(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を出力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別する一方、
前記方式により気筒が判別される毎に、前回気筒が判別されてから今回気筒が判別される間の周期を算出し、該周期の前回算出値と今回算出値との比に基づいてノイズによる気筒判別信号の誤検出を判定し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャンセルし、
かつ、クランクシャフトの回転に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前記カムセンサからの気筒判別信号のみによる気筒判別を行なうことを特徴とするエンジンの気筒判別装置。
【請求項２】
クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を出力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別する一方、
前記方式により気筒が判別される毎に、前回気筒が判別されてから今回気筒が判別される間の周期を算出し、該周期の前回算出値と今回算出値との比（今回算出値／前回算出値）が、しきい値より小さいときに、ノイズによる気筒判別信号の誤検出と判定し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャンセルすることを特徴とするエンジンの気筒判別装置。
【請求項３】
前記特定気筒以外の気筒の判別は、特定気筒が判別された直後からの被判別気筒に対応するカムセンサからの気筒判別信号の出力数により判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項４】
始動時には、前記ノイズによる気筒判別信号の誤検出の判定を禁止することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項５】
Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項６】
吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの気筒判別装置に関し、異常時等に対応した気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の気筒判別装置としては、クランク角センサからの基準クランク角信号の出力間でカムセンサから気筒数に対応する数の気筒判別信号を出力させて、気筒判別を行わせるものが知られている（特開平５−１０６５００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば６気筒エンジンでは、気筒判別信号を出力させるためのシグナルプレートに、基準クランク角信号の出力間に最大で６つの被検出部を設ける必要があるため、特に突起部を磁気式センサで検出させる構成では、シグナルプレートを小型化できないという問題があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、複数本のカムシャフトに対応して複数のカムセンサを設け、クランク角センサから基準クランク角位置を検出するための信号が出力される間に、複数のカムセンサから出力される信号の数の組み合わせにより、シグナルプレートに設ける被検出部の数が少なくても気筒判別が行えるようにした気筒判別装置を提案した。
【０００５】
また、上記気筒判別装置において、クランク角センサが故障した場合でも気筒判別を行えるように、各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別するバックアップ制御についても提案した。
【０００６】
しかしながら、上記バックアップ制御時にノイズの混入によって正しい気筒判別が行えなくなる可能性があることが判明した。
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、カムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行なう場合に、ノイズ混入による誤判別を検出できるようにしたエンジンの気筒判別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を出力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別する一方、
前記方式により気筒が判別される毎に、前回気筒が判別されてから今回気筒が判別される間の周期を算出し、該周期の前回算出値と今回算出値との比に基づいてノイズによる気筒判別信号の誤検出を判定し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャンセルし、
かつ、クランクシャフトの回転に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前記カムセンサからの気筒判別信号のみによる気筒判別を行なうことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る発明によると、
カムセンサの気筒判別信号の出力間における別のカムセンサからの気筒判別信号の出力数を、所定の出力間でそれ以外の出力間とは相違させておくことにより、該出力数の相違によって特定気筒をそれ以外の気筒とは区別して判別することができる。
【０００９】
しかし、ノイズ混入時には、該ノイズを気筒判別信号と誤検出して誤った気筒判別を行ってしまうことがある。ノイズを気筒判別信号と誤検出した場合には、正常時より早いタイミングで気筒が判別されるので、気筒が判別される毎の周期を計測し、該周期の前回算出値と今回算出値との比がノイズ混入時には正常時に対してずれた値となる。
【００１０】
そこで、前記の比に基づいてノイズによる気筒判別信号の誤検出を判定し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャンセルすることで、気筒の誤判別に基づく点火時期制御不良等を回避して安定した制御を確保することができる。
【００１１】
また、クランク角センサの正常時は、該クランク角センサから出力されるクランク角信号に基づいて高精度に基準クランク角位置を検出しつつ、該基準クランク角位置とカムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別が行なわれ、一方、クランク角センサの異常時は、前記複数のカムセンサからの気筒判別信号のみに基づいて気筒判別が行なわれ、必要なエンジン制御が補償される。
また、請求項２に係る発明は、
クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を出力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別する一方、
前記方式により気筒が判別される毎に、前回気筒が判別されてから今回気筒が判別される間の周期を算出し、該周期の前回算出値と今回算出値との比（今回算出値／前回算出値）が、しきい値より小さいときに、ノイズによる気筒判別信号の誤検出と判定し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャンセルすることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明によると、
ノイズを気筒判別信号と誤検出した場合には、正常時より早いタイミングで気筒が判別されるので、今回算出値／前回算出値が正常時より小さな値となる。そこで、今回算出値／前回算出値がしきい値と比較し、しきい値より小さいときに、ノイズによる気筒判別信号の誤検出と判定することで、正確に判定することができる。
また、請求項３に係る発明は、
前記特定気筒以外の気筒の判別は、特定気筒が判別された直後からの被判別気筒に対応するカムセンサからの気筒判別信号の出力数により判別することを特徴とする。
請求項３に係る発明によると、
特定気筒の判別を確定する気筒判別信号の後から、所定のカムセンサから出力される気筒判別信号の出力数を特定気筒以外の各気筒に対応させておくことにより、該出力数に基づいて、特定気筒以外の各気筒を判別することができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、
始動時には、前記ノイズによる気筒判別信号の誤検出の判定を禁止することを特徴とする。
請求項４に係る発明によると、
始動時は回転変動が大きく、前記ノイズ混入検出用の比に基づく判定では、正常でもノイズ混入と誤判定する可能性が大きいので、、始動時にはノイズによる気筒判別信号の誤検出の判定を禁止することにより、判定の信頼性が高められる。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、
Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
請求項５に係る発明によると、
Ｖ型エンジンの一方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、他方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００１６】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
また、請求項６に係る発明は、
吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明によると、
吸気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、排気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００１８】
このようにすれば、請求項５に係る発明と同様、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は実施の形態における内燃機関のシステム構成図である。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は６気筒Ｖ型エンジンであり、各バンク毎に吸気側カムシャフト２ａ，２ｂ及び排気側カムシャフト３ａ，３ｂを備える。
【００２０】
そして、各バンクの吸気側カムシャフト２ａ，２ｂそれぞれにシグナルプレート４，５がそれぞれ軸支され、各シグナルプレート４，５に形成される突起部（図示省略）をそれぞれに検出して気筒判別信号Phase1，Phase2を出力する磁気式の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７が設けられる。
但し、各バンクの排気側カムシャフト３ａ，３ｂそれぞれに第１カムセンサ６、第２カムセンサ７を設けてもよいし、一方のバンクの吸気側カムシャフト２ａ及び排気側カムシャフト３ａに第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を設置する構成であっても良い。
【００２１】
また、クランクプーリに取り付けられたシグナルプレート８に形成される突起部（図示省略）を検出して単位角度毎のポジション信号ＰＯＳを出力する磁気式のクランク角センサ９が設けられる。
前記第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の検出信号はコントロールユニット１０に入力され、気筒判別機能を有するコントロールユニット１０は前記検出信号に基づき気筒判別を行い、該気筒判別結果に基づいてエンジンにおける燃料噴射や点火を制御する。また、クランクシャフトに対する吸気側、排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで作動角一定のままバルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置及び排気バルブタイミング制御装置を備え、前記検出信号に基づき吸気側カムシャフトの前記回転位相を検出し、前記回転位相をフィードバック制御する。なお、排気側カムシャフトの回転位相は、図外の別のセンサによる検出信号に基づき検出される。
【００２２】
前記吸気バルブタイミング制御装置及び排気バルブタイミング制御装置は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を変化させることで、作動角一定のまま吸気弁または排気弁のバルブタイミングを変化させるものである。
前記バルブタイミング制御装置として、本実施形態ではベーン式の装置を使用する。以下、該ベーン式の吸気バルブタイミング制御装置の構成および作動を、図２に基づいて説明する。排気バルブタイミング制御装置についても構造的には同様であるが、比作動時の初期位置に対する進遅角の制御方向が反対となる。
【００２３】
図２において、吸気バルブタイミング制御装置４０は、クランクシャフト（図示省略）によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、カムシャフト４１の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。
【００２４】
前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。
