JPH08277743A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で高精度、迅速且つ容易な気筒識別を行
い、第１信号系列異常時にバックアップ可能な内燃機関
制御装置を得る。 【構成】 クランク軸１１側で第１信号系列ＰＯＳＲを
得る検出器８１と、カム軸１側で第２信号系列ＳＧＣを
得る検出器８２と、各信号系列に基づき機関パラメータ
Ｐを制御する手段１００とを備え、第１信号系列は角度
信号と各気筒毎の基準位置信号とを含み、第２信号系列
は、特定気筒パルスおよび特定気筒群パルスが他と異な
る気筒識別信号を含み、制御手段は、第１信号系列から
基準位置信号を検出する手段１０１と、少なくとも第２
信号系列に基づいて気筒群および各気筒を識別する手段
１０２および１０３と、少なくとも気筒識別手段の気筒
識別結果および第２信号系列に基づいてパラメータ制御
時期を演算する手段１０４と、第１信号系列の異常判定
手段１０５とを含む。

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、さらに角度信号が得ら
れない（第１の信号系列がフェールした）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う
え、クランク軸側のセンサ異常等により角度信号ＰＯＳ
および基準位置信号ＲＥＦの一方が得られない場合に、
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または基準位
置信号ＲＥＦ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、さらに角度信号が得られ
ない（第１の信号系列がフェールした）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
の各気筒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、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り
且つ同時制御可能な特定気筒群に対するパルス形態が他
の気筒群のパルスと異なる気筒識別信号を含み、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、少なくとも第２の信号系列に基づ
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の信号系列のフェールを検出
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むもので
ある。

【００１６】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、第２の信号系列のうち
の特定気筒群に対するパルスは基準位置信号の位相と重
畳し、気筒群識別手段は、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気筒群を識別するも
のである。

【００１７】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、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４に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれかにお
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各
気筒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５に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれかにお
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６に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項５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７に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項５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８に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項７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９に係る内燃機関
制御装置は、請求項１から請求項７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（各気筒対応の基準位置信号および角度信号）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。さらに、各気
筒に対応した気筒識別信号を用いて、第１の信号系列が
得られない場合でも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。

【００２５】また、この発明の請求項２においては、少
なくとも特定気筒群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気
筒群を迅速に識別する。

【００２６】また、この発明の請求項３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４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
生開始時期を各気筒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５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各気筒
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６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７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８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９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はこの発明の実施例１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
沿って所定角度（たとえば、クランク角１°〜１０°）
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、内燃機関の各気筒の基準位置に対応した第２の
所定角度（クランク角１８０°）毎に生成される基準位
置信号とを含んでいる。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度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の終了時点（次の角度信号の発生開始位置）は
各気筒の基準位置に対応している。

【００３６】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。

【００３７】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
群（この場合、同時制御可能な＃１気筒および＃４気
筒）に対しては、第１の信号系列ＰＯＳＲ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（図４参照）。また、第２の信
号系列ＳＧＣの各パルスのうち、少なくとも特定気筒
（＃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。

【００３８】第１および第２の信号系列ＰＯＳＲ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から基準位置信号を検出す
る基準位置信号検出手段１０１と、基準位置信号の検出
時点での第２の信号系列ＳＧＣのレベルに基づいて同時
制御可能な気筒群を識別する気筒群識別手段１０２と、
気筒識別信号となる第２の信号系列ＳＧＣ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ＰＯＳＲ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、第１の信号系列ＰＯＳＲ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または第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、便宜的に気筒識別信号パル
スの立ち下がりタイミングを基準位置と見なしてバック
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〜図３に
示したこの発明の実施例１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１
２をクランク軸１１に取り付けるとともに、各突起８１
ａ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が角度
信号のみならず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、クランク角１８０°に
対応した２カ所）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、マイクロコンピュータ１００内の基準
位置信号検出手段１０１において、パルス発生周期の大
小によって検出される。

【００４７】クランク軸１１側の回転円板１２上の突起
８１ａに対応して生成される第１の信号系列ＰＯＳＲ
（図４参照）は、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
した所定角度だけ角度信号が得られないＬレベル区間τ
からなる基準位置信号とを含む。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、各気筒の
制御タイミング演算に用いられる基準位置θＲとなる。

【００４８】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。

【００４９】さらに、パルス幅ＰＷ１およびＰＷ４で示
される＃１気筒および＃４気筒に対するパルスは、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、パルス幅ＰＷ３およびＰＷ２で示
される＃３気筒および＃２気筒に対するパルスは、第１
の信号系列ＰＯＳＲに含まれる基準位置θＲの直後にＨ
レベルとなる。

【００５０】したがって、同時制御可能な＃１気筒およ
び＃４気筒に関する第２の信号系列ＳＧＣのレベルは、
第１の信号系列ＰＯＳＲの示す基準位置θＲにおいてＨ
レベルとなり、同様に同時制御可能な＃３気筒および＃
２気筒に関する第２の信号系列ＳＧＣのレベルは、第１
の信号系列ＰＯＳＲの示す基準位置θＲにおいてＬレベ
ルとなる。

【００５１】以上の第１および第２の信号系列ＰＯＳＲ
およびＳＧＣを参照することにより、気筒群識別手段１
０２は、基準位置信号検出手段１０１により基準位置θ
Ｒが検出された時点での第２の信号系列ＳＧＣ（気筒識
別信号）のレベルにより、同時制御可能な気筒群を識別
する。

