JPH03121239A

JPH03121239A - 内燃機関用点火制御方法

Info

Publication number: JPH03121239A
Application number: JP1255173A
Authority: JP
Inventors: Wataru Fukui; 渉福井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2667531B2

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］この発明は、１系統の位置信月に基づいて各気筒の動作
位置を識別し、各気筒の点火制御を行う内燃機関用点火
制御方法に関し、特にコストダウンな実現すると共に、
気筒誤検出による異常点火を防止した内燃機関用点火制
御装置に関するものである。

［従来の技術］従来より、自動車等の内燃機関は、複数の気筒（例えば
、４気筒）により数１１００ｒｐ〜数１１０００ｒｐ程
度で回転駆動されている。４気筒の場合、各気筒は、駆
動軸（クランク軸）に対しては１／２周期分ずつ位相が
ずれて連結されているが、クランク軸の２回転に対して
、吸気、圧縮、爆発、及び排気が行なわれるため、各気
筒毎の駆動周期を制御するカム軸に対しては、１／４周
期ずつ動作位置の位相がずれている。

このような内燃機関においては、各気筒毎に、イグナイ
タによる点火時期を電子的に制御するため、内燃機関の
回転に同期した気筒毎の位置信号を生成し、この位置信
号に基づいて各気筒の動作位置を識別する必要がある。

通常、各気筒の基準位置に対応した位置信号を発生する
手段としては、内燃機関のカム軸又はクランク軸の回転
を検出する回転信号発生器が用いられている。

第２図は一般的な内燃機関用気筒識別装置を示すブロッ
ク図であり、図において、（８）は各気筒に対応した位
置信号りを発生する回転信号発生器、（９）は位置信号
りを取り込むためのインターフェース回路、（１０）は
インターフェース回路く９）を介して入力される位置信
号りを処理して気筒の動作位置を識別するマイクロコン
ピュータである。

第３図は従来の内燃機関用気筒識別装置に用いられる回
転信号発生器（８）の具体的構成例を示す斜視図であり
、第４図は回転信号発生器（８）に設けられる位置信号
発生部を示す回路図である。

第３図において、（１）は内燃機関と同期して回転する
回転軸であり、例えば、内燃機関（又は成る１つの気筒
）の動作の１周期に同期して１回転するカム軸に連結さ
れている。

（２）は回転軸（１）に取り付けられた回転円板であり
、各気筒毎の基準位置く所定回転角度）に対応する位置
、並びに、特定気筒の基準位置に対応する位置に、複数
のスリット状の窓（３ａ）及び（３ｂ）が設けられてい
る。ここでは、内燃機関が４気筒の場合を示し、外周部
に沿って４箇所に設けられた窓（３ａ）に関しては、回
転方向（矢印）に対して前方側の一端が各気筒毎の第１
の基準位置に対応し、後方側の一端が第２の基準位置に
対応している。

又、内周部の１箇所に設けられた窓（３ｂ）は、１つの
特定気筒（第１気筒）のみの窓（３ａ）に対応して配置
され、窓（３ａ）に対して位相差を有している。

（４ａ）及び（４ｂ）は善意（３ａ）及び（３ｂ）にそ
れぞれ対向するように配置された一対の発光ダイオード
、（５ａ）及び（５ｂ）は各発光ダイオード（４ａ）及
び（４ｂ）からの出力光を窓（３ａ）及び（３ｂ）を通
して受光するように配置された一対のフォトダイオード
である。

これら発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）とフォトダ
イオード（５ａ）及び（５ｂ）は、２組のフォトカブラ
を構成している。

第４図において、発光ダイオード（４ａ）及び（４ｂ）
並びにフォトダイオード（５ａ）及び（５ｂ）は、代表
的に（４）及び（５）として示されており、一方のフォ
トカブラのみが図示されている。（６）はフォトダイオ
ード（５）からの出力信号を増幅する増幅回路、（７）
は増幅回路（６）の出力端子にベースが接続されたオー
プンコレクタくエミッタ接地）の出力トランジスタであ
る。出力トランジスタ（７）のコレクタ端子は、インタ
ーフェース回路（９）（第２図参照）に接続されている
。

