JP4321449B2 - Cylinder determination device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関が回転中、その中のいずれの気筒が特定の行程にあるかを識別するための気筒判定装置に係り、可変バルブタイミング機構付きの3気筒および4気筒内燃機関にも適用可能な気筒判定装置に関する。 The present invention relates to a cylinder determination device for identifying which cylinder in a rotating engine is in a specific stroke, and is also applicable to a three-cylinder and a four-cylinder internal combustion engine with a variable valve timing mechanism. The present invention relates to a possible cylinder determination device.
内燃機関はその動作の1サイクルが、例えば2、又は4の複数の行程で成り立っており、このため2気筒以上の多気筒内燃機関では、点火時期や燃料噴射時期などの制御のために、いずれの気筒が特定の行程、例えば圧縮行程にあるかを識別する必要がある。このため、気筒判定が必要になる。 In an internal combustion engine, one cycle of operation is composed of, for example, a plurality of strokes of 2 or 4. For this reason, in a multi-cylinder internal combustion engine having two or more cylinders, in order to control ignition timing, fuel injection timing, etc. It is necessary to identify whether the cylinder is in a specific stroke, for example, the compression stroke. For this reason, cylinder determination is required.
ところで、このような気筒判定装置は、第1の従来例としてカム軸に装着した回転検出用のディスクに各気筒のクランク角判定用の突起を各気筒毎に異なる突起数を設け、この突起をカム角センサで検出する。この検出された信号のパルス間隔の時間比から、特定のビット状態を決定し、このビット状態の配列が、所定の配列パターンとなった時点で所定気筒の所定のクランク角を判定する方法がある(例えば、特許文献1参照)。その他カムセンサを用いるものとして、回転部に装着したシグナルプレート等を用いて気筒を判別する例がある(例えば、特許文献2〜5参照)。
By the way, in such a cylinder determination device, as a first conventional example, a rotation detection disk mounted on a camshaft is provided with a different number of protrusions for determining the crank angle of each cylinder, and this protrusion is provided for each cylinder. Detect with cam angle sensor. There is a method of determining a specific bit state from the time ratio of the pulse interval of the detected signal, and determining a predetermined crank angle of a predetermined cylinder when the arrangement of the bit state becomes a predetermined arrangement pattern. (For example, refer to Patent Document 1). As another example of using a cam sensor, there is an example in which a cylinder is discriminated using a signal plate or the like attached to a rotating part (for example, see
また、第2の従来例として、クランク軸に装着したシグナルプレートにクランク角判定用の突起を設けてクランク角センサでクランク角を検出し、かつカム軸に装着したシグナルプレートには気筒判定用の突起を設けてカム角センサで所定の行程状態にある気筒の気筒位置を検出し、クランク角センサで検出したクランク角とカム角センサで検出した気筒位置との関係で所定行程状態にある気筒の所定クランク位置を検出する方法がある。また第2の従来例はクランク角とカム角の位相ずれが所定角度以内であれば気筒判定可能な構成としている。そのため、第2の従来例は、クランク角とカム角の位相を制御する可変バルブタイミング機構を有するエンジンにおいても適用可能であり、その場合、前記カム角センサで検出される信号は可変バルブタイミング制御用のカム角検出信号として利用される(例えば、特許文献6参照)。その他、クランク角センサとカム角センサを装着し、可変バルブタイミング制御にも適用可能な気筒判定の例がある(例えば、特許文献7〜9参照)。 Further, as a second conventional example, a crank angle determination protrusion is provided on a signal plate mounted on a crankshaft, the crank angle is detected by a crank angle sensor, and a cylinder determination is performed on a signal plate mounted on a camshaft. The cylinder position of the cylinder in a predetermined stroke state is detected by providing a protrusion, and the cylinder position of the cylinder in the predetermined stroke state is determined by the relationship between the crank angle detected by the crank angle sensor and the cylinder position detected by the cam angle sensor. There is a method for detecting a predetermined crank position. In the second conventional example, the cylinder can be determined if the phase shift between the crank angle and the cam angle is within a predetermined angle. Therefore, the second conventional example can also be applied to an engine having a variable valve timing mechanism for controlling the phase of the crank angle and the cam angle. In this case, the signal detected by the cam angle sensor is variable valve timing control. Is used as a cam angle detection signal (see, for example, Patent Document 6). In addition, there is an example of cylinder determination that can be applied to variable valve timing control by mounting a crank angle sensor and a cam angle sensor (see, for example, Patent Documents 7 to 9).
