(57)【要約】【課題】ギヤポジションの誤判定、および判別・更新の遅れを改善し、ギヤポジションの精度を向上するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置を提供するものである。【解決手段】ギヤポジションセンサと、車速パルスセンサと、エンジン回転速度センサと、上記ギヤポジションセンサのデータよりギヤを判定する第１のギヤポジション演算手段と、上記車速パルスセンサのデータとエンジン回転速度センサのデータに基づいてギヤを判定する第２のギヤポジション演算手段と、上記第１のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションと、上記第２のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションとの論理積によりギヤポジションを決定するギヤポジション選択手段とを備えたものである。【選択図】図１
2006316665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤポジションを検出するギヤポジションセンサと、車速パルスを検出するための車速パルスセンサと、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサと、上記ギヤポジションセンサのデータよりギヤを判定する第１のギヤポジション演算手段と、上記車速パルスセンサのデータとエンジン回転速度センサのデータに基づいてギヤを判定する第２のギヤポジション演算手段と、上記第１のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションと、上記第２のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションとの論理積によりギヤポジションを決定するギヤポジション選択手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
上記ギヤポジションセンサのデータよりギヤを判定する第１のギヤポジション演算手段は、ギヤポジションセンサのデータが所定の範囲を所定期間継続したときにギヤポジションを更新するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
上記車速パルスセンサのデータとエンジン回転速度データに基づいてギヤを判定する第２のギヤポジション演算手段は、フィルタ処理によりギヤポジションを更新するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
ギヤ抜け検出手段と、上記ギヤ抜け検出手段がギヤ抜けを検出してから一定の期間は、上記ギヤポジションセンサによる第１のギヤポジション演算手段に算出されたギヤデータのみで、ギヤポジションを判定するギヤポジション選択手段と備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
上記ギヤポジションセンサの故障検出手段を有し、上記故障検出手段により故障を検出したときは、車速パルスとエンジン回転速度に基づく第２のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションを採用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
上記車速パルスセンサの故障検出手段、またはエンジン回転速度センサの故障検出手段を有し、上記故障検出手段により故障を検出したときは、ギヤポジションセンサによる第１のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションを採用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機を介して出力軸へ駆動力を伝達する内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、燃料噴射量をギヤポジションに基いて制御するタイプの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料噴射制御装置においては、燃料の基本噴射量を決定するパラメータとして吸気管内の圧力やスロットル弁開度を用い、これに更に変速機のギヤポジションを検出して、その時々のギヤポジションに応じて上記噴射量を制御することにより、エンジンの作動状態に対応した適正な燃料噴射量を得るようにすることが行われている。このギヤポジションを判定する方法として、これまで周知のギヤポジションセンサによるものや、車速パルスセンサとエンジン回転速度センサとの出力によりギヤポジションを推定するものが知られている。
【０００３】
