エンジンの制御装置
【課題】倍周クロック出力手段でカム角信号・クランク角信号の精度を高め、パルス発生パターンの汎用性を高める。
【解決手段】クランク角検出手段から、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成し、クランク角検出手段から歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化し、カム角検出手段からパルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成し、カム角検出手段から歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化し、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成される。
【解決手段】クランク角検出手段から、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成し、クランク角検出手段から歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化し、カム角検出手段からパルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成し、カム角検出手段から歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化し、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク角信号が異常であると判定された場合に、クランク角信号に基づくエンジン制御を禁止又は停止して、カム角信号に基づいてエンジン制御を行うエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジン（内燃機関）においては、燃料噴射制御や点火時期制御等を行うため、通常、マイクロコンピュータを内蔵するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）が備えられており、このＥＣＵによりエンジン運転状態に応じた適正な燃料噴射開始終了時期や点火時期（タイミング）を高精度に得ることでき、それによって燃焼性や燃費の向上、排気エミッション特性の改善等が図られ、信頼性の高い車両システムが実現されている。
【０００３】
燃料噴射開始時期や点火時期を高精度に得るためには、エンジン（クランク軸）の回転位置を高精度に検出しなければならない。現在、その回転位置を検出するため、クランク軸とカム軸のそれぞれにクランク角センサ、カム角センサを配備している。クランク角センサは、通常、クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされている。カム角センサも同様な構成である。
【０００４】
ところが、これらのセンサからの信号が異常であると、エンジンの回転位置が正確に把握できないため、燃費や排気エミッション特性が悪化するのみでなく、エンジンが停止するおそれがある。
【０００５】
そのため、これらの信号の異常時には、エンジンの停止を防ぐフェールセーフ制御が一般に採用されている。このフェールセーフ制御について、特にクランク軸の回転位置を検出するクランク角センサからのクランク角信号の異常時対策について、下記特許文献１、２に所載の技術がある。
【０００６】
特許文献１に所載の技術は、カム角センサからのカム角信号を用いて、模擬クランク角信号を生成し、その模擬クランク角信号により前記回転位置を把握してエンジンを制御し、エンジンの停止を防ぐものである。
【０００７】
特許文献２に所載の技術は、クランク・カム角信号出力部を共用し、クランク角信号の正常・異常で出力が切り換えられるように構成することで、より少ないソフトウェア及びハードウェアの追加で模擬クランク角信号を生成するものである。
【０００８】
この特許文献２に所載の技術では、クランク角信号出力に使用されている逓倍クロック出力手段をカム角信号にも適用し、カム角信号においても信号精度を高めつつも、ROM使用量やソフトウェアの開発工数も低減可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平7-310582号公報
【特許文献２】特開2009-293628号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に所載の技術は、カム角信号から生成される角度カウンタ（以下カム角度カウンタと呼ぶ）とクランク角信号から生成される角度カウンタ（以下クランク角度カウンタと呼ぶ）を全く同一にして、ハードウェア・ソフトウェアの追加を最小限にしている。
【００１１】
しかしながら、前記カム角度カウンタと前記クランク角度カウンタを全く同一に生成するには、前記カム角度カウンタと前記クランク角度カウンタの初期化タイミングを揃える必要がある。
【００１２】
初期化タイミングは、信号板の歯（被検出部）の間隔により検出している。例えば、歯が１０°ＣＡ毎に規則的に並んでいる中に、３０°ＣＡ分の歯欠け部を設けることにより、センサから歯欠け部を示すパルスが到来したときと他のパルスが到来したときとを識別することができ、これによって、センサから歯欠け部を示すパルスが到来したときを初期化タイミングと設定することができる。
【００１３】
よって、前記初期化タイミングを揃えるには、カム角信号・クランク角信号の歯欠け部を揃える必要があり、パルス発生パターンに制約が付く。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、逓倍クロック出力手段を用いてカム角信号・クランク角信号の精度を高めつつも、パルス発生パターンの汎用性を高めることのできるエンジン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】
【００１５】