第1の従来例では、カム軸に装着した回転検出用のディスクには各気筒に対するクランク角判定用の突起を設けており、この突起をカム角センサで検出し、検出した信号を各気筒に対する燃料および点火制御の基準信号としてエンジン制御装置は燃料噴射位置および点火位置のタイミングを制御している。従って、カム軸に装着する回転検出用かつクランク角判定用ディスクは各気筒毎に基準信号を有する必要がある為、突起の位置はエンジン気筒数に従属的であり、エンジン気筒数に応じて専用の回転検出用かつクランク角判定用ディスクを設計する必要がある。 In the first conventional example, a rotation detection disc mounted on a camshaft is provided with a projection for determining a crank angle for each cylinder. This projection is detected by a cam angle sensor, and the detected signal is output to each cylinder. As a reference signal for fuel and ignition control, the engine control device controls the timing of the fuel injection position and the ignition position. Therefore, since the rotation detection and crank angle determination disk mounted on the camshaft needs to have a reference signal for each cylinder, the position of the protrusion is dependent on the number of engine cylinders and is dedicated to the number of engine cylinders. Therefore, it is necessary to design a disc for detecting the rotation and determining the crank angle.
第2の従来例では、クランク軸に装着するシグナルプレートには各気筒に対するクランク角判定用の突起があり、気筒判定終了後は、このクランク角判定用の突起をクランク角センサで検出し、検出した信号を各気筒に対する燃料および点火制御の基準信号としてエンジン制御装置は燃料噴射位置および点火位置のタイミングを制御している。従って、クランク軸に装着するシグナルプレートは各気筒毎に基準信号を有する必要がある為、突起の位置はエンジン気筒数に従属的であり、エンジン気筒数に応じてクランク軸に装着するシグナルプレートを設計する必要がある。 In the second conventional example, the signal plate mounted on the crankshaft has a crank angle determination projection for each cylinder. After the cylinder determination is completed, the crank angle determination projection is detected by a crank angle sensor. The engine control device controls the timing of the fuel injection position and the ignition position using the obtained signal as a reference signal for fuel and ignition control for each cylinder. Therefore, since the signal plate to be mounted on the crankshaft needs to have a reference signal for each cylinder, the position of the protrusion is dependent on the number of engine cylinders, and the signal plate to be mounted on the crankshaft according to the number of engine cylinders. Need to design.
一方、カム軸に装着したシグナルプレートの突起をカム角センサで検出した信号は、可変バルブタイミング制御用のカム角検出信号として利用され、可変バルブタイミング制御は基準クランク角と該カム角検出信号との位相を目標位相になるように制御する。第2の従来例において、可変バルブタイミング制御用の基準クランク角は、クランク軸に装着したシグナルプレートの各気筒に対して設けたクランク角判定用の突起を利用している。従って、各気筒に対応した基準クランク角に対応するように、可変バルブタイミング制御用のカム角検出信号を発するようにカム軸に装着するシグナルプレートの突起を設置する必要がある。ついては、カム軸に装着するシグナルプレートの突起の位置はエンジン気筒数に従属的であり、エンジン気筒数に応じてカム軸に装着するシグナルプレートを設計する必要がある。 On the other hand, a signal obtained by detecting the protrusion of the signal plate attached to the camshaft by the cam angle sensor is used as a cam angle detection signal for variable valve timing control. Are controlled so as to be the target phase. In the second conventional example, the reference crank angle for variable valve timing control uses a crank angle determination protrusion provided for each cylinder of the signal plate mounted on the crankshaft. Therefore, it is necessary to install a projection of a signal plate attached to the camshaft so as to generate a cam angle detection signal for variable valve timing control so as to correspond to a reference crank angle corresponding to each cylinder. Accordingly, the position of the projection of the signal plate attached to the camshaft is dependent on the number of engine cylinders, and it is necessary to design the signal plate attached to the camshaft according to the number of engine cylinders.
第1の従来例、第2の従来例に示したように、従来の内燃機関の気筒判定装置では、カム軸およびクランク軸に装着するディスクまたはシグナルプレートは、エンジン気筒数に応じて設計する必要があり、気筒数の異なるエンジン間では、カム軸およびクランク軸に装着するディスクまたはシグナルプレートの完全共通化は出来ていなかった。 As shown in the first conventional example and the second conventional example, in the conventional cylinder determination device for an internal combustion engine, the disc or signal plate mounted on the camshaft and the crankshaft needs to be designed according to the number of engine cylinders. However, between engines with different numbers of cylinders, the disc or signal plate to be mounted on the camshaft and crankshaft has not been made completely common.
