回転体の位置補正制御装置
【課題】 リラクタ間隔の精度ばらつきによるクランクパルサの検出ばらつきを改善する。
【解決手段】 ロータヨーク等、回転体８の周面にリラクタ１０が配置され、センサ１はリラクタ１０を検出してパルス信号を出力する。ステージ周期算出部６６は、パルス信号ＰＬＳの周期を算出する。除算部６７は、パルス信号の周期を校正値で校正する。校正された周期は回転体８の回転変動値を算出する際に使用される。校正値決定装置の算出部６１は、予め選択されたリラクタ１０に対応するパルス信号の間隔に基づいて、選択されたリラクタ１０の間隔を示す実測値を出力する。基準値記憶部６３は、回転体８の回転数に基づいてリラクタ１０の配置間隔の基準値を出力する。除算部６４は実測値と基準値との比の値を算出して除算部６７で校正値を算出して出力する。
【解決手段】 ロータヨーク等、回転体８の周面にリラクタ１０が配置され、センサ１はリラクタ１０を検出してパルス信号を出力する。ステージ周期算出部６６は、パルス信号ＰＬＳの周期を算出する。除算部６７は、パルス信号の周期を校正値で校正する。校正された周期は回転体８の回転変動値を算出する際に使用される。校正値決定装置の算出部６１は、予め選択されたリラクタ１０に対応するパルス信号の間隔に基づいて、選択されたリラクタ１０の間隔を示す実測値を出力する。基準値記憶部６３は、回転体８の回転数に基づいてリラクタ１０の配置間隔の基準値を出力する。除算部６４は実測値と基準値との比の値を算出して除算部６７で校正値を算出して出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の位置補正制御装置に関し、特に、回転体の回転変動を検出するセンサの出力を該センサの被検出体であるリラクタの配置精度のばらつきに影響されないように校正することができる回転体の位置補正制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５は、従来の燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。同図において、エンジンの吸気管に設けられる吸気負圧センサ（以下、「ＰＢセンサ」という）１００は吸気負圧を示す検出信号を出力する。ＰＢ値変換部１１０は、ＰＢセンサ１００から入力される検出信号を吸気負圧ＰＢに変換する。ＰＢマップ１２０は、吸気負圧ＰＢの関数として基本燃料噴射時間Ｔｉを記憶しており、入力された吸気負圧ＰＢに応じた基本燃料噴射時間Ｔｉを出力する。
【０００３】
ＰＢ補正部１３０は、ＰＢセンサ１００から入力される検出信号に基づいて、大気圧の予測値である代替大気圧ＰＡを算出する。ＰＡ補正係数記憶部１４０は、代替大気圧ＰＡの関数として大気圧補正係数ｐａを出力する。乗算部１５０は、基本燃料噴射時間Ｔｉに補正係数ｐａを乗算して燃料噴射時間Ｔｏｕｔを出力する。燃料噴射時間Ｔｏｕｔは代替大気圧ＰＡによる基本燃料噴射時間Ｔｉの補正後の値である。
【０００４】
さらに、ＰＢセンサ１００による検出信号は、行程判別部１６０に入力され、行程判別部１６０はＰＢセンサ１００の検出信号に基づいて行程判別を行い、行程を確定する。確定された行程はステージ判別部１７０に入力され、ステージ判定部１７０は、現在の行程とクランクパルスとからステージ、つまり所定のクランク位置を基準としてクランクパルス間隔毎に割り当てられた位置情報を判定する。現在のステージが判定されれば、燃料噴射時期および点火時期が決定される。ステージの決定手法の一例は、本出願人の先願に係る特開２０００−２６５８９４号公報に記載されている。
【０００５】
従来の燃料噴射制御装置では、ＰＢセンサおよびクランクパルサを備える必要があり、本出願人は、このうちＰＢセンサを削除できる手法を提案している（特開２００４−１０８２８８号公報や特開２００４−１０８２８９号公報）。この公報に記載のものでは、クランクの回転変化に基づいて圧縮行程のエネルギ損失から排気行程のエネルギ損失を差し引いた値が吸入空気量と相関を有するという観点から吸入空気量を推定し、これに基づいて燃料噴射量を決定している。
【特許文献１】特開２０００−２６５８９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クランクの回転変化に基づいて燃料噴射量を決定するよう構成された特許文献２，３の従来装置は、クランクパルス間隔の変動に基づいてクランクの回転変化を検出している。クランクパルス間隔は、クランク軸と一体に、またはクランク軸に連結された発電機のロータ等、回転体に配置されたリラクタの間隔の精度に直接影響される。その結果、リラクタ間隔の精度ばらつきによってクランク回転数が変動していると判断されるので、噴射制御にばらつきが生じることが考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、リラクタ間隔の精度ばらつきの影響を受けたクランクパルス間隔を補正して、ばらつきの少ない燃料噴射制御装置等に校正値を出力することができる回転体の位置補正制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、エンジンに連結されたフライホイール等の回転体の周面に所定間隔で配置された複数のリラクタと該リラクタを検出してパルス信号を出力するセンサとを有し、前記パルス信号の間隔に基づいて前記回転体の回転変動値を算出する回転体の位置補正制御装置において、前記パルス信号の間隔を校正する校正値を予め算出する校正値決定手段を具備し、前記校正値決定手段が、前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいて、前記選択されたリラクタの間隔を示す実測値を出力する校正リラクタ間隔検出手段と、前記パルス信号に基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数に基づいて、前記選択されたリラクタの配置間隔の基準値を出力する基準値発生手段と、前記実測値と前記基準値との比の値を算出して校正値を出力する算出手段とを含み、該校正値決定手段による処理が、予定の校正値算出条件を満足した時に実行される点に特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記校正値算出条件が、前記回転体の減速時に満足され、さらに、この校正値算出条件には、前記回転体の回転数が予定範囲にあるときや、回転体の駆動源であるエンジンが暖機された状態にあるときなどの条件を加えることができる点に第２の特徴がある。
【００１０】
さらに、本発明は、前記校正値決定手段で構成されたリラクタ間隔の実測値を使って前記回転体の駆動源であるエンジンの回転変動値を算出する手段を具備した点に第３の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
第１の特徴によれば、パルス信号により、該パルス信号を発生させているリラクタの間隔を実測し、その実測値と予め設定された基準値との比の値を求めて校正値としている。すなわち、理論的に計算されて予め設定された基準値をもとに、この基準値に対する実測値のずれの割合を実機が所定の校正値算出条件を満たしているときに検出することができる。
【００１２】
第２の特徴では、減速時や回転数が予定範囲内であるときやエンジンが暖機運転中等、回転体の回転変動に、駆動源の駆動力やフリクションが影響しにくい条件下で校正値が決定されるので、精度の高い校正値が得られる。
【００１３】
第３の特徴によれば、精度の高い校正値で実測値が構成されるので、リラクタの配置間隔の精度を従来通りにしたまま、つまり従来の製作精度のままで回転体の回転変動の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
また、製作時の精度ばらつきの影響を小さくできるだけでなく、例えばエンジンの分解・組み立て時等に、リラクタとセンサとの間隙が変化していたり、部品交換によりリラクタ間隔が異なっていたりした場合でも、エンジンが前記校正値算出条件で運転されたときに構成が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る内燃エンジン用燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図である。同図において、クランク回転センサつまりクランクパルサ１、スロットルセンサ２、および水温センサ３は、それぞれクランクパルスＰＬＳ、スロットル開度ＴＨ、およびエンジン温度を代表する冷却水温ＴＷを検出する。マイコンおよびその周辺部品からなるＥＣＵ４は、各センサ１，２，３の出力を取り込んで、予定のアルゴリズムで処理をし、その処理結果である指令をインジェクタ（燃料噴射弁）５、点火コイル６、および燃料ポンプ７等に対して出力する。
【００１６】
クランクパルサ１は、図示しないエンジンの出力であるクランク軸に結合される回転体の周囲に所定の間隔で設けられる複数のリラクタに反応してクランクパルスＰＬＳとしてのパルス信号を出力する。クランクパルスＰＬＳの発生周期はリラクタの間隔に対応しており、このクランクパルスＰＬＳに従って、クランク角を代表するステージ番号が決定される。
【００１７】
