JP3261212B2 - 内燃機関の燃料噴射装置のための気筒判別方法 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置のための気筒判別方法

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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、複数気筒内燃機関の各
気筒の動作を表わす検出信号を発生することができる方
法に関する。その信号は特に気筒別噴射型の電子制御燃
料噴射装置の制御のためのものである。より正確には、
動作サイクルの経過中の各気筒の各々の位置の検出、特
に噴射の位相を正確に定めるための吸入行程の上死点位
置の通過の検出を可能にする信号を発生させるための方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】性能の観点からも汚染物排出低減の観点
からも内燃機関の動作を改善する目的で種々の燃料噴射
システムが開発された。それらの中で、ＲＥＮＩＸシス
テムのような、またはボッシュ株式会社によって商品化
されているＬジェトロニック（またはＬＨジェトロニッ
ク）システムのような、電子制御方式の間接多数点噴射
システム（各気筒の吸気ポートにそれぞれ噴射する方
式）を挙げることができる。電子制御多数点噴射の重要
な特徴の一つはその間欠的な動作である。実際、噴射弁
は、周期的にエンジン・サイクル（吸気、圧縮、爆発、
排気の４行程で１エンジン・サイクル）当り少なくとも
１回、すなわち４サイクル・エンジンの場合にはクラン
ク・シャフト２回転すなわち７２０゜の角度当りに１回
動作させられる。このような噴射弁動作には全気筒同時
動作と時系列的な気筒別動作の二つのモードが開発され
た。全気筒同時噴射（またはＦｕｌｌ−Ｇｒｏｕｐ噴
射）は、全ての噴射弁を同時に動作させて、電子制御装
置によって決定される量の燃料を噴射するものである。
噴射弁の動作は１エンジン・サイクル当り１回（クラン
ク・シャフト２回転毎に１噴射）または１エンジン・サ
イクル当り２回（クランク・シャフト１回転毎に１噴
射）行なうことができる。この後者の方法によれば、一
つの制御段があればよいので、噴射弁を制御する電子制
御装置の機構を簡単化することが出来る。しかしなが
ら、上記のごとき全気筒同時噴射では、何れかの気筒で
吸入弁が開いているときに燃料を噴射するという不都合
を持っている。そして吸気弁が開いているときに噴射を
行なうと、噴射された燃料がそのまま気筒内に侵入して
点火栓を湿らせ、燃焼の開始状態を悪化させるので、汚
染物の放出の増大を惹き起こすという問題があり、好ま
しくない。
【０００３】一方、時系列的な気筒別噴射は、対応する
吸入行程に対して最も良い時期に各気筒に噴射するよう
に、各気筒を次々に、かつ与えられた順序で、与えられ
た量の燃料を噴射することにある。そして各噴射弁の開
状態が対応する気筒の吸入弁が開く前に終了するとき、
時系列的な気筒別噴射は正しい位相にある。
【０００４】上記のように正しく位相を合わされた時系
列的な気筒別噴射は、汚染除去に関して優れた結果を与
える。実際、正しく位相を合わされた時系列的な気筒別
噴射は、気筒毎に噴射の瞬間を正確に制御しながら、エ
ンジンの動作の殆んど全ての条件で、吸気弁が開いてい
る気筒へ燃料が直接噴射されるのを排除することが出来
る。しかしながら、正しく位相を合わされた時系列型の
電子制御多数点噴射システムは、全ての噴射弁を同時に
動作させる全気筒同時噴射型に比して、装置の構成が複
雑で費用が大きくなるという不都合を持っている。実
際、正しく位相を合わされた時系列的な気筒別噴射型の
システムは、特に、各噴射弁の流量を計算し、対応する
吸気弁の開の期間以外の予め定められた適当な時期にお
いて噴射するするために、各気筒におけるエンジン・サ
イクルの経過の非常に正確な検出手段を設けることが必
要である。上記の検出手段としては、フランス特許第
２,４４１,８２９号において開示されているように、ク
ランク・シャフトに固定された円板（または目標物）の
上で、各ピストンの行程の定められた位相に対応する角
度方向の位置領域を設定するのが普通である。その円板
は、該円板の周囲に沿って設けられた種々の長さの歯の
ような検出部材を備えており、それらが固定の検出器の
前を通過しながら、定められたピストンの上死点位置の
通過を検出するための電気パルスの信号を作り出す。こ
のような検出装置は、一般にクランク角センサと呼ばれ
ている。しかしながら、そのような検出装置では、時系
