JP4241573B2 - 内燃機関の気筒判定装置 - Google Patents
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Description
Low 期間の比率で行うものである。
35〜40°以上必要である。最小角度については、シグナルプレートの直径を大きくすることで解決できるが、内燃機関への搭載上の問題が発生する。また、第三の従来例では、突起数は第二の従来例より少ないが、信号計測は、突起間がHighの時間とLow の時間を測定しているため、測定精度の高いフォトトランジスタタイプを用いる必要があり、センサが割高になる。さらに、気筒識別信号を確認する判定式が1つしかないため、第一の従来例と同様にクランク軸が2回転するまで気筒判定が出来ないという問題があった。
前記所定気筒判定用信号(C)及び前記2つの信号(A,B)を用いて予め定める第1の所定のクランク角度位置を求める第1の演算手段と、予め定める第2の所定クランク角度位置を求める第2の演算手段と、前記第1の演算手段及び前記第2の演算手段の演算結果を判定する判定レベルを有するとともに、前記判定レベルに基づき求められた第1の判定結果又は第2の判定結果のいずれか早い方を用いて気筒判定することを特徴とする内燃機関の気筒判定装置によって達成される。
31等に対して制御信号を出力する。22はバッテリー、23はコントローラ10に対するメインリレー、24は燃料ポンプリレーである。30は燃料室であり、燃料は、燃料ポンプ31により吸い出され、プレッシャーレギュレータ32で調圧された後、燃料配管
33を経て燃料噴射弁6に至る。燃料噴射弁6の適正な噴射量は、各種センサからの入力を基にコントローラ10により算出されて決定される。クランク角センサ13は、図10に示すように、シグナルプレート15に設けられた突起が通過する毎に発生する磁界の変化Aをとらえ、内部処理回路でBを生成し、コントローラ10に送る。シグナルプレート上の気筒毎の突起の数は、1気筒あたり2個とし、気筒識別用の突起を別に1つ追加する。突起間の最小角度は35°以上である。シグナルプレート上にクランク角センサ(磁界変化検出)を設置する。検出信号の形態は、突起間のHigh,Low の区別をせず、突起の発生位置のみを検出する。図11はコントローラ10の内部構成を示したものである。コントローラ10は、入力回路191,A/D変化部192,中央演算部193,ROM194,RAM195、及び出力回路196を含んだコンピュータにより構成されている。入力回路191は、アナログ信号の場合(例えば、水温センサ9,スロットル開度センサ9等からの信号)を受け付けて、概信号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をA/D変換部192に出力するためのものである。中央演算部193は、概A/D変換結果を取り込み、ROM194等の媒体に記憶された燃料噴射制御プログラムやその他の制御のための所定の制御プログラムを実行することによって、前記各制御及び診断等を実行する機能を備えている。なお、演算結果、及び、前記A/D変換結果は、RAM195に一時保管されるとともに、該演算結果は、出力回路196を通じて制御出力信号197として出力され、燃料噴射弁6,点火コイル9等の制御に用いられる。一方、クランク角センサ13の信号は、同様に入力回路191で信号の有無を識別しHigh/Low 信号として、信号線
198により、中央演算部193へ送る。中央演算部193では、信号線198の電圧レベルが、Low からHighに変化した時に、図10のCで示したタイミングで割り込み処理が行われる構成となっている。突起間の時間計測は以下のようになる。内燃機関の回転とともにシグナルプレートが回転し、シグナルプレートに設置された突起がクランク角センサ部を通過する。クランク角センサは突起の通過とともに信号を発生する。信号が発生した時間を記憶し、次回信号が発生した時間とから、突起間の時間Tを算出する。前記内容を満足する信号形態を図2に示す。図2は、3気筒内燃機関を代表しており、各気筒の行程の状態とクランク角センサの検出位置の関係を示している。行程中の○印は、吸気を示しており、矢印は点火位置を示している。各気筒の圧縮行程に対し、2つの信号(A,B)が発生し、さらに1気筒の圧縮行程を検出するために、C信号がある。図中のクランク軸2回転が4サイクル内燃機関の基本周期となる。この信号形態で、単純に突起間の時間比で気筒判定を実施したときの問題点を以下に示す。気筒判定は、最新の時間T,前回の時間T1を用いて、T1/Tが2回連続して所定値以下となった時に突起Cを判別する方法である。図3は、前記気筒判定方式を用いた場合の気筒判定までの内燃機関の必要回転角度を示したものである。内燃機関の停止クランク角度は各気筒の圧縮上死点前の所定の位置であることから、図3中のA,B,Cの3個所となる。前記A,B,Cの3個所から、内燃機関が回転を開始した場合の気筒判定までの角度は、図3に示した通り約360℃A〜約800℃Aと大きくばらつきが発生し、判定に2回転以上(720℃A)必要とする場合が発生する。さらに、内燃機関は、圧縮行程ではクランク角速度が低下する特徴を持っているため、図4に示すように時間間隔を計測するものでは、A−B間,B−C間の時間が長く、B−A間が短くなる。したがって、T1/Tを計算した場合、結果が逆転する場合があり、気筒判定ができない場合がある。
MKRAT#:気筒判定係数
TRATIO:パルス周期比
式2で算出する。
T1 :前回のパルス間時間
T2 :前前回のパルス間時間
T :最新のパルス間時間
K1〜K3:係数(所定値)
