JP6056652B2

JP6056652B2 - Crank angle detector

Info

Publication number: JP6056652B2
Application number: JP2013107420A
Authority: JP
Inventors: 中村　拓; 拓中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: JP2014227892A

Description

本発明は、エンジン制御の分野において、クランク角検知技術に関するものである。 The present invention relates to a crank angle detection technique in the field of engine control.

従来から内燃機関の燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミングの変更等を制御するため、該内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサが用いられている（例えば、特許文献１）。特許文献１において、クランク角センサは、クランク軸が１０°回転する毎にローレベル→ハイレベル→ローレベルと変化するパルス信号を出力している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a crank angle sensor that detects a crank angle of an internal combustion engine has been used to control changes in fuel injection timing, ignition timing, valve timing, and the like of the internal combustion engine (for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the crank angle sensor outputs a pulse signal that changes from low level → high level → low level every time the crankshaft rotates 10 °.

特開２００５−３１５１６９号公報JP 2005-315169 A 特開平１１−８２１４５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-82145 特開２０１２−２５２１７６号公報JP 2012-252176 A 特開平２−８２８６５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-82865

ところで、近年の排ガス法規制の強化や更なる燃費向上に対応するため、エンジン制御の精度向上が図られている。該エンジン制御の精度向上に伴い、クランク角センサも１°間隔でクランク角を検出可能な高精度なものが用いられるようになっている。 By the way, in order to cope with the recent tightening of exhaust gas regulations and further improvement of fuel efficiency, engine control accuracy is improved. Along with the improvement in the accuracy of the engine control, a highly accurate sensor that can detect the crank angle at intervals of 1 ° is used.

しかしながら、クランク角センサの検出精度向上に伴い、クランク角センサからの出力信号が短周期化するため、クランク角センサからの出力信号と高周波ノイズとの判別が困難な場合が生じる。そのため、クランク角センサからの出力信号を受信したエンジンＥＣＵ内のフィルタ回路では、クランク角センサからの出力信号を検出できない場合があり、その結果、エンジン制御が適当に行えない等の問題が生じる。 However, as the detection accuracy of the crank angle sensor is improved, the output signal from the crank angle sensor is shortened, so that it may be difficult to distinguish the output signal from the crank angle sensor from high frequency noise. For this reason, the filter circuit in the engine ECU that has received the output signal from the crank angle sensor may not be able to detect the output signal from the crank angle sensor, resulting in problems such as inability to perform engine control appropriately.

そこで、上記課題に鑑み、出力信号のノイズ耐性を向上することが可能なクランク角検出装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a crank angle detection device that can improve noise resistance of an output signal.

上記目的を達成するため、実施の形態において、クランク角検出装置は、
エンジンのクランク軸が所定角度回転する度に、前記クランク軸と一体に設けられた被検知部を検知し、前記被検知部を検知する度に、立ち上がりと立ち下がりとが交互に繰り返されるパルス信号を出力するクランク角センサと、
前記クランク角センサにより出力された前記パルス信号に基づいて、前記エンジンのクランク角を検出する処理部であって、前記パルス信号の前記立ち上がり及び前記立ち下がりの何れか一方をカウントすることにより前記クランク角を算出する第１の処理と、前記パルス信号の前記立ち上がり及び前記立ち下がりの両方をカウントすることにより前記クランク角を算出する第２の処理とを行う処理部と、を備え、
前記処理部は、処理負荷、外気温、及び前記エンジンの水温のうちの少なくとも１つに応じて、前記第１の処理と前記第２の処理とを切り替える。
In order to achieve the above object, in the embodiment, the crank angle detection device comprises:
Each time the crankshaft of the engine rotates by a predetermined angle, the detected part provided integrally with the crankshaft is detected, and each time the detected part is detected, a pulse signal that alternately repeats rising and falling A crank angle sensor that outputs
A processing unit for detecting a crank angle of the engine based on the pulse signal output from the crank angle sensor, and counting the crank signal by counting either the rising edge or the falling edge of the pulse signal. A processing unit that performs a first process of calculating an angle and a second process of calculating the crank angle by counting both the rising edge and the falling edge of the pulse signal;
The processing unit switches between the first process and the second process according to at least one of a processing load, an outside air temperature, and a water temperature of the engine .

本実施の形態によれば、出力信号のノイズ耐性を向上することが可能なクランク角検出装置を提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide a crank angle detection device that can improve noise resistance of an output signal.

第１の実施形態に係るクランク角検出装置１を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a crank angle detection device 1 according to a first embodiment. 第１の実施形態に係るクランク角センサ１１が出力する信号である。It is a signal output from the crank angle sensor 11 according to the first embodiment. 第１の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出の割り込み処理を説明する図である。It is a figure explaining the interruption process of crank angle detection in engine ECU20 (microcomputer 21) concerning a 1st embodiment. 比較例に係るクランク角センサ１１'が出力する信号と本実施形態に係るクランク角センサ１１が出力する信号とを比較する図である。It is a figure which compares the signal which crank angle sensor 11 'concerning a comparative example outputs, and the signal which crank angle sensor 11 concerning this embodiment outputs. 第２の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出の割り込み処理を説明する図である。It is a figure explaining the interruption process of crank angle detection in engine ECU20 (microcomputer 21) concerning a 2nd embodiment. 第２の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）にて行われるクランク角検出処理の切り替え（１°処理と２°処理）の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching (1 degree process and 2 degree process) of the crank angle detection process performed in engine ECU20 (microcomputer 21) which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係るクランク角センサ１１からエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）に入力される電気信号の特性に基づく、マイコン２１におけるクランク角検出の割り込み処理の遅れを説明する図である。It is a figure explaining the delay of the interruption process of the crank angle detection in the microcomputer 21 based on the characteristic of the electric signal input into engine ECU20 (microcomputer 21) from the crank angle sensor 11 which concerns on 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係るクランク角検出装置１を示すブロック図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a crank angle detection device 1 according to this embodiment.

クランク角検出装置１は、車両（不図示）に搭載され、クランク角センサ１１、クランクロータ１２、エンジンＥＣＵ２０等を有する。 The crank angle detection device 1 is mounted on a vehicle (not shown) and includes a crank angle sensor 11, a crank rotor 12, an engine ECU 20, and the like.

クランク角センサ１１は、エンジン１０のクランク軸の回転を検知する検知手段であり、内燃機関１０のクランク軸近傍に、後述するクランクロータ１２の外周に対向するように取り付けられる。なお、エンジン１０は、車両に搭載され、変速機等を介して該車両を駆動する。また、エンジン１０は、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等、任意の内燃機関でよい。本実施形態に係るクランク角センサ１１は、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ：巨大磁気抵抗効果）素子（不図示）を用いたものであり、クランクロータ１２の回転に応じて、後述する被検知部である歯１２ａを検知し、クランク角センサ信号を出力する。 The crank angle sensor 11 is detection means for detecting rotation of the crankshaft of the engine 10 and is attached in the vicinity of the crankshaft of the internal combustion engine 10 so as to face the outer periphery of a crank rotor 12 described later. The engine 10 is mounted on a vehicle and drives the vehicle via a transmission or the like. The engine 10 may be any internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The crank angle sensor 11 according to the present embodiment uses a GMR (Giant Magneto-Resistive effect) element (not shown), and a detected part to be described later according to the rotation of the crank rotor 12. Is detected, and a crank angle sensor signal is output.

クランクロータ１２は、クランク軸に固定され、クランク軸の回転に伴い回転する。クランクロータ１２は、外周に所定角度毎の歯１２ａ（被検知部）が形成された磁性体であり、該歯１２ａが対向配置されるクランク角センサ１１により検知される。本実施形態においては、１°毎に歯１２ａが形成されている。また、クランクロータ１２の外周のうち、所定の角度位置に欠歯（歯が形成されていない）部分１２ｂが設けられており、該欠歯部分１２ｂは基準位置を示している。これにより、歯１２ａの絶対位置を検知することができる。基準位置は、例えば、エンジン１０の所定気筒の上死点にあたるクランク角等のように決められている。なお、クランクロータ１２は、後述するように、エンジン１０のクランク軸の回転に応じてＧＭＲ素子により検知可能な磁束変化を生じさせるものであればよく、例えば、ロータ外周面に所定角度毎に磁性体を貼付、プリントする等により構成したものでもよい。 The crank rotor 12 is fixed to the crankshaft and rotates as the crankshaft rotates. The crank rotor 12 is a magnetic body having teeth 12a (detected portions) at predetermined angles formed on the outer periphery, and is detected by a crank angle sensor 11 in which the teeth 12a are arranged to face each other. In the present embodiment, teeth 12a are formed every 1 °. Further, a missing tooth (no teeth are formed) portion 12b is provided at a predetermined angular position on the outer periphery of the crank rotor 12, and the missing tooth portion 12b indicates a reference position. Thereby, the absolute position of the tooth 12a can be detected. The reference position is determined, for example, as a crank angle corresponding to the top dead center of a predetermined cylinder of the engine 10. The crank rotor 12 only needs to generate a change in magnetic flux that can be detected by the GMR element in accordance with the rotation of the crankshaft of the engine 10, as will be described later. It may be configured by pasting or printing the body.

