JPS59134377A - 電子制御エンジンの制御方法 - 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】 本発明は、電子制御エンジンの制御方法に係り、特に、
電子制御１点火時期制御装、置を１釉えた自動車用カッ
リンエンジンや電子制御燃料噴射ポンプを“備えた自動
車用ディーゼルエンジンに用いるのに好適な、クランク
角に応じて点火時期又は燃料噴射時期等を制御するよう
にした電子制御エンジンの制御方法の改良に関する。

近年、エンジン運転状態に応じて点火時期を電子制御す
るようにした点火時期制御装置を備えた自動車用ガソリ
ンエンジンや、エンジン運転状態に応じて燃料噴射時期
を電子制御するようにした電子制御ＩＩ燃料噴射ポンプ
を備えた自動車用ディーゼルエンジンが実用化されてい
る。この様な電子制御エンジンにおいては、何れもクラ
ンク角に応じて点火時期または燃料噴射時期等を制御す
るようにされており、クランク角を正確に検知すること
が極めてＭ要である。

従って従来は、例えば、６気筒ガソリンエンジンにおい
ては、クランク角３６０″毎に気筒判別パルスＧ（第１
図（△）参照）を発生する気筒判別センサ、及び、クラ
ンク角３０’毎にエンジン回転パルスＮＥｏ　、ＮＥＩ
　　、ＮＦ２−　（第１図（Ｂ）参照）を発生するエン
ジン回転センサから成るクランク角センサを、エンジン
のクランク軸の回転と連動して回転するデス１〜リヒユ
ータ軸を有】るデストリピユータの内部に配設し、前記
気筒判別パルスにより前記エンジン回転パルスのどれが
各気筒の目標検出位置、例えば上死点になるかを判別し
、波形成形を２回行った後、その立下りが各気筒の上死
点になることを想定して、点火時期等を決定し、制御す
るようにしていたく第１図（Ｃ）（Ｄ）参照）。しかし
ながら、一般に、クランク角センサがデストリピユータ
内に組込まれでいるガソリンエンジンでは、エンジンに
デストリピユータ軸の先端を挿入しただけでは、クラン
ク角センサによって検出される実検出位置θＡが、エン
ジンの目標検出位置θ０　（例えば上死点）と一致せず
、両者間に、クランク角センサの実組付は位置と目標組
付は位置のずれや部品のばらつきに基づく偏差θＲがあ
るため、デストリピユータの止めねじをゆるめて、エン
ジンを運転したままの状態で、デストリピユータを回動
させることによって、クランク角センサの位置調整を行
う必要があった。しかしながら、この場合、回転体の近
くでクランク角センサ位置の調整を行わなければならず
、非常に危険であるという問題点を有していた。

又、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにクランク角
センサを設けた場合には、エンジンを運転しながらの調
整は不可能であり、正確な位置ゞ調整が極めて難しいと
いう問題点を有していた。

従って、クランク角センサで検知される実検出位置を、
厳密に目標検出位置、例えば上死点と一致させることか
できず、クランク角に応じて制御される点火時期や燃料
噴射時期等の制御を正確に行なうことができない恐れが
あるという問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消づるべくなされたも
ので、クランク角センサの位置調整が不要であり、しか
も、点火時Ｗ」や燃料噴躬詩期等を正確に制ｔｉｌｌ−
Ｊることがてきる電子制御エンジンの制御方法を提供づ
ることを目的とする。

本発明は、クランク角に応じて点火時期又は燃料＠副時
１１Ｊ等を制慴１づるようにした電子制御エンジンの制
御方法において、第２図にその要旨を示す如く、クラン
ク角センサの出力により所定クランク位置が検知されて
からタイミングライトを動作させる迄の時間を調整づる
ための外部抵抗器の抵抗値から、クランク角センサの実
検出位置と目標検出位置の偏差を検出し、該偏差により
点火時期又は燃料噴射時期等の制御目標値を補正するよ
うにして、前記目的を達成したものである。

