JPS60190866A - 回転速度異常検出装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は回転体の回転速度異常を検出する回転速度異常
検出装置に係り、特に外部電気的ノイズ、機械的ノイズ
により実際の回転が正常であるにもかかわらず検出ある
いは算出された回転速度に異常が発生しＩにとを検出す
る回転速度異常検出装置に係るものである。

［従来技術］ 近年、機関の制御において、機関の回転速度を制御用入
力信号とする場合が多く有る。例えば、内燃機関の機関
回転軸と同期した軸に突起を設り、電磁ピックアップに
より突起の通過する時間間隔１−Ｎ　を検出することに
Ｊ：り回転体の回転速度を検出し、当該回転速度を機関
の制御に用いる装置がある。

ところが、この時間間隔ＴＮが外部電気的ノイズ又は機
械的ノイズによって一瞬間に急激に変化し回転速度が誤
認識され、機関の制御精度が低下覆ると言った問題が発
生している。

従来、実開昭５８−１３７８４７に示づ一考案が挙げら
れる。この考案は第１図に示す如く、エンジン１の回転
数検出装置２と回転数設定回路３とを演算回路４に接続
し、演算回路４に制御信号伝送部５及び駆動回路６を介
してアクチュエータ７を接続し、このアクチュエータ７
に速度調節要素８を連動連結し、回転数検出装置２の実
回転数信号の信号値が回転数設定回路３の設定回転数信
号の信号値を上回る場合には速度調節要素８を減速方向
に、下回る場合には速度調節要素８を増速方向に変位制
御可能に構成し、その出力端を差信号伝送部５の出力側
に接続した回転数検出装置２の安全回路１３の比較器１
４の正入力端に回転数検出装置２を、負入力端に回転検
出装置２から独立しｌζ安全作動域設定回路を接続した
ことを特徴どづ−る、電子ガバナ＜”Ｊぎエンジンの回
転数検出安全装置である。

しかしながら、かかる装置は故障時に機関の作動を停止
してしまうため、制御が中断し、信頼性が損われること
があっＩｃ　Ｑまた、前記外部電気ノイズ又は機械的ノ
イズによる回転速度の誤認識を解決するに至っていない
。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とづ
るどころは、回転速度異常の発生を検出することにより
、回転速度検出精度の向上、あるいは機関の制御精度の
向上を図り得る回転速度異常検出装置を提供することに
ある。

し発明の構成］ そこで、かかる［１的をｊ構成りる為になされた本発明
のイｊ４成は、第２図の基本的構成図に図示する如く、 回転体の回転速度に応じたパルス間隔のパルス信号を出
力する回転速態検出手段Ｍ１と、前記パルス信号の間隔
に基づいて、回転速度の異花を検出するハ常回転判定手
段Ｍ２ど、を備えたことを特徴どづ−る回転速度異常検
出装置を要旨どしている。

以下に本発明を実施例を挙げて図面と共に説明する。

［実施例］ まず第３図は実施例に係る内燃（幾関及びその周辺装置
例を表わづ概略４ｔ４成図である。

１は内燃機関本体、２はピストン、３は点火プラグ、４
は排気ン二ホールド、５は１）１気マニホールド４に（
Ｒｈえられ、ｊｌ）ガス中の残存酸素ａ磨を検出づる酸
素センサ、６は内燃機関本体１の吸入空気中に燃料を噴
ｑ・Ｊ′？ｌる燃別噴躬弁、７は吸気マニホールド、８
は内燃機関本体１に送られる吸入空気の温度を検出覆る
吸気温センサ、９は内燃機関冷却水の水温を検出する水
温センサ、１０はスロワ１〜ルバルブ、１１はスロット
ルバルブ１０に連動し、スロットルバルブ１０の開度を
検出して信号を出力づ゛るスロットル開度センサ、１４
は吸入空気の脈動を吸収するサージタンク１５内の吸気
圧を測定する吸気圧センサをそれぞれ表わしている。

