JP2003065137A - 逆回転検出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 逆回転を検知することにより、点火信号の誤
点火を防止し、内燃機関の保護をするとともに、始動性
を向上させることができる内燃機関の逆回転検出制御装
置を提供する。 【解決手段】 気筒判別用クランク角センサ信号Ａと角
度検出用クランク角センサ信号Ｂ（１°信号）のＡＮＤ
論理をとるＡＮＤ回路１と、ＡＮＤ回路１の出力信号Ｃ
から気筒を判別する気筒判別回路２と、気筒判別回路２
から各気筒毎に出力される信号ＣＹ１〜ＣＹ６とマイク
ロコンピュータ４から出力される各気筒分の点火信号Ｄ
のＡＮＤ論理をとる２入力ＡＮＤ回路３と、マイクロコ
ンピュータ４とを備え、マイクロコンピュータ４は、気
筒判別用クランク角センサ信号Ａを基に気筒番号を更新
して１番気筒を判別するとともに、該判別した１番気筒
信号と気筒判別回路２から出力される１番気筒信号とを
比較し、比較結果が不整合であるとき、内燃機関の逆回
転を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の内燃機関
の制御装置に係わり、特に、気筒判別用クランク角セン
サ信号と角度検出用クランク角センサ信号で点火制御、
燃料噴射制御など行う内燃機関制御装置において、内燃
機関の逆回転を検出する逆回転検出制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両、特に自動車用の内燃機関に
おいては、排気ガスの規制強化に対応すると共に、一方
で高出力化を図るために、電子制御装置が採用され、燃
料噴射量，燃料噴射タイミング及び点火時期等を精密に
制御して、前記排気ガスの規制強化と高出力化に対応し
ている。前記燃料噴射タイミングや点火時期の制御を行
う際には、クランク回転角とシリンダ番号を判定するこ
とが必要であることから、クランク軸の回転角度を知る
ための回転角度センサが設けられている。

【０００３】一般に、前記回転角度センサは、クランク
軸回転に対して１／２で同期回転するカム軸等に、クラ
ンク回転角センサと気筒判別センサとを設けた構成にな
っている。前記クランク回転角センサと気筒判別センサ
との信号で、クランク角の検出とシリンダ番号の判定を
行うものとしては、特開平３−２２９９５３号公報等に
関示されている技術がある。

【０００４】該技術は、一個の回転ディスクに、クラン
ク軸回転角を最小単位の１ｄｅｇ毎に検出するクランク
回転角センサ用の発光素子と受光素子を配置すると共
に、特定シリンダに対応した信号入力を得て特定シリン
ダを判別するための気筒判別センサ用の発光素子と受光
素子を配置して該各々の素子で検出して、各シリンダ毎
に最適の燃料噴射タイミング及び点火時期をクランク軸
回転角１ｄｅｇ単位で制御するものである。

【０００５】また、クランク回転角センサと気筒判別セ
ンサとの信号でクランク角の検出とシリンダ番号との判
定を行う他の技術の例として、特開平５−２３１２９４
号公報、特開平５−３１２０８８号公報記載の技術があ
るが、該技術はいずれも基準信号と、該基準信号とは別
に設けた気筒識別のための信号との二つの入力信号法
は、センサの個数が増加してコストアップを招くと共
に、その複数のセンサを同時に参照して気筒判定を行う
ものである。

【０００６】前記の如く、クランク角とシリンダ番号と
を別々のセンサを用いて判定する手段は、センサの個数
が増加してコストアップを招くと共に、その複数のセン
サの検出に基づいて作動するための制御系も複雑になっ
てしまう等の不具合がある。前記不具合を解消する手段
として、１個の回転角センサを用い、該回転角センサの
信号に基づき、クランク回転角の検出とシリンダ番号の
判定をする技術が特開平５−８６９５３号公報や特公平
７−５８０５８号公報に開示されている。

【０００７】前記開示の技術は、クランク回転角センサ
の各シリンダに対応して設定された数個の基準パルス信
号の内の１つの基準パルス信号の終了直後に、１つの気
筒判定用パルス信号の出力手段を別に設け、センサ信号
の入力毎に周期時間を計測し、前回と今回のパルス間隔
（周期時間）の比率を算出し、あらかじめ定められた判
定値と比較し、基準パルス信号であるか、又は気筒判定
用パルス信号であるかを判定するものである。

