JPH06173751A - Electronic control device for internal combustion engine - Google Patents
Electronic control device for internal combustion engineInfo
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- JPH06173751A JPH06173751A JP32570592A JP32570592A JPH06173751A JP H06173751 A JPH06173751 A JP H06173751A JP 32570592 A JP32570592 A JP 32570592A JP 32570592 A JP32570592 A JP 32570592A JP H06173751 A JPH06173751 A JP H06173751A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の電子制御装
置に関し、特にクランク角センサが故障した際の点火機
能等を維持する技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic control unit for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for maintaining an ignition function when a crank angle sensor fails.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、内燃機関の点火，噴射及びノ
ッキング等を制御する電子制御装置として、クランク角
センサ及びノックセンサからの信号に基づいて制御を行
なう制御回路を備えた電子制御装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electronic control device for controlling ignition, injection, knocking and the like of an internal combustion engine, an electronic control device provided with a control circuit for performing control based on signals from a crank angle sensor and a knock sensor is known. Has been.
【０００３】この種の電子制御装置では、例えば図９に
示す様に、クランク角センサからの出力をバッファを介
してマイコンに取り入れて、点火制御，噴射制御及びノ
ック制御を行なっている。このうち、ノックセンサの出
力には、各種の振動に起因する多くの信号成分が含まれ
ているので、次の様にして点火ノック信号のみを取り出
している。In this type of electronic control unit, for example, as shown in FIG. 9, the output from the crank angle sensor is taken into a microcomputer via a buffer to perform ignition control, injection control and knock control. Among them, the output of the knock sensor contains many signal components due to various vibrations, and therefore only the ignition knock signal is extracted as follows.
【０００４】まず、バンドパスフィルタによってノッキ
ングに対応した所望の帯域の周波数を取り出す。次い
で、図１０に示す様に、マスク信号によってノックセン
サの出力をマスキングすることにより、ノッキングのタ
イミングとは異なるタイミングで発生するバルブ着座信
号等のノイズ信号を取り除いて、必要な点火ノック信号
だけを取り出している。First, a bandpass filter extracts a frequency in a desired band corresponding to knocking. Next, as shown in FIG. 10, by masking the output of the knock sensor with a mask signal, noise signals such as a valve seating signal generated at a timing different from the knocking timing are removed, and only the required ignition knock signal is obtained. I am taking it out.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した装置において
は、クランク角センサは、クランク軸が所定単位角度回
転する毎に単位角信号を出力するとともに、気筒数に応
じて定まる基準角度回転する毎に基準角度信号を出力し
ている。また、制御回路は、この単位角信号，基準角信
号及びエンジン回転数に対応した回転数信号，吸入空気
量に対応した吸気量信号を入力し、所定の演算を行なっ
て、例えば上死点から最適進角値だけ進角した時点で点
火信号を出力する様に、点火制御等を行っている。In the above-mentioned device, the crank angle sensor outputs a unit angle signal each time the crankshaft rotates by a predetermined unit angle, and also at each reference angle rotation determined by the number of cylinders. The reference angle signal is output. Further, the control circuit inputs the unit angle signal, the reference angle signal, the rotation speed signal corresponding to the engine speed, and the intake air amount signal corresponding to the intake air amount, and performs a predetermined calculation to, for example, from the top dead center. Ignition control and the like are performed so that an ignition signal is output at the time point when the optimum advance value is advanced.
【０００６】従って、この装置では、クランク角センサ
から与えられる単位角信号や基準角信号が点火演算の基
本になっているので、万一、クランク角センサが故障し
て、単位角信号や基準角信号が入力しなくなると、点火
動作ができなくなって、内燃機関が全く動作しなくなる
という大きな問題が生じてしまう。Therefore, in this device, since the unit angle signal and the reference angle signal given from the crank angle sensor are the basis of the ignition calculation, in the unlikely event that the crank angle sensor fails, the unit angle signal and the reference angle signal are generated. When the signal is not input, the ignition operation cannot be performed and the internal combustion engine does not operate at all, which is a big problem.
【０００７】この対策として、例えば、クランク角セン
サの信号が出力されなくなった場合に、クランク角セン
サが故障したものと判定し、その場合には所定の周波数
のパルス信号を点火信号とするように自動的に切り換
え、かつノックセンサの信号に応じて、即ち内燃機関の
ノッキングの程度に応じて、パルス信号の周波数を変化
させるようにした技術が提案されている（特公昭６３−
６７４６号公報参照）。As a countermeasure against this, for example, when the crank angle sensor signal is no longer output, it is determined that the crank angle sensor has failed, and in that case, a pulse signal of a predetermined frequency is used as the ignition signal. A technique has been proposed in which the frequency of the pulse signal is changed automatically and in accordance with the knock sensor signal, that is, in accordance with the degree of knocking of the internal combustion engine (Japanese Patent Publication No. 63-
6746 gazette).
【０００８】しかしながら、この技術では、クランク角
とは無関係に点火を行なうとともに、その点火時期をノ
ッキングの程度に応じて調整するだけなので、点火の制
御を精密に行うことができないという難点がある。その
ため、この制御を行なうと、内燃機関の出力が著しく低
下し、それに伴って、エミッションが増加してしまうと
いう問題が生ずる。また、この技術では、点火動作を不
適切なタイミングで行なうので、内燃機関本体にダメー
ジを与えるという問題もある。However, this technique has a drawback in that the ignition cannot be precisely controlled because the ignition is performed regardless of the crank angle and the ignition timing is only adjusted according to the degree of knocking. Therefore, when this control is performed, the output of the internal combustion engine is significantly reduced, and accordingly, the emission is increased. In addition, this technique has a problem that the internal combustion engine body is damaged because the ignition operation is performed at an inappropriate timing.
