JPH10227252A - ４サイクルエンジンの行程判別装置 - Google Patents

４サイクルエンジンの行程判別装置

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JPH10227252A
JPH10227252A JP9029255A JP2925597A JPH10227252A JP H10227252 A JPH10227252 A JP H10227252A JP 9029255 A JP9029255 A JP 9029255A JP 2925597 A JP2925597 A JP 2925597A JP H10227252 A JPH10227252 A JP H10227252A
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Nobuhiko Ito
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カムシャフト１ａの回転を検出せずに気筒の
行程判別を行うことができる電子燃料噴射式エンジンの
行程判別装置を提供すること。 【解決手段】 ４サイクルエンジン１のクランクシャフ
ト１ａの位相を検出するクランクパルスジェネレータ１
ｃと、前記エンジン１の気筒１０ｂ〜１０ｄに連なる吸
気管１１ｂ〜１１ｄ内の吸気圧を検出する第２吸気圧セ
ンサ１３ｂと、検出されたクランクシャフト１ａの位相
と吸気圧との相互関係から気筒１０ａ〜１０ｄの行程判
別を行う燃料噴射制御ユニットＥＣＵとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として電子燃料
噴射制御式の４サイクルエンジンに適用される行程判別
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子燃料噴射制御式の４サイクルエンジ
ンでは、エンジンのクランクシャフトの位相をクランク
センサにより検出すると共にクランクシャフトの位相と
カムシャフトの位相との相互関係から気筒の行程を判別
し、燃料噴射のタイミングを決定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、カムシャフ
トの位相を検出するにはエンジンのシリンダヘッド内に
カムセンサを設置せざるを得ず、エンジンが大型化して
コストが高くなるという不具合がある。特に、二輪車で
は高さ方向の寸法に制約があるため、シリンダヘッドの
大型化は問題である。
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑み、カム
シャフトの位相を検出することなく気筒の行程を判別し
得るようにした装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、４サイクルエンジンのクランクシャフトの位
相を検出する位相検出手段と、前記エンジンの気筒に連
なる吸気管内の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、検
出されたクランクシャフトの位相と吸気圧との相互関係
から気筒の行程判別を行う行程判別手段とを備える。
【０００６】４サイクルエンジンの気筒では、クランク
シャフトが２回転（７２０°の回転）する間に、吸気、
圧縮、爆発及び排気の４行程が実行されるので、クラン
クシャフトの位相を検出しただけでは、吸気行程と爆発
行程との判別や、圧縮行程と排気行程との判別ができな
い。本発明では、エンジンの気筒の吸気ポートに連なる
吸気管内の吸気圧がクランクシャフトが２回転する間を
１周期として変化することに着目し、クランクシャフト
の位相と周期的に変化する吸気圧値との相互関係から、
吸気行程と爆発行程とを判別し、圧縮行程と排気行程と
を判別する。これにより、行程判別のためにカムシャフ
トの位相を検出する必要がなくなるので、エンジンの構
造が簡素化し、エンジンの大型化が防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１を参照して、１は４サイクル
