JPH01294940A - 内燃機関のクランク角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関のクランク角検出装置に関する。

〈従来の技術） 従来から、内燃機関の各種制御、例えば点火制御に、ク
ランク角検出装置が用いられている。□クランク角検出
装置を用いて、点火制御を行うシステムには、各種のも
のがあるが、最近では、機関回転に同期して各気筒の特
定行程における所定クランク角位置（ピストンの所定基
準位置）で基準パルス信号を出力する機能のみを有する
クランク角検出装置を用い、マイクロコンピュータによ
り点火を時間制御する方式が増えている（実願昭６２−
１３３３０４号等参照）。

即ち、例えば第４図に示すように、前記基準パルス信号
の周期を計測し、前回周期Ｔ７−３及び今回周期Ｔ７を
基に次回周期ＴＦを予測する。そして、次回周期ＴＦを
基に要求点火角度（点火時期）を時間に換算し、基準点
ｔ７から点火時期までの時間τ１を求める。同様に要求
通電時間より前記基準点もいから点火コイルへの通電開
始までの時間τ２を求める。そして、基準点１ｆｉより
τ２経過後に点火コイルへの通電を開始し、τ１経過後
に通電を遮断して点火を行う。

このような方式とするのは、クランク角検出装置に基準
信号の他にクランク角１〜２°毎の単位信号発生機能を
もたせる必要がなく、１ピックアップ方式として点火時
期を制御できてコスト的に有利だからである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ディストリビュータを用いずに電子配電
を行う場合、あるいは、点火制御のみならず気筒別燃料
噴射システムをあわせて採用する場合などには、基準パ
ルス信号のみならず、気筒判別のための信号を得る必要
があり、このためにピックアップ及び信号処理回路が２
系統となり、コストダウンに限界があるという問題があ
った。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、１ピッ
クアップ方式としなから気筒判別を可能とした内燃機関
のクランク角検出装置を従供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明に係るクランク角検出装置では、内燃機
関のピストン所定基準位置を基準とする所定クランク角
範囲においてのみ、同一出力ライン上に、単位クランク
角度毎の検出信号を出力するよう構成すると共に、特定
気筒のピストン所定基準位置では前記所定クランク角範
囲Ｇ；加えて同一出力ライン上に更に検出信号を出力し
、特定気筒のピストン所定基準位置でのみ検出信号の発
生数が増大するよう構成した。

〈作用〉 かかる構成において、特定気筒以外の気筒では、ピスト
ン所定基準位置を基準とする所定クランク角範囲で単位
クランク角度毎に検出信号が同一出力ライン上に出力さ
れるが、特定気筒では前記所定クランク角範囲の他にも
更に検出信号が同一出力ライン上に出力されるため、所
定クランク角範囲以外での検出信号の発生、換言すれば
、検出信号の発生数に基づいて特定気筒を判別すること
が可能となる。

また、例えば前記ピストン所定基準位置をピストン上死
点（圧縮上死点）とし、かつ、前記所定クランク角範囲
を点火時期変化範囲に対応させるようにすれば、所定ク
ランク角範囲で出力される単位クランク角度毎の検出信
号を基準として点火時期を可変制御することができ、同
様にして気筒別の燃料噴射制御も可能である。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るクランク角検出装置１０を示し、
機関１回転につき２回転する回転軸（例えばディストリ
ビュータシャフトあるいはカムシャフト）１１にシグナ
ルディスクプレート１２を取付けてあり、このシグナル
ディスクプレー目２には周方向に等間隔で気筒数個（本
実施例は４気筒機関であるので、４個）のスリット群工
３を形成しである。そして、シグナルディスクプレート
１２を挟んで、光電式ピックアップ１４を構成する投光
器（ＬＥＤ）１５と受光器（フォトダイオード）　１６
とを設け、スリット群１３を構成する複数のスリットを
投光器１５からの光が通過するときの受光信号に基づき
、検出信号を出力するようにしである。