図４は、リラクタの配置を示すロータの正面図である。回転体８は、エンジンで駆動される発電機のロータヨークやフライホイールであり、エンジンのクランク軸９に結合される。このロータヨーク８は、例えば、アルミニューム等の非磁性体で形成され、ロータヨーク８の外周には磁気誘導体であるリラクタ１０が複数設けられる。ロータヨーク８の外周に対向して配置されるクランクパルサ１はこれらのリラクタ１０に接近・離間する毎に誘導される電流の変化を検出してクランクパルスＰＬＳを出力する。リラクタ１０は、円周３６０度のうち２４０度の範囲内に３０度間隔で９個設けられている。すなわち、リラクタ１０はロータヨーク８の円周の一部領域に等間隔で複数配置されている。したがって、図示のように、連続して配置されている９個のリラクタ１０のうち両端に位置するものの互いの間隔は１２０度である。
【００１８】
ロータヨーク８は、ピストンのストロークと各リラクタ１０とが所定の位置関係になるようにクランク軸９に取り付けられる。このロータヨーク８が図中時計回りで回転するものとすると、等間隔で配置されているリラクタ１０のうち、回転方向先頭に位置しているリラクタ１０の、例えば中央位置がエンジンのストロークの圧縮上死点に位置するように位置合わせされる。
【００１９】
クランクパルスＰＬＳを検出する毎にその直前のクランクパルスＰＬＳ検出時からの時間経過を計測するパルス周期検出手段を設け、このクランクパルスＰＬＳの周期が長くなったときに、直前のクランクパルスＰＬＳが、回転方向先頭のリラクタ１０によるものであると判断できる。つまり二つの上死点（圧縮上死点、排気上死点）のいずれかに対応するリラクタ１０を検出したことを認識することができる。
【００２０】
検出された上死点が圧縮上死点Ｃ−ＴＯＰか排気上死点Ｅ−ＴＯＰかは、検出された上死点に対応するクランクパルスＰＬＳとその直前のクランクパルスとの間隔つまりパルス周期の違いによって判別することができる。圧縮行程は排気行程よりフリクションが大きいので、クランクパルスＰＬＳの周期が長くなると考えられるからである。
【００２１】
続いて、ＥＣＵ４による燃料噴射制御を説明する。図５は、４サイクルエンジンの１行程（２回転）における吸気負圧ＰＢの変化を、エンジンの回転数変化、吸気・圧縮・燃焼・排気の各行程、ならびにクランクパルスＰＬＳおよびステージとの関連で示した図である。同図において、クランク軸９の２回転つまりエンジンの１サイクルをクランクパルスＰＬＳ間隔に対応づけて１８個のステージ（ステージ番号♯０〜♯１７）として割り当てる。本実施形態では、この図５に示すエンジン回転数ＮＥの変動と吸気負圧ＰＢとの関連に着目して、クランクパルスＰＬＳの時間間隔つまり各ステージの長さ（以下「ステージの周期ＴＳ０〜ＴＳ１７」という）に基づいてエンジンの回転変動を算出し、この回転変動に基づいて吸気負圧ＰＢを予測する。
【００２２】
図６は、燃料噴射時間Ｔｏｕｔの算出に使用されるＰＡ予測値およびＰＢ予測値の演算処理のフローチャートである。ステップＳ１では、クランクパルスＰＬＳの周期を読み込む。クランクパルス周期はクランクパルスＰＬＳをトリガとしてスタートする周期カウンタで計測される。周期が読み込まれると、周期カウンタは次の計測のためにリセットされる。ステップＳ２では、クランクパルスＰＬＳの周期を使用してエンジンの回転変動を算出する基本演算を行う。
【００２３】
図７は、基本演算の機能ブロック図である。図７において、加算部１１は、排気行程に属するステージ＃７の周期ＴＳ７とステージ＃８の周期ＴＳ８とを加算する。加算部１２は、排気行程に属するステージ＃１１の周期ＴＳ１１と排気行程および吸気行程に跨るステージ＃１２の周期ＴＳ１２とを加算する。また、加算部１３は、吸気行程から圧縮行程に跨るステージ＃１５の周期ＴＳ１５と圧縮行程に属するステージ＃１６の周期ＴＳ１６とを加算する。加算部１４は、圧縮行程に属するステージ＃１１の周期ＴＳ１１と圧縮行程と燃焼行程とに跨るステージ＃１２の周期ＴＳ１２とを加算する。
【００２４】
減算部１５は、周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）から周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）を減算する。つまり排気行程から吸気行程に跨る二つのステージの周期と排気行程の二つのステージの周期の差を回転変動として検出する。減算部１６は、周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）から周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）を減算する。つまり吸気行程から圧縮行程に跨る二つのステージの周期と排気行程から吸気行程に跨る二つのステージの周期との差を回転変動として検出する。減算部１７は周期（ＴＳ２＋ＴＳ３）から周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）を減算する。つまり圧縮行程から燃焼行程に跨る二つのステージの周期と、吸気行程から圧縮行程に跨る二つのステージの周期との差を回転変動として検出する。
【００２５】
加算部１８は、加算部１２の加算結果つまり周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）と、加算部１３の加算結果つまり周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）とをさらに加算する。除算部１９は加算部１８の加算結果を定数で除算し、その結果を、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとして出力する。
【００２６】
平滑化処理部２０は減算部１５の出力を平滑化処理して、その結果を回転変動値ΔＴＣとして出力する。平滑化処理部２１は減算部１６の出力を平滑化して、その結果を回転変動値ΔＴＡとして出力する。平滑化処理部２２は減算部１７の出力を平滑化して、その結果を回転変動値ΔＴＢとして出力する。
【００２７】
減算部２３は、回転変動値ΔＴＡから回転変動値ΔＴＣを減算して回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）を出力する。加算部２４は、回転変動値ΔＴＡと回転変動値ΔＴＢとを加算して回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を出力する。回転変動値ΔＴＡ、ΔＴＢ、ΔＴＣがゼロ以下の時は、平滑化処理部２０、２１、２２にゼロを入力する。また、回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）および回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）は、それぞれの結果がゼロの時は、ゼロを出力する。
【００２８】
図６に戻る。ステップＳ３では、スロットル開度ＴＨおよびエンジン温度ＴＷを読み込む。ステップＳ４では、スロットル開度ＴＨの演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣを予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに従ってテーブルから検索する。
【００２９】
ステップＳ５では、高回転演算と低回転演算との切り替えのために、スロットル開度ＴＨが演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣより小さいか否かを判別する。
【００３０】
スロットル開度ＴＨが演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣより小さいときはステップＳ６に進む。ステップＳ６では、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとエンジン温度ＴＷとをそれぞれ使ってテーブルから低回転演算係数を検索する。予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して、定常状態および低回転時のＰＢ算出用係数、並びに加速補正項ｋの算出用係数等が、低回転演算係数として検索される。また、エンジン温度ＴＷに対応して回転変動の温度補正係数が検索される。
【００３１】
ステップＳ７では、低回転側の精度向上に寄与し得る前処理演算を行う。前処理演算は、低回転ＰＡ演算値ＹＰＣＡＬを算出するための予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡを算出する。
【００３２】
図８は、前処理演算の機能ブロック図である。乗算部２５は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに定常状態のＰＢ算出用係数（勾配）aを乗算する。乗算部２６は、乗算部２５の出力に吸気行程前後の回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）を乗算する。除算部２７は、乗算部２６の出力を油温補正係数ｇで除算する。
【００３３】