上記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、前記クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされてなるクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、該クランク倍周クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成するとともに、前記クランク角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化する手段と、カム軸と一体に回転せしめられるカム信号板及び該カム信号板の外周に近接配置されたカム角信号発生器を有し、前記カム信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にカム角信号としてパルスを出力するようにされてなるカム角検出手段と、前記カム角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、該カム倍周クロック周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成するとともに、前記カム角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化する手段と、前記クランク角検出手段からのクランク角信号が異常であるか否かを判定する手段と、前記クランク角信号が正常であるときは、前記クランク角度カウンタを用いてエンジン制御を行い、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る制御装置によれば、カム角信号から生成されるカム角度カウンタとクランク角信号から生成されるクランク角度カウンタは、異なる信号源・異なる算出方法よりそれぞれ生成される。そのため、カム角信号・クランク角信号のパルス発生パターンの汎用性を従来よりも高めることができる。
【００１７】
したがって、カム角信号・クランク角信号の精度を高めつつも、パルス発生パターンの汎用性を高められるため、カム角信号パターンとクランク角信号パターンに制約が生じず、そのため、例えば従来のカム角信号板とクランク信号板の流用が可能となる。その場合、信号板のパターンを変更する必要が無く、信号板のハードウェア変更のみならず、関連するソフトウェアの変更も不要となり、開発工数の低減が可能である。
【００１８】
上記した以外の、課題、構成、及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用されたガソリンエンジンと共に示す概略構成図。
【図２】クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御の説明に供されるフローチャート。
【図３】クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御の説明に供される機能ブロック図。
【図４】クランク角度カウンタ生成の説明に供されるタイムチャート。
【図５】カム角度カウンタ生成の説明に供されるタイムチャート。
【図６】クランク角信号正常時の説明に供されるタイムチャート。
【図７】クランク角信号正常時から異常時へ遷移した際の説明に供されるタイムチャート。
【図８】クランク角信号分割数算出の説明に供される図表。
【図９】カム角信号分割数算出の説明に供される図表。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用された直列４気筒の筒内噴射式ガソリンエンジン１と共に示す概略構成図である。本実施例の制御装置は、その主要部としてマイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵと称す）６を備え、このＥＣＵ６によりエンジン１の燃料噴射制御（燃料噴射量や噴射開始終了時期の制御）や点火時期制御等を行うようになっている。
【００２２】
図示エンジン１において、吸入空気は、その運転状態検出手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）９を通り、吸入空気流量を調節するスロットル弁１０を通ってコレクタ１１に入る。前記空気流量計９からは、前記吸入空気流量を表す信号がＥＣＵ６に出力される。前記コレクタ１１に吸入された空気は、エンジン１の各燃焼室１３（本実施例では４気筒なので、４つの燃焼室がある）に分配されて導かれる。
【００２３】
一方、燃料は、燃料ポンプにより加圧され、各燃焼室１３に配置されている燃料噴射弁８に圧送され、燃料噴射弁８から燃焼室１３内に向けて噴射される。噴射された燃料は吸入空気と混合され、各燃焼室１３に配置されている火花点火装置７で点火される。点火後、混合気は燃焼し、その燃焼エネルギにより、ピストン１５は押し下げられ、クランク軸１４は回転する。
【００２４】
また、エンジン１は、吸気弁１２及び排気弁１７を備える。この吸排気弁１２、１７の開閉動作は、カム軸１６の回転により行なわれる。カム軸１６はクランク軸１４とタイミングベルトを介して繋がっており、クランク軸１４の２回転につき、カム軸１６が１回転する。
【００２５】
前記クランク軸１４の回転位置を検出すべく、該クランク軸１４と一体に回転せしめられる歯付き円板からなるクランク信号板３Ａと該クランク信号板３Ａの外周に近接配置されたクランク角信号発生器３Ｂからなるクランク角センサ３が配備されている。前記クランク信号板３Ａの外周には、所定角度間隔をあけて多数の歯５（被検知部）が設けられるとともに、該歯５の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器３Ｂは、前記歯が通過する度にクランク角信号としてパルスをＥＣＵ６に出力する。
【００２６】
また、カム軸１６の回転位置を検出すべく、該カム軸１６と一体に回転せしめられる歯付き円板からなるカム信号板２Ａと該カム信号板２Ａの外周に近接配置されたカム角信号発生器２Ｂからなるカム角センサ２が配備されている。前記カム信号板２Ａの外周には、所定角度間隔をあけて多数の歯４（被検知部）が設けられるとともに、該歯４の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器２Ｂは、前記歯が通過する度にクランク角信号としてパルスをＥＣＵ６に出力する。
【００２７】
次に、クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御について図２のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、制御の詳細については後述することとし、制御のおおまかな流れを説明する。
【００２８】
まず、Ｓ１００にて、クランク角信号が異常判定されたか否かを判断する。クランク角信号が異常判定されていない場合、Ｓ１１１にてクランク角信号からクランク倍周（逓倍）クロックを算出し、続くＳ１１２にて基準クランク角度カウンタを生成する。次にＳ１１３にてクランク角度カウンタを生成し、Ｓ１１４にてクランク角度カウンタに基づいてエンジン制御を行う。即ち、クランク角信号から生成されたクランク角度カウンタが所定値となったタイミングで、燃料噴射の開始や終了、火花点火装置による混合気への点火を行なう。
【００２９】
次に、Ｓ１００にてクランク角信号が異常判定されたと判断された場合、Ｓ１０１にてカム角信号からカム倍周（逓倍）クロックを算出し、Ｓ１０２にて基準カム角度カウンタを生成する。Ｓ１０３にてカム角度カウンタを生成し、Ｓ１０４にてカム角度カウンタに基づいてエンジン制御を行う。即ち、カム角信号から生成されたカム角度カウンタが所定値となったタイミングで、燃料噴射の開始や終了、火花点火装置による混合気への点火を行なう。
【００３０】
以上の制御は、エンジン回転中は継続的に行われる。
【００３１】
