JPH11311146A

JPH11311146A - エンジンの気筒判別装置及びカムセンサ

Info

Publication number: JPH11311146A
Application number: JP10118081A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Abe; 典之阿部; Naomi Tomizawa; 尚己冨澤; Yoshiki Yuzuriha; 芳樹杠; Seiichi Otani; 精一大谷
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】気筒判別用のカム信号を発生させるカムセンサ
において、カム軸に形成させる被検出部としての歯の数
を減少させつつ、全気筒についての気筒判別を可能にす
る。【解決手段】気筒間の行程位相差毎に出力されるリファ
レンス信号ＲＥＦ間の角度範囲を、４気筒エンジンで
は、前半部分と後半部分とに分けて検出し、カムセンサ
からのカム信号ＣＡＭの発生を、前記前半部分と後半部
分とでそれぞれに検出する。そして、前半でのカム信号
ＣＡＭ検出の有無と後半でのカム信号ＣＡＭ検出の有無
からなる４パターンのうちのいずれのパターンに該当す
るかで、気筒判別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの気筒判別
装置及びカムセンサに関し、詳しくは、カム信号に基づ
いて気筒判別を行う装置、及び、該気筒判別用のカム信
号を発生させるカムセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、気筒間の行程位相差毎に、気
筒番号に対応するパルス数のカム信号を発生させるカム
センサを備え、前記カム信号の発生数を計数すること
で、気筒判別を行う気筒判別装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カム軸の外
周に前記カム信号を発生させるための突起部（歯）を形
成し、該突起部をホール素子や電磁ピックアップなどの
センサで検出する構成のカムセンサでは、カム軸の径が
小さいために、その外周に形成可能な突起部（歯）の数
に制限がある。

【０００４】例えば４気筒エンジンにおいて、全気筒に
ついて気筒判別が行えるようにするためには、180 °Ｃ
Ａ毎の突起部の数を例えば０，１，２，３に設定する必
要が生じ、径の小さいカム軸の外周に合計で６個の突起
部を、突起群毎に間隔空けて形成する必要が生じるが、
カム軸の径や突起部の大きさの要求から前記突起部の形
成が困難になる場合が生じ、気筒数が多くなると行程位
相差毎に気筒番号に対応する数の突起部を形成すること
がより困難になってしまう。

【０００５】ここで、全気筒について気筒判別ができる
構成とするのではなく、気筒判別可能な気筒を例えば１
気筒に限定すれば、突起部（歯）の形成数を少なくで
き、たとえ径が小さくても必要な数の突起部（歯）を形
成させることが可能となるが、上記のように気筒判別可
能な気筒が限定されると、クランキング開始から最初に
気筒判別されるまでに遅れが生じ、これによってシーケ
ンシャル噴射の開始すなわち初爆が遅れ、始動性が低下
してしまうという問題が生じる。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、気筒間の行程位相差毎の気筒判別を可能にしつ
つ、カム軸の外周に設ける被検出部（突起部，歯）の数
を少なくできるエンジンの気筒判別装置及びカムセンサ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１に係る
エンジンの気筒判別装置は、基準角度位置を基準とする
気筒間の行程位相差毎の角度範囲をそれぞれ複数に区分
する角度領域を検出する角度領域検出手段と、前記角度
領域に発生タイミングを合わせてカム軸からカム信号を
発生させるカム信号発生手段と、前記角度領域検出手段
で検出される角度領域毎に前記カム信号の発生を検出
し、該検出結果に基づいて気筒判別を行う気筒判別手段
と、を含んで構成される。

【０００８】かかる構成によると、気筒間の行程位相
差、例えば、４気筒エンジンであれば180 °ＣＡの角度
範囲が複数の角度領域に分けて検出される一方、カム信
号発生手段は、前記検出される角度領域に発生タイミン
グを合わせてカム信号を出力するので、前記角度領域を
カム信号検出の１単位としてカム信号が検出される。そ
して、角度領域毎のカム信号の検出結果に基づいて気筒
判別が行われる。

【０００９】請求項２記載の発明では、前記気筒判別手
段が、前記角度範囲毎に、前記角度領域毎の前記カム信
号の検出結果の組み合わせパターンを判別し、該判別結
果に基づいて気筒判別を行う構成とした。かかる構成に
よると、前記角度領域毎の前記カム信号の検出結果の組
み合わせパターンが各気筒毎に異なるようにカム信号発
生手段におけるカム信号の発生パターンを設定してお
き、検出結果がいずれのパターンに合致するかに基づい
て気筒を行う。

