JP6332069B2 - センサ信号処理装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、第1実施形態のECU1には、クランク角センサ3からのクランク角信号(以下、NE信号という)Saが入力される。NEは、「Number of Engine Speed」の略である。更に、ECU1には、筒内圧センサ(CPS:Cylinder Pressure Sensor)5からのセンサ信号(以下、CPS信号という)Scが入力される。筒内圧センサ5は、エンジンの気筒内圧(詳しくは気筒内の圧力)を検出して、その気筒内圧を表すアナログのCPS信号Scを出力する。
〈逓倍周期算出処理〉
CPU45は、NE信号SbにNEエッジが発生する毎に、図2の逓倍周期算出処理を行うことで、逓倍周期算出部51として機能する。
CPU45は、NE信号SbにNEエッジが発生する毎に、図2の逓倍周期算出処理に続いて、図3の取得情報算出処理を行うことにより、取得情報算出部52として機能する。但し、マイコン11が起動してから図2の逓倍周期算出処理が最初に実行された場合には、実際の逓倍周期Tmが未だ算出されていないため、図3の取得情報算出処理は実行されない。
そして、CPU45は、S230にて、キューボトムに1を加算する。
尚、時刻キュー(キューボトム)は、時刻キューの各位置のうち、キューボトムが示す位置のことである。同様に、チャンネルキュー(キューボトム)は、チャンネルキューの各位置のうち、キューボトムが示す位置のことである。そして、図3において、「ch」は「チャンネル」の略であり、このことは他の図においても同様である。
そして、CPU45は、ループカウンタLCの値が逓倍率未満であれば(S260:NO)、S230に戻る。また、CPU45は、ループカウンタLCの値が逓倍率以上であれば(S260:YES)、S270に進む。
CPU45は、次のS290にて、時刻キュー(キュートップ)に格納されている時刻を、取得時刻として設定し、チャンネルキュー(キュートップ)に格納されているチャンネル番号を、取得チャンネルとして設定する。
〈信号取得処理〉
フリーラン時刻が取得時刻と一致すると、CPU45は、図5の信号取得処理を行うことにより、信号取得部54として機能する。
CPU45は、図5の信号取得処理に続いて、図6の取得時刻設定処理を行うことにより、取得時刻設定部53として機能する。
次に、CPU45が上記各処理を行うことによる作用の具体例を、図7を用いて説明する。尚、図7は、「逓倍率=4」で「逓倍角=10°/4=2.5°」である場合の一例を示している。
時刻t05でCPU45が図2の逓倍周期算出処理を実行した場合には、時刻t01がNE時刻前回として記憶され、時刻t05がNE時刻今回として記憶される(図2のS110)。そして、「時刻t05−時刻t01」の値(この例では0.6ms)が、NE周期Tneとして算出され(図2のS120)、そのNE周期Tneを逓倍率(=4)で割った値(この例では0.15ms)が、逓倍周期Tmとして算出される(図2のS130)。
その場合、図7に示すように、NE時刻前回としての時刻t01から前述の遅延時間Td(この例では1.2ms)だけ後の時刻t1が、基準時刻として算出される(図3のS210)。そして、図3におけるS220〜S260の処理により、時刻t1と、その時刻t1から逓倍周期Tm(=0.15ms)ずつ後の3個(=「逓倍率−1」個)の各時刻t2,t3,t4とが、時刻キューの1番目(1)から4番目(4)の各位置に順次格納される(図4参照)。また、チャンネルキューの1番目(1)から4番目(4)の各位置には、第1チャンネルの番号が格納される。
ECU1では、筒内圧センサ5から入力されるCPS信号Scを、AAF21、LPF23及びAPF25からなる遅延手段により、NEエッジの発生時間間隔の最大値よりも長い遅延時間Tdf1だけ遅延させている。そして、NEエッジが発生したタイミング間を逓倍率で等分した各タイミングを、遅延時間Tdf1と同じ遅延時間Tdだけ遅らせた各タイミング(例えば図7の時刻t2,t3,t4)において、遅延後のCPS信号Sdの値を取得している。
〈1次APFの係数毎の「周波数−遅延時間」特性〉
図8のグラフは、横軸を周波数、縦軸を遅延時間にして、APFの係数A毎の特性を示す。1次のAPFの伝達関数は下記式2の通りであり、係数Aは、伝達関数の係数Aである。
図9のグラフは、横軸を係数A、縦軸を遅延時間にして、APFの次数毎の特性を示す。次数は、式2の伝達関数を掛け合わせる回数である。
図10のグラフは、横軸を次数、縦軸を遅延時間にして、APFの係数A毎の特性を示す。図10のように、次数の増加に伴って遅延時間が増加する。
図11のグラフは、横軸を周波数、縦軸をゲインにして、各種フィルタ(AAF、LPF、APF、TOTAL)の特性の例を示す。尚、TOTALは、AAFとLPFとAPFとの合計値である。
〈各種フィルタの遅延時間特性〉
