JPH049265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、エンジン回転数の検出方法、詳しく
はエンジンの点火時期制御、空燃比制御等のエン
ジン制御用のエンジン回転数を検出する方法に関
するものである。

〔従来技術〕

従来、エンジンの各種制御、例えば点火時期の
制御には、その時点のエンジン回転数を知る必要
があり、デイストリビユータ等に備えられクラン
ク軸の回転に周期して等クランク角毎にパルス信
号を出力するクランク角センサの信号に基づいて
パルス間隔よりエンジン回転数を計算して検出し
ていた。しかし等クランク角毎に出力されるパル
ス信号は、センサ回転部分のバツクラツシユ等も
あつて必ずしも完全な等クランク角毎の信号とな
つていず、パルス間隔が若干ずれることもある。
また単に等クランク角信号のパルス間隔のみから
エンジン回転数を算出する場合、僅かな間隔のず
れ等からエンジンの高速回転時では検出した回転
数が大きく変動し、正確な点火時期制御が行えな
い。

この様な問題を解決する方法として、第１図に
示すフローチヤートの如き処理を行うエンジン回
転数の検出方法が提案されている。

即ち、第１図に示す処理は、回転角センサより
出力される30゜毎のクランク角信号に基づき実行
される処理を表わしている。

まず、処理が開始されると、ステツプ１００に
おいては、今回のクランク角信号より４つ前のク
ランク角信号が出力されたときの時刻と今回の時
刻までに要した所要時間、即ち、クランク軸が
120゜回転に要する所要時間が計測される。

続くステツプ１０１においては、前ステツプ１
００にて計測された計測値（所要時間）が所定の
第１記憶手段に記憶され、次ステツプ１０２の処
理に移行する。

ステツプ１０２においては、第１記憶手段に記
憶された所要時間に基づき、いわゆる「なまし処
理」が行われる。即ち「なまし処理」とはエンジ
ン回転変動を表わす所要時間の変動を、そのまま
エンジン回転数に換算せずに、一旦、当該変動を
平均化することにより、エンジン回転数の変動を
少なく抑えて検出するための一種の平均化処理を
言い、例えば、それまでに計測された所要時間に
基づいて演算された所要時間の重みつき平均値
T120M′（第２記憶手段内に記憶されている）と
今回計測された所要時間T120との重みつき平均
を求め、求めた重みつき平均値を新たな所要時間
の重みつき平均値T120Mとしている。この処理
を数式に表わすと以下の如くになる。

T120M＝T120−T120M′／Ｋ＋T120M′ （Ｋは定数） 続くステツプ１０３においては、前ステツプ１
０２で算出された所要時間の重みつき平均値
T120Mを新たな所要時間の重みつき平均値とし
て第２記憶手段の記憶更新の処理を行う。

そして必要に応じて図示せぬ他の処理を行い、
ステツプ１０４においては、前記ステツプ１０３
にて第２記憶手段内に記憶された新たな所要時間
の重みつき平均値に基づいて点火時期の進角計算
処理が行われ、更に必要に応じて他の処理を行つ
た後、本フローチヤートに示す処理を終了する。

この様な処理により、計測されたエンジン回転
数の変動がなまされ（平均化され）、エンジン回
転数を制御パラメータとする点火時期制御におい
て、高速回転域でクランク角信号のズレ等による
点火時期の乱れが抑制され得る。

しかしながら、この様な処理を行つた場合、別
の新たな問題、即ち、高速回転域での点火時期の
乱れは改善されるものの、逆に過渡時あるいは低
速回転域での追従遅れが増大すると言つた問題が
生ずることとなつた。

その原因は、前述の「なまし処理」が30゜毎の
クランク角信号に同期して実行されるため、「な
まし処理」にて平均化される回転変動の周波数成
分（カツトオフ周波数ωc以上の周波数成分）が
変化し、例えばエンジン回転数が600rpm〜
6000rpmの範囲で変化する場合は、カツトオフ周
波数ωcは、 ωc＝１／kτ （Ｋ：定数、τ：実行周期） で表わされることから、Ｋ＝４とした時、第２図
に示す如く、30rad／sec〜300rad／secの範囲で
変化する。

