JP4848325B2

JP4848325B2 - Cylinder discrimination device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4848325B2
Application number: JP2007194481A
Authority: JP
Inventors: 正裕豊原; 威生三宅; 多加志岡本; 茂樹添田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP2009030507A

Description

本発明は、内燃機関の気筒判別装置に係り、特に、Ｖ型多気筒内燃機関等、二つのバンクを有する内燃機関の気筒判別装置に関する。 The present invention relates to a cylinder discrimination device for an internal combustion engine, and more particularly to a cylinder discrimination device for an internal combustion engine having two banks, such as a V-type multi-cylinder internal combustion engine.

一般に、内燃機関の気筒判別及びクランク角度制御を行う場合には、カム軸の回転に応じたカム信号と、クランク軸に同期したクランク信号とを必要とする。更には、可変バルブタイミングを適用している内燃機関では、気筒判別用のカムセンサと、可変バルブタイミングを制御するセンサとを兼用し、カム軸の回転に応じて出力するセンサを個別に設けないものがある。 In general, when performing cylinder discrimination and crank angle control of an internal combustion engine, a cam signal corresponding to the rotation of the camshaft and a crank signal synchronized with the crankshaft are required. Furthermore, in an internal combustion engine to which variable valve timing is applied, a cam sensor for discriminating cylinders and a sensor for controlling variable valve timing are combined, and a sensor that outputs in accordance with rotation of the cam shaft is not provided individually. There is.

可変バルブタイミング機構を有する２バンク方式の内燃機関の気筒判別装置として、二つのバンクの各々に設けたカムセンサの信号と各気筒の燃焼行程順とにより、気筒判別の対象となるバンクを識別し、クランク軸の回転に応じて発生し、各バンクの気筒グループ内の個々の気筒を判別するためのパターンを含むクランク信号における前回までのパターンに基づいて気筒判別対象バンクの気筒グループの中から次の圧縮上死点となる気筒を判別することにより、簡素な仕様で演算負荷を軽減し、エンジン高回転時の気筒判別の演算遅れを解消しようとするものがある（例えば、特許文献１）。 As a cylinder discriminating device for a two-bank internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, a bank to be discriminated is identified by a cam sensor signal provided in each of the two banks and the order of combustion stroke of each cylinder. Based on the previous pattern in the crank signal including the pattern for discriminating individual cylinders in the cylinder group of each bank, which is generated according to the rotation of the crankshaft, the next cylinder group in the cylinder discrimination target bank is selected. by determining the cylinder to be compression top dead center, to reduce the computational load by a simple design, it is intended to eliminate the operation lag of cylinder discrimination at the time of high engine rotation (e.g., Patent Document 1).

しかしながら、上述した先行技術による内燃機関の気筒判別装置では、二つのバンクの何れかのセンサまたはクランクセンサが故障した場合の気筒判別の対応がなされておらず、故障時の気筒判別及び内燃機関制御が行えない。加えて、二つのバンクの片バンクのカム信号は、最大３６０ｄｅｇ経過しないと発生しない（演算負荷低減が目的）ために、可変バルブタイミングの制御応答性が遅れてしまうという問題がある。 However, in the above-described internal combustion engine cylinder discrimination device according to the above-described prior art, the cylinder discrimination when one of the sensors or the crank sensor of the two banks fails is not taken into account. Cannot be done. In addition, since the cam signals of one bank of the two banks are not generated unless a maximum of 360 degrees has elapsed (the purpose is to reduce the calculation load), there is a problem that the control responsiveness of the variable valve timing is delayed.

本発明は、前記解決しようとする課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、二つのバンクを有する内燃機関において、通常時の可変バルブタイミングの演算応答を最小限にした上で気筒判別を正確に行うと共に、少なくても片バンクのカムセンサが正常であれば、他方のカムセンサ及びクランクセンサが故障していた場合であっても、気筒判別及び角度制御を正確に行う内燃機関の気筒判別装置を提供することにある。加えて、本発明の目的とするところは、可変バルブタイミングにより大きく出力角度の位相が変化する場合でも、カムセンサが必要最低限のカムセンサ出力信号数とすることで対応することにある。 The present invention has been made in view of the problems to be solved, and the object of the present invention is to minimize the calculation response of the variable valve timing at the normal time in an internal combustion engine having two banks. Internal combustion that accurately performs cylinder discrimination and accurately performs cylinder discrimination and angle control even if at least the cam sensor of one bank is normal and the other cam sensor and crank sensor have failed. An object of the present invention is to provide a cylinder discrimination device for an engine. In addition, an object of the present invention is to cope with the case where the number of cam sensor output signals is the minimum necessary even when the phase of the output angle changes greatly due to the variable valve timing.

前記課題を解決するべく、本発明による内燃機関の気筒判別装置は、第１のバンクと第２のバンクを有する内燃機関の気筒判別装置であって、内燃機関のクランク軸の回転に応じてクランク信号を発生するクランク角センサと、前記第１のバンクのカム軸の回転に応じて第１のフェーズ信号を発生する第１のカムセンサと、前記第２のバンクのカム軸の回転に応じて第２のフェーズ信号を発生する第２のカムセンサと、前記第１のカムセンサ、前記第２のカムセンサ、前記クランク角センサの異常検出するセンサ診断手段と、正常時気筒判別手段と、異常時気筒判別手段とを有し、前記第１のフェーズ信号と前記第２のフェーズ信号との両フェーズ信号のパターンは、それぞれクランク軸の回転の１８０ｄｅｇ毎に、１→１→２→２の信号数であり、前記両フェーズ信号数のパターンの位相は、少なくともクランク軸の１８０ｄｅｇ互いにずれており、前記正常時気筒判別手段は、前記クランク角センサの信号により決定する所定クランク角間の二つのバンクのフェーズ信号数より気筒判別を行うものである。 In order to solve the above-described problem, an internal combustion engine cylinder discrimination device according to the present invention is a cylinder discrimination device for an internal combustion engine having a first bank and a second bank, and a crank according to rotation of a crankshaft of the internal combustion engine. A crank angle sensor for generating a signal, a first cam sensor for generating a first phase signal in response to rotation of the cam shaft of the first bank, and a first angle in response to rotation of the cam shaft of the second bank. A second cam sensor for generating a phase signal of 2; a sensor diagnostic means for detecting an abnormality of the first cam sensor; the second cam sensor; the crank angle sensor; a cylinder determining means for normal; and a cylinder determining means for abnormal has the door, the pattern of the first phase signal and the both phases signal and the second phase signal, for each 180deg of rotation of the crank shaft, respectively, 1 → 1 → 2 → number 2 signal There, the pattern of the two-phase signal number phase are offset from one another 180deg least crankshaft, the normal-time cylinder discrimination means, phase signals of the two banks of predetermined crank Kakuma determined by the signal of the crank angle sensor Cylinder discrimination is performed based on the number.

更に、本発明による内燃機関の気筒判別装置では、前記異常時気筒判別手段は、前記センサ診断手段により、前記第１のカムセンサと前記第２のカムセンサの何れか一方が異常であった場合に、前記所定クランク角間の正常側のカムセンサのフェーズ信号数を計測し、少なくても前記クランク軸の１８０ｄｅｇ前に計測された前回のフェーズ信号数と今回のフェーズ信号数との組合せにより、気筒判別を行うことを特徴としている。 Further, the cylinder identifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, before Symbol abnormal cylinder identification means, by the sensor diagnostic means, when one of the said first cam sensor second cam sensor is abnormal The number of phase signals of the normal cam sensor between the predetermined crank angles is measured, and cylinder discrimination is made by a combination of at least the previous phase signal number measured 180 degrees before the crankshaft and the current phase signal number. It is characterized by doing.

