JPH0291433A - エンジンのクランク角タイミング検出装置 - Google Patents

エンジンのクランク角タイミング検出装置

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JPH0291433A
JPH0291433A JP63241870A JP24187088A JPH0291433A JP H0291433 A JPH0291433 A JP H0291433A JP 63241870 A JP63241870 A JP 63241870A JP 24187088 A JP24187088 A JP 24187088A JP H0291433 A JPH0291433 A JP H0291433A
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JP
Japan
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engine
crank angle
pulse
interrupt
rotor plate
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JP63241870A
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Kunihiro Abe
邦宏 阿部
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/155—Analogue data processing
    • F02P5/1558—Analogue data processing with special measures for starting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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、一対のクランク角センサから出力される各角
度信ｑのうち不要なものは割込みをマスクして制御手段
の負担を軽減するエンジンのクランク角タイミング検出
装置に関する。
［従来の技術］ 一般に知られているこの種のクランク角タイミング検出
装置は、角度制御式と、時間制御式とがある。
角度制御式は、例えば特開昭６０−１７３１１号公報に
開示されているように、クランクシャツ］・に同期して
回転するロータプレートの外周に形成された多数の被検
出部をカウントすることによりエンジン回転数を綽出し
たり、点火タイミングを８１測したりする。
一方、時間制御式は、例えば特開昭６０−１２０９１８
号公報に開示されているものがあり、図面で説明すれば
、第８図に示゛づように、クランクシ１１フト１に軸着
されたロータプレート２の外周に所定角度θ１．θ２．
θ３　（例えばθ１　＝１１２゜θ２＝８０”　　θ３
＝１０°）ごとに形成された被検出部２ａ、２ｂ、２Ｇ
をクランク角センサ３ａで検出し、マイクロコンピュー
タなどの制御手段４では、例えば被検出部２ａ、　２ｂ
間の通過時間を計測して算出された角速度からエンジン
回転数を算出し、さらに、上記被検出部２ｂを点火時刻
の基準となる点火セット角度とし、かつ、被検出部２Ｃ
を始動時の固定点火角度としている。
また、上記クランクシャフト１の１／２の速度で回転Ｊ
るカムシＶフト５にカムロー夕６が軸着されており、こ
のカムロータ６の外周に等間隔に形成された被検出部６
ａを伯のクランク角センサ３ｂで検出して気筒判別およ
びクランクパルスの判別を行なっている。
ところで、第９図に示すように、上記クランク角センサ
３ａから出力されるクランクパルスは上記ロータプレー
ト２の各被検出部２ａ〜２Ｃを検出した信号（θ１パル
ス、θ２パルス、θ３パルス）が出力される。
したがって、第１０図のフローチャートに示すように、
まず、ステップ５１０１でカムロータ６の被検出部６ａ
を検出するカムパルスを読込み、次いで、ステップ５１
０２でクランクパルスを判別して読込み、その後のフロ
ーヂ１１−ト（図の一点鎖線で囲む部分）で、前記ステ
ップ５１０２で読込まれたクランクパルスが何であるか
を前記ステップＳ　１０１　”ｅ読込んだカムパルスに
従って判断しく例えば、カムパルス入力後最初に入力さ
れたクランクパルスを０１パルスと判断し、θ１パルス
の次に入ツノされるクランクパルスをθ２パルス、その
次に入力されるクランクパルスを０３パルスと判断する
。
第９図のタイムチャート参照）、かつ、上記ステップ５
１０２で読込んだクランクパルスが０３パルス（固定点
火信号）である場合、この０３パルスの信号処理が必要
かどうかを判断する。
ところで、上記θ３パルス（固定点火信号）はエンジン
始動時のみ必要とするもので、完爆後は同等必要としな
い。
しかし、上記各クランクパルスは一つのクランク角セン
サ３ａで検出されるため全て同一の割込み要求端子に入
力される。したがって、エンジン始動後ら上記θ３パル
