JPH04140474A - エンジンの点火時期制御装置 - 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） 本発明はエンジンの点火時期制御装置に関し、より詳し
くはクランク角センサからの信号に基づいて点火時期を
設定するようにしたものに関するものである。

（従来技術およびその問題点） 特開平１−２１９３４２号公報には、動弁機構の一部を
なすカムシャフトにクランク角センサを設け、このクラ
ンク角センサが出力する矩形波信号に基づいて点火時期
を設定する技術が開示されている。より詳しくは上記ク
ランク角センサは工ンジンの気筒数に対応する矩形波信
号を出力するものとされ、この矩形波信号の周期に基づ
いて点火時期の設定が行われる。

ところで、エンジンの始動時はエンジンの回転が不安定
であり、上記矩形波信号の周期に基づいて点火時期を設
定することは好ましくない。このため、各気筒の圧縮行
程の終期つまり上死点を含むその近傍で出力する信号に
基づいて機械的に点火を実行させるハード点火方式が一
般的に採用される。このハード点火方式か・必要とする
信号を上記クランク角センサで出力させようとした場合
には以下の問題がある。すなわち上記ハード、点火のト
リガーのために上記矩形波信号に対して上死点近傍にそ
の立ち上がり或は立ち下がりを持たせた場合、換言すれ
ば矩形波信号の始点（立ち上り）或は終点（立ち下がり
）が上死点近傍となるようにクランク角センサを設定し
た場合には、該矩形波信号の周期がカムシャフトの回転
角速度の変動を受けて点火時期の進角設定に誤差が生じ
る。

すなわち、上死点が終点或は始点となるように矩形波信
号を設定した場合、この矩形波信号の始点或は終点は例
えば下死点ということになる。このことは、矩汗三波信
号が吸気弁等の開閉に同期することとなる。つまり、例
えば吸気弁かカムフェイスを押し上げる動作に同期して
上記矩形波信号が出力され、或は吸気弁等がこれに付設
されたバネによって押し下げられる動作に同期して上記
矩形波信号か出力される。他方、カムシャフトは、吸排
気弁かカムを押し上げるときには、その角速度は小さな
ものとなり、吸排気弁がバネによって押し下げられると
きには、その角速度は大きなものとなる。したかって、
例えば吸気弁が開（ときに出力される矩形波信号の周期
は小さなものとなり、他方吸気弁が閉じられるときに出
力される矩形波信号の周期は大きなものとなる、という
ように、矩形波信号の周期がカムシャフトの角速度の影
響を直接受けることとなり、この周期に基づいて点火時
期を設定したのでは、その進角設定に誤差が生じること
になる。

そこで、本発明の目的は、クランク角センサからの矩形
波信号によって、ハード点火と、該矩形波信号の周期に
よって点火時期と、を設定するとした場合に、上記カム
シャフトの角速度の変動の影響を抑えるようにしたエン
ジンの点火時間制（卸装置を提供することにある。

（発明が課題を解決するための手段） 技術的課題を達成するため、本発明にあっては、エンジ
ン１サイクル中に気筒数に対応する矩形波信号を出力す
るクランク角センサを備え、該クランク角センサの出力
信号に基づいて点火時期を制御するエンジンの点火時期
制御装置を前提として、 カムシャフトに配設され、前記矩形波信号の立ち上り或
は立ち下がりが上死点を含むその近傍で出力され、逆に
該矩形波信号の立ち下がり或は立ち上りが前記カムシャ
フトの回転周期のほぼピークで出力されるクランク角セ
ンサと、 エンジンの始動を検出する始動検出手段と、該始動検出
手段および前記始動検出手段からの信号を受け、エンジ
ンの始動時に、前記上死点を含むその近傍で出力される
前記矩形波信号の立ち上り或は立ち下がりに基づいて点
火の実行を行うハード、自火制御手段と、 該始動検出手段およびｉｉｉ記始動検出手段からの信号
を受け、エンジンの始動時以外の通常運転状態に、前記
カムシャフトの回転周期のほぼピークで出力される前記
矩形波信号の立ち上り或は立ち下がりに基づいて運転状
態に応じた点火時期を設定する通常点火制御手段と、を
備太る構成としである。

すなわち、クランク角センサから出力される矩形波信号
は、その始点或は終点が上死点近傍にあるため、この立
ち上り或は立ち下がりをトリガーとして始動時のハード
点火を行うことができる。

一方、上記矩形波信号の他の終点或は始点は、上記カム
シャフトの回転周期のピークで出力されるようになって
おり、この回転周期のピークで臼力される信号に基づい
て点火時期の設定が行われる。換言すれば、矩形波信号
の周期は、例えば吸気弁の開弁動作の途中から閉弁動作
の途中までということとなり、カムシャフトの角速度の
変動が平均化された状態になる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明
する。

