JP4239775B2 - Missing tooth determination device and waveform shaping device for crank angle signal - Google Patents
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Description
本発明は、クランク角信号を処理する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for processing a crank angle signal.
従来より、内燃機関（エンジン）を制御するエンジン制御装置においては、クランク角センサからクランク軸の回転に応じて出力されるクランク角信号を矩形波に波形整形して論理回路やＣＰＵなどからなるデジタル処理回路に取り込み、そのデジタル処理回路が、上記波形整形後のクランク角信号に基づきクランクカウンタのカウント処理を行い、そのクランクカウンタの値からクランク軸の回転角度を把握して燃料噴射や点火の実施タイミングを設定している（例えば、特許文献１，２参照）。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine control device that controls an internal combustion engine (engine), a crank angle signal that is output from a crank angle sensor according to the rotation of the crankshaft is shaped into a rectangular wave, and a digital circuit composed of a logic circuit, a CPU, and the like The digital processing circuit performs the counting process of the crank counter based on the crank angle signal after waveform shaping, and grasps the rotation angle of the crankshaft from the value of the crank counter and performs fuel injection and ignition. Timing is set (for example, refer to
また、クランク角センサからのクランク角信号は、クランク軸の回転位置が予め設定された基準位置でない時には、クランク軸が所定角度（例えば１０°）回転する期間を１周期としたパルス信号となり、クランク軸の回転位置が基準位置に来た時には、クランク軸が上記所定角度よりも大きい角度（例えば３０°）回転する期間を１周期とした欠歯信号となる。つまり、一般にクランク角センサは、クランク軸に取り付けられた円板と、その円板の外周に等間隔で形成された歯に応じてパルス信号を出力する磁気コイル式や光電式等の信号出力部とからなると共に、上記円板の外周における所定位置には、歯が複数個分欠損した欠歯部が設けられている。このため、クランク軸の回転位置が上記円板の欠歯部に対応する基準位置（即ち、円板の欠歯部が信号出力部に対向する位置）に来た時に、クランク角信号が周期の長い上記欠歯信号となる（例えば、特許文献１〜３参照）。
The crank angle signal from the crank angle sensor is a pulse signal with a period during which the crankshaft rotates a predetermined angle (for example, 10 °) as one cycle when the rotational position of the crankshaft is not a preset reference position. When the rotational position of the shaft reaches the reference position, a missing tooth signal with a period during which the crank shaft rotates at an angle larger than the predetermined angle (for example, 30 °) as one cycle is obtained. That is, in general, a crank angle sensor is a signal output unit such as a magnetic coil type or a photoelectric type that outputs a pulse signal according to a disc attached to a crankshaft and teeth formed at equal intervals on the outer periphery of the disc. And a missing tooth portion having a plurality of missing teeth is provided at a predetermined position on the outer periphery of the disk. For this reason, when the rotational position of the crankshaft reaches the reference position corresponding to the tooth missing portion of the disk (that is, the position where the tooth missing portion of the disk faces the signal output portion), the crank angle signal is It becomes a long missing tooth signal (see, for example,
ここで、こうしたクランク角信号を波形整形してエンジン制御用のデジタル処理回路に取り込ませる波形整形装置としては、センサ信号（クランク角信号）をスレッショルド電圧と比較して波形整形された信号を出力する比較器（コンパレータ）を備えると共に、その比較器の出力信号の周期を計測してＤ−Ｆ／Ｆ（Ｄ−フリップフロップ）に記憶し、そのＤ−Ｆ／Ｆ内の周期計測値（延いてはエンジン回転数）に応じて、上記比較器に入力されるスレッショルド電圧や、センサ信号がスレッショルド電圧を上回って比較器の出力信号が反転した時点から該比較器へのセンサ信号を上昇方向にレベルシフトさせる継続時間（持ち上げ時間）、といった波形整形実施条件をアクティブに設定するようにしたものがある。具体的には、上記Ｄ−Ｆ／Ｆ内の周期計測値が小さい場合ほど（即ち、エンジン回転数が高い場合ほど）、センサ信号の立ち上がりに対するスレッショルド電圧を高くしたり、上記持ち上げ時間を短くするようにしている（例えば、特許文献４，５参照）。 Here, as a waveform shaping device for shaping such a crank angle signal into a digital processing circuit for engine control, a sensor signal (crank angle signal) is compared with a threshold voltage and a waveform shaped signal is output. A comparator (comparator) is provided, and the period of the output signal of the comparator is measured and stored in a DF / F (D-flip-flop). Indicates the threshold voltage input to the comparator or the sensor signal to the comparator in the upward direction from when the sensor signal exceeds the threshold voltage and the comparator output signal is inverted. There is one in which the waveform shaping execution conditions such as the duration of time for shifting (lifting time) are set to active. More specifically, the threshold voltage with respect to the rise of the sensor signal is increased or the lifting time is shortened as the period measurement value in the DF / F is smaller (that is, as the engine speed is higher). (For example, refer to Patent Documents 4 and 5).
更に、この種の波形整形装置では、クランク角信号が欠歯信号になったか否かを判定する手段として、上記比較器からの出力信号の各周期（換言すれば、クランク角信号のパルス間隔）をアップダウンカウンタにより計測すると共に、そのアップダウンカウンタで計測される時間が前回計測した周期の所定数倍（例えば２倍）の値に達したら欠歯信号と判定する欠歯検出回路を備えている。そして、この欠歯検出回路により欠歯信号の発生が検出されたならば、その検出時の出力信号の周期についての周期計測値（即ち、欠歯信号の周期を計測した値）が上記Ｄ−Ｆ／Ｆに更新記憶されるのを禁止して、出力信号の次の１周期が終了するまでは、スレッショルド電圧や上記持ち上げ時間が変更されないようにしている。つまり、このようにすることで、スレッショルド電圧や上記持ち上げ時間が欠歯信号の周期計測値に基づき設定されて本来の値よりも低回転時向けの値になってしまうことを防止しているのである（例えば、特許文献４，５参照）。 Further, in this type of waveform shaping device, as means for determining whether or not the crank angle signal is a missing tooth signal, each cycle of the output signal from the comparator (in other words, the pulse interval of the crank angle signal). Is provided with a missing tooth detection circuit that determines a missing tooth signal when the time measured by the up / down counter reaches a value that is a predetermined number of times (for example, twice) the previously measured period. Yes. When the missing tooth detection circuit detects the occurrence of the missing tooth signal, the period measurement value (that is, the value obtained by measuring the period of the missing tooth signal) for the period of the output signal at the time of detection is the D−. The threshold voltage and the lifting time are not changed until the next one cycle of the output signal is terminated by prohibiting the F / F from being updated and stored. In other words, by doing this, the threshold voltage and the lifting time are set based on the period measurement value of the missing tooth signal, thereby preventing the rotation value from being lower than the original value. (For example, see Patent Documents 4 and 5).
一方また、特許文献３には、エンジンの始動性を向上させるために、クランク角センサを構成する円板に１つの欠歯部と２つの連続する欠歯部とを設けたシステムが記載されている。そして、このシステムにおいて、クランク角信号には、クランク軸の１回転中に、欠歯信号が１回発生する場合と、欠歯信号が２回連続して発生する場合とが生じる。
ここで、欠歯信号が複数回連続して発生する場合のあるクランク角信号に、上記従来の波形整形装置を適用した場合には、以下の問題が生じる。
まず、従来の波形整形装置に備えられた欠歯検出回路は、前述したように、波形整形後の信号の周期が前回計測した周期の所定数倍に設定される判定閾値以上になったら欠歯信号と判定するというものであり、欠歯信号が連続して発生した場合、２発目の欠歯信号についての判定閾値は、１発目の欠歯信号の周期を所定数倍した大きな値になる。このため、２発目の欠歯信号の周期が判定閾値以上にならず、その２発目の欠歯信号を検出すること（即ち、欠歯信号であると判定すること）ができない。
Here, when the conventional waveform shaping device is applied to a crank angle signal in which a missing tooth signal may be continuously generated a plurality of times, the following problems occur.
