JP2018123735A - Crank angle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関のクランク角度検出装置に関するものである。 The present invention relates to a crank angle detection device for an internal combustion engine.
クランクシャフトの回転状態を検出するクランク角センサを備える内燃機関において、クランクシャフトの回転変動から燃焼時に発生するトルク変動を検出し、このトルク変動から燃焼変動を抑制するように燃料制御や点火制御を行なうことで、燃焼を安定化することが行われている。 In an internal combustion engine equipped with a crank angle sensor that detects the rotation state of the crankshaft, the torque fluctuation generated during combustion is detected from the crankshaft rotation fluctuation, and fuel control and ignition control are performed so as to suppress the combustion fluctuation from the torque fluctuation. By doing so, the combustion is stabilized.
そして、内燃機関の動作行程である吸気、圧縮、爆発、排気を繰り返しながら回転しているクランクシャフトのトルク変動を検出するには、クランクシャフトの回転速度の変動を求めれば良い。このためには、クランクシャフトに直結したクランク角検出用のシグナルプレートの信号歯間の経過時間を計測し、計測された経過時間に基づいて回転速度の変動を求めることができる。 In order to detect the torque fluctuation of the crankshaft that is rotating while repeating the intake stroke, compression, explosion, and exhaust, which are the operation strokes of the internal combustion engine, the fluctuation of the crankshaft rotational speed may be obtained. For this purpose, the elapsed time between the signal teeth of the signal plate for detecting the crank angle directly connected to the crankshaft can be measured, and the fluctuation of the rotational speed can be obtained based on the measured elapsed time.
例えば、シグナルプレートに10°毎の等間隔の角度で設けられた信号歯であれば、クランクシャフトの回転時に10°毎の矩形波(単位角度信号)が検出され、夫々の矩形波の立下り時間間隔(周期)を測定することにより、10°毎の回転速度を算出することができる。そして、求められた単位角度(10°毎)当たりの回転速度から、クランクシャフトの回転変動を検出してトルク変動を求め、このトルク変動に基づいて燃焼変動を推定するようにしている。 For example, if the signal teeth are provided on the signal plate at equal intervals of 10 °, a rectangular wave (unit angle signal) is detected every 10 ° when the crankshaft is rotated, and the falling of each rectangular wave is detected. By measuring the time interval (cycle), the rotation speed every 10 ° can be calculated. Then, from the obtained rotational speed per unit angle (every 10 °), the rotational fluctuation of the crankshaft is detected to obtain the torque fluctuation, and the combustion fluctuation is estimated based on this torque fluctuation.
このようなクランク角度検出装置は、例えば、特開2010−190174号公報(特許文献1)に記載されている。この特許文献1においては、クランクシャフトの回転速度を算出し、この回転速度の波形をフィルタリングすることにより、回転速度の波形のうち所定の周波数成分の波形から燃焼トルクを算出するものである。
Such a crank angle detection device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-190174 (Patent Document 1). In
更に、角度検出の精度を向上させる方法として、例えば、特開2006−098392号公報(特許文献2)においては、等分割平均法を用いて複数のクランク角センサからの出力を互いに比較して、自己校正することが提案されている。 Furthermore, as a method for improving the accuracy of angle detection, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-098392 (Patent Document 2), the outputs from a plurality of crank angle sensors are compared with each other using an equal division averaging method. It has been proposed to self-calibrate.
ところで、内燃機関の燃料制御や点火制御においては、燃焼気筒のピストンの位置を判別することが必要である。このため、シグナルプレートにおいては、信号歯の一部を欠いた欠け歯部(例えば、360°の中で、30°の欠け歯部を2ヶ所)を設けて、ピストン位置信号を発生するようにしている。しかしながら、この欠け歯部の領域は信号歯による単位角度信号が存在しないので、その領域部分での回転速度の検出精度は低下するものである。 Incidentally, in the fuel control and ignition control of the internal combustion engine, it is necessary to determine the position of the piston of the combustion cylinder. For this reason, in the signal plate, a missing tooth portion lacking a part of the signal tooth (for example, two 30 ° missing tooth portions in 360 °) is provided to generate a piston position signal. ing. However, since the unit angle signal by the signal teeth does not exist in this missing tooth region, the accuracy of detecting the rotational speed in that region portion is lowered.
したがって、クランクシャフトの回転速度の変動から燃焼変動を推定する場合は、回転速度の検出精度を高くすることが必要であり、少なくともピストン位置を検出する欠け歯部を要因とする回転速度の検出精度の低下を抑制することが望まれている。しかしながら、その一方で燃焼気筒のピストン位置を求めるためには欠け歯部によって生成されるピストン位置信号が必要である。このように、欠け歯部がない単位角度毎の周期信号と、欠け歯部のピストン位置信号を生成するクランク角度検出装置が求められている。 Therefore, when estimating combustion fluctuations from fluctuations in crankshaft rotation speed, it is necessary to increase the detection accuracy of the rotation speed, and at least the detection accuracy of the rotation speed due to the missing tooth portion that detects the piston position. It is desired to suppress the decrease in the above. However, on the other hand, in order to obtain the piston position of the combustion cylinder, a piston position signal generated by the missing tooth portion is required. Thus, there is a need for a crank angle detection device that generates a periodic signal for each unit angle without missing teeth and a piston position signal for missing teeth.
本発明の目的は、欠け歯部がない状態の単位角度毎の周期信号を生成すると共に、欠け歯部に対応したピストン位置信号を生成する新規なクランク角度検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel crank angle detection device that generates a periodic signal for each unit angle in a state where there is no missing tooth portion, and also generates a piston position signal corresponding to the missing tooth portion.
本発明の特徴は、クランクシャフトに固定されたシグナルプレートの外周縁の全周に亘って、立上がりタイミングと立下がりタイミングを発生する等角度間隔に形成された第1の所定幅の第1信号歯と、第1信号歯の内の1つ以上の所定数の信号歯を、立下がりタイミングが第1信号歯と同一の角度間隔に設定され、しかも立上がりタイミングが第1信号歯より遅れた角度間隔に設定された、第1の所定幅より短い第2の所定幅を有する第2の信号歯と、第1信号歯と第2信号歯の立下がりタイミングで計数を行なう立下がり周期カウンタの計数値に基づいて等角度間隔毎の周期信号を生成する周期計測手段と、第1信号歯と前記第2信号歯の立上がりタイミングで計数を行なう立上がり周期カウンタの計数値に基づいて、立下がり周期カウンタの計数状態を制御してピストン位置信号を生成するピストン位置計測手段とを備えた、ところにある。 A feature of the present invention is that a first signal tooth having a first predetermined width formed at equiangular intervals for generating a rising timing and a falling timing over the entire outer periphery of the signal plate fixed to the crankshaft. And one or more predetermined number of signal teeth in the first signal teeth, the falling timing is set to the same angle interval as the first signal teeth, and the rising timing is delayed from the first signal teeth. The count value of the second signal tooth having the second predetermined width shorter than the first predetermined width and the falling period counter for counting at the falling timing of the first signal tooth and the second signal tooth Based on the count value of a period measuring means for generating a periodic signal at equal angular intervals based on the rising timing of the first signal tooth and the rising timing of the second signal tooth, and a falling period counter And a piston position measuring means for generating a piston position signal to control the counter reading of the data is in place.