本発明による内燃機関の気筒判別装置は、前記異常時気筒判別手段が、前記センサ診断手段により、前記第１のカムセンサと前記第２のカムセンサの少なくとも何れか一方が正常で、前記クランク角センサが異常であった場合には、正常側のカムセンサのフェーズ信号間の時間を計測することにより、前記フェーズ信号数のパターンを判定し、前回のフェーズ信号数のパターンとの組合せにより、気筒判別を行うことを特徴としている。 In the internal combustion engine cylinder discriminating apparatus according to the present invention, the abnormal-time cylinder discriminating means is configured such that at least one of the first cam sensor and the second cam sensor is normal and the crank angle sensor is detected by the sensor diagnostic means. If an abnormal, by measuring the time between phase signals of the normal side cam sensor, to determine the phase signal number of patterns, in combination with the previous phase signal number of patterns, performing cylinder discrimination It is characterized by that.

本発明による内燃機関の気筒判別装置は、前記異常時気筒判別手段が、前記フェーズ信号間の時間を計測して、前回の時間と今回の時間の割合を算出し、当該割合が所定値以上の場合には、前記フェーズ信号数のパターンの先頭と判定し、前回のフェーズ信号数のパターンとの組合せにより、気筒判別を行うことを特徴としている。 In the cylinder discrimination device for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormal cylinder discrimination means measures a time between the phase signals, calculates a ratio between the previous time and the current time, and the ratio is equal to or greater than a predetermined value. in this case, it is determined that the head of the phase signal number of patterns, in combination with the previous number of phases, the signal of the pattern is characterized by performing the cylinder discrimination.

本発明による気筒判別装置によれば、可変バルブタイミング制御により、カムセンサのフェーズ信号が、クランク角に対して大きく移動した場合であっても、必要最小限のフェーズ信号としていることから、正確に気筒判別を行うことができ、カムセンサ、クランク角センサが異常な状態であっても、正確に気筒判別が行える。 According to the cylinder discriminating device of the present invention, the variable valve timing control makes it possible to accurately set the cylinder signal because the phase signal of the cam sensor is the minimum necessary phase signal even when the cam sensor moves greatly with respect to the crank angle. Even if the cam sensor and the crank angle sensor are in an abnormal state, the cylinder can be accurately determined.

本発明による内燃機関の気筒判別装置の実施形態を、図を参照して説明する。
図１は、本発明による気筒判別装置が適用される内燃機関の一つの実施形態を示している。 An embodiment of a cylinder discrimination device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an internal combustion engine to which a cylinder discrimination device according to the present invention is applied.

本実施形態の内燃機関１０は、ＭＰＩ（多気筒燃料噴射）方式のＶ型８気筒内燃機関であり、例えば自動車等の車両に搭載される車両用のものである。内燃機関１０は、回転トルクを出力する出力軸、即ちクランク軸１１を備えている。内燃機関１０の回転トルクがクランク軸１１よりトランスミッションを介して駆動輪に伝達されているのは、一般の車両と同様である。 The internal combustion engine 10 of this embodiment is an MPI (multi-cylinder fuel injection) type V-type 8-cylinder internal combustion engine, for example, for a vehicle mounted on a vehicle such as an automobile. The internal combustion engine 10 includes an output shaft that outputs rotational torque, that is, a crankshaft 11. The rotational torque of the internal combustion engine 10 is transmitted from the crankshaft 11 to the drive wheels via the transmission, as in a general vehicle.

内燃機関１０に吸入される空気は、各バンク毎に設けられたエアクリーナ６０Ｌ、６０Ｒを通過し、それぞれエアフローセンサ２Ｌ、２Ｒに導かれ、ダクト６１Ｌ、６１Ｒ、空気流量を制御する絞り弁４０Ｌ、４０Ｒを通り、コレクタ６２Ｌ、６２Ｒに入る。 The air sucked into the internal combustion engine 10 passes through the air cleaners 60L and 60R provided for each bank, and is guided to the air flow sensors 2L and 2R, respectively. And enter the collectors 62L and 62R.

エアフローセンサ２Ｌ、２Ｒは、吸入空気量に相当する信号を出力し、当該信号はコントロールユニット（ＥＣＵ）７１に入力される。 The air flow sensors 2L and 2R output a signal corresponding to the intake air amount, and the signal is input to a control unit (ECU) 71.

絞り弁４０Ｌ、４０Ｒは、ＥＣＵ７１が出力する指令信号によって駆動されるスロットル駆動モータ４２Ｌ、４２Ｒにより動かされる。 The throttle valves 40L, 40R are moved by throttle drive motors 42L, 42R driven by command signals output from the ECU 71.

絞り弁４０Ｌ、４０Ｒには、それぞれの開度を検出するスロットルセンサ１Ｌ、１Ｒが取り付けられている。スロットルセンサ１Ｌ、１Ｒのセンサ信号は、コントロールユニット７１に入力され、絞り弁４０Ｌ、４０Ｒの開度のフィードバック制御、全閉位置の検出及び加速の検出等を行う。 Throttle sensors 1L and 1R for detecting the respective opening degrees are attached to the throttle valves 40L and 40R. Sensor signals of the throttle sensors 1L and 1R are input to the control unit 71, and perform feedback control of the opening degree of the throttle valves 40L and 40R, detection of the fully closed position, detection of acceleration, and the like.

コレクタ６２Ｌ、６２Ｒに入った空気は、内燃機関１０の各燃焼室１２Ｒ、１２Ｌと直結する各吸気管１４Ｒ、１４Ｌに分配され、燃焼室１２Ｒ、１２Ｌ内に吸入される。 The air that has entered the collectors 62L and 62R is distributed to the intake pipes 14R and 14L directly connected to the combustion chambers 12R and 12L of the internal combustion engine 10, and is sucked into the combustion chambers 12R and 12L.

Ｖ型の内燃機関１０は、各バンク毎の２系統のバルブタイミング可変機構を持ち、この２系統のバルブタイミング可変機構は、互いに同じ動作をするようにフィードバック制御される。各バンクの吸気側のカム軸１５Ｒ、１５Ｌには、これらカム軸１５Ｒ、１５Ｌの回転に応じてカム信号を発生するカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌが取り付けられている。 The V-type internal combustion engine 10 has two variable valve timing mechanisms for each bank, and these two variable valve timing mechanisms are feedback-controlled to perform the same operation. Cam sensors 13R and 13L that generate cam signals according to the rotation of the cam shafts 15R and 15L are attached to the intake-side cam shafts 15R and 15L of each bank.

ここでは、図１で見て右側のバンクが第１のバンクであり、第１のバンクのカムセンサ１３Ｒが出力する第１のバンクカム信号を第１のフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ１）と称し、図１で見て左側のバンクが第２のバンクであり、第２のバンクのカムセンサ１３Ｌが出力する第２のバンクカム信号を第２のフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ２）と称する。 Here, the bank on the right side in FIG. 1 is the first bank, and the first bank cam signal output from the cam sensor 13R of the first bank is referred to as a first phase signal (Phase1), and is seen in FIG. The left bank is the second bank, and the second bank cam signal output from the cam sensor 13L of the second bank is referred to as a second phase signal (Phase2).

内燃機関１０にはクランク角センサ（ＰＯＳセンサ）７が取り付けられている。クランク角センサ７は、所定のクランク角毎にパルス（ＰＯＳ信号）を出力する。 A crank angle sensor (POS sensor) 7 is attached to the internal combustion engine 10. The crank angle sensor 7 outputs a pulse (POS signal) at every predetermined crank angle.

カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ、クランク角センサ７の出力信号は、コントロールユニット７１に入力され、コントロールユニット７１は、これらの信号に基づいてバルブタイミング可変機構のタイミング検出、気筒判別、クランク角度算出を行う。 Output signals from the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7 are input to the control unit 71. The control unit 71 performs timing detection of the valve timing variable mechanism, cylinder discrimination, and crank angle calculation based on these signals.

