WO2006103730A1

WO2006103730A1 - 基準信号発生装置及び方法

Info

Publication number: WO2006103730A1
Application number: PCT/JP2005/005718
Authority: WO
Inventors: Kouji Sekimoto
Original assignee: A & D Company, Ltd.
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-05
Also published as: JPWO2006103730A1; US7844386B2; US20090271089A1; JP4533430B2

Abstract

【課題】　高分解能で計測・制御を行なうための基準信号をリアルタイムに発生させることが出来る基準信号発生装置を提供する。【解決手段】　エンジン回転のｎ－１周期目の第１の歯の直前の第２の歯と第１の歯との時間間隔と、第１の歯と第１の歯の直後の第３の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、第１の歯がｎ－１周期目で角度センサ７に検出された時のエンジン１の回転数の上昇・下降等の回転傾向を算出する回転傾向算出手段１８と、ｎ周期目の第２の歯と第１の歯との時間間隔に回転傾向を反映させて、ｎ周期目の第１の歯と第３の歯との時間間隔を予測する回転時間予測手段２０と、角度センサ７がｎ周期目で第１の歯を検出してから第３の歯を検出するまでの間に、予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づいて細分化した基準信号を発生させる基準信号発生手段２２と有する。

Description

明細書

基準信号発生装置及び方法

技術分野

[0001] 本発明は、回転物の計測'制御用の基準信号発生装置及び方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、自動車内燃機関 (以下、エンジンと言う）の出力性能を計測する目的と、燃料の注入量や噴射 '点火タイミング等を制御する目的に、 ECUが用いられている。ェンジンの動作制御方法及び装置に関連する出願としては、特開昭 53— 65531号、特公平 7— 33809号、特許第 3262003号等力ある。

[0003] エンジンは、気筒数とサイクル数に応じて、燃料注入'圧縮 '燃焼'排気といった行程と出力回転数の関係が変わるため、通常、エンジンの回転トルクや回転数、回転速度といった出力特性を計測する際には、エンジン内のピストンに接続されたクランク軸の回転角度毎にこれらのデータを計測している。

[0004] また、 ECU力エンジンを制御する際にも、通常は、クランク軸の回転角度を基準にして、燃料の注入量や噴射 '点火タイミング等の制御を行なっている。この点火タイミングの制御次第で、燃焼特性や出力トルク特性が変化するとともに、燃焼後の排気ガスに含まれる NOx、 PM等の有害物質の排出量が変わってくるため、正確な計測データを得て、最適な点火タイミングを制御することは重要な技術となって、る。

[0005] 従来は、特許文献 1に示されるように、エンジンのクランク軸に、一定間隔に歯 (突起もしくは切り欠き）が設けられた歯車状の円盤を取り付け、クランク軸の回転時に各歯を電磁ピックアップや光センサにより検出することで回転角度を検出し、この検出信号を上記計測や制御に用いている。

[0006] 尚、特許文献 1の内燃機関動作制御装置では、角度分解能が 1度であることから、歯は 360個設けられていることになる力一般には歯の数は、 60個または 36個（6度または 10度の分解能)である。

[0007] しかし、このような内燃機関の制御装置には、以下に説明する技術的な課題があつ [0008] 特許文献 1 :特公平 5— 55709号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 上述したような 1度、 6度、 10度といった角度分解能では、精密な計測 ·制御を行なうには不足であった。しかし、円盤の製造限界や物理的限界によりそれ以上の分解能を実現するのは困難であった。

[0010] また、特に ECU制御では、点火タイミングを予測する必要がある力エンジンの回転状態は一定ではないため、点火タイミングの予測は困難であり、リアルタイム制御が行えなかった。

[0011] 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来の歯車状の角度検出機構を用いながら、刻々と変化する回転状態に対応して、高分解能 (例えば、 0. 1度以下)でデータ計測やエンジン制御を行なうための基準信号をリアルタイムに発生させることが出来る基準信号発生装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0012] 上記目的を達成するため、本発明にかかる基準信号発生装置は、回転物に固定設置された角度センサが、前記回転物に一定角度間隔に装着された複数の歯を順次検出することによって、隣接する歯間の時間間隔を計測し、任意の回転角度に対応した計測 ·制御用基準信号を発生する基準信号発生装置であって、前記回転物の回転の n— k周期目（n, k:自然数， n>k)の第 1の歯の直前の第 2の歯と前記第 1 の歯との時間間隔と、前記第 1の歯と前記第 1の歯の直後の第 3の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の上昇 *下降等の回転傾向を算出する回転傾向算出手段と、 n周期目の前記第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔に前記回転傾向を反映させて、 n周期目の前記第 1の歯と前記第 3の歯との時間間隔を予測する回転時間予測手段と、前記角度センサが、 n周期目で前記第 1の歯を検出してから前記第 3 の歯を検出するまでの間に、前記予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づ Vヽて細分化した基準信号を発生させる基準信号発生手段とを有するようにした。 [0013] また、本発明にかかる基準信号発生方法は、回転物に固定設置された角度センサ力前記回転物に一定角度間隔に装着された複数の歯を順次検出することによって、隣接する歯間の時間間隔を計測し、任意の回転角度に対応した計測'制御用基準信号を発生する基準信号発生方法であって、前記回転物の回転の n— k周期目（n, k:自然数， n>k)の第 1の歯の直前の第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔と、前記第 1の歯と前記第 1の歯の直後の第 3の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の上昇，下降等の回転傾向を算出し、 _n周期目の前記第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔に前記回転傾向を反映させて、 n周期目の前記第 1の歯と前記第 3の歯との時間間隔を予測し、前記角度センサが、 n周期目で前記第 1の歯を検出してから前記第 3の歯を検出するまでの間に、前記予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づヽて細分化した基準信号を発生させるようにした。

[0014] これらの構成によれば、予測する歯間の時間間隔を、直前の歯間の時間間隔データに過去の同じ周期の同じ歯の回転傾向を反映させることで予測するので、予測される歯の特徴と回転傾向が直前の時間間隔に加味された精度の高い基準信号を発生させることが出来、リアルタイムの ECU計測 '制御が実現されることになる。

[0015] また、前記基準信号発生手段は、前記基準信号の発生態様に、前記回転傾向を反映させてもよい。

[0016] また、前記基準信号発生方法は、前記基準信号の発生態様に、前記回転傾向を反映させてもよい。

[0017] このように、同じ歯の過去の周期の回転傾向に応じて基準信号の発生態様を変化させることで、歯間で発生する複数の基準信号間にも、回転数変化の勾配がつけられるので、基準信号の精度が向上し、高精度の計測 ·制御が行えるようになる。

