JPH11210542A - 内燃機関の気筒判定装置 - Google Patents
内燃機関の気筒判定装置Info
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- JPH11210542A JPH11210542A JP10018528A JP1852898A JPH11210542A JP H11210542 A JPH11210542 A JP H11210542A JP 10018528 A JP10018528 A JP 10018528A JP 1852898 A JP1852898 A JP 1852898A JP H11210542 A JPH11210542 A JP H11210542A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】内燃機関の気筒判定に際して、内燃機関の回転
変動の影響を受けずに、速やかに行えるようにするとと
もに、センサ故障時においても、内燃機関の停止を防止
するようにした内燃機関の気筒判別装置を提供する。 【解決手段】カム軸に装着した回転検出用のシグナルプ
レートには、１気筒あたり２つの信号発生手段を設け、
さらに気筒判別信号を前記２つの信号の前に追加し、２
つのセンサを前記突起の検出に対して位相差をもつよう
に配置する。これら２つのセンサより各気筒に応じビッ
トパターンを作成し、前記ビットパターンの組み合わせ
で気筒判別を行う。
変動の影響を受けずに、速やかに行えるようにするとと
もに、センサ故障時においても、内燃機関の停止を防止
するようにした内燃機関の気筒判別装置を提供する。 【解決手段】カム軸に装着した回転検出用のシグナルプ
レートには、１気筒あたり２つの信号発生手段を設け、
さらに気筒判別信号を前記２つの信号の前に追加し、２
つのセンサを前記突起の検出に対して位相差をもつよう
に配置する。これら２つのセンサより各気筒に応じビッ
トパターンを作成し、前記ビットパターンの組み合わせ
で気筒判別を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関が回転
中、その中の何れの気筒が特定の行程にあるかを識別す
るための気筒判別装置に係り、特に自動車用に好適な内
燃機関の気筒判別装置に関する。
中、その中の何れの気筒が特定の行程にあるかを識別す
るための気筒判別装置に係り、特に自動車用に好適な内
燃機関の気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関は、その動作の１サイクルが、
例えば２、又は４の複数の行程で成り立っており、この
ため２気筒以上の多気筒内燃機関では、点火時期や燃料
噴射時期などの制御のために、何れの気筒が特定の行
程、例えば圧縮行程にあるかを識別する必要がある。こ
のため、気筒判別装置が必要になる。
例えば２、又は４の複数の行程で成り立っており、この
ため２気筒以上の多気筒内燃機関では、点火時期や燃料
噴射時期などの制御のために、何れの気筒が特定の行
程、例えば圧縮行程にあるかを識別する必要がある。こ
のため、気筒判別装置が必要になる。
【０００３】ところで、このような気筒判別装置として
は、いくつかの従来例がある。その第一の従来例として
は、特公昭63−37336 号公報の図面の図２及び図３に示
されているように、クランク角度検出センサと、カム軸
に取り付けられた気筒判別センサ信号によって第１気筒
の圧縮行程を判別する方法がある。
は、いくつかの従来例がある。その第一の従来例として
は、特公昭63−37336 号公報の図面の図２及び図３に示
されているように、クランク角度検出センサと、カム軸
に取り付けられた気筒判別センサ信号によって第１気筒
の圧縮行程を判別する方法がある。
【０００４】さらに、第二の従来例としては、特開平5
−86953号公報に示されているように、カム軸に装着し
た回転検出用のディスクにクランク角判定用の３つの突
起を不等間隔で設け、第１気筒の気筒判定用の突起を追
加し、複数の信号が不等間隔で発生するようにし、この
複数信号のパルス間隔の配列状態をチェックし、クラン
ク角判定用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判定し、気筒判定用パルスを含
む所定の配列パターンを検出した時点や、気筒判定用パ
ルスの箇所で所定のパルス間隔の変化を検出した時点で
気筒を判定する方法がある。この所定のパルス間隔の変
化を検出した時点で気筒を判定する方法について、図２
を用いて簡単に説明する。図２は、３気筒内燃機関を代
表しており、各気筒の行程の状態とクランク角センサの
検出位置の関係を示している。行程中の○印は、吸気を
示しており、矢印は点火位置を示している。各気筒の圧
縮行程に対し、２つの信号（Ａ，Ｂ）が発生し、さらに
１気筒の圧縮行程を検出するために、Ｃ信号がある。図
中のクランク軸２回転が４サイクル内燃機関の基本周期
となる。図２中のＡ，Ｂ，Ｃ信号の位置関係の詳細は、
図３の通りとなっている。ＣＲ信号とは、クランク角セ
ンサで検出する信号発生位置を意味している。Ａ信号
は、各気筒の圧縮上死点前７５°で発生する。Ｂ信号も
各気筒の圧縮上死点前５°で発生する。Ｃ信号は、クラ
ンク軸２回転に１回のみ発生し、その位置は１気筒圧縮
上死点前２１０°の位置で発生するようにし、信号間の
角度が他のものより短くなっている。気筒判定は、表中
に示した判定条件を満足した時に確定される。具体的に
は、ＣＲ信号間の時間の履歴により、数１で判定する。