燃料は、燃料タンク２１から燃料ポンプ２０で吸引、加圧され、プレッシャレギュレータ２２により一定圧力に調圧され、インジェクタ２３Ｒ、２３Ｌから吸気管１４Ｒ、１４Ｌ内に噴射される。 The fuel is sucked and pressurized from the fuel tank 21 by the fuel pump 20, is regulated to a constant pressure by the pressure regulator 22, and is injected into the intake pipes 14R and 14L from the injectors 23R and 23L.

また、各バンクには、点火時期制御を実行する点火コイル３０Ｒ、３０Ｌが取り付けられている。 Each bank is provided with ignition coils 30R and 30L that execute ignition timing control.

内燃機関１０には、冷却水温を検出するための水温センサ３が取り付けられている。水温センサ３が出力するセンサ信号は、コントロールユニット７１に入力され、内燃機関１０の暖機状態の検出、燃料噴射量の増量や点火時期の補正及びラジエータファン７５のオン・オフ、アイドル時の目標回転数設定等に演算に用いられる。 A water temperature sensor 3 for detecting the cooling water temperature is attached to the internal combustion engine 10. The sensor signal output from the water temperature sensor 3 is input to the control unit 71, detects the warm-up state of the internal combustion engine 10, increases the fuel injection amount, corrects the ignition timing, turns on / off the radiator fan 75, and targets during idling. It is used for calculation for setting the number of revolutions.

各バンクの排気管９Ｒ、９Ｌには空燃比センサ８Ｒ、８Ｌが取り付けられている。空燃比センサ８Ｒ、８Ｌは、排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力する。空燃比センサ８Ｒ、８Ｌの出力信号は、コントロールユニット７１に入力され、運転状況に応じて求められる目標空燃比になるように、燃料噴射パルス幅を調整する演算に用いられる。 Air-fuel ratio sensors 8R and 8L are attached to the exhaust pipes 9R and 9L of each bank. The air-fuel ratio sensors 8R and 8L output a signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas. The output signals of the air-fuel ratio sensors 8R and 8L are input to the control unit 71 and used for calculation for adjusting the fuel injection pulse width so that the target air-fuel ratio obtained in accordance with the operation state is obtained.

図２は、本発明のＶ８内燃機関を例としたカムロータとクランクロータの一例である。
図２の上段は、内燃機関１０の左右バンクのカム軸１５Ｒ、１５Ｌの回転に同期して回転するロータ１６Ｒ、１６Ｌと、ロータ１６Ｒ、１６Ｌの外周に設置されているカムセンサ（フェーズセンサ）１３Ｒ、１３Ｌを示している。 FIG. 2 is an example of a cam rotor and a crank rotor taking the V8 internal combustion engine of the present invention as an example.
The upper part of FIG. 2 shows rotors 16R and 16L that rotate in synchronization with the rotation of the cam shafts 15R and 15L of the left and right banks of the internal combustion engine 10, and cam sensors (phase sensors) 13R that are installed on the outer periphery of the rotors 16R and 16L. 13L is shown.

図２に示されているように、ロータ１６Ｒ、１６Ｌの外周部にはクランク角１８０ｄｅｇ間隔で複数の突起が設けられている。当該突起に、一つ突起１６１Ｒ、１６１Ｌと、二つ突起１６２Ｒ、１６２Ｌとに突起個数をグループ分けされている。そのグループ分けのロータ回転方向順序は、左右のバンク共に、１→１→２→２と構成されている。カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌは、当該突起を検出して１→１→２→２の信号数のフェーズ信号を出力し、当該フェーズ信号をコントロールユニット７１に入力する。 As shown in FIG. 2, a plurality of protrusions are provided on the outer peripheral portions of the rotors 16R and 16L at a crank angle interval of 180 degrees. The number of protrusions is grouped into one protrusion 161R, 161L and two protrusions 162R, 162L. The order of the rotor rotation direction of the grouping is configured as 1 → 1 → 2 → 2 in both the left and right banks. The cam sensors 13 </ b> R and 13 </ b> L detect the protrusions, output phase signals having the number of signals 1 → 1 → 2 → 2, and input the phase signals to the control unit 71.

このグループ分けの順序（信号数）は、左右のバンク共に、１→１→２→２で、同じであるが、グループ分けの位相、つまり、フェーズ信号パターンの位相が、左右のバンクで、クランク角１８０ｄｅｇ互いにずれている。たとえば、左右側のバンクの信号パターンが２→２→１→１であると、左側のバンクの信号パターンは１→２→２→１である。 The order of grouping (number of signals) is the same for both the left and right banks, 1 → 1 → 2 → 2, but the phase of grouping, that is, the phase of the phase signal pattern, The corners are 180 degrees apart from each other. For example, if the signal pattern of the left and right banks is 2 → 2 → 1 → 1, the signal pattern of the left bank is 1 → 2 → 2 → 1.

これにより、左右のバンクのフェーズ信号数の組み合わせが互いに異なる４種類になる。 As a result, there are four different combinations of the number of phase signals in the left and right banks.

なお、本実施形態では、ロータ１６Ｒ、１６Ｌ及びフェーズセンサは、吸気側のカム軸１５Ｒ、１５Ｌと同期しているが、排気カムと同期させてもよい。 In this embodiment, the rotors 16R and 16L and the phase sensor are synchronized with the intake-side camshafts 15R and 15L, but may be synchronized with the exhaust cam.

図２の下段は、クランク軸１１の回転に同期して回転するロータ１７と、ロータ１７の外周に設置されているクランク角センサ７を示している。クランク角センサ７は、ロータ１７の突起１７１を検出してＰＯＳ信号を発生する。ロータ１７は、外周部には、等間隔配置の突起１７１と、所定間隔周期で突起１７１が設けられていない部位を有するものである。例えば、等間隔配置の突起１７１はクランク軸角で１０ｄｅｇ相当の間隔とし、所定間隔周期はクランク軸角で１８０ｄｅｇ相当の間隔で、突起１７１が設けられていない部分は等間隔の部位の２歯相当（３０ｄｅｇ間の欠歯）である。ここで、クランク軸相当のロータ１７の形状は、本発明に直接関係しないため、上記ロータの突起形成である必要はなく、クランク角の検出ができればよい。 The lower part of FIG. 2 shows the rotor 17 rotating in synchronization with the rotation of the crankshaft 11 and the crank angle sensor 7 installed on the outer periphery of the rotor 17. The crank angle sensor 7 detects the protrusion 171 of the rotor 17 and generates a POS signal. The rotor 17 has protrusions 171 arranged at equal intervals on the outer peripheral portion and portions where the protrusions 171 are not provided at a predetermined interval. For example, the equally spaced projections 171 have a crankshaft angle equivalent to 10 deg, the predetermined interval period is a crankshaft angle equivalent to 180 deg, and the portion not provided with the projection 171 is equivalent to two teeth of an equally spaced portion. (Missing teeth between 30 degrees). Here, since the shape of the rotor 17 corresponding to the crankshaft is not directly related to the present invention, it is not necessary to form the protrusion of the rotor, and it is sufficient that the crank angle can be detected.

図３は、右側バンクのカムセンサ１３Ｒが出力する第１のフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ１）と、左側カムセンサ１３Ｌが出力する第２のフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ２）と、クランク角センサ７が出力するＰＯＳ信号のプロファイルを示している。 FIG. 3 shows profiles of the first phase signal (Phase 1) output from the cam sensor 13R in the right bank, the second phase signal (Phase 2) output from the left cam sensor 13L, and the POS signal output from the crank angle sensor 7. Show.

