(57)【要約】【課題】従来の内燃機関の気筒判別に比べて、より早く、かつ正確に、容易に、気筒判別が可能な内燃機関の気筒判別装置を提供する。【解決手段】回転するディスクと読み取り装置とを備え、前記ディスクは、前記内燃機関の各気筒毎の識別機能を持つ気筒識別手段を有し、該気筒識別手段は、気筒識別信号を出力もしくは表示し、前記読み取り装置は、前記気筒識別信号を読み取ることを特徴とし、前記気筒識別手段は、前記内燃機関の各気筒が所定行程にある時点での前記ディスクの位置を基準として、所定の位置関係に従って前記ディスク上に気筒数分配置されてなる。【選択図】　図７
2004060450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するディスクと読み取り装置とを備えた内燃機関の気筒判別装置であって、
前記ディスクは、前記内燃機関の各気筒毎の識別機能を持つ気筒識別手段を有し、該気筒識別手段は、気筒識別信号を出力もしくは表示し、
前記読み取り装置は、前記気筒識別信号を読み取ることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
【請求項２】
前記気筒識別手段は、前記内燃機関の各気筒が所定行程にある時点での前記ディスクの位置を基準として、所定の位置関係に従って前記ディスク上に気筒数分配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項３】
前記気筒判別装置は、検出手段を備えると共に、前記ディスクは、前記内燃機関の各気筒の所定行程に対して１つ以上の信号を発生させるための切欠又は突起を有し、前記検出手段は、前記切欠又は突起に基づく信号を検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項４】
前記気筒識別手段は、前記切欠又は突起との間に、所定の位置関係で前記ディスク上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項５】
前記検出手段が前記切欠又は突起に基づく信号を検出したとき、前記読み取り装置で、前記気筒識別信号を読み取ることにより気筒を判別することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項６】
前記読み取り装置は、常時又は所定の時間間隔で、前記気筒識別信号を読み取ることにより気筒を判別することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項７】
前記内燃機関の回転数が所定値より大きいとき、気筒判別を中止することを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項８】
前記内燃機関が回転中に、前記読み取り装置で前記気筒識別信号の読み取り処理を実行したにも拘らず、所定時間以上前記気筒識別信号を検出できないときは、気筒判別を中止することを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項９】
内燃機関の始動後、所定時間以上経過したときは、気筒判別を中止することを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項１０】
前記気筒識別手段は、前記気筒識別信号を記憶すると共に外部から印可された所定の信号をトリガーとして前記気筒識別信号を外部に送出する機能を有する記憶装置であり、前記読み取り装置は、前記記憶装置がトリガーとして認識できる所定の信号を発信する機能を有する信号発信装置と前記記憶装置が送出した前記気筒識別信号を読み取るデータ読み取り装置との機能を備えていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項１１】
前記気筒識別手段は、所定の色を表示する装置であり、前記読み取り装置は、色識別センサであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項１２】
前記気筒識別手段は、所定のマークを表示する装置であり、前記読み取り装置は、マーキングセンサであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項１３】
