JPH0541266Y2

JPH0541266Y2 -

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Publication number: JPH0541266Y2
Application number: JP1987080373U
Authority: JP
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1993-10-19
Anticipated expiration: 2002-05-27
Also published as: JPS63190570U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、多気筒内燃機関の気筒識別装置に関
し、特に、点火行程にある任意の気筒番号を確実
に識別できる内燃機関の気筒識別装置に関する。

（従来の技術）近時、多気筒内燃機関の点火装置は、機械的な
ポイント開閉装置の代わりに電気的に気筒のクラ
ンク角位置を検出するクランク角検出装置を備
え、これによつて各気筒の点火プラグへ点火配電
を行つている。

従来のこの種のクランク角検出装置としては、
例えば、実開昭60−148909号公報に記載のものが
あり、第６図のように示される。この装置では、
クランク軸１００と同期回転する回転円板１０１
に、各気筒の上死点にそれぞれ対応する気筒検出
用スリツト１０２〜１０７が設けられており、こ
の回転円板１０１を挟むように光電ピツクアツプ
（図示せず）が配設されたものである。そして、
回転円板１０１のスリツトのうち、特定のスリツ
ト、例えば第１気筒に対応するスリツト１０２の
角度幅を他よりも大きく形成し、このスリツト１
０２で検出される第１気筒の気筒信号のみを幅広
の信号とすることにより、第１気筒を基準として
残りの気筒の気筒信号をシーケンシヤルに検出
し、これに基づいて各気筒毎に順次点火配電が行
われるものである。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の装置にあつて
は、特定の気筒（例えば、第１気筒）を識別し、
この気筒を基準として他の気筒の点火順のタイミ
ングを検出する構成となつていたため、４気筒内
燃機関のグループ配電用には適しているものの、
６気筒内燃機関に使用すると問題がある。すなわ
ち、クランキング開始直後では大きいスリツトに
対応する特定の気筒信号（例えば、第１気筒）が
検出されるまで、他のスリツトに対応する気筒信
号が検出されても、これが何番目の気筒のものか
判別できず、これらの気筒に配電することができ
ない。また、特定の気筒信号が検出された以降
は、この信号を基準として他の気筒の判別も可能
となるが、この場合、特定の気筒信号の検出を待
つこととなり、クランキング開始直後の始動性が
悪化する。

あるいは、このような不具合を改善するものと
して第７図に示すようなクランク角検出装置があ
る。この装置では、特定の気筒に対応するスリツ
ト１１０の幅を広げてこのスリツト１１０で検出
されるパルス幅を他の気筒のものと異ならせると
ともに、他の気筒に対応するスリツト１１１〜１
１５を３グループに分けて各グループ毎にスリツ
ト幅を異ならせ、１サイクル期間で４種類のパル
ス幅の気筒信号が出力されるようにして、気筒の
識別能力を改善している。

しかし、このような装置にあつては、クランキ
ング開始直後にグループ内の何れかの気筒が点火
順となつた場合、これらを識別することは不可能
であり、一時的にグループ内の２つの気筒に同時
に配電することとなる。したがつて、第８図に示
すように点火順でない気筒にも配電が行われてム
ダ火となり、点火時期調整の妨げや、吸気行程で
着火するバツクフアイアおよび排気行程で排気中
の未然混合気に着火するアフターフアイアが生じ
やすくなり、機関の始動性を悪化させてしまう。

（考案の目的）そこで本考案は、気筒毎に異なるパルス幅の気
筒信号を発生し、このパルス幅を計測して気筒毎
の個別識別を行うとともに、所定の走行状態では
該個別識別によつて識別された気筒を基準として
シーケンシヤル識別を行い、さらに、所定のイン
ターバル毎にシーケンシヤル識別から個別識別へ
と強制的に移行させることにより、点火行程にあ
る気筒を確実に識別する内燃機関の気筒識別装置
を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）本考案による内燃機関の気筒識別装置は上記目
的達成のため、その基本概念図を第１図に示すよ
うに、多気筒内燃機関の回転に伴い、所定の単位
クランク角毎に単位角信号を出力する単位信号発
生手段ａと、多気筒内燃機関の回転に伴い、気筒
毎に異なるパルス幅の気筒信号を出力する気筒信
号発生手段ｂと、車両の走行状態を検出する走行
状態検出手段ｃと、走行状態検出手段ｃの検出結
果に基づいて車両の走行距離若しくは走行時間を
演算手段ｄと、該演算手段ｄの演算結果に基づい
て一定走行距離若しくは一定走行時間毎に所定の
指令信号を出力する指令手段ｅと、気筒信号入力
時の単位角信号を計測する単位角信号計測手段ｆ
と、多気筒内燃機関が所定の低中回転域にあると
きおよび前記指令信号が出力されたとき、単位角
信号計測手段ｆの計測結果に基づいて点火行程に
ある気筒を個別に識別する個別識別手段ｇと、多
気筒内燃機関が所定の低中回転域から外れ、かつ
前記指令信号が出力されていないとき、個別識別
手段ｇにより既に識別された気筒番号を基準とし
て以降の点火行程となる気筒をシーケンシヤルに
識別するシーケンシヤル識別手段ｈと、を備えて
いる。

