(57)【要約】【課題】クランクポジションセンサの出力する低分解能のパルスから、これに同期した高分解能のパルスを生成する方法および装置においては、生成する高分解能のパルスの瞬間的な周期の精度や、回転速度が変動した際のパルス生成数の累積誤差に問題があった。本発明は、これらの問題を解決するための方法を提供する。【解決手段】低分解能のパルスが発生する度に、低分解能パルスの周期を計測し、計測した周期から次に発生する低分解能パルスの周期を推定し、一方、低分解能のパルスの発生以後に生成した高分解能のパルスを計数し、この計数値と任意の定数を比較し、他方、低分解能のパルスの発生時刻と高分解能のパルスの生成時刻の時間差を計測し、この推定した周期と時間差と比較結果に応じて、生成する高分解能のパルスの周期を補正する。【選択図】図１
2011117918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクポジションセンサの生成する低分解能のパルスから同期した高分解能のパルスを生成する方法および装置において、
低分解能のパルスが発生する度に、低分解能パルスの周期を計測し、計測した周期から次に発生する低分解能パルスの周期を推定し、一方、低分解能のパルスの発生以後に生成した高分解能のパルスを計数し、この計数値と任意の定数を比較し、他方、低分解能のパルスの発生時刻と高分解能のパルスの生成時刻の時間差を計測し、この推定した周期と時間差と比較結果に応じて、生成する高分解能のパルスの周期を補正することを特徴とする方法および装置。
【請求項２】
推定した周期と時間差と比較結果に応じた補正値に任意の定数を乗ずる手段を設けた請求項１に記載の方法および装置。
【請求項３】
直前に計測した低分解能のパルスの周期に加えて、過去に計測した複数の低分解能のパルスの周期も使って次に発生する低分解能パルスの周期を推定する手段を設けた請求項１に記載の方法および装置。
【請求項４】
推定した次の低分解能パルスの周期と、計測した直前の低分解能パルスの周期に基づき、生成する高分解能のパルスの周期を、１パルスずつ補正する手段を設けた請求項１に記載の方法および装置。
【請求項５】
予め与えられたクランクポジションセンサが出力するパルスの欠落箇所の情報に基づき、低分解能パルスが欠落する箇所においては、生成する高分解能のパルスの周期を更新しない処理を設けた請求項１に記載の方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、クランクポジションセンサ等の低分解能の回転パルスに同期した、高精度高解能の回転パルスを生成する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  エンジンの試験では、シリンダ圧やトルクや振動の評価が不可欠である。これらはクランク軸の角度に同期して測定されるため、高分解能なクランク軸の角度信号が必要である。多くの場合、クランク軸に取付けた高分解能の光学式ロータリエンコーダの出力する回転パルスがクランク軸の角度信号として用いられるが、この光学式ロータリエンコーダの取付けはエンジン自体の加工が必要で困難である。このため、エンジンが本来内蔵しているクランクポジションセンサの出力する低分解能の回転パルスから高分解能の回転パルスを生成する手法がとられている。この実現手段としては、低分解能のパルスが発生する度に任意の数のパルスを回転速度とは無関係な周期で出力する方法、および、低分解能の回転パルスの周期を計測し、この周期を任意の比率で割った周期のパルスを出力する方法が周知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、これら周知の手段では、生成する高分解能のパルスの瞬間的な周期の精度や、回転速度が変動した際のパルス生成数の累積誤差に問題があった。本発明は、これらの問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明は、この課題を解決するために、低分解能のパルスが発生する度に、低分解能パルスの周期を計測し、計測した周期から次に発生する低分解能パルスの周期を推定し、一方、低分解能のパルスの発生以後に生成した高分解能のパルスを計数し、この計数値と任意の定数を比較し、他方、低分解能のパルスの発生時刻と高分解能のパルスの生成時刻の時間差を計測し、この推定した周期と時間差と比較結果に応じて、生成する高分解能のパルスの周期を補正する。【０００５】  さらに、推定した周期と時間差と比較結果に応じた補正値に任意の定数を乗じて、生成する高分解能のパルスの周期を補正する。【０００６】  さらに、低分解能のパルスの周期を計測し、任意の個数だけ順次記録し、この記録した複数の周期も使って、次に発生する低分解能パルスの周期を推測する。【０００７】  さらに、推定した次の低分解能パルス周期と、計測した直前の低分解能パルスの周期に基づき、生成する高分解能のパルスの周期を、１パルスずつ補正する。【０００８】  また、クランクポジションセンサが出力する低分解能のパルスには、回転角の絶対位置を示すために、１回転に複数のパルスの欠落箇所が存在する。予めパルスの欠落箇所の情報を与えておき、パルスが欠落箇所においては、生成する高分解能のパルスの周期を更新せず、以前に使用した周期を適用する。