JP2001214792A - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 早期に気筒の判別が可能で、しかも、現状の
内燃機関にも容易に適用可能な内燃機関の出力制御装置
を提供すること。 【解決手段】 トランジスタ９３及びトランジスタ８５
をワイヤードＯＲで接続したことにより、点火振り分け
回路９２から第１気筒＃１に対して信号が出力される
か、ホストマイコン７のＯＵＴ１側の出力信号がＯＮと
なるかすると第１気筒＃１に点火がなされる。また、ト
ランジスタ９６及びトランジスタ８７をワイヤードＯＲ
で接続したことにより、点火振り分け回路９２から第４
気筒＃４に対して信号が出力されるか、ＯＵＴ２側の出
力信号がＯＮとなるかすると第４気筒＃４に点火がなさ
れる。点火振り分け回路９２では、ＴＤＣ信号及びＧ２
信号が生成されてからしか点火制御ができないが、ホス
トマイコン７では、ＮＥ−ｉｎ信号及びＧ−ｉｎ信号を
用いて早期に点火気筒を判別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の気筒を有す
る内燃機関に設けられ、気筒判別を行って信号の出力制
御を実行する内燃機関の出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の出力制御装置としては、３６０
°ＣＡ周期で信号を発生する回転角センサと、７２０°
ＣＡ周期で信号を発生する気筒判別センサとを備えた装
置が考えられている。例えば、回転角センサとしては、
１０°ＣＡ毎にパルス信号を発生すると共に、特定のク
ランク角ではそのパルス信号に欠落部（以下、欠け歯と
いう）を有するものを採用し、気筒判別センサとして
は、２４０°ＣＡ毎に気筒判別信号を発生するものを採
用することが考えられている。

【０００３】この場合、上記欠け歯の検出時には、特定
の気筒のピストンが上死点、或いはその上死点から所定
ＣＡ前または後に配設されていることが分かる。また、
その気筒が圧縮行程から爆発行程に移行しつつあるのか
排気行程から吸気行程に移行しつつあるのかは、上記欠
け歯を検出してから上記パルス信号が所定回発生する間
に上記気筒判別信号が発生するか否かに基づいて検出可
能となる。

【０００４】また、近年、点火気筒の判別に関わる上記
出力制御装置では、エアフロメータ等からの信号に基づ
いて適切な点火時期を算出するホストマイコンと、圧縮
行程から爆発行程に移行しつつある気筒を判別して上記
ホストマイコンからの信号をその気筒の点火コイルに入
力する点火振り分け回路及びバックアップ回路とを設け
ることが考えられている（例えば、特開平９−１４４６
３５号公報）。この種の装置では、点火気筒の振り分け
と詳細な点火時期算出とを異なる処理装置で分担して、
処理を軽減すると共に出力ポート等の構成を簡略化する
ことができる。

【０００５】更に、この種の装置では、内燃機関の始動
後、上記欠け歯を最初に検出した後は上記パルス信号を
分周した信号（以下、ＮＥ１２信号という）を生成し、
そのＮＥ１２信号が所定回発生するまでに上記気筒判別
信号が発生したか否かに基づいて気筒を判別している。
そして、気筒の判別後は３６０°ＣＡ毎に反転する信号
（以下、Ｇ２信号という）等を生成し、ＮＥ１２信号と
Ｇ２信号等とを参照することによって点火振り分け回路
及びバックアップ回路による点火気筒の振り分けを行っ
ている。このため、処理の負荷を極めて良好に軽減する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記装置で
は、最初に欠け歯を検出して更にＮＥ１２信号が所定回
発生するまで、気筒の判別を行うことができない。この
ため、内燃機関の始動時には、場合によっては３６０°
ＣＡ以上も点火を行わずに内燃機関が回転されることが
ある。この場合、内燃機関の始動時には、燃料が良好に
燃焼されないため始動性が悪化する。また、スタータを
駆動しなければならない期間が長くなるため、それに備
えて大型のスタータを使用する必要が生じ、延いては、
内燃機関の重量が増大して燃費が悪化する。

【０００７】このため、特開平６−２１３０５８号公報
でも指摘されているように、内燃機関の始動時に少しで
も早期に気筒の判別を行うことが要請されている。特
に、車両の移動中に内燃機関の始動，停止を繰り返して
バッテリを利用した走行を併用するいわゆるハイブリッ
ド車や、車両の停止時には内燃機関を停止させるいわゆ
るエコラン車では、内燃機関の始動頻度が多くなるた
め、特に早期気筒判別の要請が強くなっている。

【０００８】早期気筒判別を行うためには、前述の点火
振り分け回路及びバックアップ回路等、気筒判別を行う
手段そのものを新規のものに変更し、早期気筒判別が可
能なロジックを追加することも考えられるが、この場
合、回路処理が複雑となる。そこで、本発明は、早期に
気筒判別を行って信号の出力制御を実行することが可能
で、しかも、現状の内燃機関にも容易に適用可能な内燃
機関の出力制御装置を提供することを目的としてなされ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、複数の
気筒を有する内燃機関の回転角度を示し、かつ、所定の
回転角度に基準部を有する第１回転角信号と、該第１回
転角信号とは異なる回転角度に基準部を有する第２回転
角信号とが入力される内燃機関の出力制御装置であっ
て、次のような第１制御手段，第２制御手段，及び論理
和手段を備えたことを特徴としている。

