JPH11182314A - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １個の気筒のカムシャフトの角度位置をピッ
クアップセンサで検出し、ピックアップセンサ出力信号
を基にして内燃機関の気筒又はクランク角を検出するこ
とを課題とする。 【解決手段】 １個の気筒にカムシャフトの所定角度位
置を検出するピックアップセンサが配置され、ピックア
ップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが
７２０度回転するに要する時間Ｔが算出され、予め記憶
された、前記時間Ｔと前記信号発生時点からの経過時間
Ｔｘと気筒及びクランク角との関係を示すマップを用い
て、前記時間Ｔ及び前記経過時間Ｔｘから気筒及びクラ
ンク角を検出する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の気筒及
びクランク角を検出し、燃料噴射時刻を算出し、各気筒
の点火時刻を算出する内燃機関の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン・コントロール・コンピュータ
（ＥＣＣ）により内燃機関の噴射時期又は点火時期を制
御する場合、普通は各気筒毎のクランク角度位置を検出
する必要がある。従来、クランク角検出のため、カム軸
に取り付けられる回転センサのディスクに、各気筒用の
３つの突起を不等間隔で配置し、更に気筒検出用の突起
を配置し、回転センサから複数の信号を不等間隔で連続
的に発生させていた。そして、ＥＣＣで、複数信号のパ
ルス間隔の配列状態をチェックし、クランク角検出用の
パルスのみによる所定の配列パターンを検出した時点で
クランク角を検出し、気筒検出用パルスを含む所定の配
列パターンを検出した時点で気筒を検出していた（例え
ば特開平５−８６９５３号公報を参照）。しかし、複数
信号のパルス間隔の配列状態をチェックし、クランク角
や気筒を検出するには複雑な計算が必要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発電機用等の内燃機関
では、エンジンを比較的一定の回転で駆動させることが
多く、その場合には各気筒毎のクランク角位置を精度よ
く検出しなくても、回転センサのディスクに１個の突起
を配置し、こうして得られる信号を基にして制御しても
良好な結果が得られると考えられる。本発明は、１個の
気筒のカムシャフトの角度位置をピックアップセンサで
検出し、ピックアップセンサ出力信号を基にして内燃機
関の気筒又はクランク角を検出することを第１の課題と
する。本発明は、１個の気筒のカムシャフトの角度位置
をピックアップセンサで検出し、ピックアップセンサ出
力信号を基にして内燃機関の燃料噴射時刻を算出するこ
とを第２の課題とする。本発明は、１個の気筒のカムシ
ャフトの角度位置をピックアップセンサで検出し、ピッ
クアップセンサ出力信号を基にして内燃機関の各気筒の
点火時刻を算出することを第３の課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、１個の気筒に
カムシャフト(24)の所定角度位置を検出するピックアッ
プセンサ(28)が配置され、ピックアップセンサ出力信号
の発生周期よりクランクシャフトが７２０度回転するに
要する時間Ｔが算出され、予め記憶された、前記時間Ｔ
と前記信号発生時点からの経過時間Ｔｘと気筒及びクラ
ンク角ＣＡとの関係を示すマップを用いて、前記時間Ｔ
及び前記経過時間Ｔｘから気筒及びクランク角ＣＡを検
出することを第１の内燃機関の制御方法とする。本発明
は、１個の気筒にカムシャフト(24)の所定角度位置を検
出するピックアップセンサ(28)が配置され、ピックアッ
プセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが７
２０度回転するに要する時間Ｔが算出され、予め記憶さ
れた、前記時間Ｔと前記信号発生時点からの経過時間Ｔ
ｘと気筒との関係を示すマップを用いて、前記時間Ｔ及
び前記経過時間Ｔｘから気筒を検出することを第２の内
燃機関の制御方法とする。本発明は、第１又は第２の方
法において、ピックアップセンサ(28)が１個の気筒の吸
気弁(16)又は排気弁(17)の最大開放位置を検出するよう
に配置されたことを第３の内燃機関の制御方法とする。
本発明は、第１ないし第３の方法のいずれかにおいて、
ピックアップセンサ(28)が１個の気筒のカムシャフト(2
4)のカム(24A) の凸部の位置を検出可能な位置に配置さ
れたことを第４の内燃機関の制御方法とする。本発明
は、第１ないし第３の方法のいずれかにおいて、ピック
アップセンサ(28)が１個の気筒のロッカアーム(34)の先
端部又は末端部の対向位置に配置されたことを第５の内
燃機関の制御方法とする。本発明は、１個の気筒に吸気
弁側のカムシャフトの所定角度位置を検出するピックア
ップセンサを配置し、ピックアップセンサ出力信号の発
生周期よりクランクシャフトが７２０度回転するに要す
る時間Ｔを算出し、予め第１気筒の吸気始めの上死点前
のクランク角Ｆ°で燃料を噴射させ、燃料噴射時刻を算
出することを第６の内燃機関の制御方法とする。 噴射時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ｆ°／720 °CA）×Ｔ時間 ────数式１ 本発明は、１個の気筒に排気弁側のカムシャフトの所定
角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、ピッ
クアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフ
トが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予め第
１気筒の吸気始めの上死点前のクランク角Ｆ°で燃料を
噴射させ、燃料噴射時刻を算出することを第７の内燃機
関の制御方法とする。 噴射時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ｆ°／720 °CA）×Ｔ時間────数式１Ｂ 本発明は、１個の気筒に吸気弁側のカムシャフトの所定
角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、ピッ
クアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフ
トが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予め各
気筒の爆発ＴＤＣの前Ａ°で燃料を噴射させることと
し、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときは次の数
式２〜１１により、内燃機関の回転数が所定回転数以上
のときは次の数式２Ｘ〜１１Ｘにより、それぞれ点火時
刻を算出することを第８の内燃機関の制御方法とする。 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──────数式２ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×２／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式３ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式４ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×６／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式５ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式６ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×４／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式７ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式８ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式９ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式10 ♯４点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式11 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式２Ｘ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式３Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式４Ｘ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式５Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×５／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式６Ｘ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×７／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式７Ｘ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式８Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式９Ｘ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式10Ｘ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式11Ｘ 本発明は、１個の気筒に排気弁側のカムシャフトの所定
角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、ピッ
クアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフ
トが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予め各
気筒の爆発ＴＤＣの前Ａ°で燃料を噴射させることと
し、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときは次の数
式２Ａ〜１１Ａにより、内燃機関の回転数が所定回転数
以上のときは次の数式２Ｂ〜１１Ｂにより、それぞれ点
火時刻を算出することを第９の内燃機関の制御方法とす
る。 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式２Ａ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式３Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式４Ａ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式５Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×７／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式６Ａ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×11／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式７Ａ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式８Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式９Ａ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式10Ａ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式11Ａ （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式２Ｂ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式３Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式４Ｂ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×９／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式５Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×12／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式６Ｂ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×５／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式７Ｂ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式８Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式９Ｂ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式10Ｂ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式11Ｂ

