JP7108496B2 - 内燃機関始動制御方法及び内燃機関駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の駆動制御装置に係り、特に、クランクセンサ故障時における低温始動の信頼性、安定性の向上等を図ったものに関する。

複数の気筒を有する内燃機関においては、クランクセンサによって得られるクランクホイールの回転に対応したクランクセンサ信号と、カムセンサによって得られるカムホイールの回転に対応したカムセンサ信号を用いて、この２つの信号の相対関係や出現パターン等に基づいて気筒判別を行い内燃機関の駆動制御を行うことは良く知られている通りである。

このような内燃機関においては、装置の安全性、信頼性の確保等の観点から、部品故障等に起因する異常な制御状態が生じた場合に対する応急的な制御が実行可能な構成が採られることが多い。
例えば、クランクセンサ信号の取得に用いられるクランクセンサが故障した場合に、カムセンサによって検出されたカムセンサ信号を基にしてクランクセンサ信号の１歯分に対応するインクリメント信号を擬似的に生成することで非常運転を可能とした技術等が縷々提案、実用化されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開平５－２４０１０２号公報

しかしながら、低温環境下における内燃機関の始動時において、カムセンサ信号が正常に取得できない状態に陥ることがあり、そのため、カムセンサ信号を基にしたクランク信号の疑似信号であるインクリメント信号が正常に更新されなくなり、噴射タイミングのずれを招き、最悪時には、失火によりエンジン始動ができなくなるという問題がある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、低温始動の際にカムセンサ信号が適切に取得できない状態にあっても、確実なエンジン始動を確保することができる内燃機関始動制御方法及び内燃機関駆動制御装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関始動制御方法は、
クランクセンサの故障時における内燃機関の始動を支援する内燃機関始動制御方法であって、
カムセンサによって検出されたカムセンサ信号の周期であるカムセンサ信号周期を計測すると共に、前記内燃機関の気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号であるＴＤＣ信号の周期であるＴＤＣ信号周期を計測し、
前記クランクセンサによって検出されるクランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の周期を、前記カムセンサ信号周期と前記ＴＤＣ信号周期を用いて所定の演算式により算出し、
前記インクリメント信号の周期に基づいて算出した前記内燃機関の回転数を、前記内燃機関の始動制御に供することで前記内燃機関の始動確保を図ったものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関駆動制御装置は、
内燃機関の動作制御がクランクセンサ信号及びカムセンサ信号に基づいて実行可能に構成されてなる電子制御ユニットを具備してなる内燃機関駆動制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
カムセンサによって検出されたカムセンサ信号の周期であるカムセンサ信号周期を計測すると共に、前記内燃機関の気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号であるＴＤＣ信号の周期であるＴＤＣ信号周期を計測し、
前記クランクセンサによって検出されるクランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の周期を、前記カムセンサ信号周期と前記ＴＤＣ信号周期を用いて所定の演算式により算出し、
前記インクリメント信号の周期に基づいて算出した前記内燃機関の回転数を用いて前記内燃機関の始動制御を実行可能に構成されてなるものである。

本発明によれば、何らかの原因によりカムセンサ信号周期が計測されない場合にあっても、ＴＤＣ信号周期によってインクリメント信号の更新が確保されるため、従来と異なり、インクリメント信号の更新頻度を高めることができるので、噴射タイミングのずれが発生し易い低温始動時において、従来に比して、より確実な噴射タイミングの確保が可能となり、信頼性、安定性の高い車両を提供することができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における内燃機関駆動制御装置の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理の全体手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理において実行される低温エンジン始動バックアップ処理の具体的な手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態における低温エンジン始動バックアップ処理において実行されるバッテリ電圧最低点を検出する処理の具体的手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態における低温エンジン始動バックアップ処理により生成されるインクリメント信号の発生タイミングを示すタイミングチャートであって、図５（Ａ）はカムセンサ信号の発生タイミングを示すタイミングチャート、図５（Ｂ）はＴＤＣ信号の発生タイミングを示すタイミングチャート、図５（Ｃ）はインクリメント信号の発生タイミングを示すタイミングチャート、図５（Ｄ）はインクリメント信号によって取得されるエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態における低温エンジン始動バックアップ処理において実行される電圧最低点を検出する最小点検出処理の実行の際のバッテリ電圧の変化例を模式的に示す模式図である。 本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理を実行した場合のエンジン回転数の変化例を模式的に示す模式図である。 従来技術を用いて生成されたインクリメント信号に基づいてエンジン回転数を取得した場合のエンジン回転数の変化例を模式的に示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関駆動制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における内燃機関駆動制御装置は、自動車両に搭載された電子制御ユニット１００と、カムセンサ１と、クランクセンサ２とを主たる構成要素として構成されてなるものである。

