JP2001509881A - カムシャフト回転検出組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車の内燃機関の、複数の歯を有するカムシャフトの回転を特定するカムシャフト回転検出組立体が、そこを通り過ぎて回転する時に各歯を検出してカムシャフト・センサー出力を発生することによりカムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサー（１２）と、カムシャフト・センサー（１２）が歯の一つがそこを通り過ぎて回転するのを検出する度に減算する減算デバイス（１４）と、減算デバイスに作用的に接続された信号発生器（１８）とを有し、信号発生器は源ｓ名デバイスが所定値まで減算した事を示す信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 カムシャフト回転検出組立体 本発明は回転検出組立体に関し、より具体的には、自動車の内燃機関のカムシャ フト用の回転検出組立体に関する。 車両の内燃機関が洗練されるにつれて、その制御もまたそうならなければならな い。内燃機関の制御を最大限有効なものとするために、必要とされる条件は、カ ムシャフト、ピストン、クランクシャフトなどの自動車の部品の位置、方向及び 回転数を知る事である。 大抵の内燃機関は、エンジン２回転に及ぶ４工程サイクルを用いて作動する。よ り洗練された基準が求められるので、単なるエンジン回転数ではなく、エンジン 工程への完全な同調が求められている。現在、ソフトウェアに頼った、唯一の決 まった実装方法がある。より具体的には、異なったセンサー又はセンサーの型が 用いられると、ハードウェアとソフトウェアを変えなければならない。 従って、本発明は、自動車の内燃機関の、少なくとも一つの歯を有するカムシャ フトの回転周期を特定するカムシャフト回転検出組立体である。カムシャフト回 転検出組立体は、各歯がそこを通り過ぎて回転する時に各歯を検出することによ って、カムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサーを含む。カムシャ フト・センサーは、カムシャフト・センサー出力を発生する。カムシャフト回転 検出組立体はまた、カムシャフト・センサーに作用的に接続された減算デバイス を含む。減算デバイスは、カムシャフト・センサーが歯がそこを通り過ぎて回転 するのを検出する度に、減算する。カムシャフト回転数検出組立体は更に、減算 デバイスに作用的に接続された信号発生器を含む。信号発生器は、減算デバイス が所定値まで減算したことを示す信号を発生する。 本発明に伴なう効果の一つは、カムシャフトがどの回転周期を通って回転してい るかを計測することが出来るということである。本発明の別の効果は、センサー の一つが作動しなくても内燃機関が作動し続けることを可能とする複数の入力か ら、カムシャフトが回転している回転周期がどれかを計測することが出来るとい うことである。本発明の更に別の効果は、ハードウェアやソフトウェアを変更す る必要無しに、センサーの複数の型に対して同じハードウェアを用いることが出 来るということである。本発明の更にまた別の効果は、センサーを無視して入力 を制御することが出来るということである。回転周期情報は内部に保持され、カ ムシャフト・センサーを必要としない。 添付の図面を参照して、例を用いて、本発明を以下に更に説明する。 図１は、本発明によるカムシャフト回転検出組立体の一実施例の概略ブロック図 である。 図２は、図１のカムシャフト回転検出組立体の減算デバイスの出力を表す時間グ ラフである。 図３は、本発明によるカムシャフト回転検出組立体の代替実施例の出力を表す時 間グラフである。 本発明の一実施例である、カムシャフト回転検出組立体が、図１に全体として１ ０で示されている。カムシャフト回転検出組立体１０は、自動車（不図示）の内 燃機関のカムシャフト（不図示）の回転周期を特定する。歯又は、この分野で公 知の同様の目標物を複数、カムシャフトが有していることを、認識すべきである 。 カムシャフト回転検出組立体はカムシャフト・センサー１２を有している。