JP2533320B2 - ガス機関の回転数検出装置 - Google Patents

ガス機関の回転数検出装置

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JP2533320B2
JP2533320B2 JP62069875A JP6987587A JP2533320B2 JP 2533320 B2 JP2533320 B2 JP 2533320B2 JP 62069875 A JP62069875 A JP 62069875A JP 6987587 A JP6987587 A JP 6987587A JP 2533320 B2 JP2533320 B2 JP 2533320B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はガス機関の回転数検出装置に関するものであ
る。
(従来技術とその問題点) 従来のガス機関においては、電気的に調速を行なう等
のために、電気的に機関の回転数を検出する回転数検出
装置は、セルモータ用リングギヤの内周面縁部の近傍に
回転検出センサを配置し、該回転検出センサにより該リ
ングギヤの各歯を検出する毎に発生されるパルス信号に
基づいて回転数(rpm)の検出を行っていた。
しかしながら、このような構成では、セルモータ用リ
ングギアの歯数はガス機関によって異なるので、機関1
回転に対する回転数検出用センサの出力パルス数がガス
機関によっては異なることになり、回転数演算のための
定数を変えなければならない。したがって、定数をROM
等の記憶装置に記憶させる場合、セルモータ用リングギ
アの歯数に対応した定数を記憶させなければならず、記
憶装置の共通化が図れないという不都合があった。また
セルモータ用リングギアは、メンテナンススペースが確
保されている点火パルサーの設置側とは反対側に設置さ
れているので、回転数検出用センサの保守・点検が非常
に困難であるという不都合もあった。
(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するため、本発明のガス機関の回転
数検出装置は、ガス機関(8)のクランク軸に同軸状に
外周縁に1つの切欠き部(10)を有するロータ(9)を
取り付け、このロータの切欠き部の通過を検出したこと
を示すガス機関の回転検出信号に基づきガス機関の点火
タイミングを制御する点火タイミング信号発生器を備え
た、ガス機関の回転数検出装置において、上記ロータ
(9)の外周縁の近傍に配置され、該ロータの切欠き部
(10)の通過を検出する毎に上記ガス機関が1回転した
ことを示す1つのパルスを出力する、ガス機関の回転検
出パルス発生器(1)、上記回転数検出パルス発生器の
出力パルス列信号の最大繰り返し周波数よりも十分に高
い周波数を有する第1クロックパルス信号と、上記出力
パルス列信号の最大繰り返し周波数よりも十分に高くか
つ上記第1クロックパルス信号の周波数よりも更に高い
周波数を有する第2クロックパルス信号とを出力する、
クロックパルス発生器(2)、上記回転数検出パルス発
生器と接続され、該回転検出パルス発生器から連続して
予め定められた数(所定数)N1のパルス信号を受ける
(ガス機関がN1回転する)間T1、上記クロックパルス発
生器から入力される第1クロックパルス信号のパルス数
をカウントすることにより該時間T1を計測する、第1カ
ウンタ回路(4)、上記回転数検出パルス発生器と接続
され、該回転検出パルス発生器から連続して上記所定数
N1より小さい予め定められた数(所定数)N2のパルス信
号を受ける(ガス機関がN2回転する)間T2、上記クロッ
クパルス発生器から入力される第2クロックパルス信号
のパルス数をカウントすることにより該時間T2を計測す
る、第2カウンタ回路(3)、上記ガス機関が所定数N1
を回転する毎に、上記第1カウンタ回路により計測され
た該ガス機関のN1回転に要する時間T1と予め定められた
回転状態の判別基準速度に相当する基準時間T0とを比較
することにより、上記ガス機関の回転状態が高速回転時
又は低速回転時のいずれにあるかを判定する、判別回路
(5)、及び、上記判別回路により低速回転時と判定さ
れたとき、上記第1カウンタ回路の計数値T1に基づき所
定の演算式にしたがって上記ガス機関の単位時間当たり
の回転数を演算する一方、上記判別回路により高速回転
時と判定されたとき、上記第2カウンタ回路の計数値T2
に基づき所定の演算式にしたがって上記ガス機関の単位
時間当たりの回転数を演算する、演算回路(6)により
構成したことを特徴とする。
(実施例) 以下、本発明の一実施例におけるガス機関の回転数検
出装置において第2図〜第6図に基づいて説明する。
第2図は本発明の一実施例におけるガス機関の回転数
検出装置の全体構成図で、第1図に示す構成要素と同一
の構成要素には同一の符号を付している。ガス機関8の
クランク軸にはロータ9が同芯状に固着されており、こ
