JPH0422761A

JPH0422761A - 内燃機関点火制御装置及び方法

Info

Publication number: JPH0422761A
Application number: JP2125481A
Authority: JP
Inventors: Wataru Fukui; 渉福井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-01-27
Also published as: US5115792A; DE4116242A1; DE4116242C2; KR940001936B1; KR910020306A

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］この発明は、回転信号発生器からのクランク角基準信号
及び気筒識別信号に基づいて各気筒を制御する内燃ｔＩ
＆間点火制御装置及び方法に関し、特に回転信号発生器
の断線故障やショート故障又はノイズ等による気筒誤識
別を防止して、システム制御の信頼性を向上させた内燃
機関点火制御装置及び方法に関するものである。

［従来の技術］一般に、自動車等に適用される内燃機関は、複数の気筒
（例えば、４気筒）により数１１００ｒｐ〜数１０００
ｒ　ｐ　ｍ程度で回転駆動されている。４気筒の場合、
各気筒は、駆動軸（クランク軸）に対して１／２周期分
ずつ動作位置の位相がずれて連結されている。又、４サ
イクルエンジンの場合、クランク軸の２回転に対して、
吸気、圧縮、爆発及び排気の４サイクルが行われるため
、各気筒毎の駆動周期を制御するカム軸に対しては、各
気筒は、１／４周期ずつ動作位置の位相がずれて連結さ
れている。

このような内燃機関においては、各気筒毎に、イグナイ
タによる点火時期や、インジェクタによる燃料噴射時期
等を電子的に制御するために、内燃機関の回転に同期し
た気筒毎のクランク角基準信号を生成し、このクランク
角基準信号に基づいて各気筒の動作位置を識別する必要
がある。通常、各気筒の基準位置に対応したクランク角
基準信号及び気筒識別信号を発生ずる手段としては、内
燃機関のカム軸又はクランク軸の回転を検出する回転信
号発生器が用いられている。

第２図は一般的な内燃機関点火制御装置を示すブロック
図であり、図において、（８）は各気筒に対応した位置
信号りを発生する回転信号発生器、（９）は位置信号り
を取り込むためのインターフェース回路である０位置信
号りは、気筒識別信号及びクランク角基準信号（後述す
る）を含んでいる。

（１０）はインターフェース回路（９）を介してクラン
ク角基準信号りを取り込むマイクロコンピュータであり
、位置信号りを処理して気筒毎の動作位置を識別し、所
定の基準位置からのタイマ時間制御により、通電、燃料
噴射、点火タイミング等を決定するようになっている。

第３図は第２図内の回転信号発生器（８）の具体的構成
例を示す斜視図であり、第４図は回転信号発生器（８）
に設けられる位置信号発生部を示す回路図である。

第３図において、（１）は内燃機関と同期して回転する
回転軸であり、例えば、内燃機関（又は、成る１つの気
筒）の４サイクル動作の１周期に同期して１回転するカ
ム軸に連結されている。

（２）は回転軸（１）に取り付けられた回転円板であり
、各気筒毎の基準位置く所定クランク角）に対応して、
又、特定気筒の基準位置に対応して、複数のスリット状
の窓（３ａ）及び（３ｂ）が設けられている。

ここでは、内燃機関が４気筒の場合を示し、各気筒毎の
クランク角基準信号に対応する窓（３ａ）は、外周部の
４ケ所に設けられている。又、各窓（３ａ）の回転方向
く矢印）に対する前方端は、各気筒毎の第１の基準位置
に対応し、後方端は、第２の基準位置に対応している。

一方、気筒識別信号に対応する窓（３ｂ）は、特定気筒
（＃１気筒及び＃４気筒）の窓（３ａ）に対応して内周
部の２カ所に設けられており、窓（３ａ）に対して回転
方向に位相差を有している。ここでは、グループ制御を
前提として、２つ窓（３ｂ）により２気筒ずつ識別する
ようにしているが、各気筒を個別に識別する場合は、窓
（３ｂ）を１カ所（例えば、＃１気筒に対応する部分）
のみに設けてもよい。

（４ａ）及び（４ｂ）は各窓（３ａ）及び（３ｂ）にそ
れぞれ対向するように配置された一対の発光ダイオード
、（５ａ）及び（５ｂ）は各発光ダイオード（４ａ）及
び（４ｂ）からの出力光を窓（３ａ）及び（３ｂ）を通
して受光するように配置された一対のフォトダイオード
である。

