JPH0523135U

JPH0523135U - 回転数検出装置

Info

Publication number: JPH0523135U
Application number: JP3789892U
Authority: JP
Inventors: 幹服部; 憲次松田
Original assignee: 有限会社ジヨーシンテクニカ
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】発電機の出力に含まれる脈動（リップル）に
基づきエンジンの回転数を検出する回転数検出装置にお
いて、車種毎に異なるリップルの周波数帯に適応可能で
あり、また、遅れなく精度良い回転数の検出の可能な装
置を実現する。【構成】装置１０に入力されたリップルを含んだ信号
は、増幅ＩＣ１２、Ａ／Ｄ変換ＩＣ１３された後、分周
ＩＣ１４されるため、広い周波数帯にある信号が、狭い
周波数帯に圧縮され、安定な分周信号が得られる。この
信号の周期をタイマー回路ＩＣ１５により判定して、イ
ンバータＩＣ１６を介してスイッチＱ２３、Ｑ２４が駆
動される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車に装備されているライト、ワイパーなどの補助装置を、エンジンの回転数に基づき制御できる回転数検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの回転数を検出する装置としては、エンジンのクランク軸などの回転軸に取り付けられた円板と、磁気式あるいは光学式のセンサとの組合せによるものが一般的に用いられている。このような装置は、エンジンと機械的に接続された回転数検出装置であり、エンジンの周囲に円板を設置するための空間を必要とし、また、センサと円板との調整が必要であるなどの問題点があった。そこで、エンジンによって回転される発電機の出力に含まれる脈動成分に着目した回転数検出装置が開発されている。この装置は、間接的にエンジンの回転数を検出することが可能であるので、機械的な検出装置と異なり、何処にでも設置することが可能である。また、発電機あるいは発電機により充電されるバッテリーと接続すればエンジンの回転数を検出できるので、完成済の自動車にも容易に設置することができるなどの利点を有している。

【０００３】図５に、従来の脈動成分を用いた回転数検出装置を示してある。エンジン１により回転される発電機２の出力は、バッテリー３を充電すると共に、検出装置１０に接続される。検出装置１０においては、先ず、バンドパスフィルター６１により特定周波数帯の脈動成分（リップル）が抽出される。このリップルは、アンプ６２により増幅されて、周波数・電圧変換回路（ＦＶＣ）６３により電圧Ｖ１に変換される。リップルの周波数は、エンジン１の回転数に比例して増減する値であって、この値によりエンジンの回転数が判断される。そして、ＦＶＣ６３から周波数に比例した電圧Ｖ１が出力されるので、この電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｒｅｆとをコンパレータ６４により比較される。電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となったときに、エンジン１の回転数が、基準とする回転数を越えたものと判断して、スイッチ回路６６により補助装置のスイッチングが行われる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このようなバンドパスフィルターとＦＶＣの組合せによる回転数検出装置は、脈動の周波数に基づきスイッチングを行う構成をして一般的であるが、周波数・電圧変換する特定周波数帯の選定、およびスイッチングの感度の調整に問題があった。

【０００５】すなわち、バンドパスフィルターにより、検出する周波数帯の脈動を検出するようにしているが、車種によってエンジンの回転数に比例した成分の強調される周波数帯が異なることが多い。このため、車種に適応したバンドパスフィルターを選択し、これを検出装置に用いる必要がある。これは、車種によってエンジンの使用回転数帯が異なることは勿論、発電機の種類、またエンジンと発電機の接続方法の違いによるものと考えられ、その周波数帯の違いは、数１００Ｈｚから数１０００Ｈｚに及ぶことが経験上知られている。

【０００６】また、周波数・電圧変換回路としては、一般に積分回路が用いられているので、積分に要する時間などによる時定数が大きく、時間的な遅れが大きい。一方、遅れを少なくするため時定数を小さくするとチャタリングなどの不安定なスイッチングを起こしやすいという問題点がある。

【０００７】そこで、本考案においては、上記の問題点に鑑みて、広い周波数帯のリップルを容易に検出でき、さらに、安定なスイッチングを時間遅れなく行うことが可能な回転数検出装置の実現を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案においては、分周手段を用いて脈動成分を抽出し、さらに、分周された信号の周期により回転数を判断するようにしている。すなわち、本考案に係る回転数検出装置は、発電機の出力に含まれる脈動成分に基づき回転数を検出する回転数検出装置であって、波形整形された脈動成分を分周する分周手段と、この分周手段から出力されら分周信号に基づき回転数を判断する回転数判定手段とを少なくとも有することを特徴としている。さらに、上記の回転数判定手段が、分周信号の周期に基づき回転数を判定する周期判定手段であることを特徴としている。

