專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)檢測裝置。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)中，典型地基于作為發(fā)動機(jī)輸出軸的曲軸的轉(zhuǎn)角檢測布置在各氣缸中的活塞的位置。曲軸的轉(zhuǎn)角稱為曲柄角(℃A)。諸如燃料噴射正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)的各種設(shè)置都與曲柄角相關(guān)聯(lián)。
例如，通過曲柄轉(zhuǎn)子(crank rotor)和曲柄角傳感器檢測曲柄角。曲柄轉(zhuǎn)子布置在曲軸上。曲柄角傳感器布置成面對曲柄轉(zhuǎn)子。
曲柄轉(zhuǎn)子包括多個(gè)齒和一缺齒部分(teeth missing portion)。所述齒在曲軸的轉(zhuǎn)動方向上以相等的角度間隔布置。所述缺齒部分限定在缺少預(yù)定數(shù)量的齒的部分處。隨著曲柄轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，各齒經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置。每當(dāng)檢測到齒經(jīng)過時(shí)，曲柄角傳感器輸出脈沖信號。當(dāng)缺齒部分經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置時(shí)，曲柄角傳感器輸出與脈沖信號不同的基準(zhǔn)位置信號。在基準(zhǔn)位置信號輸出時(shí)刻曲軸的轉(zhuǎn)角位置設(shè)定為基準(zhǔn)位置。在基準(zhǔn)位置信號輸出后，曲柄計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)從曲柄角傳感器輸出的脈沖信號的數(shù)量?；诿}沖信號的計(jì)數(shù)數(shù)量檢測從基準(zhǔn)位置開始的曲軸轉(zhuǎn)角，或者曲柄角。
當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動。然而，當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)動方向會緊接在曲軸停止轉(zhuǎn)動之前反向。以下，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)動稱為“正轉(zhuǎn)”。
如上所述，從曲柄角傳感器輸出的脈沖信號的數(shù)量被計(jì)數(shù)，并且基于脈沖信號的計(jì)數(shù)數(shù)量檢測曲柄角。如果當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)動反向，必須從脈沖信號的計(jì)數(shù)數(shù)量減去在反轉(zhuǎn)期間輸出的脈沖信號的數(shù)量。然而，在反轉(zhuǎn)期間輸出的脈沖信號的數(shù)量卻反而被加到脈沖信號的計(jì)數(shù)數(shù)量上。結(jié)果，當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)識別的曲柄角不準(zhǔn)確。因此，當(dāng)重新起動發(fā)動機(jī)時(shí)，指示各活塞位置的識別的曲柄角保持不準(zhǔn)確，直到檢測到基準(zhǔn)位置信號。這樣就無法進(jìn)行燃料噴射和點(diǎn)火，直到檢測到基準(zhǔn)位置信號并正確地識別出曲柄角。
如果可以檢測曲軸的反轉(zhuǎn)，就可以確定從脈沖信號的計(jì)數(shù)數(shù)量減去脈沖信號的數(shù)量的時(shí)刻。在這種情況下，可以獲得當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)曲軸停止的位置。換言之，可以確定當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)曲軸的曲柄角。如果可以檢測當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)的曲柄角，則也可以容易地確定當(dāng)重新起動發(fā)動機(jī)時(shí)的曲柄角。這能夠使得燃料噴射和點(diǎn)火在基準(zhǔn)信號的檢測之前進(jìn)行。這將改善發(fā)動機(jī)特性，如發(fā)動機(jī)起動性能。
日本專利特開No.2001-214791記載了一種以下述方式檢測曲軸反轉(zhuǎn)的裝置。如果當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)動反向，則發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小并到達(dá)零。然后當(dāng)反轉(zhuǎn)開始時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開始增大。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的這種變化反映在脈沖信號的持續(xù)時(shí)間中。當(dāng)脈沖信號的時(shí)間長度到達(dá)最大值時(shí)，也就是說，當(dāng)時(shí)間長度在已增大后開始減小時(shí)，該裝置檢測到曲軸的反轉(zhuǎn)。
可以基于在信號消除處理后剩余的脈沖信號檢測曲柄角。信號消除處理從脈沖信號的序列消除預(yù)定比例的脈沖信號以獲得用于檢測曲柄角的剩余信號，所述脈沖信號的序列在曲軸轉(zhuǎn)動期間以相等的角度間隔輸出。
例如，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)子的齒以10°的角度間隔布置時(shí)，在每10℃A的曲柄角輸出脈沖信號?；谕ㄟ^消除每三個(gè)連續(xù)的脈沖信號中的兩個(gè)獲得的剩余信號操作曲柄計(jì)數(shù)器。在這種情況下，在每30℃A的曲柄角操作計(jì)數(shù)器。這樣，與在每10℃A的曲柄角操作計(jì)數(shù)器時(shí)，也就是說，當(dāng)未進(jìn)行信號消除處理時(shí)相比，用于檢測曲柄角的處理器的負(fù)荷減小。這不需要高速處理器就能檢測曲柄角。
當(dāng)執(zhí)行信號消除處理時(shí)，用于檢測曲柄角的處理器的負(fù)荷減小。然而，當(dāng)執(zhí)行信號消除處理時(shí)，曲柄角的檢測分辨率降低。如果日本專利特開No.2001-214791的裝置執(zhí)行信號消除處理，則這會導(dǎo)致反轉(zhuǎn)的錯誤檢測。更具體地，如果裝置通過檢測當(dāng)反轉(zhuǎn)開始時(shí)脈沖信號的變化識別曲軸的反轉(zhuǎn)，則信號消除處理會妨礙脈沖信號的該變化的檢測。結(jié)果，裝置會未能正確地檢測反轉(zhuǎn)。為了避免這種情況，現(xiàn)有技術(shù)中的反轉(zhuǎn)檢測處理要求對于曲柄角的高檢測分辨率。這必然增大用于檢測曲柄角的負(fù)荷。
當(dāng)輸出脈沖信號時(shí)上述計(jì)數(shù)器工作。換言之，在與脈沖信號的輸出電平的變化同步的時(shí)刻計(jì)數(shù)器工作。然而，如果無論曲軸正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器都根據(jù)脈沖信號的上升時(shí)刻或下降時(shí)刻操作，則在曲軸反轉(zhuǎn)期間無法正確地檢測曲柄角。將參照圖11說明發(fā)生這種缺陷的示例。這里，脈沖信號的上升指的是脈沖信號從低電平到高電平的變化，而脈沖信號的下降指的是脈沖信號從高電平到低電平的變化。
圖11示出在如下所述的條件(a)至(d)下發(fā)生缺陷的示例。
(a)曲柄角傳感器在檢測到曲柄轉(zhuǎn)子的齒(脊段)時(shí)輸出低電平信號，而在檢測到曲柄轉(zhuǎn)子的相鄰齒之間的部分(谷段)時(shí)輸出高電平信號。
(b)在曲軸正轉(zhuǎn)期間，當(dāng)脈沖信號下降時(shí)，也就是說，當(dāng)曲柄角傳感器的輸出信號下降時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值(計(jì)數(shù)器值)增大。在曲軸反轉(zhuǎn)期間，當(dāng)脈沖信號下降時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減小。
(c)曲柄轉(zhuǎn)子的齒以10°的角度間隔布置；(d)在曲柄轉(zhuǎn)子中，對應(yīng)于由圖11中的A所指示的齒的實(shí)際曲柄角是110℃A。
如圖11所示，在曲軸正轉(zhuǎn)期間，當(dāng)齒A的一個(gè)邊緣(第一邊緣)A1經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置時(shí)傳感器的輸出下降，而當(dāng)齒A的另一個(gè)邊緣(第二邊緣)A2經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置時(shí)傳感器的輸出上升。然后，當(dāng)在齒A的第一邊緣A1經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置后曲軸轉(zhuǎn)過10℃A的曲柄角并且實(shí)際曲柄角變?yōu)?20℃A時(shí)，布置成與齒A相鄰的齒B的第一邊緣B1經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置，從而傳感器的輸出下降。這樣，每當(dāng)傳感器的輸出下降時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值增大并且在曲柄角上增加10℃A。結(jié)果，當(dāng)對應(yīng)于齒A的第一邊緣A1檢測到的曲柄角為110℃A時(shí)，對應(yīng)于齒B的第一邊緣B1檢測到的曲柄角為120℃A。在這種情況下，曲軸的實(shí)際曲柄角與檢測到的曲柄角彼此一致。
當(dāng)在齒B的第二邊緣B2經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置后曲軸的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，也就是說，當(dāng)在曲柄角傳感器檢測到曲柄轉(zhuǎn)子的谷段時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，齒B的第二邊緣B2再次經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置。曲柄角傳感器檢測到齒B的經(jīng)過。傳感器的輸出與第二邊緣B2的經(jīng)過同步地下降。結(jié)果，曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減小。檢測到的曲柄角與第二邊緣B2的經(jīng)過同步地變?yōu)?10℃A。然而，當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過面對曲柄角傳感器的位置時(shí)實(shí)際曲柄角方為110℃A。實(shí)際曲柄角與檢測到的曲柄角相互偏離對應(yīng)于齒B的寬度的值。檢測到的曲柄角是基于在比對應(yīng)于實(shí)際曲柄角的時(shí)刻早的時(shí)刻減小的曲柄計(jì)數(shù)器的值。如果當(dāng)曲柄角傳感器檢測到曲柄轉(zhuǎn)子的脊段時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)動反向，則檢測到的曲柄角是基于在從對應(yīng)于實(shí)際曲柄角的時(shí)刻推遲的時(shí)刻減小的曲柄計(jì)數(shù)器的值。
這樣，如果曲柄計(jì)數(shù)器不顧曲軸的轉(zhuǎn)動方向而根據(jù)脈沖信號的下降時(shí)刻增大或減小，則曲柄計(jì)數(shù)器根據(jù)取決于曲軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)的不同齒邊緣的檢測操作。換言之，對應(yīng)于曲軸正轉(zhuǎn)期間的下降信號的曲柄角與對應(yīng)于曲軸反轉(zhuǎn)期間的下降信號的曲柄角彼此偏離。這樣，在曲軸反轉(zhuǎn)期間實(shí)際曲柄角與檢測到的曲柄角彼此偏離。結(jié)果，無法正確地檢測曲柄角。同樣，當(dāng)曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值在脈沖信號的上升時(shí)刻增大或減小時(shí)，在曲軸反轉(zhuǎn)期間也無法正確地檢測曲柄角。
條件(a)至(d)僅是示例?？梢栽O(shè)置與條件(a)至(d)不同的條件。即使在不同條件下，如果計(jì)數(shù)器根據(jù)脈沖信號的上升時(shí)刻或下降時(shí)刻工作而不考慮曲軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，則在曲軸反轉(zhuǎn)期間也無法正確地檢測曲柄角。
