JP7428534B2

JP7428534B2 - 回転数算出装置

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Publication number: JP7428534B2
Application number: JP2020025908A
Authority: JP
Inventors: 里志古橋; 光夫村岡; 伸明竹尾; 明史池田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: CN113279875A; CN113279875B; US20210254569A1; US11187170B2; JP2021131047A

Description

本発明は、エンジンの回転数を算出する回転数算出装置に関する。

従来、パルス信号の発生間隔に基づいてエンジン回転数を算出し、算出されたエンジン回転数を所定周期で車載ネットワークに送信するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、送信データの抜けや重複を低減するため、パルス信号の発生間隔が変化する度に送信周期を変更する。

特開２００７－２２８３３８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置のようにパルス信号の発生間隔の変化に応じて送信周期が変更されると、例えば送信周期に基づいて不正信号の検出や接続機器の健全性の判定などを行う場合に、これらの判定を安定して行うことが困難である。したがって、送信周期の変更を伴わずにエンジン回転数の算出精度を向上することが望ましい。

本発明の一態様である回転数算出装置は、エンジンの回転角度を検出する検出部と、検出部により所定角度が検出される度に、エンジンが所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出する算出部と、算出部により算出されたエンジン回転数が閾値以下の低回転領域であるか閾値を超える高回転領域であるかを判定する判定部とを備える。算出部は、判定部によりエンジン回転数が低回転領域であると判定されると、検出部により第３所定角度が検出される度に、エンジンが第１所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出し、判定部によりエンジン回転数が高回転領域であると判定されると、検出部により第３所定角度より大きい第４所定角度が検出される度に、エンジンが第１所定角度より小さい第２所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出する。

本発明によれば、エンジン回転数の算出精度を向上することができる。

本発明の実施形態に係る回転数算出装置が適用されるエンジンおよびその周辺の構成の一例を概略的に示す図。図１のエンジンの内部の要部構成を概略的に示す図。本発明の実施形態に係る回転数算出装置の構成の一例を概略的に示すブロック図。図３の回転数算出部がエンジン回転数を算出するときのサンプリング時間に対応するクランクシャフトの回転角度およびクランクパルス数について説明するための図。図３の回転数算出部がエンジン回転数を算出するときの算出周期に対応するクランクシャフトの回転角度およびクランクパルス数について説明するための図。図４Ａのサンプリング時間および図４Ｂの算出周期について説明するためのタイムチャート。図３の領域判定部による領域判定について説明するためのタイムチャート。本発明の実施形態に係る回転数算出装置により実行される処理の一例を示すフローチャート。図３の領域判定部による領域判定処理の一例を示すフローチャート。１０００ｒｐｍ付近での、図３の回転数算出部がエンジン回転数を算出するときの算出頻度向上による算出精度向上効果について説明するためのタイムチャート。２０００ｒｐｍ付近での、図９Ａと同様のタイムチャート。

以下、図１～図９Ｂを参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る回転数算出装置は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの回転駆動力を発生させるエンジンに適用される。

図１は、本発明の実施形態に係る回転数算出装置が適用されるエンジン１およびその周辺の構成の一例を概略的に示す図である。エンジン１は、不図示の車両に搭載され、例えば４つの気筒を有する火花点火式の４サイクルエンジンとして構成される。図１に示すように、エンジン１には、エンジン１に吸い込まれる吸入空気（吸気）が通過する吸気通路２と、エンジン１で燃焼した排気ガスが通過する排気通路３とが接続される。

吸気通路２には、エアクリーナ（不図示）を介して吸入された吸気量を調整するスロットルバルブ４と、スロットルバルブ４を通過した吸気を複数の気筒に分配する吸気マニホルド５とが設けられる。スロットルバルブ４の上流側には、吸気の流量を検出する吸気量センサ６が設けられる。

排気通路３には、エンジン１の複数の気筒から排出された排気ガスを集合する排気マニホルド７と、排気マニホルド７の下流で排気ガスを浄化する触媒装置８とが設けられる。排気マニホルド７の下流側には、触媒装置８の上流側で空燃比を検出するＬＡＦセンサ９が設けられる。