【０００９】周期判定手段は、入力信号の周期の長短を基準周期に基づき検出する周期検出手段、およびこの長短の継続時間に基づき、高低あるいはオン・オフなどの２値信号を出力する周期判定出力手段を備えていることが望ましい。そして、周期検出手段は、入力信号のパルス幅を基準時間に基づき量子化するパルス幅量子化手段と、この基準時間をカウントするタイマー時間カウント手段と、このタイマー時間カウント手段を入力信号に基づき強制的にリセットするリセット手段とを具備することが有効である。

【００１０】周期判定出力手段としては、周期検出手段において検出された入力信号の周期の長短の継続時間をカウントする継続時間カウント手段と、この継続時間カウント手段のカウントアップおよびカウントダウンのスピードを各々調整できるカウントスピード調整手段と、継続時間カウント手段のカウント時間を一定の期間と比較し、その結果に基づき２値信号を出力する比較手段とを具備することが望ましい。

【００１１】このような継続時間カウント手段はタイミング容量により構成でき、また、カウントスピード調整手段を、タイミング容量の充放電時間を調整できる異方性インピーダンス手段により構成することができる。

【００１２】さらに、発電機が内燃機関により回転する発電機である場合は、上記の回転数検出装置により、補助装置の制御を行うことができる。

【００１３】

【作用】このように、分周手段により脈動成分が分周されたパルスは、周波数が減少するため、広い周波数帯にわたる脈動成分が、比較的狭い周波数のパルス状の分周信号として圧縮される。これと同時に、時間的なゆらぎや、振幅の大小といった不均一な成分を有する脈動が、分周手段により、一定の周波数と振幅の分周信号に変換される。

【００１４】さらに、この分周信号の周波数に反比例する周期は、低周波数における変化量が大きい。このため、周期に基づき回転数を判定することにより、補助装置を制御する機会の多いエンジンの低回転数における検出装置の感度の向上が図られる。また、分周信号の周期は、信号毎に周期検出手段により検出することが可能なので、装置の時定数を小さくすることが可能である。このように、周期を用いて判定することにより、時間遅れが少なく、さらに感度の良い回転数検出装置とすることが可能となる。

【００１５】周期判定手段において、周期検出手段により入力信号の周期の長短を基準周期に基づき検出して、周期判定出力手段から、入力信号の周期の長短の継続時間に基づき２値信号を出力することにより、瞬間的な回転数の上昇には鈍感であり、回転数の下降は敏感に検出できるなど、検出装置の特性を自由に設定することが可能である。

【００１６】このような周期検出手段としては、入力信号のパルス幅を基準時間に基づき量子化するパルス幅量子化手段を用いることが可能である。そして、その基準時間がタイマー時間カウント手段で計時され、さらに、このタイマー時間カウント手段がリセット手段により入力信号に基づき強制的にリセットされることにより、入力信号のパルス幅が基準時間以上であるときは量子化されたパルス信号が出力され、入力信号のパルス幅が基準時間以上であるときは連続した信号がパルス幅量子化手段より出力される。このようにして、入力信号の周期を検出することができる。

【００１７】また、周期判定出力手段として、継続時間カウント手段を用いる場合は、このカウント手段にカウントされるスピードがカウントスピード調整手段によりアップおよびダウン別に調整されるので、本考案に係る検出装置の回転数の上昇方向または下降方向の時間遅れに対する感度などを自由に調整できる。

【００１８】このような継続時間はタイミング容量により構成されたカウント回路と、タイミング容量の充放電時間を調整できる異方性インピーダンス回路を用いたカウントスピード調整回路により構成することができる。従って、このような回転数検出装置を用いることにより、エンジンの回転数から自動車のスピードを判定することが容易となる。

【００１９】

【実施例】

以下に図面を参照して、本考案の実施例を説明する。

【００２０】図１に、本考案の実施例に係る回転数検出装置の構成を示してある。エンジン１により駆動される発電機２の出力は、バッテリー３を介して回転数検出装置１０に入力される。本例の検出装置１０は、入力された信号の波形を整形する波形整形部３１、整形された信号を分周する分周部３２、分周された信号の周期から特定の回転数以上であるか否かを判定して２値信号を出力する回転数判定部３３、さらに、回転数判定部３３の２値信号に基づき外部の補助装置３０を制御する制御部３４とから構成されている。

【００２１】波形整形部３１は、本装置１０に入力された信号に含まれているエンジン１の回転数に比例するリップル（脈動成分）を、下流の分周部３２において分周できるように波形を整えるための部分である。本例の波形整形部３１は、リップル成分を約３５ｄＢまで増幅する増幅回路ＩＣ１２と、増幅されたリップル成分をディジタル波に変換するＡ／Ｄ変換回路ＩＣ１３により構成されている。

