WO2005095775A1 - 内燃エンジンのクランク角検出装置及び点火時期制御装置 - Google Patents

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Takashi Namari
Kazuhito Tokugawa
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    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a crank angle detection device and an ignition timing control device for an internal combustion engine.
  • Fuel injection timing for injecting and supplying fuel to the internal combustion engine by the injector ⁇ When controlling the ignition timing for spark discharge to the spark plug, the rotational angle position, that is, the crank angle, is detected from the reference position of the engine crankshaft. The timing is set based on the crank angle.
  • a crank angle detection device that detects the rotation angle of a crankshaft of an internal combustion engine uses a disk-shaped rotor that rotates in accordance with the rotation of the crankshaft and an electromagnetic pickup disposed near the outer periphery of the rotor. . Protrusions or recesses made of a plurality of magnetic materials are provided at predetermined angles on the outer periphery or near the outer periphery of the rotor as detected portions. When the rotor rotates in conjunction with the crankshaft, a pulse is generated from the electromagnetic pickup when the detected portion passes near the electromagnetic pickup.
  • An object of the present invention is to provide a crank angle detection device and an ignition timing control device that can provide an appropriate initial explosion timing during manual cranking of an internal combustion engine.
  • a crank angle detection device a rotor that rotates in conjunction with a crankshaft of an internal combustion engine and has a plurality of detected parts on the outer periphery at equal angular intervals; and a rotor disposed near the outer periphery of the rotor and the detected object.
  • a pickup for generating a pulse signal each time a part passes through, the crank angle corresponding to the top dead center of the piston of the internal combustion engine among the plurality of detected parts. It is characterized in that the part to be detected immediately before is used for detecting the reference angle of the crank angle.
  • the ignition timing control device rotates in conjunction with the crankshaft of the internal combustion engine, generates a crank angle noise signal each time the engine rotates at a predetermined angle, and includes the biston of the internal combustion engine among the crank angle pulse signals.
  • Pal just before crank angle corresponding to top dead center Crank angle detection means for generating a reference pulse signal having a mode different from that of the other pulse signals, and ignition control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine in accordance with the crank angle pulse signal.
  • the ignition control unit may be configured to output the crank angle pulse signal generated immediately after the reference pulse signal during a period from the start of cranking of the internal combustion engine until the crankshaft makes one revolution. In response, a spark discharge of the spark plug of the internal combustion engine is commanded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram specifically showing a rotor of the crank angle detection device.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the protrusions of the rotor and the signal waveforms of each part of the device of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the crank synchronization process.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the continuation of the crank synchronization process of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the ignition switching process.
  • FIG. 1 shows an engine control device to which a crank angle detection device according to the present invention is applied.
  • This engine control unit is equipped with a crank angle detection device 1, ECU (Electric Control
  • the crank angle detecting device 1 has a disk-shaped rotor 11 provided on a crankshaft (not shown) of a four-stroke internal combustion engine. One is to rotate. On the outer peripheral surface of the rotor 11, 24 convex portions 12 made of a magnetic material are continuously provided as detected portions at intervals of 15 degrees. An electromagnetic pickup 13 is arranged near the outer periphery of the rotor 11. When the rotor 11 rotates, the electromagnetic pickup 13 generates a pair of negative and positive pulses when the protrusion 12 passes near the electromagnetic pickup 13. These negative and positive pulses are the crank angle pulse signals.
  • the 15-degree intervals (dashed lines in FIG. 2) of the 24 convex portions 12 formed on the outer peripheral surface of the rotor 11 are in the rotation direction (the direction of the arrow) of the rotor 11.
  • angles at 15-degree intervals are shown as angles from the position of TDC, which indicates the compression top dead center of biston.
  • one of the 24 convex portions 12 is a convex portion indicating a reference angle of the crank angle.
  • the reference angle is the rear end position of the convex portion 12a in the rotation direction of the rotor 11, and at a position 17 degrees from TDC indicating the piston compression top dead center at 360 degrees of the rotor 11. is there.
  • the protrusion 12 a is formed longer in the rotation direction of the rotor 11 than the other protrusions. That is, the length from the rear end position to the front end position of the protrusion 12a is longer than the other protrusions, and the detection timing of the protrusion ⁇ 12a by the electromagnetic pickup 13 with respect to the front end position is different from that of the other protrusions.
  • the detection timing for the front end position of the projection is set earlier.
  • the rear end of the projection 12 detected next to the projection 12a is located within a range of 0 to 10 degrees from TDC. In this embodiment, it is 8 degrees.
  • the pulse signal corresponding to the longitudinal protrusion 12a of the above-described crank angle pulse signal is the reference pulse signal.
  • the ECU 2 is connected to the output of the electromagnetic pickup 13.
  • ECU 2 It has CPU 15, RAMI 6, R ⁇ M17, input interface (I / F) circuit 18, output interface circuits 19, 20, and A / D converter 21.