左右のバンクのフェーズ信号は、クランク軸１１が１８０ｄｅｇ回転する毎に、１→１→２→２として出力され、図中で示した組合せで、各バンクのフェーズ信号が出力される。これにより、左右のバンクで信号が途切れることがなく（必ず１８０ｄｅｇ以内に信号が出力される）、可変バルブタイミング制御が適用される場合であっても、可変バルブタイミングのタイミングを定期的に検出することも可能となる。 The phase signals of the left and right banks are output as 1 → 1 → 2 → 2 every time the crankshaft 11 rotates 180 degrees, and the phase signals of each bank are output in the combinations shown in the figure. As a result, the signals are not interrupted in the left and right banks (the signal is always output within 180 degrees), and even when the variable valve timing control is applied, the timing of the variable valve timing is periodically detected. It is also possible.

ＰＯＳ信号も同様に、クランク軸１１の回転と同期するクランク角センサ７により検出された信号である。 Similarly, the POS signal is a signal detected by the crank angle sensor 7 synchronized with the rotation of the crankshaft 11.

左右のバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ及びクランク角センサ７の相対位置関係等や気筒判別方法については、後述するが、左右のバンクは、内燃機関１０の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変制御（可変バルブ）した場合には、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ共に、前記可変バルブタイミング制御位置に同期してその出力タイミングも移動する構成であってもよい。要するに、バルブ開閉タイミングが進角した場合には、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの出力位相も進角し、バルブ開閉タイミングが遅角した場合には、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの出力位相も遅角してもよい。 The relative positional relationship between the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7 in the left and right banks and the cylinder discrimination method will be described later. The left and right banks variably control the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve of the internal combustion engine 10 ( In the case of a variable valve), the cam sensor 13R, 13L may be configured to move its output timing in synchronization with the variable valve timing control position. In short, when the valve opening / closing timing is advanced, the output phases of the cam sensors 13R, 13L are also advanced, and when the valve opening / closing timing is retarded, the output phases of the cam sensors 13R, 13L may also be retarded. .

上述したように、左右のバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの信号パターンを１→１→２→２とすることで、その信号出力の履歴を判定することにより、左右のバンクの一方のカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌが故障した場合であっても、気筒判別を行うことができる最小数のカムセンサ出力数となり、前記可変バルブタイミング制御でカムセンサ出力位相が大きく変動した場合でも、気筒判別を行える必要最小限のカムセンサ数となる。 As described above, by setting the signal pattern of the cam sensors 13R, 13L in the left and right banks to 1 → 1 → 2 → 2, and determining the signal output history, one cam sensor 13R, 13L in the left and right banks. Is the minimum number of cam sensor outputs that can perform cylinder discrimination even if there is a failure, and the minimum number of cam sensors that can perform cylinder discrimination even when the cam sensor output phase fluctuates greatly in the variable valve timing control. It becomes.

なお、気筒判別方法及びフェーズセンサ故障時やクランク角センサ７故障時の気筒判別については、後述するため、ここでの詳細説明は割愛する。 The cylinder discrimination method and the cylinder discrimination at the time of failure of the phase sensor or the crank angle sensor 7 will be described later, and detailed description thereof will be omitted here.

図４は、本発明装置の制御演算系の一つの実施形態を示したものである。
本実施形態の制御演算系は、通常時気筒判別部４０１、通常時クランク角演算部４０２、自己診断部（センサ診断手段）４０３、故障時気筒判別部４０４、故障時クランク角演算部４０５、噴射タイミング制御部４０６、点火制御部４０７を有する。 FIG. 4 shows one embodiment of the control arithmetic system of the apparatus of the present invention.
The control calculation system of the present embodiment includes a normal cylinder discriminating unit 401, a normal crank angle calculating unit 402, a self-diagnosis unit (sensor diagnostic means) 403, a failure cylinder discriminating unit 404, a fault crank angle calculating unit 405, and an injection. A timing control unit 406 and an ignition control unit 407 are provided.

通常時気筒判別部４０１は、通常時（センサが故障していない時）、左右のバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの信号（Ｐｈａｓｅ１、Ｐｈａｓｅ２）と、クランク角センサ７のＰＯＳ信号に基づいて、気筒判別を行う。 The normal cylinder discriminating unit 401 discriminates cylinders based on the signals (Phase 1 and Phase 2) of the left and right bank cam sensors 13R and 13L and the POS signal of the crank angle sensor 7 during normal times (when the sensor is not malfunctioning). I do.

通常時クランク角演算部４０２は、通常時（センサが故障していない時）、クランク角センサ７のＰＯＳ信号に基づいて、内燃機関のクランク角度を演算する。 The normal crank angle calculation unit 402 calculates the crank angle of the internal combustion engine based on the POS signal of the crank angle sensor 7 at normal time (when the sensor is not broken down).

噴射タイミング制御部４０６は、通常時気筒判別部４０１、通常時クランク角演算部４０２が出力する気筒判別信号、クランク角信号により、燃料噴射を行う気筒を特定してクランク角対応の燃料噴射タイミングを制御する。 The injection timing control unit 406 identifies the cylinder that performs fuel injection based on the cylinder discrimination signal and the crank angle signal output from the normal cylinder discrimination unit 401 and the normal crank angle calculation unit 402, and sets the fuel injection timing corresponding to the crank angle. Control.

点火制御部４０７は、通常時気筒判別部４０１、通常時クランク角演算部４０２が出力する気筒判別信号、クランク角信号により、点火を行う気筒を特定してクランク角対応の点火時期制御を行う。 The ignition control unit 407 performs ignition timing control corresponding to the crank angle by specifying the cylinder to be ignited based on the cylinder discrimination signal and the crank angle signal output from the normal cylinder discrimination unit 401 and the normal crank angle calculation unit 402.

自己診断部４０３は、左右のバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ、クランク角センサ７の信号を検出して、これらセンサの何れかが故障していないかを検出する。ここで、自己診断部４０３が行うセンサの故障検出方法については、本発明と直接関係しないことから、詳細の説明を省略するが、センサの相対数や相対位置や信号発生有無を検出する一般に知られている診断方法でよい。 The self-diagnosis unit 403 detects signals from the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7 in the left and right banks, and detects whether any of these sensors has failed. Here, since the sensor failure detection method performed by the self-diagnosis unit 403 is not directly related to the present invention, a detailed description thereof will be omitted, but it is generally known to detect the relative number, relative position, and signal generation presence / absence of signals. The diagnostic method currently used may be sufficient.

故障時気筒判別部４０４は、自己診断部４０３にて判定された故障状態に基づいて、正常であるカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌもしくはクランク角センサ７の何れかの信号情報により気筒判別を行う。 Based on the failure state determined by the self-diagnosis unit 403, the failure cylinder determination unit 404 performs cylinder determination based on signal information of either the normal cam sensors 13R and 13L or the crank angle sensor 7.

同様に、故障時クランク角演算部４０５は、正常であるカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌもしくはクランク角センサ７の何れかの信号情報により、クランク角度演算を行う。 Similarly, the crank angle calculation unit 405 at the time of failure performs a crank angle calculation based on signal information of either the normal cam sensors 13R and 13L or the crank angle sensor 7.

自己診断部４０３にて故障状態が判定された場合には、故障時気筒判別部４０４による気筒判別信号、故障時クランク角演算部４０５によるクランク角信号が噴射タイミング制御部４０６、点火制御部４０７に入力され、燃料噴射や点火を行う気筒と燃料噴射や点火を行うクランク角が制御される。 If the self-diagnosis unit 403 determines a failure state, the cylinder determination signal from the failure cylinder determination unit 404 and the crank angle signal from the failure crank angle calculation unit 405 are sent to the injection timing control unit 406 and the ignition control unit 407. The cylinder that performs the fuel injection and ignition and the crank angle that performs the fuel injection and ignition are controlled.

なお、故障時気筒判別部４０４による気筒判別、故障時クランク角演算部４０５によるクランク角演算については、後述する。 The cylinder determination by the failure cylinder determination unit 404 and the crank angle calculation by the failure crank angle calculation unit 405 will be described later.