【００２２】分周部３１は、車種ごとに広い周波数帯にわたるリップル成分を検出に適した周波数帯に圧縮し、リップル成分に対応した分周信号を出力する部分である。同時に、時間的な揺らぎ、また、リップルの振幅の変動などの不安定な成分が規格化されるので、下流の回路において判定の容易な信号が出力される。本例の分周部３１は、入力信号を１／３２に分周して、高レベルの時間Ｔ_Hと低レベルの時間Ｔ_Lの幅の等しいパルス、すなわち、デューティー比５０％の分周信号を出力する分周回路ＩＣ１４により構成されている。

【００２３】回転数判定部３３は、分周された信号に基づき特定の回転数以上であるか否により２値信号し、下流の制御部３４を駆動する部分である。本例においては、入力される分周信号の周期に基づき回転数を判定するようにしており、分周信号の周期を検出して特定の周期以下となった場合に連続的に高レベルの信号を出力する周期検出部分４０と、周期検出部分４０からの信号に基づき判定結果である２値信号を出力する周期判定出力部分５０とにより構成されている。

【００２４】周期検出部分４０は、入力信号が高レベルから低レベルに変化すると、一定時間Ｔ２にわたって高レベルを出力するタイマー回路部４１と、時間Ｔ２を入力信号低レベルになると強制的にリセットするリセット回路部４２とにより構成されている。タイマー回路部４１は、一定時間Ｔ２にわったて高レベルの信号を出力したので、時間Ｔ２後に入力信号が高レベルであれば出力信号は高レベルから低レベルに変化し、一方、時間Ｔ２後に入力信号が低レベルであると再度時間Ｔ２にわったて高レベルの信号を継続して出力する回路である。本例において、タイマー回路部４１は、入力信号のパルス幅を設定時間Ｔ２により量子化して時間Ｔ２の整数倍の幅のパルスを出力するパルス幅量子化回路４４と、設定時間Ｔ２をカウントするタイマー時間カウント回路４３により構成されている。

【００２５】パルス幅量子化回路４４はタイマーＩＣ１５により構成されている。このタイマーＩＣ１５は、端子Ｉに供給される入力信号が高レベルから低レベルに変化すると端子Ｏの出力が高レベルとなり、同時に端子Ｗに接続されたタイマー時間カウント回路４３において時間のカウントが開始される。タイマー時間カウント回路４３において時間Ｔ２がアップすると、タイマー時間カウント回路４３はリセットされる。そして、端子Ｉの入力信号が高レベルであると、端子Ｏの出力は低レベルとなる。一方、端子Ｉの入力信号が低レベルであると、端子Ｏの出力は高レベルが保持され、端子Ｗに接続されたタイマー時間カウント回路４３において、時間のカウントが再度開始される。そして、時間Ｔ２後の端子Ｉの入力信号が高レベルとなるまで、これを繰り返す。

【００２６】本例のタイマー時間カウント回路４３は、可変抵抗ＶＲ１７とこれに直列に接続された容量Ｃ２０により構成されている。この容量Ｃ２０へは、抵抗ＶＲ１７を介して電荷が注入されるようになっている。そして、容量Ｃ２０の抵抗ＶＲ１７の接続された正極側は、上記のタイマーＩＣ１５の端子Ｗに接続されている。

【００２７】このため、タイマー回路ＩＣ１５により時間のカウントを開始するために、リセット状態が解除されると、抵抗ＶＲ１７を介して電荷が容量Ｃ２０に注入される。そして、一定の電位Ｖ０が端子Ｗに印加されると、タイマーＩＣ１５により時間Ｔ２がアップしたものと判断され、端子Ｗを介して容量Ｃ２０が放電される。

【００２８】このように、本例の時間カウンタ回路４３においては、可変抵抗ＶＲ１７と容量Ｃ２０を用いて一定時間Ｔ２がカウントされており、時間Ｔ２の調整は、抵抗ＶＲ１７を用いて容易に行うことができる。

【００２９】リセット回路部４２は、タイマー回路部４２の設定時間のカウントを強制的にリセットする回路であり、本例においては、タイマー時間カウント回路４３の容量Ｃ２０を放電させることにより実現している。リセット回路部４２は、ＰＮＰ型のトランジスタが用いられており、このベースに接続された入力信号により、入力信号が低レベルの時には、容量Ｃ２０の正極がトランジスタＱ２２を介して低電位側にバイパスされるようになっている。従って、容量Ｃ２０は入力信号が低レベルのときには、強制的に放電されるので、タイマー時間カウント回路４３は、リセットされる。

【００３０】上記の周期検出部分４０からの信号に基づき２値信号を出力する周期判定出力部分５０は、高レベルの信号の継続時間をカウントする継続時間カウント回路部５１と、継続時間と設定時間を比較して継続時間が設定時間以上となると低レベルの信号を出力する比較回路部５２とにより構成されている。

