JP4453839B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、気筒判定（いずれの気筒が特定の行程にあるかを判定）等に用いられるクランク角センサやカム角センサ等の回転角センサを備えたエンジンの制御装置に係り、特に、前記回転角センサから得られる信号に基づき、回転角センサ系の異常（瞬断、ノイズ、歯欠け等）の有無を誤り無く確実に判定することのできるエンジンの制御装置に関する。

エンジンは、その動作の１サイクルが、例えば２、又は４の複数の行程で成り立っており、このため２気筒以上の多気筒エンジンでは、点火時期や燃料噴射時期等の制御のために、いずれの気筒が特定の行程、例えば圧縮行程にあるかを識別するため、通常、クランク角センサやカム角センサ等の回転角センサを備える。この回転角センサは、通常、例えば下記特許文献１、２等にも見られるように、シグナルプレート（円形回転部材）とこの外周に近接配置される検知器とからなっており、例えば、クランク軸等の回転部に装着されるシグナルプレートの外周部に多数の突起等（被検知部）を所定の配列状態で設け、前記検知器は、前記被検知部を検知する度に信号としてのパルスを発生するようにされ、この検知器から得られるパルス信号に基づいて、所定気筒の所定のクランク角度位置を検出し、気筒判定を行う。よって、前記回転角センサから得られるパルス信号が異常である場合には、気筒判定不能となり、点火時期や燃料噴射時期等の制御が行えず、始動不能となる。そのため、従来においても、始動不能の原因が、回転角センサ系の異常によるものか否かを判定し、原因究明時間及び修理時間の短縮を図っている。

そして、回転角センサ系の異常の有無の判定方法としては、例えば下記特許文献１に見られるように、回転角センサから到来する信号（パルス）をカウントするとともに、このカウント期間を回転角センサ信号の周期から設定し、該カウント期間でのカウント値、つまり回転角センサから到来した信号パルス数が、予め定められた値と異なっている場合、異常と判定する等の方法が知られている。

また、特許文献２に所載のもののように、複数の回転角センサを備えている場合には、一方の回転角センサから得られる基準信号パルス間において他方の回転角センサからの信号パルスが何回到来したかをチェックすることにより前記異常判定を行う方法（相関チェック法）が知られている。

特開平１１−３１６１２０号公報 特開２００４−２４５１７９号公報

しかしながら、前記特許文献１に所載の回転角センサ系の異常判定方法では、エンジン停止直後の揺り返し等による逆回転発生時に、カウント期間を回転角センサ信号の周期から設定しているため、カウント期間にずれが発生し、誤判定を生じるおそれがある。

また、前記相関チェック法による異常判定方法では、どちらの回転角センサ系が異常なのかを特定できないという問題もある。

本発明は、前記した従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回転角センサ系の異常の有無を誤り無く確実に判定することができるとともに、複数の回転角センサを備えている場合には、どのセンサ系に異常が生じているかをも検出判定することができるエンジンの制御装置を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置の一つは、基本的には、外周に多数の被検知部が所定の配列状態をもって設けられ、エンジンの回転部と一体的に回転せしめられるシグナルプレート、及び、該シグナルプレートの外周に近接配置された検知器からなり、該検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを含むパルス信号が得られるようにされた回転角センサと、該回転角センサから得られるパルス信号に基づいて、気筒判定や前記回転角センサ系の診断等を行う制御手段と、を備える。

そして、前記制御手段は、前記基準信号パルスＡが到来する毎に、前記回転角センサからの信号パルス到来数のカウントを開始するとともに、前回の信号数カウント値をリセットし、前記信号数カウント値に基づいて前記回転角センサ系の異常の有無を判定するとともに、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの時間間隔が所定の時間閾値より大きく、かつ、バッテリ電圧が所定の電圧閾値より大きいとき、前記異常判定を禁止するようにされていることを特徴としている。

この場合、好ましい態様では、前記シグナルプレートの外周に、歯、突起、凹部、凸部、孔等からなる多数の第１の被検知部が等角度間隔で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、少なくとも２個の前記第１の被検知部が前記等間隔部より大きな角度間隔で配列された不等間隔部とが設けられており、前記検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを出力するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、前記時間閾値及び前記電圧閾値を、前記エンジンの冷却水温に基づき補正するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの信号パルス到来数をカウントし、該信号数カウント値が所定値と不一致の場合、又は、今回の基準信号パルスＡ到来時点からの前記信号数カウント値が前記所定値に達しても次回の基準信号パルスＡが到来しない場合、異常判定カウント値をカウントアップし、該異常判定カウンタ値が所定値より大きくなった場合に、前記回転角センサ系に異常が生じたと判定するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの時間間隔が前記所定の時間閾値より大きく、かつ、所定時間における前記バッテリ電圧の変化が所定値より大きいときは、前記異常判定カウント値をリセットするようにされる。

