JPH0564722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、４サイクルエンジンのクランク角
検出装置に関し、特に、エンジンの各行程を区別
しながら、クランク角を正確に検出するものに関
する。

〔従来の技術〕

エンジンの点火時期や燃料噴射量を気筒毎に電
気的に制御するためには、エンジンの吸気から排
気までの各行程に対応させてクランク角を検出す
る必要がある。

このようにクランク角を検出するクランク角検
出装置は、従来より種々のものが知られており、
カーエレクトロニクス入門（1984年９月25日啓学
出版株式会社発行）第135〜145頁に開示されてい
るように、クランク角をクランクシヤフトの回転
から直接検出するものの他、カムシヤフトの回転
からクランク角を検出するものもある。後者のタ
イプの一つとして、デイストリビユータシヤフト
の回転からクランク角を検出するものが、特開昭
58−167881号に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、カムシヤフトは、歯車、ベルトあるい
はチエーン等を介してクランクシヤフトによつて
回転され、吸排気バルブやデイストリビユータを
駆動しているため、カムシヤフトの回転からクラ
ンク角を検出すると、シヤフトの捩じれや歯車の
バツクラツシユ等の影響で正確な検出ができない
問題がある。

これに対して、クランクシヤフトの回転から直
接クランク角を検出する場合には、こういう問題
はないが、４サイクルエンジンの場合、吸気から
排気までの全行程を完了するのにクランクシヤフ
トは２回転するため、クランクシヤフトの回転に
よつて一つの気筒の上死点を基準位置として検出
しても、その上死点が排気上死点か圧縮上死点か
を区別することができない。

そのため、クランクシヤフトの例えば30度の単
位回転角は、クランクシヤフトの回転によつて検
出し、720度毎の基準位置の検出は、カムシヤフ
トの回転によつて検出することが考えられる（未
公知）。すなわち、第４図に示すように、30℃Ａ
毎の単位角信号Neに対して720℃Ａ毎の基準信号
Ｇが、一つの気筒の圧縮上死点に対応する単位角
信号Neとの直前に発生する単位角信号Neとの間
で発生するようにされる。この検出装置によれ
ば、基準信号Ｇの直後に発生する単位角信号Ne
に対応する位置を一つの気筒の圧縮上死点、つま
り基準位置として検出することできる。

ところが、カムシヤフトの回転に伴つて発生さ
れる基準信号Ｇは、上述のようないろいろな原因
によつて、決められた位置で正確に発生しないこ
とがあるため、単位角信号Neが正確に発生して
いても、圧縮上死点の検出が精度良く行えないこ
とが生じる。例えば、基準信号Ｇが第４図に「30
℃Ａ」で示した範囲を外れた位置で発生してしま
うと、検出される圧縮上死点位置が実際の位置よ
りも前後の単位角信号Neの発生位置Ｂ，Ａに移
動してしまう。

従つて、本発明の目的は、エンジンの各行程を
区別しながら、クランク角を正確に検出すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、単位角信号の他、基準位置に
対応する第１基準信号をクランクシヤフトの回転
に伴つて発生させ、また、吸入から排気までの全
行程中に複数個発生する第１基準信号の中から基
準位置に対応するものを識別するための信号をカ
ムシヤフトの回転に伴つて発生させることを特徴
とする。

具体的には、本発明のクランク角検出装置は、
三つの信号発生器を備え、単位角信号発生器で
は、クランクシヤフトの180度以下の単位回転角
度毎に単位角信号を発生し、第１基準信号発生器
では、クランクシヤフトの回転に伴つて第１基準
信号を発生し、第２基準信号発生器では、カムシ
ヤフトの回転に伴つて第２基準信号を発生する。
しかも、第１基準信号は、予め決められた基準信
号に対応する単位角信号とその直前に発生する単
位角信号との間で発生し、第２基準信号は、基準
位置に対応する第１基準信号とその直前に発生す
る第１基準信号との間で発生する。

