JP2000356161A - エンジンのクランク角検出方法 - Google Patents
エンジンのクランク角検出方法Info
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- JP2000356161A JP2000356161A JP16532299A JP16532299A JP2000356161A JP 2000356161 A JP2000356161 A JP 2000356161A JP 16532299 A JP16532299 A JP 16532299A JP 16532299 A JP16532299 A JP 16532299A JP 2000356161 A JP2000356161 A JP 2000356161A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な設定作業によってパルス幅を高い精度
で予測でき、もって、その予測値に基づいて余り角度を
適切に時間換算して、高精度のクランク角検出を実現で
きるエンジンのクランク角検出方法を提供する。 【解決手段】 瞬時回転数Ｎの前回の最大値相当値Ｔmi
n’と最小値相当値Ｔmax’とから求めた回転低下量相当
値ΔＮと最新の最大値相当値Ｔminとに基づいて予測瞬
時回転数相当値Ｔmaxを予測し、その予測瞬時回転数相
当値Ｔmaxを用いて余り角度ＡＲを時間換算する。各燃
焼サイクル後半において瞬時回転数Ｎは常に同様の過程
を辿って減少することから、このように回転低下量相当
値ΔＮに基づいて正確な予測が可能となり、その予測値
に対する補正処理を設定するための綿密なマッチングを
省略可能となる。
で予測でき、もって、その予測値に基づいて余り角度を
適切に時間換算して、高精度のクランク角検出を実現で
きるエンジンのクランク角検出方法を提供する。 【解決手段】 瞬時回転数Ｎの前回の最大値相当値Ｔmi
n’と最小値相当値Ｔmax’とから求めた回転低下量相当
値ΔＮと最新の最大値相当値Ｔminとに基づいて予測瞬
時回転数相当値Ｔmaxを予測し、その予測瞬時回転数相
当値Ｔmaxを用いて余り角度ＡＲを時間換算する。各燃
焼サイクル後半において瞬時回転数Ｎは常に同様の過程
を辿って減少することから、このように回転低下量相当
値ΔＮに基づいて正確な予測が可能となり、その予測値
に対する補正処理を設定するための綿密なマッチングを
省略可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの回転に
同期したパルスに基づいてクランク角を検出する方法に
関するものである。
同期したパルスに基づいてクランク角を検出する方法に
関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】例えば、特開平７−１８０５９２
号公報に記載されている電子制御式のディーゼルエンジ
ンでは、目標クランク角をクランク角センサから出力さ
れるエンジンの回転に同期したパルスに基づいて決定し
ているが、そのタイミングの僅かなずれは排ガスを大き
く悪化させることから、極めて高精度の制御が要求され
る。
号公報に記載されている電子制御式のディーゼルエンジ
ンでは、目標クランク角をクランク角センサから出力さ
れるエンジンの回転に同期したパルスに基づいて決定し
ているが、そのタイミングの僅かなずれは排ガスを大き
く悪化させることから、極めて高精度の制御が要求され
る。
【０００３】そして、上記従来例に記載の技術は、目標
噴射量に基づき基準位置を起点とする目標クランク角
（噴射角度ＡＮＧ）として算出するため、図３に示すよ
うに、基準位置からのパルス数をカウントした後（噴射
パルス数ＡＮ）、残りの１パルス未満の余り角度ＡＲを
時間換算してその換算値が経過した時点で、目標クラン
ク角に到達したことを判定している。そして、余り角度
ＡＲの時間換算は、１パルスのクランク角に対する余り
角度ＡＲが占める割合に基づいて行われるため、パルス
幅（今回最大パルス幅Ｔmax：時間）を予測する必要が
ある。
噴射量に基づき基準位置を起点とする目標クランク角
（噴射角度ＡＮＧ）として算出するため、図３に示すよ
うに、基準位置からのパルス数をカウントした後（噴射
パルス数ＡＮ）、残りの１パルス未満の余り角度ＡＲを
時間換算してその換算値が経過した時点で、目標クラン
ク角に到達したことを判定している。そして、余り角度
ＡＲの時間換算は、１パルスのクランク角に対する余り
角度ＡＲが占める割合に基づいて行われるため、パルス
幅（今回最大パルス幅Ｔmax：時間）を予測する必要が
ある。
【０００４】以下、その予測手順を述べると、エンジン
の瞬時回転数Ｎは各気筒の圧縮上死点付近（ポイントａ
