JP3284396B2 - 多気筒エンジンの気筒判別装置 - Google Patents

多気筒エンジンの気筒判別装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒エンジンの
気筒判別装置に関し、特に、エンシンの始動直後におけ
る気筒判別技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、気筒別の燃料噴射制御や点火
時期制御等のために、各気筒の基準ピストン位置毎に出
力される基準信号に対して、各気筒それぞれに対応させ
るための情報を付加することで、ピストン位置の検出と
共に気筒判別が行なえるよう構成し、出力された基準信
号を区別することで、基準信号の出力毎に気筒判別を行
なうものがあった。
【0003】具体的には、例えば図3に示すように、4
気筒エンジンにおいて、基準信号を気筒ナンバーに対応
する数のパルスの集合として出力させ、パルス数をカウ
ントすることで、気筒を判別する場合があった。尚、図
3に示す場合には、点火順に従って気筒ナンバーが付さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
にパルスの集合からなる基準信号(気筒判別信号)にお
いて、例えば図3に示すように、#4気筒に対応する4
つのパルスからなる基準信号の出力途中でエンジンが停
止されると、再始動時に、前記4つのパルスの途中から
カウントが開始され、気筒判別を誤る可能性がある。
【0005】そこで、従来では、始動直後の最初の基準
信号については、気筒判別を行なわずに、2つ目の基準
信号から気筒判別を開始させるようにしていた。これに
より、誤った気筒判別は回避されるものの、気筒判別が
遅れることになり、この間燃料噴射等が開始されず、始
動性を損なう惧れがあった。本発明は上記問題点に鑑み
なされたものであり、始動直後の最初の気筒判別信号
(基準信号)から確実に気筒判別できる気筒判別装置を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項1記載
の発明は、図1に示すように構成される。図1におい
て、気筒判別信号出力手段は、各気筒の基準ピストン位
置毎に、各気筒それぞれに対応させるための情報が付加
された気筒判別信号を出力する。また、気筒判別手段
は、気筒判別信号出力手段から出力される気筒判別信号
を区別して、前記気筒判別信号それぞれに対応する気筒
を判別する。
【0007】一方、停止時気筒記憶手段は、エンジンの
停止直前に前記気筒判別手段により判別された気筒を記
憶する。そして、始動時気筒判別手段は、エンジン始動
直後の最初の気筒判別信号の出力時に、前記気筒判別手
段に優先して、前記停止時気筒記憶手段に記憶されてい
る気筒に基づき、前記最初の気筒判別信号が対応すべき
気筒を認定する。ここで、前記停止時気筒記憶手段が、
エンジン停止直前に気筒判別信号の周期が前回値に対し
て一旦短くなってから停止に至ったときに、前記気筒判
別手段により最後に判別された気筒の前の気筒を記憶す
るよう構成した。
【0008】即ち、エンジンの停止時に、丁度圧縮行程
の途中でエンジン停止に至った場合には、ピストンがそ
の位置のまま停止せずに、圧縮圧力で戻る現象(以下、
ピストンの揺り返しという)が生じることがある。この
場合、一旦通過した気筒判別信号の被検出部分を逆戻り
して止まることがあり(図5参照)、この場合には、エ
ンジンの再始動時に、前記一旦通過した気筒判別信号が
再度出力されることになる。そこで、前記揺り返しを伴
って停止したことを、気筒判別信号の周期に基づいて検
知し、揺り返しが発生したときには、最終的な判別結果
の前の気筒を記憶させ、再始動時の最初の気筒判別信号
を、前記記憶させた気筒の次の気筒として判別させるよ
うにした。
【0009】
【0010】
【0011】請求項記載の発明では、エンジン停止直
前に気筒判別信号の周期が前回値に対して一旦短くなっ
てから停止に至ったときに、前記始動時気筒判別手段に
