JPS62197732A - 指圧ピ−ク位置検出回路 - 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】 炎血旦１ 本発明は、内燃エンジンのエンジン燃焼室内圧力を表わ
す指圧信号のクランク角度上の最大ピーク位置く以下単
にピーク位置と称する）を検出する指圧ピーク位置検出
回路に関する。

九旦且薯 内燃エンジンのエンジンシリンダ内ｊ王の変動を検出し
て例えば点火タイミング制御をなすシステムが考えられ
る。

かかる場合、指圧信号の最大ピーク位置を検出するため
に指圧ピーク位置検出回路を用いて、エンジン内圧最大
角度位置を求めることが行なわれる。

第１図は、例えば特開昭６０−１１６８１号公報に開示
された如き従来の指圧ピーク位置検出回路を示しており
、この回路においては内燃エンジンのエンジンシリンダ
を形成する部材、例えば、シリンダブロック及びシリン
ダヘッドの間に生ずる応力を検出する応力センナ（図示
せず）等によって形成されてシリンダ内圧を表わす指圧
信号を発生する指圧信号発生回路１を含んでいる。基準
位置信号発生器３は、例えばクランクシャフト（図示せ
ず）に同期して回転するロータ上の爪と磁気ピックアッ
プコイルとによって形成され、クランク角度位置が基準
位置に達したことを丞す基準位置信号例えばＴＤＣ（Ｔ
ｏｐ　　Ｄｅａｄ　Ｃｅｎｔｅｒ）パルスを発生する。

一方、タイミングパルス発生器９は基準位置信号発生器
３のロータと同軸のロータに６０’間隔の６つの爪を設
けてクランクシャフトの回転に同期したタイミングパル
スを発生しこれを点火角こり定指令回路８に供給する。

ピークボールド回路４は基準位置信号によってクリアさ
れた１！！指圧信号の０人値を保持し化生々回路５は該
最大値を指圧信号自身が下回ったとき指圧化ｇの最大（
直デー来と判断してピーク検出信号を発する。

点火角設定回路８は、基準位置信号発生直後のタイミン
グパルス、すなわちＴＤＣ信号に応答し、その内部のカ
ウンタを起動し、比較回路５からピーク検出信号が発せ
られるまでの時間Ｔ　ｐ　ｘとＴＤＣの次のタイミング
パルスが発生するまでの時間Ｔを求め、最大指圧ピーク
発生クランク角度θ°・を　　　　　　　　　　Ｔ。８ θＤＸ＝６０°×　□ より求める。さらに、この測定したθｐｘを所望の値と
比較し、点火指令を発するようになっている。

また、点火角設定指令回路８は、該タイミングパルス及
び基準位置信号に応じてピーク位置の常に収まるクラン
ク角１ｆｌａ例えばクランク角０″〜６０°を設定して
、クランク角がそのクランク角度域内にあるときのみピ
ークホールド回路４を活性化し、かつ最大指圧ピーク位
置検出のための処理ルーチンを作動させている。

ところが、上記従来例においては、タイミングパルスに
よって得られる所定クランク角範囲内に常にピーク位置
が存在するようにするために、所定クランク角範囲に余
裕を設けており、ピーク位置検出確定までに若干の時間
的ロスが避けられない。

Ｒ厘し１１盟 そこで、本発明は、短時間に最大ピーク位置を検出し得
る指圧ピーク位置検出回路を捉供することを目的とする
。

本発明による指圧ピーク位置検出回路においては、ピー
ク検出信号によってクランク角度像間計測用カウンタの
カラン１へ値を一旦ラッチしておいて、ピーク検出信号
発生後次のピーク検出信号が発生ずることなく所定時間
が経過したとき、該カウント値を最大指圧ピーク位置と
判断することにしている。