ここで、前記スリット群１３は、第２図に示すように、
各気筒のピストン所定基準位置としての上死点前７５°
から上死点前５°までのクランク角範囲（各気筒の圧縮
上死点前のクランク角７０°範囲であり、要求点火時期
制御範囲に対応させである）において、単位角度である
クランク角１°巾相当のスリットをやはり１°間隔で設
けであるものであり、かかるスリットの通過光による検
出信号（スリット検出信号）が、クランク角１°毎に立
上がりと立下がりとを交互に繰り返すパルス信号となる
ようにしである。

このようなスリット群１３が各気筒の圧縮上死点前にそ
れぞれ設けであるが、本実施例では、＃１気筒圧縮上死
点前のスリット群Ｉ３の後にやはりクランク角１°巾相
当の気筒判別用スリット１７を設けてあり、＃１気筒圧
縮上死点前では光電式ピックアップ１４から出力される
検出信号の数が他の気筒よりも前記気筒判別用スリット
１７分だけ多くなるようになっている。尚、前記気筒判
別用スリット１７の検出信号立下がりが、＃ｌ気筒の圧
縮上死点に一致するようにしである。また、本実施例で
は前記気筒判別用スリット１７をスリット群１３のスリ
ット巾と同一としたが、必ずしも同一とする必要はない
。

このクランク角検出装置１０からの信号は、マスク回路
１８に人力される一方、マイクロコンピュータ１９のＣ
ＬＫ端子に人力され、マスク回路１８はクランク角検出
装置１０からの検出信号をマスク処理して得たマスク信
号を前記マイクロコンピュータ１９のエツジセンスＩＲ
Ｑ（マスク信号の立下がりに同期した割込みルーチンを
実行させる端子）に出力する。

マスク回路１８は、前記スリット群１３の始まりを立上
がりとし、スリット群１３の終了を立下がりとするマス
ク信号を出力する。即ち、マスク回路１８は、クランク
角検出装置１０から出力されるクランク角１°巾相当の
パルス信号の発生間隔時間Ｔｂと前記１°巾相当のパル
ス信号のパルス巾Ｔａとを比較し、ＴａよりもＴｂが充
分に大きい場合にスリット群１３の最初のパルス信号で
あると判断して、今回クランク角検出装置１０から出力
されたパルス信号の立上がりに同期してマスク信号を立
上がらせる。その後、スリット群１３が終了するまでＨ
ｉｇｈ状Ｍを維持し、パルス数のカウントによってクラ
ンク軸が７０″回転したことが検出されるとスリット群
１３の終了と見做してパルスを立下げる。

このようにしてマスク回路１８から出力されるマスク信
号と、クランク角検出装置１０からのスリット検出信号
が入力されるマイクロコンピュータ１９では、第３図の
フローチャートに示すようにして気筒判別を行う。

第３図に示す気筒判別ルーチンは、マスク回路１８から
のマスク信号の立下がりが検出されると実行（割込処理
）される。

ステップ１（図にはＳｌと記しである。以下同様）では
、マスク信号立下がり後にクランク角検出装置１０から
ｌ°巾のパルス信号（スリット検出信号）が出力された
か否かを判定する。マスク信号はスリット群１３毎に出
力されるものであるから、マスク信号の立下がり後から
立上がりまでにクランク角検出装置１０から出力される
パルス信号は気筒判別用スリッ目７のみである。従って
、ステップ１でスリット検出信号の入力が検出されたと
きには、その検出信号は気筒判別用スリッ目７の検出信
号であり、この気筒判別用スリッ目７の立下がりは＃１
気筒の圧縮上死点を示すことになるため、ステップ２へ
進んで今回のスリット群１３は＃１気筒の圧縮上死点前
に相当するものであったことを特定する。