クランク角センサ１１は、ＧＭＲ素子と永久磁石（不図示）を有する。該永久磁石と外周面に所定角度毎に歯１２ａが形成された磁性体であるクランクロータ１２との間に生じる磁束がクランクロータ１２の回転に伴い変化し、該変化に応じてＧＭＲ素子の電気抵抗率が変化する。クランク角センサ１１は、ＧＭＲ素子の電気抵抗率の変化に基づいて、クランクロータ１２の歯１２ａを検知する。 The crank angle sensor 11 has a GMR element and a permanent magnet (not shown). The magnetic flux generated between the permanent magnet and the crank rotor 12, which is a magnetic body having teeth 12a formed on the outer peripheral surface at predetermined angles, changes with the rotation of the crank rotor 12, and the electrical of the GMR element is changed according to the change. The resistivity changes. The crank angle sensor 11 detects the teeth 12a of the crank rotor 12 based on a change in the electrical resistivity of the GMR element.

クランク角センサ１１は、更に、出力回路部（不図示）を有する。出力回路部は、クランクロータ１２の歯１２ａの検知に基づいて、クランク角センサ信号を生成し、出力する。 The crank angle sensor 11 further includes an output circuit unit (not shown). The output circuit unit generates and outputs a crank angle sensor signal based on the detection of the teeth 12a of the crank rotor 12.

ここで、図２は、クランク角センサ１１（出力回路部）が出力するクランク角センサ信号を示す図である。図２（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示しており、図２（ｂ）は、図２（ａ）の模式図に対応したクランク角センサ信号が示されている。 Here, FIG. 2 is a diagram illustrating a crank angle sensor signal output by the crank angle sensor 11 (output circuit unit). 2A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner, and FIG. 2B shows a crank angle sensor corresponding to the schematic diagram of FIG. 2A. Signals are shown.

図２を参照するに、クランク角センサ信号は、クランクロータ１２の歯１２ａの後端位置で立ち上がり３０を有し、次に検知された歯１２ａの後端位置で立ち下がり４０を有するパルス信号である。また、クランク角センサ１１により歯１２ａの後端位置が検知される度に上記立ち上がり３０と上記立ち下がり４０が繰り返される。すなわち、出力回路部は、所定角度毎（本実施形態においては、１°毎）に上記立ち上がり３０と上記立ち下がり４０とが交互に繰り返されるパルス信号であるクランク角センサ信号を生成し、出力する。なお、本実施形態において、クランクロータ１２の歯１２ａの後端位置で立ち上がり３０又は立ち下がり４０を有するパルス信号が生成されるが、例えば、クランクロータ１２の歯１２ａの前端位置や中央位置において、立ち上がり３０又は立ち下がり４０を有するパルス信号が生成されてもよい。すなわち、クランク角センサ１１（出力回路部）は、クランクロータ１２の歯１２ａの如何なる位置を検知して、クランク角センサ信号を生成してもよい。 Referring to FIG. 2, the crank angle sensor signal is a pulse signal having a rising edge 30 at the rear end position of the tooth 12a of the crank rotor 12 and a falling edge 40 at the rear end position of the detected tooth 12a. is there. Each time the rear end position of the tooth 12a is detected by the crank angle sensor 11, the rising 30 and the falling 40 are repeated. That is, the output circuit unit generates and outputs a crank angle sensor signal that is a pulse signal in which the rising 30 and the falling 40 are alternately repeated at every predetermined angle (in this embodiment, every 1 °). . In the present embodiment, a pulse signal having a rising 30 or a falling 40 is generated at the rear end position of the teeth 12a of the crank rotor 12. For example, at the front end position or the center position of the teeth 12a of the crank rotor 12, A pulse signal having a rising edge 30 or a falling edge 40 may be generated. That is, the crank angle sensor 11 (output circuit unit) may detect any position of the teeth 12a of the crank rotor 12 and generate a crank angle sensor signal.

エンジンＥＣＵ２０は、エンジン制御を行う制御手段であり、エンジン制御マイコン（以下、単にマイコンと呼ぶ）２１を含む。マイコン２１は、プログラムを実行するＣＰＵ（不図示）、プログラム等を記憶するＲＯＭ（不図示）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（不図示）等から構成される。また、マイコン２１は、エンジン１０が搭載された車両の各種センサから入力された信号に基づき、エンジン１０の燃料噴射、点火、バルブタイミングの変更等の各種制御処理を行い、エンジン１０のアクチュエータ、例えば、インジェクタ、スパークプラグ等に指令信号を出力する。上記各種制御処理は、ＲＯＭに記憶された各種制御処理に対応するプログラムをＣＰＵ上で実行することにより行われる。 The engine ECU 20 is a control means for performing engine control, and includes an engine control microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer) 21. The microcomputer 21 includes a CPU (not shown) that executes a program, a ROM (not shown) that stores a program and the like, a RAM (not shown) that temporarily stores data, and the like. The microcomputer 21 performs various control processes such as fuel injection, ignition, and valve timing change of the engine 10 based on signals input from various sensors of the vehicle on which the engine 10 is mounted, and an actuator of the engine 10, for example, Output command signals to injectors, spark plugs, etc. The various control processes are performed by executing a program corresponding to the various control processes stored in the ROM on the CPU.

本実施形態において、マイコン２１には、クランク角センサ１１からクランク角センサ信号が入力される。入力されたクランク角センサ信号に基づき、エンジン１０のクランク角を検出し、該クランク角に基づいて、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミングの変更等の制御処理を行う。なお、エンジンＥＣＵ２０に入力されるクランク角センサ信号には、クランク角センサの出力回路部により生成された信号に加えて、ノイズ成分が含まれる場合がある。よって、エンジンＥＣＵ２０内の（バンドパス）フィルタ回路（不図示）により、高周波ノイズ成分が除去されたクランク角センサ信号がマイコン２１に入力される。 In the present embodiment, the crank angle sensor signal is input from the crank angle sensor 11 to the microcomputer 21. Based on the input crank angle sensor signal, the crank angle of the engine 10 is detected, and control processing such as change of fuel injection timing, ignition timing, and valve timing is performed based on the crank angle. The crank angle sensor signal input to the engine ECU 20 may include a noise component in addition to the signal generated by the output circuit unit of the crank angle sensor. Therefore, a crank angle sensor signal from which high-frequency noise components have been removed by a (bandpass) filter circuit (not shown) in the engine ECU 20 is input to the microcomputer 21.

次に、エンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出処理について説明をする。 Next, crank angle detection processing in the engine ECU 20 (microcomputer 21) will be described.

図３は、エンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出の割り込み処理を説明する図である。図３（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の模式図に対応したクランク角センサ信号を示している。図３（ｃ）は、マイコン２１において行われるクランク角検出の割り込み処理のタイミングを示しており、図３（ａ）及び（ｂ）に対応したものである。図３（ｄ）は、マイコン２１において行われるクランク角検出処理（クランクカウンタ）を示す図であり、図３（ａ）〜（ｃ）に対応したものである。 FIG. 3 is a diagram for explaining an interruption process for crank angle detection in the engine ECU 20 (microcomputer 21). FIG. 3A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner. FIG. 3B shows a crank angle sensor signal corresponding to the schematic diagram of FIG. FIG. 3C shows the timing of crank angle detection interrupt processing performed in the microcomputer 21, and corresponds to FIGS. 3A and 3B. FIG. 3D shows a crank angle detection process (crank counter) performed in the microcomputer 21 and corresponds to FIGS. 3A to 3C.