第１図において、１はエンジン本体で、エンジン本体１
は左バンク２と右バンク３とを備え、これらバンク２．
３の挟み角（バンク角）が６０度とされて、各バンク２
．３ごとに３つの気筒４を備えたＶ型６気筒エンジンと
されている。各気筒４は、シリンダボア５内を上下に往
復動するピストン６を備え、該ピストン６によって画成
される燃焼室７に臨ませて、図示を省略した点火プラグ
及び吸気ボート８と排気ボート９とが開口され、吸気ボ
ート８には吸気弁１０が配設され、排気ボート９には排
気弁１１が配設されて、これら両弁１ｏ、１１は図示を
省略したクランクシャフトの回転に同期して所定のタイ
ミングで開閉されるようになっている。

上記エンジン本体１の各吸気ボート８に連なる吸気通路
１２は、上流側から下流側に向けて、共通吸気管１３、
サージタンク１４、独立吸気管１５．１６によって形成
され、−の独立吸気管１５が左バンク２の各吸気ボート
８に接続され、他の独立吸気管１６が右バンク３の各吸
気ボート８に接続されている。上記吸気通路１２には、
上記共通吸気管１３の上流端にエアクリーナ１７が配設
され、この共通吸気管１３の下流端に出力制御弁として
のスロットル弁１８が配設され、このスロットル弁１８
とエアクリーナ１７との間にはエアフローメータ１９が
配設されている。また上記各気筒４の吸気ボート８に臨
ませて、各気筒４毎にインジェクタ２０．２１が配設さ
れている。

上記エンジン本体１の各排気ボート９に連なる排気通路
２２には、左バンク２の各排気ボート９に接続されたー
の独立排気管２３と、右バンク３の各排気ボート９に接
続された他の独立排気管２４と、これら独立排気管２３
．２４の下流端が合流された共通排気管２５とで形成さ
れて、この共通排気管２５には排気ガス浄化用の三元触
媒２６が配設され、上記各独立排気管２３．２４には、
夫々、０２センサ２７．２８が配設されている。

第１図中、符号Ｕは例えばマイクロコンピュータで構成
されたコントロールユニットで、コントロールユニット
Ｕには、上記エアフローメータ１９．０２センサ２７．
２８からの信号が入力され、またセンサ２７．２８から
の信号が入力される。上記エアフロメータ１９は吸入空
気材を検出するものである。上Ｊ己０２センサ２７．２
８は排気ガス中の酸素濃度を検出するものであり、該酸
素濃度に応じてリニアに信号を出力するりニア０２セン
サである。上記センサ３０はスロットル弁１８の開度（
スロットル開度）を検出するものである。上記センサ３
１はクランク角センサである。ここに、クランク角セン
サ３１はホール素子型センサが採用され、該センサ３１
は右バンク３のカムシャフト３２に配設されている。す
なわち、カムシャフト３２には、第２図にも示すように
、シグナルデスクプレート３３が設けられ、このシグナ
ルデスクプレート３３には、本エンジン１の気筒数に対
応して、周回り方向に等間隔に６つの突出部３３ａが設
けられ、これによりセンサ３１が矩形波信号を出力する
ようになっている。

このセンサ３１が出力する矩形波信号について、第３図
を参照して、詳しく説明すると、第３図（へ）に示すよ
うに、クランクアングルで１２０度毎に矩形波が出力さ
れるように、上記デスクプレート３３の突出部３３ａが
設定されている。ここに、右バンク３の吸気弁１０及び
排気弁１１の動きについて、第３図（イ）を参照して説
明すると、吸気弁ｌｏ等の開弁クランク角は、吸気弁１
０等のオーバラップ期間を含めて２４０度とされ、エン
ジン１サイクル（クランク角７２０度）に対して、丁度
、３分の１の角度となっている。

他方、エンジン１について、第４図に示すよに、エンジ
ン１の前端から後端に向けて、順に、右バンク３から左
バンク２へと交互にＮｏ、Ｉ　　Ｎｏ、２というように
気筒数番号を付し、当該気筒数番号に従って点火させる
とした場合、右バンク３において、丁度、１番気筒の吸
気弁１０の動きと、３す気筒の排気弁１１の動きとが同
調したものとくる。他方、左バンク２についても、第３
図（ハ）に示すように、右バンク３と同様に吸気弁１１
排気弁１１とが同調した動きを示し、６０度のノンク角
に基づいて、右バンク３に対して１２０１’５の位相差
を持つことになる。したがって、左右ノンク２．３の各
気筒４の圧縮行程終了タイミンクはクランクアングルで
１．２０度毎に表われることになる。

