(57)【要約】【課題】クランク信号にノイズが重畳すること等により欠歯が誤検出された場合でも、次の欠歯位置まで待つことなく正常復帰すること。【解決手段】クランク信号のエッジ間隔を計測するエッジ検出部と、角度クロックを生成する角度クロック生成部と、クランク信号のエッジ間隔に基づいて、欠歯を検出した場合に、その後のクランク信号のエッジ間隔に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する欠歯検出部と、角度クロックに基づいて動作し、欠歯検出部により欠歯が検出された場合にリセットする第１角度カウンタと、角度クロックに基づいて動作し、欠歯検出部により欠歯検出が正常な検出と判断された場合に、第１角度カウンタの値をロードする第２角度カウンタとを備え、第１角度カウンタは、欠歯検出部により欠歯検出が誤検出であると判断された場合に、第２角度カウンタの値をロードする。【選択図】図５
2013108366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク信号のエッジを検出し、エッジ間隔を計測するエッジ検出部と、
前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて、角度クロックを生成する角度クロック生成部と、
前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて欠歯を検出すると共に、欠歯を検出した場合に、その後の前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する欠歯検出部と、
前記角度クロックに基づいて動作し、前記欠歯検出部により欠歯が検出された場合にリセットする第１角度カウンタと、
前記角度クロックに基づいて動作し、前記欠歯検出部により欠歯検出が正常な検出と判断された場合に、前記第１角度カウンタの値をロードする第２角度カウンタとを備え、
前記第１角度カウンタは、前記欠歯検出部により欠歯検出が誤検出であると判断された場合に、前記第２角度カウンタの値をロードすることを特徴とする、エンジン制御装置。
【請求項２】
前記欠歯検出部は、前記クランク信号の今回のエッジ間隔と前回のエッジ間隔との関係に基づいて、欠歯を検出し、欠歯を検出した場合に、前記クランク信号の今回のエッジ間隔と次回のエッジ間隔との関係に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する、請求項１に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク信号を処理するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クランク信号のパルス間隔を計測し、パルス間隔の今回値と前回値とを比較し、欠歯判定を実施する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。欠歯が誤検出された場合には、クランクカウンタの値が誤ってカウントされるが、その後、欠歯が正常に検出されると、クランクカウンタの値が正しい値（実際のクランク角位置と整合する値）にセットされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−００３４５４号公報（段落００５２，００５３，００６６，００６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、クランク信号にノイズが重畳すること等により欠歯が誤検出された場合には、その後、欠歯が正常に検出される（次の欠歯位置）まで正常復帰することができないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、クランク信号にノイズが重畳すること等により欠歯が誤検出された場合でも、次の欠歯位置まで待つことなく正常復帰することが可能なエンジン制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、クランク信号のエッジを検出し、エッジ間隔を計測するエッジ検出部と、