First, as described above, the missing tooth detection circuit provided in the conventional waveform shaping device is configured to have a missing tooth when the period of the signal after waveform shaping is equal to or greater than a determination threshold set to a predetermined number of times the period measured last time. When the missing tooth signal is continuously generated, the determination threshold for the second missing tooth signal is a large value obtained by multiplying the period of the first missing tooth signal by a predetermined number of times. Become. For this reason, the period of the second missing tooth signal does not exceed the determination threshold value, and the second missing tooth signal cannot be detected (that is, it can be determined that it is a missing tooth signal).
よって、上記従来の波形整形装置では、その２発目の欠歯信号の周期計測値に基づいて、スレッショルド電圧や上記持ち上げ時間等の波形整形実施条件が、本来の値よりも低回転時向けの値に設定されてしまい、その結果、クランク角信号を適切に波形整形することができなくなってしまうのである。 Therefore, in the conventional waveform shaping device, based on the period measurement value of the second missing tooth signal, the waveform shaping execution conditions such as the threshold voltage and the lifting time are lower than the original value. As a result, the crank angle signal cannot be properly shaped.
尚、特許文献３に記載のＥＣＵでは、ＮＥ信号（クランク角信号に相当）の連続する３つのパルス間隔について、隣り合うもの同士をそれぞれ比較することにより、単発の欠歯信号か２つ連続の欠歯信号かを判別している。しかし、この技術では、比較のための係数設定が難しい上に、２つ連続の欠歯信号の１発目が発生した時点では、未だ欠歯信号であると判別することができず、波形整形回路に適用した場合、やはり上記問題が生じる。
In the ECU described in
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、クランク軸の１回転中に欠歯信号が１回発生する場合と複数回連続して発生する場合とがあるクランク角信号を、適切に波形整形することが可能な波形整形装置と、その波形整形装置に好適な欠歯判定装置とを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of these problems, and appropriately generates a crank angle signal in which a missing tooth signal is generated once during one rotation of the crankshaft and may be continuously generated a plurality of times. An object of the present invention is to provide a waveform shaping device capable of shaping, and a missing tooth determination device suitable for the waveform shaping device.
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の欠歯判定装置は、センサから内燃機関のクランク軸の回転に応じて出力されるクランク角信号であって、クランク軸の回転位置が予め設定された基準位置でない時には、クランク軸が所定角度回転する期間を１周期としたパルス信号となり、クランク軸の回転位置が基準位置に来た時には、クランク軸が前記所定角度よりも大きい角度回転する期間を１周期とした欠歯信号となり、更に、クランク軸の１回転中には、前記欠歯信号が１回発生する場合と、前記欠歯信号が複数回連続して発生する場合とがあるクランク角信号について、そのクランク角信号のパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、そのパルス間隔計測手段がクランク角信号の１つのパルス間隔を計測し終える毎に、少なくとも今回計測されたパルス間隔を用いて、クランク角信号が欠歯信号になったか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定手段とを備えている。
The missing tooth determination device according to
そして、この欠歯判定装置では、パルス間隔計測手段によって計測されるパルス間隔が閾値設定手段により設定されている閾値以上になったら、クランク角信号が欠歯信号になったと判定するが、特に、クランク角信号が欠歯信号になったと判定すると、閾値設定手段が閾値を更新するのを禁止して、クランク角信号の次のパルス間隔についても同じ閾値を用いるように構成されている。 And in this missing tooth determination device, when the pulse interval measured by the pulse interval measuring means is equal to or greater than the threshold set by the threshold setting means, it is determined that the crank angle signal has become a missing tooth signal. If it is determined that the crank angle signal is a missing tooth signal, the threshold setting unit prohibits the threshold value from being updated, and the same threshold is used for the next pulse interval of the crank angle signal.
このような請求項１の欠歯判定装置によれば、欠歯信号が複数回連続して発生する場合の１発目以降の（１発目よりも後の）欠歯信号の発生タイミングにおいても、１発目の欠歯信号について用いられたのと同じ閾値であって、１発目の欠歯信号が発生する前の通常のパルス信号のパルス間隔に基づき設定された閾値を用いて、欠歯信号か否かの判定が行われることとなるため、その１発目以降の欠歯信号についても、欠歯信号であると確実に判定することができる。
According to such a missing tooth determination apparatus of
そして、このような請求項１の欠歯判定装置を、特許文献４，５に記載されているような従来の波形整形装置について、クランク角信号が欠歯信号になったか否かを判定するための欠歯検出手段として適用すれば、「欠歯信号が複数回連続して発生した場合に、スレッショルド電圧等の波形整形実施条件が、１発目以降の欠歯信号の周期計測値に基づいて、本来の値よりも低回転時向けの値に設定されてしまい、クランク角信号を適切に波形整形することができなくなってしまう」という問題を防止することができる。このため、クランク軸の１回転中に欠歯信号が１回発生する場合と複数回連続して発生する場合とがあるクランク角信号を、適切に波形整形することが可能となる。
In addition, in order to determine whether the crank angle signal is a missing tooth signal or not with respect to the conventional waveform shaping device as described in Patent Documents 4 and 5, the missing tooth determination device according to
ところで、このような請求項１の欠歯判定装置において、クランク角信号にノイズが入り、パルス間隔計測手段によって計測されるパルス間隔が非常に短くなった場合には、下記の問題が生じる可能性がある。
By the way, in such a missing tooth determination device of
即ち、この場合には、閾値設定手段によって設定される閾値が正常値に比べて非常に小さくなり、欠歯信号でない通常のパルス信号を欠歯信号であると誤判定してしまう可能性がある。そして、このような誤判定が起こった場合でも閾値の更新が禁止されるため、以後、欠歯信号であるとの誤判定と閾値の更新禁止とが繰り返されることとなり、その結果、クランク角信号の各パルス信号を欠歯信号であると誤判定し続けてしまうこととなる。 In other words, in this case, the threshold value set by the threshold value setting means is much smaller than the normal value, and a normal pulse signal that is not a missing tooth signal may be erroneously determined to be a missing tooth signal. . Then, even when such an erroneous determination occurs, the threshold value is prohibited from being updated, and hence erroneous determination that the signal is a missing tooth signal and the threshold value are prohibited from being repeated. Each of the pulse signals will continue to be erroneously determined as a missing tooth signal.
そこで、このような問題を回避するためには、請求項２に記載のように、欠歯信号が連続して発生する回数をＮとすると、クランク角信号が欠歯信号になったと連続して判定した回数がＮ以上の所定回数に達した場合には、前記閾値の更新禁止を実施せずに、閾値設定手段に新たな閾値を設定させるように構成すれば良い。
Therefore, in order to avoid such a problem, as described in
そして、このような請求項２の欠歯判定装置によれば、クランク角信号にノイズが入ってパルス間隔計測手段により計測されるパルス間隔が非常に短くなったとしても、クランク角信号の各パルス信号を欠歯信号であると誤判定し続けてしまうことを防止することができる。
According to the missing tooth determination device of
ところで、請求項１，２の欠歯判定装置は、前述したようにクランク角信号を波形整形する波形整形装置に適用することができるが、その具体的な構成例としては、請求項３に記載の構成を挙げることができる。
By the way, the missing tooth determination device according to
即ち、請求項３に記載の波形整形装置は、クランク角信号を入力し、該クランク角信号を矩形波に波形整形して出力する波形整形手段と、波形整形手段の出力信号の周期を計測する周期計測手段と、周期計測手段による周期計測値が更新記憶される周期記憶手段と、周期記憶手段に記憶された周期計測値に基づいて、波形整形手段がクランク角信号を波形整形する際の条件（波形整形実施条件）を設定する条件設定手段と、波形整形手段の出力信号に基づいてクランク角信号が欠歯信号になったか否かを判定する欠歯判定手段とを備えている。 That is, the waveform shaping device according to claim 3 inputs a crank angle signal, shapes the crank angle signal into a rectangular wave and outputs the waveform, and measures the period of the output signal of the waveform shaping means. Conditions when the waveform shaping means shapes the crank angle signal based on the period measurement means, the period storage means in which the period measurement value by the period measurement means is updated and stored, and the period measurement value stored in the period storage means Condition setting means for setting (waveform shaping execution condition) and missing tooth determination means for determining whether or not the crank angle signal is a missing tooth signal based on the output signal of the waveform shaping means.
