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JPH05163997A - 内燃機関制御装置及び方法 - Google Patents

内燃機関制御装置及び方法

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Publication number
JPH05163997A
JPH05163997A JP3326156A JP32615691A JPH05163997A JP H05163997 A JPH05163997 A JP H05163997A JP 3326156 A JP3326156 A JP 3326156A JP 32615691 A JP32615691 A JP 32615691A JP H05163997 A JPH05163997 A JP H05163997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
cylinder pressure
peak
reference position
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3326156A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Fukui
渉 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3326156A priority Critical patent/JPH05163997A/ja
Priority to KR1019920017744A priority patent/KR950009977B1/ko
Priority to US07/986,712 priority patent/US5284114A/en
Priority to DE4241683A priority patent/DE4241683C2/de
Publication of JPH05163997A publication Critical patent/JPH05163997A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077—Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775—Electronical verniers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、コストダウン及び高精度化を実
現した内燃機関制御装置を得る。 【構成】 機関回転に同期した連続パルスからなる角度
信号θを生成する角度検出手段1Aと、複数の気筒のうち
の少なくとも１つの筒内圧を検出する筒内圧センサ21
と、機関の始動サイクルを判定する始動サイクル判定手
段33と、始動サイクルにおける筒内圧のピークを検出す
る筒内圧ピーク検出手段34と、筒内圧のピークが検出さ
れた時点の角度信号を基準位置とする基準位置設定手段
31Ａと、角度信号を計数し且つ基準位置に応答してリセ
ットされる位置カウンタを含み位置カウンタの計数値に
基づいて気筒毎のタイミング制御時期に対応した制御時
間Ｔａを設定するタイミング設定手段32とを備え、基準
位置信号Ｔθの検出系を簡略化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、所定クランク角に対
応した基準位置信号に基づいて複数気筒のタイミング制
御時期(点火時期等)を決定する内燃機関制御装置及び方
法に関し、特に簡単な構成によりコストダウン及び高精
度化を実現した内燃機関制御装置及び方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複数の気筒によって駆動される
クランク軸及びこのクランク軸に連動するカム軸を有す
る内燃機関においては、各気筒の点火時期及び燃料噴射
時期等のタイミング制御時期を決定するために、機関回
転に同期した基準位置信号が用いられる。基準位置信号
はクランク角(クランク軸の回転角度)に対応した所定の
基準位置を示す必要があり、このため、基準位置信号発
生手段は、基準位置に対応したスリットを有する回転板
等から構成され、クランク軸又はカム軸に設けられてい
る。
【０００３】図４は従来の内燃機関制御装置を示す機能
ブロック図である。図において、１は例えばカム軸に設
けられた回転板(後述する)からなる角度検出手段であ
り、機関回転に同期した連続パルスからなる角度信号θ
と各気筒の所定クランク角に対応した基準位置を示す基
準信号Ｔを生成する。基準位置は例えばＢ75°(上死点
から75°手前)又はＢ５°等に設定される。
【０００４】２はエンジン負荷を示す流入空気量、回転
数及び吸気温度等の運転条件Ｄを検出する各種センサで
