JPH0626395A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

内燃機関制御装置

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JPH0626395A
JPH0626395A JP4179809A JP17980992A JPH0626395A JP H0626395 A JPH0626395 A JP H0626395A JP 4179809 A JP4179809 A JP 4179809A JP 17980992 A JP17980992 A JP 17980992A JP H0626395 A JPH0626395 A JP H0626395A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、マルチ気筒に対応可能で各気筒
毎の基準位置を高信頼性に且つ速やかに検出することの
できる内燃機関制御装置を得る。 【構成】 クランク軸の１回転中に６個生成される1／2
デューティの等間隔矩形波パルスにより基準位置信号Ｔ
Ｐを構成し、等間隔矩形波パルスの一方のエッジでの連
続４個分の信号レベル系列が順次異なるように、連動軸
の１回転中に複数個生成される異間隔矩形波パルスによ
り気筒識別信号ＣＰを構成し、等間隔矩形波パルスの一
方のエッジでの気筒識別信号の信号レベル系列Ｓを記憶
する信号レベル系列記憶部４３と、信号レベル系列のう
ちの連続４個分の信号レベルに基づいて各気筒毎の基準
位置を判定して判定信号Ｆを生成する基準位置判定部と
を制御手段４Ａに設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、基準位置信号及び気
筒識別信号に基づいて気筒毎の燃料噴射及び点火時期等
のタイミングを制御する内燃機関制御装置に関し、特に
マルチ気筒に対応可能で各気筒毎の基準位置を高信頼性
に且つ速やかに検出することのできる内燃機関制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等の内燃機関
においては、運転条件に応じて燃料噴射や点火時期等を
最適に制御する必要がある。従って、気筒毎のクランク
角基準位置を示す基準位置信号及び特定気筒を識別する
ための気筒識別信号を得るため、内燃機関の回転軸には
センサを含む信号発生手段が設けられている。又、これ
らの信号に基づいて気筒毎のクランク角基準位置を認識
すると共に、点火時期等の制御タイミングを演算して基
準位置からのタイマ制御を行うマイクロコンピュータが
制御手段として用いられている。
【０００３】図５は従来の内燃機関制御装置を示すブロ
ック図であり、図において、１は内燃機関のクランク軸
の回転に同期して気筒毎のクランク角基準位置に対応し
た基準位置信号Ｔを生成する基準位置信号発生手段、２
はクランク軸の１／２の回転数を有する連動軸(この場
合、カム軸)の回転に同期して特定気筒識別用の気筒識
別信号Ｃを生成する気筒識別信号発生手段、３は内燃機
関の回転数及び負荷等の運転状態Ｄを検出する各種セン
サである。
【０００４】４は基準位置信号Ｔ、気筒識別信号Ｃ及び
運転状態Ｄに基づいて内燃機関を制御する制御手段であ
り、基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃに基づいて各気
筒の基準位置を判定する基準位置判定部41と、基準位置
判定部41からの判定信号Ｆ及び運転状態Ｄに基づいて点
火時期等の制御信号を生成するタイミング制御部42とを
備えている。
【０００５】図６は基準位置信号発生手段１及び気筒識
別信号発生手段２の具体的構造を示す斜視図であり、10
は内燃機関に同期して回転するクランク軸、20は減速伝
達系を介してクランク軸に連結されてクランク軸10の１
／２の回転数を有するカム軸である。
【０００６】11はクランク軸10と一体に回転する信号
板、12は信号板11の外周に等間隔に12個だけ設けられた
磁性体の突起、13は突起12に対向配置された電磁ピック