列的な気筒別噴射の位相を正しく合わせるのには不十分
である。すなわち、４サイクル・エンジンについては、
或るピストンがエンジン・サイクルにおいて動作の同じ
位置に来る間隔は、クランク・シャフトで２回転（また
は７２０゜の角度）である。そのため、クランク・シャ
フトに固定された目標物の回転を単に観察したのでは、
１エンジン・サイクル中に２回同じ位置になるので、正
確な情報を得ることが出来ない。すなわち、ピストンが
上死点位置になるのは、吸入行程のときと爆発行程のと
きがあり、それらを区別することが出来ない。上記のよ
うに、サイクル中の各気筒の位置の正確な決定はクラン
ク・シャフトの回転からだけでは導き出すことができな
いので、気筒がエンジン・サイクルの前半分（吸入行程
と圧縮行程）の１回転中にあるのか後半分（爆発行程と
排気行程）の１回転中にあるのかを知るために、補足的
な情報の検出が必要となる。
【０００５】そのような補足的な情報を得るために、従
来は、クランク・シャフトの半分の速度で回転する円板
によって支持されている検出部材を使用する。そのため
には、カム・シャフトから駆動されるか、またはクラン
ク・シャフトから１／２の比の減速機を介して駆動され
る点火配電器（ディストリビュータ）のシャフトに固定
した円板を用いることが出来る。したがって、従来は、
そのカム・シャフト等から駆動される円板は、１エンジ
ン・サイクルの前半分中は“１”、後半分中は“０”の
値を持った信号を供給するような目標物と、それを検出
する固定の検出器とを備えている。そして、そのような
カム・シャフト等に同期した補足的な検出器と前記のク
ランクシャフトに同期した検出器とを組み合わせて用い
ることにより、正しく位相を合わされた時系列的な気筒
別噴射を制御することが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のごとき
クランク・シャフト検出器とカム・シャフト検出器との
両方を用いる検出システムは、比較的大きな占有体積を
持っており、かつ高価で、取付けが微妙である。そのう
え、劣化等によってそれらの検出器のうちの一つでも故
障すると、電子制御燃料噴射に必要な情報を十分に供給
することが出来ず、システムの調整外れが生じるという
問題がある。本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決するためになされたものであり、クランクシャフトに
同期した検出器以外には他の位置検出器を必要とせずに
気筒位置を正確に検出することの出来る、簡単で有効な
気筒判別方法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】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、次のように構成している。ま
ず、請求項１に記載の発明は、複数気筒機関の気筒別噴
射方法において、クランク・シャフトに固定され、周囲
に歯を有する円板と、上記の歯の通過を検出する検出器
とを有し、複数気筒機関の各気筒の上死点の位置を検出
する位置検出信号ＰＭＨを出力する手段と、気筒内で生
じる燃焼不調を検出する燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣを
出力する手段と、を備え機関始動後の所定時期に所定期
間のあいだ所定の基準気筒について燃料噴射の停止を行
なう処理と、上記燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣに基づい
て、上記の燃料噴射停止による基準気筒についての燃焼
不調の発生時期を検出する処理と、基準気筒への燃料噴
射停止時期からその結果生じる燃焼不調の検出時期まで
における上死点通過の回数を計測し、その計測した回数
に基づいて上記基準気筒の吸入行程の時期と爆発行程の
時期とを判別する処理と、上記位置検出信号ＰＭＨと同
位相であり、かつ上記基準気筒の吸入行程または爆発行
程の上死点の時期で初期化される、各気筒の燃焼の順序
の基準となる気筒判別信号ＮＯＣＹＬを生成する処理
と、を含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置の
ための気筒判別方法である。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記基準
気筒への燃料噴射の停止を、機関始動後、上記位置検出
信号ＰＭＨによって検出される上死点の最初の通過から
計数して整数のエンジン・サイクルが完了した後に行な
うように構成したものである。 また、請求項３に記載
