(57)【要約】【課題】クランク角信号の発生のリアルタイム性を確保すると共に、設定の自由度を損なうことなく同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号を得ること。【解決手段】複数の突起部３に欠落部位がないクランクロータ２を用いてクランク角センサ１０で検出されるクランク角信号と１つの突起部１３が形成されたカムロータ１２を用いてカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定を、機関回転速度に応じて適切に変更することができる。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保できると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号を得ることができる。【選択図】　　　図１
2004027974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサと、
前記内燃機関のカムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサと、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号と前記カム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によって前記クランクシャフトの回転方向における基準位置を設定する際、前記機関回転速度に応じて前記基準位置を変更する基準位置設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のクランク角判定装置。
【請求項２】
内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサと、
前記内燃機関のカムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサと、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号と前記カム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によって前記クランクシャフトの回転方向における基準位置を設定する際、連続する前記クランク角信号の所定の連続範囲内に前記カム角信号があるときには前記機関回転速度にかかわらず前記基準位置の設定をそのまま続行する基準位置設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のクランク角判定装置。
【請求項３】
内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサと、
前記内燃機関のカムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサと、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記クランク角センサで検出されるクランク角信号と前記カム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によって前記クランクシャフトの回転方向における基準位置を設定する際、前記機関回転速度が高回転域にあるときには前記基準位置の設定を禁止する基準位置設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のクランク角判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの角度位置に対応して検出されるクランク角信号とカムシャフトの角度位置に対応して検出されるカム角信号とからクランクシャフトの回転方向における基準位置を設定する内燃機関のクランク角判定装置に関し、例えば、点火制御や燃料噴射制御に反映することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４サイクル内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータ（回転体）の外周にクランク角〔°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ　Ａｎｇｌｅ）〕検出用として例えば、１５〔°ＣＡ〕の等角度からなる２４個のうち１個を欠落させた２３（２４−１）個の突起部が形成され、これら突起部によるクランク角信号（クランクシャフトの回転位置）を検出するクランク角センサと、内燃機関のカムシャフトに接続されたカムロータ（回転体）の外周に１個の突起部が形成され、この突起部によるカム角信号（カムシャフトの回転位置）を検出するカム角センサとを用い、クランクシャフトの回転方向における基準位置を判定する内燃機関のクランク角判定装置が知られている。
【０００３】
ここで、前述の構成によるクランク角センサからのクランク角信号及びカム角センサからのカム角信号の発生状況を表わす図５のタイミングチャートを参照して説明する。
【０００４】
図５に示すように、カムロータの１個の突起部の１回転（３６０〔°〕）毎に対応して、カム角センサから１つのカム角信号が発生される。ここで、クランクシャフト１の２回転（７２０〔°ＣＡ〕）に対してカムシャフトは１回転（３６０〔°〕）される。このため、クランク角センサからのクランク角信号の発生間隔は１５〔°ＣＡ〕毎であるのに対して、カム角センサからのカム角信号の発生間隔はクランク角換算で７２０〔°ＣＡ〕毎となる。
【０００５】
この際、クランク角信号とカム角信号とは、入力回路を介して電気的な角度信号としてマイクロコンピュータに読込まれ制御されるが、入力回路にてそれぞれ別々に処理される。しかし、異なる機関回転速度（高回転域や低回転域）において、クランクロータ及びカムロータの突起部の角度位置が機械的に同じであっても、電気的には位相ずれが生じることがある。
【０００６】
これに対処するため、マイクロコンピュータのＣＰＵによるクランクシャフトの回転方向における基準位置判定の処理手順について、図６のフローチャートに基づき、図５に示すクランク角信号カウンタＣＮＵＭを参照して説明する。なお、この基準位置判定ルーチンはイグニッションスイッチ（図示略）がオンとされたのちクランク角センサからクランク角信号が入力される毎にＣＰＵにて繰返し実行される。
【０００７】
図６において、まず、ステップＳ２０１で、前回から今回までのクランク角信号間（時間）にカム角信号が有るかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立するときにはステップＳ２０２に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」であるかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」であるときにはステップＳ２０３に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０（零）」にクリアされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０２の判定条件が成立せず、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」でないときにはステップＳ２０４に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが異常であるときのエラー処理としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にリセットされ、本ルーチンを終了する。
