JPH0670399B2

JPH0670399B2 - 内燃エンジンの始動開始直後のクランク角度基準位置確認方法

Info

Publication number: JPH0670399B2
Application number: JP16109985A
Authority: JP
Inventors: 千昭熊谷; 真司十万; 裕木村; 治人御友
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS6223554A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）この発明は内燃エンジンの始動開始直後のクランク角度
基準位置確認方法に関するもので、特に作動制御装置、
例えば点火時期制御装置において、エンジンの始動直後
に検出されたクランク角度基準位置を容易的確に、これ
を正規のクランク角度基準位置と確認することのできる
方法に係るものである。

（発明の技術的背景とその問題点）内燃エンジンは、その作動に関して例えば点火時期を、
当該エンジンの回転数、吸気管内圧、及びエンジン温度
等のエンジン運転パラメータ値に応じて最適な時期に調
整し、常に良好な運転状態が保持できるようにしてい
る。このような点火時期の制御をマクロコンピュータを
用いた電子式点火時期制御装置で行う場合、クランク軸
の回転角情報とともに正確なクランク角度基準位置情報
が必要不可欠のものとされる。

このようなクランク軸の回転角および基準位置情報の発
生装置としては例えば次のようなものがある。即ち、こ
の発生装置はエンジンのクランク軸に磁性体がうなる回
転体が取り付けられ、その外周部に単位回転角α゜の間
隔で凸部が設けられ、これが回転角情報の発生部とされ
ている。また凸部が１個所だけ欠落され、これがクラン
ク角度基準位置情報の発生部とされている。一方回転体
の外部には、その円周部に沿って単位回転角α゜の整数
倍に相当する間隔だけ離隔されて第１および第２の２個
の電磁ピックアップが配置されている。そしてエンジン
の回転に伴って、この第１および第２の電磁ピックアッ
プから、第１および第２のパルス信号を発生させ、その
何れか一方のパルス信号からクランク軸の回転角情報を
得るとともに、両パルス信号の差動出力からクランク角
度基準位置を検出するようにしている。

ところでエンジンの始動開始直後においては、エンジン
回転は通常不安定であり、しかも磁性体の凸部からなる
回転角情報の発生部が電磁ピックアップの配置位置を通
過する速度が低下するので、この電磁ピックアップに誘
起されるパルス信号の信号レベルが低下する。したがっ
て第２の電磁ピックアップが凸部の欠落位置に対応して
いなくても、その出力が欠落してクランク角度基準位置
を誤検出することがある。このためエンジンの始動開始
直後には、正しいクランク角度基準位置が検出されたか
否かを確認することが必要とされる。

（発明の目的）この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、エンジンの始動開始直後におい
て、検出されたクランク角度基準位置を正規の基準位置
であると容易的確に確認することのできる内燃エンジン
の始動開始直後のクランク角度基準位置確認方法を提供
することにある。

（発明の構成）上記目的を達成するため、この発明によればエンジンの
クランク軸が１回転する間に複数の所定クランク角度位
置でそれぞれ第１のクランク角度位置信号を逐次発生さ
せる一方、前記クランク軸が１回転するごとに当該クラ
ンク軸の少なくとも１つの所定回転位置で第２のクラン
ク角度位置信号を発生させ、該第１および第２のクラン
ク角度位置信号によりクランク角度基準位置が検出され
る内燃エンジンのクランク角度基準位置確認方法におい
て、エンジンの始動開始直後に前記第２のクランク角度
位置信号が検出されてから、これに続く次の前記第２の
クランク角度位置信号が検出される迄の間に前記第１の
クランク角度位置信号の発生回数を計数し、計数した発
生回数が所定回数であるとき、前記第１および第２のク
ランク角度位置信号により検出されるクランク角度基準
位置は正規のクランク角度基準位置であると確認するこ
とを特徴とする内燃エンジンの始動開始直後のクランク
角度基準位置確認方法が提供される。

