JP2876885B2 - 内燃機関のクランク角位置検出装置 - Google Patents

内燃機関のクランク角位置検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多気筒内燃機関の点火制
御や燃料噴射制御に際し、気筒判別のためのクランク角
位置を検出するクランク角位置検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の点火時期や燃料噴射量を気筒
毎に電気的に制御するためには、内燃機関の吸気から排
気までの各行程に対応させてクランク角(°CA)の位
置を検出する必要がある。このようなクランク角位置を
検出する装置は、従来より種々のものが知られており、
例えば特開昭61−213714号公報に開示されたも
のがある。
【0003】このクランク角位置検出装置は、単位回転
角センサと上死点センサと特定気筒判別センサとを備え
ている。単位回転角センサは、クランク軸の外周に等角
度毎に設けられた複数の突起と、その近傍に配設された
電磁ピックアップとからなり、クランク軸が所定角度
(例えば30°CA)回転する毎に単位角信号を出力す
る。また、上死点センサは、クランク軸の外周に設けら
れた一つの突起と、その近傍に配設された電磁ピックア
ップとからなり、クランク軸が1回転(360°CA)
回転する毎に第1の基準信号を出力する。さらに、特定
気筒判別センサは、カム軸の外周に設けられた一つの突
起と、その近傍に配設された電磁ピックアップとからな
り、カム軸が1回転(720°CA)回転する毎に第2
の基準信号を出力する。
【0004】しかし、このようなクランク角検出装置で
は上記の3つのセンサが必要となってしまう。そこで、
クランク軸側の単位回転角センサ及び上死点センサを、
例えば公表特許公報 昭61−502557号に開示さ
れているような、いわゆる異形歯(欠け歯)センサに変
更することが考えられる。
【0005】欠け歯センサは、クランク軸外周の複数の
突起と、その近傍の電磁ピックアップとからなるが、隣
接の突起の角度が全て同一ではなく、所定位置での角度
が他の位置での角度と異なる。そして、この角度の異な
る部分が欠け歯となっている。前記欠け歯センサによる
と、欠け歯部分以外の突起が電磁ピックアップを横切っ
たとき等角度毎に信号を出力する。また、欠け歯部分の
突起が電磁ピックアップを横切ったとき、前記とは異な
る角度間隔で信号を出力する。従って、所定角度毎に出
力される信号を前記単位角信号とし、欠け歯部分の突起
に対応する信号を前記第1の基準信号とすることができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の単位
回転角センサ及び上死点センサに代えて単純に欠け歯セ
ンサを用いただけでは、内燃機関の始動時に気筒判別を
行うのに必要な角度が最大で720°CAと大きくな
る。そして、720°CAの期間で気筒判別ができない
と、内燃機関の始動が遅れてしまう。例えば、ガソリン
エンジンの点火装置のうちディストリビュータを使用し
ないディストリビュータレスイグニションシステム(D
LI)では、最大で720°CAの角度間隔にわたりど
の気筒に点火すべきか不明なため、点火できない。その
ため、クランク軸が720°CA以上回転した後に点火
を行うことになり、始動が遅れる。このような問題は、
DLIに限ったことではなく、始動時に独立噴射するシ
ステムやグループ噴射するシステムに関しても同様に起
こる。
【0007】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、クランク軸が720度回転する
よりも前に気筒判別することが可能となり、始動性の向
上を図ることのできる内燃機関のクランク角位置検出装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図1に示すように、多気筒内燃機関のクラ
ンク軸M1に一体回転可能に設けられ、かつ等角度毎に
多数のパルス発生部M2aを有するとともに、1箇所の
み不等角度となるように構成された第1ロータM2と、
前記第1ロータM2の回転によるパルス発生部M2aの
通過にともないパルス信号を出力する第1パルス信号出
力器M3と、前記クランク軸M1が2回転する毎に1回
転するカム軸M4に一体回転可能に設けられ、かつ一つ
のパルス発生部M5aを有する第2ロータM5と、前記
第2ロータM5の回転によるパルス発生部M5aの通過
