JPS5938659A - 回転数検出装置の検出不良判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転機の回転速度に比例した周波数の電気的パ
ルス信号を発生するパルス変換式の回転数センサから出
力される信号を処即して速度を求める方式を採る回転数
検出装置の検出不良判定方法に関する。

従来、自動中等のエンジンの回転速度を測定するには、
例えば、ディストリビュータに取り付けられたピックア
ップコイルを利用して回転速度に比例した周波数の電気
信号を検出している。この様なセンサは自動車エンジン
の振動の影響を受け易く、あるいは、センサの劣化現象
が原因して検出不良が生じる場合がある。故障発生は、
一般的に、まづ再現性の乏しい過渡的な測定不良現象が
発生する場合が多い。ところが検出速度からその大小を
判定して検出の良、不良を判定する従来方式では、定常
的な異常が生じるまでの過渡的異常の検出をするのが困
難であった。そのため、測定系の故障検出が遅れるとい
う欠点があった。

そこで本発明は、この様な従来の欠点を改良するために
成されたものであって、時々刻々測定される回転数速度
の平均変化率、即ち平均的な加速度を時々刻々求め、こ
の加速度が理論上考えられる範囲内にある場合には、測
定系は正常であり、その値が理論上考えられる範囲外に
なった場合には測定系の不良と判定することにより過渡
的な誤検出を即刻検出することを目的とする。

即ち、本発明は被測定物体である回転機の回転数に比例
した周期の電気信号を発生する回転数センサの出力信号
から回転速度を算出する方法において、 前記の時系列的に算出された回転速度からそえぞれの時
刻における回転速度の平均変化率を求め、該平均変化率
が、被測定物体である回転機の慣性から決定される最大
加速度及び最小加速度（負値）との間に存在するときは
、回転数検出装置の検出は正常と判定し、前記範囲内に
存在しないときは、検出不良と判定する回転数検出装置
の検出不良判定方法から成る。

ここで、回転数センサとは、回転軸に直結して金属歯車
を設け回転軸の回転に応じて磁気回路の磁気抵抗が変化
することを利用した電気磁気的な検出センサ。あるいは
、回転軸と同期して回転する平板に、スリットを設けて
該スリットを透過する透過光を検出する光学的方法、又
は、光学的反射板を設けて、その反射光を検出する光学
的方法等、を利用したセンサである。要は、回転軸の回
転数に比例した周期を有する電気的パルス信号を発生す
る素子が使用される。回転速度の算出は、上記の検出さ
れたパルスの周期を測定し、これを逆算して回転速度を
求める方式、一定時間毎の上記パルス数をカウントし、
これから一定時間内の平均速度を算出する方式、いずれ
であっても良い。

以上のような方法によって時々刻々時系列的に算出され
た回転速度から、離散的な時間間隔で変化する回転速度
の平均変化率、即ち微少時間の平均加速庶を算定する。

一方、被測定物である回転機は慣性を有しているために
、回転速度の平均変化率のとり得る値の範囲は有限であ
る。即ち加速し得る最大加速度、および制動しうる最大
限速度（最小加速度）が存在する。従って、最大加速度
と、最小加速用との間以外の過速度では回転機は加速さ
れ、あるいは減速されることはない。上記の平均変化率
が上記の最大加速度と、最小加速度との間に存在すれば
正常な回転速度の検出と判断しうる。逆にその範囲内に
無い場合には検出不良と判定することが可能である。

以下、さらに本光明の構成を実施例に基づいて詳しく述
べる。

本実施例は、自動中のエンジンの回転数を測定する回転
数検出装置の検出不良判定方法の具体例である。

第１図は速度検出方法の一具体的な構成を示したもので
ある。ディストリビュータ１０の回転軸は、エンジンの
クランクシャフトの回転に同期して回転する。ディスト
リビュータ１０の回転軸に固定されている金属歯車から
成るシグナルロータ１１は、ビックアップコイルと共に
磁気回路を構成する。シグナルロータ１１と電磁結合す
るピックアップコイル１２には、シグナルロータ１１の
回転による磁気回路の磁気抵抗変動に比例した大きさと
周期の誘導電圧が発生する。この誘導電圧交流信号を波
形整形回路１４に入力する。波形整形回路１４は、該交
流信号に同期して２４の如き方形波パルスを出力する。

