JP2834367B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クランク角の基準位
置に基づいて気筒毎の燃料噴射及び点火時期等を制御す
る内燃機関制御装置に関し、特に気筒識別時間を短縮さ
せると共に、気筒識別信号発生手段の故障に対してバッ
クアップ可能にした内燃機関制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等の内燃機関
においては、運転条件に応じて燃料噴射や点火時期を最
適に制御する必要がある。このため、気筒毎のクランク
角基準位置を認識して、点火時期等を演算してタイマ制
御するマイクロコンピュータが用いられている。

【０００３】図８は従来の内燃機関制御装置を示すブロ
ック図である。図において、１はマイクロコンピュータ
であり、基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃに基づいて
各気筒の点火時期等を演算し、これに対応した制御信号
Ｓを出力する。

【０００４】２は基準位置信号Ｔを発生する基準位置信
号発生手段、３は気筒識別信号Ｃを発生する気筒識別信
号発生手段であり、これらは周知のように、クランク軸
又はカム軸に設けられた回転スリット及びフォトカプラ
等から構成されている。４及び５は基準位置信号Ｔ及び
気筒識別信号Ｃを波形処理してマイクロコンピュータ１
に入力するためのインターフェース回路である。

【０００５】図９は基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃ
のパルス波形を示すタイミングチャートであり、ここで
は、制御対象気筒数が６気筒(＃１〜＃６)の場合を示し
ている。基準位置信号Ｔは、対象気筒のＢ75°(ＴＤＣ
の75°手前)のクランク角(ＣＡ)をリファレンス基準位
置(ｒｅｆ)とし、Ｂ５°(ＴＤＣの５°手前)のクランク
角をイニシャル基準位置(ｉｎｉ)としており、Ｂ75°で
立ち下がり、Ｂ５°で立ち上がるパルス波形である。

【０００６】従って、クランク角(ＣＡ)に換算すると、
基準位置信号Ｔの６気筒分の全周期は720°であり、各
気筒間の周期は120°となる。又、１つの気筒に関する
リファレンス基準位置ｒｅｆ(Ｂ75°)からイニシャル基
準位置ｉｎｉ(Ｂ５°)までのパルス幅は70°、或る気筒
のイニシャル基準位置ｉｎｉ(Ｂ５°)から次の気筒のリ
ファレンス基準位置ｒｅｆ(Ｂ75°)までのパルス幅は50
°である。

【０００７】一方、気筒識別信号Ｃは、各基準位置Ｂ５
°及びＢ75°において気筒毎に異なるレベル信号の組み
合わせを得るために、パルス幅の異なる複数の波形から
なっている。図10は気筒識別動作を示す説明図であり、
ｉｎｉ(ｎ−１)は識別対象気筒の前の気筒に対応したイ
ニシャル基準位置、ｒｅｆ(ｎ)は識別対象気筒に対応し
たリファレンス基準位置である。この場合、ｉｎｉ(ｎ
−１)及びｒｅｆ(ｎ)の各エッジにおける一対の気筒識
別信号Ｃのレベル(０又は１)に基づいて各気筒が識別さ
れることを示している。

【０００８】次に、図９及び図10を参照しながら、図８
に示した従来の内燃機関制御装置の動作について説明す
る。まず、機関が回転すると、基準位置信号発生手段２
は、図９のように各気筒の基準位置Ｂ75°及びＢ５°に
対応したパルスからなる基準位置信号Ｔを生成し、イン
ターフェース回路４を介してマイクロコンピュータ１に
入力する。同様に、気筒識別信号発生手段３は、図９の
ように特定気筒を識別可能な気筒識別信号Ｃを生成し、
インターフェース回路５を介してマイクロコンピュータ
１に入力する。

【０００９】このように機関の回転に同期して得られた
基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃに基づいて、マイク
ロコンピュータ１は、各気筒及び各気筒に対する基準位
置を認識し、運転状態に応じた点火時期等の制御タイミ
ングを演算し、演算結果に対応した制御信号Ｓを出力す
る。例えば点火時期制御が進角側の場合には、リファレ
ンス基準位置Ｂ75°を基準としたタイマ制御が行われ、
遅角側の場合にはリファレンス基準位置Ｂ75°又はイニ
シャル基準位置Ｂ５°を基準としたタイマ制御が行われ
る。

【００１０】このとき、マイクロコンピュータ１は、図
10のように、各基準位置における気筒識別信号Ｃのレベ
ルを読取り、このレベル対により特定気筒を検出して気
筒を識別する。即ち、気筒識別信号Ｃのレベル対が
「１、１」であれば、後者のリファレンス基準位置ｒｅ
ｆ(ｎ)が第２気筒(＃２)に対応していると認識し、
「１、０」であれば、後者のリファレンス基準位置ｒｅ
ｆ(ｎ)が第５気筒(＃５)に対応していると認識する。こ
れにより、各気筒に対する適切な制御信号Ｓを生成する
ことができる。