【０００８】
一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、前回から今回までのクランク角信号間にカム角信号の発生がないときにはステップＳ２０５に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」であるかが判定される。ステップＳ２０５の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」であるときにはステップＳ２０４に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが異常であるときのエラー処理としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にリセットされ、本ルーチンを終了する。
【０００９】
なお、ステップＳ２０５の判定条件が成立せず、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」でないときにはステップＳ２０６に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２２」であるかが判定される。ステップＳ２０６の判定条件が成立せず、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２２」でないときにはステップＳ２０７に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０６の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２２」であるときにはステップＳ２０８に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２４」にカウントアップされ、本ルーチンを終了する。
【００１０】
このようにして、クランクロータの突起部のうち１個が欠落された欠落部位の前後におけるクランク角信号間でのカム角信号の発生時点をクランクシャフト１の回転方向における基準位置としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」に設定され、これ以降、クランク角信号の発生毎にクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「＋１」ずつインクリメントされ、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２２」でカム角信号の発生がないときにはクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２４」とされ、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４６」でカム角信号の発生時点にてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にリセットされるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、クランクロータの突起部の欠落部位にてクランク角信号の等間隔状態がくずれ、かつ角度情報においても他の等間隔からなる連続な突起部位に対してリアルタイム性がないこととなる。したがって、内燃機関の機関回転速度の変動等の制御への影響を最小限に抑えるためには、クランクロータの突起部の欠落部位に対応する点火制御や燃料噴射制御における演算やタイマセット等を回避する設定が必要となり、設定の自由度が損なわれる要因となる。また、クランクロータの突起部の欠落部位における回転・角度情報の処理及び演算においては、他の等間隔からなる連続な突起部位とは異なる処理（管理）が必要となり、演算等の処理が煩雑となる。更に、当然のことながら、内燃機関のクランクシャフトの全回転領域で等間隔な角度情報が得られないため、クランク角信号に同期して得られる信号の使用に制限が加わるというような種々の不具合があった。
【００１２】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、クランクロータに等角度にて欠落なく複数の突起部を形成してクランク角センサにて得られるクランク角信号とカムロータに１個の突起部を形成してカム角センサにて得られるカム角信号とを用いることでリアルタイム性を確保すると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号を得ることが可能な内燃機関のクランク角判定装置の提供を課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のクランク角判定装置によれば、内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号と、カムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定の際、機関回転速度の高回転域や低回転域等によって基準位置が変更される。このため、複数の突起部に欠落部位がないクランクロータを用いてクランク角センサで検出されるクランク角信号と１つの突起部が形成されたカムロータを用いてカム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定が、機関回転速度に応じて適切に変更される。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保されると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号が得られる。
【００１４】
請求項２の内燃機関のクランク角判定装置によれば、内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号と、カムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定の際、クランク角信号の所定の連続範囲内にカム角信号があるときには機関回転速度にかかわらずその基準位置の設定がそのまま続行される。このため、複数の突起部に欠落部位がないクランクロータを用いてクランク角センサで検出されるクランク角信号と１つの突起部が形成されたカムロータを用いてカム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定が、クランク角信号の所定の連続範囲内にカム角信号があるときには機関回転速度にかかわらずそのまま続行される。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保されると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号が得られる。
【００１５】
