JP3748522B2 - 内燃機関の制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の制御システム、特に点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の制御システムの主な制御機能としては、イグニッションコイルの点火時期と、燃料噴射用インジェクタの燃料噴射時期および燃料噴射量の制御がある。ここで、点火時期および燃料噴射時期のタイミング制御としては、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号間の周期(所定の固定角度間)を計測、その周期を元に次回の所定周期を予測する方式(周期予測方式)が一般に用いられている。
【０００３】
図１３に周期予測方式の説明図を示す。まず、基準信号発生装置から基準信号が各タイミングで発生する。例えばｔn-2、ｔn-1、ｔnである。ここで、ｔnを今回のタイミング(時間)とすると、今回測定周期Ｔ(n)＝ｔn−ｔn-1が算出できる。ここで、次回予測周期として、Ｔ(F)＝Ｔ(n)±α(αは下記で示す補正係数)を算出して、これをもとに各種タイミング制御をおこなっている。
【０００４】
図１４は従来のこの種の内燃機関の制御システムの構成を示す図である。図において、１は内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２は演算処理部であるＣＰＵ、３は基準信号発生装置で、５は基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、８はイグニッション(ＩＧ)コイルで、７はＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、１０は燃料噴射用のインジェクタで、９はインジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路である。
【０００５】
また図１５には図１４のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す。
【０００６】
次に図１４，１５に従って動作を説明する。基準信号発生装置３から所定タイミングで信号が発生し、ＥＣＵ１で基準信号入力Ｉ／Ｆ回路５を介してＣＰＵ２へ基準タイミングが入力される。この基準タイミングが入力されると、ＣＰＵ２での処理において基準信号割り込みが発生して、ＣＰＵ２は今回の割り込み発生気筒に対する点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の処理をおこなう。
【０００７】
ＣＰＵ２は例えば、ＩＧコイル８への通電開始タイミングＴ１、点火(遮断)タイミングＴ２(共に信号Ｓ２参照)を所定タイマにセットする。また、燃料噴射開始タイミングＴ０(信号Ｓ４参照)も所定タイマにセットする。これらのタイミングをセットした各タイマは、所定タイム(時間)をカウントすると、割り込みが発生して、各駆動Ｉ／Ｆ回路７，９へ出力処理を行う。
【０００８】
例えば図１５に示すように、ＩＧコイル通電開始タイミングＴ１の割り込みでは、ＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路７への出力Ｓ２をＬレベルからＨレベルに切り換え、またＩＧコイル点火(遮断)タイミングＴ２では、出力Ｓ２をＨレベルからＬレベルへ切り換え、ＩＧコイル８に点火出力を発生させる。
【０００９】
燃料噴射開始タイミングＴ０では、インジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路９への出力Ｓ４をＬレベルからＨレベルに切り換えるとともに、噴射量に対応するパルス幅(時間)ＴＰを所定タイマにセットすることで、所定の燃料量をインジェクタ１０から供給することが可能になる。
【００１０】
この周期予測方式の場合、次回の予測周期の精度が制御の重要なパラメータになる。すなわち、予測周期が正確でない場合、点火時期、燃料噴射時期に誤差、ズレが発生することになり、内燃機関の運転、動作に対して悪影響を与える可能性があるものである。
【００１１】
現在は、上記周期予測の精度向上を行うために、エンジンの運転状態に対して各種補正(加速時には予測周期を短い目に設定、減速時には長い目に設定等)をおこなったり、基準信号の間隔を短くしてエンジンの回転変動を吸収、検出可能にすることで精度向上をおこなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから内燃機関において、上記点火時期、燃料噴射時期(タイミング)がエンジン出力およびその安定性の重要な項目であり、正確な精度が要求され、重要な項目となっている。特に、直噴方式のシステムでは、シリンダ内に燃料を直接噴射するため、燃料噴射時期の精度が今まで以上に必要となり、重要な項目になっている。さらに、２サイクルエンジンの場合、エンジンの構造上、回転数の変動が大きく、そのため、正確な周期の予測が難しいという問題がある。
【００１３】
この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運動状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能な内燃機関の制御システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置と、エンジンと同期して回転するリングギヤ、このリングギヤの歯を検出しこれに従った定角度信号を発生する回転検出センサを含み、上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す上記定角度信号を発生する定角度信号発生装置と、上記回転検出センサからの上記定角度信号を入力して全波整流する全波整流回路およびこの全波整流された信号をエンジンの回転数に応じて可変する電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号を発生する等間隔パルス整形回路を含む定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、並びに上記基準信号およびパルス信号を入力し、点火時期および燃料噴射時期を上記基準信号を基準に上記パルス信号のカウント値に基づいて制御し、燃料噴射量を時間計測により制御する演算処理手段を有する内燃機関制御装置と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システムにある。
【００１５】
また、上記内燃機関制御装置が、各運転状態における理想的な上記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を定めるための、点火時期および燃料噴射時期のエンジン回転位置を示すクランク角および燃料噴射量を示す燃料噴射時間を示すテーブルを格納した記憶手段を含み、上記演算処理手段が、上記テーブルに従いクランク角がセットされ該セット値まで上記パルス信号をカウントする上記点火時期および燃料噴射時期制御のためのカウンタと、上記テーブルに従い時間がセットされ該セット値まで時間計測する上記燃料噴射量制御のためのタイマと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記回転検出センサからの上記定角度信号に基づき上記リングギヤの１つの歯から４つのパルス信号を発生することを特徴とする。
【００１７】