カム シャフト・センサー１２は、各歯１２がそこを過ぎて回転する度に各歯１２を検 出することによって、カムシャフトの回転を検出する。いかなる型のセンサーで も、カムシャフトと組み合わせて用いることが出来るものの、カムシャフト回転 検出組立体の一実施例においては、カムシャフト・センサー１２によって作られ た磁場の磁束線を各歯が遮断する、可変磁気抵抗センサーがカムシャフト・セン サー１２となっている。カムシャフト・センサー１２の代わり又はそれに加えて 、示したり説明していないが、別のセンサーを用いても良いことが認識され得る 。 カムシャフト・センサー１２の出力が、減算デバイス１４の入力である。減算デ バイス１４は、カムシャフト・センサー１２に作用的に接続されている。 減算デバイス１４は、カムシャフト・センサー１２が歯がそこを通り過ぎて回転 するのを検出する度に、減算する。一実施例においては、減算デバイスは一単位 値（１）を減算する。 カムシャフト回転検出組立体１０は更に、カムシャフト・センサー１２の出力と は独立した入力信号を受ける入力ポート１６を含む。一実施例においては、第２ 入力ポート１６により受けられた入力信号は、エンジン・トラッキング・デザイ ンの別の部分から発生した回転信号である。 カムシャフト回転検出組立体１０は更に信号発生器１８を含む。信号発生器１８ は、減算デバイス１４に接続されている。信号発生器１８は、減算デバイス１４ が所定値まで減算したことを示す信号を発生する。一実施例においては、所定値 はゼロ（０）である。信号発生器１８は一信号源よりも多くから信号を受ける可 能性があるので、信号発生器１８は、少なくとも２つの出力信号を出力するマル チプレクサー２０を含む。図１に示す実施例においては、マルチプレクサー２０ は１６対２のマルチプレクサーである。マルチプレクサー２０は、図２及び３に おいて最も良く判るように、同期入力（ＳＩ）信号２２を第１出力ポート２４に 出力する。マルチプレクサー２０はまた、図２及び３において最も良く判るよう に、カムシャフト派生角度基準（ＣＡＲ）２６に基づいて分解能が限られたバッ クアップ信号を第２出力ポート２８から、出力する。図１に示された入力に基づ いて、マルチプレクサー２０は、カムシャフトの回転を示すのに矛盾のない内部 信号を得るためにセンサー信号の型に合う８つの同期モードの内の一つを選択す ることが出来る。 より具体的には、第１と第８モードへの入力ポート３０はゼロ・ボルトに接続さ れているので、可能性のある８つの同期モードの内の最初と最後の入力は、オー バーライド入力であり、ゼロで一定している。制御ロジック（不図示）がいかな るセンサーにより受けられた入力も無視するようにプログラムされている時に、 この入力が用いられる。これが起こり得るのは、始動中又は特定のセンサーが適 切に作動していないと判断され得る時である。特定のセンサーから受けた入力を 無視することが望ましい別の状況があり得るので、この理由の一覧は非網羅的で ある。これもまたオーバーライド・ポートであり、第２モードに接続された入力 ポート３２は、一定電圧源Ｖｄｄに接続されているので、一定の論理１又はハイ 入力である。上述のように、第２モード入力は、内燃機関の機能性を維持するた めにセンサーからの入力を無視することが必要であると判断された時に、用いら れる。第３入力ポート３４は、代替実施例ではホール効果型センサーであるカム シャフト・センサー１２に接続されている。それで、入力ポート３４は、カムシ ャフト・センサー１２が第１回転周期を検出する時だけ、ハイ・レベルとなる。 第４入力ポート３６は、ＮＯＴゲート３８を通ってカムシャフト・センサー１２ に接続される。第３及び第４入力ポート３４，３６の直接接続（ＮＯＴゲート３ ８は無視）により、その出力を無視すべきではないセンサーが、直接マルチプレ クサー２０に入力される状態とされる。それで、別の独立した第３センサー（不 図示）を第３及び第４入力ポート３４，３６に接続し得る。しかしながら、図１ に示す実施例においては、第４入力ポート３４におけるハイ入力が、カムシャフ トが第２周期にあることを示す。