（作用）本考案では、多気筒内燃機関の回転に伴つて、
所定の単位クランク角毎の単位角信号と気筒毎に
異なるパルス幅の気筒信号とが出力されるととも
に、多気筒内燃機関が所定の低中回転域にあると
き、あるいは車両の走行距離若しくは走行時間が
所定値となつたとき、単位角信号に基づいて気筒
信号のパルス幅が計測されて点火行程にある気筒
が個別に識別され、また、該機関が所定の低中回
転域以外にあり、該距離若しくは時間が所定値以
内にあるときは、個別識別によつて識別された気
筒を基準としてシーケンシヤル識別が行われる。
したがつて、点火行程にある任意の気筒が確実に
識別される。

（実施例）以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２〜５図は本考案に係る内燃機関の気筒識別
装置の一実施例を示す図であり、６気筒内燃機関
に適用した例である。なお、本実施例では各気筒
のそれぞれを＃1cyl〜＃6cylで表し、また、各気
筒の点火順を＃1cyl→＃5cyl→＃3cyl→＃6cyl→
＃2cyl→＃4cylとする。

まず、構成を説明する。第２図において、１は
エンジンであり、吸入空気AIRはエアクリーナ
（図示せず）からスロツトルチヤンバ２を経て、
インテークマニホールド３の各ブランチより各気
筒の燃焼室４に供給され、燃料は噴射信号S_tiに
基づき各気筒毎に設けられたインジエクタ５によ
り噴射される。また、吸入空気AIRの流量は、エ
アフローメータ６により検出され、吸入空気量信
号Qaとして出力される。

各気筒には点火プラグ７が装着され、点火プラ
グ７はイグニツシヨンコイル８の２次側に接続さ
れる。上記点火プラグ７およびイグニツシヨンコ
イル８は気筒数（本実施例では６気筒）分設けら
れており、各イグニツシヨンコイル８の１次側に
供給される点火パルスP_LS＃ｉ（但し、ｉは気筒番
号１〜６を表す、以下同様）に基づいて各点火プ
ラグ７が放電し、気筒内の混合気が着火、爆発し
て排気となつて排出される。

一方、エンジン１のシリンダヘツド９には、カ
ムシヤフト１１が設けられており、カムシヤフト
１１は図示しないクランクシヤフトによつて駆動
され、このクランクシヤフトの１回転に対して1/
２回転となるように設定されている。カムシヤフ
ト１１には気筒毎にカム１２，１３が取付けら
れ、これらのカム１２，１３はカムシヤフト１１
と一体に回転して各気筒の吸気バルブ１４および
排気バルブ１５の弁開閉を制御する。すなわち、
クランクシヤフトの２回転（720°CA，CA：クラ
ンク角度）で各気筒の吸気バルブ１４および排気
バルブ１５が４サイクルの行程に合わせて開閉
し、一行程を完了させる。

また、カムシヤフト１１にはクランク角センサ
２０が取付けられ、このクランク角センサ２０は
回転円板２１および光電ピツクアツプ２２から構
成されている。この回転円板２１は上記カムシヤ
フト１１に固定されて一体回転する。したがつ
て、回転円板２１はクランクシヤフトの２回転に
対して１回転し、かつ、クランクシヤフトと同期
回転する。さらに、この回転円板２１には、第３
図に示すように、クランク角度検出用スリツト２
３と各気筒に対応する気筒検出用スリツト２４〜
２９（本実施例では６気筒であるから６個）が設
けられている。クランク角度検出用スリツト２３
は、回転円板２１の外周部に円周方向に沿つて形
成され、クランクシヤフトのクランク角度で1°毎
に同一ピツチで設けられている。したがつて、回
転円板２１の外周部には合計360個のクランク角
度検出用のスリツト２３が設けられている。ま
た、回転円板２１には、＃1cyl，＃5cyl，
＃3cyl，＃6cyl，＃2cyl，＃4cylの各気筒検出用
スリツト２４〜２９が点火順序に沿うように回転
円板２１の反回転方向に従つて60°間隔で設けら
れている。各気筒検出用スリツト２４〜２９の角
度幅は、第１気筒検出用スリツト２４が48°CA、
第５気筒検出用スリツト２５が40°CA、第３気筒
検出用スリツト２６が32°CA、第６気筒検出用ス
リツト２７が24°CA、第２気筒検出用スリツト２
８が16°CA、第４気筒検出用スリツト２９が
8°CAとなるよう形成されている。さらに各々の
気筒検出用スリツト２４〜２９は各気筒の上死点
前110°CAの位置に設けられている。したがつて、
本実施例では、第１気筒検出用スリツト２４の角
度幅が最も大きく形成され、以下、第５、第３、
第６、第２、第４気筒検出用スリツト２９の順で
角度幅が狭くなるように形成されている。

