JP2508725B2

JP2508725B2 - 内燃機関用回転基準角度位置検出装置

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Publication number: JP2508725B2
Application number: JP62147429A
Authority: JP
Inventors: 隆道中瀬; 裕一平野
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPS63309750A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）この発明は内燃機関のクランク軸に同期して回転する
回転体の回転角度及び基準位置を検出する検出装置に関
するものであって、特に１組の情報発生手段から回転体
の回転角度に関する情報と、回転体の基準位置に関する
情報とを同時に検出する内燃機関用回転基準角度位置検
出装置に関するものである。

（従来の技術）内燃機関のクランク軸に同期して回転する回転体の回
転検出では、回転体の角度情報と同時に回転体のある特
定の角度位置を基準位置として取り出す必要がある。そ
のため、従来の回転基準角度位置検出装置は、角度情報
の発生手段と基準位置情報の発生手段とをそれぞれ独立
に設置するのが一般的となっているが、この構成では装
置が大型化し、コストも高くなるという問題点があっ
た。このため、特に電子制御装置の構成を簡単にして小
型化及び低コスト化を図ることを目的として、回転体の
角度情報の中に特定の基準位置情報をも組み込ませる方
法が特開昭57-137627号公報、特開昭60-170720号公報等
において提案されている。

そのための具体的な方法は、第15図に示すように、例
えばクランク軸に同期して回転する回転体40の円周上
に、θ_２＝θ_３＝θ_４＝θ_５＝θ_６＝θ_７＝45°となる
等間隔部と、θ_１＝90°となる１つの不等間隔部とが形
成されるように同一の突起幅角度を有する突起１〜７を
設け、これらの突起１〜７の通過を通過検出センサによ
り検出する。

そして、前記通過検出センサからの各突起１〜７の通
過に基づく出力を波形整形して、例えば第16図（ａ）に
示すようにパルス時系列信号SG5を得る。このパルス時
系列信号SG5中のｉ番目のパルスのパルス時間間隔Tiを
第16図（ｂ）に示すように計測するとともに、第16図
（ｃ）に示すように、連続して発生する３つのパルスの
パルス時間間隔Ti_-2,Ti_-1,Tiを変数とする判別関数f₃＝
（Ti_-1）²/（Ti_-2×Ti）を算出し、この判別関数f₃の値
が所定値Ｋ以上となったとき、前記パルス時系列信号SG
5の中から前記不等間隔部θ_１、即ち基準位置を検出す
るものであった。

又、前記判別関数としては、連続して発生する２つの
パルスのパルス時間間隔Ti_-1,Tiを変数とする判別関数f
₄＝Ti_-1/Tiが挙げられ、第16図（ｄ）に示すように判別
関数f₄値を算出し、この判別関数f₃の値が所定値Ｋ以上
となったとき、前記パルス時系列信号SG5の中から前記
不等間隔部θ_１、即ち基準位置を検出するものであっ
た。

第16図は上記の検出方法において、回転体40の回転速
度を一定、即ち内燃機関を安定した運転状態に保った場
合の結果を示すものであって、第16図（ｃ）に示すよう
にパルス時系列信号SG5の６つ目のパルス、即ち第15図
に示す突起２の検出時においてのみ、判別関数f₃≧Ｋと
なり、基準位置を正確に検出することができる。又、判
別関数f₄を使用した場合にも、第16図（ｄ）に示すよう
にパルス時系列信号SG5の６つ目のパルス、即ち前記突
起１の検出時においてのみ、判別関数f₄≧Ｋとなり、基
準位置を正確に検出することができる。

又、第17図はＶ型２気筒クランク90°点火内燃機関に
おいて第17図（ｄ）に示すように急激な回転上昇の発生
する熱時スタータオン時点からの圧縮着火（内燃機関の
圧縮行程において、着火のための点火栓での飛火がなく
ても自然着火する現象）が発生した場合における基準位
置の検出結果を示したものである。なお、第15図の突起
５が前記通過検出センサにより検出された時を第２気筒
の上死点に対応させ、突起７が検出された時を第１気筒
の上死点に対応させている。

この例では、第17図（ｆ）に示すように点Ａ（パルス
時系列信号SG5の５つ目のパルス）、即ち第15図に示す
突起７の検出時においても、判別関数f₃の値が所定値Ｋ
以上となり、基準位置を誤検出してしまう。又、第17図
（ｇ）に示すように点Ｂ（パルス時系列信号SG5の５つ
目のパルス）、即ち第17図（ｆ）と同様に前記突起７の
検出時において、判別関数f₄の値が所定値Ｋ以上とな
り、基準位置を誤検出してしまうという問題がある。

このような誤検出は、冷時スタータオン時点から内燃
機関が始動し始めるクランキング状態において、第２気
筒のピストンが圧縮行程から上死点を通過し、爆発行程
に至る初回１発の初爆過程において急激な回転変動を生
じる場合でも、前述圧縮着火時と同様に発生する。