の発明は、上記基準気筒のための燃料噴射停止の期間を
１エンジン・サイクルにしたものである。なお、１エン
ジン・サイクルの期間とは、吸気、圧縮、爆発、排気の
４行程の期間である。また、請求項４に記載の発明は、
上記の判別処理として、基準気筒への燃料噴射停止時期
からその結果生じる燃焼不調の検出時期までにおける上
死点通過の回数と、燃料噴射停止を始めた時期が吸入行
程の上死点であった場合と爆発行程の上死点であった場
合とにそれぞれ対応する予め定められた二つの所定数
（ＲＥＦ−１、ＲＥＦ−２）とを比較することによっ
て、吸入行程の上死点か爆発行程の上死点かを判別する
ように構成したものである。また、請求項５に記載の発
明は、上記気筒判別信号ＮＯＣＹＬは機関の始動以来発
生されており、上記気筒判別信号ＮＯＣＹＬは上記位置
検出信号ＰＭＨと同位相であり、かつ上記基準気筒の上
死点の１回目の通過の際に、そのときの行程が吸入行程
か爆発行程かに拘りなく初期化されるように構成したも
のである。また、請求項６に記載の発明は、上記気筒判
別信号ＮＯＣＹＬの生成処理は、機関始動以来出されて
いる気筒判別信号ＮＯＣＹＬがエンジン・サイクルの実
際の経過に対応するか否かを判別し、上記最初の初期化
における行程が適合していなかった場合には、その気筒
判別信号ＮＯＣＹＬを再初期化するように構成したもの
である。
【０００９】
【作用】上記のように、請求項１に記載の発明において
は、機関始動後の所定時期に所定期間のあいだ基準気筒
（例えば第１気筒）について故意に燃料噴射を停止し、
その燃料噴射停止によって生じる燃焼不調を検出する。
そして燃料噴射停止時期からその結果生じる燃焼不調の
検出時期までにおける上死点通過の回数を計測し、その
計測した回数に基づいて基準気筒の行程が吸入行程であ
ったか爆発行程であったかを判別する。そしてその判別
結果に基づいて、位置検出信号ＰＭＨと同位相であり、
かつ基準気筒の吸入行程または爆発行程の上死点の時期
で初期化される、各気筒の燃焼の順序の基準となる気筒
判別信号ＮＯＣＹＬを生成するものである。したがって
本発明においては、クランク・シャフトに同期した検出
器以外の位置検出器を用いることなく、電子回路的な処
理装置のみで、基準気筒の行程位置を正確に判別するこ
とが出来る。なお、請求項１に記載の燃焼不調検出信号
ＤＥＴＥＣは、後記実施例で詳述するように、上記のク
ランク・シャフトに同期した検出器の信号から電子回路
的に検出することが出来る。
【００１０】また、請求項２のように構成することによ
り、機関始動後に動作が安定し、かつ、基準気筒の上死
点の位置から燃料噴射の停止を始めることが出来る。ま
た、請求項３に記載のように、噴射停止の期間を１エン
ジン・サイクルにすることにより、燃料噴射停止を始め
る時期が吸入行程の上死点であった場合でも爆発行程の
上死点であった場合でも確実に基準気筒の燃料噴射を１
回停止することが出来、それによる燃焼不調を検出する
ことが出来る。また、請求項４においては、基準気筒へ
の燃料噴射停止時期から燃焼不調の検出時期までにおけ
る上死点通過の回数と、二つの所定数とを比較すること
によって、燃料噴射停止を始めた時期が吸入行程の上死
点であったか爆発行程の上死点であったかを判別するも
のである。上記の二つの所定数（ＲＥＦ−１、ＲＥＦ−
２）は、予め定められた値であり、後記実施例で詳述す
るように、４サイクル４気筒機関で検出処理遅れを２と
した場合には、例えば爆発行程に対応するＲＥＦ−１は
値６、吸入行程に対応するＲＥＦ−２は値８である。ま
た、請求項５に記載のように、気筒判別信号ＮＯＣＹＬ
は機関の始動以来発生されており、基準気筒の上死点の
１回目の通過の際に初期化される。しかし、この時点で
は、そのときの行程が吸入行程か爆発行程かを判別する
ことが出来ないので、どちらの行程に対応するかは不明
である。そのため、請求項６に記載のように、気筒判別
信号ＮＯＣＹＬの生成処理は、機関始動以来出されてい
る気筒判別信号ＮＯＣＹＬがエンジン・サイクルの実際
の経過に対応するか否かを判別し、上記請求項５での最
初の初期化における行程が適合していなかった場合に
は、その気筒判別信号ＮＯＣＹＬを再初期化するもので
ある。それによって、必要とする行程（例えば吸入行
程）に常に正確に適合した気筒判別信号ＮＯＣＹＬを得
ることが出来る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の理解に必要な構成部分のみを
示す概略構成のブロック図、図２は信号波形図、図３は
本発明の方法を実現する装置の一実施例のブロック図で
