JPH09209817A - 内燃機関の気筒判定方法 - Google Patents
内燃機関の気筒判定方法Info
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- JPH09209817A JPH09209817A JP1860696A JP1860696A JPH09209817A JP H09209817 A JPH09209817 A JP H09209817A JP 1860696 A JP1860696 A JP 1860696A JP 1860696 A JP1860696 A JP 1860696A JP H09209817 A JPH09209817 A JP H09209817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】1つの回転角センサの信号により気筒を判定す
る方式において、判定基準をパターン化して、全気筒を
判定する。 【解決手段】内燃機関本体のクランク軸回転数の1/2
の速度で回転する回転角信号発生部に内燃機関の気筒数
分の気筒信号用切欠又は突起を設けるとともに、さらに
特定気筒判別のための気筒判別用の切欠を設け、前記回
転信号発生部がクランク軸の回転により生じる信号波形
の判定パターンを各気筒毎に5個の連続2値のビットパ
ターンとすることにより全気筒の判定を行う。 【効果】内燃機関始動時に全気筒の番号が判定可能とな
り、始動性を向上させることが可能である。
る方式において、判定基準をパターン化して、全気筒を
判定する。 【解決手段】内燃機関本体のクランク軸回転数の1/2
の速度で回転する回転角信号発生部に内燃機関の気筒数
分の気筒信号用切欠又は突起を設けるとともに、さらに
特定気筒判別のための気筒判別用の切欠を設け、前記回
転信号発生部がクランク軸の回転により生じる信号波形
の判定パターンを各気筒毎に5個の連続2値のビットパ
ターンとすることにより全気筒の判定を行う。 【効果】内燃機関始動時に全気筒の番号が判定可能とな
り、始動性を向上させることが可能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】車両等の内燃機関において、
回転角センサの信号により気筒の判定を行う方法に関す
る。
回転角センサの信号により気筒の判定を行う方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】車両用とくに自動車用の内燃機関では排
気ガス規制強化に対応し、かつ高出力化を図るため燃料
噴射量,燃料噴射タイミング,点火時期等を精密に制御
できる電子制御が行われるようになってきている。これ
らの燃料噴射タイミングや点火時期の制御を行う際には
クランク角と気筒を判定することが必要であることか
ら、クランク軸の回転角度を知るためのセンサが設けら
れている。一般に、このセンサはクランク軸回転に対し
て1/2で同期回転するカム軸等に、クランク角センサ
と気筒判定センサがそれぞれ設けられる。しかし、この
ようにクランク角と気筒を別々のセンサを用いて判定す
る方法では、センサの個数が増してコストアップを招
き、制御系も複雑になる等の問題がある。そこで、1個
の回転角センサの信号により、クランク角と気筒を判定
する方法が考えられている。
気ガス規制強化に対応し、かつ高出力化を図るため燃料
噴射量,燃料噴射タイミング,点火時期等を精密に制御
できる電子制御が行われるようになってきている。これ
らの燃料噴射タイミングや点火時期の制御を行う際には
クランク角と気筒を判定することが必要であることか
ら、クランク軸の回転角度を知るためのセンサが設けら
れている。一般に、このセンサはクランク軸回転に対し
て1/2で同期回転するカム軸等に、クランク角センサ
と気筒判定センサがそれぞれ設けられる。しかし、この
ようにクランク角と気筒を別々のセンサを用いて判定す
る方法では、センサの個数が増してコストアップを招
き、制御系も複雑になる等の問題がある。そこで、1個
の回転角センサの信号により、クランク角と気筒を判定
する方法が考えられている。
【0003】従来、上記1つの回転角センサの信号でク
ランク角と気筒を判定する方法に関しては、例えば特開
平1−219341 号公報,特開平5−86953号公報および特公
平7−88811 号公報などがある。
ランク角と気筒を判定する方法に関しては、例えば特開
平1−219341 号公報,特開平5−86953号公報および特公
平7−88811 号公報などがある。
【0004】これらの技術は、クランク角センサの気筒
数個の基準パルス信号のうちの1つの基準パルス信号の
終了直後に、気筒判別用パルス信号の出力手段を設ける
方法や特定の気筒の基準パルス信号の長さを他の気筒と
変える構造が示されている。そして、センサの出力波形
の立ち上がり及び立ち下がり毎に周期時間を計測し、前
回と今回のパルス間隔(周期時間)の比率を求めて所定
値と比較し、基準パルス信号か、または気筒判定用パル
ス信号かを判定することが示されている。
数個の基準パルス信号のうちの1つの基準パルス信号の
終了直後に、気筒判別用パルス信号の出力手段を設ける
方法や特定の気筒の基準パルス信号の長さを他の気筒と
変える構造が示されている。そして、センサの出力波形
の立ち上がり及び立ち下がり毎に周期時間を計測し、前
回と今回のパルス間隔(周期時間)の比率を求めて所定
値と比較し、基準パルス信号か、または気筒判定用パル
ス信号かを判定することが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、いずれも特定の気筒、例えばNo.
1気筒を判別可能とするが、残る他の気筒については上
述のNo.1気筒が判定された結果として判定されるもの
であるため、このNo.1気筒が最初に電子的に判定,識
別されるまでは、すなわちNo.1気筒の判定ができなか
った場合は、クランク軸が回転し、次のNo.1気筒の基
準パルスが来るまでの2回転の間は気筒判定が行われな
いので最適の燃料噴射タイミング制御,点火時期制御を
開始することができなかった。気筒判定が必要なのは、
内燃機関の始動時であるから気筒判定が遅れることは、
最適制御が遅れることを意味し、結果として内燃機関の
始動性が良くないことになる。
術のものにあっては、いずれも特定の気筒、例えばNo.
