JP4055991B2 - Engine stroke discrimination device - Google Patents

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JP4055991B2 JP2002292489A JP2002292489A JP4055991B2 JP 4055991 B2 JP4055991 B2 JP 4055991B2 JP 2002292489 A JP2002292489 A JP 2002292489A JP 2002292489 A JP2002292489 A JP 2002292489A JP 4055991 B2 JP4055991 B2 JP 4055991B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの行程判別装置に関し、特に、スタータモータを備えたエンジンの行程判別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの各種制御においてエンジンの行程との関連で制御用のパラメータや制御信号の出力タイミング等が決定される。そのために行程判別方法が種々考えられている。まず第1の方法として、カムシャフトの回転角度を検出するセンサとクランクセンサとを備え、両センサの出力の関係から行程を判別するものがある。
【0003】
また、第2の方法として、吸気管の圧力を検出するセンサとクランクセンサとを備え、クランク角と吸気管圧力との関係から行程を判別するものがある。この方法は特開2000−337206号公報に一例が記載されている。
【0004】
さらに、第3の方法として、エンジンサイクル中にクランク角速度が変動することに鑑み、クランク角の一定角度毎にパルス信号を出力するクランクセンサを設け、そのパルス信号の間隔を判別して行程を認識するものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の方法では、クランク角センサと別にカムシャフト用のセンサを設けなければならない。また、第2の方法では、吸気管内圧力を検出するセンサを有していないキャブレータ方式のエンジンでは新たに吸気管内圧力センサを必要とする。さらに、第3の方法において、クランクセンサは、上死点を検出するため一定区間でパルス信号が出力されない構造になっている。また、クランクセンサのパルス信号は点火時期を決定するためにも用いられるので、前記パルス信号が出力されない一定区間を変更することはできない。したがって、クランクの1回転中を通してクランクセンサの出力を検出し、その検出結果で行程を判別するというようにセンサをレイアウトすることができない。
【0006】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、少ない数のセンサで精度良くエンジンの行程を判別することができる行程判別装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、エンジンの上死点近傍の予定位置でパルサ信号を出力する点火パルサと、エンジンの1サイクルを等角度の4区間に分割し、前記各区間のクランク角速度を測定する手段と、前記4区間毎に検出したクランク角速度の、1サイクルにおける変化パターンが予定のパターンであるか否かを前記パルサ信号に応答して判別し、該4区間のクランク角速度の変化パターンが予定のパターンになっているときのパルサ信号の出力時をエンジンの圧縮上死点と判定する手段とを具備した点に第1の特徴がある。
【0008】
また、本発明は、エンジンの上死点近傍の予定位置でパルサ信号を出力する点火パルサと、エンジンの1サイクルに対応するクランク角を等角度の4区間に分割し、前記各区間の回転時間を計測する手段と、前記各区間毎に、現在の区間と直前の区間との回転時間の増減により、増大の場合は正符号を、低減の場合は負符号を付加する手段と、前記4区間の符号が予定の並びになっているか否かを前記パルサ信号に応答して判別し、該4区間の符号が予定の並びになっているときのパルサ信号の出力時をエンジンの圧縮上死点と判定する手段とを具備した点に第2の特徴がある。
【0009】
第1および第2の特徴によれば、エンジンの爆発行程では、クランク角速度が他の行程より速く、爆発行程から後、徐々に低下していくのに鑑み、パルサ信号が出力された後、クランク角速度が増大し、その後漸減する変化パターンが検出されたとき、このパルサ信号を着火パルスと判定する。つまりこのパルサ信号が出力されたときが圧縮上死点であると判定する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る行程判別装置を適用するエンジンのスタータモータの断面図である。スタータモータ1はロータ2とステータ3とを有する。スタータモータ1は図示しないエンジンの始動手段であるとともに、エンジンが自律運転を開始した後は、該エンジンで駆動される発電機として作用する。
【0011】