再び、第２図において、光電ピツクアツプ２２
は回転円板２１を挟むように設けられており、こ
の光電ピツクアツプ２２は、例えば発光ダイオー
ドと受光ダイオードとにより構成され、クランク
角度検出用スリツト２３および気筒検出用スリツ
ト２４〜２９の上方に発光ダイオードが、それら
の下方に受光ダイオードが配設されている。した
がつて、イグニツシヨンキーをオンにすると発光
ダイオードが受光ダイオードにめがけて発光し、
エンジンのクランキングとともに回転円板２１が
回転し、各スリツト２３と２４〜２９の動きに伴
つて投光、遮光が連続的に繰り返される。そし
て、所定の単位クランク角毎となる1°CA毎の単
位角信号POSおよび気筒毎に異なるパルス幅の
気筒信号Refが、光電ピツクアツプ２２から出力
される。したがつて、上記クランク角センサ２０
は単位信号発生手段および気筒信号発生手段とし
ての機能を有している。

車速センサ３０は走行状態検出手段としての機
能を有し、例えば、スピードメータケーブルと連
動して回動する磁石と、これの近傍に配され磁力
によりON／OFFするリードスイツチからなり、
車速Ｖに比例して周波数が変化するパルス列の車
速信号V_SPを出力する。

コントロールユニツト５０は、車両走行距離若
しくは走行時間を演算する演算手段、一定走行距
離若しくは一定走行時間毎に所定の指令信号を出
力する指令手段、および、気筒信号入力時の単位
角信号を計測する単位角信号計測手段としての機
能を有するとともに、前記内燃機関が所定の低中
回転域にあるときおよび前記指令信号が出力され
たとき、単位角信号計測手段の計測結果に基づい
て点火行程にある気筒を個別に識別する個別識別
手段、並びに、前記内燃機関が所定の低中回転域
から外れ、かつ前記指令信号が出力されていない
とき、個別識別手段により既に識別された気筒番
号を基準として以降の点火行程となる気筒をシー
ケンシヤルに識別するシーケンシヤル識別手段と
しての機能を有している。このコントロールユニ
ツト５０は、CPU５１，ROM５２，RAM５３
およびＩ／Ｏポート５４により構成される。

CPU５１はROM５２に書き込まれているプロ
グラムに従つてＩ／Ｏポート５４より必要とする
外部データを取り込んだり、またRAM５３との
間でデータの授受を行つたりしながらエンジンの
燃焼制御（例えば、点火行程気筒判別等）に必要
な処理値を演算し、必要に応じて処理したデータ
をＩ／Ｏポート５４へ出力する。Ｉ／Ｏポート５
４には上記エアフローメータ６、クランク角セン
サ２０および車速センサ３０からの信号が入力さ
れるとともに、Ｉ／Ｏポート５４からは演算の結
果として気筒毎の点火信号S_IGN＃ｉ（ｉは気筒番
号）および噴射信号S_Tiが出力される。ROM５２
はCPU５１における演算プログラムを格納して
おり、RAM５３は演算結果等を一時的に格納す
るとともに、演算に使用するデータをマツプ等の
形で記憶している。

駆動回路６０は内部に複数のパワートランジス
タを有しており、これらのパワートランジスタは
点火信号S_IGN＃ｉの入力の間オンとなつて所定ピ
ーク電圧の点火パルスP_LS＃ｉをイグニツシヨン
コイル８の一次側に供給する。したがつて、２次
側には上記点火信号S_IGN＃ｉのタイミングで高圧
パルスが誘起され、＃ｉで示される気筒に取付け
られた点火プラグ７が放電して該気筒内の混合気
が着火、爆発する。