にともないパルス信号を出力する第2パルス信号出力器
M6と、前記第1パルス信号出力器M3のパルス信号の
間隔から前記不等角度部分を検出し、その検出時のパル
ス信号を基準位置信号とする基準位置信号検出手段M7
と、前記第1パルス信号出力器M3からのパルス信号の
数をカウントし、かつ前記基準位置信号検出手段M7に
より基準位置信号が検出される毎にカウント値を初期化
するカウント手段M8と、前記カウント手段M8による
カウント値が予め定めた所定値となったとき、第2パル
ス信号出力器M6からのパルス信号出力の有無を判断
し、その判断結果に応じ内燃機関の特定気筒のクランク
角位置を検出するクランク角位置検出手段M9とを備え
ている。
【0009】
【作用】内燃機関の運転にともないクランク軸M1が回
転すると、第1ロータM2が一体回転する。第1ロータ
M2の回転によりパルス発生部M2aが特定位置を通過
すると、第1パルス信号出力器M3はパルス信号を出力
する。基準位置信号検出手段M7は、第1パルス信号出
力器M3のパルス信号の間隔から不等角度部分を検出
し、その検出時のパルス信号を基準位置信号とする。ま
た、カウント手段M8は前記第1パルス信号出力器M3
からのパルス信号の数をカウントする。このカウント値
は、前記基準位置信号検出手段M7により基準位置信号
が検出される毎に初期化される。
【0010】一方、前記クランク軸M1が2回転する
と、カム軸M4及び第2ロータM5が1回転する。第2
ロータM5の回転によりパルス発生部M5aが特定位置
を通過すると、第2パルス信号出力器M6はパルス信号
を出力する。
【0011】前記カウント手段M8によるカウント値が
予め定めた所定値になると、クランク角位置検出手段M
9は第2パルス信号出力器M6からのパルス信号出力の
有無を判断する。すなわち、カウント手段M8のカウン
ト値は、クランク軸M1が1回転する毎に所定値になる
が、第2パルス信号発生器M6からのパルス信号はクラ
ンク軸M1が2回転する毎にしか出力されない。そのた
め、前記のようにカウント値が所定値となったときに、
第2パルス信号出力器M6からのパルス信号出力の有無
を判断することで、内燃機関の特定気筒のクランク角位
置を検出することが可能となる。
【0012】より詳しくは、カウント値が所定値となっ
たときに、第2パルス信号出力器M6からパルス信号が
出力されれば、そのパルス信号により特定の気筒を判別
することが可能である。また、前記第2パルス信号出力
器M6によるパルス信号の出力時点からクランク角で3
60度位相のずれた位置では、カウント値が前記パルス
信号出力時における値と同じになるものの、実際には同
第2パルス信号出力器M6からパルス信号が出力されな
い。そして、このパルス信号が出力されないときのクラ
ンク角は、第2パルス信号出力器M6からパルス信号の
出力されるべきクランク角とは360度ずれていること
になるので、前記特定気筒とは異なる気筒を判別するこ
と、もしくは、絶対的なクランク角位置の検出が可能と
なる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を4気筒ガソリンエンジンのク
ランク角位置検出装置に具体化した一実施例を図2〜図
9に従って説明する。
【0014】図2及び図3で示すように、多気筒内燃機
関としてのガソリンエンジンは、ピストンの往復運動を
回転運動に変換して動力を取り出すクランク軸1と、吸
・排気弁を開閉させるためのカムを有するカム軸2とを
備えている。カム軸2はベルト又はチェーンによってク
ランク軸1に駆動連結され、クランク軸1が2回転する
とカム軸2が1回転するように設定されている。
【0015】クランク軸1には第1ロータ3が一体回転
可能に設けられ、その外周にはパルス発生部としての多
数の歯4が等角度(本実施例では22.5度)毎に形成
されている。また、第1ロータ3における多数の歯4の
うちの一つが欠落されており、この欠落部分は不等角度
の欠け歯4aとなっている。前記第1ロータ3の近傍に
は、第1パルス信号出力器としての第1電磁ピックアッ
プ5が配置されている。第1電磁ピックアップ5は、前
記歯4の位置が変化したときにコイルのインダクタンス
が変化する特性を利用したものである。第1電磁ピック
アップ5は、前記クランク軸1の回転にともない第1ロ
ータ3が回転して歯4が通過する毎にパルス信号として
の回転数信号を出力する(図9参照)。そして、本実施
