JPH0261352A - クランク角センサのバックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の点火時期制御等に用いられるクラ
ンク角センサの故障時のバックアップ装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の点火時期制御装置では、機関運転状態
に基づいてクランク角位置として点火時期（点火進角）
を設定し、このタイミングにて点火信号を出力すること
により点火を行わせるのであるが、このために、各気筒
の所定工程における所定クランク角位置（例えば、上死
点前７０°）で基準信号を発生すると共にクランク角１
°又は２゜毎の単位信号を発生するクランク角センサを
用い、各気筒の基準信号の発生後の単位信号の発生を計
測してクランク角位置を知ることにより、設定された点
火時期にて点火を行わせるのが一般的である。

しかし、単位信号発生機能を有するクランク角センサは
高精度が要求され、コストが高くつく。

そこで、基準信号発生機能のみを有するクランク角セン
サを用い、基準信号の発生時に基準信号の周期（前回の
基準信号からの時間）Ｔを知り、この周期Ｔに基づいて
基準信号から点火時期までの時間Ｓを演算し、この時間
Ｓの経過時に点火信号を出力して点火を行わせる時間制
御方式のもの（第８図参照）が考えられている（実願昭
６２１３３３０４号参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 従って、クランク角センサから出力される基準信号は、
機関の点火時期を制御する等、機関の運転を左右する重
要な情報である。

このため、クランク角センサが故障して、基準信号を出
力できなくなると、点火時期制御等が不能となって、機
関を運転することができなくなるという問題点があった
。

また、上述のようなシステムで、クランク角センサの故
障時に、点火等を所定時間周期で行うようにしたものも
あるが、未燃焼ガスの排出が多くなり、多気筒エンジン
に対し燃焼できる確率の減る４気筒エンジン等では触媒
劣化を生じ易いという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて、クランク角センサが
故障して、クランク軸の回転に同期した基準信号を出力
できなくなっても、これに代わる疑似基準信号を出力可
能にして、点火時期制御等を可能にするクランク角セン
サのバックアップ装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的達成のため、本発明では、第１図に示すよう
に、内燃機関のクランク軸の基準角度毎に基準信号を出
力するクランク角センサａが正常であるか故障であるか
を判別するクランク角センサ正常・故障判別手段すと、
機関の吸気通路内の吸気脈動のピークを検出する吸気脈
動検出手段Ｃと、機関運転状態を検出する機関運転状態
検出手段ｄと、クランク角センサ正常・故障判別手段に
より正常と判別されたときに作動してクランク角センサ
より出力された基準信号の発生時刻からその直後に吸気
脈動検出手段により検出された吸気脈動のピークの発生
時刻までの時間を演算する時間演算手段ｅと、時間演算
手段により演算された時間を機関運転状態検出手段によ
り検出される機関運転状態をパラメータとして記憶する
時間記憶手段ｆと、吸気脈動検出手段により検出された
吸気脈動のピークの周期を演算する周期演算手段ｇと、
クランク角センサ正常・故障判別手段により故障と判別
されたときに作動して機関運転状態検出手段により検出
された機関運転状態から時間記憶手段により記憶された
時間を検索する時間検索手段りと、周期演算手段により
演算された周期から時間検索手段により検索した時間を
減算して計時値を演算する計時値演算手段ｉと、吸気脈
動検出手段により検出された吸気脈動のピークより計時
を開始して計時値演算手段により演算された計時値にな
ったときに疑似基準信号を出力する疑似基準信号出力手
段ｊとを設けて、クランク角センサのバックアップ装置
を構成したものである。

〈作用〉 上記の構成では、クランク角センサ正常・故障判別手段
によって正常と判別されたときは、吸気脈動検出手段に
よって機関の吸気通路内の吸気脈動のピークを検出し、
機関運転状態検出手段によって機関運転状態を検出し、
時間演算手段によってクランク角センサより出力された
基準信号の発生時刻からその直後に吸気脈動検出手段に
より検出された吸気脈動のピークの発生時刻までの時間
を演算し、時間記憶手段によって時間演算手段により演
算された時間を機関運転状態検出手段により検出される
機関運転状態をパラメータとして記憶しておく。

