JPH0510227A - 内燃機関の気筒判別装置 - Google Patents

内燃機関の気筒判別装置

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JPH0510227A
JPH0510227A JP16147291A JP16147291A JPH0510227A JP H0510227 A JPH0510227 A JP H0510227A JP 16147291 A JP16147291 A JP 16147291A JP 16147291 A JP16147291 A JP 16147291A JP H0510227 A JPH0510227 A JP H0510227A
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cylinder
cylinder discrimination
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valve timing
signal
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Hideyuki Tanaka
秀幸 田中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムシャフト12とクランクシャフト14に
対する位相を相対的に変化させる可変バルブタイミング
機構15を備えた機関において、カムシャフト12に気
筒判別センサ17を設けた場合のバルブタイミング切換
時における気筒誤判定を防止する。 【構成】 カムシャフト12とクランクシャフト14と
の間には可変バルブタイミング機構15が設けられてい
る。カムシャフト12後端に気筒判別センサ17が、ク
ランクシャフト14後端に基準位置検出センサ20と角
度検出センサ21とが配設されている。バルブタイミン
グ切換時には、気筒判別センサ17の出力信号の読み込
みが中止され、記憶した気筒判別状態に基づいて気筒判
別がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多気筒内燃機関にお
いて、次にどの気筒が点火気筒に該当するかを判別する
気筒判別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば内燃機関の点火時期制御や気筒毎
に個々のタイミングで燃料を噴射供給するシーケンシャ
ルインジェクション方式の燃料噴射制御においては、次
にどの気筒が点火気筒に該当するのかを判別する必要が
ある。そのため、一般に、クランク角センサの一部とし
て光電式もしくは電磁式等の気筒判別センサが設けられ
ている。この気筒判別センサは、例えば各気筒毎に出力
されるパルス幅やパルス数を異ならせたもので、そのパ
ルスの長短や個数からコントロールユニットが気筒判別
を行うようになっている。そして、この気筒判別センサ
は、特開昭61−144509号公報に示されているよ
うに、クランク角720°で1回転するカムシャフトに
対し設けられることが多い。
【0003】ところで、内燃機関のカムシャフトは、周
知のように、クランクシャフトにタイミングベルトやタ
イミングチェーンを介して連動しているが、近年、カム
シャフトのクランクシャフトに対する位相を相対的に変
化させる可変バルブタイミング機構が提案されている。
これは、例えば特開昭59−120707号公報に示さ
れているように、タイミングベルトが巻き掛けられるカ
ムプーリ部分に設けられ、油圧によりプーリ外周部とカ
ムシャフトとを一定角度だけ相対回転させることで、吸
排気弁の開閉時期を変化させ得るようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た気筒判別センサを備えたカムシャフトに上記の可変バ
ルブタイミング機構を適用したとすると、該可変バルブ
タイミング機構による位相切換時にカムシャフトがクラ
ンク角と無関係に回動するため、気筒判別センサから出
力されるパルス信号のパルス幅等が変化し、気筒の誤判
定を生じる虞れがあった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の気筒判別装置は、図1に示すように、カムシャフトの
クランクシャフトに対する位相を相対的に変化させる可
変バルブタイミング機構1と、上記カムシャフトに対し
