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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung, die eine Signalverarbeitung an einem Druckerfassungssignal eines Drucksensors durchführt, der ein piezoelektrisches Element, ein Motorsteuerungssystem und ein nicht transitorisches bzw. nichtflüchtiges, computerlesbares Medium zum Speichern eines Programms beinhaltet.
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Beschreibung des Standes der Technik
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So wurde beispielsweise eine Konfiguration mit einem Ladungsverstärker für eine Signalverarbeitungsschaltung für ein Druckerfassungssignal vorgeschlagen, das von einem Drucksensor ausgegeben wird, der konfiguriert ist, um ein piezoelektrisches Element zu enthalten, das Ladung entsprechend der Intensität des empfangenen Drucks ausgibt. Der Ladungsverstärker ist so konfiguriert, dass ein Rückkopplungswiderstand und ein Rückkopplungskondensator parallel mit einem Operationsverstärker verbunden sind und der Operationsverstärker auf eine negativ rückgekoppelte Weise verbunden ist.
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In einer Druckerfassungssignalverarbeitungsschaltung, die einen Ladungsverstärker enthält, bewirkt ein Fehl- bzw. Leckstrom eines piezoelektrischen Elements ein Driften eines Druckerfassungssignals, und daher ist es notwendig, eine Korrekturschaltung zum Entfernen des Einflusses des Drift und dergleichen bereitzustellen.
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Daher wurde eine Schaltungskonfiguration vorgeschlagen, in der ein Gleichstrom- bzw. DC-Isolator zwischen einem piezoelektrischen Element und einem Ladungsverstärker angeordnet ist (siehe z.B. Japanische Patentveröffentlichung Nr.
2009-115484 (Seiten 2 bis 7, erste Zeichnung)). Der DC-Isolator blockiert eine Gleichstrom- bzw. DC-Komponente, damit ein Druckerfassungssignal passieren kann, und besteht aus einem Kondensator. Das heißt, ein Leckstrom des piezoelektrischen Elements bewirkt eine Drift, wird aber auch als eine DC-Komponente betrachtet, dessen Größe auch über einen längeren Zeitraum stabil gehalten wird. Daher wird die DC-Komponente durch einen Kondensator blockiert.
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Gemäß der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2009-115484 offenbarten Konfiguration hängt die Kapazität eines Kondensators, der ein DC-Isolator ist, jedoch von der Größe einer Impedanz eines piezoelektrischen Elements ab. Aus diesem Grund besteht in einem Fall, in dem die Impedanz des piezoelektrischen Elements klein ist, ein Problem darin, dass die Kapazität des Kondensators erhöht wird. Wenn die Kapazität des Kondensators erhöht wird, besteht das Problem darin, dass die Montagefläche eines Kondensators, der sich in der Oberfläche eines elektronischen Substrats befindet, vergrößert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die Offenbarung stellt eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung, ein Motorsteuerungssystem und ein nicht flüchtiges, computerlesbares Medium bereit, das ein Programm speichert, die fähig sind zu, ein hochgenaues Druckerfassungssignal zu erhalten, durch Entfernen einer Drift eines piezoelektrischen Elements mit einer einfachen Konfiguration.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die Signalverarbeitung an einem Ausgangssignal eines Drucksensors, enthaltend ein piezoelektrischen Element, durchführt, das eine Ladung gemäß dem empfangenen Druck erzeugt, wobei die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung ein Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil), das ein der Ladung entsprechendes Stromsignal in ein Spannungssignal umwandelt, und ein digitales Signalverarbeitungsteil beinhaltet, das eine Korrektur zum Entfernen einer Drift des piezoelektrischen Elements an dem Spannungssignal durch digitale Signalverarbeitung durchführt.
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Gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das digitale Signalverarbeitungsteil ein Differenzierungsverarbeitungsteil beinhalten, das eine Differenzierungsverarbeitung an dem Spannungssignal durchführt, ein erstes Integrationsverarbeitungsteil, das eine Integrationsverarbeitung an dem Signal durchführt, das der Differenzierungsverarbeitung unterzogen wurde, und ein zweites Integrationsverarbeitungsteil, das eine Integrationsverarbeitung an dem Signal durchführt, das der Integrationsverarbeitung unterzogen wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Signalverarbeitung an einem Ausgangssignal eines Drucksensors durchführt, beinhaltend ein piezoelektrisches Element, das eine Ladung gemäß dem empfangenen Druck erzeugt, wobei die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung ein Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil) beinhaltet, das ein der Ladung entsprechendes Stromsignal in ein Spannungssignal umwandelt, ein Extraktionsteil, das eine Komponente in einem bestimmten Frequenzband des Spannungssignals extrahiert, und ein digitales Signalverarbeitungsteil, das eine Korrekturverarbeitung zum Entfernen einer Drift des piezoelektrischen Elements durch digitale Signalverarbeitung auf der Grundlage des Spannungssignals und eines extrahierten Signals durchführt.
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Gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das digitale Signalverarbeitungsteil ein Subtraktionsverarbeitungsteil, das ein Subtraktionssignal erhält, das ein Ergebnis einer Subtraktionsberechnung in Bezug auf das Spannungssignal und das extrahierte Signal anzeigt, und ein Integrationsverarbeitungsteil beinhalten, das eine Integrationsverarbeitung in Bezug auf das Subtraktionssignal durchführt.
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Bei der Vorrichtung dieser Ausführungsform kann das Extraktionsteil durch einen Tiefpassfilter ausgeführt werden, der eine Komponente in einem vorbestimmten Niederfrequenzband extrahiert. Darüber hinaus kann das IV-Umwandlungsteil einen Operationsverstärker beinhalten, der in einer negativ rückgekoppelten Weise unter Verwendung eines Widerstands verbunden ist.