そして、この波形整形装置では、欠歯判定手段によってクランク角信号が欠歯信号になったと判定されると、前記出力信号の次の１周期が終了するまで、条件設定手段が前記条件（波形整形実施条件）を変更しないようになっているが、特に、欠歯判定手段として、請求項１又は請求項２に記載の欠歯判定装置を備えていると共に、周期計測手段が、その欠歯判定装置のパルス間隔計測手段としても機能するようになっている。
In this waveform shaping device, when the missing tooth determination means determines that the crank angle signal has become a missing tooth signal, the condition setting means causes the condition (waveform shaping) to continue until the next one cycle of the output signal ends. The implementation condition) is not changed. In particular, the missing tooth determination device according to
このような請求項３の波形整形装置によれば、「欠歯信号が複数回連続して発生した場合に、波形整形手段がクランク角信号を波形整形する際の波形整形実施条件が、１発目以降の欠歯信号の周期計測値に基づいて本来の値よりも低回転時向けの値に設定されてしまい、クランク角信号を適切に波形整形することができなくなってしまう」という問題を、最小限の構成で防止することができる。
According to such a waveform shaping device of
一方、請求項４に記載の波形整形装置は、請求項３の波形整形装置と同様に、クランク角信号を入力し、該クランク角信号を矩形波に波形整形して出力する波形整形手段と、波形整形手段の出力信号の周期を計測する周期計測手段と、周期計測手段による周期計測値が更新記憶される周期記憶手段と、周期記憶手段に記憶された周期計測値に基づいて、波形整形手段がクランク角信号を波形整形する際の条件（波形整形実施条件）を設定する条件設定手段と、波形整形手段の出力信号に基づいてクランク角信号が欠歯信号になったか否かを判定する欠歯判定手段とを備えている。
On the other hand, the waveform shaping device according to claim 4 is similar to the waveform shaping device according to
そして特に、クランク角信号において欠歯信号が連続して発生する回数をＮとすると、請求項４の波形整形装置では、欠歯判定手段によりクランク角信号が欠歯信号になったと判定されると、波形整形手段の出力信号のＮ周期以上の所定周期分の期間が終了するまで、条件設定手段が前記条件（波形整形実施条件）を変更しないように構成されている。 In particular, when N is the number of times that the missing tooth signal is continuously generated in the crank angle signal, the waveform shaping device according to claim 4, when the missing tooth determination means determines that the crank angle signal has become a missing tooth signal. The condition setting means is configured not to change the condition (the waveform shaping execution condition) until a period corresponding to a predetermined period or more of the N cycles of the output signal of the waveform shaping means ends.
そして、このような請求項４の波形整形装置によっても、「欠歯信号が複数回連続して発生した場合に、波形整形手段がクランク角信号を波形整形する際の波形整形実施条件が、１発目以降の欠歯信号の周期計測値に基づいて本来の値よりも低回転時向けの値に設定されてしまい、クランク角信号を適切に波形整形することができなくなってしまう」という問題を防止することができる。 According to such a waveform shaping device of claim 4, “when the missing tooth signal is generated continuously a plurality of times, the waveform shaping condition when the waveform shaping means shapes the crank angle signal is 1”. Based on the period measurement value of the missing tooth signal after the start, it will be set to a value for lower rotation than the original value, and the crank angle signal will not be able to shape the waveform properly '' Can be prevented.
尚、この請求項４の波形整形装置においては、欠歯判定手段として、請求項１，２の欠歯判定装置を用いる必要はなく、従来からの手法で欠歯信号の発生を判定するもの（例えば、波形整形後の信号の各周期を計測し、今回計測中の周期が前回計測した周期の所定数倍に設定される判定閾値以上になったら欠歯信号と判定する構成のもの）を用いることができる。
In the waveform shaping device of claim 4, it is not necessary to use the missing tooth determination device of
以下、本発明が適用された実施形態のエンジン制御装置について、図面を用いて説明する。
まず図１は、第１実施形態のエンジン制御装置１の構成を表す構成図であり、図２は、このエンジン制御装置１の波形整形回路５で行われる波形整形の動作を表すタイムチャートである。
Hereinafter, an engine control device of an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
図１に示すように、本第１実施形態のエンジン制御装置１は、車両のエンジン（内燃機関）を制御するための各種処理を行うマイコン３と、波形整形回路５と、入力フィルタ回路７とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
そして、エンジンに取り付けられたクランク角センサ９から出力されるクランク角信号が入力フィルタ回路７に入力され、その入力フィルタ回路７で高周波ノイズが除去された後のクランク角信号Ｖａが波形整形回路５にて矩形波に波形整形され、更に、その波形整形回路５の出力信号（即ち、波形整形後のクランク角信号）Ｖｏｕｔがマイコン３に入力されるようになっている。尚、入力フィルタ回路７は、例えば抵抗とコンデンサからなる一般的なローパスフィルタとしての積分回路である。
The crank angle signal output from the
ここで、クランク角センサ９は、エンジンのクランク軸１１に取り付けられた円板（ロータ）９ａと、その円板９ａの外周に対向して設けられ、該円板ａの外周に所定角度（本実施形態では１０°ＣＡ）の間隔で形成された歯を検出してパルス信号を出力する磁気コイル式の信号出力部９ｂとからなる。そして、上記円板９ａの外周には、歯が複数個（本実施形態では２個）欠損した３つの欠歯部Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃが設けられており、それらのうちの２つの欠歯部Ｋｂ，Ｋｃは連続して設けられている。尚、以下では、欠歯部Ｋａを単独欠歯Ｋａといい、２つ連続の欠歯部Ｋｂ，Ｋｃを連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃという。
Here, the
このため、クランク角センサ９から入力フィルタ回路７を介して波形整形回路５に入力されるクランク角信号Ｖａは、図２の１段目に示すように、クランク軸１１の回転位置が上記円板９ａの単独欠歯Ｋａと連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃとの何れかに対応する基準位置（即ち、円板９ａの単独欠歯Ｋａと連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃとの何れかが信号出力部９ｂに対向する位置）でない時には、クランク軸１１が１０°回転する期間（１０°ＣＡの時間）を１周期としたパルス信号となり、クランク軸１１の回転位置が円板９ａの単独欠歯Ｋａと連続欠歯ｂ，Ｋｃとの何れかに対応する基準位置に来た時には、クランク軸１１が３０°回転する期間（３０°ＣＡの時間）を１周期とした欠歯信号となる。つまり、欠歯信号では、図２の１段目におけるＴ３，Ｔ１３，Ｔ１４の各期間に示すように、周期（立ち下がりから立ち下がりまでの間隔）が通常のパルス信号よりも３倍のクランク角分長くなる。そして更に、クランク軸１１の回転位置が円板９ａの単独欠歯Ｋａに対応する基準位置（即ち、円板９ａの単独欠歯Ｋａが信号出力部９ｂに対向する位置）に来た時には、図２の１段目におけるＴ３の期間に示す如く欠歯信号が１回発生し、クランク軸１１の回転位置が円板９ａの連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃに対応する基準位置（即ち、円板９ａの連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃが信号出力部９ｂに対向する位置）に来た時には、図２の１段目におけるＴ１３，Ｔ１４の期間に示す如く欠歯信号が２回連続して発生する。
Therefore, the crank angle signal Va input from the
一方、マイコン３は、ＣＰＵ２１，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２３，Ａ／Ｄ変換器２４，入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２５，及び欠歯検出部２６を備えている。
そして、欠歯検出部２６は、波形整形回路５から図２の２段目に示す如く出力される波形整形後のクランク角信号（波形整形出力）Ｖｏｕｔの各周期（立ち上がりから立ち上がりまでの間隔）を計測し、今回計測中の周期が前回計測した周期の所定数倍（いわゆる欠歯判定比であり、例えば２．４倍）に設定される欠歯判定値以上になったら欠歯信号と判定する、といった手順で、波形整形後のクランク角信号Ｖｏｕｔが欠歯信号になったか否かを判定する。
On the other hand, the
Then, the missing
また、マイコン３では、例えば、ＣＰＵ２１が、波形整形後のクランク角信号Ｖｏｕｔが立ち上がる毎に、ＲＡＭ２３に設定されたクランクカウンタのカウント処理を行うと共に、欠歯検出部２６にて欠歯信号の発生が判定されたら、そのクランクカウンタの値を所定値に強制設定して、クランクカウンタの値がノイズ等の影響でずれていかないようにしている。そして、ＣＰＵ２１は、そのクランクカウンタの値からクランク軸１１の回転角度位置を把握して、エンジンに対する燃料噴射や点火の実施タイミングを設定し、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２５から図示しない燃料噴射弁や点火装置へ駆動信号を出力するようになっている。
In the
次に、波形整形回路５について説明する。
波形整形回路５では、クランク角センサ９から入力フィルタ回路７を介して入力されるクランク角信号（以下、入力信号ともいう）Ｖａが、比較器３１の反転入力端子（−端子）にレベルシフト回路３３を介して入力される。また、比較器３１の非反転入力端子（＋端子）には、スレッショルド電圧生成回路３５で生成されるスレッショルド電圧Ｖｃが入力される。
Next, the waveform shaping circuit 5 will be described.