前記気筒識別手段は、所定の磁気データを配置する装置であり、前記読み取り装置は、磁気データセンサであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の気筒判別装置に係り、特に、内燃機関の回転中においていずれかの気筒が特定の行程にあるかを識別する内燃機関の気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用等の内燃機関は、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期等を精密に制御するために、いずれの気筒が特定の行程にあるかを迅速に識別する気筒判別が必要とされている。近年、規制が強化されている内燃機関の排気ガス規制に対応するためには、特に、内燃機関の始動時の燃焼制御性能を向上させる必要があり、そのためには、内燃機関の始動時に気筒の判別を正確に行う必要がある。
【０００３】
これまで、内燃機関の気筒判別装置としては、従来から多くの提案がなされている。従来例の一つ（第一従来例）としては、特開平５−８６９５３号公報に所載されているように、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気筒の気筒判別用の突起を追加し、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、気筒判別用パルスを含む所定の配列パターンを検出した時点や、気筒判別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別する手段が提案されている。
【０００４】
また、他の従来例（第二従来例）としては、特開平９−２０９８１７公報に所載されているように、クランク軸回転数の１／２の速度で回転するディスクに、気筒数分の切欠又は突起を設けるとともに、更に特定気筒判別のための切欠又は突起を設け、ディスクの回転により発生する信号波形の判定パターンを各気筒毎に５個の連続２値のビットパターンとすることにより、全気筒の判別を行う手段が提案されている。
【０００５】
更に、他の従来例（第三従来例）としては、特開２０００−１０４６１８公報に所載されているように、カム軸に装着したディスクに気筒数に対応した突起群と気筒判別用の突起を設け、ディスクの回転により発生する信号において、突起群の発生時間間隔に対し計算式を用いて気筒を判別する手段が提案されている。
【０００６】
そして、これらの従来の気筒判別手段は、一つのディスクを用いて気筒判別とクランク角度の検出を行えるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記第一従来例においては、内燃機関の始動時に、特定の気筒、例えばＮｏ．１気筒を判別可能とするが、残る他の気筒についてはＮｏ．１気筒が判別された結果を用いて判別されるため、内燃機関の始動前の状態によっては、始動後に始めてＮｏ．１気筒の基準パルスを検出するまでの間、即ち、クランク軸回転数に換算して最大２回転するまでの間は、気筒が判別できない場合が生じることがある。
【０００８】
また、第二従来例においては、気筒判別のためには突起による判別パターンが５個必要なため、内燃機関の始動前の状態によっては、クランク軸回転数に換算して最大１回転するまでの間は、気筒が判別できない場合が生じることがある。
【０００９】
更に、第三従来例においては、特開２０００−１０４６１８公報にも所載されているように、始動後にクランク角度にして最大６００°回転するまでは、気筒が判別できない場合が生じることがある。
【００１０】
このように、従来の内燃機関の気筒判別装置は、いずれも、内燃機関の始動後１回転までの間は、気筒が判別できないこと、即ち、始動時の気筒判別に時間を要しているのが実情である。内燃機関の始動時には、可能な限り早期に気筒を判別して内燃機関の始動性を向上させる必要があり、該早期の気筒判別に基づいて、最適の燃料噴射タイミング制御、点火時期制御を開始することが求められているものである。
【００１１】
