JPH07174773A - 多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準位置検出用の欠歯部を有するクランク角
センサを用いて、正確な瞬時回転速度を求め、失火判定
やラフアイドル判定を正確に実行する。 【構成】 ＮＥ割り込み処理により、１２０゜ＣＡ回転
するのに要する時間ｔＴ１２０と、３０゜ＣＡ回転する
のに要する時間ｔＴ３０とを算出する（ステッフ゜2）。ロー
タの欠歯部の前・後のエッジ入力時かどうかを判断し
（ステッフ゜3）、欠歯部前端の歯以外の歯の関係から算出し
たｔＴ１２０_i-1 に基づいて、補正時間△Ｔ＝０．３／
１２０×ｔＴ１２０_i-1 を算出する（ステッフ゜4）。△Ｔは
０．３゜ＣＡ回転するのに要する時間を意味する。続い
て、ｔＴ３０−△Ｔを欠歯部前端エッジのタイミングに
おける瞬時回転速度対応時間Ｔ３２とする（ステッフ゜5）。
一方、欠歯部後端エッジの場合には、ｔＴ３０＋△Ｔを
瞬時回転速度対応時間Ｔ３１とする（ステッフ゜7）。なお、
それ以外のタイミングでは、補正をしない（ステッフ゜8）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多気筒内燃機関の各気
筒の燃焼状態を判断する装置に係り、特に、クランク角
基準位置を検出するための欠落部を有する歯付きロータ
を用いた多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クランク軸の回転に合わせて回転
する歯付きロータと、ピックアップとを用いたマグネッ
トピックアップ方式のクランク角センサが知られてい
る。例えば、４つの歯を９０度ずつずらして配置したロ
ータを用い、４気筒エンジンのＴＤＣ毎に信号を出力す
るようにしたセンサ（特開昭６０−１０８５６５号公
報）があった。しかし、これでは単に各気筒のＴＤＣを
検出できるのみであったので、多数の等間隔の突起を備
え、その一部だけを欠落部としたロータを用い、この欠
落部によって基準位置（例えばある気筒のＴＤＣ）を判
別すると共に、等間隔の突起の信号により刻々のクラン
ク角を検出できるようにしたもの（特開昭６２−１３９
９７６号公報）もあった。これらの出願では、ＴＤＣ信
号あるいは基準位置信号に基づいて、エンジンの点火時
期制御を行う技術が開示されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、特開昭６２−
１３９９７６号公報記載のものでは、突起の間隔がすべ
て等間隔ではないので、例えば図１（ａ）に示すよう
に、マグネットピックアップ（ＭＰＵ）から出力される
信号（ＭＰＵ信号）の周波数が変化する。従って、ＭＰ
Ｕ信号を電子制御回路（ＥＣＵ）で受け、波形整形して
矩形波信号を得たとき、図示のように、信号のエッジに
ずれが生じる。このため、図のＴ１，Ｔ２，Ｔ３の各時
間が異なり、このままでは各瞬間毎の正確な回転速度を
求めることができない。

【０００４】特に、特開昭６２−１３９９７６号公報記
載の様なセンサに対しては、単に点火時期を設定するた
めだけでなく、刻々のクランク角に基づいて瞬時のエン
ジン回転速度を算出し、多気筒エンジンの各気筒におい
て失火が生じていないか否かや、アイドル時の各気筒の
燃焼状態にばらつきがないかなどといった気筒毎の燃焼
状態を判断するのに使用する要望がある。この要望に応
えるには、所望の瞬間の瞬時回転速度を正確に求めるこ
とが要求される。

【０００５】そこで、本発明は、クランク角基準位置を
検出するための欠落部を有する歯付きロータを用いて、
気筒判別をしつつ、各気筒の燃焼状態を正確に判断する
ことのできる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】かかる課題を解決するた
め、本発明の多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置は、請
求項１に記載した様に、複数の気筒を有する内燃機関
と、該内燃機関のクランク軸と共に回転するロータと、
該ロータの周囲に、所定クランク角度範囲にわたる欠落
部を除き、等回転角毎に設けられた複数の突起と、前記
ロータの近傍に配置され、磁束変化を捉えることによ
り、前記突起の接近・離間に合わせて変化するピックア
ップ信号を出力するピックアップ手段と、該ピックアッ
プ信号の離間側エッジの間隔に基づいて、内燃機関の瞬
時回転速度を算出する瞬時回転速度算出手段と、該瞬時
回転速度算出手段の算出した瞬時回転速度に基づいて内
燃機関の各気筒の燃焼状態を判断する気筒別燃焼状態判
断手段とを備えた多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置に
おいて、前記欠落部前端の突起との関係で算出される瞬
時回転速度を、該欠落部前端の突起によるピックアップ
信号の離間側エッジの遅れ方向へのずれによる誤差をな
くす方向に補正して前記気筒別燃焼状態判断手段による
燃焼状態の判断をさせる補正手段を備えたことを特徴と
する。