図２は、エンジン１の内部の要部構成を概略的に示す図である。図２に示すように、エンジン１は、複数のシリンダ（気筒）１０が形成されるシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部を覆うシリンダヘッド１２とを有する。シリンダヘッド１２には、吸気通路２に連通する吸気ポート１３と、排気通路３に連通する排気ポート１４とが設けられる。吸気ポート１３には吸気ポート１３を開閉する吸気バルブ１５が設けられ、排気ポート１４には排気ポート１４を開閉する排気バルブ１６が設けられる。吸気バルブ１５と排気バルブ１６とは動弁機構（不図示）により開閉駆動される。

各シリンダ１０には、シリンダ１０内を摺動可能にピストン１７が配置され、ピストン１７に面して燃焼室１８が形成される。エンジン１には、燃焼室１８を臨むようにインジェクタ１９が設けられ、インジェクタ１９から燃焼室１８に燃料が噴射される。さらにエンジン１には点火プラグ２０が設けられ、燃焼室１８内の燃料と空気の混合気は、点火プラグ２０により点火される。燃焼室１８内で混合気が燃焼（爆発）すると、シリンダ１０の内壁に沿ってピストン１７が往復動し、コンロッド２１を介してクランクシャフト２２が回転する。

このようなエンジン１には、クランクシャフト２２の回転角度θおよびエンジン回転数ＮＥを検出する電磁ピックアップ式または光学式のクランク角センサ２３（図１）が設けられる。クランク角センサ２３は、エンジン回転に応じ、クランクシャフト２２（エンジン１）が所定角度θ０（例えば、６°）回転する度にパルス信号を出力する。

図３は、本発明の実施形態に係る回転数算出装置１００の構成の一例を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、回転数算出装置１００は、エンジン１の動作を制御するコントローラ（エンジンＥＣＵ（電子制御ユニット））３０と、コントローラ３０にそれぞれ接続されたセンサ群４０と、デバイス群５０と、車載通信網６０とを有する。

センサ群４０には、クランク角センサ２３および吸気量センサ６、ＬＡＦセンサ９などのエンジン１の運転状態を検出するための各種のセンサが含まれる。デバイス群５０には、スロットルバルブ４、インジェクタ１９、点火プラグ２０などのエンジン１の運転状態を制御するための各種のデバイスが含まれる。

車載通信網６０は、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）通信線などのシリアル通信線を介して接続された複数のコントローラにより構成される。複数のコントローラには、複数のコントローラの動作を統合的に制御するとともに複数のコントローラ間で送受信されるデータ信号を中継するゲートウェイや、ハイブリッド車両の場合のモータＥＣＵなどが含まれる。

コントローラ３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ３２、およびＩ／Ｏその他の周辺回路などを有するコンピュータを含んで構成される。コントローラ３０は、予めメモリ（ＲＯＭ）３２に記憶されたエンジン制御プログラムに従い、センサ群４０からの信号に基づいて各種の制御値を算出し、デバイス群５０の動作を制御することでエンジン１の動作を制御する。例えば、クランクシャフト２２の回転角度１８０°のＤＣ（死点）ごとに、クランク角センサ２３からのパルス信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。

コントローラ３０（エンジンＥＣＵ）で算出されたエンジン回転数ＮＥは、所定周期Ｔ（例えば、１０ｍｓ）で車載通信網６０に接続された他のコントローラにも送信され、これにより複数のコントローラによる協調制御が実現される。例えば、エンジンＥＣＵ（コントローラ３０）とモータＥＣＵとによるエンジン回転数ＮＥのフィードバック制御が実現される。このような協調制御を適切に行うには、エンジン回転数ＮＥの算出精度を向上することが望ましい。そこで、本実施形態では、エンジン回転数ＮＥの算出精度を向上できるよう、以下のように回転数算出装置１００を構成する。

