エンジン制御装置
【課題】今回より後のクランク角信号の信号周期を、極力小さい記憶容量で高精度に予測するエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン制御装置は、今回のクランク角度θを読込み（Ｓ４００）、今回計測したクランク角信号の信号周期と、前回計測した信号周期との変化量αを算出し（Ｓ４０２）、クランク角度に応じて設定された角度特性係数Ｋ（θ）と変化量αとを乗算して補正量Ｈを算出する（Ｓ４０６）。エンジン制御装置は、今回までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期Ｔ（ｉ）として今回計測した信号周期と補正量Ｈとを加算して、今回よりも後の信号周期である補正信号周期Ｔ’（ｉ＋１）を予測する（Ｓ４１０）。エンジン制御装置は、補正信号周期Ｔ’（ｉ＋１）を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成し、逓倍角度クロックに同期してエンジン制御を実行する。
【解決手段】エンジン制御装置は、今回のクランク角度θを読込み（Ｓ４００）、今回計測したクランク角信号の信号周期と、前回計測した信号周期との変化量αを算出し（Ｓ４０２）、クランク角度に応じて設定された角度特性係数Ｋ（θ）と変化量αとを乗算して補正量Ｈを算出する（Ｓ４０６）。エンジン制御装置は、今回までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期Ｔ（ｉ）として今回計測した信号周期と補正量Ｈとを加算して、今回よりも後の信号周期である補正信号周期Ｔ’（ｉ＋１）を予測する（Ｓ４１０）。エンジン制御装置は、補正信号周期Ｔ’（ｉ＋１）を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成し、逓倍角度クロックに同期してエンジン制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生するクランク角信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射弁に対する燃料噴射制御等のエンジンを適切に運転するための制御を、クランク軸の回転角度であるクランク角度を表わすクランク角信号に基づいて実行することが知られている。
【０００３】
クランク角信号は、例えば、外周に所定の角度間隔で歯を設けたクランクロータをクランク軸に設置し、クランク軸とともにクランクロータが回転するときのクランクロータの歯をクランクロータの外周側に設置したクランクセンサにより検出し、歯が通過する毎にクランクセンサがパルス信号を出力して生成される。クランク角信号の各パルスは、クランクロータに設けられた歯の角度間隔にしたがい、１０°ＣＡ（ＣＡ：Crank Angle）、６°ＣＡ等の角度間隔で発生する。
【０００４】
しかし、燃費やドライバビリティの向上のため、クランク角信号が表わすクランク角度よりもさらに高精度なクランク角度に基づいてエンジン制御を行うことが望まれている。
そこで、特許文献１に開示されているように、今回までのクランク角信号の信号周期を計測し、計測した信号周期に基づいて予め次回のクランク角信号の信号周期を予測することにより、予測した信号周期内においてクランク角信号が発生する角度間隔よりも詳細なタイミングでエンジン制御を行う技術が知られている。
【０００５】
特許文献１では、今回の信号周期と前回の信号周期との差分と、前回の信号周期と前々回の信号周期との差分との比率を今回の信号周期と前回の信号周期との差分に乗算することにより、今回の信号周期と次回の信号周期との差分を求めている。そして、今回の信号周期と次回の信号周期との差分により今回の信号周期を補正して、次回の信号周期を予測している。
【０００６】
また、特許文献２では、次回のインクリメント持続時間（信号周期）を、１機関サイクルの１／ｋ（ｋは気筒数）倍前の信号周期、または（１／ｋ）×１機関サイクルの倍数前の信号周期から予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６３１５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、特許文献１では、今回までのクランク角信号の信号周期の差分の比を今回の信号周期と次回の信号周期との差分の比に適用して信号周期を補正し、次回の信号周期を予測している。
【０００９】
しかしながら、クランク角信号の信号周期の差分の比は、今回と次回とで常に同じ特性ではなくクランク角度に応じて異なることがあるので、特許文献１の補正方式では次回の信号周期を予測するときに大きな誤差が生じるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２では、信号周期を予測するために、少なくとも１機関サイクルの（１／ｋ）倍前の１気筒分の角度区間に対応する信号周期を記憶しておく必要がある。例えば、４気筒のエンジンでクランク角信号が６°ＣＡ毎に発生する場合、７２０°ＣＡ／４気筒／６°ＣＡ＝３０個の信号周期を記憶する必要があるので、記憶容量が大きくなるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２のように、１機関サイクルの１／ｋ（ｋは気筒数）倍前の信号周期、または（１／ｋ）×１機関サイクルの倍数前の信号周期から今回の信号周期を予測する場合、エンジン回転速度の変化が激しい場合には、信号周期の予測誤差が大きくなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、今回より後のクランク角信号の信号周期を、極力小さい記憶容量で高精度に予測するエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
エンジン回転速度は、気筒内の圧力とエンジンが受ける負荷の大きさとによりクランク角度に応じて変化する。したがって、クランク角信号の信号周期もクランク角度に応じて変化する。
【００１４】
そこで、請求項１から５０に記載の発明によると、計測手段は、エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測し、補正手段は、今回までに計測手段が計測した信号周期に基づき、クランク角信号で表わされるクランク軸のクランク角度に応じて、今回までに計測手段が計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の信号周期を予測する。
【００１５】
この構成によれば、今回までに計測された信号周期と、クランク角度に応じて変化する信号周期の変化特性とに基づいて基準信号周期を適切に補正し、今回よりも後の信号周期を高精度に予測することができる。
【００１６】
そして、角度位置予測手段は、補正手段が予測した今回よりも後の信号周期の範囲において、クランク角信号の角度間隔よりも詳細なクランク角度位置を高精度に求めることができる。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明によると、例えば、今回、または今回よりも前の今回に極力近い信号周期を記憶しておき、この信号周期に基づき、クランク角度に応じて基準信号周期を補正することにより、今回よりも後の信号周期を予測することができる。これにより、今回より後の信号周期をクランク角度毎に予測するために今回よりも前の対応する信号周期をすべて記憶しておく必要がないので、今回よりも後の信号周期を予測するための記憶容量を極力小さくすることができる。
【００１８】
ところで、少なくとも一つの気筒の圧縮行程では、エンジン回転速度が減速する所定の角度区間においてエンジン回転速度の減速量が大きくなり、この区間の前後よりもクランク角信号の信号周期の増加量が大きくなる。
【００１９】
そこで、請求項２に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正する場合、この所定の角度区間の前後よりも基準信号周期の補正量を大きくする。
【００２０】
この構成によれば、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速するときの信号周期の変化特性に応じて、今回よりも後の信号周期を高精度に予測できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、補正禁止手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間において、今回、補正手段が基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも小さくなる場合、補正手段による補正を禁止する。
【００２２】
この構成によれば、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速し信号周期が長くなる角度区間において、今回、基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも小さくなる異常が発生すると、補正手段による補正を禁止し、適切な処理を施すことができる。
【００２３】
クランク角度の角度区間のうち上死点を含む前後の所定の角度区間は、上死点に向かって減速していたエンジン回転速度が上死点を超えて加速に転じる区間であり、エンジン回転速度の変化が小さい区間である。
【００２４】
そこで、請求項４に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間の信号周期を予測する場合、この所定の角度区間の直前および直後における基準信号周期の補正量の絶対値よりも基準信号周期の補正量の絶対値を小さくする。
【００２５】
これにより、エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間のようにエンジン回転速度の変化が小さい角度区間の信号周期を予測する場合、補正量を適切に求めることができる。
【００２６】
ところで、少なくとも一つの気筒の燃焼行程では、エンジン回転速度が加速する所定の角度区間においてエンジン回転速度の加速量が小さくなり、信号周期の減少量が前回よりも小さくなる。
【００２７】
そこで、請求項５に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正する場合、前回よりも基準信号周期の補正量の絶対値を小さくする。
【００２８】
この構成によれば、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、エンジン回転速度が加速するときの信号周期の変化特性に応じて、今回よりも後の信号周期を高精度に予測できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によると、補正禁止手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、今回、補正手段が基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも大きくなる場合、補正手段による補正を禁止する。
【００３０】
この構成によれば、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速し信号周期が短くなる角度区間において、今回、補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも長くなる異常が発生すると、補正手段による補正を禁止し、適切な処理を施すことができる。
【００３１】
ここで、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間と、同じ気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間とは、加速と減速とでエンジン回転速度の変化特性は異なるが、逆の変化特性であると考えることができる。
【００３２】
そこで、請求項７に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジン回転速度の減速特性を変換して、該当気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正するときの補正量を算出する。
【００３３】
これにより、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間のように、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測できない角度区間において、圧縮行程におけるエンジン回転速度の減速特性を燃焼行程における加速特性に変換することにより、適切に基準信号周期を補正できる。
【００３４】
また、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間では、その前の角度区間とエンジン回転速度の変化量の特性が異なるので、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測することが困難な場合がある。
【００３５】
ここで、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間と、他の気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間とは、減速と加速とでエンジン回転速度の変化特性は異なるが、逆の変化特性であると考えることができる。
【００３６】
そこで、請求項８に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジンの加速特性を変換して、他の気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正するときの補正量を算出する。
【００３７】
これにより、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間のように、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測できない角度区間において、燃焼行程におけるエンジン回転速度の加速特性を圧縮行程における減速特性に変換することにより、適切に信号周期を補正できる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によると、補正手段は、減速特性または加速特性の一方の特性を変換して基準信号周期を補正する場合、基準信号周期の補正量の絶対値を、減速特性または加速特性の他方の特性における変化量の絶対値よりも大きくする。
【００３９】
これにより、同じ気筒において圧縮行程の減速区間から燃焼行程の加速区間に移る場合、あるいは異なる気筒において燃焼行程の加速区間から圧縮行程の減速区間に移る場合のように、エンジン回転速度の変化特性が変わり変化量の絶対値が大きくなる角度区間において、高精度に基準信号周期を補正できる。
【００４０】
請求項１０に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの回転加速度の絶対値が所定値以下となる角度区間において、回転加速度の絶対値が所定値よりも大きい角度区間よりも基準信号周期の補正量を小さくする。
【００４１】
このように、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間のように、エンジン回転速度の変化量が小さい、すなわちエンジンの回転加速度の絶対値が所定値よりも小さくノイズにより信号周期が変動しやすい角度区間において補正量の絶対値を小さくすることにより、基準信号周期を補正するときのノイズによる誤補正を極力小さくすることができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明によると、補正手段は、今回までに計測した信号周期に基づき、クランク角度とともにエンジン回転速度に応じて基準信号周期を補正し、今回よりも後の信号周期を予測する。
【００４３】
この構成によれば、クランク角度に加えて、エンジン回転速度に応じて異なる信号周期の変化特性に基づいて基準信号周期を適切に補正し、今回よりも後の信号周期を高精度に予測することができる。
【００４４】
請求項１２に記載の発明によると、補正手段は、クランク角度に応じてクランク角信号の高周波成分を除去する。
この構成によれば、信号周期の変化量が小さくノイズ等の高周波成分により信号周期が変動しやすい角度区間において高周波成分を除去することにより、基準信号周期を補正するときの高周波成分による誤補正を極力小さくすることができる。
【００４５】
請求項１３に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間において、クランク角信号の高周波成分を除去して基準信号周期を補正する。
【００４６】
このように、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間のように、エンジン回転速度の変化量が小さく高周波成分により信号周期が変動しやすい角度区間において高周波成分を除去することにより、基準信号周期を補正するときの高周波成分による誤補正を極力小さくすることができる。
【００４７】
ところで、エンジン回転速度が低速または中速の場合、信号周期は、圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力とエンジンが受ける負荷とにより主に変化し、その変化はクランク角度に対して規則的で比較的滑らかであり大きい。これに対し、エンジン回転速度が高速の場合、クランク角度に応じた周期的な変化は小さくなり、不規則なノイズ等の高周波成分による変化が大きくなる。
【００４８】
エンジン回転速度が高速の場合、クランク軸のねじれや機械的な振動により高周波成分が発生する。このように、高周波成分が発生している信号周期に対して補正処理を行うと、却って高周波成分が増幅され、補正誤差が大きくなることが考えられる。
【００４９】
そこで、請求項１４に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、クランク角信号の高周波成分を除去して基準信号周期を補正する。これにより、エンジン回転速度が所定速度以上の高速であり、信号周期に高周波成分が発生しやすい場合、高回転高周波成分による影響を低減し、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５０】
請求項１５に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、エンジン回転速度が所定速度未満の場合よりも基準信号周期の補正量を小さくする。
これにより、エンジン回転速度が所定速度以上の高速であり、信号周期に高周波成分が発生しやすい場合に、補正による高周波成分の影響を極力低減し、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５１】
請求項１６に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合、エンジン回転速度が所定速度以上の場合よりも基準信号周期の補正量を大きくする。
これにより、エンジン回転速度が所定速度未満の低速または中速であり、エンジン回転速度が高速時よりも信号周期に高周波成分が発生しにくい場合に、信号周期に対する補正効果を極力大きくし、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５２】
請求項１７に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が第１速度未満の場合よりも基準信号周期の補正量を小さくし、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が第２速度以上の場合よりも補正量を大きくする。
【００５３】
この構成によれば、エンジン回転速度が第１速度以上になり補正量が大きくなると、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になるまで、補正量は変化しない。また、エンジン回転速度が第２速度未満になり補正量が小さくなると、エンジン回転速度が第２速度よりも速い第１速度以上になるまで、補正量は変化しない。
【００５４】
その結果、エンジン回転速度が第１速度または第１速度よりも遅い第２速度付近で変動しても、補正量が頻繁に増減することを防止できるので、補正量が頻繁に増減することにより生じる異常動作の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【００５５】
請求項１８に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期と基準信号周期の補正量とを加算して基準信号周期を補正する。この構成によれば、加算による簡単な演算で基準信号周期を補正できる。
【００５６】
請求項１９に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期の補正量を角度特性係数により決定する。この構成によれば、角度特性係数に応じて補正量が決定されるので、補正量を算出する処理を共通化できる。
【００５７】
請求項２０に記載の発明によると、角度特性係数は、クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて設定される。この構成によれば、クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて、補正量を容易に決定できる。
【００５８】
請求項２１に記載の発明によると、補正手段は、角度特性係数と今回までに計測された信号周期の時間変化により決定される変化量とを乗算して補正量を求める。この構成によれば、角度特性係数と信号周期の変化量とを乗算することにより、補正量を容易に算出できる。
【００５９】
請求項２２に記載の発明によると、角度特性係数は２のべき乗の加減算で決定される値である。この構成によれば、シフトと加減算とにより補正量を容易に算出できる。また、シフタと加減算器とを用いた簡単な回路で補正量を算出できる。
【００６０】
請求項２３に記載の発明によると、補正手段は、今回までに計測された２個の信号周期の差分に基づいて信号周期の変化量を求める。この構成によれば、信号周期を減算するという簡単な演算で変化量を求めることができる。
【００６１】
請求項２４に記載の発明によると、補正手段は、間に１周期以上の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分を小さくして信号周期の変化量を求める。
この構成によれば、間にｎ個以上の信号周期を挟んで計測された２個の信号周期の差分を小さくし変化量を求めるので、計測された信号周期に含まれるノイズの値も小さくなる。これにより、ノイズによる変化量の算出誤差を低減できる。
【００６２】
請求項２５に記載の発明によると、補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んで計測された２個の信号周期の差分を、これら２個の信号周期が計測される順番の差で除算して変化量を求める。
【００６３】
この構成によれば、間にｎ個の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分を、２個の信号周期が計測される順番の差である（ｎ＋１）で除算することにより変化量を求めるので、計測された信号周期に含まれるノイズの値も（ｎ＋１）で除算される。これにより、ノイズによる変化量の算出誤差を低減できる。
【００６４】
請求項２６に記載の発明によると、２個の信号周期が計測される順番の差は２のべき乗である。この構成によれば、順番の差による除算をシフト演算により容易に実行できる。
請求項２７に記載の発明によると、補正手段は、連続して発生する２個の信号周期の差分を変化量とする。
【００６５】
この構成によれば、間に１個異常の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分から変化量を算出する場合に比べ信号周期の変化量が平均化されないので、信号周期が大きく変化する場合に、信号周期の変化に応じて高精度に変化量を求めることができる。
【００６６】
請求項２８に記載の発明によると、補正手段は、２個の信号周期から変化量を求めるときに、それぞれ最新の信号周期を選択する。この構成によれば、最新の信号周期に基づいて変化量を高精度に求めることができる。
【００６７】
請求項２９に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において変化量を算出するときに選択する２個の信号周期のパターンを、所定の角度区間の前に変化量を算出するときのパターンから変更する。
【００６８】
この構成によれば、例えばエンジン回転速度の変化特性が減速から加速に変わり、このエンジン回転速度の変化特性に応じて信号周期の変化特性が変わる所定の角度区間において、信号周期の変化特性に応じて適切な２個の信号周期を選択できる。
【００６９】
請求項３０に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において、この所定の角度区間の前に変化量を算出するときと変化量の正負を反転する。
この構成によれば、例えばエンジン回転速度の変化特性が減速から加速に変わり、このエンジン回転速度の変化特性に応じて信号周期の変化特性が変わる所定の角度区間において、信号周期の変化特性に応じて変化量の符号を適切に設定できる。
【００７０】
請求項３１に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において、基準信号周期を補正する補正量を０とする。この構成によれば、信号周期が殆ど変化しない角度区間において、信号周期を容易に予測できる。
【００７１】
請求項３２に記載の発明によると、補正手段は、計測手段により今回計測された信号周期を基準信号周期とする。この構成によれば、今回よりも後の信号周期を今回計測された最新の信号周期を補正して予測するので、予測精度が向上する。
【００７２】
請求項３３に記載の発明によると、補正手段は、補正により今回の直後の信号周期を予測する。
この構成によれば、例えば今回までに計測された信号周期の変化特性に応じて、今回の直後の信号周期を高精度に補正できる。
【００７３】
請求項３６に記載の発明によると、履歴記憶手段は、クランク角度をアドレスとして、アドレスと周期記憶部に記憶されている信号周期との関連付けを制御手段により変更できる設定レジスタを有する。
【００７４】
この構成によれば、クランク角度と周期記憶部に記憶されている信号周期とを関連付ける設定レジスタの設定を変更することにより、クランク角度をアドレスとして周期記憶部から読み出す信号周期を容易に変更し、読み出した信号周期から補正量を算出できる。
【００７５】
請求項３７に記載の発明によると、履歴記憶手段は、設定レジスタを複数有し、エンジン回転速度に応じて使用する設定レジスタを変更する。
この構成によれば、エンジン回転速度に応じてクランク角度と周期記憶部に記憶されている信号周期との関連付けを変更できるので、エンジン回転速度に応じて適切な信号周期を選択できる。
【００７６】
請求項３８に記載の発明によると、周期記憶部は、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予め設定された少なくとも２個のアドレスにより周期記憶部に記憶している信号周期を出力する。
【００７７】
この構成によれば、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予めアドレスが設定されているので、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方と周期記憶部に記憶されている信号周期とを関連付ける回路が不要である。
【００７８】
請求項３９に記載の発明によると、周期算出手段は、信号周期と所定の閾値とを比較してエンジン回転速度を判定する速度判定手段を有し、速度判定手段の判定結果に基づいて基準信号周期に対する補正処理を切り換える。
【００７９】
この構成によれば、エンジン回転速度に応じて補正処理を切り換えるためにエンジン回転速度を算出する必要がないので、エンジン回転速度を算出する処理負荷を低減できる。