本発明によれば、欠け歯部に対応したピストン位置信号を生成すると共に、欠け歯部がない状態の等角度間隔毎の周期信号を生成できるので、燃焼気筒のピストン位置の検出ができると共に、クランクシャフトの回転速度を高い精度で検出することができるようになるものである。 According to the present invention, the piston position signal corresponding to the missing tooth portion can be generated, and the periodic signal for each equiangular interval without the missing tooth portion can be generated, so that the piston position of the combustion cylinder can be detected, The rotational speed of the crankshaft can be detected with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and application examples are included in the technical concept of the present invention. Is also included in the range.
本発明の実施形態を説明する前に、本発明が適用される内燃機関システムと、従来のクランク角検出装置の構成と動作について簡単に説明する。 Before describing embodiments of the present invention, the configuration and operation of an internal combustion engine system to which the present invention is applied and a conventional crank angle detection device will be briefly described.
図1は、本実施例のクランク角度検出装置を備えた内燃機関10の構成図である。内燃機関10の駆動力は、トランスミッション32を介して、図示していないドライブシャフトからタイヤへ伝達して路面へ伝えられる。ここで、内燃機関10の種類は、車両を走行させる駆動力源であれば良く、ポート噴射式、または筒内噴射式のガソリン内燃機関、ディーゼル内燃機関等が挙げられる。
FIG. 1 is a configuration diagram of an
内燃機関10はクランクシャフト11を有しており、クランクシャフト11の一端には、補機類をベルト駆動するためのクランクシャフトプーリ11aが取り付けられる。また、クランクシャフト11にはクランク角信号を検出するために既定のパターンを刻んだクランク角検出用のクランク角シグナルプレート12が取り付けられている。クランクシャフト11の他端には、トランスミッションへ駆動力を伝達するための図示しないドライブプレートと一体のリングギヤ、およびトルクコンバータが取り付けられている。
The
クランク角シグナルプレート12の近傍には180°の対向位置に、クランク角シグナルプレート12のパターンの凸凹を検出してパルス信号を出力するクランク角センサ13、クランク角センサ14が取り付けられている。クランク角センサ13、14から出力されるパルス信号に基づいて、ECU33は内燃機関10のクランクシャフト11の回転速度(=内燃機関の回転数)を算出する。
In the vicinity of the crank
また、内燃機関10の吸気系部品として、吸入空気を各シリンダへ分配する図示しないインテークマニーホールド、スロットルバルブ22、スロットル開度センサ21、エアフロセンサ23、図示しないエアクリーナが取り付けられている。その他のセンサとして、内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温センサ24、内燃機関への吸入空気温度を検出する吸入空気温センサ25、排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出するための空燃比センサ26、カムシャフトの先端に取り付けられたカム角シグナルプレート17の凸凹パターンを検出して、気筒判別を行うためのカム角センサ18の信号がECU33へ入力される。
Further, as intake system components of the
ECU33の出力は、燃料噴射を行うインジェクタ29、気筒内の混合気に点火を行う点火プラグ28、点火コイルへ高電圧を供給するための点火コイル27、燃料圧力を制御するための高圧燃料ポンプソレノイド30、排気ガスを還流するためのEGRバルブ31を駆動する。スロットルバルブ22は、一例として、電子制御式スロットル装置が使用されている。
The output of the ECU 33 includes an
ECU(エンジンコントロールユニット)33は、アクセルペダル20の踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ19の信号や、その他の各センサから送られてくる信号を基に最適なスロットル開度を算出し、電子制御式スロットル装置へ出力する。これにより、スロットルバルブ22は最適なスロットルバルブ開度に制御される。
The ECU (engine control unit) 33 calculates the optimum throttle opening based on the signal from the
エアフロセンサ23は、エアクリーナから吸入される空気流量を計測してECU33へ出力する。ECU33は、計測した空気量に見合った燃料量を算出して、インジェクタ29へ開弁時間として出力する。インジェクタ29は、前述のクランク角センサ13、14の信号が示すクランク角が、ECU33で予め設定されたクランク角となるタイミングで燃料噴射を開始する。
The
この動作により内燃機関10の気筒内には、吸入された空気とインジェクタ29から噴射された燃料が混ぜ合わさり、可燃混合気が形成される。点火プラグ28には、クランク角センサ13、14によって検出されたクランク角が、ECU33で予め設定されたクランク角となるタイミングで、点火コイル27を介して昇圧された高電圧が印加される。これにより、気筒内の可燃混合気は着火されて燃焼、爆発する。
By this operation, the sucked air and the fuel injected from the
内燃機関10は、可燃混合気の燃焼、爆発で得た運動エネルギーを、ピストン15、コンロッド16を介してクランクシャフト11へ伝えて回転駆動力を発生させる。クランクシャフト11の変速機側には図示していないドライブプレートが付いている。ドライブプレートは、図示していないトルクコンバータの入力側と直結しており、トルクコンバータの出力側はトランスミッション32に入力される。
The
従来からの燃費低減の技術の一つとしてリーンバーン燃焼がある。触媒などのNOx低減対策や燃焼室形状、インジェクタ噴霧の最適化等を施した上で、空燃比を「20」以上のような稀薄燃焼状態(リーンバーン)として運転することにより、燃料消費を抑える技術である。しかし、内燃機関の性能や燃料性状、気筒間のばらつき、運転条件等によりリーンバーンとして運転できる空燃比には限界があり、リーン限界付近では燃焼発生トルクが変動して不安定となり、駆動系に伝達されて運転者や同乗者へ不快な振動として伝わる。 One of the conventional techniques for reducing fuel consumption is lean burn combustion. After taking measures to reduce NOx such as catalysts, optimizing the shape of the combustion chamber and injector spray, etc., the fuel consumption is reduced by operating in a lean combustion state (lean burn) with an air-fuel ratio of “20” or higher. Technology. However, there is a limit to the air-fuel ratio that can be operated as a lean burn due to the performance and fuel properties of the internal combustion engine, variation between cylinders, operating conditions, etc., and the combustion generating torque fluctuates and becomes unstable near the lean limit, causing the drive system to It is transmitted to the driver and passengers as an unpleasant vibration.