丈−１−億 次に、第２図以下の図面を参照して本発明の実施例につ
き説明する。

第２図は本発明の実施例である指圧ピーク位置検出回路
を示し、本回路における第１図と対応する部分について
は同様な参照符号を付している。

本実施例においで、定周期クロック発生回路２は、点火
角設定回路８を駆動する高過渡クロックを分周して得た
もので、所定周期のクロックパルスを生ずる。また、ピ
ークホールド回路４は入力のピーク値を保持しクリア入
力によりクリアされる通常のピークホールド回路である
。また、基準位置信号発生器３は〇−タ爪の３８及び磁
気ピックアップ３ｂからなり、［３ＴＤＣ１０”の基準
位置１３号を発生し、タイミングパルス発生器９はロー
タの爪９ａ及び磁気ピックアップ９ｂからなりＴＤＣか
ら４５°毎にタイミングパルスを発生する。

本実施例回路においては、第１カウンタ６は定周明クロ
ックをカウントしており比較回路５からのピーク検出信
号がラッチ回路１１のゲート端子ｇにに応じてラッチ回
路１１の内容供給される毎に第１カウンタ６の例えば８
ビットのカラン１〜値をラッチ回路１１がラッチするよ
うになっている。

一方、第２カウンタ１２は定周期クロックをカウントし
かつピーク検出信号によってクリアされる。

デコーダ１３は、第２カウンタ１２のカウント値が所定
値になったとき読取指令信号を点火角設定回路８に供給
する。この所定値は指圧信号の隣り合うピーク発生時刻
間隔の最大値よりやや大きくしてあり経験的に定められ
る。すなわち、１のピーク検出信号発生侵次のピーク検
出信号が生ずることなく所定時間が経過した後では最大
指圧ピークが生じることがあり得ないということに着眼
しているのである。すなわち、１のピークから所定時間
経過しても次のピークが生じないときは該１のピークが
最大ピークでありこれ以降に生ずるバルブシーテイング
ノイズ等による雑音ピークは無視しこれによる悪影響を
避けるのである。点火角設定回路８はこの読取指令信号
を読み取ってこのラッチ内容をクランク角度上のピーク
位置情報と判断する。点火角設定回路８は、タイミング
パルス受信時におけるカウンタ６のカラン１〜値を上記
ピーク位置情報とを比較してクランイア角度４−のピー
ク位置を正しく判別して、これに従って前回点火角に所
定値を加算若しくは減算して次回点火角を設定する。な
お、デコーダ１３からの読み取り指令信号によってゲー
トを開くグー１〜回路を経てラッチ内容を点火角設定回
路８に供給する構成も考えられる。

上記した部分以外の構成は第１図の回路と同様なのでこ
こでは説明しない。

第３図（Ａ）〜（Ｈ）は、上記実施例回路の動作を説明
する信号波形図である。すなわち、基準位置パルス及び
定周期クロックパルスは各々第４図（Ａ）、（Ｂ）にお
いて示されるが如くである。

指圧信号は第３図（Ｃ）の実線で示されるが如く変化し
、従って、ピークホールド回路４の出力は第３図（Ｃ）
の点線で示されるが如くである。比較回路５は、指圧信
号のピーク点毎に第３図（Ｄ）の如きピーク検出パルス
信号を発する。第３図（Ｅ）はカウンタのカウント値の
変化の様子を数字にて示している。第３図（Ｆ）はラッ
チ回路１０のラッチ内容の変化の様子を数字にて示して
いる。第３図（Ｇ）は第２カウンタ１２のカウント値の
変化を示し、第３図（Ｈ）はデコーダ１３の出力変化を
示し、この場合、高レベルが読取指令信号である。なＪ
３、図において、定周期パルスの波形は、理解を容易に
するために拡大して示しであるが実際にはかなり高い周
波数の波形である。

第４図（ａ）〜（」）は上記点火角設定回路の動作を説
明する信号波形図である。すなわち、ＢＴＤＣｌｏｏの
基準位置信号（以下Ａパルス）及びタイミングパルス（
以下Ｂパルス）は各々第４図（ａ）、（ｂ）において示
されるが如くである。

