JP2010209759A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくはクランク軸が逆転したときに点火を禁止するようにした内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that prohibits ignition when a crankshaft is reversely rotated.
内燃機関のクランキング時などにおいてクランク軸の回転速度が不足すると、クランク軸が正転方向の回転から逆転方向の回転に反転することがある。そのような状態のときに点火が行われると、クランク軸などに逆転負荷が作用して機関本体の損傷などを引き起こす恐れがある。そこで、従来より、クランク軸の逆転が検知されるとき、内燃機関の点火を禁止するようにした技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 If the rotation speed of the crankshaft is insufficient, such as during cranking of an internal combustion engine, the crankshaft may reverse from rotation in the normal rotation direction to rotation in the reverse rotation direction. If ignition is performed in such a state, a reverse load may act on the crankshaft or the like to cause damage to the engine body. Thus, conventionally, a technique has been proposed in which ignition of the internal combustion engine is prohibited when reverse rotation of the crankshaft is detected (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記した点火の禁止を行った後に内燃機関を再始動させるためには、点火禁止を解除する必要があり、内燃機関が停止(正確には、クランク軸の回転が停止)したときに解除するのが一般的である。また、下記の特許文献2記載の技術にあっては、点火を禁止してから所定時間が経過したとき、点火禁止の解除を行うように構成している。
By the way, in order to restart the internal combustion engine after prohibiting the ignition, it is necessary to cancel the ignition prohibition, and when the internal combustion engine stops (more precisely, the rotation of the crankshaft stops) It is common to do. Further, the technology described in
しかしながら、内燃機関が停止したときに点火禁止を解除するように構成すると、例えば内燃機関が停止する前(クランク軸の回転が完全に停止する前)に運転者によって再始動操作(具体的には、スタータモータや自動二輪車の場合は始動用レバー(キックスタータペダル)の連続操作)が行われた場合、点火禁止は解除されていないため、始動不能に陥るという不具合が生じていた。 However, if the ignition prohibition is canceled when the internal combustion engine stops, the restart operation (specifically, before the internal combustion engine stops (before the rotation of the crankshaft completely stops), for example) In the case of a starter motor or a motorcycle, when the start lever (continuous operation of the kick starter pedal) is performed, the prohibition of ignition has not been released, so that there has been a problem that the start cannot be started.
また、特許文献2記載の技術のように所定時間経過後に点火禁止を解除するように構成すると、所定時間が経過した時点でクランク軸がまだ逆転していることも考えられ、そのようなときに点火禁止が解除されて点火が行われると、前述した如く機関本体の損傷などを招く恐れがあった。
Further, when the ignition prohibition is canceled after a lapse of a predetermined time as in the technique described in
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、クランク軸が逆転したときに点火を禁止すると共に、点火禁止の解除を適切なタイミングで実行して再始動性を向上させるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prohibit ignition when the crankshaft is reversely rotated, and cancel the ignition prohibition at an appropriate timing to improve restartability. It is to provide a control device.
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、内燃機関のクランク軸の所定クランク角度ごとにクランク角度信号を出力するクランク角度信号出力手段と、前記クランク軸の回転で駆動されて交流電圧を出力する交流発電機と、前記クランク角度信号が出力されるとき、前記交流発電機から出力される交流電圧の極性を判定する極性判定手段と、前記判定された極性の周期を前記クランク軸が正転方向に回転させられるときに前記交流発電機から出力されるべき正転時極性周期と比較し、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致するときに前記クランク軸は正転と判定する一方、一致しないときに前記クランク軸は逆転と判定するクランク軸回転方向判定手段と、前記クランク軸が逆転と判定されるとき、前記内燃機関の点火を禁止する点火禁止手段とを備えると共に、前記点火禁止手段は、前記クランク軸が逆転と判定された後、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致した場合、前記内燃機関の点火の禁止を解除するように構成した。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided crank angle signal output means for outputting a crank angle signal for each predetermined crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine, driven by rotation of the crankshaft. An AC generator that outputs an AC voltage; a polarity determining means that determines a polarity of an AC voltage output from the AC generator when the crank angle signal is output; and a cycle of the determined polarity is determined by the crank. When the shaft is rotated in the forward rotation direction, the crank cycle is compared with the forward polarity polarity cycle to be output from the AC generator, and the determined polarity cycle matches the forward rotation polarity cycle. A crankshaft rotation direction determining means that determines that the shaft is forward rotation while the crankshaft is reverse when the shaft does not match, and the internal combustion engine when the crankshaft is determined to be reverse rotation Ignition prohibiting means for prohibiting ignition, and the ignition prohibiting means, after the crankshaft is determined to be reverse rotation, when the determined polarity cycle coincides with the forward rotation polarity cycle, the internal combustion engine It was configured to lift the prohibition of engine ignition.
請求項2に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記クランク軸回転方向判定手段は、前記クランク角度信号が出力される度に前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致するか否か判定すると共に、前記クランク軸が逆転と判定された後、前記一致と判定される回数が所定回数に到達したとき、前記クランク軸が逆転から正転に復帰したと判定するように構成した。
In the control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項3に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記クランク軸が逆転と判定されるとき、前記内燃機関の燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段を備えると共に、前記燃料噴射禁止手段は、前記クランク軸が逆転と判定された後、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致した場合、前記内燃機関の燃料噴射の禁止を解除するように構成した。 In the control device for an internal combustion engine according to claim 3, the fuel injection prohibiting unit includes a fuel injection prohibiting unit that prohibits fuel injection of the internal combustion engine when the crankshaft is determined to be reverse. After the crankshaft is determined to be reverse, the prohibition of fuel injection of the internal combustion engine is canceled when the determined polarity cycle coincides with the forward rotation polarity cycle.