當(dāng)檢測到曲軸的反轉(zhuǎn)時(shí)，通過監(jiān)測脈沖信號的上升和下降或通過翻轉(zhuǎn)(invert)脈沖信號的波形，可在曲軸反轉(zhuǎn)期間正確地檢測曲柄角。然而，這將增加檢測曲柄角的負(fù)荷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)檢測裝置，該反轉(zhuǎn)檢測裝置用于檢測輸出軸的反轉(zhuǎn)并用于檢測在輸出軸反轉(zhuǎn)期間的輸出軸轉(zhuǎn)角，其精度改善而不增大用于這種檢測的負(fù)荷。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種在具有輸出軸的內(nèi)燃機(jī)中使用的用于檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)的裝置。該裝置包括傳感器，該傳感器用于每當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角度就輸出脈沖信號。一轉(zhuǎn)角計(jì)算單元執(zhí)行從所述脈沖信號的序列消除預(yù)定比例的所述脈沖信號的消除處理，并基于經(jīng)所述消除處理獲得的剩余信號確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角。一反轉(zhuǎn)檢測單元基于所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。當(dāng)所述輸出軸的轉(zhuǎn)速變得低于預(yù)定的閾值時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元延緩(暫停，suspend)所述消除處理，并基于尚未經(jīng)所述消除處理的所述脈沖信號確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角，并且所述反轉(zhuǎn)檢測單元基于尚未經(jīng)所述消除處理的所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的另一方面是一種在具有輸出軸的內(nèi)燃機(jī)中使用的用于檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)的裝置。該裝置包括傳感器，該傳感器用于每當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角度就輸出脈沖信號。一轉(zhuǎn)角計(jì)算單元包括用于執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降同步的計(jì)數(shù)操作的計(jì)數(shù)器。該轉(zhuǎn)角計(jì)算單元基于所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角。一反轉(zhuǎn)檢測單元基于所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作，而當(dāng)所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的另一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下說明變得明顯，以下說明與附圖相結(jié)合，示例性地說明了本發(fā)明的原理。
通過參考目前優(yōu)選實(shí)施例的以下說明和附圖可最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反轉(zhuǎn)檢測器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用該反轉(zhuǎn)檢測器的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)的簡圖；圖2是示出曲柄角傳感器和曲柄轉(zhuǎn)子的正視圖；圖3是包括在圖2所示的曲柄轉(zhuǎn)動傳感器中的檢測器元件的局部放大視圖；圖4A是第一實(shí)施例中的反轉(zhuǎn)檢測狀態(tài)的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的谷段時(shí)曲軸從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)；圖4B是第一實(shí)施例中的反轉(zhuǎn)檢測狀態(tài)的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的脊段時(shí)曲軸從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)；圖5是示出第一實(shí)施例中的曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理的流程圖；圖6是示出與圖5的曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理相關(guān)的曲柄角檢測的一個(gè)示例的示意圖；圖7A是本發(fā)明第二實(shí)施例中的正轉(zhuǎn)曲柄角信號和反轉(zhuǎn)曲柄角信號的輸出狀態(tài)的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的谷段時(shí)曲軸從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)；圖7B是來自第二實(shí)施例中的正轉(zhuǎn)曲柄角信號和反轉(zhuǎn)曲柄角信號的輸出的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的脊段時(shí)曲軸從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)；圖8A是來自第二實(shí)施例中的正轉(zhuǎn)曲柄角信號、反轉(zhuǎn)曲柄角信號和正/反轉(zhuǎn)識別信號的輸出的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的谷段時(shí)曲軸從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)；圖8B是來自第二實(shí)施例中的正轉(zhuǎn)曲柄角信號、反轉(zhuǎn)曲柄角信號和正/反轉(zhuǎn)識別信號的輸出的示意圖，其中在曲柄角傳感器正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子的脊段時(shí)曲軸從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)；圖9是示出第二實(shí)施例中的曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理的流程圖；圖10是示出與圖9的曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理相關(guān)的曲柄角檢測的一個(gè)示例的示意圖；
圖11是示出現(xiàn)有技術(shù)中的曲柄角檢測的一個(gè)示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照圖1至圖6說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)反轉(zhuǎn)檢測器。
圖1是示出應(yīng)用第一實(shí)施例的反轉(zhuǎn)檢測器的汽油機(jī)1的結(jié)構(gòu)及其外圍設(shè)備的示意圖。
汽油機(jī)1的氣缸體2包括多個(gè)氣缸4(圖1僅示出一個(gè))。各氣缸4容納有活塞5。各活塞5通過連桿6連接到曲軸7，該曲軸7是發(fā)動機(jī)1的輸出軸。
在氣缸體2的上部上安裝有氣缸蓋3。在各氣缸4中，在活塞5的頂端與氣缸蓋3之間形成有燃燒室8。氣缸蓋3包括用于各氣缸4的火花塞11以點(diǎn)燃在相應(yīng)的燃燒室8中的空氣-燃料混合物。
火花塞11連接到點(diǎn)火線圈48上。該點(diǎn)火線圈48與點(diǎn)火器47連接。
氣缸蓋3包括用于各氣缸4的進(jìn)氣口9和排氣口10。進(jìn)氣口9用作用于使空氣進(jìn)入燃燒室8的通道。排氣口10提供用于從燃燒室8排氣的通道。進(jìn)氣口9具有開啟和關(guān)閉進(jìn)氣口9的進(jìn)氣門12。排氣口10具有開啟和關(guān)閉排氣口10的排氣門13。此外，為各氣缸4布置的燃料噴射閥35將燃料噴射到進(jìn)氣口9中。
進(jìn)氣口9連接至進(jìn)氣道20。排氣口10連接至排氣道30。在進(jìn)氣道20中布置有節(jié)氣門23，該節(jié)氣門23的開度由基于加速踏板的操作驅(qū)動的致動器22調(diào)節(jié)。通過改變節(jié)氣門23的開度調(diào)節(jié)吸入燃燒室8中的空氣量。
汽油機(jī)1還包括用于檢測發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器。例如，在曲軸7上布置有與曲軸7一體地轉(zhuǎn)動的曲柄轉(zhuǎn)子41。在曲柄轉(zhuǎn)子41附近布置有曲柄角傳感器40，該曲柄角傳感器40用于檢測曲軸7的轉(zhuǎn)角，或者曲柄角?；谇莻鞲衅?0的檢測信號計(jì)算曲軸7的轉(zhuǎn)角位置，或者曲柄角，以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE。布置在節(jié)氣門23附近的節(jié)氣門開度傳感器44檢測節(jié)氣門23的開度TA(節(jié)氣門開度TA)。布置在節(jié)氣門23上游的空氣流量計(jì)45檢測進(jìn)氣量QA，該進(jìn)氣量是流入進(jìn)氣道20的進(jìn)氣的量。
一電子控制單元(ECU)50執(zhí)行用于汽油機(jī)1的各種控制，如點(diǎn)火正時(shí)控制和燃料噴射控制。ECU50主要由包括中央處理單元(CPU)的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。例如，ECU50包括預(yù)存各種程序和脈譜圖等的只讀存儲器(ROM)、用于臨時(shí)存儲CPU的計(jì)算結(jié)果等的隨機(jī)存取存儲器(RAM)、定時(shí)計(jì)數(shù)器、輸入接口和輸出接口。
來自諸如曲柄角傳感器40、節(jié)氣門開度傳感器44、空氣流量計(jì)45和冷卻液溫度傳感器46的各種傳感器的輸出信號輸入到輸入接口中。這樣，傳感器用于檢測汽油機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
輸出接口經(jīng)由相應(yīng)的驅(qū)動電路等連接至燃料噴射閥35、火花塞11、節(jié)氣門23的致動器22等?；趤碜陨鲜鰝鞲衅鞯男盘枺珽CU50控制例如從燃料噴射閥35的燃料噴射、火花塞11的放電以及致動器22的驅(qū)動。更具體地，諸如使用火花塞11的點(diǎn)火正時(shí)和使用燃料噴射閥35的燃料噴射正時(shí)的各種設(shè)置都與檢測到的曲柄角相關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)在將參照圖2和圖3說明第一實(shí)施例中的曲柄角檢測。
圖2示出曲柄角傳感器40和曲柄轉(zhuǎn)子41的結(jié)構(gòu)和布置。曲柄角傳感器40每當(dāng)檢測到多個(gè)齒41a中的一個(gè)經(jīng)過時(shí)輸出脈沖信號，所述多個(gè)齒41a形成在曲柄轉(zhuǎn)子41的周表面上。在三十六個(gè)齒以相等角度間隔形成在曲柄轉(zhuǎn)子41上的情況下，除去兩個(gè)連續(xù)的齒以便使曲柄轉(zhuǎn)子41的周表面包括三十四個(gè)齒41a。除去兩個(gè)齒的部分稱為缺齒部分41b。曲柄轉(zhuǎn)子41的周表面上兩個(gè)相鄰的齒41a之間的各段稱為谷段41c。可以根據(jù)例如曲柄角的檢測分辨率設(shè)置齒41a的數(shù)量和對應(yīng)于缺齒部分41b的缺齒的數(shù)量。
圖3示出包括在曲柄角傳感器40中的檢測器元件的布置狀態(tài)。
如圖3所示，曲柄角傳感器40包括第一檢測器元件40a和第二檢測器元件40b。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，第一檢測器元件40a檢測一個(gè)齒41a的經(jīng)過，并且第二檢測器元件40b繼而檢測已由第一檢測器元件40a檢測的同一齒41a的經(jīng)過。
來自檢測齒41a的經(jīng)過的第一檢測器元件40a和第二檢測器元件40b的輸出都經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生脈沖信號。第一檢測器元件40a和轉(zhuǎn)換第一檢測器元件40a的輸出的A/D轉(zhuǎn)換器等形成第一檢測單元。同樣，第二檢測器元件40b和轉(zhuǎn)換第二檢測器元件40b的輸出的A/D轉(zhuǎn)換器等形成第二檢測單元。
