JP5673565B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

一般に、内燃機関の制御装置は、クランク軸の回転角度、すなわちクランク角をクランク角センサにより検出し、その検出されたクランク角に基づいて種々の制御や処理を行うように構成されている。クランク角センサは、クランク軸が所定角度回転する毎に、信号を発生させる。ここでは、クランク角センサはクランク軸が１０度回転する毎に信号を発生させるものとする。何らかのセンサ、例えば筒内圧センサの検出値を、クランク角センサの信号が入力される毎にアナログデジタル変換（以下、「ＡＤ変換」と略記）する処理を行うと、１０度毎のクランク角位置での筒内圧の値を取得することができる。

特許文献１には、前回のクランク角センサ信号の間隔時間ΔＴｉ−１をｎ等分して分割時間（ΔＴｉ−１）／ｎを算出し、今回のパルス信号の基準時ｉから所定数の分割時間が経過したタイミングＴi_k（ｋ＝１，２，・・・ｎ−１）におけるクランク角を基本中間クランク角i_kとして決定し、そのタイミングＴi_kにおける、筒内状態に関わるＰＶ^κ等の所定のパラメータの値が、今回又はそれより前の周期におけるパルス信号の基準時におけるパラメータ値と等しくなるようなクランク角i_k’を算出し、この算出したクランク角i_k’と基本中間クランク角i_kとを比較し、基本中間クランク角i_kの正否を判定する内燃機関の制御装置が開示されている。

特開２００７−４０２０８号公報

クランク角センサは、例えば、クランク軸に取り付けられた所定角度間隔の歯を有するタイミングロータと、このタイミングロータの歯を電磁的に検出するセンサとを備えた構成となっている。しかしながら、クランク角センサの出力にノイズが発生する場合がある。ＥＣＵは、このノイズをクランク角センサの正常な信号として認識してしまうため、ＥＣＵが認識するクランク角と実際のクランク角との間にズレが生じてしまう。その結果、内燃機関の制御に悪影響が及ぶ可能性がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Ｔを計時する計時手段と、
前回の前記間隔時間Ｔと今回の前記間隔時間Ｔとの変化量ΔＴを算出する手段と、
前回の前記変化量ΔＴと今回の前記変化量ΔＴとの変化量Δ（ΔＴ）を算出する手段と、
連続する３回の前記変化量Δ（ΔＴ）の値が、負の値，正の値，負の値、の順となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Ｔを計時する計時手段と、
今回の前記間隔時間Ｔと前回の前記間隔時間Ｔと前々回の前記間隔時間Ｔとの比と、１：１：１付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する比率判定手段と、
前記比率判定手段の判定結果が３回以上連続して不成立となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、
前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記変化量ΔＴがピークとなった回をｉ回目とし、（ｉ−２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−２）、（ｉ−１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−１）、ｉ回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ）、（ｉ＋１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋１）、（ｉ＋２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋２）としたとき、Ｔ（ｉ−２）：｛Ｔ（ｉ−１）＋Ｔ（ｉ）｝：Ｔ（ｉ＋１）の比と、Ｔ（ｉ−１）：｛Ｔ（ｉ）＋Ｔ（ｉ＋１）｝：Ｔ（ｉ＋２）の比とを算出し、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合にはｉ回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする。

また、第４の発明は、第２の発明において、
前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記３回以上連続して不成立となったうちの初回をｉ回目とし、（ｉ−２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−２）、（ｉ−１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−１）、ｉ回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ）、（ｉ＋１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋１）、（ｉ＋２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋２）としたとき、Ｔ（ｉ−２）：｛Ｔ（ｉ−１）＋Ｔ（ｉ）｝：Ｔ（ｉ＋１）の比と、Ｔ（ｉ−１）：｛Ｔ（ｉ）＋Ｔ（ｉ＋１）｝：Ｔ（ｉ＋２）の比とを算出し、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合にはｉ回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする。

また、第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記クランク角検出手段の信号が発生する毎に前記内燃機関の運転状態に関する所定のパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記パラメータ取得手段により取得されたクランク角毎の前記パラメータのデータ列から、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された回の前記パラメータのデータを除外し、その次の回以降の前記パラメータのデータを繰り上げるデータ列再編手段と、
を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することができる。