設けられ、かつ気筒毎に異なるパルス信号を出力する気
筒判別センサ2と、上記クランクシャフトに対し設けら
れ、かつ特定気筒の基準位置でパルス信号を出力する基
準位置検出センサ3と、同じくクランクシャフトに対し
設けられ、かつ単位クランク角毎にパルス信号を出力す
る角度検出センサ4とを備えた内燃機関において、上記
気筒判別センサ2の出力信号に基づいて次の点火気筒を
判別する第1の気筒判別手段5と、上記可変バルブタイ
ミング機構1の切換を検出する手段6と、この切換直前
の気筒判別状態を記憶する手段7と、上記の切換後所定
期間、上記の記憶内容とクランク角とから次の点火気筒
を判別する第2の気筒判別手段8とを備えたことを特徴
としている。
【0006】
【作用】上記気筒判別センサ2は、気筒毎に異なるパル
ス信号を出力するので、通常は、この気筒判別センサ2
の出力信号に基づき、第1の気筒判別手段5によって次
の点火気筒が判別される。
【0007】これに対し、可変バルブタイミング機構1
の切換が行われた際には、記憶手段7に記憶されている
切換直前の気筒判別状態とクランク角とに基づいて、第
2の気筒判別手段8により次の点火気筒が判別される。
つまり、一時的に気筒判別センサ2のパルス信号が無視
され、所定の点火順序に従って点火気筒が判別される。
尚、クランク角は、角度検出センサ4の出力信号によっ
て求められるほか、基準位置検出センサ3の出力信号を
分周して求めることもできる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
【0009】図2は、この発明に係る気筒判別装置を例
えば直列4気筒の内燃機関11に適用した一実施例を示
す構成説明図であって、OHC型動弁機構を構成するカ
ムシャフト12がタイミングベルト13を介してクラン
クシャフト14に連動しているとともに、カムシャフト
12前端のプーリ部分に、可変バルブタイミング機構1
5が設けられている。この可変バルブタイミング機構1
5は、油圧によりカムプーリ外周部分とカムシャフト1
2とを一定角度(例えば10°CA程度)だけ相対回転
させるように構成したものであり、これによりカムシャ
フト12のクランクシャフト14に対する位相が変化す
ることになる。尚、この可変バルブタイミング機構15
は、コントロールユニット16からの制御信号に基づき
図示せぬ電磁弁を介してON,OFF的に制御される。
【0010】上記カムシャフト12の後端には、光電式
の気筒判別センサ17が取り付けられている。この気筒
判別センサ17は、図3に示すような円板状のプレート
18を挟んで発光素子と受光素子とを対向配置し、プレ
ート18のスリット19を通過する光によりパルス信号
つまり気筒判別信号を出力させるようにしたものであっ
て、上記スリット19が各気筒に対応して90°毎に4
個形成されているとともに、その幅が僅かづつ異なって
いる。つまり、各気筒毎に異なるパルス幅のパルス信号
が出力される構成となっている。
【0011】また、図示せぬ変速機に連結されるクラン
クシャフト14後端部には、電磁ピックアップを用いた
基準位置検出センサ20および角度検出センサ21がシ
グナルロータ22に対向して配設されている。上記シグ
ナルロータ22は、図4に示すように周囲に180個の
歯23が等間隔に形成されているとともに、1個の突起
部24を有するもので、上記角度検出センサ21では、
上記の歯23によって2°CA毎にパルス信号が発生す
る。尚、この出力信号を波形成形することにより、その
立ち上がりおよび立ち下がりが1°CA単位となった角
度信号が得られる。また基準位置検出センサ20は、上
記突起部24によって360°CA毎にパルス信号を発
生するもので、この基準位置信号によって特定気筒(例
えば#1気筒)の基準位置が示される。
【0012】これらの各センサ17,20の出力信号
は、コントロールユニット16に入力され、これらに基
づいて点火気筒の判別およびクランク角の検出が行われ
る。そして、コントロールユニット16は、この気筒判
別およびクランク角に基づいて、点火時期制御や燃料噴
射制御等を行っている。
【0013】図5のフローチャートは、上記コントロー
ルユニット16において実行される気筒判別等の処理の
流れを示すもので、以下、これを説明する。先ず、ステ
ップ1では、基準位置検出センサ20により出力される
基準位置信号が正常か否かを判定する。また、ステップ
2では、角度検出センサ21により出力される角度信号
が正常か否か、ステップ3では、気筒判別センサ17に
