TWI464379B - Engine load detection device and engine load detection method - Google Patents

Description

引擎負載檢測裝置及引擎負載檢測方法

本發明是關於引擎負載檢測裝置及引擎負載檢測方法，特別是根據「與曲柄軸同步旋轉」之脈衝轉子的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置及引擎負載檢測方法。

傳統以來，具備「與引擎的曲柄軸同步旋轉」的脈衝轉子、及檢測「被設在該脈衝轉子之磁阻的通過狀態」的拾取器線圈，並根據由該拾取器線圈所輸出的脈衝訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置已為大眾所知悉。

在專利文獻1中揭示一種技術：將脈衝轉子的磁阻設在「對應於引擎之上死點」的位置附近，且於每旋轉1次或每旋轉2次時，計算脈衝轉子旋轉1次的時間與磁阻通過的時間之比率，並根據該比率的變動程度來檢測引擎的負載狀態。

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-115598號公報

話雖如此，專利文獻1所記載的技術，是用來檢測以「曲柄軸旋轉1次期間所需的時間」作為基準之磁阻的通過時間，並未考慮以更長的區間，譬如以「曲柄軸旋轉2次期間所需的時間」作為基準，來檢測更適切的負載狀態。不僅如此，即使是曲柄軸旋轉1次期間，也未對應於4行程引擎的4個行程(進氣、壓縮、燃燒－膨脹、排氣)來檢討引擎旋轉速度的變動。

此外，由於專利文獻1所記載的技術，是用來檢測以「曲柄軸旋轉1次期間所需的時間」作為基準之磁阻的通過時間，因此一旦磁阻之圓周方向的長度等存有「因尺寸公差所衍生的尺寸偏移」時，計算所得的比率也可能殘存有尺寸公差的影響，而具有無法正確地檢測引擎之負載狀態的可能性。此外，曲柄軸的旋轉速度(角速度)，容易受到「從曲柄軸到後輪為止」之扭力傳動系統的影響，這點已為大眾所知悉，因此，期待一種考慮到上述狀況且能計算負載計算的構造。

本發明的目的是提供一種：能解決上述習知技術的課題，考慮到因應於4行程引擎之4個行程所產生的旋轉變動，且降低脈衝轉子之尺寸公差的影響，而能更正確地檢測引擎之負載狀態的負載檢測裝置及負載檢測方法。

為了達成前述目的，本發明是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，本發明的第1特徵為具備：將用來檢測平均引擎旋轉速度的特定區間分割成複數，並根據前述拾取器的輸出訊號，分別計算該經分割的複數個區間之各個區間的引擎旋轉速度的手段；和加權手段，該加權手段是對前述複數個區間的引擎旋轉速度執行不同的加權處理；及負載狀態計算手段，該負載狀態計算手段是根據加權處理後之複數區間引擎旋轉速度的平均值，計算前述平均引擎旋轉速度，並使用該該平均引擎旋轉速度來執行引擎之負載狀態的計算。

此外，第2特徵為以下的技術點：前述加權處理，是在前述被分割成複數的區間中，將包含燃燒－膨脹行程之區間的加權比率，設定成較其他區間更大。

此外，第3特徵為以下的技術點：前述特定區間，是根據前述脈衝轉子的輸出訊號所偵測。

此外，第4特徴為以下的技術點：前述特定區間，是將前述曲柄軸之2次旋轉量的長度2等分為第1區間與第2區間，並設定成前述第1區間包含進氣行程，前述第2區間包含燃燒－膨脹行程。

此外，第5特徵為以下的技術點：前述引擎的負載狀態，是「前述磁阻通過前述拾取器期間」的旋轉速度，除以前述平均引擎轉數所算出的負載率。

此外，第6特徵為以下技術點：前述磁阻是被配設在即將到達引擎上死點時的位置，前述負載率，是採用「在即將到達壓縮側的上死點時，前述磁阻通過前述拾取器期間」的旋轉速度所算出。

此外，第7、8特徵為以下的技術點：對應於前述所算出的負載率，至少對前述引擎的點火時期進行反饋控制。

此外，本發明是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測方法，本發明的第9特徵為以下的技術點：在計算檢測前述引擎的負載狀態之際所採用的平均引擎旋轉速度時，具備：將用來檢測前述平均引擎旋轉速度的特定區間分割成複數的步驟；和用來計算前述經分割之複數個區間的各個區間引擎旋轉速度的步驟；和對前述複數個區間引擎旋轉速度執行不同加權處理的步驟；及藉由求出前述加權處理後之複數個區間引擎旋轉速度的平均值，來計算前述平均引擎旋轉速度的步驟。

此外，本發明是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，本發明的第10特徵為以下的技術點：將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從前述磁阻的通過開始點起計算的前述曲柄軸之2次旋轉量的長度，前述檢測區間設成由以下所形成的4個區間：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在前述曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，前述磁阻通過前述拾取器的位置；及第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於前述磁阻未通過前述拾取器的位置；本發明的引擎負載檢測裝置具備：求取第1平均值的手段，該第1平均值是由前述第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由前述第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的手段，該第2平均值為由前述第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由前述第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；和計算前述平均引擎旋轉速度的手段，該前述平均引擎旋轉速度是藉由對前述第1平均值除以前述第1旋轉速度的值，乘以前述第2平均值所求出；及負載狀態計算手段，該負載狀態計算手段是使用前述平均引擎旋轉速度來計算前述引擎的負載狀態。

此外，第11特徵為以下的技術點：用來計算前述平均引擎旋轉速度的手段，是當前述第1旋轉速度以ω4(n-1)表示、前述第2旋轉速度以ω4(n)表示、前述第1磁阻旋轉速度以ωtdc1表示、前述第2磁阻旋轉速度以ωtdc2表示、前述加權處理的加權係數以α表示時，藉由以下的計算式來計算前述平均引擎旋轉速度NeA。

此外，第12特徵為以下的技術點：被設定成：前述第1區間包含進氣行程，且前述第2區間包含燃燒－膨脹行程，當求取前述第1平均值之際，是將在前述第1旋轉速度與前述第2旋轉速度之間執行不同加權處理的前述加權係數α設定成大於0.5。

此外，前述磁阻是被配設在即將到達引擎之上死點時的位置，前述引擎的負載狀態，是將前述第2磁阻旋轉速度，除以前述平均引擎轉數所算出的負載率。

第14特徵為以下的技術點：對應於前述負載率，至少對前述引擎的點火時期執行反饋控制。

此外，本發明是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測方法，本發明的第15特徵為以下的技術點：包含：將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從前述磁阻的通過開始點起計算之前述曲柄軸的2次旋轉量之長度的步驟；和將前述檢測區間設成由以下所形成之4個區間的步驟：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在前述曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，前述磁阻通過前述拾取器的位置、和第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於前述磁阻未通過前述拾取器的位置；和求取第1平均值的步驟，該第1平均值是由前述第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由前述第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的步驟，該第2平均值是由前述第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由前述第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；及計算前述平均引擎旋轉速度的步驟，該前述平均引擎旋轉速度是藉由對前述第1平均值除以前述第1旋轉速度的值，再乘以前述第2平均值所獲得。