【０００５】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の方法の実
施の形態第１（クランクカム方式）を示す。図２Ａ〜図
２Ｄは１気筒〜４気筒の内燃機関にそれぞれ適用した場
合のタイミングチャートである。図３は実施の形態第１
を適用した内燃機関を示し、エアクリーナ１の下流側の
スロットルボディー２にスロットルバルブ３が配設さ
れ、スロットルバルブ３はガバナ４により回転され位置
決めされる。スロットルバルブ３には、スロットルバル
ブ３の開度を検出するスロットル・ポジション・センサ
５が配設され、スロットル・ポジション・センサ５の出
力信号は導線を介してエンジン・コントロール・コンピ
ュータ（ＥＣＣ）10に入力される。スロットルバルブ３
の下流の吸気通路14にはインジェクタ６が配設され、燃
料タンク７内の燃料がポンプモジュール８（ポンプ、ブ
ラケット、プレッシャーレギュレータ、フューエルフィ
ルタにより構成されている）により加圧され、配管９及
びデリバリパイプ12を通ってインジェクタ６に供給され
る。ＥＣＣ10から導線を通してインジェクタ６に伝送さ
れる制御信号によってインジェクタ６の作動が制御さ
れ、各気筒（同時）に燃料を噴射することができる。

【０００６】燃焼室13と吸気通路14との間に吸気弁16が
配設され、燃焼室13と排気通路15との間に排気弁17が配
設されており、吸気弁16及び排気弁17のバルブスプリン
グの図示は省略されている。シリンダヘッドには燃焼室
13内に突出するように点火プラグ19が取り付けられ、Ｅ
ＣＣ10からの信号が導線を通ってイグナイタ21へ伝送さ
れ、増幅された信号が点火コイル20へ伝えられて点火プ
ラグ19を作動させるように構成されている。吸気弁16及
び排気弁17の各バルブ・ステム・エンドには不図示のバ
ルブリフタ等を介してカムシャフト24、25のカム24Ａ、
25Ａがそれぞれ当接され、カム24Ａ及び25Ａによって吸
気弁16及び排気弁17が作動される。シリンダヘッドカバ
ー27の頂壁にピックアップセンサ28が配設され、ピック
アップセンサ28の検出部は吸気弁16を作動させるカム24
Ａと対向できる位置に配置されており、ピックアップセ
ンサ28によりカム24Ａの凸部の位置が検出される。ま
た、22は水温センサ、37はピストンをそれぞれ示す。