一方、周期演算手段によって吸気脈動検出手段により検
出された吸気脈動のピークの周期を演算している。

クランク角センサ正常・故障判別手段によって故障と判
別されたときは、時間検索手段によって機関運転状態検
出手段により検出された機関運転状態から時間記憶手段
により記憶された時間を検索し、計時値演算手段によっ
て周期演算手段により演算された周期から時間検索手段
により検索した時間を減算して計時値を演算し、疑似基
準信号出力手段によって吸気脈動検出手段により検出さ
れた吸気脈動のピークより計時を開始して計時値演算手
段により演算された計時値になったときに疑似基準信号
を出力する。

これにより、クランク角センサ故障時のバックアップを
図ることができる。

〈実施例〉 以下に、本発明を内燃機関の点火時期制御装置に適用し
た一実施例を説明する。

第２図を参照し、機関１には、エアクリーナ２゜吸気ダ
クト３．スロットル弁４及び吸気マニホールド５を介し
て空気が吸入される。吸気マニホールド５には各気筒毎
に電磁式の燃料噴射弁６が設けられていて、燃料を機関
１に噴射供給する。

機関ｌの各気筒には、点火栓７が設けられていて、これ
らには点火コイル８にて発生する高電圧がディストリビ
ュータ９を介して順次印加され、これにより火花点火し
て、混合気を着火燃焼させる。ここで、点火コイル８は
それに付設されたパワートランジスタ１０を介して高電
圧の発生時期を制御される。従って、点火時期の制御は
、パワートランジスタ１０のオン・オフ時期をコントロ
ールユニット１１からの点火信号で制御することによっ
て行う。

ここで、コントロールユニット１１には、点火時期の制
御のため、クランク角センサ１２．エアフローメータ１
３及びスロットルセンサ１４からの信号が人力されてい
る。

クランク角センサ■２は、ディストリビュータ９に内蔵
され、ディストリビュータシャフト１５と一体に回転す
るシグナルプレート１６と光電式検出部１７とにより構
成される。前記シグナルプレート１６には、４気筒の場
合４個（クランク角度で１８０゜毎）の基準信号用のス
リン）１８が形成されている。

検出部１７は、スリット１８を検出し、パルス信号であ
る基準信号をコントロールユニット１１に出力する。尚
、基準信号出力タイミングは、例えば、上死点前７０°
に設定されている。

エアフローメータ１３は、吸気ダクト３に設けられて、
吸入空気流量Ｑを検出する。

スロットルセンサ１４は、スロットル弁４に付設されて
、スロットル弁開度ＴＶＯを検出する。

コントロールユニット１１内のマイクロコンピュータ（
ＣＰＵ）は、第３図〜第５図に示すフローチャートを実
行して、点火時期の制御を行う。

第３図に示すフローチャートは、クランク角センサ１２
の基準信号の発生と同時に実行される。

ステップ１（図中では、Ｓｌと記している。以下同様。

）では、現在の時刻Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　ｒｅｆを検出す
る。

ステップ２では、ステップ１で検出した現在の時刻Ｔｉ
ｍｅ　ｎｅｗ　ｒｅｆから前回検出した時刻Ｔｉｍｅ　
ｏｌｄｒｅｆを減算して基準信号の周期Ｔを演算する。

ステップ３では、次回のために、Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　ｒ
ｅｆをＴｉｍｅ　ｏｌｄ　ｒｅｆに代入する。

ステップ４では、第４図に示す点火制御ジョブを実行し
、このルーチンを終了する。

次に、第４図を参照し、点火制御ジョブを説明する。

ステップ１１では、周期Ｔを読込む。尚、この周期Ｔは
クランク角センサ１２が正常なときは、第３図に示すフ
ローチャートが実行され、ステップ２で演算される周期
Ｔのことであり、また、クランク角センサが故障したと
きは、後述する第５図に示すフローチャートが実行され
、ステップ３１で演算される周期Ｔのことである。

