(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が加速状態にあること及び減速状態にあることを検出する内燃機関の加減速検出装置において、
内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、
前記内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置をそれぞれ検出するための回転角検出信号を発生する回転角センサと、
内燃機関のクランク軸の基準回転角度位置を検出するための基準パルスを発生するパルサと、
前記回転角検出信号から検出される複数の回転角度位置をそれぞれサンプリング位置として、各サンプリング位置で前記圧力センサが検出している吸気管内圧力をサンプリングする吸気管内圧力サンプリング手段と、
前記基準パルスにより検出される基準回転角度位置を基準にして前記サンプリング位置を特定して、各サンプリング位置でサンプリングされた吸気管内圧力を記憶する記憶手段と、
各サンプリング位置で新たにサンプリングされた吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングされて前記記憶手段により記憶された前回の吸気管内圧力とを比較して、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに前記内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに前記内燃機関が減速状態にあることを検出する比較判定手段と、
を具備し、
前記回転角センサは、前記内燃機関により駆動される多極の磁石発電機内に設けられて内燃機関のクランク軸が１回転する間に複数サイクルの交流電圧を出力する発電コイルからなり、
前記吸気管内圧力サンプリング手段は、前記発電コイルが出力する交流電圧の各零クロス点に相応するクランク軸の回転角度位置及び該交流電圧の各ピーク点に相応するクランク軸の回転角度位置の少なくとも一方を前記サンプリング位置とするように構成されていること、
を特徴とする内燃機関の加減速検出装置。
【請求項２】
内燃機関が加速状態にあること及び減速状態にあることを検出する内燃機関の加減速検出装置において、
内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、
前記内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置をそれぞれ検出するための回転角検出信号を発生する回転角センサと、
内燃機関のクランク軸の基準回転角度位置を検出するための基準パルスを発生するパルサと、
前記回転角検出信号から検出される複数の回転角度位置をそれぞれサンプリング位置として、各サンプリング位置で前記圧力センサが検出している吸気管内圧力をサンプリングする吸気管内圧力サンプリング手段と、
前記基準パルスにより検出される基準回転角度位置を基準にして前記サンプリング位置を特定して、各サンプリング位置でサンプリングされた吸気管内圧力を記憶する記憶手段と、
各サンプリング位置で新たにサンプリングされた吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングされて前記記憶手段により記憶された前回の吸気管内圧力とを比較して、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに前記内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに前記内燃機関が減速状態にあることを検出する比較判定手段と、
を具備し、
前記回転角センサは、前記内燃機関が所定角度回転する毎にパルス信号を発生する信号発生装置からなり、
前記吸気管内圧力サンプリング手段は、前記信号発生装置が発生するパルス信号の立上がりに相応するクランク軸の回転角度位置及び該パルス信号の立下がりに相応するクランク軸の回転角度位置の少なくとも一方を前記サンプリング位置とするように構成されていること、
を特徴とする内燃機関の加減速検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の加速状態または減速状態を検出する内燃機関の加減速検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関を制御する際には、機関が加速状態にあるのか減速状態にあるのかを検出することが必要になることがしばしばある。例えば、内燃機関に燃料を供給する装置として、電子制御式の燃料噴射装置（ＥＦＩ）が用いられる場合には、機関が加速状態にあるか減速状態にあるかを検出して、その検出結果を加味して燃料の噴射量を決定している。
【０００３】