本発明に係るエンジンの制御装置の他の一つは、基本的には、外周に多数の被検知部が所定の配列状態をもって設けられ、エンジンの回転部と一体的に回転せしめられる第１のシグナルプレート、及び、該第１のシグナルプレートの外周に近接配置された第１の検知器からなり、該第１の検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを含むパルス信号が得られるようにされた第１の回転角センサと、外周に複数の被検知部が所定の配列状態をもって設けられ、エンジンの回転部と一体的に回転せしめられる第２のシグナルプレート、及び、該第２のシグナルプレートの外周に近接配置された第２の検知器からなり、該第２の検知器からは各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置をあらわす信号パルスＢを含む第２のパルス信号が得られるようにされた第２の回転角センサと、前記第１及び第２の回転角センサから得られる第１及び第２のパルス信号に基づいて、気筒判定や前記第１及び第２の回転角センサ系の診断等を行う制御手段と、を備える。

そして、前記制御手段は、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までにおける前記信号パルスＢの到来パターンに基づいて、気筒判定を行うとともに、前記第２の回転角センサ系の異常の有無を判定するようにされていることを特徴としている。

この場合、好ましい態様では、前記第１のシグナルプレートの外周に、歯、突起、凹部、凸部、孔等からなる多数の第１の被検知部が等角度間隔で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、少なくとも２個の前記第１の被検知部が前記等間隔部より大きな角度間隔で配列された不等間隔部とが設けられており、前記第１の検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを出力するようにされ、また、前記第２のシグナルプレートの外周には、歯、突起、凹部、凸部、孔等からなる複数の第２の被検知部が不等間隔で設けられており、前記第２の検知器から各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置をあらわす信号パルスＢを出力するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、前記基準信号パルスＡが到来する毎に、前記第１の回転角センサからの信号パルス到来数のカウントを開始するとともに、前回の信号数カウント値をリセットし、前記信号数カウント値に基づいて前記第１の回転角センサ系の異常の有無を判定するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの信号パルス到来数をカウントし、該信号数カウント値が所定値と不一致の場合、又は、今回の基準信号パルスＡ到来時点からの前記信号数カウント値が前記所定値に達するまでの間に次回の基準信号パルスＡが到来しない場合、第１の異常判定カウント値をカウントアップし、該第１の異常判定カウンタ値が所定値より大きくなった場合に、前記第１の回転角センサ系に異常が生じたと判定するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、前記第１の回転角センサ系が正常であると判定されているときのみ、前記第２の回転角センサ系の異常の有無を判定するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、前記信号パルスＢの到来パターンが所定のパターンとは異なる場合、第２の異常判定カウント値をカウントアップし、該第２の異常判定カウンタ値が所定値より大きくなった場合に、前記第２の回転角センサ系に異常が生じたと判定するようにされる。

前記制御手段は、好ましくは、前記第２の回転角センサ系に異常が生じたと判定された場合、前記第１の回転角センサから得られるパルス信号に基づいて気筒判定を行うようにされる。

本発明に係るエンジンの制御装置では、回転角センサから基準信号パルスＡが到来する毎に、回転角センサからの信号パルス到来数のカウントを開始するとともに、前回の信号数カウント値をリセットし、前記信号数カウント値に基づいて前記回転角センサ系の異常の有無を判定するとともに、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの時間間隔が所定の時間閾値より大きく、かつ、バッテリ電圧が所定の電圧閾値より大きいとき、前記異常判定を禁止するようにされているので、例えばエンジン停止直後の揺り返し等による逆回転発生時においても、カウント期間にずれが発生せず、そのため、回転角センサ系の異常の有無を誤り無く確実に判定することができる。

また、複数の回転角センサを備えている場合には、まず、一方の回転角センサ系の異常の有無を判定し、この一方の回転角センサ系が正常であると判定されているときのみ、他方の回転角センサ系の異常の有無を相関チェック法で判定するようにされるので、どのセンサ系に異常が生じているかをも正しく検出判定することができる。

以下、本発明のエンジンの制御装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの制御装置の一実施形態を、それが適用された車載用Ｖ型６気筒エンジンと共に示す概略構成図である。

