JP4615004B2 - Method and apparatus for discriminating rotation direction of rotating body, and control device for internal combustion engine using the apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、回転体の回転方向判別方法及びその装置、並びに内燃機関の制御装置に係り、詳しくは、自動車等の内燃機関における回転体の回転方向を判別する回転体の回転方向判別方法及びその装置、並びにその装置を用いた内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a method for determining the rotational direction of a rotating body, an apparatus therefor, and a control device for an internal combustion engine, and more specifically, a method for determining the rotational direction of a rotating body for determining the rotational direction of a rotating body in an internal combustion engine such as an automobile and the like. The present invention relates to an apparatus and a control apparatus for an internal combustion engine using the apparatus.
一般に、複数の気筒を備える自動車用エンジン等の内燃機関においては、それぞれの気筒ごとに燃料噴射や点火が行われるため、内燃機関におけるクランクシャフト及びカムシャフトの回転位置等から各気筒について気筒判別を行い、それら各気筒のうち燃料噴射や点火を行うべき気筒を見分けることが必要になる。そこで、クランクシャフト及びカムシャフトの回転方向を知るため、クランクシャフト及びカムシャフトにシグナルロータを取り付け、それらシグナルロータの側方にクランク角センサ及びカム角センサを設けている。 Generally, in an internal combustion engine such as an automobile engine having a plurality of cylinders, fuel injection and ignition are performed for each cylinder. Therefore, cylinder discrimination is performed for each cylinder from the rotational position of the crankshaft and camshaft in the internal combustion engine. It is necessary to identify the cylinders that should perform fuel injection and ignition among these cylinders. Therefore, in order to know the rotation directions of the crankshaft and the camshaft, a signal rotor is attached to the crankshaft and the camshaft, and a crank angle sensor and a cam angle sensor are provided on the sides of the signal rotor.
クランクシャフトのシグナルロータにおいては、その外周面の周方向に所定間隔毎に複数の突起が形成される。そして、クランクシャフトの回転に伴い、各突起が順次クランク角センサの側方を通過することにより、クランク角センサからは、パルス状の検出信号が出力される。また、カム角センサのシグナルロータにおいては、その外周面に所定数(例えば三つ)の突起が形成される。そして、カムシャフトの回転に伴い突起がカム角センサの側方を通過することにより、この突起の通過に対応してカム角センサから所定周期毎に検出信号が出力される。なお、図5に示すように、正転時は45μsのLOW時間の信号波形を、また、逆転時は90μsのLOW時間の信号波形をエンジン制御ユニット(以下、ECUと称する。)に対して出力するクランク角センサ、即ち、正転時と逆転時に異なる間隔のパルス発生機能を有するクランク角センサは、一般に、逆転検出機能付きクランク角センサと言われている。 In the signal rotor of the crankshaft, a plurality of protrusions are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface. As the crankshaft rotates, each projection sequentially passes the side of the crank angle sensor, and a pulse-like detection signal is output from the crank angle sensor. Further, in the signal rotor of the cam angle sensor, a predetermined number (for example, three) of protrusions are formed on the outer peripheral surface thereof. Then, as the cam shaft rotates, the protrusion passes by the side of the cam angle sensor, so that a detection signal is output from the cam angle sensor at predetermined intervals corresponding to the passage of the protrusion. As shown in FIG. 5 , a signal waveform having a LOW time of 45 μs during forward rotation and a signal waveform having a LOW time of 90 μs during reverse rotation are output to an engine control unit (hereinafter referred to as ECU). A crank angle sensor that has a function of generating pulses at different intervals during forward rotation and reverse rotation is generally called a crank angle sensor with a reverse rotation detection function.
クランク角センサ及びカム角センサからの検出信号に基づき、クランクシャフト及びカムシャフトの回転方向が分かるようになる。そして、このクランクシャフト及びカムシャフトの回転方向等に基づいて気筒判別が行われ、これによって燃料噴射や点火を行うべき気筒が見分けられる(例えば、特許文献1参照)。 Based on the detection signals from the crank angle sensor and the cam angle sensor, the rotation directions of the crankshaft and the camshaft can be known. Cylinder discrimination is performed on the basis of the rotation directions of the crankshaft and camshaft, and the cylinders to be injected and ignited are identified (see, for example, Patent Document 1).