やポイントａ’）で最小値（パルス幅としては最大）を
示し、各圧縮上死点の間（ポイントｂやポイントｂ’）
で最大値（パルス幅としては最小）を示すように、燃焼
サイクルに同期して変動している。ここで、前回の燃焼
サイクル中の瞬時回転数Ｎが最大値のときのパルス幅を
前回最小パルス幅Ｔmin’、前回の燃焼サイクル中の瞬
時回転数Ｎが最小値のときのパルス幅を前回最大パルス
幅Ｔmax’、今回の燃焼サイクル中の瞬時回転数Ｎが最
大値のときのパルス幅を今回最小パルス幅Ｔminとする
と、今回最大パルス幅Ｔmaxを次式(4)に従って算出す
る。
の瞬時回転数Ｎは各気筒の圧縮上死点付近（ポイントａ
やポイントａ’）で最小値（パルス幅としては最大）を
示し、各圧縮上死点の間（ポイントｂやポイントｂ’）
で最大値（パルス幅としては最小）を示すように、燃焼
サイクルに同期して変動している。ここで、前回の燃焼
サイクル中の瞬時回転数Ｎが最大値のときのパルス幅を
前回最小パルス幅Ｔmin’、前回の燃焼サイクル中の瞬
時回転数Ｎが最小値のときのパルス幅を前回最大パルス
幅Ｔmax’、今回の燃焼サイクル中の瞬時回転数Ｎが最
大値のときのパルス幅を今回最小パルス幅Ｔminとする
と、今回最大パルス幅Ｔmaxを次式(4)に従って算出す
る。
【０００５】 つまり、式(4)の右辺の前半部分では、各燃焼サイクル
における最小パルス幅と最大パルス幅との比率は均等で
あるとの観点の基に、前回最大パルス幅Ｔmax’を前回
と今回の最小パルス幅の比率Ｔmin／Ｔmin’により補正
することにより、今回最大パルス幅Ｔmaxを予測してい
る。
における最小パルス幅と最大パルス幅との比率は均等で
あるとの観点の基に、前回最大パルス幅Ｔmax’を前回
と今回の最小パルス幅の比率Ｔmin／Ｔmin’により補正
することにより、今回最大パルス幅Ｔmaxを予測してい
る。
【０００６】又、式(4)の右辺の後半部分では、車両の
加減速等に伴ってエンジン回転数Ｎeが増減したときに
生ずる予測誤差を排除している。即ち、上記のように比
率Ｔmin／Ｔmin’を用いて予測すると、例えば図３の回
転増加時には、回転速度の増加に伴い回転慣性エネルギ
が増大するために回転変動は減少するか同等である。図
３に示すｂ'→ａ'やｂ→ａでの回転差は燃焼エネルギの
影響が少ないため、回転増加に伴って増大することはな
い。故に、少なくともＮb−Ｎa≦Ｎb'−Ｎa'と扱うべき
である。しかし、式(4)の右辺では、Ｎb−Ｎa＝Ｎb／Ｎ
b'×（Ｎb'−Ｎa'）となりＮb／Ｎb'＞１であるため、
Ｎb−Ｎa＞Ｎb'−Ｎa'とｂ→ａでの回転差は前回の燃焼
サイクルのそれよりも大きく予測されてしまう。
加減速等に伴ってエンジン回転数Ｎeが増減したときに
生ずる予測誤差を排除している。即ち、上記のように比
率Ｔmin／Ｔmin’を用いて予測すると、例えば図３の回
転増加時には、回転速度の増加に伴い回転慣性エネルギ
が増大するために回転変動は減少するか同等である。図
３に示すｂ'→ａ'やｂ→ａでの回転差は燃焼エネルギの
影響が少ないため、回転増加に伴って増大することはな
い。故に、少なくともＮb−Ｎa≦Ｎb'−Ｎa'と扱うべき
である。しかし、式(4)の右辺では、Ｎb−Ｎa＝Ｎb／Ｎ
b'×（Ｎb'−Ｎa'）となりＮb／Ｎb'＞１であるため、
Ｎb−Ｎa＞Ｎb'−Ｎa'とｂ→ａでの回転差は前回の燃焼
サイクルのそれよりも大きく予測されてしまう。
【０００７】そのため、一点鎖線で示すように今回の目
標クランク角の瞬時回転数Ｎが低回転側に予測されて
（誤差α）、それに伴って今回最大パルス幅Ｔmaxが適
正値より大きく算出されてしまい、一方、回転減少時に
は、逆に瞬時回転数Ｎが高回転側に予測されて、今回最
大パルス幅Ｔmaxが適正値より小さく算出されてしま
う。そこで、式(4)に示したように、前回と今回の差Ｔm
in−Ｔmin’（エンジン回転数Ｎeの増減状況を表す）に
所定の係数Ｋを乗算した値による補正処理を加えて、回
転増加時には予測値を減少側に、回転増加時には予測値
を増加側に補正するようにして、誤差の排除を図ってい
る。
標クランク角の瞬時回転数Ｎが低回転側に予測されて
（誤差α）、それに伴って今回最大パルス幅Ｔmaxが適
正値より大きく算出されてしまい、一方、回転減少時に
は、逆に瞬時回転数Ｎが高回転側に予測されて、今回最
大パルス幅Ｔmaxが適正値より小さく算出されてしま
う。そこで、式(4)に示したように、前回と今回の差Ｔm
in−Ｔmin’（エンジン回転数Ｎeの増減状況を表す）に
所定の係数Ｋを乗算した値による補正処理を加えて、回
転増加時には予測値を減少側に、回転増加時には予測値
を増加側に補正するようにして、誤差の排除を図ってい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように公報に記
