JP4968030B2 - 内燃機関の気筒判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、４サイクル多気筒エンジンの気筒を判別する内燃機関の気筒判別装置に関する。

４サイクルエンジンでは、クランク軸が２回転する間に吸気、圧縮、燃焼、排気の４工程が順に実施される。４サイクル多気筒エンジンにおいては、点火タイミングや燃料噴射タイミング等を制御するために、各気筒がどの工程にあるか、換言すれば点火させるべき気筒はどれかを正確に判別する必要がある。

この気筒判別装置としては、特許文献１や特許文献２に記載のものがある。これらの特許文献に記載の気筒判別装置は、クランク軸と一体に回転する回転部材の外周部付近に突起を設け、この突起をクランク角センサにより検出することによってクランク軸回転角を検出し、且つ、カム軸と一体に回転する回転部材の外周部付近に突起を設け、この突起をカム角センサにより検出し、これら２つの検出信号により気筒を判別するものである。
特開２００４−１０８３８１号公報 特開平１０−４７１０９号公報

特許文献１及び２に記載のほかにも、センサの種類、センサの数、回転部材の突起構成などを異にした様々な気筒判別装置があるが、いずれも、エンジン始動時の気筒判別が遅く、エンジンの始動に長時間を要する。また、クランク軸と回転一体のドライブスプロケット、カム軸と回転一体のドリブンスプロケット間に巻き掛けられるタイミングチェーンの掛け違いなどにより、カム軸の位相がクランク軸に対してずれた場合、気筒判別を間違えて実行し、誤点火によってエンジンが損傷する恐れがある。更に、気筒毎にセンサを設置した場合には、複数のセンサを使用することになり高価な装置となってしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、気筒判別を短時間に実施して内燃機関を早期に始動できると共に、廉価な構成を実現できる内燃機関の気筒判別装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、カム軸の位相がクランク軸に対してずれてしまった場合にも誤点火を確実に防止できる内燃機関の気筒判別装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、燃料消費量を低減でき、且つ未燃ガスの排出を抑制できる内燃機関の気筒判別装置を提供することにある。

本発明は、クランク軸に回転一体に設けられた回転部材の外周部に、不等間隔部を除き等間隔に設けられた複数のクランク検出部を検出することにより、クランク信号を出力するクランク角センサと、動弁装置駆動用のカム軸に回転一体に設けられた回転部材の外周部に、気筒毎に固有のパターンで形成された複数のカム検出部を検出して、気筒毎に固有のパターンのカム信号を出力するカム角センサとを有し、これらのクランク角センサとカム角センサをそれぞれ１個備えた４サイクル多気筒内燃機関であって、上記クランク信号が多数配列されたクランク信号列において、上記不等間隔部に対応してクランク信号が出力されない非信号部を、各気筒の上死点から同一位相で、且つこれらの上死点間の略中間位置に設け、このクランク信号列に、上記非信号部を基準として同一位相となる３以上の複数の区間を設定し、これら複数の区間におけるカム信号の有無の組み合わせによって、気筒の判別を実行するよう構成されると共に、複数の上記区間におけるカム信号の組み合わせは、上記カム軸の位相が上記クランク軸に対してずれた場合に、２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンに設定されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、クランク信号列に設定された３以上の複数の区間におけるカム信号の有無の組み合わせによって気筒を判別するので、気筒判別を短時間に実施して内燃機関を早期に始動できると共に、クランク角センサとカム角センサをそれぞれ１個備えたので、廉価な構成を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

図１は、本発明に係る内燃機関の気筒判別装置における一実施形態が適用された船外機の４サイクルエンジンを示す側面図である。図２は、図１のエンジンの底面図である。

この船外機のエンジン（内燃機関）１０は、４サイクル形式の水冷式直列４気筒ガソリンエンジンであり、そのクランク軸１５が鉛直方向を向くように縦置きに船外機に搭載されている。このエンジン１０は、図１の右側が船舶の進行方向前方側である。

エンジン１０は、クランクケース１１とシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３とヘッドカバー１４が前方側から順に固定されて構成されており、クランクケース１１とシリンダブロック１２との間にクランク軸１５が軸支される。また、シリンダヘッド１３の内部には吸気バルブ（不図示）、排気バルブ１６、吸気用カム（不図示）、排気用カム１７を備えた動弁装置が収容されている。この動弁装置を駆動する吸気用カム軸１８及び排気用カム軸１９がシリンダヘッド１３に軸支されている。