【０００７】具体的には、請求項２に記載した様に、こ
の請求項１記載の多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置に
おいて、前記補正手段として、クランク軸が前記欠落部
前端のクランク角になるタイミングを、当該欠落部前端
以外の突起同士のピックアップ信号から算出した瞬時回
転速度に基づいて予測する予測手段と、欠落部前端の突
起との関係で瞬時回転速度を算出する場合に前記予測手
段の予測結果を加味して算出値を増減する増減手段とを
備えることができる。

【０００８】これをさらに具体的にするならば、請求項
３に記載した様に、この請求項２記載の多気筒内燃機関
の燃焼状態判断装置において、前記予測手段は、欠落部
前端以外の突起同士のピックアップ信号から算出した瞬
時回転速度に基づいて、欠落部前端の突起によるピック
アップ信号の離間側エッジの遅れ時間を予測する手段と
して構成し、前記増減手段は、欠落部前端の突起との関
係で算出した所定角度を回転するのに要する時間に、前
記遅れ時間を加算又は減算して瞬時回転速度を求める手
段として構成すればよい。

【０００９】一方、他の観点に立てば、請求項４に記載
した様に、請求項１記載の多気筒内燃機関の燃焼状態判
断装置において、前記補正手段として、前記欠落部前端
の突起を、その直前の突起に対して近づけて取り付ける
ことによって、該欠落部前端の突起によるピックアップ
信号の離間側エッジの遅れ方向へのずれを相殺させる構
成とすることもできる。

【００１０】もちろん、これら請求項２〜４以外の構成
を採用することも妨げられない。

【００１１】

【作用】本発明の多気筒内燃機関の燃焼状態判断装置の
作用を説明する前に、図１（ａ）に示すような部分的に
突起の欠落した部分を設けたロータの出力する信号につ
いて説明する。本発明者らの実験によれば、図１（ｂ）
にあるように、等間隔部の突起によるＭＰＵ信号の後側
の傾きは、欠落部の前端の突起によるＭＰＵ信号の後側
の傾きよりも立ち上がることが分かった。従って、期間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ２となる（Ｔ２＝
Ｔ１＋△Ｔ，Ｔ３＝Ｔ１−△Ｔ）。このため、そのまま
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から瞬時回転速度を求めると、本当は
回転速度が一定であるのに変動があるかの如く判断され
てしまう場合がある。この逆もあり得る。

【００１２】これに対し、本発明の燃焼状態判断装置に
よれば、Ｔ２，Ｔ３については、この誤差△Ｔをなくす
方向に瞬時回転速度を補正して気筒別の燃焼状態の判断
をさせるので、本当の瞬時回転速度に基づいて正しい判
断をすることができる。請求項２記載の多気筒内燃機関
の燃焼状態判断装置の場合には、この補正として、図１
（ｂ）中のＴ１やＴ４など、欠落部前端以外の突起同士
のピックアップ信号から算出した瞬時回転速度に基づい
て、クランク軸が欠落部前端のクランク角になるタイミ
ングｔ０を予測する。タイミングｔ０さえ分かれば、図
のＴ２ではなく、Ｔ２’の方を求めることができ、正し
い判断ができる。ところで、請求項３記載の多気筒内燃
機関の燃焼状態判断装置の場合には、このとき、△Ｔ自
体を予測し、Ｔ２’＝Ｔ２−△Ｔ、Ｔ３’＝Ｔ３−△Ｔ
といった演算をすることになる。