ある。この実施例においては、４サイクル４気筒エンジ
ンに本発明を適用した場合を例示している。なお、その
実施の態様は例示として示されており、それに限定され
るものではない。図１において、１は４サイクル直列４
気筒型のエンジンであり、各気筒の吸気ポートにはそれ
ぞれ電磁噴射弁５が設けられている。各電磁噴射弁５の
時系列的な開閉動作は、制御装置７によって制御され
る。制御装置７は動作条件にしたがって噴射される燃料
の量および時期を決定する。制御装置７は、ＣＰＵ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）
および種々の入出力インターフェイスを有する計算器を
含んでいる。この制御装置７は、入力信号を受け、諸動
作を行ない、特に電磁噴射弁５に向けての出力信号を発
生させる。入力信号のうち、特に噴射の瞬間をエンジン
の動作と同期させるために、クランク・シャフト検出器
２２によって出される信号がある。エンジンのフレーム
に固定して取り付けられた、例えば可変リラクタンス型
の検出器２２は、フライホイールに固定され、周辺に歯
を有する円板１２と微小な間隙を隔てて電気的や磁気的
に結合している。検出器２２は、円板１２の歯の進行、
特にそれらの歯の進行速度、すなわちフライホイールの
瞬間的な速度を表わす信号Ｄｎを供給する。この信号Ｄ
ｎは、円板１２の歯の進行速度に比例する周波数を有
し、燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣと各気筒の上死点位置
の通過を表わす信号ＰＭＨとを作り出すための以下に記
載される手段によって処理される。点火の順序を、従来
と同様に、第１気筒−第３気筒−第４気筒−第２気筒の
順とすれば、円板１２の周辺に設けられた多数の歯のう
ち、欠けた歯型の特定の目印（詳細は図３参照）によっ
て、一方では第１気筒と第４気筒、他方では第３気筒と
第２気筒の上死点の通過を判別することが可能である。
なお、第１気筒と第４気筒、第３気筒と第２気筒の上死
点位置は同時であるが、エンジン・サイクルの異なった
行程で通過し、一方は吸入行程にあり、他方は爆発行程
にあることに注意しなければならない。
【００１２】図２に示す信号波形図によれば、本発明に
よるエンジンの気筒の中でのサイクルの経過の検出方法
の原理は、次の通りである。検出器２２によってエンジ
ンの始動以来出されている信号Ｄｎから求めた位置検出
信号ＰＨＭにより、気筒の各々の上死点が検出され、噴
射弁の制御を行うことが可能になる。そのために、位置
検出信号ＰＨＭに同期させられ、かつ各気筒の吸入行程
の上死点を検出する気筒判別信号ＮＯＣＹＬを利用す
る。この気筒判別信号ＮＯＣＹＬは、エンジン始動後、
第１気筒および第４気筒の上死点の通過が最初に検出さ
れたとき１に初期化され、ついで各上死点が通過する毎
に１づつ加算される。上記の最初の初期化においては、
第１気筒の行程が吸気行程か爆発行程かを問わず、任意
に初期化する。気筒判別信号ＮＯＣＹＬの最初の初期化
の際に行われた任意の選択を考慮に入れれば、二つの可
能性が出てくる。すなはち、気筒判別信号ＮＯＣＹＬの
位相が合っており、基準の上死点が第１気筒の吸入行程
の上死点に対応しているか、或いは気筒判別信号ＮＯＣ
ＹＬの位相が間違っており、基準の上死点が第４気筒の
吸入行程の上死点（このとき第１気筒は爆発行程の上死
点になる）に対応するかである。上記の不確定さを除去
するために、エンジンが始動され、所定のサイクル数だ
け動作したとき、基準気筒たとえば第１気筒で、完全な
１エンジン・サイクルの間、その気筒への燃料の供給を
停止し、故意に燃焼不調を惹き起こす。そして、燃焼不
調検出信号ＤＥＴＥＣ（詳細後述）を用いて、燃焼不調
が起る時期を検出する。また、上記の噴射停止の時期か
ら燃焼不調検出の時期までに通過した上死点の数を計数
し、その分析によって第１気筒の吸入行程の上死点の通
過時期を導き出す。そして第１気筒の吸入行程の上死点
の判定結果に基づいて、正しく位相を合わされた時系列
的な噴射に必要な各気筒の吸入行程の上死点の検出を可
能にするように、気筒判別信号ＮＯＣＹＬを修正する。
具体的には、基準気筒の上死点位置で気筒判別信号ＮＯ
ＣＹＬを再初期化すればよい。なお、最初の初期化で位
相が正しかった場合には修正する必要はない。
【００１３】次に、図３に示す実施例の動作を詳細に説
明する。図３において、エンジン１は、エンジンのフレ
ームに固定して取り付けられた検出器２２を備えてい
る。この検出器２２は、フライホイールに固定された周
辺に歯を有する円板１２と微小な間隙を隔てて結合して
いる。円板１２はその周囲に５８個の同じ歯を持ってお