在第一實(shí)施例中，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換以便在正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的齒41a(脊段)時(shí)使脈沖信號設(shè)置在低電平，而在正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的谷段41c時(shí)使脈沖信號設(shè)置在高電平。更具體地，在一個(gè)齒41a的經(jīng)過期間，當(dāng)檢測到該齒41a的相對于正轉(zhuǎn)方向位于前面的一個(gè)邊緣(第一邊緣41a1)時(shí)，脈沖信號的電平從高電平切換到低電平，而當(dāng)檢測到該齒41a的另一個(gè)邊緣(第二邊緣41a2)時(shí)，脈沖信號的電平從低電平切換到高電平。這樣，在檢測到各邊緣41a1和41a2時(shí)脈沖信號的輸出電平切換?；诘谝粰z測器元件40a的檢測結(jié)果輸出的脈沖信號用作曲柄角信號CKP?？商鎿Q地，可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以便當(dāng)正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的齒41a(脊段)時(shí)使脈沖信號設(shè)置在高電平，而當(dāng)正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的谷段41c時(shí)使脈沖信號設(shè)置在低電平。
當(dāng)結(jié)合使用曲柄角傳感器40和曲柄轉(zhuǎn)子41時(shí)，在曲軸7轉(zhuǎn)動期間曲柄角傳感器40輸出對應(yīng)于各齒41a的脈沖信號。換言之，在曲軸7轉(zhuǎn)動期間，曲柄角傳感器40每10℃A的曲柄角輸出曲柄角信號CKP。在缺齒部分41b經(jīng)過期間，曲柄角傳感器40輸出指示該缺齒部分41b的經(jīng)過的基準(zhǔn)位置信號。在這種情況下，曲柄角傳感器40輸出對于30℃A的曲柄角的脈沖信號。曲柄角傳感器40每360℃A的曲柄角輸出一基準(zhǔn)位置信號。當(dāng)基準(zhǔn)位置信號輸出時(shí)，ECU50的曲柄計(jì)數(shù)器CR復(fù)位為零。之后，曲柄計(jì)數(shù)器CR如此操作，使得每當(dāng)曲柄角信號CKP輸出時(shí)其計(jì)數(shù)值增加一。
盡管對于每10℃A的曲柄角輸出曲柄角信號CKP，但是基于經(jīng)信號消除處理獲得的剩余信號操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。該信號消除處理從每三個(gè)連續(xù)的曲柄角信號CKP消除兩個(gè)。作為信號消除處理的結(jié)果，每30℃A的曲柄角操作曲柄計(jì)數(shù)器CA。在這種情況下，與每10℃A的曲柄角操作曲柄計(jì)數(shù)器CA時(shí)，即未進(jìn)行信號消除處理時(shí)相比，用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷減小。這使得能夠檢測到曲柄角，而無需使用高速處理器(例如CPU等)?；谝陨鲜龇绞讲僮鞯那?jì)數(shù)器CR的值計(jì)算相對于基準(zhǔn)位置曲軸7的轉(zhuǎn)角，或者曲柄角?？梢愿鶕?jù)例如曲柄角的檢測分辨率設(shè)置待消除的信號的數(shù)量?；趤碜郧莻鞲衅?0的輸出信號的曲柄角計(jì)算處理對應(yīng)于由轉(zhuǎn)角計(jì)算單元執(zhí)行的處理。
當(dāng)發(fā)動機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸7沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動。然而，當(dāng)停止發(fā)動機(jī)1時(shí)，緊接在曲軸7停止轉(zhuǎn)動之前曲軸7的轉(zhuǎn)動方向可能會反向。因此，需要確定曲軸7是否處于反轉(zhuǎn)。在曲軸7的反轉(zhuǎn)的檢測期間，操作曲柄計(jì)數(shù)器CR使得每當(dāng)曲柄角信號CKP輸出時(shí)其計(jì)數(shù)值減小。這樣，曲柄計(jì)數(shù)器CR以不同于根據(jù)曲軸7是否處于正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方式工作。這使得能夠正確檢測當(dāng)發(fā)動機(jī)1停止時(shí)的曲柄角。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)1停止時(shí)檢測到的曲柄角，或者更具體地，當(dāng)曲軸7停止轉(zhuǎn)動時(shí)檢測到的曲柄角，存儲在ECU50的RAM中。存儲在RAM中的曲柄角設(shè)定為初始值，當(dāng)下一次起動發(fā)動機(jī)1并且曲軸7重新開始轉(zhuǎn)動時(shí)使用該初始值。這使得能夠在起動發(fā)動機(jī)時(shí)容易地獲得準(zhǔn)確的曲柄角。結(jié)果，當(dāng)起動發(fā)動機(jī)時(shí)，可迅速進(jìn)行燃料噴射和點(diǎn)火，而不必等待直到檢測到基準(zhǔn)位置信號。這改善了發(fā)動機(jī)特性，如起動性能和廢氣排放。
現(xiàn)在將參照圖4A和圖4B說明第一實(shí)施例中反轉(zhuǎn)的檢測。
首先，圖4A示出當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測谷段41c時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向這種情況的檢測。
如上所述，兩個(gè)檢測器元件，即第一檢測器元件40a和第二檢測器元件40b，檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的一個(gè)齒41a的經(jīng)過。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，第一檢測器元件40a首先檢測齒41a，然后第二檢測器元件40b檢測同一齒41a。這樣，在齒41a的經(jīng)過期間，基于第一檢測器元件40a的檢測結(jié)果的脈沖信號的輸出時(shí)刻與基于第二檢測器元件40b的檢測結(jié)果的脈沖信號的輸出時(shí)刻略有區(qū)別。如圖4A所示，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，首先由第一檢測器元件40a檢測到一個(gè)齒A，然后由第二檢測器元件40b檢測到同一齒A。此外，首先由第一檢測器元件40a檢測到布置成與檢測到的齒A相鄰的齒B，然后由第二檢測器元件40b檢測到同一齒B。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，第一檢測單元的輸出電平首先從高電平切換到低電平，然后第二檢測單元的輸出電平從高電平切換到低電平。因此，如果緊接在第一檢測單元的輸出電平切換之后，或者緊接在一邊緣之后，第一檢測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平彼此不同，則認(rèn)為曲軸7處于正轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)?shù)谝粰z測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平以這樣的方式彼此不同時(shí)，將曲軸7確定為正在正轉(zhuǎn)，并且將指示曲軸7的轉(zhuǎn)動狀態(tài)的正/反轉(zhuǎn)識別信號FL設(shè)置在高電平。
當(dāng)在曲柄角傳感器40正在檢測谷段41c(第一檢測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平都為高電平)時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，首先由第二檢測器元件40b檢測到一個(gè)齒B，然后由第一檢測器元件40a檢測到同一齒B。首先由第二檢測器元件40b檢測到布置成與檢測到的齒B相鄰的齒A，然后由第一檢測器元件40a檢測到同一齒A。因此，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，第二檢測單元的輸出電平首先由高電平切換到低電平，然后第一檢測單元的輸出電平也由高電平切換到低電平。因而，如果緊接在第一檢測單元的輸出電平切換之后或緊接在一邊緣之后第一檢測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平彼此一致，則認(rèn)為曲軸7處于反轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)?shù)谝粰z測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平以這種方式彼此一致時(shí)，確定曲軸7正在反轉(zhuǎn)并將指示曲軸7的轉(zhuǎn)動狀態(tài)的正/反轉(zhuǎn)識別信號FL設(shè)置為低電平。
接下來，圖4B示出當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測齒41a(脊段)時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向這種情況的檢測。
如圖4B所示，以與當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測谷段時(shí)曲軸7發(fā)生反轉(zhuǎn)相同的方式，檢測當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測脊段時(shí)發(fā)生的曲軸7的反轉(zhuǎn)。更具體地，當(dāng)在曲柄角傳感器40正在檢測齒41a(第一檢測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平都為低)時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，首先由第二檢測器元件40b檢測到形成在齒B與齒A之間的一個(gè)谷段41c，然后由第一檢測器元件40a檢測到同一谷段41c。隨后，首先由第二檢測器元件40b檢測到齒A，然后由第一檢測器元件40a檢測到同一齒A。因此，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，第二檢測單元的輸出電平首先由低電平切換到高電平，然后第一檢測單元的輸出電平由低電平切換到高電平。因而，如果緊接在第一檢測單元的輸出電平切換之后或緊接在一邊緣之后第一檢測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平彼此一致，則認(rèn)為曲軸7處于反轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)?shù)谝粰z測單元的輸出電平和第二檢測單元的輸出電平以這種方式彼此一致時(shí)，確定曲軸7正在反轉(zhuǎn)并將指示曲軸7的轉(zhuǎn)動狀態(tài)的正/反轉(zhuǎn)識別信號FL設(shè)置為低電平。
這樣，在第一實(shí)施例中，基于第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。
在第一實(shí)施例中，基于緊接在第一檢測單元的輸出電平切換之后第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)?？商鎿Q地，可基于緊接在第二檢測單元的輸出電平切換之后第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。緊接在第二檢測單元的輸出電平切換之后的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系與緊接在第一檢測單元的輸出電平切換之后的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系相反。因此，當(dāng)緊接在第二檢測單元的輸出電平切換之后第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平彼此不同時(shí)，可確定曲軸7正在反轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)曲軸7正轉(zhuǎn)時(shí)，可將正/反轉(zhuǎn)識別信號FL設(shè)置為低電平，而當(dāng)曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)，可將正/反轉(zhuǎn)識別信號FL設(shè)置為高電平。上述基于來自曲柄角傳感器40的輸出信號的曲軸7的反轉(zhuǎn)檢測處理對應(yīng)于由反轉(zhuǎn)檢測單元執(zhí)行的處理。
現(xiàn)在將參照圖5說明在曲軸7正轉(zhuǎn)期間及反轉(zhuǎn)期間曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作。
圖5示出用于在曲軸7正轉(zhuǎn)期間及反轉(zhuǎn)期間設(shè)置曲柄計(jì)數(shù)器CR的程序。該處理由ECU50以預(yù)定周期反復(fù)執(zhí)行。
