JPH10196443A - 内燃機関の気筒判定制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料噴射制御および点火制御を継続することの
可能な気筒判定装置を提供する。 【解決手段】内燃機関の回転に伴いローとハイの波形信
号を出力する回転角センサ，信号波形の入力毎にローと
ハイの波形信号の各入力時間を演算する手段，直前と最
新のハイの波形信号入力時間を加算する手段，直前と最
新のローの波形信号入力時間を加算する手段，加算した
ハイとローの波形信号の入力時間を比較する手段，ハイ
の波形信号の直前と最新との入力時間を比較する手段，
ローの波形信号の直前と最新の入力時間を比較する手
段、ならびに連続するローとハイの波形時間の入力時間
を比較する手段、及び気筒判別手段とを備え、気筒判別
手段は、四つの比較手段から各出力される入力時間比値
に基づき気筒判定をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の気筒判定
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両、特に自動車用内燃機関にお
いては、排気ガスの規制強化に対応すると共に、一方で
高出力化を図るために、電子制御装置が採用され、燃料
噴射量，燃料噴射タイミング、及び点火時期等を精密に
制御して、排気ガスの規制強化と高出力化に対応してい
る。

【０００３】燃料噴射タイミングや点火時期の制御を行
う際には、通常クランク角と気筒を判定することが必要
であることから、クランク軸の回転角度を知るための回
転角度センサが設けられている。

【０００４】一般に、回転角度センサは、クランク軸回
転に対して１／２で同期回転するカム軸等に、クランク
角センサと気筒判別センサとを設けた構成になってい
る。

【０００５】このように、クランク角と気筒とを別々の
センサを用いて判定する方法は、センサの個数が増加し
てコストアップを招くと共に、その複数のセンサの検出
に基づいて作動するための制御系も複雑になってしまう
等の問題もある。

【０００６】問題を解決するための手段として、１個の
回転角センサを用い、回転角センサの信号に基づき、ク
ランク角の検出と気筒の判定をする方法が提案されてい
る。一つの回転センサの信号でクランク角の検出と気筒
の判定をする方法が開示されているものとしては、特開
平1−219341 号公報，特開平5−86953号公報、及び、特
公告平7−88811号公報等がある。

【０００７】開示の技術は、クランク角センサの気筒の
数個の基準パルス信号の内の一つの基準パルス信号の終
了直後に、気筒判定用パルス信号の出力手段を設けたも
の、もしくは、特定の気筒の基準パルス信号の長さを他
の気筒の基準パルス信号の長さと異なる長さとしたもの
である。そして、センサ信号の入力毎に周期時間を計測
し、前回と今回のパルス間隔（周期時間）の比率を求め
て所定値と比較し、基準パルス信号か、又は気筒判定用
パルス信号かを判定するものである。

【０００８】ところで、開示された先行技術にあって
は、いずれも特定の気筒、例えば第１気筒を判別可能と
するが、残る他の気筒については、第１気筒が判定され
た結果として判定されるものであるために、第１気筒が
判定されるまで、即ち、第１気筒の判定ができなかった
場合には、クランク軸が更に回転して、次の第１気筒の
基準パルスが来るまでの２回転の間は、気筒判定が行わ
れず、このため燃料噴射制御，点火制御を開始すること
ができなかった。

【０００９】このような点の対策として、一つの回転セ
ンサの信号でクランク角の検出と全気筒の判定を行う方
法が開示されているものとしては、特願平8−196493 号
公報がある。

【００１０】センサ信号の入力毎に周期時間を計測し、
前回のロー信号間隔（周期時間）とハイ信号間隔（周期
時間）と今回のロー信号間隔（周期時間）とハイ信号間
隔（周期時間）との比率を求めて所定値と比較し、全気
筒の各々について気筒を判定するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、開示された
先行技術にあっては、気筒の判定のためにセンサ信号入
力毎に、毎回全気筒数に対応する判定演算を行い、特定
の判定条件に合致した気筒信号を選択し、気筒判定する
ものであるため、内燃機関の気筒数が多くなり、かつ高
速回転化されるほど演算素子であるＣＰＵの負荷が大と
なってくる。

【００１２】さらに、排気ガスの規制強化と高出力化に
対応するため、内燃機関の運転状態を正しく把握するた
め各種センサ数がますます増加し、かつ入力データ演算
と出力制御の高速化が要求されるようになってきてお
り、この点からもＣＰＵの負荷が増大している。

【００１３】このため、高速演算するために耐ノイズ性
の強化、使用素子およびＣＰＵ構成部品の価格上昇の問
題とセンサシステムの簡略化による価格低下とのバラン
スを考慮する必要が生じている。

【００１４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的はＣＰＵの負荷軽減を可能と
する内燃機関の気筒判定制御装置を提供することであ
る。

【００１５】このため、内燃機関に付設した一つの回転
角センサの信号に基づき内燃機関の気筒を判定するもの
において、初回の気筒判定が行われ燃料噴射制御と点火
制御が開始された後は、各気筒の判定方式を変更する。
即ち内燃機関の全気筒数のうち、ある気筒のみを基準と
して、この基準気筒に対しては入力信号による気筒判定
を行い、残る他の気筒に対しては信号の入力状態が正常
状態にあるかどうかをチェックする演算方式に切換える
ことによりＣＰＵの負荷軽減を図るものとする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】目的を達成すべく、本発
明に係る内燃機関の気筒判定制御装置は、内燃機関の回
転に伴いローとハイの波形信号を出力する回転角セン
サ，概信号波形の入力毎にローとハイの波形信号の各入
力時間を演算する手段，直前と最新のハイの波形信号入
力時間を加算する手段，直前と最新のローの波形入力時
間を加算する手段，加算したローとハイとの波形信号の
入力時間を比較する手段，ハイの波形信号の直前と最新
との入力時間を比較する手段，ローの波形信号の直前と
最新との入力時間を比較する手段，連続するローとハイ
との波形信号の入力時間を比較する手段、及び、気筒判
別手段とを備え、気筒判別手段が四つの比較手段から各
出力される入力時間比値に基づき気筒判定及び入力信号
のチェックを行う。