【００１０】すなわち、第１制御手段は、上記第１回転
角信号と上記第２回転角信号とに基づいて気筒判別を行
い、上記各気筒の内の上記気筒判別がなされた気筒に対
応して第１制御信号の出力制御を行う。第２制御手段
は、上記第１回転角信号の出力が開始された後、上記第
１制御信号が最初に出力されるまでの間に、上記第１回
転角信号及び上記第２回転角信号に基づいて気筒判別を
行い、少なくとも一つの上記気筒に対応して第２制御信
号の出力制御を行う。そして、論理和手段は、上記第１
制御信号または上記第２制御信号の少なくともいずれか
一方が出力されたことに基づいて、上記各気筒に対応す
る信号の出力制御を行う。

【００１１】ここで、第１制御手段としては、例えば、
従来技術で説明した出力制御装置の点火振り分け回路及
びバックアップ回路が挙げられる。第２制御手段は、少
なくとも上記一つの気筒に対しては、上記第１制御信号
が最初に出力されるまでに気筒判別を行って第２制御信
号の出力制御を行う。このため、第１制御信号の出力よ
りも先に第２制御信号の出力が可能となる場合がある。
そこで、本発明では、第１制御信号または第２制御信号
の少なくともいずれか一方が出力されたことに基づい
て、各気筒に対応する信号の出力制御を行っている。

【００１２】このため、本発明では、早期に気筒の判別
を行って信号の出力制御を実行することが可能となる。
また、本発明では、現状の内燃機関にも一般的に設けら
れている第１制御手段に、上記第２制御手段と論理和手
段とを付加的に設けるだけで構成することができる。従
って、本発明は現状の内燃機関にも容易に適用すること
ができる。しかも、第２制御手段による制御は始動時に
のみ、すなわち内燃機関の低回転時にのみ実行すればよ
いので、処理的負荷の増大も殆ど問題にならない。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記第１制御手段が、上記第１回転角信号の
基準部から上記第２回転角信号の基準部に到るまでの、
上記内燃機関の回転角度に基づいて上記気筒判別を行
い、上記第２制御手段が、上記第２回転角信号の基準部
から上記第１回転角信号の基準部に到るまでの、上記内
燃機関の回転角度に基づいて上記気筒判別を行うことを
特徴としている。

【００１４】第２回転角信号の基準部から第１回転角信
号の基準部に到るまでの内燃機関の回転角度が大きい
（小さい）場合は、その第１回転角信号の基準部から次
の第２回転角信号の基準部に到るまでの内燃機関の回転
角度は小さく（大きく）なることが分かる。このよう
に、第１回転角信号の基準部よりも第２回転角信号の基
準部の方が先に表れた場合は第２制御手段による気筒判
別の方が第１制御手段による気筒判別よりも先に実行可
能となる。特に、第２回転角信号の基準部が前述の気筒
判別信号のように７２０°ＣＡ当たりに３回以上発生
し、第１回転角信号が前述の欠け歯のように３６０°Ｃ
Ａ毎に発生する場合は、第２制御信号が先に出力される
可能性が高くなる。従って、本発明は、請求項１記載の
発明の効果に加えて、一層早期に気筒を判別して出力制
御を実行することができるといった効果が生じる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の構成に加え、上記第１制御手段が、上記各気筒に
対して上記第１制御信号としての点火信号を出力する点
火振り分け回路であって、上記第２制御手段が、ソフト
ウェアプログラムに基づいて特定の上記気筒のみに対し
て上記第２制御信号としての点火信号を出力し、上記論
理和手段が、上記第１制御手段または上記第２制御手段
から上記点火信号が出力されたとき、その点火信号を対
応する気筒に入力することを特徴としている。

【００１６】このため、本発明では、早期に点火気筒を
判別して内燃機関を良好に始動することができる。ま
た、これによって、スタータを大型化する必要もなく、
内燃機関の燃費を良好に向上させることができる。従っ
て、本発明では、請求項１または２記載の発明の効果に
加えて、内燃機関の始動性及び燃費を良好に向上させる
ことができるといった効果が生じる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の構成に加え、上記内燃機関の停止または
始動時にリセット信号が入力され、上記第２制御手段
が、上記第１制御手段の気筒判別後は上記第２制御信号
の出力を停止し、上記リセット信号が入力されると、再
度、上記第２制御信号を出力可能となることを特徴とし
ている。

【００１８】このため、本発明では、第１制御手段の気
筒判別後は第２制御信号の出力が停止されるので、余分
な処理を省略して処理的負荷を軽減することができる。
また、このように第２制御信号の出力を停止しても、次
の始動時までには、リセット信号によって再び第２制御
信号の出力が可能とされる。従って、本発明では、請求
項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、処理
的負荷を一層軽減することができるといった効果が生じ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面と共に説明する。図１は、本発明が適用された車両用
の６気筒内燃機関の制御システムの構成を表す概略ブロ
ック図である。この６気筒内燃機関はＶ型エンジンで、
一方のバンクには第１気筒＃１，第３気筒＃３，第５気
筒＃５が、他方のバンクには第２気筒＃２，第４気筒＃
４，第６気筒＃６が配設されており、ディストリビュー
タを使わないディストリビュータ・レス・イグニッショ
ンを採用している。また、点火順序は気筒番号の順とな
っており、バンク毎に交互に点火される。

【００２０】電子制御装置１は内燃機関の点火時期、燃
料噴射量等を制御するものであって、後述の気筒判別に
おいて参照される回転角センサ３及び気筒判別センサ５
の検出信号の他、燃料噴射量や詳細な点火時期（進角量
等）の算出において参照されるエアフロメータ，スロッ
トルセンサ，冷却水温センサ等の検出信号がアナログ入
力され、更に、各種スイッチ入力がなされている。回転
角センサ３は図示しないクランク軸に取り付けられ、１
０°ＣＡ毎にパルス信号（以下、クランク角信号とい
う：第１回転信号に相当）を出力するもので、特定のク
ランク角ではそのクランク角信号に欠落部（基準部に相
当）を有している。なお、上記欠落部は、クランク角信
号の３パルス分の長さを有する。また、気筒判別センサ
５は図示しないカム軸に取り付けられ、２４０°ＣＡ毎
にパルス状の気筒判別信号（第２回転信号の基準部に相
当）を発生するものである。

