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WO2003036067A1 - Engine crank angle detecting device - Google Patents

Engine crank angle detecting device Download PDF

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WO2003036067A1
WO2003036067A1 PCT/JP2002/010430 JP0210430W WO03036067A1 WO 2003036067 A1 WO2003036067 A1 WO 2003036067A1 JP 0210430 W JP0210430 W JP 0210430W WO 03036067 A1 WO03036067 A1 WO 03036067A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tooth
crank angle
engine
ring gear
angle sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2002/010430
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tomoji Nakamura
Toshiharu Yamashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to EP02777811A priority Critical patent/EP1437502B1/en
Priority to US10/476,927 priority patent/US7069774B2/en
Priority to ES02777811T priority patent/ES2396678T3/es
Priority to JP2003538550A priority patent/JP4021847B2/ja
Publication of WO2003036067A1 publication Critical patent/WO2003036067A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077—Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775—Electronical verniers

Definitions

  • the present invention relates to a crank angle detection device for an engine, and more particularly to an arrangement structure of a crank angle sensor for detecting a reference position of crankshaft rotation.
  • a ring gear is fixed to the crankshaft, and a plurality of projections (teeth) are provided on this ring gear at equal intervals. A part is formed to have an irregular pitch.
  • the crank angle is detected by measuring the protrusions and recesses of the protrusions while the engine is rotating, and using the ratio to identify the tooth missing portion as the reference position.
  • the fuel injection timing and ignition timing are controlled based on the detected crank angle.
  • a crank angle sensor disposed, for example, facing the outer peripheral surface of the ring gear detects the width of each tooth and the interval between the next passing tooth when the engine rotates and detects the ratio between the teeth. By calculating the normal position, the tooth at the normal position and the tooth missing portion are determined, and thereby the reference position is detected.
  • each tooth is detected when each tooth crosses the crank angle sensor with the rotation of the engine, the detection accuracy may be reduced if the engine rotation becomes unstable.
  • two cycles of the engine complete one cycle of intake, compression, expansion, and exhaust. During this cycle, the engine speed rises during the expansion stroke, and then the exhaust The fluctuation that the pressure gradually decreases during the compression stroke is repeated. In particular, when the engine is started from a stopped state, the rotation fluctuation increases.
  • the convex portion (tooth width) and concave portion (interval between teeth) of each tooth provided on the ring gear of the crankshaft are detected, and the tooth missing portion is determined based on the ratio. .
  • the ratio of the length of the tooth unevenness is affected by the rotation fluctuation of the engine, there is a possibility that the tooth missing portion which is the crank angle reference position may be erroneously determined. Judgment takes time.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described conventional technology, and has as its object to provide a crank angle detecting device for an engine in which the influence of engine rotation fluctuation is suppressed and the reliability of detecting a crank angle reference position is improved. Disclosure of the invention
  • a ring gear is fixed to a crankshaft of a single cylinder engine, a plurality of projections are provided at equal intervals on a peripheral edge of the ring gear, and unequally spaced portions are formed at one point.
  • a crank angle sensor for detecting rising and falling of both ends of each projection of the ring gear, wherein the crank angle sensor detects a width of each projection and an interval between the projection and an adjacent projection to detect the width; By calculating the ratio, the protrusions and the unequally-spaced portions are recognized, and the unequally-spaced portions are detected so that the unequally-spaced portions are detected when the engine piston is near the bottom dead center.
  • the present invention provides an engine crank angle detecting device characterized in that the engine is disposed.
  • the unevenly-spaced portions of the protrusions are detected near the bottom dead center where the rotation fluctuation is small during one cycle of the engine rotation, so that the reliability of detecting the crank angle reference position is improved.
  • the width of the protrusion is a, between the protrusion and an adjacent protrusion. It is characterized in that each projection is formed such that bZa is equal to or greater than 2 when a ⁇ b, or a / b is equal to or greater than 2 when a> b.
  • the values of a and b should be adjusted according to the size of the ring gear, the number of protrusions, and the accuracy of the sensor itself. Set as appropriate.
