JP2005326327A - クランク角度位置検出器の信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多数の突起を有しその一部を基準位置判定のため欠落させた歯車形状の円板とセンサとを具えたクランク角度位置検出器の出力信号に基く基準位置の判定を誤りなく行わせる。
【解決手段】 突起３の等間隔個所の角度間隔θ₁における通常パルス幅時間と欠落個所の角度間隔θ₂における基準位置パルス幅時間とを常時計測し、今回計測したパルス幅時間が前回計測したパルス幅時間に対して定めた上限値と下限値との間にあるとき、およびパルス数の計数を基準位置から毎回更新して今回計測したパルスが基準位置から数えて或る回数目の範囲内にあるとき、の二條件を満たしたとき今回の計測が基準位置を検出したものと判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明はエンジンの電子制御システムにおいて点火時期の調整や燃料噴射制御のパラメータ設定などに利用されるクランク角度位置信号の処理方法、詳しくはクランク角度の基準位置を正確に判定させる方法に関するものである。

外側周縁に突起を設けた磁性材料製円板をクランク軸と一体にまたは連動して回転させ、磁気抵抗式などのセンサを突起が接近通過する際に発生する出力電圧を信号処理回路で所定の電気信号としてエンジン制御用のコンピュータに入力し、点火時期の調整や燃料噴射制御のパラメータ設定などに利用することは周知である。

前記の円板とセンサとを具えてなるクランク角度位置検出器において、円板として外側周縁に多数の突起を周方向等間隔で設けた歯車形状であって突起の一部、一般には一個を基準位置判定のため欠落させたものを使用すると、クランク角度位置の検出に加えてエンジン回転速度を短いカウント時間で検出できることが知られている。

ここで、前記のような歯車形状の円板を用いたクランク角度位置検出器の出力信号、即ちクランク角度位置信号に基くクランク角度の基準位置判定手順について説明すると、本発明の実施の形態を示す図１に示すように、円板の突起は等間隔個所角度間隔θ₁と欠落個所角度間隔θ₂とをもって互いに隣り合っている。エンジンが一定回転速度で運転されているときは、図４（Ａ）の波形図に示すようにθ₁に対応する一定の通常パルス幅時間Ｔ₁とθ₂に対応する基準位置パルス幅時間Ｔ₂との繰返しで出力信号が電子式制御装置に入力され、Ｔ₂はＴ₁に対して一定の割合となっている。そして、図５のフローチャートに示すようにＴ₁とＴ₂を常時計測し（ステップ１０１）、今回計測したパルス幅時間Ｔ_nが前回計測したパルス幅時間Ｔ_n−１の倍数以上であるか否かを調べ（ステップ１０２）、そうであれば今回計測したＴ_nがＴ₂に対応していて基準位置Ｓのものと判定し（ステップ１０３）、そうでなければ基準位置Ｓでない通常のものと判定する（ステップ１０４）。

しかし、この場合エンジンが停止して直ちに再始動したときや、エンジンが停止する際に逆回転したとき、などに図４（Ｂ）に示すように本来はＴ₁のパルス幅時間である部分がその数倍以上のパルス幅時間Ｔ₃となると、これを基準位置Ｓと誤判定することがある。

本発明は外側周縁に多数の突起を周方向等間隔で有しているとともにその一部を基準位置判定のため欠落させている円板と、突起の接近通過を感知して出力信号を発するセンサとを具えたクランク角度位置検出器を使用し、出力信号に基いてクランク角度の基準位置を判定する前記従来の判定手順では誤判定をすることがある、という問題を解決するためになされたものであって、前述のような誤判定をすることなく基準位置を正確に判定することができる信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明は突起の等間隔個所における出力信号の通常パルス幅時間と欠落個所における出力信号の基準位置パルス幅時間とを常時計測し、今回計測したパルス幅時間が前回計測したパルス幅時間の或る倍数以上であってそれよりも大きい倍数以下であるとき、および今回計測したパルスが前回計測した基準位置から数えて或る回数目以上であってそれよりも大きい回数目以下であるとき、の二條件に合致したとき今回の計測が基準位置を検出したものと判定するものとした。