図１において、エンジン１は、６つの気筒（＃１〜＃６）が設けられたシリンダ１ａと各気筒に摺動自在に嵌挿されたピストン１ｂとを備え、ピストン１ｂ上方の燃焼室１ｃには、点火プラグ（イグニッションコイル１４に接続）１６が臨設されるとともに、吸気弁２６及び排気弁２７が設けられている。また、吸気系（吸気分岐管７ａを含む吸気通路７）にはエアクリーナ３１、吸入空気量を計測するエアフローセンサ２、吸入空気量を調整するスロットル弁５を備えたスロットルボディ４、スロットル弁５の開度を検出するスロットルセンサ６、アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）３等が適宜に配置され、吸気分岐管７ａには、電子制御式の燃料噴射弁８が設けられている。また、排気系には、空燃比センサ１５や排気浄化用触媒コンバータ等が設けられている。

燃料タンク３３の燃料は、燃料ポンプ３２により吸い出され、燃料配管１３を経てプレッシャーレギュレータ１１で調圧されて前記燃料噴射弁８に導かれ、該燃料噴射弁８から吸気ポートに向けて噴射される。

また、エンジン１には、後で詳述するように、気筒判定に使用される第１の回転角センサであるクランク角センサ１８、第２の回転角センサであるカム角センサ２９、及びコントロールユニット１００が備えられている。

コントロールユニット１００には、エアフローセンサ２、スロットルセンサ６、空燃比センサ１５、水温センサ１７、クランク角センサ１８、及びカム角センサ２９等からの信号が入力され、コントロールユニット１００は、それらの信号に基づいて、燃料噴射弁８による燃料噴射制御、点火プラグ１６による点火時期の制御等を行うようになっている。

なお、図１において、符号２１はバッテリー、符号２２はコントロールユニット１００に対するメインリレーを示している。

前記クランク角センサ１８は、図１６に概略図示されているように、クランク軸１９と一体的に回転せしめられるクランク軸用シグナルプレート１８Ａ及び該シグナルプレート１８Ａの外周に近接配置されたクランク軸用検知器１８Ｂからなる磁気式のものとされ、前記クランク軸用シグナルプレート１８Ａの外周部には、歯、突起、凹部、凸部、孔等（ここでは、矩形歯）からなる多数の被検知部１８ａが等角度間隔（ここでは、１０°ＣＡ）で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、少なくとも２個の前記被検知部１８ａが前記等間隔部より大きな角度間隔（ここでは、３０°ＣＡ）で配列された不等間隔部（歯欠け部１８ｚ）とが、エンジン１の気筒数の１／２（ここでは、３）だけ設けられている（したがって、クランク軸１９が２回転する間に前記歯欠け部１８ｚをあらわす信号が６回到来する）。

前記クランク軸用検知器１８Ｂは、前記被検知部１８ａがその真向かいを通過する毎に発生する磁界の変化をとらえ（被検知部を検知）、内部処理回路で信号としてのパルスを生成し、これをコントロールユニット１００に供給する。したがって、前記クランク軸用検知器１８Ｂ（クランク角センサ１８）からは、図３及び図４に示される如くに、各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルス（ＲＥＦ信号）が得られる。

一方、前記カム角センサ２９は、図１７に概略図示されているように、カム軸２８と一体的に回転せしめられるカム軸用シグナルプレート２９Ａ及び該シグナルプレート２９Ａの外周に近接配置されたカム軸用検知器２９Ｂからなる磁気式のものとされ、前記カム軸用シグナルプレート２９Ａの外周部には歯、突起、凹部、凸部、孔等からなる７個の被検知部（ここでは、矩形歯２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ）が不等間隔（６０°、３０°、３０°、３０°、６０°、３０°、１２０°の間隔）で設けられている。前記カム軸用検知器２９Ｂ（カム角センサ２９）は、前記被検知部（矩形歯２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ）がその真向かいを通過する毎に発生する磁界の変化をとらえ（被検知部を検知）、内部処理回路で信号としてのパルスを生成し、これをコントロールユニット１００に供給する。したがって、カム角センサ２９からは、図３及び図４に示される如くに、各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置をあらわす信号パルスが得られる。

図２は、コントロールユニット１００の内部構成を示したものである。コントロールユニット１００は、入力回路１９１、Ａ／Ｄ変化部１９２、中央演算部１９３、ＲＯＭ１９４、ＲＡＭ１９５、及び出力回路１９６を含んだマイクロコンピュータを内蔵している。入力回路１９１は、入力信号１９０がアナログ信号の場合（例えば、水温センサ１７、スロットルセンサ６等からの信号）、該信号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をＡ／Ｄ変換部１９２に出力するためのものである。中央演算部１９３は、Ａ／Ｄ変換結果を取り込み、ＲＯＭ１９４等の媒体に記憶された燃料噴射制御プログラムやその他の制御プログラムを実行することによって、前記各制御及び診断等を実行する機能を備えている。なお、演算結果、及び、前記Ａ／Ｄ変換結果は、ＲＡＭ１９５に一時保管されるとともに、該演算結果は、出力回路１９６を通じて制御信号１９７として出力され、燃料噴射弁８、点火コイル１４等の制御に用いられる。