ロータ2はカップ状のヨーク4と、ヨーク4をエンジンのクランク軸(図示しない)に結合するスリーブつまりハブ5と、ヨーク4の内周に沿って配置された複数のマグネット6とを含む。スリーブ5の端部外周には回転検出のための環状のセンサマグネット7が嵌挿されている。センサマグネット7は所定角度毎に極性を反転させた着磁帯(角度検出用着磁帯)と、1回転のうちの1カ所の着磁部もしくは1カ所だけ他と異なる極性に着磁された着磁帯(基準位置検出用着磁部ないし着磁帯)とを有する。
【0012】
ステータ3はステータコア8と該ステータコア8に絶縁材9を介して巻回されたステータ巻線10とを含む。ステータ巻線10は三相巻線である。ステータコア8は図示しないステータベースを介してエンジンのケーシングに固定される。ステータ3にはセンサマグネット7の角度検出用着磁帯に対向して配置される三つの第1磁気センサ11と基準位置検出用着磁部ないし着磁帯に対向して配置される第2磁気センサ12とを含むセンサパッケージ13が設けられる。
【0013】
第1磁気センサ11は所定角度毎に極性を変化させたセンサマグネット7の着磁帯に対応して所定角度毎に交番する検出信号を出力する。この検出信号はクランク角の変化に対応するので、以下、第1磁気センサ11をクランク角センサ11という。クランク角センサは、スタータモータ1のU,V,W相に対応して電気角120°の位相差を有して3個配置される。すなわち、クランク角センサ11はセンサ11U,11V,11Wからなる。
【0014】
第2磁気センサは基準位置検出用着磁部ないし着磁帯に対応して1回転毎に1回パルス信号を出力する。このパルス信号は点火時期検出用に用いられるので、以下、第2磁気センサ12を点火パルサ12という。
【0015】
センサパッケージ13はクランク角センサ11、および点火パルサ12を支持する基板14とセンサ11,12を制御部(図示せず)に接続するリード線15を含み、ボルト16でステータ3に固定される。
【0016】
図3は、前記スタータモータを含む自動二輪車用エンジンの要部システム構成図である。ECU17には、スタータモータ1の三相巻線1U,1V,1Wに結合される整流回路100と、整流回路100を構成するスイッチング素子(例えば、FET)を、クランク角センサ11U,11V,11Wの出力に従って制御するスイッチング回路200とを備える。また、ECU17には、クランク角センサ11U,11V,11W、点火パルサ12および後述の各センサの検出信号ならびにスイッチの切り替えに基づき、予定のプログラムに従って動作するマイクロコンピュータ(CPU)300を備える。
【0017】
ECU17には、メインスイッチ18,スタータスイッチ19,スタータリレー20,点火コイル21、スロットルセンサ22、速度センサ23が接続される。速度センサ23はクランク軸の1回転毎に検出信号を出力するように形成され、クランク軸の近接して配置される。点火コイル21の二次側には点火プラグ24が接続される。
【0018】
上記各部の電源としてバッテリ25が設けられ、バッテリ25からヒューズ26およびメインスイッチ18を介して各部に電流が供給される。
【0019】
図4はクランク角センサ11と点火パルサ12の出力の位相関係を示す図である。クランク角センサ11はクランク角10°毎に1回パルス信号を出力する。つまり、クランク軸が1回転すると第1磁気センサ11は36個のパルス信号を出力する。したがって、圧縮・爆発・排気・吸気の1サイクルで72パルスを出力する。クランク角10°を1ステージとして18ステージを一区切りとする測定区間(1区〜4区)を設定し、1サイクルを72ステージ4測定区間と規定する。
【0020】
一方、点火パルサ12はクランク軸の1回転毎にパルス信号を1回出力する。点火パルサ12の出力波形(矩形波に波形整形された後の波形)の立ち下がりエッジから予定されたステージ(例えば3ステージ)からステージ番号を割り振り、各計測区間毎のクランク回転時間を計測する。そして、この回転時間に基づいて点火パルサ12の出力のうち、どれが圧縮行程の着火パルスであるかを判別する。
【0021】
図5は、計測区間毎のクランク回転時間の計測例を示す図である。同図において、直前の測定区間の回転時間に対する各測定区間の回転時間の増減を判別し、回転時間が増えた場合は符号「+」、回転時間が減少した場合は符号「−」を、それぞれ記憶する。点火パルサ12の検出信号が出力される毎に直前の四つの測定区間の増減符号の並びを判別し、その符号の並びが(−、+、+、+)となっていれば、その判別時の第2磁気センサ12の出力パルスが着火パルスであると判断できる。測定時間が徐々に長くなっているということはクランク角速度が低減していることを意味し、エンジンの1サイクル中に徐々に負荷が大きくなって圧縮行程の着火タイミングで負荷が最大となるエンジンの特性に合致する。
【0022】
図6,図7は行程判別のフローチャートである。図6のステップS1では、イグニッションオンになったか判断する。この判断が肯定ならばステップS2に進み、2回転分のクランク角を10度毎に分割し、1〜72ステージのナンバリングを行う。ステップS3では、エンジン回転数Neがアイドル回転数Ni以上で目標回転数Nt以下の範囲にあるか判断する。ステップS3が肯定ならばステップS4でクランクの回転方向が正回転か判断する。ステップS4が肯定ならばステップS5に進んで点火パルサ12の出力(点火パルス)がマイナス(−)側に立ち上がったか判断する。ステップS5が肯定ならばステップS6に進み、点火パルスのマイナス側への立ち上がりから予定ステージ(例えば3ステージ)経過したか判断する。ステップS6が肯定ならば、行程判別のためのクランク回転時間判断のための条件が成立したと判定し、図7のステップS7に進む。