シリンダブロック１２には、水平方向に延びる４つのシリンダ（気筒）＃１、♯２、＃３、＃４が鉛直方向に順次並設され、各シリンダ＃１〜＃４にピストン２０が往復移動可能に収容される。これらのピストン２０がクランク軸１５にコンロッド２１を介して連結されて、ピストン２０の往復運動がクランク軸１５の回転運動に変換される。このクランク軸１５は、ギア２２及び２３を介してドライブ軸２４に連結されて、このドライブ軸２４に動力が伝達される。

シリンダヘッド１３には、各シリンダ＃１〜＃４に連通して燃焼室２５が形成され、これらの各燃焼室２５に臨んで吸気バルブ及び排気バルブ１６が配置される。更にシリンダヘッド１３には、燃焼室２５に臨んで点火プラグ２６が配置され、これらの点火プラグ２６は、それぞれの点火プラグ２６に対応する点火コイル２７に接続されている。また、各燃焼室２５へ至るそれぞれの図示しない吸気ポートには、吸気バルブの上流側に、燃料を噴射するインジェクタ（不図示）が設置されている。

ところで、クランク軸１５の上端には、回転部材としてのフライホイール２８が回転一体に設けられている。このフライホイール２８の外周には大径のリングギヤ２９が鍔状に固着され、フライホイール２８の内周に数個の永久磁石３０が固着される。

一方、クランクケース１１とシリンダブロック１２の上面には、フライホイール２８内に位置するステータ３１が固定されている。そして、フライホイール２８と永久磁石３０とステータ３１とにより、発電機として機能するフライホイールマグネト装置３２が構成される。

また、エンジン１０の下面には、図２にも示すように、巻き掛け伝達機構３４が設けられる。この巻き掛け伝達機構３４は、ドライブ軸２４に回転一体に設けられたドライブスプロケット３５と、吸気側カム軸１８、排気側カム軸１９にそれぞれ回転一体に設けられた吸気側ドリブンスプロケット３６、排気側ドリブンスプロケット３７と、これらのスプロケット３５、３６、３７間に巻き掛けられたタイミングチェーン３８とを備えて構成される。

この巻き掛け伝達機構３４により、クランク軸１５の回転がドライブ軸２４を介してカム軸１８及び１９に伝達される。尚、タイミングチェーン３８は、チェーンガイド３３に案内されると共に、チェーンテンショナ３９により緩みが吸収される。

更に、クランクケース１１には、図示しないエンジン始動用のスタータモータが設置されている。このスタータモータの上部には小径のピニオンギヤ（不図示）が設けられており、このピニオンギヤはフライホイール２８のリングギヤ２９側に突出して、このリングギア２９に噛合可能に設けられる。

スタータモータを作動させると、ピニオンギヤがリングギヤ２９側に突出して当該リングギヤ２９に噛合し、スタータモータの動力がクランク軸１５に伝達されてエンジン１０の始動が行われる。

エンジン１０が始動すると、クランク軸１５の回転が巻き掛け伝達機構３４を介してカム軸１８、１９に伝達され、シリンダヘッド１３に内蔵された動弁装置が駆動される。

なお、本実施の形態では、クランク軸１５とドライブ軸２４を連結するギア２２の歯数はギア２３の歯数より少なく設定され、ドライブ軸２４はクランク軸１５より減速されて回転駆動する。そして、ドライブスプロケット３５の歯数と両ドリブンスプロケット３６及び３７の歯数との比率は１対２より小さくなるように設定され、最終的にクランク軸１５が２回転する間にカム軸１８、１９が１回転するように設定され、エンジン１０の１気筒当たり吸気、圧縮、燃焼、排気の４行程が順に実行される。

さて、このエンジン１０では、各気筒（シリンダ）＃１〜＃４の点火タイミングや燃料噴射タイミングなどが適切に設定されて運転制御が実行される。これらの制御を適切に行うために、エンジン１０には気筒判別装置４０が設置されている。この気筒判別装置４０は、各気筒＃１〜＃４が吸気、圧縮、燃焼、排気のどの工程にあるか、換言すれば点火させるべき気筒はどれかを判別するものである。この気筒判別装置４０は、クランク角センサ４１、カム角センサ４２及び判定・制御回路４３を有して構成されている。