  • the input interface circuit 18 shapes the waveform of the negative and positive pulses output from the electromagnetic pickup 13, individually generates a front end position pulse and a rear end position pulse, and supplies them to the CPU 15. For example, a front end position pulse is generated by comparing a negative pulse with a predetermined negative voltage, and a rear end position pulse is generated by comparing a positive pulse with a predetermined positive voltage.
  • a counter that individually counts each generation interval (time) between the front end position pulse and the rear end position pulse output from the input interface circuit 18 is formed by program processing.
  • the CPU 15 repeatedly executes a crank synchronization process described later to detect the reference angle of the crank angle and the crank stage, and controls the ignition timing according to the detection result. Further, although not specifically described, fuel injection control is also performed.
  • the CPU 15, RAMI 6, R 6, M 17, input interface circuit 18, output interface circuits 19 and 20, and AZD converter 21 are all commonly connected to a bus.
  • the output interface circuit 19 drives the injector 4 according to the injector drive command from the CPU 15.
  • the injector 4 is provided near an intake port of an intake pipe of the internal combustion engine, and injects fuel when driven.
  • the output interface circuit 20 activates the ignition device 5 in response to a power supply start command and an ignition start command from the CPU 15.
  • energization of the ignition coil (not shown) of the ignition device 5 is started in response to the energization start command, and energization is stopped in accordance with the ignition start command, and spark discharge occurs in the ignition plug (not shown). Let it.
  • the ignition device 5 energizes the ignition coil, generates a high voltage by the electric charge accumulated in the ignition coil, and applies it to the ignition plug, for example, It is a full transistor type ignition device.
  • a / D converter 21 is the intake pipe pressure P B required in the engine control, the cooling water temperature TW, the throttle opening 0 th, sensor group 3 for detecting engine operating parameters one other oxygen concentration of 0 2, etc. in the exhaust gas It is provided to convert an analog signal from a to a digital signal.
  • the ignition timing control device includes at least the crank angle detection device 1 and the ECU 2 in the above-described configuration.
  • the output signal of the electromagnetic pickup 13 becomes an inverted triangular negative pulse with respect to the front end of the convex portion 12 (including 12 a) of the rotor 11 as shown in FIG. It becomes a triangular positive pulse with respect to the rear end.
  • the waveform of the negative pulse is shaped into a square front end position pulse
  • the shape of the positive pulse is shaped into a square rear end position pulse.
  • the front end position pulse and the rear end position pulse from the input interface circuit 18 are supplied to the CPU 15 when they occur.
  • the CPU 15 measures the generation interval Tm of the front end position pulse by the interrupt processing when the front end position pulse is generated, and measures the rear end position pulse generation interval Tp by the interrupt processing when the rear end position pulse is generated. .
  • the CPU 15 first determines whether or not the occurrence of the front end position pulse has been detected in the crank synchronization process (step S1).
  • the previous generation interval TmO of the front end position pulse is set to T ml (step S2), and the current generation interval Tm is set to TmO (step S3). Then, proceed to step S4.
  • step S4 the rear end The occurrence of a position pulse is detected; it is determined whether it is not or not (step S4).
  • the last generation interval TpO of the rear end position pulse is set to Tpl (step S5), and the current generation interval Tp is set to ⁇ (step S6).
  • the crank stage TCSTG is increased by 1 (step S7).
  • the crank stage TCSTG indicates any one of 0 to 23 stages corresponding to equal angular intervals divided by the convex angle
  • step S8 is a determination as to whether or not the last occurrence interval Tml was detected immediately before the longitudinal protrusion 12a
  • step S9 is the last occurrence interval Tml when the last occurrence interval Tml was detected. This is a determination as to whether or not the part includes 1 2a.
  • TmlZTpl ⁇ 1 Tml ZTpl ⁇ 1
  • step S8 If the determination result in step S8 is Tml / Tp1 ⁇ 1, the flag F—SHORT is made equal to 1 (step S10), and the flag F—LONG is made equal to 0 (step S1 1). .
  • the flag F—SHORT When the flag F—SHORT is 1, it indicates the state immediately before the longitudinal projection 12a, and when 0, it indicates other times.
  • the flag F—LONG indicates 1 when the long convex portion 12a is detected, and 0 when the long convex portion 12a is not detected.
  • step S9 If the determination result of step S9 is TmlZT pl >> 1, that is, if the last occurrence interval Tml was detected in the range including the long convex sound l2a, whether the flag F—SHORT is equal to 1? It is determined whether or not it is (step S12).
  • F SHORT If 0, proceed to step S 11 to set flag F—LONG equal to 0.
  • F—SH ⁇ RT 1, it means that the long convex portion 12 a has been detected after the normal convex portion 12 has been detected, and the flag F—LONG is made equal to 1 (step S 13). Then, the flag F—SHORT is made equal to 0 (step S14).