【００３１】継続時間カウント回路部５１は、電流の方向によりインピーダンスの異なる異方性インピーダンス回路５３と、この異方性インピーダンス回路５３によりアップカウント・ダウンカウントを繰り返すカウント回路５４により構成されている。すなわち、本継続時間カウント回路部５１においては、入力される信号のレベルによりアップカウントする時間と、ダウンカウントする時間とを変更することができる。本例の異方性インピーダンス回路５３は、上記の周期検出部分４０の出力とカウント回路５４とを接続する可変抵抗ＶＲ１８、およびこの抵抗ＶＲ１８と並列に周期検出部分４０の方向に電流が流れるように接続されたダイオードＤ１９により構成されている。また、カウント回路５４としては、抵抗ＶＲ１８に正極が接続された容量Ｃ２１が用いられている。従って、この継続時間カウント回路部５１においては、上流の周期検出部分４０からの出力が高レベルの場合は、抵抗ＶＲ１８を介して容量Ｃ２１に電荷が蓄積され、周期検出部分４０からの出力が低レベルとなった場合は、ダイオードＤ１９を介して容量Ｃ２１に蓄積された電荷が瞬時に放電される。

【００３２】比較回路部５２は、継続時間カウント回路部５１にカウントされた時間と、基準の時間Ｔ３とを比較して、継続時間がＴ３以上になると低レベルの信号を出力する部分である。本例においては、閾値Ｖｔｈにより出力が反転するインバータＩＣ１６を用いて構成されている。このため、カウント回路５４である容量Ｃ２１の電位がＶｔｈ以上となると低レベルの信号が出力されるようになっている。

【００３３】さらに、制御部３４は、周期判定出力部分５０の２値出力に基づき補助装置３０を制御できる回路である。本例の制御部３４は、周期判定出力部分５０の比較回路部５２であるインバータＩＣ１６の出力信号がベースに印加されているＰＮＰ型のトランジスタＱ２３を介して、このトランジスタＱ２３のコレクタがベースに印加されているＮＰＮ型のトランジスタＱ２４が駆動されるようになっている。従って、インバータＩＣ１６の出力が高レベルの場合は、トランジスタＱ２４の出力である回転数検出装置１０の端子Ｐ３およびＰ４に接続されている補助装置３０はオフ状態であり、インバータＩＣ１６の出力が低レベルとなると、補助装置３０がオン状態となる。

【００３４】このような検出装置１０においては、波形整形部３１により波形整形されたリップル成分が分周部３２により低周波数帯の信号に分周される。そして、周期検出部分４０により分周された信号の周期が、一定の周期以下であるか否かが検出される。その結果、一定の時間以下の周期が一定の期間継続したことを周期判定出力部分５０により判定する。この判定結果に基づき、制御部３４により補助装置３０の制御ができるようになっている。以下において、本実施例に用いた各構成要素の作用を詳細に説明する。

【００３５】波形整形されたリップル成分が分周された信号は、タイマー回路ＩＣ１５の入力端子Ｉに印加される。このタイマー回路ＩＣ１５は上述したように、入力端子Ｉに印加される入力信号が高レベルから低レベルに変化すると、一定時間Ｔ２に渡って高レベルの信号が出力される回路である。そして、時間Ｔ２後に入力信号が低レベルである場合は、再度時間Ｔ２に渡って高レベルの信号が出力される。

【００３６】また、時間Ｔ２後に入力信号が高レベルである場合は、タイムアップしたものと判定し、入力信号が低レベルに変化するまで、低レベルの信号が出力される。時間Ｔ２は、タイマー回路ＩＣ１５に接続された可変抵抗であるタイマー抵抗ＶＲ１７、およびこれと直列に接続されたタイマー容量Ｃ２０により調整されるようになっている。

【００３７】さらに、タイマー容量Ｃ２０と並列に、トランジスタＱ２２が接続されている。このトランジスタＱ２２はＰＮＰ型であり、このトランジスタＱ２２のベースには、分周された信号（分周信号）が供給されている。このトランジスタＱ２２は、タイマー容量Ｃ２０を強制的に放電させるためのスイッチ回路であり、分周信号、すなわち、タイマー回路ＩＣ１５の入力信号が、低レベルとなった時に時間Ｔ２が強制的にリセットされるようになっている。従って、分周信号の周期がＴ２より短い場合に、タイムアップのタイミングと分周信号の高レベルのタイミングが一致することによるタイマー回路ＩＣ１５の誤動作が防止されている。詳しくは、後述するタイミングチャートを基に説明する。