アップであり、これらは基準位置信号発生手段１を構成
している。21はカム軸20と一体に回転する信号板、22は
信号板21の外周に１個だけ設けられた磁性体の突起、23
は突起22に対向配置された電磁ピックアップであり、こ
れらは気筒識別信号発生手段２を構成している。
【０００７】図７は基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃ
を判定信号Ｆと共に示すタイミングチャートであり、こ
こでは、基準位置判定対象となる気筒数が４個の場合を
示している。基準位置信号Ｔは、例えば、各気筒のＢ75
°(ＴＤＣの75°手前)のクランク角とＢ15°のクランク
角に対応するように設定されている。
【０００８】又、クランク角に換算すると、気筒識別信
号Ｃの周期に相当する全気筒に対する１周期は、カム軸
20の１回転即ちクランク軸10の２回転であるから、720°
であり、基準位置信号Ｔの各パルス間隔θ2は30°であ
る。一方、気筒識別信号Ｃは、特定気筒(例えば、＃１
気筒)に対応して生成され、基準位置信号Ｔに対して位
相差θ1(例えば、15°程度)を有する。
【０００９】次に、図６及び図７を参照しながら、図５
に示した従来の内燃機関制御装置の動作について説明す
る。内燃機関が回転すると、基準位置信号発生手段１及
び気筒識別信号発生手段２は、図７のような基準位置信
号Ｔ及び気筒識別信号Ｃを生成し、これらを制御手段４
に入力する。
【００１０】基準位置判定部41は、気筒識別信号Cが発
生してからクランク角θ1後に得られる基準位置信号Ｔ
の位置を＃１気筒の基準位置Ｂ75°と判定する。以下、
クランク角θ2（＝30°)毎に順次得られる基準位置信号
Ｔに基づいて各気筒の基準位置を判定し、各気筒に対応
した基準位置Ｂ75°及びＢ15°を示す判定信号Ｆを生成
する。
【００１１】４気筒の場合、クランク角720°の間に、＃
１気筒に続いて、＃３気筒、＃４気筒及び＃２気筒に対
する基準位置Ｂ75°及びＢ15°が順次判定される。尚、
図６及び図７のように、クランク角720°の間に24個のパ
ルスを発生する基準位置信号Ｔを用いた場合、４気筒の
みならず、３気筒、６気筒、８気筒及び12気筒の任意の
マルチ気筒内燃機関に対して適用可能である。
【００１２】タイミング制御部42は、判定信号Ｆに基づ
いて各制御対象気筒の基準位置を認識し、運転状態Ｄに
応じた点火時期等の制御タイミングを演算し、例えば点
火時期に対応した制御信号を出力する。このとき、点火
時期が進角側の場合には基準位置Ｂ75°を基準としたタ
イマ制御が行われ、遅角側の場合には基準位置Ｂ15°を
基準としたタイマ制御が行われる。
【００１３】しかし、基準位置信号Ｔ及び気筒識別信号
Ｃは、電磁ピックアップ13及び23から得られるため微小
時間のパルス波形であり、１つのノイズに対しても誤検
出される可能性がある。又、気筒識別信号Ｃは、720°の
クランク角に対して＃１気筒に対応する１個のパルスし
か設定することができないため、気筒毎の基準位置を検
出するまでにクランク角で最悪720°も要することにな
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関制御装
置は以上のように、電磁ピックアップ13及び23により基
準位置信号Ｔ及び気筒識別信号Ｃを取得しているので、
耐ノイズマージンが小さく気筒及び基準位置判定の信頼
性が低いうえ、気筒毎の基準位置検出に長い時間を要す
るという問題点があった。
【００１５】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、マルチ気筒に対応可能で各気筒
毎の基準位置を高信頼性に且つ速やかに検出することの
できる内燃機関制御装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
制御装置は、クランク軸の１回転中に６個生成される1
／2デューティの等間隔矩形波パルスにより基準位置信
号を構成し、等間隔矩形波パルスの一方のエッジでの連
続４個分の信号レベル系列が順次異なるように、連動軸