図３に示すように、コントローラ３０のＣＰＵ３１は、情報取得部３３と、回転数算出部３４と、領域判定部３５と、情報出力部３６として機能する。

情報取得部３３は、センサ群４０および車載通信網６０からコントローラ３０に入力される各種の情報を取得する。例えば、クランクシャフト２２が所定角度θ０（例えば、６°）回転する度にクランク角センサ２３から入力されるパルス信号の入力時刻の情報を取得する。情報取得部３３により取得された情報は、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶される。

回転数算出部３４は、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたパルス信号の入力時刻の情報に基づいて、クランクシャフト２２が所定角度θａ回転するために要した時間（サンプリング時間）ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。すなわち、所定角度θａに対応する所定回数Ｎａのパルス信号が入力されるために要したサンプリング時間ｔａを、下式(i)によりエンジン回転数ＮＥに換算する。
ＮＥ［ｒｐｍ］＝６００００［ｍｓ／ｍｉｎ］θａ／（２πｔａ［ｍｓ］）・・・(i)

また、回転数算出部３４は、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたパルス信号の入力時刻の情報に基づいて、クランクシャフト２２が所定角度θｂ回転する度にエンジン回転数ＮＥを算出する。すなわち、所定角度θｂに対応する所定回数Ｎｂのパルス信号が入力される周期（算出周期）ｔｂごとにエンジン回転数ＮＥを算出する。

図４Ａは、回転数算出部３４がエンジン回転数ＮＥを算出するときのサンプリング時間ｔａに対応するクランクシャフト２２の回転角度θａおよびクランクパルス数Ｎａについて説明するための図である。図４Ｂは、回転数算出部３４がエンジン回転数ＮＥを算出するときの算出周期ｔｂに対応するクランクシャフト２２の回転角度θｂおよびクランクパルス数Ｎｂについて説明するための図である。

図４Ａに示すように、回転数算出部３４は、低回転領域（図４Ａでは、エンジン回転数ＮＥ≦３０００ｒｐｍ）では、クランクシャフト２２が所定角度θａ１（例えば、６０°）回転するときのサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。また、高回転領域（図４Ａでは、エンジン回転数ＮＥ＞３０００ｒｐｍ）では、クランクシャフト２２が所定角度θａ２（例えば、３０°）回転するときのサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。低回転領域の所定角度θａ１は、高回転領域の所定角度θａ２よりも大きい角度に設定される。

すなわち、低回転領域では、所定角度θａ１（６０°）に対応する所定回数Ｎａ１（１０回）のパルス信号が入力されるときのサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。また、高回転領域では、所定角度θａ２（３０°）に対応する所定回数Ｎａ２（５回）のパルス信号が入力されるときのサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。この場合のサンプリング時間ｔａは、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する。

図４Ｂに示すように、回転数算出部３４は、低回転領域では、クランクシャフト２２が所定角度θｂ１（例えば、３０°）回転する度にエンジン回転数ＮＥを算出する。また、高回転領域では、クランクシャフト２２が所定角度θｂ２（例えば、１８０°）回転する度にエンジン回転数ＮＥを算出する。低回転領域の所定角度θｂ１は、高回転領域の所定角度θｂ２よりも小さい角度に設定される。

すなわち、低回転領域では、所定角度θｂ１（３０°）に対応する所定回数Ｎｂ１（５回）のパルス信号が入力されるときの算出周期ｔｂごとにエンジン回転数ＮＥを算出する。また、高回転領域では、所定角度θｂ２（１８０°）に対応する所定回数Ｎｂ２（３０回）のパルス信号が入力されるときの算出周期ｔｂごとにエンジン回転数ＮＥを算出する。この場合の算出周期ｔｂは、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する。

図５は、サンプリング時間ｔａおよび算出周期ｔｂについて説明するためのタイムチャートであり、エンジン回転数ＮＥごとの算出タイミングの一例をプロットで示す。図５に示すように、サンプリング時間ｔａは、エンジン回転数ＮＥが低いほど長くなる。このため、低回転ほどなまし量が大きく、回転変動の影響を受けにくくなり、エンジン回転数ＮＥを安定して算出することができる。さらに、低回転領域の所定角度θａ１が高回転領域の所定角度θａ２よりも大きい角度に設定されるため、低回転領域では一層、低回転ほどエンジン回転数ＮＥを安定して算出することができる。