そして１６は点火に必要な高電圧を出力するイグナイタ
、１７は図示していないクランク軸に連動し上記イグナ
イタ１６で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ３に分
配供給するディストリビュータ、１８はディストリビュ
ータ１７内に取り付（プられ、ディストリビュータ１７
の１回転、即ちクランク軸２回転に２４発のパルス信号
を出力づ−る回転数センサを兼ねた回転角センサ−１１
９はディストリビュータ１７の１回転に１発のパルス信
号を出ツノ覆る気筒判別セン１）、２０は電子制御回路
を表わす。

ここで上記回転角セン４ノー１８は第４図△に示づ如く
］−ンシンのクランク軸に係切づる歯車状のインタフタ
に電磁ピックアップを対向させて回転速麿に比例したパ
ルス数として検出覆るものであって、木実加剰にＪ３い
ては回転角基準信号を発生覆るだめの回転角レンリ１ε
３と兼用してこの回転角センサ１８の信号周期より機関
回転速麿を算出するようにしＣいる。つまり、この回転
角センサ１８は機関のクランクシャフトの回転角センサ
を検出づるものであり、その構成は例えば第４図△の左
側に図示覆る如く、クランクシャフトＩ〜に直結され８
ケ所の等分された突起をもちその１つが十死点前１０〜
３０度回転角の位置にパルス信号を発生覆るよう取り７
号けられた南中１８△と、その歯車１８△の回転に伴な
う磁束変化に応じてａ点の電属波形が第５図Ａに示づ如
き交流電圧信号＼／ａとなる電磁ピックアップ１８１３
とからなる。そし゛（第４図の右側に図示する如き公知
の波形整形回路７１３によって十記交流電圧信号Ｖａが
第５図Ｂに承り如きパルス間隔下＋のクランク角信号Ｖ
１１に波形整形される。

次に第６図は電子制御回路２０例とその関連部分どのブ
ロック図を表わしている。

３０は各センサより出力されるデータを制ｔｉｌ＋プロ
グラムに従って入ツノ及び演算すると共に、各種装置を
作動制御等りるための処理を行うセントラルプロセシン
グユニツ１〜（以下単にＣＰＵと呼ぶ〉、３１は制御プ
ログラム及び初期データが格納されるリードＡンリメモ
リ（以下単にＲＯＭと呼ぶ）、３２は電子制御回路２０
に入力されるデータや演算制御に必要なデータが一時的
に読み書きされるランタムアクセスメモリく以下単にＲ
Ａ　Ｍと呼ぶ）、３３はキース・イッチ２１がオフされ
ても以後の内燃機関作動に必要なデータを保持するよう
、バッテリによってバックアンプされた不揮発性メモリ
としてのバックアップランダムアク１ごスメモリ（以下
単にバックアップＲＡＭと呼ぶ）、３４へ−３７は各セ
ンサの出力信号のバッファ、３８は各センサの出ノｊ信
号をＣＰ　Ｕ　３０　ｋ：　’ｒ’ＪＵ択的に出力する
マルチプレクサ、３９はアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、４０はバッファを介しであるい
はバッファ、マルチプレクサノ３８及び△／Ｄ変換器３
９を介して各センサ信号をＣＰＵ３０に送ると共にＣＩ
）　Ｕ　３０からのマルチブレクザ３８．△／Ｄ変換器
３９のコントロール信昼を出力りる人出カポ−ｊ−を表
わし−Ｃいる。前記空燃比フィードバック制御の学門値
は上記バックアップＲＡＭ３３に記憶されるとともに更
新される。

そして４１は酸素センサ５の出力信号をコンパレータ４
２へ送るバッファ、４３は回転角センサ１Ｂ及び気筒判
別センサ１９の出力信号の波形を整形づる整形回路を表
わし、ス１］ツ１−ル聞度センリ１１等の各廿ン（）信
号は直接に、あるいはバッファ４１等を介して入ノーノ
ボ−１へ４６によりＣＰＵ３０に送られる。

更に、４７、／１．８は出カポ−１〜７′ｌ０１５０を
介してＣＰＵ３０からの信号によって燃ネｉｌ　ＩＩＡ
剣弁６、イクナイク１６を駆動覆る駆動回路をそれぞれ
表わしている。また５１は信号やデータの通路となるパ
スライン、５２はＣＰＵ３０を始めＲＯＭ３１、ＲＡＭ
３２等へ所定の間隔で制御タイミングとなるクロック信
号を送るクロック回路を表わしている。

