JP6237303B2 - Crank angle detector - Google Patents

Crank angle detector Download PDF

Info

Publication number
JP6237303B2
JP6237303B2 JP2014024294A JP2014024294A JP6237303B2 JP 6237303 B2 JP6237303 B2 JP 6237303B2 JP 2014024294 A JP2014024294 A JP 2014024294A JP 2014024294 A JP2014024294 A JP 2014024294A JP 6237303 B2 JP6237303 B2 JP 6237303B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cycle
crank
crankshaft
period
crank angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014024294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015151883A (en
Inventor
崇人 楠本
崇人 楠本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014024294A priority Critical patent/JP6237303B2/en
Priority to DE102015101986.8A priority patent/DE102015101986A1/en
Publication of JP2015151883A publication Critical patent/JP2015151883A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6237303B2 publication Critical patent/JP6237303B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2458—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on separate encoders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角検出装置に関する。   The present invention relates to a crank angle detection device that detects a rotation angle of a crankshaft of an internal combustion engine.

従来、内燃機関のクランクシャフトの回転角度が所定の角度となったタイミングで燃焼圧センサからの燃焼圧信号を取得することで燃焼割合を算出し、その算出した燃焼割合を用いて、イグナイタの点火時期やインジェクタの燃料噴射時期を制御することが行われている。このとき、クランクシャフトの回転角度を検出するために用いられるクランク信号は、一般的に、内燃機関のクランクシャフトが所定角度回転する毎にパルス信号を出力する態様のものが用いられている。その一方で、クランク信号はパルス信号が離散的に出力される態様であることから、パルス信号間においてはクランクシャフトの回転角度を直接的に求めることが困難である。そのため、計測したパルス信号の間隔に基づいてそれの逓倍信号を生成し、パルス信号間におけるクランクシャフトの回転角度を予測することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。   Conventionally, a combustion rate is calculated by obtaining a combustion pressure signal from a combustion pressure sensor at the timing when the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine becomes a predetermined angle, and the ignition rate of the igniter is calculated using the calculated combustion rate. Control of the timing and fuel injection timing of the injector is performed. At this time, the crank signal used for detecting the rotation angle of the crankshaft generally uses a mode in which a pulse signal is output every time the crankshaft of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle. On the other hand, since the crank signal is a mode in which pulse signals are output discretely, it is difficult to directly determine the rotation angle of the crankshaft between the pulse signals. For this reason, a multiplied signal is generated based on the measured interval between the pulse signals, and the rotation angle of the crankshaft between the pulse signals is predicted (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２００１−２６３１５０号公報JP 2001-263150 A 特開２００１−２７１７００号公報JP 2001-271700 A

ところで、上記した態様のクランク信号は、クランクシャフトが基準位置まで回転したことを示すために、クランクシャフトが所定角度回転する毎にパルス信号が出力されるパルス区間と、クランクシャフトが基準位置まで回転した際にパルス信号の出力が停止される欠歯区間とが設けられている。
しかしながら、従来では、欠歯区間はパルス信号が出力されないことから、欠歯区間の前までのパルス信号に基づいて予測が行われていた。そのため、欠歯区間においてクランクシャフトの回転速度が変化した場合等に対処することができず、その予測精度を向上させることができなかった。その結果、クランクシャフトの回転角度の検出精度が低下し、例えば燃焼圧信号の取得が最適なタイミングからずれてしまうおそれがあった。
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、欠歯区間においてもクランクシャフトの回転角度を精度よく検出することができるクランク角検出装置を提供することにある。 By the way, in order to indicate that the crankshaft has rotated to the reference position, the crank signal of the above-described mode is a pulse section in which a pulse signal is output every time the crankshaft rotates by a predetermined angle, and the crankshaft rotates to the reference position. And a missing tooth section in which the output of the pulse signal is stopped.
However, conventionally, since a pulse signal is not output in the missing tooth section, the prediction is performed based on the pulse signal before the missing tooth section. For this reason, it is impossible to cope with a case where the rotational speed of the crankshaft changes in the missing tooth section, and the prediction accuracy cannot be improved. As a result, the detection accuracy of the rotation angle of the crankshaft is lowered, and for example, the acquisition of the combustion pressure signal may deviate from the optimal timing.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a crank angle detection device that can accurately detect the rotation angle of the crankshaft even in a missing tooth section.

請求項１記載の発明では、パルス区間と欠歯区間とを有するクランク信号に基づいてクランクの回転角度を検出する際、パルス区間ではクランク信号の周期を計測する周期計測部による計測結果に基づいてクランクシャフトの回転周期を予測する。一方、欠歯区間では、周期予測部で予測した予測結果に基づいてクランクシャフトが予め定められている基準角度だけ回転するのに要する時間を予測し、その予測結果に基づいてクランクシャフトの回転周期を予測する。これにより、パルス信号が出力されない欠歯区間においても、クランクシャフトの回転角度を精度よく検出することができる。   In the first aspect of the present invention, when detecting the rotation angle of the crank based on the crank signal having the pulse section and the missing tooth section, the pulse section is based on the measurement result by the period measuring unit that measures the period of the crank signal. Predict the crankshaft rotation period. On the other hand, in the missing tooth section, the time required for the crankshaft to rotate by a predetermined reference angle is predicted based on the prediction result predicted by the cycle prediction unit, and the rotation period of the crankshaft is determined based on the prediction result. Predict. As a result, the rotation angle of the crankshaft can be accurately detected even in a missing tooth section where no pulse signal is output.

第１実施形態のクランク角検出装置の電気的構成を模式的に示す図The figure which shows typically the electric constitution of the crank angle detection apparatus of 1st Embodiment. 燃焼１サイクルにおけるクランク信号の一例を示す図The figure which shows an example of the crank signal in one combustion cycle クランク角度検出部の電気的構成を模式的に示す図The figure which shows typically the electric constitution of a crank angle detection part. 欠歯区間での１０°ＣＡフラグのＯＮ／ＯＦＦ態様等を模式的に示す図The figure which shows typically the ON / OFF mode etc. of the 10 ° CA flag in the missing tooth section 欠歯区間での２０°ＣＡフラグのＯＮ／ＯＦＦ態様等を模式的に示す図The figure which shows typically the ON / OFF mode etc. of the 20 ° CA flag in the missing tooth section クランク角検出装置による予測結果を模式的に示す図The figure which shows typically the prediction result by a crank angle detector 第２実施形態のクランク角検出装置による検出処理の流れを示す図The figure which shows the flow of the detection process by the crank angle detection apparatus of 2nd Embodiment.

以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位については共通する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
本実施形態では、クランク角検出装置を図１に示す自動車用の内燃機関の制御装置に適用した例を示している。以下、内燃機関の制御装置を、便宜的にＥＣＵ１（Electronic Control Unit）と称する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the site | part substantially common in each embodiment, the common code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
In the present embodiment, an example in which the crank angle detection device is applied to the control device for an internal combustion engine for automobiles shown in FIG. 1 is shown. Hereinafter, the control device for the internal combustion engine is referred to as an ECU 1 (Electronic Control Unit) for convenience.

ＥＣＵ１は、主たる制御を行うためのマイコン２と、そのマイコン２に接続されている入力回路３、ＥＥＰＲＯＭ４、出力回路５および電源回路６等から構成されている。このＥＣＵ１には、車両に搭載されているバッテリ７から電力が供給され、電源回路６においてマイコン２等で利用する制御用電圧が生成されている。このＥＣＵ１は、ＥＥＰＲＯＭ４等に記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、内燃機関（図示省略）の制御を行っている。具体的には、ＥＣＵ１は、入力回路３に接続されている各種センサ８や各種スイッチ９から入力された信号に基づいて内燃機関の制御を行っている。   The ECU 1 includes a microcomputer 2 for performing main control, an input circuit 3 connected to the microcomputer 2, an EEPROM 4, an output circuit 5, a power circuit 6, and the like. Electric power is supplied to the ECU 1 from a battery 7 mounted on the vehicle, and a control voltage used by the microcomputer 2 or the like is generated in the power supply circuit 6. The ECU 1 controls an internal combustion engine (not shown) by executing a computer program stored in the EEPROM 4 or the like. Specifically, the ECU 1 controls the internal combustion engine based on signals input from various sensors 8 and various switches 9 connected to the input circuit 3.