1気筒を判別可能とするが、残る他の気筒については上
述のNo.1気筒が判定された結果として判定されるもの
であるため、このNo.1気筒が最初に電子的に判定,識
別されるまでは、すなわちNo.1気筒の判定ができなか
った場合は、クランク軸が回転し、次のNo.1気筒の基
準パルスが来るまでの2回転の間は気筒判定が行われな
いので最適の燃料噴射タイミング制御,点火時期制御を
開始することができなかった。気筒判定が必要なのは、
内燃機関の始動時であるから気筒判定が遅れることは、
最適制御が遅れることを意味し、結果として内燃機関の
始動性が良くないことになる。
【0006】本発明は、1個の回転角センサにより4気
筒機関または3気筒機関の全気筒を判定可能とすること
により、例えばNo.1気筒を判定しなかった場合でも、
次に続く気筒を判別可能とすることにより、最適の燃料
噴射タイミング制御,点火時期制御を早期に開始させ、
内燃機関の始動性を向上させようとする。
筒機関または3気筒機関の全気筒を判定可能とすること
により、例えばNo.1気筒を判定しなかった場合でも、
次に続く気筒を判別可能とすることにより、最適の燃料
噴射タイミング制御,点火時期制御を早期に開始させ、
内燃機関の始動性を向上させようとする。
【0007】さらに、始動時においては、バッテリ低電
圧などにより著しい回転変動を生じることがあり、この
ため気筒判定に誤動作を生じることがある。誤判定に対
しては前述の先行技術では触れられていないが、誤判定
がされた場合でも直ちに誤判定であることを検出し、再
度気筒判定をやり直す方法が一般に行われるが、この場
合でも結果として気筒判定が遅れ、内燃機関の始動性が
悪化することになる。本発明では、このような回転変動
状態においても気筒判定を可能とするための回転角セン
サ信号波形の条件を提案する。
圧などにより著しい回転変動を生じることがあり、この
ため気筒判定に誤動作を生じることがある。誤判定に対
しては前述の先行技術では触れられていないが、誤判定
がされた場合でも直ちに誤判定であることを検出し、再
度気筒判定をやり直す方法が一般に行われるが、この場
合でも結果として気筒判定が遅れ、内燃機関の始動性が
悪化することになる。本発明では、このような回転変動
状態においても気筒判定を可能とするための回転角セン
サ信号波形の条件を提案する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、内燃機関の
回転部に取付けられた1個の回転角センサを用い、前記
内燃機関のクランク軸回転数の1/2の速度で回転する
回転角信号発生部上に、前記内燃機関の気筒数分の切欠
または突起を有する気筒信号用機構(以下信号用機構と
略す)を設けるとともに、さらに基準気筒判定のために
前記信号用機構とは別の信号用機構とを設け、前記クラ
ンク軸の回転に伴い発生される信号波形の立ち上がり,
立ち下がりの変化毎に、最新の信号波形入力時間間隔と
直前の信号波形入力時間間隔とを計測し、その両者の時
間比による判定を1または0とする2値演算制御を行い
気筒判別を行う内燃機関の気筒判定方法において、各気
筒毎に対応する5桁のビットパターンを予め定め、前記
クランク軸の回転による前記2値演算制御より得られた
2値データの5個の連続する結果が、前記各気筒毎に予
め定めた前記5桁のビットパターンと一致することによ
り、各気筒の判定を行うことにより達成される。
回転部に取付けられた1個の回転角センサを用い、前記
内燃機関のクランク軸回転数の1/2の速度で回転する
回転角信号発生部上に、前記内燃機関の気筒数分の切欠
または突起を有する気筒信号用機構(以下信号用機構と
略す)を設けるとともに、さらに基準気筒判定のために
前記信号用機構とは別の信号用機構とを設け、前記クラ
ンク軸の回転に伴い発生される信号波形の立ち上がり,
立ち下がりの変化毎に、最新の信号波形入力時間間隔と
直前の信号波形入力時間間隔とを計測し、その両者の時
間比による判定を1または0とする2値演算制御を行い
気筒判別を行う内燃機関の気筒判定方法において、各気
筒毎に対応する5桁のビットパターンを予め定め、前記
クランク軸の回転による前記2値演算制御より得られた
2値データの5個の連続する結果が、前記各気筒毎に予
め定めた前記5桁のビットパターンと一致することによ
り、各気筒の判定を行うことにより達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図によっ
て説明する。図1において空気はエアクリーナ2から入
り、ダクトを経てスロットル弁4を有するスロットルボ
ディを通り、吸気管で分配され、内燃機関の気筒内に吸
入される。
て説明する。図1において空気はエアクリーナ2から入
り、ダクトを経てスロットル弁4を有するスロットルボ
ディを通り、吸気管で分配され、内燃機関の気筒内に吸
入される。
【0010】一方、燃料は燃料タンクから燃料ポンプ
(図示せず)で吸引,加圧されインジェクタ5から吸気
管の内に噴射され前記空気とともに内燃機関の気筒内に
吸入さされる。
(図示せず)で吸引,加圧されインジェクタ5から吸気
管の内に噴射され前記空気とともに内燃機関の気筒内に
吸入さされる。
【0011】また前記スロットルボディには、吸気管圧
力を検出する圧力センサ3が取付けられる。吸気管に
は、吸気温センサ7が取付けられ、吸入空気の温度を検
出する。
力を検出する圧力センサ3が取付けられる。吸気管に
は、吸気温センサ7が取付けられ、吸入空気の温度を検
出する。
【0012】内燃機関本体1には、冷却水温を検出する
水温センサ10が取付けられ、さらに排気管には酸素セ
ンサ11が取付けられている。これらの各センサの出力
