(57)【要約】【課題】機関のクランク軸が１回転するのを待つことなく、機関の逆転を迅速に検出することができる内燃機関の逆転検出方法を提供する。【解決手段】クランク角センサが負極性パルスＰ11，Ｐ21を発生してから正極性のパルスＰ12，Ｐ22を発生するまでの時間をリラクタ通過時間Ｔfrとして検出するリラクタ通過時間検出過程と、各負極性パルスＰ11，Ｐ21が発生してから次の負極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間Ｔffとして検出するエッジ間通過時間検出過程とを行い、定数をα及びβ（＞α）として、α×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が成立するか否かを判定し、これらの関係の少なくとも一方が成立しないことを検出したときに内燃機関が逆回転していることを検出する。【選択図】    図３
2006052659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が逆転したことを検出する逆転検出方法において、
第１の極弧角を有する第１リラクタと第２の極弧角を有して前記第１リラクタに対して内燃機関の正回転方向の遅れ側に配置された第２リラクタとを備えて前記内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータと、前記第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第１極性のパルスを発生し、前記第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第２極性のパルスを発生するクランク角センサとを備えた信号発生装置を設けておき、
前記クランク角センサが第１極性のパルスを発生してから第２極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間として検出するリラクタ通過時間検出過程と、第１極性のパルスが発生してから次の第１極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間として検出するエッジ間通過時間検出過程とを行い、
各エッジ間通過時間検出過程で検出されたエッジ間通過時間をＴff、各エッジ間通過時間検出過程を行なっている間にリラクタ通過時間検出過程で検出されたリラクタ通過時間をＴfr、定数をα及びβ（＞α）としたときに、前記内燃機関の正回転時にはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立し、内燃機関の逆回転時にα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように前記第１リラクタと第２リラクタとの間の角度間隔と第１及び第２リラクタの極弧角と定数α及びβとを設定しておき、
前記α×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないことを検出したときに内燃機関が逆回転していることを検出すること、
を特徴とする内燃機関の逆転検出方法。
【請求項２】
前記第１リラクタの極弧角γ1が第２リラクタの極弧角γ2よりも小さく設定され、
前記内燃機関の正回転時に前記クランク角センサが第１リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置から続いて第２リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置までの角度δ12が、前記クランク角センサが前記第２リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置から続いて第１リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置までの角度δ21よりも小さくなるように前記第１リラクタ及び第２リラクタが設けられている請求項１に記載の内燃機関の逆転検出方法。
【請求項３】
内燃機関が逆転したことを検出する逆転検出装置において、
第１の極弧角を有する第１リラクタと第２の極弧角を有して前記第１リラクタに対して内燃機関の正回転方向の遅れ側に配置された第２リラクタとを備えて前記内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータと、前記第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第１極性のパルスを発生し、前記第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第２極性のパルスを発生するクランク角センサとを備えた信号発生装置と、
前記クランク角センサが第１の極性のパルスが発生してから次の第１の極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間Ｔffとして計測するエッジ間通過時間計測手段と、