安定したリーン燃焼状態で内燃機関を運転するには、点火時期、燃料噴射量、噴射時期等をリーン限界の手前に制御する必要があり、そのためには燃焼時に発生するトルクを正確に検出する必要がある。 To operate an internal combustion engine in a stable lean combustion state, it is necessary to control the ignition timing, fuel injection amount, injection timing, etc. before the lean limit, and for that purpose, it is necessary to accurately detect the torque generated during combustion There is.
燃焼時の発生トルクを検出する方法としては、直接的には点火プラグや内燃機関のシリンダヘッドに圧力センサを取り付けて、気筒内の圧力を直接測定しトルクに変換する方法がある。また、間接的な方法としては、気筒外壁の歪みや振動を測定してフィルタを通しトルクに変換する方法や、クランクシャフトの回転変動をフィルタリングしてトルクに変換する方法がある。本実施形態では、燃焼時の発生トルクを検出する方法の中で、クランクシャフト11の回転変動を検出して発生トルクを検出する方法に関するものである。
As a method for detecting the torque generated during combustion, there is a method in which a pressure sensor is directly attached to a spark plug or a cylinder head of an internal combustion engine, and the pressure in the cylinder is directly measured and converted into torque. Further, as an indirect method, there are a method of measuring distortion and vibration of the cylinder outer wall and converting it to a torque through a filter, and a method of filtering a crankshaft rotation variation and converting it to torque. The present embodiment relates to a method of detecting the generated torque by detecting the rotational fluctuation of the
次に、従来の4気筒内燃機関のクランク角検出方法を図6A、図6Bに基づき簡単に説明するが、このクランク角を検出することによって、燃焼気筒のピストン位置やクランクシャフトの回転速度を検出できるものである。 Next, a conventional crank angle detection method for a four-cylinder internal combustion engine will be briefly described with reference to FIGS. 6A and 6B. By detecting the crank angle, the piston position of the combustion cylinder and the rotational speed of the crankshaft are detected. It can be done.
図6Aにおいて、クランク角シグナルプレート12はクランクシャフトと直結されており、クランク角シグナルプレート12の外周縁には等間隔に10°毎に、第1の所定幅に形成された長信号歯12wが設けられるが、180°毎に2歯分の長信号歯12wを欠いた欠け歯領域部12a、12bを設けている。長信号歯12wは、軸方向にそって凹凸形状に形成されており、GMR素子等を利用した磁気センサによって、凹凸形状に対応した信号が得られるものである。
In FIG. 6A, the crank
クランクシャフト11の回転に伴ってクランク角シグナルプレート12が回転すると、クランク角センサ13は長信号歯12wの凸凹を検出して、図6Bの単位角度信号である信号矩形波13aのようなパターンの矩形波をECU33へ出力する。矩形波13aのパターンは、基本的には10°毎のパルスであるが、180°毎に2個のパルス抜けが生じているものである。この2個のパルス抜けは、欠け歯領域部12a、12bに起因するものである。
When the crank
ECU33は、矩形波13aの立下りタイミングを基準にして立下がり周期カウンタをスタートして、次の立下りタイミングまで立下がり周期カウンタの計数値13bを加算していき、加算された計数値13bから周期を計測するものである。ここで、回転速度が一定とすると、立下がり周期カウンタの計数値13bの値は略「k」値となる。
The
立下がり周期カウンタの計数値13bも、矩形波13aのパターンに対応しており、10°毎に対応した計数値と、180°毎に発生するパルス抜けに対応した30°の計数値となっている。したがって、立下がり周期カウンタの計数値13bによって計測された、立下りタイミングの間の周期(時間間隔)に単位時間を乗じることで、角速度(クランクシャフトの回転速度)を算出することができる。
The count value 13b of the falling cycle counter also corresponds to the pattern of the
また、図6Bに示すように欠け歯領域部12a、12bでは30°に対応した周期となるため、この欠け歯領域部12a、12bで決まるタイミングを、例えばピストンが圧縮上死点前50°の基準として設定することができる。この欠け歯領域部12a、12bによるピストン位置の算出方法は周知の方法で行うことができる。
Further, as shown in FIG. 6B, the missing
そして、この欠け歯領域部12a、12bで生成されるタイミングによってピストン位置の検出を行ない、燃料の噴射開始時期や噴射終了時期、及び点火コイルの通電開始時期や通電終了時期(=点火時期)の制御を実行できるようになる。したがって、この欠け歯領域部12a、12bによって生成されるピストン位置情報は、内燃機関を制御する上で必須の制御情報である。
Then, the piston position is detected based on the timing generated in the missing
このように、クランク角シグナルプレート12に欠け歯領域部12a、12bを設けることにより、内燃機関の制御に必要な燃料噴射時期や点火時期の基準を定めることができるが、回転速度を計測する場合は、欠け歯領域部12a、12bの30°区間の周期情報の更新が無いため、他の10°区間と比較して回転速度の検出精度が劣る区間が存在することになる。したがって、クランクシャフト11の回転変動から燃焼変動を求める場合は、欠け歯領域部12a、12bがなくて、10°毎に36歯の矩形波信号で回転速度を求めた方が精度は向上して望ましい。
In this way, by providing the missing
このためには、燃焼変動を検出するクランク角シグナルプレート、及び燃焼気筒のピストン位置を検出するクランク角シグナルプレートを設けることも考えられるが、システムの大幅な設計変更、重量の増加、センサ用ハーネスの追加、ECUの入力ポートの増設等が必要となるため、大きなコストアップを招くという新たな課題を生じる。 For this purpose, it is conceivable to provide a crank angle signal plate for detecting combustion fluctuations and a crank angle signal plate for detecting the piston position of the combustion cylinder. And an additional input port of the ECU are required, which causes a new problem of increasing the cost.
本発明の第1の実施形態は、上述した課題に対応するために、1個のクランク角シグナルプレートによって、欠け歯部に対応したピストン位置信号を生成すると共に、欠け歯部がない状態の単位角度毎の周期信号を生成できるクランク角度検出装置を提案するものである。 In order to cope with the above-described problem, the first embodiment of the present invention generates a piston position signal corresponding to a missing tooth portion by one crank angle signal plate, and is a unit in a state where there is no missing tooth portion. The present invention proposes a crank angle detection device capable of generating a periodic signal for each angle.
次に、図2A〜図4に基づき本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。図2Aはクランク角検出装置の構成を示し、図2Bは信号歯の立下がりタイミングと立上がりタイミングに基づく周期カウンタのタイムチャートを示している。また、図3Aは内燃機関の制御装置の具体的な制御ブロックを示し、図3Bは、図3Aの制御ブロックによる信号歯の立下がりタイミングと立上がりタイミングに基づく周期カウンタのタイムチャートを示している。更に、図4は制御ブロックの動作を実行する制御フローチャートを示している。 Next, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 4. FIG. 2A shows the configuration of the crank angle detection device, and FIG. 2B shows a time chart of the cycle counter based on the signal tooth fall timing and rise timing. FIG. 3A shows a specific control block of the control device for the internal combustion engine, and FIG. 3B shows a time chart of a cycle counter based on the signal tooth fall timing and rise timing by the control block of FIG. 3A. Furthermore, FIG. 4 shows a control flowchart for executing the operation of the control block.
