JP2003232255A - 内燃機関の逆転検出装置及び気筒判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気筒判別信号を出力するカムセンサの故障時
に、クランク角センサからのポジション信号ＰＯＳに基
づいて検出される気筒判別タイミング毎に気筒判別値を
更新させる構成において、機関停止時に揺り戻しが発生
したときに、誤って気筒判別値が更新されることを防止
する。 【解決手段】ポジション信号ＰＯＳが気筒間の行程位相
差毎に欠落するように設定し、欠落位置の検出に基づい
て設定される気筒判別タイミング毎に気筒判別値を更新
させるが、揺り戻しが検出されたときには更新を停止さ
せる。揺り戻しは、ポジション信号ＰＯＳの周期又は該
周期の今回値と前回値との比に基づいて検出させる構成
とし、かつ、欠落部で誤検出されることを防止すべく、
欠落位置であるか否かによって前記周期又は周期比と比
較させる閾値を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機関停止時の逆転
（揺り戻し）を検出する逆転検出装置、及び、該逆転検
出装置を用いて気筒判別を行う気筒判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、機関の逆転を検出する装置として
は、例えば特開平１１−１１７７８０号公報に開示され
るように、一定回転角毎の検出信号の発生周期を計測
し、該周期の今回値と前回値との比を閾値と比較するこ
とで、機関の逆転状態を検出する装置があった。

【０００３】また、機関の気筒判別装置として、例えば
特開平１１−２５７１４８号公報に開示されるように、
一定のクランク角度毎に検出信号を出力するセンサであ
って、気筒間の行程位相差に対応する角度毎に検出信号
に欠落が生じるクランク角センサと、前記行程位相差毎
に発生数の異なる気筒判別信号を出力するカムセンサと
を備え、前記クランク角センサの検出信号の欠落位置
を、検出信号の周期変化又は気筒判別信号との相関から
検出し、かつ、前記欠落位置を基準とする基準クランク
角位置を前記気筒判別信号に基づいて各気筒に対応させ
る気筒判別を行う構成の装置があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
１１−２５７１４８号公報のように、クランク角センサ
の検出信号に欠落を設けて基準クランク角位置を検出さ
せる構成であれば、クランク角の検出と、基準クランク
角位置の検出とを１つのセンサを用いて行わせることが
できるが、検出信号の欠落部分で周期が長くなるため
に、前記特開平１１−１１７７８０号公報のように、検
出信号の周期比と一定の閾値との比較に基づいて逆転を
検出させる構成では、欠落部分において逆転状態を誤検
出する可能性があるという問題があった。

【０００５】前記特開平１１−２５７１４８号公報のよ
うにして気筒判別を行わせる構成では、カムセンサ（気
筒判別センサ）の故障が発生しても、正常時の気筒判別
結果に引き続くパターンで気筒判別結果を順次更新させ
るようにすれば、正常時と同様な点火・気筒別噴射を行
わせることが可能であり、イグニションスイッチがＯＦ
Ｆされている間において気筒判別結果を記憶保持させて
おけば、再始動時においても、引き続きカムセンサを用
いることなく、気筒判別を行わせることが可能となる。

【０００６】しかし、機関停止の直前に逆転（揺り戻
し）が発生すると、気筒判別結果が誤って更新されてし
まう可能性があり、気筒判別結果が誤って更新される
と、再始動時に誤った気筒判別結果を初期値として気筒
判別結果が順次更新されることになって、再始動が行え
なくなるという問題が発生する。そこで、本発明は、ク
ランク角センサの検出信号に欠落を設けてあっても、前
記クランク角センサの検出信号から機関の逆転を精度良
く検出できる装置を提供することを目的とする。

【０００７】また、前記逆転検出装置を用いて、気筒判
別信号を発生するカムセンサの故障時であっても、正し
く気筒判別を行うことができる気筒判別装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１に係る
逆転検出装置は、機関のクランクシャフトに軸支される
回転体に対し、一定角度毎の被検出部を所定クランク角
位置で欠落させて形成し、前記被検出部を検出して検出
信号を発生するクランク角センサを備え、前記検出信号
の発生周期及び／又は該発生周期の今回値と前回値との
比を求め、該発生周期及び／又は周期比と閾値との比較
から、機関の逆転を検出する構成であって、前記閾値を
前記欠落位置の検出時であるか否かによって異なる値に
設定する構成とした。