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Darüber hinaus kann ein Motorsteuerungssystem mit der vorstehend beschriebenen Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung und einem Steuerteil, das einen Motor auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung steuert, bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann das digitale Signalverarbeitungsteil eine Grenzfrequenz des Tiefpassfilters entsprechend einer Motordrehzahl ändern.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium bereitgestellt, das ein Programm zum Veranlassen einer Druckerfassungssignalvorrichtung speichert, die eine Signalverarbeitung an einem Ausgangssignal eines Drucksensors, beinhaltend ein piezoelektrischen Element, durchführt, das eine Ladung gemäß dem empfangenen Druck erzeugt, um eine Signalverarbeitungsfunktion zu realisieren, die eine Korrekturverarbeitung zum Entfernen einer Drift des piezoelektrischen Elements an einem Spannungssignal durchführt, das aus einem der Ladung entsprechenden Stromsignal durch ein Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil) umgewandelt wurde.
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Gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Signalverarbeitungsfunktion eine Differenzierungsverarbeitungsfunktion zum Durchführen einer Differenzierungsverarbeitung des Spannungssignals, eine erste Integrationsfunktion zum Durchführen einer Integrationsverarbeitung des der Differenzierungsverarbeitung unterzogenen Signals und eine zweite Integrationsfunktion zum Durchführen einer Integrationsverarbeitung des der Integrationsverarbeitung unterzogenen Signals beinhalten.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium bereitgestellt, das ein Programm speichert, um eine Druckererfassungssignalvorrichtung zu veranlassen, die eine Signalverarbeitung an einem Ausgangssignal eines Drucksensors durchführt, der ein piezoelektrisches Element beinhaltet, das eine Ladung gemäß dem empfangenen Druck erzeugt, um eine Signalverarbeitungsfunktion zu realisieren, die eine Korrekturverarbeitung zum Entfernen einer Drift des piezoelektrischen Elements auf der Grundlage eines Spannungssignals durchführt, das aus einem Stromsignal, das der Ladung entspricht, durch ein Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil) und ein extrahiertes Signal, das durch Extrahieren einer bestimmten Frequenzkomponente des Spannungssignals erhalten wird.
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Die Signalverarbeitungsfunktion in einem anderen Programm kann eine Subtraktionsverarbeitungsfunktion zum Erhalten eines Subtraktionssignals, das ein Ergebnis einer Subtraktionsrechnung in Bezug auf das Spannungssignal und das extrahierte Signal anzeigt, und eine Integrationsfunktion zum Durchführen einer Integrationsverarbeitung des Subtraktionssignals beinhalten.
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Gemäß der Offenbarung ist es möglich, einen Effekt der Bereitstellung einer Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung, eines Motorsteuerungssystems und eines nicht flüchtigen computerlesbaren Mediums, das ein Programm speichert, die in der Lage sind, eine hochgenaue Druckerfassung zu erreichen, indem es eine Drift eines piezoelektrischen Elements mit einer einfachen Konfiguration entfernt.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Motorsteuerungssystems.
- 2 ist ein funktionelles Konfigurationsdiagramm einer ECU.
- 3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 4 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration eines Drucksensors zeigt.
- 5 ist ein Konfigurationsbeispiel für einen Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV -Umwandlungsteil).
- 6 ist ein Konfigurationsbeispiel für einen Tiefpassfilter.
- 7(a) und 7(b) sind Diagramme, die die Ausgaben bzw. die Ergebnisse des Stands der Technik und des IV-Umwandlungsteils zeigen.
- 8 ist ein Diagramm, das einen Betrieb der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung darstellt.
- 9 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 10 ist ein Diagramm, das einen Betrieb der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden zu beschreibenden Ausführungsformen der Offenbarung sind Beispiele. Die Offenbarung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, und an den folgenden Ausführungsformen können verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden.
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(Übersicht des Motorsteuerungssystems 300)
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Motorsteuerungssystems 300, beinhaltend einen Motor 1 und eine elektronischen Steuereinheit (ECU) 100. Das Motorsteuerungssystem 300 steuert einen Motor unter Verwendung eines Druckerfassungssignals, das einer Signalverarbeitung durch eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 unterzogen wurde. Das Druckerkennungssignal ist ein Signal, das von einem Drucksensor 30 ausgegeben wird. In 1 ist dagegen keine Zündkerze dargestellt, um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern.
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Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinder 2 und einen Kolben 3, die im Inneren des Zylinders 2 angepasst sind, sodass sie in vertikaler Richtung verschiebbar sind. Eine Endseite einer Verbindungsstange bzw. einer Pleuelstange 4 ist mit dem Kolben 3 verbunden, und die andere Endseite der Pleuelstange 4 ist mit einer Kurbelwelle 5 verbunden. Ein Schwungrad 7 ist drehbar mit einem Ende der Kurbelwelle 5 auf einer Übertragungsseite bzw. einer Getriebeseite verbunden, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Ein Impulsgeberrad bzw. ein Induktionsgeber 20, der ein Vorsprung ist, der aus einem magnetischen Körper besteht, wird in einem vorbestimmten Winkelbereich an der äußeren Peripherie des Schwungrads 7 gebildet.
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Ein elektromagnetischer Pickup bzw. ein elektromagnetischer Geber 22, der der Kurbelwelle 5 zugewandt angeordnet ist, gibt einen Impuls mit einer positiven Spannung aus, wenn sich der Induktionsgeber 20 dazu nähert, und gibt einen Impuls mit einer negativen Spannung aus, wenn sich der Induktionsgeber 20 dazu zurückzieht. Wenn ein Impuls durch eine bekannte Impulsformungsschaltung ausgebildet wird, sodass ein Rechteckimpuls auf der Grundlage von Impulssignalen positiver und negativer Elektroden ausgegeben wird, wird bei jeder einmaligen Rotation des Schwungrades 7 ein Rechteckimpuls ausgegeben.
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Dementsprechend wird in einem Zyklus von „Ansaugen bzw. Einlassen→Verdichtung bzw. Kopmpression→Verbrennung→Auslass“ die Kurbelwelle 5 um 720 Grad gedreht, so dass von dem elektromagnetischen Geber 22 in einem Zyklus ein Zweipuls-Rechtecksignal (Motordrehsignal) ausgegeben wird. Auf diese Weise dient der elektromagnetische Geber 22 als Kurbelwinkelsensor, der einen Drehwinkel der Kurbelwelle 5 erfasst.
