JP6394447B2 - Crank angle detector - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角検出装置に関する。   The present invention relates to a crank angle detection device that detects a rotation angle of a crankshaft of an internal combustion engine.

従来よりクランク角検出装置として、以下に説明するクランクパルサと、クランクセンサと、欠歯検出手段と、ＣＡ生成手段とを備えるものが知られている。
クランクパルサは、クランクシャフトと同期して回転し、外周に複数の歯が等クランク角間隔で設けられるとともに、所定のクランク角で歯が欠けた欠歯部を有する。
クランクセンサは、クランクパルサの歯を検知してパルス信号を出力する。
欠歯検出手段は、クランクセンサからのパルス信号に基づいて欠歯部を検出する。
ＣＡ生成手段は、欠歯検出手段が欠歯部を検出した時点からのクランクセンサからのパルス信号のレベル変化の回数を計数することでクランク角信号を生成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a crank angle detection device, a device including a crank pulser described below, a crank sensor, a missing tooth detection unit, and a CA generation unit is known.
The crank pulser rotates in synchronization with the crankshaft, and has a plurality of teeth provided on the outer periphery at equal crank angle intervals and a missing tooth portion in which teeth are missing at a predetermined crank angle.
The crank sensor detects the teeth of the crank pulser and outputs a pulse signal.
The missing tooth detection means detects the missing tooth part based on the pulse signal from the crank sensor.
The CA generation means generates a crank angle signal by counting the number of changes in the level of the pulse signal from the crank sensor from the time when the missing tooth detection means detects the missing tooth portion.

ところで、クランク角信号を正確に取得するためには、クランク角信号をクランクシャフトの回転に伴ってカウントする際の基準となる欠歯部を正確に検出することが求められる。
欠歯部の検出は、クランクセンサが出力するパルス信号のパルス幅やパルス比（連続する２つのパルスのパルス幅の比）に基づいてなされる。例えば、回転に伴うパルス比が所定値以上になったか否かで判定する。 By the way, in order to accurately acquire the crank angle signal, it is required to accurately detect a missing tooth portion that becomes a reference when the crank angle signal is counted as the crankshaft rotates.
The missing tooth portion is detected based on the pulse width and pulse ratio of the pulse signal output from the crank sensor (ratio of the pulse widths of two consecutive pulses). For example, the determination is made based on whether or not the pulse ratio accompanying the rotation has reached a predetermined value or more.

しかし、エンジン始動や停止時等、エンジン回転数の変化が大きい場合には、欠歯部ではない位置でパルス比の増加を検知して、欠歯部であると誤検出してしまう場合がある。
また、ノイズ、逆回転、急なギア切り替え、ギアをつないだままのエンスト等によっても、実際には欠歯部ではないにも係らず、パルス信号のパルス比による判定では欠歯部であると検出されてしまう場合がある。 However, when the engine speed changes greatly, such as when the engine is started or stopped, an increase in the pulse ratio may be detected at a position that is not a missing tooth portion, and may be erroneously detected as a missing tooth portion. .
Also, due to noise, reverse rotation, sudden gear change, engine stall with gears connected etc., although it is not actually a missing tooth part, it is a missing tooth part in the judgment by the pulse ratio of the pulse signal It may be detected.

そこで、このような欠歯部の誤検出を回避するために、カムシャフトの回転位置を検出するカムセンサの出力を用いる方法がある。
特許文献１に記載のクランク角検出装置は、カムセンサからのパルスと、クランクセンサからのパルスとの入力順序が特定のパターンであるか否かによって、欠歯部の誤検出を判定している。 Therefore, in order to avoid such erroneous detection of the missing tooth portion, there is a method of using the output of the cam sensor that detects the rotational position of the camshaft.
The crank angle detection device described in Patent Document 1 determines erroneous detection of a missing tooth portion based on whether or not the input order of pulses from a cam sensor and pulses from a crank sensor is a specific pattern.

しかしながら、このような手法では、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更可能な内燃機関の場合、回転位相が変化するとカムセンサからのパルスとクランクセンサからのパルスとの入力順序が変わってしまい、欠歯部の誤検出か否かの判定に用いることができない。   However, with such a method, in the case of an internal combustion engine in which the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft can be changed, if the rotational phase changes, the input order of the pulses from the cam sensor and the pulses from the crank sensor will change, resulting in lack of It cannot be used to determine whether or not the tooth part is erroneously detected.

特開平６−３０７２８０号公報JP-A-6-307280

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更可能な内燃機関に適用されるクランク角検出装置において、欠歯部の誤検出を判定可能にすることにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a missing tooth portion in a crank angle detection device applied to an internal combustion engine capable of changing the rotational phase of a camshaft with respect to the crankshaft. This is to make it possible to determine erroneous detection.

本発明のクランク角検出装置は、以下に説明する第１回転体、第１センサ、欠歯検出手段、ＣＡ生成手段、および誤検出判定手段を備える。   The crank angle detection device of the present invention includes a first rotating body, a first sensor, a missing tooth detection unit, a CA generation unit, and an erroneous detection determination unit described below.