此外，本發明是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，本發明的第16特徵為以下的技術點：具備用來偵測變速機之變速比的變速比偵測手段，前述引擎的負載狀態被設成：將前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度，除以前述平均引擎轉數所算出的負載率，前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度，是根據前述變速比所修正。

此外，第17特徵為以下的技術點：前述變速比偵測手段，是用來檢測有段變速機之變速檔位的齒輪位置感應器。

此外，第18特徵為以下的技術點：前述磁阻通過前述拾取器期間之旋轉速度的修正，是藉由對該旋轉速度乘以修正係數的方式所執行，前述修正係數，是當前述有段變速機的齒輪檔數較低時設定成較大。

不僅如此，第19特徵為以下的技術點：前述變速比偵測手段，是根據車速與引擎轉數來求取變速比。

根據第1特徴，由於在計算「用於引擎之負載狀態的計算」的平均引擎旋轉速度之際，是將用來檢測引擎旋轉速度的特定區間分割成複數個，並分別計算該經分割之複數個區間中之每一個區間引擎旋轉速度，而對該複數個區間引擎旋轉速度執行不同的加權處理，不僅如此，來藉由求取經該加權處理後之複數個區間引擎旋轉速度的平均值來計算平均引擎旋轉速度，因此在特定區間內，即使具有不同於一般運轉時之大量旋轉變動的場合，也能執行已考慮該旋轉變動的加權，來計算適當的平均引擎旋轉速度。如此一來，即使在因「加速時或行走於凹凸路面等」而導致特定區間內之引擎旋轉速度的變動增大的場合中，也能利用計算來求取對應於上述狀況的引擎負載狀態。

根據第2特徴，由於加權處理，是將被分割成複數個區間中，含有燃燒－膨脹行程之區間的加權比率設定成大於其他區間，因此即使在因「加速時或行走於凹凸路面等」，而特別使燃燒－膨脹行程中之引擎旋轉速度的上升程度變大的場合中，也能利用計算來求取對應於上述狀況的引擎負載。

根據第3特徴，由於特定區間是根據脈衝轉子的輸出訊號所檢測，因此可採用檢測「用來驅動引擎的點火裝置或燃料噴射裝置之時機」的脈衝轉子，設定「用來檢測平均引擎旋轉速度」的特定區間。如此一來，可在不額外設置新感應器等的狀態下，利用計算求取引擎負載狀態。

根據第4特徴，由於特定區間是將曲柄軸之2次旋轉量的長度2等分為第1區間與第2區間，且設定成第1區間包含進氣行程，第2區間包含燃燒－膨脹行程，因此能以簡單的方法執行特定區間的分割。此外，藉由將包含燃燒－膨脹行程之第2區間的加權設定成較大，能以計算來求取已考慮了在燃燒－膨脹行程中引擎旋轉速度之變動的負載狀態。此外，藉由以最小的分割數來分割特定區間，既能抑制計算負擔的增加又能獲得加權處理的効果。

根據第5特徴，由於引擎的負載狀態，是藉由將磁阻通過拾取器期間的旋轉速度除以平均引擎轉數所算出的負載率，故能藉由簡單的計算式來求取引擎的負載狀態。

根據第6特徴，由於磁阻被配設在即將到達引擎之上死點時的位置，且負載率是採用「在即將到達壓縮側之上死點時，磁阻通過拾取器期間之旋轉速度」所算出，因此可適當地檢測從壓縮行程的尾段到燃燒－膨脹行程期間之大量的引擎旋轉變動，而可求取已考慮了該旋轉變動之引擎的負載率。

根據第7特徴，由於是對應於所計算的負載率，而至少對引擎的點火時期執行反饋控制，因此無需額外設置新的感應器等，僅需採用脈衝轉子的輸出訊號，至少使點火時期的修正控制變的可能。

根據第8特徴，由於具備：將用來檢測平均引擎旋轉速度的特定區間分割成複數的步驟；和用來計算經分割之複數個區間的各個區間引擎旋轉速度的步驟；和對複數個區間引擎旋轉速度執行不同加權處理的步驟；和藉由求出加權處理後之複數個區間引擎旋轉速度的平均值，來計算平均引擎旋轉速度的步驟；使用平均引擎旋轉速度來執行引擎之負載狀態的計算的步驟，因此即使在特定區間的引擎旋轉速度中，具有不同於一般運轉時的大幅變動時，也能藉由執行已考慮了該旋轉變動的加權，來計算適當的平均引擎旋轉速度，並據此來計算引擎的負載狀態。

根據第9特徵，由於將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從磁阻的通過開始點起計算的曲柄軸之2次旋轉量的長度，檢測區間設成由以下所形成的4個區間：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，磁阻通過拾取器的位置；及第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於磁阻未通過拾取器的位置；且具備：求取第1平均值的手段，該第1平均值是由第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的手段，該第2平均值為由第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；和計算平均引擎旋轉速度的手段，該平均引擎旋轉速度是藉由述第1平均值除以第1旋轉速度的值，再乘以第2平均值所求出；及負載狀態計算手段，該負載狀態計算手段是使用平均引擎旋轉速度來計算引擎的負載狀態，因此能在計算平均引擎旋轉速度的計算式中含有：將磁阻部分的旋轉速度，除以與其相同之磁阻部分的旋轉速度的關係。如此一來，即使在磁阻的圓周方向長度等中存有尺寸公差的場合中，也能降低在計算式中該尺寸公差的影響，而計算更適當的平均引擎旋轉速度。此外，可採用檢測「用來驅動引擎的點火裝置或燃料噴射裝置之時機」的脈衝轉子，來設定「用來檢測平均引擎旋轉速度」的特定區間。

根據第10特徴，可降低在平均引擎旋轉速度的計算式中，降低磁阻的尺寸公差對平均引擎旋轉速度之計算值所造成的影響。

根據第11的特徴，由於設定成：第1區間包含進氣行程，且第2區間包含燃燒－膨脹行程，當求取第1平均值之際，是將在第1旋轉速度與第2旋轉速度之間執行不同加權處理的加權係數α設定成大於0.5，因此在特定區間的引擎轉速中，即使具有不同於一般運轉時之大量變動的場合，也能計算「已考慮了燃燒一膨脹行程中之引擎旋轉速度的上升程度」的平均引擎旋轉速度。如此一來，即使在因「加速時或行走於凹凸路面等」而導致引擎旋轉速度的變動增大的場合中，也能計算更適當的引擎負載狀態。

根據第12特徴，由於磁阻被配設在即將到達引擎上死點時的位置，且引擎的負載狀態，是將第2磁阻旋轉速度除以平均引擎轉數所算出的負載率，故能藉由簡單的計算式來檢測引擎負載。此外，可適當地檢測「從壓縮行程的後半段到燃燒－膨脹行程期間」之引擎的旋轉變動，而求取引擎的負載率。

根據第13特徵，由於對應於負載率並至少對引擎的點火時期執行反饋控制，故能僅採用脈衝轉子的輸出訊號來計算引擎的負載率，並根據該負載率而至少修正控制引擎的點火時期。如此一來，無需設置用來檢測引擎之負載狀態的感應器等，便可執行適當的點火時期控制。