第５入力ポート４０が減算デバイス１４により 受けられて、そこで第４入力ポートにおけるより多くのパルスが第１周期を示す 。第６入力ポート４２も、減算デバイス１４からの信号を受けている。第６入力 ポート４２において、高い数のパルスの受信は第２回転周期を示す。第７入力ポ ート４４は、第２入力ポート４４及び論理ロー又はゼロに直接接続されている。 これにより、回路が初期化される度にカムシャフトの内部トラッキングを可能と する。マルチプレクサー２０はまた同期モード入力ポート４６を含む。 第５入力ポート４０と第６入力ポート４２へ入力している減算デバイス１４は、 カムシャフト・センサー１２の出力と第２入力ポート１６により受けられるもの とから入力を受ける。減算デバイス１４は、所定値より大きい数である、係数を 格納するメモリー機器４８を含む。減算デバイス１４は更に、所定値に達するま で、係数から減算する減算器５０を含む。減算器５０の出力は、マルチプレクサ ー２０の第５入力ポート４０への直接の入力である。減算器５０の出力はまた、 第２ＮＯＴゲート５４を介してフリップフロップ５２に接続されている。一実施 例において、フリップフロップ５２は、立ち下がりエッジにより反転されるＴフ リップフロップである。フリップフロップ５２の出力は、マルチプレクサー２０ の第５入力ポート４０及び第６入力ポート４２の両方の入力である。減算器５０ の出力はまた、それがゲート５８への入力となるＮＯＴゲート５４を通り抜ける 度に、フィードバック・ループ５６を構成する。一旦減算器５０がゼロに達する と、ゲート５８がオンに切り替わり、減算器５０がその動作の減算部分を続行す ることを停止する。減算デバイス１４は更に、第２入力ポート１６からの入力を 受け、第２ゲート６２へと出力するエッジ検出器６０を含む。エッジ検出器６０ は、第２ゲート６２を操作してメモリー４８に格納された係数を減算器５０へダ ウンロードする。 図２を参照すると、センサーの出力を表す時間グラフが示されている。より具体 的には、カムシャフト・センサー１２は６５で示される出力を有する。出力は、 複数のステップであり、各ステップがカムシャフト・センサー１２を通り過ぎる 歯の回転を示している。係数が１に等しい図２において、可燃磁気抵抗センサー つまりカムシャフト・センサー１２が、６６においてゼロより大きい部分つまり ステップを有する出力信号６５を発生する。ＶＲＳ信号６５が６６においてゼロ より大きい時には、減算器５０は６８において１から１を引いて０に達する。破 線７０，７２の間のＶＲＳ信号６５を見ると判るように、ＶＲＳ信号はゼロより も上に上がることはなく、それで減算器５０はゼロまで減算しない。減算器５０ がゼロまで減算する時に、ＳＩ信号２２が論理０から論理１へ変わる。減算器５ ０がゼロへと減算する時に、ＣＡＲ信号２６も論理ローから論理ハイへと変化す る。ＳＩ信号２２とＣＡＲ信号２６とが異なるのは、この実施例においては、係 数１が減算器５０にリロードされて、エッジ検出器６０により検出されたような 、新しい回転が始まった事を示す信号を第２入力ポート１６が受けたことを示し ている時に、ＳＩ信号２２が論理ローに戻るからある。ＳＩ信号とは異なり、Ｃ ＡＲ信号は論理ローに戻ることはない。 係数が３に等しい、図３を参照すると、図２における例と同じように、減算器５ ０が係数をゼロまで減らす時に、ＳＩ信号２２は論理ローから論理ハイへと変化 する。この例においては、エッジ検出器６０が第２入力ポート１６から新しい周 期の開始を検出する時に、減算器５０に係数３がリロードされると、ＳＩ信号２ ２が論理ローに戻る。図２に示す例のように、ＣＡＲ信号２６も、減算器５０の リロード時に論理ローに戻らない。両方の例において、減算器５０が、一実施例 における好ましい値である、ゼロまで係数を減算する時に、ＣＡＲ信号が論理ロ ーに戻ることになる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１月１６日（１９９８．１．１６） 【補正内容】 明細書 カムシャフト回転検出組立体 本発明は回転検出組立体に関し、より具体的には、自動車の内燃機関のカムシャ フト用の回転検出組立体に関する。 