JP2005240759A - Ignition device for internal-combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船外機等に使用される内燃機関を点火するのに好適な内燃機関用点火装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine ignition device suitable for igniting an internal combustion engine used in an outboard motor or the like.
内燃機関用点火装置は、点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生する点火回路と、マイクロコンピュータを用いて点火回路に点火信号を与える位置を制御する点火位置制御装置とにより構成される。 An internal combustion engine ignition device includes an ignition circuit that generates a high voltage for ignition when an ignition signal is applied, and an ignition position control device that controls a position at which the ignition signal is applied to the ignition circuit using a microcomputer. Is done.
内燃機関の点火位置(点火動作を行わせるクランク角位置)をマイクロコンピュータを用いて制御する場合には、機関の特定のクランク角位置を基準位置として定めておいて、この基準位置が検出されたときに演算された点火位置の計測を開始させ、その計測が完了したときに(点火位置が検出されたときに)点火回路に点火信号を与えて点火動作を行わせるようにしている。 When the ignition position of the internal combustion engine (crank angle position for performing the ignition operation) is controlled using a microcomputer, a specific crank angle position of the engine is determined as a reference position, and this reference position is detected. Measurement of the calculated ignition position is started, and when the measurement is completed (when the ignition position is detected), an ignition signal is given to the ignition circuit to perform an ignition operation.
この種の制御を行う点火装置においては、機関のクランク軸に取り付けられたロータに設けられたリラクタのエッジを検出してパルス信号を発生する信号発生器を設けて、この信号発生器が機関の特定のクランク角位置で発生するパルス信号を基準信号として用い、該基準信号の発生位置を基準位置とする。マイクロコンピュータは、機関の回転速度等の制御条件に対して目標点火位置を演算し、演算した目標点火位置を、クランク軸が基準位置からその目標点火位置まで回転する間に点火タイマに計測させる時間(点火タイマ計測時間)に変換する。 In an ignition device that performs this type of control, a signal generator that detects the edge of a reluctator provided on a rotor attached to a crankshaft of an engine and generates a pulse signal is provided, and this signal generator is provided for the engine. A pulse signal generated at a specific crank angle position is used as a reference signal, and the generation position of the reference signal is set as a reference position. The microcomputer calculates the target ignition position with respect to control conditions such as the engine speed, and causes the ignition timer to measure the calculated target ignition position while the crankshaft rotates from the reference position to the target ignition position. Convert to (ignition timer measurement time).
そして、信号発生器が基準信号を発生したときに、点火タイマ計測時間を点火タイマにセットしてその計測を開始させ、点火タイマが点火タイマ計測時間の計測を完了した時のクランク角位置を点火位置として、この点火位置で点火回路に点火信号を与える。 When the signal generator generates the reference signal, the ignition timer measurement time is set in the ignition timer to start the measurement, and the crank angle position when the ignition timer completes the measurement of the ignition timer measurement time is ignited. As a position, an ignition signal is given to the ignition circuit at this ignition position.
目標点火位置を計測するために用いる点火タイマ計測時間は、基準位置からその目標点火位置までの角度と、クランク軸の回転速度(クランク軸の回転速度)とにより決まる。従って、各種の制御条件に対して演算された目標点火位置を正確に検出して、演算された通りの目標点火位置で点火動作を行わせるためには、点火タイマ計測時間を演算する際に用いた回転速度と、目標点火位置を計測する際の機関の回転速度とが一致している必要がある。 The ignition timer measurement time used for measuring the target ignition position is determined by the angle from the reference position to the target ignition position and the rotational speed of the crankshaft (the rotational speed of the crankshaft). Therefore, in order to accurately detect the target ignition position calculated for various control conditions and perform the ignition operation at the calculated target ignition position, it is necessary to calculate the ignition timer measurement time. It is necessary that the rotational speed of the engine matches the rotational speed of the engine when measuring the target ignition position.
内燃機関がある程度以上の回転速度で運転されているときには、点火タイマ計測時間を演算する際の回転速度(その直前に検出されている回転速度)と、目標点火位置を計測する際の回転速度との間に問題になるような差が生じることはないため、上記のような方法で点火位置を検出することにより、点火位置の制御を支障なく行うことができる。 When the internal combustion engine is operated at a certain rotational speed, the rotational speed when calculating the ignition timer measurement time (the rotational speed detected immediately before) and the rotational speed when measuring the target ignition position Therefore, the ignition position can be controlled without any trouble by detecting the ignition position by the above method.
しかしながら、機関の始動時及び極低速回転時には、機関の行程変化に伴ってクランク軸の回転速度が細かく変動するため、点火タイマ計測時間を演算する際の回転速度と目標点火位置を計測する際の回転速度との間に大きな差が生じ、上記の方法では目標点火位置を正確に検出することができない。 However, when starting the engine and rotating at an extremely low speed, the rotation speed of the crankshaft fluctuates finely with changes in the stroke of the engine, so when measuring the rotation speed and the target ignition position when calculating the ignition timer measurement time A large difference occurs between the rotational speed and the target ignition position cannot be accurately detected by the above method.
そこで、機関の始動時及び極低速時においては、演算された点火位置で点火を行わせるのではなく、機関の極低速時の点火位置として適したクランク角位置で信号発生器から固定点火用パルス信号を発生させるようにしておいて、固定点火用パルス信号が発生したときに点火回路に点火信号を与えて点火動作を行わせるようにしている。この場合、機関の極低速時の点火位置は固定点火用パルス信号の発生位置に固定され、回転速度等の制御条件に対する点火位置の制御は行われない。 Therefore, at the time of starting the engine and at the time of extremely low speed, ignition is not performed at the calculated ignition position, but a fixed ignition pulse is generated from the signal generator at a crank angle position suitable as an ignition position at the time of extremely low speed of the engine. A signal is generated, and when a fixed ignition pulse signal is generated, an ignition signal is given to the ignition circuit to perform an ignition operation. In this case, the ignition position at an extremely low speed of the engine is fixed at the position where the fixed ignition pulse signal is generated, and the ignition position is not controlled with respect to the control conditions such as the rotational speed.
ところが、内燃機関の用途によっては、極低速運転時にも点火位置を各種の制御条件に対して制御することが必要とされることがある。例えば、船外機などに使用される内燃機関は、トローリングを行う際に極低速状態で運転されるため、極低速状態での運転を安定に行わせることが必要とされ、極低速運転時にも、点火位置を制御することが必要とされる。 However, depending on the application of the internal combustion engine, it may be necessary to control the ignition position with respect to various control conditions even during extremely low speed operation. For example, an internal combustion engine used for an outboard motor or the like is operated in an extremely low speed state when performing trolling, so that it is necessary to stably operate in an extremely low speed state, and even during an extremely low speed operation. It is necessary to control the ignition position.