ＥＣＵ１の入力回路３に接続されている各種センサ８としては、例えば内燃機関の燃焼圧を検出するための燃焼圧センサ１０、カム１１と一体に回転するカムロータ１２に設けられている凹凸を検知することでカム１１の回転角度に応じた信号を出力するカムセンサ１３、および、クランクシャフト１４と一体に回転するクランクロータ１５に設けられている凹凸を検知することでクランクシャフト１４の回転角度（以下、クランク角とも称する）に応じた信号（クランク信号。詳細は後述する）を出力するクランク角センサ１８等がある。また、ＥＣＵ１の出力回路５に接続されている制御対象となる機器としては、点火装置であるイグナイタ１９や、燃料を噴射するインジェクタ２０等がある。ＥＣＵ１は、例えばイグナイタ１９に対しては点火時期を示す点火信号を出力し、インジェクタ２０に対しては燃料の噴射時期を示す噴射信号を出力する。なお、ＥＣＵ１に接続される各種センサ８各種スイッチ９あるいは制御対象となる機器は、これらに限定されるものではなく、他のＥＣＵ等であってもよい。   As various sensors 8 connected to the input circuit 3 of the ECU 1, for example, a combustion pressure sensor 10 for detecting a combustion pressure of an internal combustion engine, and irregularities provided on a cam rotor 12 that rotates integrally with a cam 11 are detected. Accordingly, the cam sensor 13 that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the cam 11, and the rotation angle of the crankshaft 14 (hereinafter, referred to as “unevenness” provided on the crank rotor 15 that rotates integrally with the crankshaft 14) are detected. There is a crank angle sensor 18 or the like that outputs a signal (a crank signal, which will be described later in detail) in accordance with the crank angle. Further, examples of devices to be controlled that are connected to the output circuit 5 of the ECU 1 include an igniter 19 that is an ignition device, an injector 20 that injects fuel, and the like. For example, the ECU 1 outputs an ignition signal indicating the ignition timing to the igniter 19 and outputs an injection signal indicating the fuel injection timing to the injector 20. The various sensors 8 and various switches 9 connected to the ECU 1 or the devices to be controlled are not limited to these, and may be other ECUs or the like.

ＥＣＵ１のマイコン２は、Ｉ／Ｏ２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、Ａ／Ｄ２５（アナログ／デジタル変換器）、タイマ２６、および、本実施形態におけるクランク角検出装置に相当するクランク角検出部２７等の機能部を備えている。これら各機能部は、データバス２８によって、相互にデータのやり取り可能に接続されている。クランク角検出部２７は、クランク角センサ１８から出力されるクランク信号に基づいてクランク角を検出する。なお、本実施形態ではクランク角検出部２７をハードウェアで構成しているが、後述する第２実施形態にて説明するように、クランク角検出部２７をソフトウェアにより実現してもよい。   The microcomputer 2 of the ECU 1 includes an I / O 21, a CPU 22, a ROM 23, a RAM 24, an A / D 25 (analog / digital converter), a timer 26, a crank angle detection unit 27 corresponding to the crank angle detection device in the present embodiment, and the like. It has a functional part. These functional units are connected to each other via a data bus 28 so that data can be exchanged. The crank angle detector 27 detects the crank angle based on the crank signal output from the crank angle sensor 18. In the present embodiment, the crank angle detection unit 27 is configured by hardware, but the crank angle detection unit 27 may be realized by software as described in a second embodiment described later.

ここで、クランク信号の詳細について説明する。クランクシャフト１４と一体に回転するクランクロータ１５には、その周方向に等間隔で設けられている歯１７と、クランクシャフト１４の回転角度の基準となる部位に対応して、歯１７が設けられていない欠歯部１６とが設けられている。本実施形態では、歯１７は１０°ＣＡ（Crank Angle）間隔で設けられている一方、欠歯部１６は２歯分の範囲となるように設けられている。つまり、クランクロータ１５には、合計３４個の歯１７が設けられているとともに、３０°ＣＡの範囲が欠歯部１６となっている。このため、クランク角センサ１８から出力されるクランク信号は、図２に示すように、クランクシャフト１４が回転するのに伴って１０°ＣＡ（Crank Angle）毎にパルス信号が出力するパルス区間と、欠歯部１６に対応してパルス信号が出力されない欠歯区間とを有している。なお、図２では、燃焼１サイクルにおけるクランク信号をＴＤＣ（Top Dead Center：上死点）とともに例示している。
Here, details of the crank signal will be described. The crank rotor 15 that rotates integrally with the crankshaft 14 is provided with teeth 17 that are provided at equal intervals in the circumferential direction and teeth 17 that correspond to portions that serve as a reference for the rotation angle of the crankshaft 14. A missing tooth portion 16 is provided. In the present embodiment, the teeth 17 are provided at intervals of 10 ° CA (Crank Angle), while the missing tooth portion 16 is provided in a range corresponding to two teeth. That is, the crank rotor 15 is provided with a total of 34 teeth 17 and the range of 30 ° CA is the missing tooth portion 16. Therefore, as shown in FIG. 2, the crank signal output from the crank angle sensor 18 includes a pulse section in which a pulse signal is output every 10 ° CA (Crank Angle) as the crankshaft 14 rotates, There is a missing tooth section corresponding to the missing tooth portion 16 where no pulse signal is output. In FIG. 2, the crank signal in one combustion cycle is illustrated together with TDC (Top Dead Center ).

次に、クランク角検出部２７について説明する。
まず、本実施形態の検出対象であるクランク角について説明する。クランク角は、上記したように内燃機関の制御に用いられている。具体的には、燃焼圧センサ１０からの燃焼圧信号を燃焼１サイクル中の所定の複数のクランク角で取得することで燃焼割合（燃焼１サイクルで燃焼する燃料に対するあるクランク角までに燃焼した燃料の割合）を算出し、その算出した燃焼割合を用いて、イグナイタ１９の点火時期やインジェクタ２０の燃料噴射時期が制御されている。そして、クランク角検出部２７は、その制御の基準となるクランク角を検出する。このとき、燃焼割合や点火時期等をより正確に制御するためには、クランク角が所定の角度となったタイミングで極力正確に燃焼圧信号を取得する必要がある。 Next, the crank angle detection unit 27 will be described.
First, the crank angle that is the detection target of the present embodiment will be described. The crank angle is used for controlling the internal combustion engine as described above. Specifically, the combustion pressure signal from the combustion pressure sensor 10 is acquired at a plurality of predetermined crank angles in one combustion cycle, whereby the combustion ratio (fuel burned up to a certain crank angle with respect to fuel combusted in one combustion cycle) The ignition timing of the igniter 19 and the fuel injection timing of the injector 20 are controlled using the calculated combustion rate. Then, the crank angle detector 27 detects a crank angle that is a reference for the control. At this time, in order to more accurately control the combustion ratio, the ignition timing, etc., it is necessary to acquire the combustion pressure signal as accurately as possible at the timing when the crank angle becomes a predetermined angle.

そのため、パルス信号が入力される間隔（以下、便宜的にクランク周期とも称する）に基づいて、パルス信号間におけるクランク角をパルス間隔よりも短い間隔で予測あるいは推測することは可能である。例えば、欠歯区間になる前の区間におけるパルス信号に基づいて欠歯区間のクランク角を予測することが可能である。しかし、欠歯区間ではパルス信号が入力されないことから、また、欠歯区間においてもクランクシャフト１４の回転速度が変化することは当然起こり得ることから、パルス区間におけるクランク周期に基づいてクランク周期を予測する手法では、欠歯区間におけるクランク角を検出する際の検出精度を向上させることができなかった。その結果、例えば燃焼圧信号を取得するタイミングが欠歯区間中であった場合にはそのタイミングがずれたり、あるいは点火信号や噴射信号を出力するタイミングが欠歯区間中となった場合にはそのタイミングがずれたりするおそれがあった。   Therefore, it is possible to predict or estimate the crank angle between the pulse signals at an interval shorter than the pulse interval based on the interval at which the pulse signal is input (hereinafter also referred to as a crank cycle for convenience). For example, it is possible to predict the crank angle of the missing tooth section based on the pulse signal in the section before becoming the missing tooth section. However, since the pulse signal is not input in the missing tooth section, and the rotation speed of the crankshaft 14 may naturally change in the missing tooth section, the crank period is predicted based on the crank period in the pulse section. In this method, the detection accuracy when detecting the crank angle in the missing tooth section cannot be improved. As a result, for example, when the timing for acquiring the combustion pressure signal is in the missing tooth section, the timing is shifted, or when the timing for outputting the ignition signal or the injection signal is in the missing tooth section, There was a risk of timing shifts.

