JPH0413547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子燃料噴射式内燃エンジンにおい
て順次燃料噴射を開始すべき最初の気筒を判別す
るため等に使用される内燃エンジンの特定気筒位
置検出装置に関する。

（従来の技術） 従来の内燃エンジンの特定気筒位置検出方法と
しては、各気筒の例えば吸気行程開始時の上死点
（TDC）に関し所定角度前のカム角度位置でカム
軸に設けられた一のカム角度位置センサである
TDCセンサが発生するTDC信号により各気筒の
吸気行程開始時に対応するカム角度位置を検出す
ると共に、該TDC信号と、カム軸の１回転毎に
同じカム軸（あるいはカム軸が２本あるエンジン
においては他のカム軸）に設けられた別のカム角
度位置センサである気筒判別センサが発生する気
筒判別信号とにより、特定気筒の位置を検出する
方法が知られている（特開昭60−84445号公報）。
この方法は、例えば内燃エンジンの燃料噴射制御
装置において、順次噴射方式等により燃料噴射を
行うべき気筒を電子的に判別するために適用され
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の方法では、TDCセンサ
と気筒判別センサとの２つのセンサをエンジンの
カム軸に設けて特定気筒位置を検出するものであ
るので、両センサの出力信号の電子制御装置への
伝送ケーブルが２本必要であり、また電子制御装
置内に設けられ前記センサからの出力信号を波形
整形する波形整形回路も２つ必要であるため、燃
料噴射制御装置等のコストダウンや電子制御装置
の小型化が困難であると云う問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内
燃エンジンの制御装置のコストの低減、並びに電
子制御装置の小型化が実現できる内燃エンジンの
特定気筒位置検出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） 上記目的を達成するために本発明においては、
内燃エンジンの複数の気筒に夫々対応した複数の
点火制御用パルスを発生する第１のパルサと、前
記複数の気筒に夫々対応する第１の所定カム角度
位置を表わすパルス及び前記気筒の特定の１つに
対応する前記第１の所定カム角度位置に隣接する
第２の所定カム角度位置を表わすパルスを発生す
る第２のパルサと、前記第２のパルサからの現在
パルスと直前パルスとの間で前記第１のパルサか
らのパルスが発生したか否かを判別するパルス発
生判別手段と、該パルス発生判別手段が前記第１
のパルサからのパルスが発生しなかつたと判別し
たとき前記第２のパルサからの前記現在パルスに
対応する気筒が前記特定の気筒であると判別する
特定気筒位置判別手段とを備えたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例に係る特定気筒位
置検出装置を含む内燃エンジンの燃料供給制御装
置の全体構成図であり、符号１は例えば３気筒４
サイクルの内燃エンジンを示し、該エンジン１の
図示しないカム軸周囲には第２のパルサとしての
TDCセンサ２が設けられている。TDCセンサ２
は従来のものと同様にエンジンのカム軸120°回転
毎に所定のカム角度位置で、即ち、第１気筒から
第３気筒までの各気筒の吸気行程開始時の上死点
（TDC）に関し所定角度前のカム角度位置で
TDC信号T₁，T₂，T₃を発生する（第２図及び第
３図ａ参照）。これに加えて、TDCセンサ２は内
燃エンジン１の第３気筒の吸気行程開始時に対応
するTDC信号T₃の発生角度位置から所定角度α
後のカム角度位置で気筒判別（シリンダ）信号
T₀を発生する（同図参照）、また、エンジン１の
本体には点火プラグの点火パルスを検出する点火
パルスセンサ３が設けられている。

前記TDCセンサ２が発生するTDC信号T₁，
T₂，T₃及びシリンダ信号T₀に対し、第１のパル
サとしての点火プラグの点火パルスI₁，I₂，I₃は
各気筒の圧縮行程終了時の上死点（TDC）に関
し所定角度前のカム角度位置（TDC信号T₁，
T₂，T₃の発生角度位置の略180°反対側の角度位
置）から点火進角θig前のカム角度位置で発生す
る（第２図及び第３図ｂ参照）。点火進角θigは図
示しない進角装置（例えばガバナ進角装置やバキ
ユーム進角装置等により主にエンジン回転数に応
じた値に設定されるが、第３図ａ，ｂに示すよう
に第１，第２，第３気筒に対する夫々の点火パル
スI₁，I₂，I₃が常に第３，第１，第２気筒に対す
る夫々のTDC信号T₃，T₁，T₂の発生角度位置よ
り前側の角度位置で発生するように設定されてい
る。同時にこの点火進角θigは第２気筒に対する
点火パルスI₂がシリンダ信号T₀の発生角度位置よ
り後側の角度位置で発生するような範囲内の値に
設定されている（第３図ｂ参照）。ここで、前記
所定角度αは点火進角θigが最大になつても点火
パルスI₂の発生時期がシリンダ信号T₀の発生時期
より前にならないような値に設定される。