そこで、極低速運転時の点火位置の制御を安定に行わせるため、スタータモータに取り付けられた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するクランク角センサをリングギアの近傍に配置して、このクランク角センサがリングギアの各歯を検出する毎に(クランク軸が一定の角度回転する毎に)発生する信号を計数することにより点火位置を検出することが行われている。クランク角センサは、信号発生器と同様に構成されたもので、リングギアの各歯の両端のエッジを検出したときに極性が異なるパルスを発生する。 Therefore, a crank angle sensor that detects the teeth of the ring gear attached to the outer periphery of the flywheel to mesh with the pinion gear attached to the starter motor in order to stably control the ignition position during extremely low speed operation. Locating in the vicinity of the ring gear and detecting the ignition position by counting the signal generated each time the crank angle sensor detects each tooth of the ring gear (every time the crankshaft rotates by a certain angle) Has been done. The crank angle sensor is configured in the same manner as the signal generator, and generates pulses having different polarities when the edges at both ends of each tooth of the ring gear are detected.
この方法では、クランク角センサがリングギアの各歯の両端のエッジを検出した際に発生する対のパルスをフリップフロップ回路などからなる波形整形回路に入力することにより、リングギアの歯の幅に相当する信号幅を有する矩形波状のクランク角信号に変換し、信号発生器が基準信号を発生するクランク角位置を計数開始位置として、カウンタにクランク角信号の計数を開始させる。そして、カウンタの計数値が目標値に達したときのクランク角位置を機関の点火位置とし、該点火位置で点火回路に点火信号を与えることにより点火動作を行わせる。 In this method, a pair of pulses generated when the crank angle sensor detects the edges of both ends of each tooth of the ring gear are input to a waveform shaping circuit such as a flip-flop circuit, thereby obtaining the width of the ring gear teeth. The signal is converted into a rectangular wave-shaped crank angle signal having a corresponding signal width, and the signal generator causes the counter to start counting the crank angle signal with the crank angle position where the reference signal is generated as the counting start position. Then, the crank angle position when the count value of the counter reaches the target value is set as the ignition position of the engine, and the ignition operation is performed by giving an ignition signal to the ignition circuit at the ignition position.
図5(A)は、信号発生器が基準位置で発生するパルス信号Vs1をクランク角θに対して示し、図5(B)は、クランク角センサが発生するパルスを波形整形回路に入力することにより生成させたクランク角信号Vcrの波形を示している。各クランク角信号Vcrの立上がりのエッジ及び立下がりのエッジがそれぞれリングギアの各歯の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジに対応している。クランク角信号Vcrは、クランク軸がリングギアの歯のピッチに相当する単位角度θu回転する毎に発生する。 5A shows the pulse signal Vs1 generated at the reference position by the signal generator with respect to the crank angle θ, and FIG. 5B shows that the pulse generated by the crank angle sensor is input to the waveform shaping circuit. The waveform of the crank angle signal Vcr generated by the above is shown. The rising edge and falling edge of each crank angle signal Vcr correspond to the front end side edge and the rear end side edge in the rotation direction of each tooth of the ring gear, respectively. The crank angle signal Vcr is generated every time the crankshaft rotates by a unit angle θu corresponding to the tooth pitch of the ring gear.
図5(C)は、従来の点火装置において、クランク角信号Vcrを計数することにより点火位置を検出する方法を示している。従来の点火装置においては、信号発生器が発生する基準信号Vs1がしきい値Vtに達するクランク角位置(基準位置)θ1を計数開始位置として、計数開始位置以後に発生するクランク角信号をカウンタにより計数する。図5(C)の階段状の波形はカウンタの計数値Skの変化を示したもので、カウンタの計数値は、新たなクランク角信号Vcrが立ち上がる毎に1ずつインクリメントされる。カウンタによるクランク角信号の計数値Skが目標値Soに達したときのクランク角位置を点火位置θi1´とし、この点火位置で点火回路に点火信号を与えることにより点火動作を行わせる。目標値Soは、基準位置θ1から目標点火位置θi1までの角度λ1をリングギアの歯の1ピッチ分に相当する単位角度θuで除して小数点以下を切り捨てることにより求められる。 FIG. 5C shows a method of detecting the ignition position by counting the crank angle signal Vcr in the conventional ignition device. In the conventional ignition device, the crank angle signal (reference position) θ1 at which the reference signal Vs1 generated by the signal generator reaches the threshold value Vt is taken as the count start position, and the crank angle signal generated after the count start position is counted by the counter. Count. The stepped waveform in FIG. 5C shows a change in the count value Sk of the counter, and the count value of the counter is incremented by 1 each time a new crank angle signal Vcr rises. The crank angle position when the count value Sk of the crank angle signal by the counter reaches the target value So is set as an ignition position θi1 ′, and an ignition signal is given to the ignition circuit at this ignition position to perform an ignition operation. The target value So is obtained by dividing the angle λ1 from the reference position θ1 to the target ignition position θi1 by the unit angle θu corresponding to one pitch of the teeth of the ring gear and rounding off the decimal part.
基準位置θ1から目標点火位置θi1までの角度λ1を単位角度θuで除した場合、一般には割り切れないため、上記のようにしてクランク角信号の計数値の目標値Soを求めて、計数値Skが目標値Soに達したときのクランク角位置を点火位置とした場合には、実際の点火位置θi1´と目標点火位置θi1との間に最大でリングギアの歯の1ピッチ分に相当する角度(単位角度)θu分の誤差Δαが生じる。 When the angle λ1 from the reference position θ1 to the target ignition position θi1 is divided by the unit angle θu, since it is generally not divisible, the target value So of the count value of the crank angle signal is obtained as described above, and the count value Sk is obtained. When the crank angle position when the target value So is reached is set as the ignition position, an angle (corresponding to one pitch of the teeth of the ring gear at the maximum between the actual ignition position θi1 ′ and the target ignition position θi1 ( An error Δα corresponding to (unit angle) θu occurs.
またクランク角センサ及び信号発生器の取り付け位置の誤差により、基準信号Vs1とクランク角信号Vcrとの間に生じ得る位相差Δβが最大でリングギアの歯の1ピッチ分(単位角度θu)になるため、実際の点火位置と目標点火位置との間に生じ得る誤差Δα+Δβは最大でリングギアの歯の2ピッチ分(2θu)に達する。 Also, the phase difference Δβ that can occur between the reference signal Vs1 and the crank angle signal Vcr due to an error in the mounting position of the crank angle sensor and the signal generator is a maximum of one ring gear tooth pitch (unit angle θu). Therefore, the error Δα + Δβ that can occur between the actual ignition position and the target ignition position reaches a maximum of two pitches (2θu) of the teeth of the ring gear.
またクランク角信号を計数することにより点火位置を求めるようにした場合、信号発生器及びクランク角センサの取り付け精度を十分に高めたとしても、点火位置制御の分解能は、リングギアの歯数により決まるため、点火位置を細かく制御することができない。従って、各種の制御条件に対して点火位置を細かく制御することが必要とされる機関の高速時においても上記の方法で点火位置を検出するようにした場合には、点火位置の制御を的確に行わせることができない。 In addition, when the ignition position is obtained by counting the crank angle signal, the resolution of the ignition position control is determined by the number of teeth of the ring gear even if the mounting accuracy of the signal generator and the crank angle sensor is sufficiently increased. Therefore, the ignition position cannot be finely controlled. Therefore, when the ignition position is detected by the above method even at high engine speeds where it is necessary to finely control the ignition position under various control conditions, the ignition position is accurately controlled. I can't make it happen.