前記MKRAT#は、K1〜K2が1.0 の場合、5程度の値をとる。つまり角度比で換算すると、C信号発生時は、T2は170°、T1は70°、Tは35°となり、
TRATIO=(170+70)/35=6.8 となる。同様に、B信号発生時は、T2は70°、Tは170°、Tは70°となるため、TRATIO=(70+170)/
70=3.4 となる。A信号発生時は、T2は170°、T1は70deg 、Tは170となり、TRATIO=(170+70)/170=1.4 となる。以上まとめると、
TRATIOは、A信号発生時1.4,B信号発生時3.4,C信号発生時6.8となるため、気筒判別係数MKRAT#を5とすれば、C信号とA,B信号が分別可能となる。
MKRAT1#:気筒判別係数
TRATI1:パルス周期比
式4で算出する。
T :最新のパルス間時間
T1 :前回のパルス間時間
T3 :前前前回のパルス間時間
K4〜K6:係数(所定値)
前記MKRAT1#についても、K4〜K6が1.0 の場合、5程度の値をとる。つまり角度比で換算すると、C信号発生時は、T3は70°、T1は70°、Tは35°となり、TRATI1=(70+35) /70=1.5となる。同様に、B信号発生時は、T3は170°、T1は170°、Tは70°となるため、TRATI1=(70+170)/70=3.4 となる。A信号発生時は、T3は35°、T1は70deg 、Tは170となり、TRATI1=(170+70)/35=6.86 となる。以上まとめると、
TRATI1は、A信号発生時6.86 ,B信号発生時3.4 ,C信号発生時1.5 となるため、気筒判別係数MKRAT1#を5とすれば、A信号とB,C信号が分別可能となる。以上、2つの計算式を用いて、2個所のクランク位置を判定することが可能となる。前記気筒判定式は図6に示す気筒判定計算式のS/Nの優劣の検討結果より求める。
No.1〜No.13までを検討した。表中の数字は、各クラセン信号No.での気筒判定計算式による計算結果を示している。角度比の行は、T〜T3までを信号間角度のデータを用いた計算結果を示し、修正角度比は修正後の信号間角度のデータを用いた計算結果である。つまり、修正角度比の結果は、エンジン回転変動時の計算結果を示している。ここで、一例をとって説明する。判定式No.1においての角度比は、A,B,Cの信号発生毎に
0.41,2.43,2.00,0.26,1.93,0.41,2.43,0.41,2.43,2.00 となる。S/Nの計算は、クランク2回転内で識別すべき信号での値とそれ以外での最大値との比で求める。一例では、識別すべき信号はCで、角度比は2.00 。C信号以外での最大値はB信号発生時の2.43。よってS/Nは2.0/2.43=0.824となる。各計算式の識別すべき信号は、以下の通りである。
K1:係数
K2:係数
K3:係数
MKRAT#:判定値
本発明では、気筒判定計算式は、No.5とNo.11を用いることで、C信号とC信号発生後2回目のA信号を識別可能とした。
210,ステップ220,ステップ270の詳細を示したものである。ステップ310では、クラセン信号間時間データの更新を行う。各時間データはRAM198に新しい順からTCRK,TCRK1,TCRK2,TCRK3として格納されている。一番古いデータTCRK3にTCRK2のデータを入れる。次に、TCRK2にTCRK1を入れる。TCRK1にTCRKを入れる。前記処理により。TCRK3〜TCRK1までが更新されたことになる。次にステップ320へ進み、最新の時間データを取り込みTCRKに格納する。次にステップ330へ進み、低回転チェックを行う。最新データTCRKと例えば800msを比較し、TCRKが大いきときは低回転を意味するのでステップ340へ進み、ステップ270で説明したパラメータの初期化を行う。初期化するパラメータは時間情報のTCRK〜TCRK3と気筒判定終了状態を示す気筒判定フラグ#F720である。ステップ330で低回転でないと判断されたときは、ステップ350へ進みTCRK3が0か否かをチェックする。TCRK3が0の場合は、TRATIO,TRATI1の計算に必要なデータが取り込まれていないことになるので、本フローを終了する。TCRK3が0でない場合は、TRATIO,TRATI1の計算処理へ進む。図14にTRATIO,
TRATI1の計算処理フローを示す。ステップ410でTRATIOの計算に必要な係数K1,K2,K3をROM194から読み込む。次にステップ420でTRATIOの計算を行う。TRATIOの計算は、前記式2に基づく。次に、ステップ430で、
TRATI1の計算に必要な係数K4,K5,K6をROM194から読み込む。次にステップ440でTRATI1の計算を行う。TRATI1の計算は、前記式4に基づく。次に、ステップ450へ進み、気筒判定終了をチェックする。気筒判定の終了は、気筒判定終了フラグ#F720をチェックする。#F720=0であれば、気筒判定が終了していないと判断し、ステップ460へ進む。ステップ460では、TRATIOとMKRAT#を比較する。MKRAT#は、ROM114に予め記憶されている値である。比較の結果
TRATIOが大の時は、ステップ470へ進み、1気筒(突起C)と判定し、燃料,点火を処理するフローへ気筒判定情報を渡し、燃料,点火制御を開始する。次にステップ
480へ進み、気筒判定終了フラグをセット(#F720=1)して処理を終了する。ステップ460で、TRATIOが小の時は、ステップ490へ進み、TRATI1を評価する。ステップ490では、TRATI1とMKRAT1#を比較する。比較の結果、
TRATI1が大の時はステップ500へ進み、3気筒(突起A)と判定し、ステップ