のロータ9の外周縁には1個所に切欠き部10が形成され
ている。前記ロータ9の外周縁には点火タイミング信号
を得るための複数のパルサーコイル11が周方向所定間隔
おきに近接配置されており、このパルサーコイル11は前
記切欠き部10を検出してガス機関8の1回転について1
個のパルスを出力する。このパルサーコイル11の配置数
はガス機関8の気筒数により決まり、本実施例では3個
設けている。前記ガス機関8の上部にはミキサー12が取
付けられており、このミキサー12はアクチェータ13によ
り操作されてガス機関8の回転数を変化させる。
前記ロータ9の外周縁には前記パルサーコイル11と同
様に1個の回転数検出用センサ1が近接配置されてお
り、この回転数検出用センサ1は電磁式のセンサで、前
記切欠き部10を検出して第3図(a)のようにガス機関
8の1回転毎に1個のパルスを出力する。このようにし
て、回転数検出用センサ1は前記ロータ9と協働して回
転数検出パルス発生器を構成している。
前記回転数検出用センサ1の出力端は波形整形回路15
の入力端に接続されており、波形整形回路15は回転数検
出用センサ1の出力信号である第3図(a)のようなパ
ルスを第3図(b)のようなパルスに波形整形する。こ
の波形整形回路15の出力端はタイマーカウンタ16におけ
る分周回路17の入力端に接続されており、分周回路17は
波形整形回路15の出力である第3図(b)のようなパル
スを分周して第3図(c)のようなパルスを出力する。
前記タイマーカウンタ16は前記分周回路17と前記カウン
タ回路3とにより構成されており、1チップ式のマイク
ロコンピュータ19はバスライン20とCPU21とROM22とRAM2
3とI/Oポート24とにより構成されている。すなわち前記
分周回路17の出力端は前記カウンタ回路3の制御信号入
力端と前記CPU21のインタラプト信号入力端と前記バス
ライン20とに接続されており、前記CPU21のクロックパ
ルス出力端は前記カウンタ回路3のクロックパルス入力
端に接続されている。前記カウンタ回路3は、出力端が
前記バスライン20に接続されており、前記分周回路17か
らの分周制御信号の1サイクル期間内に前記CPU21から
入力される、例えば第3図(d)に示すように、前記波
形整形回路15の出力の回転数検出パルス信号の周波数よ
りも十分に高い、比較的高い周波数を有する高速域回転
数検出用のクロックパルスをカウントし、前記バスライ
ン20を介して前記CPU21にカウント数を出力する。
前記CPU21は、予め与えられているプログラムに基づ
いて動作し、後述のように各種データからガス機関8の
回転数を演算してその結果を前記バスライン20を介して
前記I/Oポート24に出力する。
前記I/Oポート24の出力端は増幅器26の入力端に接続
されており、増幅器26は前記I/Oポート24からの制御信
号を増幅する。この増幅器26の出力端は前記アクチェー
タ13の制御信号入力端に接続されており、アクチェータ
13は入力された制御信号に基づいて前記ミキサー12を制
御する。これにより前記ガス機関8の回転数が制御され
る。
次に、前記CPU21の動作を詳細に説明する。前記CPU21
は、上記のようにクロックパルスを作出して前記カウン
タ回路3に供給しており、そのクロックパルスの周期は
2.5μsecである。
そして内部インタラプトルーチンとして、第4図のよ
うな動作を2.5msec毎に行なう。これは、RAM23の一部分
を利用して形成された、いわゆるソフトウェアカウンタ
(低速域回転数検出用の第2カウンタ回路)に、第3図
(f)に示すように、1周期が2.5msecとされ、前記波
形整形回路17の出力パルス信号の周波数よりも十分に高
くかつ前記高速域回転数検出用のクロックパルス信号の
周波数より可成り低い周波数を有する低速域回転数検出
用の第1クロックパルス信号を加え、該ソフトウェアカ
ウンタが第1クロックパルスの1つを計数する毎にその
計数内容Csに1を加算する。
また外部インタラプトルーチンとして、第5図のよう
な動作を第3図(e)に示すようなガス機関8の4回転
毎のタイミングで行なう。すなわちステップ(1)で前
記第1カウンタ回路4としてのソフトウェアカウンタCs
の内容と予めROM22に記憶されている定数であるC1の内
容とを比較し、Csの内容がC1の内容よりも小さければス
テップ(2)に進み、カウンタ回路3のカウント数を読
込んでRAM23の回転数演算用バッファとしてのバッファ
レジスタ部Cに転送する。そしてステップ(3)に進
み、Csの内容を0にする。一方、ステップ(1)でCsの
内容がC1の内容以上であれば、ステップ(4)に進み、
Csの内容をCに転送して、ステップ(3)に進む。この
ように、ガス機関8の4回転毎に、Csの内容すなわちガ
ス機関8の4回転に要した時間とC1の内容すなわち予め
決められた所定時間とを比較し、ガス機関8の4回転に
所定時間以上要していれば低速回転時としてCsの内容を
