JP7413000B2 - Internal combustion engine system and misfire detection method - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関システム、及び失火検出方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine system and a misfire detection method.
内燃機関の失火を検出する技術として、内燃機関の回転変動に基づいて、失火を検出する技術が知られている。このような内燃機関の失火を検出する技術では、クランクシャフトにリングギアを設置し、リングギアの外周の凹凸パターンを検出して回転変動を検出していた。 As a technique for detecting a misfire in an internal combustion engine, a technique for detecting a misfire based on rotational fluctuations of the internal combustion engine is known. In this technology for detecting misfires in internal combustion engines, a ring gear is installed on the crankshaft, and rotational fluctuations are detected by detecting an uneven pattern on the outer periphery of the ring gear.
しかしながら、上述したような従来技術では、クランクシャフトにリングギアを設置する必要があるため、内燃機関のサイズが大きくなるという課題があった。 However, in the conventional technology as described above, it is necessary to install a ring gear on the crankshaft, so there is a problem that the size of the internal combustion engine becomes large.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、内燃機関を小型化することができる内燃機関システム、及び失火検出方法を提供することにある。 The present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to provide an internal combustion engine system and a misfire detection method that can downsize the internal combustion engine.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、クランク軸を有する内燃機関と、第1の条件下において、前記クランク軸に直結されたロータを介して前記クランク軸に回転力を与え、前記第1の条件下とは異なる第2の条件下において、前記クランク軸の回転力を受けて発電を行う回転電機と、前記ロータの回転位置を検出し、前記ロータの回転位置を示すロータ位置情報を出力するロータ位置検出部と、前記第1の条件下において、前記ロータ位置検出部が出力する前記ロータ位置情報に基づいて、前記回転電機の前記ロータを回転駆動させる駆動回路を制御する駆動制御部と、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出する失火検出部と、備え、前記回転電機は、コイルが巻装されたステータと、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネットが複数配置され、前記ステータの周囲に回転自在に配設された前記ロータとを有し、前記ロータ位置検出部は、前記回転電機に内蔵された複数の磁気センサであって、前記ロータと対向して配置され、対向する前記マグネットの極性を検出する複数の磁気センサと、前記磁気センサから出力する出力信号を基に、前記ロータ位置情報を出力するロータ位置判定部とを有し、前記失火検出部は、前記磁気センサの出力信号に基づく前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出することを特徴とする内燃機関システムである。 In order to solve the above problem, one aspect of the present invention includes an internal combustion engine having a crankshaft, and under a first condition, applying rotational force to the crankshaft via a rotor directly connected to the crankshaft, Under a second condition different from the first condition, a rotating electrical machine that generates electricity by receiving the rotational force of the crankshaft, and a rotor position that detects the rotational position of the rotor and indicates the rotational position of the rotor. a rotor position detection unit that outputs information; and a drive that controls a drive circuit that rotationally drives the rotor of the rotating electrical machine based on the rotor position information output by the rotor position detection unit under the first condition. a control unit; and a misfire detection unit that detects occurrence of a misfire in the internal combustion engine based on the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor , and the rotating electrical machine includes a stator around which a coil is wound. and the rotor, in which a plurality of magnets are arranged with alternating magnetic poles along the inner peripheral surface, and the rotor is rotatably disposed around the stator, and the rotor position detection section is built in the rotating electric machine. a plurality of magnetic sensors arranged opposite to the rotor to detect the polarity of the opposing magnets; and a plurality of magnetic sensors configured to detect the rotor position information based on output signals output from the magnetic sensors. and a rotor position determination unit that outputs an output, and the misfire detection unit detects that a misfire has occurred in the internal combustion engine based on the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor based on the output signal of the magnetic sensor. This is an internal combustion engine system characterized by detecting .
また、本発明の一態様は、上記の内燃機関システムにおいて、前記磁気センサの出力信号に基づいて、前記磁気センサの出力が切り替わる間隔の時間を計測して出力するタイマーを備え、前記失火検出部は、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する前記タイマーの出力結果に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出するようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the internal combustion engine system described above includes a timer that measures and outputs an interval at which the output of the magnetic sensor is switched based on an output signal of the magnetic sensor , and the misfire detection unit The occurrence of a misfire in the internal combustion engine may be detected based on the output result of the timer corresponding to the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor .
また、本発明の一態様は、上記の内燃機関システムにおいて、前記失火検出部は、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する前記タイマーの出力結果が所定の閾値以上になった場合に、前記内燃機関の失火が発生したと判定するようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the internal combustion engine system described above, the misfire detection unit detects when the output result of the timer corresponding to the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. Additionally, it may be determined that a misfire in the internal combustion engine has occurred.
また、本発明の一態様は、上記の内燃機関システムにおいて、前記タイマーが直近に出力した複数の出力結果を記憶する出力記憶部を備え、前記失火検出部は、前記出力記憶部が記憶する、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する複数の前記出力結果のうち、所定の閾値以上になったものが所定の回数以上発生した場合に、前記内燃機関の失火が発生したと判定するようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the internal combustion engine system described above includes an output storage section that stores a plurality of output results most recently outputted by the timer, and the misfire detection section stores the output results of the output storage section . Among the plurality of output results corresponding to the rotational speed of the rotor or the rotational period of the rotor , if a result exceeding a predetermined threshold value occurs a predetermined number of times or more, it is determined that a misfire in the internal combustion engine has occurred. You may also do so.
また、本発明の一態様は、上記の内燃機関システムにおいて、前記タイマーが直近に出力した複数の出力結果を記憶する出力記憶部を備え、前記失火検出部は、前記出力記憶部が記憶する、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する複数の前記出力結果の平均値が所定の閾値以上になった場合に、前記内燃機関の失火が発生したと判定するようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the internal combustion engine system described above includes an output storage section that stores a plurality of output results most recently outputted by the timer, and the misfire detection section stores the output results of the output storage section . It may be determined that a misfire in the internal combustion engine has occurred when an average value of the plurality of output results corresponding to the rotational speed of the rotor or the rotational period of the rotor is equal to or higher than a predetermined threshold value.