エンジンが一定回転速度で運転されているときは、円板の突起の等間隔個所の角度間隔に対応する通常パルス幅時間と、突起の欠落個所の角度間隔に対応する基準位置パルス幅時間との繰返しで出力信号が規則正しく発生する。そして、基準位置パルス幅時間は通常パルス幅時間に対して一定の割合、即ち一定の倍数となっている。

ここで、エンジンが停止して直ちに再始動を行ったとき、またはエンジンが停止する際に逆回転したとき、或いはセンサから電子式制御装置に至る導線が接触不良を生じたとき、などに通常パルス幅時間が長くなって基準位置パルス幅時間と同等またはそれ以上となると、これを基準位置と誤判定してしまうことがある。

本発明によると、今回計測したパルス幅時間を前回計測したパルス幅時間と比較する際に時間の上・下限を定めてこの時間範囲内にあれば、基準位置であると判定する一つの條件を満たすものとしている。即ち、通常パルス幅時間が長くなってもこれとほぼ同一割合で長くなる基準位置パルス幅時間は前者よりも長いので、長くなった時間の上限値と下限値とを適宜に設定することにより基準位置であることを正しく推定することができる。また、本発明によると、前記に加えてパルスの計数を行って今回計測したパルスが前回計測した基準位置から数えて或る範囲内の回数目であれば、基準位置であると判定するもう一つの條件を満たすものとしている。即ち、好適にはパルスの計数を基準位置から毎回新しく行い、次の基準位置と推定されるパルス数が正しい基準位置となるパルス数の例えば±１回数目の範囲に入っていれば、これが基準位置であると正しく判定することができる。

本発明によると、パルス幅時間の今回計測値が前回計測値に対して或る上・下限時間範囲内にあるか否か、および基準位置からパルス数を計数して今回計測したパルスが或るパルス回数目の範囲内にあるか否か、即ちパルス幅時間の上・下限範囲の判定にパルスの計数処理を追加することとしたので、クランク角度の基準位置を誤判定する心配なく正確に判定することができるものである。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、本発明が適用されるクランク角度位置検出器１は外側周縁に多数の突起３を周方向等間隔で設けた歯車形状であって突起３の一つを欠落させた磁性材料製の円板２と磁気抵抗式のセンサ４とを具えたものであって、突起３が接近通過する際にセンサ４が発生する出力電圧を図示しない信号処理回路で所定の電気信号としてエンジン制御用のコンピュータ５に入力し、点火時期調整や燃料噴射制御のパラメータ設定などに利用する。円板２の突起３は多数の等間隔個所角度間隔θ₁と一つの欠落個所角度間隔θ₂とをもって互いに隣り合っており、θ₂はクランク角度の基準位置Ｓを判定するために設けたものである。

エンジンが一定回転速度で運転されているとき、図２（Ａ）の波形図に示すようにθ₁に対応する一定の通常パルス幅時間Ｔ₁とθ₂に対応する基準位置パルス幅時間Ｔ₂との繰返しで出力信号、即ちセンサ４から信号処理回路を経てコンピュータ５に電気信号が入力される。このことは図４（Ａ）と同じである。

ここで、エンジンが停止して直ちに再始動したとき、エンジンが停止する際に逆回転したとき、などに図２（Ｂ）に示すようにパルス幅時間がＴ₁の倍数以上のＴ₃となることがある。このようなパルス幅時間Ｔ₃が通常パルス幅時間Ｔ₁である個所で発生したものであるか、或いは基準位置パルス幅時間Ｔ₂である個所で発生したものであるかを識別し、前者は基準位置Ｓを検出したものでなく後者が基準位置Ｓを検出したものと判定する手順を図３のフローチャートを用いて説明する。