ステップ１２では、基本燃料噴射量Ｔｐを読込む。

尚、この基本燃料噴射量Ｔｐは、吸入空気流量Ｑと周期
Ｔを基に演算される値（＝に−Ｑ−Ｔ、には定数）であ
る。

ステップ１３では、そのときの機関運転状態、即ち、周
期Ｔ及び基本燃料噴射量Ｔｐに応じた点火進角ＡＤＶを
マツプから検索する。

ステップ１４では、ステップ１３で検索した点火進角Ａ
ＤＶを基準信号からの時間Ｓ　（＝Ｔ　（７０−ＡＤＶ
）　／１８０　）に変換する（第８図参照）。

ステップ１５では、時間Ｓの計時をタイマーにて開始す
る。

ステップ１６では、計時が終了したか否かを判定し、計
時が終了するまでこのステップ１６を繰り返す。

計時が終了したらステップ１７に進んで、点火信号を出
力し、点火栓７による点火を行ってこのルーチンを終了
する。

このように、クランク角センサ１２からの基準信号は、
点火時期を制御するために重要な情報である。従って、
このクランク角センサ１２の故障時のバックアップ用に
、コントロールユニット９は第５図のフローチャートを
所定時間（例えば１０ｍ５）毎に実行する。

以下に第５図のフローチャートに沿って説明する。

ステップ２１では、クランク角センサ１２が正常である
か故障であるかを判別する。具体的にはクランク角セン
サ１２が正常なときに発生する基準信号が所定時間以上
発生しないとき、これを検出して故障とみなす（実開昭
６３−７１４５３号公報等参照・）。ここで、正常と判
別されたときは、ステップ２２に進み、故障と判別され
たときはステップ２８に進む。

このステップ２１がクランク角センサ正常・故障判別手
段に相当する。

ステップ２２では、エアフローメータ１３により検出し
た吸入空気流量Ｑを読込む。

ステップ２３では、吸入空気流ＩＱがピークであるか否
かを判定する。ピークのときはステップ２４に進み、そ
うでないときはそのままこのルーチンを終了する。

このステップ２２．２３が後述するステップ２８．２９
と共に吸気脈動検出手段に相当する。

ステップ２４では、現在の時刻Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　ｐｅ
ａｋを検出する。

ステップ２５では、ステップ２４で検出した現在の時刻
Ｔｉｍｅ　ｎｅｓ　ｐｅａｋからその直前の基準信号の
発生時刻Ｔｉｍｅ　ｏｌｄ　ｒｅｆを減算して、基準信
号から吸入空気流量Ｑのピークまでの時間りを演算する
（第６図参照）。

このステップ２４．２５が、時間演算手段に相当する。

ステップ２６では、そのときの機関運転状態（例えば、
周期Ｔ、スロットル弁開度ＴＶＯ）を検出する。

このステップ２６が後述するステップ３３と共に機関運
転状態検出手段に相当する。

ステップ２７では、ステップ２５で演算した時間りをス
テップ２６で検出した機関運転状態をパラメータとして
ＲＡＭ上のマツプに書込んで記憶させ（第６図参照）、
このルーチンを終了する。

このステップ２７が時間記憶手段に相当する。

ステップ２１でクランク角センサ１２が故障と判別され
たときはステップ２８．２９に進み、ステップ２２゜２
３と同様にエアフローメータ１３により吸入空気流ｆｆ
１Ｑを検出しくステップ２８）、検出した吸入空気流ｉ
Ｑがピークであるか否かを判定する（ステップ２９）。

ピークのときは、ステップ３０に進み、そうでないとき
は、そのままこのルーチンを終了する。

ステップ３０では、現在の時刻Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　ｐｅ
ａｋを検出する。

ステップ３１では、ステップ３０で検出した現在の時刻
Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　ｐｅａｋから前回の吸入空気流量Ｑ
のピークの時刻Ｔｉｍｅ　ｏｌｄ　ｐｅａｋを減算して
周期Ｔを演算する（第７図参照）。即ち、基準信号の周
期に代わるものとして、吸気脈動の周期を求めるのであ
る。

