(57)【要約】【課題】制御演算部と駆動回路部の間のシリアル通信の通信負荷を低減することができる新規な内燃機関の制御装置を提供することにある。【解決手段】駆動回路部に気筒判別部を設け、制御演算部から駆動回路に伝送された燃料噴射信制御信号や点火制御信号を基に気筒判別部の気筒判別信号によって気筒毎の燃料噴射信号や点火信号を生成する構成とした。これによれば、駆動回路に気筒判別演算部を備えることで、シリアル通信の通信負荷を低減することができるようになる。【選択図】図１
2017020448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備える内燃機関の動作状態量に基づき燃料噴射制御及び点火制御を行なうための制御信号を演算する制御演算部と、前記内燃機関の夫々の前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁及び夫々の前記気筒内の混合気に点火する火花点火装置に制御信号を供給する駆動回路部と、前記制御演算部で求められた前記制御信号を前記駆動回路部にシリアル通信によって伝送するシリアル通信線を備えた内燃機関の制御装置において、
前記駆動回路部には気筒判別部が設けられており、前記駆動回路部は、前記制御演算部から前記駆動回路部に伝送された燃料噴射信制御信号及び点火制御信号を基に、前記気筒判別部の気筒判別信号によって前記気筒毎の前記燃料噴射制御信号及び前記点火制御信号を生成することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記駆動回路部には、
前記制御演算部からの前記燃料噴射制御信号及び前記点火制御信号がセットされる燃料噴射用レジスタと点火用レジスタと、前記燃料噴射用レジスタと接続され、かつ前記複数の燃料噴射弁に接続された燃料噴射用の気筒選択スイッチと、前記点火用レジスタと接続され、かつ前記複数の火花点火装置に接続された点火用の気筒選択スイッチとが設けられ、
前記気筒判別部からの気筒判別信号に基づき、前記燃料噴射用の気筒選択スイッチと前記点火用の気筒選択スイッチが前記気筒のいずれかを選択することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
複数の気筒を備える内燃機関の動作状態量に基づき燃料噴射制御及び点火制御を行なうための制御信号を演算する制御演算部と、前記内燃機関の夫々の前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁及び夫々の前記気筒内の混合気に点火する火花点火装置に制御信号を供給する駆動回路部と、前記制御演算部で求められた前記制御信号を前記駆動回路部にシリアル通信によって伝送するシリアル通信線を備えた内燃機関の制御装置において、
前記駆動回路部にはシリアル通信の異常を検出するシリアル通信異常検出部、気筒判別部、及びフェイルセーフ用パルス出力部が設けられており、前記シリアル通信異常検出部が前記シリアル通信線の通信異常を検出すると、前記気筒判別部の気筒判別信号に基づいて前記フェイルセーフ用パルス出力部から前記気筒毎の燃料噴射制御信号及び点火制御信号を生成することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記駆動回路部には、
前記制御演算部からの前記燃料噴射制御信号及び前記点火制御信号がセットされる燃料噴射用レジスタと点火用レジスタとが設けられ、
前記シリアル通信異常検出部が前記シリアル通信線の通信異常を検出すると、前記フェイルセーフ用パルス出力部から前記気筒毎の燃料噴射制御信号及び点火制御信号が前記燃料噴射用レジスタと前記点火用レジスタセットされ、
前記燃料噴射用レジスタと接続され、かつ前記複数の燃料噴射弁に接続された燃料噴射用の気筒選択スイッチと、前記点火用レジスタと接続され、かつ前記複数の火花点火装置に接続された点火用の気筒選択スイッチとが設けられ、
前記気筒判別部からの気筒判別信号に基づき、前記燃料噴射用の気筒選択スイッチと前記点火用の気筒選択スイッチが前記気筒のいずれかを選択する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記気筒判別部には、前記内燃機関のカム軸に設けられたカム角センサの角度信号が入力されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の点火制御や燃料噴射制御等を実行する内燃機関の制御装置に係り、特に制御量を演算する制御量演算部で演算された制御量がシリアル通信を用いて操作機器の駆動信号を生成する駆動回路部に伝送される内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置においては、内燃機関の動作状態を検出し、この検出された動作状態量を用いて所定の演算を行って各種の制御量を求め、求められた制御量に基づいて内燃機関の動作状態を制御するようにしている。例えば、点火制御や燃料噴射制御においては、吸入空気量、機関温度、機関回転数等の動作状態量から燃料噴射量や噴射時期或いは/及び点火時期や通電角等の制御量を求め、これらの燃料噴射量や噴射時期或いは/及び点火時期や通電角等をシリアル通信で駆動回路に伝送してレジスタにセットし、レジスタにセットされた制御量に対応して燃料噴射弁や点火コイルに駆動信号を供給している。