根據第14特徴，由於包含：將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從磁阻的通過開始點起計算之曲柄軸的2次旋轉量之長度的步驟；和將檢測區間設成由以下所形成之4個區間的步驟：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，磁阻通過拾取器的位置、和第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於磁阻未通過拾取器的位置；和求取第1平均值的步驟，該第1平均值是由第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的步驟，該第2平均值是由第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；及計算平均引擎旋轉速度的步驟，該平均引擎旋轉速度是藉由對第1平均值除以第1旋轉速度的值，再乘以第2平均值所獲得，因使即使在磁阻之圓周方向長度等中具有尺寸公差時，也能將低計算式中磁阻之尺寸公差的影響，而計算更正確的平均引擎旋轉速度。如此一來，可計算更適當的引擎負載。

根據第15特徴，由於具備用來偵測變速機之變速比的變速比偵測手段，且引擎的負載狀態，是將磁阻通過拾取器期間的旋轉速度，除以平均引擎轉數所算出的負載率，並根據變速比來修正磁阻通過拾取器期間的旋轉速度，因此可將「從曲柄軸起到後輪為止」之扭力傳動系統的影響列入考慮，來計算引擎的負載狀態。具體地說，可處理「當變速機的變速比越大，導致將磁阻通過拾取器期間的旋轉速度計算成越小」的現象，如此一來，能更正確地計算引擎的負載狀態。

根據第16特徴，由於變速比偵測手段，是用來檢測有段變速機之變速檔位的齒輪位置感應器，故能以簡單的構造來檢測有段變速機的變速比，並修正磁阻通過拾取器期間的旋轉速度。

根據第17特徴，由於磁阻通過拾取器期間之旋轉速度的修正，是藉由對該旋轉速度乘以修正係數的方式執行，且修正係數是設成當有段變速機的齒輪檔數越低時則越大，因此當變速機的變速比變的越大，越容易受到「從曲柄軸到後輪為止之扭力傳動系統」的影響，換言之，即使實際的引擎負載狀態相同，也能配合「變速比變的越大時，磁阻通過拾取器期間之旋轉速度變小」的傾向，來執行適當的修正。

根據第18特徵，由於變速比偵測手段是根據車速與引擎轉數來求取變速比，因此不需要用來檢測變速檔位的位置感應器，而能期待成本的降低。

以下，參考圖面來詳細地說明本發明的最佳實施形態。第1圖，是採用「本發明其中一種實施形態的引擎負載檢測裝置」之引擎1的構造圖。引擎1為4行程單汽缸的內燃機，並具有透過連桿，使「在汽缸8的內部往復移動」的活塞7連結於曲柄軸9的構造。在汽缸8的上部設有：進氣管2與排氣管4；及「與曲柄軸9的旋轉同步執行開閉動作」的進氣閥3與排氣閥5。此外，在汽缸8的上端部，安裝有作為點火裝置的火星塞6。

在曲柄軸9安裝有：與該曲柄軸9同步旋轉的脈衝轉子10。在脈衝轉子10的外周部，安裝有朝徑方向外側僅突出特定量的磁阻。在脈衝轉子10的附近，配置有被固定於引擎1之曲柄箱等的磁性拾取器20，該磁性拾取器20可反應磁阻「隨著脈衝轉子10之旋轉」的通過，而輸出曲柄脈衝訊號。

在作為引擎控制裝置的ECU30處包含：用來檢測來自於磁性拾取器20之脈衝訊號的曲柄脈衝檢測部40；和作為引擎1之負載狀態檢測手段的負載率計算部50；和對應於引擎的負載狀態，來計算點火時期之修正量的控制修正量計算部60；和控制火星塞6之點火的點火控制部70；及至少根據節流閥開度與引擎轉數Ne的資訊來決定點火時期的點火圖形80。本實施形態的ECU30，是根據被輸入曲柄脈衝檢測部40的脈衝訊號，求取引擎1的負載狀態(負載率F)，並對應於該負載狀態來修正控制火星塞6的點火時期。

在此，所謂引擎1的負載率F是指：譬如引擎轉數即使為相同狀態，由於在以一定的速度行走於平坦路的場合、與上坡路段中加速的場合中，作用於引擎1的負載狀態不同，而以數值表示「用於修正控制上述情形」之負載的大小。前述的點火控制部70，在負載率F較大，也就是指作用於引擎的負載較大的場合中可以：稍微修正點火時期的減速角而防止爆震等、對應於負載狀態而獲得適當的點火時期。負載率F的計算方法將於稍後詳細地說明。

而在本實施形態中，雖然採用負載率F而僅執行點火時期的修正控制，但亦可由ECU30執行「對引擎1供給燃料之燃料噴射裝置(圖面中未顯示)」的控制，並對應於負載率F來執行燃料噴射控制。

第2圖，是顯示「被設於ECU30的負載率計算部50之細部」的塊狀圖。負載率計算部50，是根據由前述曲柄脈衝檢測部40所輸入的曲柄脈衝訊號、及由計時器51所計測的時間，來計算引擎1的負載率F。負載率計算部50中除了計時器51之外，還包含Ne計算手段52、Δω計算手段53、ωtdc計算手段54、磁阻電氣角決定手段55、負載率計算手段56。

Ne計算手段52，是用來計算檢測區間中的引擎轉數Ne(平均引擎轉數NeA)。此外，磁阻電氣角決定手段55，是根據磁阻通過磁性拾取器20時的脈衝訊號，來檢測「以電氣性檢測的磁阻」之圓周方向的角度。ωtdc計算手段54，是用來計算磁阻通過磁性拾取器20期間之脈衝轉子10的旋轉速度(角速度)，也就是僅計算磁阻部分的角速度ωtdc(rad/s)。

此外，Δω計算手段53，是藉由從「由前述Ne計算手段52所計算」的引擎轉數Ne，減去「由前述ωtdc計算手段所計算」之磁阻部分的角速度ωtdc，來計算曲柄角速度的變動量Δω(Δω=Ne-ωtdc)。而Δω計算手段53的減法運算，是將引擎轉數Ne(rpm)轉換成引擎旋轉速度(rad/s)而執行。接著，在負載率計算手段56中，是採用「由Δω計算手段53所計算」之角速度的變動量Δω、與「由Ne計算手段52所計算」的引擎轉數Ne，並藉由Δω÷Ne×100(%)的計算式來計算引擎負載率F。該負載率F成為：引擎負載越大時則越大的數值。

第3圖，是脈衝轉子10的放大正視圖。在本實施形態的脈衝轉子10，設有第1磁阻11與第2磁阻12。在第3圖中，脈衝轉子10是朝逆時計方向旋轉，而來自於磁性拾取器20的曲柄脈衝訊號，是形成以第1磁阻11的起點G1、第1磁阻11的終點G2、第2磁阻12的起點G3、第2磁阻12的終點G4的順序所輸出。