前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて、角度クロックを生成する角度クロック生成部と、
前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて欠歯を検出すると共に、欠歯を検出した場合に、その後の前記クランク信号のエッジ間隔に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する欠歯検出部と、
前記角度クロックに基づいて動作し、前記欠歯検出部により欠歯が検出された場合にリセットする第１角度カウンタと、
前記角度クロックに基づいて動作し、前記欠歯検出部により欠歯検出が正常な検出と判断された場合に、前記第１角度カウンタの値をロードする第２角度カウンタとを備え、
前記第１角度カウンタは、前記欠歯検出部により欠歯検出が誤検出であると判断された場合に、前記第２角度カウンタの値をロードすることを特徴とする、エンジン制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クランク信号にノイズが重畳すること等により欠歯が誤検出された場合でも、次の欠歯位置まで待つことなく正常復帰することが可能なエンジン制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例によるエンジン制御装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】欠歯検出部１４による欠歯検出処理の一例を示す図であり、欠歯が正常に検出される場合を示す図である。
【図３】欠歯検出部１４による欠歯検出処理の一例を示す図であり、欠歯が誤検出される場合を示す図である。
【図４】角度カウンタ部１６における動作の一例を示す図であり、欠歯が正常に検出される場合を示す図である。
【図５】角度カウンタ部１６における動作の一例を示す図であり、欠歯が誤検出される場合を示す図である。
【図６】本実施例のエンジン制御装置１によるクランク信号の要部処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例によるエンジン制御装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。
【００１１】
エンジン制御装置１は、エッジ検出部１０と、角度クロック生成部１２と、欠歯検出部１４と、角度カウンタ部１６と、タイマ部１８と、汎用出力部２０と、エッジ検出部２２と、気筒情報部２４と、ＣＰＵ２６とを含む。
【００１２】
エッジ検出部１０は、入力されるクランク信号のエッジを検出し、エッジ間隔を計測する。クランク信号は、クランク軸の角度位置を表す信号（クランク軸センサからの出力信号）であり、例えば、所定のクランク角度（例えば、６ＣＡ，１０ＣＡ）毎にエッジが発生する信号（パルス列）であってよい。尚、クランク軸の角度位置を示すためにクランクロータ（パルサロータ）の基準位置として欠歯が設定されている。従って、クランク信号は、そのパルス列の途中に所定パルス分（例えば２パルス分）のパルスが欠落する欠歯イベント（以下、単に、「欠歯」という）が現れる。欠歯が現れる間隔は３６０ＣＡ間隔である。尚、ＣＡは、クランクアングルを指す。
【００１３】
角度クロック生成部１２は、クランク信号のエッジ間隔に従い、所定の逓倍値の角度クロックを生成する。即ち、角度クロック生成部１２は、クランク信号のエッジ間隔に同期した角度クロックであって、クランク信号よりも逓倍値の倍率だけ分解能が高い角度クロックを生成する。例えば、クランク信号が１０ＣＡ毎のパルス列を発生し、逓倍値が１０である場合は、角度クロックは、クランク信号と同期した１ＣＡ毎のパルス列を形成する。
【００１４】
欠歯検出部１４は、クランク信号のエッジ間隔に基づいて、欠歯を検出する。また、欠歯検出部１４は、欠歯を検出した場合に、その後のクランク信号のエッジ間隔に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する。これらの動作については、図２等を参照して後述する。
【００１５】