図12のグラフは、横軸を周波数、縦軸を遅延時間にして、各種フィルタ(AAF、LPF、APF、TOTAL)の特性の例を示す。TOTALは、AAFとLPFとAPFとの合計値である。そのTOTALの遅延時間が、必要な遅延時間以上で、かつ、使用周波数域の遅延時間が一定となるように、各フィルタの係数Aと次数を選択すれば良い。尚、図12の例ではTOTALの遅延時間が1308μsに設定されている。
次に、第2実施形態のECUについて説明するが、第1実施形態と同様の構成要素や処理については、第1実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。
《1》APF25に代えて、2つのAPF25−1,25−2を備える。
図15に示す第3実施形態のECU71は、第2実施形態のECU57と比較すると、下記《3》〜《6》の点が異なる。
図16の信号取得処理は、図5の信号取得処理と比較すると、A/D変換器48を起動するためのS310,S320が削除されている。また、図16のS610は、図5のS330と同じ判定を行う処理であり、図16のS640は、図5のS360と同じ処理である。
例えば、CPS信号クランク角をRAM47に格納する処理は省略しても良い。RAM47におけるCPS信号値の記憶順から、そのCPS信号値がどのクランク角での信号値であるかが識別可能であるからである。また、NEエッジの発生タイミングでのCPS信号値については、故意に遅延させていないCPS信号(例えばLPF23から出力されるCPS信号)をNEエッジの発生タイミングで取得するようにしても良い。また、センサ信号は、CPS信号以外(例えばインジェクタの燃料圧センサからの信号等)でも良い。
Claims (6)
- エンジンのクランク軸が所定角度回転する毎に所定方向のパルスエッジが発生するクランク角信号と、前記クランク角信号とは別のセンサ信号と、を入力するセンサ信号処理装置(1,57,71)であって、
当該センサ信号処理装置に入力される前記センサ信号を、前記クランク角信号に前記パルスエッジが発生する時間間隔よりも長い所定の遅延時間だけ遅延させ、その遅延後のセンサ信号を出力する遅延手段(21,23,25,25−1,25−2,73,75−1,75−2)、を備え、
前記クランク角信号に前記パルスエッジが発生したタイミング間を等分した各タイミングを、前記遅延時間だけ遅らせた各タイミングにおいて、前記遅延手段から出力される前記センサ信号の値を取得すること、
を特徴とするセンサ信号処理装置。 - 請求項1に記載のセンサ信号処理装置において、
前記クランク角信号に前記パルスエッジが発生する毎に、前記パルスエッジの発生時間間隔を計測すると共に、その計測した発生時間間隔を所定数で割った時間を、逓倍周期として算出し、更に、前記パルスエッジが前回発生したタイミングと、そのタイミングから前記逓倍周期ずつ後の各タイミングとに、それぞれ前記遅延時間を加算した各タイミングを、取得タイミングとして算出する算出手段(S110〜S130,S210〜260)と、
前記遅延手段から出力される前記センサ信号の値を、前記算出手段により算出された前記各取得タイミングにおいて取得する取得手段(S310〜S350,S610〜S630)と、
を備えることを特徴とするセンサ信号処理装置。 - 請求項2に記載のセンサ信号処理装置において、
前記遅延手段(21,23,25−1,25−2,73,75−1,75−2)は、当該センサ信号処理装置に入力される前記センサ信号を、複数通りの異なる遅延時間だけ遅延させて、その遅延時間が異なる各センサ信号をそれぞれ出力するように構成されており、
前記エンジンの回転速度に応じて、前記複数通りの遅延時間の何れかを、前記算出手段が前記取得タイミングを算出するために使用する前記遅延時間として選択し、その選択した遅延時間を前記算出手段に使用させると共に、前記遅延手段から出力される前記各センサ信号のうち、前記選択した遅延時間だけ遅延されて出力されるセンサ信号の値を前記取得手段に取得させる選択手段(S510〜S550)、を備えること、
を特徴とするセンサ信号処理装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載のセンサ信号処理装置において、
前記遅延手段はフィルタであること、
を特徴とするセンサ信号処理装置。 - 請求項4に記載のセンサ信号処理装置において、
前記フィルタとして、オールパスフィルタ(25,25−1,25−2,75−1,75−2)を備えること、
を特徴とするセンサ信号処理装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載のセンサ信号処理装置において、
前記センサ信号は、前記エンジンの気筒内圧を検出するセンサ(5)からの信号であること、
を特徴とするセンサ信号処理装置。
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