（発明の実施例）以下この発明を図面に基づいて説明する。

先ず、１図はこの発明に適用する電子式作動制御装置と
して電子式点火時期制御装置の全体構成を示す図であ
る。図中符号１は４気筒または２気筒等のＶ形のエンジ
ン、２は電子コントロールユニット（以下「ECU」とい
う）で、Ｖ形のエンジン１は、気筒夾角が45゜、60゜、
90゜、128゜、135゜および直列４気筒の180゜等の何れ
の角度のものも適用することができ、図は複数気筒のう
ちの１個の気筒の要部を一部断面で示している。符号10
a、10bは点火プラグで、図には２個だけが示されている
が、この点火プラグはそれぞれの気筒に各別に取り付け
られている。そして後述するように各点火プラグ10a、1
0bは各別に設けられた点火コイルに接続されて、ディス
トリビュータ無しの点火方式とされている。４気筒のエ
ンジンに対しては、符号10aの点火プラグに図示省略の
他の１個の点火プラグが電気的に直列接続され、これと
同様に符号10bの点火プラグに対しても図示省略の他の
１個の点火プラグが電気的に直列接続される。直列接続
された各２個の点火プラグは同一の点火信号で点火さ
れ、この同時に点火された２個のうちの一方の点火プラ
グは排気行程で点火されるので、いわゆる捨火方式の点
火方式がとられる。符号３はエンジン１の燃焼室で、こ
の燃焼室３には、吸気管４および排気管５が連通され、
各連通口には吸気バルブ６および排気バルブ７がそれぞ
れ配設されている。吸気管４の途中にはスロットル弁８
が設けられ、このスロットル弁８の下流には相対圧また
は絶対圧センサ（以下単に「絶対圧センサ」という）９
が設けられており、この絶対圧センサ９によって電気信
号に変換された吸気管内絶対圧信号はECU2に送られる。
またエンジン１の気筒周壁部には冷却水が充満され、こ
の部分にサーミスタ等からなるエンジン水温センサ11が
挿着されている。このエンジン水温センサ11の検出信号
はECU2に供給される。12はピストンで、このピストン12
がコネクチングロッド13を介してクランク軸14に連結さ
れている。そしてこのクランク軸14に、その回転に応じ
て第２図(a)、(b)に示すような第１および第２のパルス
信号Ｐc₁、Ｐc₂を発生するパルス発生機構が配設されて
いる。即ち、まずクランク軸14に回転部材としての回転
円板15が取り付けられその円周部に、強磁性材製の凸起
体で形勢されたリアクタ16a〜16gが円周上１個所を除く
等分位置、例えば45゜の角度間隔で突設されている。リ
アクタはこのように図示の例で云えば符号16dと16eの間
で１個所だけ欠落され、この欠落部の角度間隔は90゜と
されている。なおリアクタは凸起体に限らず回転部材に
磁性体を埋設してもよい。回転円板15の外部には、その
円周部に沿って、磁石体17a、18aにコイル17b、18bを巻
回して形成した第１、第２の電磁ピックアップ（以下
「パルサ」という）17、18が配設されている。第１およ
び第２のパルサ17、18の配設角度間隔は、適用されるエ
ンジンの上死点間隔、気筒数等に対応して規定され、図
の例では上死点間隔180゜の直列４気筒エンジンに適用
した場合が示されていて、２個のパルサ17、18間の配設
角度間隔は約180゜に規定されている。

ECU2は、上述の各センサ９、11の信号記号、および両パ
ルサ17、18からのパルス信号Ｐc₁、Ｐc₂に基づいて進角
データθigおよび次に述べる点火コイルへの通電時間To
n等を演算し、これを駆動信号として出力するのもの
で、その出力線路がそれぞれ点火コイル21、22を介して
各点火プラグ10a、10bに接続されている。点火コイル2
1、22には、それぞれ図示省略の１次コイルおよび２次
コイルが備えられ、この２次コイルの出力端がそれぞれ
の点火プラグ10a、10bに接続されている。点火コイル2
1、22はECU2からの駆動信号により１次コイルに通電さ
れる電流が制御され、２次コイルに高電圧が発生して点
火プラグ10a、10bに火花放電を生じさせる。

一方、ECU2には、上述のような演算処理をするために、
まずこれをブロックで大別すると、入力回路19、入出力
LSI（以下「I/O・LSI」という）23、中央演算処理部
（以下「CPU」という）24、A/Dコンバータ25および出力
回路26が備えられている。さらに入力回路19には第１お
よび第２のパルサ17、18でそれぞれ発生した第１および
第２のパルス信号Ｐc₁、Ｐc₂（第２図(a)、(b)）を波形
整形する波形整形回路27、28と、この各波形整形回路2
7、28からの出力をそれぞれラッチする第１および第２
のフリップフロップ回路29、31が配設されている。第１
のフリップフロップ回路29、31が配設されている。第１
のフリップフロップ回路29はそのＱ出力の出力線路がI/
O・LSI23を介してCPU24のINT端子（図示せず）に接続さ
れ、また第２のフリップフロップ回路31はそのＱ出力の
出力線路がI/O・LSI2を介してCPU24のSTATUS端子（図示
せず）に接続されている。符号32は第１および第２のフ
リップフロップ回路29、31に対するクリア信号線路であ
る。I/O・LSI23の部分における符号33は後述するMeタイ
マである。

