JPH02238153A - エンジンの制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、時間制御により点火信号、燃料噴射信号など
の制御タイミングを決定するエンジンの制御装置に関す
る。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題コ自動車な
どの車輌におけるエンジン制部は、マイクロコンピュー
タなどにより各種センサ群からの信号を処理し、燃料噴
射量、点火時期などを算出して、最適なタイミングで制
御信号をアクチュ工−夕に出力している。

ところで、従来、燃料噴射信号、点火信号などを出力す
るタイミングを決定するには、例えば、実開昭５８−２
６０８号公報、特開昭５６−９６６５号公報などに開示
されているように種々の方式があり、基本的には以下に
述べる２つの方式となる。

■クランク位置センサからの基準位置信号が検出された
とき、単位角度信号のカウントを開始し、所定のクラン
ク角度に達したときを制御タイミングとするもの。

すなわち、第５図に示すように、例えばＢＴＤＣ１０゜
で点火する場合、クランク位置センサからのＢＴＤＣ９
０゜を示す基準位置信号が検出ざれたとき、ドウエルを
開始すると同時にクランク角１゜毎の単位角度信号のカ
ウントを開始し、８１パルス目でドウエルを終了して点
火する。

■クランク位ｎセンサからの基準位置信号間の時間を計
測し、制御タイミングを上記基準位置信号からの遅れ時
間としてロ出ずるもの。

すなわち、同様にＢＴＤＣＩＯ゜で点火する場合、第６
図に示すように、クランク位置センサからのＢＴＤＣ１
８０”を示す基準位置信号とＢＴＤＣ９０”を示す基準
位置信号の間隔から時間ｔ（＝Ｔ９０）を計測し、上記
ＢＴＤＣ９０゜を示す基準位置信号が検出されたとき、
ドウエルを開始すると同時に、ＢＴＤＣ１０’のクラン
ク位置に相当する上記ＢＴＤＣ９０”を示す基準位置信
号からの遅れ時間ｔｄ　　（＝Ｔ９０ｘ（９０−１０）
／９０）を演算して、この遅れ時間ｔｄ経過後、ドウエ
ルを終了して点火する。

上記２つの基本方式はいずれも一長一短があり、その解
決が課題となっていた。すなわち、■においては、実際
のクランク位置を精度良く検出することが可能であり、
制御タイミングを正確に決定することができる反面、ク
ランク位置センサの構成によって制御タイミングの精度
が左右されるため、必然的にクランク位置センサが高精
度のものを要求ざれ、複雑になってコスト上昇を招く。

一方、■においては、マイクロコンピュータなどにより
、正確な時間の計測及び演算が可能なため、クランク位
置センサの構成が簡単になりコスト低減が図れる反面、
制御精度を上げようとすると、基準位置信号間の間隔を
狭くせねばならず、マイクロコンピュータの演算能力を
大きくしなければ対応が困難となる。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、時間制御に
より制御タイミングを決定する際に、演算能力不足を招
くことなく、制御精度の向上を図ることができるエンジ
ンの制御装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によるエ
ンジンの制御装置は、クランク位置センサから出力され
る基準位置信号の間隔から、単位クランク角当たりの基
準時間を算出ずる基準時間算出手段と、上記基準時間算
出手段で算出した基準時間に基づいて、単位クランク角
当たりの単位パルス信号を発生する単位パルス信号発生
手段と、上記クランク位置センサからの基準位置信号と
上記単位パルス信号発生手段からの単位パルス信号とに
基いて、所定のタイミングで制御信号を出力する制御信
号発生手段とを備えたものである。

上記構成により、上記基準時間算出手段にてクランク位
置センサの基準位置信号の間隔を計測し、単位クランク
角当たりの基準時間を算出する。次に、この基準時間に
基づいて、上記単位パルス信号発生手段にて単位クラン
ク角当たりの単位パルス信号が発生され、この単位パル
ス信号と上記クランク位置センサからの基準位置信号と
に基づいてエンジンの制御タイミングが決定ざれ、、上
記制御信号発生手段から制御信号が出力される。

