JP2008185493A - エンジン回転数算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外来ノイズによるエンジン回転数検出の精度の低下を軽減する。
【解決手段】発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置において、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がったか否かを検出し、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がってから立ち上がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち下がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置に関するものである。

従来におけるエンジン回転数算出装置は、発電機にタコゼネレータ若しくはパルス検出用のギアを取り付けてパルスピックアップを行い、このパルスピックアップの出力をパルス波に整形し、このパルス波信号をフィルタ手段を介して高周波成分を除去した信号からエンジン回転数を算出していた。（特許文献１参照）。
特開平２−２８００６３号公報

この場合、発電機が古く、タコゼネレータなどでエンジンの回転を検出する場合パルスピックアップの取り付けが難しいという問題点がある。

そこで、このような問題点を解決するために、所定のサンプリングタイムで制御対象電気機器の相電圧の瞬時値を検出し、該検出値に基づいて、ｎ番目の周期の電圧波形の最初のゼロクロス点から、第１番目のサンプリング時刻ｔ1までの第１の時間と、前記時刻ｔ1からｎ＋１番目の周期の電圧波形の最終番目のサンプリング時刻ｔENDまでの第２の時間と、前記時刻ｔENDからｎ＋２番目の電圧波形の最初のゼロクロス点までの第３の時間との和を求めて、制御対象電気機器の相電圧波形の２周期を演算し、該演算結果に基づいて回転数を求めるエンジン回転数算出装置が発明された。（特許文献２参照）。
特開平５−１９６６２９号公報

しかし、このエンジン回転数算出装置だと電圧の瞬時値を読み込んでいる為、外来ノイズの影響により波形が乱れ、電圧変動が大きくなった場合、回転数検出精度が悪くなるという問題点がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、外来ノイズによるエンジン回転数検出の精度の低下を軽減する新規なエンジン回転数算出装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係るエンジン回転数算出装置は、発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置において、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がったか否かを検出し、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がってから立ち上がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち下がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えたことを特徴とする。

前記回転数算出手段は、一定期間毎に前記パルス波信号がハイ信号かロー信号かを検出する手段を有することを特徴とする。
前記回転数算出手段は、前記パルス波信号がハイ信号であることを検出し、このハイ信号が立下り信号か否かを検出する手段を有することを特徴とする。
前記回転数算出手段は、前記ハイ信号が立下り信号である場合に、キャプチャ値を取得して、回転数算出処理を行う手段を有することを特徴とする。
前記回転数算出手段は、前記ハイ信号が立下り信号でない場合に、ノイズと判断してノイズとして処理する手段を有することを特徴とする。

又は、本発明に係るエンジン回転数算出装置は、発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置において、前記パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わって立ち上がったか否かを検出し、前記パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わって立ち上がってから立ち下がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、前記パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わることなく立ち上がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、パルスピックアップが不要であるとともに、立上り若しくは立下りの際にロー信号とハイ信号とを確認した上で、パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わることなく立ち上がった場合、若しくは、ハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち上がった場合はノイズとして処理するため、外来ノイズに対する周期計測誤差を軽減することができる。

以下、添付図面を用いて本発明エンジン回転数算出装置に係る実施例を説明する。図１は本発明エンジン回転数算出装置に係る一実施例の回路図である。
本実施例に係るエンジン回転数算出装置はインバータ１を備え、このインバータ１は、交流発電機２ｇを電源とし、これにサイリスタ２ａ〜２ｃとダイオード２ｄ〜２ｆで構成した整流部を介して直流電圧を出力する発電装置２を備えてある。

本実施例に係るインバータ１は、発電装置２から出力される直流電圧を交流電圧に変換するフルブリッジインバータ３と、フルブリッジインバータ３のスイッチ素子３ａ〜３ｄに交流出力電圧をフィードバックする制御部１０とを具備する。また、このインバータ１は、フルブリッジインバータ３の出力の高周波成分を除去するフィルタ４を設けてある。