【0023】
図7のステップS7では、フラグF1〜F4をクリア(=0)する。フラグF1は1区間(18ステージ)の回転に要した時間が前区間より減少した場合にセット(=1)されるフラグである。一方、フラグF2〜F4は1区間の回転に要した時間が前区間の時間より増大したときにセットされるフラグである。
【0024】
ステップS8では、クランク角が第1ステージから18ステージ(クランク角180°)進んだ時間Aを計測してメモリに保持する。続いて、ステップS9では前区間(直前サイクルの第4区)の時間Dの計測記録があるか否かを判断する。最初は前データがないので、ステップS12に進む。前データがある場合は、ステップS10に進み、時間Aから時間Dを減算し、その値がマイナスかどうかを判別する。この判断が肯定ならばステップS11に進んでフラグ(マイナスフラグ)F1を立てる。
【0025】
ステップS12では、次の18ステージ分をクランク角が変化する時間Bを計測してメモリに保持する。ステップS13では、時間Bから時間Aを減算し、その値がプラスかどうかを判別する。この判断が肯定ならばステップS14に進んでフラグ(プラスフラグ)F2を立てる。ステップS13が否定ならばステップS15に進む。
【0026】
ステップS15では、全フラグF1〜F4がセットされたか否かを判別する。全てのフラグがセットされているのは、ステップS14の処理の時点でその区間を含む最新4区間の時間増減を示す符号の並びが(−、+、+、+)になったときである。この並びは図5に示した例と同じである。すなわち、ステップS15が肯定ならばそれから4区間前の区間時間の計測開始時が圧縮行程の最後、つまり圧縮上死点(TDC)であると判定される(ステップS23)。つまりそのときのパルサ信号が着火パルスである。
【0027】
最初は全フラグをセットする判断が済んでいない(最大でもフラグF1とF2とがセットされているだけである)のでステップS15は否定となる。ステップS15が否定の場合はステップS16に進む。
【0028】
ステップS16では、次の18ステージ分をクランク角が変化する時間Cを計測してメモリに保持する。ステップS17では、時間Cから時間Bを減算し、その値がプラスかどうかを判別する。この判断が肯定ならばステップS18に進んでフラグ(プラスフラグ)F3を立てる。ステップS17が否定ならばステップS19に進む。
【0029】
ステップS19では、次の18ステージ分をクランク角が変化する時間Dを計測してメモリに保持する。ステップS20では、時間Dから時間Cを減算し、その値がプラスかどうかを判別する。この判断が肯定ならばステップS21進んでフラグ(プラスフラグ)F4を立てる。ステップS20が否定ならばステップS8に進む。
【0030】
ステップS22では、フラグF1〜F4がすべてセットされているか否かを判断する。ステップS22が肯定ならば、ステップS24に進んでそのときのパルサ信号が着火パルスであると判定する。ステップS15の判断と同様、最初は全フラグをセットする判断が済んでいないのでステップS22は否定となる。ステップS22が否定の場合はステップS8に進む。
【0031】
2回目以後の各時間A,B,C,Dの計測が行われると、先に保持されている値は最新の計測結果で更新される。
【0032】
図1は、行程判別装置の要部機能を示すブロック図である。時間A計測部27は1サイクル中の第1区のクランク軸回転時間を測定する。同様に、時間B計測部28は第2区、時間C計測部29は第3区、時間D計測部30は第4区のクランク軸回転時間をそれぞれ測定する。第1減算部31は第2区の時間から第1区の時間を減算し、第2減算部32は第3区の時間から第2区の時間を減算する。また、第3減算部33は第4区の時間から第3区の時間を減算し、第4減算部34は次に検出された第1区の時間から第4区の時間を減算する。
【0033】
第1符号メモリ35、第2符号メモリ36、第3符号メモリ37、および第4符号メモリ38は、それぞれ第1減算部31、第2減算部32、第3減算部33、および第4減算部34の減算結果の正負符号を記憶する。並び判別部39は第1符号メモリ35から第4符号メモリ38までの符号の並びを、第2減算部32による減算が終わった時点と第4減算部34による減算が終わった時点とで判別する。すなわち、第2減算部32による減算が終わった時点で、第1符号メモリ35〜第4符号メモリ38の符号の並びが判断される。そして、判断の結果、符号の並びが(−、+、+、+)であった場合に、該符号の並びの判断から4区間前のパルサ信号が着火パルスと判断される。
【0034】
一方のパルサ信号が着火パルスと判定されれば、同時に他方のパルサ信号は捨て火パルスと判定できる。判定が完了すると確定フラグを立てて着火パルスを確定する。なお、上記判定を随時実行し、着火パルスが連続2回検出されると、前記確定フラグにかかわらず、着火パルスを更新する。
