(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒内にそれぞれ収容されたピストンと、ピストンの往復運動に伴い回転するクランクシャフトと、クランクシャフトが２回転する毎に１回転するカムシャフトとを備え、クランクシャフトが２回転する間に、各ピストンが１つの機関サイクルを実行するように２回往復動する内燃機関において、
クランクシャフトの回転に伴いクランクシャフトの回転角度を示すクランク信号を発生するクランク角センサと、
前記クランク信号に基づき、クランクシャフトに対して特定の判別角度範囲を設定する設定手段と、
カムシャフトが１回転する毎に、カムシャフトの所定の回転角度にそれぞれ対応して、気筒判別用の判別カム信号及び補助カム信号を含む複数のカム信号を発生するカム角センサであって、クランクシャフトが２回転する間に出現する２回の判別角度範囲のうちの一方に同期して判別カム信号を発生するとともに、判別角度範囲に同期しないタイミングで補助カム信号を発生するカム角センサと、
クランクシャフトが前記判別角度範囲にあるときに判別カム信号が発生したか否かに基づき気筒を判別する気筒判別手段と、
各気筒に対してそれぞれ燃料を噴射するための燃料噴射手段と、
内燃機関の始動に際して、前記カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
吸気バルブが各気筒にそれぞれ対応して設けられ、吸気バルブが開放されたときに、噴射燃料と空気との混合気が対応する気筒内に導入されるようになっており、前記カム角センサは、前記特定の気筒に対応する吸気バルブの開放期間の後半を除くタイミングでカム信号を発生するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記カム角センサは、
カムシャフトと一体回転するカムロータであって、同ロータの回転方向に沿って所定間隔をおいて設けられた気筒判別用の判別指標及び補助指標を有するカムロータと、
カムロータと対向するよう配置され、そのカムロータが回転したとき、判別指標及び補助指標にそれぞれ対応して前記判別カム信号及び補助カム信号を発生するカム信号発生器と
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記カムロータは２つの補助指標を有し、前記カム信号発生器は、カムロータが１回転する間に、両補助指標にそれぞれ対応する２つの補助カム信号を発生し、一方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴う判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生され、他方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴わない判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記クランク信号は、クランクシャフトが特定の回転角度にあることを示す情報を含み、前記設定手段は、クランク信号に基づきクランクシャフトが特定の回転角度にあることを認識するとともに、その時点からクランクシャフトが所定角度だけ回転するまでの角度範囲を前記判別角度範囲として設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記気筒判別手段は、内燃機関の始動に際して、前記判別角度範囲が設定される前にカム信号の発生を２回確認した場合には、その後クランクシャフトが特定の回転角度に配置された時点で気筒を判別することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関は直列４気筒の内燃機関であり、前記制御手段は、最初のカム信号の発生タイミングに同期して全ての気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
複数の気筒内にそれぞれ収容されたピストンと、ピストンの往復運動に伴い回転するクランクシャフトと、クランクシャフトが２回転する毎に１回転するカムシャフトとを備え、クランクシャフトが２回転する間に、各ピストンが１つの機関サイクルを実行するように２回往復動する内燃機関において、
クランクシャフトに対して特定の判別角度範囲を設定する工程と、
カムシャフトが１回転する毎に、カムシャフトの所定の回転角度にそれぞれ対応して、気筒判別用の判別カム信号及び補助カム信号を含む複数のカム信号を発生する工程であって、クランクシャフトが２回転する間に出現する２回の判別角度範囲のうちの一方に同期して判別カム信号を発生するとともに、判別角度範囲に同期しないタイミングで補助カム信号を発生する工程と、
クランクシャフトが前記判別角度範囲にあるときに判別カム信号が発生したか否かに基づき気筒を判別する工程と、
内燃機関の始動に際して、カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料を噴射する工程と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
【請求項９】
前記補助カム信号はカムシャフトが１回転する間に２回発生され、一方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴う判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生され、他方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴わない判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法に関し、特に内燃機関を良好に始動するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な多気筒内燃機関では、各気筒内に往復動可能に収容されたピストンが、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。ピストンの往復動に伴い、クランクシャフト及びクランクシャフトに作動連結されたカムシャフトが回転する。従って、各気筒内におけるピストンの行程位置の判別、つまり気筒判別は、クランクシャフトの回転位置（クランク角）を検出することによって行うことができる。内燃機関における点火時期制御及び燃料噴射時期制御等を含む各種の制御は、クランク角（°ＣＡで表される）の検出に基づいて実行される。
【０００３】
なお、クランクシャフトの回転角度とカムシャフトの回転角度との比は２：１に設定されており、クランクシャフトが２回転する間に、各気筒ではそれぞれ、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を含む１つの機関サイクルが実行される。従って、クランクシャフトの回転位置は、同シャフトの２回転分の回転角度を１つのサイクルとして表される。
【０００４】
クランクシャフトの回転位置を検出するために、従来より例えば図１７に示すような装置が知られている。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、この従来装置では、内燃機関のクランクシャフト５０７に設けられたクランク角センサ５０１と、内燃機関のカムシャフト５０８に設けられたカム角センサ５０２とを備えている。
【０００５】
図１７（ａ）に示すように、クランク角センサ５０１は、クランクシャフト５０７と一体的に回転するクランクロータ５０３と、そのクランクロータ５０３の外周面に対向配置されたクランクパルス発生器５０４とを有する。クランクロータ５０３は、その外周面に１０°ＣＡ毎に設けられた複数の突起５０３ａを有する。さらにクランクロータ５０３は、その外周面に２つ分の突起が欠落することによって形成された３０°ＣＡ間隔の欠歯部５０３ｂを有する。クランクシャフト５０７の回転に伴いクランクロータ５０３上の突起５０３ａがクランクパルス発生器５０４との対向位置を通過する毎に、クランクパルス発生器５０４は図１８に示すようなクランクパルスを発生する。欠歯部５０３ｂがクランクパルス発生器５０４との対向位置を通過するときには、クランクパルスの間隔が３０°ＣＡになる。
【０００６】
図１７（ｂ）に示すように、カム角センサ５０２は、カムシャフト５０８と一体的に回転するカムロータ５０５と、そのカムロータ５０５の外周面に対向配置されたカムパルス発生器５０６とを有する。カムロータ５０５は、その外周面に１つの突起５０５ａを有する。クランクシャフト５０７が２回転する間にカムシャフト５０８が１回転して、カムロータ５０５上の突起５０５ａがカムパルス発生器５０６との対向位置を通過する毎に、カムパルス発生器５０６は図１８に示すようなカムパルスを発生する。
【０００７】
図１８に示すように、３０°ＣＡ間隔となるクランクパルスの発生から所定期間の間は、気筒判別を行うための判別期間Ｇとして設定される。上記カムパルスは、クランクロータ５０３が２回転する間に出現する２回の判別期間Ｇのうちの一方に同期して発生する。なお、図１８のタイミングチャートは、第１〜第４気筒＃１〜＃４を備える直列４気筒の内燃機関の例を示している。図１８における各気筒＃１〜＃４の吸気行程に主に対応して描かれた斜線領域は、吸気バルブの開放期間を示す。
【０００８】
そして、従来装置では、上記の判別期間Ｇ中にカムパルスが発生したか否かに基づき、クランクシャフト５０７の回転位置の特定、即ち気筒判別を行う。具体的には、例えば図１８に示すように、判別期間Ｇ中にカムパルスが発生した場合には、判別期間Ｇの終了時期に対応するクランクパルスから所定数後のクランクパルスの発生タイミングで、第１気筒＃１が圧縮行程における上死点（図面では単にＴＤＣと略記する）になると判断する。また、判別期間Ｇ中にカムパルスが発生しなかった場合には、判別期間Ｇの終了時期に対応するクランクパルスから所定数後のクランクパルスの発生タイミングで、第４気筒＃４が圧縮上死点になると判断する。
【０００９】
従って、内燃機関を始動させるべくクランキングが行われた場合には、上記のようにして気筒判別が完了すれば、それ以降は、クランクパルス及びカムパルスに基づきクランク角を順次求めることができる。そのため、クランク角に応じて各気筒に対する燃料噴射及び点火が適正に制御され、内燃機関の通常運転に移行できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来装置では、欠歯部５０３ｂがクランクパルス発生器５０４との対向位置を通過した直後に内燃機関が停止した場合には、次回の内燃機関の始動に際して、クランキングによってクランクシャフト５０７をほぼ１回転させなければ、欠歯部５０３ｂの検出及びそれに伴う判別期間Ｇの設定を行うことができない。つまり、クランキングによってクランクシャフト５０７をほぼ１回転させるまでは、気筒判別を行うことができない。そのため、内燃機関をクランキングから短時間で通常の運転状態に移行させることができず、内燃機関を良好に始動できない。
【００１１】
特に、シーケンシャル噴射方式の内燃機関においては、各気筒に対して独立して燃料が順次噴射される。そのため、気筒判別が完了しないと、各気筒に対して適正なタイミングで燃料の噴射を行うことができない。しかしながら、気筒判別が完了してから燃料噴射を開始していたのでは、燃料噴射が行われた気筒に対して点火が行われるまでに更に時間を要する。
【００１２】
そこで、例えば、気筒判別の完了前に全ての気筒に対して燃料を噴射しておき、気筒判別後に各気筒に対して通常タイミングでの燃料噴射及び点火を開始する技術も従来より知られている。しかしながら、燃料の噴射タイミングによっては、気筒判別に基づく点火が開始されるまでの間に、気筒内に導入された燃料が未燃ガスとして排出されてしまうおそれがある。
【００１３】