り、それらの歯は他の歯の幅の３倍の幅を持った基準歯
１８によって分離されている。その基準歯１８が第１気
筒と第４気筒および第３気筒と第２気筒の上死点位置の
検出を可能にする。検出器２２は、円板１２の回転を表
わす最初の信号Ｄｎを供給する。その信号Ｄｎから、信
号処理システム１０を介して、各気筒の上死点位置の通
過を示す位置検出信号ＰＭＨを導き出す。この位置検出
信号ＰＭＨは基準歯１８（第１気筒と第４気筒の上死点
位置に対応）の各通過時期および基準歯１８から数えて
３０番目の歯（第３気筒と第２気筒の上死点位置に対
応）の通過時期に上昇する立上りを持っている。この３
０番目の歯は基準歯１８を通る直径の反対側の端、すな
わち基準歯１８とは１８０°隔たった位置にある。この
位置検出信号ＰＭＨは、一つの気筒の上死点の通過に対
応する各パルス毎に１づつ加算される４値の論理計数器
２４４に供給される。計数器２４４は、エンジン始動
後、基準歯１８が検出器２２の前を通過した際の位置検
出信号ＰＭＨの最初のパルスに対応して、値“１”に初
期化される。この論理計数器２４４の目的は、エンジン
の諸動作の位相中、吸入位相にある気筒の番号を常時示
して、噴射を制御することである。それをするために、
論理計数器２４４は、各電磁噴射弁５を制御するデマル
チプレクサ２２２に気筒判別信号ＮＯＣＹＬを供給す
る。また、デマルチプレクサ２２２の役割は、噴射量信
号ＩＮＪ（エンジンの動作条件に基づいて各気筒の噴射
時間を演算する噴射演算部から与えられる）と気筒判別
信号ＮＯＣＹＬとに基づいて、その時点で動作すべき電
磁噴射弁の指定とその噴射時間の長さ（噴射量に対応す
る）を決定することである。このデマルチプレクサ２２
２は、当該エンジンの固有のデータである点火順序に基
づいて気筒判別信号ＮＯＣＹＬをデーコードし、その時
点で噴射すべき気筒を判別する。上記のようにして、こ
の実施例においては、論理計数器２２４から出る値
“１”は第１気筒に、値“２”は第３気筒に、値“３”
は第４気筒に、そして値“４”は第２気筒に対応してい
る。そのほか、論理計数器２２４は、エンジンの完全な
サイクルの数を計数する第２の論理計数器２２１のため
に、状態“１”へ復帰させるための信号ＣＹＣを発生さ
せる。この論理計数器２２１は適当な制御によってエン
ジンの起動時に“０”にリセットされる。また、論理計
数器２２１の内容ＮＢＣＹＣは、燃料噴射を停止させる
ための制御信号ＮＯ−ＩＮＪを作り出すために、比較器
１９１によって予め定められた基準値ＲＥＦＣＹＣ（例
えば１００）と比較される。なお、この基準値ＲＥＦＣ
ＹＣは場合によってはエンジンの動作にしたがって変化
することができる。
【００１４】制御信号ＮＯ−ＩＮＪの目的は、論理計数
器２２１が基準値ＲＥＦＣＹＣに達したとき、基準気筒
となる第１気筒の電磁噴射弁の動作を１サイクルのあい
だブロックすることである。それをするために、第１気
筒の電磁噴射弁に向けてのデマルチプレクサ２２２の出
力は、比較器１９１の出力（ＮＯ−ＩＮＪ）と共にＡＮ
Ｄゲート２０１の入力に接続されており、ＡＮＤゲート
２０１の出力は第１気筒の電磁噴射弁に接続されてい
る。一方、第１気筒の電磁噴射弁の遮断と同時に、制御
信号ＮＯ−ＩＮＪは第３の論理計数器２２５の初期化と
動作開始を惹き起こす。この論理計数器２２５には位置
検出信号ＰＭＨが供給され、したがってその計数値は気
筒の上死点通過に対応する各パルスで増加する。論理計
数器２２５の初期化は、制御信号ＮＯ−ＩＮＪによって
行なわれ、論理計数器２２５は初期化後に入力する位置
検出信号ＰＭＨの最初のパルスを“１”として順次計数
する。この論理計数器２２５の中に含まれる情報ＣＰＴ
２は、第１気筒の電磁噴射弁のブロック後に通過した上
死点の数が予め定められた二つの所定の基準値に達する
時期を検出するために、二つの基準値ＲＥＦ−１および
ＲＥＦ−２と比較される。すなわち、論理計数器２２５
の内容は、比較器１６１および比較器１８１によって基
準値ＲＥＦ−１および基準値ＲＥＦ−２と比較される。
この基準値ＲＥＦ−１は例えば“６”であり、ＲＥＦ−
２は例えば“８”である。それらの比較結果は、燃焼不
調の発生時期と計数器２２５の出力の“６”または
“８”における状態の間の一致を検出するために、論理
ゲート・アセンブリによって、以下に記載される燃焼不
調検出信号ＤＥＴＥＣと比較され、この比較結果にした
がって論理計数器２２４は再初期化されたり、されなか
ったりする。燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣとの比較は、
