JP2013108366A - Engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an engine control apparatus that processes a crank signal.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for measuring a pulse interval of a crank signal, comparing a current value of a pulse interval with a previous value, and performing a missing tooth determination (see, for example, Patent Document 1). If a missing tooth is detected incorrectly, the value of the crank counter is counted incorrectly, but if the missing tooth is detected normally thereafter, the value of the crank counter is correct (matched with the actual crank angle position). Value).
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。 However, in the technique described in Patent Document 1, when a missing tooth is erroneously detected due to, for example, noise superimposed on the crank signal, the missing tooth is normally detected (next missing tooth position). There is a problem that it cannot return to normal.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine control device capable of returning to normal without waiting for the next missing tooth position even when a missing tooth is erroneously detected due to noise superimposed on the crank signal. To do.
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。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an edge detection unit that detects an edge of a crank signal and measures an edge interval;
An angle clock generator for generating an angle clock based on an edge interval of the crank signal;
When missing teeth are detected based on the edge interval of the crank signal, and when missing teeth are detected, it is determined whether the missing tooth detection is normal detection or false detection based on the subsequent edge interval of the crank signal. A missing tooth detection unit,
A first angle counter that operates based on the angle clock and resets when a missing tooth is detected by the missing tooth detector;
A second angle counter that operates based on the angle clock and loads a value of the first angle counter when the missing tooth detection unit determines that the missing tooth detection is normal detection;
The engine control device is provided, wherein the first angle counter loads the value of the second angle counter when the missing tooth detection unit determines that the missing tooth detection is an erroneous detection. The
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。 According to the present invention, even when a missing tooth is erroneously detected due to, for example, noise superimposed on a crank signal, an engine control device that can return to normal without waiting for the next missing tooth position is obtained.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a main configuration of an engine control apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
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。
The engine control device 1 includes an
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The general-
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of missing tooth detection processing by the missing
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。 FIG. 2 shows a crank signal including a missing tooth section (shown by a broken line). FIG. 3 shows a crank signal on which noise is superimposed.
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。
In general, in the missing tooth section, the edge interval is longer than in the section where there is no missing tooth. Considering this point, the missing
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。 However, the relationship between the current edge interval τb and the previous edge interval τa is easily affected by noise, and the missing tooth detection may be erroneously detected. Specifically, as shown in FIG. 3, in the case of a crank signal on which noise is superimposed, since noise can be detected as an edge, the ratio (τb / τa) between the current edge interval τb and the previous edge interval τa is In some cases, the threshold value becomes larger than the predetermined threshold value Nth.
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。
Therefore, when the missing
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。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation in the
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。 4 and 5, the counter value of the first angle counter is shown on the upper side, and the counter value of the second angle counter is shown on the lower side, respectively. Further, the waveform of the crank signal is shown above the counter value of the first angle counter. The crank signal is schematically shown, and the pulse is represented by a single vertical line. The number of pulses between missing teeth is shown as an appropriate number that may differ from the actual number.
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。
The first angle counter is reset to 0CA when the missing
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。
As indicated by an arrow P2 in FIG. 4, the second angle counter loads the value of the first angle counter when the missing
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。
As shown in FIG. 5, when a short edge interval occurs due to noise superposition, the missing
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。
The timing at which the missing
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。 FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the main processing of the crank signal by the engine control apparatus 1 of the present embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing, and is shown in a mode different from the signal flow shown in the block diagram of FIG.
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。
In step 600, the
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)。
In
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。
In
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。
In step 610, the
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。
In step 612, the
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。
In step 614, the
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。
In step 618, the missing
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。
In
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。
In step 626, the
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。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
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。
For example, in the embodiment described above, the missing
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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。 An edge detector for detecting the edge of the crank signal and measuring the edge interval;
An angle clock generator for generating an angle clock based on an edge interval of the crank signal;
When missing teeth are detected based on the edge interval of the crank signal, and when missing teeth are detected, it is determined whether the missing tooth detection is normal detection or false detection based on the subsequent edge interval of the crank signal. A missing tooth detection unit,
A first angle counter that operates based on the angle clock and resets when a missing tooth is detected by the missing tooth detector;
A second angle counter that operates based on the angle clock and loads a value of the first angle counter when the missing tooth detection unit determines that the missing tooth detection is normal detection;
The engine control apparatus according to claim 1, wherein the first angle counter loads the value of the second angle counter when the missing tooth detection unit determines that the missing tooth detection is an erroneous detection.
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