しかし、ギヤポジションセンサは、ギヤ変化によって切り替わるバッテリ電圧抵抗分圧方式であるため、バッテリ電圧の変動や急加速時の負荷変動等によりギヤポジションセンサ電圧がしばしば変動して、ギヤポジションの誤判定の原因となっていた。特に高ギヤ領域ではギヤ当たりの電圧範囲が狭くなるため誤判定しやすいという問題があった。一方、車速パルスセンサとエンジン回転速度センサとによるものについては、例えば特許文献１（特開２００４−１００５９０公報）に記載されたような、エンジン回転速度と車速との比を所定の基準ギヤ比レベルと比較することによりギヤポジションを判別する方式があるが、車速パルスセンサが車速パルス数の情報をフィルタリング処理してギヤポジションを推定しているためギヤポジションの判別に遅れが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１００５９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、ギヤポジションセンサの高性能化や、バッテリ電圧の変動を抑制する機能を追加することなく、従来のギヤポジションセンサと、車速パルスセンサ及びエンジン回転速度センサによるギヤポジションセンサとを組み合わせることにより、ギヤポジションの誤判定、および判別・更新の遅れを改善し、ギヤポジションの精度を向上するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とするものである。
また、この発明は、現在のギヤにあった最適な点火時期制御、および、燃料噴射制御を行うことができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、ギヤポジションを検出するギヤポジションセンサと、車速パルスを検出するための車速パルスセンサと、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサと、上記ギヤポジションセンサのデータよりギヤを判定する第１のギヤポジション演算手段と、上記車速パルスセンサのデータとエンジン回転速度センサのデータに基づいてギヤを判定する第２のギヤポジション演算手段と、上記第１のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションと、上記第２のギヤポジション演算手段により判定されたギヤポジションとの論理積によりギヤポジションを決定するギヤポジション選択手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明による内燃機関の燃料噴射制御装置は、ギヤポジションセンサの高性能化や、バッテリ電圧の変動を抑制する機能を追加することなく、ギヤポジションの更新の遅れ、および誤判定を改善することができ、また、ギヤポジションが故障したときでも、車速パルスセンサとエンジン回転速度センサにより、ギヤを判定可能であるため、現状のシステムのままで、より正確なギヤ情報を、より広範囲で得ることが可能となり、ギヤチェンジした後すぐの加減速や、またギヤポジションが故障した場合の走行でも、現在のギヤにあった最適な点火時期制御、および、燃料噴射制御行うことが可能になり、これらの状態でのドライバビリティ性の向上、および排ガスの軽減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１はギヤポジションセンサであり、上述した従来のギヤ変化によって切り替わるバッテリ電圧抵抗分圧方式のものである。２はエンジンのクランク軸に連結されて回転するギヤ等の回転体に取付けられた車速パルスセンサであり、３は例えばクランク角を検出するエンジン回転速度センサである。
【０００９】
また、４は燃料噴射制御装置のギヤポジション判定処理部であり、これは上記ギヤポジションセンサ１の検出出力を受ける第１のギヤポジション演算手段５と、車速パルスセンサ２とエンジン回転速度センサ３の検出出力を受ける第２のギヤポジション演算手段６と、論理積回路（ＡＮＤ）からなるギヤポジション選択手段７とから構成されている。上記第１のギヤポジション演算手段５は、ギヤポジションに応じた設定電圧範囲をメモリーテーブルに保持しており、ギヤポジションセンサ１より得られる０〜５Ｖの電圧値を例えば、３．６〜４．８Ｖのときは０速、２．８〜３．６Ｖのときは１速、２．２〜２．８Ｖのときは２速というように順次６速までを判定していくものである。
【００１０】
図２は上記図１に示す燃料噴射制御装置のギヤポジション判定フローチャートである。先ず、ギヤポジションセンサ１により検出されたギヤポジションセンサデータを、第１のギヤポジション演算手段５により演算を行い、ギヤポジションを判定する（ステップＳ１）。この場合、あらかじめ設定された電圧値の範囲を、あらかじめギヤ毎に設定された時間、たとえば、０速のとき500ms、１速〜６速のときは、50msというような時間継続したとき、ギヤポジション確定と判定し、ギヤポジション情報ＧＰ１を更新するものである。
【００１１】