スが制御手段４に入力されれば、このθ３のパルスの割
込み処理が必要かどうかを判断することになり、その分
、ソフトウェアのオーバヘッドが増加することになる。
エンジン回転数が低い場合、上記制御手段４に入力され
るクランクパルスの間隔は長く処理能力に比較的余裕が
あるが、エンジン回転数が高回転（例えば、６０００〜
７０００ｒ、　ｐ、　ｍ）になると、割込みのＡ−バヘ
ッドが大きくなり、上記制御手段としてのマイクロコン
ビコータの演痺処理に能力不足が発生しやすくなり、エ
ンジンの制御性の低下を招く問題がある。
一方、演算処理速度の速い容量の大きいマイクロコンピ
ュータを用いれば演算処理能力不足は解）Ｉ’ｌ　！ｊ
るが製品のコストアップを招くことになる。
［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マイクロ
コンピュータなどの制御手段の容ｕ１を増やすことなく
、しかも、エンジンが高速回転しても割込みのオーバヘ
ッドが生じることがなく、エンジンを適正に制御するこ
とのできるエンジンのクランク角タイミング検出装置を
提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明によるニンジンのクランク角タイミング検出装置
は、エンジンのクランクシャフトに同期しで回転するー
え１のロータプレートの一方に、クランク角およびエン
ジン回転数を算出Ｊる際の基準となる被検出部が設けら
れ、また他方のロータプレートに、始動の際の固定点火
時期を示す被検出部が設けられ、また上記各ロータプレ
ートに、上記各被検出部を検出して角度信号を出力する
クランク角センサが各々対設されており、上記固定点火
時期を検出するクランク角ヒンザがエンジン状態を制御
する制御手段に設けられたマスク可能な割込み端子に接
続されているものである。
［作　用］ 上記構成において、エンジン・のクランクシ１１フトの
回転に同期して一対のロータプレートが回転すると、こ
の一対のロータプレートの一方に対設するクランク角セ
ンナが、この一方のロータプレートに設けられた被検出
部を検出して、クランク角とエンジン回転数を算出する
際の基準となる角麿信号を出力する。
また、上記一対のロータプレートの他方に対設された他
のクランク角センサが、この他方のロータプレートに設
けられた被検出部を検出して、始動の際の固定点火信号
を出ツノする。
そして、エンジン始動時、上記各クランク角センサの出
力信号が上記制御手段に設けられた割込み端子に入力さ
れ所定に割込み処理される。
一方、エンジンが始動すると、上記固定点火時期を検出
するクランク角センサな接続する割込み端子がマスクさ
れ、その後、エンジンが停止りるまで、この固定点火時
期を検出するクランク角センナの出力信号の割込みが禁
止される。
［発明の実浦例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第１図はエ
ンジン制御系の概略図、第２図はエンジン回転数用ロー
タプレートの正面図、第３図は固定点火時期用ロータプ
レートの正面図、第４図は気筒判別用ロータブレートの
正面図、第５図は始動時のカムパルス、クランクパルス
、始動点火パルスのタイムチレート、第６図は通常運転
時のカムパルス、クランクパルスのタイムチレート、第
７図（ａ）はメインプログラムの要部フローチャート、
第７図（ｂ）は割込み１のフローチャート、第７図（Ｃ
）は割込み２のフローチャートである。
（構　成） 図中の符号１１はエンジン本体で、このエンジン本体１
１の吸入ボート１１ａにインテークマニホルド１２を介
してスロットルチャンバ１３が連通され、このスロット
ルチャンバ１３の上流側に吸入管１４を介してエアクリ
ーナ１５が連通されている。
また、上記エンジン本体１１の排気ボート１１ｂに連通
する排気管１６の中途に触媒コンバータ１７が介装され
ている。
さらに、上記インテークマニホルド１２に形成されたラ
イザを構成する冷却水通路（図示せず）に冷却水温セン
サ１８が臨まされ、また、上記吸入管１４の上記エアク
リーナ１５の直下流側に吸入空気量センサ１９が介装さ
れている。
なお、符号２０はスタータスイッチである。
一方、上記エンジン本体１１のクランクシャツ）−１１
Ｃにロータプレートであるエンジン回転数用クランクロ
ータ２１と、固定点火時ｍ用りランクＵ−夕２２が軸着
固定され、また、カムシャフト１１ｄに気筒判別用カム
プレート２３が軸着されている。
第２図に示すように、上記エンジン回転数用クランクパ
ルス２１の外因に、各気筒（図においては４気筒）の圧
縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１、θ２　（例えば、θ１　
＝１１２°、θ２・８０°）の位置に突起状の被検出部
２１ａ、２１ｂが形成されている。
また、第３図に示すように、上記固定点火時期用クラン
クロータ２２の外周の各気筒のＢＴＤＣθ３（例えば、
θ３＝１０°）の位置に突起状の被検出部２２ａが形成
されている。
なＪ５、上記各被検出部２１ａ、２１ｂ、２２ａは切込