−86953号公報に示されているように、カム軸に装着し
た回転検出用のディスクにクランク角判定用の３つの突
起を不等間隔で設け、第１気筒の気筒判定用の突起を追
加し、複数の信号が不等間隔で発生するようにし、この
複数信号のパルス間隔の配列状態をチェックし、クラン
ク角判定用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判定し、気筒判定用パルスを含
む所定の配列パターンを検出した時点や、気筒判定用パ
ルスの箇所で所定のパルス間隔の変化を検出した時点で
気筒を判定する方法がある。この所定のパルス間隔の変
化を検出した時点で気筒を判定する方法について、図２
を用いて簡単に説明する。図２は、３気筒内燃機関を代
表しており、各気筒の行程の状態とクランク角センサの
検出位置の関係を示している。行程中の○印は、吸気を
示しており、矢印は点火位置を示している。各気筒の圧
縮行程に対し、２つの信号（Ａ，Ｂ）が発生し、さらに
１気筒の圧縮行程を検出するために、Ｃ信号がある。図
中のクランク軸２回転が４サイクル内燃機関の基本周期
となる。図２中のＡ，Ｂ，Ｃ信号の位置関係の詳細は、
図３の通りとなっている。ＣＲ信号とは、クランク角セ
ンサで検出する信号発生位置を意味している。Ａ信号
は、各気筒の圧縮上死点前７５°で発生する。Ｂ信号も
各気筒の圧縮上死点前５°で発生する。Ｃ信号は、クラ
ンク軸２回転に１回のみ発生し、その位置は１気筒圧縮
上死点前２１０°の位置で発生するようにし、信号間の
角度が他のものより短くなっている。気筒判定は、表中
に示した判定条件を満足した時に確定される。具体的に
は、ＣＲ信号間の時間の履歴により、数１で判定する。
【０００５】
【数１】 ＴＲＡＴＩＯ≧ＭＫＲＡＴ＃ …（数１） ＭＫＲＡＴ＃：気筒判別係数 ＴＲＡＴＩＯ：パルス周期比 数２で算出する。
【０００６】
【数２】 （Ｔold１＋Ｔold２）／Ｔ …（数２） Ｔold１：前回のパルス周期 Ｔold２：前前回のパルス周期 Ｔ ：最新のパルス周期 前記ＭＫＲＡＴ＃は、この場合５程度の値をとる。つま
り角度比で換算すると、Ｃ信号発生時は、Ｔold２は１
７５°、Ｔold１は６５°、Ｔは３５°となり、ＴＲＡ
ＴＩＯ＝(１７５＋６５)／３５＝７.５ となる。同様
に、Ｂ信号発生時は、Ｔold２は６５°、Ｔold１は１７
５°、Ｔは６５°となるため、ＴＲＡＴＩＯ＝(６５＋
１７５)／６５＝３.７となる。Ａ信号発生時は、Ｔold
２は１７０°、Ｔold１は６５deg、Ｔは１７０となり、
ＴＲＡＴＩＯ＝(１７０＋６５)／１７０＝１.３８とな
る。以上まとめると、ＴＲＡＴＩＯは、Ａ信号発生時
１.３８，Ｂ信号発生時３.７，Ｃ信号発生時７.５とな
るため、気筒判別係数ＭＫＲＡＴ＃を５とすれば、Ｃ信
号とＡ，Ｂ信号が分別可能となる。
り角度比で換算すると、Ｃ信号発生時は、Ｔold２は１
７５°、Ｔold１は６５°、Ｔは３５°となり、ＴＲＡ
ＴＩＯ＝(１７５＋６５)／３５＝７.５ となる。同様
に、Ｂ信号発生時は、Ｔold２は６５°、Ｔold１は１７
５°、Ｔは６５°となるため、ＴＲＡＴＩＯ＝(６５＋
１７５)／６５＝３.７となる。Ａ信号発生時は、Ｔold
２は１７０°、Ｔold１は６５deg、Ｔは１７０となり、
ＴＲＡＴＩＯ＝(１７０＋６５)／１７０＝１.３８とな
る。以上まとめると、ＴＲＡＴＩＯは、Ａ信号発生時
１.３８，Ｂ信号発生時３.７，Ｃ信号発生時７.５とな
るため、気筒判別係数ＭＫＲＡＴ＃を５とすれば、Ｃ信
号とＡ，Ｂ信号が分別可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず、
上記第一の従来例では、内燃機関の始動時、カム軸が最
大１回転、すなわちクランク軸が２回転するまで気筒判
別ができないという課題がある。次に、第二の従来例で
は、内燃機関の行程判別は迅速に行われるが、信号間の
時間比を用いて判別を行うため、回転変動の大きな内燃
機関では、誤判別をする可能性がある。さらに、回転検
出用のセンサ（クランク角センサ）が１つしかないた
め、コスト的には有利であるが、センサ故障時には内燃
機関が停止してしまう課題があった。
上記第一の従来例では、内燃機関の始動時、カム軸が最
大１回転、すなわちクランク軸が２回転するまで気筒判
別ができないという課題がある。次に、第二の従来例で
は、内燃機関の行程判別は迅速に行われるが、信号間の
時間比を用いて判別を行うため、回転変動の大きな内燃
機関では、誤判別をする可能性がある。さらに、回転検
出用のセンサ（クランク角センサ）が１つしかないた
め、コスト的には有利であるが、センサ故障時には内燃
機関が停止してしまう課題があった。
【０００８】本発明の目的は、カム軸に装着した気筒判
定および回転検出用のシグナルプレート１つのみで、１
気筒当たりに複数種類の基準信号を用いて制御を行うよ
うにした場合での、基準信号の判別が内燃機関の回転変
動の影響を受けずに、速やかに行えるようにするととも
に、センサ故障時においても、内燃機関の停止を防止す
るようにした内燃機関の気筒判別装置を提供することに
ある。
定および回転検出用のシグナルプレート１つのみで、１
気筒当たりに複数種類の基準信号を用いて制御を行うよ
うにした場合での、基準信号の判別が内燃機関の回転変
動の影響を受けずに、速やかに行えるようにするととも
に、センサ故障時においても、内燃機関の停止を防止す
るようにした内燃機関の気筒判別装置を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】カム軸に装着した回転検
