JP6330626B2

JP6330626B2 - 回転数検出装置

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Inventors: 博継石野
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Description

本発明は、被検体の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置に関する。

従来より、ターボチャージャーの回転軸に設けられた羽根の移動を検出することにより、その回転軸の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置が知られている。
特許文献１に記載の回転数検出装置は、羽根に対して非接触に設けたセンサから出力される信号を処理することにより、回転軸の回転数、回転軸の振動、及び、羽根とセンサとのクリアランスを検出している。このうち、回転軸の回転数の検出は、センサから出力される信号を羽根の枚数と同じ分周比で分周し、その分周された信号の周期を検出することにより行われる。

特開２０１３−２２４８４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の回転数検出装置は、センサから出力される信号を分周する分周比が固定されている。そのため、この回転数検出装置が、羽根の数が異なるターボチャージャーに設置される場合、回転数検出装置から出力される信号はその羽根の数に応じて異なるものになる。したがって、回転数検出装置から出力される信号を受信する電子制御装置は、羽根の数が異なる種々のターボチャージャーに対し、回転数の検出のために受信回路の設定を変えることになるので、受信回路の構成が複雑になることが懸念される。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、種々の被検体の回転数に関する信号を同じ条件で出力することが可能な回転数検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、被検体の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置であり、センサ、第１比較器、メモリ部、第１分周回路を備える。
センサは、被検体に設けられた被検出部の移動に応じた信号を出力する。第１比較器は、センサから出力された信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する。メモリ部は、被検体に設けられた被検出部の数を記憶する。第１分周回路は、第１比較器から出力される矩形波信号をメモリ部に記憶された被検出部の数に対応した分周比で分周する。

これにより、回転数検出装置は、被検出部の数が異なる種々の被検体に設置される場合でも、メモリ部に記憶させる被検出部の数を変えることにより、被検体の回転数に応じた信号を同じ条件で出力することが可能である。したがって、回転数検出装置は、同一の回路構成により、被検出部の数が異なる種々の被検体に設置することが可能である。その結果、回転数検出装置から出力される信号を受信する電子制御装置は、被検出部の数が異なる種々の被検体に応じて受信回路の設定を変えることなく、被検体の回転数を検出することが可能である。
本発明の第１の態様は、周波数測定手段、メモリ集積回路をさらに備える。周波数測定手段は、センサから出力された信号の周波数を測定する。メモリ集積回路は、センサから出力された信号の周波数と第１閾値との関係が示された周波数−閾値マップを有し、メモリ部に記憶された被検出部の数、及び、周波数測定手段が測定した周波数に対応する第１閾値を第１比較器へ出力する。
本発明の第２の態様は、第２比較器、第２分周回路、周期測定回路、メモリ集積回路をさらに備える。第２比較器は、センサから出力された信号を第２閾値により２値化した矩形波信号を出力する。第２分周回路は、第２比較器から出力される矩形波信号を、メモリ部に記憶された被検出部の数に基づく分周比で分周する。周期測定回路は、第２分周回路から出力される矩形波信号の周期を測定する。メモリ集積回路は、周期測定回路が測定した周期と第１閾値との関係を示す周期−閾値マップを有し、周期測定回路が測定した周期に対応する第１閾値を第１比較器へ出力する。
本発明の第３の態様は、周期測定回路、メモリ集積回路をさらに備える。周期測定回路は、第１分周回路から出力される矩形波信号の周期を測定する。メモリ集積回路は、周期測定回路が測定した周期と第１閾値との関係を示す周期−閾値マップを有し、周期測定回路が測定した周期に対応する第１閾値を第１比較器に出力する。