そこで、本実施形態のクランク角検出部２７は、以下のようにして、欠歯区間におけるクランク角の検出精度を向上させている。
まず、パルス区間においてクランク周期を予測する基本的な作動について説明する。図３に示すように、クランク角検出部２７にクランク信号が入力されると、周期計測部３０においてクランク周期、つまり、最後に入力されたパルス信号とその前に入力されたパルス信号との間隔が計測される。このクランク周期は、クランクシャフト１４の回転周期を示している。 Therefore, the crank angle detection unit 27 of the present embodiment improves the detection accuracy of the crank angle in the missing tooth section as follows.
First, a basic operation for predicting a crank cycle in a pulse section will be described. As shown in FIG. 3, when a crank signal is input to the crank angle detection unit 27, the cycle measurement unit 30 determines the crank cycle, that is, the interval between the pulse signal input last and the pulse signal input before that. Is measured. This crank cycle indicates the rotation cycle of the crankshaft 14.

さて、周期計測部３０にて計測されたクランク周期がＴであったとする。なお、計測されたクランク周期および後述する予測クランク周期は、本実施形態では少なくとも過去３回分のデータが後述する周期レジスタ３２（記憶手段に相当する）に記憶される。そして、その過去３回分の計測結果に基づいて、後述するように周期予測部３３にて次のパルス信号が入力されるまでの周期が予測され、周期予測部３３から予測クランク周期として出力される。また、周期予測部３３は、後述する欠歯区間においては、クランクシャフト１４が後述する基準角度回転するのに要する時間を予測クランク周期（Ｔ０、Ｔ１０、Ｔ２０）として予測する。   Now, it is assumed that the crank cycle measured by the cycle measuring unit 30 is T. In the present embodiment, the measured crank cycle and the predicted crank cycle described later are stored in a cycle register 32 (corresponding to storage means) described later at least in the past three times. Then, based on the measurement results for the past three times, the period until the next pulse signal is input is predicted by the period prediction unit 33 as described later, and is output from the period prediction unit 33 as a predicted crank period. . In addition, the period predicting unit 33 predicts, as a predicted crank period (T0, T10, T20), a time required for the crankshaft 14 to rotate at a reference angle described later in a missing tooth section described later.

計測されたクランク周期は、セレクタ３１に入力される。このセレクタ３１は、周期予測部３３に入力される周期、つまり、周期予測部３３にて予測を行う際の基準となる周期を、クランク周期と、後述する予測クランク周期とに切り替えるためのものであり、切替手段に相当する。セレクタ３１は、パルス区間ではクランク周期を入力する一方、欠歯区間においては基本的には予測クランク周期を入力するように切り替える。なお、切り替えのタイミングについては後述し、ここではクランク周期が入力されるものとする。   The measured crank cycle is input to the selector 31. The selector 31 is used to switch a cycle input to the cycle prediction unit 33, that is, a cycle serving as a reference when the cycle prediction unit 33 performs prediction, between a crank cycle and a predicted crank cycle which will be described later. Yes, corresponding to switching means. The selector 31 switches so as to input the crank cycle in the pulse interval, and basically input the predicted crank cycle in the missing tooth interval. Note that the switching timing will be described later, and here, the crank cycle is input.

周期予測部３３は、周期レジスタ３２に記憶されているクランク周期の今回の計測結果がＴ（ｉ）、前回の計測結果がＴ（ｉ−１）、前々回の計測結果がＴ（ｉ−２）であったとすると、補正値ΔＴを以下の（１）式〜（２）式に基づいて算出する。
ΔＴ１＝Ｔ（ｉ−１）−Ｔ（ｉ−２） ・・・（１）
ΔＴ２＝Ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ−１） ・・・（２）
ΔＴ３＝（ΔＴ２×ΔＴ２）÷ΔＴ１ ・・・（３） The cycle prediction unit 33 has a current measurement result of the crank cycle stored in the cycle register 32 as T (i), a previous measurement result as T (i-1), and a previous measurement result as T (i-2). If so, the correction value ΔT is calculated based on the following equations (1) to (2).
ΔT1 = T (i−1) −T (i−2) (1)
ΔT2 = T (i) −T (i−1) (2)
ΔT3 = (ΔT2 × ΔT2) ÷ ΔT1 (3)

続いて、周期予測部３３は、パルス区間における予測周期Ｔ’を、以下の（４）式のように算出する。
Ｔ’＝Ｔ（ｉ）＋ΔＴ３ ・・・（４）
つまり、周期予測部３３は、クランクシャフト１４の回転速度の変化の傾向に基づいて予測周期Ｔ’を求めている。なお、この予測周期Ｔ’は、パルス信号の計測結果に基づいて算出されたものであり、パルス区間における予測周期を示すものであるが、後述するように、欠歯区間における最初の予測値である予測周期Ｔ０と同一の値となる。 Subsequently, the cycle prediction unit 33 calculates a prediction cycle T ′ in the pulse interval as shown in the following equation (4).
T ′ = T (i) + ΔT3 (4)
That is, the cycle predicting unit 33 obtains the predicted cycle T ′ based on the tendency of change in the rotational speed of the crankshaft 14. Note that the prediction cycle T ′ is calculated based on the measurement result of the pulse signal and indicates the prediction cycle in the pulse section. As will be described later, this prediction cycle T ′ is the first predicted value in the missing tooth section. It becomes the same value as a certain prediction cycle T0.

周期予測部３３から出力された予測クランク周期は、逓倍クロック生成部３４に入力される。そして、逓倍クロック生成部３４は、クランク信号に同期したクロックであって、予測クランク周期の間隔のｎ倍に逓倍された逓倍角度クロックを生成して出力する。本実施形態では、逓倍数は１０に設定されている。
逓倍クロック生成部３４は、パルス区間においては、クランク信号、より厳密には、パルス信号が入力される毎にリセットされる一方、パルス信号が入力されてから１０°ＣＡ÷逓倍数を超えるクロックを出力しないように構成されている。これは、逓倍角度クロックはあくまでもクランク角の予測に用いられるものであることから、次のパルス信号が入力される前に誤って１０°ＣＡを超えたと判定されることを防止するためである。 The predicted crank cycle output from the cycle prediction unit 33 is input to the multiplied clock generation unit 34. The multiplied clock generator 34 generates and outputs a multiplied angle clock that is synchronized with the crank signal and multiplied by n times the interval of the predicted crank cycle. In this embodiment, the multiplication number is set to 10.
In the pulse section, the multiplied clock generator 34 is reset every time a crank signal, more strictly, a pulse signal is input, while a clock exceeding 10 ° CA ÷ multiplied number after the pulse signal is input. It is configured not to output. This is to prevent the multiplication angle clock from being erroneously determined to exceed 10 ° CA before the next pulse signal is input because it is used only for the prediction of the crank angle.

一方、逓倍クロック生成部３４は、欠歯区間においては、パルス信号が入力されてから１０°ＣＡ÷逓倍数を超えた場合であっても、継続してクロックを出力する。ただし、欠歯区間の角度の上限、本実施形態では３０°ＣＡ（２歯欠けているので、１０°ＣＡ×３＝３０°ＣＡの範囲が欠歯区間となる）を超えてクロックを出力することはない。なお、パルス区間であるか欠歯区間であるかの判定は、パルス信号数をカウントする後述する上位カウンタ３８の値により特定することができる。   On the other hand, the multiplication clock generation unit 34 continuously outputs a clock in the missing tooth section even when the pulse signal is input and the number of multiplications exceeds 10 ° CA ÷ multiplication number. However, the clock is output exceeding the upper limit of the angle of the missing tooth section, in this embodiment, 30 ° CA (since 2 teeth are missing, the range of 10 ° CA × 3 = 30 ° CA is the missing tooth section). There is nothing. The determination as to whether it is a pulse interval or a missing tooth interval can be specified by the value of a higher-order counter 38 (to be described later) for counting the number of pulse signals.