乗算部２８は、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに加速補正項算出用係数（勾配）ｍを乗算する。乗算部２９は、乗算部２８の出力に回転変動値ΔＴＢを乗算する。除算部３０は、乗算部２９の出力を油温補正係数ｈで除算する。加算部３１は除算部３０の出力に加速補正項算出用係数（切片）ｎを加算する。加算部３１の出力は加速補正係数ｋである。
【００３４】
加速判断部３２は、エンジン回転数ＮＥがしきい値（例えば２０００ｒｐｍ）以下で、かつ加速補正係数ｋがしきい値以上である場合に加速と判断し、予測演算値記憶部３３に除算部２７の出力を転送し、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬとして記憶する。加速判断部３２は、加速と判断しなかった場合は、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬは前回値を保持する。
【００３５】
乗算部３４は、加速補正係数ｋを予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬに乗算する。加算部３５は、加速補正項で補正された予測演算値ＹＰＢＣＡＬに定常状態のＰＢ算出係数（切片）を加算する。加算部３５の出力は予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡである。
【００３６】
図６に戻る。ステップＳ８では、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡおよび予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢ、並びに回転変動および低回転演算係数により低回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを演算する。
【００３７】
図９は、低回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。図９において、乗算部３６は、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに低回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｐを乗算する。乗算部３７は、乗算部３６の出力に回転変動ΔＴＢを乗算する。除算部３８は、乗算部３７の出力を油温補正係数ｈで補正する。減算部３９は、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡから除算部３８の出力を減算する。除算部４０は、減算部３９の出力を低回転ＰＢ算出用係数（切片）ｑで除算する。乗算部４１は、除算部４０の出力に定数を乗算して低回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを出力する。
【００３８】
図６に戻る。ステップＳ９では、ＰＡ予測値ＹＰＡを算出する。図１０は、ステップＳ９の詳細を示すフローチャートである。図９において、ステップＳ９０では、予測条件を判断する。エンジン回転数ＮＥが予定の範囲にあってスロットル開度ＴＨが最大値でない場合にステップＳ９０は肯定となり、ステップＳ９１で減速中か否かが判断される。減速中でなければ、ステップＳ９２に進んで始動後から予定サイクル（例えば２０サイクル）以内かどうかが判断される。ステップＳ９２が肯定ならば、ステップＳ９３に進んで始動時演算を行う。例えば、予定回数分のＰＡ演算値ＹＰＣＡＬを移動平均する。ステップＳ９２が否定つまり始動から時間が長く経過している場合はステップＳ９４に進んで変化量を規制する。例えば、１サイクルあたりのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬの変化量を予定幅に規制する。
【００３９】
ステップＳ９５では、ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬの平滑化処理を行う。例えば、前回のサイクルのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬに係数を乗算した値に、今回のサイクルのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬに（１−係数）を乗算した値を加算する。ステップＳ９６では、平滑化処理の結果をＰＡ予測値ＹＰＡとして出力する。予測条件に該当しない場合（ステップＳ９０が否定）または減速中（ステップＳ９１が肯定）の場合は、ステップＳ９７で前回のＰＡ予測値ＹＰＡを出力する。
【００４０】
図６に戻る。ステップＳ１０では、低回転時のＰＢ予測値を演算する。図１１は、低回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。図１１において、乗算部４２は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに低回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｐを乗算する。乗算部４３は、乗算部４２の出力に回転変動値ΔＴＢを乗算する。除算部４４は、乗算部４３の出力を油温補正係数ｈで除算する。乗算部４５は、前回のＰＡ予測値に低回転ＰＢ算出用係数（切片）ｑを乗算する。除算部４６は、乗算部４５の出力を定数で除算する。加算部４７は、除算部４４および除算部４６の出力を加算して低回転ＰＢ予測値ＹＰＢを出力する。
【００４１】
図６に戻る。ステップＳ５が否定のときはステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとエンジン温度ＴＷとスロットル開度ＴＨとをそれぞれ使ってテーブルから高回転演算係数を検索する。予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して、高回転時のＰＢ算出用係数、温度補正係数の寄与率等が高回転演算係数として検索される。また、エンジン温度ＴＨに対応して回転変動の温度補正係数が検索される。さらにスロットル開度ＴＨと予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して高回転ＰＡ算出用基準値ｔが検索される。
【００４２】
高回転用の処理では、前処理ＰＢ演算は行わないのでステップＳ１２に進んで、高回転ＰＡ算出用基準値ｔと回転変動とによって高回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを演算する。
【００４３】
図１２は、高回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。図１２において、除算部４８は、回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を油温補正係数ｖで除算する。除算部４９は、除算部４８の出力を、スロットル開度ＴＨに関する高回転ＰＡ算出用基準値ｔで除算する。乗算部５０は、除算部４９の出力に定数を乗算して高回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを出力する。
【００４４】
図６に戻る。ステップＳ１３では、高回転時のＰＡ予測値を算出する。この処理は、低回転時のＰＡ予測値ＹＰＡの算出処理と同様である。ステップＳ１４では高回転時のＰＢ予測値を演算する。
【００４５】
図１３は、高回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。図１３において、乗算部５１は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに高回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｒを乗算する。乗算部５２は、乗算部５１の出力に回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を乗算する。除算部５３は、乗算部５２の出力を油温補正係数ｖで除算する。乗算部５４は、前回のＰＡ予測値に高回転ＰＢ算出用係数（切片）ｓを乗算する。除算部５５は、乗算部５４の出力を定数で除算する。加算部５６は、除算部５３および除算部５５の出力を加算して高回転ＰＢ予測値ＹＰＢを出力する。
【００４６】
燃料噴射時間Ｔｏｕｔは、こうして演算されたＰＡ予測値とＰＢ予測値とを使って算出される。
【００４７】
なお、行程の判別は、次のようにして行うことができる。図１４は、行程判別処理の機能ブロック図である。加算部５７はステージ＃１４の周期ＴＳ１４とステージ＃１５の周期ＴＳ１５とを加算する。加算部５７の出力は吸気行程から圧縮行程に跨る領域の時間である。加算部５８はステージ＃５の周期ＴＳ５とステージ＃６の周期ＴＳ６とを加算する。加算部５８の出力は燃焼行程から排気行程に跨る領域の時間である。減算部５９は加算部５７の出力から加算部５８の出力を減算する。行程判断部６０は減算部５９の出力がプラス（正）か否かを判断する。通常は、吸気行程から圧縮行程に跨る領域の時間の方が、燃焼行程から排気行程に跨る領域の時間より長いので減算部５９の出力が正ならば、ステージ番号と行程との対応が正しいと判断して行程を確定する。一方、減算部５９の出力がマイナス（負）であれば、ステージ番号と行程とが正しく対応していないと判断して行程を入れ替える。つまり排気上死点Ｅ−ＴＯＰと圧縮上死点Ｃ−ＴＯＰとが入れ替わるようにステージ番号を変更する。こうして、演算の結果確定した行程に基づいてステージを判別し、燃料噴射時期および点火時期を決定する。