また、上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記等間隔パルス整形回路のパルス信号の立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路を含むことを特徴とする。
【００１８】
この発明では、エンジンの基準信号発生装置と、エンジンの定角度(高分解能)信号発生装置と、これらの信号に従ってＩＧコイルおよび燃料噴射用のインジェクタに駆動信号を出力して点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する演算処理部であるＣＰＵを含む内燃機関制御装置(ＥＣＵ)と、を設ける。
【００１９】
ＣＰＵでは、ＩＧコイルへの通電開始時点および点火時点を含む点火時期と、燃料噴射用インジェクタの燃料噴射開始時点である燃料噴射時期(駆動タイミング)は基準信号と定角度信号を用いて角度計数により制御をおこなうとともに、燃料噴射量(駆動時間)は、ＣＰＵのタイマ(時間)を用いて制御をおこなう構成とするものである。これによりエンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御を行うことが可能になる。
【００２０】
さらに上記ＥＣＵには、入力される定角度信号の分解能をさらに向上させる定角度信号のための入力Ｉ／Ｆ回路を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下この発明を実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による内燃機関の制御システムの構成を示す図である。図１において、従来のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。１ａは内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２は演算処理部であるＣＰＵ、３はエンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置、４は上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す定角度信号を発生する定角度信号発生装置、５は基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、６は定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、８はＩＧコイルで、７はＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、１０は燃料噴射用のインジェクタで、９はインジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路である。また、２１はデータを一時的に記憶するＲＡＭ、Ｃ０〜Ｃ２およびＴＭはＣＰＵ２内で例えばソフトウェアで構成されるカウンタＣ０〜Ｃ２とタイマＴＭである。また、３１はスロットル開度センサ、３２はバッテリ電圧センサである。
【００２２】
また図２には図１のシステムの各部における信号のタイムチャート、図３ないし６はＣＰＵ２における動作を示すフローチャートを示す。
【００２３】
この発明では、基準信号発生装置３と定角度信号発生装置４(クランク角度の所定分解能信号、例えば１°ＣＡ)を用い、ＩＧコイル８への通電開始、点火(遮断)のタイミング制御とインジェクタ１０への燃料噴射開始のタイミング制御をＣＰＵ２のカウンタＣによる角度計数方式にするとともに、燃料噴射量(インジェクタ駆動期間)はＣＰＵ２のタイマＴＭ(時間)で制御することで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや、あるいはエンジン回転数の変動が大きな運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を制御することが可能になる。
【００２４】
図１〜６に従ってこの実施の形態の動作を説明する。ＣＰＵ２に基準信号Ｓ１と定角度信号Ｓ３が入力され、ＣＰＵ２は基準信号Ｓ１を基準に定角度信号Ｓ３をカウンタＣ０〜Ｃ２でカウントする。
【００２５】
基準信号Ｓ１の各気筒基準タイミングに対応する割込が発生した時(図３)、今回の気筒(例えば＃１気筒)をチェックして、今回の気筒に対応する点火気筒処理をおこなう(ステップＳ３０１)。まず、点火時期制御として、今回の現在の割込角度(図２にＢＴＤＣ７０°で示される基準信号Ｓ１)から今回の制御気筒(例えば＃１気筒)への通電開始Ｔ１および点火すなわち遮断Ｔ２までの角度を算出、その値を定角度信号Ｓ３に対応するカウント値に変換する。
【００２６】
ＲＡＭ２１には例えば図７に示すような、各運転状態における基準信号Ｓ１からの理想的な燃料噴射開始時点Ｔ０および点火時点Ｔ２までのそれぞれのクランク各ＫＡ１T0、ＫＢ２T0、・・・、ＫＡ１T2、ＫＢ１T2、・・・、および理想的な燃料噴射時間ＴＰＡ１、ＴＰＢ１、・・・を各気筒毎に示したテーブルが予め格納されている。運転状態は基準信号Ｓ１から求まるエンジン回転数ＥＣA、ＥＣB、・・・又はスロットル開度センサ３１から求まるスロットル開度ＴＨA、ＴＨB、・・・で判断される。気筒の判断は基準信号Ｓ１に基づき行われる。
【００２７】
ＣＰＵ２はエンジン回転数ＥＣ又はスロットル開度ＴＨから求まる運転状態に基づき、図７に示すテーブルより基準信号Ｓ１からの理想的な燃料噴射開始時点Ｔ０および点火時点Ｔ２までのそれぞれのクランク角Ｋおよび理想的な燃料噴射時間ＴＰを求める。
【００２８】
図２に示すように基準信号Ｓ１がクランク角７０°であり、基準信号Ｓ１から点火時点Ｔ２までの理想的なクランク角が１５°であった場合、定角度信号Ｓ３が１パルスでクランク角１°を示のであれば１５パルス目になる。
【００２９】
またＣＰＵ２が点火時点Ｔ２から理想的なＩＧコイル８への通電開始時点Ｔ１を求めるために、ＲＡＭ２１にはさらに例えば図８に示すような、バッテリ電圧ＶBの変化に対するＩＧコイル８への通電時間ｔあるいはこの通電時間ｔに相当する定角度信号パルス数ｍを示すテーブルが予め格納されている。
【００３０】
ＣＰＵ２はバッテリ電圧センサ３２から求まるバッテリ電圧に基づき、図８に示すテーブルより理想的なＩＧコイル８への通電時間ｔを求めこれを定角度信号パルス数に換算するか、あるいは直接、通電時間ｔに相当する定角度信号パルス数を求める。
【００３１】
図２に示す状態の場合、例えばバッテリ電圧が１２Ｖで通電時間がｔn、あるいはこの通電時間ｔnに相当する定角度信号パルス数が８である場合を示す。従って通電開始時点Ｔ１は７(１５−８)パルス目になる。
【００３２】
次に、通電開始タイミングを制御するカウンタＣ１に通電開始タイミングカウント値(図２の例では７)をセットしてカウントを開始させる(ステップＳ３０３)。同様に、点火(遮断)タイミングを制御するカウンタＣ２に点火(遮断)タイミングカウント値(図２の例では１５)をセットしてカウントを開始させる(ステップＳ３０５)。このとき、今回各カウンタにセットしたタイミングカウント値に対応する気筒番号(Ｎｏ.)をＲＡＭ２１の所定位置にフラグによりセットしておく。
【００３３】
次に今回の気筒に対応する噴射気筒処理をおこなう(ステップＳ３０７)。燃料噴射制御として、上記と同様にして図７に示すテーブルに基づき理想的な燃料噴射開始タイミングＴ０を求め(図２の例では５パルス目)、カウンタＣ０に燃料噴射開始タイミングカウント値(図２の例では５)をセットしてカウントを開始させ、さらにその他の必要な制御(この発明では特に関係しないので説明省略)をおこない、基準信号割込処理を終了させる(ステップＳ３０９)。