第１回転体は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転し、外周に複数の歯が等クランク角間隔で設けられるとともに、所定のクランク角で前記歯が欠けた欠歯部を有する。
第１センサは、第１回転体の歯を検知してパルス信号を出力する。 The first rotating body rotates in synchronization with the crankshaft of the internal combustion engine, and has a plurality of teeth on the outer periphery at equal crank angle intervals and a missing tooth portion in which the teeth are missing at a predetermined crank angle.
The first sensor detects the teeth of the first rotating body and outputs a pulse signal.

欠歯検出手段は、第１センサからのパルス信号に基づいて欠歯部を検出する。
ＣＡ生成手段は、欠歯検出手段が欠歯部を検出した時点からの第１センサからのパルス信号のレベル変化の回数を計数することでクランク角信号を生成する。
誤検出判定手段は、欠歯検出手段による欠歯部の検出が誤検出であるか否かを判定する。 The missing tooth detection means detects the missing tooth portion based on the pulse signal from the first sensor.
The CA generation means generates a crank angle signal by counting the number of times the level of the pulse signal from the first sensor has changed since the missing tooth detection means has detected the missing tooth portion.
The erroneous detection determination means determines whether or not the detection of the missing tooth portion by the missing tooth detection means is an erroneous detection.

また、このクランク角検出装置は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更可能な内燃機関に適用される。
そして、以下に説明する第２回転体、第２センサ、特定歯検出手段、位相判別手段、記憶手段、および読出手段を備える。 The crank angle detection device is applied to an internal combustion engine that can change the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft.
A second rotating body, a second sensor, specific tooth detection means, phase determination means, storage means, and reading means described below are provided.

第２回転体は、カムシャフトと同期して回転し、外周に少なくとも１つの歯を有する。
第２センサは、第２回転体の歯を検知してパルス信号を出力する。
特定歯検出手段は、第２センサからのパルス信号に基づいて、第２回転体に形成された歯の内の特定の歯を検出する。 The second rotating body rotates in synchronization with the camshaft and has at least one tooth on the outer periphery.
The second sensor detects the teeth of the second rotating body and outputs a pulse signal.
The specific tooth detecting means detects a specific tooth among the teeth formed on the second rotating body based on the pulse signal from the second sensor.

位相判別手段は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を判別する。
記憶手段は、特定の歯を検出するタイミングでのクランク角と、欠歯部を検出するタイミングでのクランク角との差の正常値を、回転位相毎に予め記憶している。
読出手段は、位相判別手段によって判別された回転位相における正常値を記憶手段から読み出す。 The phase determining means determines the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft.
The storage means stores in advance a normal value of the difference between the crank angle at the timing of detecting the specific tooth and the crank angle at the timing of detecting the missing tooth portion for each rotation phase.
Reading means reads the normal value in the thus discriminated rotational phase phase determination means from the storage means.

そして、本発明の誤検出判定手段は、特定の歯を検出するタイミングでのクランク角と、欠歯部を検出するタイミングでのクランク角との差を算出し、この差が読み出された正常値に一致しない場合に、誤検出と判定する。   Then, the erroneous detection determination means of the present invention calculates the difference between the crank angle at the timing of detecting the specific tooth and the crank angle at the timing of detecting the missing tooth portion, and the normality from which the difference is read out is calculated. If it does not match the value, it is determined as a false detection.

本発明によれば、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更可能な内燃機関に適用されるクランク角検出装置において、欠歯部の誤検出を判定することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the crank angle detection apparatus applied to the internal combustion engine which can change the rotational phase of the camshaft with respect to a crankshaft, it becomes possible to determine the erroneous detection of a missing tooth part.

クランク角検出装置の全体構成図である（実施例）。It is a whole block diagram of a crank angle detection apparatus (example). クランク角検出装置の全体構成図である（実施例）。It is a whole block diagram of a crank angle detection apparatus (example). クランク角、クランクカウンタ、クランクパルス、カムパルスのタイミングチャートである（実施例）。6 is a timing chart of a crank angle, a crank counter, a crank pulse, and a cam pulse (Example). 欠歯誤検出のフロー図である（実施例）。It is a flowchart of a missing tooth false detection (Example).

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

〔実施例の構成〕
実施例のクランク角検出装置１を、図１〜４を用いて説明する。
クランク角検出装置１は、内燃機関２のクランクシャフト３の回転位置の情報をクランク角信号により出力する装置である。
内燃機関２は、図２に示すように、クランクシャフト３と、ベルト４等によってクランクシャフト３から駆動力が伝達されるカムシャフト５とを備える。クランクシャフト３が駆動軸、カムシャフト５が従動軸をなし、クランクシャフト３の回転にともなってカムシャフト５が回転する。 [Configuration of Example]
The crank angle detection apparatus 1 of an Example is demonstrated using FIGS.
The crank angle detection device 1 is a device that outputs information on the rotational position of the crankshaft 3 of the internal combustion engine 2 as a crank angle signal.
As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 2 includes a crankshaft 3 and a camshaft 5 to which driving force is transmitted from the crankshaft 3 by a belt 4 or the like. The crankshaft 3 is a drive shaft and the camshaft 5 is a driven shaft, and the camshaft 5 rotates as the crankshaft 3 rotates.