【０００９】上記構成によると、クランク角センサの検
出信号の周期が、逆転によって延びたことを、周期及び
／又は周期比と閾値との比較に基づいて判断するが、被
検出部の欠落位置では、逆転とは無関係に周期が長くな
るので、逆転検出のための閾値を欠落位置とそれ以外で
異なる値に設定し、欠落による周期の延びと逆転による
周期の延びとを区別できるようにする。

【００１０】請求項２に係る気筒判別装置は、請求項１
記載の内燃機関の逆転検出装置を含んで構成されると共
に、前記機関のカムシャフトから気筒判別信号を取り出
すカムセンサを備え、前記カムセンサからの気筒判別信
号に基づいて前記欠落位置を基準とする基準クランク角
位置を各気筒に対応させる気筒判別を行うと共に、前記
カムセンサの故障時に、正常時の気筒判別結果に引き続
くパターンで前記欠落位置の検出をトリガーとして気筒
判別結果の更新を行わせるよう構成し、かつ、機関の逆
転が検出されたときに、前記気筒判別結果の更新を停止
させる構成とした。

【００１１】上記構成によると、カムセンサからの気筒
判別信号に基づいて基準クランク角位置を各気筒に対応
させる気筒判別を行うが、カムセンサが故障してもそれ
までのパターンの繰り返しで気筒判別結果を更新させれ
ば良いので、欠落位置の検出をトリガーとして気筒判別
結果の更新を行わせ、検出信号の周期・周期比に基づい
て逆転が検出されたときには、気筒判別結果が更新され
ないようにする。

【００１２】請求項３に係る逆転検出装置は、機関のク
ランクシャフトに軸支される回転体に対し、一定角度毎
の被検出部を形成すると共に、前記被検出部を検出する
ことで検出信号を発生する検出素子として、検出信号の
位相が相互にずれた２つの検出素子を備え、該２つの検
出素子からの検出信号の差分を求めると共に、前記差分
検出信号と立ち上げ用判定値及び立ち下げ用判定値との
比較によってパルス波を生成し、該パルス波を最終的な
検出信号として出力するクランク角センサを有し、前記
検出信号のデューティ比に基づいて前記機関の逆転を検
出する構成とした。

【００１３】上記構成によると、クランク角センサは、
位相がずれた２つの検出素子（例えばホール素子）を含
んで構成され、前記検出素子の検出信号の差分をパルス
波に変換したときのデューティ比に基づいて逆転の有無
が検出される。即ち、検出素子の差動出力を、上下２つ
の閾値（立ち上げ用判定値及び立ち下げ用判定値）と比
較することでパルス波に変換し、該パルス波の立ち上が
り又は立ち下りを検出信号の検出位置とするが、回転方
向が逆転すると、前記パルス波のオン・オフが反転する
ことになり、以って、デューティ比（１周期当たりのＯ
Ｎ又はＯＦＦ時間割合）が大きく変化することになる。

【００１４】例えば、クランク角センサの検出信号の一
部に欠落があり、正転時の欠落部分以外のデューティ比
（ＯＮ時間割合）が３０％であり、欠落部分で１０％に
なるとした場合、逆転時には、それぞれのデューティ比
が７０％，９０％に切り換わるから、上記デューティ比
の反転によって逆転が検出される。請求項４に係る気筒
判別装置は、請求項３記載の内燃機関の逆転検出装置を
含んで構成されると共に、前記クランク角センサの前記
被検出部を、所定クランク角位置で欠落させる一方、前
記機関のカムシャフトから気筒判別信号を取り出すカム
センサを備え、前記カムセンサからの気筒判別信号に基
づいて前記欠落位置を基準とする基準クランク角位置を
各気筒に対応させる気筒判別を行うと共に、前記カムセ
ンサの故障時に、正常時の気筒判別結果に引き続くパタ
ーンで前記欠落位置の検出をトリガーとして気筒判別結
果の更新を行わせるよう構成し、かつ、機関の逆転が検
出されたときに、前記気筒判別結果の更新を停止させる
よう構成した。

【００１５】上記構成によると、カムセンサからの気筒
判別信号に基づいて基準クランク角位置を各気筒に対応
させる気筒判別を行うが、カムセンサが故障してもそれ
までのパターンの繰り返しで気筒判別結果を更新させれ
ば良いので、欠落位置の検出をトリガーとして気筒判別
結果の更新を行わせ、前記デューティに基づいて逆転が
検出されたときには、気筒判別結果が更新されないよう
にする。

