专利名称：内燃机的汽缸判定控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆等的内燃机的汽缸判定装置，尤其涉及根据内燃机旋转部中旋转角传感器(凸轮轴位置传感器)的信号对汽缸进行判定的内燃机汽缸判定控制装置。
近年来，对于车辆，尤其是机动车用内燃机，为了能适应排气方面的强制规定，同时另一方面谋求高输出，人们采用了电子控制装置，对燃料喷射量、燃料喷射时间及点火时间等进行精密控制，不断适应对所述排气的强制规定和高输出化。
对所述燃料喷射时间及点火时间进行控制时，通常必须检测曲柄角(crankangle)，同时要判定应喷射燃料及点火的汽缸，故设置旋转角度传感器，以便获知曲轴(crank shaft)的旋转角度。
上述旋转角度传感器通常做成在凸轮轴(cam shaft)等处分别设置曲柄角传感器和汽缸判别传感器，该凸轮轴以曲轴转速的1/2的速度与其同步旋转。
如上所述，使用不同的传感器检测曲柄角和判定汽缸的方法，增加了传感器的个数和生产成本，同时，根据多个传感器的检测而工作的控制系统，结构上复杂。
作为解决上述问题的手段，人们提出了这样一种方法，即采用一个旋转角传感器，根据该旋转角传感器的输出信号检测曲柄角和判定汽缸。作为该方法的揭示文献有特开平1-219341号公报、特开平5-086953号公报、特开平7-58028号公报，及特公告平7-8811号公报等。
上述揭示的技术，设有在来自曲柄角传感器的对应于多个汽缸的多个基准脉冲信号内一个基准脉冲信号结束后，立即输出汽缸判定用脉冲信号的手段，或将来自曲柄角传感器的对应于特定汽缸的基准脉冲信号的长度，设定成与来自曲柄角传感器的对应于其它汽缸的基准脉冲信号的长度不同。然后，每当输入来自传感器的脉冲信号时，计测脉冲信号的周期时间，求出前次脉冲间隔与本次脉冲间隔(周期时间)计测值的比率，并与预定值进行比较，以判定本次脉冲信号是基准脉冲信号还是汽缸判定用脉冲信号。
但是，在上述揭示的已有技术中，虽任何特定的汽缸，如第一汽缸，都能判别，可是其它汽缸需在所述第一汽缸已被判定后才能判定。因此，和第一汽缸被判定前，不能进行汽缸的判定。也即，在第一汽缸未能判定情况下，曲轴进一步旋转，直至下次第一汽缸基准脉冲出来为止的2次旋转期间，不会进行汽缸的判定，不能开始燃料喷射控制和点火时间控制。再者，在低温起动时，曲轴转动(由起动电动机强制使曲轴旋转)会引起旋转变动，并且不是连续而是断续产生爆发，造成旋转明显变化，使脉冲间隔(周期时间)变化，故直至曲轴转动时旋转稳定为止，不能对汽缸进行判定。
内燃机起动时必须要判定汽缸，这种汽缸判定延迟的结果会使内燃机起动特性变坏。
本发明的目的在于提供一种仅使用一个设于内燃机的旋转角传感器就能对所有汽缸进行可靠快速判定的内燃机汽缸判定控制装置。
本发明的另一目的在于提供一种提高内燃机起动性能的内燃机的汽缸判定控制装置。
本申请的发明者着眼于按下述方式构成旋转角传感器，即每当内燃机各汽缸活塞到达规定曲柄角位置(如，相应的汽缸活塞到达上死点(top dead center)前的规定角度位置)就产生汽缸用脉冲信号，同时每当上述内燃机曲轴到达特定的曲柄角度位置时就产生基准用脉冲信号，并且在上述情况下，来自旋转角的连续2个脉冲信号就其高电平及低电平的持续时间之间的关系，能分成对对应于内燃机汽缸数的多个模式，且该多个信号模式分别对应于活塞处在规定曲柄角度位置的汽缸。因此，本申请的发明者通过判别来自旋转角传感器的连续2个脉冲信号的信号模式，就能判别处于规定曲柄角度位置的汽缸。
故按照本发明的一个方面，车辆用内燃机的汽缸判定控制装置备有随内燃机旋转依次输出低电平(low level)和高电平(high level)构成的脉冲(pulse)信号的旋转角传感器；每当输入所述旋转角传感器来的所述脉冲信号就计测该脉冲信号的低电平持续时间及高电平持续时间，并依次加以输出的时间计测部；将来自所述时间计测部的最新高电平持续时间与紧接其前的高电平持续时间相加后输出的高电平加法部；将来自所述时间计测部的最新低电平持续时间与紧接其前的低电平持续时间相加后输出的低电平加法部；将来自上述高电平加法部已相加的高电平持续时间与来自上述低电平加法部已相加的低电平持续时间相比，并将它们的比作为第一比输出的第一比较部；将来自上述时间计测部的最新高电平持续时间与紧接其前的高电平持续时间相比，并将它们的比作为第二比输出的第二比较部；将来自上述时间计测部的最新低电平持续时间与紧接其前的低电平持续时间相比，并将它们的比作为第三比输出的第三比较部；根据上述第一、第二及第三比较部来的上述第一、第二、第三比判别活塞(piston)处于规定曲柄(crank)角度位置的汽缸的汽缸判别部。
如上构成的本发明，只使用一个旋转角传感器，利用该旋转角传感器来的连续2个最新脉冲信号，即最新2组高电平波形及低电平波形，就能迅速可靠判定所有汽缸。
按照本发明一实施例，每当上述内燃机各汽缸的活塞处于规定曲柄角度位置时，所述旋转角传感器就产生汽缸用脉冲信号，同时每当上述内燃机曲轴到达特定曲柄角度位置时就产生基准用脉冲信号。
按照本发明一实施例，所谓上述规定的曲柄角度位置就是对应的汽缸活塞到达上死点前的规定角度位置。
按照本发明一实施例，所述汽缸判定控制装置可进一步备有起动电动机(starter motor)起动所述内燃机后，响应所述旋转角传感器输出的头一个脉冲信号的低电平和高电平，对所有汽缸同时喷射燃料的同时喷射控制部；每当上述汽缸判别部判别时，对已判别该汽缸发出点火指示的点火控制部；对该已判别汽缸之后下一个应点火的汽缸发出燃料喷射指示的喷射控制部。
按照上述结构，起动时，由于响应汽缸判定前的最初脉冲信号，即一组高电平波形及低电平波形，而对所有汽缸喷射燃料，故通过对其后经汽缸判定所判定的汽缸点火能立即爆发，改善了起动特性。
按照本发明一实施例，上述汽缸判定控制装置进一步备有规定应由上述汽缸判别部进行判别的汽缸的顺序的手段；判定经上述汽缸判别部所判别的汽缸是否与上述规定的汽缸一致，当判定为一致时，判定该已判定的汽缸是正确的手段。
按照本发明一实施例，上述汽缸判定控制装置进一步包含当上述汽缸判别部判定的汽缸与上述规定的汽缸不一致时，计数该次数的手段；该次数达到规定次数时产生告警的手段。
按照上述结构，在汽缸判定正确而判定控制异常时，能防止误点火、误喷射控制。
附图简单说明
图1为含有本发明一实施例内燃机的汽缸判定控制装置的引擎系统的整体结构图；图2为表示图1引擎系统中控制单元结构的方框图；图3为图2控制单元内汽缸判定的功能框图；图4为表示将本发明应用于3汽缸内燃机时，图1引擎系统中旋转角传感器的输出信号波形图；图5为图4中旋转角传感器输出信号波形的持续时间图；图6为图5所示旋转角传感器的输出信号波形的例示图；图7表示图6所示旋转角传感器输出信号波形中用于汽缸判定的信号模式1的波形图。
图8表示图6所示旋转角传感器输出信号波形中用于汽缸判定的信号模式2的波形图。