出用のシグナルプレートには、１気筒あたり２つの信号
発生手段を設け、さらに気筒判別信号を前記２つの信号
の前に追加し、２つのセンサを前記突起の検出に対して
位相差をもつように配置する。その位相差は、前記２つ
のセンサの内、第一のセンサ（ベースクランク角セン
サ：以下ベースクラセンと略称する）が検出した信号間
に、第二のセンサ（サブクランク角センサ：以下サブク
ラセンと略称する）が検出する信号数が、０と１と２の
３種類となるようにする。ベースクラセン信号入力手段
からの信号を受け、信号カウント手段で信号発生回数を
計測し、さらにベースクラセン信号入力毎にＦＬＡＧ状
態を設定するＦＫＡＧ０，１発生手段と、サブクラセン
信号入力手段によりサブクラセン信号を受け、ビット作
成手段によりビットパターンを生成する。さらに、気筒
判定基準格納手段から気筒判定のためのビットパターン
と、前記ビット作成手段により生成されたビットパター
ンと信号カウント手段の信号発生回数により気筒判別を
行う。
出用のシグナルプレートには、１気筒あたり２つの信号
発生手段を設け、さらに気筒判別信号を前記２つの信号
の前に追加し、２つのセンサを前記突起の検出に対して
位相差をもつように配置する。その位相差は、前記２つ
のセンサの内、第一のセンサ（ベースクランク角セン
サ：以下ベースクラセンと略称する）が検出した信号間
に、第二のセンサ（サブクランク角センサ：以下サブク
ラセンと略称する）が検出する信号数が、０と１と２の
３種類となるようにする。ベースクラセン信号入力手段
からの信号を受け、信号カウント手段で信号発生回数を
計測し、さらにベースクラセン信号入力毎にＦＬＡＧ状
態を設定するＦＫＡＧ０，１発生手段と、サブクラセン
信号入力手段によりサブクラセン信号を受け、ビット作
成手段によりビットパターンを生成する。さらに、気筒
判定基準格納手段から気筒判定のためのビットパターン
と、前記ビット作成手段により生成されたビットパター
ンと信号カウント手段の信号発生回数により気筒判別を
行う。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を説明す
る。まず、図４は、本発明が適用される燃料噴射装置の
システム構成図を示している。１はエアクリーナ、２は
吸入空気の量を制御する絞弁を備えた絞弁組立体すなわ
ちスロットルボディであり、出口には内燃機関５の各気
筒に空気を分岐供給する複数の吸気分岐管４が接続され
ている。６は吸気分岐管４に取付けられた電子制御式の
燃料噴射弁である。内燃機関５の吸込側には吸気弁７が
あり、吐出側に排気弁８が設けられている。１０はコン
トローラであり、Ｏ2 センサ１１，水温センサ１２，ベ
ースクラセン（ベースクランク角センサ）１３，サブク
ラセン（サブクランク角センサ）１４，圧力センサ１
６，スロットルセンサ１７等の各出力を入力として、燃
料噴射弁６，点火コイル９，ＩＳＣバルブ２１，燃料ポ
ンプ３１等に対して制御信号を出力する。
る。まず、図４は、本発明が適用される燃料噴射装置の
システム構成図を示している。１はエアクリーナ、２は
吸入空気の量を制御する絞弁を備えた絞弁組立体すなわ
ちスロットルボディであり、出口には内燃機関５の各気
筒に空気を分岐供給する複数の吸気分岐管４が接続され
ている。６は吸気分岐管４に取付けられた電子制御式の
燃料噴射弁である。内燃機関５の吸込側には吸気弁７が
あり、吐出側に排気弁８が設けられている。１０はコン
トローラであり、Ｏ2 センサ１１，水温センサ１２，ベ
ースクラセン（ベースクランク角センサ）１３，サブク
ラセン（サブクランク角センサ）１４，圧力センサ１
６，スロットルセンサ１７等の各出力を入力として、燃
料噴射弁６，点火コイル９，ＩＳＣバルブ２１，燃料ポ
ンプ３１等に対して制御信号を出力する。
【００１１】２２はバッテリー、２３はコントローラ１
０に対するメインリレー、２４は燃料ポンプリレーであ
る。３０は燃料室であり、燃料は、燃料ポンプ３１によ
り吸い出され、プレッシャーレギュレータ３２で調圧さ
れた後、燃料配管３３を経て燃料噴射弁６に至る。燃料
噴射弁６の適正な噴射量は、各種センサからの入力を基
にコントローラ１０により算出されて決定される。ベー
スクラセン１３，サブクラセン１４は、図５に示すよう
に、シグナルプレート１５に設けられた突起が通過する
毎に発生する磁界の変化Ａをとらえ、内部処理回路でＢ
を生成し、コントローラ１０に送る。図６はコントロー
ラ１０の内部構成を示したものである。コントローラ１
０は、入力回路１９１，Ａ／Ｄ変化部１９２，中央演算
部１９３，ＲＯＭ１９４，ＲＡＭ１９５、及び出力回路
１９６を含んだコンピュータにより構成されている。入
力回路１９１は、アナログ信号の場合（例えば、水温セ
ンサ１２，スロットル開度センサ９等からの信号）を受
け付けて、概信号からノイズ成分の除去等を行い、当該
信号をＡ／Ｄ変換部１９２に出力するためのものであ
る。中央演算部１９３は、概Ａ／Ｄ変換結果を取り込
み、ＲＯＭ１９４等の媒体に記憶された燃料噴射制御プ
ログラムやその他の制御のための所定の制御プログラム
を実行することによって、前記各制御及び診断等を実行
する機能を備えている。なお、演算結果、及び、前記Ａ
／Ｄ変換結果は、ＲＡＭ１９５に一時保管されるととも
に、該演算結果は、出力回路１９６を通じて制御出力信
号１９７として出力され、燃料噴射弁６，点火コイル９
等の制御に用いられる。一方、ベースクラセン１３及び
サブクラセン１４の信号は、同様に入力回路１９１で信