【００１３】一方、請求項４記載の多気筒内燃機関の燃
焼状態判断装置によれば、図１（ｃ）に示すように、そ
もそも、ＭＰＵ信号自体において欠落部前端の突起によ
るピックアップ信号の離間側エッジの遅れ方向へのずれ
が相殺されるので、ＭＰＵ信号に基づいて正しい瞬時回
転速度をそのままで求めることができるのである。即
ち、ハード自体でＭＰＵ信号の方を補正してしまうので
ある。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実
施例は、図２に示すように、６気筒の内燃機関２及びそ
の周辺装置から構成される。図に示す如く内燃機関２に
は、図示しないアクセルペダルに連動して開閉されるス
ロットルバルブ４、吸気の脈動を除去するためのサージ
タンク６等が設けられた吸気管８を介して空気が導入さ
れる。また燃料は、燃料噴射弁１０を開弁することによ
り各気筒毎に供給され、各気筒に設けられた点火プラグ
１２により点火される。そしてこの点火による燃焼後の
排気は、排気浄化のための三元触媒１４が設けられた排
気管１６を通って排出される。

【００１５】また各気筒の点火プラグ１２には、点火コ
イル１８により発生された高電圧がディストリビュータ
２０を介して順次分配され、これによって各気筒毎に点
火が実行される。すなわち、ディストリビュータ２０
は、内燃機関２のクランク軸２２にタイミングベルト２
４を介して連結されたカム軸２６に取り付けられ、カム
軸２６がクランク軸２２の２回転に１回の割で回転する
ことにより、点火コイル１８が発生した高電圧を各気筒
の点火プラグ１２に順次分配する。

【００１６】また次に内燃機関２には、その運転状態を
検出するためのセンサとして、吸気温度を検出する吸気
温センサ３０、吸気管８に流入する吸入空気量を検出す
るエアフロメータ３１、冷却水の温度を検出する水温セ
ンサ３２、排気中の酸素濃度から内燃機関２に供給され
た混合気の空燃比を検出する空燃比センサ３３、クラン
ク軸２２に取り付けられ、クランク軸２２の１０゜ＣＡ
回転毎に回転角信号（以下、Ｎｅ信号と記載）を発生す
るクランク軸センサ３４、および、上記カム軸２６に取
り付けられ、カム軸２６の１回転に１回、すなわちクラ
ンク軸２２の２回転に１回、の割で特定気筒（本実施例
では第１気筒）のＴＤＣ判別用の基準信号（以下、Ｇ１
信号と記載）を発生するカム軸センサ３６が備えられて
いる。

【００１７】これら各センサからの検出信号は、電子制
御回路（以下、ＥＣＵと記載）４０に入力される。ＥＣ
Ｕ４０は、ＣＰＵ４１，ＲＯＭ４２，ＲＡＭ４３，バッ
クアップＲＡＭ４４，タイマ４５，入出力回路（Ｉ／
Ｏ）４６等からなる周知のマイクロコンピュータにより
構成されており、内燃機関２の運転状態を表す上記各セ
ンサからの検出信号に基づき内燃機関２をコントロール
する。

【００１８】図３は、クランク軸２２が１０゜ＣＡ回転
する毎にＮｅ信号を発生するクランク軸センサ３４の構
成を示す。クランク軸２２に取り付けられたタイミング
ロータ１００は、１ケ所のみ２歯が欠けた構成となって
いる。すなわち、３０゜ＣＡの範囲に渡って歯の欠落部
が設けられている。従って、このタイミングロータ１０
０との関係より、クランク軸センサ３４は、歯の欠落の
無い部分では１０゜ＣＡ回転する毎にＮｅ信号を出力
し、欠落部では３０゜ＣＡ回転して初めてＮｅ信号を出
力する。

【００１９】クランク軸センサ３４の出力を図４（ｂ）
に、カム軸センサ３６の出力を同図（ａ）に示す。タイ
ミングロータ１００は、第１気筒の圧縮ＴＤＣ後１８０
〜２１０゜ＣＡ位置で歯が欠落している。また、第４気
筒の圧縮ＴＤＣ後１８０〜２１０゜ＣＡ位置（第１気筒
の圧縮ＴＤＣ後５４０〜５７０゜ＣＡ）も欠歯となる。
カム軸センサ３６の出力は、第１気筒の圧縮ＴＤＣ後、
約６３０゜ＣＡの位置にある。このシステムではクラン
ク軸センサ３４の出力をＥＣＵ４０で受け、この欠落し
た部分がピックアップ位置に来たことを判別する。欠落
部は図４（ｂ）に示すごとく、クランク軸１回転（３６
０゜ＣＡ）に１回の割合で、特定のクランク角位置に表
われる。欠落した部分を判別してから所定角度後の位置
をＴＤＣとするが、このままでは第１気筒のＴＤＣなの
か第４気筒のＴＤＣなのかの判別がつかない。このた
め、欠落部を検出した後にカム軸センサ３６の出力を受
けた場合には、前記所定角度後の位置を第１気筒の圧縮
ＴＤＣとし、逆にカム軸センサ３６の出力を受けなかっ
た場合には第４気筒の圧縮ＴＤＣと判断するようにして
いる。