第２の発明によれば、クランク角検出手段の出力に発生するノイズを精度良く判定することができる。

第３の発明によれば、クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定された場合に、どの信号がノイズであるかを正確に識別することができる。

第４の発明によれば、クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定された場合に、どの信号がノイズであるかを正確に識別することができる。

第５の発明によれば、ノイズの影響によって生じた、クランク角毎に取得されたパラメータのデータ列のズレを適切に修正し、正しいデータ列を取得することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 クランク角センサの出力と、ＥＣＵが認識するクランク角と、ＡＤ変換のタイミングとの関係を示す図である。 クランク角センサの出力と、実際のクランク角と、ＥＣＵが認識するクランク角と、ＡＤ変換のタイミングとの関係を示す図である。 クランク角と筒内圧との関係を示す図である。 ＥＣＵ内のデータバッファを示す図である。 正常時およびノイズ発生時におけるクランク角センサの出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。 機関回転速度が一定の定常時における間隔時間Ｔ１０および変化量ΔＴ１０の変動を表す図である。 機関回転速度が増速する加速時における間隔時間Ｔ１０および変化量ΔＴ１０の変動を表す図である。 図７と同様の場合における変化量Δ（ΔＴ１０）の変動を表す図である。 図８と同様の場合における変化量Δ（ΔＴ１０）の変動を表す図である。 ノイズ発生時におけるクランク角センサの出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。 データ列の再編方法を説明するための図である。 ノイズ発生時におけるクランク角センサの出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。 図１３のパターンＡ，ＢおよびＣの各々の場合における今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比を示す表である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１のシステムは、内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、例えば車両等の動力源として好ましく使用することができる。内燃機関１０の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。内燃機関１０の各気筒には、ピストン１２と、吸気弁１４と、排気弁１６と、点火プラグ１８と、燃料インジェクタ２０とが設けられている。図示の構成では、燃料インジェクタ２０は、吸気ポート内に燃料を噴射するように設けられているが、筒内に直接に燃料を噴射するように設けられていてもよい。また、本実施形態の内燃機関１０は、火花点火式のものであるが、本発明は、ディーゼルエンジンや予混合圧縮着火内燃機関にも適用可能である。

内燃機関１０の本体には、図示しない吸気マニホールドを介して吸気通路２２が接続され、また、図示しない排気マニホールドを介して排気通路２４が接続されている。吸気通路２２の途中には、吸入空気量を制御するためのスロットル弁３０が配置されている。

また、本実施形態のシステムは、内燃機関１０のクランク軸２６の回転角度、すなわちクランク角を検出するクランク角センサ２８、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ３２、内燃機関１０に対する運転者からの負荷指令を検出するためのアクセルポジションセンサ３４、吸入空気量を検出するエアフローメータ（図示せず）等の各種センサと、時間を計測するタイマー３６と、制御手段としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを更に備えている。上述した各種のセンサおよびアクチュエータは、電気的にＥＣＵ５０と接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサにより検出した情報に基いて各アクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転を制御する。

筒内容積Ｖは、クランク角の関数であるので、クランク角をθとすると、関数Ｖ（θ）として表すことができる。関数Ｖ（θ）は、気筒のボア、ストローク、コンロッド長など、内燃機関１０の諸元により定まる。ＥＣＵ５０には、クランク角に基づいて筒内容積Ｖを算出するための情報（数式またはマップ）が予め記憶されている。

ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換することにより、筒内圧の値を取得する。このように、本実施形態では、筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換することが、筒内圧の値を取得することに対応している。以下の説明では、筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換することを単に「ＡＤ変換」と略称する場合がある。