【００２１】電子制御装置１は、上記アナログ入力を含
む各センサの検出信号に基づいて内燃機関の各部を制御
するホストマイコン７と、主として各気筒への点火信号
の振り分けを行う点火振り分け回路及びバックアップ回
路９とを備えている。前述の回転角センサ３が発生する
クランク角信号はフィルタ１３を、気筒判別センサ５が
発生する気筒判別信号はフィルタ１５を、それぞれ経由
して波形成形回路１７へ入力される。波形成形回路１７
は、このクランク角信号及び気筒判別信号を成形して、
上記欠落部に応じた欠け歯Ｋ（図２参照）を有するＮＥ
−ｉｎ信号、及びＧ−ｉｎ信号としてホストマイコン７
へ入力する。また、後述のように気筒判別を行った後
は、波形成形回路１７は更に、ＮＥ−ｉｎ信号を３分周
したＮＥ１２信号（気筒信号に相当）と、第１気筒＃１
または第４気筒＃４が上死点に達したことを表すＴＤＣ
信号と、３６０°ＣＡ毎に出力が反転するＧ２信号と
を、ホストマイコン７と点火振り分け回路及びバックア
ップ回路９とに入力する。

【００２２】上記各アナログ入力は、ホストマイコン７
のマルチプレクサ７１を介してＡ／Ｄ変換器７２に入力
され、デジタル信号に変換される。また、上記各スイッ
チ入力は、ホストマイコン７の入力バッファ７３に入力
される。ホストマイコン７は、この他、各種演算を実行
するＣＰＵ７４、後述の各種割り込み処理等のプログラ
ムを記憶したＲＯＭ７５、各種データを一時的に記憶す
るＲＡＭ７６、後述の点火制御信号（以下、ＩＧＴ信号
という）を出力するＩＧＴ出力バッファ７７、並びに、
後述のＯＵＴ１信号，ＯＵＴ２信号の他、インジェク
タ，ランプ，ソレノイドバルブ等の駆動信号も出力可能
な汎用出力バッファ７８を備え、これらの各部はバス７
９によって互いに電気的に接続されている。

【００２３】なお、汎用出力バッファ７８から出力され
たランプ，ソレノイドバルブ等の駆動信号は駆動回路８
１を介して対応する各部に向けて出力され、インジェク
タの駆動信号は駆動回路８３を介して対応する気筒のイ
ンジェクタ（図示せず）に向けて出力される。また、Ｏ
ＵＴ１信号はトランジスタ８５のベースに、ＯＵＴ２信
号はトランジスタ８７のベースに、それぞれ入力され
る。

【００２４】ＩＧＴ出力バッファ７７から出力されるＩ
ＧＴ信号（ＩＧＴ１Ｉ信号，ＩＧＴ２Ｉ信号，ＩＧＴ３
Ｉ信号の３種）は、上記アナログ入力等に対応して周知
の処理によって算出された点火時期を指示するもので、
点火振り分け回路及びバックアップ回路９のバックアッ
プ回路９１を介して点火振り分け回路９２に入力され
る。点火振り分け回路９２は、バックアップ回路９１を
介して入力されたＩＧＴ信号を、波形成形回路１７から
入力されるＮＥ１２信号，ＴＤＣ信号，及びＧ２信号に
応じて各気筒＃１〜＃６に振り分け、トランジスタ９３
〜９８のいずれかを介して対応する気筒に向けて出力す
る。また、点火振り分け回路９２は、ＩＧＴ信号をモニ
タしており、ＩＧＴ信号が異常の場合は、バックアップ
回路９１がＮＥ−ｉｎ信号やＧ−ｉｎ信号からフェール
セーフ処理としてハードウェアによって生成する固定時
期の信号を、前述のように各気筒に向けて出力する。

【００２５】このように、点火振り分け回路及びバック
アップ回路９内のトランジスタ９３〜９８のいずれかを
介して出力された信号は、点火振り分け回路及びバック
アップ回路９の外部に設けられたトランジスタ９９を介
して増幅され、対応する気筒の点火コイルＬ（図９参
照）を駆動する。また、第１気筒＃１に対応するトラン
ジスタ９３のコレクタと前述のトランジスタ８５のコレ
クタ、並びに、第４気筒＃４に対応するトランジスタ９
６のコレクタと前述のトランジスタ８７のコレクタは、
トランジスタ９９の手前で互いに接続され、いわゆるワ
イヤードＯＲの論理回路を構成している。

【００２６】このため、点火振り分け回路９２から第１
気筒＃１に対して信号が出力されるか、汎用出力バッフ
ァ７８のＯＵＴ１側の出力信号がＯＮとなるかの、少な
くともいずれか一方の条件が成立すれば、第１気筒＃１
の点火コイルＬが駆動される。第４気筒＃４も同様に、
点火振り分け回路９２から第４気筒＃４に対して信号が
出力されるか、ＯＵＴ２側の出力信号がＯＮとなるかす
れば点火コイルＬが駆動される。その他の気筒の点火コ
イルＬは、点火振り分け回路９２から対応する気筒に対
して信号が出力されたときにのみ駆動される。