電子制御式燃料噴射装置は、機関の吸気管内やシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ（電磁燃料噴射弁）と、該インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、インジェクタに与える燃料の圧力をほぼ一定値に調整する圧力調整器と、内燃機関の所定の回転角度位置でインジェクタから所定量の燃料を噴射させるようにインジェクタを制御するＥＣＵ（電子式制御ユニット）とにより構成される。ＥＣＵは、大気圧や機関の温度等の種々の制御条件に基づいて燃料の噴射量を演算する噴射量演算手段と、演算された噴射量の燃料をインジェクタから噴射させるように、インジェクタに駆動信号を与える駆動回路とを備えていて、所定の空燃比の混合気が機関のシリンダ内に供給されるように、各種の制御条件に応じてインジェクタを制御する。
【０００４】
この種の燃料噴射装置においては、インジェクタから噴射させる燃料の量を決定するために、機関のシリンダ内に流入した空気の量を知る必要がある。シリンダ内に流入した空気の量を求める方法の一つとして、吸気管内の圧力（負圧）と機関の体積効率とからシリンダ内に流入した空気の量を推定する方法（Ｄジェトロ方式）が知られている。
【０００５】
このように、吸気管内の圧力と機関の体積効率とからシリンダ内に流入した空気の量を推定して燃料の噴射量を決定するようにした内燃機関においては、機関が加速状態にあるとき及び減速状態にあるときに、応答遅れにより混合気の空燃比がリーンになったりリッチになったりすることがある。即ち、運転者が機関を加速するためにスロットルバルブを急に開いたときには、スロットルバルブの開度の変化に伴う吸気管内の圧力の変化が検出されてシリンダ内に流入する空気の量の推定値が修正されるまでに遅れが生じるため、ＥＣＵが演算する燃料の噴射量が実際に機関が要求している噴射量よりも少なめになり、混合気がリーン側にずれる。また運転者が機関を減速するために、スロットルバルブを急に閉じた場合には、上記と同じ応答遅れにより、ＥＣＵが演算する混合気の量が機関が要求する量よりも多めになり、混合気がリッチになる。そのため、機関の加速時及び減速時の応答遅れを考慮せずに燃料の噴射量を制御すると、加速時及び減速時に機関の排気エミッションが悪化したり、機関のドライバビリティーが悪化したりする。
【０００６】
上記の問題を解決するため、電子制御式の燃料噴射装置においては、機関の加速状態及び減速状態を検出する手段を設けて、これらの状態が検出されたときに、シリンダ内に流入した空気量の推定値に基づいて演算された燃料の噴射量を補正することにより、混合気の空燃比を適正な範囲に保って、良好な排気のエミッションや、トライバビリティを確保するようにしている。
【０００７】
また燃料の噴射量を制御する場合に限らず、例えば機関の点火時期を制御する際にも、機関の加速性能を良好にしたり、排気ガスの成分を良好にしたりするために、機関の加速状態及び減速状態を加味した制御を行うことがある。
【０００８】
従来の燃料噴射装置では、機関の加速状態及び減速状態を検出する方法として、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサを設けて、このセンサの出力から、一定の時間内にスロットルバルブ開度が増速側または減速側に所定量変化したことが検出された時に、機関が加速状態または減速状態にあると判定する方法を採用していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の内燃機関では、スロットル開度の変化から機関の加速状態及び減速状態を検出していたため、スロットルポジションセンサを必要とし、コストが高くなるのを避けられなかった。
【００１０】
本発明の目的は、スロットルポジションセンサを用いずに、吸気管内の圧力の変化から機関の加速状態及び（または）減速状態を検出することができるようにした内燃機関の加減速検出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関が加速状態にあること及び（または）減速状態にあることを検出する内燃機関の加減速検出装置に係わるものである。
【００１２】
本発明に係わる検出装置においては、下記の方法で内燃機関の加減速を検出する。即ち、内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置を、内燃機関の吸気管内圧力をサンプリングするサンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置で機関の吸気管内圧力をサンプリングし、サンプリングした吸気管内圧力を記憶しておく。そして、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力と比較し、その比較の結果から内燃機関が加速状態にあること及び（または）減速状態にあることを検出する。
