JP2011053105A - 回転数検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の回転数を検出する回転数検出装置において、回転体の回転角度に応じた回転パルス信号を通過させるフィルタ回路の異常の有無を判別することができる構成を提供する。
【解決手段】回転パルス信号（接続点２６の電圧Ｖ１）をカウントするカウンタ２３を用いて回転パルス信号としきい値Ｖｔｈとを比較する。これにより、回転パルス信号がしきい値Ｖｔｈを超える第１の時間Ｖ１＿Ｈと超えない第２の時間Ｖ１＿Ｌとを取得する。また、判別部２４を用いて、第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内であるか否かを判定する。これにより、第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方の異常の有無を判別する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転体の回転数を検出する回転数検出装置に関する。

従来より、回転体の回転速度を取得する回転速度計数装置が、例えば特許文献１で提案されている。この回転速度計数装置は、回転体の回転速度に応じた周期の回転パルスを入力し、当該回転パルスの周期よりも短い周期のクロックパルスの数を回転パルスが１周期する間カウントする。そして、回転速度計数装置は、このクロックパルスの数に基づいて回転体の回転速度を取得する。

特開２００６−１１８９６０号公報

上記の回転速度計数装置は回転体の回転速度を取得するために回転パルスを入力するので、回転パルスの周波数を通過させて他の周波数のノイズを除去するフィルタ回路を回転速度計数装置に設けることが考えられる。

しかしながら、フィルタ回路に異常が生じると、当該フィルタ回路によってノイズを除去できなくなる。その結果、回転速度計数装置から放出されるエミッションノイズが大きくなり、回転速度計数装置の周辺の電子機器に影響を及ぼす可能性がある。また、外部から回転速度計数装置に侵入するイミュニティノイズも大きくなり、当該イミュニティノイズによって回転速度計数装置が誤作動を起こす可能性もある。

本発明は上記点に鑑み、回転体の回転数を検出する回転数検出装置において、回転体の回転角度に応じた回転パルス信号を通過させるフィルタ回路の異常の有無を判別することができる構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転体の回転に応じた回転パルス信号を出力する出力部と、出力部から回転パルス信号を入力すると共に回転パルス信号をカウントすることにより回転体の回転数を検出する検出部と、を備え、
出力部および検出部のうちの少なくとも一方に回転パルス信号を通過させるフィルタ回路が設けられた回転数検出装置であって、
検出部は、
フィルタ回路を通過した回転パルス信号を入力すると共に当該回転パルス信号をカウントする一方、回転パルス信号に対するしきい値を有し、回転パルス信号がしきい値を超える第１の時間および回転パルス信号がしきい値を超えない第２の時間のうちのいずれか一方または両方をカウントするカウンタと、
カウンタから第１の時間および第２の時間のうちのいずれか一方または両方を入力し、第１の時間および第２の時間のうちのいずれか一方または両方に基づいて、フィルタ回路の異常の有無を判別する判別部と、を備えていることを特徴とする。

これによると、回転パルス信号をカウントするカウンタにより、フィルタ回路のフィルタ時定数がフィルタ回路の異常によって正常値から外れたことにより変化する第１の時間あるいは第２の時間をカウントしているので、これら第１の時間や第２の時間を用いてフィルタ回路の異常の有無を判別することができる。

請求項２に記載の発明では、判別部は、第１の時間と第２の時間との比率が一定範囲内であるか否かによりフィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする。

このように、第１の時間と第２の時間との比率により、フィルタ回路の異常の有無を判別することができる。

請求項３に記載の発明では、判別部は、第１の時間が一定範囲内であるか否かによりフィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする。

このように、第１の時間を用いてフィルタ回路の異常の有無を判別することができる。

請求項４に記載の発明では、判別部は、第２の時間が一定範囲内であるか否かによりフィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする。

このように、第２の時間を用いてフィルタ回路の異常の有無を判別することができる。

請求項５に記載の発明では、フィルタ回路は、抵抗とコンデンサにより構成されたＲＣ回路であることを特徴とする。

これによると、フィルタ回路における抵抗やコンデンサの異常を検出することができる。

請求項６に記載の発明では、出力部と検出部とはワイヤにより電気的に接続されていることを特徴とする。

これによると、ワイヤにより出力部と検出部とが離れた場所に配置されるので、フィルタ回路のフィルタ時定数が大きく設定される。したがって、フィルタ回路の異常によるフィルタ時定数の変化が大きくなることに伴って第１の時間や第２の時間の変化も大きくなるので、フィルタ回路の異常の有無を判別することができる。

