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JP2501934B2 - 内燃機関用気筒識別方法 - Google Patents

内燃機関用気筒識別方法

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Publication number
JP2501934B2
JP2501934B2 JP12548390A JP12548390A JP2501934B2 JP 2501934 B2 JP2501934 B2 JP 2501934B2 JP 12548390 A JP12548390 A JP 12548390A JP 12548390 A JP12548390 A JP 12548390A JP 2501934 B2 JP2501934 B2 JP 2501934B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
combustion engine
internal combustion
pulse signal
rotation pulse
Prior art date
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Application number
JP12548390A
Other languages
English (en)
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JPH0422742A (ja
Inventor
渉 福井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0422742A publication Critical patent/JPH0422742A/ja
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、1系統の回転パルス信号に基づいて内燃
機関の各気筒を識別する内燃機関用気筒識別方法に関
し、特に起動初期における誤識別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100rpm〜数1000rpm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や燃料噴射時期等を電子的に制御す
るため、内燃機関の回転に同期した気筒毎の回転パルス
信号を生成し、この回転パルス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
置に対応した回転パルス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3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
回転パルス信号Lを発生する回転信号発生器、(9)は
回転パルス信号L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(9)を介して入力
される回転パルス信号Lを処理して気筒毎の動作位置を
識別するマイクロコンピュータである。
第4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5図は回転信号発生器(8)に設けられる回転パ
ルス信号発生部を示す回路図である。
第4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(又は或る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(所定回転角度)に対応する位
置に所定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)及び(3b)
のうち、特定気筒(例えば、#2気筒)に対応した窓
(3a)のみが、回転パルス信号Lの周期比率が大きくオ
フセットされるように、長く形成されている。又、各窓
(3a)及び(3b)の回転方向(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。
(4)は各窓(3a)及び(3b)にそれぞれ対向するよ
うに配置された発光ダイオード、(5)は発光ダイオー
ド(4)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フォトダイオードである。これ
ら発光ダイオード(4)及びフォトダイオード(5)
は、1組のフォトカプラを構成している。
第5図において、(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(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3図参照)に接続されている。
次に、第6図の波形図を参照しながら、第3図〜第5
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)及び回転円板
(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フォトカプラ
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回転パルス信号
L(第6図参照)が出力される。
この回転パルス信号L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。即ち、回転パルス信号Lの立ち上がり
は、各気筒毎の第1の基準位置であり、TDC(上部デッ