そして、検出器では、第２基準信号発生後、最
初の第１基準信号が発生し、さらにその後、最初
の単位角信号が発生したとき、その位置を基準位
置として検出する。

〔作用〕

その結果、単位角信号発生器からの単位角信号
によつて単位角毎のクランクシヤフトの回転が検
出でき、検出器によつて基準位置が検出できる。
単位角信号は、クランクシヤフトの回転に伴つて
発生されるので精度が良く、また、検出器によつ
て検出される基準位置も、基準位置に対応して発
生する第１基準信号とその直前に発生する第１基
準信号との間の広角度の範囲内で第２基準信号が
発生すれば正常な検出ができるため、第２基準信
号の発生位置がカムシヤフトの回転変動の影響で
多少移動しても、その影響を受けることなく、正
確に検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例の概略構成図であ
り、この実施例では、基準位置として特定気筒の
圧縮上死点に対応する位置が当てられている。

図中、１１がクランクシヤフト、１２がカムシ
ヤフトであり、クランクシヤフト１１とカムシヤ
フト１２は、ベルトまたはチエーン１３によつて
互い連結されている。勿論、周知のようにカムシ
ヤフト１２は、クランクシヤフト１１の２回転に
対して１回転するように連結比が調整されてい
る。

クランクシヤフト１１には、単位角信号発生器
２０と第１基準信号発生器３０とが同軸に設けら
れ、カムシヤフト１２には、第２基準信号発生器
４０が設けられている。これら単位角信号発生器
２０、第１基準信号発生器３０および第２基準信
号発生器４０は、共に公知の電磁ピツクアツプ式
位置センサであり、クランクシヤフト１１あるい
はカムシヤフト１２上にロータ２１，３１，４１
が固定され、これらロータ２１，３１，４１の外
周側に対向して電磁ピツクアツプ２３，３３，４
３がそれぞれ設けられている。角ロータ２１，３
１，４１の円周上には、突起２２，３２，４２が
それぞれ形成され、電磁ピツクアツプ２，３３，
４３側にも、その突起２３，３３，４３に対向し
て突起２４，３４，４４が設けられている。突起
２２はロータ２１の円周上に等間隔に12個設けら
れ、突起３２，４２は、ロータ３１，４１の円周
上に１個だけ設けられている。

従つて、クランクシヤフト１１およびカムシヤ
フト１２が矢印のように回転されると、各ロータ
２１，３１，４１も回転して、各電磁ピツクアツ
プ２３，３３，４３から第２図に示すように、単
位角信号Ne、第１基準信号G₁、第２基準信号G₂
が発生する。

単位角信号Neは、ロータ２１上の突起２２が
12個であるため、30℃Ａ毎に発生され、そのうち
の一つNesは、基準位置である特定気筒の圧縮上
死点に対応する位置に一致して発生するようにさ
れている。

また、第１基準信号G₁は、単位角信号Neのう
ちの圧縮上死点に対応して発生する信号Nesとそ
の直前に発生する単位角信号Neとの間で発生す
るようにされ、360℃Ａ毎に発生される。

さらに、第２基準信号G₂は、圧縮上死点に対
応されている第１基準信号G₁とその直前で発生
する第１基準信号G₁との間で発生され、720℃Ａ
毎に発生される。

各信号Ne，G₁，G₂は、検出器５０に送り込ま
れ、波形整形されてパルス信号とされ、検出器５
０内のマイクロコンピユータにおけるクランク角
検出に利用される。

第３図は、そのマイクロコンピユータのクラン
ク角検出用プログラムを示しており、このプログ
ラムは、単位角信号Neが発生する毎に起動され
る割込み処理ルーチンプログラムである。

単位角信号Neの発生に伴つてこのプログラム
が起動されると、まず、ステツプ101において、
第２基準信号G₂が発生しているか否かが判定さ
れる。このとき、第２基準信号G₂が発生してラ
ツチされていると、ステツプ102においてフラグ
FG₂をセツトして、第２基準信号G₂が発生したこ
とを記憶する。しかし、第２基準信号G₂が発生
していないときには、ステツプ101は否定判断さ
れ、ステツプ102はスキツプされる。

