(57)【要約】  【課題】  内燃機関のクランクシャフトに固設されたクランクロータの等間隔からなる複数の歯部のうち一部に欠歯部が形成されていても、歯部に加えその欠歯部に対応する吸気圧をも精度良く取込むこと。  【解決手段】  内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設されたクランクロータの欠歯部の欠歯Ａ，Ｂ位置に対して、そのときの内燃機関の運転状態に応じた間隔時間ａに基づくタイマＴA ，ＴB （Ｓ１０７，Ｓ１１０）を用いた仮想のクランク角信号の生成時に同期して、吸気圧センサからの吸気圧ＰＭA ，ＰＭB が取込まれる（Ｓ１０９，Ｓ１１２）。このため、クランクロータの歯部及び欠歯部にかかわらず正確な吸気圧を取込むことができる。この吸気圧を用いることで、内燃機関の行程位置に応じた正確な燃料噴射量が算出でき、緻密な内燃機関制御を実行することができる。  【選択図】図２
2005233035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧センサと、
前記内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設され、等間隔からなる複数の歯部のうち少なくとも１箇所に１欠歯以上からなる欠歯部が形成されたクランクロータと、
前記クランクロータの歯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、
前記クランクロータの欠歯部に対応する不等間隔直前の等間隔からなる歯部間の回転に要する間隔時間を、前記クランク角センサでクランク角信号が検出される時刻により計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段で計測された間隔時間に基づき所定時間のタイマを設定するタイマ設定手段と、
前記タイマ設定手段で設定されたタイマにより前記欠歯部の欠歯位置に対する仮想のクランク角信号を生成するクランク角信号生成手段と、
前記クランク角センサでクランク角信号が検出される時刻及び前記クランク角信号生成手段で仮想のクランク角信号が生成される時刻に応じて前記吸気圧センサからの吸気圧を取込む吸気圧取込手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸気圧検出装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、単気筒または２気筒以上からなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気圧検出装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、二輪車に搭載された単気筒からなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路内の吸気圧をクランク角信号に応じて検出する内燃機関の吸気圧検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設されたクランクロータの等間隔からなる複数の歯部に対応して逐次発生されるクランク角信号をクランク角センサにて検出し、その検出タイミングに同期させ、内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸気圧を吸気圧センサにて逐次検出するものが知られている。
【０００３】
これに関連する先行技術文献としては、特開平１４−３３９７９２号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、カム角センサ（カム軸センサ）を用いることなく、４サイクル内燃機関のクランクシャフト（クランク軸）の各１回転の区間が吸入行程及び圧縮行程が行われる区間か、燃焼行程及び排気行程が行われる区間かを判定する技術が示されている。
【特許文献１】特開２００２−３３９７９２号公報（第２頁〜第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、等間隔からなる複数の歯部のうち少なくとも１箇所に１欠歯以上からなる欠歯部が形成されているクランクロータにあっては、その欠歯部の欠歯位置では吸気圧の検出タイミングがないため、このときの吸気圧を取込むことができなかった。このため、クランクロータの欠歯部の欠歯位置に対する吸気圧が必要なときには、それ以前の歯部に対応して発生されたクランク角信号の検出タイミングにおける吸気圧を用いるしかなく、この場合の吸気圧は自ずと精度が低いという不具合があった。そこで、この吸気圧を用いて算出された燃料噴射量にあっても、内燃機関の運転状態に応じた適切なものとはならないため、機関回転速度の安定性にばらつきを与える要因となっていた。
【０００５】