图9表示图6所示旋转角传感器输出信号波形中用于汽缸判定的信号模式3的波形图。
图10表示图6所示旋转角传感器输出信号波形中用于汽缸判定的信号模式4的波形图。
图11为表示图1引擎系统中用于判定汽缸的判定条件和判定结果的图；图12为内燃机旋转变动状态的示意图；图13为对图7至图10所示各信号模式，表示旋转角传感器输出信号的持续时间比与汽缸判定常数设定值之间的关系的图；图14为本发明一实施例中向内燃机喷射燃料和点火控制的开始时间的示意图；图15、图16为本发明一实施例中汽缸判定、燃料喷射及点火控制的流程图；图17、图18、图19为本发明一实施例中表示汽缸判定控制的具体例的流程图20、图21为本发明另一实施例中表示汽缸判定控制的具体例的流程图；图22为将本发明应用于4汽缸内燃机时，图1引擎系统中旋转角传感器的输出信号波形的示意图。
下面，结合附图详细说明本发明内燃机汽缸判定控制装置的一实施例。
这里，本发明中所谓汽缸判定就是判定应喷射燃料及点火的汽缸，取判定对应活塞处于上死点前的规定曲柄角度范围的汽缸。
图1为含有本实施例内燃机的汽缸判定装置的引擎系统的整体结构图，图1中，内燃机1各汽缸具有活塞1a；缸体(cylinder)1b，及所述活塞1a和所述缸体1b构成的燃烧室1c，该燃烧室1c上部接有进气管16和排气管17。
从空气滤清器2输入的空气经进气通道16a通过具有节流阀4a的节流体4，由进气管16对其分配，吸入内燃机1的汽缸(cylinder)1b内。
另一方面，来自燃料箱(未图示)的燃料用燃料泵(未图示)抽吸，并加压，从喷射器5喷入进气管16，随同上述空气吸入内燃机1的汽缸1b内。
上述节流体4上安装有检测进气管压力的压力传感器(绝对压力传感器absolute pressure sensor)3，同时在上述进气管16上安装有进气温度传感器7(intake air temperature sensor)，检测进入空气的温度。
内燃机1主体的缸体1b上安装有检测冷却水温度的水温传感器(引擎冷却剂温度传感器)9，同时在排气管17上安装有氧气传感器10。
本实施例的引擎系统备有控制单元11，上述各传感器的输出安排成输入到该控制单元11。
内燃机1主体上部配备有火花塞6，该火花塞6根据控制单元11来的输出信号提供由点火线圈8产生的高电压。
检测内燃机1旋转角的旋转角传感器12内设有光电元件13和盘(转盘rotorplate)14，该盘14通常与开闭进排气阀用的凸轮轴直接相连，并以内燃机1的曲轴(省略图示)旋转速度的1/2的速度旋转。
上述盘14主体配置得可遮挡在一对光电元件13的发光元件(发光二极管light emitting diode)单元与受光元件(光电二极管ptoto diode)单元之间，且盘14主体上设有多个汽缸信号用的切口15(信号槽signal slit)。
一旦盘14旋转使汽缸信号用切口15的开口部分与光电元件13的位置一致时，来自发光元件的光到达受光元件，从而该受光元件产生脉冲信号，传送给控制单元11。因此，通过盘14的旋转，输出与内燃机曲轴的旋转角度相对应的脉冲信号，即表示各汽缸的特定曲柄角度位置的信号，形成检测喷射时间、点火时间的基准信号的基准信号。然后，将这些信号输入控制单元11。
控制单元11，如图2所示，由包含CPU(中央处理器central prosessing unit)、ROM(只读存储器read only memory)、A/D(模拟-数字analog-to-digital)变换器及包含输入电路的运算装置构成，并根据上述各传感器3、7、10及11来的输入信号及旋转角传感器12来的输入信号进行预定的运算处理，其运算结果输出使所述喷射器5动作，将必要的燃料量喷入各进气管16，同时根据曲轴旋转角在适当的点火时间使火花塞6产生点火火花。
本实施例中是以4循环3汽缸的内燃机作为实施对象的，因此在图2中，喷射器5、5′、5″表示第一至第三共3个喷射器。如下面所述，若内燃机1为4汽缸，则喷射器为4个，当然4个以下也是可以的，再有点火线圈8、8′、8″的数目也是如此，故本发明并不限定于3汽缸。
下面，说明本实施例内燃机的汽缸判定方法。
图3表示控制单元11结构中与汽缸判定有关功能部分的控制方框图，该控制单元11根据旋转角传感器12来的输出信号对内燃机的汽缸判定和判定后的内燃机进行控制。
上述旋转角传感器12根据内燃机1的旋转输出波形信号，也即输出由高电平的High(高)(H)信号和低电平的Low(低)(L)信号构成的脉冲信号。每当有信号输入时，Low、High信号时间计测部51就计测所述旋转传感器12输出的Low、High信号中低电平、高电平各自的持续时间。该计测部51最好有这样的功能，即有外部噪声输入时能作为与正常信号输入不同的输入，去除该噪声，这样，能防止噪声引起的误喷射及误点火。
High信号时间加法部52，将所述计测部51计测到的最新和紧接其前的High信号的持续时间相加，每当加法完成就依次将原有相加值更新为新的相加值。Low信号时间加法部53将所述计测部51计测到的最新和紧接其前的Low信号的持续时间相加，每当加法完成就依次将原有相加值更新为新的相加值。
High信号时间的比较部54，对所述计测部51计测到的最新和紧接其前的High信号的持续时间进行比较，输出该结果，每当比较完成就依序将原有比较结果值更新为新的比较结果值。
Low信号时间的比较部55，对所述计测部51计测到的最新和紧接其前的Low信号的持续时间进行比较，输出该结果，每当比较完成就依序将原有比较结果值更新为新的比较结果值。
Low、High信号波形检测部56，每遇旋转角传感器12来的脉冲信号的下降沿就检测Low、High信号时间计测部51输出的一组Low、High信号的输入，并将检测信号输给汽缸数加法部60。再有，当内燃机起动时，即未图示的点火钥匙开关(ignition key switch)接通(ON)后，该检测部56一旦检测到旋转角传感器12来的头一组Low、High信号，就将检测信号输出给同时喷射控制部(同时多口燃料喷射控制单元simultaneous multiport fuel injection control unit)62。于是，同时喷射控制部62将信号输出给内燃机各喷射器5、5′、5″，这些喷射器同时喷射燃料。
相加Low、High信号时间比较部57，对Low、High信号时间加法部52、53相加后的相加Low、High信号时间进行比较，并将该比较结果值输出给汽缸判别部59。每遇High信号的下降沿或Low信号的上升沿，就执行这种比较运算。
汽缸判别部59将所述相加Low、High信号时间比较部57来的比较值(运算值)、根据High信号比较部54来的最新和紧接其前的High信号的输入时间的比较值及Low信号比较部55来的最新和紧接其前的Low信号的输入时间的比较值所获得的值，和判定常数设定部58设定、输出的判定常数设定值三者进行比较。借助该比较结果，识别两组Low、High信号波形属于4种信号模式中的哪一种，并根据该识别对汽缸进行判定。