電子制御ユニット１００は、燃料噴射制御等の自動車両の運転に必要な種々の制御処理を実行可能に構成されたもので、それ自体は、電子制御を可能とした従来の自動車両に搭載されたものと基本的に同一構成を有するものである。
かかる電子制御ユニット１００は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の揮発性の記憶素子、また、不揮発性の記憶素子（図示せず）を備えると共に、入出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。

電子制御ユニット１００には、カムセンサ１の検出信号やクランクセンサ２の検出信号と共に、図示されないセンサにより検出されたエンジン回転数、車速、エンジン（図示せず）の冷却水温などの、エンジンの動作制御に必要な種々の検出信号等が入力され、燃料噴射制御処理や後述する内燃機関始動制御処理などに供されるようになっている。

なお、本発明の実施の形態において、内燃機関としてのエンジン（図示せず）は４気筒構成で、次述するクランクホイール４の２回転（７２０度）に対して、カムホイール３が１回転（３６０度）するように設けられている。
そして、クランクホイール４が２回転する間に、４つの気筒（図示せず）において、それぞれ吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び、排気行程の１機関サイクルが実行されるようになっている。

図示されないカムシャフトに取着されたカムホイール３は、従来同様、その周縁には９０度間隔で径方向において外側へ向かって設けられた４つのカム歯３ａ～３ｄと、一つのカム歯３ａから所定角度離れて設けられた基準用カム歯３ｅとを有する構成となっている。

カムセンサ１は、４つのカム歯３ａ～３ｄと基準用カム歯３ｅが近傍を通過する適宜な位置に設けられている。かかるカムセンサ１は、従来同様、４つのカム歯３ａ～３ｄと基準用カム歯３ｅが、それぞれカムセンサ１の近傍を通過することに対応してパルス信号であるカムセンサ信号を出力するようになっている。

また、図示されないクランクシャフトに取着されたクランクホイール４は、従来同様、その周縁には、所定の角度間隔で複数のクランク歯４ａが径方向において外側へ向かって設けられており、その内、例えば、連続する２つ分のクランク歯が欠歯された構成を有するものとなっている。
クランクセンサ２は、クランク歯４ａが近傍を通過する適宜な位置に設けられており、クランク歯４ａが通過することに対応してパルス信号であるクランク信号が出力されるようになっている。

なお、図示されないエンジンは、従来同様、スタータ５によって始動されるものである。
すなわち、イグニッションキー６をキーホールに挿入し、エンジンスタート位置まで回すことで、リレー７を介してスタータ５にバッテリ８からの電源電圧が供給される。これによって、スタータ５が回転開始することでエンジン始動が行われる。

次に、電子制御ユニット１００により実行される本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理について、図２乃至図７を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理の全体の概略手順について、図２を参照しつつ説明する。
電子制御ユニット１００による処理が開始されると、クランキングが開始されてエンジン始動が行われ（図２のステップＳ１００参照）、次いで、クランクセンサ信号が正常であるか否かが判定される（図２のステップＳ２００参照）。

クランクセンサ信号が正常と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ３００の処理へ進む一方、クランクセンサ信号は正常ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ５００の処理へ進むこととなる。
なお、クランクセンサ信号が正常か否かは、例えば、一定時間の間に取得されるクランクセンサ信号の積算値が所定の閾値を超えているか否かによって判定する方法がある。

すなわち、この場合、予め定められた一定時間のクランクセンサ信号の積算値が所定の閾値を下回る場合には、クランクセンサ信号が故障、すなわち、換言すれば、クランクセンサ２が故障であると判定することができる。
判定方法自体は、従来から用いられるもので良く、特定の手法に限定される必要は無い。

ステップＳ３００においては、クランクセンサ信号が正常であることに対応して、クランクセンサ信号に基づくエンジン回転数の取得が、従来同様の通常の処理の実行によって行われる。
次いで、エンジン始動が正常になされたか否かが判定され（図２のステップＳ４００参照）、正常に始動されたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、一連の処理は終了されて、一旦、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
一方、ステップＳ４００において、エンジン始動が正常になされていないと判定された場合（ＮＯの場合）、先のステップ２００へ戻り、一連の処理が繰り返されることとなる。