号の有無を識別しHigh／Low 信号として、信号線１９
８，１９９により、中央演算部１９３へ送る。中央演算
部１９３では、信号線１９８の電圧レベルが、Low から
Highに変化した時に、図５のＣで示したタイミングで割
り込み処理が行われる構成となっている。
０に対するメインリレー、２４は燃料ポンプリレーであ
る。３０は燃料室であり、燃料は、燃料ポンプ３１によ
り吸い出され、プレッシャーレギュレータ３２で調圧さ
れた後、燃料配管３３を経て燃料噴射弁６に至る。燃料
噴射弁６の適正な噴射量は、各種センサからの入力を基
にコントローラ１０により算出されて決定される。ベー
スクラセン１３，サブクラセン１４は、図５に示すよう
に、シグナルプレート１５に設けられた突起が通過する
毎に発生する磁界の変化Ａをとらえ、内部処理回路でＢ
を生成し、コントローラ１０に送る。図６はコントロー
ラ１０の内部構成を示したものである。コントローラ１
０は、入力回路１９１，Ａ／Ｄ変化部１９２，中央演算
部１９３，ＲＯＭ１９４，ＲＡＭ１９５、及び出力回路
１９６を含んだコンピュータにより構成されている。入
力回路１９１は、アナログ信号の場合（例えば、水温セ
ンサ１２，スロットル開度センサ９等からの信号）を受
け付けて、概信号からノイズ成分の除去等を行い、当該
信号をＡ／Ｄ変換部１９２に出力するためのものであ
る。中央演算部１９３は、概Ａ／Ｄ変換結果を取り込
み、ＲＯＭ１９４等の媒体に記憶された燃料噴射制御プ
ログラムやその他の制御のための所定の制御プログラム
を実行することによって、前記各制御及び診断等を実行
する機能を備えている。なお、演算結果、及び、前記Ａ
／Ｄ変換結果は、ＲＡＭ１９５に一時保管されるととも
に、該演算結果は、出力回路１９６を通じて制御出力信
号１９７として出力され、燃料噴射弁６，点火コイル９
等の制御に用いられる。一方、ベースクラセン１３及び
サブクラセン１４の信号は、同様に入力回路１９１で信
号の有無を識別しHigh／Low 信号として、信号線１９
８，１９９により、中央演算部１９３へ送る。中央演算
部１９３では、信号線１９８の電圧レベルが、Low から
Highに変化した時に、図５のＣで示したタイミングで割
り込み処理が行われる構成となっている。
【００１２】一方、ベースクラセン１３，サブクラセン
１４の装着状態は、図７に示す通りである。図７は、内
燃機関を前方から見た図で、クランク軸５０に対しカム
カバ６０の内部には、カム軸に装着されたシグナルプレ
ート１５が設置され、クランク軸５０の１／２の回転数
で回転する。その位置関係を、図８に示す。シグナルプ
レートの突起に対し、図示の通りベースクラセン１３，
サブクラセン１４が装着されている。図９は、図８の状
態を横から見た図で、シグナルプレート１５に設置され
た突起６１の磁界の変化を検出する構成となっている。
図１０は、別の検出手段を示したもので、シグナルプレ
ート１５の周方向にベースクラセン１３，サブクラセン
１４を装着した形である。装着状態は、図９，図１０の
方法、あるいは組み合わせでも良い。尚、信号検出のた
めには、上記突起６１（凸部）に代えて、所定の溝（凹
部）としても良いことは言うまでもない。
１４の装着状態は、図７に示す通りである。図７は、内
燃機関を前方から見た図で、クランク軸５０に対しカム
カバ６０の内部には、カム軸に装着されたシグナルプレ
ート１５が設置され、クランク軸５０の１／２の回転数
で回転する。その位置関係を、図８に示す。シグナルプ
レートの突起に対し、図示の通りベースクラセン１３，
サブクラセン１４が装着されている。図９は、図８の状
態を横から見た図で、シグナルプレート１５に設置され
た突起６１の磁界の変化を検出する構成となっている。
図１０は、別の検出手段を示したもので、シグナルプレ
ート１５の周方向にベースクラセン１３，サブクラセン
１４を装着した形である。装着状態は、図９，図１０の
方法、あるいは組み合わせでも良い。尚、信号検出のた
めには、上記突起６１（凸部）に代えて、所定の溝（凹
部）としても良いことは言うまでもない。
【００１３】図１１は、本発明である気筒判定を実施す
るブロック図である。ベースクラセン信号は、入力処理
手段２１０に入力されノイズ等が除去される。つぎに信
号カウント手段２３０で信号入力毎にカウンタがカウン
トアップされ、ベースクラセン信号が何回入力されたか
を監視する。同様に、ＦＬＡＧ０，１発生手段２４０で
は、入力処理手段２１０からの信号をもとに、ＦＬＡＧ
の状態を前記入力処理手段２１０からの信号入力毎に０
と１を反転させる。一方サブクラセン信号も入力処理手
段２２０でノイズ等が除去されビット作成手段２５０へ
信号を送る。ビット作成手段２５０では、ＦＬＡＧ０，
１発生手段からの信号と、サブクラセン信号の入力処理
手段２２０からの信号を元に、ビットパターンの作成を
行う。ビットパターンは、図６で示したＲＡＭ１９５の
１バイト（８ビット）をビットパターン判定用レジスタ
として用いて作成する。ビットパターン判定用レジスタ
は、ＦＬＡＧ０，１発生手段２４０からの信号が反転
(０と１が切り替わる)する毎に左へ１ビット分シフトさ
れる。また、サブクラセン信号の入力処理手段２２０か
らの信号が入力される毎に、ビットパターンレジスタの
最下位ビットを１にする。ＦＬＡＧ０，１発生手段２４
０からの信号が同一状態で、サブクラセンの入力処理手
段からの信号が２回入力された場合は、複数入力時処理
手段２６０において、ビットパターンレジスタを左へシ
フト後、最下位ビットを０とする処理が行われる。つま
り、ビットパターンの並びとして“１０”となるように
