(57)【要約】【課題】クランキング時により短時間に、更にはクランキング開始前から気筒判別を可能にする。【解決手段】カムシャフトに取付けられる気筒毎の弁駆動用のカムＣ１〜Ｃ４のそれぞれに対し、カムシャフトの回転方向で所定の位置にて、各カムＣ１〜Ｃ４のカムノーズ部Ｎの到達を検出する位置センサＳ１〜Ｓ４を設ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンにおいて、カムシャフトに取付けられる気筒毎の弁駆動用のカムのそれぞれに対し、カムシャフトの回転方向で所定の位置にて、各カムのカムノーズ部の到達を検出する位置センサを設けたことを特徴とするエンジンの気筒判別装置。
【請求項２】
前記所定の位置は、吸気行程の気筒のカムのカムリフトが増大過程にあるカムシャフトの回転位相のときに、いずれかの気筒のカムのカムノーズ部が位置する回転位置であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項３】
前記位置センサは、カムに対し、その外周側から対向するように配置することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項４】
前記位置センサは、カムに対し、カムシャフト軸方向から対向するように配置することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの気筒判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの気筒判別装置としては、クランク角センサとカム角センサとを用いて気筒判別を行うものが知られており、特許文献１に記載の技術では、クランキング後、短時間に気筒判別を行うため、カム角センサ側のカム角検出用ロータの形状を３６０°／気筒数毎に異ならせている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９４２１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の気筒判別装置では、カムシャフト及びクランクシャフトがそれぞれ所定角度回転しないと気筒判別ができない。このため、エンジン始動時（クランキング時）は気筒判別不能で、始動時間短縮化のためには、全ての気筒に燃料を噴射する必要があり、これによって始動時の未燃ＨＣの排出量が増大するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、より短時間に気筒判別を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、カムシャフトに取付けられる気筒毎の弁駆動用のカムのそれぞれに対し、カムシャフトの回転方向で所定の位置にて、各カムのカムノーズ部の到達を検出する位置センサを設ける構成とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、クランキング開始前の停止状態においても、多くの場合、いずれかの位置センサがカムノーズ部を検出することで、現在のクランクシャフトの回転位相を認識でき、クランキング開始前から気筒判別が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示すエンジンの概略平面図、図２は図１の矢視Ａ方向から見たクランキング前の各気筒のカムの状態を示す図である。
【０００９】
エンジン１は、ここでは４気筒エンジン（点火順序は、＃１→＃３→＃４→＃２）とし、１気筒につき、吸気弁及び排気弁を２弁ずつ備えているものとする。従って、吸気カムシャフト２及び排気カムシャフト３には、それぞれ、４×２＝８個のカムが取付けられている。
【００１０】
エンジン１の吸気系は、エアクリーナ４、エアフローメータ５、吸気ダクト６、スロットル弁７、及び、吸気マニホールド（コレクタ）８を含んで構成される。そして、吸気マニホールド８の各気筒へのブランチ部に、気筒毎に燃料噴射弁９が設けられている。
【００１１】
ここにおいて、カムシャフト（吸気カムシャフト又は排気カムシャフトのいずれかで、ここでは吸気カムシャフト）２に取付けられる気筒毎の弁駆動用のカム（２弁の場合はいずれか一方のカム）Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれに対し、位置センサＳ１〜Ｓ４を設ける。
【００１２】
これらの位置センサＳ１〜Ｓ４は、例えば磁気センサであり、カムシャフト２の回転方向で所定の位置にて、各カムＣ１〜Ｃ４のカムノーズ部（凸部）Ｎの到達を検出するように配置しており、通常はＯＦＦであるが、カムノーズ部Ｎが近接すると、ＯＮ信号を出力する。また、本実施形態では、カムＣ１〜Ｃ４に対し、その外周側から対向するように配置している。
【００１３】
エンジン停止時、カムシャフト２（及び３）は一般的にバルブスプリングなどによる負荷を避けた位置で停止している。これは、図２に示すように、吸気カムシャフト側では吸気行程の気筒（＃１）のカムのカムリフトが増大過程（排気カムシャフト側では排気行程の気筒のカムのカムリフトが減少過程）にあるカムシャフト２（及び３）の回転位相のときである。従って、図２に示すように、このときに、いずれかの気筒（例えば排気行程にある＃３）のカムのカムノーズ部Ｎが位置する回転位置に、位置センサＣ１〜Ｃ４を配置することで、クランキング開始前からの気筒判別がより確実となる。