前記エッジ間通過時間検出手段がエッジ間通過時間の計測を行っている間に前記クランク角センサが第１の極性のパルスを発生してから第２の極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間Ｔfrとして計測するリラクタ通過時間計測手段と、
前記エッジ間通過時間Ｔffとリラクタ通過時間Ｔfrとの間の関係から前記内燃機関が逆転しているか否かを判定する逆転判定手段と、
を具備し、
定数をα及びβ（＞α）としたときに、前記内燃機関の正回転時にα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立するが、前記内燃機関の逆回転時にはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように、前記第１リラクタと第２リラクタとの間の角度間隔と、前記第１及び第２リラクタのそれぞれの極弧角γ1及びγ2と、前記定数α及びβとが設定され、
前記逆転判定手段は、前記α×Ｔfr≦Ｔffの関係が成立しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記Ｔff≦β×Ｔfrの関係が成立しているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段及び第２の判定手段の少なくとも一方により関係が不成立であるとの判定が行われたときに前記内燃機関が逆回転していと判定する第３の判定手段とを備えていること、
を特徴とする内燃機関の逆転検出装置。
【請求項４】
前記第１リラクタの極弧角γ1が第２リラクタの極弧角γ2よりも小さく設定され、
前記内燃機関の正回転時に前記クランク角センサにより第１リラクタの回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置から第２リラクタの回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置までの角度δ12が、前記クランク角センサにより前記第２リラクタの回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置から第１リラクタの回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置までの角度δ21よりも小さくなるように前記第１リラクタ及び第２リラクタが設けられている請求項３に記載の内燃機関の逆転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関が逆転したことを検出する逆転検出方法、及びこの方法を実施するために用いる逆転検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を制御する場合に、機関の始動時に機関が逆転したことを検出することが必要になることがある。例えば、人力により操作される始動装置により始動される内燃機関においては、始動時の操作力が不足した際にピストンが押し戻されて機関が逆転するのを防止するために、機関の回転方向を判定して、機関が逆転したときに機関の点火を禁止する制御を行なっている。また正逆両方向に回転させることができる２サイクル内燃機関においては、運転者の指示に従って、正回転している機関を逆回転させる制御を行なうことがある。正回転している機関を逆転する際には、機関の回転速度を十分に低下させた後、点火タイミングを過進角させることにより機関の回転方向を反転させ、機関の回転方向が反転したこと（機関が逆回転していること）が確認された時に直ちに機関の逆回転を維持するための制御に移行させる必要がある。
【０００３】
内燃機関の逆転を検出する方法としては、特許文献１に示されているように、機関のクランク軸が１回転する間に不等間隔で発生する４つのパルスの発生間隔が機関の回転方向により異なることを利用して、機関の回転方向を判定する方法が知られている。特許文献１に示された方法では、機関のクランク軸に取り付けられたロータの外周に極弧角が異なる第１及び第２のリラクタを設けるとともに、これらのリラクタのエッジを検出してパルスを発生するセンサを設けて、センサが出力するパルスの発生間隔から第１のリラクタから第２のリラクタまでの距離Ｄ1と、第２のリラクタから第１のリラクタまでの距離Ｄ2とを検出し、これらの距離Ｄ1及びＤ2を比較することにより機関の回転方向を判定するようにしている。
【特許文献１】特開平６−３３０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された方法のように、機関のクランク軸が１回転する間に発生する複数のパルスの発生間隔から機関の回転方向を判定するようにした場合には、少なくともクランク軸が１回転するのを待たないと機関が逆転しているか否かを判定することができないため、機関の逆転を迅速に検出することができず、機関の逆転時の制御を的確に行なうことができない場合があった。
【０００５】
