(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しながらも、回転数の誤検出を防止して信頼性を高めることができる電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１は、回転センサ２１の検出信号についてノイズを除去するマスク回路１３ｂを備える。電子制御装置１のマイコン１５は、今回演算した今回回転数と前回演算した前回回転数とに基づいて、マスク回路１３ｂの動作状態を判断し、その判断結果に応じた回転数に基づく内燃機関２の制御を実行する。【選択図】図１
2018066354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）の回転信号を検出するマグネットピックアップ方式の回転センサ（２１）の検出信号に基づき当該内燃機関の回転数を演算すると共に、この演算により求めた回転数に基づき前記内燃機関を制御する電子制御装置（１０）であって、
前記回転センサの検出信号についてノイズを除去するマスク回路（１３ｂ）を備え、
前記回転数の演算として今回演算した今回回転数と前回演算した前回回転数とに基づいて、前記マスク回路の動作状態を判断し、その判断結果に応じた前記回転数に基づく前記内燃機関の制御を実行する電子制御装置。
【請求項２】
前記マスク回路の動作状態を前記今回回転数の演算毎に判断し、前記前回回転数から前記今回回転数への変化に起因して前記マスク回路が前記検出信号をマスクすると判断した場合、前記今回回転数とは異なる回転数を、前記制御で用いる制御用回転数として設定する請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記今回回転数が、前記前回回転数に応じて予め定めた閾値回転数未満の場合、前記マスク回路が前記検出信号をマスクすると判断して、前記制御で用いる制御用回転数を設定する請求項１または２記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記今回回転数が前記前回回転数から急減した場合、前記マスク回路が前記検出信号をマスクすると判断して、前記前回回転数または前記前回回転数に近似する回転数を、前記制御で用いる制御用回転数として設定する請求項１から３の何れか一項記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記前回回転数と前記今回回転数との対応関係において、前記マスク回路がマスクする回転数領域若しくはマスクしない回転数領域を規定したマップが記憶された記憶部（１２）を備え、
前記前回回転数と前記今回回転数との対応関係から前記マップに基づき、前記マスク回路が前記検出信号をマスクすると判断した場合、前記前回回転数または前記マスク回路が動作しない回転数領域での回転数を、前記制御で用いる制御用回転数として設定する請求項１から３の何れか一項記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を制御する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の回転角を検出する回転センサとして例えば、外周に複数の突起を形成した円盤状の回転パルサをクランク軸に設け、その回転により変位する複数の突起を磁気センサで検出することにより、回転信号を発生する磁気ピックアップ式の回転センサが知られている。
【０００３】
この種の回転センサでは、例えば内燃機関の始動時にスタータを作動させると、その電流経路に大量の電流が流れて磁束変化を生じ、この磁束変化を磁気センサが検出してしまうことがある。そこで、ノイズの影響を除去するためのマスク回路を設け、内燃機関の始動時には、一定時間、回転センサからの検出信号の受付けを禁止する等してマスクするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９９５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４３９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハイブリッド自動車にあっては、振動を抑制するために内燃機関の停止までの時間を早める傾向にあり、例えばアクセルペダルを戻す等して内燃機関の回転数を下げる際、発電機から内燃機関の回転数を抑え込む方向にトルクを出力することで、内燃機関の回転数を強制的に引き下げるようにしている。