【００３４】
次に、各カウンタＣ０〜Ｃ２がセット値だけカウントを行いセット値に達すると、図４〜６に示す各対応割込が発生する。点火時期に関するカウンタＣ１，Ｃ２のときは、今回の割込がどの気筒に対応するのかを上述のＲＡＭ２１の所定位置のフラグの内容でチェック、対応する気筒のＩＧコイル８への駆動出力処理を行う。
【００３５】
具体的には、通電開始のカウンタＣ１のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図４)、今回の通電開始をおこなう気筒の確認を上記ＲＡＭのフラグ内容でチェックをおこない、所定気筒に通電開始出力(信号Ｓ２をＬレベルからＨレベルへ切り換える)をおこなう(ステップＳ４０１)。
【００３６】
点火(遮断)のカウンタＣ２のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図５)、今回の点火(遮断)をおこなう気筒の確認を上記ＲＡＭの内容でチェックをおこない、所定気筒に点火(遮断)出力(信号Ｓ２をＨレベルからＬレベルへ切り換える)をおこなう(ステップＳ５０１)。
【００３７】
燃料噴射開始に関するカウンタＣ０のときも、カウンタＣ０のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図６)、同様に対応する気筒の燃料噴射用のインジェクタ１０への駆動出力(信号Ｓ４をＬレベルからＨレベルへ切り換える)をおこない(ステップＳ６０１)、次に対応気筒の燃料噴射量に相当する燃料噴射時間ＴＰ(インジェクタ駆動時間)を上記と同様にして図７に示すテーブルから求め、タイマＴＭにセットしてタイマＴＭを駆動させる(ステップＳ６０３)。
【００３８】
ここで、燃料噴射時間を計るタイマＴＭは上記セットした燃料噴射時間ＴＰを計り、セット値に達するとインジェクタ１０への駆動出力を停止(信号Ｓ４をＨレベルからＬレベルへ切り換える)をおこなう。
【００３９】
このように点火時期、燃料噴射時期の制御を、クランク角の角度計数方式で行うようにしたので、アイドル、加減速時等の回転変動が大きな場合でも正確な点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能になる。また点火時期、燃料噴射時期の制御を正確に行うことで、燃料噴射量の精度も安定する。
【００４０】
なお、このシステムの場合、各カウンタおよびタイマの割込発生毎に次に処理をおこなう気筒に対応するカウント値またはタイマセット値と対応気筒をセットするシステムにすることで、途中で基準信号Ｓ１に異常(信号の断線等)が発生した場合でも、定角度信号Ｓ３が正常であれば安定して点火時期、燃料噴射の制御を継続することが可能になる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、定角度信号Ｓ３である高分解能信号(クランク角信号)を発生する定角度信号発生装置４を、図９に示すように、クランク軸(特に図示せず)を軸としてその周囲に設けられエンジンと同期して回転する、通常スタータで起動する時に使用するリングギア４１の歯を、例えば電磁センサからなる回転検出センサ４２を用いて検出する構成にすることで、システムの既存の部品を流用することで簡単に構成することが可能になる。
【００４２】
ここで、リングギヤの歯数は一般に少なく、この歯数をそのまま信号とするだけでは、分解能に限界があり、また、制御の精度向上も図れない。そこで、リングギヤの歯の検出信号の分解能を向上させることが、ＥＣＵ１ａの入力Ｉ／Ｆ回路で可能である。
【００４３】
図１０はこの発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムの、特にリングギアの１つの歯に対して４つの等間隔のパルスを出力可能にした定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路の構成の一例を示す図、図１１は図１０のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す。
【００４４】
図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。図９に示す構成の定角度信号発生装置４(回転検出センサ４２のコイルで示される)からの定角度信号Ｓ７を入力する定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａは、回転検出センサ４２からの定角度信号Ｓ７を全波整流する全波整流回路６１と、この全波整流された信号Ｓ８を所定電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号Ｓ９を発生する等間隔パルス整形回路６３と、この等間隔パルス整形回路６３の出力パルスの立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路６５とを含む。全波整流回路６１は全波整流ブリッジ回路を設け、等間隔パルス整形回路６３は入力信号の基準信号との大小関係に基づき出力を行う差動増幅器を設けている。
【００４５】
図９に示すようにリングギヤ４１の歯に対向するように回転検出センサ４２を設置する。ここで、回転検出センサ４２として電磁センサを例に示すと、図１０の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａに定角度信号Ｓ７が入力される。次に、この定角度信号Ｓ７(正弦波)を全波整流回路６１で波形整形をおこない、さらにこの全波整流された信号Ｓ８を等間隔パルス整形回路６３で所定の電圧レベルでスライスした信号Ｓ９からパルス回路６５を経由して、リングギヤ４１の１つの歯から４つのパルス(基準信号)Ｓ３をつくり出すことが可能になる。
【００４６】
ここで、図１２に示すように回転検出センサ４２からの正弦波の信号Ｓ７を全波整流後、等間隔パルス整形回路６３で所定のスライス電圧で整形した場合、信号Ｓ３は不等間隔になってしまい、この信号をもとに点火時期、燃料噴射開始タイミングの制御をおこなうと、点火時期、燃料噴射タイミングの正確な制御が行えない。
【００４７】
そこでこの対策として、図１１に示すように正弦波の信号Ｓ７の全波整流信号Ｓ８の波形整形スライス電圧、すなわち等間隔パルス整形回路６３の差動増幅器の正入力側に接続された基準電圧を、信号Ｓ７または信号Ｓ８の波形やエンジンの回転数(基準信号より求まる)等によって可変にすることで、基準信号の間隔を等間隔にすることが可能になる。これによって、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａの構成を変えるだけで、エンジンの制御機能を向上させることが可能になる。
【００４８】
なお、上記リングギヤ４１と回転検出センサ４２で構成された定角度信号発生装置４からの定角度信号Ｓ７は、エンジンのクランク軸から出力されており、信号の角度精度は機械的に定まっており、エンジン回転数が変動しているときでも、常に安定した精度、分解能を保つことが可能になるものである。
【００４９】
このように、定角度信号発生装置からの正弦波から上記のような構成の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路で４倍の精度(分解能)の定角度信号を得るようにしたので、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、制御機能を向上させることが可能になる。
【００５０】