また、本発明の一態様は、上記の内燃機関システムにおいて、前記コイルの数であるスロット数が、18個であり、前記マグネットの数である磁極数が、12個であり、前記回転電機は、3相ブラシレスモータとして機能し、前記複数の磁気センサは、3相に対応する前記マグネットの極性を検出して出力するようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the above internal combustion engine system, the number of slots, which is the number of the coils, is 18, and the number of magnetic poles, which is the number of the magnets, is 12, and the rotating electrical machine is The motor may function as a three-phase brushless motor, and the plurality of magnetic sensors may detect and output polarities of the magnets corresponding to the three phases.
また、本発明の一態様は、クランク軸を有する内燃機関と、第1の条件下において、前記クランク軸に直結されたロータを介して前記クランク軸に回転力を与え、前記第1の条件下とは異なる第2の条件下において、前記クランク軸の回転力を受けて発電を行う回転電機と、ロータ位置検出部と、駆動制御部と、失火検出部とを備える内燃機関システムの失火検出方法であって、前記回転電機は、コイルが巻装されたステータと、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネットが複数配置され、前記ステータの周囲に回転自在に配設された前記ロータとを有し、前記ロータ位置検出部は、前記回転電機に内蔵された複数の磁気センサであって、前記ロータと対向して配置され、対向する前記マグネットの極性を検出する複数の磁気センサと、前記磁気センサから出力する出力信号を基に、ロータ位置情報を出力するロータ位置判定部とを有し、前記ロータ位置検出部が、前記ロータの回転位置を検出し、前記ロータの回転位置を示す前記ロータ位置情報を出力するロータ位置検出ステップと、前記駆動制御部が、前記第1の条件下において、前記ロータ位置検出ステップによって出力された前記ロータ位置情報に基づいて、前記回転電機の前記ロータを回転駆動させる駆動回路を制御する駆動制御ステップと、前記失火検出部が、前記ロータ位置情報に基づく前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出する失火検出ステップとを含むことを特徴とする失火検出方法である。 Further, one aspect of the present invention provides an internal combustion engine having a crankshaft, and applying a rotational force to the crankshaft via a rotor directly connected to the crankshaft under a first condition, A misfire detection method for an internal combustion engine system comprising: a rotating electric machine that generates electricity by receiving the rotational force of the crankshaft ; a rotor position detection section; a drive control section; and a misfire detection section, under a second condition different from the above. The rotating electric machine includes a stator around which a coil is wound, and a rotor in which a plurality of magnets are arranged along an inner circumferential surface with alternating magnetic poles, and is rotatably arranged around the stator. and the rotor position detection unit includes a plurality of magnetic sensors built into the rotating electrical machine, which are arranged to face the rotor and detect polarities of the opposing magnets; a rotor position determination section that outputs rotor position information based on an output signal output from a magnetic sensor, the rotor position detection section detecting the rotational position of the rotor, and the rotor position determination section that detects the rotational position of the rotor . a rotor position detection step of outputting rotor position information; and the drive control unit detects the rotor of the rotating electrical machine based on the rotor position information outputted by the rotor position detection step under the first condition. a drive control step of controlling a drive circuit for rotationally driving; and the misfire detection section detecting that a misfire in the internal combustion engine has occurred based on the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor based on the rotor position information. A misfire detection method is characterized in that it includes a misfire detection step of detecting a misfire.
本発明によれば、内燃機関の構成を簡略化することができ、内燃機関を小型化することができる。 According to the present invention, the configuration of an internal combustion engine can be simplified and the internal combustion engine can be downsized.
以下、本発明の一実施形態による内燃機関システム、及び失火検出方法について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An internal combustion engine system and a misfire detection method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による内燃機関システム1の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、内燃機関システム1は、内燃機関2と、クランク軸3と、始動発電機4と、バッテリ5と、駆動回路40と、制御部50とを備える。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an internal
As shown in FIG. 1, the internal
内燃機関2は、例えば、二輪車や自動車などを駆動するエンジンである。内燃機関2は、回転軸としてクランク軸3を有し、クランク軸3に回転力を与える。
クランク軸3は、後述するロータ10に直結されている。
The
The
始動発電機4(回転電機の一例)は、内燃機関2の始動用モータと、内燃機関2の回転から発電する交流発電機との両方の機能を兼ね備えている。始動発電機4は、内燃機関2を始動する場合(第1の条件下)において、クランク軸3に直結されたロータ10を介してクランク軸3に回転力を与えて、内燃機関2を始動させる。また、始動発電機4は、内燃機関2が動作中である場合(第2の条件下)において、クランク軸3の回転力を受けて発電を行う。始動発電機4は、例えば、アウターロータ型の3相ブラシレスモータ型である。
また、始動発電機4は、ロータ10と、ステータ20とを備えている。
The starter generator 4 (an example of a rotating electrical machine) has the functions of both a starter motor for the