また、内燃機関２は、クランクシャフト３に対するカムシャフト５の回転位相（以下、ＶＣＴ位相と呼ぶ）が変更可能な可変バルブタイミング機構６を備える。
可変バルブタイミング機構６は、クランクシャフト３とカムシャフト５との相対回転位相を変更するものであり、周知の構造を有している。すなわち、所定の基準位置に対して進角側及び遅角側への位相変更が可能になっている。例えば、吸気バルブ（図示せず）を駆動させるカムシャフト５の回転位相を可変する場合には、吸気バルブの開閉時期を進角及び遅角させることができる。 The internal combustion engine 2 also includes a variable valve timing mechanism 6 that can change the rotational phase of the camshaft 5 relative to the crankshaft 3 (hereinafter referred to as the VCT phase).
The variable valve timing mechanism 6 changes the relative rotation phase between the crankshaft 3 and the camshaft 5 and has a known structure. That is, the phase can be changed to the advance side and the retard side with respect to a predetermined reference position. For example, when the rotational phase of the camshaft 5 that drives an intake valve (not shown) is varied, the opening / closing timing of the intake valve can be advanced or retarded.

可変バルブタイミング機構６は、ＥＣＵ８から送信される指令信号を受信し、この信号に基づきＶＣＴ位相を進角側もしくは遅角側に変更する。   The variable valve timing mechanism 6 receives a command signal transmitted from the ECU 8, and changes the VCT phase to the advance side or the retard side based on this signal.

クランク角検出装置１は、以下に説明するクランクパルサ１０（第１回転体）、クランクセンサ１１（第１センサ）、カムパルサ１４（第２回転体）、カムセンサ１５（第２センサ）、欠歯検出手段１８、ＣＡ生成手段１９、誤検出判定手段２１、特定歯検出手段２２、位相判別手段２５、記憶手段２６、及び読出手段２７等を備える。   The crank angle detection device 1 includes a crank pulser 10 (first rotating body), a crank sensor 11 (first sensor), a cam pulser 14 (second rotating body), a cam sensor 15 (second sensor), and missing tooth detection described below. Means 18, CA generation means 19, erroneous detection determination means 21, specific tooth detection means 22, phase determination means 25, storage means 26, reading means 27, and the like.

クランクパルサ１０は、クランクシャフト３と同期して回転する円盤であって、例えばクランクシャフト３の軸方向一端にクランクシャフト３と同軸に固定されている（図２参照）。
また、クランクパルサ１０は、外周に複数の歯１０ａが等クランク角間隔で設けられるとともに、所定のクランク角で歯１０ａが欠けた欠歯部１０ｂを有する。 The crank pulser 10 is a disk that rotates in synchronization with the crankshaft 3, and is fixed to one end in the axial direction of the crankshaft 3, for example, coaxially with the crankshaft 3 (see FIG. 2).
The crank pulser 10 has a plurality of teeth 10a on the outer periphery at equal crank angle intervals, and has a missing tooth portion 10b in which the teeth 10a are missing at a predetermined crank angle.

欠歯部１０ｂは、クランクシャフト３の回転位置の基準位置をなす箇所のことである。
なお、欠歯部１０ｂとは、等間隔に並ぶ歯１０ａが欠けた領域のことであり、余分歯を設けられている箇所も等間隔の歯が存在しない箇所であるため、その範疇に入るものとする。 The missing tooth portion 10 b is a portion that forms a reference position for the rotational position of the crankshaft 3.
The missing tooth portion 10b is a region where the teeth 10a arranged at equal intervals are missing, and the portion where the extra teeth are provided is also a portion where there are no equally spaced teeth, and therefore falls within the category. And

クランクセンサ１１は、クランクパルサ１０の歯１０ａを検知してパルス信号（クランクパルス）を出力する。
クランクセンサ１１は、クランクパルサ１０の外周面に対向する位置にクランクパルサ１０に対して相対回転不能に固定されている。
そして、クランクパルサ１０の回転によって自身の検出部の前を通過する歯１０ａを検知してパルス信号を出力する。
欠歯部１０ｂでは、等間隔に歯１０ａが設けられた領域と比較してパルス幅が長くなる。 The crank sensor 11 detects the teeth 10a of the crank pulser 10 and outputs a pulse signal (crank pulse).
The crank sensor 11 is fixed at a position facing the outer peripheral surface of the crank pulser 10 so as not to rotate relative to the crank pulser 10.
Then, the rotation of the crank pulser 10 detects the tooth 10a passing in front of its own detection unit and outputs a pulse signal.
In the missing tooth portion 10b, the pulse width is longer than that in a region where the teeth 10a are provided at equal intervals.

カムパルサ１４は、カムシャフト５と同期して回転する円盤であって、例えばカムシャフト５の軸方向一端にカムシャフト５と同軸に固定されている（図２参照）。
また、カムパルサ１４は、外周に１つの歯１４ａ（以下、特定歯１４ａと呼ぶ）が設けられている。 The cam pulser 14 is a disk that rotates in synchronization with the camshaft 5, and is fixed coaxially with the camshaft 5 at one axial end of the camshaft 5, for example (see FIG. 2).
The cam pulser 14 has one tooth 14a (hereinafter referred to as a specific tooth 14a) on the outer periphery.