これら発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）とフォ・ト
ダイオード（５ａ）及び（５ｂ）は、２組のフォトカブ
ラを構成している。

第４図において、発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）
並びにフォトダイオード（５ａ）及び（５ｂ）は、代表
的に（４）及び（５）として示されており、一方のフォ
トカブラのみが図示されている。（６）はフォトダイオ
ード（５）からの出力信号を増幅する増幅回路、（７）
は増幅回路（６）の出力端子にベースが接続されたオー
ブンコレクタ（エミッタ接地）の出力トランジスタであ
る。出力トランジスタ（７）のコレクタ端子は、インタ
ーフェース回路（９）（第２図参照）に接続されている
。

次に、第５図の波形図を参照しながら、第２図〜第４図
に示した従来の内燃機関点火制御装置の動作について説
明する。

内燃機関に同期して回転軸（１）及び回転円板（２）が
回転すると、窓（３ａ）及び（３ｂ）に対向配置された
各フォトダイオード（５ａ）及び（５ｂ）からは、窓（
３ａ）及び（３ｂ）のそれぞれに対応して、前方端で立
旧がり且つ後方端で立下がる２種類のパルス信号が出力
される。このパルス信号は、増幅回路（６）及びトラン
ジスタ（７）を介して位置信号りとなり、インターフェ
ース回路（９）を介してマイクロコンピュータ（１０）
に入力される。

位置信号りは、第５図に示すように、ＳＧＴと呼ばれる
クランク角基準信号Ｌ１とＬＳＧＣと呼ばれる気筒識別
信号Ｌ２とを含んでいる。

このうち、窓（３ａ）に基づいて得られるクランク角基
準信号Ｌ１は、＃１〜＃４の各気筒毎に、第１ノ基準位
１ｆ（Ｂ７５°）及ヒ第２の基準位置（Ｂ５°）で反転
する複数のパルス列となる。

各パルスの立上がり（Ｂ７５’）は、気筒毎のＴＤＣ（
クランク角０°−上死点）から７５°手前の位置を示し
、通常走行時の気筒動作の制御基準となる。又、立下が
り（Ｂ５°）は、ＴＤＣから５°手前の位置を示し、マ
イクロコンピュータ（１０）が動作できない起動時等の
バイパス点火時期となる。

一方、窓（３ｂ）に基づいて得られる気筒識別信号Ｌ２
は、特定気筒即ち＃１気筒及び＃４気筒のクランク角基
準信号Ｌ　、のみに対応したパルスとなり、特定気筒を
識別するために用いられる。気筒識別信号Ｌ２は、クラ
ンク角基準信号し、とは位相が異なり、この場合、クラ
ンク角基準信号Ｉ−１の立上がり（Ｂ７５°）より手前
で立上がり、立下がり（Ｂ５°）より後で立下がる。

クランク角基準信号Ｌ１により識別される各気筒の動作
位置は、カム軸の１周期（クランク軸の２周期分、即ち
７２０°に相当する）に対して１／４周期ずつずれてお
り、クランク軸の１周期に対して１７２周期（１８０°
）ずつずれている。又、各気筒は、周知のように、＃１
気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順に動作する。

こうして得られたクランク角基準信号り５．及び気筒識
別信号Ｌ２に基づいて、マイクロコンピュータ（１０）
は、特定気筒を識別すると共に各気筒の動作位置を識別
し、通電開始時期、点火時期や燃料噴出等の演算及び制
御を行う。例えば、第１の基準位Ｉｆ　Ｂ　７５°を基
準として、タイマにより、所定時間経過後に通電開始し
、所定時間経過後に点火するように低圧配電（点火制御
）する。

このとき、クランク角基準信号Ｌ１のレベル反転（立上
がり）時の気筒識別信号Ｌ　２のレベルにより、気筒を
識別することができる。即ち、クランク角基準信号Ｉ−
１の立上がり時の気１′！！ｉ識別信号１．２がｒ　１
−（−ルベルの場合は＃１気筒又は＃４気筒と識別され
、［Ｌルベルの場合は＃２気筒又は＃３気筒と識別され
る。

ところで、各気筒の動作サイクルは、燃料及び空気を含
む混合気の吸引、圧縮、爆発（点火）及び排気の４工程
からなっている。グループ制御の場合、例えば、＃１気
筒及び＃４気筒が同時に点火制御されることになるが、
＃１気筒が圧縮工程にあるときには＃４気筒が排気工程
にあるので、異常爆発等の支障は全く生じない。