【0035】
また、着火パルスが確定すると、その立ち上がりエッジを基準にしてステージのナンバリングを行う。そしてそのステージ番号は、スタータモータの正転および逆転に応じてインクリメントまたはデクリメントし、常に現在のステージ番号を把握しておく。エンジン回転数が前記回転数Nt以上になってステージが確定できない場合は、エンジン回転数が該回転数Nt以下になったときに着火パルスをもとに再度ナンバリングを行う。
【0036】
着火パルスのプラス側への立ち上がりエッジがステージ番号「0」からずれている場合は、ナンバリングを更新するのがよい。この場合、ナンバリングの更新はエンジン回転数がアイドル回転数Ni以上で、基準回転数Nt以下の範囲で行う。
【0037】
上記実施形態では、4つの区間をクランクが回転するのに要する時間の変化パターンに基づいて圧縮上死点を検出するようにした。これは、4つの区間のクランク角速度を時間で代表させたものであり、時間の変化パターンに代えてクランク角速度の変化パターンが予定のパターンであるか否かによって圧縮上死点を判定してもよい。
【0038】
【発明の効果】
請求項1および請求項2の発明によれば、予定区間毎のクランク角速度の、1サイクル中の変化パターンに基づいて、1サイクル中に2回出力されるパルサ信号のうち一方を圧縮上死点近傍で出力される着火パルスであると判定できる。この判定は、クランク角センサが出力する一定クランク角毎の信号間隔をタイマ手段などで計測し、その計測結果を点火パルサの出力毎に処理することによって行える。したがって、従来からエンジンの制御に通常に使用されるセンサとは別個に専用のセンサを設けることなく、正確にエンジンの行程を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る行程判別装置の要部機能を示すブロック図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係る行程判別装置を適用するエンジンのスタータモータの断面図である。
【図3】 スタータモータを含む自動二輪車用エンジンの要部システム構成図である。
【図4】 クランク角センサと点火パルサの出力の位相関係を示す図である。
【図5】 計測区間毎のクランク回転時間の計測例を示す図である。
【図6】 行程判別のフローチャート(その1)である。
【図7】 行程判別のフローチャート(その2)である。
【符号の説明】
1…モータ、 2…ロータ、 3…ステータ、 4…ヨーク、 5…スリーブ、6…ロータマグネット、 7…センサマグネット、 10…ステータ巻線、 11…クランク角センサ、 12…点火パルサ、 27…時間A計測部、 28…時間B計測部、 29…時間C計測部、 30…時間D計測部、 31…第1減算部、 32…第2減算部、 33…第3減算部、 34…第4減算部、 35…第1符号メモリ、 36…第2符号メモリ、 37…第3符号メモリ、 38…第4符号メモリ、 39…並び判別部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine stroke determination device, and more particularly to an engine stroke determination device including a starter motor.
[0002]
[Prior art]
In various engine controls, control parameters, control signal output timing, and the like are determined in relation to the engine stroke. For this purpose, various process determination methods have been considered. First, there is a first method that includes a sensor for detecting the rotation angle of the camshaft and a crank sensor, and determines the stroke based on the relationship between the outputs of both sensors.
[0003]
As a second method, there is a method that includes a sensor for detecting the pressure in the intake pipe and a crank sensor, and determines the stroke from the relationship between the crank angle and the intake pipe pressure. An example of this method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-337206.