例ではこれらの第1ロータ3及び第1電磁ピックアップ
5によって回転数センサ6が構成されている。
【0016】前記カム軸2には第2ロータ7が一体回転
可能に設けられ、その外周にはパルス発生部としての一
つの歯8が形成されている。第2ロータ7の近傍には、
第2パルス信号出力器としての第2電磁ピックアップ9
が配置されている。第2電磁ピックアップ9は、前記カ
ム軸2の回転にともない第2ロータ7が回転して歯8が
通過する毎にパルス信号としての気筒判別信号を出力す
る。すなわち、クランク軸1が2回転する毎に(720
°CA回転する毎に)、1つの気筒判別信号を出力する
(図9参照)。そして、本実施例ではこれらの第2ロー
タ7及び第2電磁ピックアップ9によって気筒判別セン
サ10が構成されている。
【0017】図5で示すように、前記回転数センサ6及
び気筒判別センサ10は電子制御装置(以下、単に「E
CU」という)11の入力側に電気的に接続されてい
る。このECU11の出力側にはイグナイタ、点火コイ
ル等からなる点火装置12が電気的に接続されている。
そして、ECU11は両センサ6,10にて発生した信
号に基づいて点火装置12を制御する。なお、前記ガソ
リンエンジンにおける4つの気筒を第1気筒,第2気
筒,第3気筒,第4気筒とすると、ECU11は第1気
筒,第3気筒,第4気筒,第2気筒の順で180°CA
毎に点火が行われるように点火装置12を駆動制御す
る。
【0018】前記ECU11は基準位置信号検出手段、
カウント手段及びクランク角位置検出手段を構成する中
央処理装置(CPU)13と、読出し専用メモリ(RO
M)14と、ランダムアクセスメモリ(RAM)15
と、バックアップRAM16と、入力ポート17と、出
力ポート18とを備え、これらは互いにバス19によっ
て接続されている。CPU13は、予め設定された制御
プログラムに従って各種演算処理を実行し、ROM14
はCPU13で演算処理を実行するために必要な制御プ
ログラムや初期データを予め記憶している。また、RA
M15はCPU13の演算結果を一時記憶する。バック
アップRAM16は、電源が切られた後にも各種データ
を保持するように、バッテリによってバックアップされ
ている。
【0019】前記回転数センサ6からの回転数信号は波
形整形回路20を介して入力ポート17に入力される。
また、気筒判別センサ10からの気筒判別信号は波形整
形回路21を介して入力ポート17に入力される。CP
U13は入力された回転数信号及び気筒判別信号を読み
込み、出力ポート18を介して点火装置12を駆動制御
する。
【0020】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。図4のフローチャート
はCPU13によって実行される各処理のうち、フラグ
F1を設定するためのルーチンを示しており、気筒判別
信号が立ち上がる毎(この場合720°CA毎)に割り
込まれる。フラグF1は、気筒判別センサ10から気筒
判別信号が出力されたかどうかを判定するためのもので
ある。また、図6及び図7のフローチャートは回転数信
号及び気筒判別信号に基づき気筒判別を行うためのルー
チンを示しており、回転数信号が立ち上がる毎(この場
合30°CA毎)に割り込まれる。さらに、図8のフロ
ーチャートは、前記気筒判別結果に基づき点火制御を行
うためのルーチンを示しており、所定のタイミングで起
動される。
【0021】まず、図4のルーチンについて説明する。
処理がこのルーチンへ移行すると、CPU13はステッ
プ101でフラグF1を「1」に設定し、このルーチン
を一旦終了する。この処理により、フラグF1は気筒判
別信号が立ち上がる毎(720°CA毎)に「1」に設
定される。
【0022】次に、図6及び図7のルーチンを図9のタ
イミングチャートを用いて説明する。この処理ルーチン
では、カウンタCSTとカウンタC1とフラグXとフラ
グF2とが用意されている。
【0023】図9で示すようにカウンタCSTは、エン
ジン始動後における本処理ルーチンの実行回数をカウン
トするためのものである。また、カウンタC1は回転数
センサ6からの回転数信号の数をカウントするためのも
のであり、同回転数センサ6から欠け歯4aに対応した
回転数信号(基準位置信号)が出力される毎に初期化さ
れる。そして、カウンタC1は回転数センサ6の歯4に
対応して「0」〜「14」の値を順に採る。
【0024】フラグXは、回転数信号が基準位置信号で
あるか否かを判定するためものであり、回転数信号が基