そこで、特許文献1に示された点火装置では、回転速度の変動が激しい極低速回転領域においては、図5(C)に示すように基準位置θ1を計測開始位置としてクランク角信号Vcrを計数することにより点火位置θin(nは点火すべき気筒の番号、図5においてはn=1)を検出し、機関の回転速度が安定する回転領域では点火タイマ計測時間を点火タイマに計測させる通常の方法により点火位置を検出するようにしている。
Therefore, in the ignition device disclosed in
しかしながら、特許文献1に示された点火装置においても、クランク角信号Vcrを計数することにより点火位置を求める回転速度領域では、前述のように、信号発生器及びクランク角センサの取り付け位置の精度によって実際の点火位置と目標点火位置との間の誤差が大きくなり、点火位置の制御を的確に行うことができないことがある。このような問題を解決するため、特許文献2に示されたように、クランク角信号の計数と点火タイマによる計時動作とを併用するようにした点火装置が提案された。
However, even in the ignition device disclosed in
特許文献2に示された点火装置においては、図5(D)に示したように、信号発生器が基準信号Vs1を発生する基準位置θ1をクランク角信号の計測開始位置して、この位置でクランク角信号Vcrの計数を開始させた後、その計数値Skが目標値Soに達したときのクランク角位置θ2を点火位置計測開始位置とし、この計測開始位置θ2で点火タイマに点火タイマ計測時間の計測を開始させることにより、演算により求めた点火位置の計測を行わせる。図5(D)のStは点火タイマの計測値を示しており、該点火タイマの計測値が目標値(点火タイマ計測時間)ti1に達したときのクランク角位置を点火位置θi1´として、この点火位置で点火回路に点火信号を与えて点火動作を行わせる。
特許文献2に示されたように、クランク角信号の計数と点火タイマによる点火タイマ計測時間の計測とを併用した場合にも、基準信号Vs1とクランク角信号Vcrとの間に生じ得る位相差Δβに相当する誤差(最大でリングギアの1つの歯の幅に相当する誤差)Δγ(図5D参照)が、実際の点火位置θi1´と目標点火位置θi1との間に生じるおそれがあり、点火位置を正確に制御することが難しかった。
As shown in
本発明の目的は、基準信号とクランク角信号との間の位相差が点火位置の検出誤差として現れるのを防いで、機関の点火位置の制御を正確に行うことができるようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。 An object of the present invention is for an internal combustion engine in which a phase difference between a reference signal and a crank angle signal is prevented from appearing as an ignition position detection error, and the ignition position of the engine can be accurately controlled. It is to provide an ignition device.
本発明は、内燃機関の特定のクランク角位置で基準信号を発生する信号発生器と、内燃機関のクランク軸が単位角度θu回転する毎にクランク角信号を発生するクランク角センサと、内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段と、基準信号が発生するクランク角位置を計数開始位置としてクランク角信号を計数するクランク角信号計数手段と、クランク軸が基準位置から点火位置演算手段により演算された点火位置まで回転する間にクランク角信号発生手段に計数させるクランク角信号の数を目標計数値として決定する目標計数値決定手段と、クランク角信号計数手段が計数した計数値が目標計数値に達した時のクランク角位置を点火位置計測開始位置として該点火位置計測開始位置から点火位置までの角度を残り角θxとして演算する残り角演算手段と、該残り角θxnをクランク軸が回転するのに要する時間を点火タイマ計測時間tinとして求める点火タイマ計測時間演算手段と、点火位置計測開始位置で点火タイマに点火タイマ計測時間tinの計測を開始させ、点火タイマが点火タイマ計測時間の計測を完了した時に点火信号を発生する点火信号発生手段と、点火信号が発生した時に内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加する点火用高電圧を発生する点火回路とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。 The present invention relates to a signal generator that generates a reference signal at a specific crank angle position of an internal combustion engine, a crank angle sensor that generates a crank angle signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a unit angle θu, The ignition position calculating means for calculating the ignition position, the crank angle signal counting means for counting the crank angle signal with the crank angle position where the reference signal is generated as the counting start position, and the crankshaft is calculated from the reference position by the ignition position calculating means. Target count value determining means for determining the number of crank angle signals to be counted by the crank angle signal generating means while rotating to the ignition position as a target count value, and the count value counted by the crank angle signal counting means as the target count value. The remaining crank angle is calculated as the ignition angle measurement start position, and the angle from the ignition position measurement start position to the ignition position is calculated as the remaining angle θx. An angle calculation means, an ignition timer measurement time calculation means for obtaining a time required for the crankshaft to rotate the remaining angle θxn as an ignition timer measurement time tin, and an ignition timer measurement time tin at the ignition position measurement start position. Ignition signal generating means for generating an ignition signal when the ignition timer completes the measurement of the ignition timer measurement time, and for ignition applied to an ignition plug attached to the cylinder of the internal combustion engine when the ignition signal is generated An ignition device for an internal combustion engine provided with an ignition circuit that generates a high voltage is intended.
本発明においては、前記の目的を達成するため、目標計数値決定手段が、基準信号が発生したときのクランク角位置とクランク角信号計数手段により最初に計数される第1番目のクランク角信号の発生位置との間の角度を誤差角度Δβとして検出する誤差角度検出手段と、基準位置から点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置θinまでの角度λn(nは1以上気筒数以下の整数)から誤差角度を差し引いた角度λn−Δβを単位角度θuで除することにより求めた商に1を加えた値の小数点以下を切り捨てた値を最大目標計数値CNnmaxとして演算する最大目標計数値演算手段とを備えていて、基準位置から各気筒の点火位置までの間に計数する目標計数値CNnを、演算された最大目標計数値以下に決定するように構成されている。最大目標計数値CNnmaxは、下記の式により与えられる。ここでintは、商の小数点以下を切り捨てて整数分のみをとることを意味する。 In the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, the target count value determining means is adapted to detect the crank angle position when the reference signal is generated and the first crank angle signal first counted by the crank angle signal counting means. An error angle detection means for detecting an angle between the generated position as an error angle Δβ and an angle λn (n is 1 or more and the number of cylinders) from the reference position to the ignition position θin of each cylinder calculated by the ignition position calculation means The maximum target count value that is calculated as the maximum target count value CNnmax, which is obtained by dividing the angle λn−Δβ obtained by subtracting the error angle from the integer) and dividing the quotient obtained by adding 1 to the quotient. And calculating means for determining the target count value CNn counted from the reference position to the ignition position of each cylinder to be equal to or less than the calculated maximum target count value. The maximum target count value CNnmax is given by the following equation. Here, int means that only the whole number is obtained by rounding down the fractional part of the quotient.
