JP2009257210A - エンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランク信号に異常が発生すると(s210:NO)、入力経路に入力される信号がカム信号へと切り替えられ(s240)、これに基づいてエンジン制御に関するイベントを発生させる。この切り替え以降は、入力経路の入力信号ではなく、クランク入力イベント信号の変化状態が監視され(s250)、これに基づいてクランク信号の異常が判断される。クランク入力イベント信号は、クランク信号と同期した特定レベル変化が発生するため、その変化状態を監視することは、結果的にクランク信号における変化状態を監視することになり、その結果、カム信号への切り替え以降でも、クランク入力イベント信号における変化状態に基づき、切替前と同様にクランク信号の異常を継続的に検知できる。
【選択図】図7
Description
この構成においては、エンジンにおけるクランク軸が単位角度回転する毎に信号レベルが特定方向に変化するクランク信号を、入力経路に対して入力させる信号入力手段と、前記入力経路から入力される入力信号を所定の逓倍数で逓倍した逓倍クロックを生成する逓倍クロック生成手段と、該逓倍クロック生成手段により生成される逓倍クロックを受けて動作するカウンタであって、そのカウント値それぞれが、クランク軸の単位角度を上述した逓倍数で割ってなる分解能でクランク軸の回転位置を示した場合における各位置に対応づけられているアングルカウンタと、該アングルカウンタのカウント値に基づいて特定されるクランク軸の回転位置に応じて、エンジンの制御に関するイベントを発生させるイベント発生手段と、前記入力経路から入力される入力信号における信号レベルの変化状態を監視する状態監視手段と、該状態監視手段により監視されている変化状態が、前記クランク信号が正常である場合における変化状態と比べて所定以上相違していることをもって、前記クランク信号に異常が発生していると判定する異常判定手段と、該異常判定手段により前記クランク信号に異常が発生していると判定された以降、該クランク信号に異常が発生していないと判定されるまで、前記信号入力手段が前記入力経路に対して入力させる入力信号を、エンジンにおけるカム軸が単位角度回転する毎に信号レベルが変化するカム信号に切り替える入力切替手段と、少なくとも、前記異常判定手段により前記クランク信号に異常が発生していると判定されている間、前記クランク信号と同期して信号レベルが特定方向に変化するクランク入力イベント信号を生成するイベント信号生成手段と、を備えている。
この構成において、前記状態監視手段は、一定期間内に監視対象の信号における信号レベルが特定方向に変化する回数を繰り返しカウントしており、前記異常判定手段は、前記状態監視手段によりカウントされた回数が、前記クランク信号が正常である場合における回数として想定される範囲(正常範囲)を超えている場合に、前記クランク信号に異常が発生していると判定する。
このようなことを実現するためには、上記第2の構成を以下に示すようにした第2−1の構成のようにするとよい。
この構成においては、前記入力経路から入力される入力信号を所定の分周比で分周してなるクランク分周イベント信号を生成する入力分周手段を備えている。そして、前記状態監視手段は、一定期間内に前記入力分周手段により生成されたクランク分周イベント信号における信号レベルが特定方向に変化する回数を、該クランク分周イベント信号の生成に係る分周比に相当する値を単位回数としてカウントする。
そして、このように、一定期間内に信号レベルが特定方向に変化する回数が、分周比に応じた回数の発生毎にカウントされる構成であれば、そのカウントおよび異常判定手段による判定の頻度が低くなるため、それらに要する処理負荷を軽減することができる。
例えば、前記クランク信号が、前記クランク軸が前記単位角度回転する毎に信号レベルが特定方向に変化する通常領域と、前記クランク軸の回転位置が特定位置に到達したときに限って次に信号レベルが特定方向に変化するまでに必要な回転角度が前記単位角度の所定整数倍になる欠け歯領域と、を有している場合であれば、上記「一定期間」として、そのクランク信号が欠け歯領域から次に欠け歯領域となるまでの期間を採用することが考えられる。
この構成においては、前記クランク信号の信号レベルが特定方向に変化してから、次に信号レベルが特定方向に変化するまでの時間間隔を計測するクランク間隔計測手段と、該クランク間隔計測手段による計測値が、前記クランク信号の有する欠け歯領域において到達しうる計測値となっている場合に、前記クランク信号が前記欠け歯領域となっていると判定する欠け歯判定手段と、を備えている。
このためには、上記第2,第3の構成を以下に示すようにした第5の構成(請求項5)とすることが考えられる。
(1)全体構成