本発明装置は、通常時の気筒判別や内燃機関のクランク角演算に加えて、左右のバンクの何れかのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ、あるいはクランク角センサ７が故障した場合でも、内燃機関１０の気筒判別及びクランク角演算を行うことができる。 In the present invention, in addition to the normal cylinder discrimination and the crank angle calculation of the internal combustion engine, even when any of the cam sensors 13R, 13L or the crank angle sensor 7 in the left and right banks fails, the cylinder discrimination of the internal combustion engine 10 is performed. And crank angle calculation.

図５は、８気筒内燃機関に本発明を適用した場合の通常制御時のタイムチャートである。 FIG. 5 is a time chart during normal control when the present invention is applied to an 8-cylinder internal combustion engine.

図５の最上段には、各気筒（ｎ〜ｎ＋７）の圧縮行程ＴＤＣ（上死点）が示されており、各気筒の行程に対し、右バンクのフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ１）と、左バンクのフェーズ信号（Ｐｈａｓｅ２）のように、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌから信号が出力される。加えて、フェーズ信号図中に示した点線矢印は、可変バルブタイミング制御により、信号出力の位相が変化することを示している。可変バルブタイミング制御により、バルブ開閉タイミングが進角側に制御された場合には、点線矢印で示した方向（図中の左側方向：内燃機関では進角方向）にフェーズ信号の出力タイミングが移動することになる。 The compression stroke TDC (top dead center) of each cylinder (n to n + 7) is shown in the uppermost part of FIG. 5. The phase signal (Phase 1) of the right bank and the left bank Like the phase signal (Phase2), signals are output from the cam sensors 13R and 13L. In addition, the dotted arrows shown in the phase signal diagram indicate that the phase of the signal output is changed by the variable valve timing control. When the valve opening / closing timing is controlled to the advance side by the variable valve timing control, the output timing of the phase signal moves in the direction indicated by the dotted line arrow (the left side in the figure: the advance direction in the internal combustion engine). It will be.

なお、図中で示した各気筒のＴＤＣと各カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの相対関係は、本発明での制約ではなく、どのように設定しても構わない。 The relative relationship between the TDC of each cylinder and each of the cam sensors 13R and 13L shown in the figure is not a limitation in the present invention, and may be set in any way.

カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの信号の図の下には、クランク角センサ７のＰＯＳ信号出力が示されている。ＲＥＦ信号は、各気筒の所望行程とクランク角に、クランク角センサ７のＰＯＳ信号に基づいて生成されるものであり、図の例では、各気筒の圧縮行程ＢＴＤＣ８０ｄｅｇの位置としている。当該ＲＥＦ信号の位置を基点に、各気筒毎の燃料噴射タイミングや点火位置の制御を行うものであり、これらのことは、一般に知られているものである。 The POS signal output of the crank angle sensor 7 is shown below the signal diagrams of the cam sensors 13R and 13L. The REF signal is generated at the desired stroke and crank angle of each cylinder based on the POS signal of the crank angle sensor 7, and in the example shown in the figure, the compression stroke BTDC is 80 deg. The fuel injection timing and the ignition position for each cylinder are controlled based on the position of the REF signal, and these are generally known.

ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２は、各々左右のバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌのフェーズ信号が入力された場合にカウントアップするカウンタのカウンタ値であり、フェーズ数が確定できるタイミングでカウンタ値を確定すると共に、カウンタ値をクリアする。ここで、ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２の更新及びクリアするタイミングは、前記可変バルブタイミング制御によりフェーズ信号の位相が変化した場合でも、正確にカウントできるタイミングとするものであり、図５に示されている例では、フェーズ数をカウントするウィンドウを１８０ｄｅｇ間とし、クリアするタイミングは、ＲＥＦ信号の１つ置きとしている。 CAMCNT1 and CAMCNT2 are counter values of a counter that counts up when the phase signals of the cam sensors 13R and 13L of the left and right banks are input. The counter value is determined at a timing at which the number of phases can be determined, and the counter value is clear. Here, the timing for updating and clearing CAMCNT1 and CAMCNT2 is a timing that can be accurately counted even when the phase of the phase signal is changed by the variable valve timing control. In the example shown in FIG. The window for counting the number of phases is between 180 degrees, and the timing for clearing is set every other REF signal.

このように、可変バルブタイミング制御により、フェーズ信号位相が大きく変動してしまう場合を鑑みると、フェーズ数の数が少ないほど、該位相に対しても正確にフェーズ数を確定できることになり、本発明の効果となる。 Thus, considering the case where the phase signal phase fluctuates greatly due to variable valve timing control, the smaller the number of phases, the more accurately the number of phases can be determined for the phase. It becomes the effect.

次に、図中の気筒判別ベースは、フェーズ数カウンタのＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２の値が確定できるタイミングで、該ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２の組合せに基づいて判定するものである。 Next, the cylinder discrimination base in the figure is a decision based on the combination of CAMCNT1 and CAMCNT2 at the timing at which the values of CAMCNT1 and CAMCNT2 of the phase number counter can be determined.

ここで、本実施形態では、ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２の組合せにも工夫しており、４種類（ｍ〜ｍ＋３）の気筒判別ベースについては、ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２の組合せで一義的に決定できるものとする。言い換えれば、気筒判別ベース値であるｍ〜ｍ＋３の値は、ＣＡＭＣＮＴ１及びＣＡＭＣＮＴ２が確定した値で直接決定できるように、図の例では、左右のバンクのフェーズ数（１−１−２−２）の組合せが重複しないように、１８０ｄｅｇずらして設定するものである。これにより、検出されたフェーズ数で直接且つ正確に気筒判別が行えるようになる。 In this embodiment, the combination of CAMCNT1 and CAMCNT2 is also devised, and the four types (m to m + 3) of cylinder discrimination bases can be uniquely determined by the combination of CAMCNT1 and CAMCNT2. In other words, the values of m to m + 3, which are cylinder discrimination base values, can be directly determined by the values determined by CAMCNT1 and CAMCNT2, in the example of the figure, the number of phases of the left and right banks (1-1-2-2) Are set so as to be shifted by 180 deg. As a result, the cylinder discrimination can be performed directly and accurately with the detected number of phases.

次に、図中の最下段である気筒判別は、前記気筒判別ベースに基づいて、本図の例である８気筒内燃機関に対応して気筒判別を拡張して算出するものである。これは、ＲＥＦ信号のタイミングで前記気筒判別ベース値により使い分ける処理を施すことで行えばよい。例えば、ＲＥＦ信号の位置をクランク角センサ７のＰＯＳ信号の歯抜け直前のＲＥＦ信号なのか、そうでないのかで使い分ければよい。 Next, the cylinder discrimination which is the lowest stage in the figure is calculated by extending the cylinder discrimination corresponding to the 8-cylinder internal combustion engine which is an example of this figure based on the cylinder discrimination base. This may be performed by performing processing that is selectively used according to the cylinder discrimination base value at the timing of the REF signal. For example, the position of the REF signal may be properly used depending on whether it is the REF signal immediately before the POS signal of the crank angle sensor 7 is missing or not.

以上、図５で説明したことにより、可変バルブタイミング制御により、大きくフェーズ信号位相が大きく変動してしまった場合でも、カムセンサ信号数を正確に検出することにより的確な内燃機関の気筒判別を行うことができる。 As described above with reference to FIG. 5, even when the phase signal phase largely fluctuates greatly due to variable valve timing control, accurate cylinder discrimination of the internal combustion engine can be performed by accurately detecting the number of cam sensor signals. Can do.

図８は、図５で説明した通常時の内燃機関気筒判別及び角度制御の一例を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the internal combustion engine cylinder discrimination and angle control in the normal state described with reference to FIG.

ステップ８０１では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌとクランク角センサ７の信号入力を行う。ステップ８０２では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌ及びクランク角センサ７の信号形態が正常か否かを診断する。 In step 801, signals are input to the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7. In step 802, it is diagnosed whether the signal forms of the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7 are normal.