ドセンタ)から75°手前のクランク位置B75°を示す。
又、回転パルス信号Lの立ち下がりは、各気筒毎の第2
の基準位置であり、特定気筒(#2気筒)に関しては、
TDCから5°後のクランク位置A5°、他の気筒に関して
はTDCから5°手前のクランク位置B5°を示す。このよ
うに、回転パルス信号Lは、特定気筒を識別するために
第2の基準位置が遅角側にオフセットされている。尚、
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。
1点火周期毎に発生する各気筒の回転パルス信号L
は、クランク軸の2周期分(即ち、クランク角の720°
分)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。
こうして得られた回転パルス信号L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、マイクロコンピュータ(10)は、
回転パルス信号Lに基づいて特定気筒(#2気筒)を識
別すると共に、他の気筒(#2〜#4気筒)を識別し、
各気筒の動作位置に基づいて点火時期や燃料噴射等の制
御演算を行う。
次に、マイクロコンピュータ(10)で実行される具体
的な気筒識別方法について説明する。
まず、回転信号発生器(8)からインターフェース回
路(9)を介して送出されてくる回転パルス信号Lを識
別するため、各回転パルス信号Lのハイレベル期間(パ
ルス幅)t及び立ち上がり周期(パルス間隔)Tを計算
し、更に、各回転パルス信号Lのデューティに相当する
周期比率(t/T)を計算する。
そして、周期比率(t/T)を所定の閾値と比較し、も
し、周期比率(t/T)が閾値より大きい場合は、特定気
筒であると判定する。このとき、特定気筒判定用の閾値
は、特定気筒の回転パルス信号Lに関する周期比率(t/
T)と他の気筒の回転パルス信号Lに関する周期比率(t
/T)との間の値に設定されていることは言うまでもな
い。こうして、特定気筒が判定されると、#2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
にセットされる。
一方、周期比率(t/T)が閾値以下と判定された場合
は、特定気筒を基準とした回転パルス信号Lに基づい
て、#1気筒、#3気筒及び#4気筒を順次識別する。
このように、各気筒に対応した回転パルス信号L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及び遮断することが
できる。
しかし、クランキング時(内燃機関の始動初期)や過
渡運転時等の回転周期変動時においては、回転パルス信
号Lの発生周期が変動するので、この変動に閾値を追従
させるため、周期比率(t/T)の今回データを閾値に反
映させる演算方法が提案されている。
例えば、周期比率の今回データを(t/T)n、前回の
閾値をαn-1とすれば、今回の閾値αnは、 αn=(1−k)αn-1+k(t/T)n に基づいて補正される。但し、kは今回データの反映率
であり、4気筒の場合、1/4程度に設定される。
しかし、マイクロコンピュータ(10)が機能していな
い起動初期においては、通常、閾値αがOに設定されて
いるため、第7図のように、閾値αが適切な判定値に収
束するまでに、点火回数に換算して10数回程度の長い時
間がかかってしまう。
第7図において、縦軸はクランク角度に換算した回転
パルス信号Lの周期比率であり、 (t/T)×180° から求められ、特定気筒に関しては80°(B75°〜A5
°)、他の気筒に関しては70°(B75°〜B5°)とな
る。又、横軸は点火回数であり、4点火毎に特定気筒の
周期比率が表われる。尚、ここでは、周期比率の変動は
無視して図示されている。
第7図のように、起動初期の気筒識別においては、全
ての気筒に関する周期比率が閾値αより大きくなるた
め、全ての気筒を特定気筒と識別してしまうことにな
る。従って、特定気筒の誤識別により、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題] 従来の内燃機関用気筒識別方法は以上のように、起動
初期時に閾値αがOに設定されているため、適切な閾値
に到達するまでの間に気筒が誤識別され、信頼性の高い
気筒制御が困難になる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、起動初期においても気筒誤識別の発生を抑
制し、信頼性の高い気筒制御が可能な内燃機関用気筒識
別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気筒識別方法は、内燃機関
が起動初期であるか否かを判定するステップと、起動初
期と判定された場合には、特定気筒に対応する回転パル
ス信号の周期比率と他の気筒に対応する回転パルス信号
の周期比率との間の所定値に閾値を設定するステップ
と、起動初期でないと判定された場合には、今回の周期
比率を用いて前回の閾値を平均化補正した値に閾値を設
定するステップとを備えたものである。
[作用] この発明においては、起動初期と判定された場合に、
閾値をOに設定せず、特定気筒及び他気筒の各周期比率
の間の所定値に設定し、気筒誤識別の発生を抑制する。
[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、S1及びS3〜S5は従来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3図〜第5図に示した通
りであり、気筒識別用に発生される回転パルス信号Lは
第6図と同様である。従って、前述と同様に、回転パル
ス信号Lの立ち上がりが各気筒の第1の基準位置(B75