【００２７】次に、ホストマイコン７及び点火振り分け
回路９２の基本的な動作、並びに本実施の形態特有の動
作について、図２及び図３のタイムチャートを参照して
説明する。イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置ま
で回動されるとパルス状のＳＴＡ信号（クリア信号）が
発生し、続いて、クランキングが開始されることによっ
てＮＥ−ｉｎ信号及びＧ−ｉｎ信号がホストマイコン７
に入力される。ＮＥ−ｉｎ信号の欠け歯Ｋは、第１気筒
＃１及び第４気筒＃４が共に上死点（ＴＤＣ）に達する
約１８０°ＣＡ（図の点線は１２０°ＣＡ間隔）前に発
生するように構成されており、この欠け歯Ｋを検出した
ときには第１気筒＃１または第４気筒＃４が圧縮行程に
あり、点火の準備をする必要があることが分かる。

【００２８】しかしながら、ＮＥ−ｉｎは３６０°ＣＡ
周期で同じ波形を繰り返すので、第１気筒＃１または第
４気筒＃４のいずれが圧縮行程にあるかをＮＥ−ｉｎの
みに基づいて判断することはできない。そこで一般的に
は、２４０°ＣＡ毎に発生するＧ−ｉｎ信号が、欠け歯
Ｋから所定ＣＡの間に発生したか否かに基づいて両者の
振り分けを行う。本実施の形態では、欠け歯Ｋを検出し
た後はその欠け歯Ｋの立ち上がりに同期してＮＥ−ｉｎ
を３分周したＮＥ１２信号を発生し、そのＮＥ１２が所
定パルス数（ここでは５パルス）発生する間にＧ−ｉｎ
信号が発生したか否かに基づいて、Ｇ２信号及びＴＤＣ
信号を生成している。

【００２９】すなわち、ＮＥ１２信号が上記パルス数発
生する間にＧ−ｉｎ信号が発生した場合は、Ｇ２信号を
ＯＮに、発生しなかった場合はＯＦＦに、それぞれセッ
トし、以後、ＮＥ１２信号に基づいて３６０°ＣＡ毎に
Ｇ２信号を反転させると共にＴＤＣ信号を発生させてい
る。このように、Ｇ２信号，ＴＤＣ信号，及びＮＥ１２
信号が生成された後は、点火振り分け回路９２による点
火気筒の判別が可能となる。また、前述のＩＧＴ１Ｉ信
号〜ＩＧＴ３Ｉ信号も、Ｇ２信号，ＴＤＣ信号，及びＮ
Ｅ１２信号が生成された後に出力される。

【００３０】しかしながら、Ｇ２信号，ＴＤＣ信号，及
びＮＥ１２信号が生成されるまでには、内燃機関が３６
０°ＣＡ以上回転してしまう可能性がある。そこで、本
実施の形態では、次のような原理によって点火気筒を早
期に判別することを可能にしている。図２に楕円Ａで示
すように、Ｇ−ｉｎ信号が発生して長い間（ＣＡ）を置
いてから欠け歯Ｋを検出した場合、その欠け歯Ｋの直後
にＧ−ｉｎ信号Ｇａが発生することが分かる。そこで、
このような場合は、第１気筒＃１側を点火させる必要が
あると判断する。逆に、図３に楕円Ｂで示すように、Ｇ
−ｉｎ信号が発生した直後に欠け歯Ｋを検出した場合、
その欠け歯Ｋの直後にはＧ−ｉｎ信号が発生しないこと
が分かる。そこで、このような場合は、第４気筒＃４側
を点火させる必要があると判断する。更に、図２の時点
ｔ0 からクランキングが始まった場合等は、Ｇ−ｉｎ信
号よりも先に欠け歯Ｋが検出され、その欠け歯Ｋが検出
されるまでに長い期間（ＣＡ）を要するが、この場合
も、欠け歯Ｋの直後にＧ−ｉｎ信号Ｇａが発生すること
が分かる。そこで、このような場合は、第１気筒＃１側
を点火させる必要があると判断する。

【００３１】本実施の形態では、このような原理によっ
て点火気筒を早期に判別し、早期点火制御を可能にして
いる。続いて、この早期点火制御に関わるホストマイコ
ン７の処理を、図４〜図７のフローチャートを用いて詳
細に説明する。図４は、ホストマイコン７がＳＴＡ信号
の立ち上がりエッジに同期して実行するＳＴＡ−ＯＮエ
ッジ割り込み処理を表すフローチャートである。図４に
示すように、処理を開始するとホストマイコン７は、先
ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、始動
点火フラグ（始動点火＿ｆｌｇ）をＯＦＦにセットす
る。続いて、ＮＥカウンタ（ＮＥ＿ｃｎｔ）を０に（Ｓ
２）、欠け歯フラグ（欠け歯＿ｆｌｇ）をＯＦＦに（Ｓ
３）、振り分けカウンタ（振り分け＿ｃｎｔ）を不定に
（Ｓ４）、それぞれセットして処理を終了する。なお、
本処理は、前述のようにイグニッションスイッチがＳＴ
ＡＲＴ位置まで回動された時点に限らず、電源ＯＮ等の
パワーＯＮ時に実行してもよい。

【００３２】次に、図５は、ホストマイコン７がＧ−ｉ
ｎ信号の立ち上がりエッジに同期して実行するＧ立ち上
がりエッジ割り込み処理を表すフローチャートである。
この処理では、ホストマイコン７は、先ずＳ６にて欠け
歯フラグがＯＦＦであるか否かを判断する。始動直後に
は欠け歯フラグがＯＦＦであるので（Ｓ３参照）、この
場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＮＥ−ｉｎ信号を計数するため
のＮＥカウンタを０にセットし（Ｓ７）、早期点火制御
が可能であることを示す始動点火フラグをＯＮにセット
して（Ｓ８）、処理を終了する。一方、後述のように欠
け歯Ｋを検出して、欠け歯フラグがＯＮとなっている場
合は（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ９にて通常通りのＧ−ｉｎ信号
の取り込み処理を実行して処理を終了する。