[0004]
Furthermore, as a third method, in view of the fact that the crank angular speed fluctuates during the engine cycle, a crank sensor that outputs a pulse signal at every constant crank angle is provided, and the stroke is recognized by determining the interval of the pulse signal. There is something to do.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the first method, a camshaft sensor must be provided separately from the crank angle sensor. In the second method, a carburetor engine that does not have a sensor for detecting the intake pipe pressure requires a new intake pipe pressure sensor. Further, in the third method, the crank sensor has a structure in which a pulse signal is not output in a certain section in order to detect top dead center. In addition, since the pulse signal of the crank sensor is also used to determine the ignition timing, it is not possible to change a certain section in which the pulse signal is not output. Therefore, the sensor cannot be laid out such that the output of the crank sensor is detected during one revolution of the crank and the stroke is determined based on the detection result.
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a stroke determination device that can accurately determine the stroke of an engine with a small number of sensors.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention divides an ignition pulser that outputs a pulser signal at a predetermined position near the top dead center of the engine, and one cycle of the engine into four equiangular sections. A means for measuring the crank angular velocity, and determining whether or not a change pattern in one cycle of the crank angular velocity detected for each of the four sections is a predetermined pattern in response to the pulsar signal. There is a first feature in that there is provided a means for determining the time when the pulsar signal is output when the change pattern is a predetermined pattern as the compression top dead center of the engine.
[0008]
Further, the present invention divides an ignition pulser that outputs a pulser signal at a predetermined position near the top dead center of the engine and a crank angle corresponding to one cycle of the engine into four equiangular sections, and the rotation time of each section And means for adding a positive sign in the case of increase and a negative sign in the case of reduction due to increase / decrease in the rotation time between the current section and the immediately preceding section for each section, and the four sections Is determined in response to the pulsar signal, and the output time of the pulsar signal when the codes of the four sections are scheduled is determined as the compression top dead center of the engine. There is a second feature in that it is provided with a means for performing.
[0009]
According to the first and second features, in the engine explosion stroke, the crank angular speed is faster than the other strokes and gradually decreases after the explosion stroke. When a change pattern in which the angular velocity increases and then gradually decreases is detected, this pulser signal is determined as an ignition pulse. That is, it is determined that the compression top dead center is when the pulsar signal is output.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view of an engine starter motor to which a stroke determination device according to an embodiment of the present invention is applied. The starter motor 1 has a rotor 2 and a stator 3. The starter motor 1 is a starting means for an engine (not shown), and acts as a generator driven by the engine after the engine starts autonomous operation.
[0011]
The rotor 2 includes a cup-shaped yoke 4, a sleeve or hub 5 that couples the yoke 4 to an engine crankshaft (not shown), and a plurality of magnets 6 disposed along the inner periphery of the yoke 4. An annular sensor magnet 7 for detecting rotation is fitted on the outer periphery of the end portion of the sleeve 5. The sensor magnet 7 is magnetized with a magnetized band (angle detecting magnetized band) whose polarity is inverted every predetermined angle and one magnetized portion of one rotation or only one place with a different polarity. And a magnetized band (a magnetizing part for detecting a reference position or a magnetized band).
[0012]
The stator 3 includes a stator core 8 and a stator winding 10 wound around the stator core 8 via an insulating material 9. The stator winding 10 is a three-phase winding. The stator core 8 is fixed to the engine casing via a stator base (not shown). The stator 3 includes three first magnetic sensors 11 arranged to face the angle detection magnetizing band of the sensor magnet 7 and a second magnetic field arranged to face the reference position detecting magnetized portion or the magnetizing band. A sensor package 13 including the sensor 12 is provided.
[0013]
The first magnetic sensor 11 outputs a detection signal that alternates every predetermined angle corresponding to the magnetization band of the sensor magnet 7 whose polarity is changed every predetermined angle. Since this detection signal corresponds to a change in the crank angle, the first magnetic sensor 11 is hereinafter referred to as a crank angle sensor 11. Three crank angle sensors are arranged with a phase difference of an electrical angle of 120 ° corresponding to the U, V, and W phases of the starter motor 1. That is, the crank angle sensor 11 includes sensors 11U, 11V, and 11W.
[0014]
The second magnetic sensor outputs a pulse signal once every rotation corresponding to the reference position detecting magnetized portion or magnetized band. Since this pulse signal is used for detecting the ignition timing, hereinafter, the second magnetic sensor 12 is referred to as an ignition pulser 12.
[0015]
The sensor package 13 includes a crank angle sensor 11, a substrate 14 that supports the ignition pulser 12, and lead wires 15 that connect the sensors 11 and 12 to a control unit (not shown), and are fixed to the stator 3 with bolts 16.