クランク角センサ４１は、図１及び図３に示すように、クランク軸１５に回転一体に設けられたフライホイール２８の外周部に、不等間隔部４５を除き等間隔に配置されたクランク検出部としての複数のクランク突起４４を検出することにより、クランク信号Ｐ（図５）を出力する。このクランク角センサ４１は、エンジン１０本体側、例えばクランクケース１１に１個設置される。

クランク突起４４は、フライホイール２８の外周部に、回転角１０度程度毎に等間隔に突設される。また、不等間隔部４５は、フライホイール２８の外周部において、回転角１８０度程度の間隔で２箇所に配置される。クランク角センサ４１は、フライホイール２８のクランク突起４４に対向して配置され、フライホイール２８の回転によりクランク突起４４を検出したときに、クランク信号Ｐを出力する。クランク角センサ４１は、不等間隔部４５に対向したときにクランク信号Ｐを出力しない。クランク角センサ４１にて検出されたクランク信号Ｐは判別・制御回路４３へ送信される。

判別・制御回路４３へ送信されたクランク信号Ｐの列（クランク信号列）は図５に示すようになり、不等間隔部４５に対応してクランク信号Ｐが出力されない非信号部４６によって、クランク軸回転角が検出される。この非信号部４６の位置は、等間隔のクランク信号Ｐとの周期比によって判定される。また、この非信号部４６は、上記クランク信号列において各気筒＃１〜＃４の上死点から同一の位相αの位置で、且つこれらの上死点間の略中間位置に設けられる。

非信号部４６を各気筒＃１〜＃４の上死点間の略中間位置に配置することで、クランク信号Ｐとの周期比により非信号部４６を判定する際に、エンジン１０の圧縮、燃焼による回転変動の影響を受けにくくなり、非信号部４６を誤判定する可能性が低くなる。また、各気筒＃１〜＃４の上死点と略同一位相にある点火タイミング付近に非信号部４６が存在しないため、等間隔のクランク信号Ｐによって正確なタイミングで点火を実行できる。

図５に示すように、クランク信号列においては、非信号部４６を基準として、等間隔のクランク信号Ｐを用いることで、同一位相となる３以上の複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ａ、Ｂ、Ｃ）が設定される。この区間Ａ、Ｂ及びＣは、各気筒＃１〜＃４の上死点から同一の位相αにある非信号部４６を基準とすることで、上記各上死点からの位相が同一に設定される。

図１及び図４に示すように、動弁装置駆動用のカム軸、本実施の形態では、排気バルブ１６等駆動用の排気用カム軸１９に、回転一体にセンシングロータ４７が設置されている。前記カム角センサ４２は、エンジン１０本体側、例えばシリンダヘッド１３またはヘッドカバー１４に１個設置され、センシングロータ４７の外周部に形成されたカム検出部としてのカム突起４８を検出する。このカム突起４８は、気筒＃１〜＃４毎に固有のパターンで形成されている。

つまり、気筒＃１に対応して３つのカム突起４８ａ、４８ｂ及び４８ｃが連続して等間隔に形成され、気筒＃３に対応して１つのカム突起４８ｄが形成される。また、気筒＃４に対応して２つのカム突起４８ｅ、４８ｆが形成され、気筒＃２に対応して２つのカム突起４８ｇ及び４８ｈが形成される。カム突起４８ｄは、カム突起４８ｃと９０度の位置に形成される。また、カム突起４８ｅはカム突起４８ｂに対し、カム突起４８ｆはカム突起４８ｃに対し、それぞれ１８０度の位置に形成される。また、カム突起４８ｇはカム突起４８ａに対し、カム突起４８ｈはカム突起４８ｃに対しそれぞれ２７０度の位置に形成される。

カム角センサ４２は、これらのカム突起４８（４８ａ〜４８ｈ）を検出することによって、気筒＃１〜＃４毎に固有のパターンのカム信号Ｑ（図５参照）を出力し、判別・制御回路４３へ送信する。このカム信号Ｑは全て、クランク信号列に設定された区間Ａ、Ｂ、Ｃ内に入るように調整されている。