一旦該處理開始，ECU50首先判斷當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否小于閾值α(S100)。在該步驟中，判斷曲軸7反轉(zhuǎn)的可能性，因?yàn)楫?dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，如發(fā)動機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)動不會反向。閾值α設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，該值能夠判斷?dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否低得足以導(dǎo)致曲軸7反轉(zhuǎn)。在第一實(shí)施例中，閾值α設(shè)定為400rpm。
當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE大于或等于閾值α(S100中為否)時(shí)，啟動(enable)用于消除曲柄角信號CKP的處理和用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理的執(zhí)行。然后設(shè)定正轉(zhuǎn)用有效邊緣(S140)。該有效邊緣是各齒41a的邊緣中的一個(gè)。特別地，該有效邊緣是改變曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值的邊緣。將導(dǎo)致經(jīng)過信號消除處理的曲柄角信號CKP的脈沖信號下降的邊緣設(shè)定為正轉(zhuǎn)用有效邊緣。換言之，當(dāng)信號的輸出電平從高電平切換到低電平時(shí)檢測到的邊緣設(shè)定為正轉(zhuǎn)用有效邊緣。
接下來，ECU50判斷是否已由曲柄角傳感器40檢測到有效邊緣(S150)。當(dāng)未檢測到正轉(zhuǎn)用有效邊緣(S150中為否)時(shí)，處理暫時(shí)終止。當(dāng)檢測到正轉(zhuǎn)用有效邊緣(S150中為是)時(shí)，增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值(S160)。例如，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大三。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大與30℃A的曲柄角對應(yīng)的量。然后處理暫時(shí)終止。
當(dāng)在步驟S100中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE小于閾值α(S100中為是)時(shí)，ECU50判斷是否已給出停止發(fā)動機(jī)的請求(發(fā)動機(jī)停止請求)(S110)。在以下情況下ECU50可判定已給出發(fā)動機(jī)停止請求，即，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉時(shí)或當(dāng)在設(shè)有用于自動起動或停止發(fā)動機(jī)的功能的車輛中已給出自動停止請求時(shí)。當(dāng)未給出發(fā)動機(jī)停止請求(S110中為否)時(shí)，執(zhí)行與當(dāng)步驟S100中的判斷結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行的處理相同的處理。
當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE小于閾值α并且已給出發(fā)動機(jī)停止請求(S110中為是)時(shí)，ECU50判定曲軸7的轉(zhuǎn)動正在反向的可能性高。這樣，ECU50延緩用于消除曲柄角信號CKP的處理和用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理(S120)。延緩用于消除曲柄角信號CKP的處理的原因如下。
當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE低于預(yù)定水平時(shí)，即，當(dāng)諸如在停止發(fā)動機(jī)時(shí)發(fā)動機(jī)以低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸7的轉(zhuǎn)動通常反向。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE低于預(yù)定閾值α?xí)r，延緩用于消除曲柄角信號CKP的處理以啟動基于未經(jīng)過信號消除處理的曲柄角信號CKP的曲軸7反轉(zhuǎn)的檢測。這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)正在以低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄角的檢測分辨率高。這能夠準(zhǔn)確地檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在較長的間隔中輸出曲柄角信號CKP。這為基于曲柄角信號CKP的曲柄角計(jì)算提供了充足的時(shí)間。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)不執(zhí)行信號消除處理，用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷也不高。這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE小于閾值α?xí)r，延緩信號消除處理并以高曲柄角檢測分辨率檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。這能夠準(zhǔn)確地檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)，而不增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
延緩用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理的原因如下。當(dāng)曲柄角傳感器正在檢測缺齒部分41b時(shí)，與當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測存在的齒41a時(shí)相比，齒41a的缺失導(dǎo)致在較長的間隔后輸出脈沖信號，或者曲柄角信號CKP。當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE急劇降低。這樣，當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，正在檢測齒41a的曲柄角傳感器40會以與如同曲柄角傳感器40正在檢測缺齒部分41b一樣的方式在長的間隔后輸出曲柄角信號CKP。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE低于預(yù)定閾值α?xí)r，即，當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動正在反向的可能性高時(shí)，可能會錯誤地輸出指示缺齒部分41b的基準(zhǔn)位置信號，并且可能會基于輸出的基準(zhǔn)位置信號錯誤地復(fù)位曲柄計(jì)數(shù)器CR。為了避免這種情況，當(dāng)發(fā)動機(jī)速NE低于閾值α?xí)r，延緩用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理。此外，基于曲柄計(jì)數(shù)器CR的當(dāng)前值設(shè)定基準(zhǔn)位置。更具體地，當(dāng)基于曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值計(jì)算的曲柄角到達(dá)360℃A時(shí)，復(fù)位曲柄計(jì)數(shù)器CR。這防止了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間錯誤地檢測曲柄角。
在延緩這些處理后，ECU50接下來判斷曲軸7是否在反轉(zhuǎn)(S130)?；谏鲜稣?反轉(zhuǎn)識別信號FL處于高電平還是低電平來檢測反轉(zhuǎn)。當(dāng)正/反轉(zhuǎn)識別信號處于高電平時(shí)，判定曲軸7為正在正轉(zhuǎn)(S130中為否)。這樣，執(zhí)行步驟S140和S150。由于延緩了信號消除處理，在步驟S140中將當(dāng)曲柄角信號CKP的脈沖信號下降時(shí)檢測到的邊緣，即，當(dāng)該信號的輸出電平從高電平切換到低電平時(shí)檢測到的邊緣，設(shè)定為正轉(zhuǎn)用有效邊緣。當(dāng)檢測到有效邊緣(S150中為是)時(shí)，增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值(S160)。由于延緩了信號消除處理，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大一。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大與10℃A的曲柄角對應(yīng)的量。然后該處理暫時(shí)終止。
當(dāng)正/反轉(zhuǎn)識別信號FL處于低電平并且在步驟S130中曲軸7在反轉(zhuǎn)(S130中為是)時(shí)，設(shè)定反轉(zhuǎn)用有效邊緣(S170)。對于未經(jīng)過信號消除處理的曲柄角信號CKP，將當(dāng)曲柄角信號CKP的脈沖信號上升時(shí)檢測到的邊緣，即，當(dāng)該信號的輸出電平從低電平切換到高電平時(shí)檢測到的邊緣，設(shè)定為反轉(zhuǎn)用有效邊緣。該邊緣與設(shè)定為正轉(zhuǎn)用有效邊緣的邊緣不同。這樣，當(dāng)檢測到曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)定反轉(zhuǎn)用有效邊緣以便通過脈沖信號的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻中不同于在曲軸7正轉(zhuǎn)期間操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的時(shí)刻的另一個(gè)時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
接下來，ECU50判斷是已否由曲柄角傳感器40檢測到該有效邊緣(S180)。當(dāng)未檢測到反轉(zhuǎn)用有效邊緣(S180中為否)時(shí)，該處理暫時(shí)終止。當(dāng)檢測到反轉(zhuǎn)用有效邊緣(S180中為是)時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器CR減小(S190)。由于延緩了信號消除處理，曲柄計(jì)數(shù)器CR的值減小一。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值減小與10℃A的曲柄角對應(yīng)的量。然后該處理暫時(shí)終止。
圖6示出與曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理相關(guān)的曲柄角檢測的示例。圖6尤其示出由于低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速延緩曲柄角信號CKP消除處理時(shí)的檢測。在圖6中，在多個(gè)齒41a中，對應(yīng)于齒A的實(shí)際曲柄角為110℃A。
如圖6所示，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)子41的齒A的一個(gè)邊緣(第一邊緣)A1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)，曲柄角信號CKP下降，而當(dāng)該齒A的另一個(gè)邊緣(第二邊緣)A2經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)，曲柄角信號CKP上升。因而，當(dāng)在齒A的第一邊緣A1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近后曲軸7轉(zhuǎn)過10℃A的曲柄角并且實(shí)際曲柄角變?yōu)?20℃A時(shí)，布置成與齒A相鄰的齒B的一個(gè)邊緣(第一邊緣)B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近，從而曲柄角信號CKP下降。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，將當(dāng)曲柄角信號CKP的脈沖信號下降時(shí)檢測到的邊緣，即，當(dāng)該信號的輸出電平從高電平切換到低電平時(shí)檢測到的邊緣，設(shè)定為有效邊緣。這樣，每當(dāng)曲柄角信號CKP下降時(shí)曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大并且曲柄角增加10℃A。當(dāng)與齒A的第一邊緣A1相對應(yīng)的檢測到的曲柄角為110℃A時(shí)，與齒B的第一邊緣B1相對應(yīng)的檢測到的曲柄角為120℃A。在這種情況下，曲軸7的實(shí)際曲柄角和檢測到的曲柄角彼此一致。