【０００６】
しかしながら、この場合にノイズが発生していないにもかかわらず、内燃機関の回転数の急峻な変化に起因して、マスク回路が検出信号をマスクすることがある。即ち、マスク回路によって、スタータ作動時等のノイズを除去できる一方、回転数の変化の度合い如何によっては当該マスク回路が動作することで、誤った回転数が内燃機関の制御に用いられてしまう。このような回転数の誤検出を回避するために、検出方式の異なる磁器抵抗素子を用いたＭＲＥセンサに変更すると共に、そのセンサ信号の入力回路を変更することが考えられるが、係る装置構成の変更に伴い製造コストの増加を招くこととなる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを抑制しながらも、回転数の誤検出を防止して信頼性を高めることができる電子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】
請求項１記載の電子制御装置（１０）によれば、例えば内燃機関（２）の回転数の変化に起因してマスク回路（１３ｂ）が誤動作したとしても、そのマスク回路の判断結果に応じた回転数に基づく内燃機関の制御を実行することができる。このため、電子制御装置において、マスク回路の誤動作等に起因する誤った回転数制御を行うことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の制御システムの概略を示すブロック図
【図２】ＭＰＵセンサを説明するための模式図
【図３】マスク回路が動作する領域を、今回の回転数と前回の回転数との関係から表す図
【図４】回転数の検出に係る処理内容を表すフローチャート
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、エンジンの回転数の急峻な変化及び通常の変化をセンサからの検出信号で表す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示す動力制御システム１は、例えば周知のハイブリッド自動車に搭載されるものであり、内燃機関たるエンジン２、並びに図示しないモータや発電機を備える。制御システム１は、ハイブリッド自動車の駆動軸に出力する動力を制御し、発電機は、エンジン２により駆動されて発電する。
【００１１】
図１に示すように、制御システム１のＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０は、エンジン制御を行うものであり、ＣＰＵ１１、記憶部１２等から成るマイクロコンピュータ（以下、マイコン１５と略称する）を備えると共に、入出力部１３等を備えている。記憶部１２は、ＲＯＭやＲＡＭといった不揮発性記憶手段や揮発性記憶手段を含み、後述する制御プログラムやマップ等を記憶している。マイコン１５は、入出力部１３を介して取得される入力信号に基づいて、前記制御プログラムに従い演算処理を実行する。
【００１２】
ＥＣＵ１０には、クランク角センサ２１やカム角センサ２２、スタータスイッチ２３等が接続されている。詳しくは後述するように、クランク角センサ２１は、エンジン２のクランクシャフト２ａの回転位置を検出する回転センサであり、マイコン１５は、入出力部１３を介して取得したクランク角信号に基づき、エンジン２の制御で使用する回転数を求めるようになっている。尚、制御システム１では、エンジン２の駆動制御の他、前記モータ及び発電機についても駆動制御が行われるが、ハイブリッド自動車や当該駆動制御に係る基本的な構成は周知であるため、その図示や詳細な説明を省略する。
【００１３】
スタータスイッチ２３は、エンジン２の始動装置である図示しないスタータモータを作動させるものであり、そのオン状態でスタータ信号を出力してエンジン２の始動状態を検出する。また、カム角センサ２２は、エンジン２の燃焼室への吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するセンサであり、その回転位置に応じて、カムポジション信号を出力する。この他、ＥＣＵ１０には、エンジン２の状態を検出する各種センサからの信号が入力されるようになっており、例えば図示しない水温センサからの冷却水温信号、吸気温センサからの吸気温信号等が入力される。
