JP3325152B2 - 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、内燃機関の各気筒に
対応した基準位置を識別してタイミング制御を行う内燃
機関制御装置に関し、特に比較的簡単な構成でタイミン
グ制御に反映される気筒識別を迅速に行うとともに、ク
ランク軸に関連した高信頼性の基準位置信号を取得して
タイミング制御精度を向上させ、さらに基準位置信号を
含む角度信号または気筒識別信号が得られない場合でも
バックアップ制御が可能な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、内燃機関（エンジン）制御装置
においては、点火時期や燃料噴射量等を制御するため
に、内燃機関の回転に同期した基準位置信号および気筒
識別信号が用いられている。通常、このような信号を発
生する信号発生器は、各気筒毎に対応可能なカム軸に取
り付けられており、間接的にクランク軸の回転を検出し
ている。

【０００３】図８および図９はたとえば特公平６−６８
２５２号公報に記載された従来の内燃機関制御装置に用
いられる回転信号発生器を示す斜視図および回路構成図
であり、ここでは、内燃機関が６気筒の場合を示してい
る。各図において、カム軸１は、クランク軸（図示せ
ず）の回転に対して１／２の減速回転数を有し、１回転
で６気筒の全てに対する制御タイミングに対応するよう
になっている。

【０００４】カム軸１に一体的に取り付けられた回転円
板２は、回転により所定角度毎の系列パルスからなる角
度信号ＰＯＳを発生するための窓３ａと、各気筒に対応
した基準位置信号ＲＥＦを発生するための窓３ｂとが形
成されている。各窓３ａおよび３ｂの回転位置に対向し
て、発光ダイオード４ａおよび４ｂが固定配置されてお
り、また、回転円板２を介在させて、各発光ダイオード
４ａおよび４ｂに対向するようにフォトダイオード５ａ
および５ｂが固定配置されている。

【０００５】図９において、各フォトダイオード５ａお
よび５ｂの出力端子には、増幅回路６ａおよび６ｂが接
続されており、増幅回路６ａおよび６ｂの出力端子に
は、出力トランジスタ７ａおよび７ｂが接続されてい
る。回転円板２、フォトカプラ４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂ、増幅回路６ａ、６ｂおよび出力トランジスタ７ｂお
よび７ｂは、角度信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦ
を出力するための回転信号発生器８を構成している。

【０００６】図１０は従来の内燃機関制御装置を示すブ
ロック図であり、回転信号発生器８から出力された角度
信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦは、インタフェー
ス回路９を介してマイクロコンピュータ１０に入力さ
れ、内燃機関の点火時期や燃料噴射量等の制御演算に用
いられる。

【０００７】図１１は回転信号発生器８から出力される
角度信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦを示す波形図
である。図１１において、角度信号ＰＯＳは、回転円板
２上の窓３ａに対応して、たとえばクランク角１°毎に
繰り返し反転するパルス系列からなり、クランク軸の回
転角度の計測に用いられる。また、クランク角７２０°
毎に繰り返される基準位置信号ＲＥＦは、各気筒毎の所
定クランク角で立ち上がり且つ各気筒に対応して異なる
６種類のパルス幅に設定されたパルスからなり、気筒識
別信号としても機能している。

【０００８】図８〜図１０のように構成された従来の内
燃機関制御装置は、図１１のような角度信号ＰＯＳおよ
び基準位置信号ＲＥＦに基づいて、各気筒および基準位
置（クランク角）を識別し、内燃機関の運転状態に応じ
て点火時期および燃料噴射量等を最適に制御する。

【０００９】しかしながら、カム軸１は、クランク軸か
らベルト等の伝達機構を介して駆動されるため、運転状
態によってはクランク軸との間で回転位相差を生じる。
この結果、回転信号発生器８からの角度信号ＰＯＳおよ
び基準位置信号ＲＥＦが実際のクランク角からずれてし
まうおそれがある。もし、このような位相差を含む信号
に基づいて内燃機関の運転制御を行うと、点火時期等の
制御にずれを生じ、所期の性能が得られなくなってしま
う。

【００１０】そこで、たとえば上記特公平６−６８２５
２号公報に参照されるように、角度信号ＰＯＳおよび基
準位置信号ＲＥＦをクランク軸に関連して高精度に生成
し、各気筒に対応した気筒識別信号のみをカム軸１に関
連して生成する装置も提案されている。

【００１１】しかしながら、上記公報の内燃機関制御装
置の場合、角度信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦを
生成するクランク軸側のセンサ周辺構造が複雑化する。
さらに、クランク軸側のセンサ異常等により角度信号Ｐ
ＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦのうちの一方が得られな
い場合、または、カム軸１側のセンサ異常により気筒識
別信号が得られない場合（フェール状態）に、バックア
ップ制御が困難になるため、内燃機関が停止してしまう
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、カム軸１に回転信号発生器８を設け
た場合には、クランク軸との間で回転位相差を生じて角
度信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦの検出精度が損
なわれてしまい、点火時期等の制御にずれを生じて所期
の性能が得られなくなるという問題点があった。