【００１６】請求項５に係る気筒判別装置では、前記欠
落位置が検出された後の前記検出信号の発生数が所定値
に達した時点で前記気筒判別結果の更新を行わせる構成
であり、機関の逆転が検出された後は、前記更新タイミ
ングでの更新を停止させる構成とした。上記構成による
と、欠落位置が検出された後の検出信号の発生数が所定
値に達した時点で気筒判別結果の更新を行わせるから、
逆転時であっても検出信号の発生数がカウントアップさ
れることで、更新タイミングが検出され、気筒判別結果
が更新されることになるので、逆転が検出されると、た
とえ検出信号の発生数が更新タイミングを示す値になっ
ても、更新を停止させる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、クランク
角センサの検出信号の周期及び／又は周期比から逆転を
検出する構成において、逆転検出の閾値を検出信号が欠
落する位置であるか否かで切り換えるので、信号の欠落
による周期の延びを逆転と誤検出することがなく、基準
クランク角位置の検出を兼ねるクランク角センサの検出
信号から逆転を精度良く検出することができるという効
果がある。

【００１８】請求項２記載の発明によると、カムセンサ
が故障しても、正常時に引き続くパターンで気筒判別結
果の更新を行わせることで、気筒判別を継続して行わせ
ることができる一方、逆転により誤って気筒判別結果が
更新されることがなく、再始動時に正しい気筒判別結果
に基づいて点火制御等を行わせることができるという効
果がある。

【００１９】請求項３記載の発明によると、２つの検出
素子の差動出力と立ち上げ用判定値及び立ち下げ用判定
値との比較によって生成されるパルス波のオン・オフ
が、機関の逆転によって反転してデューティ比が切り換
わることに基づいて機関の逆転を検出するので、たとえ
クランク角センサの検出信号に欠落があっても、該欠落
に影響されることのない逆転検出が行えるという効果が
ある。

【００２０】請求項４記載の発明によると、カムセンサ
が故障しても、正常時に引き続くパターンで気筒判別結
果の更新を行わせることで、気筒判別を継続して行わせ
ることができる一方、基準クランク角位置の検出のため
に設けたクランク角センサ出力の欠落部分によって逆転
が誤検出されることがなく、逆転により気筒判別結果が
誤って更新されることがないので、再始動時に正しい気
筒判別結果に基づいて点火制御等を行わせることができ
るという効果がある。

【００２１】請求項５記載の発明によると、正転・逆転
に無関係に、気筒判別結果の更新タイミングが検出され
る構成であっても、逆転時に気筒判別結果が誤って更新
されることを防止でき、以って、再始動時に正しい気筒
判別結果に基づいて点火制御等を行わせることができる
という効果がある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、実施形態における車両用の
直列４気筒内燃機関の構成図であり、内燃機関１０１の
吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロッ
トルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル
１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４及び吸
気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入
される。

【００２３】燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１
０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触
媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。前記吸
気バルブ１０５及び排気バルブ１０７は、それぞれ吸気
側カムシャフト１１０Ａ，排気側カムシャフト１１０Ｂ
に設けられたカムによって開閉駆動される。

【００２４】また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の
吸気ポート１１１には、電磁式の燃料噴射弁１１２が設
けられ、該燃料噴射弁１１２は、エンジンコントロール
ユニット（ＥＣＵ）１１３からの噴射パルス信号によっ
て開弁駆動されると、所定圧力に調整された燃料を吸気
バルブ１０５に向けて噴射する。シリンダ内に形成され
た混合気は、点火プラグ１１４による火花点火によって
着火燃焼する。

【００２５】各点火プラグ１１４には、それぞれにパワ
ートランジスタを内蔵したイグニッションコイル１１５
が設けられており、前記ＥＣＵ１１３は、前記パワート
ランジスタをスイッチング制御することによって、点火
時期（点火進角値）を制御する。前記ＥＣＵ１１３に
は、アクセルペダルセンサＡＰＳ１１６、機関１０１の
吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１１５、クラ
ンクシャフト１２１から単位クランク角度毎のポジショ
ン信号ＰＯＳを取り出すクランク角センサ１１７、スロ
ットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロット
ルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度Ｔｗを検出す
る水温センサ１１９、前記吸気側カムシャフト１１０Ａ
から気筒判別信号ＰＨＡＳＥを取り出すカムセンサ１２
０などからの検出信号が入力される。

【００２６】前記カムセンサ１２０は、クランクシャフ
ト１２１が１回転する毎に２回転するカムシャフト１１
０Ａに軸支されたシグナルプレート（回転体）の周縁に
９０°毎に異なる山数の被検出部を設け、該被検出部を
ホール素子や電磁ピックアップで検出することで、４気
筒機関１０１における気筒間の行程位相差に相当するク
ランク角１８０°ＣＡ毎に数の異なる（１〜４個）のパ
ルス信号を気筒判別信号ＰＨＡＳＥとして発生する（図
２参照）。