また、図6は、例えば、第1気筒の圧縮上死点(TDC)を基点に720°CA(クランク角)間を周期的にカウントするカウント値aを示す図で、後述の図7で示す正転/逆転方向の回転識別方法により、正転方向と判定された場合には、パルス信号入力毎に角度認識値をカウントアップし、第1気筒の圧縮行程における圧縮上死点相当の位置でイニシャライズされる。 FIG. 6 is a diagram showing a count value a that periodically counts between 720 ° CA (crank angle) based on the compression top dead center (TDC) of the first cylinder, for example, and is shown in FIG . 7 described later . If the forward / reverse rotation direction is determined to be the forward rotation direction, the angle recognition value is counted up every time a pulse signal is input, and the position corresponding to the compression top dead center in the compression stroke of the first cylinder is counted. Initialized.
このカウント値aは、エンジン停止角度や再始動初回噴射気筒を判定する基本となるカウント値であることから、例えば、ノイズ等により、カウント値aが誤って演算されてしまった場合には、停止角度及び再始動初回噴射気筒判定精度が損なわれてしまい、所望の制御、例えば、アイドルストップ後の再始動時の燃料噴射や点火時期制御を正確に行えなくなってしまう。 Since the count value a is a basic count value for determining the engine stop angle and the restart initial injection cylinder, for example, when the count value a is erroneously calculated due to noise or the like, the stop value is stopped. The angle and restart initial injection cylinder determination accuracy are impaired, and desired control, for example, fuel injection and ignition timing control during restart after idle stop cannot be performed accurately.
図7は、エンジンが正転及び逆転したときのクランク角演算方法の一例を示す図である。クランク角のカウント値aは、正転方向に回転している場合には、前述のように、カウントアップしていけばよく、例えば、第1気筒の圧縮上死点の位置(720°CA)でカウント値a=0にイニシャライズする。その後、正転が継続された場合には、0の値からカウントアップを行っていけばよい。これに対し、逆転した場合には、正転の場合とは逆に、カウント値aをカウントダウンするものである(例えば、特許文献2参照)。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a crank angle calculation method when the engine rotates forward and reverse. If the crank angle count value a is rotating in the forward rotation direction, it may be counted up as described above. For example, the position of the compression top dead center of the first cylinder (720 ° CA). Thus, the count value a = 0 is initialized. Thereafter, when normal rotation is continued, it is only necessary to count up from a value of 0. On the other hand, in the case of reverse rotation, the count value a is counted down (for example, see Patent Document 2), contrary to the case of normal rotation.
前記特許文献に開示された内燃機関におけるクランク角検出手段は、パルスによる逆転/正転信号出力センサを用いて逆転/正転を判定するシステムであって、そのシステム構成は図8に示すように、クランク角センサ90からのパルス出力をECU91に設けられるマイクロコンピュータ92内のレジスタ93に入力する構成となっている。そして、パルスのエッジが立下りエッジの場合は、第1レジスタ93Aにエッジ入力時刻を格納し、パルスのエッジが立上りエッジの場合は、第2レジスタ93Bにエッジ入力時刻が格納されるようになっている。
The crank angle detection means in the internal combustion engine disclosed in the patent document is a system for determining reverse rotation / forward rotation by using a reverse rotation / forward rotation signal output sensor by pulse, and the system configuration is as shown in FIG. The pulse output from the
更に説明すると、図9のタイムチャートに示すパルスにおいて、入力エッジ100は立下りエッジであるので、そのエッジ入力時刻T1を第1レジスタ93Aに保存し、入力エッジ101は立上りエッジであるので、そのエッジ入力時刻T2を第2レジスタ93Bに保存する。
More specifically, in the pulse shown in the time chart of FIG. 9 , since the
その後、S/Wによる割込み102を起動し、割込みが発生した時点において、その割込み処理内で第2レジスタ93Bに格納された立上りエッジ101の入力時刻T2から、第1レジスタ93Aに格納された立下りエッジ100の入力時刻T1を減算し、そのエッジ間隔を求める。この処理フローを図10のステップS110〜S113に示している。なお、図10の説明は上記と同様であるので省略する。
Thereafter, the S /
以上のようにして求めたエッジ間隔が、例えば、45μsのLOW時間であれば正転方向、また、90μsのLOW時間であれば逆転方向と判断し、エンジンの回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを判別する。そして、正転方向である場合は気筒識別用カウンタをカウントアップし、逆転方向である場合は気筒識別用カウンタをカウントダウンする。その気筒識別用カウンタの値から点火対象となる気筒位置を識別している。 For example, if the edge interval obtained as described above is LOW time of 45 μs, it is determined as the normal rotation direction, and if it is 90 μs LOW time, it is determined as the reverse rotation direction, and whether the engine rotation direction is the normal rotation direction. Determine if the direction is reverse. Then, when the direction is the normal rotation direction, the cylinder identification counter is counted up, and when the direction is the reverse rotation direction, the cylinder identification counter is counted down. The cylinder position to be ignited is identified from the value of the cylinder identification counter.