また、ワイヤが存在することでフィルタ回路故障によるエミッション、イミュニティへの影響が大きいため、本故障検出は特に有用である。

請求項７に記載の発明では、フィルタ回路は、出力部および検出部の両方に設けられていることを特徴とする。

これによると、出力部と検出部の両方で回転パルス信号に含まれるノイズを除去することができる。

請求項８に記載の発明のように、回転体は、車両に搭載される空調用または冷却用のモータとすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係る回転数検出装置を含んだ冷却制御システムの全体図である。 回転数検出装置の回路図である。 回転数検出装置のスイッチング素子（Ｔｒ）と接続点の電圧（Ｖ１）のタイミングチャートであり、（ａ）は正常時のタイミングチャート、（ｂ）はフィルタ回路のコンデンサの容量低下または抵抗値減少という異常時のタイミングチャートである。 回転数検出装置のスイッチング素子（Ｔｒ）と接続点の電圧（Ｖ１）のタイミングチャートであり、（ａ）は正常時のタイミングチャート、（ｂ）はフィルタ回路のコンデンサの容量増加または抵抗値増加という異常時のタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される回転数検出装置は、例えば、車両に搭載された空調用や冷却用のファンの回転数を検出する車両用回転数検出装置である。

図１は、本実施形態に係る回転数検出装置を含んだ冷却制御システムの全体図である。また、図２は、回転数検出装置の回路図である。以下、図１および図２を参照して、冷却制御システムおよび回転数検出装置の構成について説明する。

本実施形態に係る冷却制御システムは車両に搭載されるものであり、例えば、ハイブリッド車の動力源であるバッテリを冷却するように構成されている。具体的には、図１に示されるように、冷却制御システムは、ファンモジュール１０とＥＣＵ２０とを備えて構成されている。ファンモジュール１０とＥＣＵ２０とは、例えばワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）等の配線により接続されている。

ファンモジュール１０は、上記のバッテリを冷却する冷却機構であり、ファン１１と、モータ１２と、モータ制御部１３とを備えている。ファン１１は、バッテリに空気を送風してバッテリを冷却するための送風ファンである。モータ１２はファン１１に取り付けられていると共に、ファン１１を回転させるものである。このモータ１２は、車両に搭載されると共に、バッテリを冷却する冷却用のものであり、例えば１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の周波数で回転する。

モータ制御部１３は、ＥＣＵ２０から入力される回転指令信号に従ってモータ１２を駆動するものである。また、モータ制御部１３は、モータ１２の実際の回転数を示す回転パルス信号をＥＣＵ２０に出力する機能も備えている。

ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに予め記憶されたプログラムに従ってファンモジュール１０を制御するものである。

本実施形態では、ＥＣＵ２０は、図示しない各種センサの信号を入力し、これらの信号を用いてファン１１を所定の回転数で回転させるための回転指令信号を生成し、この回転指令信号をファンモジュール１０に出力する。

なお、回転指令信号は、例えばｄｕｔｙ比が指定された信号である。ここで、デューティー比（ｄｕｔｙ比）とは、一周期（Ｔ）のうちハイレベル期間（Ｔｈ）が占める割合を百分率で表すものである（ｄｕｔｙ比［％］＝（Ｔｈ／Ｔ）×１００）。

また、ＥＣＵ２０は、ファンモジュール１０から回転パルス信号を入力し、この回転パルス信号に基づいて、モータ１２の実際の回転数を検出する。そして、ＥＣＵ２０は、検出したモータ１２の回転数を用いてモータ１２の最適な回転数を演算し、この演算結果を回転指令信号の生成に用いる。すなわち、ＥＣＵ２０は、実際のモータ１２の回転数を回転指令信号の生成にフィードバックするフィードバック制御を行う。

このような冷却制御システムにおいて、モータ１２の実際の回転数を検出するための回転数検出装置は、図２に示される回路構成となっている。ファンモジュール１０とＥＣＵ２０とは一定の長さのワイヤ３０によって電気的に接続されている。ワイヤ３０は上述のようにワイヤハーネス等の配線であり、ワイヤ３０の長さは例えば１ｍ〜２ｍ程度である。