【０００３】
このように、制御量演算部と駆動回路部をシリアル通信線で接続して制御量情報を伝送すると、アナログ通信に比べて通信線の本数を減らすことができ、制御量演算部と駆動回路部のピン数の低減や基板の設置面積の低減を図ることができるので、制御装置の全体的な製品コストを低減することができる。
【０００４】
このようなシリアル通信を用いた内燃機関の制御装置は、例えば、特開２００１４-１２７０７８号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１には火花点火装置、燃料噴射装置、燃料ポンプ、電子スロットル等の操作機器の制御量を、シリアル通信で駆動回路に伝送しており、駆動回路は伝送されてきた制御量に基づいて操作機器の駆動信号を生成して操作機器を駆動、制御するようにしている。
【０００５】
この特許文献１以外にも多くのシリアル通信を利用した内燃機関の制御装置が提案されているが、ここではこれ以上の説明は省略する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４-１２７０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１においては、気筒毎の点火制御や気筒毎の燃料噴射制御に必要な気筒判別信号についても、シリアル通信線を介して駆動回路に伝送する構成を採用している。このように、気筒を判別する気筒判別信号もシリアル通信で伝送されることになるため、シリアル通信の通信負荷が大きくなる恐れがある。通信負荷が大きくなると、高速動作する通信インタフェースが必要となり、これによって製品コストを更に引き上げるという新たな課題を生じる。
【０００８】
また、シリアル通信に通信異常が発生すると、駆動回路は点火制御や燃料噴射制御に必要な制御量を制御演算部から受け取れない恐れがある。一般的には制御装置に異常が生じた場合は、気筒判別信号にしたがって、所定のクランク角度（固定の角度）で燃料噴射や点火を実行するバックアップ制御が起動される。しかしながら、シリアル通信に異常が発生すると、このバックアップ制御による気筒信号を含む制御信号が駆動回路に供給されず、内燃機関が停止してしまうなどの課題も発生する。
【０００９】
したがって、制御演算部と駆動回路部の間の通信をシリアル通信とする内燃機関の制御装置においては、シリアル通信の通信負荷を低減することや、シリアル通信の異常時に内燃機関が停止するのを防ぐことが重要な開発課題となっている。
【００１０】
本発明の第１の目的は、制御演算部と駆動回路部の間のシリアル通信の通信負荷を低減することができる新規な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の第２の目的は、シリアル通信の異常時に内燃機関が停止するのを防ぐバックアップ機能を備えた新規な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴は、駆動回路部に気筒判別部を設け、制御演算部から駆動回路に伝送された燃料噴射信制御信号や点火制御信号を基に、気筒判別部の気筒判別信号によって気筒毎の燃料噴射信号や点火信号を生成する、ところにある。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、駆動回路部にシリアル通信の異常を検出するシリアル通信異常検出部、気筒判別部、及びフェイルセーフ用パルス出力部を設け、シリアル通信異常検出部がシリアル通信の異常を検出すると、気筒判別演算部の気筒判別信号に基づいてフェイルセーフ用パルス出力部から気筒毎の燃料噴射制御信号や点火制御信号を生成する、ところにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の特徴によれば、駆動回路に気筒判別部を備えることで、シリアル通信の通信負荷を低減することができるようになる。
【００１５】
本発明の第２の特徴によれば、駆動回路にシリアル通信異常検出部、気筒判別部、及びフェイルセーフ用パルス出力部を備えることで、通信異常状態になったとしても、気筒毎に燃料噴射や点火制御を実行でき、内燃機関が停止するのを回避することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の代表的な実施形態になる内燃機関の制御装置の構成図である。
【図２Ａ】図１に示す駆動回路部の動作を説明する制御フローの前半を示すフローチャート図である。
【図２Ｂ】図１に示す駆動回路部の動作を説明する制御フローの後半を示すフローチャート図である。
【図３】図１に示す駆動回路部の動作タイミングを説明するタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１８】
図１に本発明の実施形態になる内燃機関の制御装置の構成を示している。尚、本実施形態では４気筒のガソリンエンジンを示しているが、気筒数に限られず、また、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の制御装置についても適用可能である。