次に、第５図の波形図を参照しながら、第２図〜第４図
に示した従来の内燃機関用気筒識別装置の動作について
説明する。

内燃機関の回転に伴って回転軸（１）が回転して回転円
板（２）が回転すると、回転信号発生器（８）からは、
窓（３ａ）及び（３ｂ）を挾んで対向配置された２組の
フォトカブラの各フォトダイオード（５ａ）及び（５ｂ
）により、窓（３ａ）及び（３ｂ）を構成するスリット
の前方端で立ち上がり且つ後方端で立ち下がる２種類の
位置信号Ｌ　、及びＬ２（第５図参照）が出力される。

第５図において、窓（３ａ）に基づいて得られる第１の
位置信号Ｌ１は、ＳＧＴと呼ばれるクランク角基準信号
であり、＃１〜＃４の各気筒毎の所定クランク角度で反
転する。ここで、各クランク角基準信号り、の立ち上が
りは、各気筒毎のＢ７５°と呼ばれるクランク角度０°
の位置（ＴＤＣ−上部デッドセンタ）から７５°手前の
第１の基準位置を示し、立ち下がりは、Ｂ５°と呼ばれ
るＴＤＣから５゜手前の第２の基準位置を示す。通常、
第１の基準位置Ｂ７５°は制御の基準角度に相当し、第
２の基準位置Ｂ５°はイニシャル点火角度に相当する。

又、窓（３ｂ）に基づいて得られる第２の位置信号Ｌ２
は、ＳＧＣと呼ばれる気筒識別信号であり、特定の＃１
気筒の信号発生時に出力され、＃１気筒を識別するため
に用いられる。

各気筒毎の動作位置は、カム軸の１周期（クランク軸の
２周期分即ち７２０°に相当する）に対して１／４周期
ずつずれており、クランク軸の１周期に対して１／２周
期（１８０°）ずつずれている。又、各気筒は、周知の
ように、＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順
に動作する。

一方、気筒識別信号Ｌ２は、特定の＃１気筒に対応する
クランク角基準信号Ｌ１の立ち上がりより手前で立ち上
がり、且つこの位置信号り、の立ち下がりより後で立ち
下がるように設定される。

こうして得られた２種類の位置信号り、及びＬ２は、イ
ンターフェース回路（９）を介してマイクロコンピュー
タ（１０）に入力される。そして、第２の位置信号Ｌ２
に基づいて特定の＃１気筒を識別すると共に、第１の位
置信号り、に基づいて＃２〜＃４の各気筒の動作位置を
識別し、点火時期の制御演算に用いられる。

しかし、上記のような気筒識別装Ｍにおいては、２系統
の位置信号り、及びＬ２を用いているため、回転信号発
生器（８）の構成が複雑となり、コストダウンが計れな
いという問題点がある。

そこで、第６図のような回転信号発生器（８）を用いて
、１系統の位置信号Ｌ１及びＬ　２　’を送信する装置
が考えられる。この場合、発光ダイオード（４）及びフ
ォトダイオード（５）は１組のフォトカブラを構成して
いる。又、（３ｂ’　）は窓（３ｂ）に対応した特定気
筒識別用の窓であり、基準クランク角度検出用の窓（３
ａ）と同じ円周上に位置されている。

特定気筒識別用の窓（３ｂ’　）は、特定気筒の第１及
び第２の基準位置を示す窓（３ａ）に続いて配置されて
おり、これにより、１系統のフォトカブラで第１及び第
２の位置信号Ｌｌ及びＬ２′を得るようになっている。

第６図において、他の構成は第３図と同様であり、又、
装置全体の構成及び位置信号発生部の構成は、それぞれ
第２図及び第４図に示した通りである。

次に、第７図の波形図及び第８図のフローチャート図を
参照しながら、第６図の回転信号発生器く８）を用いた
気筒識別方法について説明する。

前述と同様に、回転円板（２）が矢印方向に回転すると
、善意（３ａ）及び（３ｂ”）に対向した発光ダイオー
ド（４）及びフォトダイオード（５）により、回転信号
発生器（８）からは、第７図のように連続的な第１及び
第２の位置信号り、及びＬ２′が発生する。ここで、第
２の位置信号Ｌ　２　’の立ち下がりは、例えば、特定
気筒に対してＡ５°と呼ばれるＴＤＣから５°後の基準
位置に対応している。