筒内圧の値は、クランク角に伴って変化する波形を示すので、Ｐ（θ）として表すことができる。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、所定のクランク角間隔でＡＤ変換を行ってクランク角毎の筒内圧の値Ｐ（θ）を取得することにより、サイクル毎にＰ（θ）を計測する。そして、そのＰ（θ）の波形を用いて、あるいは、Ｐ（θ）×Ｖ（θ）またはＰ（θ）×Ｖ（θ）^κ（κは比熱比）などの計算値を用いて、サイクル毎の燃焼を解析し、その解析結果を内燃機関１０の種々の操作量（例えば、燃料噴射、点火、バルブタイミング等）に反映させる制御（以下、「筒内圧センサ利用制御」と称する）を行うことができる。

クランク角センサ２８は、例えば、クランク軸２６に取り付けられた所定角度間隔の歯を有するタイミングロータと、このタイミングロータの歯を電磁的に検出する電磁センサ（図示せず）とを備えた構成となっている。この電磁センサは、タイミングロータの歯の通過に応じて変動する波形の出力を発する。クランク角センサ２８は、その波形を整形することにより、タイミングロータの歯と歯の間隔に対応する所定のクランク角間隔の信号（パルス信号）を発生する。

内燃機関１０の１サイクルは、クランク軸２６の２回転に相当するので、クランク角は、０〜７２０°である。ただし、本実施形態では、上死点（圧縮上死点）からの角度でクランク角を表すこととし、上死点前のクランク角は「Ｂ」を冠した数字で表し、上死点後のクランク角は「Ａ」を冠した数字で表す。上死点は「ＴＤＣ」と表す。また、クランク角の間隔については単位を「ＣＡ（Crank Angle）」と表す。

本実施形態では、クランク角センサ２８は、クランク軸２６が１０ＣＡ回転する毎に、信号を発生させる。しかしながら、クランク角センサ２８の出力には、何らかの原因でノイズが発生する場合がある。クランク角センサ２８の出力に発生したノイズ（以下、単に「ノイズ」と称する）がＥＣＵ５０に入力されると、これをＥＣＵ５０が正常な信号として誤って認識する場合がある。

図２は、クランク角センサ２８の出力と、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と、ＡＤ変換のタイミングとの関係を示す図である。図２は、ノイズの発生がない場合（正常時）を表している。図２に示すように、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８の出力に基づいて、クランク角を認識する。すなわち、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８の信号が１０ＣＡ間隔で入力される毎に、認識するクランク角の値を１０ＣＡずつ更新（カウントアップ）する。また、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８の信号が発生する毎に、その信号に同期して筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換し、筒内圧の値を取得する。ノイズの発生がない場合には、このようにして、ＥＣＵ５０は、１０ＣＡ間隔のクランク角位置での筒内圧の値を正しく取得することができる。

図３は、クランク角センサ２８の出力と、実際のクランク角と、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と、ＡＤ変換のタイミングとの関係を示す図である。図３は、ノイズが発生した場合を表している。図３に示すように、ノイズが発生した場合には、ＥＣＵ５０が、このノイズをクランク角センサ２８の信号であると認識して、クランク角の値をカウントアップし、ＡＤ変換を行ってしまう。その結果、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と、実際のクランク角との間にズレが発生してしまう。そして、ノイズ発生以降のクランク角において、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と、筒内圧値との対応関係にズレが生ずる。

図４は、クランク角と筒内圧との関係を示す図である。図４の左側は、実際のクランク角と筒内圧との関係を表している。図４の右側は、ノイズが発生した場合の、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と筒内圧との関係を表している。上述したように、ノイズが発生した場合、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と筒内圧値との対応関係にズレが生じてしまうため、ＥＣＵ５０が認識する筒内圧の波形（図４の右側）が、実際の波形（図４の左側）とは違った、誤った形のものとなってしまう。このため、筒内圧データを利用した筒内圧センサ利用制御に悪影響が及んでしまう。