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、内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設されたクランクロータの等間隔からなる複数の歯部の一部に欠歯部があってもクランク角センサにより、その欠歯部の欠歯位置に対応する時刻の吸気圧を精度良く取込可能な内燃機関の吸気圧検出装置の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の内燃機関の吸気圧検出装置によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設されたクランクロータの等間隔からなる複数の歯部に対応して発生されるクランク角信号がクランク角センサで検出される。また、時間計測手段でクランク角センサでクランク角信号が検出された時刻により計測された、クランクロータの欠歯部に対応する不等間隔直前の等間隔からなる歯部間の回転に要する間隔時間に基づき、タイマ設定手段で設定された所定時間のタイマにより、欠歯部の欠歯位置に対する仮想のクランク角信号がクランク角信号生成手段で生成される。そして、クランク角信号が検出される時刻及び仮想のクランク角信号が生成される時刻に応じて、内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に導入される吸気圧が吸気圧センサにより検出される。つまり、内燃機関のクランクシャフトの回転位置に対応して固設されたクランクロータの歯部及び欠歯部の欠歯位置にかかわらず、吸気圧センサからの正確な吸気圧を取込むことができる。これにより、吸気圧センサを介して精度の良い吸気圧が必要に応じて取込めることとなり、内燃機関のクランクシャフトの回転位置、即ち、行程位置に対応する正確な燃料噴射量が算出されるため、緻密な内燃機関制御が実行される。
【０００７】
請求項２の内燃機関の吸気圧検出装置では、単気筒または２気筒以上からなる内燃機関に適用されることで、内燃機関の吸気圧変動が大きくても、精度の良い吸気圧を利用して、正確な燃料噴射量が算出されるため、内燃機関の機関回転速度の安定性が得られる。
【０００８】
請求項３の内燃機関の吸気圧検出装置では、二輪車に搭載された単気筒からなる内燃機関に適用されることで、内燃機関が吸気圧変動の極端に大きな単気筒、かつ車両重量の軽い二輪車であっても、精度の良い吸気圧に基づき正確な燃料噴射量が算出されるため、内燃機関の機関回転速度の安定性が得られ、ドライバビリティを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関の吸気圧検出装置を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、１は火花点火式の例えば、二輪車の４サイクル単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、クランクシャフト１の回転位置に対応するクランク角信号検出用として３０〔°ＣＡ（Crank Angle:クランク角）〕毎の等間隔で連続する１０個の歯部３及び９０〔°ＣＡ〕からなる連続する２個の欠歯Ａ，Ｂにて１箇所の欠歯部４が形成されている。
【００１２】
１０はクランクロータ２の外周に形成された歯部３に対向し、これら歯部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。また、２０は内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブ（図示略）の下流側に導入される吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ：キロパスカル〕信号を検出する吸気圧センサである。
【００１３】
３０はＥＣＵ（Electronic Control Unit: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や図示しないカム角センサ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、吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭ信号がＥＣＵ３０を構成するＡ／Ｄ変換回路３２を介しＡ／Ｄ変換されマイクロコンピュータ４０に入力される。この他、各種センサからの各種センサ信号が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。
【００１４】
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、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ４２、各種データを格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４、入出力回路４５及びそれらを接続するバスライン４６等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１５】
マイクロコンピュータ４０ではクランク角信号の発生タイミングに基づき、吸気圧ＰＭ信号及び各種センサ信号を取込み、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インジェクタ（燃料噴射弁）５０、その他の図示しない点火コイルや各種アクチュエータ等に出力される。
【００１６】
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の吸気圧検出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における欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ位置に対する吸気圧取込の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、上述の図１及び図３を参照して説明する。なお、この吸気圧取込ルーチンはイグニッションスイッチ（図示略）が「ＯＮ（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。