虽未图示，但判定常数设定部58输入有进气温度传感器7、水温传感器9来的各温度数据及内燃机1的曲轴旋转数，并根据这些输入值选择、设定对应于内燃机1运行状态作汽缸判定用的判定常数。
这样，内燃机1起动时，根据所述旋转角传感器12来的最初两组Low、High信号的输出，使所述51～55、57各部工作，进而汽缸判别部59对汽缸进行判定，该判定结果的信号输出给汽缸按序喷射(按序多口燃料喷射sequentialmultiport fuel injection)控制部63。由此，喷射器5、5′、5″通过所述汽缸按序喷射控制部63，分别对根据判定结果最适合于燃料喷射的汽缸喷射燃料。
汽缸判别部59向点火控制部64输出上述判定结果的信号，火花塞6通过该点火控制部64分别对判定结果为点火最佳的汽缸进行点火。
再有，汽缸判别部59将判定结果的信号提供给汽缸数加法部60和汽缸顺序比较部61。汽缸数加法部60，每当接收Low、High信号波形检测部56检测并输出一组Low、High信号的检测信号时，仅提取一个表示汽缸判别部59来的判定结果信号的信号模式号。然后，将所提取的信号模式号提供给汽缸顺序比较部61。
汽缸顺序比较部61接收来自所述汽缸判别部59的表示所判定汽缸号的信号，并与所述汽缸数加法部60来的模式数信号比较，判定模式数是否一致，判定对应于已排序汽缸的信号是否被依序检测(第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸用信号及基准判别用信号的顺序)。若输入按这种顺序产生的这些信号以外的其他信号模式，则判定为信号的误输入和控制的误动作，并将表示该判定结果的信号输出给判定异常数存储部65。
汽缸顺序比较部61，一旦判定为所述信号误输入或控制误动作，即误判定，则指示汽缸按序喷射控制部63及点火控制部64中断燃料喷射控制及点火控制。判定异常数存储部65存储所述误判定次数，若该次数超过限定次数，则向告警器，例如告警显示器(多功能显示器mulfunction indicator)66输出信号，产生告警。
图4表示旋转角传感器12的输出信号。
旋转角传感器12产生对应于内燃机1汽缸1b个数的脉冲信号P1～P3，和基准判别用的脉冲信号R(图4说明例中为一个)。
也即，在内设于图1说明的旋转角传感器12的盘14上，设有对应于汽缸数个数的汽缸信号用切口15和用于基准判别用的一个信号用切口15a。
因此，当这些信号用切口15、15a在光电元件13的发光元件单元与受光元件单元之间通过时，旋转角传感器12产生上述各信号。当信号用切口15、15a的开口部到达上述发光元件单元与受光元件单元之间时，该旋转角传感器12来的脉冲信号波形上升，成为High信号，当信号用切口15、15a结束通过时，旋转角传感器12来的脉冲信号波形下降，变为Low信号。
也即，所述旋转角传感器12来的脉冲信号波形的宽度(持续时间)与盘14的信号用缺口15的长度成比例。
对应于第一至第三各汽缸的脉冲信号波形用切口的形状，全部为相同形状，而且各脉冲信号波形的下降沿设定成比压缩过程(compression process)的上死点提前一定角度(AG2)，使相应的汽缸中，活塞处于规定的曲柄角的位置。
也即，图4所示角度AG1为产生基于旋转角传感器12中盘14的信号用切口15的信号的角度，通常使曲轴旋转角设定在上死点前65度至25度左右的范围内。同样，角度AG2使曲轴旋转角设定在上死点5度至15度左右的范围内。这些脉冲波形信号都用来生成供给燃料喷射控制部62、63及点火控制部64的信号。
图4中，依次输出从第一汽缸用信号波形至第二、第三汽缸用信号波形。然而，这种情况是按照常用3汽缸内燃机1爆发的顺序记述为第一、第二、…的。若应用的内燃机汽缸的爆发顺序不同，不言而喻，旋转角传感器输出的信号波形的名称也会随之而变。
除对应于各汽缸上死点的信号波形外，旋转角传感器12的盘14上设有信号用切口15a，以便在如第一汽缸用波形前，即第三汽缸用波形与第一汽缸用波形之间，输出基准判别用信号。
图5表示来自旋转角传感器的输入信号波形随内燃机1曲轴旋转变化的状态。由信号时间计测部51计算该输入信号中High部分和Low部分的时间。设最新输入脉冲信号的一组High、Low信号的持续时间的计测值为THnew及TLnew，设紧接该脉冲信号前的一组High、Low信号的持续时间的计测值为THold及TLold。这些计测值，每遇输入脉冲信号波形的下降沿，就依次更新。
图6为本实施例中旋转角传感器输出信号波形的一例，也即表示对应于信号用切口15a、15角度的各脉冲信号R、P1～P3中，High信号波形、Low信号波形的持续时间(用曲柄角CA表示)的一例。下面，说明图6输出信号波形。
如上所述，由于使用两组High、Low输入信号，故着眼于各个信号波形来观察，可见图4及图6中的信号存在从图6及图7至图10所示的4种信号模式。
图7所示称为信号模式1，图8所示称为信号模式2，图9所示称为信号模式3，图10所示称为信号模式4，下面进行说明。
图7至图10中，THnew、TLnew分别表示最新脉冲信号中一组High、Low信号波形的持续时间，THold、TLold分别表示紧接最新脉冲信号前的脉冲信号中一组High、Low信号波形的持续时间。
下面，参照图11说明汽缸判定。信号时间加法部52、53根据式(1)和式(2)算出High部分的计测值THold及THnew和Low部分的计测值TLold及TLnew。
∑TH＝THold+THnew式(1)∑TL＝TLold+TLnew式(1)图7中，式(1)、(2)所示上述两组运算时间的合计值(＝∑TH+∑TL)为对应于3汽缸内燃机的240CA(曲轴旋转角240°)的值。图6至图10的图面中，为了便于说明，将横轴作为时间轴和角度轴加以记述。
汽缸判别部59，通过将(a)High信号时间比较部54产生的最新和紧接其前的High信号持续时间的比较结果(THold/THnew)，(b)信号时间比较部55产生的最新和紧接其前的Low信号持续时间的比较结果(TLold/TLnew)，(c)相加High、Low信号时间比较部57产生的来自加法部52、53的相加Low信号持续时间(∑TL)和相加High信号持续时间(∑TH)的比较结果(∑TL/∑TH)，分别与判定常数设定部58所设定的相应的判定常数CCH1，CCL1，CCL2，CLOW进行比较，从而执行汽缸判定。
也即，汽缸判别部59，每遇High信号的下降沿，就判定下面式(3)～(6)所示各判定条件是否成立，由此对汽缸进行判定。
(∑TL/∑TH)＜CLOW式(3)式中，CLOW为常数(THold/THnew)≤CCH1式(4)式中，CCH1为常数(TLold/TLnew)≤CCL1式(5)式中，CCL1为常数(TLold/TLnew)≤CCL2式(6)式中，CCL2为常数也即，如图11所示，式(3)和式(4)同时成立时，将来自旋转角传感器的最新脉冲信号的一组High、Low信号及该最新脉冲信号前的脉冲信号的一组Low、High信号(即，最新的两组High、Low信号)判定为图7中的信号模式1。即，该判定时的脉冲信号波形相当于信号模式1的第一汽缸用脉冲信号波形P1的下降沿部分，该时刻第一汽缸中曲柄角为第一汽缸上死点前的角度AG2。因此，在该时刻，判定为应点火的汽缸为第一汽缸。