本発明の目的は、機関の逆転を迅速に判定することができるようにした内燃機関の逆転検出方法、及び該逆転検出方法を実施するために用いる逆転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる逆転検出方法においては、第１の極弧角を有する第１リラクタと第２の極弧角を有して第１リラクタに対して内燃機関の正回転方向の遅れ側に配置された第２リラクタとを備えて内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータと、第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第１極性のパルスを発生し、第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第２極性のパルスを発生するクランク角センサとを備えた信号発生装置を設けておき、クランク角センサが第１極性のパルスを発生してから第２極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間として検出するリラクタ通過時間検出過程と、第１極性のパルスが発生してから次の第１極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間として検出するエッジ間通過時間検出過程とを行う。
【０００７】
そして、各エッジ間通過時間検出過程で検出されたエッジ間通過時間をＴff、各エッジ間通過時間検出過程を行なっている間にリラクタ通過時間検出過程で検出されたリラクタ通過時間をＴfr、定数をα及びβ（＞α）としたときに、内燃機関の正回転時にはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立し、内燃機関の逆回転時にα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように第１リラクタと第２リラクタとの間の角度間隔と第１及び第２リラクタの極弧角と定数α及びβとを設定しておき、α×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないことを検出したときに内燃機関が逆回転していることを検出する。
【０００８】
上記のように、隣接するリラクタの前端側エッジ間の間隔に相応したエッジ間通過時間と、リラクタの極弧角に相応したリラクタ通過時間とを検出して、各エッジ間通過時間と、各エッジ間通過時間を検出する間に検出されたリラクタ通過時間との間に成立する関係から機関が逆転していることを検出するようにすると、クランク軸が１回転するのを待つことなく、最短で、隣接するリラクタの前端側エッジ間または後端側エッジ間の角度をクランク軸が回転した時点で逆転の有無を判定することができるため、機関の逆転を迅速に検出することができる。従って、内燃機関の制御に本発明に係わる逆転検出方法を適用すれば、機関の逆転時に必要とされる機関の制御を的確に行なわせることができる。
【０００９】
本発明に係わる逆転検出装置においては、第１の極弧角を有する第１リラクタと第２の極弧角を有して前記第１リラクタに対して内燃機関の正回転方向の遅れ側に配置された第２リラクタとを備えて内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータと、第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第１極性のパルスを発生し、第１リラクタ及び第２リラクタのそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第２極性のパルスを発生するクランク角センサとを備えた信号発生装置と、クランク角センサが第１の極性のパルスが発生してから次の第１の極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間Ｔffとして計測するエッジ間通過時間計測手段と、エッジ間通過時間計測手段がエッジ間通過時間の計測を行っている間にクランク角センサが第１の極性のパルスを発生してから第２の極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間Ｔfrとして計測するリラクタ通過時間計測手段と、エッジ間通過時間Ｔffとリラクタ通過時間Ｔfrとの間の関係から内燃機関が逆転しているか否かを判定する逆転判定手段とが設けられる。
【００１０】
そして、定数をα及びβ（＞α）としたときに、内燃機関の正回転時にα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立するが、内燃機関の逆回転時にはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように、第１リラクタと第２リラクタとの間の角度間隔と、第１及び第２リラクタのそれぞれの極弧角γ1及びγ2と、定数α及びβとが設定され、α×Ｔfr≦Ｔffの関係が成立しているか否かを判定する第１の判定手段と、Ｔff≦β×Ｔfrの関係が成立しているか否かを判定する第２の判定手段と、第１の判定手段及び第２の判定手段の少なくとも一方により関係が不成立であるとの判定が行われたときに内燃機関が逆回転していと判定する第３の判定手段とにより逆転判定手段が構成される。