本実施形態では、クランク角センサ２８のノイズが発生した場合の上述したような悪影響を回避するため、以下に説明するような制御を行う。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８の信号が入力される毎に、筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換して筒内圧の値Ｐを取得するとともに、前回のクランク角センサ２８の信号との間隔時間（周期）をタイマー３６により計時する。この間隔時間は、クランク軸２６が１０ＣＡ回転するのに要した時間に相当しており、以下、記号Ｔ１０で表す。ＥＣＵ５０は、筒内圧値Ｐおよび間隔時間Ｔ１０のデータを、所定のクランク角区間に渡って取得し、バッファに格納する。図５は、ＥＣＵ５０内のデータバッファを示す図である。本実施形態では、図５に示すように、Ｂ１００からＡ１８０までの区間で筒内圧値Ｐおよび間隔時間Ｔ１０のデータを取得する。このデータ取得区間は、筒内圧センサ利用制御で必要な区間より延長された区間とされる。例えば、筒内圧センサ利用制御でＢ１００からＡ１４０までの筒内圧のデータを必要とする場合において、図５のようにＢ１００からＡ１８０までをデータ取得区間とする。このようにして図５に示すようなデータを取得した後、間隔時間Ｔ１０のデータに基づいて、ノイズが発生したか否かを判定する。なお、以下の説明では、図５に示すように、クランク角センサ２８の信号およびこれと同期して取得されるデータの順番を記号ｉで表す。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８の信号が入力される毎に、前回の間隔時間Ｔ１０（ｉ）と今回の間隔時間Ｔ１０（ｉ＋１）との変化量ΔＴ１０（ｉ＋１）を算出し、更に前回の変化量ΔＴ１０（ｉ）と今回の変化量ΔＴ１０（ｉ＋１）との変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋１））を算出し、これらの値を図５に示すデータバッファに格納する。変化量ΔＴ１０および変化量Δ（ΔＴ１０）は、次式により算出される。
ΔＴ１０（ｉ＋１）＝Ｔ１０（ｉ）−Ｔ１０（ｉ＋１）
Δ（ΔＴ１０（ｉ＋１））＝ΔＴ１０（ｉ）−ΔＴ１０（ｉ＋１）

図６は、正常時およびノイズ発生時におけるクランク角センサ２８の出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。図６の「正常時」に示すように、ノイズ発生のない正常な場合、各回の間隔時間Ｔ１０は、機関回転速度が一定の定常時であれば一定である。また、各回の間隔時間Ｔ１０は、機関回転速度が増速する加速時には漸減し、機関回転速度が減速する減速時には漸増するが、前後の間隔時間Ｔ１０と比べて長さが極端に変化することはない。一方、図６のノイズ発生時（１）あるいはノイズ発生時（２）は、正常時のクランク角センサ２８のｉ回目の信号と（ｉ＋１）回目の信号との間でノイズが発生した場合を表している。これらの場合には、ＥＣＵ５０がノイズを（ｉ＋１）回目であると誤って認識することにより、間隔時間Ｔ１０（ｉ＋１）あるいはＴ１０（ｉ＋２）が、前後の間隔時間Ｔ１０と比べて極端に短くなる。

図７は、機関回転速度が一定の定常時における間隔時間Ｔ１０および変化量ΔＴ１０の変動を表す図である。図７には、図６のノイズ発生時（１）のパターンでノイズが発生した場合と、ノイズ発生のない正常な場合とが示されている。図７に示すように、定常時であってノイズ発生のない場合には、間隔時間Ｔ１０は一定であるので、変化量ΔＴ１０はゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量ΔＴ１０の値が変動する。

図８は、機関回転速度が増速する加速時における間隔時間Ｔ１０および変化量ΔＴ１０の変動を表す図である。図８には、図６のノイズ発生時（２）のパターンでノイズが発生した場合と、ノイズ発生のない正常な場合とが示されている。図８に示すように、加速時であってノイズ発生のない場合には、間隔時間Ｔ１０は漸減するので、変化量ΔＴ１０は一定の値を維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量ΔＴ１０の値が変動する。

図９は、図７と同様の場合における変化量Δ（ΔＴ１０）の変動を表す図である。図９に示すように、定常時であってノイズ発生のない場合には、変化量ΔＴ１０はゼロを維持するので、変化量Δ（ΔＴ１０）もゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量Δ（ΔＴ１０）の値が変動する。

図１０は、図８と同様の場合における変化量Δ（ΔＴ１０）の変動を表す図である。図１０に示すように、加速時であってノイズ発生のない場合には、変化量ΔＴ１０は一定の値を維持するので、変化量Δ（ΔＴ１０）はゼロを維持する。これに対し、ノイズが発生した場合には、変化量Δ（ΔＴ１０）の値が変動する。