【００１９】
内燃機関は各気筒に燃料噴射弁１２と火花点火装置１３を備え、内燃機関の制御装置であるエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと表記する）１により制御、駆動される。尚、本実施形態では燃料噴射弁１２は各気筒に設けられた直接噴射方式の燃料噴射弁であり、気筒毎に燃料噴射が実行される。又、当然であるが、火花点火装置１３は気筒毎に設けられた点火コイル及び点火プラグから構成されており、気筒毎に点火が実行される。
【００２０】
ＥＣＵ１は、内部に制御演算部２と駆動回路部３を備えている。制御演算部２と駆動回路部３はシリアル通信線１５で接続されている。制御演算部２で求められた点火制御や燃料噴射制御に必要な制御量は、シリアル通信線１５を介して一定の周期で駆動回路部３に伝送されている。制御演算部２は、内燃機関の吸入空気量、水温、クランク角度、バッテリ電圧等の動作状態量によって、各気筒の燃料噴射弁１２と火花点火装置１３の制御量を演算している。
【００２１】
駆動回路部３は、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１を備えており、これらのレジスタ１０，１１に制御演算部２で求められた燃料制御信号や点火制御信号がシリアル通信線１５を介してセットされている。また、駆動回路部３には気筒判別部５が設けられており、この気筒判別部５にはカム角度センサ１４からの角度信号が入力されている。カム角度センサ１４は気筒を判別するためのセンサであり、本実施形態では気筒毎に幅が異なるパルス信号を出力している。尚、カム角度センサ１４の出力信号は制御演算部２にも入力されている。
【００２２】
気筒判別部５はカム角度センサ１４からの信号によって気筒を判別し、この気筒判別信号は燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８、及び火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９に送られ、気筒毎の燃料噴射弁１２と火花点火装置１３を選択するものである。また、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８は燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と接続され、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９は火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１に接続されている。
【００２３】
駆動回路部３は、フェイルセーフ用パルス出力部６を備えており、これには気筒判別部５から気筒判別信号が入力されている。フェイルセーフ用パルス出力部６は、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と接続され、更に火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１と接続され、シリアル通信の異常時にフェイルセーフ用パルス信号を入力するように構成されている。
【００２４】
また、フェイルセーフ用パルス出力部６には通信異常検出部４からの異常検出信号が入力されている。同様に、通信異常検出部４からの異常検出信号は燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０、及び火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１に入力されている。通信異常検出部４は、制御演算部２から受信した通信データが正常か否かを判定する機能を備えている。例えば、受信された通信データのビット数が異常であったり、通信データのアドレスが異常であった場合に異常と判定する。これによりシリアル通信の異常のみならず、制御演算部２が故障してデータを全く送信しない場合も検出できるようになる。
【００２５】
通信異常検出部４からの正常／異常判定結果により、燃料噴射弁通電レジスタ１０と火花点火装置通電レジスタ１１は、制御演算部２からの指令値を格納するか、フェイルセーフ用パルス出力部６からの値を格納するかを選択することができる。正常時では制御演算部２からの制御信号（指令値）を格納し、異常時ではフェイルセーフ用パルス出力部６からの制御信号（指令値）を格納する。
【００２６】
以上のような構成の制御装置において、以下に駆動回路部３の具体的な動作を説明する。ここで、図２Ａ、図２Ｂは駆動回路部３の動作を説明する制御フローチャーとであり、図３は駆動回路部３の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。そして、まず制御フローを説明した後に動作タイミングチャートを説明する。
【００２７】