一方、クランク角センサ１８、カム角センサ２９からのパルス信号（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号）は、入力回路１９１を介して配線１９８により、中央演算部１９３へ送られる。中央演算部１９３では、クランク角センサ１８、カム角センサ２９からのパルス信号の電圧レベルが、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化したとき、つまり、図３及び図４のクランク角センサ信号及びカム角センサ信号の立下り部分が当該信号パルス到来時点として認識されるとともに、該タイミングで割り込み処理が行われる構成となっている。

図３及び図４は、本実施形態において気筒判定を行う際の各部の動作・状態、すなわち、各気筒（＃１〜＃６）の行程、クランク角センサ信号及びカム角センサ信号の発生（到来）状態、並びに、クランク角センサ信号とカム角センサ信号の発生（到来）位置関係からの気筒判定データのビットパターン生成状態を示している。

以下に、図３、図４を参照しながらクランク角センサ１８（からのパルス信号）とカム角センサ２９（からのパルス信号）が正常である場合の信号形態と本信号形態に基づく気筒判定について説明する。

まず、前記クランク角センサ１８から得られる信号パルスの時間間隔を計測するとともに、それを順次、ＣＲＴ３、ＣＲＴ２、ＣＲＴ１として記憶し、該記憶された時間間隔ＣＲＴ３、ＣＲＴ２、ＣＲＴ１を用いて、下記の（式１）及び（式２）を演算し、（式１）及び（式２）の両方が成立したときは前記不等間隔部と判断し、（式１）及び（式２）の少なくとも一方が不成立のときは前記等間隔部であると判断することにより、前記不等間隔部と前記等間隔部の識別検出を行う。すなわち、ＣＲＴ２／ＣＲＴ１＞α、かつ、ＣＲＴ２／ＣＲＴ３＞βが成立した場合に、今回のクランク角センサ信号（歯欠け部が到来した直後の信号）をＢＴＤＣ７５°信号（ＲＥＦ信号）と認識する。また、このＲＥＦ信号を認識後６回目に到来するクランク角センサ信号をＢＴＤＣ１５°信号（１／２ＲＥＦ信号）と認識する。
ＣＲＴ２／ＣＲＴ１＞α・・・・（式１）
ＣＲＴ２／ＣＲＴ３＞β・・・・（式２）
ただし、
ＣＲＴ１ ：最新の時間間隔
ＣＲＴ２ ：前回の時間間隔
ＣＲＴ３ ：前々回の時間間隔
α ：一定値（例えば、２）
β ：一定値（例えば、２）

次に、前記ＲＥＦ信号及び前記１／２ＲＥＦ信号認識時に、気筒判定データ（ＣＹＬＪＤＧ）のデータを左に１ビットシフトし、カム角センサ信号カウンタ（ＣＡＭＣＮＴ）の値を、ＣＹＬＪＤＧのデータの下位ビットに反映し、その後、ＣＡＭＣＮＴの値をクリアする。なお、ＣＡＭＣＮＴは、カム角センサ信号発生時にカウントアップする。

このようにして算出されたＣＹＬＪＤＧのデータのビットパターンを、図５に示される如くの予め定められたビットパターンと一致しているか否かのチェックを行い、どの気筒のＲＥＦ信号かを判別する。本判別により、１／２ＲＥＦ信号においても、どの気筒の１／２ＲＥＦ信号かが判定できる。本判定結果から、燃料を噴射すべき気筒、及び点火すべき気筒等を選択決定する。

また、前回のＲＥＦ信号到来時点から今回のＲＥＦ信号到来時点まで（今回のＲＥＦ信号到来時点から次回のＲＥＦ信号到来時点まで）の時間（ＴＤＡＴＡ）を計測し、エンジン回転数を算出する。

次に、コントロールユニット１００が前記の如くの気筒判定を行う際に実行する処理（ルーチン）を図６、図７、図８、図９、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。