  • step S16 If TC STG ⁇ 24 in step S16, the process skips steps S17 and S18, proceeds to step S19, and resets crank stage TC STG to 0. After execution of step S19, the process proceeds to step S14, and the flag F—SHORT is made equal to 0.
  • step S11 or S14 the CPU 15 determines whether or not the crank stage TCSTG is greater than 24 (step S20). Step S20 is also executed immediately when the determination result of step S4 is that the occurrence of the rear end position pulse is not detected. If TCSTG ⁇ 24, the process proceeds to the ignition switching process (step S21). On the other hand, if TCSTG> 24, the flag F-360 CA is made equal to 0 (step S22), and thereafter, the process proceeds to the ignition switching process of step S21.
  • the ignition switching process is a process of switching between the first explosion ignition and the normal ignition of the engine.
  • the CPU 15 first determines whether or not the flag F-360CA is equal to 1 and whether or not the flag is low (step S31).
  • F—360 CA 0, since it has not been detected that the rotor 11 has made one revolution during cranking of the engine, it is determined whether or not T p ⁇ is substantially equal to 1 (step S 32). ). That is, it is determined whether or not the previous generation interval Tpi of the rear end position pulse is substantially equal to the current generation interval TpO, and the crankshaft is rotating almost constant. If it is not ⁇ 1 ⁇ 1, whether the flag F—I GDWE L L is equal to 1 or not is determined by lj (step S33).
  • the flag F-IG ⁇ K is 1, normal ignition is permitted, and when 0, normal ignition is not permitted.
  • the rotor 11 is formed with a concave portion as a detected portion on the outer circumferential surface of the rotor 11 in which the convex portion 12 is formed as a detected portion. Further, instead of forming as irregularities on the outer peripheral surface of the rotor 11, the detected portion may be embedded or formed as a mark on the outer peripheral surface.
  • the ignition plug is used in accordance with the crank angle pulse signal generated next to the reference pulse signal.
  • spark discharge is commanded, spark discharge from the spark plug is performed according to a crank angle pulse signal newly generated immediately after the reference pulse signal (for example, the second crank angle pulse signal from the reference pulse signal). You just have to give it a command.
  • the present invention is not limited to this.