また、サンプリング時間ｔａは、エンジン回転数ＮＥが高いほど短くなる。このため、高回転ほどなまし量が小さく、回転変動に対する追従性が向上する。さらに、高回転領域の所定角度θａ２が低回転領域の所定角度θａ１よりも小さい角度に設定されるため、高回転領域では一層、高回転ほどエンジン回転数ＮＥの変動に対する追従性を向上することができる。

このように、低回転領域ではサンプリング時間ｔａ１が長く、高回転領域ではサンプリング時間ｔａ２が短くなるように所定角度θａ１，θａ２を設定することで、全領域においてエンジン回転数ＮＥを精度よく算出することができる。

図５に示すように、エンジン回転数ＮＥの算出タイミング（プロット）間の算出周期ｔｂは、エンジン回転数ＮＥが高いほど短くなる。このため、低回転ほど算出頻度が低く、エンジン回転数ＮＥの算出精度が低下する。また、高回転ほど算出頻度が高く、エンジン回転数ＮＥの算出にかかる演算負荷が増大する。

この点、低回転領域の所定角度θｂ１が高回転領域の所定角度θｂ２よりも小さい角度に設定されるため、低回転領域での算出頻度を高め、エンジン回転数ＮＥの算出精度を向上することができる。また、高回転領域での算出頻度を低め、エンジン回転数ＮＥの算出にかかる演算負荷を低減することができる。

さらに、低回転領域ではサンプリング時間ｔａ１が算出周期ｔｂ１より長くなるように所定角度θａ１，θｂ１が設定されるため、なまし量が大きく、エンジン回転数ＮＥを安定して算出することができる。また、高回転領域ではサンプリング時間ｔａ２が算出周期ｔｂ１より短くなるように所定角度θｂ１，θａ２が設定されるため、なまし量が小さく、エンジン回転数ＮＥの変動に対する追従性を向上することができる。

回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥは、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶される。より具体的には、図５のプロットで示すような算出タイミングごとに回転数算出部３４により算出された最新のエンジン回転数ＮＥ（最新値）がメモリ（ＲＡＭ）３２に記憶され、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥが最新値に更新される。

領域判定部３５は、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥが閾値Ｔｈ以下の低回転領域であるか、閾値Ｔｈを超える高回転領域であるかを判定する。より具体的には、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥが回転数算出部３４により算出された最新値に更新される度に、エンジン回転数ＮＥを閾値Ｔｈと比較して低回転領域であるか高回転領域であるかを判定する。

また、判定結果に応じ、ヒステリシス特性を有する高回転側の閾値Ｔｈ１（例えば、３０００ｒｐｍ）と低回転側の閾値Ｔｈ２（例えば、１５００ｒｐｍ）との間で閾値Ｔｈを切り換える。すなわち、低回転領域では閾値Ｔｈを高回転側の閾値Ｔｈ１に切り換え、高回転領域では閾値Ｔｈを低回転側の閾値Ｔｈ２に切り換える。

図６は、領域判定部３５による領域判定について説明するためのタイムチャートである。図６に示すように、領域判定部３５は、低回転領域では、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥと、高回転側の閾値Ｔｈ１とを比較して領域判定を行う。また、高回転領域では、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥと、低回転側の閾値Ｔｈ２とを比較して領域判定を行う。

このように、低回転領域であるか高回転領域であるかを判定するための閾値Ｔｈにヒステリシス特性をもたせることで、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｔｈ付近で変動する場合でも判定結果が頻繁に切り換わることがなく、安定して領域判定を行うことができる。

情報出力部３６は、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥ、より具体的にはメモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥの最新値を、所定周期Ｔごとに車載通信網６０に出力する。換言すると、図５において丸で囲まれたプロットで示すように、所定周期Ｔが経過する直前の算出タイミングで回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥを車載通信網６０に出力する。例えば、ＣＡＮ信号として車載通信網６０に出力する。