図から明らかな如＜、Ａパルスのクランク角１０゜（（
方に０番の８パルスが発生し４５°間隔にて１ないし７
番の８パルスがクランクシャツ１−１回転において生ず
るのである。第４図（Ｃ）は点火角設定回路９の内蔵フ
リーランカウンタのカウント値ＣＦのクロックパルスに
応じた変化を示している。フリーランカウンタのカウン
ト周波数及び位相は、定周波クロック２の周波数及び位
相と等しくなるように設定されている。例えば、１つの
発振器の出力を定周波クロック２及び点火角設定回路８
へ供給し点火角設定回路８内にて分周するようにすれば
よい。これに対して、指圧信号発生回路１から得られる
指圧信号は第３図（ｄ）の実線で示されるが如く変化し
、従って、比較回路５は、指圧信号のピーク値発生毎に
第４図（ｅ）の如きピーク検出信号を発する。第４図（
ｆ）は力・クンタのカウント値の変化の様子を数字にて
示している。

第４図（ｇ）はラッチ回路１１のラッチ内容Ｔｐｘの変
化の様子を示している。

第５図は点火角設定回路８の最適点火角θＩＧの設定動
作及び実クランク角が設定点火角θＩＧに達した時点に
て点火指令をなす点火指令動作を司どるメインルーチン
及び４ノブル一チン動作を示すフローチャートである。

図示する如く、この点火時ｍ　ｉ、１１　ｔＥ装置への
電源投入がなされると、点火角設定回路８内においては
メインルーチンが定周期クロックパルスに従って各ステ
ップが順次実行される。まず最初のステップＳ１におい
ては、初期化動作がなされる。次いで、内蔵ステージカ
ウンタのカウント値ＦＳが初１」値ＩＩ　Ｏ１１の場合
、所定記憶エリアからエンジン回転数Ｎｅを読み取って
例えば２８０Ｏｒｐｍ程度のしきい（ｆｉ　Ｎ　ｅ　＋
　と比較する（ステップ８３）。Ｎｅ／ｆｉＮｅ＋より
小なるときは予め別の所定記憶エリアに形成されている
点火角θＩＧをエンジン回転数Ｎｅの関数値いわゆるマ
ツプ値ｆ　（Ｎｅ＞を演算しておく（ステップＳ４　）
。ＮｅがＮｅｔより大なるときはそのステップＳ２に戻
ってＦＳがｌＩ　Ｏｊｌかどうかを判断し、ＦＳが“０
”でないときはデコーダ１３からの読取指令信号の存否
を判別する（ステップＳｓ）。読み取り指令信号が存在
するときはラッチ回路８からＴ［ｌＸデータを取り込む
（ステップＳｓ　）。ここで、Ｔ　ａ　１データは、１
番の８パルスの立ち上り時点において割り込んでスター
トする後述のＢパルス割込ルーチンにおいて既に取り込
んでおり、Ｋ−ＴＩ）Ｘ／Ｔａ＋なる演算をなして指圧
ピーク角度θｐ×を得る（ステップＳ７）。得られたθ
ｐｘと例えばクランク角ＡＴＤＣ１２°の目標ピーク角
θＴＧＴとを比較して（ステップＳ８）、θｐｘがθＴ
ＧＴに等しくないときはθｐｘとθＴＧＴの大小関係を
判別する（ステップＳｓ）。θｐｘがθＴＧＴより小な
るときは点火角θＩＧをΔθ１だけ遅らせ（ステップ５
ｅａ）、θｐｘがθＴＧＴより大なるときは点火角θ［
ＧをΔθ２だけ進ませる（ステップＳ＋＋）。

ここで、Δθ１＝Δθ２とすることも考えられる。

なお、ステップＳ８の判断は、（３ｐｙ、とθＴＣ，Ｔ
との差が所定値δより小なればθｐｘとθＴＣ，Ｔとが
等しいとなみすとしても良い。次いで、フラグＦが立っ
ているか否かを判断する（ステップ５１２）。