ここで、電子制御回路２０の動作を簡単に説明づると、
先ず、ＣＰＵ３０は吸気圧センサ１４により検出されｔ
ｃ吸気圧及び回転角センナ１８により検出されたエンジ
ン回転数のデータを入出力ポート４０、へカポ−１〜４
６を介して入力し、これらのデータから基本燃料噴射量
を算出する。イして、この塁本燃斜噴削叩を、酸素セン
サ５により検出された排気中の残存酸素′ａ度によって
補正し、実燃料噴用量が算出される。そして、この実燃
料噴射量に基づいて燃料噴射弁６を制御し、内燃機関１
の運転状態に合った燃料噴射つまり燃料供給が行われる
。

同様に、内燃機関回転数、吸気圧等に基づいて、例えｉ
ｆ　ＲＯＭ　３１内のデータマツプを使用して最適点火
時期か算出され、これに基づいて点火性明信号がイグナ
イタ１６に送られ、内燃機関回転数等の内燃機関の運転
状態に応じた点火１１期制御が行われる。

次に実施例に係る制（（１１プログラムについて説明す
る。！′１７図にこの制ｎ＋＋プログラムのフローチャ
ートをメインルーチンで示す。

図において、１００は第８図に示す波形整形された後の
パルス間隔１＋を算出するステップを表わす。尚、ｔｉ
は回転速度Ｎｉ　と反比例している。１１０はｔｉ−ａ
−ｔＬｌを△ｔｉとして設定するステップを表ねづ−０
ここで、ｔｉ−１は１つ前のパルス間隔であり、ａは回
転速度変化比であり正常状態にで発生しうる回転速度変
化仕口／１ｉ−１＝ｂより十分率さい伯を示し、回転速
度が異常か否かを示す￥１容値Ｃある。またａは機関に
よって定まる機関固有値である。回転速度変化比ａが極
めて小さくなる運転状態が発生しうる時、即ち、検出さ
れた回転速度が異常と判定された場合は、当該異常回転
速度は、機関制御には用いられない。１２０は△ｔ１が
正であるか否かを判定するステップを表わづ１３０はｔ
ｉを無視しｔｉの替わりにｔｉとしてｔｉ−１を設定づ
るステップを表わづ。１４０は回転速度Ｎｉを算出する
ステップを表わす。１５０は内燃機関を制御覆るステッ
プを表わす。１６０はｉをインクリメンｌ−１−るステ
ップを表わす。

上記のような構成において、図示せぬキースイッチがＡ
ンされメインルーチンの処理が起動されると、まずステ
ップ１００（、：て回転角センサ１８にて得たアナログ
出力を波形整形器４３で第８図△に示す如く波形整形し
た後、該パルス時間間隔Ｎを算出する。次ステツプ１１
０にて該ｔｉど該波形の１つ前のパルス時間間隔ｔＬ＋
の８倍との差△ｔｉを算出する。ステップ１２０にてｒ
ＹＥＳＪ、つまり△ｔｉ＞Ｑ即ちｔｉ／１ｉ−１＞ａが
成立しｔｉが正常回転速度と判定されたならば、ステッ
プ１４０にて回転速度算出式Ｎｉ　＝に／１ｉ（Ｋｉ　
：定数）より回転速度Ｎｉを算出覆る。次ステツプ１５
０にて、このＮｉに基づいて機関の制御を行う。例えば
、具体的には燃料噴射量の算出が行われる。

次ステツプ１６０にて１をインクリメン１〜し、ステッ
プ１００に戻り、以下同様な処理が繰り返し行われる。

一方、ステップ１２０にてｒＮＯＪと判定された場合、
即ち、ｔ＋／ロー１≦ａが成立し、ｔｉ−１に比ベロが
異帛に小さく、正常な回転速度変化以上に回転変化が発
生した旨判定された場合にステップ１３０か行われる。

即ち、ステップ１３０にて前記［１は異常値のため無視
され、１つ前の回転速度ｔｉ−１がｔｉと置換される。

次ステツプ１４０にて回転速度が次式により算出される
。

Ｎｉ＝に／ｌｉ 尚、第８図のくイ）はｔｉを起こりうる回転変化の許容
範囲を超えたと判定された時の回転速度を示す。第８図
Ｂの（＋−＋　）は、以上の如＜ｔｉを異常信号と判定
し、無視し、１つ前の回転速度として認識した状態を示
づ。

