(57)【要約】  【課題】内燃機関の回転角度として指定されるイベントタイミングを正確に検知できる内燃機関の回転角度検出装置における角度補正方法を提供する。  【解決手段】内燃機関の一回転を等分するパルス信号のパルス間時間を基準にして、内燃機関が指定角度だけ回転したことを検知する内燃機関の回転角度検出装置において、今回の一周期においてイベントタイミングを含むパルス間区間Gnでの回転速度を、その直前のパルス間区間Gn-1での回転速度で代表するに際して、各パルス間区間での回転速度変動に伴う誤差を、前回の一周期における同一区間での回転速度変動（Kt）に基づいて補正する。  【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転体が所定位置から指定角度だけ進むのに要する角度応答時間を、前記回転体の前記所定位置近傍での回転速度の関数として検出する回転角度検出装置の角度補正方法において、
前記回転体の一回転以上前の前記所定位置近傍での回転速度変動を検出し、当該回転速度変動に基づいて前記関数を補正することを特徴とする回転角度検出装置の角度補正方法。
【請求項２】
前記内燃機関の回転体にM個の被検知部が等角度間隔で設けられ、各被検知部に応答してパルス信号が出力され、
s回転前[変数sは正の整数]の（N−１）番目の被検知部に応答したパルス間時間Δt1を求める手順と、
s回転前のN番目の被検知部に応答したパルス間時間Δt2を求める手段と、
今回の（N−１）番目の被検知部に応答したパルス間時間Δtを求める手順と、
N番目の被検知部に応答したパルス間区間の開始タイミングから前記回転体が指定角度θxだけ回転するのに要する角度応答時間Txを、次式に基づいて求める手順とを含むことを特徴とする回転角度検出装置の角度補正方法。
Tx＝Δt×｛θx／（３６０°／M）｝×（Δt2／Δt1）
【請求項３】
前記内燃機関が４サイクルエンジンであり、前記変数sが「２」であることを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置の角度補正方法。
【請求項４】
前記内燃機関が２サイクルエンジンであり、前記変数sが「１」であることを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置の角度補正方法。
【請求項５】
前記回転体がクランク軸であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転角度検出装置の角度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の回転体が所定位置から指定角度だけ進むのに要する角度応答時間を、前記回転体の前記所定位置近傍での回転速度の関数として検出する回転角度検出装置の角度補正方法に係り、特に、内燃機関の回転速度変動にかかわらず正確な角度検出を可能にする回転角度検出装置の角度補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、その点火タイミングや燃料噴射タイミングなどの各種イベントタイミングは内燃機関の回転角度より得られる。そのため、内燃機関に同期して回転する回転体には、その円周方向に沿って複数個のパルサまたは歯状突起が等間隔で設けられ、これを磁気ピックアップや光センサで検知することで、回転体が一回転する間に等角度間隔でパルス信号が出力されるように構成されている。
【０００３】
しかしながら、パルサや突起の設置数には制約があるために十分な角度分解能を得ることが難しい。そこで、例えば特許文献１，２では、J番目のパルス信号が検知されてから角度θxだけ進んだイベントタイミングを求める場合、その直前のパルス間時間Δtを計測する。そして、パルス間区間に相当する回転角度が、例えば１０°であれば、J番目のパルス信号が検知されてから角度θxだけ進むのに要する角度応答時間Txは、前記J番目のパルス信号の検知タイミングを基準にして次式で求められる。
Tx＝Δt×（θx／１０）
【特許文献１】特開平５−１３７２９４号公報
【特許文献２】特開平６−２１３１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よく知られるように、エンジンの回転速度は行程に応じて変化し、４サイクルエンジンであれば、圧縮行程の後半から爆発行程の前半にかけては、それ以外よりも回転速度が低下し、この傾向は単気筒エンジンではさらに顕著になる。