  • the detected part may be optically detected.
  • the present invention can also be applied to a multi-cylinder four-cycle internal combustion engine or a two-cycle internal combustion engine. it can.
  • the present invention can be applied to not only a full transistor type ignition device but also a DC-CDI type ignition device.
  • an appropriate initial explosion timing can be given during a period until the crankshaft makes one revolution during manual cranking, and a smooth engine start can be performed while avoiding reverse rotation of the engine. It becomes possible. In particular, good starting performance can be obtained by giving a slight rotation to the engine with a kick starter or the like during manual cranking.

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Abstract

内燃エンジンのクランク軸に連動して回転しかつ外周に等角度間隔で複数の被検出部を有するロータと、ロータの外周近傍に配置され被検出部が通過する毎にパルス信号を生成するピックアップとを備え、複数の被検出部のうちの内燃エンジンのピストンの上死点に対応したクランク角度直前に位置する被検出部をクランク角度の基準角度検出用としたクランク角検出装置及び点火時期制御装置。

Description

明細書 内燃エンジンのクランク角検出装置及び点火時期制御装置
技術分野
本発明は、内燃エンジンのクランク角検出装置及び点火時期制御装置に関する。 背景技術
内燃ェンジンへ燃料をインジェクタによって噴射供給するための燃料噴射タィ ミングゃ点火プラグに火花放電させる点火タイミングを制御する場合に、 ェンジ ンのクランク軸の基準位置から回転角度位置、 すなわちクランク角を検出し、 そ のクランク角に基づいてそれらのタイミングが設定される。
内燃エンジンのクランク軸の回転角度を検出するクランク角検出装置において は、 クランク.軸の回転に応じて回転する円板状のロータとその外周近傍に配置さ れた電磁ピックアップとが用いられている。 このロータの外周或いは外周近傍に 複数の磁性材からなる凸部又は凹部が被検出部として所定の角度毎に設けられて いる。 クランク軸に連動してロータが回転すると被検出部が電磁ピックアップ近 傍を通過したとき電磁ピックアツプからはパルスが生成されるのである。 また、 クランク軸の回転角度の基準位置に対応した被検出部を欠落させることにより、 パルスが生成しない比較的長い期間が生じさせたり或いは他の被検出部とは異な る態様のパルスを生成させることより、 クランク軸の回転角度の基準位置時点を 検出し、 その基準位置時点に基づいてパルスを計数して燃料噴射タイミングゃ点 火タイミングを設定することが行なわれる (特開昭 5 9— 3 1 4 0 6号公報、 特 開昭 5 9— 1 7 3 5 6 2号公報及ぴ特開平 6— 1 7 7 3 5号公報参照) 。 近時、 自動二輪車等の小型車両に用いられる小排気量の内燃ェンジンにおいて も排気ガス浄化が要求されている。 このため、 始動クランキング用のスターター モータを装備しないキックスタート等の手動クランキングを行う内燃エンジンに まで燃料噴射装置が採用されており、 クランク角に基づいて燃料噴射タイミング や点火時期タイミングが制御されている。
しかしなから、 かかる従来のクランク角検出装置を用いた点火時期制御装置に おいては、 クランク軸が 1回転するまでは正確なクランク角が定まらないので、 内燃エンジンの手動クランキング時にエンジンの逆回転を回避しつつ適切な初爆 タイミングを与えることができないという問題点があった。
発明の開示
本発明の目的は、 内燃エンジンの手動クランキング時に適切な初爆タイミング を与えることができるクランク角検出装置及び点火時期制御装置を提供すること である。
本発明のクランク角検出装置 ¾:、 内燃エンジンのクランク軸に連動して回転し かつ外周に等角度間隔で複数の被検出部を有するロータと、 前記ロータの外周近 傍に配置され前記被検出部が通過する毎にパルス信号を生成するピックァップ と、 を備えたクランク角検出装置であって、 前記複数の被検出部のうちの前記内 燃エンジンのピス トンの上死点に対応したクランク角度直前に位置する被検出部 をクランク角度の基準角度検出用としたことを特徴としている。
本発明の点火時期制御装置は、 内燃エンジンのクランク軸に連動して回転し所 定の角度の回転毎にクランク角ノ ルス信号を発生しそのクランク角パルス信号の うちの前記内燃エンジンのビス トンの上死点に対応したクランク角度直前のパル ス信号を他のパルス信号と異なる態様の基準パルス信号として発生するクランク 角検出手段と、 前記クランク角パルス信号に応じて前記内燃エンジンの点火時期 を制御する点火制御手段と、 を備えた点火時期制御装置であって、 前記点火制御 手段は、 前記内燃エンジンのクランキング開始後の前記クランク軸が 1回転する までの期間には前記基準パルス信号の直後に発生される前記クランク角パルス信 号に応じて前記内燃エンジンの点火プラグの火花放電を指令することを特徴とし ている。