換言すれば、TDC信号T₃とシリンダ信号T₀と
の間には常に点火パルスが発生せず、シリンダ信
号T₀とTDC信号T₁との間には常に点火パルスI₂
のみが、TDC信号T₁とT₂との間には常に点火パ
ルスI₃のみが、TDC信号T₂とT₃との間には常に
点火パルスI₁のみがそれぞれ発生する（第２図及
び第３図ａ，ｂ参照）。このため、シリンダ信号
T₀又はTDC信号T₁，T₂，T₃の発生時に、該シ
リンダ信号T₀又はTDC信号T₁，T₂，T₃と該各
信号の直前の信号T₃，T₀，T₁，T₂との間で点火
パルス（I₁，I₂又はI₃）が発生したか否かを判別
し、点火パルス（I₁，I₂又はI₃）が発生しなかつ
たとき、現在発生した信号がシリンダ信号T₀、
即ち特定気筒（第３気筒）に対応する（第２の）
所定カム角度位置を表わす信号であることを知る
ことができる。従つて、この直後には第１気筒に
対応する（第１の）所定カム角度位置を表わす
TDC信号が出力されることを予知することがで
きる。

前記TDC信号T₁，T₂，T₃、シリンダ信号T₀
及び点火パルスI₁，I₂，I₃は電子コントロールユ
ニツト（以下「ECU」という）４に送られる。
ECU４には、この他にも吸気管内の絶対圧P_BAを
検出する吸気管内絶対圧（P_BA）センサ５、スロ
ツトル弁の開度θ_THを検出するスロツトル弁開度
（θ_TH）センサ６、エンジン１の冷却水温T_Wを検
出するエンジン冷却水温（T_W）センサ７等の各
種エンジンパラメータセンサの出力信号が送られ
る。

一方、エンジン１の各気筒の吸気弁（図示せ
ず）の少し上流にはそれぞれ燃料噴射弁８が設け
られている。燃料噴射弁８は図示しない燃料ポン
プに接続されていると共に、ECU４に電気的に
接続されており、ECU４からの駆動信号によつ
て燃料噴射弁８の開弁時間が制御される。

ECU４は各種エンジンパラメータセンサから
の入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベ
ルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に
変換する等の機能を有する入力回路４ａ、中央演
算処理回路（以下「CPU」という）４ｂ，CPU
４ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結
果等を記憶する記憶回路４ｃ、及び前記燃料噴射
弁８に駆動信号を供給する出力回路４ｄ等から構
成される。ECU４は本実施例においては、パル
ス発生判別手段及び特定気筒位置判別手段を構成
するものである。

CPU４ｂは前記TDC信号T₁，T₂，T₃が入力
する毎に入力回路４ａを介して供給された前述の
各種エンジンパラメータセンサからのエンジンパ
ラメータ信号に応じ、次式（１）に従つて燃料噴
射弁８の燃料噴射時間T_OUTを算出する（第３図
ｃ，ｄ，ｅ参照）。

T_OUT＝T_i×K₁＋K₂ …(1) ここに、T_iは燃料噴射弁８の基本燃料噴射時間
であり、エンジン回転数N_e及び吸気管内絶対圧
P_BAに応じて決定される。K₁及びK₂はそれぞれ前
述の各センサからのエンジンパラメータ信号によ
りエンジン運転状態に応じた始動特性、排気ガス
特性、燃費特性、加速特性等の諸特性が最適なも
のとなるように所定の演算式に基づいて算出され
る補正係数及び補正変数である。

CPU４ｂは上述のようにして求めた燃料噴射
時間T_OUTに基づいて燃料噴射弁８を開弁させる
駆動信号を出力回路４ｄを介して燃料噴射弁８に
供給する。

第４図は本発明に係る燃料噴射制御プログラム
の気筒判別サブルーチンのフローチヤートを示
す。本プログラムはカム軸が１回転する間に気筒
数＋１回出力されるカム角度信号（前記TDC信
号T₁，T₂，T₃及び前記シリンダ信号T₀）の発生
に同期して実行される。