本発明は、内燃機関の気筒判別の前記点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内燃機関の始動時において、従来の内燃機関の気筒判別に比べて、より早く、かつ正確に、容易に、気筒判別が可能な内燃機関の気筒判別装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の内燃機関の気筒判別装置は、基本的には、回転するディスクと読み取り装置とを備え、前記ディスクは、前記内燃機関の各気筒毎の識別機能を持つ気筒識別手段を有し、該気筒識別手段は、気筒識別信号を出力もしくは表示し、前記読み取り装置は、前記気筒識別信号を読み取ることを特徴とし、前記気筒識別手段は、前記内燃機関の各気筒が所定行程にある時点での前記ディスクの位置を基準として、所定の位置関係に従って前記ディスク上に気筒数分配置されていることを特徴としている。
【００１３】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の気筒判別装置は、内燃機関の各気筒毎の識別機能（記憶及び送受信機能、又は、表示機能）を有する気筒識別手段をディスク上に配置し、その気筒識別手段の識別信号を読み取り装置で読み取ることにより気筒を判別することにより、内燃機関の始動時に始めて所定行程に達した気筒から直ちに気筒判別ができるので、始動の初期から各々の気筒に対して適切な燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期の制御が速やかに行え、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００１４】
そして、本発明の内燃機関の気筒判別装置の具体的な態様は、検出手段を備えると共に、前記ディスクは、前記内燃機関の各気筒の所定行程に対して１つ以上の信号を発生させるための切欠又は突起を有し、前記検出手段は、前記切欠又は突起に基づく信号を検出することを特徴とし、前記気筒識別手段は、前記切欠又は突起との間に、所定の位置関係で前記ディスク上に配置されていることを特徴とし、前記検出手段が前記切欠又は突起に基づく信号を検出したとき、前記読み取り装置で、前記気筒識別信号を読み取ることにより気筒を判別することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の内燃機関の気筒判別装置の他の具体的な態様は、前記読み取り装置は、常時又は所定の時間間隔で、前記気筒識別信号を読み取ることにより気筒を判別することを特徴としている。
【００１６】
更に、本発明の内燃機関の気筒判別装置の更に他の具体的な態様は、前記内燃機関の回転数が所定値より大きいとき、気筒判別を中止することを特徴とし、前記内燃機関が回転中に、前記読み取り装置で前記気筒識別信号の読み取り処理を実行したにも拘らず、所定時間以上前記気筒識別信号を検出できないときは、気筒判別を中止することを特徴とし、更に、内燃機関の始動後、所定時間以上経過したときは、気筒判別を中止することを特徴としている。
【００１７】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の気筒判別装置は、内燃機関の始動時により迅速にかつ的確に気筒判別がなされるようにしたもので、内燃機関の回転数が所定値より大きくなった場合、始動後所定時間経過した場合、あるいは、気筒識別信号の検出に不具合が生じた場合等には、気筒判別を中断して、例えば、従来の気筒判別に切り換えて内燃機関を運転制御することができる。
【００１８】
更にまた、本発明の内燃機関の気筒判別装置の更に他の具体的な態様は、前記気筒識別手段は、前記気筒識別信号を記憶すると共に外部から印可された所定の信号をトリガーとして前記気筒識別信号を外部に送出する機能を有する記憶装置であり、前記読み取り装置は、前記記憶装置がトリガーとして認識できる所定の信号を発信する機能を有する信号発信装置と前記記憶装置が送出した前記気筒識別信号を読み取るデータ読み取り装置との機能を備えていることを特徴としている。
【００１９】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の気筒判別装置は、前記機能を有する記憶装置を気筒識別手段としてディスクに装着するのみで、迅速的確に気筒を判別することができる。
【００２０】