図３を参照するに、前述したとおり、クランク角センサ１１は、クランクロータ１２の歯１２ａの後端位置を検知する度に立ち上がり３０と立ち下がり４０とが交互に繰り返されるクランク角センサ信号をエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）へ出力する。これに対して、マイコン２１は、クランク角センサ信号の立ち上がり３０及び立ち下がり４０を検出したタイミングでクランク角検出の割り込み処理を行う。具体的には、まず、マイコン２１は、図３（ａ）一番左のクランクロータ１２の歯１２ａ後端位置に対応するクランク角センサ信号の立ち上がり３０を検出したタイミングで割り込み処理を行う。マイコン２１は、クランク角カウンタの値を、この時点のクランク角１°に１°を加算し、クランク角２°にカウントアップさせる。次に、マイコン２１は、図３（ａ）左から２番目クランクロータ１２の歯１２ａの後端位置に対応するクランク角センサ信号の立ち下がり４０を検出したタイミングで割り込み処理を行う。マイコン２１は、クランク角カウンタの値を、この時点のクランク角２°に１°を加算し、クランク角３°にカウントアップさせる。このように、マイコン２１において、クランク角センサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０が検出されたタイミングでクランク角カウンタを１°ずつカウントアップしていくことによりクランク角（クランク角カウンタの値）を算出することができる。なお、クランクロータ１２の歯１２ａは、上述のとおり、１°毎に形成されているため、マイコン２１において行われる各クランク角検出の割り込み処理においては、１°がクランク角カウンタに加算される。このようにして、検出されたクランク角（クランク角カウンタの値）に基づいて、上述したエンジン１０の制御が行われる。 Referring to FIG. 3, as described above, the crank angle sensor 11 generates a crank angle sensor signal in which the rising 30 and the falling 40 are alternately repeated every time the rear end position of the tooth 12a of the crank rotor 12 is detected. It outputs to ECU20 (microcomputer 21). On the other hand, the microcomputer 21 performs a crank angle detection interrupt process at the timing when the rising edge 30 and the falling edge 40 of the crank angle sensor signal are detected. Specifically, first, the microcomputer 21 performs an interrupt process at the timing when the rising 30 of the crank angle sensor signal corresponding to the rear end position of the tooth 12a of the leftmost crank rotor 12 in FIG. The microcomputer 21 adds 1 ° to the crank angle 1 ° at this time and increments the value of the crank angle counter to 2 °. Next, the microcomputer 21 performs interrupt processing at the timing when the trailing edge 40 of the crank angle sensor signal corresponding to the rear end position of the tooth 12a of the second crank rotor 12 from the left in FIG. The microcomputer 21 increments the value of the crank angle counter by adding 1 ° to the crank angle of 2 ° at this time point to increase the crank angle to 3 °. Thus, the microcomputer 21 calculates the crank angle (the value of the crank angle counter) by incrementing the crank angle counter by 1 ° at the timing when the rising 30 or the falling 40 of the crank angle sensor signal is detected. can do. Since the teeth 12a of the crank rotor 12 are formed at intervals of 1 ° as described above, 1 ° is added to the crank angle counter in each crank angle detection interruption process performed in the microcomputer 21. In this way, the above-described control of the engine 10 is performed based on the detected crank angle (value of the crank angle counter).

次に、本実施形態に係るクランク角検出装置１、特にクランク角センサ１１の作用について説明をする。 Next, the operation of the crank angle detection device 1 according to the present embodiment, particularly the crank angle sensor 11, will be described.

ここで、図４は、比較例に係るクランク角センサ１１'が出力する信号と本実施形態に係るクランク角センサ１１が出力する信号とを比較する図である。図４（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示している。図４（ｂ）は、比較例に係るクランク角センサ１１'が出力するクランク角センサ信号を示している。図４（ｃ）は、本実施形態に係るクランク角センサ１１が出力するクランク角センサ信号を示している。なお、比較例に係るクランク角センサ１１'についてもクランクロータ１２の歯１２ａを検知することによりクランク角センサ信号を出力する。 Here, FIG. 4 is a diagram comparing a signal output from the crank angle sensor 11 ′ according to the comparative example with a signal output from the crank angle sensor 11 according to the present embodiment. FIG. 4A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner. FIG. 4B shows a crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 ′ according to the comparative example. FIG. 4C shows a crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 according to the present embodiment. The crank angle sensor 11 'according to the comparative example also outputs a crank angle sensor signal by detecting the teeth 12a of the crank rotor 12.

図４（ｂ）を参照するに、比較例に係るクランク角センサ１１が出力するクランク角センサ信号は、クランクロータ１２の歯１２ａに対して立ち上がりと立ち下がりとを有するパルス信号であり、歯１２ａが検出される度に該パルス信号が出力されている。これは、上述した特許文献１等に記載されているクランク角センサ信号と同様の形態であり、一般的なものである。 Referring to FIG. 4B, the crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 according to the comparative example is a pulse signal having rising and falling edges with respect to the teeth 12a of the crank rotor 12, and the teeth 12a. The pulse signal is output every time. This is a form similar to the crank angle sensor signal described in Patent Document 1 and the like described above, and is a general one.

しかしながら、特許文献１にも示されるように従来のクランク角センサは、１０°間隔でパルス信号を出力するのに対して、比較例に係るクランク角センサ１１'は、１°間隔で形成された歯１２ａを検出し、１°間隔でパルス信号を出力する。よって、クランク角センサ１１'により出力されるクランク角センサ信号の周期は非常に短く、高周波信号となるため、高周波のノイズとの判別が難しくなる。 However, as shown in Patent Document 1, the conventional crank angle sensor outputs pulse signals at intervals of 10 °, whereas the crank angle sensor 11 ′ according to the comparative example is formed at intervals of 1 °. The teeth 12a are detected and pulse signals are output at 1 ° intervals. Therefore, the cycle of the crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 ′ is very short and becomes a high-frequency signal, making it difficult to distinguish it from high-frequency noise.

上述したとおり、クランク角センサ１１'からのクランク角センサ信号が入力されたエンジンＥＣＵ２０は、クランク角センサ信号に含まれるノイズをフィルタ回路により除去する。このとき、クランク角センサ信号とノイズ信号との判別が困難な場合、フィルタ回路によりクランク角センサ信号が除去されてしまう可能性が高くなる。また、クランク角センサ信号が除去されない場合でもノイズ信号が除去されずに残存する可能性が高くなる。これにより、比較例に係るクランク角センサ１１'から出力されるクランク角センサ信号では、マイコン２１はクランク角を精度良く検出することができない場合があり、その結果、エンジン制御を精度良く行なえず、燃費等において問題を生じる場合がある。 As described above, the engine ECU 20 to which the crank angle sensor signal is input from the crank angle sensor 11 ′ removes noise included in the crank angle sensor signal by the filter circuit. At this time, when it is difficult to discriminate between the crank angle sensor signal and the noise signal, there is a high possibility that the crank angle sensor signal is removed by the filter circuit. Further, even when the crank angle sensor signal is not removed, there is a high possibility that the noise signal remains without being removed. Thereby, in the crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 ′ according to the comparative example, the microcomputer 21 may not be able to accurately detect the crank angle, and as a result, the engine control cannot be performed with high accuracy. There may be a problem in fuel consumption.

これに対して、本実施形態に係るクランク角センサ１１のクランク角センサ信号は、上述したとおり、歯１２ａ（後端位置）を検知する度に立ち上がりと立ち下がりとを繰り返すパルス信号である。すなわち、クランク角センサ１１'のクランク角センサ信号に対して、クランク角センサ１１のクランク角センサ信号のパルス間隔は、２倍確保される。よって、クランク角センサ１１により出力されるクランク角センサ信号と高周波のノイズとの判別もし易くなり、エンジンＥＣＵ２０のフィルタ回路での高周波ノイズの除去がし易くなる。これにより、精度良くエンジン１０のクランク角を検出することができ、その結果、精度良くエンジン制御を行うことができる。すなわち、本実施形態に係るクランク角センサ１１により１°毎にクランク角を検出する高精度化とノイズ耐性との両立を図ることが可能となる。 On the other hand, as described above, the crank angle sensor signal of the crank angle sensor 11 according to the present embodiment is a pulse signal that repeats rising and falling every time the tooth 12a (rear end position) is detected. That is, twice the pulse interval of the crank angle sensor signal of the crank angle sensor 11 is ensured with respect to the crank angle sensor signal of the crank angle sensor 11 ′. Therefore, the crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 can be easily discriminated from the high frequency noise, and the high frequency noise can be easily removed by the filter circuit of the engine ECU 20. Thereby, the crank angle of the engine 10 can be detected with high accuracy, and as a result, the engine control can be performed with high accuracy. That is, it is possible to achieve both high accuracy and noise resistance that detect the crank angle every 1 ° by the crank angle sensor 11 according to the present embodiment.

［第２の実施形態］
次いで、第２の実施形態について説明をする。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.