Further, the
ロータ10(回転子の一例)は、クランク軸3に直結され、且つ、ステータ20の周囲を回転自在に配設されている。また、ロータ10は、有底筒状に形成されており、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネット11が複数配置されている。
The rotor 10 (an example of a rotor) is directly connected to the
ステータ20は、ロータ10の内側に配置され、複数のコイル21と、複数のホール素子31とを備える。
ここで、図2~図4を参照して、ロータ10及びステータ20の各構成の配置例について説明する。
The
Here, examples of arrangement of each component of the
図2は、本実施形態における始動発電機4の構成例を示す断面図である。
なお、以下の説明において、ロータ10の回転軸方向を単に軸方向と称し、回転軸方向に直交するステータ20の径方向を単に径方向と称し、ロータ10の回転方向を単に回転方向、または周方向と称す。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the configuration of the
In the following description, the direction of the rotational axis of the
図2に示すように、クランク軸3に直結されたロータ10の内側には、マグネット11が配置されている。また、ロータ10の内側に、コイル21が、マグネット11に対向するように、ステータ20が配置されている。
As shown in FIG. 2, a
ステータ20には、円弧形状に形成されたセンサケース22が配置されており、センサケース22によって、ホール素子31が、マグネット11に対向する位置に固定されている。
A
また、図3は、本実施形態におけるマグネット11とステータ20との位置関係を示す平面図である。
図3に示すように、ステータ20は、電磁鋼板を積層して成るステータ鉄心23と、ステータ鉄心23に巻回される三相巻線であるコイル21と、を備えている。ステータ鉄心23は、円環状に形成された本体部23aと、この本体部の外周面から径方向外側に向かって放射状に突出する複数のティース部23bと、を有している。各ティース部23bは、軸方向平面視で略T字状に形成されている。
Moreover, FIG. 3 is a plan view showing the positional relationship between the
As shown in FIG. 3, the
各ティース部23bは、それぞれ三相(U相、V相、W相)に割り当てられる。また、コイル21は、各ティース部23bに巻回されている。
図3に示すように、本実施形態における始動発電機4は、12極18スロットであり、コイル21及びティース部23bの数は、18個ある。18個のコイル21及びティース部23bは、周方向にU相、V相、W相、・・・の順に割り当てられている。なお、以下の説明において、U相のコイル21をU相コイル21Uと称し、V相のコイル21をV相コイル21Vと称し、W相のコイル21をW相コイル21Wと称する。
Each
As shown in FIG. 3, the
ロータ10の内周面には、N極及びS極を交互に着磁された複数のマグネット11が周方向に等間隔で配置されている。すなわち、ロータ10の内周面には、N極のマグネット(以下、「N極マグネット」という。)11NとS極のマグネット(以下、「S極マグネット」という。)11Sが交互に周方向に沿って等間隔に並んで取り付けられている。
On the inner circumferential surface of the
ここで、N極マグネット11Nは、径方向内側の全体の面がN極に着磁されていると共に、S極マグネット11Sは、径方向内側の全体の面がS極に着磁されている。
なお、本実施形態において、マグネット11の数である磁極数が、12個である。
Here, the entire radially inner surface of the N-
In this embodiment, the number of magnetic poles, which is the number of
また、3個のホール素子31が、センサケース22によって、図4に示すように、ロータ10のマグネット11と対向して配置されている。3個のホール素子31は、電気角120度の間隔で配置されている。
図4は、本実施形態におけるマグネット11とホール素子31との位置関係を示す図である。
Further, three
FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the
なお、本実施形態において、V相用のホール素子31をホール素子31-1と称し、U相用のホール素子31をホール素子31-2と称し、W相用のホール素子31をホール素子31-3と称する。また、始動発電機4が内蔵する任意のホール素子を示す場合には、ホール素子31として説明する。
In this embodiment, the
ホール素子31(磁気センサの一例)は、対向するマグネット11の極性を検出して出力する。ホール素子31は、例えば、マグネット11の極性を、2値信号として出力する。ホール素子31-1は、V相用のロータ10の回転位置を検出するための出力信号を出力し、ホール素子31-2は、U相用のロータ10の回転位置を検出するための出力信号を出力する。また、ホール素子31-3は、W相用のロータ10の回転位置を検出するための出力信号を出力する。各ホール素子31の出力信号の詳細については、図5を参照して後述する。
The Hall element 31 (an example of a magnetic sensor) detects and outputs the polarity of the opposing
図1の説明に戻り、バッテリ5は、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池であり、始動発電機4を3相ブラシレスモータとして駆動させる場合(第1の条件下)に、電力を供給する。また、バッテリ5は、始動発電機4を発電機として動作させる場合(第2の条件下)に、発電された電力の一部が充電される。
Returning to the description of FIG. 1, the battery 5 is, for example, a lead acid battery or a lithium ion battery, and supplies electric power when the
駆動回路40は、例えば、インバータ回路であり、バッテリ5から供給される直流電流を交流電流に変換してコイル21(U相コイル21U、V相コイル21V、W相コイル21W)のそれぞれに駆動信号として供給して、ロータ10を回転駆動させる。駆動回路40は、後述する制御部50の駆動制御部51が出力する制御信号に基づいて、各相の駆動信号を出力する。なお、本実施形態において、始動発電機4は、3相ブラシレスモータであり、駆動回路40は、U相、V相及びW相の駆動信号として、120度通電駆動信号を出力する。
また、駆動回路40は、始動発電機4が発電した交流電力を整流して、バッテリ5を充電する。
The
Further, the
制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含むプロセッサであり、始動発電機4を統括的に制御する。制御部50は、ロータ位置判定部32と、駆動制御部51と、タイマー52と、出力記憶部53と、失火判定部54とを備える。
なお、本実施形態において、ホール素子31(31-1~31-3)と、ロータ位置判定部32とは、ロータ位置検出部30に対応する。すなわち、ロータ位置検出部30は、ホール素子31(31-1~31-3)と、ロータ位置判定部32を備える。
The
Note that in this embodiment, the Hall elements 31 (31-1 to 31-3) and the rotor
ロータ位置検出部30は、ロータ10の回転位置を検出し、ロータ10の回転位置を示すロータ位置情報を出力する。ロータ位置検出部30は、複数のホール素子31(31-1~31-3)の出力信号に基づいて、ロータ10の回転位置を検出する。ここで、図5を参照して、ホール素子31(31-1~31-3)の出力信号について説明する。
The rotor
図5は、本実施形態におけるホール素子31の出力信号の一例を示す図である。
図5において、波形W1は、U相検出信号であり、ホール素子31-1の出力信号を示し、波形W2は、V相検出信号であり、ホール素子31-2の出力信号を示している。また、波形W3は、W相検出信号であり、ホール素子31-3の出力信号を示している。また、横軸は、時間を示している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an output signal of the
In FIG. 5, waveform W1 is a U-phase detection signal and represents the output signal of Hall element 31-1, and waveform W2 is a V-phase detection signal and represents the output signal of Hall element 31-2. Further, waveform W3 is a W-phase detection signal, and indicates the output signal of the Hall element 31-3. Moreover, the horizontal axis indicates time.