しかしながら、回転信号発生器（８）内の回路故障（例
えば、断線やショート）などにより、クランク角基準信
号り、及び気筒識別信号Ｌ２の少なくとも一方が［ＬＪ
レベル又は「Ｈ」レベルで固定された場合、マイクロコ
ンピュータ（１０）は、故障を判別できないため、気筒
を誤識別してしまうことになる。従って、システムを安
定に制御することができなくなり、更に、重大な事故に
つながるおそれもある。同様の問題は、位置信号りのパ
ルス」二にノイズが重畳された場合にも起こり得る。

［発明が解決しようとする課題］従来の内燃機関点火制御装置及び方法は以上のように、
位置信号りの異常を判別することができないなめ、回転
信号発生器（８）の故障やノイズ重畳時に気筒を誤識別
してしまい、誤気筒点火等により機関にダメージを与え
るという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、位置信号りの異常を判別した場合には気筒点
火制御を停止させ、システム制御の信頼性及び安定性を
向−卜させた内燃機関点火制御装置及び方法を得ること
を目的とする。

「課題を解決するための手段］この発明に係る内燃機関点火制御装置は、マイクロコン
ピュータに、気筒識別が確定しない場合に気筒点火制御
を停止させる点火防止手段を設けたものである。

又、この発明に係る内燃機関点火制御方法は、第１又は
第２のカウンタが第１の値であるか否かを判定するステ
ップと、第１又は第２のカウンタが第１の値でないとき
に点火制御ステップをスキ・ンブして第１又は第２のカ
ウンタを第２の値に設定するステップと、第２又は第１
のカウンタの値を変更するステップとを設け、第１又は
第２のカウンタが第１の値のときに気筒点火制御ステッ
プを実行するようにしたものである。

［作用］この発明においては、位置信号に基づいて気筒を識別し
た後、前回及び今回の位置信号の状態から位置信号の正
否を判定し、位置信号が異常の場合には気筒点火制御を
停■トさせる。

［実施例１以下、この発明の一実施例による内燃機関点火制御装置
の動作並びに内燃機関点火制御方法を図について説明す
る。第１図はこの発明の一実施例による内燃機関点火制
御方法の気筒識別及び点火制御ルーチンを示すフローチ
ャート図であり、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３１及びＳ４
１は従来と同様のステップである。尚、この発明による
内燃機関点火制御装置の全体構成及び回転信号発生器は
第２図〜第４図に示した遭っであり、これにより生成さ
れる位置信号は第５図に示した通りである。

この場合、グループ制御であるため、通常の運転時には
２個の点火コイルが交互に駆動されるようになっている
。例えば、第１コイルは＃１気筒及び＃４気筒の点火制
御に用いられ、第２コイルは＃２気筒及び＃３気筒の点
火制御に用いられる。

又、マイクロコンピュータ（１０）は、点火防止手段と
して、位置信号りの正常及び異常を判定するだめの第１
のカウンタＣＮＴｌ及び第２のカウンタＣＮＴ２を備え
ており、各カウンタＣＮＴｌ及びＣＮＴ２は、予めｒＱ
ｌに初期設定されているものとする。

前述と同様に、回転円板（２）が矢印方向に回転すると
、窓（３ｍ　、　）及び（３ａ−）に基づいて、クラン
ク角基準信号し、及び気筒識別信号り、が生成され、位
置信号りとなってマイクロコンピュータ（１０）に入力
される。

マイクロコンピュータ（１０）は、クランク角基準信号
Ｌ１の立上がり時における気筒識別信号Ｌ２のレベルを
検出しくステップＳ１）、気筒識別信号１−２．がｒＨ
Ｊレベルか否かを判定する（ステップＳ２）。

もし、気筒識別信号１−７が［１４ルベルであれば、今
回の気筒は＃１気筒又は＃４気筒であると識別されてス
テップＳ３０に進み、［Ｉ−ルベルであれば、＃２気筒
又は＃３気筒と識別されてステップ８４．０に進む。

ステップＳ３０においては、第１コイル制御用の第１の
カウンタＣＮＴｌが第１の値ｒ　ｌ　−１であるか否か
が判定される。もし、第１のカウンタＣＮＴ３が［］；
であれば、点火制御ステップＳ３１に進み、＃１気筒及
び＃４気筒を点火制御する。又、第１のカウンタＣＮＴ
ｌが１１１でなければ、気筒点火制御ステップＳ３１を
スキップしてステップＳ３２に進む。