逓倍クロック生成部３４で生成された逓倍角度クロックは、角度カウンタ３７に入力される。角度カウンタ３７は、クランク信号つまりはパルス信号の立ち下がりエッジをカウントする上位カウンタ３８と、逓倍角度クロックの立ち下がりエッジをカウントする下位カウンタ３９とから構成されている。このうち、上位カウンタ３８は、欠歯区間の終了とともにリセットされる。また、下位カウンタ３９は、パルス信号の入力毎に初期化される。このため、上位カウンタ３８の値が大きいほど、また、下位カウンタ３９の値が大きいほど、基準位置からのクランクシャフト１４の回転角度が大きいことになる。つまり、角度カウンタ３７は、クランク角を特定可能な角度情報を生成している。   The multiplied angle clock generated by the multiplied clock generator 34 is input to the angle counter 37. The angle counter 37 includes an upper counter 38 that counts the falling edge of the crank signal, that is, the pulse signal, and a lower counter 39 that counts the falling edge of the multiplied angle clock. Among these, the upper counter 38 is reset with the end of the missing tooth section. The lower counter 39 is initialized every time a pulse signal is input. Therefore, the greater the value of the upper counter 38 and the greater the value of the lower counter 39, the greater the rotation angle of the crankshaft 14 from the reference position. That is, the angle counter 37 generates angle information that can specify the crank angle.

このため、上位カウンタ３８の値によって１０°ＣＡ刻みでクランクシャフト１４の回転角度を特定でき、下位カウンタ３９の値によってパルス信号間におけるクランクシャフト１４の回転角度を特定できる。すなわち、角度カウンタ３７のカウント値に基づいて、クランクシャフト１４の回転角度を予測あるいは推定することができ、もって、クランクシャフト１４の回転角度を検出することが可能となる。なお、本実施形態の場合には３４歯であるので、上位カウンタ３８のカウント値が「３４」となった時点で欠歯区間になったと判定することができる。また、下位カウンタ３９は逓倍角度クロックをカウントしているので、例えば逓倍数を１０に設定したのであれば、下位カウンタ３９のカウント値によって１０°ＣＡ÷１０＝１°ＣＡ刻みでクランク角を特定することが可能となる。   Therefore, the rotation angle of the crankshaft 14 can be specified in increments of 10 ° CA by the value of the upper counter 38, and the rotation angle of the crankshaft 14 between the pulse signals can be specified by the value of the lower counter 39. That is, the rotation angle of the crankshaft 14 can be predicted or estimated based on the count value of the angle counter 37, and thus the rotation angle of the crankshaft 14 can be detected. In this embodiment, since there are 34 teeth, it can be determined that the missing tooth section is reached when the count value of the upper counter 38 becomes “34”. Further, since the lower counter 39 counts the multiplication angle clock, for example, if the multiplication number is set to 10, the crank angle is specified in increments of 10 ° CA ÷ 10 = 1 ° CA according to the count value of the lower counter 39. It becomes possible to do.

なお、逓倍数が大きければ大きいほど角度精度を高めること、換言すると、より詳細なタイミングでの制御を行うことができるが、逓倍数は適宜設定すればよい。例えば逓倍数を１００に設定した場合には、０．１°ＣＡ刻みでクランク角を特定することができる。また、逓倍数を１００に設定した場合であっても、カウント値が０〜９の範囲であれば１°ＣＡに対応すると判定する等、カウント値の範囲によってもクランク角を特定することができるため、１°ＣＡ刻みでクランク角を特定することも可能である。   Note that the greater the multiplication number, the higher the angular accuracy, in other words, the more detailed timing can be controlled, but the multiplication number may be set as appropriate. For example, when the multiplication number is set to 100, the crank angle can be specified in increments of 0.1 ° CA. Even when the multiplication number is set to 100, the crank angle can be specified by the range of the count value, such as determining that the count value is in the range of 0 to 9 and corresponding to 1 ° CA. Therefore, it is possible to specify the crank angle in increments of 1 ° CA.

この角度カウンタ３７は、角度カウンタ３７のカウント値と下位カウンタ３９のカウント値とを含む（あるいは、カウント値を示す）角度カウント信号を出力する。この角度カウント信号は、クランクシャフト１４の回転角度を特定可能な情報である。そして、クランク角検出部２７自身やＣＰＵ２２等において角度カウント信号に基づいてクランク角を特定することで、つまり、クランク角を検出することで、上記したような燃焼圧を取得するタイミング等が制御される。なお、下位カウンタ３９のカウント値は、詳細は後述するが、１０°ＣＡフラグ生成部および２０°ＣＡフラグ生成部にも入力される。   The angle counter 37 outputs an angle count signal including the count value of the angle counter 37 and the count value of the lower counter 39 (or indicating the count value). This angle count signal is information that can specify the rotation angle of the crankshaft 14. Then, by specifying the crank angle based on the angle count signal in the crank angle detector 27 itself, the CPU 22 or the like, that is, by detecting the crank angle, the timing for acquiring the combustion pressure as described above is controlled. The The count value of the lower counter 39 is also input to the 10 ° CA flag generation unit and the 20 ° CA flag generation unit, details of which will be described later.

このように逓倍角度クロックをカウントすることにより、パルス信号間において、より詳細にクランク角を検出することができる。
ところで、パルス区間では、パルス信号が入力される毎に初期化された逓倍角度クロックが出力されるため、仮に下位カウンタ３９に誤差が生じたとしても、その誤差はパルス信号が入力される毎にリセットされる。一方、パルス信号が入力されない欠歯区間では、下位カウンタ３９の誤差がリセットされないため、誤差が蓄積されるおそれがある。また、上記したように欠歯区間においてクランクシャフト１４の回転速度が変化した場合には、その誤差が大きくなる。 By counting the multiplication angle clock in this way, the crank angle can be detected in more detail between the pulse signals.
By the way, in the pulse section, since the multiplication angle clock initialized every time the pulse signal is input, even if an error occurs in the lower counter 39, the error is generated every time the pulse signal is input. Reset. On the other hand, in the missing tooth section where the pulse signal is not input, the error of the lower counter 39 is not reset, so that the error may be accumulated. Further, when the rotational speed of the crankshaft 14 changes in the missing tooth section as described above, the error becomes large.

そこで、本実施形態では、欠歯区間でのクランク角の検出を以下のように行っている。以下、図４、図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、図４、図５には、欠歯区間のクランク信号、クランク信号のパルス信号数をカウントする上位カウンタ３８、パルス信号に同期して出力される逓倍角度クロック、逓倍角度クロックをカウントする下位カウンタ３９、欠区間において１０°ＣＡ回転したことを示す１０°ＣＡフラグのＯＮ／ＯＦＦの態様、欠区間において２０°ＣＡ回転したことを示す２０°ＣＡフラグのＯＮ／ＯＦＦの態様、および予測クランク周期が示されている。   Therefore, in the present embodiment, detection of the crank angle in the missing tooth section is performed as follows. Hereinafter, a description will be given with reference to timing charts shown in FIGS. 4 and 5 show the crank signal in the missing tooth section, the upper counter 38 that counts the number of pulse signals of the crank signal, the multiplication angle clock that is output in synchronization with the pulse signal, and the lower counter that counts the multiplication angle clock. Counter 39, ON / OFF mode of 10 ° CA flag indicating 10 ° CA rotation in the missing section, ON / OFF mode of 20 ° CA flag indicating 20 ° CA rotation in the missing section, and predicted crank The period is shown.