U相検出信号、V相検出信号、及びW相検出信号は、位相が120度(電気角120度)づれた矩形波信号であり、各信号の切り替わりタイミングに基づいて、駆動回路40の制御信号を生成可能になっている。
また、例えば、時刻T1のW相検出信号の立下りと、時刻T2のV相検出信号の立上りとの間隔TR1が、ロータ10の機械角10度を示しており、時刻T2のV相検出信号の立上りと、時刻T3のW相検出信号の立上りとの間隔TR2が、ロータ10の機械角20度を示している。このように、U相検出信号、V相検出信号、及びW相検出信号の切り替わりの間隔を検出することで、機械角の回転速度を計測可能である。
The U-phase detection signal, V-phase detection signal, and W-phase detection signal are rectangular wave signals whose phases are shifted by 120 degrees (120 degrees in electrical angle), and the control signal for the
Further, for example, the interval TR1 between the fall of the W-phase detection signal at time T1 and the rise of the V-phase detection signal at time T2 indicates a mechanical angle of 10 degrees of the
再び図1の説明に戻り、ロータ位置判定部32は、ホール素子31(31-1~31-3)の出力信号に基づいて、ロータ10の位置情報を検出し、ロータ10の回転位置を示すロータ位置情報を出力する。ロータ位置判定部32は、内燃機関2を始動する場合に、ホール素子31の出力信号に基づいて、例えば、120度通電制御を行うためのタイミング信号を、ロータ位置情報として生成し、当該タイミング信号を駆動制御部51に出力する。
Returning to the explanation of FIG. 1 again, the rotor
また、ロータ位置判定部32は、内燃機関2が動作中である場合に、例えば、ホール素子31の出力信号に基づいて、ホール素子31が出力する出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測するためのタイマー52の制御信号を生成し、当該制御信号をタイマー52に出力する。
このように、ロータ位置判定部32は、内燃機関2を始動する場合(第1の条件下)と、内燃機関2が動作中である場合(第2の条件下)とで、上述した処理を切り替えて実行する。すなわち、ロータ位置判定部32は、内燃機関2を始動する場合(第1の条件下)と、内燃機関2が動作中である場合(第2の条件下)とで、異なるロータ位置情報を生成し、駆動制御部51とタイマー52とで切り替えて出力する。
Further, the rotor
In this way, the rotor
駆動制御部51は、ロータ位置検出部30が出力するロータ位置情報に基づいて、始動発電機4のロータ10を回転駆動させる駆動回路40を制御する。駆動制御部51は、ロータ位置検出部30から出力されたタイミング信号をロータ位置情報として、例えば、120度通電制御の制御信号を駆動回路40に出力する。
The
なお、本実施形態において、タイマー52、出力記憶部53、及び失火判定部54は、失火検出部60に対応する。すなわち、失火検出部60は、タイマー52、出力記憶部53、及び失火判定部54を備える。
Note that in this embodiment, the
タイマー52は、ホール素子31が出力する出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測して、失火判定部54に出力する。すなわち、タイマー52は、ロータ位置検出部30から出力されたタイマー52の制御信号をロータ位置情報として、上述した図5の間隔TR1のような出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測する。タイマー52は、出力パターンが切り替わる間隔の計測結果を失火判定部54に出力する。
The
失火判定部54は、ロータ位置検出部30が出力するロータ位置情報に基づくロータ10の回転位置の単位時間当たりの変化量に基づいて、内燃機関2の失火が発生したことを検出する。失火判定部54は、例えば、タイマー52が出力する、切り替わる間隔の時間の変化に基づいて、内燃機関2の失火が発生したことを検出する。ここで、タイマー52の出力結果である切り替わる間隔の時間は、ロータ10の回転速度(すなわち、ロータ10の回転位置の単位時間当たりの変化量)又はロータ10の回転周期に対応する。失火判定部54は、タイマー52の出力値(出力結果)が所定の閾値以上になった場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
The
また、失火判定部54は、タイマー52の出力結果を、順次、出力記憶部53に記憶させる。失火判定部54は、例えば、出力記憶部53が記憶する複数の出力結果のうち、所定の閾値以上になったものが所定の回数以上発生した場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
Further, the
出力記憶部53は、上述したように、タイマー52が直近に出力した複数の出力結果を記憶する。
なお、失火判定部54は、内燃機関2の失火が発生したと判定した場合に、内燃機関2の失火が発生したことを示す警告情報を出力し、例えば、警告灯などを点灯させる。
As described above, the
Note that when the
次に、図面を参照して、本実施形態による内燃機関システム1の動作について説明する。
図6は、第1の実施形態による内燃機関システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the internal
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the internal
図6に示すように、内燃機関システム1の制御部50は、まず、モータを駆動するか否かを判定する(ステップS101)。すなわち、制御部50(ロータ位置検出部30)のロータ位置判定部32は、始動発電機4をモータとして駆動させるか否かを判定する。ロータ位置判定部32は、始動発電機4をモータとして駆動させる場合(ステップS101:YES)に、処理をステップS107に進める。また、ロータ位置判定部32は、始動発電機4をモータとして駆動させない場合(ステップS101:NO)に、処理をステップS102に進める。
As shown in FIG. 6, the
なお、始動発電機4をモータとして駆動させない場合とは、例えば、内燃機関2が動作しており、始動発電機4を発電機として使用する場合に相当する。
Note that the case where the
ステップS102において、ロータ位置判定部32は、ホール素子31の出力パターンの切り替わりを検出する。ロータ位置判定部32は、図5に示すような3相のホール素子31(31-1~31-3)の出力信号に基づいて、ホール素子31が出力する出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測するためのタイマー52の制御信号を生成する。
In step S102, the rotor
次に、ロータ位置判定部32は、タイマー52に切り替わり間隔の時間を計測させる(ステップS103)。すなわち、ロータ位置判定部32は、上述した出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測するためのタイマー52の制御信号をタイマー52に出力する。
Next, the rotor
次に、制御部50の失火判定部54は、タイマー52の出力結果を出力記憶部53に記憶させる(ステップS104)。失火判定部54は、タイマー52から出力された出力結果である切り替わり間隔の時間を、順次、出力記憶部53に記憶させる。これにより、出力記憶部53には、タイマー52が直近に出力した複数の出力結果が記憶される。
Next, the
