(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４サイクル多気筒内燃機関の点火装置を制御する内燃機関制御方法において、
前記内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段とを設けておき、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときには、前記クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせる過程と、
前記基準判別パルスが検出されたときに該基準判別パルスが発生した後に前記クランク軸センサから得られる一連の基準位置検出パルスの発生順序から該一連の基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する過程と、
判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で、前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して、演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせる過程と、
を行うことを特徴とする内燃機関制御方法。
【請求項２】
各気筒に対して設けられたインジェクタを有する燃料噴射装置により燃料が供給される４サイクル多気筒内燃機関の点火装置と前記燃料噴射装置とを制御する内燃機関制御方法において、
前記内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段とを設けておき、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサが各基準位置検出パルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させる過程と、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサが各低速時点火位置検出パルスを発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせる過程と、
前記基準判別パルスが検出された時に該基準判別パルスの発生後に前記クランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する過程と、
判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させて、前記燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過した時に各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させる過程と、
前記内燃機関の回転速度が定常速度領域にあるときに前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせる過程と、
を行うことを特徴とする内燃機関制御方法。
【請求項３】
４サイクル４気筒内燃機関の点火装置を制御する内燃機関制御装置において、
前記内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに該基準判別パルスが発生した後に前記クランク軸センサから得られる一連の基準位置検出パルスの発生順序から該一連の基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
を具備してなる内燃機関制御装置。
【請求項４】
各気筒に対して設けられたインジェクタを有して各気筒用のインジェクタに噴射指令信号が与えられた時に各気筒用のインジェクタから燃料を噴射する燃料噴射装置により燃料が供給される４サイクル４気筒内燃機関の点火装置と前記燃料噴射装置とを制御する内燃機関制御装置において、
前記内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置で低速時点火位置検出パルスを発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置でかつ各気筒用のインジェクタが燃料の噴射を開始する位置として適した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、
前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサが各基準位置検出パルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサが各低速時点火位置検出パルスを発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火位置制御手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに前記基準判別パルスの発生後に前記クランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、前記燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
を備えた４サイクル内燃機関制御装置。
【請求項５】
点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として前記内燃機関の４個の気筒が２組の気筒に分けられ、
前記クランク軸センサは、前記２組の気筒にそれぞれ対応する２個のリラクタを等角度間隔で有して前記クランク軸により回転駆動されるロータを備えていて、前記信号発電子は、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生するように構成され、
前記信号発電子が各組の気筒に対応するリラクタの前端縁を検出した時に発生するパルス及び各組の気筒に対応するリラクタの後端縁を検出した時に発生するパルスがそれぞれ前記各組の気筒の基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスとなるように、前記ロータの各リラクタと前記信号発電子との間の位置関係が設定されている請求項３または４に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
３個の気筒を有する４サイクル３気筒内燃機関の点火装置を制御する内燃機関制御装置において、
前記３個の気筒にそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有して前記内燃機関のクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各気筒の基準位置及び各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ前記信号発電子が各気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、前記ロータの各リラクタと前記信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、
前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに、前記基準判別パルスが発生した後に前記クランク軸センサから得られる一連のパルスの発生順序から順次発生する基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
を具備してなる４サイクル内燃機関制御装置。
【請求項７】
３個の気筒が設けられていて、該３個の気筒のそれぞれに対して設けられたインジェクタを有して各気筒用のインジェクタに噴射指令信号が与えられた時に各気筒用のインジェクタから燃料を噴射する燃料噴射装置により燃料が供給される４サイクル３気筒内燃機関の点火装置と前記燃料噴射装置とを制御する４サイクル内燃機関制御装置において、
前記３個の気筒にそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有して前記内燃機関のクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各気筒の基準位置及び各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ前記信号発電子が各気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、前記ロータの各リラクタと前記信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、
前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに該基準判別パルスの発生後に前記クランク軸センサが発生する一連のパルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、前記燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
を備えた４サイクル内燃機関制御装置。
【請求項８】
前記クランク軸センサのロータの各リラクタは６０°の極弧角を有するように形成されていて、前記各気筒の基準位置が各気筒の圧縮行程における上死点位置よりも６５°進角した位置に設定され、前記各気筒の低速時点火位置は各気筒の圧縮行程における上死点位置よりも５°進角した位置に設定されている請求項３ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
６個の気筒を有する４サイクル６気筒内燃機関の点火装置を制御する内燃機関制御装置において、
点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として前記内燃機関の６個の気筒が３組の気筒に分けられ、
前記３組の気筒ににそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有して前記内燃機関のクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各組の気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各組の気筒の基準位置及び各組の気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ前記信号発電子が各組の気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、前記ロータの各リラクタと前記信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、
前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生する位置で前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに、前記基準判別パルスが発生した後に前記クランク軸センサから得られる一連のパルスの発生順序から順次発生する基準位置検出パルスがいずれの組の気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各組の気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各組の気筒の点火位置の計測を開始して演算された各組の気筒の点火位置が計測された時に各組の気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
が設けられてなる内燃機関制御装置。
【請求項１０】
６個の気筒が設けられていて、該６個の気筒のそれぞれに対して設けられた各気筒用のインジェクタに噴射指令信号が与えられた時に各気筒用のインジェクタから燃料を噴射する燃料噴射装置により燃料が供給される４サイクル６気筒内燃機関の点火装置と前記燃料噴射装置とを制御する４サイクル内燃機関制御装置において、
点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として前記内燃機関の６個の気筒が３組の気筒に分けられ、
前記３組の気筒にそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有して前記内燃機関のクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各組の気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各組の気筒の基準位置及び各組の気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ前記信号発電子が各組の気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、前記ロータの各リラクタと前記信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、
前記内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、
前記カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、前記基準判別パルスが検出されたときに前記基準判別パルスの発生後に前記クランク軸センサが発生する一連のパルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの組の気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各組の気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、前記燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように前記燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、前記基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で前記点火位置演算手段により演算された各組の気筒の点火位置の計測を開始して演算された各組の気筒の点火位置が計測された時に各組の気筒で点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた電子制御ユニットと、
を備えた４サイクル内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロコンピュータを用いた電子制御ユニットにより、４サイクル内燃機関の点火位置や燃料噴射装置を制御する内燃機関制御方法及び該方法を実施する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクル内燃機関は、複数の気筒と、該複数の気筒内をそれぞれ変位するピストンにより回転駆動されるクランク軸と、該クランク軸の回転速度の１／２の回転速度で該クランク軸と同期回転させられて給気バルブ及び排気バルブを駆動するカム軸と、各気筒用の点火信号に応答して各気筒で点火動作を行わせる点火装置とを備えていて、爆発、排気、給気及び圧縮の４行程からなる燃焼サイクルを繰り返すことにより、クランク軸を回転させる。
【０００３】
この４サイクル内燃機関から十分な出力を引き出し、かつ燃費の向上や、排気ガスの浄化を図るためには、機関の点火位置（点火動作が行われるときのクランク軸の回転角度位置）と機関への燃料供給量とを、回転速度［ｒｐｍ］等の各種の制御条件に応じて高精度で制御することが必要である。
【０００４】
そのため、最近の４サイクル内燃機関では、機関の各気筒に燃料を供給する手段として、各気筒毎に設けられたインジェクタ（電磁式の燃料噴射弁）と該インジェクタに燃料を与える燃料ポンプと該インジェクタに駆動電流を与えるインジェクタ駆動回路とを備えた燃料噴射装置を用いるとともに、点火装置として無接点式の点火装置を用いて、該燃料噴射装置と点火装置とをマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御するようにしている。
【０００５】
燃料噴射装置を構成するインジェクタは、先端に燃料噴射口を有するインジェクタボディと、該インジェクタボディ内に配置されたソレノイド（電磁石）と、該ソレノイドに所定の駆動電流が与えられている間燃料噴射口を開く弁とを備えていて、インジェクタボディ内に燃料ポンプから燃料が所定の圧力で与えられる。インジェクタは例えば機関の吸気管に取り付けられ、インジェクタ駆動回路からソレノイドに駆動電流が与えられている間弁を開いてその燃料噴射口から燃料を噴射する。吸気管内に噴射された燃料はスロットルバルブを通して吸気管内に流入した空気と混合されて、吸気バルブが開いているときに気筒内に供給される。
【０００６】
インジェクタからの燃料の噴射量は、主に弁が開いている時間と燃料ポンプから与えられる燃料の圧力との積により決まるが、一般にはインジェクタに与えられる燃料の圧力はプレッシャレギュレータにより一定に保たれるため、燃料の噴射量は噴射時間（噴射指令信号の信号幅）により決まる。従って、燃料噴射装置により燃料を供給する内燃機関においては、噴射指令信号の信号幅を制御することにより機関への燃料の供給量を制御している。