カムセンサ１５は、カムパルサ１４の特定歯１４ａを検知してパルス信号（カムパルス）を出力する。
カムセンサ１５は、カムパルサ１４の外周面に対向する位置にカムパルサ１４に対して相対回転不能に固定されている。
そして、カムパルサ１４の回転によって自身の検出部の前を通過する特定歯１４ａを検知してパルス信号を出力する。 The cam sensor 15 detects the specific tooth 14a of the cam pulser 14 and outputs a pulse signal (cam pulse).
The cam sensor 15 is fixed at a position facing the outer peripheral surface of the cam pulser 14 so as not to rotate relative to the cam pulser 14.
And the specific tooth | gear 14a which passes the front of an own detection part by rotation of the cam pulser 14 is detected, and a pulse signal is output.

本実施例では、ＥＣＵ８が、欠歯検出手段１８、ＣＡ生成手段１９、誤検出判定手段２１、特定歯検出手段２２、位相判別手段２５、記憶手段２６、及び読出手段２７の機能を含んで構成されている。
なお、ＥＣＵ８は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよび各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータを有する。 In this embodiment, the ECU 8 includes the functions of the missing tooth detection means 18, the CA generation means 19, the erroneous detection determination means 21, the specific tooth detection means 22, the phase determination means 25, the storage means 26, and the reading means 27. Has been.
The ECU 8 has functions such as a CPU for performing control processing and arithmetic processing, a storage device (memory such as ROM and RAM) for storing various programs and various data, an input circuit (input unit), an output circuit (output unit), and the like. A microcomputer having a known structure including and including is included.

欠歯検出手段１８は、クランクセンサ１１からのパルス信号に基づいて欠歯部１０ｂを検出する。
例えば、クランクセンサ１１からのパルス信号に所定値以上のパルス比（連続する２つのパルスのパルス幅の比）となる信号パターンが現れたら、その信号パターンの終期のエッジ（本実施例では立ち上がり信号）を検出した際に、欠歯部１０ｂを検出したとして欠歯フラグをＯＮにする。 The missing tooth detection means 18 detects the missing tooth portion 10 b based on the pulse signal from the crank sensor 11.
For example, when a signal pattern having a pulse ratio (ratio of pulse widths of two consecutive pulses) greater than or equal to a predetermined value appears in the pulse signal from the crank sensor 11, an end edge of the signal pattern (in this embodiment, a rising signal) ) Is detected, the missing tooth flag is turned on because the missing tooth portion 10b is detected.

ＣＡ生成手段１９は、欠歯検出手段１８が欠歯部１０ｂを検出した時点（例えば欠歯フラグをＯＮにした時点）からのクランクパルスのレベル変化の回数を計数することでクランク角信号を生成する。
すなわち、図３に示すように、例えば、レベル変化毎にクランクカウンタ値を加算していく。クランクシャフト３が一回転すると、クランクカウンタ値は３６０°ＣＡとなるが、ここで欠歯部１０ｂが検出されるため、リセットされて０°ＣＡとなる。 The CA generation means 19 generates a crank angle signal by counting the number of crank pulse level changes from the time when the missing tooth detection means 18 detects the missing tooth portion 10b (for example, when the missing tooth flag is turned ON). To do.
That is, as shown in FIG. 3, for example, the crank counter value is added for each level change. When the crankshaft 3 rotates once, the crank counter value becomes 360 ° CA. However, since the missing tooth portion 10b is detected here, it is reset to 0 ° CA.

なお、本実施例では内燃機関が４気筒であるため、クランクシャフト３の２回転で、カムシャフト５が１回転する。そのため、１サイクルのクランク角は７２０°ＣＡである。
クランクカウンタ値のスタートが１サイクル中のいずれのクランク位置になるかは、欠歯部１０ｂが検出される位置とその時の上死点からの位置との関係による。
例えば、図３に示す例では、第１気筒、第４気筒の上死点（♯１ＴＤＣ、♯４ＴＤＣ）に対して、上死点前６０°ＣＡがクランクカウンタ値のスタートとなっている。 In the present embodiment, since the internal combustion engine has four cylinders, the camshaft 5 rotates once by two rotations of the crankshaft 3. Therefore, the crank angle for one cycle is 720 ° CA.
The crank position at which the crank counter value starts in one cycle depends on the relationship between the position where the missing tooth portion 10b is detected and the position from the top dead center at that time.
For example, in the example shown in FIG. 3, the crank counter value starts at 60 ° CA before the top dead center with respect to the top dead center (# 1 TDC, # 4 TDC) of the first cylinder and the fourth cylinder.

欠歯検出手段１８の欠歯検出が正常であれば、図３に示すように、先の欠歯部１０ｂから次の欠歯部１０ｂを検出するまでのクランクシャフト３の回転に対して、正確にクランク角信号を生成することができる。つまり、クランク角を検出できる。   If the missing tooth detection of the missing tooth detection means 18 is normal, as shown in FIG. 3, it is accurate for the rotation of the crankshaft 3 until the next missing tooth portion 10b is detected from the previous missing tooth portion 10b. A crank angle signal can be generated. That is, the crank angle can be detected.

しかしながら、欠歯検出手段１８の欠歯検出が誤検出であると、例えば、本実施例の場合では、上死点前６０°ＣＡの回転位置ではないのに、クランクカウンタ値がリセットされるため、その位置が上死点前６０°ＣＡであると検出されてしまう。   However, if the missing tooth detection of the missing tooth detection means 18 is erroneous detection, for example, in the case of the present embodiment, the crank counter value is reset even though it is not the rotational position of 60 ° CA before top dead center. , The position is detected to be 60 ° CA before top dead center.