式(4)不成立，同时式(5)成立时，将来自旋转角传感器的最新两组High、Low信号判定为图8中信号模式2。即，该判定时的脉冲信号波形相当于信号模式2中第二汽缸用脉冲信号波形P2的下降沿部分，此时刻第二汽缸中曲柄角为第二汽缸上死点前的角度AG2。因此，此时刻判定为应点火的汽缸为第二汽缸。
式(3)不成立，同时式(6)成立时，将来自旋转角传感器的最新两组High、Low信号判定为图9中信号模式3。即，该判定时的脉冲信号波形相当于信号模式3中第三汽缸用脉冲信号波形P3的下降沿部分，此时刻第三汽缸中曲柄角为第三汽缸上死点前的角度AG3。因此，此时刻判定为应点火的汽缸为第三汽缸。
式(6)不成立时，来自旋转角传感器的最新两组Low、High信号判定为图10的信号模式4。即，该判定时的脉冲信号波形为基准判别用信号R的下降沿部分。
因此，通过将图1所示盘14上各汽缸信号用切口15及基准判别用的信号用切口15a的长度设定为适当值，并将用于判定的常数CLOW、CCH1、CCL1及CCL2设定成恰当值，就能根据旋转角传感器来的输入信号波形判定所有应点火的各汽缸号。
试举一例式(1)～(6)所示实际常数设定值，其构成如下。即，旋转角传感器来的脉冲信号波形的长度与盘14中信号用切口15及15a的长度成比例，所以各脉冲信号P1～P3中构成High的信号部分长度取对应于曲轴旋转角70度(下面称为70CA，CA为Crank Angle的略称)的值，基准判别用信号R的High部分取对应于40CA的值，该基准判别用信号R与前面第三汽缸用脉冲信号P3间的Low信号部分设定成对应于35CA的值。
因此，各汽缸用脉冲信号间Low信号部分对应于170CA，基准判别用信号与第一汽缸用脉冲信号间的Low信号部分相当于95CA。根据上述条件，即可设定常数CLOW、CCH1、CCL1、及CCL2的值如下。
内燃机1处于不变旋转状态时，输入的各汽缸用脉冲信号波形的持续时间与各信号用切口长度成比例，故各设定值可设定如下。
CLOW＝1.806CCH1＝0.786CCL1＝0.780CCL2＝2.929但是，在内燃机1实际运行状态下，通常会发生如图12所示的旋转变化。例如，设变动下限旋转数为REV1，上限旋转数为REV2，各汽缸活塞1a从压缩过程到达上死点时，旋转变慢，旋转数变为REV1。然后通过上死点，一旦到达爆发过程，旋转变块，旋转数为REV2，若下一汽缸进入压缩过程，旋转再次变慢，这样不断地发生旋转变化，故各信号用切口的长度与输入信号波形的持续时间不成比例。
图13为在内燃机1处于充分暖机状态下，就THold/THnew、TLold/TLnew及∑TL/∑TH3项表示求得的输入波形时间比。此时汽缸判定用设定值，可设定如下。
CLOW＝1.563CCH1＝0.813CCL1＝0.781CCL2＝2.030这样，通过将汽缸判定常数设定成适当值，从图13清楚可见，满足THold/THnew≤CCH1的信号模式可判定为信号模式1。但在本实施例中，满足THold/THnew≤CCH1及∑TL/∑TH＜CLOW的信号模式设定成判定为信号模式1。同样，如参照图11所作的说明那样，通过判定是否满足上述式(3)～(6)也可对各信号模式2～4作出判定。
然而，在低温条件下(如-20℃或更低)起动时，曲轴起动(由起动电动机强制使曲轴旋转)刚开始后爆发会断续进行，在连续爆发发生前旋转变动极大。因此，输入波形的时间比也变化，汽缸判定用设定值也必须设定与上述两种情况不同的值，例如，判定常数CCH1、CCL1及CCL2必须设定成比上述两种情况小的值。
本实施例如上所述，每遇汽缸用脉冲信号波形的下降沿就计算两组Low、High信号持续时间的合计值，并根据两者时间比、THold/THnew及TLold/TLnew的各时间比，对汽缸进行判定。这里，判定常数设定部58根据内燃机1的运行状态设定判定常数。即，需要根据是否(1)内燃机1处于起动状态的冷机状态，(2)起动经过一定时间后，内燃机各部分都达到润滑的状态，(3)或处于暖机状态，(4)进一步高速旋转且可忽略旋转变化的状态，(5)内燃机驱动的负荷侧惯性力矩大等运行状态，按照内燃机旋转变动状态改变判定常数。
在上述运行状态中，运行状态(1)如由内燃机的冷却水温度(即，水温传感器9的输出)及内燃机旋转数(即，旋转角传感器12的输出)判定。运行状态(2)如由冷却水温及内燃机起动后经过的时间判定。运行状态(3)如由冷却水温及内燃机起动后经过的时间判定。运行状态(4)如由冷却水温、内燃机起动后经过的时间及内燃机的旋转数判定。运行状态(5)如由车辆运行速度(即，未图示的车速传感器的输出)及燃料喷射量的多少判定。
除上述各项外，运行状态判定中也可用内燃机的进气温度等进行判定。
如上所述，取为按照内燃机1的运行状态改变汽缸判定用的判定常数。在限定的运行状态中进行汽缸判定时，不言而喻，也可将判定常数设定为不变的固定值。
作为对应于内燃机的运行状态改变判定常数的方法之一，如有用一个传感器检测运行状态，并根据该传感器的输出改变判定常数的方法。此时，图3判定常数设定部58内设有数值表70，该表70根据检测运行状态的传感器(例如，水温传感器9)输出的信号代表的检测值，读出判定常数。表70也可作成一元表读出与传感器输出的检测值成比例的判定常数。表70也可作成传感器来的检测值每变化一规定值，判定常数也变化一规定值。
另外，还有采用多个传感器检测运行状态，并根据该多个传感器的输出改变判定常数的方法。此时，图3判定常数设定部58内设有变换图用以取代上述数值表，该图根据检测运行状态的多个传感器输出的信号所代表的检测值读出判定常数。该图也可作成各传感器输出的检测值每变化一规定值判定常数也变化一规定值。
不言而喻，若信号用切口15及15a在盘的圆周方向上长度发生变化，则旋转角传感器来的脉冲信号的High、Low信号的持续时间也发生变化，故与其相对应，必须改变判定常数的设定值。
进一步而言，内燃机1起动时，若在连续的两组Low、High信号输入前，首先由一组Low、High信号波形检测部56检测头一组Low、High信号的输入，并根据同时喷射控制部62立即进行同时喷射控制。参照图14说明该同时喷射控制时的燃料喷射状况和点火控制开始时的状况。