【００２７】また、クランク角センサ１１７は、クラン
クシャフト１２１に軸支されるドライブプレートなどと
一体に設けられるシグナルプレート１２２の周縁に、ク
ランク角１０°ＣＡ毎に突起部（被検出部）を形成する
一方、前記突起を検出するセンサとして、図３に示すよ
うに、２つのホール素子２０１Ａ，２０１Ｂを備えてな
る。

【００２８】前記２つのホール素子２０１Ａ，２０１Ｂ
は、図３（Ａ）に示すように、シグナルプレート１２２
の回転方向に所定距離だけ離して設置され、各ホール素
子２０１Ａ，２０１Ｂの出力Ｓ１，Ｓ２の差分（Ｓ１−
Ｓ２）を求めると共に、該差分出力と立ち上げ用判定値
Ｓｕｐ及び立ち下げ用判定値Ｓｄｏ（＜Ｓｕｐ）とを比
較することで、立ち上げ用判定値Ｓｕｐを上方に向け横
切ったときに立ち上がり、立ち下げ用判定値Ｓｄｏを下
方に向け横切ったときに立ち下がるパルス波に変換し、
これをポジション信号ＰＯＳとして出力する。

【００２９】また、前記突起部２０２を、各気筒のＢＴ
ＤＣ６０°及びＢＴＤＣ７０°に相当する位置で欠落さ
せ、１８０°毎にポジション信号ＰＯＳが連続して２つ
だけ歯抜けになるようにしてある（図２参照）。更に、
前記クランク角１８０°ＣＡ毎に出力される気筒判別信
号ＰＨＡＳＥの先頭パルスの位置と、前記ポジション信
号ＰＯＳの欠落位置とを位置合わせしてある（図２参
照）。

【００３０】上記構成において、ＥＣＵ１１３は、前記
カムセンサ１２０及びクランク角センサ１１７からの信
号に基づいて、基準クランク角信号ＲＥＦの生成及び該
基準クランク角信号ＲＥＦを各気筒に対応させる気筒判
別を行い、各気筒の点火時期及び燃料噴射時期を、前記
基準クランク角信号ＲＥＦを基準に制御するようになっ
ている。

【００３１】以下、前記基準クランク角信号ＲＥＦの生
成及び気筒判別の詳細を、図４〜図６のフローチャート
に従って説明する。図４及び図５のフローチャートは、
ポジション信号ＰＯＳの発生（ポジション信号ＰＯＳの
立ち下がり）毎に割り込み実行されるプログラムを示
す。ステップＳ１では、ポジション信号ＰＯＳの発生周
期（ポジション信号ＰＯＳの立ち下がりから立ち下がり
までの時間）ＴＰＯＳを計測する。

【００３２】ステップＳ２では、最新の計測周期ＴＰＯ
Ｓと前回値ＴＰＯＳｚとの比ＴＰＯＳＣＰを演算する。 ＴＰＯＳＣＰ＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚ ステップＳ３では、前記周期比ＴＰＯＳＣＰが閾値Ａを
超えるか否かを判別することで、最新の計測周期ＴＰＯ
Ｓが欠落部分を計測した結果であるか否かを判別する。

【００３３】前記周期比ＴＰＯＳＣＰが閾値Ａを超える
場合には、最新の計測周期ＴＰＯＳが欠落部分を計測し
た結果であると判断して、ステップＳ４へ進み、欠落検
出フラグＦnuに１をセットする。一方、ステップＳ３で
前記周期比ＴＰＯＳＣＰが閾値以下であって、最新の計
測周期ＴＰＯＳが欠落部分以外の計測結果であると判断
されるときには、ステップＳ５へ進み、前記欠落検出フ
ラグＦnuが１であるか否かを判別する。

【００３４】欠落部分を計測した直後のポジション信号
ＰＯＳ発生時であれば、ここで、Ｆnu＝１であると判断
されることになり、Ｆnu＝１であると判断されると、ス
テップＳ６へ進んで前記フラグＦnuを０にリセットした
後、ステップＳ７へ進んで、ポジション信号ＰＯＳのカ
ウント値ＣＲＡＣＮＴを０にリセットする。一方、最新
の計測周期ＴＰＯＳが欠落部分の計測結果であると判断
され、ステップＳ４で前記フラグＦnuに１をセットした
とき、及び、ステップＳ５で、前記フラグＦnuが０であ
ると判断されたときには、ステップＳ８へ進んで、前記
カウント値ＣＲＡＣＮＴを１だけカウントアップさせ
る。