次に、クランク角信号が異常判定されていない場合（以下、クランク角信号正常時と記載）とクランク角信号が異常判定された場合（以下、クランク角信号異常時と記載）について、図３の制御ブロック図を用いて詳細に説明する。
【００３２】
最初に、クランク角信号正常時の制御について説明する
クランク角信号異常判定手段６４では、クランク角信号５１の異常を判定する。
異常判定方法としては、一定時間内にパルスを伴うカム角信号出力があるにも関わらず、パルスを伴うクランク角信号出力が無い場合や、クランク角信号５１の電圧変化が一定時間内に無い場合に異常と判定する。
【００３３】
クランク角信号異常判定手段６４にて異常と判定されないと、スイッチ５２はＯＮされスイッチ５７はＯＦＦされ、スイッチ７０、スイッチ７１は上側選択となる。
【００３４】
気筒判別算出手段６５では、カム角信号５６におけるパルス発生パターンにより、１８０°ＣＡ毎（４気筒の場合）に気筒判別信号を出力する（図６参照）。
【００３５】
クランク倍周クロック算出手段５３では、クランク角信号５１とタイマー６３と歯欠け判定手段７８（後述）から、クランク角信号のパルス間の時間間隔をｎ等分し、クランク角信号パルスをｎ倍としたクランク倍周クロックを算出する。図４に、一例として１０°ＣＡあたりｎ＝４とした場合のクランク倍周クロック波形の一部を示す。クランク信号板３Ａの歯の配列パターンから、時点ｔ１〜時点ｔ２、時点ｔ２〜時点ｔ３、時点ｔ４〜時点ｔ５間のパルス間角度はそれぞれ１０°ＣＡとなり、時点ｔ３〜時点ｔ４のパルス間角度は３０°ＣＡとなっている。ここでパルス間角度が１０°ＣＡでない部分を歯欠け部と定義し、後述する歯欠け判定手段７８にて歯欠け判定値を１とする。
【００３６】
クランク角信号入力時は、前記歯欠け判定値から図８に従って、クランク角信号分割数を算出する。図８の表は予め記憶装置に記憶されている。
【００３７】
例えば、時点ｔ２にパルスが到来したときは、歯欠け判定値は０であり、図８に従って、クランク角信号分割数が４と算出される。よって、時点ｔ１〜ｔ２間を４等分した時間間隔で、時点ｔ２〜ｔ３間にクランク倍周クロックを出力する。
【００３８】
また、時点ｔ４にクランク角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝１であり、図８に従って、クランク角信号分割数が１２と算出される。よって、時点ｔ３〜ｔ４間を１２等分した時間間隔で、時点ｔ４〜ｔ５間にクランク倍周クロックを出力する。
【００３９】
図３の基準クランク角度カウンタ生成手段５４では、クランク倍周クロック毎にカウントアップし、クランク角信号のパルス入力で初期化するカウンタを、基準クランク角度カウンタとして生成する。
【００４０】
歯欠け判定手段７８では、歯欠け判定値を算出する。基準クランク角度カウンタが、歯欠け判定しきい値以上となったら、歯欠け判定値を１とし、次回カム角信号パルス入力で値を初期化する。図４に基準クランク角度カウンタと歯欠け判定値の波形を示す。
【００４１】
図３のクランク角度カウンタ生成手段５５では、クランク倍周クロック毎にカウントアップし、歯欠け判定値＝１かつクランク角信号パルス入力にて、初期化するカウンタをクランク角度カウンタとして生成する。図４にクランク角度カウンタの波形を示す。
【００４２】
一方、図３の点火時期算出手段７４、噴射開始時期算出手段７５、及び噴射終了時期算出手段７６は、それぞれ吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温、燃料圧力等に基づいて、点火時期、燃料噴射開始終了時期を算出し、かつ気筒判別算出手段６５からの信号により、点火や燃料噴射を行う気筒を決める。
【００４３】
また、前記点火時期、噴射開始終了時期は、クランク角度カウンタ生成手段５５にて算出されたクランク角度カウンタの初期化位置とクランク角度の差分（オフセット量）であるクランク角度カウンタオフセット値により補正され、比較器７７にてクランク角度カウンタと比較され、値が等しくなった瞬間に点火・噴射信号が出力される。
【００４４】
図６に、クランク角信号正常時の燃料噴射信号波形を示す。
【００４５】
カム角信号から気筒判別信号が生成され、かつクランク角信号によりクランク角度カウンタが生成される。気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。また、点火信号については図６に示されていないが、燃料噴射信号と同様に気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、点火気筒と点火時期が決定され、点火信号が出力される。
【００４６】
次に、クランク角信号異常時の制御について説明する
クランク角信号異常判定手段６４では、クランク角信号が異常であるか否かを判定する。クランク角信号異常判定手段６４にて異常と判定されると、スイッチ５２はＯＦＦされ、スイッチ５７はＯＮされ、スイッチ７０、スイッチ７１は下側選択となる。
【００４７】
カム倍周クロック算出手段５８では、カム角信号５６とタイマー６３と気筒判別算出手段６５と歯欠け判定手段７９（後述）から、カム角信号５６のパルス間の時間間隔をｎ等分し、カム角信号パルスをｎ倍としたカム倍周クロックを算出する。図５に、一例として１０°ＣＡあたりｎ＝４とした場合のカム倍周クロック波形の一部を示す。カム角信号板２Ａの歯の配列パターンから、時点ｔ１１〜ｔ１２間のパルス間角度は３０°ＣＡ、時点ｔ１２〜ｔ１３間は１５０°ＣＡ、時点ｔ１３〜ｔ１４間は１８０°ＣＡとなっている。ここでパルス間角度が３０°ＣＡでない部分を歯欠けと定義し、後述する歯欠け判定手段７９にて歯欠け判定値＝１とする。
【００４８】
カム角信号パルス入力時は、歯欠け判定手段７９から算出された歯欠け判定値と気筒判別算出手段６５から算出された気筒判別信号から図９に従って、カム角信号分割数を算出する。図９の表は予め記憶装置に記憶されている。
【００４９】
例えば、時点ｔ１２にカム角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝０であり、図９に従って、カム角信号分割数が１２と算出される。よって、時点ｔ１１〜ｔ１２間を１２等分した時間間隔で、時点ｔ１２〜ｔ１３間にカム倍周クロックを出力する。
【００５０】
また、時点ｔ１３でカム角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝１かつ気筒判別信号＝２cyl.であり、図９に従って、カム角信号分割数が６０と算出される。よって、時点ｔ１２〜ｔ１３間を６０等分した時間間隔で、時点１３〜ｔ１４間にカム倍周クロックを出力する。
【００５１】
図３の基準カム角度カウンタ生成手段５９では、カム倍周クロック毎にカウントアップし、カム角信号入力で初期化するカウンタを、基準カム角度カウンタとして生成する。
【００５２】