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Dadurch ist es möglich, eine Drehzahl des Motors 1 auf der Grundlage eines Motordrehzahlsignals zu erhalten, das von dem elektromagnetischen Geber 22 ausgegeben wird. Darüber hinaus kann eine Position, in der der Induktionsgeber 20 an der äußeren Peripherie des Schwungrads 7 ausgebildet ist, als geeigneter Winkelbereich eingestellt werden, und ein Zeitpunkt, in dem ein Zündsteuerungssignal an die Zündkerze angelegt wird, um Kraftstoff auf der Grundlage der vom elektromagnetischen Geber 22 ausgegebenen Motordrehzahlsignals zu entzünden, kann auf einen gewünschten Zeitpunkt eingestellt werden. Der gewünschte Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, der einem oberen Totpunkt (OT), einem Winkel vor dem oberen Totpunkt (BTDC) oder einem Winkel nach dem (ATDC) entspricht.
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Darüber hinaus sind ein Einlassrohr bzw. Ansaugrohr 8 und ein Abluftrohr bzw. Abgasrohr 9 mit einem Zylinderkopf in einem oberen Abschnitt des Zylinders 2 verbunden. Die Innenseite des Ansaugrohres 8 dient als Einlasskanal bzw. Ansaugkanal, um Frischluft von außen in die Verbrennungskammer 15 zu leiten. Darüber hinaus sind im Ansaugkanal von einer stromaufwärts gelegenen Seite ein Luftreiniger 6 zum Entfernen von Staub in der Frischluft und dergleichen, ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 24 zum Anpassen der angesaugten Frischluftmenge, ein Einspritzventil bzw. ein Injektor 40 zum Einspritzen von Kraftstoff und dergleichen angeordnet. Darüber hinaus wird ein Zeitpunkt, zu dem Frischluft in die Verbrennungskammer 15 eingeleitet wird, durch einen Ventilöffnungsvorgang und einen Ventilschließvorgang des Einlassventils bzw. des Ansaugventils 12 gesteuert, das durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Feder in Ventilschließrichtung vorgespannt ist.
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Darüber hinaus erfasst der Drucksensor 30 einen Verbrennungsdruck, der ein Druck der Verbrennungskammer 15 ist, und gibt ein Druckerfassungssignal aus, das den erfassten Verbrennungsdruck anzeigt. Der Drucksensor 30 ist an der Spitze des Zylinderkopfs angeordnet, sodass das Spitzenende davon der Innenseite der Verbrennungskammer zugewandt ist. In der Zwischenzeit ist eine Position, in der der Drucksensor 30 montiert ist, nicht auf die in 1 dargestellte Position beschränkt. Ebenso ist eine nicht in der Zeichnung gezeigte Zündkerze an einer geeigneten Stelle am Zylinderkopf so angeordnet, dass das Spitzenende davon der Innenseite der Verbrennungskammer zugewandt ist. Es ist möglich, eine Struktur zu konfigurieren, in der der Drucksensor 30 integral in der Zündkerze bereitgestellt ist, oder der Drucksensor 30 und die Zündkerze können als separate Körper konfiguriert werden.
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Andererseits dient die Innenseite des Abgasrohres 9 als Abgaskanal zum Abführen von Abgas aus der Verbrennungskammer 15. Darüber hinaus wird ein Zeitpunkt, zu dem das Abgas aus dem Inneren der Verbrennungskammer 15 abgeführt wird, durch einen Ventilöffnungsvorgang und einen Ventilschließvorgang des Auslassventils 10 gesteuert, das in eine Ventilschließrichtung durch eine nicht in der Zeichnung dargestellte Feder vorgespannt ist.
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Signale von dem elektromagnetischen Geber 22, dem Drucksensor 30 und dergleichen werden in die ECU 100 eingegeben, das den Betrieb des Motors 1 steuert. Ein Rechteckimpulssignal entsprechend der Rotation des Motors wird von der elektromagnetischen Geber 22 eingegeben. Vom Drucksensor 30 wird ein Druckerfassungssignal eingegeben. Andererseits steuert die ECU 100 die Kraftstoffeinspritzung des Injektors 40 und die Zündung der Zündkerze.
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Zusätzlich wird ein Druckerfassungssignal des Drucksensors 30 einer Signalverarbeitung durch die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 unterzogen. Die ECU 100 führt die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor 40 (eine eingespritzte Kraftstoffmenge, eine Einspritzzeit) und die Zündzeitsteuerung für die Zündkerze auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals durch, wobei das Druckerfassungssignal von der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 einer Signalverarbeitung unterzogen wurde.
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Eine vertikale Hin- und Herbewegung des Kolbens 3 im Inneren des Zylinders 2 wird in einen Rotationsvorgang der Kurbelwelle 5 umgewandelt. Der Rotationsvorgang der Kurbelwelle 5 wird über ein Getriebe auf ein Antriebsrad übertragen, und ein Fahrzeug (zweirädrig, vierrädrig) fährt bzw. bewegt sich vorwärts, indem es einen Prozess von „Einlass→Kompression→Verbrennung→Auslass“ wiederholt.
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Inzwischen ist 1 ein Konfigurationsbeispiel für den Motor 1 und die ECU 100, das den Motor 1 steuert, und beispielsweise kann die ECU 100 auch den Motor 1 in Bezug auf die Ansauglufttemperatur des Motors 1, die Kühlwassertemperatur, die Sauerstoffkonzentration im Abgas, den Öffnungsgrad einer Drosselklappe und dergleichen zusätzlich zum Motordrehzahlsignal und dem Druckerfassungssignal steuern.