請求項３の内燃機関のクランク角判定装置によれば、内燃機関のクランクシャフトに接続されたクランクロータに等角度にて形成された複数の突起部に対応して発生されるクランク角信号と、カムシャフトに接続されたカムロータに形成された１つの突起部に対応して発生されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定の際、機関回転速度が高回転域にあるときにはその基準位置の設定が禁止される。このため、複数の突起部に欠落部位がないクランクロータを用いてクランク角センサで検出されるクランク角信号と１つの突起部が形成されたカムロータを用いてカム角センサで検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフトの回転方向における基準位置の設定が、機関回転速度が高回転域にあるときには禁止され、このときの基準位置判定としては例えば、始動時の状態が継続使用される。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保されると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のクランク角判定装置を示す概略構成図である。また、図２は図１におけるクランク角信号及びカム角信号等の発生タイミングを示すタイミングチャートである。
【００１８】
図１において、１は火花点火式の例えば、４サイクル４気筒（＃１気筒〜＃４気筒）からなる内燃機関（図示略）のクランクシャフト、２はクランクシャフト１に固設され矢印方向に回転されるクランクロータ（回転体）である。このクランクロータ２の外周には、クランク角検出用として１５〔°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ　Ａｎｇｌｅ：クランク角）〕の等角度にて２４個の突起部３が形成されている。１０はクランクロータ２の外周に形成された突起部３に対向し、これら突起部３によるクランク角信号（クランクシャフト１の回転位置）を検出する電磁ピックアップからなるクランク角センサである。
【００１９】
また、１１は内燃機関のカムシャフト、１２はカムシャフト１１に固設され矢印方向に回転されるカムロータ（回転体）である。このカムロータ１２の外周にはカム角検出用として１個の突起部１３が形成されている。２０はカムロータ１２の外周に形成された突起部１３に対向し、この突起部１３によるカム角信号（カムシャフト１１の回転位置）を検出する電磁ピックアップからなるカム角センサである。
【００２０】
３０はＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ３０を構成する波形整形回路３１介してクランク角センサ１０からのクランク角信号、カム角センサ２０からのカム角信号がそれぞれパルス信号に波形整形されマイクロコンピュータ４０に入力される。また、各種センサからの各種センサ信号がＥＣＵ２０を構成するＡ／Ｄ変換回路３２を介し、または直接、マイクロコンピュータ４０に入力される。マイクロコンピュータ４０ではクランク角信号、カム角信号の発生タイミングに基づき、各種センサ信号による内燃機関の運転状態に応じた制御量が演算され、その演算結果に応じた駆動信号が各気筒の点火コイル５０、インジェクタ（燃料噴射弁）６０、その他の各種アクチュエータ（図示略）等に出力される。
【００２１】
マイクロコンピュータ４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムを格納したＲＯＭ４２、各種データを格納するＲＡＭ４３、入出力回路４４及びそれらを接続するバスライン４５等からなる論理演算回路として構成されている。
【００２２】
ここで、クランクシャフト１の２回転（７２０〔°ＣＡ〕）に対してカムシャフト１１は１回転（３６０〔°〕）される。したがって、図１に示すようなカムロータ１２の１つの突起部１３の２回転（７２０〔°〕）毎に対応して、カム角センサ２０から１つのカム角信号が発生される。このため、図２に示すように、クランク角センサ１０からのクランク角信号の発生間隔は１５〔°ＣＡ〕毎であるのに対して、カム角センサ２０からのカム角信号の発生間隔はクランク角換算で７２０〔°ＣＡ〕毎となる。
【００２３】
次に、図２を参照してクランク角信号及びカム角信号等の発生タイミングについて、更に詳しく述べる。なお、図２では、便宜上、内燃機関の４気筒のうち＃１気筒に対応する吸気行程→圧縮行程→燃焼行程→排気行程、点火コイル信号、インジェクタ信号を示す。
【００２４】
図２において、連続するクランク角信号間でのカム角信号の発生時点をクランクシャフト１の回転方向における基準位置としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」に設定される。これ以降、クランク角信号の発生毎にクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「＋１」ずつインクリメントされ、クランク角信号カウンタＣＮＵＭは次のカム角信号の発生時点にて「０」にリセットされる。そして、クランクシャフト１の回転に伴うクランク角信号カウンタＣＮＵＭに基づき「０」〜「１１」が吸気行程、「１２」〜「２３」が圧縮行程、「２４」〜「３５」が燃焼行程、「３６」〜「４７」が排気行程とそれぞれ行程管理され、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「２４」のとき点火コイル信号による点火制御やクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」のときインジェクタ信号による燃料噴射制御が実行される。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のクランク角判定装置で使用されているＥＣＵ３０内のマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置判定の処理手順を示す図３のフローチャートに基づき、上述の図１、図２及び図４を参照して説明する。ここで、図４は図３のルーチンにて処理される前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生を示すタイミングチャートである。なお、この基準位置判定ルーチンはイグニッションスイッチ（図示略）がオンとされたのちクランク角センサ１０からクランク角信号が入力される毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２６】
図３において、まず、ステップＳ１０１で、前回から今回までのクランク角信号間（時間）にカム角信号が有るかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立するときにはステップＳ１０２に移行し、クランク角信号の発生間隔に基づき検出される機関回転速度が所定回転速度Ｘ〔ｒｐｍ〕を越えているかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘを越え速いときにはステップＳ１０３に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるかが判定される。
【００２７】