しかし、前記従来の内燃機関におけるクランク角検出手段のシステムでは、図11に示すように、第1レジスタ93A(図8参照)に立下りエッジ70の入力時刻T1を保存すると共に、第2レジスタ93B(図8参照)に立上りエッジ71の入力時刻T2を保存し、その後、S/Wによる割込み72を起動させたときに、既に、例えば、カム角センサ入力による割り込み処理等、別のイベントによる割込み処理が他の割込みを禁止した状態で動作していた場合、その割込み禁止が解除されるまで前記S/Wによる割込み72の処理が実行できない状態となる。
However, in the conventional system for detecting the crank angle in the internal combustion engine, as shown in FIG. 11 , the input time T1 of the falling
即ち、S/Wによる割込み72が発生する前の時点において、立下りエッジ73が入力された場合は、第1レジスタ93A(図8参照)にエッジ入力時刻T3を格納することとなり、第1レジスタ93Aに格納されている立下りエッジ70の入力時刻T1は、立下りエッジ73の入力時刻T3に上書きされてしまうことになる。
That is, when the falling
その後、割込み禁止が解除され、S/Wによる割込み72の発生によりタスクが起動されるとき、その割込み処理内で第2レジスタ93B(図8参照)に格納された立上りエッジ71の入力時刻T2から、第1レジスタ93A(図8参照)に格納された立下りエッジ73の入力時刻T3を減算することになり、本来演算したい立下り時刻T2−立上り時刻T1の値を得ることができず、計測値が非常に大きな値となり、90μsの判定値を超えてしまうため、45μsのLow時間であるにも関わらず、90μsのLow時間と判定するという問題点があった。
After that, when the interrupt prohibition is canceled and the task is activated by the generation of the
その結果、エンジン回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかの判別を誤り、気筒識別カウンタをカウントアップするべきところをカウントダウンすることになる。このため、点火対象気筒を誤り、誤点火を発生させることによって、内燃機関を破損してしまう恐れがある。 As a result, it is erroneously determined whether the engine rotation direction is the forward rotation direction or the reverse rotation direction, and the cylinder identification counter is counted down. For this reason, there is a risk of damaging the internal combustion engine by making an erroneous ignition target cylinder and causing erroneous ignition.
この発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、回転体の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかの判断を誤ることのない回転体の回転方向判別方法及びその装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and a method for determining the rotation direction of a rotating body without erroneously determining whether the rotation direction of the rotating body is a normal rotation direction or a reverse rotation direction. And an apparatus for the same.
また、別の発明は、内燃機関に用いられる回転体の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを誤ることなく判別し、誤点火を発生させることによる内燃機関の破損を防ぐ内燃機関の制御装置を提供するものである。 In another aspect of the invention, an internal combustion engine that determines whether the rotation direction of a rotating body used in an internal combustion engine is a forward rotation direction or a reverse rotation direction without error and prevents damage to the internal combustion engine due to erroneous ignition. An engine control apparatus is provided.
この発明に係る回転体の回転方向判別方法は、回転体の回転方向が正転時と逆転時とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号のエッジ入力時刻をマイクロコンピュータに入力し、そのエッジ入力時刻により前記回転体の回転方向を判別する回転体の回転方向判別方法において、検出目的とするパルス信号の立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第1レジスタに格納すると共に、前記検出目的とするパルス信号の一つ前のパルス信号の立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第2レジスタに格納し、前記センサから出力されるパルス信号の立上りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第3レジスタに格納すると共に、立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第4レジスタに格納し、前記第4レジスタに格納されたエッジ入力時刻が第3レジスタに格納された入力時刻より過去の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第4レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とし、前記第4レジスタに格納されたエッジ入力時刻が第3レジスタに格納された入力時刻より未来の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻と第2レジスタに格納された入力時刻を比較し、第3レジスタに格納された入力時刻が第2レジスタに格納された入力時刻より過去の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第2レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とし、第3レジスタに格納された入力時刻が第2レジスタに格納された入力時刻より未来の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第1レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とするものである。 According to the method of determining the rotational direction of a rotating body according to the present invention, the edge input time of a pulse signal continuously output from a sensor that generates pulses at different intervals between when the rotating body rotates in the forward direction and when it rotates in the reverse direction In a rotation direction determination method for a rotating body that is input to a computer and determines the rotation direction of the rotation body based on the edge input time, the input time of a falling edge of a pulse signal to be detected is input to the first register of the microcomputer. And storing the input time of the falling edge of the pulse signal immediately before the pulse signal to be detected in the second register of the microcomputer, and inputting the rising edge of the pulse signal output from the sensor. The time is stored in the third register of the microcomputer, and the input time of the falling edge is stored in the microcomputer. If the edge input time stored in the fourth register is earlier than the input time stored in the third register, the fourth register starts from the input time stored in the third register. Subtracted from the input time stored in is used as the measurement time between edges. If the edge input time stored in the fourth register is later than the input time stored in the third register, it is stored in the third register. The input time stored in the second register is compared with the input time stored in the second register. If the input time stored in the third register is earlier than the input time stored in the second register, it is stored in the third register. The time obtained by subtracting the input time stored in the second register from the input time is taken as the measurement time between edges, and the input time stored in the third register is less than the input time stored in the second register. For are those ones obtained by subtracting the input time from the input time stored in the third register is stored in the first register and measure the time between edges.