まず、ステツプ401ではフラグFLGig（第３図ｆ
参照）が値１に設定されているか否かを判別す
る。該フラグFLGigは各点火パルスI₁，I₂又はI₃
の発生により値１に設定されるものである。ステ
ツプ401の答が肯定（Yes）のときは、ステツプ
402でフラグFLGigを値０に設定した後、後述す
るようにステツプ403乃至406で燃料噴射を行うべ
き気筒の番号CUCYLを決定する。一方、ステツ
プ401の答が否定（No）のとき、即ちフラグ
FLGigが値０のときはTDCセンサ２からの今回
信号（即ちシリンダ信号T₀）と前回信号との間
で点火パルスが発生しなかつたことを意味する。
この場合、ステツプ408でフラグFLGCYLを値１
に設定しTDCセンサ２からの今回信号が特定気
筒（第３気筒）に対応する気筒判別信号T₀であ
ることを表示する（第３図ｇ参照）。

ステツプ403ではステツプ408で値１に設定され
るフラグFLGCYL（第３図ｇ参照）が値１に設定
されているか否かを判別する。この答が肯定
（Yes）のときは、今回TDC信号に対応する気筒
が特定気筒（第３気筒）の次の気筒（第１気筒）
であるので、気筒番号CUCYL（第３図ｈ参照）
を値０に設定し（ステツプ404）、フラグ
FLGCYLを値０に設定して（ステツプ405）、次
のステツプ407へ進む。ステツプ403の答が否定
（No）のときは、気筒番号CUCYLに値１を加算
し（ステツプ406）、次のステツプ407へ進む。ス
テツプ407では気筒番号CUCYL0，１又は２にそ
れぞれ対応する第１，第２又は第３気筒に前記式
（１）により算出した噴射時間に亘り燃料噴射を
行い、本プログラムを終了する。

（第２実施例） 第５図乃至第７図は本発明の第２実施例に係る
特定気筒位置検出装置の構成及び作用を示す、前
述の第１実施例に係る第２図乃至第４図と同様の
図である。本実施例における特定気筒位置検出装
置は、第１実施例におけるそれと比較し、４気筒
４サイクルの内燃エンジンを対象としているこ
と、シリンダ信号T₀が特定の気筒に対応する
TDC信号（＝T₁）の発生角度位置から所定角度
（＝β）前のカム角度位置で発生すること及び特
定気筒位置の判別手法、即ち第７図に示す気筒判
別サブルーチンの実行内容が主に異なるものであ
る。

即ち、第２のパルスとしてのTDCセンサ２は
エンジン１のカム軸90°回転毎に所定のカム角度
位置で、即ち、第１気筒から第４気筒までの各気
筒の吸気行程開始時の上死点（TDC）に関し所
定角度前のカム角度位置でTDC信号T₁，T₂，T₃
及びT₄を発生し（第５図及び第６図ａ参照）、こ
れに加えて、第１気筒の吸気行程開始時に対応す
るTDC信号T₁の発生角度位置から所定角度β前
のカム角度位置でシリンダ信号T₀を発生する
（同図参照）。

また、第１のパルサとしての点火プラグの点火
パルスI₁，I₂，I₃及びT₄は各気筒の圧縮行程終了
時の上死点（TDC）に関し所定角度前のカム角
度位置（TDC信号T₁，T₂，T₃及びT₄の発生角
度位置の略180°反対側の角度位置）から点火進角
θig前のカム角度位置で発生する（第５図及び第
６図ｂ参照）。

更に、TDC信号及びシリンダ信号T₀と点火パ
ルスとの間には、点火進角θigの値にかかわらず、
シリンダ信号T₀とTDC信号T₁との間では常に点
火パルスが発生せず、TDC信号T₁とT₂との間、
T₂とT₃との間、T₃とT₄との間及びTDC信号T₄
とシリンダ信号T₀との間でそれぞれ点火パルス
I₄，I₁，I₂及びI₃のみが常に発生するような角度
位置の関係が設定されている。

したがつて、前述の第１実施例と同様に、
TDCセンサ２からの現在及び直前のパルス発生
間に点火パルスが発生していないとき、現在発生
した信号が特定気筒（第１気筒）に対応する所定
カム角度位置を表す信号であることを知ることが
できる。

第７図は気筒判別サブルーチンのフローチヤー
トを示す。本プログラムはTDC信号及びシリン
ダ信号T₀の発生に同期して実行される。

まず、ステツプ701では気筒番号CUCYLに値
１を加算する。この気筒番号CUCYLをカウント
するカウンタはカウント値CUCYLが値４を越え
ると自動的に値０にリセツトされる、即ち、値０
乃至４の間でフリーランカウントされるものであ
る（第６図のｈ参照）。次いで、フラグFLGigが
値１に設定されているか否かを判別する（ステツ
プ702）。このフラグFLGigは第１実施例の場合と
同様に点火パルスの発生により値１に設定される
ものである（第６図のｇ参照）。