一方では燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣおよび比較器１６
１の出力と、他方では燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣおよ
び比較器１８１の出力とが入力に接続されている二つの
ＡＮＤゲート２０６および２０８によって行われる。そ
れらのＡＮＤゲート２０６および２０８の出力は、その
ようにして作り出された信号を分析し、場合によって論
理計数器２２４の内容を変更するために、それに向けて
の信号ＩＮＩＴを発生させる演算システム２４１に接続
される。
【００１５】上記の燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣは、信
号処理システム１０において、信号Ｄｎの処理によって
作り出される。信号Ｄｎは、前記のごとくクランク・シ
ャフトの回転に同期した信号であり、エンジンの気筒内
での燃焼によって発生させられる燃焼ガスによる回転力
の値を検出するように構成された手段によって処理され
る。この燃焼ガスによる回転力は、特にクランク・シャ
フトに固定された円板１２を観察する固定の検知器２２
によって供給される信号Ｄｎのスペクトルの分析から得
られる。なお、単に円板１２の回転の加速度を検出する
ことによっても燃焼不調の検出を行なうことができる。
各燃焼の後で、計算された燃焼ガスによる回転力の相連
続する値から、与えられた数の燃焼について回転力の値
の平均を表わす統計的な量の計算を行ない、その回転力
の値をその統計的な量から導き出される閾値と比較す
る。そして回転力の値が閾値よりも低いときに、燃焼不
調の存在を示す燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣを出力す
る。このようにして、この燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣ
は、各燃焼の後で、エンジンの２行程またはクランク・
シャフト３６０°毎に実施される処理方法に起因する遅
れを伴って、燃焼の場合には１、非燃焼の場合には０に
等しい論理レベルを持って出力される。
【００１６】次に、図２を参照しながら動作を説明す
る。エンジンが起動されると、基準歯１８の検出に対応
する位置検出信号ＰＭＨの最初のパルスで、論理計数器
２２４（したがってその出力の気筒判別信号ＮＯＣＹ
Ｌ）は“１”に初期化される。この初期化においては、
第１気筒が吸入行程の上死点か爆発行程の上死点にある
かが不明であるという不確定さを惹き起こす。それにも
拘らず、噴射を時系列的に制御するために、さしあたっ
て気筒判別信号ＮＯＣＹＬをそのまま利用する。次に、
エンジンを安定させるために、基準値ＲＥＦＣＹＣに等
しい、予め定められた整数のエンジン・サイクルの間エ
ンジンが回転したとき、制御信号ＮＯ−ＩＮＪが出力さ
れて１エンジン・サイクルの期間中、第１気筒の噴射を
ブロックし、かつ論理計数器２２５の値を初期化する。
したがって、第１気筒の電磁噴射弁は、第１気筒が上死
点にあるときから１エンジン・サイクルのあいだブロッ
クされる。なお、論理計数器２２１の計数値の増加は、
クランク・シャフトが１８０°回転する毎に出力される
位置検出信号ＰＨＭが入力する毎に増加する論理計数器
２２４が一順して“１”へ戻る毎に、すなわち１エンジ
ン・サイクル毎に行なわれる。このとき、二つの場合が
起り得る。まず、第１の場合は、第１気筒の電磁噴射弁
のブロックの開始時期が第１気筒の吸入行程の上死点で
あった場合である。この場合には、吸入行程の前に前回
の噴射が終わっているので、その次の爆発行程では通常
の燃焼が行なわれ、次の吸入行程の前の燃料噴射が停止
される。したがって吸入行程の上死点から噴射をブロッ
クして、圧縮、爆発、排気、吸入、圧縮、爆発の６行程
目に燃焼不調が検出されることになる。すなわち、噴射
停止の開始時期から爆発の不存在（燃焼不調）の時期と
の間に通過する上死点の数は６個（位置検出信号ＰＨＭ
が６個入力する間）であり、検出処理の遅れを２個分と
して考慮にいれて、燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣは上死
点の通過８個後に現れる場合である。なお、図２におい
ては、上記の遅れ分２を除いて６個として表示してい
る。また、第２の場合は、第１気筒の電磁噴射弁のブロ
ックの開始時期が第１気筒の爆発行程の上死点であった
場合である。この場合には、排気、吸入、圧縮、爆発の
４行程目に燃焼不調が検出されることになる。すなわ