このため、上記従来の基準位置検出装置を点火系に使
用した場合、基準位置の誤検出によって誤点火を起こし
て所要トルクを発生させられなかったり、バックファイ
ヤ、アフタバーン等の現象を引き起こす。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の方法において、誤検出してしまう
原因は、基準位置を検出するためのパルス時間間隔を変
数とする判別関数ｆの検出感度に対し、内燃機関の回転
変動が大き過ぎることにある。従って、判別関数ｆの検
出感度を上げるために欠落突起数を増やして、不等間隔
部θ_１と等間隔部θ_２〜θ_７との比を大きくする方法が
考えられるが、急激な回転上昇の発生する角度位置での
判別関数ｆの値を小さくすることができるわけではな
く、所定値Ｋを大きくしなければならず、おのずと限界
がある。又、回転体に設ける突起数を増やして等間隔部
の角度間隔を小さくすることによって、基準位置を誤検
出しない回転変動上限を上げることが考えられるが、回
転体の製作コストアップや、突起数の増加に伴ってデー
タ数が増えることによる角度情報処理時間の増大等の種
々の問題が発生する。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたも
のであって、その目的は角度情報を指示する１組の被検
出部における不均一性を、角度情報の角度の不規則性で
表現することによって、基準位置の情報を角度情報の中
に組み込むという方法を対象とし、各種内燃機関に応用
でき、かつ簡潔で、しかも信頼性の高い回転基準角度位
置検出装置を提供するものである。

又、本発明は、基準位置検出のための判別関数ｆの検
出感度を高くでき、かつ内燃機関の急激な回転変動が発
生しても、基準位置を検出すべき角度位置以外は大きな
判別関数ｆ値とならず、しかも上記した角度の不規則性
を含むパルスの時系列を電気的に処理して、前記パルス
の時系列の中から前記角度における不規則な特異点部、
即ち基準位置を検出し対応付ける手段として、電子制御
装置が演算処理装置として内蔵するマイクロコンピュー
タを利用することによって最も有効となるような基準位
置の検出処理手段を提供すること、さらにはそれによっ
て基準位置を検出するためだけの電子回路の設置を必要
としない基準位置の検出装置を提供するものである。

発明の構成（問題点を解決するための手段）この発明は上記目的を達成するためになされたもので
あって、単気筒若しくは複数気筒の内燃機関のクランク
軸に同期して回転する回転体と、前記回転体に所定の角
度関係で設けられた角度情報を指示する複数の被検出部
と、前記被検出部の回転通過を検出し、前記被検出部に
対応した角度情報を含むパルス時系列出力を出力する通
過検出手段と、前記通過検出手段から出力され、パルス
時系列に包含された前記角度情報に基づいて内燃機関の
制御処理を実行する電子制御装置と、を備え、複数の前記被検出部は、前記回転体の特定基準位置を
示す特定被検出部と、他の一般被検出部とを含み、前記特定被検出部は、前記通過検出手段から前記特定
被検出部に対応して出力されるパルスが前記一般被検出
部に対応して出力されるパルスとは異なるパルス幅時間
を持つよう前記一般被検出部とは異なる角度範囲にわた
って形成されており、前記電子制御装置は、前記通過検出手段から出力され
るパルス時系列を受けて、そのパルス時系列中の連続す
るｎ個のパルス幅時間（T_Wi,T_Wi_-1…T_Wi_-n）が前記特定
被検出部の出現に対応する変化を示したときに所定条件
を満たすよう所定の判別関数ｆ（T_W）を演算する演算手
段と、前記判別関数ｆ（T_W）が前記所定条件を満たすと
き前記回転体の基準位置を前記特定被検出部に対応した
パルスに基づき決定する基準位置決定手段とを備え、前記通過検出手段は、前記内燃機関の前記クランク軸
を回転駆動するすべての気筒の上死点前から上死点近傍
にかけての行程と上死点直後の下降行程の中とに前記ｎ
個の前記一般被検出部に対応するパルスが連続して出力
されることがないように、前記内燃機関の前記クランク
軸を回転駆動するすべての気筒の上死点と、前記特定被
検出部およびその前後の前記一般被検出部のうちいずれ
かに対応するパルスの出力時点とを対応させて前記クラ
ンク軸の回転角度上の特定位置を装着された内燃機関用
回転基準角度位置検出装置を要旨としている。