請求項1に係る内燃機関の制御装置にあっては、クランク角度信号が出力されるとき、交流発電機から出力される交流電圧の極性を判定し、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致するときにクランク軸は正転と判定する一方、一致しないときにクランク軸は逆転と判定すると共に、クランク軸が逆転と判定されるとき、内燃機関の点火を禁止するように構成したので、クランク軸の逆転を正確に検知して点火を禁止することができ、よってクランク軸などに逆転負荷が作用することがなく、内燃機関本体の損傷などを防止することができる。
In the control apparatus for an internal combustion engine according to
また、クランク軸が逆転と判定された後、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致した場合、内燃機関の点火の禁止を解除するように構成、換言すれば、クランク軸が逆転から正転に復帰したことが検知されるときに点火禁止を解除するように構成したので、クランク軸が逆転しているときに点火禁止を解除することがない、即ち、点火禁止の解除を適切なタイミングで実行できると共に、例えば内燃機関が停止する前に運転者によって再始動操作が行われた場合であっても、クランク軸が正転であれば点火禁止は解除されるため、始動不能に陥ることはなく、再始動性を向上させることができる。 In addition, after the crankshaft is determined to be reverse rotation, when the determined polarity cycle coincides with the forward polarity polarity cycle, the configuration prohibits the ignition inhibition of the internal combustion engine, in other words, the crankshaft reverse rotation Since it is configured to cancel the ignition prohibition when it is detected that the motor has returned to normal rotation, the ignition prohibition will not be canceled when the crankshaft is rotating in reverse. For example, even when a restart operation is performed by the driver before the internal combustion engine stops, the ignition prohibition is canceled if the crankshaft is rotating forward, so that the engine cannot be started. It does not fall and restartability can be improved.
請求項2に係る内燃機関の制御装置にあっては、クランク角度信号が出力される度に判定された極性の周期が正転時極性周期に一致するか否か判定すると共に、クランク軸が逆転と判定された後、前記一致と判定される回数が所定回数に到達したとき、クランク軸が逆転から正転に復帰したと判定するように構成したので、上記した効果に加え、クランク軸が逆転から正転に復帰したことを正確に検知でき、点火禁止の解除をより一層適切なタイミングで実行することができる。
In the control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項3に係る内燃機関の制御装置にあっては、クランク軸が逆転と判定されるとき、内燃機関の燃料噴射を禁止するように構成したので、上記した効果に加え、逆転による負荷がクランク軸などに作用することはなく、内燃機関本体の損傷などをより確実に防止することができる。 In the control device for an internal combustion engine according to claim 3, since the fuel injection of the internal combustion engine is prohibited when the crankshaft is determined to be reverse rotation, in addition to the above-described effects, the load due to reverse rotation is It does not act on the shaft or the like, and damage to the internal combustion engine body can be more reliably prevented.
また、クランク軸が逆転と判定された後、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致した場合、内燃機関の燃料噴射の禁止を解除するように構成、換言すれば、クランク軸が逆転から正転に復帰したことが検知されるときに燃料噴射の禁止を解除するように構成したので、クランク軸が逆転しているときに燃料噴射禁止を解除することがない、即ち、燃料噴射禁止の解除を適切なタイミングで実行できると共に、例えば内燃機関が停止する前に運転者によって再始動操作が行われた場合であっても、クランク軸が正転であれば燃料噴射禁止は解除されるため、燃料を噴射することが可能となり、再始動性をより一層向上させることができる。 Further, after the crankshaft is determined to be reverse rotation, when the determined polarity cycle coincides with the forward rotation polarity cycle, the configuration is configured to release the prohibition of fuel injection of the internal combustion engine, in other words, the crankshaft is Since it is configured to cancel the prohibition of fuel injection when it is detected that the reverse rotation has returned to the normal rotation, the prohibition of fuel injection will not be canceled when the crankshaft is rotating in reverse. The prohibition can be canceled at an appropriate timing, and even if the restart operation is performed by the driver before the internal combustion engine stops, the fuel injection prohibition is canceled if the crankshaft is rotating forward. Therefore, fuel can be injected, and restartability can be further improved.