図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施例を示すプロック図である。
図 2はクランク角検出装置のロータを具体的に示す図である。
図 3はロータの凸部と図 1の装置の各部の信号波形との関係を示す図である。 図 4はクランク同期処理を示すフローチャートである。
図 5は図 4のクランク同期処理の続き部分を示すフローチヤ一トである。
図 6は点火切替処理を示すフローチャートである。
発明を実施するための形態
以下、 本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図 1は本発明によるクランク角検出装置を適用したエンジン制御装置を示して いる。このエンジン制御装置は、クランク角検出装置 1、 E C U (Electric Control
Unit:電子制御ユニット) 2、センサ群 3、インジェクタ 4及び点火装置 5を備え ている。
クランク角検出装置 1は、 4サイクル内燃エンジンのクランク軸 (図示せず) に設けられた円盤状のロータ 1 1を有し、 クランク軸の回転に連動してロータ 1 1が回転するようになっている。 ロータ 1 1の外周面には磁性材からなる凸部 1 2が被検出部として 1 5度間隔で 2 4個連続して設けられる。 ロータ 1 1の外周 近傍には電磁ピックアップ 1 3が配置されている。 ロータ 1 1が回転すると凸部 1 2が電磁ピックアップ 1 3近傍を通過したとき電磁ピックアップ 1 3からは 1 対の負及び正パルスが生成されるようになつている。 この負及び正パルスがクラ ンク角パルス信号である。
図 2に具体的に示すように、 ロータ 1 1の外周面に形成された 2 4の凸部 1 2 の 1 5度間隔 (図 2の破線) はロータ 1 1の回転方向 (矢印方向) において後端 位置に関してである。 図 2では 1 5度間隔の角度をビストンの圧縮上死点を示す T D Cの位置からの角度で示している。 また、 2 4の凸部 1 2のうちの 1の凸部 1 2 aは、 クランク角の基準角度を示す凸部である。 その基準角度はロータ 1 1 の回転方向において凸部 1 2 aの後端位置であり、 ロータ 1 1の 3 6 0度におい てピス トンの圧縮上死点を示す T D Cから一 7度の位置である。 また、 凸部 1 2 aは他の凸部よりもロータ 1 1の回転方向において長手に形成される。すなわち、 凸部 1 2 aの後端位置から前端位置までの長さが他の凸部よりも長くなってお り、 電磁ピックアップ 1 3による凸耷 1 2 aの前端位置に対する検出タイミング が他の凸部の前端位置に対する検出タイミングによりも早くなるようにされてい る。 ロータ 1 1が回転方向に回転するとき凸部 1 2 aの次に検出される凸部 1 2 の後端は T D Cから 0〜1 0度の範囲内に位置する。この実施例では 8度である。 また、 上記したクランク角パルス信号のうちの長手凸部 1 2 aに対応したパルス 信号が基準パルス信号である。
電磁ピックアップ 1 3の出力には、 E C U 2が接続されている。 E C U 2は、 CPU 1 5, RAMI 6, R〇M17、 入力インターフェース (I/F) 回路 1 8、 出力インターフェース回路 1 9, 20及び A/D変換器 2 1を備えている。 入力インターフェース回路 1 8は電磁ピックアップ 1 3から出力された負及ぴ 正パルスを波形整形して前端位置パルスと後端位置パルスとを個別に発生して C PU 1 5に供給する。 例えば、 負パルスを所定負電圧と比較して前端位置パルス を発生し、 正パルスを所定正電圧と比較して後端位置パルスを発生することが行 われる。 CPU 5では入力インターフユース回路 1 8から出力された前端位置パ ルスと後端位置パルスとの各発生間隔 (時間) を個別に計数するカウンタがプロ グラム処理により形成される。
CPU1 5は、 後述するクランク同期処理を繰り返し実行してクランク角度の 基準角度及びクランクステージを検出し、 その検出結果に応じて点火時期を制御 する。 更に、 具体的に説明しないが、 燃料噴射制御も行う。 なお、 CPU 1 5、 RAMI 6, R〇M1 7、 入力インターフェース回路 18, 出力インターフエ一 ス回路 19, 20及び AZD変換器 2 1は共にバスに共通接続されている。 出力インターフェース回路 1 9は CPU 1 5からのインジェクタ駆動指令に応 じてインジェクタ 4を駆動する。 インジェクタ 4は内燃エンジンの吸気管の吸気 ポート近傍にに設けられ、 駆動されたとき燃料を噴射する。 出力インターフエ一 ス回路 20は CPU 15からの通電開始指令及び点火開始指令に応じて点火装置 5を活性化させる。すなちわ、通電開始指令に応じて点火装置 5の点火コイル(図 示せず)への通電を開始し、点火開始指令に応じて通電を停止して点火プラグ(図 示せず) に火花放電させる。 点火装置 5は点火コイルに通電して点火コイルに蓄 積された電荷によって高電圧を発生してそれを点火プラグに印加する、 例えば、 フルトランジスタ式の点火装置である。
A/D変換器 21はエンジン制御において必要な吸気管内圧 PB、 冷却水温 T W、 スロットル開度 0 th、 排気ガス中の酸素濃度 02等のエンジン運転パラメ一 タを検出するのセンサ群 3からのアナログ信号をディジタル信号に変換するため に設けられている。