【０００７】図３では、吸気弁16を作動させるカム24Ａ
の凸部がピックアップセンサ28の検出部に最接近したと
きにピックアップ信号が発生し、ピックアップ信号がピ
ックアップセンサ28から導線を通してＥＣＣ10に出力さ
れるように構成されている。吸気弁16のバルブリフト変
化は図２Ａ(a) 等（図２Ａ(a) 、図２Ｂ(a) 、図２Ｃ
(a) 及び図２Ｄ(a) 。以下同様。）に実線で示すとおり
であり、ピックアップセンサ28からのピックアップセン
サ出力信号は図２Ａ(b) 等に実線で示すとおりである。
カムシャフト24はクランクシャフトの１／２の速度で回
転するので、ピックアップセンサ28はクランクシャフト
の２回転すなわち７２０度毎にピックアップセンサ出力
信号を出力することとなる。

【０００８】図２Ａ(c) 等の実線はクランク角度７２０
度毎の信号を示し、ＥＣＣ10によってピックアップセン
サ28の出力信号が整形され、制御の基準点（カウンタセ
ットの時点）となっている。図２Ａ(d) 等の実線はピッ
クアップセンサ出力信号の検出時点を示し、この時点は
クランクシャフトの７２０度回転毎の時点である。図２
Ａ(e) 等はインジェクタ６の噴射タイミング（噴射時
刻）を示し、図２Ａ(f)は１気筒の内燃機関に適用した
場合の♯１気筒の点火プラグ19の点火タイミング（点火
時刻）を示す。同様に、図２Ｂ(f) 、図２Ｃ(f) 及び図
２Ｄ(f) は２気筒、３気筒及び４気筒の内燃機関にそれ
ぞれ適用した場合の♯１気筒〜♯２気筒、♯１気筒〜♯
３気筒及び♯１気筒〜♯４気筒の点火プラグ19の点火タ
イミング（点火時刻）を示す。図２Ａ(g) は１気筒の内
燃機関に適用した場合の♯１気筒（ピックアップセンサ
取付気筒）の行程を示す。同様に、図２Ｂ(g) 、図２Ｃ
(g)及び図２Ｄ(g) は２気筒、３気筒及び４気筒の内燃
機関にそれぞれ適用した場合の♯１気筒〜♯２気筒、♯
１気筒〜♯３気筒及び♯１気筒〜♯４気筒の行程を示
す。

【０００９】図１は実施の形態第１の気筒判別、回転数
（回転速度）、噴射タイミング及び点火タイミングを算
出するための始動（クランキング）時制御のフローチャ
ートである。プログラムがスタートすると、まずステッ
プＳ０１でエンジン（内燃機関）の回転数が３００ｒｐ
ｍ未満か否かが判断され、３００ｒｐｍ未満ではないと
判断されたときは図４のＢへ進み、３００ｒｐｍ未満で
あると判断されたときはステップＳ１へ進む。ステップ
Ｓ１において、ピックアップセンサ28の出力信号が検出
されたか否かが判断され、ピックアップセンサ28の出力
信号が検出されないときはステップＳ２へ進む。ステッ
プＳ２において、クランキング後にピックアップ信号が
２回以上検出されたか否かが判断され、２回以上検出さ
れたと判断されたときはステップＳ１４へ進み、２回以
上検出されないと判断されたときはリターンする。ステ
ップＳ１でピックアップセンサ28の出力信号が検出され
たときは、ステップＳ３でピックアップ信号の検出が１
回目か否かが判断され、１回目と判断されたときはリタ
ーンし、１回目ではないと判断されたときは、スロット
ル・ポジション・センサ５及び水温センサ22の出力信号
が読み込まれる（ステップＳ４）。

【００１０】次いで、ピックアップセンサ取付気筒の吸
気行程の判定を行い（ステップＳ５）、ピックアップセ
ンサ出力信号の検出時点からの経過時間Ｔｘを求めるた
めのカウンタのセットを行う（ステップＳ６）。なお、
この経過時間Ｔｘは燃料噴射時刻、点火時刻の算出及び
噴射・点火の実行のために行うものである。次いで、ピ
ックアップセンサ出力信号からピックアップセンサ出力
信号の発生周期（時間的間隔）が算出され、ピックアッ
プセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが７
２０度回転するに要する時間Ｔが得られる（ステップＳ
７）。時間Ｔと回転速度との関係を示すマップを予め記
憶させておき、このマップを用いて内燃機関の回転数
（回転速度）を算出する（ステップＳ８）。