またこの発明によるシステムは、一般に回転変動が大きく、かつ制御の精度が要求させる２サイクル直噴エンジンシステムに特に有効なシステムである。
【００５１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によば、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置と、上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す定角度信号を発生する定角度信号発生装置と、上記各信号を入力し、点火時期および燃料噴射時期を上記基準信号を基準に上記定角度信号のカウント値に基づいて制御し、燃料噴射量を時間計測により制御する演算処理部を含む内燃機関制御装置と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システムとしたので、基準信号(低分解能)と定角度信号(高分解能)を用いることで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能になるという効果がある。
【００５２】
また、上記内燃機関制御装置が、各運転状態における理想的な上記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を定めるための、点火時期および燃料噴射時期のエンジン回転位置を示すクランク角および燃料噴射量を示す燃料噴射時間を示すテーブルを格納した記憶手段を含み、上記演算処理手段が、上記テーブルに従いクランク角がセットされ該セット値まで上記定角度信号をカウントする上記点火時期および燃料噴射時期制御のためのカウンタと、上記テーブルに従い時間がセットされ該セット値まで時間計測する上記燃料噴射量制御のためのタイマと、を含むようにしたので、理想的な制御値がセットされたカウンタおよびタイマで制御することで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや、あるいはエンジン回転数の変動が大きな運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射時期量を制御することが可能になる。
【００５３】
また、上記定角度信号発生装置が、エンジンと同期して回転するリングギアと、このリングギアの歯を検出しこれに従った上記定角度信号を発生する回転検出センサとを含み、上記内燃機関制御装置が、上記回転検出センサからの上記定角度信号に基づき上記リングギアの１つの歯から４つのパルスを発生する定角度信号Ｉ／Ｆ回路を含む、ようにしたので、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、制御機能を向上させることが可能になる。
【００５４】
また、上記定角度信号Ｉ／Ｆ回路が、上記回転検出センサからの上記定角度信号を全波整流する全波整流回路と、この全波整流された信号を所定電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号を発生する等間隔パルス整形回路と、この等間隔パルス整形回路の出力パルスの立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路と、を含むようにしたので、簡単な回路構成でより高い分解能の定角度信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態による内燃機関の制御システムの構成を示す図である。
【図２】 図１のシステムの各部における信号のタイムチャートである。
【図３】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図４】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図５】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図６】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明による制御に使用される図１のＲＡＭに格納された、各運転状態における点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御に関する理想的設定値を示したテーブルの一例を示す図である。
【図８】 この発明による制御に使用される図１のＲＡＭに格納された、バッテリ電圧に対する理想的なＩＧコイル通電時間および定角度信号パルス数の設定値を示したテーブルの一例を示す図である。
【図９】 この発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムにおける定角度信号発生装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】 この発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムの特に定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路の構成の一例を示す図である。
【図１１】 図１０のシステムの各部における信号のタイムチャートである。
【図１２】 この発明における等間隔パルス発生を説明するための図である。
【図１３】 従来の点火時期および燃料噴射時期のタイミング制御における次回の周期を予測する周期予測方式を説明するための図である。
【図１４】 従来のこの種の内燃機関の制御システムの構成を示す図である。
【図１５】 図１４のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２ ＣＰＵ(演算処理部)、３ 基準信号発生装置、４ 定角度信号発生装置、５ 基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、６ 定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、７ ＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、８ ＩＧコイル、９ インジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路、１０ インジェクタ、２１ ＲＡＭ、４１ リングギヤ、４２ 回転検出センサ(電磁センサ)、Ｃ０〜Ｃ２ カウンタ、ＴＭ タイマ。
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の制御システム、特に点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の制御システムの主な制御機能としては、イグニッションコイルの点火時期と、燃料噴射用インジェクタの燃料噴射時期および燃料噴射量の制御がある。ここで、点火時期および燃料噴射時期のタイミング制御としては、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号間の周期(所定の固定角度間)を計測、その周期を元に次回の所定周期を予測する方式(周期予測方式)が一般に用いられている。
【０００３】
図１３に周期予測方式の説明図を示す。まず、基準信号発生装置から基準信号が各タイミングで発生する。例えばｔn-2、ｔn-1、ｔnである。ここで、ｔnを今回のタイミング(時間)とすると、今回測定周期Ｔ(n)＝ｔn−ｔn-1が算出できる。ここで、次回予測周期として、Ｔ(F)＝Ｔ(n)±α(αは下記で示す補正係数)を算出して、これをもとに各種タイミング制御をおこなっている。