更にまた、本発明の内燃機関の気筒判別装置の更に他の具体的な態様は、前記気筒識別手段は、所定の色を表示する装置であり、前記読み取り装置は、色識別センサであることを特徴とし、前記気筒識別手段は、所定のマークを表示する装置であり、前記読み取り装置は、マーキングセンサであることを特徴とし、更に、前記気筒識別手段は、所定の磁気データを配置する装置であり、前記読み取り装置は、磁気データセンサであることを特徴としている。
【００２１】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の気筒判別装置は、ディスクに装着する気筒判別手段が、色を表示する装置、マークを表示する装置、あるいは、磁気データを配置する装置であっても、それらに対応する読み取り装置を配置することで、迅速的確な気筒の判別を可能とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の気筒判別装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の気筒判別装置を備えた車両用内燃機関の全体のシステム構成の概略を示したものである。
【００２４】
図１において、内燃機関１は、多気筒に構成され、該多気筒の各気筒４には、吸気管３から分岐した吸気分岐管３ａと排気管１０とが接続されていると共に、燃料噴射弁７と点火プラグ１２とが配置されている。
【００２５】
各気筒４に導かれる空気は、エアクリーナ１８から吸気管３に入って吸入空気の量を制御する絞弁を備えたスロットルボディ２を通過して、分岐された吸気分岐管３ａから内燃機関１の各気筒４内に供給される。
【００２６】
吸気分岐管３ａを接続する各気筒４の吸込側には吸気弁８が配置され、排気管１０を接続する吐出側には排気弁９が配置されている。各気筒４の燃焼室４ａで燃焼した燃焼排ガスは、排気弁９を経て排気管１０に排出され、触媒１１により浄化されて内燃機関１の外部に排出される。また、燃焼排ガスは排気ガス再循環装置１３により吸気管分岐３ａに導出され、吸気として再利用される。
【００２７】
燃料は、燃料タンク５から燃料ポンプ６により吸引されると共に加圧されて燃料噴射弁７に導かれる。該燃料噴射弁７に導かれた燃料は、内燃機関１の各気筒４の燃焼室４ａ内に所定圧で噴射される。
【００２８】
点火プラグ１２は、内燃機関１の各気筒４の燃焼室４ａ内に供給された燃料に点火を行うためのもので、点火コイル１４で発生した高電圧がディストリビュータ（図示省略）を介して供給され、点火プラグ１２に火花を発生させる。
【００２９】
内燃機関１の吸気管３には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ１５が取り付けられていると共に、排気管１０には、排気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ１６とＯ２センサ１７が各々取り付けられている。更に、内燃機関１には、回転角センサユニット４０、水温センサ３６、及び、アクセルペダルセンサ（図示省略）等が配置されている。
【００３０】
更に、内燃機関１は、制御ユニット（制御装置）３０を備え、該制御ユニット３０には、前記各センサで検出された各出力信号が入力されると共に、該入力信号に基づいて演算された各出力信号が、燃料噴射弁７、点火コイル１４、燃料ポンプ６、排気ガス再循環装置１３、スロットルボディ２等に対して制御信号として出力される。
【００３１】
なお、図１においては、図面の煩雑さを避けるために、回転角センサユニット４０は、内燃機関１の気筒４と離れた場所に図示されているが、実際には、回転角センサユニット４０内のディスクは、気筒４のカム軸に装着されているものである。
【００３２】
図２は、制御ユニット３０の内部構成を示したものである。制御ユニット３０は、入力回路３１、マイクロコンピュータ３７、及び、出力回路３５により構成されている。入力回路３１は、各センサ１５〜１７、３６、４０等の信号を入力信号として受けて、該信号からノイズ成分の除去等して波形の整形を行い、マイクロコンピュータ３７の入力端子に出力するためのものである。
【００３３】