誤検出判定手段２１は、欠歯検出手段１８による欠歯部１０ｂの検出が誤検出であるか否かを判定する。
本実施例の誤検出判定手段２１は、欠歯部１０ｂを検出したタイミングにおけるＶＣＴ位相を考慮しつつ、特定歯１４ａを検出するタイミングでのクランク角と、欠歯部１０ｂを検出するタイミングでのクランク角との差（角度差ｄ）に基づき誤検出であるか否かを判定する。以下に、この誤検出を実現させるために必要な構成、及び制御の流れについて説明する。 The erroneous detection determination means 21 determines whether or not the detection of the missing tooth portion 10b by the missing tooth detection means 18 is an erroneous detection.
The erroneous detection determination means 21 of the present embodiment takes into account the VCT phase at the timing at which the missing tooth portion 10b is detected, and the crank angle at the timing at which the specific tooth 14a is detected and the timing at which the missing tooth portion 10b is detected. It is determined whether or not there is a false detection based on the difference from the crank angle (angle difference d). Hereinafter, a configuration necessary for realizing this erroneous detection and a flow of control will be described.

クランク角検出装置１は、特定歯検出手段２２、位相判別手段２５、記憶手段２６、及び読出手段２７を備える。   The crank angle detection device 1 includes specific tooth detection means 22, phase determination means 25, storage means 26, and reading means 27.

特定歯検出手段２２は、カムセンサ１５からのパルス信号に基づいて、カムパルサ１４に形成された特定歯１４ａを検出する。
本実施例では半周する毎に１つのパルスを形成するように歯が１つ設けられており、この歯を特定歯１４ａとしている。
特定歯検出手段２２は、例えば、カムセンサ１５が特定歯１４ａに相当するパルスの立ち上がりエッジが現れたら、特定歯１４ａを検出したとして特定歯フラグをＯＮにする。 The specific tooth detection unit 22 detects the specific tooth 14 a formed on the cam pulser 14 based on the pulse signal from the cam sensor 15.
In the present embodiment, one tooth is provided so as to form one pulse every half circumference, and this tooth is the specific tooth 14a.
For example, when the cam sensor 15 detects a rising edge of a pulse corresponding to the specific tooth 14a, the specific tooth detection unit 22 sets the specific tooth flag to ON because the specific tooth 14a is detected.

位相判別手段２５は、ＶＣＴ位相を判別する。
本実施例では、欠歯検出直前の可変バルブタイミング機構６への指令信号によって、現在のＶＣＴ位相を判別する。
なお、可変バルブタイミング機構６におけるＶＣＴ位相変更のアクチュエータ（油圧アクチュエータや電子アクチュエータ等）の状態によってＶＣＴ位相を判別してもよい。
また、前サイクルで欠歯検出が正常に行われており、今回のサイクルまでにＶＣＴ位相を変更する指令信号がない場合には、前サイクルでのクランク角検出装置１からの出力信号に基づいて判別してもよい。 The phase discrimination means 25 discriminates the VCT phase.
In this embodiment, the current VCT phase is determined based on a command signal to the variable valve timing mechanism 6 immediately before the missing tooth detection.
Note that the VCT phase may be determined based on the state of the actuator (hydraulic actuator, electronic actuator, etc.) for changing the VCT phase in the variable valve timing mechanism 6.
Further, when missing tooth detection is normally performed in the previous cycle and there is no command signal for changing the VCT phase by the current cycle, based on the output signal from the crank angle detection device 1 in the previous cycle. It may be determined.

記憶手段２６は、角度差ｄの正常値ｄｓを、ＶＣＴ位相毎に予め記憶している。
本実施例では、内燃機関が安定した回転状態であると推測されるアイドル運転時に、通常のクランク角検出を行っている間に、角度差ｄを学習し、その学習値を正常値ｄｓとして記憶している。 The storage means 26 stores a normal value ds of the angle difference d in advance for each VCT phase.
In this embodiment, during the idling operation in which the internal combustion engine is assumed to be in a stable rotational state, the angle difference d is learned during normal crank angle detection, and the learned value is stored as a normal value ds. doing.

具体的には、ＥＣＵ８は、正常値学習部（図示せず）としての機能も持っており、正常値学習部は所定の運転条件が満たされたとき（例えばアイドル運転状態である場合）に、欠歯検出手段１８、特定歯検出手段２２及びＣＡ生成手段１９からの出力に基づいて、角度差ｄを算出する。
角度差ｄ算出は１サイクル毎に行われるが、複数サイクルに亘って角度差ｄの算出を行い、その複数のデータの最頻値（平均値や中央値であってもよい）を算出する。 Specifically, the ECU 8 also has a function as a normal value learning unit (not shown), and when the normal value learning unit satisfies a predetermined operation condition (for example, in an idle operation state), Based on the outputs from the missing tooth detection means 18, the specific tooth detection means 22 and the CA generation means 19, the angle difference d is calculated.
The angle difference d is calculated every cycle. The angle difference d is calculated over a plurality of cycles, and the mode value (which may be an average value or a median value) of the plurality of data is calculated.