図２Ａにおいて、ステップＳ２００では、まず変数の初期化を行う。ここでは、気筒判別用タイマ(CYLTMR)と、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)と、気筒判別用タイマ開始フラグ(CYL_ST)と、気筒選択スイッチ開始フラグ(SW_ST)と、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)を「０」にクリアする。これらのクリアが終了すると、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)による時間測定を開始する。
【００２８】
ステップＳ２０２では、カム角度センサ出力が「high」かどうかを判定する。「high」の場合はステップＳ２０４に進み、「low」の場合はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)を停止し、かつその状態を保持する。
【００２９】
ステップＳ２０４では、カム角度センサ出力の前回値が「low」かどうかを判定する。ここで、「low」と判定された場合、カム角度センサ出力が「low」から「high」へ切替わるポジティブエッジである。ポジティブエッジの場合はステップＳ２０５に進み、それ以外の場合は図３Ｂに示すステップＳ２１５に進む。
【００３０】
ステップＳ２０５では、気筒判別用タイマ開始フラグ(CYL_ST)が「１（＝開始後）」か否かを判定する。「１（＝開始後）」の場合はステップＳ２０７に進み、「０（＝開始前）」の場合ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)の計測を開始し、気筒判別用タイマ開始フラグ(CYL_ST)を「１（＝開始後）」とする。
【００３１】
ステップＳ２０７では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)が判定閾値Tk１以下か否か判定する。以下でも説明するが、Tkは気筒判別を行うための判定閾値であり、カム角センサ１４のパルス幅を測定して気筒判別するための閾値である。Tk１以下の場合はステップＳ２０８に進み、それ以外の場合はステップＳ２０９に進む。この状態は次の点火すべき気筒が第１気筒であることを示している。
【００３２】
ステップＳ２０８では、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８を「３」（３cyl.燃料噴射弁)に切り替え、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９を「１」（１cyl.火花点火装置)に切り替える。したがって、この状態では次の第１気筒で点火が実行され、第３気筒で燃料噴射が実行されることになる。
【００３３】
ステップＳ２０９では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)が判定閾値Tk２以下か否か判定する。Tk2以下の場合はステップＳ２１０に進み、それ以外の場合はステップＳ２１１に進む。この状態は次の点火すべき気筒が第２気筒であることを示している。
【００３４】
ステップＳ２１０では、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８を「１」（１cyl.燃料噴射弁)に切り替え、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９を「２」（２cyl.火花点火装置)に切り替える。したがって、この状態では次の第２気筒で点火が実行され、第１気筒で燃料噴射が実行されることになる。
【００３５】
ステップＳ２１１では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)が判定閾値Tk３以下か否か判定する。Tk3以下の場合はステップＳ２１２に進み、それ以外の場合はステップＳ２１３に進む。この状態は次の点火すべき気筒が第３気筒であることを示している。
【００３６】
ステップＳ２１２では、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８を「４」（４cyl.燃料噴射弁)に切り替え、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９を「３」（３cyl.火花点火装置)に切り替える。したがって、この状態では次の第３気筒で点火が実行され、第４気筒で燃料噴射が実行されることになる。
【００３７】
ステップＳ２１３では、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８を「２」（２cyl.燃料噴射弁)に切り替え、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)９を「４」（４cyl.火花点火装置)に切り替える。したがって、この状態では次の第４気筒で点火が実行され、第２気筒で燃料噴射が実行されることになる
以上の通り、ステップＳ２０７〜ステップＳ２１３までを実行することによって燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８と 燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)９を順次切り替えていくことができる。
