JPH03115759A - 内燃機関用気筒識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転信号発生器からの複数の位置信号に基
づいて各気筒の動作位置を識別する内燃機関用気筒識別
装置に関し、特に回転信号発生器の構成を簡略化してコ
ストダウンを実現した内燃機関用気筒識別装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来より、自動車等の内燃機関は、複数の気筒（例えば
、４気筒）により数１００ｒｐ鴇〜数１０００ｒｐ論程
度で回転駆動されている。４気筒の場合、各気筒は、駆
動軸（クランク軸）に対しては１／２周期分ずつ位相が
ずれて連結されているが、クランク軸の２回転に対して
、吸気、圧縮、爆発及び排気の４サイクルが行なわれる
ため、各気筒毎の駆動周期を制御するカム軸に対しては
、１／４周期ずつ動作位置の位相がずれている。

このような内燃機関においては、各気筒毎に、イグナイ
タによる点火時期や、インジェクタによる燃料噴射時期
等を電子的に制御するために、内燃機関の回転に同期し
た気筒毎の位置信号を生成し、この位置信号に基づいて
各気筒の動作位置を識別する必要がある。通常、各気筒
の基準位置に対応した位置信号を発生する手段としては
、内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転を検出する回
転信号発生器が用いられている。

第４図は一般的な内燃機関用気筒識別装置を示すブロッ
ク図であり、図において、（８）は各気筒に対応した位
置信号りを発生する回転信号発生器、くっ）は位置信号
りを取り込むためのインターフェース回路、（１０）は
インターフェース回路く９）を介して入力される位置信
号りを処理して気筒の動作位置を識別するマイクロコン
ピュータである。

第５図は従来の内燃機関用気筒識別装置に用いられる回
転信号発生器（８）の具体的構成例を示す斜視図であり
、第６図は回転信号発生器（８）に設けられる位置信号
発生部を示す回路図である。

第５図において、（１）は内燃機関と同期して回転する
回転軸であり、例えば、内燃機関（又は成る１つの気筒
）の動作の１周期に同期して１回転するカム軸に連結さ
れている。

（２）は回転軸（１）に取り付けられた回転円板であり
、各気筒毎の基準位置く所定回転角度）に対応する位置
、並びに、特定気筒の基準位置に対応する位置に、複数
のスリット状の窓（３ａ）及び（３ｂ）が設けられてい
る。ここでは、内燃機関が４気筒の場合を示し、外周部
に沿って４箇所に設けられた窓（３ａ）に関しては、回
転方向く矢印）に対して前方側の一端が各気筒毎の第１
の基準位置に対応し、後方側の一端が第２の基準位置に
対応している。

又、内周部の１箇所に設けられた窓（３ｂ）は、１つの
特定気筒（第１気筒）のみの窓（３ａ）に対応して配置
され、窓（３ａ）に対して位相差を有している。

（４ａ）及び（４ｂ）は各窓（３ａ）及び（３ｂ）にそ
れぞれ対向するように配置された一対の発光ダイオード
、（５ａ）及び（５ｂ）は各発光ダイオード（４ａ）及
び（４ｂ）からの出力光を窓（３ａ）及び（３ｂ）を通
して受光するように配置された一対のフォトダイオード
である。

これら発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）とフォトダ
イオード〈５ａ〉及び（５ｂ）は、２組のフォトカブラ
を構成している。

第６図において、発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）
並びにフォトダイオード（５ａ）及び（５ｂ）は、代表
的に（４）及び（５）として示されており、一方のフォ
トカブラのみが図示されている。（６）はフォトダイオ
ード（５）からの出力信号を増幅する増幅回路、く７）
は増幅回路（６）の出力端子にベースが接続されたオー
プンコレクタ（エミッタ接地）の出力トランジスタであ
る。出力トランジスタ（７）のコレクタ端子は、インタ
ーフェース回路（９）（第４図参照）に接続されている
。

次に、第７図の波形図を参照しながら、第４図〜第６図
に示した従来の内燃機関用気筒識別装置の動作について
説明する。

内燃機関の回転に伴って回転軸（１）が回転して回転円
板く２）が回転すると、回転信号発生器く８）からは、
窓（３ａ）及び（３ｂ）を挾んで対向配置された２組の
フォトカブラの各フォトダイオード〈５ａ）及び（５ｂ
）により、窓（３ａ）及び（３ｂ）を構成するスリット
の前方端で立ち上がり且つ後方端で立ち下がる２種類の
位置信号し、及びＬ２（第７図参照）が出力される。