マイクロコンピュータ３７は、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＣＰＵ３４等を含み、各センサ１５〜１７、３６、４０等の波形整形後の信号入力に対し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、ＲＯＭ３２に記憶された制御プログラムをＣＰＵ３４が実行することにより所定の演算を行う。この演算結果や前記信号入力等の情報はＲＡＭ３３に一時保管されるとともに、演算結果は出力回路３５を経て、各アクチュエータである燃料噴射弁（インジェクタ）７や点火コイル１４等に信号として出力される。これにより、インジェクタ７が適切な量の燃料の噴射を行うと共に、点火プラグ１２が適切な時期に点火火花を発生させ、好適な内燃機関の制御を行うものである。
【００３４】
次に、回転角センサユニット４０について説明する。回転角センサユニット４０は、２枚のディスクを用いて検出を行い、一方のディスクはクランク角度検出のみを行い他方のディスクは気筒判別のみを行う場合と、１枚のディスクを用いて検出を行い、クランク角度検出と気筒判別との両方を行う場合との二つの実施例がある。このため、該二つの実施例を具体的な気筒判別の方法と共に、以下に順に説明する。
【００３５】
まず、図３は、２枚のディスクを用いた第一の実施例を示したもので、２枚のディスクの内の一方のディスクでクランク角度検出のみを行い、他方のディスクで気筒判別のみを行う場合における回転角センサユニット４０の構成及び回転角センサユニット４０と制御ユニット３０との接続状態を示している。
【００３６】
回転角センサユニット４０は、ディスク４１、光電素子４２、ディスク４４、信号発信素子４５及びデータ読み取り装置４６により構成されている。ディスク４１及びディスク４４は、内燃機関１のクランク軸回転速度の１／２で回転するように設けられ、一般的には、吸気弁８または排気弁９の開閉用カム軸に直結される。
【００３７】
ディスク４１は、クランク角度検出に用い、一つの気筒につき複数のクランク角度を検出できるように、複数個の突起４３を一群として、気筒数と同数の突起群をディスク４１の円周に等間隔で設ける。光電素子４２は、マイクロコンピュータ３７に割り込みを発生させるためのもので、光電素子４２の発光素子部と受光素子部との中間を突起４３が遮るように配置する。
【００３８】
ディスク４１の回転により、突起４３が光電素子４２の位置と一致すると、発光素子から受光素子への光の通過が遮られるので信号が生じ、この信号が入力回路３５を経てマイクロコンピュータ３７に伝えられる。マイクロコンピュータ３７では、上記信号が入力されると割り込みが発生し、割り込みが発生した回数や割り込み発生の時間間隔等を演算することにより、クランク角度を算出する。
【００３９】
ディスク４４は、気筒判別に用い、気筒数と同数の記憶装置４７をディスク４４の円周に等間隔で設けてある。信号発信素子４５は、制御ユニット３０による出力により、記憶装置４７に対しマイクロ波等所定の信号を常時出力する。気筒識別手段としての気筒識別機能を有する記憶装置４７は、気筒番号（気筒識別信号）を記憶するとともに、信号発信素子４５から出力された所定信号を受信したとき、気筒番号（気筒識別信号）を所定の信号に変換し送出する機能を有する。データ読み取り装置４６は、記憶装置４７が送出した信号を受信し、信号を気筒番号データに変換する機能を有する。
【００４０】
記憶装置４７に記憶する気筒番号（気筒識別信号）は、ディスク４４の回転により信号発信素子４５が出力した信号を記憶装置４７が受信できる位置に達したとき、その気筒番号に対応する内燃機関１の気筒４が所定行程にあるように設定する。例えば、所定行程を圧縮行程とし、記憶装置４７に記憶している気筒番号を「１」とすると、ディスク４４の回転により信号発信素子４５が出力した信号を記憶装置４７が受信できる位置に達したときは、内燃機関１の第一気筒４が圧縮行程の状態にある。
【００４１】
図３の回転角センサユニット４０の構成における内燃機関１の気筒判別の方法を、図４、図５及び図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
まず、内燃機関１の始動時から気筒判別を行うために、マイクロコンピュータ３７では、電源ＯＮ時処理において、図４のステップＳ１０１で信号発信素子４５の出力をＯＮにする。内燃機関１が停止し電源ＯＦＦとなるまでは、信号発信素子４５への出力をＯＦＦにしない。
【００４３】
