(57)【要約】【課題】  エンジン停止状態におけるクランク角度を正確に検出する。【解決手段】  多気筒内燃機関のクランク軸等１３に取り付けられるセンサプレート１１と、前記センサプレートの外周部に対向して配置され該外周部との距離に応じた出力特性を有するセンサ１２とを設ける。前記センサプレートは、機関各気筒の膨張行程内の所定クランク角度範囲α１〜α２につき、前記センサとの半径方向距離が異なるように外形を形成し、前記半径方向距離の差異をセンサで検出することにより当該所定クランク角度範囲を判定する。【選択図】図１
2006052966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張行程の所定クランク角度範囲にある気筒に対して燃料を供給して燃焼させることにより停止状態にある機関を始動させる内燃機関のクランク角度検出装置であって、
クランク軸またはクランク軸に同期して回転する回転軸に取り付けられ、前記所定クランク角度範囲と異なるクランク角度範囲に対応する領域の半径が一定であり、前記所定クランク角度範囲に対応する領域の半径を前記一定の半径と異ならせたセンサプレートと、
前記センサプレートの外周部に対向して配置され、該外周部との距離に応じた信号を出力するセンサと、
を備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角度検出装置。
【請求項２】
前記センサプレートは、前記所定クランク角度範囲の開始角度から終了角度にわたり、前記センサとの半径方向距離が連続的または段階的に変化するように外形を形成してある請求項１に記載の内燃機関のクランク角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク角度検出装置に関し、特に膨張行程にある気筒のクランク位置を正確に検出しうるクランク角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直噴式火花点火機関において、停止状態で膨張行程にある気筒に燃料を供給して着火燃焼させることによりスタータモータを使用せずに機関始動を可能とする技術が提案されている（特許文献１参照）。このような始動制御を行う場合、燃焼によって機関を始動することが可能であるか否かを停止状態にある機関のクランク角から正確に判別する必要がある。
【特許文献１】特開平２−２１１０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
クランク角センサとして従来から光学式、電磁式、ホール式など各種のものが知られているが、何れも基準クランク角信号からの周期計算またはクランク角信号のパルス計数によりクランク角を計測する方式である。このため機関がクランキング等により回転を始めないとクランク位置の計測ができず、停止状態でクランク角を検出する必要のある燃焼始動には適用することできない。
【０００４】
この対策として、機関停止時のクランク角を記憶しておき、その記憶値を再始動時に利用することが考えられるが、センサによっては停止直前（極低速回転時）の検出精度が低いものがあり、また機関によっては停止後に残留圧縮圧力その他の外力の作用によるゆり戻し（逆転）を起こして記憶クランク角との誤差を生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、クランク軸またはクランク軸に同期して回転する回転軸に取り付けられ、前記所定クランク角度範囲と異なるクランク角度範囲に対応する領域の半径が一定であり、前記所定クランク角度範囲に対応する領域の半径を前記一定の半径と異ならせたセンサプレートと、前記センサプレートの外周部に対向して配置され、該外周部との距離に応じた信号を出力するセンサと、を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、停止中の機関のクランク角度範囲を正確に検出することができ、燃焼始動の可否を正確に判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るクランク角度検出装置の一実施形態を示しており、図中の１１は実施形態に係るセンサプレート、１２はセンサである。
【０００８】
センサプレート１１は円盤状をなし、その中心部を内燃機関のクランク軸またはクランク軸に同期して回転する回転軸に取り付けることでクランク軸と同期して回転するように図る。この実施形態に示したものは４ストローク型直列４気筒機関用であり、そのクランク軸（図示しない）に対して二分の一の速度で回転する吸排気弁駆動用カム軸１３の端部に取り付けて用いる構成となっている。
【０００９】