【０００９】尚、これらの問題を解決するために、他の
センサからの出力に基づいて、点火時期等を求める方法
が考えられるが、必ずしも十分ではない。例えば、特願
平３−１７２５１６号公報に記載された技術、即ち点火
時期とバルブの着座タイミングとには一定の関係がある
点に着目し、所定クランク期間におけるノックセンサの
信号の積分値により、可変バルブの着座位置を検出する
技術を利用することも考えられるが、この技術では、着
座位置がある期間内にあるか否かは判別できるが、着座
位置検出に精度が必要とされる点火時期制御や噴射制御
には使えない。In order to solve these problems, a method of obtaining the ignition timing and the like based on the outputs from other sensors can be considered, but it is not always sufficient. For example, paying attention to the technique described in Japanese Patent Application No. 3-172516, that is, the fact that the ignition timing and the seating timing of the valve have a certain relationship, the integrated value of the knock sensor signal in a predetermined crank period Although it is possible to use a technology that detects the seating position of the variable valve, this technology can determine whether the seating position is within a certain period, but the ignition timing that requires accuracy for seating position detection. It cannot be used for control or injection control.
【００１０】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、クランク角センサが故障した場合でも、精密に点火
・噴射制御を行なうことができる内燃機関の電子制御装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic control unit for an internal combustion engine, which is capable of performing accurate ignition / injection control even when the crank angle sensor fails. .
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の発明は、図１に例示する様に、内燃機
関のクランク角の回転に同期して、所定のクランク角で
第１の信号を出力するクランク角センサＭ１と、該クラ
ンク角センサＭ１からの第１の信号に基づいて、点火装
置又は燃料噴射弁の少なくとも一方を制御する制御手段
Ｍ２と、を備えた内燃機関の電子制御装置において、吸
気バルブの着座及び排気バルブの着座を含む内燃機関の
振動に対応した第２の信号を出力する振動検出手段Ｍ３
と、前記クランク角センサからの第１の信号に基づい
て、クランク角センサＭ１の異常の発生を検出するクラ
ンク角センサ異常検出手段Ｍ４と、該クランク角センサ
異常検出手段Ｍ４によって、前記クランク角センサＭ１
に異常が発生したと判断された場合には、前記制御手段
Ｍ２に用いる前記クランク角センサからの第１の信号
を、前記振動検出手段Ｍ３から検出された吸気バルブ着
座信号と排気バルブ着座信号との少なくとも一方の信号
に切り換える信号切換手段Ｍ５と、を備えたことを特徴
とする内燃機関の電子制御装置を要旨とする。The invention according to claim 1 for achieving the above object is, as illustrated in FIG. 1, synchronized with the rotation of the crank angle of the internal combustion engine, and is controlled by a predetermined crank angle. Of an internal combustion engine including a crank angle sensor M1 that outputs a signal No. 1 and a control unit M2 that controls at least one of the ignition device and the fuel injection valve based on the first signal from the crank angle sensor M1. In the electronic control unit, the vibration detecting means M3 for outputting a second signal corresponding to the vibration of the internal combustion engine including the seating of the intake valve and the seating of the exhaust valve.
And a crank angle sensor abnormality detecting means M4 for detecting the occurrence of abnormality of the crank angle sensor M1 based on the first signal from the crank angle sensor, and the crank angle sensor abnormality detecting means M4. M1
If it is determined that an abnormality has occurred in the engine, the first signal from the crank angle sensor used in the control means M2 is changed to the intake valve seating signal and the exhaust valve seating signal detected by the vibration detecting means M3. The electronic control device for an internal combustion engine is characterized in that it comprises a signal switching means M5 for switching to at least one of the signals.
【００１２】[0012]
【作用】以上述べた本発明によると、通常では、クラン
ク角センサＭ１によって、内燃機関のクランク角の回転
に同期して所定のクランク角で第１の信号を出力し、制
御手段Ｍ２によって、このクランク角センサＭ１からの
第１の信号に基づいて、点火装置又は燃料噴射弁の少な
くとも一方を制御する。また、振動検出手段Ｍ３は、吸
気バルブの着座及び排気バルブの着座を含む内燃機関の
振動に対応した第２の信号を出力する。According to the present invention described above, normally, the crank angle sensor M1 outputs the first signal at a predetermined crank angle in synchronization with the rotation of the crank angle of the internal combustion engine, and the control means M2 outputs the first signal. At least one of the ignition device and the fuel injection valve is controlled based on the first signal from the crank angle sensor M1. Further, the vibration detecting means M3 outputs a second signal corresponding to the vibration of the internal combustion engine including the seating of the intake valve and the seating of the exhaust valve.
【００１３】そして、クランク角センサＭ１からの第１
の信号に基づき、クランク角センサ異常検出手段Ｍ４に
よって、クランク角センサＭ１の異常の発生を検出した
場合には、信号切換手段Ｍ５によって、制御手段Ｍ２に
用いる第１の信号を、振動検出手段Ｍ３から検出された
吸気バルブ着座信号と排気バルブ着座信号との少なくと
も一方の信号に切り換える。The first from the crank angle sensor M1
When the crank angle sensor abnormality detecting means M4 detects the occurrence of abnormality of the crank angle sensor M1 based on the signal of the above, the signal switching means M5 changes the first signal used for the control means M2 to the vibration detecting means M3. It switches to at least one of the intake valve seating signal and the exhaust valve seating signal detected from.
