JPH02233837A - 内燃機関用逆転防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関における逆転の発生を判定して、そ
の逆転を直ちに停止する内燃機関用逆転防止装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来この種のものとしては、特開昭６２−１８２４６３
号公報に開示されるように、内燃機関の回転に同期して
基準位置で基準信号を発生する基準信号発生手段と、こ
の基準信号発生手段の一周期中に複数の角度信号を発住
する角度信号発生手段とを備え、基準位置発生手段の一
周期中の角度信号発生回数を計数することにより、逆転
時に角度信号発生回数が所定値でなくなることを利用し
て逆転を検出するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前述した内燃機関用逆転防止装置では、少な
くとも２つの回転センサが必要であり、また省スペース
化・コストダウンを計るために１つのセンサにより基準
信号と角度信号を得る内燃機関には応用が困難であると
いう問題点があった。

そこで本発明は、１つのセンサにより基準信号と角度信
号を得る内燃機関においても逆転防止ができるようにす
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は、内燃機関のクランク軸に直結された回
転体と、この回転体に設けられ、前記内燃機関の圧縮行
程後半部の所定回転角度を規定する被検出体と、前記回
転体に対向して設けられ、前記被検出体の対向通過を示
すパルス信号を生ずる通過検出手段と、このパルス信号
の前記被検出体の所定角度に対応する時間幅を測定する
通過時間測定手段と、この通過時間測定手段で測定され
た時間幅を予め定められた低回転数に相応する所定値と
比較し、前記測定時間幅が前記所定値より大きい時に、
前記内燃機関の逆転を判定する判定手段と、逆転判定時
には、前記内燃機関の点火と燃料との少なくとも一方を
カットするカット手段とを備える内燃機関用逆転防止装
置。

また本発明は、内燃機関のクランク軸に同期して回転す
る回転体と、この回転体に予め定められた角度間隔で設
けられ少なくとも１つ基準位置検出のための特異点を含
む前記回転体の角度情報を指示する複数の被検出体と、
この被検出体の通過を検出しパルス時系列よりなる角度
情報を出力する通過検出手段と、この通過検出手段から
の角度情報により、前記被検出体が前記通過検出手段を
通過する時間を測定する通過時間測定手段と、この通過
時間検出手段からの通過時間により、前記特異点を用い
て基準位置を検出する基準位置検出手段と、この基準位
置検出手段からの信号と前記通過検出手段からの信号に
より内燃機関の制御を行う制御手段とを備える内燃機関
において、前記複数の被検出体のうちの１つを前記特異
点以外で前記内燃機関の圧縮行程後半部の予め定められ
た角度に設けると共に、前記基準位置検出手段で基準位
置が検出されたのに応動し、前記通過時間測定手段によ
り測定される予め定められた角度における前記被検出体
の通過時間が予め定められた逆転が発生しない回転数で
の前記角度における前記被検出体の通過時間の所定値に
より大きい場合、逆転が発生していると判定する逆転判
定手段と、この逆転判定手段により逆転が発生している
と判定されると内燃機関の点火と燃料との少なくとも一
方をカットするカット手段とを備える内燃機関用逆転防
止装置をその要旨としている．〔作用］ 以上の構成により、通過時間測定手段により内燃機関の
圧縮行程後半部の所定回転角度における被検出体の通過
時間が検出される。ここで、この通過時間は内燃機関の
回転数が低い程長くなる。

したがって、判定手段により前記通過時間と予め定めら
れた低回転数に相応する所定値と比較し、前記通過時間
が前記所定値より大きい時に内燃機関の逆転と判定し、
カット手段により内燃機関の点火と燃料との少なくとも
一方をカットし、内燃機関の逆転を防止する． また、通過時間測定手段によりそれぞれの被検出体につ
いて通過時間が測定される。ここで、この通過時間は内
燃機関の回転数が低い程長くなる。

したがって、逆転判定手段により前記通過時間のうち予
め定められた角度における通過時間が、予め定められた
逆転が発生しない回転数での前記角度における前記被検
出体の通過時間の所定値より大きい場合、逆転が発生し
たと判定し、カット手段により内燃機関の点火と燃料と
の少なくとも一方をカットし、内燃機関の逆転を防止す
る。

〔実施例〕

以下、本発明を内燃機関として単気筒エンジンで実施し
たー実施例を第１図〜第６図に基づいて説明する。

第１図は本実施例の構成図であり、単気筒エンジン１０
，角度情報発生手段２０，電子制御装置３０とにより構
成されている。角度情報発生手段２０は、内燃機関１０
の図示されていないクランク軸に結合され、その円周上
に角度情報を指示する被検出体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２
ｌ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ビックアップセンサ２２と
により構成される。