次に、マイクロコンピュータ（１０）（第２図参照）は
、回転信号発生器（８）からインターフェース回路（９
）を介して、第７図のように１系統の信号として送出さ
れてくる各位置信号Ｌ（Ｌ、及びり、′）を識別するた
め、各位置信号のハイレベル期間（パルス幅）を及び立
ち上がり周期（パルス間隔）Ｔを計算しくステップＳｔ
）、更に、ステップＳ１で得られた値に基づいて、各パ
ルスのデユーティ（ｔ／Ｔ）を計算する（ステップＳ２
）。そして、ステップＳ２における計算結果に基づいて
、前回データ（ｔ／　Ｔ　）ｎ−１と今回データ（ｔ／
Ｔ）ｎとの差の絶対値をとり、この値が所定値αより大
きいか否かを判定する（ステップＳ３）。

もし、第７図中の１．及びＴ１からｔ２及びＴ２のよう
に、デユーティ（ｔ／　Ｔ　）が大きく変化した場合は
、比率データ差の絶対値が所定値αより大きいと判定さ
れ、特定の＃１気筒であることが識別される。

従って、特定気筒（＃１気筒）を表わすフラグがマイク
ロコンピュータ（１０）内のレジスタにセットされた後
（ステップＳ４）、リターンして気筒識別動作を終了す
る（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ３において、デユーティ差の絶対値が
所定値α以下と判定された場合は、直ちにリターンして
（ステップＳ５）、特定気筒を基準とした第１の位置信
号Ｌ１に基づいて、＃３気筒、＃４気筒及び＃２気筒が
順次識別される。

こうして、各気筒に対応した位置信号り、を認識するこ
とにより、例えば、所定の最適タイミングで、各気筒の
イグニションコイルを通電遮断することができる。この
とき、特定気筒識別用の第２の位置信号Ｌ　２　’が、
第１の位置信号Ｌｌの立ち下がりの後に発生し、イニシ
ャル点火位置（Ｂ５°）の後に設定されているので、内
燃機間のクランキング時（モータ駆動によるクランク始
動時）において、第７図に示す位置信号りがそのままイ
グニションコイルの通電遮断（立ち下がりで点火）に用
いられ、特定気筒識別用の第２の位置信号Ｌ２’でイグ
ニションコイルの通電遮断が行われたとしても、第１の
位置信号Ｌ１により正規のイニシャル点火された後であ
るため内燃機関の始動不良が生じることはない。尚、上
記ステップＳ２において各位置信号のパルスデューティ
（Ｌ／Ｔ）を計算したが、ローレベル期間（Ｔ　−ｔ）
に対するハイレベル期間ｔの比率［ｔ／　（Ｔ　−ｔ＞
］を計算してもよい。この場合、パルス間隔の変動によ
る周期差が大きくなり、特定気筒の検出感度が更に向上
する。

しかし、」上記のような１系統の位置信号り、及びＬ２
′を用いた気筒識別方法においては、クランキング時（
内燃機関の始動初期）等の回転周期変動時に、第１の位
置信号（クランク角基準信号５ＧＴ）Ｌ、の発生周期が
変動し、誤検出による異常な気筒識別結果が点火制御に
反映されてしまう。

［発明が解決しようとする課Ｍ］従来の内燃機関用点火制御方法は以上のように、２系統
の位置信号Ｌ１及びＬ２に基づいて気筒識別する場合は
、２組のフォトカプラを用いて２系統の信号を発生する
必要があるので、回転信号発生器の構成が複雑となりコ
ストアップを招くという問題点があった。

又、１系統の位置信号Ｌ１及びＬ２′を用いて気筒識別
を行う内燃機関用点火制御方法は、始動初期時等に第１
の位置信号Ｌ１の発生周期が変動した場合、誤検出によ
る異常な気筒識別結果が点火制御に反映されて、異常点
火による不具合を招くという問題点があった。

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、気筒識別に１系統の位置信号を用いてコスト
ダウンを実現すると共に、気筒識別の誤検出による異常
点火を防止した内燃機関用点火制御方法を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る内燃機関用点火制御方法は、第１の位置
信号に続いて特定気筒識別用の第２の位置信号を発生さ
せ、第１及び第２の位置信号の発生パルス間隔の比較に
基づいて各気筒の動作位置を識別すると共に、気筒識別
結果が正規でないと判定された場合は、気筒識別結果に
基づく点火制御を行わず、位置信号に基づくバイパス点
火制御を行うようにしたものである。