【００１７】
ここで、図３は図２のルーチンにて処理されるクランクロータ２の欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ位置に対する仮想のクランク角信号の生成時を含み、クランクロータ２の歯部３に対するクランク角信号の発生毎に取込まれる吸気圧〔ｋＰａ〕の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、欠歯部４以外の歯部３においては、従来と同様、その歯部３に対するクランク角信号の発生時に吸気圧センサ２０から吸気圧ＰＭが取込まれる。
【００１８】
図２において、まず、ステップＳ１０１では、内燃機関のクランクシャフト１の回転方向における気筒の行程位置を特定するための基準位置の判別後であるかが判定される。ここで、図示しないカムシャフトのカムロータの１回転の３６０〔°ＣＡ〕に対してクランクシャフト１のクランクロータ２は２回転の７２０〔°ＣＡ〕となる。このカムロータの回転に伴って発生されるカム角信号とクランクロータ２の回転に伴って発生されるクランク角信号との関係により気筒の行程位置を特定するための基準位置の判別については周知であり、その説明を省略する。
【００１９】
ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、このとき基準位置が判別されおり、クランクロータ２に形成された各歯部３及び欠歯部４位置と気筒の行程位置との位置関係が特定されているときにはステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、クランク角信号の発生があり欠歯部４の欠歯Ａの２つ前の歯部３に対応し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、このときのクランク角信号の発生が欠歯部４の欠歯Ａの２つ前の歯部３に対応しているときにはステップＳ１０３に移行し、このときの時刻ｔn-2 が記憶される。
【００２０】
次にステップＳ１０４に移行して、クランク角信号の発生があり欠歯部４の欠歯Ａ直前の歯部３に対応しているかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、このときのクランク角信号の発生が欠歯部４の欠歯Ａ直前の歯部３に対応しているときにはステップＳ１０５に移行し、このときの時刻ｔn-1 が記憶される。次にステップＳ１０６に移行して、ステップＳ１０５による時刻ｔn-1 とステップＳ１０３による時刻ｔn-2 との間隔時間ａ〔ｍｓ：ミリ秒〕が算出される（図３参照）。
【００２１】
次にステップＳ１０７に移行して、ステップＳ１０６で算出された間隔時間ａ〔ｍｓ〕に基づく、即ち、このときの内燃機関の運転状態として機関回転速度に対応するタイマＴA 〔ｍｓ〕が設定され起動される。なお、このタイマＴA は、負荷としてのスロットルバルブ（図示略）のスロットル開度等により補正される。次にステップＳ１０８に移行して、ステップＳ１０７で起動されたタイマＴA が終了するまで待ってステップＳ１０９に移行し、欠歯Ａ位置で仮想のクランク角信号が生成されたとして、吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭA がＡ／Ｄ変換回路３２を介して取込まれる。
【００２２】
次にステップＳ１１０に移行して、ステップＳ１０６で算出された間隔時間ａに基づく、同様のタイマＴB 〔ｍｓ〕が設定され起動される。このため、このタイマＴB はタイマＴA に等しく設定されることとなる。次にステップＳ１１１に移行して、ステップＳ１１０で起動されたタイマＴB が終了するまで待ってステップＳ１１２に移行し、欠歯Ｂの位置で仮想のクランク角信号が生成されたとして、吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭB がＡ／Ｄ変換回路３２を介して取込まれたのち、本ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ１０１で基準位置が判別されていないとき、またはステップＳ１０２でクランク角信号の発生が欠歯部４の欠歯Ａの２つ前の歯部３に対応していないとき、またはステップＳ１０４でクランク角信号の発生が欠歯部４の欠歯Ａ直前の歯部３に対応していないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２４】
上述したように、欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ位置に対する仮想のクランク角信号が生成された時刻に応じて吸気圧ＰＭA ，ＰＭB が取込まれる。以下、同様に図３に示すように、３６０〔°ＣＡ〕後における欠歯Ａ′，Ｂ′位置に対する吸気圧ＰＭA ′，ＰＭB ′、更に３６０〔°ＣＡ〕後における欠歯Ａ″，Ｂ″位置に対する吸気圧ＰＭA ″，ＰＭB ″が逐次取込まれる。
【００２５】