【００１１】
本発明の好ましい態様では、第１リラクタの極弧角γ1が第２リラクタの極弧角γ2よりも小さく設定される。また内燃機関の正回転時にクランク角センサが第１リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置から続いて第２リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置までの角度δ12が、クランク角センサが第２リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置から続いて第１リラクタの回転方向の前端側エッジを検出するクランク角位置までの角度δ21よりも小さくなるように第１リラクタ及び第２リラクタが設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、隣接するリラクタの前端側エッジ間の間隔に相応したエッジ間通過時間と、リラクタの極弧角に相応したリラクタ通過時間とを検出する過程を行って、各エッジ間通過時間と、各エッジ間通過時間を検出する間に検出されたリラクタ通過時間との間に成立する関係から機関が逆転していることを検出するようにしたので、クランク軸が１回転するのを待つことなく、最短で、隣接するリラクタの前端側エッジ間または後端側エッジ間の角度をクランク軸が回転した時点で逆転の有無を判定することができるため、機関の逆転を迅速に検出することができる。従って、内燃機関の制御に本発明に係わる逆転検出方法を適用すれば、機関の逆転時に必要とされる機関の制御を的確に行なわせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は内燃機関が逆転したことを検出したときに機関の点火動作が行われるのを禁止して、機関が逆回転するのを防止する制御を行う内燃機関制御装置に本発明を適用する場合のハードウェアの構成例を概略的に示したものである。
【００１４】
この例では、説明を簡単にするため、機関の気筒数が１であるとしている。図１においてＩＧは一端が共通接続されて接地された一次コイルＷ1及びＷ2を有する点火コイル、Ｃiは点火コイルの一次コイルＷ1の非接地側端子に一端が接続された点火用コンデンサ、ＴhiはコンデンサＣiの他端と接地間にカソードを接地側に向けて接続されたサイリスタ、ＥＸは内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられて一端が接地されたエキサイタコイル、ＤiはエキサイタコイルＥＸの他端と点火用コンデンサＣiの他端との間にアノードをエキサイタコイル側に向けて接続されたダイオード、ＰＬは内燃機関の気筒に取付けられた点火プラグで、点火コイルの二次コイルの非接地側端子が点火プラグＰＬの非接地側端子に接続されている。
【００１５】
この例では、点火コイルＩＧと、点火用コンデンサＣiと、サイリスタＴhiと、エキサイタコイルＥＸと、ダイオードＤiとによりコンデンサ放電式の点火装置が構成されている。
【００１６】
また１はＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を有するコントローラ、２は内燃機関の所定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生装置で、コントローラ１は、信号発生装置２から与えられるパルス信号から得た機関の回転情報に基づいて機関の点火時期を演算し、演算した点火時期を検出したときにサイリスタＴhiのゲートに点火信号Ｖiを与える。
【００１７】
信号発生装置２は、機関のクランク軸３に取付けられたロータ２Ａと、クランク角センサ２Ｂとからなっている。ロータ２Ａは、クランク軸３に取付けられた鉄製のロータヨーク２０１の外周に、第１の極弧角γ1を有する第１リラクタＲ1と第２の極弧角γ2を有する第２リラクタＲ2とを所定の角度間隔をもって設けたものである。エキサイタコイルＥＸを設ける磁石発電機がフライホイール磁石発電機からなっている場合には、該フライホイール磁石発電機の回転子ヨークを構成するフライホイールをロータヨーク２０１として用いることができる。
【００１８】
ロータ２Ａに設けられた第１リラクタＲ1及び第２リラクタＲ2はロータヨーク２０１の外周の円筒面から径方向の外側に突出するように設けられた円弧状の突起からなっていて、第２リラクタＲ2は、第１リラクタＲ1に対して機関のクランク軸の正回転方向（図示の矢印Ａ方向）の遅れ側に配置されている。本発明の好ましい態様では、機関の正回転時に進み側に位置する第１リラクタＲ1の極弧角（第１の極弧角）γ1が遅れ側に位置する第２リラクタＲ2の極弧角（第２の極弧角）γ2よりも小さく設定される。本実施形態では、第１の極弧角γ1が１７°に設定され、第２の極弧角γ2が６０°に設定されている。