本実施形態に係るクランク角検出装置１は、クランク角検出処理に関して、エンジン１０の回転速度に応じて、立ち上がり及び立ち下がりの両方をカウントするか、立ち上がり又は立ち下がりのいずれか一方のみをカウントするのかを切り替える点が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、異なる部分を中心に説明をする。 The crank angle detection device 1 according to the present embodiment counts both rising and falling or only one of rising and falling according to the rotation speed of the engine 10 in relation to the crank angle detection processing. The point which switches is different from 1st Embodiment. Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described.

図１は、本実施形態に係るクランク角検出装置１を示すブロック図であり、第１の実施形態と同様である。また、図２は、本実施形態に係るクランク角センサ１１（出力回路部）が出力するクランク角センサ信号を示す図であり、第１の実施形態と同様である。よって、これらの詳細な説明は省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing a crank angle detection device 1 according to the present embodiment, which is the same as in the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 (output circuit unit) according to the present embodiment, which is the same as in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

次に、本実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出処理について説明をする。 Next, crank angle detection processing in the engine ECU 20 (microcomputer 21) according to the present embodiment will be described.

図５は、本実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出の割り込み処理を説明する図である。図５（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の模式図に対応したクランク角信号を示している。図５（ｃ）は、エンジン１０が低回転時にマイコン２１において行われるクランク角検出の割り込み処理を示しており、図５（ａ）及び（ｂ）に対応したものである。図５（ｄ）は、エンジン１０が高回転時にマイコン２１において行われるクランク角検出の割り込み処理を示しており、図５（ａ）及び（ｂ）に対応したものである。なお、エンジン１０が低回転時とは、エンジン１０の回転速度が所定の閾値未満のときをいい、エンジン１０が高回転時とは、エンジン１０の回転速度が所定の閾値以上のときをいう。また、エンジン１０の回転速度は、クランク角センサ１１からのクランク角センサ信号に基づいて、マイコン２１が検出（算出）する。 FIG. 5 is a diagram for explaining the crank angle detection interrupt process in the engine ECU 20 (microcomputer 21) according to the present embodiment. FIG. 5A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner. FIG. 5B shows a crank angle signal corresponding to the schematic diagram of FIG. FIG. 5C shows a crank angle detection interrupt process performed in the microcomputer 21 when the engine 10 is running at a low speed, and corresponds to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5 (d) shows the crank angle detection interruption process performed in the microcomputer 21 when the engine 10 is rotating at high speed, and corresponds to FIGS. 5 (a) and 5 (b). Note that when the engine 10 is running at a low speed, it means when the rotational speed of the engine 10 is less than a predetermined threshold, and when the engine 10 is running at a high speed, it means when the rotational speed of the engine 10 is above a predetermined threshold. The microcomputer 21 detects (calculates) the rotational speed of the engine 10 based on the crank angle sensor signal from the crank angle sensor 11.

図５（ｃ）を参照するに、エンジン１０が低回転時に、マイコン２１は、第１の実施形態と同様、クランクロータ１２の歯１２ａ後端位置を検知する度に出力されるクランク角センサ信号の立ち上がり３０と立ち下がり４０のタイミングで割り込み処理を行う。マイコン２１は、第１の実施形態と同様に、立ち上がり３０又は立ち下がり４０を検出したタイミングでクランク角カウンタを１°ずつカウントアップしていくことによりクランク角（クランク角カウンタの値）を算出する。 Referring to FIG. 5 (c), when the engine 10 is running at a low speed, the microcomputer 21 outputs a crank angle sensor signal each time it detects the rear end position of the tooth 12a of the crank rotor 12 as in the first embodiment. Interrupt processing is performed at the timing of rising edge 30 and falling edge 40. Similarly to the first embodiment, the microcomputer 21 calculates the crank angle (the value of the crank angle counter) by incrementing the crank angle counter by 1 ° at the timing when the rising 30 or the falling 40 is detected. .

これに対して、図５（ｄ）を参照するに、エンジン１０が高回転時に、マイコン２１は、クランクセンサ信号の立ち上がり３０を検出したタイミングで割り込み処理を行い、立ち下がり４０のタイミングでは割り込み処理は行わない。この場合、２°間隔の歯１２ａを検知したタイミングで割り込み処理が行われるのと同等であるので、マイコン２１は、立ち上がり３０を検出したタイミングでクランク角カウンタを２°ずつカウントアップしていくことによりクランク角（クランク角カウンタの値）を算出する。なお、図５（ｄ）においては、立ち上がり３０を検出したタイミングで割り込み処理が行われ、立ち下がり４０のタイミングでは割り込み処理は行われないが、逆に、立ち下がり４０を検出したタイミングで割り込み処理が行われ、立ち上がり３０のタイミングでは割り込み処理が行われないようにしてもよい。すなわち、本実施形態において、エンジン１０が高回転時に、マイコン２１は、クランクセンサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０のいずれか一方を検出したタイミングでクランク角検出の割り込み処理を行う。 On the other hand, referring to FIG. 5D, when the engine 10 is rotating at high speed, the microcomputer 21 performs interrupt processing at the timing when the rising edge 30 of the crank sensor signal is detected, and interrupt processing at the timing of the falling edge 40. Do not do. In this case, since the interrupt processing is equivalent to the timing at which the teeth 12a at intervals of 2 ° are detected, the microcomputer 21 counts up the crank angle counter by 2 ° at the timing at which the rising edge 30 is detected. To calculate the crank angle (the value of the crank angle counter). In FIG. 5D, interrupt processing is performed at the timing when the rising edge 30 is detected, and interrupt processing is not performed at the timing of the falling edge 40. Conversely, interrupt processing is performed at the timing when the falling edge 40 is detected. The interrupt process may not be performed at the timing of the rising edge 30. In other words, in the present embodiment, when the engine 10 is rotating at a high speed, the microcomputer 21 performs the crank angle detection interrupt process at the timing when either the rising edge 30 or the falling edge 40 of the crank sensor signal is detected.

以下において、エンジン１０が低回転時にマイコン２１により行われるクランク角検出の割り込み処理を１°処理と呼び、エンジン１０が高回転時にマイコン２１により行われるクランク角検出の割り込み処理を２°処理と呼ぶ場合がある。 In the following, the crank angle detection interrupt process performed by the microcomputer 21 when the engine 10 is at a low speed is referred to as a 1 ° process, and the crank angle detection interrupt process performed by the microcomputer 21 when the engine 10 is at a high speed is referred to as a 2 ° process. There is a case.

次に、本実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）において行われるクランク角検出処理の切り替え（１°処理と２°処理）について説明をする。図６は、本実施形態に係るエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）にて行われるクランク角検出処理の切り替え（１°処理と２°処理）の一例を示す図である。図６（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）の模式図に対応したクランク角センサ信号を示している。図６（ｃ）は、エンジン１０の回転速度の時間変化を示しており、図６（ａ）及び（ｂ）に対応したものである。図６（ｄ）は、マイコン２１において行われるクランク角検出の割り込み処理を示しており、図６（ａ）〜（ｃ）に対応したものである。なお、図６（ａ）において、説明の便宜のため、個別の歯１２ａに図左から１２ａ−１〜１２ａ−１０の符号を付けている。 Next, switching of the crank angle detection processing (1 ° processing and 2 ° processing) performed in the engine ECU 20 (microcomputer 21) according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of switching (1 ° processing and 2 ° processing) of crank angle detection processing performed by the engine ECU 20 (microcomputer 21) according to the present embodiment. FIG. 6A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner. FIG. 6B shows a crank angle sensor signal corresponding to the schematic diagram of FIG. FIG. 6C shows a change over time in the rotational speed of the engine 10, and corresponds to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6D shows the crank angle detection interruption process performed in the microcomputer 21 and corresponds to FIGS. 6A to 6C. In FIG. 6A, for convenience of explanation, reference numerals 12a-1 to 12a-10 are assigned to the individual teeth 12a from the left in the drawing.