みであつ（もよい。
さらに、第４図に示すように、上記気筒判別用カムロー
タ２３の外周に、突起状の被検出部２３ａが形成されて
いる。このカムロータ２３の回転数は上記クランクロー
タ２１，２２の１７２であり、４気筒の圧縮上死点（Ｔ
ＤＣ）が９０°ごとに存在Ｊる。
このカムロータ２３の各気筒に対応して形成された被検
出１！Ｊ１２３ａは、上記各クランクロータ２１．２２
に形成されている被検出部２１ａ、２１ｂ、２２ａｋ：
ｆｆｌならない範囲に設定されており、図においては第
一気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）に３個、第三気筒お
よび第四気筒の圧縮上死点後（八■ＯＣ）に１個、そし
て、第二気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）に２個形成さ
れている。
また、上記各クランクロータ２１．２２、および、カム
ロータ２３の外周に、上記各被検出部２１ａ、２２ｂ、
２３ａを検出づ゛るクランク角ヒンナ２４．２５．２６
が各々対設されている。
（制御手段の回路構成） 一方、符号２７はマイクロコンピュータからなる制御手
段で、この制御手段２７のＣＰＵ　（中央′ｅ４算処理
装置）２８、ＲＯＭ２９．ＲＡＭ３０、入力インタフ１
イス３１、および、出力インタフェイス３２がパスライ
ン３３を介して互いに接続されており、上記入力インタ
フェイス３１の上記各センサ１８，１９．２４，２５．
２６、および、スタータスイッチ２０が接続されており
、ざらに、上記出力インタフェイス３２が駆動回路３４
を介して各気筒に設けられた点火プラグ３５に接続され
ている。
また、上記各クランク角センサ２４，２５が上記ＣＰＵ
２８の割込み端子ＩＲＱＩ、　ＩｎＯ２に各々接続され
ており、一方の割込み端子ＩＲＱ２がスタータスイッチ
２０からＯＦＦ信号が出力されると独立してマスクがか
けられる。
上記ＲＯＭ２９には制御プログラムが記憶されており、
また、上記ＲＡＭ３０にはデータ処理した後の上記各セ
ンサの出力信号、および、ＣＰＵ２８で演算処理した後
のデータが格納される。
また、上記ＣＰＵ２８では上記ＲＯＭ２９に記憶されで
いる制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３０に格納され
ている各種データに基づき点火時期を周知の制御手順に
従って設定１°る。
（動　作） 次に、上記構成による実施例の動作を第７図のフローチ
ャートに従って説明する。
（メインルーチン） まず、第７図（ａ）のメインルーチンでは、プログラム
初期において、エンジンが完爆したかどうかをスタータ
スイッチ２０の０Ｎ１０ＦＦ信号から判断する（ステッ
プ５２０１）。
すなわち、上記スタータスイッチ２０がＯＮｔ、。
ている場合、始動中と判断してステップ５２０２へ進み
、また、スタータスイッチ２０がＯＦＦした場合、ステ
ップ５２０３へ進む。
ステップ５２０２では、始動中であるため、制御手段２
７のＣＰＵ２８の割込み端子１１１Ｑ２のマスクを解除
し、クランク角センサ２５がロータプレート２２の被検
出部２２ａを検出した信号（θ３パルス）を取り入れ、
このθ３パルスを固定点火信号として、始動時の点火プ
ラグ３５をスパークさせる（第５図参照）。
一方、ステップ５２０３では、スタータスイッチ２０の
ＯＦＦにより完爆と判定し、上記ＣＰＬＪ２８の割込み
端子ＩＲＱ２の割込みをマスクし、以下のプログラムに
おいて、この割込み端子ＩＲＱ２に入力される信号（θ
３パルス）の上記ＣＰＵ２８に対する割込み要求が出来
ないように１６゜ 上記θ３パルスは始動時の固定点火信号を出力号るもの
で、エンジンが完爆した後は、第６図に示すように全く
必要としない。したがって、このθ３パルスをエンジン
完爆後にハード的にマスクすることにより、ソフトのオ
ーバヘッドが軽減でき、ＣＰＵ２８の能力不足が解消さ
れる。
（割込みプログラム１） 一方、上記ステップ５２０２で割込み端子ＩＲＱ２の割
込みマスクが解除されると、この割込み端子ＩＲＱ２か
ら上記ＣＰＵ２８に割込み要求が発生した場合、メイン
プログラム途中において、割込みプログラム１の割込み
が実行される。
りなわら、この割込みプログラムは、第７図（ｂ）に示
すように、まず、ステップ５３０１で、θ３パルスの割
込みフラグをクリアし、ステップ５３０２で０３パルス
の割込み処理（固定点火信号を出力するなど）を実行づ
る。
（割込みプログラム２） また、上記メインプログラムの実行途中に、上記割込み
端子ＩＲＱＩからＣＰＵ２８に割込み要求が発生づると
、割込みプログラム２が実行される。
寸なわら、この割込みプログラム２では、第７図（Ｃ）
に示すように、まず、ステップ５４０１で、割込み要求
が０１パルスかどうかを判定づる。
このパルスの判定は、第６図に示すように、クランク角
センサ゛２６から出力されるカムロータ２３の被検出部
２３ａを検出した信号（カムパルス）が０１パルスの前
に入ノ〕されるので、このカムパルスを検出することに