CNnmax=int{(λn−Δβ)/θu}+1 …(1)
上記のように、基準信号が発生したときのクランク角位置とクランク角信号計数手段により最初に計数される第1番目のクランク角信号の発生位置との間の角度を誤差角度Δβとして検出して、基準位置から点火位置演算手段により演算された各気筒の点火位置θinまでの角度λnから誤差角度を差し引いた角度λn−Δβと、単位角度θuとを用いて、クランク角信号の目標計数値を求めるようにすると、基準信号とクランク角信号との間の位相差Δβが点火位置の検出誤差として現れるのを防ぐことができるため、点火位置の制御を正確に行わせることができる。
CNnmax = int {(λn−Δβ) / θu} +1 (1)
As described above, the angle between the crank angle position when the reference signal is generated and the generation position of the first crank angle signal first counted by the crank angle signal counting means is detected as the error angle Δβ. The target count value of the crank angle signal is obtained by using the angle λn−Δβ obtained by subtracting the error angle from the angle λn from the reference position to the ignition position θin of each cylinder calculated by the ignition position calculation means and the unit angle θu. If it is determined, it is possible to prevent the phase difference Δβ between the reference signal and the crank angle signal from appearing as an ignition position detection error, so that the ignition position can be accurately controlled.
上記誤差角度検出手段は、基準信号が発生してから第1番目のクランク角信号が発生するまでの時間t1と、クランク角センサが第1番目のクランク角信号を発生してから続いて第2番目のクランク角信号を発生するまでの時間t2と単位角度θuとから、誤差角度Δβを下記の演算式を用いて演算することにより誤差角度を求めるように構成することができる。 The error angle detection means includes a time t1 from when the reference signal is generated until the first crank angle signal is generated, and a second time after the crank angle sensor generates the first crank angle signal. From the time t2 until the generation of the first crank angle signal and the unit angle .theta.u, the error angle .DELTA..beta.
Δβ=θu・t1/t2 …(2)
上記目標計数値CNnは、最大目標計数値CNnmax以下に決定すればよいが、機関の行程変化に伴ってクランク軸の回転速度変動が大きく変動する極低速時においては、目標計数値を最大計数値に等しく設定するのが好ましい。回転速度が安定する中高速領域では、最大目標計数値よりも小さい値に目標計数値を決定することができる。
Δβ = θu · t1 / t2 (2)
The target count value CNn may be determined to be equal to or less than the maximum target count value CNnmax. However, the target count value is set to the maximum count value at extremely low speeds where the crankshaft rotational speed greatly varies with changes in the engine stroke. Is preferably set equal to. In the medium to high speed region where the rotation speed is stable, the target count value can be determined to be smaller than the maximum target count value.
また機関の中高速回転領域では、クランク角信号を計数することなく、基準位置を点火位置計測開始位置として、該点火位置計測開始位置で点火タイマ計測時間の計測を開始させることにより点火位置を検出するようにしてもよい。 Also, in the middle and high speed rotation region of the engine, the ignition position is detected by starting the measurement of the ignition timer measurement time at the ignition position measurement start position without counting the crank angle signal and using the reference position as the ignition position measurement start position. You may make it do.
残り角演算手段は、基準位置から点火位置までの角度λから誤差角度を差し引いた角度λn−Δβと、目標計数値CNnと、単位角度θuとから、下記の演算式を用いてn番目に点火する気筒の目標点火位置前に残された残り角θxnを演算するように構成することができる。 The remaining angle calculation means ignites nth using the following calculation formula from the angle λn−Δβ obtained by subtracting the error angle from the angle λ from the reference position to the ignition position, the target count value CNn, and the unit angle θu. The remaining angle θxn remaining before the target ignition position of the cylinder to be operated can be calculated.
θxn=(λn−Δβ)−(CNn−1)×θu …(3)
また点火タイマ計測時間演算手段は、クランク角信号の計数値が目標計数値に達する直前のクランク角信号の発生間隔(時間)toと、残り角θxnと、単位角度θuとから、下記の演算式により点火タイマ計測時間tinを演算するように構成することができる。
θxn = (λn−Δβ) − (CNn−1) × θu (3)
The ignition timer measurement time calculation means calculates the following calculation formula from the generation interval (time) to of the crank angle signal immediately before the count value of the crank angle signal reaches the target count value, the remaining angle θxn, and the unit angle θu. Thus, the ignition timer measurement time tin can be calculated.
tin=(θxn/θu)×to …(4) tin = (θxn / θu) × to (4)
以上のように、本発明によれば、基準信号が発生したときのクランク角位置とクランク角信号計数手段により最初に計数される第1番目のクランク角信号の発生位置との間の角度を誤差角度Δβとして検出して、基準位置から点火位置演算手段により演算された点火位置までの角度λnから誤差角度を差し引いた角度λn−Δβと、単位角度θuとを用いてクランク角信号の目標計数値を求めるので、基準信号とクランク角信号との間の位相差が点火位置の検出誤差として現れるのを防いで、点火位置の制御を正確に行わせることができる。 As described above, according to the present invention, the angle between the crank angle position when the reference signal is generated and the generation position of the first crank angle signal that is first counted by the crank angle signal counting means is determined as an error. The target count value of the crank angle signal using the angle λn−Δβ obtained by subtracting the error angle from the angle λn from the reference position to the ignition position calculated by the ignition position calculation means and the unit angle θu. Therefore, the phase difference between the reference signal and the crank angle signal is prevented from appearing as an ignition position detection error, and the ignition position can be accurately controlled.
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態で用いるハードウェアの構成例を示したもので、この例では3気筒2サイクル内燃機関を点火するものとする。図1において、1は内燃機関により駆動される磁石発電機、2は点火回路、3は点火回路を制御する制御ユニットである。 FIG. 1 shows a configuration example of hardware used in an embodiment of the present invention. In this example, a three-cylinder two-cycle internal combustion engine is ignited. In FIG. 1, 1 is a magnet generator driven by an internal combustion engine, 2 is an ignition circuit, and 3 is a control unit for controlling the ignition circuit.