する。上記内容を３気筒の内燃機関にあてはめた場合の
一例を図１に示す。ビットパターンレジスタの状態は図
示した通り、０１１０１１１１０・・・・というように
生成される。つぎに、ビットパターン作成手段２５０で
生成されたビットパターンが、気筒判定手段２８０に送
られ気筒判定を実施する。気筒判定は、気筒判定基準格
納手段２７０であらかじめ定めているデータを取り出
し、前記ビットパターンとの一致状態を確認することで
実施される。その方法について以下に説明する。まず、
信号カウント手段２３０のカウンタの状態を監視し、カ
ウンタが３の場合（ベースクラセン信号が３回入力）
は、ビットパターンが１１０の並びの時、２気筒の圧縮
行程と判別する。その他の場合は、ビットパターンが１
１０の並びの場合、１気筒の圧縮行程と判別。０１１の
並びの場合、３気筒の圧縮行程と判別。以上により、ベ
ースクラセン信号入力が３回発生すれば、確実に気筒判
別が可能となる。
るブロック図である。ベースクラセン信号は、入力処理
手段２１０に入力されノイズ等が除去される。つぎに信
号カウント手段２３０で信号入力毎にカウンタがカウン
トアップされ、ベースクラセン信号が何回入力されたか
を監視する。同様に、ＦＬＡＧ０，１発生手段２４０で
は、入力処理手段２１０からの信号をもとに、ＦＬＡＧ
の状態を前記入力処理手段２１０からの信号入力毎に０
と１を反転させる。一方サブクラセン信号も入力処理手
段２２０でノイズ等が除去されビット作成手段２５０へ
信号を送る。ビット作成手段２５０では、ＦＬＡＧ０，
１発生手段からの信号と、サブクラセン信号の入力処理
手段２２０からの信号を元に、ビットパターンの作成を
行う。ビットパターンは、図６で示したＲＡＭ１９５の
１バイト（８ビット）をビットパターン判定用レジスタ
として用いて作成する。ビットパターン判定用レジスタ
は、ＦＬＡＧ０，１発生手段２４０からの信号が反転
(０と１が切り替わる)する毎に左へ１ビット分シフトさ
れる。また、サブクラセン信号の入力処理手段２２０か
らの信号が入力される毎に、ビットパターンレジスタの
最下位ビットを１にする。ＦＬＡＧ０，１発生手段２４
０からの信号が同一状態で、サブクラセンの入力処理手
段からの信号が２回入力された場合は、複数入力時処理
手段２６０において、ビットパターンレジスタを左へシ
フト後、最下位ビットを０とする処理が行われる。つま
り、ビットパターンの並びとして“１０”となるように
する。上記内容を３気筒の内燃機関にあてはめた場合の
一例を図１に示す。ビットパターンレジスタの状態は図
示した通り、０１１０１１１１０・・・・というように
生成される。つぎに、ビットパターン作成手段２５０で
生成されたビットパターンが、気筒判定手段２８０に送
られ気筒判定を実施する。気筒判定は、気筒判定基準格
納手段２７０であらかじめ定めているデータを取り出
し、前記ビットパターンとの一致状態を確認することで
実施される。その方法について以下に説明する。まず、
信号カウント手段２３０のカウンタの状態を監視し、カ
ウンタが３の場合（ベースクラセン信号が３回入力）
は、ビットパターンが１１０の並びの時、２気筒の圧縮
行程と判別する。その他の場合は、ビットパターンが１
１０の並びの場合、１気筒の圧縮行程と判別。０１１の
並びの場合、３気筒の圧縮行程と判別。以上により、ベ
ースクラセン信号入力が３回発生すれば、確実に気筒判
別が可能となる。
【００１４】次に、ベースクラセン故障時のフェールセ
ーフの方法について説明する。図１２は、フェールセー
フ手段を示すブロック図である。ベースクラセン信号
は、クラセン異常検出手段３００に入力される。異常判
定は、サブクラセン信号が入力されているにもかかわら
ず、ベースクラセン信号が入力されないときに異常と判
定する方法をとる。この場合、異常と判定されたセンサ
を切り離し、正常なセンサのみにて、従来相当の気筒判
別に切り換えるものとする。判定結果が正常の場合は、
スイッチ３５０をＯＮ，スイッチ３６０をＯＦＦとし、
ベースクラセン信号を点火時期，燃料噴射演算手段３４
０へ信号を送るようにする。異常と判定した場合は、ス
イッチ３５０をＯＦＦ，スイッチ３６０をＯＮとし位相
差修正手段３２０からの信号を元に、点火時期，燃料噴
射演算手段３４０は処理を行うことになる。ここで、位
相差修正手段３２０の内容について説明する。まず、位
相差検出手段３１０においてベースクラセン信号とサブ
クラセン信号が入力される。サブクラセン信号入力後か
らベースクラセン入力までの時間を測定し時間比を求め
る。この方法について、図１を利用して説明する。図１
のベースクラセン（ベースＣＳ）信号は、気筒判定が確
定するとＢ０〜Ｂ６まで番号が割り振られ、信号位置が
確定できる。Ｂ０は気筒判別位置を示す。同様にサブク
ラセン（サブＣＳ）信号にもＣ０〜Ｃ６までの番号が割
り振られる。したがって、同一番号、たとえばＢ０とＣ
０は、シグナルプレート１５の突起位置が同一であるこ
とになるため、その時間差を求めれば、位相がわかるこ
とになる。内燃機関は、１周期がＣ０〜Ｃ０の間である
ため下記に示す数３で位相角度を算出する。
ーフの方法について説明する。図１２は、フェールセー
フ手段を示すブロック図である。ベースクラセン信号
は、クラセン異常検出手段３００に入力される。異常判
定は、サブクラセン信号が入力されているにもかかわら
ず、ベースクラセン信号が入力されないときに異常と判
定する方法をとる。この場合、異常と判定されたセンサ
を切り離し、正常なセンサのみにて、従来相当の気筒判