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、低分解能のパルスが発生する度に、任意の定数と、生成した高分解能のパルス数を比較して、以降に生成する高分解能のパルスの周期を補正するため、生成する高分解能のパルスの瞬間的な周期の精度が向上し、回転速度が変動しても出力する高分解能のパルス数の誤差が累積しない。【００１０】  さらに、生成する高分解能パルスの低分解能パルスへの追従がハンチングする場合は、推定した周期と時間差と比較結果に応じた補正値に乗ずる定数を低減することでハンチングを改善することが可能である。反対に追従性が遅い場合は、乗ずる定数を増大することで追従性を速くすることが可能である。【００１１】  さらに、次に発生する低分解能パルスの周期の推測に、直前に計測した低分解能パルスの周期を含めた過去の複数の記録した周期を使うことにより、エンジンの燃焼サイクルに起因するクランク軸回転の脈動があっても、低分解能パルスに対して生成する高分解能パルスを高精度に追従させることが可能である。【００１２】  さらに、推定した次の低分解能パルスの周期と、計測した直前の低分解能パルスの周期に基づき、生成する高分解能のパルスの周期を、１パルスずつ補正することで、低分解能パルスに対して生成する高分解能パルスを高精度に追従させることが可能である。【００１３】  また、低分解能のパルスが欠落する箇所において、生成する高分解能のパルスの周期を更新せず、以前に使用した周期を適用することで、低分解能のパルスに欠落があっても生成する高分解能パルスを持続的に追従させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は高精度高分解能クランク軸回転パルス出力装置の実施方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００１６】  図１においては、１は低分解能パルスの周期を計測するモジュールで、２は１で計測した周期を任意の数だけ順次記憶する計測周期一時記憶モジュールで、３は２に記憶された計測周期から次の低分解能パルスの周期を推定する推定モジュールで、６は生成する高分解能パルスの数を計数する計数モジュールで、４は６で計数した値と定数Ａを比較する比較モジュールで、１０は低分解能のパルスの発生時刻と高分解能のパルスの生成時刻の時間差を計測する時間差計測モジュールで、７は３で推定した周期と４で比較した結果と定数Ａとパルス欠落情報と１で計測した周期と１０で計測した時間差から生成する高分解能パルスの周期を補正する周期補正モジュールで、５は７の補正結果に定数Ｂを乗ずる乗算モジュールで、８は５の乗算結果を記憶する周期補正値一時記憶モジュールで、９は８の記憶した値に基づき高分解能パルスを生成するパルス生成モジュールである。
【００１７】  以下、前記構成の動作を説明する。低分解能パルスが発生した後に９のパルス生成モジュールで生成した高分解能パルスの数と定数Ａを、低分解能パルスが発生する度に比較しているが、その比較結果である偏差は、直前の低分解能パルスの周期の間に生成した高分解能パルス数の定数Ａに対する過不足数を意味している。７の周期補正モジュールは、３の推定モジュールで推定した次の低分解能パルスの周期と４の比較モジュールの結果と１０の時間差計測モジュールで計測した低分解能パルスと高分解能パルスの時間差から高分解能パルスの周期を導出するが、これは、推定した周期と計測した時間差の差を定数Ａと４の比較結果の和で割ることで実現できる。これにより、例えば定数Ａを１２とすれば、推定した周期から計測した時間差を差し引いた時間に、高分解能パルスは、直前の周期の過不足分と１２個の和の数だけ出力され、結果として、直前の周期で同期がずれていても高分解能パルスは低分解能パルスの１２倍の分解能が保たれる。
【００１８】  ２の計測周期一時記憶モジュールに記憶した周期のうち直前に計測されたものをＴｐｑと表し、ｐをクランク軸の回転回数とし、ｑをその回転の中のパルスの順番とする。また３の推定モジュールで推定する周期をＴｐ（ｑ＋１）とする。簡便迅速な推定が要求される場合は、Ｔｐ（ｑ＋１）＝Ｔｐｑとする。また、燃焼サイクルに起因するクランク軸回転の脈動の影響を低減したい場合はＴｐ（ｑ＋１）＝Ｔｐｑ×Ｔ（ｐ−１）（ｑ＋１）÷Ｔ（ｐ−１）ｑとする。また、１回転前と挙動が異なる場合は２回転前の周期を参照しＴｐ（ｑ＋１）＝Ｔｐｑ×Ｔ（ｐ−２）（ｑ＋１）÷Ｔ（ｐ−２）ｑとする。
【００１９】  生成する高分解能パルスの周期を更に高精度にするために、１の周期計測モジュールで計測した直前の周期と、３の推定モジュールで推定した次の周期の比から、近似法にて、次の低分解能パルスの周期に生成する高分解能パルスの周期を１パルスずつ分配するように補正値を導き、その補正値を８の周期補正値一時記憶モジュールに記憶させ、９のパルス生成モジュールにて１パルス出力する毎に順次８に記憶した補正値を読み出して次の高分解能パルスを出力する。
【符号の説明】
【００２０】  １    周期計測モジュール
２    計測周期一時記憶モジュール
３    推定モジュール
４    比較モジュール
５    乗算モジュール
６    計数モジュール
７    周期補正モジュール
８    周期補正値一時記憶モジュール
９    パルス生成モジュール
１０    時間差計測モジュール
【図１】
2011117918.tif 000003