図１７に示す従来装置において、例えば図１８に示すように、気筒判別が完了する前の欠歯部５０３ｂの検出タイミングｔ５１，ｔ５３において、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料を噴射することも考えられる。例えば、タイミングｔ５１で全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射が行われた場合には、それに続く判別期間Ｇにおいて気筒判別が行われた後に、タイミングｔ５２において、圧縮上死点となる第３気筒＃３に対して最初の点火を行うことができる。同様に、タイミングｔ５３で全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射が行われた場合には、それに続く判別期間Ｇにおいて気筒判別が行われた後に、タイミングｔ５４において、圧縮上死点となる第２気筒＃２に対して最初の点火を行うことができる。
【００１４】
このようにすれば、気筒判別後に燃料噴射を開始する場合と比較してより早期に点火を開始できるので、内燃機関の始動性が向上する。しかも、欠歯部５０３ｂの検出タイミングｔ５１，ｔ５３で噴射された燃料は、全ての気筒＃１〜＃４において燃焼に供されるので、未燃ガスの排出もない。
【００１５】
しかしながら、このようにしても、欠歯部５０３ｂがクランクパルス発生器５０４との対向位置を通過した直後に内燃機関が停止した場合には、次回の内燃機関の始動に際して、クランクシャフト５０７をほぼ１回転させるまでは欠歯部５０３ｂの検出に基づく全気筒噴射を行うことはできない。そのため、このような場合には、クランキングから最初の点火までの時間を充分に短くすることができない。
【００１６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、内燃機関を良好に始動させることができる燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、複数の気筒内にそれぞれ収容されたピストンと、ピストンの往復運動に伴い回転するクランクシャフトと、クランクシャフトが２回転する毎に１回転するカムシャフトとを備え、クランクシャフトが２回転する間に、各ピストンが１つの機関サイクルを実行するように２回往復動する内燃機関において、クランクシャフトの回転に伴いクランクシャフトの回転角度を示すクランク信号を発生するクランク角センサと、前記クランク信号に基づきクランクシャフトに対して特定の判別角度範囲を設定する設定手段と、カムシャフトが１回転する毎に、カムシャフトの所定の回転角度にそれぞれ対応して、気筒判別用の判別カム信号及び補助カム信号を含む複数のカム信号を発生するカム角センサであって、クランクシャフトが２回転する間に出現する２回の判別角度範囲のうちの一方に同期して判別カム信号を発生するとともに、判別角度範囲に同期しないタイミングで補助カム信号を発生するカム角センサと、クランクシャフトが前記判別角度範囲にあるときに判別カム信号が発生したか否かに基づき気筒を判別する気筒判別手段と、各気筒に対してそれぞれ燃料を噴射するための燃料噴射手段と、内燃機関の始動に際して、カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御する制御手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【００１８】
上記の構成によれば、内燃機関を始動させるべくクランキングが行われたとき、カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料が噴射される。従って、気筒判別前にカム信号が発生した場合には、気筒判別前に特定の気筒に対して燃料噴射を行うことができる。そのため、カム信号の発生後に、判別角度範囲の設定及びそれに基づく気筒判別が完了すれば、その気筒判別後に極力短時間で点火を開始することが可能となる。そのため、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関を良好に始動させることができる。
【００１９】
本発明の一つの態様では、吸気バルブが各気筒にそれぞれ対応して設けられ、吸気バルブが開放されたときに、噴射燃料と空気との混合気が対応する気筒内に導入される。前記カム角センサは、前記特定の気筒に対応する吸気バルブの開放期間の後半を除くタイミングでカム信号を発生するよう構成される。
【００２０】
吸気バルブの開放期間の後半に燃料を噴射すると、噴射燃料が気筒内に充分に供給されず、従って、点火が行われても気筒内の混合気が燃焼せずに、未燃ガスとして気筒から排出されてしまうおそれがある。しかし、本発明では、カム信号の発生タイミングが吸気バルブの開放期間の後半を除くタイミングに設定されているので、カム信号の発生タイミングで燃料噴射を行っても、未燃ガスが排出されることはない。
【００２１】
上記のカム角センサは、好ましくは、カムシャフトと一体回転するカムロータと、カムロータと対向するよう配置されたカム信号発生器とを含んで構成される。カムロータは、同ロータの回転方向に沿って所定間隔をおいて設けられた気筒判別用の判別指標及び補助指標を有する。カム信号発生器は、カムロータが回転したとき、判別指標及び補助指標にそれぞれ対応して判別カム信号及び補助カム信号を発生する。
【００２２】
このように、カムロータ上に、気筒判別のために用いられる判別指標に加えて、別の補助指標を設けるだけで良いので、構造が簡単である。
なお、本発明の好ましい一つの態様では、カムロータが２つの補助指標を有する。この場合、カム信号発生器は、カムロータが１回転する間に、両補助指標にそれぞれ対応する２つの補助カム信号を発生する。一方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴う判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生される。他方の補助カム信号は、判別カム信号の発生を伴わない判別角度範囲が過ぎてから次に判別角度範囲が出現するまでの間に発生される。
【００２３】
このように構成すれば、例えば補助指標が１つだけの場合と比較して、気筒判別前にカム信号の発生に基づく燃料噴射が実行される機会が多くなる。そのため、クランキングから最初の点火までの時間を、より確実に短くできる。
【００２４】
また、前記クランク信号は、クランクシャフトが特定の回転角度にあることを示す情報を含んでもよい。この場合、前記設定手段は、クランク信号に基づきクランクシャフトが特定の回転角度にあることを認識するとともに、その時点からクランクシャフトが所定角度だけ回転するまでの角度範囲を判別角度範囲として設定する。
【００２５】
このようにして、クランクシャフトの特定の回転角度を基準として、判別角度範囲が正確且つ確実に設定される。
また、前記気筒判別手段は、内燃機関の始動に際して、前記判別角度範囲が設定される前にカム信号の発生を２回確認した場合には、その後クランクシャフトが特定の回転角度に配置された時点で気筒を判別する。
【００２６】
即ち、クランクシャフトが特定の回転角度から１回転して次に特定の回転角度になるまでの間には、判別カム信号及び一方の補助カム信号が発生する場合と、他方の補助カム信号のみが発生する場合との２つのパターンが出現する。一方、クランクシャフトが特定の回転角度を僅かに過ぎている状態からクランキングが行われた場合には、そのクランキング直後にクランクシャフトが実際には判別角度範囲にあっても、それは判別角度範囲として設定されない。このような場合には、その後にクランクシャフトが特定の回転角度に配置される前に、２つのカム信号、つまり判別カム信号及び一方の補助カム信号が発生することがある。従って、この場合には、判別角度範囲の設定を待たなくとも、その後にクランクシャフトが特定の回転角度に配置された時点で気筒を判別できる。これは、判別角度範囲の設定を待ってから気筒判別を行う場合と比較して、クランキングから最初の点火までの時間を一層短くして、内燃機関の更なる良好な始動を可能とする。
【００２７】
また、内燃機関が直列４気筒である場合には、前記制御手段は、最初のカム信号の発生タイミングに同期して全ての気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御する。
【００２８】
このようにすれば、気筒判別後に最初に圧縮上死点となる気筒に対して直ちに点火することができ、一層良好な始動が可能となる。
本発明はまた、内燃機関の燃料噴射制御方法を提供する。この方法は、クランクシャフトに対して特定の判別角度範囲を設定する工程と、カムシャフトが１回転する毎に、カムシャフトの所定の回転角度にそれぞれ対応して、気筒判別用の判別カム信号及び補助カム信号を含む複数のカム信号を発生する工程であって、クランクシャフトが２回転する間に出現する２回の判別角度範囲のうちの一方に同期して判別カム信号を発生するとともに、判別角度範囲に同期しないタイミングで補助カム信号を発生する工程と、クランクシャフトが前記判別角度範囲にあるときに判別カム信号が発生したか否かに基づき気筒を判別する工程と、内燃機関の始動に際して、カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料を噴射する工程とを備える。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を直列４気筒の４サイクル内燃機関に具体化した第１実施形態について、図１〜図８に従って説明する。
【００３０】
図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１１は、４つの気筒１２を備える。これらの気筒１２は、順に配列された第１〜第４気筒＃１〜＃４を含む。尚、図１では第１気筒＃１のみが示されている。各気筒１２内にはピストン１３が往復動可能に収容される。各ピストン１３はコネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結される。ピストン１３の往復運動はコネクティングロッド１４によってクランクシャフト１５の回転運動に変換される。なお、クランクシャフト１５の回転位置は、クランク角（°ＣＡ）で表される。シリンダヘッド１７はシリンダブロック１１の上部に固定される。ピストン１３及びシリンダヘッド１７は、各気筒１２内において燃焼室１８を区画形成する。
【００３１】
吸気カムシャフト２０及び排気カムシャフト２１は、シリンダヘッド１７に回転可能に支持される。吸気バルブ２３及び排気バルブ２４は、それぞれ各気筒１２に対応するように、シリンダヘッド１７に往復動可能に支持される。吸気ポート２６及び排気ポート２７は、それぞれ各気筒１２に対応するように、シリンダヘッド１７に形成される。
【００３２】
両カムシャフト２０，２１はタイミングベルト２２によってクランクシャフト１５に駆動連結される。クランクシャフト１５が２回転する間に、両カムシャフト２０，２１が１回転する。両カムシャフト２０，２１が回転したとき、吸気バルブ２３及び排気バルブ２４がそれぞれ対応するカムシャフト２０，２１によって駆動される。これらのバルブ２３，２４の駆動に伴い、吸気ポート２６及び排気ポート２７が所定のタイミングで開閉される。
【００３３】
吸気カムシャフト２０とタイミングベルト２２との間には、吸気バルブ２３の開閉タイミングを変更するための可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと略記する）３０が設けられる。このＶＶＴ３０は、吸気バルブ２３の開閉タイミングを変更すべく、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト２０の回転位相を変更するように動作する。ＶＶＴ３０は、後述するコンピュータ等よりなる電子制御装置（以下、ＥＣＵと略記する）４０によって制御される。
【００３４】
電磁弁よりなるインジェクタ５３は燃料噴射手段として機能し、各気筒１２にそれぞれ対応するように、吸気ポート２６に設けられる。各インジェクタ５３は、対応する吸気ポート２６内に燃料を噴射する。燃料の噴射時期及び噴射量は、インジェクタ５３の開放時期及び閉鎖時期がＥＣＵ４０によって制御されることにより調整される。なお、本実施形態では、燃料を４つの気筒１２に順次噴射していくシーケンシャル噴射方式が採用される。勿論、他の噴射方式を採用することも可能である。
【００３５】
点火プラグ５０は、各気筒１２にそれぞれ対応するように、シリンダヘッド１７に取り付けられる。各点火プラグ５０は、それぞれイグニッションコイル５１に電気的に接続される。点火プラグ５０は、イグニッションコイル５１から供給された高電圧に基づいて、吸気ポート２６から燃焼室１８に供給される燃料と空気との混合気に点火して、その混合気を燃焼させる。イグニッションコイル５１における高電圧の発生時期、つまり点火プラグ５０による点火時期は、ＥＣＵ４０によってイグナイタ５２が制御されることにより調整される。