【００１１】７２０度クランク角時間Ｔ・経過時間Ｔｘ
と気筒・クランク角ＣＡとの関係を示すマップを予め記
憶させておき、このマップを用いて７２０度クランク角
時間Ｔと経過時間Ｔｘから気筒を判別し、クランク角Ｃ
Ａを算出（検出）する（ステップＳ９）。ステップＳ１
０でエンジン回転変動（今回のエンジン回転数−前回の
エンジン回転数）の絶対値が設定回転数αｒｐｍ未満で
あるか否かを判断する。ステップＳ１０でエンジン回転
変動の絶対値が設定回転数α未満である（エンジン回転
変動＜±αｒｐｍ）と判断されたときは、ステップＳ１
１で噴射時刻を算出する。すなわち、予め♯１気筒の吸
気始めの上死点前のクランク角Ｆ°で噴射させることと
しておき、次の数式１を用いて噴射時刻を算出する。

【００１２】次いで、ステップＳ１２で各気筒の点火時
刻を算出する。すなわち、予め各気筒の爆発ＴＤＣの前
Ａ°で噴射させることとしておき、次の数式２〜１１を
用いて点火時刻を算出する。

【００１３】ステップＳ１０でエンジン回転変動の絶対
値が設定回転数α未満ではない（エンジン回転変動≧±
αｒｐｍ）と判断されたときは、噴射時刻及び点火時刻
に次の数式１２に従った補正を行ってリターンする。 ただし、平均のエンジン回転数＝前回の平均エンジン回
転数＋（今回のエンジン回転数−前回の平均エンジン回
転数）／ｎ ｎ＝２又は４又は８ そして、エンジンの回転変動が＋αｒｐｍより大きい場
合は、エンジン回転変動の絶対値が設定回転数α未満で
ある（エンジン回転変動＜±αｒｐｍ）ときの噴射時刻
及び点火時刻に前記補正量を減算する。また、エンジン
の回転変動が−αｒｐｍより小さい場合は、エンジン回
転変動の絶対値が設定回転数α未満である（エンジン回
転変動＜±αｒｐｍ）ときの噴射時刻及び点火時刻に前
記補正量を加算する。

【００１４】ステップＳ１３で噴射実施というフラグを
クリアし、各点火実施というフラグをクリアする。次い
で、噴射実施というフラグをクリアしたか否かを判断し
（ステップＳ１４）、このフラグをクリアしたときはス
テップＳ１５に進み、ステップＳ１４でこのフラグをク
リアしていないときはステップＳ１８に進む。ステップ
Ｓ１５で噴射時刻か否かを判断し、噴射時刻であると判
断されたときは燃料を噴射し（ステップＳ１６）、噴射
実施というフラグをセットする（ステップＳ１７）。ス
テップＳ１５で噴射時刻でないと判断されたときはステ
ップＳ１８へ進む。

【００１５】♯１気筒の点火実施というフラグをクリア
したか否かを判断し（ステップＳ１８）、このフラグを
クリアしたと判断されたときは、♯１気筒の点火時刻か
否かが判断される（ステップＳ１９）。ステップＳ１９
で♯１気筒の点火時刻であると判断されたときは、♯１
気筒を点火し（ステップＳ２０）、♯１気筒の点火実施
というフラグをセットする（ステップＳ２１）。１気筒
の内燃機関の場合はここでリターンし、２気筒〜４気筒
の内燃機関の場合はステップＳ２２へ進む。ステップＳ
１８で♯１気筒の点火実施というフラグをクリアしてい
ないと判断されたとき、及びステップＳ１９で♯１気筒
の点火時刻ではないと判断されたときは、１気筒の内燃
機関の場合はここでリターンし、２気筒〜４気筒の内燃
機関の場合はステップＳ２２へ進む。

【００１６】♯２気筒及び♯３気筒の点火については、
ステップＳ２２〜２５及びステップＳ２６〜２９におい
てステップＳ１８〜２１と同様の制御が行われ、２気筒
の内燃機関の場合はステップＳ２６へ進まずにリターン
し、３気筒の内燃機関の場合はステップＳ３０へ進まず
にリターンする。♯４気筒の点火についても、ステップ
Ｓ３０〜３３においてステップＳ１８〜２１と同様の制
御が行われるが、ステップＳ３０で♯４気筒の点火実施
というフラグをクリアしていないと判断されたとき、及
びステップＳ３１で♯４気筒の点火時刻ではないと判断
されたときは、リターンする。