これにより、情報出力部３６による出力周期が所定周期Ｔ（例えば、１０ｍｓ）であっても、コントローラ３０の回転数算出部３４により算出された直後のエンジン回転数ＮＥを車載通信網６０に接続された他のコントローラに送信することができる。このため、複数のコントローラによる協調制御を適切に行うことができる。

図７は、本発明の実施形態に係る回転数算出装置１００により実行される処理の一例を示すフローチャートであり、コントローラ３０により、予めメモリ（ＲＯＭ）３２に記憶されたプログラムに従い実行される処理の一例を示す。図７のフローチャートに示す処理は、クランク角センサ２３からパルス信号が入力されると開始され、所定時間毎に繰り返される。

図７に示すように、先ず、クランク角センサ２３からパルス信号が入力されると、ステップＳ１で肯定されてステップＳ２に進む。次いでステップＳ２で、領域判定部３５としての処理により、低回転領域であるか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ５に進む。

ステップＳ３では、回転数算出部３４としての処理により、所定角度θｂ１に対応する所定回数Ｎｂ１（図７では、５回目）のパルス信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ１に戻ってクランク角センサ２３から新たなパルス信号が入力されるまで待機する。ステップＳ４では、回転数算出部３４としての処理により、所定角度θａ１に対応する所定回数Ｎａ１（図７では、１０回分）のパルス信号が発生するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。

ステップＳ５では、回転数算出部３４としての処理により、所定角度θｂ２に対応する所定回数Ｎｂ２（図７では、３０回目）のパルス信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ５で肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとステップＳ１に戻ってクランク角センサ２３から新たなパルス信号が入力されるまで待機する。ステップＳ６では、回転数算出部３４としての処理により、所定角度θａ２に対応する所定回数Ｎａ２（図７では、５回分）のパルス信号が発生するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。

次いでステップＳ７で、ステップＳ４，Ｓ６で算出されたエンジン回転数ＮＥをメモリ（ＲＡＭ）３２に記憶して最新値に更新するとともに、クランク角センサ２３から入力されるパルス信号のカウント回数をリセットする。

図８は、コントローラ３０の領域判定部３５により、予めメモリ（ＲＯＭ）３２に記憶されたプログラムに従い実行される領域判定処理の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートに示す処理は、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥが更新されると開始され、所定時間毎に繰り返される。

先ず、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥ（ＲＡＭ値）が更新されると、ステップＳ１０で肯定されてステップＳ１１に進む。次いでステップＳ１１で低回転領域であるか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１２に進み、否定されるとステップＳ１５に進む。なお、エンジン１の始動時の初期値は、低回転領域に設定される。

ステップＳ１２では、ＲＡＭ値が閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１３に進んで低回転領域であると判定し、否定されるとステップＳ１４に進んで高回転領域であると判定する。ステップＳ１５では、ＲＡＭ値が閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１６に進んで低回転領域であると判定し、否定されるとステップＳ１７に進んで高回転領域であると判定する。

図９Ａおよび図９Ｂは、低回転領域におけるエンジン回転数ＮＥの算出頻度向上による算出精度向上効果について説明するためのタイムチャートである。図９Ａは１０００ｒｐｍ、図９Ｂは２０００ｒｐｍを中心として変動させた実際のエンジン回転数ＮＥを破線で示す。また、所定角度θｂを１８０°として回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥを一点鎖線で、所定角度θｂを３０°として算出されたエンジン回転数ＮＥを実線で、それぞれ示す。

図５に示すように、低回転ほどエンジン回転数ＮＥの算出周期ｔｂが長く、算出頻度が低下するため、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、低回転ほどエンジン回転数ＮＥの算出精度が低下する傾向がある。また、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、所定角度θｂを小さい角度に設定してエンジン回転数ＮＥの算出頻度を高めるほど、エンジン回転数ＮＥの算出精度を向上することができる。したがって、低回転領域の所定角度θｂ１を高回転領域の所定角度θｂ２よりも小さい角度に設定することで、全領域におけるエンジン回転数ＮＥの算出精度を向上することができる。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）回転数算出装置１００は、エンジン１の回転角度を検出するクランク角センサ２３と、クランク角センサ２３により所定角度θｂが検出される度に、エンジン１が所定角度θａ回転するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する回転数算出部３４と、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥが閾値Ｔｈ以下の低回転領域であるか閾値Ｔｈを超える高回転領域であるかを判定する領域判定部３５とを備える（図３）。

