JPH09511310A - レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用の適応型プロファイル補正 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用の適応型プロファイル補正を行う方法および装置は、レシプロ・エンジンによって駆動される回転位置エンコーダ（１０７）から導出される生エンジン速度を測定する。第１補正エンジン速度（１１０３）は、エンジンが第１速度範囲内で動作中に（９０５）、生エンジン速度および所定の第１エンコーダ・プロフアイルに依存して与えられ、第２補正エンジン速度（１１０３）は、エンジンが第２速度範囲内で動作中に（９１３）、生エンジン速度および所定の第２エンコーダ・プロファイルに依存して与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用の 適応型プロファイル補正 発明の概要 本発明は、一般に、レシプロ・エンジン制御に関し、さらに詳しくは、エンジ ン回転位置を示し、かつエンジン速度シグナチャを導出するために用いられるエ ンコーダに伴うプロファイル誤差を補償することに関する。 発明の背景 最近のレシプロ・エンジン・システムは、エンジンの絶対回転位置を判定する ためエンコーダを採用するのが一般的である。この絶対回転位置測定値から、エ ンジン速度シグナチヤ(engine speed signature)を導出できる。この種の方法の 一例を第１図に示す。ホイール(wheel)１０１は、ホイール１０１の周辺に放射 状に配置された歯また配置マーカ１０９を有する。このホイール１０１は、エン ジンのクランクシャフトに結合され、クランクシャフトの回転とともに回転する 。一つの方法では、ホイールの固定絶対位置を示すため、１つの歯がホイール１ ０１上で欠落し ている。この欠落した歯１０３であるマーカは、この固定位置に応じてエンジン の制御を同期させるために用いられる。ホイール上の歯１０９は、意義ある距離 だけ離れて、ここでは２０°離れて配置される。エンコーダまたは位置センサ１ ０７は、ホイール１０１から離れて配置され、ホイール１０１がエンジンの燃焼 プロセスによって駆動されて回転する際に、歯１０９を検出するために用いられ る。信号処理システム１１１は、エンコーダ１０７の出力を解析し、エンジンの 絶対位置を表す信号１１３を与える。 残念ながら、デジタルかターゲットに基づく回転エンコーダ・システムから導 出されるエンジン速度シグナチャには、望ましくないあるいは誤った挙動が組み 込まれている。誤差には、半径軸で測定されるターゲット歯の間隔および／また は幅の点で、物理的な配置における誤差によって生じるものが含まれる。これら のターゲットが不均等に配置されると、これらは真のエンジン位置、ひいては速 度の誤った表現を生じさせることがある。この誤差の源は、一般に速度に依存し ない。この位置関連誤差の源の図を第２図に示す。 第２図において、ホイール１０１は、第１歯２０１と、この第１歯２０１から 離れて配置された第２歯２０３とを有する。理想的には、第１歯２０１に対する 第２歯の位置は、参照番号２０７で示される角変位(angular displacement)によ って示される。この例では、角変位は 小さすぎ、参照番号２０５によって表される。参照番号２０５によって示される 変位に伴う誤差のため、エンコーダ１０７は誤った結果を生成する。これは残念 なことである。なぜならば、一部の燃焼ミスファイア・システム(combustion mi sfire system)は、燃焼ミスファイア事象を正確に判定するために正確なエンジ ン速度シグナチャに依存しなければならないためである。 他の望ましくない挙動には、可変リラクタンス・センサ（エンコーダ１０７と して用いられる）のハウジングと、欠落した歯１０３に伴う比較的大きなエア・ ギャップとの間の磁気反応に伴う速度依存誤差や、ピストン不平衡およびクラン クシャフトの捻れに起因する影響など、速度依存ダイナミック・エンジンの影響 が含まれる。 特定の従来の方法は、単一プロファイルを利用してエンコーダ・プロファイル 誤差を補償した。これは、エンジンの動作速度範囲におけるエンコーダ・プロフ ァイル誤差のダイナミックな挙動のため不適切である。さらに、既知の従来の手 法では、燃料抜き状態(de-fueled condition)下でプロファイルを取得した。こ の手法は、エンコーダ位置、ひいては速度測定の誤差がミスファイア燃焼プロセ スと関連することを保証するために採用された。さらに、これらの従来の方式で は、安全性の危険または許容できない運転性の挙動を生じるため、高速、特に高 負荷で運転するエンジンを安仝に燃料抜き(de-fuel)できなかった。この ため、関連するミスファイア検出システムは、確実にミスファイアを検出するの に十分に信号忠実度を改善するためには、エンコーダ・プロファイル補正が不十 分だったため、高エンジン速度においてディセーブルする必要があった。これは 、単一プロファイル補正方式を採用するエンジン燃焼ミスファイア検出システム は、高エンジン速度でエンコーダから得られるエンジン速度信号においてバック グランド・ノイズからミスファイアを区別できなかったためである。 第３図は、１イン２５シリンダ(1-in-25-cylinder)によるミスファイア事象に ついて、多くのエンジンサイクルにおける高忠実燃焼トルク依存加速度波形を示 すチャートである。