JP2002256956A - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

内燃機関用制御装置

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JP2002256956A
JP2002256956A JP2001050034A JP2001050034A JP2002256956A JP 2002256956 A JP2002256956 A JP 2002256956A JP 2001050034 A JP2001050034 A JP 2001050034A JP 2001050034 A JP2001050034 A JP 2001050034A JP 2002256956 A JP2002256956 A JP 2002256956A
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engine
crank angle
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combustion engine
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JP2001050034A
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Katsuhiko Hirano
勝彦 平野
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Denso Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でエンジンの基準位置を容易に検
出し、エンジンの設計の自由度を向上して加工工数およ
び製造コストを低減する内燃機関用制御装置を提供す
る。 【解決手段】 クランク角センサから出力されるパルス
信号と、このパルス信号と同期してサンプリングされる
吸気圧信号とを用いて吸気圧信号の値の大小からエンジ
ンの基準位置を決定するので、エンジンの1燃焼サイク
ル720°CAの特定位置を決定することによりPM2
の位置が第1気筒の吸気工程であるとする基準位置にす
ることができる。したがって、簡単な構成で容易に基準
位置を検出することができる。また、従来使用していた
カム軸センサを廃止することができるため、カム軸およ
びその周辺に各種部品を配設する必要がなく、カム軸の
取り付け場所の制約がない。したがって、エンジンの設
計の自由度が向上し、加工工数および製造コストを低減
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用制御装
置に関する。
【0001】
【従来の技術】従来、内燃機関(以下、「内燃機関」を
エンジンという)の点火および燃料噴射等を制御する制
御装置として、カム軸に取り付けられカム軸の1回転
(エンジンの2回転)に1回パルス信号(基準信号)を
出力するカム軸センサと、クランク軸に取り付けられエ
ンジンの所定角(例えば360°CA(クランク角))
毎にパルス信号(クランク角信号)を出力するクランク
角センサとを備えたエンジン用制御装置が知られてい
る。
【0002】このような従来技術によるエンジン用制御
装置では、カム軸センサから出力される基準信号と、ク
ランク角センサから出力されるクランク角信号とを制御
回路のマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)
に取り入れて点火制御および噴射制御等を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにカム軸センサを備えてカム軸センサによりエンジ
ンの基準位置を検出するようにした場合、カム軸および
その周辺に各種部品を配設する必要があり、カム軸の取
り付け場所に制約を受けるため、エンジンの設計に支障
をきたす恐れがある。また、カム軸およびその周辺の加
工等に工数がかかり、装置が複雑になって製造コストが
上昇するという問題があった。
【0004】本発明は、このような問題を解決するため
なされたものであり、簡単な構成でエンジンの基準位置
を容易に検出するエンジン用制御装置を提供することを
目的とする。本発明の他の目的は、エンジンの設計の自
由度を向上し、加工工数および製造コストを低減するエ
ンジン用制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
エンジン用制御装置によると、吸気圧センサにより、ク
ランク角センサから出力される第1の信号と同期してエ
ンジンの吸入空気の圧力に関する第2の信号を出力し、