次にステツプ103では、そのフラグFG₂がセツ
トされているか否かを判定し、ステツプ104であ、
第１基準信号G₁が発生しているか否かを判定す
る。このとき、フラグFG₂がセツトされていて、
しかも、第１基準信号G₁が発生していると、ス
テツプ103，104は共に肯定判断されて、ステツプ
105においてカウンタCTDCがクリアされて「０」
とされるとともに、ステツプ106においてフラグ
FG₂がリセツトされる。しかし、フラグFG₂がセ
ツトされていないか、第１基準信号G₁が発生し
ていないと、ステツプ103あるいは104のいずれか
が否定判断され、ステツプ107においてカウンタ
CTDCがインクリメント処理される。

以上のプログラムによれば、第２基準信号G₂
が発生して後、最初の第１基準信号G₁が発生し、
その直後の単位角信号Neの発生時には、カウン
タCTDCはクリアされ、以後、単位角信号Neの
発生毎にカウンタCTDCがインクリメント処理さ
れる。従つて、第２図から明らかなように、カウ
ンタCTDCは、基準位置である圧縮上死点で
「０」、以後クランクシヤフト１１が30℃Ａ回転す
る毎に、「１」、「２」、「３」……と順次大きくさ
れ、再度圧縮上死点に到達する前で「23」とされ
る。このため、カウンタCTDCの計数値によつて
エンジンの各行程と対応させてクランク角を検出
することができる。

第２基準信号発生器４０がカムシヤフト１２に
設けられている関係で、第２基準信号G₂の発生
位置が多少移動しても、第２図から明らかなよう
に、第２基準信号G₂は、第１基準信号G₁の発生
間隔の360℃Ａ内にあれば、正常な検出に影響を
与えることがなく、基準信号である圧縮上死点の
検出が狂つてしまうことは皆無である。勿論、単
位角信号Neおよび第１基準信号G₁はクランクシ
ヤフト１１に設けられた単位角信号発生器２０、
第１基準信号発生器３０によつて発生されるの
で、これの発生位置が狂うことはない。

以上、本発明の特定の実施例について説明した
が、本発明は、この実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実
施態様が包含されるものであり、例えば、各信号
発生器は、ホール素子あるいは光電素子を用いた
公知のものでも良い。また、検出器は、上記プロ
グラムで示したのと同様の論理を実現するハード
ロジツク回路にて構成しても良い。さらに、基準
位置は、特定気筒の吸入下死点としても良い。

〔発生の効果〕

以上のように本発明によれば、単位角信号の
他、基準位置に対応する第１基準信号をクランク
シヤフトの回転に伴つて発生させ、また、吸入か
ら排気までの全行程中に複数個発生する第１基準
信号の中から基準信号に対応するものを識別する
ための信号をカムシヤフトの回転に伴つて発生さ
せるので、基準位置に対応して発生する第１基準
信号とその直前に発生する第１基準信号との間の
広角度の範囲内で第２基準信号が発生すれば正常
な基準位置の検出ができ、エンジンの各行程を区
別しながら、クランク角を正確に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略構成図、第
２図は、各信号発生器からの信号を示すタイムチ
ヤート、第３図は、検出器を成すマイクロコンピ
ユータの主要プログラムのフローチヤート、第４
図は、本発明の従来例を説明するためのタイムチ
ヤートである。 １１……クランクシヤフト、１２……カムシヤ
フト、２０……単位角信号発生器、３０……第１
基準信号発生器、４０……第２基準信号発生器、
５０……検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクシヤフトの180度以下の単位回転角
   度毎に単位角信号を発生する単位角信号発生器
   と、 予め決められた基準位置に対応する単位角信号
   とその直前に発生する単位角信号との間で、クラ
   ンクシヤフトの回転に伴つて第１基準信号を発生
   する第１基準信号発生器と、 前記基準位置に対応する第１基準信号とその直
   前に発生する第１基準信号との間で、カムシヤフ
   トの回転に伴つて第２基準信号を発生する第２基
   準信号発生器と、 第２基準信号発生後、最初の第１基準信号が発
   生し、さらにその後、最初の単位角信号が発生し
   たとき、その位置を前記基準位置として検出する
   検出器と、 を備えるクランク角検出装置。