ここで、第２図に示すように、回転体２１の突起１〜４
はθ，＝θ２＝θ３＝θ４＝９０゜である等間隔に配置
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。また各突起１，３．４は、突起幅角度がθｗｌ
＝θｗ３＝＝θｗ４−１０゜である等角度部となってお
り、突起２は突起幅角度がθｗ２＝５０”である１つの
不等角度部となっており、この突起２が回転体２工の基
準位置情報を与える特異点部となっている。そして、本
実施例では前記回転体２１および電磁ビックアップセン
サ２２は、単気筒エンジン１０の気筒１１のピストン上
死点（ＴＤＣ）近傍にて回転体２１の突起３とそれぞれ
対向するように配置されている。

また、電子制御装置３０は、電磁ピックアップセンサ２
２からの信号ＳＧＩを、波形整形し信号ＳＧ２を出力す
る波形整形千段３１と、波形整形千段３１からの信号Ｓ
Ｇ２に基づいて機関パラメータ信号に応じて燃料噴射，
点火時期等の制御処理を行ない制御信号ＳＧ３を出力す
るＣＰＵ３　２と、制御信号ＳＧ３に基づいて図示され
ないインジエクタ，点火コイル等を駆動する駆動信号Ｓ
Ｇ？を出力する増幅器３３とにより構成される。

以上の構成により、本実施例における作動を説明する。

電磁ピックアップセンサ２２は、各突起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第３図
（ａ）に示すような信号ｓＧ１を電子制御装置３０に出
力する。これにより波形整形手段３１は、信号ＳＧＩを
波形整形して、第３図（ｂ）に示すようなパルス波形Ｓ
Ｇ２を出力する。

ＣＰＵ３２は、このパルス波形ＳＧ２中のｉ番目のパル
スの立下がりから立上がりまでのパルス幅時間Ｔｗｉを
パルスが発生するごとに、第５図（ｂ）に示すように測
定する。またＣＰＵ３　２は、以上のようにして測定し
た連続する複数のパルスのパルス幅時間Ｔｗｉを変数と
して判定関数ｆの値を算出し、回転体２１の基準位置を
決定する。

ここで、この判定閏数ｆとしては下記に示すｒ■ｆｚが
考えられる。

ｆ　ｌ−　（Ｔｗ　ｉ−１）”　／　（Ｔｗ　１−２Ｘ
Ｔｗ　ｉ）ｆｚ−Ｔｗｉ−１／Ｔｗｌ なお、Ｔｗｉ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、Ｔｗｉ−１
はＴｗｉの１つ前のパルスのパルス幅時間、Ｔｗｉ−２
はＴｗｉの２つ前のパルスのパルス幅時間である。本実
施例では、ＣＰＵ３　２は第５図（Ｃ）に示すように判
定関係ｆ１を算出するようになっている。そして、判定
関数ｆ１の値が所定値Ｋ（本実施例では４）以上となっ
た時のパルス幅時間Ｔｗｉ−１のパルスと対応する突起
（本実施例では突起２）を特異点部、即ち基準位置とし
て決定する。

これにより、基準位置が決定されると、第３図（Ｃ）に
図示のごとくその基準位置に対応するパルス出力の立下
がり時点にて制御信号ＳＧ３をＯＮＬ，、イニシャル点
火位置にて制御信号ＳＧ３をＯＦＦする。ここで、点火
は制御信号ＳＧ３の立下がりで行なわれる． 次に逆転の判定について説明する．逆転は、内燃機関の
回転数が低い場合、第４図（ａ）におけるＡ点のように
ピストンが圧縮工程において、シリンダ内圧力に負けＴ
ＤＣを越えられず圧し返されるために発生する。したが
って、逆転判定を回転数により行うことができるのでパ
ルス出力ＳＧ２のパルス幅時間を用いて行う．ここで、
第３図（ｂ）に示すように、点火直前において回転数が
瞬時的に急低下するため、この角度（突起３）に対応す
るパルス幅時間Ｔｗ３は他の角度に対応するパルス幅時
間に比べて顕著であるため、突起３に対応するパルス幅
時間Ｔｗ３を逆転判定のためのパラメータとする．また
、第４図（ｂ），　（Ｃ）に示すように逆転が発生した
場合は、回転数がＯ　ｒｐｍになるため、この時のＴｗ
３は大きくなる．したがって、突起３に対応するパルス
幅時間Ｔｗ３と逆転を発生しない回転数における突起３
に対応するパルス幅時間Ｔ　ｗ３’とを比較し、Ｔｗ３
　＞Ｔｗ３’ならば逆転と判定する。