図2Aにおいて、クランク角シグナルプレート12の外周には、等角度間隔で10°毎に36個の信号歯を設けており、第1の所定幅に形成された長信号歯(第1信号歯)12wと、信号歯12wの第1の所定幅より短い第2の所定幅の短信号歯(第2信号歯)12nが設けられている。
In FIG. 2A, 36 signal teeth are provided on the outer periphery of the crank
第2の所定幅の短信号歯12nは、従来の欠け歯領域部12a、12bに対応する180°毎の短信号歯領域部12c、12dに設けられており、本実施形態では2個の短信号歯12nを設けている。短信号歯12nは、回転方向で見て、先行側短信号歯12n1と、後行側短信号歯12n2とから構成されており、その幅の長さは同一である。
The short signal teeth 12n having the second predetermined width are provided in the short signal
ここで、クランク角シグナルプレート12の回転方向で見て、短信号歯12n1、12n2の立下りタイミング位置は、他の長信号歯12wの立下りタイミング位置と同位置で、等角度間隔とすることが必要である。つまり、短信号歯12nと長信号歯12wの立下がりタイミング位置が10°間隔とされ、これによって、クランク角シグナルプレート12の全周で10°毎の立下がりタイミングを得ることができる。
Here, when viewed in the rotation direction of the crank
一方、クランク角シグナルプレート12の回転方向で見て、短信号歯12nの立上がりタイミング位置は、他の長信号歯12wの立上がりタイミング位置より遅れているものである。これによって、180°毎のピストン位置判定のための立上がりタイミングを得ることができる。尚、長信号歯12wと短信号歯12nは、軸方向にそって凹凸形状に形成されており、GMR素子等を利用した磁気センサによって、凹凸形状に対応した信号が得られることは従来と同様である。
On the other hand, when viewed in the rotation direction of the crank
ここでECU33は、両信号歯12w、12nの立上がりタイミングと立下りタイミングを検出でき、更に、夫々の立上がりタイミングの間の周期を検出できる立上がり周期カウンタと、夫々の立下りタイミングの間の周期を検出できる立下がり周期カウンタを備えているものである。このような信号歯12w、12nの立上がりタイミングと立下りタイミングを検出するには、信号歯によって発生される検出信号の前後の値を比較することで検出することができ、この方法は良く知られた技術である。また、これ以外の方法で検出しても差し支えないものである。
Here, the
したがって、立上がりタイミングと立下りタイミングに応じて、夫々の周期カウンタのスタートとリセットを制御することができる。本実施形態の周期カウンタは、計数値のリセットに同期して、計数値の計数がスタートされるものである。 Therefore, the start and reset of each period counter can be controlled according to the rising timing and falling timing. The period counter of this embodiment starts counting of the count value in synchronization with the reset of the count value.
そして、クランクシャフト1の回転に伴って、クランク角シグナルプレート12が回転すると、クランク角センサ13は長信号歯12wと短信号歯12nの凸凹を検出して、図2Bの矩形波13cのようなパターンの矩形波をECU33へ出力する。矩形波13cのパターンは、クランクシャフト11の1回転当りで立下がりタイミング位置が10°毎の36個のパルスであるが、短信号歯領域部12c、12dの短信号歯12nについてはパルス幅が短くなっている。そして、この短信号歯12nのパルスが、欠け歯領域部12a、12bの機能を果たすようになっている。
When the crank
ECU33は、矩形波13cの立下りタイミングを基準に立下がり周期カウンタをスタートして、次の立下りタイミングまで立下がり周期カウンタの計数値13dを加算し、加算された計数値13dから周期を計測する。つまり、立下りタイミング間の周期を計測した計数値13dに示すように、10°毎にカウントアップを繰り返す波形を形成するものである。ここで、回転速度が一定とすると周期カウンタの計数値13dの値は略「k」値となる。
The
したがって、立下りカウンタの計数値13dによって計測された立下りタイミング間の周期に単位時間を乗じることで、クランク角シグナルプレート12の全周に亘って10°毎の角速度を算出することができる。このように、本実施形態のクランク角シグナルプレート12には、欠き歯領域部12a、12bが存在しないので、回転速度の検出精度を向上することができる。
Therefore, by multiplying the period between the falling timings measured by the
一方、ECU33は矩形波13cの立上がりタイミングを基準にして立上がり周期カウンタをスタートして、次の立上がりタイミングまで立上がり周期カウンタの計数値13eを加算し、加算された計数値13eから周期を計測する。ここで、短信号歯12nについてはパルス幅が短くなっているので、立上がり周期を計測した計数値13eは、短信号歯領域部12c、12dで不等ピッチとなるため、他の長信号歯12wの計数値とは異なる値となり、短信号歯領域部12c、12dの区間のみ特徴的な波形を形成するようになる。この特徴的な波形を用いて立下がり周期カウンタの計数状態を制御することで、立下がり周期カウンタの計数値に欠け歯部12a、12bと等価な計数値を形成するものである。
On the other hand, the
代表して短信号歯領域部12cについて説明すると、先行側短信号歯12n1のパルスPls1の直前の長信号歯12wの立上がりタイミングt1でスタートした立上がり周期カウンタは、計数動作を実行しながら先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングt2でリセットされる。そして、短信号歯12n1の立上がりタイミングの到来が遅れているので、計数値13eの値は「K」値より大きな「Ka」値となる。
The short
次に、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングt2と、後行側短信号歯12n2の立上がりタイミングt3の間は角度が10°であるため、計数値13eの値は「K」値となっている。これは他の長信号歯12wの計数値と同じ値である。
Next, since the angle between the rising timing t2 of the preceding short signal tooth 12n1 and the rising timing t3 of the following short signal tooth 12n2 is 10 °, the value of the count value 13e becomes “K” value. Yes. This is the same value as the count value of the other
一方、後行側短信号歯12n2のパルスPls2の立上がりタイミングt3でスタートした立上がり周期カウンタは、後行側短信号歯12n2のパルスPls2の直後の長信号歯12Wの立上がりタイミングt4でリセットされるが、短信号歯12n2の立上がりタイミングの到来が遅れているので、計数値13eの値は「K」値より小さな「Kb」値となる。 On the other hand, the rising period counter started at the rising timing t3 of the pulse Pls2 of the trailing short signal tooth 12n2 is reset at the rising timing t4 of the long signal tooth 12W immediately after the pulse Pls2 of the trailing short signal tooth 12n2. Since the rising timing of the short signal tooth 12n2 is delayed, the value of the count value 13e is a “Kb” value smaller than the “K” value.