[0018] また、前記基準信号発生手段は、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の変化度合いを前記回転傾向として算出してもよい。

[0019] また、前記基準信号発生方法は、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の変化度合いを前記回転傾向として算出してもよい。

[0020] このように、回転数の変化度合いを回転傾向とし、これを基準信号の発生態様に反映させ、回転数の変化に基準信号を追従させることで、特に回転数の変化度合いが大きい場合には、次に時間間隔を予測する歯について発生させる基準信号との落差が平滑化され、計測 '制御の精度が向上する。

[0021] また、前記回転時間予測手段は、前記歯間で計測される時間間隔を、前記分解能に基づ!/、て得られる数値で除した商と余りに表し、前記商と余りに基づ!、て時間間隔の予測を行なうものであり、前記商と余りは、前記分解能に基づいて得られる数値毎にオーバーフローするカウンタの出力値に基づ、て求められてもよ、。

[0022] また、前記基準信号発生方法は、前記歯間で計測される時間間隔を、前記分解能に基づ!/、て得られる数値で除した商と余りに表し、前記商と余りに基づ!、て時間間隔の予測を行ない、前記分解能に基づいて得られる数値毎にオーバーフローするカウンタを用いて前記商と余りを求めてもょ、。

[0023] このように、各歯間の時間間隔を、除算を用いることなぐ商と余りとして表すことで、その後は同じように商と余りを用いて時間間隔の予測を行い、予測された商と余りによって、直ちに基準信号を発生させることが出来るようになるから、リアルタイムの計測 •制御が実現される。

[0024] また、前記回転物は、自動車エンジンであり、前記基準信号は、前記エンジンの回転トルク'回転数等の出力特性の計測、及び Z又は、 ECUを介して燃料の注入量や噴射 ·点火タイミングの制御の契機として用いられてもよ、。

[0025] 特にエンジンの回転数が低い時は、回転数が高い時よりも回転数の変化の勾配が大きいため、回転数の変化に追従して精度よぐ即時に計測 ·制御を行なうことが、汚染排気ガスの低減、燃費向上等のために必要となる。従って、本発明は将来、 ECU のリアルタイムで高精度な計測.制御に十分役立つことが期待される。

発明の効果

[0026] 本発明にかかる基準信号発生装置及び方法によれば、予測する歯間の時間間隔を、直前の歯間の時間間隔データに過去の同じ周期の同じ歯の回転傾向を反映させることで予測するので、予測される歯の特徴と回転傾向が直前の時間間隔に加味された精度の高、基準信号を発生させることが出来、リアルタイムの ECU計測 ·制御力 S実現されること〖こなる。

[0027] また、各歯間の時間間隔を、除算を用いることなぐ商と余りとして表すことで、その後は同じように商と余りを用いて時間間隔の予測を行い、予測された商と余りによつて、直ちに基準信号を発生させることが出来るようになるから、リアルタイムの計測-制御が実現される。

[0028] 特にエンジンの回転数が低い時は、回転数が高い時よりも回転数の変化の勾配が大きいため、回転数の変化に追従して精度よぐ即時に計測 ·制御を行なうことが、汚染排気ガスの低減、燃費向上等のために必要となる。従って、本発明は将来、 ECU のリアルタイムで高精度な計測.制御に十分役立つことが期待される。

発明を実施するための最良の形態

[0029] 以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図 1は、 ECU8等の装置における計測 '制御の対象となる自動車エンジン 1と、ェンジン 1の回転角度検出機構の概略構成を示す図である。

[0030] エンジン 1は、シリンダ形状をしており、吸入したガソリンを圧縮'燃焼させ、燃焼した気体 (炭化水素）と、バルブ（図示せず)から取り込まれた空気中の酸素との化学反応により熱エネルギーを発生させる。そして、この熱エネルギーによりピストン 2を押し下げ、ピストン 2に接続されたクランク軸 3を回転させ、クランク軸 3に接続されたタイヤ（図示せず)を回転させることになる。この回転の原動力となった燃料は、マフラー 4から排気ガスとして排出される。このように、吸入'圧縮 '燃焼'排気という 4つの行程を、クランク軸 3が 2回転（720度）する間に 1回行なうの力 4サイクルエンジンである。これに対し、クランク軸が 1回転（360度)する間に 4行程を 1回行なうエンジンを 2サイクノレエンジンと言う。

[0031] 尚、 4サイクルエンジンでは、ピストンがシリンダ内を上下に 2往復（4ストローク）移動するので 4ストロークエンジンとも言われる。 2サイクルエンジンは、 2ストロークェンジンとも言われる。また、多気筒エンジンの場合は、クランク軸が 2回転 (4サイクルの場合)する間に各気筒が定められた順番で周期をずらしてそれぞれ 4行程を行なう。例えば、 4気筒の 4サイクルエンジンの場合は、 180度ずつ周期をずらして「1 3— 2— 4」 t ヽぅ順番に 4行程を行なヽ、エンジン内で連続して燃焼が行なわれるようになつている。

[0032] 尚、以上のように、 4行程の間にクランク軸が回転する量力サイクル数によって異なるため、以降では、吸入'圧縮 '燃焼'排気の 4行程をエンジン回転の 1周期と言うことにする。従って、 4サイクルエンジンの場合は 1周期がクランク軸 2回転（720度）に相当し、 2サイクルエンジンの場合は 1周期がクランク軸 1回転（360度）に相当する。

[0033] 図 1に示すクランク軸 3の外周には、一定間隔に歯 6 (突起もしくは切り欠き）が設けられた歯車状の円盤 5が取り付けられており、この円盤 5は、クランク軸 3の回転に伴つて回転するものである。尚、本実施例では、歯 6は 6度おきに計 60個である力 10 度おきに計 36個であってもよい。また、後述の実施例では、歯が設けられるはずの位置の一部は、クランク軸の回転回数 (周期）を計数するための基準位置とするため、また、個々の歯を識別するための歯番号を計数するための基準位置とするため、歯が設けられて!/、な!/、 (歯欠けして!/、る) 、通常より短い間隔で歯が設けられて、る。

[0034] 角度センサ 7は、電磁ピックアップや光センサで構成され、回転物たるエンジン 1の所定箇所 (本実施例では、円盤 5の外方近傍の所定位置）に固定設置される。