【００１７】即ち、気筒判別手段は、四つの比較手段の
うち三つの比較手段から各出力される入力時間比の値と
比較することで信号パターン値を判定し、信号パターン
値により気筒判定する。信号パターン値は、加算したロ
ーとハイの波形信号の入力時間比値と設定定数との比較
と、最新のハイ信号時間と直前のハイ信号時間との大小
比較値と、最新のロー信号時間と直前のロー信号時間と
の大小比較値とにより判定，設定される。

【００１８】そして、初回の気筒判定が終了すれば燃料
噴射制御と点火制御を行う。初回の気筒判定が終了した
後は、四つの比較手段のうち残る一つの比較手段を併用
してセンサ信号入力毎に、直前のハイ信号時間と最新の
ロー信号時間との大小比較値及び最新のロー信号時間と
最新のハイ信号時間との大小比較値とにより、センサ信
号が正しく入力しているかをチェックする。

【００１９】チェックした結果、センサ信号が正しく入
力していなければ、気筒再判定を行う。このように構成
された本発明に係る内燃機関の気筒判定制御装置は、１
個の回転角センサにより複数気筒の内燃機関の全気筒を
二組のハイ，ロー波形の入力信号を用いて得られる信号
パターン判定値に基づき気筒の判定と、センサ信号の正
常な入力チェックを容易に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の内燃機
関の気筒判定制御装置の一実施例について詳細に説明す
る。

【００２１】図１は、本実施例の内燃機関の気筒判定制
御装置を含むエンジンシステムの全体構成を示したもの
で、図１において、内燃機関１の各気筒には、ピストン
１ａとシリンダ１ｂ、及びピストン１ａとシリンダ１ｂ
とで形成される燃焼室１ｃがあり、燃焼室１ｃの上部に
は吸気管１６と排気管１７とが接続されている。

【００２２】エアクリーナ２から入った空気は、吸気ダ
クト１６ａを経てスロットル弁４ａを有するスロットル
ボディ４を通り、吸気管１６で分配され、内燃機関１の
気筒（シリンダ１ｂ）内に吸入される。

【００２３】一方、燃料タンク（図示省略）からの燃料
は、燃料ポンプ（図示省略）で吸引され、かつ加圧され
てインジェクタ５から吸気管１６の内に噴射され、空気
とともに内燃機関１の気筒１ｂ内に吸入される。

【００２４】また、スロットルボディ４には、吸気管圧
力を検出する圧力センサ３が取付けられていると共に、
吸気管１６には、吸気温センサ７が取付けられ、吸入空
気の温度を検出している。

【００２５】内燃機関１の本体のシリンダ１ｂには、冷
却水温を検出する水温センサ９が取付けられると共に、
排気管１７には、酸素センサ１０が取付けられている。

【００２６】本実施例のエンジンシステムには、制御ユ
ニット１１が配備されており、各センサの出力は、制御
ユニット１１に入力されるように配設されている。

【００２７】また、内燃機関１の本体上部には、点火プ
ラグ６が配備され、点火プラグ６は制御ユニット１１か
らの出力信号に基づき点火コイル８で発生した高電圧が
供給されるようになっている。

【００２８】内燃機関１の回転角を検出する回転角セン
サ１２は、光電素子１３とディスク１４とを内蔵してお
り、ディスク１４は、内燃機関１のクランク軸（図示省
略）の回転速度の１／２で回転するようにされており、
一般的には吸排気バルブ開閉用カム軸に直結される。

【００２９】また、ディスク１４本体は、一対の光電素
子１３の発光素子部と受光素子部との中間部を遮え切る
ように配置され、かつ、ディスク１４本体には、気筒信
号用の切欠１５が複数個設けられている。

【００３０】ディスク１４の回転により、気筒信号用切
欠１５の開口部が光電素子１３の位置と一致すると発光
素子からの光が、受光素子に到達するので信号が生じ、
この信号が制御ユニット１１に伝えられる。従って、デ
ィスク１４の回転により内燃機関のクランク軸の回転角
度に相当する信号、即ち、各気筒の特定クランク角度位
置を示す信号が出力され、噴射時期，点火時期の基準信
号を検出する基準信号となる。そして、これらの信号は
制御ユニット１１に入力される。

【００３１】制御ユニット１１は、図２に示すようにＣ
ＰＵ，ＲＯＭ，Ａ／Ｄ変換器や入力回路を含む演算装置
で構成され、各センサ３，７，１０及び１１からの入力
信号や回転角センサ１２からの入力信号により所定の演
算処理を行い、この演算結果が出力され、インジェクタ
５を作動させ、必要な量の燃料を各吸気管１６に噴射さ
せるとともに、クランク軸回転角に応じて適切な点火時
期に点火プラグ６に点火火花を発生させる。

【００３２】本実施例では、４サイクル４気筒の内燃機
関を対象としており、このため図２では、インジェクタ
５ａ，５ｂ，５ｃ及び５ｄは、第１気筒から第４気筒ま
での各気筒毎に装着される４個のインジェクタを示して
いる。また点火コイルについても、とくに構造図を示し
ていないがディストリビュ−タがなく、制御ユニットか
ら直接内燃機関の各気筒に電子配電を行い、点火火花を
発生させるシステムとして各気筒用の点火コイル８ａ，
８ｂ，８ｃ及び８ｄについても同様に４個を装着する状
態を示している。次に、本実施例による内燃機関の気筒
判定方法について説明する。

【００３３】図３は、回転角センサ１２からの出力信号
に基づいて内燃機関の気筒判定と判定後の内燃機関を制
御する制御ユニット１１の構成で、気筒判定に係わる機
能部分の制御ブロック図を示したものである。