【００３８】上記のようなタイマー回路ＩＣ１５からは、後述するように、入力される分周信号の１／２周期Ｔが設定時間Ｔ２より短い場合は、常に高レベルの信号となり、１／２周期Ｔが時間Ｔ２より長い場合は、高レベルと低レベルを繰り返すパルス状の信号が出力される。この出力信号は、抵抗ＶＲ１８を介してタイミング容量Ｃ２１に供給されている。また、可変抵抗ＶＲ１８と並列に、ダイオードＤ１９が、その電流方向が容量Ｃ２１からタイマー回路Ｃ１５の出力となるように接続されている。従って、タイマー回路Ｃ１５から高レベルの信号が連続的に出力されると、容量Ｃ２１は充電され、パルス状の信号が出力されると、充電された電流は、ダイオードＤ１９を介して瞬時に放電される。このため、容量Ｃ２１においては、充放電が繰り返される。

【００３９】容量Ｃ２１に充電された電位が、容量Ｃ２１に接続されたインバータＩＣ１６の閾値Ｖｔｈを越えると、インバータＩＣ１６の出力は高レベルから低レベルに反転する。従って、このインバータＩＣ１６の出力信号がベースに印加されているＰＮＰ型のトランジスタＱ２３を介して、このトランジスタＱ２３のコレクタがベースに印加されているＮＰＮ型のトランジスタＱ２４がオンとなる。そして、この回転数検出装置１０の端子Ｐ３およびＰ４を介して、トランジスタＱ２４に接続れている補助装置３０のスイッチングがオン状態となる。

【００４０】一方、タイマー回路ＩＣ１５からパルス状の信号が出力されている場合は、容量Ｃ２１に充電される電位が、インバータＩＣ１６の閾値Ｖｔｈに達する前に、ダイオードＤ１９を介して放電されてしまう。このため、インバータＩＣ１６の出力は高レベルであり、トランジスタＱ２３、Ｑ２４によるスイッチングはオフの状態となる。

【００４１】また、インバータＩＣ１６の閾値Ｖｔｈに達する時間Ｔ３は、抵抗ＶＲ１８および容量Ｃ２１により調整が可能である。このため、分周信号の１／２周期が基準時間Ｔ２以下となってから、トランジスタＱ２３、Ｑ２４によるスイッチングが行われる時間の調整が可能である。一方、分周信号の１／２周期Ｔが基準時間Ｔ２以上となったときは、ダイオードＤ１９により瞬時に放電が行われるため、トランジスタＱ２３、Ｑ２４によるスイッチングが即時に実行されるようになっている。

【００４２】図２ないし４に示したタイミングチャートに基づき、上記の回路の動作を説明する。なお、本例の装置は１０００ｒｐｍにおいて補助装置３０のスイッチが入るように、時間Ｔ２が調整されている。

【００４３】図２は、エンジンの回転数が６５０ｒｐｍの場合を示している。先ず、本例の装置１０に入力された信号ＴＰ１は、６５０ｒｐｍの回転数に比例したリップルを含んでおり、その信号は、増幅回路ＩＣ１２によりＴＰ２に示すように増幅される。増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換回路ＩＣ１３によりＴＰ３に示すように、ディジタル化される。そして、分周回路ＩＣ１４により１／３２に分周されて、ＴＰ４に示すような分周信号が出力される。本例においては、分周信号ＴＰ４として、高レベルの時間Ｔ_Hと低レベルの時間Ｔ_Lの等しいパルスが出力される。

【００４４】すなわち、時間Ｔ_Hと時間Ｔ_Lは、分周信号ＴＰ４の１／２周期Ｔとなっている。

【００４５】この分周信号が入力されるタイマー回路ＩＣ１５においては、分周信号ＴＰ４が時刻ｔ１において高レベルから低レベルに変化すると、ＴＰ６に示すように、高レベルの信号が出力される。そして、ＴＰ５に示すように、抵抗ＶＲ１７を介して容量Ｃ２０の充電が開始される。しかしながら、トランジスタＱ２２がオンとなっているので、電位は、トランジスタＱ２２の抵抗による電位Ｖｉまでしか上昇されない。そして、時刻ｔ２において、分周信号ＴＰ４が低レベルから高レベルに変化すると、トランジスタＱ２２がオフとなり容量Ｃ２０の充電が続行される。時刻ｔ２から一定時間Ｔ２が経過した時刻ｔ３において、容量Ｃ２０の電位がＶ０に達すると、タイマー回路ＩＣ１５はタイムアップする。本例の６５０ｒｐｍに対応した分周信号ＴＰ４の１／２周期は、１０００ｒｐｍに対応した時間Ｔ２より長いため、時刻ｔ３においてはまだ高レベルの状態にある。従って、タイマー回路ＩＣ１５からは、容量Ｃ２０を放電すると同時に、ＴＰ６に示すように、低レベルの信号が出力される。