具体的に、ファンモジュール１０は、スイッチング素子１４と第１のフィルタ回路１５とを備えている。これらスイッチング素子１４、および第１のフィルタ回路１５は、例えばファンモジュール１０のモータ制御部１３に備えられている。

スイッチング素子１４は、モータ１２の回転に応じてオン／オフするものである。そして、モータ制御部１３に設けられた図示しない回転センサの信号がスイッチング素子１４のベースに入力されることにより、スイッチング素子１４がオン／オフするようになっている。

なお、回転センサは、いわゆるレゾルバと呼ばれるものに相当し、モータ１２の回転軸に一定の回転角度ごとに設けられた突起に対向配置されたセンシング部を備えたものである。モータの回転軸が軸回りに回転することにより突起も回転するので、位置が固定されたセンシング部は移動する突起の位置を検出することとなる。したがって、回転センサは、例えば、センシング部が移動する突起を検出したときにスイッチング素子１４をオンし、センシング部が移動する突起を検出しないときにスイッチング素子１４をオフする。このようにして、モータ１２の回転に応じてスイッチング素子１４がオン／オフするようになっている。

また、スイッチング素子１４のエミッタはファンモジュール１０のグランド１６に接続され、コレクタは第１のフィルタ回路１５に接続されている。グランド１６は、例えば車両のボディである。このようなスイッチング素子１４としては、例えばＮＰＮ型のトランジスタが採用される。

第１のフィルタ回路１５は、ワイヤ３０とスイッチング素子１４のコレクタとの間に接続されたローパスフィルタである。具体的に、第１のフィルタ回路１５は、ワイヤ３０とスイッチング素子１４のコレクタとの間に接続された抵抗１５ａと、抵抗１５ａのうちワイヤ３０側とグランド１６との間に接続されたコンデンサ１５ｂとにより構成されたＲＣ回路である。

上述のように、モータ１２が１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の周波数で回転する場合にはこれらの周波数を通過させるように、抵抗１５ａとコンデンサ１５ｂの各値が設定される。この第１のフィルタ回路１５により、ワイヤ３０からスイッチング素子１４に流れる電流に含まれる高周波成分（ノイズ）を除去することが可能となる。

一方、ＥＣＵ２０は、プルアップ抵抗２１と、第２のフィルタ回路２２と、カウンタ２３と、判別部２４とを備えている。

プルアップ抵抗２１は、当該プルアップ抵抗２１の一方が電源２５に接続され、他方がワイヤ３０に接続された抵抗である。すなわち、プルアップ抵抗２１は当該プルアップ抵抗２１の他方側の電圧を安定させる役割を果たすものである。なお、電源２５は、ＥＣＵ２０を稼動させるための電源であり、車両に搭載された冷却用とは異なるバッテリから作り出された電圧供給源である。

したがって、ファンモジュール１０のスイッチング素子１４は第１のフィルタ回路１５およびワイヤ３０を介してプルアップ抵抗２１に接続され、電源２５、プルアップ抵抗２１、ワイヤ３０、第１のフィルタ回路１５、スイッチング素子１４、およびグランド１６という経路が形成される。

そして、スイッチング素子１４のオン状態またはオフ状態により、上記経路が形成されたり遮断されたりする。これにより、ワイヤ３０に流れる電流（ワイヤ３０に印加される電圧）が変化し、この電流（電圧）の変化が上記の回転パルス信号となる。言い換えると、ファンモジュール１０は、回転パルス信号を第１のフィルタ回路１５を介してＥＣＵ２０に出力するものと言える。

また、図２に示されるように、スイッチング素子１４のエミッタがグランド１６に接続され、コレクタが電源２５側に接続されているので、いわゆるオープンコレクタ回路が構成されている。

第２のフィルタ回路２２は、第１のフィルタ回路１５と同様に、ローパスフィルタとして機能するものであり、抵抗２２ａとコンデンサ２２ｂとにより構成されたＲＣ回路である。ワイヤ３０とプルアップ抵抗２１との接続部分を接続点２６とすると、この第２のフィルタ回路２２は、接続点２６とカウンタ２３との間に接続されている。すなわち、抵抗２２ａは接続点２６とカウンタ２３との間に接続され、コンデンサ２２ｂは抵抗２２ａのうちカウンタ２３側とＥＣＵ２０のグランド２７との間に接続されている。グランド２７は、グランド１６と同様に例えば車両のボディである。この第２のフィルタ回路２２により、接続点２６からカウンタ２３に出力される回転パルス信号に含まれる高周波成分（ノイズ）を除去することが可能となる。