【００３６】
図５に示すように、クランクシャフト１５が２回転する間に、各気筒＃１〜＃４ではそれぞれ、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を含む１つの機関サイクルが実行される。従って、クランクシャフト１５の回転位置は、同シャフト１５の２回転分の回転角度、つまり０°ＣＡ〜７２０°ＣＡを１つのサイクルとして表される。
【００３７】
また、本実施形態の内燃機関１０では、図５に示すように、クランクシャフト１５が１８０°ＣＡ回転する毎に、第１気筒＃１内のピストン１３、第３気筒＃３内のピストン１３、第４気筒＃４内のピストン１３、第２気筒＃２内のピストン１３が順に、圧縮行程における上死点（図面では単にＴＤＣと略記する）に配置される。言い換えれば、各気筒１２内のピストン１３は、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４及び第２気筒＃２の順で、１８０°ＣＡずつ位相がずれた状態で往復動する。従って、０°ＣＡ〜７２０°ＣＡの角度範囲においてクランクシャフト１５の回転位置を特定することにより、各気筒１２内におけるピストン１３の行程位置の判別、言い換えれば気筒判別を行うことができる。
【００３８】
尚、図５において、各気筒＃１〜＃４の吸気行程に主に対応して示された斜線領域は、吸気バルブ２３の開放期間を示す。吸気ポート２６に噴射された燃料と空気との混合気は、吸気バルブ２３の開放に伴い、対応する気筒１２に導入される。但し、開放期間の後半、詳しくは吸気行程における上死点よりも１２０°ＣＡ後の時期から圧縮行程における上死点よりも１２０°ＣＡ前の時期までの期間は、噴射禁止期間Ｅとして設定される。この噴射禁止期間Ｅで燃料噴射が行われると、噴射された燃料が気筒１２内に充分に供給されず、点火を行っても気筒内１２で混合気が燃焼しないことがある。このような場合には、気筒１２内の混合気が未燃ガスとして排出されてしまう。そのため、燃料の噴射をこの噴射禁止期間Ｅで行うのは好ましくない。
【００３９】
図１に示すように、クランクロータ５４は、クランクシャフト１５と一体回転するよう同シャフト１５に固定される。クランクパルス発生器５５は、クランクロータ５４の外周面に対向するように、シリンダブロック１１に取り付けられる。クランクロータ５４及びクランクパルス発生器５５は、クランク角センサ５６を構成する。
【００４０】
上記のクランク角センサ５６について、図２を参照して詳細に説明する。クランクロータ５４の外周面には、指標としての多数の突起５４ａが設けられる。３４個の突起５４ａが、クランクロータ５４の外周面に等角度間隔（本実施形態では１０°ＣＡ）で設けられる。但し、クランクロータ５４の外周面上の一箇所のみ、隣接する２つの突起５４ａの配設間隔が３０°ＣＡとなっている。従って、図２に示すクランクロータ５４は、３６個の突起を等角度間隔で有するクランクロータから、連続する２つの突起を削除した形状をなす。この２つの突起が削除された部分に相当する箇所を、クランクロータ５４上における特定部位としての欠歯部５４ｂという。
【００４１】
クランクロータ５４の回転に伴い各突起５４ａがクランクパルス発生器５５との対向位置を通過する毎に、クランクパルス発生器５５は１つのパルス信号（クランクパルス）を発生する。クランクパルス発生器５５としては、半導体式センサ、例えば、ホール素子及び磁気抵抗素子等の磁気センサ並びに各種の光学式センサを用いることができる。さらに、クランクパルス発生器５５として、電磁ピックアップコイルを用いることもできる。クランクロータ５４は、適用されるクランクパルス発生器５５においてパルスが誘起され得るように、その材質若しくは形状が決定される。従って、クランクロータ５４上には、適用されるクランクパルス発生器５５の種類に応じて、突起５４ａ以外の指標、例えば凹部や孔が設けられても良い。
【００４２】
図１に示すように、カムロータ６０は、吸気カムシャフト２０と一体回転するよう同シャフト２０に固定される。カムパルス発生器６１は、カムロータ６０の外周面に対向するように、シリンダヘッド１７に取り付けられる。カムロータ６０及びカムパルス発生器６１は、カム角センサ６２を構成する。
【００４３】
上記のカム角センサ６２について、図３を参照して詳細に説明する。カムロータ６０の外周面には、３個の突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃが設けられる。補助指標としての第２突起６０ｂ及び第３突起６０ｃは、互いに１８０°の角度間隔を以て配置される。気筒判別のために用いられる判別指標としての第１突起６０ａは、第２突起６０ｂ及び第３突起６０ｃに対して９０°の角度間隔を以て配置される。第１突起６０ａから１８０°離れた位置には突起が存在しない。
【００４４】
カムロータ６０の回転に伴い各突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃがカムパルス発生器６１との対向位置を通過する毎に、カムパルス発生器６１は１つのパルス信号（カムパルス）を発生する。カムパルス発生器６１としては、上記したクランクパルス発生器５５と同様、例えば、磁気センサや光学式センサ等の半導体式センサ、或いは電磁ピックアップコイルを用いることができる。カムロータ６０についても、適用されるカムパルス発生器６１においてパルスが誘起され得るように、その材質若しくは形状が決定される。従って、カムロータ６０上には、適用されるカムパルス発生器６１の種類に応じて、突起６０ａ〜６０ｃ以外の指標、例えば凹部や孔が設けられても良い。
【００４５】
図４に示すように、前記ＥＣＵ４０は、関数データ及び各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ４１、ＲＯＭ４１に格納された各種プログラムに基づいて演算処理を実行するＣＰＵ４２、ＣＰＵ４２での演算結果及び外部から入力されたデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ４３、及びＥＣＵ４０に対する電力供給停止時にＲＡＭ４３に格納されたデータを保持するバックアップＲＡＭ４４を備える。これら、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４１、ＲＡＭ４３及びバックアップＲＡＭ４４は、双方向バス４５を介して違いに接続されるとともに、入力回路４６及び出力回路４７に接続される。クランクパルス発生器５５及びカムパルス発生器６１は、入力回路４６に接続される。ＶＶＴ３０、イグナイタ５２及びインジェクタ５３は、出力回路４７に接続される。
【００４６】
クランクシャフト１５とともにクランクロータ５４が回転したとき、クランクパルス発生器５５は図５に示すようなクランクパルスの列を発生してＥＣＵ４０に出力する。同図に示すように、クランクロータ５４上の突起５４ａの配列に対応して、クランクパルス発生器５５は、クランクシャフト１５が１０°ＣＡ回転する毎に１つのクランクパルスを発生する。但し、クランクロータ５４が１回転する間にクランクロータ５４上の欠歯部５４ｂがクランクパルス発生器５５を１回通過するので、そのときにはクランクパルスの間隔が３０°ＣＡとなる。従って、ＥＣＵ４０は、この３０°ＣＡ間隔のクランクパルスの入力に基づき、クランクロータ５４上の欠歯部５４ｂの通過を検出することができる。言い換えれば、ＥＣＵ４０は、３０°ＣＡ間隔のクランクパルスの入力に基づき、クランクシャフト１５が特定の回転角度にあることを認識する。
【００４７】
この３０°ＣＡ間隔となるクランクパルスの発生からクランクシャフト１５が所定角度だけ回転するまでの間の期間は、気筒を判別するための判別期間Ｇ（判別角度範囲）として設定される。本実施形態では、この判別期間Ｇが、３０°ＣＡ間隔となるクランクパルスを１番目としてそこから１３番目のクランクパルスが発生するまでの期間、つまり欠歯部５４ｂの検出からクランクシャフト１５が１２０°ＣＡだけ回転するまでの角度範囲に設定される。
【００４８】
一方、吸気カムシャフト２０とともにカムロータ６０が回転したとき、カムパルス発生器６１は図５に示すように、カムロータ６０上の第１〜第３突起６０ａ〜６０ｃにそれぞれ対応する第１〜第３カムパルスＣＰ１〜ＣＰ３を発生してＥＣＵ４０に出力する。同図に示すように、第１突起６０ａに対応する第１カムパルスＣＰ１が上記した判別期間Ｇ中に発生するよう、クランク角センサ５６及びカム角センサ６２は構成される。
【００４９】
なお、吸気カムシャフト２０が１回転する間に、クランクシャフト１５が２回転して上記判別期間Ｇが２回出現する。判別カム信号としての第１カムパルスＣＰ１は、吸気カムシャフト２０が１回転する間に出現する２回の判別期間Ｇのうちの一方に同期して発生する。判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が発生したか否かに基づき、クランクシャフト１５の２回転中における回転位置を特定して、気筒判別を行うことができる。
【００５０】
本実施形態では、図５に示すように、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が発生する場合には、判別期間Ｇの終了時期に対応するクランクパルスを１番目としてそこから１０番目のクランクパルスが発生するタイミングで、つまり判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が９０°ＣＡだけ回転した後に、第１気筒＃１のピストン１３が圧縮行程における上死点に配置される。一方、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が発生しない場合には、判別期間Ｇの終了時期に対応するクランクパルスを１番目としてそこから１０番目のクランクパルスが発生するタイミングで、第４気筒＃４のピストン１３が圧縮行程における上死点に配置される。
【００５１】
第１気筒＃１のピストン１３が圧縮行程における上死点に配置されたとき、クランク角を示す値として用いられるクランクカウンタ値ＣＣＲが「０」に設定される。このクランクカウンタ値ＣＣＲは、クランクシャフト１５が３０°ＣＡ回転する毎に「１」ずつインクリメントされ、「２３」に達すると次は再び「０」に戻る。従って、このクランクカウンタ値ＣＣＲに基づき、クランクシャフト１５の２回転中における回転位置を特定して、各気筒１２内におけるピストン１３の行程位置の判別、つまり気筒判別を行うことができる。
【００５２】
第２突起６０ｂに対応する第２カムパルスＣＰ２は、第１カムパルスＣＰ１の発生を伴う判別期間Ｇが終了してから次に欠歯部５４ｂが検出されるまでの期間に発生する。具体的には、補助カム信号としての第２カムパルスＣＰ２は、第１カムパルスＣＰ１が発生してから吸気カムシャフト２０が９０°（１８０°ＣＡに相当）回転した後に発生する。第３突起６０ｃに対応する第３カムパルスＣＰ３は、第１カムパルスＣＰ１の発生を伴わない判別期間Ｇが終了してから次に欠歯部５４ｂが検出されるまでの期間に発生する。具体的には、補助カム信号としての第３カムパルスＣＰ３は、第２カムパルスＣＰ２が発生してから吸気カムシャフト２０が１８０°（３６０°ＣＡに相当）回転した後に発生する。
【００５３】
さらに、第１〜第３カムパルスＣＰ１〜ＣＰ３の発生タイミングは何れも、全ての気筒＃１〜＃４における上述した噴射禁止期間Ｅを外れている。従って、第１〜第３カムパルスＣＰ１〜ＣＰ３の何れの発生タイミングであっても、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射を実行することが可能である。
【００５４】
図５のタイミングチャートは、内燃機関１０の始動時における状態を示す。内燃機関１０の始動時には、吸気カムシャフト２０がクランクシャフト１５に対してほぼ最遅角位置に配置されている。従って、内燃機関１０が通常の運転状態に移行した後に吸気カムシャフト２０の回転位相が進角側に変化すると、カムパルスＣＰ１〜ＣＰ３の発生時期及び吸気バルブ２３の開放期間が、図５に示す状態よりも左側に移動する。但し、吸気カムシャフト２０が最遅角位置と最進角位置との間で移動しても、第１カムパルスＣＰ１の発生時期が上記判別期間Ｇから外れないように、その判別期間Ｇの範囲が設定されている。