請求項４０に記載の発明によると、周期算出手段は、基準信号周期と基準信号周期の補正量との加算または減算を制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段を有する。
【００８０】
この構成によれば、エンジン回転速度が減速して信号周期が増加するときに、基準信号周期に補正量を加算する処理と、エンジン回転速度が加速して信号周期が減少するときに、基準信号周期から補正量を減算する処理とを、クランク角度に応じて容易に切り換えることができる。
【００８１】
請求項４１に記載の発明によると、周期算出手段は、変化量と角度特性係数とに基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、基準信号周期と基準信号周期の補正量との加算または減算を制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段とを有する。
【００８２】
この構成によれば、エンジン回転速度が減速して信号周期が増加するときに、変化量と角度特性係数とに基づいて算出された補正量を信号周期に加算する処理と、エンジン回転速度が加速して信号周期が減少するときに、変化量と角度特性係数とに基づいて算出された補正量を信号周期から減算する処理とを、クランク角度に応じて容易に切り換えることができる。
【００８３】
請求項４２に記載の発明によると、補正量算出手段は、変化量と角度特性係数とを乗算する乗算器を有する。この構成によれば、変化量と角度特性係数との乗算を乗算器により容易に実行できる。
【００８４】
請求項４３に記載の発明によると、補正量算出手段は、２個のシフタと加減算器とにより変化量と角度特性係数とを乗算し、角度特性係数の値に応じて２個のシフタと加減算器の機能を制御する補正制御手段を有する。
【００８５】
この構成によれば、補正制御手段が角度特性係数の値に応じて２個のシフタと加減算器の機能を制御することにより、乗算器を用いることなく変化量と角度特性係数との乗算を実行できる。
【００８６】
請求項４４に記載の発明によると、周期算出手段は、変化量と角度特性係数とを乗算するときに使用する加減算器と、基準信号周期に補正量を加算または減算する加減算器とを共通化する。これにより、加減算器を１個削除できる。
【００８７】
請求項４５に記載の発明によると、周期算出手段は、クランク角度に応じて設定された角度特性係数を記憶する角度特性係数記憶部を有する。
この構成によれば、クランク角度と角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数とが対応するので、クランク角度毎に角度特性係数を算出する必要がない。
【００８８】
請求項４６に記載の発明によると、角度特性係数記憶部は、クランク軸の回転に伴い、角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数をクランク角度毎に順番に出力する。
この構成によれば、クランク角度毎に角度特性係数記憶部から角度特性係数を読み出すポインタを更新することにより、角度特性係数を簡単に読み出すことができる。
【００８９】
請求項４７に記載の発明によると、角度特性係数記憶部は、書き換え可能な記憶部である。
この構成によれば、書き換え可能な角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数を書き換えることにより、角度特性係数記憶部またはソフトウェアを変更することなく、角度特性係数の値を変更できる。
【００９０】
請求項４８に記載の発明によると、角度特性係数記憶部の一部は角度特性係数の固定値を記憶しており、所定のクランク角度において固定値を出力する。
この構成によれば、クランク角度に応じて角度特性係数を変更せず同じ値の角度特性係数を使用する角度区間において、クランク角度毎に同じ値を記憶する必要がないので、角度特性係数記憶部に角度特性係数を記憶する容量を低減できる。
【００９１】
請求項４９に記載の発明によると、周期算出手段は、角度特性係数記憶部を複数系統有し、使用する角度特性係数記憶部をエンジン回転速度に応じて選択する。
この構成によれば、エンジン回転速度に応じて角度特性係数を変更するときに、ソフトウェアによる角度特性係数の変更が不要であるから、ソフトウェア処理の負荷を低減できる。
【００９２】
請求項５０に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期と、周期算出手段により補正された信号周期とのいずれか一方を選択するセレクタを有し、クランク角度またはソフト指令によりセレクタの出力を切り換える。
【００９３】
この構成によれば、例えば予測される補正量と異なる異常な補正量が算出されたときに算出された補正量を無効にし、補正されていない基準信号周期を選択して今回よりも後の信号周期とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本実施形態によるエンジン制御装置を示す構成図。
【図２】角度予測部を示すブロック図。
【図３】クランク角度と信号周期との関係を示すタイムチャート。
【図４】周期補正処理を示すフローチャート。
【図５】クランク角度に応じた周期補正処理を示すタイムチャート。
【図６】（Ａ）は低回転時、（Ｂ）は中回転時、（Ｃ）は高回転時の信号周期の変化を示すタイムチャート。
【図７】他の周期補正処理を示すフローチャート。
【図８】変化量算出処理を示すフローチャート。
【図９】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１０】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１１】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１２】周期補正部を示すブロック図。
【図１３】履歴記憶部を示すブロック図。
【図１４】周期算出部を示すブロック図。
【図１５】（Ａ）は補正量算出部を示すブロック図、（Ｂ）はシフタ１、２の機能と算出される角度特性係数との関係を示す図。
【図１６】周期補正処理を示すタイムチャート。
【図１７】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図１８】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図１９】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図２０】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２１】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２２】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２３】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２４】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２５】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２６】図２５の回路による周期補正処理を示すタイムチャート。
【図２７】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２８】変化量算出部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。本実施形態によるエンジン制御装置を図１に示す。
（エンジン制御装置１０）
エンジン制御装置１０は、例えば４気筒のディーゼルエンジンにおいて燃料噴射制御等のエンジン制御を実行する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。以下、エンジン制御装置１０を、単に「ＥＣＵ１０」とも言う。
【００９６】
ＥＣＵ１０は、マイコン２０、ＥＥＰＲＯＭ５０、入力回路６０、出力回路６２、電源回路６４等からなる。
ＥＣＵ１０は、入力回路６０から各種センサ入力信号、スイッチ等の入力信号を入力し、他のＥＣＵへの出力信号、ならびにインジェクタ９０への制御信号を出力回路６２から出力する。
【００９７】
マイコン２０は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６、Ａ／Ｄ２８、Ｉ／Ｏ３０、タイマ部４０等からなる。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２４に記憶されている制御プログラムを実行することにより、各種センサ検出信号と、クランク角センサ８０およびカム角センサ８２の検出信号と、スイッチ等の入力信号とを入力回路６０からＩ／Ｏ３０を介して入力し、他のＥＣＵへの出力信号、ならびにインジェクタ９０への制御信号をＩ／Ｏ３０を介して出力回路６２から出力する。
【００９８】
ＣＰＵ２２は、各種制御の作業データの記憶領域としてＲＡＭ２６を使用し、車両走行を停止してバッテリ７０から供給される電力を電源回路６４で遮断しても保存しておく必要のあるデータはＥＥＰＲＯＭ５０に記憶する。
【００９９】
タイマ部４０は、クランク角センサ８０から入力する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測し、今回までに計測した信号周期から今回よりも後の信号周期を予測する角度予測部１００を有している。角度予測部１００の機能については後述する。
【０１００】
（クランク角度）
クランク角センサ８０は、電磁ピックアップ式のセンサであり、エンジンのクランク軸に固定されたクランクロータ４の外周と向き合って設置されている。クランクロータ４の外周には、所定の角度間隔として例えば１０°間隔で歯が形成されている。クランク角センサ８０は、クランクロータ４の歯と向き合う位置でパルス状のクランク角信号を出力する。
【０１０１】
ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのクランク角信号のパルス数に基づき、単位時間当たりの回転角度をエンジン回転速度として算出する。
カム角センサ８２は、クランク角センサ８０と同じ電磁ピックアップ式のセンサであり、クランク軸が２回転する間に１回転するカム軸に固定されたカムロータ６の外周と向き合って設置されている。
【０１０２】
カムロータ６の外周には、４気筒のうち特定の気筒位置を示す歯が形成されている。カム角センサ８２が出力するカム角信号は、クランク軸が２回転する７２０°ＣＡを１サイクルとする。
【０１０３】
ＥＣＵ１０は、クランク角信号とカム角信号とに基づき、例えば＃１気筒の上死点（ＴＤＣ）を基準角度位置として検出する。そして、基準角度位置からのクランク角信号のパルスの信号数であるパルス数を、吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程からなる１燃焼サイクルの角度周期である７２０°ＣＡ周期でカウントする。ＥＣＵ１０は、このパルスカウント数に基づいて、１燃焼サイクルのうち各気筒がどの行程のどの角度位置にあるかを示すクランク角度を検出する。
【０１０４】
（角度予測部１００）
次に、タイマ部４０においてクランク角信号の周期を予測する角度予測部１００について説明する。
【０１０５】
図２に示すように、角度予測部１００は、周期計測部１０２、周期補正部１０４、および逓倍角度クロック生成部１０６から構成されている。
周期計測部１０２は、１０°毎に発生するクランク角信号のパルスとパルスとの時間間隔をタイマで計測することにより、クランク角信号の信号周期（クランク角信号の信号周期を、単に「信号周期」とも言う。）を計測する。
【０１０６】
さらに、周期計測部１０２は、クランク角信号の基準角度位置からのクランク角信号のパルス数を７２０°ＣＡ毎に計測する。周期計測部１０２が計測するクランク角信号のパルスカウント数によりクランク角度が検出される。
【０１０７】
周期補正部１０４は、周期計測部１０２が計測する今回のクランク角信号のパルスカウント数により各気筒の今回のクランク角度を検出し、今回検出した信号周期に対する補正量の算出方法を今回のクランク角度に応じて決定する。そして、周期補正部１０４は、今回の補正方法により今回までに計測したクランク角信号の信号周期に基づいて補正量を算出し、今回の信号周期を補正して次回の信号周期を予測する。
【０１０８】
逓倍角度クロック生成部１０６は、周期補正部１０４が予測した次回の信号周期を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成する。ＥＣＵ１０は、逓倍角度クロック生成部１０６が出力する逓倍角度クロックに基づいて、クランクロータ４に形成された歯の角度間隔より詳細なクランク角度に同期して、燃料噴射制御等のエンジン制御を実行する。これにより、燃費やドライバビリティを向上できる。
【０１０９】
また、生成された逓倍角度クロックに基づいてエンジン制御を実行することで、予測された次回の信号周期からエンジン制御の実行タイミングを算出する処理を削減でき、少ない処理負荷で高精度なエンジン制御が可能である。
【０１１０】
以上説明した図１および図２において、ＥＣＵ１０は本発明のエンジン制御装置に相当し、周期計測部１０２は本発明の計測手段に相当し、周期補正部１０４は本発明の補正手段に相当し、逓倍角度クロック生成部１０６は本発明の角度位置予測手段に相当する。
【０１１１】
（信号周期の変化）
次に、クランク角信号の信号周期の変化について説明する。エンジンの回転速度は、各気筒の圧縮行程と燃焼行程とにおける筒内圧力の影響を受けて大きく変化する。よって、エンジン回転速度、つまり信号周期の変化は、図３に示すように、クランク角度と強い関係性がある。図３では、４気筒エンジンにおける信号周期と各気筒のクランク角度との関係を示している。着火は＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順である。
【０１１２】
信号周期はエンジンが受ける負荷トルクと各気筒の筒内圧力、特に圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力の影響を受けて大きく変化する。例えば＃１気筒が圧縮行程のとき、ピストンが＃１ＴＤＣに近づくにつれて＃１気筒の筒内圧力が増大し、負荷トルクと筒内圧力との合力によってピストンの上昇が妨げられるためエンジン回転速度は大きく減速する。その結果、所定の角度間隔で出力されるクランク信号の信号周期は長くなる。
【０１１３】
クランク角度が＃１気筒の＃１ＴＤＣを越えると＃１気筒は燃焼行程に移行する。すると、ＴＤＣの前にクランク軸の回転を減速させる方向に作用していた筒内圧力は、ＴＤＣの後で回転を加速させる方向に作用するようになる。この時、筒内圧力と負荷トルクとが相反する方向に作用する。エンジンの有効仕事はＴＤＣから約１０°ＣＡ後に筒内圧力が最大となるとき最も大きくなるため、燃焼遅れを考慮してＴＤＣから約１０°ＣＡ後に筒内圧力が最大となるようにインジェクタ９０の噴射時期が制御される。そのため、図３の例では、ＴＤＣから約１０°ＣＡ経過する前のＴＤＣ直後のクランク角信号が出力される時点では、燃焼による圧力上昇は小さく回転変化が小さくなっている。
【０１１４】
その後、燃焼によって＃１気筒の筒内圧力が爆発的に増大すると、エンジン回転速度は急激に加速され信号周期は短くなる。以上より、各気筒の圧縮行程および燃焼行程の筒内圧力の影響により、ＴＤＣ付近の角度区間の前後ではエンジン回転速度および信号周期が、加速方向または減速方向に大きく変化する。
【０１１５】
燃焼によって爆発的に増加した＃１気筒の筒内圧力は、ピストンの下降と共に徐々に減少する。その一方で、＃３気筒では圧縮行程が進み、＃３気筒の筒内圧力は徐々に増大していく。＃１ＴＤＣと＃３ＴＤＣとの中間角度付近では、＃１気筒の筒内圧力および＃３気筒の筒内圧力と負荷トルクとが釣り合い、エンジン回転速度の変化が小さくなる。この角度区間ではクランク軸の軸ねじれや機械振動といった不規則的なノイズ成分が現れる。
【０１１６】
＃３気筒の圧縮行程がさらに進むと、＃３気筒の筒内圧力と負荷トルクとの合力が＃１気筒の１筒内圧力を上回り、エンジン回転速度は再び減速を始める。このように、エンジン回転速度および信号周期の変化特性とクランク角度との間には強い関係性がある。
【０１１７】
（周期補正処理１）
図４に、本実施形態による信号周期の補正処理を実行するフローチャートを示す。図４および以後に説明する各図のフローチャートにおいて、「Ｓ」はステップを表わしている。図４のフローチャートは、クランク角信号のパルスを検出したタイミングで実行される。
【０１１８】
図４においてＥＣＵ１０は、まず今回のクランク角度θを読込む（Ｓ４００）。前述したように、クランク角度θは、クランク角信号のパルスカウント数に基づいて検出される。
【０１１９】
次に、今回までに計測された信号周期として、例えば今回と前回とのクランク角信号の信号周期と、前回と前々回とのクランク角信号の信号周期との変化量αを算出し（Ｓ４０２）、クランク角度に応じて設定された角度特性係数Ｋ（θ）を読込む（Ｓ４０４）。信号周期を補正するために今回までに計測された各信号周期はレジスタ等に記憶されており、角度特性係数は書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ等に記憶されている。尚、角度特性係数Ｋ（θ）の読込みは変化量αの算出の前に行ってもよい。
【０１２０】
角度特性係数は、前述した信号周期の変化特性とクランク角度との関係性に基づいて、クランク角度に応じて予め設定されている。角度特性係数は、今回までに周期計測部１０２が計測したクランク角信号の信号周期に基づいて今回よりも後の信号周期を予測するときに、周期計測部１０２が計測した信号周期のうち補正対象である基準クランク角信号周期（以下、「基準信号周期」とも言う。）に対する補正量を決定する係数である。
【０１２１】
次にＥＣＵ１０は、変化量αと角度特性係数Ｋ（θ）とを乗算して、次式（１）から補正量Ｈを算出する（Ｓ４０６）。
補正量Ｈ＝変化量α×角度特性係数Ｋ（θ） ・・・（１）
ＥＣＵ１０は、基準信号周期Ｔ（ｉ）をレジスタ等から読込み（Ｓ４０８）、基準信号周期Ｔ（ｉ）に補正量Ｈを加算して、今回と次回とのクランク角信号の信号周期である補正クランク角信号周期（以下、「補正信号周期」とも言う。）Ｔ’（ｉ＋１）を算出する（Ｓ４１０）。
【０１２２】
逓倍角度クロック生成部１０６では、図４の周期補正処理１で算出された補正信号周期を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成する。
このように、今回の変化量αとクランク角度に応じて設定されている角度特性係数Ｋ（θ）とによって基準信号周期の補正量Ｈを決定することで、クランク角度に応じた信号周期の変化特性に基づいて、今回より後の次回の信号周期を高精度に予測できる。
【０１２３】
例えば、図３の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速し信号周期が長くなる角度区間のうち所定の角度区間においては、エンジン回転速度の減速量がその前後の角度区間よりも大きいので、この所定の角度区間で次回の信号周期を予測する場合、所定の角度区間の前後よりも基準信号周期を補正する補正量を大きくする。
【０１２４】
具体的には、図５において、信号周期Ｔ（２）、Ｔ（３）を計測する角度区間において補正信号周期Ｔ’（３）、Ｔ’（４）を予測する場合、信号周期Ｔ（３）、Ｔ（４）を計測する角度区間の前後のＴ（１）およびＴ（４）でＴ’（２）、Ｔ’（５）を予測するよりも角度特性係数を大きくし、補正量を大きくしている。図５では、Ｔ（１）を計測するタイミングでＴ’（２）を予測するときの予測式は記載されていないが、１．２５よりも小さいものとする。
【０１２５】
また、図３の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速し信号周期が短くなる角度区間のうち所定の角度区間においては、エンジン回転速度の加速量が前回よりも小さいので、この所定の角度区間で次回の信号周期を予測する場合、前回よりも基準信号周期を補正する補正量の絶対値を小さくする。
【０１２６】
具体的には、図５において、信号周期Ｔ（７）、Ｔ（８）を計測する角度区間において補正信号周期Ｔ’（８）、Ｔ’（９）をそれぞれ予測する場合、前回、信号周期Ｔ（６）、Ｔ（７）を計測したときにＴ’（７）、Ｔ’（８）を予測したときよりも角度特性係数を小さくし補正量の絶対値を小さくしている。
【０１２７】
また、図３の各ＴＤＣを含む前後の所定の角度区間においては、エンジン回転速度の変化量がこの所定の角度区間の直前および直後よりも小さいので、この所定の角度区間の信号周期を予測する場合、所定の角度区間の直前および直後よりも補正量の絶対値を小さくする。
【０１２８】
具体的には、図５において、ＴＤＣを含む前後の所定の角度区間の信号周期Ｔ（５）、Ｔ（６）の予測周期である補正信号周期Ｔ’（５）、Ｔ’（６）を信号周期Ｔ（４）、Ｔ（５）を計測するタイミングで求める場合、信号周期Ｔ（５）の直前の信号周期Ｔ（４）の補正信号周期Ｔ’（４）、ならびに信号周期Ｔ（６）の直後の信号周期Ｔ（７）の補正信号周期Ｔ’（７）を予測するよりも、角度特性係数を小さくし補正量の絶対値を小さくしている。
【０１２９】
（エンジン回転速度と信号周期との関係）
図６に、エンジン回転速度が低回転時（Ａ）、中回転時（Ｂ）、高回転時（Ｃ）における信号周期の変化特性を示す。
【０１３０】
図６において、Ｔｍａｘ、Ｔａｖｅ、Ｔｍｉｎはそれぞれエンジン回転状態が一定で定常運転した場合の信号周期の最大値、平均値、最小値を示す。信号周期は各気筒の圧縮行程と燃焼行程とにおける筒内圧力の影響を受け７２０／ｋ［°ＣＡ］（ｋは気筒数）周期で変化する。
【０１３１】
エンジンが低回転時には、筒内圧力が長時間作用するためエンジン回転速度の変化は大きく、エンジン回転速度が中回転、高回転と上昇するにしたがい、エンジン回転速度の変化は小さくなる。
【０１３２】
低回転時および中回転時には信号周期が変化する支配的要因は、圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力と負荷トルクであり、クランク角度に応じて規則的で比較的滑らかで大きな変化をする特徴があるのに対し、高回転時では周期的な回転変化は小さく、不規則なノイズ成分が支配的となる。
【０１３３】
この不規則なノイズ成分はクランク軸の軸ねじれや機械振動によるものである。低回転時において信号周期が滑らかに変化する場合では、今回までの信号周期から次回の信号周期をある程度予測できるが、信号周期が振動的に激しく変動する高回転時では、補正処理によって不要なノイズ成分が強調され却って誤差が大きくなることがある。
【０１３４】
そこで本実施形態では、クランク角度に加え、エンジン回転速度に応じて信号周期の角度特性係数を設定することで、所定の回転速度以上の高回転域では、例えば信号周期の補正量を小さくしてノイズ成分による信号周期の補正精度の劣化を低減する。角度特性係数によるノイズの低減処理以外にも、平均化等のフィルタ処理により高周波成分を除去してもよい。
【０１３５】
以上説明した図４の周期補正処理１によると、今回までに計測された信号周期から信号周期の変化量を算出し、算出した変化量とクランク角度に応じて設定された角度特性係数とを乗算して補正量を算出している。そして、今回までに計測された信号周期のうち補正対象とする基準信号周期に補正量を加算して基準信号周期をクランク角度に応じて補正する。これにより、今回までに計測された信号周期に基づき、今回よりも後の信号周期をクランク角度に応じて高精度に予測することができる。
【０１３６】
また、最大でも今回までに計測された今回、前回および前々回の３個の信号周期に基づいて今回よりも後の信号周期を予測できるので、今回までに計測された信号周期を記憶する記憶容量を低減できる。
【０１３７】
以上説明した図４の周期補正処理１において、Ｓ４００〜Ｓ４１０の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（周期補正処理２）
図７に、前述したクランク角度に加え、エンジン回転速度に応じて信号周期の角度特性係数を設定する周期補正処理２のフローチャートを示す。
【０１３８】
図７において、Ｓ４２０、Ｓ４２４、Ｓ４３０およびＳ４３２は、図４のＳＳ４００、Ｓ４０２、Ｓ４０８およびＳ４１０と対応しており、実質的に同一処理である。
図７の周期補正処理２では、Ｓ４２０でクランク角度θを読込むことに加え、Ｓ４２２においてエンジン回転速度ＮＥを読込んでいる。そして、クランク角度θおよびエンジン回転速度ＮＥに応じて予め設定されている角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）を読込み（Ｓ４２６）、変化量αと角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）とを乗算して補正量Ｈを算出する（Ｓ４２８）。
【０１３９】
このように、クランク角度θおよびエンジン回転速度ＮＥに応じて予め設定されている角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）を用いて補正量Ｈを算出することにより、例えば所定速度以上の高回転時において低回転時および中回転時よりも角度特性係数の値を小さくして補正量の絶対値を小さくする。これにより、高回転時において、ノイズ成分による信号周期の補正精度の劣化を低減できる。
【０１４０】
尚、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が前記第１速度未満の場合よりも角度特性係数を小さくして信号周期の補正量の絶対値を小さくし、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が第２速度以上の場合よりも角度特性係数を大きくして補正量の絶対値を大きくすることが望ましい。
【０１４１】
これにより、エンジン回転速度が第１速度以上になり補正量が大きくなると、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になるまで、補正量は変化しない。また、エンジン回転速度が第２速度未満になり補正量が小さくなると、エンジン回転速度が第２速度よりも速い第１速度以上になるまで、補正量は変化しない。
【０１４２】
その結果、エンジン回転速度が第１速度または第２速度付近で変動しても、補正量が頻繁に増減することを防止できるので、補正量が頻繁に増減することにより生じる異常動作の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【０１４３】
以上説明した図７の周期補正処理２において、Ｓ４２０〜Ｓ４３２の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理１）
図８に、図４のＳ４０２および図７のＳ４２４で実行される変化量αの算出処理のフローチャートを示す。
【０１４４】
ＥＣＵ１０は、今回までに計測したクランク角信号の２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｍ）、Ｔ（ｉ−ｎ）を読込み（Ｓ４４０、Ｓ４４２）、次式（２）から信号周期の変化量αを算出する（Ｓ４４４）。式（２）では、２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｍ）、Ｔ（ｉ−ｎ）の差分を、２個の信号周期が計測される順番の差の絶対値で除算して変化量αを算出している。
【０１４５】
α＝（Ｔ（ｉ−ｍ）−Ｔ（ｉ−ｎ））／｜ｎ−ｍ｜ ・・・（２）
尚、信号周期Ｔ（ｉ）は、前回と今回とのクランク角信号のパルスの時間間隔を表わしている。そして、変化量αは、例えば、最新の２個の連続する信号周期の差を算出して求められる。この場合ｍ＝０、ｎ＝１、｜ｎ−ｍ｜＝１である。
【０１４６】
式（２）の分母は、｜ｎ−ｍ｜≧２の場合に、複数区間離れた２個の信号周期の差を平均して今回よりも後の次回の信号周期に対応させるために１区間の信号周期の差に変換するための項である。
【０１４７】
間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算することにより、不規則的なノイズ成分を低減できる。例えば、連続する最新の２個の信号周期から変化量αを求める場合、つまりｍ＝０、ｎ＝１、｜ｎ−ｍ｜＝１の場合、例えば信号周期Ｔ（ｉ）にノイズ成分Ｎが含まれているとすると、変化量αは次式（３）で算出される。