【００１９】
クランク角センサ２Ｂは、リラクタＲ1及びＲ2のそれぞれの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出したときに第１極性のパルス及び第２極性のパルスを発生するセンサで、このセンサとしては例えば、リラクタに対向する磁極部を有する鉄心と、該鉄心に巻回された信号コイルと、該鉄心に磁気結合された永久磁石とを備えた周知のものを用いることができる。
【００２０】
ここで、内燃機関が正回転しているときに回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジとなる第１リラクタＲ1のエッジをそれぞれｅ11及びｅ12とし、内燃機関が正回転しているときに回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジとなる第２リラクタＲ2のエッジをそれぞれｅ21及びｅ22とする。クランク角センサ２Ｂは、各リラクタの回転方向の前端側エッジ（立上がりエッジ）を検出したときに負極性（第１極性）のパルスを発生し、回転方向後端側エッジ（立下がりエッジ）を検出したときに正極性（第２極性）のパルスを発生するように構成されているとすると、機関の正回転時にクランク角センサ２Ｂが発生するパルスの波形は図３（Ａ）に示すようになり、機関の逆回転時にクランク角センサ２Ｂが発生するパルスの波形は図３（Ｂ）に示すようになる。なお図３（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸にはクランク角θをとってある。
【００２１】
図３（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｐ11及びＰ12はそれぞれクランク角センサ２ＢがリラクタのＲ1の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出したときに発生する負極性（第１極性）パルス及び正極性（第２極性）パルスを示し、Ｐ21及びＰ22はそれぞれクランク角センサ２ＢがリラクタのＲ2の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出したときに発生する負極性（第１極性）パルス及び正極性（第２極性）パルスを示している。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、内燃機関の正回転時にクランク角センサ２Ｂにより第１リラクタＲ1の回転方向の前端側エッジe11が検出されるクランク角位置から第２リラクタＲ2の回転方向の前端側エッジｅ21が検出されるクランク角位置までの角度間隔δ12が、クランク角センサにより第２リラクタＲ2の回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置から第１リラクタＲ1の回転方向の前端側エッジが検出されるクランク角位置までの角度間隔δ21（＝３６０°−δ12）よりも小さくなるように第１リラクタＲ1及び第２リラクタＲ2の間隔が設定される。本実施形態では、クランク角センサ２Ｂにより第１リラクタＲ1の回転方向の前端側エッジe11が検出されるクランク角位置から第２リラクタＲ2の回転方向の前端側エッジｅ21が検出されるクランク角位置までの角度間隔δ12が９０°になるように、第１リラクタＲ1及び第２リラクタＲ2が設けられている。
【００２３】
クランク角センサ２Ｂが発生するパルス信号は、波形整形回路４及び５を通してコントローラ１に入力されている。波形整形回路４及び５はそれぞれクランク角センサが出力する第１極性のパルス信号及び第２極性のパルス信号をマイクロコンピュータが認識し得る波形の信号に変換してコントローラ１のＣＰＵに与える。コントローラは、クランク角センサから与えられるパルスから機関の回転情報を得て、機関の始動時に機関が逆転したか否かの検出、回転速度の検出、点火時期の演算及び演算した点火時期の検出等、制御に必要な各種の処理を行なう。
【００２４】
クランク角センサが各パルスを発生するクランク角位置は、制御の目的に応じて適宜に設定される。例えば、点火時期の制御を行なう場合には、機関のピストンが上死点に達するときのクランク角位置に対して十分に進角したクランク角位置を基準クランク角位置として、該基準クランク角位置でクランク角センサから基準パルスを発生させるようにしておく。そして、クランク軸が基準クランク角位置から点火時期に相当するクランク角位置まで回転する間に点火用タイマに計測させる時間を点火時期計測用計時データとして演算し、クランク角センサが基準パルスを発生したときにこの計時データの計測を開始させて、その計測が完了したときに点火信号Ｖiを発生させる。
【００２５】
図１に示すような信号発生装置を用いる場合には、例えば、クランク角センサが第２リラクタＲ2の前端側エッジｅ21を検出したときに発生するパルスを基準パルスとして用いることができる。
【００２６】
