JP2979810B2

JP2979810B2 - 内燃機関用制御装置

Info

Publication number: JP2979810B2
Application number: JP4005205A
Authority: JP
Inventors: 啓二若原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH05187291A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関用制御装置に
係り、詳しくは、クランク角の検出により燃料噴射指令
信号や点火指令信号等を出力する内燃機関用制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関用制御装置が、特公平３
−４９０４４号公報に示されている。この装置は、内燃
機関のクランク軸と同期して回転するシグナルロータに
等しい間隔で気筒数だけクランク角検出用被検出体を設
けるとともに、所定の一個のクランク角検出用被検出体
に後続する一つの前記間隔を不等間隔に分割するように
基準位置検出用被検出体を設け、図１１に示すように、
この被検出体の通過信号（Ｎ信号）の３つの時間間隔
（Ｔ_i-2，Ｔ_i-1，Ｔ_i）によりＴ_i-2・Ｔ_i／Ｔ _i-1
²＞定数ｋの成立にて気筒判別を行い燃料噴射制御と点
火時期制御を行うものである。このように３情報を用い
ることにより、正確に気筒判別を行うことができる。と
ころが、このように気筒判別後に噴射・点火を開始する
場合には、エンジン始動時に気筒を判別する前において
は燃料噴射と点火を行うことができずエンジン始動性が
問題となる。そこで、図１２に示すように、始動性向上
のためクランキング時に２情報（２つの時間間隔
Ｔ_i-1，Ｔ_i）により、Ｔ_i-1／Ｔ_i＜定数ｋの成立に
て気筒判別を行うとか、図１３に示すように、クランク
角検出用被検出体の通過信号の入力に伴って全気筒への
噴射指令信号を出力すべく、クランク角検出用被検出体
の通過信号の時間間隔Ｔ_iの１／４をマスク区間とし
て、この区間内に信号が入ってきても無効化して基準位
置検出用被検出体の通過信号（追加パルス）による誤噴
射・誤点火を防止するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、３情報による
気筒判別前に（回転変動パターン全体でとらえる前に）
爆発→失火などの非常に回転変動が大きくなる場合に
は、２情報での気筒判別や追加パルスのマスクといった
方法では誤動作してしまう。つまり、図１４に示すよう
に、爆発→失火した際には失火時に回転が落ち込むた
め、パルス間隔Ｔ_i0が長くなりその結果マスク区間（Ｔ
_i0／４）も長くなりクランク角検出用パルスもマスクさ
れてしまい燃料噴射指令信号が出力されず燃料噴射が行
われない。

【０００４】そこで、この発明の目的は、始動性と気筒
判別性を両立させることができる内燃機関用制御装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、内燃機関の
クランク軸と同期して回転するシグナルロータに設けら
れたクランク角検出用被検出体と、前記クランク角検出
用被検出体に後続する間隔を不等間隔に分割するように
前記シグナルロータに設けられた基準位置検出用被検出
体と、前記被検出体の通過を検出する通過検出手段とを
備え、前記通過検出手段による被検出体通過信号を入力
してその信号間の時間間隔により基準位置検出用被検出
体の通過を検出するようにした内燃機関用制御装置にお
いて、機関始動開始後の前記通過検出手段による被検出
体通過信号の入力後に当該信号を気筒判別に要する検出
回数より小さい所定数だけ入力した時点から、被検出体
通過信号の入力に伴う内燃機関の全気筒への燃料噴射指
令信号を出力するようにした内燃機関用制御装置をその
要旨とする。

【０００６】又、前記燃料噴射指令信号の出力後におい
てクランク角検出用被検出体の通過信号を所定数だけ入
力した時点から点火指令信号を出力するのが好ましい。

【０００７】

【作用】機関始動開始後の被検出体通過信号間の時間間
隔により基準位置検出用被検出体の通過を検出できない
状態において、通過検出手段による被検出体通過信号の
入力後に当該信号を気筒判別に要する検出回数より小さ
い所定数だけ入力した時点から、被検出体通過信号の入
力に伴う内燃機関の全気筒への燃料噴射指令信号を出力
する。つまり、図１４に示す爆発→失火の影響のない時
期まで燃料噴射を行わせないことにより、誤噴射が防止
される。