したがって、立上がり周期カウンタの値が「Ka」値〜「Kb」値の間にある範囲が、従来の欠け歯領域12a、12bと見做すことができる。したがって、これを利用して、立下がり周期カウンタの計数状態を制御すれば、従来の欠け歯領域12a、12bと同様の計数値を得ることができ、ECU33で実行される燃料制御や点火制御のソフトウエアを大幅に改変することなく、燃料制御や点火制御を実行することが可能となる。
Therefore, the range in which the value of the rising period counter is between the “Ka” value and the “Kb” value can be regarded as the conventional missing
図3Aは、図2Bで取得した立下り周期カウンタの計数値13dと、立上がり周期カウンタの計数値13eから、図6bに示す欠け歯領域12a、12bに対応する立下り周期カウンタの計数値13hを生成する制御ブロックを示している。
FIG. 3A shows the
図3Aにおいて、クランク角センサ13の信号はECU33に設けられた立下がり周期計測手段34と、立上がり周期計測手段35に入力されている。立下がり周期計測手段34では、図2Bに示すように立下がり周期カウンタによって計数値13dを形成し、この計数値13dは回転変動計測手段37と、欠け歯区間生成手段に36に送られる。
In FIG. 3A, the signal of the
回転変動計測手段37では、図2Bに示す立下がり周期カウンタによって計数値13dが入力されているので、クランク角シグナルプレート12の全周に亘って、等角度間隔に形成した長信号歯12wと短信号歯12nの立下がり位置に対応した、10°毎の周期に基づいて回転速度が求められる。したがって、欠け歯領域部12a、12bが存在しないので、従来の欠け歯領域部12a、12bに起因する回転速度の検出精度の低下を抑制することができる。
In the rotation fluctuation measuring means 37, since the
一方、立上がり周期計測手段35では、図2Bに示すように立上がり周期カウンタによって計数値13eを形成し、この計数値13eは欠け歯区間生成手段36に送られる。欠け歯区間生成手段36では、立上がり周期計測手段35による計数値13eから短信号歯12nの存在を判断して後述する欠け歯区間生成フラグを生成し、欠け歯区間生成フラグによって立下がり周期カウンタの計数状態を制御して、立下がり周期計測手段34による計数値に従来の欠け歯領域12a、12bと同様の計数値を形成してピストン位置信号を得るものである。
On the other hand, the rising period measuring means 35 forms a count value 13e by a rising period counter as shown in FIG. 2B, and this counted value 13e is sent to the missing tooth section generating means 36. The missing tooth section generation means 36 determines the presence of the short signal tooth 12n from the count value 13e by the rising period measuring means 35 and generates a missing tooth section generation flag, which will be described later, and the falling period counter generates a falling period counter. The count state is controlled, and the count value similar to that of the conventional missing
次に、立下がり周期カウンタの計数値13dと、立上がり周期カウンタの計数値13eを利用して、欠け歯領域12a、12bと同様の計数値13hを生成する方法を図3Bに基づいて説明する。
Next, a method of generating a
立上がりタイミングt1から立上がり周期カウンタが計数を開始した後に、立上がりタイミングt2になって欠け歯区間検出フラグに「1」を立てると共に、立上がり周期カウンタをリセットする。尚、この時の計数値13eは「Ka」値以上となっており、長信号歯12wの場合の計数値「K」値より大きくなっている。これによって短信号歯領域12cに突入したことが判断できる。
After the rising period counter starts counting from the rising timing t1, at the rising timing t2, the missing tooth section detection flag is set to “1” and the rising period counter is reset. The count value 13e at this time is equal to or greater than the “Ka” value, and is larger than the count value “K” value in the case of the
この欠け歯区間検出フラグに「1」を立てるタイミングは、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングを検出できれば良いものである。このためには種々の方法があるが、計数値「K」を越えた立上がり周期カウンタの計数方向が「+」方向から「−」方向に変化した時点を、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングとしても良いものである。要は、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングが検出できれば良いものであり、これによって、短信号歯領域部12c(欠け歯部領域12aに相当)に突入したことが判断できる。
The timing for setting the missing tooth section detection flag to “1” is sufficient if the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1 can be detected. There are various methods for this, but the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1 is determined when the counting direction of the rising period counter exceeding the count value “K” changes from the “+” direction to the “−” direction. It is also good. In short, it suffices if the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1 can be detected, whereby it can be determined that the short
次に、立上がりタイミングt2でのリセットと同時に、再び立上がり周期カウンタが計数を開始するが、ここで、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングが検出されると、次の周期は先行側短信号歯12n1と後行側短信号歯12n2の間であることが判明しているので、この区間は短信号歯領域部12c(欠け歯部領域12aに相当)と見做して欠け歯区間検出フラグ「1」を維持している。そして、立上がりタイミングt3になると立上がり周期カウンタをリセットする。
Next, simultaneously with the reset at the rising timing t2, the rising cycle counter starts counting again. Here, when the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1 is detected, the next cycle is the preceding short signal tooth. 12n1 and the following short signal tooth 12n2, it has been found that this section is regarded as the short
次に、立上がりタイミングt3でのリセットと同時に、再び立上がり周期カウンタが計数を開始するが、立上がりタイミングt4になって欠け歯区間検出フラグに「0」を立てると共に、立上がり周期カウンタをリセットする。尚、この時の計数値13eは「Kb」値以下となっており、長信号歯12wの場合の計数値「K」値より小さくなっている。この欠け歯区間検出フラグを「0」にクリアするタイミングは、後行側短信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングを検出できれば良いものである。
Next, simultaneously with the reset at the rise timing t3, the rise cycle counter starts counting again, but at the rise timing t4, the missing tooth section detection flag is set to “0” and the rise cycle counter is reset. The count value 13e at this time is equal to or less than the “Kb” value, and is smaller than the count value “K” value in the case of the
このためには種々の方法があるが、計数値「K」に満たない立上がり周期カウンタの計数方向が「+」方向から「−」方向に変化した時点を、後行側短信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングとしても良いものである。要は、後行側短信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングが検出できれば良いものであり、これによって、短信号歯領域部12c(欠け歯部領域12aに相当)を離脱したことが判断できる。
There are various methods for this, but the time point when the counting direction of the rising period counter, which is less than the count value “K”, changes from the “+” direction to the “−” direction is immediately after the trailing short signal tooth 12n2. The rise timing of the
したがって、欠け歯区間検出フラグ「1」の区間「Flg1」が欠け歯部領域12aに相当するようになる。したがって、この区間「Flg1」の間だけ、立下がりタイミングで起動される立下がり周期カウンタの計数動作を継続すれば、欠け歯部領域12aと同様の計数波形が得られるようになる。
Accordingly, the section “Flg1” of the missing tooth section detection flag “1” corresponds to the missing
つまり、立下がり周期カウンタの計数値13dは、上述の欠け歯区間検出フラグによって計数状態が変更されるものである。欠け歯区間検出フラグが「1」になった時点は、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングt2であるので、この欠け歯区間検出フラグが「1」になると、立下がり周期カウンタの立下がりタイミングによるリセット動作を無効の状態に移行させる。したがって、欠け歯区間検出フラグが「1」になった後の先行側短信号歯12n1の立下がりタイミングt5が到来しても、立下がりタイミングt5による立下がり周期カウンタの計数値はリセットされず、そのまま計数を継続して計数値13hのような計数動作を行なうことになる。
That is, the
そして、後行側短信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングt4で、欠け歯区間検出フラグが「0」になると立下がり周期カウンタの立下がりタイミングによるリセット動作を有効の状態に復帰させる。したがって、後行側短信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立下がりタイミングt6で、立下がり周期カウンタがリセットされる。その後においては、次の短信号歯領域部12dに至るまで長信号歯12wによる立下がりタイミングで計数動作が繰り返されるようになる。
When the missing tooth section detection flag becomes “0” at the rising timing t4 of the
このように、先行側短信号歯12n1と後行側短信号歯12n2によって形成される欠け歯区間検出フラグで、立下がり周期カウンタの計数状態を制御することで、欠け歯領域12a、12bと同様の計数値13hを得ることができ、ピストン位置信号を生成することができるようになる。
In this way, by controlling the counting state of the falling period counter with the missing tooth section detection flag formed by the preceding short signal tooth 12n1 and the following short signal tooth 12n2, the same as the missing
上述した制御は基本的にはECU33に内蔵されているマイクロコンピュータで実行されるものであるので、次に上述の制御を実行する場合の制御フローを図4に基づき簡単に説明する。
Since the above-described control is basically executed by a microcomputer built in the
図4において、立上がり周期カウンタの制御と、立下がり周期カウンタの制御は時分割的に並行して実行されるものである。 In FIG. 4, the control of the rising period counter and the control of the falling period counter are executed in parallel in a time division manner.