ち、噴射停止の開始時期と燃焼不調の時期との間に通過
する上死点の数は４個であり、検出処理の遅れを２個分
として、燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣが上死点の通過６
個後に現われる場合である。なお、図２においては、上
記の遅れ分２を除いて４個として表示している。したが
って、惹き起こされた燃焼不調の検出から第１気筒の正
確な位置を導き出すためには、論理計数器２２５の値が
“６”または“８”のどちらと一致するかを比較し、そ
の結果に応じて論理計数器２２４を修正すればよい。す
なわち、論理計数器２２５の値が“６”と一致すれば、
噴射停止の開始時期には第１気筒が爆発行程の上死点で
あったと判定される。この場合には、論理計数器２２４
が吸入行程の上死点情報を供給するように、そのときの
値３を値１で置き換える。すなわち再初期化すればよ
い。また、論理計数器２２５の値が“８”と一致すれ
ば、噴射停止の開始時には第１気筒が吸入行程の上死点
であったと判定される。この場合には、論理計数器２２
４は吸入行程の上死点情報を正しく供給しており、した
がっていかなる修正も必要としない。
【００１７】なお、同時に値“６”と“８”に一致した
場合は、寄生燃焼不調を仮定して、例えば適合した手段
によって基準値ＲＥＦＣＹＣを修正し、全ての検出過程
を繰り返す。上記の判別方法は、論理計数器２２４が正
確な情報を持っているかどうかを規則正しく確認するこ
とができる監視方法によって補完されることができる。
それを行なうためには、複数の解決方法が可能であり、
そのうち最も簡単な方法はＮ値の論理計数器２２１を設
けることである。そのようにすれば、上記のごとき第１
気筒の吸入行程の上死点の探知処理が、ｐ＝１，２，
３，４……として、基準値ＲＥＦＣＹＣ＋ｐ×Ｎサイク
ル毎に再び行なわれることになる。なお、本発明は以上
の記載され、図示された実施の態様に限られることはな
く、それは例示としてしか示されていない。本発明は以
上の記載された手段の全ての等価な技術、およびそれら
がその精神で行なわれるときはそれらの組合せを含む。
ものである。
【００１８】また、上記の説明は、各気筒の吸入行程の
上死点の通過を探知する場合を例示したが、上記と同様
にして、爆発行程の上死点の通過を探知し、それに応じ
て電磁噴射弁の制御を行なう気筒判別信号ＮＯＣＹＬを
用いる方法にも本発明を適用することが出来る。この場
合には、論理計数器２２５の値が“６”と一致するとき
は、気筒判別信号ＮＯＣＹＬが正しい位相であると判定
され、論理計数器２２５の値が“８”と一致するとき
は、気筒判別信号ＮＯＣＹＬが間違った位相であると判
定できる。また、燃焼不調の検出は、例えば単に円板１
２の加速度を検出することにより、平均回転力の測定と
は無関係に行なうこともできる。また、燃焼不調の検出
およびその他の部分の実施に関しては、加算器、比較
器、およびその他のフィルタが演算増幅器の助けで実現
されているアナログのエレクトロニック構成部品を用い
るもの、ケーブルを使って論理機能を実現するディジタ
ルのエレクトロニック構成部品を用いるもの、電子計算
機のマイクロ制御器を機能させるエンジン制御の論理シ
ステムから成る論理モジュールの形で埋め込まれたアル
ゴリズムによるもの、さらに、材料および論理の手段が
本発明の目的である機能を実現するために最適化された
特別のチップ、マイクロ制御器、あるいはマイクロプロ
セッサの中に埋め込まれたプロセッサとは分離して全部
あるいは一部がカプセルに詰められたマイクロプログラ
ム可能であったりなかったりするチップによるもの等、
いろいろな形で実現することができる。また、本発明
は、燃焼サイクル、使用される燃料、ディーゼルである
かガソリンであるか、あるいは気筒数等に拘りなく、内
燃機関に応用されるあらゆる等価な技術を含む。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明においては、
クランクシャフトに同期した検出器以外には他の位置検
出器を必要とせずに気筒位置を正確に検出することが出
来るので、従来装置に比べて小型で安値になり、かつ故
障発生の確率も減少するので、正確で信頼性の高い電子
制御燃料噴射装置を実現することが出来る、という効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用するエンジン制御装置の構
成を示すブロック図。
【図２】本発明の動作における信号波形図。
【図３】本発明の方法を実現する装置の一実施例のブロ
ック図。
【符号の説明】