【００５５】
次に、内燃機関１０の始動時における燃料噴射制御について、図５のタイミングチャートを参照しつつ、図６〜図８のフローチャートに従って説明する。内燃機関１０の始動させるべくクランキングが行われると、ＥＣＵ４０は先ず、クランクカウンタ値ＣＣＲ、判別期間カウンタ値ＣＮＥ及びカムパルスカウンタ値ＥＣＧを、それぞれ初期値である「−１」に設定する。その後、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０が通常の運転状態に移行するまで、図６〜図８のフローチャートに示すルーチンを繰り返し実行する。
【００５６】
図６に示すように、ＥＣＵ４０は、先ずステップ１０１において、気筒判別の完了前であるか否かを判定する。この判定は、クランクカウンタ値ＣＣＲが「０」より小さいか否か、つまり初期値の「−１」であるか否かに基づいて行われる。クランクカウンタ値ＣＣＲが「−１」でない場合、ＥＣＵ４０は、気筒判別が完了していると判断して、内燃機関１０の通常制御に移行する。一方、クランクカウンタ値ＣＣＲが「−１」である場合、ＥＣＵ４０は、気筒判別が完了していないと判断して、ステップ１０２に移行する。
【００５７】
ステップ１０２において、ＥＣＵ４０は、クランクパルスが入力されたか否かを判定する。クランクパルスが入力された場合には、ＥＣＵ４０はステップ１０３に移行して、クランクロータ５４上の欠歯部５４ｂの検出前であるか否かを判定する。この判定は、判別期間Ｇを計測するために用いられる判別期間カウンタ値ＣＮＥが「０」より小さいか否か、つまり初期値の「−１」であるか否かに基づいて行われる。
【００５８】
ＥＣＵ４０は、期間判別カウンタ値ＣＮＥが「−１」である場合には、ステップ１０４に移行して、欠歯部５４ｂが検出されたか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、入力されたクランクパルスが１０°ＣＡ間隔のものである場合には、欠歯部５４ｂが検出されなかったものとして、処理を一旦終了する。一方、ＥＣＵ４０は、入力されたクランクパルスが３０°ＣＡ間隔のものである場合には、欠歯部５４ｂが検出されたものとして、ステップ１０５に移行する。
【００５９】
例えば図５に示すように、ＥＣＵ４０は、タイミングｔ１，ｔ５で入力されるクランクパルスを、３０°ＣＡ間隔のものであると判断する。勿論、このような判断を行うためには、ＥＣＵ４０は、このタイミングｔ１，ｔ５でのクランクパルスを検出する前に、１０°ＣＡ間隔のクランクパルスを少なくとも１周期分検出しておく必要がある。従って、内燃機関１０の始動時、タイミングｔ１，ｔ５で最初のクランクパルスが生成された場合には、このタイミングｔ１，ｔ５でのクランクパルスは３０°ＣＡ間隔のものであると判断されない。
【００６０】
図６に戻り、ステップ１０５において、ＥＣＵ４０は、判別期間カウンタ値ＣＮＥを初期値の「−１」から「０」に設定する。この判別期間カウンタ値ＣＮＥは、欠歯部５４ｂの検出後、クランクシャフト１５が１０°ＣＡ回転する毎に、つまりクランクパルスが発生する毎に、「１」ずつインクリメントされる。
【００６１】
続くステップ１０６において、ＥＣＵ４０は、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「１」であるか否かを判定する。このカムパルスカウンタ値ＥＣＧは、カムパルスがＥＣＵ４０に入力される毎に「１」ずつインクリメントされる。カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「１」である場合には、ＥＣＵ４０はステップ１０７に移行して、クランクカウンタ値ＣＣＲを「５」に設定し、その後内燃機関１０の通常制御を開始する。
【００６２】
初期値が「−１」であるカムパルスカウンタ値ＥＣＧが「１」であるということは、ステップ１０４において欠歯部５４ｂが検出された時点で、既にカムパルスがＥＣＵ４０に２回入力されているということである。図５を参照すると、２つのカムパルスはタイミングｔ２，ｔ４での第１及び第２カムパルスＣＰ１，ＣＰ２に相当し、ステップ１０４での欠歯部５４ｂの検出タイミングはｔ５に相当する。従って、ステップ１０６においてカムパルスカウンタ値ＥＣＧが「１」であれば、欠歯部５４ｂの検出時点でクランクカウンタ値ＣＣＲが「５」であると特定でき、気筒判別処理が完了したことになる。
【００６３】
このように、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂが検出される以前にカムパルスが２回検出されている場合には、その２つのカムパルスの検出後に欠歯部５４ｂが検出されたときに気筒判別を行うことができる。なお、後述するが、欠歯部５４ｂが検出される以前にカムパルスが検出される場合には、最初のカムパルスが検出されたときに、４つの気筒＃１〜＃４全てに対して燃料噴射が行われる。
【００６４】
一方、ステップ１０６においてカムパルスカウンタ値ＥＣＧが「１」でない場合には、ＥＣＵ４０はステップ１０８に移行して、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「−１」であるか否かを判定する。カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「−１」でない、つまり「０」である場合には、ＥＣＵ４０はステップ１０９に移行して、カムパルスカウンタ値ＥＣＧを初期値の「−１」に設定した後、処理を一旦終了する。カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「−１」である場合には、ＥＣＵ４０はステップ１１０に移行して、第２気筒＃２及び第３気筒＃３に対して燃料噴射を行い、その後処理を一旦終了する。
【００６５】
カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「−１」であるということは、ステップ１０４において欠歯部５４ｂが検出された時点で、カムパルスが未だＥＣＵ４０に入力されていないということである。図５を参照すると、欠歯部５４ｂの検出タイミングは、ｔ１或いはｔ５の何れかに相当するが、カムパルスの入力が未だ無い状態では、クランクカウンタ値ＣＣＲを「１７」に設定するか「５」に設定するかを決定することはできない。しかし、これらのタイミングｔ１，ｔ５の何れも、第２気筒＃２及び第３気筒＃３における噴射禁止期間Ｅを外れているので、それらの気筒＃２，＃３への燃料噴射は可能である。そのため、クランクカウンタ値ＣＣＲの特定、つまり気筒判別が完了する前であっても、欠歯部５４ｂの検出時に特定の気筒＃２，＃３に対して燃料噴射を実行するようにしている。
【００６６】
なお、気筒判別後に内燃機関１０が通常の運転状態に移行した場合には、各気筒１２に対する燃料の噴射時期が、例えば吸気バルブ２３の開放期間の直前辺りに設定される。従って、欠歯部５４ｂの検出タイミングｔ１，ｔ５での第２及び第３気筒＃２，＃３に対する燃料噴射は、通常の運転状態での燃料噴射のタイミングとは異なるが、内燃機関１０の始動に際して支障はない。
【００６７】
また、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「０」であるということは、ステップ１０４において欠歯部５４ｂが検出された時点で、カムパルスがＥＣＵ４０に１回入力されているということである。前述のように、このカムパルスの入力時には全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射が行われるので、ステップ１０８で否定判定された場合には燃料噴射が行われない。
【００６８】
一方、前記ステップ１０３において欠歯部５４ｂが既に検出されている場合には、ＥＣＵ４０は、図７のステップ１１１に移行する。ステップ１１１において、ＥＣＵ４０は、判別期間カウンタ値ＣＮＥを「１」インクリメントする。続くステップ１１２において、ＥＣＵ４０は、判別期間カウンタ値ＣＮＥが「１２」に達したか否かを判定し、「１２」に達していない場合には処理を一旦終了する。そして、ＥＣＵ４０は、判別期間カウンタ値ＣＮＥが「１２」に達すると、１２０°ＣＡの角度間隔に相当する判別期間Ｇが終了したものとして、ステップ１１３に移行する。
【００６９】
ステップ１１３において、ＥＣＵ４０は、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「０」であるか否かを判定する。カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「０」である場合には、ＥＣＵ４０は、上記の判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が入力されたものとして、ステップ１１４に移行して、クランクカウンタ値ＣＣＲを「２１」に設定し、内燃機関１０の通常制御に移行する。一方、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「０」でない、つまり「−１」である場合には、ＥＣＵ４０は、上記の判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が入力されなかったものとして、ステップ１１５に移行して、クランクカウンタ値ＣＣＲを「９」に設定し、内燃機関１０の通常制御に移行する。
【００７０】
このように、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が入力されたか否かに基づき、クランクカウンタ値ＣＣＲを特定して、気筒判別を行うことができる。
一方、前記図６のステップ１０２においてクランクパルスが入力されない場合には、ＥＣＵ４０は図８のステップ１１６に移行して、カムパルスが入力されたか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、カムパルスが入力されない場合には処理を一旦終了し、カムパルスが入力された場合には、ステップ１１７に移行する。
【００７１】
ステップ１１７において、ＥＣＵ４０は、カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「０」より小さいか否か、つまり「−１」であるか否かを判定する。カムパルスカウンタ値ＥＣＧが「−１」である場合には、ＥＣＵ４０はステップ１１８に移行して、欠歯部５４ｂの検出前であるか否か、つまり判別期間カウンタ値ＣＮＥが「０」より小さいか否かを判定する。ここで肯定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１１９に移行して、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射を行う。その後、ステップ１２０において、ＥＣＵ４０は、カムパルスカウンタ値ＥＣＧを「１」インクリメントして、処理を一旦終了する。一方、ステップ１１７或いはステップ１１８において否定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、燃料噴射を行うこと無くステップ１２０に移行する。
【００７２】
このように、欠歯部５４ｂの検出前に最初のカムパルスが入力されると、気筒判別が完了していない状態であっても、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射が行われる。上述したように、第１〜第３カムパルスＣＰ１〜ＣＰ３の発生タイミングは何れも、全ての気筒＃１〜＃４における噴射禁止期間Ｅを外れている。そのため、カムパルスの発生タイミングで、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射を同時に実行することができる。
【００７３】
なお、欠歯部５４ｂの検出タイミングでの第２及び第３気筒＃２，＃３に対する燃料噴射と同様、カムパルスの発生タイミングでの全気筒＃１〜＃４に対する燃料噴射は、内燃機関１０の通常運転状態での燃料噴射のタイミングとは異なるが、内燃機関１０の始動に際して支障はない。
【００７４】