前記ステツプ702の答が否定（No）、即ち
FLGigが値１に等しくなく、したがつてTDCセ
ンサ２からの今回信号と前回信号との間で点火パ
ルスが発生していないときには、TDCセンサ２
からの今回信号がT₁信号に該当するので、気筒
番号CUCYLがT₁信号に対応する値０に設定され
ているか否かを判別する（ステツプ703）。この答
が肯定（Yes）、即ちCUCYL＝０が成立するとき
には、気筒番号CUCYLが正常にカウントされて
いるとして、ステツプ704に進み、気筒番号
CUCYL＝０に対応する気筒、即ち第１気筒に燃
料噴射を行い（第６図のｃ参照）、本プログラム
を終了する。一方、前記ステツプ703の答が否定
（No）、即ちCUCYL＝０が成立していないとき
には、気筒番号CUCYLのカウントが正常に行わ
れていないとして、該気筒番号CUCYLを値０に
セツトし（ステツプ705）、燃料噴射は行わず、そ
のまま本プログラムを終了する。

前記ステツプ702の答が肯定（Yes）、即ち
FLGig＝１が成立するときには該フラグFLGigを
値０に設定し（ステツプ706）、次いで気筒番号
CUCYLが値４に等しいかを判別する（ステツプ
707）。この答が肯定（Yes）、即ちCUCYL＝４が
成立し、したがつてTDCセンサ２からの今回信
号がシリンダ信号T₀に該当するときには、燃料
噴射を行わず、そのまま本プログラムを終了す
る。一方、前記ステツプ707の答が否定（No）、
即ち気筒番号CUCYLが値１，２又は３のいずれ
かであるときにはステツプ704に進み、対応する
気筒、即ちCUCYL＝１，２又は３に対し、それ
ぞれの第２，第３又は第４気筒に燃料噴射を行い
（第６図のｄ，ｅ，ｆ参照）、本プログラムを終了
する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、内燃エン
ジンの複数の気筒に夫々対応した複数の点火制御
用パルスを発生する第１のパルサと、前記複数の
気筒に夫々対応する第１の所定カム角度位置を表
わすパルス及び前記気筒の特定の１つに対応する
前記第１の所定カム角度位置に隣接する第２の所
定カム角度位置を表わすパルスを発生する第２の
パルサとを設け、第１及び第２のパルサにより発
生するパルス間の関係から前記特定の気筒を判別
するようにしたので、従来TDCセンサと別個独
立に設けられていた気筒判別センサを省略でき、
電子制御装置への伝送ケーブルの数、及び電子制
御装置内の波形整形回路の数を減少することがで
きるので、燃料噴射制御装置等のエンジン制御装
置のコスト低減及び電子制御装置の小型化を実現
することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１実施例を示
し、第１図は本発明に係る特定気筒位置検出装置
を含む内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体構
成図、第２図はカム角度位置信号の発生位置と点
火パルスの発生位置とを示す円線図、第３図はカ
ム角度位置信号及び点火パルスによりクランク角
度位置検出を行う過程を示すタイミングチヤー
ト、第４図は気筒判別サブルーチンのフローチヤ
ート、第５図乃至第７図は本発明の第２実施例を
示し、第５図は第２図と同様の円線図、第６図は
第３図と同様のタイミングチヤート、第７図は第
４図と同様のフローチヤートである。 １……内燃エンジン、２……TDCセンサ（第
２のパルサ）、３……点火パルスセンサ、４……
電子コントロールユニツト（ECU）（パルス発生
判別手段、特定気筒位置判別手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃エンジンの複数の気筒に夫々対応した複
   数の点火制御用パルスを発生する第１のパルサ
   と、前記複数の気筒に夫々対応する第１の所定カ
   ム角度位置を表わすパルス及び前記気筒の特定の
   １つに対応する前記第１の所定カム角度位置に隣
   接する第２の所定カム角度位置を表わすパルスを
   発生する第２のパルサと、前記第２のパルサから
   の現在パルスと直前パルスとの間で前記第１のパ
   ルサからのパルスが発生したか否かを判別するパ
   ルス発生判別手段と、該パルス発生判別手段が前
   記第１のパルサからのパルスが発生しなかつたと
   判別したとき前記第２のパルサからの前記現在パ
   ルスに対応する気筒が前記特定の気筒であると判
   別する特定気筒位置判別手段とを備えたことを特
   徴とする内燃エンジンの特定気筒位置検出装置。