【０００７】
４サイクル内燃機関の吸気管内に燃料を噴射する場合には、燃費及び排気ガスの成分を精度よく制御するために、機関の排気行程から吸入行程にかけて燃料を噴射することが望ましいとされている。従って、インジェクタ駆動回路に噴射指令信号を与える位置（燃料噴射開始位置）は排気行程に相当するクランク軸の回転角度範囲内の適当な位置に設定される。
【０００８】
一方内燃機関を点火する無接点式の点火装置は、機関の各気筒に取り付けられた点火プラグと、所定の気筒の点火プラグに二次コイルが接続された点火コイルと、内燃機関の点火位置（クランク軸の回転角度位置）で点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるべく、各気筒用の点火信号に応答して点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせる点火駆動回路とにより構成される。
【０００９】
通常点火コイルは、内燃機関の各気筒毎に設けられるが、２気筒や４気筒などの偶数気筒の内燃機関では、点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として、各組の気筒に対して点火コイルが１つずつ設けられることもある。例えば、４サイクル４気筒内燃機関では、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に点火が行われるが、この場合、点火位置がクランク角で３６０°離れている第１気筒及び第４気筒を１組の気筒とし、第２気筒及び第３気筒を他の１組の気筒として、第１気筒及び第４気筒用の点火コイルと第２気筒及び第３気筒用の点火コイルとの２つの点火コイルが設けられ、各点火コイルの二次コイルの両端が対応する２つの気筒の点火プラグの非接地側端子に接続される。
【００１０】
点火位置が３６０°離れた２つの気筒に対して共通に１つの点火コイルを設ける場合、該点火コイルは同時発火コイルと呼ばれ、該点火コイルの二次コイルに誘起する点火用の高電圧が２つの気筒の点火プラグに同時に印加される。この場合、２つの気筒で同時に点火動作（点火プラグに火花放電を生じさせる動作）が行われるが、４サイクル内燃機関では、点火位置が３６０°離れた２つの気筒のうちの一方が正規の点火位置にある時に他方は排気行程の終期にあって、該他方の気筒で発生する火花は燃料の着火には寄与しないため、点火位置が３６０°離れた２つの気筒で同時に点火動作を行わせても機関の動作には何等支障を来さない。
【００１１】
各点火コイルの一次側に設けられる点火駆動回路としては、コンデンサ放電式の回路と、電流遮断形の回路とが知られている。コンデンサ放電式の点火駆動回路は、点火コイルの一次側に設けられて点火位置よりも進んだ位置で一方の極性に充電される点火用コンデンサと点火信号が与えられたときに導通して該点火用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる一次電流制御用スイッチとを備えていて、点火用コンデンサの電荷の放電により点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせて点火用の高電圧を発生させる。
【００１２】
また電流遮断形の点火駆動回路は、点火コイルに一次電流を供給する電源部と、点火位置よりも進んだ位置で点火信号により導通させられて点火コイルに一次電流を流す一次電流制御用スイッチとを備えていて、機関の点火位置よりも進んだ位置で点火信号を発生させて点火コイルに一次電流を流し、点火位置で点火信号を消滅させて該一次電流制御用スイッチを遮断状態にすることにより、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。この電流遮断形の点火駆動回路としては、電源部にバッテリを用いるバッテリ式のものと、内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられた発電コイルを電源部として用いるものとがある。
【００１３】
コンデンサ放電式の点火駆動回路と電流遮断形の点火駆動回路とでは、点火信号への応答の仕方が相違する。即ち、コンデンサ放電式の点火駆動回路では、点火信号が与えられたときに一次電流制御用スイッチを導通させて点火用コンデンサを放電させることにより点火動作を行わせるため、点火信号を発生させるタイミングが点火位置となるが、電流遮断形の点火装置では、点火信号が与えられた時に一次電流の通電を開始し、点火信号が消滅したときに一次電流を遮断して点火動作を行わせるため、点火信号を消滅させるタイミングが点火位置となる。
【００１４】
本発明が対象とする内燃機関においては、点火装置の点火駆動回路として上記いずれの形式のものを用いてもよいが、４サイクル内燃機関を点火する点火装置の点火駆動回路としては、バッテリを電源とした電流遮断形の回路が多く用いられている。従って、以下の説明では、バッテリ式の電流遮断形点火駆動回路を用いるものとする。
【００１５】
バッテリ式の電流遮断形点火駆動回路が用いられる場合には、点火コイルの一次電流の通電を開始する通電開始位置（点火信号を発生させる位置）と、該一次電流を遮断する通電停止位置（点火信号を消滅させる位置）とを制御する必要がある。
【００１６】
電子制御ユニットはＣＰＵを備えていて、内燃機関に取り付けられたセンサが機関のクランク軸の特定の回転角度位置で発生するパルスの発生周期から機関の回転速度を演算し、演算した回転速度と各種のセンサから検出された制御条件とに対して、上記通電開始位置及び通電停止位置（点火位置）と燃料噴射時間とを演算する。
【００１７】
通電開始位置は、各気筒の圧縮行程における上死点位置（各気筒内のピストンが上死点に達したときのクランク軸の回転角度位置）よりも十分に進角した位置に設定された各気筒の基準位置（例えば圧縮工程における上死点前６５°の位置）から該通電開始位置までクランク軸が回転するのに要する時間（計数すべきクロックパルスの数）の形で演算され、通電停止位置（点火位置）は、通電開始位置から通電停止位置までクランク軸が回転するのに要する時間の形で演算される。
【００１８】
電子制御ユニットは、各気筒の基準位置が検出されたときに各気筒用の通電タイマ（クロックパルスを計数することにより通電開始位置を計測するタイマ）をスタートさせて、演算された通電開始位置の計測を開始する。また例えば各気筒の基準位置が検出されたときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を開始させるとともに、インジェクタ噴射タイマ（燃料噴射時間を計測するタイマ）をスタートさせて燃料噴射時間の計測を開始する。
【００１９】
そして、通電タイマにより通電開始位置が計測されたときに各気筒用の点火コイルへの一次電流の通電を開始するとともに、各気筒用の点火タイマ（クロックパルスを計数することにより点火位置を計測するタイマ）による点火位置の計測をスタートさせ、該点火タイマにより点火位置が計測された時に各気筒用の点火コイルの一次電流を遮断して各気筒の点火動作を行わせる。また各気筒用のインジェクタ噴射タイマが燃料噴射時間の計測を完了したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させる。
【００２０】
上記のように、電子制御ユニットは、点火コイルの一次電流の通電開始位置やインジェクタからの燃料の噴射を停止させる位置の計測を行うために各気筒に対して設定された基準位置の情報を必要とする。
【００２１】
また機関の始動時には点火位置の演算を直ちに行うことができないため、始動時の点火位置を演算により定めようとすると、点火動作が開始されるまでに時間を要し、機関の始動性が悪くなるのを避けられない。更に機関の始動直後は、機関の行程変化に伴う回転速度の変動が激しいため、演算により点火位置を定めることが困難である。そのため、始動操作を開始した後遅滞なく点火動作を開始させて、機関の始動性を向上させるためには、点火位置を演算により定めるのではなく、予め設定した定位置で点火動作を行わせるようにするのが好ましい。従って、電子制御ユニットは、機関の極低速領域における点火位置（低速時点火位置という。）を検出するための信号を必要とする。
【００２２】
そこでこの種の制御装置では、各気筒の基準位置及び低速時点火位置で極性が異なるパルスを発生するクランク軸センサをクランク軸に取り付けて、該クランク軸センサから得られる信号を電子制御ユニットに与えるようにしている。
【００２３】
クランク軸センサは、各気筒用の基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを順次発生するが、単にこれらのパルスを電子制御ユニットに入力しただけでは、各パルスがいずれの気筒用のパルスであるかを判別することができない。そのため、カム軸が１回転する間に１回基準判別パルスを発生するカム軸センサをカム軸に別途取り付けて、該カム軸センサから得られる基準判別パルスを基準にしてクランク軸センサが発生する一連の信号がいずれの気筒に対応するものであるかを判別するようにしている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の４サイクル内燃機関制御装置において、内燃機関の気筒数が２または４である場合には、クランク軸センサ４に気筒数の１／２の数のパルサコイルを設けて、各パルサコイルが基準位置で発生するパルス及び低速時点火位置で発生するパルスをそれぞれ波形整形回路を通してＣＰＵに入力するようにしていた。
【００２５】
また気筒数が３である場合には、クランク軸センサに３つのパルサコイルを設けて、各パルサコイルが基準位置で発生するパルス及び低速時点火位置で発生するパルスをそれぞれ波形整形回路を通してＣＰＵに入力していた。
【００２６】
このように、従来の内燃機関制御装置では、クランク軸センサに多くのパルサコイルを設ける必要がある上に、電子制御ユニットに多くの波形整形回路を設ける必要があるため、装置の構成が複雑になって制御装置が大形化する上に、コストが高くなるのを避けられなかった。
【００２７】
なお基準判別パルスを検出することができない極低速領域では点火動作を行わせないようにすれば、クランク軸センサには１つのパルサコイルを設ければよく、装置の構成を簡単にすることができる。しかしながら、極低速時に点火動作を行わせないようにすると、機関の始動時のクランキング回転速度を高くする必要があるため、機関の始動性が悪くなるのを避けられない。
【００２８】
また、内燃機関により駆動される乗物、特に船外機や、スノーモビルのように、機関が停止すると遭難の危険がある乗物の場合には、機関を制御する制御装置の一部に異常が生じた場合でも極力機関の運転を継続し得るようにしておくことが望ましいが、クランク軸センサにパルサコイルを１つだけ設けるようにした場合には、断線等によりカム軸センサからの信号を検出することができなくなって、基準位置検出パルスがいずれの気筒に対応するものであるのかを識別することができなくなったときに、点火動作及び燃料噴射動作が全く行われなくなるため、機関の運転を行うことができなくなるという問題があった。
【００２９】
本発明の目的は、クランク軸センサに１つのパルサコイルを設けるだけで、機関の始動時にカム軸センサの出力を検出することができない状態でも点火動作を行わせることができるようにして、機関の始動性を損なうことなく、装置の構成の簡素化を図ることができるようにした内燃機関制御方法及び該方法を実施するために用いる制御装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、機関の始動後何らかの原因でカム軸センサの出力を検出することができなくなった場合でも、機関を運転することができるようにした内燃機関制御方法及び該方法を実施するために用いる制御装置を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる制御方法は、４サイクル多気筒内燃機関の点火装置を制御する方法を対象とする。
【００３２】
本発明においては、内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段とを設けておいて、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときにクランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせる過程と、基準判別パルスが検出されたときに、基準判別パルスが発生した後にクランク軸センサから得られる一連の基準位置検出パルスの発生順序から該一連の基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する過程と、判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して、演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせる過程とを行わせる。
【００３３】
本発明はまた、各気筒に対して設けられたインジェクタを有する燃料噴射装置により燃料が供給される４サイクル多気筒内燃機関の点火装置と前記燃料噴射装置とを制御する方法にも適用される。
【００３４】
この場合には、内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する１つの信号発電子を備えたクランク軸センサと、内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサと、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、各気筒用のインジェクタから燃料を噴射させる燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段とを設けておいて、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各基準位置検出パルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させる過程と、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出パルスを発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせる過程と、基準判別パルスが検出されたときに、基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する過程と、判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させて、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させる過程と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせる過程とを行う。  本発明を４サイクル４気筒内燃機関の点火装置を制御する内燃機関制御装置に適用する場合には、該制御装置が、以下に示すクランク軸センサと、カム軸センサと、電子制御ユニット（ＥＣＵ）とにより構成される。
【００３５】
本発明においては、内燃機関の回転速度が極低速領域にあってカム軸センサの出力パルスの波高値が低かったり、機関の始動操作を開始する際に、カム軸センサのロータのリラクタが信号発電子の磁極の位置を行き過ぎた位置にあって、始動操作開始後カム軸センサが基準判別パルスを直ちに発生できない状態にあったり、カム軸センサの出力を電子制御ユニットに与える配線が外れたりしていて、カム軸センサが発生する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせることを特徴としている。
【００３６】
そのため、本発明で用いるクランク軸センサは、内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置（各気筒内のピストンが上死点に達した時のクランク軸の回転角度位置）付近に設定された各気筒の低速時点火位置でパルス波形の低速時点火位置検出信号を発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生するように構成される。またカム軸センサは、内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するように構成される。
【００３７】
電子制御ユニットは、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように前記点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスが検出されたときに該基準判別パルスが発生した後に前記クランク軸センサから得られる一連の基準位置検出パルスの発生順序から該一連の基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００３８】
上記内燃機関の気筒数が４である場合には、点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として内燃機関の４個の気筒を２組の気筒に分け、各組の気筒を同時に点火する。この場合クランク軸センサは、２組の気筒群にそれぞれ対応する２個のリラクタを等角度間隔で有してクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えた構成とする。
【００３９】