【００２５】
前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。
前記回転部材５３は、カムシャフト４１の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
【００２６】
前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。
前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
【００２７】
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。
【００２８】
前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。
前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
【００２９】
コントロールユニット２０は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出される。
【００３０】
従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気弁の開時期が遅くなり、排気弁とのオーバーラップが小さくなる。
一方、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。
【００３１】
このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気弁の開時期が早くなり（進角され）、排気弁とのオーバーラップが大きくなる。
前記コントロールユニット２０は、カムスプロケット５１とカムシャフトとの回転位相（進角量）の検出値と、運転状態に応じて設定した目標値（目標進角量）とを一致させるためのフィードバック補正分ＰＩＤＤＴＹを比例・積分・微分（ＰＩＤ）動作によって設定し、所定のベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹ（中立制御値）とフィードバック補正分ＰＩＤＤＴＹとの加算結果を最終的なデューティ比ＶＴＣＤＴＹとし、該デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制御信号を電磁アクチュエータ９９に出力する。
【００３２】
つまり、前記回転位相を遅角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＰＩＤＤＴＹによりデューティ比が減少され、オイルポンプ９７から圧送された作動油が遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油がオイルパン９６内に排出されるようになり、逆に、前記回転位相を進角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＰＩＤＤＴＹによりデューティ比が増大され、作動油が進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油がオイルパン９６に排出されるようになる。そして、前記回転位相を現状の状態に保持する場合には、前記フィードバック補正分ＰＩＤＤＴＹの絶対値が減ることで、ベースデューティ比付近のデューティ比に戻るよう制御される。
【００３３】
但し、吸気バルブタイミング制御装置４０（または排気バルブタイミング制御装置）は、上記構成のベーン式装置に限定するものではなく、他の構成でバルブタイミングを可変とする装置であっても良いし、また、バルブタイミングと共に、又は、バルブタイミングを変化させることなくバルブリフト及び／又は作動角を可変とする装置であっても良い。
【００３４】
図３は、上記６気筒Ｖ型エンジンにおける第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の出力特性を示すものであり、ポジション信号ＰＯＳは、気筒間の行程位相差に相当する１２０°ＣＡ毎に歯抜けを生じるように構成され、該歯抜け位置を検出することで基準クランク角位置が検出される。
一方、気筒判別信号Phase1は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で０、＃２−＃３の基準クランク角位置間で１つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で０、＃４−＃５の基準クランク角位置間で１つ、＃５−＃６の基準クランク角位置間で２つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で２つ、出力されるようになっている。
【００３５】
また、気筒判別信号Phase2は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で１つ、＃２−＃３の基準クランク角位置間で２つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で２つ、＃４−＃５の基準クランク角位置間で０、＃５−＃６の基準クランク角位置間で１つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で０、出力されるようになっている。
【００３６】
従って、気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせは、図４に示すように６パターンとなり、いずれの組み合わせであるかを判別することで、６気筒それぞれについて気筒判別が可能である。
次に、基準クランク角位置間の気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせによる気筒判別制御をフローチャートに従って詳細に説明する。
【００３７】
図５のフローチャートは、気筒判別信号Phase1の出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ１では、気筒判別信号Phase1の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT1を１アップさせる。
次のステップＳ２では、カウンタPHCNT1が１であるか否かを判別することで、基準クランク角位置後の先頭の気筒判別信号Phase1であるか否かを判別する。
【００３８】
そして、カウンタPHCNT1が１である場合には、ステップＳ３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase1までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