[0035] 歯検出信号出力手段 70は、角度センサ 7から発生した起電力（電圧)や電流を受信し、当該起電力や電流の変化に基づいて、クランク軸 3の回転に伴い歯が角度センサ 7に近接する毎に、パルス状の歯検出信号を出力する。

[0036] 開始位置信号出力手段 72は、各歯に識別用の歯番号を付与するため、歯欠けしているか通常より短い間隔で歯が設けられている部分を番号開始位置としての開始位置信号をパイロットパルス等で出力するものである。この開始位置信号を検出すれば、各歯に歯番号を順次付与するだけでなぐ回転回数や回転数 (速度)を算出することが可能であり、これらの情報は ECU8等の計測 '制御装置に送られ、必要に応じて用いられることになる。

[0037] ある歯の歯検出信号と、隣接する (直前又は直後の)歯の歯検出信号との間の時間間隔は、円盤の歯数に応じて一義的に定められる角度分解能 (例えば、歯 60個なら 6度の分解能）を有している。従って、歯検出信号は、 ECU8に必要なデータを計測する際や、エンジン点火タイミングを制御するための基準信号として用いられる。例えば、出力トルク'回転数 ·回転速度といった出力特性データは基準信号の出力を契機として回転角度毎にそれぞれ対応して計測されるし、ある回転角度において燃料の点火制御を行いたい時には、当該回転角度に対応した基準信号の出力を契機として点火指令が発せられる。つまり、基準信号は、回転物の回転状態において、計測- 制御のために任意の回転角度に対応して出力される信号である。

[0038] 尚、隣接する歯間の距離 (角度)が既知であるから、隣接する 2つの歯検出信号の時間間隔をカウンタ等で計時することにより、クランク軸の回転数 (角速度)も算出可能である。

[0039] このように、回転物の回転角度検出機構は、歯車状円盤 5と、角度センサ 7と、歯検出信号出力手段 70と、開始位置信号出力手段 72とにより構成されており、当該構成は従来より公知のものである。しかし、このような歯車状円盤 5で、更なる高分解能を実現しょうとすると、製造上の限界、物理的限界が問題となり、歯数を際限なく増やすことは現実的ではないから、より精密な計測 '制御が行えない。

[0040] そのため近年は、デジタル処理により最適な点火タイミングを予測し、検出された歯を基準として、点火タイミングを時間によって微調整することも行なわれている（例えば、特開昭 53— 65531号公報参照)。

[0041] しかし、エンジンの回転出力は、例え平均出力を予め定めて制御していても、ピストンの動きや行程により常に変化するものである。例えば、回転数は、上死点付近では遅くなり、下死点付近では速くなるし、圧縮行程では遅くなる方向に働き、燃焼'爆発行程では速くなる方向に働く。また、回転数の変化は、高速回転時より低速回転時のほうが大きい。更に、多気筒エンジンの場合は、気筒毎のばらつきにより回転数も変化するものである。

[0042] つまり、エンジン試験において、回転数が一定であることはなぐ刻々と変化するものである。従って、回転数が一定でない限り、角度センサがある歯を検出して力も次の歯を検出するまでの時間（隣接する歯間の時間間隔）を予測することは不可能であり（回転数が一定であれば、基準信号の出力間隔は、所定時間間隔となる）、検出された歯を基準とした時間調整によって計測や制御のタイミングを決定する手法では、必ずしも最適なタイミングで燃料噴射が行なわれるとは限らず、真の角度高分解能化に寄与して、るとは言えな、ものであった。

[0043] そこで、本発明は、回転状態が常に一定ではない回転物に装着された歯間の時間間隔を予測するとともに、計測，制御に必要な基準信号を、従来より用いられている回転角度検出機構をそのまま使用しながら、高分解能化して発生させるというものである。

[0044] 本発明の基準信号発生装置の第 1の特徴は、回転物の回転の n—k周期目（n, k:

自然数， n>k)の第 1の歯の直前の第 2の歯と第 1の歯との時間間隔と、第 1の歯と第 1の歯の直後の第 3の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、第 1の歯が前記 n—k 周期目で角度センサに検出された時の回転物の回転数の上昇 '下降等の回転傾向を算出し、 n周期目の第 2の歯と第 1の歯との時間間隔に回転傾向を反映させて、 n 周期目の第 1の歯と第 3の歯との時間間隔を予測し、角度センサが、 n周期目で第 1 の歯を検出して力第 3の歯を検出するまでの間に、予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づいて細分ィ匕した基準信号を発生させることである。

[0045] 本発明の基本概念を説明するための一例を図 2に示す。図 2において、計測 '制御の対象となるエンジンのクランク軸に円盤を取り付け、クランク軸が初速 600rpmから終速 6000rpmまで 1秒間で等速上昇回転するように制御した場合を考える。尚、ここでは、エンジンの吸入'圧縮 '燃焼'排気の 4行程（1周期）を 1周期 (クランク軸 2回転 )とする。また、円盤の任意の位置に連続して 6度間隔で設けられた歯を順に A, B, Cとし、 n周期目に角度センサが検出する歯を A , B , Cと称する。

[0046] エンジンが回転を開始して、角度センサが歯を検出すると、歯検出信号出力手段は、図 2に示すようなパルス状の歯検出信号を出力する。図 2の上段には、エンジンの（n— 1)周期目に歯 A, B, Cの順番に角度センサの近傍を通過した時に出力された歯検出信号と、ある歯検出信号が出力されてから次の歯検出信号が出力されるまでの時間を計測した結果が示されている。尚、（n— 1)周期目では、歯 Aと歯 Bの時間間隔は、 1654 sであり、歯 Bと歯 Cの時間間隔は、 1630 sであった。このように、同じ 6度間隔に歯が設けられていても、等速回転運動でなければ、計測される時間間隔は、回転数によって変化するものであり、この例では、計測された時間間隔が短くなつて!/、る（1654 > 1630) t 、うことから、回転数 (もしくは速度）が上昇傾向にあると言える。

[0047] ここで、図 2の中段に示すように、 n周期目で角度センサが歯を検出すると同時に、歯 Bと歯 Cの時間間隔を予測するためには、歯 A と歯 B の区間と、歯 B と歯 C の区間の 2区間の相互関係を双方の区間について計測された時間間隔から把握し、この関係を、歯 Aと歯 Bの区間と、未知の歯 Bと歯 Cの区間に適用すればよい。