[0016]
FIG. 3 is a system configuration diagram of a main part of a motorcycle engine including the starter motor. The ECU 17 includes a rectifier circuit 100 coupled to the three-phase windings 1U, 1V, and 1W of the starter motor 1 and switching elements (for example, FETs) constituting the rectifier circuit 100, and the crank angle sensors 11U, 11V, and 11W. And a switching circuit 200 that controls the output according to the output. Further, the ECU 17 includes a microcomputer (CPU) 300 that operates according to a scheduled program based on crank angle sensors 11U, 11V, and 11W, an ignition pulser 12, and detection signals from the sensors described later and switch switching.
[0017]
A main switch 18, a starter switch 19, a starter relay 20, an ignition coil 21, a throttle sensor 22, and a speed sensor 23 are connected to the ECU 17. The speed sensor 23 is formed so as to output a detection signal for each rotation of the crankshaft, and is disposed in the vicinity of the crankshaft. A spark plug 24 is connected to the secondary side of the ignition coil 21.
[0018]
A battery 25 is provided as a power source for each part described above, and current is supplied from the battery 25 to each part via the fuse 26 and the main switch 18.
[0019]
FIG. 4 is a diagram showing the phase relationship between the outputs of the crank angle sensor 11 and the ignition pulser 12. The crank angle sensor 11 outputs a pulse signal once every crank angle of 10 °. That is, when the crankshaft rotates once, the first magnetic sensor 11 outputs 36 pulse signals. Therefore, 72 pulses are output in one cycle of compression / explosion / exhaust / intake. A measurement section (1st to 4th sections) is set with a crank angle of 10 ° as one stage and 18 stages as one section, and one cycle is defined as 72 stages and 4 measurement sections.
[0020]
On the other hand, the ignition pulser 12 outputs a pulse signal once for each rotation of the crankshaft. A stage number is assigned from the stage (for example, 3 stages) scheduled from the falling edge of the output waveform of the ignition pulser 12 (the waveform after being shaped into a rectangular wave), and the crank rotation time for each measurement section is measured. Based on this rotation time, it is determined which of the outputs of the ignition pulser 12 is the ignition pulse of the compression stroke.
[0021]
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement example of the crank rotation time for each measurement section. In the same figure, the increase / decrease of the rotation time of each measurement section with respect to the rotation time of the immediately previous measurement section is determined. When the rotation time increases, the sign “+”, when the rotation time decreases, the sign “−”, Remember. Each time the detection signal of the ignition pulser 12 is output, the sequence of increase / decrease codes in the previous four measurement sections is determined. If the sequence of the codes is (−, +, +, +), the determination is made. It can be determined that the output pulse of the second magnetic sensor 12 is an ignition pulse. Increasing the measurement time means that the crank angular speed is decreasing, and the load gradually increases during one cycle of the engine, and the load becomes maximum at the ignition timing of the compression stroke. Match the characteristics.
[0022]
6 and 7 are flowcharts of stroke determination. In step S1 of FIG. 6, it is determined whether the ignition is turned on. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S2, and the crank angle for two rotations is divided every 10 degrees to perform numbering of 1 to 72 stages. In step S3, it is determined whether or not the engine speed Ne is in a range not less than the idle speed Ni and not more than the target speed Nt. If step S3 is positive, it is determined in step S4 whether the rotation direction of the crank is normal rotation. If step S4 is affirmative, the routine proceeds to step S5, where it is determined whether the output (ignition pulse) of the ignition pulser 12 has risen to the minus (-) side. If step S5 is affirmative, the process proceeds to step S6, where it is determined whether a predetermined stage (for example, three stages) has elapsed since the ignition pulse rose to the negative side. If step S6 is positive, it is determined that the condition for determining the crank rotation time for stroke determination is satisfied, and the process proceeds to step S7 in FIG.
[0023]
In step S7 of FIG. 7, flags F1 to F4 are cleared (= 0). The flag F1 is a flag that is set (= 1) when the time required for the rotation of one section (18 stages) has decreased from the previous section. On the other hand, the flags F2 to F4 are flags that are set when the time required for the rotation of one section increases from the time of the previous section.
