(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転に同期して、所定クランク角毎の位置のうち、予め定めた基準クランク角位置以外で位置信号を出力するように構成したクランク角センサを備える一方、
前記位置信号の周期を計測する位置信号周期計測手段と、
前記周期が計測される毎に、前記周期の今回値と前回値との比である周期比を算出する周期比算出手段と、
算出された周期比が、周期比＝今回値／前回値と表されるとき、１より大きな第１の所定値以上になったか否かを判定して、第１の所定値以上になったときに、基準クランク角位置を検出する基準クランク角位置検出用判定手段と、を備えるエンジンのクランク角検出装置において、
前記周期比算出手段により算出された周期比が、周期比＝今回値／前回値と表されるとき、１より小さな第２の所定値以下になったか否かを判定して、第２の所定値以下になったときに、次回の前記基準クランク角位置検出用判定手段による判定を禁止する判定禁止手段を設けたことを特徴とするエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項２】
エンジン回転の安定度を示すパラメータに基づいて、前記判定禁止手段の判定用閾値である前記第２の所定値を、エンジン回転の不安定状態にて小さくするように可変設定する閾値可変設定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項３】
前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともスタートスイッチのＯＮ・ＯＦＦを検出し、前記第２の所定値をスタートスイッチＯＮ時に小さくするように可変設定することを特徴とする請求項２記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項４】
前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジン回転数を検出し、前記第２の所定値をエンジン低回転時に小さくするように可変設定することを特徴とする請求項２記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項５】
前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジン回転の回転変動率を検出し、前記第２の所定値を回転変動率が大きい時に小さくするように可変設定することを特徴とする請求項２記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項６】
前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジンの冷却水温を検出し、前記第２の所定値を低水温時に小さくするように可変設定することを特徴とする請求項２記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【請求項７】
前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくとも始動後経過時間を検出し、前記第２の所定値を始動直後に小さくするように可変設定することを特徴とする請求項２記載のエンジンのクランク角位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの基準クランク角位置、及びクランク軸回転角度を検出するクランク角位置検出装置に関し、特に基準クランク角位置の誤判定を防止するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンのクランク角位置検出装置として、エンジン回転に同期して、所定クランク角毎の位置で位置信号を出力し、かつ、前記所定クランク角毎の位置のうち、予め定めた基準クランク角位置で、位置信号を出力しないように構成したクランク角センサを用い、前記位置信号の周期を計測し、計測された周期の今回値と前回値との比である周期比を算出し、算出された周期比が、周期比＝今回値／前回値と表されるとき、１より大きな所定値以上になったか否かを判定して、所定値以上になったときに、基準クランク角位置を検出するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のクランク角位置検出装置にあっては、クランク角センサからの出力にノイズが混入した場合、位置信号からノイズまで、又はノイズから位置信号までの計測周期が極端に短くなることによって、周期比が所定値以上となることがあり、結果として基準クランク角位置の誤検出につながるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑み、基準クランク角位置の誤検出を防止する技術を確立することで、クランク角位置検出装置の信頼性をさらに向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、エンジン回転に同期して、所定クランク角毎の位置のうち、予め定めた基準クランク角位置以外で、位置信号を出力するように構成したクランク角センサを備える一方、図１に示すように、前記位置信号の周期を計測する位置信号周期計測手段と、前記周期が計測される毎に、前記周期の今回値と前回値との比である周期比を算出する周期比算出手段と、算出された周期比が、周期比＝今回値／前回値と表されるとき、１より大きな第１の所定値以上になったか否かを判定して、第１の所定値以上になったときに、基準クランク角位置を検出する基準クランク角位置検出用判定手段と、を備えるエンジンのクランク角位置検出装置において、前記周期比算出手段により算出された周期比が、周期比＝今回値／前回値と表されるとき、１より小さな第２の所定値以下になったか否かを判定して、第２の所定値以下になったときに、次回の前記基準クランク角位置検出用判定手段による判定を禁止する判定禁止手段を設けて、エンジンのクランク角位置検出装置を構成する。
【０００６】
すなわち、クランク角センサからの信号にノイズが混入した場合、位置信号からノイズまで、又はノイズから位置信号までの計測周期が極端に短くなることによって、周期比＝今回値／前回値は極めて小さくなるが、一方、次回の周期比は、逆に１より大きな第１の所定値以上になることがあり、基準クランク角位置の誤検出につながる。