磁石発電機1は、内燃機関のクランク軸に取り付けられたフライホイール4の内周に永久磁石を取り付けて構成した磁石回転子5と、該磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する鉄心に発電コイルを巻回してなる固定子とにより構成される周知のもので、その固定子側に設けられた1つの発電コイルがエキサイタコイル6として用いられる。エキサイタコイル6の一端は接地されている。
The
フライホイール4の外周には該フライホイールの周方向に所定の極弧角をもって延びる円弧状のリラクタ4aが設けられ、フライホイールの外周の近傍には、信号発生器7が設けられている。信号発生器7は、リラクタ4aに対向する磁極部を有する鉄心に巻回された信号コイルと、該鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えた周知のもので、リラクタ4aの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに図6(A)に示すように、極性が異なるパルスVs1及びVs2を発生する。本実施形態では、リラクタ4aの極弧角が120度に設定されていて、機関のクランク軸の回転角度位置が第1気筒の上死点前120度の位置θ1に一致したときに、信号発生器7がリラクタ4aの回転方向の前端側のエッジを検出してしきい値Vt以上のパルスVs1を発生するようになっている。この例では、パルスVs1を基準信号として用いて、この基準信号Vs1が発生するクランク角位置(第1気筒の上死点前120°の位置)θ1を基準位置とし、この基準位置を、後記するクランク角信号Vcrの計数を開始する計数開始位置とする。
On the outer periphery of the flywheel 4, there is provided an arc-shaped reluctator 4a extending with a predetermined polar arc angle in the circumferential direction of the flywheel, and a
フライホイール4の外周には機関を始動する際に駆動されるスタータモータに取り付けられたピニオンギアを噛み合わせるためのリングギア8が取り付けられている。リングギア8は強磁性材料(鉄)からなっていて、このリングギアの近傍にクランク角センサ9が配置されている。クランク角センサ9は、信号発生器7と同様に構成されていて、リングギア8の各歯のエッジを検出して極性が異なるパルス信号を発生する。この例では、リングギア8が100個の歯を備えていて、隣接する歯相互間の間隔(単位角度)が3.6度となっている。
点火回路2は、第1気筒ないし第3気筒用の点火コイルIG1ないしIG3と、これらの点火コイルの一次電流を制御する第1ないし第3気筒用の一次電流制御回路PC1ないしPC3と、内燃機関の第1気筒ないし第3気筒にそれぞれ取り付けられて、点火コイルIG1ないしIG3から点火用の高電圧が印加される点火プラグP1ないしP3とからなっている。
A ring gear 8 for meshing a pinion gear attached to a starter motor that is driven when the engine is started is attached to the outer periphery of the flywheel 4. The ring gear 8 is made of a ferromagnetic material (iron), and a crank angle sensor 9 is disposed in the vicinity of the ring gear. The crank angle sensor 9 is configured in the same manner as the
The
各点火コイルは、一端が共通接続された一次コイルW1及び二次コイルW2を有していて、二次コイルW2の他端は高圧コードを通して対応する気筒の点火プラグの非接地側端子に接続され、一次コイルW1の他端は接地されている。 Each ignition coil has a primary coil W1 and a secondary coil W2 commonly connected at one end, and the other end of the secondary coil W2 is connected to a non-grounded terminal of the ignition plug of the corresponding cylinder through a high voltage cord. The other end of the primary coil W1 is grounded.
一次電流制御回路PC1ないしPC3は、周知のコンデンサ放電式の回路からなっている。各一次電流制御回路は、対応する点火コイルの一次コイルの一端に一端が接続された点火用コンデンサC1と、点火用コンデンサC1の他端にカソードが接続され、アノードがエキサイタコイル6の非接地側端子に接続されたダイオードD1と、点火用コンデンサC1の他端と接地間にカソードを接地側に向けて接続されたサイリスタThと、対応する点火コイルの一次コイルの一端と接地間にカソードを接地側に向けて接続されたダイオードD2とを備えていて、一次電流制御回路PC1ないしPC3のサイリスタThのゲートからそれぞれ第1気筒ないし第3気筒用の点火信号入力端子a1ないしa3が導出されている。これらの入力端子a1ないしa3にはそれぞれ、機関の第1気筒ないし第3気筒の点火位置で、制御ユニット3から点火信号が与えられる。
The primary current control circuits PC1 to PC3 are well-known capacitor discharge type circuits. Each primary current control circuit has an ignition capacitor C1 having one end connected to one end of the primary coil of the corresponding ignition coil, a cathode connected to the other end of the ignition capacitor C1, and an anode being the non-grounded side of the exciter coil 6. The diode D1 connected to the terminal, the thyristor Th connected with the cathode facing the ground side between the other end of the ignition capacitor C1 and the ground, and the cathode grounded between one end of the primary coil of the corresponding ignition coil and the ground The first and third cylinder ignition signal input terminals a1 to a3 are derived from the gates of the thyristors Th of the primary current control circuits PC1 to PC3, respectively. . These input terminals a1 to a3 are respectively supplied with ignition signals from the
図示の点火回路2においては、エキサイタコイル6が図示の矢印方向の正の半波の電圧を出力したときに、各一次電流制御回路の点火用コンデンサC1がダイオードD1及びD2を通して図示の極性に充電される。内燃機関の第1気筒ないし第3気筒の点火位置でそれぞれ制御ユニット3から点火信号入力端子a1ないしa3に点火信号Viが与えられると、一次電流制御回路PC1ないしPC3のサイリスタThがオン状態になるため、各点火用コンデンサC1の電荷が対応するサイリスタThと対応する点火コイルの一次コイルW1とを通して放電させられる。このようにして各気筒用の一次電流制御回路において点火用コンデンサC1の電荷が対応する点火コイルの一次コイルを通して放電させられると、各点火コイルの二次コイルW2に点火用高電圧が誘起し、該点火用高電圧が各気筒の点火プラグに印加される。これにより各気筒の点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。
In the illustrated
制御ユニット3は、マイクロコンピュータ3Aと、波形整形回路3B及び3Cとを備えている。マイクロコンピュータ3Aは、少なくともCPU301と、16ビットタイマ302と、割込み制御回路303と、ラッチ回路304と、ROM及びRAM(図示せず。)とを備えていて、信号発生器7の出力及びクランク角センサ9の出力がそれぞれ波形整形回路3B及び3Cを通して割込み制御回路303に入力されている。16ビットタイマ302は1ビット1μsecのフリーランタイマからなっている。
The
波形整形回路3Bは、信号発生器7が基準位置で発生する基準信号Vs1をマイクロコンピュータが認識し得る信号に変換して割込み制御回路303に入力する。また波形整形回路3Cはフリップフロップ回路などからなっていて、クランク角センサ9がリングギアの各歯の両端のエッジを検出した際に発生する対のパルスをリングギアの歯の幅に相当する信号幅を有する矩形波状のクランク角信号Vcrに変換する。波形整形回路3Cが出力するクランク角信号Vcrの一例を図6(B)に示した。図6において、#1TDCないし#3TDCはそれぞれ第1気筒ないし第3気筒の上死点(第1気筒ないし第3気筒のピストンがそれぞれ上死点に達したときのクランク角位置)を示している。図示の例では、基準信号Vs1とクランク角信号Vcrとの間に位相差(誤差角)Δβが存在している。