カム角センサ４２がカム突起４８ａ、４８ｂ、４８ｃを検出したカム信号Ｑは区間Ａ、Ｂ、Ｃの全てに存在するパターンであり、気筒＃１に対応するパターンである。また、カム角センサ４２がカム突起４８ｃを検出したカム信号Ｑは区間Ｃに存在するパターンであり、気筒＃３に対応するパターンである。更に、カム角センサ４２がカム突起４８ｅ、４８ｆを検出したカム信号Ｑは区間Ｂ、Ｃに存在するパターンであり、気筒＃４に対応するパターンである。また、カム角センサ４２がカム突起４８ｇ、４８ｈを検出したカム信号Ｑは区間Ａ、Ｃに存在するパターンであり、気筒＃２に対応するパターンである。

判別・制御回路４３は、区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの組み合わせによって気筒判別を実行する。つまり、判別・制御回路４３は、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、区間Ａ、Ｂ及びＣの全てにカム信号Ｑが存在する組み合わせのときに気筒＃１を気筒判別する。また、判別・制御回路４３は、区間Ｃにのみカム信号Ｑが存在する組み合わせのときに、気筒＃３を気筒判別する。更に、判別・制御回路４３は、区間Ｂ及びＣにカム信号Ｑが存在する組み合わせのときに、気筒＃４を気筒判別する。また、判別・制御回路４３は、区間Ａ及びＣにカム信号Ｑが存在する組み合わせのときに、気筒＃２を気筒判別する。

ここで、カム突起４８に基づいて出力されるカム信号Ｑは、吸気用カム軸１８、排気用カム軸１９の位相がクランク軸１５に対して進角側または遅角側にずれた場合に、２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンに設定される。例えば、区間Ａ、Ｂ、Ｃのうちの特定の一区間（本実施の形態では区間Ｃ）にカム信号Ｑが必ず存在する（カム信号Ｑ有り）ように設けられる。

このようにすることで、吸気用カム軸１８、排気用カム軸１９の位相がクランク軸１５に対して進角側にずれた場合には、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、区間Ｃにカム信号Ｑが存在しないため、全ての気筒＃１〜＃４に対して気筒判別が不可能になる。また、カム軸１８、１９の位相がクランク軸１５に対して遅角側にずれた場合には、図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）に示すように、区間Ａにカム信号Ｑが存在しなくなるので、正規の（正しい）気筒判別がなされず、更に２回連続して気筒判別することが不可能になる。

図５に示すように、判別・制御回路４３は、更に、気筒判別を１回実行したときに、その気筒判別した気筒＃１、＃２、＃３または＃４へ燃料を噴射させ、また、正規の気筒判別を２回連続して実行したときに、最初に気筒判別した気筒＃１、＃２、＃３または＃４へ点火を実行させる。従って、カム軸１８、１９の位相がクランク軸１５に対して進角側または遅角側にずれてしまった場合には、正規の気筒判別が連続して２回実行されないことになるので、いずれの気筒＃１〜＃４にも点火が行われないことになる。

判別・制御回路４３が実行する上述の気筒判別、燃料噴射及び点火を、気筒＃１を一例として、エンジン１０の起動時について説明する。

ここで、エンジン１０の４つの気筒＃１〜＃４の点火順序は、例えば＃１→＃３→＃４→＃２の順とされており、気筒＃１で排気行程が実行されているとき、気筒＃３では燃焼行程、気筒＃４では圧縮行程、シリンダ＃２では吸気行程がそれぞれ実行される。

スタータモータがＯＮされたとき、ＯＮ直後はクランク信号Ｐ及びカム信号Ｑが不安定になるため、一定期間Ｍについてはこれらのクランク信号Ｐ及びカム信号Ｑを無視する。次に、気筒＃１の排気工程で、区間Ａ、Ｂ及びＣの全てにカム信号Ｑが存在することを確認して、点火させるべき気筒が気筒＃１であるとして気筒判別を実行する（１回目の気筒判別）。この１回目の気筒判別を基準として、その気筒判別した気筒＃１へ燃料を噴射させる。