歯欠け判定手段７９では、歯欠け判定値を算出する。基準カム角度カウンタが、歯欠け判定しきい値以上となったら、歯欠け判定値を１とし、次回カム角信号入力で値を初期化する。図５に基準カム角度カウンタと歯欠け判定値の波形を示す。
【００５３】
図３のカム角度カウンタ生成手段６０では、カム倍周クロック毎にカウントアップし、歯欠け判定値＝１かつカム角信号パルス入力にて初期化するカウンタをカム角度カウンタとして生成する。図５にカム角度カウンタの波形を示す。
【００５４】
一方、クランク角信号異常時においても、正常時と同様に、図３の点火時期算出手段７４、噴射開始時期算出手段７５、及び噴射終了時期算出手段７６は、それぞれ吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温、燃料圧力等に基づいて、点火時期、燃料噴射開始終了時期を算出し、かつ気筒判別手段６５からの信号により、点火や燃料噴射を行う気筒を決める。
【００５５】
また、前記点火時期、噴射開始終了時期は、カム角度カウンタ生成手段６０にて生成されたカム角度カウンタの初期化位置とクランク角度の差分（オフセット量）であるカム角度カウンタオフセット値により補正され、比較器７７にてカム角度カウンタと比較され、値が等しくなった瞬間に点火・噴射信号が出力される。
【００５６】
図７に、クランク角信号正常時から異常時への遷移図を示す。
【００５７】
クランク角信号異常発生前では、カム角信号から気筒判別信号が生成され、かつクランク角信号によりクランク角度カウンタが生成される。気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。途中でクランク角信号に異常が発生し、その後、クランク角信号が異常であると判定されるとカム角度カウンタが生成され、気筒判別信号とカム角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。また、点火信号については図７に示されていないが、燃料噴射信号と同様に、点火信号が出力される。
【００５８】
上記のように本実施例においては、カム角信号から生成されるカム角度カウンタとクランク角信号から生成されるクランク角度カウンタは、異なる信号源・異なる算出方法よりそれぞれ生成される。
【００５９】
そのため、カム角信号・クランク角信号のパルス発生パターンの汎用性を従来よりも高めることができる。
【００６０】
また、クランク角度とカム角度カウンタ初期化位置とのオフセット値を予め記憶装置に記憶させておき、カム角度カウンタにオフセット値による補正を加えて、燃料噴射や点火等のタイミングを制御することにより、前記オフセット値を自由に設定でき、そのため、カム角信号板の設置角度の汎用性が広がる。
【００６１】
また、クランク倍周クロックとカム倍周クロックは、得られる最新（今回）のパルスと前回のパルス間の時間間隔を使用して算出することにより、精度良くエンジンを制御できる。
【００６２】
また、カム角信号のパルス間の時間間隔が所定値より大きい場合、カム角度カウンタを初期化することで、カム角信号板のパターン配置により、初期化位置を複数個生成可能であり、精度良くエンジンを制御できる。
【００６３】
なお、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、上記実施例では、４気筒の筒内噴射型エンジンを例に挙げて説明したが、吸気ポート噴射型エンジンでも同様であり、気筒数も４に限られないことは勿論である。
【００６４】
また、上記実施例では、エンジン制御の例として、燃料噴射時期制御を挙げたが、点火時期制御や吸排気弁のバルブタイミング制御等にも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・エンジン、２・・・カム角センサ、２Ａ・・・カム信号板、３・・・クランク角センサ、３Ａ・・・クランク信号板、６・・・ECU（エンジンコントロールユニット）、７・・・火花点火装置、８・・・燃料噴射弁、９・・・空気流量計（エアフロセンサ）、１０・・・スロットル弁、１１・・・コレクタ、１２・・・吸気弁、１３・・・燃焼室、１４・・・クランク軸、１５・・・ピストン、１６・・・カム軸、１７・・・排気弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク角信号が異常であると判定された場合に、クランク角信号に基づくエンジン制御を禁止又は停止して、カム角信号に基づいてエンジン制御を行うエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジン（内燃機関）においては、燃料噴射制御や点火時期制御等を行うため、通常、マイクロコンピュータを内蔵するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）が備えられており、このＥＣＵによりエンジン運転状態に応じた適正な燃料噴射開始終了時期や点火時期（タイミング）を高精度に得ることでき、それによって燃焼性や燃費の向上、排気エミッション特性の改善等が図られ、信頼性の高い車両システムが実現されている。
【０００３】
燃料噴射開始時期や点火時期を高精度に得るためには、エンジン（クランク軸）の回転位置を高精度に検出しなければならない。現在、その回転位置を検出するため、クランク軸とカム軸のそれぞれにクランク角センサ、カム角センサを配備している。クランク角センサは、通常、クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされている。カム角センサも同様な構成である。
【０００４】
ところが、これらのセンサからの信号が異常であると、エンジンの回転位置が正確に把握できないため、燃費や排気エミッション特性が悪化するのみでなく、エンジンが停止するおそれがある。
【０００５】
そのため、これらの信号の異常時には、エンジンの停止を防ぐフェールセーフ制御が一般に採用されている。このフェールセーフ制御について、特にクランク軸の回転位置を検出するクランク角センサからのクランク角信号の異常時対策について、下記特許文献１、２に所載の技術がある。
【０００６】
特許文献１に所載の技術は、カム角センサからのカム角信号を用いて、模擬クランク角信号を生成し、その模擬クランク角信号により前記回転位置を把握してエンジンを制御し、エンジンの停止を防ぐものである。
【０００７】
特許文献２に所載の技術は、クランク・カム角信号出力部を共用し、クランク角信号の正常・異常で出力が切り換えられるように構成することで、より少ないソフトウェア及びハードウェアの追加で模擬クランク角信号を生成するものである。
【０００８】
この特許文献２に所載の技術では、クランク角信号出力に使用されている逓倍クロック出力手段をカム角信号にも適用し、カム角信号においても信号精度を高めつつも、ROM使用量やソフトウェアの開発工数も低減可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平7-310582号公報