以下、図面を参照して本発明に係る電子制御エンジンの
制御方法の実施例を詳細に説明する。

本発明の第１実施例は、本発明を電子制御点火時期制御
装置を備えた自動車用６気筒ガソリンエンジンに適用し
たもので、第３図に示す如く、吸入空気の流量を検知す
るためのエアフローメータ１２と、スロットルボディ１
４に配設された、吸入空気の流量を制御するためのスロ
ットルバルブ１６と、吸気干渉を防止するためのサージ
タンク１８と、吸気マニホルド２０に配設された、各気
筒の吸気ボートにむけて燃料を噴射するためのインジェ
クタ２２と、エンジン燃焼室１０ａ内に導入された混合
気に着火するための点火プラグ２４と、排気マニホルド
２６と、点火１次信号を発生するためのイグナイタが付
設された、点火１次信号を高圧の点火２次信号に変換す
るためのイグナイタ付きコイル２８と、該イグナイタ付
きコイル２８で発生された点火２次信号を各気筒の点火
プラグ２４に配電するた・めの、エンジン１０のクラン
ク軸の回転と連動して回転するデストリピユータ軸３０
’ａを有するデストリピユータ３０と、前記デストリピ
ユータ軸３０ａの回転状態からエンジン１０が３６０°
回転する毎に発生される気筒判別パルス及び３０’ＣＡ
回転する毎に発生されるエンジン回転信号を得るための
、気筒判別センサ３２及びエンジン回転センサ３４から
なるクランク角センサと、エンジン１０のシリンダブロ
ックに配設された、エンジン冷却水）Ｂを検知するため
の水温センサ３６と、前記エアーフローメータ１２出力
から一検知される吸入空気流量及び前記エンジン回転セ
ンサ３４出力から検知されるエンジン回転速度等のエン
ジン運転状態に応じて、制御目標点火時期を求め、前記
イクナイタ付きコイル２８に制御信号を出力するととも
に、吸入空気流鰻、エンジン回転速度等のエンジン運転
状態に応じて、制御目標燃料噴射量を求め、前記インジ
ェクタ２２に開弁時間信号を出力する電子制卸ユニット
（以下ＥＣＵと称する）４０とを備えた自動車用６気筒
ガソリンエンジン１０の電子制卸装置において、オンと
された時は、点火信号をクランク角センサの実検出位置
から遅延時間θｐに発生するための初期調整スイッチ４
１と、前記クランク角センサの出力により所定クランク
位置が検知されてから点火信号を発生させる迄の時間θ
ｐを調整するための外部可変抵抗器４２とを設け、前記
ＥＣＵ４０内で、初期調整時に、前記外部可変抵抗器４
２を調整してタイミングライトが目標検出位置で動作す
るようにした時の外部可変抵抗器４２の抵抗値から、ク
ランク角センサの実検出位置と目標検出位置の偏差θ隙
を検出し、通常の点火時期制御時に、前記偏差θトによ
り点火時期の制御目４Ｍ値を補正するようにしたもので
ある。

前記ＥＣＵ４Ｃ）は、第４図に詳細に示す如く、各種演
算処理を行うための、例えばマイクロプロセッサからな
る中央処理ユニット（以下ＣＰＵと称づる）５０と、前
記エアフローメータ１２出力の吸入空気量信号、前記水
温センサ３６出力の冷却水温信号、前記外部可変抵抗器
４２の抵抗＋１ｉＩ　Ｒ等のアナログ信号を順次デジタ
ル信号に変換して取込むための、マルチプレクサ５２、
アナログ−デジタル変換器（以下Ａ　、−’　Ｄ変換器
と称する）５４及び入力インターフェース５６と、前記
気筒判別センサ３２出力の気筒判別信号及び前記エンジ
ン回転センサ３４出力のエンジン回転信号を取込むため
の入力インターフェース５８と、前記初期調整スイッチ
４１の出力を取込むための入力インターフェース５９と
、クロック信号を発生するため゛のクロック回路Ｇｏと
、制御プログラムや各種データ等を記憶するためのリー
ドオンリメモリ（以下ＲＯＩｖｌと称する）６２と、Ｃ
ＰＵ５０における演算データ等を一時的に記憶しておく
ためのランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと称する）
６４と、前記ＣＰＵ５０の演算結果に応じて、アンプ６
８を介して前記インジェクタ２２に開弁時間信号を出力
するための燃料噴射制御回路６６と、同じく前記ＣＰＵ
５０の演算結果に応じて、アンプ７２を介して前記イグ
ナイタ付きコイル２８に点火時期制御信号を出力するた
めの点火時期制御回路７０と、前記各構成機器間を接続
するコモンバス７４とから構成されている。

以下作用を説明する。

まず、それぞれのエンジンに対し、エンジンのクランク
ブーりには、■字形のきざみを付け、クランク角センサ
が目標位置に調整され、確実に目標のクランク角で信号
を光生ずる時、■字形のきざみが位置する点をシリンダ
ブロック側にもきざんでおく。このように設計されたエ
ンジンが絹付けられた時、クランク角センサは、エンジ
ン毎にその位置がばらつく。このばらつきを、コンピュ
ータ等に正確に知らせて制御１１に生かすようにしたも
のが本光明である。