【００１３】また、特公平６−６８２５２号公報のよう
に、角度信号ＰＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦをクラン
ク軸側から生成し、各気筒に対応した気筒識別信号をカ
ム軸側から生成した場合には、クランク軸側のセンサ周
辺構造が複雑化するうえ、角度信号ＰＯＳ、基準位置信
号ＲＥＦまたは気筒識別信号が得られない場合にバック
アップ制御を行うことができないという問題点があっ
た。

【００１４】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、比較的簡単な構成でタイミング
制御に反映される気筒識別を迅速に行うとともに、クラ
ンク軸に関連した高信頼性の基準位置信号を取得してタ
イミング制御精度を向上させ、さらに、基準位置信号を
含む角度信号または気筒識別信号が得られない場合でも
バックアップ制御が可能な内燃機関制御装置を得ること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関制御装置は、内燃機関のクランク軸の回転に
関連した第１の信号系列を出力する第１の信号検出器
と、クランク軸に対して１／２の減速比を有するカム軸
の回転に関連した第２の信号系列を出力する第２の信号
検出器と、第１および第２の信号系列の少なくとも一方
に基づいて内燃機関のパラメータを制御する制御手段と
を備え、第１の信号系列は、クランク軸の回転に同期し
た第１の所定角度毎に生成される角度信号と、内燃機関
の特定気筒群の基準位置に対応した第２の所定角度毎に
生成される基準位置信号とを含み、第２の信号系列は、
気筒毎に対応したパルスからなり且つ少なくとも特定気
筒に対するパルス形態が他の気筒と異なる気筒識別信号
を含み、気筒識別信号は、基準位置に対応したエッジを
有するパルスを含み、第２の信号系列のうちの特定気筒
に対するパルスは基準位置信号の位相と重畳し、制御手
段は、第１の信号系列から基準位置信号を検出する基準
位置信号検出手段と、角度信号および基準位置信号に基
づいて各気筒の基準位置を検出する基準位置検出手段
と、基準位置信号に基づいて気筒群を識別する気筒群識
別手段と、少なくとも第２の信号系列に基づいて各気筒
を識別する気筒識別手段と、少なくとも気筒識別手段の
気筒識別結果および第２の信号系列に基づいてパラメー
タの制御時期を演算する制御時期演算手段と、第１およ
び第２の信号系列の一方のフェールを検出したときに気
筒識別手段および制御時期演算手段に対して異常判定信
号を出力する異常判定手段とを含み、気筒識別手段は、
基準位置信号の検出時点での第２の信号系列のレベルに
基づいて特定気筒を識別し、制御時期演算手段は、異常
判定信号に応答して第１および第２の信号系列の他方の
みに基づいてパラメータの制御時期を演算するものであ
る。

【００１６】

【００１７】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
制御装置は、請求項１において、制御時期演算手段は、
制御時期演算手段は、角度信号を計数してパラメータの
制御時期を演算するものである。

【００１８】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
制御装置は、請求項１または請求項２において、基準位
置信号は、角度信号が連続的に生成されないＬレベル区
間に対応し、Ｌレベル区間の終了時点が特定気筒群の基
準位置に対応するものである。

【００１９】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
制御装置は、請求項１または請求項２において、基準位
置信号は、角度信号のうちの異なるレベルのパルスから
なるものである。

【００２０】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれかにお
いて、気筒識別信号は、特定気筒に対するパルスのパル
ス幅が他の気筒と異なるものである。

【００２１】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれかにお
いて、気筒識別信号は、特定気筒のパルスに対して一定
角度以内の近傍に付加パルスを有するものである。

【００２２】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項６までのいずれかにお
いて、気筒識別手段は、気筒識別信号の発生区間を角度
信号の計数値に基づいて計測し、計測結果に基づいて各
気筒を識別するものである。

【００２３】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項６までのいずれかにお
いて、気筒識別手段は、気筒識別信号の発生時間の比率
に基づいて各気筒を識別するものである。

【００２４】

【作用】この発明の請求項１においては、第１の信号系
列（特定気筒群対応の基準位置信号を含む角度信号）を
検出するための第１の検出器をクランク軸側に設けるこ
とにより、コストアップを招くことなく内燃機関のタイ
ミング制御精度を向上させる。また、第２の信号系列
（気筒識別信号）を検出する第２の検出器をカム軸側に
設けることにより、容易且つ確実な気筒識別を可能にす
るとともに、気筒識別信号、基準位置信号および角度信
号の組み合わせにより迅速な気筒識別を行い、気筒識別
結果を内燃機関のタイミング制御に反映させる。また、
第１の信号系列が得られない場合でも、各気筒に対応し
た気筒識別信号を用いたバックアップ制御により必要最
小限の内燃機関性能を維持する。さらに、第２の信号系
列（気筒識別信号）が得られない場合でも、気筒群識別
可能な基準位置信号を用いた同時着火制御等によりバッ
クアップ可能にする。また、この発明の請求項２におい
ては、特定気筒に対する気筒識別信号（第２の信号系
列）を基準位置信号の位相と重畳させることにより、基
準位置信号検出時の気筒識別信号レベルに基づいて特定
気筒を迅速に識別する。