の１回転中に複数個生成される異間隔矩形波パルスによ
り気筒識別信号を構成し、等間隔矩形波パルスの一方の
エッジでの気筒識別信号の信号レベル系列を記憶する信
号レベル系列記憶部と、信号レベル系列のうちの連続４
個分に基づいて各気筒毎の基準位置を判定して判定信号
を生成する基準位置判定部とを制御手段に設けたもので
ある。
【００１７】
【作用】この発明においては、クランク軸の回転に同期
した等間隔矩形波パルスからなる基準位置信号のエッジ
で、連動軸の回転に同期した異間隔矩形波パルスからな
る気筒識別信号のレベルを読込み、この信号レベル系列
に基づいて各気筒毎の基準位置を判定し、この判定信号
に基づいてタイミング制御を行う。
【００１８】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を示すブロック図であ
り、1A、2A、4A及び41Ａは、基準位置信号発生手段１、
気筒識別信号発生手段２、制御手段４及び基準位置判定
部41にそれぞれ対応しており、３及び42は前述と同様の
ものである。
【００１９】又、図２は基準位置信号発生手段1A及び気
筒識別信号発生手段2Aの具体的構造を示す正面図であ
り、10、20、11及び21は前述と同様のものである。12A
はクランク軸10側の信号板11の外周に等間隔に設けられ
た６個の突起、13Aは突起12Ａに対向配置されて基準位
置信号TPを生成するフォトセンサであり、これらは基準
位置信号発生手段1Aを構成している。
【００２０】22Aはカム軸20側の信号板21の外周に異間
隔に設けられた３個の突起、23Aは突起22Ａに対向配置
されて気筒識別信号CPを生成するフォトセンサであり、
これらは気筒識別信号発生手段2Aを構成している。尚、
突起12A及び22Aに代えて信号板11及び21にスリット等を
形成し、フォトセンサ13A及び23Aに代えてフォトカプラ
等を用いてもよい。
【００２１】図３は基準位置信号TP、気筒識別信号CP及
び判定信号Ｆを示すタイミングチャートである。Ｐは基
準位置信号ＴＰを構成する１／２デューティの等間隔矩
形波パルスであり、クランク軸10が１回転する間(クラ
ンク角で360°）に６個だけ生成される。又、各等間隔
矩形波パルスＰは、デューティが１／２、パルス周期が
60°、パルス幅が30°である。
【００２２】P1〜P3は気筒識別信号CPを構成する異間隔
矩形波パルスであり、連動軸即ちカム軸20が１回転する
間(クランク角で720°）に例えば３個だけ生成される。
この場合、第１及び第３の異間隔矩形波パルスP1及びP3
の幅は60°、第２の異間隔矩形波パルスＰ2の幅は240°
であり、各異間隔矩形波パルスP1〜P3間の立上がり周期
は、120°、300°及び300°に設定されている。
【００２３】図１において、43は制御手段4Aに設けられ
た信号レベル系列記憶部43であり、基準位置信号TP及び
気筒識別信号CPを取込み、基準位置信号TPを構成する等
間隔矩形波パルスＰの一方のエッジ(例えば、立下がり
タイミング)での気筒識別信号CPの信号レベル系列Ｓを
順次更新しながら記憶する。
【００２４】又、基準位置判定部41Ａは、信号レベル系
列Ｓのうちの連続４個分の信号レベルに基づいて各気筒
毎の基準位置を判定して判定信号Ｆを生成する。図４は
基準位置判定部41Ａでの判定信号Ｆの生成動作を示す説
明図であり、A1〜D0は信号レベル系列記憶部43に順次格
納される16進データである。この場合、信号レベル系列
記憶部43は、８ビット(今回ｎから７回前ｎ−７まで)の
気筒識別信号CPの信号レベル系列Ｓを記憶可能な容量を
有する。
【００２５】次に、図２〜図４を参照しながら、図１に
示したこの発明の実施例１の動作について説明する。内
燃機関が回転すると、クランク軸10及びカム軸20が回転
し、各信号板11及び21の突起12Ａ及び22Ａは、各フォト
センサ13Ａ及び23Ａに順次対向する。これにより、各フ
ォトセンサ13Ａ及び23Ａから得られる基準位置信号TP及
び気筒識別信号CPは、図３のようなパルス波形となって
制御手段4A内の信号レベル系列記憶部43に入力される。