【００１４】つまり、本発明では、クランク角センサＭ
１が正常の場合には、クランク角センサＭ１からの第１
の信号に基づいて、点火及び噴射の制御を行なうが、一
旦、クランク角センサＭ１に異常が発生すると、クラン
ク角センサＭ１からの第１の信号に代えて、振動検出手
段Ｍ３からの第２の信号を採用して、点火・噴射制御を
行なうものである。ところが、この第２の信号には、通
常のノッキング信号と、吸気バルブ着座信号及び排気バ
ルブ着座信号とが混在しているので、ノッキング信号と
吸気バルブ着座信号及び排気バルブ信号とを区別して、
バルブ着座の少なくとも一方の信号を用いて、点火及び
噴射の制御を行なうものである。That is, in the present invention, the crank angle sensor M
1 is normal, the first from the crank angle sensor M1
Ignition and injection are controlled based on the signal of No. 1, but once an abnormality occurs in the crank angle sensor M1, instead of the first signal from the crank angle sensor M1, a second signal from the vibration detecting means M3 is used. Ignition / injection control is performed using signals. However, since the normal knocking signal and the intake valve seating signal and the exhaust valve seating signal are mixed in this second signal, the knocking signal and the intake valve seating signal and the exhaust valve signal are distinguished,
Ignition and injection are controlled using at least one signal of valve seating.
【００１５】[0015]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図２は実施例の電子制御装置全体の構成を表す
概略構成図であり、図３はその電気的構成を詳しく示す
ブロック図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the electronic control device of the embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration in detail.
【００１６】図２及び図３に示す如く本実施例の電子制
御装置１は、例えば４気筒の内燃機関３に設けられた各
種のセンサと、各センサからの信号を入力して点火及び
噴射制御等を行なう制御回路５と、制御回路５から出力
される制御信号によって制御される各種アクチュエータ
とから、主として構成されている。As shown in FIGS. 2 and 3, the electronic control unit 1 of the present embodiment controls ignition and injection by inputting various sensors provided in the internal combustion engine 3 of four cylinders and signals from each sensor. It is mainly composed of a control circuit 5 for performing the above, and various actuators controlled by control signals output from the control circuit 5.
【００１７】以下各構成について詳細に説明する。 前記センサとしては、スロットルバルブ７の開度を検
出するスロットルセンサ９と、冷却水温を検出する水温
センサ１１と、吸入空気量を検出するエアフロセンサ１
３と、クランク角を検出するクランク角センサ（回転角
センサ）１５と、気筒１７を判別する気筒判別センサ１
９と、ノッキング等による気筒１７の振動を検出するノ
ックセンサ２１とを備えている。Each configuration will be described in detail below. As the sensors, a throttle sensor 9 for detecting the opening of the throttle valve 7, a water temperature sensor 11 for detecting the cooling water temperature, and an air flow sensor 1 for detecting the intake air amount.
3, a crank angle sensor (rotation angle sensor) 15 for detecting a crank angle, and a cylinder discrimination sensor 1 for discriminating a cylinder 17
9 and a knock sensor 21 for detecting vibration of the cylinder 17 due to knocking or the like.
【００１８】このうち、クランク角センサ１５は、ディ
ストリビュータ２２内に設けられて、シグナルロータ
（図示せず）の回転を介してクランクシャフト２３の回
転を検出するセンサであり、後述する図６に示す様に、
点火時期等の情報を得るため、回転角を示すクランク角
１８０゜ＣＡ毎にパルス信号を出力する。Among them, the crank angle sensor 15 is a sensor which is provided in the distributor 22 and detects the rotation of the crankshaft 23 through the rotation of a signal rotor (not shown), and is shown in FIG. 6 described later. like,
In order to obtain information such as ignition timing, a pulse signal is output at every crank angle of 180 ° CA indicating the rotation angle.
【００１９】気筒判別センサ１９は、同じくディストリ
ビュータ２２内に設けられて、各気筒１７の上死点位置
を検出するための信号を、７２０゜ＣＡ毎に出力する。
よって、４サイクルエンジンでは、この信号１回分で、
同じ気筒１７における７２０゜ＣＡ毎の同様な運転状態
（例えば点火を行なう時期）となる。The cylinder discrimination sensor 19 is also provided in the distributor 22 and outputs a signal for detecting the top dead center position of each cylinder 17 every 720 ° CA.
Therefore, in a 4-cycle engine, this signal is
The same operating state (for example, the timing of performing ignition) in each 720 ° CA in the same cylinder 17 is obtained.
【００２０】ノックセンサ２１は、圧電素子を利用した
ものであり、内燃機関３の適宜位置、例えばシリンダブ
ロック（気筒１７）側面に装着されている。このノック
センサ２１は、ノッキングに伴う振動だけでなく、吸気
バルブ２５及び排気バルブ２７の着座に伴う振動も検出
することができる。The knock sensor 21 uses a piezoelectric element and is attached to an appropriate position of the internal combustion engine 3, for example, a side surface of a cylinder block (cylinder 17). The knock sensor 21 can detect not only the vibration associated with knocking but also the vibration associated with the seating of the intake valve 25 and the exhaust valve 27.