加速度波形は、エンジン・クランクシャフトが回転する際の 速度データから得られる。この波形は、その中に最小エンコーダ・プロファイル 誤差を有する。波形３０１の主要部分はノイズ部分を表し、大きな負の部分３０ ３は発生ミスファイアを表す。この波形は、ノイズ部分の振幅が大きな負の部分 ３０３の振幅よりもかなり小さく、そのため部分３０１，３０３が容易に区別で きるので、比較的高忠実であるとみなされる。 第４図は、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、６，０００ ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示すチャートである。波形４０１は 、エンコーダ・プロファイル補正の効果がない燃焼トルク依存加速度波形 の例を示す。これを第３図の波形と比較すると、１イン２５シリンダによるミス ファイア事象は、上記の発生した誤差のさまざまな原因に関連する系統的ノイズ によってマスキングされることが容易にわかる。 第５図は、エンコーダ・プロファイル誤差に依存するエンジン速度変化を示す タイミング図である。信号５０１は、理想的な波形を有する固定シャフトＲＰＭ におけるエンコーダ出力を示す。別の信号５０３は、同じ固定シャフトＲＰＭで あるが、プロファイルを有するエンコーダ出力を示す。この場合、下向きのエッ ジは完全に単調ではない。ある下向きエッジから次の下向きエッジまで計算した シャフト速度は、エンコーダ・プロファイル誤差のため不正確になる。 よって、レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダについて、このエン コーダに伴うさまざまな誤動作を排除する、エンコーダ・プロファイル補正のた めの改善された方法が必要とされる。 図面の簡単な説明 第１図は、従来のデジタル化ターゲット方式による回転エンコーダ・システム の模式図である。 第２図は、第１図で説明したデジタル化ターゲットの詳細を示す図である。 第３図は、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、多くのエン ジンサイクルにおける高忠実燃焼トルク依存加速度波形を示すチャートである。 第４図は、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、６，０００ ＰＲＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示すチャートである。 第５図は、エンコーダ・プロファイル誤差に依存するエンジン速度変化を示す タイミング図である。 第６図は、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、４，０００ ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示すチャートである。 第７図は、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、２，０００ ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示すチャートである。 第８図は、本発明の好適な実施例による各方法段階を示すフローチャートであ る。 第９図は、本発明の好適な実施例による各方法段階を示すフローチャートであ る。 第１０図は、本発明の好適な実施例による各方法段階を示すフローチャートで ある。 第１１図は、本発明の好適な実施例による各方法段階を示すフローチャートで ある。 第１２図は、好適な方法を実行するための装置を示すシステム・ブロック図で ある。 好適な実施例の詳細な説明 レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダのための適応型プロファイル 補正を行う方法および装置は、複数のエンコーダ・プロファイルを利用して、い くつかのエンジン速度範囲におけるエンコーダのプロファイル誤差を補正する。 これにより、ミスファイア検出などの用途で用いられるより高忠実なエンジン燃 焼挙動信号が得られる。この方法では、他の方法では失敗し、また誤ったミスフ ァイア表示を行わないために遮断しなければならないような高いエンジン速度で も、特に良好なミスファイア検出結果が得られる。 実質的には、本発明は、エンジンが広い動作速度範囲で燃料供給される際に、 エンコーダ・システムの速度シグナチャまたはプロファイルを学習して、これを 保存する。その後、この学習したプロファイルまたは挙動は、次に取得されるエ ンジン速度シグナチャから削除され、エンコーダ・プロファイル誤差によって生 じる周期的に誤った挙動を低減し、また、複数のエンジン速度範囲でこれを行う 。複数のエンジン速度範囲において複数のエンコーダ・プロファイルを適用する この方法は、従来の方法から大きく逸脱するだけでなく、大きな性能効果も提供 する。この方法は、従来の方法に比べて、エンジンの広い速度動作範囲におい てはるかに忠実な結果を与える。例えば、開示の方法を利用すると、エンジン速 度信号の忠実度は、従来の方法では得られなかった高いエンジン速度で燃焼ミス ファイアを検出するために十分改善できる。 