ステップ８０１及びステップ８０２で入力処理及び該信号が正常であった場合には、ステップ８０３で左右バンクのカムセンサ数が確定位置かを判断し、確定位置の時にはステップ８０４にて左右のバンクのフェーズ信号数をカウントし、所定クランク角度のタイミングで左右のバンクのフェーズ信号数を確定し、ステップ８０５にて、左右のバンクのフェーズ信号数に基づいて気筒判別を行う。ステップ８０４及び８０５での具体的判定方法の一例は、図５で説明した通りであり、説明が重複するため、これ以上の説明は省略する。 In step 801 and step 802, if the input process and the signal are normal, it is determined in step 803 whether the number of cam sensors in the left and right banks is a fixed position. The number is counted, the number of phase signals in the left and right banks is determined at the timing of a predetermined crank angle, and in step 805, cylinder discrimination is performed based on the number of phase signals in the left and right banks. An example of a specific determination method in steps 804 and 805 is as described with reference to FIG. 5, and since the description is redundant, further description is omitted.

次に、ステップ８０６では、クランク角センサ７のＰＯＳ信号入力に基づいてクランク角の演算を実行する。ステップ８０７では、可変バルブタイミング制御を行う為の先頭のフェーズ信号位置を判定する。本フローチャートでは、可変バルブタイミングの演算方法については、本発明と直接関係しない為、詳細の説明は割愛する。 Next, in step 806, the crank angle is calculated based on the POS signal input of the crank angle sensor 7. In step 807, the leading phase signal position for performing variable valve timing control is determined. In this flowchart, the calculation method of the variable valve timing is not directly related to the present invention, and thus the detailed description is omitted.

次に、ステップ８０８では、ステップ８０５で求めた気筒判別値とステップ８０６で求めたクランク角の値に基づいて、各気筒に設けられたインジェクタ及び点火コイルへのタイミング及び駆動幅を演算し、それら制御を実行する。 Next, in step 808, based on the cylinder discriminant value obtained in step 805 and the crank angle value obtained in step 806, the timing and drive width to the injector and ignition coil provided in each cylinder are calculated. Execute control.

以上の説明では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌとクランク角センサ７の各信号が正常な状態での内燃機関制御について説明したが、以下にカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌまたは、クランク角センサ７の何れかが故障した場合の制御方法について説明する。 In the above description, the internal combustion engine control in which the signals of the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7 are normal has been described. However, when either the cam sensor 13R or 13L or the crank angle sensor 7 fails The control method will be described.

図６は、カムセンサ故障時のタイムチャートである。
図５のタイムチャート同様に、図には、各気筒のＴＤＣから気筒判別に関わるタイムチャートである。正常である右バンクのカムセンサ１３Ｒの信号数は図５で説明したと同様に、カウンタＣＡＭＣＮＴ１によりカウントされ、所定クランク角間の数を数えて、確定する。 FIG. 6 is a time chart when the cam sensor fails.
Similar to the time chart of FIG. 5, the figure is a time chart related to cylinder discrimination from the TDC of each cylinder. The number of signals of the right bank cam sensor 13R which is normal is counted by the counter CAMCNT1 in the same manner as described with reference to FIG.

気筒判別は、当該ＣＡＭＣＮＴ１のカウンタ値のみでは確定できない（フェーズ数確定値が１となる場合と、２となる場合が各々異なる２箇所の位置に検出される為に正確な気筒判別が行えない）為に、前回のフェーズ数の値と今回の値を用いることで判定する。この前回と今回の値を図中の中段に示されているＣＡＭ数今回値とＣＡＭ数前回値である。本実施形態では、前記した通り、フェーズ数の値を１→１→２→２としていることで、前回の値と今回の値を求める事で、気筒判別を正確に判定する事が可能となる。従って、片バンクのカムセンサが故障した場合であっても、正常なバンクのフェーズの値を前回と今回という必要最短の時間で判定できる内燃機関の気筒判別制御を行う事を可能としている。 Cylinder discrimination cannot be determined only by the counter value of the CAMCNT1 (since the phase number fixed value is 1 or 2 is detected at two different positions, accurate cylinder discrimination cannot be performed) Therefore, the determination is made by using the previous phase number value and the current value. The previous and current values are the CAM number current value and the CAM number previous value shown in the middle of the figure. In the present embodiment, as described above, the number of phases is set to 1 → 1 → 2 → 2, so that it is possible to accurately determine the cylinder discrimination by obtaining the previous value and the current value. . Therefore, even when the cam sensor of one bank fails, it is possible to perform the cylinder discrimination control of the internal combustion engine that can determine the phase value of the normal bank in the shortest necessary time of the previous time and the current time.

図６では、左バンクのカムセンサ１３Ｌが故障した場合の例で説明したが、右バンクのカムセンサ１３Ｒが故障した場合であっても同じであり、フェーズ信号数の値を１→１→２→２としていることと、第１のフェーズ信号と第２のフェーズ信号との両フェーズ信号のパターンの位相を１８０ｄｅｇ互いにずらしたことで、前回のフェーズ信号数の値と今回のフェーズ信号数の値を組合せることにより、気筒判別を正確に判定する事が可能となる。具体的には、図６に示されるＣＡＭ今回値２→１→１→２と、ＣＡＭ前回値２→２→１→１との組合せで気筒判別を正確に判定することができる。 In FIG. 6, an example in which the left bank cam sensor 13 </ b> L has failed has been described, but the same is true even when the right bank cam sensor 13 </ b> R fails, and the value of the number of phase signals is changed from 1 → 1 → 2 → 2. And by shifting the phase of the pattern of both phase signals of the first phase signal and the second phase signal by 180 deg , the value of the previous number of phase signals and the value of the current number of phase signals are combined. by that, it is possible to accurately determine the cylinder discrimination. Specifically, the cylinder discrimination can be accurately determined by a combination of the CAM current value 2 → 1 → 1 → 2 and the CAM previous value 2 → 2 → 1 → 1 shown in FIG.

図９は、図６で説明した片バンクのカムセンサが故障した場合の気筒判別及び角度制御の一例を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of cylinder discrimination and angle control when the cam sensor in one bank described in FIG. 6 fails.

ステップ８０１では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌとクランク角センサ７の信号入力を行う。次に、ステップ９０１では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの故障判定を行う。左右何れかのバンクのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌが故障と判定された場合には、ステップ９０２で正常側のバンクのカムセンサのフェーズ信号数を演算する。ステップ９０３では、前記ステップ９０２で確定したフェーズ信号数と前回のフェーズ信号数との値を照合し、ステップ９０４にて気筒判別を行う。ステップ９０２から９０４での具体的判定方法の一例は、図６で説明した通りであり、説明が重複するため、これ以上の説明は省略する。 In step 801, signals are input to the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7. Next, in step 901, failure determination of the cam sensors 13R and 13L is performed. When it is determined that the cam sensors 13R and 13L in either the left or right bank are out of order, the number of phase signals of the cam sensors in the normal bank is calculated in step 902. In step 903, the values of the number of phase signals determined in step 902 and the previous number of phase signals are collated, and in step 904, cylinder discrimination is performed. An example of a specific determination method in steps 902 to 904 is as described with reference to FIG. 6, and since the description is duplicated, further description is omitted.

ステップ８０６では、図８で説明したように、クランク角センサ７のＰＯＳ信号入力に基づいて、クランク角の演算を実行し、ステップ８０８では、ステップ９０４で求めた内燃機関の気筒判別値とステップ８０６で求めたクランク角の値に基づいて、各気筒に設けられたインジェクタ及び点火コイルへのタイミング及び駆動幅を演算し、それら制御を実行する。 In step 806, as described with reference to FIG. 8, the crank angle is calculated based on the POS signal input of the crank angle sensor 7. In step 808, the cylinder discrimination value of the internal combustion engine obtained in step 904 and the step 806 are calculated. Based on the crank angle value obtained in step 1, the timing and drive width for the injector and ignition coil provided in each cylinder are calculated, and these controls are executed.