【００１４】
さて、クランク角センサ２１は、マグネットピックアップ方式つまり公知のマグネットピックアップコイルを有するＭＰＵセンサである。具体的には図２に示すように、クランク角センサ２１は、クランクシャフト２ａと一体化された円盤状をなすパルサ２５の外周側に、パルサ２５の突起２５ａに対して、例えば１ｍｍ離間して配置されている。
【００１５】
パルサ２５の外周には、例えば１０°ＣＡ（crank angle）毎に突起２５ａが形成される一方、その突起２５ａの一つを欠落させるようにして３０°ＣＡにわたる欠歯部２５ｂが一箇所形成されている。クランク角センサ２１のコイルは、クランクシャフト２ａの回転に伴いパルサ２５が回転すると、突起２５ａの移動により生じる磁束の変化を電気信号に変換した略正弦波状の検出信号を出力し、欠歯部２５ｂではその検出信号を出力しない構成としている。
【００１６】
ＥＣＵ１０の入出力部１３は、クランク角センサ２１から入力される検出信号についての波形整形回路１３ａとマスク回路１３ｂとを含む。波形整形回路１３ａは、クランク角センサ２１の検出信号を略正弦波状から矩形状へと変換して、整形後の検出信号をマイコン１５へと出力する回路である。
【００１７】
マスク回路１３ｂは、クランク角センサ２１の検出信号についてノイズを除去するために、当該検出信号のマスク等をする。クランク角センサ２１の検出信号に影響を及ぼすノイズとしては、前記スタータモータの作動に伴い、その電流経路に大量の電流が流れて磁束変化が生じることによるエンジン２始動時のノイズや、他の電気的負荷等のノイズが想定される。そこで、マスク回路１３ｂは、スタータスイッチ２３からのスタータ信号の入力や、クランク角センサ２１の検出信号の急峻な周期変動を判定する判定回路を備えており、そのハードウェア的構成により、ノイズと判定した後、所定のマスク期間、マイコン１５への当該検出信号の伝達を停止することで、ノイズを除去する。
【００１８】
ところで、ハイブリッド自動車にあっては、エンジン２振動を極力抑制するためにエンジン２停止までの期間を短縮するようになっており、例えばアクセルペダルを戻す等してエンジン２の回転数を下げる際、前記発電機からその回転数を抑え込む方向にトルクを出力することで、当該回転数を強制的に引き下げている。
【００１９】
また、振動低減の要求の高まりから、回転数を抑えるトルクを強める傾向、つまりエンジン２の回転数を急峻に変化させる傾向にある。従って例えば、エンジン２の回転数が急減するとき、その周期変動をマスク回路１３ｂがノイズと誤判定すると、マイコン１５において誤った回転数が算出される。このように、マスク回路１３ｂは、スタータ作動時等の本来のノイズを除去するだけでなく、回転数の変化の度合い如何によっては当該マスク回路１３ｂが動作することで、誤った回転数がエンジン２の制御に用いられてしまうこととなる。
【００２０】
そこで、本実施形態のＥＣＵ１０は、自身の記憶部１２に誤った回転数の検出を回避するためのマップを予め記憶している。ここで、図３のグラフは、当該マップで規定される回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１とマスク回路１３ｂの動作との関係を表している。同図の横軸と縦軸は、前回検出された回転数Ｍｆ０と今回検出された回転数Ｍｆ１とを、夫々エンジン回転速度ＮＥに対応する周波数［Ｈｚ］で表している。以下では説明を簡単にするために、Ｍｆ０を前回回転数、Ｍｆ１を今回回転数、Ｍをマップとする。
【００２１】
同図において例えば、前回回転数Ｍｆ０が１０００Ｈｚのとき、今回回転数Ｍｆ１が１２０Ｈｚ以上であれば、その回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１の差つまり周期変動は比較的小さいため、マスク回路１３ｂは動作しない、つまり検出信号をマスクしない。一方、前回回転数Ｍｆ０が１０００Ｈｚのときでも、今回回転数Ｍｆ１が１２０Ｈｚ未満であれば、その回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１の差が比較的大きくなり回転数が急減するため、マスク回路１３ｂが検出信号をマスクする。このように、図３は、マスク回路１３ｂの周波数に係る特性変化を表しており、係る回路１３ｂのハードウェア的な機能乃至各回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１との関係に応じて定まる特性のテストを実施することで、同図右下隅側のハッチングで表すような回路１３ｂの動作領域Ｍａが画定される。