【００３３】図６，図７は、ホストマイコン７がＮＥ−
ｉｎ信号の立ち上がりエッジに同期して実行するＮＥ立
ち上がりエッジ割り込み処理を表すフローチャートであ
る。処理を開始するとホストマイコン７は、先ず、Ｓ１
１にて欠け歯フラグがＯＦＦであるか否かを判断する。
前述のように、始動直後にはここで肯定判断してＳ１３
へ移行する。Ｓ１３では、前回に検出された立ち上がり
エッジとの間隔（時間ΔＴ）を算出し、続くＳ１５で
は、今回算出されたΔＴを前回算出されたΔＴで割った
値が２．４以上であるか否かを判断する。すなわち、欠
け歯ＫはＮＥ−ｉｎ信号の３パルス分の長さを有するの
で、欠け歯Ｋの終了直後におけるＮＥ−ｉｎの立ち上が
りでは、今回のΔＴが前回のΔＴの優に２．４倍はある
はずである（図８参照）。そこで、Ｓ１５では、両ΔＴ
の比に基づいて欠け歯Ｋを検出するのである。

【００３４】今回のΔＴ／前回のΔＴ＜２．４の場合
（Ｓ１５：ＮＯ）、すなわち、欠け歯Ｋを検出していな
い場合は、Ｓ１７にてＮＥカウンタを一つインクリメン
トし、一旦処理を終了する。以後、ＮＥ−ｉｎが立ち上
がる毎にこの処理を実行し、欠け歯Ｋを検出するまでＮ
Ｅカウンタ一つずつインクリメントし続ける。但し、Ｇ
−ｉｎ信号を検出したときは、ＮＥカウンタを一旦０に
セットし（Ｓ７参照）、再びインクリメントを行う。

【００３５】今回のΔＴ／前回のΔＴ≧２．４となって
欠け歯Ｋを検出すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、Ｓ２１にて
始動点火フラグがＯＮとなっているか否か、すなわち、
Ｇ−ｉｎ信号が既に検出されているか否か（Ｓ８参照）
を判断する。始動点火フラグがＯＮとなっている場合
は、Ｓ２３へ移行し、ＮＥカウンタの値が判定値１より
も大きいか否かを判断する。この判定値１は、図２の楕
円Ａで示すケースと図３の楕円Ｂで示すケースとを区別
するためのしきい値である。そして、ＮＥカウンタの値
が判定値１より大きい場合は（Ｓ２３：ＹＥＳ）、Ｓ２
５にて振り分けカウンタをＯＵＴ１にセットし、小さい
場合（Ｓ２３：ＮＯ）はＳ２７にて振り分けカウンタを
ＯＵＴ２にセットして、Ｓ３１へ移行する。Ｓ３１で
は、カウンタＮＥ＿Ｃを１にセットし、続くＳ３３では
欠け歯フラグをＯＮにセットして、処理を一旦終了す
る。

【００３６】一方、始動点火フラグがＯＦＦの場合（Ｓ
２１：ＮＯ）、すなわち、Ｇ−ｉｎ信号を検出する（Ｓ
８）前に欠け歯Ｋを検出した（Ｓ１５：ＹＥＳ）場合、
Ｓ３５にてＮＥカウンタが判定値２よりも大きいか否か
を判断する。この判定値２は、図２の時点ｔ0 からクラ
ンキングが始まった場合等を区別するためのしきい値で
ある。そして、ＮＥカウンタの値が判定値２よりも大き
い場合は（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｓ３７にて始動点火フラ
グをＯＮにセットした後、前述のＳ２５へ移行する。ま
た、ＮＥカウンタの値が判定値２以下の場合は（Ｓ３
５：ＮＯ）、前述のＳ３１へ直接移行する。

【００３７】以上の処理により、前述の各ケース、すな
わち、Ｇ−ｉｎ信号が発生して長い間（ＣＡ）を置いて
から欠け歯Ｋを検出した場合（Ｓ２３，ＹＥＳ）、Ｇ−
ｉｎ信号が発生した直後に欠け歯Ｋを検出した場合（Ｓ
２３：ＮＯ）、及び、Ｇ−ｉｎ信号よりも先に欠け歯Ｋ
が検出され、クランキングが始まってからその欠け歯Ｋ
を検出するまでに長い期間（ＣＡ）を要した場合に（Ｓ
３５：ＹＥＳ）、それぞれ、振り分けカウンタをＯＵＴ
１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ１にセットすることができる。ま
た、このとき、始動点火フラグはＯＮ、カウンタＮＥ＿
Ｃは１、欠け歯フラグはＯＮに、それぞれセットされて
いる。一方、上記のいずれのケースにも当てはまらない
場合は（Ｓ３５：ＮＯ）、振り分けカウンタは不定のま
ま、始動点火フラグはＯＦＦのままで、欠け歯フラグを
ＯＮにする（Ｓ３３）。

【００３８】そして、次にＮＥ−ｉｎ信号を検出してこ
のＮＥ立ち上がりエッジ割り込み処理を実行したとき
は、欠け歯フラグがＯＮであるので（Ｓ１１：ＮＯ）、
処理はＳ５１へ移行する。Ｓ５１では、３０°ＣＡのタ
イミングであるか否かを判断し、３０°ＣＡのタイミン
グのときはＳ５３以降の処理へ移行し（Ｓ５１：ＹＥ
Ｓ）、３０°ＣＡのタイミングでないときはそのまま一
旦処理を終了する（Ｓ５１：ＮＯ）。なお、前述のよう
に、欠け歯Ｋの検出後は３０°ＣＡ毎のＮＥ１２信号が
生成される。そこで、Ｓ５３以降の処理はＮＥ１２信号
の立ち上がりに同期した別ルーチンの処理としてもよ
い。