【０１４８】
α＝Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−１）＋Ｎ ・・・（３）
式（３）では、変化量αにノイズ成分Ｎがそのまま加算される。一方、互いに１区間離れた２個の信号周期から変化量αを算出する場合、つまりｍ＝０、ｎ＝２、｜ｎ−ｍ｜＝２の場合、変化量αは次式（４）で算出される。
【０１４９】
α＝｛（Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−２））／２｝＋Ｎ／２ ・・・（４）
式（４）では、ノイズ成分Ｎを半減できる。したがって、２個の信号周期の間の区間をさらに離せば、ノイズ成分の影響をより低減できる。
【０１５０】
ただし、２個の信号周期の間の区間を離し過ぎると、信号周期の変化特性が平均化され、今回までに計測された信号周期の変化特性に適切に適応できない。したがって、ノイズ成分の発生量および信号周期の変化特性に基づいて、信号周期の間の区間数を適切に設定する必要がある。
【０１５１】
尚、式（２）において、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を｜ｎ−ｍ｜で除算する代わりに、｜ｎ−ｍ｜で除算するときよりも角度特性係数Ｋを小さい値に設定することにより、ノイズ成分を低減してもよい。この場合、間に１個以上の信号周期を挟んでいても、変化量αは次式（５）で算出される。
【０１５２】
α＝Ｔ（ｉ−ｍ）−Ｔ（ｉ−ｎ） ・・・（５）
以上説明した図８の変化量算出処理１において、Ｓ４４０〜Ｓ４４４の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
【０１５３】
（変化量算出処理２）
図９に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。図９の変化量算出処理２では、図３において圧縮行程が終了しＴＤＣから燃焼行程に移行しエンジン回転速度が急激に上昇する角度区間、具体的には図５の角度区間Ａにおいて次回の補正信号周期を予測するときの変化量の算出処理が、図８の変化量算出処理１に加わっている。
【０１５４】
図９のＳ４５０において、ＥＣＵ１０は今回検出したクランク角度θが図５の角度区間Ａに含まれるか否かを判定する。
クランク角度θが角度区間Ａに含まれない場合（Ｓ４５０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４５２〜Ｓ４５６において図８のＳ４４０〜Ｓ４４４と同一処理を実行する。
【０１５５】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれる場合（Ｓ４５０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、圧縮行程の減速区間における２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｐ）、Ｔ（ｉ−ｑ）を読込み（Ｓ４５８、Ｓ４６０）、次式（６）から変化量αを求める（Ｓ４６２）。
【０１５６】
α＝（Ｔ（ｉ−ｐ）−Ｔ（ｉ−ｑ））／｜ｑ−ｐ｜ ・・・（６）
図５の角度区間Ａでは、ｐ＝２、ｑ＝１と設定し、今回の信号周期Ｔ（６）を計測したときに、次式（７）から変化量を算出している。
【０１５７】
α＝（Ｔ（４）−Ｔ（５））／｜１｜ ・・・（７）
つまり、角度区間Ａでは、通常の角度区間で今回と前回とで計測した信号周期を読込んでその差から変化量を算出する代わりに、前々回と前回とで計測した信号周期を読込み、信号周期の差を算出するときも、その順序を反転している。したがって、式（７）において変化量αの符号は「負」になる。
【０１５８】
このように、角度区間Ａにおいて次回の信号周期を予測するために変化量を算出する場合、圧縮行程における減速特性を燃焼行程の加速特性に変換して変化量αを算出する。
図５の燃焼行程の角度区間Ａにおいては、図９の変化量算出処理２で算出された変化量から、次回の補正信号周期Ｔ’（７）を次式（８）から算出する。
【０１５９】
Ｔ’（７）＝Ｔ（６）＋｛（Ｔ（４）−Ｔ（５））／｜１｜｝×１．５・・・（８）
このように、燃焼行程の角度区間Ａにおいては、角度特性係数を１．５に設定することにより、圧縮行程の減速区間における信号周期の変化量（Ｔ（５）−Ｔ（４））の絶対値よりも、補正量の絶対値｜（Ｔ（４）−Ｔ（５））／１｜×１．５を大きくしている。
【０１６０】
以上説明した図９の変化量算出処理２おいて、Ｓ４５０〜Ｓ４６２の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理３）
図１０に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。図１０の変化量算出処理３では、図３において一つの気筒の燃焼行程において加速区間が終了し他の気筒の圧縮行程の減速区間が始まり、エンジン回転速度の変化がこの前後の角度区間よりも小さい角度区間Ｂ（図５の角度区間Ｂも参照）において、次回の補正信号周期を予測するときの変化量の算出処理が、図９の変化量算出処理２に加わっている。
【０１６１】
図１０のＳ４７０において、ＥＣＵ１０は今回検出したクランク角度θが図５の角度区間Ａに含まれるか否かを判定する。クランク角度θが角度区間Ａに含まれる場合（Ｓ４７０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４７２〜Ｓ４７６において図９のＳ４５８〜Ｓ４６２と同一処理を実行する。
【０１６２】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれず（Ｓ４７０：Ｎｏ）、角度区間Ｂにも含まれない場合（Ｓ４７８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４８０〜Ｓ４８４において図９のＳ４５２〜Ｓ４５６と同一処理を実行する。
【０１６３】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれず（Ｓ４７０：Ｎｏ）、角度区間Ｂに含まれる場合（Ｓ４７８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、角度区間Ｂ以外とは異なる選択パターンの２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｒ）、Ｔ（ｉ−ｓ）を読込み（Ｓ４８６、Ｓ４８８）、次式（９）から変化量αを求める（Ｓ４９０）。
【０１６４】
α＝（Ｔ（ｉ−ｒ）−Ｔ（ｉ−ｓ））／｜ｒ−ｓ｜ ・・・（９）
図５に示す角度区間Ｂでは、ｒ＝０、ｓ＝２と設定し、次式（１０）から変化量を算出している。
【０１６５】
α＝（Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−２））／｜２｜ ・・・（１０）
このように、角度区間Ｂでは、間に１個以上の信号周期の挟んだ２個の信号周期の差を、信号周期が計測された順番の差で除算することにより、式（４）で説明したように、ノイズ成分の影響を低減できる。
【０１６６】
以上説明した図１０の変化量算出処理３において、Ｓ４７０〜Ｓ４９０の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理４）
図１１に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。
【０１６７】
図１１のＳ５００〜Ｓ５０４は図８のＳ４４０〜Ｓ４４４と同一処理である。そして、Ｓ５０６においてＥＣＵ１０は、Ｓ５０４で算出した変化量αの値が負であるか否かを判定する。
【０１６８】
変化量αの値が正であれば（Ｓ５０６：Ｎｏ）、減速区間において信号周期を予測しており、基準信号周期よりも補正信号周期が大きくなると考えられる。このとき、検出したクランク角度θが加速区間を示していると（Ｓ５０８：Ｙｅｓ）、Ｓ５０４で算出した変化量はノイズやセンサ異常の発生により異常であると判断し、変化量αを「０」に設定し（Ｓ５１０）、補正を禁止する。
【０１６９】
変化量αの値が負であれば（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、加速区間において信号周期を予測しており、基準信号周期よりも補正信号周期が小さくなると考えられる。このとき、検出したクランク角度θが減速区間を示していると（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、Ｓ５０４で算出した変化量はノイズやセンサ異常の発生により異常であると判断し、変化量αを「０」に設定し（Ｓ５１０）、補正を禁止する。
【０１７０】
図１１の変化量算出処理４では、図３において各気筒の圧縮行程の減速区間と燃焼行程における加速区間とにおいて算出した変化量αが、該当角度区間において算出されると考えられる変化量を満たさない場合、ノイズやセンサ異常により生じる変化量の異常と判断し、補正を禁止する。したがって、次回の補正信号周期は今回計測した信号周期（基準信号周期）と同じ値になる。これにより、信号周期の誤補正を防止できる。
【０１７１】
以上説明した図１１の変化量算出処理４において、Ｓ５００〜Ｓ５０４の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当し、Ｓ５０６〜Ｓ５１０の処理は本発明の補正禁止手段が実行する機能に相当する。
【０１７２】
（周期補正部の回路構成）
図１２に、図２に示す周期補正部１０４の回路構成の一例である周期補正部１１０を示す。周期補正部１１０は、角度判定部１１２、履歴記憶部１１４、変化量算出部１１６、周期算出部１１８から構成されている。
【０１７３】
角度判定部１１２は、周期計測部１０２で計測されたクランク角信号のパルスカウント数を入力し、今回検出したクランク角度が各気筒のどの行程のどの角度位置であるかを判定する。
【０１７４】
そして、角度判定部１１２は、今回検出したクランク角度に応じて履歴出力制御信号を履歴記憶部１１４に出力する。履歴出力制御信号は、履歴記憶部１１４から出力される基準信号周期、履歴信号周期１、２を指定するとともに、履歴記憶部１１４に記憶されている信号周期を、変化量算出部１１６で変化量を算出するために使用する履歴信号周期１、２として出力するために信号周期に実施する前処理を指定する。
【０１７５】
さらに、角度判定部１１２は、今回検出したクランク角度に応じて、周期算出部１１８において補正量を算出するときに使用する角度特性係数を選択するための角度特性係数選択信号を出力する。
【０１７６】
履歴記憶部１１４は、周期計測部１０２が今回までに計測した複数の信号周期をレジスタ等に記憶する。そして、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、出力する基準信号周期、履歴信号周期１、２を選択するとともに、履歴信号周期１、２として出力する信号周期に前処理を実施する。
【０１７７】
変化量算出部１１６は、履歴記憶部１１４に記憶されている今回までの信号周期から、これまで説明した変化量αを算出する。
周期算出部１１８は、角度判定部１１２から出力される角度特性係数選択信号に基づいてクランク角度に応じた角度特性係数を選択し、変化量算出部１１６で算出された変化量αと選択した角度特性係数とを乗算し、今回計測した基準信号周期に加算して補正信号周期を算出する。
【０１７８】
以上説明した図１２において、周期補正部１１０は本発明の補正手段に相当し、角度判定部１１２は本発明の角度検出手段および制御手段に相当し、履歴記憶部１１４は本発明の履歴記憶手段に相当し、変化量算出部１１６は本発明の変化量算出手段に相当し、周期算出部１１８は本発明の周期算出手段に相当する。
【０１７９】
（履歴記憶部の回路構成）
図１３に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の一例である履歴記憶部１２０を示す。履歴記憶部１２０は、周期計測部１０２で計測された信号周期を履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに記憶する。本実施形態では、３個の履歴レジスタを備えている。尚、履歴レジスタの数は、基準信号周期を補正するために必要な信号周期の個数によっては、４個以上であってもよい。
【０１８０】
今回計測された最新の信号周期は履歴レジスタ１２２ａに記憶され、それまで履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに記憶されていた信号周期は、履歴レジスタ１２２ｂから履歴レジスタ１２２ｃに、履歴レジスタ１２２ａから履歴レジスタ１２２ｂに順次移動される。
【０１８１】
ＭＵＸ（Multiplexer）１２６は、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、変化量を算出するために必要な信号周期を記憶している履歴レジスタを履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから選択して出力するとともに、基準信号周期を出力する。基準信号周期は、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃのうち今回計測された信号周期でもよいし、それ以外の信号周期でもよい。
【０１８２】
シフタ１２４ａ、１２４ｂは、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、ＭＵＸ１２６から出力される信号周期に対し、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算する場合に、除算に対応するシフト処理を実行する。したがって、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差は２のべき乗であることが望ましい。
【０１８３】
尚、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算して変化量、すなわち補正量を小さくすることに代えて角度特性係数を小さくする場合、図１３のシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略できる。
【０１８４】
以上説明した図１３において、履歴記憶部１２０は本発明の履歴記憶手段に相当し、履歴レジスタ１２２ａ〜１２２ｃは本発明の周期記憶部に相当する。
（周期算出部の回路構成）
図１４に、図１２に示す周期算出部１１８の回路構成の一例である周期算出部１３０を示す。周期算出部１３０のカウンタ１３２は、角度判定部１１２から出力される角度特性係数選択信号、実際にはパルス信号のパルス数をカウントする。そして、角度特性係数記憶部１３４は、カウンタ１３２がカウントするカウント数をポインタとして、クランク角度に応じて使用する順番で記憶している角度特性係数を順次出力する。
【０１８５】
角度特性係数記憶部１３４は、レジスタ等の書き換え可能な記憶部で構成されている。したがって、角度特性係数記憶部１３４またはソフトウェアを変更することなく、角度特性係数記憶部１３４に記憶されている角度特性係数をソフトウェアにより変更することができる。
【０１８６】
固定係数記憶部１３６には、固定の角度特性係数（以下、「固定係数」とも言う。）が記憶されている。固定係数は、複数のクランク角度において一定の角度特性係数を使用するときに、その角度特性係数を固定係数として固定係数記憶部１３６に記憶しておくことにより、角度特性係数記憶部１３４の記憶容量を低減できる。
【０１８７】
例えば、通常は角度特性係数として固定係数記憶部１３６に記憶されている１．０を角度特性係数とし、その他のクランク角度において、角度特性係数記憶部１３４に記憶されているクランク角度に応じた角度特性係数を使用する。
【０１８８】
セレクタ１３８は、角度特性係数選択信号のパルスが発生していない「０」の場合は固定係数記憶部１３６から出力される固定係数を選択し、角度特性係数選択信号のパルスが発生している「１」の場合は角度特性係数記憶部１３４から出力される角度特性係数を選択する。
【０１８９】
補正量算出部１４０は、図１２の変化量算出部１１６から出力される変化量αに、セレクタ１３８から出力される角度特性係数を乗算器等により乗算し補正量を算出する。この補正量は、例えば、圧縮行程の減速区間では正の値であり、燃焼行程の加速区間では負の値である。
【０１９０】
加算器１４２は、図１２の履歴記憶部１１４から出力される基準信号周期と補正量算出部１４０から出力される補正量とを加算して、次回の信号周期として予測される補正信号周期を算出する。
【０１９１】
以上説明した図１４において、周期算出部１３０は本発明の周期算出手段に相当し、角度特性係数記憶部１３４および固定係数記憶部１３６は本発明の角度特性係数記憶部に相当し、補正量算出部１４０は本発明の乗算器を有する補正量算出手段に相当する。
【０１９２】
（補正量算出部の回路構成）
図１５の（Ａ）に、図１４に示す補正量算出部１３８の回路構成の一例である補正量算出部１５０を示す。補正量算出部１５０は、変化量αと角度特性係数とを乗算して補正量Ｈを算出する処理を、２個のシフタ１５４ａ、１５４ｂと１個の加減算器１５６とで実現している。この場合、角度特性係数は２のべき乗とその加減算で算出される値に設定されている。
【０１９３】
補正制御部１５２は、角度特性係数の値に応じてシフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量を切り換えるとともに、加減算器１５６の加算または減算を切り換える。
図１５の（Ｂ）に、角度特性係数と、シフタ１５４ａ、１５４ｂにより変化量を乗算する乗算値と、加減算器１５６の加算または減算との関係の一例を示す。
【０１９４】
シフタ１５４ａ、１５４ｂの乗算値はシフト演算可能な２のべき乗である。例えば、角度特性係数が１．７５の場合、シフタ１５４ａは左１ｂｉｔ、シフタ１５４ｂは右２ｂｉｔのシフト演算を行い、加減算器１５６は、シフタ１５４ａの出力からシフタ１５４ｂの出力を減算する。
【０１９５】
このように、シフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量と、加減算器１５６の加算または減算とを角度特性係数に応じて切り換えることにより、０〜２．０の範囲で角度特性係数を設定できる。尚、シフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量をさらに大きくすることで、角度特性係数の設定範囲を大きくするとともに、乗算値を細かくすることができる。
【０１９６】
図１６は、例えば、図１２に示す周期補正部１１０が図１３〜図１５の回路を有する場合に実行される周期補正処理を示すタイムチャートである。基準信号周期は今回計測された最新の信号周期とし、変化量は最新の連続する２個の信号周期の差としている。
【０１９７】
ｔ２のタイミングでの周期補正処理では、今回計測された最新の信号周期（０１００ｈ）を基準信号周期Ｔ（ｉ）とし、基準信号周期（０１００ｈ）と、今回の直前のｔ１のタイミングで計測された信号周期（００Ｅ５ｈ）との差（００１Ｂｈ）が変化量αとして算出される。
【０１９８】
また、クランク角信号のパルスカウント数はクランク角度θを示し、角度特性係数Ｋを適用するクランク角度θになると図１２に示す角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力される。
【０１９９】
前述したように、角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力される場合、クランク角度に応じて出力される角度特性係数は図１４に示す角度特性係数記憶部１３４から選択される。図１６においては、ｔ２、ｔ３、ｔ４のタイミングで、角度特性係数記憶部１３４から出力される角度特性係数が選択されている。
【０２００】
角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力されない場合、図１４に示す固定係数記憶部１３６から出力される固定係数として１．０が選択される。図１６においては、ｔ５、ｔ６のタイミングで、固定係数記憶部１３６から出力される固定係数（１．０）が選択されている。
【０２０１】
図１６では、ｔ２のタイミングで角度特性係数選択信号としてパルスが出力され、角度特性係数Ｋとして１.５ｄが出力される。そして、算出された変化量α（００１Ｂｈ）と角度特性係数Ｋ（１.５ｄ）との乗算により、補正量Ｈ（００２８ｈ）が算出される。基準信号周期Ｔ(ｉ)=０１００ｈと補正量Ｈ（００２８ｈ）との加算によって補正信号周期Ｔ'(ｉ＋１)=０１２８ｈが算出される。
【０２０２】
以上説明した図１５の（Ａ）において、補正量算出部１５０は本発明の補正量算出手段に相当し、補正制御部１５２は本発明の補正制御手段に相当し、シフタ１５４ａ、１５４ｂは本発明の補正量算出手段が有するシフタに相当し、加減算器１５６は本発明の補正量算出手段が有する加減算器に相当する。
【０２０３】
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１７に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１６０を示す。履歴記憶部１６０は、出力設定レジスタ１６２が追加されている以外は、図１３に示す履歴記憶部１２０と実質的に同一構成である。
【０２０４】
出力設定レジスタ１６２には、角度区間Ａ、角度区間Ｂもしくはそれ以外の角度区間のそれぞれについて、基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２の三つの出力としてどの履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを選択するかと、クランク角度に応じたシフタ１２４ａ、１２４ｂのシフト量とが予め設定されている。
【０２０５】
ＭＵＸ１２６は出力設定レジスタ１６２で定められた履歴レジスタ番号にしたがい、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２に対応する履歴レジスタを選択する。
【０２０６】
出力設定レジスタ１６２の設定値はエンジン回転速度に応じてソフトウェアにより変更することができる。この構成とすることで、ソフトウェアによって柔軟に変化量αの算出方法を制御することができ信号周期の予測精度を向上させることができる。
【０２０７】
以上説明した図１７において、履歴記憶部１６０は本発明の履歴記憶手段に相当し、出力設定レジスタ１６２は本発明の設定レジスタに相当する。
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１８に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１７０を示す。履歴記憶部１７０は、少なくとも２つの出力設定レジスタ１７６ａ、１７６ｂを備え、エンジン回転速度と所定の閾値との大小関係によって使用する出力設定レジスタを切り換える点で図１７に示す履歴記憶部１６０と異なっており、それ以外の構成は図１７に示す履歴記憶部１６０と実質的に同一構成である。尚、図１８では、図１７に図示されたシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略している。
【０２０８】
図１８に示す履歴記憶部１７０では、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１７２に設定されている所定速度とを比較器１７４で比較する。セレクタ１７８は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合は、出力設定レジスタ１７６ａを選択し、エンジン回転速度が所定速度を超える場合は、出力設定レジスタ１７６ｂを選択する。
【０２０９】
ＭＵＸ１２６は、セレクタ１７８で選択された出力設定レジスタで定められた履歴レジスタ番号にしたがい、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２に対応する履歴レジスタを選択する。
【０２１０】
この構成により、ＭＵＸ１２６が選択する履歴レジスタ番号をエンジン回転速度に応じて変更する処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
【０２１１】
また、比較器１７４にヒステリシスの特性を持たせることで、回転速度閾値レジスタ１７２に設定されている所定速度の付近でエンジン回転速度が変動しても、選択される履歴レジスタとシフタによるシフト量とが頻繁に変化することを防止する。
【０２１２】
以上説明した図１８において、履歴記憶部１７０は本発明の履歴記憶手段に相当し、出力設定レジスタ１７６ａ、１７６ｂは本発明の設定レジスタに相当する。
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１９に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１８０を示す。履歴記憶部１８０は、今回計測された信号周期と所定の閾値との大小関係によって使用する出力設定レジスタを切り換える点で図１８に示す履歴記憶部１７０と異なっており、それ以外の構成は図１８に示す履歴記憶部１７０と実質的に同一構成である。尚、図１９では、図１７に図示されたシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略している。
【０２１３】
図１９に示す履歴記憶部１８０では、今回計測された信号周期と信号周期閾値レジスタ１８２に設定されている所定信号周期とを比較器１７４で比較する。セレクタ１７８は、今回の信号周期が所定信号周期未満の場合は、出力設定レジスタ１７６ａを選択し、今回の信号周期が所定信号周期を超える場合は、出力設定レジスタ１７６ｂを選択する。
【０２１４】
この構成により、ＭＵＸ１２６が選択する履歴レジスタ番号を信号周期に応じて変更する処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
以上説明した図１９において、履歴記憶部１８０は本発明の履歴記憶手段に相当する。
【０２１５】
（周期算出部の回路構成）
図２０に、図１２に示す周期算出部１１８の回路構成の他の例である周期算出部１９０を示す。周期算出部１９０は、少なくとも２つの角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４を備え、エンジン回転速度と所定の閾値との大小関係によって使用する角度特性係数記憶部を切り換える点で図１４に示す周期算出部１３０と異なっており、それ以外の構成は図１４に示す周期算出部１３０と実質的に同一構成である。
【０２１６】
図２０に示す周期算出部１９０では、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１９２に設定されている所定速度とを比較器１９４で比較する。セレクタ１９６は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合は、角度特性係数記憶部１３４ａを選択し、エンジン回転速度が所定速度を超える場合は、角度特性係数記憶部１３４ｂを選択する。
【０２１７】
セレクタ１３８は、角度特性係数選択信号のパルスが発生していない「０」の場合は固定係数記憶部１３６から出力される固定係数を選択し、角度特性係数選択信号のパルスが発生している「１」の場合はセレクタ１９６から出力される角度特性係数を選択する。
【０２１８】
この構成により、エンジン回転速度に応じて角度特性係数を切り換える処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
尚、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１９２に設定されている所定速度とを比較器１９４で比較する回路を、図１８の履歴記憶部１７０においてエンジン回転速度と所定速度とを比較する回路と共通にしてもよい。
【０２１９】
また、エンジン回転速度に代えて、図１９に示す履歴記憶部１８０と同様に、今回計測された信号周期と所定の信号周期とを比較し、角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂのいずれを選択するかを決定してもよく、その比較回路を履歴記憶部１８０の比較回路と共通にしてもよい。
【０２２０】