【０００４】
図１４は従来のこの種の内燃機関の制御システムの構成を示す図である。図において、１は内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２は演算処理部であるＣＰＵ、３は基準信号発生装置で、５は基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、８はイグニッション(ＩＧ)コイルで、７はＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、１０は燃料噴射用のインジェクタで、９はインジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路である。
【０００５】
また図１５には図１４のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す。
【０００６】
次に図１４，１５に従って動作を説明する。基準信号発生装置３から所定タイミングで信号が発生し、ＥＣＵ１で基準信号入力Ｉ／Ｆ回路５を介してＣＰＵ２へ基準タイミングが入力される。この基準タイミングが入力されると、ＣＰＵ２での処理において基準信号割り込みが発生して、ＣＰＵ２は今回の割り込み発生気筒に対する点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の処理をおこなう。
【０００７】
ＣＰＵ２は例えば、ＩＧコイル８への通電開始タイミングＴ１、点火(遮断)タイミングＴ２(共に信号Ｓ２参照)を所定タイマにセットする。また、燃料噴射開始タイミングＴ０(信号Ｓ４参照)も所定タイマにセットする。これらのタイミングをセットした各タイマは、所定タイム(時間)をカウントすると、割り込みが発生して、各駆動Ｉ／Ｆ回路７，９へ出力処理を行う。
【０００８】
例えば図１５に示すように、ＩＧコイル通電開始タイミングＴ１の割り込みでは、ＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路７への出力Ｓ２をＬレベルからＨレベルに切り換え、またＩＧコイル点火(遮断)タイミングＴ２では、出力Ｓ２をＨレベルからＬレベルへ切り換え、ＩＧコイル８に点火出力を発生させる。
【０００９】
燃料噴射開始タイミングＴ０では、インジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路９への出力Ｓ４をＬレベルからＨレベルに切り換えるとともに、噴射量に対応するパルス幅(時間)ＴＰを所定タイマにセットすることで、所定の燃料量をインジェクタ１０から供給することが可能になる。
【００１０】
この周期予測方式の場合、次回の予測周期の精度が制御の重要なパラメータになる。すなわち、予測周期が正確でない場合、点火時期、燃料噴射時期に誤差、ズレが発生することになり、内燃機関の運転、動作に対して悪影響を与える可能性があるものである。
【００１１】
現在は、上記周期予測の精度向上を行うために、エンジンの運転状態に対して各種補正(加速時には予測周期を短い目に設定、減速時には長い目に設定等)をおこなったり、基準信号の間隔を短くしてエンジンの回転変動を吸収、検出可能にすることで精度向上をおこなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから内燃機関において、上記点火時期、燃料噴射時期(タイミング)がエンジン出力およびその安定性の重要な項目であり、正確な精度が要求され、重要な項目となっている。特に、直噴方式のシステムでは、シリンダ内に燃料を直接噴射するため、燃料噴射時期の精度が今まで以上に必要となり、重要な項目になっている。さらに、２サイクルエンジンの場合、エンジンの構造上、回転数の変動が大きく、そのため、正確な周期の予測が難しいという問題がある。
【００１３】
この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運動状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能な内燃機関の制御システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置と、エンジンと同期して回転するリングギヤ、このリングギヤの歯を検出しこれに従った定角度信号を発生する回転検出センサを含み、上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す上記定角度信号を発生する定角度信号発生装置と、上記回転検出センサからの上記定角度信号を入力して全波整流する全波整流回路およびこの全波整流された信号をエンジンの回転数に応じて可変する電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号を発生する等間隔パルス整形回路を含む定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、並びに上記基準信号およびパルス信号を入力し、点火時期および燃料噴射時期を上記基準信号を基準に上記パルス信号のカウント値に基づいて制御し、燃料噴射量を時間計測により制御する演算処理手段を有する内燃機関制御装置と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システムにある。
【００１５】
また、上記内燃機関制御装置が、各運転状態における理想的な上記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を定めるための、点火時期および燃料噴射時期のエンジン回転位置を示すクランク角および燃料噴射量を示す燃料噴射時間を示すテーブルを格納した記憶手段を含み、上記演算処理手段が、上記テーブルに従いクランク角がセットされ該セット値まで上記パルス信号をカウントする上記点火時期および燃料噴射時期制御のためのカウンタと、上記テーブルに従い時間がセットされ該セット値まで時間計測する上記燃料噴射量制御のためのタイマと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記回転検出センサからの上記定角度信号に基づき上記リングギヤの１つの歯から４つのパルス信号を発生することを特徴とする。
【００１７】
また、上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記等間隔パルス整形回路のパルス信号の立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路を含むことを特徴とする。
【００１８】
この発明では、エンジンの基準信号発生装置と、エンジンの定角度(高分解能)信号発生装置と、これらの信号に従ってＩＧコイルおよび燃料噴射用のインジェクタに駆動信号を出力して点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する演算処理部であるＣＰＵを含む内燃機関制御装置(ＥＣＵ)と、を設ける。
【００１９】
ＣＰＵでは、ＩＧコイルへの通電開始時点および点火時点を含む点火時期と、燃料噴射用インジェクタの燃料噴射開始時点である燃料噴射時期(駆動タイミング)は基準信号と定角度信号を用いて角度計数により制御をおこなうとともに、燃料噴射量(駆動時間)は、ＣＰＵのタイマ(時間)を用いて制御をおこなう構成とするものである。これによりエンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御を行うことが可能になる。