図１に示した点火装置においては、機関の回転に同期してエキサイタコイルＥＸが交流電圧を誘起し、この交流電圧の一方の半サイクルにおいてダイオードＤiと点火コイルの一次コイルＷ1とを通して点火用コンデンサＣiが図示の極性に充電される。内燃機関の点火時期にコントローラ１からサイリスタＴhiのゲートに点火信号Ｖiが与えられると、サイリスタＴhiが導通するため、点火用コンデンサＣiに蓄積された電荷がサイリスタＴhiと点火コイルの一次コイルＷ1とを通して放電する。この放電により点火コイルの一次コイルに高い電圧が誘起し、この電圧が更に点火コイルの昇圧比により昇圧されて点火コイルの二次コイルＷ2に点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグＰＬで火花放電が生じ、機関が点火される。
【００２７】
本実施形態では、機関を始動する際に、機関が逆転したか否を検出する手段をコントローラ１に設けて、機関が逆転していることが検出されたときに内燃機関の点火動作を禁止する制御を行わせることにより機関の逆転が継続するのを防止するようにしている。
【００２８】
機関の始動時に機関が逆転するのを防止する制御を行う場合には、機関が逆転したことの検出をでるきだけ迅速に行うことが必要である。本発明においては、クランク角センサ２Ｂがロータの隣り合うリラクタのエッジを検出する間に、クランク角センサ２Ｂが出力するパルス間に成立する関係を利用して機関の逆転を検出する。
【００２９】
クランク角センサ２Ｂが、機関の正回転時及び逆回転時にそれぞれ図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなパルス信号を発生する場合、或瞬間にクランク角センサが検出している（クランク角センサの磁極が対向している）リラクタの極弧角をγ、クランク角センサがこのリラクタの回転方向の前端側エッジを検出したクランク角位置から次に検出するリラクタの回転方向の前端側エッジまでの角度をδ、定数をα及びβとしたときに、機関の正回転時には以下の（１）式及び（２）式の関係が共に成立するが、機関の逆転時にはこれらの式の関係のうちの少なくとも一方が成立しないようにすることができる。
α×γ≦δ                                                       …（１）
δ≦β×γ                                                       …（２）
【００３０】
一例として、第１リラクタ（短リラクタ）Ｒ1の極弧角γ1及び第２リラクタ（長リラクタ）Ｒ2の極弧角γ2をそれぞれ１７°及び６０°、機関の正回転時にクランク角センサが第１リラクタＲ1の前端側エッジを検出するクランク角位置から第２リラクタＲ2の前端側エッジを検出するクランク角位置までの角度間隔δ12を９０°、α＝３及びβ＝８に設定した場合、機関の正転時及び逆転時に演算される（１）式及び（２）式のそれぞれの左辺及び右辺の値は図４に示すようになる。図４において、「第１リラクタ」の欄は、クランク角センサが第１リラクタＲ1の前端側エッジを検出してから続いて第２リラクタＲ2の前端側エッジを検出する区間において算出される数値を示し、「第２リラクタ」の欄は、クランク角センサが第２リラクタＲ2の前端側エッジを検出してから続いて第１リラクタＲ1の前端側エッジを検出する区間において算出される数値を示している。
【００３１】
図４から明らかなように、機関の正回転時には（１）式及び（２）式が共に成立するが、機関の逆回転時には、＊印を付した判定式が成立しなくなる。即ち、機関の逆回転時には、第１リラクタＲ1の前端側エッジが検出されてから第２リラクタＲ2の前端側エッジが検出されるまでの区間で（１）式が成立しなくなり、第２リラクタＲ2の前端側エッジが検出されてから第１リラクタＲ1の前端側エッジが検出されるまでの区間で（２）式が成立しなくなる。
【００３２】
従って、クランク角センサ２Ｂが出力するパルスから得られるリラクタの極弧角の情報とリラクタの前端側エッジ間の角度情報とを用いて、上記（１）式及び（２）式が成立するか否かを判別することにより、機関が正回転しているのか逆回転しているのかを判別することができ、いずれかの式の関係が成立していないことが検出されたときに、直ちに機関が逆転していると判定することができる。
【００３３】
本実施形態では、クランク角センサが出力するパルスの時間間隔から、クランク角センサが検出しているリラクタの極弧角γの情報と、クランク角センサが検出中のリラクタの回転方向の前端側エッジを検出したクランク角位置から次に検出するリラクタの回転方向の前端側エッジまでの角度δの情報を得る。
【００３４】