次に、失火判定部54は、直近のタイマー52の出力結果のうちの所定の閾値以上になった回数が所定の回数以上であるか否かを判定する(ステップS105)。すなわち、失火判定部54は、出力記憶部53が記憶するタイマー52の出力結果を参照し、直近のタイマー52の出力結果のうちの所定の閾値以上になるものがあるか否かを判定するとともに、所定の閾値以上になった出力結果の回数をカウントする。失火判定部54は、当該所定の閾値以上になった出力結果の回数が、所定の回数以上であるか否かを判定する。
Next, the
失火判定部54は、所定の閾値以上になった出力結果の回数が、所定の回数以上である場合(ステップS105:YES)に、処理をステップS106に進める。また、失火判定部54は、所定の閾値以上になった出力結果の回数が、所定の回数未満である場合(ステップS105:NO)に、処理をステップS101に戻す。
If the number of output results exceeding a predetermined threshold is equal to or greater than a predetermined number (step S105: YES), the
ステップS106において、失火判定部54は、内燃機関2が失火したと判定する。失火判定部54は、内燃機関2の失火が発生したことを示す警告情報を出力し、例えば、警告灯などを点灯させる。ステップS106の処理後に、失火判定部54は、処理をステップS101に戻す。
In step S106, the
また、ステップS107(始動発電機4をモータとして駆動させる場合)において、ロータ位置検出部30のロータ位置判定部32は、ホール素子31の出力に基づいて、ロータ10の回転位置を検出する。ロータ位置判定部32は、3相のホール素子31(31-1~31-3)の出力信号に基づいて、例えば、120度通電制御を行うためのタイミング信号を、ロータ位置情報として生成して、当該タイミング信号を制御部50の駆動制御部51に出力する。
Further, in step S107 (when the
次に、駆動制御部51は、ロータ10の回転位置に基づいて、駆動回路40を制御する(ステップS108)。すなわち、駆動制御部51は、ロータ位置検出部30が出力したタイミング信号に基づいて、120度通電制御を行うように、駆動回路40を制御する。例えば、駆動制御部51は、駆動回路40のインバータ回路を駆動する制御信号を駆動回路40に出力する。これにより、駆動回路40は、3相(U相、V相、及びW相)の駆動信号を始動発電機4に出力して、駆動信号を始動発電機4をモータとして回転(駆動)させる。ステップS108の処理後に、駆動制御部51は、処理をステップS101に戻す。
Next, the
以上説明したように、本実施形態による内燃機関システム1は、クランク軸3を有する内燃機関2と、始動発電機4(回転電機)と、ロータ位置検出部30と、駆動制御部51と、失火検出部60とを備える。始動発電機4は、第1の条件下(例えば、内燃機関2を始動する場合)において、クランク軸3に直結されたロータ10を介してクランク軸3に回転力を与える。また、始動発電機4は、第1の条件下とは異なる第2の条件下(例えば、内燃機関2が動作している場合)において、クランク軸3の回転力を受けて発電を行う。ロータ位置検出部30は、ロータ10の回転位置を検出し、ロータ10の回転位置を示すロータ位置情報を出力する。駆動制御部51は、第1の条件下において、ロータ位置検出部30が出力するロータ位置情報に基づいて、始動発電機4のロータ10を回転駆動させる駆動回路40を制御する。失火検出部60は、ロータ位置情報に基づくロータ10の回転位置の単位時間当たりの変化量に基づいて、内燃機関2の失火が発生したことを検出する。
As explained above, the internal
これにより、本実施形態による内燃機関システム1は、ロータ位置検出部30が検出したロータ位置情報を、始動発電機4をモータとして駆動する場合(第1の条件下)における駆動制御と、内燃機関2が動作している場合(第2の条件下)における内燃機関2の失火検出との両方に使用する。すなわち、本実施形態による内燃機関システム1では、既に備えているロータ位置検出部30を、内燃機関2の失火検出にも利用する。そのため、本実施形態による内燃機関システム1は、例えば、従来技術のように、クランク軸3にリングギアを設置する必要がなく、内燃機関2の構成を簡略化することができる。よって、本実施形態による内燃機関システム1は、内燃機関2の構成を簡略化することができ、内燃機関2を小型化することができる。
As a result, the internal
また、本実施形態では、始動発電機4は、コイル21が巻装されたステータ20と、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネット11が複数配置され、ステータ20の周囲を回転自在に配設されたロータ10とを有する。ロータ位置検出部30は、始動発電機4に内蔵された複数のホール素子31(磁気センサ)であって、ロータ10と対向して配置され、対向するマグネット11の極性を検出して出力する複数のホール素子31を有する。
Further, in this embodiment, the
これにより、本実施形態による内燃機関システム1は、始動発電機4に内蔵された複数のホール素子31(磁気センサ)を利用することで、別途、内燃機関2の失火検出用のセンサを備える必要がなく、内燃機関2の構成を簡略化することができる。
As a result, the internal
また、本実施形態による内燃機関システム1は、ホール素子31が出力する出力パターンが切り替わる間隔の時間を計測して出力するタイマー52を備える。失火検出部60(失火判定部54)は、タイマー52が出力する、切り替わる間隔の時間の変化に基づいて、内燃機関2の失火が発生したことを検出する。
これにより、本実施形態による内燃機関システム1は、簡易な構成により、内燃機関2の失火を適切に検出することができる。
Further, the internal
Thereby, the internal
また、本実施形態では、失火検出部60(失火判定部54)は、タイマー52の出力値が所定の閾値以上になった場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
ここで、タイマー52の出力値は、ホール素子31が出力する出力パターンが切り替わる間隔の時間を示しているため、内燃機関2の失火した場合には、内燃機関2による動力が得られなくなり、タイマー52の出力値が大きくなることが考えられる。このことから、本実施形態では、失火検出部60(失火判定部54)は、所定の閾値により判定するという簡易な手法により、内燃機関2の失火を適切に検出することができる。
Furthermore, in this embodiment, the misfire detection section 60 (misfire determination section 54) determines that a misfire in the
Here, the output value of the
また、本実施形態による内燃機関システム1は、タイマー52が直近に出力した複数の出力結果を記憶する出力記憶部53を備える。失火検出部60(失火判定部54)は、出力記憶部53が記憶する複数の出力結果のうち、所定の閾値以上になったものが所定の回数以上発生した場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
Furthermore, the internal
例えば、内燃機関2を搭載した車両が悪路を走行する際など、タイマー52の出力結果が突発的に所定の閾値以上になる場合が考えられる。上述の構成によれば、本実施形態による内燃機関システム1は、このように突発的に所定の閾値以上になる場合であっても、正確に内燃機関2の失火が発生したことを判定することができる。すなわち、本実施形態による内燃機関システム1は、内燃機関2の失火の誤検出を低減することができる。
For example, when a vehicle equipped with the
また、本実施形態では、コイル21の数であるスロット数が、18個であり、マグネット11の数である磁極数が、12個である。始動発電機4は、12極18スロットの3相ブラシレスモータとして機能する。複数のホール素子31は、3相に対応するマグネット11の極性を検出して出力する。
Further, in this embodiment, the number of slots, which is the number of
これにより、本実施形態による内燃機関システム1は、ロータ位置検出部30による最小分解能が機械角10度(図5の間隔TR1参照)であり、内燃機関2の失火の検出精度を高めることができる。