【特許文献２】特開2009-293628号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に所載の技術は、カム角信号から生成される角度カウンタ（以下カム角度カウンタと呼ぶ）とクランク角信号から生成される角度カウンタ（以下クランク角度カウンタと呼ぶ）を全く同一にして、ハードウェア・ソフトウェアの追加を最小限にしている。
【００１１】
しかしながら、前記カム角度カウンタと前記クランク角度カウンタを全く同一に生成するには、前記カム角度カウンタと前記クランク角度カウンタの初期化タイミングを揃える必要がある。
【００１２】
初期化タイミングは、信号板の歯（被検出部）の間隔により検出している。例えば、歯が１０°ＣＡ毎に規則的に並んでいる中に、３０°ＣＡ分の歯欠け部を設けることにより、センサから歯欠け部を示すパルスが到来したときと他のパルスが到来したときとを識別することができ、これによって、センサから歯欠け部を示すパルスが到来したときを初期化タイミングと設定することができる。
【００１３】
よって、前記初期化タイミングを揃えるには、カム角信号・クランク角信号の歯欠け部を揃える必要があり、パルス発生パターンに制約が付く。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、逓倍クロック出力手段を用いてカム角信号・クランク角信号の精度を高めつつも、パルス発生パターンの汎用性を高めることのできるエンジン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】
【００１５】
上記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、前記クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされてなるクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、該クランク倍周クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成するとともに、前記クランク角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化する手段と、カム軸と一体に回転せしめられるカム信号板及び該カム信号板の外周に近接配置されたカム角信号発生器を有し、前記カム信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にカム角信号としてパルスを出力するようにされてなるカム角検出手段と、前記カム角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、該カム倍周クロック周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成するとともに、前記カム角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化する手段と、前記クランク角検出手段からのクランク角信号が異常であるか否かを判定する手段と、前記クランク角信号が正常であるときは、前記クランク角度カウンタを用いてエンジン制御を行い、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る制御装置によれば、カム角信号から生成されるカム角度カウンタとクランク角信号から生成されるクランク角度カウンタは、異なる信号源・異なる算出方法よりそれぞれ生成される。そのため、カム角信号・クランク角信号のパルス発生パターンの汎用性を従来よりも高めることができる。
【００１７】
したがって、カム角信号・クランク角信号の精度を高めつつも、パルス発生パターンの汎用性を高められるため、カム角信号パターンとクランク角信号パターンに制約が生じず、そのため、例えば従来のカム角信号板とクランク信号板の流用が可能となる。その場合、信号板のパターンを変更する必要が無く、信号板のハードウェア変更のみならず、関連するソフトウェアの変更も不要となり、開発工数の低減が可能である。
【００１８】
上記した以外の、課題、構成、及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用されたガソリンエンジンと共に示す概略構成図。
【図２】クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御の説明に供されるフローチャート。
【図３】クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御の説明に供される機能ブロック図。
【図４】クランク角度カウンタ生成の説明に供されるタイムチャート。
【図５】カム角度カウンタ生成の説明に供されるタイムチャート。
【図６】クランク角信号正常時の説明に供されるタイムチャート。
【図７】クランク角信号正常時から異常時へ遷移した際の説明に供されるタイムチャート。
【図８】クランク角信号分割数算出の説明に供される図表。
【図９】カム角信号分割数算出の説明に供される図表。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る制御装置の一実施例を、それが適用された直列４気筒の筒内噴射式ガソリンエンジン１と共に示す概略構成図である。本実施例の制御装置は、その主要部としてマイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵと称す）６を備え、このＥＣＵ６によりエンジン１の燃料噴射制御（燃料噴射量や噴射開始終了時期の制御）や点火時期制御等を行うようになっている。
【００２２】
図示エンジン１において、吸入空気は、その運転状態検出手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）９を通り、吸入空気流量を調節するスロットル弁１０を通ってコレクタ１１に入る。前記空気流量計９からは、前記吸入空気流量を表す信号がＥＣＵ６に出力される。前記コレクタ１１に吸入された空気は、エンジン１の各燃焼室１３（本実施例では４気筒なので、４つの燃焼室がある）に分配されて導かれる。
【００２３】
一方、燃料は、燃料ポンプにより加圧され、各燃焼室１３に配置されている燃料噴射弁８に圧送され、燃料噴射弁８から燃焼室１３内に向けて噴射される。噴射された燃料は吸入空気と混合され、各燃焼室１３に配置されている火花点火装置７で点火される。点火後、混合気は燃焼し、その燃焼エネルギにより、ピストン１５は押し下げられ、クランク軸１４は回転する。
【００２４】
また、エンジン１は、吸気弁１２及び排気弁１７を備える。この吸排気弁１２、１７の開閉動作は、カム軸１６の回転により行なわれる。カム軸１６はクランク軸１４とタイミングベルトを介して繋がっており、クランク軸１４の２回転につき、カム軸１６が１回転する。
【００２５】