ステップＳ１０３の判定条件が成立、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘを越え速くても前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるときには前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生がないとしてステップＳ１０４に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」でないときにはステップＳ１０５に移行し、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４５」または「４６」であるかが判定される。ステップＳ１０５の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４５」または「４６」であるときにはステップＳ１０６に移行し、図４に破線にて示すように、前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生があるとして通常のクランク角信号発生時と同様、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘ以下と遅いときにはステップＳ１０７に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるときには前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生がないとしてステップＳ１０８に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００２９】
なお、ステップＳ１０５の判定条件が成立せず、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４５」または「４６」でもないとき、またはステップＳ１０７の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘ以下と遅いのに前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」でないときにはステップＳ１０９に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが異常であるときのエラー処理としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にリセットされ、本ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、前回から今回までのクランク角信号間にカム角信号の発生がないときにはステップＳ１１０に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるかが判定される。ステップＳ１１０の判定条件が成立、即ち、前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるときにはステップＳ１１１に移行し、機関回転速度が所定回転速度Ｘ〔ｒｐｍ〕を越えているかが判定される。ステップＳ１１１の判定条件が成立、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘを越え速くても前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるときには前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生があるとしてステップＳ１０８に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ１１１の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度が所定回転速度Ｘ以下と遅いのに前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」であるときには前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生があるとしてステップＳ１１２に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが異常であるときのエラー処理としてクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「０」にリセットされ、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１１０の判定条件が成立せず、即ち、前回から今回までのクランク角信号間にカム角信号の発生がなく前回のクランク角信号カウンタＣＮＵＭが「４７」でないときにはステップＳ１１３に移行し、クランク角信号カウンタＣＮＵＭが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。
【００３２】
このように、本実施例の内燃機関のクランク角判定装置は、内燃機関（図示略）のクランクシャフト１に接続されたクランクロータ２に等角度にて形成された複数の突起部３に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサ１０と、内燃機関のカムシャフト１１に接続されたカムロータ１２に形成された１つの突起部１３に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサ２０と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出するＥＣＵ３０内の波形整形回路３１、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される機関回転速度検出手段と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号とカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によってクランクシャフト１の回転方向における基準位置を設定する際、機関回転速度が閾値としての所定回転速度Ｘに応じてその基準位置を変更するＥＣＵ３０内のマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される基準位置設定手段とを具備するものである。
【００３３】
つまり、内燃機関のクランクシャフト１に接続されたクランクロータ２に等角度にて形成された複数の突起部３に対応して発生されるクランク角信号と、カムシャフト１１に接続されたカムロータ１２に形成された１つの突起部１３に対応して発生されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定の際、機関回転速度の所定回転速度Ｘより高回転域や所定回転速度Ｘ以下の低回転域によって基準位置が変更される。このため、複数の突起部３に欠落部位がないクランクロータ２を用いてクランク角センサ１０で検出されるクランク角信号と１つの突起部１３が形成されたカムロータ１２を用いてカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定を、機関回転速度に応じて適切に変更することができる。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保できると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号を得ることができる。
【００３４】