As a result, in the internal
また、本実施形態による失火検出方法は、クランク軸3を有する内燃機関2と、第1の条件下において、クランク軸3に直結されたロータ10を介してクランク軸3に回転力を与え、且つ、第1の条件下とは異なる第2の条件下において、クランク軸3の回転力を受けて発電を行う始動発電機4とを備える内燃機関システム1の失火検出方法であって、ロータ位置検出ステップと、駆動制御ステップと、失火検出ステップとを含む。ロータ位置検出ステップにおいて、ロータ位置検出部30が、ロータ10の回転位置を検出し、ロータ10の回転位置を示すロータ位置情報を出力する。駆動制御ステップにおいて、駆動制御部51が、第1の条件下において、ロータ位置検出ステップによって出力されたロータ位置情報に基づいて、始動発電機4のロータ10を回転駆動させる駆動回路を制御する。失火検出ステップにおいて、失火検出部60(失火判定部54)が、ロータ位置情報に基づくロータ10の回転位置の単位時間当たりの変化量に基づいて、内燃機関2の失火が発生したことを検出する。
Further, the misfire detection method according to the present embodiment includes an
これにより、本実施形態による失火検出方法は、上述した本実施形態による内燃機関システム1と同様の効果を奏し、内燃機関2の構成を簡略化することができ、内燃機関2を小型化することができる。
As a result, the misfire detection method according to the present embodiment can achieve the same effects as the internal
[第2の実施形態]
次に、図面を参照して第2の実施形態による内燃機関システム1について説明する。
本実施形態では、失火検出部60(失火判定部54)による内燃機関2の失火の検出における変形例について説明する。
[Second embodiment]
Next, an internal
In this embodiment, a modification example of detection of a misfire in the
なお、本実施形態による内燃機関システム1の基本的な構成は、上述した図1~図4に示す第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
本実施形態では、失火判定部54による内燃機関2の失火の判定処理が、第1の実施形態と異なり、以下、本実施形態における失火判定部54の処理について説明する。
Note that the basic configuration of the internal
In this embodiment, the process of determining misfire in the
本実施形態における失火判定部54は、出力記憶部53が記憶する複数の出力結果の平均値が所定の閾値以上になった場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。例えば、失火判定部54は、出力記憶部53から直近の所定の回数の出力結果を取得し、所定の回数分の出力結果の平均値を算出する。失火判定部54は、算出した出力結果の平均値が、所定の閾値以上になった場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
The
次に、図7を参照して、本実施形態による内燃機関システム1の動作について説明する。
図7は、本実施形態による内燃機関システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 7, the operation of the internal
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the internal
図7において、ステップS201からステップS204までの処理は、上述した図6に示すステップS101からステップS104までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。 In FIG. 7, the processing from step S201 to step S204 is the same as the processing from step S101 to step S104 shown in FIG. 6 described above, so the description thereof will be omitted here.
ステップS205において、失火判定部54は、タイマーの出力結果の直近の所定回数の平均値を生成する。すなわち、失火判定部54は、出力記憶部53が記憶するタイマー52の出力結果を、直近の所定の回数分を取得する。失火判定部54は、取得した直近の所定の回数分におけるタイマー52の出力結果の平均値を生成する。
In step S205, the
次に、失火判定部54は、平均値が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS206)。失火判定部54は、生成した平均値が所定の閾値以上である場合(ステップS206:YES)に、処理をステップS207に進める。また、失火判定部54は、生成した平均値が所定の閾値未満である場合(ステップS206:NO)に、処理をステップS201に戻す。
Next, the
ステップS207において、失火判定部54は、内燃機関2が失火したと判定する。失火判定部54は、内燃機関2の失火が発生したことを示す警告情報を出力し、例えば、警告灯などを点灯させる。ステップS207の処理後に、失火判定部54は、処理をステップS201に戻す。
In step S207, the
また、ステップS208及びステップS209の処理は、上述した図6に示すステップS107及びステップS109の処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。ステップS209の処理後に、駆動制御部51は、処理をステップS201に戻す。
Furthermore, since the processing in step S208 and step S209 is similar to the processing in step S107 and step S109 shown in FIG. 6 described above, the description thereof will be omitted here. After the process in step S209, the
以上説明したように、本実施形態による内燃機関システム1は、クランク軸3を有する内燃機関2と、始動発電機4(回転電機)と、ロータ位置検出部30と、駆動制御部51と、失火判定部54と、タイマー52と、タイマー52が直近に出力した複数の出力結果を記憶する出力記憶部53とを備える。本実施形態における失火判定部54(失火検出部60)は、出力記憶部53が記憶する複数の出力結果の平均値が所定の閾値以上になった場合に、内燃機関2の失火が発生したと判定する。
As explained above, the internal
これにより、本実施形態による内燃機関システム1は、内燃機関2を搭載した車両が悪路を走行する際などのように、突発的に所定の閾値以上になる場合であっても、平均値をもちいることで、正確に内燃機関2の失火が発生したことを判定することができる。すなわち、本実施形態による内燃機関システム1は、第1の実施形態と同様に、内燃機関2の失火の誤検出を低減することができる。
As a result, the internal
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、磁気センサの一例としてホール素子を用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の磁気センサをもちるようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the embodiments described above, a Hall element is used as an example of a magnetic sensor, but the present invention is not limited to this, and other magnetic sensors may be used.