以上説明した図２０において、周期算出部１９０は本発明の周期算出手段に相当し、角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂは本発明の角度特性係数記憶部に相当する。また、図１９のように、今回計測された信号周期と所定の信号周期とを比較器１７４で比較することによりエンジン回転速度を判定して角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂのいずれを選択する場合、比較器１７４は本発明の速度判定手段に相当する。
【０２２１】
（周期補正部の回路構成）
図２１に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２００を示す。周期補正部２００では、今回計測された最新の信号周期を基準信号周期としている。したがって、周期算出部１１８は、変化量算出部１１６で算出された変化量から補正量を算出し、算出した補正量により最新の信号周期を補正する。
【０２２２】
この構成により、履歴記憶部２０２において基準信号周期を出力する回路を削減できる。また、最新の信号周期を補正対象である基準信号周期とするので、直前の信号周期の変化特性に基づいて次回の信号周期を高精度に予測できる。
【０２２３】
以上説明した図２１において、周期補正部２００は本発明の補正手段に相当し、履歴記憶部２０２は本発明の履歴記憶手段に相当する。
（周期補正部の回路構成）
図２２に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２１０を示す。周期補正部２１０では、最新の信号周期を基準信号周期とし、周期算出部１１８の出力と基準信号周期とのいずれかを、ソフトウェアの指令によりセレクタ２１２で選択する構成になっている。
【０２２４】
この構成によれば、セレクタ２１２以外の周期補正部２１０に異常が発生した場合、周期補正部２１０による信号周期の補正処理を禁止し、補正前の基準信号周期を補正信号周期として出力できる。その結果、周期補正部２１０の異常時に異常な補正信号周期を次回の信号周期とすることを防止するので、信頼性が向上する。
【０２２５】
また、例えば、エンジン回転速度が高回転時にソフトウェアの指令によりセレクタ２１２で基準信号周期を選択し、基準信号周期に対する補正処理を禁止してもよい。これにより、補正処理によって不要なノイズ成分が強調され却って誤差が大きくなる高回転時において、補正処理による信号周期の予測精度の劣化を防止することができる。
【０２２６】
また、ＴＤＣ付近、ならびにＴＤＣとＴＤＣとの間の中間部分のように、信号周期の変化の小さい角度区間において、クランク角度に応じて角度判定部１１２から制御信号をセレクタ２１２に出力して基準信号周期を選択し、基準信号周期に対する補正処理を禁止してもよい。これにより、信号周期の変化が小さく補正処理によりノイズの影響を受けやすい角度区間において、補正処理による信号周期の予測精度の劣化を防止することができる。
【０２２７】
以上説明した図２２において、周期補正部２１０は本発明の補正手段に相当し、セレクタ２１２は、今回までに計測された信号周期と補正された信号周期とのいずれか一方を選択する本発明のセレクタに相当する。
【０２２８】
（周期補正部の回路構成）
図２３に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２２０を示す。周期補正部２２０では、変化量算出部１１６で変化量を算出するときに使用する２個の信号周期の一方を常に最新の信号周期としている。したがって、履歴記憶部２２２から変化量算出部１１６に１個の履歴信号周期を出力すればよいので、履歴信号周期を出力する回路を履歴記憶部２２２から削減できる。
【０２２９】
ただし、図２３の周期補正部２２０では、変化量算出部１１６で変化量を算出するときに使用する２個の信号周期の一方を常に最新の信号周期としているので、圧縮行程の減速特性を燃焼行程の加速特性に変換する式（８）に示す変化量の計算ができない。
【０２３０】
そこで、式（８）に代えて周期補正部２２０では、次式（１１）に示すように変化量を算出し補正量を算出する。
Ｔ’（７）＝Ｔ（６）−｛（Ｔ（６）−Ｔ（４））／｜２｜｝×３・・・（１１）
つまり、本実施形態では、基準信号周期から補正量を減算して補正信号周期を算出している。したがって、角度区間Ａにおいて、基準信号周期と補正量との加算を減算に切り換える必要がある。この加算と減算との切り換えは、角度判定部２２６から出力される補正符号制御信号と、次に説明する図２４の周期算出部２３０の構成により実現できる。
【０２３１】
以上説明した図２３において、周期補正部２２０は本発明の補正手段に相当し、履歴記憶部２２２は本発明の履歴記憶手段に相当し、周期算出部２２４は本発明の周期算出部に相当し、角度判定部２２６は本発明の角度検出手段および制御手段に相当する。
【０２３２】
（周期算出部の回路構成）
図２４に、図２３に示す周期算出部２２４の回路構成の一例である周期算出部２３０を示す。周期算出部２３０は、図１４に示す周期算出部１３０の加算器１４２に代えて加減算器２３２を備えている。加減算器２３２における加算または減算は、角度判定部２２６から出力される補正符号制御信号により切り換えられる。補正符号制御信号はクランク角度が角度区間Ａに含まれるときに加減算器２３２の減算を選択し、その他の角度区間では加減算器２３２の加算を選択する。
【０２３３】
以上説明した図２４において、周期算出部２３０は本発明の周期算出手段に相当し、加減算器２３２は本発明の加減算手段に相当する。
（周期算出部の回路構成）
図２５に、周期算出部の回路構成の他の例である周期算出部２４０を示す。周期算出部２４０は、図２４の周期算出部２３０の補正量算出部１４０に図１５の（Ａ）の補正量算出部１５０を適用し、一部の回路を共通化したものである。角度特性係数が出力される回路は図２４と同一であるため省略している。
【０２３４】
以下、周期算出部２４０の処理を図２６のタイムチャートに基づいて説明する。図２５および図２６においてφはクロックを表わしている。また、図２６のタイムチャートでは、角度特性係数選択信号が「Ｈ」であるから、固定の角度特性係数ではなく、クランク角度に応じた角度特性係数が選択される。
（１）クランク角信号の立ち上がりエッジが入力された次のクロックサイクルにおいてクロックφが「Ｈ」になると、セレクタ２４６、２４８は、補正制御部２４２から指令される角度特性係数の値に応じたシフト量によりシフタ２４４ａ、２４４ｂがそれぞれシフト処理した変化量を選択し、セレクタ２５０は補正制御部２４２から出力される加算または減算の切り換え信号を加減算器２５２に出力する。
【０２３５】
図２６では、変化量αが０００４ｈであり、角度特性係数が１．５ｄであるから、シフタ２４４ａの出力は０００４ｈをシフトせずに処理した０００４ｈであり、シフタ２４４ｂの出力は０００４ｄを右に１ｂｉｔシフトして０．５倍した０００２ｈである。そして、加減算器２５２には角度特性係数の１．５ｄに応じて（１．０＋０．５）を実行する加算が選択されているので、加減算器２５２は補正量として０００６ｈを出力する。
（２）クロックφが「Ｈ」から「Ｌ」になると、レジスタ２５４に加減算器２５２の出力である０００６ｈが格納される。そして、セレクタ２４６はレジスタ２５４の出力を選択し、セレクタ２４８は基準信号周期を選択し、セレクタ２５０は補正符号制御信号を選択する。
【０２３６】
前述したように、補正符号制御信号はクランク角度が角度区間Ａに含まれるときに加減算器２５２の減算を選択し、その他の角度区間では加減算器２５２の加算を選択する。図２６のタイムチャートでは、クランク角度が角度区間Ａではない場合を例示しているので、加減算器２５２は加算処理を行う。したがって、加減算器２５２は、基準信号周期の００８０ｈとレジスタ２５４の出力との加算である００８６ｈを出力する。
（３）次にクロックφが「Ｌ」から「Ｈ」になると、加減算器２５２の出力である００８６ｈが補正信号周期としてレジスタ２５６に格納され、周期算出部２４０から出力される。
【０２３７】
図２５の周期算出部２４０では、クロックφの「Ｈ」と「Ｌ」とにより加減算器２５２の入力を切り換え、その都度レジスタ２５４またはレジスタ２５６に加減算器２５２の出力を格納するので、１個の加減算器２５２を共有できる。
【０２３８】
以上説明した図２５において、周期算出部２４０は本発明の周期算出手段に相当し、シフタ２４４ａ、２４４ｂは本発明の補正量算出手段が有するシフタに相当し、加減算器２５２は本発明の補正量算出手段が有する共通化された加減算器に相当する。
【０２３９】
（周期補正部の回路構成）
図２７に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２６０を示す。周期補正部２６０は、図２１の周期補正部２００の変化量算出部１１６に代えて、エンジン回転速度の加速区間または減速区間において、正常な変化量が算出されているか否かを判定する変化量算出部２６２を設置している。
【０２４０】
角度判定部２６４は、正常な変化量が算出されているか否かを変化量算出部２６２が判定するために、加速区間を表わす加速区間信号、ならびに減速区間を表わす減速区間信号を出力している。
【０２４１】
以上説明した図２７において、周期補正部２６０は本発明の補正手段に相当し、角度判定部２６４は本発明の角度検出手段および制御手段に相当する。
（変化量算出部の回路構成）
図２８に、図２７の変化量算出部２６２の回路構成の一例である変化量算出部２７０を示す。
【０２４２】
減算器２７２は、履歴記憶部２０２から出力される履歴信号周期１と履歴信号周期２との差を算出し変化量として出力する。履歴信号周期１は履歴信号周期２よりも新しいタイミングの履歴信号周期である。したがって、履歴信号周期１および履歴信号周期２が正常であれば、減算器２７２の出力する変化量の値は、エンジン回転速度の減速区間において正の値になり、エンジン回転速度の加速区間において負の値になる筈である。
【０２４３】
比較器２７４は、減算器２７２の出力が正の値であれば「Ｈ」を出力し、減算器２７２の出力が負の値であれば「Ｌ」を出力する。
そして、論理ゲート２７６は、エンジン回転速度が加速区間で変化量が正の値であれば「Ｈ」を出力し、変化量が負の値であれば「Ｌ」を出力する。また、論理ゲート２７８は、エンジン回転速度が減速区間で変化量が正の値であれば「Ｌ」を出力し、変化量が負の値であれば「Ｈ」を出力する。
【０２４４】
論理ゲート２７６、２７８の出力の両方が「Ｈ」になり論理ゲート２８０から「Ｈ」が出力され、減算器２７２の出力である変化量がセレクタ２８２で選択されるのは、加速区間で変化量が負の値か、減速区間で変化量が正の値のときである。
【０２４５】
これに対し、ノイズの発生、センサまたは回路の異常により変化量の符号が加速区間および減速区間で想定される符号と異なる場合は、論理ゲート２７６、２７８の出力のいずれかが「Ｈ」になり、論理ゲート２８０から「Ｈ」が出力されるので、セレクタ２８２から変化量として０が出力される。この場合、周期補正処理が禁止されるので、次回の信号周期として基準信号周期がそのまま採用される。
【０２４６】
このように、図２８の変化量算出部２７０では、ノイズの発生、センサまたは回路の異常により異常な変化量が算出される場合、周期補正処理が禁止されるので誤補正を防止できる。その結果、信頼性が向上する。
【０２４７】
以上説明した図２８において、変化量算出部２７０は本発明の変化量算出手段に相当する。
[他の実施形態]
上記実施形態では、今回までに計測された信号周期の差分である変化量を算出し、この変化量をクランク角度に応じて補正することにより、今回計測された信号周期と次回の信号周期との差分を今回計測された信号周期に対する補正量とし、次回の信号周期を予測している。
【０２４８】
これに対し、今回計測された信号周期をクランク角度に応じて直接補正してもよい。例えば、今回計測された信号周期に角度特性係数を直接乗算してもよい。また、次回の信号周期ではなく、複数回後の信号周期を予測してもよい。
【０２４９】
また、信号周期の差分は、今回までに計測された２個の信号周期による１組の差分に限らず、複数組の差分をクランク角度に応じて重みづけして求めてもよい。
また、上記実施形態では、今回までに計測した信号周期に基づいて、今回までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期をクランク角度に応じて補正し、今回より後の信号周期を予測した。
【０２５０】
これに対し、今回よりも前までに計測した信号周期に基づいて、今回よりも前までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期をクランク角度に応じて補正し、基準信号周期より後で、かつ今回より前の過去の信号周期を予測してもよい。
【０２５１】
また、電動モータにも、回転子が回転する回転速度に回転角度に応じた変化特性がある。したがって、電動モータの回転軸の回転に伴い所定の回転角度で発生する信号列である回転角信号の信号周期にも、回転角度に応じた変化特性がある。
【０２５２】
そこで、電動モータにおいても、今回までに計測された信号周期に基づき、回転角信号で表わされる回転軸の回転角度に応じて、今回までに計測された信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の信号周期を補正してもよい。
【０２５３】
これにより、予測した信号周期の範囲において、回転角信号の角度間隔よりも詳細な回転角度位置を求めることができる。
上記実施形態では、車両用ディーゼルエンジンのエンジン制御装置に適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、ガソリンエンジンのエンジン制御装置に適用してもよい。
【０２５４】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０２５５】
１０：ＥＣＵ（エンジン制御装置、計測手段、補正手段、角度位置予測手段、補正禁止手段）、１０２：周期計測部（計測手段）、１０４、１１０、２００、２１０、２２０、２６０：周期補正部（補正手段）、１０６：逓倍角度クロック生成部（角度位置予測手段）、１１２、２２６、２６４：角度判定部（角度検出手段、制御手段）、１１４、１２０、１６０、１７０、１８０、２０２、２２２：履歴記憶部（履歴記憶手段）、１１６、２６２、２７０：変化量算出部（変化量算出手段）、１１８、１３０、１９０、２２４、２３０、２４０：周期算出部（周期算出手段）、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ：履歴レジスタ（周期記憶部）、１３４、１３４ａ、１３４ｂ：角度特性係数記憶部（角度特性係数記憶部）、：固定係数記憶部（角度特性係数記憶部）、１４０、１５０：補正量算出部（補正量算出手段）、１５２：補正制御部（補正制御手段）、１５４ａ、１５４ｂ：シフタ、１５６：加減算器、１６２、１７６ａ、１７６ｂ：出力設定レジスタ（設定レジスタ）、１７４：比較器（速度判定手段）、２１２：セレクタ、２４４ａ、２４４ｂ：シフタ、２３２：加減算器（加減算手段）、２５２：加減算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生するクランク角信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射弁に対する燃料噴射制御等のエンジンを適切に運転するための制御を、クランク軸の回転角度であるクランク角度を表わすクランク角信号に基づいて実行することが知られている。
【０００３】
クランク角信号は、例えば、外周に所定の角度間隔で歯を設けたクランクロータをクランク軸に設置し、クランク軸とともにクランクロータが回転するときのクランクロータの歯をクランクロータの外周側に設置したクランクセンサにより検出し、歯が通過する毎にクランクセンサがパルス信号を出力して生成される。クランク角信号の各パルスは、クランクロータに設けられた歯の角度間隔にしたがい、１０°ＣＡ（ＣＡ：Crank Angle）、６°ＣＡ等の角度間隔で発生する。
【０００４】
しかし、燃費やドライバビリティの向上のため、クランク角信号が表わすクランク角度よりもさらに高精度なクランク角度に基づいてエンジン制御を行うことが望まれている。
そこで、特許文献１に開示されているように、今回までのクランク角信号の信号周期を計測し、計測した信号周期に基づいて予め次回のクランク角信号の信号周期を予測することにより、予測した信号周期内においてクランク角信号が発生する角度間隔よりも詳細なタイミングでエンジン制御を行う技術が知られている。
【０００５】
特許文献１では、今回の信号周期と前回の信号周期との差分と、前回の信号周期と前々回の信号周期との差分との比率を今回の信号周期と前回の信号周期との差分に乗算することにより、今回の信号周期と次回の信号周期との差分を求めている。そして、今回の信号周期と次回の信号周期との差分により今回の信号周期を補正して、次回の信号周期を予測している。
【０００６】
また、特許文献２では、次回のインクリメント持続時間（信号周期）を、１機関サイクルの１／ｋ（ｋは気筒数）倍前の信号周期、または（１／ｋ）×１機関サイクルの倍数前の信号周期から予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６３１５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、特許文献１では、今回までのクランク角信号の信号周期の差分の比を今回の信号周期と次回の信号周期との差分の比に適用して信号周期を補正し、次回の信号周期を予測している。
【０００９】
しかしながら、クランク角信号の信号周期の差分の比は、今回と次回とで常に同じ特性ではなくクランク角度に応じて異なることがあるので、特許文献１の補正方式では次回の信号周期を予測するときに大きな誤差が生じるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２では、信号周期を予測するために、少なくとも１機関サイクルの（１／ｋ）倍前の１気筒分の角度区間に対応する信号周期を記憶しておく必要がある。例えば、４気筒のエンジンでクランク角信号が６°ＣＡ毎に発生する場合、７２０°ＣＡ／４気筒／６°ＣＡ＝３０個の信号周期を記憶する必要があるので、記憶容量が大きくなるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２のように、１機関サイクルの１／ｋ（ｋは気筒数）倍前の信号周期、または（１／ｋ）×１機関サイクルの倍数前の信号周期から今回の信号周期を予測する場合、エンジン回転速度の変化が激しい場合には、信号周期の予測誤差が大きくなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、今回より後のクランク角信号の信号周期を、極力小さい記憶容量で高精度に予測するエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
エンジン回転速度は、気筒内の圧力とエンジンが受ける負荷の大きさとによりクランク角度に応じて変化する。したがって、クランク角信号の信号周期もクランク角度に応じて変化する。
【００１４】
そこで、請求項１から５０に記載の発明によると、計測手段は、エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測し、補正手段は、今回までに計測手段が計測した信号周期に基づき、クランク角信号で表わされるクランク軸のクランク角度に応じて、今回までに計測手段が計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の信号周期を予測する。
【００１５】
この構成によれば、今回までに計測された信号周期と、クランク角度に応じて変化する信号周期の変化特性とに基づいて基準信号周期を適切に補正し、今回よりも後の信号周期を高精度に予測することができる。
【００１６】
そして、角度位置予測手段は、補正手段が予測した今回よりも後の信号周期の範囲において、クランク角信号の角度間隔よりも詳細なクランク角度位置を高精度に求めることができる。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明によると、例えば、今回、または今回よりも前の今回に極力近い信号周期を記憶しておき、この信号周期に基づき、クランク角度に応じて基準信号周期を補正することにより、今回よりも後の信号周期を予測することができる。これにより、今回より後の信号周期をクランク角度毎に予測するために今回よりも前の対応する信号周期をすべて記憶しておく必要がないので、今回よりも後の信号周期を予測するための記憶容量を極力小さくすることができる。
【００１８】
ところで、少なくとも一つの気筒の圧縮行程では、エンジン回転速度が減速する所定の角度区間においてエンジン回転速度の減速量が大きくなり、この区間の前後よりもクランク角信号の信号周期の増加量が大きくなる。
【００１９】
そこで、請求項２に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正する場合、この所定の角度区間の前後よりも基準信号周期の補正量を大きくする。
【００２０】
この構成によれば、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速するときの信号周期の変化特性に応じて、今回よりも後の信号周期を高精度に予測できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、補正禁止手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間において、今回、補正手段が基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも小さくなる場合、補正手段による補正を禁止する。
【００２２】
この構成によれば、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速し信号周期が長くなる角度区間において、今回、基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも小さくなる異常が発生すると、補正手段による補正を禁止し、適切な処理を施すことができる。
【００２３】
クランク角度の角度区間のうち上死点を含む前後の所定の角度区間は、上死点に向かって減速していたエンジン回転速度が上死点を超えて加速に転じる区間であり、エンジン回転速度の変化が小さい区間である。
【００２４】
そこで、請求項４に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間の信号周期を予測する場合、この所定の角度区間の直前および直後における基準信号周期の補正量の絶対値よりも基準信号周期の補正量の絶対値を小さくする。
【００２５】
これにより、エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間のようにエンジン回転速度の変化が小さい角度区間の信号周期を予測する場合、補正量を適切に求めることができる。
【００２６】
ところで、少なくとも一つの気筒の燃焼行程では、エンジン回転速度が加速する所定の角度区間においてエンジン回転速度の加速量が小さくなり、信号周期の減少量が前回よりも小さくなる。
【００２７】
そこで、請求項５に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正する場合、前回よりも基準信号周期の補正量の絶対値を小さくする。
【００２８】
この構成によれば、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、エンジン回転速度が加速するときの信号周期の変化特性に応じて、今回よりも後の信号周期を高精度に予測できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によると、補正禁止手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、今回、補正手段が基準信号周期を補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも大きくなる場合、補正手段による補正を禁止する。
【００３０】
この構成によれば、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速し信号周期が短くなる角度区間において、今回、補正して求めた補正後の信号周期が基準信号周期よりも長くなる異常が発生すると、補正手段による補正を禁止し、適切な処理を施すことができる。
【００３１】
ここで、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間と、同じ気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間とは、加速と減速とでエンジン回転速度の変化特性は異なるが、逆の変化特性であると考えることができる。
【００３２】
そこで、請求項７に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジン回転速度の減速特性を変換して、該当気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正するときの補正量を算出する。
【００３３】
これにより、燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間のように、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測できない角度区間において、圧縮行程におけるエンジン回転速度の減速特性を燃焼行程における加速特性に変換することにより、適切に基準信号周期を補正できる。
【００３４】
また、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間では、その前の角度区間とエンジン回転速度の変化量の特性が異なるので、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測することが困難な場合がある。
【００３５】
ここで、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間と、他の気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間とは、減速と加速とでエンジン回転速度の変化特性は異なるが、逆の変化特性であると考えることができる。
【００３６】
そこで、請求項８に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジンの加速特性を変換して、他の気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において基準信号周期を補正するときの補正量を算出する。
【００３７】
これにより、圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間のように、前の角度区間と同じ補正方式では適切に信号周期を予測できない角度区間において、燃焼行程におけるエンジン回転速度の加速特性を圧縮行程における減速特性に変換することにより、適切に信号周期を補正できる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によると、補正手段は、減速特性または加速特性の一方の特性を変換して基準信号周期を補正する場合、基準信号周期の補正量の絶対値を、減速特性または加速特性の他方の特性における変化量の絶対値よりも大きくする。
【００３９】
これにより、同じ気筒において圧縮行程の減速区間から燃焼行程の加速区間に移る場合、あるいは異なる気筒において燃焼行程の加速区間から圧縮行程の減速区間に移る場合のように、エンジン回転速度の変化特性が変わり変化量の絶対値が大きくなる角度区間において、高精度に基準信号周期を補正できる。
【００４０】
請求項１０に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの回転加速度の絶対値が所定値以下となる角度区間において、回転加速度の絶対値が所定値よりも大きい角度区間よりも基準信号周期の補正量を小さくする。
【００４１】