【００３８】
ステップＳ２１４では、気筒判別用タイマ(CYLTMR)をクリアし、気筒選択スイッチ開始フラグ(SW_ST)を「１（＝開始後）」とする。
【００３９】
ステップＳ２１４ａでは、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)が異常継続閾値Tng未満かどうかを判定する。異常継続閾値Tng未満の場合はステップＳ２１４ｂに進み、異常継続閾値Tngを越えている場合はステップＳ２１４ｃに進む。
【００４０】
ステップＳ２１４ｂでは、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)を停止し、ステップＳ２１４ｃでは、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)をクリア後、時間計測を開始する。更に、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１にそれぞれ「１(＝通電許可)」をセットする。
【００４１】
次に、これに続いて図２Ｂに示す制御フローが実行される。ステップＳ２１５では、シリアル通信でデータを受信したか否かを判定する。受信した場合はステップＳ２１６に進み、受信していない場合はステップＳ２２７に進む。
【００４２】
ステップＳ２１６では、通信異常検出部４が受信データを正常判定したか否かを判定する。正常判定した時はステップＳ２１７に進み、正常と判定していない場合はステップＳ２２７に進む。
【００４３】
ステップＳ２１７では、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)をクリアし、続くステップＳ２１８では、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と火花点火装置通電レジスタ(INJREG)９に、制御演算部２からの制御信号（指令値）をセットする。
【００４４】
ステップＳ２１９では、気筒選択スイッチ開始フラグ(SW_ST)が「１(＝開始後)」か否かを判定する。このステップＳ２１９で「１（＝開始後）」と判定された場合はステップＳ２２１に進み、「１（＝開始後）」と判定されない場合はステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０では、燃料噴射弁１２と火花点火装置１３の両方を非通電とする。
【００４５】
ステップＳ２２１では、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０が「1(＝通電許可)」か否かの判定を行う。「1(＝通電許可)」の場合はステップＳ２２２に進み、「1(＝通電許可)」でない場合はステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２２では燃料噴射弁１２に通電を行い、ステップＳ２２３では燃料噴射弁１２に通電を行わない。これらの処理が終了するとステップＳ２２４に進む。
【００４６】
ステップＳ２２４では、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１が「1(＝通電許可)」か否かの判定を行う。「1(＝通電許可)」の場合はステップＳ２２５に進み、「1(＝通電許可)」でない場合はステップＳ２２６に進む。ステップＳ２２５では火花点火装置１３に通電を行い、ステップＳ２２６では火花点火装置１３に通電を行わない。
【００４７】
一方、ステップＳ２１５でシリアル通信を受信していない、及びステップＳ２１６で通信異常検出部４が異常を検出したと判断されていると、ステップＳ２２７では、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)が異常継続閾値Tng未満か否か判定する。異常継続閾値Tng未満の場合はステップＳ２１９に進み、異常継続閾値Tngを越えている場合はステップＳ２２８に進む。
【００４８】
ステップＳ２２８では、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)が噴射閾値Tinj以上か否かを判定する。噴射閾値Tinj以上の場合はsteppeＳ２２９に進み、噴射閾値Tinj未満の場合はステップＳ２３１に進む。ステップＳ２２９では、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０に「０(＝通電禁止) 」をセットする。
【００４９】
また、ステップＳ２３１では、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)が点火閾値Tign以上か否かを判定する。点火閾値Tign以上の場合はステップＳ２３２に進み、点火閾値Tign未満の場合はステップＳ２１９に進む。ステップＳ２３２では、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１に「０(＝通電禁止)」をセットする。この処理が終了すると上述したステップS２１９に進むことになる。
【００５０】
以上の処理が終了するとリターンに抜け、次の起動タイミングが到来すると再び上述の制御フローが実行されるものである。
