JPH0392565A

JPH0392565A - クランク角検出装置

Info

Publication number: JPH0392565A
Application number: JP22821489A
Authority: JP
Inventors: Satoru Suzuki; 悟鈴木
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-04-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分舒〉本発明は、内燃機関の制御に用いられるクランク角検出
装置に関する。

く従来の技術〉従来から内燃機関のクランク角センサとして、電磁ピッ
クアップ式センサが用いられている。これは、機関回転
に同期して回転する回転軸（例えばクランクシャフトや
カムシャフト）に、周縁部に周方向に所定の間隔で突起
状に磁性体を設けたシグナルディスクプレートを固定し
、この磁性体の回転軌跡上の一点の近傍に、磁気を帯び
た鉄心とこれに巻回したコイルとからなる検出ヘッドを
配設してなり、基準クランク角（例えば各気筒の上死点
前８０゜）にて突起状の磁性体が鉄心の磁界をよぎるよ
うにして、このときコイルに一周期の交流信号を発生さ
せるものである。

ここで、電磁ピックアップ式センサからの一周期の交流
信号は、その正から負へのゼロクロス点が基準クランク
角を表すものであるので、信号処理回路により、交流信
号の発生点近傍で立下がり、ゼロクロス点近傍で立上が
るパルス信号に変換する。

かかる信号処理回路としては、例えば第５図に示すよう
なものがある（特開昭６　３−２　７　４．　２　１２
号公報の第７図参照）。

これは、電磁ビックアップ弐センサからの一周期の交流
信号をコンバレータにてスレッシュホルドレベルと比較
し、コンバレー夕よりゼロクロス点近傍を立上がりとす
るパルス信号を発生させるものであり、また、コンパレ
ータのスレッシュホルドレベルを機関回転数に依存する
交流信号の大きさに合わせて可変とするようにしたもの
である。

第５図の回路においては、電磁ピンクアップ式センサか
らの一周期の交流信号（第６図参照）をＡ点に入力させ
、入力抵抗Ｒ，を介し、Ｂ点ではダイオードＤＩ，Ｄ２
により負の戊分をほぼカットする。そして、これをコン
パレータＣＰの一側入力端子に入力する。負の成分をカ
ットするのはコンバレータＣＰを構成するＩＣに負の電
圧がかかるのを防止するためである。

また、Ｂ点の入力電圧をエミッタフォロワのトランジス
タＱ１を用いてＣ点にてトランジスタＱ．のベース〜エ
ミッタ間接合部の交流電圧分低下さ？、コンデンサＣ，
と抵抗Ｒｚ，ＲｓとのＣＲ回路を介し、スレッシュホル
ドレベル電圧Ｖ丁＋１として、コンパレータＣＰの十側
入力端子に入力する。

こうして、第６図に示すように、■低回転で、電磁ビッ
クアップ式センサからの交流信号が小さいときは、スレ
ッシュホルドレベル電圧ＶＴＲを小さ＜　Ｌ　（ＶｊＨ
＝Ｖア■）、■高回転で、交流信号が大きいときは、ス
レッシュホルドレベル電圧Ｖア、を大きくしている（Ｖ
ＴＭ＝ＶＴＨ■）。これは耐ノイズ性の向上のためであ
る。

従って、Ｂ点の入力電圧がスレッシュホルドレベル電圧
ＶＴＭを超えるとコンバレータＣＰの出力がＬレベルに
なり、その後Ｂ点の入力電圧がスレッシュホルドレベル
電圧ＶｔＯを下回るとコンパレータＣＰの出力がＨレベ
ルに反転する。

尚、第５図の回路では抵抗Ｒ＝，Ｒｓが設けられ、コン
パレータＣＰの出力がＬレベルになると、コンパレータ
ＣＰの十側入力端子が抵抗Ｒ４を介して接地され、スレ
ッシュホルドレベル電圧ＶＴＨが低下する。すなわち、
交流信号が来るまではスレッシュホルドレベル電圧ＶＴ
Ｈをやや高くして待機し、交流信号が来るとスレッシュ
ホルドレベル電圧ＶＴＨを低くしている。これも耐ノイ
ズ性の向上のためであるが、このように帰還抵抗を用い
てゼロクロス検出時のスレッシュホルドレベルを低く調
整すると、その分通常のスレッシュホルドレベルが上が
ってしまうから、限度がある。