［発明の実琉例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は制御装置の機
能ブロック図、第２図はエンジン制御系の概略図、第３
図は回路ブロック図、第４図は制御タイミングの設定手
順を示すフローチャートである。

（エンジン制御系の構成） 第２図において、図中の符号１はエンジン本体で、この
エンジン本体１の燃焼室１ａに運通ずる吸気ボート２と
排気ボート３に吸入管４、排気管５が運通され、この吸
入管４の上流側にエアクリーナ６が連通されている。ま
た、上記吸入管４の中途にスロットルバルブ７が介装さ
れ、さらに、上記吸入管４の上記吸気ボート２の直上流
にインジエクタ８が臨まされている。

また、上記エンジン本休１の燃焼室１ａには、点火ブラ
グ９がその発火部を露呈しており、この点火ブラグ９は
、デストリビュータ１０を介して点火コイル１１に接続
されている。

一方、上記排気管５の中途には、触媒コンバータ１２が
介装されており、上記エンジン本休１のクランクシャフ
ト１ｂには、クランクロータ１３が固設され、このクラ
ンクロータ１３の外周にクランク位置センサ１４が対設
されている。

上記クランク口ータ１３には、例えばクランク角９０”
毎の基準クランク位置を示す突起あるいは切欠きからな
る検出部が設けられ、この検出部を上記クランク位置セ
ンサ１４で検出することにより基準クランク位質を検出
することができる。

また、上記スロットルバルブ７には、スロットルポジシ
ョンセンサ１５、及び上記スロットルバルブ７の全開位
置を検出するアイドルスイッチ１５ａが連設され、また
、上記吸入管４の上記エアクリーナ６の直下流側に吸入
空気量センサ１６が連通されている。

さらに、上記エンジン本体１に形成された冷却水通路１
Ｃに水渇センサ１７が臨まされ、ざらに、上記排気管５
の上記触媒コンバータ１２の直上流に０２センサ１８が
臨まされている。

一方、符号２０は制御装置で、入力側に上記各センサ１
４〜１８及びアイドルスイッチ１５ａが接続され、また
出力側に上記インジエクタ８、点火コイル１１が接続さ
れている。

（制御装置の回路構成） 上記制御装置２０は、第３図に示すように、ＣＰＵ２１
、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、フリーラニングカウンタ及
び汎用カウンタを有するタイマ２４、入力インタフエイ
ス２５、及び、出力インタフエイス２６がバスライン２
７を介して互いに接続され、また、クロツクジエネレー
タ２８が上記ＣＰＵ２１、上記タイマ２４、及び、カウ
ンタ２９に接続されてクロック信号を供給している。

また、コンバレータ３０の＾１・・・静入力に上記出力
インターフエイス２６が接続され、ざらに、ｂ１・・・
Ｂｎ入力に上記カウンタ２９の０１・・・Ｏｎ出力が接
続されている。

そして、上記コンパレータ３０の出力は、上記カウンタ
２９のリセット端子及び上記入力インターフエイス２５
に接続されている。

上記ＲＯＭ２２には制御プログラム、制御用デタマツブ
などの固定データが記憶されており、また、ＲＡＭ２３
にはデータ処理した後の上記各センサ１４〜１８などか
らの出力値が格納されている。また、ＣＰｔＪ　２　１
では上記ＲＯＭ２２に記憶されている制御プログラムに
従い、上記ＲＡＭ２３に記憶されている各種データに基
づき燃料噴射頂、点火時期などを演算する。

一方、上記コンパレータ３０は、いわゆるデジタルコン
パレータであり、八１・・・Ａｎ入力の値と８１・・・
Ｂｎ入力の値とを比較し、その大小閏係によって出ｈ状
態を反転する。すなわち、上記カウンタ２９からのデー
タが上記出力インターフエイス２６からのデータよりも
大きくなると、上記コンパレータ３０の出力が、例えば
、ハイからローへ反転する。同時に、上記コンバレータ
３０の出力の立下がりで上記カウンタ２９がリセットさ
れ、上記カウンタ２９が再びＯから上記クロツクジエネ
レータ２８のクロック信号のカウントを始める。