【００３５】上記制御によって前記カウント値ＣＲＡＣ
ＮＴは、ポジション信号ＰＯＳの発生毎にカウントアッ
プされる一方、欠落部分を計測した直後のポジション信
号ＰＯＳ発生時に（ＢＴＤＣ４０°の位置で）０にリセ
ットされることになる（図２参照）。ステップＳ８で前
記カウント値ＣＲＡＣＮＴをカウントアップさせると、
ステップＳ９へ進み、カウント値ＣＲＡＣＮＴが７にな
っているか否かを判別する。

【００３６】カウント値ＣＲＡＣＮＴ＝７は、気筒判別
タイミングとして設定されており（図２参照）、カウン
ト値ＣＲＡＣＮＴ＝７であれば、気筒判別を行わせるべ
く、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、カム
センサ１２０が故障しているか否かを判別する。カムセ
ンサ１２０の故障とは、断線・ショートなどによって気
筒判別信号ＰＨＡＳＥが発生しなくなっている状態をい
う。

【００３７】ステップＳ１０でカムセンサ１２０が正常
であると判別されたときには、ステップＳ１１へ進み、
気筒判別信号ＰＨＡＳＥの発生毎に図６のフローチャー
トのステップＳ２１でカウントアップされるカウント値
ＣＡＭＣＮＴの値が、１〜４のいずれであるかに基づい
て、気筒判別を行う。ステップＳ１２では、カウント値
ＣＡＭＣＮＴを０にリセットし、再度カウント値ＣＲＡ
ＣＮＴ＝７になるまでの間における気筒判別信号ＰＨＡ
ＳＥの発生数がカウントされるようにする。

【００３８】一方、ステップＳ１０でカムセンサ１２０
が故障していると判別されると、ステップＳ１３へ進
み、機関停止時の揺り戻し（逆転）が検出されたか否か
を判別する。揺り戻しの検出がない場合には、ステップ
Ｓ１４へ進み、前回の気筒判別の結果に基づいて気筒判
別結果を更新させる。

【００３９】本実施形態の４気筒機関１０１で、点火順
を＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒であるとす
ると、例えば前回の気筒判別結果が＃３気筒であった場
合には、前記点火順のパターンに従って今回は＃４気筒
に更新させれば良く、途中からカムセンサ１２０が故障
しても、正常時の気筒判別結果に引き続くパターンでカ
ウント値ＣＲＡＣＮＴ＝７になる毎に、気筒判別結果を
更新させることができる。

【００４０】ステップＳ１５では、今回の気筒判別の更
新結果を、次回の気筒判別のため、及び、イグニション
スイッチがＯＦＦされている間に更新結果を保持すべ
く、バックアップする。従って、カムセンサ１２０が故
障している状態のまま再始動されるときには、前回の運
転時における最後の気筒判別結果を基準に、気筒判別を
順次更新させることで、機関１０１の運転を可能にす
る。

【００４１】一方、ステップＳ１３で、機関停止時の揺
り戻し（逆転）が検出されたことが判別されると、ステ
ップＳ１４，１５を迂回して本プログラムを終了させる
ことで、気筒判別の更新を停止させる。これにより、揺
り戻し（逆転）によってカウント値ＣＲＡＣＮＴ＝７に
なったときに、点火順に従って気筒判別の更新が誤って
行われることが回避され（図７参照）、カムセンサ１２
０が故障している状態のまま再始動されるときに、正し
く気筒判別を行わせることができる。

【００４２】前記ステップＳ９で、カウント値ＣＲＡＣ
ＮＴ＝７ではないと判別されると、ステップＳ１６へ進
み、カウント値ＣＲＡＣＮＴ＝１１（ＢＴＤＣ１１０
°）であるか否かを判別する。カウント値ＣＲＡＣＮＴ
＝１１は、基準クランク角信号ＲＥＦの発生タイミング
として設定されており、ステップＳ１６でカウント値Ｃ
ＲＡＣＮＴ＝１１であると判別されると、ステップＳ１
７へ進んで、基準クランク角信号ＲＥＦを発生させる。

【００４３】前記基準クランク角信号ＲＥＦは、点火時
期や燃料噴射時期の計測基準となる基準クランク角位置
を示し、該基準クランク角信号ＲＥＦが発生したときの
気筒判別値に基づいて、当該気筒における点火時期，燃
料噴射時期の設定を行う。前記ステップＳ１３で判別さ
れる揺り戻し（逆転）の検出処理は、図８のフローチャ
ートに従って行われる。