（作用）上記構成により、回転体が内燃機関のクランク軸に同
期して回転されると、通過検出手段は回転体に設けられ
た被検出部の回転通過を検出し、前記検出部に対応した
角度情報を含むパルス時系列出力を出力する。このパル
ス時系列には回転体の角度情報と、回転体の特定基準位
置を示す情報が含まれている。演算手段は、前記通過検
出手段から出力されるパルス時系列を受けて、そのパル
ス時系列中の連続するｎ個のパルス幅時間（T_Wi,T_Wi_-1
…T_Wi_-n）が特定被検出部の出現に対応する変化を示し
たときに所定条件を満たすよう所定の判別関数ｆ（T_W）
を演算する。又、基準位置決定手段は、前記判別関数ｆ
（T_W）が前記所定条件を満たすとき、前記回転体の特定
基準位置を前記特定被検出部に対応したパルスに基づき
決定する。

（実施例）以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図に示すように回転基準角度位置検出装置は、内
燃機関10、角度情報発生手段20及び電子制御装置30とに
より構成されており、前記内燃機関10は、例えば第１気
筒11と第２気筒12とを備えたＶ型２気筒クランク90°点
火用内燃機関である。

前記角度情報発生手段20は、前記内燃機関10のクラン
ク軸（図示略）に同期して回転し、その円周上に角度情
報を指示する被検出部としての複数の突起１〜４を設け
た磁性体よりなる回転体21と、この回転体21の近傍に配
設されかつ前記突起１〜４の通過を検出する通過検出手
段としての電磁ピックアップセンサ22とで構成されてい
る。

第２図に示すように、回転体21の突起１〜４はθ_１＝
θ_２＝θ_３＝θ_４＝90°なる等間隔に配置され、回転体
21の等間隔角度情報を与えるようになっている。又、前
記各突起1,3,4は突起幅角度がθw₁＝θw₃＝θw₄＝10°
なる等角度部となっており、又、突起２は突起幅角度が
θw₂＝50°なる１つの不等角度部となっており、この突
起２が回転体21の特定基準位置の情報を与える特定被検
出部となっており、他の突起1,3,4が一般被検出部とさ
れている。そして、この実施例では前記回転体21及び電
磁ピックアップセンサ22は、内燃機関10の各気筒11,12
のピストン上死点（TDC）近傍にて回転体21の突起1,2と
それぞれ対応するように配置されている。

前記電磁ピックアップセンサ22は前記突起１〜４の通
過を検出し、各突起１〜４に対応した角度情報としての
パルス時系列出力SG1を電子制御装置30に出力するよう
になっている。

電子制御装置30を構成する波形整形回路31は前記電磁
ピックアップセンサ22から出力されるパルス時系列出力
SG1の波形を整形し、第４図（ａ）に示すようなパルス
時系列信号SG2を次段の１チップマイクロコンピュータ3
2に出力するようになっている。なお、図４（ａ）中、
ｎは突起の符号を示している（以下、第５〜８図、第10
図、第12図、第14図においても同じである）。

マイクロコンピュータ32は波形整形回路31から出力さ
れる前記パルス時系列信号SG2に基づいて制御処理を実
行するようになっており、次段の増幅器33に制御出力SG
3を出力するようになっている。マイクロコンピュータ3
2は演算手段及び基準位置決定手段を構成している。

増幅器33は、前記マイクロコンピュータ32から出力さ
れる制御出力SG3に基づいて駆動信号SG4を出力し、イン
ジェクタ、イグナイタ（いずれも図示せず）等を駆動さ
せるようになっている。

前記マイクロコンピュータ32は、前記波形整形回路31
から出力されるパルス時系列信号SG2中のｉ番目のパル
スのパルス幅時間T_Wiを、パルスが発生する毎に第４図
（ｂ）に示すように計測するようになっている。又、マ
イクロコンピュータ32は、このように計測した連続する
複数のパルスのパルス幅時間T_Wiを変数とした判別関数
ｆの値を算出し、前記回転体21の基準位置を決定するよ
うになっている。

この判別関数ｆとしては下記に示すf₁,f₂が挙げられ
る。

f₁＝（T_Wi_-1）²/（T_Wi_-2×T_Wi） f₂＝T_Wi_-1/T_Wi なお、T_Wiはいずれかの突起の通過検出に基づいて発
生した最新のパルスのパルス幅時間であり、T_Wi_-1は１
つ前のパルスのパルス幅時間、T_Wi_-2は２つ前のパルス
のパルス幅時間である。従って、前記判別関数f₁はパラ
メータ（変数）が、T_Wi,T_Wi_-1,T_Wi_-2の３つであり、判
別関数f₂はパラメータ（変数）が、T_Wi,T_Wi_-1の２つと
なる。

この実施例ではマイクロコンピュータ32は第４図
（ｃ）に示すように判別関数f₁算出するようになってい
る。そして、マイクロコンピュータ32は前記判別関数ｆ
の値が所定値Ｋ（この実施例では４）以上となったと
き、パルス幅時間T_Wi_-1のパルスと対応する前記突起２
を特異点部、即ち基準位置として決定するようになって
いる。