なお、第２のフィルタ回路２２についても、第１のフィルタ回路１５と同様に、モータ１２が５００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の周波数で回転する場合にはこれらの周波数を通過させるように、抵抗２２ａとコンデンサ２２ｂの各値が設定されている。本実施形態では、第１のフィルタ回路１５のフィルタ時定数と第２のフィルタ回路２２のフィルタ時定数とは同じ値に設定されている。

カウンタ２３は、第２のフィルタ回路２２から回転パルス信号を入力し、当該回転パルス信号をカウントするものである。具体的に、「回転パルス信号をカウントする」とは、回転パルス信号の立ち上りエッジ（もしくは立ち下がりエッジ）を検出して、その数をカウントすることを意味している。このため、カウンタ２３は、回転パルス信号の立ち上がりエッジ（もしくは立ち下がりエッジ）を検出するためのコンパレータや論理回路等を備えて構成されている。そして、カウンタ２３は、予め設定されたモータ１２の回転数の測定範囲（回転パルス信号の周波数帯域）における回転パルス信号をカウントするようになっている。

このようなカウンタ２３として、例えば、ＥＣＵ２０に設けられたマイクロコンピュータの内蔵カウンタが用いられる。

なお、カウンタ２３には、カウント数をリセットするリセット信号が入力されるようになっており、当該リセット信号によりカウンタ２３のカウント数が周期的にリセットされる。また、リセット信号がカウンタ２３に入力されると、カウンタ２３からカウント数が出力されるようになっている。このカウント数は、ＥＣＵ２０に設けられた図示しない回転数演算部に入力され、当該回転数演算部によってモータ１２の回転数が算出される。そして、算出された回転数はマイクロコンピュータに入力され、回転指令信号を生成する際に用いられる。当該回転数演算部はマイクロコンピュータに設けられていても良い。

さらに、カウンタ２３は、回転パルス信号（接続点２６の電圧）に対するしきい値（Ｖｔｈ）を有し、回転パルス信号がしきい値を超える第１の時間（Ｖ１＿Ｈ）と回転パルス信号がしきい値を超えない第２の時間（Ｖ１＿Ｌ）とをカウントする機能も備えている。このため、カウンタ２３は、回転パルス信号としきい値とを比較するための図示しないコンパレータ等を備えている。本実施形態では、接続点２６の電圧をＶ１とする。

ここで、「第１の時間をカウントする」や「第２の時間をカウントする」とは、時間を計ることを意味している。時間を計る方法として、例えば、クロックパルスの数を数える手法が採用される。クロックパルスは回転パルス信号よりも周期が充分小さいパルスである。

すなわち、回転パルス信号がしきい値を超えている間にクロックパルスの数が数えられ、当該クロックパルスの数に相当する時間が第１の時間となる。同様に、回転パルス信号がしきい値を超えない間にクロックパルスの数が数えられ、当該クロックパルスの数に相当する時間が第２の時間となる。

判別部２４は、カウンタ２３から第１の時間および第２の時間を入力し、第１の時間および第２の時間に基づいて第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障しているか否かを判別するものである。

本実施形態では、判別部２４は、第１の時間と第２の時間との比率が一定範囲内であるか否かにより第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障しているか否かを判別する。このような判別部２４は、例えばＥＣＵ２０のマイクロコンピュータに備えられている。以上が、本実施形態に係る冷却制御システムおよび回転数検出装置の全体構成である。

次に、冷却制御システムおよび回転数検出装置の作動について、図３および図４を参照して説明する。図３および図４は、回転数検出装置のスイッチング素子１４のオン／オフ状態（Ｔｒ）と回転パルス信号（接続点２６の電圧Ｖ１）のタイミングチャートである。図３および図４では、接続点２６の電圧Ｖ１に対するしきい値をＶｔｈ、第１の時間をＶ１＿Ｈ、第２の時間をＶ１＿Ｌとしている。

図３（ａ）および図４（ａ）は第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２が正常である場合のタイミングチャートである。一方、図３（ｂ）および図４（ｂ）は第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障した場合のタイミングチャートである。

なお、図３および図４の縦軸はスイッチング素子１４のベース電圧および接続点２６の電圧Ｖ１をそれぞれ示し、横軸は時間をそれぞれ示している。

まず、第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２に故障が無い正常の場合の作動について説明する。