図６は、クランク角センサ信号入力毎に行うルーチンであり、ステップ１０１で一回前のクランク角センサ信号（パルス）間の時間間隔（ＣＲＴ２）と、二回前のクランク角センサ信号（パルス）間の時間間隔（ＣＲＴ３）と、今回のクランク角センサ信号（パルス）間の時間間隔（ＣＲＴ１）から、ＣＲＴ２／ＣＲＴ１＞α、かつ、ＣＲＴ２／ＣＲＴ３＞βが成立したか否かを判断する。成立した場合は、ステップ１０２へ進み、今回のクランク角センサ信号をＲＥＦ信号と認識する。認識後、ステップ１０３へ進み、気筒判定用カウンタ（ＲＥＦＣＮＴ）をクリアし、本ルーチンを終了する。成立しない場合は、ステップ１０４へ進み、ＲＥＦＣＮＴをカウントアップする。その後、ステップ１０５でＲＥＦＣＮＴの値が６であるか否かを判断する。ＲＥＦＣＮＴが６であった場合、ステップ１０６へ進み、今回のクランク角センサ信号（パルス）を１／２ＲＥＦ信号と認識し、本ルーチンを終了する。ＲＥＦＣＮＴが６でない場合は、そのまま本フローを終了する。

図７は、クランク角センサ信号をＲＥＦ信号及び１／２ＲＥＦ信号と認識した場合に実行するルーチンであり、まず、ステップ２０１で気筒判定データＣＹＬＪＤＧの値を１ビット左シフトする。その後、ステップ２０２へ進み、カム角センサ信号カウンタＣＡＭＣＮＴの値をＣＹＬＪＤＧの最下位ビットにセットし、ステップ２０３でＣＡＭＣＮＴの値をクリアし、本ルーチンを終了する。

図８は、クランク角センサ信号をＲＥＦ信号と認識した場合で、特定気筒のＲＥＦ信号の認識がなされていない場合に実行するルーチンである。ステップ３０１でＣＹＬＪＤＧの下位３ビットのパターンが１，０，１かどうかをチェックし、一致した場合は、ステップ３０２で第１気筒（＃１）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを０とする。パターンが一致しない場合は、ステップ３０３へ進み、パターンが０，０，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ３０４で第２気筒（＃２）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを５とする。パターンが一致しない場合は、ステップ３０５へ進み、パターンが１，０，０かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ３０６で第３気筒（＃３）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを４とする。パターンが一致しない場合は、ステップ３０７へ進み、パターンが０，１，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ３０８で第４気筒（＃４）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを３とする。パターンが一致しない場合は、ステップ３０９へ進み、パターンが１，１，０かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ３１０で第５気筒（＃５）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを２とする。パターンが一致しない場合は、ステップ３１１へ進み、パターンが１，１，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ３１２で第６気筒（＃６）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを１とする。

特定気筒のＲＥＦ信号の認識後は、図９、図１０に示されるルーチンを実行する。すなわち、ステップ４０１でＣＹＬＪＤＧの下位５ビットのパターンが０，０，１，０，１かどうかをチェックし、一致した場合は、ステップ４０２で第１気筒（＃１）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを０とする。パターンが一致しない場合は、ステップ４０３へ進み、パターンが１，０，０，０，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ４０４で第２気筒（＃２）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを５とする。パターンが一致しない場合は、ステップ４０５へ進み、パターンが０，１，１，０，０かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ４０６で第３気筒（＃３）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを４とする。パターンが一致しない場合は、ステップ４０７へ進み、パターンが１，１，０，１，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ４０８で第４気筒（＃４）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを３とする。パターンが一致しない場合は、ステップ４０９へ進み、パターンが１，１，１，１，０かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ４１０で第５気筒（＃５）のＲＥＦ信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを２とする。パターンが一致しない場合は、ステップ４１１へ進み、パターンが１，０，１，１，１かどうかチェックし、一致した場合は、ステップ４１２で第６気筒（＃６）のＢＴＤＣ７５°信号と認識し、ＣＹＬＣＮＴを１とする。パターンが一致しない場合は、図１０のステップ５０１へ進み、クランク角センサ系が異常かどうかチェックを行う。クランク角センサ系が異常でない場合、ステップ５０２へ進みＣＹＬＣＮＴが５かどうかチェックする。ＣＹＬＣＮＴが５でない場合、ステップ５０３へ進みＣＹＬＣＮＴをカウントアップする。ＣＹＬＣＮＴが５である場合、ステップ５０４へ進みＣＹＬＣＮＴを０とする。クランク角センサ系が異常の場合はステップ５０５へ進み気筒判定のやり直しを行う。以上から、特定気筒のＲＥＦ信号の認識後は、クランク角センサ系が正常であれば、カム角センサ系異常で、上記ビットパターンが一致しなくても、次のＲＥＦ信号は、どの気筒のＲＥＦ信号か特定できるため、気筒判定を継続する。