°)に対応し、立ち下がりが第2の基準位置(B5°又は
A5°)に対応している。
まず、回転パルス信号Lの周期比率(t/T)を算出し
た後(ステップS1)、内燃機関装置が起動初期か否かを
判定する(ステップS2)。起動初期か否かは、キースイ
ッチからの操作信号、又は、マイクロコンピュータ(1
0)が機能しているか否か、等により判定することがで
きる。
もし、ステップS2において起動初期でないと判定され
た場合は、今回の閾値αnを、前述と同様に、前回の閾
値αn-1及び今回の周期比率(t/T)nを用いて、 αn=(1−k)αn-1+k(t/T)n から演算する(ステップS3)。但し、kは反映率であ
り、 0<k<1 の範囲に設定される値である。4気筒の場合、例えば、 k=1/4 である。これにより、閾値αは周期比率(t/T)の変動
に追従して平均化補正されるので、閾値αを比較基準と
して正確な気筒判定が可能となる。
次に、算出された閾値αnと周期比率(t/T)nとを
比較し、 αn−(t/T)n≧0 … が成立するか否かを判定する(ステップS4)。
もし、式が成立しなければ、その回転パルス信号L
に対応する気筒は他気筒であるから、そのままリターン
する。又、式が成立すれば、その回転パルス信号Lに
対応する気筒は特定気筒であるから、特定気筒フラグを
セットした後(ステップS5)、リターンする。
一方、ステップS2において、起動初期であると判定さ
れた場合は、閾値αnを所定値αに設定する(ステッ
プS3′)。但し、所定値αは、特定気筒に対応する回
転パルス信号Lの周期比率(t/T)と他の気筒に対応す
る回転パルス信号Lの周期比率(t/T)との間の値であ
る。
例えば、クランク角度に換算した特定気筒及び他気筒
の周期比率(t/T)をそれぞれ80°及び70°とすれば、
所定値αは、第2図のように、75°程度に設定され
る。そして、閾値αnを所定値αに固定した後、ステ
ップS4に進み、特定気筒か否かの判定を行う。
この結果、第2図に示すように、起動初期において、
1回目の点火時から正確な気筒識別が行われるので、気
筒誤識別の発生を抑制することができる。このとき、周
期比率(t/T)の値が多少変動しても、誤識別の可能性
は極めて少ない。
このように、正確な気筒識別に基づいて、信頼性の高
い点火制御等を行うことができるので、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、上記実施例では、ステップS1において、周期比率
(t/T)を算出したが、t/(T−t)を周期比率として
算出してもよい。この場合、ステップS3において、 αn=(1−k)αn-1+k[t/(T−t)] が演算され、ステップS4において、 αn−(t/T)≧0 が判定されることになる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、内燃機関が起動初期
であるか否かを判定するステップと、起動初期と判定さ
れた場合には、特定気筒に対応する回転パルス信号の周
期比率と他の気筒に対応する回転パルス信号の周期比率
との間の所定値に閾値を設定するステップと、起動初期
でないと判定された場合には、今回の周期比率を用いて
前回の閾値を平均化補正した値に閾値を設定するステッ
プとを設けたので、気筒誤識別の発生を抑制した信頼性
の高い内燃機関用気筒識別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図はこの発明による起動初期における閾値を示す説
明図、第3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4図は第3図内の回転信号発生器の具体
的構成を示す斜視図、第5図は第4図の回転信号発生器
に設けられる回転パルス信号発生部を示す回路図、第6
図は第4図及び第5図の回転信号発生器により生成され
る回転パルス信号を示す波形図、第7図は従来の内燃機
関用気筒識別方法による起動初期における閾値を示す説
明図である。 (8)……回転信号発生器 B75°……第1の基準位置 B5°、A5°……第2の基準位置 L……回転パルス信号 t/T……周期比率、αn……閾値 α……所定値 S2……起動初期を判定するステップ S3′……閾値を所定値に設定するステップ S3…平均化補正により閾値を設定するステップ 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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及び第2の基準位置を示す回転パ
    ルス信号を発生させると共に、特定気筒に対応した前記
    回転パルス信号のパルス幅をオフセットさせ、各気筒毎
    の前記回転パルス信号の周期比率を閾値と比較すること
    により前記各気筒を識別する内燃機関用気筒識別方法に
    おいて、 前記内燃機関が起動初期であるか否かを判定するステッ
    プと、 前記内燃機関が起動初期と判定された場合には、前記特
    定気筒に対応する回転パルス信号の周期比率と他の気筒
    に対応する回転パルス信号の周期比率との間の所定値に
    前記閾値を設定するステップと、 前記内燃機関が起動初期でないと判定された場合には、
    今回の周期比率を用いて前回の閾値を平均化補正した値
    に前記閾値を設定するステップと を備えたことを特徴とする内燃機関用気筒識別方法。
JP12548390A 1990-05-17 1990-05-17 内燃機関用気筒識別方法 Expired - Lifetime JP2501934B2 (ja)

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