載のクランク角検出方法では、式(4)で示したように、
根本的に精度の低い予測値を補正することから、適正な
予測値を求めるためには補正処理に適用する係数Ｋを綿
密にマッチングする必要がある。よって、事前の補正処
理の設定作業に多大な工数を要するという問題があっ
た。
載のクランク角検出方法では、式(4)で示したように、
根本的に精度の低い予測値を補正することから、適正な
予測値を求めるためには補正処理に適用する係数Ｋを綿
密にマッチングする必要がある。よって、事前の補正処
理の設定作業に多大な工数を要するという問題があっ
た。
【０００９】本発明の目的は、簡単な設定作業によって
パルス幅を高い精度で予測でき、もって、その予測値に
基づいて余り角度を適切に時間換算して、高精度のクラ
ンク角検出を実現することができるエンジンのクランク
角検出方法を提供することにある。
パルス幅を高い精度で予測でき、もって、その予測値に
基づいて余り角度を適切に時間換算して、高精度のクラ
ンク角検出を実現することができるエンジンのクランク
角検出方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、基準クランク角から目標クランク角ま
でのエンジン回転パルスのパルス数と１パルス未満の余
り角度とを求めて、パルス数をカウントして余り角度の
時間換算値が経過した時点を目標クランク角とするクラ
ンク角検出方法において、瞬時回転数の最新の最大値相
当値、前回の最大値相当値、及び両最大値相当値の間で
発生した瞬時回転数の最小値相当値をそれぞれ検出し、
前回の最大値相当値と最小値相当値とから求めた回転低
下量相当値と最新の最大値相当値とに基づいて予測した
予測瞬時回転数相当値を余り角度の時間換算に適用する
ようにした。
め、本発明では、基準クランク角から目標クランク角ま
でのエンジン回転パルスのパルス数と１パルス未満の余
り角度とを求めて、パルス数をカウントして余り角度の
時間換算値が経過した時点を目標クランク角とするクラ
ンク角検出方法において、瞬時回転数の最新の最大値相
当値、前回の最大値相当値、及び両最大値相当値の間で
発生した瞬時回転数の最小値相当値をそれぞれ検出し、
前回の最大値相当値と最小値相当値とから求めた回転低
下量相当値と最新の最大値相当値とに基づいて予測した
予測瞬時回転数相当値を余り角度の時間換算に適用する
ようにした。
【００１１】エンジンの瞬時回転数は燃焼サイクルの前
半で燃焼エネルギによって増加し、後半で吸入ガス圧縮
仕事等の負荷によって減少し、その変動が燃焼サイクル
毎に繰り返される。そして、エンジン回転数の増減は、
燃焼サイクル後半のほぼ一定な瞬時回転数の減少幅に対
して、燃焼サイクル前半での瞬時回転数の増加幅を燃料
噴射量の調整で加減することにより実現される。つま
り、各燃焼サイクル後半において瞬時回転数は常に同様
の過程を辿って減少することから、回転低下量相当値に
基づいて正確な予測瞬時回転数相当値を予測可能とな
り、その予測値に対する補正処理を設定するための綿密
なマッチングを省略可能となる。
半で燃焼エネルギによって増加し、後半で吸入ガス圧縮
仕事等の負荷によって減少し、その変動が燃焼サイクル
毎に繰り返される。そして、エンジン回転数の増減は、
燃焼サイクル後半のほぼ一定な瞬時回転数の減少幅に対
して、燃焼サイクル前半での瞬時回転数の増加幅を燃料
噴射量の調整で加減することにより実現される。つま
り、各燃焼サイクル後半において瞬時回転数は常に同様
の過程を辿って減少することから、回転低下量相当値に
基づいて正確な予測瞬時回転数相当値を予測可能とな
り、その予測値に対する補正処理を設定するための綿密
なマッチングを省略可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のクランク角検出方
法をコモンレール式の４気筒ディーゼルエンジンに適用
した一実施形態を説明する。図１の全体構成図に示すよ
うに、本実施形態のエンジン１は４気筒として構成さ
れ、各気筒には燃料噴射弁２が備えられている。各燃料
噴射弁２は燃料分配管路３を介してコモンレール４に接
続され、コモンレール４は燃料圧送管路５を介して車両
の燃料タンク６に接続されている。燃料圧送管路５には
容積型プランジャポンプからなるサプライポンプ７が設
けられ、周知のように、このサプライポンプ７はエンジ
ン１の回転に同期して駆動されて、燃料タンク６からの
燃料をコモンレール４側に吐出する。又、燃料タンク６
は戻り管路８を介して各燃料噴射弁２に接続されると共
に、戻り管路９を介してサプライポンプ７に接続され、
燃料噴射弁２の開閉やサプライポンプ７の吐出圧制御に
伴って生ずる余剰燃料がこれらの戻り管路８，９を経て