また、この発明に係る回転体の位置検出装置は、回転体の回転方向が正転時と逆転時とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号のエッジ入力時刻をマイクロコンピュータに入力し、そのエッジ入力時刻により前記回転体の回転方向を判別する回転体の回転方向判別装置において、前記マイクロコンピュータは、検出目的とするパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第1レジスタと、前記検出目的とするパルス信号の一つ前のパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第2レジスタと、前記センサから出力されるパルス信号の立上りエッジの入力時刻を格納する第3レジスタと、前記センサから出力されるパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第4レジスタと、前記各レジスタ内における指定されたレジスタ間の演算を実行するエッジ間時間計測手段とを備えたものである。 In addition, the position detection device for a rotating body according to the present invention can detect the edge input time of a pulse signal continuously output from a sensor that generates pulses at different intervals when the rotating body rotates in the forward and reverse directions. In a rotating body rotation direction discriminating apparatus that inputs to a microcomputer and determines the rotating direction of the rotating body based on the edge input time, the microcomputer stores an input time of a falling edge of a pulse signal to be detected. A first register, a second register that stores the input time of the falling edge of the pulse signal immediately before the detection target pulse signal, and the input time of the rising edge of the pulse signal output from the sensor A third register for storing, a fourth register for storing the input time of the falling edge of the pulse signal output from the sensor, and in each register It is obtained by a edge interval measuring means for performing operations between definitive specified register.
また、この発明に係る内燃機関の制御装置は、複数の気筒について気筒判別を行い、それら各気筒のうち燃料噴射や点火を行うべき気筒を内燃機関に用いられる回転体の回転方向を判別することにより見分ける内燃機関の制御装置であって、前記回転体の回転方向が正転時と逆転時とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号のエッジ入力時刻をマイクロコンピュータに入力し、そのエッジ入力時刻により前記回転体の回転方向を判別する回転体の回転方向判別装置において、前記マイクロコンピュータは、検出目的とするパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第1レジスタと、前記検出目的とするパルス信号の一つ前のパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第2レジスタと、前記センサから出力されるパルス信号の立上りエッジの入力時刻を格納する第3レジスタと、前記センサから出力されるパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第4レジスタと、前記各レジスタ内における指定されたレジスタ間の演算を実行するエッジ間時間計測手段とを備えたものである。 In addition, the control device for an internal combustion engine according to the present invention performs cylinder discrimination for a plurality of cylinders, and determines a rotation direction of a rotating body used in the internal combustion engine for each of the cylinders to be subjected to fuel injection or ignition. A control device for an internal combustion engine that can be identified by a microcomputer, wherein an edge input time of a pulse signal that is continuously output from a sensor that generates pulses at different intervals when the rotation direction of the rotating body is forward and reverse is detected by a microcomputer In the rotating body rotation direction discriminating apparatus for determining the rotation direction of the rotating body based on the edge input time, the microcomputer stores the first input of the falling edge of the pulse signal to be detected. A register, a second register for storing the input time of the falling edge of the pulse signal immediately before the pulse signal to be detected, and the sensor A third register for storing the input time of the rising edge of the pulse signal output from the sensor, a fourth register for storing the input time of the falling edge of the pulse signal output from the sensor, and a designation in each of the registers. And an inter-edge time measuring means for executing an operation between registers.