【００４８】
上記基本演算において、クランクパルサ１によって検出されたステージ周期をリラクタ１０のばらつきに応じて校正する手段を説明する。図１は、校正値算出装置の機能を示すブロック図である。クランクパルサ１によって検出されたクランクパルスＰＬＳはステージ周期算出部６１に入力される。ステージ周期算出部６１は、クランクパルスＰＬＳに基づいて、ステージ＃７の周期ＴＳ７とステージ＃８の周期ＴＳ８との加算値（ＴＳ７＋ＴＳ８）、ステージ＃１１の周期ＴＳ１１とステージ＃１２の周期ＴＳ１２との加算値（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、ステージ＃１５の周期ＴＳ１５とステージ＃１６の周期ＴＳ１６との加算値（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びにステージ＃２の周期ＴＳ２とステージ＃３の周期ＴＳ３との加算値（ＴＳ２＋ＴＳ３）を算出する。
【００４９】
エンジン回転数算出部６２は、クランクパルスＰＬＳに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、ステージ周期基準値記憶部６３に入力する。ステージ周期基準値記憶部６３は、エンジン回転数ＮＥに対応したステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥが格納されている。上記各ステージ＃７，＃８，＃１１，＃１２，＃１５，＃１６，＃２，＃３はクランク角３０°に対応する。したがって、クランク角６０°（２ステージ分のクランク角）に対応するステージ周期のステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥを予めエンジン回転数ＮＥ毎に計算して記憶しておく。除算部６４は、ステージ周期算出部６１から出力された２ステージ分の実機測定値をステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥで除算する。除算結果Ｋ０７０８、Ｋ１１１２、Ｋ１５１６、Ｋ０２０３は、校正値算出部６５に入力される。校正値算出部６５は、除算結果をｎ回（例えばｎ＝２０）取り込み、その移動平均値（Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａ）を出力する。
【００５０】
校正値算出のためのクランクパルスＰＬＳは、校正値算出条件を満たした時に取り込む。校正値算出条件は、例えば、減速時であるときに満足される。減速時の回転変動は大気圧ＰＡや吸気負圧ＰＢによる影響を受けず、エンジン回転数に対してほぼ一定の値になる。そこで、エンジン回転数に対応するステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥを算出して記憶しておき、減速時にクランクパルスＰＬＳを取り込んで、周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）を測定し、その測定結果とステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥとの比の値を除算部６４で求めて、校正値としている。
【００５１】
また、校正値算出のためのクランクパルスＰＬＳの取り込みは、予め定めたエンジン回転数ＮＥの上下限の範囲（例えば４０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）で行うのがよい。さらに、エンジンの油温が予定値（例えば、８０°Ｃ）以上であるとき、つまり暖機後に行うのがよい。フリクションの影響を受けにくいからである。
【００５２】
図２は、前記校正値を使ったステージ周期の校正機能を含む回転変動値算出装置のブロック図である。ステージ周期算出部６６は、図７の加算部１１，１２，１３，１４に相当する。このステージ周期算出部６６で算出された周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）は、除算部６７に入力され、前記校正値Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａで、それぞれ除算される。除算部６７の出力は校正値Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａで校正されたステージ周期であり、この校正されたステージ周期の（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）は、図７の減算部１５，１６，１７以降の演算に使用されて、回転変動値ΔＴＡ、ΔＴＢ、およびΔＴＣが算出される。
【００５３】
こうして、本実施形態では、ステージ周期の基準値に基づいて校正値を予め決定し、実測されたステージ周期つまりリラクタ１０の間隔を校正している。したがって、校正されたステージ周期に基づく燃料噴射制御を、リラクタ１０の間隔のばらつきの影響を受けにくいものとすることができる。
【００５４】
前記校正値の算出はエンジンの運転条件を監視していて、校正値算出条件が満足されたときに実行するようにしてもよいし、校正値算出条件を満足するようにエンジンを試運転させて、この試運転中に校正値を算出して記憶させておき、この校正値を採用して実際のエンジン制御を行ってもよい。
【００５５】
なお、本発明は、エンジンの吸気負圧ＰＢを検出する手段として内燃エンジンの回転変動値を算出する装置に校正値算出手段を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。内燃エンジン以外の駆動源によって回転される回転体の回転変動値を算出して駆動源の各種制御を行うシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】校正値算出装置の機能を示すブロック図である。
【図２】校正機能を有する回転変動値算出装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃エンジン用燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】リラクタの配置を示すロータの正面図である。
【図５】４サイクルエンジンの吸気負圧ＰＢの変化をエンジンの回転数変化、吸気・圧縮・燃焼・排気の各行程、ならびにクランクパルスおよびステージとの関連で示した図である。
【図６】燃料噴射時間Ｔｏｕｔの算出に使用されるＰＡ予測値およびＰＢ予測値の演算処理のフローチャートである。
【図７】基本演算の機能ブロック図である。
【図８】前処理演算の機能ブロック図である。
【図９】低回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。
【図１０】図６のステップＳ９の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】低回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。
【図１２】高回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。
【図１３】高回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。
【図１４】行程判別処理の機能ブロック図である。
【図１５】従来の燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…クランクパルサ（センサ）、 ２…スロットルセンサ、 ３…水温センサ、 ４…ＥＣＵ、 ５…燃料噴射弁、 ８…回転体、 ９…クランク軸、 １０…リラクタ、 ６１，６６…ステージ周期算出部（校正リラクタ間隔検出手段）、 ６２…エンジン回転数算出部、 ６３…基準値記憶部（基準値発生手段）、 ６４，６７…除算部、 ６５…校正値算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の位置補正制御装置に関し、特に、回転体の回転変動を検出するセンサの出力を該センサの被検出体であるリラクタの配置精度のばらつきに影響されないように校正することができる回転体の位置補正制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５は、従来の燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。同図において、エンジンの吸気管に設けられる吸気負圧センサ（以下、「ＰＢセンサ」という）１００は吸気負圧を示す検出信号を出力する。ＰＢ値変換部１１０は、ＰＢセンサ１００から入力される検出信号を吸気負圧ＰＢに変換する。ＰＢマップ１２０は、吸気負圧ＰＢの関数として基本燃料噴射時間Ｔｉを記憶しており、入力された吸気負圧ＰＢに応じた基本燃料噴射時間Ｔｉを出力する。