次に、気筒＃１の吸気工程で、区間Ｃにのみカム信号Ｑが存在することを確認して、点火させるべき気筒が気筒＃３であるとして気筒判別を実行する（２回目の気筒判別）。この正規の気筒判別を２回連続して実行した後に、最初に気筒判別した気筒＃１へ、当該気筒＃１の圧縮上死点付近で点火させる。

２回連続して正規の気筒判別を実行した後に点火を行うのは、燃料を噴射する気筒＃１〜＃４を間違ったとしてもエンジン１０に損傷を及ぼすことはないが、点火する気筒＃１〜＃４を間違った場合には、バックファイアなどによりエンジン１０が損傷を蒙る可能性があるためである。このため、カム軸１８、１９の位相がクランク軸１５に対してずれてしまった場合にも、点火が実行されないためエンジン１０の損傷が回避される。

また、図５に示すように、カム突起４８に基づいて出力されるカム信号Ｑのパターンは、クランク信号列に設定された区間Ａ、Ｂ、Ｃのうち、各気筒＃１〜＃４における上死点近傍の区間（本実施の形態では区間Ｃ）にカム信号Ｑが必ず存在する（カム信号Ｑ有り）ように設けられる。これにより、クランク角センサ４１が故障してクランク信号Ｐが出力されなくなったときにも、上死点におけるカム信号Ｑに基づいて気筒＃１〜＃４を点火させて、エンジン１０を運転させることが可能となる。

クランク角センサ４１が故障した場合に判別・制御回路４３が実行する気筒判別、燃料噴射及び点火について、図８及び図９を参照して説明する。

スタータモータがＯＮされたとき、カム信号Ｑが入力されていることを確認し、これらのカム信号Ｑ毎に周期比ａ／ｂ、ｂ／ｃ、ｃ／ｄ、…を算出する。そして、各周期比とその周期比よりも１つ前の周期比との大小関係を比較し、これらの大小関係の配列から気筒を判別する。

例えば、今回の周期比が１つ前の周期比よりも小さい場合が２回連続したときに当該カム信号Ｑ１の時点で気筒＃１を気筒判別し、この気筒判別後の次のカム信号Ｑ２を、気筒判別した気筒＃１への通電開始タイミングとし、その次のカム信号Ｑ３を、気筒＃１の点火タイミングとする。通電開始タイミングにカム信号Ｑが存在しない気筒については、点火タイミングとなるカム信号Ｑ５の１個前のカム信号Ｑ４からの時間によって、タイマ設定により通電を開始する。

このように、カム信号Ｑ１を入力して気筒＃１を気筒判別した後には、それ以降に入力されるカム信号Ｑのパターンが分かるので、各気筒＃１〜＃４の上死点で出力されるカム信号Ｑの前のカム信号を通電開始タイミングとしたり、通電開始時期設定用タイマの開始タイミングとする。従って、上死点で出力されるカム信号Ｑ８の前に２つのカム信号Ｑ６、Ｑ７が出力される場合にも、カム信号Ｑ８の１つ前のカム信号Ｑ７を通電開始タイミングとする。

燃料噴射については、カム信号Ｑ１において気筒判別を完了した後に、各気筒＃１〜＃４の上死点で出力されるカム信号Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ８…を確認した後に実行する。エンジン１０の始動をより早期に実施したい場合には、最初のカム信号Ｑ０に同期させて全ての気筒＃１〜＃４に燃料を噴射させる。

次に、気筒判別装置４０の判別・制御回路４３が実行する気筒判別、燃料噴射及び点火の動作を、図１０を用いて説明する。

判別・制御回路４３は、カム信号Ｑが入力されたか否かを確認し（Ｓ１）、確認しない場合には、確認するまで待機する。カム信号Ｑを確認した後に、判別・制御回路４３は、クランク信号Ｐが入力されたか否かを確認し（Ｓ２）、確認した場合にクランク信号列の非信号部４６を検出する（Ｓ３）。

この非信号部４６の検出後にクランク信号列に区間Ａ、Ｂ、Ｃを設定し、これらの区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの有無の組み合わせから１回目の気筒判別を実行する（Ｓ４）。この気筒判別を実行した後に、判別した気筒にのみ燃料を噴射させる（Ｓ５）。