以上に基づいて、第６図のフローチャートにて基準位置
検出および逆転防止の処理を説明する。

また、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Ｃ　Ｐ　Ｕ　３　２に入力さ
れるごと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３１で第５図（ａ）に示すように、波形
整形千段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Ｔｗを第５図（ｂ）に示すよ
うに測定する。続＜３２にてリセット後からのパルス入
力数ｎに１を加え、Ｓ３にて基準位置の検出状態を示す
フラグＦＧＰＯＳが１かどうかを判定する。このＦＧＰ
ＯＳ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Ｏ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＝Ｏとなっている。

Ｓ３にてＦＧＰＯＳ＝０と判定すると、次ぐＳ４にてパ
ルス幅時間Ｔｗを測定するごとにＴｗｌ−２，Ｔｗ１−
１，Ｔｗｉのデータを更新していき、Ｓ５でｎが３、す
なわちＴｗ　ｉ−２．　７ｗ　ｉ−１．　Ｔｗ　ｉのデ
ータが完全に出揃うと、Ｓ６に移行して判定関数ｆ，の
値を計算し、Ｓ７に進む． このＳ７で判定関数ｆ，の値が所定値Ｋ以上か否かを判
定し、第５図（Ｃ）に示すようにｆ，，＜Ｋと判定する
と基準位置が未検出であるとして割込み？終了する．こ
の後、４つ目のパルスが入力されると３１〜Ｓ６の処理
を実行し、Ｓ７にて第５図（Ｃ）に示すようにｆ１■く
Ｋと判定し、前述と同様に割込み処理を終了する。さら
に、５つ目のパルスが入力されると、前述の３１〜Ｓ６
の処理を実行し、Ｓ７にて第５図（Ｃ）に示すようにｆ
１３≧Ｋと判定すると、基準位置を検出したとして、Ｓ
８にてＳ１で入力されたパルスを変数ｎとして第５図（
ａ）に示すように対応付ける。すなわち、第５図（ａ）
に示すようにｆＩ！≧Ｋとなった時点では５つ目のパル
スノハルスＩｉ時間Ｔｗｉを３に、４つ目のパルスノハ
ルス幅時間Ｔ　ｗ　ｉ−１を２に、３つ目のパルスのパ
ルス幅時間Ｔｗｔ−２を１に対応させる。したがって、
これらの３つのパルス幅時間と回転体２１の各突起１〜
３との対応、つまり基準位置との対応が採れたことにな
る。

続いてＳ９にて、基準位置の検出状態を示すフラグＦＧ
ＰＯＳを１にセットし、割込み処理を終了する． また、フラグＦＧＰＯＳ≠１となった後にパルス入力が
あると、Ｓ１にてパルス幅時間Ｔｗを測定して、続＜３
２にてｎに１を加えＳ３からＳＩＯに移行する．ここで
ｎ＝５か否かを判定し、ｎ＝５ならばＳｌｌにてｎに１
を代入する。そして、Ｓ１２にて前述したように、本実
施例においてパルス幅時間Ｔｗが最も顕著であるｎ　＝
　３であるか否かを判定する．ここで、ｎ＝３ならば、
３１３にてＴｗ３にＴｗを代入し、続くＳ１４にてこの
Ｔｗ３と予め定めた逆転が発生しない回転数（例えば６
０ｒｐｍ）でのｎ＝３の時の所定値Ｔｗ３’　　（６０
ｒｐｍに相当する時間幅）とを比較しＴ　ｗ３’　＜　
Ｔ　ｗ３ならば、逆転が発生したと判定し、３１５にて
ｎをリセットし、続《Ｓ１６にてＦＧＰＯＳもリセット
して割込み処理を終了する。このようにステップ３１４
から３１５，　　Ｓ１６へ移った場合には、後述の点火
制御処理（ステップ５１９）を実行しないため、点火が
カットされることになる。一方、３１４にてＴ　ｗ３’
＜Ｔｗ３ならば続くＳ１７で判定関数ｆ１を計算する。

ここで、判定関数ｆ，を計算するために、後述するＳ２
０〜３２２にて、Ｔ　ｗ　１　＋　Ｔ　ｗ　２は常にデ
−夕が更新されている。そして、Ｓ１８で基準位置が正
しいことを確認すると続くＳ１９にて点火制御処理を行
い割込み処理を終了する。３１８にてノイズ等の原因に
より基準位置の対応に誤りが発生したと判定した場合に
は、Ｓ１５にてｎをリセットし続く３１６にてＰＣ；Ｐ
ＯＳをリセットして基準位置未検出状態として割込み処
理を終了する。したがって、この場合も前述の逆転発生
の場合と同様に点火がカットされる。また、３１２にて
ｎ≠３の時は逆転判定３１３〜Ｓ１９を行わない。よっ
て続＜３２０にてｎ−１ならば、Ｓ２１でＴｗｌにＴｗ
を代入する。同様に３２２にてｎ＝２ならば、３２３で
Ｔｗ２にＴｗを代入して割込み処理を終了する。