まず、欠歯区間が開始された時点では、上記したように、セレクタ３１によって周期予測部３３にはクランク信号が入力される。このため、周期予測部３３は、上記した（１）式〜（４）式に基づいて、クランク信号の予測周期Ｔ０を予測する。なお、この予測周期Ｔ０は、パルス区間における予測周期Ｔ’と同じ値となる。つまり、本実施形態では、周期予測部３３が予測するクランクシャフト１４が予め定められている基準角度とは、上記した所定角度（本実施形態では１０°ＣＡ）であり、周期予測部３３は、欠歯区間においてクランクシャフト１４が所定角度だけ回転するのに要する時間を、その予測周期を求めることによって間接的に求めている。   First, when the missing tooth section is started, the crank signal is input to the period predicting unit 33 by the selector 31 as described above. For this reason, the period prediction unit 33 predicts the prediction period T0 of the crank signal based on the above-described expressions (1) to (4). The prediction cycle T0 has the same value as the prediction cycle T ′ in the pulse interval. That is, in the present embodiment, the reference angle for which the crankshaft 14 predicted by the cycle prediction unit 33 is predetermined is the predetermined angle (10 ° CA in the present embodiment), and the cycle prediction unit 33 The time required for the crankshaft 14 to rotate by a predetermined angle in the missing tooth section is obtained indirectly by obtaining the predicted period.

さて、欠歯区間では逓倍角度クロックは１０°ＣＡを超えて出力されるため、角度カウンタ３７が１０°ＣＡを示す値（あるいは範囲）となった場合、クランクシャフト１４が１０°ＣＡ回転したものと推定することができる。そして、クランク角検出部２７の１０°ＣＡフラグ生成部は、下位カウンタ３９の値が１０°ＣＡを示す値となると、１０°ＣＡフラグをＯＮする。この１０°ＣＡフラグは、セレクタ３１の入力を切り替えるフラグでもあり、セレクタ３１は、１０°ＣＡフラグがＯＮされると、周期予測部３３へ入力信号を、クランク周期（Ｔ）から予測クランク周期（Ｔ０）へと切り替える。   Now, since the multiplication angle clock is output exceeding 10 ° CA in the missing tooth section, when the angle counter 37 reaches a value (or range) indicating 10 ° CA, the crankshaft 14 is rotated by 10 ° CA. Can be estimated. Then, the 10 ° CA flag generation unit of the crank angle detection unit 27 turns on the 10 ° CA flag when the value of the lower counter 39 becomes a value indicating 10 ° CA. The 10 ° CA flag is also a flag for switching the input of the selector 31. When the 10 ° CA flag is turned ON, the selector 31 sends an input signal to the cycle prediction unit 33 from the crank cycle (T) to the predicted crank cycle ( Switch to T0).

そして、周期予測部３３は、入力された予測クランク周期に基づいて、新たに予測周期を求める。具体的には、上記した（１）式〜（４）式において、先に予測した予測周期Ｔ０を今回の周期Ｔ（ｉ）として用いるとともに、過去３回分の周期に基づいて新たな予測周期Ｔ１０を求めている。そして、予測周期Ｔ１０の新たな予測クランク周期に基づいて、新たな逓倍角度クロックが生成および出力される。つまり、クランク角検出部２７は、欠歯区間においてクランクシャフト１４が基準角度（本実施形態では、所定角度＝１０°ＣＡ）回転したことが検出されたタイミングで、新たにクランクシャフト１４の回転周期を予測する。この場合、予測周期Ｔ１０は、予測周期Ｔ０、パルス区間で計測された最後の周期およびその前の周期に基づいて求められている。つまり、クランクシャフト１４の回転速度の変化の傾向に追従した周期が求められている。   Then, the cycle prediction unit 33 newly obtains a prediction cycle based on the input prediction crank cycle. Specifically, in the above-described equations (1) to (4), the previously predicted prediction cycle T0 is used as the current cycle T (i), and a new prediction cycle T10 based on the past three cycles. Seeking. Then, a new multiplication angle clock is generated and output based on the new prediction crank cycle of the prediction cycle T10. That is, the crank angle detection unit 27 newly starts the rotation cycle of the crankshaft 14 at the timing when it is detected that the crankshaft 14 has rotated at the reference angle (predetermined angle = 10 ° CA in this embodiment) in the missing tooth section. Predict. In this case, the prediction cycle T10 is obtained based on the prediction cycle T0, the last cycle measured in the pulse section, and the previous cycle. That is, a period that follows the tendency of the change in the rotational speed of the crankshaft 14 is required.

これにより、図５に示すように、欠歯区間における１０°ＣＡ以降において次に所定角度だけ回転するまでの間は、予測周期Ｔ０に対応する逓倍角度クロックに基づいて下位カウンタ３９がカウントアップし、予測周期Ｔ０に基づいてクランク角が検出されることになる。   As a result, as shown in FIG. 5, the lower counter 39 counts up based on the multiplication angle clock corresponding to the prediction cycle T0 until the next rotation by a predetermined angle after 10 ° CA in the missing tooth section. The crank angle is detected based on the prediction cycle T0.

そして、欠歯区間においてさらに所定角度回転したことが検出されたタイミングで、つまり、図５に示すように下位カウンタ３９が２０°ＣＡを示す値となったタイミングで、２０°ＣＡフラグがＯＮされる。このとき、クランク角検出部２７は、先に予測した予測周期Ｔ１０を今回の周期Ｔ（ｉ）として用いるとともに、過去３回分の周期に基づいて新たな予測周期Ｔ２０を求めている。つまり、予測周期Ｔ２０は、予測周期Ｔ１０、予測周期Ｔ０、およびパルス区間で計測された最後の周期に基づいて求められている。そして、予測周期Ｔ２０の新たな予測クランク周期に基づいて、新たな逓倍角度クロックが生成および出力され、欠歯区間における２０°ＣＡから次の所定角度でまでの区間において、クランク角が検出されることになる。   Then, the 20 ° CA flag is turned on at the timing when it is further detected that the predetermined angle of rotation has been detected in the missing tooth section, that is, at the timing when the lower counter 39 becomes 20 ° CA as shown in FIG. The At this time, the crank angle detection unit 27 uses the previously predicted prediction cycle T10 as the current cycle T (i) and obtains a new prediction cycle T20 based on the previous three cycles. That is, the prediction cycle T20 is obtained based on the prediction cycle T10, the prediction cycle T0, and the last cycle measured in the pulse interval. Then, based on the new predicted crank cycle of the predicted cycle T20, a new multiplication angle clock is generated and output, and the crank angle is detected in a section from 20 ° CA to the next predetermined angle in the missing tooth section. It will be.

このように、クランク角検出部２７は、欠歯区間中にもクランクシャフト１４の周期を再予測している。これにより、図６に模式的に示すように、従来構成のクランク角検出装置のように欠歯区間となる前の予測値αを欠歯区間の全体に用いてクランク角を検出する場合に比べて、実施形態のクランク角検出装置のように欠歯区間中に予測を繰り返して予測値α１、α２、α３を用いてクランク角を検出可能することで、角度カウント値（下位カウンタ３９の値）が欠歯区間の最後となる３０°ＣＡとなった時点における予測したクランク角と実際の回転角度との誤差を小さくすることが可能となる。   Thus, the crank angle detection unit 27 re-predicts the cycle of the crankshaft 14 even during the missing tooth section. Accordingly, as schematically shown in FIG. 6, as compared with a case where the crank angle is detected by using the predicted value α before the missing tooth section as a whole in the missing tooth section as in the conventional crank angle detecting device. Thus, the angle count value (value of the lower counter 39) can be detected by repeating the prediction during the missing tooth section and detecting the crank angle using the predicted values α1, α2, and α3 as in the crank angle detection device of the embodiment. It is possible to reduce the error between the predicted crank angle and the actual rotation angle when 30 ° CA is reached at the end of the missing tooth section.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
クランク角検出装置としてのクランク角検出部２７は、パルス区間と欠歯区間とを有するクランク信号に基づいてクランク角を検出する際、パルス区間では周期計測部３０による計測結果に基づいてクランクシャフト１４の回転周期を予測する一方、欠歯区間では自身が予測した予測結果に基づいてクランクシャフト１４が予め定められている基準角度だけ回転するのに要する時間（本実施形態では周期）を予測し、その予測結果に基づいてクランクシャフト１４の回転周期を予測する。これにより、欠歯区間においてクランク角を検出する際の精度を向上させることができる。 According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
When the crank angle detection unit 27 as a crank angle detection device detects a crank angle based on a crank signal having a pulse section and a missing tooth section, the crankshaft 14 is based on a measurement result by the period measurement unit 30 in the pulse section. The period of rotation of the crankshaft 14 is predicted based on the prediction result predicted by itself (period in this embodiment) in the missing tooth section. Based on the prediction result, the rotation cycle of the crankshaft 14 is predicted. Thereby, the precision at the time of detecting a crank angle in a missing tooth area can be improved.