[0048] より具体的には、歯 A _と歯 B の時間間隔と、歯 B と歯 C の時間間隔の相互関係に基づいて、歯 A, B, C力角度センサに検出された時の回転物の回転数の変化状況 (以下、歯 Bの回転傾向と言う）を把握すると、 2区間の時間間隔差は、 165 4— 1630 = 24 sで、かつ上述したように回転数増加傾向にあることが分かる。そして、歯 Aと歯 Bの時間間隔を計測して、 1周期前の同じ歯が角度センサに検出された時の回転物の回転傾向を、 n周期目の歯 Aと歯 Bの時間間隔と歯 Bと歯 Cの時間間隔の相互関係に適用すると、歯 Bと歯 Cの時間間隔、すなわち、歯 Bが角度センサに検出されて力歯 Cが検出されるまでの時間は、 993 (歯 Aと歯 Bの時間間隔） 24 = 969 s経過した時であると推定される。尚、この推定手法は、いわゆる外挿と呼ばれるちのである。

[0049] このように、過去の同じ周期 (燃焼行程なら燃焼行程)の同じ歯が角度センサに検出された時の回転物の回転傾向を、予測する歯間の直前の歯間の時間間隔に反映させて、予測を行なうので、直前の時間間隔データに歯の特徴と回転傾向が加味されて、予測精度が向上することになる。例えば、歯の加工精度が低力つたり、歯欠け等があった場合でも、同じ歯の過去の周期の関係を適用するので、このような製造ミスゃ経年変化の影響は、歯間の時間間隔の予測時に相殺されることになる。

[0050] 更に、歯 Bと歯 Cの区間の角度分解能を向上させるため、先に外挿により予測された歯 Bと歯 Cの時間間隔を所望の分解能となるように分割（内挿)して、基準信号を発生させればよい（図 2の下段参照)。例えば、歯間隔が 6度のものを、その 1Z60 となる 0. 1度の分解能で、 ECU制御等行ないたい場合には、先に算出された 969 sを 60等分して、角度センサが歯 Bを検出すると同時に、 969 μ sが経過するまでに、 60等分時間毎の基準信号を 60回（60パルス分)連続して発生させればよい。これにより、リアルタイムの ECU計測 ·制御が行なわれるようになる。

[0051] ここで、予測された歯 Bと歯 Cの時間間隔を分割する際に重要なのは、同じ歯の過去の周期の回転傾向を、基準信号の発生態様にも反映させることである。これが本発明の第 2の特徴である。例えば、図 2の例では、 969 + 60= 16余り 9である力歯 A と歯 B _の時間間隔と、歯 B _と歯 C の時間間隔の実測結果から、この時のエンジンの回転運動は、回転数上昇傾向にあったことが分力るから、 n周期目においても同じ回転数上昇傾向にあるものとみなし、基準信号を 60回発生させるうち、最初の 9回は 16 + 1 = 17 sの基準信号とし、残りの 51回は 16 sの基準信号とし、基準信号にも回転数上昇の傾向を取入れる。

[0052] このように、同じ歯の過去の周期の回転傾向（回転数の上昇'下降)を基準信号の発生態様に反映させることで、歯間で発生させる複数の基準信号間にも、回転数変化の勾配がつけられるので、基準信号の精度が向上し、高精度の計測 *制御が行えるよつになる。

[0053] 尚、ここでは、加味する回転傾向を、 1周期前の同じ歯力も得るようにしたが、 2周期前でも 3周期前でもよい。但し、分解能の精度は、予測を行なう周期よりも時系列的に古い周期を用いる程、悪化する。また、 4サイクルエンジンの場合は、 2回転で 1周期であるため、 1Z2周期前、つまり 1回転前の同じ歯から回転傾向を得たほうがよいように見えるが、上述したように、回転数は、吸入'圧縮 '燃焼'排気の行程によって値と傾向（上昇 ·下降）が異なるため、同じ行程の傾向を反映させることが望ましぐむしろ 1Z2周期前の傾向は、別の行程の傾向となるため反映させるべきではない。

[0054] 上記同様に多気筒エンジンの場合も、仮に 1Z2周期前の傾向を用いると、行程は同じであったとしても異なる気筒の行程の回転傾向を反映させることになるので、やはり同じ気筒の同じ行程の回転傾向を反映させるには、 n— k周期（n, k:自然数， n >k)目の回転傾向を利用するのが望ましい。

実施例

[0055] 次に、本発明の基準信号発生装置の具体的実施例について説明する。図 3は、基準信号発生装置 10の概略ブロック構成図であり、基準信号発生装置 10は、歯番号 · 周期出力手段 12、計時手段 14、記憶手段 16、回転傾向算出手段 18、回転時間予測手段 20、基準信号発生手段 22とを備える。

[0056] 歯番号'周期出力手段 12は、開始位置信号出力手段 72により出力された開始位置信号と、歯検出信号出力手段 70から出力された歯検出信号に基づいて、ェンジンのクランク軸に取り付けられた円盤の歯の歯番号と、エンジンの回転周期を出力するものである。 ECU8の計測 ·制御開始後（エンジンの回転開始後）、開始位置信号が出力されるのを契機として、角度センサ 7を通過した歯に順次、歯番号が付与されること〖こなる。周期は、開始位置信号を計数することで得られる（4サイクルエンジンの場合は、開始位置信号を 2回検出する毎に 1周期となる)。

[0057] 尚、本実施例では歯数は 6度おきに 58個（歯欠け 2個）であるが、 4サイクルェンジン使用のため、歯番号は 0〜 117まで付与されるものとする。つまり同じ歯でも、 1周期目の 2回転目の歯番号は、 1回転目の歯番号 + 58となる。

[0058] 計時手段 14は、歯検出信号出力手段 70から出力される歯検出信号を契機として、計時する手段である。計時は、次の歯検出信号が出力されるまでの期間行なわれ、つまり、隣接する歯間の時間間隔を計測することになる。計測された時間は、以降、回転時間実測データという。尚、計時手段 14の一例としては、基準時間（例えば 1 s)毎にカウントアップを行なうようなカウンタがある。

[0059] 記憶手段 16は、歯番号 ·周期出力手段 12からの歯番号 '周期と、計時手段 14で計測された回転時間実測データとを対応付けて記憶する手段である。記憶手段 16 は、少なくとも、過去 1周期分 (合計 2周期分)のデータを記憶出来る容量を有していればよぐ周期が変わる毎に記憶データが上書き更新されてもよい。また、記憶手段 16は RAMに限らず、ノッファでもよい。