従つて、センサのバツクラツシユ等が回転変動
にさほど影響を及ぼさない低速回転域であつても
回転変動の周波数成分を平均化するため、本来、
検出して制御に用いるべき回転変動をも正確に検
出できなくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、点火時期制御や燃料噴射量制
御に用いられる制御パラメータとしてのエンジン
回転数を、実際に計測した回転数より制御に悪影
響を及ぼす回転変動成分をその時の回転域に合わ
せて適宜取り除く処理を行つて求めることによ
り、低速回転域から高速回転域に至るまで安定
し、追従性の良いエンジン制御を可能にするエン
ジン回転数の検出方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

かかる目的を達成するために、本発明は、第３
図のフローチヤートに示す如く、 （P1）エンジンのクランク軸の回転に同期し
て等クランク角毎に出力されるクランク角信号に
基づき、クランク軸の所定クランク角回転毎に、
当該回転に要する所要時間を計測し、計測した所
要時間に基づき第１の記憶手段内に記憶されてい
る所要時間の記憶更新処理を行うと共に、 （P2）所定時間間隔毎に、前記第１の記憶手
段内に記憶された所要時間と、第２の記憶手段内
に記憶されているそれまでの所要時間の平均化処
理値とに基づき新たに平均化処理を行い、当該処
理結果を新たな所要時間の平均化処理値として第
２の記憶手段の記憶更新処理を行い、 （P3）前記第２の記憶手段内に記憶されてい
る所要時間の平均化処理値に基づきエンジン回転
数を算出することを特徴とするエンジン回転数の
検出方法を要旨としている。

〔実施例〕

以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説
明する。

まず、第４図は本発明方法が適用される実施例
の四サイクル四気筒内燃機関（エンジン）及びそ
の周辺装置を表わす概略系統図である。

１はエンジン、２はピストン、３は点火プラ
グ、４は排気マニホールド、５は排気マニホール
ド４に備えられ、排ガス中の残存酸素濃度を検出
する酸素センサ、６は各気筒に対してそれぞれ設
けられ燃料を噴射する燃料噴射弁、７は吸気マニ
ホールド、７ａは吸気マニホールド７の接続され
る吸気ポート、７ｂは吸気バルブ、８は吸気マニ
ホールド７に備えられ、エンジン本体１に送られ
る吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、９は
エンジンの冷却水温を検出する水温センサ、１０
はスロツトルバルブ、１１はスロツトルバルブ１
０に連動し、スロツトルバルブ１０の開度に応じ
た信号を出力するスロツトルポジシヨンセンサ、
１２はスロツトルバルブ１０を迂回する空気通路
であるバイパス路、１３はバイパス路１２の開口
面積を制御してアイドル回転数を制御するアイド
ルスピードコントロールバルブ（ISCV）、１４は
吸入空気量を測定するエアフロメータ、１５は吸
入空気を浄化するエアクリーナをそれぞれ表わし
ている。

また、１６は点火コイルを備え点火に必要な高
電圧を出力するイグナイタ、１７は図示していな
いクランク軸に連動し上記イグナイタ１６で発生
した高電圧を各気筒の点火プラグ３に分配供給す
るデイストリビユータ、１８はデイストリビユー
タ１７内に取り付けられ、デイストリビユータ１
７の１回転、即ちクランク軸２回転に24発のパル
ス信号（クランク角信号）を出力する回転角セン
サ、１９はデイストリビユータ１７の１回転に１
発のパルス信号を出力する気筒判別センサ、２０
は電子制御回路をそれぞれ表わしている。