次に、クランク信号列の区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの有無の組み合わせから２回目の気筒判別を実行する（Ｓ６）。この２回目の気筒判別が実行されたときに、１回目に判別した気筒に点火させる（Ｓ７）。２回目の気筒判別を実行できなかった場合には、点火を実行させずにステップＳ１へ戻る。

ステップＳ２においてクランク信号Ｐが存在しないことを確認したときには、カム信号Ｑについて周期比を算出し、これらの周期比の大小関係から気筒判別を実行する（Ｓ８）。このステップＳ８の気筒判別が行われた後に、該当する気筒＃１〜＃４Ａに燃料を噴射し、点火を行う。このステップＳ８における気筒判別は、実行できるまで繰り返す。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。

（１）クランク信号列に設定された区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの有無の組み合わせによって気筒＃１〜＃４を判別するので、気筒判別を短時間に実施して、エンジン１０を早期に始動させることができる。つまり、エンジン１０をクランク軸１５の２回転以内に始動させることができる。気筒判別から、判別した気筒への燃料噴射、吸気、圧縮、点火までの工程は、理論上クランク軸１５の１回転以上を要することになるので、気筒判別からクランク軸１５の１回転以内にエンジン１０を始動させることは不可能である。従って、エンジン１０をクランク軸１５の２回転以内に始動させることは、極めて短時間にエンジン１０を始動できることになる。

（２）エンジン１０のような多気筒エンジンであっても、クランク角センサ４１及びカム角センサ４２をそれぞれ１個ずつ設置すればよく、気筒に対応して複数個のクランク角センサ４１、カム角センサ４２が必要ないので、廉価な構成の気筒判別装置４０を実現できる。

（３）カム信号Ｑは、カム軸１８、１９の位相がクランク軸１５に対して進角側または遅角側にずれた場合に、２回連続して正規の気筒判別の組み合わせとならないパターンに設定され、判別・制御回路４３は、２回連続して正規の気筒判別を実行したときに最初に気筒判別した気筒に点火を行うよう構成されている。従って、カム軸１８、１９の位相がクランク軸１５に対してずれてしまった場合には、いずれの気筒＃１〜＃４にも点火が実行されないことになり、誤点火を確実に防止できるので、エンジン１０のバックファイア等による損傷を未然に防止できる。

（４）気筒判別を実行したときに、当該判別した気筒にのみ燃料を噴射することから、気筒判別にかかわらず全ての気筒に一律に燃料を噴射する場合に比べ、燃料消費量を低減できると共に、特にエンジン始動時に未燃ガスの排出を防止できる。

（５）カム信号Ｑのパターンは、クランク信号列に設定された区間Ａ、Ｂ、Ｃのうち、各気筒＃１〜＃４における上死点近傍の区間（例えば区間Ｃ）にカム信号Ｑが必ず存在するように設けられたので、クランク角センサ４１が故障してクランク信号Ｐが出力されない場合にも、各気筒＃１〜＃４の上死点で出力されるカム信号Ｑ（カム信号Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５…）に基づいて各気筒＃１〜＃４に点火させることで、エンジン１０を始動させることができる。

（６）各気筒＃１〜＃４の上死点で出力されるカム信号Ｑ（カム信号Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５…）よりも前に出力されるカム信号Ｑ（カム信号Ｑ２、Ｑ４、Ｑ７、…）を用いることで、通電開始タイミングや通電開始時期設定用タイマの開始タイミングを正確に設定することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、４気筒の４サイクルエンジンに本発明が適用されるものを述べたが、３気筒から６気筒までの４サイクルエンジンに本発明を同様に適用することができる。

具体的には、３気筒の場合には、フライホイール２８に不等間隔部４５を１２０度毎に３箇所設けて非信号部４６を設定し、クランク信号列の３つの区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの組み合わせで気筒＃１〜＃３を判別する。また、６気筒エンジン、特にＶ型６気筒エンジンの場合にも、１２０度毎に不等間隔部４５を３箇所を設けて非信号部４６を設定し、区間Ａ、Ｂ、Ｃにおけるカム信号Ｑの組み合わせによって気筒判別を実行する。この場合、Ｖ型の左右の気筒列で上死点位置が異なるが、不等間隔部４６による非信号部４６は、それぞれの気筒列の上死点から同一位相にあればよいので、上死点から非信号部４６までの角度（位相）が左右の気筒列で異なっていても、気筒判別が可能となる。