本発明の目的は、例えば3気筒および4気筒用のカム軸およびクランク軸に装着するシグナルプレート形状を完全に共通化し、コスト面で有利かつ、可変バルブタイミング機構付きの3気筒および4気筒内燃機関のどちらにも適用可能な内燃機関の気筒判定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to make the signal plate mounted on the camshaft and crankshaft for, for example, 3 cylinders and 4 cylinders completely the same, which is advantageous in terms of cost, and is provided with a variable valve timing mechanism. It is an object of the present invention to provide a cylinder determination device for an internal combustion engine that can be applied to both.
前記目的は、カム軸に装着したカム信号プレートとクランク軸に装着したクランク信号プレート、及び、カム信号プレートとクランク信号プレートに各々対向して配置されたカム角センサとクランク角センサを備え、前記カム信号プレートは、3つの凹部群または凸部群を備え、該凹部群または凸部群の凹部または凸部の数は、それぞれ他の凹部群または凸部群の数と異なる数とし、該凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部と、隣り合う凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部との角度間隔がカム角度で90°の倍数となるような位置に凹部群または凸部群を配置し、該凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部と、隣り合う凹部群または凸部群中のうち他の一つの凹部または凸部との角度間隔がカム角度で120°の倍数となるような位置に凹部群または凸部群を配置すると共に前記クランク信号プレートが、所定のクランク角で不等間隔とし他のクランク角では等間隔となる凹部または凸部を備え、該不等間隔をクランク角180°毎の対向する位置に2箇所備え、該不等間隔部に基づく信号を前記クランク角センサにて検出する手段と、前記カム信号プレートに基づく信号をカム角センサにて検出する手段とを有し、前記不等間隔部に基づく信号と前記カム信号プレートに基づく信号とで気筒判定をすることを特徴する内燃機関の気筒判定装置。 The object includes a cam signal plate attached to the camshaft, a crank signal plate attached to the crankshaft, and a cam angle sensor and a crank angle sensor disposed to face the cam signal plate and the crank signal plate, respectively. The cam signal plate includes three concave group or convex group, and the number of concave parts or convex parts of the concave group or convex group is different from the number of the other concave group or convex group, respectively. Position at which the angular interval between one recess or projection in a group or projection group and one recess or projection in an adjacent recess group or projection group is a multiple of 90 ° in cam angle A concave group or a convex group, and one concave or convex part in the concave group or convex group, and another concave or convex part in the adjacent concave group or convex group. The angle interval is 12 cam angles A concave group or a convex group is arranged at a position that is a multiple of 0 °, and the crank signal plate has concave parts or convex parts that are unequally spaced at a predetermined crank angle and equally spaced at other crank angles. The unequal interval is provided at two positions opposite to each other at a crank angle of 180 °, the signal based on the unequal interval portion is detected by the crank angle sensor, and the signal based on the cam signal plate is A cylinder determination device for an internal combustion engine, wherein the cylinder determination is performed using a signal based on the unequal interval portion and a signal based on the cam signal plate.
エンジンの気筒判定装置は前記の如く構成することで、3気筒,4気筒エンジンでカム信号プレートおよびクランク信号プレートを完全に共通化でき、コスト面で非常に有利かつ、可変バルブタイミング機構付きの3気筒および4気筒内燃機関のどちらにも適用可能な内燃機関の気筒判定装置を提供する事ができる。 By configuring the engine cylinder determination device as described above, the cam signal plate and the crank signal plate can be made completely common in the three-cylinder and four-cylinder engines, which is very advantageous in terms of cost and has a variable valve timing mechanism. It is possible to provide a cylinder determination device for an internal combustion engine that can be applied to both a cylinder and a four-cylinder internal combustion engine.