上記の図６〜図８のフローチャートに従って行われる動作の例を、図５のタイミングチャートに基づいて説明する。図５に示すように、内燃機関１０の始動に際して、例えば欠歯部５４ｂが検出される前にタイミングｔ２で最初のカムパルスが入力されると、ステップ１１９に移行するため、全ての気筒＃１〜＃４に対して同時に燃料噴射が行われる。その後、タイミングｔ４で次のカムパルスが入力されたときには、ステップ１１７で否定判定されるため、燃料噴射は行われない。続いて、タイミングｔ５で欠歯部５４ｂが検出されると、ステップ１０６において肯定判定されるため、ステップ１０７でクランクカウンタ値ＣＣＲが「５」に設定され、気筒判別が完了する。従って、以後は内燃機関１０の通常制御に移行することができ、クランクカウンタ値ＣＣＲ等に基づき、内燃機関１０の通常運転時のタイミングで燃料噴射及び点火が各気筒１２に対して行われる。すなわち、クランクカウンタ値ＣＣＲが「６」となるタイミングｔ６において、圧縮上死点にある第３気筒＃３に対して最初の点火が行われ、以後は第４気筒＃４、第２気筒＃２、第１気筒＃１、・・・の順で点火が行われる。図５には、上記の動作例での燃料噴射態様及び点火態様が示されている。
【００７５】
また、内燃機関１０の始動時において、例えば欠歯部５４ｂが検出される前にタイミングｔ４で最初のカムパルスが入力されると、ステップ１１９に移行するため、全ての気筒＃１〜＃４に対して同時に燃料噴射が行われる。その後、タイミングｔ５で欠歯部５４ｂが検出されると、ステップ１０６及びステップ１０８の何れにおいても否定判定されるため、燃料噴射は行われない。その後の判別期間Ｇ中にはカムパルスの入力がないため、タイミングｔ７で判別期間Ｇが終了したとき、ステップ１１３において否定判定されて、ステップ１１５に移行する。従って、タイミングｔ７において、クランクカウンタ値ＣＣＲが「９」に設定され、気筒判別が完了する。そのため、以後は内燃機関１０の通常制御に移行することができ、クランクカウンタ値ＣＣＲ等に基づき、内燃機関１０の通常運転時のタイミングで燃料噴射及び点火が各気筒１２に対して行われる。なお、クランクカウンタ値ＣＣＲが「１２」となるタイミングｔ８において、圧縮上死点にある第４気筒＃４に対して、最初の点火が行われる。
【００７６】
或いは、内燃機関１０の始動時において、例えばカムパルスが入力される前にタイミングｔ１で欠歯部５４ｂが検出されると、ステップ１０６において否定判定され且つステップ１０８において肯定判定されるため、ステップ１１０に移行する。そのため欠歯部５４ｂの検出タイミングｔ１において、第２及び第３気筒＃２，＃３に対して燃料噴射が行われる。その後の判定期間中にはカムパルスの入力があるため、タイミングｔ３で判別期間Ｇが終了したとき、ステップ１１３において肯定判定されて、ステップ１１４に移行する。従って、タイミングｔ３において、クランクカウンタ値ＣＣＲが「２１」に設定され、気筒判別が完了する。そのため、以後は内燃機関１０の通常制御に移行することができ、クランクカウンタ値ＣＣＲ等に基づき、内燃機関１０の通常運転時のタイミングで燃料噴射及び点火が各気筒１２に対して行われる。なお、クランクカウンタ値ＣＣＲが「６」となるタイミングｔ６において、圧縮上死点にある第３気筒＃３に対して、最初の点火が行われる。
【００７７】
なお、気筒判別前に通常運転時とは異なるタイミングで燃料噴射が行われた気筒１２については、気筒判別後の最初の点火が終了してから以降、通常運転時のタイミングでの燃料噴射が開始される。気筒判別前に燃料噴射が行われなかった気筒１２については、気筒判別後直ちに通常運転時のタイミングでの燃料噴射が開始される。
【００７８】
以上のように、本実施形態では、判別期間Ｇに同期して発生するカムパルスに加えて、判別期間Ｇから次の欠歯部５４ｂが検出されるまでの間にも別のカムパルスが発生するように、カムロータ６０上には合計３つの突起６０ａ〜６０ｃが設けられている。しかも、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料を噴射可能なタイミングでカムパルスが発生するよう、カムロータ６０上における突起６０ａ〜６０ｃの位置が設定されている。
【００７９】
そのため、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂが検出される前にカムパルスが検出された場合には、そのカムパルスの検出タイミングで全ての気筒＃１〜＃４に対して同時に燃料噴射を行うことができる。言い換えれば、気筒判別前であっても、カムパルスの検出タイミングで全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料噴射を行うことができる。従って、カムパルスの検出後に、欠歯部５４ｂの検出及びそれに伴う判別期間Ｇの設定に基づく気筒判別が完了すれば、その気筒判別後に最初に圧縮上死点となる気筒１２に対して直ちに点火することができる。そのため、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。
【００８０】
しかも、２回の判別期間Ｇの一方に同期してカムパルスが発生するだけでなく、カムパルスの発生を伴う判別期間Ｇから次の欠歯部５４ｂが検出されるまでの間、及びカムパルスの発生を伴わない判別期間Ｇから次の欠歯部５４ｂが検出されるまでの間の何れでもカムパルスが発生する。そのため、例えばカムロータ６０上の第２または第３突起６０ｂ，６０ｃの何れか一方がない場合と比較して、気筒判別前にカムパルスの発生に基づく燃料噴射が実行される機会が多くなる。従って、３つの突起６０ａ〜６０ｃをカムロータ６０上に設けた本実施形態では、クランキングから最初の点火までの時間を、より確実に短くできる。
【００８１】
また、欠歯部５４ｂが検出される前に２つのカムパルスが検出された場合には、その後に欠歯部５４ｂが検出されたときに、判別期間Ｇの終了を待つことなく直ちに気筒判別を行うことができる。これは、判別期間Ｇの終了後に気筒判別を行う場合と比較して、クランキングから最初の点火までの時間を一層短くして、内燃機関１０の更なる良好な始動を可能とする。
【００８２】
しかも、上記のような効果を得るために、カムロータ６０上に、気筒判別のために用いられる第１突起６０ａに加えて、別の２つの突起６０ｂ，６０ｃを設けるだけで良いので、構造が簡単である。
【００８３】
さらに、内燃機関１０の始動時において、カムパルスの入力がない状態で欠歯部５４ｂが検出されたとき、つまりクランクシャフト１５が特定の回転角度に配置されたとき、別の特定の気筒＃２，＃３に対して燃料が噴射される。これは、内燃機関１０の更なる良好な始動を可能とする。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。上述した第１実施形態では、内燃機関１０の始動時に、カムパルスの入力がない状態で欠歯部５４ｂが検出された場合には、欠歯部５４ｂの検出時点で第２及び第３気筒＃２，＃３に対して燃料噴射するようにしている。しかし、本実施形態では、カムパルスの入力がない状態で欠歯部５４ｂが検出された場合には、気筒判別が終了した時点で、その判別結果に基づき第２及び第３気筒＃２，＃３の一方に対して燃料噴射が行われる。
【００８５】
このような処理を実現するためには、図６のフローチャートのステップ１１０の処理を省略すると共に、図７のフローチャートに代えて図９のフローチャートの処理を実行すればよい。なお、図９において、図７と同一の処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００８６】
図９に示すように、ＥＣＵ４０は、ステップ１１４においてクランクカウンタ値ＣＣＲを「２１」に設定した後、ステップ１２１において、全ての気筒＃１〜＃４に対する燃料の同時噴射が有ったか否かを判定する。ここで肯定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、そのまま内燃機関１０の通常制御に移行する。一方、否定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２２に移行して、第３気筒＃３に対して燃料噴射を行い、その後、内燃機関１０の通常制御に移行する。
【００８７】
ＥＣＵ４０はまた、ステップ１１５においてクランクカウンタ値ＣＣＲを「９」に設定した後、ステップ１２３において、全ての気筒＃１〜＃４に対する燃料の同時噴射が有ったか否かを判定する。ここで肯定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、そのまま内燃機関１０の通常制御に移行する。一方、否定判定された場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２４に移行して、第２気筒＃２に対して燃料噴射を行い、その後、内燃機関１０の通常制御に移行する。
【００８８】
ステップ１２２の第３気筒＃３に対する燃料噴射は、図５に示す判別期間Ｇの終了タイミングｔ３、つまりクランクカウンタ値ＣＣＲが「２１」に設定されるタイミングｔ３で行われる。このタイミングｔ３は、第３気筒＃３に対する燃料噴射タイミングとしては、通常運転時の噴射タイミングとは異なるが、噴射禁止期間Ｅを外れたタイミングである。一方、ステップ１２４の第２気筒＃２に対する燃料噴射は、図５に示す判別期間Ｇの終了タイミングｔ７、つまりクランクカウンタ値ＣＣＲが「９」に設定されるタイミングｔ７で行われる。このタイミングｔ７も、第２気筒＃２に対する燃料噴射タイミングとしては、通常運転時の噴射タイミングとは異なるが、噴射禁止期間Ｅを外れたタイミングである。また、ステップ１２１，１２３において、全ての気筒＃１〜＃４に対する燃料の同時噴射がなかったということは、欠歯部５４ｂの検出前にカムパルスの入力がなかったことを意味する。
【００８９】
このように、カムパルスの入力がない状態で欠歯部５４ｂが検出された場合には、気筒判別が終了した時点で、その判別結果に基づき第２及び第３気筒＃２，＃３の一方に対して燃料噴射を行うようにしても、図６〜図８に示す第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００９０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図１に示す内燃機関１０はＶＶＴ３０を備えているが、本実施形態ではこのＶＶＴ３０が省略される。ＶＶＴ３０が省略された場合には、カムパルスの発生タイミングがクランクパルスに対して変化しない。そのため、例えば図１０のタイミングチャートに示すように、判別期間Ｇが図５に示す判別期間Ｇよりも狭い６０°ＣＡの角度範囲に設定される。つまり、３０°ＣＡ間隔となるクランクパルスを１番目としてそこから７番目のクランクパルスが発生するまでの期間が、判別期間Ｇとして設定される。
【００９１】
また、本実施形態では、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が発生する場合には、判別期間Ｇの終了時期に対応するクランクパルスを１番目としてそこから４番目のクランクパルスが発生するタイミングで、つまり判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第１気筒＃１のピストン１３が圧縮上死点に配置される。なお、第１気筒＃１が圧縮上死点となったときのクランクカウンタ値ＣＣＲが「０」であるのは、図５の場合と同じである。
【００９２】
さらに、本実施形態では、カムロータ６０上の突起６０ａ〜６０ｃの配置間隔が図３に示す実施形態と若干異なる。具体的には、第２突起６０ｂ及び第３突起６０ｃは互いに１８０°の角度間隔を以て配置されるが、第１突起６０ａは、第２突起６０ｂに対しては７５°の角度間隔、第３突起６０ｃに対しては１０５°の角度間隔を以て配置される。従って、図１０に示すように、第１カムパルスＣＰ１と第２カムパルスＣＰ２との発生間隔は１５０°ＣＡに相当し、第２カムパルスＣＰ２と第３カムパルスＣＰ３との発生間隔は３６０°ＣＡに相当し、第３カムパルスＣＰ３と第１カムパルスＣＰ１との発生間隔は２１０°ＣＡに相当する。
【００９３】
本実施形態においても、内燃機関１０の始動時においては、基本的に、図６〜図８に示す第１実施形態とほぼ同様な処理が行われる。但し、図１０から判るように、クランクカウンタ値ＣＣＲに対するクランクパルス及びカムパルスの発生タイミング、並びに判別期間Ｇ等が、図５の実施形態と異なるため、その相違に応じて図６〜図８のフローチャートを変更する必要がある。