図６のフローチャートは、気筒判別信号Phase2の出力毎に割り込み実行されるようになっており、図５のフローチャートと同様に、ステップＳ１１で気筒判別信号Phase2の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT2を１アップさせると（計数手段）、次のステップＳ１２では、カウンタPHCNT2が１であるか否かを判別し、カウンタPHCNT2が１である場合には、ステップＳ１３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase2までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
【００３９】
図７のフローチャートは、ポジション信号ＰＯＳの出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ２１では、ポジション信号ＰＯＳの出力周期ＴＰＯＳの前回値ＴＰＯＳｚにセットし、次のステップＳ２２では、最新周期ＴＰＯＳを求める。
ステップＳ２３では、周期比ratio＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚを演算し、ステップＳ２４では、前記周期比ratioが判定レベルを超えているか否かを判別することで歯抜け部分であるか否かを判別する。
【００４０】
周期比ratioが判定レベル以下であればそのまま本ルーチンを終了させるが、周期比ratioが判定レベルを超えていると判断されたときには、ステップＳ２５で基準クランク角位置の判定を行う。
ステップＳ２６では、前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数のカウンタPHCNT1,PHCNT2に基づき、図４に示したようなテーブルを参照することで、気筒判別（今回の基準クランク角位置に対応する気筒の判別）を行わせる。
【００４１】
ステップＳ２７では、前記カウンタPHCNT1,PHCNT2をクリアし、次の基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数がカウントされるようにする。
次に、クランク角センサに故障を生じた場合の本発明にかかるバックアップ制御について説明する。
【００４２】
図８は、クランク角センサの故障診断及び故障時のバックアップ制御開始までのルーチンを示すフローチャートである。
ステップＳ３１では、気筒判別信号Phase1，Phase2の入力があるのにポジション信号ＰＯＳが入力されていない状態が所定期間継続しているか否かによって、クランク角センサ９の故障（断線）の有無を判定する。
【００４３】
上記状態が継続していると判定されたときは、ステップＳ３２においてクランク角センサが故障していると診断し、燃料カット、点火中止などのフェールセーフ制御を開始すると共に、吸排気バルブタイミング制御装置により吸気側カムシャフト２ａ，２ｂをクランクシャフトに対して最も遅角するクランク角位置まで相対回転させるとともに排気側カムシャフト３ａ，３ｂをクランクシャフトに対して最も進角するクランク角位置まで相対回転する制御を開始する。
【００４４】
前記故障診断後、ステップＳ３３で更に所定のＮＧ判定ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３４でＮＧ診断結果を記憶する。具体的には、ミルランプの点灯などを行なう。
ステップＳ３５で、更に本発明に係るバックアップ制御の開始前に所定のバックアップ開始ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３６で該バックアップ制御を開始する。即ち、吸気側カムシャフトが進角され、あるいは排気側カムシャフトが遅角された位置でバックアップ制御を開始してしまうと、アイドル運転でノッキングを生じるなどの問題が懸念されるので前記吸排気バルブタイミング制御が完全に終了するのを待ってから、バックアップ制御を開始する。
【００４５】
以下、上記バックアップ制御について説明する。
前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力特性は、第１カムセンサ６から＃２−＃３の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1と、＃４−＃５の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1との間の最長の区間において、第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phase2が３つ以上出力され（カムシャフト間の回転位相制御時における過渡的な位相ずれにより３つ又は４つ出力される）、それ以外の気筒判別信号Phase1出力間では、気筒判別信号Phase2が３つ未満出力されるように設定されている。同様に、第２カムセンサ７から＃５−＃６の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2と、＃１−＃２の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2との間の最長の区間において、第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1が３つ以上出力され、それ以外の気筒判別信号Phase2出力間では、気筒判別信号Phase1が３つ未満出力されるように設定されている（図３参照）。
【００４６】
上記特性に基づいて、バックアップ制御が図９のタイムチャートに示すように実行される。
第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1の出力毎にカウントアップし、第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phase2の出力によってクリアされるカウンタＢＣＡＭＣＮＴ１を設ける一方、第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phase2の出力毎にカウントアップし、第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1の出力によってクリアされるカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２を設ける。つまり、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１は、気筒判別信号Phase2の出力間における気筒判別信号Phase1の出力数をカウントし、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２は、気筒判別信号Phase1の出力間における気筒判別信号Phase2の出力数をカウントする機能を有する。