【００２０】ところで、このクランク軸センサ３４から
のＭＰＵ信号がＥＣＵ４０内で処理される構成をブロッ
ク図で示すと図５のようになる。センサ出力は、図５
（ａ）に示すように、フィルタ回路４０ａを介してノイ
ズ成分などを除去した上で、波形整形回路４０ｂに入力
される。ここで、波形整形回路４０ｂでは、図５（ｂ）
に示すような波形信号Ａが、同図（ｃ）に示すようなパ
ルス信号Ｂに波形整形される。このパルス信号Ｂは、欠
歯検出回路４０ｃに入力される。欠歯検出回路４０ｃで
は、各パルスのエッジ間の時間を求め、直前に求めた時
間との比が所定値（例えば３）以上になった場合、その
位置を欠歯部として検出する。

【００２１】欠歯検出回路４０ｃにおいて欠歯を検出し
た後は、分周回路４０ｄにおいてパルス信号Ｂを、欠歯
部後端のエッジを基準に３分周し、図５（ｄ）のよう
な分周信号Ｃを出力する。こうして、本実施例では、３
０゜ＣＡ毎の回転時間ｔＴ３０゜を瞬時回転速度として
求めているのである。

【００２２】ところで、ＭＰＵ信号Ａをパルス信号Ｂに
波形整形する場合、所定電圧とＭＰＵ信号とを比較する
ことによって実行している。即ち、図６（ａ）に示すよ
うに、ＭＰＵ信号Ａをスレッショルドレベルとして定め
た比較電圧値Ｖ１，Ｖ２と比較し、Ｖ１を下から上へ越
えるときにロウレベルとなり、Ｖ２を上から下へ越える
ときにハイレベルとなるように波形整形をする。なお、
Ｖ１，Ｖ２を変えてあるのは、チャタリング防止のため
である。

【００２３】ここで、１０゜ＣＡ毎に等間隔で歯がある
部分と３０゜ＣＡに渡って欠歯とされている部分とで
は、ＭＰＵ信号の周波数が異なり、隣接する歯の接近・
離間による磁束変化の影響も相違するため、図示（ｂ）
のように、欠歯部によるパルス信号がそれ以外の部分に
よるパルス信号と異なる信号となる。また、フィルタ回
路４０ａは、ノイズ除去のためコンデンサ抵抗によって
構成されるので、このフィルタ通過によって波形がなま
される。なまされる程度は周波数によって影響を受け、
周波数の高い高回転で大きく影響する。本発明者らは、
図５のエッジ〜について、エンジン回転数と遅れ角
度との関係を実験したところ、図７に示すようになっ
た。

【００２４】全てのエンジン回転数において、エッジ
，，よりも、エッジの方が、やや遅れ気味にな
ることが分かる。そして、このエッジ，，に対す
るエッジの遅れ角度の差は、１０００回転以上では
０．３゜ＣＡのほぼ一定値になることを実験で確認し
た。

【００２５】このため、図５（ｄ）に示した間の角
度＝ａ、間の角度＝ｂ、間の角度＝ｃは、ａ＝
３０＋０．３＝３０．３［゜ＣＡ］、ｂ＝３０−０．３
＝２９．７［゜ＣＡ］、ｃ＝３０［゜ＣＡ］となる。と
ころで、ＥＣＵ４０ではａ，ｂ，ｃの角度を測定するこ
とはできず、時間だけが分かる。このため、３０゜ＣＡ
回転するのに要する時間を検出することで瞬時回転速度
を得ている。ここで、上記の様にａ，ｂ，ｃで角度が異
なるため、このエッジ間の時間をそのまま瞬時回転速度
とすることができない。そこで、本実施例では、エッジ
間、エッジ間でも３０゜ＣＡ回転時間の正確な
値を得るために、以下の様な補正処理をしている。この
内容を、図８の時間補正フローチャートに従い説明す
る。

