JPH04194344A - 内燃機関の気筒判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、４ストロ一ク多気筒内燃機関のクランク軸回
転角と特定のストロークにある気筒との関係を表わす気
筒判別のための装置に係り、特に自動車用ガソリンエン
ジンに好適な内燃機関の気筒判別装置に関する。

［従来の技術］ クランク角センサにより気筒判別を行なうようにした従
来技術としては、特開平　１　−２９４９４０号公報に
開示の内燃機関のクランク角検出装置を挙げることがで
きるが、この従来技術では、クランク軸の２回転を１回
転周期とし、この１回転周期間の気筒数分の１の回転角
毎に所定の同一回転角範囲のクランク軸回転角範囲を表
わす信号に加えて、このクランク軸回転角範囲を表わす
信号の特定の１の信号の後に、この信号と識別可能な信
号を出力するクランク角センサを用いて気筒判別を得る
ようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術は、エンジン始動時での気筒判別の遅れに
ついての配慮がされておらず、充分な始動性付与の点で
問題があった。つまり、従来技術では、エンジン始動時
、そのクランク軸が回転を開始してから最初に気筒判別
が得られるまで、最初のクランク軸の角度位置によりも
よるが、最悪の場合にはクランク軸が２回転手近く回転
する必要があり、このため、エンジン始動時に点火制御
が開始するまでにかなりの遅れが伴い、充分な始、　　
動性が得られないのである。

本発明は、エンジン始動時での気筒判別が迅速に得られ
、充分な始動性が容易に、しかも確実に与えられる気筒
判別装置の提供を目的とする。

［課題を解決するた、めの手段］ 上記目的は、クランク軸回転角範囲を表わす信号のうち
の気筒数の２分の１に一番近い整数個の信号の後に、こ
の信号と識別可能な別の信号をそれぞれ出力するクラン
ク角センサを用い、このクランク角センサから発生する
信号の上記気筒数と同一個数の信号からなる経時列パタ
ーンの判定により気筒判別を行なうことにより達成され
る。

【作用〕

気筒数と同一個数の信号からなる経時列パターンは、エ
ンジンが回転を開始してから、最悪の場合でもクランク
軸が１回転半回転するだけで確立されるから、エンジン
始動時での気筒判別が可能になるまでの遅れを充分に少
なくすることが出来る。

［実施例］ 以下、本発明による内燃機関の気筒判別装置について、
図示の実施例により詳細に説明する。

第３図は本発明が適用されたエンジンシステムの一例を
示したもので、図において、′１は例えば４気筒の自動
車用ガソリンエンジンで、そのカム軸にデイスト（ディ
ストリビュータ）２が取付である。

このデイスト２には、後述するクランク角センサ３が内
蔵されており、二のセンサ３からクランク軸の回転位置
を表わす基準角信号と気筒判別用補助信号からなる検出
出力ＲＥＦが信号線に出力され、コントロールユニット
１０に入力される。

そして、コントロールユニット１０は、この検出出力Ｒ
ＥＦに基づいて気筒判別を行ない、点火コイル４に供給
すべき電流をオン・オフさせ、点火制御を行なう。

第４図はコントロールユニット１０の主要部を示したも
ので、ＣＰｔＪとＲＡＭ％ＲＯＭ、それに入出カニニッ
トなどからなり、エンジンの運転状態を検出する各種の
センサなどからの信号を取り込み、所定の演算処理を実
行し、その結果として算定された各種の制御信号を点火
コイル４や燃料噴射弁５に供給し、エンジン制御を行な
うのである。

第Ｓ図はデイスト２の断面図で、ローター３０と光電ピ
ックアップ素子３２からなる先代のクランク角センサ３
を内蔵している。

第１図はクランク角センサ３を構成するローター３０の
一実施例で、エンジンのクランク軸から１／２の減速比
で回転駆動される円板からなり、この円板に、所定クラ
ンク角範囲に相当する円周方向長さを有するスリット孔
１０１が、当間隔で、４気筒のエンジン１に対応して４
個、設けてあり、さらに、これら４個のスリット孔１０
１の内の半数のスリット孔１０１には、その回転方向の
後側に補助スリット孔１０２が設けである。

また、光電ピックアップ素子３２は、発光素子３２ａと
受光素子３２ｂの対からなり、発光素子３２ａからの発
光を受光素子３２ｂで検出することにより、ローター３
０の各スリット孔の存在を検出して信号ＲＥＦを発生す
る働きをする。

第２図は磁気ピックアップ方式によるクランク角センサ
の一実施例で、軟鋼板などの磁性体からなる円板２００
の周辺に、所定クランク角範囲を表わす信号を発生する
ための４対の凸部２０１と、それらの内の２対の後にそ
れぞれ配置した２個の補助凸部２０２を設けたもので、
これら凸部の通過を検出する磁気ピックアップ素子３３
とから構成されているものである。