次に、前記クランク角センサ１８の診断について説明する。すなわち、ＲＥＦ信号到来（認識）毎に、前回のＲＥＦ信号到来時点から今回のＲＥＦ信号到来時点までのクランク角センサ１８からの信号パルス到来数（今回のＲＥＦ信号到来時点から次回のＲＥＦ信号到来時点までのクランク角センサ１８からの信号パルス到来数）をカウントし、このカウント値が所定値、すなわち正規の数(図３の例では１０)であるかどうかを判断することによりクランク角センサ系の異常の有無を判定する（カウント値と正規の数とが不一致の場合はクランク角センサ系に異常が生じていると判定する）。また、今回のＲＥＦ信号到来時点から前記カウント値が前記正規の数に達するまでの間に次回のＲＥＦ信号が到来しない場合も、クランク角センサ系に異常が生じていると判定する。

なお、前記ようにパルス到来数が正規の数と一致しない場合や次回のＲＥＦ信号が到来しない場合において、直ちにクランク角センサ系に異常が生じたとは判定せずに、異常判定カウント値（ＮＧカウンタ）をカウントアップするようにして、該異常判定カウンタ値が所定値ＫＮＧＰ＃（例えば、５）より大きくなった場合に、前記クランク角センサ系に異常が生じたと判定するようにしてもよい。

以下、詳細を図１１のフローチャートを参照しながら説明する。本ルーチンは、クランク角センサ信号（パルス）入力毎に行われる。まず、ステップ６０１で初回のＲＥＦ信号の認識が済んでいるか否かをチェックし、済んでいる場合は、ステップ６０２へ進み、今回入力のクランク角センサ信号が、ＲＥＦ信号であるかどうかをチェックする。ＲＥＦ信号である場合、ステップ６０３へ進み、クランク角センサ信号の数（ＲＥＦＣＮＴ）が正規の数（ここでは、１０）であるかどうかチェックする。正規の数である場合は、ステップ６０４へ進みＲＥＦ信号間の時間間隔（ＴＤＡＴＡ）を算出して終了となる。

ステップ６０３で、ＲＥＦＣＮＴが１０でないと判断された場合、ステップ６０５へ進み、クランク角センサ系のＮＧカウンタ（ＮＧＣＮＴＰ）のカウントアップ条件が成立しているかチェックする。成立している場合は、ステップ６０６へ進み異常判定カウント値ＮＧＣＮＴＰをカウントアップする。ステップ６０７で、異常判定カウント値ＮＧＣＮＴＰが所定値（ＫＮＧＰ＃）以上かどうかチェックする。ＮＧＣＮＴＰがＫＮＧＰ＃以上の場合は、ステップ６０８へ進みクランク角センサ系の異常と判定し、ステップ６０９へ進み、ＮＧＣＮＴＰをクリアする。ステップ６０５でＮＧＣＮＴＰのカウントアップ条件が不成立の場合と、ステップ６０７でＮＧＣＮＴＰがＫＮＧＰ＃以上でない場合は、ステップ６０４へ進み、ＴＤＡＴＡを算出して本フローを終了する。

また、ステップ６０２でクランク角センサ信号が、ＲＥＦ信号ではないと判断された場合は、ステップ６１０へ進み、クランク角センサ信号の数ＲＥＦＣＮＴが１０かどうかチェックする。１０の場合、つまり、ＲＥＦ信号でないのにクランク角センサ信号数が１０となっている場合は、ステップ６０５へ進み、クランク角センサ系のＮＧカウンタ（ＮＧＣＮＴＰ）のカウントアップ条件が成立しているかチェックし、以降クランク角センサ系の異常判定ルーチンへ移る。１０でない場合、通常のクランク角センサ信号入力であるため、何もせず本ルーチンを終了する。

次に、前記したステップ６０５のＮＧカウンタ（ＮＧＣＮＴＰ）のカウントアップ条件について詳細を以下に説明する。まず、上記したクランク角センサ系の異常の判定は、今回のＲＥＦ信号到来時点から次のＲＥＦ信号到来時点までのクランク角センサ信号（パルス）数をチェックするため、図１３に示される如くに、エンジンの逆回転により、あるＲＥＦ信号到来時点から次のＲＥＦ信号を認識する前にＲＥＦＣＮＴが１０になってしまい、誤判定が発生するおそれがある。また、エンジン回転数が急激に低下した場合などは、クランク角センサ信号間の時間間隔が急激に大きくなり、ＲＥＦ信号の誤認識が発生し、その結果、ＲＥＦ信号間のＲＥＦＣＮＴが１０でなくなり、誤判定が発生するおそれがある。このような問題は、エンジン停止直前や直後等、低回転時に発生する傾向があるので、低回転時に上記異常判定を禁止する方法もあるが、始動時、つまりクランキング中は、異常の有無の判定を行い、エンジン始動不可時の原因確認に要する時間を短縮させたい。