【００１０】請求項３記載の発明では、前記気筒判別手
段が、前記角度領域毎の前記カム信号の発生の有無及び
／又は前記角度領域毎の前記カム信号の発生数の組み合
わせに基づいて気筒判別を行う構成とした。かかる構成
によると、前記角度領域毎にカム信号が発生したか否か
を判別し、及び／又は、前記角度領域毎のカム信号の発
生数を計数し、気筒判別を行う。ここで、例えば４気筒
の場合に、２気筒については、角度範囲内におけるカム
信号の発生数を同数として、該発生数のカム信号が複数
の角度領域のうちのどの角度領域で発生したかによって
区別し、残る２気筒については、角度範囲内におけるカ
ム信号の発生数で区別しても良い。

【００１１】請求項４記載の発明では、前記カム信号発
生手段が、前記角度領域毎に、２種類の発生数のうちの
いずれか一方の数の前記カム信号を発生させる構成であ
り、前記気筒判別手段が、前記角度領域毎に前記カム信
号の発生数が前記２種類のうちのいずれであるかを検出
し、該検出結果に基づいて気筒判別を行う構成とした。

【００１２】かかる構成によると、角度領域毎のカム信
号の発生数（０を含む）が２種類（例えば、０，１、
１，２、０，２など）に限定され、角度領域毎に２種類
の発生数のいずれの数だけカム信号が発生したかを検出
し、該角度領域毎の検出結果の組み合わせから気筒判別
を行う。請求項５記載の発明では、前記カム信号発生手
段が、前記角度領域毎に前記カム信号を０又は１つ発生
させる構成であって、前記気筒判別手段が、前記角度領
域毎に前記カム信号の発生の有無を判断し、前記カム信
号の有無のパターンに基づいて気筒判別を行う構成とし
た。

【００１３】かかる構成によると、気筒間の行程位相差
毎の角度範囲が、例えば前半と後半との２つの角度領域
に区分して検出されるものとすると、カム信号の有無の
パターンは、前半にのみカム信号が発生するパターン，
後半にのみカム信号が発生するパターン，前後半共にカ
ム信号が発生するパターン，前半及び後半の両方でカム
信号が発生しないパターンの４つのパターンに分けら
れ、これらのいずれのパターンであるかによって気筒判
別が行われることになる。

【００１４】請求項６記載の発明では、気筒間の行程位
相差毎に基準角度信号を発生する基準角度信号発生手段
を備え、前記角度領域検出手段が、記基準角度信号を計
測基準として前記角度領域の境界を計測することで、前
記行程位相差の角度を複数に区分する角度領域を検出す
る構成とした。前記請求項１に係る発明における角度領
域の検出は、角度領域の境界を示す検出信号を境界毎に
発生させて行う構成であっても良いが、上記請求項６記
載の構成では、気筒間の行程位相差毎に基準角度信号を
発生させ、行程位相差毎の角度範囲は前記基準角度信号
によって検出するものの、前記角度範囲を複数に区分す
る角度領域については、前記基準角度信号を計測基準と
する例えば角度計測又は時間計測によってその境界部分
を検出することで、前記角度領域をそれぞれに検出す
る。

【００１５】請求項７記載の発明では、単位角度毎に検
出信号を発生する単位角度信号発生手段を備え、前記角
度領域検出手段が、前記基準角度信号を計測基準として
前記単位角度信号を計数することによって前記行程位相
差の角度を複数に区分する角度領域を検出する構成とし
た。かかる構成によると、基準角度信号が発生すると、
該基準角度信号から角度領域の境界までの角度を単位角
度信号の発生間隔の角度で除算した値だけ、単位角度信
号をカウントした時点を角度領域の境界として検出す
る。

【００１６】請求項８記載の発明では、前記角度領域検
出手段が、前記基準角度信号から角度領域の境界までの
角度を時間に換算し、前記基準角度信号からの時間計測
によって前記行程位相差の角度を複数に区分する角度領
域を検出する構成とした。かかる構成によると、基準角
度信号が発生すると、該基準角度信号から角度領域の境
界までの角度をそのときのエンジン回転速度に基づいて
時間に換算し、基準角度信号から前記時間が経過した時
点を角度領域の境界として検出する。