この方形波パルスは、パルス周期計測部１６に入力する
。パルス周期計測部１６は、方形波パルス２４の周期に
同期した方形波を発生する方形波発生回路と、該方形波
期間ゲート回路をアクティブにするゲート回路と、該ゲ
ート回路を通過するクロックパルスを計測するカウンタ
及び該数値を一時記憶しＣＰＵと接続するバッファレジ
スタとから成る。一方、クロックパルスは、パルス周期
計測部１６に入力するクロックパルス発生器２６から出
力される２００ｋＨｚのクロックパルスを用いる。そし
て、該クロックパルスは、前記検出パルスの１周期の間
ゲート回路を通過し、該ゲート回路に接続されたバイナ
リカウンタによって、通過パルスの数をカウントする。

速成検出パルスの一周期の期間カラントされた数値は、
マイクロプロセッサから成るＣＰＵ２０に入力される。

そして、ＣＰＵ２０では所定のフローに従ってこの数値
から回転速度および加速度を求めて、所定の処理を行な
う。その結果、回転速度は出力装置２２に表示される。

次に、計算機（ＣＰＵ２０）の所定の処理を第２図のフ
ローチャートに従って説明する。ＣＰＵ２０は、電源が
投入されるとステップ４０から起動され、各パラメータ
の初期値を設定する。次にパルス周期計測部１６の出力
バッファに数値が入力されているか否かをステップ４２
で判定する。

即ち、出力バッファに、データが設定された時は、パル
ス周期計測部１６の状態レジスタはレディ状態を示して
いる。レディ状態であればステップ４４において該速度
データを読み取る。レディ状態でない場合は、ＣＰＵは
、パルス周期計測部１６の出力バッファが読み取り可能
なレディ状態になるまで待つ。ステップ４６では測定さ
れた速度パルスの周期を算出する。パルス周期は次式で
計算できる。ただしＳはカウンタの値であり、Ｆはクロ
ックパルスの周波数である。Ｆは測定パルスの周期であ
る。

Ｔ＝Ｓ／Ｆ・・・・・・・・・（１） 次にステップ４８において回転速度を算出する。

回転速度は、次式で算出することができる。ただし、ｍ
は被測定物である回転機が一回転する間に回転数センサ
から出力されるパルスの数であり、Ｔはそのパルスの周
期である。Ａは回転速度である。

Ａ＝１／（ｍ１）（ｒｐｓ）・・・（２）この様にして
ステップ４８では、時刻ｔｎにおいて算出した回転速度
をＡ（１ん）として記憶する。

次にステップ５０において、この一連の処理で計算し記
憶された最新の回転速度Ａ（ｉｎ）と一回前の処理値の
回転速度Ａ（ｔｎ−１）との差を取り、その間の経過時
間で割って平均化速度を求める。即ち平均加速度αは次
式で書くことができる。ただし、α（ｔｎ）は時刻ｔｎ
における加速度を表わす。

また、Ａ（ｔｎ）は時刻ｔｎにおける速度をＡ（ｔｎ−
１）は時刻１ｎ−１における回転速度を表わす。Ｔｎ−
１はその二時刻間の経過時間を表わす。

α（１ｎ）＝（Ａ（ｔｎ）−Ａ（１ｎ−１））／Ｔｎ−
１・・・・・・・・・・・（３） 次にステップ５２において、上記で算出された平均加速
度が所定の範囲に入っているか判定する。αｃは考え得
る最大加速度である。またαｄは最小加速度である。α
ｄは負値である。αｃとαｄの決定方法については後述
する。α（ｔｎ）が所定の範囲内に入っておれば、ステ
ップ５６に移行し、現時刻における回転速度Ａ（ｔｎ）
を表示して一サイクルを終わりステップ４２に戻る。そ
して、α（ｔｎ）が所定の範囲内に存在しない場合は、
ステップ５４に移行し、検出不良表示をしてステップ５
８で異常処理を行ないステップ４２に戻る。