前記クランク軸１４の回転位置を検出すべく、該クランク軸１４と一体に回転せしめられる歯付き円板からなるクランク信号板３Ａと該クランク信号板３Ａの外周に近接配置されたクランク角信号発生器３Ｂからなるクランク角センサ３が配備されている。前記クランク信号板３Ａの外周には、所定角度間隔をあけて多数の歯５（被検知部）が設けられるとともに、該歯５の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器３Ｂは、前記歯が通過する度にクランク角信号としてパルスをＥＣＵ６に出力する。
【００２６】
また、カム軸１６の回転位置を検出すべく、該カム軸１６と一体に回転せしめられる歯付き円板からなるカム信号板２Ａと該カム信号板２Ａの外周に近接配置されたカム角信号発生器２Ｂからなるカム角センサ２が配備されている。前記カム信号板２Ａの外周には、所定角度間隔をあけて多数の歯４（被検知部）が設けられるとともに、該歯４の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器２Ｂは、前記歯が通過する度にクランク角信号としてパルスをＥＣＵ６に出力する。
【００２７】
次に、クランク角信号異常時におけるフェールセーフ制御について図２のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、制御の詳細については後述することとし、制御のおおまかな流れを説明する。
【００２８】
まず、Ｓ１００にて、クランク角信号が異常判定されたか否かを判断する。クランク角信号が異常判定されていない場合、Ｓ１１１にてクランク角信号からクランク倍周（逓倍）クロックを算出し、続くＳ１１２にて基準クランク角度カウンタを生成する。次にＳ１１３にてクランク角度カウンタを生成し、Ｓ１１４にてクランク角度カウンタに基づいてエンジン制御を行う。即ち、クランク角信号から生成されたクランク角度カウンタが所定値となったタイミングで、燃料噴射の開始や終了、火花点火装置による混合気への点火を行なう。
【００２９】
次に、Ｓ１００にてクランク角信号が異常判定されたと判断された場合、Ｓ１０１にてカム角信号からカム倍周（逓倍）クロックを算出し、Ｓ１０２にて基準カム角度カウンタを生成する。Ｓ１０３にてカム角度カウンタを生成し、Ｓ１０４にてカム角度カウンタに基づいてエンジン制御を行う。即ち、カム角信号から生成されたカム角度カウンタが所定値となったタイミングで、燃料噴射の開始や終了、火花点火装置による混合気への点火を行なう。
【００３０】
以上の制御は、エンジン回転中は継続的に行われる。
【００３１】
次に、クランク角信号が異常判定されていない場合（以下、クランク角信号正常時と記載）とクランク角信号が異常判定された場合（以下、クランク角信号異常時と記載）について、図３の制御ブロック図を用いて詳細に説明する。
【００３２】
最初に、クランク角信号正常時の制御について説明する
クランク角信号異常判定手段６４では、クランク角信号５１の異常を判定する。
異常判定方法としては、一定時間内にパルスを伴うカム角信号出力があるにも関わらず、パルスを伴うクランク角信号出力が無い場合や、クランク角信号５１の電圧変化が一定時間内に無い場合に異常と判定する。
【００３３】
クランク角信号異常判定手段６４にて異常と判定されないと、スイッチ５２はＯＮされスイッチ５７はＯＦＦされ、スイッチ７０、スイッチ７１は上側選択となる。
【００３４】
気筒判別算出手段６５では、カム角信号５６におけるパルス発生パターンにより、１８０°ＣＡ毎（４気筒の場合）に気筒判別信号を出力する（図６参照）。
【００３５】
クランク倍周クロック算出手段５３では、クランク角信号５１とタイマー６３と歯欠け判定手段７８（後述）から、クランク角信号のパルス間の時間間隔をｎ等分し、クランク角信号パルスをｎ倍としたクランク倍周クロックを算出する。図４に、一例として１０°ＣＡあたりｎ＝４とした場合のクランク倍周クロック波形の一部を示す。クランク信号板３Ａの歯の配列パターンから、時点ｔ１〜時点ｔ２、時点ｔ２〜時点ｔ３、時点ｔ４〜時点ｔ５間のパルス間角度はそれぞれ１０°ＣＡとなり、時点ｔ３〜時点ｔ４のパルス間角度は３０°ＣＡとなっている。ここでパルス間角度が１０°ＣＡでない部分を歯欠け部と定義し、後述する歯欠け判定手段７８にて歯欠け判定値を１とする。
【００３６】
クランク角信号入力時は、前記歯欠け判定値から図８に従って、クランク角信号分割数を算出する。図８の表は予め記憶装置に記憶されている。
【００３７】
例えば、時点ｔ２にパルスが到来したときは、歯欠け判定値は０であり、図８に従って、クランク角信号分割数が４と算出される。よって、時点ｔ１〜ｔ２間を４等分した時間間隔で、時点ｔ２〜ｔ３間にクランク倍周クロックを出力する。
【００３８】
また、時点ｔ４にクランク角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝１であり、図８に従って、クランク角信号分割数が１２と算出される。よって、時点ｔ３〜ｔ４間を１２等分した時間間隔で、時点ｔ４〜ｔ５間にクランク倍周クロックを出力する。
【００３９】
図３の基準クランク角度カウンタ生成手段５４では、クランク倍周クロック毎にカウントアップし、クランク角信号のパルス入力で初期化するカウンタを、基準クランク角度カウンタとして生成する。
【００４０】
歯欠け判定手段７８では、歯欠け判定値を算出する。基準クランク角度カウンタが、歯欠け判定しきい値以上となったら、歯欠け判定値を１とし、次回カム角信号パルス入力で値を初期化する。図４に基準クランク角度カウンタと歯欠け判定値の波形を示す。
【００４１】
図３のクランク角度カウンタ生成手段５５では、クランク倍周クロック毎にカウントアップし、歯欠け判定値＝１かつクランク角信号パルス入力にて、初期化するカウンタをクランク角度カウンタとして生成する。図４にクランク角度カウンタの波形を示す。
【００４２】
一方、図３の点火時期算出手段７４、噴射開始時期算出手段７５、及び噴射終了時期算出手段７６は、それぞれ吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温、燃料圧力等に基づいて、点火時期、燃料噴射開始終了時期を算出し、かつ気筒判別算出手段６５からの信号により、点火や燃料噴射を行う気筒を決める。
【００４３】
また、前記点火時期、噴射開始終了時期は、クランク角度カウンタ生成手段５５にて算出されたクランク角度カウンタの初期化位置とクランク角度の差分（オフセット量）であるクランク角度カウンタオフセット値により補正され、比較器７７にてクランク角度カウンタと比較され、値が等しくなった瞬間に点火・噴射信号が出力される。
【００４４】
図６に、クランク角信号正常時の燃料噴射信号波形を示す。
【００４５】
カム角信号から気筒判別信号が生成され、かつクランク角信号によりクランク角度カウンタが生成される。気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。また、点火信号については図６に示されていないが、燃料噴射信号と同様に気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、点火気筒と点火時期が決定され、点火信号が出力される。