【００９４】
具体的には、２つのカムパルスが検出された後に欠歯部５４ｂが検出されたとき、つまり図６のステップ１０６で肯定判定されたとき、ＥＣＵ４０は、ステップ１０７において、クランクカウンタ値ＣＣＲを「５」ではなく「９」に設定する。
【００９５】
また、図１０から判るように、欠歯部５４ｂの検出タイミングで全ての気筒＃１〜＃４に対する燃料噴射が可能である。そのため、カムパルスの入力がない状態で欠歯部５４ｂが検出されたとき、つまり図６のステップ１０８で肯定判定されたとき、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０において、第２及び第３気筒＃２，＃３だけでなく、全ての気筒＃１〜＃４に対して燃料を噴射する。
【００９６】
さらに、判別期間Ｇが６０°ＣＡの角度範囲に相当するので、図７のステップ１１２において、ＥＣＵ４０は、判別期間カウンタ値ＣＮＥが「１２」ではなく「６」に達すると、ステップ１１３に移行する。そして、ステップ１１３において肯定判定されると、ＥＣＵ４０は、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が入力されたものとして、ステップ１１４に移行して、クランクカウンタ値ＣＣＲを「２１」ではなく「２３」に設定する。一方、ステップ１１３において否定判定されると、ＥＣＵ４０は、判別期間Ｇ中に第１カムパルスＣＰ１が入力されなかったものとして、ステップ１１５に移行して、クランクカウンタ値ＣＣＲを「９」ではなく「１１」に設定する。
【００９７】
しかも、図１０から判るように、第１カムパルスＣＰ１の発生タイミングで第３気筒＃３に対する燃料噴射を行うと、噴射終了時期が噴射禁止期間Ｅ内になるため、好ましくない。そのため、欠歯部５４ｂの検出前にカムパルスが発生した場合、つまり図８のステップ１１９において、ＥＣＵ４０は、全ての気筒＃１〜＃４ではなく、第１及び第４気筒＃１，＃４に対して燃料噴射を行う。
【００９８】
上記したように、本実施形態では、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂが検出される前にカムパルスが検出された場合には、そのカムパルスの検出タイミングで特定の気筒、つまり第１及び第４気筒＃１，＃４に対して燃料噴射が行われる。言い換えれば、気筒判別前であっても、カムパルスの検出タイミングで特定の気筒に対して燃料噴射が行われる。従って、第１実施形態と同様、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。それ以外の作用効果も第１実施形態と同様である。
【００９９】
なお、カムパルスの検出タイミングで第１及び第４気筒＃１，＃４に対して燃料噴射が行われた後には、欠歯部５４ｂの検出タイミングで第２及び第３気筒＃２，＃３に対して燃料噴射が行われても良い。すなわち、図６のステップ１０７の後及びステップ１０９の後に、第２及び第３気筒＃２，＃３に対して燃料噴射を実行させる処理を追加してもよい。このようにすると、内燃機関１０を一層良好に始動させることができる。
【０１００】
上記の第１〜第３実施形態は、直列４気筒の内燃機関１０への適用例であったが、本発明は直列４気筒タイプだけでなく、それ以外のタイプの内燃機関にも適用可能である。以下に、各種のタイプの内燃機関への適用例を順次説明する。なお、以下の説明において、図１〜図８の第１実施形態と同等の部材には同一の符号が付されている。
【０１０１】
（第４実施形態）
先ず、図１１に示す第４実施形態は、ＶＶＴ３０を備えた或いはＶＶＴ３０を備えていない直列６気筒の内燃機関１０への適用例である。図１１に示すように、直列６気筒の内燃機関１０は、順に配列された第１〜第６気筒＃１〜＃６を有する。各気筒１２内のピストン１３は、第１気筒＃１、第５気筒＃５、第３気筒＃３、第６気筒＃６、第２気筒＃２及び第４気筒＃４の順で、１２０°ＣＡずつ位相がずれた状態で圧縮上死点に配置される。
【０１０２】
判別期間Ｇは、図５の実施形態と同様、１２０°ＣＡの角度範囲に設定される。また、第１カムパルスＣＰ１の発生を伴う判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第１気筒＃１のピストン１３が圧縮上死点に配置されて、クランクカウンタ値ＣＣＲが「０」になる。さらに、カムロータ６０上の３つの突起６０ａ〜６０ｃは、１２０°の等角度間隔で配置される。
【０１０３】
本実施形態では、内燃機関１０の始動時においては、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングで、第２、第４及び第５気筒＃２，＃４，＃５に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、最初のカムパルスの検出タイミングで、第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。そして、最初のカムパルスの検出タイミングからクランクシャフト１５が９０〜１２０°ＣＡ回転した後のタイミングで、第６気筒＃６に対して燃料噴射が行われる。上記した何れの燃料噴射タイミングも、噴射禁止期間Ｅを外れているのは勿論である。
【０１０４】
以上のような内燃機関１０の始動時における処理の流れは、図６〜図８のフローチャートと類似している。そこで、本実施形態にて実行される始動時における処理を、図１１を参照しつつ、図６〜図８のフローチャートとの相違点を中心に説明する。以下に説明されるステップの処理以外の処理は、図６〜図８と同様である。
【０１０５】
２つのカムパルスが検出された後に最初の欠歯部５４ｂが検出されたとき、つまり図６のステップ１０６で肯定判定されたとき、ＥＣＵ４０は、ステップ１０７において、クランクカウンタ値ＣＣＲを「５」ではなく「７」に設定する。さらに、このステップ１０７の処理後、ＥＣＵ４０は、第２、第４及び第５気筒＃２，＃４，＃５に対して燃料噴射を行う。また、ステップ１０８，１１０の処理は省かれ、ステップ１０６で否定判定されるとステップ１０９に移行する。このステップ１０９の処理後、ＥＣＵ４０は、第２、第４及び第５気筒＃２，＃４，＃５に対して燃料噴射を行う。
【０１０６】
図７のステップ１１４では、ＥＣＵ４０は、クランクカウンタ値ＣＣＲを「２１」ではなく「２３」に設定する。一方、ステップ１１５では、ＥＣＵ４０は、クランクカウンタ値ＣＣＲを「９」ではなく「１１」に設定する。
【０１０７】
図８のステップ１１８の処理は省かれ、ステップ１１７で肯定判定されると、つまり検出されたカムパルスが最初のものであると、そのままステップ１１９に移行する。ステップ１１９では、ＥＣＵ４０は、全ての気筒ではなく、第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射を行う。なお、ＥＣＵ４０は、ステップ１１７で肯定判定されてから、つまり最初のカムパルスが検出されてからクランクシャフト１５が９０〜１２０°ＣＡ回転した後に、第６気筒＃６に対して燃料噴射を行う。第６気筒＃６に対する噴射タイミングは、最初のカムパルスが検出された時点からクランクパルスの数を計数することにより、容易に判別できる。
【０１０８】
上記した処理に従えば、図１１に示すように、例えばタイミングｔ１１でクランキングが開始された場合には、最初のカムパルスが検出されるタイミングｔ１２で第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。そして、最初のカムパルスの検出タイミングｔ１２からクランクシャフト１５が９０〜１２０°ＣＡ回転した後のタイミングｔ１３で、第６気筒＃６に対して燃料噴射が行われる。２つ目のカムパルスが検出されるタイミングｔ１４では、燃料噴射は行われない。
【０１０９】
その後、最初の欠歯部５４ｂが検出されるタイミングｔ１５で、第２、第４及び第５気筒＃２，＃４，＃５に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前に２つのカムパルスが検出されているので、タイミングｔ１５ではクランクカウンタ値ＣＣＲが「７」に設定されて、気筒判別が完了する。従って、その直後のタイミングｔ１６において圧縮上死点となる第３気筒＃３に対して、最初の点火を行うことができ、以後は第６気筒＃６、第２気筒＃２、第４気筒＃４、・・・という順で点火を行うことができる。また、点火が行われた気筒１２に対しては、以後、順次通常タイミングでの燃料噴射が開始される。
【０１１０】
以上のように、本実施形態では、内燃機関１０の始動時において、最初のカムパルスが検出された場合には、それ以前に欠歯部５４ｂが検出されたか否かに関係なく、最初のカムパルスの検出タイミングで特定の気筒、つまり第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。言い換えれば、気筒判別前であっても、最初のカムパルスの検出タイミングで特定の気筒に対して燃料噴射が行われる。従って、第１実施形態と同様、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。それ以外の作用効果も第１実施形態と同様である。
【０１１１】
なお、最初のカムパルスの検出タイミングで、第１、第２及び第３気筒＃１，＃２，＃３に対して燃料噴射を行い、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングで、第４及び第５気筒＃４，＃５に対して燃料噴射を行うようにしてもよい。このような制御は、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂよりもカムパルスが先に検出された場合に行うのが好ましい。このようにしても、上記の場合と同様の作用効果が得られる。
【０１１２】
（第５実施形態）
図１２及び図１３に示す第５実施形態は、上記第４実施形態の変更例である。本実施形態では、図１２に示すようなカムロータ７０が用いられる。このカムロータ７０の外周面には、６０°の角度範囲を有する３つの凸部７０ａが、１２０°の等角度間隔で設けられる。隣接する２つの凸部７０ａの間は、６０°の角度範囲を有する凹部７０ｂを形成する。カムパルス発生器６１としては、凸部７０ａ及び凹部７０ｂに応じた信号を出力可能なセンサ、例えば磁気センサや光学式センサ等の半導体式センサが用いられる。
【０１１３】
カムロータ７０が回転したとき、カムパルス発生器６１は図１３に示すようなカム信号を発生する。このカム信号は、凸部７０ａ及び凹部７０ｂに応じて、そのレベルがハイ／ローで切り替わる。カム信号がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングは、図１１の実施形態におけるカムパルスの発生タイミングと同じである。判別期間Ｇ中にカム信号の立ち上がりがあったか否かに基づき、気筒判別を行うことができる。
【０１１４】
判別期間Ｇ中におけるカム信号の立ち上がりが、判別カム信号に相当する。判別期間Ｇを外れたタイミングでのカム信号の立ち上がりが、補助カム信号に相当する。そして、カム信号の立ち上がりに対応する凸部７０ａと凹部７０ｂとの間の３つの段差７０ｃが、１つの判別指標及び２つの補助指標に相当する。本実施形態ではさらに、カム信号の全ての立ち下がりが、補助カム信号に相当する。そして、カム信号の立ち下がりに対応する凸部７０ａと凹部７０ｂとの間の３つの段差７０ｄが、３つの補助指標に相当する。
【０１１５】
本実施形態では、内燃機関１０の始動時においては、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングで、第２及び第５気筒＃２，＃５に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、カム信号の最初の立ち上がりタイミングで、第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。さらに、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、カム信号の最初の立ち下がりタイミングで、第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。上記した何れの燃料噴射タイミングも、噴射禁止期間Ｅを外れているのは勿論である。