當(dāng)在齒B的另一個(gè)邊緣(第二邊緣B2)經(jīng)過曲柄角傳感器40附近后曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，即，當(dāng)在曲柄角傳感器40正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的谷段時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，齒B的第二邊緣B2再次經(jīng)過曲柄角傳感器40附近。曲柄角傳感器40檢測到齒B的經(jīng)過。曲柄角信號CKP與第二邊緣B2的經(jīng)過同步地下降。
如果對于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)有效邊緣如同在現(xiàn)有技術(shù)中一樣未改變，則曲柄計(jì)數(shù)器CR將與第二邊緣B2的經(jīng)過同步地減小，如圖6中的雙點(diǎn)劃線所示。換言之，與第二邊緣B2的經(jīng)過同步地檢測到的曲柄角將會是110℃A。然而，當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)實(shí)際曲柄角為110℃A。這樣，實(shí)際曲柄角與檢測到的曲柄角彼此偏離與齒B的寬度對應(yīng)的角度。結(jié)果，將無法準(zhǔn)確地檢測曲柄角。
然而，在第一實(shí)施例中，對于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)有效邊緣改變。當(dāng)基于低電平的正/反轉(zhuǎn)識別信號FL識別曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，將當(dāng)曲柄角信號CKP上升時(shí)檢測到的邊緣設(shè)定為操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的有效邊緣。換言之，將當(dāng)曲柄角信號CKP的輸出電平從低電平切換到高電平時(shí)檢測到的邊緣設(shè)定為有效邊緣。這樣，即使曲軸7的轉(zhuǎn)動反向并且齒B的第二邊緣B2再次經(jīng)過曲柄角傳感器40附近由此導(dǎo)致曲柄角信號CKP下降時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器CR也不與該信號的下降同步地減小。當(dāng)曲軸7進(jìn)一步轉(zhuǎn)過與齒B的寬度對應(yīng)的角度時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器CR減小。換言之，當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近并且曲柄角信號CKP與第一邊緣B1的經(jīng)過同步地上升時(shí)，曲柄計(jì)數(shù)器CR減小并且從檢測到的曲柄角減去10℃A。當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)實(shí)際曲柄角為120℃A。當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)，實(shí)際曲柄角繼而變?yōu)?10℃A。檢測到的曲柄角也與實(shí)際曲柄角的這種變化同步地減小。這使得能夠在曲軸7反轉(zhuǎn)期間準(zhǔn)確地檢測曲柄角。
在第一實(shí)施例中，根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。這提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間曲柄角的檢測精度。如上所述，與當(dāng)監(jiān)控曲柄角信號CKP的脈沖信號的上升和下降時(shí)或當(dāng)在檢測到曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)脈沖信號的波形時(shí)相比，防止了用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷增大。這提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的曲柄角檢測精度，而不增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
第一實(shí)施例的反轉(zhuǎn)檢測器具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE低于預(yù)定閾值α?xí)r，延緩用于消除曲柄角信號CKP的處理。在這種情況下，基于未經(jīng)過消除處理的曲柄角信號CKP的脈沖信號檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，曲柄角的檢測分辨率高并且準(zhǔn)確地檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，在較長的間隔后輸出曲柄角信號CKP。因此，確保了用于基于曲柄角信號CKP計(jì)算曲柄角所需的充足的時(shí)間。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)延緩了信號消除處理，也防止了用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷的增大。這提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的檢測精度，而不增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
(2)在與曲柄角信號CKP的脈沖信號的輸出電平的切換同步的時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。此外，根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。這樣，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，與信號的上升對應(yīng)地檢測在曲軸7正轉(zhuǎn)期間與信號的下降對應(yīng)地檢測的曲柄角。結(jié)果，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，實(shí)際曲柄角與檢測到的曲柄角彼此一致。這使得能夠在曲軸7反轉(zhuǎn)期間準(zhǔn)確地檢測曲柄角。
在第一實(shí)施例中，根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。這提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的曲柄角的檢測精度。這提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的曲柄角的檢測精度，而沒有增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
(3)在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，在曲柄角信號CKP的脈沖信號的下降時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。此外，當(dāng)識別出曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，與在曲軸7正轉(zhuǎn)期間操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的時(shí)刻不同，在脈沖信號的上升時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。這樣，根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同的時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
(4)曲柄角傳感器40包括第一檢測單元和第二檢測單元。第一檢測單元檢測一個(gè)齒41a的經(jīng)過并輸出對應(yīng)于齒41a的脈沖信號。第二檢測單元檢測已由第一檢測單元檢測到的同一齒41a的經(jīng)過，并輸出對應(yīng)于齒41a的脈沖信號。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，首先從第一檢測單元輸出脈沖信號，然后從第二檢測單元輸出脈沖信號。在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，首先從第二檢測單元輸出脈沖信號，然后從第一檢測單元輸出脈沖信號。這樣，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系不同于在曲軸7反轉(zhuǎn)期間第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系。在第一實(shí)施例中，基于輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。更具體地，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，第二檢測單元的輸出電平首先切換，然后第一檢測單元的輸出電平切換。這樣，當(dāng)緊接在第一檢測單元的輸出電平切換后第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平彼此一致時(shí)，判定曲軸7為正在反轉(zhuǎn)。這確保了曲軸7的反轉(zhuǎn)的檢測。
現(xiàn)在將參照圖7A至圖10說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)反轉(zhuǎn)檢測器。
在第二實(shí)施例中，基于來自第一檢測單元的輸出信號輸出兩種曲柄角信號，即，正轉(zhuǎn)用曲柄角信號FCKP和反轉(zhuǎn)用曲柄角信號RCKP。
曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻按以下方式預(yù)先設(shè)定。在正轉(zhuǎn)用曲柄角信號FCKP中的脈沖信號的下降時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。在反轉(zhuǎn)用曲柄角信號RCKP中的脈沖信號的上升時(shí)刻，即，在與由正轉(zhuǎn)用曲柄角信號FCKP操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的時(shí)刻不同的時(shí)刻，操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
這樣，除了從曲柄角傳感器40輸出兩種曲柄角信號，并且對于正轉(zhuǎn)用曲柄角信號和反轉(zhuǎn)用曲柄角信號將曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻預(yù)先設(shè)定為在不同時(shí)刻之外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。
現(xiàn)在將集中說明根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)反轉(zhuǎn)檢測器與第一實(shí)施例的區(qū)別。
首先，將說明正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP和反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出。
在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP從第一檢測單元輸出為脈沖信號，該脈沖信號的輸出電平以與曲柄角信號CKP相同的方式切換。然而，當(dāng)檢測到曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為保持在高電平的信號，即，具有恒定電平的信號。曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻預(yù)先設(shè)定為，使得當(dāng)正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的下降時(shí)刻增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。這樣，對正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP以與上述相同的方式預(yù)先設(shè)定正轉(zhuǎn)用有效邊緣。