The waveform shaping circuit 3B converts the reference signal Vs1 generated at the reference position by the
割込み制御回路303は、波形整形回路3Bから基準信号を波形整形して得た信号が入力された時、及び波形整形回路3Cからクランク角信号が入力された時に(クランク角信号の立上がりで)、ラッチ回路304にフリーランタイマ302のその時の計測値(時刻)をラッチさせるとともに、CPU301が実行中のメインルーチンの処理に割込みをかけて、所定の割込み処理を行わせる。割込み処理の優先順位は、クランク角信号による割込みよりも、基準信号による割込みの方を高くしてあり、クランク角信号が発生している間に基準信号が発生したときには、クランク角信号による割込み要求を無視して、基準信号による割込み要求を先に受け付け、その基準信号による割り込み処理が終了した後に、引き続いて、先に発生したクランク角信号による未処理の割り込み処理を実行するようになっている。
The interrupt
CPU301は、ROMに記憶されたプログラムに従って、図2に示すメインルーチンを実行する。このメインルーチンでは、マイクロコンピュータが起動したときに先ずステップ1で各部のイニシャライズを行い、次いでステップ2で、機関の回転速度の演算や、ユーザーが定めた要求点火時期データや、回転速度、或いは各種の制御条件を検出しているセンサの出力に応じて各気筒の目標点火位置を演算する。各気筒の目標点火位置θinは、基準位置θ1から目標点火位置θinまでの角度λnとして演算される。回転速度のデータ及び目標点火位置のデータは、一定の周期毎に更新される。本実施形態では、内燃機関が3気筒であるため、基準位置θ1から第1気筒の点火位置までの角度λ1ないし第3気筒の点火位置までの角度λ3が演算される。
The
CPUは、基準信号による割込み要求を受けたときに図3に示す基準信号割込みを実行する。この基準信号割込みでは、先ずステップ1で前回基準信号が発生した時刻から今回の基準信号が発生した時刻までの間にクランク角信号による割込みが発生した回数(クランク信号の計数値)を記憶しているRAMを初期化し、ステップ2においてクランク角信号の発生時刻と基準信号の発生時刻とが一致しているか否かを判定する。その結果、クランク角信号の発生時刻と基準信号の発生時刻とが一致していないと判定されたときには、ステップ3に進んでクランク角信号の方が基準信号よりも先に発生したか否かを判定する。その結果、クランク角信号が基準信号よりも先に発生していないと判定されたときには、ステップ4で条件1が成立していると判定して条件1が成立したことを示すフラグをセットし、他の条件が成立していることを示すフラグをクリアしてメインルーチンに復帰する。
When the CPU receives an interrupt request based on a reference signal, the CPU executes the reference signal interrupt shown in FIG. In this reference signal interruption, first, in
ステップ3でクランク角信号の方が基準信号よりも先に発生したと判定されたときには、ステップ5で条件2が成立していると判定して、条件2が成立したことを示すフラグをセットし、他の条件が成立していることを示すフラグをクリアしてメインルーチンに復帰する。またステップ2でクランク角信号の発生時刻と基準信号の発生時刻とが一致していると判定されたときには、ステップ6で条件3が成立していると判定して、条件3が成立したことを示すフラグをセットし、他の条件が成立していることを示すフラグをクリアしてメインルーチンに復帰する。
When it is determined in
上記条件1ないし条件3は、下記の場合に成立する。
条件1は、図7(A),(B)に示したように、基準信号による割込み要求のみがあった場合、または基準信号による割込み要求の方がクランク角信号による割込み要求よりも速い場合に成立する。条件1が成立しているときには、基準信号による割込み処理が終了した後に受け付けられるクランク角信号による割込み要求(図7Bに丸数字の1を付して示したクランク角信号Vcrの立上がりで行われる割込み要求)があったときに、基準信号が発生した後(クランク角信号の計数を開始した後)第1番目のクランク角信号が発生したと認識される。なお図7においては、横軸にクランク角θをとっているが、基準信号とクランク角信号との位相関係の判定は、ラッチ回路304によりラッチされている基準信号及びクランク角信号の発生時刻(基準信号による割り込みがかけられた時刻及びクランク角信号による割り込みがかけられた時刻)により行われる。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
条件1が成立しているとき、基準信号による割り込み処理は、図7(E)に斜線で示した区間aで実行される。また同図に示した区間b1で第1番目のクランク角信号による割り込み処理が実行され、以後次の基準信号が発生するまでの間、2番目以降のクランク角信号がそれぞれ立ち上がる毎に、区間b2,b3,…でクランク角信号による割り込みが実行される。
When the
条件2は、図8(A),(B)に示したように、クランク角信号が基準信号よりも先に割込み要求をしたが、クランク角信号が発生している間に基準信号が発生したため、優先順位により基準信号による割込み要求が先に受け付けられた場合に成立する。条件2が成立しているときには、基準信号による割込み要求よりも先に発生したクランク角信号は計数されず、基準信号が発生した後に最初に発生したクランク角信号により割込み要求(図8Bに丸数字1を付して示したクランク角信号Vcrの立上がりで実行される割込み要求)があったときに、基準信号発生後第1番目のクランク角信号Vcrが発生したと認識される。
In
条件2が成立しているときには、図8(E)に示したaの区間で基準信号による割り込み処理が実行され、図示のboの区間で基準信号が発生する直前に発生したクランク角信号の立上り(図8Bに示したクランク角位置θaで発生したクランク角信号の立上り)で実行される筈だった未処理の割り込み処理が実行される。また第1番目のクランク角信号が立ち上がった直後の区間b1で第1番目のクランク角信号による割り込み処理が実行され、以後次の基準信号が発生するまでの間、2番目以降のクランク角信号がそれぞれ立ち上がる毎に、区間b2,b3,…でクランク角信号による割り込みが実行される。
When the
条件3は、図9(A),(B)に示したように、クランク角信号と基準信号とが同時に発生したが、優先順位によりクランク角信号による割込み要求が受け付けられた場合である。この場合には、クランク角信号と基準信号との位相差がないとして、基準信号と同時に発生したクランク角信号による割込み要求(図9Bに丸数字1を付して示したクランク角信号Vcrの立上がりで実行される割込み要求)があったときに、基準信号発生後(計数開始位置以降)第1番目のクランク角信号が発生したと認識される。
条件3が成立しているときには、図9(E)に示すaの区間で基準信号による割り込み処理が実行され、続いてb1の区間で第1番目のクランク角信号による割り込み処理が実行される。以後次の基準信号が発生するまでの間、2番目以降のクランク角信号がそれぞれ立ち上がる毎に、区間b2,b3,…でクランク角信号による割り込みが実行される。
When the
基準信号による割り込みが終了した後に、クランク角信号による割り込み要求が受け付けられ、図4に示したクランク角信号割り込みルーチンが実行される。この割り込みルーチンでは、先ずステップ1において割り込みカウンタを1だけインクリメントする(計数値を記憶させるRAMの内容に1を加える)。次いでステップ2においてカウンタの計数値が1であるか否かを判定し、カウンタの計数値が1である場合には、今回のクランク角信号割り込みが基準信号が発生した後最初に行われる割り込みであると判定し、ステップ3で、図3の基準信号割り込みで条件3が成立していると判定されたか否かを判定する。その結果条件3が成立していないときには、ステップ4で条件2が成立しているか否かを判定し、条件2が成立していないときにはステップ5で基準信号が発生した時刻から今回の第1番目のクランク角信号が発生した時刻までの時間t1を演算してメインルーチンに復帰する。
After the interruption by the reference signal is completed, an interruption request by the crank angle signal is accepted, and the crank angle signal interruption routine shown in FIG. 4 is executed. In this interrupt routine, first, in
ステップ4で条件2が成立していると判定されたときには、今回の割り込み要求が基準信号の発生タイミングよりも前に発生したものであり、今回発生したクランク角信号と基準信号との間の位相差を計測することは不要であるため、ステップ6でカウンタの計数値をクリアし(0とし)、次いでステップ7で条件2が成立していることを示すフラグをクリアしてこの割り込みを終了する。
When it is determined in step 4 that the
ステップ3で条件3が成立している(基準信号の発生時刻と1番目のクランク角信号の発生時刻とが一致している)と判定されたときには、今回発生したクランク角信号と基準信号との間の位相差を計測することは不要である(位相差を補正する必要がない)ため、何もしないでこの割り込みを終了する。
When it is determined in
ステップ2でカウンタの計数値が1でないと判定され、ステップ8でカウンタの計数値が2であると判定されたとき(今回の割り込みが2番目のクランク角信号による割り込みであると判定されたとき)には、次いでステップ9で条件3が成立しているか否かを判定し、条件3が成立していないときには、ステップ10で1番目のクランク角信号の発生時刻から2番目のクランク角信号の発生時刻までの時間t2を演算する。次いでステップ11で基準信号と1番目のクランク角信号との間の位相差(誤差角)Δβを演算式Δβ=θu・t1/t2[前記の(2)式]により演算する。この誤差角Δβを基準位置から目標点火位置θinまでの角度λnから減じることにより誤差角Δβを補正する(誤差角の影響をなくす)ことができる。