一方、前記センサ１２はセンサプレート１１の外周部に対向するように内燃機関の一部に固定する。このセンサ１２としては、その検出部１２ａとセンサプレート１１の外周部との半径方向距離に応じた信号を出力する特性を有するものを適用する。この種のセンサとしては、例えば電磁式または光学式など種々のものが知られている。
【００１０】
一般的な４ストローク型直列４気筒機関ではクランク軸が２回転する間にカム軸１３が１回転し、４つの気筒がそれぞれ１燃焼サイクルを完結する。そこで前記センサプレート１１はその回転中心を中心とする４つの角度領域に等分し、各領域について対応する気筒の膨張行程内の所定クランク角度範囲につき、前記センサ１２との半径方向距離が異なるように外形を形成してある。
【００１１】
より詳細には、図のＰ１〜Ｐ４はそれぞれ＃１気筒〜＃４気筒の圧縮上死点位置を示し、その位置から図で時計方向に９０度回転すると膨張下死点となる。ただし点火順序は＃１−＃３−＃４−＃２である。この場合、センサプレート１１の前記４つの気筒のそれぞれの圧縮上死点から膨張下死点に至る所定クランク角度範囲内に、センサプレート１１の最大外径よりも小径となる領域Ａを設定してある。この領域Ａは、本実施形態では機関の停止状態で膨張行程にある気筒に対して燃料を供給して着火燃焼させることにより当該初爆により機関始動が可能となるように、つまり前述した燃焼始動が可能となるように機関毎に定めたクランク角度範囲に相当する。
【００１２】
この実施形態では、前記所定クランク角度範囲すなわち領域Ａの開始角度α１から終了角度α２にわたり、前記センサ１２との半径方向距離がセンサプレート１１の回転に伴いある単位角度毎に段階的に増大するようにステップ状に形成してある。ただし前記領域Ａの外形はステップ状とするのではなく連続的に半径が変化する傾斜面状としてもよい。またセンサプレート１１の回転にしたがってセンサ１２との半径方向距離が次第に減少するような形状に形成してもよい。符号α、α１、α２に関し＃２気筒に対応するクランク角度範囲についてのみ説明したが、図示したように他の＃１，＃４，＃３気筒のクランク角度範囲についても＃２気筒と同一形状に形成してある。
【００１３】
前記構成においては、センサ１２により、センサプレート１１の外周部とのあいだの半径方向距離が計測される。したがって、図２に示したように、気筒毎にセンサプレート１１におけるスタータモータレス始動が可能な領域Ａとそれ以外の領域とをセンサ１２の出力から正確に判別することが可能である。すなわち、内燃機関の再始動時に、センサ１２が領域Ａに対応する信号を出力している気筒があれば、その気筒に燃料を供給して着火燃焼させることで、そのときの初爆燃焼により確実に機関を始動させることができる。
【００１４】
特にこの実施形態では燃焼始動が可能な領域Ａ内にてセンサプレート１１の回転にしたがってセンサ１２との距離が次第に変化するようにしてあるので、領域Ａ内でのクランク軸の角度位置つまりシリンダ内の実容積（空気量）をも正確に知ることができ、これにより初爆のための供給燃料量ないしは空燃比をより適切に設定することが可能である。なお、領域Ａに限定して距離を変化させているので、単位クランク角度当りの距離の変化量を大きくすることができ、領域Ａにおけるクランク角度の検出精度を高くすることができる。
【００１５】
なお停止状態での気筒判別、つまりセンサプレート１１上の＃１〜＃４のどの気筒領域がセンサ１２に対向しているかの判別は、たとえば別に設けた気筒判別機能を有するクランク角センサによる機関停止時の判別結果を記憶しておくか、もしくは気筒判別のためのセンサを別に設けて行うようにする。再始動時のクランク角度は既述したようにゆり戻し等により停止時点での記憶値からずれている可能性があるが、このずれは一般に気筒判別に影響するほどのものではなく、なおかつ詳細なクランク角度はセンサ１２で検知することができるので、実用上問題を生じることはない。
【００１６】
また、図示したセンサプレート１１は、説明の便宜から領域Ａ内での半径方向の外形の変化量を誇張して描いてあり、実際にはより小さな変化量であってもセンサ１２による検出が可能である。また、燃焼始動の要否のみを判別する場合は領域Ａ内での半径を一定（ただし、領域Ａ外での半径とは異なる）にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の概略正面図。
【図２】実施形態によるクランク角度検出時のセンサ出力の特性線図。
【符号の説明】
【００１８】
１１    センサプレート
１２    センサ
１３    カム軸（回転軸）
【図１】
2006052966.tif 000003
【図２】
2006052966.tif 000004