【００１７】請求項９記載の発明では、前記行程位相差
の角度を複数に区分する角度領域の数ｎを、２ⁿ≧気筒
数に設定する構成とした。かかる構成によると、例えば
４気筒エンジンで行程位相差が180 °ＣＡである場合に
は、前記180 °ＣＡの角度範囲を、０〜90°ＣＡの前半
部分と90°〜180°ＣＡの２領域に設定すれば、２ⁿ＝
４≧４気筒となる。このように、前半，後半の２領域に
分ければ、前述のように、前半にのみカム信号が発生す
るパターン，後半にのみカム信号が発生するパターン，
前後半共にカム信号が発生するパターン，前半及び後半
の両方でカム信号が発生しないパターンの４つのパター
ンを発生させることができ、＃１〜＃４気筒を個別に判
別できることになる。また、８気筒エンジンでは、３領
域とすることで２ⁿ＝８≧８気筒となり、８パターンの
カム信号発生パターンを生成できることになる。

【００１８】一方、請求項10に係るカムセンサは、カム
軸の外周に突出形成された被検出部をセンサで検出する
ことで、カム軸の回転に同期したカム信号を発生させる
カムセンサであって、基準角度位置を基準とする気筒間
の行程位相差毎の角度範囲をそれぞれ複数に区分する角
度領域毎に、前記被検出部の形成位置を１つ備え、前記
角度範囲における前記角度領域毎のカム信号の発生パタ
ーンが前記角度範囲相互間で異なるように、前記形成位
置に前記被検出部を選択的に形成させて構成される。

【００１９】かかる構成によると、角度領域毎に被検出
部（突起部，歯）を形成し得るよう構成されるが、角度
領域毎に被検出部が形成されるか否かによって気筒判別
を行わせるべく、被検出部を選択的に形成して複数の角
度領域からなる角度範囲相互で角度領域毎のカム信号の
発生パターンが異なるようにしてある。請求項11記載の
発明では、前記行程位相差の角度を複数に区分する角度
領域の数ｎを、２ⁿ≧気筒数に設定した。

【００２０】かかる構成によると、前述のように、角度
領域毎のカム信号の発生パターンとして、最低でも気筒
数と同じだけのパターンを生成することが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、行程位相
差の角度を複数の角度領域に区分し、角度領域毎にカム
信号を検出させることで、角度領域毎のカム信号の検出
結果が角度領域の区分数だけ発生するので、カム軸の１
回転（１サイクル）毎のカム信号の発生数（すなわち、
カム軸に設ける被検出部としての歯の数）を低減しつ
つ、全気筒についての気筒判別が可能になるという効果
がある。

【００２２】請求項２記載の発明によると、角度領域毎
のカム信号の検出結果の組み合わせと、予め記憶されて
いる各気筒での組み合わせとを比較することで、気筒判
別を行わせることができるという効果がある。請求項３
記載の発明によると、角度領域毎のカム信号の有無或い
は角度領域毎のカム信号の発生数を検出することで、気
筒判別を行わせることができるという効果がある。

【００２３】請求項４記載の発明によると、角度領域毎
のカム信号の発生数を２種類のいずれかに判別すること
で、気筒判別を行わせることができるという効果があ
る。請求項５記載の発明によると、角度領域毎にカム信
号が発生したか否かを判別し、角度領域毎のカム信号の
有無の組み合わせから気筒判別を行うので、カム信号の
検出処理が簡便であり、かつ、少ないカム信号数で全気
筒についての気筒判別が行えるという効果がある。

【００２４】請求項６記載の発明によると、各気筒毎の
点火や燃料噴射の基準となる行程位相差毎の基準角度信
号から各角度領域を検出することができるという効果が
ある。請求項７記載の発明によると、基準角度信号を基
準とする角度計測によって各角度領域を精度良く検出で
きるという効果がある。

【００２５】請求項８記載の発明によると、基準角度信
号を基準とする時間計測によって簡便に角度領域を検出
できるという効果がある。請求項９記載の発明による
と、各角度領域毎のカム信号の発生パターンとして、全
気筒に対応する数のパターンを確実に生成でき、全気筒
についての気筒判別を確実に行えるという効果がある。

【００２６】請求項10記載の発明によると、行程位相差
の角度を複数に区分する角度領域を１単位とするカム信
号の発生パターンとして、行程位相差毎に異なるパター
ンを発生させるので、行程位相差毎のカム信号の発生パ
ターンがそれぞれ１つの気筒に対応するものとして、カ
ム信号を発生させることができるという効果がある。請
求項11記載の発明によると、各角度領域毎のカム信号の
発生パターンとして、全気筒に対応する数のパターンを
確実に生成できるという効果がある。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態におけるエンジンを示す図で
あり、４気筒直列ガソリンエンジンであるエンジン１に
は、エアクリーナ２を通過した空気が、スロットル弁３
で計量され、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引され
る。