このように、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間のように、エンジン回転速度の変化量が小さい、すなわちエンジンの回転加速度の絶対値が所定値よりも小さくノイズにより信号周期が変動しやすい角度区間において補正量の絶対値を小さくすることにより、基準信号周期を補正するときのノイズによる誤補正を極力小さくすることができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明によると、補正手段は、今回までに計測した信号周期に基づき、クランク角度とともにエンジン回転速度に応じて基準信号周期を補正し、今回よりも後の信号周期を予測する。
【００４３】
この構成によれば、クランク角度に加えて、エンジン回転速度に応じて異なる信号周期の変化特性に基づいて基準信号周期を適切に補正し、今回よりも後の信号周期を高精度に予測することができる。
【００４４】
請求項１２に記載の発明によると、補正手段は、クランク角度に応じてクランク角信号の高周波成分を除去する。
この構成によれば、信号周期の変化量が小さくノイズ等の高周波成分により信号周期が変動しやすい角度区間において高周波成分を除去することにより、基準信号周期を補正するときの高周波成分による誤補正を極力小さくすることができる。
【００４５】
請求項１３に記載の発明によると、補正手段は、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間において、クランク角信号の高周波成分を除去して基準信号周期を補正する。
【００４６】
このように、エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間のように、エンジン回転速度の変化量が小さく高周波成分により信号周期が変動しやすい角度区間において高周波成分を除去することにより、基準信号周期を補正するときの高周波成分による誤補正を極力小さくすることができる。
【００４７】
ところで、エンジン回転速度が低速または中速の場合、信号周期は、圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力とエンジンが受ける負荷とにより主に変化し、その変化はクランク角度に対して規則的で比較的滑らかであり大きい。これに対し、エンジン回転速度が高速の場合、クランク角度に応じた周期的な変化は小さくなり、不規則なノイズ等の高周波成分による変化が大きくなる。
【００４８】
エンジン回転速度が高速の場合、クランク軸のねじれや機械的な振動により高周波成分が発生する。このように、高周波成分が発生している信号周期に対して補正処理を行うと、却って高周波成分が増幅され、補正誤差が大きくなることが考えられる。
【００４９】
そこで、請求項１４に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、クランク角信号の高周波成分を除去して基準信号周期を補正する。これにより、エンジン回転速度が所定速度以上の高速であり、信号周期に高周波成分が発生しやすい場合、高回転高周波成分による影響を低減し、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５０】
請求項１５に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、エンジン回転速度が所定速度未満の場合よりも基準信号周期の補正量を小さくする。
これにより、エンジン回転速度が所定速度以上の高速であり、信号周期に高周波成分が発生しやすい場合に、補正による高周波成分の影響を極力低減し、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５１】
請求項１６に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合、エンジン回転速度が所定速度以上の場合よりも基準信号周期の補正量を大きくする。
これにより、エンジン回転速度が所定速度未満の低速または中速であり、エンジン回転速度が高速時よりも信号周期に高周波成分が発生しにくい場合に、信号周期に対する補正効果を極力大きくし、基準信号周期を高精度に補正できる。
【００５２】
請求項１７に記載の発明によると、補正手段は、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が第１速度未満の場合よりも基準信号周期の補正量を小さくし、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が第２速度以上の場合よりも補正量を大きくする。
【００５３】
この構成によれば、エンジン回転速度が第１速度以上になり補正量が大きくなると、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になるまで、補正量は変化しない。また、エンジン回転速度が第２速度未満になり補正量が小さくなると、エンジン回転速度が第２速度よりも速い第１速度以上になるまで、補正量は変化しない。
【００５４】
その結果、エンジン回転速度が第１速度または第１速度よりも遅い第２速度付近で変動しても、補正量が頻繁に増減することを防止できるので、補正量が頻繁に増減することにより生じる異常動作の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【００５５】
請求項１８に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期と基準信号周期の補正量とを加算して基準信号周期を補正する。この構成によれば、加算による簡単な演算で基準信号周期を補正できる。
【００５６】
請求項１９に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期の補正量を角度特性係数により決定する。この構成によれば、角度特性係数に応じて補正量が決定されるので、補正量を算出する処理を共通化できる。
【００５７】
請求項２０に記載の発明によると、角度特性係数は、クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて設定される。この構成によれば、クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて、補正量を容易に決定できる。
【００５８】
請求項２１に記載の発明によると、補正手段は、角度特性係数と今回までに計測された信号周期の時間変化により決定される変化量とを乗算して補正量を求める。この構成によれば、角度特性係数と信号周期の変化量とを乗算することにより、補正量を容易に算出できる。
【００５９】
請求項２２に記載の発明によると、角度特性係数は２のべき乗の加減算で決定される値である。この構成によれば、シフトと加減算とにより補正量を容易に算出できる。また、シフタと加減算器とを用いた簡単な回路で補正量を算出できる。
【００６０】
請求項２３に記載の発明によると、補正手段は、今回までに計測された２個の信号周期の差分に基づいて信号周期の変化量を求める。この構成によれば、信号周期を減算するという簡単な演算で変化量を求めることができる。
【００６１】
請求項２４に記載の発明によると、補正手段は、間に１周期以上の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分を小さくして信号周期の変化量を求める。
この構成によれば、間にｎ個以上の信号周期を挟んで計測された２個の信号周期の差分を小さくし変化量を求めるので、計測された信号周期に含まれるノイズの値も小さくなる。これにより、ノイズによる変化量の算出誤差を低減できる。
【００６２】
請求項２５に記載の発明によると、補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んで計測された２個の信号周期の差分を、これら２個の信号周期が計測される順番の差で除算して変化量を求める。
【００６３】
この構成によれば、間にｎ個の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分を、２個の信号周期が計測される順番の差である（ｎ＋１）で除算することにより変化量を求めるので、計測された信号周期に含まれるノイズの値も（ｎ＋１）で除算される。これにより、ノイズによる変化量の算出誤差を低減できる。
【００６４】
請求項２６に記載の発明によると、２個の信号周期が計測される順番の差は２のべき乗である。この構成によれば、順番の差による除算をシフト演算により容易に実行できる。
請求項２７に記載の発明によると、補正手段は、連続して発生する２個の信号周期の差分を変化量とする。
【００６５】
この構成によれば、間に１個異常の信号周期を挟んだ２個の信号周期の差分から変化量を算出する場合に比べ信号周期の変化量が平均化されないので、信号周期が大きく変化する場合に、信号周期の変化に応じて高精度に変化量を求めることができる。
【００６６】
請求項２８に記載の発明によると、補正手段は、２個の信号周期から変化量を求めるときに、それぞれ最新の信号周期を選択する。この構成によれば、最新の信号周期に基づいて変化量を高精度に求めることができる。
【００６７】
請求項２９に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において変化量を算出するときに選択する２個の信号周期のパターンを、所定の角度区間の前に変化量を算出するときのパターンから変更する。
【００６８】
この構成によれば、例えばエンジン回転速度の変化特性が減速から加速に変わり、このエンジン回転速度の変化特性に応じて信号周期の変化特性が変わる所定の角度区間において、信号周期の変化特性に応じて適切な２個の信号周期を選択できる。
【００６９】
請求項３０に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において、この所定の角度区間の前に変化量を算出するときと変化量の正負を反転する。
この構成によれば、例えばエンジン回転速度の変化特性が減速から加速に変わり、このエンジン回転速度の変化特性に応じて信号周期の変化特性が変わる所定の角度区間において、信号周期の変化特性に応じて変化量の符号を適切に設定できる。
【００７０】
請求項３１に記載の発明によると、補正手段は、所定の角度区間において、基準信号周期を補正する補正量を０とする。この構成によれば、信号周期が殆ど変化しない角度区間において、信号周期を容易に予測できる。
【００７１】
請求項３２に記載の発明によると、補正手段は、計測手段により今回計測された信号周期を基準信号周期とする。この構成によれば、今回よりも後の信号周期を今回計測された最新の信号周期を補正して予測するので、予測精度が向上する。
【００７２】
請求項３３に記載の発明によると、補正手段は、補正により今回の直後の信号周期を予測する。
この構成によれば、例えば今回までに計測された信号周期の変化特性に応じて、今回の直後の信号周期を高精度に補正できる。
【００７３】
請求項３６に記載の発明によると、履歴記憶手段は、クランク角度をアドレスとして、アドレスと周期記憶部に記憶されている信号周期との関連付けを制御手段により変更できる設定レジスタを有する。
【００７４】
この構成によれば、クランク角度と周期記憶部に記憶されている信号周期とを関連付ける設定レジスタの設定を変更することにより、クランク角度をアドレスとして周期記憶部から読み出す信号周期を容易に変更し、読み出した信号周期から補正量を算出できる。
【００７５】
請求項３７に記載の発明によると、履歴記憶手段は、設定レジスタを複数有し、エンジン回転速度に応じて使用する設定レジスタを変更する。
この構成によれば、エンジン回転速度に応じてクランク角度と周期記憶部に記憶されている信号周期との関連付けを変更できるので、エンジン回転速度に応じて適切な信号周期を選択できる。
【００７６】
請求項３８に記載の発明によると、周期記憶部は、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予め設定された少なくとも２個のアドレスにより周期記憶部に記憶している信号周期を出力する。
【００７７】
この構成によれば、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予めアドレスが設定されているので、クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方と周期記憶部に記憶されている信号周期とを関連付ける回路が不要である。
【００７８】
請求項３９に記載の発明によると、周期算出手段は、信号周期と所定の閾値とを比較してエンジン回転速度を判定する速度判定手段を有し、速度判定手段の判定結果に基づいて基準信号周期に対する補正処理を切り換える。
【００７９】
この構成によれば、エンジン回転速度に応じて補正処理を切り換えるためにエンジン回転速度を算出する必要がないので、エンジン回転速度を算出する処理負荷を低減できる。
請求項４０に記載の発明によると、周期算出手段は、基準信号周期と基準信号周期の補正量との加算または減算を制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段を有する。
【００８０】
この構成によれば、エンジン回転速度が減速して信号周期が増加するときに、基準信号周期に補正量を加算する処理と、エンジン回転速度が加速して信号周期が減少するときに、基準信号周期から補正量を減算する処理とを、クランク角度に応じて容易に切り換えることができる。
【００８１】
請求項４１に記載の発明によると、周期算出手段は、変化量と角度特性係数とに基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、基準信号周期と基準信号周期の補正量との加算または減算を制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段とを有する。
【００８２】
この構成によれば、エンジン回転速度が減速して信号周期が増加するときに、変化量と角度特性係数とに基づいて算出された補正量を信号周期に加算する処理と、エンジン回転速度が加速して信号周期が減少するときに、変化量と角度特性係数とに基づいて算出された補正量を信号周期から減算する処理とを、クランク角度に応じて容易に切り換えることができる。
【００８３】
請求項４２に記載の発明によると、補正量算出手段は、変化量と角度特性係数とを乗算する乗算器を有する。この構成によれば、変化量と角度特性係数との乗算を乗算器により容易に実行できる。
【００８４】
請求項４３に記載の発明によると、補正量算出手段は、２個のシフタと加減算器とにより変化量と角度特性係数とを乗算し、角度特性係数の値に応じて２個のシフタと加減算器の機能を制御する補正制御手段を有する。
【００８５】
この構成によれば、補正制御手段が角度特性係数の値に応じて２個のシフタと加減算器の機能を制御することにより、乗算器を用いることなく変化量と角度特性係数との乗算を実行できる。
【００８６】
請求項４４に記載の発明によると、周期算出手段は、変化量と角度特性係数とを乗算するときに使用する加減算器と、基準信号周期に補正量を加算または減算する加減算器とを共通化する。これにより、加減算器を１個削除できる。
【００８７】
請求項４５に記載の発明によると、周期算出手段は、クランク角度に応じて設定された角度特性係数を記憶する角度特性係数記憶部を有する。
この構成によれば、クランク角度と角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数とが対応するので、クランク角度毎に角度特性係数を算出する必要がない。
【００８８】
請求項４６に記載の発明によると、角度特性係数記憶部は、クランク軸の回転に伴い、角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数をクランク角度毎に順番に出力する。
この構成によれば、クランク角度毎に角度特性係数記憶部から角度特性係数を読み出すポインタを更新することにより、角度特性係数を簡単に読み出すことができる。
【００８９】
請求項４７に記載の発明によると、角度特性係数記憶部は、書き換え可能な記憶部である。
この構成によれば、書き換え可能な角度特性係数記憶部に記憶されている角度特性係数を書き換えることにより、角度特性係数記憶部またはソフトウェアを変更することなく、角度特性係数の値を変更できる。
【００９０】
請求項４８に記載の発明によると、角度特性係数記憶部の一部は角度特性係数の固定値を記憶しており、所定のクランク角度において固定値を出力する。
この構成によれば、クランク角度に応じて角度特性係数を変更せず同じ値の角度特性係数を使用する角度区間において、クランク角度毎に同じ値を記憶する必要がないので、角度特性係数記憶部に角度特性係数を記憶する容量を低減できる。
【００９１】
請求項４９に記載の発明によると、周期算出手段は、角度特性係数記憶部を複数系統有し、使用する角度特性係数記憶部をエンジン回転速度に応じて選択する。
この構成によれば、エンジン回転速度に応じて角度特性係数を変更するときに、ソフトウェアによる角度特性係数の変更が不要であるから、ソフトウェア処理の負荷を低減できる。
【００９２】
請求項５０に記載の発明によると、補正手段は、基準信号周期と、周期算出手段により補正された信号周期とのいずれか一方を選択するセレクタを有し、クランク角度またはソフト指令によりセレクタの出力を切り換える。
【００９３】
この構成によれば、例えば予測される補正量と異なる異常な補正量が算出されたときに算出された補正量を無効にし、補正されていない基準信号周期を選択して今回よりも後の信号周期とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本実施形態によるエンジン制御装置を示す構成図。
【図２】角度予測部を示すブロック図。
【図３】クランク角度と信号周期との関係を示すタイムチャート。
【図４】周期補正処理を示すフローチャート。
【図５】クランク角度に応じた周期補正処理を示すタイムチャート。
【図６】（Ａ）は低回転時、（Ｂ）は中回転時、（Ｃ）は高回転時の信号周期の変化を示すタイムチャート。
【図７】他の周期補正処理を示すフローチャート。
【図８】変化量算出処理を示すフローチャート。
【図９】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１０】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１１】他の変化量算出処理を示すフローチャート。
【図１２】周期補正部を示すブロック図。
【図１３】履歴記憶部を示すブロック図。
【図１４】周期算出部を示すブロック図。
【図１５】（Ａ）は補正量算出部を示すブロック図、（Ｂ）はシフタ１、２の機能と算出される角度特性係数との関係を示す図。
【図１６】周期補正処理を示すタイムチャート。
【図１７】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図１８】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図１９】他の履歴記憶部を示すブロック図。
【図２０】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２１】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２２】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２３】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２４】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２５】他の周期算出部を示すブロック図。
【図２６】図２５の回路による周期補正処理を示すタイムチャート。
【図２７】他の周期補正部を示すブロック図。
【図２８】変化量算出部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。本実施形態によるエンジン制御装置を図１に示す。
（エンジン制御装置１０）
エンジン制御装置１０は、例えば４気筒のディーゼルエンジンにおいて燃料噴射制御等のエンジン制御を実行する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。以下、エンジン制御装置１０を、単に「ＥＣＵ１０」とも言う。
【００９６】
ＥＣＵ１０は、マイコン２０、ＥＥＰＲＯＭ５０、入力回路６０、出力回路６２、電源回路６４等からなる。
ＥＣＵ１０は、入力回路６０から各種センサ入力信号、スイッチ等の入力信号を入力し、他のＥＣＵへの出力信号、ならびにインジェクタ９０への制御信号を出力回路６２から出力する。
【００９７】
マイコン２０は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６、Ａ／Ｄ２８、Ｉ／Ｏ３０、タイマ部４０等からなる。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２４に記憶されている制御プログラムを実行することにより、各種センサ検出信号と、クランク角センサ８０およびカム角センサ８２の検出信号と、スイッチ等の入力信号とを入力回路６０からＩ／Ｏ３０を介して入力し、他のＥＣＵへの出力信号、ならびにインジェクタ９０への制御信号をＩ／Ｏ３０を介して出力回路６２から出力する。
【００９８】
ＣＰＵ２２は、各種制御の作業データの記憶領域としてＲＡＭ２６を使用し、車両走行を停止してバッテリ７０から供給される電力を電源回路６４で遮断しても保存しておく必要のあるデータはＥＥＰＲＯＭ５０に記憶する。
【００９９】
タイマ部４０は、クランク角センサ８０から入力する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測し、今回までに計測した信号周期から今回よりも後の信号周期を予測する角度予測部１００を有している。角度予測部１００の機能については後述する。
【０１００】
（クランク角度）
クランク角センサ８０は、電磁ピックアップ式のセンサであり、エンジンのクランク軸に固定されたクランクロータ４の外周と向き合って設置されている。クランクロータ４の外周には、所定の角度間隔として例えば１０°間隔で歯が形成されている。クランク角センサ８０は、クランクロータ４の歯と向き合う位置でパルス状のクランク角信号を出力する。
【０１０１】
ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのクランク角信号のパルス数に基づき、単位時間当たりの回転角度をエンジン回転速度として算出する。
カム角センサ８２は、クランク角センサ８０と同じ電磁ピックアップ式のセンサであり、クランク軸が２回転する間に１回転するカム軸に固定されたカムロータ６の外周と向き合って設置されている。
【０１０２】
カムロータ６の外周には、４気筒のうち特定の気筒位置を示す歯が形成されている。カム角センサ８２が出力するカム角信号は、クランク軸が２回転する７２０°ＣＡを１サイクルとする。
【０１０３】
ＥＣＵ１０は、クランク角信号とカム角信号とに基づき、例えば＃１気筒の上死点（ＴＤＣ）を基準角度位置として検出する。そして、基準角度位置からのクランク角信号のパルスの信号数であるパルス数を、吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程からなる１燃焼サイクルの角度周期である７２０°ＣＡ周期でカウントする。ＥＣＵ１０は、このパルスカウント数に基づいて、１燃焼サイクルのうち各気筒がどの行程のどの角度位置にあるかを示すクランク角度を検出する。
【０１０４】
（角度予測部１００）
次に、タイマ部４０においてクランク角信号の周期を予測する角度予測部１００について説明する。
【０１０５】
図２に示すように、角度予測部１００は、周期計測部１０２、周期補正部１０４、および逓倍角度クロック生成部１０６から構成されている。
周期計測部１０２は、１０°毎に発生するクランク角信号のパルスとパルスとの時間間隔をタイマで計測することにより、クランク角信号の信号周期（クランク角信号の信号周期を、単に「信号周期」とも言う。）を計測する。
【０１０６】
さらに、周期計測部１０２は、クランク角信号の基準角度位置からのクランク角信号のパルス数を７２０°ＣＡ毎に計測する。周期計測部１０２が計測するクランク角信号のパルスカウント数によりクランク角度が検出される。
【０１０７】
周期補正部１０４は、周期計測部１０２が計測する今回のクランク角信号のパルスカウント数により各気筒の今回のクランク角度を検出し、今回検出した信号周期に対する補正量の算出方法を今回のクランク角度に応じて決定する。そして、周期補正部１０４は、今回の補正方法により今回までに計測したクランク角信号の信号周期に基づいて補正量を算出し、今回の信号周期を補正して次回の信号周期を予測する。
【０１０８】
逓倍角度クロック生成部１０６は、周期補正部１０４が予測した次回の信号周期を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成する。ＥＣＵ１０は、逓倍角度クロック生成部１０６が出力する逓倍角度クロックに基づいて、クランクロータ４に形成された歯の角度間隔より詳細なクランク角度に同期して、燃料噴射制御等のエンジン制御を実行する。これにより、燃費やドライバビリティを向上できる。
【０１０９】
また、生成された逓倍角度クロックに基づいてエンジン制御を実行することで、予測された次回の信号周期からエンジン制御の実行タイミングを算出する処理を削減でき、少ない処理負荷で高精度なエンジン制御が可能である。
【０１１０】
以上説明した図１および図２において、ＥＣＵ１０は本発明のエンジン制御装置に相当し、周期計測部１０２は本発明の計測手段に相当し、周期補正部１０４は本発明の補正手段に相当し、逓倍角度クロック生成部１０６は本発明の角度位置予測手段に相当する。
【０１１１】
（信号周期の変化）
次に、クランク角信号の信号周期の変化について説明する。エンジンの回転速度は、各気筒の圧縮行程と燃焼行程とにおける筒内圧力の影響を受けて大きく変化する。よって、エンジン回転速度、つまり信号周期の変化は、図３に示すように、クランク角度と強い関係性がある。図３では、４気筒エンジンにおける信号周期と各気筒のクランク角度との関係を示している。着火は＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順である。
【０１１２】
信号周期はエンジンが受ける負荷トルクと各気筒の筒内圧力、特に圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力の影響を受けて大きく変化する。例えば＃１気筒が圧縮行程のとき、ピストンが＃１ＴＤＣに近づくにつれて＃１気筒の筒内圧力が増大し、負荷トルクと筒内圧力との合力によってピストンの上昇が妨げられるためエンジン回転速度は大きく減速する。その結果、所定の角度間隔で出力されるクランク信号の信号周期は長くなる。
【０１１３】
クランク角度が＃１気筒の＃１ＴＤＣを越えると＃１気筒は燃焼行程に移行する。すると、ＴＤＣの前にクランク軸の回転を減速させる方向に作用していた筒内圧力は、ＴＤＣの後で回転を加速させる方向に作用するようになる。この時、筒内圧力と負荷トルクとが相反する方向に作用する。エンジンの有効仕事はＴＤＣから約１０°ＣＡ後に筒内圧力が最大となるとき最も大きくなるため、燃焼遅れを考慮してＴＤＣから約１０°ＣＡ後に筒内圧力が最大となるようにインジェクタ９０の噴射時期が制御される。そのため、図３の例では、ＴＤＣから約１０°ＣＡ経過する前のＴＤＣ直後のクランク角信号が出力される時点では、燃焼による圧力上昇は小さく回転変化が小さくなっている。
【０１１４】
その後、燃焼によって＃１気筒の筒内圧力が爆発的に増大すると、エンジン回転速度は急激に加速され信号周期は短くなる。以上より、各気筒の圧縮行程および燃焼行程の筒内圧力の影響により、ＴＤＣ付近の角度区間の前後ではエンジン回転速度および信号周期が、加速方向または減速方向に大きく変化する。
【０１１５】
燃焼によって爆発的に増加した＃１気筒の筒内圧力は、ピストンの下降と共に徐々に減少する。その一方で、＃３気筒では圧縮行程が進み、＃３気筒の筒内圧力は徐々に増大していく。＃１ＴＤＣと＃３ＴＤＣとの中間角度付近では、＃１気筒の筒内圧力および＃３気筒の筒内圧力と負荷トルクとが釣り合い、エンジン回転速度の変化が小さくなる。この角度区間ではクランク軸の軸ねじれや機械振動といった不規則的なノイズ成分が現れる。
【０１１６】