は制御ユニット12に入力される。
水温センサ10が取付けられ、さらに排気管には酸素セ
ンサ11が取付けられている。これらの各センサの出力
は制御ユニット12に入力される。
【0013】点火プラグ6に対しては制御ユニット12
からの出力により点火コイル8で発生した高電圧がディ
ストリビュータ9を介して供給される。
からの出力により点火コイル8で発生した高電圧がディ
ストリビュータ9を介して供給される。
【0014】回転角センサユニット13には光電素子1
4,ディスク15を内蔵している。このディスク15は
内燃機関のクランク軸の回転速度の1/2で回転するよ
うにされており、一般には吸排気バルブ開閉用カム軸に
直結されるか、またはディストリビュータ9内の回転軸
上に取付けられる。また、このディスク15本体は、一
対の光電素子14の発光素子部と受光素子部との中間部
を遮るように配置され、かつディスク本体に気筒信号用
切欠16が複数個設けられている。
4,ディスク15を内蔵している。このディスク15は
内燃機関のクランク軸の回転速度の1/2で回転するよ
うにされており、一般には吸排気バルブ開閉用カム軸に
直結されるか、またはディストリビュータ9内の回転軸
上に取付けられる。また、このディスク15本体は、一
対の光電素子14の発光素子部と受光素子部との中間部
を遮るように配置され、かつディスク本体に気筒信号用
切欠16が複数個設けられている。
【0015】ディスク15の回転により、気筒信号用切
欠16の開口部が光電素子14の位置と一致すると発光
素子からの光が、受光素子に到達するので信号が生じ、
この信号が制御ユニット12に伝えられる。従って、デ
ィスク15の回転により内燃機関のクランク軸の回転角
度に相当する信号、すなわち各気筒の特定クランク角度
位置を示す信号が出力され、噴射時期や点火時期の基準
信号および回転数を検出する基準信号となる。そして、
これらの信号は制御ユニット12に入力される。制御ユ
ニット12は、図2に示すようにCPU,ROM,A/
D変換器や入力回路を含む演算装置で構成され、前記各
センサからの入力信号や回転角センサユニット13から
の入力信号により所定の演算処理を行い、この演算結果
が出力され前記インジェクタ5を作動させ、必要な量の
燃料を各吸気管に噴射させるとともに、クランク軸回転
角に応じて適切な点火時期に点火プラグ6に点火火花を
発生させる。
欠16の開口部が光電素子14の位置と一致すると発光
素子からの光が、受光素子に到達するので信号が生じ、
この信号が制御ユニット12に伝えられる。従って、デ
ィスク15の回転により内燃機関のクランク軸の回転角
度に相当する信号、すなわち各気筒の特定クランク角度
位置を示す信号が出力され、噴射時期や点火時期の基準
信号および回転数を検出する基準信号となる。そして、
これらの信号は制御ユニット12に入力される。制御ユ
ニット12は、図2に示すようにCPU,ROM,A/
D変換器や入力回路を含む演算装置で構成され、前記各
センサからの入力信号や回転角センサユニット13から
の入力信号により所定の演算処理を行い、この演算結果
が出力され前記インジェクタ5を作動させ、必要な量の
燃料を各吸気管に噴射させるとともに、クランク軸回転
角に応じて適切な点火時期に点火プラグ6に点火火花を
発生させる。
【0016】本発明に対する実施例の説明は、4サイク
ル4気筒の内燃機関を対象としており、このため図2に
おいてインジェクタ5はNo.1からNo.4まで4個のイ
ンジェクタを示している。これらは例えば3気筒の内燃
機関であればインジェクタは3個もしくは3個以下の数
で良いのはもちろんであり、本発明は4気筒に限定する
ものではない。
ル4気筒の内燃機関を対象としており、このため図2に
おいてインジェクタ5はNo.1からNo.4まで4個のイ
ンジェクタを示している。これらは例えば3気筒の内燃
機関であればインジェクタは3個もしくは3個以下の数
で良いのはもちろんであり、本発明は4気筒に限定する
ものではない。
【0017】次に、本発明による内燃機関の気筒判定方
法について説明する。図3において回転角センサユニッ
ト13よりの出力信号を示している。内燃機関の気筒数
に対応した個数の信号とそれに加え、気筒判別用の信号
1個が発生されるようになっている。
法について説明する。図3において回転角センサユニッ
ト13よりの出力信号を示している。内燃機関の気筒数
に対応した個数の信号とそれに加え、気筒判別用の信号
1個が発生されるようになっている。
【0018】すなわち、図1で説明した回転角センサユ
ニット13に内蔵されるディスク15には気筒数と同一
個数の気筒信号用切欠と、気筒判別用のための気筒信号
用切欠が1個設けられている。
ニット13に内蔵されるディスク15には気筒数と同一
個数の気筒信号用切欠と、気筒判別用のための気筒信号
用切欠が1個設けられている。
【0019】従って、4気筒機関であればディスク15
には大小合計5個の気筒信号用切欠16が、また3気筒
機関であれば大小4個の気筒信号用切欠16が設けられ
ている。光電素子14の発光素子部と受光素子部との中
間を、これらの気筒信号用切欠16が通過するとき、回
転角センサとしての信号が発生される。
には大小合計5個の気筒信号用切欠16が、また3気筒
機関であれば大小4個の気筒信号用切欠16が設けられ
ている。光電素子14の発光素子部と受光素子部との中
間を、これらの気筒信号用切欠16が通過するとき、回
転角センサとしての信号が発生される。
【0020】気筒信号用切欠の開口部によりセンサ信号
波形が立ち上がり、信号用切欠が終了するとセンサ信号
波形が立ち下がることになる。すなわち、センサ信号波
形の長さはディスク15の気筒信号用切欠16の長さに