また、この新規な方法において重要な点は、燃料抜き状態中ではなく、エンジ ン燃料供給中にエンコーダ・プロファイルを取得することである。好適な実施例 で説明する方法により、燃料供給中の取得が可能であるが、実際にはその必要は ないことに留意されたい。あるいは、複数のプロファイルをより高いＰＲＭ減速 に基づいて格納できる。燃料供給状態で速度プロファイルを取得することにより 、より正確なエンコーダ・プロファイルが得られ、最終的にはエンジン速度およ び／または加速度の点でエンジン燃焼トルクを表すより忠実度の高い信号が得ら れる。ここでも、これはエンジンを燃料抜きする必要があった従来の方法から大 きく逸脱し、従来の方法に比べ有利である。従来の方式の一つの欠点は、安仝性 の危険があるので、高速、特に高負荷で稼働するエンジンを燃料抜きできないこ とである。残念ながら、従来の方式は、燃料を抜いた状態の減速中に変化する単 一のエンジン速度でエンジン位置プロファイルを測定した。さらに、従来の方式 は、ダイナミックなエンジン挙動によりエンコーダ・プロファイルでほとんどの 問題が生じうる高速エンジン速度ではなく、中速から低速のエンジン速度でエン ジン位置プロファイルを測定した。ま ず、エンジン燃料供給時にエンコーダ・プロファイルを獲得することについて詳 説する前に、複数の速度範囲でエンコーダ・プロファイル誤差を補正することが なぜ必要かについて説明する。第１図ないし第５図は、発明の背景で説明した。 好適な実施例については、これらの図面および残りの図面を参照することで理解 を深めることができよう。 第４図に戻って、波形４０３は、２、０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得した エンコーダ・プロファイルによって修正された、１イン２５シリンダによるミス ファイア事象について、６，０００ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を 示す。波形４０５は、４，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得したエンコーダ・ プロファイルによって修正された、１イン２５シリンダによるミスファイア事象 について、６，００ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示す。また、波 形４０７は、６，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得したエンコーダ・プロファ イルによって修正された、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について 、６，０００ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示す。明らかに、波形 ４０７は、最も高い忠実度を有する。そのため、６，０００ＲＰＭのエンジン速 度で最も高い忠実度の加速度信号を得るためには、６，０００ＲＰＭのエンジン 速度で獲得したエンコーダ・プロファイルを利用すべきである。エンジン速度６ ，０００ＲＰＭで運転するときに、エンジン速度４，０００ＲＰＭおよび２，０ ００ＲＰＭで獲得したエンコーダ・プロファイルを適用すると、あまり最適でな い結果が得られる。 第６図において、波形６０３は、２，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得した エンコーダ・プロファイルによって修正された、１イン２５シリンダによるミス ファイア事象について、４，０００ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を 示す。波形６０５は、４，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得されたエンコーダ ・プロファイルによって修正された、１イン２５シリンダによるミスファイア事 象について、４，０００ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示す。そし て、波形６０７は、６，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得したエンコーダ・プ ロファイルによって修正された、１イン２５シリンダによるミスファイア事象に ついて、４，０００ＲＰＭのエンジン速度における燃焼トルク依存加速度波形を 示す。明らかに、波形６０５は、最も高い忠実度を有する。そのため、エンジン 速度４，０００ＲＰＭで忠実度の最も高い加速度信号を得るためには、エンジン 速度４，０００ＲＰＭで獲得したエンコーダ・プロファイルを利用すべきである 。４，０００ＲＰＭのエンジン速度で運転するときに、エンジン速度２，０００ ＲＰＭおよび６，０００ＲＰＭで獲得したエンコーダ・プロファイルを適用する と、あまり最適でない結果が得られる。 第７図において、波形７０３は、２，０００ＲＰＭのエンジン速度で獲得した エンコーダ・プロファイルによって 修正された、１イン２５シリンダによるミスファイア事象について、２，０００ ＲＰＭにおける燃焼トルク依存加速度波形を示す。波形７０５は、４，０００Ｒ ＰＭのエンジン速度で獲得したエンコーダ・プロファイルによって修正された、 １イン２５シリンダによるミスファイア事象について、２，０００ＲＰＭにおけ る燃焼トルク依存加速度波形を示す。