又、マイクロコンピュータ32は、上記のように回転体
21の基準位置を決定した後は、前記突起２と対応するパ
ルスを基準として前記回転体21の回転角度を決定すると
ともに、その決定した基準位置及び回転角度に基づい
て、点火時期制御あるいは燃料噴射制御等の実行処理を
行うようになっている。

次に、マイクロコンピュータ32の基準位置検出の処理
手順を第３図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。

このフローチャートに示される処理はパルス時系列信
号SG2の各パルスがマイクロコンピュータ32に供給され
る毎に起動される割込み処理の中の一部として実行され
るものである。

まず、ステップS1でマイクロコンピュータ32は、第４
図（ａ）に示すように波形整形回路31から出力される各
パルスの立下がりから立上がりまでのパルス幅時間T_Wを
第４図（ｂ）に示すように計測する。続くS2にて基準位
置の検出状態を示すフラグFGPOSが１かどうかを判別す
る。このFGPOSは基準位置が既に検出されている場合に
は“1"、未検出の場合には“0"であり、特に電子制御装
置30のパワーオンリセット時にはFGPOS＝０となってい
る。

マイクロコンピュータ32はS2にてFGPOS＝０と判別す
ると、続くS3にてパルス幅時間T_Wを計測する毎にT_Wi_-2,
T_Wi_-1,T_Wiのデータを更新していき、S4で電子制御装置3
0のパワーオンリセット後のパルス入力数が３つ、即ちT
_Wi_-2,T_Wi_-1,T_Wiのデータが完全に出揃うと、S5に移行し
て判別関数f₁の値を計算し、S6に進む。

このS6でマイクロコンピュータ32は判別関数f₁の値が
所定値Ｋ以上かどうかを判別する。そして、第４図
（ｃ）に示すようにf₁₁＜Ｋと判別すると基準位置が未
検出であるとして、割り込み処理を終了する。この後、
４つ目のパルスが入力されると、前記S1〜S5の処理を実
行し、S6にて第４図（ｃ）に示すようにf₁₂＜Ｋと判別
すると、前記と同様に処理を終了する。

さらに、５つ目のパルスが入力されると、マイクロコ
ンピュータ32は前記S1〜S5の処理を実行し、S6にて第４
図（ｃ）に示すようにf₁₃≧Ｋと判別すると、基準位置
を検出したとして、S7に進む。このS7にて前記S1で入力
されたパルスを、コンピュータ32内の変数ｎとして第４
図（ａ）に示すように対応付ける。即ち、第４図（ａ）
に示すようにf₁₃≧Ｋとなった時点では５つ目のパルス
のパルス幅時間T_Wiを３に、４つ目のパルスのパルス幅
時間T_Wi_-1を２に、さらに３つ目のパルスのパルス幅時
間T_Wi_-2を１に対応させる。従って、これら３つのパル
ス幅時間と前記回転体21の各突起１〜３との対応、即ち
基準位置との対応が採れたことになる。

続くS8にてマイクロコンピュータ32は基準位置の検出
状態を示すフラグFGPOSを“1"にセットし、割り込み処
理を終了する。

フラグFGPOS＝１となった後にパルス入力があると、
マイクロコンピュータ32はS1にてパルス幅時間T_Wを計測
して、続くS2からS9に移行する。このS9にて前記変数ｎ
に１を加算し、S10に進む。なお、この時ｎ≧５となる
場合には、ｎ＝ｎ−４と置き換える。

次にS10にてマイクロコンピュータ32はｎ＝１と判別
すると、S11に移行して計測したパルス幅時間T_WをT_Wi_-2
に代入し、又、S12にてｎ＝２と判別すると、S13に移行
して計測したパルス幅時間T_WをT_Wi_-1に代入し、処理を
終了する。又、S14にてｎ＝３と判別すると、S15で前記
S1にて計測したパルス幅時間T_WをT_Wiに代入し、S16に進
んで判別関数f1の値を計算する。S16に続くS17にてマイ
クロコンピュータ32はf₁≧Ｋと判別すると、基準位置の
対応に誤りはないとして処理を終了する。

なお、前記S14でｎ≠３であると判別すると、割り込
み処理を終了する。

又、マイクロコンピュータ32はS17でf₁＜Ｋと判別し
た場合には、ノイズ等何らかの原因によって基準位置の
対応に誤りが発生したとして、S18で前記フラグFGPOSを
“0"とすることによって、次にパルスが入力された時の
割り込み処理において再び基準位置検出のプログラムを
起動する。