【０００８】又、燃料噴射指令信号の出力後にクランク
角検出用被検出体の通過信号を所定数だけ入力した時
点、即ち、例えば４サイクルエンジンでの２行程後に、
点火指令信号が出力される。その結果、燃料噴射前に筒
内に入っている混合気による悪影響を回避することがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、本実施例における内燃機
関用制御装置の全体構成を示し、４気筒４サイクルガソ
リンエンジンが自動車に搭載されている。

【００１０】エンジンのカム軸にはカム軸と同期して回
転するシグナルロータ１が固定されている。本実施例で
は、シグナルロータ１の１回転はクランク軸の２回転に
相当する。

【００１１】シグナルロータ１の外周面には４つのクラ
ンク角検出用突起（クランク角検出用被検出体）２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄが９０°毎に等間隔に設けられてい
る。このクランク角検出用突起２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
はエンジンのクランク軸が各気筒の下死点から上死点に
移行する間に設定されたクランク角（例えば、各気筒の
上死点前１０°ＣＡ）に設けられている。又、シグナル
ロータ１の外周面には気筒判別用突起（基準位置検出用
被検出体）３が設けられ、この気筒判別用突起３は所定
の一個のクランク角検出用突起２ａに後続して不等間隔
１５°を隔てて配置されている。気筒判別用突起３は、
１つの気筒の上死点から下死点に移行する間の所定のク
ランク角（例えば、上死点後２０°ＣＡ）に設けられて
いる。

【００１２】このクランク角検出用突起２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ及び気筒判別用突起３は磁性体製の突起で構成
されている。さらに、各突起２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，
３の通過位置近傍には通過検出手段としての電磁ピック
アップ４が配置され、図２に示すように、突起２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ，３の通過を検出する。この電磁ピック
アップ４は磁性体製のコア（図示せず）にコイル（図示
せず）を巻装して構成されている。そして、この電磁ピ
ックアップ４によるクランク角検出用突起２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄの通過間隔は、１８０°ＣＡに相当するとと
もに、気筒判別用突起３はクランク角検出用突起２ａの
通過後３０°ＣＡの位置に相当する。

【００１３】図１の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと
いう）５は、マイコン６と波形整形回路７とＡ／Ｄ変換
回路８から構成されている。波形整形回路７は、電磁ピ
ックアップ４の出力信号（ピックアップ信号）を入力し
て同信号を波形整形する。つまり、図２に示すように、
電磁ピックアップ４から出力されるピックアップ信号
を、しきい値Ｖref で二値化してパルス信号とする。

【００１４】Ａ／Ｄ変換回路８には吸気管圧力センサ９
と水温センサ１０が接続され、Ａ／Ｄ変換回路８は吸気
管圧力センサ９からの吸入空気圧力検出信号（アナログ
信号）と水温センサ１０からのエンジン冷却水温検出信
号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。マイコ
ン６は波形整形回路７を介して電磁ピックアップ４の出
力信号を入力するとともにＡ／Ｄ変換回路８を介して吸
入空気圧力検出信号と水温検出信号とを入力する。さら
に、マイコン６はスタータモータ１１からのスタータオ
ン信号を入力する。

【００１５】マイコン６には各気筒毎のインジェクタ１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが接続され、各インジェ
クタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはマイコン６から
の燃料噴射指令により燃料噴射動作を行う。又、マイコ
ン６にはイグナイタ１３が接続され、マイコン６からの
点火指令によりイグナイタ１３とイグニッションコイル
１４とディストリビュータ１５を介して各気筒毎の点火
プラグ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄによる点火が行
われる。

【００１６】又、ＥＣＵ５はキースイッチ１７を介して
バッテリー１８が接続され、キースイッチ・オンにより
バッテリー１８からの電力がＥＣＵ５内の各機器に供給
される。