【００１３】
即ち、新たにサンプリングした吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力と比較した結果、新たにサンプリングした吸気管内圧力が前回サンプリングした吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングした吸気管内圧力が前回サンプリングした吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに内燃機関が減速状態にあることを検出する。
【００１４】
上記のように、内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置を、内燃機関の吸気管内の圧力をサンプリングするサンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力と比較することにより、内燃機関が加速状態にあること及び（または）減速状態にあることを検出するようにすると、スロットルポジションセンサを用いることなく機関の加速状態及び（または）減速状態を検出することができるため、コストの削減を図ることができる。
【００１５】
なお、吸気管内圧力から加速状態及び減速状態を検出するに当り、各サンプリング位置で検出した吸気管内圧力を所定の判定レベルと比較することが考えられるが、吸気管内圧力は機関の行程変化に伴って大きく脈動するため、各サンプリング位置で検出した吸気管内圧力を所定の判定レベルと比較したのでは、加減速状態を適確に検出することができない。また吸気管内圧力の脈動の影響をなくすために、吸気管内圧力を１燃焼サイクルに亘って積分して、その積分値を所定の判定レベルと比較する方法をとることも考えられるが、このような方法によった場合には、１燃焼サイクルを待たないと機関の各回転角度位置における加減速状態を検出することができないため、機関を各瞬時の加減速状態に応じてリアルタイムで制御することができない。
【００１６】
これに対し、上記のように、新たに検出された（現在の）吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の吸気管内圧力とを比較する方法をとるようにすると、機関の行程変化に伴う吸気管内圧力の脈動が大きい場合でも、機関の各瞬時における加速状態及び減速状態を遅滞なく明確に検出することができる。
【００１７】
上記の加減速検出方法は、単気筒内燃機関にも多気筒内燃機関にも適用することができる。多気筒内燃機関において、各気筒毎に吸気管が設けられている場合には、いずれか一つの吸気管の圧力をサンプリングするようにすればよい。
【００１８】
なお、スロットルバルブが設けられた一つの吸気管をサージタンクを介して複数の気筒の吸気ポートに接続するようにした内燃機関に上記の検出方法を適用する場合には、サージタンク内の圧力をサンプリングすることにより、吸気管内圧力を間接的に検出するようにしてもよい。サージタンク内の圧力は機関の行程変化に伴う脈動が比較的少いが、行程変化に伴う脈動の影響をなくすことはできないため、サージタンク内の圧力から吸気管内圧力を検出する場合にも、各サンプリング位置で検出した吸気管内圧力を１燃焼サイクル前にサンプリングされた吸気管内圧力と比較する方法をとることが有用である。
【００１７】
即ち、上記の検出方法は、吸気管内圧力を直接検出する場合、及びサージタンク内で間接的に検出する場合のいずれの場合にも適用できるので、汎用性を持たせることができる。
【００１８】
本発明に係わる内燃機関の加減速検出装置は、上記の検出方法を実施するために用いる装置であって、内燃機関の吸気管内圧力を検出する圧力センサと、内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置をそれぞれ検出するための回転角検出信号を発生する回転角センサと、内燃機関のクランク軸の基準回転角度位置を検出するための基準パルスを発生するパルサと、回転角検出信号から検出される複数の回転角度位置をそれぞれサンプリング位置として、各サンプリング位置で圧力センサが検出している吸気管内圧力をサンプリングする吸気管内圧力サンプリング手段と、基準パルスにより検出される基準回転角度位置を基準にしてサンプリング位置を特定して、各サンプリング位置でサンプリングされた吸気管内圧力を記憶する記憶手段と、各サンプリング位置で新たにサンプリングされた吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングされて前記記憶手段により記憶された前回の吸気管内圧力とを比較して、各サンプリング位置で新たにサンプリングされた吸気管内圧力が１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置で前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに前記内燃機関が減速状態にあることを検出する比較判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００１９】