またこの場合、信号発電子が各組の気筒に対応するリラクタの前端縁を検出した時に発生するパルス及び各組の気筒に対応するリラクタの後端縁を検出した時に発生するパルスがそれぞれ各組の気筒の基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスとなるように、ロータの各リラクタと信号発電子との間の位置関係を設定する。
【００４０】
４サイクル４気筒内燃機関において、各気筒の低速時点火位置検出信号が発生する毎に、４つの気筒で同時に点火動作を行わせると、点火時期にある気筒では混合気が燃焼して爆発行程に移行するためトルクが生じる。また点火時期にない３つの気筒のうち１つの気筒は爆発行程の終期にあり、他の２つの気筒はそれぞれ排気行程の終期及び吸入行程の終期にあるが、爆発行程にある気筒では既に燃焼が行われているので、点火動作が行われても支障を来さない。また排気行程の終期にある気筒では燃焼が行われることがないので、火花が飛んでも何の問題もない。更に吸入行程の終期にある気筒では、気筒内に燃料が流入しているが、ピストンが下死点付近にあるため混合気に着火して燃焼に発展する確率は低く、仮に着火したとしても機関の起動を妨げるようなトルクは生じない。従って、低速時点火位置検出信号が発生したときに４つの気筒で同時に点火動作を行わせた場合、点火時期にある気筒以外の気筒で行われる点火は捨火点火となり、機関の回転には影響を与えないため、機関を何等支障なく始動させることができる。
【００４１】
基準判別パルスが検出されたときには、クランク軸センサが発生する一連のパルスがいずれの気筒に対応するものであるかを判別して、ＣＰＵにより演算された位置で点火動作を行わせることができるため、定常運転時の機関の運転は支障なく行わせることができる。
【００４２】
上記のように、本発明では、基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるようにしたので、クランク軸センサとしては、一連の気筒の基準位置及び低速時点火位置で順次パルスを発生するものを用いればよい。従って、クランク軸センサにはパルサコイルを１つだけ設ければよく、クランク軸センサの構成を簡単にすることができる。またクランク軸センサの出力をＣＰＵに入力する回路は、基準位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路と、低速時点火位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路との２つの回路により構成することができるので、電子制御ユニットの構成を従来よりも簡単にすることができる。
【００４３】
上記の構成では、点火装置のみを制御するようにしているが、点火装置とともに、燃料噴射装置をも制御する４サイクル４気筒内燃機関制御装置にも本発明を適用することができる。この場合には、各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置で低速時点火位置検出パルスを発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置でかつ各気筒用のインジェクタが燃料の噴射を開始する位置として適した位置に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生するようにクランク軸センサを構成する。
【００４４】
またこの場合、電子制御ユニットは、内燃機関の回転速度が極低速領域にあって、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各基準位置検出パルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出パルスを発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火位置制御手段と、基準判別パルスを検出し得る状態にあるときに、基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間（インジェクタから燃料を噴射させる時間）を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００４５】
上記のように構成した場合、基準判別パルスを検出できない状態では、すべての気筒のインジェクタから同時に燃料が噴射されるが、燃料ポンプのポンプモータに供給する駆動電流を適宜に調整して各インジェクタからの燃料の噴射量を適当に調整しておけば、各気筒に供給される燃料が過剰になることはなく、機関の運転には支障を来さない。
【００４６】
本発明はまた、４サイクル３気筒内燃機関を制御する制御装置にも適用される。この場合には、３個の気筒にそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有してクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各気筒の基準位置及び各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ信号発電子が各気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、ロータの各リラクタと信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、前記と同様に基準判別パルスをカム軸の１回転当り１回発生するカム軸センサとを設ける。
【００４７】
この場合、電子制御ユニットは、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスを検出し得る状態にあるときに、基準判別パルスが発生した後にクランク軸センサから得られる一連のパルスの発生順序を識別することにより、順次発生する基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００４８】
内燃機関が３気筒の場合、隣接する気筒の点火位置は２４０°離れている。そのため、上記のようにクランク軸センサのロータにリラクタを１２０°間隔で設けて、１２０°毎に低速時点火信号を発生させて３つの気筒で同時に点火動作を行わせると、各気筒の圧縮行程の初期に捨火が発生し、次いで圧縮行程の終期に設定された低速時点火位置で点火動作が行われることになる。この場合、圧縮行程の初期に捨火が発生した際には、ピストンが下死点付近にあって、圧縮比が低いため、点火動作が行われても混合気の燃焼に発展する確率は低い。従って、実質的に圧縮行程の終期に行われる２回目の点火により混合気に着火されることになり、機関の始動は支障なく行われる。
【００４９】
上記のように、３気筒内燃機関に本発明を適用する場合にも、点火装置とともに燃料噴射装置を制御することができる。この場合、電子制御ユニットは、カム軸センサが出力する記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生した時にすべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスを検出し得る状態にあるときに、基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連のパルスの発生順序を識別することにより、各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタから燃料を噴射させる燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００５０】
上記クランク軸センサのロータの各リラクタは例えば６０°の極弧角を有するように形成し、各気筒の基準位置は各気筒の圧縮行程における上死点位置よりも６５°進角した位置に設定する。また各気筒の低速時点火位置は例えば各気筒の圧縮行程における上死点位置よりも５°進角した位置に設定する。
【００５１】
本発明はまた、４サイクル６気筒内燃機関を制御する制御装置にも適用することができる。
【００５２】
この場合には、点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として内燃機関の６個の気筒を３組の気筒に分け、３組の気筒ににそれぞれ対応する３個のリラクタを１２０°間隔で有して内燃機関のクランク軸により回転駆動されるロータと、該ロータの各リラクタの回転方向の前端縁を検出した時及び後端縁を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する１つの信号発電子とを備えて、各組の気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各組の気筒の基準位置及び各組の気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ信号発電子が各組の気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、ロータの各リラクタと信号発電子との間の位置関係が設定されたクランク軸センサと、内燃機関のカム軸に取り付けられて該カム軸の所定の回転角度位置に設定された回転角度位置で基準判別パルスを該カム軸の１回転当たり１回発生するカム軸センサとを設ける。
【００５３】
また電子制御ユニットは、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスが検出されたときに、基準判別パルスが発生した後にクランク軸センサから得られる一連のパルスの発生順序から順次発生する基準位置検出パルスがいずれの組の気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各組の気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各組の気筒の点火位置の計測を開始して演算された各組の気筒の点火位置が計測された時に各組の気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００５４】
また燃料噴射装置を備えた４サイクル６気筒内燃機関を制御する場合には、電子制御ユニットを、カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、前記クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスが検出されたときに基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連のパルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの組の気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各組の気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、前記燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各組の気筒の点火位置の計測を開始して演算された各組の気筒の点火位置が計測された時に各組の気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００５６】
なお図面において、＃１，＃２，＃３，＃４の符号はそれぞれ機関の第１気筒ないし第４気筒に係るものであることを意味している。
【００５７】
図１は本発明に係わる４サイクル内燃機関制御装置のハードウェアの構成を示したもので、同図において１は電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２は電子制御ユニット１とインジェクタに電源電圧を与えるバッテリである。バッテリ２の出力電圧は電源スイッチ３を通して電子制御ユニット１の電源入力端子に印加されている。４はクランク軸センサ、５はカム軸センサ、６はスロッルバルブがアイドリング位置（全閉位置）に戻されたことを検出するアイドルスイッチ、７は変速機がニュートラル状態にあることを検出するニュートラルスイッチ、８は大気圧を検出する圧力センサ、９は機関の冷却水の温度を機関温度として検出する機関温度センサ、１０は機関の吸気温度を検出する吸気温度センサ、１１はスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサである。
【００５８】
またＩＪ1 ないしＩＪ4 はそれぞれ機関の第１気筒ないし第４気筒に燃料を供給するために設けられた第１ないし第４気筒用のインジェクタ、ＩＧ14は機関の第１気筒及び第４気筒に共通に設けられた第１，第４気筒用点火コイル、ＩＧ23は機関の第２気筒及び第３気筒に共通に設けられた第２，第３気筒用点火コイル、ＰＬ1 〜ＰＬ4 はそれぞれ機関の第１ないし第４の気筒に取り付けられた第１ないし第４気筒用点火プラグである。
【００５９】
第１，第４気筒用点火コイルＩＧ14は第１気筒の点火プラグ及び第４気筒の点火プラグに同時に点火用高電圧を印加して点火動作を行わせる同時発火コイルであり、第２，第３気筒用点火コイルＩＧ23は第２気筒の点火プラグ及び第３気筒の点火プラグに同時に点火用高電圧を印加して点火動作を行わせる同時発火コイルである。
【００６０】
第１ないし第４気筒用のインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 は弁を駆動するためのソレノイドコイルＷ1 〜Ｗ4 を有していて、それぞれのソレノイドコイルＷ1 〜Ｗ4 の一端はバッテリ２の正極端子にスイッチ３を通して接続され、他端は電子制御ユニット１内に設けられたインジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 に接続されている。
【００６１】
点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルの一端はバッテリ２の正極端子にスイッチ３を通して接続され、点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルの他端は電子制御ユニット１内に設けられた第１，第４気筒用点火駆動回路Ｂ14及び第２，第３気筒用点火駆動回路Ｂ23に接続されている。
【００６２】
点火プラグＰＬ1 及びＰＬ4 の非接地側端子は点火コイルＩＧ14の二次コイルの一端及び他端に接続され、点火プラグＰＬ2 及びＰＬ3 の非接地側端子は点火コイルＩＧ23の二次コイルの一端及び他端に接続されている。
【００６３】
ＩＳはアイドル回転速度制御（ＩＳＣ）を行うために、スロットルバルブをバイパスする空気通路を通して流れる空気量を調整する電磁式のＩＳＣバルブの駆動コイル、ＰＭはインジェクタＩＪ1 〜ＩＪ4 に燃料を供給する燃料ポンプを駆動するポンプモータであり、ＩＳＣバルブの駆動コイルＩＳの一端及びポンプモータＰＭの一端はバッテリ２の正極端子にスイッチ３を通して接続されている。また駆動コイルＩＳの他端及びポンプモータＰＭの他端はそれぞれ電子制御ユニット内に設けられたＩＳＣバルブ駆動回路Ｃ及び燃料ポンプ駆動回路Ｄに接続されている。
【００６４】
インジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 はそれぞれインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 のソレノイドコイルに対して直列に接続されたスイッチ手段を備えていて、ＣＰＵ１１０から噴射指令信号Ｕ1 〜Ｕ4 が与えられたときにそれぞれのスイッチ手段を導通させることにより、バッテリ２からインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 に駆動電流を流す。インジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 は駆動電流が与えられている間燃料を噴射する。
【００６５】
点火駆動回路Ｂ14及びＢ23は点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルに対して直列に接続されたスイッチを備えていて、ＣＰＵ１１０から点火信号Ｖ14及びＶ23が与えられた時に点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルに一次電流を流し、点火信号Ｖ14及びＶ23が消滅したときに点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次電流を遮断する。この一次電流の遮断により点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。
【００６６】
この例では、インジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 と、インジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 と、燃料ポンプと、該燃料ポンプからインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 に与えられる燃料の圧力を一定に制御するプレッシャレギュレータ（図示せず。）とにより、燃料噴射装置が構成されている。
【００６７】
また点火コイルＩＧ14及びＩＧ23と点火駆動回路Ｂ14及びＢ23とにより、点火装置が構成されている。
【００６８】