【００２６】信号レベル系列記憶部43は、基準位置信号
TPを構成する等間隔矩形波パルスＰの一方のエッジ即ち
立下がりタイミングでの気筒識別信号CPのレベルを、図
４のように８ビットの系列として読込んで格納する。
【００２７】このとき、図３のように、基準位置信号TP
は等間隔矩形波パルスＰであり、気筒識別信号CPは、等
間隔矩形波パルスＰの立下がりでの連続４個分の信号レ
ベル系列が順次異なるように設定された異間隔矩形波パ
ルスP1〜P3である。従って、クランク角60°(基準位置
信号TPの立下がり)毎に読込まれる信号レベル系列Ｓ
は、最新の連続４ビットで比較すると互いに異なってい
る。
【００２８】基準位置判定部41Ａは、記憶部された信号
レベル系列Ｓのうちのｎからｎ−３までの最新の４個分
の信号レベルに基づいて各気筒毎の基準位置を判定し、
判定信号Ｆを生成する。即ち、４ビットの信号レベル配
列を参照しながら、基準位置信号TPの立下がり及び立上
がりの検出時期を各気筒のクランク角基準位置に変換す
る。
【００２９】例えば、４ビット(n-3、n-2、n-1、n)の信
号レベル系列が「０００１」のときは、最新の信号レベ
ル「１」を示す時点の基準位置信号TPの立下がりタイミ
ングが＃１気筒に対するB105°となり、次の基準位置信
号TPの立上がりタイミングが＃１気筒のＢ75°となる。
同様に、信号レベル系列が「００１０」のときは、最新
の信号レベル「０」を示す時点の基準位置信号TPの立下
がりタイミングが＃１気筒に対するＢ45°となり、次の
基準位置信号TPの立上がりタイミングが＃１気筒のＢ15
°となる。
【００３０】こうして、図４のように、クランク角720°
の間に24個の検出時期に対応する基準位置が判定され、
判定信号Ｆとなってタイミング制御部42に入力される。
このとき、気筒判定に要する期間は、クランク角にして
240°(＝60°×4)以内である。以下、タイミング制御部
42は、前述と同様に判定信号Ｆに基づいて各気筒及び各
制御対象気筒の基準位置を認識し、運転状態Ｄに応じた
点火時期等の制御タイミングを演算し、演算結果に対応
した制御信号を出力する。
【００３１】このように、クランク軸10の回転に同期し
た６個の等間隔矩形波パルスＰからなる基準位置信号TP
のエッジで、カム軸20の回転に同期した異間隔矩形波パ
ルスP1〜P3からなる気筒識別信号CPのレベルを読込み、
この信号レベル系列Ｓに基づいて各気筒毎の基準位置を
判定し、この判定信号Ｆに基づいて内燃機関のタイミン
グ制御を行うことができる。
【００３２】このとき、各矩形波パルスＰ及びP1〜P3に
パルス幅の短いノイズが重畳したとしても、基準位置信
号TPのエッジに同期しない限りは何ら影響を受けること
はない。又、基準位置信号TPのエッジに同期したノイズ
が重畳したとしても、信号レベル系列記憶部43に最新の
８ビットデータが常に格納されており、次の信号レベル
系列Ｓを予測できるので、誤検出を判定して自動的に矯
正することができる。従って、ノイズ誤差を含まない高
精度の基準位置を短時間に認識することができ、信頼性
の高い運転制御が可能となる。
【００３３】実施例２．尚、上記実施例１では４気筒の
場合を示したが、前述のように、他の気筒数、例えば、
３気筒、６気筒、８気筒及び12気筒の内燃機関を制御対
象とすることができる。図３内の判定信号Ｆ′は６気筒
の場合の各基準位置を示すタイミングチャートである。
【００３４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、クラン
ク軸の１回転中に６個生成される1／2デューティの等間
隔矩形波パルスにより基準位置信号を構成し、等間隔矩
形波パルスの一方のエッジでの連続４個分の信号レベル
系列が順次異なるように、連動軸の１回転中に複数個生
成される異間隔矩形波パルスにより気筒識別信号を構成
し、等間隔矩形波パルスの一方のエッジでの気筒識別信
号の信号レベル系列を記憶する信号レベル系列記憶部
と、信号レベル系列のうちの連続４個分の信号レベルに
基づいて各気筒毎の基準位置を判定して判定信号を生成