【００２１】制御回路５は、図３に示す様に、前記各
センサからの信号が入力される入力インターフェース回
路３１と、アナログ信号をデジタル信号に変更するＡ／
Ｄ変換器３３と、制御プログラム等を記憶しているＲＯ
Ｍ３５と、データを一時的に記憶するＲＡＭ３７と、各
種演算を行なうＣＰＵ３９と、前記アクチュエータに制
御信号を出力する出力インターフェース４１とを備えて
いる。それとともに、ノックセンサ２１からの出力のう
ち所定の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィル
タ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）４３と、クランク角センサ１５からの
信号とバンドパスフィルタ４３からの信号とを切り換え
てＣＰＵ３９に入力させる第１スイッチＳＷ1と、ノッ
キングによる信号（ノック信号）のみをＣＰＵ３９に入
力させるマスク回路４７とを備えている。As shown in FIG. 3, the control circuit 5 has an input interface circuit 31 to which the signals from the respective sensors are input, and an A / C for converting an analog signal into a digital signal.
RO that stores the D converter 33 and the control program, etc.
An M35, a RAM 37 for temporarily storing data, a CPU 39 for performing various calculations, and an output interface 41 for outputting a control signal to the actuator are provided. At the same time, a bandpass filter (BPF) 43 that passes only a predetermined frequency component of the output from the knock sensor 21, and a signal from the crank angle sensor 15 and a signal from the bandpass filter 43 are switched. The CPU 39 includes a first switch SW1 for inputting to the CPU 39 and a mask circuit 47 for inputting only a signal (knock signal) due to knocking to the CPU 39.
【００２２】このうち、バンドパスフィルタ４３は、図
４に示す様に、オペアンプ４３ａと２組のコンデンサ４
３ｂ1，４３ｂ2及び抵抗４３ｃ1，４３ｃ2を切り換える
第２スイッチＳＷ2とを備え、この第２スイッチＳＷ2の
動作によって、通過させる信号の周波数を変更するもの
である。つまり、第２スイッチＳＷ2によって通過させ
る周波数を変更することによって、クランク角センサ１
５が正常の場合には、（第２スイッチＳＷ2をＡ2側に設
定し）通常のノック信号を通過させ、一方、クランク角
センサ１５が異常の場合には、（第２スイッチＳＷ2を
Ｂ2側に切り換えて）吸気バルブ２５の着座信号のみを
通過させる。Of these, as shown in FIG. 4, the bandpass filter 43 includes an operational amplifier 43a and two sets of capacitors 4.
3b 1 and 43b 2 and a second switch SW2 for switching the resistors 43c 1 and 43c 2 are provided, and the frequency of the signal to be passed is changed by the operation of the second switch SW2. That is, by changing the frequency passed by the second switch SW2, the crank angle sensor 1
When 5 is normal, the normal knock signal is passed (by setting the second switch SW2 to the A2 side), while when the crank angle sensor 15 is abnormal, (the second switch SW2 is set to the B2 side). Only the seating signal of the intake valve 25 is passed.
【００２３】これは、ノック信号とバルブ着座信号との
周波数成分の違いを利用している。つまり、バルブの着
座信号には、吸気バルブ２５と排気バルブ２７とによる
２種類の着座信号があるが、吸気バルブ２５と排気バル
ブ２７とでは質量が違うので着座信号の周波数も異な
り、よって、このバンドパスフィルタ４３の通過させる
周波数を、第２スイッチＳＷ2に切り換えによって変更
することにより、吸気バルブ２５の着座信号のみを取り
出すことが可能となる。This utilizes the difference in frequency components between the knock signal and the valve seating signal. That is, there are two types of seating signals of the intake valve 25 and the exhaust valve 27 in the seating signal of the valve, but since the intake valve 25 and the exhaust valve 27 have different masses, the frequencies of the seating signals are also different. By changing the frequency passed by the bandpass filter 43 by switching to the second switch SW2, only the seating signal of the intake valve 25 can be taken out.
【００２４】また、前記第１スイッチＳＷ1は、クラン
ク角センサ１５が正常である場合には、Ａ1側に接続さ
れて、クランク角センサ１５からの信号をＣＰＵ３９に
入力する様に機能するが、クランク角センサ１５が異常
と判断された場合、例えばクランク角センサ１５からの
信号が入力されなくなった場合には、Ｂ1側に接続され
て、バンドパスフィルタ４３から吸気バルブ着座信号を
ＣＰＵ３９に入力する様に機能する。When the crank angle sensor 15 is normal, the first switch SW1 is connected to the A1 side and functions to input a signal from the crank angle sensor 15 to the CPU 39. When it is determined that the angle sensor 15 is abnormal, for example, when the signal from the crank angle sensor 15 is no longer input, it is connected to the B1 side and the intake valve seating signal is input from the bandpass filter 43 to the CPU 39. To function.