【００２０】
さらに上記ＥＣＵには、入力される定角度信号の分解能をさらに向上させる定角度信号のための入力Ｉ／Ｆ回路を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下この発明を実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による内燃機関の制御システムの構成を示す図である。図１において、従来のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。１ａは内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２は演算処理部であるＣＰＵ、３はエンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置、４は上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す定角度信号を発生する定角度信号発生装置、５は基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、６は定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、８はＩＧコイルで、７はＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、１０は燃料噴射用のインジェクタで、９はインジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路である。また、２１はデータを一時的に記憶するＲＡＭ、Ｃ０〜Ｃ２およびＴＭはＣＰＵ２内で例えばソフトウェアで構成されるカウンタＣ０〜Ｃ２とタイマＴＭである。また、３１はスロットル開度センサ、３２はバッテリ電圧センサである。
【００２２】
また図２には図１のシステムの各部における信号のタイムチャート、図３ないし６はＣＰＵ２における動作を示すフローチャートを示す。
【００２３】
この発明では、基準信号発生装置３と定角度信号発生装置４(クランク角度の所定分解能信号、例えば１°ＣＡ)を用い、ＩＧコイル８への通電開始、点火(遮断)のタイミング制御とインジェクタ１０への燃料噴射開始のタイミング制御をＣＰＵ２のカウンタＣによる角度計数方式にするとともに、燃料噴射量(インジェクタ駆動期間)はＣＰＵ２のタイマＴＭ(時間)で制御することで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや、あるいはエンジン回転数の変動が大きな運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を制御することが可能になる。
【００２４】
図１〜６に従ってこの実施の形態の動作を説明する。ＣＰＵ２に基準信号Ｓ１と定角度信号Ｓ３が入力され、ＣＰＵ２は基準信号Ｓ１を基準に定角度信号Ｓ３をカウンタＣ０〜Ｃ２でカウントする。
【００２５】
基準信号Ｓ１の各気筒基準タイミングに対応する割込が発生した時(図３)、今回の気筒(例えば＃１気筒)をチェックして、今回の気筒に対応する点火気筒処理をおこなう(ステップＳ３０１)。まず、点火時期制御として、今回の現在の割込角度(図２にＢＴＤＣ７０°で示される基準信号Ｓ１)から今回の制御気筒(例えば＃１気筒)への通電開始Ｔ１および点火すなわち遮断Ｔ２までの角度を算出、その値を定角度信号Ｓ３に対応するカウント値に変換する。
【００２６】
ＲＡＭ２１には例えば図７に示すような、各運転状態における基準信号Ｓ１からの理想的な燃料噴射開始時点Ｔ０および点火時点Ｔ２までのそれぞれのクランク各ＫＡ１T0、ＫＢ２T0、・・・、ＫＡ１T2、ＫＢ１T2、・・・、および理想的な燃料噴射時間ＴＰＡ１、ＴＰＢ１、・・・を各気筒毎に示したテーブルが予め格納されている。運転状態は基準信号Ｓ１から求まるエンジン回転数ＥＣA、ＥＣB、・・・又はスロットル開度センサ３１から求まるスロットル開度ＴＨA、ＴＨB、・・・で判断される。気筒の判断は基準信号Ｓ１に基づき行われる。
【００２７】
ＣＰＵ２はエンジン回転数ＥＣ又はスロットル開度ＴＨから求まる運転状態に基づき、図７に示すテーブルより基準信号Ｓ１からの理想的な燃料噴射開始時点Ｔ０および点火時点Ｔ２までのそれぞれのクランク角Ｋおよび理想的な燃料噴射時間ＴＰを求める。
【００２８】
図２に示すように基準信号Ｓ１がクランク角７０°であり、基準信号Ｓ１から点火時点Ｔ２までの理想的なクランク角が１５°であった場合、定角度信号Ｓ３が１パルスでクランク角１°を示のであれば１５パルス目になる。
【００２９】
またＣＰＵ２が点火時点Ｔ２から理想的なＩＧコイル８への通電開始時点Ｔ１を求めるために、ＲＡＭ２１にはさらに例えば図８に示すような、バッテリ電圧ＶBの変化に対するＩＧコイル８への通電時間ｔあるいはこの通電時間ｔに相当する定角度信号パルス数ｍを示すテーブルが予め格納されている。
【００３０】
ＣＰＵ２はバッテリ電圧センサ３２から求まるバッテリ電圧に基づき、図８に示すテーブルより理想的なＩＧコイル８への通電時間ｔを求めこれを定角度信号パルス数に換算するか、あるいは直接、通電時間ｔに相当する定角度信号パルス数を求める。
【００３１】
図２に示す状態の場合、例えばバッテリ電圧が１２Ｖで通電時間がｔn、あるいはこの通電時間ｔnに相当する定角度信号パルス数が８である場合を示す。従って通電開始時点Ｔ１は７(１５−８)パルス目になる。
【００３２】
次に、通電開始タイミングを制御するカウンタＣ１に通電開始タイミングカウント値(図２の例では７)をセットしてカウントを開始させる(ステップＳ３０３)。同様に、点火(遮断)タイミングを制御するカウンタＣ２に点火(遮断)タイミングカウント値(図２の例では１５)をセットしてカウントを開始させる(ステップＳ３０５)。このとき、今回各カウンタにセットしたタイミングカウント値に対応する気筒番号(Ｎｏ.)をＲＡＭ２１の所定位置にフラグによりセットしておく。
【００３３】
次に今回の気筒に対応する噴射気筒処理をおこなう(ステップＳ３０７)。燃料噴射制御として、上記と同様にして図７に示すテーブルに基づき理想的な燃料噴射開始タイミングＴ０を求め(図２の例では５パルス目)、カウンタＣ０に燃料噴射開始タイミングカウント値(図２の例では５)をセットしてカウントを開始させ、さらにその他の必要な制御(この発明では特に関係しないので説明省略)をおこない、基準信号割込処理を終了させる(ステップＳ３０９)。
【００３４】
次に、各カウンタＣ０〜Ｃ２がセット値だけカウントを行いセット値に達すると、図４〜６に示す各対応割込が発生する。点火時期に関するカウンタＣ１，Ｃ２のときは、今回の割込がどの気筒に対応するのかを上述のＲＡＭ２１の所定位置のフラグの内容でチェック、対応する気筒のＩＧコイル８への駆動出力処理を行う。
【００３５】
具体的には、通電開始のカウンタＣ１のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図４)、今回の通電開始をおこなう気筒の確認を上記ＲＡＭのフラグ内容でチェックをおこない、所定気筒に通電開始出力(信号Ｓ２をＬレベルからＨレベルへ切り換える)をおこなう(ステップＳ４０１)。
【００３６】
点火(遮断)のカウンタＣ２のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図５)、今回の点火(遮断)をおこなう気筒の確認を上記ＲＡＭの内容でチェックをおこない、所定気筒に点火(遮断)出力(信号Ｓ２をＨレベルからＬレベルへ切り換える)をおこなう(ステップＳ５０１)。