【００４６】タイマー回路ＩＣ１５の出力が入力される容量Ｃ２１の電位は、ＴＰ７に示すように、時刻ｔ１から充電が開始されるため上昇する。しかしながら、時刻ｔ３において信号が低レベルとなるので、ダイオードＤ１９を通って放電される。従って、この容量２１の電位は、インバータＩＣ１６の閾値Ｖｔｈに達せず、インバータＩＣ１６の出力は高レベルに保持される。

【００４７】図３は、エンジン１の回転数が１０００ｒｐｍを越えた場合を示している。先ず、時刻ｔ４においてタイマー回路ＩＣ１５の出力ＴＰ６がクリアーされる。その後、時刻ｔ５に、ＴＰ３に示すような、エンジン１の回転数が１０００ｒｐｍ以上に相当するリップルを含んだ信号が入力されると、その信号を分周した信号ＴＰ４の１／２周期の時間Ｔ_Hは、１０００ｒｐｍに相当する基準時間Ｔ２より短くなる。従って、時刻ｔ５に開始されたタイマー容量Ｃ２０の充電電位は、時間Ｔ_H後の時刻ｔ６には基準電位Ｖ０に達しない。そして、時刻ｔ６には、分周信号ＴＰ４が低レベルとなるので、トランジスタＱ２２がオンとなり、容量Ｃ２０は強制的に放電される。このため、時刻ｔ５から時間Ｔ２後の時刻ｔ７においても、タイマー回路ＩＣ１５はタイムアップせず、ＴＰ６に示すように、高レベルの信号の出力が継続される。

【００４８】一方、タイミング容量Ｃ２１においては、時刻ｔ４からタイマー回路ＩＣ１５の出力信号により充電されており、時刻ｔ７においても充電が継続される。そして、容量Ｃ２１の充電電位が時刻ｔ８において、インバータＩＣ１６の閾値Ｖｔｈとなるので、インバータＩＣ１６の出力は、ＴＰ８に示すように反転して低レベルとなる。従って、この信号ＴＰ８に制御されるトランジスタＱ２３およびＱ２４により、補助装置３０が稼働される。

【００４９】このように、本例の装置においては、分周信号の１／２周期が基準時間Ｔ２より短くなると、補助装置３０のスイッチが入るようになっている。周期と基準時間Ｔ２との関係は、トランジスタＱ２２によりタイマー容量を強制放電させることにより、誤りなく判定されるので、本装置の誤動作が防止されている。図４に示すような１０００ｒｐｍよりエンジン１の回転数が高い場合を想定して説明する。先ず、トランジスタＱ２２により強制的に容量Ｃ２０の放電が行われる場合は、分周信号ＴＰ４が低レベルになる時刻、例えば時刻ｔ１０に必ず容量Ｃ２０がリセットされるので、タイマー回路ＩＣ１５がタイムアップすることはない。

【００５０】従って、タイマー回路ＩＣ１５の出力は、常時高レベルであり、タイミング容量Ｃ２１の電位は閾値Ｖｔｈ以上が確保される。このため、インバータＩＣ１６の出力は、常時低レベルとなる。

【００５１】一方、トランジスタＱ２２が設置されていない場合は、容量Ｃ２０の電位は、ＴＰ’５のように変化する。すなわち、分周信号ＴＰ４が低レベルとなる時刻ｔ１０から充電が開始され、Ｔ２時間後の時刻ｔ１２に基準電位Ｖ０に達する。時刻ｔ１２においては、分周信号ＴＰ４は高レベルであるため、タイマー回路ＩＣ１５は、タイムアップして、ＴＰ’６に示すように、低レベルの信号を出力する。従って、タイミング容量Ｃ２１の電位は、ＴＰ’７に示すように、Ｖｔｈに達せず、インバータＩＣ１６の出力は、高レベルとなる。このため、補助装置３０は停止してしまう。

【００５２】さらに回転数が上昇して１／２周期Ｔ_Hが短くなった場合は、時間Ｔ２後の分周信号ＴＰ４が低レベルとなり、タイマー容量Ｃ２０がリセットされる。このため、時間Ｔ２がタイムアップせずに繰替えされるので、タイマー回路ＩＣ１５の出力は、再び高レベルのままとなる。従って、タイミング容量Ｃ２１の電位は、閾値Ｖｔｈを越えるので、インバータＩＣ１６の出力は、低レベルに反転して補助装置３０のオンとなってしまう。このように、トランジスタＱ２２により、容量Ｃ２０を強制的に放電しない装置においては、リップルの周波数によっては、設定の周期以外においても補助装置３０のオン・オフを繰り返すような誤動作をしてしまう。