電子制御ユニット１は、バッテリ２の出力電圧がスイッチ３を通して入力された電源回路ＰＳと、該電源回路により電源電圧が与えられるＣＰＵ１１０と、ＣＰＵにクロック信号を与える発振回路ＯＳＣとを備えていて、ＣＰＵ１１０の所定の出力ポートにインジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 の噴射指令信号入力端子と点火駆動回路Ｂ14及びＢ23の点火信号入力端子とＩＳＣバルブ駆動回路Ｃ及び燃料ポンプ駆動回路Ｄの入力端子とが接続されている。
【００６９】
電子制御ユニット１はまた、第１ないし第４気筒に共通の６５°波形整形回路Ｆ及び５°波形整形回路Ｇと、カム軸波形整形回路Ｈと、入力回路Ｋ及びセンサ入力回路Ｌとを備え、各種のセンサの出力がこれらの波形整形回路及び入力回路を通してＣＰＵ１１０の所定の入力ポートに入力されている。
【００７０】
なおここで「６５°波形整形回路」とは、各気筒の圧縮行程における上死点位置前６５°の位置（クランク軸の回転角度位置）で発生するパルス信号を波形整形する回路の意味であり、「５°波形整形回路」とは、各気筒の圧縮行程における上死点位置前５°の位置（クランク軸の回転角度位置）で発生するパルス信号をＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路である。
【００７１】
クランク軸センサ４は、内燃機関の各気筒の点火位置（クランク軸の回転角度位置で表す。）や燃料噴射時間の計測を開始するクランク軸の回転角度位置として用いられる「基準位置」の情報と、各気筒の極低速時（始動時を含む。）の点火位置の情報とを電子制御ユニット１に与えるために設けられたもので、内燃機関のクランク軸に取り付けられて各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された各気筒の低速時点火位置（本実施形態では上死点位置前５°の位置）で低速時点火位置検出パルスを発生し、各気筒の低速時点火位置よりも進角した位置でかつ各気筒用のインジェクタが燃料の噴射を開始する位置として適した位置（本実施形態では上死点位置前６５°の位置）に設定された各気筒の基準位置で基準位置検出パルスを発生する。
【００７２】
カム軸センサ５は、クランク軸センサ４が発生する一連のパルスがいずれの気筒に対応するものであるかを判別する際の基準となる基準判別パルスを電子制御ユニット１に与えるために設けられたもので、このカム軸センサ５は、カム軸が１回転する間（クランク軸が２回転する間）に１回だけ特定の回転角度位置で基準判別パルスを発生する。
【００７３】
図２は、図１に示した内燃機関制御装置の各部のうち、クランク軸センサ４及びカム軸センサ５の部分と、電子制御ユニット１の入力回路部の構成例とを示したものである。
【００７４】
図２に示したクランク軸センサ４は、鉄などの強磁性材料からなっていて、中心軸線を内燃機関のクランク軸１１と共有させた状態でクランク軸に取り付けられたロータ１２と、該ロータの近傍に配置されて機関のケース等に固定された１つの信号発電子１３とからなっている。
【００７５】
ロータ１２は、クランク軸１１と軸線を共有する円筒面状の外周面を有するように形成されていて、その外周の互いに１８０°離れた対称位置に６０°の極弧角を有する円弧状のリラクタ１２ａ及び１２ｂが形成されている。
【００７６】
信号発電子１３は、ロータ１２の外周に対向する磁極部１３ａを先端に有する鉄心と該鉄心に巻回されたパルサコイル４ａ（図１参照）と該鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えている。
【００７７】
なお内燃機関にフライホイール磁石回転子が取り付けられる場合には、該磁石回転子のフライホイールの外周にリラクタ１２ａを形成することにより、上記ロータ１２を構成することができる。
【００７８】
上記のクランク軸センサ４において、ロータ１２は、機関のクランク軸１１とともに図２において矢印ＣＬ方向に回転する。ロータ１２が回転すると、リラクタ１２ａ，１２ｂのそれぞれの回転方向の前端縁１２a1，１２b1が信号発電子１３の鉄心の磁極部１３ａの位置を通過する際（信号発電子１３がリラクタ１２ａ，１２ｂの前端縁を検出した際）及びリラクタ１２ａ，１２ｂのそれぞれの回転方向の後端縁１２a2，１２b2が信号発電子１３の鉄心の磁極部１３ａの位置を通過する際（信号発電子１３がリラクタ１２ａ，１２ｂの後端縁を検出した際）にそれぞれ信号発電子１３内に設けられたパルサコイル４ａに極性が異なるパルスが誘起させられる。
【００７９】
本発明においては、パルサコイル４ａが、図３（Ｂ）に示したように、第１ないし第４気筒のそれぞれの圧縮行程における上死点位置（第１ないし第４気筒のピストンが圧縮行程終了時に上死点に達した時のクランク軸の回転角度位置）に対して６５°進角した位置に設定された第１気筒用ないし第４気筒用の基準位置でそれぞれ信号発電子１３がリラクタ１２ａまたは１２ｂの前端縁を検出して第１ないし第４気筒用の基準位置検出パルスＳ1 ないしＳ4 を、Ｓ1 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ2 ，…の順序で（気筒の点火順に）発生し、第１ないし第４気筒のそれぞれの圧縮行程における上死点位置に対して５°進角した位置に設定された第１気筒用ないし第４気筒用の低速時点火位置でそれぞれ信号発電子１３がリラクタ１２ａまたは１２ｂの後端縁を検出して第１ないし第４気筒用の低速時点火位置検出パルスＳ1'ないしＳ4'、Ｓ1'，Ｓ3'，Ｓ4'，Ｓ2'，…の順に発生するように、信号発電子１３の取付け位置が設定されている。
【００８０】
カム軸センサ５は、チェーンスプロケット機構やタイミングベルト機構等の減速機構を介してクランク軸１１に結合されてクランク軸１１の１／２の回転速度で回転するカム軸１４に取り付けれたロータ１５と、ロータ１５の近傍に配置されて機関のケース等に固定された信号発電子１６とからなっていて、ロータ１５の外周には円弧状の突起からなるリラクタ１５ａが設けられている。
【００８１】
信号発電子１６は、信号発電子１３と同様の構造を有するもので、その鉄心にはパルサコイル５ａ（図１参照）が巻回されている。信号発電子１６は、リラクタ１５ａの回転方向の前端縁及び後端縁をそれぞれ検出した際に図３（Ａ）に示すように極性が異なるパルスＳａ及びＳｂを出力する。カム軸１４はクランク軸の回転速度の１／２の回転速度で回転するため、信号Ｓａ及びＳｂは１燃焼サイクル当たり（クランク軸が２回転する間に）１回発生する。
【００８２】
本実施形態では、カム軸センサ５の信号発電子１６がリラクタ１５ａの前端縁を検出したときに発生するパルスＳａが基準判別信号として用いられ、第４気筒の低速時点火位置検出パルスＳ4'が発生した直後に基準判別パルスＳａが発生するように、信号発電子１６の取付け位置が設定されている。
【００８３】
クランク軸センサ４の信号発電子１３が第１ないし第４気筒のそれぞれの圧縮行程における上死点前６５°の位置で発生する基準位置検出パルスＳ1 〜Ｓ4 は、６５°波形整形回路Ｆにより図３（Ｄ）に示すような正論理の基準位置検出信号Ｐ1 〜Ｐ4 に変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。また信号発電子１３が第１ないし第４気筒のそれぞれの圧縮行程における上死点位置前５°の位置で発生する低速時点火位置検出パルスＳ1'〜Ｓ4'は５°波形整形回路Ｇにより図３（Ｅ）に示すような負論理のパルスからなる低速時点火位置検出信号Ｑ1 〜Ｑ4 に変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。
【００８４】
カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａは、カム軸波形整形回路Ｈにより、図３（Ｃ）に示すような正論理の基準判別パルスＰａに変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。
【００８５】
図２を参照すると、６５°波形整形回路Ｆ、５°波形整形回路Ｇ及びカム軸波形整形回路Ｈの具体的構成例が示されている。
【００８６】
図２に示された６５°波形整形回路Ｆは、エミッタが接地され、コレクタがＣＰＵの入力ポートに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ1 と、トランジスタＴＲ1 のコレクタと電源回路ＰＳ（図１参照）の出力端子との間、及びトランジスタＴＲ1 のベースと電源回路ＰＳの出力端子との間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ1 及びＲ2 と、トランジスタＴＲ1 のベースと接地間にアノードを接地側に向けて接続されたダイオードＤ1 と、ダイオードＤ1 に並列接続されたコンデンサＣ1 と、トランジスタＴＲ1 のベースにアノードが接続されたダイオードＤ2 と、ダイオードＤ2 のカソードに一端が共通接続された抵抗Ｒ3 及びコンデンサＣ2 と、抵抗Ｒ3 及びコンデンサＣ2 の他端に一端が接続され、他端が電子制御ユニット１のクランク軸センサ用入力端子１ａに接続された抵抗Ｒ4 と、入力端子１ａと接地間に並列に接続された抵抗Ｒ5 及びコンデンサＣ3 とからなっている。
【００８７】
また５°波形整形回路Ｇは、上記抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 及びコンデンサＣ3 と、エミッタが接地され、コレクタがＣＰＵ１１０の入力ポートに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2 と、トランジスタＴＲ2 のコレクタと電源回路ＰＳの出力端子との間に接続された抵抗Ｒ6 と、トランジスタＴＲ2 のベースと接地間に並列に接続された抵抗Ｒ7 及びコンデンサＣ4 と、トランジスタＴＲ2 のベースにカソードが接続されたダイオードＤ3 と、ダイオードＤ3 のアノードに一端が接続され、抵抗Ｒ4 の一端に他端が接続された抵抗Ｒ8 及びコンデンサＣ5 とからなっている。
【００８８】
更にカム軸波形整形回路Ｈは、エミッタが接地され、コレクタがＣＰＵ１１０の入力ポートに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ3 と、トランジスタＴＲ3 のコレクタと電源回路ＰＳの出力端子との間、及びトランジスタＴＲ3 のベースと電源回路ＰＳの出力端子との間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ9 及びＲ10と、トランジスタＴＲ3 のベースと接地間にアノードを接地側に向けて接続されたダイオードＤ4 と、ダイオードＤ4 に並列接続されたコンデンサＣ6 と、トランジスタＴＲ1 のベースにアノードが接続されたダイオードＤ5 と、ダイオードＤ5 のカソードに一端が共通接続された抵抗Ｒ11及びコンデンサＣ7 と、抵抗Ｒ11及びコンデンサＣ7 の他端に一端が接続され、他端が電子制御ユニット１のカム軸センサ用入力端子１ｂに接続された抵抗Ｒ12と、入力端子１ｂと接地間に並列に接続された抵抗Ｒ13及びコンデンサＣ8 とにより波形整形回路Ｆと同様に構成されている。
【００８９】
電子制御ユニット１のクランク軸センサ用入力端子１ａには信号発電子１３の非接地側出力端子が接続され、カム軸センサ用入力端子１ｂには、信号発電子１６の非接地側出力端子が接続されている。
【００９０】
なお図２に示した電子制御ユニット１は、ＣＰＵ１１０の一部、及びその入力回路を構成する波形整形回路Ｆ〜Ｈの部分のみを示したもので、他の部分は、図１と同様に構成されている。
【００９１】
図２に示した例において、信号発電子１３内のパルサコイル４ａが負極性のパルスを発生していないときには、トランジスタＴＲ1 が導通状態にある。信号発電子１３が負極性の基準位置検出パルスＳ1 ，Ｓ3 ，…を発生すると、該パルスの大きさがコンデンサＣ2 の両端の電圧値を超えている間、パルサコイル４ａ−ダイオードＤ1 及びＤ2 −抵抗Ｒ3 −抵抗Ｒ4 −パルサコイル４ａの経路で電流が流れ、この電流によりダイオードＤ1 の両端に生じる電圧降下により、トランジスタＴＲ1 のベースエミッタ間が逆バイアスされて該トランジスタＴＲ1 が遮断状態になり、トランジスタＴＲ1 のコレクタに、図３（Ｄ）に示した正論理のパルス波形の基準位置検出信号Ｐ1 ，Ｐ3 ，…が得られる。
【００９２】
抵抗Ｒ3 及びコンデンサＣ2 の並列回路は、パルサコイル４ａに誘起するノイズ信号によりＣＰＵ１１０に誤信号が入力されるのを防ぐために設けられたバイアス回路で、一度抵抗Ｒ3 を通して電流が流れると、該抵抗Ｒ3 の両端の電圧降下によりコンデンサＣ2 が図示の極性に充電される。以後は、このコンデンサＣ2 の両端の電圧（しきい値）を超える大きさのパルスが入力された時にのみ抵抗Ｒ3 を通して電流が流れてトランジスタＴＲ1 のコレクタにパルス波形の信号が得られる。波形整形回路Ｇの抵抗Ｒ8 及びコンデンサＣ5 の並列回路、及び波形整形回路Ｈの抵抗Ｒ11及びコンデンサＣ7 の並列回路も同様の目的で設けられている。
【００９３】
また図２の例において、信号発電子１３内のパルサコイル４ａが正極性のパルスを発生していないときには、トランジスタＴＲ2 が遮断状態にあり、該トランジスタＴＲ2 のコレクタの電位は高レベルの状態にある。信号発電子１３内のパルサコイル４ａが負極性のパルスを発生すると、その大きさがコンデンサＣ5 の両端の電圧値を超えている間、パルサコイル４ａ−抵抗Ｒ4 及びＲ8 −ダイオードＤ3 −トランジスタＴＲ2 のレベースエミッタ−パルサコイル４ａの経路で電流が流れて、トランジスタＴＲ2 のコレクタに図３（Ｅ）に示すような負論理のパルス波形の低速時点火位置検出信号が得られる。
【００９４】
また波形整形回路Ｈは、波形整形回路Ｆと全く同様に動作して、カム軸センサ５が負極性のパルスＳｎを発生した時にトランジスタＴＲ3 のコレクタに正論理の基準判定信号Ｐａを発生する。
【００９５】
上記の内燃機関制御装置の動作を、図３に示した波形図（タイミングチャート）を用いて説明する。なお図３において７２０°などの角度の後につけられた符号「ＣＡ」は当該角度がクランク軸の回転角度であることを意味する。
【００９６】
ＣＰＵ１１０は、スイッチ３が閉じられて電源が与えられたときに起動し、燃料ポンプ駆動回路Ｄに所定のデューティ比で断続する駆動信号ｅp を与えて該駆動回路Ｄから始動時に適した圧力でインジェクタに燃料を供給するようにＰＷＭ制御された駆動電流をポンプモータＰＭに流す。これにより燃料ポンプを動作させてインジェクタＩＪ1 〜ＩＪ4 に始動時に適した圧力で燃料を供給する。
【００９７】
ＣＰＵ１１０は、カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａを波形整形して得た基準判定信号Ｐａを検出した後に順次入力される基準位置検出信号及び低速時点火位置検出信号Ｐ2 ，Ｑ2 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，Ｐ4 ，Ｑ4 ，…に、例えば順番に番号０，１，２，３，４，５，６，７，…（図３Ｄ，Ｅ参照）を付けて、これらの番号から、入力された信号Ｐ2 ，Ｑ2 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，Ｐ4 ，Ｑ4 ，…がそれぞれ第２気筒用基準位置検出信号、第２気筒用低速時点火位置検出信号、第１気筒用基準位置検出信号、第１気筒用低速時点火位置検出信号、第３気筒用基準位置検出信号、第３気筒用低速時点火位置検出信号、第４気筒用基準位置検出信号及び第４気筒用低速時点火位置検出信号、…であると判定する。
【００９８】
ＣＰＵ１１０はまた、クランク軸センサ４が発生するパルスの発生周期から機関の回転速度を演算し、演算した回転速度と各種センサ８〜１０により検出された制御条件とに対して各気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始位置及び通電停止位置（点火位置）と燃料噴射時間とを演算する。
【００９９】
ＣＰＵ１１０はまた、内燃機関の回転速度が極低速領域にある等の理由で、基準判別パルスＳａを波形整形して得たパルスＰａを検出することができないときに、クランク軸センサ４の信号発電子１３が基準位置検出パルスＳ1 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ2 ，…を発生する毎に（基準位置検出信号Ｐ1 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ2 ，…が入力される毎に）第１気筒ないし第４気筒用のインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ4 から同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるべく、図３（Ｆ）ないし（Ｉ）の左端側の「基準判別前」の部分に示したように、燃料噴射装置のインジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 に設定された時間幅の噴射指令信号Ｕ1 ないしＵ4 を与える。これにより第１ないし第４気筒用のインジェクタから同時に燃料を噴射させる。
【０１００】