【００５１】
次に、上述した制御フローの実行による駆動回路部の動作状態についてタイミングチャートを用いて説明する。
【００５２】
図３においては、時間の進行に対応して説明する。先ず、時刻Ｔ３００から制御が開始されたとする。この時、気筒判別用タイマ(CYLTMR)と、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)と、気筒判別用タイマ開始フラグ(CYL_ST)と、気筒選択スイッチ開始フラグ(SW_ST)と、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)が「０」にクリアされる。その後、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)が時間計測を開始する、これは図２ＡのステップＳ２００に対応する動作である。
【００５３】
そして、時刻Ｔ３００から時刻Ｔ３０１の区間は、カム角度センサ出力が「low」のため、気筒判別用タイマ(CYLTMR)は「０」を保持する。これは図２ＡのステップＳ２０３に対応する動作である。
【００５４】
また、シリアル通信でデータを受信（図２ＢのステップＳ２１５に対応する)し、通信異常検出部４が受信データを正常判定(図２ＢのステップＳ２１６に対応する)しているため、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)は、正常判定ごとにクリアされる。これは図２ＢのステップＳ２１７に対応する動作である。
【００５５】
また、気筒選択スイッチ開始フラグ(SW_ST)が「０（＝開始前）」のため、燃料噴射弁の出力と火花点火装置の出力は、共に全気筒非通電となる。これは図２ＢのステップＳ２２０に対応する動作である。
【００５６】
時刻Ｔ３０１では、カム角度センサ信号が「low」から「high」となり（ポジティブエッジ検出）、気筒判別用タイマ(CYLTMR)での時間計測が開始され、気筒判別用タイマ開始フラグ(CYL_ST) が「０(＝開始前)」から「1(＝開始後)」となる。これは図２ＡのステップＳ２０６に対応する動作である。
【００５７】
時刻Ｔ３０２では、カム角度センサ出力が「high」から「low」となり、気筒判別用タイマ(CYLTMR)は停止され、その値が保持される。これは図２ＡのステップＳ２０３に対応する動作である。
【００５８】
時刻Ｔ３０３では、時刻Ｔ３０１と同様にカム角度センサ信号が「low」から「high」となり、気筒判別用タイマ(CYLTMR)の値がTk２＜CYLTMR≦Tk３の条件に当てはまるため、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８に「４」がセットされ、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９に「３」がセットされる。これは図２ＡのステップＳ２１２に対応する動作である。
【００５９】
時刻Ｔ３０４では、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)４には、シリアル通信線１５を経由して燃料噴射弁の制御信号（指令値）の「１（＝通電許可）」がセットされる。これは図２ＢのステップＳ２１８に対応する動作である。ここで、燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLS８W)が「４」のため、第４気筒の４cyl.燃料噴射弁に通電されるものである。これは図２ＢのステップＳ２２２に対応する動作である。
【００６０】
同様に、時刻Ｔ３０５では、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１には、シリアル通信線１５を経由して火花点火装置の制御信号（指令値）の「１（＝通電許可）」がセットされる。これは図２ＢのステップＳ２１８に対応する動作である。ここで、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９ が「３」のため、第３気筒の３cyl.火花点火装置に通電されるものである。これは図２ＢのステップＳ２２５に対応する動作である。
【００６１】
以降、気筒判別用タイマ(CYLTMR)の値がTk３、Tk１と比較され、同様の動作が繰り返されるものである。
【００６２】
このように本実施形態によれば、気筒判別部５を駆動回路部２に備えるようにしているので、料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９を、この気筒判別部５の気筒判別信号によって切り換えることができる。このため、制御演算部２から気筒判別信号を伝送する必要がなくなり、通信負荷を軽減することが可能となるものである。これによって、例えば高速動作する通信インタフェースを用いないでも良くなり、全体の製品コストの上昇を抑制できるようになる。
【００６３】
さて、上述したような動作を行っている駆動回路部３あるが、時刻Ｔ３０６で何らかの要因で異常が発生したと仮定する。この場合、以下に示すバックアップ制御が実行される。
【００６４】