【００４６】
次に、クランク角信号異常時の制御について説明する
クランク角信号異常判定手段６４では、クランク角信号が異常であるか否かを判定する。クランク角信号異常判定手段６４にて異常と判定されると、スイッチ５２はＯＦＦされ、スイッチ５７はＯＮされ、スイッチ７０、スイッチ７１は下側選択となる。
【００４７】
カム倍周クロック算出手段５８では、カム角信号５６とタイマー６３と気筒判別算出手段６５と歯欠け判定手段７９（後述）から、カム角信号５６のパルス間の時間間隔をｎ等分し、カム角信号パルスをｎ倍としたカム倍周クロックを算出する。図５に、一例として１０°ＣＡあたりｎ＝４とした場合のカム倍周クロック波形の一部を示す。カム角信号板２Ａの歯の配列パターンから、時点ｔ１１〜ｔ１２間のパルス間角度は３０°ＣＡ、時点ｔ１２〜ｔ１３間は１５０°ＣＡ、時点ｔ１３〜ｔ１４間は１８０°ＣＡとなっている。ここでパルス間角度が３０°ＣＡでない部分を歯欠けと定義し、後述する歯欠け判定手段７９にて歯欠け判定値＝１とする。
【００４８】
カム角信号パルス入力時は、歯欠け判定手段７９から算出された歯欠け判定値と気筒判別算出手段６５から算出された気筒判別信号から図９に従って、カム角信号分割数を算出する。図９の表は予め記憶装置に記憶されている。
【００４９】
例えば、時点ｔ１２にカム角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝０であり、図９に従って、カム角信号分割数が１２と算出される。よって、時点ｔ１１〜ｔ１２間を１２等分した時間間隔で、時点ｔ１２〜ｔ１３間にカム倍周クロックを出力する。
【００５０】
また、時点ｔ１３でカム角信号パルスが到来したとき、歯欠け判定値＝１かつ気筒判別信号＝２cyl.であり、図９に従って、カム角信号分割数が６０と算出される。よって、時点ｔ１２〜ｔ１３間を６０等分した時間間隔で、時点１３〜ｔ１４間にカム倍周クロックを出力する。
【００５１】
図３の基準カム角度カウンタ生成手段５９では、カム倍周クロック毎にカウントアップし、カム角信号入力で初期化するカウンタを、基準カム角度カウンタとして生成する。
【００５２】
歯欠け判定手段７９では、歯欠け判定値を算出する。基準カム角度カウンタが、歯欠け判定しきい値以上となったら、歯欠け判定値を１とし、次回カム角信号入力で値を初期化する。図５に基準カム角度カウンタと歯欠け判定値の波形を示す。
【００５３】
図３のカム角度カウンタ生成手段６０では、カム倍周クロック毎にカウントアップし、歯欠け判定値＝１かつカム角信号パルス入力にて初期化するカウンタをカム角度カウンタとして生成する。図５にカム角度カウンタの波形を示す。
【００５４】
一方、クランク角信号異常時においても、正常時と同様に、図３の点火時期算出手段７４、噴射開始時期算出手段７５、及び噴射終了時期算出手段７６は、それぞれ吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温、燃料圧力等に基づいて、点火時期、燃料噴射開始終了時期を算出し、かつ気筒判別手段６５からの信号により、点火や燃料噴射を行う気筒を決める。
【００５５】
また、前記点火時期、噴射開始終了時期は、カム角度カウンタ生成手段６０にて生成されたカム角度カウンタの初期化位置とクランク角度の差分（オフセット量）であるカム角度カウンタオフセット値により補正され、比較器７７にてカム角度カウンタと比較され、値が等しくなった瞬間に点火・噴射信号が出力される。
【００５６】
図７に、クランク角信号正常時から異常時への遷移図を示す。
【００５７】
クランク角信号異常発生前では、カム角信号から気筒判別信号が生成され、かつクランク角信号によりクランク角度カウンタが生成される。気筒判別信号とクランク角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。途中でクランク角信号に異常が発生し、その後、クランク角信号が異常であると判定されるとカム角度カウンタが生成され、気筒判別信号とカム角度カウンタにより、燃料噴射気筒と燃料噴射時期が決定され、燃料噴射信号が出力される。また、点火信号については図７に示されていないが、燃料噴射信号と同様に、点火信号が出力される。
【００５８】
上記のように本実施例においては、カム角信号から生成されるカム角度カウンタとクランク角信号から生成されるクランク角度カウンタは、異なる信号源・異なる算出方法よりそれぞれ生成される。
【００５９】
そのため、カム角信号・クランク角信号のパルス発生パターンの汎用性を従来よりも高めることができる。
【００６０】
また、クランク角度とカム角度カウンタ初期化位置とのオフセット値を予め記憶装置に記憶させておき、カム角度カウンタにオフセット値による補正を加えて、燃料噴射や点火等のタイミングを制御することにより、前記オフセット値を自由に設定でき、そのため、カム角信号板の設置角度の汎用性が広がる。
【００６１】
また、クランク倍周クロックとカム倍周クロックは、得られる最新（今回）のパルスと前回のパルス間の時間間隔を使用して算出することにより、精度良くエンジンを制御できる。
【００６２】
また、カム角信号のパルス間の時間間隔が所定値より大きい場合、カム角度カウンタを初期化することで、カム角信号板のパターン配置により、初期化位置を複数個生成可能であり、精度良くエンジンを制御できる。
【００６３】
なお、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、上記実施例では、４気筒の筒内噴射型エンジンを例に挙げて説明したが、吸気ポート噴射型エンジンでも同様であり、気筒数も４に限られないことは勿論である。
【００６４】
また、上記実施例では、エンジン制御の例として、燃料噴射時期制御を挙げたが、点火時期制御や吸排気弁のバルブタイミング制御等にも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・エンジン、２・・・カム角センサ、２Ａ・・・カム信号板、３・・・クランク角センサ、３Ａ・・・クランク信号板、６・・・ECU（エンジンコントロールユニット）、７・・・火花点火装置、８・・・燃料噴射弁、９・・・空気流量計（エアフロセンサ）、１０・・・スロットル弁、１１・・・コレクタ、１２・・・吸気弁、１３・・・燃焼室、１４・・・クランク軸、１５・・・ピストン、１６・・・カム軸、１７・・・排気弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、前記クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされてなるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、該クランク倍周クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成するとともに、前記クランク角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化する手段と、