【００３４】回転角センサ１２は、内燃機関１の回転に
基づき波形信号を出力、即ち、ハイ信号とロー信号とか
ら成る波形信号を出力する。ロー，ハイ信号入力時間演
算手段５１は、回転センサ１２から出力されるロー，ハ
イ信号の各波形の入力時間を、信号が入力される毎に演
算して算出する手段である。このロー，ハイ信号入力時
間演算手段５１は、外部ノイズが入ってきた時に、通常
の信号入力とは異なるものとして除外する機能を有する
ことが望ましい。

【００３５】ハイ信号時間の加算手段５２は、演算手段
５１で算出した直前と最新のハイ信号の入力時間を加算
する手段であって、加算終了毎に順次旧加算値を更新す
るものである。ロー信号時間の加算手段５３は、演算手
段５１で算出した直前と最新のロー信号の入力時間を加
算する手段であって、加算終了毎に順次旧加算値を更新
するものである。

【００３６】ハイ信号時間の比較手段５４は、演算手段
５１で算出した直前と最新のハイ信号の入力時間を比較
して、その結果を出力するものであってロー信号時間の
比較手段５５は、演算手段５１で算出した直前と最新の
ロー信号の入力時間を比較して、その結果を出力するも
のであって、比較終了毎に順次旧比較値を更新するもの
である。

【００３７】一組のロー，ハイ信号波形検出手段５６
は、ハイ信号の立下がり毎に、ロー，ハイ一組の信号が
入力したことを検出するものであり、その入力検出ごと
に、検出数記憶手段５９に出力する。

【００３８】直前と最新のロー／ハイ信号時間の比較手
段５７は、ハイ信号の立下がり毎に、直前のハイ信号時
間と最新のロー信号時間との比較、及び最新のロー信号
時間と最新のハイ信号時間との比較をして、それぞれの
結果を出力するものであって、比較終了毎に順次旧比較
値を更新する。

【００３９】加算ハイ，ロー信号時間比較手段５８は、
ハイ，ローの信号時間加算手段５２，５３で算出した加
算ハイ，ロー信号時間を比較演算を行い、その比較値を
基準位置判定手段６０に出力するものであり、演算はハ
イ信号の立下がりもしくはロー信号の立上がり毎に実行
される。

【００４０】基準位置判定手段６０は、加算ハイ，ロー
信号時間比較手段５８からの比較値と、ハイ信号の比較
手段５４からの直前と最新のハイ信号の入力時間の比較
値、及びロー信号の比較手段５５からの直前と最新のロ
ー信号の入力時間の比較値を基に、予め設定された判定
定数設定値とを比較し、各気筒に対応する信号パターン
に対し、二組のロー，ハイ信号波形がどのパターンに属
するかを認識でき、認識により気筒の判定を行う。

【００４１】検出数記憶手段５９は、気筒判定手段６０
から特定のパターン信号、即ち基準位置信号入力が判定
されたことを記憶し、ハイ，ロー信号波形検出手段５６
から一組のロー，ハイ信号の入力検出結果を受け、ハイ
信号の立下がり毎に、この立下がり信号入力が、基準位
置信号判定入力時期から合計何回入力したかを記憶す
る。

【００４２】そして入力回数をもとに、判定された最新
の基準位置信号を基準として、入力信号が何番目の気筒
に相当するかを算出する。

【００４３】再判定起動出手段６１は、検出数記憶手段
５９からの算出された相当番号の気筒情報と、直前と最
新のロー／ハイ信号時間の比較手段５７からの入力とを
受け、両者の結果を突き合わせることにより、入力信号
誤りがないかをチェックし、もし誤りがあれば気筒再判
定制御を起動する。

【００４４】判定気筒決定手段６２は、基準位置判定手
段６０から出力された最新の基準位置信号と、再判定起
動手段６１により異常なしと判定された相当番号の気筒
とにより制御対象となる気筒番号を決定する。

【００４５】このようにして、内燃機関１の回転時、回
転角センサ１２からのロー，ハイ信号の出力に基づき、
各種の手段５１〜６１を稼働させ、更に気筒判定手段６
２によって制御対象の気筒を判定し、判定結果の信号を
噴射制御手段６３に出力する。噴射制御手段６３によっ
て、燃料噴射に最適な気筒に対して、個別にインジェク
タ５ａ，５ｂ，５ｃ或いは５ｄから燃料噴射される。

【００４６】また、判定結果の信号を点火制御手段６４
に出力し、点火制御手段６４によって点火に最適な気筒
に対して、個別に点火プラグ６から点火が行われる。

【００４７】図４は、回転角センサ１２の出力信号を示
している。

【００４８】内燃機関１の気筒１ｂの個数分に対応した
個数の信号と、各気筒に対応する信号以外に付加された
信号（図４の例では付加信号１及び付加信号２の合計２
個）が発生されるようになっている。

【００４９】即ち、図１で説明した回転角センサ１２に
内蔵されるディスク１４には、気筒の数分に対応した個
数の気筒信号用切欠１５と、２個の付加信号用切欠１５
ａが設けられている。

【００５０】従って、光電素子１４の発光素子部と受光
素子部との中間を、これらの信号用切欠１５，１５ａが
通過するとき、回転角センサ１２から信号が発生され
る。

【００５１】信号用切欠１５，１５ａの開口部によっ
て、回転角センサ１２の信号波形が立上がり、ハイ信号
となり、信号用切欠１５，１５ａの通過が終了すると、
回転角センサ１２の信号波形が立下がり、ロー信号が得
られる。

【００５２】即ち、回転角センサ１２の信号波形の長さ
は、ディスク１４の信号用切欠１５の長さに比例する。

【００５３】再び、図４の説明に戻る。第１から第４ま
での各気筒に対応する信号波形用切欠の形状は、すべて
同一とし、しかも信号波形の立下がりは、対応する気筒
の圧縮工程の終端である上死点より一定角度だけ前にな
るよう設定される。