４気筒の電子燃料噴射制御式エンジンであり、該エンジ
ン１のクランクシャフト１ａにクランクパルサーロータ
１ｂを取り付けると共に該ロータ１ｂに近接させて該ロ
ータ１ｂと協働してクランク回転パルス信号を発生する
クランクパルスジェネレータ１ｃを設置した。そして、
図２に示されるように、エンジン１の各気筒１０ａ〜１
０ｄの吸気ポートに連なる各吸気管１１ａ〜１１ｄに夫
々別個の細管１２ａ〜１２ｄの一端を連通させ、第１細
管１２ａの他端に第１吸気圧センサ１３ａを接続して第
１吸気管内圧Ｐ1 を検出すると共に、他の第２乃至第４
吸気管１１ｂ〜１１ｄに連通される第２乃至第４細管１
２ｂ〜１２ｄの他端を合流させて該合流端に第２吸気圧
センサ１３ｂを接続して、第２乃至第４吸気管内圧Ｐ2
，Ｐ3 ，Ｐ4 を合成した合成吸気圧Ｐs を検出するよ
うにした。
【０００８】エンジン１の各気筒１０ａ〜１０ｄに関連
する構成は概ね同様であるので、以下図１に示した第１
気筒１０ａに関係する構成を参照しつつ各気筒１０ａ〜
１０ｄに関連する構成を説明する。
【０００９】各吸気管１１ａ〜１１ｄには、燃料噴射用
のインジェクタ１４ａ〜１４ｄが設置されており、該イ
ンジェクタ１４ａ〜１４ｄを電子燃料噴射制御ユニット
（以下、ＥＣＵと記す）に接続して該ＥＣＵによりイン
ジェクタ１４ａ〜１４ｄの燃料噴射制御を行う。
【００１０】ＥＣＵには、上記クランクパルスジェネレ
ータ１ｃ、第１吸気圧センサ１３ａ及び第２吸気圧セン
サ１３ｂの他に各種センサが設置されている。具体的に
は各吸気管１１ａ〜１１ｄの上流の合流部に設置される
スロットルバルブ１５の開動軸に接続されたスロットル
開度センサ１６、合流部のさらに上流のエアクリーナ１
７内に設置される吸気温（吸入空気温度）センサ１８、
各気筒１０ａ〜１０ｄを冷却する冷却水通路１９に設置
される水温センサ２０及び車両の所定位置に設置される
大気圧センサ２１が接続されている。そしてＥＣＵで
は、第２吸気圧センサ１３ｂにより検出した吸気圧Ｐs
に基づきインジェクタ１４ａ〜１４ｄの基本的な燃料噴
射量を演算すると共に、スロットル開度センサ１６、吸
気温センサ１８、水温センサ２０及び大気圧センサ２１
からの信号に基づく補正を行い、状況により適合した燃
料噴射量を演算している。
【００１１】尚、ＥＣＵにはアイドルミクスチャアジャ
スタ２２が接続されており、該アイドルミクスチャアジ
ャスタ２２が備える各気筒１０ａ〜１０ｄに対応した可
変抵抗器２２ａ〜２２ｄの電圧信号に基づきアイドル時
におけるインジェクタ１４ａ〜１４ｄの燃料噴射量を制
御している。またＥＣＵは、水温センサ２０からの電圧
信号に基づき水温計２３を駆動すると共にインジケータ
２４の表示を制御しており、クランクパルス信号から演
算したエンジン回転数に基づきタコメータ駆動信号を生
成してタコメータ２５を駆動している。
【００１２】尚、「ＢＡＴ」は電源バッテリであり、
「ＳＷ」は、ＥＣＵ、燃料ポンプＦＰ、吸気バルブセン
サ２６及びスピードセンサ２７をオンオフする、電源バ
ッテリＢＡＴのスイッチユニットである。メータ部２８
のスピードメータ２９は該スピードセンサ２７からの信
号により駆動される。
【００１３】ところで、燃料噴射制御では、燃料噴射量
と共に燃料噴射開始のタイミングを決定する必要があ
る。本発明では、吸気圧の変化がクランクシャフト１ａ
の２回転（７２０°の回転）を１周期として変化するこ
とに着目し、第２吸気圧センサ１３ｂにより、３つの吸
気管１１ｂ〜１１ｄ内の吸気圧を合成した合成吸気圧Ｐ
s を検出し、該合成吸気圧Ｐs の変化とクランクシャフ
ト１ａの位相とから各気筒１０ａ〜１０ｄの行程を判別
し、各気筒１０ａ〜１０ｄに対応するインジェクタ１４
ａ〜１４ｄにおける燃料噴射タイミングを決定してい
る。
【００１４】図３の（Ａ）〜（Ｄ）は、第１乃至第４吸
気管１１ａ〜１１ｄ内の吸気圧Ｐ1，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4
の変化を示すグラフであり、図４は、第２乃至第４吸気
管１１ｂ〜１１ｄ内の吸気圧の合成吸気圧Ｐs の変化を