  • a ring gear is further fixed to a crankshaft of a single cylinder engine, a plurality of teeth are provided at equal intervals around a periphery of the ring gear, and a toothless portion is formed at one point.
  • a crank angle sensor for detecting the teeth of the ring gear the crank angle sensor detects a tooth width of each tooth and an interval between the adjacent teeth and calculates a ratio between the tooth width and the distance between the adjacent teeth;
  • the crank angle detecting device for an engine for identifying each tooth and a tooth missing portion the crank angle sensor is arranged so that the tooth missing portion is detected when the engine is near a bottom dead center.
  • the present invention provides a crank angle detecting device for an engine.
  • b / a is 2 or more, where a is the tooth width of the teeth, and b is the distance between adjacent teeth at positions other than the tooth missing portions. It is characterized in that each tooth is formed.
  • the detection ratio of each tooth is improved because the ratio of the tooth unevenness is increased, and the difference in the tooth unevenness ratio between the tooth missing portion and the normal tooth position is increased, so that rotation fluctuation is reduced. Even if it is large, it is possible to accurately detect missing teeth. If b / a is smaller than 2, there is a possibility that the accuracy of discriminating the unevenness of the teeth is reduced. However, if b / a is too large, the detection accuracy of the teeth may be adversely reduced, and the values of a and b are appropriately determined according to the size of the ring gear, the number of teeth, the accuracy of the sensor itself, and the like.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the entire motorcycle control system according to the invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an engine crank angle detection device according to the present invention.
  • Figure 3 is a graph of engine speed fluctuation during one cycle.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of detecting teeth by the crank angle sensor of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a positional relationship at the time of top dead center in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a positional relationship at the time of bottom dead center in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of the entire control system for a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
  • Inputs to the control circuit CPU (not shown) of the engine control unit (ECU) 1 unitized as an integral part include an on / off signal from the main switch 2, a crank pulse signal from the crank angle sensor 3, an intake pressure sensor Intake air pressure detection signal from intake air temperature sensor 5, intake air pressure detection signal from intake air temperature sensor 5, A cooling water temperature detection signal from the water temperature sensor 6, a voltage signal for injector control from the voltage sensor 7 for the injector, and an input signal for inspection from the switch box 8 having a plurality of switches SW1 to SW3 are input. . Also, the battery 20 is connected and the battery power is input.
  • Outputs from the ECU 1 include a pump relay output signal to the pump relay 9 for driving the fuel pump, an injector output signal for driving the electromagnetic coil of the injector 10, an ignition coil output signal for driving the ignition coil 11, and cooling.
  • Auto choke output signal that drives auto choke 12 according to water temperature
  • diag warning signal that drives diag warning light 13 in menu 22 when an abnormal condition is detected, and cooling water temperature exceeds a predetermined temperature
  • a water temperature warning signal for driving the water temperature warning light 14 which displays a warning at the time
  • an immobilizer warning signal for driving the immobilizer warning light 15 when the immobilizer 17 such as an engine key is abnormally operated are output.
  • a power supply voltage for supplying power to each sensor via the sensor power supply circuit 21 or directly is output.
  • the ECU 1 is connected to an external general-purpose communication device 18 so that control data and the like can be input and output via a general-purpose communication line. Further, it is connected to a serial communication device 19 to enable serial communication.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram of the crank angle detection device according to the embodiment of the present invention.
  • a combustion chamber 32 is formed on the upper surface of the single-cylinder four-stroke engine 30 piston 31, and an intake pipe 33 and an exhaust pipe 34 are connected to the combustion chamber 32.
  • a throttle valve 35 is attached to the intake pipe 33, and an intake valve 36 is provided at the end.
  • An exhaust valve 37 is provided at an end of the exhaust pipe 34. 38 is a spark plug.
  • a cooling jacket 39 is provided around the cylinder of the engine 30, and a water temperature sensor 6 is attached.
  • the piston 31 is connected to the crankshaft 41 via a connecting rod 40.
  • the ring gear 42 is fixed physically to the crankshaft 41.
  • a plurality of teeth (projections) 43 are provided at equal intervals on the ring gear 42, and a toothless portion (unequally-spaced portion) 44 is formed at one location.
  • crank angle sensor (crank pulse sensor) 3 for detecting the teeth 43 of the ring gear 42 is provided.
  • the crank angle sensor 3 detects each tooth 43 and emits a pulse signal having a pulse width corresponding to the length of the upper side of each tooth.
  • the tooth 43 is located at the 12th power point, and one of the power points is the toothless part 44. I do.
  • An injector 10 is attached to the intake pipe 33.
  • the fuel sucked up from the fuel tank 45 through the filter 47 by the fuel pump 46 is sent at a constant pressure by the regulator 48.
  • An ignition coil 11, which is driven and controlled by the ECU 1 (FIG. 1), is connected to the ignition plug 38.
  • An intake pressure sensor 4 and an intake temperature sensor 5 are attached to the intake pipe 33 and connected to the ECU 1 respectively.
  • a secondary air introduction pipe 49 for purifying exhaust gas is connected to the exhaust pipe 34.
  • An air cut valve 50 is provided on the secondary air introduction pipe 49. The air cut valve 50 opens during high speed rotation when the throttle is open during normal running or acceleration, and introduces secondary air, and closes during low speed rotation when the throttle is closed during deceleration, etc. to close the secondary air. Cut.
  • FIG. 3 is a graph of the rotation fluctuation during one cycle of engine rotation.
  • the engine speed fluctuates most near the top dead center of compression, which shifts from the compression stroke to the explosion stroke.
  • the position of the tooth missing portion position of missing pulse
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a tooth detection method using a crank angle sensor.
  • (A) shows a pulse signal of a tooth at a normal position
  • (B) shows a pulse signal of a tooth missing portion.
  • This graph is for a case where the convex portion (tooth width) of the ring gear is 10 ° and the concave portion (interval between teeth) is 20 °.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the positional relationship between the ring gear and the crank angle sensor at the top dead center.
  • one tooth 43 is formed at equal intervals of 30 ° in the ring gear 42.
  • the uppermost tooth at the top dead center is defined as a top dead center tooth 4 3 a.
  • the top dead center tooth 43a is the third tooth from the crank angle sensor 3, and the tooth missing portion 44 corresponds to the position of the fifth tooth.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the positional relationship between the ring gear and the crank angle sensor at bottom dead center.
  • the top dead center tooth 43a passes through the lowest position.
  • the tooth missing portion 44 is located near the crank angle sensor 3 (in the example in the figure, the tooth missing portion 44 is located immediately after passing through the crank angle sensor 3).
  • the crank angle sensor 3 is located near the bottom dead center.
  • the toothless portion 4 is located at the position where the missing portion 4 is detected.
  • the width of the teeth is taken as an example.
  • the present invention is also applicable to the case where the width of the teeth is longer than the distance between the teeth. In this case, that is, when the width of the protrusion is a and the distance between this and the adjacent protrusion is b, when a> b, each protrusion is formed so that a / b is 2 or more. .
  • a tooth missing portion is detected in the vicinity of the bottom dead center where rotation fluctuation is small during one cycle of engine rotation, so that the reliability of detecting the crank angle reference position is improved.
  • each tooth was formed such that b / a was 2 or more, where a is the tooth width of the tooth, and b is the distance between the adjacent tooth at a position other than the tooth missing portion.
  • the ratio of the tooth unevenness is increased, so that the detection accuracy of each tooth is improved, and the difference in the tooth unevenness ratio between the tooth missing portion and the normal tooth position is increased, so that the rotational fluctuation is large.

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Description

エンジンのクランク角検出装置 技術分野
本発明は、 エンジンのクランク角検出装置に関し、 特にクランク軸回 転の基準位置を検出するクランク角センサの配置構造に関するものであ 明
る 細 背景技術
エンジンのクランク角度位置を検出するために、 クランク軸にリング ギヤを固定し、 このリングギヤに複数の突起 （歯） を等間隔で設けると ともに、 その基準位置を定めるために 1力所に歯欠け部を形成して不等 ピッチとする。 エンジン回転中に突起の凸部と凹部を計測し、 その比率 を用いて基準位置である歯欠け部を識別することにより、 クランク角が 検出される。 検出したクランク角により燃料噴射時期や点火時期を制御 する。
この場合、 リングギヤの例えば外周面に対向して配置したクランク角 センサが、 エンジンの回転により各歯が通過するときに、 各歯の幅及び 次に通過する歯までの間隔を検出してその比を算出することにより、 通 常位置の歯と歯欠け部を判別し、 これにより基準位置を検出する。
しかしながら、 エンジンの回転に伴って各歯がクランク角センサを横 切ることにより各歯が検出されるため、 エンジン回転が不安定になると 検出精度を低下させるおそれがある。 4サイクルエンジンでは、 ェンジ ン 2回転で吸気 '圧縮 '膨張 '排気の 1サイクルを完結する。 この 1サ ィクル中のエンジン回転は、 膨張行程で上昇し、 その後、 排気 '吸気 - 圧縮行程で徐々に下降するという変動を繰返す。 特にエンジンが停止状 態から起動するときに回転変動が大きくなる。
ここで、 クランク角度位置を検出するために、 クランク軸のリングギ ャに設けた各歯の凸部 （歯幅） と凹部 （歯間の間隔） を検出してその比 により歯欠け部を判別する。 この場合、 歯の凹凸部の長さの比は、 ェン ジンの回転変動の影響を受けるので、 クランク角基準位置となる歯欠け 部を誤判定するおそれがあり、 確実なクランク角基準位置の判定には時 間を要することになる。
本発明は、 上記従来技術を考慮したものであって、 エンジン回転変動 の影響を抑えてクランク角基準位置の検出の信頼性を高めたエンジンの クランク角検出装置の提供を目的とする。 発明の開示
前記目的を達成するため、 本発明では、 単気筒エンジンのクランク軸 にリングギヤを固定し、 該リングギヤの周縁に等間隔で複数の突起を設 けるとともに 1 力所に不等間隔部を形成し、 該リングギヤの各突起の両 端の立上がり及び立下りを検出するためのクランク角センサを備え、 該 クランク角センサは、 各突起の幅とこれと隣接する突起との間の間隔を 検出してその比を算出することにより前記各突起及び不等間隔部を認識 し、 前記エンジンのピストンが下死点近傍のときに前記不等間隔部が検 出されるように前記クランク角センサと不等間隔部を配置したことを特 徴とするエンジンのクランク角検出装置を提供する。
この構成によれば、 エンジン回転 1サイクル中で回転変動が小さい下 死点近傍で突起の不等間隔部が検出されるため、 クランク角基準位置の 検出の信頼性が向上する。
好ましい構成例では、 前記突起の幅を a、 これと隣接する突起との間 の間隔を bとしたとき、 a<bの場合は bZaが、 若しくは、 a>bの 場合は a /bが 2以上となるように各突起を形成したことを特徴として いる。
この構成によれば、 突起の凹凸の比が大きくなるため各突起の検出精 度が高まるとともに、 不等間隔部と通常の突起間隔の位置での突起の凹 凸比の差が大きくなるため、 回転変動が大きい場合であっても不等間隔 部を精度よく検出することができる。 a<bの場合 bZaが 2より小さ いと又は a>bの場合 a/bが 2より小さいと、 突起の凹凸判別の精度 を低下させるおそれを生じる。 ただし、 b/a又は a bをあまり大き くすると突起の検出精度が逆に低下するおそれが生じるため、 aおよび bの値は、 リングギヤの大きさや突起の数及びセンサ自体の精度等に応 じて適宜定める。
前記目的を達成するため、 本発明ではさらに、 単気筒エンジンのクラ ンク軸にリングギヤを固定し、 該リングギヤの周縁に等間隔で複数の歯 を設けるとともに 1力所に歯欠け部を形成し、 該リングギヤの歯を検出 するためのクランク角センサを備え、 該クランク角センサは、 各歯の歯 幅とこれと隣接する歯との間の間隔を検出してその比を算出することに より前記各歯及び歯欠け部を識別するエンジンのクランク角検出装置に おいて、 前記歯欠け部は、 エンジンが下死点近傍のときに検出されるよ うに前記クランク角センサを配置したことを特徴とするエンジンのクラ ンク角検出装置を提供する。
この構成によれば、 エンジン回転 1サイクル中で回転変動が小さい下 死点近傍で歯欠け部が検出されるため、 クランク角基準位置の検出の信 頼性が向上する。
好ましい構成例では、 前記歯の歯幅を a、 歯欠け部以外の位置でこれ と隣接する歯との間の間隔を bとしたとき、 b/aが 2以上となるよう に各歯を形成したことを特徴としている。
この構成によれば、 歯の凹凸の比が大きくなるため各歯の検出精度が 高まるとともに、 歯欠け部と通常の歯の位置での歯の凹凸比の差が大き くなるため、 回転変動が大きい場合であっても歯欠け部を精度よく検出 することができる。 b / aが 2より小さいと歯の凹凸判別の精度を低下 させるおそれを生じる。 ただし、 b / aをあまり大きくすると歯の検出 精度が逆に低下するおそれが生じる こめ、 aおよび bの値は、 リングギ ャの大きさや歯数及びセンサ自体の精度等に応じて適宜定める。 図面の簡単な説明
図 1は、 発明に係る自動二輪車の制御システム全体の構成図である。 図 2は、 本発明に係るエンジンのクランク角検出装置の構成図である。 図 3は、 1サイクル中のエンジン回転変動のグラフである。
図 4は、 本発明のクランク角センサによる歯の検出方法の説明図である 図 5は、 本発明実施形態における上死点時の位置関係説明図である。 図 6は、 本発明実施形態における下死点時の位置関係説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図 1は、 本発明の実施形態に係る自動二輪車の制御システム全体のブ 口ヅク構成図である。
一体部品としてュニヅト化されたエンジン制御装置 （E C U ) 1の制 御回路 C P U (不図示） への入力として、 メインスイッチ 2からのオン オフ信号、 クランク角センサ 3からのクランクパルス信号、 吸気圧セン サ 4からの吸気圧検出信号、 吸気温センサ 5からの吸気温度検出信号、 水温センサ 6からの冷却水温検出信号、 インジ工ク夕電圧センサ 7から のィンジェクタ制御のための電圧信号、 複数のスィヅチ S W 1〜S W 3 を有するスィツチボックス 8からの検査用入力信号が入力される。 また 、 バッテリ 2 0が接続されバッテリ電源が入力される。
E C U 1からの出力として、 燃料ポンプを駆動するポンプリレー 9へ のポンプリレ一出力信号、 インジェク夕 1 0の電磁コイルを駆動するィ ンジェクタ出力信号、 点火コイル 1 1を駆動する点火コイル出力信号、 冷却水温に応じてオートチョーク 1 2を駆動するオートチョーク出力信 号、 異常状態を検出した時にメ一夕 2 2内のダイァグ警告灯 1 3を駆動 するダイァグ警告信号、 冷却水温が所定温度を越えたときに警告を表示 する水温警告灯 1 4を駆動する水温警告信号、 エンジンキー等のィモビ ライザ 1 7が異常操作されたときにィモビライザ警告灯 1 5を駆動する ィモビライザ警告信号が出力される。 また、 各センサへセンサ用電源回 路 2 1を介して又は直接電力を供給する電源電圧が出力される。
また、 E C U 1は、 外部の汎用通信装置 1 8に接続され、 制御デ一夕 等を汎用通信ラインを介して入出力可能である。 さらに、 シリアル通信 装置 1 9に接続されシリアル通信が可能である。
図 2は本発明の実施形態に係るクランク角検出装置のシステム構成図 である。
単気筒 4サイクルエンジン 3 0はぐ ピストン 3 1の上面に燃焼室 3 2 が形成され、 この燃焼室 3 2に連通して吸気管 3 3及び排気管 3 4が接 続される。 吸気管 3 3にはスロッ トルバルブ 3 5が装着され端部に吸気 バルブ 3 6が設けられる。 排気管 3 4の端部に排気バルブ 3 7が設けら れる。 3 8は点火プラグである。 エンジン 3 0のシリンダ周囲に冷却ジ ャケッ ト 3 9が設けられ、 水温センサ 6が取付けられる。 ピストン 3 1 は、 コンロッド 4 0を介してクランク軸 4 1に連結される。 クランク軸 4 1にリングギヤ 4 2がー体的に固定される。 リングギヤ 4 2には複数の歯 （突起） 4 3が等間隔で設けられ、 1ケ所に歯欠け部 (不等間隔部） 4 4が形成される。 このリングギヤ 4 2の歯 4 3を検出 するクランク角センサ （クランクパルスセンサ） 3が備わる。 クランク 角センサ 3は、 各歯 4 3を検出して各歯の上辺長さに対応したパルス幅 のパルス信号を発する。 この例では、 1 2力所に齒 4 3の位置があり、 そのうち 1力所が歯欠け部 4 4であるため、 クランク 1回転の間に 3 0 ° ごとに 1 1個のパルス信号を発信する。
吸気管 3 3にはインジェクタ 1 0が装着される。 このインジェク夕 1 0には、 燃料タンク 4 5から、 燃料ポンプ 4 6によりフィルタ 4 7を通 して吸い上げられた燃料が、 レギユレ一夕 4 8により一定圧力にされた 状態で送られる。 点火プラグ 3 8には、 E C U 1 (図 1 ) により駆動制 御される点火コイル 1 1が接続される。 吸気管 3 3には吸気圧センサ 4 及び吸気温センサ 5が取り付けられ、 それそれ E C U 1に接続される。 排気管 3 4には排気ガス浄化用の 2次空気導入管 4 9が接続される。 この 2次空気導入管 4 9上にエアカヅ トバルブ 5 0が設けられる。 この エアカツ トバルブ 5 0は、 通常走行時あるいは加速時等のスロヅ トルが 開いた高回転時に開いて 2次空気を導入し、 減速時等のスロッ トルが閉 じた低回転時には閉じて 2次空気をカツ トする。
図 3は、 1サイクルのエンジン回転中の回転変動のグラフである。 エンジン回転は、 圧縮行程から爆発行程に移る圧縮上死点近傍で最も 回転変動が大きくなる。 本発明では、 図のクランクパルス信号に示すよ うに、 歯欠け部の位置 （パルス抜けの位置） がこの圧縮上死点を避けて 、 回転変動の少ない下死点近傍に設ける。 このように、 歯欠け部を下死 点近傍で検出するようにクランク角センサとリングギヤ歯欠け部の設置 位置を定める。 これにより、 回転変動による誤検出のおそれが軽減する 図 4は、 クランク角センサによる歯の検出方法の説明図である。 （A ) は通常位置の歯のパルス信号であり、 （B ) は歯欠け部のパルス信号 を示す。 このグラフは、 リングギヤの凸部 （歯幅） が 1 0 ° 、 凹部 （歯 の間隔） が 2 0 ° の場合のグラフである。
( A ) に示すように、 クランクパルスの歯幅部分の長さ aと歯間の間 隔 bとの比は、 b / a = 2である。 また、 （B ) に示すように、 歯欠け 部では、 歯間の間隔 bが広くなつて、 b / a = 5となる。 したがって、 E C U内で算出した b Z aの値のしきい値を 2〜 5の中間付近に設定す ることにより齒欠け部を確実に判別できる。
図 5は、 上死点時のリングギヤとクランク角センサとの位置関係の説 明図である。
リングギヤ 4 2に歯欠け部 4 4を除いて 1 1個の歯 4 3が 3 0 ° ずつ 等間隔に形成されている。 この上死点時に最上位置にある歯を上死点歯 4 3 aとする。 この上死点歯 4 3 aは、 クランク角センサ 3から 3番目 の歯であり、 歯欠け部 4 4は、 5番目の歯の位置に対応する。 このリン グギヤ 4 2が矢印 A方向に回転することにより、 前述の図 3に示したよ うに、 クランクパルス信号が得られる。 この場合、 図 3に示したように 、 1回目の回転の 5番目及び 2回目の回転の 1 7番目のパルスが歯欠け 部に対応して抜けている。
図 6は、 下死点時のリングギヤとクランク角センサとの位置関係の説 明図である。
図示したように、 下死点時には、 上死点歯 4 3 aは最下位置を通過す る。 この時点で歯欠け部 4 4はクランク角センサ 3の近傍に位置する （ 図の例では、 齒欠け部 4 4は、 クランク角センサ 3を通過した直後の位 置にある）。 このように、 本発明ではクランク角センサ 3が下死点近傍 のときに歯欠け部 4 4を検出する位置に配置される。
なお、 上記実施例では、 齒 （突起） の幅が歯間の間隔より短い場合を 例にしたが、 本発明は、 歯の幅が歯間の間隔より長い場合にも適用可能 である。 この場合、 すなわち、 突起の幅を a， これと隣接する突起との 間の間隔を bとしたとき、 a > bの場合には、 a / bが 2以上となるよ うに各突起を形成する。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明では、 エンジン回転 1サイクル中で回 転変動が小さい下死点近傍で歯欠け部が検出されるため、 クランク角基 準位置の検出の信頼性が向上する。 この場合、 前記歯の歯幅を a、 歯欠 け部以外の位置でこれと隣接する歯との間の間隔を bとしたとき、 b / aが 2以上となるように各歯を形成した構成によれば、 歯の凹凸の比が 大きくなるため各歯の検出精度が高まるとともに、 歯欠け部と通常の歯 の位置での歯の凹凸比の差が大きくなるため、 回転変動が大きい場合で あっても歯欠け部を精度よく検出することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 単気筒エンジンのクランク軸にリングギヤを固定し、 該リングギヤ の周縁に等間隔で複数の突起を設けるとともに 1 力所に不等間隔部を形 成し、 該リングギヤの各突起の両端の立上がり及び立下りを検出するた めのクランク角センサを備え、 該クランク角センサは、 各突起の幅とこ れと隣接する突起との間の間隔を検出してその比を算出することにより 前記各突起及び不等間隔部を認識し、 前記エンジンのビストンが下死点 近傍のときに前記不等間隔部が検出されるように前記クランク角センサ と不等間隔部を配置したことを特徴とするエンジンのクランク角検出装
2 . 前記突起の幅を a、 これと隣接する突起との間の間隔を bとしたと き、 a < bの場合は b / aが、 若しくは、 a > bの場合は a Z bが 2以 上となるように各突起を形成したことを特徴とする請求項 1に記載のェ ンジンのクランク角検出装置。
3 . 単気筒エンジンのクランク軸にリングギヤを固定し、 該リングギヤ の周縁に等間隔で複数の歯を設けるとともに 1力所に歯欠け部を形成し 、 該リングギヤの歯を検出するためのクランク角センサを備え、 該クラ ンク角センサは、 各歯の歯幅とこれと隣接する歯との間の間隔を検出し てその比を算出することにより前記各歯及び歯欠け部を識別するェンジ ンのクランク角検出装置において、 前記歯欠け部は、 ピス トンが下死点 近傍のときに検出されるように前記クランク角センサとリングギヤ歯欠 け部を配置したことを特徴とするエンジンのクランク角検出装置。
4 . 前記歯の歯幅を a、 これと隣接する歯との間の間隔を bとしたとき 、 bノ aが 2以上となるように各歯を形成したことを特徴とする請求項 3に記載のエンジンのクランク角検出装置。
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