【００１７】図３及び図２Ａ等の実線には、吸気弁側に
ピックアップセンサ28を配置した場合を示し、吸気弁16
を作動させるカム24Ａの凸部がピックアップセンサ28の
検出部に最接近したときに、ピックアップ信号を発生さ
せている。これに対して、図３のピックアップセンサ28
を排気弁側に移動して、排気弁17を作動するカム25Ａの
凸部の位置をピックアップセンサにより検出して用いる
ことができる。図２Ａ等の点線はピックアップセンサを
排気弁側に配置した場合を示す。本発明の実施の形態第
１において、ピックアップセンサを排気弁側に配置した
場合、図１のステップＳ５は「ピックアップセンサ取付
気筒の排気行程の判定」となり、また数式１〜１１は以
下の数式１Ａ〜１１Ａとなる。その他のことはピックア
ップセンサを吸気弁側に配置した場合と同様である。

【００１８】図４〜図６は、本発明の方法の実施の形態
第２（ロッカーアーム方式）を示す。図５Ａ〜図５Ｄは
１気筒〜４気筒の内燃機関にそれぞれ適用した場合のタ
イミングチャートである。図６は実施の形態第２を適用
した内燃機関を示し、図６に示すものは、カムシャフト
の所定角度位置を検出する装置が図３に示すものと異な
るが、その他の構成は図３に示すものと同様である。図
６において、図３と同一の部材には図３と同一の符号を
付し、その説明は省略する。吸気弁16のバルブ・ステム
・エンドにはバルブ・スプリング・リテーナ30が連結さ
れ、バルブスプリング32によって吸気弁16は閉鎖位置に
向かって付勢されている。バルブ・スプリング・リテー
ナ30の表面にはロッカアーム34の先端が当接され、ロッ
カアーム34はプッシュロッド36により揺動されるように
配設されている。シリンダヘッドカバー27の頂壁にピッ
クアップセンサ28が配設され、ピックアップセンサ28の
検出部は吸気弁16を作動させるロッカアーム34の先端部
に対向して配置されている。

【００１９】吸気弁16の最大開放位置（カムシャフトの
所定角度位置）のときにロッカアーム34の先端部がピッ
クアップセンサ28の検出部から最も離れ、ピックアップ
センサ28から信号が導線を通してＥＣＣ10に出力される
ように構成されている。吸気弁16のバルブリフト変化は
図５Ａ(a) 等（図５Ａ(a) 、図５Ｂ(a) 、図５Ｃ(a)及
び図５Ｄ(a) 。以下同様。）に実線で示すとおりであ
り、ピックアップセンサ28からのピックアップセンサ出
力信号は図５Ａ(b) 等に実線で示すとおりである。不図
示のカムシャフトはクランクシャフトの１／２の速度で
回転し、ロッカアーム34はカムシャフトの回転に連動す
るので、ピックアップセンサ28はクランクシャフトの２
回転すなわち７２０度毎にピックアップセンサ出力信号
を出力することとなる。なお、ピックアップセンサ28の
検出部をロッカアーム34の末端部の対向位置に配置する
ことができ、この場合には吸気弁16の最大開放位置のと
き、ロッカアーム34の末端部はピックアップセンサ28の
検出部に最接近する。

【００２０】図５Ａ(c) 等の実線はクランク角度７２０
度毎の信号を示し、ＥＣＣ10によってピックアップセン
サ28の出力信号が整形され、制御の基準点（カウンタセ
ットの時点）となっている。図５Ａ(d) の実線等はピッ
クアップセンサ出力信号の検出時点を示し、この時点は
クランクシャフトの７２０度回転毎の時点である。図５
Ａ(e) 等はインジェクタ６の噴射タイミングを示し、図
５Ａ(f) 〜図５Ｄ(f)は１気筒〜４気筒の各内燃機関に
それぞれ適用した場合の点火プラグ19の点火タイミング
を示す。図５Ａ(g) は１気筒の内燃機関に適用した場合
の第１気筒（ピックアップセンサ取付気筒）の行程を示
す。同様に、図５Ｂ(g) 〜図５Ｄ(g) は２気筒〜４気筒
の各内燃機関にそれぞれ適用した場合の、各内燃機関の
有する♯各気筒の行程を示す。

【００２１】図４は、実施の形態第２の気筒判別、回転
数（回転速度）、噴射タイミング及び点火タイミングを
算出するためのフローチャートであり、図６に示す内燃
機関の動作を説明するものである。図４の始動（クラン
キング）後制御のフローチャートの説明において、明ら
かに図１のフローチャートと同様である部分について
は、その説明を省略する。図１のプログラムがスタート
し、ステップＳ０１でエンジン回転数が３００ｒｐｍ未
満ではないと判断されたときは、図４のＢへ進む。まず
ピックアップセンサ28の出力信号が検出されたか否かが
判断され（ステップＳ１）、ピックアップセンサ28の出
力信号が検出されないときはステップＳ１３へ進む。ス
テップＳ１でピックアップセンサ28の出力信号が検出さ
れたときは、スロットル・ポジション・センサ５及び水
温センサ22の出力信号を読み込む（ステップＳ２）。