クランク角検出部２７は、欠歯区間においてクランクシャフト１４が基準角度回転したことを検出し、クランクシャフト１４が基準角度回転したことが検出されたタイミングで新たにクランクシャフト１４の周期を予測する。これにより、欠歯区間中にも複数回の予測を行うことができ、検出精度を向上させることができる。
このとき、クランク角検出部２７は、過去３回分の周期を用いて新たな周期を予測しているので、周期の変化の傾向を含んだ状態、すなわち、クランクシャフト１４の回転速度の変化に追従させた状態で周期を予測することができる。したがって、実際の回転角度との間に誤差が生じるおそれを低減することができる。 The crank angle detection unit 27 detects that the crankshaft 14 has rotated by the reference angle in the missing tooth section, and newly predicts the cycle of the crankshaft 14 at the timing at which the crankshaft 14 has been rotated by the reference angle. Thereby, prediction can be performed a plurality of times even during the missing tooth section, and the detection accuracy can be improved.
At this time, since the crank angle detection unit 27 predicts a new cycle using the past three cycles, the crank angle detection unit 27 follows a state including a tendency of the cycle change, that is, a change in the rotational speed of the crankshaft 14. It is possible to predict the period in the state of being made. Therefore, a possibility that an error may occur between the actual rotation angle and the actual rotation angle can be reduced.

また、欠歯区間中に予測を行う基準角度は、所定角度である。このため、パルス区間と欠歯区間とにおいて同じ角度毎に予測を行うことで、処理を共通化することができる。また、処理を共通化することにより、最小限の回路を追加することでクランク角検出装置を実現することができる。つまり、処理を共通化することにより、クランク角検出部２７を構成するのにようする回路規模を縮小することができ、小型化や低コスト化をも図ることができる。   Further, the reference angle for performing the prediction during the missing tooth section is a predetermined angle. For this reason, a process can be made common by performing prediction for every same angle in a pulse area and a missing tooth area. Further, by making the processing common, it is possible to realize a crank angle detection device by adding a minimum circuit. In other words, by making the processing common, the circuit scale for configuring the crank angle detection unit 27 can be reduced, and the size and cost can be reduced.

クランク角検出装置は、パルス区間においては、周期予測部３３に入力される周期をクランク周期に切り替える一方、欠歯区間においては、周期予測部３３に入力される周期を当該周期予測部３３にて予測された回転周期を示す予測クランク周期に切り替える切替手段としてのセレクタ３１を設け、クランク角検出部２７をマイコン２内に実装したハードウェアで構成している。これにより、クランク角検出装置は、高速で回転するクランクシャフト１４の回転速度に追従させて高速に処理を行うことができる。   In the pulse interval, the crank angle detection device switches the cycle input to the cycle prediction unit 33 to the crank cycle, while in the missing tooth interval, the cycle prediction unit 33 sets the cycle input to the cycle prediction unit 33. A selector 31 is provided as switching means for switching to a predicted crank cycle indicating the predicted rotation cycle, and the crank angle detection unit 27 is configured by hardware mounted in the microcomputer 2. Thus, the crank angle detection device can perform high-speed processing by following the rotational speed of the crankshaft 14 that rotates at high speed.

また、実施形態では、セレクタ３１により周期予測部３３に入力する周期を切り替え、周期予測部３３は、入力された周期に基づいて予測クランク周期を予測する構成としている。つまり、周期予測部３３は、パルス区間においても欠歯区間においても、同じ態様にて周期の予測を行っている。そのため、パルス区間と欠歯区間と周期予測部３３の処理を共通化することができ、クランク角検出装置をハードウェアで構成する場合に回路規模を縮小することができる。   In the embodiment, the cycle input to the cycle prediction unit 33 by the selector 31 is switched, and the cycle prediction unit 33 is configured to predict the predicted crank cycle based on the input cycle. That is, the period predicting unit 33 predicts the period in the same manner in both the pulse section and the missing tooth section. Therefore, the processing of the pulse section, the missing tooth section, and the period prediction unit 33 can be made common, and the circuit scale can be reduced when the crank angle detection device is configured by hardware.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。第２実施形態では、クランク角検出装置をソフトウェアで実現している点において、第１実施形態と異なっている。なお、図７に示す検出処理は、その大まかな流れは第１実施形態と共通するので、重複する部分については詳細な説明は省略する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the crank angle detection device is realized by software. In addition, since the rough process of the detection process shown in FIG. 7 is common to 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted about the overlapping part.

第２実施形態の場合、クランク角検出装置は、図１に示したクランク角検出部２７をソフトウェアで実現された構成となっている。このクランク角検出装置は、図７に示す検出処理を実行しており、クランク信号が入力されると（Ｓ１）、１０°ＣＡフラグ、２０°ＣＡフラグに応じて周期予測処理を実行する（Ｓ２）。ここで、１０°ＣＡフラグは、第１実施形態と同様に欠歯区間においてクランクシャフト１４が基準角度だけ回転したことを検出したときにＯＮされるフラグである。本実施形態の場合、１０°ＣＡフラグは、下位カウンタ３９のカウント値が１０°ＣＡを示したとき（Ｓ３：ＹＥＳ）にＯＮされ（Ｓ４）、２０°ＣＡフラグは、下位カウンタ３９のカウント値が２０°ＣＡを示したとき（Ｓ５：ＹＥＳ）にＯＮされる（Ｓ６）フラグである。   In the case of the second embodiment, the crank angle detection device has a configuration in which the crank angle detection unit 27 shown in FIG. 1 is realized by software. The crank angle detection device performs the detection process shown in FIG. 7. When a crank signal is input (S1), a cycle prediction process is executed according to the 10 ° CA flag and the 20 ° CA flag (S2). ). Here, the 10 ° CA flag is a flag that is turned on when it is detected that the crankshaft 14 has rotated by the reference angle in the missing tooth section, as in the first embodiment. In the present embodiment, the 10 ° CA flag is turned ON when the count value of the lower counter 39 indicates 10 ° CA (S3: YES) (S4), and the 20 ° CA flag is the count value of the lower counter 39. Is a flag that is turned on (S6) when S indicates 20 ° CA (S5: YES).

ここで、周期予測処理の詳細について説明する。クランク角検出装置は、第１実施形態で示した逓倍クロック生成部３４および角度カウンタ３７にて行われる処理を、ソフトウェアで実現している。ただし、検出精度を考慮して、逓倍角度クロックに相当するクロックおよび経過時間を計測するためのカウンタは、マイコン２に内蔵されているタイマ２６を用いている。なお、タイマ２６は、パルス区間の少なくとも逓倍数のクロックをカウント可能な構成となっている。また、計測あるいは予測された周期は、例えばＲＡＭ２４等の記憶手段に、本実施形態では少なくとも過去３回分のデータが記憶されている。 Here, details of the cycle prediction process will be described. Crank angle detecting apparatus, the processing performed in the multiplication clock generating unit 34 and the angle counter 37 shown in the first embodiment is realized by software. However, in consideration of detection accuracy, the timer 26 built in the microcomputer 2 is used as a counter for measuring the clock corresponding to the multiplication angle clock and the elapsed time. The timer 26 is configured to be able to count at least a multiple of the pulse interval. Further, in the present embodiment, at least the past three data are stored in the storage means such as the RAM 24 for the measured or predicted cycle.