[0060] 回転傾向算出手段 18は、記憶手段 16に記憶された歯番号と回転時間実測データに基づ!/、て、当該歯番号を有する歯が角度センサ 7に検出された時のエンジン 1の回転数上昇 · Τ降等の回転傾向を算出する手段である。この回転傾向は、記憶手段 16に記憶される。例えば、歯番号 1の回転時間（角度センサ 7が歯番号 1を検出して力歯番号 2を検出するまでの時間）力^ 200 μ sで、歯番号 2の回転時間（角度センサ 7が歯番号 2を検出して力ゝら歯番号 3を検出するまでの時間）が 1000 μ sであったとすれば、歯番号 2における回転速度は上昇傾向にあつたということを意味する。また、時間の大小が逆であれば、回転速度は下降傾向にあつたということを意味する。尚

、回転傾向は、速度が上昇している力、下降しているかの 2値（1ビット)で表すのが最も簡単であるが、回転時間の差分 (この例では、 1200— 1000 = + 200)が符号付き数値で記憶手段 16に記憶されてもょヽ。

[0061] 回転時間予測手段 20は、未知の回転時間（ある周期のある歯を角度センサ 7が検出してから、当該歯の次の歯が角度センサ 7に検出されるまでの時間）を、検出歯の直前の歯の回転時間実測データに、同じ歯の過去の周期の回転傾向を反映させることで予測する手段である。この回転時間予測手段 20は、先に図 2を用いて説明したように、回転時間を予測したい歯の区間を区間 B— C (n:周期）として、区間 A B と区間 B -C について既知の関係を、区間 A— Bと区間 B— Cの関係（区間 A— Bの時間は既知）に適用することで区間 B— Cの回転時間を予測するものである。

[0062] 具体的には、回転時間予測手段 20は、区間 A— Bの計測時間を t (区間 A— B ) で表現した場合、 t (区間 B— C ) =t (区間 A— B )一（t (区間 A — B ) t (区間 B -C ) )により求める。これにより、次回、計測，制御が可能な回転角度 (本実施例では 6度先の歯）が角度センサ 7に検出される時間、すなわち、歯 Bの回転時間ないし回転数が予測される。

[0063] 基準信号発生手段 22は、回転時間予測手段 20によって予測された回転時間内の回転角度を高分解能化させた基準信号を、角度センサ 7が次の歯を検出するまでの間、回転角度に対応して発生させる手段である。更に、本実施例の基準信号発生手段 22は、同じ歯の過去の周期の回転傾向を加味して、精度の高い（回転角度と回転時間の追従性 ·相関性が高い)基準信号を発生させる点に特徴がある。

[0064] これについては、先に図 2を用いて説明した通りである。すなわち、基準信号発生手段 22は、回転時間予測手段 20で算出された回転時間を分割する際、歯によって得られる物理的な角度分解能に対して向上 (細分化)させたヽ割合 lZa (分数)を決定し、予測された回転時間を（1Z割合)で除算する。それにより商 Xと余り Y (いずれも自然数)を求め、（X+ 1)秒毎に発生する基準信号を Y個と、 X秒毎に発生する基準信号を (a— Y)個、発生させる。 [0065] 更に、基準信号の発生態様、すなわち、上記 2種類の基準信号のうちどちらの時間間隔の基準信号を先に発生させるか否かは、同じ歯の過去の周期の回転傾向に応じて決定する。例えば、 1周期前の回転傾向が上昇傾向にあった場合には、（X+ 1) 秒の基準信号を先に発生させ、逆に下降傾向にあった場合には、 X秒の基準信号を先に発生させる。このように、基準信号の発生態様に回転傾向を加味することで、外挿される回転時間のみならず、内挿される基準信号にも回転数の勾配が付けられるので、角度分解能の精度が向上することが期待される。

[0066] ここで、本実施例の基準信号発生装置 10は、リアルタイムで、未計測の回転時間を予測するとともに、予測対象となった歯力次の歯が検出されるまでの間に高分解能の回転角度に対応した基準信号を発生させ、高精度に ECU計測 ·制御を行なうことを目的としている。し力も、回転時間予測手段 20は、予測する歯の直前の歯の回転時間実測データを予測に用いるため、直ちに予測及び基準信号発生のための演算を行い、基準信号を発生させる必要がある。

[0067] この問題は、高速 CPUを用いれば容易に解決する力もしれないが、高速にすればする程、コストは増大する。また、どんなに高速の CPUを用いてソフトウェアプロダラムを実行させたとしても、上記のように除算を行い、その結果の商と余りを用いて基準信号の発生態様を決定するというプログラムは、少な力ず単純なフローチャートにはなりえない。そのため、これらの実行が終了するような時間には既に基準信号の発生を実行してヽなければならなヽとヽぅ事態が想定され、リアルタイム性を欠く。

[0068] ECUの計測 ·制御で特にリアルタイム性が要求されるのは、燃費や排気ガス排出量への影響が大き、時（回転数が低く、回転数の変化が大き、時)の燃料噴射 ·点火のタイミングであり、この制御が回転状態が変わってしまった後に行なわれたのでは、回転時間を予測し、高角度分解能の基準信号を発生させる意味がなくなる。尚、本明細書での「リアルタイム」とは、計測'制御用の基準信号の出力前に、回転時間の予測と基準信号の演算が既に行なわれていることを意味する。

[0069] 従って、本実施例では、以下に説明するように、ソフトウェアプログラムを組むことなぐ乗除算を行なわない簡単なハードウアの組み合わせによって基準信号発生装置を構成し、リアルタイムの回転時間予測と基準信号発生を実現している。 [0070] すなわち、本実施例の計時手段 14は、 a (歯数によって得られる物理的な分解能に対して向上 (細分化)させたヽ分数割合の分母)進カウンタで構成されてヽる。例えば、 6度毎に歯が設けられた円盤の角度分解能を 0. 1度にしたい場合には、 a = 60となり、計時手段 14は 60進カウンタとなる。また、 10度毎に歯が設けられた円盤の角度分解能を 0. 1度にしたい場合には、 a= 100となり、計時手段 14は 100進カウンタとなる。

[0071] 本実施例では、基準時間を 1 _μ sとしており、 60進カウンタは、 1 μ s経過毎に 1〜5

9まで順次カウントする。 59までカウントされたら次はオーバーフローするので、記憶手段 16ないしカウンタの内部バッファに、 + 1インクリメントした値を記憶する。この動作は、任意の歯が検出されて力次の歯が検出されるまでの間繰り返され、次の歯が検出される時には、オーバーフロー回数 (商 X)と次の歯の検出時にカウンタでカウントされていた最後の値 (余り Υ)を、歯番号と周期に対応させて、記憶手段 16に格納する。

