JPH08284733A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で迅速且つ容易に気筒識別し、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】 機関の回転軸１１に同期して第１信号系列Ｐ
ＯＳＲを得る検出器８１と、回転軸１に同期して第２信
号系列ＳＧＣを得る検出器８２と、各信号系列からパラ
メータＰを制御する手段１００とを備え、第１信号系列
は角度信号と特定気筒群の基準位置に対応した同一レベ
ル信号とを含み、第２信号系列は、特定気筒パルスが他
と異なり且つパルスエッジが同一レベル信号内にある気
筒識別信号を含み、制御手段は、気筒識別信号のパルス
エッジおよび角度信号から各気筒の基準位置を検出する
手段１０１と、第２信号系列から各気筒を識別する手段
１０３と、気筒識別結果および第２信号系列からパラメ
ータ制御時期を演算する手段１０４と、各信号系列の異
常を判定する手段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、角
度信号を含む第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、回転信号発生器８をカム軸
１側に設けた場合は、フォトカプラ４ａ、４ｂ、５ａ、
５ｂを近接配置する必要があるため、回転信号発生器８
の設置スペースが限定され、設計自由度を損なってしま
うことになる。

【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。
さらに、クランク軸側のセンサ異常等により角度信号Ｐ
ＯＳおよび基準位置信号ＲＥＦの一方が得られない（フ
ェールした）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、設計の自由度を損なうことになり、製造上
のコストダウンを実現することができないという問題点
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、角度
信号を含む第１の信号系列が得られない（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、内燃機関の回転軸に同期した第
１の信号系列を出力する第１の信号検出器と、回転軸に
同期した第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た内燃機関制御装
置において、第１の信号系列は、回転軸の所定角度毎に
生成される角度信号と、内燃機関の少なくとも特定気筒
群に対応した基準位置を示す所定角度範囲の同一レベル
信号とを含み、第２の信号系列は、気筒毎に対応したパ
ルスからなり且つ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る気筒識別信号を含み、気筒識別信
号のパルスエッジのタイミングは、同一レベル信号の区
間内に位置し、制御手段は、第２の信号系列内のパルス
エッジに続いて発生する第１の信号系列内の角度信号か
ら基準位置を検出する基準位置検出手段と、同一レベル
信号および第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１の信号系列は内燃
機関のクランク軸に同期して生成され、第２の信号系列
は、クランク軸に対して１／２の減速比を有するカム軸
に同期して生成されるものである。

【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、同一レベル信号は、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
特定気筒群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４までのいずれかにお
いて、同一レベル信号は、各気筒に対応して生成される
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（少なくとも特定気筒群対応の基準位置を示す同一レ
ベル信号を含む角度信号）を検出するための第１の検出
器を回転軸に設け、この回転軸に同期して生成される第
２の信号系列（気筒識別信号）を検出する第２の検出器
を設け、同一レベル信号の区間内で気筒識別信号のパル
スエッジのタイミングを設定することにより、コストア
ップを招くことなく容易且つ確実な気筒識別を可能にす
るとともに、基準位置を含む角度信号および気筒識別信
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。また、
第１または第２の信号系列が得られない場合でも、第２
または第１の信号系列のみを用いてバックアップ制御を
可能にする。

【００２５】また、この発明の請求項２においては、基
準位置を示す同一レベル信号および角度信号を含む第１
の信号系列をクランク軸に同期させることにより、内燃
機関の制御精度を向上させる。また、気筒識別信号を含
む第２の信号系列をカム軸に同期させることにより、特
定気筒および各気筒を確実に識別可能にする。

【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の信号系列内にＬレベル区間（同一レベル信号）を設
け、次の角度信号の発生開始時期（Ｌレベル区間の終了
時期）を特定気筒群の基準位置とすることにより、簡単
な構成で各気筒の基準位置を得る。

【００２８】また、この発明の請求項５においては、気
筒識別信号の各パルスエッジに続いて発生する角度信号
を各気筒の基準位置とすることにより、簡単な構成で且
つ迅速に各気筒の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、比較的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、カム軸１は、ベルト駆動等
によりクランク軸１１と同期して回転し、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。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、図２および図３のよう
に、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８
１ａ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、図４のよう
に、クランク軸１１の回転に同期した所定角度毎に生成
される角度信号と、内燃機関の特定気筒群（この場合、
同時制御可能な＃１気筒および＃４気筒）に対応した基
準位置θＲを示す所定角度範囲（たとえば、クランク角
１０°〜数１０°）の同一レベル信号（この場合、Ｌレ
ベル区間τに相当）とを含んでいる。

