(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１８０°ｃＡ毎に、一定の数の信号が抜ける単一欠け歯位置と一定の数の信号が２回連続して抜ける連続欠け歯位置が交互に存在するクランク軸回転センサから発生する所定のクランク角信号の処理方法であって、
該信号が単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別するため、該信号の周期を比較し、その結果により複数のフラッグをセットし、セットされたフラッグの状態により前記単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別し、
前記所定のクランク角信号は１０°ｃＡ信号であり、該１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号を生成し、３０°ｃＡ信号が生成される毎に値が更新されるカウンタを設け、前記複数のフラッグのセット状態が連続欠け歯位置であると識別されたとき、該カウンタを特定の値にリセットする、連続欠け歯信号処理方法。
【請求項２】
前記連続して抜ける一定の数の信号が２である、請求項１に記載の連続欠け歯信号処理方法。
【請求項３】
前記所定のクランク角信号の周期の比較において、フラッグの数を２とし、現在の周期Ｔi が直前の周期Ｔi-1 のｋ倍（但し、ｋ≧２）以上であるときフラッグ１をセットし、現在の周期Ｔi が２つ前の周期Ｔi-2 のｋ倍（但し、ｋ≧２）以上であるときフラッグ２をセットする、請求項１に記載の連続欠け歯信号処理方法。
【請求項４】
前記カウンタを特定の値にリセット後は、前記複数のフラッグのセット状態がカウンタの特定の値に対応するように設定し、前記複数のフラッグのセット状態と対応するカウンタの特定の値を監視することにより、前記単一欠け歯位置、及び連続欠け歯位置の誤検出を防止する、請求項１に記載の連続欠け歯信号処理方法。
【請求項５】
請求項１、又は請求項４に記載の連続欠け歯信号処理方法において、エンジンの複数の各気筒と前記カウンタの値とを対応させることにより気筒判別を行う、エンジンの気筒判別方法。
【請求項６】
１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯部と連続欠け歯部とが設けられたロータの回転に応じて生成された信号に基づいて単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別する識別手段を備えた欠け歯位置識別装置であって、
前記識別手段は、１０°ｃＡ信号の周期を比較して、その結果により複数のフラッグをセットし、セットされたフラッグの状態により単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別すると共に、
前記１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号を生成し、３０°ｃＡ信号が生成される毎に値が更新されるカウンタを有しており、連続欠け歯位置であると識別した場合に前記カウンタを特定の値にリセットすることを特徴とする欠け歯位置識別装置。
【請求項７】
１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯部及び連続欠け歯部が設けられたロータと、前記ロータの回転を検出して信号を生成するセンサと、前記センサによって生成された信号に基づいて単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別する欠け歯位置識別手段とを備えた連続欠け歯信号処理装置であって、
前記欠け歯位置識別手段は、１０°ｃＡ信号の周期を比較して、その結果により複数のフラッグをセットし、セットされたフラッグの状態により単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別すると共に、
前記１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号を生成し、３０°ｃＡ信号が生成される毎に値が更新されるカウンタを有しており、連続欠け歯位置であると識別した場合に前記カウンタを特定の値にリセットすることを特徴とする連続欠け歯信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン制御で使用するクランク軸回転センサ信号の処理方法に関する。また、本発明は該処理方法を用いたエンジンの気筒判別方法に関する。さらに、欠け歯位置識別装置及び連続欠け歯信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクランク軸回転センサにおいては、気筒判別のため、あるいはエンジン回転数の変動を検出するため、３６０°ｃＡ（クランク角）中に１０°ｃＡ信号が２回抜ける部分を１カ所設けた。これを図を用いて説明する。