【００２６】この処理は、ＮＥ信号（分周信号Ｃ）のエ
ッジが入力された時、ＣＰＵのソフトにおいてＮＥ割り
込み処理として実行される。すると、ステップ１におい
て現在入力された時刻と１２０゜ＣＡ前に入力された時
刻の差を算出し、１２０゜ＣＡ回転時間ｔＴ１２０とす
る。また、ステップ２において、現在入力時刻と３０゜
ＣＡ前に入力された時刻の差を３０゜ＣＡ回転時間ｔＴ
３０とする。

【００２７】ステップ３においては、ＣＣＲＮＫ（これ
は図９に示す様に、クランク軸センサ３４出力の欠歯部
の検出結果と、カム軸センサ３６の出力の論理より得ら
れる第１気筒のＴＤＣを基準に動くカウンタである。第
１気筒のＴＤＣ＝０、４第気筒のＴＤＣ＝１２であり、
２４でクリアされる）が、６又は１８か否かを判定す
る。即ち、欠歯部の前・後のエッジ入力時かどうかの判
断をする。

【００２８】ＣＣＲＮＫ＝６又は１８（欠歯部の前エッ
ジ）である場合、ステップ４により補正時間△Ｔを算出
する。本実施例では、△Ｔは０．３゜ＣＡ回転するのに
要する時間を意味し、次式で算出される。

【００２９】

【数１】

【００３０】ここで、ｔＴ１２０_i-1 とは、１つ前のエ
ッジＣＣＲＮＫ＝５又は１７で算出されたｔＴ１２０で
ある。即ち、欠歯部の前端の歯以外の歯の関係から算出
した瞬時回転速度に対応する時間である。続いて、ステ
ップ５に進み、今回算出したｔＴ３０から△Ｔを減算
し、これを欠歯部前端エッジのタイミングにおける瞬時
回転速度対応時間Ｔ３２とする。一方、ステップ３にて
欠歯部前端エッジでないと判断された場合には、ステッ
プ６に進み、欠歯部後端エッジかどうか、即ち、ＣＣＲ
ＮＫ＝７又は１９か否かを判断する。欠歯部の後端エッ
ジと判断された場合には、ステップ７に進み、今回算出
されたｔＴ３０に△Ｔを加算し、これを欠歯部後端エッ
ジのタイミングにおける瞬時回転速度対応時間Ｔ３１と
する。

【００３１】ステップ６で「ＮＯ」と判定されたものに
ついては、何も補正せず、ｔＴ３０を瞬時回転速度対応
時間Ｔ３０として処理を終了する（ステップ８）。ここ
で、３０゜ＣＡ回転時間に関連して、ここまでに表れた
ｔＴ３０等及び、これから後の説明で出てくるＴ３３に
ついて、定義をしておく。 ｔＴ３０：エッジ間により算出される３０゜ＣＡ回転時
間 Ｔ３０：ＢＴＤＣ３０゜ＣＡ 〜ＴＤＣ間の３０゜ＣＡ
回転時間 Ｔ３１：ＢＴＤＣ６０゜ＣＡ 〜ＢＴＤＣ３０゜ＣＡ間
の３０゜ＣＡ回転時間 Ｔ３２：ＢＴＤＣ９０゜ＣＡ 〜ＢＴＤＣ６０゜ＣＡ間
の３０゜ＣＡ回転時間 Ｔ３３：ＢＴＤＣ１２０゜ＣＡ（ＴＤＣ）〜ＢＴＤＣ９
０゜ＣＡ間の３０゜ＣＡ回転時間 次に、こうして補正され、正確な３０゜ＣＡ回転時間が
得られた後の処理について説明する。本実施例では、こ
の正確な３０゜ＣＡ回転時間に基づいて、失火判定を行
っている。その処理フローチャートを図１０に示す。