具体的には、クランク角検出装置は、クランク信号が入力されると（Ｓ１）、タイマ２６をリセットする。そして、クランク角検出装置は、パルス区間においては次のパルス信号が入力されるまでの間隔をタイマ２６のカウント値に基づいて計測し、前述の（１）式〜（４）式に基づいてクランクシャフト１４の回転周期（第１実施形態のＴ’に相当する）を予測する。そして、パルス区間においては、予測周期Ｔ’に基づいて、パルス信号が入力されてからの経過時間をタイマ２６にてカウントすることで、クランク角を検出する。なお、パルス区間においては、カウント値は１０°ＣＡを上限としている。   Specifically, when the crank signal is input (S1), the crank angle detection device resets the timer 26. Then, the crank angle detection device measures the interval until the next pulse signal is input in the pulse interval based on the count value of the timer 26, and determines the crank based on the above-described equations (1) to (4). The rotation period of the shaft 14 (corresponding to T ′ in the first embodiment) is predicted. In the pulse period, the crank angle is detected by counting the elapsed time from the input of the pulse signal by the timer 26 based on the prediction cycle T ′. In the pulse interval, the count value has an upper limit of 10 ° CA.

一方、クランク角検出装置は、欠歯区間が開始されると、最初の予測周期Ｔ０を求め、その予測周期Ｔ０に基づいてクランク角を検出する。この欠歯区間では、カウント値の上限は欠歯区間に対応する角度（本実施形態では、第１実施形態と同じ３０°ＣＡ）の範囲を上限としている。予測周期Ｔ０を予測すると、クランク角検出装置は、タイマ２６に予測周期Ｔ０の逓倍となるカウンタを設定し、そのカウント値に基づいてクランク角を検出する。つまり、本実施形態では、カウント値がクランクシャフト１４の回転角度を特定可能な情報となっている。   On the other hand, when the missing tooth section is started, the crank angle detection device obtains the first prediction cycle T0 and detects the crank angle based on the prediction cycle T0. In this missing tooth section, the upper limit of the count value is the upper limit of the range corresponding to the missing tooth section (in this embodiment, the same 30 ° CA as in the first embodiment). When the prediction cycle T0 is predicted, the crank angle detection device sets a counter that is a multiplication of the prediction cycle T0 in the timer 26, and detects the crank angle based on the count value. That is, in this embodiment, the count value is information that can identify the rotation angle of the crankshaft 14.

そして、クランク角検出装置は、欠歯区間において１０°ＣＡだけ回転したことを検出すると、つまり、図７に示す検出処理のステップＳ３においてカウント値が１０°ＣＡとなると、１０°ＣＡフラグをＯＮする。続いて、クランク角検出装置は、１０°ＣＡフラグがＯＮになったことから、ステップＳ２において、第１実施形態と同様に今回の予測周期Ｔ０を用いて次の予測周期Ｔ１０を求める。そして、タイマ２６に予測周期Ｔ１０の逓倍となるカウンタを設定し、そのカウント値に基づいてクランク角を検出する。   When the crank angle detection device detects that it has rotated by 10 ° CA in the missing tooth section, that is, when the count value reaches 10 ° CA in step S3 of the detection process shown in FIG. 7, the 10 ° CA flag is turned on. To do. Subsequently, since the 10 ° CA flag is turned ON, the crank angle detection device obtains the next prediction cycle T10 using the current prediction cycle T0 in the same manner as in the first embodiment in step S2. And the counter which becomes multiplication of the prediction period T10 is set to the timer 26, and a crank angle is detected based on the count value.

その後、クランク角検出装置は、欠歯区間において２０°ＣＡだけ回転したことを検出すると、つまり、図７に示す検出処理のステップＳ５においてカウント値が２０°ＣＡとなると、２０°ＣＡフラグをＯＮする。そして、クランク角検出装置は、２０°ＣＡフラグがＯＮになったことから、ステップＳ２において、第１実施形態と同様に今回の予測周期Ｔ１０を用いて次の予測周期Ｔ２０を予測する。そして、タイマ２６に予測周期Ｔ２０の逓倍となるカウンタを設定し、そのカウント値に基づいてクランク角を検出する。   After that, when the crank angle detection device detects that it has rotated by 20 ° CA in the missing tooth section, that is, when the count value becomes 20 ° CA in step S5 of the detection process shown in FIG. 7, the 20 ° CA flag is turned ON. To do. Then, since the 20 ° CA flag is turned ON, the crank angle detection device predicts the next prediction cycle T20 using the current prediction cycle T10 in the same manner as in the first embodiment in step S2. And the counter which becomes multiplication of the prediction period T20 is set to the timer 26, and a crank angle is detected based on the count value.

このように、第２実施形態のクランク角検出装置も、パルス区間では周期計測部３０による計測結果に基づいてクランクシャフト１４の回転周期を予測する一方、欠歯区間では自身が予測した予測結果に基づいてクランクシャフト１４が予め定められている基準角度だけ回転するのに要する時間（本実施形態では周期）を予測し、その予測結果に基づいてクランクシャフト１４の回転周期を予測する。これにより、欠歯区間においてクランク角を検出する際の精度を向上させることができる。   As described above, the crank angle detection device according to the second embodiment also predicts the rotation period of the crankshaft 14 based on the measurement result by the period measurement unit 30 in the pulse section, while the predicted result predicted by itself in the missing tooth section. Based on this, the time (cycle in this embodiment) required for the crankshaft 14 to rotate by a predetermined reference angle is predicted, and the rotation cycle of the crankshaft 14 is predicted based on the prediction result. Thereby, the precision at the time of detecting a crank angle in a missing tooth area can be improved.

また、クランク角検出装置は、欠歯区間においてクランクシャフト１４が基準角度回転したことを検出し、クランクシャフト１４が基準角度回転したことが検出されたタイミングで新たにクランクシャフト１４の回転周期を予測する。これにより、欠歯区間中にも複数回の予測を行うことができ、検出精度を向上させることができる。   Further, the crank angle detection device detects that the crankshaft 14 has rotated at the reference angle in the missing tooth section, and newly predicts the rotation cycle of the crankshaft 14 at the timing at which the crankshaft 14 has been rotated at the reference angle. To do. Thereby, prediction can be performed a plurality of times even during the missing tooth section, and the detection accuracy can be improved.

このとき、クランク角検出装置は、過去３回分の周期を用いて新たな周期を予測しているので、周期の変化の傾向を含んだ状態、すなわち、クランクシャフト１４の回転速度の変化に追従させた状態で周期を予測することができる。したがって、実際の回転角度との間に誤差が生じるおそれを低減することができる。   At this time, since the crank angle detection device predicts a new cycle using the past three cycles, the crank angle detection device follows a state including a tendency of the cycle change, that is, a change in the rotational speed of the crankshaft 14. The period can be predicted in the state. Therefore, a possibility that an error may occur between the actual rotation angle and the actual rotation angle can be reduced.

また、欠歯区間中に予測を行う基準角度は、所定角度である。このため、パルス区間と欠歯区間とにおいて同じ角度毎に予測を行うことで、処理を共通化することができる。
また、クランク角検出装置をソフトウェアで構成することにより、つまり、クランク角を検出する機能をソフトウェアで実現することにより、多数の追加部品等を設けなくてもクランク角を検出することができる。このとき、本実施形態のように一般的なマイコン２に内蔵されているタイマ２６を利用すれば、追加部品を必要とすることなくクランク角を検出することができるとともに、高速で回転するクランクシャフト１４の回転角度を精度よく検出することができる。 Further, the reference angle for performing the prediction during the missing tooth section is a predetermined angle. For this reason, a process can be made common by performing prediction for every same angle in a pulse area and a missing tooth area.
Further, by configuring the crank angle detection device with software, that is, by realizing the function of detecting the crank angle with software, the crank angle can be detected without providing many additional parts. At this time, if the timer 26 incorporated in the general microcomputer 2 is used as in the present embodiment, the crank angle can be detected without the need for additional parts, and the crankshaft that rotates at high speed can be detected. The rotation angle of 14 can be detected with high accuracy.

（その他の実施形態）
本発明は、上記した一実施形態にて例示したものに限定されることなく、その範囲を逸脱しない範囲で任意に変形や拡張することができる。
実施形態で示した歯数や所定角度、逓倍数等の数値は一例であり、それらに限定されるものではない。
過去３回分の周期に基づいて新たな周期を予測する構成としたが、過去４回分やそれ以上の回数等、予測する際に用いる情報数は適宜変更してもよい。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the one exemplified in the above-described embodiment, and can be arbitrarily modified or expanded without departing from the scope thereof.
The numerical values such as the number of teeth, the predetermined angle, and the multiplication number shown in the embodiment are examples, and are not limited thereto.
Although a new cycle is predicted based on the past three cycles, the number of information used for prediction, such as the past four times or more, may be changed as appropriate.