このように、本実施例の内燃機関の吸気圧検出装置は、内燃機関の吸気通路に配設されたスロットルバルブ（図示略）の下流側に導入される吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ２０と、内燃機関のクランクシャフト１の回転位置に対応して固設され、等間隔からなる１２個の歯部３のうち１箇所に欠歯Ａ，Ｂからなる欠歯部４が形成されたクランクロータ２と、クランクロータ２の歯部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、クランクロータ２の欠歯部４に対応する不等間隔直前の等間隔からなる歯部間の回転に要する間隔時間ａ，ａ′，ａ″，…を、クランク角センサ１０でクランク角信号が検出される時刻により計測するＥＣＵ３０内の波形整形回路３１、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される時間計測手段と、前記時間計測手段で計測された間隔時間ａ，ａ′，ａ″，…に基づき所定時間のタイマＴA ，ＴB ，ＴA ′，ＴB ′，ＴA ″，ＴB ″，…を設定するマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成されるタイマ設定手段と、前記タイマ設定手段で設定されたタイマＴA ，ＴB ，ＴA ′，ＴB ′，ＴA ″，ＴB ″，…により欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ位置に対する仮想のクランク角信号を生成するマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成されるクランク角信号生成手段と、クランク角センサ１０でクランク角信号が検出される時刻及び前記クランク角信号生成手段で仮想のクランク角信号が生成される時刻に応じて吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭA ，ＰＭB ，ＰＭA ′，ＰＭB ′，ＰＭA ″，ＰＭB ″，…を取込むマイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１にて達成される吸気圧取込手段とを具備するものである。
【００２６】
つまり、内燃機関のクランクシャフト１の回転位置に対応して固設されたクランクロータ２の歯部３に対するクランク角センサ１０からのクランク角信号の発生位置に同期する吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭに加え、欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ，Ａ′，Ｂ′，Ａ″，Ｂ″，…位置に対して、そのときの内燃機関の運転状態に応じた間隔時間ａ，ａ′，ａ″，…によるタイマＴA ，ＴB ，ＴA ′，ＴB ′，ＴA ″，ＴB ″，…を用いた仮想のクランク角信号の生成時に同期して、吸気圧センサ２０からの吸気圧ＰＭA ，ＰＭB ，ＰＭA ′，ＰＭB ′，ＰＭA ″，ＰＭB ″，…が取込まれる。
【００２７】
このため、内燃機関のクランクシャフト１の回転位置に対応して固設されたクランクロータ２の歯部３及び欠歯部４の欠歯Ａ，Ｂ位置にかかわらず正確な吸気圧を取込むことができる。このように取込まれた吸気圧を用いることで、内燃機関の行程位置に応じた正確な燃料噴射量が算出でき、緻密な内燃機関制御を実行することができる。
【００２８】
また、本実施例の内燃機関の吸気圧検出装置は、二輪車の単気筒からなる内燃機関に適用されているものである。これにより、内燃機関が吸気圧変動の大きな単気筒、かつ車両重量の軽い二輪車に搭載されたとしても、精度の良い吸気圧に基づき正確な燃料噴射量が算出されるため、内燃機関の機関回転速度の安定性が得られ、ドライバビリティを向上することができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、等間隔の歯部の角度間隔が３０〔°ＣＡ〕の場合について述べたが、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、０〔°ＣＡ〕より大きく、９０〔°ＣＡ〕以下の範囲で、適宜、数値を選択してもよい。
【００３０】
また、上記実施例では、二輪車の４サイクル単気筒からなる内燃機関への適用について述べたが、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、更に、適用範囲を吸気圧変動の大きな単気筒のみならず２気筒のように少なからず吸気圧変動のあるような内燃機関に拡大することもでき、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関の吸気圧検出装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施例にかかる内燃機関の吸気圧検出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における欠歯部の欠歯位置に対する吸気圧取込の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２の処理に対応するクランクロータの欠歯部の欠歯位置に対する仮想のクランク角信号の生成時を含み、歯部に対するクランク角信号の発生毎に取込まれる吸気圧の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  クランクシャフト
２  クランクロータ
３  歯部
４  欠歯部
１０  クランク角センサ
２０  吸気圧センサ
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】
2005233035.tif 000003
【図２】
2005233035.tif 000004
【図３】
2005233035.tif 000005