JPH10267953A - 回転パルス計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転パルス信号の欠陥を検出したとき、再度計
測し直すことなく計測をそのまま続行することにより、
データの信頼性を向上させ、効率的な測定を行うことが
できる回転パルス計測装置を実現する。また、回転計測
状況を運転者に聴覚による手段で伝えることにより、運
転者の単独計測を可能とし、計測時の安全性を高める。 【解決手段】回転機器の回転に応じて発生される回転パ
ルス信号列の隣接する時刻データを各時間間隔に対する
最大変位量の係数を用いて各時間間隔中にパルス信号が
欠落しているか否かを判定し、好ましくは欠落している
と判定したときには、新たなパルス信号を補間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は回転パルス計測装置
に関し、特にエンジン等の回転機器の回転に応じて発生
された回転パルス信号列を計測する装置に関するもので
ある。

【０００１】

【従来の技術】従来の回転パルス計測装置の一例を図６
を用いて説明する。回転数を測定するエンジン（図示せ
ず）のクランクシャフト１に回転ディスク２を取り付
け、その円周上に複数の突起物３（拡大して図示）を均
等に配置している。回転ディスク２の近傍には電磁ピッ
クアップとしての回転センサー４を設け、突起物３がセ
ンサー４を横切るとき電磁作用により回転パルス信号列
を出力してパルス変換器５に与える。パルス変換器５で
は入力した回転パルス信号列を整形して出力するととも
にモニター６に出力する。

【０００２】パルス変換器５から出力される回転パルス
信号列は別途設けた演算装置（図示せず）等に与えられ
て例えば回転数が計測（演算）される。

【０００３】モニター６ではパルス変換器５からのパル
ス信号を表示することによりクランクシャフト１の回転
状況を表示している。

【０００４】図７にモニター６に表示されるパルス信号
列の一例が示されており、クランクシャフト１が正常に
回転し、且つ回転センサー４が正常に動作していれば、
同図（１）に示すような連続した回転パルス信号列とな
る。

【０００５】一方、クランクシャフト１が正常に回転し
ても、回転センサー４の取り付け不良、あるいはコネク
タ不良等があった場合、同図（２）に示すように回転パ
ルス信号列が途切れた状態でモニター６に表示され、異
常が発生していることが運転者等に知らされることとな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来例にお
いては、モニター６が回転パルス信号列を連続して表示
するので、図７（２）に示すように異常パルス状態が繰
り返して表示されない限りは目視することが困難であ
る。

【０００７】また、異常パルス状態を目視できた場合で
あっても、パルス変換器５から出力される回転パルス信
号列からは回転数が正常に計測できないため、再度パル
ス計測をやり直す必要があった。

【０００８】さらには、回転状況の監視はモニターのよ
うな視覚による手段で行っており、運転者は運転中にモ
ニターを見なければ回転状況の監視を行うことができな
いため、非常に危険であり、事故を引き起こす可能性が
高くなる。このような危険を回避するには、同乗者によ
る計測が必要であり、運転者が単独で計測を行うことは
極めて困難であった。

【０００９】したがって本発明は、回転パルス信号の欠
陥を検出したとき、再度計測し直すことなく計測をその
まま続行することにより、データの信頼性を向上させ、
効率的な測定を行うことができる回転パルス計測装置を
実現することを目的としている。

【００１０】また、回転計測状況を運転者に聴覚による
手段で伝えることにより、運転者の単独計測を可能と
し、計測時の安全性を高めることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る回転パルス計測装置は、回転機器の回
転に応じて回転パルス信号列を発生する手段と、連続す
る該パルス信号列の時刻データをＰn-2，Ｐn-1，Ｐn、
該時刻データの時間間隔をΔｔ1＝Ｐn-1−Ｐn-2，Δｔ2
＝Ｐn−Ｐn-1とし、ｋを各時間間隔に対する最大変位量
の係数としたとき、Δｔ2＞ｋ＊Δｔ1が成立した場合
に、該時間間隔Δｔ2中にパルス信号が欠落していると
判定する手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１２】また、上記の場合において、該時間間隔Δ
ｔ2中にパルス信号が欠落していると判定したときに
は、該時刻データＰn-1の時間間隔Δｔ1後に新たなパル
ス信号を補間する手段をさらに備えている。

【００１３】以下に本発明の原理を図１及び図２により
説明する。まず、回転機器の回転に応じたパルス信号列
が発生され、これらのパルス信号列の内の連続する３個
の時刻データを、図１に示すようにＰn-2，Ｐn-1，Ｐn
とし、各パルス信号列の時間間隔をΔｔ1＝Ｐn-1−Ｐn-
2、Δｔ2＝Ｐn−Ｐn-1として求める。

【００１４】そして、本発明を概略的に言えば、時間間
隔Δｔ1とΔｔ2とが図１（２）に示すように、Δｔ2＞
Δｔ1の関係にあれば、同図（３）に示すように時刻デ
ータＰn'のパルスを発生して補間すればよい。

