JP2017227145A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向に応じて電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサを用いる場合において、電圧パルスの周期と電圧値との算出処理を並行して行うことができると共に、電圧パルスの電圧値を確実に取得することができ、回転方向を正確に判定することができる電子制御装置を提供する。【解決手段】マイクロコンピュータ３は、回転センサ１０の回転方向に応じた電圧値の電圧パルスを含む信号が回転センサ１０から入力する第１の入力ピン３１及び第２の入力ピン３２と、第１の入力ピン３１に入力された信号の電圧パルスの周期を算出すると共に、第１の入力ピン３１に入力された信号の電圧パルスの立ち上がりエッジに同期した割込みタイミングで、第２の入力ピン３２に入力された信号をＡＤ変換することにより電圧パルスの電圧値を算出するＣＰＵ３４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、回転センサから出力される検出対象物の回転方向に応じた電圧値の電圧パルスを含む信号を処理するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置に関する。

従来、回転センサから出力される信号のパルス間隔に基づいて、シグナルロータ等の回転数を算出してエンジンの制御を行う電子制御装置が知られている。また、従来、クランクシャフトの正転方向の回転と正転方向に対して逆方向の回転とを検出し、その検出結果に基づいてエンジンの制御を行う電子制御装置が知られている。

特許文献１は、クランクシャフトの正転方向の回転と正転方向に対して逆方向の回転とを検出する回転検出装置を開示している。特許文献１に開示されている回転検出装置では、クランクシャフトの正転方向の回転と正転方向に対して逆方向の回転とを、回転センサ及び補助センサの２つのセンサを用いて検出する。

一方、近年、クランクシャフトが正転方向に回転する場合と正転方向に対して逆方向に回転する場合とで電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサが使用されるようになってきた。このような回転センサを備える電子制御装置は、回転センサから出力されるパルス信号のパルス間隔より回転数を算出すると共に、このパルス信号の電圧パルスの電圧値より回転方向を判定する。

特開２００５−２３３６２２号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、回転センサから出力される信号を処理する多くのマイクロコンピュータは、各入力ピンの各々に対して一つの処理機能しか備えていないため、一つの入力ピンに入力する信号に対して一つの処理のみを実行する。従って、かかるマイクロコンピュータは、上記の回転数と回転方向との両方を検出可能な回転センサから一つの入力ピンに入力するパルス信号を用いて、電圧パルスの周期と電圧値とを算出処理を並行して行うことができない。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、回転方向に応じて電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサを用いる場合において、電圧パルスの周期と電圧値との算出処理を並行して行うことができると共に、電圧パルスの電圧値を確実に取得することができ、回転方向を正確に判定することができる電子制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、回転センサから出力される検出対象物の回転方向に応じた電圧値の電圧パルスを含む信号を処理するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置であって、前記マイクロコンピュータは、前記回転センサから前記信号が入力する第１の入力部及び第２の入力部と、前記第１の入力部に入力された前記信号の前記電圧パルスの周期を算出すると共に、前記第１の入力部に入力された前記信号の前記電圧パルスの立ち上がりエッジに同期した割込みタイミングで、前記第２の入力部に入力された前記信号をＡＤ変換することにより前記電圧パルスの電圧値を算出する信号処理部と、を有する電子制御装置である。

本発明の第１の局面における電子制御装置においては、回転センサから出力される検出対象物の回転方向に応じた電圧値の電圧パルスを含む信号を処理するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置であって、マイクロコンピュータは、回転センサから信号が入力する第１の入力部及び第２の入力部と、第１の入力部に入力された信号の電圧パルスの周期を算出すると共に、第１の入力部に入力された信号の電圧パルスの立ち上がりエッジに同期した割込みタイミングで、第２の入力部に入力された信号をＡＤ変換することにより電圧パルスの電圧値を算出する信号処理部と、を有するものであるため、回転方向に応じて電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサを用いる場合において、電圧パルスの周期と電圧値との算出処理を並行して行うことができると共に、電圧パルスの電圧値を確実に取得することができ、回転方向を正確に判定することができる。

図１は、本発明の実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態における割込みＡＤ変換処理を説明するタイミングチャートである。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。

＜電子制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態における電子制御装置の構成につき、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態における電子制御装置１の構成を示すブロック図であり、回転センサ１０も示す。

本実施形態における電子制御装置１及び回転センサ１０は、図示しない鞍乗型車両等の車両に搭載される。

回転センサ１０は、検出対象物の回転方向に応じて電圧値が異なると共に検出対象物の回転数に応じて周期の異なる電圧パルスを含むパルス信号を出力する。回転センサ１０は、典型的にはエンジン回転センサ又は車速センサとして使用される。ここで、検出対象物は、典型的にはクランクシャフト、モータ又は車軸である。