そこで、本実施形態では、クランキング中以外の回転数の急激低下時は、異常判定を禁止することで対応する。具体的には、図１４、図１５に示される如くに、一般的にクランキング中のバッテリ電圧は通常時よりも低く、クランキング中のエンジン回転数もアイドル時の回転数よりも低いので、バッテリ電圧が所定の電圧閾値よりも大きく、かつ、エンジン回転数が所定の閾値より低いとき（前記した時間間隔ＴＤＡＴＡが所定の時間閾値より大きいとき）に異常の有無の判定を禁止するようにされる。なお、エンジンの冷却水温により、クランキング中のバッテリ電圧及びクランキング回転数も変化するため、上記閾値は、エンジンの冷却水温に基づいて補正することがより好ましい。さらに、エンジン回転中にクランキングを繰り返した場合等、エンジン回転数が急激に変化する場合には誤判定を生じるおそれがあるので、クランキング開始時、つまり所定時間内におけるバッテリ電圧の変化が大きく、エンジン回転数が所定値より低いときに前記ＮＧＣＮＴＰをリセットするほうがより好ましい。

最後に、前記カム角センサの診断について図１２のフローチャートを参照しながら説明する。

本ルーチンは、ＲＥＦ信号認識毎に実行する。まず、ステップ７０１でクランク角センサ系に異常が生じているか否かを判断する。クランク角センサ系に異常が生じていない場合（正常の場合）は、ステップ７０２へ進み、気筒判定データＣＹＬＪＤＧの下位５ビットが正規パターンかどうかをチェックする。

正規パターンであれば、カム角センサ系も問題ない（正常である）と判断し、ステップ７０６へ進みカム角センサ系のＮＧカウンタ（ＮＧＣＮＴＣ）をクリアし、本ルーチンを終了する。それに対し、正規パターンでない場合、ステップ７０３へ進みＮＧＣＮＴＣをカウントアップする。ステップ７０４では、前記ＮＧＣＮＴＣが所定値（ＫＮＧＣ＃）以上かどうかをチェックし、所定値以上の場合はステップ７０５へ進み、カム角センサ系が異常であると判定し、続くステップ７０６でＮＧＣＮＴＣをリセット（＝０）して本ルーチンを終了する。前記ＮＧＣＮＴＣが所定値以上でない場合は、そのまま本ルーチンを終了する。ステップ７０１でクランク角センサ系が異常である場合は、カム角センサ系の異常の有無の判定を行わず、本ルーチンを終了する。これは、クランク角センサ系が異常の場合は、ＣＹＬＪＤＧの下位５ビットのパターンが正規パターンでなくなる場合も考えられるため、カム角センサ系の異常の有無の判定を誤り無く確実に行うためである。

以上の如くに、本実施形態では、クランク角センサ１８からＲＥＦ信号が到来する毎に、クランク角センサ１８からの信号パルス到来数のカウントを開始するとともに、前回の信号数カウント値をリセットし、前記信号数カウント値に基づいてクランク角センサ系の異常の有無を判定するとともに、今回のＲＥＦ信号到来時点から次回のＲＥＦ信号到来時点までの時間間隔が所定の時間閾値より大きく、かつ、バッテリ電圧が所定の電圧閾値より大きいとき、前記異常判定を禁止するようにされているので、例えばエンジン停止直後の揺り返し等による逆回転発生時においても、カウント期間にずれが発生せず、そのため、クランク角センサ系の異常の有無を誤り無く確実に判定することができる。

また、クランク角センサ１８に加えてカム角センサ２９を備えていることから、まず、クランク角センサ系の異常の有無を判定し、このクランク角センサ系が正常であると判定されているときのみ、カム角センサ系の異常の有無を相関チェック法で判定するようにされるので、どのセンサ系に異常が生じているかをも正しく検出判定することができる。