When it is determined in
次いでステップ12において、演算式CNn=int{(λn−Δβ)/θu}+1において、λnをλ1,λ2及びλ3として、基準位置(計測開始位置)θ1以降、第1気筒ないし第3気筒の目標点火位置θi1ないしθi3までの間にそれぞれ計数するクランク角信号の目標計数値CN1ないしCN3を演算する。ここでは、目標計数値を(1)式の最大目標計数値CNnmaxに等しくするとしている。
Next, at
ステップ12においてはまた、演算式θx=(λn−Δβ)−(CNn−1)×θuにおいて、λnをλ1ないしλ3とし、目標計数値CNnをCN1ないしCN3として、クランク角信号の計数値が目標計数値CN1〜CN3に達するそれぞれの位置から目標点火位置θi1〜θi3までの残り角θx1ないしθx3をそれぞれ演算し、その後メインルーチンに復帰する。
In
ステップ9で条件3が成立していると判定されたときには、ステップ13で基準信号と1番目のクランク角信号との位相差Δβを0とした後に、ステップ12に進んで目標計数値CN1ないしCN3と残り角θx1ないしθx3とを演算する。
If it is determined in step 9 that the
ステップ8でカウンタの計数値が2でない(今回発生したクランク角信号が3番目以降のクランク角信号である)と判定されたときには、ステップ14に進んでカウンタの計数値Skが目標計数値CN1に等しいか否かを判定し、等しくない場合にはメインルーチンに復帰して、クランク角信号の計数を継続させる。ステップ14でカウンタの計数値が目標計数値CN1に等しいと判定されたときには、ステップ15に進んで、残り角θx1から第1気筒の目標点火位置を計測するための点火タイマ計測時間ti1=(θx1/θu)×toを演算し、ステップ16で点火タイマ計測時間ti1を点火タイマにセットしてその計測を開始させる。その後ステップ17で次の第2気筒の点火に備えて目標計数値CNn及び残り角θxnを第2気筒用の値に更新する処理を行った後メインルーチンに復帰する。
If it is determined in step 8 that the counter value is not 2 (the crank angle signal generated this time is the third or later crank angle signal), the process proceeds to step 14 where the counter value Sk is set to the target count value CN1. It is determined whether or not they are equal. If they are not equal, the process returns to the main routine to continue counting the crank angle signal. When it is determined in
点火タイマが点火タイマ計測時間ti1の計測を完了すると、図示しない点火タイマ割り込みが実行されて、第1気筒の一次電流制御回路PC1のサイリスタThに点火信号を与える処理が行われる。これにより、第1気筒の一次電流制御回路PC1の点火用コンデンサC1の電荷が点火コイルIG1の一次コイルを通して放電し、機関の第1気筒で点火動作が行われる。 When the ignition timer completes the measurement of the ignition timer measurement time ti1, an ignition timer interrupt (not shown) is executed, and a process of giving an ignition signal to the thyristor Th of the primary current control circuit PC1 of the first cylinder is performed. As a result, the charge of the ignition capacitor C1 of the primary current control circuit PC1 of the first cylinder is discharged through the primary coil of the ignition coil IG1, and an ignition operation is performed in the first cylinder of the engine.
第1気筒の点火が行われた後も図4のクランク角信号割り込みは継続され、ステップ14でカウンタの計数値Skが第2気筒の点火位置を検出するための目標計数値CN2に等しくなったと判定されたときに、ステップ15及び16が実行されて、点火タイマに点火タイマ計測時間ti2がセットされ、第2気筒の点火位置の計測が行われる。その後ステップ17で第3気筒の点火に備えて目標計数値CNn及び残り角θxnが第3気筒用の値に更新され、点火タイマが点火位置計測時間の計測を完了したときに第2気筒の点火が行われる。以後同様の動作が繰り返されて第3気筒の点火が行われる。
The crank angle signal interruption of FIG. 4 is continued even after the first cylinder is ignited, and it is assumed that the count value Sk of the counter becomes equal to the target count value CN2 for detecting the ignition position of the second cylinder in
図7ないし図9において、(C)はクランク角信号計数手段の計数値Skを示しており、この計数値は、クランク角信号の立上りが検出される毎に1ずつ増加させられる。また図7ないし図9において(D)は点火タイマの計測値Stを示している。点火タイマは、クランク角信号の計数値が目標値に達するクランク角位置θ2nで点火位置計測時間tinの計測を開始して、その計測が完了したときに目標点火位置θin(図7ないし図9においてはn=1)を検出する。 7 to 9, (C) shows the count value Sk of the crank angle signal counting means, and this count value is incremented by 1 every time the rising of the crank angle signal is detected. 7 to 9, (D) indicates the measured value St of the ignition timer. The ignition timer starts measuring the ignition position measurement time tin at the crank angle position θ2n at which the count value of the crank angle signal reaches the target value, and when the measurement is completed, the target ignition position θin (in FIGS. 7 to 9) Detects n = 1).
本発明においては、基準信号Vs1と第1番目のクランク角信号との間の位相差(誤差角)Δβを求めて、基準位置から目標点火位置までの角度λnから誤差角Δβを差し引いた値を単位角度θuで除することによりクランク角信号の目標計数値を求めるようにしたので、誤差角Δβの影響を受けるこなく、目標点火位置を検出するためのクランク角信号の目標計数値を決定することができる。従って、クランク角信号の計数値が目標計数値に達した時に点火タイマをスタートさせて、点火位置までの残り角を計測することにより、目標点火位置を正確に求めることができ、点火位置の制御を正確に行うことができる。 In the present invention, a phase difference (error angle) Δβ between the reference signal Vs1 and the first crank angle signal is obtained, and a value obtained by subtracting the error angle Δβ from the angle λn from the reference position to the target ignition position is obtained. Since the target count value of the crank angle signal is obtained by dividing by the unit angle θu, the target count value of the crank angle signal for detecting the target ignition position is determined without being affected by the error angle Δβ. be able to. Therefore, by starting the ignition timer when the count value of the crank angle signal reaches the target count value and measuring the remaining angle to the ignition position, the target ignition position can be obtained accurately, and the ignition position control Can be done accurately.