く発明が解決しようとする課題〉しかし、このような従来のクランク角検出装置にあって
は、耐ノイズ性は向上しているものの、機関回転数が増
大して交流信号の振幅が大きくなるに従い、第６図に示
すように、基準クランク角の検出点であるパルス信号の
立上がり点が真の基準クランク角であるゼロクロス点か
ら大きくずれて、誤差Δθ１，Δθ２を生じてしまい、
正確な基準クランク角の検出（ゼロクロス検出）ができ
ないという問題点があった。

このため、耐ノイズ性を損なうことなく、ゼロクロス点
の検出精度を向上させるべく、２種のスレッシュホルド
レベル発生回路を設けて、切換えを行うものが提案され
ている（特開昭６３−２７４２１２号公報の第１図参照
）。

しかし、２種のスレッシュホルドレベル発生回路を設け
たり、その切換回路を設けることは、回路構戒の複雑化
を招き、コストアップにつながるという問題点があった
。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電磁ビック
アップ式センサの信号処理回路のハードウェア構或の複
雑化を回避し、基準クランク角の検出点の真の基準クラ
ンク角に対する誤差を簡単にソフトウェアで補正できる
ようにすることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉このため、本発明は、機関回転に同期して回転する磁性
体の近接・通過を検出して一周期の交流信号を出力する
電磁ビックアップ式センサと、該センサの出力信号をス
レッシュホルドレベルと比較して比較結果に応したレベ
ルの信号を出力する信号処理回路（コンパレータ）とを
有して、前記交流信号のゼロクロス点近傍に相当する信
号処理回路の出力変化点より基準クランク角を検出す・
クランク角検出装置において、機関回転数あるむはこれ
に関連する要素から、基準クランク角の｛出点の真の基
準クランク角に対する誤差を算出でる手段を設ける構戒
としたものである。

く作用〉すなわち、基準クランク角の検出点の真の基釣クランク
角に対する誤差は、機関回転数に依存１るから、機関回
転数より誤差を求めることかで５る。よって、誤差を求
めて、信号処理回路の出ノ変化点より検出される基準ク
ランク角に基づい１各種の制御を行う際に、この誤差で
補正して、１の基準クランク角に基づく制御を可能とす
るのマある。

尚、前記の誤差の算出は、計算式によって行．でもよい
し、予めマップを作威しこのマップから検索により求め
てもよい。

また、機関回転数から算出する他、これに関辺する要素
、例えば信号処理回路からのパルス信男のパルス中から
算出してもよい。

く実施例〉以下に本発明の一実施例を説明する。

第１図を参照し、機関回転に同朋して回転する磁性体の
近接・通過を検出して一周朋の交流信号を出力する電磁
ビックアップ式センサ１０が設けられ、その出力が信号
処理回路２０に人力されるようになっている。

信号処理回路２０は、電磁ビックアップ式センサｌＯか
らの交流信号をコンパレー夕にて実質的に機関回転数に
依存するスレッシュホルドレベルと比較して比較結果に
応じたレベルの信号（交流信号の発生点近傍で立下がり
、ゼロクロス点近傍で立上がるパルス信号）に変換する
もので、第５図に示したものを使用する。

そして、この信号処理回路２０からのパルス信号がマイ
クロコンピュータ３０に入力され、パルス信号の立上が
りを基準として各種制御（点火制御，燃料噴射制′ａ）
を行うようになっている。

一方、基準クランク角の検出点である信号処理回路２０
からのパルス信号の立上がり点と真の基準クランク角で
あるゼロクロス点との間には機関回転数に依存する誤差
を生しるから、マイクロコンピュータ３０内に、誤差を
算出する手段（以下、誤差算出手段という）４０がソフ
トウエア的に構威され、これにより機関回転数Ｎを検出
し、その検出値からマップを参照する等して、誤差を角
度Δθ（又は時間Δｔ）として算出する。

そして、マイクロコンピュータ３ｏ内の制御手段５０に
より信号処理回路２ｏからのパルス信号の立上がり点を
基準として各種制御（点火制御．燃料噴射制御）をなさ
しめる際、同時に誤差算出手段４ｏにより算出された誤
差Δθ（又はΔｔ）を制御手段５０に伝達し、これによ
り補正をなさしめる。