まず、立上がり周期カウンタの制御について説明する。ステップS11においては、クランク角センサの信号を取り込むが、この信号は図3Bの矩形波13cに示すものである。矩形波13cの取り込みが完了すると次のステップS12に移行する。ステップS12においては、入力された信号が「0V」から「5V」に変化したかどうかを判断している。これは、長信号歯12w、短信号歯12nの立上がりタイミングを検出するものである。立上がりタイミングでなければ、再びステップS11に戻り、立上がりタイミングであれば、ステップS13に移行する。
First, control of the rising cycle counter will be described. In step S11, a crank angle sensor signal is captured, and this signal is indicated by a
ステップS13においては、立上がり周期カウンタによって立上がりタイミングに同期して計数を行ない、図3Bの計数値13eを形成する。この計数が完了するとステップS14に移行する。 In step S13, counting is performed in synchronization with the rising timing by the rising cycle counter to form the count value 13e of FIG. 3B. When this counting is completed, the process proceeds to step S14.
ステップS14においては、図3Bの立上がり周期カウンタの計数値13eから先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングかどうかを判断している。先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングであればステップS15に移行し、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングでなければステップS16に移行する。ステップS15では、先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングであると判断されているので、図3Bの欠け歯区間生成フラグに「1」を立てて再びステップS11に戻る。 In step S14, it is determined whether or not it is the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1 from the count value 13e of the rising cycle counter in FIG. 3B. If it is the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1, the process proceeds to step S15, and if it is not the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1, the process proceeds to step S16. In step S15, since it is determined that it is the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1, the missing tooth section generation flag in FIG. 3B is set to “1” and the process returns to step S11 again.
一方、ステップS16においては、ステップS14で先行側短信号歯12n1の立上がりタイミングでないと判断されているので、後行側信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングかどうかを判断している。後行側信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングと判断されるとステップS17に移行し、後行側信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングでないと判断されるとステップS18に移行する。
On the other hand, in step S16, since it is determined in step S14 that it is not the rising timing of the preceding short signal tooth 12n1, it is determined whether or not it is the rising timing of the
ステップS17においては、後行側信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングであると判断されているので、図3Bの欠け歯区間生成フラグに「0」を立てて再びステップS11に戻る。一方、ステップS18では、ステップS16で後行側信号歯12n2の直後の長信号歯12wの立上がりタイミングでないと判断されているので、立上がり周期カウンタをリセットして、図3Bの長信号歯12wに対応した計数を繰り返すものである。立上がり周期カウンタがリセットされると再びステップS11に戻るものである。
In step S17, it is determined that it is the rising timing of the
以上のステップS11〜ステップS18までの制御ステップによって、図3Bの立上がり周期カウンタの計数値13eと、欠け歯区間生成フラグが得られるものである。そして、欠け歯区間生成フラグは立下がり周期カウンタの制御に用いられ、欠け歯領域12a、12bに対応した計数値の生成を行なうようになる。
The count value 13e of the rising period counter in FIG. 3B and the missing tooth section generation flag are obtained by the control steps from Step S11 to Step S18. The missing tooth section generation flag is used for controlling the falling period counter, and generates count values corresponding to the missing
次に、立下がり周期カウンタの制御について説明する。ステップS21においては、クランク角センサの信号を取り込むが、この信号も図3Bの矩形波13cに示すものである。矩形波13cの取り込みが完了すると次のステップS22に移行する。ステップS22においては、入力された信号が「5V」から「0V」に変化したかどうかを判断している。
Next, the control of the falling period counter will be described. In step S21, a signal from the crank angle sensor is captured, and this signal is also shown by the
これは、長信号歯12w、短信号歯12nの立下がりタイミングを検出するものである。立下がりタイミングでなければ、再びステップS21に戻り、立下がりタイミングであれば、ステップS23に移行する。ステップS23においては、図3Bの立下がり周期カウンタによって、夫々の立下がりタイミングに同期して計数のスタートとリセットを繰り返して、計数値13dを形成している。この計数値13dの計数が完了するとステップS24に移行する。
This detects the falling timing of the
ステップS24においては、上述したステップS14、S15で設定した、欠け歯区間生成フラグが「1」か、或いは「0」かどうかを判断している。欠け歯区間生成フラグが「1」である場合はステップS26に移行し、欠け歯区間生成フラグが「0」の場合はステップS25に移行する。 In step S24, it is determined whether the missing tooth section generation flag set in steps S14 and S15 described above is “1” or “0”. When the missing tooth section generation flag is “1”, the process proceeds to step S26, and when the missing tooth section generation flag is “0”, the process proceeds to step S25.