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(Funktionale Konfiguration von ECU 100)
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2 ist ein funktionales Konfigurationsdiagramm, das die Funktion der ECU 100 zeigt. Die ECU 100 beinhaltet ein Speicherteil 130, ein Motorsteuerungsteil 150 und eine Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200. Das Speicherteil 130 beinhaltet ein Programm 132, einen nichtflüchtigen bzw. permanenten Speicherbereich 136 und einen Arbeitsbereich 138. Der Arbeitsbereich 138 ist ein temporärer Speicherbereich bzw. ein Zwischenspeicherbereich zum Zwischenspeichern verschiedener Parameter in einem arithmetischen Prozess, und der permanente Speicherbereich 136 ist ein Speicherbereich zum Speichern in einer permanenten Weise verschiedener Parameter, die in der arithmetischen Verarbeitung verwendet werden.
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Das Motorsteuerungsteil 150 erhält die Kraftstoffmenge, die auf der Grundlage eines Druckerfassungssignals eingespritzt wird, das von der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 und dergleichen ausgegeben wird, und steuert den Injektor 40 zu einem Zeitpunkt, der auf einem Kraftstoffeinspritzsignal basiert, das der erhaltenen Kraftstoffmenge und dem von dem elektromagnetischen Geber 22 ausgegebenen Motordrehzahlsignal entspricht. Dabei spritzt der Injektor 40 Kraftstoff die einzuspritzende Kraftstoffmenge gemäß der Steuerung des Motorsteuerungsteils 150 ein.
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Das Motorsteuerungsteil 150 steuert die Zündkerze, durch Bestimmen einer Zündzeit auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals, empfangen durch den elektromagnetischen Geber 22. Darüber hinaus kann das Motorsteuerungsteil 150 auch eine Zündzeit auf der Grundlage des Druckerfassungssignals, das von der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 empfangen wird, sowie des Motordrehzahlsignals, das von dem elektromagnetischen Geber 22 empfangen wird, steuern.
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Die in 2 dargestellte funktionale Konfiguration der ECU 100 ist nur ein Beispiel. Die ECU 100 kann andere funktionale Konfigurationen annehmen. Es ist möglich, nicht nur die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitsteuerung, sondern auch die Erkennung, Steuerung und dergleichen verschiedener Parameter wie Klopferkennung, Fehlzündungserkennung und Berechnung der Verbrennungsgeschwindigkeit unter Verwendung des verarbeiteten Druckerfassungssignals durchzuführen, das von der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 ausgegeben wird.
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(Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform)
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(Konfiguration)
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3 ist ein Konfigurationsdiagramm der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung. Die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 beinhaltet ein Strom-Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil) 210 und ein digitales Signalverarbeitungsteil 220. Darüber hinaus beinhaltet das digitale Signalverarbeitungsteil 220 ein AD-Umwandlungsteil 205, ein Differenzierungsverarbeitungsteil 222, ein Integrationsverarbeitungsteil 224 und ein Integrationsverarbeitungsteil 226.
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4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Drucksensors 30. Eine Membran 32 zur Aufnahme eines Drucks P, ein piezoelektrisches Element 35, das zwischen einem Paar von Elektroden 36 und 37 zwischenpositioniert ist und dergleichen sind in einem säulenförmigen Gehäuse 31 des Drucksensors 30 eingebettet. Ein geerdeter Leiter ist mit einer Elektrode 36 verbunden, und ein Leiter zum Übertragen eines Druckerfassungssignals ps des Drucksensors 30 auf die nächste Stufe ist mit der anderen Elektrode 37 verbunden. Das piezoelektrische Element 35 erzeugt eine der Intensität eines empfangenen Drucks entsprechende Ladung und gibt die erzeugte Ladung aus. Das piezoelektrische Element 35 ist ein dielektrisches Material wie Zinkoxid (ZnO).
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Wenn die Membran 32 entsprechend der Intensität eines empfangenen Drucks, Druck auf das piezoelektrische Element 35 ausübt, erzeugt das piezoelektrische Element 35 eine dem angelegten Druck entsprechende Ladung und gibt die erzeugte Ladung in der nächsten Stufe an das IV-Umwandlungsteil 210 aus. Auf diese Weise wird ein Strom, entsprechend einem Druck P, als Druckerfassungssignal ps auf das IV-Umwandlungsteil 210 übertragen.
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5 ist ein Konfigurationsdiagramm des IV-Umwandlungsteils 210. Der IV-Umwandlungsteil 210 beinhaltet einen Operationsverstärker 212, von dem ein nicht invertierter Anschluss geerdet ist und ein invertierter Anschluss und ein Ausgangsanschluss durch einen Widerstand 213, der einen Widerstandswert R1 aufweist, verbunden sind. Das heißt, der Operationsverstärker 212 ist durch den Widerstand 213 in einer negativen Weise rückgekoppelt und der Operationsverstärker 212 ist virtuell geerdet.
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Da eine Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers 212 idealerweise unendlich ist, fließt ein Stromeingang zu dem Operationsverstärker 212 durch den Widerstand 213. Auf diese Weise wandelt das IV-Umwandlungsteil 210 einen gemäß einer vom piezoelektrischen Element 35 empfangenen Ladung erzeugten Strom in eine Spannung um (IV-Umwandlung). Insbesondere ist ein Absolutwert „Va“ einer Spannung „Va=1·R1“.
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Darüber hinaus wandelt das in 3 dargestellte AD-Umwandlungsteil 205 ein analoges Spannungssignal, das von dem IV-Umwandlungsteil 210 ausgegeben wird, in ein digitales Signal um. Das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 führt eine Differenzierungsverarbeitung an dem digitalen Signal durch, das einer Analog-Digital-Umwandlung durch das AD-Umwandlungsteil 205 unterzogen wurde. Die Differenzierungsverarbeitung, die durch das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 durchgeführt wird, entspricht dem sequentiellen Erhalten einer Neigung eines Signaleingangs zu dem Differenzierungsverarbeitungsteil 222.
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Wenn Signale zu verstrichenen bzw. abgelaufenen Zeiten „T, 2·T, 3·T,..., (n-1)·T und n-T“ auf „y(1), y(2), y(3),..., y(n-1)“, und y(n)" eingestellt sind durch Einstellen eines Probenahmezeitraums bzw. ein Abtastzeitraum eines digitalen Signals, das durch das AD-Umwandlungsteil 205 erhalten wurde, auf „T“, Differenzierungsverarbeitung wird durch Erhalten von „y(2)-y(1), y(3)-y(2),.... und y(n)-y(n-1)“ ausgeführt. Das heißt, die Differenzierungsverarbeitung durch das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 entspricht dem sequentiellen Erhalten einer Differenz zwischen digitalen Signalen.