【００１１】しかし、気筒識別信号Ｃのレベル対が
「０、０」又は「０、１」の場合には、２つの気筒グル
ープ(＃１及び＃４、又は、＃３及び＃６)を認識できる
が、直ちに気筒を特定することはできない。従って、も
し気筒識別処理のタイミングが良ければ、ini(n-1)から
ref(n)までの50°のクランク角に相当する時間で気筒識
別が可能であるが、タイミングが悪ければ、＃２気筒又
は＃５気筒に対応した基準位置(Ｂ75°)に達するまで気
筒識別は完了しない。即ち、最悪の場合、全周期(720
°)の半分の360°のクランク角に相当する時間だけ気筒
識別に要することになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関制御装
置は以上のように、基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃ
のみに基づいて気筒を識別しているので、タイミングが
最悪の場合に気筒識別に要する時間が長くかかるという
問題点があった。又、気筒識別信号発生手段３の故障等
により気筒識別信号Ｃにエラーが生じた場合には、バッ
クアップ手段が無いため気筒を全く識別できなくなると
いう問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、気筒識別時間を短縮させると共
に、気筒識別信号発生手段の故障に対してバックアップ
可能にした内燃機関制御装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
制御装置は、気筒識別信号に関連して各気筒に対し波形
の異なる補助気筒識別信号を生成する補助気筒識別信号
発生手段を設け、マイクロコンピュータが、基準位置信
号と、気筒識別信号及び補助気筒識別信号とに基づいて
各気筒を認識すると共に、気筒識別信号及び補助気筒識
別信号の一方が故障した場合には、基準位置信号と、気
筒識別信号及び補助気筒識別信号の他方とに基づいて各
気筒を認識するようにしたものである。

【００１５】

【作用】この発明においては、基準位置における気筒識
別信号及び補助気筒識別信号の少なくとも一方のレベル
に基づいて各気筒を識別する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を示すブロック図であ
り、1Aはマイクロコンピュータ１に対応しており、２〜
５は前述と同様のものである。

【００１７】６は気筒識別信号発生手段３とは別の補助
気筒識別信号発生手段であり、気筒識別信号発生手段３
とほぼ同様の構成を有し、気筒識別信号Ｃに関連して各
気筒に対し波形の異なる補助気筒識別信号C2を生成す
る。７は補助気筒識別信号発生手段６からの補助気筒識
別信号C2を波形処理してマイクロコンピュータ1Aに入力
するためのインターフェース回路である。この場合、マ
イクロコンピュータ1Aは、基準位置信号Ｔと、気筒識別
信号Ｃ及び補助気筒識別信号C2の少なくとも一方とに基
づいて特定気筒並びに各気筒を認識するようになってい
る。即ち、マイクロコンピュータ1Aは、通常は基準位置
信号Ｔと気筒識別信号Ｃ及び補助気筒識別信号C2とに基
づいて各気筒を認識し、気筒識別信号Ｃ及び補助気筒識
別信号C2の一方が故障した場合には、基準位置信号Ｔ
と、気筒識別信号Ｃ及び補助気筒識別信号C2の他方とに
基づいて各気筒を認識する。

【００１８】図２は基準位置信号Ｔ、気筒識別信号Ｃ及
び補助気筒識別信号C2のパルス波形を示すタイミングチ
ャートである。この場合、補助気筒識別信号C2は、＃３
気筒のイニシャル基準位置Ｂ５°から＃６気筒のリファ
レンス基準位置Ｂ75°までを含む区間で１レベルとな
る。これにより、後述するように＃４〜＃６気筒に対応
したレベルを生成することができる。

【００１９】図３は気筒識別動作を示す説明図であり、
図10の従来例と比べて、リファレンス基準位置ｒｅｆ
(ｎ)における補助気筒識別信号C2のレベルが新たに加え
られて気筒識別に用いられている。

【００２０】次に、図２及び図３を参照しながら、図１
に示したこの発明の実施例１の動作について説明する。
まず、機関の回転に伴い、基準位置信号発生手段２、気
筒識別信号発生手段３及び補助気筒識別信号発生手段６
は、図２のような基準位置信号Ｔ、気筒識別信号Ｃ及び
補助気筒識別信号C2を生成し、それぞれ、インターフェ
ース回路４、５及び７を介してマイクロコンピュータ１
Ａに入力する。