あり、各気筒内の筒内圧をフィードバックする筒内圧セ
ンサも含んでいる。３はマイクロコンピュータからなる
制御装置であり、角度信号θ、基準信号Ｔ及び運転条件
Ｄに基づいて各気筒毎の点火時期(タイミング制御時期)
を演算すると共に点火時期に対応した制御時間Ｔａを生
成する。
【０００５】制御装置３は、角度信号θ及び基準信号Ｔ
に基づいて基準位置信号Ｔθを生成する基準位置設定手
段31と、角度信号θ、基準位置信号Ｔθ及び運転条件Ｄ
に基づいて各気筒の点火タイミングとなる制御時間Ｔａ
を生成する点火時期設定手段32とを備えている。点火時
期設定手段32は、角度信号θのパルス数を計数し且つ基
準位置に応答してリセットされる位置カウンタを含み、
所定の基準位置から点火時期までの制御時間Ｔａを設定
するタイミング設定手段を構成している。
【０００６】図５は角度検出手段１を示す斜視図であ
り、10はカム軸と一体の回転板、11は回転板10の外周に
沿って設けられた所定ピッチのスリット、12は気筒数に
対応して回転板10に設けられたスリット、15はスリット
11に対向配置された発光素子、16はスリット11を通過し
た光により角度信号θを生成する受光素子、17はスリッ
ト12に対向配置された発光素子、18はスリット12を通過
した光により基準信号Ｔを生成する受光素子である。こ
こでは４気筒の場合を示しており、４個のスリット12が
等間隔に設けられている。
【０００７】図６は角度検出手段１から生成される角度
信号θ及び基準信号Ｔを示す波形図である。角度信号θ
のパルス間隔は、クランク角に換算して例えば0.5°程度
に設定されており、基準信号Ｔは、各気筒＃１、＃３、
＃４及び＃２の基準位置で順次生成される。従って、図
５に示した回転板10は、スリット12の位置が基準位置に
対応するように、カム軸に対して高精度に取り付けられ
ている。
【０００８】次に、図５及び図６を参照しながら、図４
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。図６のように、機関回転に同期して角度検出手段１
から生成された基準信号Ｔ及び角度信号θは、制御装置
３に入力される。制御装置３内の基準位置設定手段31
は、基準信号Ｔが立ち上がった時点の角度信号θを基準
位置とし、基準位置信号Ｔθを生成する。
【０００９】点火時期設定手段32内の位置カウンタは、
基準位置信号Ｔθが示す基準位置に応答してリセットさ
れると共に角度信号θを計数しており、点火時期設定手
段32は、位置カウンタの計数値及び運転条件Ｄに基づい
て点火時期(クランク角換算)を演算し、基準位置から点
火時期までの制御時間Ｔａを求める。
【００１０】このとき、点火時期設定手段32は、通常は
運転条件Ｄに応じて予め設定されたマップに基づいて点
火時期を演算するが、経年変化等による変動を考慮し
て、筒内圧信号(運転条件Ｄに含まれる)のピーク位置を
フィードバックして、実際に最適の点火が行われたか否
かを確認する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関制御装
置及び方法は以上のように、角度検出手段１から得られ
る二系統のパルス信号Ｔ及びθに基づいて基準位置信号
Ｔθを求めているので、スリット11及び12に対応した２
つの検出系が必要となり、コストアップにつながるう
え、特に、回転板10をエンジンに直結されたクランク軸
に取り付ける場合にはフォトカプラ15〜18の配置等が困
難になるという問題点があった。又、基準信号Ｔを高精
度に生成するため、回転板10の回転軸への取り付け精度
が厳しいものが要求されるという問題点があった。
【００１２】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、基準位置信号を生成するための
パルス信号検出を一系統で行い、コストダウンを実現す
ると共に、角度検出手段の取り付けを無調整化して容易
に高精度化を実現した内燃機関制御装置及び方法を得る
ことを目的とする。
【００１３】
【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、機関回転に同期した連続パルスからなる角
度信号を生成する角度検出手段と、複数の気筒のうちの
少なくとも１つの筒内圧を検出する筒内圧センサと、機
関の始動サイクルを判定する始動サイクル判定手段と、
始動サイクルにおける筒内圧のピークを検出する筒内圧
ピーク検出手段と、筒内圧のピークが検出された時点の
角度信号を基準位置とする基準位置設定手段と、角度信
号を計数し且つ基準位置に応答してリセットされる位置
カウンタを含み位置カウンタの計数値に基づいて気筒毎
のタイミング制御時期に対応した制御時間を設定するタ
イミング設定手段とを備えたものである。
【００１４】又、この発明に係る内燃機関制御方法は、
機関回転に同期した連続パルスからなる角度信号を検出
するステップと、複数の気筒のうちの少なくとも１つの