［作用］この発明においては、１系統の位置信号のパルス間隔に
基づいて気筒識別を行った後、識別結果が正規か否かを
判定し、正規であれば識別結果に基づく点火制御を行い
、正規でなければ位置信号によるバイパス点火制御を行
い、良好な始動動作を確保する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すフローチャート図であり
、５１〜Ｓ５は前述と同様のステップである。又、この
発明が適用される装置は、第２図、第４図及び第６図に
示した通りであり、気筒識別用に発生される１系統の位
置信号は、第７図と同様である。従って、前述のように
、第７図に示す第１の位置信号り、の立ち上がり（Ｂ７
５°）を制御の基準角度とし、立ち下がり（Ｂ５°）を
イニシャル点火角度としている。

第１図において、気筒識別用のステップＳ１〜Ｓ４（こ
こでは説明しない）が終了した後、ます、気筒識別結果
が正規か否かを判定しくステップＳ６）、正規であれば
、識別結果に基づく通常の点火制御を行う（ステップＳ
７）。

一方、ステップＳ６で識別結果か正規でないと判定され
た場合は、従来のメカ気筒識別及び位置信号りによるバ
イパス点火制御を行う（ステップＳ８）。

即ち、第１の位置信号Ｌ１の立ち上がり（Ｂ７５°）で
イグニションコイルに電流が供給され、立ち下がり（Ｂ
５°）で電流が遮断されて点火が行われる。又、＃１気
筒に関しては、第２の位置信号Ｌ２′により通電遮断が
行われるが、前述したように第１の位置信号り、により
点火された直後であるため、内燃機関の動作状態に何ら
支障は生じない。

上記判定ステップＳ６及びバイパス点火ステップＳ８は
、マイクロコンピュータ（１０）により実行される。こ
れにより、誤検出による異常な気筒識別結果を点火制御
に用いることは防止され、始動初期であっても良好な動
作状態を確保することができる。

尚、ステップＳ６における判定は、例えばフラグがセッ
トされるレジスタの内容によって行われ、もし、４気筒
毎に対応したレジスタ内容がｒｌｏｏｏ。

であれば、識別結果は正規と判定される。又、始動初期
等で位置信号のパルス間隔が不安定となった場合は、特
定気筒のみにフラグがセットされずレジスタ内容が異常
となるので、正規でないと判定される。

［発明の効果〕以上のようにこの発明によれば、第１の位置信号に続い
て特定気筒識別用の第２の位置信号を発生させ、第１及
び第２の位置信号の発生パルス間隔の比較に基づいて各
気筒の動作位置を識別すると共に、気筒識別結果が正規
でないと判定された場合は、気筒識別結果に基づく点火
制御を行わず、位置信号に基づくバイパス点火制御を行
い、気筒識別不可時における識別結果を点火制御に反映
しないようにしたので、コストダウンを実現すると共に
気筒誤識別による異常点火を防止した内燃機関用点火制
御方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すフローチャート図、
第２図は一般的な内燃機関用気筒識別装置を示すブロッ
ク図、第３図は従来の内燃機関用気筒識別装置に用いら
れる回転信号発生器を示す斜視図、第４図は一般的な回
転信号発生器に設けられる位置信号発生部を示す回路図
、第５図は第３図及び第４図の回転信号発生器により生
成される位置信号を示す波形図、第６図は改善された回
転信号発生器を示す斜視図、第７図は第６図の回転信号
発生器により生成される位置信号を示す波形図、第８図
は第６図の回転信号発生器を用いた内燃機関用点火制御
方法を説明するためのフローチャート図である。（８）・・・回転信号発生器Ｂ７５°・・・第１の基準位置Ｂ５°・・・第２の基準位置Ｌｌ・・・第１の位置信号Ｌ２′・・・第２の位置信号Ｓ１〜Ｓ４・・・気筒を識別するステップＳ６・・・識
別結果を判定するステップＳ８・・・バイパス点火制御
ステップ尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。第１図

Claims

【特許請求の範囲】内燃機関の回転に同期して、複数の気筒にそれぞれ対応
した第１の基準位置及びイニシャル点火位置近傍の第２
の基準位置を示す第１の位置信号と、この第１の位置信
号に続く特定気筒識別用の第２の位置信号とを発生させ
、前記第１及び第２の位置信号の発生パルス間隔の比較
に基づいて前記各気筒の動作位置を識別し、この識別結
果に基づいて前記各気筒の点火を制御する内燃機関用点
火制御方法において、前記気筒識別結果が正規でないと判定された場合は、前
記気筒識別結果に基づく点火制御を行わず、前記位置信
号に基づくバイパス点火制御を行うようにしたことを特
徴とする内燃機関用点火制御方法。