上記前記クランク角センサから出力される第1の信号
と、吸気圧センサから出力される第2の信号の値とから
エンジンの基準位置を決定するので、エンジンの1燃焼
サイクルの特定位置を決定することにより、簡単な構成
で容易に基準位置を検出することができる。また、従来
使用していたカム軸センサを廃止することができるた
め、カム軸およびその周辺に各種部品を配設する必要が
なく、カム軸の取り付け場所の制約がない。したがっ
て、エンジンの設計の自由度が向上し、加工工数および
製造コストを低減することができる。
【0006】本発明の請求項2記載のエンジン用制御装
置によると、吸気圧センサにより、クランク角センサか
ら出力されるパルス信号と同期してエンジンの吸入空気
の圧力に関する信号を出力し、上記前記クランク角セン
サから出力される第1の信号と、吸気圧センサから出力
される圧力信号の値とからエンジンの基準位置を決定す
るので、エンジンの1燃焼サイクルの特定位置を決定す
ることにより、簡単な構成で容易に基準位置を検出する
ことができる。また、従来使用していたカム軸センサを
廃止することができるため、カム軸およびその周辺に各
種部品を配設する必要がなく、カム軸の取り付け場所の
制約がない。したがって、エンジンの設計の自由度が向
上し、加工工数および製造コストを低減することができ
る。
【0007】さらに、クランク角センサから出力される
正および負の1対の信号からなるパルス信号の信号数を
増大することにより、基準位置の検出精度を向上するこ
とができる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。
【0008】(第1実施例)本発明の第1実施例による
エンジン用制御装置の電気的構成を図2に示す。第1実
施例の制御装置は車両に搭載されるものであって、2気
筒4ストロークエンジンの制御装置に本発明を適用した
例である。
【0009】図2に示すように、第1実施例の制御装置
は、図示しないエンジンに設けられる各種のセンサと、
各センサからの信号を入力して燃料噴射および点火制御
等を行う制御回路10と、この制御回路10から出力さ
れる制御信号により制御される各種アクチュエータとか
ら構成されている。
【0010】上記のセンサとしては、クランク角を検出
するクランク角センサ20と、エンジン吸入空気の圧力
(吸気圧)を検出する吸気圧センサ31と、エンジン冷
却水の温度(水温)を検出する水温センサ32と、エン
ジン吸入空気の温度(吸気温)を検出する吸気温センサ
33とを備えている。
【0011】クランク角センサ20は、シグナルロータ
21の回転を介してエンジンの図示しないクランク軸の
回転を検出するセンサであり、点火時期等の情報を得る
ため、回転角を示すクランク角360°CA毎に第1の
信号としての複数のパルス信号を出力する。シグナルロ
ータ21には、その外周に一体的に取り付けられるよう
にして第1および第2の突起21a、21bが設けら
れ、この突起21aおよび21bの通過位置に近接して
ピックアップセンサ22が固定的に設置される。このピ
ックアップセンサ22からは、シグナルロータ21の回
転に伴って突起21aおよび21bが通過したときに、
突起21aおよび21bのそれぞれ先端に対応して正の
パルス信号が発生され、また突起21aおよび21bの
それぞれ後端に対応して負のパルス信号が発生される。
これらのパルス信号は、制御回路10の後述する波形整
形回路11に入力される。
【0012】吸気圧センサ31は、エンジンの図示しな
い吸気経路に取り付けられ、第2の信号としての吸気圧
信号が水温センサ32および吸気温センサ33から出力
される信号とともに制御回路10の後述するA/D変換
器12に入力される。ここで、吸気圧センサ31、水温
センサ32および吸気温センサ33から出力される各信
号は、クランク角センサ20から出力されるパルス信号
に同期して制御回路10に入力される。
【0013】制御手段としての制御回路10は、クラン
ク角センサ20から入力されるパルス信号を波形整形す
る波形整形回路11と、吸気圧センサ31、水温センサ
32および吸気温センサ33から入力されるアナログ信
号をデジタル信号に変更するA/D変換器12と、各信
号情報より各アクチュエータを最適値に動作させるため
の演算および駆動信号を出力するマイコン13と、マイ
コン13から入力される駆動信号に基づいて各アクチュ
エータに制御信号を出力する点火回路14、15および
噴射回路16、17とを備えている。
【0014】また、前記アクチュエータとしては、点火
回路14および15から入力される点火信号により、最
適な点火時期で高電圧を点火プラグ41および51に供
給し、図示しない第1気筒および第2気筒の燃焼室内の
混合気を点火させる点火コイル40および50と、噴射