Cの内容とし、そうでなければ高速回転時としてカウン
タ回路3のカウント数をCの内容とする。なおガス機関
8の4回転は、分周回路17出力の1周期であり、分周回
路17からの信号によりタイミングを得ている。
またメインルーチンとして、第6図に示すような動作
を行なう。すなわちステップ(1)でCの内容と予めRO
M22に記憶されている定数であるC2の内容とを比較し、
Cの内容がC2の内容以上であればステップ(2)に進
み、予めROM22に記憶されている高速回転時の回転数演
算式を用いてガス機関8の回転数を演算する。一方、ス
テップ(1)でCの内容がC2の内容よりも小さければ、
ステップ(3)に進み、予めROM22に記憶されている低
速回転時の回転数演算式を用いてガス機関8の回転数を
演算する。ここで、Cの内容は第5図の外部インタラプ
トルーチンによりガス機関8の4回転毎に書換えられ、
低速回転時にはソフトウエアカウンタすなわちカウンタ
手段4のカウント出力であるCsの内容がCに書込まれ、
高速回転時にはカウンタ回路3のカウント出力がCに書
込まれているので、低速回転時と高速回転時とではCの
内容に大差があり、容易に判別できる。すなわち、高速
回転時には、Cの内容はカウンタ回路3(第2カウンタ
回路)が分周回路17の出力パルスの半周期、すなわちガ
ス機関8が2回転する期間中、周期2.5μsecの第2クロ
ックパルス信号をカウントしたものである。一方、低速
回転時には、Cの内容はカウンタ手段(第1カウンタ回
路)4が回転数検出パルス発生器1から連続して4つの
パルスが出力される時間、すなわちガス機関8が4回転
する期間中、周期2.5msecの第1クロックパルス信号を
カウントしたものである。したがって、低速回転時と高
速回転時とで回転数に大きな差があっても、カウンタ回
路3のカウント数のほうが遥かに大きい。
以上のことから、高速回転時には、回転数をNmとする
したがって なる計算式から演算できる。
一方低速回転時には、回転数をNmとすると したがって なる計算式から演算できる。
このように、高速回転時にはカウンタ回路3のカウン
ト数に基づいてガス機関8の回転数を演算し、低速回転
時にはソフトウエアカウンタであるカウンタ手段4のカ
ウント数に基づいてガス機関8の回転数を演算している
のは、次のような理由による。すなわち、低速回転時に
もカウンタ回路3を用いようとすると、カウント数が非
常に大きくなり、かなり大きな容量のカウンタ回路3を
用いてもオーバーフローしてしまう。ところが、調速制
御を行なうのは1000〜2200r.p.m.程度の回転数で、この
ときに精度の高い回転数検出が必要になるのであり、そ
れ以下の回転数では起動制御を行なう領域であって、高
精度は必要でない。そこで本実施例では、高速回転と低
速回転との境界を800r.p.m.に設定し、それ以上の回転
数の時に精度の高い回転数検出を行なうことにより、必
要な検出精度を確保すると同時にカウンタ回路3の容量
を極力小さくしている。
また本実施例では、ガス機関8のクランク軸の高速回
転時、カウンタ回路3により分周回路17から加えられる
カウンタ制御用の分周信号の1サイクル期間にわたって
比較的高い周波数を有する高速回転検出用のクロックパ
ルスをカウントしている。これは、該クロックパルス信
号の脈動による計数誤差を抑制するために、1サイクル
にわたってカウントしているのである。
なお上記実施例においては、カウンタ回路3は1周期
が2.5μsecとされる比較的高い周波数を有する第2クロ
ックパルス信号の入力数をカウントし、カウンタ手段4
は1周期が2.5msecとされる比較的低い周波数を有する
第1クロックパルス信号の入力数をカウントするように
したが、これら低速及び高速回転検出用の第1及び第2
クロックパルス信号の周期又はその逆数の周波数は前述
したものに限らず、各種設計条件に応じて適宜決定すれ
ばよい。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、点火タイミング
信号を得るためのロータを利用し、回転数検出用センサ
をパルサーコイルと同様にロータの外周縁に近接配置し
て、回転数検出用センサによりロータの切欠き部を検出
するようにしたので、回転数検出センサの保守・点検を
極めて容易に行えるとともに、いかなるガス機関であっ
ても1回転に1個の回転数検出用センサ出力を得られる
ので、全てのガス機関について回転数演算用の定数を共
通にでき、したがって記憶装置の共用化を実現でき、コ
ストダウンを図ることができる。
また、ガス機関が低速回転状態にあるか又は高速回転
状態にあるかを判別するにあたり、第2クロックパルス
の周波数により更に低い周波数を有する第1クロックパ
ルスの入力パルス数を計数する第1カウンタ回路の計測
値を用いて判定基準値T0との比較判別を行うようにした
から、判別回路の構成、特に、上記計数値を一時記憶す
るレジスタの所要ビット数を有効に軽減することがで
き、それだけ判別回路の簡略化を有効に図ることができ