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Das Integrationsverarbeitungsteil 224 führt die Integrationsverarbeitung an einem Signal durch, das durch das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 einer Differenzierungsverarbeitung unterzogen wurde. Die durch das Integrationsverarbeitungsteil 224 durchgeführte Integrationsverarbeitung erhält und summiert sequentiell die Bereiche eines Abschnitts, der durch einen Signaleingang zu dem Integrationsverarbeitungsteil 224 und eine OV-Linie in einer Zeitdauer, als Abtastzeitraum dient, dargestellt wird. Ebenso führt das Integrationsverarbeitungsteil 226 weiterhin eine Integrationsverarbeitung für ein Signal durch, das einer Integrationsverarbeitung durch das Integrationsverarbeitungsteil 224 unterzogen wurde. Die durch das Integrationsverarbeitungsteil 226 durchgeführte Integrationsverarbeitung erhält und summiert sequentiell die Bereiche eines Abschnitts, der durch einen Signaleingang zu dem Integrationsverarbeitungsteil 226 und eine OV-Linie in einer Zeitdauer als ein Abtastzeitraum dient, dargestellt wird.
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Wenn Signale zu abgelaufenen Zeiten „T, 2·T, 3·T,..., (n-1)T und n-T“ auf „y(1), y(2), y(3),..., y(n-1) und y(n)“ eingestellt sind, indem ein Abtastzeitraum auf „T“ eingestellt wird, wird Integrationsverarbeitung durch Erhalten von „y(1)·T, y(1)·T+y(2)·T, y(1)·T+y(2)·T+y(3)·T,..., und y(1)·T+y(2)·T+y(3)·T+...+y(n)·T“ ausführt. Das heißt, die Integrationsverarbeitung, die durch das Integrationsverarbeitungsteil 224 und das Integrationsverarbeitungsteil 226 durchgeführt wird, entspricht dem sequentiellen Erhalten einer Gesamtsumme von digitalen Signalen.
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Auf diese Weise kann das digitale Signalverarbeitungsteil 220 durch eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD), wie beispielsweise ein Field Programmable Gate Array (FPGA), ausgeführt werden. Darüber hinaus kann eine in der ECU 100 enthaltene CPU (nicht dargestellt) auch als Differenzierungsverarbeitungsteil 222, Integrationsverarbeitungsteil 224 und Integrationsverarbeitungsteil 226 fungieren, durch Ausführen eines Programm 132, das in dem Speicherteil 130 aufgezeichnet ist.
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(Bedienung der ersten Ausführungsform)
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7(a) zeigt ein Ausgangssignal eines Ladungsverstärkers, der Stand der Technik ist, und 7(b) zeigt ein Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210. Wie in 7(a) dargestellt, beinhaltet das Ausgangssignal des Ladungsverstärkers eine Driftkomponente. Drift ist die sequentielle Abweichung eines Ausgangssignals im Zeitverlauf. Eine Basislinie des Ausgangssignals des Ladungsverstärkers, die Stand der Technik ist, weicht im Laufe der Zeit durch den Einfluss von Drift allmählich ab. Unterdessen wird durch den Einfluss einer Temperaturschwankung, einer Vorspannung, einer pyroelektrischen Funktion oder dergleichen des piezoelektrischen Elements 35 ein Leckstrom erzeugt, und der Leckstrom erscheint als eine Drift.
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Andererseits ist das Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210, wie in 7(b) dargestellt, eine wechselstromähnliche Fluktuation, die auf einer Basislinie zentriert ist. Im Beispiel von 7(b) ist eine Spannung der Basislinie des Ausgangssignals eine Spannung, die durch Hinzufügen einer Spannung einer Driftkomponente zu einer Referenzspannung des IV-Umwandlungsteils 210 erhalten wird. In der Zwischenzeit wird hier ein Beispiel beschrieben, in dem eine Referenzspannung des IV-Umwandlungsteils 210 auf 2,5 (V) eingestellt wird, um zu vermeiden, dass das Ausgangssignal bei O V gesättigt wird.
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Als nächstes wird ein Betrieb des digitalen Signalverarbeitungsteils 220 mit Bezug auf 8 beschrieben. Zunächst ist ein in (a) von 8 dargestelltes Signal ein Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 (ein Signal an einer Position, das durch ein Zeichen „a“ in 3 angezeigt wird), ähnlich wie in 7(b).
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Anschließend, wenn das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 eine Differenzierungsverarbeitung mit dem in (a) von 8 gezeigten Signal durchführt, erhält man ein in (b) von 8 gezeigtes Signal (ein Signal an einer Position, das durch ein Zeichen „b“ in 3 gekennzeichnet ist). Es ist möglich, einen Versatz bzw. Offset von 0 (V) einschließlich einer Driftkomponente durch Differenzierung des Differenzierungsverarbeitungsteils 222 zu entfernen. Das heißt, es wird eine Differenzierungsverarbeitung an einem Druckerfassungssignal durchgeführt, so dass ein Abschnitt ohne Neigung im Druckerfassungssignal auf 0 (V) verschoben wird, und somit ist es möglich, ein Druckerfassungssignal zu erhalten, bei dem eine Basislinie auf 0 (V) verschoben wird.
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Anschließend führt das Integrationsverarbeitungsteil 224, wie in einem in (c) von 8 dargestellten Signal, eine Integrationsverarbeitung an einem Signal durch, das einer Differenzierungsverarbeitung durch das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 unterzogen wurde, und somit ist es möglich, den Betrag der Wechselstromfluktuation in einem Druckerfassungssignal zu erhalten, bevor das Druckerfassungssignal in das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 eingegeben wird, wie in (a) von 8 dargestellt (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen „c“ in 3 angegeben ist).