別に切り換えるものとする。判定結果が正常の場合は、
スイッチ３５０をＯＮ，スイッチ３６０をＯＦＦとし、
ベースクラセン信号を点火時期，燃料噴射演算手段３４
０へ信号を送るようにする。異常と判定した場合は、ス
イッチ３５０をＯＦＦ，スイッチ３６０をＯＮとし位相
差修正手段３２０からの信号を元に、点火時期，燃料噴
射演算手段３４０は処理を行うことになる。ここで、位
相差修正手段３２０の内容について説明する。まず、位
相差検出手段３１０においてベースクラセン信号とサブ
クラセン信号が入力される。サブクラセン信号入力後か
らベースクラセン入力までの時間を測定し時間比を求め
る。この方法について、図１を利用して説明する。図１
のベースクラセン（ベースＣＳ）信号は、気筒判定が確
定するとＢ０〜Ｂ６まで番号が割り振られ、信号位置が
確定できる。Ｂ０は気筒判別位置を示す。同様にサブク
ラセン（サブＣＳ）信号にもＣ０〜Ｃ６までの番号が割
り振られる。したがって、同一番号、たとえばＢ０とＣ
０は、シグナルプレート１５の突起位置が同一であるこ
とになるため、その時間差を求めれば、位相がわかるこ
とになる。内燃機関は、１周期がＣ０〜Ｃ０の間である
ため下記に示す数３で位相角度を算出する。
【００１５】
【数３】 ＢＳＡＮＧＬ＝Ｃ０Ｂ００ＩＮＴ／Ｃ０ＩＮＴ×７２０ …（数３） ＢＳＡＮＧＬ ：クラセン位相角度 Ｂ０Ｃ０ＩＮＴ ：Ｃ０〜Ｂ０間の時間 Ｃ０ＩＮＴ ：Ｃ０〜Ｃ０間の時間 数３の計算によりベースクラセンのサブクラセンからの
遅れ角度がわかる。つぎに位相差修正手段３２０は、サ
ブクラセン信号発生毎に前記クラセン位相角度をもと
に、Ｂｎ(０〜６)発生位置を時間換算して予測する。内
燃機関の運転中における角度−時間換算方法については
既知のため、ここでは説明を省略する。以上により、ベ
ースクラセンが故障した場合は、あらかじめ計算したＢ
ＳＡＮＧＬを用いて、位相修正手段が、サブクラセン信
号を元に、ベースクラセン信号発生位置を予測し、点火
時期，燃料噴射手段へ信号を送ることで、継続して内燃
機関を運転可能となる。
遅れ角度がわかる。つぎに位相差修正手段３２０は、サ
ブクラセン信号発生毎に前記クラセン位相角度をもと
に、Ｂｎ(０〜６)発生位置を時間換算して予測する。内
燃機関の運転中における角度−時間換算方法については
既知のため、ここでは説明を省略する。以上により、ベ
ースクラセンが故障した場合は、あらかじめ計算したＢ
ＳＡＮＧＬを用いて、位相修正手段が、サブクラセン信
号を元に、ベースクラセン信号発生位置を予測し、点火
時期，燃料噴射手段へ信号を送ることで、継続して内燃
機関を運転可能となる。
【００１６】内燃機関の回転に伴い、第一のセンサ（ベ
ースクラセン）と第二のセンサ（サブクラセン）から検
出信号が送られてくる。ビットパターン判定用レジスタ
は、第一のセンサからの入力毎に左へ１ビット分シフト
される。また、第二のセンサ（サブクラセン）から信号
が入力される毎に、ビットパターンレジスタの最下位ビ
ットを１にする。第一のセンサ（ベースクラセン）から
信号が発生する前に第二のセンサ（サブクラセン）から
の信号が発生（２回発生したことになる）した場合は、
ビットパターンレジスタを左へシフト後、最下位ビット
を０とする。上記内容を３気筒の内燃機関にあてはめた
場合の一例を図１に示す。ビットパターンレジスタの状
態は図示した通り、０１１０１１１１０・・・・という
ように生成される。気筒判定は、第一のセンサ（ベース
クラセン）の入力状態で区分される。つまり第一のセン
サ（ベースクラセン）からの入力が３回あった場合、ビ
ットパターンが１１０の並びの時、２気筒の圧縮行程と
判別する。その他の場合は、さらに次の第一のセンサか
らの入力時（つまり４回）にビットパターンをチェック
する。ビットパターンが１１０の並びの場合、１気筒の
圧縮行程と判別。
ースクラセン）と第二のセンサ（サブクラセン）から検
出信号が送られてくる。ビットパターン判定用レジスタ
は、第一のセンサからの入力毎に左へ１ビット分シフト
される。また、第二のセンサ（サブクラセン）から信号
が入力される毎に、ビットパターンレジスタの最下位ビ
ットを１にする。第一のセンサ（ベースクラセン）から
信号が発生する前に第二のセンサ（サブクラセン）から
の信号が発生（２回発生したことになる）した場合は、
ビットパターンレジスタを左へシフト後、最下位ビット
を０とする。上記内容を３気筒の内燃機関にあてはめた
場合の一例を図１に示す。ビットパターンレジスタの状
態は図示した通り、０１１０１１１１０・・・・という
ように生成される。気筒判定は、第一のセンサ（ベース
クラセン）の入力状態で区分される。つまり第一のセン
サ（ベースクラセン）からの入力が３回あった場合、ビ
ットパターンが１１０の並びの時、２気筒の圧縮行程と
判別する。その他の場合は、さらに次の第一のセンサか
らの入力時（つまり４回）にビットパターンをチェック
する。ビットパターンが１１０の並びの場合、１気筒の
圧縮行程と判別。
【００１７】０１１の並びの場合、３気筒の圧縮行程と
判別。以上により、第一のセンサ入力（ベースクラセ
ン）が４回発生すれば、確実に気筒判別が可能となる。
さらに、第一のセンサ（ベースクラセン）が故障した場
合は、第二のセンサで気筒判別を行い、燃料と点火が制
御される。
判別。以上により、第一のセンサ入力（ベースクラセ
ン）が４回発生すれば、確実に気筒判別が可能となる。
さらに、第一のセンサ（ベースクラセン）が故障した場
合は、第二のセンサで気筒判別を行い、燃料と点火が制
御される。
【００１８】