本実施例におけるクランク角センサの実検出位置と目標
検出位置の幅差θにの検出及び該検出された幅差θｋに
基づく点火時期制御は、第５図に示すような流れ図に従
って実行される。即ち、まずステップ１０１０で、前記
初期調整スイッチ４１がオンとされてるいるか否かを判
定する。判定結果が正である時、即ち、初期調整を行う
必要がある時には、ステップ１０２０に進み、現在の外
部可変抵抗器４２の抵抗値Ｒを読込む。次いでステップ
１０３０に進み、例えば第６図に示すような関係を用い
て、外部可変抵抗器４２の抵抗値Ｒに対応する遅延時間
θＤを算出する。

次いでステップ１０４０に進み、前出第１図（Ｄ＞に示
したような、波形整形後のエンジン回転信号の立ち下り
後、遅延時間θしだけ経過した時点で、点火信号が発生
するようにレジスタをセットして、クランク角センサの
出力により所定クランク位置が検知されてから点火信号
を発生する迄、即ち、タイミングライトを動作する迄の
時間を調整できるようにする。従って、作業者は、ステ
ップ１０４５で、タイミングライトを用いて、タイミン
グラン］〜が光る時、クランクブーりのきざみとシリン
ダブロックのきざみが一致するように、即ち、点火時期
が目標検出位置θ０、例えば上死点になるように外部可
変抵抗器４２を調整して、初期調整を終了する。これに
より、外部可変抵抗器４２の抵抗値Ｒは、クランク角セ
ンサの実検出位置ど目標検出位置の偏差θｋに対応する
ものとなっている。

前出ステップ１０２０乃至１０４５により検出されたク
ランク角センサの実検出位置と目標検出位置の幅差θｋ
に基づく点火時期の制（社）は、前出第５図に示した流
れ図のステップ１０５０以降によって実行される。即ち
、前出ステップ１０１０の判定結果が否であり、通常の
点火時期制皿を行う必要があると判断される詩には、ス
テップ１０５０に進み、例えば前記エアフローメータ１
２出力の吸入空気姫、Ａｒｔ記エフェンジン回転センサ
３４出力求められるエンジン回転速度等から制御目標点
火時期θｉｇを算出覆る。次いでステップ１０６０に進
み、前記外部可変抵抗器４２の抵抗＋Ｕ　Ｒを読込む。

次いてステップ１０７０に進み、前出第６図を用いて、
抵抗値Ｒに対応する１馳差θＫを算出する。次いでステ
ップ１０８０に進み、前出ステップ１０５０で求められ
た制御目（票点火時期θｉｇを偏差θにて宥…正ザるこ
とによって、クランク角センサの実検出位置と目標検出
位置の鋼差による誤差を補正する。次いでステップ１０
９０に進み、補正後の制御目標点火時期θｉｇに対応す
る実際の時刻を求めるべく、タウンカウント開始点及び
タウンカウント量を決定覆る。具体的には、萌出第１図
に示すような場合は、制御目標点火時期θ１９と偏差θ
にの関係に応じて、下記のような関係式からダウンカウ
ント開始点を決定づる。

又、タウンカウント量は、次の関係式により決定づる。

次いでステップ１１００に進み、タウンカウント開始点
とダウンカラン＋−ｍをレジスタにセットして、このル
ーチンを終了する。

本実施例においては、本発明がカッリンエンジンに適用
されているので、通常の方法でタイミングライトを用い
ることができ、特別なタイミングライ１〜駆動回路は不
要である。