【０００３】
ＰＢ補正部１３０は、ＰＢセンサ１００から入力される検出信号に基づいて、大気圧の予測値である代替大気圧ＰＡを算出する。ＰＡ補正係数記憶部１４０は、代替大気圧ＰＡの関数として大気圧補正係数ｐａを出力する。乗算部１５０は、基本燃料噴射時間Ｔｉに補正係数ｐａを乗算して燃料噴射時間Ｔｏｕｔを出力する。燃料噴射時間Ｔｏｕｔは代替大気圧ＰＡによる基本燃料噴射時間Ｔｉの補正後の値である。
【０００４】
さらに、ＰＢセンサ１００による検出信号は、行程判別部１６０に入力され、行程判別部１６０はＰＢセンサ１００の検出信号に基づいて行程判別を行い、行程を確定する。確定された行程はステージ判別部１７０に入力され、ステージ判定部１７０は、現在の行程とクランクパルスとからステージ、つまり所定のクランク位置を基準としてクランクパルス間隔毎に割り当てられた位置情報を判定する。現在のステージが判定されれば、燃料噴射時期および点火時期が決定される。ステージの決定手法の一例は、本出願人の先願に係る特開２０００−２６５８９４号公報に記載されている。
【０００５】
従来の燃料噴射制御装置では、ＰＢセンサおよびクランクパルサを備える必要があり、本出願人は、このうちＰＢセンサを削除できる手法を提案している（特開２００４−１０８２８８号公報や特開２００４−１０８２８９号公報）。この公報に記載のものでは、クランクの回転変化に基づいて圧縮行程のエネルギ損失から排気行程のエネルギ損失を差し引いた値が吸入空気量と相関を有するという観点から吸入空気量を推定し、これに基づいて燃料噴射量を決定している。
【特許文献１】特開２０００−２６５８９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クランクの回転変化に基づいて燃料噴射量を決定するよう構成された特許文献２，３の従来装置は、クランクパルス間隔の変動に基づいてクランクの回転変化を検出している。クランクパルス間隔は、クランク軸と一体に、またはクランク軸に連結された発電機のロータ等、回転体に配置されたリラクタの間隔の精度に直接影響される。その結果、リラクタ間隔の精度ばらつきによってクランク回転数が変動していると判断されるので、噴射制御にばらつきが生じることが考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、リラクタ間隔の精度ばらつきの影響を受けたクランクパルス間隔を補正して、ばらつきの少ない燃料噴射制御装置等に校正値を出力することができる回転体の位置補正制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、エンジンに連結されたフライホイール等の回転体の周面に所定間隔で配置された複数のリラクタと該リラクタを検出してパルス信号を出力するセンサとを有し、前記パルス信号の間隔に基づいて前記回転体の回転変動値を算出する回転体の位置補正制御装置において、前記パルス信号の間隔を校正する校正値を予め算出する校正値決定手段を具備し、前記校正値決定手段が、前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいて、前記選択されたリラクタの間隔を示す実測値を出力する校正リラクタ間隔検出手段と、前記パルス信号に基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数に基づいて、前記選択されたリラクタの配置間隔の基準値を出力する基準値発生手段と、前記実測値と前記基準値との比の値を算出して校正値を出力する算出手段とを含み、該校正値決定手段による処理が、予定の校正値算出条件を満足した時に実行される点に特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記校正値算出条件が、前記回転体の減速時に満足され、さらに、この校正値算出条件には、前記回転体の回転数が予定範囲にあるときや、回転体の駆動源であるエンジンが暖機された状態にあるときなどの条件を加えることができる点に第２の特徴がある。
【００１０】
さらに、本発明は、前記校正値決定手段で構成されたリラクタ間隔の実測値を使って前記回転体の駆動源であるエンジンの回転変動値を算出する手段を具備した点に第３の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
第１の特徴によれば、パルス信号により、該パルス信号を発生させているリラクタの間隔を実測し、その実測値と予め設定された基準値との比の値を求めて校正値としている。すなわち、理論的に計算されて予め設定された基準値をもとに、この基準値に対する実測値のずれの割合を実機が所定の校正値算出条件を満たしているときに検出することができる。
【００１２】
第２の特徴では、減速時や回転数が予定範囲内であるときやエンジンが暖機運転中等、回転体の回転変動に、駆動源の駆動力やフリクションが影響しにくい条件下で校正値が決定されるので、精度の高い校正値が得られる。
【００１３】
第３の特徴によれば、精度の高い校正値で実測値が構成されるので、リラクタの配置間隔の精度を従来通りにしたまま、つまり従来の製作精度のままで回転体の回転変動の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
また、製作時の精度ばらつきの影響を小さくできるだけでなく、例えばエンジンの分解・組み立て時等に、リラクタとセンサとの間隙が変化していたり、部品交換によりリラクタ間隔が異なっていたりした場合でも、エンジンが前記校正値算出条件で運転されたときに構成が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る内燃エンジン用燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図である。同図において、クランク回転センサつまりクランクパルサ１、スロットルセンサ２、および水温センサ３は、それぞれクランクパルスＰＬＳ、スロットル開度ＴＨ、およびエンジン温度を代表する冷却水温ＴＷを検出する。マイコンおよびその周辺部品からなるＥＣＵ４は、各センサ１，２，３の出力を取り込んで、予定のアルゴリズムで処理をし、その処理結果である指令をインジェクタ（燃料噴射弁）５、点火コイル６、および燃料ポンプ７等に対して出力する。
【００１６】
クランクパルサ１は、図示しないエンジンの出力であるクランク軸に結合される回転体の周囲に所定の間隔で設けられる複数のリラクタに反応してクランクパルスＰＬＳとしてのパルス信号を出力する。クランクパルスＰＬＳの発生周期はリラクタの間隔に対応しており、このクランクパルスＰＬＳに従って、クランク角を代表するステージ番号が決定される。
【００１７】
図４は、リラクタの配置を示すロータの正面図である。回転体８は、エンジンで駆動される発電機のロータヨークやフライホイールであり、エンジンのクランク軸９に結合される。このロータヨーク８は、例えば、アルミニューム等の非磁性体で形成され、ロータヨーク８の外周には磁気誘導体であるリラクタ１０が複数設けられる。ロータヨーク８の外周に対向して配置されるクランクパルサ１はこれらのリラクタ１０に接近・離間する毎に誘導される電流の変化を検出してクランクパルスＰＬＳを出力する。リラクタ１０は、円周３６０度のうち２４０度の範囲内に３０度間隔で９個設けられている。すなわち、リラクタ１０はロータヨーク８の円周の一部領域に等間隔で複数配置されている。したがって、図示のように、連続して配置されている９個のリラクタ１０のうち両端に位置するものの互いの間隔は１２０度である。
【００１８】
ロータヨーク８は、ピストンのストロークと各リラクタ１０とが所定の位置関係になるようにクランク軸９に取り付けられる。このロータヨーク８が図中時計回りで回転するものとすると、等間隔で配置されているリラクタ１０のうち、回転方向先頭に位置しているリラクタ１０の、例えば中央位置がエンジンのストロークの圧縮上死点に位置するように位置合わせされる。
【００１９】
クランクパルスＰＬＳを検出する毎にその直前のクランクパルスＰＬＳ検出時からの時間経過を計測するパルス周期検出手段を設け、このクランクパルスＰＬＳの周期が長くなったときに、直前のクランクパルスＰＬＳが、回転方向先頭のリラクタ１０によるものであると判断できる。つまり二つの上死点（圧縮上死点、排気上死点）のいずれかに対応するリラクタ１０を検出したことを認識することができる。
【００２０】
検出された上死点が圧縮上死点Ｃ−ＴＯＰか排気上死点Ｅ−ＴＯＰかは、検出された上死点に対応するクランクパルスＰＬＳとその直前のクランクパルスとの間隔つまりパルス周期の違いによって判別することができる。圧縮行程は排気行程よりフリクションが大きいので、クランクパルスＰＬＳの周期が長くなると考えられるからである。
【００２１】