次に、この実施例の動作を、第１図の光式クランク角セ
ンサ３を用いた場合について説明する。

エンジン１が回転し、ローター３０が回転すると、スリ
ット孔１０１，１０２を検出した部分がオンで、その他
の部分はオフになっている、第６図に示すようなパルス
（矩形波）からなる信号ＲＥＦが光電ピックアップ素子
３２の受光素子３２ｂから発生してくる。

そこで、コントロールユニット１０は、このクランク角
センサ３からの信号ＲＥＦを取り込み、以下のようにし
て気筒判別を行なう。

まず、信号ＲＥＦは、第６図に示すように、スリット孔
１０１の前で現れる期間Ｔ、のオフ部分と、これに続く
スリット孔１０１による期間Ｔ、のオン部分、続くスリ
ット孔１０１と１０２の間の部分による期間Ｔ、のオフ
部分とスリット孔１０２による期間Ｔ４のオン部分、そ
してスリット孔１０２のあとのスリット孔１０１までの
間による期間Ｔ、のオフ部分を持った信号になる。

そうすると、これらの期間Ｔ、〜Ｔ、の間には次の条件
を持たせることができる。すなわち、Ｔ、（Ｔ。

Ｔ、（Ｔ。

Ｔ４＜Ｔ、 Ｔ、（Ｔ。

（Ｔ、　＋　Ｔ、）＝クランク軸１／２回転時間そして
、これらの期間Ｔ、〜Ｔ、の長さはエンジンｌの回転速
度により変化するが、上記の関係は変化しない。

そこで、コントロールユニット１０内のＣＰＵ（第４図
）は、上記の関係から、期間Ｔ１とＴ、の立上り時点■
、■を検出し、ソフト的に仮想しである所定の長さのＲ
ＥＦバッファに、時点■が検出されたら数値１を、そし
て時点■が検出されたら今度は数値２をそれぞれ順次、
古いデータからオーバーフローさせながら格納して行く
。

一方、これと並行して、ＣＰＵは、上記ＲＥＦバッファ
のデータ格納側から４ワードのデータを常時並列に読出
し、これら４ワードのデータの配列からなる時系列パタ
ーンを、各気筒毎に対応して予め設定しである、所定の
４種類の気筒判別用パターンと比較し、いずれかのパタ
ーンと一致したとき、その一致した気筒判別用パターン
に対応した気筒であると判定するのである。

これを第７図により、さらに詳細に説明する。

いま、第７図の（ａ）に示すように、時点し。でスター
タモータがオンされ、エンジンが回転を開始し、この結
果、ＲＥＦ信号には、同図（ｂ）に示すように、スリッ
ト孔１０１による信号がＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｅ、Ｆの順に現れ、且つ、このとき信号ＢとＣの後
に補助スリット孔１０２による信号が現れるとする。な
お、この第７図（ｂ）で、信号Ｃと、その後の補助スリ
ット孔による信号に付されている角度は、この実施例に
おけるＴＤＣ（上死点）からの各信号の発生角度を表わ
す。

そうすると、上記したＲＥＦバッファは、（Ｃ）に示す
ように、順次、データ１とデータ２とが格納されて行く
。なお、ここでは、ＲＥＦ信号がオフになっているとき
には、ＲＥＦバッファにはデータ０が格納されて行くよ
うになっているが、このデータ０は、上記した時系列パ
ターンとしては読みださずに無視する。

一方、このとき、上記した気筒判別用パターンとして、 第１気筒用パターン：２１２１ 第２気筒用パターン：１１２１ 第３気筒用パターン：１２１１ 第４気筒用パターン＋２１１１ の４種のパターンが設定されていたとする。

そうすると、ＲＥＦバッファの内容は、第７図（Ｃ）に
示すように、時点ｔ、でエンジン１が回転を始めてから
順次、−一−１、−一１１、−１１２と変化して行き、
信号Ｃが立ち上がった時点ｔ１で始めて１１２１となり
、ここで上記した第２気筒判別用パターンと一致し、第
２気筒が特定のストロークに有ることが検出、つまり気
筒判別が可能になる。

以下、同様に、時点ｔ３で信号りが立ち上がると、ここ
では２１２１が満足されるので、第２気筒が判別され、
時点り、では１２１１により第３気筒が、そして時点し
、では２１１１となるので第４気筒がそれぞれ判別され
ることになる。

従って、この実施例によれば、第７図（ａ）に示す時点
ｔ、かどのような時点になっていても、工ンジンが３／
４回転するまでには、必ず４個の信号が立ち上がり、そ
こで気筒判別出来ることになり、通常の制御状態に移行
出来るので、常に良好な始動性を与えることができる。