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術では、図５(a)に示したように、今回のパルス間時間Δtaが直前のパルス間時間Δtbと同一であるものと仮定して、別途に指定されるイベントタイミング角度θxに至るまでの時間Txを求める。したがって、エンジン回転数変動に伴って、同図(b)に示したようにΔta＞Δtbとなったり、あるいは逆に、同図(c)に示したようにΔta＜Δtbとなれば、イベントタイミングにズレが生じるという技術課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、内燃機関の回転角度として与えられるイベントタイミングを正確に求められる回転角度検出装置の角度補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明は、今回の一周期においてイベントタイミングを含むパルス間区間Gnでの回転速度を、その直前のパルス間区間Gn-1での回転速度で代表するに際して、各パルス間区間での回転速度変動に伴う誤差を、前回の一周期における同一区間での回転速度変動（Kt）に基づいて補正するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内燃機関の回転角度として与えられるイベントタイミングを、内燃機関の回転速度を基準にして定義される時間軸上でのタイミング時刻に変換して検知する際、内燃機関の回転速度変動に伴って生じるイベントタイミング角度と当該イベントタイミング角度に達するまでの時間（角度応答時間）とのズレが補正されるようにしたので、イベントタイミングが基準とされる燃料噴射時期や点火時期をより正確に検知でき、その結果、燃費やエミッション性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関の回転角度検出装置のブロック図であり、内燃機関の回転速度変動にかかわらず正確な角度検出を可能にする角度補正機能を備えている。本実施形態では、４サイクルエンジンの回転角度を、そのクランク軸の回転角度として検知する場合を例にして説明する。
【００１０】
クランク軸１０には円盤状の回転体１１が一体に装着され、その外側面には円周方向に沿って、被検知部としての複数の突起１２が等間隔で設置されている。前記突起１２は、前記回転体１１の外側面に対向配置された磁気ピックアップや、前記突起１２からの反射光や前記突起１２による光路遮断の有無を検出する光センサ等の近接センサ１３により検知される。前記近接センサ１３は、図２に示したように前記突起１２の縁部を検知し、パルス信号発生部２８は、前記センサ出力の立ち上がり、すなわち前記突起１２の前縁が検知されるごとに反転するパルス信号Pを生成する。したがって、このパルス信号Pのデューティ比は、エンジン回転数が変動しない理想状態では５０％となる。
【００１１】
基準クロック発生部２１は、前記パルス信号Pよりも十分に速い基準クロックを出力する。パルス間時間計測部２２は、前記パルス信号Pのパルス間時間Δtを前記基準クロックを用いて計測する。
【００１２】
パルス間時間テーブル２４には、今回のパルス間時間Δtよりも７２０°（一周期）前のパルス間時間Δt[-72]、今回のパルス間時間Δtよりも７１０°前のパルス間時間Δt[-71]…今回のパルス間時間Δtの直前のパルス間時間Δt[0]が格納されている。パルス間時間更新登録部２３は、前記計測されたパルス間時間Δtをパルス間時間テーブル２４に更新登録する。タイミング補正係数(Kt)演算部２５は、後に詳述するように、今回のパルス間時間Δtよりも７２０°前のパルス間時間Δt[-72]と、７１０°前のパルス間時間Δt[-71]との比（Δt[-71]／Δt[-72]）を求め、これをタイミング補正係数(Kt)として設定する。
【００１３】
角度応答時間(Tx)演算部２６は、クランク軸１０の回転角度として指定されるイベントタイミング角度（θx）を、パルス信号を基準にした時間の関数である角度応答時間(Tx)に変換すると共に、エンジンの回転数変動に伴って生じるイベントタイミング角度（θx）と角度応答時間(Tx)とのズレを前記タイミング補正係数(Kt)に基づいて補正する。イベント信号発生部２７は、前記角度応答時間(Tx)に基づいて、燃料の噴射タイミングや点火タイミング等を示すイベントタイミング信号を発生する。
【００１４】