次に第３図を用いて最大加速度および最小加速度の意義
について説明する。

第３図（ａ）は、エンジンの回転速度の変化を横軸を時
間にとって図示したものである。第３図（ｂ）はスロッ
トルバルブの開度を時刻を横軸にとって表示したもので
ある。時刻ｔ１においてスロットルバルブをステップ関
数的に全開にするとエンジンの回転は直ちに最高回転速
度に達するのではなく、ある時間遅れＤ１後に最大回転
速度に達する。一方時刻ｔ２においてスロットルバルブ
を閉じた時には、一定の遅延時間Ｄ７後に最小回転速度
に減速される。この様にエンジンはその慣性のために加
速しうる最大値および減速しうる最大値が存在している
。αｃ即ち最大加速度は第３図（ａ）における曲線の立
上がり部分の直線の傾きを表わしている。αｄは第３図
（ａ）における曲線の立ち下がり部分の直線の傾きを表
わしている。

即ちαｄは負の値である。これらの数値は、無負荷状態
でのエンジン回転数の上昇降下試験の場合と、実際の走
行中のエンジン回転数の上昇降下の場合とでは、当然異
なる。従って回転数検出不良を判定する試験方法に応じ
て、それらの値を決定することが必要である、あらかじ
め最大加速度（αｃ）および最小加速度（αｄ）を求め
ておけば、その範囲外の加速度を検出した場合には、当
然検出不良と判定することが可能である。

第４図は、正常な場合の回転数センサが出力するパルス
列と、このパルス列から算定される回転速度との関係を
図示したものである。第５図は検出不良の場合の前記関
係の一例を示したものである。時刻１ｎからＡ区間検出
されるべきパルス（破線図示）が検出されなかったとす
れば、次のパルスを検出した時刻ｔｎ＋１までの経過時
刻が急に長くなり、そのため時刻ｔｎ＋１の速度は、急
に小さくなる。さらに、ｔｎ＋２で次の正規の回転パル
スを検出しているからｔｎ＋２時刻における回転速度は
、急激に、元の回転速度に復帰する。このため、区間Ｅ
において所定の値よりも大きな減速および加速を示すこ
とに成り、明らかに測定不良であると判定することがで
きる。本発明方法は、この様に測定パルス列において、
パルスが欠落したり、急に増加したりする場合の検出不
良を検出することができる。現実には、回転数センサの
劣化のため測定絶対レベルが経時的に低下して、スレッ
シュホールドレベルに近くなったり、逆に少なくなった
りして不規則なパルス列を発生したりする場合にこの様
なことが起る。そして、この様な場合には、本発明の方
法によって検出不良と直ちに判定することができる。

以上要するに本発明は時々刻々測定される回転速度から
速度の平均変化率を求め、それをあらかじめ測定した最
大加速度あるいは最小加速度の範囲内にあるか否かを判
定し、その範囲内にあれば正常と判定する。又、その範
囲内に無ければ異常と判定するようにしたものである。

従って本発明方法によれば回転数センサが検出するパル
ス列が急に欠落したりあるいは急激に増加したりする場
合の速度検出不良を直ちに判定することが可能である。

上記の検出不良状態は、再現性の乏しい過渡的な検出不
良の場合に多く発生する。このため、不安定な過渡的検
出不良をいち早く検出できるので、早い時機での故障の
防止が容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を具体化する一実施例の構成図で
ある。第２図は、同実施例において使用した計算機のソ
フトウェアのフローチャートを示したものである。第３
図は、エンジンの回転速度の変化とスロットルバルブの
変化との関係を説明した説明図である。第４図は、回転
数センサの検出するパルス列と回転速度との関係を示し
た説明図である。第５図は、検出不良の時のパルス列と
回転速度との関係を示した説明図である。 １２・・・ピックアップコイル １６・・・パルス周期計測部 ２０・・・ＣＰＵ 特Ｉｒｌｉ共声へ［１木１１装株式会社、＋、、４ ゛′代理人弁理士入用宏 量弁１９！１−藤谷蓄 ｌＦｄ弁理−１−丸山明人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物体である回転機の回転数に比例した周期の電気
   信号を発生する回転数センサの出力信号から回転速度を
   算出する方法において、前記の時系列的に算出された回
   転速度からそれぞれの時刻における回転速度の平均変化
   率を求め、該平均変化率が、被測定物体である回転機の
   慣性から決定される最大加速度及び最小加速度（負値）
   との間に存在するときは、回転数検出装置の検出は正常
   と判定し、前記範囲内に存在しないときは、検出不良と
   判定する回転数検出装置の検出不良判定方法。