このサイクルが繰返され、上記コンパレータ３Ｏからは
、上記出力インターフエイス２６からのデータに対応し
たパルス信号が出力される。

すなわち、例えば、上記出力インターフエイス２６から
クランク角１゜に相当する時間のデータが出力されると
、上述したように、コンバレータ３０からクランク角１
゜毎に単位パルス信号が出力され、この単位パルス信号
によって、簡単な構成のクランク口ータ１３で、従来の
クランク角１゜毎に検出部を設けたクランクロータと同
等な信号が得られる。

さらに、基準クランク位置の間隔を狭めることにより制
御精度を向上することができ、従来の時間制御方式のよ
うに、基準クランク位置からの遅れ時間の演算能力が不
足することもない。

上記単位パルス信号は、上記入力インターフエイス２５
を介して取込まれ、クランク位置センサ１４からの基準
位置信号θｒｅｆにより上記タイマ２４でのカウントが
開始されて、所定のタイミングになると上記ＣＰＵ２１
に割込み信号が出力される。

これにより、すでに算出された燃料噴射堡信号、点火信
号などの制御信号が上記出力インターフエイス２６から
駆動回路３１に出力され、インジエクタ８、点火コイル
１１などが駆動される。

（ｌａ能構成） 次に、上記制御装置２０の機能構成について説明する。

上記制郊装置２０は、第１図に示すように、計時手段３
０、エンジン回転数算出手段３１、吸入空気量算出手段
３２、各種補正邑算出手段３３、基準時間算出手段３４
、単位パルス信号発生手段３５、制御信号発生手段３６
、制御用データマツブＭｐ、駆動手段３７から構成され
ている。

計時手段３０では、クランク位置センサ１４からの出力
信号、例えば、ＢＴＤＣＩ　８０゜を示す基準クランク
位置信号θｒｅｆｌとＢＴＤＣ９０″′を示す基準クラ
ンク位置信号θｒｅｆ２どの時間間隔Ｔθをタイマ２４
のフリーランニングカウンタにて計測し、エンジン回転
数算出手段３１及び基準時間算出手段３４へ出力する。

エンジン回転数算出手段３１では、上記計時手段３０で
計測された基準クランク位置信号θｒｅｆの時間間隔Ｔ
θから、エンジン回，転数Ｎを算出する。例えば基準ク
ランク位置が９０’　ごとの場合、エンジン回転数Ｎは
、Ｎ＝６０／　（４ｘＴθ）（ｒｏｍ）となる。

吸入空気量算出手段３２では、吸入空気吊センザ１６の
出力信号を読込み、吸入空気ｆｌＱを算出する。

各種補正量算出手段３３では、アイドルスイッチ１５ａ
１スロットルポジションセンサ１５、水温センサ１７の
出力信号から、アイドル後増母補正、スロットル全開増
母補正、水温補正、加減速補正に係る各種増量分を算出
し、また、ｏ２センザ１８の出力波形がら空燃比フィー
ドバック補正量を算出する。

基準時間算出手段３４では、上記計時手段３０で計測さ
れた基準クランク位置信号θｒｅｆの時間間隔Ｔθを、
基準クランク位置間のクランク角度で割り、単位クラン
ク角度、すなわち、クランク角１゜当たりの基準時間Ｔ
　ｒｅｆを算出して単位パルス信号発生手段３５に出力
する。

単位パルス信号発生手段３５では、上記基準時間算出手
段３４で算出された基準時間Ｔｒｅｆとクロツクジエネ
レータ２８からのクロツク信号Ｃ［κとに基づき、クラ
ンク角１゜に相当する単位パルス信号Ｐｔを発生し、こ
の単位パルス信号Ｐｔを制御信号発生手段３６へ出力す
る。