燃料タンク６に回収される。
法をコモンレール式の４気筒ディーゼルエンジンに適用
した一実施形態を説明する。図１の全体構成図に示すよ
うに、本実施形態のエンジン１は４気筒として構成さ
れ、各気筒には燃料噴射弁２が備えられている。各燃料
噴射弁２は燃料分配管路３を介してコモンレール４に接
続され、コモンレール４は燃料圧送管路５を介して車両
の燃料タンク６に接続されている。燃料圧送管路５には
容積型プランジャポンプからなるサプライポンプ７が設
けられ、周知のように、このサプライポンプ７はエンジ
ン１の回転に同期して駆動されて、燃料タンク６からの
燃料をコモンレール４側に吐出する。又、燃料タンク６
は戻り管路８を介して各燃料噴射弁２に接続されると共
に、戻り管路９を介してサプライポンプ７に接続され、
燃料噴射弁２の開閉やサプライポンプ７の吐出圧制御に
伴って生ずる余剰燃料がこれらの戻り管路８，９を経て
燃料タンク６に回収される。
【００１３】車室内には、図示しない入出力装置、制御
プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置
（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジン制
御ユニット）１１が設置されており、エンジン１の燃料
噴射制御を行う。ＥＣＵ１１の入力側には、コモンレー
ル４内の燃料圧（実レール圧）を検出する圧力センサ１
２、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ
１３、及びクランク角センサ１４等の各種センサやスイ
ッチ類が接続されている。クランク角センサ１４は、エ
ンジン１に同期して回転するロータ１５に対向配置さ
れ、ロータ１５の外周にはθ°ＣＡ間隔で多数の突起１
５ａが形成されると共に、各突起１５ａは１８０°ＣＡ
毎に設けられた切欠部１５ｂによって４つのグループに
分割されている。又、ＥＣＵ１１の出力側には、前記各
燃料噴射弁２及びサプライポンプ７が接続されている。
プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置
（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジン制
御ユニット）１１が設置されており、エンジン１の燃料
噴射制御を行う。ＥＣＵ１１の入力側には、コモンレー
ル４内の燃料圧（実レール圧）を検出する圧力センサ１
２、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ
１３、及びクランク角センサ１４等の各種センサやスイ
ッチ類が接続されている。クランク角センサ１４は、エ
ンジン１に同期して回転するロータ１５に対向配置さ
れ、ロータ１５の外周にはθ°ＣＡ間隔で多数の突起１
５ａが形成されると共に、各突起１５ａは１８０°ＣＡ
毎に設けられた切欠部１５ｂによって４つのグループに
分割されている。又、ＥＣＵ１１の出力側には、前記各
燃料噴射弁２及びサプライポンプ７が接続されている。
【００１４】次に、上記のように構成されたディーゼル
エンジン１において燃料噴射制御の際に実行されるクラ
ンク角検出方法を説明するが、それに先立ってコモンレ
ール式ディーゼルエンジン１の基本的な燃料噴射の概要
を述べる。コモンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴
射量は、コモンレール４の実レール圧と燃料噴射弁２の
開弁時間とで一義的に決定され、これらの実レール圧及
び開弁時間を制御することにより最適な燃料噴射量が達
成される。実レール圧は、サプライポンプ７に内蔵され
た図示しない電磁弁の開閉状態に応じて制御され、ＥＣ
Ｕ１１はクランク角センサ１４のクランク角パルスから
求めたエンジン回転速度Ｎeや前回の燃焼サイクルの燃
料噴射量等から目標レール圧を算出し、その目標レール
圧に対して圧力センサ１２にて検出された実レール圧が
低い場合には、電磁弁を閉じてサプライポンプ７の全圧
をコモンレール４に供給して増圧し、逆に実レール圧が
高い場合には、電磁弁を開いて余剰燃料を燃料タンク６
側に戻して減圧し、その結果、実レール圧を目標レール
圧に保持する。
エンジン１において燃料噴射制御の際に実行されるクラ
ンク角検出方法を説明するが、それに先立ってコモンレ
ール式ディーゼルエンジン１の基本的な燃料噴射の概要
を述べる。コモンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴
射量は、コモンレール４の実レール圧と燃料噴射弁２の
開弁時間とで一義的に決定され、これらの実レール圧及
び開弁時間を制御することにより最適な燃料噴射量が達