【００３６】第１の信号系列ＰＯＳＲ内の角度信号の各
パルスに対応する突起８１ａは、角度信号が連続的に生
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の終了位置
（次の角度信号の発生開始位置）は特定気筒群の基準位
置θＲに対応している。この場合、欠落部８０は、特定
気筒群のみに対応させるため、クランク軸１１と一体の
回転円板１２上の１箇所（クランク角３６０°毎）に設
けられている。

【００３７】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。

【００３８】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
（＃１気筒）に対するパルスのパルス幅ＰＷ１は、他の
気筒（＃２〜＃４）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。第１および第２の
信号系列ＰＯＳＲおよびＳＧＣは、図１のように、イン
タフェース回路９０を介してマイクロコンピュータ１０
０に入力される。

【００３９】マイクロコンピュータ１００は、各信号系
列ＰＯＳＲおよびＳＧＣに基づいて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２の信
号系列ＳＧＣ内のパルスエッジ（たとえば、図４内の矢
印で示す立ち下がりエッジ）に続いて発生する第１の信
号系列ＰＯＳＲ内の角度信号から特定気筒群に関連した
基準位置θＲを検出する基準位置検出手段１０１と、同
一レベル信号（Ｌレベル区間τ）および第２の信号系列
ＳＧＣに基づいて気筒群を識別する気筒群識別手段１０
２と、少なくとも第２の信号系列ＳＧＣに基づいて各気
筒を識別する気筒識別手段１０３と、少なくとも気筒識
別手段１０３の気筒識別結果および第２の信号系列ＳＧ
Ｃに基づいてパラメータＰ（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、少なくとも第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】マイクロコンピュータ１００内の気筒識別
手段１０３は、各信号系列ＰＯＳＲおよびＳＧＣが健全
な場合には、第２の信号系列ＳＧＣ内の気筒識別信号パ
ルスの発生区間（たとえば、Ｈレベル区間）を、第１の
信号系列ＰＯＳＲ内の角度信号の計数値に基づいて計測
し、パルス幅を示す計測結果に基づいて各気筒を識別す
るようになっている。また、制御時期演算手段１０４
は、特定気筒群に対する基準位置θＲから角度信号を計
数して各気筒に対する基準位置θＲを順次求め、パラメ
ータの制御時期を演算する。

【００４１】一方、センサ故障等の異常発生により第１
の信号系列ＰＯＳＲが得られない場合、すなわち、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は制御処理切換
用の異常判定信号Ｅを生成し、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。この場合、異常判定手段１０５は、第２の信号
系列ＳＧＣの異常をも判定するようになっている。

【００４２】したがって、異常判定信号Ｅに応答して、
気筒識別手段１０３は、気筒識別信号パルスの発生時間
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）に基づいて各気筒を識別
するようになっている。また、制御時期演算手段１０４
は、各気筒に対応した気筒識別信号パルスの立ち下がり
エッジを、便宜的にパラメータＰの制御時期とする。

【００４３】すなわち、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、第１
の信号系列ＰＯＳＲのフェール時においては、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（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。

【００４４】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に含まれる同一
レベル信号（Ｌレベル区間τ）の示す基準位置θＲと、
第２の信号系列ＳＧＣに含まれる気筒識別信号とを用い
るとともに、角度信号を計数することによりパラメータ
の制御時期を演算する。また、第１の信号系列ＰＯＳＲ
のフェール時においては、第２の信号系列ＳＧＣの気筒
識別信号パルスのみを用いてバックアップ制御を行う。
さらに、第２の信号系列ＳＧＣが得られない場合には、
第１の信号系列ＰＯＳＲに基づく気筒群識別手段１０２
の識別結果のみを用いて、気筒群同時着火等によりバッ
クアップ制御を行う。

【００４５】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。

【００４６】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、所定角度毎に突起８１ａを有する回転円板１２をク
ランク軸１１に取り付けるとともに、各突起８１ａに対
向するようにセンサ８２ｂを配置することにより第１の
信号検出器８１を構成し、角度信号と基準位置θＲを示
す同一レベル信号とを含む第１の信号系列ＰＯＳＲを生
成する。

【００４７】このとき、第１の信号系列ＰＯＳＲ内に、
角度信号のみならず気筒群対応の基準位置θＲを示す同
一レベル信号を含むようにするため、突起８１ａの一部
（４気筒の場合、回転円板１２上の１箇所）に欠落部８
０を設ける。