第2磁阻12是構成具有：從起源於引擎之上死點(TDC)的第4角度θ4的略前方位置起，形成第1角度θ1的圓周方向長度。此外，第1磁阻11具有形成第3角度θ3的圓周方向長度，並在第1磁阻11的起點G1、與第2磁阻12的起點G3之間設有第2角度θ2。在本實施形態中是分別設定成：第1角度θ1=45度，第2角度θ2=22.5度，第3角度θ3=11.25度，第4角度θ4=15度。而在該圖中，雖然是顯示脈衝轉子10與磁性拾取器20分離一段距離，但磁阻11、12之外周面與磁性拾取器20的間隔，是被設定成譬如0.5mm。

第4圖，是顯示「由磁性拾取器20所輸出」的曲柄脈衝訊號、與曲柄軸每1次旋轉的平均引擎轉數NeA、與曲柄軸的角速度ω間之關係的圖表。圖中的A-B區間，是表示「包含進氣行程之曲柄軸的1次旋轉量」的長度。圖表(a)，是顯示引擎轉數Ne形成一定，而行走於平坦路的一般時期，而圖表(b)，則顯示因加速中或節流閥操作而使引擎轉數Ne上升中的過渡時期。圖表(c)，僅顯示行走於波狀路面(凹凸路面)時之角速度ω的變位運動。

根據該圖表可得知，無論引擎轉數呈一定或上升中，曲柄角速度ω將重複「配合引擎之1個週期的週期性變動」。此外，在波狀路面中，由於「因凹凸路面而作用了使驅動輪加減速」的力量，倘若長期地觀察角速度ω的變動，將產生整體性的減緩或起伏。但是，即使在波狀路面中，在曲柄軸的每1次旋轉單位中，反覆「配合引擎之1個週期的週期性變動」這點是不變的。此外，可以確認的是無論哪一種行走條件，在包含進氣行程的A-B區間中，角速度ω均呈直線性變動。接著，A-B區間中之角速度ω的直線性軌跡，在(a)的一般時期中形成大幅的右端下降，在(b)的過渡期間該右端下降的角度則大幅降低。

第5圖，是顯示在1個週期中曲柄脈衝訊號與角速度ω間之關係的圖表。與前述相同的圖號，是表示相同或相等的部分。如以上所述，角速度ω是配合4行程中的各個行程而週期性地變動。在「從壓縮行程的後半段起、至燃燒一膨脹行程間之區間D1」中的減少(下降)，是起因於汽缸內壓的上升而產生的壓縮抵抗。此外，在燃燒一膨脹行程之區間D2中的增加(上升)，則是起因於「因燃燒所造成之汽缸內壓的上升，而產生的曲柄旋轉能量」。

接著，在「從區間D2結束後，直到進氣行程結束為止」之區間D3中的減少(下降)，是起因於「在燃燒結束而曲柄角速度ω達到峰值之後，所產生之引擎1的機械性摩擦抵抗或燃燒氣體的排出抵抗」。而區間D4，是表示「將第2磁阻12的起點G3作為起始點」之曲柄1次旋轉量的長度。

在該圖中，在引擎轉數(旋轉速度)Ne相同的場合中，一般時期的曲柄角速度ω是以實線表示，而高負載時的曲柄角速度ω則以虛線表示。如同圖面所顯示，當高負載時角速度ω的變動增大。這是由於：即使在引擎旋轉速度Ne相同的場合中，輸出扭力越高將使角速度ω的峰值變大，而在此之後的下降量，是吸入空氣量越多時則變大的緣故。

而該曲柄角速度ω的變動，是越趨近「曲柄軸之慣性力變小的低旋轉區域」則變大，此外，如同本實施形態的單汽缸引擎1，在汽缸數量少且爆發間隔大的引擎中，更具有容易變大的傾向。

第6圖，是第5圖的局部放大圖。如以上所述，引擎1的負載狀態，是藉由引擎的負載率F所檢測。該負載率F，是在包含壓縮上死點的區間D1內，相對於引擎轉數Ne之角速度ω的減少程度，換言之，是將壓縮行程中之壓縮抵抗的大小予以數值化後的值。在本實施形態中構成：第2磁阻12是位於區間D1內，將該第2磁阻12通過磁性拾取器20時的角速度ωtdc與引擎旋轉速度Ne間的差異值，作為角速度ω的變動量Δω來計算。圖中的ωtdc區間，是對應於從第2磁阻12的起點G3起，到終點G4為止的通過時間。

以下，參考第7、8、9圖，說明「用來正確地檢測過渡時之負載率F」的加權處理。該加權處理為以下的方法：當計算檢測區間內的引擎旋轉速度Ne時，將該檢測區間分割成複數個，計算每一個分割區間的區間引擎旋轉速度，在將上述複數個區間引擎旋轉速度予以平均之際，加大某特定分割區間的加權，而將NeA調整成適當值。

第7圖，是顯示一般時期及過渡時期中角速度ω之變動的圖表。圖中的T是表示TDC(上死點)。(a)所顯示之一般時期的角速度ω，是在各行程中相同的上限值與下限值之間變動。因此，用來計算「前述Δω的計算所採用之引擎旋轉速度Ne」的檢測區間，只要設成1個週期量的區間便十分足夠。即使是該圖的範例，也是將曲柄軸從第1磁阻11之起點G1起的2次旋轉期間，也就是指1個週期量的區間作為檢測區間。

但是，相對於(a)的一般時期，儘管(b)所示之過渡時期的角速度ω是在每1個週期中產生大致相同的變動(形成大致相同的波形)，但在角速度ω到達峰值後、些微的下降變動後，將朝向下一個峰值地連續性上升。如此一來，過渡時期之角速度ω的波形將形成朝右側上升的階梯形狀。此時，譬如當一般時期與過渡時期中的引擎旋轉速度相同時，一旦對上述兩者執行前述引擎負載率F的計算，過渡時期的負載率F將會被計算成較一般時期更小，而衍生出無法實際地對應於引擎所產生之負載狀態的現象。這是由於：相較於實際的引擎負載狀態，過渡時期的Δω被計算成較小的緣故，在稍後將作更詳細的說明。

為了因應上述的問題，在本實施形態中，前提條件是將前述的檢測區間分割成：從第1磁阻11的起點G1起、到曲柄軸旋轉1次為止的Ne1區間；和從該Ne1區間的結束點起、到曲柄軸再次旋轉1次為止的Ne2區間，而構成：藉由該Ne1區間的區間引擎旋轉速度Ne1(以下，以Ne1表示)、與Ne2區間的區間引擎旋轉速度Ne2(以下，以Ne2表示)之間的平均值，來計算檢測區間全體的平均引擎旋轉速度Ne(以下，以NeA表示)。上述的計算處理，是由前述Ne計算手段52所執行。

第8圖，是顯示過渡時期中之角速度ω與檢測區間之間的關係的圖表。與前述相同的圖號，是表示相同或者同等的部分。如先前所述，在過渡時期中，從進氣行程到壓縮行程之前半段的區間，也就是指Ne1區間內之角速度ω的減少量變少，在該圖所示的範例中是呈幾乎水平地推移。相對於此，在壓縮行程的後半段中，在角速度ω大幅降低後，於燃燒一膨脹行程中大幅增加而達到峰值。