上記回転角センサとしては、内燃機関により駆動される多極の磁石発電機内に設けられて内燃機関のクランク軸が１回転する間に複数サイクルの交流電圧を出力する発電コイルを用いることができる。この場合、吸気管内圧力サンプリング手段は、発電コイルが出力する交流電圧の各零クロス点に相応するクランク軸の回転角度位置及び該交流電圧の各ピーク点に相応するクランク軸の回転角度位置の少なくとも一方をサンプリング位置とするように構成する。
【００２０】
上記のように、内燃機関に取り付けられる磁石発電機内の発電コイルを回転角センサとして利用するようにすると、回転角センサを特別に設ける必要がないため、内燃機関の構成を複雑にすることなく、またコストの上昇を招くことなく本発明を実施することができる。
【００２１】
また上記回転角センサとしては、内燃機関が所定角度回転する毎にパルス信号を発生する信号発生装置（エンコーダ）を用いることもできる。この場合、吸気管内圧力サンプリング手段は、信号発生装置が発生するパルス信号の立上りに相応するクランク軸の回転角度位置及び該パルス信号の立下がりに相応するクランク軸の回転角度位置の少なくとも一方をサンプリング位置とするように構成される。
【００２２】
また機関が微小角度回転する毎に発生させるパルス幅が等しい一連のパルスの発生間隔を一部で不等間隔としておいて、等角度間隔で発生するパルスを回転角検出パルスとして認識し、不等間隔で発生したパルスを基準パルスとして認識する手法をとることにより、回転角検出パルスと基準パルスとを識別することもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１はＥＣＵにより内燃機関を制御するシステムの構成例を示した構成図である。図示の内燃機関１は単気筒の４サイクル機関で、シリンダ１ａと、ピストン１ｂと、ピストン１ｂにコンロッドを介して連結されたクランク軸１ｃと、吸気ポート１ｄ及び排気ポート１ｅを有するシリンダヘッド１ｆと、吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉する吸気バルブ１ｇ及び排気バルブ１ｈと、クランク軸１ｃにより駆動されるカム軸１ｉと、カム軸１ｉの回転に伴って吸気バルブ１ｇ及び排気バルブ１ｈを駆動するバルブ駆動機構１ｊと、吸気ポート１ｄに接続された吸気管１ｋとを備えており、吸気管１ｋ内にはスロットルバルブ１ｍが設けられている。
【００２４】
内燃機関１のシリンダヘッドには点火プラグ２が取り付けられ、この点火プラグ２は、点火コイルＩＧの二次コイルに高圧コードを通して接続されている。
【００２５】
また内燃機関の吸気管１ｋには、インジェクタ（電磁燃料噴射弁）３が取り付けられている。図示のインジェクタ３は、燃料噴射口を先端に有し、燃料供給口を後端部寄りに有するインジェクタボディと、該インジェクタボディ内で燃料噴射口を開く位置（開位置）と閉じる位置（閉位置）との間を変位し得るように設けられたバルブ部材と、該バルブ部材を常時閉位置側に付勢する付勢手段と、バルブ部材を開位置側に駆動するソレノイドとを備えた周知のもので、ソレノイドに駆動電流が与えられている間その燃料噴射口を開いて内燃機関の吸気管内に燃料を噴射する。
【００２６】
４は機関に供給する燃料を蓄える燃料タンク、５は燃料タンク４内の燃料をインジェクタ３に供給する電動燃料ポンプ、６はインジェクタ３の燃料供給口につながる管路に接続された圧力調整器で、圧力調整器６は、インジェクタ３に与えられる燃圧が設定値を超えたときに燃料ポンプ５から供給される燃料の一部を燃料タンク４に戻すことにより、燃圧をほぼ設定値に保つように調整する。
【００２７】
このように、インジェクタ３に与えられる燃圧はほぼ一定に保たれているため、インジェクタ３から噴射する燃料の量（燃料噴射量）は、インジェクタ３の噴射口が開いている時間により決まる。インジェクタ３の噴射口が開いている時間は、インジェクタに駆動電流を与える時間によりほぼ決まる。したがって、燃料噴射量を制御する際には、各種の制御条件に応じて機関が要求する燃料噴射量を演算するとともに、その噴射量を得るために必要な噴射時間を求め、所定の噴射タイミングが検出されたときに演算された噴射時間の間インジェクタに駆動電流を与えて、燃料の噴射を行わせる。
【００２８】