ステップS26では、欠け歯区間生成フラグが「1」であるため、図3Bに示すように、立下がり周期カウンタは立下がりタイミングによるリセット動作が無効とされ、立下がり周期カウンタの計数動作が継続される。これによって立下がり周期カウンタは計数値13hのような計数動作を行なうものとなる。また、ステップS25においては、欠け歯区間生成フラグが「0」であるため、次の立下がりタイミングで立下がり周期カウンタをリセットする。この後にステップS21に戻るものである。
In step S26, since the missing tooth section generation flag is “1”, as shown in FIG. 3B, the reset operation by the falling timing is invalidated in the falling period counter, and the counting operation of the falling period counter is continued. The As a result, the falling period counter performs a counting operation such as the
以上のステップS21〜ステップS26までの制御ステップによって、図3Bの立下がり周期カウンタの計数値13gが得られるものである。
The
このようにして、欠け歯区間を生成した立下がり周期カウンタの計数値13gによってピストン位置信号を生成できるので、燃焼気筒のピストン位置の検出ができると共に、立下がり周期カウンタの計数値13dによって欠け歯部がない状態の等角度間隔毎の周期信号を生成できるので、クランクシャフトの回転速度を高い精度で検出することができるようになるものである。
In this way, the piston position signal can be generated by the
したがって、回転速度を求めるクランク角シグナルプレート、ピストン位置信号を求めるクランク角シグナルプレート、及びこれに対応したクランク角センサを設ける必要がなく、システムの大幅な設計変更、重量増加、センサ用ハーネスの追加、ECUの入力ポートの増設が不要となるため、コストアップを抑えた制御システムを構築できるようになる。 Therefore, there is no need to provide a crank angle signal plate for determining the rotational speed, a crank angle signal plate for determining the piston position signal, and a corresponding crank angle sensor, and a significant system change, weight increase, and addition of a sensor harness Since it is not necessary to increase the input port of the ECU, it is possible to construct a control system that suppresses the increase in cost.
次に本発明の第2の実施形態について図5A、図5Bを用いて説明する。本実施形態では、クランク角センサを2個使用してクランクシャフトの回転速度を検出する例を示すものである。ここで、図2A、図3Aに付した参照番号と同じ参照番号は、同じ構成部品であるのでその説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. In the present embodiment, an example is shown in which two crank angle sensors are used to detect the rotational speed of the crankshaft. Here, since the same reference numerals as those shown in FIGS. 2A and 3A are the same component parts, the description thereof is omitted.
図5Aにあるように、クランク角センサ13の他に、180°対向した位置に第2のクランク角センサ14が配置されている。このクランク角センサ14はクランク角センサ13と同じ構成のものであり、図2Bに示す矩形波13cと同じパターンの矩形波を発生している。
As shown in FIG. 5A, in addition to the
また、図5Bにあるように、ECU33には第2の立下がり周期計測手段39が設けられており、この第2の立下がり計測手段39には第2のクランク角センサ14からの矩形波13cが入力されている。この第2の立下がり周期計測手段39の動作は、第1の立下がり周期計測手段34と同様の計数動作を実行するものである。
Further, as shown in FIG. 5B, the
第1の立下がり周期計測手段34、及び第2の立下がり周期計測手段39の計数値13d、14dは、角度誤差校正手段40に入力されて誤差が校正されている。この誤差を校正して回転速度の計測精度を上げる方法としては、特許文献2で開示されている等分割平均法を用いることができる。等分割平均法は、2個のクランク角センサ13、14の出力信号を互いに比較して自己校正するものであり、検出精度の向上を図ることができる。角度誤差校正手段40の周期信号は回転変動検出計測手段37に入力されて回転速度の変動が求められるようになる。
The count values 13d and 14d of the first falling period measuring means 34 and the second falling period measuring means 39 are input to the angle error calibration means 40, and the error is calibrated. As a method of calibrating this error and increasing the measurement accuracy of the rotational speed, the equal division averaging method disclosed in Patent Document 2 can be used. The equal division averaging method self-calibrates by comparing the output signals of the two
第2の実施形態によれば、等分割平均法を使った角度誤差の校正が可能となり、更に精度が高い回転速度の計測を可能とするものである。 According to the second embodiment, the angle error can be calibrated by using the equal division averaging method, and the rotation speed can be measured with higher accuracy.
以上述べた通り本発明は、クランクシャフトに固定されたシグナルプレートの外周縁の全周に亘って、立上がりタイミングと立下がりタイミングを発生する等角度間隔に形成された第1の所定幅の第1信号歯と、第1信号歯の内の1つ以上の所定数の信号歯を、立下がりタイミングが第1信号歯と同一の角度間隔に設定され、しかも立上がりタイミングが第1信号歯より遅れた角度間隔に設定された、第1の所定幅より短い第2の所定幅を有する第2の信号歯と、第1信号歯と第2信号歯の立下がりタイミングで計数を行なう立下がり周期カウンタの計数値に基づいて等角度間隔毎の周期信号を生成する周期計測手段と、第1信号歯と前記第2信号歯の立上がりタイミングで計数を行なう立上がり周期カウンタの計数値に基づいて、立下がり周期カウンタの計数状態を制御してピストン位置信号を生成するピストン位置計測手段とを備えた、構成とした。 As described above, according to the present invention, the first of the first predetermined width formed at equal angular intervals for generating the rising timing and the falling timing over the entire outer periphery of the signal plate fixed to the crankshaft. The signal teeth and a predetermined number of signal teeth of one or more of the first signal teeth are set at the same angular interval as the first signal teeth, and the rising timing is delayed from the first signal teeth. A second signal tooth having a second predetermined width shorter than the first predetermined width, set at an angular interval, and a falling period counter for counting at the falling timing of the first signal tooth and the second signal tooth Falling on the basis of the count value of a period measuring means for generating a periodic signal for each equiangular interval based on the count value, and a rise period counter for counting at the rise timing of the first signal tooth and the second signal tooth And a piston position measuring means for generating a piston position signal to control the counter reading of the period counter, and a configuration.
これによれば、第1の所定幅を有する第1信号歯と第2の所定幅の第2信号歯を備えることで、欠け歯部に対応したピストン位置信号を生成すると共に、欠け歯部がない状態の等角度間隔毎の周期信号を生成できるので、燃焼気筒のピストン位置の検出ができると共に、クランクシャフトの回転速度を高い精度で検出することができるようになるものである。 According to this, by providing the first signal tooth having the first predetermined width and the second signal tooth having the second predetermined width, the piston position signal corresponding to the missing tooth portion is generated, and the missing tooth portion is Since it is possible to generate a periodic signal for each equiangular interval in a non-existing state, it is possible to detect the piston position of the combustion cylinder and to detect the rotational speed of the crankshaft with high accuracy.