続いて、ＥＣＵ４による燃料噴射制御を説明する。図５は、４サイクルエンジンの１行程（２回転）における吸気負圧ＰＢの変化を、エンジンの回転数変化、吸気・圧縮・燃焼・排気の各行程、ならびにクランクパルスＰＬＳおよびステージとの関連で示した図である。同図において、クランク軸９の２回転つまりエンジンの１サイクルをクランクパルスＰＬＳ間隔に対応づけて１８個のステージ（ステージ番号♯０〜♯１７）として割り当てる。本実施形態では、この図５に示すエンジン回転数ＮＥの変動と吸気負圧ＰＢとの関連に着目して、クランクパルスＰＬＳの時間間隔つまり各ステージの長さ（以下「ステージの周期ＴＳ０〜ＴＳ１７」という）に基づいてエンジンの回転変動を算出し、この回転変動に基づいて吸気負圧ＰＢを予測する。
【００２２】
図６は、燃料噴射時間Ｔｏｕｔの算出に使用されるＰＡ予測値およびＰＢ予測値の演算処理のフローチャートである。ステップＳ１では、クランクパルスＰＬＳの周期を読み込む。クランクパルス周期はクランクパルスＰＬＳをトリガとしてスタートする周期カウンタで計測される。周期が読み込まれると、周期カウンタは次の計測のためにリセットされる。ステップＳ２では、クランクパルスＰＬＳの周期を使用してエンジンの回転変動を算出する基本演算を行う。
【００２３】
図７は、基本演算の機能ブロック図である。図７において、加算部１１は、排気行程に属するステージ＃７の周期ＴＳ７とステージ＃８の周期ＴＳ８とを加算する。加算部１２は、排気行程に属するステージ＃１１の周期ＴＳ１１と排気行程および吸気行程に跨るステージ＃１２の周期ＴＳ１２とを加算する。また、加算部１３は、吸気行程から圧縮行程に跨るステージ＃１５の周期ＴＳ１５と圧縮行程に属するステージ＃１６の周期ＴＳ１６とを加算する。加算部１４は、圧縮行程に属するステージ＃１１の周期ＴＳ１１と圧縮行程と燃焼行程とに跨るステージ＃１２の周期ＴＳ１２とを加算する。
【００２４】
減算部１５は、周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）から周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）を減算する。つまり排気行程から吸気行程に跨る二つのステージの周期と排気行程の二つのステージの周期の差を回転変動として検出する。減算部１６は、周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）から周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）を減算する。つまり吸気行程から圧縮行程に跨る二つのステージの周期と排気行程から吸気行程に跨る二つのステージの周期との差を回転変動として検出する。減算部１７は周期（ＴＳ２＋ＴＳ３）から周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）を減算する。つまり圧縮行程から燃焼行程に跨る二つのステージの周期と、吸気行程から圧縮行程に跨る二つのステージの周期との差を回転変動として検出する。
【００２５】
加算部１８は、加算部１２の加算結果つまり周期（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）と、加算部１３の加算結果つまり周期（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）とをさらに加算する。除算部１９は加算部１８の加算結果を定数で除算し、その結果を、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとして出力する。
【００２６】
平滑化処理部２０は減算部１５の出力を平滑化処理して、その結果を回転変動値ΔＴＣとして出力する。平滑化処理部２１は減算部１６の出力を平滑化して、その結果を回転変動値ΔＴＡとして出力する。平滑化処理部２２は減算部１７の出力を平滑化して、その結果を回転変動値ΔＴＢとして出力する。
【００２７】
減算部２３は、回転変動値ΔＴＡから回転変動値ΔＴＣを減算して回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）を出力する。加算部２４は、回転変動値ΔＴＡと回転変動値ΔＴＢとを加算して回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を出力する。回転変動値ΔＴＡ、ΔＴＢ、ΔＴＣがゼロ以下の時は、平滑化処理部２０、２１、２２にゼロを入力する。また、回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）および回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）は、それぞれの結果がゼロの時は、ゼロを出力する。
【００２８】
図６に戻る。ステップＳ３では、スロットル開度ＴＨおよびエンジン温度ＴＷを読み込む。ステップＳ４では、スロットル開度ＴＨの演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣを予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに従ってテーブルから検索する。
【００２９】
ステップＳ５では、高回転演算と低回転演算との切り替えのために、スロットル開度ＴＨが演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣより小さいか否かを判別する。
【００３０】
スロットル開度ＴＨが演算切り替え値ＴＨＣＡＬＣより小さいときはステップＳ６に進む。ステップＳ６では、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとエンジン温度ＴＷとをそれぞれ使ってテーブルから低回転演算係数を検索する。予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して、定常状態および低回転時のＰＢ算出用係数、並びに加速補正項ｋの算出用係数等が、低回転演算係数として検索される。また、エンジン温度ＴＷに対応して回転変動の温度補正係数が検索される。
【００３１】
ステップＳ７では、低回転側の精度向上に寄与し得る前処理演算を行う。前処理演算は、低回転ＰＡ演算値ＹＰＣＡＬを算出するための予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡを算出する。
【００３２】
図８は、前処理演算の機能ブロック図である。乗算部２５は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに定常状態のＰＢ算出用係数（勾配）aを乗算する。乗算部２６は、乗算部２５の出力に吸気行程前後の回転変動値（ΔＴＡ−ΔＴＣ）を乗算する。除算部２７は、乗算部２６の出力を油温補正係数ｇで除算する。
【００３３】
乗算部２８は、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに加速補正項算出用係数（勾配）ｍを乗算する。乗算部２９は、乗算部２８の出力に回転変動値ΔＴＢを乗算する。除算部３０は、乗算部２９の出力を油温補正係数ｈで除算する。加算部３１は除算部３０の出力に加速補正項算出用係数（切片）ｎを加算する。加算部３１の出力は加速補正係数ｋである。
【００３４】
加速判断部３２は、エンジン回転数ＮＥがしきい値（例えば２０００ｒｐｍ）以下で、かつ加速補正係数ｋがしきい値以上である場合に加速と判断し、予測演算値記憶部３３に除算部２７の出力を転送し、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬとして記憶する。加速判断部３２は、加速と判断しなかった場合は、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬは前回値を保持する。
【００３５】
乗算部３４は、加速補正係数ｋを予測ＰＢ演算値ＹＰＢＣＡＬに乗算する。加算部３５は、加速補正項で補正された予測演算値ＹＰＢＣＡＬに定常状態のＰＢ算出係数（切片）を加算する。加算部３５の出力は予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡである。
【００３６】
図６に戻る。ステップＳ８では、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡおよび予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢ、並びに回転変動および低回転演算係数により低回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを演算する。
【００３７】
図９は、低回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。図９において、乗算部３６は、予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに低回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｐを乗算する。乗算部３７は、乗算部３６の出力に回転変動ΔＴＢを乗算する。除算部３８は、乗算部３７の出力を油温補正係数ｈで補正する。減算部３９は、予測ＰＢ演算値ＹＰＢＡから除算部３８の出力を減算する。除算部４０は、減算部３９の出力を低回転ＰＢ算出用係数（切片）ｑで除算する。乗算部４１は、除算部４０の出力に定数を乗算して低回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを出力する。