【０００８】ところで、前記開示された１個の回転角セ
ンサによる先行技術にあっては、内燃機関が逆回転した
ときに、逆転検出ができないこと、及びセンサ信号入力
毎に、入力された信号をもとに燃料噴射及び点火制御制
御を行うものであるが、入力信号の数が少ないため、前
記燃料噴射タイミング及び点火時期制御上の問題が生じ
ている。

【０００９】すなわち、４シリンダエンジンであれば、
クランク軸回転１８０ｄｅｇ毎に１〜３個の信号である
ため、それらの信号が入力する時間を計測し、予め既知
であるこれらの信号の設定角度値で除算することにより
単位回転角あたりの時間を算出しておき、前記燃料噴射
タイミングや点火時期の作動角度制御値に対して、その
角度に対応する時間到達時に燃料噴射あるいは点火制御
を行う、いわゆる時間制御方式が行われている。

【００１０】ところが、この時間制御方式においては、
信号の入力時間計測時と、燃料噴射制御時期及び点火制
御動作時が時間的にずれているため、内燃機関のクラン
ク軸の回転に変動があると前記燃料噴射タイミング及び
点火時期が設定値に対し早くなったり、遅れたりするな
どの現象が生じる。

【００１１】例えば、内燃機関の回転が８００ｒｐｍ回
転時に、±１００ｒｐｍの定常回転変動がある場合に
は、点火時期は設定値よりも２ｄｅｇ程度進角方向の誤
差を生じ、一方急加速の場合には遅角方向の誤差，急減
速の場合には進角方向の誤差となる。点火時期がずれて
しまうとノッキングを生じたりして、内燃機関のスムー
スな運転を妨げてしまうおそれがあった。

【００１２】さらに、誤判定により燃料噴射及び点火制
御が行われ、内燃機関が逆回転した場合に逆回転を検出
することができなかった。このため、異常に気がついた
運転者または操作者が内燃機関の停止操作を行い、内燃
機関を停止させなければならなかった。

【００１３】前記したように、自動車用内燃機関におい
ては、高出力化を図ることが望まれており、このため内
燃機関の高速回転を可能とするため、内燃機関の吸気及
び排気バルブの開閉タイミングにおいてオーバラップ期
間を増加させる傾向にあり、かつ点火タイミングもより
進角側に設定されるようになったので、内燃機関の逆回
転が生じやすくなり、このため誤判定や誤検出による制
御を防止することが一層要求されるようになった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の内燃
機関の電子制御装置にあっては、エンジンの逆回転が発
生した場合に、エンジンの回転方向を認識できないた
め、異常気筒へ点火を飛ばす誤配電が起こる可能性があ
った。また、内燃機関停止時の逆回転について考慮がさ
れておらず、逆回転時に内燃機関に損傷、又は始動性の
悪化を招くおそれがあった。本発明の目的は、内燃機関
の逆回転を検知することにより、内燃機関の保護、始動
性の向上を行うことにある。

【００１５】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、内燃機関の逆回転を
検知することにより、点火信号の誤点火を防止し、内燃
機関の保護するとともに、始動性を向上させることがで
きる内燃機関の逆回転検出制御装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の逆回転検出制御装置は、基本的には、気筒判別
用クランク角センサ信号を入力する気筒判別用クランク
角センサ信号入力手段と、角度検出用クランク角センサ
信号を入力する角度検出用クランク角センサ信号入力手
段と、前記気筒判別用クランク角センサ信号及び前記角
度検出用クランク角センサ信号に基づいて内燃機関の逆
回転を検出する逆回転検出手段とを備えることを特徴と
している。