点火時期制御装置は、 上記した構成のうちの少なくともクランク角検出装置 1 及び E CU 2からなる。
かかる構成のエンジン制御装置において、 電磁ピックアップ 1 3の出力信号は 図 3に示すようにロータ 1 1の凸部 1 2 (1 2 aを含む) の前端に対して逆三角 状の負パルスとなり、 後端に対して三角状の正パルスとなる。 入力インターフエ ース回路 1 8において負パルスは波形整形されて方形状の前端位置パルスとな り、 正パルスは波形整形されて方形状の後端位置パルスとなる。 入力インターフ ヱース回路 1 8から前端位置パルス及び後端位置パルスはその発生時に C PU 1 5に供給される。 CPU1 5は前端位置パルスの発生時に割り込み処理により前 端位置パルスの発生間隔 Tmを計測し、 また、 後端位置パルスの発生時に割り込 み処理により後端位置パルスの発生間隔 T pを計測する。
CPU 1 5は、 図 4及び図 5に示すように、 クランク同期処理において先ず、 前端位置パルスの発生を検出したか否かを判別する (ステップ S 1) 。 前端位置 パルスの発生を検出した場合には、 前端位置パルスの前回の発生間隔 TmO を T mlとし(ステップ S 2) 、今回の発生严 隔 Tmを TmOとする (ステップ S 3)。 その後、 ステップ S 4に進む。
ステップ S 1において前端位置パルスの発生を検出していない場合には、 後端 位置パルスの発生を検出した; ^否かを判別する (ステップ S 4) 。 後端位置パル スの発生を検出した場合には、 後端位置パルスの前回の発生間隔 TpO を Tpl とし (ステップ S 5) 、 今回の発生間隔 T pを Τ ρθ とする (ステップ S 6) 。 更に、 クランクステージ TC S TGを 1だけ増加させる (ステップ S 7) 。 クラ ンクステージ TCSTGは凸咅 |31 2によって分けられた等角度間隔に対応する 0 〜23ステージのいずれか 1のステージを示す。
C PU 1 5は、 ステップ S 7の実行後、 TmlZTplが 1より十分に小である か否かを判別する (ステップ S 8) 。 TmlZT pl《 1ではない場合には、 Tml ZT p 1が 1より十分に大であるか否かを判別する (ステップ S 9) 。 すなわち、 ステップ S 8は、 前回の発生間隔 Tml の検出時が長手凸部 1 2 a直前であった か否かの判別であり、 ステップ S 9は前回の発生間隔 Tml の検出時が長手凸部 1 2 aを含む部分であつたか否かの判別である。 図 3においては Tml = Tm(2) 及ぴ Tpl = Tp (2)が検出されたときが TmlZT pl《 1であり、 Tml = Tm (3)及び T pl = T (3)が検出されたときが TmlZT p 1》 1である。
ステップ S 8の判別結果が Tml/T p 1《 1である場合、 フラグ F— SHOR Tを 1に等しくさせ (ステップ S 10) 、 フラグ F— LONGを 0に等しくさせ る (ステップ S 1 1) 。 フラグ F— SHORTは 1のとき長手凸部 1 2 a直前の 状態を示し、 0のときそれ以外の時を示す。 フラグ F— LONGは 1のとき長手 凸部 1 2 aの検出時を示し、 0のとき長手凸部 1 2 aの非検出時を示す。
ステップ S 9の判別結果が TmlZT pl》 1である場合、 すなわち前回の発生 間隔 Tml の検出時が長手凸音 l 2 aを含む範囲であった場合には、 フラグ F— SHORTが 1に等しいか否かを判別する (ステップ S 1 2) 。 F SHORT =0ならば、 ステップ S 1 1に進んでフラグ F— LONGを 0に等しくさせる。 F— SH〇RT= 1ならば、 普通の凸部 1 2の検出後に長手凸部 1 2 aが検出さ れたのであり、 フラグ F— LONGを 1に等しくさせる (ステップ S 1 3) 。 そ して、 フラグ F— SHORTを 0に等しく させ (ステップ S 14) 。
ステップ S 9の判別結果が TmlZT pl》 1ではない場合には、 フラグ F— L ONGが 1であるか否かを判別する (ステップ S 1 5) 。 フラグ F— LONG = 0ならば、 ステップ S 1 4に進んでフラグ F— SHORTを 0に等しくさせる。 一方、 フラグ F— LO TG= 1ならば、 クランクステージ TC STGが 24であ るか否かを判別する (ステップ S 1 6) 。 T C S T G = 24ならば、 フラグ F— 360 CAを 1に等しく させ (ステップ S 1 7) 、 フラグ F— LONGを 0に等 しくさせ (ステップ S 1 8) 、 更に、 クランクステージ TC STGを 0にリセッ トする (ステップ S 1 9 ) 。 フラグ F— 360 C Aは 1のときエンジンのクラン キング時にロータ 1 1が確実に 1回転したことの検出時を示し、 0のときにはそ の 1回転の非検出時を示す。
ステップ S 16において TC STG≠ 24ならば、 ステップ S 1 7及び S 18 を飛び越してステップ S 1 9に進んでクランクステージ T C STGを 0にリセッ トする。 ステップ S 1 9の実行後はステップ S 14に進んでフラグ F— SHOR Tを 0に等しくさせる。