在此，如先前所述，引擎負載率F是根據「曲柄軸角速度ω在壓縮行程的後半段中相對於引擎旋轉速度Ne的減少程度」所計算的結果。但是，在該計算方法中，當一般時期與過渡時期內的引擎旋轉速度Ne相同時，引擎旋轉速度Ne與ωtdc之間的差異值，也就是指Δω(Δω=Ne-ωtdc)是具有：相較於一般時期，過渡時期將被計算成較小的傾向。

這是由於：含有ωtdc區間之Ne2區間的Ne2，相較於一般時期而言是非常的大，而計算負載率F時應該重視的要素，卻因為Ne1與Ne2之平均值的計算而被抵銷。如此一來，在過渡時期中所計算的負載率F，將被計算成小於實際的引擎負載狀態。

因此，在過渡時期中，當計算平均引擎旋轉速度NeA時，最好是反映引擎旋轉速度Ne2的大小。如此一來，在該圖的範例中，當計算NeA時，是在Ne1與Ne2之間執行不同的加權處理。在圖示的範例中，是將1個週期間之平均引擎旋轉速度NeA的計算式設成：NeA=Ne1×(1-α)+Ne2×α，並藉由將該加權係數α設定成大於0.5，使Ne2的加權大於Ne1而使NeA整體提升。而執行加權處理的加權手段，是由負載率計算部50的Ne計算手段52(請參考第2圖)所含括。

在此，一倂參考第9圖之加權處理的概念圖。在圖示的範例中，未執行加權處理時的平均引擎旋轉速度是以NeA0(虛線)表示，而已執行加權處理時(譬如，α=0.55)的平均引擎旋轉速度則以NeA(實線)來表示。此時，曲柄角速度ω的變動量，相對於未執行加權處理的場合中所計算出的Δω0，在已執行加權處理的場合中則增加成Δω(請參考第8圖)。如此一來，引擎負載率F的計算值也將增加，而形成可在過渡時期中，計算出對應於實際之引擎負載狀態的負載率F。

而在一般時期中，即使在已執行上述加權處理的場合中，由於Ne1與Ne2間的差異甚小，故對負載率F的影響不大。因此，無須在一般時期與過渡時間中變換負載率F的計算方法，不會增加計算處理的負擔。

第10圖，是顯示加權係數α之導出方法的圖表。如先前所述，在一般時期中，即使令加權係數α變動，Δω的值也幾乎不會改變。相對於此，在過渡時期中，Δω將隨著加權係數α的增大而增加。此時，一旦將加權係數α設置在「過渡時期的Δω與一般時期的Δω一致的點」時，在ωtdc為相同值的場合中，可使一般時期與過渡時期的負載率F形成相同的值。

如上所述，根據本發明的引擎負載檢測裝置，由於當求取「用於負載率F(F=Δω÷NeA×100)之計算」的平均引擎旋轉速度NeA時，是將用來檢測NeA的特定區間設成1個週期量的長度，並將該特定區間分割成：包含進氣行程的Ne1區間、與包含燃燒－膨脹行程的Ne2區間，而計算各個的區間引擎旋轉速度Ne1、Ne2，採用「對Ne2的加權大於Ne1」的方式來執行加權處理並計算兩個值的平均值，因此可使「計算負載率F時應被重視的Ne2區間之區間引擎旋轉速度Ne2」的大小反映於負載率F的計算值，而能計算適當的引擎負載。如此一來，即使在因加速中或行走於凹凸路面時而使引擎旋轉速度的變動增大的場合中，也能利用計算來求取對應於上述狀況的引擎負載。

而引擎與脈衝轉子的構造、磁阻的尺寸或數量、磁阻相對於脈衝轉子的位置、磁阻相對於TDC位置的位置、加權係數α的值、用來檢測平均引擎旋轉速度NeA之特定期間的設定等，並不侷限於上述的實施形態，可以有各種的變更。此外，本發明的引擎負載偵測裝置，除了機車之類的車輛用引擎以外，也能適用於各種汎用引擎等。

接著，說明本發明之引擎負載檢測裝置所採用的磁阻公差消除方法。該磁阻公差消除方法，是藉由利用上述的加權處理、及在包含進氣行程的區間內曲柄角速度ω直線性的推移(請參考第4圖)，而在計算平均引擎旋轉速度NeA的計算式內，降低磁阻部分之尺寸公差的影響，換言之，可降低尺寸公差對「最終所算出之負載率F」的影響。以下，採用第10～13圖來說明具體的手法。

第11圖，是顯示使用磁阻公差消除方法時的檢測區間、與前述Ne1區間及Ne2區間之間的關係的說明圖。在本實施形態中，是將從第2磁阻的起點G3起直到曲柄旋轉1次為止的範圍設成D4區間，並計算該D4區間中的平均引擎旋轉速度NeA。D4區間是位在：相對於前述的Ne1及Ne2，僅向後偏移第3角度θ3(在本實施形態中為22.5度)的位置。在本實施形態中，該D4區間更進一步被被分割為ωtdc區間(45度)與ω4區間(315度)。上述的區間設定，是由前述的Ne計算手段52所執行。

第12圖，是顯示過渡時期中的角速度ω與檢測區間之關係的圖表。與前述相同的圖號，是表是相同或者相等的部分。在該圖中，是將包含燃燒一膨脹行程的D4區間作為D4(n)區間，並將該曲柄旋轉1次前的區間作為D4(n-1)區間。換言之，用來計算平均引擎旋轉速度NeA的檢測區間，為D4(n-1)區間及D4(n)區間。此外，相對於此，ω4區間是分別設定於：作為第2區間的ω4(n)區間、及作為第1區間的ω4(n-1)區間。不僅如此，ωtdc區間是分別設定於：作為第2磁阻區間的ωtdc2區間、及作為第1磁阻區間的ωtdc1區間。

在此，於上述的區間設定中，是考察了用來計算檢測區間內之平均引擎旋轉速度NeA的方法。最好是執行可適當地反應下述特性的區間設定，而前面所述的特性是指：如先前所描述，在過渡時期的加權處理中，「曲柄角速度ω，在從進氣行程起，到壓縮行程之前半段的範圍間，形成直線性且幾乎不會減少的推移，而在燃燒－膨脹行程中則急速地上升」的特性。如此一來，平均引擎旋轉速度NeA便形成：藉由ω4(n-1)區間的區間引擎旋轉速度ω4(n-1)、與ω4(n)區間的區間引擎旋轉速度ω4(n)之間的平均值，所算出的結果。

根據以上所述，已考慮了加權之NeA的計算式便成為：NeA=(1-α)×ω4(n-1)+α×ω4(n)。在本實施形態中，該NeA並非「最後所算出的平均引擎旋轉速度NeA」，而是被定義為第1平均值H1。雖然加權係數α的值可任意設定，但在一般時期中，即使變動加權係數α，Δω的值也幾乎不會改變。相對於此，在過渡時期中，Δω將隨著加權係數α的增大而增加。此時，加權係數α為：倘若將過渡時期的Δω設定在與一般時期之Δω一致的點，在ωtdc為相同值的場合中，可使負載率F形成相同值。