ステップＳ５００においては、低温始動であるか否かが判定される。
低温始動に該当するか否かの判断は、外気温度やエンジン冷却水温、バッテリ８の容量、エンジンの仕様等によって異なり、特定の判断条件に限定されるものではない。
したがって、低温始動に該当するか否かの具体的な判断条件は、上述の判断要因を考慮して、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。なお、低温始動の判断要素の一つである外気温度の目安としては、大凡０度前後である。

ステップＳ５００において、低温始動であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ６００の処理へ進む一方、低温始動ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ７００の処理へ進むこととなる。

まず、ステップＳ７００においては、従来同様のエンジン始動バックアップ処理（通常エンジン始動バックアップ処理）が実行される。
すなわち、この通常エンジン始動バックアップ処理は、クランクセンサ信号が故障した状態にあって、かつ、低温始動ではない場合に、エンジンの始動を可能とする制御である。

具体的には、例えば、カムセンサ信号に基づいて擬似的に生成されたクランクセンサ信号を用いてエンジン始動を行う方法などがある。この通常エンジン始動バックアップ処理は、特定の方法に限定される必要はなく、従来から知られている種々の手法のいずれを用いるかは任意である。

一方、ステップＳ６００においては、本発明の実施の形態における内燃機関始動制御処理としての低温エンジン始動バックアップ処理が実行される。
この低温エンジン始動バックアップ処理は、特に、クランクセンサ信号が故障した状態にあって、かつ、低温始動の場合におけるエンジンの始動を従来に比して確実に確保可能とした制御である（詳細は後述）。
ステップＳ６００又はステップＳ７００の処理実行後は、先に説明したステップＳ４００の処理へ進むこととなる。

次に、低温エンジン始動バックアップ処理の具体的な手順について、図３及び図４に示されたサブルーチンフローチャート、図５に示されたタイミングチャート及び図６に示された特性線図を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施の形態における低温エンジン始動バックアップ処理について概括的に説明する。

本発明の実施の形態における低温エンジン始動バックアップ処理は、特に、クランク信号の代わりとなる疑似信号であるインクリメント信号を、カムセンサ信号の周期とＴＤＣ信号の周期に基づいて生成する点に特徴を有するものである。

ここで、ＴＤＣ信号は、図示されない気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号である。本発明の実施の形態において、ＴＤＣ信号は、バッテリ電圧の変動に基づいて検出されるものとなっている（詳細は後述）。

以下、図３に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ、具体的に説明する。
電子制御ユニット１００による処理が開始されると、最初に入力信号判別が行われる（図３のステップＳ６１０参照）。
すなわち、カムセンサ信号又はＴＤＣ信号のいずれが入力されたか否かが判定される。

ステップＳ６１０において、カムセンサ信号が入力されたと判定された場合には、ステップＳ６２０の処理へ進む一方、ＴＤＣ信号が入力されたと判定された場合には、ステップＳ６４０の処理へ進むこととなる。

ステップＳ６２０においては、カムセンサ信号間の時間、すなわち、周期計測が行われる。
本発明の実施の形態において、カムホイール３は、先に述べたように４つのカム歯３ａ～３ｄと一つの基準用カム歯３ｅを有している。
カムセンサ１は、４つのカム歯３ａ～３ｄと基準用カム歯３ｅが、カムセンサ１の近傍を通過すると、例えば、図５（Ａ）に示されたように、その通過に応じて一つのパルス信号がクランクセンサ信号として出力されるよう構成されている。

図５（Ａ）において、例えば、符号５Ｆａが付されたカムセンサ信号は、カム歯３ａの通過に対応し、その直ぐ後の符号５Ｆｅが付されたカムセンサ信号は、基準用カム歯３ｅの通過に対応している。また、符号５Ｆｂが付されたカムセンサ信号はカム歯３ｂの通過に、符号５Ｆｃが付されたカムセンサ信号はカム歯３ｃに、符号５Ｆｄが付されたカムセンサ信号はカム歯３ｄに、それぞれ対応している。