筒内圧を検出するステップと、機関の始動サイクルを判
定するステップと、始動サイクルにおける筒内圧のピー
クを検出するステップと、筒内圧のピークが検出された
ときに角度信号を計数する位置カウンタをリセットする
ステップと、位置カウンタの計数値に基づいて気筒毎の
タイミング制御時期に対応した制御時間を設定するステ
ップとを備えたものである。
【００１５】
【作用】この発明においては、機関のクランキング時即
ち気筒が失火状態にある始動サイクルでの筒内圧ピーク
がＴＤＣ(上死点：クランク角が０°)に対応する点に着
目し、筒内圧のピーク位置に基づいて基準位置を求め基
準信号を不要とする。
【００１６】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す機能ブロック図
であり、２及び32は前述と同様のものである。又、1A、
3A及び31Ａは、角度検出手段１、制御装置３及び基準位
置設定手段31にそれぞれ対応している。
【００１７】この場合、角度検出手段1Aは角度信号θの
みを生成しており、図５内のスリット12、フォトカプラ
17及び18は不要となる。21は複数の気筒のうちの少なく
とも１つの筒内圧を検出して筒内圧信号Ｐを生成する筒
内圧センサ、22はクランキング信号Ｃを生成する始動ス
イッチであり、これらは各種センサ２に含まれ得る。
【００１８】制御装置3Aは、クランキング信号Ｃに基づ
いて機関の始動サイクルを判定する始動サイクル判定手
段33と、始動サイクル判定信号Ｈに応答して始動サイク
ルにおける筒内圧信号Ｐのピークを検出する筒内圧ピー
ク検出手段34とを更に備えている。基準位置設定手段31
Ａは、筒内圧ピーク検出手段34からのピーク検出信号Ｄ
Ｐに応答して、筒内圧のピークが検出された時点の角度
信号θを基準位置とし、この基準位置を示す基準位置信
号Ｔθを生成する。
【００１９】次に、図２のフローチャート及び図３の波
形図を参照しながら、図１に示したこの発明の一実施例
の動作について説明する。まず、制御装置3Aは、角度検
出手段1A及び筒内圧センサ21からの角度信号θ及び筒内
圧信号Ｐを検出し(ステップS1)、角度信号θを基準位置
設定手段31Ａ及び点火時期設定手段32に入力し、筒内圧
信号Ｐを点火時期設定手段32及び筒内圧ピーク検出手段
34に入力する。
【００２０】又、始動サイクル判定手段33は、クランキ
ング信号Ｃを検出し、クランキング信号Ｃの有無に基づ
いて始動サイクルか否かを判定する(ステップS2)。も
し、始動スイッチ22が操作されてクランキング信号Ｃが
生成されると、始動から所定期間だけ始動サイクル判定
信号Ｈが生成される。一般に、クランキング開始から所
定期間は、セルモータによる起動が行われて各気筒は失
火状態にあるので、始動サイクル判定信号Ｈは気筒の失
火状態を示している。
【００２１】始動サイクル判定信号Ｈが生成されると、
筒内圧ピーク検出手段34は有効となり、始動サイクルで
の筒内圧のピークを検出するために、筒内圧信号Ｐがピ
ークか否かを判定する(ステップS3)。このとき、筒内圧
センサ21が各気筒に設けられているとすれば、筒内圧信
号Ｐは、図３のように各気筒＃１、＃３、＃４及び＃２
のＴＤＣでピークとなる。
【００２２】もし、筒内圧ピーク検出手段34が筒内圧ピ
ークを検出し、ピーク検出信号ＤＰが生成されると、基
準位置設定手段31Ａは、筒内圧ピークが検出されたとき
の角度信号θを基準位置(ＴＤＣ)として基準位置信号Ｔ
θを生成する。
【００２３】点火時期設定手段32は、基準位置信号Ｔθ
が示す基準位置により、角度信号θを計数する位置カウ
ンタをリセットし(ステップS4)、続いて、角度信号θに
応答して位置カウンタをインクリメントする(ステップS
5)。そして、点火時期設定手段32は、前述と同様に、運
転条件Ｄ、筒内圧信号Ｐ及び位置カウンタの計数値に基
づいて、気筒毎のタイミング制御時期に対応した制御時
間Ｔａを設定する(ステップS6)。
【００２４】一方、ステップS2において始動サイクルで
ないと判定された場合並びにステップS3において筒内圧
ピークでないと判定された場合には、ステップS5に進
み、位置カウンタのインクリメント(角度信号θの計数)
が行われる。
【００２５】このように、筒内圧信号Ｐのピークに基づ
いて、各気筒のＴＤＣを基準位置に設定することによ
り、角度検出手段1Aの検出系は一系統で済む。又、始動
サイクルにおける筒内圧ピークが確実にＴＤＣを示すこ
とから、回転板の取り付けは無調整で済み、角度信号θ
の分解能に応じた精度を得ることができる。
【００２６】実施例２．尚、上記実施例では各気筒に筒
内圧センサ21を設けた場合を示したが、点火時期設定手
段32は、筒内圧ピークが検出された気筒を特定気筒とす
ることにより、角度信号θの計数値に基づいて連続的に
気筒及びクランク角を判定することができるので、筒内
圧センサ21を１つの気筒のみに設けてもよい。
【００２７】実施例３．又、タイミング制御時期を点火