[0024]
In step S8, a time A in which the crank angle has advanced 18 stages (crank angle 180 °) from the first stage is measured and stored in the memory. Subsequently, in step S9, it is determined whether or not there is a measurement record of the time D of the previous section (fourth section of the immediately preceding cycle). Since there is no previous data at first, the process proceeds to step S12. If there is previous data, the process proceeds to step S10, where the time D is subtracted from the time A to determine whether the value is negative. If this determination is affirmative, the routine proceeds to step S11, where a flag (minus flag) F1 is set.
[0025]
In step S12, the time B during which the crank angle changes for the next 18 stages is measured and stored in the memory. In step S13, time A is subtracted from time B to determine whether the value is positive. If this determination is affirmative, the routine proceeds to step S14, where a flag (plus flag) F2 is set. If step S13 is negative, the process proceeds to step S15.
[0026]
In step S15, it is determined whether or not all the flags F1 to F4 are set. All the flags are set when the sequence of codes indicating the time increase / decrease in the latest four sections including the section is (−, +, +, +) at the time of the process of step S14. This arrangement is the same as the example shown in FIG. That is, if step S15 is positive, it is determined that the measurement start time of the section time four sections before is the end of the compression stroke, that is, the compression top dead center (TDC) (step S23). That is, the pulser signal at that time is an ignition pulse.
[0027]
Initially, it is not determined that all the flags are set (the flags F1 and F2 are only set at the maximum), so step S15 is negative. If step S15 is negative, the process proceeds to step S16.
[0028]
In step S16, the time C during which the crank angle changes for the next 18 stages is measured and stored in the memory. In step S17, time B is subtracted from time C to determine whether the value is positive. If this determination is affirmative, the routine proceeds to step S18, where a flag (plus flag) F3 is set. If step S17 is negative, the process proceeds to step S19.
[0029]
In step S19, the time D during which the crank angle changes for the next 18 stages is measured and stored in the memory. In step S20, time C is subtracted from time D to determine whether or not the value is positive. If this determination is affirmative, the routine proceeds to step S21, and a flag (plus flag) F4 is set. If step S20 is negative, the process proceeds to step S8.
[0030]
In step S22, it is determined whether all the flags F1 to F4 are set. If step S22 is affirmative, it will progress to step S24 and will determine with the pulsar signal at that time being an ignition pulse. Similar to the determination in step S15, the determination to set all the flags has not been completed at first, so step S22 is negative. If step S22 is negative, the process proceeds to step S8.
[0031]
When measurement is performed for each time A, B, C, and D after the second time, the previously held value is updated with the latest measurement result.
[0032]
FIG. 1 is a block diagram showing the main functions of the stroke determination device. The time A measuring unit 27 measures the crankshaft rotation time of the first section in one cycle. Similarly, the time B measuring unit 28 measures the crankshaft rotation time of the second section, the time C measuring section 29 measures the third section, and the time D measuring section 30 measures the crankshaft rotation time of the fourth section. The first subtracting section 31 subtracts the time of the first section from the time of the second section, and the second subtracting section 32 subtracts the time of the second section from the time of the third section. The third subtractor 33 subtracts the time of the third section from the time of the fourth section, and the fourth subtractor 34 subtracts the time of the fourth section from the first detected time of the first section.
[0033]
The first code memory 35, the second code memory 36, the third code memory 37, and the fourth code memory 38 are respectively a first subtraction unit 31, a second subtraction unit 32, a third subtraction unit 33, and a fourth subtraction unit. The sign of 34 subtraction results is stored. The arrangement determination unit 39 determines the arrangement of codes from the first code memory 35 to the fourth code memory 38 based on when the subtraction by the second subtraction unit 32 ends and when the subtraction by the fourth subtraction unit 34 ends. . That is, when the subtraction by the second subtracting unit 32 is finished, the arrangement of the codes in the first code memory 35 to the fourth code memory 38 is determined. As a result of the determination, if the code sequence is (−, +, +, +), the pulsar signal four intervals before is determined as the ignition pulse from the determination of the code sequence.
[0034]
If one pulser signal is determined to be an ignition pulse, the other pulser signal can be simultaneously determined to be a fire pulse. When the determination is completed, a confirmation flag is set to confirm the ignition pulse. Note that the above determination is performed as needed, and when the ignition pulse is detected twice in succession, the ignition pulse is updated regardless of the confirmation flag.
[0035]
When the ignition pulse is determined, the stage is numbered with reference to the rising edge. The stage number is incremented or decremented according to the forward rotation and reverse rotation of the starter motor, and the current stage number is always grasped. When the engine speed is equal to or higher than the engine speed Nt and the stage cannot be determined, the numbering is performed again based on the ignition pulse when the engine speed is equal to or lower than the engine speed Nt.