ＥＣＵ２０は、外部から各種センサの信号を入力し、これらの信号に基づいてモータ１２を回転させるための回転指令信号を生成する。この回転指令信号は、ワイヤ３０を介してファンモジュール１０のモータ制御部１３に入力される。そして、モータ制御部１３は回転指令信号に従ってモータ１２を回転させる。これにより、ファン１１が回転し、ハイブリッド車の動力源であるバッテリが冷却される。

そして、モータ１２が回転することにより、回転センサがスイッチング素子１４をオン／オフする。これにより、スイッチング素子１４がオン状態のときに電源２５からプルアップ抵抗２１、ワイヤ３０、抵抗１５ａ、およびスイッチング素子１４を介してグランド１６に至る経路に電流が流れる。

また、スイッチング素子１４がオン状態になったときには、各フィルタ回路１５、２２の各コンデンサ１５ｂ、２２ｂの放電も開始する。第１のフィルタ回路１５のコンデンサ１５ｂの放電による電流は抵抗１５ａを介してスイッチング素子１４側に流れ、第２のフィルタ回路２２のコンデンサ２２ｂの放電による電流は接続点２６を介してファンモジュール１０側に流れる。そして、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂの放電が終了すると、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂから電流は流れ出ない。

このように、電源２５から接続点２６に流れ込んだ電流は、スイッチング素子１４を介する経路に流れるので、図３（ａ）および図４（ａ）に示されるように、接続点２６の電圧Ｖ１は下がる。

続いて、モータ１２がさらに回転することにより、スイッチング素子１４がオフ状態となると、電源２５からワイヤ３０等を介してグランド１６に至る経路はスイッチング素子１４により遮断される。

また、スイッチング素子１４がオフ状態となったときには、各フィルタ回路１５、２２の各コンデンサ１５ｂ、２２ｂの充電も開始する。この場合、電源２５からワイヤ３０を介してコンデンサ１５ｂに電流が流れ込むと共に、電源２５から抵抗２２ａを介してコンデンサ２２ｂに電流が流れ込む。そして、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂの充電が終了すると、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂに電流は流れ込まない。

このように、スイッチング素子１４がオフ状態となると、ＥＣＵ２０からファンモジュール１０に電流が流れ出なくなるので、図３（ａ）および図４（ａ）に示されるように、接続点２６の電圧Ｖ１は上がる。

そして、モータ１２が連続して回転することにより、上記のスイッチング素子１４のオン／オフが繰り返される。これにより、ファンモジュール１０に電流が流れる動作と流れない動作とが繰り返され、ワイヤ３０に流れる電流の大きさが変化する。つまり、ファンモジュール１０からＥＣＵ２０に回転パルス信号が出力される。この回転パルス信号が接続点２６から第２のフィルタ回路２２を介してカウンタ２３に入力される。

カウンタ２３は、リセット信号が入力されるまで回転パルス信号のカウントを継続する。そして、カウンタ２３は、リセット信号が入力されると、当該リセット信号が入力されるまでのカウント数（累積値）を図示しない回転数演算部に出力し、カウント数（累積値）をリセットする。そして、回転数演算部は、カウンタ２３にリセット信号を入力する周期とカウンタ２３のカウント数（累積値）とに基づいて、モータ１２の回転数を算出する。

このように、回転パルス信号をカウントすることによりモータ１２の実際の回転数を検出する。そして、検出された実際の回転数は、ＥＣＵ２０において回転指令信号を生成する際のパラメータとして用いられる。

また、カウンタ２３は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、回転パルス信号（接続点２６の電圧Ｖ１）としきい値Ｖｔｈとを比較し、回転パルス信号がしきい値Ｖｔｈを超える第１の時間Ｖ１＿Ｈをカウントする。この場合、カウンタ２３は、回転パルス信号がしきい値Ｖｔｈを超える間のクロックパルスの数を数えることにより第１の時間Ｖ１＿Ｈを計る。同様に、カウンタ２３は、回転パルス信号（接続点２６の電圧Ｖ１）としきい値Ｖｔｈとを比較し、回転パルス信号がしきい値Ｖｔｈを超えない第２の時間Ｖ１＿Ｌをカウントする。カウンタ２３でカウントされた第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌは判別部２４に出力される。