そして、波形７０７は、６，０００ＲＰＭ のエンジン速度で獲得したエンコーダ・プロファイルによって修正された、１イ ン２５シリンダによるミスファイア事象について、２，０００ＲＰＭにおける燃 焼トルク依存加速度波形を示す。明らかに、波形７０３は、最も高い忠実度を有 する。そのため、エンジン速度２，０００ＲＰＭで忠実度の最も高い加速度信号 を得るためには、エンジン速度２，０００ＲＰＭで獲得したエンコーダ・プロフ ァイルを利用すべきである。２，０００ＲＰＭのエンジン速度で運転するときに 、エンジン速度４，０００ＲＰＭおよび６，０００ＲＰＭで獲得したエンコーダ ・プロファイルを適用すると、あまり最適でない結果が得られる。 上記の説明から、エンジン速度状態の全範囲において良好な信号忠実度を達成 するためには、２つ以上のエンコーダ・プロファイルを利用しなければならない ことが明白である。さらに、従来の方式では、エンコーダ・プロファイルはエン コーダにおける「ハード」エラーに起因し、理想的な時間期間の一部として固定 されることを前提とした。 この例として、ギア型エンコーダにおける歯の誤った配置がある。この前提では 、任意のシャフトＲＰＭで一つのセットの高品位プロファイル補正係数を利用で きる。しかし、ダイナミックな条件が瞬間的なプロファイルに影響を及ぼす場合 、一つのセットの補正係数は、現在の条件が元のプロファイルを獲得した条件か ら逸脱するとその効果を失う。また、従来の方式では、未検出の燃焼ミスファイ ア事象によって獲得済みエンコーダ・プロファイルが影響を受けるのを防ぐため 、エンコーダ・プロファイルを獲得する際に、エンジンに燃料を供給しないよう にする。この従来の方式は、エンコーダ・プロファイルの獲得を極めて限られた 速度範囲に限定する。複数のエンコーダ・プロファイルを獲得し利用するために は、ミスファイアが生じない間、エンジンを相対的に一定の速度で定常の燃料供 給状態で運転できる。次に、燃料供給されたエンジンにおける複数のエンジンプ ロファイルの獲得について詳細に説明する。 好適な実施例では、定常の燃料供給エンジン動作条件下で動作中に、複数のエ ンコーダ・プロファイルを獲得するため、ブートストラップ(bootstrapping)方 法が用いられる。ブートストラップ方法は、エンジンが低速度で運転中に得られ たエンコーダ・プロファイルを利用して、エンジンが高い速度範囲で運転中にミ スファイア検出およびゲーティング機構(gating mechanism)の忠実度を改善でき るという手法に依存する。この方法において固有の改善され た信号忠実度で真のミスファイアがより正確に検出されるので、このブートスト ラップ方法は、より高いエンジン速度でのエンコーダ・プロファイル獲得が可能 になる。この能力の向上により、ミスファイアが発生しないことを保証しながら 、より高い速度範囲でのエンコーダ・プロファイルの獲得が可能になる。 上述のように、ミスファイア判定プロセスは、ミスファイアが判定された場合 に、エンコーダ・プロファイル獲得をゲート・オフ(gate off)するために用いら れる。好ましくは、ミスファイア検出プロセスは、被測定エンジン・クランクシ ャフト加速度に依存するミスファイア状態の判定を含み、この被測定エンジン・ クランクシャフト加速度は、エンコーダ・システムによって測定されるエンジン ・クランクシャフト回転速度の関数である。残念ながら、エンジン加速度を利用 すると、エンジン速度が上昇するにつれて信号忠実度が劣化するため、導関数(d erivative function)は難しい。このことは、第４図における参照番号４０１か ら明らかであり、これはエンジンが６，０００ＲＰＭの速度で運転中に、極めて 信号忠実度が悪い。第６図の参照番号６０１において、信号忠実度は悪いが、第 ４図よりも若干改善している。さらに信号忠実度の改善がなければ、ミスファイ ア挙動は他のノイズおよび通常の燃焼挙動から区別できない。すなわち、プロフ ァイル獲得プロセスをゲート・オフするために、より高い忠実度のエンジ ン加速度信号を利用して、燃焼ミスファイア挙動を判定できるまで、多重速度エ ンコーダ・プロファイル獲得はできない。 燃料供給状態下でエンコーダ・プロファイルの取得を達成するためには、上記 のブートストラップ方法では、ミスファイアがエンコーダ・プロファイル取得を 損なわないことを保証しなければならない。従来の方式はミスファイアが発生し ないことを保証するために燃料抜きを採用したが、本方式は、回転する位置エン コーダから導出した生エンジン速度に依存する被処理加速度信号が閾値を超える かどうかを判定することに基づいて、ミスファイアが発生しないことを保証する 。被処理加速度信号が閾値を超えると、ミスファイアが検出され、エンコーダ・ プロファイル取得はディセーブルまたはゲート・オフされる。多重エンコーダ・ プロファイル取得中には、被処理加速度信号は、特定のより低いエンジン速度エ ンコーダ・プロファイルに基づいて導出される。例えば、システムが特定のエン ジン速度にてエンコーダ・プロファイルを取得中の場合、被処理加速度信号は、 より低いエンジン速度について以前に導出されたエンコーダ・プロファイルを利 用して導出される。この方式は、被処理加速度信号を大幅にクリーンアップし、 そのためノイズがミスファイアを表さずに、現在の速度範囲についてエンコーダ ・プロファイル取得プロセスを停止しない。