ステップＳ６２０におけるカムセンサ信号の周期計測は、一つのカムセンサ信号が検出されてから次のカムセンサ信号が検出されるまでの時間を計測するものである。
このような入力信号の周期計測は、従前から良く知られている方法を用いることができる。具体的には、ソフトウェアにより計時動作を行うカウンタを用いるのが好適である。

次いで、上述のようにして計測されたカムセンサ信号周期に基づいてクランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の算出が行われる（図３のステップＳ６３０参照）。かかるインクリメント信号は、クランクセンサ信号の１歯分に相当する信号である。
なお、このように、最新のカムセンサ信号周期に基づいて、算出されるインクリメント信号を、説明の便宜上、”センサインクリメント信号”と称する。

以下、このインクリメント信号の算出について具体的に説明する。
まず、本発明の実施の形態においては、先に述べたようにクランクホイール４の２回転（７２０度）に対して、カムホイール３は１回転（３６０度）する構成となっている。
本発明の実施の形態におけるカムホイール３のカム歯３ａ～３ｄは９０度間隔で設けられているため、ステップＳ６２０において計測されるカムセンサ信号の１周期の時間は、カムホイール３の９０度回転の時間に対応する。

換言すれば、カムホイール３の９０度回転は、クランクホイール４の１８０度回転に相当する。したがって、ステップＳ６２０において計測されたカムセンサ信号の１周期の時間をＴcas(n)とし、クランクホイール４の１８０度間のクランク歯の数（クランク信号数）をＮsimとすると、従来のインクリメント信号Ｓ(n)は、Ｓ(n)＝Ｔcas(n)／Ｎsimと求められるものであった。

これに対して、本発明の実施の形態においては、カムセンサ信号の１周期が計測された直後に算出されるインクリメント信号は、計測されたカムセンサ信号周期がｎ回目の計測結果とし、Ｔcas(n)と表されるものとすると、下記する演算式（第１の式）により算出されるものなっている。

Ｓcas(n)＝｛ａ×Ｔcas(n)＋ｂ×Ｔbat(n-1)｝/Ｎsim・・・式１

ここでＳcas(n)は、インクリメント信号の周期であり、この周期が算出された以後、この周期でインクリメント信号が逐次生成されることとなる。
また、上述の式中、Ｔbat(n-1)は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されたように、カムセンサ信号周期Ｔcas(n)が計測された時点より以前において計測された直近のＴＤＣ信号の１周期の値である。
また、Ｎsimは、先に述べたようにクランクホイール４の１８０度間のクランク歯数である。

さらに、ａ及びｂは、重み付け係数であって、ａ＋ｂ＝１となるように定められたものである。
インクリメント信号は、カムセンサ信号の新たな１周期の計測値が得られる度毎に更新されるのが本来である。
しかしながら、低温始動が要因でカムセンサ信号の新たな周期計測ができなかった場合、従来、インクリメント信号は、直近に計測されたカムセンサ信号の周期に基づいて求められたものが維持されるようになっていた。

これに対して、本発明の実施の形態においては、上述のようにインクリメント信号を、カムセンサ信号周期と、直近のＴＤＣ信号周期を用いて求めることで、従来と異なり、カムセンサ信号周期が更新されない場合にあっても、ＴＤＣ信号周期によって、重み付けに対応する分だけインクリメント信号が更新されるものとなっている。そのため、従来に比して、インクリメント信号の更新頻度が高く、より精度の高いインクリメント信号を得ることができる。

重み付け係数ａ及びｂは、それぞれ如何なる値とするかは任意であるが、ＴＤＣ信号周期よりも、カムセンサ信号周期が最新であることを考慮して、重み付け係数ａが重み付け係数ｂよりも大（ａ＞ｂ）に設定するのが好適である。なお、重み付け係数ａ，ｂを具体的に如何なる値に設定するかは、具体的な車両の仕様等を考慮して、試験結果やシミュレーション結果に基づいて選定するのが好適である。

一方、ＴＤＣ信号が入力された場合は、ステップＳ６４０においてＴＤＣ信号の周期計測が実行される。
ＴＤＣ信号は、先に述べたように、図示されない気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号で、バッテリ電圧の変動に基づいて検出されるものとなっている。
ここで、このバッテリ電圧の変動に基づくＴＤＣ信号の検出方法について、図４に示されたサブルーチンフローチャート及び図６に示されたバッテリ電圧の変化例を模式的に示した模式図を参照しつつ説明する。