準位置信号でないときに「0」に設定され、基準位置信
号であるときに「1」に設定される。フラグF2は気筒
判別を行う際に用いられるものであり、前記カウンタC
1の値が予め定めた所定値であるときに、次のように設
定される。すなわち、フラグF2は気筒判別信号が出力
されている場合「0」に設定され、気筒判別信号が出力
されていない場合「1」に設定される。ここでの所定値
は、気筒判別信号の発生が予想される範囲の値(本実施
例では、C1=「1」〜「3」)である。
【0025】さらに、本実施例では前記処理ルーチンの
割り込まれる時刻T1がRAM15に書き込まれる。こ
の時刻T1は、次回の処理ルーチンが割り込まれると時
刻T2に書き換えられ、さらに同時刻T2は次回の処理
ルーチンが割り込まれると時刻T3に書き換えられるよ
うになっている。
【0026】なお、上述のカウンタCST、カウンタC
1、フラグX、時刻T1〜T3は、イグニションキーが
オン操作されたときに実行されるイニシャルルーチンで
クリアされる。
【0027】図9のタイミングt1でエンジンが始動さ
れると、CPU13はまず図6のステップ201で時刻
T1,T2の更新処理を行う。すなわち、RAM15に
記憶されている時刻T2を時刻T3に更新するととも
に、同じくRAM15に記憶されている時刻T1を時刻
T2に更新する。但し、始動直後ではRAM15に時刻
T1,T2が書き込まれていないので、CPU13はこ
のステップ201の処理は行わず、次のステップ202
へ移行する。
【0028】ステップ202においてCPU13は現在
時刻、つまり、この処理ルーチンが起動されたときの時
刻をT1として設定し、これをRAM15に書き込む。
続いて、CPU13はステップ203でカウンタCST
の値を「1」インクリメントする。この場合、「0」か
ら「1」にする。
【0029】そして、CPU13はステップ204でカ
ウンタCSTの値が「3」以上であるか否かを判定す
る。このときにはカウンタCSTの値が「1」であり、
CPU13はこのルーチンを終了する。
【0030】このような処理が繰り返し行われると(図
9のタイミングt1〜t3)、ステップ201において
時刻T1が順に時刻T2,T3に更新され、ステップ2
03でカウンタCSTの値が「1」ずつ増える。そし
て、タイミングt3においてカウンタCSTの値が
「3」になると、ステップ204での判定条件(CST
≧3)が満たされるので、CPU13はステップ205
へ移行する。
【0031】CPU13はステップ205で、次の式
(1)に従って回転数信号の間隔比Aを算出する。この
間隔比Aは、時刻T2から時刻T1になるまでに要した
時間と、時刻T3から時刻T2になるまでに要した時間
との比であり、回転数センサ6による回転数信号が欠け
歯4aに対応するものか否か、つまり基準位置信号であ
るか否かを判断するためのものである。
【0032】 A=(T1−T2)/(T2−T3) ……(1) ここで、上記式(1)において、回転数信号が基準位置
信号でないと間隔比Aはほぼ「1」になり、これとは逆
に回転数信号が基準位置信号であると間隔比Aはほぼ
「2」になるはずである。
【0033】なお、CPU13はステップ206におい
て、前記カウンタCSTの値をガード処理する。つま
り、カウンタCSTの値が「1」ずつ増加し、この値が
予め定められたガード値になると、CPU13は同カウ
ンタCSTの値をガード値に保持するようになってい
る。
【0034】次に、CPU13は図7のステップ207
において、前記ステップ205での間隔比Aが所定値
(例えば、「1.8」)以上であるか否かを判定する。
ここでの「1.8」は実験により求めた値であり、回転
数センサ6による回転数信号が基準位置信号である場合
の最小値よりも若干小さな値である。
【0035】図9のタイミングt3での回転数信号は基
準位置信号でなく、間隔比Aが「1.8」未満となる。
そのため、CPU13は図7のステップ207での判定
条件(A≧1.8)が満たされていないと判断してステ
ップ208へ移行し、フラグXが「1」であるか否かを
判定する。このフラグXはエンジン始動時に「0」にリ
セットされているので、CPU13はステップ208で
の判定条件(X=1)が満たされていないと判断し、こ
の処理ルーチンを一旦終了する。
【0036】図9のタイミングt4において、回転数セ
ンサ6から欠け歯4aに対応した基準位置信号が出力さ
れると、図6のステップ205での間隔比Aが「1.