【００５２】すなわち、基準位置θＲでの第２の信号系
列ＳＧＣのレベルがＨレベルであれば＃１気筒または＃
４気筒、Ｌレベルであれば＃３気筒または＃２気筒であ
ることを識別する。これにより、たとえば、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。

【００５３】また、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ＳＧＣ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。

【００５４】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
制御パラメータのバックアップ制御を可能にする。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】また、特定気筒群に関して、気筒識別信号
のパルスを基準位置信号の位相と重畳するようにしたの
で、基準位置θＲが検出される毎に、第２の信号系列Ｓ
ＧＣのレベルを参照して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。

【００５８】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。

【００５９】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、特定気筒に対するパルス幅
を他の気筒よりも長く設定したが、特定気筒の気筒識別
信号パルスに対して、一定角度以内の近傍に付加パルス
を設けてもよい。図５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。

【００６０】図５の場合、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。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。

【００６１】実施例３．なお、上記実施例２では、特定
気筒の長いパルス幅ＰＷ１のパルスに対してさらに付加
パルスＰｓを追加したが、特定気筒に対して付加パルス
Ｐｓを追加すれば各気筒毎のパルス幅は同一であっても
よい。

【００６２】また、付加パルスＰｓの追加パルス数は、
１個に限らず任意数に設定することができる。さらに、
特定気筒（＃１気筒）のみならず、特定気筒と同時制御
可能な＃４気筒の気筒識別信号パルスに対して、たとえ
ば特定気筒とは異なる追加数の付加パルスＰｓを追加し
てもよい。

【００６３】図６は第２の信号系列ＳＧＣの各パルス幅
を同一に設定して付加パルスＰｓを追加したこの発明の
実施例３の動作を示す波形図である。ここでは、特定気
筒の気筒識別信号パルスの近傍に２個の付加パルスＰｓ
を追加し、＃４気筒の気筒識別信号パルスの近傍に１個
の付加パルスＰｓを追加した場合を示している。

【００６４】この場合も、付加パルスＰｓの追加数によ
り特定気筒および＃１気筒と気筒群を構成する＃４気筒
を迅速に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、前述のように、第２の
信号系列ＳＧＣ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。

【００６５】したがって、各気筒毎に対応した第２の信
号系列ＳＧＣのパルスまたはパルス群（付加パルスＰｓ
を含む）の立ち下がり時期（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。

【００６６】実施例４．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。

【００６７】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４の動
作を示す波形図であり、角度信号のうちの異なるレベル
（高いレベル）のパルスＰＨの発生位置が基準位置θＲ
となっている。

【００６８】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
ことなく連続的に設けられている。また、各気筒の基準
位置θＲに対応する位置（４気筒の場合、クランク角１
８０°毎）に、突起８１ａに代えて永久磁石（図示せ
ず）が設けられている。

【００６９】このように、回転円板１２上の基準角度位
置に挿入された永久磁石により、第１の信号系列ＰＯＳ
Ｒにおいて、基準位置θＲ毎にレベルの大きいパルスＰ
Ｈが得られ、容易に基準位置θＲを検出することができ
る。また、図７のようにレベルの異なるパルスＰＨを用
いることにより、Ｌレベル区間τ（図４〜図６参照）の
終了時点を待機する必要がないので、基準位置θＲを迅
速に検出することができる。

【００７０】実施例５．さらに、上記各実施例では、特
定気筒群に関して気筒識別信号のパルスを基準位置信号
の位相と重畳させて、基準位置での気筒識別信号のレベ
ル判定により気筒群を識別したが、たとえば、特定気筒
群に関して気筒識別信号のパルス幅ＰＷ１等を他の気筒
群と異なるように設定するか、または、付加パルスＰｓ
を適宜追加することにより気筒群を識別するようにして
もよい。この場合、気筒識別信号を基準位置信号の位相
と重畳させる必要はない。

【００７１】

【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、内燃機関の各気筒の基準位置に
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、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り且つ同時制御可能な特
定気筒群に対するパルス形態が他の気筒群のパルスと異
なる気筒識別信号を含み、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、
少なくとも第２の信号系列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の信号系列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、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。

【００７２】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、第２の信号系列のうちの特定気筒群に対
するパルスは基準位置信号の位相と重畳し、気筒群識別
手段は、基準位置信号の検出時点での第２の信号系列の
レベルに基づいて気筒群を識別するようにしたので、気
筒群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。

【００７３】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、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。

【００７４】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、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各気筒の基準位置に
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。

【００７５】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、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。

【００７６】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５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。

【００７７】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１から請求項５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。

【００７８】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１から請求項７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。

【００７９】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１から請求項７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】 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５】 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６】 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７】 この発明の実施例４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、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、ＳＧＣ 第２の信号系列、θＲ
基準位置、τ Ｌレベル区間。

Claims (9)

【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
   機関の各気筒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、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り且つ同時制御可能な特定気
   筒群に対するパルス形態が他の気筒群のパルスと異なる
   気筒識別信号を含み、 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、 少なくとも前記第２の信号系列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の信号系列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むことを特徴とす
   る内燃機関制御装置。
2. 【請求項２】 前記第２の信号系列のうちの前記特定気
   筒群に対するパルスは前記基準位置信号の位相と重畳
   し、 前記気筒群識別手段は、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気筒群を
   識別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各気筒の基準位置に対応するこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに
   記載の内燃機関制御装置。
5. 【請求項５】 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から請求項３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５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５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７までのいずれかに記載の内燃
   機関制御装置。
9. 【請求項９】 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７までのいずれかに記載の
   内燃機関制御装置。