图14中，在时刻t0，由没有图示的起动电动机强制使内燃机的曲轴旋转。于是，第1至第3汽缸各自依次转移至吸入、压缩、爆发、排气过程，在该阶段不进行燃料喷射和点火。在时刻t0后、时刻t1前，若从旋转角传感器12输入一个脉冲(即，一组“L”(低)、“H”(高)电平信号)，则相应于“H”信号的下降沿，检测部56对同时喷射控制部62输出指示，与此相应，同时喷射控制部62在第1至第3各汽缸同时喷射燃料(同时多口喷射燃料)。即，在时刻t1，不能判别哪个汽缸的活塞处于上死点前的预定曲柄角度CA2的位置，因而不能判别应喷射燃料及点火的汽缸，在第1～第3汽缸同时喷射燃料。又，在图14的例子中，由于头一组“L”、“H”信号输入是在第1汽缸的活塞位于到达上死点前的角度AGZ的范围，在第1汽缸压缩过程的终端(图14以斜线表示的位置)，进行同时喷射。因而，喷向各汽缸的燃料中，只有喷向第2汽缸的燃料被立即吸入第2汽缸的圆筒。
然后，在时刻t1后及时刻t2前，若从旋转角传感器12输入2个脉冲信号，即2组“L”、“H”信号，则相应于该第2组“H”信号的下降沿，汽缸判别部59进行汽缸判别。在图14的例子中，判定为第2汽缸的活塞处于上死点前预定曲柄角度CA2的位置。因此，在第2汽缸的压缩过程中，紧接时刻t2，由汽缸判别部59在点火控制部64产生向第2汽缸点火的点火指令，在第2汽缸的火花塞6产生点火火花。因而，第2汽缸的燃料爆发。又，由判别部59在喷射控制部53产生喷射指令，通过第3汽缸的喷嘴喷射燃料并吸入第3汽缸。
其后，同样在时刻t3前，若由旋转角传感器12输入3个脉冲信号，即3组“L”、“H”信号，则响应第3组“H”信号的下降沿，汽缸判别部59进行汽缸判别。在图14的例子中，判定为第3汽缸的活塞处于上死点前预定曲柄角度CA2的位置。因而，在第3汽缸的压缩过程中，紧接时刻t3后，由汽缸判别部59，在点火控制部64产生向第3汽缸点火的指令，第3汽缸的燃料爆发。又，由判别部59在喷射控制部53产生喷射指令，燃料喷射至第1汽缸。
这样，由启动电动机起动后，不管汽缸判定前状态如何，一旦输入2个脉冲信号，则燃料进行爆发，因而改善了起动性能。
又，在图14中，时刻t0～t2期间表示曲轴强制转动状态期间，时刻t2以后表示内燃机不借助起动电动机而通过爆发加以旋转的期间。
以往，由于在汽缸判定的时刻同时进行喷射控制，因而起动延迟。现对该状况作详细说明。在图14中，例如第2汽缸是头一个被判定的汽缸，在这种场合，在汽缸判定终了(时刻t2)的同时，进行同时喷射控制。但是，因第2汽缸压缩过程终了，燃料不吸入第2汽缸。有吸入过程的是第3汽缸，爆发从第3汽缸(时刻t3)开始。
而在本发明中，在来自旋转角传感器12的第2个脉冲信号的下降沿瞬时(时刻t2)进行爆发，已有技术在第3个脉冲信号的下降沿时刻(t3时刻)爆发，两者时间差为一组“L”、“H”信号。
一组“L”、“H”信号的输入时间差，在图14的3汽缸例子中，曲轴旋转角延迟240CA，相当于起动延迟了240CA。如上所述，由头一组输入信号进行同时喷射控制，本实施例的起动性能得到很大改善。
然后，参照图15和图16的流程图说明本实施例上述控制顺序。图15和图16表示本实施例上述控制顺序的全过程。
首先，若车辆操作者接通点火钥匙开关使内燃机1的曲轴旋转，在步骤1001中，判定是否是头一组“L”、“H”信号输入状态。该步骤对应于图3所示的检测部56。若判定为头一组“L”、“H”信号输入，则流程进至步骤1002，在该步骤1002，全部汽缸同时喷射，然后进至步骤1003。
在步骤1003，判定是否为头二组“L”、“H”信号输入，完成汽缸判定的状态。若汽缸判定完成，且判定结果为正常(“是”)，则流程进至步骤1004。在步骤1004启动每个汽缸的燃料喷射控制(顺序多口燃料喷射)和点火控制。
上述两项控制开始后，在示于图16的步骤1005中，判定汽缸是否按预定顺序依次检测。即，随着曲轴旋转，对输入信号模式的顺序，检查上次信号模式号(判定汽缸)后续的本次判定模式号是否为正确的值，是否有信号误输入及控制误动作。这一流程对应于图3所示的汽缸顺序比较部61。
判定模式的输入顺序是自图7至图10所示的顺序，即信号模式1～4的顺序，因为必须重复，若进行上述汽缸顺序以外的信号模式判定，则判定信号误输入及汽缸判定控制的误动作。
例如，若上次判定汽缸是第1汽缸，且随着曲轴旋转，将最新2组“L”、“H”信号输入的判定模式号判定为第2汽缸，则判定动作正常，在步骤1006，继续燃料喷射控制和点火控制，流程再次返回步骤1005。
这种重复一直进行到因钥匙开关关或其它原因而产生的内燃机停止指令提供控制单元11为止。
对在步骤1001或1003中，判定结果为“否”时的处理作说明。
首先，在步骤1001，在出现汽缸判定控制开始后，不能判定一组“L”、“H”信号输入的状态时，经一定时间，再次重复进行判定动作。经过一定时间后，汽缸判定控制中止。
通常，内燃机启动时，在启动电动机通电开始的同时，由控制单元11中的CPU开始时间计测。即使已经过一定时间，仍不能判定出输入信号时，判断为曲轴不旋转或没有输入旋转角传感器12的信号，汽缸判定控制中止。
然后，在步骤1003中汽缸判定为“否”时及步骤1005判定为汽缸不按顺序时，流程移至步骤1007，误判定次数记录增加1次。
即，在步骤1003判定为“否”时，在步骤1007，控制单元11的RAM中的NG(No Good)次数存贮器的值加1。该NG次数存储器保持存储内容直至电池端子释放，图1的发动机系统停电为止。即，通过释放电池端子，NG次数存储器复原。
这样，流程从使NG次数计数增加后进至步骤1008。在步骤1008，当参照过去的误判定次数，即NG存储器的当前值，例如大于10次时，因以往误动作发生次数多而设为不稳定工作状态，在步骤1009进行警报显示。该控制流程对应于图3所示判定异常数存储部65。在步骤1010中止燃料喷射控制和点火控制。
当步骤1008中NG次数小于10时，则判断为过去误动作少或仅发生偶发性的故障，流程返回步骤1003，再启动汽缸判定控制。
这里，虽然把NG判定的限定次数规定为如上所述10次，但不言而喻，在重现汽缸误判定时，不妨把该限定次数改变为其它值，例如5次，或选择更小的值。
然后，参照图17至图19，说明示于图15步骤1003的、用于汽缸判定的模式判定流程。
在步骤2001，计测来自旋转角传感器12的一个脉冲信号的间隔，即1组“L”信号的持续时间和“H”信号的持续时间，流程进至步骤2002。
该步骤2001对应于示于图3的计测部51，而步骤2002对应于示于图3的比较部55。在步骤2002，把最新的2个脉冲信号的时间TLold与时间TLnew的比与常数CCL2比较，进行大小判定，若比较结果超过常数CCL2，即为“是”，则在步骤2003，将输入信号判定为基准判别用信号(该状态表示输入信号的时间比与已说明过的图10的信号模式4有比例关系，且与示于图11的基准判别用信号的判定条件与判定结果的内容相同)。
在步骤2002，判定结果为“否”时，在步骤2004进行TLold与TLnew之比值与常数CCL1大小比较的判定。
若比较判定的结果为超过常数CCL1，即结果为“是”，则在步骤2005使控制单元11RAM中的标志(控制信号标志)1的值例如为“1”。