まず、このバッテリ電圧の変動に基づくＴＤＣ信号の検出は、気筒に配設されたピストンが上死点に位置した際に、電気的負荷が上昇する為にバッテリ電圧がその前後に比して最も低下することを利用したものである。
以下、具体的に説明する。
まず、前提として、電子制御ユニット１００により、バッテリ電圧は所定時間間隔で計測されて、その計測電圧は逐次、電子制御ユニット１００内の適宜な記憶領域に一次的に記憶されるようになっているものとする。

電子制御ユニット１００によるＴＤＣ信号検出処理が開始されると、直近に計測された２つのバッテリ電圧の大小比較が行われる（図４のステップＳ６８０参照）。
ステップＳ６８０において、バッテリ電Ｖbatt(ｔ-1)は最新の計測電圧であり、バッテリ電圧Ｖbatt(t-2)は、最新の計測電圧より以前の直近の計測電圧である。

ステップＳ６８０においては、最新の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)が、直近の計測電圧Ｖbatt(t-2)よりも小さいか否かが判定される。
このステップＳ６８０は、最新の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)が、直近の計測電圧Ｖbatt(t-2)よりも小さいと判定（ＹＥＳの場合）されるまで繰り返される。

ステップＳ６８０において、最新の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)が、直近の計測電圧Ｖbatt(t-2)よりも小さいと判定されると、ステップＳ６８２の処理へ進む。
ステップＳ６８２においては、新たな計測電圧Ｖbatt(ｔ)が読み込まれ、先の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)が直近の計測電圧として計測電圧Ｖbatt(ｔ)と大小比較が行われる。
すなわち、新たな計測電圧Ｖbatt(ｔ)が直近の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)より大｛Ｖbatt(ｔ)＞Ｖbatt(ｔ-1)｝か否かが判定される。

ステップＳ６８２において、新たな計測電圧が直近の計測電圧より大、すなわち、Ｖbatt(ｔ)＞Ｖbatt(ｔ-1)であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、直近の計測電圧Ｖbatt(ｔ-1)が、ピストンの上下動に伴うバッテリ電圧の変動における最小電圧と判定されることとなる。

一方、ステップＳ６８２において、Ｖbatt(ｔ)＞Ｖbatt(ｔ-1)ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、先のステップＳ６８０へ戻り、一連の処理が繰り返されることとなる。
図６には、この計測例におけるバッテリ電圧の変化例が模式図として示されており、図中における各バッテリ電圧の表記は、図４におけるバッテリ電圧の表記と同一である。

結局、最小電圧Ｖbatt(ｔ-1)が計測された時点（ｔ－１）が、上死点（ＴＤＣポジション）として確定され（図４のステップＳ６８４参照）、電子制御ユニット１００内部においてＴＤＣ信号が生成されて、一連の処理が終了されることとなる。

ここで、再度、図３の処理手順の説明に戻ることとする。
ステップＳ６４０においては、上述のように生成されたＴＤＣ信号の周期計測が行われる。
この周期計測は、先にステップＳ６２０で説明したカムセンサ信号の周期計測と基本的に同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。

次いで、計測されたＴＤＣ信号周期に基づいて、クランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の算出が行われる（図３のステップＳ６５０参照）。
ここで、ＴＤＣ信号の周期に基づいて算出されるインクリメント信号を、先のセンサインクリメント信号と区別するため、説明の便宜上、以後、”電圧インクリメント信号”と称する。

ｎ回目に計測されたＴＤＣ信号周期をＴbat(n)とすると、本発明の実施の形態における電圧インクリメント信号Ｓbat(n)は、下記する演算式（第２の式）により算出されるものとなっている。

Ｓbat(n)＝｛c×Ｔcas(n)＋d×Ｔbat(n)｝/Ｎsim・・・式２

上記式中、Ｔcas(n)は、ＴＤＣ信号周期Ｔbat(n)の計測直前に計測されたカムセンサ信号周期である（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。

また、Ｎsimは、先に述べたようにクランクホイール４の１８０度間のクランク歯数である。
さらに、ｃ及びｄは、重み付け係数であって、ｃ＋ｄ＝１となるように定められたものである。