比例する。
波形が立ち上がり、信号用切欠が終了するとセンサ信号
波形が立ち下がることになる。すなわち、センサ信号波
形の長さはディスク15の気筒信号用切欠16の長さに
比例する。
【0021】再び図3の説明に戻る。No.1からNo.4
までの各気筒に対応する信号波形の長さ(信号の立ち上
がりから立ち下がりまでの長さ)はすべて同一とし、し
かも信号波形の立ち下がりは対応する気筒の圧縮工程の
終端である上死点より一定角度の前になるよう設定され
る。すなわち図3に示すAGは、一般にクランク軸回転
角で上死点前5deg から15deg の範囲に設定されてい
る。
までの各気筒に対応する信号波形の長さ(信号の立ち上
がりから立ち下がりまでの長さ)はすべて同一とし、し
かも信号波形の立ち下がりは対応する気筒の圧縮工程の
終端である上死点より一定角度の前になるよう設定され
る。すなわち図3に示すAGは、一般にクランク軸回転
角で上死点前5deg から15deg の範囲に設定されてい
る。
【0022】図3において、No.1,No.3,No.4,
No.2と記入しているが、これは通常の4気筒内燃機関
の爆発順序が1−3−4−2であるのに合わせるためで
あり、適用する内燃機関の爆発順序が異なれば、センサ
信号波形の名称もそれに合わせて変更するのはもちろん
である。さらに図3には、とくに図示してはいないが各
気筒対応の信号波形の間隔はクランク軸回転角度で18
0deg である。同様に3気筒内燃機関の爆発順序は、一
般に1−3−2であるから図3をそのように置き換えれ
ば良く、そして各気筒対応の信号波形の間隔はクランク
軸回転角度で240deg であるが、この変更図面は省略
する。
No.2と記入しているが、これは通常の4気筒内燃機関
の爆発順序が1−3−4−2であるのに合わせるためで
あり、適用する内燃機関の爆発順序が異なれば、センサ
信号波形の名称もそれに合わせて変更するのはもちろん
である。さらに図3には、とくに図示してはいないが各
気筒対応の信号波形の間隔はクランク軸回転角度で18
0deg である。同様に3気筒内燃機関の爆発順序は、一
般に1−3−2であるから図3をそのように置き換えれ
ば良く、そして各気筒対応の信号波形の間隔はクランク
軸回転角度で240deg であるが、この変更図面は省略
する。
【0023】各気筒に対応した信号波形のほかに、No.
1気筒用波形と最終爆発気筒であるNo.2気筒用波形と
の中間に1個の気筒判別用信号を設ける。
1気筒用波形と最終爆発気筒であるNo.2気筒用波形と
の中間に1個の気筒判別用信号を設ける。
【0024】これらの信号波形が変化する間の長さを図
4に示すように、信号波形が立ち上がりから信号波形の
立ち下がりまでの長さ、または逆に信号波形の立ち下が
りから信号波形が立ち上がりまでの長さを、信号波形入
力のつど演算する。
4に示すように、信号波形が立ち上がりから信号波形の
立ち下がりまでの長さ、または逆に信号波形の立ち下が
りから信号波形が立ち上がりまでの長さを、信号波形入
力のつど演算する。
【0025】図4に示すように、最新の演算値をTnewと
し、直前の演算値をToldとする。これらの演算値は上述
したように入力する信号波形の変化毎に順次更新され
る。
し、直前の演算値をToldとする。これらの演算値は上述
したように入力する信号波形の変化毎に順次更新され
る。
【0026】次に、最新の演算値Tnewと直前の演算値To
ldとを、数1により比較演算を行う。
ldとを、数1により比較演算を行う。
【0027】
【数1】 Told×K≧Tnew ここでK:定数 クランク軸回転数の変動に対し比較演算上の余裕をつけ
るため設定されるもの。
るため設定されるもの。
【0028】数1の比較判定が成立するときは、判定値
を「1」とする。
を「1」とする。
【0029】数1の比較判定が非成立のときは、判定値
を「0」とする。
を「0」とする。
【0030】このようにして、判定するものとすれば、
図1に示すディスク15上の気筒判定用切欠の長さを適
宜の値に設定すれば、上述の判定値が1または0である
ように任意に設定することが可能となる。すなわち、信
号波形の変化のつど演算される判定値を、図5に示すよ
うにクランク軸の回転により時間経過とともに0111
11010101011111・・となるように設定す
るのが本発明の目的である。図5は4気筒の場合を示
し、3気筒の場合は図6に示すように01111101
01011111・・となるよう設定する。
図1に示すディスク15上の気筒判定用切欠の長さを適
宜の値に設定すれば、上述の判定値が1または0である
ように任意に設定することが可能となる。すなわち、信
号波形の変化のつど演算される判定値を、図5に示すよ
うにクランク軸の回転により時間経過とともに0111
11010101011111・・となるように設定す
るのが本発明の目的である。図5は4気筒の場合を示
し、3気筒の場合は図6に示すように01111101
01011111・・となるよう設定する。
【0031】すなわち、本発明の目的とするところは、 (1)比較判定値の1が5個連続して得られるよう信号
波形を設定すること。
波形を設定すること。
【0032】(2)5個の連続する判定パターンにより
気筒判定を行うこと(5桁判定)。
気筒判定を行うこと(5桁判定)。
【0033】である。
【0034】これらの事項をもとに、図5について再度
説明すれば、図中の波形のもとに、波形の変化毎の判定
値を0,1のごとく記入してある。そして図中の表に記
載しているように、5桁の判定パターン値において、最
新の判定値を下位ビットに並べるように設定して得られ
た結果が、例えば01111であるときは、No.1気筒