【００２５】更に、前記マスク回路４７は、バンドパス
フィルタ４３からの信号とＣＰＵ３９からのマスク信号
とが入力されるＡＮＤ回路４７ａ（図３）を備え、この
ＡＮＤ回路４７ａからＣＰＵ３９にノック信号が入力さ
れる。つまり、クランク角センサ１５が正常の場合に
は、バンドパスフィルタ４３からノック信号と雑音信号
とが出力されるが、マスク信号によってノック信号が出
力される以外の期間の信号はカットされるので、正確に
ノック信号のみがＣＰＵ３９に入力される。一方、クラ
ンク角センサ１５が異常な場合には、バンドパスフィル
タ４３から吸気バルブ着座信号のみが出力されるので、
ノック信号は出力されない。尚、吸気バルブ着座信号の
みが出力される場合には、ＣＰＵ３９にはノック信号が
入力しないことになるが、後述する様に、吸気バルブ着
座信号に基づいて精密に点火制御が行われ、この点火制
御が行われている間に修理工場等に到着できればよいの
で、必ずしもノック制御を行なう必要はない。Further, the mask circuit 47 includes an AND circuit 47a (FIG. 3) to which the signal from the bandpass filter 43 and the mask signal from the CPU 39 are input, and the knock signal is input from the AND circuit 47a to the CPU 39. To be done. That is, when the crank angle sensor 15 is normal, the bandpass filter 43 outputs the knock signal and the noise signal, but the mask signal cuts off the signals in the periods other than the knock signal. Only the knock signal is accurately input to the CPU 39. On the other hand, when the crank angle sensor 15 is abnormal, only the intake valve seating signal is output from the bandpass filter 43.
No knock signal is output. When only the intake valve seating signal is output, the knock signal is not input to the CPU 39, but as will be described later, precise ignition control is performed based on the intake valve seating signal, and this ignition is performed. Knock control is not necessarily required as long as the vehicle can arrive at a repair shop or the like while the control is being performed.
【００２６】また、前記アクチュエータとしては、ク
ランク角センサ１５の異常を報知する警報ランプ５１
と、燃料を噴射するインジェクタ５３と、点火プラグ５
５に高電圧を供給する点火コイル５７とを備えている。
次に、前記構成を備えた本実施例の電子制御装置１につ
いて、図５のフローチャート、図６ないし図８のタイミ
ングチャートに基づいて説明する。As the actuator, an alarm lamp 51 for notifying an abnormality of the crank angle sensor 15 is provided.
And an injector 53 for injecting fuel and a spark plug 5
5 and an ignition coil 57 for supplying a high voltage.
Next, the electronic control unit 1 of the present embodiment having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. 5 and the timing charts of FIGS. 6 to 8.
【００２７】まず、図５のステップ１００にて、クラン
ク角センサ１５に異常が発生したか否かを、例えばクラ
ンク角センサ１５からの信号が一定期間以上にわたり制
御回路５に入力しなかったか否かによって判定する。こ
こで異常が発生していないと判断されると、ステップ１
１０に進み、通常の制御を行なって、一旦本処理を終了
する。First, in step 100 of FIG. 5, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the crank angle sensor 15, for example, whether or not a signal from the crank angle sensor 15 has been input to the control circuit 5 for a certain period or longer. Judge by If it is determined that no abnormality has occurred, step 1
Then, the routine proceeds to step 10, normal control is performed, and this processing is once terminated.
【００２８】ここで、前記ステップ１１０のクランク角
センサ１５が正常な場合に行われる通常の制御について
説明する。尚、クランク角センサ１５が正常な場合に
は、第１スイッチＳＷ1は、Ａ1側に接続されている。図
６に示す様に、４気筒の内燃機関３の場合には、７２０
゜ＣＡ毎に出力される気筒判別センサ１９の信号と、１
８０゜ＣＡ毎に出力されるクランク角センサ１５からの
信号に基づいて、各気筒１７における噴射信号及び点火
信号が出力される。The normal control performed when the crank angle sensor 15 in step 110 is normal will now be described. When the crank angle sensor 15 is normal, the first switch SW1 is connected to the A1 side. As shown in FIG. 6, in the case of the 4-cylinder internal combustion engine 3, 720
The signal of the cylinder discrimination sensor 19 output for each ° CA and 1
The injection signal and the ignition signal in each cylinder 17 are output based on the signal from the crank angle sensor 15 output every 80 ° CA.
【００２９】従って、クランク角センサ１５が正常に作
動している場合には、図７に示す様に、クランク角セン
サ１５の信号の立ち下がりより約１００゜ＣＡ前に、吸
気バルブ着座信号が出力される。また、点火信号の立ち
下がりのタイミングで、点火時期のノック信号が出力さ
れ、その後小さな振幅の排気バルブ着座信号が出力され
る。以下、同様な出力が繰り返される。尚、通常は、バ
ンドパスフィルタ４３の第２スイッチＳＷ2がＡ2側に接
続されて、ノック信号が通過できる様に、通過周波数の
帯域が設定されている。Therefore, when the crank angle sensor 15 is operating normally, as shown in FIG. 7, the intake valve seating signal is output about 100 ° CA before the signal of the crank angle sensor 15 falls. To be done. Further, the knock signal of the ignition timing is output at the timing of the fall of the ignition signal, and then the exhaust valve seating signal of a small amplitude is output. Hereinafter, the same output is repeated. Normally, the second switch SW2 of the bandpass filter 43 is connected to the A2 side, and the pass frequency band is set so that the knock signal can pass.
【００３０】よって、通常は、ノック信号以外の（両バ
ルブ２５，２７の着座信号等の）信号が、バンドパスフ
ィルタ４３及びマスク信号によってマスキングされて、
ノック信号のみが取り出され、このノック信号に基づい
て、点火時期を進角又は遅角させて点火時期をノック限
界で制御する周知のノッキング制御が行われる。Therefore, normally, signals other than knock signals (such as seating signals of both valves 25 and 27) are masked by the bandpass filter 43 and the mask signal,
Only the knock signal is taken out, and based on the knock signal, known knock control is performed in which the ignition timing is advanced or retarded to control the ignition timing at the knock limit.