[0036]
When the rising edge of the ignition pulse to the plus side deviates from the stage number “0”, the numbering should be updated. In this case, the numbering is updated in a range where the engine speed is not less than the idle speed Ni and not more than the reference speed Nt.
[0037]
In the above embodiment, the compression top dead center is detected based on the change pattern of the time required for the crank to rotate in the four sections. This is representative of the crank angular speed of the four sections in terms of time, and the compression top dead center is determined by whether or not the change pattern of the crank angular speed is a predetermined pattern instead of the change pattern of time. Good.
[0038]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, one of the pulser signals output twice during one cycle is compressed top dead center based on the change pattern during one cycle of the crank angular velocity for each scheduled section. It can be determined that the ignition pulse is output in the vicinity. This determination can be made by measuring a signal interval for each constant crank angle output from the crank angle sensor by a timer means or the like, and processing the measurement result for each output of the ignition pulser. Therefore, it is possible to accurately determine the stroke of the engine without providing a dedicated sensor separately from the sensor normally used for engine control conventionally.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing main functions of a stroke determination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an engine starter motor to which a stroke determination device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a main part of a motorcycle engine including a starter motor.
FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship between outputs of a crank angle sensor and an ignition pulser.
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement example of a crank rotation time for each measurement section.
FIG. 6 is a flowchart (part 1) of stroke determination.
FIG. 7 is a flowchart (part 2) of stroke determination.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 2 ... Rotor, 3 ... Stator, 4 ... Yoke, 5 ... Sleeve, 6 ... Rotor magnet, 7 ... Sensor magnet, 10 ... Stator winding, 11 ... Crank angle sensor, 12 ... Ignition pulser, 27 ... Time A: Measurement unit 28: Time B measurement unit 29: Time C measurement unit 30 ... Time D measurement unit 31 ... First subtraction unit 32 ... Second subtraction unit 33 ... Third subtraction unit 34 ... Fourth Subtracting unit 35 ... 1st code memory 36 ... 2nd code memory 37 ... 3rd code memory 38 ... 4th code memory 39 ... Arrangement discrimination unit

Claims (2)

エンジンの上死点近傍の予定位置でパルサ信号を出力する点火パルサと、
エンジンの1サイクルを等角度の4区間に分割し、前記各区間のクランク角速度を測定する手段と、
前記4区間毎に検出したクランク角速度の、1サイクルにおける変化パターンが予定のパターンであるか否かを前記パルサ信号に応答して判別し、該4区間のクランク角速度の変化パターンが予定のパターンになっているときのパルサ信号の出力時をエンジンの圧縮上死点と判定する手段とを具備したことを特徴とするエンジンの行程判別装置。
An ignition pulser that outputs a pulser signal at a planned position near the top dead center of the engine;
Means for dividing one cycle of the engine into four equiangular sections and measuring the crank angular speed of each section;
It is determined in response to the pulsar signal whether the change pattern of the crank angular speed detected every four sections is a predetermined pattern, and the change pattern of the crank angular speed in the four sections is changed to the predetermined pattern. An engine stroke discriminating apparatus comprising: means for determining a compression top dead center of the engine when the pulsar signal is output.
エンジンの上死点近傍の予定位置でパルサ信号を出力する点火パルサと、
エンジンの1サイクルに対応するクランク角を等角度の4区間に分割し、前記各区間の回転時間を計測する手段と、
前記各区間毎に、現在の区間と直前の区間との回転時間の増減により、増大の場合は正符号を、低減の場合は負符号を付加する手段と、
前記4区間の符号が予定の並びになっているか否かを前記パルサ信号に応答して判別し、該4区間の符号が予定の並びになっているときのパルサ信号の出力時をエンジンの圧縮上死点と判定する手段とを具備したことを特徴とするエンジンの行程判別装置。
An ignition pulser that outputs a pulser signal at a planned position near the top dead center of the engine;
Means for dividing the crank angle corresponding to one cycle of the engine into four equiangular sections and measuring the rotation time of each section;
Means for adding a positive sign in the case of increase and a negative sign in the case of reduction by increasing or decreasing the rotation time between the current section and the immediately preceding section for each section;
It is determined in response to the pulsar signal whether or not the codes of the four sections are in a predetermined sequence, and when the pulsar signal is output when the codes of the four sections are in a predetermined sequence, the compression dead of the engine An engine stroke discriminating apparatus comprising a means for judging points.
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