【００２８】電磁式の燃料噴射弁５は燃焼室内に直接燃
料を噴射する構成であり、該燃料噴射弁５から噴射され
た燃料によってシリンダ内に混合気が形成される。尚、
前記燃料噴射弁５が、各気筒の吸気ポート部分に燃料を
噴射する構成であっても良い。前記混合気は、点火栓６
による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気
弁７を介してシリンダ内から排出され、触媒８で浄化さ
れた後に大気中に放出される。

【００２９】マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット10は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射及
び点火栓６による点火（図示しない点火コイルへの通
電）を制御するものであり、前記コントロールユニット
10には各種のセンサからの信号が入力される。前記各種
センサとして、エンジン１の吸入空気流量Ｑを検出する
エアフローメータ11、クランク角10°毎にポジション信
号（単位角度信号）ＰＯＳを出力するクランク角センサ
12、排気中の酸素濃度に感応して燃焼混合気の空燃比を
検出する酸素センサ15，前記スロットル弁３の開度ＴＶ
Ｏを検出するスロットルセンサ16、冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ17、更に、カム軸から気筒判別用に用
いるカム信号ＣＡＭを出力するカムセンサ18（カム信号
発生手段）が設けられている。

【００３０】前記クランク角センサ12は、ＴＤＣを基準
としてクランク角10°毎にポジション信号ＰＯＳを出力
するが、図２に示すように、ＢＴＤＣ60°の部分におい
て前記ポジション信号ＰＯＳが歯抜けになるように構成
されている。これは、クランク角の全域に渡って10°刻
みにポジション信号ＰＯＳを出力させる構成とすると、
別途ピストン位置（基準角度）を検出するためのセンサ
が必要になるため、意図的に歯抜けの部分を設けて、こ
の歯抜けの部分に基づいてピストン位置（基準角度）を
検出できるようにするものである。尚、４気筒の点火順
は、＃１→＃３→＃２→＃４の順であるものとする。

【００３１】前記コントロールユニット10は、ポジショ
ン信号ＰＯＳの発生周期などに基づいて歯抜け部分を検
出すると、その後にポジション信号ＰＯＳをカウント
し、カウント値が予め記憶されている値に一致したとき
に、疑似的にリファレンス信号（基準角度信号）ＲＥＦ
を発生させる（基準角度信号発生手段）。前記疑似リフ
ァレンス信号ＲＥＦは、後述するように点火時期や燃料
噴射時期の計測の基準として用いられるものであり、本
実施の形態では、ＢＴＤＣ20°の位置で生成されるよう
にしてある。

【００３２】コントロールユニット10は、後述するよう
にして気筒判別を行うことで、前記リファレンス信号Ｒ
ＥＦを各気筒に対応させ、前記リファレンス信号ＲＥＦ
を基準として各気筒毎に噴射タイミングや点火時期を個
別に制御する。尚、上記のように本実施の形態では、リ
ファレンス信号（基準角度信号）ＲＥＦを疑似的に生成
するので、リファレンス信号ＲＥＦを出力するセンサは
設けられていないが、リファレンス信号ＲＥＦ用のセン
サ（基準角度信号発生手段）を備える構成であっても良
い。

【００３３】前記カムセンサ18は、図３に示すように、
カム軸31の一方端の外周に形成した被検出部としての歯
（突起部）32を、ホール素子や電磁ピックアップなどの
非接触型のセンサ33で検出し、前記歯32を検出する毎に
カム信号を出力するものである。前記歯32は、図４に示
すようにしてカム軸31の外周に形成されている。

【００３４】カム軸31の１回転は１サイクル（720 °Ｃ
Ａ）に相当し、４気筒エンジン１では、カム軸31が１回
転する毎に、４つのリファレンス信号ＲＥＦが発生する
ことになり、前記リファレンス信号ＲＥＦの発生間隔
は、気筒間の行程位相差である180 °ＣＡに一致する。
そして、カム軸31の角度を、リファレンス信号ＲＥＦの
発生タイミング（基準角度位置）を基準として、クラン
ク角度で180 °ＣＡに相当する４つの角度範囲に区分
し、更に、各気筒に対応することになる前記４つの角度
範囲を、０°ＣＡ〜90°ＣＡの前半部分と、90°ＣＡ〜
180 °ＣＡの後半部分との２つの角度領域に分け、それ
ぞれ90°ＣＡである８個の角度領域毎に、前記歯32の形
成位置を１つだけ設定する。尚、図４には、前半と後半
とを分ける角度の境界を点線で示してある。