図９では、ノイズ発生時に、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋１））が負（マイナス）の値、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋２））が正（プラス）の値、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋３））が負（マイナス）の値となっている。また、図１０では、ノイズ発生時に、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋２））が負の値、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋３））が正の値、変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋４））が負の値となっている。このように、図９および図１０の何れの場合においても、ノイズ発生のないときには変化量Δ（ΔＴ１０）の値はゼロを維持し、ノイズが発生時には、連続する３回の変化量Δ（ΔＴ１０）の値が、負，正，負、の順で現れるという特性がある。本実施形態では、この特性を利用して、クランク角センサ２８のノイズを判定する。

すなわち、ＥＣＵ５０は、図５に示すデータバッファに格納された各回の変化量Δ（ΔＴ１０）の値に基づき、連続する３回の変化量Δ（ΔＴ１０）の値が、負の値，正の値，負の値、の順となっている箇所の有無を判定し、そのような箇所が存在する場合にはノイズが発生したと判定し、そのような箇所が存在しない場合にはノイズは発生していないと判定する。このような本実施形態のノイズ判定方法によれば、クランク角センサ２８のノイズ発生の有無を単純な判断手法によって精度良く判定することができる。また、変化量ΔＴ１０の値（絶対値）は加速時や減速時にはゼロとはならないので、変化量ΔＴ１０の値に基づいてノイズ発生を判定する場合には、閾値を予め設定する必要がある。このため、閾値の設定によっては、ノイズ発生の有無を精度良く判定できない可能性がある。これに対し、本実施形態のノイズ判定方法によれば、変化量Δ（ΔＴ１０）の符号に基づいてノイズ発生の有無を判定することができるので、閾値の設定を不要としつつ、ノイズ発生の有無を精度良く判定することができる。

前述したように、図９の例と図１０の例とは、図６のノイズ発生時（１）とノイズ発生時（２）とに対応しており、何れも、ＥＣＵ５０が（ｉ＋１）回目と認識した信号がノイズの場合である。その一方で、図９の例では変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋２））が正の値であり、図１０の例では変化量Δ（ΔＴ１０（ｉ＋３））が正の値である。このため、連続する３回の変化量Δ（ΔＴ１０）の値が、負の値，正の値，負の値、の順となった場合、そのことだけからは、どの信号がノイズであったかを識別することができない。

本実施形態では、上述した方法によってノイズの発生が判定された場合に、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別することができる。図７に示す例では、変化量ΔＴ１０の値は（ｉ＋１）回目でピーク（最大値）になっている。すなわち、変化量ΔＴ１０の値がピークになる回と、ＥＣＵ５０が認識した信号がノイズであった回とが一致している。これに対し、図８に示す例では、変化量ΔＴ１０の値は（ｉ＋２）回目でピーク（最大値）になっている。すなわち、ＥＣＵ５０が認識した信号がノイズであった回の１回後に、変化量ΔＴ１０の値がピークになっている。したがって、変化量ΔＴ１０の値がピークになった回をｉ回目と置き換えると、ｉ回目または（ｉ−１）回目の信号がノイズであると言える。

図１１は、ノイズ発生時におけるクランク角センサ２８の出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。変化量ΔＴ１０の値がピークになった回をｉ回目とすると、（ｉ−１）回目の信号がノイズとなる場合とは図１１の上の図のような場合であり、ｉ回目の信号がノイズとなる場合とは図１１の下の図のような場合である。したがって、図１１の上の図の場合と下の図の場合とを判別することができれば、どの信号がノイズであるかを識別することができる。

図１１の上の図の場合には、Ｔ１０（ｉ−１）とＴ１０（ｉ）との和が本来の間隔時間Ｔ１０に相当している。このため、この場合には、Ｔ１０（ｉ−２）：｛Ｔ１０（ｉ−１）＋Ｔ１０（ｉ）｝：Ｔ１０（ｉ＋１）の比は、内燃機関１０の定常時であれば１：１：１となり、内燃機関１０の加速時または減速時であれば１：１：１に近い比となる。