図６（ａ）〜（ｃ）を参照するに、クランク角センサ１１がクランクロータ１２の歯１２ａ−１〜１２ａ−５を検知し、クランク角センサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０を出力している間、エンジン１０の回転速度は、所定の閾値未満である。よって、図６（ｄ）を参照するに、マイコン２１は、クランク角センサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０を検出したタイミングで割り込み処理を行い、クランク角カウンタを１°ずつカウントアップさせる。具体的には、クランク角センサ１１により歯１２ａ−１が検知される前のクランク角１°から１°ずつカウントアップされ、歯１２ａ−５に対応するクランク角センサ信号の立ち上がり３０が検出され、割り込み処理が行われた時点でクランク角カウンタの値は、６°になっている。 6 (a) to 6 (c), the crank angle sensor 11 detects the teeth 12a-1 to 12a-5 of the crank rotor 12, and outputs a rising 30 or falling 40 of the crank angle sensor signal. During this time, the rotational speed of the engine 10 is below a predetermined threshold. Therefore, referring to FIG. 6D, the microcomputer 21 performs an interrupt process at the timing when the rising edge 30 or the falling edge 40 of the crank angle sensor signal is detected, and increments the crank angle counter by 1 °. Specifically, the crank angle sensor 11 counts up from the crank angle 1 ° before the tooth 12a-1 is detected by 1 °, and the crank angle sensor signal rising 30 corresponding to the tooth 12a-5 is detected. When the interrupt process is performed, the value of the crank angle counter is 6 °.

また、図６（ａ）〜（ｃ）を参照するに、クランク角センサ１１がクランクロータ１２の歯１２ａ−６〜１２ａ−１０を検知し、クランク角センサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０を出力している間、エンジン１０の回転速度は、所定の閾値以上である。すなわち、図６（ｃ）を参照するに、エンジン１０の回転速度は、徐々に増大し、クランク角センサ１１がクランクロータ１２の歯１２ａ−５を検知した後に、所定の閾値を上回っている。よって、図６（ｄ）を参照するに、マイコン２１は、１°処理から２°処理に切り替えを行い、クランク角センサ信号の立ち上がり３０又は立ち下がり４０のいずれか一方を検出したタイミングで割り込み処理を行い、クランク角カウンタの値を２°ずつカウントアップさせる。図６の一例においては、エンジン１０の回転速度が所定の閾値以上になる直前にマイコン２１は立ち上がり３０を検出して割り込み処理を行っており、これを基準として、マイコン２１は立ち上がり３０を検出したタイミングで割り込み処理を行っている。具体的には、マイコン２１は、歯１２ａ−６に対応するクランク角センサ信号の立ち下がり４０のタイミングでは、割り込み処理は行わず、歯１２ａ−７に対応するクランク角センサ信号の立ち上がり３０を検出したタイミングで割り込み処理を行う。以降、立ち上がり３０が検知されたタイミング、すなわち、歯１２ａ−７、１２ａ−９に対応する立ち上がり３０が検知されたタイミングでクランク角カウンタの値が２°ずつカウントアップされ、６°→８°→１０°とクランク角（クランク角カウンタの値）が算出される。なお、１°処理と２°処理の切り替え方法については、例えば、マイコン２１は、エンジン１０の回転速度が所定の閾値を上回った直後、クランク角センサ信号の立ち下がり４０を検出したタイミングで割り込み処理を行い、以降、立ち下がり４０を検出したタイミングで割り込み処理を行うようにしてもよい。 6 (a) to 6 (c), the crank angle sensor 11 detects the teeth 12a-6 to 12a-10 of the crank rotor 12, and outputs a rising 30 or falling 40 of the crank angle sensor signal. During this time, the rotational speed of the engine 10 is equal to or higher than a predetermined threshold. That is, referring to FIG. 6C, the rotational speed of the engine 10 gradually increases, and exceeds a predetermined threshold after the crank angle sensor 11 detects the teeth 12a-5 of the crank rotor 12. Therefore, referring to FIG. 6D, the microcomputer 21 switches from 1 ° processing to 2 ° processing, and performs interrupt processing at the timing when either the rising 30 or falling 40 of the crank angle sensor signal is detected. The crank angle counter is incremented by 2 °. In the example of FIG. 6, immediately before the rotational speed of the engine 10 becomes equal to or higher than a predetermined threshold, the microcomputer 21 detects the rising edge 30 and performs an interrupt process. Based on this, the microcomputer 21 detects the rising edge 30. Interrupt processing is performed at the timing. Specifically, the microcomputer 21 does not perform interrupt processing at the timing of the falling edge 40 of the crank angle sensor signal corresponding to the tooth 12a-6, and detects the rising edge 30 of the crank angle sensor signal corresponding to the tooth 12a-7. Interrupt processing is performed at the specified timing. Thereafter, the value of the crank angle counter is incremented by 2 ° at the timing when the rising 30 is detected, that is, when the rising 30 corresponding to the teeth 12a-7 and 12a-9 is detected, and 6 ° → 8 ° → 10 ° and the crank angle (value of the crank angle counter) are calculated. As for the switching method between the 1 ° processing and the 2 ° processing, for example, the microcomputer 21 performs an interrupt process at the timing when the falling speed 40 of the crank angle sensor signal is detected immediately after the rotational speed of the engine 10 exceeds a predetermined threshold. Thereafter, interrupt processing may be performed at the timing when the falling edge 40 is detected.

次に、本実施形態に係るクランク角検出装置１の作用について説明をする。なお、本実施形態に係るクランク角検出装置１についても第１の実施形態と同様の作用・効果を奏し、以下、第１の実施形態と異なる作用を中心に説明をする。 Next, the operation of the crank angle detection device 1 according to this embodiment will be described. Note that the crank angle detection device 1 according to the present embodiment also has the same operations and effects as those of the first embodiment, and the following description will focus on operations that are different from those of the first embodiment.

本実施形態に係るマイコン２１は、エンジン１０の回転速度が所定閾値未満の場合に、立ち上がり３０及び立ち下がり４０の両方をカウントすることにより前記クランク角を算出する。これにより、エンジン１０の各気筒内の燃焼が安定しない低回転時に、マイコン２１は、１°間隔のクランク角を検出し、該クランク角に基づき、燃料噴射時期、点火時期等の制御を細かく行うことができるため、エンジン１０の排ガス性能、燃費性能等を向上させることができる。 The microcomputer 21 according to the present embodiment calculates the crank angle by counting both the rising 30 and the falling 40 when the rotational speed of the engine 10 is less than a predetermined threshold. As a result, the microcomputer 21 detects the crank angle at intervals of 1 ° and performs fine control of the fuel injection timing, the ignition timing, and the like based on the crank angle at the time of low rotation where combustion in each cylinder of the engine 10 is not stable. Therefore, the exhaust gas performance, fuel consumption performance, etc. of the engine 10 can be improved.

また、本実施形態に係るマイコン２１は、エンジン１０の回転速度が所定閾値以上の場合に、立ち上がり３０又は立ち下がり４０のいずれか一方をカウントすることによりクランク角を算出する。これにより、マイコン２１は、パルス信号の周期が短周期化するエンジン１０が高回転時に、クランク角検出の割り込み処理を立ち上がり３０又は立ち下がり４０の一方を検出することで行えるため、マイコン２１の処理負荷増大を抑制することができる。又、エンジン１０が高回転時には、エンジン１０の各気筒の燃焼も安定し、２°刻みで算出されるクランク角度に基づいて、エンジン１０の燃料噴射時期、点火時期等の制御を精度よく行うことが可能である。よって、エンジン１０が高回転時に、クランク角検出の割り込み処理を立ち上がり３０又は立ち下がり４０の一方を検出することで行うことにより、エンジン１０の燃費性能、排ガス性能等とマイコン２１の処理負荷抑制の両立を図ることができる。 Further, the microcomputer 21 according to the present embodiment calculates the crank angle by counting either the rising edge 30 or the falling edge 40 when the rotational speed of the engine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold value. Thereby, since the microcomputer 21 can perform the interrupt processing for detecting the crank angle by detecting one of the rising 30 or the falling 40 when the engine 10 whose cycle of the pulse signal is shortened is high, the processing of the microcomputer 21 An increase in load can be suppressed. Further, when the engine 10 rotates at high speed, the combustion of each cylinder of the engine 10 is stabilized, and the fuel injection timing, ignition timing, etc. of the engine 10 are accurately controlled based on the crank angle calculated in increments of 2 °. Is possible. Therefore, when the engine 10 is rotating at high speed, the crank angle detection interrupt process is performed by detecting either the rising edge 30 or the falling edge 40, thereby reducing the fuel consumption performance, exhaust gas performance, etc. of the engine 10 and the processing load of the microcomputer 21. Both can be achieved.