In the waveform shaping circuit 5, a crank angle signal (hereinafter also referred to as an input signal) Va input from the
そして、比較器３１は、レベルシフト回路３３の出力Ｖｂと上記スレッショルド電圧Ｖｃとを大小比較して、「Ｖｂ＜Ｖｃ」ならばハイレベルの信号を出力し、「Ｖｂ≧Ｖｃ」ならばローレベルの信号を出力する。そして更に、この比較器３１の出力信号Ｖｏｕｔが、波形整形後のクランク角信号（波形整形出力）として、マイコン３へ出力される。
The
ここで、レベルシフト回路３３は、図３に示すように、比較器３１の出力信号Ｖｏｕｔがハイレベルからローレベルに立ち下がると（つまり「Ｖｂ≧Ｖｃ」になると）、入力信号Ｖａに所定のレベルシフト電圧を上乗せして出力することを開始すると共に、その時点から、後述する周期レジスタ３９の記憶値に応じて設定されるレベルシフト時間をかけて、上記レベルシフト電圧を徐々に０まで減少させていく。
Here, as shown in FIG. 3, when the output signal Vout of the
また、スレッショルド電圧生成回路３５は、図３に示すように、基本的には、比較器３１の出力信号Ｖｏｕｔがローレベルであるときよりも、比較器３１の出力信号Ｖｏｕｔがハイレベルであるときの方が、スレッショルド電圧Ｖｃを高い電圧に設定するが、特に、比較器３１の出力信号Ｖｏｕｔがローレベルからハイレベルに立ち上がると（つまり「Ｖｂ＜Ｖｃ」になると）、スレッショルド電圧の基本値に対して、後述する周期レジスタ３９の記憶値に応じて設定される持ち上げ値を上乗せすることを開始すると共に、その時点から一定の時間（スレッショルド時間）をかけて、上記持ち上げ値を徐々に０まで減少させていく。
In addition, as shown in FIG. 3, the threshold
一方、波形整形回路５では、比較器３１の出力信号である波形整形出力Ｖｏｕｔの周期（換言すれば、クランク角信号Ｖａのパルス間隔）が、カウンタ３７によって計測される。つまり、カウンタ３７は、図２の２段目及び４段目に示すように、一定周波数（例えば４ＭＨｚ）の内部クロックＣＬＫによってカウントアップされると共に、波形整形出力Ｖｏｕｔの立ち上がりエッジでクリアされる。このため、カウンタ３７のカウント値は、波形整形出力Ｖｏｕｔの周期を、内部クロックＣＬＫの周期を分解能として計測した周期計測値となる。
On the other hand, in the waveform shaping circuit 5, the
また、波形整形出力Ｖｏｕｔが立ち上がると、カウンタ３７がクリアされるよりも先に、その時点でのカウンタ３７のカウント値が周期レジスタ３９に転送される。よって、周期レジスタ３９には、図２の６段目に示すように、カウンタ３７による波形整形出力Ｖｏｕｔの周期計測値が更新記憶されることとなり、その周期レジスタ３９の記憶値は、エンジン回転数に相当するものとなる。
When the waveform shaping output Vout rises, the count value of the
そこで、スレッショルド電圧生成回路３５は、図４の実線で示すように、周期レジスタ３９の記憶値に応じて、その記憶値が小さい場合ほど（即ち、波形整形出力Ｖｏｕｔの周期が短い高回転時ほど）、図３の持ち上げ値を大きい値に設定している。これは、エンジン回転数が高いほど、クランク角信号Ｖａの電圧が高くなるからである。また、レベルシフト回路３３は、図４の一点鎖線で示すように、周期レジスタ３９の記憶値に応じて、その記憶値が小さい場合ほど、図３のレベルシフト時間を短い時間に設定している。
Therefore, as shown by the solid line in FIG. 4, the threshold
そして、このようなレベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５の動作により、クランク角信号Ｖａを比較器３１によって波形整形する際の適切なヒステリシス動作が、エンジン回転数に拘わらず実現できるようにしている。
Then, by the operations of the
更に、以上のような基本的構成に加えて、波形整形回路５には、波形整形出力Ｖｏｕｔが立ち上がると、カウンタ３７がクリアされるよりも先に、その時点でのカウンタ３７のカウント値が転送されるラッチ回路４１と、ラッチ回路４１に記憶されたカウント値に所定の欠歯判定比（本実施形態では２．０）を乗じた値を、欠歯判定閾値として出力する乗算回路４３と、カウンタ３７のカウント値と乗算回路４３から出力される欠歯判定閾値とを比較し、カウンタ３７のカウント値が欠歯判定閾値以上になったら、欠歯信号が発生した（クランク角信号が欠歯信号になった）と判定して、図２の５段目に示すように、その判定時点から波形整形出力Ｖｏｕｔが次に立ち上がるまで、ハイレベルの欠歯判定信号Ｓｋを出力する欠歯検出回路４５とを備えている。
Further, in addition to the basic configuration as described above, when the waveform shaping output Vout rises, the count value of the
そして、周期レジスタ３９とラッチ回路４１との両方は、波形整形出力Ｖｏｕｔが立ち上がっても、その直前まで欠歯検出回路４５からの欠歯判定信号Ｓｋがハイレベルであったならば（つまり、欠歯検出回路４５によって欠歯信号が発生したと判定されていたならば）、記憶値が更新されない（即ち、記憶値の更新が禁止される）ようになっている。
If both the
以上のような波形整形回路５では、クランク角信号Ｖａを比較器３１によって波形整形しているが、図２に示すように、その比較器３１からの波形整形出力Ｖｏｕｔの周期をカウンタ３７により計測して周期レジスタ３９に記憶し、その周期レジスタ３９内の周期計測値（延いてはエンジン回転数）に応じて、スレッショルド電圧生成回路３５とレベルシフト回路３３とが、比較器３１の非反転入力端子に入力させるスレッショルド電圧Ｖｃの上記持ち上げ値と、比較器３１の反転入力端子に入力させるクランク角信号Ｖａを波形整形出力Ｖｏｕｔがローレベルに反転した時点から上昇方向にレベルシフトさせる継続時間であるレベルシフト時間とを、可変設定するようにしている。尚、図２では、上記持ち上げ値とレベルシフト時間とのうち、レベルシフト時間の方は図示を省略しており、このことは、後述する図５及び図７〜図９においても同様である。
In the waveform shaping circuit 5 as described above, the crank angle signal Va is shaped by the
更に、波形整形回路５では、カウンタ３７による波形整形出力Ｖｏｕｔの周期計測値をラッチ回路４１にも記憶すると共に、乗算回路４３が、そのラッチ回路４１内の周期計測値に欠歯判定比（＝２．０）を乗じた値を欠歯判定閾値として設定し、カウンタ３７のカウント値が上記欠歯判定閾値以上になったら、欠歯検出回路４５にて、欠歯信号が発生したと判定（以下、欠歯判定という）されるようになっている。
Further, in the waveform shaping circuit 5, the cycle measurement value of the waveform shaping output Vout from the