車両の内燃機関が洗練されるにつれて、その制御もまたそうならなければならな い。内燃機関の制御を最大限有効なものとするために、必要とされる条件は、カ ムシャフト、ピストン、クランクシャフトなどの自動車の部品の位置、方向及び 回転数を知る事である。 大抵の内燃機関は、エンジン２回転に及ぶ４工程サイクルを用いて作動する。よ り洗練された基準が求められるので、単なるエンジン回転数ではなく、エンジン 工程への完全な同調が求められている。現在、ソフトウェアに頼った、唯一の決 まった実装方法がある。より具体的には、異なったセンサー又はセンサーの型が 用いられると、ハードウェアとソフトウェアを変えなければならない。 ヨーロッパ公開特許０５８４５６６号は、内燃機関回転率センサー誤差検出を開 示している。この検出は、誤差を求めるのにランニング・エラー・カウントと閾 値を用いて、重要な欠陥と取るに足らない欠陥との間を区別している。内燃機関 は、カムシャフトに取り付けられたインクリメント・ディスクを有し、インクリ メント・マーカーとインクリメントの欠如（シリンダー・マーカー）とからイン クリメント・パルスを検出するセンサーにより点火時期信号を発生する。パルス はセンサーと検出器とにより検出されて、エンジン制御ユニットへと送 られる。インクリメント・パルスの間の時間又は、シリンダー・マーカーの間の インクリメント・パルスの数について、テストが実行される。テスト結果が不良 の場合には、故障カウントが値Ｘだけインクリメントされる。テストを通る度に 、故障カウントはＸよりも小さい値Ｙだけデクリメントされる。故障カウントが ある閾値を超えると、制御電子回路により警報が設定され及び／又はエンジンが 停止され得る。制御機構は、殆ど複雑さを増す事無しに、現存する制御電子回路 に、含まれ得る。 ドイツ公開特許４２１０５５９号は、ゼロ比較器と割り込みロジックを有する内 部マイクロプロセッサーにより直接読み書き可能なイベント・カウンターを含む 内燃機関の回帰プロセス制御器を開示している。この制御器は、クランクシャフ トに取り付けられた歯付き車からの信号を検出し、それを、ゼロ比較器とバッフ ァー・メモリーを有するダウン・カウンターに取り付けられたエッジ検出器へと 、繋ぐ。カウントがゼロまで落ちると、信号が割り込みフラグ・バイト・レジス ターへと送られる。ダウン・カウンターをスタート又はストップすることが出来 、バッファー・メモリーに格納された値は、単一のトリガー命令を持つラッチ・ レジスターによってそこに書き込められることが出来る。制御器の割り込みロー ディングがかなり減り、計算時間の問題によるシステム全体の正確さの欠如を最 小化する。 従って、本発明は、自動車の内燃機関の、複数の歯を有するカムシャフトの回転 周期を特定するカムシャフト回転検出組立体である。カムシャフト回転検出組立 体は、各歯がそこを通り過ぎて回転する時に各歯を検出することによって、カム シャフトの回転を検出するカムシャフト・センサーを含む。カムシャフト・セン サーは、カムシャフト・ 本発明の一実施例である、カムシャフト回転検出組立体が、図１に全体として１ ０で示されている。カムシャフト回転検出組立体１０は、自動車（不図示）の内 燃機関のカムシャフト（不図示）の回転周期を特定する。カムシャフトが有して いることを、認識すべきである。 ４．上記減算デバイス（１４）が、上記減算器（５０）の出力と上記信号発生器 （１８）の入力との間に作用的に接続されたフリップフロップ（５２）を含む請 求項３に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ５．上記カムシャフト出力とは独立した入力信号を受ける入力ポート（１６）を 含む請求項３又は４に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ６．上記減算デバイス（１４）が上記入力ポート（１６）と上記減算器（５０） との間に作用的に接続されたエッジ検出器（６０）を含む請求項５に記載のカム シャフト回転検出組立体。 ７．