ただし、図３に示すように、ギヤの特性上、ギヤチェンジを行ったとき、たとえば３速から４速へギヤチェンジを行ったときは、一旦ギヤが抜けた状態になり、その後４速のギヤに入るため、ギヤポジションセンサ値は、一旦、100ms〜300ms間は０速の判定電圧値を検出するため、０速の判定時間のみは、このギヤ抜けの時間より長く設定することで、３速から４速へギヤチェンジを行ったときは、３速→０速→４速と検出することなく、３速→４速と判断し、また、それ以外の１速〜６速の判定時間については、ノイズなどによる誤判定が無く、かつ即座に判定できる時間を設定する。
【００１２】
一方、車速パルスセンサ２により検出された車速パルス数と、エンジン回転速度センサ３より検出されるエンジン回転速度を、第２のギヤポジション演算手段６により演算を行い、ギヤポジションを判定する（ステップＳ２）。
これは、車速パルスセンサ２より得られるパルス数を、エンジン回転速度センサ３より得られる所定の回転回数、たとえばエンジン１回転間のパルス数をカウントし、１回転毎にローパスフィルタ演算を行い、その演算結果より、あらかじめ設定された判定値によりギヤポジションを判定し、ギヤポジション情報ＧＰ２を更新するものである。
【００１３】
ここで、ローパスフィルタ演算は、下記の演算とする。
P1 = P1old + ( (P - Pold) x K1 - P1old) / K2
P2 = P2old + ( P1 - P2old ) / K2
P  ：今回のパルス数、Pold：前回のパルス数、K1〜K3：フィルタ係数、
P２：ギヤポジション判定値演算値、
この演算より、たとえば、P2≦50のときは０速、50＜P2≦60のときは１速、60＜P2≦70のときは２速、以下同様に６速までを判定する。
【００１４】
ただし、フィルタ係数K1〜K3および、演算結果P2を判定する判定値は、エンジン回転速度と車速パルス仕様をふまえて、安定性の高いデータを設定する。
また、ギヤポジション選択手段７により、第１のギヤポジション演算手段５より判定されたギヤポジション情報ＧＰ１と、第２のギヤポジション演算手段６より判定されたギヤポジション情報ＧＰ２とを比較し（ステップＳ３）、両者が一致したときに、制御装置で使用するギヤポジション情報を更新、第１のギヤポジション演算手段５の結果を新たなギヤポジションとして出力し（ステップＳ５）、また、一致しないときは、前回のギヤポジション情報を保持する。
【００１５】
図４は、このシステムでのギヤポジション情報の更新のタイミングチャートを示している。たとえば、ギヤポジションセンサ１が誤判定し、第１のギヤポジション演算手段５によるギヤポジション情報ＧＰ１が実際のギヤと異なったギヤポジション（例えば３速であるところを２速）を算出しているが、第２のギヤポジション演算手段６のギヤポジションは、変化していないため、ギヤポジション情報ＧＰは更新されない。また、ギヤチェンジを行ったときは、第１のギヤポジション演算手段５と、第２のギヤポジション演算手段６とが共に変化したときに、ギヤポジション情報ＧＰが更新される。
【００１６】
図５は、上記システムにより決定したギヤポジション情報ＧＰと、その他の各種センサ８、たとえば、水温センサ、吸気温センサ、吸気圧センサ等の情報より、点火時期制御部９にて、現在の状況に応じた最適な点火時期を算出し点火コイル１２により点火処理を行う。また、同様に燃料噴射制御部１０にて最適な燃料噴射量、燃料噴射タイミングを算出しインジェクタ１３を介して噴射処理を行う。１１は上記ギヤポジション判定部４、点火時期制御部９、及び燃料噴射制御部１０にて構成される内燃機関の制御装置を示している。以上のように構成することにより、ギヤポジションセンサ１に有していた誤判定の問題が解消されるものである。
【００１７】
実施の形態２.
図６はこの発明の実施の形態２による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を示すブロック図である。
図６において、図１と同一同一又は相当部分には同一符号で示しており、図１と異なるところは、ギヤ抜け検出手段２０を新たに設け、またギヤポジション判定装置７を２つの論理積（ＡＮＤ）回路７１、７２と論理和（ＯＲ）回路７３で構成した点である。すなわち、上記ギヤ抜け検出手段２０の出力と第１のギヤポジション演算手段５の出力との論理積回路７１を新たに構成し、第１のギヤポジション演算手段５の出力と第２のギヤポジション演算手段６の出力との論理積回路７２と、上記論理積回路７１との間で論理和（ＯＲ）を構成したものである。
【００１８】
図７は上記図６に示す燃料噴射制御装置のギヤポジション判定フローチャートである。
図７において、第１のギヤポジション演算手段５の処理（ステップＳ１）、第２のギヤポジション演算手段６の処理（ステップＳ２）を図２と同様に行った後、ギヤ抜け検出手段２０によりギヤ抜けを判定したとすると（ステップＳ５）、ギヤ抜けを判定してから、一定の時間、たとえば、3.6V〜4.8Vを検出してから500ms〜1000ms間は、カウントダウンタイマで保留し（ステップＳ６）、この間はギヤポジションセンサ情報により制御装置のギヤポジションデータを更新する（ステップＳ７）。上記カウントダウンタイマでセットされた一定時間を経過した後は、第１のギヤポジション演算手段５と、第２のギヤポジション演算手段６から判定されたポジションが一致した場合（ステップＳ８）のみギヤポジションを更新する（ステップＳ９）ものである。