そして、欠歯検出回路４５により欠歯判定されたならば、その検出時の波形整形出力Ｖｏｕｔの周期についてのカウンタ３７による周期計測値（即ち、欠歯信号の周期を計測した値）が周期レジスタ３９に更新記憶されないようにして、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の１周期が終了するまでは、スレッショルド電圧生成回路３５及びレベルシフト回路３３が、上記持ち上げ値及びレベルシフト時間を変更しないようにしている。つまり、これにより、波形整形実施条件としての上記持ち上げ値及びレベルシフト時間が、欠歯信号の周期計測値に基づき設定されて本来の値よりも低回転時向けの値になってしまうことを防止している。
If the missing
例えば、図２において、単独欠歯Ｋａに対応した単発の欠歯信号が発生しているＴ３の期間では、カウンタ３７のカウント値が、波形整形出力Ｖｏｕｔの前回周期（＝Ｔ２）を欠歯判定比倍した欠歯判定閾値（＝Ｔ２×２）以上となるため、欠歯検出回路４５により欠歯判定される。このため、その後、波形整形出力Ｖｏｕｔが立ち上がっても、周期レジスタ３９の記憶値が更新されずに保持され、その結果、欠歯信号の次の通常パルス信号が発生しているＴ４の期間では、上記持ち上げ値及びレベルシフト時間が、欠歯信号の周期（＝Ｔ３）に基づき設定されることなく、欠歯信号が発生する前の波形整形出力Ｖｏｕｔの周期計測値（＝Ｔ２）に応じた値のままとなる。
For example, in FIG. 2, in the period of T3 in which a single missing tooth signal corresponding to the single missing tooth Ka is generated, the count value of the
ここで特に、本第１実施形態の波形整形回路５では、欠歯検出回路４５により欠歯判定されたならば、周期レジスタ３９だけでなく、ラッチ回路４１についても、カウンタ３７による波形整形出力Ｖｏｕｔの周期計測値（即ち、欠歯信号のパルス幅を計測した値）が更新記憶されないようにしている。そして、これにより、欠歯判定閾値の更新が禁止され、欠歯信号検出時の次のパルス間隔についても、欠歯検出回路４５が同じ欠歯判定閾値を用いるようにしている。
Here, in particular, in the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, if the missing
このため、本第１実施形態の波形整形回路５によれば、図２におけるＴ１３及びＴ１４の期間（即ち、連続欠歯Ｋｂ，Ｋｃに対応した２つ連続の欠歯信号が発生している期間）に示すように、欠歯信号が２回連続して発生する場合の２発目の欠歯信号の発生タイミング（Ｔ１４の期間）においても、欠歯検出回路４５は、１発目の欠歯信号について用いたのと同じ欠歯判定閾値であって、１発目の欠歯信号が発生する前の通常のパルス信号のパルス間隔（＝Ｔ１２）に基づき設定された欠歯判定閾値（＝Ｔ１２×２）を用いて、欠歯信号か否かの判定を行うこととなるため、その２発目の欠歯信号についても、確実に欠歯判定することができる。
Therefore, according to the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, the period of T13 and T14 in FIG. 2 (that is, the period in which two consecutive missing teeth signals corresponding to the continuous missing teeth Kb and Kc are generated). ), The missing
そして、このことから、本第１実施形態の波形整形回路５によれば、クランク軸１１の１回転中に欠歯信号が１回発生する場合と２回連続して発生する場合とがあるクランク角信号Ｖａを、適切に波形整形することができる。
And from this, according to the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, there is a case where the missing tooth signal is generated once during one rotation of the
つまり、もし、欠歯検出回路４５によって欠歯判定された場合でも、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の立ち上がりタイミングで、ラッチ回路４１にカウンタ３７のカウント値が転送されるように構成した場合（即ち、欠歯検出回路４５からの欠歯判定信号Ｓｋがラッチ回路４１に入力されない構成にした場合）には、図５におけるＴ１３及びＴ１４の期間に示すように、欠歯信号が２回連続して発生する場合の２発目の欠歯信号の発生タイミングにおいて、欠歯検出回路４５は、１発目の欠歯信号の長いパルス間隔（＝Ｔ１３）に基づき設定された大きな欠歯判定閾値（＝Ｔ１３×２）を用いて欠歯信号か否かの判定を行うこととなるため、２発目の欠歯信号のパルス間隔が欠歯判定閾値以上にならず、その２発目の欠歯信号を欠歯信号であると判定することができなくなる。すると、その２発目の欠歯信号の次の通常パルス信号が発生しているＴ１５の期間では、周期レジスタ３９に、上記２発目の欠歯信号のカウンタ３７による周期計測値（＝Ｔ１４）がセットされてしまい、その２発目の欠歯信号の周期計測値（＝Ｔ１４）に基づいて、上記持ち上げ値及びレベルシフト時間が設定されてしまうため、その持ち上げ値及びレベルシフト時間が本来の値よりも低回転時向けの値に設定されて、クランク角信号Ｖａを適切に波形整形することができなくなってしまうのである。尚、図５において、波形整形出力Ｖｏｕｔは、図２と同じ理想的な状態で示しているが、実際には、レベルシフト時間が本来の値（理想）より大きくなってしまい、Ｔ１６の期間での波形整形出力Ｖｏｕｔの立ち上がりタイミングが遅れ気味になってしまう。
In other words, even if the missing
これに対して、本第１実施形態の波形整形回路５では、欠歯判定した場合には、欠歯判定閾値が更新されるのを禁止しているため、２発目の欠歯信号についても、確実に欠歯判定することができ、その結果、２発目の欠歯信号の周期計測値に基づいて上記持ち上げ値及びレベルシフト時間が設定されてしまうことが防止され、クランク角信号Ｖａを適切に波形整形することができるようになるのである。 On the other hand, in the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, when the missing tooth determination is made, it is prohibited to update the missing tooth determination threshold. Therefore, it is possible to reliably determine the missing tooth, and as a result, the lift value and the level shift time are prevented from being set based on the period measurement value of the second missing tooth signal, and the crank angle signal Va is determined. The waveform can be shaped appropriately.
