JP5561283B2 - センサ信号の処理装置 - Google Patents
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Description
そして、クランク角度算出手段により算出されたピーク値とプレイグニッション判定値とを比較してプレイグニッションが発生したことを判定する判定手段を設けたので、プレイグニッションの判定に必要なクランク角度の判定期間においてクランク角度区間毎に1回の判定を行うことでプレイグニッション状態の有無を判定することができる。また、これにより、判定期間が終了する前でも、クランク角度区間毎に得られるピーク値の大きさがプレイグニッション判定値を超えていれば判定期間が終了するのを待たずにプレイグニッション状態の判定をすることができる。
さらに、判定手段により、センサ信号のピーク値をプレイグニッション判定値と比較して判定する際に、ピーク値検出時のクランク角度が気筒の点火時点以前に相当するときには第1のプレイグニッション判定値で、点火時点よりも後に相当するときには第1のプレイグニッション判定値とは異なる第2のプレイグニッション判定値で判定を行うようにしたので、点火時期の前後でプレイグニッション判定値を適切なしきい値に設定することで正確な判定処理を行うことができる。
請求項2および3に記載のセンサ信号の処理装置によれば、判定手段により、ピーク値検出時のクランク角度が判定期間のうちのエンジンのノック状態を検出するノック判定期間と重複する期間となる場合には、ノック判定値よりも高い値に設定された第3のプレイグニッション判定値とピーク値との比較でプレイグニッションの判定を行い、プレイグニッション状態が判定されないときに、ノック判定値とピーク値との比較でノック判定を行うようにしたので、複数の判定が必要となるクランク角度の範囲においてもそれぞれについて確実に判定を行うことができる。
図1はセンサ信号処理装置であるECU(electronic control unit)1の電気的な全体構成を示すもので、図示しないエンジンに装着された振動センサ2およびクランク角度を検出するNE(number of engine speed)センサ3から信号を入力する。
PC=RAMd+RAMb/RAMc×CRANK
このようにピークホールドした振幅センサ2の値のクランク角度を求めると、マイコン4は、RAM6fの記憶領域dの値にCRANKの値を加算することで更新し(RAMd←RAMd+CRANK)(A20)、続いてピークホールド発生フラグをリセットして(P/H←FALSE)(A21)処理を終了する。
第1に、上記構成では、振動センサ2のセンサ信号から異常燃焼状態であるプレイグを判定するために、一定のクランク角度の判定期間として例えば−20°CA〜+20°CAにおいて、一定のサンプリング周期例えば10μs毎にA/D変換回路6aによりデジタル信号に変換し、得られたデジタルのセンサ信号についてピークホールド回路6eによりピーク値を検出し、得られたピーク値のクランク角度を角度算出部6hにおいてカウンタ6gのカウント値から算出し、得られたピーク値についてCPU5によりクランク角度区間毎にプレイグ判定値と比較してプレイグの発生を判定するようにした。これにより、1回の点火について設定された判定期間中に、クランク角度区間毎にプレイグ判定を行なうことでRAMに対する記憶容量を低減させると共に、判定回数も減らしながら確実にプレイグ判定を行うことができる。また、判定期間が終了していなくてもクランク角度区間毎にプレイグ判定を行うので、迅速にプレイグ状態の検出をすることができる。
第7に、AD変換回路6aは、振動センサ2のセンサ信号をAD変換する際のサンプリング周期を外部から設定変更可能に構成されているので、センサの特性や信号の性質に応じて適切なサンプリング周期を設定してAD変換処理を行うことができる。
第9に、AD変換手段によりデジタル信号に変換されたセンサ信号のノイズを除去するデジタルフィルタ6cを設けたので、AD変換後にノイズを除去した上でピーク値を検出することができ、より正確なピーク値のデータを取得することができる。
第11に、検出回路6と通信インターフェイス7およびCPU5を1個の半導体素子に一体に形成する構成としたので、全体として回路面積を小さくし、且つ信号処理も短い距離で迅速に行うことができる。
第12に、CPU5により、NEセンサ3の検出信号からクランク角度に同期して生成した判定期間の情報が正常に入力されているか否かを監視するようにしたので、振動センサ2の検出信号のピーク値検出動作の信頼性の向上を図ることができる。
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
上記実施形態においては、全波整流回路6b、デジタルフィルタ6c、積分回路6dを設ける構成としたが、これに限らず、それぞれを選択的に設けることもできるし、いずれも設けない構成とすることもできる。
NEセンサ3は、パルス信号を出力するものに限定するものではなく、クランク角度に同期した信号を出力する構成であれば良い。また、NEセンサ3のエッジについては、立ち上り、立ち下りのいずれでクランク角度区間を設定するようにしても良い。
図4に示した判定処理では、ノック判定処理も同時に行うようにしているが、ノック判定処理は別の処理プログラムによって実施しても良いし、ノック判定処理は実施しない場合にも適用できる。
検出回路6とCPU5との間では、通信インターフェイス7を設ける構成としているが、必要に応じて設ければ良い。
CPU5を備えたマイコン4によりピーク値検出の処理をソフト的に行う構成としているが、ロジック回路などによりハード的に検出する構成とすることもできる。
AD変換回路6aによるAD変換のサンプリング周期TADCは10μsecに設定しているが、これ以外のサンプリング周期に設定することができる。
クランク角度区間CRANKをクランク角度10°CAに設定したが、これよりも狭い角度区間でも良いし、広い角度区間でも良い。
実施形態では、プレイグ判定処理をクランク角度10°CA毎に実施する場合で説明したが、20°CA毎でも良いし、プレイグ判定期間終了後(例えばATDC20°CA)に1回でも良い。
計時手段は、一定時間毎にカウントするカウンタ6gを用いる構成としたが、実際の時刻あるいは時間を測定する時計を用いる構成としても良い。また判定値A>B>C>Dの関係性を変えることもできる。
Claims (12)
- エンジンの気筒内の燃焼状態を検出するセンサが出力するアナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