用の信号波形の立ち上がりであると判定される。同様に
他の気筒についても、判定することが可能となる。同様
に3気筒機関の場合についても、図6に示すごとく5桁
の判定値を用いることにより各気筒名をすべて判定する
ことが可能である。
説明すれば、図中の波形のもとに、波形の変化毎の判定
値を0,1のごとく記入してある。そして図中の表に記
載しているように、5桁の判定パターン値において、最
新の判定値を下位ビットに並べるように設定して得られ
た結果が、例えば01111であるときは、No.1気筒
用の信号波形の立ち上がりであると判定される。同様に
他の気筒についても、判定することが可能となる。同様
に3気筒機関の場合についても、図6に示すごとく5桁
の判定値を用いることにより各気筒名をすべて判定する
ことが可能である。
【0035】次に制御の流れを図によって説明する。図
7は全体の流れを説明している。
7は全体の流れを説明している。
【0036】ステップ1001において、気筒判定終了
状態であるかどうかを判定し、気筒判定終了であれば、
ステップ1002に移る。ここでは、気筒判定結果が正
しいかどうかをチェックする。ステップ1003におい
て、チェック結果がYESであればステップ1004で
燃料噴射制御および点火時期制御の起動処理を行い、正
常な状態として処理される。ステップ1003において
チェック結果がNOであれば、ステップ1005に移り
気筒判定結果を取り消し、ステップ1006により気筒
判定を再度行う。
状態であるかどうかを判定し、気筒判定終了であれば、
ステップ1002に移る。ここでは、気筒判定結果が正
しいかどうかをチェックする。ステップ1003におい
て、チェック結果がYESであればステップ1004で
燃料噴射制御および点火時期制御の起動処理を行い、正
常な状態として処理される。ステップ1003において
チェック結果がNOであれば、ステップ1005に移り
気筒判定結果を取り消し、ステップ1006により気筒
判定を再度行う。
【0037】図8および図9により、気筒判定の流れに
ついて説明する。ステップ2001において、回転角セ
ンサからの入力信号の間隔を計算する。この計算および
演算方法については、すでに図4で説明した内容と同じ
である。そして、ステップ2002により、最新の演算
値Tnewと、直前の演算値Toldと定数Kとの関係によりパ
ターン判定を行う。ステップ2003においては、パタ
ーン判定結果が1であり、ステップ2004において
は、パターン判定結果が0であるとする。次に、ステッ
プ2005において、判定パターンが01111の順に
並んだかどうかを判定する。ここで、判定パターンを5
桁とし、さらに最新の判定値を5桁の判定パターンの再
下位ビットとして扱うことは、すでに述べたとおりであ
る。ステップ2005の判定結果がYESであれば、ス
テップ2006に進み、No.1気筒であると判定され
る。ステップ2007の判定結果によりNo.3気筒判定
を、ステップ2009の判定結果によりNo.4気筒判定
を、そしてステップ2011の判定結果によりNo.2気
筒判定を行うことができる。
ついて説明する。ステップ2001において、回転角セ
ンサからの入力信号の間隔を計算する。この計算および
演算方法については、すでに図4で説明した内容と同じ
である。そして、ステップ2002により、最新の演算
値Tnewと、直前の演算値Toldと定数Kとの関係によりパ
ターン判定を行う。ステップ2003においては、パタ
ーン判定結果が1であり、ステップ2004において
は、パターン判定結果が0であるとする。次に、ステッ
プ2005において、判定パターンが01111の順に
並んだかどうかを判定する。ここで、判定パターンを5
桁とし、さらに最新の判定値を5桁の判定パターンの再
下位ビットとして扱うことは、すでに述べたとおりであ
る。ステップ2005の判定結果がYESであれば、ス
テップ2006に進み、No.1気筒であると判定され
る。ステップ2007の判定結果によりNo.3気筒判定
を、ステップ2009の判定結果によりNo.4気筒判定
を、そしてステップ2011の判定結果によりNo.2気
筒判定を行うことができる。
【0038】次に、図10において判定した結果が正し
いかどうかをチェックしている。すなわち図7と図8の
流れ図により、No.1からNo.4までの各気筒のいずれ
かの気筒が判定されたときは、次の気筒は爆発順序など
内燃機関の構造上、当然定まっているので、回転角セン
サからの信号波形による判定パターンが、この当然に定
まっている番号の気筒の判定パターンと一致しているか
どうかチェック可能である。これにより、例えば外部の
ノイズで回転角センサ出力信号などが乱れて誤判定を生
じていないかをチェックする。
いかどうかをチェックしている。すなわち図7と図8の
流れ図により、No.1からNo.4までの各気筒のいずれ
かの気筒が判定されたときは、次の気筒は爆発順序など
内燃機関の構造上、当然定まっているので、回転角セン
サからの信号波形による判定パターンが、この当然に定
まっている番号の気筒の判定パターンと一致しているか
どうかチェック可能である。これにより、例えば外部の
ノイズで回転角センサ出力信号などが乱れて誤判定を生
じていないかをチェックする。
【0039】再び、図5にもどり判定パターンにおい
て、判定値が11111と5個連続することが本発明の
内容であることを述べたが、このための気筒信号用切欠
の設定上の制約事項を以下に説明する。
て、判定値が11111と5個連続することが本発明の
内容であることを述べたが、このための気筒信号用切欠
の設定上の制約事項を以下に説明する。
【0040】気筒判定は、内燃機関の始動時に行われる