以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall control apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
図1において符号10は、図示しない車両(例えば自動二輪車)に搭載された内燃機関(以下「エンジン」という)を示す。エンジン10は4サイクル単気筒の水冷式で、排気量250cc程度のガソリン・エンジンからなる。尚、符号10aはエンジン10のクランクケースを示す。
In FIG. 1,
エンジン10の吸気管12にはスロットルバルブ14が配置される。スロットルバルブ14は、車両のハンドルバーに運転者の手動操作自在に設けられたアクセラレータ(スロットルグリップ)にスロットルワイヤ(共に図示せず)を介して機械的に接続され、アクセラレータの操作量に応じて開閉され、エアクリーナ16から吸気管12を通ってエンジン10に吸入される空気の量を調整する。
A
吸気管12においてスロットルバルブ14の下流側の吸気ポート付近にはインジェクタ20が配置され、スロットルバルブ14で調整された吸入空気にガソリン燃料を噴射する。噴射された燃料は吸入空気と混合して混合気を形成し、混合気は、吸気バルブ22が開弁されるとき、燃焼室24に流入する。
In the
燃焼室24に流入した混合気は、点火コイル26から供給された高電圧で点火プラグ30が火花放電されるときに点火されて燃焼し、ピストン32を図1において下方に駆動してクランク軸34を回転させる。燃焼によって生じた排ガスは、排気バルブ36が開弁されるとき、排気管40を流れる。排気管40には触媒装置42が配置され、排ガス中の有害成分を除去する。触媒装置42で浄化された排ガスはさらに下流に流れ、エンジン10の外部に排出される。
The air-fuel mixture flowing into the
スロットルバルブ14の付近にはポテンショメータからなるスロットル開度センサ44が設けられ、スロットルバルブ14の開度θTHを示す出力を生じる。吸気管12のスロットルバルブ14の上流側には吸気温センサ46が設けられて吸入空気の温度TAを示す出力を生じると共に、下流側には絶対圧センサ50が設けられ、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAを示す出力を生じる。
A
エンジン10のシリンダブロックの冷却水通路10bには水温センサ52が取り付けられ、エンジン10の温度(エンジン冷却水温)TWに応じた出力を生じる。エンジン10のクランク軸34の付近であってクランクケース10aの壁面(静止位置)には、電磁ピックアップからなるクランク角センサ(クランク角度信号出力手段)54が配置される。尚、クランク角センサ54については、後に詳説する。
A
エンジン10のクランク軸34には、交流発電機(以下、単に「発電機」という)60が接続される。発電機60は、クランク軸34に接続されるロータ(タイミングロータ)60aと、ロータ60aに取り付けられる永久磁石60bと、永久磁石60bと対向する位置に配置される3相のステータコイル60c,60d,60eおよび逆転検出用コイル60fなどからなる。
An AC generator (hereinafter simply referred to as “generator”) 60 is connected to the
図2は図1に示す発電機60を構成するロータ60aなどの説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the
図2に示す如く、ロータ60aは円筒状を呈すると共に、クランク軸34に連動(同期)して回転する。尚、ロータ60aはエンジン10のフライホイールを兼用する。ロータ60aの外周側には、磁性体からなる複数個(18個)の突起60gが所定距離をおいて等角度間隔に配置される。具体的には、18個の突起60gは、ロータ60aの回転方向において各突起60gの後端位置が、クランク軸34の所定クランク角度(より具体的には20°)ごとの等間隔となるように配置される。
As shown in FIG. 2, the
複数個の突起60gの内の1つはクランク角基準位置を検出するための突起(図2において符号60g1で示す)であり、前端位置から後端位置までの長さが他の突起60g2に比べて長く形成されると共に、その後端位置は上死点前10°(BTDC10°(クランク角基準位置))となるように設定される。尚、以下において、突起60g1を「基準突起60g1」という。
One of the plurality of
ロータ60aの突起60gと対向する静止位置には、前記したクランク角センサ54が配置される。従って、クランク角センサ54は、ロータ60aの回転に伴って突起60gが近傍を通過するごとにパルス信号を出力する。詳しくは、クランク角センサ54は、回転方向に対して各突起60gの前端位置が通過したときに負極性の振幅を有するパルス信号を出力すると共に、後端位置が通過したときに正極性の振幅を有するパルス信号を出力する。即ち、クランク角センサ54は、クランク軸34の所定クランク角度(20°)ごとに負極性あるいは正極性の振幅を有するパルス信号(クランク角度信号)を出力する。
The
永久磁石60bは、ロータ60aの内周側に取着されると共に、S極とN極が等角度(具体的には30°ごと)に交互に配置、別言すれば、S極とN極を1組(1対)として60°ごとに配置される。また、逆転検出用コイル60fは、クランク角基準位置(BTDC10°)となるように配置される。
The
これにより、発電機60は、クランク軸34の回転に伴ってロータ60a(詳しくはロータ60aに取着された永久磁石60b)が回転させられると、電磁誘導によってステータコイル60c,60d,60eおよび逆転検出用コイル60fから交流電圧を出力する。具体的には、ステータコイル60c,60d,60eはU,V,W相からなる3相の交流電圧を出力すると共に、逆転検出用コイル60fは1相の交流電圧を出力する。
Thus, when the
このように、発電機60は永久磁石式の交流発電機からなり、クランク軸34の回転で駆動されて交流電圧を出力する。尚、上記した逆転検出用コイル60fから出力される交流電圧は、ロータ60a(クランク軸34)が60°回転するのに要する時間を1周期とする交流電圧となる。
Thus, the
図1の説明に戻ると、発電機60のステータコイル60c,60d,60eから出力される3相の交流電圧は、レギュレートレクチファイヤ62を介してバッテリ64に入力される。
Returning to the description of FIG. 1, the three-phase AC voltage output from the stator coils 60 c, 60 d and 60 e of the
レギュレートレクチファイヤ62は、整流回路62aと出力電圧調整回路62bを備える。整流回路62aは、ステータコイル60c,60d,60eから入力される3相の交流電圧を、図示しないブリッジ回路で直流電圧に整流して出力電圧調整回路62bに出力する。出力電圧調整回路62bは、入力された直流電圧を調整して電源電圧を生成し、電源電圧をバッテリ64に供給して充電すると共に、後述する電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)70にも動作電源として供給する。バッテリ64は、例えばエンジン始動時など発電機60から交流電圧が出力されないとき、ECU70に動作電源を供給する。
The regulate