そして、この学習を行っているときのＶＣＴ位相を把握し、算出した最頻値がこのＶＣＴ位相での正常値ｄｓとして記憶手段２６に記憶される。
なお、学習によらず、正常値ｄｓとＶＣＴ位相との相関をＭＡＰや数式により予め記憶していてもよい。 Then, the VCT phase when this learning is performed is grasped, and the calculated mode value is stored in the storage means 26 as the normal value ds in this VCT phase.
Note that the correlation between the normal value ds and the VCT phase may be stored in advance by MAP or a mathematical formula regardless of learning.

読出手段２７は、位相判別手段２５によって判別されたＶＣＴ位相における正常値ｄｓを記憶手段２６から読み出す。 Reading means 27 reads the normal value ds of the phase discriminating means 25 thus discriminated VCT phase from the storage means 26.

そして、誤検出判定手段２１は、角度差ｄを算出し、この値が読み出された正常値ｄｓに一致しない場合に、誤検出と判定する。   Then, the erroneous detection determination means 21 calculates the angle difference d, and determines that it is erroneous detection when this value does not coincide with the read normal value ds.

ＣＡ生成手段１９は、欠歯検出が誤検出であっても欠歯部１０ｂを検出したタイミングからクランクカウンタを加算していきクランク角信号を生成する。この信号を仮のクランク角信号と呼ぶ（今回のサイクルのクランク角信号とも呼ぶ）。
誤検出判定手段２１は、欠歯部１０ｂを検出したタイミングでのクランク角と、特定歯１４ａを検出したタイミングでのクランク角を、この仮のクランク角信号に基づき算出する。 The CA generation unit 19 adds a crank counter from the timing at which the missing tooth portion 10b is detected even if the missing tooth detection is an erroneous detection, and generates a crank angle signal. This signal is called a temporary crank angle signal (also called a crank angle signal of the current cycle).
The erroneous detection determination means 21 calculates the crank angle at the timing when the missing tooth portion 10b is detected and the crank angle at the timing when the specific tooth 14a is detected based on this temporary crank angle signal.

例えば、ＶＣＴ位相が位相Ａの際、欠歯部１０ｂが検出された後に特定歯１４ａが検出される状態が正常状態となっている（図３参照）。このため、欠歯部１０ｂが検出された時点でのクランク角、及び、特定歯１４ａが検出された時点でのクランク角はともに仮のクランク角信号に基づいて把握される。従って、角度差ｄも仮のクランク角信号に基づいて算出される。   For example, when the VCT phase is phase A, the state in which the specific tooth 14a is detected after the missing tooth portion 10b is detected is a normal state (see FIG. 3). For this reason, both the crank angle when the missing tooth portion 10b is detected and the crank angle when the specific tooth 14a is detected are grasped based on the temporary crank angle signal. Therefore, the angle difference d is also calculated based on the temporary crank angle signal.

この角度差ｄが位相Ａのときの正常値ｄｓと等しければ、この仮のクランク角信号は正常の信号であると判定する。しかし、この角度差ｄが位相Ａのときの正常値ｄｓと異なっている場合には、欠歯誤検出であると判定し、この仮のクランク角信号は異常な信号であると判定する。   If this angle difference d is equal to the normal value ds at the time of phase A, it is determined that the temporary crank angle signal is a normal signal. However, when the angle difference d is different from the normal value ds at the phase A, it is determined that the missing tooth is erroneously detected, and it is determined that the temporary crank angle signal is an abnormal signal.

なお、本実施例では、ＶＣＴ位相が位相Ｂの際、特定歯１４ａが検出された後に欠歯部１０ｂが検出される状態が正常状態となっている。
この場合、特定歯１４ａが検出された時点でのクランク角は前のサイクルでのクランク角信号に基づき把握される。そして、特定歯１４ａが現れるクランク角から正常値ｄｓ後に、欠歯部１０ｂが現れるのが正常であるが、それよりも前もしくは後に現れる場合には、欠歯誤検出であると判定する。 In the present embodiment, when the VCT phase is the phase B, the state where the missing tooth portion 10b is detected after the specific tooth 14a is detected is a normal state.
In this case, the crank angle at the time when the specific tooth 14a is detected is grasped based on the crank angle signal in the previous cycle. Then, it is normal that the missing tooth portion 10b appears after the normal value ds from the crank angle at which the specific tooth 14a appears, but when it appears before or after that, it is determined that the missing tooth is erroneously detected.

次に、上記で説明した誤検出検出を含むクランク角検出の流れを図４のフロー図を用いて説明する。
まず、ステップＳ１で欠歯検出手段が欠歯部１０ｂを検出する。
次に、ステップＳ２で、欠歯検出した時点からクランクカウントを開始しクランク角信号（仮のクランク角信号、今回サイクルのクランク角信号）を生成する。
次に、ステップＳ３で、位相判別手段２５によってＶＣＴ位相を判別する。 Next, the crank angle detection flow including the erroneous detection detection described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S1, the missing tooth detection means detects the missing tooth portion 10b.
Next, in step S2, crank counting is started from the point of time when missing teeth are detected, and a crank angle signal (temporary crank angle signal, crank angle signal of the current cycle) is generated.
Next, in step S3, the VCT phase is discriminated by the phase discriminating means 25.