＃３気筒の圧縮行程がさらに進むと、＃３気筒の筒内圧力と負荷トルクとの合力が＃１気筒の１筒内圧力を上回り、エンジン回転速度は再び減速を始める。このように、エンジン回転速度および信号周期の変化特性とクランク角度との間には強い関係性がある。
【０１１７】
（周期補正処理１）
図４に、本実施形態による信号周期の補正処理を実行するフローチャートを示す。図４および以後に説明する各図のフローチャートにおいて、「Ｓ」はステップを表わしている。図４のフローチャートは、クランク角信号のパルスを検出したタイミングで実行される。
【０１１８】
図４においてＥＣＵ１０は、まず今回のクランク角度θを読込む（Ｓ４００）。前述したように、クランク角度θは、クランク角信号のパルスカウント数に基づいて検出される。
【０１１９】
次に、今回までに計測された信号周期として、例えば今回と前回とのクランク角信号の信号周期と、前回と前々回とのクランク角信号の信号周期との変化量αを算出し（Ｓ４０２）、クランク角度に応じて設定された角度特性係数Ｋ（θ）を読込む（Ｓ４０４）。信号周期を補正するために今回までに計測された各信号周期はレジスタ等に記憶されており、角度特性係数は書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ等に記憶されている。尚、角度特性係数Ｋ（θ）の読込みは変化量αの算出の前に行ってもよい。
【０１２０】
角度特性係数は、前述した信号周期の変化特性とクランク角度との関係性に基づいて、クランク角度に応じて予め設定されている。角度特性係数は、今回までに周期計測部１０２が計測したクランク角信号の信号周期に基づいて今回よりも後の信号周期を予測するときに、周期計測部１０２が計測した信号周期のうち補正対象である基準クランク角信号周期（以下、「基準信号周期」とも言う。）に対する補正量を決定する係数である。
【０１２１】
次にＥＣＵ１０は、変化量αと角度特性係数Ｋ（θ）とを乗算して、次式（１）から補正量Ｈを算出する（Ｓ４０６）。
補正量Ｈ＝変化量α×角度特性係数Ｋ（θ） ・・・（１）
ＥＣＵ１０は、基準信号周期Ｔ（ｉ）をレジスタ等から読込み（Ｓ４０８）、基準信号周期Ｔ（ｉ）に補正量Ｈを加算して、今回と次回とのクランク角信号の信号周期である補正クランク角信号周期（以下、「補正信号周期」とも言う。）Ｔ’（ｉ＋１）を算出する（Ｓ４１０）。
【０１２２】
逓倍角度クロック生成部１０６では、図４の周期補正処理１で算出された補正信号周期を逓倍数で割った周期の逓倍角度クロックを生成する。
このように、今回の変化量αとクランク角度に応じて設定されている角度特性係数Ｋ（θ）とによって基準信号周期の補正量Ｈを決定することで、クランク角度に応じた信号周期の変化特性に基づいて、今回より後の次回の信号周期を高精度に予測できる。
【０１２３】
例えば、図３の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速し信号周期が長くなる角度区間のうち所定の角度区間においては、エンジン回転速度の減速量がその前後の角度区間よりも大きいので、この所定の角度区間で次回の信号周期を予測する場合、所定の角度区間の前後よりも基準信号周期を補正する補正量を大きくする。
【０１２４】
具体的には、図５において、信号周期Ｔ（２）、Ｔ（３）を計測する角度区間において補正信号周期Ｔ’（３）、Ｔ’（４）を予測する場合、信号周期Ｔ（３）、Ｔ（４）を計測する角度区間の前後のＴ（１）およびＴ（４）でＴ’（２）、Ｔ’（５）を予測するよりも角度特性係数を大きくし、補正量を大きくしている。図５では、Ｔ（１）を計測するタイミングでＴ’（２）を予測するときの予測式は記載されていないが、１．２５よりも小さいものとする。
【０１２５】
また、図３の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速し信号周期が短くなる角度区間のうち所定の角度区間においては、エンジン回転速度の加速量が前回よりも小さいので、この所定の角度区間で次回の信号周期を予測する場合、前回よりも基準信号周期を補正する補正量の絶対値を小さくする。
【０１２６】
具体的には、図５において、信号周期Ｔ（７）、Ｔ（８）を計測する角度区間において補正信号周期Ｔ’（８）、Ｔ’（９）をそれぞれ予測する場合、前回、信号周期Ｔ（６）、Ｔ（７）を計測したときにＴ’（７）、Ｔ’（８）を予測したときよりも角度特性係数を小さくし補正量の絶対値を小さくしている。
【０１２７】
また、図３の各ＴＤＣを含む前後の所定の角度区間においては、エンジン回転速度の変化量がこの所定の角度区間の直前および直後よりも小さいので、この所定の角度区間の信号周期を予測する場合、所定の角度区間の直前および直後よりも補正量の絶対値を小さくする。
【０１２８】
具体的には、図５において、ＴＤＣを含む前後の所定の角度区間の信号周期Ｔ（５）、Ｔ（６）の予測周期である補正信号周期Ｔ’（５）、Ｔ’（６）を信号周期Ｔ（４）、Ｔ（５）を計測するタイミングで求める場合、信号周期Ｔ（５）の直前の信号周期Ｔ（４）の補正信号周期Ｔ’（４）、ならびに信号周期Ｔ（６）の直後の信号周期Ｔ（７）の補正信号周期Ｔ’（７）を予測するよりも、角度特性係数を小さくし補正量の絶対値を小さくしている。
【０１２９】
（エンジン回転速度と信号周期との関係）
図６に、エンジン回転速度が低回転時（Ａ）、中回転時（Ｂ）、高回転時（Ｃ）における信号周期の変化特性を示す。
【０１３０】
図６において、Ｔｍａｘ、Ｔａｖｅ、Ｔｍｉｎはそれぞれエンジン回転状態が一定で定常運転した場合の信号周期の最大値、平均値、最小値を示す。信号周期は各気筒の圧縮行程と燃焼行程とにおける筒内圧力の影響を受け７２０／ｋ［°ＣＡ］（ｋは気筒数）周期で変化する。
【０１３１】
エンジンが低回転時には、筒内圧力が長時間作用するためエンジン回転速度の変化は大きく、エンジン回転速度が中回転、高回転と上昇するにしたがい、エンジン回転速度の変化は小さくなる。
【０１３２】
低回転時および中回転時には信号周期が変化する支配的要因は、圧縮行程および燃焼行程における筒内圧力と負荷トルクであり、クランク角度に応じて規則的で比較的滑らかで大きな変化をする特徴があるのに対し、高回転時では周期的な回転変化は小さく、不規則なノイズ成分が支配的となる。
【０１３３】
この不規則なノイズ成分はクランク軸の軸ねじれや機械振動によるものである。低回転時において信号周期が滑らかに変化する場合では、今回までの信号周期から次回の信号周期をある程度予測できるが、信号周期が振動的に激しく変動する高回転時では、補正処理によって不要なノイズ成分が強調され却って誤差が大きくなることがある。
【０１３４】
そこで本実施形態では、クランク角度に加え、エンジン回転速度に応じて信号周期の角度特性係数を設定することで、所定の回転速度以上の高回転域では、例えば信号周期の補正量を小さくしてノイズ成分による信号周期の補正精度の劣化を低減する。角度特性係数によるノイズの低減処理以外にも、平均化等のフィルタ処理により高周波成分を除去してもよい。
【０１３５】
以上説明した図４の周期補正処理１によると、今回までに計測された信号周期から信号周期の変化量を算出し、算出した変化量とクランク角度に応じて設定された角度特性係数とを乗算して補正量を算出している。そして、今回までに計測された信号周期のうち補正対象とする基準信号周期に補正量を加算して基準信号周期をクランク角度に応じて補正する。これにより、今回までに計測された信号周期に基づき、今回よりも後の信号周期をクランク角度に応じて高精度に予測することができる。
【０１３６】
また、最大でも今回までに計測された今回、前回および前々回の３個の信号周期に基づいて今回よりも後の信号周期を予測できるので、今回までに計測された信号周期を記憶する記憶容量を低減できる。
【０１３７】
以上説明した図４の周期補正処理１において、Ｓ４００〜Ｓ４１０の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（周期補正処理２）
図７に、前述したクランク角度に加え、エンジン回転速度に応じて信号周期の角度特性係数を設定する周期補正処理２のフローチャートを示す。
【０１３８】
図７において、Ｓ４２０、Ｓ４２４、Ｓ４３０およびＳ４３２は、図４のＳＳ４００、Ｓ４０２、Ｓ４０８およびＳ４１０と対応しており、実質的に同一処理である。
図７の周期補正処理２では、Ｓ４２０でクランク角度θを読込むことに加え、Ｓ４２２においてエンジン回転速度ＮＥを読込んでいる。そして、クランク角度θおよびエンジン回転速度ＮＥに応じて予め設定されている角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）を読込み（Ｓ４２６）、変化量αと角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）とを乗算して補正量Ｈを算出する（Ｓ４２８）。
【０１３９】
このように、クランク角度θおよびエンジン回転速度ＮＥに応じて予め設定されている角度特性係数Ｋ（θ，ＮＥ）を用いて補正量Ｈを算出することにより、例えば所定速度以上の高回転時において低回転時および中回転時よりも角度特性係数の値を小さくして補正量の絶対値を小さくする。これにより、高回転時において、ノイズ成分による信号周期の補正精度の劣化を低減できる。
【０１４０】
尚、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が前記第１速度未満の場合よりも角度特性係数を小さくして信号周期の補正量の絶対値を小さくし、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が第２速度以上の場合よりも角度特性係数を大きくして補正量の絶対値を大きくすることが望ましい。
【０１４１】
これにより、エンジン回転速度が第１速度以上になり補正量が大きくなると、エンジン回転速度が第１速度よりも遅い第２速度未満になるまで、補正量は変化しない。また、エンジン回転速度が第２速度未満になり補正量が小さくなると、エンジン回転速度が第２速度よりも速い第１速度以上になるまで、補正量は変化しない。
【０１４２】
その結果、エンジン回転速度が第１速度または第２速度付近で変動しても、補正量が頻繁に増減することを防止できるので、補正量が頻繁に増減することにより生じる異常動作の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【０１４３】
以上説明した図７の周期補正処理２において、Ｓ４２０〜Ｓ４３２の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理１）
図８に、図４のＳ４０２および図７のＳ４２４で実行される変化量αの算出処理のフローチャートを示す。
【０１４４】
ＥＣＵ１０は、今回までに計測したクランク角信号の２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｍ）、Ｔ（ｉ−ｎ）を読込み（Ｓ４４０、Ｓ４４２）、次式（２）から信号周期の変化量αを算出する（Ｓ４４４）。式（２）では、２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｍ）、Ｔ（ｉ−ｎ）の差分を、２個の信号周期が計測される順番の差の絶対値で除算して変化量αを算出している。
【０１４５】
α＝（Ｔ（ｉ−ｍ）−Ｔ（ｉ−ｎ））／｜ｎ−ｍ｜ ・・・（２）
尚、信号周期Ｔ（ｉ）は、前回と今回とのクランク角信号のパルスの時間間隔を表わしている。そして、変化量αは、例えば、最新の２個の連続する信号周期の差を算出して求められる。この場合ｍ＝０、ｎ＝１、｜ｎ−ｍ｜＝１である。
【０１４６】
式（２）の分母は、｜ｎ−ｍ｜≧２の場合に、複数区間離れた２個の信号周期の差を平均して今回よりも後の次回の信号周期に対応させるために１区間の信号周期の差に変換するための項である。
【０１４７】
間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算することにより、不規則的なノイズ成分を低減できる。例えば、連続する最新の２個の信号周期から変化量αを求める場合、つまりｍ＝０、ｎ＝１、｜ｎ−ｍ｜＝１の場合、例えば信号周期Ｔ（ｉ）にノイズ成分Ｎが含まれているとすると、変化量αは次式（３）で算出される。
【０１４８】
α＝Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−１）＋Ｎ ・・・（３）
式（３）では、変化量αにノイズ成分Ｎがそのまま加算される。一方、互いに１区間離れた２個の信号周期から変化量αを算出する場合、つまりｍ＝０、ｎ＝２、｜ｎ−ｍ｜＝２の場合、変化量αは次式（４）で算出される。
【０１４９】
α＝｛（Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−２））／２｝＋Ｎ／２ ・・・（４）
式（４）では、ノイズ成分Ｎを半減できる。したがって、２個の信号周期の間の区間をさらに離せば、ノイズ成分の影響をより低減できる。
【０１５０】
ただし、２個の信号周期の間の区間を離し過ぎると、信号周期の変化特性が平均化され、今回までに計測された信号周期の変化特性に適切に適応できない。したがって、ノイズ成分の発生量および信号周期の変化特性に基づいて、信号周期の間の区間数を適切に設定する必要がある。
【０１５１】
尚、式（２）において、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を｜ｎ−ｍ｜で除算する代わりに、｜ｎ−ｍ｜で除算するときよりも角度特性係数Ｋを小さい値に設定することにより、ノイズ成分を低減してもよい。この場合、間に１個以上の信号周期を挟んでいても、変化量αは次式（５）で算出される。
【０１５２】
α＝Ｔ（ｉ−ｍ）−Ｔ（ｉ−ｎ） ・・・（５）
以上説明した図８の変化量算出処理１において、Ｓ４４０〜Ｓ４４４の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
【０１５３】
（変化量算出処理２）
図９に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。図９の変化量算出処理２では、図３において圧縮行程が終了しＴＤＣから燃焼行程に移行しエンジン回転速度が急激に上昇する角度区間、具体的には図５の角度区間Ａにおいて次回の補正信号周期を予測するときの変化量の算出処理が、図８の変化量算出処理１に加わっている。
【０１５４】
図９のＳ４５０において、ＥＣＵ１０は今回検出したクランク角度θが図５の角度区間Ａに含まれるか否かを判定する。
クランク角度θが角度区間Ａに含まれない場合（Ｓ４５０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４５２〜Ｓ４５６において図８のＳ４４０〜Ｓ４４４と同一処理を実行する。
【０１５５】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれる場合（Ｓ４５０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、圧縮行程の減速区間における２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｐ）、Ｔ（ｉ−ｑ）を読込み（Ｓ４５８、Ｓ４６０）、次式（６）から変化量αを求める（Ｓ４６２）。
【０１５６】
α＝（Ｔ（ｉ−ｐ）−Ｔ（ｉ−ｑ））／｜ｑ−ｐ｜ ・・・（６）
図５の角度区間Ａでは、ｐ＝２、ｑ＝１と設定し、今回の信号周期Ｔ（６）を計測したときに、次式（７）から変化量を算出している。
【０１５７】
α＝（Ｔ（４）−Ｔ（５））／｜１｜ ・・・（７）
つまり、角度区間Ａでは、通常の角度区間で今回と前回とで計測した信号周期を読込んでその差から変化量を算出する代わりに、前々回と前回とで計測した信号周期を読込み、信号周期の差を算出するときも、その順序を反転している。したがって、式（７）において変化量αの符号は「負」になる。
【０１５８】
このように、角度区間Ａにおいて次回の信号周期を予測するために変化量を算出する場合、圧縮行程における減速特性を燃焼行程の加速特性に変換して変化量αを算出する。
図５の燃焼行程の角度区間Ａにおいては、図９の変化量算出処理２で算出された変化量から、次回の補正信号周期Ｔ’（７）を次式（８）から算出する。
【０１５９】
Ｔ’（７）＝Ｔ（６）＋｛（Ｔ（４）−Ｔ（５））／｜１｜｝×１．５・・・（８）
このように、燃焼行程の角度区間Ａにおいては、角度特性係数を１．５に設定することにより、圧縮行程の減速区間における信号周期の変化量（Ｔ（５）−Ｔ（４））の絶対値よりも、補正量の絶対値｜（Ｔ（４）−Ｔ（５））／１｜×１．５を大きくしている。
【０１６０】
以上説明した図９の変化量算出処理２おいて、Ｓ４５０〜Ｓ４６２の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理３）
図１０に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。図１０の変化量算出処理３では、図３において一つの気筒の燃焼行程において加速区間が終了し他の気筒の圧縮行程の減速区間が始まり、エンジン回転速度の変化がこの前後の角度区間よりも小さい角度区間Ｂ（図５の角度区間Ｂも参照）において、次回の補正信号周期を予測するときの変化量の算出処理が、図９の変化量算出処理２に加わっている。
【０１６１】
図１０のＳ４７０において、ＥＣＵ１０は今回検出したクランク角度θが図５の角度区間Ａに含まれるか否かを判定する。クランク角度θが角度区間Ａに含まれる場合（Ｓ４７０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４７２〜Ｓ４７６において図９のＳ４５８〜Ｓ４６２と同一処理を実行する。
【０１６２】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれず（Ｓ４７０：Ｎｏ）、角度区間Ｂにも含まれない場合（Ｓ４７８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ４８０〜Ｓ４８４において図９のＳ４５２〜Ｓ４５６と同一処理を実行する。
【０１６３】
クランク角度θが角度区間Ａに含まれず（Ｓ４７０：Ｎｏ）、角度区間Ｂに含まれる場合（Ｓ４７８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、角度区間Ｂ以外とは異なる選択パターンの２個の信号周期Ｔ（ｉ−ｒ）、Ｔ（ｉ−ｓ）を読込み（Ｓ４８６、Ｓ４８８）、次式（９）から変化量αを求める（Ｓ４９０）。
【０１６４】
α＝（Ｔ（ｉ−ｒ）−Ｔ（ｉ−ｓ））／｜ｒ−ｓ｜ ・・・（９）
図５に示す角度区間Ｂでは、ｒ＝０、ｓ＝２と設定し、次式（１０）から変化量を算出している。
【０１６５】
α＝（Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−２））／｜２｜ ・・・（１０）
このように、角度区間Ｂでは、間に１個以上の信号周期の挟んだ２個の信号周期の差を、信号周期が計測された順番の差で除算することにより、式（４）で説明したように、ノイズ成分の影響を低減できる。
【０１６６】
以上説明した図１０の変化量算出処理３において、Ｓ４７０〜Ｓ４９０の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当する。
（変化量算出処理４）
図１１に、変化量αの他の算出処理のフローチャートを示す。
【０１６７】
図１１のＳ５００〜Ｓ５０４は図８のＳ４４０〜Ｓ４４４と同一処理である。そして、Ｓ５０６においてＥＣＵ１０は、Ｓ５０４で算出した変化量αの値が負であるか否かを判定する。
【０１６８】
変化量αの値が正であれば（Ｓ５０６：Ｎｏ）、減速区間において信号周期を予測しており、基準信号周期よりも補正信号周期が大きくなると考えられる。このとき、検出したクランク角度θが加速区間を示していると（Ｓ５０８：Ｙｅｓ）、Ｓ５０４で算出した変化量はノイズやセンサ異常の発生により異常であると判断し、変化量αを「０」に設定し（Ｓ５１０）、補正を禁止する。
【０１６９】
変化量αの値が負であれば（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、加速区間において信号周期を予測しており、基準信号周期よりも補正信号周期が小さくなると考えられる。このとき、検出したクランク角度θが減速区間を示していると（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、Ｓ５０４で算出した変化量はノイズやセンサ異常の発生により異常であると判断し、変化量αを「０」に設定し（Ｓ５１０）、補正を禁止する。
【０１７０】
図１１の変化量算出処理４では、図３において各気筒の圧縮行程の減速区間と燃焼行程における加速区間とにおいて算出した変化量αが、該当角度区間において算出されると考えられる変化量を満たさない場合、ノイズやセンサ異常により生じる変化量の異常と判断し、補正を禁止する。したがって、次回の補正信号周期は今回計測した信号周期（基準信号周期）と同じ値になる。これにより、信号周期の誤補正を防止できる。
【０１７１】
以上説明した図１１の変化量算出処理４において、Ｓ５００〜Ｓ５０４の処理は本発明の補正手段が実行する機能に相当し、Ｓ５０６〜Ｓ５１０の処理は本発明の補正禁止手段が実行する機能に相当する。
【０１７２】
（周期補正部の回路構成）
図１２に、図２に示す周期補正部１０４の回路構成の一例である周期補正部１１０を示す。周期補正部１１０は、角度判定部１１２、履歴記憶部１１４、変化量算出部１１６、周期算出部１１８から構成されている。
【０１７３】
角度判定部１１２は、周期計測部１０２で計測されたクランク角信号のパルスカウント数を入力し、今回検出したクランク角度が各気筒のどの行程のどの角度位置であるかを判定する。
【０１７４】
そして、角度判定部１１２は、今回検出したクランク角度に応じて履歴出力制御信号を履歴記憶部１１４に出力する。履歴出力制御信号は、履歴記憶部１１４から出力される基準信号周期、履歴信号周期１、２を指定するとともに、履歴記憶部１１４に記憶されている信号周期を、変化量算出部１１６で変化量を算出するために使用する履歴信号周期１、２として出力するために信号周期に実施する前処理を指定する。
【０１７５】
さらに、角度判定部１１２は、今回検出したクランク角度に応じて、周期算出部１１８において補正量を算出するときに使用する角度特性係数を選択するための角度特性係数選択信号を出力する。
【０１７６】
履歴記憶部１１４は、周期計測部１０２が今回までに計測した複数の信号周期をレジスタ等に記憶する。そして、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、出力する基準信号周期、履歴信号周期１、２を選択するとともに、履歴信号周期１、２として出力する信号周期に前処理を実施する。
【０１７７】
変化量算出部１１６は、履歴記憶部１１４に記憶されている今回までの信号周期から、これまで説明した変化量αを算出する。
周期算出部１１８は、角度判定部１１２から出力される角度特性係数選択信号に基づいてクランク角度に応じた角度特性係数を選択し、変化量算出部１１６で算出された変化量αと選択した角度特性係数とを乗算し、今回計測した基準信号周期に加算して補正信号周期を算出する。
【０１７８】
以上説明した図１２において、周期補正部１１０は本発明の補正手段に相当し、角度判定部１１２は本発明の角度検出手段および制御手段に相当し、履歴記憶部１１４は本発明の履歴記憶手段に相当し、変化量算出部１１６は本発明の変化量算出手段に相当し、周期算出部１１８は本発明の周期算出手段に相当する。
【０１７９】
（履歴記憶部の回路構成）
図１３に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の一例である履歴記憶部１２０を示す。履歴記憶部１２０は、周期計測部１０２で計測された信号周期を履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに記憶する。本実施形態では、３個の履歴レジスタを備えている。尚、履歴レジスタの数は、基準信号周期を補正するために必要な信号周期の個数によっては、４個以上であってもよい。
【０１８０】
今回計測された最新の信号周期は履歴レジスタ１２２ａに記憶され、それまで履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに記憶されていた信号周期は、履歴レジスタ１２２ｂから履歴レジスタ１２２ｃに、履歴レジスタ１２２ａから履歴レジスタ１２２ｂに順次移動される。
【０１８１】
ＭＵＸ（Multiplexer）１２６は、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、変化量を算出するために必要な信号周期を記憶している履歴レジスタを履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから選択して出力するとともに、基準信号周期を出力する。基準信号周期は、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃのうち今回計測された信号周期でもよいし、それ以外の信号周期でもよい。
【０１８２】
シフタ１２４ａ、１２４ｂは、角度判定部１１２から出力される履歴出力制御信号に基づき、ＭＵＸ１２６から出力される信号周期に対し、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算する場合に、除算に対応するシフト処理を実行する。したがって、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差は２のべき乗であることが望ましい。
【０１８３】
尚、間に１個以上の信号周期を挟んだ信号周期の差を信号周期が計測された順番で除算して変化量、すなわち補正量を小さくすることに代えて角度特性係数を小さくする場合、図１３のシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略できる。
【０１８４】
以上説明した図１３において、履歴記憶部１２０は本発明の履歴記憶手段に相当し、履歴レジスタ１２２ａ〜１２２ｃは本発明の周期記憶部に相当する。
（周期算出部の回路構成）
図１４に、図１２に示す周期算出部１１８の回路構成の一例である周期算出部１３０を示す。周期算出部１３０のカウンタ１３２は、角度判定部１１２から出力される角度特性係数選択信号、実際にはパルス信号のパルス数をカウントする。そして、角度特性係数記憶部１３４は、カウンタ１３２がカウントするカウント数をポインタとして、クランク角度に応じて使用する順番で記憶している角度特性係数を順次出力する。
【０１８５】
角度特性係数記憶部１３４は、レジスタ等の書き換え可能な記憶部で構成されている。したがって、角度特性係数記憶部１３４またはソフトウェアを変更することなく、角度特性係数記憶部１３４に記憶されている角度特性係数をソフトウェアにより変更することができる。
【０１８６】
固定係数記憶部１３６には、固定の角度特性係数（以下、「固定係数」とも言う。）が記憶されている。固定係数は、複数のクランク角度において一定の角度特性係数を使用するときに、その角度特性係数を固定係数として固定係数記憶部１３６に記憶しておくことにより、角度特性係数記憶部１３４の記憶容量を低減できる。
【０１８７】
例えば、通常は角度特性係数として固定係数記憶部１３６に記憶されている１．０を角度特性係数とし、その他のクランク角度において、角度特性係数記憶部１３４に記憶されているクランク角度に応じた角度特性係数を使用する。
【０１８８】
セレクタ１３８は、角度特性係数選択信号のパルスが発生していない「０」の場合は固定係数記憶部１３６から出力される固定係数を選択し、角度特性係数選択信号のパルスが発生している「１」の場合は角度特性係数記憶部１３４から出力される角度特性係数を選択する。
【０１８９】
補正量算出部１４０は、図１２の変化量算出部１１６から出力される変化量αに、セレクタ１３８から出力される角度特性係数を乗算器等により乗算し補正量を算出する。この補正量は、例えば、圧縮行程の減速区間では正の値であり、燃焼行程の加速区間では負の値である。
【０１９０】
加算器１４２は、図１２の履歴記憶部１１４から出力される基準信号周期と補正量算出部１４０から出力される補正量とを加算して、次回の信号周期として予測される補正信号周期を算出する。
【０１９１】
以上説明した図１４において、周期算出部１３０は本発明の周期算出手段に相当し、角度特性係数記憶部１３４および固定係数記憶部１３６は本発明の角度特性係数記憶部に相当し、補正量算出部１４０は本発明の乗算器を有する補正量算出手段に相当する。