【００５４】即ち、図４に示すＡＧ１は、回転角センサ
１２のディスク１４の信号用切欠１５に基づく信号であ
り、一般には、クランク軸回転角で上死点前６５deg か
ら７５deg 程度の範囲に設定され、同様に、ＡＧ２は、
クランク軸回転角で上死点前５deg から１５deg の程度
の範囲に設定され、これらはいずれも燃料噴射制御手段
６３及び、点火制御手段６４の信号として使用される。

【００５５】なお、図４で第１気筒から順に第３気筒，
第４気筒及び第２気筒と信号を出力しているが、これは
通常の４気筒の内燃機関１の爆発の順序１−３−４−２
に従って記入したものであるので、適用する内燃機関の
気筒の爆発順序（番号名称）が異なれば、センサ信号波
形の名称もそれに合わせて変更することは、勿論であ
る。

【００５６】各気筒の上死点に対応した信号波形の外
に、第１気筒用波形と第３気筒用波形との中間に、付加
信号１が出力されるように回転角センサ１２のディスク
１４に信号用切欠１５ａが設けられる。

【００５７】さらに、第３気筒用波形と第４気筒用波形
との中間に、付加信号２が出力されるように回転角セン
サ１２のディスク１４に信号用切欠１５ａが設けられ
る。

【００５８】図５は、内燃機関１のクランク軸の回転に
伴い、入力する信号波形が変化する様子を示したもので
あり、入力信号のハイ部分とロー部分との時間を信号入
力演算時間手段５１で演算され、最新の入力信号の一組
の演算値をＴＨｎｅｗ及びＴＬｎｅｗとし、直前の一組
の演算値をＴＨｏｌｄ及びＴＬｏｌｄとする。これらの
演算値は、入力する信号波形の立下がり毎に、順次更新
される。

【００５９】このように、気筒判定には二組のロー，ハ
イ入力信号を使用するから、図４における信号は、それ
ぞれ二組の信号波形に注目してみると図６から図１１に
示すように６種類の信号パターンが存在することにな
る。

【００６０】図６に示すものを信号パターン１と呼び、
以下図の順に図７は信号パターン２、図８は信号パター
ン３、図９は信号パターン４、図１０は信号パターン４
と呼び、最後に図１１に示すものを信号パターン６と呼
ぶことにして、以下の説明を行う。

【００６１】次に、気筒判定方法について図１２を使用
して説明する。ハイ部分の演算値ＴＨｏｌｄ，ＴＨｎｅ
ｗとロー部分の演算値ＴＬｏｌｄ，ＴＬｎｅｗを、数１
と数２に基づき信号時間加算手段５２，５３によって演
算を行う。

【００６２】

【数１】 ΣＴＨ＝ＴＨｏｌｄ＋ＴＨｎｅｗ （数１）

【００６３】

【数２】 ΣＴＬ＝ＴＬｏｌｄ＋ＴＬｎｅｗ （数２） 図６から図１１までの図面では、時間軸と角度軸を説明
の便宜のため並記してある。

【００６４】ハイ信号時間の比較手段５４による直前と
最新とのハイ信号の入力時間の比較と、ロー信号時間の
比較手段５５による直前と最新とのロー信号の入力時間
の比較と、加算ロー，ハイ信号時間比較手段５８による
加算ロー（＝ΣＴＬ），加算ハイ（＝ΣＴＨ）信号時間
と、予め設定された判定定数との比較に基づき、基準位
置判定手段６０によって基準となる気筒信号及び付加信
号の判定が行われる。即ち、基準位置判定手段６０で
は、次の数３から数５までの各判定条件成立により、判
定を行う。

【００６５】

【数３】 （ΣＴＬ／ΣＴＨ）≧ＣＨＩＧＨ （数３） ここで、ＣＨＩＧＨ：定数

【００６６】

【数４】 （ＴＬｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ）≧ＣＣＬ１ （数４） ここで、ＣＣＬ１：定数

【００６７】

【数５】 （ＴＬｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ）≧ＣＣＬ２ （数５） ここで、ＣＣＬ２：定数 即ち、数３が成立する時は、図１０に示す信号パターン
５の状態であり、判定された気筒は第１気筒のＡＧ２角
度である。

【００６８】同様に、数４が成立であり、同時に数５が
不成立の時は、図８に示す信号パターン３の状態であ
り、判定された気筒は第４気筒の角度ＡＧ２である。

【００６９】また、数５が成立する時は、図１１に示す
信号パターン６の状態であり、判定された気筒は、付加
信号１であるとする。

【００７０】さらに、上述した気筒及び付加信号以外の
第２気筒，第３気筒及び付加信号２についても、各比較
を行う判定式、即ち（ΣＴＬ／ΣＴＨ）と、（ＴＨｏｌ
ｄ／ＴＨｎｅｗ）及び（ＴＬｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ）と適
当な判定定数設定によって判定することが可能である
が、これらの判定式については説明を省略する。本発明
では、ＣＰＵの負荷軽減と、内燃機関１の運転状態とく
に回転変動が大きい状態でも安定した気筒判定ができる
信号パターンを対象として、図１２に示す三つの信号パ
ターン判定のみを対象とする。

【００７１】このようにして判定することで、図１に示
すディスク１４上の各気筒信号用切欠１５及び基準判別
用信号のための切欠１５ａの長さを適宜の値に設定し、
判定のための定数ＣＨＧＨ，ＣＣＬ１及びＣＣＬ２を設
定することによって、入力信号波形から基準とする気筒
番号及び付加信号をすべて判定することが可能となる。
次に実際の判定定数設定値の例について説明する。