する基準位置判定部とを制御手段に設けたので、マルチ
気筒に対応可能で各気筒毎の基準位置を高信頼性に且つ
速やかに検出することのできる内燃機関制御装置が得ら
れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。
【図２】図１内の基準位置信号発生手段及び気筒識別信
号発生手段の具体的構造を示す正面図である。
【図３】この発明の実施例１の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図４】この発明の実施例１による基準位置判定動作を
示す説明図である。
【図５】従来の内燃機関制御装置を示すブロック図であ
る。
【図６】図５内の基準位置信号発生手段及び気筒識別信
号発生手段の具体的構造を示す斜視図である。
【図７】図５内の基準位置信号及び気筒識別信号を判定
信号と共に示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１Ａ 基準位置信号発生手段 ２Ａ 気筒識別信号発生手段 ４Ａ 制御手段 １０ クランク軸 ２０ カム軸（連動軸） ４１Ａ 基準位置判定部 ４２ タイミング制御部 ４３ 信号レベル系列記憶部 Ｂ７５°、Ｂ１５° 基準位置 ＣＰ 気筒識別信号 Ｆ 判定信号 Ｐ 等間隔矩形波パルス Ｐ１〜Ｐ３ 異間隔矩形波パルス Ｓ 信号レベル系列 ＴＰ 基準位置信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸の回転に同期して
    各気筒の基準位置に対応した基準位置信号を生成する基
    準位置信号発生手段と、 前記クランク軸の１／２の回転数を有する連動軸の回転
    に同期して前記各気筒を識別するための気筒識別信号を
    生成する気筒識別信号発生手段と、 前記基準位置信号及び前記気筒識別信号に基づいて前記
    各気筒を制御する制御手段とを備えた内燃機関制御装置
    において、 前記基準位置信号は、前記クランク軸の１回転中に６個
    生成される１／２デューティの等間隔矩形波パルスから
    なり、 前記気筒識別信号は、前記等間隔矩形波パルスの一方の
    エッジでの連続４個分の信号レベル系列が順次異なるよ
    うに、前記連動軸の１回転中に複数個生成される異間隔
    矩形波パルスからなり、 前記制御手段は、 前記等間隔矩形波パルスの一方のエッジでの前記気筒識
    別信号の信号レベル系列を記憶する信号レベル系列記憶
    部と、 前記信号レベル系列のうちの連続４個分に基づいて前記
    各気筒毎の基準位置を判定して判定信号を生成する基準
    位置判定部と、 前記判定信号に基づいて前記各気筒を制御するタイミン
    グ制御部と、 を含むことを特徴とする内燃機関制御装置。
JP4179809A 1992-07-07 1992-07-07 内燃機関制御装置 Expired - Lifetime JP2833934B2 (ja)

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US08/083,305 US5345909A (en) 1992-07-07 1993-06-29 Control apparatus for internal combustion engine
DE4322679A DE4322679C2 (de) 1992-07-07 1993-07-07 Vorrichtung zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Motorzylindern

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JPH0626395A true JPH0626395A (ja) 1994-02-01
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Cited By (1)

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