本発明に係るエンジン回転数算出装置は、交流発電機２ｇから出力される三相電圧のうち、一相の相間電圧又は一相の電位と共通電位とから求められる電圧から検出される正弦波信号を、エンジン回転数として検出する回転数検出部２０を有する。この回転数検出部２０は、図２に示すように、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するように構成してある。具体的構成については以下の通りである。

本実施例に係る回転数検出部２０は発光ダイオード２１を備え、この発光ダイオード２１のアノードは発電機２ｇの一端と接続する。この発光ダイオード２１は並列に逆向きのダイオード２２と接続してあるとともに、抵抗２３とダイオード２４との直列回路に接続し、このダイオード２４のカソードはサイリスタ２ａ〜２ｃとダイオード２ｄ〜２ｆで構成した整流部に接続してある。発光ダイオード２１はフォトトランジスタ２５とでフォトカプラを構成し、このフォトトランジスタ２５のコレクタに制御電源２６を接続してあるとともに、制御部１０に接続してある。この制御部１０はＣＰＵやマイコンで構成することが可能であり、その他の制御手段であってもよい。

制御部１０は発電装置２の入力電圧やフルブリッジインバータ３の入出力電圧を用いて、発電装置２のサイリスタ２ａ〜２ｃを駆動制御する手段やフルブリッジインバータ３のスイッチ素子３ａ〜３ｄのオン・オフを制御する手段を有する。他に本発明では回転数検出部２０で検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段を有する。

エンジン回転数算出手段は、制御部１０は回転数検出部２０で正弦波信号から変換したパルス波信号のノイズを除去するデジタルフィルタ処理部１１と、このデジタルフィルタ処理部１１でノイズを除去したパルス波信号からエンジン回転数を算出部するエンジン回転数算出部１２とからなる。

本実施例に係るデジタルフィルタ処理部１１は、回転数検出部２０で正弦波信号から変換したパルス波信号のノイズを除去するとともに、正弦波信号からパルス波信号に変換した際に、計測開始エッジの前がエッジ検出に応じたハイ信号又はロー信号になっているかを確認するように構成してある。

本実施例に係るエンジン回転数算出部１２は、図３に示すようなフローチャートに基づいて、エンジン回転数を算出処理を行う。先ず、図３図示のフローチャートに示すように、先ず、一定期間毎に回転数検出部２０で正弦波信号から変換したパルス波信号がハイ信号かロー信号かを検出する（Ｓ１）。検出信号がロー信号の場合は、エンジン回転数算出処理を終了する（Ｓ６）。

一方、検出信号がハイ信号の場合は、このハイ信号が立下り信号か否かを判定する（Ｓ２）。立下り信号か否かの判定基準としては、立下りのエッジの前には必ずハイ信号になっており、且つ、ハイ信号が一瞬でもロー信号になっていないことである。いずれかの判定基準を満たしていなければ、ハイ信号は立下り信号で無く、その場合はノイズである。そのため、本実施例においても、このハイ信号が立下り信号で無い場合は、ノイズと判断されて、ノイズ処理されて（Ｓ３）、エンジン回転数算出処理を終了する（Ｓ６）。

一方、ハイ信号が立下り信号である場合は、キャプチャ値を取得するとともに、立下り信号取得処理を終了する（Ｓ４）。その後、回転数算出処理を開始する（Ｓ５）。回転数は以下のように算出する。先ず、回転数＝ｆｎ／ｎ（ｆｎ：周波数、ｎ：磁極数）なので、パルス波の立下りエッジ間の周期を計測し、発電機２ｇの磁極数ｎに基づいて、それぞれの合計周期Ｔｎ（＝１／ｆｎ）から回転数を算出する。エンジン回転数を算出したら、エンジン回転数算出処理は終了する（Ｓ６）。