示すものである。各グラフの縦軸は吸気圧、横軸は時間
であり、横軸についてはクランクパルスジェネレータ１
ｃから発せられるクランクパルス信号（以下、単にパル
ス信号と記す）の間隔を示した。尚、横軸に付した番号
は、クランクシャフト１ａが１回転する間に発生される
各パルス信号に連続的に１〜７まで付した番号である。
また、各気筒１０ａ〜１０ｄのピストンが圧縮上死点に
達するタイミングを＃１〜＃４で示した。例えば第１気
筒１０ａの第１ピストンは、第１パルス信号が出力され
た直後の＃１のタイミングで圧縮上死点に達する。尚、
第１気筒を起点とすれば、各気筒１０ａ〜１０ｄ内のピ
ストンｄは＃１，＃２，＃４，＃３の順で圧縮上死点に
達する。
【００１５】以下、ＥＣＵによる各気筒の行程判別手順
をフローチャート（図５参照）を参照しつつ説明する。
【００１６】ＥＣＵは、クランクパルスジェネレータ１
ｃから第１あるいは第５パルス信号を検知し（Ｓ１）、
例えば第１パルス信号であれば、第２吸気圧センサ１３
ｂからの合成吸気圧信号を信号Ｐs1としてメモリ（図示
せず）に記憶する（Ｓ２）。そして、次の第２パルス信
号検知時に（Ｓ３）、直前の第１パルス信号検知時に検
出した合成吸気圧信号値Ｐs1と、１周期前の第１パルス
信号検知時に検出した合成吸気圧信号値Ｐs1(b) との差
の絶対値を求める（Ｓ４）。この値が所定値Ｘより大き
ければ、両信号値Ｐs1, Ｐs1(b) の値を比較する（Ｓ
５）。比較の結果、直前の合成吸気圧信号Ｐs1の方が小
さければ、この後最初にピストンが圧縮上死点に位置す
るのは第１気筒１０ａである（つまり図４の符号Ａに対
応する状態である）と判別し（Ｓ６）、所定数のパルス
信号をカウントした後、第１気筒１０ａに対応するイン
ジェクタ１４ａに燃料噴射信号を送って（Ｓ７）、所定
量の燃料を噴射させる。逆に直前の合成吸気圧信号Ｐs1
の方が大きければ、該当気筒は第４気筒１０ｄである
（符号Ｃに対応する状態である）と判別し（Ｓ８）、所
定数のパルス信号カウント後、第４インジェクタ１４ｄ
に燃料噴射信号が送って（Ｓ９）、所定量の燃料を噴射
させる。
【００１７】また、ステップＳ１において第５パルス信
号を検知したときも同様であり、まず第５パルス信号検
知時の合成吸気圧信号を信号Ｐs5としてメモリに記憶し
（Ｓ１１）、次の第６パルス信号検知時に（Ｓ１２）、
該合成吸気圧Ｐs5と１回転前の第５パルス信号検知時に
検出した合成吸気圧信号Ｐs5(b) との差の絶対値を求め
（Ｓ１３）、該値が所定値Ｘより大きければ、両合成吸
気圧Ｐs5, Ｐs5(b) を比較し（Ｓ１４）、その結果直前
の合成吸気圧信号Ｐs5の方が小さければ、その後最初に
ピストンが圧縮上死点に位置するのは第２気筒１０ｂで
ある（符号Ｂに対応する状態である）と判別して（Ｓ１
５）、所定数のパルス信号カウント後、第２インジェク
タ１４ｂに燃料噴射信号を送て（Ｓ１６）、所定量の燃
料を噴射させる。逆に合成吸気圧信号Ｐs5の方が大きい
ければ、該当気筒は第３気筒１０ｃである（符号Ｄに対
応する状態である）と判別して（Ｓ１７）、所定数のパ
ルス信号カウント後、インジェクタ１４ｃに燃料噴射信
号を送り（Ｓ１８）、所定量の燃料を噴射させる。
【００１８】一方、ステップＳ４，Ｓ１３で求めた差の
絶対値が所定値Ｘより小さければ、グループ噴射ルーチ
ン（Ｓ１９）を実行する。このルーチンは、上死点が圧
縮上死点か排気上死点かを判別できない場合は、上死点
を検知すれば常に所定数のパルス信号カウント後に燃料
噴射を行うものである。したがって、クランクシャフト
に対するピストンの動きが同じ気筒については、燃料噴
射のタイミングが全て一致するので、このような気筒を
１つのグループとして取り扱い燃料噴射タイミングを決
定している。本実施形態では、第１気筒１０ａと第４気
筒１０ｄが１つのグループであり、第２気筒１０ｂと第
３気筒１０ｃとが別の１つのグループである。したがっ
て、例えばステップＳ４を経てステップＳ１９を実行す
る場合は、第２パルス信号検知時から所定数のパルス信
号カウント後、第１及び第４気筒１０ａ，１０ｄに対応
する第１，第４インジェクタ１４ａ，１４ｄに燃料噴射