【００１５】ここで、このような回転パルス信号列の異
常の検出と、その時、補間パルスを本発明においてはど
のように発生するのかを次に説明する。

【００１６】一般に、クランクシャフト等の回転機器は
特有の回転特性を有しており、回転速度に関連して回転
パルス信号列の時間間隔が変動する。

【００１７】このとき、正常な回転が行われていた場合
に取り得る回転パルス信号列の時間間隔Δｔの最大値を
与える係数をｋとし、回転パルス信号列を各時間間隔Δ
ｔに対する変動係数ｋとして計測したところ図３に示す
ような変動メモリマップを得ることができた。

【００１８】ここで、変動係数ｋは、或るパルス信号列
の時間間隔Δｔ1の取り得る範囲での最大値を意味す
る。また、図中のΔｔminは測定対象となるクランクシ
ャフトが取り得る最高回転時におけるパルス信号の時間
間隔Δｔを表わしており、最高回転時はこれ以上回転す
ることができないため、ｋ＝１となる。Δｔmaxは、最
低回転時、すなわち回転数＝０である下限のパルス信号
の時間間隔Δｔを表わし、Δｔmin以下のΔｔは全て回
転数＝０と判定される。

【００１９】また、この係数マップにおいては、時間間
隔Δｔmin〜Δｔmaxの中間において係数ｋが最も大きく
なっており、時間間隔が変動する度合いが最も大きいこ
とを示している。

【００２０】このようなマップに基づき、時間間隔Δｔ
の次に来るパルス信号間隔はｋ＊Δｔ以上にならないた
め、Δｔ2＞ｋ＊Δｔ1が成立したとき、パルス信号が欠
落していると判定することができる。

【００２１】なお、変動があまり大きくない回転機器を
計測対象とした場合は、信頼性は多少落ちるがｋを定数
にしても構わない。

【００２２】図１に戻って、同図（１）は本発明の回転
パルス計測装置により回転パルス信号が正常であると判
定されたパルス信号列の一例である。本例では、Δｔ2
≦ｋ＊Δｔ1が成り立つため、正常と判定される。

【００２３】また、同図（２）は回転パルス信号の欠落
異常であると判定されたパルス信号列の一例を示してい
る。本例では、Δｔ2＞ｋ＊Δｔ1が成り立つため、パル
ス信号列の欠落異常であると判定される。

【００２４】すなわち、上記のように、回転パルス信号
例を検出する部分の取り付け不良、あるいは、コネクタ
不良により、回転パルス信号が途切れている。

【００２５】そこで、同図（３）に示すように、時刻デ
ータＰn-1のΔｔ1後に新たなパルス信号Ｐn'を補間す
る。これによってデータの信頼性および回転数計測の効
率を向上させることが可能となる。

【００２６】また、本発明に係る回転パルス計測装置
は、回転機器の回転に応じて回転パルス信号列を発生す
る手段と、該回転パルス信号を増幅する手段と、該増幅
された該パルス信号列を音声化する手段と、を備えるこ
とができる。

【００２７】すなわち、回転機器の回転パルス信号列を
発生したとき、該パルス信号を音声化するには検出され
たパルス信号では信号強度が小さいため、増幅装置を用
いてパルス信号強度を増幅する。

【００２８】そして、増幅されたパルス信号をスピーカ
ー等を用いて音声によって発生し、モニターすること
で、聴覚によるパルス信号の欠落異常の検出が可能とな
る。以上より、運転者の単独計測が可能となり、計測時
の安全性を高めることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転パルス計
測装置の実施例を、特にエンジンなどの内燃機関におけ
るクランクシャフトの回転数計測に応用した場合を例に
とって説明する。

【００３０】図３は本発明に係る回転パルス計測装置の
実施例における構成を示したもので、図６に示した従来
例においてパルス変換器５にパルス補間装置７を接続し
た点が異なっている。

【００３１】すなわち、パルス変換器５からの回転パル
ス信号列をパルス補間装置７に入力し、概略的にはこの
パルス補間装置７でパルス信号の欠落及びその補間を行
っている。なお、回転ディスク２と突起物３と回転セン
サー４とパルス変換器５とで回転機器の回転に応じて回
転パルス信号列を発生する手段を構成している。

【００３２】図４は、パルス補間装置７において実行さ
れる回転パルス信号異常検出・補間機能の判定手順をフ
ローチャートで示したもので、以下に説明する。

【００３３】まず、対象とする回転機器の回転パルスを
センサー４及びパルス変換器５を介してパルス補間装置
７に取り込み、パルス信号列の時刻データＰn-2，Ｐn-
1，Ｐnを得る（ステップＳ１）。

【００３４】次いで、これらのパルス信号列から時間間
隔Δｔ1＝Ｐn-2−Ｐn-1，Δｔ2＝Ｐn−Ｐn-1を演算する
（ステップＳ２）。

【００３５】そして、対象とする回転機器に対し、あら
かじめ実験データにより作成しておいた各時間間隔Δｔ
に対する変動係数ｋのメモリマップ（図３）を参照し
て、時間間隔Δｔ1に対する変動係数ｋ1を読み取る（ス
テップＳ３）。