8」以上になる。そのため、CPU13は図7のステッ
プ207での判定条件が満たされていると判断し、ステ
ップ209でフラグXを「1」に設定する。さらに、C
PU13はステップ210でカウンタC1の値を「0」
にリセットし、ステップ211でフラグF1を「0」に
設定する。このステップ211の処理は、これから気筒
判別を行うに際し、それまでに気筒判別信号が出力され
たという痕跡を消すための処理である。その後、CPU
13はステップ218の点火制御ルーチンへ移行する。
【0037】なお、上述のステップ208においてフラ
グXが「1」でない場合に、その後の処理を行わないよ
うにしたのは次の理由による。すなわち、エンジン始動
後に最初に間隔比Aが「1.8」以上となるまで、つま
り初めて欠け歯4aが検出されて基準位置信号が出力さ
れるまでは、カウンタC1の値の信頼性が低い。そのた
め、本実施例では間隔比Aが「1.8」未満ではカウン
タC1の値を「0」にしておき、「1.8」以上となっ
た後に、カウンタC1にカウント動作させるようにして
いる。
【0038】図9のタイミングt4において、回転数セ
ンサ6から欠け歯4aの次の歯4に対応した回転数信号
が出力されると、図6のステップ205での間隔比Aが
「1.8」未満となる。また、このときにはフラグXが
前記ステップ209で「1」に設定されている。そのた
め、CPU13は図7のステップ207での判定条件が
否定判定され、かつステップ208での判定条件が満た
されていると判断してステップ212へ移行する。CP
U13はステップ212でカウンタC1の値を「1」イ
ンクリメントする。この場合、カウンタC1の値を
「0」から「1」にする。
【0039】続いて、CPU13はステップ213でカ
ウンタC1の値が「4」以上であるか否かを判定し、さ
らにステップ214で同カウンタC1の値が「3」であ
るか否かを判定する。カウンタC1の値は前述したよう
に「1」であるので、CPU13はステップ213,2
14のいずれの条件も満たされていないと判断し、ステ
ップ218の点火制御ルーチンへ移行する。
【0040】上述の処理が繰り返し行われると(図9の
タイミングt4〜t7)、ステップ212においてカウ
ンタC1の値が「1」ずつ増える。そして、タイミング
t7でカウンタC1の値が「3」になると、ステップ2
14での判定条件(C1=3)が満たされる。すると、
CPU13はステップ215へ移行し、フラグF1が
「1」であるか否かを判定する。
【0041】ここで、例えば図9のタイミングt6にお
いて、気筒判別信号が出力されたとすると、フラグF1
は「1」に設定されている(図4のルーチン参照)。そ
のため、CPU13はタイミングt7においてステップ
215の条件(F1=「1」)が満たされていると判断
し、ステップ216でフラグF2を「0」に設定する。
そして、CPU13はステップ218の点火制御ルーチ
ンへ移行する。
【0042】図9のタイミングt8では、図7のステッ
プ212の処理でカウンタC1の値が「4」になる。す
ると、CPU13はステップ213での判定条件が満た
されたと判断し、ステップ214〜217の処理を行わ
ないでステップ211へ移行し、フラグF1を「0」に
設定する。その後、CPU13はステップ218の点火
制御ルーチンへ移行する。従って、フラグF1はカウン
タC1の値が「2」〜「4」の期間だけ「1」となる。
そして、図9のタイミングt9では、カウンタC1の値
は「12」となり、フラグF2は「0」の値をとること
になる。
【0043】なお、次回に気筒判別信号が出力されると
予測される期間(この場合、カウンタC1の値が「1」
〜「3」となるタイミングt10〜t12の期間)にお
いて、気筒判別信号が出力されないと、フラグF1は
「0」のままである。そのため、CPU13は図9のタ
イミングt12において、図7のステップ215の条件
(F1=「1」)が満たされていないと判断し、ステッ
プ217でフラグF2を「1」に設定する。そして、C
PU13はステップ218の点火制御ルーチンへ移行す
る。
【0044】さらに、図9のタイミングt14では、カ
ウンタC1の値は「12」となり、フラグF2は「1」
の値をとることになる。次に、前記ステップ211、2
14、216、217から移行した点火制御ルーチン