本発明の第１実施形態による回転数検出装置の回路図である。第１実施形態のメモリ集積回路に格納された周波数−閾値マップの例である。第１実施形態のメモリ集積回路に格納された周波数−閾値マップの例である。第１実施形態の第１比較器の入力信号と出力信号を示す波形図である。本発明の第２実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第３実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第４実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第５実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第６実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第７実施形態による回転数検出装置の回路図である。本発明の第８実施形態による回転数検出装置の回路図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図４に示す。回転数検出装置１は、被検体としての回転体に設けられた被検出部の移動を検出することにより、その回転体の回転数に応じた信号を出力するものである。
第１実施形態の回転数検出装置１は、例えばターボチャージャーが備える回転軸２の回転数の検出に使用することが可能である。その場合、回転数検出装置１は、ターボチャージャーの回転軸２に設けられた羽根３の移動を検出することにより、その回転軸２の回転数に応じた信号を出力する。
第１実施形態では、ターボチャージャーの回転軸２が特許請求の範囲に記載の「被検体」の一例に相当し、その回転軸２に設けられた羽根３が特許請求の範囲に記載の「被検出部」の一例に相当する。

まず、回転数検出装置１の構成について説明する。
回転数検出装置１は、センサ１１、第１比較器１２、メモリ部１３、第１分周回路１４、周波数測定手段１５およびメモリ集積回路１６等を備えている。
センサ１１は、例えばコイル等であり、被検出部としてのターボチャージャーの羽根３に非接触で設けられ、その羽根３の移動に応じて発生する渦電流の作用によりアナログ信号（以下「センサ信号」という）を出力するものである。センサ信号は、コンデンサ１８を介して交流増幅器１９に入力され、その交流増幅器１９により増幅される。

交流増幅器１９から出力された信号は、第１比較器１２に入力される。第１比較器１２は、交流増幅器１９から出力されたアナログ信号を第１閾値と比較することにより２値化した矩形波信号を出力する。この第１比較器１２に使われる第１閾値については後述する。
第１比較器１２から出力された矩形波信号は、第１分周回路１４に入力される。第１分周回路１４は、第１比較器１２から出力された矩形波信号を、メモリ部１３から読み出した分周比で分周する。

メモリ部１３は不揮発メモリであり、ターボチャージャーの回転軸２に設けられた羽根３の枚数を記憶する。メモリ部１３が記憶するターボチャージャーの羽根３の数は、回転数検出装置１が設置されるターボチャージャーに応じて、例えば外部からの通信などにより変更可能である。メモリ部１３は、そこに記憶された羽根３の数を、第１分周回路１４へ分周比として出力する。

これにより、第１分周回路１４は、第１比較器１２から出力された矩形波信号を、ターボチャージャーの羽根３の数を分周比として分周する。そのため、第１分周回路１４から出力された矩形波信号の１周期は、ターボチャージャーの回転軸２の１回転の時間と一致する。
即ち、第１分周回路１４が、被検体（回転軸）に設けられた被検出部（羽根）の数を分周比として分周することにより、第１分周回路１４から出力された矩形波信号の１周期は被検体の１回転の時間と一致するものとなる。

第１分周回路１４から出力された信号は、ｎ分周回路１７により所定の分周比で分周された後、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）４０に出力される。ｎ分周回路１７は、回転数検出装置１から出力される信号がＥＣＵ４０の制御の周期時間に適合するように、第１分周回路１４から出力された信号を分周するものである。
なお、回転数検出装置１は、ｎ分周回路１７を廃止し、第１分周回路１４から出力された信号をそのままＥＣＵ４０に出力してもよい。

次に、第１比較器１２がアナログ信号を２値化する際に使用する第１閾値の設定について説明する。
回転数検出装置１が、例えばターボチャージャーの回転軸２又はクランクシャフトなどを被検体とする場合、被検体の回転数が高くなると、通常、エンジンの回転数も高くなる。そのため、センサ信号は、被検体の回転数に応じて周波数が高くなると、その出力電圧（ｐ−ｐ）も大きくなる。センサ信号には、点火ノイズ等が重畳されることもあるので、エンジンの回転数に応じたノイズマージンを確保するためには、周波数に応じて第１閾値を変えることが望ましい。
そこで、回転数検出装置１は、周波数測定手段１５およびメモリ集積回路１６等により、第１閾値を設定する。