【００１７】さらに、本発明の逆回転検出制御装置は、
気筒判別用クランク角センサ信号を入力する気筒判別用
クランク角センサ信号入力手段と、角度検出用クランク
角センサ信号を入力する角度検出用クランク角センサ信
号入力手段と、前記気筒判別用クランク角センサ信号及
び前記角度検出用クランク角センサ信号に基づいて気筒
を判別する気筒判別手段と、前記気筒判別用クランク角
センサ信号を基に気筒番号を更新して特定気筒を判別す
るとともに、該判別した特定気筒信号と前記気筒判別手
段から出力される特定気筒信号とを比較し、比較結果が
不整合であるとき、内燃機関の逆回転を検出する逆回転
検出手段とを備えることを特徴としている。

【００１８】また、本発明の逆回転検出制御装置の具体
的な態様は、前記逆回転検出手段が、前記気筒判別手段
から出力される特定気筒信号と前記気筒判別用クランク
角センサ信号を基に判別した特定気筒信号との比較を、
点火の出力タイミング毎に行うことを特徴としている。

【００１９】また、より好ましくは、前記特定気筒は、
１番気筒であってもよい。さらに、本発明の逆回転検出
制御装置の具体的な態様は、前記逆回転検出手段により
内燃機関の逆回転を検出されたとき、各気筒毎の点火出
力信号の出力を禁止する制御手段をさらに備えることを
特徴としている。前記の如く構成された本発明の逆回転
検出制御装置によって、内燃機関の逆回転を検知するこ
とができ、点火信号の誤点火を防止して内燃機関を保護
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の逆回転
検出制御装置の一実施形態について詳細に説明する。

【００２１】図１は、本実施形態の逆回転検出制御装置
の構成を示す図である。図１では６気筒エンジンの回路
を示している。図１において、逆回転検出制御装置は、
気筒判別用クランク角センサ信号Ａと角度検出用クラン
ク角センサ信号Ｂ（１°信号）のＡＮＤ論理をとるＡＮ
Ｄ回路１（気筒判別用クランク角センサ信号入力手段，
角度検出用クランク角センサ信号入力手段）と、ＡＮＤ
回路１の出力信号Ｃから気筒を判別する気筒判別回路２
（気筒判別手段）と、気筒判別回路２から各気筒毎に出
力される信号ＣＹ１〜ＣＹ６とマイクロコンピュータ４
（逆回転検出手段）から出力される各気筒分の点火信号
ＤのＡＮＤ論理をとる２入力ＡＮＤ回路３と、マイクロ
コンピュータ４とから構成される。

【００２２】マイクロコンピュータ４は、気筒判別用ク
ランク角センサ信号Ａを基に気筒番号を更新して１番気
筒を判別するとともに、該判別した１番気筒信号と気筒
判別回路２から出力される１番気筒信号とを比較し、比
較結果が不整合であるとき、内燃機関の逆回転を検出す
る。また、マイクロコンピュータ４は、内燃機関の逆回
転検出時に気筒判別回路２をクリアする気筒判別回路リ
セット信号Ｆを出力する。気筒判別回路２は、気筒判別
用クランク角センサ信号ＡがＨＩＧＨの間の角度検出用
クランク角センサ信号Ｂをカウントすることにより、所
定のカウント値になった場合に、特定の気筒であること
を検知する。

【００２３】２入力ＡＮＤ回路３は、気筒判別回路２か
らの各気筒判別信号ＣＹ１〜ＣＹ６とマイクロコンピュ
ータ４から各気筒分出力される点火信号ＤのＡＮＤ論理
をとり各気筒毎の点火出力信号Ｉ１〜Ｉ６として分配さ
れる。上記２入力ＡＮＤ回路３及びマイクロコンピュー
タ４は、全体として、内燃機関の逆回転を検出されたと
き、各気筒毎の点火出力信号の出力を禁止する制御手段
としての機能を有する。以下、上述のように構成された
逆回転検出制御装置の動作を説明する。

【００２４】図２は、エンジンが正回転か逆回転かを検
知する動作を示すフローチャートであり、マイクロコン
ピュータ４により点火制御時に割込み処理される。図
中、Ｓはフローの各ステップを示す。図３は、本実施形
態の動作を説明するための逆回転時の各信号のタイミン
グチャートである。