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Darüber hinaus kann das Integrationsverarbeitungsteil 226, wie in (d) von 8 dargestellt, weiterhin eine Integrationsverarbeitung an einem Signal durchführen, das einer Integrationsverarbeitung durch das Integrationsverarbeitungsteil 224 unterzogen wurde, wodurch ein Signal erhalten wird, das von der ECU 100 oder dergleichen nachverarbeitet werden kann (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen (d) in 3 gekennzeichnet ist). Das heißt, die Integrationsverarbeitung wird weiterhin an einem Integrationssignal durchgeführt, das um eine Basislinie schwankt, wodurch ein positives Signal erhalten wird, von dem eine Signalamplitude verstärkt wird.
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In der Zwischenzeit ist eine Integrationsverarbeitung des Integrationsverarbeitungsteils 226 nicht unbedingt erforderlich, und das Integrationsverarbeitungsteil 224, das ein Differenzierungssignal integriert, das einmalig durch das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 empfangen wurde, kann bereitgestellt werden, ohne das Integrationsverarbeitungsteil 226 bereitzustellen. Es ist jedoch vorzuziehen, das Integrationsverarbeitungsteil 226 bereitzustellen, um die Genauigkeit der Verarbeitung eines Druckerfassungssignals in dem Motorsteuerungsteil 150 zu verbessern. So kann durch diese Art und Weise, einen integrierten Wert zu erhalten, Verarbeiten unter einem erheblichen Druck durchgeführt werden, ohne nur von einem Spitzenwert beeinflusst zu werden. Hier verhindert beispielsweise die Verarbeitung mit einem erheblichen Druck, dass ein wesentlich niedriger Druck fälschlicherweise als ein hoher Druck erkannt wird, obwohl ein Spitzenwert vorübergehend hoch ist.
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In der vorstehend beschriebenen Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wandelt das IV-Umwandlungsteil 210 ein Stromsignal entsprechend einer vom piezoelektrischen Element 35 gemäß einem empfangenen Druck erzeugten Ladung in ein Spannungssignal um. Anschließend führt das digitale Signalverarbeitungsteil 220 eine Korrektur zum Entfernen einer Drift durch, die durch einen Leckstrom des piezoelektrischen Elements 35 auf das Spannungssignal nach der IV-Umwandlung verursacht wird.
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Insbesondere führt das Differenzierungsverarbeitungsteil 222 nach der IV-Umwandlung eine Differenzierungsverarbeitung an dem Spannungssignal durch, und das Integrationsverarbeitungsteil 224 führt eine Integrationsverarbeitung an dem Signal durch, das der Differenzierungsverarbeitung unterzogen wurde, so dass es möglich ist, eine Drift, die durch einen Leckstrom verursacht wurde, zu entfernen und ein hochgenaues Druckerfassungssignal, von dem eine konstante Basislinie aufrechterhalten wird, zu erhalten.
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Darüber hinaus kann die hochgenaue Verarbeitung durch die ECU 100 oder dergleichen durch die Integrationsverarbeitung durch das Integrationsverarbeitungsteil 226 durchgeführt werden, so dass es möglich ist, den Motor auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 mit hoher Genauigkeit zu steuern.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform mit einer einfachen Konfiguration ein hochgenaues Druckerfassungssignal erhalten werden, aus dem eine Drift eines piezoelektrischen Elements entfernt wird.
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(Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 gemäß zweiter Ausführungsform)
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(Konfiguration)
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9 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 beinhaltet ein IV-Umwandlungsteil 210, einen Tiefpassfilter 250 (Extraktionsteil) und ein digitales Signalverarbeitungsteil 240. Das digitale Signalverarbeitungsteil 240 beinhaltet ein AD-Umwandlungsteil 241, ein Subtraktionsverarbeitungsteil 242 und ein Integrationsverarbeitungsteil 244.
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Das IV-Umwandlungsteil 210 wandelt einen Strom, der gemäß einer Ladungsausgabe aus einem piezoelektrischen Element 35 gemäß der Intensität des empfangenen Drucks erzeugt wird, in eine Spannung um. Eine spezifische Konfiguration ist die gleiche wie die oben beschriebene mit Bezug auf 5.
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Der Tiefpassfilter 250 extrahiert eine niederfrequente Komponente eines Ausgangssignals aus dem IV-Umwandlungsteil 210 und gibt die extrahierte niederfrequente Komponente an das digitale Signalverarbeitungsteil 240 aus. 6 zeigt ein Konfigurationsbeispiel für den Tiefpassfilter 250. Der Tiefpassfilter 250 ist eine Art Integrationsschaltung, die konfiguriert ist, um Ausgänge bzw. Ausgaben von beiden Enden eines Kondensators 252 in einer Schaltung zu extrahieren, in der ein Widerstand 251 , der einen Widerstandswert R aufweist, und der Kondensator 252 mit einer Kapazität C in Reihe geschaltet sind.
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Wenn ein Eingang und ein Ausgang des Tiefpassfilters 250 jeweils auf „Vin“ und „Vout“, „Vout/Vin=1/(1+sRC) eingestellt sind, wird s=Jω (j ist eine Einheit einer imaginären Zahl)“ eingerichtet, und eine „Grenzfrequenz(fc)“ ist „fc=1/(2πRC)“. Daher ist es möglich, eine Grenzfrequenz durch Einstellen der Elementwerte von R und C einzustellen.
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Ein Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 und ein extrahiertes Signal, das durch Extrahieren einer niederfrequenten Komponente aus dem Ausgangssignal durch den Tiefpassfilter 250 erhalten wird, werden in das AD-Umwandlungsteil 241 eingegeben. Der AD-Umwandlungsteil 241 deckt die jeweiligen analogen Signale in digitale Signale ab. Darüber hinaus führt das Subtraktionsverarbeitungsteil 242 arithmetisches Verarbeiten der beiden digitalen Signale durch. Insbesondere subtrahiert das Subtraktionsverarbeitungsteil 242 ein digitales Ausgangssignal des Tiefpassfilters 250 von einem digitalen Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 und gibt ein Subtraktionssignal aus, das einem Subtraktionsergebnis entspricht.