【００２２】
それ故、マップＭは、図３のグラフに対応する対応表として、前回回転数Ｍｆ０と今回回転数Ｍｆ１との関係を、マスク回路１３ｂがマスクするか否かを表す識別データと対応付けて規定している。換言すれば、マップＭは、前記１２０Ｈｚ未満といった今回回転数Ｍｆ１の閾値を、前回回転数Ｍｆ０に応じて予め規定したデータテーブルである。識別データは、係る閾値回転数に限らず、各回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１でマスク回路１３ｂがマスクするか否かを識別可能なデータであればよい。これにより、マイコン１５は、データテーブルを照合することで、回転数の変化に起因してマスク回路１３ｂがマスクするか否かを判断することにより、誤った回転数の算出を回避する構成としている。
【００２３】
続いて、エンジン２の制御に用いる回転数を求める手順について、図４も参照しながら説明する。ここで、図４は、マイコン１５により所定時間ごとに繰返し実行される処理のルーチンを表すフローチャートであり、Ｓ１，Ｓ２，…は、各ステップを表すものとする。
【００２４】
即ち先ず、マイコン１５は、入出力部１３を介して取得したクランク角センサ２１の検出信号に基づき、現時点の回転数を今回回転数として演算する（Ｓ１）。具体的には例えば、クランクシャフト２ａの回転角度について、１０°ＣＡ毎に把握される突起２５ａの時間間隔で除算することにより、今回回転数を算出する。この場合、今回回転数は単位を［ｒｐｍ］とするエンジン回転速度ＮＥであるが、上記した［Ｈｚ］で算出・換算ができることは勿論である。それ故、以下では説明の便宜上、単位を［Ｈｚ］に統一して説明する。
【００２５】
次いで、マイコン１５は、前回のルーチンで演算した前回回転数を読み出し（Ｓ２）、これら今回回転数と前回回転数とについて、マップＭにおいて該当する回転数Ｍｆ０，Ｍｆ１の閾値と照合することにより、マスク回路１３ｂの動作の有無の判断する（Ｓ３）。この場合の具体的な回転数について、図５に例示するクランク角センサ２１の検出信号を参照しながら説明する。尚、図５では、波形整形回路１３ａによる波形整形前の検出信号を表している。
【００２６】
図５（ｂ）に示す検出信号は、同図の左側から順に６７．７Ｈｚ、５７．５Ｈｚ、４７．６Ｈｚというように回転数がなだらかに減少する略正弦波状の曲線で表れている。従って例えば、前回回転数が６７．７Ｈｚで今回回転数が５７．５Ｈｚの場合、並びに前回回転数が５７．５Ｈｚで今回回転数が４７．６Ｈｚの場合、何れもマップＭ上の回転数Ｍｆ１が閾値回転数以上、つまり図３のハッチングのマスク領域Ｍａにない。それ故、図５（ｂ）のように回転数が変化する場合、マイコン１５は、回転数の変化に起因するマスク回路１３ｂの誤作動がないと判断するため（Ｓ３：ＮＯ）、今回回転数を制御で用いる制御用回転数として設定し（Ｓ４）、この処理を終了する（リターンする）。
【００２７】
図５（ａ）に示す検出信号は、同図の左側から順に１２５Ｈｚ、４６．７Ｈｚ、８Ｈｚというように回転数が急減する曲線で表れている。従って例えば、前回回転数が１２５Ｈｚで今回回転数が４６．７Ｈｚの場合、並びに前回回転数が４６．７Ｈｚで今回回転数が８Ｈｚの場合、何れもマップＭ上の回転数Ｍｆ１が閾値回転数未満となる（図３のマスク領域Ｍａ参照）。それ故、図５（ａ）のように回転数が急峻に変化する場合、マイコン１５は、回転数の変化に起因するマスク回路１３ｂの誤作動があると判断するため（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御用回転数として前回回転数を保持し（Ｓ５）、この処理を終了する（リターンする）。
【００２８】
このように、マスク回路１３ｂが検出信号をマスクすると、以降は、その回路１３ａ，１３ｂを介したマイコン１５へのクランク角センサ２１の検出信号の伝達が停止されるため、マスク回路１３ｂの動作に合わせて前回回転数を保持するマスク処理を実行する（Ｓ５、リターンする）。
【００２９】