次ステツプ１５０にて上記ｔｉに基づき機関の制御を行
い適切な内燃機関の運転制御を行う。次ステツプ１６０
にて１をインクリメントし、ステップ１００に戻り、同
様な処理が繰り返し実行される。

以上詳述した如く、本実施例によれば、電気的ノイズ、
機械要素の狂い、例えば、エンジン側のギヤの精度の狂
い、あるいは回転軸の精度の狂いによる影響を受【ノる
ことなく、正常な回転速度のみを使って内燃機関の制御
を行うことが可能となる。

次に第２実施例について説明する。第２実施例の構成は
第１実施例の構成とほぼ同様であるが、第１実施例に係
る制御プログラムを変更した実施例である。まず処理の
概略を述べる。２００は第８図Ａに示づ−如くパルス時
間間隔ｔｉを算出するステップを表わす。２１０は回転
速度Ｎｉを算出するステップを表わす。２２０は回転速
度Ｎｉが所定回転速度Ｎ０以上か否か、つまり内燃機関
が始動状態か否かを判定りるステップを表わＪ０２３０
はΔＮ１として’１／Ｎｉ　−ａ　／Ｎｉ　−１を設定
するステップを表わす。２４０はΔＮ１が正であるか否
かを判定するステップを表わす。２５０はＮわず。２６
０はこの回転速度Ｎｉｔ、ｊ：４づき内燃機関の制御を
行うステップを表わづ。２７０は（をインクリメントす
るステップを表わす。

次に」ニ記したフローチャー１〜の詳細な説明を行う。

第１実施例に既にその処理が説明してｄつるステップは
説明を省く。まず処理が開始されると、ステップ２００
．２１０が実行される。次ステツプ２２０にて回転速ｆ
ｆＪＮｉが始動判定回転速度Ｎ０以上か否かを判定する
。つまりエンジンのクランク軸をスタータ等で回転し始
める状態、つまりクランキング状態であるか否か判定づ
−る。ｒＹＥＳＪど判定された場合はステップ２３０へ
進み、Ｉ’　Ｎ　ＯＪと判定されＩｃ場合はステップ２
６０に戻る。

このステップ２２０は始動時、回転速度変化が正常運転
状態と異なり回転速度変化比Ｎｔ−＋／Ｎｉが小さい状
態が起こるためおかれている。いいかえれば、始動時に
Ｊ３いては、回転速度変化が大きく、異常判定用の回転
速度変化比ａの選定域が極めて限られ、ａの設定に困難
を伴う。そこで、この対策どして、ステップ２２０が設
（プられ、始動確認回転速度Ｎｏより小さい場合は、本
界常判定を実施せず、始動確認回転速度Ｎｏ以上にて実
施している。

次ステツプ２３０にてΔＮ＋として１／Ｎ＋−ａ／Ｎｉ
−＋を設定する。次ステツプ２４０にてΔＮｉが正であ
るか否かを判定し、ｒ　Ｙ　ＩＥ　Ｓ　Ｊと判定された
ならばステップ２６０に進みステップ２６０．２７０を
実行したのちステップ２００に戻る。

一方、ステップ２４０にてｒＮＯＪと判定されたならば
、つまりＮｉが異常に大きい値である旨判定された場合
は、ＮｉとしてＮｉ以前の１１個のステップ２６０にて
この回転速度Ｎｉに阜づき内燃機関の制御が実行され、
次ステツプ２７０にてｉがインクリメントされ、ステッ
プ２００に戻り、以下同様な処理が繰り返し行われる。

以上述べｔｃ如く、本実施例にＪ：れば、回転速度の不
安定な内燃機関の始動時には、内燃機関の制御が行われ
ず、始動時以外の内燃機関の安定状態のみ回転速度異常
判定を行った後内燃機関制御を行うため、良好かつ安全
な制御結果が得られる。

しかも、異常時のＮ１として、Ｎｉ以前の１１個の平均
伯を使用しているため時間的に平均化したデータを用い
ることになり、データがならされ、信頼）１・ｌ′ｉ’
ｉ度がより向上１」るといった効果がある。