よる気筒判別を停止させ、前記気筒判別手段によって2
つ目以降の気筒判別信号から気筒判別を行なわせる構成
とした。上記のように、揺り返し発生時には、エンジン
停止直前の判別結果の信頼性が低下するので、始動直後
の最初の気筒判別信号に対する気筒判別を諦め、2つ目
以降の気筒判別信号から通常に気筒判別させるものとし
た。
【0012】請求項記載の発明では、前記気筒判別信
号出力手段が、各気筒それぞれに対応する数のパルスの
集合として気筒判別信号を出力する構成であり、前記気
筒判別手段が、前記パルスのカウントによって気筒判別
を行なう構成とした。かかる構成によると、パルスの数
が、気筒判別信号を各気筒それぞれに対応させるための
情報であり、パルス数をそのまま気筒NO.として検知す
ることが可能である。
【0013】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、エンジン
停止時に揺り返しが発生しても、再始動時の最初の気筒
判別信号に対応すべき気筒の認定が行なえるという効果
がある。
【0014】
【0015】請求項記載の発明によると、エンジン停
止時の揺り返しの発生によって、再始動時の最初の気筒
判別信号に対して誤った判別結果を提供することを確実
に回避でき、判別結果の信頼性を維持できるという効果
がある。請求項記載の発明によると、気筒判別信号を
構成するパルスの数によって対応すべき気筒を判別する
構成において、パルス数の正確なカウントが困難な始動
直後の初回の気筒判別信号に対しても、対応すべき気筒
を確実に認定させることが可能となるという効果があ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図2は、実施形態におけるエンジンの
システム構成図である。エンジン1には、燃料噴射信号
によって駆動し、燃料を直接各気筒の燃焼室内に噴射供
給する燃料噴射弁2が設けられている。該燃焼室内への
直接噴射方式により、層状燃焼によるリーン化が可能と
なり、空燃比を広範囲に可変制御することができる。
尚、燃料噴射弁2を吸気ポート部に設けて、吸気ポート
内に燃料を供給する構成であっても良い。
【0017】また、燃焼室に装着されて点火を行う点火
栓3が各気筒毎に設けられる。エンジン1への吸入空気
量は、スロットル弁4で調整されるようになっており、
吸入空気量はエアフローメータ5によって計測される。
また、エンジン1のカム軸には、各気筒の基準ピストン
位置(例えばBTDC70°)毎に基準信号REFを出力
するカムセンサ6(気筒判別信号出力手段)が取付けら
れている。前記基準信号REFは、図3に示すように、
点火順に従って付与された気筒ナンバーに対応する数の
パルスの集合として出力されるようになっており、4気
筒エンジンにおいて、クランク角で180 °毎に1,2,
3,4の数のパルスからなる基準信号REFが出力され
る構成となっている。
【0018】即ち、基準信号REFには、パルス数が対
応気筒を示す情報として付加されており、パルス数が3
であれば、点火順で3番目である#3気筒が基準ピスト
ン位置になっていることを示す。尚、例えば基準信号R
EFの最後のパルスの立ち上がりを、基準ピストン位置
に合わせておくことで、各気筒の基準ピストン位置をそ
れぞれに検出できる。
【0019】一方、クランク角センサ7は、クランク角
1°又は2°毎の単位信号POSをを出力するよう構成
されており、前記基準信号REFを基準とした単位信号
POSのカウントによって任意のクランク角位置を検出
できるようになっている。前記燃料噴射弁2による燃料
の噴射時期及び噴射量を制御すると共に、点火栓3によ
る点火時期を制御するコントロールユニット8には、前
記各種のセンサからの検出信号が入力され、前記気筒判
別情報が付加された基準信号REF(気筒判別信号)に
基づいて気筒判別を行なうと共に、基準信号REFと単
位信号POSとからクランク角位置を検出し、各気筒の
燃料噴射及び点火を制御する。
【0020】ここで、前記コントロールユニット8によ