以上のことを前提とすると、始動時のハード灼火は、第
３図（ロ）に示すように、右バンク３の吸、排気弁１０
．１１の動きに同期して、そのほぼ上死点と下死点とで
、何れかの気筒４の点火を実行する必要がある。つまり
、ハード点火からの要求パルス信号は、第３図（ニ）に
示すクランクアングルということになる。他方、右バン
ク３におけるカムシャフト３２の角速度は、吸気弁１０
と排気弁１１とが同期してその開閉を行うことがら、こ
れら弁１０、ＩＩの開弁途中で最も遅くなり、逆に弁１
０．１１の閉弁途中で最も早くなる。そして、これら弁
１０．１１の動きは、上述したように、クランクアング
ルで２４０度を持ち、この角度の半分である１２０度は
、丁度、クランクアングル７２０度を気筒数で割った角
度と同じである。ということは、上死点或は下死点を挟
んでその前６０度と後６０度をとって１２０度の周期を
見たときには、カムシャフト３２の角速度は平均化され
て、その変動の影響を受けないことになる。つまり、ク
ランク角センサ３１からの信号に基づいて点火時期を設
定する場合、その要求パルスは第３図（ホ）に示すクラ
ンクアングルということになる。以上のことから、上記
クランク角センサ３１は、そのデスクブし・−ト３２の
突出部３２ａが、これによって生成される矩形波信号（
第３図（へ）参ｑ）の立ち上がりと立ち下がりとで上記
両点火時期制御の要求を満たすように、その間隔が設定
されている。

かかるクランク角センサ３１等の信号に基づいて、コン
トロールユニットＵによる点火時期設定制御の一例を、
第Ｓ図に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳｌ　　ｆ以下、符号「Ｓ」を付してス
テップ番号を示す）において、各種信号の読み込を行っ
た後、Ｓ２で現在の運転状態がスタートゾーン（始動運
転状態）であるか否かの判別が行われる。このＳ２にお
いて、スタータスイッチ（図示省略）がＯＮ状態で且つ
エンジノ回転数が所定値以下のときには始動運転状態で
あるとして、Ｓ３に進み、上記矩形波信号の立ち下がり
をトリガーとして、第３図（ロ）に示すように、機械的
に点火が実行される。他方、上記Ｓ２において、ＮＯと
判定されたときには、始動御の通常運転状態にあるとし
て、＄４に進み、上記矩形波信号の立ち上りの周期から
、従来と同様に、エンジン回転数或は点火時期の演算及
び設定が行われ、その点火タイミングとなったときに点
火が実行される（Ｓ５）。

以上、本発明の詳細な説明したが、本実施例はこれに限
られることなく、例えば、デスクブレート３３に、前記
従来公報に見られるように、スリットを設けるものであ
ってもよい。また、矩形波信号の立ち上りと立ち下がり
とを逆にしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、始動
時のハード点火の実行を確保しつつ、始動後の通常点火
に必要とされるクランク角センサの信号において、その
カムシャフトの角速度の変動の影響を抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の全体系統図、 第２図はクランク角センサの一要素であるデスクプレー
トの平面図、 第３図は実施例に適用されたクランク角センサが出力す
る矩形波の構成およびその作用説明図、第４図は実施例
が適用されたＶ型６気筒エンジンを上から見た平面図、 第５図は点火時期制御の一例を示すフローチャート。 ３ａ ：エンジン本体（Ｖ型６気筒エンジン）；左バンク ：右バンク ：クランク角センサ 二カムシャフト ：シグナルデスクプレート ：シグナルデスクプレートに設けられた矩形波信号用突
出部 ココントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン１サイクル中に気筒数に対応する矩形波
   信号を出力するクランク角センサを備え、該クランク角
   センサの出力信号に基づいて点火時期を制御するエンジ
   ンの点火時期制御装置において、 カムシャフトに配設され、前記矩形波信号の立ち上り或
   は立ち下がりが上死点を含むその近傍で出力され、逆に
   該矩形波信号の立ち下がり或は立ち上りが前記カムシャ
   フトの回転周期のほぼピークで出力されるクランク角セ
   ンサと、 エンジンの始動を検出する始動検出手段と、該始動検出
   手段および前記始動検出手段からの信号を受け、エンジ
   ンの始動時に、前記上死点を含むその近傍で出力される
   前記矩形波信号の立ち上り或は立ち下がりに基づいて点
   火の実行を行うハード点火制御手段と、 該始動検出手段および前記始動検出手段からの信号を受
   け、エンジンの始動時以外の通常運転状態に、前記カム
   シャフトの回転周期のほぼピークで出力される前記矩形
   波信号の立ち上り或は立ち下がりに基づいて運転状態に
   応じた点火時期を設定する通常点火制御手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの点火時期制御
   装置。