【０１１６】
上記のような内燃機関１０の始動時における処理は特にフローチャートには示さないが、その処理に従った動作例を図１３に基づいて説明する。例えばタイミングｔ２１でクランキングが開始された場合には、カム信号の最初の立ち上がりが検出されるタイミングｔ２２で第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。次に、カム信号の最初の立ち下がりが検出されるタイミングｔ２３で第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。カム信号の２回目の立ち上がりタイミングｔ２４では、燃料噴射は行われない。
【０１１７】
その後、最初の欠歯部５４ｂが検出されるタイミングｔ２５で、第２及び第５気筒＃２，＃５に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前にカム信号の立ち上がりが２回検出されているので、タイミングｔ２５ではクランクカウンタ値ＣＣＲが「７」に設定されて、気筒判別が完了する。従って、その直後のタイミングｔ２６において圧縮上死点となる第３気筒＃３に対して、最初の点火を行うことができ、以後は第６気筒＃６、第２気筒＃２、第４気筒＃４、・・・という順で点火を行うことができる。また、点火が行われた気筒１２に対しては、以後、順次通常タイミングでの燃料噴射が開始される。
【０１１８】
以上のように、本実施形態では、内燃機関１０の始動時において、カム信号の最初の立ち上がりが検出されたとき、それ以前に欠歯部５４ｂが検出されたか否かに関係なく、特定の気筒、つまり第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。さらに、カム信号の最初の立ち下がりが検出されたときにも、それ以前に欠歯部５４ｂが検出されたか否かに関係なく、特定の気筒、つまり第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。
【０１１９】
従って、気筒判別前であっても、カム信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングでそれぞれ特定の気筒に対して燃料噴射が行われる。そのため、上記の第４実施形態と同様、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。それ以外の作用効果も第４実施形態と同様である。
【０１２０】
但し、図１１に示す第４実施形態では、第６気筒＃６に対する燃料噴射タイミングをカムパルスの発生タイミングに同期させることができなかった。これに対して、本実施形態では、図１２に示すようなカムロータ７０を用いることによって、カム信号の立ち下がりタイミングに同期して第６気筒＃６に対する燃料噴射を行うことが可能となった。そのため、第４実施形態と比較して、第６気筒＃６に対する燃料噴射タイミングをカム信号によって一層確実に設定できる。
【０１２１】
なお、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングでの燃料噴射を行わないようにしてもよい。その代わりに、カム信号の最初の立ち上がりタイミングで、第１、第２及び第３気筒＃１，＃２，＃３に対して燃料噴射を行うとともに、カム信号の最初の立ち下がりタイミングで、第４、第５及び第６気筒＃４，＃５，＃６に対して燃料噴射を行う。このような制御は、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂよりもカム信号の立ち上がりまたは立ち下がりが先に検出された場合に行うのが好ましい。このようにしても、上記の場合と同様の作用効果が得られる。
【０１２２】
（第６実施形態）
図１４に示す第６実施形態は、ＶＶＴ３０を備えたＶ型６気筒の内燃機関１０への適用例である。Ｖ型６気筒の内燃機関１０は左バンク及び右バンクを備える。左バンクは順に配列された第１〜第３気筒＃１〜＃３を有し、右バンクは順に配列された第４〜第６気筒＃４〜＃６を有する。図１４に示すように、各気筒１２内のピストン１３は、第１気筒＃１、第２気筒＃２、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第５気筒＃５及び第６気筒＃６の順で、１２０°ＣＡずつ位相がずれた状態で圧縮上死点に配置される。
【０１２３】
吸気カムシャフト２０及び排気カムシャフト２１は、両バンクにそれぞれ対応して設けられる。従って、ＶＶＴ３０及びカム角センサ６２が、両吸気カムシャフト２０にそれぞれ対応して設けられる。カム角センサ６２としては、図１１の第４実施形態と同じものが使用される。なお、左バンクに設けられたカム角センサ６２で発生するカムパルスを左カムパルスとし、右バンクに設けられたカム角センサ６２で発生するカムパルスを右カムパルスとする。左カムパルス及び右カムパルスは、互いに３６０°ＣＡだけ位相がずれている。
【０１２４】
判別期間Ｇは１２０°ＣＡの角度範囲に設定される。左カムパルス（第１カムパルスＣＰ１）の発生を伴う判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第１気筒＃１のピストン１３が圧縮上死点に配置される。このとき、クランクカウンタ値ＣＣＲが「０」になる。また、右カムパルス（第１カムパルスＣＰ１）の発生を伴う判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第４気筒＃４のピストン１３が圧縮上死点に配置される。このとき、クランクカウンタ値ＣＣＲが「１２」になる。
【０１２５】
本実施形態では、内燃機関１０の始動時においては、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングで、第２及び第５気筒＃２，＃５に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、最初の左カムパルスの検出タイミングで、第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。さらに、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、最初の右カムパルスの検出タイミングで、第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。
【０１２６】
上記のような内燃機関１０の始動時における処理は特にフローチャートには示さないが、その処理に従った動作例を図１４に基づいて説明する。例えばタイミングｔ３１でクランキングが開始された場合には、最初の左カムパルスが検出されるタイミングｔ３２で第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。次に、最初の右カムパルスが検出されるタイミングｔ３３で第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。左カムパルスの２回目の検出タイミングｔ３４では、燃料噴射は行われない。
【０１２７】
その後、最初の欠歯部５４ｂが検出されるタイミングｔ３５で、第２及び第５気筒＃２，＃５に対して燃料噴射が行われる。この欠歯部５４ｂの検出タイミングｔ３５の直前のカムパルスは左カムパルスである。この場合には、タイミングｔ３５でクランクカウンタ値ＣＣＲを「７」に設定できる。一方、クランキング後に、タイミングｔ３７での右カムパルスの検出に続いてタイミングｔ３８で最初の欠歯部５４ｂが検出された場合には、タイミングｔ３８でクランクカウンタ値ＣＣＲを「１９」に設定できる。つまり、欠歯部５４ｂの直前のカムパルスが左カムパルスであるか右カムパルスであるかに基づき、判別期間Ｇの終了を待つことなく、欠歯部５４ｂの検出タイミングで気筒判別を完了できる。
【０１２８】
タイミングｔ３５で気筒判別が完了すると、その直後のタイミングｔ３６において圧縮上死点となる第３気筒＃３に対して、最初の点火を行うことができ、以後は第４気筒＃４、第５気筒＃５、第６気筒＃６、・・・という順で点火を行うことができる。また、点火が行われた気筒１２に対しては、以後、順次通常タイミングでの燃料噴射が開始される。
【０１２９】
以上のように、本実施形態では、内燃機関１０の始動時において、最初の左カムパルスが検出されたとき、特定の気筒、つまり第１及び第３気筒＃１，＃３に対して燃料噴射が行われる。さらに、最初の右カムパルスが検出されたときにも、特定の気筒、つまり第４及び第６気筒＃４，＃６に対して燃料噴射が行われる。言い換えれば、気筒判別前であっても、最初の左カムパルス及び右カムパルスの検出タイミングで特定の気筒に対して燃料噴射が行われる。そのため、上記の第５実施形態と同様、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。それ以外の作用効果も第５実施形態と同様である。
【０１３０】
なお、最初の欠歯部５４ｂの検出タイミングでの燃料噴射を行わないようにしてもよい。その代わりに、最初の左カムパルスの検出タイミングで、第１、第３及び第５気筒＃１，＃３，＃５に対して燃料噴射を行うとともに、最初の右カムパルスの検出タイミングで、第２、第４及び第６気筒＃２，＃４，＃６に対して燃料噴射を行う。このような制御は、内燃機関１０の始動時において、欠歯部５４ｂよりも左カムパルスまたは右カムパルスが先に検出された場合に行うのが好ましい。このようにしても、上記の場合と同様の作用効果が得られる。
【０１３１】
（第７実施形態）
図１５及び図１６に示す第７実施形態は、ＶＶＴ３０を備えたＶ型８気筒の内燃機関１０への適用例である。Ｖ型８気筒の内燃機関１０は左バンク及び右バンクを備える。左バンクは順に配列された第１〜第４気筒＃１〜＃４を有し、右バンクは順に配列された第５〜第８気筒＃５〜＃８を有する。図１６に示すように、各気筒１２内のピストン１３は、第１気筒＃１、第８気筒＃８、第４気筒＃４、第３気筒＃３、第６気筒＃６、第５気筒＃５、第７気筒＃７及び第２気筒＃２の順で、９０°ＣＡずつ位相がずれた状態で圧縮上死点に配置される。
【０１３２】
吸気カムシャフト２０及び排気カムシャフト２１は、両バンクにそれぞれ対応して設けられる。従って、ＶＶＴ３０及びカム角センサ６２が、両吸気カムシャフト２０にそれぞれ対応して設けられる。
【０１３３】
図１５（ａ）に示すように、各カム角センサ６２は、補助指標としての第１〜第３突起８０ａ〜８０ｃを有するカムロータ８０を備える。第２突起８０ｂは第１突起８０ａに対して９０°の角度間隔を以て配置され、第３突起８０ｃは第１突起８０ａ及び第２突起８０ｂに対して１３５°の角度間隔を以て配置される。
【０１３４】
カムパルス発生器６１は図３に示すものと同じであり、各突起８０ａ〜８０ｃに対応して補助カム信号としてのカムパルスを発生する。なお、図１６に示すように、左バンクに設けられたカム角センサ６２で発生するカムパルスを左カムパルスとし、右バンクに設けられたカム角センサ６２で発生するカムパルスを右カムパルスとする。左カムパルス及び右カムパルスは、互いに３６０°ＣＡだけ位相がずれている。これらの左カムパルス及び右カムパルスは、９０°ＣＡの角度間隔として設定された判別期間Ｇを外れたタイミングで発生する。
【０１３５】
本実施形態ではさらに、図１５（ｂ）に示すように、両排気カムシャフト２１のうちの一方に、気筒判別用のカムパルスを発生する別のカム角センサ９０が設けられる。このカム角センサ９０は、排気カムシャフト２１に固定されたカムロータ９１と、カムロータ９１の外周面に対向配置されたカムパルス発生器９２とを備える。カムロータ９１の外周面には、判別指標としての１つの突起９１ａが設けられる。カムパルス発生器９２は、突起９１ａに対応して判別カム信号としての判別カムパルスを発生する。この判別カムパルスは、排気カムシャフト２１が１回転する間に出現する２回の判別期間Ｇのうちの一方に同期して発生する。従って、上記第１〜第６実施形態と同様、判別期間Ｇ中に判別カムパルスが発生したか否かに基づき気筒判別を行うことができる。
【０１３６】