初期においては、第１のカウンタＣＮＴ１がｒ］、であ
るため、ステップＳ３２に進み、第１のカウンタＣＮＴ
ｌを第２の値「２」に設定する。そして、第２コイル制
御用の第２のカウンタＣＮＴ２をデクリメントして（ス
テップ５３３）、リターンする。このとき、各カウンタ
ＣＮＴｌ及びＣＮＴ２は、「０］でクリップされるよう
になっているので、第２のカウンタＣＮＴ２はｒＱＪで
あればそのままである。

次のルーチン実行サイクルのステップＳ２において、気
筒識別信号り、が「Ｌ」であると判定された場合は、ス
テップＳ４０に進み、第２コイル制御用の第２のカウン
タＣＮＴ２が第１の値「１」であるか否かを判定する。

もし、第２のカウンタＣＮＴ２が「１」であれば、点火
制御ステップＳ４１に進み、＃２気筒及び＃３気筒を点
火制御し、又、第２のカウンタＣＮＴ２が「１」でなけ
れば、気筒点火制御ステップＳ４１をスキップしてステ
ップＳ４２に進む。

初期においては、第２のカウンタＣＮＴｌが「０」であ
るため、ステップＳ４２に進み、第２のカウンタＣＮＴ
２を第２の値「２」に設定する。そして、第１のカウン
タＣＮＴｌをデクリメントして（ステップ５４３）、リ
ターンする。このとき、第１のカウンタＣＮＴｌは、前
回のステップＳ３２によりｒ　２　、＋に設定されてい
るので、ステップＳ４３により［ＩＪに変更される。

従って、次のルーチン実行サイクルにおいては、気筒識
別信号Ｌ２が「Ｈ」であると判定されると（ステップＳ
２）、ステップＳ３０により、第１のカウンタＣＮＴｌ
が「１」であると判定される。

これにより、位置信号りが正常であると判別され、ステ
ップＳ３］により、＃１気筒及び＃４気筒が点火制御さ
れる。そして、第１のカウンタＣＮＴｌを再び第２の値
「２」に設定しくステップ５３２）、更に、第２のカウ
ンタＣＮＴ２をデクリメントした後（ステップ５３３）
、リターンする。このとき、第２のカウンタＣＮＴ２は
、前回のステップＳ４２により［２１に設定されている
ので、ステップＳ３３により「１」に変更される。

従って、次のルーチン実行サイクルにおいては、気筒識
別信号Ｌ２がｒｌ＝Ｊであると判定されると（ステップ
Ｓ２）、ステップＳ４０により、第２のカウンタＣＮＴ
２が［１１であると判定される。

これにより、位置信号りが正常であると判別され、ステ
ップＳ４１により、＃２気筒及び＃３気筒が点火制御さ
れる。そして、第２のカウンタＣＮＴ２を再び第２の値
［２１に設定しくステップ５４２）、更に、第１のカウ
ンタＣＮＴｌをデクリメントした後（ステップ５３３）
、リターンする。

以下、同様にして、マイクロコンピュータ（１０）は、
位置信号り、の正常状態を判別したときのみ気筒点火制
御ステップＳ３］及びＳ４１を実行する。又、位置信号
Ｉ−の異常状態を判別した場合には、気筒点火制御ステ
ップＳ３１及びＳ４１をスキップして、第１のカウンタ
ＣＮＴｌ又は第２のカウンタＣＮＴ２を第２の値「２」
に設定しくステップＳ３２又は５４２）、第２のカウン
タＣＮＴ２又は第１のカウンタＣＮＴ　１の値を変更（
デクリメンｌ〜）するくステップＳ３３又は５４３）。

以トの気筒識別及び点火制御ルーチンにより、１回目に
識別された気筒グループに続いて、２回目の気筒グルー
プが正常に識別され、更に、３回目の気筒グループ（１
回目と同一の気筒グループ）が正常に識別されたときの
み、３回目の気筒グループに対して点火制御が行われる
。

これにより、例えば、気筒識別イス号Ｉ、２が断線故障
又はショート故障によりｒＬ、又はｒ）１．ルベルで固
定されると、気筒識別信号Ｌ２のレベルが毎回同一レベ
ルとなり、ステップＳ３０、Ｓ３２及びＳ３３、又は、
Ｓ４０．Ｓ４２及びＳ４３が繰り返し実行されることに
なる。

即ち、第１又は第２のカウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２が毎
回第２の値［２１にセットされ、気筒点火制御ステ・ン
ブＳ３１又はＳ４］は常にスキップされる状態となる。