を、図8及び図9に従って説明する。
【0045】処理がこのルーチンへ移行すると、CPU
13はまずステップ301でカウンタC1の値が「4」
であるか否かを判定し、ステップ302でカウンタC1
の値が「12」であるか否かを判定する。図9における
タイミングt1からタイミングt7まではステップ30
1,302のいずれの条件も満たしていないので、CP
U13はその後の処理を行わず、このルーチンを一旦終
了する。
【0046】図9のタイミングt8でカウンタC1の値
が「4」になると、ステップ301の判定条件(C1=
4)が満たされるので、CPU13はステップ303で
フラグF2が「0」であるか否かを判定する。タイミン
グt8では、前述したようにフラグF2が「0」であ
る。そのため、CPU13はステップ303の判定条件
(F2=0)が満たされていると判断し、ステップ30
4において第1気筒の点火を行うべく、点火装置12を
駆動制御する。
【0047】続いて、図9のタイミングt9でカウンタ
C1の値が「12」になると、ステップ302の判定条
件(C1=12)が満たされるので、CPU13はステ
ップ305でフラグF2が「0」であるか否かを判定す
る。タイミングt9では、前述したようにフラグF2が
「0」である。そのため、CPU13はステップ305
の判定条件(F2=0)が満たされていると判断し、ス
テップ306において第3気筒の点火を行うべく、点火
装置12を駆動制御する。
【0048】次に、図9のタイミングt13でカウンタ
C1の値が「4」になると、ステップ301の判定条件
(C1=12)が満たされるので、CPU13はステッ
プ307でフラグF2が「0」であるか否かを判定す
る。タイミングt13では、前述したようにフラグF2
が「1」である。そのため、CPU13はステップ30
3の判定条件(F2=0)が満たされていないと判断
し、ステップ307において第4気筒の点火を行うべ
く、点火装置12を駆動制御する。
【0049】さらに、図9のタイミングt14でカウン
タC1の値が「12」になると、ステップ302の判定
条件(C1=12)が満たされるので、CPU13はス
テップ305でフラグF2が「0」であるか否かを判定
する。タイミングt14では、前述したようにフラグF
2が「1」である。そのため、CPU13はステップ3
05の判定条件(F2=0)が満たされていないと判断
し、ステップ308において第2気筒の点火を行うべ
く、点火装置12を駆動制御する。
【0050】上記図8の処理ルーチンでは、カウンタC
1の値が「4」あるいは「12」のときに点火制御する
ものとし、これらのうちいずれかの値になったときにフ
ラグF2の状態が「0」か「1」かを判定する。そし
て、カウンタC1の2つの値とフラグF2の2つの状態
とからなる4つの組合せで、各気筒の点火を行う際のク
ランク角を特定している。つまり、カウンタC1の値が
「4」でも気筒判別センサ10から気筒判別信号が出力
される場合と出力されない場合とがある。気筒判別信号
が出力された場合にはフラグF2が「0」になる。従っ
て、同じC1=4のタイミングでも気筒判別信号によっ
てフラグF2の状態が360°CA毎に変わっていくの
で、カウンタC1の値が「4」のときにフラグF2の状
態を検出すれば、点火すべき気筒が第1気筒であるか第
4気筒であるかを判別できる。カウンタC1の値が「1
2」のときも同様である。
【0051】なお、CPU13は前記点火制御ルーチン
を実行すると、図6及び図7の処理ルーチンを終了す
る。このように本実施例によれば、回転数センサ6から
の回転数信号の間隔が所定値を越えるとき、その回転数
信号を基準位置信号と判断する(ステップ205,20
7)。また、回転数信号の数をカウンタC1でカウント
し(ステップ212)、そのカウンタC1の値が、気筒
判別センサ10からの気筒判別信号出力の予想される所
定値(C1=「1」〜「3」)である期間に、気筒判別
信号が発生したか否かをC1=3のタイミングにて判断
するようにしている(ステップ214〜217,210
〜213)。
【0052】すなわち、カウンタC1の値はクランク軸
1が1回転する毎に所定値になるが、気筒判別信号はク
ランク軸1が2回転する毎にしか出力されない。そのた
め、前記のようにカウンタC1の値が所定値となったと