そして、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が３以上となったときは、その区間の終了時点、即ち＃４−＃５の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1が出力された時点を、＃５気筒の基準クランク角位置として検出する。同様に、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウント値が３以上となったときは、その区間の終了時点、即ち＃１−＃２の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2が出力された時点を、＃２気筒の基準クランク角位置として検出する(図１０（Ａ）参照)。
【００４７】
また、上記２つの特定気筒（＃５及び＃２気筒）のうち、いずれかが判別された後、これら特定気筒以外の気筒については、以下のように判別する。即ち、気筒判別信号Phase1の出力毎にカウントアップし、＃５気筒が検出されるタイミングでクリアされるカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１と、気筒判別信号Phase2の出力毎にカウントアップし、＃２気筒が検出されるタイミングでクリアされるカウンタＢＲＥＦＣＡＭ２とを設け、これらカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１又はカウンタＢＲＥＦＣＡＭ２のカウント値によって気筒判別を行う。具体的には、＃５気筒の検出後にカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１のカウント値が１になったときに＃６気筒、３になったときに＃１気筒と順次判別し、さらに＃２気筒の検出後にカウンタＢＲＥＦＣＡＭ２のカウント値が１になったときに＃３気筒、３になったときに＃４気筒と順次判別する（図１０（Ｂ）参照）。
【００４８】
次に、上記バックアップ制御を、フローチャートに従って詳細に説明する。
図１１のフローチャートは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号Phase1の出力毎に割込み実行されるようになっており、ステップＳ４１では、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１及びカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１を、それぞれカウントアップする。
【００４９】
ステップＳ４２では、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が３以上か否かを判定する。
前記カウント値が３未満の時は、ステップＳ４３で初回判定フラグＣＹＬＢＵが０（バックアップ制御開始時の初期値＝０）か否かを判定する。
フラグＣＹＬＢＵが０のときは、いずれかの特定気筒の最初の判別が完了しておらず、したがって、それ以外の気筒の判別も行なえないので、ステップＳ４４でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２をリセットした後、このフローを終了する。
【００５０】
また、ステップＳ４２でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が３以上と判定されたときは、ステップＳ４５で＃５気筒であるとの気筒判別を行う。なお、この判別時点が、＃５気筒における基準クランク角位置となり、これに基づいて点火時期制御、燃料噴射制御などが行なわれる（以下同様）。
次いでステップＳ４６で、前記初回判定フラグＣＹＬＢＵを１にセットし、前記カウンタＢＲＥＦＣＡＭ１をリセットした後、前記ステップＳ４４でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２をリセットして、このフローを終了する。
【００５１】
また、このようにして＃５気筒の判別が行なわれて（又は後述する＃２気筒の判別が先に行なわれて）初回判定フラグＣＹＬＢＵが１にセットされた後は、ステップＳ４７でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウント値が１であるか否かを判定し、１のときは、ステップＳ４８で＃６気筒であるとの気筒判別を行なう。また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウント値が１でない場合は、ステップＳ４９で該カウント値が３であるか否かを判定し、３のときは、ステップ５０で＃１気筒であるとの気筒判別を行なう。そして、これらの気筒判別後、前記ステップＳ４４を経てこのフローを終了する。
【００５２】
また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウント値が１、３以外と判定されたときは、前記ステップＳ４４を経てこのフローを終了する。
一方、図１２のフローチャートは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号Phase2の出力毎に割込み実行されるようになっており、図１１と同様にして、まず、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が３以上のときに＃２気筒を判別し、次いでカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が１、３であるときに、順次＃３気筒、＃４気筒を判別する。
【００５３】
ところで、前記バックアップ制御においてノイズが混入すると、ノイズを気筒判別信号と誤検出して、気筒を誤判別してしまう可能性がある。
例えば、図１５に示すように、タイミングａで発生したノイズを気筒判別信号Phase1と誤検出すると、まず、このタイミングを基準クランク角位置として判別する。そして、前回の正しい気筒判別信号Phase1が出力されてから前記ノイズが気筒判別信号Phase1として誤検出されるまでに、気筒判別信号Phase2が３回入力したと判断して＃５気筒と誤判別し、その時点で＃４気筒が強制的に点火されると共に、直ぐに＃５気筒の点火回路への通電開始され、所定時間後通電が遮断されて＃５気筒が点火される（図示タイミングｂ）。また、その後、正しい気筒判別信号Phase1が出力されたときに、＃６気筒と誤判別し（正しくは＃５気筒）、同様にして直後に＃６気筒の点火回路への通電開始され（図示タイミングｃ）、所定時間後通電が遮断されて＃６気筒が点火される（図示タイミングｄ）。このように、基準クランク角位置ＲＥＦが１２０°ずれて検出されてしまうため、＃５気筒、＃６気筒は通電開始、点火タイミングが１２０°も過進角されてしまい、運転性が損なわれてしまい、エンストを生じる可能性がある。なお、各気筒の点火回路への通電開始タイミング（ＣＹＬＤＷＬ）及び通電終了による点火タイミング（ＣＹＬＡＤＶ）は、それぞれ気筒判別された基準クランク角位置ＲＥＦから所定期間後に設定される。