エンジン制御装置(以下、「ECU」という)1は、図1に示すように、ECU1外部から入力される信号を入力する入力回路2,ECU1外部へ各種信号を出力する出力回路3,入力回路2から入力される信号に基づいてエンジンを制御するマイクロコンピュータ(以降、「マイコン」という)4などで構成される。なお、本実施形態においては、6気筒(第1〜第6気筒)からなるエンジンを制御する構成について説明する。
まず、クランク信号は、クランク軸が単位角度Δθ°CA(本実施形態においては6°CA(CA:クランクアングル))回転する毎に信号レベルがパルス状に変化する。
入力回路2は、ECU1外部から入力したクランク信号を波形成形してマイコン4へ出力する回路と、ECU1外部から入力した第1,第2カム信号を波形成形してマイコン4へ出力する回路と、で構成されている。
(2)クランク信号の診断に関する処理
続いて、マイコン4(のCPU10)により実行される処理のうち、クランク信号の診断に関する処理について説明する。
(2−1)入力信号診断処理
はじめに、マイコン4が起動された以降、入力分周部32から出力されるクランク分周イベント信号,または,入力選択部20から出力されたクランク入力イベント信号に有効エッジが発生する,つまりその信号レベルが特定方向に変化する(以下、単に「特定レベル変化」という)毎に起動される入力信号診断処理の処理手順を、図5に基づいて説明する。なお、クランク分周イベント信号およびクランク入力イベント信号は、後述のように同時に出力されないため、この入力信号診断処理は、いずれかが出力されている状況下において、その特定レベル変化が発生する毎に繰り返し起動されることとなる。
これ以降、クランク分周イベント信号またはクランク入力イベント信号に特定レベル変化が発生する毎に、本入力信号診断処理が起動されて上記s110による「欠け歯後エッジ数」の積算,つまりクランク信号に特定レベル変化が発生した回数のカウントが、クランク信号が欠け歯領域になるまで繰り返されることとなる。
(2−2)入力切替処理
続いて、マイコン4が起動された以降、入力信号診断処理と並行して、一定時間毎に繰り返し実行される入力切替処理の処理手順を、図7に基づいて説明する。
以上のように、本入力切替処理では、クランク信号が正常である場合にクランク入力イベント信号の出力が『禁止』されるのに対し、クランク信号が異常である場合にクランク入力イベント信号の出力が『許可』される。
(2−3)入力分周処理
続いて、マイコン4が起動された以降、入力分周部32から出力されるクランク分周イベント信号,または,入力選択部20から出力されたクランク入力イベント信号に特定レベル変化が発生する毎に起動される入力分周処理の処理手順を、図8に基づいて説明する。
また、上記s310で、クランク信号が異常であると判定されたら(s310:NO)、入力分周部32からのクランク分周イベント信号の出力を禁止すべく設定がなされる(s360)。ここでは、CPU10からアングルクロック生成部12に対して、クランク分周イベント信号の出力を行わない旨が指令され、この指令を受けたアングルクロック生成部12が、入力分周部32の信号出力レジスタにその旨を示す値「0」をセットする。これにより、以降、入力分周部32からのクランク分周イベント信号の出力が禁止される。
以上のように、本入力分周処理では、上述した入力切替処理とは反対に、クランク信号が正常である場合にクランク分周イベント信号の出力が『許可』されるのに対し、クランク信号が異常である場合にクランク分周イベント信号の出力が『禁止』される。
(2−4)クランク信号の診断に関する動作内容
続いて、上述したクランク信号の診断に関する各処理におけるパラメータの遷移について説明する。
(2−5)入力信号診断処理の別構成
また、上述した構成では、クランク信号において欠け歯領域から次の欠け歯領域までの期間における特定レベル変化の回数に基づいて、クランク信号に異常が発生しているか否かを判定するように構成されたものを例示した。
具体的な例としては、例えば、カム軸がエンジンにおける1サイクルの間などの一定の角度だけ回転するまでの期間内に、クランク信号の信号レベルが特定方向に変化した回数に基づいて、クランク信号に異常が発生しているか否かを判定するように構成してもよい。
(3)アングルクロックの生成に関する処理
以下に、マイコン4(のCPU10)により実行される処理のうち、アングルクロックの生成に関する処理について説明する。
(3−1)クランクエッジ割込処理
はじめに、マイコン4が起動された以降、入力切替処理でクランク信号が選択されている(図7のs220が行われた)状況において、入力選択部20から出力される信号に特定レベル変化が発生する毎に、CPU10が繰り返し実行するクランクエッジ割込処理の処理手順を、図11に基づいて説明する。
こうして、s450を終えた後、または、上述したs420でクランク位置確定フラグが「ON」になっていると判定された場合(s420:NO)、アングルクロック生成部28に内蔵されたガードカウンタに「0」がセットされる(s460)。