上記減算デバイス（１４）が上記メモリー・デバイス（４８）と上記エッジ 検出器（６０）と上記減算器（５０）との間に電気的に接続されたゲート（６２ ）を含む請求項６に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ８．上記マルチプレクサー（２０）は２つの出力を含む請求項２記載のカムシャ フト回転検出組立体。 ９．自動車の内燃機関の、その回りに複数の歯を有するカムシャフトの回転周期 を特定するカムシャフト回転検出組立体であって、該カムシャフト回転検出組立 体は、 各歯がそこを通り過ぎて回転する時に歯の各々を検出してカムシャフト出力を発 生することにより、カムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサー（１ ２）と、 上記カムシャフト・センサー（１２）に作用的に接続された第１と第２の入力ポ ートを有する減算デバイス（１４）であって、上記カムシャフト・センサー（１ ２）がそこを通り過ぎて歯が回転するのを検出する度に減算し、所定値よりも大 きい係数を格納するメモリー・デバ イス（４８）を含む上記減算デバイス（１４）と、 上記減算デバイス（１４）に作用的に接続されたマルチプレクサー（２０）を含 む信号発生器（１８）と を有し、 該信号発生器（１８）は上記減算デバイス（１４）が所定値まで減算した時にカ ムシャフトが回転している回転周期を示す信号を発生し、上記マルチプレクサー （２０）は少なくとも２つの出力信号を発生する。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月１６日（１９９８．４．１６） 【補正内容】 センサー出力を発生する。カムシャフト回転検出組立体はまた、カムシャフト・ センサーに作用的に接続された減算デバイスを含む。減算デバイスは、カムシャ フト・センサーが歯がそこを通り過ぎて回転するのを検出する度に、減算し、減 算デバイスは所定値よりも大きな係数を格納するメモリー・デバイスを含む。カ ムシャフト回転数検出組立体は更に、減算デバイスに作用的に接続された信号発 生器を含む。信号発生器は、減算デバイスが所定値まで減算した時にカムシャフ トが回転している回転周期を示す信号を発生する。 本発明に伴なう効果の一つは、カムシャフトがどの回転周期を通って回転してい るかを計測することが出来るということである。本発明の別の効果は、センサー の一つが作動しなくても内燃機関が作動し続けることを可能とする複数の入力か ら、カムシャフトが回転している回転周期がどれかを計測することが出来るとい うことである。本発明の更に別の効果は、ハードウェアやソフトウェアを変更す る必要無しに、センサーの複数の型に対して同じハードウェアを用いることが出 来るということである。本発明の更にまた別の効果は、センサーを無視して入力 を制御することが出来るということである。回転周期情報は内部に保持され、カ ムシャフト・センサーを必要としない。 添付の図面を参照して、例を用いて、本発明を以下に更に説明する。 図１は、本発明によるカムシャフト回転検出組立体の一実施例の概略ブロック図 である。 図２は、図１のカムシャフト回転検出組立体の減算デバイスの出力を表す時間グ ラフである。 図３は、本発明によるカムシャフト回転検出組立体の代替実施例の出力を表す時 間グラフである。 請求の範囲 １．自動車の内燃機関の、複数の歯を有するカムシャフトの回転周期を特定する カムシャフト回転検出組立体であって、該カムシャフト回転検出組立体は、 各歯がそこを通り過ぎて回転する時に歯の各々を検出してカムシャフト出力を発 生することにより、カムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサー（１ ２）と、 上記カムシャフト・センサー（１２）に作用的に接続された減算デバイス（１４ ）であって、上記カムシャフト・センサー（１２）がそこを通り過ぎて歯が回転 するのを検出する度に減算し、所定値よりも大きい係数を格納するメモリー・デ バイス（４８）を含む上記減算デバイス（１２）と、 上記カムシャフト・センサー（１２）が作動していない時に、上記カムシャフト 出力を無視するオーバーライド信号を受ける少なくとも一つのオーバーライド・ ポート（３０，３２）と、 上記減算デバイス（１４）に作用的に接続された信号発生器（１８）であって、 上記減算デバイス（１４）が所定値まで減算した時にカムシャフトが回転してい る回転周期を示す信号を発生する上記信号発生器（１８）と を有する。 ２．上記信号発生器（１８）がマルチプレクサー（２０）を含む請求項１に記載 のカムシャフト回転検出組立体。 ３．上記減算デバイス（１４）が上記係数から減算する減算器（５０）を含む請 求項１又は２に記載のカムシャフト回転検出組立体。 イス（４８）を含む上記減算デバイス（１４）と、 上記減算デバイス（１４）に作用的に接続されたマルチプレクサー（２０）を含 む信号発生器（１８）と を有し、 該信号発生器（１８）は上記減算デバイス（１４）が所定値まで減算した時にカ ムシャフトが回転している回転周期を示す信号を発生し、上記マルチプレクサー （２０）は少なくとも２つの出力信号を発生する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車の内燃機関の、複数の歯を有するカムシャフトの回転周期を特定する カムシャフト回転検出組立体であって、該カムシャフト回転検出組立体は、各歯 がそこを通り過ぎて回転する時に歯の各々を検出してカムシャフト出力を発生す ることにより、カムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサー（１２） と、 上記カムシャフト・センサー（１２）に作用的に接続された減算デバイス（１４ ）であって、上記カムシャフト・センサーがそこを通り過ぎて歯が回転するのを 検出する度に減算する上記減算デバイスと、 上記カムシャフト・センサーが作動していない時に、上記カムシャフト出力を無 視するオーバーライド信号を受ける少なくとも一つのオーバーライド・ポート（ ３０，３２）と、 上記減算デバイスに作用的に接続された信号発生器（１８）であって、上記減算 デバイスが所定値まで減算した事を示す信号を発生する上記信号発生器（１８） と を有する。 ２．上記信号発生器がマルチプレクサーを含む請求項１に記載のカムシャフト回 転検出組立体。 ３．上記減算デバイスが上記所定値よりも大きい係数を格納するメモリー・デバ イスを含む請求項１又は２に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ４．上記減算デバイスが上記係数から減算する減算器を含む請求項１から３に記 載のカムシャフト回転検出組立体。 ５．上記減算デバイスが、上記減算器の出力と上記信号発生器の入力との間に作 用的に接続されたフリップフロップを含む請求項４に記載のカムシャフト回転検 出組立体。 ６．上記カムシャフト出力とは独立した入力信号を受ける入力ポートを含む請求 項１に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ７．上記減算デバイスが上記第２入力ポートと上記減算器との間に作用的に接続 されたエッジ検出器を含む請求項４に記載のカムシャフト回転検出組立体。 ８．上記減算デバイスが上記メモリー・デバイスと上記エッジ検出器と上記減算 器との間に電気的に接続されたゲートを含む請求項７に記載のカムシャフト回転 検出組立体。 ９．上記マルチプレクサーは少なくとも２つの出力を含む請求項２記載のカムシ ャフト回転検出組立体。 １０．自動車の内燃機関の、その回りに複数の歯を有するカムシャフトの回転周 期を特定するカムシャフト回転検出組立体であって、該カムシャフト回転検出組 立体は、 各歯がそこを通り過ぎて回転する時に歯の各々を検出してカムシャフト出力を発 生することにより、カムシャフトの回転を検出するカムシャフト・センサーと、 上記カムシャフト・センサーに作用的に接続された第１と第２の入力ポートを有 する減算デバイスであって、上記カムシャフト・センサーがそこを通り過ぎて歯 が回転するのを検出する度に減算する上記減算デバイスと、 上記減算デバイスに作用的に接続されたマルチプレクサーを含む信号発生器であ って、上記減算デバイスが所定値まで減算した事を示す信号を発生し、少なくと も２つの出力信号を発生する上記信号発生器と を有する。