以下、本発明のエンジンの気筒判定装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an engine cylinder determination device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の気筒判定装置が配備されたエンジンシステムの全体構成を示すものである。図1において、エンジン1は、シリンダ1aとピストン1bとを備え、該シリンダ1aの上部には、吸気管(吸気分岐管)4と排気管19とが接続されていると共に、吸気弁7と排気弁8,電子制御式の燃料噴射弁6、及び点火プラグ18が配備されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of an engine system in which the cylinder determination device of this embodiment is provided. In FIG. 1, an
前記吸気管4の上流には、エアクリーナ5と吸入空気の量を制御する絞弁を備えたスロットルボディ2が配置されている。該スロットルボディ2には、ISCバルブ21が付設されていると共に、スロットルセンサ17と圧力センサ16が備えられており、排気管
19には、O2 センサ11が備えられている。
An air cleaner 5 and a
前記エンジン1には、水温センサ12,クランク軸60に装着したクランク信号プレート51の信号を受けるクランク角センサ13、及び吸気カム軸62に装着したカム信号プレート15の信号を受けるカム角センサ14が配備されている。
The
燃料タンク30からの燃料は、燃料ポンプ31によって前記燃料噴射弁6に供給されるが、レギュレータ32で調圧されて燃料配管33を経て燃料噴射弁6に至り、該燃料噴射弁6で適正な噴射量で噴射される。
The fuel from the
吸気カム軸62には可変バルブタイミング機構41を設置している。可変バルタイミング機構41は可変バルブタイミング駆動回路40によって制御された油圧により進角制御を行う。可変バルブタイミング駆動回路40はエンジン制御装置(コントローラ)10からの信号に基づき可変バルブタイミング機構41に与える油圧を制御する。
A variable
コントローラ10は、スロットルセンサ17,圧力センサ16,O2 センサ11,水温センサ12,クランク角センサ13、及びカム角センサ14等の検出信号を入力すると共に、燃料噴射弁6,ISCバルブ21,点火コイル9を介して点火プラグ18、及び燃料ポンプ31に出力信号を発信している。22はバッテリー、23はコントローラ10に対するメインリレー、24は燃料ポンプリレーである。クランク角センサ13およびカム角センサ14は、図3に示すように、クランク信号プレート51およびカム信号プレート
15に設けられた突起が通過する毎に発生する磁界の変化αをとらえ、内部処理回路でβを生成し、コントローラ10に送る。
The
図2は、制御装置(コントローラ)10の内部構成を示したものであり、該制御装置
(コントローラ)10は、入力回路191,A/D変化部192,中央演算部193,
ROM194,RAM195、及び出力回路196を含んだコンピュータにより構成されている。入力回路191は、アナログ信号の場合、例えば、水温センサ12,スロットル開度センサ17等からの信号を受け付けて、該信号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をA/D変換部192に出力するためのものである。
FIG. 2 shows an internal configuration of the control device (controller) 10. The control device (controller) 10 includes an
The computer includes a
中央演算部193は、該A/D変換結果を取り込み、ROM194等の媒体に記憶された燃料噴射制御プログラムやその他の制御のための所定の制御プログラムを実行することによって、前記各制御及び診断等を実行する機能を備えている。なお、演算結果、及び、前記A/D変換結果は、RAM195に一時保管されると共に、該演算結果は、出力回路196を通じて制御出力信号197として出力され、燃料噴射弁6,点火コイル9,可変バルブタイミング駆動回路40等の制御に用いられる。一方、クランク角センサ13およびカム角センサ14の信号は、入力回路191で信号の有無を識別しHigh/Low 信号として、信号線198,199により、中央演算部193へ送る。中央演算部193では、信号線198の電圧レベルが、Low からHighに変化した時に、図3のγで示したタイミングで割り込み処理が行われる構成となっている。
The
図4は、本実施形態のクランク角センサ13とクランク信号プレート51、および、カム角センサ14とカム信号プレート15のエンジン1への装着状態の一例を示したものである。
FIG. 4 shows an example of the mounting state of the
エンジン1内に備えたピストン1bの上下運動はクランク軸60によって回転運動に変換され、クランク軸60に装着されたクランクプーリ69と、タイミングベルト68,吸気カムプーリ64,排気カムプーリ67で構成された伝達機構70により、クランク軸
60の1/2の回転数で吸気カム軸62,排気カム軸65を駆動し、前記吸気カム軸62に設けられている吸気カム63によって吸気バルブ7を開閉駆動し、並びに、前記排気カム軸65に設けられている排気カム66によって排気バルブ8を開閉駆動する。
The vertical movement of the
前記クランク軸60にはクランク信号プレート51が装着され、該クランク信号プレート51に対向する位置にクランク角センサ13を配設している。また、前記吸気カム軸
62にはカム信号プレート15が装着され、該カム信号プレート15に対向する位置にカム角センサ14を配設している。
A