電子制御装置１は、車両に搭載された図示しないバッテリから供給される電力を利用して動作し、車両の各種構成要素を制御自在な制御装置であり、入力回路２及びマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記載する）３を備えている。電子制御装置１は、典型的にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。

入力回路２は、回転センサ１０から出力された電圧パルスを含むパルス信号が入力し、入力したパルス信号をマイコン３に出力する。

マイコン３は、回転センサ１０から入力回路２を介して入力する信号を処理する。より詳細には、マイコン３は、第１の入力ピン３１と、第２の入力ピン３２と、Ａ／Ｄ変換部３３と、ＣＰＵ３４と、を備えている。Ａ／Ｄ変換部３３と、ＣＰＵ３４と、は信号処理部を構成している。

第１の入力部である第１の入力ピン３１は、入力回路２から入力したパルス信号をＣＰＵ３４に出力する。第１の入力ピン３１は、時間計測用のピンである。

第２の入力部である第２の入力ピン３２は、入力回路２から入力したパルス信号をＡ／Ｄ変換部３３に出力する。第２の入力ピン３２は、電圧値取得用のピンである。

Ａ／Ｄ変換部３３は、ＣＰＵ３４における割り込み処理の実行によりＣＰＵ３４から指示される割込みタイミングで、第２の入力ピン３２から入力したパルス信号をアナログ／デジタル（以下、「ＡＤ」と記載する）変換する割込みＡＤ変換処理を実行し、ＡＤ変換処理により取得した電圧パルスの電圧値をＣＰＵ３４に出力する。ここで、ＣＰＵ３４から指示される割込みタイミングは、第１の入力ピン３１から入力したパルス信号の電圧パルスの立ち上がりエッジに同期したタイミングである。

ＣＰＵ３４は、第１の入力ピン３１から入力したパルス信号の電圧パルスの周期を算出することにより、検出対象物の回転数を求める。ＣＰＵ３４は、割り込み処理を実行して、第１の入力ピン３１から入力したパルス信号の電圧パルスの立ち上がりエッジの割込みタイミングで、Ａ／Ｄ変換部３３にパルス信号をＡ／Ｄ変換させる。ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から入力した電圧パルスの電圧値に基づいて回転センサ１０の回転方向を判定し、判定した回転方向及び求めた回転数に基づいて、図示しないエンジンの運転状態を制御する。ここで、電圧パルスの周期は、電圧パルス間時間であり、検出対象物の回転数に反比例する。

＜割込みＡＤ変換処理＞
本発明の実施形態における割込みＡＤ変換処理につき、図２を参照しながら、詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態における割込みＡＤ変換処理を説明するタイミングチャートである。

割込みＡＤ変換処理は、回転センサ１０から電子制御装置１に対するパルス信号の入力が開始されたタイミングで開始となる。

ＣＰＵ３４は、第１の入力ピン３１から図２（ａ）に示すパルス信号が入力した際に、入力したパルス信号の電圧パルスＰ１の立ち上がりエッジの割込みタイミングである時刻ｔ＝ｔ１に、Ａ／Ｄ変換部３３にパルス信号をＡ／Ｄ変換させる割り込み処理Ｓ１の実行を開始する。

Ａ／Ｄ変換部３３は、ＣＰＵ３４における割り込み処理Ｓ１の実行により、時刻ｔ＝ｔ２においてパルス信号のＡ／Ｄ変換処理Ｓ１１を開始し、時刻ｔ＝ｔ３においてＡ／Ｄ変換処理Ｓ１１を終了する。ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換処理Ｓ１１の終了後に割り込み処理Ｓ１を終了する。

ここで、時刻ｔ＝ｔ１から時刻ｔ＝ｔ３までは、図２（ａ）に示すように、マイコン３の第２の入力ピン３２に入力するパルス信号において、電圧値が４Ｖの電圧パルスＰ１を生じる期間である。従って、ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から入力した出力値より電圧パルスＰ１の電圧値として４Ｖを取得することができる。

次に、ＣＰＵ３４は、第１の入力ピン３１に入力したパルス信号の次の電圧パルスＰ２の立ち上がりエッジの割込みタイミングである時刻ｔ＝ｔ４に、Ａ／Ｄ変換部３３にパルス信号をＡ／Ｄ変換させる割り込み処理Ｓ２の実行を開始する。

Ａ／Ｄ変換部３３は、ＣＰＵ３４における割り込み処理Ｓ２の実行により、時刻ｔ＝ｔ５においてパルス信号のＡ／Ｄ変換処理Ｓ１２を開始し、時刻ｔ＝ｔ６においてＡ／Ｄ変換処理Ｓ１２を終了する。ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換処理Ｓ１２の終了後に割り込み処理Ｓ２を終了する。