【００３９】３０°ＣＡのタイミングとなって（Ｓ５
１：ＹＥＳ）、Ｓ５３へ移行すると、カウンタＮＥ＿Ｃ
を一つインクリメントする。続くＳ５５では、始動点火
フラグがＯＮであるか否かを判断し、ＯＮである場合は
（Ｓ５５：ＹＥＳ）、続くＳ５７にてカウンタＮＥ＿Ｃ
の値が３であるか否かを判断する。最初にこのステップ
へ移行したときは、Ｓ３１にてカウンタＮＥ＿Ｃが１に
セットされた後、Ｓ５３にてその値が一つインクリメン
トされており、ＮＥ＿Ｃ＝２（≠３）となっている。そ
こで、最初はＳ５７にて否定判断して、Ｓ５９へ移行す
る。Ｓ５９では、通常通りの点火処理を実行して一旦処
理を終了する。早期点火制御を行わない通常通りの点火
処理（Ｓ５９）では、多くの場合、まだこの時点ではい
ずれの気筒に対する点火も行わず、そのまま処理を終了
する。

【００４０】一方、始動点火フラグがＯＮでない場合は
（Ｓ５５：ＮＯ）、Ｓ５７を経ずに直接Ｓ５９へ移行し
て、通常通りの点火処理を実行する。前述のように、始
動点火フラグがＯＦＦである場合は、前述のいずれのケ
ースに当てはまらない場合である。そこで、この場合
は、早期点火制御を行わず、通常通りに点火を行うので
ある。

【００４１】始動点火フラグがＯＮである場合は（Ｓ５
５：ＹＥＳ）、次の３０°ＣＡタイミング（Ｓ５１：Ｙ
ＥＳ）でＮＥ＿Ｃ＝３となり（Ｓ５３）、Ｓ５７にて肯
定判断してＳ６１へ移行する。Ｓ６１では、振り分けカ
ウンタの設定を判断し、ＯＵＴ１にセットされている場
合はＳ６３へ、ＯＵＴ２にセットされている場合はＳ６
５へ、それぞれ移行する。Ｓ６３では、汎用出力バッフ
ァ７８のＯＵＴ１側の出力信号を一定角度（時間）ＯＮ
させる処理を実行してＳ６７へ移行し、Ｓ６５では、汎
用出力バッファ７８のＯＵＴ２側の出力信号を一定角度
（時間）ＯＮさせる処理を実行してＳ６７へ移行する。
Ｓ６７では、始動点火フラグをＯＦＦにセットして一旦
処理を終了する。すると、以後は、Ｓ５９による通常通
りの点火処理が実行される。

【００４２】なお、通常の点火時間は、各センサ値によ
って最適な値が設定されるが、ＯＵＴ１及びＯＵＴ２に
よる点火時間は、予め決められた時間（または角度）と
している。処理負荷的にいえば、ＮＥ１２に同期させた
３０°ＣＡとするのがよい。次に、上記処理の具体例を
図８のタイムチャートを用いて説明する。なお、図８は
図２の楕円Ａで示すケースに対応している。図８に示す
ように、始動直後には、欠け歯フラグがＯＦＦに（Ｓ
３）、始動点火フラグがＯＦＦに（Ｓ１）、ＮＥカウン
タが０に（Ｓ２）、振り分けカウンタが不定に（Ｓ
４）、それぞれセットされている。クランキングにより
ＮＥ−ｉｎ信号が入力されると、そのＮＥ−ｉｎ信号が
立ち上がる毎にＮＥカウンタは一つずつインクリメント
される（Ｓ１７）。また、時点ｔ1 にてＧ−ｉｎ信号が
立ち上がると、ＮＥカウンタは再び０にセットされ（Ｓ
７）、始動点火フラグはＯＮにセットされる（Ｓ８）。

【００４３】続いて、時点ｔ2 にて、今回のΔＴ／前回
のΔＴ≧２．４となって欠け歯Ｋが検出されると（Ｓ１
５：ＹＥＳ）、欠け歯フラグがＯＮにセットされる（Ｓ
３３）。また、この時点におけるＮＥカウンタの値に応
じて振り分けカウンタがＯＵＴ１またはＯＵＴ２にセッ
トされるのであるが（Ｓ２３〜Ｓ２７）、図８の例では
ＮＥカウンタが判定値１を超えているので振り分けカウ
ンタはＯＵＴ１にセットされる（Ｓ２５）。また、時点
ｔ2 における欠け歯Ｋの検出後は、前述のようにＮＥ−
ｉｎを３分周したＮＥ１２信号が生成され、３０°ＣＡ
毎にカウンタＮＥ＿Ｃの値がインクリメントされる（Ｓ
３１，Ｓ５３）そして、時点ｔ3 にてカウンタＮＥ＿Ｃ
の値が３に達すると（Ｓ５７：ＹＥＳ）、始動点火フラ
グがＯＦＦにセットされると共に（Ｓ６７）、振り分け
カウンタの値に応じて早期点火制御が実行される（Ｓ６
１〜Ｓ６５）。この例では、振り分けカウンタがＯＵＴ
１にセットされているので、ＯＵＴ１側の出力信号が一
定角度（時間）ＯＮとなる。この後、ＮＥ１２信号の６
回目の立ち上がりに同期して前述のＴＤＣ信号及びＧ２
信号が生成され、以後は通常通りに点火振り分け回路９
２による気筒判別が可能となる。この場合、図２，図３
に示すＩＧＴ１Ｉ信号〜ＩＧＴ３Ｉ信号に対応した点火
が実行される。