判別部２４は、第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内であるか否かを判定し、この判定結果から第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障しているか否かを判別する。ここで、「一定範囲」とは、第１のフィルタ回路１５や第２のフィルタ回路２２が正常である場合の正常値の範囲である。すなわち、判別部２４は、第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率を正常値と比較することにより、各フィルタ回路１５、２２の故障を判別している。

なお、このような判別部２４の故障判別は、例えば、車両の始動時等のタイミングで行われる。もちろん、一定期間ごとや故障判定が常時行われるようになっていても良い。

そして、第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内である場合、第１のフィルタ回路１５や第２のフィルタ回路２２に故障は生じていないので、ＥＣＵ２０において外部に報知する等の処理は行われない。

次に、第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障している場合の作動について説明する。本実施形態では、各フィルタ回路１５、２２としてＲＣ回路を採用しているので、例えば、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂの容量が増加または低下するという故障や各抵抗１５ａ、２２ａの抵抗値が変化するという故障が起こりうる。

各コンデンサ１５ｂ、２２ｂのうちのいずれか一方または両方の容量が低下するオープン故障が生じた場合、または各抵抗１５ａ、２２ａのうちのいずれか一方または両方の抵抗値が減少する故障が生じた場合、フィルタ時定数は小さくなるので、ＲＣ回路の応答が早くなる。したがって、図３（ｂ）に示されるように、第１の時間Ｖ１＿Ｈは各フィルタ回路１５、２２の正常時よりも長くなる一方、第２の時間Ｖ１＿Ｌは各フィルタ回路１５、２２の正常時よりも短くなる。このため、第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲（正常値）から外れてしまう。

また、各コンデンサ１５ｂ、２２ｂのうちのいずれか一方または両方の容量が増加する故障が生じた場合、または各抵抗１５ａ、２２ａのうちのいずれか一方または両方の抵抗値が増加する故障が生じた場合、フィルタ時定数は大きくなるので、ＲＣ回路の応答が遅くなる。したがって、図４（ｂ）に示されるように、第１の時間Ｖ１＿Ｈは各フィルタ回路１５、２２の正常時よりも短くなる一方、第２の時間Ｖ１＿Ｌは各フィルタ回路１５、２２の正常時よりも長くなる。このため、第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲（正常値）から外れてしまう。

したがって、上記の各フィルタ回路１５、２２の故障時には、判別部２４は、カウンタ２３から入力した第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内に含まれないことから、各フィルタ回路１５、２２のうちのいずれか一方または両方に故障が生じていると判別する。つまり、各フィルタ回路１５、２２を構成する各抵抗１５ａ、２２ａや各コンデンサ１５ｂ、２２ｂが故障しているとわかる。

このように、判別部２４は、各フィルタ回路１５、２２の故障により回転パルス信号の波形が変形したことを利用して、各フィルタ回路１５、２２の故障により変化した第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌを用いて故障の判別を行っていると言える。

こうして得られた判別結果はＥＣＵ２０から外部に出力される。そして、第１のフィルタ回路１５や第２のフィルタ回路２２の交換やファンモジュール１０またはＥＣＵ２０の交換により正常なものに取り替えられる。

以上説明したように、本実施形態では、回転パルス信号をカウントするカウンタ２３を用いて、回転パルス信号としきい値Ｖｔｈとを比較することにより第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとを取得することが特徴となっている。また、判別部２４を用いて、第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内であるか否かを判定することが特徴となっている。これにより、第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方が故障しているか否かを判別することができる。

本実施形態では各フィルタ回路１５、２２としてＲＣ回路を採用しているので、第１のフィルタ回路１５や第２のフィルタ回路２２における抵抗１５ａ、２２ａやコンデンサ１５ｂ、２２ｂに故障が生じたことを検出することができる。

そして、各フィルタ回路１５、２２に故障が生じていると判別されたときには、故障したフィルタ回路を交換する等によって回転数検出装置に正常なフィルタ回路が取り付けられる。このため、回転数検出装置から放出されるエミッションノイズを小さくすることができ、ひいては回転数検出装置の周辺の電子機器に対する影響を小さくすることができる。また、外部から回転数検出装置に侵入するイミュニティノイズを小さくすることができ、ひいては当該イミュニティノイズによる回転数検出装置の誤作動を防止することができる。