【００３５】ここで、前記角度領域毎に設定される歯32
の形成位置に全て歯32を形成させるのではなく、角度領
域毎の歯32の有無のパターン、すなわち、前半における
歯32の有無と後半における歯32の有無とからなるパター
ンが、リファレンス信号ＲＥＦで区切られる４つの角度
範囲の相互間で異なるようにしてある。前半における歯
32の有無と後半における歯32の有無とからなるパターン
は、(1) 前半有り，後半無し、(2) 前半無し, 後半有
り、(3) 前半有り, 後半有り、(4) 前半無し, 後半無し
の全部で４パターン生成できる。そこで、これらの４パ
ターンを各気筒（＃１〜＃４気筒）に割り振って、例え
ば＃４気筒については前記(1) のパターン、＃１気筒に
ついては前記(2) のパターン、＃３気筒については前記
(3) のパターン、＃２気筒については前記(4) のパター
ンを対応させるものとする。

【００３６】そして、前記パターンの割り振りに応じ
て、例えば＃４気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）の直前で出
力されるリファレンス信号ＲＥＦ直後の180 °ＣＡにお
ける０°ＣＡ〜90°ＣＡの前半部分と90°ＣＡ〜180 °
ＣＡの後半部分とにおいては、＃４気筒に割り当てられ
た前記(1) のパターンに対応して前半部分にのみ歯32を
形成してある。以下同様に、点火順に沿って、次のリフ
ァレンス信号ＲＥＦ直後の180 °ＣＡでは＃１気筒が対
応する前記(2) のパターンに基づき後半部分にのみ歯32
を形成し、更に次のリファレンス信号ＲＥＦ直後の180
°ＣＡでは＃３気筒が対応する前記(3) のパターンに基
づき前半及び後半の双方に歯32を形成し、更に次のリフ
ァレンス信号ＲＥＦ直後の180 °ＣＡでは＃２気筒が対
応する前記(4) のパターンに基づき前半, 後半のいずれ
にも歯32を形成させていない。

【００３７】従って、リファレンス信号ＲＥＦ直後の18
0 °ＣＡの角度範囲を、０°ＣＡ〜90°ＣＡの前半部分
と90°ＣＡ〜180 °ＣＡの後半部分との２つの角度領域
に分けて検出し、各角度領域毎にカム信号ＣＡＭが発生
したか否かを判別し、そのパターンが前記(1) 〜(4) の
いずれのパターンであるかを判別すれば、全気筒につい
て気筒判別が行えることになる。

【００３８】具体的には、図５のフローチャートに示す
ようにして、前記コントロールユニット10が、前記クラ
ンク角センサ12及びカムセンサ18からの信号と、前述の
ようにして疑似的に発生させたリファレンス信号ＲＥＦ
とに基づいて、気筒判別を行う。図５のフローチャート
に示すルーチンは、リファレンス信号ＲＥＦが発生する
毎に実行されるものであり、まず、Ｓ１では、前記前
半，後半の角度領域におけるカム信号ＣＡＭの有無の判
別結果を判定するためのフラグＦｆ，Ｆｒをそれぞれゼ
ロリセットする。

【００３９】Ｓ２では、ポジション信号ＰＯＳのカウン
トを開始させることで、リファレンス信号ＲＥＦからの
角度が前記カウント数によって計測されるようにする。
Ｓ３（角度領域検出手段）では、リファレンス信号ＲＥ
Ｆ直後の０°Ｃ〜90°ＣＡの範囲、すなわち、前半部分
の角度領域であるか否を、ポジション信号ＰＯＳのカウ
ント数が90°ＣＡ相当値以下であるか否かに基づいて判
別する。

【００４０】そして、前半部分であるときには、Ｓ４で
進んで、カム信号ＣＡＭが発生したか否かを判別する。
そして、カム信号ＣＡＭの発生が検出されたときには、
Ｓ５へ進んで、前記フラグＦｆに１をセットするが、カ
ム信号ＣＡＭの発生が検出されなかったときには、Ｓ５
を迂回してＳ３へ戻る。これにより、前半部分において
カム信号ＣＡＭが発生したか否かが判別され、カム信号
ＣＡＭの発生が検出されれば、前記フラグＦｆに１がセ
ットされるが、前半部分でカム信号ＣＡＭの発生が検出
されなかったときには、前記フラグＦｆは０に保持され
ることになる。