先ず、パルス幅時間Ｔ₁とＴ₂を常時計測し（ステップ１１）、そして今回計測したパルス幅時間Ｔ_nが前回計測したパルス幅時間Ｔ_n−１の或る倍数（Ａ倍）以上であるか否かを調べ（ステップ１２）、そうであれば続いて今回計測したパルス幅時間Ｔ_nが前回計測したパルス幅時間Ｔ_n−１の前記よりも大きい倍数（Ｂ倍、Ｂ＞Ａ）以下であるか否かを調べ（ステップ１３）、そうであればＴ_nが予め設定した上限時間Ｔ_n−１×Ｂと下限時間Ｔ_n−１×Ａとの間の範囲内にある、という基準位置Ｓであると判定する一つの條件を満たすこととなる。即ち、Ｔ₃が検知されたとき前記の計算を行うことにより、これが基準位置Ｓを検出したものであるか否かを正しく推定することができる。

一方、パルスの計数が基準位置Ｓから毎回更新して繰返し行われる。尚、図２（Ｂ）に記載した０，１，２，３，４・・・・Ｎ−２，Ｎ−１，Ｎはパルスのカウント数である。

次に、前記一つの條件を満たしたとき、今回パルス即ち今回計測した次の基準位置と推定されるパルス幅時間Ｔ₃におけるパルスが前回の基準位置から数えて次の正しい基準位置となるパルス数目に発生していれば、推定が正しいと判断できる。そこで、前回計測した基準位置から計数を開始して今回パルスが或る回数目Ｃ以上であってそれよりも大きい回数目Ｄ以下であるか否かを調べ（ステップ１４）、そうであれば今回計測したパルス幅時間Ｔ_nはＴ₂に対応する基準位置Ｓで発生したものと判定する（ステップ１５）。また、ステップ１２，１３，１４のいずれかで否と判断されれば基準位置Ｓで発生したものでないと判定する（ステップ１６）。

尚、パルス発生回数目Ｃ，Ｄは基準位置Ｓで計数を更新したパルス回数が次の基準位置Ｓに到達するときのパルス回数（カウント数）の−１および＋１とすることが、基準位置Ｓであることを正しく判定させるうえで好適である。

本発明の実施の形態を示す配置図。 本発明を説明するためのパルス波形図。 本発明の信号処理のフローチャート。 従来技術を説明するためのパルス波形図。 従来の信号処理のフローチャート。

符号の説明

１ クランク角度位置検出器，２ 円板，３ 突起，４ センサ，５ コンピュータ，Ｓ 基準位置

Claims (3)

1. 外側周縁に多数の突起を周方向等間隔で有しているとともにその一部を基準位置判定のため欠落させている円板と、前記突起の接近通過を感知して出力信号を発するセンサとを具えたクランク角度位置検出器を使用し、前記出力信号に基いてクランク角度の基準位置を判定するにあたり、
   前記突起の等間隔個所における出力信号の通常パルス幅時間と欠落個所における出力信号の基準位置パルス幅時間とを常時計測し、今回計測したパルス幅時間が前回計測したパルス幅時間の或る倍数以上であってそれよりも大きい倍数以下であるとき、および今回計測したパルスが前回計測した基準位置から数えて或る回数目以上であってそれよりも大きい回数目以下であるとき、の二條件に合致したとき今回の計測が基準位置を検出したものと判定する、
   ことを特徴とする信号処理方法。
2. 前記パルス幅時間の比較判定が、今回計測したパルス幅時間が前回計測した通常パルス幅時間に対して定めた上限値と下限値との間にあるか否かを判定するものである、請求項１に記載した信号処理方法。
3. 前記パルスの計測処理が前記パルスの計数を基準位置から毎回新しく行い、今回計測した次の基準位置と推定されるパルス数が正しい基準位置となるパルス数の或る回数目範囲内にあるか否かを判定するものである、請求項１に記載した信号処理方法。
   

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