尚、本第１実施形態の波形整形回路５では、比較器３１が波形整形手段に相当し、カウンタ３７が周期計測手段に相当し、周期レジスタ３９が周期記憶手段に相当し、レベルシフト回路３３とスレッショルド電圧生成回路３５とが条件設定手段に相当している。また、カウンタ３７，ラッチ回路４１，乗算回路４３，及び欠歯検出回路４５からなる部分が、欠歯判定手段及び欠歯判定装置に相当している。そして、カウンタ３７がパルス間隔計測手段にも相当し、ラッチ回路４１と乗算回路４３とが閾値設定手段に相当している。
In the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, the
ところで、上記第１実施形態の波形整形回路５において、レベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が用いる周期レジスタ３９の値としては、複数回分の平均をとるようにしても良い。
By the way, in the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, the value of the
具体的に説明すると、例えば図６（ａ）に示すように、まず、図１の周期レジスタ３９を周期レジスタＲ１とする。そして、波形整形出力Ｖｏｕｔが立ち上がると、周期レジスタＲ１の更新前の記憶値が転送される周期レジスタＲ２と、その周期レジスタＲ２の記憶値と上記周期レジスタＲ１の記憶値との平均値が格納される周期レジスタＲ３とを追加する。そして更に、レベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が、周期レジスタＲ３の記憶値を用いて、レベルシフト時間やスレッショルド電圧の持ち上げ値を設定するように構成すれば良い。
Specifically, for example, as shown in FIG. 6A, first, the
そして、このようにすれば、瞬時の回転変動の影響を少なくすることができる。
また、上記第１実施形態の波形整形回路５において、図６（ｂ）のように、欠歯検出回路４５によって欠歯判定された際には、その欠歯信号の周期を計測したカウンタ３７のカウント値（＝Ｔ３，Ｔ１３，Ｔ１４）を１／３にした値が周期レジスタ３９に格納されるようにしても良い。
And if it does in this way, the influence of an instantaneous rotation fluctuation | variation can be decreased.
In the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, as shown in FIG. 6B, when the missing
一方、上記第１実施形態の波形整形回路５においては、図７におけるＴ１９，Ｔ２０の期間に示すように、クランク角信号Ｖａにノイズが入り、カウンタ３７によって計測されるパルス間隔が非常に短くなった場合には、同図７におけるＴ２１の期間に示すように、欠歯判定閾値が正常値に比べて非常に小さい値（＝Ｔ２０×２）になって、欠歯信号でない通常のパルス信号（１０°ＣＡ毎のパルス信号）を欠歯信号であると誤判定してしまう可能性がある。そして、このような誤判定が起こった場合でも欠歯判定閾値の更新が禁止されるため、同図７におけるＴ２１以降の期間に示すように、以後、欠歯信号であるとの誤判定と欠歯判定閾値の更新禁止（保持）とが繰り返されることとなり、その結果、１０°ＣＡ毎の各パルス信号を欠歯信号であると誤判定し続けてしまい、周期レジスタ３９の記憶値が正常値よりも非常に小さい値（＝Ｔ２０）のままになってしまう。
On the other hand, in the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment, as shown in the periods T19 and T20 in FIG. 7, noise enters the crank angle signal Va and the pulse interval measured by the
そこで次に、このような問題を回避可能な第２実施形態の波形整形回路について、図８を用い説明する。尚、以下の第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成要素については、同一の符号を用いる。 Next, a waveform shaping circuit according to the second embodiment that can avoid such a problem will be described with reference to FIG. In the following description of the second embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
第２実施形態の波形整形回路５では、図８におけるＴ１３〜１５又はＴ２１〜Ｔ２３の期間に示すように、欠歯検出回路４５により連続して欠歯判定された回数が２回に達したならば（つまり、欠歯検出回路４５が２回連続して欠歯判定したならば）、欠歯判定閾値の更新禁止を実施せずに、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の立ち上がりタイミングで、ラッチ回路４１にカウンタ３７のカウント値が転送されるようにしている。
In the waveform shaping circuit 5 of the second embodiment, as shown in the period of T13 to 15 or T21 to T23 in FIG. In other words, if the missing
このため、図８におけるＴ１９〜Ｔ２３の期間に示すように、クランク角信号Ｖａにノイズが入って、カウンタ３７により計測されるパルス間隔が非常に短くなってしまい、欠歯信号でない通常のパルス信号を欠歯信号であると誤判定してしまっても、２回誤判定した次のパルス信号（Ｔ２３の期間のパルス信号）については、その前のパルス信号の周期計測値に基づく正常な欠歯判定閾値（＝Ｔ２２×２）を用いて欠歯信号か否かの判定が実施されることとなる。よって、欠歯信号であると誤判定し続けてしまうことが防止される。
For this reason, as shown in the period from T19 to T23 in FIG. 8, noise enters the crank angle signal Va, the pulse interval measured by the
尚、図８におけるＴ２１〜Ｔ２３の期間では、周期レジスタ３９の記憶値が、本来のエンジン回転数には対応しない小さめの値となってしまうが、その後のＴ２４以降の期間では正常値に復帰することとなる。そして、周期レジスタ３９の値は、レベルシフト時間やスレッショルド電圧の持ち上げ値を設定するためのパラメータであり、永遠に間違っていない限り、エンジンの制御性に大きな影響を与えることはない。
In the period from T21 to T23 in FIG. 8, the stored value of the
一方、本実施形態では、欠歯信号が最大で２回連続して発生するシステムであったが、欠歯信号が最大で３回以上発生するシステムについても同様である。つまり、欠歯信号が連続して発生する最大回数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、欠歯検出回路４５がＮ以上の所定回数Ｍだけ連続して欠歯判定したら、欠歯判定閾値の更新禁止を実施しないように構成すれば良い。また、上記Ｍは上記Ｎと同じ値に設定するのが好ましい。
On the other hand, in the present embodiment, the system is one in which the missing tooth signal is continuously generated twice at the maximum, but the same applies to the system in which the missing tooth signal is generated at most three times. In other words, assuming that the maximum number of consecutive missing tooth signals is N (N is an integer of 2 or more), the missing
次に、第３実施形態について、図９を用い説明する。尚、以下の第３実施形態の説明においても、第１実施形態と同じ構成要素については、同一の符号を用いる。
第３実施形態の波形整形回路５は、第１実施形態の波形整形回路５に対して、下記の（１）及び（２）の点が異なっている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the following description of the third embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
The waveform shaping circuit 5 of the third embodiment differs from the waveform shaping circuit 5 of the first embodiment in the following points (1) and (2).
（１）まず、欠歯検出回路４５からの欠歯判定信号Ｓｋがラッチ回路４１に入力されないようになっており、このため、欠歯検出回路４５によって欠歯判定された場合でも、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の立ち上がりタイミングで、ラッチ回路４１にカウンタ３７のカウント値が転送されるようになっている。
(1) First, the missing tooth determination signal Sk from the missing
よって、図９におけるＴ１３及びＴ１４の期間に示すように、欠歯信号が２回連続して発生する場合の２発目の欠歯信号の発生タイミングにおいて、欠歯検出回路４５は、１発目の欠歯信号の長いパルス間隔（＝Ｔ１３）に基づき設定された大きな欠歯判定閾値（＝Ｔ１３×２）を用いて欠歯信号か否かの判定を行うこととなるため、２発目の欠歯信号のパルス間隔が欠歯判定閾値以上にならず、その２発目の欠歯信号を欠歯信号であると判定することはできない。尚、この点は、図５と同様である。
Therefore, as shown in the period T13 and T14 in FIG. 9, the missing
（２）そこで、本第３実施形態では、図９におけるＴ３〜Ｔ５又はＴ１３〜Ｔ１５の期間に示すように、欠歯検出回路４５が欠歯判定して該欠歯検出回路４５からハイレベルの欠歯判定信号Ｓｋが出力されたならば、その後、波形整形出力Ｖｏｕｔの２周期分の期間が終了するまで（つまり、波形整形出力Ｖｏｕｔが３回立ち上がるまで）、周期レジスタ３９の記憶値が更新されないようにしている。よって、単発の欠歯信号と連続の欠歯信号との何れが発生した場合でも、周期レジスタ３９の記憶値は３回連続して同じ値となる。そして、これにより、本第３実施形態では、欠歯検出回路４５によって欠歯判定されると、その後、波形整形出力Ｖｏｕｔの２周期分の期間が終了するまで、条件設定手段としてのレベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が、波形整形実施条件としてのレベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とを変更しないようになっている。
(2) Therefore, in the third embodiment, as shown in the period T3 to T5 or T13 to T15 in FIG. If the missing tooth determination signal Sk is output, then the stored value of the
このような本第３実施形態の波形整形回路５によっても、欠歯信号が２回連続して発生した場合に、その２発目の欠歯信号の周期計測値に基づいてレベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とが設定されてしまうことが防止され、クランク角信号Ｖａを適切に波形整形することができる。また、この場合、欠歯判定閾値については、特に工夫が不要であるため、回路の簡略化が可能である。 Also in the waveform shaping circuit 5 of this third embodiment, when the missing tooth signal is generated twice in succession, the level shift time and the threshold are based on the period measurement value of the second missing tooth signal. It is possible to prevent the voltage increase value from being set, and to appropriately shape the waveform of the crank angle signal Va. Further, in this case, since there is no particular need for the missing tooth determination threshold value, the circuit can be simplified.