【００２２】次いで、ピックアップセンサ取付気筒の吸
気行程の判定を行い（ステップＳ３）、ピックアップセ
ンサ出力信号の検出時点からの経過時間Ｔｘを求めるた
めのカウンタのセットを行う（ステップＳ４）。次い
で、ピックアップセンサ出力信号からピックアップセン
サ出力信号の発生周期（時間的間隔）が算出され、ピッ
クアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフ
トが７２０度回転するに要する時間Ｔが得られる（ステ
ップＳ５）。時間Ｔと回転速度との関係を示すマップを
予め記憶させておき、このマップを用いて内燃機関の回
転数（回転速度）を算出する（ステップＳ６）。

【００２３】７２０度クランク角時間Ｔ・経過時間Ｔｘ
と気筒・クランク角ＣＡとの関係を示すマップを予め記
憶させておき、このマップを用いて７２０度クランク角
時間Ｔと経過時間Ｔｘから気筒及びクランク角ＣＡを算
出（検出）する（ステップＳ７）。次いで、ステップＳ
８で噴射時刻を算出する。すなわち、予め♯１気筒の吸
気始めの上死点前のクランク角Ｆ°で噴射させることと
しておき、次の数式１Ｘを用いて噴射時刻を算出する。

【００２４】ステップＳ９で各気筒の点火時刻を算出す
る。すなわち、予め各気筒の爆発ＴＤＣの前Ａ°で噴射
させることとしておき、次の数式２Ｘ〜１１Ｘを用いて
点火時刻を算出する。

【００２５】ステップＳ１０でエンジン回転変動（今回
のエンジン回転数−前回のエンジン回転数）の絶対値が
設定回転数αｒｐｍ未満であるか否かを判断する。ステ
ップＳ１０でエンジン回転変動の絶対値が設定回転数α
未満である（エンジン回転変動＜±αｒｐｍ）と判断さ
れたときは、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１０で
エンジン回転変動の絶対値が設定回転数α未満ではない
（エンジン回転変動≧±αｒｐｍ）と判断されたとき
は、図１のステップＳ１０について説明したように、噴
射時刻及び点火時刻に前記の数式１２により求められた
補正量を減算又は加算して（ステップＳ１１）、ステッ
プＳ１２へ進む。

【００２６】ステップＳ１２で噴射未実施というフラグ
をクリアし、各点火未実施というフラグをクリアする。
次いで、噴射未実施というフラグをクリアしたか否かを
判断し（ステップＳ１３）、このフラグをクリアしたと
きはステップＳ１４に進み、ステップＳ１３でこのフラ
グをクリアしていないときはステップＳ１７に進む。ス
テップＳ１４で噴射時刻か否かを判断し、噴射時刻であ
ると判断されたときは燃料を噴射し（ステップＳ１
５）、噴射未実施というフラグをセットする（ステップ
Ｓ１６）。ステップＳ１４で噴射時刻でないと判断され
たときはステップＳ１７へ進む。

【００２７】♯１気筒の点火未実施というフラグをクリ
アしたか否かを判断し（ステップＳ１７）、このフラグ
をクリアしたと判断されたときは、♯１気筒の点火時刻
か否かが判断される（ステップＳ１８）。ステップＳ１
８で♯１気筒の点火時刻であると判断されたときは、♯
１気筒を点火し（ステップＳ１９）、♯１気筒の点火未
実施というフラグをセットする（ステップＳ２０）。１
気筒の内燃機関の場合はここでリターンし、２〜４気筒
の内燃機関の場合は、ステップＳ２１へ進む。ステップ
Ｓ１７で♯１気筒の点火未実施というフラグをクリアし
ていないと判断されたとき、及びステップＳ１８で♯１
気筒の点火時刻ではないと判断されたとき、１気筒の内
燃機関の場合はここでリターンし、２〜４気筒の内燃機
関の場合は、ステップＳ２１へ進む。

【００２８】♯２気筒及び♯３気筒の点火については、
ステップＳ２１〜２４及びステップＳ２５〜２８におい
てステップＳ１７〜２０と同様の制御が行われ、２気筒
の内燃機関の場合はステップＳ２５へ進まずにリターン
し、３気筒の内燃機関の場合はステップＳ２９へ進まず
にリターンする。♯４気筒の点火についても、ステップ
Ｓ２９〜３２においてステップＳ１７〜２０と同様の制
御が行われるが、ステップＳ２９で♯４気筒の点火未実
施というフラグがクリアしていないと判断されたとき、
及びステップＳ３０で♯４気筒の点火時刻ではないと判
断されたときは、リターンする。