【００４８】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
により検出される。また、第１の信号系列ＰＯＳＲに含
まれるＬレベル区間τ（欠落部８０に対応）は、マイク
ロコンピュータ１００内の基準位置検出手段１０１によ
り、パルス発生周期の大小に基づいて検出される。

【００４９】この結果、クランク軸１１の回転により突
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、所定角度毎のパルスからなる角度信号
と、欠落部８０に対応したＬレベル区間（所定角度にわ
たって角度信号が得られない区間）からなる同一レベル
信号とを含む。

【００５０】ここで、クランク角３６０°毎に発生する
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、特定気筒群の制御タイミング演算に用いら
れる基準位置θＲとなる。これにより、気筒群識別手段
１０２は、基準位置検出手段１０１で検出された基準位
置θＲのみに基づいて特定気筒群および他の気筒群を識
別し、制御時期演算手段１０４は、グループ着火可能な
気筒群を迅速に識別して、所望の内燃機関制御性能を得
ることができる。

【００５１】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。これにより、気筒識別手段１０３は、特定
気筒および他の気筒を識別し、制御時期演算手段１０４
は、気筒識別結果に基づいて所望の内燃機関制御性能を
得ることができる。

【００５２】このとき、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ＳＧ
Ｃ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。

【００５３】特定気筒群に対する基準位置θＲは、第２
の信号系列ＳＧＣの気筒識別信号パルスの立ち下がりエ
ッジが検出されてから最初に角度信号の再開が検出され
る時点となるため、パルスエッジから角度信号再開まで
の短い時間内で迅速に検出される。また、他の気筒群お
よび各気筒に対する基準位置θＲは、特定気筒群の基準
位置θＲから所定数の角度信号を計数した時点で検出さ
れる。

【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
には、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、所望の内燃機関制御性能を得
ることができる。

【００５６】さらに、カム軸１側のセンサ８２ｂの故障
等により第２の信号系列ＳＧＣが得られない場合には、
制御時期演算手段１０４は、第１の信号系列ＰＯＳＲ内
の同一レベル信号の示す基準位置θＲおよび角度信号の
計数値による気筒群識別結果および基準位置θＲのみに
基づいて、同時点火制御等によるバックアップ制御を行
うことにより、所望の内燃機関制御性能を得ることがで
きる。

【００５７】このように、角度信号および同一レベル信
号（基準位置θＲを示す）を含む第１の信号系列ＰＯＳ
Ｒ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。

【００５８】また、特定気筒群に対応した同一レベル信
号を設け、基準位置θＲを設定したので、基準位置θＲ
が検出される毎に特定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。

【００５９】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。

【００６０】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、特定気筒に対する気筒識別
信号のパルス形態の違いとして、パルス幅ＰＷ１を他の
パルス幅と異なるようにしたが、特定気筒に対する気筒
識別信号パルスの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３の動作
を示す波形図である。

【００６１】図５において、（ａ）および（ｂ）は第２
の信号系列ＳＧＣのそれぞれ異なるパルス波形例を示
し、（ａ）は特定気筒に対する気筒識別信号パルスの直
前の近傍に１個の付加パルスＰｓを追加した場合、
（ｂ）は特定気筒に対して２個の付加パルスＰｓを追加
し且つ特定気筒と同一気筒群の気筒（＃４気筒）に対し
て１個の付加パルスＰｓを追加した場合をそれぞれ示
す。

【００６２】図５においては、付加パルスＰｓの有無ま
たは付加パルスＰｓの追加個数の違い等により特定気筒
および他の気筒を識別できるので、付加パルスＰｓを除
く各気筒に対応するパルスは同一のパルス幅であっても
よい。第２の信号系列ＳＧＣとして、図５（ａ）のパル
ス波形を用いた場合、気筒識別手段１０３は、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。

【００６３】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。

【００６４】また、図５（ｂ）のパルス波形を用いた場
合、特定気筒（＃１気筒）に２個の付加パルスＰｓが追
加され、特定気筒と同一気筒群の＃４気筒に１個（特定
気筒とは異なる個数）の付加パルスＰｓが追加されてい
るので、付加パルスＰｓの追加個数によって、特定気筒
（＃１気筒）および他の気筒（＃４気筒）を直ちに識別
することができる。なお、付加パルスＰｓの追加個数
は、任意数に設定され得る。

【００６５】図５内の（ａ）および（ｂ）のいずれのパ
ルス波形を用いた場合も、第１の信号系列ＰＯＳＲが得
られない場合には、前述と同様に、第２の信号系列ＳＧ
Ｃ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。