尚、本実施形態では、欠歯信号が最大で２回連続して発生するシステムであったが、欠歯信号が最大で３回以上発生するシステムについても同様である。つまり、欠歯信号が連続して発生する最大回数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、欠歯検出回路４５が欠歯判定したら、その後、波形整形出力ＶｏｕｔのＮ周期以上の所定周期分の期間が終了するまで、周期レジスタ３９の記憶値が更新されないように構成すれば良い。また、上記所定周期の数は上記Ｎと同じ値に設定するのが好ましい。
In the present embodiment, the missing tooth signal is generated continuously twice at the maximum, but the same applies to a system where the missing tooth signal is generated at most three times. That is, assuming that the maximum number of occurrences of the missing tooth signal is N (N is an integer equal to or greater than 2), when the missing
一方、上記各実施形態の波形整形回路５を備えたエンジン制御装置１では、波形整形回路５側での欠歯判定比（上記例では２．０）を、後段のマイコン３（デジタル処理回路に相当）内の欠歯検出部２６での欠歯判定比（上記例では２．４）よりも小さくしているが、それは以下の理由による。
On the other hand, in the
まず、マイコン３内の欠歯検出部２６は 前述したように、欠歯判定時にクランクカウンタの値を所定値に強制設定することで、そのクランクカウンタの値がノイズ等の影響でずれていかないようにするためのものである。つまり、ノイズに対する保険的な役割を果たすものである。よって、もし、マイコン３において、欠歯検出部２６が欠歯判定し損ねたとしても、クランクカウンタの値はカウント処理による成り行きで正常に更新されていくこととなる。また逆に、欠歯検出部２６が誤って欠歯判定したならば、クランクカウンタの値が間違った値に強制設定されることとなり、燃料噴射タイミングや点火タイミングがずれてしまう。このため、マイコン３内の欠歯検出部２６に関しては、どちらかといえば、欠歯判定比を大きい値にして、欠歯判定し難く設定しておく方が好ましい。
First, as described above, the missing
これに対して、波形整形回路５内の欠歯検出回路４５に関しては、誤って欠歯判定しても、レベルシフト時間やスレッショルド電圧の持ち上げ値といった波形整形実施条件が一時的に更新されないだけであり、欠歯信号を欠歯信号であると判定できないよりは、欠歯判定比を小さい値にして、欠歯判定し易く設定しておいた方が良い。
On the other hand, regarding the missing
例えば、誤って欠歯判定する場合としては、次の２通りの場合が考えられる。
まず、１つ目は、エンジンが急減速して、波形整形出力Ｖｏｕｔが欠歯判定閾値を超えてしまった場合である。この場合、欠歯判定比を小さい値に設定すると、誤判定の発生頻度は増えるが、波形整形実施条件が前回値と変わらないだけであり、制御上は全く問題はない。
For example, the following two cases can be considered as a case where the missing tooth is erroneously determined.
First, the first case is when the engine decelerates rapidly and the waveform shaping output Vout exceeds the missing tooth determination threshold. In this case, if the missing tooth determination ratio is set to a small value, the frequency of erroneous determination increases, but the waveform shaping execution condition does not change from the previous value, and there is no problem in terms of control.
そして、２つ目は、図７や図８のようにクランク角信号Ｖａにノイズが乗った場合である。しかし、本来、入力フィルタ回路７でノイズ除去を行っているため、ノイズによる誤った欠歯判定は殆ど発生しないと考えられる。また万一、ノイズの混入により誤って欠歯判定した場合でも、前述した第２及び第３実施形態の構成であれば何ら問題はない。 The second case is when noise is added to the crank angle signal Va as shown in FIGS. However, since noise removal is originally performed by the input filter circuit 7, it is considered that erroneous missing tooth determination due to noise hardly occurs. Even if a missing tooth is erroneously determined due to noise mixing, there is no problem as long as it is the configuration of the second and third embodiments described above.
以上のことから、クランク角センサからのクランク角信号をエンジン回転数に応じた波形整形実施条件に従って波形整形する波形整形回路と、その波形整形回路から出力される波形整形後のクランク角信号を入力して、クランク軸の回転位置を表すクランクカウンタのカウント処理を行うデジタル処理回路とを備えたエンジン制御装置においては、波形整形回路での欠歯判定比を、デジタル処理回路での欠歯判定比よりも小さい値に設定することが好ましいと言える。そして、このように構成すれば、信頼性の高いエンジン制御装置が得られる。 From the above, the waveform shaping circuit that shapes the crank angle signal from the crank angle sensor according to the waveform shaping execution condition according to the engine speed and the crank angle signal after waveform shaping output from the waveform shaping circuit are input. In an engine control device having a digital processing circuit that performs a counting process of a crank counter that represents the rotational position of the crankshaft, the missing tooth determination ratio in the waveform shaping circuit is set to the missing tooth determination ratio in the digital processing circuit. It can be said that it is preferable to set a smaller value. And if comprised in this way, a highly reliable engine control apparatus will be obtained.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
例えば、上記各実施形態の波形整形回路５では、欠歯検出回路４５によって欠歯判定された際に、周期レジスタ３９の記憶値を更新しないようにすることで、レベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が、レベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とを変更しないようにしたが、欠歯検出回路４５によって欠歯判定された際に、レベルシフト回路３３自身とスレッショルド電圧生成回路３５自身が、レベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とを変更しないように構成しても良い。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form.