【００７２】センサ信号波形の長さは、ディスク１４の
信号用切欠１５及び１５ａの長さに比例するから、ハイ
となる信号部分の長さをクランク軸の回転角４０deg(以
下４０ＣＡ・・Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ・・と略称す
る）対応とし、また付加信号１及び付加信号２のハイ部
分を４０ＣＡ対応とし、この付加信号１と直前の第１気
筒との間のロー信号の部分を３５ＣＡ対応の値に設定
し、また付加信号２と直後の第４気筒との間のロー信号
の部分を３５ＣＡ対応の値に設定したとする。

【００７３】従って、各気筒間のロー信号の部分は、１
４０ＣＡ相当、付加信号１と第３気筒信号との間のロー
信号の部分は６５ＣＡ相当、また付加信号２と第３気筒
信号との間のロー信号の部分は６５ＣＡ相当となる。

【００７４】このような条件で求めた入力波形の時間比
を、ＴＬｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ及びΣＴＬ／ΣＴＨの二つ
について図１４に示す。このような時の気筒判定用設定
値は例えば、下記のように設定される。ＣＨＩＧＨ＝
２.３８５，ＣＣＬ１＝1.345，ＣＣＬ２＝２.６９８ 次に、基準気筒（第４気筒）以外の気筒と、付加信号２
の判定について説明する。これらの気筒及び付加信号２
は、基準として判別された第４気筒及び付加信号１の間
に位置している中間気筒である。

【００７５】即ち、基準として判定される付加信号１に
続いて中間の順列気筒である第３気筒と付加信号２があ
り、これらに続いて別の基準として判定される第４気筒
に続いて、別の中間の順列気筒である第２気筒と第１気
筒がある。

【００７６】このため、いずれかの基準気筒信号が判定
された後は、順列気筒の判定は入力されるハイ信号の立
下がり信号が正しく検出されていることを確認すれば良
く、数１から数５に示すような個別の信号パターン判
定，気筒判定は必ずしも必要としないので、ＣＰＵの負
荷を軽減することが可能である。

【００７７】これら順列気筒の入力信号のチェック方法
について、図１３により説明する。まず、ハイ部分の演
算値ＴＨｏｌｄとロー部分の演算値ＴＬｎｅｗとの比を
数６、ロー部分の演算値ＴＬｎｅｗとハイ部分の演算値
ＴＨｎｅｗとの比を数７に基づき演算を行う（これは図
３に示す比較手段５７によって演算される）。

【００７８】

【数６】 （ＴＨｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ）＞ＫＣ１ （数６） ここで、ＫＣ１：定数

【００７９】

【数７】 （ＴＬｎｅｗ／ＴＨｎｅｗ）＞ＫＣ２ （数７） ここで、ＫＣ２：定数 数６が成立するときは判定結果を「１」とし、不成立の
ときは判定結果を「０」とする。同様に数７が成立すると
きは判定結果を「１」とし、不成立のときは判定結果を
「０」とする。

【００８０】判定定数は、信号用切欠１５及び１５ａの
長さに関係するが、前述の値に設定したときは、ＫＣ１
＝ＫＣ２＝１.０ とする。このように判定式及び判定定
数を設定すれば、順列となる各気筒及び付加信号２につ
いては図１３に示すような判定条件が成立する。

【００８１】即ち、各順列気筒と数６及び数７の判定結
果との関係は、入力ハイ信号の立下がり毎に演算した
（ＴＨｏｌｄ／ＴＬｎｅｗ）の判定は「０」、（ＴＬｎ
ｅｗ／ＴＨｎｅｗ）の判定は「１」となる。

【００８２】逆に信号の入力誤りのときは、図１３に示
す判定条件が不成立となる。

【００８３】これらにより、信号が入力する毎に数１か
ら数５で基準気筒信号（第４気筒及び付加信号１）を判
定し、これらの基準気筒信号の間の順列気筒信号（第１
気筒から第３気筒及び付加信号２）の判定は数６と数７
により、「１」及び「０」の判定によるチェックを行う
だけで良く、ＣＰＵの演算負荷を軽減することが可能と
なる。

【００８４】そして、順列気筒信号が正しく入力されて
いないときは、気筒判定結果をリセットし、燃料噴射制
御と点火制御を中止し、再度基準気筒判定制御を開始す
る。次に、制御のフローを、図１５から図２１によって
説明する。図１５から図１６は、制御全体のフローを説
明している。内燃機関１のクランク軸回転が開始される
と、ステップ１００１で、ロー，ハイ信号が入力した状
態かどうか判定される。このステップ１００１は図３に
示す検出手段５１および５６に対応する。ロー，ハイ信
号が入力されていると判定されれば、ステップ１００２
に進む。

【００８５】ステップ１００２では、二組のロー，ハイ
信号が入力して気筒判定が終了状態か否かを判定する。
気筒判定結果がＯＫであれば、ステップ１００４に進
む。ステップ１００４では、燃料噴射制御と点火制御が
起動される。

【００８６】ステップ１００２で、気筒判定結果がＮＯ
であれば、ステップ１００３に進む。ステップ１００３
で、気筒再判定中かどうか判定し、再判定中であればス
テップ１００１に戻り、気筒判定がＯＫとなるまでステ
ップ１００１からステップ１００２の流れを繰り返す。

【００８７】ステップ１００３で、判定結果がＮＯ、即
ち再判定中でなく、しかも気筒判定がＯＫでない状態な
ので、制御状態不良としてステップ１００９により気筒
判定制御を中止する。

【００８８】ステップ１００４により、燃料噴射制御と
点火制御の両制御が開始された後、ステップ１００５で
中間気筒での信号入力状況が正常であるかを判定し、中
間気筒判定がＹＥＳであれば、ステップ１００６に移
る。

【００８９】ステップ１００６により燃料噴射制御およ
び点火制御を継続する。

【００９０】ステップ１００５で、中間気筒判定結果が
ＮＯであればステップ１００７に進む。ステップ１００
７では燃料噴射制御と点火制御が中止され、ステップ10
08に進む。ステップ１００８では気筒再判定制御が起動
される。