周波数測定手段１５は、第２比較器２０、周波数測定カウンタ２１および発振回路２２等から構成され、センサ信号の周波数を測定する。
第２比較器２０は、交流増幅器１９から出力されたアナログ信号を所定の閾値と比較することにより２値化した矩形波信号を出力する。その矩形波信号は、周波数測定カウンタ２１に入力される。
周波数測定カウンタ２１は、発振回路２２から所定間隔（例えば５ｍｓ）で出力されるクロック信号の間に、第２比較器２０から出力された矩形波信号の立ち上がり又は立ち下がりの回数をカウントする。このカウント値は、センサ信号の周波数に相当するものである。周波数測定カウンタ２１が測定したカウント値は、メモリ集積回路１６に入力される。

メモリ集積回路１６には、センサ１１から出力された信号の周波数と第１閾値との関係を示す周波数−閾値マップ２３が、ターボチャージャーの羽根３の数に対応して複数記憶されている。メモリ集積回路１６は、第１比較器１２に使われる第１閾値を設定する。

周波数−閾値マップ２３の一例を図２及び図３に示す。
図２は、ターボチャージャーの羽根３の数が６枚の場合の周波数−閾値マップ２３であり、図３は、ターボチャージャーの羽根３の数が１２枚の場合の周波数−閾値マップ２３である。
図２の実線Ａは、センサ信号の出力電圧（ｐ−ｐ電圧：＋側波形の最大値と−側波形の最大値との差）と、センサ信号の周波数との関係を示している。センサ信号の出力電圧は、センサ信号の周波数に比例して大きくなる。これは、ターボチャージャーの回転軸２の回転数が高くなると、通常、エンジンの回転数も高くなることから、その回転軸２の回転数に応じて、周波数が高くなると、センサ信号の出力電圧も大きくなると考えられる。

図３の実線Ｂも、センサ信号の出力電圧と、センサ信号の周波数との関係を示している。図３においても、センサ信号の出力電圧は、センサ信号の周波数に比例して大きくなる。
図２及び図３において、回転軸２の回転数が１万ｒｐｍのときのセンサ信号の周波数を矢印で示す。図３のマップでは、図２のマップと比較して、同一のセンサ信号の周波数に対し、センサ信号の出力電圧が低いものとなっている。これは、図３のマップは羽根３の数が１２枚の場合を示したものであり、図２のマップは羽根３の数が６枚の場合を示したものであるので、回転軸２の回転数が同一の場合に、図２のマップよりも図３のマップの方がセンサ信号の周波数が高くなるためである。

一方、センサ信号の出力電圧は、ターボチャージャーの回転軸２の回転数（または周速）に比例するので、回転軸２の回転数が１万ｒｐｍのときのセンサ信号の周波数に対応するセンサ信号の出力はほぼ同一である。
なお、一点鎖線Ｃ、Ｄに示すように、本実施形態のセンサ信号は、所定の周波数を超えると、一定の電圧にクランプされるものとなっている。

図２では、第１閾値の電圧（ｐ−ｐ電圧）を、破線及び実線Ｖｔｈ１で示す。この第１閾値Ｖｔｈ１は、周波数αからβの間で、センサ信号の出力電圧から所定の電圧だけ低い値となっている。
また、図３では、第１閾値の電圧（ｐ−ｐ電圧）を、破線及び実線Ｖｔｈ２で示す。この第１閾値Ｖｔｈ２は、周波数γからεの間で、センサ信号の出力電圧から所定の電圧だけ低い値となっている。
なお、図２において、周波数αより下の領域と、周波数βより上の領域は、ターボチャージャーの回転数を検出する必要のない領域である。また、図３においても、周波数γより下の領域と、周波数εより上の領域は、ターボチャージャーの回転数を検出する必要のない領域である。