在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為保持在低電平的脈沖信號，即，具有恒定電平的信號。然而，當(dāng)檢測到曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP從第一檢測單元輸出為脈沖信號，該脈沖信號的輸出電平以與曲柄角信號CKP相同的方式切換。曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻預(yù)先設(shè)定為，使得當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的上升時(shí)刻減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。換言之，在與正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP不同的時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。這樣，對反轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP以與上述相同的方式預(yù)先設(shè)定反轉(zhuǎn)用有效邊緣。
圖7A和圖7B以增加到圖4的方式示出正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP和反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出，圖4示出反轉(zhuǎn)的檢測。圖7A示出當(dāng)在由曲柄角傳感器40正在檢測谷段41c的狀態(tài)下曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)各曲柄角信號的輸出。換言之，圖7A示出當(dāng)在第一檢測單元檢測到齒B的第二邊緣B2之后曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)各曲柄角信號的輸出。圖7B以相同的方式示出當(dāng)在由曲柄角傳感器40正在檢測脊段(齒41a)的狀態(tài)下曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)各曲柄角信號的輸出。換言之，圖7B示出當(dāng)在第一檢測單元正在檢測齒B的狀態(tài)下曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)各曲柄角信號的輸出。
如圖7A所示，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為與第一檢測單元的輸出同步的脈沖信號。當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向并且在對應(yīng)于齒B的第二邊緣B2的時(shí)刻正/反轉(zhuǎn)識別信號FL切換到低電平時(shí)，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為保持在高電平的信號。
在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為保持在低電平的信號。當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向并且在對應(yīng)于齒B的第二邊緣B2的時(shí)刻正/反轉(zhuǎn)識別信號FL切換到低電平時(shí)，反轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為與第一檢測單元的輸出同步的脈沖信號。在圖7A所示的狀態(tài)下，基于正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值，直到當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)第一檢測單元檢測到齒B的第二邊緣B2。一旦當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)第一檢測單元檢測到齒B的第二邊緣B2，就基于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。
同樣，在圖7B所示的狀態(tài)下，在當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)第一檢測單元檢測到齒B的第一邊緣B1之前，基于正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。一旦在曲軸7反轉(zhuǎn)期間第一檢測單元檢測到齒B的第一邊緣B1，就基于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。
當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動一旦反向并且然后返回到正轉(zhuǎn)時(shí)，基于與上述相同的原理進(jìn)行轉(zhuǎn)動方向的檢測和各曲柄角信號的輸出。雖然在此未詳細(xì)說明，但在圖8A和圖8B中以與圖7A和圖7B中相同的方式示出轉(zhuǎn)動方向的檢測和曲柄角信號的輸出。
圖8A示出當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測谷段41c時(shí)曲軸7從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即，圖8A示出當(dāng)在第一檢測單元檢測到齒A的第一邊緣A1之后曲軸7從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)時(shí)正/反轉(zhuǎn)識別信號FL的切換和各曲柄角信號的輸出。同樣，圖8B示出當(dāng)曲柄角傳感器40正在檢測脊段(齒41a)時(shí)曲軸7從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即，圖8B示出當(dāng)在第一檢測單元正在檢測齒A的狀態(tài)下曲軸7從反轉(zhuǎn)切換到正轉(zhuǎn)時(shí)正/反轉(zhuǎn)識別信號FL的切換和各曲柄角信號的輸出。
如圖8A所示，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為保持在高電平的信號。當(dāng)曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且在對應(yīng)于齒A的第一邊緣A1的時(shí)刻正/反轉(zhuǎn)識別信號FL從低電平切換到高電平時(shí)，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為與第一檢測單元的輸出同步的脈沖信號。
在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為與第一檢測單元的輸出同步的脈沖信號。當(dāng)曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且在對應(yīng)于齒A的第一邊緣A1的時(shí)刻正/反轉(zhuǎn)識別信號FL切換到高電平時(shí)，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為保持在低電平的信號。在圖8A所示的狀態(tài)下，基于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值，直到曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且第一檢測單元檢測到齒A的第一邊緣A1。一旦曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且第一檢測單元檢測到齒A的第一邊緣A1，就基于正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。
同樣，在圖8B所示的狀態(tài)下，基于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值，直到曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且第一檢測單元檢測到齒A的第二邊緣A2。一旦曲軸7切換到正轉(zhuǎn)并且第一檢測單元檢測到齒A的第二邊緣A2，就基于正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。
現(xiàn)在將參照圖9說明在第二實(shí)施例中在曲軸7正轉(zhuǎn)期間及反轉(zhuǎn)期間曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作。在第二實(shí)施例中用于設(shè)定曲柄計(jì)數(shù)器的處理僅與圖5所示的處理部分地不同。在圖9中，用相同的附圖標(biāo)記指示與圖5所示的步驟相同的步驟。
一旦圖9所示的處理開始，ECU50首先判斷當(dāng)前的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否低于閾值α(S100)。
當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于閾值α(S100中為否)時(shí)，啟動用于消除正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的處理和用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理(S330)。在第二實(shí)施例中，消除處理的執(zhí)行和延緩的對象(subject)是正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP。在反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP上不執(zhí)行消除處理。這是為了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間提高曲柄角的檢測精度。
接下來，ECU50判斷是否已由曲柄角傳感器40檢測到用于正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的有效邊緣，即，是否檢測到指示正轉(zhuǎn)用有效邊緣的檢測的脈中信號的下降(S310)。當(dāng)未檢測到該有效邊緣(S310中為否)時(shí)，該處理暫時(shí)終止。當(dāng)檢測到該有效邊緣(S310中為是)時(shí)，增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值(S160)。曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大三。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大對應(yīng)于30℃A的曲柄角的量。然后該處理暫時(shí)終止。
當(dāng)在步驟S100中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE小于閾值α(S100中為是)時(shí)，ECU50判斷是否已給出發(fā)動機(jī)停止請求(S110)。如果未給出發(fā)動機(jī)停止請求(S110中為否)，則執(zhí)行與當(dāng)步驟S100中的判斷結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行的處理相同的處理。
當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE小于閾值α并且已給出發(fā)動機(jī)停止請求(S110中為是)時(shí)，延緩用于消除正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的處理和用于基于缺齒部分41b的檢測設(shè)定基準(zhǔn)位置的處理。延緩這些處理的原因如先前所述。
在延緩這些處理之后，ECU50接下來判斷曲軸7是否在反轉(zhuǎn)(S130)。當(dāng)正/反轉(zhuǎn)識別信號FL處于高電平時(shí)，判定曲軸7為正在正轉(zhuǎn)(S130中為否)。因而，執(zhí)行步驟S310和S160中的處理。當(dāng)檢測到有效邊緣(S310中為是)時(shí)，在步驟S160中增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。由于延緩了信號消除處理，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大一。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大對應(yīng)于10℃A的曲柄角的量。然后該處理暫時(shí)終止。
