JPH11343917A - クランク角位置検出装置 - Google Patents

クランク角位置検出装置

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JPH11343917A
JPH11343917A JP15102598A JP15102598A JPH11343917A JP H11343917 A JPH11343917 A JP H11343917A JP 15102598 A JP15102598 A JP 15102598A JP 15102598 A JP15102598 A JP 15102598A JP H11343917 A JPH11343917 A JP H11343917A
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博和 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準クランク角位置の検出に際し、ノイズ混
入による誤検出を防止し、クランク角位置検出装置の信
頼性を向上させる。 【解決手段】 クランク角センサより出力される位置信
号POS10の周期を計測し、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
出し、前記周期比が今回値/前回値と表される場合、1
より大きな第1の閥値(S/L)以上となったときに、
基準クランク角位置(欠歯部)を検出する。一方、前記
周期比が、周期比=今回値/前回値と表される場合、1
より小さな第2の閥値(S/L−L)以下となったとき
は、ノイズ混入とみなし、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誤検出を防止する。さらに前
記第2の閥値は、エンジンの不安定状態において小さく
なるように可変設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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
判定用閥値である前記第2の所定値を、エンジンの不安
定状態にて小さくするように可変設定する、閥値可変設
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、エンジンの安定
度に応じて閥値を設定することにより、エンジンの安定
度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、前記閥値可変設
定手段は、エンジン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、前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
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、前記閥値可変設
定手段は、エンジン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、前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定度を示す
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、前記閥値可変設
定手段は、エンジン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、閥値可変設定手段を設けることで、エンジンの安定
度による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、簡易にエンジンの安定
度を検出し、エンジン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、簡易にエンジンの安定度を検出し、エンジ
ン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
ンの安定度を検出し、エンジン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、簡易にエンジンの安定度を検出し、エ
ンジン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
の安定度を検出し、エンジン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(P
OS10)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POS
10の周期TCRをTCR1に代入する(TCR1=T
CR)。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TC
R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=Tra
tio)。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POS1
0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T
ratio1≦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Trati
o1>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T
ratio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閥値
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。これが閥値可変手段に相当し、エンジンの不安定性
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、エンジンの安定度を示
すパラメータとして、スタートスイッチ、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O
N・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SLGH
NE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、閥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より、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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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。
  2. 【請求項2】エンジン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閥値である前記第2の
    所定値を、エンジンの不安定状態にて小さくするように
    可変設定する、閥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。
  3. 【請求項3】前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
    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。
  4. 【請求項4】前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
    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。
  5. 【請求項5】前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
    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。
  6. 【請求項6】前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
    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。
  7. 【請求項7】前記閥値可変設定手段は、エンジンの安定
    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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013124655A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
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