【００５４】
そこで、このような事態の発生を回避するため、本発明に係る制御として、前記バックアップ制御と平行して、ノイズ混入による気筒判別信号の誤検出による気筒の誤判別を防止するフェールセーフ制御を行う。
図１３は、上記フェールセーフ制御のフローチャートを示す。このフローは、気筒判別信号Phase1または気筒判別信号Phase2による割り込み発生毎に実行される。したがって、前記バックアップ制御時にノイズが混入して気筒判別信号Phase1または気筒判別信号Phase2として誤検出されるときは、本フローも実行されることとなる。
【００５５】
ステップＳ７１では、前記バックアップ制御中であるか否かを、フラグｆＣＳＢＵＰＯＳの値（バックアップ制御中のとき１）によって判別する。
フラグｆＣＳＢＵＰＯＳ＝１でバックアップ制御中と判定されたときは、ステップＳ７２へ進んで、始動時（クランキング時）か否かを判別する。これは、始動時は、後述する比ＴＲＥＦＣＰが小さくなってノイズ混入を誤検出する可能性が高いためである。
【００５６】
始動時でないと判別されたときはステップＳ７３へ進み、今回の気筒判別信号Phase1または気筒判別信号Phase2に基づいて気筒が判別されたか（所定気筒の基準クランク角位置が検出されたか）否かを判定する。
気筒判別されたと判定されたときは、ステップＳ７４へ進み、カウンタによって計測された前回気筒判別されてから今回気筒判別されるまでの周期を読み込み、今回算出値ＴＲＥＦＮとしてセットする。また、前回同様にして計測された周期を前回算出値ＴＲＥＦＯとして置き換え、かつ、前記カウンタをリセットして新たにカウントを開始させる。
【００５７】
ステップＳ７５では、前記周期の今回算出値ＴＲＥＦＮと前回算出値ＴＲＥＦＯとの比ＴＲＥＦＣＰ（＝ＴＲＥＦＮ／ＴＲＥＦＯ）を算出する。
ステップＳ７６では、前記比ＴＲＥＦＣＰがしきい値ＴＲＥＦＣＰＳＬより小さいか否かを判定する。ここで、前記しきい値ＴＲＥＦＣＰＳＬは、通常運転時（始動時を除く）で前記比ＴＲＥＦＣＰが最も小さくなるときの値より小さくする。具体的にはニュートラル位置での空吹かし時の値（０．８程度）より小さくしてノイズ混入と誤判定することを防止する。また、ノイズ混入により前記バックアップ制御で点火時期が進角された場合でも、該進角量が問題とならない場合は、点火させた方が好ましい。具体的には、周期比がＴＲＥＦＮ／ＴＲＥＦＯ＝８０／１２０＝０．６７程度に対応する進角量程度までは点火させてもあまり問題無いが、これより小さくなると問題となる。したがって、少し余裕を持たせて例えば０．７程度に設定する（図１４参照）。
【００５８】
そして、ステップＳ７６で比ＴＲＥＦＣＰがしきい値ＴＲＥＦＣＰＳＬより小さいと判定されたときは、ステップＳ７７へ進んでＣＹＬＣＳ＝０として前記バックアップ制御による気筒判別結果をキャンセルする。このとき、気筒判別結果に基づく点火制御等は行われない。
また、ステップＳ７６で比ＴＲＥＦＣＰがしきい値ＴＲＥＦＣＰＳＬ以上と判定されたときは、ステップＳ７８へ進み、前記バックアップ制御による気筒判別結果を確定する。
【００５９】
なお、ノイズ混入を検出して気筒判別結果をキャンセルして該気筒判別結果に対応する点火制御を停止しても、その後ノイズの混入がなければ、直ぐに正常なバックアップ制御に復帰して正常な気筒判別結果に基づく点火制御等を復帰できる。
図１６は、前記同様の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を、直列６気筒エンジン１の吸気側カムシャフト２と排気側カムシャフト３に設けた第２の実施の形態を示す。気筒判別制御については、第１の実施の形態と同様にして実行される。
【００６０】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避しつつ、クランク角センサの異常時には、前記２つのカムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行ってフェールセーフ制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるＶ型６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【図２】実施形態におけるベーン式バルブタイミング制御装置を示す断面図。
【図３】上記Ｖ型６気筒エンジンにおける検出信号の出力特性を示すタイムチャート。
【図４】図３の出力特性における気筒判別パターンを示す図。
【図５】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1のカウント処理を示すフローチャート。
【図６】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase2のカウント処理を示すフローチャート。
【図７】気筒判別信号Phase1，Phase2のカウント値に基づく気筒判別処理を示すフローチャート。
【図８】クランク角センサの故障診断とバックアップ制御開始までのフローチャート。
【図９】上記バックアップ制御の様子を示すタイムチャート。
【図１０】上記バックアップ制御時の気筒判別パターンを示す図。
【図１１】上記バックアップ制御の気筒判別信号Phase1の割込みによるカウント処理を示すフローチャート。
【図１２】上記バックアップ制御の気筒判別信号Phase2の割込みによるカウント処理を示すフローチャート。
【図１３】上記バックアップ制御と平行して実行される本発明に係る制御を示すフローチャート。
【図１４】同上制御の周期比のしきい値を説明するための図。
【図１５】上記制御を実行しない場合のノイズ混入時の様子を示すタイムチャート。
【図１６】第２の実施の形態における直列６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン
２ａ，２ｂ…吸気側カムシャフト
３…排気側カムシャフト
６…第１カムセンサ
７…第２カムセンサ
９…クランク角センサ
１０…コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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