【００３８】
図６に戻る。ステップＳ９では、ＰＡ予測値ＹＰＡを算出する。図１０は、ステップＳ９の詳細を示すフローチャートである。図９において、ステップＳ９０では、予測条件を判断する。エンジン回転数ＮＥが予定の範囲にあってスロットル開度ＴＨが最大値でない場合にステップＳ９０は肯定となり、ステップＳ９１で減速中か否かが判断される。減速中でなければ、ステップＳ９２に進んで始動後から予定サイクル（例えば２０サイクル）以内かどうかが判断される。ステップＳ９２が肯定ならば、ステップＳ９３に進んで始動時演算を行う。例えば、予定回数分のＰＡ演算値ＹＰＣＡＬを移動平均する。ステップＳ９２が否定つまり始動から時間が長く経過している場合はステップＳ９４に進んで変化量を規制する。例えば、１サイクルあたりのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬの変化量を予定幅に規制する。
【００３９】
ステップＳ９５では、ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬの平滑化処理を行う。例えば、前回のサイクルのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬに係数を乗算した値に、今回のサイクルのＰＡ演算値ＹＰＣＡＬに（１−係数）を乗算した値を加算する。ステップＳ９６では、平滑化処理の結果をＰＡ予測値ＹＰＡとして出力する。予測条件に該当しない場合（ステップＳ９０が否定）または減速中（ステップＳ９１が肯定）の場合は、ステップＳ９７で前回のＰＡ予測値ＹＰＡを出力する。
【００４０】
図６に戻る。ステップＳ１０では、低回転時のＰＢ予測値を演算する。図１１は、低回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。図１１において、乗算部４２は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに低回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｐを乗算する。乗算部４３は、乗算部４２の出力に回転変動値ΔＴＢを乗算する。除算部４４は、乗算部４３の出力を油温補正係数ｈで除算する。乗算部４５は、前回のＰＡ予測値に低回転ＰＢ算出用係数（切片）ｑを乗算する。除算部４６は、乗算部４５の出力を定数で除算する。加算部４７は、除算部４４および除算部４６の出力を加算して低回転ＰＢ予測値ＹＰＢを出力する。
【００４１】
図６に戻る。ステップＳ５が否定のときはステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢとエンジン温度ＴＷとスロットル開度ＴＨとをそれぞれ使ってテーブルから高回転演算係数を検索する。予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して、高回転時のＰＢ算出用係数、温度補正係数の寄与率等が高回転演算係数として検索される。また、エンジン温度ＴＨに対応して回転変動の温度補正係数が検索される。さらにスロットル開度ＴＨと予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに対応して高回転ＰＡ算出用基準値ｔが検索される。
【００４２】
高回転用の処理では、前処理ＰＢ演算は行わないのでステップＳ１２に進んで、高回転ＰＡ算出用基準値ｔと回転変動とによって高回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを演算する。
【００４３】
図１２は、高回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。図１２において、除算部４８は、回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を油温補正係数ｖで除算する。除算部４９は、除算部４８の出力を、スロットル開度ＴＨに関する高回転ＰＡ算出用基準値ｔで除算する。乗算部５０は、除算部４９の出力に定数を乗算して高回転ＰＡ演算値ＹＰＡＣＡＬを出力する。
【００４４】
図６に戻る。ステップＳ１３では、高回転時のＰＡ予測値を算出する。この処理は、低回転時のＰＡ予測値ＹＰＡの算出処理と同様である。ステップＳ１４では高回転時のＰＢ予測値を演算する。
【００４５】
図１３は、高回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。図１３において、乗算部５１は予測演算用エンジン回転数ＮＥＹＰＢに高回転ＰＢ算出用係数（勾配）ｒを乗算する。乗算部５２は、乗算部５１の出力に回転変動値（ΔＴＡ＋ΔＴＢ）を乗算する。除算部５３は、乗算部５２の出力を油温補正係数ｖで除算する。乗算部５４は、前回のＰＡ予測値に高回転ＰＢ算出用係数（切片）ｓを乗算する。除算部５５は、乗算部５４の出力を定数で除算する。加算部５６は、除算部５３および除算部５５の出力を加算して高回転ＰＢ予測値ＹＰＢを出力する。
【００４６】
燃料噴射時間Ｔｏｕｔは、こうして演算されたＰＡ予測値とＰＢ予測値とを使って算出される。
【００４７】
なお、行程の判別は、次のようにして行うことができる。図１４は、行程判別処理の機能ブロック図である。加算部５７はステージ＃１４の周期ＴＳ１４とステージ＃１５の周期ＴＳ１５とを加算する。加算部５７の出力は吸気行程から圧縮行程に跨る領域の時間である。加算部５８はステージ＃５の周期ＴＳ５とステージ＃６の周期ＴＳ６とを加算する。加算部５８の出力は燃焼行程から排気行程に跨る領域の時間である。減算部５９は加算部５７の出力から加算部５８の出力を減算する。行程判断部６０は減算部５９の出力がプラス（正）か否かを判断する。通常は、吸気行程から圧縮行程に跨る領域の時間の方が、燃焼行程から排気行程に跨る領域の時間より長いので減算部５９の出力が正ならば、ステージ番号と行程との対応が正しいと判断して行程を確定する。一方、減算部５９の出力がマイナス（負）であれば、ステージ番号と行程とが正しく対応していないと判断して行程を入れ替える。つまり排気上死点Ｅ−ＴＯＰと圧縮上死点Ｃ−ＴＯＰとが入れ替わるようにステージ番号を変更する。こうして、演算の結果確定した行程に基づいてステージを判別し、燃料噴射時期および点火時期を決定する。
【００４８】
上記基本演算において、クランクパルサ１によって検出されたステージ周期をリラクタ１０のばらつきに応じて校正する手段を説明する。図１は、校正値算出装置の機能を示すブロック図である。クランクパルサ１によって検出されたクランクパルスＰＬＳはステージ周期算出部６１に入力される。ステージ周期算出部６１は、クランクパルスＰＬＳに基づいて、ステージ＃７の周期ＴＳ７とステージ＃８の周期ＴＳ８との加算値（ＴＳ７＋ＴＳ８）、ステージ＃１１の周期ＴＳ１１とステージ＃１２の周期ＴＳ１２との加算値（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、ステージ＃１５の周期ＴＳ１５とステージ＃１６の周期ＴＳ１６との加算値（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びにステージ＃２の周期ＴＳ２とステージ＃３の周期ＴＳ３との加算値（ＴＳ２＋ＴＳ３）を算出する。
【００４９】
エンジン回転数算出部６２は、クランクパルスＰＬＳに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、ステージ周期基準値記憶部６３に入力する。ステージ周期基準値記憶部６３は、エンジン回転数ＮＥに対応したステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥが格納されている。上記各ステージ＃７，＃８，＃１１，＃１２，＃１５，＃１６，＃２，＃３はクランク角３０°に対応する。したがって、クランク角６０°（２ステージ分のクランク角）に対応するステージ周期のステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥを予めエンジン回転数ＮＥ毎に計算して記憶しておく。除算部６４は、ステージ周期算出部６１から出力された２ステージ分の実機測定値をステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥで除算する。除算結果Ｋ０７０８、Ｋ１１１２、Ｋ１５１６、Ｋ０２０３は、校正値算出部６５に入力される。校正値算出部６５は、除算結果をｎ回（例えばｎ＝２０）取り込み、その移動平均値（Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａ）を出力する。
【００５０】
校正値算出のためのクランクパルスＰＬＳは、校正値算出条件を満たした時に取り込む。校正値算出条件は、例えば、減速時であるときに満足される。減速時の回転変動は大気圧ＰＡや吸気負圧ＰＢによる影響を受けず、エンジン回転数に対してほぼ一定の値になる。そこで、エンジン回転数に対応するステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥを算出して記憶しておき、減速時にクランクパルスＰＬＳを取り込んで、周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）を測定し、その測定結果とステージ周期基準値ＴＳＢＡＳＥとの比の値を除算部６４で求めて、校正値としている。