吸気カム軸62には可変バルブタイミング機構41を設置しており、吸気カム軸62の進角制御を行う。
A variable
クランク軸60に装着された前記クランク信号プレート51は、図5で示すように、
180°CAの対向した所定の2箇所の位置に不等間隔の信号となる30°CAの歯欠部を持ち、その他の信号は10°CA毎の等間隔の信号である。また、クランク角センサ
13は、クランク信号プレート51に対向する位置に配設され、クランク軸60に装着したクランク信号プレート51が回転することで、前記クランク角センサ13が磁界の変化を検出する構成となっている。
The
There are toothless portions of 30 ° CA that are signals of unequal intervals at two opposite positions of 180 ° CA, and the other signals are signals of equal intervals every 10 ° CA. The
カム軸62に装着された前記カム信号プレート15は、図6で示すように、信号群15a,信号群15b,信号群15cを持つ構成としている。前記信号群15aの信号数は一つ、前記信号群15bの信号数は三つ、前記信号群15cの信号数は二つ備えており、それぞれの信号群は他の信号群と信号数が異なる構成としている。
As shown in FIG. 6, the
前記カム信号プレート15の各信号位置について具体的に説明する。信号群15aの信号に対して、信号群15cの信号15caはカム角で120°(クランク角では240°に相当(以下クランク角は「°CA」で表す))の位置に配置し、信号15cbはカム角で90°(180°CA)に位置に配置する。また信号群15aに対して、信号群15bの信号15baはカム角で120°(120°CA)の位置に配置し、信号15bcはカム角で180°(360°CA)の位置に配置する。信号群15bの信号15bbは、信号15baと信号15bcの間に各々カム角で30°(60°CA)の間隔を持って配置する。
Each signal position of the
カム角センサ14は、前記カム信号プレート15に対向する位置に配設され、カム軸
62に装着したカム信号プレート15が回転することで、前記カム角センサ14が磁界の変化を検出する構成となっている。
The
図7は、本実施形態のエンジンの気筒判定装置をエンジン1例えば4気筒又は3気筒に採用したときの各気筒の行程、クランク角センサ13の出力信号であるクランク信号,カム角センサ14の出力信号であるカム信号との関係を示したものである。
FIG. 7 shows the stroke of each cylinder, the crank signal that is the output signal of the
前記クランク角センサ13からのクランク信号は、前記クランク信号プレート51が
180°CA毎の位置に不等間隔(30°CA)の信号となる歯欠部を持ち、その他の信号は等間隔(10°CA)である。一方、前記カム角センサ14からのカム信号は、前記カム信号プレート15に設置された三つの信号群15a,15b,15cに応じて出力される。
The crank signal from the
前記クランク角センサ13からのクランク信号と前記カム角センサ14からのカム信号との位置構成は、前記クランク信号プレート51の180°CA毎の位置にある歯欠部に対して、前記カム信号プレート15の三つの信号群15a,15b,15cを図7に示すように前記クランク信号プレート51の歯欠部の間に位置するような構成とする。
The position of the crank signal from the
4気筒エンジンの場合、前記カム信号プレート15は、カム角信号15bcが4気筒エンジンの第1気筒(#1)圧縮行程上死点(TDC)に対して進角側に角度Aの位置で信号を発生するように設置する。カム信号15cbは、カム信号15bcに対して遅角側
180°CAの位置にある為、4気筒エンジンの第3気筒(#3)TDCに対して進角側に角度Aの位置で信号を発生する。同様にカム信号群15aの信号は、4気筒エンジンの第4気筒(#4)TDCに対して進角側に角度Aの位置で信号を発生する。
In the case of a four-cylinder engine, the
カム信号15bc,15cbおよびカム信号群15aの信号は、4気筒エンジンの#1,#3,#4のそれぞれのTDCに対して同一の角度差Aをもって発生する為、4気筒エンジンの可変バルブタイミング制御におけるカム角検出信号に最適である。
Since the cam signals 15bc and 15cb and the signal of the
3気筒エンジンの場合、前記カム信号プレート15は、カム信号15baが3気筒エンジンの#1TDCに対して進角側に角度Bの位置で信号を発生するように設置する。カム信号15caは、カム信号15baに対して遅角側240°CAの位置にある為、3気筒エンジンの#3TDCに対して進角側に角度Bの位置で信号を発生する。同様にカム信号群15aの信号は、3気筒エンジンの#2TDCに対して進角側に角度Bの位置で信号を発生する。
In the case of a three-cylinder engine, the
カム信号15ba,15caおよびカム信号群15aの信号は、3気筒エンジンの#1,#3,#2のそれぞれのTDCに対して同一の角度差Bをもって発生する為、3気筒エンジンの可変バルブタイミング制御におけるカム角検出信号に最適である。
Since the cam signals 15ba and 15ca and the signal of the
図8は本実施形態のエンジンの気筒判定装置における気筒判定の考え方を示したものである。 FIG. 8 shows the concept of cylinder determination in the engine cylinder determination apparatus of the present embodiment.