【００３２】失火判定は、上述のステップ１〜ステップ
８の補正処理が済んでから開始することになる（ステッ
プ１０）。まず、ＢＴＤＣ３０゜ＣＡタイミングかどう
か判定する（ステップ１１）。ＢＴＤＣ３０゜ＣＡタイ
ミングであるということは、ステップ１０にてＴ３１が
算出されたことになる。そこで、次に、ＤＬＴ＝Ｔ３３
−Ｔ３１を算出する（ステップ１２）。ここで、図１１
に示すように、正常に燃焼が行われた場合には気筒内で
の爆発によってエンジンの瞬時回転速度が上昇し、３０
゜ＣＡ回転時間がＢＴＤＣ３０゜付近で最小になる（実
線）。一方、失火が起こると、爆発による回転速度上昇
が見られないため、図示一点鎖線若しくは点線の様に３
０゜ＣＡ回転時間がそれほど小さくならないか、あるい
は逆に大きくなってしまう。従って、瞬時回転速度を表
す数値の内、Ｔ３１を調べることによって失火の有無を
判定することができるといえる。ところで、Ｔ３１の絶
対値だけでは直ちに失火を判定することはできない。こ
れに対し、図１１に示す様に、失火が起これば、Ｔ３３
−Ｔ３１は負の値をとるか、あるいはある所定値より小
さくなる。ここで、Ｔ３１とＴ３３は、図１１からも明
かな様に、１点火周期間での瞬時回転速度の最高と最低
に該当する。そこで、本実施例ではＢＴＤＣ３０゜ＣＡ
のタイミングのときに、失火判定パラメータであるＤＬ
Ｔ＝Ｔ３３−Ｔ３１を算出するようにしているのであ
る。

【００３３】こうしてＤＬＴを算出したら、続いて、エ
ンジン回転数ＮＥ及び負荷Ｇ／Ｎより、判定レベルＴＬ
ＶＬを算出し（ステップ１３）、ＤＬＴとＴＬＶＬとの
大小を比較する（ステップ１４）。ステップ１４におい
てＤＬＴ＜ＴＬＶＬと判定された場合は失火と判定する
（ステップ１５）。以上の様にして、瞬時回転速度を正
しく検出することにより、各気筒にて失火が起こってい
るか否かを正しく判断することができる。次に、今度
は、アイドル時の回転速度の安定化を行うための気筒別
点火時期補正に応用した場合の制御処理について説明す
る。フローチャートを図１２に示す。

【００３４】この処理も、上述のステップ１〜ステップ
８の補正処理が済んでから開始することになる（ステッ
プ２０）。この処理では、時間補正が済んだら、まず、
アイドル時かどうかの判定を行い（ステップ２１）、ア
イドル時でない場合にはそのまま処理を終了する。一
方、アイドル時である場合には、ＢＴＤＣ３０゜ＣＡの
タイミングでの割り込みかどうかを判定する（ステップ
２２）。すなわち、Ｔ３１を算出できているタイミング
か否かを判定する。ＢＴＤＣ３０゜ＣＡのタイミングで
ある場合には、１点火周期間での瞬時回転速度が最高Ｔ
３１と最低Ｔ３３の差（Ｔ３３−Ｔ３１）を算出する
（ステップ２３）。ここで、ステップ２３では、（Ｔ３
３−Ｔ３１）を各気筒毎に区別してＤＬＴｎ（ｎは気筒
の番号１〜６）を算出する。

【００３５】このＤＬＴｎの算出例を図１３（ａ）に示
す。この例は第３気筒が失火を起こした場合を表してお
り、ＤＬＴ３が負の値になっている。なお、失火した気
筒のＤＬＴｎは負の値にならないこともあるが、その場
合にはかなり小さな値になっている。このことは、図１
１の一点鎖線からも理解できるであろう。こうして、Ｄ
ＬＴｎが算出されたら、各ＤＬＴｎと、ＤＬＴｎの６気
筒の平均値ＤＬＴＡＶ_i-1 との差△ＤＬＴをとり（ステ
ップ２４）、この差△ＤＬＴが最大になる気筒を失火気
筒と判定する（ステップ２５）。図１３（ｂ）に第３気
筒が失火している場合のＤＬＴＡＶ_i-1 −ＤＬＴｎを示
す。この場合、第３気筒が最大の値をとる。 こうし
て、失火気筒が判定できたら、失火気筒への点火時期を
１゜ＣＡ進めるため、失火と判定された気筒の点火時期
補正量ＡＣＹＬｎに１゜ＣＡをプラスする（ステップ２
６）。図１３（ｃ）に、第３気筒が失火と判定された場
合の、ＡＣＹＬｎを示す。この場合は、ＡＣＹＬ３に１
゜ＣＡがプラスされていることが分かる。