その後、ステップＳ４に進み、判別したＶＣＴ位相に対応する正常値ｄｓを記憶部から読み出す。
そして、ステップＳ５に進み、クランク角信号に基づき、欠歯部が検出されるタイミングでのクランクシャフトの位置と特定歯が検出されるタイミングでのクランクシャフトの位置とのクランク角度差ｄを算出する。
なお、ステップＳ４とＳ５とはどちらが先であってもよい。 Thereafter, the process proceeds to step S4, and the normal value ds corresponding to the determined VCT phase is read from the storage unit.
In step S5, the crank angle difference d between the crankshaft position at the timing at which the missing tooth portion is detected and the crankshaft position at the timing at which the specific tooth is detected is calculated based on the crank angle signal. .
Note that either step S4 or S5 may be first.

そして、ステップＳ６に進み、クランク角度差ｄが正常値か否かを判定する。
正常値であれば、ステップＳ７に進み、欠歯検出が正常であったと判定する。
正常値でなければ、ステップＳ８に進み、欠歯検出は誤検出であったと判定する。 In step S6, it is determined whether or not the crank angle difference d is a normal value.
If it is a normal value, it will progress to step S7 and will determine with missing tooth detection being normal.
If it is not a normal value, it will progress to step S8 and will determine with missing tooth detection being a false detection.

欠歯検出が正常と判定された場合は、生成した今回のクランク角信号をそのまま採用する。
欠歯検出が異常と判定された場合は、生成した今回のクランク角信号を採用しない。例えば、前回サイクルのクランク角信号を採用する。 If it is determined that the missing tooth detection is normal, the generated current crank angle signal is used as it is.
If it is determined that the missing tooth detection is abnormal, the generated crank angle signal is not adopted. For example, the crank angle signal of the previous cycle is adopted.

〔本実施例の作用効果〕
本実施例によれば、クランクシャフト３に対するカムシャフト５の回転位相が変更可能な内燃機関に適用されるクランク角検出装置１において、欠歯部１０ｂの誤検出を判定することが可能となる。 [Effects of this embodiment]
According to the present embodiment, in the crank angle detection device 1 applied to the internal combustion engine in which the rotation phase of the camshaft 5 relative to the crankshaft 3 can be changed, it is possible to determine erroneous detection of the missing tooth portion 10b.

つまり、回転位相が変化しても、回転位相毎に正常値を記憶しているため、回転位相を把握すれば、正常値との対比によって欠歯部１０ｂの誤検出を判定することが可能である。
この結果、欠歯誤検出の場合には、クランク角信号を不採用としたり、クランク角信号を補正したり等の処理をすることができ、高精度なクランク角検出を行うことができる。 That is, even if the rotation phase changes, a normal value is stored for each rotation phase, so if the rotation phase is grasped, it is possible to determine erroneous detection of the missing tooth portion 10b by comparison with the normal value. is there.
As a result, in the case of erroneous detection of missing teeth, it is possible to perform processing such as non-adoption of the crank angle signal or correction of the crank angle signal, so that highly accurate crank angle detection can be performed.

また、本実施例では、アイドル運転時に実施する学習により得られる学習値を正常値として記憶している。
このため、予め定数として記憶している場合よりも、経年劣化などにより実際の機械的な角度の変化に、正常値を追従させることができる。
また、ＶＣＴ位相の変化幅が様々な内燃機関に一律にクランク角検出装置１を適用することも可能となる。 In the present embodiment, a learning value obtained by learning performed during idling is stored as a normal value.
For this reason, the normal value can be made to follow the actual mechanical angle change due to aging degradation or the like, rather than the case where it is stored in advance as a constant.
It is also possible to apply the crank angle detection device 1 uniformly to internal combustion engines having various changes in the VCT phase.

〔変形例〕
実施例では、可変バルブタイミング機構６によって、クランクシャフト３に対するカムシャフト５の回転位相が変更可能であったが、「クランクシャフト３に対するカムシャフト５の回転位相が変更可能」とは、経年劣化などによって回転位相の変化が可能な状態も含むものとする。 [Modification]
In the embodiment, the rotational phase of the camshaft 5 with respect to the crankshaft 3 can be changed by the variable valve timing mechanism 6, but “the rotational phase of the camshaft 5 with respect to the crankshaft 3 can be changed” means, for example, deterioration over time. It is also assumed that a state in which the rotation phase can be changed is included.

また、実施例では、カムパルサ１４の歯が１つのみで、その歯を特定歯１４ａとしたが、複数の歯を有しており、その内の１つを特定歯１４ａとしてもよい。   In the embodiment, the cam pulser 14 has only one tooth, and the tooth is the specific tooth 14a. However, the tooth has a plurality of teeth, and one of the teeth may be the specific tooth 14a.

１ クランク角検出装置、２ 内燃機関、３ クランクシャフト、５ カムシャフト、１０ 第１回転体、１０ａ 歯、１０ｂ 欠歯部、１１ 第１センサ、１４ 第２回転体、１４ａ 特定歯、１５ 第２センサ、１８ 欠歯検出手段、１９ ＣＡ生成手段、２１ 誤検出判定手段、２２ 特定歯検出手段、２５ 位相判別手段、２６ 記憶手段、２７ 読出手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crank angle detection apparatus, 2 Internal combustion engine, 3 Crankshaft, 5 Camshaft, 10 1st rotary body, 10a tooth, 10b Missing tooth part, 11 1st sensor, 14 2nd rotary body, 14a Specific tooth, 15 2nd Sensor, 18 missing tooth detection means, 19 CA generation means, 21 erroneous detection determination means, 22 specific tooth detection means, 25 phase determination means, 26 storage means, 27 reading means