470と同様に、燃料,点火を処理するフローへ気筒判定情報を渡す。次にステップ480へ進み、気筒判定フラグをセットして処理を終了する。ステップ490で、TRATI1が小の場合は、気筒判定ができなかったことになるので、そのまま処理を終了し、次回最新のTCRKが取り込まれるまで気筒判定を待つことになる。ステップ450で、気筒判定が終了している場合はステップ510へ進む。ステップ510では、今回発生した突起位置がCか否かを判断し、Cの場合はリセット判定を行う。前記突起位置がCか否かの判断は、以下のようにして実施する。シグナルプレート上の突起の数は、本実施例の場合7個となる。気筒判定により、判定気筒が確定した場合、突起カウンタに所定の値をセットする。具体的には、ステップ470で1気筒と判定するが、突起No.でみると突起C位置となる。この時は、前記突起カウンタを“0”とする。また、ステップ500で3気筒と判断した時は、前記突起カウンタを“3”とする。前記突起カウンタは、本フローが起動されるつまり突起信号が入力される毎にカウントアップされ、カウントアップ後の値が
“7”を超えていれば“0”に戻す。したがって、前記突起カウンタの値をチェックし、値が“0”であれば、突起C位置であると判断できる。リセット判定は、TRATIOとOTHER#を比較しTRATIOが小であれば、気筒判定は誤判定していたと判断しステップ340のパラメータ初期化へ進む。TRATIOが大であれば、気筒判定は正常と判断し処理を終了する。
Claims (4)
- クランク角センサがシグナルプレートの凹凸を検出して発生する各気筒の圧縮上死点前のA信号と、
前記A信号と各気筒の圧縮上死点との間のB信号と、
クランク軸2回転の間に1回発生し、前記信号Bからの角度間隔が、前記A信号と前記B信号と、及び前記B信号と次のA信号とのクランク角度間隔間よりも短いC信号と、
からなる各信号が発生する時間の時間間隔を発生順序毎にT3,T2,T1,Tとして記憶する手段と、
(K1×T2+K2×T1)/(K3×T)
(K1,K2,K3:予め定められた所定値)
が所定値(MKRAT#)より大きい場合にC信号を発生するクランク角度位置を判定する第一の演算手段と、
(K4×T1+K5×T)/(K6×T3)
(K1,K2,K3:予め定められた所定値)
が所定値(MKRAT1#)より大きい場合にA信号を発生するクランク角度位置を判定する第二の演算手段と、
前記第一の演算手段による判定結果又は前記第二の演算手段による判定結果のいずれか早い方を用いて気筒判定することを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の気筒判定装置において、
前記各信号の時間間隔T3,T2,T1,Tのうちの少なくとも1つが予め定める所定時間間隔よりも大きいときは、気筒判定を中止することを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の気筒判定装置において、
前記各信号の時間間隔T3,T2,T1,Tのうちの少なくとも1つが予め定める所定時間間隔よりも大きいときは、前記T3,T2,T1,Tを初期化することを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の気筒判定装置において、
前記判定値であるMKRAT#よりも小さな判定レベルであるOTHRAT#を用いて下式により、前記C信号の検出を誤判定であるとすることを特徴とする内燃機関の気筒判定装置。
(K1×T2+K2×T1)/(K3×T)<OTHRAT#
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JP2004317453A JP4241573B2 (ja) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 内燃機関の気筒判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004317453A JP4241573B2 (ja) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 内燃機関の気筒判定装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27694798A Division JP3630568B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 気筒判定用シグナルプレート及び気筒判定装置 |
Publications (2)
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JP2004317453A Expired - Lifetime JP4241573B2 (ja) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 内燃機関の気筒判定装置 |
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JP (1) | JP4241573B2 (ja) |
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2004
- 2004-11-01 JP JP2004317453A patent/JP4241573B2/ja not_active Expired - Lifetime
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