判別カムパルスの発生を伴う判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第１気筒＃１のピストン１３が圧縮上死点に配置される。このとき、クランクカウンタ値ＣＣＲが「０」になる。また、判別カムパルスの発生を伴わない判別期間Ｇが終了してからクランクシャフト１５が３０°ＣＡだけ回転した後に、第６気筒＃６のピストン１３が圧縮上死点に配置される。このとき、クランクカウンタ値ＣＣＲが「１２」になる。
【０１３７】
なお、排気カムシャフト２１にはＶＶＴが設けられていないので、クランクパルスに対する判別カムパルスの位相は変化しない。また、この判別カムパルスは気筒判別のために用いられるのみであり、その発生タイミングに同期して燃料噴射は行われない。
【０１３８】
本実施形態では、内燃機関１０の始動時においては、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、最初の左カムパルスの検出タイミングで、第２、第６及び第８気筒＃２，＃６，＃８に対して燃料噴射が行われる。また、欠歯部５４ｂの検出前であるか否かに拘わらず、最初の右カムパルスの検出タイミングで、第１、第３及び第５気筒＃１，＃３，＃５に対して燃料噴射が行われる。さらに、左カムパルス及び右カムパルスの検出前に最初の欠歯部５４ｂが検出されたとき、第４及び第７気筒＃４，＃７に対して燃料噴射が行われる。但し、左カムパルスの検出に続いて欠歯部５４ｂが検出されたときには、第４気筒＃４に対してのみ燃料噴射が行われ、右カムパルスの検出に続いて欠歯部５４ｂが検出されたときには、第７気筒＃７に対してのみ燃料噴射が行われる。
【０１３９】
上記のような内燃機関１０の始動時における処理は特にフローチャートには示さないが、その処理に従った動作例を図１６に基づいて説明する。例えばタイミングｔ４１でクランキングが開始された場合には、最初の右カムパルスが検出されるタイミングｔ４２で第１、第３及び第５気筒＃１，＃３，＃５に対して燃料噴射が行われる。次に、最初の左カムパルスが検出されるタイミングｔ４３で第２、第６及び第８気筒＃２，＃６、＃８に対して燃料噴射が行われる。右カムパルスの２回目の検出タイミングｔ４４では、燃料噴射は行われない。
【０１４０】
その後、２回目の右カムパルスに続いて最初の欠歯部５４ｂが検出されるタイミングｔ４５では、第７気筒＃７に対してのみ燃料噴射が行われる。すなわち、この欠歯部５４ｂの検出タイミングｔ４５の直前のカムパルスは右カムパルスである。この場合には、タイミングｔ４５でクランクカウンタ値ＣＣＲを「８」に設定できる。一方、クランキング後に、タイミングｔ４７での左カムパルスの検出に続いてタイミングｔ４８で最初の欠歯部５４ｂが検出された場合には、タイミングｔ４８でクランクカウンタ値ＣＣＲを「２０」に設定できる。つまり、欠歯部５４ｂの直前のカムパルスが左カムパルスであるか右カムパルスであるかに基づき、判別期間Ｇの終了を待つことなく、欠歯部５４ｂの検出タイミングで気筒判別を完了できる。
【０１４１】
欠歯部５４ｂの検出タイミングで第４及び第７気筒＃４，＃７に対して燃料噴射は可能であるが、その時点で気筒判別が完了すれば、第４及び第７気筒＃４，＃７の一方に対する燃料噴射は、気筒判別後に通常タイミングで行うことができる。そのため、カムパルスの検出に続いて最初の欠歯部４５ｂが検出された場合には、第４及び第７気筒＃４，＃７の一方に対してのみ燃料噴射を行うようにしている。
【０１４２】
タイミングｔ４５で気筒判別が完了すれば、その直後のタイミングｔ４６において圧縮上死点となる第３気筒＃３に対して、最初の点火を行うことができ、以後は第６気筒＃６、第５気筒＃５、第７気筒＃７、・・・という順で点火を行うことができる。点火が行われた気筒１２に対しては、以後、順次通常タイミングでの燃料噴射が開始される。また、第４気筒＃４に対する燃料噴射は、気筒判別後に通常タイミングで行われる。
【０１４３】
以上のように、本実施形態では、内燃機関１０の始動時において、最初の左カムパルスが検出されたときに、特定の気筒、つまり第２、第６及び第８気筒＃２，＃６，＃８に対して燃料噴射が行われる。さらに、最初の右カムパルスが検出されたときにも、特定の気筒、つまり第１、第３及び第５気筒＃１，＃３，＃５に対して燃料噴射が行われる。言い換えれば、気筒判別前であっても、最初の左カムパルス及び右カムパルスの検出タイミングで特定の気筒に対して燃料噴射が行われる。そのため、上記の第６実施形態と同様、クランキングから最初の点火までの時間を短くして、内燃機関１０を良好に始動させることができる。それ以外の作用効果も第６実施形態と同様である。
【０１４４】
なお、本発明の実施形態は上記の各実施形態に限定されるものではなく、次のような変更例も可能である。
・クランクロータ５４上の突起５４ａの数及びその配置間隔は適宜に変更されてもよい。また、突起５４ａは等角度間隔に設けられなくとも良い。すなわち、クランクロータ５４上に設けられた突起等の指標に対応するクランク信号（クランクパルス）に基づき、クランク角の認識や欠歯部５４ｂの認識が支障なく行えるのであれば、クランク角センサ５６としてどのような構成が採用されてもよい。
・欠歯部５４ｂの検出に基づき設定される判別期間Ｇの範囲は、上記の各実施形態で設定された範囲に限定されない。
・カムロータ６０，８０，９１上の突起の数及びその配置間隔は適宜に変更されてもよい。同様に、カムロータ７０上の凸部７０ａの数及びその配置間隔も適宜に変更されてもよい。すなわち、カムロータ上に設けられた突起等の指標に対応するカム信号（カムパルス）に基づき、特定の気筒に対して燃料噴射を行うことが可能であれば、カム角センサ６２としてどのような構成が採用されてもよい。また、カム角センサ６２が排気カムシャフト２１に設けられても良い。
・カム信号や欠歯部５４ｂの検出に基づく特定の気筒に対する燃料噴射態様は、上記の各実施形態に開示された態様に限定されるものではなく、適宜に変更可能である。
・特定の気筒に対する燃料噴射の開始タイミングは、カム信号（カムパルス）の発生タイミングに完全に同期させなくともよく、例えばカム信号の発生タイミングに対して若干ずらしても良い。
・本発明に適用可能な内燃機関は、上記の各実施形態に開示されたタイプのものに限定されない。また、何れの内燃機関においても、ＶＶＴ３０は設けられても設けられなくても良い。さらには、ＶＶＴ３０が吸気カムシャフト２０に加えて、或いは吸気カムシャフト２０に代えて、排気カムシャフト２１に設けられてもよい。この場合、必要に応じて、カム角センサ６２が排気カムシャフト２１に設けられる。
【０１４５】
以下に、上記の各実施形態から把握できる技術的思想を記載する。
・請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記クランク角センサは、クランクシャフトと一体回転するクランクロータであって、同ロータの回転方向に沿って１つの特定部位を除いて等角度間隔で設けられた複数の指標を有するクランクロータと、クランクロータと対向するよう配置され、そのクランクロータが回転したとき、同ロータ上の指標にそれぞれ対応して前記クランク信号を発生するクランク信号発生手段とを含むことを特徴とする。
・請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記制御手段は、最初のカム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする。
・請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記制御手段は、カム信号の発生タイミングに同期して特定の気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする。
・請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記制御手段はさらに、内燃機関の始動に際して、クランクシャフトが特定の回転角度に最初に配置されたとき、別の特定の気筒に対して燃料が噴射されるよう、前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする。
・請求項８または９に記載の内燃機関の燃料噴射制御方法において、各気筒にそれぞれ対応して設けられた吸気バルブが開放されたときに、噴射燃料と空気との混合気が対応する気筒内に導入されるようになっており、前記カム信号は、気筒内に導入された噴射燃料を点火によって確実に燃焼させるべく、吸気バルブの開放期間中の特定の期間を除くタイミングで発生されることを特徴とする。
【０１４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、カム信号の発生タイミングに基づき特定の気筒に対して燃料噴射を行うことにより、内燃機関を良好に始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態における内燃機関の燃料噴射制御装置の要部を示す断面図。
【図２】  クランク角センサを概略的に示す正面図。
【図３】  カム角センサを概略的に示す正面図。
【図４】  図１の燃料噴射制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】  内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図６】  内燃機関の始動時における動作を説明するためのフローチャート。
【図７】  内燃機関の始動時における動作を説明するためのフローチャート。
【図８】  内燃機関の始動時における動作を説明するためのフローチャート。
【図９】  第２実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのフローチャート。
【図１０】  第３実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】  第４実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１２】  第５実施形態におけるカム角センサを概略的に示す正面図。
【図１３】  第５実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１４】  第６実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１５】  （ａ）は第７実施形態におけるカム角センサを概略的に示す正面図、（ｂ）は別のカム角センサを概略的に示す正面図。
【図１６】  第７実施形態において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１７】  （ａ）は従来技術におけるクランク角センサを概略的に示す正面図、（ｂ）は従来技術におけるカム角センサを概略的に示す正面図。
【図１８】  従来技術において、内燃機関の始動時における動作を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１２…気筒、１３…ピストン、１５…クランクシャフト、２０…吸気カムシャフト、２１…排気カムシャフト、２３…吸気バルブ、４０…設定手段、気筒判別手段及び制御手段を構成するＥＣＵ、５３…燃料噴射手段としてのインジェクタ、５４…クランクロータ、５４ａ…指標としての突起、５４ｂ…欠歯部、５５…クランクパルス発生器、５６…クランク角センサ、６０…カムロータ、６０ａ…判別指標としての第１突起、６０ｂ…補助指標としての第２突起、６０ｃ…補助指標としての第３突起、６１…カムパルス発生器、６２…カム角センサ、７０…カムロータ、７０ａ…凸部、７０ｂ…凹部、８０…カムロータ、８０ａ〜８０ｃ…補助指標としての突起、９０…カム角センサ、９１…カムロータ、９１ａ…判別指標としての突起、９２…カムパルス発生器。
【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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【図１７】
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【図１８】
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