このs530で、クランク位置確定フラグに「ON」がセットされていると判定された場合(s530:YES)、分周カウンタがデクリメント(1減算)された後(s540)、分周カウンタが「0」となっているか否かがチェックされる(s550)。
こうして、s570を終えた後、上述したs550で分周カウンタが「0」になっていないと判定された場合(s550:NO)、または、上述したs530でクランク位置確定フラグに「OFF」がセットされていると判定された場合(s530:NO)、本クランクエッジ割込処理が終了する。
まず、マイコン4が起動した直後は(図12におけるe0の区間参照)、経過角度計測カウンタが正常に動作しておらず、また、アングルカウンタによるカウントもなされていないことから、s410,s500で「NO」と判定され、プロセスがs520を経てs530へ移る。このとき、クランク位置確定フラグは、初期値「OFF」のままであるため、s530で「NO」と判定され、そのままクランクエッジ割込処理が終了する。
続いて、s530へ移行するが、この時点では、クランク位置確定フラグが「ON」となっていることから、このs530で「YES」と判定され、s540にて分周カウンタのデクリメントがなされる。
(3−2)カムエッジ割込処理
以下に、マイコン4が起動された以降、時間同期タスクでカム信号が選択されている(図7のs240が行われた)状況において、入力選択部20から出力される信号に特定レベル変化が発生する毎に、CPU10が繰り返し実行するカムエッジ割込処理の処理手順を、図14に基づいて説明する。
一方、上述したs620で、ガードカウンタのカウント値が逓倍数fを2倍にした値以上になっていないと判定された場合(s620:NO)、s630,s640が行われることなく、プロセスが次の処理(s670)へ移行する。
まず、本カムエッジ割込処理が最初に起動されたとき、カム位置確定フラグは初期値「OFF」であり、ガードカウンタのカウント値がカウントアップして「1×逓倍数f」となることから(図16におけるe0,e1の区間参照)、s610で「YES」,s620で「NO」と判定され、s670へ移行する。ここで、ガードカウンタは「1×逓倍数f」となっているため、s670で「NO」と判定され、プロセスがs690を経てs700へ移行する。
(3−3)エッジ後経過角度計測割込処理
続いて、図14のs770でエッジ後経過角度計測割込に「許可」がセットされた状態で、エッジ後経過角度計測部26から割込信号の入力があった場合に起動されるエッジ後経過角度計測割込処理の処理手順を、図17に基づいて説明する。
次に、イベントカウンタがデクリメント(1減算)された後(s820)、イベントカウンタが「0」より大きな値であるか否かがチェックされる(s830)。
ここまで説明したエッジ後経過角度計測割込処理は、図14のs760にてエッジ後経過角度計測に「150」がセットされ、同図s770でエッジ後経過角度計測割込に「許可」がセットされ、同図s780でイベントカウンタに「4」がセットされて、さらに、エッジ後経過角度計測カウンタがリセットされた状態で起動されるようになる(図18におけるe1の区間参照)。そして、以降、カウンタのカウント値などのパラメータが図18,図19に示すように変化する。
(4)作用,効果
このように構成されたエンジン制御装置1では、クランク信号に異常が発生すると(図7のs210「NO」)、入力経路に入力される入力信号がクランク信号からカム信号へと切り替えられ(同図s240)、以降、このカム信号に基づいてエンジンの制御に関するイベントを発生させるようになる(図14参照)。こうして、エンジンの制御を継続して車両の退避走行を実現することができる。
そして、このように、対象信号における特定レベル変化の回数が、分周比に応じた回数の発生毎にカウントされる構成であれば、そのカウントおよび判定を行う入力信号診断処理が起動される頻度が低くなるため、それらに要する処理負荷を軽減することができる。
(5)変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
(6)本発明との対応関係
以上説明した実施形態において、入力選択部20が本発明における信号入力手段,イベント信号生成手段であり、逓倍クロック生成部24が本発明における逓倍クロック生成手段であり、図11のs560,図17のs810が本発明におけるイベント発生手段であり、入力信号診断処理が本発明における状態監視手段であり、図5のs130,図10のs132が本発明における異常判定手段であり、入力選択処理が本発明における入力切替手段であり、入力分周部32が本発明における入力分周手段であり、図5のs110,s120が本発明におけるクランク間隔計測手段であり、同図s130,図8のs320が本発明における欠け歯判定手段であり、図10のs112,s122が本発明におけるカム変化カウント手段である。