信号を送り、所定量の燃料を噴射させる。また、ステッ
プＳ１３を経てステップＳ１９を実行する場合は、第６
パルス信号検知時から所定数のパルス信号カウント後、
第２及び第３気筒１０ｂ，１０ｃに対応する第２，第３
インジェクタ１４ｂ，１４ｃに燃料噴射信号を送り、所
定量の燃料を噴射させる。尚、燃料噴射量は、所定の演
算により適宜の量に補正される。また、所定値Ｘは、検
出される合成吸気圧Ｐs の値のばらつきが小さければ小
さい値に設定しても誤判別が生ずることはないが、ばら
つきが大きければ大きい値に設定しなければ誤判別が生
ずやすい。尚、行程判別できない場合というのは、例え
ば、エンジン回転数が一定の回転数以上であるときや、
スロットルの開度が一定の開度以上であるときなど、ノ
イズの発生等により合成吸気信号を検出できないような
場合に生ずる。
【００１９】また本実施形態では、３つの気筒１０ｂ〜
１０ｄに連なる吸気管１１ｂ〜１１ｄ内の圧力を合成し
て得た合成吸気圧Ｐs が周期的に変化することを利用し
て各インジェクタ１４ａ〜１４ｄの燃料噴射のタイミン
グを決定したが、ある１つの気筒に連なる吸気管の内圧
（図３（Ａ）参照）や、異なるグループの気筒に連なる
吸気管の内圧の合成吸気圧（例えば第１吸気管の内圧Ｐ
1 と第２吸気管の内圧Ｐ2 とを合成した合成吸気圧，図
６参照）もクランクシャフトの７２０°の回転を１周期
として変化するので、これらの吸気圧を利用して各気筒
の行程判別を行い、インジェクタ１４ａ〜１４ｄの燃料
噴射タイミングを決定することも可能である。例えば第
１吸気管１４ａの内圧Ｐ1 を利用するのであれば、第３
及び第７パルス信号検知時の吸気圧信号値を比較して行
程判別を行い、また図６に示される合成吸気圧を利用す
るのであれば、第１及び第５パルス信号検知時の吸気圧
信号値を比較して行程判別を行うことが考えられる。ま
た、気筒判別用の吸気圧センサ１つでマップ検索を行う
ようにすれば吸気圧センサが１つの仕様での制御が可能
である。
【００２０】そして、上記実施形態は、直近の２つの合
成吸気圧値を比較して各気筒の行程判別を行うものであ
り、検出した合成吸気圧信号の値が多少ばらついても正
確に行程判別できるという利点を有するが、ばらつきが
ない場合は直前に検出した合成吸気圧値だけを用いて吸
気圧の変化の周期との関係を判断し、クランクシャフト
の位相との相互関係から各気筒の行程判別を行うことも
可能である。また、上記実施形態は、本発明に係る行程
判別装置を４気筒エンジンに適用したものであるが、本
発明に係る行程判別装置は、単気筒から６気筒の各エン
ジンに幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の行程判別装置の構成を示す構成図
【図２】 吸気管に接続される細管と吸気圧センサとの
接続を示すブロック図
【図３】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は各気筒に
連なる吸気管の内部の吸気圧の変化を示すグラフ
【図４】 合成吸気圧の変化を示すグラフ
【図５】 行程判別手順を示すフローチャート
【図６】 ２つの気筒に連なる吸気管内圧力を合成した
圧力の変化を示すグラフ
【符号の説明】
１ エンジン １ａ クランクシャフト １ｃ クランクパルスジェネレータ（回転検出手段） １０ａ〜１０ｄ 気筒 １１ａ〜１１ｄ 吸気管 １３ａ，１３ｂ 吸気圧センサ（吸気圧検出手段） ＥＣＵ 電子燃料噴射制御ユニット（行程判別手段）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４サイクルエンジンのクランクシャフト
    の位相を検出する位相検出手段と、前記エンジンの気筒
    に連なる吸気管内の吸気圧を検出する吸気圧検出手段
    と、検出されたクランクシャフトの位相と吸気圧との相
    互関係から気筒の行程判別を行う行程判別手段と、を備
    えることを特徴とする４サイクルエンジンの行程判別装
    置。
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