【００９１】次に、図１５のステップ１００２に示した
気筒判定のためのパターン判定の流れを、図１７から図
１８によって説明する。

【００９２】ステップ２００１では、回転角センサ１２
からの入力信号の間隔、即ちロー信号入力時間とハイ信
号入力時間とを演算して、ステップ２００２に進む。

【００９３】このステップ２００１は図３に示す演算手
段５１に対応している。ステップ２００２では、ステッ
プ２００１の入力信号検出に対応し、ハイ信号の入力回
数Ｎを、入力回数１回ごとにＮに１を加算する。そして
ステップ２００３に進む。ステップ２００３では、ＴＬ
ｏｌｄと時間ＴＬｎｅｗとの比を、定数ＣＣＬ２と比較
して大小判定を行う。このステップ２００３は図３に示
す演算手段５５に対応している。比較結果が定数ＣＣＬ
２以上であれば、即ちＹＥＳであれば、ステップ２００
４で、入力された信号は付加信号１と判定する（この状
態は既に説明した図１１の信号パターン６と、入力信号
の時間比が比例関係にあり、且つ図１２に示す付加信号
１の判定条件及び判定結果の内容と同一であることを示
してている）。そしてステップ２００５で判定気筒メモ
リを６と設定する。

【００９４】ステップ２００３で、判定結果がＮＯであ
る場合には、ステップ２００６で定数ＣＣＬ１との大小
比較の判定を行う。

【００９５】比較判定の結果が定数ＣＣＬ１以上であれ
ば、即ちＹＥＳであれば、ステップ２００７で、第４気
筒の角度ＡＧ２と判定する（この状態は既に説明した図
８の信号パターン３と、入力信号の時間比が比例関係に
あり、且つ図１２に示す第４気筒信号の判定条件及び判
定結果の内容と同一であることを示している）。そして
ステップ２００８で判定気筒メモリを３と設定する。

【００９６】また、ステップ２００６の判定結果がＮＯ
であれば、ステップ２００９に進む。ステップ２００９
では気筒判定終了かを判定する。このステップ２００９
による判定の目的は初回の気筒判定終了前か、或いは気
筒判定終了後の順列気筒判定行程に入っているかをチェ
ックするためである。

【００９７】初回の気筒判定終了前であれば、気筒判定
は基準気筒（第４気筒及び付加信号１）に加え第１気筒
も気筒判定の対象として、始動時の気筒判定終了動作を
早くする。一方順列気筒判定行程に入れば、第１気筒に
対する気筒判定演算（数１から数３までの演算）を省略
しＣＰＵの付加を軽減することを目的としている。

【００９８】ステップ２００９で、気筒判定がＮＯであ
れば、初回の気筒判定が終了前であるので、ステップ２
０１０で第１気筒の判定が成立するかをチェックする。
即ち、２個のロー信号時間の合計値であるΣＴＬと、２
個のハイ信号時間の合計値であるΣＴＨとの比を、定数
ＣＨＩＧＨと比較して大小比較判定を行い、比較結果
が、合計値の比が定数ＣＨＩＧＨを超えていれば即ちＹ
ＥＳであれば、ステップ２０１１で、入力信号は第１気
筒のＡＧ２角度と判定し、続くステップ２０１２で判定
気筒メモリを５と設定する。そしてステップ２０１３に
より気筒判定ＯＫのフラグを立てる。

【００９９】ステップ２０１０で、第１気筒判定が成立
しなければ、即ち判定がＮＯであれば、ステップ２０１
４で、ハイ信号の入力回数Ｎが６を超えているかどうか
を判定する。本発明の実施例による説明では、信号パタ
ーンは図６から図１１に示すとおり６種類あるが、気筒
判定終了前は図１２に示す３通りの判定のうちいずれか
一つの信号パターン判定を得れば良い。いずれか一つの
信号パターン判定は、ハイ信号入力回数が最大３回以内
で判定結果を得ることができる筈であるので、入力回数
が３回を超えてもなお、判定されないのは気筒判定制御
に不良が生じている可能性があるが、判定回数Ｎを６と
したのは判定に余裕を持たせるためである。

【０１００】ステップ２０１４で、入力回数Ｎが６回を
超えていなければ、再びステップ２００１に戻る。入力
回数Ｎが６を超えていれば、気筒判定制御系に異常があ
るとしてステップ２０１５に進み、気筒判定ＮＧのフラ
グを立てる。

【０１０１】そしてステップ２０１３及びステップ２０
１５ともに処理後はステップ2016に進む。ステップ２０
１６では、ハイ信号入力回数Ｎをリセットし、０とす
る。

【０１０２】そしてステップ２０１７で、気筒判定を継
続するかどうかを判定する。

【０１０３】気筒判定を継続する場合、即ちステップ２
０１７で判定がＯＫのときは再びステップ２００１に戻
る。

【０１０４】次に、図１６のステップ１００５に示した
中間気筒の判定及びステップ1008に示す気筒再判定制御
の起動の流れを図１９から図２１によって説明する。

【０１０５】まず、ステップ３００１で、ステップ２０
１３での気筒判定結果がＯＫかどうかを判定する。気筒
判定が終了しているとき、即ちステップ３００１におけ
る判定結果がＹＥＳのときは、ステップ３００２で加算
気筒メモリに判定気筒メモリ数をセットする。このステ
ップ３００２における制御は、図３に示す検出数記憶手
段５９の機能に対応するものである。

【０１０６】このステップ３００２では、前述の図１８
に示すステップ２０１３の気筒判定ＯＫの理由となった
気筒番号（判定気筒番号）を加算気筒メモリにセットす
る。即ち、直前の判定された気筒が第１気筒であれば判
定気筒メモリは５であるから加算気筒メモリに５を、第
４気筒であれば判定気筒メモリは３であるから加算気筒
メモリに３を、付加信号１であれば判定気筒メモリは６
であるから加算気筒メモリに６をセットする。