図5(C)及び(D)に示された従来の点火装置における点火位置の計測動作と比較するために、本発明に係わる点火装置における点火位置の計測動作を図5(E)に示した。クランク角信号の計数動作と、点火タイマによる計時動作とを併用して点火位置を検出するようにした従来の点火装置によった場合には、図5(D)に示したように、誤差角Δβの影響で実際の点火位置θi1´が目標点火位置θi1からずれることがあったが、本発明によれば、誤差角Δβの影響を受けることなく、目標点火位置θi1を正確に検出して、点火位置の制御を正確に行わせることができる。 For comparison with the ignition position measurement operation in the conventional ignition device shown in FIGS. 5C and 5D, the ignition position measurement operation in the ignition device according to the present invention is shown in FIG. . In the case of the conventional ignition device in which the ignition position is detected by using both the counting operation of the crank angle signal and the timing operation by the ignition timer, as shown in FIG. Although the actual ignition position θi1 ′ may deviate from the target ignition position θi1 due to the effect of Δβ, according to the present invention, the target ignition position θi1 can be accurately detected without being affected by the error angle Δβ, The ignition position can be accurately controlled.
本実施形態においては、図2のメインルーチンのステップ2により、内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手段が構成され、基準信号が発生した後に実行が許可される図4の割り込みルーチンのステップ1により、基準信号が発生するクランク角位置を計数開始位置としてクランク角信号を計数するクランク角信号計数手段が構成される。
In the present embodiment,
また図4の割り込みルーチンのステップ12により、クランク軸が基準位置から点火位置演算手段により演算された点火位置まで回転する間にクランク角信号発生手段に計数させるクランク角信号の数を目標計数値として決定する目標計数値決定手段と、クランク角信号計数手段が計数した計数値が目標計数値に達した時のクランク角位置を点火位置計測開始位置として該点火位置計測開始位置から点火位置までの角度を残り角θxnとして演算する残り角演算手段とが構成される。
Further, in
更に図4のステップ15により、クランク軸が残り角を回転するのに要する時間を点火タイマ計測時間として求める点火タイマ計測時間演算手段が構成され、図4のステップ16と点火タイマが点火位置計測時間の計測を完了したときに点火信号を発生させる図示しない点火タイマ割り込みとにより、点火位置計測開始位置で点火タイマに点火タイマ計測時間の計測を開始させ、点火タイマが点火タイマ計測時間の計測を完了した時に点火信号を発生する点火信号発生手段が構成される。
Further,
また図4のステップ11により、基準信号が発生したときのクランク角位置とクランク角信号計数手段により最初に計数される第1番目のクランク角信号の発生位置との間の角度を誤差角度Δβとして検出する誤差角度検出手段が構成され、図4のステップ12により、基準位置から点火位置演算手段により演算された点火位置までの角度λnから誤差角度を差し引いた角度λn−Δβを単位角度θuで除することにより求めた商に1を加えた値の小数点以下を切り捨てた値を最大目標計数値として演算する最大目標計数値演算手段が構成され、この最大目標計数値演算手段により演算された最大目標計数値を目標計数値として決定するように、目標計数値決定手段が構成されている。
Further, in
1 磁石発電機
2 点火回路
3 制御ユニット
3A マイクロコンピュータ
3B 波形整形回路
3C 波形整形回路
7 信号発生器
9 クランク角センサ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記目標計数値決定手段は、前記基準信号が発生したときのクランク角位置と前記クランク角信号計数手段により最初に計数される第1番目のクランク角信号の発生位置との間の角度を誤差角度Δβとして検出する誤差角度検出手段と、前記基準位置から前記点火位置演算手段により演算された点火位置までの角度λから前記誤差角度を差し引いた角度λ−Δβを前記単位角度θuで除することにより求めた商に1を加えた値の小数点以下を切り捨てた値を最大目標計数値として演算する最大目標計数値演算手段とを備えていて、前記目標計数値を前記最大目標計数値以下に決定するように構成されていること、
を特徴とする内燃機関用点火装置。 A signal generator for generating a reference signal at a specific crank angle position of the internal combustion engine, a crank angle sensor for generating a crank angle signal each time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a unit angle θu, and an ignition position of the internal combustion engine Ignition position calculating means for calculating the crank angle signal counting means for counting the crank angle signal with the crank angle position where the reference signal is generated as a counting start position, and the ignition position calculating means for calculating the crankshaft from the reference position. Target count value determining means for determining, as a target count value, the number of crank angle signals to be counted by the crank angle signal generating means while rotating to the ignition position calculated by the above, and the count value counted by the crank angle signal counting means The crank angle position when the engine reaches the target count value is set as the ignition position measurement start position, and from the ignition position measurement start position to the ignition position. A remaining angle calculating means for calculating the remaining angle as a remaining angle, an ignition timer measuring time calculating means for obtaining a time required for the crankshaft to rotate the remaining angle as an ignition timer measuring time, and an ignition position measurement start position. An ignition signal generating means for causing an ignition timer to start measuring the ignition timer measurement time, and generating an ignition signal when the ignition timer completes the measurement of the ignition timer measurement time; and the internal combustion engine when the ignition signal is generated An ignition device for an internal combustion engine comprising an ignition circuit for generating a high voltage for ignition applied to an ignition plug attached to a cylinder of
The target count value determining means calculates an error angle as an angle between a crank angle position when the reference signal is generated and a generation position of the first crank angle signal first counted by the crank angle signal counting means. An error angle detection means for detecting as Δβ, and an angle λ−Δβ obtained by subtracting the error angle from an angle λ from the reference position to the ignition position calculated by the ignition position calculation means is divided by the unit angle θu. Maximum target count value calculating means for calculating, as a maximum target count value, a value obtained by rounding down the decimal point of a value obtained by adding 1 to the obtained quotient, and determining the target count value to be equal to or less than the maximum target count value That is structured as
An ignition device for an internal combustion engine.
前記基準信号が発生してから前記第1番目のクランク角信号が発生するまでの時間t1と、前記クランク角センサが前記第1番目のクランク角信号を発生してから続いて第2番目のクランク角信号を発生するまでの時間t2と、前記単位角度θuとから、前記誤差角度ΔβをΔβ=θu・t1/t2の演算式により演算することにより前記誤差角度を求めように構成されていること、
を特徴とする請求項1に記載の内燃機関用点火装置。
The error angle detection means includes
The time t1 from the generation of the reference signal to the generation of the first crank angle signal, and the second crank after the crank angle sensor generates the first crank angle signal. The error angle Δβ is calculated from the time t2 until the generation of the angle signal and the unit angle θu, by calculating the error angle Δβ by an equation of Δβ = θu · t1 / t2. ,
The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004054534A JP2005240759A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Ignition device for internal-combustion engine |
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JP2004054534A JP2005240759A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Ignition device for internal-combustion engine |
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JP2005240759A true JP2005240759A (en) | 2005-09-08 |
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ID=35022744
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2005240759A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016056769A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社ケーヒン | Fuel injection control device |
-
2004
- 2004-02-27 JP JP2004054534A patent/JP2005240759A/en active Pending
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JP2016056769A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社ケーヒン | Fuel injection control device |
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