上記所定閾値は、エンジン１０の開発コンセプト等により決定される性能目標により様々に設定することができる。例えば、エンジン１０のアイドリング領域での燃費性能、排ガス性能等の向上に特化する場合には、１０００ｒｐｍより小さい閾値を設定すればよい。又、アイドリング状態から２０００ｒｐｍ以上での定速走行状態に至るまでの過渡領域の燃費性能等の向上も図る場合には、１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度の閾値を設定してもよい。 The predetermined threshold value can be variously set according to the performance target determined by the development concept of the engine 10 or the like. For example, in the case of specializing in improving the fuel consumption performance and exhaust gas performance in the idling region of the engine 10, a threshold value smaller than 1000 rpm may be set. Further, when improving the fuel efficiency performance in the transition region from the idling state to the constant speed running state at 2000 rpm or higher, a threshold value of about 1500 rpm to 2000 rpm may be set.

また、上述した図５の一例においては、エンジン１０の回転速度が右肩上がりに上昇する場合について説明をしたが、エンジン１０の回転速度が所定閾値付近で推移し、上記所定閾値を上回ったり、下回ったりが繰り返される場合も想定される。よって、エンジン１０の回転速度が所定閾値以上となり、マイコン２１によるクランク角検出の割り込み処理が１°処理から２°処理に切り替えられた場合、切り替えられた後の所定時間は、仮にエンジン１０の回転速度が再度、所定閾値未満になったとしても２°処理から１°処理への切り替えを禁止してもよい。又、同様に、エンジン１０の回転速度が所定閾値未満となり、マイコン２１によるクランク角検出の割り込み処理が２°処理から１°処理に切り替えられた場合、切り替えられた後の所定時間は、エンジン１０の回転速度が再度、所定閾値以上になったとしても１°処理から２°処理への切り替えを禁止してもよい。これらにより、エンジン１０の回転速度が上記所定閾値を上回ったり、下回ったりを繰り返されるような場合に、マイコン２１による１°処理と２°処理との切り替えが短時間に行われることによるハンチングを防止し、マイコン２１の処理負荷の軽減を図ることができる。 In the example of FIG. 5 described above, the case where the rotational speed of the engine 10 increases to the right has been described. However, the rotational speed of the engine 10 changes in the vicinity of a predetermined threshold value, and exceeds the predetermined threshold value. It is also assumed that it is less than or equal to repeated. Therefore, when the rotation speed of the engine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold value and the crank angle detection interrupt processing by the microcomputer 21 is switched from 1 ° processing to 2 ° processing, the predetermined time after the switching is temporarily Even if the speed falls below the predetermined threshold again, switching from 2 ° processing to 1 ° processing may be prohibited. Similarly, when the rotation speed of the engine 10 becomes less than a predetermined threshold value and the crank angle detection interrupt processing by the microcomputer 21 is switched from 2 ° processing to 1 ° processing, the predetermined time after the switching is Even if the rotation speed of the second rotation becomes equal to or higher than the predetermined threshold value, switching from the 1 ° processing to the 2 ° processing may be prohibited. As a result, when the rotational speed of the engine 10 repeatedly exceeds or falls below the predetermined threshold, hunting caused by switching between 1 ° processing and 2 ° processing by the microcomputer 21 in a short time is prevented. In addition, the processing load on the microcomputer 21 can be reduced.

なお、本実施形態において、１°処理と２°処理との切り替えは、エンジン１０の回転速度に応じて行われるが、例えば、マイコン２１の処理負荷状態、外気温、エンジン１０の水温等に応じて、当該切り替えが行われるようにしてもよい。具体的には、マイコン２１の処理負荷が高い場合（処理負荷が基準値以上の場合）には、マイコン２１は２°処理を行い、マイコン２１の処理負荷が低い場合（処理負荷が基準値未満の場合）には、１°処理を行うようにしてもよい。これにより、１°処理による燃費性能及び排ガス性能等の向上と２°処理によるマイコン２１の処理負荷増大の回避との両立を図ることが可能となる。また、外気温、エンジン１０の水温が所定温度以上の場合には、マイコン２１は、２°処理を行い、外気温、エンジン１０の水温が所定温度未満の場合には、１°処理を行うようにしてもよい。これにより、燃費向上、排ガスのクリーン化等のため、燃料噴射時期、点火時期等を細かく制御したい低温時に１°処理を行い、高温時には２°処理に切り替えることで、燃費性能及び排ガス性能等の向上とマイコン２１の処理負荷増大との両立を図ることができる。また、上述したエンジン１０の回転速度、マイコン２１の処理負荷状態、外気温、エンジン１０の水温等の条件を組み合わせて、１°処理と２°処理との切り替えを行ってもよい。 In the present embodiment, switching between the 1 ° processing and the 2 ° processing is performed according to the rotational speed of the engine 10, for example, depending on the processing load state of the microcomputer 21, the outside air temperature, the water temperature of the engine 10, and the like. Thus, the switching may be performed. Specifically, when the processing load of the microcomputer 21 is high (when the processing load is greater than or equal to the reference value), the microcomputer 21 performs 2 ° processing, and when the processing load of the microcomputer 21 is low (the processing load is less than the reference value) In this case, 1 ° processing may be performed. As a result, it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and exhaust gas performance due to the 1 ° processing and avoiding an increase in processing load on the microcomputer 21 due to the 2 ° processing. Further, when the outside air temperature and the water temperature of the engine 10 are equal to or higher than the predetermined temperature, the microcomputer 21 performs 2 ° processing, and when the outside air temperature and the water temperature of the engine 10 are lower than the predetermined temperature, the microcomputer 21 performs 1 ° processing. It may be. As a result, in order to improve fuel efficiency, clean exhaust gas, etc., the fuel injection timing, ignition timing, etc. should be finely controlled. It is possible to achieve both improvement and an increase in processing load on the microcomputer 21. Further, the switching between the 1 ° processing and the 2 ° processing may be performed by combining conditions such as the rotational speed of the engine 10, the processing load state of the microcomputer 21, the outside air temperature, and the water temperature of the engine 10.

［第３の実施形態］
次いで、第３の実施形態について説明をする。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described.

本実施形態に係るクランク角検出装置１は、マイコン２１によるクランク角検出の割り込み処理により算出されたクランク角（クランク角カウンタの値）の誤差の補正を行う点が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、異なる部分を中心に説明をする。 The crank angle detection apparatus 1 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that an error in the crank angle (crank angle counter value) calculated by the crank angle detection interruption process by the microcomputer 21 is corrected. Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described.

図１は、本実施形態に係るクランク角検出装置１を示すブロック図であり、第１の実施形態と同様である。また、図２は、本実施形態に係るクランク角センサ１１（出力回路部）が出力するクランク角センサ信号を示す図であり、第１の実施形態と同様である。また、図３は、エンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）におけるクランク角検出の割り込み処理を説明する図であり、第１の実施形態と同様である。よって、これらの詳細な説明は省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing a crank angle detection device 1 according to the present embodiment, which is the same as in the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a crank angle sensor signal output from the crank angle sensor 11 (output circuit unit) according to the present embodiment, which is the same as in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining interrupt processing for crank angle detection in the engine ECU 20 (microcomputer 21), which is the same as in the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

次に、本実施形態に係るクランク角センサ１１からエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）に入力される電気信号の特性に基づく、マイコン２１におけるクランク角検出の割り込み処理の遅れについて説明する。 Next, the delay of the crank angle detection interrupt process in the microcomputer 21 based on the characteristics of the electric signal input from the crank angle sensor 11 according to the present embodiment to the engine ECU 20 (microcomputer 21) will be described.

図７は、本実施形態に係るクランク角センサ１１からエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）に入力される電気信号の特性に基づく、マイコン２１におけるクランク角検出の割り込み処理の遅れを説明する図である。図７（ａ）は、クランクロータ１２の歯１２ａを模擬的に直線上に配置した模式図を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）の模式図に対応したクランク角センサ信号を示している。図７（ｃ）は、実際にエンジンＥＣＵ２０に入力される電気信号であり、図７（ａ）及び（ｂ）に対応したものである。図７（ｄ）は、マイコン２１おいて行われるクランク角検出の割り込み処理を示しており、図７（ａ）〜（ｃ）に対応したものである。 FIG. 7 is a diagram for explaining the delay of the crank angle detection interrupt process in the microcomputer 21 based on the characteristics of the electric signal input from the crank angle sensor 11 according to the present embodiment to the engine ECU 20 (microcomputer 21). FIG. 7A shows a schematic diagram in which the teeth 12a of the crank rotor 12 are arranged on a straight line in a simulated manner. FIG. 7B shows a crank angle sensor signal corresponding to the schematic diagram of FIG. FIG. 7C is an electrical signal that is actually input to the engine ECU 20 and corresponds to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7 (d) shows the crank angle detection interrupt process performed in the microcomputer 21, and corresponds to FIGS. 7 (a) to 7 (c).