従って、回転信号発生器（８）の故障やノイズの本曇に
よって位置信号りに異常が発生しても、気筒点火制御が
行われず、誤識別に基づく点火による機関のダメージを
防止することができる。

尚、上記実施例では、グループ制御の場合を例にとって
説明したが、各気筒を個別に識別して動作制御する装置
の場合でも適用でき、同等の作用効果を奏することは言
うまでもない。

又、位置信号りの正否を判別するための第１及び第２の
カウンタＣＮＴｌ及びＣＮＴ２に対して、第）の値［１
］及び第２の値［２１を設定し、それぞれ、正常時に第
２の値からデクリメントするようにしたが、他の値に基
づいて位置信号１．の正否を判別してもよい。

［発明の効果１以」−のようにこの発明によれば、マイクロコンピユー
タに、気筒識別が確定しない場合に気筒点火制御を停止
させる点火防止手段を設け、位置信号（クランク角基準
信号又は気筒識別信号）が異常の場合には気筒点火制御
を行わないようにしたので、誤識別に基づく制御による
機関のダメージを防止でき、信頼性の高い内燃機関点火
制御装置が得られる効果がある。

又、この発明によれば、第１又は第２のカウンタが第１
の値（位置信号が正常）であるか否かを判定するステッ
プと、第１又は第２０カウンタが第１の値でないときに
点火制御ステップをスキップして第１又は第２のカウン
タを第２の値に設定するステップと、第２又は第１のカ
ウンタの値を変更するステップとを設け、位置信号が異
常の場合には気筒点火制御を行わず、第１又は第２のカ
ウンタが第１の値のときに気筒点火制御ステップを実行
するようにしたので、信頼性の高い内燃機関点火制御方
法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関点火制御方
法を示すフローチャート図、第２図は一般的な内燃機関
点火制御装置を示すプロ・ンク図、第３図は第２図内の
回転信号発生器の具体的構成を示す斜視図、第４図は一
般的な回転信号発生器に設けられる位置信号発生部を示
す回路図、第５図は第３１ｆＡ及び第４図の回転信号発
生器により生成されるクランク角基準信号及び気筒識別
信号を示す波形図である。（８）・・・回転信号発生器（１０）・・・マイクロコンピュータＢ７５°・・・第１の基準位置Ｂ５°・・・第２の基準位置り、・・・クランク角基準信号Ｌ　２・・・気筒識別信号ＣＮＴｌ・・・第１のカウンタＣＮＴ２・・・第２のカウンタＳｌ・・・気筒識別信号のレベルを検出するステップＳ
２・・・気筒を識別するステップＳ３０・・・第１のカウンタの値を判定するステップＳ
３１．Ｓ４１・・・気筒点火制御ステップＳ３２・・・
第１のカウンタの値を設定するステップＳ３３・・・第
２のカウンタの値を変更するステップＳ４０・・・第２
のカウンタの値を判定するステップＳ４２・・・第２の
カウンタの値を設定するステップＳ４３・・・第１のカ
ウンタの値を変更するステップ尚、図中、同一符号は同
−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関を回転駆動する複数の気筒と、前記気筒
毎の第１の基準位置及び第２の基準位置に対応して反転
するクランク角基準信号と、特定気筒に対応し且つ前記
クランク角基準信号に対して位相差を持つ気筒識別信号
とを、前記内燃機関の回転に同期して発生させる回転信
号発生器と、前記クランク角基準信号及び前記気筒識別信号に基づい
て前記各気筒の動作を制御するマイクロコンピュータと
、を備えた内燃機関点火制御装置において、前記マイクロコンピュータは、気筒識別が確定しない場
合に前記気筒の気筒点火制御を停止させる点火防止手段
を含むことを特徴とする内燃機関点火制御装置。
（２）クランク角基準信号のレベル反転時に気筒識別信
号のレベルを検出するステップと、前記気筒識別信号のレベルに基づいて気筒を識別するス
テップと、前記識別された気筒を点火制御するステップと、を備えた内燃機関点火制御方法において、前記気筒が識別された後に、第１又は第２のカウンタが
第１の値であるか否かを判定するステップと、前記第１又は第２のカウンタが第１の値でないときに前
記点火制御ステップをスキップして前記第１又は第２の
カウンタを第２の値に設定するステップと、前記第２又は第１のカウンタの値を変更するステップと
、を設け、前記第１又は第２のカウンタが第１の値のときに前記気
筒点火制御ステップを実行するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の内燃機関点火制御装置
による内燃機関点火制御方法。