接下來，一倂參考第13圖來說明計算Δω的計算式。如同先前所描述，由於Δω=Ne-ωtdc，一旦將該關係應用於第12圖所示的範例中，便形成Δω=NeA-ωtdc2。在此，機械零件容許尺寸公差(譬如，±1%)，而使第2磁阻12的圓周方向尺寸中產生因尺寸公差所造成的尺寸偏移。以下，說明該圓周方向尺寸的偏移對Δω的計算值所造成的影響。

在第2磁阻12之圓周方向長度已形成偏移的場合中，雖然前述NeA的計算值中也產生偏移，但在此是假定NeA中不包含尺寸公差的影響。在上述的條件中，於NeA=2000(rpm)、ωtdc2=1800(rpm)的場合中，第2磁阻12的圓周方向尺寸為基準值之場合中的Δω形成：Δω=2000-1800=200(rpm)。相對於此，第2磁阻12的圓周方向尺寸是較基準值大1%，如此一來在ωtdc2小1%的場合中，便形成Δω=2000-1782=218(rpm)。換言之，在第2磁阻12之圓周方向尺寸中產生1%的偏移，將導致在Δω的計算值中被增幅(放大)成10%的明顯差異。

為了避免上述尺寸公差的增幅，採用「在與ωtdc2相同的45度區間所計算」的旋轉速度來表示NeA即可。只要實現該條件，由於Δω的計算式是形成「在相同的45度區間內所計算之旋轉速度間的減法運算」，而消除「Δω的計算值對基準值形成1%以上偏移」的情況。根據以上的說明，在本實施形態中，是對NeA的計算式稍作修正，而能兼顧以下3點：極力延長用來計算NeA的檢測區間，而提高NeA的正確性；和藉由加權處理，將NeA調整為適當值；及降低第2磁阻12的尺寸公差對Δω所造成的影響。

具體地說，是對「已考慮了加權的ω4(n-1)區間、與ω4(n)區間」的Ne平均值(第1平均值H1)乘以「通常是形成1的值」。而該所謂「通常是形成1的值」是指：ω4(n-1)區間的旋轉速度的近似值K，除以在ω4(n-1)區間所實際計測的旋轉速度ω4(n-1)的值。

前述的近似值K，是利用「在進氣行程中，曲柄角速度ω直線性推移」的特性所算出。換言之，所謂的近似值K是採用下述的旋轉速度來表示，前述的旋轉速度是藉由「在ωtdc1區間(45度區間)所計算的第1磁阻旋轉速度ωtdc1、與在ωtdc2區間(45度區間)所計算的第2磁阻旋轉速度ωtdc2」的平均值，並以45度區間來計算「315度區間之ω4(n-1)區間的旋轉速度」的旋轉速度。在本實施形態中，該近似值K被定義為第2平均值H2。

接著，近似值K(第2平均值H2)為：一旦除以「在ω4(n-1)區間所計算的第1旋轉速度ω4(n-1)」，便成為「1」的值。換言之，圖面中框內的NeA是成為：對第1平均值H1乘以「形成1的值」的計算值。

接著，在執行NeA的計算時，第1平均值H1所包含的ω4，是除以分母中的ω4而被消除。換言之，315度區間的尺寸公差形成：從圖示的框中消滅。如此一來，雖然在NeA中僅殘存著45度區間的尺寸公差，但由於該尺寸公差，是與圖示中框外的ωtdc2相同之45度區間的尺寸公差，因此Δω=NeA-ωtdc2的計算式，便形成相同的45度區間內的減法運算。因此，尺寸公差的影響將由於減法運算而不會被增幅，如此一來可計算出尺寸公差之影響極小的Δω及負載率F。

而上述Δω的計算方法，並不僅限於過渡時期，一般時期也同樣能適用。此外，在上述Δω及負載率F的計算中，亦可不設置脈衝轉子10的第1磁阻11(請參考第3圖)。

如上所述，根據本發明的引擎負載檢測裝置，由於：即使是脈衝轉子之磁阻的圓周方向長度中具有尺寸公差的場合，在計算NeA的計算式中，是藉由對315度區間的旋轉速度乘以「通常是形成1」的值，並將該結果轉換成45度區間的旋轉速度，並在該轉換之際，藉由除法運算而將315度區間的尺寸公差予以消除，因此可防止計算Δω(Δω=NeA-ωtdc2)時尺寸公差的影響被增幅(放大)。如此一來，可以將磁阻之公差尺寸對「引擎之負載率F的計算值」的影響抑制成最小限度。

具體地說，首先，在求取「計算負載率F(F=Δω÷NeA×100)所使用之平均引擎旋轉速度NeA」之際，是將用來計算該NeA的檢測區間設定成：曲柄軸從第2磁阻12之通過開始點G3起開始旋轉2次的量的長度。接著，將該檢測區間分割成4個區間，而該4個區間是由以下所形成：分別對應於第2磁阻12通過磁性拾取器20之位置的第1磁阻區間(ωtdc1區間)與第2磁阻區間(ωtdc2區間)；及分別對應於第2磁阻12未通過磁性拾取器20之位置的第1區間(ω4(n-1)區間)與第2區間(ω4(n)區間)。

在此，參考第14圖。該圖是以塊狀圖的方式來表示平均引擎旋轉速度NeA的計算步驟。在第1平均值計算部104中，計算「由第1旋轉速度偵測部100所檢測的第1旋轉速度ω4(n-1)、與由第2旋轉速度偵測部101所檢測的第2旋轉速度ω4(n)」之平均值的第1平均值H1。另外，在第2平均值計算部105中，計算「由第1磁阻旋轉速度偵測部102所檢測的第1磁阻旋轉速度ωtdc1、與由第2磁阻旋轉速度偵測部103所檢測的第2磁阻旋轉速度ωtdc2」之平均值的第2平均值H2(近似值K)。接下來，在平均引擎旋轉速度計算部106中，採用由第1平均值計算部104所計算的第1平均值H1、和由第2平均值計算部105所計算的第2平均值H2、及第1旋轉速度ω4(n-1)，來計算平均引擎旋轉速度NeA。如此一來，可在NeA的計算式中將315度區間的尺寸公差予以消除，並在計算Δω時(Δω=NeA-ωtdc2)避免尺寸公差增幅(放大)。

再者，曲柄角速度的變動狀態，容易受到「從曲柄軸直到後輪為止之扭力傳動系統」的影響，這點可藉由實驗等而獲得證明。因此，為了更精確地計算引擎負載率，最好將該扭力傳動系統的影響列入考慮。以下，說明已將「曲柄角速度的變動狀態，特別是變速機的變速比受到影響的狀態」列入考慮之引擎負載率的計算方法(修正方法)。

第15圖，是顯示引擎旋轉速度Ne與Δω的計算值(Δω=Ne-ωtdc)間之關係的圖表。該圖表是根據「具有4段變速式之變速機」的引擎所做的實測試驗而作成的圖表。如先前所述，曲柄角速度的變動量Δω，是當引擎轉數Ne越小時，也就是當越靠近「曲柄軸的慣性力變小」的低旋轉區域時則變大。而具有以下的傾向：特別是越靠近低旋轉區域時，因變速比的差異所造成的影響將變大。在該圖表的範例中，將隨著變速比從「變速比最低」的4檔齒輪(實線)起、3檔齒輪(一點鎖線)、2檔齒輪(虛線)、1檔齒輪(二點鎖線)的變大，而使Δω的計算值變小。這是表示：譬如引擎轉數Ne為相同的值，且即使引擎的實際負載狀態相同，變速比越大的話，Δω將被計算成越小的傾向。因此，當變速機的變速比越大，且引擎轉數Ne越低時，當計算引擎負載率之際，產生了所謂「所計算的結果低於實際的負載狀態」的課題。