７は機関のクランク軸１ｃにより駆動される磁石発電機で、図示の磁石発電機は、クランク軸１ｃに取り付けられた磁石回転子７ａと、機関のケース等に固定された固定子７ｂとからなっている。図示の磁石回転子７ａは、クランク軸１ｃに取り付けられたカップ状のフライホイール７ｃと、このフライホイールの内周に取り付けられた複数の永久磁石７ｄとを備えた周知のフライホイール磁石回転子からなっている。また固定子７ｂは、多数の歯部が放射状に形成された多極星形鉄心と、該鉄心の多数の歯部にそれぞれ巻回された多数の発電コイルとからなっていて、固定子７ｂを構成する多極星形鉄心の各歯部の先端の磁極部が磁石回転子７ａの磁極部に所定のギャップを介して対向させられている。
【００２９】
また８はインジェクタからの燃料噴射量と機関の点火時期とを制御するＥＣＵ、９は磁石発電機７の固定子に設けられたバッテリ充電用発電コイルの出力電圧Ｖｂによりレギュレータ１０を通して充電されるバッテリで、バッテリ９の出力電圧は、電動燃料ポンプ５の電源端子とＥＣＵ８の電源端子とに与えられている。ＥＣＵ８内には、バッテリの電圧をマイクロコンピュータを駆動するのに適した定電圧に調整する電源回路が設けられていて、該電源回路からマイクロコンピュータの電源端子に電源電圧が印加されている。
【００３０】
ＥＣＵ８には、インジェクタ３から噴射させる燃料の量を制御するための制御条件と、機関の点火時期を制御するための制御条件とを検出する各種のセンサの出力が入力されている。
【００３１】
図示の例では、吸気管１ｋ内の圧力を検出する圧力センサ１２と、機関の吸気温度を検出する吸気温度センサ１３と、機関の冷却水の温度を検出する水温センサ１４とが設けられていて、これらのセンサの出力がＥＣＵ８のＡ／Ｄ入力ポートに入力されている。
【００３２】
また機関の回転情報（回転角度位置情報及び回転速度情報）を得るため、パルサ１５が設けられていて、このパルサの出力がＥＣＵ８に入力されている。パルサ１５は、フライホイール７ｃの外周に形成された突起または凹部からなるリラクタ７ｅのエッジを検出してパルスを発生するもので、例えば、リラクタ７ｅに対向する磁極部を先端に有する鉄心と、該鉄心に磁気結合された永久磁石と、該鉄心に巻回された信号コイルとにより構成されている。
【００３３】
パルサ１５は、リラクタ７ｅの回転方向の前端縁を検出したとき、及び該リラクタ７ｅの回転方向の後端縁を検出したときにそれぞれ極性が異なる対のパルスを発生する。これら対のパルスの内の一方が基準パルスとして用いられ、該基準パルスにより機関のクランク軸の基準回転角度位置（クランク角の計測を行う際の基準となる位置）が検出される。
【００３４】
図示の例では、図４（Ｃ）に示すように、パルサ１５がリラクタ７ｅの前端縁を検出したとき及び後端縁を検出したときにそれぞれ負極性のパルスＶp1及び正極性のパルスＶp2を発生するようになっていて、これらのパルスの内、正極性パルスＶp2が基準パルスとして用いられるようになっている。ＥＣＵ８は、基準パルスＶp2が発生したことを認識したときに、機関のクランク軸の回転角度位置が基準回転角度位置に一致したことを検出する。図示の内燃機関は４サイクル機関であるため、１燃焼サイクル当たり基準パルスＶp2が２回発生する。
【００３５】
また図示の例では、磁石発電機７の固定子の鉄心の一つの歯部に巻回された発電コイルが回転角センサ１６として用いられ、この回転角センサを構成する発電コイルの出力電圧Ｖg がＥＣＵ８に入力されている。
【００３６】
ＥＣＵ８内には、インジェクタ駆動回路と、点火コイルＩＧの一次電流を制御する一次電流制御回路とが設けられていて、インジェクタ駆動回路の出力端子及び一次電流制御回路の出力端子にそれぞれインジェクタ３及び点火コイルＩＧの一次コイルが接続されている。
【００３７】
ＥＣＵ８は、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより、回転速度演算手段、吸入空気量推定手段、噴射量演算手段、噴射量補正手段、噴射指令発生手段、点火時期演算手段、点火信号発生手段等の各種の機能実現手段を実現する外、パルサ１５、回転角センサ１６及び圧力センサ１２とともに、機関の加速状態及び減速状態を検出する加減速検出装置を構成する加減速検出手段を実現する。
【００３８】
図２は、図１に示したシステムのハードウェアの構成と、ＥＣＵ８内のマイクロコンピュータと該マイクロコンピュータが実行するプログラムとにより構成される機能実現手段の構成とをブロック図で示したものである。図２において、インジェクタ駆動回路８０１及び一次電流制御回路８０２はＥＣＵ８内にハードウェア回路として設けられ、加減速検出手段８０３、回転速度演算手段８０４、吸入空気量推定手段８０５、噴射量演算手段８０６、噴射量補正手段８０７、噴射指令発生手段８０８、点火時期演算手段８０９及び点火信号発生手段８１０は、ＥＣＵ８内のマイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより構成される。
【００３９】
以下、図２の各部の構成を説明する。