[0072] このように、各歯の回転時間実測データを、カウンタの出力値によって、除算を用いることなく、 a分割した商と余りとして記憶しておくことで、その後は同じように商と余りを用いて回転時間の予測を行い、予測された商と余りの加減算のみによって、直ちに基準信号を発生させることが出来るようになるから、 ECUのリアルタイム計測 ·制御が実現されるのである。

[0073] 次に、この基準信号発生装置 10を用いて、 ECU8でエンジンの計測や制御を行なう場合の具体的動作について、図 3の構成図と、図 4のフローチャートを参照しながら説明する。尚、本実施例では、図 1に示したように試験対象のエンジン 1のクランク軸 3に 6度間隔の歯 6を有する円盤 5を取り付け、歯 6を順次角度センサ 7で検出することで回転角度を検出するものとし、また、開始位置信号出力手段 72と歯検出信号出力手段 70が基準信号発生装置 10に接続され、基準信号発生装置 10が ECU8に接続されているものとする。

[0074] まず、エンジン試験条件として、エンジン 1の回転数を設定する。ここでは、最終回転数 mを設定し (S110)、これを試験終了（エンジン駆動停止)条件とする。そして、エンジン 1の回転を開始する（S120)。 [0075] 歯番号 ·周期出力手段 12は、開始位置信号出力手段 72と歯検出信号出力手段 7 0からの信号に基づいて、順次、歯番号と周期 nを計測する (S 130)。

[0076] 計時手段 14は、歯番号を検出するとともに、次の歯番号が検出されるまでの間計時を行なう。そして、計時された回転時間実測データを、 S130で計測された歯番号と周期 nに対応させて、記憶手段 16に記憶する（S140)。尚、この時、回転時間実測データと周期 nに基づいて、回転数も算出して記憶しておくことが望ましい。

[0077] 本実施例では、計時手段 14は、 1 μ s毎に計時を行なう 60進カウンタとなっており、回転時間実測データを、 60進カウンタのオーバーフロー毎に + 1加算した数値 (商）と、次の歯が検出された時点のカウント途中の値 (余り）とで表し、これを記憶手段 16 に記憶させている。尚、 60進カウンタとしているのは、後で、回転角度の分解能を、現状の歯間の 6度から、 1Z60の 0.1度にするためであり、また、基準信号を発生させる際に 60で除算する過程を省略するためである。

[0078] また、この時、回転傾向についても、記憶手段 16に記憶させておくことが望ましい。

本実施例では、歯 Τの商と余りと、次の歯 Τ の商と余りの間に、商 <商

+1 +1 +1 +1 の関係があれば 0を、商 >商の関係があれば 1を、商 =商の場合には、余り

+1 +1

≤余りの関係があれば 0を、余り〉余りの関係があれば 1を、歯 Τ の回転傾 +1 +1 +1 向として、商と余りとともに記憶する。尚、回転傾向が 0であるということは、 +1 +1 +1

回転数が下降していることを意味し、回転傾向が 1であるということは、回転数が上昇して、ることを意味して、る。

[0079] ここで周期 η>1、つまり、最初の 1周期目である場合には（S 150)、回転時間の予測が出来ないため S130に戻るが、 2周期目以降となったら、回転時間予測手段 20 は、 S140で直前に記憶手段 16に記憶された歯の次の歯の回転時間を予測する（S 160)。

[0080] ここで、 Ν周期目の歯 Τ (歯 Τ で表現する）の回転時間を予測する場合には、回転時間予測手段 20は、商 =商（商商）と、余り =余り

-Ν χ-1'Ν -1-N-1 χ·Ν-1 χ'Ν χ_1'Ν （余り -1-N-1 余り）を

-N-1 それぞれ算出する。この算出過程を具体的数値で表したのが図 5である。この商と余り力歯 Τ について予測された回転時間となる。

[0081] 尚、回転時間実測データの値によっては、余り =余り（余り余り

-Ν -1'Ν -1-N-1 )を算出した結果が、 0未満 (マイナス)もしくは 60以上となる場合がある。余り

•N- 1 -N 力 SO未満となった場合には、求められた商力も 1減算し、余りに 60を加算することで、回転時間を 60で割った商と余りに分類することが出来る。また、余り力 S60以上となった場合には、求められた商に 1を加算し、余り力も 60減算することで、回転時間を 60で割った商と余りに分類することが出来る。

[0082] 基準信号発生手段 22は、 S 160で予測された歯 T の回転時間に基づいて、歯 T と、次の歯 T の間の回転角度を所定分解能となるように細分化させた基準信 -N χ+ 1 'Ν

号を発生させる態様を決定する（S170)。

[0083] まず、記憶手段 16内には、 1から 60まで番号が割り当てられた基準信号発生用メモリを計 60個用意し、基準信号発生手段 22は、歯 T の商の値を、メモリ 1〜60 にそれぞれ格納する。尚、基準信号発生用メモリの個数は、計時手段 14のカウンタの進数 (分解能に基づヽて求められる数値 a)と同じである。

[0084] 次に、基準信号を発生させる歯と同じ歯の 1周期前 (ここでは N—1周期目）の歯（歯 T )の回転傾向力^か 1かを判断する。

χ·Ν- 1 -N- 1

[0085] 回転傾向が 1 (つまり、上昇傾向）であれば、メモリ 1〜メモリ（余りの値)までに格納された商の値に 1加算する。また、回転傾向が 0 (つまり、下降傾向）であれば、メモリ（60—余りの値 + 1)〜メモリ 60までに格納された商の値に 1加算する。

[0086] 基準信号発生手段 22は、このようにしてメモリ 1〜60に格納された値に基づいて、歯 T が検出されて力も直ちに、基準信号の出力を ECU8に対して開始する（S180

) o

[0087] 具体的には、まずメモリ 1の格納値を読み出し、 1 μ s毎にカウントされるカウンタの値が、格納値となるまでカウントを継続し、格納値となったら、ノルス信号等により基準信号を出力する。次に、メモリ番号のカウンタをインクリメントしてメモリ 2の格納値を読み出し、メモリ 1の時と同様にしてカウンタの値が格納値となったら、基準信号を出力する。これをメモリ番号のカウンタが 60となるまで (最後のメモリ 60まで)繰返し実行する。例えば、図 5の例では、過去の周期の回転傾向が上昇傾向であることが分かつているので、その傾向が、歯 Τ においても同じものであるとして、カウント時間の長 V、基準信号に関する情報が番号の若!、メモリに格納され、、てカウント時間の短い基準信号に関する情報が格納されている。これにより、基準信号により得られる角度分解能にも、回転上昇傾向の勾配を付けることが出来るようになり、回転角度と回転時間の追従性、相関性が増すものとなる。