【発明の効果】図１３，図１４に従来例と本発明を実施
した場合の実機での確認結果を示す。ともに内燃機関の
始動時の回転数の挙動をしめしている。図１３は従来例
の場合で、機関の始動時に回転数の変動が大きいため、
気筒判定の失敗を繰り返し、始動時間に３秒以上要して
いる。一方、図１４は、本発明を実施した場合で、回転
変動の影響をうけないため気筒判定が速やかに行われ、
始動時間も１秒未満となっている。上記結果を統計的に
みたものを図１５，図１６に示す。図１５は従来例での
始動時間の分布で、図１６を本発明を実施した場合のも
のである。これにより、本発明を実施した場合、始動時
間のばらつきを抑え、かつ短くすることが可能となった
ことがわかる。つまり、内燃機関の始動時、カム軸が最
大１回転、すなわちクランク軸が２回転前に気筒判別が
可能となり、さらに、気筒判定に対し、信号間の時間比
を用いずに判別を行うため、回転変動の大きな内燃機関
でも、誤判別をすることがない。ベースクラセン故障時
においても、サブクラセンにより内燃機関の燃料，点火
の制御を行うため、内燃機関の停止を防止することを可
能とした。
した場合の実機での確認結果を示す。ともに内燃機関の
始動時の回転数の挙動をしめしている。図１３は従来例
の場合で、機関の始動時に回転数の変動が大きいため、
気筒判定の失敗を繰り返し、始動時間に３秒以上要して
いる。一方、図１４は、本発明を実施した場合で、回転
変動の影響をうけないため気筒判定が速やかに行われ、
始動時間も１秒未満となっている。上記結果を統計的に
みたものを図１５，図１６に示す。図１５は従来例での
始動時間の分布で、図１６を本発明を実施した場合のも
のである。これにより、本発明を実施した場合、始動時
間のばらつきを抑え、かつ短くすることが可能となった
ことがわかる。つまり、内燃機関の始動時、カム軸が最
大１回転、すなわちクランク軸が２回転前に気筒判別が
可能となり、さらに、気筒判定に対し、信号間の時間比
を用いずに判別を行うため、回転変動の大きな内燃機関
でも、誤判別をすることがない。ベースクラセン故障時
においても、サブクラセンにより内燃機関の燃料，点火
の制御を行うため、内燃機関の停止を防止することを可
能とした。
【図１】本発明による気筒判定の実施方法の一例を示す
図である。
図である。
【図２】気筒判定例の実施方法の従来例を示す図であ
る。
る。
【図３】気筒判定の判定方法の従来例を示す図である。
【図４】本発明を実施した内燃機関のシステム構成図で
ある。
ある。
【図５】回転センサの出力特性を示す図である。
【図６】本発明におけるコントローラ１０の内部構成図
である。
である。
【図７】本発明における回転センサの内燃機関への装着
図である。
図である。
【図８】本発明における回転センサとシグナルプレート
の位置関係を示す図である。
の位置関係を示す図である。
【図９】本発明における回転センサとシグナルプレート
の位置関係の詳細を示す図である。
の位置関係の詳細を示す図である。
【図１０】本発明における回転センサとシグナルプレー
トの位置関係の他の例を示す図である。
トの位置関係の他の例を示す図である。
【図１１】本発明における気筒判定方法を示すブロック
図である。
図である。
【図１２】本発明におけるフェールセーフの方法を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１３】従来例における内燃機関の始動時の確認結果
を示す図である。
を示す図である。
【図１４】本発明における内燃機関の始動時の確認結果
を示す図である。
を示す図である。
【図１５】従来例における内燃機関の始動時間の分布を
示す図である。
示す図である。
【図１６】本発明における内燃機関の始動時間の分布を
示す図である。
示す図である。
１…エアクリーナ、２…スロットルボディ、４…吸気分
岐管、５…内燃機関、６…燃料噴射弁、７…吸気弁、８
…排気弁、９…点火コイル、１０…コントローラ、１３
…ベースクランク角センサ（ベースクラセン）、１４…
サブクランク角センサ（サブクラセン）、１５…シグナ
ルプレート、３２…プレッシャーレギュレータ（燃圧調
整弁）。
岐管、５…内燃機関、６…燃料噴射弁、７…吸気弁、８
…排気弁、９…点火コイル、１０…コントローラ、１３
…ベースクランク角センサ（ベースクラセン）、１４…
サブクランク角センサ（サブクラセン）、１５…シグナ
ルプレート、３２…プレッシャーレギュレータ（燃圧調
整弁）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 広人 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内
Claims (6)
- 【請求項１】内燃機関の気筒判定装置において、カム軸
に装着したシグナルプレートと前記シグナルプレート
に、前記内燃機関の気筒数と同じ数の凹部群又は凸部群
を有し、基準となる凹部群又は凸部群として前記凹部群
又は凸部群の１つに他の凹部群又は凸部群とは異なる数
の凹部又は凸部を有し、前記シグナルプレートの前記凹
部群又は凸部群に基づく信号を検出するように配置した
２つの検出センサを有することを特徴とする内燃機関の
気筒判定装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の内燃機関の気筒判定装置
において、前記凹部群又は凸部群は、クランク角度７２
０°を前記内燃機関の気筒数で除した値となるように配