さらに、本実施形態では、ファンモジュール１０とＥＣＵ２０とがワイヤハーネス等のワイヤ３０により接続されている。つまり、ワイヤ３０により第１のフィルタ回路１５と第２のフィルタ回路２２とが離れた場所に配置され、各フィルタ回路１５、２２のフィルタ時定数が大きく設定される。したがって、各フィルタ回路１５、２２の故障によるフィルタ時定数の変化が回転パルス信号に大きく反映され、第１の時間Ｖ１＿Ｈや第２の時間Ｖ１＿Ｌも大きく変化するので、ワイヤ３０が長いほど各フィルタ回路１５、２２の故障の判別に効果がある。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ファンモジュール１０が特許請求の範囲の「出力部」に対応し、ＥＣＵ２０が特許請求の範囲の「検出部」に対応する。また、モータ１２（またはモータ１２にファン１１が一体化されたもの）が特許請求の範囲の「回転体」に対応する。

（他の実施形態）
上記の実施形態では、スイッチング素子１４および第１のフィルタ回路１５は、ファンモジュール１０のモータ制御部１３に備えられていたが、これは構成の一例であり、スイッチング素子１４および第１のフィルタ回路１５はモータ制御部１３に備えられていなくても良い。

上記の実施形態では、スイッチング素子１４をオン／オフさせるものとして回転センサが用いられていたが、モータ１２の回転を検出するセンサとして例えばエンコーダを用いても良い。

上記の実施形態では、各フィルタ回路１５、２２のフィルタ時定数は同一であったが、これは一例であり、各フィルタ回路１５、２２のフィルタ時定数がそれぞれ異なる値でも良い。その場合、判別部２４において比較対象となる一定範囲（正常値）を、異なるフィルタ時定数に適合するように予め設定しておけば良い。

上記の実施形態では、ファンモジュール１０およびＥＣＵ２０の両方にそれぞれ各フィルタ回路１５、２２が設けられた回転数検出装置が示されているが、この構成は一例である。すなわち、回転パルス信号に含まれるノイズを除去するために、ファンモジュール１０およびＥＣＵ２０のうちの少なくとも一方に回転パルス信号を通過させるフィルタ回路１５、２２が設けられていれば良い。この場合、ファンモジュール１０およびＥＣＵ２０のうちの少なくとも一方に設けられたフィルタ回路１５、２２の故障の有無が判別されることとなる。もちろん、回転数検出装置におけるノイズに対する耐性を高めるためには、各フィルタ回路１５、２２は、ファンモジュール１０およびＥＣＵ２０の両方にそれぞれ設けられていることが好ましい。

上記の実施形態では、ワイヤ３０とプルアップ抵抗２１との接続部分が接続点２６とされ、この接続点２６の電圧Ｖ１が回転パルス信号とされていた。しかしながら、これは回転数検出装置の構成の一例であり、例えば、ワイヤ３０が用いられない構成においては、第１のフィルタ回路１５（ファンモジュール１０）とプルアップ抵抗２１との接続部分を接続点２６とすることができ、当該接続点２６の電圧Ｖ１を回転パルス信号とすることができる。

上記の実施形態で示されたファンモジュール１０の構成は一例を示したものであり、回転パルス信号を出力することができる他の構成であっても良い。また、回転パルス信号を出力するものがファンモジュール１０ではなく、回転パルス信号を出力する出力部として構成されたものでも良い。

上記の実施形態では、モータ１２は、車両に搭載される冷却用のものであったが、モータ１２は空調用のものでも良い。また、モータ１２は車両に搭載されるものでなくても良い。つまり、冷却制御システムや回転数検出装置は車両に搭載されるものでなくても良い。

上記の実施形態では、各フィルタ回路１５、２２はＲＣ回路として構成されたものであるが、各フィルタ回路１５、２２は抵抗とコイルとで構成されたＲＬ回路でも良い。

上記の実施形態では、カウンタ２３で第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌをカウントし、判別部２４により第１の時間Ｖ１＿Ｈと第２の時間Ｖ１＿Ｌとの比率が一定範囲内であるか否かにより各フィルタ回路１５、２２の故障を判別していた。しかしながら、この判別方法は一例であり、他の判別方法を採用しても良い。

具体的には、カウンタ２３で少なくとも第１の時間Ｖ１＿Ｈをカウントする。そして、判別部２４は、第１の時間Ｖ１＿Ｈが一定範囲内であるか否かにより第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方の故障を判別する。このように、第１の時間Ｖ１＿Ｈのみで第１のフィルタ回路１５あるいは第２のフィルタ回路２２の故障を判別することができる。