すなわち、上記基準時間算出手段３４で算出された基準
時間Ｔｒｅｆデータをコンバレータ３０の＾１・・・Ａ
ｎ入力にセットすると共に、上記クロツクジェネレータ
２８からのクロツク信号ＣＬκをカウンタ２９にてカウ
ントし、上記カウンタ２９の０１・・・Ｏｎ出力と上記
コンバレータ３０のＡ１・・・Ａｎ入力にセットされた
基準時間Ｔ　ｒｅｆデータとを比較する。

上記クロック信号ＣＬＫのカウント数、すなわち力ウン
タ２９の出力が上記基準時間７’ｒｅｆデータよりも大
きくなると、上記コンバレータ３０の出力が反転し、同
時に上記カウンタ２９がリセットされて、上記基準時間
Ｔｒｅｆ毎のパルス信号、すなわちクランク角１゜相当
の単位パルス信号Ｐｔとなる。

制御信号発生手段３６では、上記エンジン回転数痒出手
段３１で算出されたエンジン回転数Ｎと上記吸入空気催
綽出手段３２で算出された吸入空気ｆｆｉＱとから基本
燃料噴射＠Ｔｐを算出し、この基本燃料噴射量Ｔｏを上
記各種補正邑算出手段３３で算出した各種補正量で補正
して燃料噴射ｎＴを算出すると共に、上記基本燃料噴＠
ｆｆｉＴｐとエンジン回転数Ｎとをパラメータとして制
御用データマップＭｌ１から点火角度、燃料噴射時期な
どのクランク角度を設定する。

そして、上記クランク位置センサ１４からの基準位置信
号θｒｅｆと、上記単位パルス信号発生手段３５からの
単位パルス信号Ｐ【とから制御信号を所定のタイミング
で発生する。

具体的には上記クランク位置センサ１４から例えばＢＴ
ＤＣ９０’を示す基準位置信号θｒｅｆ２が入力される
と、タイマ２４にて上記単位パルス発生手段３５からの
クランク角１゜に相当する単位パルス信号のカウントを
開始し、予め設定したクランク角度に達すると、上記タ
イマ２４から上記ＣＰＵ２１に割込み信号が出力され、
上記ＣＰＵ２１は、燃料噴射量信号Ｔｉ、点火信号θＩ
Ｇなどの制御信号を駆動手段３７へ出力する。

その結果、上記駆動千段３７にてインジエクタ８が駆動
されて、吸入空気ｆａＱに見合った吊の燃料が所定のタ
イミングで噴射されて混合気が燃焼室１ａに吸入され、
その後、点火コイル１１の通電が所定のタイミングで遮
断されて点火ブラグ９からスパークされて、上記燃料に
着火ざれる。

（動　作） 次に、上記構成による制御タイミングの設定手順を第４
図のフローチャートに従って説明する。

ステップＳ１０１で、クランク位置センサ１４から出力
される基準位置信号θｒｅｆ１を取込み、ステップＳ１
０２へ進んで、タイマ２４のフリーランニングカウンタ
の値Ｔ１を読む。

次いで、ステップＳ１０３へ進み、再び上記クランク位
置センサ１４から出力された次の基準位置信号Ｏ　ｒｅ
ｆ２を読込み。ステップ３１０４へ進んで上記タイマ２
４のフリーランニングカウンタの値Ｔ２を読込み、ステ
ップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、上記ステップＳ１０４で読込ん
だ上記タイマ２４のフリーランニングカウンタの値Ｔ２
から、上記ステップＳ１０２で読込んだ上記タイマ２４
のフリーランニングカウンタの値Ｔ１を減算して上記ク
ランク位置センサ１４の基準位置信号θｒｅｆ１〜θｒ
ｅｆ２の時間間隔Ｔθ（＝Ｔ２　−Ｔ１）を算出する。