時期としたが、他のタイミング制御時期、例えば燃料噴
射時期にも適用することができ、同等の作用効果を奏す
る。又、基準位置即ちＴＤＣを基準位置として制御時間
Ｔａを求めたが、位置カウンタの計数値に基づいて、Ｂ
75°又はＢ５°等を新規の基準位置として演算により設
定してもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、機関回
転に同期した連続パルスからなる角度信号を生成する角
度検出手段と、複数の気筒のうちの少なくとも１つの筒
内圧を検出する筒内圧センサと、機関の始動サイクルを
判定する始動サイクル判定手段と、始動サイクルにおけ
る筒内圧のピークを検出する筒内圧ピーク検出手段と、
筒内圧のピークが検出された時点の角度信号を基準位置
とする基準位置設定手段と、角度信号を計数し且つ基準
位置に応答してリセットされる位置カウンタを含み位置
カウンタの計数値に基づいて気筒毎のタイミング制御時
期に対応した制御時間を設定するタイミング設定手段と
を備え、基準位置信号の検出系を簡略化したので、コス
トダウン及び高精度化を実現した内燃機関制御装置が得
られる効果がある。
【００２９】又、この発明によれば、機関回転に同期し
た連続パルスからなる角度信号を検出するステップと、
複数の気筒のうちの少なくとも１つの筒内圧を検出する
ステップと、機関の始動サイクルを判定するステップ
と、始動サイクルにおける筒内圧のピークを検出するス
テップと、筒内圧のピークが検出されたときに角度信号
を計数する位置カウンタをリセットするステップと、位
置カウンタの計数値に基づいて気筒毎のタイミング制御
時期に対応した制御時間を設定するステップとを備え、
基準位置信号の検出系を簡略化したので、コストダウン
及び高精度化を実現した内燃機関制御方法が得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による内燃機関制御装置の一実施例を
示す機能ブロック図である。
【図２】この発明による内燃機関制御方法の一実施例を
示すフローチャートである。
【図３】この発明において生成される筒内圧信号を示す
波形図である。
【図４】従来の内燃機関制御装置を示す機能ブロック図
である。
【図５】従来の角度検出手段の構成を示す斜視図であ
る。
【図６】一般的な基準位置信号を示す波形図である。
【符号の説明】
1A 角度検出手段 21 筒内圧センサ 31Ａ 基準位置設定手段 32 点火時期設定手段(タイミング設定手段) 33 始動サイクル判定手段 34 筒内圧ピーク検出手段 θ 角度信号 Ｈ 始動サイクル判定信号 Ｐ 筒内圧信号 ＤＰ ピーク検出信号 Ｔθ 基準位置信号 Ｔａ 制御時間 S1 角度信号及び筒内圧を検出するステップ S2 始動サイクルを判定するステップ S3 筒内圧のピークを検出するステップ S4 位置カウンタをリセットするステップ S6 制御時間を設定するステップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関回転に同期した連続パルスからなる
    角度信号を生成する角度検出手段と、 複数の気筒のうちの少なくとも１つの筒内圧を検出する
    筒内圧センサと、 機関の始動サイクルを判定する始動サイクル判定手段
    と、 前記始動サイクルにおける前記筒内圧のピークを検出す
    る筒内圧ピーク検出手段と、 前記筒内圧のピークが検出された時点の前記角度信号を
    基準位置とする基準位置設定手段と、 前記角度信号を計数し且つ前記基準位置に応答してリセ
    ットされる位置カウンタを含み前記位置カウンタの計数
    値に基づいて前記気筒毎のタイミング制御時期に対応し
    た制御時間を設定するタイミング設定手段と、 を備えた内燃機関制御装置。
  2. 【請求項２】 機関回転に同期した連続パルスからなる
    角度信号を検出するステップと、 複数の気筒のうちの少なくとも１つの筒内圧を検出する
    ステップと、 機関の始動サイクルを判定するステップと、 前記始動サイクルにおける前記筒内圧のピークを検出す
    るステップと、 前記筒内圧のピークが検出されたときに前記角度信号を
    計数する位置カウンタをリセットするステップと、 前記位置カウンタの計数値に基づいて前記気筒毎のタイ
    ミング制御時期に対応した制御時間を設定するステップ
    と、 を備えた内燃機関制御方法。
JP3326156A 1991-12-10 1991-12-10 内燃機関制御装置及び方法 Pending JPH05163997A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP3326156A JPH05163997A (ja) 1991-12-10 1991-12-10 内燃機関制御装置及び方法

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