【００４１】Ｓ３でリファレンス信号ＲＥＦ直後の０°
Ｃ〜90°ＣＡの範囲が過ぎたことが検出されると（換言
すれば、ポジション信号ＰＯＳのカウント数が90°ＣＡ
相当になって、前半と後半との境界角度が検出される
と）、Ｓ６へ進む。Ｓ６（角度領域検出手段）では、90
°ＣＡ〜180 °ＣＡの後半部分であるか否かを判別し、
後半部分であれば、Ｓ７へ進んで、カム信号ＣＡＭの発
生が検出されたか否かを判別し、カム信号ＣＡＭの発生
が検出されれば、Ｓ８ヘ進んで、前記フラグＦｒに１を
セットして、その後直ちにＳ９へ進む。

【００４２】一方、Ｓ７でカム信号ＣＡＭの発生が検出
されない場合には、Ｓ６へ戻り、90°ＣＡ〜180 °ＣＡ
の後半部分が経過するまでの間、カム信号ＣＡＭの発生
が検出された否かを判別させるようにする。そして、90
°ＣＡ〜180 °ＣＡの後半部分が経過するまでにカム信
号ＣＡＭが検出されなかった場合には、フラグＦｒを０
に保持してＳ９へ進む。

【００４３】Ｓ９では、前記フラグＦｆが１であるか否
かを判別し、フラグＦｆに１がセットされているときに
は、Ｓ10へ進む。Ｓ10では、前記フラグＦｒが１である
か否かを判別し、フラグＦｒに１がセットされていると
判別されたとき、すなわち、両フラグＦｆ，Ｆｒが共に
１であって、前半と後半との双方でカム信号ＣＡＭが検
出されたときには、前記(3) のパターンであるので、Ｓ
11ヘ進んで、気筒判別結果を＃３気筒とする。

【００４４】一方、Ｓ10でフラグＦｒが０であると判別
されたとき、すなわち、フラグＦｆが１であってフラグ
Ｆｒが０であるときには、前半部分でカム信号ＣＡＭが
検出されたのに対し、後半部分ではカム信号ＣＡＭが検
出されなかったことになり、この場合には、前記(1) の
パターンであるので、Ｓ12へ進み、気筒判別結果を＃４
気筒とする（図２参照）。

【００４５】また、Ｓ９で、フラグＦｆが０であると判
別されたときには、Ｓ13へ進み、フラグＦｒが１である
か否かを判別する。Ｓ13で、フラグＦｒが１であると判
別されたときには、フラグＦｆが０であるから、前半部
分でカム信号ＣＡＭが検出されなかったのに対し、後半
部分でカム信号ＣＡＭが検出されたことになり、これは
前記(2) のパターンであるので、Ｓ14へ進んで、気筒判
別結果を＃１気筒とする（図２参照）。

【００４６】一方、Ｓ13で、フラグＦｒが０であると判
別されたときには、フラグＦｆが０であるから、前半部
分と後半部分との双方でカム信号ＣＡＭが検出されなか
ったことになり、これは前記(4) のパターンであるの
で、Ｓ15へ進んで、気筒判別結果を＃２気筒とする。
尚、上記Ｓ９〜Ｓ15の部分が気筒判別手段に相当する。

【００４７】このようにして、リファレンス信号ＲＥＦ
毎に、その直後の０°ＣＡ〜90°ＣＡの前半部分と90°
ＣＡ〜180 °ＣＡの後半部分との２領域でのカム信号Ｃ
ＡＭの発生の有無から、気筒判別を全気筒について行え
る。従って、始動直後には、最初のリファレンス信号Ｒ
ＥＦから最大でも180 °ＣＡだけ回転すれば、気筒判別
を行えることになる。

【００４８】また、図４に示したように、カム軸31の外
周に形成させる歯32の数は、４気筒において４つで良
く、歯数（カム信号ＣＡＭの数）によって気筒番号を示
す場合に比べて大幅に歯数を少なくできる。また、上記
のように歯数が少なく、然も、カム信号ＣＡＭの発生タ
イミングやカム信号ＣＡＭのパルス幅の精度が要求され
ないので、歯は角度領域内に形成されればその形成位置
の精度や大きさの精度は高く要求されず、歯32の形成も
容易に行える。