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
10…内燃機関本体、11…クランクシャフト、11a…クランクシャフトプーリ、12…クランク角シグナルプレート、12w…長信号歯、12n…短信号歯、12c、12d…短信号歯領域、12n1…先行側短進行歯、12n2…後行側短進行歯、13…第1のクランク角センサ、14…第2のクランク角センサ、15…ピストン、16…コンロッド、17…カム角シグナルプレート、18…カム角センサ、19…アクセルペダルセンサ、20…アクセルペダル、21…スロットル開度センサ、22…スロットルバルブ、23…エアフロセンサ、24…冷却水温センサ、25…吸入空気温センサ、26…空燃比センサ、27…点火コイル、28…点火プラグ、29…インジェクタ、30…高圧燃料ポンプ、31…EGRバルブ、32…トランスミッション、33…ECU、34…立下がり周期計測手段、35…立上がり周期計測手段、36…欠け歯区間生成手段、37…回転変動計測手段、38…内燃機関の制御手段。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1信号歯の内の1つ以上の所定数の信号歯を、前記立下がりタイミングが前記第1信号歯と同一の角度間隔に設定され、しかも前記立上がりタイミングが前記第1信号歯より遅れた角度間隔に設定された、前記第1の所定幅より短い第2の所定幅を有する第2信号歯と、
前記シグナルプレートの前記第1信号歯と前記第2信号歯の前記立上がりタイミングと前記立下がりタイミングを検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサからの前記第1信号歯と前記第2信号歯の前記立下がりタイミングで計数動作を繰り返す立下がり周期カウンタの計数値に基づいて、等角度間隔毎の周期信号を生成する周期計測手段と、
前記クランク角センサからの前記第1信号歯と前記第2信号歯の前記立上がりタイミングで計数動作を繰り返す立上がり周期カウンタの計数値に基づいて、前記立下がり周期カウンタの計数状態を制御してピストン位置信号を生成するピストン位置計測手段と
を備えていることを特徴とするクランク角度検出装置。 First signal teeth of a first predetermined width formed at equiangular intervals for generating a rising timing and a falling timing over the entire outer periphery of the signal plate fixed to the crankshaft;
The falling timing of one or more predetermined number of signal teeth of the first signal teeth is set at the same angular interval as that of the first signal teeth, and the rising timing is delayed from the first signal teeth. A second signal tooth having a second predetermined width shorter than the first predetermined width, set at an angular interval;
A crank angle sensor for detecting the rising timing and the falling timing of the first signal teeth and the second signal teeth of the signal plate;
Period measurement for generating a periodic signal for each equiangular interval based on the count value of a falling period counter that repeats the counting operation at the falling timing of the first signal tooth and the second signal tooth from the crank angle sensor Means,
Based on the count value of the rising period counter that repeats the counting operation at the rising timing of the first signal tooth and the second signal tooth from the crank angle sensor, the count state of the falling period counter is controlled to control the piston position. A crank angle detecting device comprising piston position measuring means for generating a signal.
前記周期計測手段の前記立下がり周期カウンタは、前記立下がりタイミングに対応して等角度間隔毎に計数を繰り返し、前記ピストン位置計測手段の前記立上がり周期カウンタは、前記立上がりタイミングに対応して計数を繰り返すと共に、
前記ピストン位置計測手段は、前記立上がり周期カウンタによって前記第2信号歯の区間を特定すると共に、前記第2信号歯の前記区間に限って前記立下がり周期カウンタの前記立下がりタイミングによるリセット動作を無効として、前記立下がりカウンタの計数動作を継続する立下がり周期カウンタ制御手段を備えていることを特徴とするクランク角度検出装置。 The crank angle detection device according to claim 1,
The falling period counter of the period measuring means repeats counting at equal angular intervals corresponding to the falling timing, and the rising period counter of the piston position measuring means counts corresponding to the rising timing. Repeat and
The piston position measuring means specifies the section of the second signal tooth by the rising period counter and invalidates the reset operation by the falling timing of the falling period counter only in the section of the second signal tooth. And a falling cycle counter control means for continuing the counting operation of the falling counter.
前記立下がり周期カウンタ制御手段は、前記立上がり周期カウンタの計数値によって前記第2信号歯の前記区間を特定し、前記第2信号歯の前記区間を表す信号に基づいて前記立下がり周期カウンタの前記立下がりタイミングによるリセット動作を無効として、前記立下がりカウンタの計数動作を継続することを特徴とするクランク角度検出装置。 In the crank angle detection device according to claim 2,
The falling period counter control means specifies the section of the second signal tooth based on a count value of the rising period counter, and the falling period counter of the falling period counter based on a signal representing the section of the second signal tooth A crank angle detecting device characterized in that the reset operation at the falling timing is invalidated and the counting operation of the falling counter is continued.
前記第2信号歯は、先行側信号歯と後行側信号歯の2個の信号歯から形成されていることを特徴するクランク角度検出装置。 In the crank angle detection device according to claim 3,
2. The crank angle detecting device according to claim 1, wherein the second signal tooth is formed of two signal teeth, a leading signal tooth and a trailing signal tooth.
前記クランク角センサは、同じ構成の第1クランク角センサと第2クランク角センサからなり、
前記周期計測手段は、前記第1クランク角センサと前記第2クランク角センサに対応した、同じ構成の第1周期計測手段と第2周期計測手段からなり、
前記第1周期計測手段と前記第2周期計測手段からの周期信号は、角度誤差校正手段に入力されて周期信号が校正されることを特徴するクランク角度検出装置。 In the crank angle detection device according to claim 2,
The crank angle sensor comprises a first crank angle sensor and a second crank angle sensor having the same configuration,
The period measuring means comprises first period measuring means and second period measuring means having the same configuration corresponding to the first crank angle sensor and the second crank angle sensor,
The crank angle detection device characterized in that the periodic signals from the first period measuring means and the second period measuring means are input to an angle error calibration means to calibrate the periodic signals.
Priority Applications (1)
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| JP2017015698A JP2018123735A (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Crank angle detection device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023084997A1 (en) | 2021-11-10 | 2023-05-19 | 株式会社神戸製鋼所 | Crankshaft phase measuring device, crankshaft phase measuring method, internal combustion engine control method, crankshaft, and internal combustion engine |
| CN116220902A (en) * | 2022-12-16 | 2023-06-06 | 潍柴动力股份有限公司 | Crankshaft signal reverse connection diagnosis method, controller, system and motor vehicle |
-
2017
- 2017-01-31 JP JP2017015698A patent/JP2018123735A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| WO2023084997A1 (en) | 2021-11-10 | 2023-05-19 | 株式会社神戸製鋼所 | Crankshaft phase measuring device, crankshaft phase measuring method, internal combustion engine control method, crankshaft, and internal combustion engine |
| KR20240058177A (en) | 2021-11-10 | 2024-05-03 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Crankshaft phase measurement device, crankshaft phase measurement method, control method of internal combustion engine, crankshaft and internal combustion engine |
| CN116220902A (en) * | 2022-12-16 | 2023-06-06 | 潍柴动力股份有限公司 | Crankshaft signal reverse connection diagnosis method, controller, system and motor vehicle |
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