【００３６】なお、ここで求められたＡＣＹＬｎは図示
しない点火時期算出ルーチンにおいて、ｎ気筒の点火時
期を設定する時に、点火時期算出値ＡＣＡＬにプラスす
る。即ち、ＡＯＰ＝ＡＣＡＬ＋ＡＣＹＬｎの演算を行
う。ここで、ＡＯＰは最終点火時期、ＡＣＡＬは回転速
度によって得られる点火時期である。ステップ２６にお
いて失火気筒の点火時期補正値ＡＣＹＬｎに１゜ＣＡが
プラスされたら、ＡＣＹＬ１〜ＡＣＹＬ６が全て１゜Ｃ
Ａ以上になっているか否かを判定する（ステップ２
７）。そして、全てが１以上であるときには、それぞれ
の補正値ＡＣＹＬｎから１゜ＣＡずつ減算する（ステッ
プ２８）。これは、進角側に進み過ぎない様にする処理
である。全てのＡＣＹＬｎが１゜ＣＡ以上である場合
は、全てのＡＣＹＬｎから１゜ＣＡマイナスすることで
全体が進角側になることがなくなるのである。

【００３７】ところで、全てのＡＣＹＬｎが１以上でな
いときは、このステップ２８をパスするので、ＡＣＹＬ
ｎが進角側へ大きくなり過ぎるおそれがある。そこで、
ステップ２９を設けて、進角補正量が大きくなり過ぎな
いように１０゜ＣＡでガード処理をする。なお、ステッ
プ２８を経て来た場合にもステップ２９が実行される
が、この場合にはガード処理はほとんど意味を持たな
い。ステップ２８にて１゜ＣＡずつ減算されているから
である。こうしてガード処理も済むと、最後に、ステッ
プ２４で使用するＤＬＴｎの平均値ＤＬＴＡＶを算出す
る（ステップ３０）。

【００３８】

【数２】

【００３９】ここでは、１／８なましで平均値を算出す
る構成をとっている。なお、なましの程度は１／４でも
１／１６でも構わない。このアイドル時の回転速度の安
定化を行うための気筒別点火時期補正処理においても、
時間補正処理によって欠歯部前端エッジとの関係で算出
しなければならないＴ３１が正しく補正されているの
で、正確な失火判定、瞬時回転速度判定ができ、アイド
ル安定化を正しく実行することができる。特に、低回転
（２０００ｒｐｍ以下）では、１点火周期の瞬時回転速
度（６気筒エンジンに対する実施例でいうとｔＴ１２
０）を用いるより、３０゜ＣＡ回転時間で失火を判定す
る方が検出性が良いということが知られている。これ
は、１点火周期経過する間に３０゜ＣＡ時間は刻々変化
し、爆発の影響を受ける部分が一番回転速度が高くなる
からである。また、ＴＤＣの直前・直後が最も回転速度
が低くなる。この様な回転速度の高いところと低いとこ
ろの差を確実に検出することで回転の不安定さ（≒失
火）を判別すると、精度よく判定ができるのである。

【００４０】次に、いくつかの変形例について説明す
る。実施例では、時間補正は１２０゜ＣＡ回転時間ｔＴ
１２０に基づいて演算で０．３゜ＣＡ回転時間△Ｔを求
める構成を採用したが、回転数に対するマップをもって
おいて、エンジン回転数をパラメータとして検索するだ
けの構成にしておいてもよい。また、一定回転でエンジ
ンが回転しているときなら、第３気筒、第６気筒につい
ては、他の気筒の同じクランク位置の時間、例えば、Ｃ
ＣＲＮＫ＝３，１１，１５，２３のタイミングでのＴ３
１との比較により補正値を学習するように構成してもよ
い。

【００４１】さらに、図１４に示すように、タイミング
ロータの突起位置を変更する手法もある。欠歯部の前端
の突起自体を、前方へＫ＝０．３゜ＣＡだけずらしてお
けば、欠歯部前端のエッジの遅れを相殺することができ
るので、単純に分周信号の時間間隔だけを検出すれば、
結果的に補正をした３０゜ＣＡ回転時間が得られる。以
上本発明の実施例及び変形例を説明したが、本発明はこ
れらに限られるものではなく、本発明の要旨の範囲内に
おいて種々なる態様にて実施することができることはも
ちろんである。

【００４２】

【発明の効果】本発明の多気筒内燃機関の燃焼状態判断
装置によれば、欠落部前端の突起によるピックアップ信
号の離間側エッジの遅れによる瞬時回転速度算出上の誤
差を解消し、正確な瞬時回転速度を用いて、回転変動な
どを正確に判断することができる。特に、低回転での燃
焼状態の判断を精度よく実行するのに適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の作用を示した説明図である。