次に作用を説明する。

第４図は、エンジンの燃焼制御の一部である点
火行程気筒判別を行うプログラムのフローチヤー
トである。なお、本プログラムはROM５２に格
納されており、単位角信号POSの入力の都度割
込みによつて実行される。すなわち、単位角信号
POSはクランク角度1°毎に発生するので、本プロ
グラムはエンジンの回転に伴つてクランク角度1°
毎に実行される。

まず、単位角信号POSによつて本プログラム
がスタートすると、P₁で気筒信号Refの入力の有
無を確認し、有の場合は気筒番号を識別するため
に以下の処理を実行する。まず、P₂でエンジン
がクランキング直後にあるか否かを判別し、この
判別は、例えば、単位角信号POSをカウントす
ることで行われる。

なお、クランキングの開始角度は任意の角度か
ら開始されるので、この角度と気筒信号Refとが
偶然に一致し、気筒信号Refのパルス幅情報が失
われる恐れがある。このため、上記P₂では、ク
ランキング直後の判別を行うとともに、併せて、
クランキング直後に入力された一番目の気筒信号
Refを捨てている。

P₃では、気筒信号Refが入力している間の単位
角信号POS数をカウントし、RAM５３の変数
CNTにストアする。そして、P₄でCNTと２つの
基準値（46，50）とを比較し、CNTがこれらの
基準値内ならば所定の気筒が＃1cylであると判別
して、P₅でｉを１とする。すなわち、気筒信号
Refが、例えば、＃1cylの上死点前110°で発生す
ると、この気筒信号Refのパルス幅は、第１気筒
検出用スリツト２４が48°CAに設定されているの
で、CNTにストアされた単位角信号POS数は48
となつて上記２つの基準値（46，50）内を満足す
る。したがつて、気筒信号Refのパルス幅が
CNTにストアされた単位角信号POS数によつて
計測される。また、満足しない場合は、＃1cyl以
外の気筒の何れかなので、さらに、上記２つの基
準値を適当に設定して、P₆〜P₁₄を実行し、これ
により、最終的に何れかの気筒番号が個別に識別
される。その結果、ｉには気筒信号Refと単位信
号POSとに基づいて識別された気筒番号（１〜
６の何れか）が書き込まれることとなる。さら
に、このｉは図示しない点火時期制御プログラム
で用いられ、運転状態に応じた適当な点火タイミ
ングで点火信号S_IGN＃ｉ（このｉには、識別され
た気筒番号が書き込まれている）が出力される。
したがつて、第５図に示すように点火行程にある
気筒に対してのみ点火信号S_IGN＃ｉが出力され、
他の気筒には出力されない。その結果、ムダ火が
なくなるので、点火時期調整が正確に行われて整
備性が向上するとともに、バツクフアイアやアフ
ターフアイアが発生しなくなり、始動性の向上を
図ることができる。

また、任意の気筒が個別に識別された後は、気
筒信号Refが正しく入力されている限り、シーケ
ンシヤルに気筒の識別を行つてもよく、あるい
は、エンジンが所定の高回転域にあるときは、上
述したような気筒の識別に要する演算処理時間が
点火時期の遅延を招くので、むしろ気筒の識別を
しない方がよい。これらの理由から、本実施例で
は、車両の走行時間（あるいは走行距離）が所定
の基準値以内では、上述した気筒の個別識別を行
わないようにするとともに、エンジンが高回転域
にあるときも同様に気筒の個別識別を行わず、シ
ーケンシヤルに気筒を識別している。すなわち、
P₂でエンジンの始動直後でないと判別されると、
P₁₅で車速信号V_SPに基づいて車両の走行時間（あ
るいは走行距離）を求め、この時間（あるいは距
離）と所定の基準値とを比較して基準値以内か以
外かを判別し、以内の場合は、P₁₆に進み、エン
ジンの回転数が高回転域にあるか否かを判別す
る。これらの判別の結果、走行時間（あるいは走
行距離）が所定の基準値以内で、かつ、高回転域
にあるときは、P₁₇で既に識別された気筒番号を
基準として、以降の気筒を気筒信号Refの入力の
都度シーケンシヤルに識別する。例えば、既に識
別された気筒が＃1cylのときは、以降＃５→＃３
→＃６→＃２→＃１……というようにシーケンシ
ヤル識別する。

また、P₁₆でエンジン回転数が高回転域でない
と判別されたときや、P₁₅で所定の基準値となつ
たときは、P₃〜P₁₄の気筒の個別識別を再開して、
識別の確実性を高めている。