図7の説明で前述した通り、前記クランク角センサ13からのクランク信号と前記カム角センサ14からのカム信号との位置構成は、前記クランク信号プレート51の180°CA毎の位置にある歯欠部に対して、前記カム信号プレート15の三つの信号群15a,15b,15cを前記クランク信号プレート51の歯欠部の間に位置するような構成となっている。クランク信号およびカム信号を前記構成とすることにより、連続する前記クランク信号プレート51の歯欠部の間をカム信号数計測区間とし、前記カム信号群により入力されたカム信号の数を計測する。可変バルブタイミング機構を持たないエンジンでは、計測したカム信号数で気筒判定が可能である。しかし、可変バルブタイミング機構を有するエンジンでは、カム位置が最遅角および最進角の状態においても誤判定無く気筒判定を行わなければならない。
As described above with reference to FIG. 7, the position configuration of the crank signal from the
本実施形態のエンジンの気筒判定装置では、図8に示す通り、カム位置が最遅角の場合はカム信号群15a,15b,15cは歯欠部の間に位置している。しかし、カム位置が最進角の場合はカム信号群15bの信号15baが進角側に連続した隣のカム信号数計測区間をまたいでしまう。その為、1区間のカム信号数計測区間では、カム信号15baとカム信号群15aの信号のカム信号数が両方1カウントとなる為、どちらのカム信号かの区別がつかない。同様にカム信号群15bにおけるカム信号15ba以外の信号とカム信号群15cも、1区間のカム信号数計測区間では、カム信号数が両方2カウントとなる為、どちらのカム信号かの区別がつかない。1区間のカム信号数計測区間で気筒判定を実施しようとすると上記のような問題があるため、本実施形態のエンジンの気筒判定装置では、連続するカム信号数計測2区間のカム信号数の組合わせより気筒判定を行う構成とした。気筒判定の構成は、3気筒エンジンと4気筒エンジンは同様である。それにより可変バルブタイミング機構を有する3気筒および4気筒エンジンにおいても誤判定無く気筒判定が可能となる。
In the engine cylinder determination device of the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the cam position is the most retarded angle, the
図9は、本実施形態の気筒判定装置を実施する制御ブロック図である。 FIG. 9 is a control block diagram for implementing the cylinder determination device of the present embodiment.
クランク角センサ13のクランク信号は、入力処理手段210に入力されノイズ等が除去される。カム角センサ14のカム信号も入力処理手段220でノイズ等が除去される。入力されたクランク信号は、歯欠位置検出手段230によって歯欠位置検出信号に変換され、前記カム信号および前記歯欠位置検出信号は、カム信号カウント手段240に入力され、前記歯欠位置検出信号が入力されると、前記カム角信号を次の歯欠位置検出信号が入力されるまで、その数をカウントし、カウント信号を連続的に出力する。
The crank signal of the
4気筒エンジンの場合は、前記カウント信号は、連続的に32103210・・・・というように生成出力される。このように生成されたパターン化されたカウント信号が、カム信号カウント数記憶手段270に出力され、連続するカム信号数計測2区間分のカム信号カウント数が記憶される。記憶した連続するカム信号数計測2区間分のカム信号カウント数は気筒判定手段250に出力されて、気筒判定を実施する。気筒判定は、気筒判定基準格納手段260であらかじめ定めているパターンデータを取り出し、前記カウント信号数と対比し、一致するか否かを確認することで実施される。 In the case of a four-cylinder engine, the count signal is continuously generated and output as 32103210. The patterned count signal generated in this way is output to the cam signal count number storage means 270, and the cam signal count number for two consecutive cam signal number measurements is stored. The stored cam signal counts for the two consecutive cam signal number measurements are output to the cylinder determining means 250 to perform cylinder determination. The cylinder determination is performed by taking out pattern data set in advance by the cylinder determination reference storage means 260 and comparing it with the number of count signals to check whether they match.
図10に歯欠位置検出手段230の歯欠検出方法について示す。 FIG. 10 shows a tooth missing detection method of the tooth missing position detecting means 230.