先ず、本発明に係わる加減速検出手段８０３について説明する。加減速検出手段８０３は、本発明の加減速検出方法を用いて、内燃機関が急加速状態等の設定された加速状態にあること、及び急減速状態等の設定された減速状態にあることを検出するもので、図３に示すように、吸気管内圧力サンプリング手段８Ａと、記憶手段８Ｂと、比較判定手段８Ｃとにより構成される。
【００４０】
吸気管内圧力サンプリング手段８Ａは、回転角センサ１６が出力する回転角検出信号から検出される複数の回転角度位置をそれぞれサンプリング位置として、各サンプリング位置で圧力センサが検出している吸気管内圧力Ｐｂをサンプリングする。
【００４１】
図１に示した例では、前述のように、回転角センサ１６が磁石発電機７内に設けられた一つの発電コイルからなっていて、図４（Ｂ）に示すように、クランク角θに対してほぼ正弦波状の回転角検出信号Ｖａを出力する。図示の例では、回転角検出信号Ｖａがクランク軸の１回転当たり６サイクル発生する。このように正弦波状の回転角検出信号Ｖａを用いる場合には、その波形の零クロス点及びピーク点を検出することにより、クランク軸の複数の回転角度位置の情報を得ることができる。ここでは、１燃焼サイクルの間（クランク軸が２回転する間）に回転角検出信号Ｖａに現れる２４個の零クロス点にそれぞれ対応するクランク軸の２４個の回転角度位置ａないしｘをそれぞれ吸気管内圧力のサンプリング位置としている。
【００４２】
記憶手段８Ｂは、パルサ１５が発生する基準パルスＶp2（図４Ｃ参照）により検出される基準回転角度位置を基準にしてサンプリング位置を特定して、各サンプリング位置でサンプリングされた吸気管内圧力とそのサンプリング位置とをＲＡＭに記憶する。図４に示した例では、１燃焼サイクルの開始時にパルサ１５が基準パルスＶp2を発生した直後に現れる回転角検出信号Ｖａの零クロス点をサンプリング位置ａとして特定し、以下１燃焼サイクルの期間に順次現れる零クロス点をそれぞれサンプリング位置ｂ，ｃ，…，ｘとして特定して、これら２４個のサンプリング位置ａ，ｂ，…，ｘでそれぞれサンプリングした吸気管内圧力Ｐｂをそれぞれのサンプリング位置とともに記憶するようにしている。
比較判定手段８Ｃは、各サンプリング位置で新たに吸気管内圧力がサンプリングされる毎に、サンプリングされた吸気管内圧力と１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングされて記憶手段８Ｂにより記憶されている前回の吸気管内圧力とを比較して、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングされた吸気管内圧力が前回サンプリングされた吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに内燃機関が減速状態にあることを検出する。
【００４３】
図４（Ａ）の実線で示した曲線イは、４サイクル内燃機関がほぼ一定の回転速度で回転している定常状態における吸気管内圧力Ｐｂの変化を示している。これに対し、破線で示した曲線ロは、クランク角θ1 の位置でスロットルバルブを開いて急加速操作をしたときの吸気管内圧力の変化を示している。このように、機関の加速時には、スロットルバルブが開かれることにより吸気管内の圧力が上昇するため、この圧力上昇を検出することにより機関が加速状態にあることを検出することができる。
【００４４】
また機関が減速状態にあるときには、図４（Ａ）に破線で示した例とは逆に、吸気管内圧力が定常運転時よりも低下するため、各サンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力が１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力よりも所定のレベルだけ低くなっていることを検出することにより、機関が減速状態にあることを検出することができる。
【００４５】
即ち、本発明に係わる加減速検出方法においては、内燃機関のクランク軸１ｃの複数の回転角度位置ａ，ｂ，ｃ，…を、内燃機関の吸気管内圧力をサンプリングするサンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置で圧力センサ１２が検出している吸気管内圧力をサンプリングし、サンプリングした吸気管内圧力を、そのサンプリング位置とともにＲＡＭに記憶させておく。そして、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に、新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力と比較して、新たにサンプリングした吸気管内圧力が前回同じ位置でサンプリングした吸気管内圧力よりも所定レベル以上高いときに内燃機関が加速状態にあることを検出し、新たにサンプリングした吸気管内圧力が前回サンプリングした吸気管内圧力よりも所定レベル以上低いときに内燃機関が減速状態にあることを検出する。