より識別できる。
そして、上記カムパルスから割込み要求が６１パルスと
判断した場合ステップ５４０２へ進み、０１パルスの割
込みフラグをクリアし、次いで、ステツブ５４０３でθ
１パルスの割込み処理（時間制御方式における角速度を
鋒出する際の計時開始信号など）を実行する。
一方、上記ステップ５４０１で上記割込み端子ＩＲＱＩ
に人力された割込み殻求がθ２パルスと判定された場合
、ステップ５４０４へ進み、θ２パルスの割込みフラグ
をクリアし、ステップ５４０５でθ２パルスの割込み処
理（時間制御方式における角速度を篩用Ｊる際の計時終
了信号、および、点火タイミングのり準となるクランク
角信号など）を実行する。
そして、前記メインプログラムでは、上記割込みプログ
ラムで実行された各種割込み処理に基き、角速度、エン
ジン回転数、θ３パルスを基準クランク角とする点火時
刻などを算出する。
このように、エンジンが完爆した後は、固定点火時期を
示すクランク角信号（θ３パルス〉の割込みをマスクし
てＣＰＬＪ２８に割込み要求が生じないようにしたので
、エンジンが高速回転しＣもソフトがオーバヘッドする
ことなく、ＣＰＵ２８の能力不足が解消されてエンジン
を適性に制御Ｊることでがきる。
［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、エンジンのクラ
ンクシャフトに同期して回転する一対のロータプレート
の一方に、クランク角およびエンジン回転数を算出する
際の基準となる被検出部が設Ｇノられ、また他方のロー
タプレートに、始動の際の固定点火時期を示す被検出部
が設けられ、また上記各ロータブレートに、上記各被検
出部を検出して角度信号を出力するクランク角センナが
各々対設されており、上記固定点火時期を検出するクラ
ンク角センサがエンジン状態を制御する制御手段に設け
られたマスク可能な割込み端子に接続されているので、
マイクロコンピュータなどの制御手段の容量を増やすこ
となく、しかも、エンジンが高速回転しても割込みのオ
ーバヘッドが生じることがなく、エンジンを適正に制御
することができるなど優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第１図はエ
ンジン制御系の概略図、第２図はエンジン回転数用ロー
タプレートの正面図、第３図は固定点火時期用ロータプ
レートの正面図、第４図は気筒判別用ロータプレートの
正面図、第５図は始動時のカムパルス、クランクパルス
、始動点火パルスのタイムチャート、第６図は通常運転
時のカムパルス、クランクパルスのタイムチ１？−ト、
第７図（ａ）はメインプログラムの要部フローチャート
、第７図（ｂ）は割込み１のフローヂ１ｐ−ト、第７図
（Ｃ）は割込み２のフローチャート、第８図以下は従来
例を示すもので、第８図はクランク角タイミングの検出
手段を示す概略図、第９図はカムパルス、クランクパル
スのタイムチレート、第１０図は割込みプログラムのフ
ローチャートである。 １１Ｃ・・・クランクシャフト、２１．２２・・・ロー
タプレート、２１　ａ、２１　ｂ、２２ａ−・・被検出
部、２４．２５・・・クランク角センサ、２７・・・制
御手段、ＩＲＱ２・・・（マスク可能な）割込み端子。 第２図 Ｔ、Ｄ、Ｃａ２．＃４ 第４図 ７０Ｂ （ａ） （Ｃ） 第７図 （ｂ）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンのクランクシャフトに同期して回転する一対の
    ロータプレートの一方に、クランク角およびエンジン回
    転数を算出する際の基準となる被検出部が設けられ、ま
    た他方のロータプレートに、始動の際の固定点火時期を
    示す被検出部が設けられ、また上記各ロータプレートに
    、上記各被検出部を検出して角度信号を出力するクラン
    ク角センサが各々対設されており、上記固定点火時期を
    検出するクランク角センサがエンジン状態を制御する制
    御手段に設けられたマスク可能な割込み端子に接続され
    ていることを特徴とするエンジンのクランク角タイミン
    グ検出装置。
JP63241870A 1988-09-27 1988-09-27 エンジンのクランク角タイミング検出装置 Pending JPH0291433A (ja)

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US07/412,144 US4953531A (en) 1988-09-27 1989-09-25 Crank angle detector for an engine
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GB8921812A GB2223803B (en) 1988-09-27 1989-09-27 Crank angle detector for an engine

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