なお、回転体21の角度情報は、マイクロコンピュータ
32がパルス信号の入力毎にパルス信号の立下がり時間間
隔を計測することにより得られる。

このように、内燃機関10を安定した運転状態、即ち回
転体21の回転数を一定にした場合、パルス時系列信号SG
2の90°間隔で発生するｉ番目のパルスのパルス幅時間T
_Wiは、マイクロコンピュータ32によって第４図（ｂ）に
示すように計測される。そして、連続する３つのパルス
幅時間T_Wiを変数とする判別関数f₁により、第４図
（ｃ）に示すように特異点部θ_W2、即ち基準位置を検出
することができる。

なお、前記実施例では基準位置検出のために判別関数
f₁を使用したが、前記判別関数f₂＝T_Wi_-1/T_Wiを使用し
ても第４図（ｄ）に示すようにf₂₄≧Ｋとなり、５つ目
のパルスと対応する特異点部θ_W2、即ち基準位置を前記
実施例と同様に検出できる。

次に、内燃機関を単気筒内燃機関とし、その圧縮着火
時において、急激な回転上昇が発生した場合における基
準位置検出装置の処理方法がどのように応答するのか
を、第５〜８図に基づいて説明する。

第５図は回転体21の突起１が電磁ピックアップセンサ
22に対向した時にピストンが気筒の上死点に対応するも
のとした場合の結果を示し、電磁ピックアップセンサ22
が突起３を検出した時にのみ、第５図（ｅ）に示すよう
に判別関数f₁が所定値Ｋ以上となり、基準位置を正確に
検出できる。又、第５図（ｆ）に示すように、判別関数
f₂を使用した場合にも突起３の検出時にのみ、判別関数
f₂の値が所定値Ｋ以上となり、基準位置を正確に検出で
きる。

第６図は前記突起２が電磁ピックアップセンサ22に対
向した時にピストンが気筒の上死点に対応するものとし
た場合の結果を示し、第５図の例と同様に電磁ピックア
ップセンサ22が突起３を検出した時にのみ、第６図
（ｅ），（ｆ）に示すように判別関数f₁,f₂の値がそれ
ぞれ所定値Ｋ以上となり、基準位置を正確に検出でき
る。

第７図は前記突起３が電磁ピックアップセンサ22に対
向した時にピストンが気筒の上死点に対応するものとし
た場合の結果を示し、パルス時系列信号SG2の７つ目の
パルス、即ち電磁ピックアップセンサ22が突起４を検出
した場合にも第７図（ｆ）に示すように判別関数f₂≧Ｋ
となり、基準位置を誤検出してしまう。

又、第８図は前記突起４が電磁ピックアップセンサ22
に対向した時にピストンが気筒の上死点に対応するもの
とした場合の結果を示し、パルス時系列信号SG2の８つ
目のパルス、即ち電磁ピックアップセンサ22が突起１を
検出した場合にも第８図（ｅ），（ｆ）に示すように、
いずれの判別関数f₁,f₂もそれぞれの所定値Ｋ以上とな
り、基準位置を誤検出してしまう。

上記第５〜８図に示した結果より、判別関数f₂を用い
る場合にはピストンが気筒の上死点に対応するとき、回
転体21の突起1,2のいずれかを電磁ピックアップセンサ2
2に対向させればよく、又、判別関数f₁を用いる場合に
はピストンが上死点に対応するとき、回転体21の突起１
〜３のいずれかを電磁ピックアップセンサ22に対向させ
れはよい。

従って、基準位置検出に用いる判別関数ｆと、内燃機
関を構成する気筒の上死点と対応させる回転体の突起配
置関係を選択することにより、圧縮着火時等の急激な回
転変動が発生しても基準位置の誤検出を防止することが
できる。即ち、第５〜８図に示す例では内燃機関として
単気筒内燃機関を取り上げたが、第9,10図に示すように
各種内燃機関に応用することができる。第９図は各種内
燃機関の機関を構成する各気筒の機関サイクル行程を示
すものであり、第９図（ａ）は２気筒クランク180°点
火用内燃機関、第９図（ｂ）は４気筒クランク360°点
火用内燃機関、第９図（ｃ）はＶ型２気筒クランク90°
点火用内燃機関である。

第10図は急激な回転変動が発生しても基準位置を誤検
出することがないような内燃機関と判別関数ｆのパラメ
ータ数との組合わせと、機関を構成する各気筒の上死点
と回転体の突起配置を示すものであり、図中、○印で示
すような組合わせとすれば、急激な回転変動が生じても
基準位置を正確に検出でき、この検出した基準位置と回
転角度とに基づいて、内燃機関を適切に制御することが
できる。

第10図のうち、単気筒と、複数気筒である２気筒クラ
ンク180°点火エンジンについてより詳細に説明する。

第10図中の○は以下の条件を満足しているか否かによ
って付されている。

すなわち、「内燃機関のクランク軸を回転駆動するす
べての気筒の上死点前から上死点近傍にかけての行程と
上死点直後の下降行程の中とにｎ個の一般被検出部とし
ての突起２に対応するパルスが連続して出力されること
がない」という第１条件と、「内燃機関のクランク軸を
回転駆動するすべての気筒の上死点と、前記特定被検出
部としての突起２及びその前後の前記一般被検出部とし
ての突起1,3,4のうちいずれかに対応するパルスの出力
時点とを対応」することを第２条件としている。