【００１７】又、マイコン６は波形整形回路７から電磁
ピックアップ４によるクランク角検出用突起２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ及び気筒判別用突起３の通過信号（パル
ス信号）を入力して、図２に示すように、そのパルス信
号間の時間間隔Ｔi,Ｔi-1,・・・を算出するとともに、
誤判別を防止するために３つのパルス信号間の時間間隔
により気筒判別用突起３の通過を検出して気筒判別を行
う。つまり、図４に示すように、今回サンプリング値Ｔ
_iと前回サンプリング値Ｔ_i-1と前々回サンプリング値
Ｔ_i-2とから、Ｔ_i-2・Ｔ_i／Ｔ_i-1 ²＞ｋ1 か否か判
定する。ただし、ｋ1 は判別定数（例えば、「５」）で
ある。

【００１８】しかし、この３情報による気筒判別は始動
性に問題があるので、始動時（スタータ・オンかつ、気
筒判別前）には、２つのパルス信号間の時間間隔により
気筒判別用突起３の通過を検出して気筒判別を行う。つ
まり、図３に示すように、今回サンプリング値Ｔ_iと前
回サンプリング値Ｔ_i-1とから、Ｔ_i-1／Ｔ_i＜ｋ2か
否か判定する。ただし、ｋ2 は判別定数（例えば、
「０．６」）である。さらに、始動時には、図２に示す
ように、気筒判別用突起３の通過に伴うパルス信号をマ
スキングすべく、１８０°ＣＡ時間の１／４（＝Ｔ_i／
４）をマスク区間とし、この区間内でパルス信号を入力
した場合には気筒判別演算のみとしパルス信号を無効化
する（図２でのｔ１のタイミングで示す）。

【００１９】又、図３，４，５，６，７にはエンジン始
動開始時（スタータ・オン時）におけるパルス信号入力
状態を示す。図３は最初に気筒判別用突起３の通過に伴
うパルス信号の１つ手前のパルス信号を入力した場合
を、図４は最初に気筒判別用突起３の通過に伴うパルス
信号を入力した場合を、図５は最初に気筒判別用突起３
の通過に伴うパルス信号の４つ手前のパルス信号を入力
した場合を、図６は最初に気筒判別用突起３の通過に伴
うパルス信号の３つ手前のパルス信号を入力した場合
を、図７は最初に気筒判別用突起３の通過に伴うパルス
信号の２つ手前のパルス信号を入力した場合を示す。そ
して、図３においては、スタータ・オン後のｔ３〜ｔ８
のタイミングで２情報による気筒判別が成立するととも
にｔ８のタイミング以降で３情報による気筒判別が成立
する。図４においては、スタータ・オン後のｔ７のタイ
ミング以降で３情報による気筒判別が成立する。図５に
おいては、スタータ・オン後のｔ６のタイミング以降で
３情報による気筒判別が成立する。図６においては、ス
タータ・オン後のｔ５のタイミング以降で３情報による
気筒判別が成立する。図７においては、スタータ・オン
後のｔ４のタイミング以降で３情報による気筒判別が成
立する。

【００２０】次に、このように構成した内燃機関用制御
装置の作用を説明する。図８，９，１０にはマイコン６
が実行する処理（フローチャート）を示す。この処理は
主にスタータ・オン後の気筒判別が行われる以前、即
ち、図３でのｔ３以前、図４でのｔ７以前、図５でのｔ
６以前、図６でのｔ５以前、図７でのｔ４以前における
燃料噴射指令と点火指令の出力タイミングを示すもので
ある。図８は、エンジン始動時における電磁ピックアッ
プ４からの信号入力（パルス信号の立ち下がりエッジ）
毎に実行するルーチンである。

【００２１】まず、マイコン６は図８のステップ１００
で気筒判別処理を行う。この処理の詳細を図９に示す。
マイコン６はステップ１１０で３情報による気筒判別処
理（Ｔ_i-2・Ｔ_i／Ｔ_i-1 ²＞ｋ1 ）を行う。

【００２２】そして、マイコン６はステップ１２０でス
タータモータ１１がオンで、かつ、３情報又は２情報で
の気筒判別条件が成立しているか否か判定する。尚、こ
こで、スタータ・オンの判定は、スタータモータ１１を
使用しないで車両を押す等してクランキングする、いわ
ゆる押し掛けモードでないことを確認するためのもので
ある。マイコン６は、ステップ１２０の条件を満足して
いるとステップ１３０で実パルスカウンタＣＮＩＮを
「１」インクリメントする。さらに、マイコン６はステ
ップ１４０で２情報による気筒判別処理（Ｔ_i-1／Ｔ_i
＜ｋ2 ）を行う。