ＣＰＵ１１０はまた、基準判別パルスを検出することができない状態にあるとときに、クランク軸センサ４の信号発電子１３が基準位置検出パルスＳ1 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ2 ，…を発生する毎に点火駆動回路Ｂ14に点火信号Ｖ14（図３Ｊ）及びＶ23（図３Ｋ）を与えて、第１，第４気筒用の点火コイルＩＧ14及び第２，第３気筒用の点火コイルＩＧ23に同時に一次電流を流し、信号発電子１３が低速時点火位置検出パルスＳ1'，Ｓ3'，Ｓ4'，Ｓ2'，…を発生する毎に点火信号Ｖ14及びＶ23を消滅させて、第１，第４気筒用の点火コイルＩＧ14及び第２，第３気筒用の点火コイルＩＧ23の一次電流を遮断する。これにより点火コイルＩＧ14及びＩＧ23のそれぞれの二次コイルに同時に点火用高電圧を誘起させ、点火コイルＩＧ14及びＩＧ23のそれぞれの二次コイルに誘起する高電圧をそれぞれ第１，第４気筒の点火プラグＰＬ1 ，ＰＬ4 及び第２，第３気筒の点火プラグＰＬ2 ，ＰＬ3 に印加して第１気筒ないし第４気筒で同時に点火動作を行わせる。
【０１０１】
図３（Ｌ）ないし（Ｏ）はそれぞれ、第１気筒、第３気筒、第４気筒及び第２気筒の燃焼サイクルを、同図（Ａ）ないし（Ｋ）の横軸に対応させて示したもので、図３（Ｌ）ないし（Ｏ）において、「爆」、「排」、「吸」及び「圧」はそれぞれ爆発行程、排気行程、吸入行程及び圧縮行程を示している。
【０１０２】
これらの図から明らかなように、第１ないし第４気筒のいずれかの低速時点火位置において、４つの気筒で同時に点火動作を行わせた場合、点火時期にある気筒では混合気が燃焼して爆発行程に移行するためトルクが生じる。また点火時期にない３つの気筒のうち１つの気筒は爆発行程の終期にあり、他の２つの気筒はそれぞれ排気行程の終期及び吸入行程の終期にあるが、爆発行程にある気筒では既に燃焼が行われているので、点火動作が行われても支障を来さない。また排気行程の終期にある気筒では燃焼が行われることがないので、火花が飛んでも何の問題もない。更に吸入行程の終期にある気筒では、気筒内に燃料が流入しているが、ピストンが下死点付近にあるため混合気に着火して燃焼に発展する確率は低く、仮に着火したとしても機関の起動を妨げるようなトルクは生じない。従って、低速時点火位置検出信号が発生したときに４つの気筒で同時に点火動作を行わせた場合、点火時期にある気筒以外の気筒で発生する点火火花は捨火となり、機関の回転には影響を与えないため、機関を確実に起動させることができる。
【０１０３】
また上記のように、基準判別パルスを検出できない極低速領域では、すべての気筒のインジェクタから同時に燃料が噴射されるが、極低速領域で燃料ポンプのポンプモータに供給する駆動電流を適宜に調整して各インジェクタからの燃料の噴射量を適当に調整しておけば、各気筒に供給される燃料が過剰になることはなく、始動時の機関の動作には何等問題がない。
【０１０４】
ＣＰＵ１１０はまた、アイドルスイッチ６によりスロットルバルブがアイドル位置に戻されたことが検出され、かつニュートラルスイッチ７により変速機がニュートラル位置にあることが検出されたときに、ＩＳＣバルブ駆動回路Ｃに駆動信号ｅs を与えて、機関の回転速度をアイドリング回転速度に安定に保つように、ＩＳＣバルブの駆動コイルＩＳに与える電流を制御する。
【０１０５】
図１に示したように、電子制御ユニット１により４気筒内燃機関を制御する場合にＣＰＵ１１０が実行するプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図６ないし図１２に示した。
【０１０６】
図６はメインルーチンを示したもので、このメインルーチンでは、先ずステップ１において各部の初期化を行い、ステップ２において割込みを許可した後、ステップ３に移行してタスク制御を開始する。このタスク制御では、１０msec毎、２０msec毎、４０msec毎、及び８０msec毎にそれぞれ第１ないし第４のタスクＴ1 〜Ｔ4 を行わせる。第１のタスクＴ1 では、先ずステップ４において大気圧を検出する圧力センサ８の出力を読み込み、次いでタスク５においてクランク軸センサ４から与えられる信号の発生周期から内燃機関（エンジン）の回転速度を演算し、その後ステップ３に戻る。
【０１０７】
また第２のタスクＴ2 では、先ずステップ６において機関の温度を検出する温度センサ９の出力を読み込み、次いでステップ７において吸気温度センサ１０の出力を読み込む。その後ステップ８でアイドルスイッチ６などの各種のスイッチの状態を検出し、ステップ９でタスクＴ1 で演算された回転速度に対する基本点火位置を点火位置演算用マップを用いて演算する。次いでステップ１０で各種センサから読み込んだ制御条件（大気圧、機関温度、吸気温度等）に基づいて基本点火位置に乗じる補正量を演算し、ステップ１１において、ステップ９で演算した基本点火位置にステップ１０で演算した補正量を乗じて実際の点火位置を演算した後、ステップ３に戻る。
【０１０８】
第３のタスクＴ3 では、先ずステップ１２において、スロットルバルブの開度及び回転速度に対して燃料の基本噴射時間を演算し、ステップ１３において、基本噴射時間に乗じる噴射時間補正量をタスク６で読み込まれた各種センサの出力に対して演算する。次いでステップ１４において、基本噴射時間に噴射時間補正量を乗じる演算を行って、実際の噴射時間を演算した後、ステップ３に戻る。
【０１０９】
第４のタスクＴ4 では、先ずステップ１５において、機関の始動時に燃料の供給量を増加させるために基本噴射時間に加算する時間である始動増量時間を演算する。次いでステップ１６においてＩＳＣバルブの駆動コイルに供給する電流のオンデューティ比を演算してそのデューティ比でオンオフする駆動電流をＩＳＣバルブ駆動回路Ｃに供給する。またステップ１７で燃料ポンプのポンプモータＰＭに供給する駆動電流のオンデューティ比を演算して該デューティ比でオンオフする駆動電流をポンプモータＰＭに供給する。次いでステップ１８において、ステップ１１で演算された点火位置とステップ５で演算された回転速度とから点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルへの通電時間を演算し、その後ステップ３に戻る。
【０１１０】
またカム軸センサ５が基準判別パルスＳａを発生したことが検出される毎に、図６に示すメインルーチンに割り込みがかけられて、図７に示すカム軸センサ割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、先ずステップ１において今回の割込みが最初の割込みであるか否かを判定し、最初の割込みでない場合には、ステップ２に移行して、クランク軸センサが発生するパルスに順次つけられる０，１，…，７のパルス番号ＰＬＳＮＵＭが８になっているか否か（クランク軸が１回転する間にクランク軸センサが発生する８個のパルスがすべて正常に発生したか否か）を判定する。その結果、ＰＬＳＮＵＭが８でない場合には、ステップ３に移行して、基準判定終了フラグをクリアし、次いでステップ４に移行してＲＡＭに格納されているパルス番号ＰＬＳＮＵＭを０とした後メインルーチンに戻る。
【０１１１】
ステップ１においてこの割込みが始めての割込みであると判定されたとき、及びステップ２においてＰＬＳＮＵＭが８であると判定されたとき（クランク軸が１回転する間にクランク軸センサが発生する８個のパルスがすべて正常に発生したと判定されたとき）には、ステップ５に移行して基準判定終了フラグをセットし、次いでステップ４に移行してＰＬＳＮＵＭを０とした後、メインルーチンに戻る。
【０１１２】
図７の割込みルーチンは、カム軸センサが発生する基準判別パルスが検出されたか否かの確認を行うためと、基準判別パルスが検出された直後に発生するクランク軸センサの出力パルスの番号を０にするためとに設けられている。
【０１１３】
またクランク軸センサ４が各気筒の上死点位置前６５°の基準位置で基準位置検出パルスを発生する毎に図８の割込みルーチンが実行される。
【０１１４】
この割込みルーチンでは、先ずステップ１において基準判定フラグがセットされているか否かを判定する。その結果、基準判定フラグがセットされていないとき（基準判別パルスが検出されていないとき）には、ステップ２に移行してメインルーチンで回転速度を演算するために用いる回転速度情報（フリーランニングカウンタの計数値）を読み込み、更にステップ３に移行してすべての気筒のインジェクタ駆動回路に駆動信号を与えてすべての気筒のインジェクタＩＪ1 〜ＩＪ4 から同時に燃料を噴射させる。次いでステップ４において燃料噴射時間を演算するインジェクタ噴射タイマをスタートさせ、ステップ５においてすべての点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次コイルへの通電を開始した後ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容に１を加え、メインルーチンに戻る。
【０１１５】
カム軸センサが発生する基準判別パルスが既に検出されており、図８の割込みルーチンのステップ１において基準判定終了フラグがセットされていると判定されたときには、ステップ７に移行して回転速度情報を読み込んだ後ステップ８に移行し、ＰＬＳＮＵＭの数値に応じて、ステップ９ａ〜９ｄのいずれかに分岐する。
【０１１６】
即ち、ＰＬＳＮＵＭの数値が０の時（今回発生した基準位置検出パルスが第３気筒の上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ａに移行して第２の気筒用のインジェクタＩＪ2 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ａに移行して第２の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第２のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ１１に移行して第１，第４気筒用の点火コイル通電タイマに計測させる時間を演算し、該第１，第４気筒用の点火コイル通電タイマによる通電時間の計測をスタートさせる。次いでステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させ、メインルーチンに戻る。
【０１１７】
またステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が２のとき（今回発生した基準位置検出パルスが第４気筒の上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ｂに移行して第１の気筒用のインジェクタＩＪ1 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｂに移行して第１の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第１のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ１２に移行して第２，第３気筒用の点火コイル通電タイマに計測させる時間を演算し、該第２，第３気筒用の点火コイル通電タイマによる通電時間の計測をスタートさせる。その後ステップ６に移行して、ＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させる。
【０１１８】
更にステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が４のとき（今回発生した基準位置検出パルスが第２気筒の上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ｃに移行して第３の気筒用のインジェクタＩＪ3 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｃに移行して第３の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第３のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ１１に移行して第１，第４気筒用の点火コイル通電タイマに計測させる時間を演算し、該第１，第４気筒用の点火コイル通電タイマによる通電時間の計測をスタートさせる。その後ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させ、メインルーチンに戻る。
【０１１９】
またステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が６のとき（今回発生した基準位置検出パルスが第１気筒の上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ｄに移行して第４の気筒用のインジェクタＩＪ4 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｄに移行して第４の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第４のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ１２に移行して第２，第３気筒用の点火コイル通電タイマに計測させる時間を演算し、該第２，第３気筒用の点火コイル通電タイマによる通電時間の計測をスタートさせる。その後ステップ６に移行して、ＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１２０】
ステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が０，２，４及び６のいずれでもない場合には、何もしないでステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させる。
【０１２１】
またクランク軸センサ４が上死点位置前５°の位置で低速時点火位置検出パルスを発生する毎に図９の割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、先ずステップ１において基準判定終了フラグがセットされているか否かを判定し、その結果基準判定終了フラグがセットされていない時（基準判別パルスが検出されていないとき）には、ステップ２に移行して回転速度情報を読み込み、次いでステップ３においてすべての点火コイルへの通電を停止して点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の一次電流を遮断する。この一次電流の遮断により点火コイルＩＧ14及びＩＧ23の二次コイルに同時に点火用の高電圧を誘起させ、点火プラグＰＬ1 〜ＰＬ4 で同時に点火動作を行わせる。すべての点火コイルの一次電流を遮断して点火動作を行わせた後、ステップ４においてＰＬＳＮＵＭの記憶内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１２２】
従って、カム軸センサが発生する基準判別パルスを検出し得ない機関の極低速領域では、各低速時点火位置検出パルスが発生する毎にすべての気筒で同時に点火動作が行われる。
【０１２３】
カム軸センサが出力する基準判別パルスが検出されていて、図９の割込みルーチンのステップ１において基準判定が終了していると判定された時には、ステップ５に移行して回転速度情報を読み込んだ後、ステップ６に移行し、ＰＬＳＮＵＭに記憶されている数値に応じて、ステップ７または８に移行する。即ちＰＬＳＮＵＭの数値が１または５であるときには、ステップ７に移行し、第２，第３気筒用の点火コイルＩＧ23の一次電流を遮断して第２気筒及び第３気筒で同時に点火動作を行わせる。またＰＬＳＮＵＭに記憶された数値が３または７であるときには、ステップ８に移行し、第１，第４気筒用の点火コイルＩＧ14の一次電流を遮断して第１気筒及び第４気筒で点火動作を行わせる。
【０１２４】
図８の割込みルーチンでスタートさせられた第１，第４気筒用の点火コイル通電タイマが通電開始時間の計測を完了したときに図１０（Ａ）の第１，第４点火コイル通電タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルチーンではステップ１において第１，第４気筒用の点火コイルＩＧ14の一次コイルへの通電を開始し、ステップ２において第１，第４気筒用の点火タイマにメインルーチンで演算されている点火位置の計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【０１２５】
また第２，第３気筒用の点火コイル通電タイマが通電開始時間の計測を完了したときには、図１０（Ｂ）の第２，第３気筒の点火コイル通電タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルチーンではステップ１において第２，第３の気筒用の点火コイルＩＧ23の一次コイルへの通電を開始し、ステップ２において第２，第３気筒用の点火タイマにメインルーチンで演算された点火位置の計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【０１２６】
上記第１，第４気筒用点火タイマによる点火位置の計測が完了したときに、図１１（Ａ）の第１，第４気筒用点火タイマ割込みルーチンが実行され、第１，第４気筒用の点火コイルＩＧ14の一次電流が遮断される。これにより第１，第４気筒で同時に点火動作が行われる。
【０１２７】
また第２，第３気筒用点火タイマによる点火位置の計測が完了したときに、図１１（Ｂ）に示す第２，第３気筒用点火タイマ割込みルーチンが実行させる。この割込みルーチンでは、第２，第３気筒用点火コイルＩＧ23の一次電流を遮断して第２気筒及び第３気筒で同時に点火動作を行わせる。
【０１２８】