有鑑於此，本實施形態的特徵在於：為了降低上述變速比的差異對Δω所造成的影響，而構成對應於變速機的變速比來修正Δω的值。在本實施形態中，是藉由作為變速比偵測手段的齒輪位置感應器，來檢測現今所選擇的變速比(變速檔位)，並藉由將對應於該變速比的修正係數，應用於「計算Δω時所使用的ωtdc」而執行修正。更具體地說，是藉由對Δω之計算式(Δω=Ne-ωtdc)所包含的ωtdc乘以修正係數K，來執行修正(Δω=Ne-K×ωtdc)。

第16圖，是顯示引擎轉數Ne及變速檔位(齒輪位置)、與修正係數K間之關係的修正係數圖。在本實施形態中，當選擇「變速比最小的4檔齒輪」時不執行ωtdc的修正，且不管引擎轉數Ne的值為多少，而將修正係數K設定為1.0。另外，將修正係數K設定成：隨著變速檔位3、2、1檔而使變速比變大，修正係數K的值也變大。

在此，如第15圖所示，變速比的差異對Δω所造成的影響，是隨著引擎轉數Ne的增加而變小。如此一來，修正係數K的值也被設定成：隨著引擎轉數Ne的增加而變小。該修正係數圖，除了是根據預先實驗等所設定之外，還被記憶在前述ECU30內的負載率計算部50(請參考第2圖)。

第17圖，是顯示採用修正係數K之Δω的修正控制之步驟的流程圖。在步驟S200中，是由齒輪位置感應器來檢測齒輪位置GP。接著在步驟S201中，檢測引擎轉數Ne。在步驟S202中，採用齒輪位置GP與引擎轉數Ne，從修正係數圖(請參考第16圖)導出修正係數K。接著，在步驟S203中，將所導出的修正係數K應用於Δω的計算式(Δω=Ne-K×ωtdc)，如此一來，便形成Δω修正值的計算。根據上述Δω的修正控制，可形成較對應於變速機之變速比更精確的引擎負載予測，可更緊密且更精確地執行點火時期控制等，而達成燃料費用的降低、有害之排放氣體的降低等。

然而，雖然在上述實施形態中，是利用齒輪位置感應器來檢測有段變速機的變速檔位而導出修正係數K，但譬如在「利用皮帶轉換器(belt converter)之無段變速機」的場合中，也可以構成：為了變更變速比，根據所驅動之皮帶輪的移動量來檢測變速比，並對應於該變速比來導出修正係數K。

此外，也可以根據車速與引擎轉數來計算變速比，並對應於該變速比來導出修正係數。根據該構造，可以不需要用來檢測變速檔位的位置感應器，而可期待成本的降低。

而引擎與脈衝轉子的構造、磁阻的尺寸或數量、磁阻相對於脈衝轉子的位置、磁阻相對於TDC位置的位置、加權係數α的值、用來檢測平均引擎旋轉速度NeA之特定期間的設定等，並不侷限於上述的實施形態，可以有各種的變更。此外，本發明之引擎負載偵測裝置所採用的磁阻公差消除方法，除了機車之類的車輛用引擎以外，也能適用於各種汎用引擎等。

1．．．引擎

6．．．點火裝置

7．．．活塞

8．．．汽缸

9．．．曲柄軸

10．．．脈衝轉子(pulsar rotor)

11．．．第1磁阻

12．．．第2磁阻

20．．．磁性拾取器(magnetic pickup)

30．．．ECU

40．．．曲柄脈衝(crank pulse)檢測部

50．．．負載率計算部

51．．．計時器

52．．．Ne計算手段

53．．．Δω計算手段

54．．．ωtdc計算手段

56．．．負載率計算手段

60．．．控制修正量計算部

70．．．點火控制部

100．．．第1旋轉速度偵測部

101．．．第2旋轉速度偵測部

102．．．第1磁阻旋轉速度偵測部

103．．．第2磁阻旋轉速度偵測部

104．．．第1平均值計算部

105．．．第2平均值計算部

106‧‧‧平均引擎旋轉速度計算部

F‧‧‧負載率

G1‧‧‧第1磁阻的起點

G2‧‧‧第1磁阻的終點

G3‧‧‧第2磁阻的起點

G4‧‧‧第2磁阻的終點

H1‧‧‧第1平均值

H2‧‧‧第2平均值(近似值K)

α‧‧‧加權係數

ω‧‧‧曲柄角速度

ωtdc‧‧‧磁阻通過時的曲柄角速度

Ne1‧‧‧Ne1區間的區間引擎旋轉速度

Ne2‧‧‧Ne2區間的區間引擎旋轉速度

NeA‧‧‧特定區間的平均引擎旋轉速度

△ω‧‧‧角速度變動量

ω4(n-1)‧‧‧第1旋轉速度

ω4(n)‧‧‧第2旋轉速度

ωtdc1‧‧‧第1磁阻旋轉速度

ωtdc2‧‧‧第2磁阻旋轉速度

NeA‧‧‧檢測區間的平均引擎旋轉速度

第1圖：是採用「本發明其中一種實施形態的引擎負載檢測裝置」之引擎1的構造圖。

第2圖：是顯示「被設於ECU的負載率計算部50之細部」的塊狀圖。

第3圖：是脈衝轉子10的放大正視圖。

第4圖：是顯示曲柄脈衝訊號、與引擎轉數Ne、與角速度ω間之關係的圖表。

第5圖：是顯示在1個週期中曲柄脈衝訊號與角速度ω間之關係的圖表。

第6圖：是第5圖的局部放大圖。

第7圖：是顯示一般時期及過渡時期中角速度ω之變動的圖表。

第8圖：是顯示過渡時期中角速度ω與檢測區間之間的關係的圖表。

第9圖：為加權處理的概念圖。

第10圖：是顯示加權係數α之導出方法的圖表。

第11圖：是顯示使用磁阻公差消除方法時的檢測區間、與Ne1區間及Ne2區間之間的關係的說明圖。

第12圖：是顯示過渡時期中角速度ω與檢測區間之關係的圖表。

第13圖：是顯示用來計算Δω之計算式的說明

第14圖：是顯示平均引擎旋轉速度NeA之計算步驟的塊狀圖。

第15圖：是顯示引擎旋轉速度Ne與Δω的計算值(Δω=Ne-ωtdc)間之關係的圖表。

第16圖：是顯示引擎轉數Ne及變速檔位、與修正係數K間之關係的修正係數圖。

第17圖：是顯示採用修正係數K之Δω的修正控制之步驟的流程圖。

H1．．．第1平均值

H2．．．第2平均值

K．．．近似值

Ne．．．引擎轉數

NeA．．．平均引擎旋轉速度

α．．．加權係數

Δω．．．曲柄角速度的變動量

ω4(n)．．．第2旋轉速度

ω4(n-1)．．．第1旋轉速度

ωtdc．．．旋轉速度(角速度)