電圧インクリメント信号は、最新に計測されたＴＤＣ信号周期を重視するため、先のセンサインクリメント信号Ｓcas(n)における重み付け係数ａ，ｂと異なり、重み付け係数ｄが重み付け係数ｃよりも大（ｄ＞ｃ）と設定するのが好適である。
なお、重み付け係数ｃ，ｄを具体的に如何なる値に設定するかは、具体的な車両の仕様等を考慮して、試験結果やシミュレーション結果に基づいて選定するのが好適である。

上述のようにしてセンサインクリメント信号、又は、電圧インクリメント信号が算出されると、直近まで用いられていたインクリメント信号（センサインクリメント信号、又は、電圧インクリメント信号）が破棄され、新たに算出されたセンサインクリメント信号、又は、電圧インクリメント信号に置き換えられて、インクリメント信号の更新が行われる（図３のステップＳ６６０参照）。
次いで、更新されたインクリメント信号に基づいてエンジン回転数が算出されて新たなエンジン回転数の取得が行われる（図３のステップＳ６７０参照）。

このように、本発明の実施の形態において、インクリメント信号は、カムセンサ信号周期とＴＤＣ信号周期とを用いて生成されるため、新たなカムセンサ信号周期が計測された際に更新されるだけでなく、新たなＴＤＣ信号周期が計測された際にも更新される。

そのため、インクリメント信号を基に演算算出されるエンジン回転数は、従来と異なり、新たなカムセンサ信号周期、又は、新たなＴＤＣ信号周期のいずれかが計測される度毎に更新されることとなる（図５（Ａ）乃至図（Ｄ）参照）。
したがって、クランクセンサ２が故障した場合において低温始動の際にも、従来と異なり、信頼性、安定性の高いエンジン始動の確保による始動制御の支援が可能となる。

図７には、本発明の実施の形態におけるインクリメント信号の更新に対するエンジン回転数の変化のシミュレーション結果を示す特性線が、また、図８には、従来のインクリメント信号の更新に対するエンジン回転数の変化のシミュレーション結果を示す特性線が、それぞれ示されており、以下、２つの図を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるインクリメント信号の更新について、従来例と比較しつつ説明する。

図７及び図８において、横軸は時間経過を示し、縦軸はエンジン回転数を示している。
また、２つの図において、実線はエンジン回転数の変化を示す特性線である。
図７において、実線で表されたエンジン回転数の変化を示す特性線上の×印が付された箇所は、センサインクリメント信号が取得された時点、すなわち、先の第１の式に基づいてインクリメント信号が更新された時点を表している。また、同特性線上の丸印が付された箇所は、電圧インクリメント信号が取得された時点、すなわち、先の第２の式に基づいてインクリメント信号が更新された時点を表している。

一方、図８において、実線で表されたエンジン回転数の変化を示す特性線上の×印が付された箇所は、従来の方法によりインクリメント信号が更新された時点を表している。

図８を図７と比較して見ると、本発明の場合、複数回インクリメント信号の更新が繰り返された後、エンジン回転数が確実に徐々に上昇してゆくことが理解できる。
これに対して、従来の場合、複数回インクリメント信号の更新が繰り返された後、エンジン回転数は上下に変動し、エンジン回転数の円滑な上昇を確保し難いことが理解できる。

カムセンサ故障の際の低温始動における確実なエンジン始動の確保が所望される車両に適用できる。

１…カムセンサ
２－クランクセンサ
１００…電子制御ユニット

Claims (8)