【００２１】ここで、補助気筒識別信号C2は、＃３気筒
に対応した気筒識別信号Ｃの立ち下がりタイミングに同
期して立ち上がり、＃６気筒に対応した気筒識別信号Ｃ
の立ち下がりタイミングに同期して立ち下がる。

【００２２】このように機関の回転に同期して得られた
基準位置信号Ｔ、気筒識別信号Ｃ及び補助気筒識別信号
C2に基づいて、マイクロコンピュータ1Aは、各気筒及び
各気筒に対する基準位置を認識し、運転状態に応じた点
火時期等の制御タイミングを演算し、演算結果に対応し
た制御信号Ｓを出力する。

【００２３】即ち、マイクロコンピュータ1Aは、図３の
ように、前気筒のＢ５°に対応したイニシャル基準位置
ｉｎｉ(ｎ−１)における気筒識別信号Ｃのレベル、並び
に、識別対象気筒のＢ75°に対応したリファレンス基準
位置ｒｅｆ(ｎ)における気筒識別信号Ｃ及び補助気筒識
別信号C2のレベルを読取り、これらの組合わせにより各
気筒＃１〜＃６を識別する。

【００２４】即ち、各レベルの組合わせが「０、０、
０」であれば、リファレンス基準位置ｒｅｆ(ｎ)が＃１
気筒に対応していると認識し、以下、同様に、「１、
１、０」（「１、１」のみでも識別可能）であれば＃２
気筒、「０、１、０」であれば＃３気筒、「０、０、
１」であれば＃４気筒、「１、０、１」（「１、０」の
みでも識別可能）であれば＃５気筒、「０、１、１」で
あれば＃６気筒にそれぞれ対応していると認識する。

【００２５】これにより、各気筒＃１〜＃６を短時間に
識別し、その気筒に対する適切な制御信号Ｓを直ちに生
成することができる。例えば、イニシャル基準位置ｉｎ
ｉ(ｎ−１)の直前での最良タイミングからレベルの読取
りが開始されたとすれば、ｉｎｉ(ｎ−１)からｒｅｆ
(ｎ)までのクランク角50°に相当する時間で気筒識別が
可能となる。又、イニシャル基準位置ｉｎｉ(ｎ−１)の
直後での最悪タイミングからレベル読取りが開始された
としても、１気筒分の周期(120°)に対し次のｉｎｉ(ｎ
−１)からref(ｎ)までの50°を加えたクランク角170°
に相当する時間で気筒識別が可能となる。

【００２６】従って、始動時であっても、短時間に気筒
識別に基づく最適な制御信号Ｓが得られ、信頼性の高い
運転制御が可能となる。又、気筒識別信号発生手段３及
び補助気筒識別信号発生手段６のうちの一方に故障等が
生じて、気筒識別信号Ｃ又は補助気筒識別信号C2が得ら
れなくなったとしても、少なくとも一方が健全であれば
気筒識別能力がダウンすることはなく、信頼性な高い制
御を継続することができる。

【００２７】実施例２．尚、上記実施例では、気筒識別
信号Ｃを従来通りのパルス波形として、補助気筒識別信
号C2を付加したが、気筒識別信号及び補助気筒識別信号
の組合わせが気筒毎に関連可能であれば、それぞれ、他
のパルス波形であってもよい。

【００２８】図４は実施例２による気筒識別信号C1及び
補助気筒識別信号C2ａを示す波形図であり、この場合、
気筒識別信号C1は第１の気筒識別信号として作用し、補
助気筒識別信号C2ａは第２の気筒識別信号として作用す
る。気筒識別信号C1は、＃３気筒のＢ75°〜＃４気筒の
Ｂ５°、並びに、＃５気筒のＢ５°〜＃６気筒のＢ75°
を含む範囲で１レベルである。又、補助気筒識別信号C2
ａは、＃１気筒のＢ５°〜＃２気筒のＢ５°、並びに、
＃４気筒のＢ75°〜＃５気筒のＢ５°を含む範囲で１レ
ベルである。

【００２９】図５は実施例２による気筒識別動作を示す
説明図であり、実施例１の場合と同様に、前気筒のイニ
シャル基準位置ｉｎｉ(ｎ−１)での気筒識別信号C1のレ
ベル並びに識別対象気筒のリファレンス基準位置ｒｅｆ
(ｎ)での気筒識別信号C1及び補助気筒識別信号C2ａのレ
ベルの組合わせに基づいて、短時間に気筒識別を完了す
ることができる。

【００３０】又、２気筒ずつの同時点火制御の場合は、
リファレンス基準位置ｒｅｆ(ｎ)での気筒識別信号C1及
び補助気筒識別信号C2ａのレベルのみでグループ識別す
ることができる。例えば、「０、０」又は「１、１」の
場合は＃１及び＃４気筒、「０、１」の場合は＃２及び
＃５気筒、並びに、「１、０」の場合は＃３及び＃６気
筒の同時点火制御を行うことになる。従って、グループ
識別タイミングが最悪であったとしても、120°のクラン
ク角に対応した時間内で識別可能となる。

【００３１】実施例３．更に、制御気筒数が６気筒の場
合を示したが、他の気筒数の内燃機関を制御対象として
もよい。図６は実施例３に従う４気筒の場合の基準位置
信号Ｔｂ、気筒識別信号C1ｂ及び補助気筒識別信号C2ｂ
の各パルス波形を示す波形図、図７は実施例３による気
筒識別動作を示す説明図である。

【００３２】この場合、基準位置信号Ｔｂは、各気筒毎
に、Ｂ75°のリファレンス基準位置ｒｅｆで立ち上が
り、Ｂ５°のイニシャル基準位置ｉｎｉで立ち下がる。
又、気筒識別信号C1ｂは、＃１気筒のＢ75°〜＃３気筒
のＢ５°を含む範囲で１レベルであり、補助気筒識別信
号C2ｂは、＃１気筒のＢ75°〜Ｂ５°を含む範囲、並び
に、＃４気筒のＢ75°を含む範囲で１レベルである。

【００３３】各気筒＃１〜＃４の識別は、図７のよう
に、リファレンス基準位置ｒｅｆ(ｎ)における気筒識別
信号C1ｂ及び補助気筒識別信号C2ｂのレベルに基づいて
行われる。即ち、レベル対が「１、１」であれば＃１気
筒、「１、０」であれば＃３気筒、「０、１」であれば
＃４気筒、「０、０」であれば＃２気筒と識別される。
従って、気筒識別開始タイミングが最悪であったとして
も、１つの気筒のクランク角周期分180°に対応した時
間内で気筒識別が完了する。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、気筒識
別信号に関連して各気筒に対し波形の異なる補助気筒識
別信号を生成する補助気筒識別信号発生手段を設け、マ
イクロコンピュータが、基準位置信号と、気筒識別信号
及び補助気筒識別信号とに基づいて各気筒を認識すると
共に、気筒識別信号及び補助気筒識別信号の一方が故障
した場合には、基準位置信号と、気筒識別信号及び補助
気筒識別信号の他方とに基づいて各気筒を認識するよう
にしたので、気筒識別時間を短縮させると共に、気筒識
別信号発生手段の故障に対してバックアップ可能にした
内燃機関制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施例１において生成される各信号
を示す波形図である。

【図３】この発明の実施例１の気筒識別動作を示す説明
図である。

【図４】この発明の実施例２において生成される各信号
を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施例２の気筒識別動作を示す説明
図である。

【図６】この発明の実施例３において生成される各信号
を示す波形図である。

【図７】この発明の実施例３の気筒識別動作を示す説明
図である。

【図８】従来の内燃機関制御装置を示すブロック図であ
る。

【図９】従来の内燃機関制御装置において生成される各
信号を示す波形図である。

【図１０】従来の内燃機関制御装置における気筒識別動
作を示す説明図である。

【符号の説明】

１Ａ マイクロコンピュータ ２ 基準位置信号発生手段 ３ 気筒識別信号発生手段 ６ 補助気筒識別信号発生手段 Ｔ、Ｔｂ 基準位置信号 Ｂ５°、Ｂ７５° 基準位置 Ｃ、Ｃ１、Ｃ１ｂ 気筒識別信号 Ｃ２、Ｃ２ａ、Ｃ２ｂ 補助気筒識別信号 Ｓ 制御信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の回転に同期して各気筒に対する所
   定クランク角に対応した基準位置信号を生成する基準位
   置信号発生手段と、 前記基準位置信号に関連して特定気筒を識別するための
   気筒識別信号を生成する気筒識別信号発生手段と、 前記基準位置信号及び前記気筒識別信号に基づいて前記
   各気筒の基準位置を認識すると共に、前記各気筒の制御
   タイミングに対応した制御信号を生成するマイクロコン
   ピュータと、 を備えた内燃機関制御装置において、 前記気筒識別信号と関連して前記各気筒に対し波形の異
   なる補助気筒識別信号を生成する補助気筒識別信号発生
   手段を設け、 前記マイクロコンピュータは、 前記基準位置信号と、前記気筒識別信号及び前記補助気
   筒識別信号とに基づいて前記各気筒を認識すると共に、 前記気筒識別信号及び前記補助気筒識別信号の一方が故
   障した場合には、前記基準位置信号と、前記気筒識別信
   号及び前記補助気筒識別信号の他方とに基づいて前記各
   気筒を認識する ことを特徴とする内燃機関制御装置。