更に、第１ないし第４のインジェクタ噴射タイマがそれぞれ噴射時間の計測を終了したときに図１２（Ａ）ないし（Ｄ）の割込みルーチンを実行させて、第１ないし第４気筒用のインジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ4 への噴射指令信号Ｕ1 ないしＩ4 の供給を停止し、これらのインジェクタからの燃料の噴射を停止させる。
【０１２９】
上記の例では、図８に示した割込みルーチンのステップ１ないし４と、図１２に示した割込みルーチンとにより、内燃機関の回転速度が極低速領域にあって、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各基準位置検出パルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号Ｕ1 〜Ｕ4 を与える非常時燃料噴射制御手段が実現される。
【０１３０】
更に、図８に示した割込みルーチンのステップ１，２及び５と、図９の割込みルーチン１，２及び３とにより、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出パルスを発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火位置制御手段が実現される。
【０１３１】
また、図７に示す割込みルーチンのステップ１及び４と、図９に示す割込みルーチンのステップ１及び４と、図９に示す割込みルーチンのステップ１及び６とにより、基準判別パルスが検出されたときに、基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序を識別して、各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段が実現される。
【０１３２】
更に、図６に示したメインルーチンのタスクＴ3 により、各気筒用のインジェクタから燃料を噴射させる燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段が実現され、タスクＴ2 により各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段が実現される。
【０１３３】
また、図８に示した割込みルーチンのステップ１とステップ７及び８とステップ９ａ，１０ａないし９ｄ，１０ｄと図１２（Ａ）ないし（Ｄ）に示した割込みルーチンとにより、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段が実現される。
【０１３４】
更に、図８の割込みルーチンのステップ１，７，８，１１及び１２と、図１０（Ａ），（Ｂ）に示した割込みルーチンと、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示した割込みルーチンとにより、内燃機関の回転速度が定常速度領域にあるときに基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段が実現される。
【０１３５】
次に４サイクル３気筒内燃機関を制御する場合の本発明に係わる制御装置の構成を図４、図５、図６、図７、及び図１３ないし図１８を参照して説明する。
【０１３６】
４サイクル３気筒内燃機関を制御する場合には、図４に示すように、第１ないし第３の気筒にそれぞれ対応する第１ないし第３のリラクタ１２ａ〜１２ｃを等角度間隔（１２０°間隔）で有してクランク軸１１により回転駆動されるロータ１２と、ロータ１２のリラクタ１２ａ〜１２ｃの回転方向の前端縁１２a1〜１２c1を検出した時及び後端縁１２a2〜１２c2を検出した時にそれぞれ極性が異なるパルスを発生する信号発電子１３とによりクランク軸センサ４が構成され、各気筒の圧縮行程における上死点位置より進角した位置に設定された各気筒の基準位置及び各気筒の圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ信号発電子が各気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出して基準位置検出パルス及び低速時点火位置検出パルスを発生するように、ロータ１２のリラクタ１２ａ〜１２ｃと信号発電子１３との間の位置関係が設定される。
【０１３７】
図示の例では、第１ないし第３の気筒にそれぞれ対応する第１ないし第３のリラクタが、ロータ１２の正回転方向（図４の矢印ＣＬ方向）に沿って順次並ぶように設けられていて、ロータの回転に伴って、信号発電子４内のパルサコイル４ａに、図５（Ｂ）に示すように、負極性パルスＳ1 、正極性パルスＳ1 ´、負極性パルスＳ3 、正極性パルスＳ3 ´、負極性パルスＳ2 、正極性パルスＳ2 ´、負極性パルスＳ1 、正極性パルスＳ1 ´、…の順序でパルス信号が誘起するようになっている。
【０１３８】
本実施形態では、各気筒に対応するリラクタの回転方向の前端縁が、クランク軸が２回転する間に１回だけ各気筒の基準位置（圧縮行程における上死点位置前６５°の位置）で信号発電子１３の磁極部１３ａの位置を通過するようになっていて、信号発電子４が出力する一連の負極性パルスＳ1 ，Ｓ3 ，Ｓ2 ，Ｓ1 ，…のうち、２４０度間隔で（１つ置きに）発生するパルスＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，…をそれぞれ第１気筒用基準位置検出パルスとして用い、一連の正極性パルスＳ1'，Ｓ3'，Ｓ2'，Ｓ1'，…のうち、２４０度間隔で発生するパルスＳ1'，Ｓ2'，Ｓ3'，…をそれぞれ第１気筒ないし第３気筒用の低速時点火位置検出パルスとして用いる。
【０１３９】
また３気筒内燃機関を制御する場合には、図１に示した第４気筒用インジェクタ駆動回路Ａ4 及び第４気筒用インジェクタＩＪ4 が省略され、第１ないし第３気筒用の点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 と、これらの点火コイルの一次電流を制御する第１ないし第３気筒用の点火駆動回路Ｂ1 〜Ｂ3 とが設けられる。点火駆動回路Ｂ1 〜Ｂ3 はそれぞれＣＰＵから点火信号Ｖ1 〜Ｖ3 が与えられた時に点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 に一次電流を流し、点火信号Ｖ1 〜Ｖ3 が消滅させられた時に点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 の一次電流を遮断して第１ないし第３気筒に設けられた点火プラグＰＬ1 〜ＰＬ3 に点火用の高電圧を印加する。その他のハードウェアの構成は図１及び図２に示した４気筒用の制御装置のそれと同様である。
【０１４０】
信号発電子１３が発生する負極性パルスＳ3 ，Ｓ2 ，Ｓ1 ，…は、６５°波形整形回路Ｆに入力され、該波形整形回路Ｆにより図５（Ｄ）に示す信号Ｐ3 ，Ｐ2 ，Ｐ1 ，…に変換されてＣＰＵに入力される。これらの信号はクランク軸が１回転する毎に１回ずつ発生するが、本発明においては、これら一連の信号のうち、２４０°間隔で発生する信号Ｐ1 〜Ｐ3 がそれぞれ第１気筒用ないし第３気筒用の基準位置検出信号Ｐ1 〜Ｐ3 として用いられる。
【０１４１】
また信号発電子が発生する正極性パルスＳ3'，Ｓ2'，Ｓ1'，…は、波形整形回路Ｇにより波形整形され、図５（Ｄ）に示すような負論理のパルス信号Ｑ3 ，Ｑ2 ，Ｑ1 ，…に変換されてＣＰＵに入力される。信号Ｑ1 ，Ｑ2 ，…のうち、第１ないし第３の気筒のそれぞれの圧縮行程における上死点位置付近に設定された低速時点火位置でそれぞれ発生する信号Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，…がそれぞれ第１気筒ないし第３気筒用の低速時点火位置検出信号として用いられる。
【０１４２】
ＣＰＵ１１０は、カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａを波形整形して得た基準判定信号Ｐａを検出した後に順次入力される基準位置検出信号及び低速時点火位置検出信号Ｐ3 ，Ｑ3 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，…に、例えば順番に番号０，１，２，３，４，５，６，７，…，１１（図５Ｄ，Ｅ参照）を付けて、これらの番号から、入力された信号Ｐ3 ，Ｑ3 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，…がそれぞれ第３気筒用基準位置検出信号、第３気筒用低速時点火位置検出信号、第２気筒用基準位置検出信号、第２気筒用低速時点火位置検出信号、第１気筒用基準位置検出信号及び第１気筒用低速時点火位置検出信号…であると判定する。ＣＰＵ１１０はまた、クランク軸センサ４が発生するパルスの発生周期から機関の回転速度を演算し、演算した回転速度と各種センサ８〜１０により検出された制御条件とに対して各気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始位置及び通電停止位置（点火位置）と燃料噴射時間とを演算する。
【０１４３】
ＣＰＵ１１０はまた、基準判別パルスＳａを波形整形して得たパルスＰａを検出することができないときに、クランク軸センサ４の信号発電子１３が基準位置検出パルスＳ3 ，Ｓ2 ，Ｓ1 ，…を発生する毎に（基準位置検出信号Ｐ3 ，Ｐ2 ，Ｐ1 ，Ｐ3 ，…が入力される毎に）第１気筒ないし第３気筒用のインジェクタＩＪ1 ないしＩＪ3 から同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるべく、図５（Ｆ）ないし（Ｈ）の左端側の「基準判別前」の部分に示したように、燃料噴射装置のインジェクタ駆動回路Ａ1 〜Ａ3 に設定された時間幅の噴射指令信号Ｕ1 〜Ｕ3 を与える。これにより第１ないし第３気筒用のインジェクタから同時に燃料を噴射させる。
【０１４４】
ＣＰＵ１１０はまた、機関の回転速度が極低速領域にある状態で、クランク軸センサ４の信号発電子１３が各リラクタの前端縁を検出して負極性パルスＳ3 ，Ｓ4 ，Ｓ2 ，…を発生する毎に点火駆動回路Ｂ1 〜Ｂ3 に同時に点火信号Ｖ1 〜Ｖ3 （図５Ｉ〜Ｊ）を与えて、第１ないし第３気筒用の点火コイルＩＧ1 ないしＩＧ3 に同時に一次電流を流し、信号発電子１３が各リラクタの後端縁を検出して正極性パルスＳ3'，Ｓ2'，Ｓ1'，…を発生する毎に点火信号Ｖ1 ないしＶ3 を消滅させて、第１ないし第３気筒用の点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 の二次コイルに同時に点火用の高電圧を誘起させる。
【０１４５】
図５（Ｌ）ないし（Ｎ）はそれぞれ、第１気筒、第２気筒、及び第３気筒の燃焼サイクルを示したもので、「爆」、「排」、「吸」及び「圧」はそれぞれ爆発行程、排気行程、吸入行程及び圧縮行程を示している。
【０１４６】
図４に示したクランク軸センサ４は、負極性パルス及び正極性パルスをそれぞれ１２０°間隔で発生するため、上記のように、信号発電子１３が各リラクタの後端縁を検出して正極性パルスを発生する毎に第１ないし第３気筒で同時に点火動作を行わせるようにすると、各気筒の圧縮行程で点火動作が２回行われることになる。この場合、圧縮行程の初期に第１回目の点火が行われる際には、ピストンが下死点付近にあって、圧縮比が低く、しかも機関の負荷が軽いため、点火動作が行われても混合気の燃焼に発展する確率は低い。従って、実質的に圧縮行程の終期に行われる２回目の点火により混合気に着火されることになり、機関の始動は支障なく行われる。
【０１４７】
本発明者は、４サイクル３気筒内燃機関において、上記のように機関の始動時に１２０°間隔で３つの気筒で同時に点火動作を行わせても、機関を支障なく始動できることを実験により確認した。
【０１４８】
なお３気筒内燃機関の始動を容易にするためには、各気筒の圧縮行程で行われる１回目の点火をできるだけピストンの下死点に近い位置で行わせることが望ましい。そのため低速時点火位置を圧縮行程におけるピストンの上死点よりもある程度進角させることが望ましいが、低速時点火位置を余り進角させると機関の始動時にピストンが押し戻される、いわゆるケッチン現象が生じ、機関の始動に失敗する。したがって、３気筒内燃機関に本発明を適用する場合には、始動時にケッチンを生じさせることなく、１回目の点火をできるだけ下死点に近い位置で行わせるように、低速時点火位置を適当な位置に決定する。
【０１４９】
また上記のように、基準判別パルスを検出できない極低速領域では、すべての気筒のインジェクタから同時に燃料が噴射されるが、極低速領域で燃料ポンプのポンプモータに供給する駆動電流を適宜に調整して各インジェクタからの燃料の噴射量を適当に調整しておけば、各気筒に供給される燃料が過剰になることはない。
【０１５０】
図４に示した電子制御ユニット１により４サイクル３気筒内燃機関を制御する場合にＣＰＵ１１０が実行するプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図６，図７及び図１３ないし図１７に示した。
【０１５１】
４サイクル３気筒内燃機関を制御する場合、メインルーチンの構成は図６に示したものと同様であり、カム軸センサ割込みルーチンも図７に示したものと同様である。
【０１５２】
３気筒内燃機関を制御する場合には、クランク軸センサ４が各気筒の上死点前６５°の位置で負極性のパルスを発生する毎に図１３の割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、先ずステップ１において基準判定が終了しているか否か（基準判定終了フラグがセットされているか否か）を判定する。その結果、基準判定終了フラグがセットされていない（基準判別パルスが検出されていない）と判定されたときには、ステップ２に移行して回転速度情報を読み込み、更にステップ３に移行してすべての気筒のインジェクタ駆動回路に駆動信号を与えてすべての気筒のインジェクタＩＪ1 〜ＩＪ3 から同時に燃料を噴射させる。次いでステップ４において燃料噴射時間を演算する全てのインジェクタ噴射タイマをスタートさせ、ステップ５においてすべての点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 の一次コイルへの通電を開始した後ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容に１を加え、メインルーチンに戻る。
【０１５３】
カム軸センサが発生する基準判別パルスが検出されており、図１３の割込みルーチンのステップ１において基準判定が終了していると判定されたときには、ステップ７に移行して回転速度情報を読み込んだ後ステップ８に移行し、ＰＬＳＮＵＭの数値に応じて、ステップ９ａ〜９ｆのいずれかに分岐する。
【０１５４】
即ち、ＰＬＳＮＵＭの数値が１０の時（今回発生した基準位置検出パルスが第１気筒の圧縮行程における上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ａに移行して第２の気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始時間を演算し、該通電開始時間を計測するタイマをスタートさせた後ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの数値に１を加え、メインルーチンに戻る。
【０１５５】
またステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が０のときには、ステップ９ｂに移行して第３の気筒用のインジェクタＩＪ3 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｂに移行して第３の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第３のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ６に移行して、ＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１５６】
更にステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が２のとき（今回発生した基準位置検出パルスが第２気筒の圧縮行程における上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ｃに移行して第３の気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始時間を演算するとともに、該通電開始時間を計測する通電タイマをスタートさせた後、ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させ、メインルーチンに戻る。
【０１５７】
またステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が４のときには、ステップ９ｄに移行して第１の気筒用のインジェクタＩＪ1 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｄに移行して第１の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第１のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ６に移行して、ＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１５８】
ステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が６のとき（今回発生した基準位置検出パルスが第３気筒の圧縮行程における上死点位置前６５°の位置で発生したものであるとき）には、ステップ９ｅに移行して第１の気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始時間を演算するとともに、該通電開始時間を計測する通電タイマをスタートさせた後、ステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させ、メインルーチンに戻る。
【０１５９】
ステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が８のときには、ステップ９ｆに移行して第２の気筒用のインジェクタＩＪ2 からの燃料の噴射を開始させ、次いでステップ１０ｆに移行して第２の気筒用のインジェクタの噴射時間を計測する第２のインジェクタ噴射タイマをスタートさせる。その後ステップ６に移行して、ＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１６０】
なお図示してないが、図１３の割込みルーチンのステップ８においてＰＬＳＮＵＭの数値が１０，０，２，４，６及び８のいずれでもない場合には、何もしないでステップ６に移行してＰＬＳＮＵＭの内容を１だけ増加させる。
【０１６１】
またクランク軸センサ４が各気筒の上死点位置前５°の位置で正極性パルスを発生する毎に図１４の割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、先ずステップ１において基準判定が終了しているか否か（基準判別パルスが検出されているか否か）が判定され、その結果基準判定が終了していない時には、ステップ２に移行してメインルーチンで演算されている回転速度情報を読み込み、次いでステップ３においてすべての点火駆動回路への点火信号の供給を停止して点火コイルＩＧ1 〜ＩＧ3 の一次電流を遮断する。この一次電流の遮断により点火コイルＩＧ1 ないしＩＧ3 の二次コイルに同時に点火用の高電圧を誘起させ、点火プラグＰＬ1 〜ＰＬ3 で同時に点火動作を行わせる。すべての点火コイルの一次電流を遮断して点火動作を行わせた後、ステップ４においてＰＬＳＮＵＭの記憶内容を１だけ増加させてメインルーチンに戻る。
【０１６２】
従って、カム軸センサが発生する基準判別パルスを検出し得ない機関の極低速領域では、各低速時点火位置検出パルスが発生する毎にすべての気筒で同時に点火動作が行われる。
【０１６３】
カム軸センサが出力する基準判別パルスが検出されていて、図１４の割込みルーチンのステップ１において基準判定が終了していると判定された時には、ステップ５に移行して回転速度情報を読み込んだ後、ステップ６に移行し、ＰＬＳＮＵＭに記憶されている数値に応じて、ステップ７，８または９に移行する。即ちＰＬＳＮＵＭの数値が３であるときには、ステップ７に移行し、第２気筒用の点火コイルＩＧ2 の一次電流を遮断して第２気筒で点火動作を行わせる。またＰＬＳＮＵＭに記憶された数値が７であるときには、ステップ８に移行し、第３気筒用の点火コイルＩＧ3 の一次電流を遮断して第３気筒で点火動作を行わせる。更に、ＰＬＳＮＵＭに記憶された数値が１１であるときには、ステップ９に移行し、第１気筒用の点火コイルＩＧ1 の一次電流を遮断して第１気筒で点火動作を行わせる。
【０１６４】
上記第１気筒用の点火コイル通電タイマが通電開始時間の計測を完了したときに図１５（Ａ）の第１気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルチーンではステップ１において第１気筒用の点火コイルＩＧ1 の一次コイルへの通電を開始し、ステップ２において第１気筒用の点火タイマにメインルーチンで演算されている点火位置の計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【０１６５】
また第２気筒用の点火コイル通電タイマが通電開始時間の計測を完了したときには、図１５（Ｂ）の第２気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルチーンではステップ１において第２気筒用の点火コイルＩＧ2 の一次コイルへの通電を開始し、ステップ２において第２気筒用の点火タイマにメインルーチンで演算された点火位置の計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【０１６６】
更に、第３気筒用の点火コイル通電タイマが通電開始時間の計測を完了したときには、図１５（Ｃ）の第３気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルチーンではステップ１において第３気筒用の点火コイルＩＧ3 の一次コイルへの通電を開始し、ステップ２において第３気筒用の点火タイマにメインルーチンで演算された点火位置の計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【０１６７】
上記第１気筒用点火タイマによる点火位置の計測が完了したときに、図１６（Ａ）の第１気筒用点火タイマ割込みルーチンが実行され、第１気筒用の点火コイルＩＧ1 の一次電流が遮断される。これにより第１気筒で点火動作が行われる。また第２気筒用点火タイマによる点火位置の計測が完了したときに、図１６（Ｂ）に示す第２気筒用点火タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、第２気筒用点火コイルＩＧ2 の一次電流を遮断して第２気筒で点火動作を行わせる。
【０１６８】
更に第３気筒用点火タイマによる点火位置の計測が完了したときに、図１６（Ｃ）に示す第３気筒用点火タイマ割込みルーチンが実行される。この割込みルーチンでは、第３気筒用点火コイルＩＧ3 の一次電流を遮断して第３気筒で点火動作を行わせる。
【０１６９】
更に、第１ないし第３のインジェクタ噴射タイマがそれぞれ噴射時間の計測を終了したときに図１７（Ａ）ないし（Ｃ）の割込みルーチンを実行させて、第１ないし第３気筒用のインジェクタ駆動回路Ａ1 ないしＡ3 への噴射指令信号Ｕ1 ないしＵ3 の供給を停止し、インジェクタＩＪ1 〜ＩＪ3 からの燃料の噴射を停止させる。
【０１７０】
上記の例では、図１３に示した割込みルーチンのステップ１ないし４と、図１７に示した割込みルーチンとにより、カム軸センサが出力する前記基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生した時にすべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段が実現される。
【０１７１】
また、図１３に示した割込みルーチンのステップ１，２及び５と、図１４の割込みルーチンのステップ１，２及び３とにより、内燃機関の回転速度が極低速領域にあってカム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段が実現される。
【０１７２】
また、図７に示す割込みルーチンのステップ１及び４と、図１４に示す割込みルーチンのステップ１及び４と、図１３に示す割込みルーチンのステップ１及び６とにより、基準判別パルスが検出されたときに基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連の基準位置検出パルスの発生順序を識別して、各基準位置検出パルスがいずれの気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段が実現される。
【０１７３】
更に、図６に示したメインルーチンのタスクＴ3 により、定常速度領域において各気筒用のインジェクタから燃料を噴射させる燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段が実現され、タスクＴ2 により定常速度領域における各気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段が実現される。
【０１７４】
また、図１３に示した割込みルーチンのステップ１とステップ７及び８とステップ９ａないし９ｆとにより、内燃機関の回転速度が定常速度領域にあるときに基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段が実現される。
【０１７５】
更に、図１３の割込みルーチンのステップ１，７，８及び１０ｂ，１０ｄ，１０ｆと、図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示した割込みルーチンと、図１６（Ａ）ないし（Ｃ）に示した割込みルーチンとにより、基準位置検出パルス判別手段により判別された各気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置の計測を開始して演算された各気筒の点火位置が計測された時に各気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段が実現される。
【０１７６】
上記のように、本発明では、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるとき（機関の始動時のように回転速度が極めて低いとき、また断線などによりカム軸センサの出力がＥＣＵに入力されなくなったとき）に、クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるようにしたので、クランク軸センサとしては、一連の気筒の基準位置及び低速時点火位置で順次パルスを発生するものを用いればよい。従って、クランク軸センサにはパルサコイルを１つだけ設ければよく、クランク軸センサの構成を簡単にすることができる。またクランク軸センサの出力をＣＰＵに入力する回路は、基準位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路と、低速時点火位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路との２つの回路により構成することができるので、電子制御ユニットの構成を従来よりも簡単にすることができる。
【０１７７】
なお本発明を６気筒内燃機関を制御する制御装置に適用する場合には、点火位置がクランク角で３６０°離れている２つの気筒を１組の気筒として６個の気筒を３組の気筒に分けて、該３組の気筒にそれぞれ対応させて３個のリラクタを１２０°間隔で設ければよく、クランク軸センサの構成は３気筒内燃機関を制御する場合と同様でよい。
【０１７８】
またこの場合、電子制御ユニットは、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の前端縁を検出してパルスを発生する位置ですべての気筒用のインジェクタから同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える非常時燃料噴射制御手段と、基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサの信号発電子が各リラクタの回転方向の後端縁を検出してパルスを発生した時に前記内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える非常時点火信号供給手段と、基準判別パルスが検出されたときに基準判別パルスの発生後にクランク軸センサが発生する一連のパルスの発生順序から各基準位置検出パルスがいずれの組の気筒の基準位置を検出する基準位置検出パルスであるかを判別する基準位置検出パルス判別手段と、各気筒用のインジェクタの燃料噴射時間を所定の制御条件に対して演算する燃料噴射時間演算手段と、各組の気筒の点火位置を所定の制御条件に対して演算する点火位置演算手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で各気筒用のインジェクタから燃料の噴射を開始させ、燃料噴射時間演算手段により演算された燃料噴射時間が経過したときに各気筒用のインジェクタからの燃料の噴射を停止させるように燃料噴射装置に噴射指令信号を与える定常時燃料噴射制御手段と、基準位置検出パルス判別手段により判別された各組の気筒用の基準位置検出パルスの発生位置で点火位置演算手段により演算された各組の気筒の点火位置の計測を開始して演算された各組の気筒の点火位置が計測された時に各組の気筒で点火動作を行わせるように点火装置に点火信号を与える定常時点火位置制御手段とを備えた構成とする。
【０１７９】
上記の各実施形態では、点火装置と燃料噴射装置との双方を制御するようにしているが、点火装置のみを制御する場合（燃料噴射装置が用いられない場合）にも本発明を適用することができる。
【０１８０】
［参考例］
参考のため、４サイクル４気筒内燃機関を制御する場合の従来の制御装置の構成を図１８に示した。図１８において、図１の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。
【０１８１】
図１８に示した例では、電子制御ユニット１が、第１，第４気筒用の６５°波形整形回路Ｆ14と、第１，第４気筒用の５°波形整形回路Ｇ14と、第２，第３気筒用の６５°波形整形回路Ｆ23と、第２，第３気筒用の５°波形整形回路Ｇ23とを備えていて、クランク軸センサ４の出力がこれらの波形整形回路を通してＣＰＵ１１０に入力されている。
【０１８２】
クランク軸センサ４は、図１９に示したように、クランク軸１１に取り付けられたロータ１２と、該ロータの周囲に１８０°の角度間隔をあけて対称に配置されて機関のケース等に固定された信号発電子１３Ａ及び１３Ｂとからなっており、ロータ１２の外周には所定の極弧角を有する円弧状のリラクタ１２ａが形成されている。信号発電子１３Ａは、ロータ１２の外周に対向する磁極部１３ａを先端に有する鉄心と該鉄心に巻回されたパルサコイル４ａ（図１８参照）と該鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えた公知のもので、リラクタ１２ａの回転方向の前端縁が信号発電子１３Ａの鉄心の磁極部１３ａの位置を通過する際（信号発電子１３Ａがリラクタの前端縁を検出した際）及びリラクタ１２ａの回転方向の後端縁が信号発電子１３Ａの鉄心の磁極部１３ａの位置を通過する際（信号発電子１３Ａがリラクタの後端縁を検出した際）にそれぞれパルサコイル４ａから極性が異なるパルスを出力する。
【０１８３】
信号発電子１３Ｂは上記信号発電子１３Ａと同様に構成されていて、その鉄心にはパルサコイル４ｂが巻回され、該鉄心の先端の磁極部１３ｂがロータ１２の外周に対向させられている。信号発電子１３Ｂは、ロータ１２のリラクタ１２ａの回転方向の前端縁を検出した際、及びリラクタ１２ａの回転方向の後端縁を検出した際に、そのパルサコイル４ｂから極性が異なるパルスを出力する。
【０１８４】
図示の例では、リラクタ１２ａが６０°の極弧角を有するように形成されていて、図２０（Ｂ）に示したように、第１気筒の上死点位置（第１気筒内のピストンが上死点に到達した時のクランク軸の回転角度位置）に対して６５°進角した位置に設定された第１気筒用の基準位置、及び第４気筒の上死点位置（第１気筒の上死点位置と３６０°異なる位置）に対して６５°進角した位置に設定された第４気筒用の基準位置（第１気筒の基準位置と３６０°異なる位置）でそれぞれパルサコイル４ａが第１，第４気筒用の基準位置検出パルスＳｎ14を発生し、第１気筒の上死点位置に対して５°進角した位置に設定された第１気筒用の低速時点火位置及び第４気筒の上死点位置に対して５°進角した位置に設定された第４気筒用の低速時点火位置でそれぞれパルサコイル４ａが第１，第４気筒用の低速時点火位置検出パルスＳｐ14を発生するように、信号発電子１３Ａの取付け位置が設定されている。
【０１８５】
また図２０（Ｃ）に示したように、第２気筒の上死点位置に対して６５°進角した位置に設定された第２気筒用の基準位置及び第３気筒の上死点位置に対して６５°進角した位置に設定された第３気筒用の基準位置（第２気筒用の基準位置と３６０°異なる位置）でパルサコイル４ｂが第２，第３気筒用の基準位置検出パルスＳｎ23を発生し、第２気筒の上死点位置に対して５°進角した位置及び第３気筒の上死点位置に対して５°進角した位置にそれぞれ設定された第２気筒用の低速時点火位置及び第３気筒用の低速時点火位置でパルサコイル４ｂが第２，第３気筒用の低速時点火位置検出パルスＳｐ23を発生するように、信号発電子１３Ｂの取付け位置が設定されている。
【０１８６】
カム軸センサ５は、図１に示した例と同様に構成されていて、その信号発電子１６は、リラクタ１５ａの回転方向の前端縁及び後端縁をそれぞれ検出した際にパルサコイル５ａから図２０（Ａ）に示すように極性が異なるパルスＳａ及びＳｂを出力する。
【０１８７】
その他の点は、図１に示した本発明に係わる制御装置と全く同様に構成されている。
【０１８８】
クランク軸センサ４の信号発電子１３Ａが第１気筒の上死点前６５°の位置及び第４気筒の上死点前６５°の位置で発生する基準位置検出パルスＳｎ14は、第１，第４気筒用６５°波形整形回路１１２Ａにより図２０（Ｅ）に示すような基準位置検出信号Ｐ14に変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。また信号発電子１３Ａが第１気筒の上死点前５°の位置及び第４気筒の上死点前５°の位置で発生する低速時点火位置検出パルスＳｐ14は第１，第４気筒用の５°波形整形回路１１３Ａにより図２０（Ｆ）に示すような波形の低速時点火位置検出信号Ｑ14に変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。