【００２５】まず、ステップＳ１で点火割込みで気筒判
別回路２から出力される一番気筒信号ＣＹ１を検知し、
一番気筒信号ＣＹ１出力中でなければ該当条件にないた
め本フローを終了する。一番気筒信号ＣＹ１出力中であ
れば、ステップＳ２で図３に示す気筒判別カウンタ値Ｇ
が＄ＦＦ又は＄００か否かを判別する。気筒判別カウン
タ値Ｇが＄ＦＦ又は＄００以外の場合は、ステップＳ３
で逆回転判定フラグＥは“１”か（＃Ｅ＝“１”か）否
かにより気筒判別回路２から出力される各気筒判別信号
ＣＹ１〜ＣＹ６との比較を行う。逆回転判定フラグＥが
“１”でないときは、比較した結果が正回転時の値と合
致していない場合であり内燃機関は逆回転であることを
認識し、ステップＳ４で逆回転判定フラグＥを“１”と
する（＃Ｅ←“１”）。

【００２６】逆回転判定フラグＥが“１”となった場
合、ステップＳ５で気筒判別回路リセット信号Ｆを次の
気筒判別クランク角センサ信号Ａがくるまで“ＬＯＷ”
とし（Ｆ＝“０”←“１”）、ステップＳ６で気筒判別
回路２をクリア（Ｇ←＄００）して本フローを終了す
る。

【００２７】上記ステップＳ２で気筒判別カウンタ値Ｇ
が＄ＦＦ又は＄００の場合、あるいは上記ステップＳ３
で逆回転判定フラグＥが“１”の場合は、ステップＳ４
及びＳ５をスキップしてステップＳ６に進む。このよう
に、気筒判別回路２にリセットをかけることで、内燃機
関の逆回転時に気筒判別回路２から出力される各気筒判
別信号ＣＹ１〜ＣＹ６を全て“ＬＯＷ”とし、各気筒へ
の点火出力を禁止することにより、誤点火を防止する。

【００２８】上記フローを実行することにより、図３に
示すように、内燃機関が逆回転した場合、気筒判別用ク
ランク角センサ信号Ａの一番気筒信号＃１が２回連続で
制御装置へ入力される。この状態の場合、気筒判別回路
２から出力される一気筒判別信号ＣＹ１は２回連続で出
力される。

【００２９】一方、マイクロコンピュータ４内の気筒判
別ロジックは、一気筒判別信号ＣＹ１が入力された後、
気筒判別用クランク角センサ信号Ａが入力される毎に気
筒番号を更新する。マイクロコンピュータ４内で算出さ
れる気筒判別カウンタ値Ｇと気筒判別回路２から出力さ
れる一気筒判別信号ＣＹ１を比較し、不整合であること
を認識した時に気筒判別カウンタ値Ｇをクリアし、逆回
転判定フラグを“１”にして、同時に気筒判別カウンタ
２のリセット信号Ｆを“ＬＯＷ”にすることで誤点火が
防止される。

【００３０】以上詳細に説明したように、本実施形態の
逆回転検出制御装置は、気筒判別用クランク角センサ信
号Ａと角度検出用クランク角センサ信号Ｂ（１°信号）
のＡＮＤ論理をとるＡＮＤ回路１と、ＡＮＤ回路１の出
力信号Ｃから気筒を判別する気筒判別回路２と、気筒判
別回路２から各気筒毎に出力される信号ＣＹ１〜ＣＹ６
とマイクロコンピュータ４から出力される各気筒分の点
火信号ＤのＡＮＤ論理をとる２入力ＡＮＤ回路３と、マ
イクロコンピュータ４とを備え、マイクロコンピュータ
４は、気筒判別用クランク角センサ信号Ａを基に気筒番
号を更新して１番気筒を判別するとともに、該判別した
１番気筒信号と気筒判別回路２から出力される１番気筒
信号とを比較し、比較結果が不整合であるとき、内燃機
関の逆回転を検出するので、内燃機関のエンジンの正回
転／逆回転を検知することができる。その結果、エンジ
ン正回転時は正常な点火を行うことができ、エンジン逆
回転時は点火を止めことが可能となるため、エンジンの
正回転／逆回転に関わらず、エンジンの損傷を防止する
効果がある。また、逆回転後の始動性の向上を行うこと
ができる。