今、フラグＦが立っている（Ｆ−１）ときは前回サイク
ルでの点火時期の制御が帰還υＩｔｌｌｌにより点火時
期が決定されたことを示し、（以後、この制御を帰還制
御モードと呼ぶ）このときは、ＮｅとＮｅｔより小なる
例えば２５００　ｒｐａ＋のＮｅｏとを比較しくステッ
プＳ＋：＋）、ＮｅがＮｅｏより大か等しいときはＦ＝
１としておく（ステップ５１４）。ＮｅがＮｅｏより小
なるときは点火角θ！Ｇを既に得ているマツプ値θ＋Ｇ
（Ｎｅ）に等しくしくステップＳ＋ｓ）、Ｆ−０として
おく。フラグＦがゼロのときは、前回の点火時期制御は
演算されたマツプ値により点火時期が決定されたことを
示しく以後マツプｉｌｌ　Ｉ２ｎモードと呼ぶ）このと
きＮｅをＮｅ＋　と比較して（ステップＳ＋６）Ｎｅが
ＮｅＩより大なるときは今回は帰還制御モードをなすべ
きであると判断してステップＳ８ないしＳｏにおいて得
たθＩＧをそのまま維持しておくと共に「＝１としてお
く（ステップ５１４）。一方、ＮｅがＮｅ＋より小また
はこれに等しいとぎは今回もマツプ制御モードをなすべ
きらのであると判断してマツプｆｉＯＩＧ（Ｎｅ）を点
火角θＩＧとしてＩ３いて、フラグＦをＵ口としておく
（ステップ５１７）。なお、フラグＦの値によってしぎ
い値Ｎｅｌ及びＮｅｚを選択的に用いているのはマツプ
制御モードと帰還制御モードとの切換にヒステリシス特
性を付与するためだからである。ヒステリシス特性を付
与する必要がない場合はＮｅｔ　＝Ｎｅ２としてフラグ
Ｆについての設定判別ステップを省略する。

こうして得られたθＩＧが最大及び最小しぎい値θＩ　
ＧＭＸ及びθ［ＣＭＮにより画定される範囲を越えない
ようにしておいて（ステップＳｚｇないし５２１）ステ
ップＳ２に戻る。

次に、ＦＳ＝４と判断すると（ステップ５７２）、Ｂパ
ルス割込ルーチンにおいて既に得ているΔＭｅ（４）と
θＩＧとを乗算して（ステップ５２３）、点火時刻Ｔ　
Ｉｃを得て次の点火動作に備える。

次に、ＦＳ＝７と判断すると（ステップ５２４）内蔵点
火カウンタの点火カウント値ＴをＴ＋ｃとしておいて（
ステップ３２５）、Ｔがゼロに達するかこれを下回ると
点火指令を発する（ステップＳｘ、Ｓ２ｚ、５ｚａ）。

点火指令はマイクロコンピュータの所定ボー１へを経て
点火スイッチＳＷに供給される。点火カウントのカウン
ト値下の減少の状況は第４図（ｈ）において示され、点
火指令パルスの発生状況は第４図（ｊ＞において示され
ている。

上記したメインルーチンの各ステップは、定周期クロッ
クパルスによって順次実行されるのであるが、このメイ
ンルーチンにＡパルスに応答して割り込んで実行される
のが第５図に示すＡパルス割込リーブルーチンである。

このサブルーチンにおいては、まず、ステージカウンタ
のカウント値ＦＳを−１とセットしておいて（ステップ
８３０）、点火指令を発する（ステップ５３１）。この
ステップ８３１は失火防止のために設けられており、省
略することも可能である。

すなわち、Ａパルスサブルーチンにおける主たる作業は
ＴＤＣ毎にステージカウンタのカウント値ＦＳを−１に
プリセットすることである。

第６図に示されるサブルーチンは８パルス毎にメインル
ーチンに割り込んで実行されるＢパルスυ１込ルーチン
であり、まずＢパルスの立ち上り時点においてクロック
カウンタのＢパルス立ち上り時点のカウント値Ｔａｉ（
ｍ＝ｏ〜７）及びＢパルス各々の立ち上り時点におりる
内蔵フリーランカウンタのカウント１ｉｆｉｃＦ　（ｍ
）　　（ｍ＝ｏ　〜７）ヲ取り込む（ステップ５ａｏ）
。次いで、今回ＣＦ（ｍ）と前回ＣＦ（ｍ−１）との差
ΔＭｅ　（ｍ）を得る（ステップ５４１）。次いで、最
新の８個のデータ値ΔＭｅ（ｍ−７）、ΔＭｅ（ｍ−６
＞、・・・・・・、ΔＭｅ（ｍ−１）、ΔＭｅ　（ｍ）
を加算してこれをＭｅ　（ｍ）とする（ステップ５４２
）。次いで、Ｍｅ　（ｍ）の逆数をエンジン回転数Ｎｅ
としくステップ５４３）、Ｎｅと例えば２０　Ｏｒａｍ
程度のクランキング回転数ＮＣＲとを比較する（ステッ
プ５４４）。