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Das Integrationsverarbeitungsteil 244 führt eine Integrationsverarbeitung auf dem Subtraktionssignalausgang des Subtraktionsverarbeitungsteils 242 durch. Die durch das Integrationsverarbeitungsteil 244 durchgeführte Integrationsverarbeitung erhält und summiert sequentiell die Bereiche eines Abschnitts, der durch einen Signaleingang zum Integrationsverarbeitungsteil 244 und eine OV-Linie in einer als Abtastzeitraum dienenden Zeitdauer dargestellt wird.
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Wenn Signale zu verstrichenen Zeiten „T, 2·T, 3·T,..., (n-1)·T und n-T“ auf „y(1), y(2), y(3), -y(n-1) und y(n)“ eingestellt sind, indem ein Abtastzeitraum gemäß dem AD-Umwandlungsteil 241 auf „T“ eingestellt wird, wird Integrationsverarbeitung durch Erhalten von „y(1)·T, y(1)·T+y(2)·T, y(1)·T+y(2)·T+y(3)·T,..., und y(1)·T+y(2)·T+y(3)·T+...+y(n)·T“ ausgeführt. Das heißt, die von der Integrationsverarbeitung Teil 244 durchgeführte Integrationsverarbeitung entspricht dem sequentiellen Erhalten einer Gesamtsumme von digitalen Signalen.
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Auf diese Weise kann das digitale Signalverarbeitungsteil 240 durch ein PLD, wie beispielsweise ein FPGA, ähnlich der ersten Ausführungsform ausgeführt werden. Darüber hinaus kann eine in der ECU 100 enthaltene CPU (nicht dargestellt) auch als Subtraktionsverarbeitungsteil 242 und Integrationsverarbeitungsteil 244 fungieren, durch Ausführen eines Programms 132, das in einem Speicherteil 130 aufgezeichnet ist.
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Darüber hinaus wird in dem in 9 dargestellten Konfigurationsbeispiel der analoge Tiefpassfilter 250 verwendet, aber ein digitaler Tiefpassfilter kann auch als Tiefpassfilter 250 verwendet werden. Der digitale Tiefpassfilter kann beispielsweise aus einem bewegenden Mittelwertfilter bestehen. Wenn Signale zu verstrichenen Zeiten „T, 2·T, 3·T,..., (n-1)·T und n-T“ auf „y(1), y(2), y(3),..., y(n-2), y(n-1), und y(n)“ eingestellt sind, durch Einstellen eines Abtastzeitraums auf „T“, wird der bewegende Mittelwertfilter durch Erhalten von „(y(1)+y(2)+y(3))/3(y(n-2)+y(n-1)+y(n))/3)“ ausgeführt.
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Das heißt, der bewegende Mittelwertfilter erhält sequentiell einen Mittelwert in n digitalen Signalen (n ist eine ganze Zahl von 3 oder größer), die vor und nach positioniert sind und ein zu beachtendes digitales Signal beinhalten. Wenn der Wert von n auf einen großen Wert eingestellt ist, kann eine Grenzfrequenz reduziert werden. So kann beispielsweise der Wert von n des bewegenden Mittelwertfilters linear entsprechend einer Motordrehzahl verändert werden, so dass eine stabile Signalverarbeitung unabhängig von einem Spitzenwert ausgeführt werden kann.
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Genauer gesagt, als Beispiel können die Motordrehzahl und n so eingestellt werden, dass sie proportional zueinander sind. Weiterhin kann in einem Fall, in dem der Tiefpassfilter 250 aus einem bewegenden Mittelwertfilter besteht, der Tiefpassfilter 250 auch im digitalen Signalverarbeitungsteil 240 vorgesehen werden. Darüber hinaus kann eine Konfiguration übernommen werden, bei der eine Motordrehzahl aus einem Verbrennungsdruck erhalten wird, der durch ein Druckerfassungssignal angezeigt wird, das einer Signalverarbeitung durch die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 unterzogen wurde. Darüber hinaus kann eine Konfiguration übernommen werden, bei der eine Motordrehzahl aus dem Motorsteuerungsteil 150 durch Eingabe eines vom Motorsteuerungsteil 150 erfassten Motordrehzahlsignals in die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 erfasst wird.
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(Bedienung der zweiten Ausführungsform)
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Anschließend wird ein Betrieb des digitalen Signalverarbeitungsteils 240 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 10 beschrieben. (a) von 10 zeigt ein Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen „a“ in 9 gekennzeichnet ist). Das heißt, das in (a) von 10 dargestellte Signal entspricht dem in (a) von 8 dargestellten Signal.
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Anschließend, wenn die Signalextraktion in einem Niederfrequenzband mit dem in (a) von 10 dargestellten Signal durch den Tiefpassfilter 250 durchgeführt wird, erhält man ein in (b) von 10 dargestelltes Signal (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen „b“ in 9 gekennzeichnet ist). Der Tiefpassfilter 250 extrahiert eine Driftkomponente aus einem Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210. Genauer gesagt, extrahiert der Tiefpassfilter 250 eine Signalkomponente, die sich in einem Ausgangssignal als eine Grenzkomponente relativ langsam ändert, aus einem OV mit einer Driftkomponente.
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Wenn anschließend das Subtraktionsverarbeitungsteil 242 ein durch den Tiefpassfilter 250 extrahiertes Signal von einem Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 subtrahiert, erhält man ein in (c) von 10 dargestelltes Signal (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen „c“ in 9 angezeigt wird). Dadurch ist es möglich, eine Offsetkomponente aus einem OV, beinhaltend eine Driftkomponente (Driftunterdrückung) zu entfernen, wobei die Offsetkomponente in das Ausgangssignal des IV-Umwandlungsteils 210 integriert ist. Dadurch entspricht das in (c) von 10 dargestellte Signal dem in (c) von 8 dargestellten Signal.