CPU24は、ワンチップICとして構成されているものが適
用され、その内部に各種演算プログラム、通電カウンタ
34、後述する −θigマップ、Tw−θigテーブル、および気筒夾角テー
ブル等を記憶するリードオンリメモリ（以下「ROM」と
いう）35、上記の演算結果等を記憶するためのランダム
アクセスメモリ（以下「RAM」という）36、ならびに入
出力用のバッファ37が配設されている。

そしてCPU24は、第１および第２のパルス信号Ｐc₁、Ｐc
₂、言い換えれば第１および第２のフリップフロップ回
路29、31からの出力信号（第２図(c)、(d)）により、ま
ずクランク角度位置を検出する。即ち、第１のパルス信
号Ｐc₁が第１のフリップフロップ回路29にラッチされる
と、そのＱ出力信号によりI/O・LSI23を介してCPU24に
割込み要求が生じる。CPU24はこの割込み要求を受けて
第２のフリップフロップ回路29のＱ出力（第２図(d)）
が“H"レベルにあるか“L"レベルにあるかを識別する。
このとき割込み要求の生じたタイミングで第２のフリッ
プフロップ回路31のＱ出力が“L"レベルになっている箇
所（第２図中ｋ線の箇所）がクランク軸14の１回転当り
に１回存在する。このときのクランク角度位置を基準ク
ランク角度位置ｑと規定する。なおこの実施例では、ク
ランク軸14の１回転当りに第２のパルス信号Ｐc₂を複数
個発生させ、その信号欠落位置（Ｑ出力が“L"レベルの
位置）は、対応した位置で基準クランク角度位置ｑを検
出するようにしたが、基準クランク角度位置ｑを見出す
ための第２のパルス信号Ｐc₂の発生態様は、上記のよう
発生態様に限らず、上記の信号欠落位置に対応した位置
で少なくとも１つの第２のパルス信号（クランク角度位
置信号）を発生させればよい。基準クランク角度位置ｑ
の検出後、第１のパルス信号Ｐc₁の各発生間隔をステー
ジと定義して各ステージにステージ番号を付番する。こ
の番号の割付け方はエンジン１の気筒夾角により種々に
規定することができ、基準クランク角度位置ｑの検出さ
れたステージを何番とするかはエンジンの仕様ごとにRO
M35に記憶されている。第２図(a)の例では、基準位置ｑ
を検出したときのステージをステージ１と付番し、以下
ステージ２、３…と付番される。斯くしてCPU24は、第
１フリップフロップ回路29からのＱ信号による割込み要
求が生じる毎に、クランク角度位置、即ちステージ位置
を検出し、このステージ位置の検出が終るとF/F CLR信
号を出力して両フリップフロップ回路29、31をリセット
する。

基準クランク角度位置ｑの検出後、第１のパルス信号Ｐ
c₁の発生時間間隔、即ちMe値がMeタイマー33によりクロ
ックパルスで計測される。Me値はエンジン回転数Neの逆
数（1/Ne）に比例し、このMe値でエンジン回転数Neを間
接的に計測する。そしてこのMe値から求めたエンジン回
転数Neと、絶対圧センサ９およびエンジン水温センサ11
でそれぞれ検出され、さらにA/D変換器25でデジタル値
に変換された吸気管内絶対圧Ｐ_BAおよびエンジン水温Tw
の各値とから、次の(1)(2)各式で与えられる進角データ
θig、および点火コイル21、22への通電時間Tonを演算
する。

θig＝θigmap＋Δθig ・・・・(1) Ton＝ｆ（Ne）・・・・・・・・(2) ここにθigmapは、基本進角データを示し、エンジン回
転数Neと吸気管内絶対圧との関数であり、ROM35に記憶されているマップから読み出される。Δθigは進角データの補正値
でエンジン温度Twの関数（Δθig＝ｆ（Tw））であり、
ROM35に記憶されているTw−Δθigテーブルから読み出
される。また通電時間Tonは、前記(2)式に示すようにエ
ンジン回転数Neのみの関数で上記と同様にROM35に記憶
されているNe−Tonテーブルから読み出される。このよ
うにして求められた進角データθigおよび点火時期デー
タTonはRAM36にストアされる。