図１に示すように、メモリ集積回路１６は、メモリ部１３からターボチャージャーの羽根３の枚数を読み出し、メモリ集積回路１６に記憶された複数の周波数−閾値マップ２３から、その羽根３の枚数に対応した周波数−閾値マップ２３を選出する。
そして、メモリ集積回路１６は、その選出した周波数−閾値マップ２３に基づき、周波数測定カウンタ２１が測定したカウント値（周波数）に対応する第１閾値（ｐ−ｐ電圧）を検出する。メモリ集積回路１６は、その検出した第１閾値をＤＡ変換回路３０に出力する。

ＤＡ変換回路３０は、第１閾値（ｐ−ｐ電圧）をＤＡ変換した後、第１比較器１２に出力する。
図４（Ａ）は第１比較器１２に入力されるセンサ信号を示し、図４（Ｂ）は、第１比較器１２から出力される矩形波信号を示している。
図４（Ａ）に示すように、第１閾値（ｐ−ｐ電圧：ΔＶｔｈ）は、基準電圧Ｖｒｅｆを中心としたＨＩ側の閾値電圧Ｖ_UとＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとして第１比較器１２に入力される。図４（Ｂ）に示すように、第１比較器１２は、センサ信号がＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uより高くなるとＨＩ側の電圧を出力し、センサ信号がＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lより低くなるとＬＯ側の電圧を出力する。これにより、第１比較器１２は、センサ信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する。この第１比較器１２の第１閾値は、ターボチャージャーの回転軸２の回転数に応じてメモリ集積回路１６により適切に設定されるので、第１比較器１２に入力されるセンサ信号の周波数が高くなる場合にも、ノイズマージンを確保することが可能である。

第１実施形態の回転数検出装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、メモリ部１３は、ターボチャージャーの羽根３の数を記憶する。第１分周回路１４は、第１比較器１２から出力される矩形波信号をメモリ部１３に記憶された羽根３の数に対応した分周比で分周する。
これにより、回転数検出装置１は、羽根３の数が異なる種々のターボチャージャーに設置される場合でも、メモリ部１３に記憶させる羽根３の数を変えることにより、ターボチャージャーの回転軸２の回転数に応じた信号を同じ条件で出力することが可能である。したがって、回転数検出装置１は、同一の回路構成により、羽根３の数が異なる種々のターボチャージャーに設置することが可能である。その結果、この回転数検出装置１から出力される信号を受信するＥＣＵ４０は、羽根３の数が異なる種々のターボチャージャーに応じて受信回路の設定を変えることなく、ターボチャージャーの回転軸２の回転数を検出することが可能である。

（２）第１実施形態では、メモリ集積回路１６に、センサ１１から出力された信号の周波数と第１閾値との関係を示す周波数−閾値マップ２３が、羽根３の数に対応して複数記憶されている。メモリ集積回路１６は、その複数の周波数−閾値マップ２３から、メモリ部１３に記憶された被検出部の数に対応した周波数−閾値マップ２３を選出し、周波数測定手段１５が測定した周波数に対応する第１閾値を第１比較器１２に出力する。
これにより、回転数検出装置は、羽根３の数が異なる種々のターボチャージャーに対応したセンサ信号のノイズマージンを確保することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の回転数検出装置１を図５に示す。
第２実施形態の回転数検出装置１は、上述した第１実施形態の回転数検出装置１が備えていた周波数測定手段１５を備えていない。その代わり、第２実施形態の回転数検出装置１は、周期測定手段２６を備えている。また、第２実施形態では、メモリ集積回路１６は、周期測定手段２６から出力された信号の周期と第１閾値との関係を示す１枚の周期−閾値マップ２４のみを記憶している。
第２実施形態の回転数検出装置１は、周期測定手段２６およびメモリ集積回路１６等により、第１比較器１２に使われる第１閾値を設定する。

