JP2942618B2 - 内燃機関の周期的に変動する量を検出する装置 - Google Patents
内燃機関の周期的に変動する量を検出する装置Info
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Description
置に関し、さらに詳細には周期的に変動する出力信号を
出力するセンサを用いて内燃機関の周期的に変動する量
を検出する装置に関する。
転数、吸気管圧力あるいは吸気量などは内燃機関の動作
サイクルにおいて変動するほぼ連続的な量であることが
知られている。従来の内燃機関の制御においては正確さ
に対して余り大きな要求がなされておらず、この測定量
の平均値を処理している。この平均値は長く連続する時
間的な平均値に相当する。しかし最近の内燃機関の制御
においては、例えば点火、噴射などに関してマップ値制
御を行う制御装置においては、これらの値を正確かつ迅
速に検出することが必要とされる。
負圧あるいは内燃機関の軸の回転数を比較的速く検出す
ることのできる装置が、ドイツ特許公開公報DE−OS3223
328に記載されている。この装置においては回転数ない
し圧力は点火間隔毎に1回点火に同期して測定され、そ
のようにして得られた回転数ないし圧力の瞬間値から平
均値が算出される。しかし周期的に変動する量の位相が
ずれる場合には、DE−OS3223328に記載されている装置
を用いると平均値の形成に誤差が生じる。
に変動する出力信号を出力するセンサを用いて内燃機関
の周期的に変動する量を検出する装置において、センサ
の出力信号が中心周波数を変化させることができる帯域
消去フィルタに入力され、帯域消去フィルタの出力信号
が次の処理に用いられることを特徴とする内燃機関の周
期的に変動する量を検出する構成を採用した。
比べて次のような利点を有する。すなわち帯域消去フィ
ルタで周期的に変動する量をフィルタリングすることに
よって、周期的に変動する量の平均値を動的に可能なか
ぎり良好に示す信号が得られる。帯域消去フィルタの中
心周波数はそれぞれの要請に合わせられているので、周
期的に変動する量のどの周波数領域においても誤差のな
い平均値が得られる。
載の装置の好ましい実施例が得られる。
する。
型帯域消去フィルタが符号10で示されており、同フィル
タにはセンサから供給される信号Uistが印加される。符
号11で示すものはフィルタ制御装置であって、これにも
信号Uistが入力される。フィルタ制御装置において信号
Uistから所定の信号が形成される。この所定の信号は適
応型帯域消去フィルタ10に入力され、その帯域中心をセ
ンサ出力信号Uistに従って変化させる。
イクルにおいて周期的に変動する量、例えば軸の回転
数、吸気管圧力あるいは吸気量である。第1図において
はこの量を検出するセンサが符号12で示されている。
タリングされた出力信号Umessが発生する。この出力信
号は周期的に変動する量の平均値に可能なかぎり良好に
動的に対応する特性を示し、以下の処理に用いられる。
転数である場合には、センサ12としては任意の回転数セ
ンサ、例えばタコジュレータあるいは出力信号がUistと
なる周波数電圧変換器を備えたインクリメントカウンタ
ないしインクリメントセンサが用いられる。インクリメ
ントセンサは内燃機関の軸と結合されたインクリメント
ホイールの増分を検出する。
サ12は吸気管内に配置された圧力センサである。測定量
が吸気量である場合も、内燃機関の吸気管内に配置され
た空気量センサが用いられる。
に説明する。
には点火周波数は20Hzである。例えばタコジュレータあ
るいはインクリメントセンサで測定したアナログ回転数
によってセンサの出力電圧Uistが形成され、この出力信
号Uistが帯域消去フィルタ10に入力される。この場合に
は帯域消去フィルタ10の帯域中心は、帯域中心が20Hzに
調節されるように設定される。2次の帯域消去フィルタ
に相当する帯域消去フィルタのQ値はQ=0.5と非常に
小さく選択されているので、ノイズ周波数が例えば20Hz
であった場合に、帯域中心が18〜20Hzの範囲にある場合
でも周期的変動を十分に減衰することができる。それに
よってフィルタ適応制御に誤差がある場合にも、特に急
激に回転数が変化した場合でも、ノイズを確実に抑圧す
ることができる。帯域消去フィルタのQ値は必ずしもQ
=0.5である必要はなく、それぞれ発生する状況に合わ
せることができる。フィルタ消去領域が広いことによっ