【００１９】
図８はギヤポジション判定のタイミングチャート図であり、ギヤポジションセンサ１及び各演算手段５、６による算出タイミングを示す。
この実施の形態２では、ギヤ抜けを検出したときはギヤポジションセンサ１によるギヤポジション演算装置５の出力情報のみで判定を行い、所定時間経過後は上記実施の形態１の判定方式に切替えるように構成したものである。たとえば、０速の3.6V〜4.8Vを検出してから500ms〜1000ms間は、ギヤポジションセンサ情報により燃料噴射制御装置のギヤポジションデータを更新し、上記所定時間を経過した後は、第１のギヤポジション演算手段５と、第２のギヤポジション演算手段６から判定されたポジションが一致した場合のみギヤポジションを更新するものである。
【００２０】
これは、ギヤポジションセンサ１の特性が、ギヤチェンジを行った時には、センサ値が一旦ギヤ抜け(０速)の電圧値になることを利用したものであり、また、ギヤポジションセンサ１の誤判定は、定常走行中からの急加速時、たとえば５速定常走行中のスロットル急開による急加速時などのバッテリ負荷が急拡大する場合等に起こりやすく、ギヤチェンジを行うような運転状態においては、バッテリ電圧変動等は少なく、ギヤポジションセンサの誤判定が起こる場合は少ないために、ギヤチェンジを行った時、すなわちギヤ抜け電圧値を検出した時から一定時間は、ギヤポジションセンサ情報のみでも正確なギヤポジションを判定出来ることを利用したものである。
【００２１】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３による燃料噴射制御装置のギヤポジション判定フローチャートを示して下り、ギヤポジションセンサ１や車速パルスセンサ２またはエンジン回転速度センサ３の異常を検出し、この場合の対応手段を提供するものである。
すなわち、第１のギヤポジション演算手段５の処理（ステップＳ１）、第２のギヤポジション演算手段６の処理（ステップＳ２）を図２と同様に行った後、例えばギヤポジションセンサ１の検出電圧が、正常時にはありえない4.8V以上、2V以下を検出した場合は、ギヤポジションセンサが故障と判定し（ステップＳ１０）、車速パルスセンサ２とエンジン回転速度センサ３に基づく演算手段、すなわち第２のギヤポジション演算手段６により判定されたギヤポジションのみを採用するものである（ステップＳ１３）。
【００２２】
一方、車速パルスセンサ２またはエンジン回転速度センサ３の異常を検出した場合は（ステップＳ１２）、車速パルスセンサ故障、または、エンジン回転速度センサ故障と判定し、ギヤポジションセンサによる演算手段、すなわち第１のギヤポジション演算手段５により判定されたギヤポジションのみを採用するものである。
なお、それぞれの異常検出手段は周知の各種形式のものが採用されうることは言うまでもない。
【００２３】
以上のように、この実施の形態によれば、ギヤポジションセンサが故障したときでも、車速パルスセンサとエンジン回転速度センサにより、また反対に、車速パルスセンサとエンジン回転速度センサが故障したときでも、ギヤポジションセンサにより、ギヤを判定可能とすることにより、現状のシステムのままで、より正確なギヤ情報を、より広範囲で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１によるギヤポジション判定ブロック図である。
【図２】請求項１のギヤポジション判定フローチャートである。
【図３】請求項１のギヤポジションセンサ特性である。
【図４】請求項１のギヤポジション判定のタイミングチャートである。
【図５】内燃機関の制御装置のシステム図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるギヤポジション判定ブロック図である
【図７】請求項４のギヤポジション判定フローチャートである
【図８】請求項４のギヤポジション判定のタイミングチャートである。
【図９】この発明の実施の形態３によるギヤポジション判定フローチャートである
【符号の説明】
【００２５】
１      ギヤポジションセンサ、
２      社則パルスセンサ、
３      エンジン回転速度センサ、
４      ギヤポジション判定処理部、
５      第１のギヤポジション演算手段、
６      第２のギヤポジション演算手段、
７      ギヤポジション選択手段、
９      点火時期制御部、
１０    燃料噴射制御部、
１１    制御装置、
２０    ギヤ抜け検出手段、
７１、７２    論理積回路、
７３    論理和回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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