図７（ｂ）は、第１の実施形態において説明を行ったクランク角センサ信号である。立ち上がり３０及び立ち下がり４０は、共に立ち上がり時間及び立ち下がり時間が０の理想的なパルス信号を成している。しかしながら、クランク角センサ１１の出力回路（不図示）において生成され、出力される実際の電気信号は、上記理想的なパルス信号とはならない場合がある。図７（ｃ）を参照するに、クランク角センサ１１からエンジンＥＣＵ２０（マイコン２１）に入力される電気信号は、上に凸の曲線で表される立ち上がり３０ａ及び下に凸の曲線で表される立ち下がり４０ａを有する。又、立ち上がり３０ａ及び立ち下がり４０ａは、共にある程度の立ち上がり時間（立ち上がりに要する時間）３０ｂ及び立ち下がり時間（立ち下がりに要する時間）４０ｂを有する。なお、立ち上がり時間とは、パルス信号の立ち上がりにおいて、パルス信号のローレベルからハイレベルまでの８０％に到達するまでの時間を意味する。また、同様に、立ち下がり時間とは、パルス信号の立ち下がりにおいて、ハイレベルからローレベルまでの８０％に到達するまでの時間を意味する。 FIG. 7B shows the crank angle sensor signal described in the first embodiment. Both the rising edge 30 and the falling edge 40 form an ideal pulse signal having a rising time and a falling time of zero. However, the actual electrical signal generated and output in the output circuit (not shown) of the crank angle sensor 11 may not be the ideal pulse signal. Referring to FIG. 7C, an electrical signal input from the crank angle sensor 11 to the engine ECU 20 (microcomputer 21) is represented by a rising 30a represented by an upward convex curve and a downward convex curve. It has a trailing edge 40a. The rise 30a and fall 40a both have a certain rise time (time required for rise) 30b and fall time (time required for fall) 40b. The rise time means the time until the pulse signal reaches 80% from the low level to the high level at the rise of the pulse signal. Similarly, the fall time means the time required to reach 80% from the high level to the low level at the fall of the pulse signal.

ここで、マイコン２１は、パルス信号のローレベルからハイレベルまでの８０％に到達したことを検出することにより立ち上がり３０ａを検出する。よって、図７（ｄ）に示すように、マイコン２１においてクランク角検出の割り込み処理が行われるタイミングは、実際にクランク角センサ１１がクランクロータ１２の歯１２ａを検知したタイミングに対して、立ち上がり時間３０ｂの分だけ遅延することになる。 Here, the microcomputer 21 detects the rising 30a by detecting that the pulse signal has reached 80% from the low level to the high level. Therefore, as shown in FIG. 7D, the timing at which the microcomputer 21 performs the crank angle detection interrupt processing is the rise time relative to the timing at which the crank angle sensor 11 actually detects the teeth 12a of the crank rotor 12. It will be delayed by 30b.

また、マイコン２１は、パルス信号のハイレベルからローレベルまでの８０％に到達したことを検出することにより立ち下がり４０ａを検出する。よって、図７（ｄ）に示すように、マイコン２１においてクランク角検出の割り込み処理が行われるタイミングは、実際にクランク角センサ１１がクランクロータ１２の歯１２ａを検知したタイミングに対して、立ち下がり時間４０ｂの分だけ遅延することになる。 Further, the microcomputer 21 detects the trailing edge 40a by detecting that the pulse signal has reached 80% from the high level to the low level. Therefore, as shown in FIG. 7D, the timing at which the crank angle detection interrupt processing is performed in the microcomputer 21 falls with respect to the timing at which the crank angle sensor 11 actually detects the teeth 12a of the crank rotor 12. It will be delayed by the time 40b.

したがって、立ち上がり３０ａ又は立ち下がり４０ａを検出したタイミングでクランク角検出の割り込み処理（クランク角カウンタのカウントアップ）を行い、算出されたクランク角（クランク角カウンタの値）は、実際のクランク角に対して誤差を生じる。 Therefore, the crank angle detection interruption process (counting up the crank angle counter) is performed at the timing when the rising edge 30a or the falling edge 40a is detected, and the calculated crank angle (the value of the crank angle counter) is compared with the actual crank angle. Error.

そこで、本実施形態においては、クランク角の当該誤差の補正を行う。該誤差は、立ち上がり時間３０ｂ又は立ち下がり時間４０ｂの間にクランク軸が回転する角度に略等しいので、エンジン１０の回転速度と立ち上がり時間３０ｂ又は立ち下がり時間４０ｂにより算出可能である。また、立ち上がり時間３０ｂ又は立ち下がり時間４０ｂは、エンジン１０の回転速度により変化する。よって、エンジン１０の回転速度に応じた補正量（誤差）を補正マップとしてマイコン２１のＲＯＭに記憶させておき、マイコン２１は、クランク角検出の割り込み処理が行われたタイミングのエンジン１０の回転速度に応じて補正マップにより補正を行う。 Therefore, in this embodiment, the crank angle error is corrected. Since the error is substantially equal to the angle at which the crankshaft rotates during the rise time 30b or the fall time 40b, it can be calculated from the rotational speed of the engine 10 and the rise time 30b or the fall time 40b. Further, the rising time 30b or the falling time 40b varies depending on the rotational speed of the engine 10. Therefore, a correction amount (error) corresponding to the rotational speed of the engine 10 is stored in the ROM of the microcomputer 21 as a correction map, and the microcomputer 21 rotates the rotational speed of the engine 10 at the timing when the crank angle detection interrupt process is performed. In accordance with the correction, correction is performed using a correction map.

ここで、図７（ｃ）及び（ｄ）を参照するに、立ち上がり３０ａと立ち下がり４０ａの特性が異なるため、立ち上がり時間３０ｂと立ち下がり時間４０ｂとは全く異なる時間となる。具体的には、マイコン２１における立ち上がり時間３０ｂに起因するクランク角検出の割り込み処理の遅延は、立ち下がり時間４０ｂに起因するクランク角検出の割り込み処理の遅延よりも小さくなる。したがって、マイコン２１におけるクランク角検出の割り込み処理が立ち上がり３０ａの検出により行われる場合と立ち下がり４０ａの検出により行われる場合とで、上記補正マップは別々のものを使用する必要がある。具体的には、立ち上がり３０ａ検出用の補正マップと立ち下がり４０ａ検出用の補正マップとをマイコン２１のＲＯＭに記憶させておく。マイコン２１が立ち上がり３０ａを検出してクランク角検出の割り込み処理を行う場合には、立ち上がり３０ａ検出用の補正マップにより補正を行い、立ち下がり４０ａを検出してクランク角検出の割り込み処理を行う場合には、立ち下がり４０ａ用の補正マップにより補正を行えばよい。 Here, referring to FIGS. 7C and 7D, since the characteristics of the rise 30a and the fall 40a are different, the rise time 30b and the fall time 40b are completely different times. Specifically, the delay of the crank angle detection interrupt process due to the rise time 30b in the microcomputer 21 is smaller than the delay of the crank angle detection interrupt process due to the fall time 40b. Therefore, it is necessary to use different correction maps depending on whether the crank angle detection interrupt process in the microcomputer 21 is performed by detecting the rising edge 30a or the falling edge 40a. Specifically, a correction map for detecting the rising 30a and a correction map for detecting the falling 40a are stored in the ROM of the microcomputer 21. When the microcomputer 21 detects the rising 30a and performs the crank angle detection interrupt process, the microcomputer 21 performs correction using the correction map for detecting the rising 30a, and detects the falling 40a and performs the crank angle detection interrupt process. May be corrected using a correction map for the trailing edge 40a.

なお、エンジン１０の回転速度に対応した立ち上がり時間３０ｂと立ち下がり時間４０ｂは、実験等により既知の値であり、これに基づいて、上記補正マップは作成されるとよい。また、上述した誤差に加えて、クランク角センサ１１の作動原理により発生する出力信号の遅れや電気回路上の信号の遅れ等による誤差も生じうるため、これらの誤差も加味した上記補正マップを作成し、補正を行うようにしてもよい。 Note that the rise time 30b and the fall time 40b corresponding to the rotational speed of the engine 10 are known values through experiments and the like, and the correction map may be created based on these values. In addition to the errors described above, errors due to delays in the output signal and signals on the electrical circuit caused by the operating principle of the crank angle sensor 11 may also occur. Therefore, the above correction map is created taking these errors into account. However, correction may be performed.

次に、本実施形態に係るクランク角検出装置１の作用について説明をする。 Next, the operation of the crank angle detection device 1 according to this embodiment will be described.