る気筒判別の様子を、図4のフローチャートに従って説
明する。尚、気筒判別手段,停止時気筒記憶手段,始動
時気筒判別手段としての機能は、前記図4のフローチャ
ートに示すように、コントロールユニット8がソフトウ
ェア的に備えている。図4のフローチャートに示すルー
チンは、基準信号REFの出力毎に実行されるものと
し、まず、ステップ11(図中ではS11と記してあ
る。以下同様)では、エンジン始動直後の最初の基準信
号REFであるか否かを判別する。
【0021】尚、2つ目以降の基準信号REFについて
は、前回の基準信号REFに基づいてマスク期間が設定
され、基準信号REFの最初のパルスの立ち上がりで本
ルーチンが実行されることになるが、始動直後の最初の
基準信号REFについては、基準信号REFの最初のパ
ルスであるか否かに関わらず、パルス信号の立ち上がり
検出で本ルーチンが実行されるようになっている。
【0022】そして、始動直後の最初の基準信号REF
であるときには、ステップ12へ進み、前回のエンジン
運転時の停止直前の判別結果を記憶した気筒カウンタM
Ccylに1を加えた結果を気筒カウンタCcyl にセット
し、該気筒カウンタCcyl が示す気筒を最初の基準信号
REFが対応する気筒とする。ここで、前記気筒カウン
タCcyl は、4気筒エンジンにおいて、1→2→3→4
→1→2→・・・と順繰りにカウントアップされるもの
とする。従って、前記記憶値MCcyl が4であれば、1
アップした結果は1であり、#1気筒を示すことにな
る。即ち、本実施形態では、気筒ナンバーが点火順に従
って付与されているから、例えば#4気筒でエンジンを
停止させた場合には、次の始動は#1気筒から開始され
ることになり、これに対応して、前記カウンタCcyl を
1アップ処理するものである。
【0023】上記のように、始動直後の最初の基準信号
REFに対しては、実際にパルス数をカウントすること
なく、前回の運転時の停止直前における判別結果から、
最初の基準信号REFが対応すべき気筒を推定するもの
であり、これによって、パルスの途中でエンジンが停止
されても、気筒判別を誤ることを回避できる。一方、ス
テップ11で、最初の基準信号REFでないと判別され
たときには、ステップ13へ進み、前回の判別結果であ
る気筒カウンタCcylの値を、Ccyl-1にセットし、気筒
カウンタCcylの値をリセットして、ステップ14でパ
ルス数のカウントを行なわせる。
【0024】ステップ14におけるパルス数のカウント
は、例えば基準信号REFを構成するパルスの立ち上が
り毎に前記気筒カウンタCcyl の値を1アップさせてい
き、例えばパルスの検出が所定時間以上ないことや、パ
ルスの検出が途絶えてからの単位信号POSのカウント
数が所定値以上になったことなどに基づいて、カウント
の終了(パルスの終了)を判別して行なわせる。
【0025】そして、ステップ15では、エンジンが停
止したか否かを判別し、停止されると、ステップ16で
は、停止直前の基準信号REFの周期TREF(基準信
号REFの最初のパルスの立ち上がり周期)が、前回の
周期TREF -1 よりも短いか否かを判別することで、前
記ピストンの揺り返しが発生したか否かを判別する。
ンジンの停止時に、丁度圧縮行程の途中でエンジン停止
に至った場合には、ピストンがその位置のまま停止せず
に、圧縮圧力で戻る現象(ピストンの揺り返しという)
が生じることがある。 ここで、ピストンの揺り返しがな
く停止した場合には、前記周期TREFは順次増大して
停止に至るはずであり、一旦周期TREFが短くなって
から停止したときには、前記ピストンの揺り返しの発生
が推測されることになる。 揺り返しなくエンジンが停止
したと推定されるときには、ステップ17〜19へ進
む。 ステップ17では、前回の判別結果であるCcyl -1
と、最新の判別結果であるCcyl とを比較する。ここ
で、順当に気筒判別が行なわれてからエンジンが停止さ
れた場合には、Ccyl -1+1=Ccyl となっているはず