當(dāng)正/反轉(zhuǎn)識別信號FL處于低電平并且在步驟S130中判定曲軸7為正在反轉(zhuǎn)(S130中為是)時(shí)，ECU50判斷是否已由曲柄角傳感器40檢測到用于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的有效邊緣(S320)。換言之，ECU50判斷是否已檢測到指示反轉(zhuǎn)用有效邊緣的檢測的脈沖信號的上升。當(dāng)未檢測到該有效邊緣(S320中為否)時(shí)，該處理暫時(shí)終止。當(dāng)檢測到該有效邊緣(S320中為是)時(shí)，減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值(S190)。由于延緩了消除處理，曲柄計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減小一。換言之，曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值減小對應(yīng)于10℃A的曲柄角的量。然后該處理暫時(shí)終止。
圖10示出在曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理期間曲柄角的檢測的一個(gè)示例。圖10尤其示出當(dāng)由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低而延緩正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP消除處理時(shí)的檢測。在圖10中，在多個(gè)齒41a中，對應(yīng)于齒A的實(shí)際曲柄角為110℃A。
如圖10所示，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)子41的齒A的第一邊緣A1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP下降，而當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)子41的齒A的第二邊緣A2經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP上升。當(dāng)在齒A的第一邊緣A1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近后曲軸7轉(zhuǎn)過10℃A的曲柄角并且實(shí)際曲柄角變?yōu)?20℃A時(shí)，布置成與齒A相鄰的齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近，從而正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP下降。在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，當(dāng)正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的脈沖信號下降時(shí)檢測到的邊緣，即，當(dāng)脈沖信號的輸出電平從高電平切換到低電平時(shí)檢測到的邊緣，預(yù)先設(shè)定為有效邊緣。因而，每當(dāng)正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP下降時(shí)曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值增大且增加10℃A。當(dāng)對應(yīng)于齒A的第一邊緣A1檢測到的曲柄角為110℃A時(shí)，對應(yīng)于齒B的第一邊緣B1檢測到的曲柄角為120℃A。在這種情況下，曲軸7的實(shí)際曲柄角和檢測到的曲柄角彼此一致。
當(dāng)在齒B的第二邊緣B2經(jīng)過曲柄角傳感器40附近后曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，即，當(dāng)在曲柄角傳感器40正在檢測曲柄轉(zhuǎn)子41的谷段時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)，齒B的第二邊緣B2再次經(jīng)過曲柄角傳感器40附近?；诘碗娖降恼?反轉(zhuǎn)識別信號FL檢測到曲軸7的反轉(zhuǎn)。結(jié)果，基于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出電平的切換操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。對于反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP，當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的脈沖信號上升時(shí)檢測到的邊緣預(yù)先設(shè)定為操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的有效邊緣。換言之，當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出電平從低電平切換到高電平時(shí)檢測到的邊緣設(shè)定為有效邊緣。因而，在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，當(dāng)齒B的第二邊緣B2經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)不減小曲柄計(jì)數(shù)器CR。當(dāng)曲軸7進(jìn)一步轉(zhuǎn)過對應(yīng)于齒B的寬度的角度時(shí)，減小曲柄計(jì)數(shù)器CR。換言之，當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近并且反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP與第一邊緣B1的經(jīng)過同步地上升時(shí)，減小曲柄計(jì)數(shù)器CR并從檢測到的曲柄角減去10℃A。當(dāng)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向時(shí)實(shí)際曲柄角為120℃A。然后當(dāng)齒B的第一邊緣B1經(jīng)過曲柄角傳感器40附近時(shí)實(shí)際曲柄角變?yōu)?10℃A。也與實(shí)際曲柄角的這種變化同步地減小檢測到的曲柄角。這使得能夠在曲軸7反轉(zhuǎn)期間準(zhǔn)確地檢測曲柄角。
在第二實(shí)施例中，從曲柄角傳感器40輸出兩個(gè)曲柄角信號。更具體地，曲柄角傳感器40輸出正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP，當(dāng)曲軸7正轉(zhuǎn)時(shí)該正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為脈沖信號，而當(dāng)曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)該正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為具有恒定電平的信號。此外，曲柄角傳感器40輸出反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP，當(dāng)曲軸7正轉(zhuǎn)時(shí)該反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為具有恒定電平的信號，而當(dāng)曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)該反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為脈沖信號。
曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻預(yù)先設(shè)定為，使得當(dāng)正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP輸出為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的下降時(shí)刻增大曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值。當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的上升時(shí)刻減小曲柄計(jì)數(shù)器CR的計(jì)數(shù)值，所述上升時(shí)刻不同于用于操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的時(shí)刻。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP輸出為脈沖信號時(shí)，操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的時(shí)刻設(shè)定為不同于在曲軸7正轉(zhuǎn)期間曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻的時(shí)刻。因而，第二實(shí)施例確保了根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。第二實(shí)施例的反轉(zhuǎn)檢測器也具有與在第一實(shí)施例中說明的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可以以許多其它特定形式實(shí)施本發(fā)明，而不背離本發(fā)明的精神或范圍。尤其應(yīng)理解，可以以下面的形式實(shí)施本發(fā)明。
在以上實(shí)施例中，不必執(zhí)行消除處理，并且在曲柄角的檢測分辨率高的狀態(tài)下總是可檢測到曲柄角。在這種情況下，如在優(yōu)點(diǎn)(1)中所述提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的檢測精度。此外，根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。因而，也獲得了在第一實(shí)施例中所述的優(yōu)點(diǎn)(2)和(3)。更具體地，提高了在輸出軸反轉(zhuǎn)期間的檢測精度，例如在輸出軸反轉(zhuǎn)期間輸出軸的轉(zhuǎn)角的檢測精度，而沒有增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
在以上實(shí)施例中，可以不執(zhí)行用于根據(jù)曲軸7是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)在不同時(shí)刻設(shè)定曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻的處理而檢測曲柄角。在這種情況下，獲得了除了優(yōu)點(diǎn)(2)以外的上述優(yōu)點(diǎn)。更具體地，提高了在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的檢測精度，例如曲軸7反轉(zhuǎn)的檢測精度，而沒有增大用于檢測曲柄角的計(jì)算負(fù)荷。
在以上實(shí)施例中，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，可在脈沖信號的上升時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR，并且當(dāng)正在檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，可在脈沖信號的下降時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
更具體地，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，可在脈沖信號的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻中的任何一個(gè)時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。當(dāng)正在檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)，可在脈沖信號的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻中與在曲軸7正轉(zhuǎn)期間操作曲柄計(jì)數(shù)器CR的時(shí)刻不同的另一個(gè)時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。在這種情況下，獲得了與在以上實(shí)施例中獲得的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
可以以下面的形式修改第一實(shí)施例。曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻可設(shè)定為使得在曲軸7正轉(zhuǎn)期間在脈沖信號的上升時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。然后當(dāng)檢測到曲軸7的反轉(zhuǎn)時(shí)可改變曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻使得在脈沖信號的下降時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