【００２３】そして、マイコン６はステップ１５０で追
加パルスのマスク処理を行う。このマスク処理の詳細を
図１０に示す。まず、マイコン６はステップ１５１で、
１８０°ＣＡ時間Ｔ_iの１／４時間と次のパルス信号の
立ち上がりまでの時間を比較して、気筒判別用突起３の
通過に伴うパルス信号（追加パルス）であるか判定を行
う。マイコン６はステップ１５１の条件が満足すると、
追加パルスでないとしてステップ１５２でフラグＦＭＳ
Ｋを「１」にする。そして、マイコン６はステップ１５
３で気筒カウンタＣＮＭＳＫを「１」インクリメント
し、リターンする。一方、マイコン６はステップ１５１
において条件を満足しないと（図４のｔ６、図５のｔ
５、図６のｔ４、図７のｔ３の各タイミング）、追加パ
ルスであるとしてステップ１５４でフラグＦＭＳＫを
「０」にしてリターンする。

【００２４】尚、初期値は、カウンタＣＮＩＮ、ＣＮＭ
ＳＫが共に「０」、フラグＦＭＳＫは「１」である。こ
れは、キースイッチ１７のオンによるリセット、エンス
ト判定時（パルス間の時間間隔Ｔi,Ｔi-1,・・・が判定
値（例えば２００ｍｓ）以上となった時）にセットす
る。

【００２５】マイコン６は、図８のステップ２００で実
パルスカウンタＣＮＩＮが２以上（即ち、パルス信号が
２発以上入力されたか）の偶数値で、かつ、フラグＦＭ
ＳＫが「１」（即ち、追加パルスではないか）を判定す
る。つまり、図３〜図７においてスタータ・オン後の２
番目以降の偶数値のパルス立ち下がりエッジ（ｔ１のタ
イミング）か否か判定する。

【００２６】そして、マイコン６は、ステップ２００の
条件を満足していれば（図３でのｔ２、図４でのｔ２，
ｔ４、図５でのｔ２，ｔ４、図６でのｔ２、図７でのｔ
２）、ステップ３００で全気筒同時噴射処理を行なう。
これは、水温によるテーブルとエンジン回転数ＮＥによ
る補正等を用いて燃料噴射時間（噴射量）を算出してそ
れに応じた信号出力を行うものである。噴射開始後、マ
イコン６は、ステップ４００で気筒カウンタＣＮＭＳＫ
が３以上で、かつ、フラグＦＭＳＫが「１」でないか
（即ち、追加パルスではないか）を判定し、条件を満足
していれば（図４でのｔ３，ｔ４，ｔ５、図５でのｔ
３，ｔ４、図６でのｔ３）、ステップ５００で点火処理
を行なう。これは、次回のパルス入力に同期して入力し
たパルスと同形の点火信号の出力を許可するものである
（図４でのｔ４’，ｔ５’，ｔ７’、図５でのｔ４’，
ｔ６’、図６でのｔ５’）。

【００２７】一方、マイコン６は、ステップ２００，４
００において条件が成立しないと、ステップ３００，４
００，５００の処理を行わない。つまり、図３〜図７に
おいてスタータ・オン後の最初のパルス立ち下がりエッ
ジ（各図のｔ１のタイミング）であれば燃料の噴射指令
を行わず、又、スタータ・オン後の３つ目までのパルス
立ち下がりエッジ（各図のｔ１，ｔ２，ｔ３のタイミン
グ）であれば点火指令を行わない。

【００２８】その後において、マイコン６は、２又は３
情報により気筒判別条件が成立すると、気筒毎の噴射指
令信号及び点火指令信号を出力する。この際、燃料噴射
時間（噴射量）は、エンジン回転数ＮＥと吸気圧Ｐｍの
マップを用いて求め、水温センサ１０によるエンジン冷
却水温等により補正して決定される。

