JP6916075B2 - 信号異常判定装置、信号異常判定方法、および、プログラム - Google Patents
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Description
矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測する第1計測部と、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出する第1演算部と、
算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する第1判定部と、
矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測する第2計測部と、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出する第2演算部と、
算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する第2判定部と、を備えた構成である。
また、第1演算部は、前回計測されたオン時間に対する、今回計測されたオン時間の割合である第1の割合を算出し、第1判定部は、算出された第1の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定する構成である。
クランク軸の回転速度が一定とした場合であって、クランク軸位置信号に1個のパルス欠落があることに基づいて、矩形パルス信号が生成されたと想定した時における、今回オン時間に対する前回オン時間の割合以上となるように、下限値が予め定められており、当該割合の逆数以下となるように、上限値が予め定められている。
また、第2演算部は、前回計測されたオフ時間に対する、今回計測されたオフ時間の割合である第2の割合を算出し、第2判定部は、算出された第2の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定する構成である。
クランク軸の回転速度が一定とした場合であって、クランク軸位置信号に1個のパルス欠落があることに基づいて、前記矩形パルス信号が生成されたと想定した時における、今回オフ時間に対する前回オフ時間の割合以上となるように、上限値が予め定められるとともに、当該割合の逆数以下となるように、下限値が予め定められている。
前記判定部は更に、
信号異常が発生したと判定した場合、行程判別部により認識された行程をリセットすることができる。また、行程判定部は、信号異常が発生したと判定した場合、エンジンの燃料噴射制御部および点火制御部に対して、特定制御を行わせる構成とすることもできる。信号異常には、クランク軸位置信号におけるパルス信号の欠落、および、クランク軸位置信号における偽パルス信号の発生が含まれる。
矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測するステップと、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出するステップと、
算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定するステップと、
矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測するステップと、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出するステップと、
算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定するステップと、を含む、信号異常判定方法である。
矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測する処理と、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出する処理と、
算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する処理と、
矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測する処理と、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出する処理と、
算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
図1は、エンジン1、および、制御装置100を含む、制御システムの模式的構成図である。エンジン1は、シリンダ2と、シリンダ2内部で上下方向に摺動可能に嵌合されたピストン3とを有する。ピストン3には、コンロッド4の一端側が接続されるとともに、コンロッド4の他端側は、クランクシャフト5に連結される。クランクシャフト5の不図示の変速機側の端部には、回転体であるフライホイール7が回転可能に固定されている。フライホイール7の外周の所定の角度領域には、磁性体でなる突起であるリラクタ20が形成されている。本実施形態では、フライホイール7の外周部に1個のリラクラ20を形成している。
図2は、制御装置100の機能構成図である。制御装置100は、フィードバック制御部120、記憶部130、クランク軸位置信号処理部140、燃料噴射制御部150、および、点火制御部160を有する。本発明の特徴部である、クランク軸位置信号処理部140は、クランク軸位置信号のパルス信号欠落発生判定等の信号異常の判定を行う。
図3は、クランク軸位置信号処理部140の機能構成図である。クランク軸位置信号処理部140は、信号整形部142、計測部144、演算部146、判定部148、および、行程判別部149を有する。
図4は、制御装置100のハードウエア構成図である。制御装置100は、A/D変換器250、CPU200、ROM210、RAM220、フラッシュメモリ230、および、D/A変換器260を有している。A/D変換器250は、スロットル開度センサ26からのスロットル開度信号、電磁ピックアップ22からのクランク軸位置信号、および、O2センサ28からのO2センサ出力信号をアナログ・デジタル変換した信号をCPU200に送る。
図6は動作例を説明するためのフローチャートである。信号整形部142は、クランク軸位置信号に基づいて、矩形パルス信号を生成するので、レベルが低いオフ信号と、レベルが高いオン信号とが繰り返して出力される。そこで、ステップS600において、計測部144は、レベルが高い「オン信号」の継続時間であるオン時間を計測し、ステップS603において、計測部144は、レベルの低いオフ信号の継続時間である「オフ時間」を計測する。
図8は、動作例1の説明図である。動作例1は、前回オン時間T1に対して、今回オン信号T3が極端に長くなって、第1設定条件を満たさなくなった場合の動作例である。前回オン時間T1に対して、今回オン時間T3が極端に長くなった理由は、クランク軸位置信号において、負のスパイク状パルスP1が欠落したことによる(図8(a)参照)。
図9(A)は、動作例2の説明図である。動作例2は、前回オフ時間T2に対して、今回オフ信号T4が極端に長くなって、第2設定条件を満たさなくなった場合の動作例である。動作例2においては、前回オフ時間T2に対して、今回オフ時間T4が極端に長くなった理由は、クランク軸位置信号において、正のスパイク状パルスP2が欠落したことによる(図9A(a)参照)。
図9(B)は、動作例3の説明図である。動作例2は、前回オフ時間T2に対して、今回オフ信号T4が極端に長くなって、第2設定条件を満たさなくなった場合の動作例である。動作例3においては、前回オフ時間T2に対して、今回オフ時間T4が極端に長くなった理由は、クランク軸位置信号において、パルスP3、P4が欠落したことによる(図9B(a)参照)。
図10は、動作例4の説明図である。ノイズ等が乗って「偽パルス信号」が発生した場合の動作例である。図10(a)に示すクランク軸位置信号において、2個の偽パルス信号が生じている。動作例4は、パルス信号欠落ではないが、第1、第2設定条件を満たさなくなった場合の動作例である。
図11は、行程判別部149が行う動作例の説明図である。行程判別部149が、判定部148から送信されるリセット信号を受信すると、行程判別部149は、認識している現行程をリセットし、再度行程判別を行うため行程の判別をリトライする。また、判定部148は、リセット信号の送信と同時に、行程判別済みでないことを示す判別状態信号を燃料噴射制御部150、点火制御部160に送信する。これに応答して、燃料噴射制御部150は、信号整形部142から矩形パルス信号(エンジン回転信号)を受ける毎に、燃料噴射を行い(符号A参照)、これに対して、点火制御部160は、適切なタイミングで点火を行う。