回転数算出部３４は、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが低回転領域であると判定されると、エンジン１が所定角度θａ１回転するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。また、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが高回転領域であると判定されると、エンジン１が所定角度θａ１より小さい所定角度θａ２回転するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。

すなわち、低回転領域ではサンプリング時間ｔａ１が長く、高回転領域ではサンプリング時間ｔａ２が短くなるように所定角度θａ１，θａ２が設定される。このため、低回転領域ではなまし量が大きく、回転変動の影響を受けにくくなり、エンジン回転数ＮＥを安定して算出することができ、高回転領域ではなまし量が小さく、エンジン回転数ＮＥの変動に対する追従性を向上することができる。これにより、全領域においてエンジン回転数ＮＥを精度よく算出することができる。

（２）回転数算出部３４は、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが低回転領域であると判定されると、クランク角センサ２３により所定角度θｂ１が検出される度にエンジン回転数ＮＥを算出する。また、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが高回転領域であると判定されると、クランク角センサ２３により所定角度θｂ１より大きい所定角度θｂ２が検出される度にエンジン回転数ＮＥを算出する。

すなわち、低回転領域の所定角度θｂ１が高回転領域の所定角度θｂ２よりも小さい角度に設定されるため、低回転領域での算出頻度を高め、エンジン回転数ＮＥの算出精度を向上することができる。また、高回転領域での算出頻度を低め、エンジン回転数ＮＥの算出にかかる演算負荷を低減することができる。

（３）所定角度θａ１は、所定角度θｂ１より大きい。また、所定角度θａ２は、所定角度θｂ２より小さい。すなわち、低回転領域ではサンプリング時間ｔａ１が算出周期ｔｂ１より長くなるように所定角度θａ１，θｂ１が設定されるため、なまし量が大きく、エンジン回転数ＮＥを安定して算出することができる。また、高回転領域ではサンプリング時間ｔａ２が算出周期ｔｂ１より短くなるように所定角度θｂ１，θａ２が設定されるため、なまし量が小さく、エンジン回転数ＮＥの変動に対する追従性を向上することができる。

（４）クランク角センサ２３は、エンジン１の回転に同期してパルス信号を発生する。回転数算出部３４は、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが低回転領域であると判定されると、クランク角センサ２３により所定角度θｂ１に対応する所定回数Ｎｂ１のパルス信号が発生される度に、所定角度θａ１に対応する所定回数Ｎａ１のパルス信号が発生するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。また、領域判定部３５によりエンジン回転数ＮＥが高回転領域であると判定されると、クランク角センサ２３により所定角度θｂ２に対応する所定回数Ｎｂ２のパルス信号が発生される度に、所定角度θａ２に対応する所定回数Ｎａ２のパルス信号が発生するために要したサンプリング時間ｔａに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。例えば、クランク角センサ２３から入力されるパルス信号の入力時刻の情報に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出することができる。

（５）回転数算出装置１００は、回転数算出装置１００に接続された車載通信網６０と、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥを所定周期Ｔごとに車載通信網６０に出力する情報出力部３６とをさらに備える（図３）。情報出力部３６は、所定周期Ｔが経過する直前に回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥを車載通信網６０に出力する。これにより、情報出力部３６による出力周期が所定周期Ｔ（例えば、１０ｍｓ）であっても、コントローラ３０の回転数算出部３４により算出された直後のエンジン回転数ＮＥを車載通信網６０に接続された他のコントローラに送信することができる。このため、複数のコントローラによる協調制御を適切に行うことができる。