【０１８９】
またクランク軸センサ４の信号発電子１３Ｂが第２気筒用の基準位置及び第３気筒用の基準位置で発生する第２，第３気筒用基準位置検出パルスＳｎ23は、第２，第３気筒用の６５°波形整形回路１１２Ｂにより図２０（Ｇ）に示すような波形の基準位置検出信号Ｐ23に変換されてＣＰＵ１１０に入力され、信号発電子１３Ｂが第２気筒及び第３気筒の上死点位置前５°の位置で発生する第２，第３気筒用低速時点火位置検出パルスＳｐ23は、第２，第３気筒用の５°波形整形回路１１３Ｂにより図２０（Ｈ）に示すような波形の低速時点火位置検出信号に変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。
【０１９０】
カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａは、カム軸波形整形回路Ｈにより、図２０（Ｄ）に示すような波形の基準判定信号Ｐａに変換されてＣＰＵ１１０に入力されている。
【０１９１】
ＣＰＵ１１０は、スイッチ３が閉じられて電源が与えられたときに起動し、燃料ポンプ駆動回路Ｄに所定のデューティ比で断続する駆動信号ｅp を与えて該駆動回路Ｄから始動時に適した圧力でインジェクタに燃料を供給するようにＰＷＭ制御された駆動電流をポンプモータＰＭに流す。これにより燃料ポンプを動作させてインジェクタＩＪ1 〜ＩＪ4 に始動時に適した圧力で燃料を供給する。
【０１９２】
ＣＰＵ１１０は、カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａを波形整形して得た基準判定信号Ｐａを検出した後に順次入力される第１，第４気筒用の基準位置検出信号Ｐ14，Ｐ14の発生順序を特定することにより、図２０（Ｅ）の「基準判別後」の部分に示したように、基準判別パルスＳａが発生した後にクランク軸センサから順次発生する第１，第４気筒用の基準位置検出パルスＳｎ14が第１気筒の基準位置を検出するものであるのか、第４気筒の基準位置を検出するものであるのかを判別する。図２０（Ｅ）においては、第１気筒の基準位置検出信号Ｐ14及び第４気筒の基準位置検出信号Ｐ14にそれぞれ＃１及び＃４の符号が付されている。
【０１９３】
ＣＰＵはまた、カム軸センサ５が発生する基準判別パルスＳａを波形整形して得た基準判定信号Ｐａを検出した後に順次入力される基準判定信号Ｐ23，Ｐ23の発生順序を特定することにより、図２０（Ｇ）の「基準判別後」の部分に示したように、基準判別パルスＳａが発生した後にクランク軸センサから順次発生する第２，第３気筒用の基準位置検出パルスＳｎ23，Ｓｎ23，…が第２気筒の基準位置を検出するものであるのか、第３気筒の基準位置を検出するものであるのかを判別する。
【０１９４】
ＣＰＵ１１０はまた、クランク軸センサ４が発生するパルスの発生周期から機関の回転速度を演算し、演算した回転速度と各種センサ８〜１０により検出された制御条件とに対して各気筒用の点火コイルの一次電流の通電開始位置及び通電停止位置（点火位置）と燃料噴射時間とを演算する。
【０１９５】
カム軸センサは、クランク軸が２回転する間に１個の基準判別パルスを発生するため、機関の始動操作を開始した後、基準判別パルスが発生するまでのクランク角（基準判別パルスの検出遅れ）は最大で７２０度となる。またカム軸の回転速度はクランク軸の回転速度の１／２であるため、始動回転速度付近の極低速領域でカム軸センサから電子制御ユニットが認識し得る十分な大きさの基準判別パルスを得ることは困難である。従って、機関の始動操作を開始した後、基準判別パルスが確実に検出される状態になるまでのクランク角は７２０度を超える角度になる。この間は電子制御ユニットにより点火位置及び燃料噴射時間の制御を行うことができない。
【０１９６】
上記のように、ＣＰＵが基準判別パルスを認識することができない状態では、クランク軸センサ４の信号発電子１３Ａが基準位置検出パルスＳｎ14を発生する毎に（基準位置検出信号Ｐ14が入力される毎に）第１気筒及び第４気筒用のインジェクタＩＪ1 及びＩＪ4 から同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるべく、図２０（Ｉ）及び（Ｋ）の左端側の「基準判別前」の部分に示したように、燃料噴射装置のインジェクタ駆動回路Ａ1 及びＡ4 に設定された時間幅の噴射指令信号Ｕ1 及びＵ4 を与える。これにより第１気筒用及び第４気筒用のインジェクタから同時に燃料を噴射する。
【０１９７】
ＣＰＵ１１０はまた、内燃機関の回転速度が極低速領域にあって、基準判別パルスＳａを波形整形して得たパルスＰａを検出することができないときに、クランク軸センサ４の信号発電子１３Ａが基準位置検出パルスＳｎ23を発生する毎に（基準位置検出信号Ｐ23が入力される毎に）第２気筒及び第３気筒用のインジェクタＩＪ2 及びＩＪ3 から同時に燃料の噴射を開始させて設定された時間の間各インジェクタから燃料を噴射させるべく、図２０（Ｊ）及び（Ｌ）の左端側の「基準判別前」の部分に示したように、燃料噴射装置のインジェクタ駆動回路Ａ2 及びＡ3 に設定された時間幅の噴射指令信号Ｕ2 及びＵ3 を与える。これにより第２気筒用及び第３気筒用のインジェクタから同時に燃料を噴射する。
【０１９８】
ＣＰＵ１１０はまた、機関の回転速度が極低速領域にある状態で、第１，第４気筒用の基準位置検出パルスＳｎ14が発生したときに、図２０（Ｍ）に示すように第１，第４気筒用の点火駆動回路Ｂ14に点火信号Ｖ14を与えて、該点火駆動回路から点火コイルＩＧ14に一次電流を流す。また低速時点火位置検出パルスＳｐ14が発生した時に点火駆動回路Ｂ14に供給していた点火信号Ｖ14を消滅させて、点火コイルＩＧ14の一次電流を遮断する。これにより点火コイルＩＧ14の二次コイルに点火用高電圧を誘起させ、該高電圧を第１気筒及び第４気筒の点火プラグＰＬ1 及びＰＬ4 に同時に印加して第１気筒及び第４気筒で同時に点火動作を行わせる。
【０１９９】
ＣＰＵ１１０はまた、機関の回転速度が極低速領域にある状態で、第２，第３気筒用の基準位置検出パルスＳｎ23が発生したときに、図２０（Ｎ）に示すように第２，第３気筒用の点火駆動回路Ｂ23に点火信号Ｖ23を与えて、該点火駆動回路から点火コイルＩＧ23に一次電流を流す。また低速時点火位置検出パルスＳｐ23が発生した時に点火駆動回路Ｂ23に供給していた点火信号Ｖ23を消滅させて、点火コイルＩＧ23の一次電流を遮断する。これにより点火コイルＩＧ23の二次コイルに点火用高電圧を誘起させ、該高電圧を第２気筒及び第３気筒の点火プラグＰＬ2 及びＰＬ3 に同時に印加して第２気筒及び第３気筒で同時に点火動作を行わせる。
【０２００】
３気筒４サイクル内燃機関を制御する従来の制御装置の構成を図２１に示した。同図において４ａ〜４ｃはそれぞれクランク軸センサ４に設けられた第１ないし第３気筒用の信号発電子に設けられた第１ないし第３気筒用のパルサコイル、Ｆ1 〜Ｆ3 はそれぞれ第１気筒ないし第３気筒用の６５°波形整形回路、Ｇ1 〜Ｇ3 はそれぞれ第１気筒ないし第３気筒用の５°波形整形回路である。
【０２０１】
またＩＪ1 〜ＩＪ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒用のインジェクタ、Ａ1 〜Ａ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒用のインジェクタ駆動回路、ＩＧ1 〜ＩＧ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒用の点火コイル、Ｂ1 〜Ｂ3 は第１ないし第３気筒用の点火駆動回路、ＰＬ1 〜ＰＬ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒に取り付けられた点火プラグであり、その他の点は図１８に示した４気筒内燃機関用の制御装置と同様である。
【０２０２】
図２１の制御装置で用いるクランク軸センサ４及びカム軸センサ５の構成例を図２２に示した。この例では第１ないし第３気筒用の信号発電子１３Ａないし１３Ｃが１２０°の角度間隔を持って配置されている。
【０２０３】
図２１に示した制御装置の各部の波形をクランク軸の回転角θに対して示すと図２３の通りである。同図においてＳn1〜Ｓn3はそれぞれ第１ないし第３気筒用の信号発電子１３Ａないし１３Ｃから得られる第１ないし第３気筒用の基準位置検出パルス、Ｓp1〜Ｓp3はそれぞれ第１ないし第３気筒用の低速時点火位置検出パルス、Ｐ1 〜Ｐ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒用の基準位置検出パルスを波形整形回路Ｆ1 〜Ｆ3 により波形整形して得た第１ないし第３気筒用の基準位置検出信号、Ｑ1 〜Ｑ3 はそれぞれ第１ないし第３気筒用の低速時点火位置検出パルスを波形整形して得た第１ないし第３気筒用の低速時点火位置検出信号、Ｖ1 〜Ｖ3 はそれぞれＣＰＵから第１ないし第３気筒用の点火駆動回路Ｂ1 〜Ｂ3 に与えられる点火信号である。
【０２０４】
上記のように、従来の４サイクル内燃機関制御装置においては、内燃機関の気筒数が偶数である場合には、クランク軸センサ４に少なくとも気筒数の１／２の数のパルサコイルを設ける必要があり、気筒数が３である場合には、クランク軸センサに３つのパルサコイルを設ける必要がある。またこれらのパルサコイルから得られるパルスをＣＰＵに入力するためにそれぞれ波形整形回路が必要である。そのため、従来の内燃機関制御装置では、装置の構成が複雑になって制御装置が大形化する上に、コストが高くなるのを避けられなかった。
【０２０５】
これに対し、本発明によれば、図１及び図４に示したように、クランク軸センサに設けるパルサコイルの数を少なくすることができる上に、電子制御ユニットに設ける波形整形回路の数を少なくすることができるため、制御装置の構成の簡素化を図ることができる。
【０２０６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、カム軸センサが出力する基準判別パルスを検出し得ない状態にあるときに、クランク軸センサが各低速時点火位置検出信号を発生する位置で内燃機関のすべての気筒で同時に点火動作を行わせるようにしたので、クランク軸センサとしては、一連の気筒の基準位置及び低速時点火位置で順次パルスを発生するものを用いればよい。従って、クランク軸センサにはパルサコイルを１つだけ設ければよく、クランク軸センサの構成を簡単にすることができる。
【０２０７】
また本発明によれば、クランク軸センサの出力をＣＰＵに入力する回路は、基準位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路と、低速時点火位置検出パルスをＣＰＵが認識し得る波形の信号に変換する回路との２つの回路により構成することができるので、電子制御ユニットの構成を従来よりも簡単にすることができる利点がある。
【０２０８】
更に本発明によれば、断線等によりカム軸センサが発生する基準判別パルスを電子制御ユニットが検出することができないときにも機関を運転することができるため、船外機やスノーモビルのように、洋上や山間僻地等で使用される乗り物が、カム軸センサの異常により運転できなくなって、乗員が遭難するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４サイクル４気筒内燃機関を制御する制御装置に本発明を適用する場合の装置のハードウェアの構成例を示した構成図である。
【図２】図１の要部の具体的構成例を示した構成図である。
【図３】図１及び図２に示した装置の各部の信号の波形を示した波形図である。
【図４】３気筒内燃機関を制御する制御装置に本発明を適用する場合の装置のハードウェアの構成を示した構成図である。
【図５】図４の装置の各部の信号の波形を示した波形図である。
【図６】本発明に係わる制御装置のＣＰＵが実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図７】本発明に係わる制御装置のＣＰＵが実行するプログラムのカム軸センサ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図８】本発明に係わる４気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムのクランク軸センサ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図９】本発明に係わる４気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの他のクランク軸センサ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係わる４気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの第１，第４気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチン及び第２，第３気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係わる４気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの第１，第４気筒用点火タイマ割込みルーチン及び第２，第３気筒用点火タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１２】（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ本発明に係わる４気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行する第１ないし第４のインジェクタ噴射タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１３】本発明に係わる３気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムのクランク軸センサ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１４】本発明に係わる３気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの他のクランク軸センサ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１５】（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ本発明に係わる３気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの第１気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチン、第２気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチン、及び第３気筒用点火コイル通電タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１６】（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ本発明に係わる３気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの第１ないし第３気筒用点火タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１７】（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ本発明に係わる３気筒内燃機関制御装置のＣＰＵが実行する第１ないし第３のインジェクタ噴射タイマ割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１８】従来の４気筒用内燃機関制御装置の構成例を示した構成図である。
【図１９】図１８の制御装置で用いられていたクランク軸センサ及びカム軸センサの構成を示した構成図である。
【図２０】図１８の制御装置の各部の信号の波形を示した波形図である。
【図２１】３気筒内燃機関を制御する従来の制御装置の構成を示した構成図である。
【図２２】図２１の制御装置で用いるクランク軸センサ及びカム軸センサの構成を示した構成図である。
【図２３】図２１の制御装置の各部の信号の波形を示した波形図である。
【符号の説明】
１…電子制御ユニット、２…バッテリ、４…クランク軸センサ、５…カム軸センサ、６…アイドルセンサ、７…ニュートラルセンサ、８…圧力センサ、９…機関温度センサ、１０…吸気温度センサ、１１…スロットル開度センサ、１１０…ＣＰＵ、Ａ1 〜Ａ3 …インジェクタ駆動回路、Ｂ14，Ｂ23，Ｂ1 〜Ｂ3 …点火駆動回路、ＩＪ1 〜ＩＪ4 …インジェクタ、ＩＧ14，ＩＧ23，ＩＧ1 〜ＩＧ3 …点火コイル、ＰＬ1 〜ＰＬ4 …点火プラグ、Ｆ…６５°波形整形回路、Ｇ…５°波形整形回路、Ｈ…カム軸波形整形回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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