【００２５】

【００２６】また、この発明の請求項２においては、角
度信号を計数することにより制御時期を高精度に演算す
る。

【００２７】また、この発明の請求項３においては、第
１の信号系列にＬレベル区間を設け、次の角度信号の発
生開始時期を特定気筒群の基準位置とすることにより、
簡単な構成で高精度の基準位置信号を得る。

【００２８】また、この発明の請求項４においては、第
１の信号系列にレベルの異なるパルスを挿入して特定気
筒群の基準位置とすることにより、簡単な構成で基準位
置信号を得る。

【００２９】また、この発明の請求項５においては、特
定気筒に対する気筒識別信号のパルスのパルス幅を他の
気筒に対するパルスのパルス幅とは異なるように設定す
ることにより、容易な気筒識別を可能にする。

【００３０】また、この発明の請求項６においては、特
定気筒に対する気筒識別信号の近傍に付加パルスを設け
ることにより、容易且つ迅速な気筒識別を可能にする。

【００３１】また、この発明の請求項７においては、気
筒識別信号の発生区間を角度信号の計数値で計測するこ
とにより、信頼性の高い気筒識別を可能にする。

【００３２】また、この発明の請求項８においては、気
筒識別信号の発生時間の比率を演算することにより、第
１の信号系列が得られない場合でも信頼性の高い気筒識
別を行い、高精度のバックアップ制御を可能にする。

【００３３】

【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に関連した装置の概略構成を示す
機能ブロック図、図２は図１内の各信号検出器を図式的
に示す構成図、図３は第１の信号検出器の構造を拡大し
て示す斜視図、図４は図１に示した装置による第１およ
び第２の信号系列の一例を示す波形図である。

【００３４】各図において、内燃機関のクランク軸１１
に対して１／２の減速比を有するカム軸１は、ベルト駆
動等によりクランク軸１１と同期して回転する。クラン
ク軸１１の回転に関連した第１の信号系列ＰＯＳＲを出
力する第１の信号検出器８１は、クランク軸１１に一体
的に設けられた回転円板１２と、回転円板１２の外周に
沿って第１の所定角度（たとえば、クランク角１°〜１
０°）毎に設けられた複数の突起８１ａと、電磁ピック
アップ式、ホール式または磁気抵抗式等のセンサ８１ｂ
とから構成されている。図３においては、一例として、
電磁ピックアップ式のセンサ８１ｂを用いた場合を示し
ている。

【００３５】第１の信号系列ＰＯＳＲは、クランク軸１
１の回転に同期した第１の所定角度毎に生成される角度
信号と、内燃機関の特定気筒群（この場合、同時制御可
能な＃１気筒および＃４気筒）の基準位置に対応した第
２の所定角度（クランク角３６０°）毎に生成される基
準位置信号とを含んでいる。

【００３６】第１の信号系列ＰＯＳＲ内の角度信号の各
パルスに対応する突起８１ａは、角度信号がクランク角
１０°〜数１０°にわたって連続的に生成されない区間
（すなわち突起８１ａの存在しない区間）となる欠落部
８０を有し、欠落部８０の終了位置（次の角度信号の発
生開始位置）は特定気筒群の基準位置θＲに対応してい
る。欠落部８０は、クランク軸１１と一体の回転円板１
２上の１箇所（クランク角３６０°毎）に設けられてい
る。

【００３７】カム軸１の回転に関連した第２の信号系列
ＳＧＣを出力する第２の信号検出器８２は、カム軸１に
一体的に設けられた回転円板２と、回転円板２の外周に
沿って各気筒（この場合、４気筒）に対応して設けられ
た突起８２ａと、電磁ピックアップからなるセンサ８２
ｂとから構成されている。

【００３８】この場合、第２の信号系列ＳＧＣは、各気
筒に対応した気筒識別信号のパルスからなり、特定気筒
（＃１気筒）に対するパルスのパルス幅ＰＷ１は、他の
気筒に対するパルスのパルス幅ＰＷ２〜ＰＷ４とは異な
り、長くなっている。第１および第２の信号系列ＰＯＳ
ＲおよびＳＧＣは、インタフェース回路９０を介してマ
イクロコンピュータ１００に入力される。

【００３９】マイクロコンピュータ１００は、内燃機関
のパラメータを制御するための制御手段を構成してお
り、第１の信号系列ＰＯＳＲから特定気筒群に関連した
基準位置信号を検出する基準位置信号検出手段１０１
と、第１の信号系列ＰＯＳＲ内の角度信号および基準位
置信号に基づいて各気筒の基準位置を検出する基準位置
検出手段１０１Ａと、基準位置信号に基づいて気筒群を
識別する気筒群識別手段１０２と、第２の信号系列ＳＧ
Ｃ（気筒識別信号）の発生時間の比率に基づいて各気筒
を識別する気筒識別手段１０３と、第１の信号系列ＰＯ
ＳＲに含まれる角度信号を計数してパラメータ（点火時
期等）の制御時期を演算する制御時期演算手段１０４
と、各信号系列ＰＯＳＲおよびＳＧＣの一方のフェール
を検出したときに気筒識別手段１０３および制御時期演
算手段１０４に対して異常判定信号Ｅを出力する異常判
定手段１０５とを備えている。