また、上記の各実施形態において、内燃機関システム1は、U相、V相、及びW相の3個のホール素子31(31-1~31-3)を備える例を説明したが、さらに、内燃機関2を点火する点火タイミング信号を生成するホール素子31を追加で備えてもよい。
Further, in each of the above embodiments, an example has been described in which the internal
また、上記の各実施形態において、ロータ位置判定部32が、制御部50に含まれる例を説明したが、これに限定されるものではなく、ロータ位置判定部32が、制御部50の外部に備えるようにしてもよい。また、制御部50は、始動発電機4の制御に限定されるものではなく、例えば、内燃機関2の制御を含んでもよい。
Further, in each of the above embodiments, an example has been described in which the rotor
また、上記の各実施形態において、始動発電機4は、12極18スロットの3相ブラシレスモータである例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の極数、及び他のスロット数のモータであってもよい。
Further, in each of the above embodiments, an example has been described in which the
また、上記の第2の実施形態において、失火検出部60(失火判定部54)は、複数の出力結果の平均値を用いる例を説明したが、単純な平均値の代わりに、重み付けを考慮した加重平均値を用いるようにしてもよい。 Furthermore, in the second embodiment described above, the misfire detection section 60 (misfire determination section 54) uses an average value of a plurality of output results. A weighted average value may also be used.
なお、上述した内燃機関システム1が備える各構成は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した内燃機関システム1が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した内燃機関システム1が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD-ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
Note that each component included in the internal
Further, a "computer system" may include a plurality of computer devices connected via a network including the Internet, a WAN, a LAN, a communication line such as a dedicated line, etc. Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems. In this way, the recording medium storing the program may be a non-transitory recording medium such as a CD-ROM.
また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に内燃機関システム1が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
The recording medium also includes a recording medium provided internally or externally that can be accessed from the distribution server for distributing the program. Note that the program may be divided into a plurality of parts, downloaded at different timings, and then combined into each component of the internal
また、上述した機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 Further, some or all of the functions described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each of the above-mentioned functions may be implemented as an individual processor, or some or all of them may be integrated into a processor. Moreover, the method of circuit integration is not limited to LSI, but may be implemented using a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, if an integrated circuit technology that replaces LSI emerges due to advances in semiconductor technology, an integrated circuit based on this technology may be used.
1 内燃機関システム
2 内燃機関
3 クランク軸
4 始動発電機
5 バッテリ
10 ロータ
11 マグネット
11N N極マグネット
11S S極マグネット
20 ステータ
21 コイル
21U U相コイル
21V V相コイル
21W W相コイル
22 センサケース
30 ロータ位置検出部
31、31-1、31-2、31-3 ホール素子
32 ロータ位置判定部
40 駆動回路
50 制御部
51 駆動制御部
52 タイマー
53 出力記憶部
54 失火判定部
60 失火検出部
1 Internal
Claims (7)
第1の条件下において、前記クランク軸に直結されたロータを介して前記クランク軸に回転力を与え、前記第1の条件下とは異なる第2の条件下において、前記クランク軸の回転力を受けて発電を行う回転電機と、
前記ロータの回転位置を検出し、前記ロータの回転位置を示すロータ位置情報を出力するロータ位置検出部と、
前記第1の条件下において、前記ロータ位置検出部が出力する前記ロータ位置情報に基づいて、前記回転電機の前記ロータを回転駆動させる駆動回路を制御する駆動制御部と、
前記ロータ位置情報に基づく前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出する失火検出部と、
備え、
前記回転電機は、コイルが巻装されたステータと、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネットが複数配置され、前記ステータの周囲に回転自在に配設された前記ロータとを有し、
前記ロータ位置検出部は、前記回転電機に内蔵された複数の磁気センサであって、前記ロータと対向して配置され、対向する前記マグネットの極性を検出する複数の磁気センサと、前記磁気センサから出力する出力信号を基に、前記ロータ位置情報を出力するロータ位置判定部とを有する
ことを特徴とする内燃機関システム。 an internal combustion engine having a crankshaft;
Under a first condition, a rotational force is applied to the crankshaft via a rotor directly connected to the crankshaft, and under a second condition different from the first condition, the rotational force of the crankshaft is applied. A rotating electric machine that receives electricity and generates electricity,
a rotor position detection unit that detects a rotational position of the rotor and outputs rotor position information indicating the rotational position of the rotor;
a drive control unit that controls a drive circuit that rotationally drives the rotor of the rotating electrical machine based on the rotor position information output by the rotor position detection unit under the first condition;
a misfire detection unit that detects that a misfire has occurred in the internal combustion engine based on the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor based on the rotor position information;
Prepare ,
The rotating electric machine includes a stator around which a coil is wound, and a rotor in which a plurality of magnets are arranged along an inner circumferential surface with alternating magnetic poles, and is rotatably disposed around the stator,
The rotor position detection section includes a plurality of magnetic sensors built into the rotating electrical machine, which are arranged to face the rotor and detect polarities of the opposing magnets, and a plurality of magnetic sensors that detect the polarity of the opposing magnets. and a rotor position determination unit that outputs the rotor position information based on the output signal to be output.