一方、カウンタ２３で少なくとも第２の時間Ｖ１＿Ｌをカウントする。そして、判別部２４は、第２の時間Ｖ１＿Ｌが一定範囲内であるか否かにより第１のフィルタ回路１５および第２のフィルタ回路２２のうちのいずれか一方または両方の故障を判別する。このように、第２の時間Ｖ１＿Ｌのみで第１のフィルタ回路１５あるいは第２のフィルタ回路２２の故障を判別することができる。

上記の実施形態では、判別部２４は各フィルタ回路１５、２２の異常として「故障」を検出していたが、例えば、回転数検出装置の製造時の誤組み付けや、出荷後に何らかの理由でファンモジュール１０が取り替えられた場合の誤組み付けあるいは不正改造を検出することもできる。すなわち、「フィルタ回路１５、２２の異常」には、各フィルタ回路１５、２２の故障の他、ファンモジュール１０とＥＣＵ２０との誤組み付けや、改造された部品が接続される不正改造等も含まれる。

このような誤組み付けや不正改造が行われた場合、各フィルタ回路１５、２２は故障していないが、回転数検出装置におけるフィルタ回路１５、２２の正規のフィルタ時定数とは異なるフィルタ時定数を持ったフィルタ回路が接続されることとなる。このため、回転パルス信号の波形が変化する。したがって、判別部２４は、第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌのうちのいずれか一方または両方が一定範囲内に含まれていないことを判定することにより、各フィルタ回路１５、２２のフィルタ時定数がそれぞれ異なる値であることを検出する。第１の時間Ｖ１＿Ｈおよび第２の時間Ｖ１＿Ｌを用いた判定方法は、上記の実施形態で示された比率を用いる方法、第１の時間Ｖ１＿Ｈのみを用いる方法、あるいは、第２の時間Ｖ１＿Ｌのみを用いる方法のいずれを採用しても良い。このようにして、誤組み付けや不正改造を検出することもできる。

１０ ファンモジュール
１２ モータ
１５ 第１のフィルタ回路
１５ａ 抵抗
１５ｂ コンデンサ
２２ 第２のフィルタ回路
２２ａ 抵抗
２２ｂ コンデンサ
２３ カウンタ
２４ 判別部
３０ ワイヤ

Claims (8)

1. 回転体の回転に応じた回転パルス信号を出力する出力部と、前記出力部から前記回転パルス信号を入力すると共に前記回転パルス信号をカウントすることにより前記回転体の回転数を検出する検出部と、を備え、
   前記出力部および前記検出部のうちの少なくとも一方に前記回転パルス信号を通過させるフィルタ回路が設けられた回転数検出装置であって、
   前記検出部は、
   前記フィルタ回路を通過した前記回転パルス信号を入力すると共に当該回転パルス信号をカウントする一方、前記回転パルス信号に対するしきい値を有し、前記回転パルス信号が前記しきい値を超える第１の時間および前記回転パルス信号が前記しきい値を超えない第２の時間のうちのいずれか一方または両方をカウントするカウンタと、
   前記カウンタから前記第１の時間および前記第２の時間のうちのいずれか一方または両方を入力し、前記第１の時間および前記第２の時間のうちのいずれか一方または両方に基づいて、前記フィルタ回路の異常の有無を判別する判別部と、を備えていることを特徴とする回転数検出装置。
2. 前記判別部は、前記第１の時間と前記第２の時間との比率が一定範囲内であるか否かにより前記フィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする請求項１に記載の回転数検出装置。
3. 前記判別部は、前記第１の時間が一定範囲内であるか否かにより前記フィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする請求項１に記載の回転数検出装置。
4. 前記判別部は、前記第２の時間が一定範囲内であるか否かにより前記フィルタ回路の異常の有無を判別することを特徴とする請求項１に記載の回転数検出装置。
5. 前記フィルタ回路は、抵抗とコンデンサにより構成されたＲＣ回路であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の回転数検出装置。
6. 前記出力部と前記検出部とはワイヤにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の回転数検出装置。
7. 前記フィルタ回路は、前記出力部および前記検出部の両方に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の回転数検出装置。
8. 前記回転体は、車両に搭載される空調用または冷却用のモータであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の回転数検出装置。

Images