【０１０７】ステップ３００３で、加算気筒メモリが５
であるかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであれ
ば、即ち判定された信号が第１気筒であればステップ３
００４に進む。第１気筒が判定された後、１組のロー，
ハイ信号が入力すれば、続いて判定されるのは順列気筒
の付加信号１(＝図１１による信号パターン６)である。
このため、ステップ３００４では、１組のロー，ハイ信
号が入力したかを判定する。信号入力がなければ、入力
されるまで待機している。信号入力があった場合、即ち
ステップ３００４の判定結果がＹＥＳの場合には、入力
した最新の一組と、直前の一組との合計二組のロー，ハ
イ信号により、付加信号１であるかどうかをステップ３
００５により判定する。

【０１０８】この付加信号１かどうかの判定方法は図１
７におけるステップ２００３及びステップ２００４と同
一であるので、説明は省略する。

【０１０９】ステップ３００５における判定結果がＹＥ
Ｓ、即ち付加信号１が判定された時は、入力信号が正し
く、且つ判定された気筒番号も正しいとして、ステップ
3006に進む。ステップ３００６では、加算気筒メモリを
６に設定する。

【０１１０】ステップ３００５における判定結果がＮＯ
であれば、ステップ３００５で判定された第１気筒に続
く順列気筒番号である付加信号１が検出，判定されてい
ないことになるので、気筒判定制御が不良であるとして
ステップ３０１７に進み気筒再判定制御を起動する。

【０１１１】一方、ステップ３００３の判定で、結果が
ＮＯであれば、ステップ３００７に進む。ステップ３０
０７では１組のロー，ハイ信号が入力したかを判定す
る。信号入力がなければ、入力されるまで待機してい
る。信号入力があった場合、ステップ３００８に進む。

【０１１２】ステップ３００８の判定結果がＹＥＳの場
合、即ち図１７に示すステップ2003が成立していれば、
第１気筒が判定されているのでステップ３００９で、加
算気筒メモリを６にセットする。ステップ３００８で判
定結果がＮＯであればステップ３０１０に進む。

【０１１３】ステップ３０１０の判定結果がＹＥＳの場
合、即ち図１７に示すステップ2006が成立していれば、
付加信号１が判定されているのでステップ３０１１で、
加算気筒メモリを３にセットする。

【０１１４】ステップ３０１１で判定結果がＮＯであれ
ば、ステップ３０１１に進む。ステップ３０１１では、
１組のロー，ハイ信号入力ごとに信号ＴＬｏｌｄ，TLne
w ，ＴＨｏｌｄ及びＴＨｎｅｗを直前の値から最新の値
にそれぞれ更新する。そしてステップ３０１２に進む。

【０１１５】ステップ３０１２では、（ＴＨｏｌｄ／Ｔ
Ｌｎｅｗ）の値と判定定数ＫＣ１との大小比較を行う。
即ち数６の大小比較を行う。

【０１１６】判定結果がＮＯであれば、即ち数６の判定
結果が「０」であれば、図１３に示す判定成立条件二つ
のうち一つが成立しているので、残る一つの判定成立条
件についてチェックを行う。

【０１１７】続いて、ステップ３０１３に進む。ステッ
プ３０１３では、（ＴＬｎｅｗ／ＴＨｎｅｗ）の値と判
定定数ＫＣ２との大小比較を行う。即ち数７の大小比較
を行う。

【０１１８】判定結果がＹＥＳであれば、即ち数７の判
定結果が「１」であれば、図１３に示す判定成立条件二
つのうち、残る一つについても判定成立したので、入力
された信号は正しいとする。

【０１１９】このようにステップ３００７の信号入力毎
に、ステップ３０１２及びステップ３０１３の両判定と
も通過すれば、順列気筒である中間気筒の判定が正常に
行われており、図１３に示すように、基準となる第４気
筒（信号パターン３）又は付加信号１（信号パターン
６）に続く順列気筒の判定が成立していることになる。
例えば、第４気筒（信号パターン３）が判定され、気筒
判定終了した後の入力信号判定がＯＫであれば、入力信
号であるハイ信号立下がり２回毎に第２気筒（信号パタ
ーン４）そして第１気筒（信号パターン５）の信号であ
るとすることができる。同様に初回気筒判定されたもの
が付加信号１（信号パターン６）であれば、続く気筒信
号入力は第３気筒（信号パターン１）及び付加信号２
（信号パターン２）であると判定することができる。

【０１２０】このように、ステップ３０１３の判定結果
がＹＥＳであるときは、ステップ３０１４に進み、加算
気筒メモリを既に説明したステップ３００２でセットし
た数に対して１だけカウントアップする。

【０１２１】加算気筒メモリ数の設定範囲は１から６ま
でとし、６を超えたら再び１に戻るようにしている。ま
た、この加算気筒メモリ数は信号パターン番号に一対一
で対応させている。

【０１２２】そしてステップ３０１５で気筒判定ＯＫの
フラグを立てるとともに、加算気筒メモリ番号に対応す
る信号パターンの気筒を、判定された気筒として燃料噴
射制御及び点火制御を行う。このステップ３０１５にお
ける制御は、図３に示す判定気筒決定手段６２の機能に
対応するものである。

【０１２３】そしてステップ３０１６に進み、気筒判定
継続するかを判定し、気筒判定継続する場合は再びステ
ップ３００７に戻る。

【０１２４】ステップ３０１２の判定でＹＥＳであると
き、又はステップ３０１３の判定結果がＮＯであるとき
は、図１３に示す判定成立条件を満足しないので、いず
れの場合も入力信号が正しい状態ではないので、ステッ
プ３０１７により気筒再判定制御を起動する。