カム軸と一体に回転せしめられるカム信号板及び該カム信号板の外周に近接配置されたカム角信号発生器を有し、前記カム信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にカム角信号としてパルスを出力するようにされてなるカム角検出手段と、
前記カム角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、該カム倍周クロック周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成するとともに、前記カム角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化する手段と、
前記クランク角検出手段からのクランク角信号が異常であるか否かを判定する手段と、
前記クランク角信号が正常であるときは、前記クランク角度カウンタを用いてエンジン制御を行い、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成されたエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記クランク角信号に基づいて検出されるクランク角度と前記カム角度カウンタ初期化位置とのオフセット値を予め記憶装置に記憶しておき、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記オフセット値と前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う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。
【請求項３】
前記クランク倍周クロックを、前記クランク角検出手段から前記パルスが到来する毎に、前回のパルス到来時点から今回のパルス到来時点までに要した時間を所定値で等分割することにより算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記カム倍周クロックを、前記カム角検出手段から前記パルスが到来する毎に、前回のパルス到来時点から今回のパルス到来時点までに要した時間を所定値で等分割することにより算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記カム角検出手段からのカム角信号におけるパルス間の時間間隔が所定値より大きい場合、前記カム角度カウンタを初期化することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
クランク軸と一体に回転せしめられるクランク信号板及び該クランク信号板の外周に近接配置されたクランク角信号発生器を有し、前記クランク信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記クランク角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にクランク角信号としてパルスを出力するようにされてなるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してクランク倍周クロックを算出し、該クランク倍周クロック周期毎にカウントアップするクランク角度カウンタを生成するとともに、前記クランク角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記クランク角度カウンタを初期化する手段と、
カム軸と一体に回転せしめられるカム信号板及び該カム信号板の外周に近接配置されたカム角信号発生器を有し、前記カム信号板の外周に、所定角度間隔をあけて多数の歯、突起、孔等の被検知部が設けられるとともに、該被検知部の少なくとも一つが除去ないし無効化されてなる歯欠け部が設けられ、前記カム角信号発生器は、前記被検知部が通過する度にカム角信号としてパルスを出力するようにされてなるカム角検出手段と、
前記カム角検出手段から前記パルス到来毎に、パルス間の時間間隔を所定値で等分割してカム倍周クロックを算出し、該カム倍周クロック周期毎にカウントアップするカム角度カウンタを生成するとともに、前記カム角検出手段から前記歯欠け部を示すパルスが到来したとき、前記カム角度カウンタを初期化する手段と、
前記クランク角検出手段からのクランク角信号が異常であるか否かを判定する手段と、
前記クランク角信号が正常であるときは、前記クランク角度カウンタを用いてエンジン制御を行い、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記クランク角度カウンタを用いたエンジン制御を禁止又は停止して、前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う手段、とを具備して構成されたエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記クランク角信号に基づいて検出されるクランク角度と前記カム角度カウンタ初期化位置とのオフセット値を予め記憶装置に記憶しておき、前記クランク角信号が異常であると判定された場合は、前記オフセット値と前記カム角度カウンタを用いてエンジン制御を行う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。
【請求項３】
前記クランク倍周クロックを、前記クランク角検出手段から前記パルスが到来する毎に、前回のパルス到来時点から今回のパルス到来時点までに要した時間を所定値で等分割することにより算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記カム倍周クロックを、前記カム角検出手段から前記パルスが到来する毎に、前回のパルス到来時点から今回のパルス到来時点までに要した時間を所定値で等分割することにより算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記カム角検出手段からのカム角信号におけるパルス間の時間間隔が所定値より大きい場合、前記カム角度カウンタを初期化することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１７４５２（Ｐ２０１２−１１７４５２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７９６８（Ｐ２０１０−２６７９６８）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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