これに対し、図１１の下の図の場合には、Ｔ１０（ｉ）とＴ１０（ｉ＋１）との和が本来の間隔時間Ｔ１０に相当している。このため、この場合には、Ｔ１０（ｉ−１）：｛Ｔ１０（ｉ）＋Ｔ１０（ｉ＋１）｝：Ｔ１０（ｉ＋２）の比は、内燃機関１０の定常時であれば１：１：１となり、内燃機関１０の加速時または減速時であれば１：１：１に近い比となる。

そこで、本実施形態では、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別する。すなわち、ＥＣＵ５０は、変化量ΔＴ１０の値がピークになった回をｉ回目とした場合、Ｔ１０（ｉ−２）：｛Ｔ１０（ｉ−１）＋Ｔ１０（ｉ）｝：Ｔ１０（ｉ＋１）の比と、Ｔ１０（ｉ−１）：｛Ｔ１０（ｉ）＋Ｔ１０（ｉ＋１）｝：Ｔ１０（ｉ＋２）の比とをそれぞれ算出し、両者を比較する。そして、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には、図１１の上の図の場合に相当すると判断できるため、（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定する。逆に、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合には、図１１の下の図の場合に相当すると判断できるため、ｉ回目の信号をノイズと判定する。

クランク角センサ２８の正常な信号に近い位置でノイズが発生した場合、図１１の上の図におけるＴ１０（ｉ−１）や図１１の下の図におけるＴ１０（ｉ＋１）が本来の間隔時間Ｔ１０に近い値となるため、（ｉ−１）回目の信号とｉ回目の信号との何れがノイズであるかを識別することが難しい場合もある。上述した方法によれば、そのような場合であっても、正常な信号とノイズとを確実に識別することができる。

ＥＣＵ５０は、上記のようにして、どの信号がノイズであったかを判定した後、図５のデータバッファに格納されている筒内圧値のデータ列を次のように再編する。図１２は、データ列の再編方法を説明するための図である。図５のデータバッファには、Ｂ１００に相当するｉ回目から、Ａ１８０に相当する（ｉ＋２７）回目までのクランク角センサ２８の信号に対応するデータが格納されている。以下の説明では、このうち、Ｂ３０に相当する（ｉ＋７）回目の信号がノイズと判定されたものとする。この場合には、データバッファに格納されている筒内圧値のデータ列Ｐ（ｉ）〜Ｐ（ｉ＋２７）のうちのＰ（ｉ＋７）は、ＥＣＵ５０がクランク角センサ２８のノイズを正常な信号と誤認して筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換した値であり、余分なデータである。実際には、Ｐ（ｉ＋７）ではなくＰ（ｉ＋８）がＢ３０における筒内圧値である。そこで、ＥＣＵ５０は、図１２に示すように、ノイズと判定された回の筒内圧値データであるＰ（ｉ＋７）を除外し、その次の回以降の筒内圧値データであるＰ（ｉ＋８）〜Ｐ（ｉ＋２７）を繰り上げることにより、筒内圧値のデータ列を再編する。これにより、Ａ１８０に対応する筒内圧値データは空白となるが、前述したように、筒内圧センサ利用制御で必要とする筒内圧のデータはＢ１００からＡ１４０までとしているので、Ａ１８０のデータがなくても問題ない。上記のようなデータ列の再編により、ＥＣＵ５０が認識するクランク角と筒内圧値との対応関係のズレを修正することができる。このため、図１２に示すように、ＥＣＵ５０が認識する筒内圧の波形を、修正前の誤った波形（図１２の左側）から、実際の正しい波形（図１２の右側）へと修正することができる。これにより、筒内圧データを利用した筒内圧センサ利用制御を正しく実行することができる。

以上説明した本実施形態では、クランク角センサ２８の信号が発生する毎に筒内圧値を取得する場合について説明したが、本発明において取得対象とするパラメータは、筒内圧値に限定されるものではなく、クランク角と対応付けて取得される種々のパラメータについて同様に適用することができる。