【００４９】ところで、上記実施形態では、リファレン
ス信号ＲＥＦ直後の０°ＣＡ〜90°ＣＡの前半部分と90
°ＣＡ〜180 °ＣＡの後半部分との２領域を、ポジショ
ン信号ＰＯＳのカウントに基づいて検出したが、90°Ｃ
Ａをそのときのエンジン回転速度から時間に換算してリ
ファレンス信号ＲＥＦを基準とする時間計測によって前
記前半部分と後半部分とを検出することもできる。尚、
前記角度を時間に換算するのに用いるエンジン回転速度
は、所定時間内にクランク角センサ12から出力されるポ
ジション信号ＰＯＳの数を計数することによって検出で
き、また、前記クランク角センサ12を備えない場合に
は、リファレンス信号ＲＥＦの発生周期から検出するこ
ともできる。

【００５０】また、リファレンス信号ＲＥＦを基準とす
る時間又は角度の計測によって前記前半，後半を検出す
る代わりに、リファレンス信号ＲＥＦ間の前半，後半の
境界毎に境界信号を発生させるセンサを設け、前記リフ
ァレンス信号ＲＥＦと前記境界信号とから角度領域を検
出することもできる。また、上記実施形態では、表１の
実施形態（１）に示すように、１つの角度領域における
カム信号ＣＡＭの発生数を０又は１としたが、カム信号
ＣＡＭの発生数をこれに限定するものではなく、例えは
表１の実施形態（２）或いは（３）に示すように、１，
２又は０，２のいずれかの数のカム信号ＣＡＭを発生さ
せる構成としても良い。更に、表１の実施形態（４）に
示すように、まず、角度範囲内におけるカム信号ＣＡＭ
の発生総数に基づいて気筒判別し、前記総数が同じ気筒
（＃１，＃３気筒）については、各角度領域毎のカム信
号ＣＡＭの発生パターンに基づいて気筒判別を行わせる
構成としても良い。

【００５１】

【表１】

【００５２】しかし、４気筒程度の気筒数が少ないエン
ジンでは、上記のように、角度領域毎にカム信号ＣＡＭ
の有無を発生させることで気筒判別が行え、かかる構成
とすることで、歯数（カム信号ＣＡＭの数）を最も少な
くできる。但し、角度領域毎にカム信号ＣＡＭの有無を
発生させ、角度領域毎のカム信号ＣＡＭの有無パターン
から気筒判別させる場合、行程位相差の角度を前半，後
半の２つ領域に分けたのでは４パターンの区別しかでき
ないので、６気筒や８気筒では、行程位相差の角度（６
気筒で120 °ＣＡ，８気筒で90°ＣＡ）を、前半，中
期，後半の３領域に分けるようにすれば、最大で８パタ
ーンに区別でき、８気筒であっても、全気筒を個別に判
別できることになる。

【００５３】すなわち、行程位相差の角度を複数領域に
区分するときの領域数ｎは、各角度領域が、カム信号Ｃ
ＡＭの有無の１ビット情報を出力するから、２ⁿ≧気筒
数なる関係を満たすものであれば良い。また、行程位相
差の角度を全てカム信号ＣＡＭの有無を検出させる角度
領域に振り分ける必要はなく、上記４気筒エンジンにお
いて、リファレンス信号ＲＥＦ直後の180 °ＣＡを、例
えば０°ＣＡ〜60°ＣＡ，60°ＣＡ〜120 °ＣＡ，120
°ＣＡ〜180 °ＣＡの３領域に分け、０°ＣＡ〜60°Ｃ
Ａを上記前半部分、60°ＣＡ〜120 °ＣＡを前記後半部
分と見做し、前記実施形態と同様にして、気筒判別させ
ることも可能である。この場合、120 °ＣＡ〜180 °Ｃ
Ａは気筒判別に無関係な領域となり、始動時に最初のリ
ファレンス信号ＲＥＦから最大で120 °ＣＡだけ回転す
れば、気筒判別が行えることになり、より一層気筒判別
を早めることが可能となり、カム信号ＣＡＭの有無を判
別させる２つの角度領域の角度を小さくすれば、それだ
け気筒判別が早まる。但し、角度領域をあまり狭める
と、信号間の間隔が狭くなり、信号の分離や歯の形成が
困難になるので、歯32の形成や信号処理の面からは、角
度領域を前記実施形態と同様に最大の90°ＣＡに設定す
ることが好ましい。

【００５４】また、上記実施形態では、ＢＴＤＣ20°の
位置で出力されるリファレンス信号ＲＥＦを基準として
角度領域を検出させたが、例えばＴＤＣ位置を基準とし
て、４気筒の場合ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ90°，ＡＴＤＣ90°
〜ＡＴＤＣ180 °の２領域を検出させても良く、角度領
域の検出の基準となる基準角度信号は、行程位相差毎に
出力されるものであれば、その発生タイミングは任意の
タイミングで良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム構成
図。