【００４０】なお、気筒識別手段１０３は、少なくとも
第２の信号系列ＳＧＣに基づいて各気筒を識別し、制御
時期演算手段１０４は、少なくとも気筒識別手段１０３
の気筒識別結果および第２の信号系列ＳＧＣに基づいて
制御パラメータＰの制御時期を演算するようになってい
る。

【００４１】たとえば、後述するように、気筒識別手段
１０３は、正常時においては、第２の信号系列ＳＧＣに
含まれる気筒識別信号の発生区間を、第１の信号系列Ｐ
ＯＳＲに含まれる角度信号を計数することによって計測
し、計測結果に基づいて各気筒を識別する。また、気筒
識別手段１０３は、異常発生時（第１の信号系列ＰＯＳ
Ｒが得られない状態）においては、異常判定信号Ｅに応
答して第２の信号系列ＳＧＣのみを用い、気筒識別信号
の発生時間の比率（たとえば、互いに隣接するＨレベル
区間およびＬレベル区間のデューティ比）演算に基づい
て各気筒を識別し、バックアップ制御を可能にする。

【００４２】同様に、制御時期演算手段１０４は、正常
時においては、第１の信号系列ＰＯＳＲに含まれる基準
位置信号および第２の信号系列ＳＧＣに含まれる気筒識
別信号を用いるとともに、角度信号を計数してパラメー
タの制御時期を演算する。また、制御時期演算手段１０
４は、異常発生時（第１の信号系列ＰＯＳＲが得られな
い状態）においては、異常判定信号Ｅに応答して第２の
信号系列ＳＧＣのみを用い、バックアップ制御を行う。
さらに、第２の信号系列ＳＧＣが得られない場合には、
第１の信号系列ＰＯＳＲに基づく気筒群識別手段１０２
の識別結果のみを用いて、気筒群同時着火等によりバッ
クアップ制御を行う。

【００４３】なお、制御時期演算手段１０４は、正常時
において、各種センサ（図示せず）からの運転状態信号
Ｄに基づいて、たとえばマップ演算により点火時期およ
び燃料噴射量等の制御パラメータＰを決定し、これを各
気筒に供給する。

【００４４】次に、図４を参照しながら、図１に示した
装置の動作について説明する。まず、第１の所定角度毎
に突起８１ａを有する回転円板１２をクランク軸１１に
取り付けるとともに、各突起８１ａに対向するようにセ
ンサ８１ｂを配置することにより、角度信号および基準
位置信号を含む第１の信号系列ＰＯＳＲを生成する第１
の信号検出器８１を構成する。

【００４５】このとき、第１の信号系列ＰＯＳＲ内に、
角度信号のみならず気筒群対応の基準位置信号を含むよ
うにするため、突起８１ａの一部（４気筒の場合、回転
円板１２上の１箇所）に欠落部８０を設ける。

【００４６】欠落部８０は、突起８１ａの有無を第１の
信号系列ＰＯＳＲ（電気信号）に変換するセンサ８１ｂ
により検出される。続いて、第１の信号系列ＰＯＳＲに
含まれるＬレベル区間τ（欠落部８０に対応）は、マイ
クロコンピュータ１００内の基準位置信号検出手段１０
１により、パルス発生周期の大小に基づいて検出され
る。

【００４７】この結果、クランク軸１１の回転により突
起８１ａに対応して生成される第１の信号系列ＰＯＳＲ
（図４参照）は、第１の所定角度（たとえば、クランク
角１°）毎のパルスからなる角度信号と、欠落部８０に
対応したＬレベル区間（たとえば、クランク角度信号１
０°〜数１０°にわたる所定角度だけ角度信号が得られ
ない区間）からなるクランク角３６０°毎の基準位置信
号とを含む。

【００４８】ここで、Ｌレベル区間τの終了位置（次の
角度信号が発生開始する位置）は、特定気筒群の制御タ
イミング演算に用いられる基準位置θＲとなる。これに
より、気筒群識別手段１０２は、基準位置信号検出手段
１０１からの基準位置信号のみに基づいて特定気筒群お
よび他の気筒群を識別し、制御時期演算手段１０４は、
グループ着火可能な気筒群を迅速に識別して、必要最小
限の内燃機関制御性能を得ることができる。

【００４９】また、カム軸１側の回転円板２上の突起８
２ａに対応して生成される第２の信号系列ＳＧＣは気筒
識別信号を含み、特定気筒（＃１気筒）に対応するパル
スは他の気筒のパルスよりもパルス幅ＰＷ１が長く設定
されている。これにより、気筒識別手段１０３は、特定
気筒および他の気筒を識別し、制御時期演算手段１０４
は、気筒識別結果に基づいて所望の内燃機関制御性能を
得ることができる。