【００４６】
加速の程度、及び減速の程度は、新たにサンプリングした吸気管内圧力と前回同じ位置でサンプリングした吸気管内圧力との差の時間的な変化率を見ることにより判定することができる。
【００４７】
単気筒内燃機関においては、図６の曲線ａのように、吸気管内圧力Ｐｂがクランク角θに対して脈動するため、各瞬時の吸気管内圧力を判定値と比較することにより加速状態か減速状態かを検出することはできない。同様に、各気筒毎にスロットルバルブを備えた吸気管が設けられた多気筒内燃機関においても、吸気管内圧力Ｐｂがクランク角θに対して脈動するため、各瞬時の吸気管内圧力を判定値と比較することにより加速状態か減速状態かを検出することはできない。
【００４８】
これに対し、本発明のように、各サンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした吸気管内圧力と比較することにより、吸気管内圧力の変化を検出するようにすると、吸気管内圧力の脈動の影響をなくして、加速操作に伴う吸気管内圧力の変化及び減速操作に伴う吸気管内圧力の変化を適確に検出して、加速状態及び減速状態の検出を正確に行うことができる。
【００４９】
なお、図６の曲線ｂは、一つの吸気管がサージタンクを介して３つの気筒の吸気ポートにつながっている３気筒４サイクル内燃機関のサージタンク内の圧力変化を示したものである。このように、サージタンク内の圧力は機関の行程変化に伴う脈動が比較的少いため、サージタンクの圧力から吸気管内圧力を間接的に検出するとスロットル開度の変化に伴う吸気管内圧力の変化を比較的容易に検出することができる。しかし、サージタンク内の圧力から吸気管内圧力を検出する場合も、行程変化に伴う脈動の影響をなくすことはできないため、本発明のように、各サンプリング位置で検出した吸気管内圧力を１燃焼サイクル前にサンプリングされた吸気管内圧力と比較する方法をとることが有用である。
【００５０】
上記の例では、図４（Ｂ）に示した回転角検出信号の零クロス点により検出される回転角度位置をサンプリング位置としたが、回転角検出信号の正負のピーク点により検出される回転角度位置をサンプリング位置とすることもでき、零クロス点と正負のピーク点との双方をサンプリング位置とすることもできる。零クロス点とピーク点との双方をサンプリング位置とすると、サンプリング間隔を短くすることができるため、更にきめ細かく吸気管内の圧力変化を検出して加速状態及び減速状態の検出を正確に行うことができる。
【００５１】
上記の例では、回転角センサとして機関により駆動される磁石発電機内の発電コイルを用いたが、回転角センサとしては、内燃機関が所定角度回転する毎にパルス信号を発生する信号発生装置を用いることもできる。この場合、吸気管内圧力サンプリング手段は、信号発生装置が発生するパルス信号の立上りに相応するクランク軸の回転角度位置及び該パルス信号の立下がりに相応するクランク軸の回転角度位置の少なくとも一方をサンプリング位置とするように構成する。
【００５２】
機関の所定の角度毎にパルスを発生する信号発生装置としては、例えば、機関始動用電動機により駆動されるピニオンギアを噛み合わせるために、フライホイールの外周に取り付けられたリングギアの歯を検出してパルス信号を発生するようにしたもの（ギアセンサ）を用いることができる。また回転する部材の回転角度位置を検出するために一般に用いられているロータリエンコーダを上記回転角センサとして用いることができる。
【００５３】
図５（Ｂ）は、一つのエンコーダから基準パルスと回転角検出パルスとを発生させた参考例を示したもので、この例では、クランク軸の１回転当たり１回だけ幅が広いパルスＶp1を発生させるとともに、幅が狭いパルスＶp2を細かい間隔で多数回発生させて、幅が広いパルスＶp1を基準パルスとし、幅が狭いパルスＶp2を回転角検出パルスとしている。なお図５（Ａ）は図４（Ａ）と同様な吸気管内圧力の変化を示している。
【００５４】
上記の例では、吸気管内圧力のサンプリング間隔を等間隔としているが、吸気管内圧力のサンプリング間隔は不等間隔でもよい。
【００５５】
本実施形態では、図３に示した加減速検出手段８０３と、圧力センサ１２と、パルサ１５と、回転角センサ１６とにより、本発明に係わる加減速検出装置が構成されている。
【００５６】
次に、図１及び図２に示した制御システムにおいて、ＥＣＵ８により実現される加減速検出手段以外の機能実現手段を説明すると、回転速度演算手段８０４は、各瞬時における内燃機関の回転速度を検出するために設けられたもので、この回転速度演算手段は、パルサ１５が出力するパルスの発生間隔から機関の回転速度を演算する。
【００５７】
吸入空気量推定手段８０５は、シリンダ内に流入する空気の量を推定するために設けられたもので、圧力センサ１２が検出した吸気管内圧力と、内燃機関の体積効率とから機関のシリンダ内に流入する空気の量を推定する。
【００５８】