また、本実施例の内燃機関のクランク角判定装置は、内燃機関のクランクシャフト１に接続されたクランクロータ２に等角度にて形成された複数の突起部３に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサ１０と、内燃機関のカムシャフト１１に接続されたカムロータ１２に形成された１つの突起部１３に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサ２０と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出するＥＣＵ３０内の波形整形回路３１、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される機関回転速度検出手段と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号とカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によってクランクシャフト１の回転方向における基準位置を設定する際、クランク角信号の所定の連続範囲内にカム角信号があるときには機関回転速度にかかわらずその基準位置の設定をそのまま続行するＥＣＵ３０内のマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される基準位置設定手段とを具備するものである。
【００３５】
つまり、内燃機関のクランクシャフト１に接続されたクランクロータ２に等角度にて形成された複数の突起部３に対応して発生されるクランク角信号と、カムシャフト１１に接続されたカムロータ１２に形成された１つの突起部１３に対応して発生されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定の際、クランク角信号の所定の連続範囲内にカム角信号があるときには機関回転速度にかかわらずその基準位置の設定がそのまま続行される。これにより、複数の突起部３に欠落部位がないクランクロータ２を用いてクランク角センサ１０で検出されるクランク角信号と１つの突起部１３が形成されたカムロータ１２を用いてカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定を、クランク角信号の所定の連続範囲内にカム角信号があるときには機関回転速度にかかわらずそのまま続行することができる。これにより、クランク角信号のリアルタイム性が確保できると共に、各種演算やタイマセット等の設定の自由度を損なうことなく、同一の演算処理にて使用に際して制限のない角度位置信号を得ることができる。
【００３６】
ところで、上記実施例では、カム角信号のクランク角信号に対する発生位置が機関回転速度が高回転域では低回転域より進角側となる場合について説明しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、カム角信号のクランク角信号に対する発生位置が機関回転速度が高回転域では低回転域より遅角側となる場合についても同様に適用でき、作用・効果を得ることができる。
【００３７】
また、上記実施例では、機関回転速度に対する閾値としての所定回転速度Ｘが設定されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、閾値となる所定回転速度を例えば、高回転域、中回転域、低回転域に対応するよう更に細かく設定し機関回転速度とこれら所定回転速度との比較によって基準位置の設定を変更することもできる。
【００３８】
更に、上記実施例以外に、複数の突起部３に欠落部位がないクランクロータ２を用いてクランク角センサ１０で検出されるクランク角信号と１つの突起部１３が形成されたカムロータ１２を用いてカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によるクランクシャフト１の回転方向における基準位置の設定を、機関回転速度が高回転域にあるときには禁止し、基準位置判定は始動時の状態を継続使用させることもできる。
【００３９】
このような内燃機関のクランク角判定装置は、内燃機関のクランクシャフト１に接続されたクランクロータ２に等角度にて形成された複数の突起部３に対応して発生されるクランク角信号を検出するクランク角センサ１０と、内燃機関のカムシャフト１１に接続されたカムロータ１２に形成された１つの突起部１３に対応して発生されるカム角信号を検出するカム角センサ２０と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号の発生間隔に基づき機関回転速度を検出するＥＣＵ３０内の波形整形回路３１、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される機関回転速度検出手段と、クランク角センサ１０で検出されるクランク角信号とカム角センサ２０で検出されるカム角信号との時系列的な位置関係によってクランクシャフト１の回転方向における基準位置を設定する際、機関回転速度が高回転域にあるときにはその基準位置の設定を禁止するＥＣＵ３０内のマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される基準位置設定手段とを具備するものであり、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００４０】
また、上記実施例では、クランク角センサ１０及びカム角センサ２０を電磁ピックアップにて構成するとしたが、本実施例を実施する場合には、これに限定されるものではなく、クランク角センサ１０及びカム角センサ２０をホール素子やＭＲＥ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ：磁気抵抗素子）を用いたセンサにて構成することもできる。
【００４１】
そして、上記実施例では、クランク角センサ１０にてクランクロータ２に形成された外側に凸の突起部３、カム角センサ２０にてカムロータ１２に形成された外側に凸の突起部１３をそれぞれ検出するとしたが、本実施例を実施する場合には、これに限定されるものではなく、クランクロータ２及びカムロータ１２に形成された内側に凹の部位を突起部の変形として採用し、これらの位置を検出するようにしても同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のクランク角判定装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は図１における各種信号等の発生タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のクランク角判定装置で使用されているＥＣＵ内のマイクロコンピュータのＣＰＵにおける基準位置判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３のルーチンにて処理される前回から今回までのクランク角信号の発生間隔を跨ぐようなカム角信号の発生を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は従来の内燃機関のクランク角判定装置におけるクランク角信号及びカム角信号の発生を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は従来の内燃機関のクランク角判定装置における基準位置判定の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　クランクシャフト
２　クランクロータ
３　突起部
１０　クランク角センサ
１１　カムシャフト
１２　カムロータ
１３　突起部
２０　カム角センサ
３０　ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４０　マイクロコンピュータ
４１　ＣＰＵ
【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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