信号発信素子４５の出力が常時ＯＮの状態が長期間継続すると、信号発信素子４５の耐久性に問題がある場合は、図６のフローチャートのように、所定時間間隔毎に信号発信素子４５をＯＮ出力する処理を行う。即ち、図６において、マイクロコンピュータ３７のタイマー機能を用いて、タイマーが０になったときに割り込みを発生させ、Ｓ３０１で信号発信素子４５にワンショットパルスでＯＮ出力し、Ｓ３０２でタイマーを初期化する。
【００４４】
記憶装置４７は、信号発信素子４５から出力された信号を受けて、記憶している気筒番号を所定の信号に変換して、データ読み取り装置４６に向けて送出する。データ読み取り装置４６は、記憶装置４７から出力された所定信号を受信すると、信号から気筒番号データを解読し、気筒番号データをマイクロコンピュータ３７に向けて送出する。マイクロコンピュータ３７では、気筒番号データを受信すると割り込みが発生し、図５のデータ読み取り装置受信割り込み処理に示すように、ステップＳ２０１で、気筒番号ＲＡＭに受信データを格納する。この気筒番号ＲＡＭは、所定のクランク角度が検出されたときに参照され、その値に対応する気筒への燃料噴射、点火等を行う。
【００４５】
図７は、本実施形態の第二の実施例について説明する。図７は、１枚のディスクを用いてクランク角度検出と気筒判別との両方を行う場合ものであり、その回転角センサユニット４０の構成及び回転角センサユニット４０と制御ユニット３０との接続状態を示している。
【００４６】
回転角センサユニット４０は、ディスク５１、光電素子５２、信号発信素子５３、データ読み取り装置５４により構成されている。
【００４７】
ディスク５１は、第一の実施例と同様に内燃機関１のクランク軸回転速度の１／２で回転するように設置される。ディスク５１には、気筒数と同数の突起５６が設けられ、光電素子５２の発光素子部と受光素子部との中間を突起５６が遮るようにディスク５１が配置される。またディスク５１上において、突起５６に対しディスク５１の回転方向とは逆側で所定の間隔を空けた位置に、気筒番号を記憶した記憶装置５５を設置する。
【００４８】
光電素子５２と突起５６とにより信号が発生し、この信号が制御ユニット３０に伝えられることは第一の実施例と同様である。また、記憶装置５５に記憶している気筒番号も、第一の実施例と同様に設定する。
【００４９】
図７の回転角センサユニット４０の構成における気筒判別の方法は、信号発信素子５３の出力方法が第一の実施例とは異なる。図８は、信号発信素子５３の出力処理のフローチャートを示している。図８において、光電素子５２と突起５６との信号により割り込みが発生し、ステップ４０１にて信号発信素子５３にワンショットパルスでＯＮ出力する。記憶装置５５とデータ読み取り装置５４の動作は、第一の実施例と同様で、気筒番号ＲＡＭの演算方法は、図５と同様である。
【００５０】
突起５６の個数は、複数の所定クランク角度を検出できるように各気筒毎に２個以上設けても、同様の方法で気筒判別を行うことができる。信号発信素子５３の出力方法は、図４若しくは図６の如く行っても何ら差し支えない。
【００５１】
図９は、図８のような信号発信素子５３の出力方法を用いた場合における、図７の回転角センサユニット４０に入力される信号及び出力される信号のタイミングチャートを示している。
【００５２】
図９において、信号Ａは光電素子５２と突起５６とにより生成される信号波形を示している。即ち、ディスク５１の回転により、光電素子５２の発光素子部と受光素子部との中間を突起５６が通過し始めるときに信号Ａが立ち上がり、通過し終わるときに信号Ａが立ち下がる。従って、信号Ａの波形の長さは、突起５６の長さに比例し、かつ、各気筒が特定のクランク角度位置にあることを示す矩形（図７における、Ｎｏ．２気筒、Ｎｏ．１気筒、Ｎｏ．３気筒、Ｎｏ．４気筒の記入箇所）が信号Ａに現れる。
【００５３】
信号Ｂは、信号発信素子５３が出力する波形で、記憶装置５５が受信可能なように所定の規則に従った波形であり、出力タイミングは制御ユニット３０により指示される。この場合、光電素子割り込み処理により信号発信素子５３からの出力が行われるので、信号Ａの立ち上がり時点から回路上の若干の遅れを経て、信号Ｂが出力されることになる。
【００５４】