ものであるが、例えばバッテリ電圧が著しく低いときな
どは、図11に示すごとくクランキング回転数が変動し
てしまい、始動電動機による最小回転数が50rpm ,最
大回転数が130rpm となる状況が生じた。図12にお
いてクランク軸回転角と回転数の変動との関係について
まとめる。各気筒が圧縮工程の終了近くとなる上死点付
近で回転数が最小となり、上死点を過ぎると回転数が上
昇する。このような繰り返しを各気筒毎に行うので、4
気筒内燃機関ではクランク軸回転角180deg の周期で
回転変動が生じることになる。同様に、3気筒内燃機関
においてはクランク軸の回転角240deg の周期で回転
変動が繰り返される。
ものであるが、例えばバッテリ電圧が著しく低いときな
どは、図11に示すごとくクランキング回転数が変動し
てしまい、始動電動機による最小回転数が50rpm ,最
大回転数が130rpm となる状況が生じた。図12にお
いてクランク軸回転角と回転数の変動との関係について
まとめる。各気筒が圧縮工程の終了近くとなる上死点付
近で回転数が最小となり、上死点を過ぎると回転数が上
昇する。このような繰り返しを各気筒毎に行うので、4
気筒内燃機関ではクランク軸回転角180deg の周期で
回転変動が生じることになる。同様に、3気筒内燃機関
においてはクランク軸の回転角240deg の周期で回転
変動が繰り返される。
【0041】また、図12下側の回転角センサ波形の角
度間隔TW1〜TW5について述べる。角度間隔とは図
1に示す回転角センサユニット13に内蔵されるディス
ク15に設けられた気筒信号用切欠16の切欠穴の角度
と、切欠間の角度のそれぞれの角度のことを称してい
る。
度間隔TW1〜TW5について述べる。角度間隔とは図
1に示す回転角センサユニット13に内蔵されるディス
ク15に設けられた気筒信号用切欠16の切欠穴の角度
と、切欠間の角度のそれぞれの角度のことを称してい
る。
【0042】従って、これらの角度間隔はクランク軸回
転角度に1:1で対応させて考えることができる。例え
ば、図12においてTW4の角度間隔で信号入力の立ち
上がり,立ち下がりを生じる信号波形において、この信
号波形立ち下がりは各気筒の圧縮工程終端である上死点
の前5deg(=BTDC5deg)と言うことができる。こ
のようにして、TW4を70degCA ,TW5を110
degCA と呼ぶことにして、以下の説明を行うことにす
る。なお、CAはクランク軸回転角の略である。
転角度に1:1で対応させて考えることができる。例え
ば、図12においてTW4の角度間隔で信号入力の立ち
上がり,立ち下がりを生じる信号波形において、この信
号波形立ち下がりは各気筒の圧縮工程終端である上死点
の前5deg(=BTDC5deg)と言うことができる。こ
のようにして、TW4を70degCA ,TW5を110
degCA と呼ぶことにして、以下の説明を行うことにす
る。なお、CAはクランク軸回転角の略である。
【0043】TW1〜TW5波形形状は図3に説明した
ものと同じであり、図3と図12とを対比して述べる。
内燃機関のクランク軸が一定速度で回転しているとき
は、各信号波形の角度間隔と、図8のステップ2001
に示す入力信号間隔(時間値)とは正比例する。従って
クランク軸が一定速度で回転しているときのパターン判
定値が11111と5個連続するように設定するために
は、TW1〜TW4の角度間隔をすべて同一にすれば良
いことがわかる。
ものと同じであり、図3と図12とを対比して述べる。
内燃機関のクランク軸が一定速度で回転しているとき
は、各信号波形の角度間隔と、図8のステップ2001
に示す入力信号間隔(時間値)とは正比例する。従って
クランク軸が一定速度で回転しているときのパターン判
定値が11111と5個連続するように設定するために
は、TW1〜TW4の角度間隔をすべて同一にすれば良
いことがわかる。
【0044】しかしながら、図12に示すように、回転
変動を生じている場合にはクランク軸回転数の高い領域
で検出される信号波形TW2およびTW3のそれぞれの
時間計測値は小さな値となるのに対し、クランク軸回転
数の低い領域で検出される信号波形TW1およびTW4
のそれぞれの時間計測値は大きな値となる。このためT
W1〜TW4の角度間隔をすべて同一にしていても、パ
ターン判定値(図8におけるステップ2002,ステッ
プ2003およびステップ2004)が1にはならない
場合が生じる。
変動を生じている場合にはクランク軸回転数の高い領域
で検出される信号波形TW2およびTW3のそれぞれの
時間計測値は小さな値となるのに対し、クランク軸回転
数の低い領域で検出される信号波形TW1およびTW4
のそれぞれの時間計測値は大きな値となる。このためT
W1〜TW4の角度間隔をすべて同一にしていても、パ
ターン判定値(図8におけるステップ2002,ステッ
プ2003およびステップ2004)が1にはならない
場合が生じる。
【0045】この例について、詳細に説明する。仮に3
気筒内燃機関で、 TW1=56degCA TW2=58degCA TW3=56degCA TW4=70degCA と設定した場合、図8のステップ2002およびステッ
プ2003に示す判定1が成立するための定数Kの値
は、次のようになる。
気筒内燃機関で、 TW1=56degCA TW2=58degCA TW3=56degCA TW4=70degCA と設定した場合、図8のステップ2002およびステッ
プ2003に示す判定1が成立するための定数Kの値
は、次のようになる。
【0046】 クランク軸回転数一定の場合 1.250≦K<2.429 図11の回転変動を想定時 2.206≦KかつK<1.804 となり、回転変動時には定数Kの値設定に矛盾が生じ