更に２１はエンジン冷間時に、スロツトルバル
ブを迂回して流れる空気の通路、即ちフアースト
アイドル用バイパス路を示している。そして２２
はフアーストアイドル用バイパス路２１を通る空
気量を制御するエアバルブを示している。尚エア
バルブ２２はエンジン冷間時に暖気運転に必要な
エンジン回転数を確保するためにフアーストアイ
ドル用バイパス路２１を開くように作動する。

次に第５図は電子制御回路２０のブロツク図を
表わしている。

３０は各センサより出力されるデータを制御プ
ログラムに従つて入力及び演算すると共に、燃料
噴射弁６、イグナイタ１６等の各種装置を作動制
御等するための処理を行うセントラルプロセシン
グユニツト（以下、単にCPUと呼ぶ）、３１は前
記制御プログラムや燃料噴射量演算のためのマツ
プ等のデータが格納されるリードオンリメモリ
（以下、単にROMと呼ぶ）、３２は電子制御回路
２０に入力されるデータや演算制御に必要なデー
タが一時的に読み書きされるランダムアクセスメ
モリ（以下、単にRAMと呼ぶ）、３３は図示せ
ぬキースイツチがオフされても以後のエンジン作
動に必要な学習値データ等を保持するよう、バツ
テリによつてバツクアツプされたバツクアツプラ
ンダムアクセスメモリ（以下、単にバツクアツプ
RAMと呼ぶ）、３４は図示していない入力ポー
トや必要に応じて設けられる波形整形回路、各セ
ンサの出力信号をCPU３０に選択的に出力する
マルチプレクサ、アナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、等が備えられた入力部を
それぞれ表わしている。３５は図示していない入
力ポート等の他に出力ポートが設けられその他必
要に応じて燃料噴射弁６、イグナイタ１６等を
CPU３０の制御信号に従つて駆動するに駆動回
路等が備えられた入・出力部、３６は、CPU３
０、ROM３１等の各素子及び入力部３４入・出
力部３５を結び各データが送られるバスラインを
それぞれ表わしている。

上記CPU３０による点火時期の制御は、エン
ジン回転数や、必要に応じてエンジン負荷等に基
づき演算された点火タイミングでパルス信号をイ
グナイタ１６に出力することにより実行される。

次に、本実施例のエンジン回転数検出の為の制
御プログラムを第６図、第７図のフローチヤート
に示す。

以下、本実施例の制御プログラムに示す処理に
ついて説明する。

まず第６図の「クランク角30゜割込」処理ルー
チンについて説明する。本ルーチンは、クランク
軸が30°回転する毎に、即ち回転角センサ１８の
信号に同期して処理の行なわれるサブルーチンを
示し、処理が開始されると、ステツプ５１にてク
ランク軸120°だけ回転するのに要した時間（所用
時間）T120が計測される。この計測は、例えば
今回本ルーチンの処理が開始された時点の時刻と
４回前の本ルーチンの処理が開始された時点の時
刻とから計算によつて求められる。

続くステツプ５１においては、前ステツプで計
測された所用時間T120をRAM３２内の所定のレ
ジスタ（以下、Ａレジスタと呼ぶ）に、既に前回
の処理にてＡレジスタに記憶されている所用時間
T120に代えて記憶（更新）し、次ステツプ５２
の処理に移する。

ステツプ５２においては、後述する第７図フロ
ーチヤートのステツプ６２にて所定のレジスタ
（以下、Ｂレジスタと呼ぶ）に格納された平均化
処理値T120Mを用いて公知の点火時期の進角計
算処理が行なわれ、本ルーチンの処理は終了す
る。尚、本ルーチンにおいては必要に応じて点火
時期の進角計算の代りに他の処理、例えば燃料噴
射量計算処理や、それらの処理に加えて他の処理
を行なつても良い。