【００５０】このとき、気筒識別手段１０３は、第１お
よび第２の信号系列ＰＯＳＲおよびＳＧＣが健全に得ら
れている場合には、第１の信号系列ＰＯＳＲの角度信号
のパルス数を計数することにより、第２の信号系列ＳＧ
Ｃのパルス幅を計測して特定気筒および他の気筒を識別
する。

【００５１】一方、クランク軸１１側のセンサ８１ｂの
故障等により第１の信号系列ＰＯＳＲが得られない場合
（第１の信号系列ＰＯＳＲが常に一定レベルまたは異常
パルス幅を示す場合）には、異常判定手段１０５は、異
常判定信号Ｅを生成し、これを気筒群識別手段１０２、
気筒識別手段１０３および制御時期演算手段１０４に入
力する。これにより、気筒識別手段１０３は、第２の信
号系列ＳＧＣのみを用いて気筒識別を行い、内燃機関の
制御パラメータＰのバックアップ制御を可能にする。

【００５２】すなわち、第２の信号系列ＳＧＣのパルス
のＨレベルおよびＬレベルの周期比率を順次比較演算
し、Ｈレベル区間が最も大きいパルス幅ＰＷ１の特定気
筒パルスを識別することにより、以下、他の気筒を順次
識別する。このとき、たとえば、第２の信号系列ＳＧＣ
の各パルスの立ち下がりタイミングを各気筒における点
火時期とすることにより、必要最小限の内燃機関制御性
能を得ることができる。

【００５３】さらに、カム軸１側のセンサ８２ｂの故障
等により第２の信号系列ＳＧＣが得られない場合には、
制御時期演算手段１０４は、第１の信号系列ＰＯＳＲ内
の基準位置信号による気筒群識別結果のみに基づいて、
同時点火制御等によるバックアップ制御を行うことによ
り、必要最小限の内燃機関制御性能を得ることができ
る。

【００５４】このように、角度信号および基準位置信号
を含む第１の信号系列ＰＯＳＲを検出する第１の信号検
出器８１をクランク軸１１側に設けることにより、ベル
ト等の伝達機構の介在による位相差が生じないため、ク
ランク角および基準位置θＲを正確に検出することがで
きる。したがって、点火時期および燃料噴射量を正確に
制御することができる。

【００５５】また、特定気筒群に対して基準位置信号を
設定したので、基準位置θＲが検出される毎に特定気筒
群を識別することができ、気筒群を迅速且つ容易に検出
することができる。したがって、特に内燃機関始動時の
点火時期制御および燃料噴射制御を迅速且つ適切に行う
ことができる。

【００５６】また、第１の検出器８１の故障等により第
１の信号系列ＰＯＳＲが得られない場合であっても、第
２の信号系列ＳＧＣの周期比率演算により、気筒識別お
よび制御基準位置識別のバックアップが可能であるた
め、内燃機関を停止させることなく点火時期制御および
燃料噴射制御を継続（バックアップ制御）することがで
きる。

【００５７】上記装置では、特定気筒に対する気筒識別
信号のパルス形態の違いとして、パルス幅ＰＷ１を他の
気筒と異なるようにした。 以下、この発明の実施例１に
よる内燃機関制御装置について詳細に説明する。この場
合、特定気筒に対するパルスのみを基準位置信号の位相
と重畳させ、基準位置θＲにおける第２の信号系列ＳＧ
Ｃのレベルに基づいて特定気筒を識別する。

【００５８】図５は特定気筒に対する気筒識別信号のパ
ルスを基準位置信号の位相と重畳させたこの発明の実施
例１の動作を示す波形図である。ここでは、特定気筒に
対するパルスのパルス幅ＰＷ１を他の気筒のパルス幅よ
りも長く設定した場合を示すが、基準位置信号と位相重
畳していれば他の気筒のパルス幅と同一であってもよ
い。

【００５９】図５において、第２の信号系列ＳＧＣは、
特定気筒（＃１気筒）に対しては、第１の信号系列ＰＯ
ＳＲに含まれる基準位置信号と位相が重畳しており、基
準位置θＲにおいてＨレベルとなっている。一方、他の
気筒に対するパルスは、基準位置信号と位相重畳してい
ないため、基準位置θＲにおいてＬレベルとなる。

【００６０】すなわち、パルス幅ＰＷ１で示される特定
気筒（＃１気筒）に対する気筒識別信号のパルスは、第
１の信号系列ＰＯＳＲのＬレベル区間τを含む区間にわ
たってＨレベルであり、他の気筒（＃３気筒、＃４気筒
および＃２気筒）に対するパルスは、第１の信号系列Ｐ
ＯＳＲから得られる基準位置θＲの直後にＨレベルとな
る。

【００６１】したがって、第２の信号系列ＳＧＣが、基
準位置θＲでＨレベルであれば特定気筒のパルスに対応
し、Ｌレベルであれば他の気筒に対応することが分か
る。これにより、気筒識別手段１０３は、基準位置検出
手段１０１Ａによる基準位置θＲの検出時点での第２の
信号系列ＳＧＣのレベルから特定気筒を識別し、以下、
他の気筒を順次識別することができる。