【００５３】以上のように、本例の回転数検出装置は、増幅されたリップルを波形整形した後、分周することにより、リップルの周波数帯を低周波数帯に圧縮している。このため、車種により広い周波数帯におよぶリップルを検出できるので、従来の検出装置のように、バンドパスフィルターの特性に伴い、車種により感度が異なるような不具合はない。さらに、分周することにより、不安定な脈動成分であるリップルを平均化することができるので、検出感度を維持しながら安定した判定が行なうことが可能である。そして、本例の装置においては、回転数に比例するリップルの周波数を判定するために、タイマー回路を用いてリップルを分周した信号の周期を用いている。このため、従来の周波数・電圧変換を用いて周波数を判定するものと比較し、変換に要する時間を削減することができる。従って、本例の装置の時定数は、従来の装置と比較すると非常に小さいものである。

【００５４】また、周波数に反比例する周期に基づき判定をしているので、検出すべき回転数の範囲が広く、かつ判定すべき回転数の小さい場合に有利である。例えば、周波数に基づき判定する場合は、回転数が１００ｒｐｍから６０００ｒｐｍまで変化するものを検出する場合は、６０倍のレンジを持つ設定値が必要であり、５００ｒｐｍと６００ｒｐｍとを判定する場合は、設定範囲の１／６０の精度が必要である。このケースにおいて、周期は０．６秒から０．０１秒まで変化するため、設定値として６０倍のレンジが必要となることは同じである。しかしながら、５００ｒｐｍと６００ｒｐｍに相当する周期は、０．１２秒と０．１０秒であり、設定範囲の１／３０の精度で良く、周波数に基づき判定する場合の約半分の精度で済む。このため、従来と同様の設定精度を保持するのであれば、判定値を設定する回路の簡略化が可能であり、逆に、従来と同様の回路を用いて判定値を設定する場合は、精度の良い判定が可能となる。

【００５５】さらに、本例の装置においては、タイミング容量を用いて、一定の間、周期の短い、すなわち、周波数の高いリップルが継続した場合に、補助装置のスイッチが入るようになっている。このため、自動車が低速ギアを用いて一時的に加速した場合などの、エンジンの回転数が瞬間的に高い場合には、補助装置はスタートせず、自動車のスピードに応じて回転数が上昇した場合に補助装置の入るようになっている。従って、本装置により、エンジンの回転数から自動車のスピードが検出できるようになっている。一方、エンジンのスピードが遅くなり、エンジンの回転数が低くなったときは、分周された信号の周期が長くなる。この場合は、タイマー回路が即座にアップして低レベルの信号を出力するので、タイミング容量に蓄積されていた電荷は瞬時に放電される。従って、回転数が低下した際は、即時に補助装置のスイッチが切られるようになっており、スピードが低下して補助装置が不要となった際は、即座にスイッチを遮断して電源を節約することなどが可能となっている。従来の周波数・電圧変換を用いた装置においては、回転数の上昇時の感度を抑えると、回転数の下降時の感度も抑えられてしまうため、このような設定は不可能であった。

【００５６】本例においては、設定された基準の周期Ｔ２が一つの装置を説明したが、複数の基準周期に基づき判定する装置とすることも、もちろん可能である。このようにスピードに応じて複数の切り換えの可能な装置においては、例えば、補助装置として自動車のワイパーの制御に用いることが可能である。すなわち、市内走行の際のスピードが遅いとき、あるいは信号で自動車が停止しているときは、ワイパーの稼働速度を遅くし、スピードが速くなった場合は、ワイパーの稼働速度を速くするなどの、安全性とバッテリーの負担軽減を兼ねた制御を自動的に行うことが可能である。

【００５７】なお、本例の波形整形部分に用いられている増幅回路は、リップルが充分大きい場合は、勿論不要である。また、ノイズ等の障害が強い場合は、フィルター回路を用いてノイズを除去することもできる。トランジスタを用いている強制リセット回路および制御部分においても、リレーあるいはＭＩＳなどのスイッチング素子を用いても実現できる。また、タイマー時間カウント回路、および継続時間カウント回路には、容量にかわりカウンターを用いて時間をカウントすることもできる。さらに、比較回路に用いられているインバータに代わりコンパレータを用いることもできる。また、カウンター、メモリー、ＣＰＵなどを用いて周期判定出力部分を構成することも可能であるなど、本考案に係る装置は、種々の回路にて実現することができる。

【００５８】

【考案の効果】

以上において説明したように、本考案に係る回転数検出装置は、回転数に比例するリップルを分周する分周回路が採用されていることを特徴としている。この分周回路において、車種により広い周波数帯にわたるリップルを一定の周波数帯に圧縮することが可能となるため、車種毎にバンドパスフィルターを変える必要が無くなる。従って、車種毎に複数の種類の回転数検出装置を製造する必要がないので、量産性が高まり安価に製造することができる。加えて、分周することにより、時間的な揺らぎなどの不安定な要素を持つリップルを平均化することが可能となり、回転数検出装置の作動の安定化が図られている。