（１）単気筒において、判別関数ｆのパラメータ数２の
場合（ａ）上死点が突起１（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点前から上死点近傍にかけての行
程」において、突起１（一般被検出部）のパルスが発生
し、「上死点直後の下降行程」では突起２（特定被検出
部）のパルスが発生するため、上記第１条件を満足す
る。又、この場合には、第２条件も満足することにな
る。このときには、誤判定の虞がないため、○とされて
いる。

（ｂ）上死点が突起２（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点前から上死点近傍にかけての行
程」において、突起２（特定被検出部）のパルスが発生
し、「上死点直後の下降行程」では突起３（一般被検出
部）のパルスが発生するため、上記第１条件を満足す
る。又、この場合には、第２条件も満足することにな
る。このときには、誤判定の虞がないため、○とされて
いる。

（ｃ）上死点が突起３（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点前から上死点近傍にかけての行
程」において、突起３（一般被検出部）のパルスが発生
し、「上死点直後の下降行程」では突起４（一般被検出
部）のパルスが発生するため、２個の一般被検出部のパ
ルスが連続することになり、上記第１条件を満足しな
い。なお、この場合には、第２条件は満足する。しか
し、第１条件を満足しないため、誤判定の虞があり、−
とされている。

（ｄ）上死点が突起４（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、（ｃ）と同様に第１の条件を満足せず、し
かも第２の条件を満足しないため、誤判定と虞があり、
−とされている。

（２）単気筒において、判別関数ｆのパラメータ数３の
場合（ｅ）上死点が突起１（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点直前から上死点近傍にかけての行
程」では前回転の突起４と突起１の一般被検出部のパル
スが発生し、「上死点直後の下降行程」では、突起２の
特定被検出部のパルスが発生することから、第１条件を
満足する。又、第２条件も満足することから、誤判定は
生じないため、○とされている。

（ｆ）上死点が突起２（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点直前から上死点近傍にかけての行
程」では突起１（一般被検出部）と突起２の特定被検出
部のパルスが発生し、「上死点直後の下降行程」では、
突起３（一般被検出部）のパルスが発生することから、
第１条件を満足する。又、第２条件も満足することか
ら、誤判定は生じないため、○とされている。

（ｇ）上死点が突起３（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点前から上死点近傍にかけての行
程」において、突起２（特定被検出部）のパルスと、突
起３（一般被検出部）のパルスが発生し、「上死点直後
の下降行程」では突起４（一般被検出部）のパルスが発
生するため、第１条件を満足する。さらに、第２条件も
満足することから、○とされている。

（ｈ）上死点が突起４（＝ｎ）に対応して設けられてい
る場合には、「上死点前から上死点近傍にかけての行
程」において、突起３（一般被検出部）のパルスと、突
起４（一般被検出部）のパルスが発生し、「上死点直後
の下降行程」では突起１（一般被検出部）のパルスが発
生するため、第１条件を満足しない。さらに、第２条件
も満足しないことから、−とされている。

次に、複数気筒である２気筒クランク180°点火の場
合について説明する。

（３）複数気筒である２気筒クランク180°点火におい
て、判別関数ｆのパラメータ数２の場合（ｉ）この場合には、２気筒が180°CAの間隔で上死点
を迎えることになるため、パルス間隔が90°、判別関数
ｆのパラメータ数が２の条件下では、どのように組み合
わせても上記（ｃ），（ｄ）と同様の状況となる。すな
わち、２気筒のうち一方の上死点を突起１のパルス位置
に位置させたとすると、他方の気筒が突起３のパルス位
置で上死点を迎えることになるため、上記（ｃ）と同じ
状況が発生し、誤判定を生じる虞がある。

又、２気筒のうち一方の上死点を突起２のパルス位置
に一致させたすると、他方の気筒が突起４のパルス位置
で上死点を迎えることとなり、上記（ｄ）と同様の状況
となり、誤判定を生じる虞がある。

従って、パラメータ数が２の場合は全部−とされてい
る。

（４）複数気筒である２気筒クランク180°点火におい
て、判別関数ｆのパラメータ数３の場合、２気筒が180
°CAの間隔で上死点を迎えることになるが、判別関数ｆ
のパラメータ数が３となるため、第１条件及び第２条件
とも条件が広がることになる。

（ｊ）２気筒のうちの一方の上死点を突起１（一般被検
出部）のパルス位置に一致させた場合、その気筒は上記
（ｅ）と同じ状況となり、他方の気筒は突起３（＝ｎ、
一般被検出部）のパルス位置で上死点を迎えることとな
り、上記（ｇ）と同じ状況となって、両方の気筒が第１
条件、第２条件とも満たすこととなる。従って、○とさ
れている。