ωtdc1．．．第1磁阻旋轉速度

ωtdc2．．．第2磁阻旋轉速度

Claims (18)

1. 一種引擎負載檢測裝置，是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，其特徵為：具備：將用來檢測平均引擎旋轉速度的特定區間分割成複數個，並根據前述拾取器的輸出訊號，分別計算該經分割的複數個區間之各個區間的引擎旋轉速度的手段；和加權手段，該加權手段是對前述複數個區間的引擎旋轉速度執行不同的加權處理；及負載狀態計算手段，該負載狀態計算手段是根據加權處理後之複數區間引擎旋轉速度的平均值，計算前述平均引擎旋轉速度，並使用該平均引擎旋轉速度來執行引擎之負載狀態的計算，前述特定區間，是將前述曲柄軸之2次旋轉量的長度2等分為第1區間與第2區間，並設定成前述第1區間包含進氣行程，前述第2區間包含燃燒-膨脹行程。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述加權處理，是在前述被分割成複數個的區間中，將包含燃燒-膨脹行程之區間的加權比率，設定成較 其他區間更大。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述特定區間，是根據前述脈衝轉子的輸出訊號所檢測。
4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述引擎的負載狀態，是前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度，除以前述平均引擎旋轉速度所算出的負載率。
5. 如申請專利範圍第4項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述磁阻是被配設在即將到達引擎之上死點時的置，前述負載率，是採用在即將到達壓縮側的上死點時，前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度所算出。
6. 如申請專利範圍第4項所記載的引擎負載檢測裝置，其中對應於前述所算出的負載率，至少對前述引擎的點火時期進行反饋控制。
7. 如申請專利範圍第5項所記載的引擎負載檢測裝置，其中對應於前述所算出的負載率，至少對前述引擎的點火時期進行反饋控制。
8. 一種引擎負載檢測方法，是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引 擎負載檢測方法，其特徵為：具備：將用來檢測平均引擎旋轉速度的特定區間分割成複數個的步驟；和用來計算前述經分割之複數個區間的各個區間引擎旋轉速度的步驟；和對前述複數個區間引擎旋轉速度執行不同加權處理的步驟；和藉由求出前述加權處理後之複數個區間引擎旋轉速度的平均值，來計算前述平均引擎旋轉速度的步驟；及使用前述平均引擎旋轉速度來執行前述引擎之負載狀態的計算的步驟，前述特定區間，是將前述曲柄軸之2次旋轉量的長度2等分為第1區間與第2區間，並設定成前述第1區間包含進氣行程，前述第2區間包含燃燒-膨脹行程。
9. 一種引擎負載檢測裝置，是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，其特徵為：將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從 前述磁阻的通過開始點起所開始的前述曲柄軸之2次旋轉量的長度，前述檢測區間設成由以下所形成的4個區間：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在前述曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，前述磁阻通過前述拾取器的位置；及第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於前述磁阻未通過前述拾取器的位置；並具備：求取第1平均值的手段，該第1平均值是由前述第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由前述第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的手段，該第2平均值為由前述第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由前述第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；和計算前述平均引擎旋轉速度的手段，該前述平均引擎旋轉速度是藉由對前述第1平均值除以前述第1旋轉速度的值，乘以前述第2平均值所求出；及負載狀態計算手段，該負載狀態計算手段是使用前述平均引擎旋轉速度來計算前述引擎的負載狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所記載的引擎負載檢測裝置，其中用來計算前述平均引擎旋轉速度的手段，是當前述第1旋轉速度以ω4(n-1)表示、前述第2旋轉速度以ω4(n)表示、前述第1磁阻旋轉速度以ωtdc1表示、前述 第2磁阻旋轉速度以ωtdc2表示、前述加權處理的加權係數以α表示時，藉由以下的計算式來計算前述平均引擎旋轉速度NeA：
11. 如申請專利範圍第10項所記載的引擎負載檢測裝置，其中被設定成：前述第1區間包含進氣行程，且前述第2區間包含燃燒-膨脹行程，當求取前述第1平均值之際，是將在前述第1旋轉速度與前述第2旋轉速度之間執行不同加權處理的前述加權係數α設定成大於0.5。
12. 如申請專利範圍第9、10或11項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述磁阻是被配設在即將到達引擎之上死點時的位置，前述引擎的負載狀態，是將前述第2磁阻旋轉速度，除以前述平均引擎旋轉速度所算出的負載率。
13. 如申請專利範圍第12項所記載的引擎負載檢測裝置，其中對應於前述負載率，至少對前述引擎的點火時期執行反饋控制。
14. 一種引擎負載檢測方法，是具備：脈衝轉子，該脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的 曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測方法，其特徵為：包含：將用來檢測平均引擎旋轉速度的檢測區間，設定成從前述磁阻的通過開始點起計算之前述曲柄軸的2次旋轉量之長度的步驟；和將前述檢測區間設成4個區間的步驟，該4個區間是由以下所形成：第1磁阻區間與第2磁阻區間，該第1磁阻區間與第2磁阻區間是分別對應於在前述曲柄軸之2次旋轉的每一次旋轉中，前述磁阻通過前述拾取器的位置、和第1區間與第2區間，該第1區間與第2區間是分別對應於前述磁阻未通過前述拾取器的位置；和求取第1平均值的步驟，該第1平均值是由前述第1區間所檢測的第1旋轉速度、與由前述第2區間所檢測之第2旋轉速度的平均值；和求取第2平均值的步驟，該第2平均值是由前述第1磁阻區間所檢測的第1磁阻旋轉速度、與由前述第2磁阻區間所檢測之第2磁阻旋轉速度的平均值；及計算前述平均引擎旋轉速度的步驟，該前述平均引擎旋轉速度是藉由對前述第1平均值除以前述第1旋轉速度的值，再乘以前述第2平均值所獲得。
15. 一種引擎負載檢測裝置，是具備：脈衝轉子，該 脈衝轉子是與引擎的曲柄軸同步旋轉；和磁阻，該磁阻被設在該脈衝轉子，並位在對應於前述引擎之上死點附近的曲柄角度；及拾取器，該拾取器是用來檢測該磁阻的通過；並根據該拾取器的輸出訊號，來檢測引擎之負載狀態的引擎負載檢測裝置，其特徵為：具備用來偵測變速機之變速比的變速比偵測手段，前述引擎的負載狀態被設成：將前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度，除以前述平均引擎旋轉速度所算出的負載率，前述磁阻通過前述拾取器期間的旋轉速度，是根據前述變速比所修正。
16. 如申請專利範圍第15項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述變速比偵測手段，是用來檢測有段變速機之變速檔位的齒輪位置感應器。
17. 如申請專利範圍第16項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述磁阻通過前述拾取器期間之旋轉速度的修正，是藉由對該旋轉速度乘以修正係數的方式所執行，前述修正係數，是當前述有段變速機的齒輪檔數較低時設定成較大。
18. 如申請專利範圍第15項所記載的引擎負載檢測裝置，其中前述變速比偵測手段，是根據車速與引擎轉數來求取變速比。