【００２９】図６及び図５Ａ等には、吸気弁側にピック
アップセンサを配置した場合を示し、ピックアップセン
サ28の検出部は吸気弁16を作動させるロッカアーム34の
先端部に対向して配置され、ロッカアーム34の先端部が
ピックアップセンサ28の検出部から最も離れたとき（吸
気弁16の最大開放位置) にピックアップ信号を発生させ
ている。これに対して、図６のピックアップセンサ28を
排気弁側に移動して、排気弁を作動させるロッカアーム
の先端部にピックアップセンサの検出部を対向して配置
し、ロッカアームの先端部がピックアップセンサの検出
部から最も離れたとき（排気弁の最大開放位置）を検出
することができる。図５Ａ等の点線はピックアップセン
サを排気弁側に配置した場合を示す。本発明の実施の形
態第２において、ピックアップセンサを排気弁側に配置
した場合、図４のステップＳ３は「ピックアップ取付気
筒の排気行程の判定」となり、また数式１Ｘ〜１１Ｘは
以下の数式１Ｂ〜１１Ｂとなる。その他のことは、ピッ
クアップセンサを吸気弁側に配置した場合と同様であ
る。

【００３０】

【発明の効果】請求項１、２に記載された制御方法によ
れば、１個の気筒のカムシャフトの角度位置がピックア
ップセンサで検出され、ピックアップセンサ出力信号を
基にして、クランクシャフトが７２０度回転するに要す
る時間Ｔ及び信号発生時点からの経過時間Ｔｘが分か
る。そして、時間Ｔ・経過時間Ｔｘと気筒及びクランク
角ＣＡとの関係を示すマップを予め記憶させておき、気
筒及びクランク角ＣＡを検出することができる。エンジ
ンを比較的一定の回転で駆動させる場合には、請求項
１、２の方法により、実用上満足すべき気筒及びクラン
ク角ＣＡが検出される。請求項３〜５に記載された制御
方法によれば、吸気弁又は排気弁の最大開放位置を基準
にして演算が行われ、演算方法が分かりやすく実施が容
易である。請求項６，７に記載された制御方法によれ
ば、１個の気筒のカムシャフトの所定角度位置を検出す
るピックアップセンサを配置し、ピックアップセンサ出
力信号の発生周期よりクランクシャフトが７２０度回転
するに要する時間Ｔを算出し、予め第１気筒の吸気始め
の上死点前のクランク角Ｆ°で燃料を噴射させることと
し、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときは数式
１，１Ａにより、内燃機関の回転数が所定回転数以上の
ときは数式１Ｘ，１Ｂにより、それぞれ燃料噴射時刻を
算出することができる。請求項８，９に記載された制御
方法によれば、１個の気筒にカムシャフトの所定角度位
置を検出するピックアップセンサを配置し、ピックアッ
プセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが７
２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予め各気筒の
爆発ＴＤＣの前Ａ°で燃料を噴射させることとし、内燃
機関の回転数が所定回転数未満のときは数式２〜１１，
２Ａ〜１１Ａにより、内燃機関の回転数が所定回転数以
上のときは数式２Ｘ〜１１Ｘ，２Ｂ〜１１Ｂにより、そ
れぞれ点火時刻を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態第１の内燃機関のＥＣＣの
動作を説明するためのフローチャートである。

【図２Ａ】本発明の実施の形態第１を１気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図２Ｂ】本発明の実施の形態第１を２気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図２Ｃ】本発明の実施の形態第１を３気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図２Ｄ】本発明の実施の形態第１を４気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図３】本発明の実施の形態第１のピックアップセンサ
を配置した内燃機関を示す。

【図４】本発明の実施の形態第２の内燃機関のＥＣＣの
動作を説明するためのフローチャートである。

【図５Ａ】本発明の実施の形態第２を１気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図５Ｂ】本発明の実施の形態第２を２気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図５Ｃ】本発明の実施の形態第２を３気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図５Ｄ】本発明の実施の形態第２を４気筒の内燃機関
に適用した場合のタイミングチャートである。