言い換えると、ブートストラップ方 式は、より高いエ ンジン速度でさえもエンコーダ・プロファイル取得プロセスをゲートオフするた めに確実に利用できる点まで、エンジン加速度信号の忠実度を改善する。さらに 、この方式は、真のミスファイアを検出し、必要に応じて取得プロセスを停止す る十分な能力を可能にする。 第８図，第９図第１０図および第１１図は、本発明の好適な実施例による各方 法段階を示すフローチャートである。第８図，第９図，第１０図および第１１図 における方法段階は、次に説明する第１２図に示すシステム上で実行される。 第１２図は、好適な方法を実行する装置を示すシステム・ブロック図である。 マイクロコントローラ１２０５は、さまざまな一般的なコンピュータ部品を利用 して構成できる。好ましくは、モトローラＭＣ６８ＨＣ３３２マイクロコントロ ーラが利用される。ＭＣ６８ＨＣ３３２マイクロコントローラは、第８図，第９ 図，第１０図および第１１図に示される方法段階を表すネーティブＭＣ６８ＨＣ ３３２コードを格納するために利用されるＥＥＰＲＯＭ(Electrically Programm able Read Only Memory)によって補足される。また、マイクロコントローラ１２ ０５は、変数の一時的な格納のためＲＡＭ(Random Access Memory)の形式の一時 的メモリからなる。さらに、ＭＣ６８ＨＣ３３２マイクロコントローラは、位置 センサ１２０７の出力信号を測定する機能を有する。マイクロコントロ ーラ１２０５は、被測定エンジン速度に依存する被処理加速度信号１２０７を導 出し、この信号を外部加速度ベースのミスファイア検出システム１２０１に与え る。あるいは、外部加速度ベースのミスファイア検出システム１２０１は、マイ クロコントローラ１２０５内に統合できる。被処理加速度信号１２０７の導出に ついては、以下で詳説する。ミスファイア検出システム１２０１は、被処理加速 度信号１２０７において燃焼ミスファイア挙動が検出されると、ミスファイア指 示１２０３をマイクロコントローラ１２０５に返送する。上述のように、燃焼ミ スファイアの検出は、エンコーダ・プロファイル取得プロセスをターンオフする ために用いられる。 次に、第８図において、多重速度範囲エンコーダ・プロファイル・モデルが取 得される。第９図に示すルーチン９００は、第８図に示すルーチン８００と同時 に動作し、どの速度範囲でエンジンが動作するかを判定するために用いられ、以 下で詳説する。ルーチン８００は、エンジン・キャリブレーション・プロセス中 に一回だけ、あるいは周期的に実行され、エンコーダ・プロファイル・モデルを 更新する。これは、プロファイル補正係数の新たなセットを取得・格納すること によって行われる。上述のように、より高いエンジン速度では、ダイナミックな エンジン挙動により、被処理加速度は真のミスファイアに類似した特性を有する ようになる。この現象のため、エンコーダ・プロファ イルは、ダイナミックなエンジン挙動が速度信号に与える影響が最も小さい比較 的低いエンジン速度においてまず最初に取得される。このように取得されたエン コーダ・プロファイルは、実際のエンコーダ・プロファイルから差し引かれ、被 処理（クリーンアップされた、すなわちより有意義な忠実度の）エンジン速度信 号がミスファイア検出機構に与えられる。各エンコーダ・プロファイルの取得お よび利用がエンジン速度の範囲に限定された、複数のエンコーダ・プロファイル を適用することにより、被処理エンジン速度信号から望ましくないダイナミック ・エンジン挙動が次第になくなり、真のミスファイアが発生するまで、被処理加 速度波形はミスファイア閾値を越えない。ミスファイアがミスファイア検出シス テムによって検出されると、プロファイル取得プロセスは停止される。上記の方 式では、一回転にＲＰＭ変化がないことを前提とする。エンコーダ・プロファイ ルを生成するためのデータを、ミスファイアが発生しないときなど、適切な時間 に取得することはユーザの責任である。 マイクロコントローラ１２０５は、開始ステップ８０１においてルーチン８０ ０の実行を開始する。 次に、ステップ８０３において、マイクロコントローラ１２０５は、ルーチン ９００において判定される現在ＲＰＭ範囲＝ｎについて、クランクシャフトの完 全な一回転における連続したエンコーダ・ターゲット間の生デルタ時間 測定値(raw delta time readings)（ここでは１８個の測定値）を取得し、一時 的に格納する。デルタ時間測定値は、ホイール１０１上の連続したターゲットま たは歯の間の時間を測定することにより得られる。 次に、ステップ８０５において、一回転におけるデルタ時間を加算し、一回転 におけるデルタ時間の数で除算することにより、各１８個の連続したエンコーダ ・ターゲット間の平均デルタまたは理想時間が算出される。次の確定式を利用し てこれを行うことができる。 ここで、ｍは現在のエンコーダ・ターゲットである。 次のステップ８０７において、インデックス変数ｍは、初期状態の１に設定さ れる。ここで、インデックスｍは、どのエンコーダ・ターゲット時間が処理中か を記録するために用いられる。 次に、ステップ８０９において、各被測定（実）デルタ時間は、一回転におけ る理想デルタ時間で除算され、ｎ番目の範囲におけるｍ番目のエンコーダ・ター ゲットの補正係数を割り当てる。