歯欠位置は、図10に示すようにクランク信号BTDC105°CA信号からBTDC75°CA信号の間に位置する。歯欠位置検出は、クランク信号BTDC105°CA信号からBTDC75°CA信号間の時間t2および歯欠位置前後のクランク信号間時間
t3およびt1を比較して行う。具体的には式1および式2のAND条件で歯欠位置を判定する。
The tooth missing position is located between the
t2/t1>A1 式1
t2/t3>A2 式2
t1:最新のクランク信号間時間
t2:前回のクランク信号間時間
t3:前々回のクランク信号間時間
前記A1およびA2は、2程度の値をとる。つまり角度比で換算すると、t1は10°、t2は30°、t3は10°となり、t2/t1=t2/t3=3となり、前記A1およびA2を2とすれば、歯欠位置の検出が可能である。
t2 / t1>
t2 / t3>
t1: Time between latest crank signals
t2: Time between previous crank signals
t3: Time between crank signals of the last time A1 and A2 take a value of about 2. In other words, when converted by the angle ratio, t1 is 10 °, t2 is 30 °, t3 is 10 °, t2 / t1 = t2 / t3 = 3, and if A1 and A2 are set to 2, detection of the tooth missing position is possible. Is possible.
図11は、本実施形態のエンジンの気筒判定装置を4気筒および3気筒エンジン1に採用したときの各気筒の行程,クランク信号,カム信号,歯欠検出位置,歯欠位置間のカム信号カウント数の関係を示したものである。
FIG. 11 shows the stroke of each cylinder, the crank signal, the cam signal, the missing tooth detection position, and the cam signal count between the missing tooth positions when the cylinder determining device of the engine of this embodiment is adopted in the four-cylinder and three-
前述した方法で検出された歯欠検出の位置間に入力される前記カム信号カウント信号は、カム位置が最遅角状態では連続的に32103210・・・・というように生成出力され、カム位置が最進角状態では連続的に22112211・・・・というように生成出力される。また気筒判定区間は連続するカム信号数計測2区間であり、クランク角度にすると360°CAである。 The cam signal count signal that is input between the tooth missing detection positions detected by the above-described method is continuously generated and output as 32103210... When the cam position is in the most retarded state. In the most advanced angle state, 2212211... Are continuously generated and output. Further, the cylinder determination section is a continuous cam signal number measurement two section, which is 360 ° CA in terms of a crank angle.
図12は4気筒エンジンの場合の気筒判定基準を示したものである。 FIG. 12 shows the cylinder determination criteria in the case of a four-cylinder engine.
図12に示したように、前回のカム信号カウント数が3又は2かつ今回のカム信号カウント数が2の場合は#3の圧縮行程、前回のカム信号カウント数が2かつ今回のカム信号カウント数が1の場合は#4の圧縮行程、前回のカム信号カウント数が1かつ今回のカム信号カウント値が0又は1の場合は#2の圧縮行程、前回のカム信号カウント数が0または1かつ今回のカム信号カウント数が3または2の場合は#1の圧縮行程にあると判定する。 As shown in FIG. 12, when the previous cam signal count is 3 or 2 and the current cam signal count is 2, the compression process of # 3, the previous cam signal count is 2 and the current cam signal count When the number is 1, the compression stroke of # 4, when the previous cam signal count is 1 and the current cam signal count is 0 or 1, the compression stroke of # 2, the previous cam signal count is 0 or 1 If the current cam signal count is 3 or 2, it is determined that the compression stroke is # 1.
図13は3気筒エンジンの場合の気筒判定基準を示したものである。 FIG. 13 shows the cylinder criteria for a three-cylinder engine.
図13に示したように、前回のカム信号カウント数が3又は2かつ今回のカム信号カウント数が2の場合は#3の圧縮行程、前回のカム信号カウント数が2かつ今回のカム信号カウント数が1の場合は#2の吸気行程、前回のカム信号カウント数が1かつ今回のカム信号カウント値が0又は1の場合は#2の圧縮行程、前回のカム信号カウント数が0または1かつ今回のカム信号カウント数が3または2の場合は#1の圧縮行程にあると判定する。 As shown in FIG. 13, when the previous cam signal count is 3 or 2 and the current cam signal count is 2, the compression process of # 3, the previous cam signal count is 2 and the current cam signal count If the number is 1, # 2 intake stroke, if the previous cam signal count number is 1 and the current cam signal count value is 0 or 1, # 2 compression stroke, the previous cam signal count number is 0 or 1 If the current cam signal count is 3 or 2, it is determined that the compression stroke is # 1.
図14は、吸気カムと排気カムの両方に可変バルブタイミング機構を装着した場合の例を示したものである。 FIG. 14 shows an example in which variable valve timing mechanisms are mounted on both the intake cam and the exhaust cam.