この発明に係る回転体の回転方向判別方法及びその装置によれば、回転体の回転方向が正転している場合と逆転している場合とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号のエッジ間隔を正しく計測することができるので、回転体の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかの判断を誤ることなく判別できる。 According to the method and apparatus for determining the rotational direction of a rotating body according to the present invention, the sensor continuously generates pulses at different intervals depending on whether the rotational direction of the rotating body is normal or reverse. Since the edge interval of the output pulse signal can be measured correctly, it can be determined without making a mistake in determining whether the rotation direction of the rotating body is the normal rotation direction or the reverse rotation direction.
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関に用いられる回転体の回転方向が正転している場合と逆転している場合とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号のエッジ間隔を正しく計測することができ、前記回転体の回転方向を正しく認識することにより、気筒識別カウンタのカウントアップ及びカウントダウンの制御を正しく実行することができる。このため、回転体の回転方向を正しく認識することができ、誤点火を発生させることによる内燃機関の破損を防ぐことができる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it continues from the sensor that generates pulses having different intervals depending on whether the rotation direction of the rotating body used in the internal combustion engine is normal or reverse. The edge interval of the output pulse signal can be correctly measured, and by correctly recognizing the rotation direction of the rotating body, the count-up and count-down control of the cylinder identification counter can be correctly executed. For this reason, the rotation direction of the rotating body can be correctly recognized, and damage to the internal combustion engine due to erroneous ignition can be prevented.
以下、この発明に係る回転体の回転方向判別方法及びその装置、並びにその装置を用いた内燃機関の制御装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a rotating body rotational direction determining method and apparatus according to the present invention, and an internal combustion engine control apparatus using the apparatus will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
まず、説明の都合上、この発明が適用される内燃機関の制御装置における制御システム図について説明する。なお、この制御システムについては、前記特許文献2においても説明されており、これを引用して説明する。
First, for convenience of explanation, a control system diagram in an internal combustion engine control apparatus to which the present invention is applied will be described. This control system is also described in
図1は、この発明が適用される内燃機関の制御装置の制御システム図で、内燃機関(以下、エンジンという)1は、複数個の燃焼室(気筒)2(図1では、その一つのみが示されている)有し、多気筒エンジンをなしている。エンジン1に吸入される空気は、エアクリーナ3の入力部4から取り入れられ、吸入空気計5を通り、吸入流量を制御する絞り弁6を設置した絞り弁ボディ7を通り、コレクタ8に入る。ここで、絞り弁6は、これを駆動するモータ9と連結されており、モータ9を駆動することによって絞り弁6を操作し、モータ9の駆動制御によって吸入空気量を制御できるようになっている。
FIG. 1 is a control system diagram of a control device for an internal combustion engine to which the present invention is applied. An internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 includes a plurality of combustion chambers (cylinders) 2 (in FIG. 1, only one of them). And has a multi-cylinder engine. The air taken into the
コレクタ8に至った吸入空気は、エンジン1の各燃焼室2に連通接続された吸気管10に分配され、各燃焼室2に導かれる。
The intake air reaching the