角度カウンタ部１６は、角度クロックをソースとして動作するフリーランカウンタを２つ含む。即ち、角度カウンタ部１６は、角度クロックでカウントアップするフリーランカウンタを２つ含む。以下、これらの２つのカウンタを、第１角度カウンタ及び第２角度カウンタと称する。第１角度カウンタ及び第２角度カウンタの動作については、図３等を参照して後述する。
【００１６】
タイマ部１８は、第１角度カウンタのカウンタ値に基づくコンペアマッチタイマ機能を有する。例えば、タイマ部１８は、第１角度カウンタのカウンタ値が、所定の設定値と一致した場合（コンペアマッチ）に、割り込みを発生する。これにより、燃料の噴射タイミングや点火タイミング等がクランク角度に同期される。
【００１７】
汎用出力部２０は、タイマ部１８からのコンペアマッチ時の割り込みやＣＰＵ２６からの指示に基づいて、各種信号（インジェクタ信号やイグナイタ信号等）を発生する。これにより、燃料の噴射や点火等が実行される。
【００１８】
エッジ検出部２２は、入力されるカム信号のエッジを検出する。カム信号は、例えば、所定角度毎にＨレベル（ハイレベル）とＬレベル（ローレベル）とを繰り返す信号（カム軸センサからの出力信号）である。このカム信号により、１サイクル＝７２０°ＣＡ中の２回の欠歯検出に対して、当該欠歯の表裏（前半又は後半）が判定可能となる。
【００１９】
気筒情報部２４は、カム信号のエッジ検出結果に基づいて、クランク軸の回転に対する前半又は後半（例えば、０ＣＡから３６０ＣＡまでを前半、３６０ＣＡから７２０ＣＡまでを後半）に関する情報（気筒情報）を保有する。気筒情報は、角度カウンタ部１６やＣＰＵ２６で使用される。
【００２０】
ＣＰＵ２６は、各種ソフトウェアＳＷに基づいて、欠歯検出時やコンペアマッチ時の割り込み等での各種処理を行う。尚、ここでは、ＣＰＵ処理負荷を増大しないように、以下で説明する欠歯検出部１４の機能等はハードウェア自立の機能として実現される。
【００２１】
図２は、欠歯検出部１４による欠歯検出処理の一例を示す図であり、欠歯が正常に検出される場合を示す。図３は、欠歯検出部１４による欠歯検出処理の一例を示す図であり、ノイズの重畳に起因して欠歯が誤検出される場合を示す。
【００２２】
図２には、欠歯区間（破線にて図示）を含むクランク信号が示される。図３には、ノイズが重畳したクランク信号が示される。
【００２３】
一般的に、欠歯区間では、欠歯が存在しない区間に比べて、エッジ間隔が長くなる。この点を考慮して、欠歯検出部１４は、今回のエッジ間隔τｂと前回のエッジ間隔τａとの関係に基づいて、欠歯を検出する。例えば、欠歯検出部１４は、今回のエッジ間隔τｂと前回のエッジ間隔τａとの比（τｂ／τａ）が所定閾値Ｎｔｈより大きいか否かを判定し、大きい場合に、欠歯を検出する。所定閾値Ｎｔｈは、欠歯区間で欠落されるパルス数に応じて適切に設定されてもよい。例えば、図示の例では、欠歯区間で２パルスが欠落される構成であるので、所定閾値Ｎｔｈは、２付近の値（例えば２．５）であってよい。
【００２４】
しかしながら、今回のエッジ間隔τｂと前回のエッジ間隔τａとの関係は、ノイズの影響を受けやすく、欠歯検出が誤検出となる場合が生じうる。具体的には、図３に示すように、ノイズが重畳したクランク信号の場合、ノイズがエッジとして検出されうるので、今回のエッジ間隔τｂと前回のエッジ間隔τａとの比（τｂ／τａ）が所定閾値Ｎｔｈより大きくなる場合がある。
【００２５】
そこで、欠歯検出部１４は、欠歯を検出した場合に、その後のクランク信号のエッジ間隔に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断する。欠歯検出が正常な検出である場合には、次のクランク信号のエッジ間隔τｃは、図２に示すように、今回のエッジ間隔τｂよりも短くなるはずである。他方、欠歯検出が誤検出である場合には、次のクランク信号のエッジ間隔τｃは、図３に示すように、今回のエッジ間隔τｂと略同一になる（或いは、次が欠歯区間であれば、次のエッジ間隔τｃは、今回のエッジ間隔τｂよりも大きくなる）。従って、例えば、欠歯検出部１４は、今回のエッジ間隔τｂと次回のエッジ間隔τｃとの比（τｂ／τｃ）が所定閾値Ｎｔｈより大きいか否かを判定し、大きい場合に、欠歯検出が正常な検出であると判定し、τｂ／τｃがＮｔｈ以下の場合に、欠歯検出が誤検出であると判定する。