【００６２】また、基準位置θＲが検出される毎に第２
の信号系列ＳＧＣのレベルを参照して気筒識別すること
により、パルス幅の計測等が不要となるため、各気筒を
迅速且つ容易に識別することができる。したがって、内
燃機関の点火時期制御および燃料噴射制御を迅速且つ適
切に行うことができる。

【００６３】実施例２． なお、上記実施例１では、第２の信号系列ＳＧＣにおい
て、特定気筒に対する気筒識別信号のパルス形態の違い
として、気筒識別信号パルスを基準位置信号の位相と重
畳させたが、特定気筒に対する気筒識別信号パルスの一
定角度以内の近傍に付加パルスを設けてもよい。図６は
特定気筒の気筒識別信号パルスに対して付加パルスＰｓ
を設けたこの発明の実施例２の動作を示す波形図であ
る。

【００６４】図６において、（ａ）〜（ｃ）は第２の信
号系列ＳＧＣのそれぞれ異なるパルス波形例を示し、
（ａ）は特定気筒に対する気筒識別信号パルスの近傍に
付加パルスＰｓを追加した場合、（ｂ）は特定気筒に対
する付加パルスＰｓのパルス幅を大きく設定して基準位
置信号の位相に重畳させた場合、（ｃ）は特定気筒に対
して２個の付加パルスＰｓを追加し、特定気筒と同一気
筒群の気筒（＃４気筒）に対して１個の付加パルスＰｓ
を追加した場合をそれぞれ示す。

【００６５】図６（ａ）〜（ｃ）において、付加パルス
Ｐｓの有無または付加パルスＰｓの追加個数の違い等に
より、特定気筒および他の気筒を識別できるので、付加
パルスＰｓを除く各気筒のパルスは同一のパルス幅であ
ってもよい。第２の信号系列ＳＧＣとして、図６（ａ）
のパルス波形を用いた場合、気筒識別手段１０３は、一
定角度以内の近傍に付加パルスＰｓが存在することによ
り、特定気筒を識別することができる。

【００６６】すなわち、前述と同様に、各信号系列ＰＯ
ＳＲおよびＳＧＣが健全な場合には、第１の信号系列Ｐ
ＯＳＲ内の角度信号を計数することにより、一定角度以
内の付加パルスＰｓの存在を識別することができる。ま
た、第１の信号系列ＰＯＳＲが得られない場合には、第
２の信号系列ＳＧＣの周期比率を比較することにより、
一定角度以内の付加パルスＰｓの存在を識別することが
できる。

【００６７】また、図６（ｂ）のパルス波形を用いた場
合、付加パルスＰｓの有無のみならず、基準位置θＲで
の第２の信号系列ＳＧＣのレベルによっても気筒識別が
可能であるため、気筒識別の信頼性がさらに向上する。

【００６８】また、図６（ｃ）のパルス波形を用いた場
合、特定気筒（＃１気筒）に２個の付加パルスＰｓが追
加され、特定気筒と同一気筒群の＃４気筒に１個（特定
気筒とは異なる個数）の付加パルスＰｓが追加されてい
るので、付加パルスＰｓの追加個数によって、特定気筒
（＃１気筒）および他の気筒（＃４気筒）を直ちに識別
することができる。なお、付加パルスＰｓの追加個数
は、任意数に設定され得る。

【００６９】また、図６内の（ａ）〜（ｃ）のいずれの
パルス波形を用いた場合も、第１の信号系列ＰＯＳＲが
得られない場合には、前述と同様に、第２の信号系列Ｓ
ＧＣの周期比率演算により、付加パルスＰｓの追加数を
認識して各気筒を識別することができる。

【００７０】したがって、制御時期演算手段１０４は、
各気筒毎に対応した第２の信号系列ＳＧＣのパルス（ま
たは、付加パルスＰｓを含むパルス群）の立ち下がり時
期（図中の矢印のように、各気筒毎に一致する）を制御
タイミングとして所望のバックアップ制御を継続するこ
とができる。

【００７１】実施例３． なお、上記各実施例では、第１の信号系列ＰＯＳＲに含
まれる基準位置信号として、角度信号が得られないＬレ
ベル区間τを用いたが、連続的に生成される角度信号の
うちの異なるレベルのパルスを用いてもよい。

【００７２】図７は他の角度信号とは異なるレベルのパ
ルスＰＨを基準位置信号としたこの発明の実施例３の動
作を示す波形図であり、図７において、角度信号のうち
の異なるレベル（高いレベル）のパルスＰＨの発生位置
は、特定気筒群に対する基準位置θＲとなっている。

【００７３】この場合、クランク軸１１側の回転円板１
２上の突起８１ａ（図３参照）は、欠落部８０を有する
ことなく、回転円板１２の全周にわたって連続的に設け
られている。また、特定気筒群の基準位置θＲに対応す
る位置（４気筒の場合、回転円板１２上の１箇所）に、
突起８１ａに代えて永久磁石（図示せず）が設けられて
いる。