以上のように、マイコン１５は、今回回転数と前回回転数とに基づいて、マスク回路１３ｂの動作状態を判断し（Ｓ３）、その判断結果に応じた回転数に基づくエンジン２の制御を実行する。これによれば、例えばエンジン２の回転数の変化に起因してマスク回路１３ｂが誤動作したとしても、そのマスク回路１３ｂの判断結果に応じた回転数に基づくエンジン２の制御を実行することができる。このため、ＥＣＵ１０において、マスク回路１３ｂの誤動作等に起因する誤った回転数制御を行うことを防止することができる。
【００３０】
マイコン１５は、今回回転数が、前回回転数に応じて予め定めた閾値回転数未満の場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、マスク回路１３ｂが検出信号をマスクすると判断して、制御で用いる制御用回転数を設定する（Ｓ５）。これによれば、今回回転数と前回回転数との関係に応じて、予め定めた閾値回転数に基づき、マスク回路１３ｂの動作状態を判断することができる。
【００３１】
マイコン１５は、マスク回路１３ｂの動作状態を今回回転数の演算毎に判断し（Ｓ３）、前回回転数から今回回転数への変化に起因してマスク回路１３ｂが検出信号をマスクすると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、今回回転数とは異なる回転数を、制御で用いる制御用回転数として設定する（Ｓ５）。これによれば、マスク回路１３ｂの動作状態を今回回転数の演算毎に判断することで、より信頼性の高い制御を行うことができる。
【００３２】
上記したように、今回回転数が前回回転数から急減した場合、マスク回路１３ｂが検出信号をマスクすると判断し（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御用回転数として前回回転数を保持する（Ｓ５）。これによれば、回転数の急減に起因して、その検出信号をマスク回路１３ｂがノイズとしてマスクしたとしても、前回回転数に基づきエンジン２の制御を行うことができる。尚、ステップＳ３でＹＥＳと判断した場合、制御用回転数は、前回回転数に限らず、前回回転数に近似する回転数に設定してもよい。
【００３３】
マップＭは、前回回転数と今回回転数との対応関係において、マスク回路１３ｂがマスクする回転数領域Ｍａ若しくはマスクしない回転数領域Ｍｂを規定したデータテーブルとして構成することができる。従って、マイコン１５において、マップＭを照合することにより、前回回転数と今回回転数との対応関係から、マスク回路１３ｂが検出信号をマスクすると判断した場合、前回回転数またはマスク回路１３ｂがマスクしない回転数領域Ｍｂでの回転数を、制御用回転数として設定することができる。
【００３４】
これによれば、マイコン１５において、マップＭに基づきマスク回路１３ｂが検出信号をマスクする回転数領域Ｍａを判断することができ、誤って算出された回転数に基づきエンジン２の制御が行われることを確実に回避することができる。
【００３５】
上記した検出信号は、エンジン２の回転に伴って発生するクランク角信号であり、入出力部１３を介してエンジン制御に供されるパルス信号としてマイコン１５に入力される。それ故、上記構成を採用することにより、ハードウェア的な装置構成を変更することなく、既存の信号を基に当該回転数の誤検出を防止することができ、より高精度な制御が行える。
【００３６】
尚、本発明は上記し且つ図面に示した各実施形態に限定されるものではなく、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わたり、構成要素の一部を省略したりする等、適宜変更して実施し得るものである。
【００３７】
例えば、マップＭにおける識別データは、夫々の閾値回転数を規定するだけのデータでもよいし、上記した回転数領域Ｍａ，Ｍｂのうち、何れかの領域であるのか判断が可能なデータでもよい。また、マップＭに代替するデータテーブルを用いてもよい。また、上記した数値や、桁数等は例示であり、回路１３ａ，１３ｂの特性に応じて適宜、制御用回転数を設定することができる。
【符号の説明】
【００３８】
図面中、２…内燃機関、１０…電子制御装置、１１…ＣＰＵ、１３ｂ…マスク回路、１２…記憶部、１５…マイクロコンピュータ。
【図１】
2018066354.tif 000003
【図２】
2018066354.tif 000004
【図３】
2018066354.tif 000005
【図４】
2018066354.tif 000006
【図５】
2018066354.tif 000007