ステップ３２では、次回のために、Ｔｉｍｅ　ｎｅｗ　
ｐｅａｋをＴｉｍｅ　ｏｌｄ　ｐｅａｋに代入する。

このステップ３０．３１．３２が周期演算手段に相当す
る。

ステップ３３では、機関運転状態（周期Ｔ、スロットル
弁開度ＴＶＯ）を検出する。

ステップ３４では、ステップ２７で記憶したマツプから
ステップ３３で検出した機関運転状態に対応した時間り
を検索する。

このステップ３４が時間検索手段に相当する。

ステップ３５では、ステップ３１で演算した周期Ｔから
時間りを減算して、計時値Ｃ（＝Ｔ−Ｄ）を演算する。

この計時値Ｃは第７図から明らかなように吸気脈動のピ
ークから本来発生すべき基準信号の発生タイミングまで
の時間に相当する。

このステップ３５が計時値演算手段に相当する。

ステップ３６では、計時値Ｃの計時をタイマーにて開始
する。

ステップ３７では、計時が終了したか否かを判定し、ま
だ、終了していないときは終了するまでこのステップ３
７を繰り返す。

計時が終了したら、これを疑似基準信号出力タイミング
として、ステップ３８に進む。

このステップ３６．３７が疑似基準信号出力手段に相当
する。

ステップ３８では、第４図に示した点火制御ジョブを実
行してこのルーチンを終了する。即ち、点火進角ＡＤＶ
を決定しくステップ１１〜１３）、吸気脈動のピークか
ら求めた周期Ｔとから時間Ｓを演算しくステップ１４）
、その時間Ｓを計時して計時終了時に点火信号を出力す
るようにしている（ステップ１５〜１７）。

尚、本実施例では、吸気脈動を検出するのにエアフロー
メータ１３によって検出される吸入空気流量Ｑを用いた
が、吸気通路内の管内圧の変化を圧力センサにより検出
して、これのピークを用いてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、クランク角セン
サの正常時に基準信号と吸気脈動のピークとのズレの時
間を機関運転状態をパラメータとして記憶させておき、
クランク角センサ故障時に逆に機関運転状態から時間を
検索して、吸気脈動のピークをきっかけとして疑似基準
信号を作り出すことが可能となる。

もって、クランク角センサ故障時にも疑似基準信号を基
に点火時期制御等の各種制御が可能となり、クランク角
センサ故障時のバックアップ装置が具現化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図、第４図及
び第５図は制御内容を示すフローチャート、第６図及び
第７図は同上実施例の制御の様子を示す線図、第８図は
従来例の制御の様子を示す線図である。 １・・・機関　　７・・・点火栓　　１１・・・コント
ロールユニット　　１２・・・クランク角センサ　　１
３・・・エアフローメータ　　１４・・・スロットルセ
ンサ特許出願人　日本電子機器株式会社 代　理　人　弁理士　笹島　富二雄 第２図 第３図 幕達信号発生 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関のクランク軸の基準角度毎に基準信号を出力
   するクランク角センサのバックアップ装置であって、ク
   ランク角センサが正常であるか故障であるかを判別する
   クランク角センサ正常・故障判別手段と、機関の吸気通
   路内の吸気脈動のピークを検出する吸気脈動検出手段と
   、機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、ク
   ランク角センサ正常・故障判別手段により正常と判別さ
   れたときに作動してクランク角センサより出力された基
   準信号の発生時刻からその直後に吸気脈動検出手段によ
   り検出された吸気脈動のピークの発生時刻までの時間を
   演算する時間演算手段と、時間演算手段により演算され
   た時間を機関運転状態検出手段により検出される機関運
   転状態をパラメータとして記憶する時間記憶手段と、吸
   気脈動検出手段により検出された吸気脈動のピークの周
   期を演算する周期演算手段と、クランク角センサ正常・
   故障判別手段により故障と判別されたときに作動して機
   関運転状態検出手段により検出された機関運転状態から
   時間記憶手段により記憶された時間を検索する時間検索
   手段と、周期演算手段により演算された周期から時間検
   索手段により検索した時間を減算して計時値を演算する
   計時値演算手段と、吸気脈動検出手段により検出された
   吸気脈動のピークより計時を開始して計時値演算手段に
   より演算された計時値になったときに疑似基準信号を出
   力する疑似基準信号出力手段と、を設けてなることを特
   徴とするクランク角センサのバックアップ装置。