排気カム信号群15a′,15b′,15c′は、吸気カム信号群15a,15b,
15cと同一信号形状とし、かつ吸気カム信号群15a,15b,15cと同一に対して進角側に180°CA位相差をもった位置に配置する構成とする。気筒判定の考え方は、前回と今回のカム信号カウント数の組合わせの変わりに排気カム信号と吸気カム信号の信号カウント数の組合わせを利用したものである。カム信号数計測1区間の吸気カム信号カウント数と排気カム信号カウント数の組合わせで気筒判定が実施できる為、吸気カム信号のみの構成と比較して気筒判定の早期化が実現できる。
The exhaust
The signal shape is the same as that of the intake
なお、クランク角センサ13で検出したクランク信号は、コントローラ10においてエンジンの失火診断の信号として使用することも可能である。
Note that the crank signal detected by the
1…エンジン、2…スロットルボディ、3…コレクタ、4…吸気分岐管、5…エアクリーナ、6…燃料噴射弁、7…吸気弁、8…排気弁、9…点火コイル、10…制御装置(コントローラ)、13…クランク角センサ、14…カム角センサ、15…カム信号プレート、32…燃圧調整弁(プレッシャーレギュレータ)、51…クランク信号プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記カム信号プレートは、3つの凹部群または凸部群を備え、該凹部群または凸部群の凹部または凸部の数は、それぞれ他の凹部群または凸部群の数と異なる数とし、該凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部と、隣り合う凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部との角度間隔がカム角度で90°の倍数となるような位置に凹部群または凸部群を配置し、該凹部群または凸部群中のうち一つの凹部または凸部と、隣り合う凹部群または凸部群中のうち他の一つの凹部または凸部との角度間隔がカム角度で120°の倍数となるような位置に凹部群または凸部群を配置すると共に、
前記クランク信号プレートが、所定のクランク角で不等間隔とし、他のクランク角では等間隔となる凹部または凸部を備え、該不等間隔をクランク角180°毎の対向する位置に2箇所備えた内燃機関の気筒判別装置であって、
該不等間隔部に基づく信号を前記クランク角センサにて検出する手段と、前記カム信号プレートに基づく信号をカム角センサにて検出する手段とを有し、
連続する二つのクランク信号不等間隔部間で検出されるカム角センサの信号数と、更にその次に連続するクランク信号不等間隔部間で検出されるカム角センサの信号数との組合わせに基づき気筒判定を行うことを特徴とする気筒判定装置。 A cam signal plate mounted on the camshaft, a crank signal plate mounted on the crankshaft, and a cam angle sensor and a crank angle sensor disposed opposite to the cam signal plate and the crank signal plate,
The cam signal plate includes three concave group or convex group, and the number of concave parts or convex parts of the concave group or convex group is different from the number of other concave group or convex group, respectively, The angle interval between one recess or projection in the recess group or projection group and one recess or projection in the adjacent recess group or projection group is a multiple of 90 ° in cam angle. A concave group or a convex group is disposed at a position, and one concave or convex part among the concave group or convex group, and another concave or convex part among adjacent concave groups or convex groups, and The concave group or the convex group is arranged at a position where the angular interval is a multiple of 120 ° in the cam angle,
The crank signal plate is provided with recesses or projections that are unequally spaced at a predetermined crank angle and are equally spaced at other crank angles, and the unequal interval is provided at two opposing positions at every crank angle of 180 °. A cylinder discrimination device for an internal combustion engine,
Means for detecting a signal based on the non-uniformly spaced portion with the crank angle sensor; and means for detecting a signal based on the cam signal plate with a cam angle sensor;
Combination of the number of cam angle sensor signals detected between two consecutive crank signal unequal intervals and the number of cam angle sensor signals detected between the next consecutive crank signal unequal intervals Cylinder determination device that performs cylinder determination based on
t2/t1>A1 式1
t2/t3>A2 式2
t1:最新のクランク信号間時間
t2:前回のクランク信号間時間
t3:前々回のクランク信号間時間 In the cylinder determining device, means for storing time intervals of crank signals generated and detected based on the crank signal plate as t3, t2 and t1 for each generation order, and using the t3, t2 and t1, the following formula: 2. The cylinder determination device according to claim 1, wherein unequally spaced positions of the crank signal are identified by an AND condition of 1 and Formula 2.
t2 / t1> A1 Formula 1
t2 / t3> A2 Formula 2
t1: Time between latest crank signals
t2: Time between previous crank signals
t3: Time before the crank signal
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