て回転数の変動がフィルタリング制御に与える影響は極
めて少なく、ノイズパルスを確実に抑圧することができ
る。
与の条件に合わせて変化できることである。なお、帯域
中心周波数は回転数ないし点火周波数に従って変化させ
適応制御される。
合には、フィルタの適応制御を行わないようにすること
もできる。その場合は分当り約700回転±分当り100回転
の動作領域となる。その場合には帯域消去フィルタのQ
値は、この動作領域において回転数変動を十分に減衰す
ることのできるように選択される。
ルタを使用することによって、十分な減衰が可能とな
り、かつ回転数の平均値を動的に良好に示すことのでき
る回転数信号を出力することができる。
性とステップ応答特性が示されており、第3図には比較
のために2次の適応型ローパスフィルタの周波数特性と
ステップ応答特性が示されている。第2図と第3図にお
いては、それぞれ減衰量(デシベルdB)と位相のずれφ
(度)が周波数(Hz)に関して記入されている。さら
に、ステップ応答特性がどの時間特性(t)で終端値1
に達するかが図示されている。なお、第2図に記載され
たローパスフィルタの特性は、文献「Tietze−Schenk,H
alpleiterschaltungstechnik第3版、1976、第14〜第15
頁」にローパスフィルタの「ボード図(Bode−Diagram
m)」ないし(矩形波特性(Rechteckverhalten)」とし
て記載されている。
波数の減衰量は16dBより大きい。位相ずれは適応型ロー
パスフィルタの場合には5Hzでマイナス62度であり適応
型帯域消去フィルタでは同一周波数でマイナス30度とな
る。そのことから明らかなように、帯域消去フィルタを
用いてフィルタリングするとローパスフィルタによるフ
ィルタリングに比べて位相ずれの上で著しい利点を有す
る。帯域消去フィルタの中心周波数の適応制御によっ
て、回転数が上昇するにつれて位相のずれが減少する。
することができる。その場合にアナログのハードウエア
で形成する場合には「スイッチドキャパシタ」素子で形
成することができる。その場合には帯域中心周波数は制
御信号によって容易に変化させることができる。
を中心周波数を変化させることができる帯域消去フィル
タに入力するようにしているので、帯域消去フィルタで
周期的に変動する量をフィルタリングすることによっ
て、周期的に変動する量の平均値を動的に可能なかぎり
良好に示す信号が得られる。
第2図は2次の適応型帯域消去フィルタの周波数特性と
ステップ応答特性を示す線図、第3図は適応型ローパス
フィルタの周波数特性とステップ応答特性を示す線図で
ある。 10……帯域消去フィルタ 12……センサ
Claims (8)
- 【請求項1】周期的に変動する出力信号を出力するセン
サを用いて内燃機関の周期的に変動する量を検出する装
置において、 センサの出力信号が中心周波数を変化させることができ
る帯域消去フィルタに入力され、帯域消去フィルタの出
力信号が次の処理に用いられることを特徴とする内燃機
関の周期的に変動する量を検出する装置。 - 【請求項2】帯域消去フィルタの中心周波数が、点火周
波数あるいは他のノイズ源の周波数に従って変化される
ことを特徴とする請求項第1項に記載の装置。 - 【請求項3】帯域消去フィルタの中心周波数が先行の回
転数に従って変化されることを特徴とする請求項第1項
に記載の装置。 - 【請求項4】帯域消去フィルタの中心周波数が、点火周
波数と等しい値に設定されることを特徴とする請求項第
1項に記載の装置。 - 【請求項5】帯域消去フィルタのQ値がほぼQ=0.5で
あることを特徴とする請求項第1項から第4項のいずれ
か1項に記載の装置。 - 【請求項6】帯域消去フィルタのQ値が調節可能である
ことを特徴とする請求項第1項から第4項のいずれか1
項に記載の装置。 - 【請求項7】周期的に変動する量が内燃機関の軸の回転
数であって、センサとして内燃機関の軸と結合されたイ
ンクリメントホイールの増分を検出するインクリメント
センサが用いられることを特徴とする請求項第1項から
第6項のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項8】周期的に変動する量が内燃機関の吸気管圧
力であって、センサとして吸気管内に圧力センサが設け
られることを特徴とする請求項第1項から第6項のいず
れか1項に記載の装置。
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