回路16および17から入力される燃料噴射信号により
最適な噴射位置で最適な燃料量を噴射する燃料噴射弁と
してのインジェクタ60および70とを備えている。
【0015】次に、上記構成をもつ第1実施例のエンジ
ン用制御装置の作動について、図1を用いて説明する。
ここで、図1に示す特性図は、クランク角センサ20か
ら出力されるパルス信号を波形整形回路11により波形
整形した信号と、吸気圧センサ31により検出した吸気
圧信号とを示している。
【0016】図1に示すように、波形整形回路11によ
り波形整形される波形整形信号には、クランク軸が2回
転するエンジンの1燃焼サイクル720°CA毎に出力
される4つの凸部#1、#2、#3および#4が形成さ
れる。ここで、吸気圧信号はクランク角センサ20から
出力されるパルス信号に同期してサンプリングされるの
で、4つの凸部#1、#2、#3および#4に対応する
時系列データをそれぞれPM1、PM2、PM3および
PM4とすると、例えば吸気圧信号の値の最も小さい位
置が第1気筒の吸気工程であるならば、PM2の位置が
第1気筒の吸気工程であるとする基準位置にすることが
できる。このように、エンジンの1燃焼サイクル720
°CAの特定位置を決定することにより基準位置を検出
することができる。第1実施例では、エンジンのクラン
キング始動時に基準位置を検出することで、クランク角
センサ20から出力されるパルス信号と、吸気圧センサ
31、水温センサ32および吸気温センサ33から出力
される信号とに基づいて第1気筒における燃料噴射信号
および点火信号が出力される。また、上記の基準位置に
基づいて順次第2気筒における燃料噴射信号および点火
信号が出力される。なお、基準位置の検出は、クランキ
ング始動後、点火、燃焼が実行されている回転時でも可
能である。
【0017】以上説明した本発明の第1実施例において
は、クランク角センサ20から出力されるパルス信号
と、このパルス信号と同期してサンプリングされる吸気
圧信号とを用いて吸気圧信号の値の大小からエンジンの
基準位置を決定するので、エンジンの1燃焼サイクル7
20°CAの特定位置を決定することにより、簡単な構
成で容易に基準位置を検出することができる。また、従
来使用していたカム軸センサを廃止することができるた
め、カム軸およびその周辺に各種部品を配設する必要が
なく、カム軸の取り付け場所の制約がない。したがっ
て、エンジンの設計の自由度が向上し、加工工数および
製造コストを低減することができる。
【0018】(第2実施例)第2実施例を図3および図
4に示す。図1および図2に示す第1実施例と実質的に
同一構成部分に同一符号を付す。
【0019】第2実施例においては、図4に示すよう
に、クランク角センサ120は、シグナルロータ121
の回転を介してエンジンの図示しないクランク軸の回転
を検出するセンサであり、点火時期等の情報を得るた
め、回転角を示すクランク角360°CA毎に複数のパ
ルス信号を出力する。シグナルロータ121には、その
外周に一体的に取り付けられるようにして第1、第2、
第3および第4の突起121a、121b、121cお
よび121dが設けられ、これらの突起121a、12
1b、121cおよび121dの通過位置に近接してピ
ックアップセンサ122が固定的に設置される。このピ
ックアップセンサ122からは、シグナルロータ121
の回転に伴って突起121a、121b、121cおよ
び121dが通過したときに、突起121a、121
b、121cおよび121dのそれぞれ先端に対応して
正のパルス信号が発生され、また突起121a、121
b、121cおよび121dのそれぞれ後端に対応して
負のパルス信号が発生される。これらのパルス信号は、
制御回路10の波形整形回路11に入力される。
【0020】次に、上記構成をもつ第2実施例のエンジ
ン用制御装置の作動について、図3を用いて説明する。
ここで、図3に示す特性図は、クランク角センサ120
から出力されるパルス信号を波形整形回路11により波
形整形した信号と、吸気圧センサ31により検出した吸
気圧信号とを示している。
【0021】図3に示すように、波形整形回路11によ
り波形整形される波形整形信号には、クランク軸が2回
転するエンジンの1燃焼サイクル720°CA毎に出力
される8つの凸部#1〜#8が形成される。ここで、吸
気圧信号はクランク角センサ120から出力されるパル
ス信号に同期してサンプリングされるので、8つの凸部
#1〜#8に対応する時系列データをそれぞれPM11
〜PM18とすると、例えば吸気圧信号の値の最も小さ
い位置が第1気筒の吸気工程であるならば、PM12の
位置が第1気筒の吸気工程であるとする基準位置にする
ことができる。このように、エンジンの1燃焼サイクル
720°CAの特定位置を決定することにより基準位置