【００２６】
図４は、角度カウンタ部１６における動作の一例を示す図であり、欠歯が正常に検出される場合を示す。図５は、角度カウンタ部１６における動作の一例を示す図であり、ノイズの重畳に起因して欠歯が誤検出される場合を示す。
【００２７】
図４及び図５には、それぞれ、上側に、第１角度カウンタのカウンタ値が、下側に、第２角度カウンタのカウンタ値が示される。また、第１角度カウンタのカウンタ値よりも上側にクランク信号の波形が示される。尚、クランク信号は、概略的に示されており、パルスは１本の縦線で表されている。尚、欠歯間のパルスの数は、実際とは異なりうる適当な数で図示されている。
【００２８】
第１角度カウンタは、図４にて矢印Ｐ１にて示すように、欠歯検出部１４により欠歯が検出された場合に、０ＣＡにリセットする。尚、図示の例では、第１角度カウンタは、欠歯検出部１４により欠歯が検出され、且つ、カウンタ値がクランク軸の後半領域に属する場合（気筒情報から判断）に、０ＣＡにリセットする。即ち、第１角度カウンタは、角度クロックでカウントアップしつつ、７２０ＣＡ毎に０ＣＡにリセットする。但し、第１角度カウンタは、気筒情報とは無関係に、欠歯検出部１４により欠歯が検出される毎に０ＣＡにリセットする構成であってもよい。この場合、気筒情報は、角度カウンタ部１６の後段で利用されればよい。
【００２９】
第２角度カウンタは、図４にて矢印Ｐ２にて示すように、欠歯検出部１４により欠歯検出が正常な検出と判断された場合に、第１角度カウンタの値をロードする。即ち、第２角度カウンタのカウンタ値は、角度クロックでカウントアップしつつ、欠歯検出部１４により欠歯検出が正常な検出と判断された場合に、その時点の第１角度カウンタの値に置き換えられる。欠歯検出部１４により欠歯検出が正常な検出と判断されるタイミングは、上述の如く、欠歯検出タイミング後、次のクランク信号のエッジ間隔が計測され、評価されるタイミングに対応する。従って、欠歯検出部１４により欠歯検出が正常な検出と判断されるタイミングは、実質的に、欠歯検出タイミングよりも、クランク信号の１パルス分の時間後である。
【００３０】
図５に示すように、ノイズの重畳に起因して短いエッジ間隔が生じる場合、この場合も欠歯検出部１４により欠歯が検出されるので、第１角度カウンタは、図５にて矢印Ｐ１’にて示すように、０ＣＡにリセットする。この場合、第１角度カウンタは、実際のクランク角度とは整合しない異常状態となる。しかしながら、この場合、その次のクランク信号のエッジ間隔に基づいて、欠歯検出部１４により欠歯検出が誤検出であると判断される。これに伴い、第１角度カウンタは、図５にて矢印Ｐ３にて示すように、第２角度カウンタの値をロードする。即ち、第１角度カウンタのカウンタ値は、欠歯検出部１４により欠歯検出が誤検出と判断された場合に、その時点の第２角度カウンタの値に置き換えられる。ここで、第２角度カウンタの値は、上述の如く、欠歯検出部１４により欠歯検出が正常な検出と判断される場合のみ、第１角度カウンタの値をロードする。従って、第２角度カウンタの値は、ノイズの重畳に起因して欠歯が検出される場合でも、０ＣＡにリセットしておらず、正しい値（実際のクランク角度とは整合する値）を維持している。従って、欠歯検出部１４により欠歯検出が誤検出であると判断された時点で、第１角度カウンタが第２角度カウンタの値をロードすることにより、第１角度カウンタを正常な状態に復帰させることができる。このように、本実施例によれば、第１角度カウンタを補正することがハードウェアの自立の機能として可能となり、ＣＰＵ処理負荷を増大させることなく、ノイズロバスト性を高めることができる。
【００３１】
また、欠歯検出部１４により欠歯検出が誤検出であると判断されるタイミングは、上述の如く、欠歯検出タイミング後、次のクランク信号のエッジ間隔が計測され、評価されるタイミングに対応する。従って、欠歯検出部１４により欠歯検出が誤検出であると判断されるタイミングは、実質的に、欠歯検出タイミングよりも、クランク信号の１パルス分の時間後である。従って、本実施例によれば、ノイズの重畳に起因して欠歯が検出され、第１角度カウンタが異常状態に陥った場合でも、次に欠歯検出タイミングを待つことなく直ぐに第１角度カウンタを正常な状態に復帰させることができる。この結果、高精度なエンジン制御が可能となり、燃費向上を図ることができる。