[0088] 但し、最後のメモリ 60まで基準信号が出力される前に、歯検出信号出力手段 70から次の歯 T の検出信号が出力された場合には、その時点で基準信号発生を終了し、残りのメモリの格納値のカウントを行なわない。

[0089] 尚、図 5で示した回転時間実測データの場合には、 17 sのパルスが 9個と、 16 μ sのパルスが 51個の計 60パルスが 0. 1度の角度分解能を有する基準信号として出力されることになる。例えば、この歯 Τ から 3度進んだ位置で、燃料噴射制御等を行ないたい場合には、歯間の角度分解能 6度の半分であるから、 30個目に出力される基準信号に基づ、て制御を行なえばよ、ことになる。

[0090] 回転数 ηが S 110で設定した最終回転数 mに到達したら（S 190)、試験を終了するものとし、エンジン 1の回転を停止させる。

[0091] 以上説明した基準信号発生装置 10は、乗除算を用いることなぐ加減算、比較、力ゥンタというハードウェアのみでも構成されるので、次の歯の回転時間の予測と、基準信号発生態様の決定をリアルタイムで行、、計測 ·制御に必要な基準信号を直ちに発生させることが出来、リアルタイム計測 '制御が実現される。

[0092] また、刻々と変化する回転状況に対応させて回転時間を予測するとともに、同じ歯の過去の周期の回転傾向を加味して基準信号を発生させるので、歯間の角度分解能を向上させた場合にも、回転角度と回転時間の相関性が高いものとなる。

[0093] 尚、図 5に示した回転時間の予測結果によれば、予測された回転時間と実測された回転時間との間には、 19 sの誤差があった。そこで、この誤差について検証するため、エンジンを初速 600rpmから終速 6000rpmまで 1秒間で等速上昇回転させた場合に、 2周期目以降の全ての歯について、回転時間の予測結果と実測結果との間の誤差を百分率で表したグラフを図 6に示す。尚、図 6 (a)は、 2周期目の歯番号 1〜60 までの各誤差を表すグラフであり、図 6 (b)は、各周期毎に歯番号 1〜60までの誤差を平均化したグラフである。

[0094] 図 6によれば、回転数が高くなるほど誤差は小さくなつていくことが分かる力最も低速回転の 2周期目においても、誤差は 0. 9%以内に収まっており、基準信号発生装置の実用に耐えうる範囲であると言える。

[0095] 特に ECU計測 *制御において重視されるのはは、回転数が低い時 (例えば、発進直後、坂道をノロノロ運転している時等）の計測 '制御である。回転数が低い時は、回転数が高い時よりも回転数の変化の勾配が大きいため、回転数の変化に追従して精度よぐ即時に計測，制御を行なうことが、汚染排気ガスの低減、燃費向上等のために必要となる。従って、本発明の基準信号発生装置は、低速回転時でも実用に耐えうると言え、将来の ECUリアルタイム計測.制御に十分役立つことが期待されるものである。

[0096] 以上、基準信号発生装置及び方法の実施例につき説明したが、本発明の基準信号発生装置及び方法は、上記実施例で説明した構成要件の全てを備えた基準信号発生装置及び方法に限定されるものではなぐ各種の変更及び修正が可能である。また、力かる変更及び修正についても本発明の特許請求の範囲に属することは言うまでもない。

[0097] 例えば、基準信号発生態様の決定については、先の実施例では、過去の周期の回転傾向が 0か 1かの 2通りの状態に応じて、予測された回転時間の余り値を基準信号発生用メモリの前半 (若、番号のメモリ）に格納するか後半に格納するかを決定し、これによつて、基準信号間にも回転傾向に応じた勾配を付けていたが、回転数の変化が極端に大きいような場合には、 0. 1度の角度分解能の精度がより向上するように、以下のような手法で基準信号発生態様を決定することが出来る。

[0098] すなわち、基準信号発生手段 22は、基準信号発生用メモリ 1〜60に数値を格納した後、更に、図 7のフローチャートを実行する。

[0099] 図 7において、回転傾向が 0か 1だつたかを判別し（S210)、それぞれにおい

-N- 1

て、商と商の差の絶対値が 2以上、すなわち、回転数の変化が大きいと - 1 -N- 1 -N- 1

判断された場合には（S220, S240)、メモリ 1〜60の格納値の微調整を行なう。

[0100] 具体的には、回転傾向が上昇傾向で、回転数の変化が大きい場合には、図 8 (a) に示されるように、メモリ 41〜60の格納値からそれぞれ 1減算し、メモリ 1〜20の格納値を 1加算する（S230)。また、回転傾向が下降傾向で、回転数の変化が大きい場合には、図 8(b)に示されるように、メモリ 1〜20の格納値力もそれぞれ 1減算し、メモリ 41〜60の格納値を 1加算する（S250)。こうして決定したメモリ 1〜60の格納値に基づ、て、基準信号を発生させる方法にっ、ては上述した通りである。

[0101] このように、回転数の変化度合!/、（勾配の大きさ）に応じて基準信号の発生態様を変化させ、回転数の変化に基準信号を追従させることで、次に回転時間を予測する歯について発生させる基準信号との落差が平滑化され、計測 ·制御の精度が向上する。

[0102] また、先の実施例では、歯 T の回転時間を商と余りで先に予測した後で、この商と余りと、回転傾向とに基づいて基準信号発生用メモリ 1〜60への数 -N -N -N-1

値格納を行い、基準信号を発生させたが、回転時間予測手段 20の予測と、基準信号発生手段 22の基準信号発生とを、基準信号発生用メモリを活用して同時に行えるようになつていてもよい（つまり、図 4のフローチャートの S170と S180を同時に実行する)。

[0103] すなわち、回転時間予測手段 20 (及び基準信号発生手段 22)は、計時手段 14 (6 0進カウンタ）から、歯 T の直前の歯 T のカウント値（オーバーフロー回数）を検 χ·Ν χ-1·Ν