図１は、クランク軸に設けられた従来のロータを示す。ロータ１の周囲に１０°ｃＡに１つ計３６個の歯２が設けられており、この内２個の歯が欠ける部分（単一欠け歯部）３が１カ所設けられている。クランク軸が回転するとピックアップコイル等のセンサ４が歯の存在を検出し、図２の１０°ｃＡ信号が得られる。また、１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号が生成され、この信号により３０°ｃＡカウンタがカウントされる。
【０００３】
図２の１０°ｃＡ信号において、図１のロータ１の欠け歯のある部分３はパルス信号が得られず点線で示されている。図１のロータの形状からわかるように、このロータが１回転する毎に、即ち、３６０°に一回の割合で１０°ｃＡ信号が２回抜ける部分が生じる。
図２において１０°ｃＡ信号の周期をＴとすると、現在の周期Ｔi と直前の周期Ｔi-1 が比較される。そして、１０°ｃＡ信号の周期Ｔi が直前の周期Ｔi-1 のｋ倍以上であるとき欠け歯位置であると判定され、フラッグが立てられて図２の３０°ｃＡ信号カウンタをリセットする。
【０００４】
しかし、１０°ｃＡ信号の欠け歯位置が３６０°ｃＡ中に１か所の場合、クランク軸の回転開始位置によっては気筒判別のために３６０°ｃＡ待たねばその位置が判別できないことがある。そのため、１８０°ｃＡの間隔を開けて１０°ｃＡ信号が２回抜ける部分（単一欠け歯位置）と１０°ｃＡ信号が連続して２回抜ける部分（連続欠け歯位置）が存在する１０°ｃＡ信号が得られるようなロータを用いた回転センサが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３は１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯部と連続欠け歯部が存在するロータを示す。ロータ５の周囲に１０°ｃＡに１つ計３６個の歯６が設けられており、この内２個の歯が欠ける部分（単一欠け歯部）７が１カ所、そして２個の歯が欠ける部分が連続して存在する部分（連続欠け歯部）８が１カ所設けられている。クランク軸が回転するとピックアップコイル等のセンサ９が歯の存在を検出し、図４の１０°ｃＡ信号が得られる。この信号を見ると１８０°ｃＡ間隔をおいて単一欠け歯位置と連続欠け歯位置が交互に存在する形となっている。しかし、このような信号の場合、単一欠け歯位置の検出の場合のように１０°ｃＡ信号の周期Ｔi が直前の周期Ｔi-1 のｋ倍以上であるか否かだけでは、単一欠け歯位置であるか連続欠け歯位置であるか区別して判定することはできなかった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯位置と連続欠け歯位置が交互に存在する形の信号において、単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを明確に区別できる信号処理方法を提供することである。また、本発明の信号処理方法を用いることによって、多くの気筒を正確に判断できるようにすることである。さらに、欠け歯位置識別装置及び連続欠け歯信号処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は１８０°ｃＡ毎に、一定の数の信号が抜ける単一欠け歯位置と一定の数の信号が２回連続して抜ける連続欠け歯位置が交互に存在するクランク軸回転センサから発生する所定のクランク角信号の処理方法であって、該信号が単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別するため、該信号の周期を比較し、その結果により複数のフラッグをセットし、セットされたフラッグの状態により前記単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別することにより、前記課題を解決するものである。
【０００８】
また、本発明は所定のクランク角信号を１０°ｃＡ信号とし、該１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号を生成し、３０°ｃＡ信号が生成される毎に値が更新されるカウンタを設け、前記複数のフラッグのセット状態が連続欠け歯位置であると識別されたとき、該カウンタを特定の値にリセットし、連続欠け歯位置とカウンタの値とに関連を持たせ、連続欠け歯位置が識別されたことを明確にするものである。
【０００９】
また、本発明は前記カウンタを特定の値にリセットした後は、前記複数のフラッグのセット状態がカウンタの特定の値に対応するように設定し、前記複数のフラッグのセット状態と対応するカウンタの特定の値を監視することにより、前記単一欠け歯位置、及び連続欠け歯位置の誤検出を防止するものである。
さらに、本発明は該カウンタの値を特定の気筒に対応させ、気筒判別を確実に行おうとするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図５は本発明による連続欠け歯信号処理方法を説明するための図である。図５の１０°ｃＡ信号は、１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯部と連続欠け歯部が存在するロータから得られた図４の信号と同じパルス信号で、１８０°ｃＡの間隔をおいて単一欠け歯位置Ａと連続欠け歯位置Ｂが交互に存在する形となっている。そしてフラッグ１と２は次の条件でセットされる様になっている。