22 電磁ピックアップ
26 スロットル開度センサ
28 O2センサ
40 インジェクタ
45 点火プラグ
100 制御装置
120 フィードバック制御部
130 記憶部
132 プログラム
136 不揮発性記憶エリア
140 クランク軸位置信号処理部
142 信号整形部
144 計測部
146 演算部
148 欠落判定部
149 行程判別部
150 燃料噴射制御部
160 点火制御部
240 ラッチ回路
Claims (12)
- クランク軸の回転に応じて回転する、単一リラクタが外周に設けられた回転体に対して、近接して設置されたピックアップからのクランク軸位置信号に基づいて生成される矩形パルス信号に基づき、信号異常の発生を判定する装置であって、
前記矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測する第1計測部と、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出する第1演算部と、
前記算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する第1判定部と、
前記矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測する第2計測部と、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出する第2演算部と、
前記算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する第2判定部と、を備えた信号異常判定装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記第1演算部は、
今回計測されたオン時間に対する、前回計測されたオン時間の割合である第1の割合を算出し、
前記第1判定部は、
前記算出された第1の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定することを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記第1演算部は、
前回計測されたオン時間に対する、今回計測されたオン時間の割合である第1の割合を算出し、
前記第1判定部は、
前記算出された第1の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定することを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項2または3に記載の装置であって、
前記信号異常は、前記クランク軸位置信号の信号欠落であり、
前記クランク軸の回転速度が一定とした場合であって、前記クランク軸位置信号に1個のパルス欠落があることに基づいて、前記矩形パルス信号が生成されたと想定した時における、今回オン時間に対する前回オン時間の割合以上となるように、前記下限値が予め定められるとともに、当該割合の逆数以下となるように、前記上限値が予め定められていることを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記第2演算部は、
今回計測されたオフ時間に対する、前回計測されたオフ時間の割合である第2の割合を算出し、
前記第2判定部は、
前記算出された第2の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定することを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記第2演算部は、
前回計測されたオフ時間に対する、今回計測されたオフ時間の割合である第2の割合を算出し、
前記第2判定部は、
前記算出された第2の割合が下限値と上限値との間に収まらない場合、信号異常が発生したと判定することを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項5または6に記載の装置であって、
前記信号異常は、前記クランク軸位置信号の信号欠落であり、
前記クランク軸の回転速度が一定とした場合であって、前記クランク軸位置信号に1個のパルス欠落があることに基づいて、前記矩形パルス信号が生成されたと想定した時における、今回オフ時間に対する前回オフ時間の割合以上となるように、前記上限値が予め定められるとともに、当該割合の逆数以下となるように、前記下限値が予め定められていることを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6および7の内のいずれか一項に記載の装置であって、
エンジンの行程を判別する行程判別部をさらに備え、
前記第1判定部および前記第2判定部は更に、
信号異常が発生したと判定した場合、前記行程判別部により認識された行程をリセットすることを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項8に記載の装置であって、
前記第1判定部および前記第2判定部は、
信号異常が発生したと判定した場合、前記行程判別部により認識された行程をリセットすると同時に、行程判別済でないことを示す判別状態信号を燃料噴射制御を行う燃料噴射制御部と点火制御を行う点火制御部に送信する機能を含み、
前記行程判別済となるまで、前記判別状態信号を受信した燃料噴射制御部により前記矩形パルス信号が生成される毎に燃料噴射が行われるとともに、前記点火制御部により当該燃料噴射に対応して点火が行われる、ことを特徴とする信号異常判定装置。 - 請求項1、2、3、5、6、8および9の内のいずれか一項に記載の装置であって、
前記信号異常には、
前記クランク軸位置信号におけるパルス信号の欠落、および、前記クランク軸位置信号における偽パルス信号の発生が含まれることを特徴とする信号異常判定装置。 - クランク軸の回転に応じて回転する、単一リラクタが外周に設けられた回転体に対して、近接して設置されたピックアップからのクランク軸位置信号に基づいて生成される矩形パルス信号に基づき、信号異常の発生を判定する方法であって、
前記矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測するステップと、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出するステップと、
前記算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定するステップと、
前記矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測するステップと、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出するステップと、
前記算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定するステップと、を含む、信号異常判定方法。 - クランク軸の回転に応じて回転する、単一リラクタが外周に設けられた回転体に対して、近接して設置されたピックアップからのクランク軸位置信号に基づいて生成される矩形パルス信号に基づき、信号異常の発生を判定するためのプログラムであって、
前記矩形パルス信号においてレベルが高いオン信号の継続時間であるオン時間を計測する処理と、
今回計測されたオン時間と前回計測されたオン時間とに基づく第1の割合を算出する処理と、
前記算出された第1の割合が第1設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する処理と、
前記矩形パルス信号においてレベルが低いオフ信号の継続時間であるオフ時間を計測する処理と、
今回計測されたオフ時間と前回計測されたオフ時間とに基づく第2の割合を算出する処理と、
前記算出された第2の割合が第2設定条件を満たさない場合、前記クランク軸位置信号の信号異常が発生したと判定する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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