そのため、本発明においては、クランク角センサ２Ｂが第１極性のパルスを発生してから第２極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間として検出するリラクタ通過時間検出過程と、第１極性のパルスが発生してから次の第１極性のパルスが発生するまでの時間をエッジ間通過時間として検出するエッジ間通過時間検出過程とを行い、各エッジ間通過時間検出過程で検出されたエッジ間通過時間をＴff、各エッジ間通過時間検出過程を行なっている間にリラクタ通過時間検出過程で検出されたリラクタ通過時間をＴfr、定数をα及びβ（＞α）としたときに、内燃機関の正回転時にはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立し、内燃機関の逆回転時にα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように角度間隔δ12及びδ21と第１及び第２リラクタの極弧角と定数α及びβとを設定して、α×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないことを検出したときに内燃機関が逆回転していることを検出する。
【００３５】
上記定数α及びβの値は、機関の回転速度がある程度変動しても上記の判定式から機関の回転方向を確実に判定できるように、実験結果を参考にして適当な値に設定しておく。
【００３６】
上記のように、隣接するリラクタの前端側エッジ間の間隔に相応したエッジ間通過時間と、リラクタの極弧角に相応したリラクタ通過時間とを検出して、各エッジ間通過時間と、各エッジ間通過時間を検出する間に検出されたリラクタ通過時間との間に成立する関係から機関が逆転していることを検出するようにすると、クランク軸が１回転するのを待つことなく、最短で、隣接するリラクタの前端側エッジ間または後端側エッジ間の角度をクランク軸が回転した時点で逆転の有無を判定することができるため、機関の逆転を迅速に検出することができる。
【００３７】
上記の逆転検出方法を実施するために用いる検出装置の構成を図２に示した。図２において、信号発生装置２は、図１に示されたものと同一のもので、第１の極弧角γ1を有する第１リラクタＲ1と第２の極弧角γ2を有して第１リラクタＲ1に対して内燃機関１０の正回転方向の遅れ側に配置された第２リラクタＲ2とを備えて内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータ２Ａと、第１リラクタＲ1及び第２リラクタＲ2のそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第１極性のパルスを発生し、第１リラクタＲ1及び第２リラクタＲ2のそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第２極性のパルスを発生するクランク角センサ２Ｂとを備えている。
【００３８】
１１はエッジ間通過時間計測手段で、この計測手段は、クランク角センサ２Ｂが第１の極性のパルスが発生してから次の第１の極性のパルスが発生するまでの時間を、マイクロコンピュータ内のタイマを用いてエッジ間通過時間Ｔffとして計測する。
【００３９】
１２はリラクタ通過時間計測手段で、この計測手段は、エッジ間通過時間計測手段１１がエッジ間通過時間の計測を行っている間にクランク角センサが第１の極性のパルスを発生してから第２の極性のパルスを発生するまでの時間をリラクタ通過時間Ｔfrとして計測する。
【００４０】
また１３はリラクタ通過時間計測手段１２により計測されたリラクタ通過時間Ｔfrに第１の定数αを乗じる演算を行ってα×Ｔfrを求める第１の乗算手段、１４はリラクタ通過時間計測手段１２により計測されたリラクタ通過時間Ｔfrに第１の定数αよりも大きい第２の定数βを乗じる演算を行ってβ×Ｔfrを求める第２の乗算手段、１５はα×Ｔfr≦Ｔffの関係が成立しているか否かを判定する第１の判定手段と、１６はＴff≦β×Ｔfrの関係が成立しているか否かを判定する第２の判定手段、１７は第１の判定手段１５及び第２の判定手段１６の少なくとも一方により、関係が不成立であるとの判定が行われたときに内燃機関が逆回転していと判定する第３の判定手段であり、第１及び第２の乗算手段１３及び１４と、第１及び第２の判定手段１５及び１６と、第３の判定手段１７とにより、エッジ間通過時間Ｔffとリラクタ通過時間Ｔfrとの間の関係から内燃機関が逆転しているか否かを判定する逆転判定手段２０が構成されている。
【００４１】
本実施形態では、内燃機関が正回転しているときにα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係が共に成立するが、内燃機関が逆回転しているときにはα×Ｔfr≦Ｔffの関係及びＴff≦β×Ｔfrの関係の少なくとも一方が成立しないように、第１リラクタと第２リラクタとの間の角度間隔δ12，δ21と、第１及び第２リラクタＲ1及びＲ2のそれぞれの極弧角γ1及びγ2と、定数α及びβとが設定されている。
【００４２】
図２に示した各手段を構成するためにコントローラ１のマイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図５及び図６に示した。図５はクランク角センサが第２極性のパルスＰ12及びＰ22を発生する毎に実行される割込みルーチンで、このルーチンでは、ステップ１でマイクロコンピュータ内のタイマが計測している時間を読み取って、読み取った時間と第１極性のパルスの発生時に読み取られたタイマの計測値とからリラクタ通過時間Ｔfrを求め、求めたリラクタ通過時間ＴfrをメモリＰＵＬＨに格納する。またステップ２でα×Ｔfr及びβ×Ｔfrを演算して、それぞれの演算結果をメモリに記憶させる。