（フラッグ１）
・Ｔi ＞ｋ×Ｔi-1 （１０°ｃＡ信号の現在の周期Ｔi が直前の周期Ｔi-1 のｋ倍以上であるとき）
（フラッグ２）
・Ｔi ＞ｋ×Ｔi-2 （１０°ｃＡ信号の現在の周期Ｔi が２つ前の周期Ｔi-2 のｋ倍以上であるとき）
（但し、図５の場合、ｋ＞２とする）
上記条件に従ってフラッグ１と２がセットされる場合を説明する。単一欠け歯位置Ａの周期をＴi とし、直前の周期をＴi-1 、さらにその前の周期をＴi-2 とすると、Ｔi ＞ｋ×Ｔi-1 であるから周期Ｔi の終了後、次の周期にフラッグ１がセットされ、Ｔi ＞ｋ×Ｔi-2 であるから周期Ｔi の終了後、次の周期にフラッグ２がセットされる。
【００１１】
一方、連続欠け歯位置Ｂにおいて、最初の欠け歯の周期をＴi とし、直前の周期をＴi-1 、さらにその前の周期をＴi-2 とすると、Ｔi ＞ｋ×Ｔi-1 であるから周期Ｔi の終了後、次の周期にフラッグ１がセットされ、Ｔi ＞ｋ×Ｔi-2 であるから周期Ｔi の終了後、次の周期にフラッグ２がセットされる。また、Ｔi の次の周期をＴi+1 とすると、Ｔi+1 ＞ｋ×Ｔi ではないのでフラッグ１はセットされず、Ｔi+1 ＞ｋ×Ｔi-1 であるので周期Ｔi+1 の終了後、次の周期にフラッグ２がセットされる。なお、上記以外の周期においては条件が満たされないのでフラッグはセットされない。以下同じ信号処理が繰り返される。
【００１２】
上記信号処理方法をフローチャートで示したものが図６である。まず、１０°ｃＡ信号の割り込みが行われると（Ｓ１）、１０°ｃＡ信号の現在の周期Ｔi と直前の周期Ｔi-1 の関係がＴi ＞ｋ×Ｔi-1 であるか判定される（Ｓ２）。Ｙｅｓであればフラッグ１がセットされ（Ｓ３）、次に現在の周期Ｔi と２つ前の周期をＴi-2 の関係がＴi ＞ｋ×Ｔi-2 であるか判定される（Ｓ４）。Ｙｅｓであればフラッグ２がセットされる（Ｓ５）。
【００１３】
しかし、現在の周期Ｔi と直前の周期Ｔi-1 の関係がＴi ＞ｋ×Ｔi-1 でないと判定されると（Ｓ２）、フラッグ１はクリアされる（Ｓ６）。また、Ｓ４において現在の周期Ｔi と２つ前の周期をＴi-2 の関係がＴi ＞ｋ×Ｔi-2 でないと判定されると（Ｓ４）、フラッグ２もクリアされる（Ｓ７）。
上記のようにフラッグ１と２がセットされるが、本発明ではこのフラッグ１と２のセット状態を確認し、３０°ｃＡ信号カウンタ値をセットするようにしている。図７はどのように３０°ｃＡ信号カウンタ値をセットするか示したものである。まず図５の１０°ｃＡ信号の立ち上がりのタイミングでフラッグ１及び２の状態を確認する。図５の▲１▼のタイミングではフラッグ１及びフラッグ２は共にハイレベル（Ｈ）であり、▲２▼のタイミングではフラッグ１は低レベル（Ｌ）でフラッグ２は高レベル（Ｈ）となる。次の▲１▼のタイミングでは再びフラッグ１及びフラッグ２が共にハイレベル（Ｈ）となり、以下同様の状態が繰り返される。したがって、▲２▼のタイミングの状態、即ちフラッグ１が低レベル（Ｌ）でフラッグ２が高レベル（Ｈ）の状態になった場合が連続欠け歯の位置であると区別できる。そして、▲２▼のタイミングで３０°ｃＡ信号カウンタ値を例えば”２”にセットするように設定する。このカウンタ値は３０°ｃＡ毎にインクリメントされ、カウンタ値が１１までインクリメントされた後”０”にリセットされて再びインクリメントされる。図７からわかるように、タイミング▲２▼の状態でカウンタ値が２にセットされると、次のタイミング▲１▼の状態ではカウンタ値は”７”となり、その次のタイミング▲１▼の状態ではカウンタ値は”１”となる。したがって、フラッグ１と２が共にＨの場合はカウンタ値は”１”か”７”であり、またフラッグ１が低レベル（Ｌ）でフラッグ２が高レベル（Ｈ）の場合はカウンタ値は”２”であり、そうでない場合はエラーと判断され単一欠け歯位置と連続欠け歯位置を確実に検出できる。
【００１４】
なお、上記実施形態ではクランク角信号を１０°ｃＡ信号として説明したが、１０°ｃＡに限られる必要はない。また、フラッグの数が２の場合について説明したが、必要に応じフラッグの数は増やすことができる。また、１０°ｃＡ信号が連続して抜ける数を２としたが、周期を比較し単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別できれば変更してもよい。
【００１５】
図８は本発明の連続欠け歯信号処理方法を、エンジン制御装置のエンジンの気筒判別に用いた装置を示したものである。図において１０は図３に示されたロータと同じロータでクランク軸に結合され、単一欠け歯部と連続欠け歯部を有する歯１１を持っている。２０は同じくクランク軸に結合されたロータで１つの歯を持っている。ロータ１０及び２０は共にエンジンが２回転する間に１回転するようになっている。これらロータの回転はセンサ１２及び２２により検出されてパルス信号となりそれぞれ入力バッファ１１０、１２０に入力し、それぞれ信号ＮＥ、及び信号ＧとしてＣＰＵ１５０に入力し処理され、出力バッファ１６０を経てイグナイタ２００に入力し、点火コイル２１０〜２４０を制御する。また、燃料噴射弁３１０〜３４０を制御する。なお、３１〜３３は各種スイッチであり、デイジタル入力バッファ１３０を経てＣＰＵ１５０に入力する。エアフロメータ４１、スロットルセンサ４２、及び水温センサ４３は、それぞれ検出した値をＡ−Ｄ交換器１４０に入力しＣＰＵで処理される。