ガソリン等の燃料は、燃料タンク11から燃料ポンプ12により吸引、加圧され、各燃焼室2毎の燃料噴射弁13と、燃圧を所定の範囲内に制御する可変燃圧レギュレータ14を配管されている燃料系に供給される。なお、燃圧は、燃圧センサ(図示省略)によって測定される。
Fuel such as gasoline is sucked and pressurized from a fuel tank 11 by a
ガソリン等の燃料は、燃料噴射弁13によって各燃焼室2内に直接噴射される。これにより、エンジン1は、筒内噴射方式エンジンをなす。
Fuel such as gasoline is directly injected into each
燃焼室2内に流入した空気と噴射燃料は、燃焼室2内で混合され、点火コイル15からの圧電により点火プラグ16によって点火され、燃焼する。エンジン1の燃焼室2で燃焼したガス、つまり、排気ガスは、排気管17に導かれ、触媒(図示省略)を介してエンジン1外に放出される。
The air and the injected fuel that have flowed into the
空気量計5からは、吸気流量を示す信号が出力され、その出力信号はECU18に入力される。絞り弁ボディに7には、絞り弁6の開度を検出するスロットルセンサ19が取り付けられており、スロットルセンサ19の出力信号はECU18に入力される。
A signal indicating the intake air flow rate is output from the air flow meter 5, and the output signal is input to the
ECU18は、クランク角センサ20の出力信号(クランク角センサ信号)と、カム角センサ21の出力信号(カム角センサ信号)を入力する。クランク角センサ20は、クランク軸22の回転位置(回転角度)を、少なくとも1〜10°程度の精度をもって検出する。また、カム角センサ21は、吸気側のカム軸23の回転位置(回転角度)を検出する。
The
排気管17に設けられたA/Fセンサ24は、排気ガスの成分から実運転空燃比を検出し、その出力信号も同じくECU18に入力される。
The A /
エンジン1に取り付けられた水温センサ25は、エンジン1の冷却水温度を検出し、その出力信号も同じくECU18に入力される。また、踏み量センサ26は、アクセルペダル27の踏込量を検出し、その出力信号もECU18に入力される。
A
ECU18は、マイクロコンピュータを含む電子制御式のものであり、上述の各センサからの信号によって燃料の噴射タイミング、噴射流量(燃料噴射弁13のパルス幅制御)、点火のタイミング等を制御する。
The
なお、図1において、28はそれぞれの気筒毎に設けられているピストンを、29はECU18が内蔵するマイクロコンピュータを、30は電源を、31はリレースイッチを、32はイグニッションスイッチを各々示している。
In FIG. 1, 28 indicates a piston provided for each cylinder, 29 indicates a microcomputer built in the
この発明が適用される内燃機関の制御装置の制御システムは前記のように構成されているが、次に、このシステムにおけるクランク軸の回転位置(回転角度)を検出するクランク角検出方法並びに検出手段について説明する。 The control system of the control apparatus for an internal combustion engine to which the present invention is applied is configured as described above. Next, a crank angle detection method and detection means for detecting the rotational position (rotation angle) of the crankshaft in this system. Will be described.
図2は、実施の形態1に係る内燃機関の制御装置のクランク角検出手段を説明するシステム構成図である。なお、この図2は前記従来技術において説明した図8に相当する図である。
図2において、ECU18に設けられたマイクロコンピュータ29内のレジスタ200は、第1レジスタ200A、第2レジスタ200B、第3レジスタ200C、及び第4レジスタ200Dを含む構成となっている。
FIG. 2 is a system configuration diagram illustrating crank angle detection means of the control device for the internal combustion engine according to the first embodiment. FIG. 2 corresponds to FIG . 8 described in the prior art.
In FIG. 2, the
第1レジスタ200Aは、目的とする検出パルスの立下りエッジを検出し、格納するレジスタであり、第2レジスタ200Bは、その立下りエッジの一つ前の立下りエッジを検出し、格納するレジスタである。また、第3レジスタ200Cは、パルスの立上りエッジを検出し、格納するレジスタであり、第4レジスタ200Dは、パルスの立下りエッジを検出し、格納するレジスタである。なお、第1及び第2レジスタ200A、200Bには第1ポート201からクランク角センサ20の検出信号が入力され、第3及び第4レジスタ200C、200Dには第2ポート202からクランク角センサ20の検出信号が入力されるように構成されている。即ち、立上り/立下りエッジの入力用ポートである第2ポート202は最新のクランク角センサ信号の状態を知るために使用するポートであり、立下りエッジの入力用ポートである第1ポート201は1サンプリング前のクランク角センサ信号の状態を知るために使用するポートである。
The first register 200A is a register for detecting and storing the falling edge of the target detection pulse, and the
実施の形態1に係る内燃機関の制御装置におけるクランク角検出手段は上記のように構成されており、次にその動作について図3のタイムチャート及び図4のフローチャートと共に説明する。 The crank angle detection means in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment is configured as described above. Next, the operation will be described with reference to the time chart of FIG. 3 and the flowchart of FIG.