クランク角を検出するセンサ信号からクランク角度に同期した判定期間を生成する判定期間設定手段と、
前記判定期間を複数のクランク角度区間に分割設定するクランク角度区間設定手段と、
前記複数のクランク角度区間内における経過時間を計測する計時手段と、
前記AD変換手段から出力される前記センサ信号のデータを入力し、前記複数のクランク角度区間毎にピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記複数のクランク角度区間毎のピーク値検出時のクランク角度を、前記計時手段による前記ピーク値検出時までの経過時間から算出するクランク角度算出手段と、
前記ピーク値検出手段により検出されたピーク値および前記クランク角度算出手段により算出されたクランク角度を記憶する記憶手段と、
前記ピーク値検出手段により検出された前記ピーク値とプレイグニッション判定値とを比較してプレイグニッションが発生したことを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記センサ信号のピーク値を前記プレイグニッション判定値と比較して判定する際に、前記ピーク値検出時のクランク角度が気筒の点火時点以前に相当するときには第1のプレイグニッション判定値で、点火時点よりも後に相当するときには前記第1のプレイグニッション判定値とは異なる第2のプレイグニッション判定値で判定を行うことを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記判定手段は、前記ピーク値検出時のクランク角度が前記判定期間のうちのエンジンのノック状態を検出するノック判定期間と重複する期間となる場合には、ノック判定値よりも高い値に設定された第3のプレイグニッション判定値と前記ピーク値との比較でプレイグニッションの判定を行い、プレイグニッション状態が判定されないときに、前記ノック判定値と前記ピーク値との比較でノック判定を行うことを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - エンジンの気筒内の燃焼状態を検出するセンサが出力するアナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
クランク角を検出するセンサ信号からクランク角度に同期した判定期間を生成する判定期間設定手段と、
前記判定期間を複数のクランク角度区間に分割設定するクランク角度区間設定手段と、
前記複数のクランク角度区間内における経過時間を計測する計時手段と、
前記AD変換手段から出力される前記センサ信号のデータを入力し、前記複数のクランク角度区間毎にピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記複数のクランク角度区間毎のピーク値検出時のクランク角度を、前記計時手段による前記ピーク値検出時までの経過時間から算出するクランク角度算出手段と、
前記ピーク値検出手段により検出されたピーク値および前記クランク角度算出手段により算出されたクランク角度を記憶する記憶手段と、
前記ピーク値検出手段により検出された前記ピーク値とプレイグニッション判定値とを比較してプレイグニッションが発生したことを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記ピーク値検出時のクランク角度が前記判定期間のうちのエンジンのノック状態を検出するノック判定期間と重複する期間となる場合には、ノック判定値よりも高い値に設定された第3のプレイグニッション判定値と前記ピーク値との比較でプレイグニッションの判定を行い、プレイグニッション状態が判定されないときに、前記ノック判定値と前記ピーク値との比較でノック判定を行うことを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記クランク角度算出手段は、前記複数のクランク角度区間毎のピーク値検出時のクランク角度を、クランク角度区間の時間に対して前記計時手段により計時される前記ピーク値検出時までの経過時間の割合から比例配分により算出することを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記クランク角度算出手段は、前記クランク角度区間の開始時点で前記計時手段をリセットさせ、前記ピーク値検出時までの前記計時手段の計時時間を経過時間として取得することを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段は、前記センサ信号を所定のサンプリング周期でAD変換するように構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段は、前記センサ信号をAD変換する際のサンプリング周期を外部から設定変更可能に構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段によりデジタル信号に変換されたセンサ信号のノイズを除去するデジタルフィルタを設け、
前記ピーク値検出手段は、前記AD変換手段から出力される前記センサ信号を前記デジタルフィルタを介した上で入力することを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段によりデジタルデータに変換された前記センサ信号を積分する積分回路を設け、
前記ピーク値検出手段は、前記AD変換手段から出力される前記センサ信号を前記積分回路を介した上で入力することを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段によりデジタルデータに変換されたセンサ信号を全波整流する整流手段を設け、
前記ピーク値検出手段は、前記AD変換手段から出力される前記センサ信号を前記全波整流手段を介した上で入力することを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記AD変換手段、前記判定期間設定手段、前記角度区間設定手段、前記計時手段、前記ピーク値検出手段、前記クランク角度取得手段は、これらを一体にした半導体装置として形成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記クランク角度に同期して生成した判定期間の情報が正常に入力されているか否かを監視する監視手段を設けたことを特徴とするセンサ信号の処理装置。
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