１…エンジン ５…電磁噴射弁 ７…制御装置 １０…信号処理システム １２…円板 １８…基準歯 ２２…検知器 １６１、１８１、１９１…比較器 ２０１、２０６、２０８…ＡＮＤゲート ２２１、２２４、２２５…論理計数器 ２２２…デマルチプレクサ ２４１…演算システム ＩＮＪ…噴射量信号 ＮＯ−ＩＮＪ…燃料噴射を停止させるための制御信号 ＲＥＦＣＹＣ…基準値 ＰＭＨ…位置検出信号 ＤＥＴＥＣ…燃焼不調検出信号 ＰＭＨ…位置検出信号
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/06 F02D 41/36 F02D 45/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数気筒機関の気筒別噴射方法において、 クランク・シャフトに固定され、周囲に歯を有する円板
    と、上記の歯の通過を検出する検出器とを有し、複数気
    筒機関の各気筒の上死点の位置を検出する位置検出信号
    ＰＭＨを出力する手段と、 気筒内で生じる燃焼不調を検出する燃焼不調検出信号Ｄ
    ＥＴＥＣを出力する手段と、を備え機関始動後の所定時
    期に所定期間のあいだ所定の基準気筒について燃料噴射
    の停止を行なう処理と、 上記燃焼不調検出信号ＤＥＴＥＣに基づいて、上記の燃
    料噴射停止による基準気筒についての燃焼不調の発生時
    期を検出する処理と、 基準気筒への燃料噴射停止時期からその結果生じる燃焼
    不調の検出時期までにおける上死点通過の回数を計測
    し、その計測した回数に基づいて上記基準気筒の吸入行
    程の時期と爆発行程の時期とを判別する処理と、 上記位置検出信号ＰＭＨと同位相であり、かつ上記基準
    気筒の吸入行程または爆発行程の上死点の時期で初期化
    される、各気筒の燃焼の順序の基準となる気筒判別信号
    ＮＯＣＹＬを生成する処理と、 を含むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置のため
    の気筒判別方法。
  2. 【請求項２】上記基準気筒への燃料噴射の停止を、機関
    始動後、上記位置検出信号ＰＭＨによって検出される上
    死点の最初の通過から計数して整数のエンジン・サイク
    ルが完了したときに行なうことを特徴とする請求項１に
    記載の内燃機関の燃料噴射装置のための気筒判別方法。
  3. 【請求項３】上記基準気筒のための燃料噴射停止の期間
    が１エンジン・サイクルであることを特徴とする請求項
    １または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置のた
    めの気筒判別方法。
  4. 【請求項４】上記の判別処理は、基準気筒への燃料噴射
    停止時期からその結果生じる燃焼不調の検出時期までに
    おける上死点通過の回数と、燃料噴射停止を始めた時期
    が吸入行程の上死点であった場合と爆発行程の上死点で
    あった場合とにそれぞれ対応する予め定められた二つの
    所定数（ＲＥＦ−１、ＲＥＦ−２）とを比較することに
    よって、吸入行程の上死点か爆発行程の上死点かを判別
    するものである、ことを特徴とする請求項１乃至請求項
    ３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射装置のための
    気筒判別方法。
  5. 【請求項５】上記気筒判別信号ＮＯＣＹＬは機関の始動
    以来発生されており、上記気筒判別信号ＮＯＣＹＬは上
    記位置検出信号ＰＭＨと同位相であり、かつ上記基準気
    筒の上死点の１回目の通過の際に、そのときの行程が吸
    入行程か爆発行程かに拘りなく初期化されるものであ
    る、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
    に記載の内燃機関の燃料噴射装置のための気筒判別方
    法。
  6. 【請求項６】上記気筒判別信号ＮＯＣＹＬの生成処理
    は、エンジンの始動以来出されている気筒判別信号ＮＯ
    ＣＹＬがエンジン・サイクルの実際の経過に対応するか
    否かを判別し、上記最初の初期化における行程が適合し
    ていなかった場合には、その気筒判別信号ＮＯＣＹＬを
    再初期化するものである、ことを特徴とする請求項５に
    記載の内燃機関の燃料噴射装置のための気筒判別方法。
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