（ｋ）２気筒のうちの一方の上死点を突起２（特定被検
出部）に一致させた場合には、その気筒は上記（ｆ）と
同じ状況となり、第１条件及び第２条件とも満たすこと
になる。しかし、他方の気筒は、突起４のパルス位置で
上死点を迎えることになり、上記（ｈ）と同じ状況とな
って両条件を満たさないことになる。従って、−とされ
ている。

（ｌ）２気筒のうちの一方の上死点を突起３（一般被検
出部）に一致させた場合には、上記（ｊ）と同じことに
なり、従って、○とされている。

（ｍ）２気筒のうちの一方の上死点を突起４（一般被検
出部）に一致させた場合には、上記（ｋ）と同じことに
なり、従って、−とされている。

そして、第10図の他の複数気筒であるＶ型２気筒クラ
ンク90°CA点火のエンジンにおいても、４気筒360°CA
点火のエンジンにおいても、同様の趣旨にて○、−が付
されている。例えば、第１図に示すＶ型２気筒クランク
90°点火用内燃機関10において、判別関数ｆのパラメー
タ数が３つ、即ち判別関数f₁を使用した場合、回転体21
の突起1,2,3のうち２つが機関を構成する両気筒の上死
点に対応していればよいということになる。

このように、本実施例によれば比較的簡単な手段、演
算処理で、急激な回転変動に対し、従来よりはるかに信
頼性が高く、かつ各種内燃機関に対応できる基準角度位
置検出手段を提供することができる。

なお、前記実施例における判別関数ｆはf₁及びf₂に限
定されるものではなく、下記に示すようにしても実用上
可能である。

ｆ＝（T_Wi_-1）²/T_Wi ｆ＝T_Wi_-1/T_Wi_-2＋T_Wi_-1/T_Wi ｆ＝（T_Wi_-1）²/T_Wi_-2＋T_Wi_-1/T_Wi 又、前記実施例では回転体21を90°等間隔に突起１〜
４を配置したものとしたが、適用内燃機関に合わせて、
例えば第11図に示すように突起幅角度θ_W1＝θ_W3＝θ_W4
＝θ_W5＝θ_W6＝８°の５つの突起1,3〜６と、突起幅角
度θ_W2＝40°の１つの突起２をθ_１＝θ_２＝θ_３＝θ_４
＝θ_５＝θ_６＝60°の等間隔に設けた回転体23としても
よい。この場合、第12図に示すように各種内燃機関と、
使用する判別関数ｆのパラメータ数との組合わせにおい
て、機関を構成する各気筒の上死点と、回転体の突起配
列を対応させれば、前記実施例同様、急激な回転変動が
生じても基準位置を誤検出することはない。

さらに、第13図に示すように突起幅角度θ_W1＝θ_W3＝
θ_W4＝θ_W5＝８°の４つの突起1,3〜５と、突起幅角度
θ_W2＝40°の１つの突起２をθ_１＝θ_３＝θ_４＝θ_５＝
75°の等角度間隔に、かつθ_２＝60°の不等角度に設け
た回転体24としてもよい。この例においても、第14図に
示すように各種内燃機関と、使用する判別関数ｆのパラ
メータ数との組合わせにおいて、機関を構成する各気筒
の上死点と、回転体の突起配列を対応させれば、前記実
施例同様、急激な回転変動が生じても基準位置を正確に
検出することができる。

又、前記実施例では回転体の突起間隔によって得られ
る角度情報でのパルス発生位置（パルス波形立下がり
点）を内燃機関の上死点に対応して説明したが、上死点
１点に限定するものでなく、上死点近傍（±20°）にお
いて対応していれば、充分効果のあることはいうまでも
ない。

又、前記実施例におけるマイクロコンピュータ32の処
理手順のS9〜S18のルーチンは電子制御装置30の信頼性
を高めるものであり、基準位置の検出後に電子制御装置
30はノイズ等によって誤動作しないということであれ
ば、この基準位置の確認作業を省略してもよい。

発明の効果以上詳述したように、この発明は、回転体に対して一
般被検出部に対応して出力されるパルスとは異なるパル
ス幅時間を持つよう前記一般被検出部とは異なる角度範
囲にわたって特定被検出部を設けているため、１組の角
度情報発生手段から回転体の回転角度に関する情報（角
度情報）と、回転体の特定基準位置に関する情報とを同
時に検出できる。

このため、回転体の特定基準位置を検出するための不
均一性をパルス時系列の不等間隔部ではなく、一般被検
出部とは異なる特定被検出部で表現することにより、特
定基準位置を検出するための情報を回転体の角度情報と
は分離独立して得ることができ、設計自由度も大きく、
各種内燃機関に対応させることができるとともに、特定
基準位置検出のための判別関数ｆの検出感度も大きく設
定することができる。