成される。実レール圧は、サプライポンプ７に内蔵され
た図示しない電磁弁の開閉状態に応じて制御され、ＥＣ
Ｕ１１はクランク角センサ１４のクランク角パルスから
求めたエンジン回転速度Ｎeや前回の燃焼サイクルの燃
料噴射量等から目標レール圧を算出し、その目標レール
圧に対して圧力センサ１２にて検出された実レール圧が
低い場合には、電磁弁を閉じてサプライポンプ７の全圧
をコモンレール４に供給して増圧し、逆に実レール圧が
高い場合には、電磁弁を開いて余剰燃料を燃料タンク６
側に戻して減圧し、その結果、実レール圧を目標レール
圧に保持する。
【００１５】一方、図２は目標クランク角としての噴射
開始時期（以下、噴射時期を略す）の決定状況を示す説
明図であり、この図に示すように、エンジンの瞬時回転
数Ｎは各気筒の燃焼サイクルの圧縮上死点付近（ポイン
トａやポイントａ’）で最小値を示し、各圧縮上死点の
間（ポイントｂやポイントｂ’）で最大値を示すよう
に、燃焼サイクルに同期して変動している。図において
各燃焼サイクル前半での瞬時回転数Ｎの増加は、その直
前の燃料噴射による燃焼エネルギに起因するものであ
り、又、それに続く燃焼サイクル後半での瞬時回転数Ｎ
の減少は、回転抵抗等のエンジン負荷に起因するもので
ある。そして、エンジン回転数Ｎeの増減は、燃料噴射
量を調整して燃焼サイクル前半の瞬時回転数Ｎの増加幅
を加減することによって行われ、燃料噴射量を増加させ
て、サイクル前半の増加幅がサイクル後半の減少幅に比
較して大となると、図２のようにエンジン回転数Ｎeは
増加し、逆に燃料噴射量を減少させて、サイクル前半の
増加幅がサイクル後半の減少幅に比較して小となると、
エンジン回転数Ｎeは減少する。
開始時期（以下、噴射時期を略す）の決定状況を示す説
明図であり、この図に示すように、エンジンの瞬時回転
数Ｎは各気筒の燃焼サイクルの圧縮上死点付近（ポイン
トａやポイントａ’）で最小値を示し、各圧縮上死点の
間（ポイントｂやポイントｂ’）で最大値を示すよう
に、燃焼サイクルに同期して変動している。図において
各燃焼サイクル前半での瞬時回転数Ｎの増加は、その直
前の燃料噴射による燃焼エネルギに起因するものであ
り、又、それに続く燃焼サイクル後半での瞬時回転数Ｎ
の減少は、回転抵抗等のエンジン負荷に起因するもので
ある。そして、エンジン回転数Ｎeの増減は、燃料噴射
量を調整して燃焼サイクル前半の瞬時回転数Ｎの増加幅
を加減することによって行われ、燃料噴射量を増加させ
て、サイクル前半の増加幅がサイクル後半の減少幅に比
較して大となると、図２のようにエンジン回転数Ｎeは
増加し、逆に燃料噴射量を減少させて、サイクル前半の
増加幅がサイクル後半の減少幅に比較して小となると、
エンジン回転数Ｎeは減少する。
【００１６】一方、図２に示すように、クランク角セン
サ１４からはθ°ＣＡを１周期とするパルスが出力さ
れ、そのパルス幅はその時点の瞬時回転数Ｎに反比例し
た値となる。尚、図２ではパルス幅の変化の図示を省略
して、全て均等なパルス幅として表している。又、クラ
ンク角パルスは１８０°ＣＡ毎にロータ１５の切欠部１
５ｂによって中断され、その後のパルスが再開されたタ
イミングを各気筒の燃焼サイクル中の基準位置とし、以
下に詳述するように、この基準位置を起点として上記し
た噴射時期が決定される。
サ１４からはθ°ＣＡを１周期とするパルスが出力さ
れ、そのパルス幅はその時点の瞬時回転数Ｎに反比例し
た値となる。尚、図２ではパルス幅の変化の図示を省略
して、全て均等なパルス幅として表している。又、クラ
ンク角パルスは１８０°ＣＡ毎にロータ１５の切欠部１
５ｂによって中断され、その後のパルスが再開されたタ
イミングを各気筒の燃焼サイクル中の基準位置とし、以
下に詳述するように、この基準位置を起点として上記し
た噴射時期が決定される。
【００１７】例えば、図２の今回の燃焼サイクルにおい
て、ＥＣＵ１１は運転状態から燃料噴射弁２の噴射時期
を算出する。周知のように噴射時期は、基準位置を起点
とするクランク角（噴射角度ＡＮＧ）として算出され、
ＥＣＵ１１は次式(1)に従って噴射パルス数ＡＮ及び余
り角度ＡＲを算出する。 ＡＮＧ／θ＝ＡＮ＋ＡＲ ………(1) つまり、噴射パルス数ＡＮは、基準位置から噴射時期ま
でパルス数であり、余り角度ＡＲは残りの１パルス未満
の余剰分である。
て、ＥＣＵ１１は運転状態から燃料噴射弁２の噴射時期
を算出する。周知のように噴射時期は、基準位置を起点
とするクランク角（噴射角度ＡＮＧ）として算出され、
ＥＣＵ１１は次式(1)に従って噴射パルス数ＡＮ及び余
り角度ＡＲを算出する。 ＡＮＧ／θ＝ＡＮ＋ＡＲ ………(1) つまり、噴射パルス数ＡＮは、基準位置から噴射時期ま
でパルス数であり、余り角度ＡＲは残りの１パルス未満
の余剰分である。