次に、本発明を、電子制御燃料噴射ポンプを備えた自動
車用ディーゼルエンジンに適用した実施例について詳細
に説明する。

本実施例は、第７図に示すような、ディーゼルエンジン
１１０の出力軸の回転と連動して回転される駆動軸１１
４、該駆動軸１１４に固着された、燃料を圧送するため
のパフイードポンプ７１６（第７図は９０°転回した状
態を示す）、燃料供給圧を調整するための燃圧調整弁１
１８、前記駆動軸１１４に固着されたギヤ１２０の回転
変位から、ディーゼルエンジン１１０の回転状態を検知
するための、例えばＮ　Ｅａビックアツフ゛からなるエ
ンジン回転センサ１２２、燃料噴射時期を制御するため
のローラリング１２４、該ローラリング１２４を駆動す
るためのタイマピストン１２６、該タイマピストン１２
６の位置を制Ｈするためのタイミング制御弁１２８、前
記タイマピストン１２６の位置を検知するための、例え
ば可変インダクタンスセンサからなるタイマ位置センザ
１３０、燃料唄側量を制御するＩζめのスピルリング１
３２、該スピルリング１３２を駆動するための、プラン
ジャ１３４ａ、圧縮はね１３４１）、コイル１３４ｃ及
びコイルケース１３４（Ｉからなるスピルアクチュエー
タ１３４、前記プランジャ１３４ａの変位から前記スピ
ルリング１３２の位置を検出するための、例えば可変イ
ンダクタンスセンサからなるスピル位置センサ１３６、
エンジン淳止特に燃料をカットするための燃料カットソ
レノイド（以下ＦＣＶと称する）１３８、プランジャ１
４０及びデリバリバルブ１４２を有する燃料噴射ポンプ
１１２と、該燃料噴射ポンプ１１２のデリバリバルブ１
４２から吐出される燃料をディーゼルエンジン１１０の
副燃焼室内に噴射するためのインジエクションノスル１
４４と、吸気管１４６を介して吸入される吸入空気の圧
力を検出するための吸気圧センサ１４８と、ディーゼル
エンジン１１０のシリンタブロック１１０ａに配設され
た、エンジン冷却水）呂を検出づるための水温センサ１
５２と、運転者が操作するアクセルペダル１５４の踏込
み角度（以下アクセル開度と称する）を検出するための
アクセルセンサ１５６と、前記アクセルセンサ１５６出
力から検知されるアクセル開度、前記エンジン回転セン
サ１２２出力から検知されるエンジン回転速度、前記水
温センサ１５２出力から検出されるエンジン冷却水温等
により目標噴射時期及び計紳噴躬量を求め、前記燃料噴
劃ポンプ１１２から、目標噴！ｉ１′ｊ詩期に計算噴射
量の０！ｉ料がｌ］ｉｉＩ　ａｄされるように、前記タ
イミング制御弁１２８、スピルアクチュエータ１３４等
を制御するＥＣＵ１５８とを備えた、自動車用ディーゼ
ルエンジン１１０の％、ｉｌｉ料噴射制御装置において
、前記燃料噴射ポンプ１１２の駆動軸１１４の回転変位
から気筒判別信号を得るための気筒判別センサ１６０と
、オンとされた時は、タイミングライト駆動信号を、気
筒判別センサ１６０及−びエンジン回転センサ１２２か
ら成るクランク角センサの出力による実検出位置からｊ
イ延時間θｃ＋　１４ｉｔに発生Ｊるための初期調整ス
イッチ１６１と、前記クランク角センサの出力により所
定クランク位置が検知されてからタイミングライトを動
作させる迄の時間θ０を調整するための外部可変抵抗器
１６２とを設けるとともに、前記ＥＣＵ１５’８により
タイミングライト１６４を駆動可能とし、該ＥＣＵ１５
８内で、初期調整時に、前記外部可変抵抗器１６２を調
整してタイミングライト１６４か目標検出位置で動作づ
るようにした時の外部可変抵抗器１６２の抵抗１直から
、クランク角センサの実検出位置と目標検出位置の偏差
θにを検出し、通常の噴射時期制御時に、前記偏差θλ
により燃料１＠ＱＪ時期の制御目４Ｍ　ｌａを補正する
ようにしたものである。