【００７４】このように、回転円板１２上の１箇所に永
久磁石を挿入することにより、第１の信号系列ＰＯＳＲ
において、特定気筒群に対する基準位置θＲ毎（クラン
ク角３６０°毎）にレベルの大きいパルスＰＨが得られ
る。したがって、特定気筒群および特定気筒群の基準位
置θＲを容易且つ迅速に検出することができ、また、角
度信号を計数することにより、他の気筒群の基準位置θ
Ｒも検出することができる。

【００７５】また、図７のように、通常の角度信号のレ
ベルの異なるパルスＰＨを挿入することにより、Ｌレベ
ル区間τ（図４〜図６参照）の終了時点（角度信号の再
開時期）を待機する必要がないので、特定気筒群の基準
位置θＲを迅速に検出することができ、特に始動時での
気筒群毎の同時制御を迅速に行うことができる。

【００７６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関のクランク軸の回転に関連した第１の信号
系列を出力する第１の信号検出器と、クランク軸に対し
て１／２の減速比を有するカム軸の回転に関連した第２
の信号系列を出力する第２の信号検出器と、第１および
第２の信号系列の少なくとも一方に基づいて内燃機関の
パラメータを制御する制御手段とを備え、第１の信号系
列は、クランク軸の回転に同期した第１の所定角度毎に
生成される角度信号と、内燃機関の特定気筒群の基準位
置に対応した第２の所定角度毎に生成される基準位置信
号とを含み、第２の信号系列は、気筒毎に対応したパル
スからなり且つ少なくとも特定気筒に対するパルス形態
が他の気筒と異なる気筒識別信号を含み、気筒識別信号
は、基準位置に対応したエッジを有するパルスを含み、
第２の信号系列のうちの特定気筒に対するパルスは基準
位置信号の位相と重畳し、制御手段は、第１の信号系列
から基準位置信号を検出する基準位置信号検出手段と、
角度信号および基準位置信号に基づいて各気筒の基準位
置を検出する基準位置検出手段と、基準位置信号に基づ
いて気筒群を識別する気筒群識別手段と、少なくとも第
２の信号系列に基づいて各気筒を識別する気筒識別手段
と、少なくとも気筒識別手段の気筒識別結果および第２
の信号系列に基づいてパラメータの制御時期を演算する
制御時期演算手段と、第１および第２の信号系列の一方
のフェールを検出したときに気筒識別手段および制御時
期演算手段に対して異常判定信号を出力する異常判定手
段とを含み、気筒識別手段は、基準位置信号の検出時点
での第２の信号系列のレベルに基づいて特定気筒を識別
し、制御時期演算手段は、異常判定信号に応答して第１
および第２の信号系列の他方のみに基づいてパラメータ
の制御時期を演算し、比較的簡単な構成で気筒識別を行
うとともに、クランク軸に関連した高信頼性の基準位置
信号を取得するようにしたので、コストアップを招くこ
となく内燃機関制御精度を向上させ、迅速で容易且つ確
実な気筒識別を可能にするとともに、第１または第２の
信号系列が得られない場合でもバックアップ制御を可能
にした内燃機関制御装置が得られる効果がある。また、
特定気筒を迅速に識別することのできる内燃機関制御装
置が得られる効 果がある。

【００７７】

【００７８】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、制御時期演算手段は、制御時期演算手段
は、角度信号を計数してパラメータの制御時期を演算す
るようにしたので、制御時期を高精度に演算することの
できる内燃機関制御装置が得られる効果がある。

【００７９】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、基準位置信号は、角度信
号が連続的に生成されないＬレベル区間に対応し、Ｌレ
ベル区間の終了時点が特定気筒群の基準位置に対応する
ようにしたので、簡単な構成で高精度の基準位置信号を
取得できる内燃機関制御装置が得られる効果がある。

【００８０】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１または請求項２において、基準位置信号は、角度信
号のうちの異なるレベルのパルスからなるようにしたの
で、簡単な構成で高精度且つ迅速に基準位置信号を取得
できる内燃機関制御装置が得られる効果がある。

【００８１】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、気筒識別信
号は、特定気筒に対するパルスのパルス幅が他の気筒と
異なるように設定したので、容易な気筒識別が可能な内
燃機関制御装置が得られる効果がある。

【００８２】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、気筒識別信
号は、特定気筒のパルスに対して一定角度以内の近傍に
付加パルスを有するようにしたので、容易且つ迅速な気
筒識別が可能な内燃機関制御装置が得られる効果があ
る。

【００８３】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１から請求項６までのいずれかにおいて、気筒識別手
段は、気筒識別信号の発生区間を角度信号の計数値に基
づいて計測し、計測結果に基づいて各気筒を識別するよ
うにしたので、信頼性の高い気筒識別が可能な内燃機関
制御装置が得られる効果がある。

【００８４】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１から請求項６までのいずれかにおいて、気筒識別手
段は、気筒識別信号の発生時間の比率に基づいて各気筒
を識別するようにしたので、第１の信号系列が得られな
い場合でも信頼性の高い気筒識別を行い、高精度のバッ
クアップ制御が可能な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に関連した装置の概略構
成を示す機能ブロック図である。