【００５９】さらに、本考案においては、リップルに係る回転数の判定を、分周されたリップルの信号の周期に基づき行っている。このため、周波数・電圧変換回路に付随する時定数による遅れを排除することができ、高感度な装置とすることができる。また、周期に基づき判定を行っているため、広い周波数を検出しながら、エンジンなどの低回転数に対応する長い周期の判定を精度良く行うことができる。従って、本例の回転検出装置は、特に、低回転数、すなわち、低スピードを判定して補助装置を制御する際に、非常に効果の高い装置である。

【００６０】また、本考案の回転数検出装置においては、周期の判定に基づき２値信号を出力する際に、並列に接続された抵抗とダイオードなどの異方性インピーダンス回路を用いて一定の周期以下あるいは以上の入力信号の継続時間も考慮することが可能である。このため、回転数の上昇する際のスイッチングには、一定の継続時間が必要であり、下降する際のスイッチングは瞬時に行われるなどの特性を容易に付加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る回転数検出装置の構成を
示す説明図である。

【図２】図１に示す回転数検出装置に低回転の信号が入
力されている場合の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図３】図１に示す回転数検出装置に、基準の回転数の
信号が入力された場合の動作を示すタイミングチャート
である。

【図４】図１に示す回転数検出装置に、高回転の信号が
入力されている場合の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図５】従来の回転数検出装置の構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１・・・エンジン２・・・発電機３・・・バッテリー１０・・・回転数検出装置ＩＣ１２・・・増幅回路ＩＣ１３・・・Ａ／Ｄ変換回路ＩＣ１４・・・分周回路ＩＣ１５・・・タイマー回路ＩＣ１６・・・インバータＶＲ１７・・・タイマー抵抗ＶＲ１８・・・タイミング抵抗Ｄ１９・・・ダイオードＣ２０・・・タイマー抵抗Ｃ２１・・・タイミング抵抗Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４・・・トランジスタＰ１〜Ｐ４・・・端子ＴＰ１〜ＴＰ８・・・サンプリングポイント３０・・・補助装置３１・・・波形整形部３２・・・分周部３３・・・回転数判定部３４・・・制御部４０・・・周期検出部分４１・・・タイマー回路部４２・・・リセット回路部４３・・・タイマー時間カウント回路４４・・・パルス幅量子化回路５０・・・周期判定出力部分５１・・・継続時間カウント回路部５２・・・比較回路部５３・・・異方性インピーダンス回路５４・・・カウント回路６１・・・バンドパスフィルター６２・・・低周波増幅回路６３・・・周波数・電圧変換回路６４・・・コンパレータ６５・・・基準電位６６・・・スイッチング回路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】発電機の出力に含まれる脈動成分に基づ
き回転数を検出する回転数検出装置において、波形整形
された脈動成分を分周する分周手段と、この分周手段か
ら出力された分周信号に基づき回転数を判断する回転数
判定手段とを少なくとも有することを特徴とする回転数
検出装置。
【請求項２】請求項１において、前記回転数判定手段
は、前記分周信号の周期に基づき回転数を判定する周期
判定手段であることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項３】請求項２において、前記周期判定手段
は、入力信号の周期の長短を基準周期に基づき検出する
周期検出手段と、前記長短の継続時間に基づき２値信号
を出力する周期判定出力手段とを有することを特徴とす
る回転数検出装置。
【請求項４】請求項３において、前記周期検出手段
は、前記入力信号のパルス幅を基準時間に基づき量子化
するパルス幅量子化手段と、前記基準時間をカウントす
るタイマー時間カウント手段と、このタイマー時間カウ
ント手段を前記入力信号に基づき強制的にリセットする
リセット手段とを有していることを特徴とする回転数検
出装置。
【請求項５】請求項３または４において、前記周期判
定出力手段は、前記長短の継続時間をカウントする継続
時間カウント手段と、この継続時間カウント回路のカウ
ントアップおよびカウントダウンのスピードを各々調整
できるカウントスピード調整手段と、前記継続時間カウ
ント手段のカウント時間を一定の時間と比較した結果に
基づき２値信号を出力する比較手段とを有することを特
徴とする回転数検出装置。
【請求項６】請求項５において、前記継続時間カウン
ト手段は、タイミング容量であり、前記カウントスピー
ド調整手段は、前記タイミング容量の充放電時間を調整
できる異方性インピーダンス回路であることを特徴とす
る回転数検出装置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記発電機は内燃機関により回転される発電機であっ
て、前記回転数判定手段に基づき補助装置の制御が可能
であることを特徴する回転数検出装置。