クランク角センサ20からのパルス出力は、ECU18に設けられたマイクロコンピュータ29内のレジスタ200に入力される。そして、発生したエッジが図3に示す立下りエッジ300の場合は、そのエッジ入力時刻T1を、第1ポート201から第2レジスタ200Bに格納すると共に、第2ポート202から第4レジスタ200Dに格納する。
The pulse output from the
また、発生したエッジが図3に示す立上りエッジ301の場合は、エッジ入力時刻T2を第2ポート202から第3レジスタ200Cに格納し、その後、S/Wによる割込み302を起動する。
If the generated edge is the rising
図3において、次に発生した立下りエッジ303については、エッジ入力時刻T3を第1ポート201から第1レジスタ200Aと、第2ポート202から第4レジスタ200Dに格納する。
In FIG. 3, for the next falling edge 303, the edge input time T3 is stored from the
次に、図3の時刻302の時点で起動したS/Wによる割込みの発生後、図4のフローチャートで説明するように、ステップS400において、第4レジスタ200Dに格納されている立下りエッジ入力時刻T1と、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2とを比較する。
Next, after the occurrence of the interrupt by the S / W activated at the
ステップS400において比較した結果、第4レジスタ200Dの立下りエッジ入力時刻T1が、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2に対し過去の時刻となっている場合(S/Wによる割込み302が別のイベントによる割込み処理により禁止されていない状態)は、ステップS401に分岐し、第3レジスタ200Cに格納されている値T2から第4レジスタ200Dに格納されている値T1を減算したものをエッジ間の計測時間とする。
As a result of the comparison in step S400, when the falling edge input time T1 of the
また、図4のステップS400において、第4レジスタ200Dの立下りエッジ入力時刻T1が、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2に対し未来の時刻となっている場合(S/Wによる割込み302が別のイベントによる割込み処理により禁止されている状態)は、ステップS402に分岐し、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2と、第2レジスタ200Bに格納されている立下りエッジ入力時刻T1(実際にはT3)を比較する。
4, when the falling edge input time T1 of the
ステップS402において比較した結果、第3レジスタ200Cの立上りエッジ入力時刻T2が、第2レジスタ200Bに格納されている立下りエッジ入力時刻T1(実際にはT3)に対し、未来の時刻となっている場合はステップS403に分岐し、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2から、第1レジスタ200Aに格納されている立下りエッジ入力時刻T1(実際にはT3)を減算したものをエッジ間の計測時間とする。
As a result of the comparison in step S402, the rising edge input time T2 of the
図4のステップS402において、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2が、第2レジスタ200Bに格納されている立下りエッジ入力時刻T1に対し、過去の時刻となっている場合はステップS404に分岐し、第3レジスタ200Cに格納されている立上りエッジ入力時刻T2から、第2レジスタ200Bに格納されている立下りエッジ入力時刻T1を減算したものをエッジ間の計測時間とする。
When the rising edge input time T2 stored in the
以上のように、実施の形態1に係る内燃機関の制御装置によれば、クランクシャフトの回転方向を正確に判別することにより、エンジン回転方向が正転であるか逆転であるかの判別を誤ることがなくなる。従って、気筒識別カウンタをカウントアップするべきところをカウントダウンするようなことがなくなり、点火対象気筒を誤り、誤点火を発生させることによって、内燃機関を破損してしまう恐れがなくなる。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, it is erroneously determined whether the engine rotation direction is normal rotation or reverse rotation by accurately determining the rotation direction of the crankshaft. Nothing will happen. Accordingly, there is no possibility of counting down where the cylinder identification counter should be counted up, and there is no possibility of damaging the internal combustion engine by making an erroneous ignition target cylinder and causing erroneous ignition.
なお、前記実施の形態1においては、この発明をクランクシャフトの回転方向の判別に適用した場合を例に挙げて説明したが、カムシャフトの回転方向の判別に適用してもよく、また、両者の回転方向の判別に適用してもよい。 In the first embodiment, the case where the present invention is applied to the determination of the rotation direction of the crankshaft has been described as an example. However, the present invention may be applied to the determination of the rotation direction of the camshaft. You may apply to discrimination | determination of the rotation direction of.
また、この発明は、クランクシャフトあるいはカムシャフト等内燃機関に用いられる回転体の回転方向の判別に限らず、回転体の回転方向が正転している場合と逆転している場合とで異なる間隔のパルスを発生するセンサから継続して出力されるパルス信号を用い、そのパルス信号の短い周期のエッジ間の時間を計測して回転体の回転方向を判別するあらゆる回転体の回転方向の判別に適用できるものである。 In addition, the present invention is not limited to the determination of the rotation direction of a rotating body used in an internal combustion engine such as a crankshaft or a camshaft, but is different depending on whether the rotation direction of the rotating body is normal or reverse. Using the pulse signal continuously output from the sensor that generates the pulse, the time between edges of the short period of the pulse signal is measured to determine the rotation direction of the rotating body. Applicable.