図３は、本実施形態の動作を示したフローチャートであり、図４は、そのタイミングチャートである。本実施形態では、クランク軸１０の回転体１１に３６個の突起が等間隔で設置されている場合を例にして説明する。したがって、本実施形態では各パルス間区間に相当するエンジンの回転角度が１０°となる。
【００１５】
前記パルス信号Pが入力されると、ステップＳ１では、前記パルス間時間計測部２２によりパルス間時間Δtが計測される。ステップＳ２では、前記パルス間時間テーブル２４に格納されているパルス間時間の履歴がシフトされ、例えば７１０°前のパルス間時間Δt[-71]が７２０°前のパルス間時間Δt[-72]として更新登録される。同様に、７００°前のパルス間時間Δt[-70]が７１０°前のパルス間時間Δt[-71]として更新登録される。以下同様に、ｎ°前のパルス間時間Δt[n]が（ｎ−１０）°前のパルス間時間Δt[n-1]として更新登録される。
【００１６】
ステップＳ３では、前記ステップＳ２で計測されたパルス間時間Δtが直前のパルス間時間Δt[0]として前記パルス間時間テーブル２４に更新登録される。ステップＳ４では、前記Kt演算部２５において、タイミング補正係数Ktが次式(2)に基づいて求められる。
Kt＝Δt[-71]／Δt[-72]             …(1)
【００１７】
ステップＳ６では、イベントタイミング角度θxが指定されたか否かが判定される。指定されていなければ、前記ステップＳ１へ戻って上記した各処理が繰り返される。イベントタイミング角度θxが指定されるとステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、エンジンの周期的な回転速度変動に依存したタイミングズレを補正された角度応答時間Txが、前記Tx演算部２６において、次式(2)に基づいて求められる。
Tx＝（Δt[0]×θx×Kt）／１０°  …(2)
【００１８】
すなわち、本実施形態ではエンジンの回転速度変動が行程に依存し、単気筒の４サイクルエンジンであれば、クランク軸の２回転（７２０°）を１周期として規則的に変動することに着目した。そして、今回の一周期においてイベントタイミングを含むパルス間区間Gnでの回転速度を、その直前のパルス間区間Gn-1での回転速度で代表するに際して、各パルス間区間での回転速度変動に伴う誤差を、前回の一周期における同一区間での回転速度変動（Kt）に基づいて補正するようにした。
【００１９】
なお、直前のパルス間時間をΔtとし、前回の周期の同一行程における回転速度の変動比（Kt）を（Δt2／Δt1）とし、内燃機関の一回転が前記突起１２によりM等分されていれば、上式(2)は次式(3)で一般化できる。
Tx＝Δt×｛θx／（３６０°／M）｝×（Δt2／Δt1）  …(3)
【００２０】
ステップＳ７では、前記パルス間区間Gnの開始タイミングからの経過時間が前記角度応答時間Txと比較され、経過時間が角度応答時間Txに達すると、ステップＳ８において前記イベント信号発生部２７から所定のイベントタイミング信号が出力される。
【００２１】
なお、上記した実施形態では、角度応答時間Txのズレを内燃機関の２回転（７２０°）前の同一区間での回転速度変動（Kt）に基づいて補正したが、内燃機関が２サイクルエンジンであるならば、１回転（３６０°）前の同一区間での回転速度変動に基づいて補正することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る内燃機関の回転角度検出装置のブロック図である。
【図２】パルス信号の波形図である。
【図３】本実施形態の動作を示したフローチャートである。
【図４】本実施形態の動作を示したタイミングチャートである。
【図５】従来技術の課題を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…クランク軸，１１…回転体，１２…突起，１３…近接センサ，２１…基準クロック発生部，２２…パルス間時間計測部，２３…パルス間時間更新登録部，２４…パルス間時間テーブル，２５…タイミング補正係数(Kt)演算部，２６…角度応答時間(Tx)演算部，２７…イベント信号発生部，２８…パルス信号発生部
【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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