尚、本実施例にかかわらず、本発明を内燃機関以外に適
用することは可能である。

［発明の効果］ 本発明に係る回転速度異常検出装置は 回転体の回転速度に応じたパルス間隔のパルス信号を出
力づる回転速度検出手段と、 前記パルス信号の間隔に塁づいて、回転速度の異常を検
出する異常回転判定手段と、 を備えている。

このため、電気的ノイズ、機械要素の狂いによる回転速
度の異常を正確に検出し、検出精度の向」ム機関の制御
信１（（性、制御ｆｉ’ｉ　Ｉｆｆの向」二を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係る電子ガバナ付きエンジンの回転数
検出安全装置、第２図は本発明に係る基本的構成図、第
３図は第１実施例に係る内燃機関及びその周辺装置例を
表わす概略構成図、第４図は回転角センサ、波形整形回
路の構成図、第５図は回転角信号を示すグラフ、第６図
は電子制御回路とその関連部分とのブロック図、第７図
は第１実施例に係る制御プログラムのフローヂト一ト、
第８図Ａは回転角信号のパルス間隔を示すグラフ、第８
図Ｂは回転速度Ｎ１を示でグラフ、第９図は第２実施例
に係る制御プログラムのフローチャートをそれぞれ表わ
す。 １・・・内燃機関本体 １８・・・回転角センサ １８△・・・歯車 １９・・・気筒判別センサ ２０・・・電子制御回路 ３０・・・ＣＰＵ ３１・・・ＲＯＭ ３２・・・ＲＡＭ ４３・・・波形整形回路 第４図 ４３ ノ 第５図 第６１４ 第７図 第８図 Ｎ、＝Ｌ　Ｋ：定数 Ｉ →０’＋　ｌｖ１ 第９図 手　続　省１３　Ｊ、’ｌＦ、已３（方式）％式％ ２、　発明の名称 回転速１哀異常検出装置 ３、　補正をづる省 事件との関係　特Ｗ［出願人 １１　所　慢知県刈谷市昭イ（１町１丁目１番地氏　名
（名称）　（４２６）日木電装株式会社代入壱　戸１１
」１と冶 ４、代理人〒４６０ 住　所　名古屋市中区錦二丁目９番２７号住　所　名古
屋市中区錦二丁目９番２７号昭和５９年５月２９日　〈
発送日） （１）　明細書第１８頁第８行目から第９行目にか（プ
て［第８図Ａは回転角信号のパルス間隔を示すグラフ、
第８図Ｂは回転速度Ｎｉを示すグラフ、」とあるのを、
「第８図は回転角信号のパルス間隔と回転速ｅ、Ｎｉと
の関係を示タグラフ、」と補正づる。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転体の回転速度に応じたパルス間隔のパルス信号
   を出ツノする回転速度検出手段と、前記パルス信号の間
   隔に基づいて、回転速度の異常を倹７ｊＢする眉常回転
   判定手段と、を備えたことを特徴とづる回転速度異常検
   出装置。 ２、前記異常回転判定手段は、内燃機関に備えた前記回
   転速度検出手段からの出力信号のパルス間隔と、１つ前
   のパルス間隔との比が所定値以下であると判定すること
   により、前記異常回転を検出する特許請求の範囲第１項
   記載の回転速度異常検出装置。 ３、前記異常回転判定手段は、前記回転速度検出手段に
   て検出されたパルス信号に基づいて回転速度の算出を行
   った後、前記異常回転を判定覆−る特許請求の範囲第１
   項記載の回転速度異常検出装置行。 ４、前記異常回転判定手段は、予め設定された始動回転
   速度以上と判定したときのみ、前記異常回転の判定を行
   う特許請求の範囲第３Ｊｎ記載の回転速度異常検出装置
   。 ５、前記異常回転判定手段は、異常と判定された回転速
   度を、正常な回転速度で置換する特許請求の範囲第１項
   記載の回転速度異常検出装置。 ６、前記異常回転判定手段は、置換すべき前記正常な回
   転速度として、異常回転の前後回転速度の少なくとも１
   つ以上を用いる特許請求の範囲第５Ｊ口記載の回転速度
   異常検出装置。