より出力される気筒判別信号が正常か否か、をそれぞれ
判定する。これらの判定は、例えば所定レベル以上の信
号が一定期間内に出力されているか否か等によって行う
ことができる。
【0014】各センサ17,20,21に異常がなけれ
ばステップ4へ進み、正常モードを選択する。この正常
モードでは、各センサ17,20,21の出力信号を所
期の目的に沿ってそれぞれ使用する形で、気筒判別(ス
テップ19)および点火制御,燃料噴射制御(ステップ
20)が実行される。つまり、気筒判別信号のパルス幅
によって次の点火気筒が判別されるとともに、基準位置
信号もしくは気筒判別信号の入力時点から角度信号を計
数することでクランク角位置が求められる。
【0015】また、ステップ1〜3においていずれかの
センサが異常であると判定した場合には、同様に、他の
センサの異常の有無を順次判定する(ステップ5,6,
8,11,13)。気筒判別信号のみが異常である場合
には、ステップ3からステップ13へ進み、バックアッ
プモード1を選択する。このバックアップモード1で
は、基準位置信号と角度信号とに基づいて点火制御,燃
料噴射制御が実行される(ステップ14,15)。但
し、この場合は、完全な気筒判別は行わず、#1,#4
気筒のグループと#2,#3気筒のグループとのグルー
プ単位で燃料噴射および点火を行うグループ制御とな
る。角度信号のみが異常である場合には、ステップ2,
11からステップ12へ進み、バックアップモード2を
選択する。このバックアップモード2では、基準位置信
号と気筒判別信号とに基づいて気筒判別(ステップ1
9)および点火制御,燃料噴射制御(ステップ20)が
実行される。この場合、クランク角は例えば気筒判別信
号を分周した内部信号を計数することにより求められ
る。基準位置信号のみが異常である場合には、ステップ
1,5,6からステップ7へ進み、バックアップモード
3を選択する。このバックアップモード3では、角度信
号と気筒判別信号とに基づいて気筒判別(ステップ1
9)および点火制御,燃料噴射制御(ステップ20)が
実行される。この場合、気筒判別信号によって基準位置
が求められる。基準位置信号と角度信号とがともに異常
である場合には、ステップ1,5,8からステップ9へ
進み、バックアップモード4を選択する。このバックア
ップモード4では、正常な気筒判別信号のみに基づいて
気筒判別(ステップ19)および点火制御,燃料噴射制
御(ステップ20)が実行される。この場合、クランク
角は気筒判別信号を分周した内部信号を計数することに
より求められる。尚、このモードでは可変バルブタイミ
ング機構15が切換動作したときに気筒の誤判定を生じ
る可能性があるため、可変バルブタイミング機構15
(フローチャートではVTCと略記してある)の切換動
作を禁止する(ステップ10)。
【0016】このようにして、定常時は、各センサ1
7,20,21の出力信号を用いて適切な点火制御と燃
料噴射制御とが実行される。特に上述したようなバック
アップモードを具備することにより、一部のセンサが故
障した場合でも、最大限、運転の継続を図ることができ
る。尚、上述したバックアップモードでも対処できない
場合は、制御中止となる(ステップ21)。
【0017】次に可変バルブタイミング機構15の切換
動作時について説明する。図5のステップ16〜18で
は、可変バルブタイミング機構15が切換直前の段階に
あるか否かを繰り返し検出している。すなわち、現在の
可変バルブタイミング機構15のON,OFF状態を読
み込み(ステップ16)、次に該可変バルブタイミング
機構15の制御マップに基づいて機関運転条件(例えば
機関回転数と基本燃料噴射量)がON領域にあるかOF
F領域にあるかを判定する(ステップ17,18)。こ
のON,OFF領域が現在の状態と一致していれば、切
換動作を行う必要は無いが、不一致であれば切換動作を
行うべきことが判る。
【0018】従って、この切換動作が必要な場合には、
図6に示すフローチャートのステップ22以降に進ん
で、そのときの気筒判別信号の読み込みを中止する(ス
テップ22,23)。そして、その後に、可変バルブタ
イミング機構15のON→OFFもしくはOFF→ON
の切換を行う(ステップ24)。
【0019】このようにして、可変バルブタイミング機
構15の切換を行った後は、記憶内容に基づいて気筒判
別(ステップ25)を行うとともに、点火制御,燃料噴
射制御(ステップ26)を実行する。詳しくは、切換時