1 内燃機関(エンジン)
2 燃焼室(気筒)
3 エアクリーナ
4 入力部
5 吸入空気計
6 絞り弁
7 絞り弁ボディ
8 コレクタ
9 モータ
10 吸気管
11 燃料タンク
12 燃料ポンプ
13 燃料噴射弁
14 可変燃圧レギュレータ
15 点火コイル
16 点火プラグ
17 排気管
18、91 ECU
19 スロットルセンサ
20、90 クランク角センサ
21 カム角センサ
22 クランク軸
23 カム軸
24 A/Fセンサ
25 水温センサ
26 踏み量センサ
27 アクセルペダル
28 ピストン
29、92 マイクロコンピュータ
30 電源
31 リレースイッチ
32 イグニッションスイッチ
93、200 レジスタ
93A、200A 第1レジスタ
93B、200B 第2レジスタ
200C 第3レジスタ
200D 第4レジスタ
201 第1ポート
202 第2ポート
1 Internal combustion engine
2 Combustion chamber (cylinder)
DESCRIPTION OF
19
Claims (3)
検出目的とするパルス信号の立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第1レジスタに格納すると共に、前記検出目的とするパルス信号の一つ前のパルス信号の立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第2レジスタに格納し、
前記センサから出力されるパルス信号の立上りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第3レジスタに格納すると共に、立下りエッジの入力時刻を前記マイクロコンピュータの第4レジスタに格納し、
前記第4レジスタに格納されたエッジ入力時刻が第3レジスタに格納された入力時刻より過去の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第4レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とし、
前記第4レジスタに格納されたエッジ入力時刻が第3レジスタに格納された入力時刻より未来の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻と第2レジスタに格納された入力時刻を比較し、第3レジスタに格納された入力時刻が第2レジスタに格納された入力時刻より過去の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第2レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とし、第3レジスタに格納された入力時刻が第2レジスタに格納された入力時刻より未来の場合は、第3レジスタに格納された入力時刻から第1レジスタに格納された入力時刻を減算したものをエッジ間の計測時間とする回転体の回転方向判別方法。 A rotating direction determination method of the rotating body to determine the direction of rotation of the rotating body, the pulse direction of rotation of the rotating body is continuously output from the sensor for generating a pulse of a different spacing between the reverse rotation and forward rotation enter the edges of the signal input time in the microcomputer, in the rotational direction determination method of the rotating body to determine the rotation direction of the rotary member by the edge input time,
The input time of the falling edge of the pulse signal targeted for detection is stored in the first register of the microcomputer, and the input time of the falling edge of the pulse signal immediately before the pulse signal targeted for detection is stored in the microcomputer. Stored in the second register of the computer,
Storing the input time of the rising edge of the pulse signal output from the sensor in the third register of the microcomputer, and storing the input time of the falling edge in the fourth register of the microcomputer;
When the edge input time stored in the fourth register is earlier than the input time stored in the third register, the input time stored in the fourth register is subtracted from the input time stored in the third register. Is the measurement time between edges,
If the edge input time stored in the fourth register is later than the input time stored in the third register, the input time stored in the third register is compared with the input time stored in the second register; If the input time stored in the third register is earlier than the input time stored in the second register, an edge obtained by subtracting the input time stored in the second register from the input time stored in the third register If the input time stored in the third register is later than the input time stored in the second register, the input time stored in the first register from the input time stored in the third register. A method of discriminating the rotational direction of a rotating body using a subtracted value as a measurement time between edges .
前記マイクロコンピュータは、検出目的とするパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第1レジスタと、
前記検出目的とするパルス信号の一つ前のパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第2レジスタと、
前記センサから出力されるパルス信号の立上りエッジの入力時刻を格納する第3レジスタと、
前記センサから出力されるパルス信号の立下りエッジの入力時刻を格納する第4レジスタと、
前記各レジスタ内における指定されたレジスタ間の演算を実行するエッジ間時間計測手段と、を備えた回転体の回転方向判別装置。 A rotation direction discriminating device for a rotating body that discriminates a rotating direction of a rotating body, wherein the rotation direction of the rotating body is continuously output from a sensor that generates pulses at different intervals between forward rotation and reverse rotation. In a rotation direction discriminating device for a rotating body that inputs an edge input time of a signal to a microcomputer and discriminates the rotating direction of the rotating body based on the edge input time,
The microcomputer includes a first register that stores an input time of a falling edge of a pulse signal to be detected;
A second register for storing the input time of the falling edge of the pulse signal immediately before the pulse signal to be detected;
A third register for storing the input time of the rising edge of the pulse signal output from the sensor;
A fourth register for storing the input time of the falling edge of the pulse signal output from the sensor;
A rotation direction discriminating device for a rotating body, comprising: an inter-edge time measuring means for executing an operation between designated registers in each register .
前記回転体の回転方向を、請求項2に記載の回転体の回転方向判別装置により判別する内燃機関の制御装置。A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the rotation direction of the rotating body is determined by the rotation direction determining apparatus of the rotating body according to claim 2.
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