これは、各１８個の連続したエンコー ダ・ターゲット・デルタ時間の間のｍ番目のデルタ時間を呼び出すことによって 達成され、ｍ番目のサンプルの被測定デルタ時間を、ステップ８０５で導出され た平均デルタ時間で除算することによって、ｍ番目のデルタ時間補正係数を判定 する。このプロセスの確定式を次に示す。 ここで、ｍは目的の期間である。 第５図で取得し、図示したプロファイルについて、上式からの結果の一例を表 １に示す。 ステップ８１１において、ｎ番目の速度範囲におけるｍ番目のエンコーダ・タ ーゲットに対応する判定されたばかりの補正係数は、新たなエンコーダ・プロフ ァイル・モデルに格納される。 次に、ステップ８１３において、エンコーダ・ターゲット・インデックス変数 ｍは、次のエンコーダ・ターゲットを指すためにインクリメントされる。 次に、ステップ８１５において、すべてのエンコーダ・ターゲット補正係数が 処理されたことを確認するために試験が行われる。処理されなければ、完全なエ ンコーダ・プ ロファイル・モデルが取得され、速度範囲＝ｎについて処理されるまで、ステッ プ８０９，８１１，８１３，８１９は反復される。ステップ８１５においてｍ＝ １９の場合、ステップ８１７が実行される。 次に、ステップ８１７において、プロファイルが完全に取得され、エンジン速 度範囲ｎについて処理されたことを示すため、プロファイル取得完了ビットが設 定される。これで、ルーチン８００はステップ８１９において終了する。エンジ ンが新たな速度範囲内で動作中の場合、ルーチン８００は呼び出され、第１２図 に示すシステムにおいてミスファイア指示１２０５によって示されるようにミス ファイアが発生しない間に、エンコーダ・プロファイルが取得され、この速度範 囲について処理される。次に、エンジン速度範囲方法について、第９図を参照し て説明する。 第９図において、ルーチン９００は開始ステップ９０１から開始する。このル ーチン９００は連続的に実行し、上記のルーチン８００および以下で説明するル ーチン１０００によって用いられる。次のステップ９０３において、エンコーダ １０７の出力をモニタすることによってエンジン速度が測定される。エンジンが ０〜１，５００ＲＰＭの速度で動作中の場合、ステップ９０５が実行される。ス テップ９０５において、範囲フラグは範囲１に設定され、ルーチン９００はステ ップ９０７において終了する。 エンジンが０〜１，５００ＲＰＭの速度で動作中でない 場合、ステップ９１１が実行される。 ステップ９１１において、エンコーダ１０７の出力をモニタすることによりエ ンジン速度が測定される。エンジンが１，５００ＲＰＭ〜２，５００ＲＰＭの速 度で動作中の場合、ステップ９１３が実行される。ステップ９１３において、範 囲フラグは範囲２に設定され、ルーチン９００はステップ９０７において終了す る。 エンジンが１，５００ＲＰＭ〜２，５００ＲＰＭの速度で動作中でない場合、 ステップ９１５が実行される。 ステップ９１５において、エンコーダ１０７の出力をモニタすることによりエ ンジン速度が測定される。エンジンが２，５００ＲＰＭ〜３，５００ＲＰＭの速 度で動作中の場合、ステップ９１７が実行される。ステップ９１７において、範 囲フラグは範囲３に設定され、ルーチン９００はステップ９０７において終了す る。 エンジンが２，５００〜３，５００ＲＰＭの速度で動作中でない場合、ステッ プ９１９が実行される。 ステップ９１９において、エンコーダ１０７の出力をモニタすることによりエ ンジン速度が測定される。エンジンが３，５００ＲＰＭ〜４，５００ＲＰＭの速 度で動作中の場合、ステップ９２１が実行される。ステップ９２１において、範 囲フラグは範囲４に設定され、ルーチン９００はステップ９０７において終了す る。 エンジンが３，５００〜４，５００ＲＰＭの速度で動作 中でない場合、ステップ９２３が実行される。ステップ９２３において、範囲フ ラグは範囲５に設定され、ルーチン９００はステップ９０７において終了する。 次に、第１０図について説明する。 第１０図において、ルーチン１０００は連続的に実行し、特定のエンジン速度 範囲についてプロファイルが取得され処理されたかどうかを判定するために用い られる。ルーチン１０００は、ステップ１００１から開始する。 ステップ１００３において、一時的変数ＴＥＭＰ１は、ルーチン９００によっ て供給される範囲変数ｎに設定される。 次に、ステップ１００５において、変数ＴＥＭＰ１によって表されるエンジン 速度範囲ｎについてプロファイルが取得され処理されたかどうかを判定するため 試験が行われる。エンジン速度範囲ｎについてプロファイルが取得され処理され る場合、ステップ１００７が実行される。ステップ１００７において、ルーチン １０００は、現在のエンジン速度範囲ｎに最も近いかあるいはそれより小さいエ ンジン速度範囲からの取得プロファイルを利用するようにマイクロプロセッサ１ ２０５に指示する。すなわち、ＴＥＭＰ１変数の現在の状態によって定義される ＲＡＮＧＥについて以前取得したプロファイルを利用する。このプロファイルは 、現在のＲＰＭ範囲からか、あるいは有効なプロファイルを以前取得した次に最 も低いＲＰＭ範囲からのもので ある。次に、ルーチン１０００は次のように終了する。エンジン速度範囲ｎがル ーチン９００によって検出されるように変化すると、ルーチン１０００は再実行 される。 エンジン範囲ｎについてプロファイルが取得・処理されていない場合、ステッ プ１０１３が実行される。次に、ステップ１０１３において、すべてのエンジン 速度範囲が処理されたかどうかを調べるため、変数ＴＥＭＰ１が調べられる。