【００４４】前述のように、電子制御装置１では、トラ
ンジスタ９３及びトランジスタ８５をワイヤードＯＲで
接続したことにより、点火振り分け回路９２から第１気
筒＃１に対して信号が出力されるか、上記ＯＵＴ１側の
出力信号がＯＮとなるかすると第１気筒＃１に点火する
ことができる。また、トランジスタ９６及びトランジス
タ８７をワイヤードＯＲで接続したことにより、点火振
り分け回路９２から第４気筒＃４に対して信号が出力さ
れるか、上記ＯＵＴ２側の出力信号がＯＮとなるかする
と第４気筒＃４に点火することができる。従って、本実
施の形態では、ＴＤＣ信号及びＧ２信号が生成されて通
常通りの点火制御が可能となる前に、第１気筒＃１また
は第４気筒＃４に対する早期点火制御を実行することが
できる。しかも、前述のように、ＮＥ−ｉｎ信号及びＧ
−ｉｎ信号を用いて点火気筒を判別するホストマイコン
７の処理では、極めて早期に上記判別を行うことができ
る。従って、本実施の形態では、早期点火制御を極めて
良好に実行できる。

【００４５】すなわち、本実施の形態は、内燃機関のク
ランク角度を示すクランク信号（ＮＥ−ｉｎ）信号を発
生するクランク信号発生手段と、気筒を判別する気筒判
別信号（Ｇ−ｉｎ信号）を発生する気筒判別信号発生手
段と、を備えると共に、上記クランク信号は欠落部（欠
け歯）を有し、更に、クランク信号に従って欠落部以降
からカウントするカウンタ（ＮＥ＿Ｃ）と、カウンタを
クリアするクリア信号（ＳＴＡ）を発生するクリア信号
発生手段（イグニッションスイッチ）と、クランク信号
と気筒判別信号とにより点火時期を計算し、点火信号を
出力する点火信号出力手段（ホストマイコン７）とを備
えた内燃機関の出力制御装置において、上記クリア信号
の出力後に、上記欠落部以前のクランク信号の数（気筒
判別信号〜欠落部、または、気筒判別信号なしの場合は
欠落部以前のクランク信号の数）を測定し、そのクラン
ク信号の数によって点火気筒を判別することを特徴とし
ており、この構成によって前述のような顕著な作用・効
果が得られる。

【００４６】なお、クリア信号発生手段は、クランク信
号等によりエンジンの回転停止を検出してクリア信号を
発生するようにしてもよい。この場合も、始動時におけ
る各種フラグやカウンタの状態は上記実施の形態と同様
になり、同様に点火気筒を判別することができる。すな
わち、クリア信号の目的は、始動時にホストマイコン７
が判定を行い点火出力を行うためと、始動時には欠け歯
Ｋが来て気筒判別ができるまで点火振り分け回路９２が
点火出力をしないため、その始動時を知らせるためであ
る。

【００４７】また、本実施の形態では、上記ワイヤード
ＯＲの接続を利用することによって従来の点火振り分け
回路及びバックアップ回路９の構成をそのまま利用可能
としている。このため、現状の内燃機関にも極めて容易
に適用することができる。しかも、バックアップ回路９
１によるバックアップ機能も通常動作中には使用可能と
なる。また、ホストマイコン７の処理も、始動時の１発
目の点火に関する処理が増えるだけであり、しかも、内
燃機関の低回転時の処理であるから、ホストマイコン７
の処理的負荷の増大も殆ど問題にならない。更に、始動
時の１発目以降はＯＵＴ１，ＯＵＴ２信号を発生せず
（Ｓ６７）、ＮＥ１２信号，ＴＤＣ信号，及びＧ２信号
のみを利用して点火気筒を判別しているので、装置の処
理的負荷を一層良好に軽減することができる。

【００４８】また、電子制御装置１では、インジェクタ
等の他のアクチュエータも制御するホストマイコン７に
よって始動時の点火気筒を判別し、汎用出力バッファ７
８からＯＵＴ１信号またはＯＵＴ２信号を出力して点火
コイルＬを駆動している。すなわち、点火気筒の判別に
使用されるＮＥ−ｉｎ信号，Ｇ−ｉｎ信号等は、現状の
内燃機関にも設けられているホストマイコン７で他のア
クチュエータの制御にも利用しているので、そのホスト
マイコン７の構成をそのまま利用しているのである。こ
のため、本実施の形態は、現状の内燃機関に一層容易に
適用することができると共に、内燃機関全体としての構
成を一層簡略化することができる。

【００４９】なお、上記実施の形態において、点火振り
分け回路９２が第１制御手段に、ホストマイコン７が第
２制御手段に、上記ワイヤードＯＲの構成が論理和手段
に、トランジスタ９３〜９８の駆動信号が第１制御信号
に、ＯＵＴ１及びＯＵＴ２が第２制御信号に、それぞれ
相当する。

【００５０】また、本発明は上記実施の形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施
の形態は６気筒内燃機関の制御システムであるが、Ｓ５
７においてカウンタＮＥ＿Ｃと比較する数値を適宜変更
することによって４気筒，８気筒等の内燃機関にも同様
に適用することができる。更に、上記説明した三つのケ
ースの内いずれか一つまたは二つのケースにのみ早期点
火制御を実行可能であってもよい。また、Ｇ−ｉｎ信号
の間隔は、２４０°ＣＡの等間隔に限らず、不等間隔で
あってもよいし、７２０°ＣＡに３回に限らない。