【０００７】
そこで、周期比＝今回値／前回値が１より小さな第２の所定値以下になったか否かを判定して、第２の所定値以下になったときに、次回の基準クランク角位置検出用の判定を禁止することにより、誤検出を防止するのである。
請求項２に係る発明では、エンジン回転の安定度を示すパラメータに基づいて、前記判定禁止手段の判定用閾値である前記第２の所定値を、エンジン回転の不安定状態にて小さくするように可変設定する閾値可変設定手段を設けたことを特徴とする。
すなわち、エンジン回転の不安定状態では回転変動が大きく、回転変動によって周期比が小さくなることがあるので、エンジン回転の安定度に応じて閾値を設定することにより、回転変動の影響を受けないようにするのである。
【０００８】
請求項３に係る発明では、前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともスタートスイッチのＯＮ／ＯＦＦを検出し、前記第２の所定値をスタートスイッチＯＮ時に小さくするように可変設定することを特徴とする。
請求項４に係る発明では、前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジン回転数を検出し、前記第２の所定値をエンジン低回転時に小さくするように可変設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明では、前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジン回転の回転変動率を検出し、前記第２の所定値を回転変動率が大きい時に小さくするように可変設定することを特徴とする。
請求項６に係る発明では、前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくともエンジンの冷却水温を検出し、前記第２の所定値を低水温時に小さくするように可変設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項７に係る発明では、前記閾値可変設定手段は、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、少なくとも始動後経過時間を検出し、前記第２の所定値を始動直後に小さくするように可変設定することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、クランク角センサ、位置信号周期計測手段、周期比算出手段により算出された周期比＝今回値／前回値が１より小さな第２の所定値以下になったときに、判定禁止手段により、次回の基準クランク角位置検出用判定手段による基準クランク角位置の判定を禁止することで、基準クランク角位置の誤検出を防止することができ、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、エンジン回転の不安定状態にて、前記第２の所定値を小さく可変設定する閾値可変設定手段を設けることで、回転変動の影響を受けることなく、より正確に誤検出を防止でき、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
請求項３に係る発明によれば、スタートスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより、簡易にエンジン回転の安定度を検出し、エンジン回転が不安定となるスタートスイッチＯＮ時に前記第２の所定値を小さくすることで、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、エンジン回転数により、簡易にエンジン回転の安定度を検出し、エンジン回転が不安定となるエンジンの低回転時に前記第２の所定値を小さくすることで、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
請求項５に係る発明によれば、エンジン回転の回転変動率により、正確にエンジン回転の安定度を検出し、エンジン回転が不安定となる回転変動率の大きい時に、前記第２の所定値を小さくすることで、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
請求項６に係る発明によれば、エンジンの冷却水温により、簡易にエンジン回転の安定度を検出し、エンジン回転が不安定となる低水温時に、前記第２の所定値を小さくすることで、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
請求項７に係る発明によれば、エンジンの始動後経過時間により、簡易にエンジン回転の安定度を検出し、エンジン回転が不安定となる始動直後に、前記第２の所定値を小さくすることで、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施形態を示すシステム図である。
エンジンのクランク軸１に対しクランク角センサ２が設けられ、該クランク角センサ２からの信号は、コントロールユニット３に入力される。また、エンジンのスタートスイッチ４、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ５が、それぞれコントロールユニット３に接続される。
【００１６】
クランク角センサ２は、クランク軸１に取り付けられて回転し、外周側に等間隔（例えば１０°間隔）で出力信号用の突起（またはスリット）２１を有するシグナルディスクプレート２０に対し、固定位置で、突起２１を検出して、位置信号（ＰＯＳ１０）を出力するが、前記等間隔の突起のうち、予め定めた基準クランク角位置（例えば４気筒の場合１８０°毎）の突起を１〜２個除去して、欠歯部２２を設けておくことにより、欠歯部２２の位置では位置信号（ＰＯＳ１０）を出力しないようにしてある。
【００１７】
従って、クランク角センサ２からの位置信号（ＰＯＳ１０）は、図３に示すようになり、クランク軸１の回転に同期して、所定クランク角（例えば１０°ＣＡ）毎の位置で位置信号（ＰＯＳ１０）が出力されるが、前記所定クランク角毎の位置のうち、予め定めた基準クランク角位置（１８０°ＣＡ間隔）で、位置信号（ＰＯＳ１０）が非出力となる。
【００１８】
上記のクランク角センサ２を用いたクランク角位置検出（特に基準クランク角位置の検出）方法について、図４のフローチャートにより説明する。尚、図５は第２の所定値（Ｓ／Ｌ−Ｌ）設定ルーチンのフローチャート、図６は基準クランク角位置検出タイムチャート（ノイズ混入時）である。