信号Ｃは、記憶装置５５が出力する波形で、気筒番号のデータが含まれており、データ読み取り装置５４が受信及び解読できるように所定の規則に従った波形となっている。信号Ｃの出力タイミングは、信号Ｂの出力が終了した直後となる。データ読み取り装置５４が解読した気筒番号データは制御ユニット３０に転送される。
【００５５】
ところで、内燃機関１の回転数が高い時、信号発信素子５３が出力した信号を記憶装置５５が受信できない場合や、記憶装置５５が送出した信号をデータ読み取り装置５４が受信できない場合が考えられる。その場合、内燃機関１の始動時のみ第二の実施例による気筒判別を行い、それ以外のときは、ディスク上の切欠又は突起を用いた従来の気筒判別方法（例えば、特開平５−８６９５３号公報、特開平９−２０９８１７公報、特開２０００−１０４６１８公報に記載されている方法等参照）を用いる。この具体的な手順については、図１０〜１３に基づいて、以下説明する。
【００５６】
図１０は、信号発信素子５３からの信号出力を停止するか否かを判定する処理のフローチャートであり、所定周期毎に起動される。図１０において、ステップＳ５０１では、内燃機関１の回転数が所定値より高いか、又は内燃機関の始動後から所定時間経過しているか、又は記憶装置５５が無応答である状態が所定時間経過しているかを判定することで、内燃機関１が始動時の状態にあるか否かを判定する。前記判定が真のとき、ステップＳ５０２で信号発信素子停止フラグを１とする。前記判定が偽のとき、ステップＳ５０３で信号発信素子停止フラグを０とする。その後、ステップＳ５０４にて記憶装置無応答タイマーを加算する。記憶装置無応答タイマーは、内燃機関１の回転数が高い等の影響により、信号発信素子５３が出力した信号を記憶装置５５が受信できない状態や、記憶装置５５が送出した信号をデータ読み取り装置５４が受信できない状態を検出するためのタイマーである。
【００５７】
図１１は、データ読み取り装置５４が、記憶装置５５が送出した信号を受信することにより発生する割り込み処理のフローチャートである。図１１において、ステップＳ６０１でデータ読み取り装置５４が受信したデータを気筒番号バッファＢに代入する。そして、ステップＳ６０２で前記記憶装置無応答タイマーを０とする。
【００５８】
図１２は、光電素子５２と突起５６との信号により発生する割り込み処理のフローチャートである。図１２において、ステップＳ７０１で信号発信素子停止フラグが０か否かを判定し、０のときは内燃機関１が始動時の状態にあるので、ステップＳ７０２にて信号発信素子５３からワンショットパルスでＯＮ出力する。１のときは、内燃機関１が始動時の状態にないので、何も行わない。そして、ステップＳ７０３に進み、従来の気筒判別（即ち、特開平５−８６９５３号公報、特開平９−２０９８１７公報及び特開２０００−１０４６１８公報等に記載されている気筒判別）を行う。従来の気筒判別の結果は、ステップＳ７０４にて気筒番号バッファＡに格納する。
【００５９】
図１３は、従来の気筒判別による気筒判別結果と第二の実施例による気筒判別結果とのいずれかを選択する処理のフローチャートである。図１３において、ステップＳ８０１で信号発信素子停止フラグが０か否かを判定し、０のときは内燃機関１が始動時の状態にあるので、ステップＳ８０２で気筒番号バッファＢ、即ち第二の実施例による気筒判別結果を気筒番号ＲＡＭに格納する。また１のときは、気筒番号バッファＡ、すなわち従来の気筒判別による気筒判別結果を気筒番号ＲＡＭに格納する。図１３のフローチャートの処理は、燃料噴射量を演算してインジェクタ７に出力する直前や、点火コイル１４に出力する直前等のような気筒番号の情報が必要な段階で行う。また、所定の周期で図１３の処理を行い、気筒番号の情報が必要な段階で気筒番号ＲＡＭを参照しても差し支えない。
【００６０】
なお、図１０〜１３のフローチャートにおいては、記憶装置無応答タイマーは、信号発信素子５３又はデータ読み取り装置５４又は記憶装置５５が故障したときにその値が大きくなるため、記憶装置無応答タイマーを監視することで異常を検知できる。従って、記憶装置無応答タイマーの閾値を適切に設定することで、信号発信素子５３又はデータ読み取り装置５４又は記憶装置５５が故障したときのフェイルセーフ処理としても適用できる。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