【００１８】又、ＥＣＵ１１は次式(2)に従って噴射時
期のパルス幅である今回最大パルス幅Ｔmax（予測瞬時
回転数相当値）を算出する。
期のパルス幅である今回最大パルス幅Ｔmax（予測瞬時
回転数相当値）を算出する。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここに、Ｔminは、今回の燃焼サイクル中
の瞬時回転数Ｎが最大値のときのパルス幅である今回最
小パルス幅（最新の最大値相当値）、Ｔmax’は、前回
の燃焼サイクル中の瞬時回転数Ｎが最小値のとき（前回
噴射時期）のパルス幅である前回最大パルス幅（最小値
相当値）、Ｔmin’は、前回の燃焼サイクル中の瞬時回
転数Ｎが最大値のときのパルス幅である前回最小パルス
幅（前回の最大値相当値）である。今回最大パルス幅Ｔ
maxと瞬時回転数Ｎa'，Ｎb'，Ｎa，Ｎb［rpm］の関係か
らＴmax＝θ／６０・１／Ｎa………(2a) と表せ、又，
ΔＮ＝Ｎb−Ｎa＝Ｎb'−Ｎa'………(2b) と見なすこと
により、Ｎa＝Ｎb−Ｎb'＋Ｎa'………(2c) と表せ、式
(2c)を式(2a)に代入し，更にＮa'，Ｎb'，Ｎbをパルス
幅時間に置き換えることで、式(2)が得られる。
の瞬時回転数Ｎが最大値のときのパルス幅である今回最
小パルス幅（最新の最大値相当値）、Ｔmax’は、前回
の燃焼サイクル中の瞬時回転数Ｎが最小値のとき（前回
噴射時期）のパルス幅である前回最大パルス幅（最小値
相当値）、Ｔmin’は、前回の燃焼サイクル中の瞬時回
転数Ｎが最大値のときのパルス幅である前回最小パルス
幅（前回の最大値相当値）である。今回最大パルス幅Ｔ
maxと瞬時回転数Ｎa'，Ｎb'，Ｎa，Ｎb［rpm］の関係か
らＴmax＝θ／６０・１／Ｎa………(2a) と表せ、又，
ΔＮ＝Ｎb−Ｎa＝Ｎb'−Ｎa'………(2b) と見なすこと
により、Ｎa＝Ｎb−Ｎb'＋Ｎa'………(2c) と表せ、式
(2c)を式(2a)に代入し，更にＮa'，Ｎb'，Ｎbをパルス
幅時間に置き換えることで、式(2)が得られる。
【００２１】次いで、余り角度ＡＲの時間換算値ＡＴを
次式(3)に従って算出する。 ＡＴ＝ＡＲ／θ×Ｔmax ………(3) そして、基準位置を起点として噴射パルス数ＡＮをカウ
ントし、更に余り角度ＡＲの時間換算値ＡＴが経過した
時点を燃料噴射時期として設定する。ここで、今回最大
パルス幅Ｔmaxの算出に用いた式(2b)は、上記のように
エンジン回転数Ｎeの増減は、燃焼サイクル後半のほぼ
一定な瞬時回転数Ｎの減少幅に対して、燃焼サイクル前
半での瞬時回転数Ｎの増加幅を燃料噴射量の調整で加減
することにより実現される。つまり、各燃焼サイクル後
半において瞬時回転数Ｎは常に同様の過程を辿って減少
する。しかも、燃焼サイクル前半での回転増加の要因で
ある燃焼エネルギは各気筒毎の燃焼状態に応じて相違す
るため、各燃焼サイクルの回転増加状況にはある程度の
バラツキがあるが、これに対して回転減少の要因である
エンジン負荷は各気筒に均等に作用する（換言すれば、
各燃焼サイクルで同様に作用する）ことから、前後する
燃焼サイクルにおいて同一の回転減少状況が再現され、
その回転低下量ΔＮはほぼ等しいと見なされるという知
見に基づいて設定されたものである。
次式(3)に従って算出する。 ＡＴ＝ＡＲ／θ×Ｔmax ………(3) そして、基準位置を起点として噴射パルス数ＡＮをカウ
ントし、更に余り角度ＡＲの時間換算値ＡＴが経過した
時点を燃料噴射時期として設定する。ここで、今回最大
パルス幅Ｔmaxの算出に用いた式(2b)は、上記のように
エンジン回転数Ｎeの増減は、燃焼サイクル後半のほぼ
一定な瞬時回転数Ｎの減少幅に対して、燃焼サイクル前
半での瞬時回転数Ｎの増加幅を燃料噴射量の調整で加減
することにより実現される。つまり、各燃焼サイクル後
半において瞬時回転数Ｎは常に同様の過程を辿って減少
する。しかも、燃焼サイクル前半での回転増加の要因で
ある燃焼エネルギは各気筒毎の燃焼状態に応じて相違す
るため、各燃焼サイクルの回転増加状況にはある程度の
バラツキがあるが、これに対して回転減少の要因である
エンジン負荷は各気筒に均等に作用する（換言すれば、
各燃焼サイクルで同様に作用する）ことから、前後する
燃焼サイクルにおいて同一の回転減少状況が再現され、
その回転低下量ΔＮはほぼ等しいと見なされるという知
見に基づいて設定されたものである。
【００２２】以上のように、論理的な根拠に基づいて設
定された式(2)により極めて正確な今回最大パルス幅Ｔm
axを予測できることから、根本的に予測精度が低い従来
例のように、補正処理に適用する係数Ｋの設定のための
綿密なマッチングを必要とせず、仮に上記式(2)に補正
式を追加する場合でも、遥かに簡単な補正内容で十分な