可以以下面的形式修改第二實(shí)施例。曲柄計(jì)數(shù)器CR的操作時(shí)刻可預(yù)先設(shè)定為使得當(dāng)正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的上升時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。當(dāng)反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP為脈沖信號時(shí)，在該脈沖信號的下降時(shí)刻操作曲柄計(jì)數(shù)器CR。
在第二實(shí)施例中，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間，反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出電平設(shè)置在低電平，而在曲軸7反轉(zhuǎn)期間，正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的輸出電平設(shè)置在高電平。然而，在曲軸7正轉(zhuǎn)期間反轉(zhuǎn)曲柄角信號RCKP的輸出電平和在曲軸7反轉(zhuǎn)期間的正轉(zhuǎn)曲柄角信號FCKP的輸出電平可具有任意恒定的信號電平。
在以上實(shí)施例中，基于第一檢測單元的輸出電平與第二檢測單元的輸出電平之間的對應(yīng)關(guān)系檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。然而，可基于來自曲柄角傳感器的輸出信號以任何方式檢測曲軸7的反轉(zhuǎn)。
例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時(shí)曲軸7的轉(zhuǎn)動反向。在這種情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE逐漸降低并到達(dá)零。然后，當(dāng)開始反轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE開始升高。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE的這種變化反映在曲柄角信號，即脈沖信號，的持續(xù)時(shí)間上。因此，當(dāng)脈沖信號的持續(xù)時(shí)間達(dá)到其最大值，即，當(dāng)脈沖信號的持續(xù)時(shí)間首先增大并然后減小時(shí)，可判定曲軸7為正在反轉(zhuǎn)。在這種情況下，獲得了與在以上實(shí)施例中獲得的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
不必執(zhí)行在圖5和圖9所示的步驟S110中的處理，即，用于判斷是否已給出發(fā)動機(jī)停止請求的處理。
在以上實(shí)施例中，導(dǎo)致在內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的每個(gè)預(yù)定轉(zhuǎn)角都產(chǎn)生脈沖的元件為形成在曲柄轉(zhuǎn)子41的周表面上的多個(gè)齒41a。然而，可以使用導(dǎo)致在內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的每個(gè)預(yù)定轉(zhuǎn)角都產(chǎn)生脈沖的任何可檢測的元件。使用這種可檢測的元件，獲得了與以上實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
不僅當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時(shí)，而且當(dāng)發(fā)動機(jī)起動時(shí)，曲軸7的轉(zhuǎn)動有可能反向。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動時(shí)，也可以執(zhí)行除了步驟S110以外的曲柄計(jì)數(shù)器設(shè)定處理。在這種情況下，獲得了與以上實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
在以上實(shí)施例中，本發(fā)明的反轉(zhuǎn)檢測器應(yīng)用于汽油機(jī)。然而，應(yīng)用本發(fā)明的反轉(zhuǎn)檢測器的內(nèi)燃機(jī)不限于汽油機(jī)。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于柴油機(jī)或任何其它類型的內(nèi)燃機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種在具有輸出軸的內(nèi)燃機(jī)中使用的用于檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置包括傳感器，所述傳感器用于每當(dāng)所述輸出軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角度就輸出脈沖信號；轉(zhuǎn)角計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元用于執(zhí)行從所述脈沖信號的序列消除預(yù)定比例的所述脈沖信號的消除處理，并基于經(jīng)所述消除處理獲得的剩余信號確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角；以及反轉(zhuǎn)檢測單元，所述反轉(zhuǎn)檢測單元用于基于所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)；其中當(dāng)所述輸出軸的轉(zhuǎn)速變得低于預(yù)定的閾值時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元延緩所述消除處理，并基于尚未經(jīng)所述消除處理的所述脈沖信號確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角，并且所述反轉(zhuǎn)檢測單元基于尚未經(jīng)所述消除處理的所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
2.一種在具有輸出軸的內(nèi)燃機(jī)中使用的用于檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置包括傳感器，所述傳感器用于每當(dāng)所述輸出軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角度就輸出脈沖信號；轉(zhuǎn)角計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元包括用于執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降同步的計(jì)數(shù)操作的計(jì)數(shù)器，并基于所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值確定所述輸出軸的轉(zhuǎn)角；以及反轉(zhuǎn)檢測單元，所述反轉(zhuǎn)檢測單元用于基于所述脈沖信號檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)；其中當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作，而當(dāng)所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的另一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元增大所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，而當(dāng)所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元減小所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述傳感器配置成能夠輸出正轉(zhuǎn)信號和反轉(zhuǎn)信號；當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述正轉(zhuǎn)信號輸出為所述脈沖信號，而當(dāng)所述輸出軸反轉(zhuǎn)時(shí)，所述正轉(zhuǎn)信號輸出為具有恒定電平的信號；當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述反轉(zhuǎn)信號輸出為具有恒定電平的信號，而當(dāng)所述輸出軸反轉(zhuǎn)時(shí)，所述反轉(zhuǎn)信號輸出為所述脈沖信號；當(dāng)所述正轉(zhuǎn)信號輸出為所述脈沖信號時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作；并且當(dāng)所述反轉(zhuǎn)信號輸出為所述脈沖信號時(shí)，所述轉(zhuǎn)角計(jì)算單元使所述計(jì)數(shù)器執(zhí)行與所述脈沖信號的上升和下降中的另一個(gè)同步的所述計(jì)數(shù)操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，當(dāng)所述脈沖信號的持續(xù)時(shí)間在已經(jīng)增大后開始減小時(shí)，所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述輸出軸包括與所述輸出軸一體地轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有多個(gè)在所述輸出軸的轉(zhuǎn)動方向上以預(yù)定的角度間隔布置的可檢測的元件；所述傳感器包括第一檢測單元和第二檢測單元，每當(dāng)所述可檢測的元件中的任何一個(gè)經(jīng)過時(shí)，每個(gè)所述檢測單元都產(chǎn)生所述脈沖信號，當(dāng)所述輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)，所述第二檢測單元在從所述第一檢測單元產(chǎn)生所述脈沖信號起經(jīng)一延遲后產(chǎn)生與各可檢測的元件相對應(yīng)的脈沖信號；并且所述反轉(zhuǎn)檢測單元基于由所述第一檢測單元產(chǎn)生的所述脈沖信號與由所述第二檢測單元產(chǎn)生的所述脈沖信號之間的對應(yīng)關(guān)系檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述反轉(zhuǎn)檢測單元基于在所述輸出軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)期間不同的、由所述第一檢測單元產(chǎn)生的所述脈沖信號與由所述第二檢測單元產(chǎn)生的所述脈沖信號之間的對應(yīng)關(guān)系檢測所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，緊接在由所述第一檢測單元產(chǎn)生的所述信號的電平發(fā)生變化后，當(dāng)由所述第一檢測單元產(chǎn)生的所述信號和由所述第二檢測單元產(chǎn)生的所述信號具有相同的電平時(shí)，所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，緊接在由所述第二檢測單元產(chǎn)生的所述信號的電平發(fā)生變化后，當(dāng)由所述第一檢測單元產(chǎn)生的所述信號和由所述第二檢測單元產(chǎn)生的所述信號具有不同的電平時(shí)，所述反轉(zhuǎn)檢測單元檢測到所述輸出軸的反轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)檢測裝置。每當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角度時(shí)，曲柄角傳感器輸出脈沖信號。ECU在脈沖信號的序列上執(zhí)行消除處理，以獲得用于確定曲柄角的剩余信號。當(dāng)曲軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)榈陀陬A(yù)定閾值時(shí)，ECU延緩消除處理并且使用尚未經(jīng)消除處理的脈沖信號確定曲柄角。ECU基于尚未經(jīng)消除處理的脈沖信號檢測曲軸的反轉(zhuǎn)。當(dāng)曲軸正轉(zhuǎn)時(shí)，與脈沖信號的下降同步地操作曲柄計(jì)數(shù)器，而當(dāng)曲軸反轉(zhuǎn)時(shí)，與脈沖信號的上升同步地操作曲柄計(jì)數(shù)器。
文檔編號F02D45/00GK1985177SQ20058002341
公開日2007年6月20日 申請日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者橋爪勝志 申請人:豐田自動車株式會社