【００３７】
燃料噴射開始に関するカウンタＣ０のときも、カウンタＣ０のカウント値がセット値に達したことにより割込が発生した場合(図６)、同様に対応する気筒の燃料噴射用のインジェクタ１０への駆動出力(信号Ｓ４をＬレベルからＨレベルへ切り換える)をおこない(ステップＳ６０１)、次に対応気筒の燃料噴射量に相当する燃料噴射時間ＴＰ(インジェクタ駆動時間)を上記と同様にして図７に示すテーブルから求め、タイマＴＭにセットしてタイマＴＭを駆動させる(ステップＳ６０３)。
【００３８】
ここで、燃料噴射時間を計るタイマＴＭは上記セットした燃料噴射時間ＴＰを計り、セット値に達するとインジェクタ１０への駆動出力を停止(信号Ｓ４をＨレベルからＬレベルへ切り換える)をおこなう。
【００３９】
このように点火時期、燃料噴射時期の制御を、クランク角の角度計数方式で行うようにしたので、アイドル、加減速時等の回転変動が大きな場合でも正確な点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能になる。また点火時期、燃料噴射時期の制御を正確に行うことで、燃料噴射量の精度も安定する。
【００４０】
なお、このシステムの場合、各カウンタおよびタイマの割込発生毎に次に処理をおこなう気筒に対応するカウント値またはタイマセット値と対応気筒をセットするシステムにすることで、途中で基準信号Ｓ１に異常(信号の断線等)が発生した場合でも、定角度信号Ｓ３が正常であれば安定して点火時期、燃料噴射の制御を継続することが可能になる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、定角度信号Ｓ３である高分解能信号(クランク角信号)を発生する定角度信号発生装置４を、図９に示すように、クランク軸(特に図示せず)を軸としてその周囲に設けられエンジンと同期して回転する、通常スタータで起動する時に使用するリングギア４１の歯を、例えば電磁センサからなる回転検出センサ４２を用いて検出する構成にすることで、システムの既存の部品を流用することで簡単に構成することが可能になる。
【００４２】
ここで、リングギヤの歯数は一般に少なく、この歯数をそのまま信号とするだけでは、分解能に限界があり、また、制御の精度向上も図れない。そこで、リングギヤの歯の検出信号の分解能を向上させることが、ＥＣＵ１ａの入力Ｉ／Ｆ回路で可能である。
【００４３】
図１０はこの発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムの、特にリングギアの１つの歯に対して４つの等間隔のパルスを出力可能にした定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路の構成の一例を示す図、図１１は図１０のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す。
【００４４】
図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。図９に示す構成の定角度信号発生装置４(回転検出センサ４２のコイルで示される)からの定角度信号Ｓ７を入力する定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａは、回転検出センサ４２からの定角度信号Ｓ７を全波整流する全波整流回路６１と、この全波整流された信号Ｓ８を所定電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号Ｓ９を発生する等間隔パルス整形回路６３と、この等間隔パルス整形回路６３の出力パルスの立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路６５とを含む。全波整流回路６１は全波整流ブリッジ回路を設け、等間隔パルス整形回路６３は入力信号の基準信号との大小関係に基づき出力を行う差動増幅器を設けている。
【００４５】
図９に示すようにリングギヤ４１の歯に対向するように回転検出センサ４２を設置する。ここで、回転検出センサ４２として電磁センサを例に示すと、図１０の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａに定角度信号Ｓ７が入力される。次に、この定角度信号Ｓ７(正弦波)を全波整流回路６１で波形整形をおこない、さらにこの全波整流された信号Ｓ８を等間隔パルス整形回路６３で所定の電圧レベルでスライスした信号Ｓ９からパルス回路６５を経由して、リングギヤ４１の１つの歯から４つのパルス(基準信号)Ｓ３をつくり出すことが可能になる。
【００４６】
ここで、図１２に示すように回転検出センサ４２からの正弦波の信号Ｓ７を全波整流後、等間隔パルス整形回路６３で所定のスライス電圧で整形した場合、信号Ｓ３は不等間隔になってしまい、この信号をもとに点火時期、燃料噴射開始タイミングの制御をおこなうと、点火時期、燃料噴射タイミングの正確な制御が行えない。
【００４７】
そこでこの対策として、図１１に示すように正弦波の信号Ｓ７の全波整流信号Ｓ８の波形整形スライス電圧、すなわち等間隔パルス整形回路６３の差動増幅器の正入力側に接続された基準電圧を、信号Ｓ７または信号Ｓ８の波形やエンジンの回転数(基準信号より求まる)等によって可変にすることで、基準信号の間隔を等間隔にすることが可能になる。これによって、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路６ａの構成を変えるだけで、エンジンの制御機能を向上させることが可能になる。
【００４８】
なお、上記リングギヤ４１と回転検出センサ４２で構成された定角度信号発生装置４からの定角度信号Ｓ７は、エンジンのクランク軸から出力されており、信号の角度精度は機械的に定まっており、エンジン回転数が変動しているときでも、常に安定した精度、分解能を保つことが可能になるものである。
【００４９】
このように、定角度信号発生装置からの正弦波から上記のような構成の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路で４倍の精度(分解能)の定角度信号を得るようにしたので、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、制御機能を向上させることが可能になる。
【００５０】
またこの発明によるシステムは、一般に回転変動が大きく、かつ制御の精度が要求させる２サイクル直噴エンジンシステムに特に有効なシステムである。
【００５１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によば、エンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置と、上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す定角度信号を発生する定角度信号発生装置と、上記各信号を入力し、点火時期および燃料噴射時期を上記基準信号を基準に上記定角度信号のカウント値に基づいて制御し、燃料噴射量を時間計測により制御する演算処理部を含む内燃機関制御装置と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システムとしたので、基準信号(低分解能)と定角度信号(高分解能)を用いることで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期の制御を行うことが可能になるという効果がある。