であるが、パルス数のカウント途中でエンジンが停止さ
れると、Ccyl -1が3であるのに対し、Ccylが本来の
4ではなく、1〜3のいずれかの値になっている場合が
ある。
【0026】Ccyl -1+1=Ccyl である場合には、ス
テップ18で、そのままCcyl を記憶データMCcyl に
セットするが、Ccyl -1+1≠Ccyl であるときには、
次回のエンジン始動時に基準信号REFの途中のパルス
が、最初の基準信号として検出されることになるので、
ステップ19で、Ccyl -1を記憶データMCcyl にセッ
トする。
【0027】例えば、#3気筒に対応する基準信号RE
Fの後、#4気筒に対応する基準信号REFの4つのパ
ルス信号が全てカウントされた後にエンジンが停止され
たときには、MCcyl に4がセットされ、次のエンジン
の始動直後の最初の基準信号REFは、#1気筒に対応
するものとして判別されることになる。一方、#3気筒
に対応する基準信号REFの後、図3に示すように、#
4気筒に対応する基準信号REFの4つのパルス信号の
カウント途中でエンジンが停止されたときには、MCcy
l に3がセットされ、次のエンジン始動直後の最初の基
準信号REF、即ち、#4気筒の基準信号REFを構成
するパルスの中の途中のパルスが検出されたときには、
当該パルスを#4気筒に対応するものとして判別させる
ことになる。
【0028】従って、基準信号REFを構成するパルス
の途中でエンジンが停止されても、再始動時の最初の基
準信号REFに対する気筒判別を適切に行なわせること
が可能となる。尚、上記では、Ccyl -1+1=Ccyl で
あるか否かに基づいて、基準信号REF途中でのエンジ
ン停止を判別させたが、基準信号REFを構成するパル
スのカウント終了判別に基づいて、記憶させる気筒カウ
ントをCcyl -1,Ccyl のいずれかに設定させても良
い。
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】一方、ステップ16で揺り返しの発生が判
別されたときには、ステップ20へ進み、前回の気筒カ
ウンタCcyl -1−1を、メモリデータMCcyl にセット
する。
【0033】即ち、例えば#4気筒に対応する4つのパ
ルスからなる基準信号REFを通過した後、図に示す
ように、前記揺り返しによって再度前記4つのパルスか
らなる基準信号REFの部分を通過して停止した場合、
再始動時に4気筒に対応する基準信号REFが最初に検
出されることになると共に、前回値Ccyl -1と最新値C
cyl との双方に4がセットされていることになるから、
前回のカウント値Ccyl -1−1、即ち、前記の場合では
3をメモリデータMCcyl にセットし、再始動時に、M
Ccyl +1=4として気筒判別されるようにする。
【0034】一方、例えば#4気筒に対応する4つのパ
ルスからなる基準信号REFを通過した後、前記揺り返
しによって再度前記4つのパルスからなる基準信号RE
Fの部分に戻ったものの、4つのパルスを全てカウント
する前にエンジンが停止した場合には、前回値Ccyl -1
には4がセットされており、再始動時には、#4気筒に
対応する基準信号REFの途中のパルスが最初の基準信
号REFとして検出されることになるから、前回のカウ
ント値Ccyl -1−1、即ち、前記の場合では3をメモリ
データMCcyl にセットし、再始動時に、MCcyl +1
=4として気筒判別されるようにする。
【0035】上記処理によって、エンジン停止時にピス
トンの揺り返しが発生しても、再始動時の最初の基準信
号REFに対応する気筒が誤判別されることを回避でき
る。尚、上記では、前記揺り返し発生時に、前回のカウ
ント値Ccyl -1−1をメモリデータMCcyl にセットす
る構成としたが、前記揺り返し発生時には、メモリデー
タMCcyl の信頼性が低下することから、図のフロー
チャートに示すように、揺り返し発生を伴って停止した
後の再始動時には、最初の基準信号REFに対する気筒
判別をキャンセルし、2つ目の基準信号REFに対する