An internal combustion engine system characterized by:
前記失火検出部は、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する前記タイマーの出力結果に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関システム。 a timer that measures and outputs the interval at which the output of the magnetic sensor changes based on the output signal of the magnetic sensor ;
The misfire detection unit detects occurrence of a misfire in the internal combustion engine based on an output result of the timer corresponding to a rotation speed of the rotor or a rotation period of the rotor . The internal combustion engine system described.
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関システム。 The misfire detection unit determines that a misfire has occurred in the internal combustion engine when the output result of the timer corresponding to the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor becomes a predetermined threshold or more. The internal combustion engine system according to claim 2 .
前記失火検出部は、前記出力記憶部が記憶する、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する複数の前記出力結果のうち、所定の閾値以上になったものが所定の回数以上発生した場合に、前記内燃機関の失火が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関システム。 comprising an output storage unit that stores a plurality of output results most recently output by the timer,
The misfire detection section is configured to detect, among the plurality of output results corresponding to the rotational speed of the rotor or the rotation period of the rotor , which are stored in the output storage section, an output result that exceeds a predetermined threshold value occurs a predetermined number of times or more. The internal combustion engine system according to claim 2 , wherein it is determined that a misfire in the internal combustion engine has occurred when the internal combustion engine has a misfire.
前記失火検出部は、前記出力記憶部が記憶する、前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に対応する複数の前記出力結果の平均値が所定の閾値以上になった場合に、前記内燃機関の失火が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関システム。 comprising an output storage unit that stores a plurality of output results most recently output by the timer,
The misfire detection section detects whether the internal combustion engine is activated when the average value of the plurality of output results corresponding to the rotational speed of the rotor or the rotation period of the rotor, which is stored in the output storage section, is equal to or higher than a predetermined threshold value. The internal combustion engine system according to claim 2 , wherein it is determined that a misfire has occurred.
前記マグネットの数である磁極数が、12個であり、
前記回転電機は、3相ブラシレスモータとして機能し、
前記複数の磁気センサは、3相に対応する前記マグネットの極性を検出して出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関システム。 The number of slots, which is the number of coils, is 18,
The number of magnetic poles, which is the number of the magnets, is 12,
The rotating electric machine functions as a three-phase brushless motor,
The internal combustion engine system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the plurality of magnetic sensors detect and output polarities of the magnets corresponding to three phases.
前記回転電機は、コイルが巻装されたステータと、内周面沿いに磁極を交互にしてマグネットが複数配置され、前記ステータの周囲に回転自在に配設された前記ロータとを有し、
前記ロータ位置検出部は、前記回転電機に内蔵された複数の磁気センサであって、前記ロータと対向して配置され、対向する前記マグネットの極性を検出する複数の磁気センサと、前記磁気センサから出力する出力信号を基に、ロータ位置情報を出力するロータ位置判定部とを有し、
前記ロータ位置検出部が、前記ロータの回転位置を検出し、前記ロータの回転位置を示す前記ロータ位置情報を出力するロータ位置検出ステップと、
前記駆動制御部が、前記第1の条件下において、前記ロータ位置検出ステップによって出力された前記ロータ位置情報に基づいて、前記回転電機の前記ロータを回転駆動させる駆動回路を制御する駆動制御ステップと、
前記失火検出部が、前記ロータ位置情報に基づく前記ロータの回転速度又は前記ロータの回転周期に基づいて、前記内燃機関の失火が発生したことを検出する失火検出ステップと
を含むことを特徴とする失火検出方法。 An internal combustion engine having a crankshaft, under a first condition, applying rotational force to the crankshaft via a rotor directly connected to the crankshaft, and under a second condition different from the first condition. A misfire detection method for an internal combustion engine system comprising: a rotating electrical machine that generates electricity by receiving the rotational force of the crankshaft ; a rotor position detection section; a drive control section; and a misfire detection section .
The rotating electric machine includes a stator around which a coil is wound, and a rotor in which a plurality of magnets are arranged along an inner circumferential surface with alternating magnetic poles, and is rotatably disposed around the stator,
The rotor position detection section includes a plurality of magnetic sensors built into the rotating electrical machine, which are arranged to face the rotor and detect polarities of the opposing magnets, and a plurality of magnetic sensors that detect the polarity of the opposing magnets. and a rotor position determination unit that outputs rotor position information based on the output signal to be output,
a rotor position detection step in which the rotor position detection unit detects the rotational position of the rotor and outputs the rotor position information indicating the rotational position of the rotor;
a drive control step in which the drive control unit controls a drive circuit that rotationally drives the rotor of the rotating electrical machine based on the rotor position information output by the rotor position detection step under the first condition; ,
a misfire detection step in which the misfire detection unit detects that a misfire has occurred in the internal combustion engine based on the rotation speed of the rotor or the rotation period of the rotor based on the rotor position information;
A misfire detection method comprising :
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004104859A (en) | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Honda Motor Co Ltd | Rotation detector |
JP2004124878A (en) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Engine start control device |
JP2004124879A (en) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Device for determining stroke of engine |
JP2007189841A (en) | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Ichinomiya Denki:Kk | Brushless motor |
JP2015015872A (en) | 2013-07-08 | 2015-01-22 | ヤマハ発動機株式会社 | Electric rotating machine and saddle-riding type vehicle |
JP2015074296A (en) | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 株式会社デンソー | Vehicle drive system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6169214B1 (en) * | 2016-04-06 | 2017-07-26 | 三菱電機株式会社 | Control device and control method for internal combustion engine |
JP6407396B1 (en) * | 2017-12-07 | 2018-10-17 | 三菱電機株式会社 | Control device and control method for internal combustion engine |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004104859A (en) | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Honda Motor Co Ltd | Rotation detector |
JP2004124878A (en) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Engine start control device |
JP2004124879A (en) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Device for determining stroke of engine |
JP2007189841A (en) | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Ichinomiya Denki:Kk | Brushless motor |
JP2015015872A (en) | 2013-07-08 | 2015-01-22 | ヤマハ発動機株式会社 | Electric rotating machine and saddle-riding type vehicle |
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