ここで、時刻ｔ＝ｔ４から時刻ｔ＝ｔ６までは、図２（ａ）に示すように、マイコン３の第２の入力ピン３２に入力するパルス信号において、電圧値が４Ｖの電圧パルスＰ２を生じる期間である。従って、ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から入力した出力値より電圧パルスＰ２の電圧値として４Ｖを取得することができる。

次に、ＣＰＵ３４は、第１の入力ピン３１に入力したパルス信号の次の電圧パルスＰ３の立ち上がりエッジの割込みタイミングである時刻ｔ＝ｔ７に、Ａ／Ｄ変換部３３にパルス信号をＡ／Ｄ変換させる割り込み処理Ｓ３の実行を開始する。

Ａ／Ｄ変換部３３は、ＣＰＵ３４における割り込み処理Ｓ３の実行により、時刻ｔ＝ｔ８においてパルス信号のＡ／Ｄ変換処理Ｓ１３を開始し、時刻ｔ＝ｔ９においてＡ／Ｄ変換処理Ｓ１３を終了する。ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換処理Ｓ１３の終了後に割り込み処理Ｓ３を終了する。

ここで、時刻ｔ＝ｔ８から時刻ｔ＝ｔ９までは、図２（ａ）に示すように、マイコン３の第２の入力ピン３２に入力するパルス信号において、電圧値が２Ｖの電圧パルスＰ３が生じる期間である。従って、ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から入力した出力値より電圧パルスＰ３の電圧値として２Ｖを取得することができる。

次に、ＣＰＵ３４は、第１の入力ピン３１に入力したパルス信号の次の電圧パルスＰ４の立ち上がりエッジの割込みタイミングである時刻ｔ＝ｔ１０に、Ａ／Ｄ変換部３３にパルス信号をＡ／Ｄ変換させる割り込み処理Ｓ４の実行を開始する。

Ａ／Ｄ変換部３３は、ＣＰＵ３４における割り込み処理Ｓ４の実行により、時刻ｔ＝ｔ１１においてパルス信号のＡ／Ｄ変換処理Ｓ１４を開始し、時刻ｔ＝ｔ１２においてＡ／Ｄ変換処理Ｓ１４を終了する。ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換処理Ｓ１４の終了後に割り込み処理Ｓ４を終了する。

ここで、時刻ｔ＝ｔ１１から時刻ｔ＝ｔ１２までは、図２（ａ）に示すように、マイコン３の第２の入力ピン３２に入力するパルス信号において、電圧値が２Ｖの電圧パルスＰ４が生じる期間である。従って、ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から入力した出力値より電圧パルスＰ４の電圧値として２Ｖを取得することができる。

以上の本発明の実施形態における電子制御装置では、マイコン３が第１の入力ピン３１に入力された信号の電圧パルスの周期を算出すると共に、第１の入力ピン３１に入力された信号の電圧パルスの立ち上がりエッジに同期した割込みタイミングで、第２の入力ピン３２に入力された信号をＡＤ変換することにより電圧パルスの電圧値を算出するものであるため、回転方向に応じて電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサを用いる場合において、電圧パルスの周期と電圧値との算出処理を並行して行うことができると共に、電圧パルスの電圧値を確実に取得することができ、回転方向を正確に判定することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、本実施形態において、電圧パルスの電圧値を検出対象物の回転方向に応じて２Ｖと４Ｖとにしたが、電圧パルスの電圧値を検出対象物の回転方向に応じて２Ｖ及び４Ｖ以外の任意の異なる電圧値にすることができる。

以上のように、本発明においては、回転方向に応じて電圧値の異なる電圧パルスとなるパルス信号を出力する回転センサを用いる場合において、電圧パルスの周期と電圧値との算出処理を並行して行うことができると共に、電圧パルスの電圧値を確実に取得することができ、回転方向を正確に判定することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

１…ＥＣＵ
２…入力回路
３…マイクロコンピュータ
１０…回転センサ
３１…第１の入力ピン
３２…第２の入力ピン
３３…Ａ／Ｄ変換部
３４…ＣＰＵ

Claims (1)

1. 回転センサから出力される検出対象物の回転方向に応じた電圧値の電圧パルスを含む信号を処理するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置であって、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記回転センサから前記信号が入力する第１の入力部及び第２の入力部と、
   前記第１の入力部に入力された前記信号の前記電圧パルスの周期を算出すると共に、前記第１の入力部に入力された前記信号の前記電圧パルスの立ち上がりエッジに同期した割込みタイミングで、前記第２の入力部に入力された前記信号をＡＤ変換することにより前記電圧パルスの電圧値を算出する信号処理部と、
   を有することを特徴とする電子制御装置。