気筒判別から行なわせる構成としても良い。
【0036】即ち、図のフローチャートでは、ステッ
プ16で基準信号REFの周期TREFに基づいて、揺
り返しの発生が判別されると、ステップ20Aに進ん
で、揺り返しの発生を示すフラグに1をセットする。そ
して、再始動時の最初の基準信号REFがステップ11
Aで検出されても、ステップ11Bでフラグが1である
と判別されたときには、気筒判別を行なわずに、そのま
まルーチンを終了させ、2つ目以降の基準信号REFに
対してパルス数のカウントによる気筒判別を行なわせ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の基本構成を示すブロック
図。
【図2】実施形態のエンジンのシステム構成図。
【図3】実施形態における気筒判別信号(基準信号RE
F)の出力の様子を示す図。
【図4】気筒判別の第1の実施形態を示すフローチャー
ト。
【図5】エンジン停止時のピストンの揺り返しの様子を
示す図。
【図6】気筒判別の第2の実施形態を示すフローチャー
ト。
【符号の説明】
1…エンジン 2…燃料噴射弁 3…点火栓 4…スロットル弁 5…エアフローメータ 6…カムセンサ 7…クランク角センサ 8…コントロールユニット

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒の基準ピストン位置毎に、各気筒そ
    れぞれに対応させるための情報が付加された気筒判別信
    号を出力する気筒判別信号出力手段と、 該気筒判別信号出力手段から出力される気筒判別信号を
    区別して、前記気筒判別信号それぞれに対応する気筒を
    判別する気筒判別手段と、 エンジンの停止直前に前記気筒判別手段により判別され
    た気筒を記憶する停止時気筒記憶手段と、 エンジン始動直後の最初の気筒判別信号の出力時に、前
    記気筒判別手段に優先して、前記停止時気筒記憶手段に
    記憶されている気筒に基づき、前記最初の気筒判別信号
    が対応すべき気筒を認定する始動時気筒判別手段と、 を含んで構成され、 前記停止時気筒記憶手段が、エンジン停止直前に気筒判
    別信号の周期が前回値に対して一旦短くなってから停止
    に至ったときに、前記気筒判別手段により最後に判別さ
    れた気筒の前の気筒を記憶するよう構成した ことを特徴
    とする多気筒エンジンの気筒判別装置。
  2. 【請求項2】各気筒の基準ピストン位置毎に、各気筒そ
    れぞれに対応させるための情報が付加された気筒判別信
    号を出力する気筒判別信号出力手段と、 該気筒判別信号出力手段から出力される気筒判別信号を
    区別して、前記気筒判別信号それぞれに対応する気筒を
    判別する気筒判別手段と、 エンジンの停止直前に前記気筒判別手段により判別され
    た気筒を記憶する停止時気筒記憶手段と、 エンジン始動直後の最初の気筒判別信号の出力時に、前
    記気筒判別手段に優先して、前記停止時気筒記憶手段に
    記憶されている気筒に基づき、前記最初の気筒判別信号
    が対応すべき気筒を認定する始動時気筒判別手段と、 を含んで構成され、 エンジン停止直前に気筒判別信号の周期が前回値に対し
    て一旦短くなってから停止に至ったときに、前記始動時
    気筒判別手段による気筒判別を停止させ、前記 気筒判別
    手段によって2つ目以降の気筒判別信号から気筒判別を
    行わせるよう構成した ことを特徴とする多気筒エンジン
    の気筒判別装置。
  3. 【請求項3】前記気筒判別信号出力手段が、各気筒それ
    ぞれに対応する数のパルスの集合として気筒判別信号を
    出力する構成であり、前記気筒判別手段が、前記パルス
    のカウントによって気筒判別を行うことを特徴とする請
    求項1又は2記載の多気筒エンジンの気筒判別装置。
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