以上説明したように、片バンクのカムセンサが故障した場合であっても、気筒判別値が確定した後は、通常（カムセンサが故障していない場合）の制御と同じ内燃機関制御を行う事が可能となる。 As described above, even when the cam sensor of one bank fails, after the cylinder discrimination value is determined, it is possible to perform the same internal combustion engine control as the normal control (when the cam sensor is not broken). It becomes.

図７は、クランク角センサ７が故障した場合の気筒判別の一例を示している。図７の上段には、故障判定されていない（正常の）カムセンサのフェーズ信号を示したものであり、その下のフェーズ信号数カウンタは、フェーズ信号入力毎にカウントし、先頭フェーズと判定された場合にクリアされるものである。ここで、先頭フェーズ判定は、フェーズ信号が入力される毎に、フェーズ信号間の時間を計測して判定すればよい。例えば、（今回のフェーズ信号間の時間）／（前回のフェーズ信号間の時間）を求めれば、所定割合以上であれば、先頭フェーズと容易に判定することができる。 FIG. 7 shows an example of cylinder discrimination when the crank angle sensor 7 fails. The upper part of FIG. 7 shows a phase signal of a (normal) cam sensor that has not been determined to be faulty, and the lower phase signal number counter counts for each phase signal input and is determined to be the first phase. If it is cleared. Here, the head phase determination may be performed by measuring the time between the phase signals every time the phase signal is input. For example, if (time between current phase signals) / (time between previous phase signals) is obtained, it can be easily determined as the first phase if the ratio is equal to or greater than a predetermined ratio.

フェーズ信号数カウンタにより算出された値を先頭フェーズのタイミングでフェーズ信号数を確定した値が図中の今回値であり、前回の先頭フェーズでのフェーズ信号数カウンタが図中の前回値である。このように、フェーズ信号数を１→１→２→２とする事で、前回のフェーズ信号数と今回のフェーズ信号数を用いることで気筒判別が可能となる。 The value calculated by the phase signal number counter at which the number of phase signals is determined at the timing of the head phase is the current value in the figure, and the phase signal number counter in the previous head phase is the previous value in the figure. In this way, by setting the number of phase signals to 1 → 1 → 2 → 2, cylinder discrimination becomes possible by using the previous number of phase signals and the current number of phase signals.

これにより、図５及び図６で説明した気筒判別ベースを確定するし、その後の気筒判別は、図５及び図６で説明したと同様に気筒判別値を拡張算出すればよい。これにより、クランク角センサ７が故障した場合であっても、左右のバンクの何れかのカムセンサ１３Ｒ、１３Ｌの信号を用いて気筒判別が可能となる。燃料噴射タイミングや点火制御に用いるクランク角は、先頭フェーズ間の周期（本実施形態では１８０ｄｅｇ）を元に角度算出を行えばよい。また、ＲＥＦ信号（角度制御の基点）については、先頭フェーズの位置を用いれば良い。 As a result, the cylinder discrimination base described with reference to FIGS. 5 and 6 is established, and the cylinder discrimination values thereafter may be expanded and calculated in the same manner as described with reference to FIGS. 5 and 6. As a result, even when the crank angle sensor 7 is out of order, the cylinder can be discriminated using the signals of the cam sensors 13R and 13L in the left and right banks. The crank angle used for fuel injection timing and ignition control may be calculated based on the period between the leading phases (180 deg in this embodiment). For the REF signal (angle control base point), the position of the head phase may be used.

図１０は、図７で説明したクランク角センサ７が故障した場合の気筒判別及び角度制御の一例のフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart of an example of cylinder discrimination and angle control when the crank angle sensor 7 described in FIG. 7 fails.

ステップ８０１では、カムセンサ１３Ｒ、１３Ｌとクランク角センサ７の信号入力を行う。ステップ１００１では、クランク角センサ７の診断でＮＧ判定されたか否かを行い、ＮＧ判定された場合には、ステップ１００２にて、右バンクのカムセンサ診断でＮＧ判定されたか否かを行う。右バンクのカムセンサ１３Ｒが正常であれば、ステップ１００３で、カムセンサ１３Ｒの信号位置が先頭フェーズ信号であるかを判定する。先頭フェーズ信号の位置の判定方法は、図７で説明した様に、フェーズ信号の入力毎の時間計測を行い、今回の時間と前回の時間の割合により判定する。 In step 801, signals are input to the cam sensors 13R and 13L and the crank angle sensor 7. In step 1001, it is determined whether or not an NG determination is made by the diagnosis of the crank angle sensor 7, and if an NG determination is made, whether or not an NG determination is made in the right bank cam sensor diagnosis is performed in a step 1002. If the right bank cam sensor 13R is normal, it is determined in step 1003 whether the signal position of the cam sensor 13R is the leading phase signal. As described with reference to FIG. 7, the method of determining the position of the leading phase signal is performed by measuring the time for each input of the phase signal and determining the ratio between the current time and the previous time.

次に、ステップ１００４では、ステップ１００３による先頭フェーズ信号のタイミングで、フェーズ信号数を確定し、ステップ１００５による前回のフェーズ信号数の情報とを用いて、ステップ１００６にて気筒判別を行う。ここで、片側のカムセンサのフェーズ信号のみによる気筒判別方法は、図７で説明した通りである。ステップ１００７では、ステップ１００３にて判定された先頭フェーズ信号と前回の先頭フェーズ信号間の時間を計測して、当該時間（本実施例では１８０ｄｅｇに要する時間）により、燃料噴射タイミング及び点火制御等の角度制御を行う。例えば、先頭フェーズ信号から１０ｄｅｇ先の角度を得るためには、（先頭フェーズ間の時間）×１０／１８０として求めた時間で行えばよい事になる。 Next, in step 1004, the number of phase signals is determined at the timing of the leading phase signal in step 1003, and cylinder discrimination is performed in step 1006 using the previous phase signal number information in step 1005. Here, the cylinder discrimination method based only on the phase signal of the cam sensor on one side is as described in FIG. In step 1007, the time between the leading phase signal determined in step 1003 and the previous leading phase signal is measured, and the fuel injection timing, ignition control, etc. are determined based on the time (time required for 180 deg in this embodiment). Perform angle control. For example, in order to obtain an angle of 10 deg ahead of the head phase signal, the time calculated as (time between head phases) × 10/180 may be used.

以上により、右側のバンクのカムセンサ１３Ｒの信号を用いて気筒判別及びクランク角演算が実現できる。 As described above, the cylinder discrimination and the crank angle calculation can be realized using the signal of the cam sensor 13R in the right bank.

これに対し、右側のバンクのカムセンサ１３Ｒが異常となった場合には（ステップ１００２の処理により判定）、左側のバンクのカムセンサ１３Ｌの信号を用いて、ステップ１００３から１００７の演算と同様に行えばよい。これをフローチャートで示したステップ１００８から１０１２である。当該ステップの説明は、ステップ１００３から１００７で説明した内容と同じであるので、説明を割愛する。 On the other hand, when the right bank cam sensor 13R becomes abnormal (determined by the processing in step 1002), the signal from the left bank cam sensor 13L can be used in the same manner as the calculation from steps 1003 to 1007. Good. This is shown in steps 1008 to 1012 in the flowchart. Since the description of this step is the same as the contents described in steps 1003 to 1007, the description is omitted.

以上、二つのバンクを持つ８気筒内燃機関の例で説明したが、同様に二つのバンクを持つ４気筒であってもよい。また、二つのバンクを持つ６気筒の場合には、フェーズ信号数の値を２４０ｄｅｇ毎の１→１→２または、１→２→２としてもよい。 The example of the 8-cylinder internal combustion engine having two banks has been described above, but a 4-cylinder having two banks may be used. In the case of 6 cylinders having two banks, the value of the number of phase signals may be 1 → 1 → 2 or 1 → 2 → 2 every 240 degrees.