また、本実施の形態では、船外機のエンジン１０に本発明が適用されるものを述べたが、自動車や自動二輪車、スノーモービル、水上バイク等に搭載されるエンジンに本発明を適用することもできる。

本発明に係る内燃機関の気筒判別装置における一実施形態が適用された船外機の４サイクルエンジンを示す側面図。 図１のエンジンの底面図。 図１のフライホイールとクランク角センサを示し、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は側面図。 図１のセンシングロータとカム角センサを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。 図１の各気筒の運転状態とクランク信号及びカム信号と燃料噴射タイミング及び点火タイミング等との関係を示すタイムチャート。 カム軸の位相がクランク軸に対して正常な場合（Ａ）と、ずれた場合（Ｂ、Ｃ）とにおけるクランク信号とカム信号との関係を示すタイムチャート。 クランク信号列の区間Ａ、Ｂ、Ｃへのカム信号の有無と気筒判別結果を示し、（Ａ）は図６（Ａ）に、（Ｂ）は図６（Ｂ）に、（Ｃ）は図６（Ｃ）にそれぞれ対応する図表。 クランク角センサが故障した場合における各気筒の運転状態とカム信号と燃料噴射タイミング及び点火タイミング等との関係を示すタイムチャート。 図８のカム信号の周期比とその大小関係を示す図表。 気筒判別装置における一実施形態の作用を示すフローチャート。

符号の説明

１０ エンジン
１５ クランク軸
１８ 吸気用カム軸
１９ 排気用カム軸
２４ ドライブ軸
２８ フライホイール（回転部材）
４０ 気筒判別装置
４１ クランク角センサ
４２ カム角センサ
４３ 判別・制御回路
４４ クランク突起（クランク検出部）
４５ 不等間隔部
４６ 非信号部
４７ センシングロータ（回転部材）
４８ カム突起（カム検出部）
Ａ、Ｂ、Ｃ 区間
Ｐ クランク信号
Ｑ カム信号
α 位相
＃１〜＃４ シリンダ（気筒）

Claims (7)

1. クランク軸に回転一体に設けられた回転部材の外周部に、不等間隔部を除き等間隔に設けられた複数のクランク検出部を検出することにより、クランク信号を出力するクランク角センサと、
   動弁装置駆動用のカム軸に回転一体に設けられた回転部材の外周部に、気筒毎に固有のパターンで形成された複数のカム検出部を検出して、気筒毎に固有のパターンのカム信号を出力するカム角センサとを有し、
   これらのクランク角センサとカム角センサをそれぞれ１個備えた４サイクル多気筒内燃機関であって、
   上記クランク信号が多数配列されたクランク信号列において、上記不等間隔部に対応してクランク信号が出力されない非信号部を、各気筒の上死点から同一位相で、且つこれらの上死点間の略中間位置に設け、
   このクランク信号列に、上記非信号部を基準として同一位相となる３以上の複数の区間を設定し、
   これら複数の区間におけるカム信号の有無の組み合わせによって、気筒の判別を実行するよう構成されると共に、
   複数の上記区間におけるカム信号の組み合わせは、上記カム軸の位相が上記クランク軸に対してずれた場合に、２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンに設定されたことを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
2. 上記カム信号は、カム軸の位相がクランク軸に対してずれた場合に、２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンに設定し、２回連続して正規の気筒判別を実行したときに、最初に判別した気筒に点火を行うよう構成された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。
3. 上記カム信号のパターンは、クランク信号列に設定された複数の区間のうち、特定の一区間にカム信号が有りとなるように設けられた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。
4. 上記カム信号のパターンは、クランク信号列に設定された複数の区間のうち、各気筒における上死点近傍の区間にカム信号が有りとなるように設けられた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。
5. 上記気筒判別を１回実行したときに、当該判別した気筒に燃料噴射を行うよう構成された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。
6. 上記２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンは、正規の気筒判別におけるいずれかの気筒に対応するパターンと、いずれの気筒にも対応しないパターンとが交互に連続するパターンであ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。
7. 上記２回連続して正規の気筒判別の組み合わせにならないパターンは、全ての気筒に対して気筒判別が不可能となるパターンであ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。

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