上記したクランク角センサ54などの各センサの出力および発電機60の逆転検出用コイル60fから出力される交流電圧はECU70に入力される。
The output of each sensor such as the
図3はECU70の構成を全体的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the
ECU70はマイクロコンピュータからなり、図3に示すように、波形整形回路70aと、回転数カウンタ70bと、基準電圧源70cと、コンパレータ回路70dと、A/D変換回路70eと、CPU70fと、点火回路70gと、駆動回路70hと、ROM70iと、RAM70jおよびタイマ70kを備える。
The
波形整形回路70aは、クランク角センサ54の出力(パルス信号。信号波形)を矩形状のパルス信号に波形整形し(具体的には、負極性のパルス信号をハイレベルとする一方、正極性のパルス信号をローレベルとなるように波形整形し)、回転数カウンタ70bに出力する。回転数カウンタ70bは入力されたパルス信号をカウントしてエンジン回転数NEを検出(算出)し、エンジン回転数NEを示す信号をCPU70fへ出力する。基準電圧源70cは、負極の直流電圧を基準電圧としてコンパレータ回路70dの非反転入力端子に出力する。
The
コンパレータ回路70dはオペアンプからなると共に、逆転検出用コイル60fの交流電圧が反転入力端子に入力される。コンパレータ回路70dは、交流電圧と基準電圧を比較し、交流電圧が基準電圧より大きいとき(換言すれば、交流電圧の極性が正極のとき)にハイレベルの比較結果信号を、交流電圧が基準電圧より小さいとき(交流電圧の極性が負極のとき)にローレベルの比較結果信号をCPU70fに出力する。A/D変換回路70eは、スロットル開度センサ44や吸気温センサ46などの各センサの出力が入力され、アナログ信号値をデジタル信号値に変換してCPU70fに出力する。
The
CPU70fは、変換されたデジタル信号やコンパレータ回路70dからの比較結果信号などに基づき、ROM70iに格納されているプログラムに従って演算を実行し、クランク角度が点火出力タイミングのときに点火コイル26の点火制御信号を点火回路70gに出力する(即ち、点火時期制御を行う)。また、CPU70fは、各信号などに基づき、同様にROM70iに格納されているプログラムに従って演算を実行し、燃料噴射タイミングのときに燃料噴射制御信号を駆動回路70hに送る(燃料噴射制御を行う)。
The
点火回路70gは、CPU70fからの点火制御信号に応じ、点火コイル26を通電して点火を行う。駆動回路70hは、CPU70fからの燃料噴射制御信号に応じ、インジェクタ20を駆動して燃料を噴射させる。RAM70jは、例えば点火時期制御および燃料噴射制御において算出された点火時期や燃料噴射量などのデータが書き込まれる。また、タイマ70kは、後述するプログラムにおいて行われる時間計測の処理に利用される。
The
図4はこの実施例に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ECU70においてクランク角度信号が入力されるごとに実行(ループ)される。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment. The illustrated program is executed (looped) every time a crank angle signal is input in the
先ずS10においてクランク軸34の逆転を検出(検知)する処理を行う。図5は図4のS10の逆転検出処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
First, in S10, processing for detecting (detecting) reverse rotation of the
同図の説明に入る前に、図6タイム・チャートを参照してクランク軸34の逆転検出について説明する。
Prior to the description of the figure, detection of reverse rotation of the
図6においては、上から順にクランク軸34の実際の回転方向、波形整形回路70aとクランク角センサ54の出力信号、発電機60の逆転検出用コイル60fから出力される交流電圧、その交流電圧の極性の検出状態、後述する正転周期計数カウンタCTFORWARDおよび逆転検出フラグF_REVERSEを示す。
In FIG. 6, the actual rotation direction of the
クランク軸34が正転方向に回転している時点t1からt6までを例にとって説明すると、クランク角センサ54は、前述した如く、クランク軸34の回転に伴ってロータ60aが回転すると、回転方向に対して各突起60gの前端位置が通過したときに負極性のパルス信号を、後端位置が通過したときに正極性のパルス信号を出力する。
For example, from the time t1 to t6 when the
波形整形回路70aは、クランク角センサ54の負極性のパルス信号をハイレベルとし、正極性のパルス信号をローレベルとなるように波形整形して出力する。従って、波形整形回路70aから出力された各パルス信号の立ち下がりエッジの間隔は、図示の如く、クランク軸34が20°(20CA)回転するのに要した時間に相当する。
The
また、発電機60の逆転検出用コイル60fは、ロータ60a(クランク軸34)が60°回転するのに要する時間を1周期とする交流電圧を出力する。この交流電圧の極性を、クランク角センサ54からクランク角度信号が出力されるとき、正確には波形整形回路70aの各パルス信号が立ち下がる(立ち下がりエッジとなる)ときにコンパレータ回路70dの比較結果信号に基づいて検出(判定)すると、図示のように、時点t1で正極、時点t2で正極、時点t3で負極となることが分かる。
Further, the reverse
図6において、時点t6でクランク軸34が逆転しているが、時点t6で逆転しない場合(正転方向の回転を継続する場合)の発電機60の交流電圧を想像線で示すと、その極性は、続く時点t4からt6においても同様に、時点t4で正極、時点t5で正極、時点t6(具体的には、点火出力タイミング)で負極となることが分かる。
In FIG. 6, when the
即ち、クランク角度信号が出力される時点において、クランク軸34が正転方向に回転させられるときに交流発電機60から出力されるべき交流電圧の極性の周期は「正極」「正極」「負極」の順となる。以下において、この周期を「正転時極性周期」ともいう。
That is, at the time when the crank angle signal is output, the polarity cycle of the AC voltage to be output from the
従って、この実施例に係る内燃機関の制御装置にあっては、クランク角度信号が出力されるとき、発電機60から出力される交流電圧の極性を判定すると共に、判定された極性の周期を正転時極性周期と比較し、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致するときにクランク軸34は正転であると判定する(クランク軸34の正転を検出する)一方、一致しないときにクランク軸34は逆転であると判定する(クランク軸34の逆転を検出する)ようにした。
Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment, when the crank angle signal is output, the polarity of the alternating voltage output from the
以上を前提とし、図6を参照しつつ図5の説明に入ると、先ずS100において、前回のプログラム実行時に設定された今回電圧極性REVACG0(後述)を前回電圧極性REVACG1にセットすると共に、前回のプログラム実行時に設定された前回電圧極性REVACG1を前々回電圧極性REVACG2にセットし、前回電圧極性REVACG1と前々回電圧極性REVACG2を更新する。 When the description of FIG. 5 starts with reference to FIG. 6 based on the above, first, in S100, the current voltage polarity REVACG0 (described later) set at the previous program execution is set to the previous voltage polarity REVACG1, and the previous voltage polarity REVACG1 is set. The previous voltage polarity REVACG1 set at the time of program execution is set to the previous voltage polarity REVACG2, and the previous voltage polarity REVACG1 and the previous voltage polarity REVACG2 are updated.
次いでS102に進み、現在の(正確にはクランク角度信号が出力されるときに)発電機60から出力される交流電圧の極性を判定(検出)する。具体的には、コンパレータ回路70dの比較結果信号に基づいて極性を判定、より具体的には、図6に示す如く、発電機60の交流電圧が基準電圧より大きいときは正極、小さいときは負極と判定する。
Next, in S102, the polarity of the AC voltage output from the
次いでS104に進み、判定された交流電圧の極性を今回電圧極性REVACG0にセット(更新)する。即ち、今回電圧極性REVACG0は、現在の交流電圧の極性を意味すると共に、前回電圧極性REVACG1は前回のクランク角度信号が出力されたとき(例えば現在を図6の時点t3としたときの時点t2)の交流電圧の極性を、前々回電圧極性REVACG2は前々回のクランク角度信号が出力されたとき(例えば現在を時点t3としたときの時点t1)の交流電圧の極性を意味する。 Next, in S104, the polarity of the determined AC voltage is set (updated) to the current voltage polarity REVACG0. That is, the current voltage polarity REVACG0 means the polarity of the current AC voltage, and the previous voltage polarity REVACG1 is when the previous crank angle signal is output (for example, the time t2 when the current time is the time t3 in FIG. 6). The voltage polarity REVACG2 represents the polarity of the AC voltage when the crank angle signal of the previous time is output (for example, the time point t1 when the current time is the time point t3).
次いでS106に進み、逆転検出フラグF_REVERSE(後述)のビットが1か否か判断する。フラグF_REVERSEは初期値が0とされるため、S106の処理を最初に実行するときは否定されてS108に進み、クランク角度が点火制御信号を出力すべき点火出力タイミング(例えばBTDC10°(クランク角基準位置))か否か判断する。
Next, in S106, it is determined whether or not the bit of the reverse rotation detection flag F_REVERSE (described later) is 1. Since the initial value of the flag F_REVERSE is set to 0, when the process of S106 is executed for the first time, it is negated and the process proceeds to S108, where the crank angle is the ignition output timing at which the ignition control signal should be output (for example,
S108の判断は、波形整形回路70aの出力に基づいて行われる。具体的には、点火出力タイミングであるクランク角基準位置には、前述したように基準突起60g1が配置されるため、その基準突起60g1がクランク角センサ54の近傍を通過すると、図6に示すように、ハイレベル期間の長いパルス信号が波形整形回路70aから出力される。従って、このような長いパルス信号の立ち下がりエッジが検出されるとき、クランク角度が点火出力タイミングであると判断することができる。
The determination in S108 is made based on the output of the
S108で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS110に進み、前々回電圧極性REVACG2が正極か否か判断する。S110で肯定されるときはS112に進み、前回電圧極性REVACG1が正極か否か判断し、肯定されるときはS114に進んで今回電圧極性REVACG0が負極か否か判断する。 When the result in S108 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S110 to determine whether or not the voltage polarity REVACG2 is positive. When the result in S110 is affirmative, the routine proceeds to S112, where it is determined whether or not the previous voltage polarity REVACG1 is positive. When the result is affirmative, the routine proceeds to S114, where it is determined whether or not the current voltage polarity REVACG0 is negative.