【０１９２】
（補正量算出部の回路構成）
図１５の（Ａ）に、図１４に示す補正量算出部１３８の回路構成の一例である補正量算出部１５０を示す。補正量算出部１５０は、変化量αと角度特性係数とを乗算して補正量Ｈを算出する処理を、２個のシフタ１５４ａ、１５４ｂと１個の加減算器１５６とで実現している。この場合、角度特性係数は２のべき乗とその加減算で算出される値に設定されている。
【０１９３】
補正制御部１５２は、角度特性係数の値に応じてシフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量を切り換えるとともに、加減算器１５６の加算または減算を切り換える。
図１５の（Ｂ）に、角度特性係数と、シフタ１５４ａ、１５４ｂにより変化量を乗算する乗算値と、加減算器１５６の加算または減算との関係の一例を示す。
【０１９４】
シフタ１５４ａ、１５４ｂの乗算値はシフト演算可能な２のべき乗である。例えば、角度特性係数が１．７５の場合、シフタ１５４ａは左１ｂｉｔ、シフタ１５４ｂは右２ｂｉｔのシフト演算を行い、加減算器１５６は、シフタ１５４ａの出力からシフタ１５４ｂの出力を減算する。
【０１９５】
このように、シフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量と、加減算器１５６の加算または減算とを角度特性係数に応じて切り換えることにより、０〜２．０の範囲で角度特性係数を設定できる。尚、シフタ１５４ａ、１５４ｂのシフト量をさらに大きくすることで、角度特性係数の設定範囲を大きくするとともに、乗算値を細かくすることができる。
【０１９６】
図１６は、例えば、図１２に示す周期補正部１１０が図１３〜図１５の回路を有する場合に実行される周期補正処理を示すタイムチャートである。基準信号周期は今回計測された最新の信号周期とし、変化量は最新の連続する２個の信号周期の差としている。
【０１９７】
ｔ２のタイミングでの周期補正処理では、今回計測された最新の信号周期（０１００ｈ）を基準信号周期Ｔ（ｉ）とし、基準信号周期（０１００ｈ）と、今回の直前のｔ１のタイミングで計測された信号周期（００Ｅ５ｈ）との差（００１Ｂｈ）が変化量αとして算出される。
【０１９８】
また、クランク角信号のパルスカウント数はクランク角度θを示し、角度特性係数Ｋを適用するクランク角度θになると図１２に示す角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力される。
【０１９９】
前述したように、角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力される場合、クランク角度に応じて出力される角度特性係数は図１４に示す角度特性係数記憶部１３４から選択される。図１６においては、ｔ２、ｔ３、ｔ４のタイミングで、角度特性係数記憶部１３４から出力される角度特性係数が選択されている。
【０２００】
角度判定部１１２から角度特性係数選択信号としてパルスが出力されない場合、図１４に示す固定係数記憶部１３６から出力される固定係数として１．０が選択される。図１６においては、ｔ５、ｔ６のタイミングで、固定係数記憶部１３６から出力される固定係数（１．０）が選択されている。
【０２０１】
図１６では、ｔ２のタイミングで角度特性係数選択信号としてパルスが出力され、角度特性係数Ｋとして１.５ｄが出力される。そして、算出された変化量α（００１Ｂｈ）と角度特性係数Ｋ（１.５ｄ）との乗算により、補正量Ｈ（００２８ｈ）が算出される。基準信号周期Ｔ(ｉ)=０１００ｈと補正量Ｈ（００２８ｈ）との加算によって補正信号周期Ｔ'(ｉ＋１)=０１２８ｈが算出される。
【０２０２】
以上説明した図１５の（Ａ）において、補正量算出部１５０は本発明の補正量算出手段に相当し、補正制御部１５２は本発明の補正制御手段に相当し、シフタ１５４ａ、１５４ｂは本発明の補正量算出手段が有するシフタに相当し、加減算器１５６は本発明の補正量算出手段が有する加減算器に相当する。
【０２０３】
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１７に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１６０を示す。履歴記憶部１６０は、出力設定レジスタ１６２が追加されている以外は、図１３に示す履歴記憶部１２０と実質的に同一構成である。
【０２０４】
出力設定レジスタ１６２には、角度区間Ａ、角度区間Ｂもしくはそれ以外の角度区間のそれぞれについて、基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２の三つの出力としてどの履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを選択するかと、クランク角度に応じたシフタ１２４ａ、１２４ｂのシフト量とが予め設定されている。
【０２０５】
ＭＵＸ１２６は出力設定レジスタ１６２で定められた履歴レジスタ番号にしたがい、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２に対応する履歴レジスタを選択する。
【０２０６】
出力設定レジスタ１６２の設定値はエンジン回転速度に応じてソフトウェアにより変更することができる。この構成とすることで、ソフトウェアによって柔軟に変化量αの算出方法を制御することができ信号周期の予測精度を向上させることができる。
【０２０７】
以上説明した図１７において、履歴記憶部１６０は本発明の履歴記憶手段に相当し、出力設定レジスタ１６２は本発明の設定レジスタに相当する。
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１８に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１７０を示す。履歴記憶部１７０は、少なくとも２つの出力設定レジスタ１７６ａ、１７６ｂを備え、エンジン回転速度と所定の閾値との大小関係によって使用する出力設定レジスタを切り換える点で図１７に示す履歴記憶部１６０と異なっており、それ以外の構成は図１７に示す履歴記憶部１６０と実質的に同一構成である。尚、図１８では、図１７に図示されたシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略している。
【０２０８】
図１８に示す履歴記憶部１７０では、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１７２に設定されている所定速度とを比較器１７４で比較する。セレクタ１７８は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合は、出力設定レジスタ１７６ａを選択し、エンジン回転速度が所定速度を超える場合は、出力設定レジスタ１７６ｂを選択する。
【０２０９】
ＭＵＸ１２６は、セレクタ１７８で選択された出力設定レジスタで定められた履歴レジスタ番号にしたがい、履歴レジスタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃから基準信号周期Ｔ(ｉ)、履歴信号周期１、履歴信号周期２に対応する履歴レジスタを選択する。
【０２１０】
この構成により、ＭＵＸ１２６が選択する履歴レジスタ番号をエンジン回転速度に応じて変更する処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
【０２１１】
また、比較器１７４にヒステリシスの特性を持たせることで、回転速度閾値レジスタ１７２に設定されている所定速度の付近でエンジン回転速度が変動しても、選択される履歴レジスタとシフタによるシフト量とが頻繁に変化することを防止する。
【０２１２】
以上説明した図１８において、履歴記憶部１７０は本発明の履歴記憶手段に相当し、出力設定レジスタ１７６ａ、１７６ｂは本発明の設定レジスタに相当する。
（履歴記憶部の他の回路構成）
図１９に、図１２に示す履歴記憶部１１４の回路構成の他の例である履歴記憶部１８０を示す。履歴記憶部１８０は、今回計測された信号周期と所定の閾値との大小関係によって使用する出力設定レジスタを切り換える点で図１８に示す履歴記憶部１７０と異なっており、それ以外の構成は図１８に示す履歴記憶部１７０と実質的に同一構成である。尚、図１９では、図１７に図示されたシフタ１２４ａ、１２４ｂを省略している。
【０２１３】
図１９に示す履歴記憶部１８０では、今回計測された信号周期と信号周期閾値レジスタ１８２に設定されている所定信号周期とを比較器１７４で比較する。セレクタ１７８は、今回の信号周期が所定信号周期未満の場合は、出力設定レジスタ１７６ａを選択し、今回の信号周期が所定信号周期を超える場合は、出力設定レジスタ１７６ｂを選択する。
【０２１４】
この構成により、ＭＵＸ１２６が選択する履歴レジスタ番号を信号周期に応じて変更する処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
以上説明した図１９において、履歴記憶部１８０は本発明の履歴記憶手段に相当する。
【０２１５】
（周期算出部の回路構成）
図２０に、図１２に示す周期算出部１１８の回路構成の他の例である周期算出部１９０を示す。周期算出部１９０は、少なくとも２つの角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４を備え、エンジン回転速度と所定の閾値との大小関係によって使用する角度特性係数記憶部を切り換える点で図１４に示す周期算出部１３０と異なっており、それ以外の構成は図１４に示す周期算出部１３０と実質的に同一構成である。
【０２１６】
図２０に示す周期算出部１９０では、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１９２に設定されている所定速度とを比較器１９４で比較する。セレクタ１９６は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合は、角度特性係数記憶部１３４ａを選択し、エンジン回転速度が所定速度を超える場合は、角度特性係数記憶部１３４ｂを選択する。
【０２１７】
セレクタ１３８は、角度特性係数選択信号のパルスが発生していない「０」の場合は固定係数記憶部１３６から出力される固定係数を選択し、角度特性係数選択信号のパルスが発生している「１」の場合はセレクタ１９６から出力される角度特性係数を選択する。
【０２１８】
この構成により、エンジン回転速度に応じて角度特性係数を切り換える処理を、ソフトウェアによらず自動的に行うことができるので、処理速度が向上する。
尚、エンジン回転速度と回転速度閾値レジスタ１９２に設定されている所定速度とを比較器１９４で比較する回路を、図１８の履歴記憶部１７０においてエンジン回転速度と所定速度とを比較する回路と共通にしてもよい。
【０２１９】
また、エンジン回転速度に代えて、図１９に示す履歴記憶部１８０と同様に、今回計測された信号周期と所定の信号周期とを比較し、角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂのいずれを選択するかを決定してもよく、その比較回路を履歴記憶部１８０の比較回路と共通にしてもよい。
【０２２０】
以上説明した図２０において、周期算出部１９０は本発明の周期算出手段に相当し、角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂは本発明の角度特性係数記憶部に相当する。また、図１９のように、今回計測された信号周期と所定の信号周期とを比較器１７４で比較することによりエンジン回転速度を判定して角度特性係数記憶部１３４ａ、１３４ｂのいずれを選択する場合、比較器１７４は本発明の速度判定手段に相当する。
【０２２１】
（周期補正部の回路構成）
図２１に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２００を示す。周期補正部２００では、今回計測された最新の信号周期を基準信号周期としている。したがって、周期算出部１１８は、変化量算出部１１６で算出された変化量から補正量を算出し、算出した補正量により最新の信号周期を補正する。
【０２２２】
この構成により、履歴記憶部２０２において基準信号周期を出力する回路を削減できる。また、最新の信号周期を補正対象である基準信号周期とするので、直前の信号周期の変化特性に基づいて次回の信号周期を高精度に予測できる。
【０２２３】
以上説明した図２１において、周期補正部２００は本発明の補正手段に相当し、履歴記憶部２０２は本発明の履歴記憶手段に相当する。
（周期補正部の回路構成）
図２２に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２１０を示す。周期補正部２１０では、最新の信号周期を基準信号周期とし、周期算出部１１８の出力と基準信号周期とのいずれかを、ソフトウェアの指令によりセレクタ２１２で選択する構成になっている。
【０２２４】
この構成によれば、セレクタ２１２以外の周期補正部２１０に異常が発生した場合、周期補正部２１０による信号周期の補正処理を禁止し、補正前の基準信号周期を補正信号周期として出力できる。その結果、周期補正部２１０の異常時に異常な補正信号周期を次回の信号周期とすることを防止するので、信頼性が向上する。
【０２２５】
また、例えば、エンジン回転速度が高回転時にソフトウェアの指令によりセレクタ２１２で基準信号周期を選択し、基準信号周期に対する補正処理を禁止してもよい。これにより、補正処理によって不要なノイズ成分が強調され却って誤差が大きくなる高回転時において、補正処理による信号周期の予測精度の劣化を防止することができる。
【０２２６】
また、ＴＤＣ付近、ならびにＴＤＣとＴＤＣとの間の中間部分のように、信号周期の変化の小さい角度区間において、クランク角度に応じて角度判定部１１２から制御信号をセレクタ２１２に出力して基準信号周期を選択し、基準信号周期に対する補正処理を禁止してもよい。これにより、信号周期の変化が小さく補正処理によりノイズの影響を受けやすい角度区間において、補正処理による信号周期の予測精度の劣化を防止することができる。
【０２２７】
以上説明した図２２において、周期補正部２１０は本発明の補正手段に相当し、セレクタ２１２は、今回までに計測された信号周期と補正された信号周期とのいずれか一方を選択する本発明のセレクタに相当する。
【０２２８】
（周期補正部の回路構成）
図２３に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２２０を示す。周期補正部２２０では、変化量算出部１１６で変化量を算出するときに使用する２個の信号周期の一方を常に最新の信号周期としている。したがって、履歴記憶部２２２から変化量算出部１１６に１個の履歴信号周期を出力すればよいので、履歴信号周期を出力する回路を履歴記憶部２２２から削減できる。
【０２２９】
ただし、図２３の周期補正部２２０では、変化量算出部１１６で変化量を算出するときに使用する２個の信号周期の一方を常に最新の信号周期としているので、圧縮行程の減速特性を燃焼行程の加速特性に変換する式（８）に示す変化量の計算ができない。
【０２３０】
そこで、式（８）に代えて周期補正部２２０では、次式（１１）に示すように変化量を算出し補正量を算出する。
Ｔ’（７）＝Ｔ（６）−｛（Ｔ（６）−Ｔ（４））／｜２｜｝×３・・・（１１）
つまり、本実施形態では、基準信号周期から補正量を減算して補正信号周期を算出している。したがって、角度区間Ａにおいて、基準信号周期と補正量との加算を減算に切り換える必要がある。この加算と減算との切り換えは、角度判定部２２６から出力される補正符号制御信号と、次に説明する図２４の周期算出部２３０の構成により実現できる。
【０２３１】
以上説明した図２３において、周期補正部２２０は本発明の補正手段に相当し、履歴記憶部２２２は本発明の履歴記憶手段に相当し、周期算出部２２４は本発明の周期算出部に相当し、角度判定部２２６は本発明の角度検出手段および制御手段に相当する。
【０２３２】
（周期算出部の回路構成）
図２４に、図２３に示す周期算出部２２４の回路構成の一例である周期算出部２３０を示す。周期算出部２３０は、図１４に示す周期算出部１３０の加算器１４２に代えて加減算器２３２を備えている。加減算器２３２における加算または減算は、角度判定部２２６から出力される補正符号制御信号により切り換えられる。補正符号制御信号はクランク角度が角度区間Ａに含まれるときに加減算器２３２の減算を選択し、その他の角度区間では加減算器２３２の加算を選択する。
【０２３３】
以上説明した図２４において、周期算出部２３０は本発明の周期算出手段に相当し、加減算器２３２は本発明の加減算手段に相当する。
（周期算出部の回路構成）
図２５に、周期算出部の回路構成の他の例である周期算出部２４０を示す。周期算出部２４０は、図２４の周期算出部２３０の補正量算出部１４０に図１５の（Ａ）の補正量算出部１５０を適用し、一部の回路を共通化したものである。角度特性係数が出力される回路は図２４と同一であるため省略している。
【０２３４】
以下、周期算出部２４０の処理を図２６のタイムチャートに基づいて説明する。図２５および図２６においてφはクロックを表わしている。また、図２６のタイムチャートでは、角度特性係数選択信号が「Ｈ」であるから、固定の角度特性係数ではなく、クランク角度に応じた角度特性係数が選択される。
（１）クランク角信号の立ち上がりエッジが入力された次のクロックサイクルにおいてクロックφが「Ｈ」になると、セレクタ２４６、２４８は、補正制御部２４２から指令される角度特性係数の値に応じたシフト量によりシフタ２４４ａ、２４４ｂがそれぞれシフト処理した変化量を選択し、セレクタ２５０は補正制御部２４２から出力される加算または減算の切り換え信号を加減算器２５２に出力する。
【０２３５】
図２６では、変化量αが０００４ｈであり、角度特性係数が１．５ｄであるから、シフタ２４４ａの出力は０００４ｈをシフトせずに処理した０００４ｈであり、シフタ２４４ｂの出力は０００４ｄを右に１ｂｉｔシフトして０．５倍した０００２ｈである。そして、加減算器２５２には角度特性係数の１．５ｄに応じて（１．０＋０．５）を実行する加算が選択されているので、加減算器２５２は補正量として０００６ｈを出力する。
（２）クロックφが「Ｈ」から「Ｌ」になると、レジスタ２５４に加減算器２５２の出力である０００６ｈが格納される。そして、セレクタ２４６はレジスタ２５４の出力を選択し、セレクタ２４８は基準信号周期を選択し、セレクタ２５０は補正符号制御信号を選択する。
【０２３６】
前述したように、補正符号制御信号はクランク角度が角度区間Ａに含まれるときに加減算器２５２の減算を選択し、その他の角度区間では加減算器２５２の加算を選択する。図２６のタイムチャートでは、クランク角度が角度区間Ａではない場合を例示しているので、加減算器２５２は加算処理を行う。したがって、加減算器２５２は、基準信号周期の００８０ｈとレジスタ２５４の出力との加算である００８６ｈを出力する。
（３）次にクロックφが「Ｌ」から「Ｈ」になると、加減算器２５２の出力である００８６ｈが補正信号周期としてレジスタ２５６に格納され、周期算出部２４０から出力される。
【０２３７】
図２５の周期算出部２４０では、クロックφの「Ｈ」と「Ｌ」とにより加減算器２５２の入力を切り換え、その都度レジスタ２５４またはレジスタ２５６に加減算器２５２の出力を格納するので、１個の加減算器２５２を共有できる。
【０２３８】
以上説明した図２５において、周期算出部２４０は本発明の周期算出手段に相当し、シフタ２４４ａ、２４４ｂは本発明の補正量算出手段が有するシフタに相当し、加減算器２５２は本発明の補正量算出手段が有する共通化された加減算器に相当する。
【０２３９】
（周期補正部の回路構成）
図２７に周期補正部の回路構成の他の例である周期補正部２６０を示す。周期補正部２６０は、図２１の周期補正部２００の変化量算出部１１６に代えて、エンジン回転速度の加速区間または減速区間において、正常な変化量が算出されているか否かを判定する変化量算出部２６２を設置している。
【０２４０】
角度判定部２６４は、正常な変化量が算出されているか否かを変化量算出部２６２が判定するために、加速区間を表わす加速区間信号、ならびに減速区間を表わす減速区間信号を出力している。
【０２４１】
以上説明した図２７において、周期補正部２６０は本発明の補正手段に相当し、角度判定部２６４は本発明の角度検出手段および制御手段に相当する。
（変化量算出部の回路構成）
図２８に、図２７の変化量算出部２６２の回路構成の一例である変化量算出部２７０を示す。
【０２４２】
減算器２７２は、履歴記憶部２０２から出力される履歴信号周期１と履歴信号周期２との差を算出し変化量として出力する。履歴信号周期１は履歴信号周期２よりも新しいタイミングの履歴信号周期である。したがって、履歴信号周期１および履歴信号周期２が正常であれば、減算器２７２の出力する変化量の値は、エンジン回転速度の減速区間において正の値になり、エンジン回転速度の加速区間において負の値になる筈である。
【０２４３】
比較器２７４は、減算器２７２の出力が正の値であれば「Ｈ」を出力し、減算器２７２の出力が負の値であれば「Ｌ」を出力する。
そして、論理ゲート２７６は、エンジン回転速度が加速区間で変化量が正の値であれば「Ｈ」を出力し、変化量が負の値であれば「Ｌ」を出力する。また、論理ゲート２７８は、エンジン回転速度が減速区間で変化量が正の値であれば「Ｌ」を出力し、変化量が負の値であれば「Ｈ」を出力する。
【０２４４】
論理ゲート２７６、２７８の出力の両方が「Ｈ」になり論理ゲート２８０から「Ｈ」が出力され、減算器２７２の出力である変化量がセレクタ２８２で選択されるのは、加速区間で変化量が負の値か、減速区間で変化量が正の値のときである。
【０２４５】
これに対し、ノイズの発生、センサまたは回路の異常により変化量の符号が加速区間および減速区間で想定される符号と異なる場合は、論理ゲート２７６、２７８の出力のいずれかが「Ｈ」になり、論理ゲート２８０から「Ｈ」が出力されるので、セレクタ２８２から変化量として０が出力される。この場合、周期補正処理が禁止されるので、次回の信号周期として基準信号周期がそのまま採用される。
【０２４６】
このように、図２８の変化量算出部２７０では、ノイズの発生、センサまたは回路の異常により異常な変化量が算出される場合、周期補正処理が禁止されるので誤補正を防止できる。その結果、信頼性が向上する。
【０２４７】
以上説明した図２８において、変化量算出部２７０は本発明の変化量算出手段に相当する。
[他の実施形態]
上記実施形態では、今回までに計測された信号周期の差分である変化量を算出し、この変化量をクランク角度に応じて補正することにより、今回計測された信号周期と次回の信号周期との差分を今回計測された信号周期に対する補正量とし、次回の信号周期を予測している。
【０２４８】
これに対し、今回計測された信号周期をクランク角度に応じて直接補正してもよい。例えば、今回計測された信号周期に角度特性係数を直接乗算してもよい。また、次回の信号周期ではなく、複数回後の信号周期を予測してもよい。
【０２４９】
また、信号周期の差分は、今回までに計測された２個の信号周期による１組の差分に限らず、複数組の差分をクランク角度に応じて重みづけして求めてもよい。
また、上記実施形態では、今回までに計測した信号周期に基づいて、今回までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期をクランク角度に応じて補正し、今回より後の信号周期を予測した。
【０２５０】
これに対し、今回よりも前までに計測した信号周期に基づいて、今回よりも前までに計測した信号周期のうち補正対象となる基準信号周期をクランク角度に応じて補正し、基準信号周期より後で、かつ今回より前の過去の信号周期を予測してもよい。
【０２５１】
また、電動モータにも、回転子が回転する回転速度に回転角度に応じた変化特性がある。したがって、電動モータの回転軸の回転に伴い所定の回転角度で発生する信号列である回転角信号の信号周期にも、回転角度に応じた変化特性がある。
【０２５２】
そこで、電動モータにおいても、今回までに計測された信号周期に基づき、回転角信号で表わされる回転軸の回転角度に応じて、今回までに計測された信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の信号周期を補正してもよい。
【０２５３】
これにより、予測した信号周期の範囲において、回転角信号の角度間隔よりも詳細な回転角度位置を求めることができる。
上記実施形態では、車両用ディーゼルエンジンのエンジン制御装置に適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、ガソリンエンジンのエンジン制御装置に適用してもよい。
【０２５４】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０２５５】
１０：ＥＣＵ（エンジン制御装置、計測手段、補正手段、角度位置予測手段、補正禁止手段）、１０２：周期計測部（計測手段）、１０４、１１０、２００、２１０、２２０、２６０：周期補正部（補正手段）、１０６：逓倍角度クロック生成部（角度位置予測手段）、１１２、２２６、２６４：角度判定部（角度検出手段、制御手段）、１１４、１２０、１６０、１７０、１８０、２０２、２２２：履歴記憶部（履歴記憶手段）、１１６、２６２、２７０：変化量算出部（変化量算出手段）、１１８、１３０、１９０、２２４、２３０、２４０：周期算出部（周期算出手段）、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ：履歴レジスタ（周期記憶部）、１３４、１３４ａ、１３４ｂ：角度特性係数記憶部（角度特性係数記憶部）、：固定係数記憶部（角度特性係数記憶部）、１４０、１５０：補正量算出部（補正量算出手段）、１５２：補正制御部（補正制御手段）、１５４ａ、１５４ｂ：シフタ、１５６：加減算器、１６２、１７６ａ、１７６ｂ：出力設定レジスタ（設定レジスタ）、１７４：比較器（速度判定手段）、２１２：セレクタ、２４４ａ、２４４ｂ：シフタ、２３２：加減算器（加減算手段）、２５２：加減算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測する計測手段と、
今回までに前記計測手段が計測した前記信号周期に基づき、前記クランク角信号で表わされる前記クランク軸のクランク角度に応じて、今回までに前記計測手段が計測した前記信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の前記信号周期を予測する補正手段と、