【００４４】図８のフローチャートは、ポジション信号
ＰＯＳの発生（ポジション信号ＰＯＳの立ち下がり）毎
に割り込み実行され、ステップＳ３１では、ポジション
信号ＰＯＳの発生周期ＴＰＯＳを計測する。次のステッ
プＳ３２では、前記図４のフローチャートに従って前記
カウント値ＣＲＡＣＮＴが１５にカウントアップされた
タイミングであるか否かを判別する。

【００４５】前記カウント値ＣＲＡＣＮＴが１５でない
ときには、今回の計測周期は、通常のクランク角１０°
だけ回転するのに要した時間であるので、ステップＳ３
３へ進み、周期ＴＰＯＳに基づいて揺り戻し（逆転）の
検出を行うときの閾値として通常値（例えば２０ms）を
設定し、周期ＴＰＯＳが前記通常値以上であるか否かを
判別する。

【００４６】前記周期ＴＰＯＳが前記通常値以上である
ときには、停止直前の揺り戻し（逆転）によって通常で
は発生しない長い周期になったものと判断し、ステップ
Ｓ３５へ進んで、揺り戻し（逆転）の発生を判定する。
一方、前記カウント値ＣＲＡＣＮＴが１５にカウントア
ップされている場合には、今回の計測周期は、ポジショ
ン信号ＰＯＳの欠落部分を計測したことになるので、ス
テップＳ３４へ進み、周期ＴＰＯＳに基づいて揺り戻し
（逆転）の検出を行うときの閾値として、前記通常値よ
りも長い欠落時閾値（例えば６０ms）を設定し、周期Ｔ
ＰＯＳが前記欠落時閾値以上であるか否かを判別する。

【００４７】前記周期ＴＰＯＳが前記欠落時閾値以上で
あるときには、停止直前の揺り戻し（逆転）によって、
欠落箇所であることを加味しても通常では発生しない長
い周期になったものと判断し、ステップＳ３５へ進ん
で、揺り戻し（逆転）の発生を判定する。前記閾値は、
逆転することなく機関１０１が停止する場合における周
期ＴＰＯＳの最大値よりも長い時間であって、揺り戻し
（逆転）が発生して初めて超える時間に設定するが、揺
り戻し（逆転）の発生が停止直前の極低回転時に限定さ
れるので、固定値として予め設定される。

【００４８】上記のように、周期ＴＰＯＳと閾値との比
較に基づいて揺り戻し（逆転）の有無を検出するとき
に、周期ＴＰＯＳが、通常のクランク角１０°だけ回転
するのに要した時間を示すのか、欠落位置でのクランク
角３０°だけ回転するのに要した時間を示すのかによっ
て、閾値を切り換えるので、揺り戻し（逆転）が欠落位
置で発生したとしても、これを正しく検出することがで
きる（図９参照）。

【００４９】上記図８のフローチャートでは、周期ＴＰ
ＯＳに基づいて揺り戻し（逆転）の検出を行わせるよう
にしたが、周期ＴＰＯＳの今回値ＴＰＯＳと前回値ＴＰ
ＯＳｚとの比ＴＰＯＳＣＰに基づいて、揺り戻し（逆
転）の検出を行わせることができ、前記周期比ＴＰＯＳ
ＣＰに基づいて揺り戻し（逆転）の検出を行う実施形態
を、図１０のフローチャートに示す。

【００５０】図１０のフローチャートは、ポジション信
号ＰＯＳの発生（ポジション信号ＰＯＳの立ち下がり）
毎に割り込み実行され、ステップＳ４１では、ポジショ
ン信号ＰＯＳの発生周期ＴＰＯＳを計測する。ステップ
Ｓ４２では、今回の計測周期ＴＰＯＳと前回値ＴＰＯＳ
ｚとの比ＴＰＯＳＣＰを演算する。

【００５１】ＴＰＯＳＣＰ＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚ 次のステップＳ４３では、前記図４のフローチャートに
従って前記カウント値ＣＲＡＣＮＴが１５にカウントア
ップされたタイミングであるか否かを判別する。前記カ
ウント値ＣＲＡＣＮＴが１５でないときには、今回の計
測周期は、通常のクランク角１０°だけ回転するのに要
した時間であるので、ステップＳ４４へ進み、周期比Ｔ
ＰＯＳＣＰに基づいて揺り戻し（逆転）の検出の判定を
行うときの閾値として通常値（例えば２．０）を設定
し、周期比ＴＰＯＳＣＰが前記通常値以上であるか否か
を判別する。