即ち、S110からS114は、S100からS104の処理で得られた交流電圧の極性の周期を正転時極性周期(具体的には、正極・正極・負極からなる極性周期)と比較し、交流電圧の極性の周期が正転時極性周期に一致するか否か判定する処理である。 That is, S110 to S114 compare the polarity cycle of the AC voltage obtained by the processing of S100 to S104 with the polarity cycle during forward rotation (specifically, the polarity cycle comprising the positive electrode, the positive electrode, and the negative electrode). This is a process for determining whether or not the polarity cycle of this is coincident with the polarity cycle during forward rotation.
S114で肯定、換言すれば、交流電圧の極性の周期が正転時極性周期に一致しているときはクランク軸34が正転と判定し、以降の処理をスキップする。一方、S110からS114の処理の内のいずれかにおいて否定、即ち、例えば図6の時点t6に示すように、交流電圧の極性の周期が正転時極性周期に一致しない(不一致の)ときはクランク軸34が逆転と判定し、S116に進んで逆転検出フラグF_REVERSEのビットを1にセットする。従って、このフラグF_REVERSEが1にセットされることは、クランク軸34が逆転と判定されたことを、0にセットされることはクランク軸34が正転と判定されたことを意味する。
In S114, in other words, in other words, when the polarity cycle of the AC voltage matches the polarity cycle during forward rotation, the
次いでS118に進み、後述する処理で利用される正電圧計数カウンタCTACGPと正転周期計数カウンタCTFORWARDの値を0にリセットする。尚、図5におけるその他の処理については後に説明する。 Next, in S118, the values of the positive voltage count counter CTACGP and the normal rotation cycle count counter CTFORWARD used in the processing described later are reset to zero. Other processes in FIG. 5 will be described later.
図4の説明に戻ると、次いでS12に進んで点火出力処理を行う。 Returning to the description of FIG. 4, the process then proceeds to S <b> 12 to perform an ignition output process.
図7はその点火出力処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 FIG. 7 is a sub-routine flowchart showing the ignition output process.
図7に示す如く、S200においてクランク角センサ54の出力に基づいてエンジン回転NEを算出(検出)し、S202に進んでスロットル開度センサ44の出力に基づいてスロットルバルブ14の開度θTHを算出(検出)する。次いでS204に進み、算出されたエンジン回転数NEとスロットル開度θTHに基づき、予め設定されたマップ値を検索して点火時期を算出する。
As shown in FIG. 7, the engine rotation NE is calculated (detected) based on the output of the
次いでS206に進んでクランク角度が点火出力タイミングか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS208に進み、逆転検出フラグF_REVERSEのビットが1か否か判断する。 Next, the routine proceeds to S206, where it is determined whether or not the crank angle is the ignition output timing. When the determination is negative, the subsequent processing is skipped, while when the determination is affirmative, the processing proceeds to S208, and whether the bit of the reverse rotation detection flag F_REVERSE is 1 or not. to decide.
S208で否定、即ち、クランク軸34が正転と判定されるときはS210に進み、算出された点火時期で点火が行われるように点火制御信号を出力する。他方、S208で肯定、即ち、クランク軸34が逆転と判定されるときはS212に進み、点火制御信号の出力を禁止、換言すれば、エンジン10の点火を禁止する。
If NO in S208, that is, if it is determined that the
図4の説明に戻ると、次いでS14に進み、燃料噴射処理を行う。 Returning to the description of FIG. 4, the process then proceeds to S <b> 14 to perform fuel injection processing.
図8はその燃料噴射処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 FIG. 8 is a sub-routine flowchart showing the fuel injection process.
図8に示すように、S300においてエンジン回転数NEとスロットル開度θTHなどから予め設定されたマップ値を検索して燃料噴射量と燃料噴射タイミングを算出する。次いでS302に進み、クランク角度が算出された燃料噴射タイミングか否か判断する。S302で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS304に進み、逆転検出フラグF_REVERSEのビットが1か否か判断する。 As shown in FIG. 8, in S300, a map value set in advance is searched from the engine speed NE and the throttle opening degree θTH, and the fuel injection amount and the fuel injection timing are calculated. Next, in S302, it is determined whether or not the fuel injection timing at which the crank angle is calculated. When the result in S302 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S304 to determine whether or not the bit of the reverse rotation detection flag F_REVERSE is 1.
S304で否定されるときはS306に進み、インジェクタ20から燃料を噴射させる燃料噴射制御信号を出力する。他方、S304で肯定、即ち、クランク軸34が逆転と判定されるときはS306に進み、燃料噴射制御信号の出力を禁止、換言すれば、エンジン10の燃料噴射を禁止する。
When the result in S304 is negative, the program proceeds to S306, and a fuel injection control signal for injecting fuel from the
上記したようにクランク軸34が逆転と判定されて逆転検出フラグF_REVERSEのビットが1にセットされると、エンジン10の点火および燃料噴射が禁止されると共に、次回以降のプログラムループでは図5フロー・チャートのS106において肯定されてS120に進む。このS120以降は、前記した点火および燃料噴射の禁止を解除するタイミングを決定する処理である。
As described above, when it is determined that the
以下説明すると、S120において今回電圧極性REVACG0が負極か否か判断する。S120で否定されるときはS122に進み、正電圧計数カウンタCTACGPの値を1つインクリメントする。S122の処理はS120で肯定されるまで繰り返し実行されるため、カウンタCTACGPの値は、S120で現在の交流電圧の極性が負極と判定される以前のプログラムループにおいて正極と判定された(具体的にはS120で否定された)回数を意味する。 To explain below, in S120, it is determined whether or not the current voltage polarity REVACG0 is negative. When the result in S120 is negative, the program proceeds to S122, in which the value of the positive voltage counter CTACGP is incremented by one. Since the process of S122 is repeatedly executed until it is affirmed in S120, the value of the counter CTACGP is determined to be positive in the program loop before the current AC voltage is determined to be negative in S120 (specifically, Means the number of times denied in S120.