図面中、２４はＲＡＭ（記憶手段）、２６はタイマ（周期計測手段）、２７はクランク角検出部（クランク角検出装置）、３０は周期計測部（周期計測手段）、３１はセレクタ（切替手段）、３２は周期レジスタ（記憶手段）、３３は周期予測部（周期予測手段）を示す。   In the drawing, 24 is a RAM (storage means), 26 is a timer (period measurement means), 27 is a crank angle detection section (crank angle detection device), 30 is a period measurement section (period measurement means), and 31 is a selector (switching means). ) And 32 are period registers (storage means), and 33 is a period prediction unit (period prediction means).

Claims (5)

内燃機関のクランクシャフト（１４）が所定角度回転する毎にパルス信号が出力されるパルス区間と前記クランクシャフト（１４）が基準位置まで回転した際にパルス信号の出力が停止される欠歯区間とを有するクランク信号の周期を計測する周期計測手段（３０）と、
前記パルス区間では前記周期計測手段（３０）による計測結果に基づいて前記クランクシャフト（１４）の回転周期を予測する一方、前記欠歯区間では自身が予測した予測結果に基づいて前記クランクシャフト（１４）が予め定められている基準角度だけ回転するのに要する時間を予測し、その予測結果に基づいて前記クランクシャフト（１４）の回転周期を当該欠歯区間中に予測する周期予測手段（３３）と、
を備えたことを特徴とするクランク角検出装置。 A pulse section in which a pulse signal is output every time the crankshaft (14) of the internal combustion engine rotates by a predetermined angle, and a missing tooth section in which the output of the pulse signal is stopped when the crankshaft (14) rotates to a reference position; Period measuring means (30) for measuring the period of the crank signal having
In the pulse section, the rotation period of the crankshaft (14) is predicted based on the measurement result by the period measuring means (30), while in the missing tooth section, the crankshaft (14 ) Predicts the time required for rotation by a predetermined reference angle and, based on the prediction result, predicts the rotation period of the crankshaft (14) during the missing tooth section (33). When,
A crank angle detection device comprising: 前記周期予測手段は、前記欠歯区間において前記クランクシャフト（１４）が前記基準角度回転したことが検出されたタイミングで、新たに前記クランクシャフト（１４）の回転周期を予測することを特徴とする請求項１記載のクランク角検出装置。   The cycle predicting means newly predicts a rotation cycle of the crankshaft (14) at a timing when the crankshaft (14) is detected to have rotated by the reference angle in the missing tooth section. The crank angle detection device according to claim 1. 前記基準角度は、前記所定角度であることを特徴とする請求項１または２記載のクランク角検出装置。   The crank angle detection device according to claim 1 or 2, wherein the reference angle is the predetermined angle. 該クランク角検出装置（２７）をハードウェアで構成し、
前記パルス区間においては、前記周期予測手段（３３）に入力される周期を前記周期計測手段（３０）による計測結果であるクランク周期に切り替える一方、前記欠歯区間においては、前記周期予測手段（３３）に入力される周期を当該周期予測手段（３３）によって予測された回転周期を示す予測クランク周期に切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のクランク角検出装置。 The crank angle detection device (27) is configured by hardware,
In the pulse interval, the cycle input to the cycle predicting means (33) is switched to the crank cycle that is a measurement result by the cycle measuring means (30), while in the missing tooth interval, the cycle predicting means (33). The crank angle according to any one of claims 1 to 3, further comprising switching means for switching the period input to the predicted crank period indicating the rotation period predicted by the period predicting means (33). Detection device. 前記周期計測手段の計測結果を記憶する記憶手段（２４）と、
前記パルス区間においては前記記憶手段に記憶されている計測結果に基づいて前記クランクシャフト（１４）の回転周期を予測する一方、前記欠歯区間においては、前記記憶手段（２４）に記憶されている計測結果を自身の予測結果に書き換え、その予測結果に基づいて前記クランクシャフト（１４）の回転周期を予測する予測処理を実行することにより前記周期予測手段をソフトウェアで実現する制御部と、
を備えることをを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のクランク角検出装置。
Storage means for storing the measurement result of the previous SL period measuring means (24),
While predicting the rotation period of the crankshaft (14) based on the measurement result stored in the storage means before Symbol pulse interval in the missing teeth section is stored the in the memory means (24) A control unit that realizes the period predicting means by software by rewriting the measurement result being the own prediction result and executing a prediction process for predicting the rotation period of the crankshaft (14) based on the prediction result ;
Crank angle detecting apparatus according to any one of claims 1, wherein 3 to further comprising a.
JP2014024294A 2014-02-12 2014-02-12 Crank angle detector Active JP6237303B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014024294A JP6237303B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Crank angle detector
DE102015101986.8A DE102015101986A1 (en) 2014-02-12 2015-02-12 Crank angle detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014024294A JP6237303B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Crank angle detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015151883A JP2015151883A (en) 2015-08-24
JP6237303B2 true JP6237303B2 (en) 2017-11-29

Family

ID=53677011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014024294A Active JP6237303B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Crank angle detector

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6237303B2 (en)
DE (1) DE102015101986A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11686266B2 (en) 2021-06-09 2023-06-27 Mitsubishi Electric Corporation Controller for internal combustion engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7476638B2 (en) 2020-04-15 2024-05-01 株式会社デンソー Multiprocessor Systems
CN114776453B (en) * 2022-05-27 2023-09-01 重庆红江机械有限责任公司 Marine dual-fuel engine control method and control system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062637A (en) * 1992-06-15 1994-01-11 Unisia Jecs Corp Ignition controller of internal combustion engine
JP2834371B2 (en) * 1992-06-24 1998-12-09 三菱電機株式会社 Internal combustion engine control device
JP3621171B2 (en) * 1995-12-01 2005-02-16 株式会社日立ユニシアオートモティブ Crank angle detection device
JP3539327B2 (en) * 2000-01-18 2004-07-07 株式会社デンソー Engine control device
JP3503593B2 (en) 2000-01-20 2004-03-08 株式会社デンソー Engine control device
JP2001263150A (en) * 2000-03-23 2001-09-26 Denso Corp Engine control device
JP4168907B2 (en) * 2003-10-29 2008-10-22 株式会社デンソー Engine control device
JP5678868B2 (en) * 2011-11-11 2015-03-04 株式会社デンソー Signal processing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11686266B2 (en) 2021-06-09 2023-06-27 Mitsubishi Electric Corporation Controller for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015101986A1 (en) 2015-08-13
JP2015151883A (en) 2015-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004162605A (en) Crank angle detector
JP5341714B2 (en) Phase difference type resolver
JP4274253B2 (en) ENGINE CONTROL DEVICE AND PROGRAM
JP6237303B2 (en) Crank angle detector
JP2010025017A (en) Engine control device
JP2550397B2 (en) Signal generator for engine control
JP2005133614A (en) Engine control device
TWI654843B (en) Digital period divider
JP2001280193A (en) Engine controller
JP2001200747A (en) Engine control device
JP2013160086A (en) Control device for internal combustion engine
JP6911627B2 (en) AD conversion processing device
JP2017096203A (en) Calculation device of engine rotation number
JP2008232034A (en) Process device synchronizing with crankshaft rotation and engine control device
EP2667199B1 (en) Semiconductor data processing apparatus and engine control apparatus
JP2001263150A (en) Engine control device
JP2021165554A (en) Detection device and start device
JP6520385B2 (en) Drive control device
JP6583118B2 (en) Engine control device
JP6717185B2 (en) Engine controller
JP4333552B2 (en) Engine control device
JP5000325B2 (en) Phase difference detection device and rotational position detection device
JP2019143540A (en) Injection monitoring device
JP5983544B2 (en) In-vehicle electronic control unit
JP5516622B2 (en) Sensor signal processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170421

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171016

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6237303

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250