Claims (3)

内燃機関（２）のクランクシャフト（３）と同期して回転し、外周に複数の歯（１０ａ）が等クランク角間隔で設けられるとともに、所定のクランク角で前記歯が欠けた欠歯部（１０ｂ）を有する第１回転体（１０）と、
前記第１回転体（１０）の歯（１０ａ）を検知してパルス信号を出力する第１センサ（１１）と、
前記第１センサ（１１）からのパルス信号に基づいて前記欠歯部（１０ｂ）を検出する欠歯検出手段（１８）と、
前記欠歯検出手段（１８）が前記欠歯部（１０ｂ）を検出したタイミングからの前記第１センサ（１１）からのパルス信号のレベル変化の回数を計数することでクランク角信号を生成するＣＡ生成手段（１９）と、
前記欠歯検出手段（１８）による前記欠歯部（１０ｂ）の検出が誤検出であるか否かを判定する誤検出判定手段（２１）とを備えるクランク角検出装置であって、
このクランク角検出装置は、前記クランクシャフト（３）に対するカムシャフト（５）の回転位相が変更可能な内燃機関に適用され、
前記カムシャフト（５）と同期して回転し、外周に少なくとも１つの歯を有する第２回転体（１４）と、
前記第２回転体（１４）の歯を検知してパルス信号を出力する第２センサ（１５）と、
前記第２センサ（１５）からのパルス信号に基づいて、前記第２回転体（１４）に形成された歯の内の特定の歯（１４ａ）を検出する特定歯検出手段（２２）と、
前記クランクシャフト（３）に対する前記カムシャフト（５）の回転位相を判別する位相判別手段と、
前記特定の歯（１４ａ）を検出するタイミングでのクランク角と、前記欠歯部（１０ｂ）を検出するタイミングでのクランク角との差の正常値を、前記回転位相毎に予め記憶している記憶手段（２６）と、
前記位相判別手段（２５）によって判別された前記回転位相における前記正常値を前記記憶手段（２６）から読み出す読出手段（２７）とを備え、
前記誤検出判定手段（２１）は、
前記特定の歯（１４ａ）を検出するタイミングでのクランク角と、前記欠歯部（１０ｂ）を検出するタイミングでのクランク角との差を算出し、この差が前記読み出された正常値に一致しない場合に、誤検出と判定することを特徴とするクランク角検出装置。 Rotating in synchronism with the crankshaft (3) of the internal combustion engine (2), a plurality of teeth (10a) are provided on the outer periphery at equal crank angle intervals, and a missing tooth portion (with no teeth at a predetermined crank angle) ( A first rotating body (10) having 10b);
A first sensor (11) for detecting a tooth (10a) of the first rotating body (10) and outputting a pulse signal;
A missing tooth detection means (18) for detecting the missing tooth portion (10b) based on a pulse signal from the first sensor (11);
CA that generates a crank angle signal by counting the number of changes in level of the pulse signal from the first sensor (11) from the timing when the missing tooth detection means (18) detects the missing tooth portion (10b). Generating means (19);
A crank angle detection device comprising: a false detection determination means (21) for determining whether or not the detection of the missing tooth portion (10b) by the missing tooth detection means (18) is a false detection,
This crank angle detection device is applied to an internal combustion engine in which the rotational phase of the camshaft (5) relative to the crankshaft (3) can be changed,
A second rotating body (14) rotating in synchronization with the camshaft (5) and having at least one tooth on the outer periphery;
A second sensor (15) for detecting a tooth of the second rotating body (14) and outputting a pulse signal;
Specific tooth detection means (22) for detecting a specific tooth (14a) of the teeth formed on the second rotating body (14) based on a pulse signal from the second sensor (15);
Phase discriminating means for discriminating the rotational phase of the camshaft (5) relative to the crankshaft (3);
The normal value of the difference between the crank angle at the timing of detecting the specific tooth (14a) and the crank angle at the timing of detecting the missing tooth portion (10b) is stored in advance for each rotation phase. Storage means (26);
And a reading means (27) for reading the normal value of said phase discriminating means (25) to thus discriminated the rotational phase from the storage means (26),
The erroneous detection determination means (21)
The difference between the crank angle at the timing of detecting the specific tooth (14a) and the crank angle at the timing of detecting the missing tooth portion (10b) is calculated, and this difference is set to the read normal value. A crank angle detection device, characterized in that, if they do not coincide, it is determined that there is a false detection. 請求項１に記載のクランク角検出装置において、
前記内燃機関（２）は可変バルブタイミング機構を備えることを特徴とするクランク角検出装置。 The crank angle detection device according to claim 1,
The internal combustion engine (2) includes a variable valve timing mechanism. 請求項１に記載のクランク角検出装置において、
前記記憶手段（２６）は、
前記内燃機関（２）がアイドル運転状態である際に検出された前記欠歯部（１０ｂ）の位置と前記特定の歯（１４ａ）の位置との相対位置を、前記正常値として記憶することを特徴とするクランク角検出装置。


The crank angle detection device according to claim 1,
The storage means (26)
Storing the relative position between the position of the missing tooth portion (10b) and the position of the specific tooth (14a) detected when the internal combustion engine (2) is in an idle operation state as the normal value. A crank angle detection device.


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