次に、ステップ３１０６へ進むと、上記ステップＳ１０
５で算出した時間間隔Ｔθを、この時間間隔Ｔθを算出
した上記クランク位置センサ１４の基準位置信号θｒｅ
ｆ１〜θｒｅｆ２に対応するクランク角度、例えば９０
゜で割り、単位クランク角１゜当たりの基準時間Ｔｒｅ
ｆ（＝Ｔθ／９０）を算出してステップＳ１０７へ進む
。

ステップＳ１０７へ進み、コンパレータ３０に上記ステ
ップ８１０６で算出した基準時間Ｔｒｅｆのデータをセ
ットし、次いでステップ８１０８へ進む。このとき、ク
ロックジエネレータ２８からのクロツク信号をカウント
するカウンタ２９のデータ出力と、上記コンバレータ３
０にセットされた基準時間Ｔｒｅｆのデータとが比較さ
れ、上記カウンタ２９のデータ出力、すなわち、上記ク
ロツク信号のカウント数が上記基準時間Ｔｒｅｆのデー
タよりも大きくなると、上記コンパレータ３０の出力が
反転し、同時に上記カウンタ２９がリセットされて再び
Ｏからクロック信号のカウントを始める。

このサイクルが繰返されて、上記コンバレータ３０の出
力は、上記基準時間Ｔ　ｒｅｆに対応したクランク角１
゜毎の単位パルス信号Ｐｔとなり、ステップ８１０８で
は、この１゜パルス信号Ｐｔをタイマ２４にてカウント
し、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、例えば、燃料噴射多信号、点火
信号など、既に算出ざれている制御間の出力タイミング
に達したか否かを判定し、そのタイミングに達していな
い場合、ステップ８１０８へ戻って上記１゜バルス信号
ｐｔのカウントを続ける。

一方、上記ステップＳ１０９で、制御タイミングに達し
たと判定されると、ステップＳ１１０へ進んで、上記燃
料噴射量信号あるいは点火信号を出力し、ステップＳ１
０１へ戻る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、クランク位置セン
サから出力される群準位置信号の間隔から、単位クラン
ク角当たりの基準時間を算出する基準時間痺出手段と、
上記曇準時間算出手段で算出した基準時間に基づいて、
単位クランク角当たりの単位パルス信号を発生する単位
パルス信号発生手段と、上記クランク位置センサからの
基準位置信号と上記単位パルス信号発生手段からの単位
パルス信号に基づいて、所定のタイミングで制御信号を
出力する制御信号発生手段とを備えたため、クランク位
置センサからの基準位置信号のみで制御タイミングが精
度良く決定でき、クランク位置センサが簡単で安価に構
成できる。また、基準位に信号のみで制御タイミングを
決定する際に、演算能力不足を招くことなく、制御精度
の向上を図ることができるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は制
御装置の機能ブロック図、第２図はエンジン制御系の概
略図、第３図は回路ブロック図、第４図は制御タイミン
グの設定手順を示すフローチャート、第５図及び第６図
は従来例を示し、点火時期のタイムチャートである。 ２０・・・制御装置、 １４・・・クランク位置センサ、 ３４・・・基準時間算出手段、 ３５・・・単位パルス信号発生手段、 ３６・・・制御信号発生手段、 θｒｅ「，θｒｅｒｉ，θｒ　ｅ　ｆ　２　・＝基準位
置信号、Ｔ　ｒｅｆ・・・基準時間、 ｐｔ・・・単位パルス信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　クランク位置センサから出力される基準位置信号の間
   隔から、単位クランク角当たりの基準時間を算出する基
   準時間算出手段と、 上記基準時間算出手段で算出した基準時間に基づいて、
   単位クランク角当たりの単位パルス信号を発生する単位
   パルス信号発生手段と、 上記クランク位置センサからの基準位置信号と上記単位
   パルス信号発生手段からの単位パルス信号に基づいて、
   所定のタイミングで制御信号を出力する制御信号発生手
   段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。