また、上述した実施の形態１においては、クランク角センサ２８が前記第１の発明における「クランク角検出手段」に、タイマー３６が前記第１の発明における「計時手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、変化量ΔＴ１０を算出することにより前記第１の発明における「変化量ΔＴを算出する手段」が、変化量Δ（ΔＴ１０）を算出することにより前記第１の発明における「変化量Δ（ΔＴ）を算出する手段」が、連続する３回の変化量Δ（ΔＴ１０）の値が、負の値，正の値，負の値、の順となった場合にノイズと判定することにより前記第１の発明における「ノイズ判定手段」が、クランク角センサ２８の信号の発生タイミングで筒内圧センサ３２の出力をＡＤ変換することにより前記第５の発明における「パラメータ取得手段」が、図１２を参照して説明した処理を実行することにより前記第５の発明における「データ列再編手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、ノイズの発生を判定する方法が異なること以外は実施の形態１と同様である。

図１３は、ノイズ発生時におけるクランク角センサ２８の出力と間隔時間Ｔ１０との関係を示す図である。図１３には、パターンＡ，ＢおよびＣの３つの場合が表されている。何れの場合も、（ｉ＋１）回目の信号がノイズであるものとする。パターンＡは、本来の間隔時間Ｔ１０の１／２が経過したときにノイズが発生した場合を表している。パターンＢは、本来の間隔時間Ｔ１０の１／１０が経過したときにノイズが発生した場合を表している。パターンＣは、本来の間隔時間Ｔ１０の９／１０が経過したときにノイズが発生した場合を表している。

本実施形態において、ＥＣＵ５０は、今回の間隔時間Ｔ１０と、前回の間隔時間Ｔ１０と、前々回の間隔時間Ｔ１０との比を算出し、その比と１：１：１付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する。図１４は、図１３のパターンＡ，ＢおよびＣの各々の場合における今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比を示す表である。機関回転速度が一定で、ノイズの発生のない場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比は１：１：１となるが、ノイズが発生するとその比が１：１：１から大きく乖離する。このため、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、１：１：１との一致が成立するか否かにより、ノイズの発生を判定することができる。ただし、内燃機関１０の加速や減速、あるいは回転変動の影響によって、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比が１：１：１からずれる場合があることを考慮する必要がある。このため、１：１：１付近の所定の比率範囲に収まる場合には、一致が成立すると判定する。本実施形態では、１±０．２以内を所定の比率範囲とし、この比率範囲内の場合には一致が成立すると判定する。例えば、１：０．８：１．２の場合には、一致が成立すると判定する。

図１４に示すように、パターンＡの場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、（ｉ＋１）回目から（ｉ＋４）回目まで４回連続する。パターンＢの場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、（ｉ＋１）回目から（ｉ＋３）回目まで３回連続する。なお、パターンＢの場合の（ｉ＋４）回目における比１：１：０．９は、上記所定の比率範囲内であるので、一致が成立すると判定される。パターンＣの場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が不成立となる状態が、（ｉ＋２）回目から（ｉ＋４）回目まで３回連続する。なお、パターンＣの場合の（ｉ＋１）回目における比１．１：１．１：１は、上記所定の比率範囲内であるので、一致が成立すると判定される。

このように、ノイズが発生した場合には、パターンＡ，ＢおよびＣの何れにおいても、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致の不成立が少なくとも３回連続して発生する。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、次のようにしてノイズの発生を判定する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２８からの信号の入力がある毎に、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する。そして、その一致が不成立となることが３回以上連続した場合には、ノイズが発生したと判定する。このようなノイズ判定方法によれば、正常な場合とノイズが発生した場合とを正確に判別することができ、ノイズ発生の有無を精度良く判定することができる。

また、本実施形態では、ノイズが発生したと判定された場合、次のようにして、どの信号がノイズであったかを識別することができる。図１４に示すように、パターンＡおよびＢの場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となるのは（ｉ＋１）回目であり、この（ｉ＋１）回目の信号がノイズである。一方、パターンＣの場合には、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となるのは（ｉ＋２）回目であるので、ノイズである（ｉ＋１）回目の信号の次の回である。したがって、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となった回をｉ回目と置き換えると、ｉ回目または（ｉ−１）回目の信号がノイズであると言える。