【００３１】以上、本発明の実施形態について詳述した
が、本発明は、前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明に係る逆回転検出制御装置は、内燃機関の逆回転を検
知することができ、点火信号の誤点火を防止し、内燃機
関の保護するとともに、始動性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の逆回転検出制御装置の構
成を示す図。

【図２】本実施形態の逆回転検出制御装置のエンジンが
正回転か逆回転かを検知する動作を示すフローチャー
ト。

【図３】本実施形態の逆回転検出制御装置の逆回転時の
各信号のタイミングチャート。

【符号の説明】

１…ＡＮＤ回路（気筒判別用クランク角センサ信号入力
手段，角度検出用クランク角センサ信号入力手段） ２…気筒判別回路（気筒判別手段） ３…２入力ＡＮＤ回路（制御手段の一部） ４…マイクロコンピュータ（逆回転検出手段，制御手段
の一部） Ａ…気筒判別用クランク角センサ信号 Ｂ…角度検出用クランク角センサ信号（１°信号） Ｃ…２入力ＡＮＤ回路１の出力信号 Ｄ…マイクロコンピュータより出力される点火信号 Ｅ…逆回転判定フラグ Ｆ…気筒判別回路リセット信号 Ｇ…気筒判別カウンタ値 ＣＹ１…一気筒判別信号 ＣＹ２…二気筒判別信号 ＣＹ３…三気筒判別信号 ＣＹ４…四気筒判別信号 ＣＹ５…五気筒判別信号 ＣＹ６…六気筒判別信号 Ｉ１…一気筒点火出力信号 Ｉ２…二気筒点火出力信号 Ｉ３…三気筒点火出力信号 Ｉ４…四気筒点火出力信号 Ｉ５…五気筒点火出力信号 Ｉ６…六気筒点火出力信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｐ 11/02 ３０３ Ｆ０２Ｐ 11/02 ３０３Ｚ 17/00 17/00 Ｕ Ｆターム(参考） 3G019 AC01 CB17 CB27 DB07 GA01 GA02 LA11 3G084 BA16 CA01 CA05 DA00 DA27 DA28 DA29 EB02 EB08 EB22 EC02 FA38 FA39 3G092 BA10 BB01 CB04 EC09 FA33 FB06 GA01 GA08 GA20 HB01X HC08X HE03Z HE05Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒判別用クランク角センサ信号を入力
   する気筒判別用クランク角センサ信号入力手段と、 角度検出用クランク角センサ信号を入力する角度検出用
   クランク角センサ信号入力手段と、 前記気筒判別用クランク角センサ信号及び前記角度検出
   用クランク角センサ信号に基づいて内燃機関の逆回転を
   検出する逆回転検出手段とを備えることを特徴とする逆
   回転検出制御装置。
2. 【請求項２】 気筒判別用クランク角センサ信号を入力
   する気筒判別用クランク角センサ信号入力手段と、 角度検出用クランク角センサ信号を入力する角度検出用
   クランク角センサ信号入力手段と、 前記気筒判別用クランク角センサ信号及び前記角度検出
   用クランク角センサ信号に基づいて気筒を判別する気筒
   判別手段と、 前記気筒判別用クランク角センサ信号を基に気筒番号を
   更新して特定気筒を判別するとともに、該判別した特定
   気筒信号と前記気筒判別手段から出力される特定気筒信
   号とを比較し、比較結果が不整合であるとき、内燃機関
   の逆回転を検出する逆回転検出手段とを備えることを特
   徴とする逆回転検出制御装置。
3. 【請求項３】 前記逆回転検出手段は、 前記気筒判別手段から出力される特定気筒信号と前記気
   筒判別用クランク角センサ信号を基に判別した特定気筒
   信号との比較を、点火の出力タイミング毎に行うことを
   特徴とする請求項２記載の逆回転検出制御装置。
4. 【請求項４】 前記特定気筒は、１番気筒であることを
   特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の逆回
   転検出制御装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記逆回転検出手段により内燃
   機関の逆回転を検出されたとき、各気筒毎の点火出力信
   号の出力を禁止する制御手段を備えることを特徴とする
   請求項１又は２のいずれか一項に記載の逆回転検出制御
   装置。