又，若步骤2004的判定结果为“否”，则在步骤2006，使标志1的值例如为“0”，流程进至步骤2007。该步骤2007对应于图3所示的比较部54。在步骤2007，比较最新的2个脉冲信号的时间THold与时间THnew之比值及常数CCH1，并进行大小判定，若比较结果超过常数CCH1，即结果为“是”，则在步骤2008使RAM中的标志2的值为例如“1”。若步骤2007的判定结果为“否”，则在步骤2009使标志2的值例如为“0”。流程进入示于图18的步骤2010。
步骤2010对应于图3所示的加法部52～53及比较部57。在步骤2010，比较最新的2个“L”信号时间的合计值(即∑TL)与最新二个“H”信号时间的合计值(即∑TH)之比值及常数CLOW，并进行大小判定，若比较结果为合计值之比值比常数CCL2大，即比较结果为“是”，则在步骤2011使RAM内的标志3的值例如为“1”。
若步骤2010的比较判定结果为否“，则在步骤2012使标志3的值例如为“0”。然后，在步骤2013，判定是否标志2＝“0”且标志3＝“0”。自步骤2013至步骤2017的流程对应于图3所示的判别部59。若在步骤2013，标志2及标志3的判定条件同时成立，即若判定结果为“是”，则在步骤2014判定为第1汽缸的活塞处于上死点前的AG2角度的位置。该状态表示最新的2个脉冲信号是已说明的图7的信号模式1，对应于图11所示的第1汽缸的判定条件及判定结果。
在步骤2013判定结果为“否”时，流程进至步骤2015。在步骤2015判定是否标志1＝“0”且标志2＝“1”。
当步骤2015中标志1及标志2的判定条件同时成立时，即若判定结果为“是”时，在步骤2016判定第2汽缸的活塞位于上死点前的AG2角度处。该状态表示最新的2个脉冲信号是已说明的图8的信号模式2，它对应于图11所示的第2汽缸的判定条件及判定结果。
在步骤2015判定结果为“否”时，流程进至步骤2017。在步骤2017判定是否标志1＝“1”且标志3＝“1”。
当步骤2017中，标志1和标志3的判定条件同时成立时，即若判定结果为“是”，则在步骤2018判定第3汽缸的活塞位于上死点前AG2角度处。该状态表示最新的2个脉冲信号是已说明过的图9的信号模式3，对应于图11所示的第3汽缸的判定条件及判定结果。
在步骤2018进行第3汽缸的判定后，由示于图19的步骤2020，把表示汽缸判定为正常(OK)的值，例如“1”设置至RAM中的表示汽缸判定结果的标志中。
当步骤2017判定结果为“否”时，由步骤2019把表示汽缸判定是欠佳(NG)的值，例如“0”置入表示汽缸判定结果的标志中。
最后，在步骤2021，判定是否继续进行汽缸判定。即判定用于机车运行的钥匙开关是否关闭，或由其它原因产生的内燃机停止指令是否提供给控制单元11。在步骤2021判定结果为“是”时，即继续汽缸判定控制时，再次重复示于图17的步骤2001的时间运算流程。在步骤2021判定结果为“否”时，汽缸判定终止。
如上所述，在本实施例中并行进行汽缸判定，进行同时喷射控制、燃料喷射控制及点火控制。
以上对本发明的一个实施例作了说明，但本发明不限于上述实施例，不脱离权利要求所记载的本发明的精神，可以对实施方案作出各种变换。
例如，上述实施例中，在图15的步骤1001检测“L”、“H”信号时，当输入信号的“H”、“L”的计测时间比对于内燃机的最高旋转数，由旋转角传感器应得到的输入信号波形的持续时间短得多时，认为上述计测及检测的信号不是正常的输入信号，因而作为噪声，排除其作为判定对象。这种控制规范毫不影响作为本发明目的的汽缸判定控制的效果。
同样，在图15的步骤1001中1组“L”、“H”信号的计测时间，比对于内燃机起动时发动机转数，由转角传感器应得到的波形持续时间长得多时，认为上述计测及检测的信号不是正常输入信号，因而排除其为判定对象，不言而喻与上述说明一样也是可以的。
又，在示于图15的步骤1003中，若汽缸判定结果为正常，则进行下一过程，即燃料喷射控制及点火控制的起动处理。作为替代，也可以在汽缸判定结果2次连续为正常，才进入下一过程。可进行所谓汽缸判定的2次读数。
即，从图17至图19所示的汽缸判定结果可进行2次，若通过2次汽缸判定以正确顺序检出汽缸，则在图15所示的步骤1003中，汽缸判定为正常。
这种控制规范，在内燃机起动旋转变动大时，由于必须防止汽缸误判定，进行准确的汽缸判定，这是更理想的汽缸判定方法。作为这种2次汽缸判定方式，在接收头一组“L”、“H”信号输入的时刻，也如图15的步骤1002所示，开始进行同时喷射控制中，在2次正确的汽缸判定后，通过点火立即起动，因此可获得改善起动性能的效果。
若要进一步补充，在取得2次连续的汽缸判定结果时，有下述两种方法。
第1种方法通过输入头二组“L”、“H”信号进行最初的第1次汽缸判定，再输入头二组“L”、“H”输入信号后续的另二组“L”、“H”信号，进行其后的第2次汽缸判定。
第2种方法通过输入头二组“L”、“H”信号，进行最初第1次汽缸判定，再输入包含头次判定中所使用的2组“L”、“H”信号中后半一组“L”、“H”信号及与之连续的一组信号所组成的2组“L”、“H”信号，进行其后的第2次汽缸判定。
可使用上述两种方法中的任一种。
又，图16的步骤1005中，在判定汽缸是否以正确顺序检出时，将每次实施图17至图19的流程所示的汽缸判定作为前提。代替这种办法，可在首次汽缸判定后，仅进行基准判别用信号的输入检测。即，在示于图15的步骤1003中，汽缸判定为正常后，进行示于图17的步骤2001至2003的判定，以后由示于图20及图21的流程进行控制。
对图20作说明。在步骤3001，判定步骤2020的汽缸判定结果是否为正常。当步骤3001的判定结果为“是”时，在步骤3002中，设置判定汽缸存贮器的状态(相应于图2的RAM和图3的汽缸数加法部)。
即，在步骤3002，将图19的步骤2020汽缸判定为正常的汽缸序号作为判定汽缸存贮器中的判定汽缸序号加以设定。即，若前面判定的汽缸是第1汽缸、第2汽缸、第3汽缸，则将判定汽缸存贮器分别设为1、2、3；当判定为基准判别用信号时，则将判定汽缸存贮器设为4。
接着，在步骤3003中，判定是否已输入1组“L”、“H”信号。若信号没有输入，则待机直至信号输入。在有信号输入时，即步骤3003的判定结果为“是”时，由已输入的最新一组与紧接该组的前一组共2组的“L”、“H”信号，在步骤3004判定是否为基准判别用信号。判定是否为基准判别用信号的方法与图16的步骤2002及步骤2003相同，这里省略其说明。
在步骤3004的判定结果为“是”，即判定为基准判别用信号时，流程进至步骤3005。在步骤3005，判定汽缸存贮器设定为4。然后流程进至图21的步骤3008，继续燃料喷射控制及点火控制。最后，在步骤3009，检查是否继续汽缸判定控制。若判定结果为“是”，则流程返回步骤3003的判定。
另一方面，若步骤3004的判定结果为“否”，则由步骤3006使判定汽缸存贮器计数加1。即步骤3002的设置值加1。若步骤3006中相加的结果不是4，即判定结果为“否”，则流程进至步骤3008。