【００３１】次に、前記ステップ１００にて、クランク
角センサ１５に異常が発生したと判断されて進むステッ
プ１２０では、警報ランプ５１を点灯して、故障の発生
をユーザーに報知する。続くステップ１３０では、バン
ドパスフィルタ４３の第２スイッチＳＷ2をＢ2側に切り
換えて、バンドパスフィルタ４３の通過周波数を変更す
る。つまり、吸気バルブ着座信号のみが通過できる様に
通過周波数を変更する。Next, at step 120, when it is judged that an abnormality has occurred in the crank angle sensor 15 at step 100, the alarm lamp 51 is turned on to notify the user of the occurrence of a failure. In the following step 130, the second switch SW2 of the bandpass filter 43 is switched to the B2 side to change the pass frequency of the bandpass filter 43. That is, the passing frequency is changed so that only the intake valve seating signal can pass.
【００３２】続くステップ１４０では、第１スイッチＳ
Ｗ1をＢ1側に切り換えて、バンドパスフィルタ４３から
出力される吸気バルブ着座信号をＣＰＵ３９に入力す
る。続くステップ１５０では、吸気バルブ着座信号の発
生タイミングが、クランク角センサ１５が正常に機能し
ていた場合の立ち下がり信号の約１００゜ＣＡ前である
ことに基づいて、点火時期制御，燃料噴射量制御，燃料
噴射時期制御等の通常の制御を行なって、一旦本処理を
終了する。In the following step 140, the first switch S
The W1 is switched to the B1 side, and the intake valve seating signal output from the bandpass filter 43 is input to the CPU 39. In the following step 150, the ignition timing control and the fuel injection amount are performed based on the fact that the timing of generation of the intake valve seating signal is about 100 ° CA before the falling signal when the crank angle sensor 15 is functioning normally. Control and normal control such as fuel injection timing control are performed, and this processing is temporarily terminated.
【００３３】つまり、ステップ１５０では、図７の（両
バルブ着座信号及びノック信号を含む）ノックセンサ出
力のうち、バンドパスフィルタ４３から吸気バルブ着座
信号のみが出力されるので、この信号に基づいて制御を
行なう。即ち、図８に示す様に、クランク角センサ１５
の立ち下がり信号から約１００゜ＣＡ前毎に、吸気バル
ブ着座信号のみが出力されるので、この吸気バルブ着座
信号をクランク角センサ１５の信号に代えて用いること
により、各気筒１７の噴射信号及び点火信号を調節する
ものである。In other words, in step 150, of the knock sensor outputs (including both valve seating signals and knock signals) of FIG. 7, only the intake valve seating signal is output from the bandpass filter 43, and based on this signal. Take control. That is, as shown in FIG. 8, the crank angle sensor 15
Since the intake valve seating signal alone is output about every 100 ° CA before the falling signal of, the intake valve seating signal is used instead of the signal of the crank angle sensor 15, and the injection signal of each cylinder 17 and It adjusts the ignition signal.
【００３４】この様に、本実施例では、クランク角セン
サ１５の異常の有無を判定し、クランク角センサ１５が
正常の場合には、通常の点火制御等を行なう。一方、ク
ランク角センサ１５に異常を発見した場合には、バンド
パスフィルタ４３の通過周波数を切り換えて、吸気バル
ブ着座信号のみを通過させるともに、第１スイッチＳＷ
1を切り換えて吸気バルブ着座信号をＣＰＵ３９に出力
し、そのタイミングに基づいて、点火制御や噴射制御を
行なっている。As described above, in this embodiment, it is determined whether or not the crank angle sensor 15 is abnormal, and if the crank angle sensor 15 is normal, normal ignition control or the like is performed. On the other hand, when an abnormality is found in the crank angle sensor 15, the pass frequency of the band pass filter 43 is switched to allow only the intake valve seating signal to pass and the first switch SW
By switching 1 to output an intake valve seating signal to the CPU 39, ignition control and injection control are performed based on the timing.
【００３５】よって、万一、クランク角センサ１５が故
障した場合でも、この吸気バルブ着座信号に基づいて、
適切なタイミングで点火制御や噴射制御を行うことがで
きるので、内燃機関３の出力の低下を防止でき、エミッ
ションの増加も防止することができる。更に、適切なタ
イミングで点火動作を行なうことができるので、内燃機
関本体にダメージを与えることもないという利点があ
る。Therefore, even if the crank angle sensor 15 should fail, based on this intake valve seating signal,
Since the ignition control and the injection control can be performed at appropriate timing, it is possible to prevent the output of the internal combustion engine 3 from decreasing and prevent the emission from increasing. Further, since the ignition operation can be performed at an appropriate timing, there is an advantage that the internal combustion engine body is not damaged.