CPU 1 5は、 ステップ S 1 1又は S 1 4の実行後、 クランクステージ TC S TGが 24より大であるか否かを判別する (ステップ S 20) 。 ステップ S 20 はステップ S 4の判別結果が後端位置パルスの発生の非検出である場合も直ちに 実行される。 TCSTG≤ 24ならば、 点火切替処理 (ステップ S 21) に進む。 一方、 TCSTG> 24ならば、 フラグ F— 360 CAを 0に等しくさせ (ステ ップ S 22) 、 その後、 ステップ S 21の点火切替処理に進む。 点火切替処理は エンジンの初爆点火と通常点火とを切替る処理である。
CPU1 5は、 図 6に示すように、 点火切替処理において先ず、 フラグ F— 3 60 CAが 1に等しレヽか否かを判別する (ステップ S 31) 。 F— 360 CA = 0の場合には、 エンジンのクランキング時にロータ 1 1が 1回転したことが検出 されていないので、 T p ΙΖΤ ρθがほぼ 1に等しいか否かを判別する (ステップ S 32) 。 すなわち、 後端位置パルスの前回の発生間隔 T pi と今回の発生間隔 TpO とがほぼ等しく、 クランク軸がほぼ一定に回転している状態であるか否か が判別される。 Τρ ΙΖΤ ρθ 1ではないならば、 フラグ F— I GDWE L Lが 1に等しいか否かを半 lj別する (ステップ S 33) 。 フラグ F— I GDWELLは 1のとき点火コイル通電時を示し、 0のとき点火コイル非通電時を示す。 F— I GDWELL=0ならば、 フラグ F— I GOKを 0に等しくさせて (ステップ S 34) 、 点火切替処理を終了する。 フラグ F— I G〇Kは 1のとき通常点火の許 可を示し、 0のとき通常点火の不許可を示す。
ステップ S 32の半 U別結果が Τ ρΐΖΤ ρθ 1であるならば、 フラグ F— SH ORTが 1に等しい力否かを判別する (ステップ S 35) 。 F— SHORT= l ならば、 フラグ F__ I GDWE L Lを 1に等しくさせ (ステップ S 36) 、 点火 コイルへの通電をさせる。 すなわち、 CPU 1 5は点火装置 5に対して通電開始 指令を発生し、 これにより点火装置 5は点火コイルへの通電を開始する。 図 3で は時点 t 2についての判別が行われたときクランキング時の初爆のための点火コ ィルへの通電が開始される。 ステップ S 36の実行後はステップ S 24に進む。 —方、 F— SH〇RT= 0ならば、 フラグ F— LONGが 1に等しいか否かを 判別する (ステップ S 3 7) 。 F— LONG= lならば、 長手凸部 1 2 aの検出 直後であるのでフラグ F—I GDWEL Lが 1に等しいか否か、 すなわち点火コ ィルへの通電が行われているか否かを判別する (ステップ S 3 8) 。 F— I GD WE L L== 1ならば、 前ステージでは通電が行われているので、 点火装置 5に対 して点火開始指令を発生し (ステップ S 3 9) 、 フラグ F— I GDWE LLを 0 に等しくさせる (ステップ S 4 0) 。 ステップ S 3 9の点火開始指令は初爆点火 の指令であり、 これにより点火装置 5は点火コイルへの通電を停止して点火ブラ グに火花放電させる。 図 3では時点 t 3についての判別が行われたとき点火ブラ グで初爆の火花放電が開始される。 ステップ S 40の実行後はステップ S 24に 進む。 なお、 ステップ S 3 7の判別結果が F— L〇NG= 0である場合、 或いは、 ステップ S 3 8の判別結果が F—I GDWE L L= 0である場合には、 直ちにス テツプ S 2 4に進む。
ステップ S 3 3の判別結果が F— I GDWE L L== 1であるならば、 点火コィ ルへの通電が行われているので、点火装置 5に対してソフト放電指令を発生し(ス テツプ S 4 1) 、 フラグ F— I GDWE LLを 1に等しくさせる (ステップ S 4 2) 。 点火装置 5はソフト放電指令に応じて点火コイルへの通電を停止して火花 放電させることなく、 点火コイルに蓄積された電荷を例えば、 アースラインに放 電させる。 ステップ S 4 2の実行後はステップ S 24に進む。
ステップ S 3 3の判別結果が F— 3 6 0 CA= 1であるならば、 エンジンのク ランキング日寺にロータ 1 1が 1回転したことが検出されたので、 フラグ F— I G OKを 1に等しくさせる (ステップ S 4 3) 。 F I GOK= 1となった以降に おいて fま C P U 1 5はクランクステージ T C S T Gが通電開始ステージにあると き通電開始指令を点火装置 5に対して発生し、 クランクステージ T C S T Gが点 火開始ステージにあるとき点火開始指令を点火装置 5に対して発生する。 通電開 始ステージ及ぴ点火開始ステージは予め設定されている。 図 3では時点 t 4につ いての半 IJ別が行われたときロータ 1 1の 1回転が検出され、 この結果、 点火時期 制御は初爆点火から通常点火に切替られる。
なお、 上記した実施例においては、 ロータ 1 1には被検出部として凸部 1 2が 形成されている力 ロータ 1 1の外周面に被検出部として凹部を形成しても良い。 更には、 ロータ 1 1の外周面に凹凸として形成するのではなく、 被検出部を埋め 込んだり、 外周面にマークとして形成しても良い。
また、 上記した実施例においては、 内燃エンジンのクランキング開始後のクラ ンク軸力 S 1回転するまでの期間においては基準パルス信号の次に発生されるクラ ンク角パルス信号に応じて点火プラグによる火花放電を指令しているが、 基準パ ルス信号の直後に新たに発生されるクランク角パルス信号 (例えば、 基準パルス 信号から 2つ目のクランク角パルス信号) に応じて点火プラグによる火花放電を 指令すれば良い。