For example, in the waveform shaping circuit 5 of each of the above embodiments, the
つまり、第１及び第２実施形態の波形整形回路５については、欠歯検出回路４５により欠歯判定されたならば、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の１周期が終了するまでは、レベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が、周期レジスタ３９の記憶値に係わらず、レベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とを変更しないように構成すれば良い。同様に、第３実施形態の波形整形回路５については、欠歯検出回路４５により欠歯判定されたならば、波形整形出力Ｖｏｕｔの次の２周期分の期間が終了するまでは、レベルシフト回路３３及びスレッショルド電圧生成回路３５が、周期レジスタ３９の記憶値に係わらず、レベルシフト時間とスレッショルド電圧の持ち上げ値とを変更しないように構成すれば良い。
That is, for the waveform shaping circuit 5 of the first and second embodiments, if the missing
また、上記各実施形態の波形整形回路５において、比較器３１と同じ比較器をもう一つ設け、その追加した方の比較器の出力信号を、波形整形後のクランク角信号として、後段のマイコン３へ出力するようにしても良い。
Further, in the waveform shaping circuit 5 of each of the above embodiments, another comparator that is the same as the
一方、周期レジスタ３９の記憶値（エンジン回転数）に応じて設定する波形整形実施条件としては、前述したレベルシフト時間やスレッショルド電圧の持ち上げ値に限らず、例えば、図３に示したレベルシフト電圧（又はそのレベルシフト電圧の初期値）やスレッショルド時間でも良い。また例えば、比較器３１に入力されるスレッショルド電圧Ｖｃを全体的に変化させる構成でも良い。
On the other hand, the waveform shaping execution condition set in accordance with the value stored in the period register 39 (engine speed) is not limited to the level shift time and the threshold voltage raised value described above. For example, the level shift voltage shown in FIG. (Or an initial value of the level shift voltage) or a threshold time may be used. For example, the threshold voltage Vc input to the
１…エンジン制御装置、３…マイコン、５…波形整形回路、７…入力フィルタ回路、９…クランク角センサ、９ａ…円板、９ｂ…信号出力部、Ｋａ〜Ｋｃ…欠歯部、１１…クランク軸、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…入出力インターフェース、２６…欠歯検出部、３１…比較器、３３…レベルシフト回路、３５…スレッショルド電圧生成回路、３７…カウンタ、３９…周期レジスタ、４１…ラッチ回路、４３…乗算回路、４５…欠歯検出回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該パルス間隔計測手段が前記クランク角信号の１つのパルス間隔を計測し終える毎に、少なくとも今回計測されたパルス間隔を用いて、前記クランク角信号が前記欠歯信号になったか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定手段とを備え、
前記パルス間隔計測手段により計測されるパルス間隔が前記閾値設定手段により設定されている閾値以上になったら、前記クランク角信号が前記欠歯信号になったと判定する欠歯判定装置であって、
前記クランク角信号が前記欠歯信号になったと判定すると、前記閾値設定手段が前記閾値を更新するのを禁止して、前記クランク角信号の次のパルス間隔についても同じ閾値を用いるように構成されていること、
を特徴とする欠歯判定装置。 When the rotation position of the crankshaft is not a preset reference position, it is output from a sensor according to the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, and becomes a pulse signal with a period during which the crankshaft rotates by a predetermined angle as one cycle, When the rotation position of the crankshaft comes to the reference position, it becomes a missing tooth signal with a period during which the crankshaft rotates at an angle larger than the predetermined angle as one cycle. Further, during one rotation of the crankshaft, A pulse interval measuring means for measuring a pulse interval of the crank angle signal with respect to a crank angle signal in which the missing tooth signal is generated once and a case in which the missing tooth signal is continuously generated a plurality of times;
Each time the pulse interval measuring means finishes measuring one pulse interval of the crank angle signal, it is determined whether or not the crank angle signal has become the missing tooth signal by using at least the pulse interval measured this time. Threshold setting means for setting a threshold for
A missing tooth determination device that determines that the crank angle signal has become the missing tooth signal when a pulse interval measured by the pulse interval measuring means is equal to or greater than a threshold set by the threshold setting means,
When it is determined that the crank angle signal is the missing tooth signal, the threshold setting unit prohibits the threshold value from being updated, and the same threshold is used for the next pulse interval of the crank angle signal. That
A missing tooth determination device characterized by the above.
前記欠歯信号が連続して発生する回数をＮとすると、前記クランク角信号が前記欠歯信号になったと連続して判定した回数がＮ以上の所定回数に達した場合には、前記閾値の更新禁止を実施せずに、前記閾値設定手段に新たな閾値を設定させるように構成されていること、
を特徴とする欠歯判定装置。 In the missing tooth determination apparatus according to claim 1,
Assuming that the number of consecutive occurrences of the missing tooth signal is N, when the number of times that the crank angle signal is continuously determined to be the missing tooth signal reaches a predetermined number of times N or more, The threshold value setting unit is configured to set a new threshold value without prohibiting update,
A missing tooth determination device characterized by the above.
該波形整形手段の出力信号の周期を計測する周期計測手段と、
該周期計測手段による周期計測値が更新記憶される周期記憶手段と、
該周期記憶手段に記憶された周期計測値に基づいて、前記波形整形手段が前記クランク角信号を波形整形する際の条件を設定する条件設定手段と、
前記波形整形手段の出力信号に基づき前記クランク角信号が前記欠歯信号になったか否かを判定する欠歯判定手段とを備え、
前記欠歯判定手段により前記クランク角信号が前記欠歯信号になったと判定されると、前記出力信号の次の１周期が終了するまで、前記条件設定手段が前記条件を変更しないように構成された波形整形装置であって、
前記欠歯判定手段として、請求項１又は請求項２に記載の欠歯判定装置を備えていると共に、前記周期計測手段が、前記パルス間隔計測手段としても機能すること、
を特徴とするクランク角信号の波形整形装置。 When the rotation position of the crankshaft is not a preset reference position, it is output from a sensor according to the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, and becomes a pulse signal with a period during which the crankshaft rotates by a predetermined angle as one cycle, When the rotation position of the crankshaft comes to the reference position, it becomes a missing tooth signal with a period during which the crankshaft rotates at an angle larger than the predetermined angle as one cycle. Further, during one rotation of the crankshaft, A waveform that receives a crank angle signal that occurs when the missing tooth signal is generated once and a case where the missing tooth signal occurs continuously a plurality of times, and that shapes the crank angle signal into a rectangular wave and outputs it. Shaping means;
Period measuring means for measuring the period of the output signal of the waveform shaping means;
A period storage means in which a period measurement value by the period measurement means is updated and stored;
Condition setting means for setting a condition when the waveform shaping means shapes the crank angle signal based on the period measurement value stored in the period storage means;
A missing tooth determining means for determining whether or not the crank angle signal becomes the missing tooth signal based on the output signal of the waveform shaping means;
When the missing tooth determining means determines that the crank angle signal has become the missing tooth signal, the condition setting means is configured not to change the condition until the next one cycle of the output signal is completed. A waveform shaping device,
The missing tooth determination unit includes the missing tooth determination device according to claim 1 or 2, and the period measurement unit also functions as the pulse interval measurement unit.
A device for shaping a waveform of a crank angle signal.
該波形整形手段の出力信号の周期を計測する周期計測手段と、
該周期計測手段による周期計測値が更新記憶される周期記憶手段と、
該周期記憶手段に記憶された周期計測値に基づいて、前記波形整形手段が前記クランク角信号を波形整形する際の条件を設定する条件設定手段と、
前記波形整形手段の出力信号に基づき前記クランク角信号が前記欠歯信号になったか否かを判定する欠歯判定手段とを備え、
前記欠歯判定手段により前記クランク角信号が前記欠歯信号になったと判定されると、前記出力信号のＮ周期以上の所定周期分の期間が終了するまで、前記条件設定手段が前記条件を変更しないように構成されていること、
を特徴とするクランク角信号の波形整形装置。 When the rotation position of the crankshaft is not a preset reference position, it is output from a sensor according to the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, and becomes a pulse signal with a period during which the crankshaft rotates by a predetermined angle as one cycle, When the rotation position of the crankshaft comes to the reference position, it becomes a missing tooth signal with a period during which the crankshaft rotates at an angle larger than the predetermined angle as one cycle. Further, during one rotation of the crankshaft, A crank angle signal may be input when the missing tooth signal is generated once and when the missing tooth signal is generated N times (N is an integer equal to or greater than 2). Waveform shaping means for waveform shaping and outputting;
Period measuring means for measuring the period of the output signal of the waveform shaping means;
A period storage means in which a period measurement value by the period measurement means is updated and stored;
Condition setting means for setting a condition when the waveform shaping means shapes the crank angle signal based on the period measurement value stored in the period storage means;
A missing tooth determining means for determining whether or not the crank angle signal becomes the missing tooth signal based on the output signal of the waveform shaping means;
If it is determined by the missing tooth determination means that the crank angle signal has become the missing tooth signal, the condition setting means changes the condition until a period of a predetermined period equal to or greater than N periods of the output signal is completed. That is configured not to
A device for shaping a waveform of a crank angle signal.
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