S120で肯定されるときはS124に進み、正電圧計数カウンタCTACGPの値が2か否か判断する。即ち、S120,S124は、交流電圧の極性が現在は負極と判定され、それ以前の2回のプログラムループにおいて正極と判定されているか否か、別言すれば、交流電圧の極性の周期が正転時極性周期(具体的には、正極・正極・負極からなる極性周期)に一致するか否か判定する処理である。 When the result in S120 is affirmative, the program proceeds to S124, in which it is determined whether or not the value of the positive voltage count counter CTACGP is 2. That is, in S120 and S124, whether or not the polarity of the AC voltage is currently determined to be negative and whether or not it has been determined to be positive in the previous two program loops, in other words, the polarity cycle of the AC voltage is positive. This is a process for determining whether or not it coincides with the rotating polarity cycle (specifically, a polarity cycle comprising a positive electrode, a positive electrode, and a negative electrode).
S124で否定、即ち、一致しないとき(例えば図6における時点t7やt8のとき)はS126に進み、正転周期計数カウンタCTFORWARDの値を0にリセットする一方、肯定されるとき(一致するとき。図6にあっては、実際のクランク軸34が時点t9で正転に復帰したとすると、時点t10のとき)はS128に進み、カウンタCTFORWARDの値を1つインクリメントする。従って、このカウンタCTFORWARDは、クランク軸34が逆転と判定された後、前記一致と判定される回数を示す。
If the result in S124 is negative, that is, if they do not match (for example, at the time t7 or t8 in FIG. 6), the process proceeds to S126, and the value of the normal rotation cycle counter CTFORWARD is reset to 0. In FIG. 6, assuming that the
次いでS130に進み、正電圧計数カウンタCTACGPの値を0にリセットし、S132に進んで正転周期計数カウンタCTFORWARDの値が所定回数(具体的には2回)以上か否か判断、別言すれば、前記一致と判定される回数が所定回数に到達した否か判断する。S132で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるとき(図6の時点t11のとき)はクランク軸34が逆転から正転に確実に復帰したと判定してS134に進み、逆転検出フラグF_REVERSEのビットを0にセットする。
Next, the process proceeds to S130, the value of the positive voltage count counter CTACGP is reset to 0, and the process proceeds to S132, in which it is determined whether or not the value of the forward rotation period counter CTFORD is greater than or equal to a predetermined number (specifically, twice). For example, it is determined whether or not the number of times determined to match has reached a predetermined number. When the result in S132 is negative, the subsequent processing is skipped, while when the result is affirmative (at time t11 in FIG. 6), it is determined that the
このフラグF_REVERSEのビットが0にセットされると、前述したように、後に実行されるS208で否定されてS210に進むこととなり、よって点火制御信号が出力されて点火が再開される、換言すれば、エンジン10の点火の禁止が解除される。同様に、S304では否定されてS306に進むこととなり、よって燃料噴射制御信号が出力されて燃料噴射が再開される、即ち、エンジン10の燃料噴射の禁止が解除される。
When the bit of this flag F_REVERSE is set to 0, as described above, it is negated in S208 to be executed later and proceeds to S210, so that the ignition control signal is output and ignition is resumed. The prohibition of ignition of the
図9は、図4フロー・チャートと平行してECU70によって所定時間、例えば5msecごとに実行される内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。
FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the control device for the internal combustion engine executed by the
以下説明すると、S400において、前回のプログラム実行時から今回のプログラム実行までにクランク角センサ54からクランク角度信号の入力があったか否か判断する。S400で肯定されるときは以降の処理をスキップする一方、否定されるときはS402に進んでエンジン10が停止しているか否か判断、正確にはクランク軸34が完全に停止しているか否か判断する。S402にあっては、クランク角度信号がクランク角センサ54から所定時間(例えば200msec)入力されないとき、エンジン10は停止していると判断する。
In the following, in S400, it is determined whether or not a crank angle signal has been input from the
S402で否定されるときはそのままプログラムを終了する一方、肯定されるときはS404に進み、逆転検出フラグF_REVERSEのビットを0にセットする。このように、エンジン10が停止するときはフラグF_REVERSEのビットを0にセットして点火禁止・燃料噴射禁止を解除し、次回のプログラム実行に備える。
When the result in S402 is negative, the program is terminated as it is. When the result is affirmative, the program proceeds to S404, and the reverse rotation detection flag F_REVERSE is set to 0. Thus, when the