第７図において、窓（３ａ）に基づいて得られる第１の
位置信号Ｌ１は、ＳＧＴと呼ばれるクランク角基準信号
であり、＃１〜＃４の各気筒毎の所定クランク角度で反
転する。ここで、各クランク角基準信号し、の立ち上が
りは、各気筒毎のクランク角度０°の位ＩＴＤＣ−上死
点）から７５°手前の第１の基準位置Ｂ７５°を示し、
立ち下がりは、ＴＤＣから５°手前の第２の基準位置Ｂ
５°を示す。通常、第１の基準位置Ｂ７５°は制御の基
準角度に相当し、第２の基準位？ＷＢ５°はイニシャル
点火角度に相当する。

又、窓（３ｂ）に基づいて得られる第２の位置信号Ｌ２
は、ＳＧＣと呼ばれる気筒識別信号であり、特定の＃１
気筒の信号発生時に出力され、＃１気筒を識別するため
に用いられる。

各気筒毎の動作位置は、カム軸の１周期（クランク軸の
２周期分即ち７２０°に相当する）に対して１／４周期
ずつずれており、クランク軸の１周期に対して１／２周
期（１８０°）ずつずれている。又、各気筒は、周知の
ように、＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順
に動作する。

一方、気筒識別信号Ｌ２は、特定の＃１気筒に対応する
クランク角基準信号し、の立ち上がりより手前で立ち上
がり、且つこの位置信号Ｌ１の立ち下がりより後で立ち
下がるように設定される。

こうして得られた２種類の位置信号り、及びＬ　２は、
インターフェース回路（９）を介してマイクロコンピュ
ータ（１０）に入力される。そして、第２の位置信号Ｌ
　２に基づいて特定の＃１気筒を識別すると共に、第１
の位置信号Ｌ　、に基づいて＃２〜＃４の各気筒の動作
位置を識別し、点火時期や燃料噴出等の制御演算を行う
。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の内燃機関用気筒識別装置は以」二のように、２種
類の位置信号り、及びＬ２即ちクランク角基準信号ＳＧ
Ｔ及び気筒識別信号ＳＧＣを得るために、２組のフォト
カブラを用いて２系統の信号を発生しているので、構成
が複雑となり、コストアップを招くという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解決するなめになされ
たもので、１系統の信号のみで２種類の位置信号を得て
特定気筒を識別することにより、コストダウンを実現し
た内燃機関用気筒識別装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る内燃機関用気筒識別装置は、回転信号発
生器が、各気筒の第１の基準位置及びイニシャル点火位
置近傍の第２の基準位置にそれぞれ対応する第１の位置
信号を発生すると共に、特定気筒のみの第１の位置信号
に続いて、第１の位置信号のパルスより短いパルスから
なる第２の位置信号を発生するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、特定気筒の第２の基準位置を表わ
す第１の位置信号に続いて第２の位置信号を発生させ、
各位置信号のパルス幅に基づいて、計算により特定気筒
の動作位置を識別する。

し実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に用いられる回転信号発生器を
示す斜視図であり、（１）、（２）、（３ａ）、（４）
及び（５）は前述と同様のものである。

発光ダイオード（４）及びフォトダイオード（５）は１
組のフォトカブラを構成している。又、（３ｂ’　）は
窓（３ｂ）に対応した特定気筒識別用の窓てあり、基準
クランク角度検出用の窓（３ａ）と同じ円周上に位置し
ている。

この場合、特定気筒識別用の窓（３ｂ’　）は、特定気
筒の第１及び第２の基準位置を示す窓（３ａ）に続いて
配置されており、これにより、１系統のフォトカブラで
第１及び第２の位置信号Ｌ１及びＬ２を得るようにした
点を除けば、第５図と同様の構成である。尚、装置全体
の構成及び位置信号発生部の構成は、それぞれ第４図及
び第６図に示した通りである。

次に、第２図の波形図及び第３図のフローチャート図を
参照しながら、第１図に示したこの発明の一実施例によ
る回転信号発生器の動作について説明する。

まず、前述と同様に、回転円板（２）が矢印方向に回転
すると、各窓（３ａ）及び（３ｂ”Ｉに対向した発光ダ
イオード（４）及びフォトダイオード（５）により、回
転信号発生器（８）からは、第２図のように連続的な第
１及び第２の位置信号り、及びＬ　２　’が発生する。

ここで、第２の位置信号Ｌ２’の立ち下がりは、例えば
、特定気筒に対してＡ５°と呼ばれるＴＤＣから５°後
の基準位置に対応している。

次に、マイクロコンピュータ（１０）（第４図参照）は
、回転信号発生器（８）からインターフェース回路（９
）を介して、第２図のように１系統の信号として送出さ
れてくる各位置信号Ｌ（Ｌ、及びＬ２′）を識別するた
め、各位置信号のハイレベル期間（パルス幅）を及び立
ち上がり周期（パルス間隔）Ｔを計算しくステップＳｔ
）、更に、ステップＳ１で得られた値に基づいて、各パ
ルスのデユーティ（Ｌ／Ｔ）を計算する（ステップＳ２
）。そして、ステップＳ２における計算結果に基づいて
、前回データ（ｔ／　Ｔ　）ｎ−１と今回データ（ｔ／
Ｔ）ｎとの差の絶対値をとり、この値が所定値αより大
きいか否かを判定する（ステップＳ３）。