きに、気筒判別センサ10からの気筒判別信号の有無を
判断することで、エンジンの特定気筒のクランク角位置
を検出することが可能となる。
【0053】より詳しくは、カウンタC1の値が所定値
であるときに、気筒判別センサ10から気筒判別信号が
出力されれば、その気筒判別信号により特定気筒を判別
することが可能である。また、前記気筒判別センサ10
による気筒判別信号の出力時点から360°CA度位相
のずれた位置では、カウンタC1の値が前記気筒判別信
号出力時における値と同じとなるものの、実際には気筒
判別センサ10からは気筒判別信号が出力されない。そ
して、この気筒判別信号が出力されないときのクランク
角の位相は、気筒判別センサ10から気筒判別信号の出
力されるべきクランク角に対し360°CAずれている
ことになるので、前記特定気筒とは異なる気筒を判別す
ることが可能となる。
【0054】従って、本実施例では2つのセンサ(回転
数センサ6及び気筒判別センサ10)を用いるだけで、
4つの気筒のうちの点火すべき気筒を特定するととも
に、その特定された気筒での点火すべきクランク角位置
を検出することができる。しかも、このような気筒の特
定及びクランク角位置の検出を、クランク軸1が2回転
(720°CA回転)するよりも小さな角度で行うこと
ができる。
【0055】特に、本実施例では基準位置信号の発生時
期近傍(カウンタC1=「1」〜「3」)で気筒判別信
号が発生するように設定しているので、最大でも360
°CAに近いクランク角度で必ず気筒判別することがで
きる。
【0056】このため、単位回転角センサ及び上死点セ
ンサに代えて単純に欠け歯センサを用いただけの従来技
術とは異なり、本実施例ではエンジン始動時の比較的早
い時期に点火を行うことが可能となり、その結果として
始動性が向上する。
【0057】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。 (1)本発明は4気筒以外のガソリンエンジン、例えば
6気筒や8気筒の多気筒ガソリンエンジンに適用しても
よい。
【0058】(2)本発明の内燃機関のクランク角位置
検出装置を、点火制御以外にも燃料噴射制御に適用して
もよい。 (3)第1ロータ3の歯4及び第2ロータ7の歯8に代
えて、同ロータ3,7の外周にスリットを形成するとと
もに、第1及び第2の電磁ピックアップ5,9に代えて
発光素子及び受光素子を用いてもよい。この場合、スリ
ットを挟んで発光素子と受光素子を対向させる。このよ
うにすると、両ロータ3,7の回転にともない、発光素
子から照射される一定強度の光がスリットのみを通過
し、強度変化をともなって受光素子へ到達する。そし
て、この強度変化に応じてパルス信号が出力される。従
って、このように変更しても前記実施例と同様の作用及
び効果を奏する。
【0059】(4)本発明は、DLIや始動時に独立噴
射するシステムやグループ噴射するシステムに適用して
もよい。 (5)気筒判別センサ10から気筒判別信号が出力され
るタイミングを適宜変更してもよい。この場合、変更さ
れたタイミングに応じてカウンタC1の所定値を変更す
る必要がある。
【0060】(6)前記実施例における回転数センサ6
の第1ロータ3を、図10で示す構成に変更してもよ
い。この第1ロータ3の外周には多数の歯4が等角度
(例えば30度)毎に形成されている。所定の歯4の回
転方向X後側には異形歯4bが近接して形成されてお
り、この部分が他の部分よりも狭い角度の不等角度部分
となっている。前記第1ロータ3を用いた場合の回転数
センサ6からの出力波形(波形整形後)は図11で表さ
れる。ここで、回転数信号間の時間間隔をT11,T1
2,T13,T14とすると、等角度部分では間隔比が
(T12/T11)≒1となり、不等角度部分では間隔
比が(T13/T12)<α<1となるはずである。従
って、例えば、回転数信号の間隔比がα未満であるか否
かを判定すれば、回転数信号の間隔から前記不等角度部
分を検出して基準位置信号を特定することができる。
【0061】
【発明の効果】以上詳述したように本発明では、第1パ
ルス信号出力器からのパルス信号の数をカウント手段に
よってカウントし、そのカウント値が予め定めた所定値
となったとき、第2パルス信号出力器からのパルス信号
出力の有無を判断し、その判断結果に応じ内燃機関の特