本発明による気筒判別装置が適用される内燃機関の一つの実施形態を示す構成図。The block diagram which shows one Embodiment of the internal combustion engine to which the cylinder discrimination | determination apparatus by this invention is applied. 本発明による気筒判別装置が適用されるＶ８内燃機関を例としたカムロータとクランクロータの一つの実施形態を示す図。The figure which shows one Embodiment of the cam rotor and crank rotor which made the example the V8 internal combustion engine to which the cylinder discrimination | determination apparatus by this invention is applied. 本発明による気筒判別装置におけるフェーズ信号とＰＯＳ信号のプロファイルを示した図。The figure which showed the profile of the phase signal and the POS signal in the cylinder discrimination | determination apparatus by this invention. 本発明による内燃機関の気筒判別装置の制御システムの一つの実施形態を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows one Embodiment of the control system of the cylinder discrimination | determination apparatus of the internal combustion engine by this invention. ８気筒内燃機関に本発明による気筒判別装置を適用した場合の通常制御時のタイムチャート。The time chart at the time of normal control at the time of applying the cylinder discrimination device by this invention to an 8-cylinder internal combustion engine. ８気筒内燃機関に本発明による気筒判別装置を適用した場合のカムセンサ故障時のタイムチャート。The time chart at the time of a cam sensor failure at the time of applying the cylinder discrimination device by this invention to an 8-cylinder internal combustion engine. ８気筒内燃機関に本発明による気筒判別装置を適用した場合のクランク角センサ故障時のタイムチャート。The time chart at the time of a crank angle sensor failure at the time of applying the cylinder discrimination device by this invention to an 8-cylinder internal combustion engine. 図５で説明した通常時の内燃機関気筒判別及び角度制御のフローチャート。FIG. 6 is a flowchart of normal internal combustion engine cylinder discrimination and angle control described in FIG. 5. FIG. 図６で説明した片バンクのカムセンサが故障した場合の気筒判別及び角度制御のフローチャート。The flowchart of cylinder discrimination | determination and angle control when the cam sensor of one bank demonstrated in FIG. 6 fails. 図７で説明したクランク角センサが故障した場合の気筒判別及び角度制御のフローチャート。The flowchart of cylinder discrimination | determination and angle control when the crank angle sensor demonstrated in FIG. 7 fails.

符号の説明Explanation of symbols

７クランク角センサ
１０内燃機関
１１クランク軸
１２Ｒ、１２Ｌ燃焼室
１３Ｒ、１３Ｌカムセンサ
１５Ｒ、１５Ｌカム軸
１６Ｒ、１６Ｌロータ
１７ロータ
２３Ｒ、２３Ｌ燃料噴射弁
３０Ｒ、３０Ｌ点火コイル
７１コントロールユニット
４０１通常時気筒判別部
４０２通常時クランク角演算部
４０３自己診断部
４０４故障時気筒判別部
４０５故障時クランク角演算部
４０６噴射タイミング制御部
４０７点火制御部 7 Crank angle sensor 10 Internal combustion engine 11 Crankshaft 12R, 12L Combustion chamber 13R, 13L Cam sensor 15R, 15L Camshaft 16R, 16L Rotor 17 Rotor 23R, 23L Fuel injection valve 30R, 30L Ignition coil 71 Control unit 401 Normal cylinder discriminating section 402 Normal crank angle calculation unit 403 Self-diagnosis unit 404 Cylinder determination unit at failure 405 Crank angle calculation unit at failure 406 Injection timing control unit 407 Ignition control unit

Claims

第１のバンクと第２のバンクを有する内燃機関の気筒判別装置であって、
内燃機関のクランク軸の回転に応じてクランク信号を発生するクランク角センサと、前記第１のバンクのカム軸の回転に応じて第１のフェーズ信号を発生する第１のカムセンサと、前記第２のバンクのカム軸の回転に応じて第２のフェーズ信号を発生する第２のカムセンサと、前記第１のカムセンサ、前記第２のカムセンサ、前記クランク角センサの異常検出するセンサ診断手段と、正常時気筒判別手段と、異常時気筒判別手段とを有し、
前記第１のフェーズ信号と前記第２のフェーズ信号との両フェーズ信号のパターンは、それぞれクランク軸の回転の１８０ｄｅｇ毎に、１→１→２→２の信号数であり、前記両フェーズ信号数のパターンの位相は、少なくともクランク軸の１８０ｄｅｇ互いにずれており、
前記正常時気筒判別手段は、前記クランク角センサの信号により決定する所定クランク角間の二つのバンクのフェーズ信号数より気筒判別を行うものであり、
前記異常時気筒判別手段は、前記センサ診断手段により、前記第１のカムセンサと前記第２のカムセンサの何れか一方が異常であった場合に、前記所定クランク角間の正常側のカムセンサのフェーズ信号数を計測し、少なくても前記クランク軸の１８０ｄｅｇ前に計測された前回のフェーズ信号数と今回のフェーズ信号数との組合せにより、気筒判別を行うことを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。 A cylinder discrimination device for an internal combustion engine having a first bank and a second bank,
A crank angle sensor for generating a crank signal in response to rotation of the crankshaft of the internal combustion engine; a first cam sensor for generating a first phase signal in response to rotation of the camshaft of the first bank; and the second A second cam sensor for generating a second phase signal in response to rotation of the cam shaft of the bank, a sensor diagnostic means for detecting an abnormality in the first cam sensor, the second cam sensor, and the crank angle sensor, and normal Having an hour cylinder discriminating means and an abnormal time cylinder discriminating means ,
The pattern of both phase signals of the first phase signal and the second phase signal is the number of signals of 1 → 1 → 2 → 2 every 180 degrees of rotation of the crankshaft, and the number of both phase signals The phase of the pattern is shifted at least 180 degrees of the crankshaft,
The normal cylinder discriminating means discriminates a cylinder from the number of phase signals of two banks between predetermined crank angles determined by a signal of the crank angle sensor.
Before SL abnormal cylinder identification means, by the sensor diagnostic means, the first when either of the second cam sensor and the cam sensor is abnormal, the predetermined crank Kakuma normal side of the cam sensor phase signal A cylinder discriminating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a cylinder is discriminated based on a combination of the number of previous phase signals and the number of current phase signals measured at least 180 degrees before the crankshaft.

前記異常時気筒判別手段は、前記センサ診断手段により、前記第１のカムセンサと前記第２のカムセンサの少なくとも何れか一方が正常で、前記クランク角センサが異常であった場合には、正常側のカムセンサのフェーズ信号間の時間を計測することにより、前記フェーズ信号数のパターンを判定し、前回のフェーズ信号数のパターンとの組合せにより、気筒判別を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒判別装置。 The abnormal cylinder discriminating means, when the sensor diagnosing means, when at least one of the first cam sensor and the second cam sensor is normal and the crank angle sensor is abnormal, 2. The cylinder determination is performed according to claim 1, wherein the pattern of the number of phase signals is determined by measuring the time between the phase signals of the cam sensor, and the cylinder is determined based on a combination with the pattern of the number of phase signals of the previous time. A cylinder discrimination device for an internal combustion engine.

前記異常時気筒判別手段は、前記フェーズ信号間の時間を計測して、前回の時間と今回の時間の割合を算出し、当該割合が所定値以上の場合には、前記フェーズ信号数のパターンの先頭と判定し、前回のフェーズ信号数のパターンとの組合せにより、気筒判別を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の気筒判別装置。 The abnormal cylinder discriminating means measures the time between the phase signals and calculates the ratio between the previous time and the current time. If the ratio is equal to or greater than a predetermined value, the pattern of the number of phase signals is calculated. 3. The cylinder discriminating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 , wherein the cylinder discriminating is performed based on a combination with a pattern of the number of phase signals determined last time and a preceding phase signal number.