若步骤3007的判定结果为“是”，即判定汽缸存贮器相加结果是4时，由于与步骤3004的判定结果相反，判定为控制系统异常，在步骤3010使NG次数存储器计数增加。该存贮器的功能与图16步骤1007相同。
如上述图20及图21所说明，在进行头一个汽缸判定后，进行基准判别用信号的确认，若对其它汽缸，通过信号波形的输入使判定汽缸存贮器计数增加，由此进行汽缸判定，则与通常汽缸判定必须运算式(1)至式(6)6个式子相比较，现在为了判定基准判别用信号只要运算(6)式就可以，可使运算所需时间为最少。由此，在内燃机高速旋转时也能准确进行运算，因而能增加汽缸判定控制的准确性、可靠性。
又，在上述实施例中，虽然对光电元件用作旋转角传感器12的情况作说明，但不言而喻，也可以使用其它检测元件代替LED的光电元件，这时，作为要求的功能，只要能产生相应于曲轴旋转的信号，可使用电磁传感器等。
又，在上述实施例中，在1组“L”信号与“H”信号输入时刻(输入信号的下降沿)立即进行同时喷射控制。作为替代，也可以在1组“L”信号和“H”信号输入后，在相继输入的“L”信号的结束点，即随后的“H”信号的上升沿，进行同时喷射控制。
如上所述，由于能改变同时喷射的定时，从内燃机特性来看，也有空转时旋转变化减少，对排放气体成分影响得到改善等好处。
再者，本发明采用1个旋转角传感器，采用与2组“H”、“L”信号输入构成的信号模式及内燃机运转状态对应的判定常数进行汽缸判定。且在起动时，在上述2组“H”、“L”信号输入前，1组“H”、“L”信号输入的时刻，早期开始燃料喷射，可谋求提高起动性能。因而，即使是上述其它实施例，也毫不影响作为本发明目的的提高汽缸判定和起动性能的功能。
上述实施例虽然是把本发明用于3汽缸内燃机的场合，但本发明也适用于4汽缸内燃机。下文，对用于4汽缸内燃机时的实施例加以说明。4汽缸场合的旋转角传感器12的脉冲信号波形如图22所示。由图22可知，在4汽缸内燃机的场合，与示于图4的3汽缸场合相比，增加了1汽缸部分(第4汽缸)的汽缸用脉冲信号P4。因而，作为信号模式，如图22所示，有信号模式1′、2′、3′、4′、5′等5种。图22的信号模式1′、2′、5′分别对应于图7的信号模式1、图8的信号模式2、图10的信号模式4。因而，在这些信号模式1′、2′、5′中，其终点，即与这些信号模式1′、2′、5′终点对应的脉冲信号P1、P2、R的每个下降沿，与上述实施例中图17～图19的处理同样，可判别对应的汽缸。
但因信号模式3′和4′相同，即使识别此二信号模式，也不能判别对应汽缸是第3汽缸还是第4汽缸。因此，在头一个脉冲信号的下降沿的时刻，识别到信号模式与信号模式3′相同时，则判定对应的汽缸是第3汽缸。然后，在下一个脉冲信号的下降沿，又识别到信号模式与信号模式3′相同时，则判别对应的汽缸是第4汽缸。这样，连续判定信号模式为信号模式3′时，认为最新的信号模式为模式4′，可判定在相应脉冲信号P4的下降沿的时刻，第4汽缸的活塞位于上死点前预定角度AG2的范围内。
这样，本发明用于4汽缸内燃机时，也能取得与3汽缸场合同样的效果。又，本发明应用于4汽缸的内燃机场合也与上述3汽缸时同样，设计可作种种变换。
由上述说明可理解，本发明的内燃机汽缸判定控制装置是使用1个旋转角传感器，产生含基准汽缸判定用信号的、与各汽缸对应的脉冲信号波形，由此，进行汽缸判定的。即，在每个根据曲轴旋转而输入的最新脉冲信号波形的下降沿，用与内燃机运转状态对应的判定常数，识别由最新2组“L”信号波形与“H”信号波形时间计算的时间比得到的信号模式，进行汽缸判定。因而与内燃机的运转状态的变动无关，尤其对起动时的旋转变化状态，也能判定内燃机的全部汽缸。
又，起动时，在汽缸判定结束前，进行同时喷射控制，若汽缸判定结束时，开始点火控制，则由于内燃机已喷射的燃料由点火火花爆发，能立即起动，因而改善了起动性能。
又，示于图15～图21的流程图是由图2控制单元11中的ROM的程序执行的，这种程序可预先写入ROM内，也可以写入软盘、CD-ROM、MO等存贮媒体，用示于图2的存贮媒体读出装置80读出该存贮媒体，经控制单元11内的输入输出接口，写入ROM内。也可以控制单元11中的输入输出接口连接外部网络，由外部网络，经输入输出接口把程序写入ROM。
对本发明的其它实施例作说明。构成示于图6的信号模式1～4的2个脉冲信号的周期比，对每个信号模式各不相同。因此，在该实施例中，对各信号模式1～4，预先求出构成这些模式的2个脉冲信号的周期比，通过求出旋转角传感器的最新2个脉冲信号的周期比，可判别该最新的2个脉冲信号属于哪个信号模式，从而，可对汽缸进行判别。
权利要求
1.一种车辆用内燃机的汽缸判定装置，其特征在于包括随着内燃机旋转，顺次输出由低电平及高电平组成的脉冲信号的旋转角传感器；每当由所述旋转角传感器输入所述脉冲信号时，计测所述脉冲信号的低电平持续时间及高电平持续时间并顺次输出的时间计测部；把所述时间计测部的最新高电平持续时间与紧接的前一高电平持续时间相加后加以输出的高电平加法部；把所述时间计测部的最新低电平持续时间与紧接的前一低电平持续时间相加后加以输出的低电平加法部；比较所述高电平加法部相加的高电平持续时间与所述低电平加法部相加的低电平持续时间，并将其比值作为第1比值加以输出的第1比较部；比较所述时间计测部的最新高电平持续时间与紧接的前一高电平持续时间，并将其比值作为第2比值加以输出的第2比较部；比较所述时间计测部的最新低电平持续时间与紧接的前一低电平持续时间，并将其比值输出作为第3比值的第3比较部；根据所述第1、第2及第3比较部的所述第1、第2及第3比值，判别活塞处于预定曲柄角位置的汽缸的汽缸判别部。
2.如权利要求1所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，在所述内燃机各汽缸的活塞每次到达预定曲柄角度位置时，所述旋转角传感器产生汽缸用脉冲信号，同时，在所述内燃机的曲柄轴到达特定的曲柄角度位置时，产生基准用脉冲信号。
3.如权利要求2所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述预定的曲柄角度位置是相应的汽缸活塞到达上死点前的预定角度位置。
4.如权利要求2所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括设定预定的多个判定常数的判定常数设定部；所述汽缸判别部通过比较所述第1、第2及第3比较部的所述第1、第2、第3比值及由所述判定常数设定部设定的多个判定常数，判别所述旋转角传感器的最新的2个脉冲信号对应于预定多个信号模式中的哪个，并由判定的信号模式判别活塞位于所述预定曲柄角度位置的汽缸。
5.如权利要求4所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述多个预定的信号模式各自由所述来自旋转角传感器的对应汽缸用脉冲信号或基准脉冲信号及其紧接的前一脉冲信号的高电平的持续时间与低电平持续时间的关系加以确定。