【００６２】
例えば、前記実施形態における二つの実施例における回転角センサユニット４０の内部については、記憶装置４７、５５の代わりに、気筒識別手段である色を表示する装置、気筒識別手段であるバーコード等のマークを表示する装置、又は、気筒識別手段である磁気データを配置する装置であっても差し支えなく、それに対して、読み取り装置である信号発信素子４５、５３及びデータ読み取り装置４６、５４の代わりに、色識別センサ、マーキングセンサ、又は、磁気データセンサであっても差し支えない。
【００６３】
また、前記実施形態におけるディスク上の突起の数や配置状態は、前記二つの実施例に限定されるものではなく、かつ、突起の代わりに切欠でも良く、光電素子の代わりに電磁ピックアップでも差し支えない。更に、本発明は、４サイクル４気筒の以外の内燃機関にも同様に適用できるものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の内燃機関の気筒判別装置は、内燃機関のクランク軸回転の１／２の速度で回転するディスクを有する内燃機関の気筒判別装置であって、前記内燃機関の各気筒毎の識別機能を有する気筒識別手段を前記ディスク上に配置し、前記気筒識別手段からの気筒識別信号を読み取り装置を読み取ることにより気筒を判別するようにしたので、内燃機関の始動時に、始めて所定行程に達した気筒から気筒判別でき、各々の気筒に対して適切な燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期の制御を速やかに行えることで、内燃機関の始動性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の内燃機関の気筒判別装置を備えた内燃機関のシステム構成図。
【図２】図１の内燃機関の気筒判別装置を制御するための制御装置の内部構成図。
【図３】図１の気筒判別装置の２枚のディスクを用いた回転角センサユニットの第一の実施例で、一方のディスクでクランク角度検出のみを行い、他方のディスクで気筒判別のみを行う構成図。
【図４】図３の回転角センサユニット構成を用いた場合の気筒判別方法における電源ＯＮ時処理の説明図。
【図５】図３の回転角センサユニット構成を用いた場合の気筒判別方法におけるデータ読み取り装置受信割り込み処理の説明図。
【図６】図３の回転角センサユニット構成を用いた場合の気筒判別方法におけるタイマー割り込み処理の説明図。
【図７】図１の気筒判別装置の１枚のディスクを用いた回転角センサユニットの第二の実施例で、１枚のディスクを用いてクランク角度検出と気筒判別との両方を行う構成図。
【図８】図７の回転角センサユニット構成を用いた場合の気筒判別方法における光電素子割り込み処理の説明図。
【図９】図７の回転角センサユニット構成における該回転角センサユニットの入出力信号波形を示す図。
【図１０】図７の回転角センサユニット構成を用いて、記憶装置を用いた気筒判別と従来の気筒判別とを併用した場合における信号発信素子停止判定処理の説明図。
【図１１】図７の回転角センサユニット構成を用いて、記憶装置を用いた気筒判別と従来の気筒判別とを併用した場合におけるデータ読み取り装置受信割り込み処理の説明図。
【図１２】図７の回転角センサユニット構成を用いて、記憶装置を用いた気筒判別と従来の気筒判別とを併用した場合における光電素子割り込み処理の説明図。
【図１３】図７の回転角センサユニット構成を用いて、記憶装置を用いた気筒判別と従来の気筒判別とを併用した場合における気筒判別ルーチンの説明図。
【符号の説明】
１　…内燃機関
２　…スロットルボディ
３　…吸気管
４　…気筒
５　…燃料タンク
６　…燃料ポンプ
７　…燃料噴射弁
８　…吸気弁
９　…排気弁
３０…制御ユニット（制御装置）
４０…回転角センサユニット
４１…ディスク
４２…光電素子
４３…突起
４４…ディスク
４５…信号発信素子
４６…読み取り装置
４７…記憶装置（気筒識別手段）
５１…ディスク
５２…光電素子
５３…信号発信素子
５４…読み取り装置
５５…記憶装置
５６…突起
【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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