点からのクランク角が角度信号等によって判るので、切
換直前の気筒判別状態とクランク角とから次に点火もし
くは燃料噴射すべき気筒が決定される。これは、可変バ
ルブタイミング機構15の切換時点からの経過時間Tを
カウントし(ステップ27)、所定時間T0に達するま
で継続される(ステップ28)。この所定時間T0は、
油圧によるカムシャフト12の相対回動が完全に完了し
て安定した気筒判別信号が得られるようになるまでの期
間に対応して設定されている。
【0020】従って、可変バルブタイミング機構15の
切換が行われた場合でも、気筒の正確な判別を継続する
ことができ、点火ミスによる失火等を確実に防止でき
る。
【0021】尚、上記構成では、720°CAで1回転
するカムシャフト12に設けられた気筒判別センサ17
によって全気筒を完全に識別できるようになっているた
め、始動時には、最大でも180°CAの回転で確実に
気筒判別を開始できる。従って、シーケンシャルインジ
ェクションならびに適切な点火を早期に開始でき、始動
性が向上する。
【0022】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の気筒判別装置によれば、可変バルブタ
イミング機構の切換作動時に気筒の誤判定を生じること
がなく、適切な点火制御や燃料噴射制御を継続できる。
換言すれば、気筒判別センサの検出対象となるカムシャ
フトに対しても可変バルブタイミング機構を設けること
が可能となり、気筒判別センサの取付位置等の制約を少
なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の構成を示すクレーム対応図。
【図2】この発明に係る気筒判別装置の一実施例を示す
構成説明図。
【図3】気筒判別センサのプレートを示す平面図。
【図4】クランクシャフトに取り付けられるシグナルロ
ータの平面図。
【図5】この実施例における気筒判別等の処理の流れを
示すフローチャート。
【図6】同じくフローチャート。
【符号の説明】
1…可変バルブタイミング機構 2…気筒判別センサ 3…基準位置検出センサ 4…角度検出センサ 5…第1の気筒判別手段 6…切換検出手段 7…記憶手段 8…第2の気筒判別手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 カムシャフトのクランクシャフトに対す
    る位相を相対的に変化させる可変バルブタイミング機構
    と、上記カムシャフトに対し設けられ、かつ気筒毎に異
    なるパルス信号を出力する気筒判別センサと、上記クラ
    ンクシャフトに対し設けられ、かつ特定気筒の基準位置
    でパルス信号を出力する基準位置検出センサと、同じく
    クランクシャフトに対し設けられ、かつ単位クランク角
    毎にパルス信号を出力する角度検出センサとを備えた内
    燃機関において、上記気筒判別センサの出力信号に基づ
    いて次の点火気筒を判別する第1の気筒判別手段と、上
    記可変バルブタイミング機構の切換を検出する手段と、
    この切換直前の気筒判別状態を記憶する手段と、上記の
    切換後所定期間、上記の記憶内容とクランク角とから次
    の点火気筒を判別する第2の気筒判別手段とを備えたこ
    とを特徴とする内燃期間の気筒判別装置。
JP3161472A 1991-07-02 1991-07-02 内燃機関の気筒判別装置 Expired - Lifetime JP3038998B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5462022A (en) * 1993-11-29 1995-10-31 Nippondenso Co., Ltd. Valve timing control apparatus having cylinder discriminating function

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5462022A (en) * 1993-11-29 1995-10-31 Nippondenso Co., Ltd. Valve timing control apparatus having cylinder discriminating function

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