1. クランクセンサの故障時における内燃機関の始動を支援する内燃機関始動制御方法であって、
   カムセンサによって検出されたカムセンサ信号の周期であるカムセンサ信号周期を計測すると共に、前記内燃機関の気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号であるＴＤＣ信号の周期であるＴＤＣ信号周期を計測し、
   前記クランクセンサによって検出されるクランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の周期を、前記カムセンサ信号周期と前記ＴＤＣ信号周期を用いて所定の演算式により算出し、
   前記インクリメント信号の周期に基づいて算出した前記内燃機関の回転数を、前記内燃機関の始動制御に供することで前記内燃機関の始動確保を図ったことを特徴とする内燃機関始動制御方法。
2. 前記所定の演算式は、
   前記カムセンサ信号周期の最新の値Ｔcas(n)が計測された際に用いられる第１の式と、前記ＴＤＣ信号周期の最新の値Ｔbat(n)が計測された際に用いられる第２の式とからなり、
   前記第１の式は、算出されるインクリメント信号の周期をＳcas(n)とすると、Ｓcas(n)＝｛ａ×Ｔcas(n)＋ｂ×Ｔbat(n-1)｝/Ｎsimと定義され、前記第１の式中、前記Ｔbat(n-1)は、前記Ｔcas(n)の計測直前に計測された直近のＴＤＣ信号周期であり、前記ａ及び前記ｂは、ａ＋ｂ＝１の関係を有する重み付け係数であって、前記Ｎsimは、前記カムセンサ信号の１周期の期間に前記クランクセンサによって検出されるクランク信号数であり、
   前記第２の式は、算出されるインクリメント信号の周期をＳbat(n)とすると、Ｓbat(n)＝｛c×Ｔcas(n)＋d×Ｔbat(n)｝/Ｎsimと定義され、前記第２の式中、前記Ｔcas(n)は、前記Ｔbat(n)の計測直前に計測された直近のカムセンサ信号周期であり、前記ｃ及び前記ｄは、ｃ＋ｄ＝１の関係を有する重み付け係数であって、前記Ｎsimは、前記カムセンサ信号の１周期の期間に前記クランクセンサによって検出されるクランク信号数であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関始動制御方法。
3. 前記重み付け係数ａ及びｂはａ＞ｂであり、前記重み付け係数ｃ及びｄはｄ＞ｃであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関始動制御方法。
4. 前記ＴＤＣ信号は、バッテリ電圧の変動に基づいて検出されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の内燃機関始動制御方法。
5. 内燃機関の動作制御がクランクセンサ信号及びカムセンサ信号に基づいて実行可能に構成されてなる電子制御ユニットを具備してなる内燃機関駆動制御装置であって、
   前記電子制御ユニットは、
   カムセンサによって検出されたカムセンサ信号の周期であるカムセンサ信号周期を計測すると共に、前記内燃機関の気筒に配設されたピストンの上死点の検出信号であるＴＤＣ信号の周期であるＴＤＣ信号周期を計測し、
   前記クランクセンサによって検出されるクランクセンサ信号の疑似信号としてのインクリメント信号の周期を、前記カムセンサ信号周期と前記ＴＤＣ信号周期を用いて所定の演算式により算出し、
   前記インクリメント信号の周期に基づいて算出した前記内燃機関の回転数を用いて前記内燃機関の始動制御を実行可能に構成されてなることを特徴とする内燃機関駆動制御装置。
6. 前記電子制御ユニットは、
   記所定の演算式として、前記カムセンサ信号周期の最新の値Ｔcas(n)が計測された際に第１の式を用い、前記ＴＤＣ信号周期の最新の値Ｔbat(n)が計測された際に第２の式を用い、それぞれインクリメント信号の周期を算出し、
   前記第１の式は、算出されるインクリメント信号の周期をＳcas(n)とすると、Ｓcas(n)＝｛ａ×Ｔcas(n)＋ｂ×Ｔbat(n-1)｝/Ｎsimと定義され、前記第１の式中、前記Ｔbat(n-1)は、前記Ｔcas(n)の計測直前に計測された直近のＴＤＣ信号周期であり、前記ａ及び前記ｂは、ａ＋ｂ＝１の関係を有する重み付け係数であって、前記Ｎsimは、前記カムセンサ信号の１周期の期間に前記クランクセンサによって検出されるクランク信号数であり、
   前記第２の式は、算出されるインクリメント信号の周期をＳbat(n)とすると、Ｓbat(n)＝｛c×Ｔcas(n)＋d×Ｔbat(n)｝/Ｎsimと定義され、前記第２の式中、前記Ｔcas(n)は、前記Ｔbat(n)の計測直前に計測された直近のカムセンサ信号信号周期であり、前記ｃ及び前記ｄは、ｃ＋ｄ＝１の関係を有する重み付け係数であって、前記Ｎsimは、前記カムセンサ信号の１周期の期間に前記クランクセンサによって検出されるクランク信号数であることを特徴とする請求項５記載の内燃機関駆動制御装置。
7. 前記重み付け係数ａ及びｂはａ＞ｂであり、前記重み付け係数ｃ及びｄはｄ＞ｃであることを特徴とする請求項６記載の内燃機関駆動制御装置。
8. 前記電子制御ユニットは、バッテリ電圧の変動に基づいて前記ＴＤＣ信号を検出可能に構成されてなることを特徴とする請求項５乃至請求項７いずれか記載の内燃機関始動制御方法。

Images