【図２】実施の形態におけるポジション信号ＰＯＳ，リ
ファレンス信号ＲＥＦ，カム信号ＣＡＭの発生特性を示
すタイムチャート。

【図３】実施の形態におけるカムセンサの取り付け状態
を示す斜視図。

【図４】前記カムセンサにおいてカム軸に設けた歯を示
す図。

【図５】実施の形態における気筒判別の様子を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】１エンジン３スロットル弁４吸気弁５燃料噴射弁６点火栓７排気弁 10 コントロールユニット 11 エアフローメータ 12 クランク角センサ 18 カムセンサ 31 カム軸 32 歯 33 センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大谷精一神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準角度位置を基準とする気筒間の行程位
相差毎の角度範囲をそれぞれ複数に区分する角度領域を
検出する角度領域検出手段と、前記角度領域に発生タイミングを合わせてカム軸からカ
ム信号を発生させるカム信号発生手段と、前記角度領域検出手段で検出される角度領域毎に前記カ
ム信号の発生を検出し、該検出結果に基づいて気筒判別
を行う気筒判別手段と、を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの気筒判
別装置。
【請求項２】前記気筒判別手段が、前記角度範囲毎に、
前記角度領域毎の前記カム信号の検出結果の組み合わせ
パターンを判別し、該判別結果に基づいて気筒判別を行
うことを特徴とする請求項１記載のエンジンの気筒判別
装置。
【請求項３】前記気筒判別手段が、前記角度領域毎の前
記カム信号の発生の有無及び／又は前記角度領域毎の前
記カム信号の発生数の組み合わせに基づいて気筒判別を
行うことを特徴とする請求項２記載のエンジンの気筒判
別装置。
【請求項４】前記カム信号発生手段が、前記角度領域毎
に、２種類の発生数のうちのいずれか一方の数の前記カ
ム信号を発生させる構成であり、前記気筒判別手段が、
前記角度領域毎に前記カム信号の発生数が前記２種類の
うちのいずれであるかを検出し、該検出結果に基づいて
気筒判別を行うことを特徴とする請求項２記載のエンジ
ンの気筒判別装置。
【請求項５】前記カム信号発生手段が、前記角度領域毎
に前記カム信号を０又は１つ発生させる構成であって、
前記気筒判別手段が、前記角度領域毎に前記カム信号の
発生の有無を判断し、前記カム信号の有無のパターンに
基づいて気筒判別を行うことを特徴とする請求項４記載
のエンジンの気筒判別装置。
【請求項６】気筒間の行程位相差毎に基準角度信号を発
生する基準角度信号発生手段を備え、前記角度領域検出手段が、記基準角度信号を計測基準と
して前記角度領域の境界を計測することで、前記行程位
相差の角度を複数に区分する角度領域を検出することを
特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジ
ンの気筒判別装置。
【請求項７】単位角度毎に検出信号を発生する単位角度
信号発生手段を備え、前記角度領域検出手段が、前記基準角度信号を計測基準
として前記単位角度信号を計数することによって前記行
程位相差の角度を複数に区分する角度領域を検出するこ
とを特徴とする請求項６記載のエンジンの気筒判別装
置。
【請求項８】前記角度領域検出手段が、前記基準角度信
号から角度領域の境界までの角度を時間に換算し、前記
基準角度信号からの時間計測によって前記行程位相差の
角度を複数に区分する角度領域を検出することを特徴と
する請求項６記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項９】前記行程位相差の角度を複数に区分する角
度領域の数ｎを、２ⁿ≧気筒数に設定したことを特徴と
する請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの気
筒判別装置。
【請求項10】カム軸の外周に突出形成された被検出部を
センサで検出することで、カム軸の回転に同期したカム
信号を発生させるカムセンサであって、基準角度位置を
基準とする気筒間の行程位相差毎の角度範囲をそれぞれ
複数に区分する角度領域毎に、前記被検出部の形成位置
を１つ備え、前記角度範囲における前記角度領域毎のカ
ム信号の発生パターンが前記角度範囲相互間で異なるよ
うに、前記形成位置に前記被検出部を選択的に形成させ
たことを特徴とするエンジンのカムセンサ。
【請求項11】前記行程位相差の角度を複数に区分する角
度領域の数ｎを、２ⁿ≧気筒数に設定したことを特徴と
する請求項10記載のエンジンのカムセンサ。