【００３６】次に、時間間隔Δｔ2がΔｔ1の取り得る最
大時間間隔ｋ1＊Δｔ1よりも大きいか否かを判定し（ス
テップＳ４）、小さい場合、すなわちΔｔ2≦ｋ1＊Δｔ
1の場合は、パルス信号列は正常であると判定してこの
判定手順を終了する。

【００３７】一方、大きい場合、すなわちΔｔ2＞ｋ1＊
Δｔ1の場合は、パルス信号列の欠陥異常と判定する
（ステップＳ５）。このとき、運転者や同乗者に対しブ
ザーや警告ランプ点灯などの異常検出信号を発生しても
よい。

【００３８】この異常検出時においては、図２（３）に
示したように、時刻データＰn-1とＰnとの間にパルス信
号の補間を行うが、具体的には、時刻データＰnの時間
Δｔ1後に新たなパルスとなる時刻データＰn'を補間す
る（ステップＳ６）。

【００３９】次いで、補間した時刻Ｐn'のパルス信号と
時刻Ｐnのパルス信号との時間間隔Δｔ3＝Ｐn−Ｐn'が
時間間隔ｋ1＊Δｔ1よりも大きいか否かを判定する（ス
テップＳ７）。小さい場合、すなわちΔｔ3≦ｋ1＊Δｔ
1の場合は、パルス信号列は正常と判定される（ステッ
プＳ８）が、大きい場合、すなわちΔｔ3＞ｋ1＊Δｔ1
の場合は、依然パルス信号列の欠陥異常が存在すると判
定され、補間を繰り返す（ステップＳ６，Ｓ７）。

【００４０】このようにして、パルス補間装置７からは
補間された回転パルス信号列のデータが出力され、演算
装置（図示せず）等において回転数が計測されることと
なる。

【００４１】図５は、本発明の回転パルス計測装置の他
の実施例を示している。この実施例では、パルス変換器
５にモニターを接続するのではなく、その代わりに増幅
装置８とスピーカー９を接続している。

【００４２】すなわち、対象とする回転機器の回転パル
スを回転ディスク１、センサー４、及びパルス変換器５
により検出し、この検出した回転パルスは増幅装置８を
通しスピーカー９により、パルス信号列の計測状況を運
転者に聴覚による手段で伝える。

【００４３】このことにより、パルス補間装置７により
判定されたパルス信号列が正常な場合は周期的な音が聞
こえるが、パルス信号列に欠陥異常が発生した場合には
音が途切れるなど非周期的な音が聞こえ、非常に簡便
で、かつ安全性の高い計測が可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る回転パ
ルス計測装置によれば、回転機器の回転に応じて発生さ
れる回転パルス信号列の隣接する時刻データを各時間間
隔に対する最大変位量の係数を用いて各時間間隔中にパ
ルス信号が欠落しているか否かを判定し、好ましくは欠
落していると判定したときには、新たなパルス信号を補
間するように構成したので、回転数異常判定データの信
頼性が向上し、効率的な計測を行うことができる。

【００４５】また、パルス信号列の計測状況を運転者に
聴覚による手段で伝えることにより、運転者の単独計測
を可能とし、安全性の高い計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転パルス計測装置における回転
パルス信号列を示したグラフ図である。

【図２】本発明に係る回転パルス計測装置におけるパル
ス信号列の時間間隔に対する変動係数を示したグラフ図
（メモリマップ図）である。

【図３】本発明に係る回転パルス計測装置の一実施例を
示した構成ブロック図である。

【図４】本発明に係る回転パルス計測装置におけるパル
ス補間装置の判定アルゴリズムを示したフローチャート
図である。

【図５】本発明に係る回転パルス計測装置の他の実施例
を示した構成ブロック図である。

【図６】従来の回転パルス計測装置の構成ブロック図で
ある。

【図７】従来の回転パルス計測装置における回転パルス
信号列を示したグラフ図である。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ２ 回転ディスク ３ 突起物 ４ 回転センサー ５ パルス変換器 ６ モニター ７ パルス補間装置 ８ 増幅装置 ９ スピーカー 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転機器の回転に応じて回転パルス信号列
   を発生する手段と、連続する該パルス信号列の時刻デー
   タをＰn-2，Ｐn-1，Ｐn、該時刻データの時間間隔をΔ
   ｔ1＝Ｐn-1−Ｐn-2，Δｔ2＝Ｐn−Ｐn-1とし、ｋを各時
   間間隔に対する最大変位量の係数としたとき、Δｔ2＞
   ｋ＊Δｔ1が成立した場合に、該時間間隔Δｔ2中にパル
   ス信号が欠落していると判定する手段と、を備えたこと
   を特徴とする回転パルス計測装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 該該時間間隔Δｔ2中にパルス信号が欠落していると判
   定したときには、該時刻データＰn-1の時間間隔Δｔ1後
   に新たなパルス信号を補間する手段をさらに備えたこと
   を特徴とする回転パルス計測装置。
3. 【請求項３】回転機器の回転に応じて回転パルス信号列
   を発生する手段と、該回転パルス信号を増幅する手段
   と、該増幅された該パルス信号列を音声化する手段と、
   を備えたことを特徴とする回転パルス計測装置。