置することを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の内燃機関の気筒判定装置
において、前記２つの検出センサの配置は、前記２つの
検出センサの内の一方のセンサ（第一のセンサと称す）
が、前記凹部群又は凸部群の個々の凹部又は個々の凸部
に応じて検出した信号間に、他方の検出センサ（第二の
センサと称す）よりの信号として少なくとも１つの検出
信号が含まれるような位相差にて配置することを特徴と
する内燃機関の気筒判定装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の内燃機関の気筒判定装置
において、前記第一のセンサからの信号が入る毎に０，
１又はHigh，Low の信号を発生する手段と、前記第一の
センサからの信号間に、前記第二のセンサからの信号が
あるときは、ビット１，無いときはビット０とすると共
に、前記第一のセンサからの信号間に、前記第二のセン
サからの信号が２個あるときは、最初の信号をビット
１，２つ目の信号をビット０とする手段を有し、これら
のビットの組合せによるビットパターンにより気筒判定
を行うことを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。 - 【請求項５】請求項３又は４のいずれかに記載の内燃機
関の気筒判定装置において、前記第一のセンサと前記第
二のセンサより発生する信号の位相差を検出する位相差
検出手段を有し、前記位相差検出手段により検出された
位相差が、予め定められた標準位相差に対して差異があ
る場合に、前記差異に相当する位相差分を修正する位相
修正手段を有することを特徴とする内燃機関の気筒判定
装置。 - 【請求項６】請求項３から５のいずれかに記載の内燃機
関の気筒判定装置において、前記第一のセンサと前記第
二のセンサよりの出力信号の有無を検出又は判定する手
段を有し、前記第一のセンサと前記第二のセンサの出力
信号の検出結果又は有無判定結果が、各々異なる場合
に、前記第一又は第二のセンサの出力信号が無いと判定
された、いずれかのセンサを異常とする異常検出手段と
を有し、前記いずれかのセンサの異常に際し、異常が検
出されたセンサとは独立させ他方のセンサのみによる気
筒判定に切り換える切換手段を有することを特徴とする
内燃機関の気筒判定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1852898A JP3599554B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 内燃機関の気筒判定装置 |
| DE19903549A DE19903549B4 (de) | 1998-01-30 | 1999-01-29 | Zylinderidentifizierungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
| KR1019990002999A KR100686266B1 (ko) | 1998-01-30 | 1999-01-29 | 내연기관의 기통 판정 장치 |
| CN99101802A CN1087393C (zh) | 1998-01-30 | 1999-01-29 | 内燃机汽缸识别装置 |
| US09/240,870 US6098604A (en) | 1998-01-30 | 1999-02-01 | Cylinder identifying device for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1852898A JP3599554B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 内燃機関の気筒判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210542A true JPH11210542A (ja) | 1999-08-03 |
| JP3599554B2 JP3599554B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=11974137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1852898A Expired - Fee Related JP3599554B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 内燃機関の気筒判定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6098604A (ja) |
| JP (1) | JP3599554B2 (ja) |
| KR (1) | KR100686266B1 (ja) |
| CN (1) | CN1087393C (ja) |
| DE (1) | DE19903549B4 (ja) |
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| US7743216B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-06-22 | Seagate Technology Llc | Predicting accesses to non-requested data |
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