る。すなわち判定パターンを所定のものに設定できない
ことになる。
る。すなわち判定パターンを所定のものに設定できない
ことになる。
【0047】検討の結果、本発明の判定値が11111
と5個連続するためには、図3および図12において次
の関係が必要である。
と5個連続するためには、図3および図12において次
の関係が必要である。
【0048】すなわち TW2≧TW1 TW3≧1.1×TW4 の各条件を満足するようなTW1〜TW4の角度間隔設
定が要求される。
定が要求される。
【0049】ここで上記TW1〜TW4の角度間隔は、
それぞれ図3におけるNo.2気筒,No.1気筒,No.3
気筒及びNo.4気筒の各気筒の立ち上がりの角度間隔幅
が図12におけるTW4であり、また、図3の気筒判別
用信号の立ち上がり角度間隔幅が図12におけるTW2
であり図3におけるNo.2気筒と気筒判別用信号との間
の角度間隔幅がTW1であり、また、気筒判別用信号と
No.1気筒の間の角度間隔幅がTW3である。
それぞれ図3におけるNo.2気筒,No.1気筒,No.3
気筒及びNo.4気筒の各気筒の立ち上がりの角度間隔幅
が図12におけるTW4であり、また、図3の気筒判別
用信号の立ち上がり角度間隔幅が図12におけるTW2
であり図3におけるNo.2気筒と気筒判別用信号との間
の角度間隔幅がTW1であり、また、気筒判別用信号と
No.1気筒の間の角度間隔幅がTW3である。
【0050】(TW5は各気筒間の角度間隔幅)本発明
の実施例では、回転角センサユニット13に光電素子を
使用した場合について説明したが、LEDの光電素子に
代え、他の検出素子を使用しても良いのはもちろんであ
る。要求される機能としては、クランク軸の回転に対応
した信号を発生するものであれば良く、例えば電磁ピッ
クアップなどが使用可能である。この場合の回転角セン
サとしての信号波形は図13および図14に示すごとく
光電素子を使用した場合の信号波形の立ち上がり,立ち
下がり時点に対応した信号入力があれば良い。
の実施例では、回転角センサユニット13に光電素子を
使用した場合について説明したが、LEDの光電素子に
代え、他の検出素子を使用しても良いのはもちろんであ
る。要求される機能としては、クランク軸の回転に対応
した信号を発生するものであれば良く、例えば電磁ピッ
クアップなどが使用可能である。この場合の回転角セン
サとしての信号波形は図13および図14に示すごとく
光電素子を使用した場合の信号波形の立ち上がり,立ち
下がり時点に対応した信号入力があれば良い。
【0051】さらに、本発明の実施例では判定パターン
を0および1としているが、この0と1との関係を反転
させても良いのは当然である。すなわち、判定値が1111
1と5個連続する代わりに、判定値が00000と5個
連続するごとく定義しても本発明の目的とする全気筒の
判定可能である効果を何等損なうものではない。
を0および1としているが、この0と1との関係を反転
させても良いのは当然である。すなわち、判定値が1111
1と5個連続する代わりに、判定値が00000と5個
連続するごとく定義しても本発明の目的とする全気筒の
判定可能である効果を何等損なうものではない。
【0052】さらには判定パターンを0および1に代
え、長および短と定義しても何等差し支えないのはもち
ろんである。
え、長および短と定義しても何等差し支えないのはもち
ろんである。
【0053】本願発明では、クランク軸回転に伴う5個
連続する判定パターンにより全気筒の判定が始動時より
可能となり、始動性が向上できる。
連続する判定パターンにより全気筒の判定が始動時より
可能となり、始動性が向上できる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1つの回転角センサの信号により気筒を判定する方式に
おいて、特定の気筒判別用信号を含む信号波形の配列に
おいて、判定パターンが同一の値、例えば1が5個連続
して判定されるように設定され、かつ最新の判定値が常
に下位ビットになるよう配列された順列の5桁の数値か
らなる判定パターンにより、内燃機関の気筒を判定する
ようにしたので、内燃機関始動時に全気筒の判定が可能
となり、各々の気筒に対応して適切な燃料噴射量,燃料
噴射タイミング,点火時期の制御開始が速やかに行なえ
るので内燃機関の始動性が向上する。
1つの回転角センサの信号により気筒を判定する方式に
おいて、特定の気筒判別用信号を含む信号波形の配列に
おいて、判定パターンが同一の値、例えば1が5個連続
して判定されるように設定され、かつ最新の判定値が常
に下位ビットになるよう配列された順列の5桁の数値か
らなる判定パターンにより、内燃機関の気筒を判定する
ようにしたので、内燃機関始動時に全気筒の判定が可能
となり、各々の気筒に対応して適切な燃料噴射量,燃料
噴射タイミング,点火時期の制御開始が速やかに行なえ
るので内燃機関の始動性が向上する。
【図1】本発明の実施例の内燃機関の概略を示す構成
図。
図。
【図2】本発明の実施例の内燃機関の制御装置の入出力
の構成を説明する図。
の構成を説明する図。
【図3】回転角センサの信号波形を示す図。
【図4】回転角センサの信号間隔の時間計測状態を説明
する図。
する図。
【図5】気筒判定のための判定パターン説明図で、4気
筒内燃機関に係わる図面。
筒内燃機関に係わる図面。
【図6】気筒判定のための判定パターン説明図で、3気
筒内燃機関に係わる図面。
筒内燃機関に係わる図面。
【図7】燃料噴射,点火時期制御開始を説明する流れ
図。
図。
【図8】気筒判定方法の説明図。
【図9】気筒判定方法の説明図で、図8に続く図面。
