JP4036967B2 - クランク角位置検出装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (7)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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