【００５２】前記周期比ＴＰＯＳＣＰが前記通常値以上
であるときには、停止直前の揺り戻し（逆転）によって
通常では発生しない大きな周期比になったものと判断
し、ステップＳ４６へ進んで、揺り戻し（逆転）の発生
を判定する。一方、前記カウント値ＣＲＡＣＮＴが１５
にカウントアップされている場合には、今回の計測周期
は、ポジション信号ＰＯＳの欠落部分を計測したことに
なるので、ステップＳ４５へ進み、周期比ＴＰＯＳＣＰ
に基づいて揺り戻し（逆転）の検出の判定を行うときの
閾値として、前記通常値よりも大きな欠落時閾値（例え
ば６．０）を設定し、周期比ＴＰＯＳＣＰが前記欠落時
閾値以上であるか否かを判別する。

【００５３】前記周期比ＴＰＯＳＣＰが前記欠落時閾値
以上であるときには、停止直前の揺り戻し（逆転）によ
って、欠落箇所であることを加味しても通常では発生し
ない大きな周期比になったものと判断し、ステップＳ４
６へ進んで、揺り戻し（逆転）の発生を判定する。前記
閾値は、逆転することなく機関１０１が停止する場合に
おける周期比ＴＰＯＳＣＰの最大値よりも大きな値であ
って、揺り戻し（逆転）が発生して初めて超える値に設
定するが、揺り戻し（逆転）の発生が停止直前の極低回
転時に限定されるので、固定値として予め設定される。

【００５４】上記のように、周期比ＴＰＯＳＣＰと閾値
との比較に基づいて揺り戻し（逆転）の有無を検出する
ときに、周期比ＴＰＯＳＣＰの演算に用いた今回周期Ｔ
ＰＯＳが、通常のクランク角１０°だけ回転するのに要
した時間を示すのか、欠落位置でのクランク角３０°だ
け回転するのに要した時間を示すのかによって、閾値を
切り換えるので、揺り戻し（逆転）が欠落位置で発生し
たとしても、これを正しく検出することができる（図１
１参照）。

【００５５】また、本実施形態のように、２つのホール
素子２０１Ａ，２０１Ｂの差分出力と立ち上げ用判定値
Ｓｕｐ及び立ち下げ用判定値Ｓｄｏとの比較によってポ
ジション信号ＰＯＳを生成する構成の場合には、揺り戻
し（逆転）が発生すると、被検出部に対して最初の反応
するホール素子が入れ替わることで、図３（Ｂ）に示す
ように、同じクランク位置に対するポジション信号ＰＯ
Ｓのオン・オフが反転する。

【００５６】従って、周期に対するポジション信号ＰＯ
Ｓのオン時間割合であるデューティ比が、正転時と逆転
時（揺り戻し時）とでは逆転することになる。例えば、
正転時の欠落部分以外のデューティ比が３０％であり、
欠落部分で１０％になるとした場合、逆転時には、それ
ぞれのデューティ比が７０％，９０％に切り換わること
になる。

【００５７】そこで、図１２のフローチャートでは、ポ
ジション信号ＰＯＳの発生（ポジション信号ＰＯＳの立
ち下がり）毎に割り込み実行されると、まず、ステップ
Ｓ５１で、ポジション信号ＰＯＳのデューティ比ＰＯＳ
Ｄｕｔｙを計測し、次のステップＳ５２では、前記デュ
ーティ比ＰＯＳＤｕｔｙが、正転時における欠落部分で
のデューティ比よりも大きく、逆転によって超えること
になる閾値（例えば５０％）以上であるか否かを判別す
る（図１３）。

【００５８】そして、今回計測したデューティ比ＰＯＳ
Ｄｕｔｙが閾値以上であれば、揺り戻し（逆転）によっ
てデューティ比ＰＯＳＤｕｔｙが反転したものと判断
し、ステップＳ５３へ進んで、揺り戻し（逆転）の発生
を判定する。上記のように、デューティ比ＰＯＳＤｕｔ
ｙで揺り戻し（逆転）の発生を検出する構成であれば、
正転時のデューティを適宜設定することで、欠落部にお
けるデューティ比であるか否かを判断することなく、一
定の閾値で揺り戻し（逆転）の発生を検出することがで
き、揺り戻し（逆転）検出を簡便に行わせることができ
る。

【００５９】尚、上記実施形態では、ＰＯＳ信号の欠落
位置の検出を周期比に基づいて行わせる構成としたが、
気筒判別信号ＰＨＡＳＥの先頭信号の発生タイミングに
基づいて欠落位置を検出させる構成とし、カムセンサの
故障時に周期比に基づく検出に切り換えるようにしても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。