【図10】気筒判定後のチェック説明図。
【図11】内燃機関始動時の回転数変動状態の説明図。
【図12】内燃機関の回転数変動状態と回転角センサ信
号との関係説明図。
号との関係説明図。
【図13】本発明の他の実施例による回転角センサ信号
波形説明図で図3に対応する。
波形説明図で図3に対応する。
【図14】本発明の他の実施例による回転角センサ信号
間隔の時間計測状態説明図で図4に対応する。
間隔の時間計測状態説明図で図4に対応する。
1…内燃機関本体、5…インジェクタ、12…制御ユニ
ット、13…回転角センサユニット、14…光電素子、
15…ディスク、16…気筒信号用切欠。
ット、13…回転角センサユニット、14…光電素子、
15…ディスク、16…気筒信号用切欠。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 守 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内
Claims (2)
- 【請求項1】内燃機関の回転部に取付けられた1個の回
転角センサを用い、前記内燃機関のクランク軸回転数の
1/2の速度で回転する回転角信号発生部上に、前記内
燃機関の気筒数分の切欠または突起を有する気筒信号用
機構(以下信号用機構と略す)を設けるとともに、さらに
基準気筒判定のために前記信号用機構とは別の信号用機
構とを設け、前記クランク軸の回転に伴い発生される信
号波形の立ち上がり,立ち下がりの変化毎に、最新の信
号波形入力時間間隔と直前の信号波形入力時間間隔とを
計測し、その両者の時間比による判定を1または0とす
る2値演算制御を行い気筒判別を行う内燃機関の気筒判
定方法において、各気筒毎に対応する5桁のビットパタ
ーンを予め定め、前記クランク軸の回転による前記2値
演算制御より得られた2値データの5個の連続する結果
が、前記各気筒毎に予め定めた前記5桁のビットパター
ンと一致することにより、各気筒の判定を行うことを特
徴とする内燃機関の気筒判定方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の内燃機関の気筒判定方法
において、前記回転角センサは、前記信号用機構間の関
係が、前記内燃機関の気筒数分に対応して設けられる信
号用機構により生じる立ち上がり信号から立ち下がり信
号までの角度(以下角度設定値と略す)をTW4とし、
前記信号用機構とは別に前記内燃機関の第1の気筒と前
記第1の気筒と隣り合う第2の気筒に対応する信号用機
構との間に設けられた別の信号用機構により生じる立ち
上がり信号から立ち下がり信号までの角度設定値をTW
2とし、さらに前記TW2と前記第1の気筒に対応する
信号用機構をTW4との間の角度設定値をTW1とする
とともに、前記TW2と前記第2の気筒に対応する信号
用機構のTW4との間の角度設定値をTW3とすると
き、TW2≧TW1およびTW3≧1.1×TW4 なる関
係が成立することを特徴とする内燃機関の気筒判定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1860696A JPH09209817A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 内燃機関の気筒判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1860696A JPH09209817A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 内燃機関の気筒判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209817A true JPH09209817A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11976311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1860696A Pending JPH09209817A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 内燃機関の気筒判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09209817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11210542A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-03 | Hitachi Ltd | 内燃機関の気筒判定装置 |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP1860696A patent/JPH09209817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11210542A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-03 | Hitachi Ltd | 内燃機関の気筒判定装置 |
| KR100686266B1 (ko) * | 1998-01-30 | 2007-02-23 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 내연기관의 기통 판정 장치 |
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