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Darüber hinaus kann das Integrationsverarbeitungsteil 244, wie in (d) von 10 dargestellt, eine Integrationsverarbeitung an einem Subtraktionssignal durchführen, das von dem Subtraktionsverarbeitungsteil 242 ausgegeben wird, wodurch ein Signal erhalten wird, das von der ECU 100 oder dergleichen nachverarbeitet werden kann (ein Signal an einer Position, die durch ein Zeichen (d) in 9 gekennzeichnet ist). Das heißt, die Integrationsverarbeitung wird an einem Signal durchgeführt, das um eine Basislinie schwankt, wodurch ein positives Signal erhalten wird, von dem eine Signalamplitude verstärkt wird. Dadurch entspricht das in (d) von 10 dargestellte Signal dem in (d) von 8 dargestellten Signal.
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In der vorstehend beschriebenen Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform führt das IV-Umwandlungsteil 210 eine IV-Umwandlung eines Stromsignals durch, das der vom piezoelektrischen Element 35 empfangenen Druck erzeugten Ladung entspricht, in ein Spannungssignal, und der Tiefpassfilter 250 extrahiert eine Offsetkomponente, beinhaltend eine Driftkomponente als Komponente in einem Niederfrequenzband des durch die Durchführung der IV-Umwandlung erhaltenen Spannungssignals. Darüber hinaus führt das in 9 dargestellte digitale Signalverarbeitungsteil 240 eine Korrekturverarbeitung zum Entfernen einer durch einen Leckstrom des piezoelektrischen Elements 35 verursachten Drift durch die digitale Signalverarbeitung auf der Grundlage des der IV-Umwandlung unterzogenen Spannungssignals und eines extrahierten Signals einschließlich der extrahierten Driftkomponente durch.
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Da insbesondere das Subtraktionsverarbeitungsteil 242 ein Subtraktionssignal erhält, das ein Ergebnis einer Subtraktionsberechnung in Bezug auf das Spannungssignal und das extrahierte Signal anzeigt, und das Integrationsverarbeitungsteil 244 eine Integrationsverarbeitung in Bezug auf das Subtraktionssignal durchführt, wird eine Drift entfernt, und es ist möglich, ein hochgenaues Druckerfassungssignal zu erhalten, von dem eine konstante Basislinie beibehalten wird. Daher kann in der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform eine hochgenaue Verarbeitung durch die ECU 100 oder dergleichen durchgeführt werden, so dass es möglich ist, den Motor mit hoher Genauigkeit auf der Grundlage eines Druckerfassungssignals zu steuern, das einer Signalverarbeitung unterzogen wurde.
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Darüber hinaus ist bei einer Fehlzündung bei der Motorverbrennung nach der Fehlzündung ein Verbrennungsdruck hoch, und so kann beispielsweise ein Ausgangssignal des Differenzierungsverarbeitungsteils 222 in 3 auch zur Fehlzündungserkennung verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Steuerung der Fehlzündungsunterdrückung durchzuführen, indem ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt gemäß der Fehlzündungserkennung gesteuert wird.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es auch in der Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform möglich, ein hochgenaues Druckerfassungssignal zu erhalten, aus dem mit einer einfachen Konfiguration eine Drift eines piezoelektrischen Elements entfernt wird.
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Weiterhin wurde in der obigen Beschreibung insbesondere ein Beispiel für eine Signalverarbeitung an einem Druckerfassungssignal beschrieben, das einen Druck in der Verbrennungskammer des Motors 1 anzeigt. Die Offenbarung kann jedoch nicht nur auf ein Druckerfassungssignal eines Gases angewendet werden, sondern auch auf Druckerfassungssignale anderer druckaufnehmender Medien, wie beispielsweise einer Flüssigkeit. Weiterhin wurde in dem in 1 dargestellten Motorsteuerungssystem 300 eine Konfiguration übernommen, in der die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 in der ECU 100 vorgesehen ist, aber eine Systemkonfiguration, in der die ECU 100 und die Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung 200 als getrennte Körper vorgesehen sind und ein Druckerfassungssignal, das einer Signalverarbeitung unterzogen wurde, in die ECU 100 eingegeben werden kann.
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Wenn ein Prozessor wie eine CPU oder ein digitaler Signalprozessor (DSP) ein Programm ausführt, wird außerdem eine Signalverarbeitungsfunktion, eine Differenzierungsverarbeitungsfunktion, eine erste Integrationsfunktion, eine zweite Integrationsfunktion, eine Subtraktionsfunktion, eine Integrationsfunktion und dergleichen von einem Computer ausführt. Darüber hinaus kann die Offenbarung auch ein nicht flüchtiges Aufzeichnungsmedium, das ein darauf aufgezeichnetes Programm beinhaltet, bereitstellen. Beispiele für das nicht-flüchtige Aufzeichnungsmedium, aufweisend ein darauf aufgezeichnetes Programm, beinhalten eine Halbleitervorrichtung wie ein ROM, eine optische Vorrichtung wie eine CD oder eine DVD und eine magnetische Vorrichtung wie eine Magnetplatte. Die Art des Aufzeichnungsmediums und dergleichen spielt keine Rolle, solange ein Programm, das auf dem Aufzeichnungsmedium gespeichert ist, auf einem Computer durch gelesen werden mit Lesemitteln ausgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 15
- Verbrennungskammer
- 30
- Drucksensor
- 32
- Membran
- 35
- Piezoelektrisches Element
- 36, 37
- Elektrode
- 100
- ECU
- 200
- Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung
- 201
- Druckerfassungssignalverarbeitungsvorrichtung
- 210
- Strom-/Spannungs-Umwandlungsteil (IV-Umwandlungsteil)
- 212
- Operationsverstärker
- 213
- Widerstand
- 220
- Digitales Signalverarbeitungsteil
- 222
- Differenzierungsverarbeitungsteil
- 224
- Integrationsverarbeitungsteil
- 226
- Integrationsverarbeitungsteil
- 240
- Digitales Signalverarbeitungsteil
- 241
- AD-Umwandlungsteil
- 242
- Subtraktionsverarbeitungsteil
- 244
- Integrationsverarbeitungsteil
- 250
- Tiefpassfilter
- 251
- Widerstand
- 252
- Kondensator
- 300
- Motorsteuerungssystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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