前記補正手段が予測した今回より後の前記信号周期の範囲において前記角度間隔よりも詳細なクランク角度位置を求める角度位置予測手段と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正する場合、この所定の角度区間の前後よりも前記基準信号周期の補正量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間において、今回、前記補正手段が前記基準信号周期を補正して求めた補正後の前記信号周期が前記基準信号周期よりも小さくなる場合、前記補正手段による補正を禁止する補正禁止手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間の前記信号周期を予測する場合、この所定の角度区間の直前および直後よりも前記基準信号周期の補正量の絶対値を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正する場合、前回よりも前記基準信号周期の補正量の絶対値を小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、今回、前記補正手段が前記基準信号周期を補正して求めた補正後の前記信号周期が前記基準信号周期よりも大きくなる場合、前記補正手段による補正を禁止する補正禁止手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジン回転速度の減速特性を変換して、該当気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正するときの補正量を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間における前記エンジンの加速特性を変換して、他の気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正するときの補正量を算出することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記減速特性または前記加速特性の一方の特性を変換して前記基準信号周期を補正する場合、前記基準信号周期の補正量の絶対値を、前記減速特性または前記加速特性の他方の特性における前記信号周期の変化量の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項７または８に記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記エンジンの回転加速度の絶対値が所定値以下となる角度区間において、前記回転加速度の絶対値が前記所定値よりも大きい角度区間よりも前記基準信号周期の補正量を小さくすることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、今回までに計測された前記信号周期に基づき、前記クランク角度とともにエンジン回転速度に応じて前記基準信号周期を補正し、今回よりも後の前記信号周期を予測することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記クランク角度に応じて前記クランク角信号の高周波成分を除去することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間において、前記クランク角信号の高周波成分を除去して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、前記クランク角信号の高周波成分を除去して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１５】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、エンジン回転速度が所定速度未満の場合よりも前記基準信号周期の補正量を小さくすることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１６】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合、エンジン回転速度が所定速度以上の場合よりも前記基準信号周期の補正量を大きくすることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１７】
前記補正手段は、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が前記第１速度未満の場合よりも前記基準信号周期の補正量を小さくし、エンジン回転速度が前記第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が前記第２速度以上の場合よりも前記補正量を大きくすることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１８】
前記補正手段は、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量とを加算して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、前記基準信号周期の補正量を角度特性係数により決定することを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２０】
前記角度特性係数は、前記クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて設定されることを特徴とする請求項１９に記載のエンジン制御装置。
【請求項２１】
前記補正手段は、前記角度特性係数と今回までに計測された前記信号周期の時間変化により決定される変化量とを乗算して前記補正量を求めることを特徴とする請求項１９または２０に記載のエンジン制御装置。
【請求項２２】
前記角度特性係数は２のべき乗の加減算で決定される値であることを特徴とする請求項２１に記載のエンジン制御装置。
【請求項２３】
前記補正手段は、今回までに計測された２個の前記信号周期の差分に基づいて前記変化量を求めることを特徴とする請求項２１または２２に記載のエンジン制御装置。
【請求項２４】
前記補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んだ２個の前記信号周期の差分を小さくして前記変化量を求めることを特徴とする請求項２３に記載のエンジン制御装置。
【請求項２５】
前記補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んだ２個の前記信号周期の差分を、これら２個の前記信号周期が計測される順番の差で除算して小さくすることにより前記変化量を求めることを特徴とする請求項２４に記載のエンジン制御装置。
【請求項２６】
２個の前記信号周期が計測される順番の差は２のべき乗であることを特徴とする請求項２５に記載のエンジン制御装置。
【請求項２７】
前記補正手段は、連続して発生する２個の前記信号周期の差分を前記変化量とすることを特徴とする請求項２３から２６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２８】
前記補正手段は、２個の前記信号周期から前記変化量を求めるときに、それぞれ最新の前記信号周期を選択することを特徴とする請求項２３から２７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２９】
前記補正手段は、所定の角度区間において前記変化量を算出するときに選択する２個の前記信号周期のパターンを、前記所定の角度区間の前に前記変化量を算出するときのパターンから変更することを特徴とする請求項２３から２８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３０】
前記補正手段は、所定の角度区間において、この所定の角度区間の前に前記変化量を算出するときと前記変化量の正負を反転することを特徴とする請求項２３から２９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３１】
前記補正手段は、所定の角度区間において、前記基準信号周期を補正する補正量を０とすることを特徴とする請求項１から３０のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３２】
前記補正手段は、前記計測手段により今回計測された前記信号周期を前記基準信号周期とすることを特徴とする請求項１から３１のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３３】
前記補正手段は、補正により今回の直後の前記信号周期を予測することを特徴とする請求項１から３２のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３４】
前記補正手段は、前記計測手段が計測した前記信号周期の履歴を周期記憶部に記憶する履歴記憶手段と、前記周期記憶部に記憶されている前記信号周期から前記信号周期の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段が算出する前記変化量に基づいて前記基準信号周期を補正し今回よりも後の前記信号周期を算出する周期算出手段とを有し、
前記クランク角信号の信号数から前記クランク角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段が検出する前記クランク角度に基づいて、前記周期記憶部が出力する前記信号周期の選択と、前記変化量算出手段が前記変化量を算出する算出処理と、前記周期算出手段が前記基準信号周期を補正する補正処理とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から３３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３５】
前記履歴記憶手段は、少なくとも２個の前記信号周期を前記周期記憶部に記憶することを特徴とする請求項３４に記載のエンジン制御装置。
【請求項３６】
前記履歴記憶手段は、前記クランク角度をアドレスとして、前記アドレスと前記周期記憶部に記憶している前記信号周期との関連付けを前記制御手段により変更できる設定レジスタを有することを特徴とする請求項３４または３５に記載のエンジン制御装置。
【請求項３７】
前記履歴記憶手段は、前記設定レジスタを複数有し、エンジン回転速度に応じて使用する前記設定レジスタを変更することを特徴とする請求項３６に記載のエンジン制御装置。
【請求項３８】
前記周期記憶部は、前記クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予め設定された少なくとも２個のアドレスにより前記周期記憶部に記憶している前記信号周期を出力することを特徴とする請求項３４または３５に記載のエンジン制御装置。
【請求項３９】
前記周期算出手段は、前記信号周期と所定の閾値とを比較してエンジン回転速度を判定する速度判定手段を有し、前記速度判定手段の判定結果に基づいて前記基準信号周期に対する補正処理を切り換えることを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４０】
前記周期算出手段は、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量との加算または減算を前記制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段を有することを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４１】
前記周期算出手段は、前記変化量と角度特性係数とに基づいて前記補正量を算出する補正量算出手段と、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量との加算または減算を前記制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段とを有することを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４２】
前記補正量算出手段は、前記変化量と角度特性係数とを乗算する乗算器を有することを特徴とする請求項４１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４３】
前記補正量算出手段は、２個のシフタと加減算器とにより前記変化量と角度特性係数とを乗算し、前記角度特性係数の値に応じて２個の前記シフタと前記加減算器の機能を制御する補正制御手段を有することを特徴とする請求項４１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４４】
前記周期算出手段は、前記変化量と前記角度特性係数とを乗算するときに使用する加減算器と、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量とを加算または減算する加減算器とを共通化することを特徴とする請求項４３に記載のエンジン制御装置。
【請求項４５】
前記周期算出手段は、前記クランク角度に応じて設定された角度特性係数を記憶する角度特性係数記憶部を有することを特徴とする請求項４１から４４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４６】
前記角度特性係数記憶部は、前記クランク軸の回転に伴い、前記角度特性係数記憶部に記憶されている前記角度特性係数を前記クランク角度毎に順番に出力することを特徴とする請求項４５に記載のエンジン制御装置。
【請求項４７】
前記角度特性係数記憶部は、書き換え可能な記憶部であることを特徴とする請求項４５または４６に記載のエンジン制御装置。
【請求項４８】
前記角度特性係数記憶部の一部は前記角度特性係数の固定値を記憶しており、所定の前記クランク角度において前記固定値を出力することを特徴とする請求項４５から４７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４９】
前記周期算出手段は、前記角度特性係数記憶部を複数系統有し、使用する前記角度特性係数記憶部をエンジン回転速度に応じて選択することを特徴とする請求項４５から４８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５０】
前記補正手段は、前記基準信号周期と、前記周期算出手段により補正された前記信号周期とのいずれか一方を選択するセレクタを有し、前記クランク角度またはソフト指令により前記セレクタの出力を切り換えることを特徴とする請求項３４から４９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１】
エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列であるクランク角信号の信号周期を計測する計測手段と、
今回までに前記計測手段が計測した前記信号周期に基づき、前記クランク角信号で表わされる前記クランク軸のクランク角度に応じて、今回までに前記計測手段が計測した前記信号周期のうち補正対象となる基準信号周期を補正して今回より後の前記信号周期を予測する補正手段と、
前記補正手段が予測した今回より後の前記信号周期の範囲において前記角度間隔よりも詳細なクランク角度位置を求める角度位置予測手段と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正する場合、この所定の角度区間の前後よりも前記基準信号周期の補正量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間において、今回、前記補正手段が前記基準信号周期を補正して求めた補正後の前記信号周期が前記基準信号周期よりも小さくなる場合、前記補正手段による補正を禁止する補正禁止手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の上死点を含む前後の所定の角度区間の前記信号周期を予測する場合、この所定の角度区間の直前および直後よりも前記基準信号周期の補正量の絶対値を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正する場合、前回よりも前記基準信号周期の補正量の絶対値を小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において、今回、前記補正手段が前記基準信号周期を補正して求めた補正後の前記信号周期が前記基準信号周期よりも大きくなる場合、前記補正手段による補正を禁止する補正禁止手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間におけるエンジン回転速度の減速特性を変換して、該当気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正するときの補正量を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記エンジンの少なくとも一つの気筒の燃焼行程においてエンジン回転速度が加速する角度区間のうち所定の角度区間における前記エンジンの加速特性を変換して、他の気筒の圧縮行程においてエンジン回転速度が減速する角度区間のうち所定の角度区間において前記基準信号周期を補正するときの補正量を算出することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記減速特性または前記加速特性の一方の特性を変換して前記基準信号周期を補正する場合、前記基準信号周期の補正量の絶対値を、前記減速特性または前記加速特性の他方の特性における前記信号周期の変化量の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項７または８に記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記エンジンの回転加速度の絶対値が所定値以下となる角度区間において、前記回転加速度の絶対値が前記所定値よりも大きい角度区間よりも前記基準信号周期の補正量を小さくすることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、今回までに計測された前記信号周期に基づき、前記クランク角度とともにエンジン回転速度に応じて前記基準信号周期を補正し、今回よりも後の前記信号周期を予測することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記クランク角度に応じて前記クランク角信号の高周波成分を除去することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記エンジンの回転加速度が所定値以下となる角度区間において、前記クランク角信号の高周波成分を除去して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、前記クランク角信号の高周波成分を除去して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１５】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度以上の場合、エンジン回転速度が所定速度未満の場合よりも前記基準信号周期の補正量を小さくすることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１６】
前記補正手段は、エンジン回転速度が所定速度未満の場合、エンジン回転速度が所定速度以上の場合よりも前記基準信号周期の補正量を大きくすることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１７】
前記補正手段は、エンジン回転速度が第１速度以上になると、エンジン回転速度が前記第１速度未満の場合よりも前記基準信号周期の補正量を小さくし、エンジン回転速度が前記第１速度よりも遅い第２速度未満になると、エンジン回転速度が前記第２速度以上の場合よりも前記補正量を大きくすることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１８】
前記補正手段は、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量とを加算して前記基準信号周期を補正することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、前記基準信号周期の補正量を角度特性係数により決定することを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２０】
前記角度特性係数は、前記クランク角度およびエンジン回転速度の少なくともいずれか一方に基づいて設定されることを特徴とする請求項１９に記載のエンジン制御装置。
【請求項２１】
前記補正手段は、前記角度特性係数と今回までに計測された前記信号周期の時間変化により決定される変化量とを乗算して前記補正量を求めることを特徴とする請求項１９または２０に記載のエンジン制御装置。
【請求項２２】
前記角度特性係数は２のべき乗の加減算で決定される値であることを特徴とする請求項２１に記載のエンジン制御装置。
【請求項２３】
前記補正手段は、今回までに計測された２個の前記信号周期の差分に基づいて前記変化量を求めることを特徴とする請求項２１または２２に記載のエンジン制御装置。
【請求項２４】
前記補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んだ２個の前記信号周期の差分を小さくして前記変化量を求めることを特徴とする請求項２３に記載のエンジン制御装置。
【請求項２５】
前記補正手段は、間に１周期以上の前記信号周期を挟んだ２個の前記信号周期の差分を、これら２個の前記信号周期が計測される順番の差で除算して小さくすることにより前記変化量を求めることを特徴とする請求項２４に記載のエンジン制御装置。
【請求項２６】
２個の前記信号周期が計測される順番の差は２のべき乗であることを特徴とする請求項２５に記載のエンジン制御装置。
【請求項２７】
前記補正手段は、連続して発生する２個の前記信号周期の差分を前記変化量とすることを特徴とする請求項２３から２６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２８】
前記補正手段は、２個の前記信号周期から前記変化量を求めるときに、それぞれ最新の前記信号周期を選択することを特徴とする請求項２３から２７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項２９】
前記補正手段は、所定の角度区間において前記変化量を算出するときに選択する２個の前記信号周期のパターンを、前記所定の角度区間の前に前記変化量を算出するときのパターンから変更することを特徴とする請求項２３から２８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３０】
前記補正手段は、所定の角度区間において、この所定の角度区間の前に前記変化量を算出するときと前記変化量の正負を反転することを特徴とする請求項２３から２９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３１】
前記補正手段は、所定の角度区間において、前記基準信号周期を補正する補正量を０とすることを特徴とする請求項１から３０のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３２】
前記補正手段は、前記計測手段により今回計測された前記信号周期を前記基準信号周期とすることを特徴とする請求項１から３１のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３３】
前記補正手段は、補正により今回の直後の前記信号周期を予測することを特徴とする請求項１から３２のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３４】
前記補正手段は、前記計測手段が計測した前記信号周期の履歴を周期記憶部に記憶する履歴記憶手段と、前記周期記憶部に記憶されている前記信号周期から前記信号周期の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段が算出する前記変化量に基づいて前記基準信号周期を補正し今回よりも後の前記信号周期を算出する周期算出手段とを有し、
前記クランク角信号の信号数から前記クランク角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段が検出する前記クランク角度に基づいて、前記周期記憶部が出力する前記信号周期の選択と、前記変化量算出手段が前記変化量を算出する算出処理と、前記周期算出手段が前記基準信号周期を補正する補正処理とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から３３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項３５】
前記履歴記憶手段は、少なくとも２個の前記信号周期を前記周期記憶部に記憶することを特徴とする請求項３４に記載のエンジン制御装置。
【請求項３６】
前記履歴記憶手段は、前記クランク角度をアドレスとして、前記アドレスと前記周期記憶部に記憶している前記信号周期との関連付けを前記制御手段により変更できる設定レジスタを有することを特徴とする請求項３４または３５に記載のエンジン制御装置。
【請求項３７】
前記履歴記憶手段は、前記設定レジスタを複数有し、エンジン回転速度に応じて使用する前記設定レジスタを変更することを特徴とする請求項３６に記載のエンジン制御装置。
【請求項３８】
前記周期記憶部は、前記クランク角度およびエンジン回転数の少なくとも一方に応じて予め設定された少なくとも２個のアドレスにより前記周期記憶部に記憶している前記信号周期を出力することを特徴とする請求項３４または３５に記載のエンジン制御装置。
【請求項３９】
前記周期算出手段は、前記信号周期と所定の閾値とを比較してエンジン回転速度を判定する速度判定手段を有し、前記速度判定手段の判定結果に基づいて前記基準信号周期に対する補正処理を切り換えることを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４０】
前記周期算出手段は、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量との加算または減算を前記制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段を有することを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４１】
前記周期算出手段は、前記変化量と角度特性係数とに基づいて前記補正量を算出する補正量算出手段と、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量との加算または減算を前記制御手段の制御信号により切り換えられる加減算手段とを有することを特徴とする請求項３４から３８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４２】
前記補正量算出手段は、前記変化量と角度特性係数とを乗算する乗算器を有することを特徴とする請求項４１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４３】
前記補正量算出手段は、２個のシフタと加減算器とにより前記変化量と角度特性係数とを乗算し、前記角度特性係数の値に応じて２個の前記シフタと前記加減算器の機能を制御する補正制御手段を有することを特徴とする請求項４１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４４】
前記周期算出手段は、前記変化量と前記角度特性係数とを乗算するときに使用する加減算器と、前記基準信号周期と前記基準信号周期の補正量とを加算または減算する加減算器とを共通化することを特徴とする請求項４３に記載のエンジン制御装置。
【請求項４５】
前記周期算出手段は、前記クランク角度に応じて設定された角度特性係数を記憶する角度特性係数記憶部を有することを特徴とする請求項４１から４４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４６】
前記角度特性係数記憶部は、前記クランク軸の回転に伴い、前記角度特性係数記憶部に記憶されている前記角度特性係数を前記クランク角度毎に順番に出力することを特徴とする請求項４５に記載のエンジン制御装置。
【請求項４７】
前記角度特性係数記憶部は、書き換え可能な記憶部であることを特徴とする請求項４５または４６に記載のエンジン制御装置。
【請求項４８】
前記角度特性係数記憶部の一部は前記角度特性係数の固定値を記憶しており、所定の前記クランク角度において前記固定値を出力することを特徴とする請求項４５から４７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項４９】
前記周期算出手段は、前記角度特性係数記憶部を複数系統有し、使用する前記角度特性係数記憶部をエンジン回転速度に応じて選択することを特徴とする請求項４５から４８のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５０】
前記補正手段は、前記基準信号周期と、前記周期算出手段により補正された前記信号周期とのいずれか一方を選択するセレクタを有し、前記クランク角度またはソフト指令により前記セレクタの出力を切り換えることを特徴とする請求項３４から４９のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−１０４３８７（Ｐ２０１３−１０４３８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５００７０（Ｐ２０１１−２５００７０）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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