【００４３】
図６はクランク角センサが第１極性のパルスＰ11及びＰ21を発生する毎に実行される割込みルーチンで、この割り込みルーチンでは、ステップ１でタイマの計測値を読み取って、読み取った計測値と前回このルーチンを実行した際に読み取ったタイマの計測値とから、第１リラクタ及び第２リラクタのいずれかの前端側エッジが検出されてから次のリラクタの前端側エッジが検出されるまでの時間をエッジ間通過時間Ｔffとして求め、このエッジ間通過時間ＴffをメモリＰＵＬＬに格納する。次いでステップ２で逆転フラグがセットされているか否かを判定し、セットされていない場合にはステップ３に進んでＴff≧α×Ｔfrの関係が成立しているか否かを判定する。その結果、Ｔff≧α×Ｔfrの関係が成立しているときにはステップ４に移行してＴff≦β×Ｔfrの関係が成立しているか否かを判定し、この関係が成立している場合にはステップ５に進んで逆転フラグをクリアしてこのルーチンを終了する。ステップ２で逆転フラグがセットされていないと判定されたとき、ステップ３でＴff≧α×Ｔfrの関係が成立していないと判定されたとき、及びステップ４でＴff≦β×Ｔfrの関係が成立していないと判定されたときには、ステップ６に移行して逆転フラグをセット（機関が逆転したことを検出）してからこのルーチンを終了する。
【００４４】
機関の逆転が検出されたときに機関の点火動作が行なわれるのを禁止する制御を行なう場合には、上記逆転フラグがセットされたか否かを監視して、逆転フラグがセットされているときに点火装置の動作を禁止する（例えば図１のサイリスタＴhiへの点火信号Ｖiの供給を禁止する）処理を行なわせる。
【００４５】
図５及び図６に示したアルゴリズムによる場合には、図５のステップ１によりリラクタ通過時間計測手段１２が構成され、図６のステップ１によりエッジ間通過時間計測手段が構成される。また図５のステップ２により第１の乗算手段１３及び第２の乗算手段１４が構成され、図６のステップ３及びステップ４によりそれぞれ第１の判定手段１５及び第２の判定手段１６が構成される。更に図６のステップ６により第３の判定手段１７が構成される。
【００４６】
上記の例では、単気筒の内燃機関の逆転を検出する場合を例にとったが、多気筒内燃機関にも本発明を適用することができる。多気筒内燃機関を制御する場合には、例えば、ロータ２Ａの構成は上記実施形態と同様として、機関の各気筒毎にクランク角センサ２Ｂを設け、各クランク角センサから得られる第１極性パルス及び第２極性パルスから得られる機関の回転情報に基づいて各気筒の点火時期等を制御する。このように各気筒毎にクランク角センサが設けられる場合には、各気筒用のクランク角センサから得られるパルスに基づいて上記実施形態と同様の判定処理を行なうことにより、機関の逆転を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係わる逆転検出方法を適用する内燃機関制御装置のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図２】本発明に係わる逆転検出装置の構成例を示したブロック図である。
【図３】図１に示した制御装置に設けられている信号発生装置が機関の正回転時及び逆回転時に発生するパルス信号の波形を示した波形図である。
【図４】本発明に係わる逆転検出方法において用いる判定式の関係の成立の有無と機関の回転方向との関係を説明するために用いる図表である。
【図５】本発明に係わる逆転検出装置を構成するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムの割り込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図６】本発明に係わる逆転検出装置を構成するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムの他の割り込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１  コントローラ
２  信号発生装置
２Ａ  ロータ
２Ｂ  クランク角センサ
１１  エッジ間通過時間計測手段
１２  リラクタ通過時間計測手段
１５  第１の判定手段
１６  第２の判定手段
１７  第３の判定手段
２０  逆転判定手段
ＩＧ  点火コイル
Ｃｉ  点火用コンデンサ  
Ｔhi  サイリスタ
Ｒ1  第１リラクタ
Ｒ2  第２リラクタ
【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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