【００５２】
また、上記内燃機関制御装置が、各運転状態における理想的な上記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を定めるための、点火時期および燃料噴射時期のエンジン回転位置を示すクランク角および燃料噴射量を示す燃料噴射時間を示すテーブルを格納した記憶手段を含み、上記演算処理手段が、上記テーブルに従いクランク角がセットされ該セット値まで上記定角度信号をカウントする上記点火時期および燃料噴射時期制御のためのカウンタと、上記テーブルに従い時間がセットされ該セット値まで時間計測する上記燃料噴射量制御のためのタイマと、を含むようにしたので、理想的な制御値がセットされたカウンタおよびタイマで制御することで、エンジン回転数の変動が大きなエンジンや、あるいはエンジン回転数の変動が大きな運転領域、運転状態においても、常に安定した点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射時期量を制御することが可能になる。
【００５３】
また、上記定角度信号発生装置が、エンジンと同期して回転するリングギアと、このリングギアの歯を検出しこれに従った上記定角度信号を発生する回転検出センサとを含み、上記内燃機関制御装置が、上記回転検出センサからの上記定角度信号に基づき上記リングギアの１つの歯から４つのパルスを発生する定角度信号Ｉ／Ｆ回路を含む、ようにしたので、特別な機能を持った定角度信号発生装置を追加することなく、制御機能を向上させることが可能になる。
【００５４】
また、上記定角度信号Ｉ／Ｆ回路が、上記回転検出センサからの上記定角度信号を全波整流する全波整流回路と、この全波整流された信号を所定電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号を発生する等間隔パルス整形回路と、この等間隔パルス整形回路の出力パルスの立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路と、を含むようにしたので、簡単な回路構成でより高い分解能の定角度信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態による内燃機関の制御システムの構成を示す図である。
【図２】 図１のシステムの各部における信号のタイムチャートである。
【図３】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図４】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図５】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図６】 図１のＣＰＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明による制御に使用される図１のＲＡＭに格納された、各運転状態における点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量の制御に関する理想的設定値を示したテーブルの一例を示す図である。
【図８】 この発明による制御に使用される図１のＲＡＭに格納された、バッテリ電圧に対する理想的なＩＧコイル通電時間および定角度信号パルス数の設定値を示したテーブルの一例を示す図である。
【図９】 この発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムにおける定角度信号発生装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】 この発明の別の実施の形態による内燃機関の制御システムの特に定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路の構成の一例を示す図である。
【図１１】 図１０のシステムの各部における信号のタイムチャートである。
【図１２】 この発明における等間隔パルス発生を説明するための図である。
【図１３】 従来の点火時期および燃料噴射時期のタイミング制御における次回の周期を予測する周期予測方式を説明するための図である。
【図１４】 従来のこの種の内燃機関の制御システムの構成を示す図である。
【図１５】 図１４のシステムの各部における信号のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関制御装置(ＥＣＵ)、２ ＣＰＵ(演算処理部)、３ 基準信号発生装置、４ 定角度信号発生装置、５ 基準信号入力Ｉ／Ｆ回路、６ 定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、７ ＩＧコイル駆動Ｉ／Ｆ回路、８ ＩＧコイル、９ インジェクタ駆動Ｉ／Ｆ回路、１０ インジェクタ、２１ ＲＡＭ、４１ リングギヤ、４２ 回転検出センサ(電磁センサ)、Ｃ０〜Ｃ２ カウンタ、ＴＭ タイマ。
Claims (4)
- エンジンの回転の基準位置を示す基準信号を発生する基準信号発生装置と、
エンジンと同期して回転するリングギヤ、このリングギヤの歯を検出しこれに従った定角度信号を発生する回転検出センサを含み、上記基準信号より高分解能でエンジンの回転位置を示す上記定角度信号を発生する定角度信号発生装置と、
上記回転検出センサからの上記定角度信号を入力して全波整流する全波整流回路およびこの全波整流された信号をエンジンの回転数に応じて可変する電圧レベルでスライスしてデューティ比１／２のパルス信号を発生する等間隔パルス整形回路を含む定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路、並びに上記基準信号およびパルス信号を入力し、点火時期および燃料噴射時期を上記基準信号を基準に上記パルス信号のカウント値に基づいて制御し、燃料噴射量を時間計測により制御する演算処理手段を有する内燃機関制御装置と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システム。 - 上記内燃機関制御装置が、各運転状態における理想的な上記点火時期、燃料噴射時期および燃料噴射量を定めるための、点火時期および燃料噴射時期のエンジン回転位置を示すクランク角および燃料噴射量を示す燃料噴射時間を示すテーブルを格納した記憶手段を含み、上記演算処理手段が、上記テーブルに従いクランク角がセットされ該セット値まで上記パルス信号をカウントする上記点火時期および燃料噴射時期制御のためのカウンタと、上記テーブルに従い時間がセットされ該セット値まで時間計測する上記燃料噴射量制御のためのタイマと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
- 上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記回転検出センサからの上記定角度信号に基づき上記リングギヤの１つの歯から４つのパルス信号を発生することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御システム。
- 上記内燃機関制御装置の定角度信号入力Ｉ／Ｆ回路が、上記等間隔パルス整形回路のパルス信号の立ち上がりと立ち下がりでそれぞれパルスを出力するパルス回路を含むことを特徴とする請求項１なしい３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システム。
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