【００２９】このように、始動時において２情報による
気筒判別及びマスク処理を行うだけでは、爆発がないク
ランキングでの回転が安定している時に限定しなければ
ならないので、スタータ・オン後の最初のパルス信号か
ら噴射・点火を開始すると、図１４で説明したように、
気筒判別前に爆発→失火といった運転モードでは、誤作
動してしまう。そこで、爆発→失火の影響がないところ
まで噴射・点火の開始を遅らせることで信頼性、始動性
が両立する。つまり、噴射を開始してから吸気→圧縮の
２行程（３６０°ＣＡ）後、爆発し、回転が上昇し、そ
の次で失火し、回転が急減すると、追加パルスのマスク
処理を間違えるので、その間違える前に３情報で正確に
判別できるところ（パルス信号２発目）まで噴射開始を
遅らせる。又、噴射開始後においてクランク角検出用突
起２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのパルス信号の２発目（２行
程分）で点火を開始することで、エンスト再始動時など
の噴射前筒内に混合気が存在した場合の爆発→失火に陥
る場合を防止できる。

【００３０】このように本実施例では、エンジン始動開
始後の電磁ピックアップ４（通過検出手段）による気筒
判別用突起３（被検出体）の通過信号の入力後に当該信
号を２つだけ入力した時点から、通過信号の入力に伴う
エンジンの全気筒への燃料噴射指令信号を出力するとと
もに、この信号出力後２行程分遅らせて点火指令信号を
出力するようにした。よって、回転変動パターン全体で
とらえることができる位置（３情報気筒判別位置）より
も前において、２回目のパルス入力時まで噴射開始を遅
らせることにより、爆発→失火の影響を受けず、又、噴
射開始から２行程分点火開始を遅らせることにより噴射
前に筒内に残っている混合気による爆発→失火の影響を
受けない。その結果、基準位置と回転角を同一のセンサ
で行いコストダウンを図り、信頼性を高め、さらに始動
性を良好にすることが可能となる。

【００３１】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、前記実施例では４気筒４サイクル
ガソリンエンジンの場合にスタータ・オン後のパルス信
号を２つ入力した時点から燃料噴射指令信号を出力した
が、気筒数やサイクル数により燃料噴射指令信号を出力
する開始タイミング（パルス数）を適宜変更して設定す
ればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
始動性と気筒判別性を両立させることができる優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の内燃機関用制御装置の構成を示す図で
ある。

【図２】信号処理を説明するための図である。

【図３】信号処理を説明するための図である。

【図４】信号処理を説明するための図である。

【図５】信号処理を説明するための図である。

【図６】信号処理を説明するための図である。

【図７】信号処理を説明するための図である。

【図８】作用を説明するためのフローチャートである。

【図９】作用を説明するためのフローチャートである。

【図１０】作用を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１１】従来技術を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図１２】従来技術を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図１３】従来技術を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図１４】従来技術を説明するためのタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１シグナルロータ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄクランク角検出用被検出体と
してのクランク角検出用突起３基準位置検出用被検出体としての気筒判別用突起４通過検出手段としての電磁ピックアップ６マイコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 5/15 Ａ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のクランク軸と同期して回転す
るシグナルロータに設けられたクランク角検出用被検出
体と、前記クランク角検出用被検出体に後続する間隔を不等間
隔に分割するように前記シグナルロータに設けられた基
準位置検出用被検出体と、前記被検出体の通過を検出する通過検出手段とを備え、
前記通過検出手段による被検出体通過信号を入力してそ
の信号間の時間間隔により基準位置検出用被検出体の通
過を検出するようにした内燃機関用制御装置において、機関始動開始後の前記通過検出手段による被検出体通過
信号の入力後に当該信号を気筒判別に要する検出回数よ
り小さい所定数だけ入力した時点から、被検出体通過信
号の入力に伴う内燃機関の全気筒への燃料噴射指令信号
を出力するようにしたことを特徴とする内燃機関用制御
装置。
【請求項２】前記燃料噴射指令信号の出力後において
クランク角検出用被検出体の通過信号を所定数だけ入力
した時点から点火指令信号を出力するようにした請求項
１の内燃機関用制御装置。