第８図は、以上の実施例における気筒判別動作をフロー
チャートで示したもので、それぞれＲＥＦ信号による時
系列パターンが判別用パターンと−・　　致したことに
より各気筒判別が得られることが判る。なお、この第８
図では、例えば２１２１のパターンを、まとめて判別し
ているように描かれているが、プログラムの流れとして
は、当然、まず２を判別してから次゛に１を判別、・・
・・・・、という具合に順次処理して行く動作になって
いることは言うまでもない。

次に、上記実施例の更に具体的な処理について、第９図
により説明する。

まず、立上り時点■で数値１をカウントし、立上り時点
■が検出されときには数値２をカウントするＲＥＦカウ
ンタを用意し、これらの数値を以下のように配列処理す
る。

カウント値２→レベル゛Ｈ”（２進数で１）カウント値
１→レベル“Ｌ”（２進数で０）そして、最新のデータ
から順次、ビット変換し、８ビツトのＲＥＦバッファに
右シフト、又は左シフトで記憶させて行きながら、予め
用意しである気筒判別用のビット配列と比較して気筒を
判別するのである。

このとき、上記した実施例のように、４気筒エンジンの
場合には４ビツトの配列になるが、第１０図に示す５気
筒エンジンや、６気筒エンジンの場合には、それぞれ５
ビツト、６ビツトになるのは言うまでもない。

この第１０図において、まず（ａ）が５気筒エンジンの
″場合で、クランク角センサ３（第１図）として所定ク
ランク角範囲に相当する円周方向長さを有するスリット
孔１０１を５個、補助スリット孔１０２を２個、それぞ
れ有するものを用い、図示のようなＲＥＦ信号が得られ
るようにすると共に、図示の５種類の気筒判別用パター
ンを用いて気筒判別を行なうようになっているものであ
り、次に同図の（ｂ）が６気筒エンジンの場合で、今度
は所定クランク角範囲に相当する円周方向長さを有する
スリット孔１０１を６個、補助スリット孔１０２を３個
、それぞれ有するものを用い、図示のようなＲＥＦ信号
が得られるようにすると共に、図示の６種類の気筒判別
用パターンを用いて気筒判別を行なうようになっている
ものである。

従って、本発明における気筒数と補助スリット孔の個数
との関係を一般化して表わすと、気筒数の２分のｌに、
小さい方から一番近い整数個となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、エンジン始動時、スタータモータを動
作させてからクランク角センサが３／４回転するだけで
直ちに気筒判別が可能になるから、エンジンの制御が通
常状態に移行するまでの時間が大幅に短縮され、この結
果、特に低温時でのエンジンの始動性を充分に改善する
ことができる。

ちなみに、従来技術では、エンジン始動後、最も短い場
合でもが５／４回転しなければ気筒判別が得られないか
ら、特に低温度などには始動性の悪化が著しくなってし
まうのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の気筒判別装置において
使用されるクランク角センサの一実施例を示す説明図、
第２図は同じくクランク角センサの他の一実施例を示す
説明図、第３図は本発明が適用されたエンジンシステム
の一例を示す構成図、第４図は同じくコントロールユニ
ットのブロック図、第５図は本発明によるクランク角セ
ンサを内蔵したディストリビュータの一実施例を示す断
面図、第６図は本発明の一実施例におけるＲＥＦ信号の
説明図、第７図は動作説明用のタイミングチャート、第
８図は動作説明用のフローチャート、第９図はバッファ
の動作説明図、第１Ｏ図は本発明の他の実施例を示す動
作説明図である。 ｌ・・・・・・エンジン、２・・・・・・デイスト（デ
ィストリビュータ）、３・・・・・・クランク角センサ
、１０・・・・・・コントロールユニット、３０・・・
・・・ローター、３２・・・・・・光電ピックアップ素
子、１０１・・・・・・所定クランク角範囲に相当する
円周方向長さを有するスリット孔、１０２・・・・・・
補助スリット孔。 第１図 ３：クランク角Ｅンブ ｒｏｔ、１０２ニスリツト５ム 第２図 第３図 １１！５図 第９図 自己看り処１ ＲＥＦカウンク　２のｔ！ｈ合　−Ｉ　　　　　　とＴ
！ＩＩ　　ラ　　−−Ｏ ロニコエ］正−〇　　づ　　２ω目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、クランク軸の２回転を１回転周期とし、この１回転
   周期間の気筒数分の１の回転角毎に所定の同一回転角範
   囲のクランク軸回転角範囲を表わす信号を出力するクラ
   ンク角センサを備えた内燃機関において、上記クランク
   軸回転角範囲を表わす信号のうちの上記気筒数の２分の
   １に一番近い整数個の信号の後に、この信号と識別可能
   な別の信号をそれぞれ出力するクランク角センサと、こ
   のクランク角センサから発生する信号の上記気筒数と同
   一個数の信号からなる時系列パターンを判定するパター
   ン判定手段とを設け、このパターン判定手段による判定
   結果に基づいて気筒判別を行なうように構成したことを
   特徴とする内燃機関の気筒判定装置。