進角データθigおよび通電時間データTonが求められた
のち、さらにこれらの値に基づいて点火時期データTig
および通電時期データTcgが演算される。まず点火時期
データTigについて述べると、エンジン形式により指定
されるステージ（図の例ではステージ６）のパルス信号
Ｐc₁′（ステージ６信号）の発生時点からの時間を示す
点火時期データTigとしてこれを角度・時間変換等によ
り演算する。通電時期については、点火時期から通電時
間Tonに相当するクランク角度だけステージを遡り、通
電ステージ（図の例ではステージ３）を求める。ついで
この通電ステージの始まるパルス信号Ｐc₁″（ステージ
３信号）の発生時点から通電時期までの時間を表わす通
電時期データTcgを演算する。演算された点火時期およ
び通電時期の両データTig,TcgはRAM36にストアされる。

このように演算された各データに基づいて通電および点
火が実行される。この実行を符号10a側の点火プラグに
ついて説明する。第１のフリップフロップ回路29のＱ出
力による各割込み毎に、まずステージ位置の検出が行な
われる。通電ステージ、即ちステージ３信号Ｐc₁″が検
出されると、このステージ３信号Ｐc₁″の発生タイミン
グで通電カウンタ34をスタートさせ、その計数値をRAM3
6から読み出された通電時期データTcgと比較する。そし
て計数値が通電時期データTcgを超えたときに出力回路2
6を介して点火コイル21に通電信号を送出し、その１次
コイルに通電する。次いで点火時期の実行は、点火ステ
ージ、即ちステージ６信号Ｐc₁′が検出されたとき、こ
のステージ６信号Ｐc₁′の発生時点から図示省略の点火
カウンタをスタートさせ、図示省略の点火レジスタに設
定された点火時期データTigを計数値が超えたとき、点
火信号（通電オフ信号）を点火コイルの１次コイルに送
出し、２次コイルに高電圧を発生させて点火プラグ10a
に火花放電を生じさせ、気筒内の混合気に点火する。他
の点火プラグ10bに対する通電および点火の実行につい
ても、通電および点火のステージが異なるだけで、その
他は上記とほぼ同様であるので説明を省略する。而し
て、エンジン回転数Ne、吸気管内絶対圧およびエンジン冷却水温Twによりそのときのエンジンの
運転状態に最適な通電時期Tcgならびに点火時期Tigに制
御される。

この発明は、このような電子式点火時期制御装置等にお
いて、上記のように使用されるクランク角度基準位置ｑ
を、始動開始直後に容易正確に確認する方法であって、
CPU24が実行する制御プログラムにより実行されるもの
である。