【００１６】
気筒判別等はロータ１０及び２０の回転によって生ずる信号で制御されるようになっており、ロータ１０からは１０°ｃＡ信号がエンジン回転数信号ＮＥとして出力され、ロータ２０からは３６０°ｃＡに１つのパルス信号が同じくエンジン回転数信号Ｇとして出力される。そして信号ＮＥの単一欠け歯位置及び連続欠け歯位置を含む信号と、信号Ｇの３６０°ｃＡに１つのパルスを含む信号との組み合わせによって、気筒を判別するようにしている。
【００１７】
図９は上記１０°ｃＡ信号ＮＥと、単一パルス信号Ｇとを組み合わせてどのように気筒判別するかを示す図である。図９の信号ＮＥはロータ１０の回転により発生する単一欠け歯位置、及び連続欠け歯位置を有する１０°ｃＡ信号であり、信号Ｇはロータ２０の回転により発生する単一パルス信号である。エンジンの始動時にこの二つの信号のうち、最初の９０°ｃＡにおいて信号ＮＥの単一欠け歯信号位置のタイミングを、例えば気筒Ａに予めセットしておき、次の９０°ｃＡでは信号Ｇの単一パルス信号のタイミングを気筒Ｂにセットする。次の９０°ｃＡでは連続欠け歯位置のタイミングを気筒Ｃにセットし、更に次の９０°ｃＡでは通常の９０°ｃＡ信号と単一パルス無しのタイミングで気筒Ｄにセットする。以後はカウンタを用いて気筒を判別し、上記信号ＮＥとＧは気筒が正確に判別されているか確認するために用いられる。なお、上記気筒判別方法では気筒の数が４の場合について説明したが、信号Ｇとして別の信号を用いることにより４以上の気筒の場合についても気筒を判別できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は１８０°ｃＡ毎に、一定の数の信号が抜ける単一欠け歯位置と一定の数の信号が２回連続して抜ける連続欠け歯位置が交互に存在するクランク軸回転センサから発生する１０°ｃＡ信号の処理方法であって、１０°ｃＡ信号が単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別するため、１０°ｃＡ信号の周期を比較し、その結果により複数のフラッグをセットし、セットされたフラッグの状態により前記単一欠け歯位置か連続欠け歯位置かを識別しているので、単一欠け歯位置と連続欠け歯位を明確に区別できる。
【００１９】
また、本発明は１０°ｃＡ信号から３０°ｃＡ信号を生成し、３０°ｃＡ信号が生成される毎に値が更新されるカウンタを設け、前記複数のフラッグのセット状態が連続欠け歯位置であると識別されたとき、該カウンタを特定の値にリセットして連続欠け歯位置とカウンタの値とに関連を持たせたので、連続欠け歯位置が識別されたことを明確にできる。
【００２０】
また、本発明は前記カウンタを特定の値にリセットした後は、前記複数のフラッグのセット状態がカウンタの特定の値に対応するように設定し、前記複数のフラッグのセット状態と対応するカウンタの特定の値を監視することにより、前記単一欠け歯位置、及び連続欠け歯位置の誤検出を防止できる。
さらに、本発明は該カウンタの値を特定の気筒に対応させて気筒判別するので確実に気筒判別ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クランク軸に設けられた従来のロータを示す。
【図２】図１のロータから得られる信号を示す。
【図３】クランク軸に設けられた本発明に用いられる単一欠け歯部と連続欠け歯部の存在するロータを示す。
【図４】図３のロータから得られる信号を示す。
【図５】本発明の連続欠け歯信号処理方法を説明するための図である。
【図６】本発明の連続欠け歯信号処理方法を示すフローチャートである。
【図７】どのように３０°ｃＡ信号カウンタ値をセットするか示した図である。
【図８】本発明の連続欠け歯信号処理方法を、エンジン制御装置のエンジンの気筒判別に用いる方法を示す図である。
【図９】図８の方法でどのように気筒判別するかを示す図である。
【符号の説明】
１、５…ロータ
２、６…歯
３、７…単一欠け歯部
８…連続欠け歯部
４、９…ピックアップコイル
１０、２０…ロータ
１１、２１…歯
１２、２２…センサ
３１、３２、３３…スイッチ
４１…エアフロメータ
４２…スロットルセンサ
４３…水温センサ
１１０、１２０…入力バッファ
１３０…デイジタル入力バッファ
１４０…Ａ−Ｄ交換器
１５０…ＣＰＵ
１６０…出力バッファ
２００…イグナイタ
２１０〜２４０…点火コイル
３１０〜３４０…燃料噴射弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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