又、内燃機関を構成する単気筒又はすべての複数気筒
の上死点と、特定被検出部及びその前後の一般被検出部
のうちいずれかに対応するパルスの出力時点とを対応さ
せるように通過検出手段を、クランク軸の回転角度上の
特定位置に設けているため、内燃機関始動時の初回１発
初爆（圧縮行程から爆発行程）時の急激な回転変動（上
昇）や、急激な回転上昇の発生する熱時スタータオン時
点からの圧縮着火があっても、演算された判別関数ｆが
所定条件を満足することができ、回転体の特定基準位置
を誤検出することなく正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示すブロック
図、第２図は角度情報発生手段の模式図、第３図はマイ
クロコンピュータの基準位置判別処理を示すフローチャ
ート、第４図は本発明実施例における一定回転時の基準
位置検出結果を示す特性図、第５〜８図は単気筒内燃機
関における回転変動時の基準位置検出結果を示す特性
図、第９図は本発明を適用可能な内燃機関とそのサイク
ル行程を示す図、第10図は本発明を適用可能な内燃機関
と判別関数ｆのパラメータ数との組合わせと、機関を構
成する各気筒の上死点と回転体の突起配置との関係を示
す図、第11図は角度情報発生手段の第２実施例を示す模
式図、第12図は第11図の例を適用可能な内燃機関と判別
関数ｆのパラメータ数との組合わせと、機関を構成する
各気筒の上死点と回転体の突起配置との関係を示す図、
第13図は角度情報発生手段の第３実施例を示す模式図、
第14図は第13図の例を適用可能な内燃機関と判別関数ｆ
のパラメータ数との組合わせと、機関を構成する各気筒
の上死点と回転体の突起配置との関係を示す図、第15図
は従来の角度情報発生手段を示す模式図、第16図は従来
の基準位置検出方法の特性図、第17図は従来の基準位置
検出方法の問題点を示す特性図である。図中、１〜４は被検出体としての突起、10は内燃機関、
20は角度情報発生手段、21は回転体、22は通過検出手段
としての電磁ピックアップセンサ、30は電子制御装置、
32はマイクロコンピュータ、SG2はパルス時系列信号で
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単気筒若しくは複数気筒の内燃機関のクラ
ンク軸に同期して回転する回転体と、前記回転体に所定の角度関係で設けられた角度情報を指
示する複数の被検出部と、前記被検出部の回転通過を検出し、前記被検出部に対応
した角度情報を含むパルス時系列出力を出力する通過検
出手段と、前記通過検出手段から出力され、パルス時系列に包含さ
れた前記角度情報に基づいて内燃機関の制御処理を実行
する電子制御装置と、を備え、複数の前記被検出部は、前記回転体の特定基準位置を示
す特定被検出部と、他の一般被検出部とを含み、前記特定被検出部は、前記通過検出手段から前記特定被
検出部に対応して出力されるパルスが前記一般被検出部
に対応して出力されるパルスとは異なるパルス幅時間を
持つよう前記一般被検出部とは異なる角度範囲にわたっ
て形成されており、前記電子制御装置は、前記通過検出手段から出力される
パルス時系列を受けて、そのパルス時系列中の連続する
ｎ個のパルス幅時間（T_Wi,T_Wi_-1…T_Wi_-n）が前記特定被
検出部の出現に対応する変化を示したときに所定条件を
満たすよう所定の判別関数ｆ（T_W）演算する演算手段
と、前記判別関数ｆ（T_W）が前記所定条件を満たすとき
前記回転体の基準位置を前記特定被検出部に対応したパ
ルスに基づき決定する基準位置決定手段とを備え、前記通過検出手段は、前記内燃機関の前記クランク軸を
回転駆動するすべての気筒の上死点前から上死点近傍に
かけての行程と上死点直後の下降行程の中とに前記ｎ個
の前記一般被検出部に対応するパルスが連続して出力さ
れることがないように、前記内燃機関の前記クランク軸
を回転駆動するすべての気筒の上死点と、前記特定被検
出部およびその前後の前記一般被検出部のうちいずれか
に対応するパルスの出力時点とを対応させて前記クラン
ク軸の回転角度上の特定位置に装着されていることを特
徴とする内燃機関用回転基準角度位置検出装置。
【請求項２】前記回転体に設けられた複数の被検出部
は、回転体の円周上に60°若しくは90°の等角度間隔に
配置された突起であって、そのうちの１つの突起は回転
体の特定基準位置を検出するために他の一般被検出部と
しての突起の突起幅角度よりも大きくなるように円周方
向に延出されて特定被検出部として形成されたものであ
る特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関用回転基準角
度位置検出装置。