以上のように、本実施例は制御部１０にエンジン回転数算出部１２を設けたことにより、パルスピックアップが不要であるとともに、立下りの際にロー信号とハイ信号とを確認した上で、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち上がった場合はノイズとして処理するため、外来ノイズに対する周期計測誤差を軽減することができる。

なお、本実施例では以上の通りにプログラムを用いてエンジン回転数の算出処理を行ったが、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がった否かを検出し、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がってから立ち上がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち下がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えたものであれば、プログラムにより回転数算出手段を構成することに限定せず、論理回路やモジュールを用いて回転数算出手段を構成することも可能である。

また、本実施例では、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることによりハイ信号が立下り信号であるか否かを検出し、パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がってから立ち上がるまでの間にのみ回転数算出処理を行う場合について説明したが、逆にパルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わって立ち上がったか否かを検出し、パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わって立ち上がってから立ち下がるまでの間にのみ回転数算出処理を行うことも可能である。この場合は図２に示す動作波形図はパルス波の立下り部の矢印が立上り部に変更され、図３に示すフローチャートは取得信号が“Ｌｏｗ”に変更され、立上り信号が立下り信号に変更されるのみでその他については前記実施例と同様である。

本発明によれば、パルスピックアップが不要であるとともに、立上り若しくは立下りの際にロー信号とハイ信号とを確認した上で、パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わることなく立ち上がった場合、若しくは、ハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち上がった場合はノイズとして処理するため、外来ノイズに対する周期計測誤差を軽減することができ、産業上利用可能である。

本発明に係るエンジン回転数算出装置の一実施例を示した回路図である。 図１図示回路における動作波形図である。 本発明に係るエンジン回転数算出装置の要部のフローチャートである。

符号の説明

１ インバータ
２ 発電装置
２ａ〜２ｃ サイリスタ
２ｄ〜２ｆ ダイオード
２ｇ 交流発電機
３ フルブリッジインバータ
３ａ〜３ｄ スイッチ素子
４ フィルタ
１０ 制御部
１１ デジタルフィルタ処理部
１２ 回転数算出部
２０ 回転数検出部
２１ 発光ダイオード
２２，２４ ダイオード
２３ 抵抗
２５ フォトトランジスタ
２６ 制御電源

Claims (6)

1. 発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置において、
   前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がったか否かを検出し、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わって立ち下がってから立ち上がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、前記パルス波信号がハイ信号からロー信号へ切り替わることなく立ち下がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えたことを特徴とするエンジン回転数算出装置。
2. 前記回転数算出手段は、一定期間毎に前記パルス波信号がハイ信号かロー信号かを検出する手段を有することを特徴とする請求項１記載のエンジン回転数算出装置。
3. 前記回転数算出手段は、前記パルス波信号がハイ信号であることを検出し、このハイ信号が立下り信号か否かを検出する手段を有することを特徴とする請求項２記載のエンジン回転数算出装置。
4. 前記回転数算出手段は、前記ハイ信号が立下り信号である場合に、キャプチャ値を取得して、回転数算出処理を行う手段を有することを特徴とする請求項３記載のエンジン回転数算出装置。
5. 前記回転数算出手段は、前記ハイ信号が立下り信号でない場合に、ノイズと判断してノイズとして処理する手段を有することを特徴とする請求項３記載のエンジン回転数算出装置。
6. 発電機から出力される正弦波信号をエンジン回転数として検出し、検出した正弦波信号をパルス波信号に変換し、このパルス波信号に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出装置において、
   前記パルス波信号がロー信号からハイ信号若しくはへ切り替わって立ち上がったか否かを検出し、前記パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わって立ち上がってから立ち下がるまでの間にのみ回転数算出処理を行い、前記パルス波信号がロー信号からハイ信号へ切り替わることなく立ち上がった場合はノイズとして処理する回転数算出手段を備えたことを特徴とするエンジン回転数算出装置。

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