（６）回転数算出装置１００は、回転数算出部３４により算出されたエンジン回転数ＮＥの最新値を記憶するメモリ（ＲＡＭ）３２をさらに備える（図３）。情報出力部３６は、メモリ（ＲＡＭ）３２に記憶されたエンジン回転数ＮＥを車載通信網６０に出力する。すなわち、回転数算出部３４によりエンジン回転数ＮＥが算出される度に更新されるＲＡＭ値を、情報出力部３６により車載通信網６０に出力することができる。

（７）領域判定部３５は、低回転領域であるか高回転領域であるかの判定結果に応じて閾値Ｔｈを変更する。例えば、閾値Ｔｈにヒステリシス特性をもたせることで、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｔｈ付近で変動する場合でも判定結果が頻繁に切り換わることがなく、安定して領域判定を行うことができる。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、回転数算出装置１００を火花点火式の４サイクルエンジン１に適用する例を説明したが、エンジンは、回転駆動力を発生させるものであれば、どのようなものでもよく、内燃機関ではなく外燃機関であってもよい。

上記実施形態では、所定角度θ０ごとにパルス信号を出力するクランク角センサ２３によりエンジン１の回転角度θを検出するとしたが、エンジンの回転角度を検出する検出部は、このようなものに限らない。エンジンの回転角度に応じたリニアな信号を出力するものであってもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の一つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１エンジン、２３クランク角センサ、３０コントローラ、３１ＣＰＵ、３２メモリ、３３情報取得部、３４回転数算出部、３５領域判定部、３６情報出力部、４０センサ群、５０デバイス群、６０車載通信網、１００回転数算出装置

Claims

エンジンの回転角度を検出する検出部と、
前記検出部により所定角度が検出される度に、前記エンジンが所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出する算出部と、
前記算出部により算出されたエンジン回転数が閾値以下の低回転領域であるか前記閾値を超える高回転領域であるかを判定する判定部と、を備え、
前記算出部は、前記判定部によりエンジン回転数が前記低回転領域であると判定されると、前記検出部により第３所定角度が検出される度に、前記エンジンが第１所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出し、前記判定部によりエンジン回転数が前記高回転領域であると判定されると、前記検出部により前記第３所定角度より大きい第４所定角度が検出される度に、前記エンジンが前記第１所定角度より小さい第２所定角度回転するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出することを特徴とする回転数算出装置。
請求項１に記載の回転数算出装置において、
前記第１所定角度は、前記第３所定角度より大きく、
前記第２所定角度は、前記第４所定角度より小さいことを特徴とする回転数算出装置。
請求項１または２に記載の回転数算出装置において、
前記検出部は、前記エンジンの回転に同期してパルス信号を発生し、
前記算出部は、
前記判定部によりエンジン回転数が前記低回転領域であると判定されると、前記検出部により前記第３所定角度に対応する第３所定回数のパルス信号が発生される度に、前記第１所定角度に対応する第１所定回数のパルス信号が発生するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出し、
前記判定部によりエンジン回転数が前記高回転領域であると判定されると、前記検出部により前記第４所定角度に対応する第４所定回数のパルス信号が発生される度に、前記第２所定角度に対応する第２所定回数のパルス信号が発生するために要した時間に基づいてエンジン回転数を算出することを特徴とする回転数算出装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の回転数算出装置において、
前記回転数算出装置に接続された車載通信網と、
前記算出部により算出されたエンジン回転数を所定周期ごとに前記車載通信網に出力する出力部と、をさらに備え、
前記出力部は、前記所定周期が経過する直前に前記算出部により算出されたエンジン回転数を前記車載通信網に出力することを特徴とする回転数算出装置。
請求項４に記載の回転数算出装置において、
前記算出部により算出されたエンジン回転数の最新値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記出力部は、前記記憶部に記憶されたエンジン回転数を前記車載通信網に出力することを特徴とする回転数算出装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の回転数算出装置において、
前記判定部は、前記低回転領域では前記閾値を高回転側の値に変更し、前記高回転領域では前記閾値を低回転側の値に変更することを特徴とする回転数算出装置。