す べてのエンジン速度範囲が処理されない場合、ステップ１００５，１０１３およ び次に説明するステップ１０１１が反復される。ステップ１０１１において、変 数ＴＥＭＰ１は、次に低いエンジン速度範囲を指すためにデクリメントされる。 すべてのエンジン速度範囲が処理されると、ステップ１０１５が実行される。 ステップ１０１５において、マイクロコントローラ１２０５は、プロファイル がまだ取得されておらず、またすべてのエンジン速度範囲の各エンコーダ・ター ゲットの補正係数を１（補正なし）に設定することによってモデルがナル・モデ ルに設定されることを前提とし、ルーチン１０００はステップ１００９において 終了する。 第１１図は、本発明の好適な実施例による各方法段階を示すフローチャートで ある。このルーチンは連続的に実行し、ステップ１１０１から開始する。ステッ プ１１０３において、エンコーダ測定プロセスによって生じる新たなデルタ時間 を補正するため、以前取得したプロフィル補正係 数が用いられる。新たな非補正デルタ時間値が利用可能になると、エンコーダ・ ターゲットに関連するｍ番目のデルタ時間に固有の以前算出したプロファイル補 正係数で乗算される。次に、ステップ１１０３は、現在選択されたエンコーダ・ プロファイルを適用することによって、被補正エンジン速度および被処理加速度 を与える。 被処理加速度は、好ましくは、２つの段階で算出される。まず第１に、特定の デルタ時間期間（ｎ）における角速度（Ｖ）は、マイクロコントローラ１２０５ 上で次の確定式を実行することによって得られる。 ただし、 Ｖは角速度 ｎはデルタ時間期間インデックス Ｔ_cはプロファイル補正されたデルタ時間値 Ｃ_vは速度倍率定数(velocity scaling constant)である。 次に、デルタ時間期間（ｎ）における被処理加速度は、次式を用いて算出され る。 以上、レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダのエンコーダ・プロフ ァイル補正のための改善された方法について説明した。この新規な方法は、複数 のエンジン速度範囲におけるこのようなエンコーダに伴うさまざまな誤動作を排 除する。この方法により、従来の方法に比べてはるかに広いエンジン動作速度範 囲におけるミスファイア検出機能を含む、より正確なミスファイア検出が可能に なる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レンボスキ，ドナルド・ジェイ，ジュニア アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン、 ゴルフ・クレスト・ドライブ160 (72)発明者 リンチ，マービン・エル アメリカ合衆国ミシガン州デトロイト、ロ スリン19555 (72)発明者 ソンデイ，スーザン・ケイ アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン、 ワード24917

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンジン速度適応型プロファイル補正の方法であって： レシプロ・エンジンによって駆動される回転位置エンコーダから導出される生 エンジン速度を判定する段階； 前記エンジンが第１速度範囲内で動作中に、前記生エンジン速度と、所定の第 １エンコーダ・プロファイルとに依存する第１被補正エンジン速度を与える段階 ；および 前記エンジンが第２速度範囲内で動作中に、前記生エンジン速度と、所定の第 ２エンコーダ・プロファイルとに依存する第２被補正エンジン速度を与える段階 ； によって構成されることを特徴とする方法。 ２．前記所定の第１および第２エンコーダ・プロファイルは、前記レシプロ・エ ンジンが燃料供給状態下で動作中に取得されることを特徴とする請求項１記載の 方法。 ３．前記所定の第１および第２エンコーダ・プロファイルは、前記回転位置エン コーダによって指示される複数の位置のうち各位置に対応する補正係数からなり 、前記与えられた第１および第２被補正エンジン速度は、前記対応する補正係数 で、前記複数の位置のうち各位置について前記所定の第１および第２エンコーダ ・プロファイルの関連エンコーダ・プロファイルにより前記生エンジン速度を因 数分解することによって判定されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ４．前記回転位置エンコーダによって指示される複数の位置のうち各位置に対応 する各補正係数は、前記回転位置エンコーダの一回転内で、前記回転位置エンコ ーダによって指示される複数の位置のうち各位置に関連するすべての生エンジン 速度の平均に基づいて判定されることを特徴とする請求項３記載の方法。 ５．前記回転位置エンコーダによって指示される複数の位置のうち各位置に対応 する各補正係数は、前記回転位置エンコーダの２回転以上内で、前記回転位置エ ンコーダによって指示される複数の位置のうち各位置に関連するすべての生エン ジン速度の平均に基づいて判定されることを特徴とする請求項３記載の方法。 ６．