本実施形態に係るクランク角検出装置１は、クランク角センサ信号の立ち上がり時間３０ｂ、立ち下がり時間４０ｂに起因するマイコン２１におけるクランク角検出の割り込み処理の遅延により生じるクランク角の誤差を補正する。具体的には、エンジン１０の回転速度に対応した補正マップにより補正を行う。これにより、クランク角の精度がより高まり、該クランク角に基づいて行われるエンジン制御の精度をより向上させることができる。 The crank angle detection device 1 according to the present embodiment corrects an error in the crank angle caused by a delay of the crank angle detection interrupt process in the microcomputer 21 due to the rise time 30b and the fall time 40b of the crank angle sensor signal. Specifically, correction is performed using a correction map corresponding to the rotation speed of the engine 10. Thereby, the accuracy of the crank angle is further increased, and the accuracy of engine control performed based on the crank angle can be further improved.

また、本実施形態に係るクランク角検出装置１は、立ち上がり３０ａを検出することによりクランク角検出の割り込み処理を行う場合は、立ち上がり時間３０ｂに起因するクランク角検出の割り込み処理の遅延により生じるクランク角の誤差を補正する。又、立ち下がり４０ａを検出することによりクランク角検出の割り込み処理を行う場合は、立ち下がり時間４０ｂに起因するクランク角検出の割り込み処理の遅延により生じるクランク角の誤差を補正する。具体的には、マイコン２１が立ち上がり３０ａを検出してクランク角検出の割り込み処理を行う場合には、立ち上がり３０ａ検出用の補正マップにより補正を行い、立ち下がり４０ａを検出してクランク角検出の割り込み処理を行う場合には、立ち下がり４０ａ用の補正マップにより補正を行う。これにより、信号特性の異なる立ち上がり３０ａと立ち下がり４０ａを検出することにより生じるクランク角の誤差を精度よく補正することができ、該クランク角に基づいて行われるエンジン制御の精度をより向上させることができる。 In addition, when the crank angle detection device 1 according to the present embodiment performs the crank angle detection interrupt process by detecting the rise 30a, the crank angle generated by the delay of the crank angle detection interrupt process due to the rise time 30b. Correct the error. When the crank angle detection interruption process is performed by detecting the falling edge 40a, the crank angle error caused by the delay of the crank angle detection interruption process due to the falling time 40b is corrected. Specifically, when the microcomputer 21 detects the rising 30a and performs the crank angle detection interrupt process, the microcomputer 21 performs correction using the correction map for detecting the rising 30a, detects the falling 40a, and interrupts the crank angle detection. When processing is performed, correction is performed using a correction map for the trailing edge 40a. This makes it possible to accurately correct an error in the crank angle caused by detecting the rising edge 30a and the falling edge 40a having different signal characteristics, and to further improve the accuracy of engine control performed based on the crank angle. it can.

なお、本実施形態に係るクランク角検出装置１は、第１の実施形態に係るクランク角検出装置１にクランク角の補正を行う構成を追加したものであるが、第２の実施形態に係るクランク角検出装置１に同様の構成を追加してもよい。 Note that the crank angle detection device 1 according to the present embodiment is obtained by adding a configuration for correcting the crank angle to the crank angle detection device 1 according to the first embodiment, but the crank angle detection device 1 according to the second embodiment. A similar configuration may be added to the corner detection device 1.

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.

上述した実施形態において、クランク角センサ１１は、ＧＭＲ素子を用いたものであったが、１°毎にクランク角を検知する精度（分解能）を有するものであれば、任意のクランク角センサを用いてよい。例えば、ＧＭＲ素子と同様に磁気抵抗効果を有するＴＭＲ（ＴｕｎｎｅｌＭａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ；トンネル磁気抵抗効果）素子を用いたクランク角センサ等を用いてよい。 In the embodiment described above, the crank angle sensor 11 uses a GMR element. However, any crank angle sensor may be used as long as it has accuracy (resolution) to detect the crank angle every 1 °. It's okay. For example, a crank angle sensor using a TMR (Tunnel Magneto-Resistive effect) element having a magnetoresistive effect similar to the GMR element may be used.

１クランク角検出装置
１０エンジン
１１クランク角センサ
１２クランクロータ
１２ａ歯（被検知部）
１２ｂ欠歯部分
２０エンジンＥＣＵ
２１エンジン制御マイコン（処理部）
３０、３０ａ立ち上がり
４０、４０ａ立ち下がり
３０ｂ立ち上がり時間
４０ｂ立ち下がり時間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crank angle detection apparatus 10 Engine 11 Crank angle sensor 12 Crank rotor 12a Teeth (detected part)
12b Missing tooth portion 20 Engine ECU
21 Engine control microcomputer (processing part)
30, 30a Rise 40, 40a Fall 30b Rise time 40b Fall time

Claims

エンジンのクランク軸が所定角度回転する度に、前記クランク軸と一体に設けられた被検知部を検知し、前記被検知部を検知する度に、立ち上がりと立ち下がりとが交互に繰り返されるパルス信号を出力するクランク角センサと、
前記クランク角センサにより出力された前記パルス信号に基づいて、前記エンジンのクランク角を検出する処理部であって、前記パルス信号の前記立ち上がり及び前記立ち下がりの何れか一方をカウントすることにより前記クランク角を算出する第１の処理と、前記パルス信号の前記立ち上がり及び前記立ち下がりの両方をカウントすることにより前記クランク角を算出する第２の処理とを行う処理部と、を備え、
前記処理部は、処理負荷、外気温、及び前記エンジンの水温のうちの少なくとも１つに応じて、前記第１の処理と前記第２の処理とを切り替える、
クランク角検出装置。 Each time the crankshaft of the engine rotates by a predetermined angle, the detected part provided integrally with the crankshaft is detected, and each time the detected part is detected, a pulse signal that alternately repeats rising and falling and torque rank angle sensor to output,
A processing unit for detecting a crank angle of the engine based on the pulse signal output from the crank angle sensor, and counting the crank signal by counting either the rising edge or the falling edge of the pulse signal. A processing unit that performs a first process of calculating an angle and a second process of calculating the crank angle by counting both the rising edge and the falling edge of the pulse signal;
The processing unit switches between the first process and the second process according to at least one of a processing load, an outside air temperature, and a water temperature of the engine.
Crank angle detection device.

前記処理部は、前記処理負荷が所定基準以上である場合、前記第１の処理を行い、前記処理負荷が前記所定基準未満である場合、前記第２の処理を行う、The processing unit performs the first process when the processing load is equal to or greater than a predetermined standard, and performs the second process when the processing load is less than the predetermined standard.
請求項１に記載のクランク角検出装置。The crank angle detection device according to claim 1.

前記処理部は、前記外気温が所定の第１温度以上である場合、前記第１の処理を行い、前記外気温が前記第１温度未満である場合、前記第２の処理を行う、The processing unit performs the first process when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined first temperature, and performs the second process when the outside air temperature is lower than the first temperature.
請求項１又は２に記載のクランク角検出装置。The crank angle detection device according to claim 1 or 2.

前記処理部は、前記水温が所定の第２温度以上である場合、前記第１の処理を行い、前記水温が前記第２温度未満である場合、前記第２の処理を行う、The processing unit performs the first process when the water temperature is equal to or higher than a predetermined second temperature, and performs the second process when the water temperature is lower than the second temperature.
請求項１乃至３の何れか一項に記載のクランク角検出装置。The crank angle detection device according to any one of claims 1 to 3.

前記処理部は、前記エンジンの回転速度が所定値以上の場合、前記第１の処理を行い、前記エンジンの回転速度が前記所定値未満の場合に、前記第２の処理を行う、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のクランク角検出装置。 Wherein the processing unit, if the rotational speed is above a predetermined value of the engine, performs the first process, when the rotational speed of the engine is lower than the predetermined value, performs the second process,
The crank angle detection device according to any one of claims 1 to 4 .

前記処理部は、前記立ち上がりをカウントする場合、前記立ち上がりに要する時間に起因する前記カウントの遅延により生じる前記クランク角の誤差を補正し、前記立ち下がりをカウントする場合、前記立ち下がりに要する時間に起因する前記カウントの遅延により生じる前記クランク角の誤差を補正する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクランク角検出装置。
Wherein the processing unit, if counting the rise, correcting an error of the crank angle caused by the delay of the count due to the time required for the rise, if counting the falling, required for the fall you correct errors of the crank angle caused by the delay of the count due to the time,
The crank angle detection device according to any one of claims 1 to 5.