【００５１】
また、校正値算出のためのクランクパルスＰＬＳの取り込みは、予め定めたエンジン回転数ＮＥの上下限の範囲（例えば４０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）で行うのがよい。さらに、エンジンの油温が予定値（例えば、８０°Ｃ）以上であるとき、つまり暖機後に行うのがよい。フリクションの影響を受けにくいからである。
【００５２】
図２は、前記校正値を使ったステージ周期の校正機能を含む回転変動値算出装置のブロック図である。ステージ周期算出部６６は、図７の加算部１１，１２，１３，１４に相当する。このステージ周期算出部６６で算出された周期（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）は、除算部６７に入力され、前記校正値Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａで、それぞれ除算される。除算部６７の出力は校正値Ｋ０７０８Ａ、Ｋ１１１２Ａ、Ｋ１５１６Ａ、Ｋ０２０３Ａで校正されたステージ周期であり、この校正されたステージ周期の（ＴＳ７＋ＴＳ８）、（ＴＳ１１＋ＴＳ１２）、（ＴＳ１５＋ＴＳ１６）、並びに（ＴＳ２＋ＴＳ３）は、図７の減算部１５，１６，１７以降の演算に使用されて、回転変動値ΔＴＡ、ΔＴＢ、およびΔＴＣが算出される。
【００５３】
こうして、本実施形態では、ステージ周期の基準値に基づいて校正値を予め決定し、実測されたステージ周期つまりリラクタ１０の間隔を校正している。したがって、校正されたステージ周期に基づく燃料噴射制御を、リラクタ１０の間隔のばらつきの影響を受けにくいものとすることができる。
【００５４】
前記校正値の算出はエンジンの運転条件を監視していて、校正値算出条件が満足されたときに実行するようにしてもよいし、校正値算出条件を満足するようにエンジンを試運転させて、この試運転中に校正値を算出して記憶させておき、この校正値を採用して実際のエンジン制御を行ってもよい。
【００５５】
なお、本発明は、エンジンの吸気負圧ＰＢを検出する手段として内燃エンジンの回転変動値を算出する装置に校正値算出手段を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。内燃エンジン以外の駆動源によって回転される回転体の回転変動値を算出して駆動源の各種制御を行うシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】校正値算出装置の機能を示すブロック図である。
【図２】校正機能を有する回転変動値算出装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃エンジン用燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】リラクタの配置を示すロータの正面図である。
【図５】４サイクルエンジンの吸気負圧ＰＢの変化をエンジンの回転数変化、吸気・圧縮・燃焼・排気の各行程、ならびにクランクパルスおよびステージとの関連で示した図である。
【図６】燃料噴射時間Ｔｏｕｔの算出に使用されるＰＡ予測値およびＰＢ予測値の演算処理のフローチャートである。
【図７】基本演算の機能ブロック図である。
【図８】前処理演算の機能ブロック図である。
【図９】低回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。
【図１０】図６のステップＳ９の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】低回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。
【図１２】高回転ＰＡ予測演算の機能ブロック図である。
【図１３】高回転時のＰＢ予測値ＹＰＢの演算機能のブロック図である。
【図１４】行程判別処理の機能ブロック図である。
【図１５】従来の燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…クランクパルサ（センサ）、 ２…スロットルセンサ、 ３…水温センサ、 ４…ＥＣＵ、 ５…燃料噴射弁、 ８…回転体、 ９…クランク軸、 １０…リラクタ、 ６１，６６…ステージ周期算出部（校正リラクタ間隔検出手段）、 ６２…エンジン回転数算出部、 ６３…基準値記憶部（基準値発生手段）、 ６４，６７…除算部、 ６５…校正値算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周面に所定間隔で配置された複数のリラクタと該リラクタを検出してパルス信号を出力するセンサとを有し、前記パルス信号の間隔に基づいて前記回転体の回転変動値を算出する回転体の位置補正制御装置において、
前記パルス信号の間隔を校正する校正値を予め算出する校正値決定手段を具備し、
前記校正値決定手段が、
前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいて、前記選択されたリラクタの間隔を示す実測値を出力する校正リラクタ間隔検出手段と、
前記パルス信号に基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数に基づいて、前記選択されたリラクタの配置間隔の基準値を出力する基準値発生手段と、
前記実測値と前記基準値との比の値を算出して校正値を出力する算出手段とを含み、
該校正値決定手段による処理が、予定の校正値算出条件を満足した時に実行されることを特徴とする回転体の位置補正制御装置。
【請求項２】
前記回転体がエンジンで駆動されており、
前記校正値算出条件が、
前記エンジンが減速中であって、前記エンジンの回転数が予定範囲にあり、かつ前記エンジンが暖機された状態にあるときに満足されることを特徴とする請求項１記載の回転体の位置補正制御装置。
【請求項３】
前記回転体がエンジンで駆動されており、
前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいてリラクタの間隔を示す実測値を出力するリラクタ間隔検出手段と、
前記実測値を前記校正値で校正する校正手段とを具備し、
前記校正値で校正されたリラクタの間隔に基づいてエンジンの回転変動値を算出するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の回転体の位置補正制御装置。
【請求項１】
回転体の周面に所定間隔で配置された複数のリラクタと該リラクタを検出してパルス信号を出力するセンサとを有し、前記パルス信号の間隔に基づいて前記回転体の回転変動値を算出する回転体の位置補正制御装置において、
前記パルス信号の間隔を校正する校正値を予め算出する校正値決定手段を具備し、
前記校正値決定手段が、
前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいて、前記選択されたリラクタの間隔を示す実測値を出力する校正リラクタ間隔検出手段と、
前記パルス信号に基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数に基づいて、前記選択されたリラクタの配置間隔の基準値を出力する基準値発生手段と、
前記実測値と前記基準値との比の値を算出して校正値を出力する算出手段とを含み、
該校正値決定手段による処理が、予定の校正値算出条件を満足した時に実行されることを特徴とする回転体の位置補正制御装置。
【請求項２】
前記回転体がエンジンで駆動されており、
前記校正値算出条件が、
前記エンジンが減速中であって、前記エンジンの回転数が予定範囲にあり、かつ前記エンジンが暖機された状態にあるときに満足されることを特徴とする請求項１記載の回転体の位置補正制御装置。
【請求項３】
前記回転体がエンジンで駆動されており、
前記複数のリラクタのうち、予め選択されたリラクタに対応して発生されるパルス信号の間隔に基づいてリラクタの間隔を示す実測値を出力するリラクタ間隔検出手段と、
前記実測値を前記校正値で校正する校正手段とを具備し、
前記校正値で校正されたリラクタの間隔に基づいてエンジンの回転変動値を算出するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の回転体の位置補正制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１５２９１０（Ｐ２００６−１５２９１０Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４４２５１（Ｐ２００４−３４４２５１）
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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