そして、次のステップ３では気筒カウンタを＃１にセッ
トし、＃１気筒が判別されている状態とする。

一方、ステップ１で、マスク信号立下がり後にクランク
角検出装置１０からスリット検出信号が出力されていな
いと判定されたときには、ステップ４へ進み、ステップ
３で＃１にセットされるカウンタを１アツプさせる。従
って、本実施例における４気筒機関の場合、前記カウン
タは、１→２→３→４→１と変化するものであり、この
カウンタの数値によってスリット群１３がとの気筒の圧
縮上死点前に相当するものであるかを特定できるもので
ある。

このようにしてクランク角検出装置１０からの信号に基
づいて気筒判別されるものでは、例えば、以下のように
して点火制御を行わせることができる。

即ち、マスク回路１８から出力されるマスク信号の立上
がりは、圧縮上死点前７５°の位置であるから、このク
ランク角位置を基準として所望の点火時期をクランク角
検出装置１０から１°毎に出力されるパルス信号をカウ
ントすることにより検出し、カンウド数が所望の点火時
期相当となったところで点火コイルへの通電を遮断して
点火させる。−方、点火コイルへの通電開始時期は、通
電遮断時から次に通電を開始したいクランク角位置まで
のクランク角度を時間換算して、通電遮断時からの時間
計測によって検出し、点火コイルへの通電を開始させる
。通電開始時期を時間で制御するのは、非通電時期がス
リット群１３の間隔に重なるためである。また、上記点
火制御と同様にして気筒別の燃料噴射制御を行うように
しても良い。

以上のように本実施例のクランク角検出装置１０による
と、光電式ピックアップ１４の１系統によってスリット
群１３及び気筒判別用スリット１７を検出するものであ
り、かかる１系統の検出信号系によって気筒判別を簡便
に行えコストダウンを図ることができ、然も、スリット
群１３が要求点火時期変化範囲に対応させであるので、
気筒判別結果に基づいてそれぞれの気筒の点火時期をス
リット検出信号に基づいて角度制御できるものである。

尚、本実施例では、第２図に示すように、各気筒の上死
点をピストン所定基準位置として、かかる圧縮上死点前
の所定クランク角範囲で単位クランク角度毎の検出信号
が出力されるようにしたが、ピストン所定基準位置は上
死点に限るものではなく、また、基準が上死点であって
も単位クランク角度毎に検出信号を出力するクランク角
範囲もＢＴＤＣ５〜７５°に限るものではないことは明
らかである。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係るクランク角検出装置
によると、ピストン所定基準位置を基準とする所定クラ
ンク角範囲においてのみ、同−出力ライン上に、単位ク
ランク角度毎の検出信号を出力するよう構成すると共に
、特定気筒のピストン所定基準位置では前記所定クラン
ク角範囲に加えて同一出力ライン上に更に検出信号を出
力し、特定気筒のピストン所定基準位置でのみ検出信号
の発生数が増大するよう構成したので、気筒判別及びク
ランク角制御が１ピックアップ方式の簡易な構成で行え
、クランク角検出装置のコストダウンを図ることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すクランク角検出装置及
び信号処理回路の概略図、第２図は同上実施例における
検出信号特性を示すタイムチャート、第３図は同上実施
例における気筒判別ルーチンを示すフローチャート、第
４図は従来のクランク角検出装置を用いた点火時期制御
を示すタイムチャートである。 １０・・・クランク角検出装置　　１２・・・シグナル
ディスクプレート１３・・・スリット群　　１４・・・
光電式ピックアップ　　１７・・・気筒判別用スリット
１８・・・マスク回路　　１９・・・マイクロコンピュ
ータ特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関のピストン所定基準位置を基準とする所定ク
   ランク角範囲においてのみ、同一出力ライン上に、単位
   クランク角度毎の検出信号を出力するよう構成すると共
   に、特定気筒のピストン所定基準位置では前記所定クラ
   ンク角範囲に加えて同一出力ライン上に更に検出信号を
   出力し、前記特定気筒のピストン所定基準位置でのみ検
   出信号の発生数が増大するよう構成したことを特徴とす
   る内燃機関のクランク角検出装置。