Claims (5)
- エンジンにおけるクランク軸が単位角度回転する毎に信号レベルが特定方向に変化するクランク信号を、入力経路に対して入力させる信号入力手段と、
前記入力経路から入力される入力信号を所定の逓倍数で逓倍した逓倍クロックを生成する逓倍クロック生成手段と、
該逓倍クロック生成手段により生成される逓倍クロックを受けて動作するカウンタであって、そのカウント値それぞれが、クランク軸の単位角度を上述した逓倍数で割ってなる分解能でクランク軸の回転位置を示した場合における各位置に対応づけられているアングルカウンタと、
該アングルカウンタのカウント値に基づいて特定されるクランク軸の回転位置に応じて、エンジンの制御に関するイベントを発生させるイベント発生手段と、
前記入力経路から入力される入力信号における信号レベルの変化状態を監視する状態監視手段と、
該状態監視手段により監視されている変化状態が、前記クランク信号が正常である場合における変化状態と比べて所定以上相違していることをもって、前記クランク信号に異常が発生していると判定する異常判定手段と、
該異常判定手段により前記クランク信号に異常が発生していると判定された以降、該クランク信号に異常が発生していないと判定されるまで、前記信号入力手段が前記入力経路に対して入力させる入力信号を、エンジンにおけるカム軸が単位角度回転する毎に信号レベルが変化するカム信号に切り替える入力切替手段と、
少なくとも、前記異常判定手段により前記クランク信号に異常が発生していると判定されている間、前記クランク信号と同期して信号レベルが特定方向に変化するクランク入力イベント信号を生成するイベント信号生成手段と、を備えており、
前記状態監視手段は、前記異常判定手段により前記クランク信号に異常が発生していると判定されている間、前記イベント信号生成手段により生成されたクランク入力イベント信号における信号レベルの変化状態を監視する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 前記状態監視手段は、一定期間内に監視対象の信号における信号レベルが特定方向に変化する回数を繰り返しカウントしており、
前記異常判定手段は、前記状態監視手段によりカウントされた回数が、前記クランク信号が正常である場合における回数として想定される範囲(正常範囲)を超えている場合に、前記クランク信号に異常が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。 - 前記入力経路から入力される入力信号を所定の分周比で分周してなるクランク分周イベント信号を生成する入力分周手段を備えており、
前記状態監視手段は、一定期間内に前記入力分周手段により生成されたクランク分周イベント信号における信号レベルが特定方向に変化する回数を、該クランク分周イベント信号の生成に係る分周比に相当する値を単位回数としてカウントする
ことを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御装置。 - 前記クランク信号が、前記クランク軸が前記単位角度回転する毎に信号レベルが特定方向に変化する通常領域と、前記クランク軸の回転位置が特定位置に到達したときに限って次に信号レベルが特定方向に変化するまでに必要な回転角度が前記単位角度の所定整数倍になる欠け歯領域と、を有している場合において、
前記クランク信号の信号レベルが特定方向に変化してから、次に信号レベルが特定方向に変化するまでの時間間隔を計測するクランク間隔計測手段と、
該クランク間隔計測手段による計測値が、前記クランク信号の有する欠け歯領域において到達しうる計測値となっている場合に、前記クランク信号が前記欠け歯領域となっていると判定する欠け歯判定手段と、を備えており、
前記状態監視手段は、前記欠け歯判定手段により前記欠け歯領域になっていると判定されてから次に前記欠け歯領域になっていると判定されるまでの期間につき、この期間に信号レベルが特定方向に変化する回数を繰り返しカウントする
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のエンジン制御装置。 - 前記カム信号の信号レベルが特定方向に変化する回数を繰り返しカウントするカム変化カウント手段,を備えており、
前記状態監視手段は、前記カムカウント手段によりカウントされた回数が、カム軸を一定の角度だけ回転させるのに要する回数に到達するまでの期間につき、この期間に信号レベルが特定方向に変化する回数を繰り返しカウントする
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のエンジン制御装置。
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