【００１４】
これらの位置センサＳ１〜Ｓ４の信号は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０に入力する。ＥＣＵ１０は、エアフローメータ５などから信号が入力されており、各種演算を行って、各気筒の燃料噴射弁９の燃料噴射時期、燃料噴射量を制御する。
【００１５】
気筒判別については、クランキング開始前に、ＥＣＵ１０に通電して、位置センサＳ１〜Ｓ４の信号を読込むと、いずれかの気筒のカムのカムノーズ部が対応する位置センサにより検出されることで、位置センサのうち１つがＯＮとなる。例えば＃３気筒の位置センサＳ３がＯＮであれば、＃３気筒は排気行程にあることを検出できるので、クランキング開始と同時にシーケンシャル噴射が可能となる。
【００１６】
図３は始動時の気筒判別のタイミングチャートである。
従来は、クランキング時に気筒判別するまで燃料噴射を待つと始動時間が長くなるので、一度全気筒同時噴射後、シーケンシャル噴射に移行していたため、コレクタ内の残留ＨＣをクランキング時に吸気したり、全気筒同時噴射時に吸気行程であった気筒から未燃ＨＣが多く排出されていた。
【００１７】
本案では、エンジン始動時に、クランキング（スタートスイッチＯＮ）に先立って、イグニッションスイッチＯＮと同時にＥＣＵ１０に通電すると、位置センサＳ１〜Ｓ４のうち、いずれか１つの気筒、例えば＃３気筒の位置センサＳ３からＯＮ信号が出力される。この位置センサＳ３は、対応する気筒（＃３）が排気行程にある位置でＯＮ信号を出力しているので、当該気筒（＃３）から始動時燃料噴射を開始することで、クランキング開始と同時にシーケンシャル噴射が可能となる。
【００１８】
このように、クランキング開始前から気筒判別ができるため、初爆気筒を判別でき、始動時燃料噴射を初爆気筒以降に噴射すればよいので、通常は同時噴射が必要なタイミングから各気筒へシーケンシャル噴射が可能となり、初爆気筒前のコレクタ内未燃ＨＣや、吸気行程に噴射される未燃ＨＣを大幅に削減でき、未燃ＨＣの排出を大幅に削減できると共に、無駄な燃料を吹く必要が無いので燃費の改善を図ることができる。もちろん、エンジンの始動時間を短縮することもできる。
【００１９】
また、本実施形態によれば、吸気行程の気筒のカムのカムリフトが増大過程にあるカムシャフトの回転位相のとき、すなわち、バルブスプリングの張力が弱まる通常のエンジンの停止位置のときに、いずれかの気筒のカムのカムノーズ部が位置する回転位置に、位置センサＳ１〜Ｓ４を配設することにより、クランキング開始前のエンジン停止状態から、いずれかの位置センサがカムノーズ部を検出できる可能性が高まり、クランキング開始前からの気筒判別が確実となる。
【００２０】
また、本実施形態によれば、位置センサＳ１〜Ｓ４は、カムＣ１〜Ｃ４に対し、その外周側から対向するように配置することで、カムの間隔が狭い場合でも、配置が容易となる。
【００２１】
図４及び図５には本発明の第２実施形態を示す。図４は本発明の第２実施形態を示すエンジンの概略平面図、図５は図４の矢視Ｂ方向からカム及びセンサを見た図である。
【００２２】
本実施形態では、位置センサＳ１〜Ｓ４を、各気筒のカムＣ１〜Ｃ４に対し、カムシャフト軸線方向から、対向させて、カムノーズ部Ｎを検出するようにしてある。
【００２３】
カムの外周側から対向させる場合、カムノーズ部の最大リフト近傍しか検出できず、いずれの気筒のカムノーズ部も検出できない可能性が高まるのに対し、カムシャフト軸線方向から対向させることで、いずれかの位置センサによりカムノーズ部を検出できる可能性を高めることができる。
【００２４】
図６及び図７には本発明の第３実施形態を示す。図６は本発明の第３実施形態を示すエンジンの概略平面図、図７は図６の矢視Ｃ方向からカム及びセンサを見た図である。
【００２５】
本実施形態では、＃１、＃２気筒のカムＣ１、Ｃ２に対しては、カムシャフト軸線方向で、エンジン前側から、位置センサＳ１、Ｓ２を対向配置し、＃３、＃４気筒のカムＣ３、Ｃ４に対しては、カムシャフト軸線方向で、エンジン後側から、位置センサＳ３、Ｓ４を対向配置している。
【００２６】
本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる他、例えば＃２と＃３の気筒間隔が狭く、＃２と＃３のカムの間隔が狭いときなどに配置が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すエンジンの概略平面図
【図２】図１の矢視Ａ方向から見たクランキング前の各気筒のカムの状態を示す図
【図３】始動時の気筒判別のタイミングチャート
【図４】本発明の第２実施形態を示すエンジンの概略平面図
【図５】図４の矢視Ｂ方向からカム及びセンサを見た図
【図６】本発明の第３実施形態を示すエンジンの概略平面図
【図７】図６の矢視Ｃ方向からカム及びセンサを見た図
【符号の説明】
１  エンジン
２  吸気カムシャフト
３  排気カムシャフト
９  燃料噴射弁
１０  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
Ｃ１〜Ｃ４  カム
Ｎ  カムノーズ部
Ｓ１〜Ｓ４  位置センサ（磁気センサ）
【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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