図４は、クランク角センサ信号同期ルーチンであり、クランク角センサ２からの位置信号ＰＯＳ１０の発生に同期して割り込み処理される。
【００１９】
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、前回のルーチンで計測した位置信号ＰＯＳ１０の周期ＴＣＲを、ＴＣＲ１に代入する（ＴＣＲ１＝ＴＣＲ）。
ステップ２では、位置信号ＰＯＳ１０の周期を計測するタイマの値を読み込み、新たにこれを周期ＴＣＲとする。この部分が位置信号周期計測手段に相当する。
【００２０】
ステップ３では、次回計測のため、周期計測用のタイマを０スタートさせる。
ステップ４では、前回のルーチンにおいて演算した、位置信号ＰＯＳ１０の周期の今回値と前回値との比である周期比ＴｒａｔｉｏをＴｒａｔｉｏ１に代入する（Ｔｒａｔｉｏ１＝Ｔｒａｔｉｏ）。
ステップ５では、周期比が周期比＝今回値／前回値と表されるとき、今回値ＴＣＲと前回値ＴＣＲ１との比であるＰＯＳ１０周期比（＝ＴＣＲ／ＴＣＲ１）の演算を行う。この部分が周期比算出手段に相当する。
【００２１】
さらに、ステップ６では、前回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏ１を１より小さな第２の所定値（Ｓ／Ｌ−Ｌ）と比較して、前回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏ１≦Ｓ／Ｌ−Ｌとなった場合（図６におけるｔ２）に、今回のステップ８による判定を禁止し（図６におけるｔ３）、ステップ７において、基準クランク角位置検出フラグを＃ＦＲＥＦ＝０にセットする。この部分が判定禁止手段に相当する。
【００２２】
一方、前回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏ１＞Ｓ／Ｌ−Ｌとなった場合は、ステップ８において、ステップ５で演算された今回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏを１より大きな第１の所定値（Ｓ／Ｌ）と比較して、今回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏ＞Ｓ／Ｌの場合（図６におけるｔ７）に、今回を欠歯部とみなし、ステップ９において、基準クランク角位置検出フラグを＃ＦＲＥＦ＝１にセットする。この部分が基準クランク角位置検出用判定手段に相当する。
【００２３】
ステップ８において、今回のＰＯＳ１０周期比Ｔｒａｔｉｏ≦Ｓ／Ｌの場合には、ステップ７において基準クランク角位置検出用フラグを＃ＦＲＥＦ＝０にセットする。
図５は、前記判定禁止手段の判定用閾値である前記第２の所定値（Ｓ／Ｌ−Ｌ）を設定するフローチャートである。前記第２の所定値は、エンジン回転の不安定状態にて小さくなるように可変設定することができる。これが閾値可変設定手段に相当し、エンジン回転の不安定性に起因する位置信号周期の変動による、判定禁止手段の誤った動作を防止する。ここで、エンジン回転の安定度を示すパラメータとして、スタートスイッチのＯＮ・ＯＦＦ、エンジン回転数、エンジン回転の回転変動率、エンジンの冷却水温、及びエンジン始動後の経過時間を設ける。
【００２４】
ステップ１０では、スタートスイッチのＯＮ・ＯＦＦを検出し、ＯＮ時に演算値ＳＬＧＳＴを小さく設定する。
ステップ１１では、エンジン回転数を検出し、エンジン低回転時に演算値ＳＬＧＮＥを小さく設定する。
尚、エンジン回転数は、基準クランク角位置検出フラグ＃ＦＲＥＦ＝１の周期に基づいて算出する。
【００２５】
ステップ１２では、エンジン回転の回転変動率を検出し、回転変動の大きい場合に演算値ＳＬＧＨＮＥを小さく設定する。
ステップ１３では、エンジンの冷却水温を検出し、低水温時に演算値ＳＬＧＴＷを小さく設定する。
ステップ１４では、エンジン始動後の経過時間を検出し、始動直後において演算値ＳＬＧＡＳＴを小さく設定する。
【００２６】
ステップ１５では、次式のごとくステップ１０からステップ１４において設定された演算値を加算し、前記第２の所定値（Ｓ／Ｌ−Ｌ）を算出する。
Ｓ／Ｌ−Ｌ＝ＳＬＧＳＴ＋ＳＬＧＮＥ＋ＳＬＧＨＮＥ＋ＳＬＧＴＷ＋ＳＬＧＡＳＴ
以上のような制御により、クランク角センサ信号にノイズが混入した場合、図６に示すように、周期比＝今回値／前回値が、エンジン運転状態によって可変な１より小さい第２の所定値（Ｓ／Ｌ−Ｌ）以下になった場合、次回の基準クランク角位置検出の判定を禁止することで、ノイズ混入による基準クランク角位置の誤検出を防止することができ、クランク角位置検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
尚、周期比算出手段により、周期比＝前回値／今回値として算出しても同様の効果が得られることは言うまでもない。それには、第１の所定値を１より小さく設定し、かつ、閾値可変設定手段により第２の所定値をエンジン運転状態の不安定時に大きい、１より大きな値とする。基準クランク角位置検出用判定手段として、前記周期比が前記第１の所定値以下になったか否かを判定し、第１の所定値以下となったときに、基準クランク角位置を検出する。さらに、判定禁止手段として、前記周期比が前記第２の所定値以上となったか否かを判定して、第２の所定値以上となった場合に次回の基準クランク角位置検出の判定を禁止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の一実施形態を示すシステム図
【図３】基準クランク角位置検出タイムチャート（通常時）
【図４】クランク角センサ信号同期ルーチンのフローチャート
【図５】Ｓ／Ｌ−Ｌ値設定フローチャート
【図６】基準クランク角位置検出タイムチャート（ノイズ混入時）
【符号の説明】
１ クランク軸
２ クランク角センサ
２０ シグナルディスクプレート
２１ 突起
２２ 欠歯部
３ コントロールユニット
４ スタートスイッチ
５ 水温センサ
【図１】
0004036967.tif 000002
【図２】
0004036967.tif 000003
【図３】
0004036967.tif 000004
【図４】
0004036967.tif 000005
【図５】
0004036967.tif 000006
【図６】
0004036967.tif 000007