【図６】本発明の実施の形態第２のピックアップセンサ
を配置した内燃機関を示す。

【符号の説明】

16 吸気弁 17 排気弁 24 カムシャフト 28 ピックアップセンサ 34 ロッカアーム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５Ａ Ｆ０２Ｐ 7/067 ３０１ Ｆ０２Ｐ 7/067 ３０１Ａ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個の気筒にカムシャフトの所定角度位
   置を検出するピックアップセンサが配置され、ピックア
   ップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが
   ７２０度回転するに要する時間Ｔが算出され、予め記憶
   された、前記時間Ｔと前記信号発生時点からの経過時間
   Ｔｘと気筒及びクランク角ＣＡとの関係を示すマップを
   用いて、前記時間Ｔ及び前記経過時間Ｔｘから気筒及び
   クランク角ＣＡを検出する内燃機関の制御方法。
2. 【請求項２】 １個の気筒にカムシャフトの所定角度位
   置を検出するピックアップセンサが配置され、ピックア
   ップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシャフトが
   ７２０度回転するに要する時間Ｔが算出され、予め記憶
   された、前記時間Ｔと前記信号発生時点からの経過時間
   Ｔｘと気筒との関係を示すマップを用いて、前記時間Ｔ
   及び前記経過時間Ｔｘから気筒を検出する内燃機関の制
   御方法。
3. 【請求項３】 ピックアップセンサが１個の気筒の吸気
   弁又は排気弁の最大開放位置を検出するように配置され
   た請求項１又は２記載の気筒及びクランク角ＣＡを検出
   する内燃機関の制御方法。
4. 【請求項４】 ピックアップセンサが１個の気筒のカム
   シャフトのカムの凸部の位置を検出可能な位置に配置さ
   れた請求項１ないし３のいずれか１つに記載の気筒及び
   クランク角ＣＡを検出する内燃機関の制御方法。
5. 【請求項５】 ピックアップセンサが１個の気筒のロッ
   カアームの先端部又は末端部の対向位置に配置された請
   求項１ないし３のいずれか１つに記載の気筒及びクラン
   ク角ＣＡを検出する内燃機関の制御方法。
6. 【請求項６】 １個の気筒に吸気弁側のカムシャフトの
   所定角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、
   ピックアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシ
   ャフトが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予
   め第１気筒の吸気始めの上死点前のクランク角Ｆ°で燃
   料を噴射させ、燃料噴射時刻を算出する内燃機関の制御
   方法。 噴射時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ｆ°／720 °CA）×Ｔ時間 ────数式１
7. 【請求項７】 １個の気筒に排気弁側のカムシャフトの
   所定角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、
   ピックアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシ
   ャフトが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予
   め第１気筒の吸気始めの上死点前のクランク角Ｆ°で燃
   料を噴射させ、燃料噴射時刻を算出する内燃機関の制御
   方法。 噴射時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ｆ°／720 °CA）×Ｔ時間────数式１Ｂ
8. 【請求項８】 １個の気筒に吸気弁側のカムシャフトの
   所定角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、
   ピックアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシ
   ャフトが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予
   め各気筒の爆発ＴＤＣの前Ａ°で燃料を噴射させること
   とし、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときは次の
   数式２〜１１により、内燃機関の回転数が所定回転数以
   上のときは次の数式２Ｘ〜１１Ｘにより、それぞれ点火
   時刻を算出する内燃機関の制御方法。 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──────数式２ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×２／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式３ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式４ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×６／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式５ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式６ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×４／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式７ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式８ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式９ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式10 ♯４点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ──数式11 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式２Ｘ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式３Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／２−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式４Ｘ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式５Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×５／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式６Ｘ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×７／６−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式７Ｘ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式８Ｘ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式９Ｘ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式10Ｘ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式11Ｘ
9. 【請求項９】 １個の気筒に排気弁側のカムシャフトの
   所定角度位置を検出するピックアップセンサを配置し、
   ピックアップセンサ出力信号の発生周期よりクランクシ
   ャフトが７２０度回転するに要する時間Ｔを算出し、予
   め各気筒の爆発ＴＤＣの前Ａ°で燃料を噴射させること
   とし、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときは次の
   数式２Ａ〜１１Ａにより、内燃機関の回転数が所定回転
   数以上のときは次の数式２Ｂ〜１１Ｂにより、それぞれ
   点火時刻を算出する内燃機関の制御方法。 （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式２Ａ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式３Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式４Ａ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式５Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×７／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式６Ａ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×11／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式７Ａ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式８Ａ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式９Ａ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式10Ａ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間 ─数式11Ａ （１気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式２Ｂ （２気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式３Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式４Ｂ （３気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×９／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式５Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×12／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式６Ｂ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×５／12−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式７Ｂ （４気筒時） ♯１点火時刻＝Ｔ時間×３／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式８Ｂ ♯２点火時刻＝Ｔ時間×２／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式９Ｂ ♯３点火時刻＝Ｔ時間×４／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式10Ｂ ♯４点火時刻＝Ｔ時間×１／４−（Ａ°／720 °CA）×Ｔ時間──数式11Ｂ