そこで、本実施形態では、今回の間隔時間Ｔ１０と前回の間隔時間Ｔ１０と前々回の間隔時間Ｔ１０との比と、上記所定の比率範囲との一致が最初に不成立となった回をｉ回目とした場合に、ｉ回目の信号と（ｉ−１）回目の信号との何れがノイズであるかを実施の形態１と同様にして識別する。すなわち、Ｔ１０（ｉ−２）：｛Ｔ１０（ｉ−１）＋Ｔ１０（ｉ）｝：Ｔ１０（ｉ＋１）の比と、Ｔ１０（ｉ−１）：｛Ｔ１０（ｉ）＋Ｔ１０（ｉ＋１）｝：Ｔ１０（ｉ＋２）の比とをそれぞれ算出し、両者を比較する。そして、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には、（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定する。逆に、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合には、ｉ回目の信号をノイズと判定する。このようにして、どの信号がノイズであったかを正確に識別することができる。

１０ 内燃機関
１２ ピストン
１４ 吸気弁
１６ 排気弁
１８ 点火プラグ
２０ 燃料インジェクタ
２２ 吸気通路
２４ 排気通路
２６ クランク軸
２８ クランク角センサ
３０ スロットル弁
３２ 筒内圧センサ
３４ アクセルポジションセンサ
５０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
   前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Ｔを計時する計時手段と、
   前回の前記間隔時間Ｔと今回の前記間隔時間Ｔとの変化量ΔＴを算出する手段と、
   前回の前記変化量ΔＴと今回の前記変化量ΔＴとの変化量Δ（ΔＴ）を算出する手段と、
   連続する３回の前記変化量Δ（ΔＴ）の値が、負の値，正の値，負の値、の順となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を発生させるクランク角検出手段と、
   前記クランク角検出手段の信号の間隔時間Ｔを計時する計時手段と、
   今回の前記間隔時間Ｔと前回の前記間隔時間Ｔと前々回の前記間隔時間Ｔとの比と、１：１：１付近の所定の比率範囲との一致が成立するか否かを判定する比率判定手段と、
   前記比率判定手段の判定結果が３回以上連続して不成立となった場合に、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定するノイズ判定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記変化量ΔＴがピークとなった回をｉ回目とし、（ｉ−２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−２）、（ｉ−１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−１）、ｉ回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ）、（ｉ＋１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋１）、（ｉ＋２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋２）としたとき、Ｔ（ｉ−２）：｛Ｔ（ｉ−１）＋Ｔ（ｉ）｝：Ｔ（ｉ＋１）の比と、Ｔ（ｉ−１）：｛Ｔ（ｉ）＋Ｔ（ｉ＋１）｝：Ｔ（ｉ＋２）の比とを算出し、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合にはｉ回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記ノイズ判定手段は、前記クランク角検出手段の出力にノイズが発生したと判定した場合に、前記３回以上連続して不成立となったうちの初回をｉ回目とし、（ｉ−２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−２）、（ｉ−１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ−１）、ｉ回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ）、（ｉ＋１）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋１）、（ｉ＋２）回目の前記間隔時間ＴをＴ（ｉ＋２）としたとき、Ｔ（ｉ−２）：｛Ｔ（ｉ−１）＋Ｔ（ｉ）｝：Ｔ（ｉ＋１）の比と、Ｔ（ｉ−１）：｛Ｔ（ｉ）＋Ｔ（ｉ＋１）｝：Ｔ（ｉ＋２）の比とを算出し、前者の比が後者の比より１：１：１に近い場合には（ｉ−１）回目の信号をノイズと判定し、後者の比が前者の比より１：１：１に近い場合にはｉ回目の信号をノイズと判定する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記クランク角検出手段の信号が発生する毎に前記内燃機関の運転状態に関する所定のパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
   前記パラメータ取得手段により取得されたクランク角毎の前記パラメータのデータ列から、前記ノイズ判定手段によりノイズと判定された回の前記パラメータのデータを除外し、その次の回以降の前記パラメータのデータを繰り上げるデータ列再編手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の制御装置。

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