以上の如く、この発明の実施例にあっては、内燃機関(エンジン)10のクランク軸34の所定クランク角度ごとにクランク角度信号を出力するクランク角度信号出力手段と(クランク角センサ54)、前記クランク軸34の回転で駆動されて交流電圧を出力する交流発電機60と、前記クランク角度信号が出力されるとき、前記交流発電機60から出力される交流電圧の極性を判定する極性判定手段と(ECU70。S10,S102)、前記判定された極性の周期を前記クランク軸34が正転方向に回転させられるときに前記交流発電機60から出力されるべき正転時極性周期と比較し、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致するときに前記クランク軸34は正転と判定する一方、一致しないときに前記クランク軸34は逆転と判定するクランク軸回転方向判定手段と(ECU70。S10,S110〜S116)、前記クランク軸34が逆転と判定されるとき、前記内燃機関の点火を禁止する点火禁止手段と(ECU70。S10,S12,S116,S208,S212)を備えると共に、前記点火禁止手段は、前記クランク軸34が逆転と判定された後、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致した場合、前記内燃機関10の点火の禁止を解除するように構成した(S10,S12,S106,S120〜S134,S208,S210)。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the crank angle signal output means for outputting the crank angle signal for each predetermined crank angle of the
このように、クランク角度信号が出力されるとき、交流発電機60から出力される交流電圧の極性を判定し、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致するときにクランク軸34は正転と判定する一方、一致しないときにクランク軸34は逆転と判定すると共に、クランク軸34が逆転と判定されるとき、エンジン10の点火を禁止するように構成したので、クランク軸34の逆転を正確に検知して点火を禁止することができ、よってクランク軸34などに逆転負荷が作用することがなく、エンジン本体の損傷などを防止することができる。
Thus, when the crank angle signal is output, the polarity of the AC voltage output from the
また、クランク軸34が逆転と判定された後、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致した場合、エンジン10の点火の禁止を解除するように構成、換言すれば、クランク軸34が逆転から正転に復帰したことが検知されるときに点火禁止を解除するように構成したので、クランク軸34が逆転しているときに点火禁止を解除することがない、即ち、点火禁止の解除を適切なタイミングで実行できると共に、例えばエンジン10が停止する前に運転者によって再始動操作が行われた場合であっても、クランク軸34が正転であれば点火禁止は解除されるため、始動不能に陥ることはなく、再始動性を向上させることができる。
Further, after the
また、前記クランク軸回転方向判定手段は、前記クランク角度信号が出力される度に前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致するか否か判定すると共に、前記クランク軸34が逆転と判定された後、前記一致と判定される回数が所定回数(2回)に到達したとき、前記クランク軸34が逆転から正転に復帰したと判定する(S10,S120〜S134)ように構成したので、クランク軸34が逆転から正転に復帰したことを正確に検知でき、点火禁止の解除をより一層適切なタイミングで実行することができる。
The crankshaft rotation direction determining means determines whether the determined polarity cycle matches the forward rotation polarity cycle each time the crank angle signal is output, and the
また、前記クランク軸34が逆転と判定されるとき、前記内燃機関(エンジン)10の燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段を備えると共に(ECU70。S10,S14,S116,S304,S308)、前記燃料噴射禁止手段は、前記クランク軸34が逆転と判定された後、前記判定された極性の周期が前記正転時極性周期に一致した場合、前記内燃機関10の燃料噴射の禁止を解除するように構成した(S10,S14,S106,S120〜S134,S304,S306)。
In addition, when it is determined that the
このように、クランク軸34が逆転と判定されるとき、エンジン10の燃料噴射を禁止するように構成したので、逆転による負荷がクランク軸34などに作用することはなく、エンジン本体の損傷などをより確実に防止することができる。
As described above, when the
また、クランク軸34が逆転と判定された後、判定された極性の周期が正転時極性周期に一致した場合、エンジン10の燃料噴射の禁止を解除するように構成、換言すれば、クランク軸34が逆転から正転に復帰したことが検知されるときに燃料噴射の禁止を解除するように構成したので、クランク軸34が逆転しているときに燃料噴射禁止を解除することがない、即ち、燃料噴射禁止の解除を適切なタイミングで実行できると共に、例えばエンジン10が停止する前に運転者によって再始動操作が行われた場合であっても、クランク軸34が正転であれば燃料噴射禁止は解除されるため、燃料を噴射することが可能となり、再始動性をより一層向上させることができる。
Further, after the
尚、上記において、正転時極性周期を正極・正極・負極からなる極性周期としたが、それらは例示であって、発電機60の仕様に応じて適宜変更されることはいうまでもない。
In the above description, the forward polarity polarity cycle is a polarity cycle composed of a positive electrode, a positive electrode, and a negative electrode. However, these are merely examples, and needless to say, the polarity cycle is appropriately changed according to the specifications of the
また、正転周期計数カウンタCTFORWARDと比較する所定回数やエンジン10の排気量などを具体的な数値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。
Moreover, although the predetermined number of times compared with the normal rotation period counter CTFORWARD and the exhaust amount of the
また、車両の例として自動二輪車を挙げたが、それに限られるものではなく、例えばスクータやATV(All Terrain Vehicle)など、運転者がシート(サドル)に跨って乗る型の、いわゆる鞍乗り型車両であれば良く、さらには他の車両(例えば四輪自動車)であっても良い。 In addition, although a motorcycle has been described as an example of the vehicle, the present invention is not limited thereto. For example, a so-called saddle type vehicle in which a driver rides over a seat (saddle) such as a scooter or an ATV (All Terrain Vehicle). Any other vehicle (for example, a four-wheeled vehicle) may be used.
10 エンジン(内燃機関)、34 クランク軸、54 クランク角センサ、60 交流発電機、70 ECU(電子制御ユニット) 10 engine (internal combustion engine), 34 crankshaft, 54 crank angle sensor, 60 AC generator, 70 ECU (electronic control unit)
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