【００６６】したがって、制御時期演算手段１０４は、
各気筒毎に対応した第２の信号系列ＳＧＣのパルス（ま
たは、付加パルスＰｓを含むパルス群）の立ち下がり時
期（図中の矢印のように、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。

【００６７】実施例３．なお、上記各実施例では、クラ
ンク軸１１側に第１の信号検出器８１を設け、カム軸１
側に第２の信号検出器８２を設けたが、特に厳しい基準
位置検出精度が要求されなければ、各信号検出器８１お
よび８２を互いに逆に配置し、基準位置θＲを示す第１
の信号系列ＰＯＳＲをカム軸１側から生成してもよい。

【００６８】実施例４．また、基準位置θＲを示す同一
レベル信号として、回転円板１２上の突起欠落部８０に
対応したＬレベル区間τを用いたが、所定角度範囲にわ
たって連続的に同一レベルを示す信号であればよく、た
とえば、欠落部８０に代えて、回転円板１２上に径大部
（突起８１ａの先端位置に対応）を形成し、径大部に対
応したＨレベル区間（図示せず）を用いてもよい。

【００６９】実施例５．また、第１の信号系列ＰＯＳＲ
に含まれる同一レベル信号のＬレベル区間τ内に、第２
の信号系列ＳＧＣに含まれる気筒識別信号パルスの立ち
下がりエッジを位置させたが、気筒識別信号パルスの立
ち上がりエッジを位置させてもよい。図６は気筒識別信
号パルスの立ち上がりエッジをＬレベル区間τ内に位置
させたこの発明の実施例５の動作を示す波形図である。

【００７０】図６において、（ａ）および（ｂ）は第２
の信号系列ＳＧＣのそれぞれ異なるパルス波形例を示
し、（ａ）は特定気筒に対する気筒識別信号のパルス幅
ＰＷ１を他の気筒のパルス幅ＰＷ２〜ＰＷ４よりも大き
く設定した場合、（ｂ）は特定気筒に対して１個の付加
パルスＰｓを追加した場合をそれぞれ示す。

【００７１】この場合、基準位置検出手段１０１は、気
筒識別信号パルスの立ち上がりエッジが検出されてか
ら、最初に角度信号の再開を検出した時点を基準位置θ
Ｒとして認識する。また、気筒識別手段１０３は、前述
と同様に、気筒識別信号のうちの長いパルス幅ＰＷ１ま
たは付加パルスＰｓを検出することにより、特定気筒を
識別することができる。

【００７２】実施例６．なお、上記各実施例では、第１
の信号系列ＰＯＳＲに含まれる同一レベル信号を、特定
気筒群のみに対応して生成したが、各気筒毎に対応して
生成してもよい。図７は各気筒毎に同一レベル信号（Ｌ
レベル区間τ）を生成するようにしたこの発明の実施例
６の動作を示す波形図である。図７において、第１の信
号系列ＰＯＳＲは、各気筒＃１〜＃４に対応してクラン
ク角度１８０°毎に生成される。

【００７３】また、図７（ａ）〜（ｆ）は第２の信号系
列ＳＧＣのそれぞれ異なるパルス波形例を示し、（ａ）
は特定気筒のパルス幅ＰＷ１を他の気筒のパルス幅ＰＷ
２〜ＰＷ４よりも長く設定した場合、（ｂ）は特定気筒
のパルスの直前に付加パルスＰｓを追加した場合、
（ｃ）は特定気筒のパルスの直後に付加パルスＰｓを追
加した場合、（ｄ）は特定気筒のパルスに２個の付加パ
ルスＰｓを追加し且つ特定気筒と同一気筒群の気筒（＃
４気筒）のパルスに１個の付加パルスＰｓを追加した場
合、（ｅ）は特定気筒のパルス幅ＰＷ１を長く設定する
とともに立ち上がりエッジをＬレベル区間τ内に設定し
た場合、（ｆ）は特定気筒のパルスに付加パルスＰｓを
追加するとともに立ち上がりエッジをＬレベル区間τ内
に設定した場合をそれぞれ示す。

【００７４】この場合、第１の信号系列ＰＯＳＲにおい
て、各気筒毎に対応したＬレベル区間τを生成するため
に、欠落部８０（図２参照）は、回転円板１２上の１８
０°位置毎（図２に示した位置のみならず、図２内の欠
落部８０の対向位置）に設けられる。また、第２の信号
系列ＳＧＣにおいて、他の気筒に対する気筒識別信号パ
ルスは、パルス幅ＰＷ２およびＰＷ３の一部が角度信号
によって計数されるように、前述よりも長く設定されて
いる。