もし、第２図中のｔｌ及びＴ、からｔ２及びＴ２のよう
に、デユーティ（ｔ／Ｔ）が大きく変化した場合は、比
率データ差の絶対値が所定値αより大きいと判定され、
特定の＃１気筒であることが識別される。

従って、特定気筒を表わすフラグがマイクロコンピュー
タ（１０）内のレジスタにセットされた後（ステップＳ
４）、リターンして気筒識別動作を終了する（ステップ
Ｓ５）。尚、ステップＳ３において、デユーティ差の絶
対値が所定値α以下と判定された場合は、直ちにリター
ンして（ステップＳ５）、従来装置と同様に、特定気筒
を基準とした第１の位置信号Ｌ１に基づいて、＃３気筒
、＃４気筒及び＃２気筒が順次識別される。

こうして、各気筒に対応した位置信号Ｌ１を認識するこ
とにより、例えば、所定の最適タイミングで、各気筒の
イグニションコイルを通電遮断することができる。この
とき、特定気筒識別用の第２の位置信号し２′が、第１
の位置信号Ｌ１の立ち下がりの後に発生し、イニシャル
点火位１Ｗ（１３５°）の後に設定されているので、内
燃機関のクランキング時（モータ駆動によるクランク起
動時）において、第２図に示す位置信号りがそのままイ
グニションコイルの通電遮断（立ち下がりで点火）に用
いられ、特定気筒識別用の第２の位置信号Ｌ　２　′で
イグニションコイルの通電遮断が行われたとしても、第
１の位置信号り、により正規のイニシャル点火された後
であるため内燃機関の始動不良が生しることはない。

尚、上記実施例では、ステップＳ２において各位置信号
のパルスデューティ（ｔ／　Ｔ　＞を計算したが、ロー
レベル期間（Ｔ　−ｔ＞に対するハイレベル期間ｔの比
率［ｔ／　（Ｔ　−ｔ＞］を計算してもよい。この場合
、パルス間隔の変動による周期差が大きくなり、特定気
筒の検出感度が更に向上する。

［発明の効果］ 以、トのようにこの発明によれば、１系統の回転信号か
ら、各気筒の第１の基準位置及びイニシャル点火位置近
傍の第２の基準位置にそれぞれ対応する第１の位置信号
と、特定気筒のみの第１の位置信号に続く、第１の位置
信号のパルスより短いパルスからなる第２の位置信号と
を発生させ、各位置信号のパルス幅に基づいて、デユー
ティ比率等の計算により特定気筒の動作位置を判定する
ようにしたので、回転信号発生器の構成を簡略化してコ
ストダウンを実現した内燃機関用気筒識別装置が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いられる回転信号発生
器を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例において
生成される位置信号を示す波形図、第３図はこの発明の
一実施例による気筒識別動作を説明するためのフローチ
ャート図、第４図は一般的な内燃機関用気筒識別装置を
示すブロック図、第５図は従来の内燃機関用気筒識別装
置に用いられる回転信号発生器を示す斜視図、第６図は
一般的な回転信号発生器に設けられる位置信号発生部を
示す回路図、第７図は従来の内燃機関用気筒識別装置に
おいて生成される位置信号を示す波形図である。 （８）・・・回転信号発生器 Ｂ７５°・・・第１の基準位置 Ｂ５°・・・第２の基準位置 Ｌｌ・・・第］の位置信号 Ｌ　ｘ　’・・・第２の位置信号 Ｓ３・・・特定気筒を判定するステップ尚、図中、同一
符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関を回転駆動するための複数の気筒と、これら気
   筒のそれぞれに対応した位置信号を発生する回転信号発
   生器とを備え、前記位置信号に基づいて前記各気筒の動
   作位置を識別する内燃機関用気筒識別装置において、 前記回転信号発生器は、前記内燃機関の回転に同期して
   、前記各気筒の第１の基準位置及びイニシャル点火位置
   近傍の第２の基準位置にそれぞれ対応する第１の位置信
   号を発生すると共に、特定気筒に対応する前記第１の位
   置信号に続いて、前記第１の位置信号のパルスより短い
   パルスからなる第２の位置信号を発生することを特徴と
   する内燃機関用気筒識別装置。