【図２】実施の形態におけるクランク角センサ及びカム
センサの出力特性を示すタイムチャート。

【図３】実施の形態におけるクランク角センサの出力特
性を示す図。

【図４】実施の形態における気筒判別制御を示すフロー
チャート。

【図５】実施の形態における気筒判別制御を示すフロー
チャート。

【図６】実施の形態における気筒判別信号のカウント処
理を示すフローチャート。

【図７】実施の形態における揺り戻し発生時の気筒判別
の特性を示すタイムチャート。

【図８】揺り戻し検出の第１の実施形態を示すフローチ
ャート。

【図９】上記第１の実施形態の処理特性を示すタイムチ
ャート。

【図１０】揺り戻し検出の第２の実施形態を示すフロー
チャート。

【図１１】上記第２の実施形態の処理特性を示すタイム
チャート。

【図１２】揺り戻し検出の第３の実施形態を示すフロー
チャート。

【図１３】上記第３の実施形態の処理特性を示すタイム
チャート。

【符号の説明】

１０１…内燃機関 １１３…エンジンコントロールユニット １１７…クランク角センサ １２０…カムセンサ １２１…クランクシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｚ 17/04 17/04 Ｐ Ｆターム(参考） 3G084 CA00 CA01 CA07 DA04 DA27 DA30 EA11 EB22 EC02 EC03 FA00 FA36 FA38 FA39 3G092 EA10 EA17 EB04 EB05 FA44 FB02 FB06 GA10 GA20 HE00Y HE03Z HE04X HE05X HF20Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関のクランクシャフトに軸支される回転
   体に対し、一定角度毎の被検出部を所定クランク角位置
   で欠落させて形成し、前記被検出部を検出して検出信号
   を発生するクランク角センサを備え、 前記検出信号の発生周期及び／又は該発生周期の今回値
   と前回値との比を求め、該発生周期及び／又は周期比と
   閾値との比較から、機関の逆転を検出する構成であっ
   て、 前記閾値を前記欠落位置の検出時であるか否かによって
   異なる値に設定することを特徴とする内燃機関の逆転検
   出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の内燃機関の逆転検出装置を
   含んで構成されると共に、 前記機関のカムシャフトから気筒判別信号を取り出すカ
   ムセンサを備え、 前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて前記欠落
   位置を基準とする基準クランク角位置を各気筒に対応さ
   せる気筒判別を行うと共に、 前記カムセンサの故障時に、正常時の気筒判別結果に引
   き続くパターンで前記欠落位置の検出をトリガーとして
   気筒判別結果の更新を行わせるよう構成し、かつ、機関
   の逆転が検出されたときに、前記気筒判別結果の更新を
   停止させるよう構成したことを特徴とする内燃機関の気
   筒判別装置。
3. 【請求項３】機関のクランクシャフトに軸支される回転
   体に対し、一定角度毎の被検出部を形成すると共に、前
   記被検出部を検出することで検出信号を発生する検出素
   子として、検出信号の位相が相互にずれた２つの検出素
   子を備え、 該２つの検出素子からの検出信号の差分を求めると共
   に、前記差分検出信号と立ち上げ用判定値及び立ち下げ
   用判定値との比較によってパルス波を生成し、該パルス
   波を最終的な検出信号として出力するクランク角センサ
   を有し、 前記検出信号のデューティ比に基づいて前記機関の逆転
   を検出することを特徴とする内燃機関の逆転検出装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の内燃機関の逆転検出装置を
   含んで構成されると共に、 前記クランク角センサの前記被検出部を、所定クランク
   角位置で欠落させる一方、 前記機関のカムシャフトから気筒判別信号を取り出すカ
   ムセンサを備え、 前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて前記欠落
   位置を基準とする基準クランク角位置を各気筒に対応さ
   せる気筒判別を行うと共に、 前記カムセンサの故障時に、正常時の気筒判別結果に引
   き続くパターンで前記欠落位置の検出をトリガーとして
   気筒判別結果の更新を行わせるよう構成し、かつ、機関
   の逆転が検出されたときに、前記気筒判別結果の更新を
   停止させるよう構成したことを特徴とする内燃機関の気
   筒判別装置。
5. 【請求項５】前記欠落位置が検出された後の前記検出信
   号の発生数が所定値に達した時点で前記気筒判別結果の
   更新を行わせる構成であり、機関の逆転が検出された後
   は、前記更新タイミングでの更新を停止させる構成とし
   たことを特徴とする請求項２又は４に記載の内燃機関の
   気筒判別装置。