【図２】 この発明の実施例１に関連した装置による第
１および第２の信号検出器を示す構成図である。

【図３】 図２内の第１の信号検出器を拡大して示す斜
視図である。

【図４】 図１に示した装置の動作を説明するための波
形図である。

【図５】 この発明の実施例１の動作を説明するための
波形図である。

【図６】 この発明の実施例２の動作を説明するための
波形図である。

【図７】 この発明の実施例３の動作を説明するための
波形図である。

【図８】 従来の内燃機関制御装置による回転信号発生
器の構造を示す斜視図である。

【図９】 従来の内燃機関制御装置による回転信号発生
器を示す回路構成図である。

【図１０】 従来の内燃機関制御装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１１】 従来の内燃機関制御装置の動作を説明する
ための波形図である。

【符号の説明】

１ カム軸、２、１２ 回転円板、１１ クランク軸、
８０ 欠落部、８１第１の信号検出器、８１ａ、８２ａ
突起、８１ｂ、８２ｂ センサ、８２ 第２の信号検
出器、１００ マイクロコンピュータ（制御手段）、１
０１ 基準位置信号検出手段、１０１Ａ 基準位置検出
手段、１０２ 気筒群識別手段、１０３ 気筒識別手
段、１０４ 制御時期演算手段、１０５ 異常判定手
段、Ｅ 異常判定信号、Ｐ 制御パラメータ、ＰＨ 異
なるレベルのパルス、ＰＯＳＲ 第１の信号系列、Ｐｓ
付加パルス、ＰＷ１ 特定気筒に対するパルス幅、Ｓ
ＧＣ第２の信号系列、θＲ 基準位置、τ Ｌレベル区
間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 362 F02P 5/15

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸の回転に関連した
   第１の信号系列を出力する第１の信号検出器と、 前記クランク軸に対して１／２の減速比を有するカム軸
   の回転に関連した第２の信号系列を出力する第２の信号
   検出器と、 前記第１および第２の信号系列の少なくとも一方に基づ
   いて前記内燃機関のパラメータを制御する制御手段とを
   備えた内燃機関制御装置において、 前記第１の信号系列は、前記クランク軸の回転に同期し
   た第１の所定角度毎に生成される角度信号と、前記内燃
   機関の特定気筒群の基準位置に対応した第２の所定角度
   毎に生成される基準位置信号とを含み、 前記第２の信号系列は、気筒毎に対応したパルスからな
   り且つ少なくとも特定気筒に対するパルス形態が他の気
   筒と異なる気筒識別信号を含み、前記気筒識別信号は、前記基準位置に対応したエッジを
   有するパルスを含み、 前記第２の信号系列のうちの前記特定気筒に対するパル
   スは前記基準位置信号の位相と重畳し、 前記制御手段は、 前記第１の信号系列から前記基準位置信号を検出する基
   準位置信号検出手段と、 前記角度信号および前記基準位置信号に基づいて前記各
   気筒の基準位置を検出する基準位置検出手段と、 前記基準位置信号に基づいて前記気筒群を識別する気筒
   群識別手段と、 少なくとも前記第２の信号系列に基づいて前記各気筒を
   識別する気筒識別手段と、 少なくとも前記気筒識別手段の気筒識別結果および前記
   第２の信号系列に基づいて前記パラメータの制御時期を
   演算する制御時期演算手段と、 前記第１および第２の信号系列の一方のフェールを検出
   したときに前記気筒識別手段および前記制御時期演算手
   段に対して異常判定信号を出力する異常判定手段とを含
   み、 前記気筒識別手段は、前記基準位置信号の検出時点での
   前記第２の信号系列の レベルに基づいて前記特定気筒を
   識別し、 前記制御時期演算手段は、前記異常判定信号に応答して
   前記第１および第２の信号系列の他方のみに基づいて前
   記パラメータの制御時期を演算する ことを特徴とする内
   燃機関制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御時期演算手段は、前記角度信号
   を計数して前記パラメータの制御時期を演算することを
   特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 【請求項３】 前記基準位置信号は、前記角度信号が連
   続的に生成されないＬレベル区間に対応し、前記Ｌレベ
   ル区間の終了時点が前記特定気筒群の基準位置に対応す
   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
   燃機関制御装置。
4. 【請求項４】 前記基準位置信号は、前記角度信号のう
   ちの異なるレベルのパルスからなることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置。
5. 【請求項５】 前記気筒識別信号は、前記特定気筒に対
   するパルスのパルス幅が他の気筒と異なることを特徴と
   する請求項１から請求項４までのいずれかに記載の内燃
   機関制御装置。
6. 【請求項６】 前記気筒識別信号は、前記特定気筒のパ
   ルスに対して一定角度以内の近傍に付加パルスを有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか
   に記載の内燃機関制御装置。
7. 【請求項７】 前記気筒識別手段は、前記気筒識別信号
   の発生区間を前記角度信号の計数値に基づいて計測し、
   前記計測結果に基づいて各気筒を識別することを特徴と
   する請求項１から請求項６までのいずれかに記載の内燃
   機関制御装置。
8. 【請求項８】 前記気筒識別手段は、前記気筒識別信号
   の発生時間の比率に基づいて各気筒を識別することを特
   徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の
   内燃機関制御装置。