【図２】 実施例のエンジンの構成図である。

【図３】 実施例におけるクランク軸センサの構成図で
ある。

【図４】 実施例でのセンサ信号とクランク角度の関係
を示すタイミングチャートである。

【図５】 実施例におけるＥＣＵの機能を示すブロック
図及び各部での信号を表したタイミングチャートであ
る。

【図６】 実施例における波形整形の模式図である。

【図７】 実施例におけるＭＰＵ信号の角度遅れの様子
を示すグラフである。

【図８】 実施例における時間補正処理のフローチャー
トである。

【図９】 実施例におけるＮＥ信号とクランクカウンタ
ＣＣＲＮＫの関係を示す説明図である。

【図１０】 実施例における失火判定処理のフローチャ
ートである。

【図１１】 実施例における１点火周期における瞬時回
転速度変化の様子を示すグラフである。

【図１２】 実施例における気筒別アイドル安定化進角
補正処理のフローチャートである。

【図１３】 実施例における気筒別アイドル安定化進角
補正処理の説明図である。

【図１４】 変形例としてのタイミングロータの説明図
である。

【符号の説明】

２・・・内燃機関、２２・・・クランク軸、２４・・・
タイミングベルト、２６・・・カム軸、３４・・・クラ
ンク軸センサ、３６・・・カム軸センサ、４０・・・Ｅ
ＣＵ、４０ａ・・・フィルタ回路、４０ｂ・・・波形整
形回路、４０ｃ・・・欠歯検出回路、４０ｄ・・・分周
回路、１００・・・タイミングロータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有する内燃機関と、 該内燃機関のクランク軸と共に回転するロータと、 該ロータの周囲に、所定クランク角度範囲にわたる欠落
   部を除き、等回転角毎に設けられた複数の突起と、 前記ロータの近傍に配置され、磁束変化を捉えることに
   より、前記突起の接近・離間に合わせて変化するピック
   アップ信号を出力するピックアップ手段と、 該ピックアップ信号の離間側エッジの間隔に基づいて、
   内燃機関の瞬時回転速度を算出する瞬時回転速度算出手
   段と、 該瞬時回転速度算出手段の算出した瞬時回転速度に基づ
   いて内燃機関の各気筒の燃焼状態を判断する気筒別燃焼
   状態判断手段とを備えた多気筒内燃機関の燃焼状態判断
   装置において、 前記欠落部前端の突起との関係で算出される瞬時回転速
   度を、該欠落部前端の突起によるピックアップ信号の離
   間側エッジの遅れ方向へのずれによる誤差をなくす方向
   に補正して前記気筒別燃焼状態判断手段による燃焼状態
   の判断をさせる補正手段を備えたことを特徴とする多気
   筒内燃機関の燃焼状態判断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多気筒内燃機関の燃焼状
   態判断装置において、前記補正手段として、 クランク軸が前記欠落部前端のクランク角になるタイミ
   ングを、当該欠落部前端以外の突起同士のピックアップ
   信号から算出した瞬時回転速度に基づいて予測する予測
   手段と、 欠落部前端の突起との関係で瞬時回転速度を算出する場
   合に前記予測手段の予測結果を加味して算出値を増減す
   る増減手段とを備えたことを特徴とする多気筒内燃機関
   の燃焼状態判断装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の多気筒内燃機関の燃焼状
   態判断装置において、前記予測手段は、欠落部前端以外
   の突起同士のピックアップ信号から算出した瞬時回転速
   度に基づいて、欠落部前端の突起によるピックアップ信
   号の離間側エッジの遅れ時間を予測する手段として構成
   し、 前記増減手段は、欠落部前端の突起との関係で算出した
   所定角度を回転するのに要する時間に、前記遅れ時間を
   加算又は減算して瞬時回転速度を求める手段として構成
   したことを特徴とする多気筒内燃機関の燃焼状態判断装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の多気筒内燃機関の燃焼状
   態判断装置において、前記補正手段として、 前記欠落部前端の突起を、その直前の突起に対して近づ
   けて取り付けることによって、該欠落部前端の突起によ
   るピックアップ信号の離間側エッジの遅れ方向へのずれ
   を相殺させる構成としたことを特徴とする多気筒内燃機
   関の燃焼状態判断装置。