前記レシプロ・エンジンが燃料供給され、ミスファイアしていない際に、正 常燃焼表を与える段階； 前記レシプロ・エンジンが前記第１速度範囲内で動作中であり、かつ前記正常 燃焼表示が与えられる際に、前記レシプロ・エンジンの速度を測定し、これに依 存して前記回転位置エンコーダに関連する前記第１エンコーダ・プロファイルを 生成する段階；および 前記レシプロ・エンジンが前記第２速度範囲内で動作中であり、かつ前記正常 燃焼表示が与えられる際に、前記レシプロ・エンジンの速度を測定し、これに依 存して前記回転位置エンコーダに関連する前記第２エンコーダ・プロファイルを 生成する段階； を利用して前記所定の第１および第２エンコーダ・プロファイルが生成される ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ７．正常燃焼表示の判定は、エンジン加速度の測定に依存して判定されることを 特徴とする請求項７記載の方法。 ８．正常燃焼表示の判定は、前記第２エンコーダ・プロファイルの測定中に、前 記所定の第１エンコーダ・プロファイルに依存して補正されたエンジン速度に依 存して判定されることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．前記レシプロ・エンジンがミスファイアしていないことを判定する前記段階 は、エンジン加速度の測定の依存して、前記レシプロ・エンジンがミスファイア していないことを判定する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 １０．前記レシプロ・エンジンがミスファイアしていないことを判定する前記段 階は、前記所定の第１エンコーダ・プロファイルによって変更されたエンジン加 速度の測定の依存して、前記レシプロ・エンジンがミスファイアしていないこと を判定する段階を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １１．レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用の適応型プロファイル 補正の方法であって： 前記レシプロ・エンジンが燃料供給状態下で動作中であり、かつミスファイア していない際に、正常燃焼表示を与 える段階； 前記正常燃焼表示が与えられる際に、前記レシプロ・エンジンの速度を測定し 、エンコーダ・プロファイルを生成する段階； 前記レシプロ・エンジンの被測定速度と、前記生成エンコーダ・プロファイル とに依存して、前記回転位置エンコーダの補正エンジン速度を与える段階； によって構成されることを特徴とする方法。 １２．レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用のエンジン速度適応型 プロファイル補正の方法であって： 前記レシプロ・エンジンが燃料供給状態下で動作中であり、かつミスファイア していない際に、正常燃焼表示を与える段階； 前記正常燃焼表示が与えら、かつ前記レシプロ・エンジンが第１速度範囲内で 動作中の際に、レシプロ・エンジンによって駆動される回転位置エンコーダから 導出される生エンジン速度を測定し、第１エンコーダ・プロファイルを生成する 段階； 前記レシプロ・エンジンが燃料供給状態下で動作中であり、かつミスファイア していない際に、前記生成された第１エンコーダ・プロファイルに依存する別の 正常燃焼表示を与える段階； 前記別の正常燃焼表示が与えら、かつ前記レシプロ・エンジンが第２速度範囲 内で動作中の際に、前記レシプロ・ エンジンによって駆動される前記回転位置エンコーダから導出される生エンジン 速度を測定し、前記被測定生エンジン速度に依存する第２エンコーダ・プロファ イルを生成する段階； 前記生エンジン速度と、前記第１エンコーダ・プロファイルおよび前記第２エ ンコーダ・プロファイルのうち一方とに依存して、前記回転位置エンコーダの補 正エンジン速度を与える段階； によって構成されることを特徴とする方法。 １３．レシプロ・エンジンにおける回転位置エンコーダ用のエンジン速度適応型 エンコーダ・プロファイル補正の方法であって： 前記レシプロ・エンジンがミスファイアしていない際に、正常燃焼表示を与え る段階； 前記レシプロ・エンジンの速度を測定する段階； 前記レシプロ・エンジンが第１速度範囲内で動作しており、かつ前記レシプロ ・エンジンが前記与えられた表示毎にミスファイアしていない際に、前記レシプ ロ・エンジンの被測定速度の依存する第１エンコーダ・プロファイルを取得する 段階； 前記レシプロ・エンジンが前記第１速度範囲を越える場合に、前記第１エンコ ーダ・プロファイルを格納する段階； 前記レシプロ・エンジンの被測定速度と、前記第１エンコーダ・プロファイル とに依存する第１速度範囲プロファ イル補正されたエンジン速度を与える段階； 前記レシプロ・エンジンが第２速度範囲内で動作しており、かつ前記レシプロ ・エンジンが前記与えられた表示毎にミスファイアしていない際に、前記レシプ ロ・エンジンの被測定速度の依存する第２エンコーダ・プロファイルを取得する 段階； 前記レシプロ・エンジンが前記第２速度範囲を越える場合に、前記第２エンコ ーダ・プロファイルを格納する段階； および 前記レシプロ・エンジンの被測定速度と、前記第１および第２エンコーダ・プ ロファイルのうち一方とに依存して、前記回転位置エンコーダのエンコーダ・プ ロファイル補正されたエンジン速度を与える段階； によって構成されることを特徴とする方法。 １４．前記第２速度範囲は、前記第１速度範囲よりも高いエンジン速度を表すこ とを特徴とする請求項１４記載の方法。