【００３６】つまり、この構成により、従来、クランク
角センサ１５の故障時には、他のセンサ等の出力から、
例えば＋Ｂ（バッテリのプラス極）の脈動、吸入空気量
の脈動からエンジン回転数を推測し、適当に点火噴射し
ていた方式に比べ、ノックセンサ２１の出力を用いてク
ランク角位置を正確に検出できるので、従来に比べ著し
く正確な点火制御，噴射制御を行なうことができ、安定
したバックアップ走行が実現できるという顕著な特長が
ある。In other words, according to this configuration, when the crank angle sensor 15 has a failure in the related art, the output of another sensor or the like
For example, the engine speed is estimated from the pulsation of + B (plus pole of the battery) and the pulsation of the intake air amount, and the crank angle position is accurately detected using the output of the knock sensor 21 as compared with the method in which ignition is appropriately injected. As a result, it is possible to perform extremely accurate ignition control and injection control compared to the conventional one, and there is a remarkable feature that stable backup running can be realized.
【００３７】次に、他の実施例について説明する。この
実施例では、バンドパスフィルタの構成のみが、前記実
施例と異なり、他は同一であるので、異なる点のみを説
明する。前記実施例のバンドパスフィルタは、コンデン
サや抵抗からなるいわゆるハードから構成されている
が、本実施例では、周波数を変える手段として、ＤＳＰ
（ディジタルシグナルプロセッサ）を使用して、ソフト
ウェア的にフィルターを作成する。具体的には、通過さ
せたい周波数によりプログラムの計算式（下記式
（１））の定数を変更する。Next, another embodiment will be described. In this embodiment, only the configuration of the bandpass filter is different from the above-mentioned embodiment, and the others are the same, so only the different points will be described. The bandpass filter of the above-mentioned embodiment is composed of so-called hardware including a capacitor and a resistor, but in this embodiment, a DSP is used as a means for changing the frequency.
(Digital signal processor) is used to create a filter by software. Specifically, the constant of the calculation formula of the program (the following formula (1)) is changed according to the frequency to be passed.
【００３８】[0038]
【数１】 [Equation 1]
【００３９】但しｘ（ｎ）：ノッキング信号及びバルブ
着座信号のフィルタへの入力 ｙ（ｎ）：フィルタからの出力 ａk，ｂk：定数 つまり、前記式（１）の定数ａk，ｂkを変えることによ
って、通過周波数を変更することができるので、クラン
ク角センサが正常な場合と異常な場合とで、予め２種類
の定数ａk，ｂkを記憶しておき、適宜使い分ければよ
い。Here, x (n): input of knocking signal and valve seating signal to the filter y (n): output from the filter a k , b k : constant That is, the constants a k , b k of the above formula (1). Since the passing frequency can be changed by changing, the two types of constants a k and b k are stored in advance depending on whether the crank angle sensor is normal or abnormal, and can be appropriately used. .
【００４０】尚、本発明は前記実施例に何等限定される
ことなく、本実施例の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、各種の態様で実施できることは勿論である。例え
ば、ノックセンサ２１は、通常では、吸気側に取り付け
られるので、吸気バルブ着座位置の方が排気バルブ着座
位置より振幅が大きい。よって、振幅の差で吸気バルブ
２５と排気バルブ２７とを区別することが可能である。
この場合には、バンドパスフィルタ４３から吸気バルブ
着座信号と排気バルブ着座信号との双方がＣＰＵに入力
される様にしておき、図５の処理において、ステップ１
４０とステップ１５０との間に、振幅の大きさから吸気
バルブ着座信号のみ取り出すステップを設ける。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present embodiment. For example, since the knock sensor 21 is normally attached to the intake side, the amplitude of the intake valve seating position is larger than that of the exhaust valve seating position. Therefore, the intake valve 25 and the exhaust valve 27 can be distinguished by the difference in amplitude.
In this case, both the intake valve seating signal and the exhaust valve seating signal are input to the CPU from the bandpass filter 43, and step 1 in the process of FIG.
Between 40 and step 150, a step of extracting only the intake valve seating signal from the magnitude of the amplitude is provided.
【００４１】また、クランク角センサ１５が故障した際
にも、故障前と同様にノック制御を行なう場合には、バ
ンドパスフィルタ４３と第１スイッチＳＷ1との間に、
第２のバンドパスフィルタ（図示せず）を設ければよ
い。つまり、クランク角センサ１５が故障した場合に
は、前記実施例と異なり、バンドパスフィルタ４３の通
過周波数を変更せずに、第２のバンドパスフィルタにて
吸気バルブ着座信号のみを通過させ、一方、マスク回路
４７では、マスキングを施すことによって、ノック信号
のみを通過させる様にしてもよい。When the crank angle sensor 15 is broken down and knock control is performed as before, the bandpass filter 43 and the first switch SW1 are connected to each other.
A second bandpass filter (not shown) may be provided. That is, when the crank angle sensor 15 fails, unlike the above embodiment, the second bandpass filter allows only the intake valve seating signal to pass without changing the pass frequency of the bandpass filter 43. In the mask circuit 47, masking may be performed to allow only the knock signal to pass.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明では、クラン
ク角センサに異常が発生すると、クランク角センサから
の第１の信号に代えて、振動検出手段からの第２の信号
を採用して制御を行なうものであるが、この第２の信号
には、ノック信号だけでなく吸気バルブ着座信号や排気
バルブ着座信号が混在しているので、少なくとも一方の
着座信号を選別して使用することにより、好適に点火制
御や噴射制御を行なうことができる。As described above in detail, in the present invention, when an abnormality occurs in the crank angle sensor, the second signal from the vibration detecting means is used instead of the first signal from the crank angle sensor. This second signal contains not only a knock signal but also an intake valve seating signal and an exhaust valve seating signal, so at least one seating signal should be selected and used. Thus, ignition control and injection control can be suitably performed.