次に第７図に示す「タイマ割込」処理ルーチン
について説明する。本ルーチンはプログラム処理
によつて計時されるソフトタイマ、あるいは図示
せぬ電子部品によつて構成されるハードタイマ等
のタイマ信号により所定の時間間隔（例えば１〜
5msec）で処理が開始され、まずステツプ６０に
おいては、前述ステツプ５１においてＡレジスタ
に記憶されている最新の所要時間T120を読み出
す。

続くステツプ６１においては、それまでの本ル
ーチンの処理にて演算されＢレジスタに記憶され
ている所要時間の平均化処理値T120Mと、前ス
テツプにて読み出された最新の所要時間T120と
の平均化処理、即ち次式に示す如き重みつき平均
値Ｆの演算を実行し、結果を、新たな平均化処理
値T120Mとする。

Ｆ＝T120−T120M／K₁＋T120M （K₁；定数） 次ステツプ６２においては、Ｂレジスタに、前
回の本ルーチンの処理にて既に記憶されている平
均化処理値に代えて、新たに前ステツプにて求め
た所要時間の平均化処理値を記憶して記憶の更新
を行ない、本ルーチンの処理を終了する。

本ルーチンの処理においても必要に応じて他の
処理を行つても良い。

以上の処理を行なうことにより、例えば、ステ
ツプ６１で示した定数K₁＝４とし、「タイマ割
込」処理の行なわれる所定の時間間隔を1msecと
すれば、平均化の処理を行なう実行周期がエンジ
ン回転数に関係なく一定となり、カツトオフ周波
数ωcはエンジン回転数にかかわりなく第８図に
示す如く一定の周波数（250rad／sec）となる。
したがつて本実施例によつて高速回転域において
は、エンジン回転数の変動を平均化したエンジン
回転数を検出することができると共に、低速回転
域ではエンジン回転数の変動を必要以上に平均化
されることのないエンジン回転数を検出すること
が可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明方法は、エンジン回
転数とはかかわりなく、一定の時間間隔でエンジ
ン回転数の平均化処理を行なつている。この為、
本発明によれば、エンジン回転数の変動の平均化
を、特に必要な高速回転域において、確実に行な
うと共に、しかもさほど当該平均化を行なう必要
のない低速回転域での平均化処理による影響を少
なくすることが可能となる。したがつて、低速回
転域から高速回転域に至る全ての回転域で、エン
ジン回転数を制御パラメータとする制御に適切な
エンジン回転数を検出することが可能となり、こ
の結果、高速回転域における制御の乱れを無く
し、低中速回転域での追従性向上を図ることがで
きると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の平均化処理を示すフローチヤー
ト、第２図は同じく平均化処理によるエンジン回
転数の変動分のカツトオフ周波数の変化を示すグ
ラフ、第３図は本発明方法の構成を表わすフロー
チヤート、第４図は本発明方法の適用される実施
例のエンジン及びその周辺装置を表わす概略系統
図、第５図はその電子制御回路を表わすブロツク
図、第６図及び第７図は実施例制御プログラムを
表わすフローチヤート、第８図は実施例の作用を
表わすグラフである。 １…エンジン、３…点火プラグ、１８…回転角
センサ、２０…電子制御回路、３０…CPU、３
１…ROM、３２…RAM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンのクランク軸の回転に同期して等ク
   ランク角毎に出力されるクランク角信号に基づ
   き、クランク軸の所定クランク角回転毎に、当該
   回転に要する所要時間を計測し、計測した所要時
   間に基づき第１の記憶手段内に記憶されている所
   要時間の記憶更新処理を行うと共に、 所定時間間隔毎に、前記第１の記憶手段内に記
   憶された所要時間と、第２の記憶手段内に記憶さ
   れているそれまでの所要時間の平均化処理値とに
   基づき新たに平均化処理を行い、当該処理結果を
   新たな所要時間の平均化処理値として第２の記憶
   手段の記憶更新処理を行い、 前記第２の記憶手段内に記憶されている所要時
   間の平均化処理値に基づきエンジン回転数を算出
   することを特徴とするエンジン回転数の検出方
   法。