【００３２】
図６は、本実施例のエンジン制御装置１によるクランク信号の要部処理の流れを示すフローチャートである。尚、図６は、処理の流れを示すフローチャートであり、図１のブロック図で示す信号の流れとは異なる態様で示されている。
【００３３】
ステップ６００では、エッジ検出部１０において、クランク信号の今回のエッジ（ｎ）が検出される。
【００３４】
ステップ６０２では、エッジ検出部１０において、クランク信号の今回のエッジ間隔τｎが計測される。今回のエッジ間隔τｎは、前回のエッジ（ｎ−１）から今回のエッジ（ｎ）までの間隔である。尚、エッジは、立ち上がりエッジであってよい（図２参照）。
【００３５】
ステップ６０６では、欠歯検出部１４において、今回のエッジ間隔τｎと前回のエッジ間隔τｎ−１との比（τｎ／τｎ−１）が所定閾値Ｎｔｈより大きいか否かが判定される。τｎ／τｎ−１＞Ｎｔｈの場合は、今回のエッジ（ｎ）の計測タイミングで欠歯が検出されたと判断され（ステップ６０８）、ステップ６１０に進み、それ以外の場合は、欠歯が検出されないと判断され、今回のエッジ（ｎ）に関する処理は終了となる。
【００３６】
ステップ６１０では、角度カウンタ部１６において、第１角度カウンタがクリア（リセット）される。
【００３７】
ステップ６１２では、エッジ検出部１０において、クランク信号の次回のエッジ（ｎ＋１）が検出される。
【００３８】
ステップ６１４では、エッジ検出部１０において、クランク信号の次回のエッジ間隔τｎ＋１が計測される。
【００３９】
ステップ６１８では、欠歯検出部１４において、今回のエッジ間隔τｎと次回のエッジ間隔τｎ＋１との比（τｎ／τｎ＋１）が所定閾値Ｎｔｈより大きいか否かが判定される。τｎ／τｎ＋１＞Ｎｔｈの場合は、欠歯検出が正常な検出と判断され（ステップ６２０）、ステップ６２２に進む。他方、それ以外の場合（即ち、τｎ／τｎ＋１≦Ｎｔｈの場合）は、欠歯検出が誤検出であると判断され（ステップ６２４）、ステップ６２６に進む。
【００４０】
ステップ６２２では、角度カウンタ部１６において、第２角度カウンタへ第１角度カウンタの値がロードされる。
【００４１】
ステップ６２６では、角度カウンタ部１６において、第１角度カウンタへ第２角度カウンタの値がロードされる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４３】
例えば、上述した実施例では、欠歯検出部１４は、欠歯検出を生じさせた今回のエッジ間隔τｂと、その次のエッジ間隔τｃとの関係に基づいて、該欠歯検出が正常な検出か誤検出かを判断しているが、欠歯検出を生じさせた今回のエッジ間隔τｂと、その次の複数個のエッジ間隔τｃとの関係を考慮してもよい。例えば、今回のエッジ間隔τｂと次回のエッジ間隔τｃとの比（τｂ／τｃ）が所定閾値Ｎｔｈより大きく、且つ、今回のエッジ間隔τｂと次の次のエッジ間隔τｄとの比（τｂ／τｄ）が所定閾値Ｎｔｈより大きいときに、欠歯検出が正常な検出であると判定し、それ以外の場合に、欠歯検出が誤検出であると判定することとしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    エンジン制御装置
１０    エッジ検出部
１２    角度クロック生成部
１４    欠歯検出部
１６    角度カウンタ部
１８    タイマ部
２０    汎用出力部
２２    エッジ検出部
２４    気筒情報部
２６    ＣＰＵ
【図１】
2013108366.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013108366.tif 000005
【図４】
2013108366.tif 000006
【図５】
2013108366.tif 000007
【図６】
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