予測精度を実現できる。その結果、極めて簡単な設定作
業によって今回最大パルス幅Ｔmaxを高い精度で予測で
き、もって、その予測値に基づいて余り角度を適切に時
間換算して、高精度のクランク角検出を実現することが
できる。
定された式(2)により極めて正確な今回最大パルス幅Ｔm
axを予測できることから、根本的に予測精度が低い従来
例のように、補正処理に適用する係数Ｋの設定のための
綿密なマッチングを必要とせず、仮に上記式(2)に補正
式を追加する場合でも、遥かに簡単な補正内容で十分な
予測精度を実現できる。その結果、極めて簡単な設定作
業によって今回最大パルス幅Ｔmaxを高い精度で予測で
き、もって、その予測値に基づいて余り角度を適切に時
間換算して、高精度のクランク角検出を実現することが
できる。
【００２３】尚，好ましくは上記実施形態としては、回
転低下量ΔＮがほぼ等しいとする算出方法だが、回転低
下相当値となる例えばパルス幅差が等しいと見なして算
出してもよい。ところで、上記実施形態では、コモンレ
ール式ディーゼルエンジン１への適用例を示したが，適
用対象は他の形式のディーゼルエンジンやガソリンエン
ジンでもよい。又，上記実施形態では，噴射開始時期の
決定に本発明のクランク角検出方法を用いたが、適用対
象はこれに限定されるものではなく、例えば、燃料噴射
終了時期や点火時期等を決定するために適用してもよ
い。
転低下量ΔＮがほぼ等しいとする算出方法だが、回転低
下相当値となる例えばパルス幅差が等しいと見なして算
出してもよい。ところで、上記実施形態では、コモンレ
ール式ディーゼルエンジン１への適用例を示したが，適
用対象は他の形式のディーゼルエンジンやガソリンエン
ジンでもよい。又，上記実施形態では，噴射開始時期の
決定に本発明のクランク角検出方法を用いたが、適用対
象はこれに限定されるものではなく、例えば、燃料噴射
終了時期や点火時期等を決定するために適用してもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のエンジンの
クランク角検出方法によれば、前回の最大値相当値と最
小値相当値とから求めた回転低下量相当値に基づいて最
新の最大値相当値からの回転低下状況を推定して、正確
な予測瞬時回転数相当値を予測できるため、補正処理を
設定するための綿密なマッチングを省略して設定作業を
簡略化した上で、高い精度の予測瞬時回転数相当値に基
づいて余り角度を適切に時間換算して、高精度のクラン
ク角検出を実現することができる。
クランク角検出方法によれば、前回の最大値相当値と最
小値相当値とから求めた回転低下量相当値に基づいて最
新の最大値相当値からの回転低下状況を推定して、正確
な予測瞬時回転数相当値を予測できるため、補正処理を
設定するための綿密なマッチングを省略して設定作業を
簡略化した上で、高い精度の予測瞬時回転数相当値に基
づいて余り角度を適切に時間換算して、高精度のクラン
ク角検出を実現することができる。
【図１】実施形態のクランク角検出方法を適用したディ
ーゼルエンジンを示す概略構成図である。
ーゼルエンジンを示す概略構成図である。
【図２】実施形態のクランク角検出方法による噴射時期
の決定状況を示す説明図である。
の決定状況を示す説明図である。
【図３】従来のクランク角検出方法による噴射時期の決
定状況を示す説明図である。
定状況を示す説明図である。
１ エンジン Ｎ 瞬時回転数 ＡＮ 噴射時期パルス数 ＡＲ 余り角度 ＡＴ 時間換算値 Ｔmax 今回最大パルス幅（予測瞬時回転数相当値） Ｔmin 今回最小パルス幅（最新の最大値相当値） Ｔmax’ 前回最大パルス幅（最小値相当値） Ｔmin’ 前回最小パルス幅（前回の最大値相当値）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA13 DA07 EA07 EA08 EC02 EC05 FA34 FA38 FA39 3G301 JA20 MA11 NB05 NE24 PE02Z PE03Z PE04Z
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼サイクル毎に変動するエンジンの瞬
時回転数が最小値となる時期近傍の目標クランク角を検
出するに際して、基準クランク角から上記目標クランク
角までのエンジン回転パルスのパルス数と１パルス未満
の余り角度とを求めて該余り角度を時間換算し、上記パ
ルス数をカウントして余り角度の時間換算値が経過した
時点を目標クランク角とするクランク角検出方法におい
て、 上記瞬時回転数の最新の最大値相当値、前回の最大値相
当値、及び両最大値相当値の間で発生した瞬時回転数の
最小値相当値をそれぞれ検出し、上記前回の最大値相当
値と上記最小値相当値とから求めた回転低下量相当値と