定気筒のクランク角位置を検出するようにしたので、3
つ以上のパルス信号出力器を用いることなく、クランク
軸が720度回転するよりも前に気筒判別するとともに
クランク角位置を検出することが可能となり、特に内燃
機関の始動性の向上を図ることができるという優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概念構成を示す図である。
【図2】本発明を具体化した一実施例における回転数セ
ンサの概略構成図である。
【図3】一実施例における気筒判別センサの概略構成図
である。
【図4】一実施例においてCPUによって実行される各
処理のうち、フラグF1を設定するためのルーチンを示
すフローチャートである。
【図5】一実施例におけるECUの構成を示すブロック
図である。
【図6】一実施例においてCPUによって実行される各
処理のうち、回転数信号及び気筒判別信号に基づき気筒
判別を行うためのルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図7】同じく一実施例においてCPUによって実行さ
れる各処理のうち、回転数信号及び気筒判別信号に基づ
き気筒判別を行うためのルーチンを示すフローチャート
である。
【図8】一実施例においてCPUによって実行される各
処理のうち、気筒判別結果に基づき点火制御を行うため
のルーチンを示すフローチャートである。
【図9】一実施例の作用を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図10】回転数センサの別例を示す概略構成図であ
る。
【図11】別例の回転数センサを用いて基準位置信号を
検出する際の作用を説明する図である。
【符号の説明】
1…クランク軸、2…カム軸、3…第1ロータ、4,8
…パルス発生部としての歯、5…第1パルス信号出力器
としての第1電磁ピックアップ、7…第2ロータ、9…
第2パルス信号出力器としての第2電磁ピックアップ、
13…基準位置信号検出手段、カウント手段及びクラン
ク角位置検出手段としてのCPU、A…間隔比、C1…
カウンタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−250365(JP,A) 特開 平1−110848(JP,A) 特開 昭64−56929(JP,A) 特開 平1−130040(JP,A) 特開 平4−148045(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00 395 F02D 35/00 362

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒内燃機関のクランク軸に一体回転
    可能に設けられ、かつ等角度毎に多数のパルス発生部を
    有するとともに、1箇所のみ不等角度となるように構成
    された第1ロータと、 前記第1ロータの回転によるパルス発生部の通過にとも
    ないパルス信号を出力する第1パルス信号出力器と、 前記クランク軸が2回転する毎に1回転するカム軸に一
    体回転可能に設けられ、かつ一つのパルス発生部を有す
    る第2ロータと、 前記第2ロータの回転によるパルス発生部の通過にとも
    ないパルス信号を出力する第2パルス信号出力器と、 前記第1パルス信号出力器のパルス信号の間隔から前記
    不等角度部分を検出し、その検出時のパルス信号を基準
    位置信号とする基準位置信号検出手段と、 前記第1パルス信号出力器からのパルス信号の数をカウ
    ントし、かつ前記基準位置信号検出手段により基準位置
    信号が検出される毎にカウント値を初期化するカウント
    手段と、 前記カウント手段によるカウント値が予め定めた所定値
    となったとき、第2パルス信号出力器からのパルス信号
    出力の有無を判断し、その判断結果に応じ内燃機関の特
    定気筒のクランク角位置を検出するクランク角位置検出
    手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角
    位置検出装置。
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