【００７５】図７に示した第１の信号系列ＰＯＳＲと図
７（ａ）〜（ｆ）のいずれかの第２の信号系列ＳＧＣと
を組み合わせることにより、前述と同様に、各気筒およ
び基準位置θＲを識別することができる。すなわち、基
準位置検出手段１０１は、気筒識別信号のパルスエッジ
が検出された直後の角度信号再開時点を基準位置θＲと
して認識し、気筒識別手段１０３は、気筒識別信号のパ
ルス幅の違いまたは付加パルスＰｓの有無に基づいて、
特定気筒および各気筒を識別する。

【００７６】また、第１の信号系列ＰＯＳＲがフェール
した場合には、異常判定信号Ｅに応答して、気筒識別手
段１０３は、第２の信号系列ＳＧＣの発生時間比率に基
づいて特定気筒および各気筒を識別し、制御時期演算手
段１０４は、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。

【００７７】この場合、第２の信号系列ＳＧＣのフェー
ル時には、第１の信号系列ＰＯＳＲのみから気筒群識別
ができないため、バックアップ制御は不可能となる。た
だし、各信号系列ＰＯＳＲおよびＳＧＣが健全な場合に
は、他の気筒に対する基準位置θＲを、角度信号に計数
結果に基づいて求める必要がないので、各気筒毎の基準
位置θＲを迅速に検出することができる。

【００７８】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関の回転軸に同期した第１の信号系列を出力
する第１の信号検出器と、回転軸に同期した第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
御手段とを備えた内燃機関制御装置において、第１の信
号系列は、回転軸の所定角度毎に生成される角度信号
と、内燃機関の少なくとも特定気筒群に対応した基準位
置を示す所定角度範囲の同一レベル信号とを含み、第２
の信号系列は、気筒毎に対応したパルスからなり且つ少
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
る気筒識別信号を含み、気筒識別信号のパルスエッジの
タイミングは、同一レベル信号の区間内に位置し、制御
手段は、第２の信号系列内のパルスエッジに続いて発生
する第１の信号系列内の角度信号から基準位置を検出す
る基準位置検出手段と、同一レベル信号および第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ようにした
ので、コストアップを招くことなく、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。

【００７９】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、第１の信号系列は内燃機関のクランク軸
に同期して生成され、第２の信号系列は、クランク軸に
対して１／２の減速比を有するカム軸に同期して生成さ
れるするようにしたので、基準位置を示す同一レベル信
号を高精度に検出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。

【００８０】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。

【００８１】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、同一レベル
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（次の角度信号の発
生開始時期）が特定気筒群の基準位置に対応するように
したので、簡単な構成で各気筒の基準位置を高精度に取
得できる内燃機関制御装置が得られる効果がある。

【００８２】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、同一レベル
信号は、各気筒に対応して生成されるようにしたので、
簡単な構成で各気筒の基準位置を迅速に取得できる内燃
機関制御装置が得られる効果がある。

【００８３】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、特定気筒に
対する気筒識別信号パルスのパルス幅を他の気筒と異な
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。

【００８４】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、氣筒識別信
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。

【００８５】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。

【００８６】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５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６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 基準位置検出手段、１０１ 基準位置検出手段、
１０２ 気筒群識別手段、１０３ 気筒識別手段、１０
４ 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】 内燃機関の回転軸に同期した第１の信号
   系列を出力する第１の信号検出器と、 前記回転軸に同期した第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、前記回転軸の所定角度毎に生成
   される角度信号と、前記内燃機関の少なくとも特定気筒
   群に対応した基準位置を示す所定角度範囲の同一レベル
   信号とを含み、 前記第２の信号系列は、気筒毎に対応したパルスからな
   り且つ少なくとも特定気筒に対するパルス形態が他の気
   筒と異なる気筒識別信号を含み、 前記気筒識別信号のパルスエッジのタイミングは、前記
   同一レベル信号の区間内に位置し、 前記制御手段は、 前記第２の信号系列内のパルスエッジに続いて発生する
   前記第１の信号系列内の角度信号から前記基準位置を検
   出する基準位置検出手段と、 前記同一レベル信号および前記第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１の信号系列は前記内燃機関のク
   ランク軸に同期して生成され、前記第２の信号系列は、
   前記クランク軸に対して１／２の減速比を有するカム軸
   に同期して生成され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】 前記同一レベル信号は、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特定気筒群の基準位置に対応
   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】 前記同一レベル信号は、前記各気筒に対
   応して生成されることを特徴とする請求項１から請求項
   ４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。