【００５１】また、論理和手段及び論理回路としては、
前述のようなワイヤードＯＲに代えて、Ｃ−ＭＯＳ等の
ＩＣ化されたＯＲ回路またはＡＮＤ回路を使用すること
もできる。ＯＲ回路を使用する場合は、図９（Ａ）に示
すように、最終段のトランジスタ９９としてベースにＯ
ＦＦの信号が入力されたときに点火コイルＬへの通電を
行うものを用いて、前述の電子制御回路（ＥＣＵ）１と
同様に構成することができる。一方、ＡＮＤ回路を使用
する場合は、図９（Ｂ）に示すように、最終段のトラン
ジスタ９９としてベースにＯＮの信号が入力されたとき
に点火コイルＬへの通電を行うものを用いると共に、図
１０に示すようにＧ２信号，ＩＧＴ信号，ＯＵＴ１信
号，及びＯＵＴ２信号が反転するように構成すればよ
い。

【００５２】また更に、論理和手段は、マイコン上の処
理等のソフトウェア処理によって構成してもよい。但
し、上記のような論理回路を採用した場合、構成を簡略
化することができる。また、上記論理回路はいわゆるハ
ードウェアであり、ソフトウェアによって上記論理和手
段を構成する場合に比べて誤動作が起こり難く停電等に
対する復帰も容易である。従って、上記実施の形態で
は、構成を一層簡略化すると共に一層安定して気筒の判
別を行うことができる。

【００５３】更に、上記実施の形態では本発明を点火気
筒の判別に適用しているが、本発明は、気筒毎に設けら
れた燃料噴射弁（インジェクタ）の制御や、特開平７−
１０３０１８号公報に記載のような吸気制御弁の制御に
関わる気筒判別にも適用することができる。特に、パル
ス信号によって駆動される燃料噴射弁の制御では、上記
実施の形態と同様に、アクチュエータ（点火コイルＬま
たは燃料噴射弁）にパルス状の駆動信号を送信するだけ
でよく、この駆動信号は、上記論理回路の出力をそのま
ま、または所定の増幅を行って生成することができる。
従って、上記実施の形態及び本発明を燃料噴射弁の制御
に適用した場合は、現状の内燃機関に一層容易に適用す
ることができると共に、内燃機関全体としての構成を一
層簡略化することができるといった効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した制御システムの構成を表す
概略ブロック図である。

【図２】 早期点火制御の一つの原理を表すタイムチャ
ートである。

【図３】 早期点火制御の他の原理を表すタイムチャー
トである。

【図４】 ＳＴＡ−ＯＮエッジ割り込み処理を表すフロ
ーチャートである。

【図５】 Ｇ立ち上がりエッジ割り込み処理を表すフロ
ーチャートである。

【図６】 ＮＥ立ち上がりエッジ割り込み処理を表すフ
ローチャートである。

【図７】 その処理の続きを表すフローチャートであ
る。

【図８】 上記各処理の具体例を表すタイムチャートで
ある。

【図９】 上記制御システムの電子制御装置の変形例を
表す説明図である。

【図１０】 ＡＮＤ回路使用時の早期点火制御を表すタ
イムチャートである。

【符号の説明】

１…電子制御装置 ３…回転角センサ ５…気
筒判別センサ ７…ホストマイコン ９…点火振り分け回路及びバッ
クアップ回路 １７…波形成形回路 ７７…ＩＧＴ出力バッファ
７８…汎用出力バッファ ８５，８７，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９
９…トランジスタ ９１…バックアップ回路 ９２…点火振り分け回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有する内燃機関の回転角度
   を示し、かつ、所定の回転角度に基準部を有する第１回
   転角信号と、該第１回転角信号とは異なる回転角度に基
   準部を有する第２回転角信号とに基づいて気筒判別を行
   い、上記各気筒の内の上記気筒判別がなされた気筒に対
   応して第１制御信号の出力制御を行う第１制御手段と、 上記第１回転角信号の出力が開始された後、上記第１制
   御信号が最初に出力されるまでの間に、上記第１回転角
   信号及び上記第２回転角信号に基づいて気筒判別を行
   い、少なくとも一つの上記気筒に対応して第２制御信号
   の出力制御を行う第２制御手段と、 上記第１制御信号または上記第２制御信号の少なくとも
   いずれか一方が出力されたことに基づいて、上記各気筒
   に対応する信号の出力制御を行う論理和手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の出力制御装置。
2. 【請求項２】 上記第１制御手段が、上記第１回転角信
   号の基準部から上記第２回転角信号の基準部に到るまで
   の、上記内燃機関の回転角度に基づいて上記気筒判別を
   行い、 上記第２制御手段が、上記第２回転角信号の基準部から
   上記第１回転角信号の基準部に到るまでの、上記内燃機
   関の回転角度に基づいて上記気筒判別を行うことを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
3. 【請求項３】 上記第１制御手段が、上記各気筒に対し
   て上記第１制御信号としての点火信号を出力する点火振
   り分け回路であって、 上記第２制御手段が、ソフトウェアプログラムに基づい
   て特定の上記気筒のみに対して上記第２制御信号として
   の点火信号を出力し、 上記論理和手段が、上記第１制御手段または上記第２制
   御手段から上記点火信号が出力されたとき、その点火信
   号を対応する気筒に入力することを特徴とする請求項１
   または２記載の内燃機関の出力制御装置。
4. 【請求項４】 上記内燃機関の停止または始動時にリセ
   ット信号が入力され、 上記第２制御手段が、上記第１制御手段の気筒判別後は
   上記第２制御信号の出力を停止し、上記リセット信号が
   入力されると、再度、上記第２制御信号を出力可能とな
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内
   燃機関の出力制御装置。