出して、オーバーフローが発生する毎に基準信号発生用メモリ 1〜60に 1加算してヽく。更に、商と商の差分を算出し、商 ≥商の場合には、その

-1-N-1 -N-1 -1-N-1 χ'Ν_1 差分の絶対値をメモリ 1〜60の格納値力もそれぞれ減算し、逆に、商く商

-1-N-1 -Ν の場合には、その差分の絶対値をメモリ 1〜60の格納値にそれぞれ加算する。

[0104] 次に、余り（余り余り）により余りを算出するが、その演算結 χ-1'Ν -1-N-1 χ·Ν-1 -Ν

果が 0未満であった時には、メモリ 1〜60のそれぞれの格納値から更に 1減算し、求めた余りに 60加算して余りとする。演算結果が 60以上であった時には、メモリ 1〜 60の格納値にそれぞれ 1ずつ加算して、求めた余りから 60減算して余りとする。この時点でのメモリ 1〜60への格納値が商となる。

[0105] 次に、回転傾向 =1であれば、メモリ 1〜（余り）の格納値にそれぞれ 1ずつ

-N-1 -Ν

加算し、回転傾向 =0であれば、メモリ（60 余り +1)〜60の格納値にそれ

-N-1 -Ν

ぞれ 1ずつ加算する。

[0106] 以上により、回転時間の予測と、基準信号発生態様の決定が一度に行えるようになる。

[0107] また、本明細書では、吸入'圧縮 '燃焼'排気の一連の行程を 1周期として繰り返し、回転出力特性 (例えば、回転数の変化）にこの周期性の影響が現れるようなェンジンの高分解能での回転角度検出用の基準信号発生の例を説明してきたが、回転出力特性に周期性があることが分かっている回転物であれば、エンジン以外の回転物にも、本発明の基準信号発生装置及び方法を適用することが出来る。

図面の簡単な説明

[0108] [図 1]エンジンと、エンジンの回転角度検出機構の概略構成を示す図である。

[図 2]本発明の基本概念を説明するための一例を示す図である。

[図 3]本発明の基準信号発生装置の概略ブロック構成図である。

[図 4]本発明の基準信号発生装置の動作の一例を示すフローチャート図である。

[図 5]回転時間予測と基準信号発生の具体的手法の一例を示す図である。

[図 6]回転時間の予測結果と実測結果との間の誤差を百分率で表したグラフである。

[図 7]基準信号発生態様決定の他の一例を示すフローチャート図である。

[図 8]メモリへの格納値の加減算のイメージを示す図である。

符号の説明

[0109] 1 :エンジン

2 :ピストン

3 :クランク軸

4 :マフラー

5 :円盤

：困

7 :角度センサ

70 :歯検出信号出力手段

72 :開始位置信号出力手段

8 : ECU

10 :基準信号発生装置

12 :歯番号 ·周期出力手段 718 :計時手段

:記憶手段

:回転傾向算出手段

:回転時間予測手段

:基準信号発生手段

Claims

請求の範囲

[1] 回転物に固定設置された角度センサが、前記回転物に一定角度間隔に装着された複数の歯を順次検出することによって、隣接する歯間の時間間隔を計測し、任意の回転角度に対応した計測 ·制御用基準信号を発生する基準信号発生装置であつて、

前記回転物の回転の n— k周期目（n, k:自然数， n>k)の第 1の歯の直前の第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔と、前記第 1の歯と前記第 1の歯の直後の第 3の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の上昇 '下降等の回転傾向を算出する回転傾向算出手段と、

n周期目の前記第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔に前記回転傾向を反映させて、 n周期目の前記第 1の歯と前記第 3の歯との時間間隔を予測する回転時間予測手段と、

前記角度センサが、 n周期目で前記第 1の歯を検出して力前記第 3の歯を検出するまでの間に、前記予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づいて細分化した基準信号を発生させる基準信号発生手段と、

を有することを特徴とする基準信号発生装置。

[2] 前記基準信号発生手段は、

前記基準信号の発生態様に、前記回転傾向を反映させる

ことを特徴とする請求項 1に記載の基準信号発生装置。

[3] 前記回転傾向算出手段は、

前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の変化度合、を前記回転傾向として算出する

ことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の基準信号発生装置。

[4] 前記回転時間予測手段は、

前記歯間で計測される時間間隔を、前記分解能に基づいて得られる数値で除した商と余りで表現し、前記商と余りに基づいて時間間隔の予測を行なうものであり、前記商と余りは、前記分解能に基づいて得られる数値毎にオーバーフローするカウンタの出力値に基づいて求められる

ことを特徴とする請求項 1から請求項 3のいずれかに記載の基準信号発生装置。

[5] 前記回転物は、自動車エンジンであり、

前記基準信号は、前記エンジンの回転トルク'回転数等の出力特性の計測、及び Z又は、 ECUを介して燃料の注入量や噴射 ·点火タイミングの制御の契機として用いられる

ことを特徴とする請求項 1から請求項 4のいずれかに記載の基準信号発生装置。

[6] 回転物に固定設置された角度センサが、前記回転物に一定角度間隔に装着された複数の歯を順次検出することによって、隣接する歯間の時間間隔を計測し、任意の回転角度に対応した計測 ·制御用基準信号を発生する基準信号発生方法であつて、

前記回転物の回転の n— k周期目（n, k:自然数， n>k)の第 1の歯の直前の第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔と、前記第 1の歯と前記第 1の歯の直後の第 3の歯との時間間隔の相互関係に基づいて、前記第 1の歯が前記 n— k周期目で前記角度センサに検出された時の前記回転物の回転数の上昇 *下降等の回転傾向を算出し、 n周期目の前記第 2の歯と前記第 1の歯との時間間隔に前記回転傾向を反映させて、 n周期目の前記第 1の歯と前記第 3の歯との時間間隔を予測し、

前記角度センサが、 n周期目で前記第 1の歯を検出して力前記第 3の歯を検出するまでの間に、前記予測された時間間隔を所定の角度分解能に基づいて細分化した基準信号を発生させる

ことを特徴とする基準信号発生方法。

[7] 前記基準信号発生方法は、

前記基準信号の発生態様に、前記回転傾向を反映させる

ことを特徴とする請求項 6に記載の基準信号発生方法。

[8] 前記基準信号発生方法は、

ことを特徴とする請求項 6又は請求項 7に記載の基準信号発生方法。

[9] 前記基準信号発生方法は、

前記歯間で計測される時間間隔を、前記分解能に基づいて得られる数値で除した商と余りに表し、前記商と余りに基づ、て時間間隔の予測を行な、、

前記分解能に基づ、て得られる数値毎にオーバーフローするカウンタを用、て前記商と余りを求める

ことを特徴とする請求項 6から請求項 8のいずれかに記載の基準信号発生方法。

[10] 前記回転物は、自動車エンジンであり、

ことを特徴とする請求項 6から請求項 9のいずれかに記載の基準信号発生方法。