る。更にまた、低速回転時、したがってカウント時間が
比較的長いものとなる第1カウンタ回路には、比較的低
い周波数を有する第1クロックパルス信号を入力させる
ようにしたから、上記カウント動作時間の長大化に伴う
所要カウンタ容量又はビット数の増大化を有効に回避す
ることができます。したがって、この第1カウンタ回路
として、例えばRAM(ランダム・メモリー)領域の一部
を利用して形成される、いわゆるソフトウェアカウンタ
の使用を可能とするとともに上記判別回路のバッファレ
ジスタとして該RAM領域に形成されたものを使用可能と
し、装置全体の簡略化及び製造コストの低廉化を有効に
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のガス機関の回転数検出装置の構成図、
第2図は本発明の一実施例におけるガス機関の回転数検
出装置の全体構成図、第3図は第2図に示す回路の各部
信号波形図、第4図〜第6図は各々CPUの動作を示すフ
ローチャートである。 1……回転数検出用センサ、2……クロックパルス出力
手段、3……カウンタ回路、4……カウンタ手段、5…
…判別手段、6……演算手段、8……ガス機関、9……
ロータ、10……切欠き部、11……パルサーコイル

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス機関(8)のクランク軸に同軸状に外
    周縁に1つの切欠き部(10)を有するロータ(9)を取
    り付け、このロータの切欠き部の通過を検出したことを
    示すガス機関の回転検出信号に基づきガス機関の点火タ
    イミングを制御する点火タイミング信号発生器を備え
    た、ガス機関の回転数検出装置において、 上記ロータ(9)の外周縁の近傍に配置され、該ロータ
    の切欠き部の通過を検出する毎に上記ガス機関(8)が
    1回転したことを示す1つのパルスを出力する、ガス機
    関の回転数検出パルス発生器(1)、 上記回転検出パルス発生器の出力パルス列信号の最大繰
    り返し周波数よりも十分に高い周波数を有する第1クロ
    ックパルス信号と、上記出力パルス列信号の最大繰り返
    し周波数よりも十分に高くかつ上記第1クロックパルス
    信号の周波数よりも更に高い周波数を有する第2クロッ
    クパルス信号とを出力する、クロックパルス発生器
    (2)、 上記回転数検出パルス発生器と接続され、該回転数検出
    パルス発生器から連続して予め定められた数(所定数)
    N1のパルス信号を受ける(ガス機関がN1回転する)間
    T1、上記クロックパルス発生器から入力される第1クロ
    ックパルス信号のパルス数をカウントすることにより該
    時間T1を計測する、第1カウンタ回路(4)、 上記回転数検出パルス発生器と接続され、該回転数検出
    パルス発生器から連続して上記所定数N1より小さい予め
    定められた数(所定数)N2のパルス信号を受ける(ガス
    機関がN2回転する)間T2、上記クロックパルス発生器か
    ら入力される第2クロックパルス信号のパルス数をカウ
    ントすることにより該時間T2を計測する、第2カウンタ
    回路(3)、 上記ガス機関が所定数N1回転する毎に、上記第1カウン
    タ回路により計測された該ガス機関のN1回転に要する時
    間T1と予め定められた回転状態の判別基準速度に対応す
    る基準時間T0とを比較することにより、上記ガス機関の
    回転状態が高速回転時又は低速回転時のいずれにあるか
    を判定する、判別回路(5)、及び、 上記判別回路により低速回転時と判定されたとき、上記
    第1カウンタ回路の計数値T1に基づき所定の演算式にし
    たがって上記ガス機関の単位時間当たりの回転数を演算
    する一方、上記判別回路により高速回転時と判定された
    とき、上記第2カウンタ回路の計数値T2に基づき所定の
    演算式にしたがって上記ガス機関の単位時間当たりの回
    転数を演算する、演算回路(6)により構成したことを
    特徴とする、ガス機関の回転数検出装置。
JP62069875A 1987-03-24 1987-03-24 ガス機関の回転数検出装置 Expired - Lifetime JP2533320B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59225354A (ja) * 1983-06-06 1984-12-18 Fanuc Ltd 速度検出方式
JPS6193959A (ja) * 1984-10-15 1986-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 速度検出装置

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