図において、１２５はカムフ゛レート、１３３は引張り
はねて・ある。

前記ＥＣＵ１５８は、第８図に詳細に示づ如く、各種演
算処理を行うための、例えばマイクロコンピュータから
なるＣＰＵ１５９と、バッファ１６０を介して入力され
る前記水）品センサ１５２出力、バッファ１６４を介し
て入力される前記吸気圧センサ１４８出力、バッファ１
６６を介して入力される前記アクセルセンサ１５６出力
、バッファ１６７を介して入力される前記外部可変抵抗
器１６２出力、センサ駆動回路１６８出力のセンサ駆動
用周波数信号によって駆動され、センサ信号検出回路１
７０を介して入力される前記スピル位置センサ１３６出
力、同じくセンサ駆動回路１７２出力のセンサ駆動用周
波数信号によって駆動され、センサ信号検出回路１７４
を介して入力される前記タイマ位置センサ１３０出力等
を順次取込むためのマルチプレクサ１７６と、該マルチ
プレクサ１７６出力のアナログ信号をデジタル信号に変
換するためのＡ　、／Ｄ変換器１７Ｂと、該Ａ、／Ｄ変
換器１７８出力をＣＰＵ１５９に取込むための入出力ポ
ート１８０と、前記エンジン回転センサ１２２出力及び
気筒判別センサ１６０出力を波形整形して前記ＣＰＵ５
９に取込むための入力インターフェース１９４と、前記
初１１ｊ　ＩＮ　ｍスイッチ１６１の出力を取込むため
の入力インターフェース１９５と、クロック発生回路２
０２と、ｃｐＵ１５９における演算データ等を一詩的に
記憶するための、電源異常時にバックアップづるバック
アップＲＡＭを含むＲＡＭ２Ｃ１４と、制御プログラム
や各種データ等を記憶づるためのＲＯＭ２Ｏ６と、前記
ＣＰＵ１５９における演算結果に応じて前記タイミング
ライｈ　１６４を駆動づるための、駆動回路２０７と、
同じく前記ＣＰＵ１５９における演算結果に応じて前記
タイミング制御弁１２８を駆動するための駆動回路２０
８と、同じく前記ＣＰＵ１５９における演算結果に応じ
て前記ＦＣＶ１３８を駆動するための駆動回路２０９と
、デジタル−アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と称プ
る）２１０によりアナログ信号に変換された前記ＣＰＵ
１５９出力と前記スピル位置センサ１３６出力との偏差
に応して、前記スピルアクチュエータ１３４を駆動づる
ｌ〔めのサーボ増幅器２１２及び駆動回路２１４と、前
記各構成機器間を接続Ｊるコモンバス２１６とから構成
されている。

本実施例における、クランク角センサの実検出位置と目
標検出位置の偏差θにの検出及び該検出された偏差θｋ
に基づく燃料噴射時期の制御は、前記第１実施例と略同
様であるので、説明は省略りる。

以上説明した通り、本発明によれば、クランク角センサ
の位置調整が小鼓となり、しかも、正確に点火時期や燃
料噴射時期等を制御することが可能となるという侵れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための、クランク角
センサの実検出位置と目標検出位置の幅差を示１線図、
第２図は、本発明に係る電子制御エンジンの制御方法の
要旨を示す流れ図、第３図は１本発明が採用された、自
動車用６気筒カツリンエンジンの電子制御点火時期制御
１ｌＩＩ装置の第１実加例の構成を示す、一部ブロック
線図を含む断面図、第４図は、前記第１実施例で用いら
れている電子制御ユニットの構成を示すブロック線図、
第５図は、同じく、クランク角センサの実検出位置と目
標検出位置の１ｉｉｉｉ差を検出づるとともに、点火時
期を制ｉ即するためのルーチンを示す流れ図、第６図は
、前記ルーチンで用いられている、外部抵抗器の抵抗値
と１幅差の関係の例を示ず紳図、第７図は、本発明が採
用された、自動車用ディーゼルエンジンの電子制御燃料
噴射装置の第２実施例の構成を示づ、一部ブロック線図
を含む断面図、第８図は、前記第２実施例で用いられて
いる電子制置ユニツ１−の構成を示づブロック線図であ
る。 １０・・・ガソリンエンジン、 １？・・・エアフローメータ、 ２４・・・点火プラグ、 ２８・・・イグナイタ付きコイル、 ３０・・・デストリピユータ、 ３２．１６−Ｏ・・・気筒判別センサ、３４．１２２・
・・エンジン回転センサ、４０．１５８・・・ＥＣＵ。 ４１．１６１・・・初期調整スイッチ、４２．１６２・
・・外部抵抗器、 １１０・・・ディーゼル１ンジン、 １１２・・・燃料噴射ポンプ、 １４４・・・インジェクションノズル、１６４・・・タ
イミングライト。 代理人　高　矢　　論 （ほか１名） 第５図 第６図 −抵才毘イ直Ｒ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランク角に応じて点火時期又は燃料噴射時！ｌ
   ｌＪ等を制Ｗするようにした電子制御エンジンの制ｉ１
   １方法において、クランク角センサの出力により所定ク
   ランク位置が検知されてからタイミングライトを動作さ
   せる迄の時間を調整づるための外部抵抗器の抵抗１１ば
   から、クランク角センサの実検出位置と目標検出位置の
   艶差を検出し、該−差により点火１期又は燃料噴射時期
   等９制御目標姶を補正するようにしたことを特徴とする
   電子制御エンジンの制御方法。