6.如权利要求4所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括检测所述内燃机运转状态的检测部；所述判定常数设定部相应于由所述检测部检测的内燃机的运转状态，设定所述预定的多个判定常数的值。
7.如权利要求6所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述判定常数设定部根据表示由所述检测部检测的内燃机运转状态的多个参数的1个或多个的状态，设定所述预定的多个判定常数。
8.如权利要求7所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述参数是所述内燃机的冷却水温、吸气温度、旋转数、起动后的经过时间、燃料喷射量、车辆行走速度中的至少2个。
9.如权利要求1所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，响应所述内燃机由起动电动机起动后，由所述旋转角传感器输出头一个脉冲信号的低电平及高电平，进行全部汽缸同时燃料喷射的同时喷射控制部。
10.如权利要求9所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，每次由所述汽缸判别部进行汽缸判别时，向该被判别的汽缸作点火指示的点火控制部，以及向所述识别的汽缸的下一个应点火的汽缸发出燃料喷射指示的喷射控制部。
11.如权利要求4所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，规定所述汽缸判别部应判别的汽缸顺序的手段，以及判定由所述汽缸判别部判别的汽缸是否与所述规定的汽缸一致，并在判定两者一致时，判定该判别的汽缸正确的判定手段。
12.如权利要求11所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，所述汽缸判别部判别的汽缸与所述规定的汽缸不一致时，计数该不一致次数的手段；一旦该次数达到预定次数，即发出告警的手段。
13.如权利要求4所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，规定所述汽缸判别部应判别的汽缸顺序的手段；判定由所述汽缸判别部判别为第1及第2个的汽缸是否分别与所述规定的汽缸一致，当判定为一致时，所述判别为第1个的汽缸判定为正确的判定手段。
14.如权利要求4所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述汽缸判别部在由内燃机起动后的头两个脉冲信号进行汽缸判别后，每当输入1个脉冲信号的低电平及高电平时，仅判别该1个脉冲信号是否所述基准脉冲信号。
15.一种车辆用的内燃机的汽缸判定控制装置，其特征在于包括随着内燃机的旋转，顺次输出由低电平及高电平组成的脉冲信号的旋转角传感器；每当由所述旋转角传感器输入所述脉冲信号时，顺次计测所述脉冲信号的低电平持续时间及高电平持续时间的时间计测部；由所述时间计测部的最新的2个脉冲信号的高电平持续时间与低电平持续时间之间的关系，判别所述旋转角传感器的脉冲信号模式的手段；由所述判别的信号模式，判别活塞位于预定曲柄角度位置的汽缸的汽缸判别部。
16.如权利要求15所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述旋转角传感器，在所述内燃机的各汽缸的活塞每次到达预定的曲柄角度位置时，产生汽缸用脉冲信号，同时，在所述内燃机的曲轴每次到达特定的曲柄角度位置时，产生基准用脉冲信号。
17.如权利要求16所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述预定的曲柄角度位置是相应的汽缸活塞到达上死点前的预定角度位置。
18.如权利要求16所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，响应所述内燃机由起动电动机起动后，由所述旋转角传感器输出头一个脉冲信号的低电平及高电平，进行全部汽缸同时燃料喷射的同时喷射控制部；每次由所述汽缸判别部进行汽缸判别时，向该被判别的汽缸作点火指示的点火控制部；以及向所述识别的汽缸的下一个应点火的汽缸发出燃料喷射指示的喷射控制部。
19.如权利要求16所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，规定所述汽缸判别部应判别的汽缸顺序的手段；以及判定由所述汽缸判别部判别的汽缸是否与所述规定的汽缸一致，并在判定两者一致时，判定该判别的汽缸正确的判定手段。
20.如权利要求19所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，进一步包括，所述汽缸判别部判别的汽缸与所述规定的汽缸不一致时，计数该不一致次数的手段；一旦该次数达到预定次数，即发出告警的手段。
21.一种车辆用内燃机的汽缸判定控制装置，其特征在于包括随着内燃机旋转，顺次输出由高电平及低电平组成的脉冲信号的旋转角传感器；每次自所述旋转角传感器输入所述脉冲信号时，顺次计测所述脉冲信号周期的时间计测器；由所述时间计测器的最新2个脉冲信号的周期比的关系，判别所述旋转角传感器的脉冲信号模式的手段；由所述判定的信号模式，判别活塞位于预定曲柄角度位置的汽缸的汽缸判别部。
22.如权利要求21所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述旋转角传感器，在所述内燃机的各汽缸的活塞每次到达预定的曲柄角度位置时，产生汽缸用脉冲信号，同时，在所述内燃机的曲轴每次到达特定的曲柄角度位置时，产生基准用脉冲信号。
23.如权利要求22所述的内燃机汽缸判定控制装置，其特征在于，所述预定的曲柄角度位置是相应的汽缸活塞到达上死点前的预定角度位置。
全文摘要
本发明揭示一种车辆用内燃机的汽缸判定控制装置,它包括随着内燃机的旋转,顺次输出由低电平及高电平组成的脉冲信号的旋转角传感器;每当由旋转角传感器输入脉冲信号时,顺次计测脉冲信号的低电平持续时间及高电平持续时间的时间计测部;由时间计测部的最新的2个脉冲信号的高电平持续时间与低电平持续时间之间的关系,判别旋转角传感器的脉冲信号模式的手段;由判别的信号模式,判别活塞位于预定曲柄角度位置的汽缸的汽缸判别部。具有仅用一个旋转角传感器即能对所有汽缸进行快速判定并能提高内燃机起动性能的优点。
文档编号F02D43/00GK1172900SQ9711557
公开日1998年2月11日 申请日期1997年7月25日 优先权日1996年7月25日
发明者宫崎绿郎, 根本守, 足立正博 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社日立汽车工程