【００４３】その結果、内燃機関の出力の低下を防止で
き、エミッションの増加も防止することができる。更
に、適切なタイミングで点火動作を行なうことができる
ので、内燃機関本体にダメージを与えることもない。As a result, it is possible to prevent the output of the internal combustion engine from decreasing and prevent the emission from increasing. Further, since the ignition operation can be performed at an appropriate timing, the internal combustion engine body will not be damaged.
【図１】 本発明の基本的構成を例示する概略構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a basic configuration of the present invention.
【図２】 内燃機関に適用される実施例の電子制御装置
を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electronic control device of an embodiment applied to an internal combustion engine.
【図３】 電子制御装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an electronic control device.
【図４】 バンドパスフィルタを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a bandpass filter.
【図５】 実施例の制御処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart showing a control process of the embodiment.
【図６】 内燃機関の各種のセンサ信号及び制御信号を
示すタイミングチャーFIG. 6 is a timing chart showing various sensor signals and control signals of the internal combustion engine.
【図７】 バルブ着座信号及びノック信号を示すタイミ
ングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a valve seating signal and a knock signal.
【図８】 吸気バルブ着座信号と各種の制御信号との関
係を示すタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart showing a relationship between an intake valve seating signal and various control signals.
【図９】 従来の電子制御装置を示すブロック図であ
る。FIG. 9 is a block diagram showing a conventional electronic control device.
【図１０】 従来のノック信号の処理を示すタイミング
チャートである。FIG. 10 is a timing chart showing conventional knock signal processing.
Ｍ１…クランク角センサ Ｍ２…制御手段 Ｍ３…振動検出手段 Ｍ４…クランク角センサ異常検出手段 Ｍ５…信号切換手段 １…電子制御装置 ３…内燃機関 ５…制御回路 １５…クランク角セン
サ １９…気筒判別センサ ２５…吸気バルブ ２７…排気バルブ ４３…バンドパスフィ
ルタ ４７…マスク回路 ５１…警報ランプ ５３…インジェクタ ５５…点火プラグ ＳＷ1…第１スイッチ ＳＷ2…第２スイッチM1 ... Crank angle sensor M2 ... Control means M3 ... Vibration detection means M4 ... Crank angle sensor abnormality detection means M5 ... Signal switching means 1 ... Electronic control device 3 ... Internal combustion engine 5 ... Control circuit 15 ... Crank angle sensor 19 ... Cylinder discrimination sensor 25 ... Intake valve 27 ... Exhaust valve 43 ... Band pass filter 47 ... Mask circuit 51 ... Warning lamp 53 ... Injector 55 ... Spark plug SW1 ... First switch SW2 ... Second switch
Claims (1)
て、所定のクランク角で第１の信号を出力するクランク
角センサと、 該クランク角センサからの第１の信号に基づいて、点火
装置又は燃料噴射弁の少なくとも一方を制御する制御手
段と、 を備えた内燃機関の電子制御装置において、 吸気バルブの着座及び排気バルブの着座を含む内燃機関
の振動に対応した第２の信号を出力する振動検出手段
と、 前記クランク角センサからの第１の信号に基づいて、ク
ランク角センサの異常の発生を検出するクランク角セン
サ異常検出手段と、 該クランク角センサ異常検出手段によって、前記クラン
ク角センサに異常が発生したと判断された場合には、前
記制御手段に用いる前記クランク角センサからの第１の
信号を、前記振動検出手段から検出された吸気バルブ着
座信号と排気バルブ着座信号との少なくとも一方の信号
に切り換える信号切換手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の電子制御装置。1. A crank angle sensor that outputs a first signal at a predetermined crank angle in synchronization with rotation of a crank angle of an internal combustion engine, and an ignition device based on the first signal from the crank angle sensor. Or a control means for controlling at least one of the fuel injection valves, and an electronic control unit for an internal combustion engine comprising: outputting a second signal corresponding to vibration of the internal combustion engine including seating of an intake valve and seating of an exhaust valve. A crank angle sensor abnormality detecting means for detecting occurrence of abnormality of the crank angle sensor based on a first signal from the crank angle sensor, and the crank angle sensor abnormality detecting means. When it is determined that an abnormality has occurred in the engine, the first signal from the crank angle sensor used in the control means is detected by the vibration detection means. Electronic control apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising a signal switching means for switching at least one signal of the exhaust valve seating signal and the exhaust valve seating signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32570592A JPH06173751A (en) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Electronic control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32570592A JPH06173751A (en) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Electronic control device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173751A true JPH06173751A (en) | 1994-06-21 |
Family
ID=18179790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32570592A Pending JPH06173751A (en) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Electronic control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173751A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820774A (en) * | 1986-10-27 | 1989-04-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Elastomer composition |
| JP2011094566A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
| JP2013024063A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Cylinder determination device for internal combustion engine |
| WO2015195033A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | Scania Cv Ab | Method and device for determining the position of a crank- and/or camshaft of an internal combustion engine |
| WO2020008941A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Internal combustion engine control system and control device for same |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP32570592A patent/JPH06173751A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820774A (en) * | 1986-10-27 | 1989-04-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Elastomer composition |
| JP2011094566A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
| JP2013024063A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Cylinder determination device for internal combustion engine |
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| WO2020008941A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Internal combustion engine control system and control device for same |
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