噴射量演算手段８０６は、吸入空気量推定手段８０５により推定された吸入空気量、吸気温度センサ１３により検出された吸気温度、水温センサ１４により検出された機関の冷却水温度、回転速度演算手段８０４により演算された機関の回転速度等の制御条件に対して燃料噴射量を演算する。噴射量を演算する際には、図示の条件の他、大気圧等の更に他の条件を制御条件とすることもある。
【００５９】
噴射量補正手段８０７は、加減速検出手段８０３により内燃機関が設定された加速状態（例えば急加速状態）にあることが検出されたときに、噴射量演算手段８０６が演算した噴射量を増量するように補正し、機関が設定された減速状態（例えば急減速状態）にあることが検出されたときに噴射量演算手段８０６により演算された噴射量を減量するように補正する。この補正は、例えば、噴射量演算手段８０６により演算された噴射量に補正係数を乗じることにより行われる。
【００６０】
噴射量補正手段８０７はまた、機関の始動時に機関の温度（冷却水温度）が低いときに噴射量を増量する補正等を行うこともある。
【００６１】
噴射指令発生手段８０８は、噴射量演算手段８０６により演算され、必要に応じて（機関の加速状態または減速状態が検出されたときに）噴射量補正手段８０７により補正された量の燃料をインジェクタから噴射させるために必要な噴射時間を演算して、パルサ１５の出力から得られる回転角度情報に基づいて所定の噴射タイミングが検出された時に演算した噴射時間に相当する信号幅を有する噴射指令信号をインジェクタ駆動回路８０１に与える。
【００６２】
インジェクタ駆動回路８０１は、噴射指令信号が発生している間インジェクタ３に駆動電流を与えて、該インジェクタから燃料を噴射させる。
【００６３】
点火時期演算手段８０９は、回転速度演算手段８０４により演算された回転速度に対して内燃機関の点火時期を演算する。
【００６４】
点火信号発生手段８１０は、例えばパルサ１５が特定のパルスを発生した時に点火時期演算手段により演算された点火時期の検出を開始して、演算された機関の点火時期が検出された時に一次電流制御回路８０２に点火信号を与える。
【００６５】
一次電流制御回路８０２は、点火信号が与えられた時に点火コイルＩＧの一次電流に急激な変化を生じさせて、該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。この点火用高電圧は点火プラグ２に印加されるため、点火プラグ２で火花放電が生じて機関が点火される。
【００６６】
上記の説明では、機関の加速時及び減速時の燃料噴射量を補正するために、内燃機関の加速状態及び減速状態の双方を検出するようにしているが、加減速状態を検出する目的によっては、加速状態及び減速状態の一方のみを検出するようにしてもよい。
【００６７】
上記の例では、４サイクル内燃機関を例にとったが、２サイクル内燃機関にも本発明を適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内燃機関のクランク軸の複数の回転角度位置を、内燃機関の吸気管内の圧力をサンプリングするサンプリング位置として定めておいて、各サンプリング位置で吸気管内圧力をサンプリングする毎に新たにサンプリングした吸気管内圧力を１燃焼サイクル前の同じサンプリング位置でサンプリングした前回の吸気管内圧力と比較することにより、内燃機関が加速状態にあること及び（または）減速状態にあることを検出するようにしたので、スロットルポジションセンサを用いることなく機関の加速状態及び（または）減速状態を検出することができ、コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＥＣＵを用いて内燃機関を制御する制御システムの一例を示した構成図である。
【図２】  図１の制御システムの構成例を示したブロック図である。
【図３】  本発明に係わる加減速検出装置の構成例を示したブロック図である。
【図４】  本発明の実施形態における機関の吸気管内圧力の変化と、回転角センサの出力波形と、基準パルスの波形とを示した波形図である。
【図５】  本発明で用いる回転角センサから出力させるパルスの波形の変形例を吸気管内圧力の変化の一例とともに示した波形図である。
【図６】  単気筒内燃機関の吸気管内圧力の変化と、３気筒内燃機関のサージタンク内圧力の変化とを示した線図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、１ｋ…吸気管、２…点火プラグ、３…インジェクタ、７…磁石発電機、８…ＥＣＵ，１２…圧力センサ、１３…吸気温度センサ、１４…水温センサ、１６…回転角センサ。
【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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