時刻Ｔ３０６以降は、通信異常検出部４はシリアル通信によるデータ受信を正常判定しない(図２ＢのステップＳ２１６ではＮｏ判定)ため、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)はクリアされず、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１は、制御演算部２からの制御信号（指令値）による更新を実行しない。そして、時刻Ｔ３０７では、シリアル通信線異常が継続しているため、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)はクリアされず、異常継続閾値Tngに到達する。
【００６５】
時刻Ｔ３０８では、シリアル通信異常継続時間測定タイマ(NGTMR)の値が異常継続閾値Tngに到達しているため、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)がクリアされ、その後にフェイルセーフ用タイマ(FSTMR)の時間計測が開始される。これは図２ＢのステップＳ２１４ｃに対応する動作である。また、これと同時に燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０と火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１には、それぞれ「1（＝通電許可）」がセットされ、燃料噴射弁１２と火花点火装置１３がそれぞれ通電される。これは図２ＡのステップＳ２１４ｃに対応する動作である。
【００６６】
そして、時刻Ｔ３０９では、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)の値が点火閾値Tignに到達したため、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１には、「０（＝非通電）」がセットされ、第３気筒の３cyl.火花点火装置１３は非通電とされる。これは図２ＢのステップＳ２３２、Ｓ２２６に対応する動作である。
【００６７】
同様に、時刻Ｔ３１０では、フェイルセーフ用タイマ(FSTMR)の値が噴射閾値Tinjに到達したため、燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０には、「０（＝非通電）」がセットさ、第４気筒の４cyl.燃料噴射弁１２は非通電とされる。これは図２ＢのステップＳ２２９、ステップＳ２２３に対応する動作である。以降、各気筒において同様の動作が繰り返されるものである。
【００６８】
このように、通信異常検出部４でシリアル通信の異常を検出すると、フェイルセーフ用パルス出力部５から燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)１０、火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)１１に制御信号がセットされ、気筒判別部５によって料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)８、火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)９を切り換えることができる。したがって、通信異常状態になったとしても、気筒判別信号に基づいて燃料噴射や点火制御を実行でき、内燃機関が停止するのを回避することができるようになる。
【００６９】
以上述べた通り、本発明によれば、駆動回路部に気筒判別部を設け、制御演算部から駆動回路部に伝送された燃料噴射信制御信号や点火制御信号を基に、気筒判別部の気筒判別信号によって気筒毎の燃料噴射信号や点火信号を生成できる。したがって、駆動回路部に気筒判別部を備えることで、シリアル通信の通信負荷を低減することができるようになる。
【００７０】
また、本発明によれば、駆動回路部にシリアル通信の異常を検出するシリアル通信異常検出部、気筒判別部、及びフェイルセーフ用パルス出力部を設け、シリアル通信異常検出部がシリアル通信の異常を検出すると、気筒判別演算部の気筒判別信号に基づいてフェイルセーフ用パルス出力部から気筒毎の燃料噴射制御信号や点火制御信号を生成できる。したがって、通信異常状態になったとしても、気筒判別信号に基づいて燃料噴射や点火制御を実行でき、内燃機関が停止するのを回避することができるようになる。
【００７１】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）、２…制御演算部、３…駆動回路、４…通信異常検出部、５…気筒判別部、６…フェイルセーフ用パルス出力部、８…燃料噴射弁用気筒選択スイッチ(INCYLSW)、９…火花点火装置用気筒選択スイッチ(IGCYLSW)、１０…燃料噴射弁通電レジスタ(INJREG)、１１…火花点火装置通電レジスタ(IGNREG)、１２…燃料噴射弁、１３…火花点火装置、１４…カム角度センサ、１５…シリアル通信線。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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