また、その他の逆転発生位置として、第４図（ａ）にお
けるＢ点があるが、この場合のＴｗ３としては、突起２
の通過時間となるため、当然Ｔ　ｗ３’＜Ｔｗ３となる
ため、この点での逆転判定も可能である． また、基準位置検出方法として、特開昭５９−１７３５
６２号公報としても本発明に適用可能である。

さらに、本実施例では判定関数としてｆ＋を使用したが
、第５図（ｄ）に示すように判定関数としてｆ．を使用
しても基準位置の判定可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば逆転判定のための
パラメータとして、被検出体が通過検出手段を通過する
時間を用いて、逆転が発生しない回転数での通過時間と
の大小関係により逆転判定を行うので、１つのセンサに
より基準信号と角度信号を得る内燃機関でも逆転判定を
行うことができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における構成図、第２図は実施
例における回転体の断面図、第３図（ａ）は実施例にお
ける電磁ビックアップセンサからの出力波形、第３図（
ｂ）は実施例における波形整形手段からの出力波形、第
３図（Ｃ）は実施例における点火信号波形、第３図（ｄ
）は実施例におけるサイクル対応図、第４図（ａ）はＡ
点において逆転が発生した場合の電磁ビックアップセン
サからの出力波形、第４図（ｂ）は第４図（ａ）　Ａ点
において逆転が発生した場合の波形整形手段からの出力
波形、第４図（Ｃ）は第４図（ａ）　Ａ点において逆転
が発生した場合の回転数の対応図、第５図（ａ）は実施
例における波形整形手段からの出力波形、第５図（ｂ）
は第５図（ａ）におけるパルス幅時間、第５図（Ｃ）は
第５図（ｂ）における判定関数ｆｌ、第５図（ｄ）は第
５図（ｂ）における判定関数Ｅｌ、第６図は本実施例に
おけるフローチャートである． ２ｌ・・・回転体，１〜４・・・被検出体，２２・・・
通過検出手段，Ｓｌ・・・通過時間測定手段，３４〜Ｓ
７・・・基準検出手段，Ｓ１９・・・制御手段，１０・
・・内燃機関，Ｓ１４・・・逆転判定手段及びカット手
段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関のクランク軸に連結された回転体と、こ
   の回転体に設けられ、前記内燃機関の圧縮行程後半部の
   所定回転角度を規定する被検出体と、前記回転体に対向
   して設けられ、前記被検出体の対向通過を示すパルス信
   号を生ずる通過検出手段と、 このパルス信号の前記被検出体の所定角度に対応する時
   間幅を測定する通過時間測定手段と、この通過時間測定
   手段で測定された時間幅を予め定められた低回転数に相
   応する所定値と比較し、前記測定時間幅が前記所定値よ
   り大きい時に前記内燃機関の逆転を判定する判定手段と
   、 逆転判定時には前記内燃機関の点火と燃料との少なくと
   も一方をカットするカット手段とを備える内燃機関用逆
   転防止装置。
2. （２）内燃機関のクランク軸に同期して回転する回転体
   と、 この回転体に予め定められた角度間隔で設けられ、少な
   くとも１つ基準位置検出のための特異点を含む前記回転
   体の角度情報を指示する複数の被検出体と、 この被検出体の通過を検出しパルス時系列よりなる角度
   情報を出力する通過検出手段と、 この通過検出手段からの角度情報により、前記被検出体
   が前記通過検出手段を通過する時間を測定する通過時間
   測定手段と、 この通過時間検出手段からの通過時間により、前記特異
   点を用いて基準位置を検出する基準位置検出手段と、 この基準位置検出手段からの信号と前記通過検出手段か
   らの信号により内燃機関の制御を行う制御手段と を備える内燃機関において、 前記複数の被検出体のうちの１つを前記特異点以外で前
   記内燃機関の圧縮行程後半部の予め定められた角度に設
   けると共に、 前記基準位置検出手段で基準位置が検出されたのに応動
   し、前記通過時間測定手段により測定される予め定めら
   れた角度における前記被検出体の通過時間が、予め定め
   られた逆転が発生しない回転数での前記角度における前
   記被検出体の通過時間の所定値より大きい場合、逆転が
   発生していると判定する逆転判定手段と、 この逆転判定手段により逆転が発生していると判定され
   ると内燃機関の点火と燃料との少なくとも一方をカット
   するカット手段と を備える内燃機関用逆転防止装置。