第３図は、この発明に係る内燃エンジンの始動開始直後
のクランク角度基準位置確認方法の一実施例を実行する
プログラムを示すフローチャートである。

先ず、図示省略のイグニッションスイッチの投入直後に
ステップ41でCPU24の初期化が行なわれる。初期化処理
では、RAM36エリアの零クリア、I/Oポートの初期化設定
等が行なわれる。初期化処理後、ステージ変数STGを１
に設定する（ステップ42）。次いで第１のフリップフロ
ップ回路29をクリア信号によりリセットしたのち（ステ
ップ43）、第１番目の第１のパルス信号Ｐc₁がこの第１
のフリップフロップ回路29にラッチされるのを待機する
（ステップ44）。そして第１のフリップフロップ回路29
に第１のパルス信号Ｐc₁がラッチされたときに、第２フ
リップフロップ回路28に第２のパルス信号Ｐc₂がラッチ
されたか否かを判別する（ステップ45）。即ちこのステ
ップ44と45の両ステップで、第１のフリップフロップ回
路29にラッチされた第１番目の第１のパルス信号Ｐc₁の
位置がクランク角度基準位置でないことを判別する。判
別結果が否定（No）であればステップ43からの処理を繰
返し実行する。判別結果が肯定（Yes）であれば、第１
のフリップフロップ回路29をリセットし（ステップ4
6）、Meタイマ33をスタートさせる（ステップ47）。こ
のあと第１のフリップフロップ回路29に第１のパルス信
号Ｐc₁がラッチされるのを待機し（ステップ48）、第１
のフリップフロップ回路29に第１のパルス信号Ｐc₁がラ
ッチされたときに、第２のフリップフロップ回路31のＱ
出力が零、即ち第２のパルス信号Ｐc₂が欠落しているか
否かを判別する（ステップ49）。而して、このステップ
48と49の両ステップで前記第２図(c)、(d)に示したよう
にクランク角度基準位置ｑを検出する。ステップ49の判
別結果が否定（No）であれば、ステップ46からの処理を
繰返し実行し、判別結果が肯定（Yes）であればMeタイ
マ33をラッチする（ステップ50）。Meタイマ33にラッチ
されるMe値は、基準位置ｑの直前のＴS₇（第２図(a)）
の値である。次いでこのラッチされたMe値がオーバーフ
ローしたか否かを判別する（ステップ51）。Meタイマー
33は所定低回転数Ne_Ｌ以下の回転数に相当するMe値でオ
ーバーフローする。ステップ51の判別結果が肯定（Ye
s）であればステップ46に戻り、ステップ46からの処理
を再度実行する。エンジン回転数Neが上昇し、ステップ
51の判別結果が否定（No）となればRAM36に割当てられ
た所定の番地にストアする（ステップ52）。そしてこの
ＴS₇のMe値によりエンジン回転数Neが所定の低回転数Ne
_L2（Ne_L2＞Ne_L1）以上であるか否かを判別する（ステッ
プ53）。判別結果が否定（No）であればステップ46に戻
り、ステップ46からの処理を始めから実行し直す。ステ
ップ53の判別結果が肯定（Yes）であれば第１のフリッ
プフロップ回路29をリセットし（ステップ54）、Meタイ
マー33をスタートさせる（ステップ55）。このあと第１
のフリップフロップ回路29に第１のパルス信号Ｐc₁がラ
ッチされるのを待機し（ステップ56）、第１のフリップ
フロップ回路29に第１のパルス信号Ｐc₁がラッチされた
とき、Meタイマー33をラッチし（ステップ57）、その値
をTSi（ｉ＝１〜７）に対応するメモリにストアする
（ステップ58）。次いで、ステップ59でステージ変数ST
Gを値１づつインクリメントし、第２のフリップフロッ
プ回路31のＱ出力が零、即ち第２のパルス信号Ｐc₂の欠
落位置の判別、云い換えれば前記ステップ48と49の実行
で始動開始直後のクランク角度基準位置が検出されてか
ら、これに続く次のクランク角度基準位置の検出を行な
う（ステップ60）。ステップ60の判別結果が否定（No）
の間は、ステップ56に戻り、ステップ56からの処理を繰
り返し実行する。この実行の間にＴS₁,TS₂,TS₃・・・の
Me値（第２図(a)）を割り当てられたメモリにストアす
る。ステップ60の判別結果が肯定（Yes）であれば、こ
のときのステージ変数STGが１であるか否かを判別する
（ステップ61）。この判別結果が肯定（Yes）であれ
ば、ステージ１から７まで計数されて次のステージ１が
検出されたことになり、云い換えればクランク軸14が１
回転する間に所定箇数（７個）の第１のパルス信号Ｐc₁
が発生したことが確認されたことになるので、その検出
されたクランク角度基準位置は正規のクランク角度基準
位置であると確認し、通常の点火時期等の制御に移行す
る。

（発明の効果）以上詳述したようにこの発明によれば、エンジンの始動
開始直後にクランク角度基準位置が検出されてから、こ
れに続く次のクランク角度基準位置が検出される迄の間
に所定箇数のパルス信号が発生したことを確認すること
により、その検出されたクランク角度基準位置を正規の
クランク角度基準位置と確認するようにしたから、正規
のクランク角度基準位置を容易確実に確認することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に適用する電子式点火時期制御装置の
一例を示すブロック図、第２図は同上装置における各信
号波形等を示すタイミングチャート、第３図はこの発明
に係る内燃エンジンの始動開始直後のクランク角度基準
位置確認方法の制御プログラムの実施例を示すフローチ
ャートである。１……エンジン、14……クランク軸、16a〜16g……リア
クタ、17,18……第１、第２のパルサ、10a,10b……点火
プラグ、24……CPU

フロントページの続き (72)発明者御友治人東京都港区虎ノ門１−７―12 沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのクランク軸が１回転する間に複
数の所定クランク角度位置でそれぞれ第１のクランク角
度位置信号を逐次発生させる一方、前記クランク軸が１
回転するごとに当該クランク軸の少なくとも１つの所定
回転位置で第２のクランク角度位置信号を発生させ、該
第１および第２のクランク角度位置信号によりクランク
角度基準位置が検出される内燃エンジンのクランク角度
基準位置確認方法において、エンジンの始動開始直後に
前記第２のクランク角度位置信号が検出されてから、こ
れに続く次の前記第２のクランク角度位置信号が検出さ
れる迄の間に前記第１のクランク角度位置信号の発生回
数を計数し、計数した発生回数が所定回数であるとき、
前記第１および第２のクランク角度位置信号により検出
されるクランク角度基準位置は正規のクランク角度基準
位置であると確認することを特徴とする内燃エンジンの
始動開始直後のクランク角度基準位置確認方法。