例えば第２図を参照し、点火制御において、基準クラン
ク角から角度θ０　（時間ｔ。）後に点火信号を出力す
るようにプログラムされている場合は、基準クランク角
の検出点である信号処理回路２０からのパルス信号の立
上がり点がらθ。（ｔ０）後に点火信号を出力するので
はなく、θ。＋Δθ（ｔｏ＋ΔＬ）後に点火信号を出力
するように補正する。

点火制御を行う場合についてより具体的に説明する。

第３図の点火制御ルーチンは、信号処理回路２０からの
パルス信号の立上がり（基準クランク角の検出点）を割
込み信号として起動される。

ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）、機
関回転数Ｎを検出し、予め作威してあるマップを参照し
て誤差Δθを求める。

又は、信号処理回路２０からのパルス信号のパルス巾ｔ
Ｉ．ｌを検出し、これに基づいて予め作威してあるマ・
冫プを参照して誤差Δθを求める。

ステップ２では、バックグランドジヲブにより演算され
ている点火進角ＡＤＶを基に、基準クランク角から点火
タイミングまでの角度θ。＝８０゜−ＡＶＤを演算する
。尚、基準クランク角は上死点（ＴＤＣ）前８０”　で
あるとした。

ステップ３では、現クランク角から点火タイ謎ングまで
の角度θを算出すべく、θ一θ。＋Δθを演算する。

ステップ４では、その角度θを時間ｔに変換すべく、下
記の演算を行う。

ステップ５では、その時間ｔを点火タイマーにセットす
る。

すると、その時間ｔ経過後に点火信号が点火コイルに送
られて目標の点火タイミングにて点火がなされる。

また、第４図の点火制御ルーチンのステップ１１に示す
ように、機関回転数Ｎ（又はパルス巾ｔ。）を検出し、
これに基づいて予め作威してあるマップを参照して、時
間としての誤差Δｔを求めてもよい。

この場合は、ステップｌ２で基準クランク角から点火タ
イミングまでの角度θ。＝８０’　−ＡＶＤを演算した
後に、ステップ１３でこの角度θ。を時間Ｌ０に変換す
る。そして、ステップｌ４で現時点から点火タイミング
までの時間Ｌを算出すべく、Ｌ＝ｔｏ＋ΔＬを演算する
。゛そして、ステップｌ５でその時間ｔを点火タイマー
にセットする。

尚、信号処理回路２０におけるコンパレータＣＰへのス
レッシュホルドレベル電圧Ｖ？Ｈについては交流信号の
大きさ（機関回転数）に依存させる構戒でも、固定でも
よい。但し、それぞれの場合で機関回転数に対する誤差
Δθ（又はΔｔ）の関係は異なるので、それに合わせて
マップ等の設定を行うことは言うまでもない。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、機関回転数あるい
はこれに関連する要素から、基準クランク角の検出点の
真の基準クランク角に対する誤差を算出する手段を設け
る構成としたので、従来の如く２種のスレッシュホルド
レベル発生回路やその切換回路を設けたりしてハードウ
ェア構威を複雑化することなく、基準クランク角の検出
点の真の基準クランク角に対する誤差を簡単にソフトウ
ェアで補正でき、真の基準クランク角に基づく制御が可
能になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム図、第２図は
点火制御を行う場合のタイミングチャート、第３図及び
第４図は点火制御を行う場合のフローチャート、第５図
は従来の信号処理回路を示す図、第６図はその信号波形
図である。１０・・・電磁ピックアップ式センサ　　２０・・・信
号処理回路　　３０・・・マイクロコンピュータ　　４
０・・・誤差算出手段　　５０・・・制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

機関回転に同期して回転する磁性体の近接・通過を検出
して一周期の交流信号を出力する電磁ピックアップ式セ
ンサと、該センサの出力信号をスレッシュホルドレベル
と比較して比較結果に応じたレベルの信号を出力する信
号処理回路とを有して、前記交流信号のゼロクロス点近
傍に相当する信号処理回路の出力変化点より基準クラン
ク角を検出するクランク角検出装置において、機関回転
数あるいはこれに関連する要素から、基準クランク角の
検出点の真の基準クランク角に対する誤差を算出する手
段を設けたことを特徴とするクランク角検出装置。