今、ＮｅがＮＣＲより小ならば、エンジンは未だクラン
キング状態にある故、初期化しステップＳ１から実行す
る。一方、ＮｅがＮＣＲを越えているときは、ステージ
カウンタカウント値ＦＳを１だけインクリメントしてリ
ターン動作に入る（ステップ５４５）。

上記したメインルーチン並びにＡパルス及びＢパルス割
込サブルーチンによって支配される点火設定回路におい
ては、Ｂパルスによってステージカウンタがインクリメ
ントされるに従ってメインルーチンのマツプ値演算処理
、点火角設定処理、点火角点火時刻変換処理及び点火指
令が順に実行されるのである。

第８図は、本発明の他の実施例回路を示しており、本実
施例回路においてはピークホールド回路４をＡ／Ｄ変換
回路２０及び第２ラッチ回路２１によって形成し、比較
回路５をディジタルコンパレータ２２及び第３ラッチ回
路２３によって形成し、更に、第１ラッチ回路１１のゲ
ート入力を基準位置パルスによっても与えるべくオアゲ
ート２４を用いている他は第２図の実施例回路と同様で
ある。

ＲＪ目目先１ 里上のことから明らかな如く、本発明による指圧ピーク
位置検出回路によれば、クロックカウンタのカウント値
をピーク検出信号毎にラッチしておいてピーク検出信号
発生後所定時間以内に次のピーク検出信号が生じないと
きは最大ピークが発生したものと判断してそのときのラ
ッチ内容をピーク位置情報として取り込む構成としてい
る故、バルブシーテイング信号等のノイズが指圧信号に
混入しても誤動作が生じることがなくかつ素早くピーク
位置を検出するので点火角設定回路における点火角設定
のための演筒時間が十分得られて好ましいのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す回路図、第２図は本発明の実施
例を示す回路図、第３図（Ａ）〜（１」）及び第４図（
ａ）〜（」）は第２図の実施例回路の動作を示す信号波
形図、第５図ないし第７図は第２図の回路の動作を示す
フローチャート、第８図は本発明の他の実施例を示す回
路図である。 主要部分の符号の説明 ６・・・・・・第１カウンタ １１・・・・・・ラッチ回路 １２・・・・・・第２カウンタ １３・・・・・・デコーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　クランク角度が基準角度に達する毎に基準位置信号を
   発する基準位置信号発生手段と、エンジン燃焼室内圧を
   表わす指圧信号を発生する指圧信号発生手段と、前記基
   準位置信号の発生後の前記指圧信号の最大値を保持する
   ピークホールド回路と、前記ピークホールド回路に保持
   されたピーク電圧より前記指圧信号が小なるときピーク
   検出信号を発生する比較回路と、前記基準信号の発生か
   ら前記ピーク検出信号の発生までの期間を計測する計測
   手段とからなり、前記計測手段の計測値によって指圧ピ
   ーク位置を検出する指圧ピーク位置検出回路であって、
   前記計測手段は、クロックパルス列を発生するクロック
   パルス発生回路と、前記クロックパルス列をカウントし
   かつ前記基準位置信号によってリセットされる第１カウ
   ンタと、前記クロックパルス列をカウントしかつ前記ピ
   ーク検出信号によってリセットされる第２カウンタと、
   前記第１カウンタのカウント値を前記ピーク検出信号に
   応じてラッチしかつ前記基準位置信号によってリセット
   されるラッチ回路と、前記第２カウンタのカウント値が
   所定値に達すると読み取り指令信号を発生するデコーダ
   とからなり、前記読み取り指令信号発生時における前記
   ラッチ回路のラッチ内容を指圧ピーク位置情報とする指
   圧ピーク位置検出回路。