また、 上記した実施例においては、 被検出部を磁気ピックアップ 1 3によって 検出する構成を示したが、 これに限定されない。 被検出部を光学的に検出しても 良い。
更に、 上記した実施例においては、 単気筒の 4サイクル内燃エンジンに本発明 を適用した場合について説明したが、 多気筒の 4サイクル内燃エンジン或いは 2 サイクルの内燃エンジンにも本発明を適用することができる。 また、 点火装置としてフルトランジスタ方式に限らず、 D C— C D I方式のも のにも本発明を適用することができる。
以上のように、 本発明によれば、 手動クランキング時にクランク軸が 1回転す るまでの期間に適切な初爆タイミングを与えることができ、 エンジンの逆回転を 回避しつつスムーズなエンジン始動が可能となる。 特に、 手動クランキング際に キックスタータ等で少しの回転をエンジンに与えるだけで良好な始動性を得るこ とができる。

Claims

請求の範囲
1 . 内燃エンジンのクランク軸に連動して回転しかつ外周に等角度間隔で複数 の被検出部を有するロータと、
前記ロータの外周近傍に配置され前記被検出部が通過する毎にパルス信号を生 成するピックアップと、 を備えたクランク角検出装置であって、
前記複数の被検出部のうちの前記内燃エンジンのビストンの上死点に対応した クランク角度直前に位置する被検出部をクランク角度の基準角度検出用としたこ とを特徴とするクランク角度検出装置。
2 . 前駆複数の被検出部は突起からなり、 前記基準角度検出用被検出部は他の 被検出部とは前記ロータの外周方向に異なる長さにされていること特徴とする請 求項 1記載のクランク角度検出装置。
3 . 前記基準角度検出用被検出部は前記他の被検出部より前記ロータの外周方 向に長いこと特徴とする請求項 2記載のクランク角度検出装置。
4 . 前記ロータの回転方向において複数の被検出部各々の後端位置が等角度間 隔にされており、 前記基準角度検出用被検出部の後端位置から前端位置までの長 さが前記他の被検出部各々の後端位置から前端位置までの長さとは異なることを 特徴とする請求項 1記載のクランク角度検出装置。
5 . 前記ロータの回転方向において複数の被検出部各々の後端位置が 1 5度の 等角度間隔にされた場合には、 前記ロータの回転時に前記基準角度検出用被検出 部の次に前記ピックアップの近傍を通過する被検出部の後端は、 前記上死点に対 応したクランク角度から 0〜1 0度の範囲内に位置するようにされたことを特徴 とする請求項 4記載のクランク角度検出装置。
6 . 内燃エンジンのクランク軸に連動して回転し所定の角度の回転毎にクラン ク角パルス信号を発生しそのクランク角パルス信号のうちの前記内燃エンジンの ビス トンの上死点に対応したクランク角度直前のパルス信号を他のパルス信号と 異なる態様の基準パルス信号として発生するクランク角検出手段と、
前記クランク角パルス信号に応じて前記内燃エンジンの点火時期を制御する点 火制御手段と、 を備えた点火時期制御装置であって、
前記点火制御手段は、 前記内燃エンジンのクランキング開始後の前記クランク 軸が 1回転するまでの期間において前記基準パルス信号の直後に発生される前記 クランク角パルス信号に応じて前記内燃エンジンの点火プラグの火花放電を指令 することを特徴とする点火時期制御装置。
7 . 前記点火制御手段は、 前記内燃エンジンのクランキング開始後の前記クラ ンク軸が 1回転するまでの期間において前記点火プラグの火花放電の指令前に前 記基準パルス信号に応じて点火コイルへの通電時期を制御することを特徴とする 請求項 6記載の点火時期制御装置。
8 . 前記クランク角検出手段は、 前記内燃エンジンのクランク軸に連動して回 転しかつ外周に等角度間隔で複数の被検出部を有するロータと、
前記ロータの外周近傍に配置され前記被検出部が通過する毎に前記クランク角 パルス信号を生成するピックアップと、 を備え、
前記複数の被検出部のうちの前記内燃エンジンのビストンの上死点に対応した クランク角度直前に位置する被検出部を前記基準パルス信号の発生用とし、 前記 ロータの回転方向において複数の被検出部各々の後端位置が等角度間隔にされて おり、 前記基準パルス信号の発生用被検出部の後端位置から前端位置までの長さ が前記他の被検出部各々の後端位置から前端位置までの長さとは異なることを特 徴とする請求項 6記載のクランク角度検出装置。
9 . 前記基準パルス信号を含む前記クランク角パルス信号は対をなす負パルス 及ぴ正パルスからなり、前記負パルスは前記被検出部の前端に対応して発生され、 前記正パルスは前記被検出部の後端に対応して発生されることを特徴とする請求 項 6又は 8記載の点火時期制御装置。
1 0 . 前記点火制御手段は、 前記負パルスの発生間隔と前記正パルスの発生間 隔との比の大きさに応じて前記クランク角パルス信号のうちの前記基準パルス信 号を判別することを特徴とする請求項 6又は 9記載の点火時期制御装置。
1 1 . 前記点火制御手段は、 前記内燃エンジンのクランキング開始後の前記ク ランク軸が 1回転するまでの期間において前記負パルスの発生間隔を前記正パル スの発生間隔で割った値が 1より十分に小であるとき前記点火コイルへの通電を 指示し、 その後、 前記負パルスの発生間隔を前記正パルスの発生間隔で割った値 が 1より十分に大でるとき前記点火ブラグの火花放電を指示することを特徴とす る請求項 6又は 9記載の点火時期制御装置。
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