上記最新の最大値相当値とに基づいて予測瞬時回転数相
当値を予測し、該予測瞬時回転数相当値を上記余り角度
の時間換算に適用することを特徴とするエンジンのクラ
ンク角検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16532299A JP2000356161A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | エンジンのクランク角検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16532299A JP2000356161A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | エンジンのクランク角検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356161A true JP2000356161A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15810136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16532299A Pending JP2000356161A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | エンジンのクランク角検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000356161A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009167949A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃焼エネルギー算出装置及び内燃機関 |
| JP2010270635A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Denso Corp | エンジン停止始動制御装置 |
| JP2011220164A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Denso Corp | エンジン自動停止始動制御装置 |
| US8131452B2 (en) | 2009-01-21 | 2012-03-06 | Denso Corporation | System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met |
| JP2013139727A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Toyota Industries Corp | 燃料噴射制御装置 |
-
1999
- 1999-06-11 JP JP16532299A patent/JP2000356161A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009167949A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃焼エネルギー算出装置及び内燃機関 |
| US8131452B2 (en) | 2009-01-21 | 2012-03-06 | Denso Corporation | System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met |
| JP2010270635A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Denso Corp | エンジン停止始動制御装置 |
| JP4735737B2 (ja) * | 2009-05-20 | 2011-07-27 | 株式会社デンソー | エンジン停止始動制御装置 |
| JP2011220164A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Denso Corp | エンジン自動停止始動制御装置 |
| JP2013139727A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Toyota Industries Corp | 燃料噴射制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050608 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |