專利名稱：發動機負荷檢測裝置以及發動機負荷檢測方法
技術領域：
本發明涉及發動機負荷檢測裝置以及發動機負荷檢測方法，尤其是基于與曲軸同步旋轉的脈沖轉子(π — > )的輸出信號來檢測發動機的負荷狀態的發動機負荷檢測裝置以及發動機負荷檢測方法。
背景技術：
目前已知如下的發動機負荷檢測裝置，具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子和檢測設置在該脈沖轉子上的磁阻轉子(U)的通過狀態的拾取線圈，基于該拾取線圈輸出的脈沖信號來檢測發動機的負荷狀態。專利文獻I公開了以下技術，即，將脈沖轉子的磁阻轉子設置在與發動機的上死點對應的位置附近，每一圈或每兩圈計算脈沖轉子的旋轉一圈的時間與磁阻轉子通過的時間的比例，基于該比例的變化程度檢測發動機的負荷狀態。專利文獻I :日本特開2002-115598號公報
發明內容
但是，專利文獻I所述的技術是以曲軸旋轉一圈的時間為基準的檢測磁阻轉子的通過時間的技術，沒有考慮以更長的區間例如以曲軸旋轉兩圈的時間為基準、檢測更確切的負荷狀態。而且，沒有研究即使在曲軸旋轉一圈期間內，對應于四循環發動機的四個沖程 (進氣、壓縮、燃燒/膨脹、排氣)，發動機旋轉速度也會發生變化。并且，專利文獻I所述的技術由于是以曲軸旋轉一圈的時間為基準的檢測磁阻轉子的通過時間的技術，因此，一旦磁阻轉子的周向長度等由于尺寸公差而發生尺寸偏差，則尺寸公差也就此影響所計算的比例，有可能不能正確檢測發動機的負荷狀態。并且，眾所周知，曲軸的旋轉速度(角速度)易受到從曲軸到后輪的扭矩傳遞系統的影響，因此，需要也能考慮到這種情況來計算負荷的結構。本發明的目的在于解決上述現有技術的問題，提供考慮到根據四循環發動機的四個沖程產生的旋轉變化，且降低脈沖轉子的尺寸公差的影響，可檢測更正確的發動機負荷狀態的負荷檢測裝置以及負荷檢測方法。為了實現上述目的，本發明的特征一是一種發動機負荷檢測裝置，具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、設置在該脈沖轉子上并位于與上述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，該發動機負荷檢測裝置具有將檢測平均發動機旋轉速度的規定區間分割成多個，基于上述拾取器的輸出信號分別計算出被分割的多個區間的每一個的區間發動機旋轉速度的機構；對上述多個區間發動機旋轉速度進行不同的加權處理的加權機構；以及負荷狀態計算機構，根據加權處理后的多個區間發動機旋轉速度的平均值計算上述平均發動機旋轉速度，利用該平均發動機旋轉速度進行發動機的負荷狀態運算。特征二在于，上述加權處理是在上述被分割成多個的區間中，將包括燃燒/膨脹沖程的區間的加權比例設定為大于其他區間。特征三在于，基于上述脈沖轉子的輸出信號檢測上述規定區間。特征四在于，上述規定區間被設定為，將上述曲軸旋轉兩圈的長度兩等分為第一區間和第二區間，且上述第一區間包括進氣沖程，上述第二區間包括燃燒/膨脹沖程。特征五在于，上述發動機的負荷狀態是負荷率，是由上述磁阻轉子通過上述拾取器期間的旋轉速度除以上述平均發動機轉速計算出來的。特征六在于，上述磁阻轉子設置在緊靠發動機的上死點之前的位置，利用上述磁阻轉子在緊靠壓縮側的上死點之前通過上述拾取器期間的旋轉速度來計算出上述負荷率。特征七在于，相應于上述計算出的負荷率，對至少上述發動機的點火時期進行反饋控制。特征八是一種裝置的發動機負荷檢測方法，該裝置具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、設置在該脈沖轉子上并位于與上述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，該方法具有如下步驟在計算檢測上述發動機的負荷狀態時使用的平均發動機旋轉速度時，將檢測上述平均發動機旋轉速度的規定區間分割成多個；計算出上述被分割的多個區間的每一個的區間發動機旋轉速度；對上述多個區間發動機旋轉速度進行不同的加權處理；通過求出上述加權處理后的多個區間發動機旋轉速度的平均值，計算出上述平均發動機旋轉速度。特征九是一種發動機負荷檢測裝置，具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、 設置在該脈沖轉子上并位于與上述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，其中，將用于檢測平均發動機旋轉速度的檢測區間設定為上述曲軸從上述磁阻轉子的通過開始點起旋轉兩圈的長度，將上述檢測區間設為四個區間，四個區間由分別與上述曲軸旋轉兩圈中每旋轉一圈、上述磁阻轉子通過上述拾取器的位置對應的第一磁阻轉子區間和第二磁阻轉子區間以及分別與上述磁阻轉子不通過上述拾取器的位置對應的第一區間和第二區間構成，上述發動機負荷檢測裝置具有求出作為在上述第一區間檢測的第一旋轉速度和在上述第二區間檢測的第二旋轉速度的平均的第一平均值的機構；求出作為在上述第一磁阻轉子區間檢測的第一磁阻轉子旋轉速度和在上述第二磁阻轉子區間檢測的第二磁阻轉子旋轉速度的平均的第二平均值的機構；用上述第一平均值除以上述第一旋轉速度的值乘以上述第二平均值，由此計算出上述平均發動機旋轉速度的機構；以及利用上述平均發動機旋轉速度計算出上述發動機負荷狀態的負荷狀態計算機構。特征十在于，計算出上述平均發動機旋轉速度的機構設上述第一旋轉速度為 ω4(η_1)、上述第二旋轉速度為ω4(η)、上述第一磁阻轉子旋轉速度為cotdcl、上述第二磁阻轉子旋轉速度為《tdc2、上述加權處理的加權系數為α時，利用以下公式計算出上述平均發動機旋轉速度NeA。[公式I]
權利要求
1.一種發動機負荷檢測裝置，具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、設置在該脈沖轉子上并位于與所述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子，以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，其特征在于，具有將檢測平均發動機旋轉速度的規定區間分割成多個，基于所述拾取器的輸出信號分別計算出被分割的多個區間的每一個的區間發動機旋轉速度的機構；對所述多個區間發動機旋轉速度進行不同的加權處理的加權機構；以及負荷狀態計算機構，根據加權處理后的多個區間發動機旋轉速度的平均值計算所述平均發動機旋轉速度，利用該平均發動機旋轉速度進行發動機的負荷狀態運算。
2.如權利要求I所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述加權處理是在所述被分割成多個的區間中，將包括燃燒/膨脹沖程的區間的加權比例設定為大于其他區間。
3.如權利要求I或2所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，基于所述脈沖轉子的輸出信號檢測所述規定區間。
4.如權利要求I至3中任一項所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述規定區間被設定為，將所述曲軸旋轉兩圈的長度兩等分為第一區間和第二區間，且所述第一區間包括進氣沖程，所述第二區間包括燃燒/膨脹沖程。
5.如權利要求I至4中任一項所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述發動機的負荷狀態是負荷率，是由所述磁阻轉子通過所述拾取器期間的旋轉速度除以所述平均發動機旋轉速度計算出來的。
6.如權利要求5所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述磁阻轉子設置在緊靠所述發動機的上死點之前的位置，利用所述磁阻轉子在緊靠壓縮側的上死點之前通過所述拾取器期間的旋轉速度來計算出所述負荷率。
7.如權利要求5或6所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，相應于所述計算出的負荷率，對至少所述發動機的點火時期進行反饋控制。
8.一種裝置的發動機負荷檢測方法，該裝置具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、設置在該脈沖轉子上并位于與所述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，其特征在于，具有如下步驟將檢測平均發動機旋轉速度的規定區間分割成多個；計算出所述被分割的多個區間的每一個的區間發動機旋轉速度；對所述多個區間發動機旋轉速度進行不同的加權處理；通過求出所述加權處理后的多個區間發動機旋轉速度的平均值，計算出所述平均發動機旋轉速度；以及利用所述平均發動機旋轉速度進行所述發動機的負荷狀態的運算。
9.一種發動機負荷檢測裝置，具有與發動機的曲軸同步旋轉的脈沖轉子、設置在該脈沖轉子上并位于與所述發動機的上死點附近對應的曲軸角度的磁阻轉子，以及檢測該磁阻轉子通過的拾取器，基于該拾取器的輸出信號檢測發動機的負荷狀態，其特征在于，具有檢測變速器的變速比的變速比檢測機構，所述發動機的負荷狀態是負荷率，是由所述磁阻轉子通過所述拾取器期間的旋轉速度除以所述平均發動機旋轉速度計算出來的，基于所述變速比修正所述磁阻轉子通過所述拾取器期間的旋轉速度。
10.如權利要求9所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述變速比檢測機構是檢測有級變速器的變速檔的齒輪位置傳感器。
11.如權利要求10所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述磁阻轉子通過所述拾取器期間的旋轉速度的修正通過該旋轉速度乘以修正系數來進行，將所述修正系數設定為所述有級變速器的齒輪檔數越低則該修正系數越大。
12.如權利要求9所述的發動機負荷檢測裝置，其特征在于，所述變速比檢測機構基于車速和發動機旋轉速度求出變速比。
全文摘要
提供考慮到發動機的旋轉變化且降低脈沖轉子的尺寸公差的影響、可檢測更正確的發動機負荷狀態的發動機負荷檢測裝置。將檢測平均發動機旋轉速度NeA的檢測區間設定為曲軸從第二磁阻轉子(12)的通過開始點G3起旋轉兩圈的長度。將檢測區間分割為四個區間，四個區間由與第二磁阻轉子(12)通過拾取器(20)的位置對應的第一磁阻轉子區間和第二磁阻轉子區間以及與第二磁阻轉子(12)不通過的位置對應的第一區間和第二區間構成。求出平均第一旋轉速度ω4(n-1)和第二旋轉速度ω4(n)的第一平均值H1，并求出平均第一磁阻轉子旋轉速度ωtdc1和第二磁阻轉子旋轉速度ωtdc2的第二平均值H2。用第一平均值H1除以第一旋轉速度ω4(n-1)的值乘以第二平均值H2，計算出NeA。
文檔編號G01M15/00GK102589888SQ201210008028
公開日2012年7月18日 申請日期2009年12月9日 優先權日2008年12月25日
發明者井畑遼亮, 岡和田尚久, 國府志朗, 西田憲二, 高橋陽一 申請人:本田技研工業株式會社