なお、気筒信号Refが入力されない間、すなわ
ち、気筒の識別が完了して次回の気筒を識別する
までの間は、P₁からP₁₈に進み、CNTをクリアし
て次回の識別に備える。

このように、本実施例では各気筒毎に異なつた
パルス幅の気筒信号Refが設定され、この気筒信
号Refがエンジンの回転に伴つて点火行程となる
気筒毎に順次出力される。そして、この気筒信号
Refのパルス幅はCNTにストアされた単位角信
号POS数によつて計測され、その計測結果から
上記点火行程となる気筒が確実に識別される。

また、エンジンが高回転域にあるときは、個別
識別をやめて、シーケンシャル識別を行い、識別
に要する時間の短縮を図つて点火タイミングの遅
延を防止している。さらに、一定走行時間（また
は一定走行距離）毎に回転域にかかわらず、個別
識別を再開し、正しい気筒番号を識別するととも
に、この識別された気筒番号は以降のシーケンシ
ヤル識別の基準として用いられる。したがつて、
シーケンシヤル識別の確実性が高められる。

（効果）本考案によれば、気筒毎にパルス幅の異なる気
筒信号を発生し、その信号パルス幅を計測して気
筒毎の個別識別を行うとともに、所定の走行状態
では該個別識別によつて識別された気筒を基準と
してシーケンシヤル識別を行い、さらに、所定の
インターバル毎にシーケンシヤル識別から個別識
別へと強制的に移行させているので、点火行程に
ある気筒を確実に識別する内燃機関の気筒識別装
置を提供することができ、点火行程にある気筒の
みに正確に配電を行うことができる。また、エン
ジンが高回転域にあるときはシーケンシヤル識別
を行なうことで点火時期の遅延を防止することが
できるので、最高エンジン回転数を高めてエンジ
ン出力を向上させることができ、しかも、クラン
ク角センサからの信号が遮断されたりノイズが入
つたりしても、所定の走行距離又は走行時間毎に
気筒判別をやり直すことで、誤つた気筒判別によ
り走行不能になるといつた事態を回避できる。さ
らに、気筒毎にパルス幅の異なる気筒信号を発生
するので、気筒信号発生手段に複雑な加工が必要
でなく、低コストで簡素な構成によつて、正確な
気筒判別を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本概念図、第２〜５図は本
考案に係る内燃機関の気筒識別装置の一実施例を
示す図であり、第２図はその全体構成図、第３図
はその回転円板の正面図、第４図はそのROMに
格納された点火行程気筒判別プログラムのフロー
チヤート、第５図はその作用を説明するための気
筒信号Refと点火信号S_IGN＃ｉのタイミング関係
を示すタイミングチヤートである。第６図は従来
のクランク角検出装置の回転円板の平面図、第７
図は従来の他のクランク角検出装置の回転円板の
平面図、第８図は従来の他のクランク角検出装置
の問題点を説明するためのタイミングチヤートで
ある。２０……クランク角センサ（単位信号発生手
段、気筒信号発生手段）、３０……車速センサ
（走行状態検出手段）、５０……コントロールユニ
ツト（演算手段、指令手段、単位角信号計測手
段、個別識別手段、シーケンシヤル識別手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】ａ）多気筒内燃機関の回転に伴い、所定の単位
クランク角毎に単位角信号を出力する単位信号
発生手段と、ｂ）多気筒内燃機関の回転に伴い、気筒毎に異
なるパルス幅の気筒信号を出力する気筒信号発
生手段と、ｃ）車両の走行状態を検出する走行状態検出手
段と、ｄ）走行状態検出手段の検出結果に基づいて車
両の走行距離若しくは走行時間を演算する演算
手段と、ｅ）該演算手段の演算結果に基づいて、一定走
行距離若しくは一定走行時間毎に、所定の指令
信号を出力する指令手段と、ｆ）気筒信号入力時の単位角信号を計測する単
位角信号計測手段と、ｇ）多気筒内燃機関が所定の低中回転域にある
ときおよび前記指令信号が出力されたとき、単
位角信号計測手段の計測結果に基づいて点火行
程にある気筒を個別に識別する個別識別手段
と、ｈ）多気筒内燃機関が所定の低中回転域から外
れ、かつ前記指令信号が出力されていないと
き、個別識別手段により既に識別された気筒番
号を基準として以降の点火行程となる気筒をシ
ーケンシヤルに識別するシーケンシヤル識別手
段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒識別装
置。