【０１２５】このステップ３０１７における制御は、図
３に示す再判定手段６１の機能に対応するものである。

【０１２６】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することな
く、設計で種々の変更ができるものである。

【０１２７】例えば、実施例で、図１７から図１８の制
御の流れで、気筒判定終了前には、入力信号の全信号パ
ターン６種類のうち、３種類をパターン判定を行い、順
列気筒判定の段階では２種類のパターン判定に切り換
え、残る気筒の判定には「０」，「１」判定による入力
信号のチェックを行っているが、これを変更し、気筒判
定終了前の判定パターン数を増減させても良く、また順
列気筒判定の段階における判定パターン数を増減させる
ことも可能であり、このような制御仕様としても、本発
明の目的とする気筒判定制御の効果を何等損なうもので
はない。

【０１２８】

【発明の効果】本発明の内燃機関の気筒判定制御装置は
一つの回転角センサを使用し、クランク軸の回転に基づ
いて入力される最新の信号波形の立下がり毎に、二組の
ロー信号波形とハイ信号波形との時間を合算した時間比
で得られる信号パターンをもとに、基準の気筒判定用信
号および気筒の判別をするものであり、これにより燃料
噴射制御および点火制御を行うものである。そして、初
回の気筒判定終了後は基準となる気筒には信号パターン
判定を行うとともに、基準以外の気筒、即ち中間の順列
気筒に対しては入力信号の時間比の大小による判定を行
うようにすることで、制御演算を行うＣＰＵの負荷軽減
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の制御装置を備えた内燃機関
の系統図。

【図２】図１の内燃機関の制御装置のコントロールユニ
ットのブロック図。

【図３】図１の内燃機関の制御装置のコントロールユニ
ットのうち、気筒判定に係わる機能の制御のブロック
図。

【図４】図１の内燃機関の制御装置の回転角センサの信
号波形図。

【図５】図１の内燃機関の制御装置の回転角センサの信
号間隔の時間計測を示す説明図。

【図６】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のための
信号パターン説明図(その１)。

【図７】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のための
信号パターン説明図(その２)。

【図８】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のための
信号パターン説明図(その３)。

【図９】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のための
信号パターン説明図(その４)。

【図１０】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のため
の信号パターン説明図(その５)。

【図１１】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のため
の信号パターン説明図(その６)。

【図１２】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のため
の判定条件の説明図（その１）。

【図１３】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定のため
の判定条件の説明図（その２）。

【図１４】図６から図１１に示す各信号パターンにおけ
る、入力信号波形時間の比と気筒判定定数設定値との特
性図。

【図１５】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定，燃料
噴射及び点火制御のフローチャート（前段）。

【図１６】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定，燃料
噴射及び点火制御のフローチャート（後段）。

【図１７】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定方法の
具体的フローチャート（前段）。

【図１８】図１の内燃機関の制御装置の気筒判定方法の
具体的フローチャート（後段）。

【図１９】図１の内燃機関の制御装置の気筒再判定方法
の具体的フローチャート(前段)。

【図２０】図１の内燃機関の制御装置の気筒再判定方法
の具体的フローチャート(中段)。

【図２１】図１の内燃機関の制御装置の気筒再判定方法
の具体的フローチャート(後段)。

【符号の説明】

５…インジェクタ、１２…回転角センサユニット、５１
…信号入力演算手段、５２，５３…信号時間加算手段、
５４，５５，５７，５８…比較手段、５６…検出手段、
５９…検出数記憶手段、６０…基準位置判定手段、６１
…再判定起動手段、６２…判定気筒決定手段、６３…噴
射制御手段、６４…点火制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の回転に伴いローとハイの波形信
   号を出力する回転角センサ，前記信号波形の入力毎にロ
   ーとハイの波形信号の各入力時間を演算する手段，直前
   と最新のハイの波形信号入力時間を加算する手段，直前
   と最新のローの波形信号入力時間を加算する手段，前記
   加算したローとハイとの波形信号の入力時間を比較する
   手段，前記ハイの波形信号の直前と最新との入力時間を
   比較する手段，前記ローの波形信号の直前と最新との入
   力時間を比較する手段、及び、前記三つの比較手段から
   各出力される入力時間比値と判定定数とを比較すること
   で判定パターン値を設定し、前記判定パターン値により
   気筒判定をする気筒判別手段を備えた内燃機関の気筒判
   定制御装置において、判定されたパターン値を基準とし
   て記憶し、その後に入力したローとハイの波形信号検出
   ごとに、連続するハイとローの波形信号との入力時間比
   値又は連続するローとハイの波形信号との入力時間比値
   による判定手段を併用し、前記記憶された判定パターン
   値に単数の値を加算することにより、前記記憶された判
   定パターン値を順次更新する順次気筒算出手段を備えた
   ことを特徴とする内燃機関の気筒判定制御装置。
2. 【請求項２】前記順次気筒算出手段は、複数の気筒を前
   記気筒判別手段によりパターン判定し、パターン判定毎
   に前記判定パターン値を基準として順次更新して記憶
   し、その後に入力したローとハイの波形信号検出ごと
   に、連続するハイとローの波形信号との入力時間比値又
   は連続するローとハイ波形信号との入力時間比値による
   判定手段を併用し、前記記憶された判定パターン値に単
   数の値を加算する手段を備えた請求項１に記載の内燃機
   関の気筒判定制御装置。
3. 【請求項３】前記順次気筒算出手段は、複数の気筒を前
   記気筒判別手段によりパターン判定し、パターン判定毎
   に前記判定パターン値を基準として順次更新して記憶
   し、その後に入力したローとハイの波形信号検出ごと
   に、直前のハイと最新のローの波形信号との入力時間比
   値及び最新のローとハイの波形信号との入力時間比値に
   よる判定手段を併用し、前記記憶された判定パターン値
   に単数の値を加算する手段を備えた請求項２に記載の内
   燃機関の気筒判定制御装置。