を検出することができる。第2実施例では、エンジンの
クランキング始動時に基準位置を検出することで、クラ
ンク角センサ120から出力されるパルス信号と、吸気
圧センサ31、水温センサ32および吸気温センサ33
から出力される信号とに基づいて第1気筒における燃料
噴射信号および点火信号が出力される。また、上記の基
準位置に基づいて順次第2気筒における燃料噴射信号お
よび点火信号が出力される。なお、基準位置の検出は、
クランキング始動後、点火、燃焼が実行されている回転
時でも可能である。
【0022】上記第2実施例においても、図1に示す第
1実施例と同様の効果が得られる。さらに、図4に示す
第2実施例においては、図2に示す第1実施例に比べて
シグナルロータ121に設けられる突起の個数を増大し
たので、クランク角センサ120から出力されるパルス
信号の信号数を増大し、基準位置の検出精度を向上する
ことができる。
【0023】上記複数の実施例では、2気筒4ストロー
クエンジンの制御装置に本発明を適用したが、本発明で
は、エンジンの気筒数に限定されることはないし、ま
た、2ストロークエンジンの制御装置に適用可能なこと
はいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるエンジン用制御装置
の作動を説明するための波形整形信号と吸気圧信号を示
す特性図である。
【図2】本発明の第1実施例によるエンジン用制御装置
を示す電気的構成図である。
【図3】本発明の第2実施例によるエンジン用制御装置
の作動を説明するための波形整形信号と吸気圧信号を示
す特性図である。
【図4】本発明の第2実施例によるエンジン用制御装置
を示す電気的構成図である。
【符号の説明】
10 制御回路(制御手段) 11 波形整形回路 13 マイコン 14、15 点火回路 16、17 噴射回路 20、120 クランク角センサ 21、121 シグナルロータ 22、122 ピックアップセンサ 31 吸気圧センサ 40、50 点火コイル(アクチュエータ) 60、70 インジェクタ(アクチュエータ、燃料噴
射弁)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/02 330 F02D 41/02 330Z 335 335 43/00 301 43/00 301J F02P 7/067 303 F02P 7/067 303Z Fターム(参考) 3G019 AB03 AC01 GA01 GA02 GA08 GA11 GA13 HA07 LA11 3G084 BA13 BA15 BA17 DA13 EA11 EC02 EC03 FA11 FA13 FA17 FA35 FA38 FA39 3G301 HA01 JA20 LA00 MA13 MA18 PA07Z PB03Z PB05Z PE03Z PE04Z PE09Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のクランク軸の回転に同期して
    所定のクランク角で第1の信号を出力するクランク角セ
    ンサと、 前記クランク角センサから出力される第1の信号に基づ
    いて燃料噴射弁および点火コイルの一方または両方を制
    御する制御手段と、 内燃機関の吸気経路に設けられ、前記クランク角センサ
    から出力される第1の信号と同期して内燃機関の吸入空
    気の圧力に関する第2の信号を出力する吸気圧センサと
    を備え、 前記クランク角センサから出力される第1の信号と、前
    記吸気圧センサから出力される第2の信号の値とから内
    燃機関の基準位置を決定することを特徴とする内燃機関
    用制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃機関のクランク軸の回転に同期して
    所定のクランク角で正および負の1対の信号からなる複
    数のパルス信号を出力するクランク角センサと、 燃料噴射信号または点火信号に基づいて作動するアクチ
    ュエータと、 前記クランク角センサから出力されるパルス信号に基づ
    いて前記アクチュエータに燃料噴射信号または点火信号
    を出力する制御手段と、 内燃機関の吸気経路に設けられ、前記クランク角センサ
    から出力されるパルス信号と同期して内燃機関の吸入空
    気の圧力に関する信号を出力する吸気圧センサとを備
    え、 前記クランク角センサから出力される第1の信号と、前
    記吸気圧センサから出力される圧力信号の値とから内燃
    機関の基準位置を決定することを特徴とする内燃機関用
    制御装置。
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