以上、本発明の一実施形態について、詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。

本発明に係るエンジンの制御装置の一実施形態を、それが適用された車載用Ｖ型６気筒エンジンと共に示す概略構成図。 コントロールユニットの内部構成図。 エンジンの各気筒の行程、クランク角センサ信号、カム角センサ信号等の関係を示す図（クランク角が０°〜３３０°の範囲）。 エンジンの各気筒の行程、クランク角センサ信号、カム角センサ信号等の関係を示す図（クランク角が３３０°〜７２０°の範囲）。 ビットパターンと各気筒の基準位置の関係を示す図 コントロールユニットが気筒判定を行う際に実行する一つのルーチンの例を示すフローチャート(その１)。 コントロールユニットが気筒判定を行う際に実行する一つのルーチンの例を示すフローチャート（その２）。 コントロールユニットが気筒判定を行う際に実行する一つのルーチンの例を示すフローチャート（その３）。 コントロールユニットが気筒判定を行う際に実行する一つのルーチンの例を示すフローチャート（その４）。 コントロールユニットが気筒判定を行う際に実行する一つのルーチンの例を示すフローチャート（その５）。 コントロールユニットがクランク角センサ系の異常の有無の判定を行う際に実行するルーチンの例を示すフローチャート。 コントロールユニットがカム角センサ系の異常判定を行う際に実行するルーチンの例を示すフローチャート。 クランク角センサ系の異常の有無の判定の説明に供される図。 通常時とクランキング中のバッテリ電圧を示す図。 アイドル時とクランキング中のエンジン回転数を示す図。 クランク角センサの構造を概略的に示す図。 カム角センサの構造を概略的に示す図。

符号の説明

１ ・・・エンジン
１６ ・・・点火プラグ
１８ ・・・クランク角センサ
１８Ａ・・・シグナルプレート
１８Ｂ・・・検知器
２９ ・・・カム角センサ
２９Ａ・・・シグナルプレート
２９Ｂ・・・検知器
１００・・・コントロールユニット
＃１〜＃６・・・気筒

Claims (10)

1. 外周に多数の被検知部が所定の配列状態をもって設けられ、エンジンの回転部と一体的に回転せしめられるシグナルプレート、及び、該シグナルプレートの外周に近接配置された検知器からなり、該検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを含むパルス信号が得られるようにされた回転角センサと、該回転角センサから得られるパルス信号に基づいて、前記回転角センサ系の診断を行う制御手段と、を備えたエンジンの制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記基準信号パルスＡが到来してから次の前記基準信号パルスＡが到来するまでの間の期間において前記回転角センサから到来した信号パルス数をカウントし、
   そのカウント値に基づいて前記回転角センサ系の異常の有無を判定し、
   今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの時間間隔が所定の時間閾値より大きく、かつ、バッテリ電圧が所定の電圧閾値より大きいとき、前記異常判定を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記シグナルプレートの外周に、歯、突起、凹部、凸部、または孔からなる多数の第１の被検知部が等角度間隔で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、少なくとも２個の前記第１の被検知部が前記等間隔部より大きな角度間隔で配列された不等間隔部とが設けられており、前記検知器から各気筒の所定行程における同一クランク角度位置をあらわす基準信号パルスＡを出力するようにされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記制御手段は、前記時間閾値及び前記電圧閾値を、前記エンジンの冷却水温に基づき補正すること特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
4. 前記制御手段は、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの信号パルス到来数をカウントし、該信号数カウント値が所定値と不一致の場合、又は、今回の基準信号パルスＡ到来時点からの前記信号数カウント値が前記所定値に達しても次回の基準信号パルスＡが到来しない場合、異常判定カウント値をカウントアップし、該異常判定カウンタ値が所定値より大きくなった場合に、前記回転角センサ系に異常が生じたと判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
5. 前記制御手段は、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までの時間間隔が前記所定の時間閾値より大きく、かつ、所定時間における前記バッテリ電圧の変化が所定値より大きいときは、前記異常判定カウント値をリセットすることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。
6. 外周に複数の被検知部が所定の配列状態をもって設けられ、エンジンの回転部と一体的に回転せしめられる第２のシグナルプレート、及び、該第２のシグナルプレートの外周に近接配置された第２の検知器からなり、該第２の検知器からは各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置をあらわす信号パルスＢを含む第２のパルス信号が得られるようにされた第２の回転角センサを備え、
   前記制御手段は、今回の基準信号パルスＡ到来時点から次回の基準信号パルスＡ到来時点までにおける前記信号パルスＢの到来パターンに基づいて、前記第２の回転角センサ系の異常の有無を判定するようにされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
7. 前記第２のシグナルプレートの外周には、歯、突起、凹部、凸部、または孔からなる複数の第２の被検知部が不等間隔で設けられており、前記第２の検知器から各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置をあらわす信号パルスＢを出力するようにされていることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
8. 前記制御手段は、前記回転角センサ系が正常であると判定されているときのみ、前記第２の回転角センサ系の異常の有無を判定することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
9. 前記制御手段は、前記信号パルスＢの到来パターンが所定のパターンとは異なる場合、第２の異常判定カウント値をカウントアップし、該第２の異常判定カウンタ値が所定値より大きくなった場合に、前記第２の回転角センサ系に異常が生じたと判定することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
10. 前記制御手段は、前記第２の回転角センサ系に異常が生じたと判定された場合、前記回転角センサから得られるパルス信号に基づいて気筒判定を行うことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。

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