周期測定手段２６は、第２比較器２０、第２分周回路２７、周期測定回路２８および発振回路２２等から構成され、センサ信号の周期を測定する。
第２比較器２０は、交流増幅器１９から出力されたアナログ信号を所定の閾値と比較することにより２値化した矩形波信号を出力する。
第２比較器２０から出力された矩形波信号は、第２分周回路２７に入力される。第２分周回路２７は、第２比較器２０から出力される矩形波信号をメモリ部１３に記憶されたターボチャージャーの羽根３の数に対応した分周比で分周する。これにより、第２分周回路２７から出力された矩形波信号の１周期は、ターボチャージャーの回転軸２の１回転の時間と一致する。

周期測定回路２８は、第２分周回路２７から出力された矩形波の周期を測定する。この周期測定回路２８による周期測定は、第２分周回路２７から出力された矩形波信号の立ち上がりから次の立ち上がりの間、または、立ち下りから次の立ち下りの間、発振回路２２から出力されるクロック信号をカウントすることにより行われる。周期測定回路２８が測定した周期は、メモリ集積回路１６に入力される。

メモリ集積回路１６には、第２分周回路２７から出力された信号の周期と第１閾値との関係を示す周期−閾値マップ２４が記憶されている。
センサ信号の出力電圧（Ｐ−Ｐ）は、羽根３の数に関わりなく、ターボチャージャーの回転軸２の回転数に比例して高くなる。第２分周回路２７から出力された信号の周期はターボチャージャーの回転軸２の１回転の時間と一致するので、この周期が短いほどターボチャージャーの回転数が高くなる関係にある。そのため、メモリ集積回路１６は、１つの周期−閾値マップ２４に基づき、第１閾値を設定することが可能である。メモリ集積回路１６は、周期測定回路２８が測定した周期に対応する第１閾値（ｐ−ｐ電圧）を検出し、その検出した第１閾値をＤＡ変換回路３０に出力する。

ＤＡ変換回路３０は、第１閾値（ｐ−ｐ電圧）をＤＡ変換した後、第１比較器１２に出力する。第１比較器１２は、センサ信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する。第１比較器１２の第１閾値は、ターボチャージャーの回転軸２の回転数に応じて適切に設定されるので、第１比較器１２に入力されるセンサ信号の周波数が高くなる場合にも、ノイズマージンが確保される。
第１比較器１２から出力された信号は、第１分周回路１４により、ターボチャージャーの羽根３の数を分周比として分周され、さらに、必要に応じてｎ分周回路１７により所定の分周比で分周された後、ＥＣＵ４０に出力される。

第２実施形態では、メモリ集積回路１６には、周期測定回路２８が測定した矩形波信号の周期と第１閾値との関係を示す１つの周期−閾値マップ２４が記憶される。
これにより、回転数検出装置１は、メモリ集積回路１６の記憶容量を少なくすることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の回転数検出装置１を図６に示す。
第３実施形態では、上述した第２実施形態の回転数検出装置１が備えていた第２比較器２０及び第２分周回路２７を備えていない。
第３実施形態が備える周期測定回路２８は、第１分周回路１４から出力された矩形波信号の周期を測定する。この周期測定回路２８による周期測定は、第１分周回路１４から出力された矩形波信号の立ち上がりから次の立ち上がりの間、または、立ち下りから次の立ち下りの間、発振回路２２から出力されるクロック信号をカウントすることにより行われる。周期測定回路２８が測定した周期は、メモリ集積回路１６に入力される。メモリ集積回路１６は、その周期と、周期−閾値マップ２４に基づき第１閾値を設定する。
この時マップ２４は検出開始可能な様に図２，図３の回転数検出する必要のない領域は設定しない。

第３実施形態では、周期測定回路２８は、第１分周回路１４から出力される矩形波の周期を測定する。
これにより、回転数検出装置１は、第２実施形態の回転数検出装置１が備える第２比較器２０と第２分周回路２７を廃止し、回路構成を簡素にすることが可能である。

（第４実施形態）
本発明の第４から第６実施形態の回転数検出装置１を図７から図９に示す。
第４から第６実施形態の回転数検出装置１は、例えばＳＥＮＴ（ＳｉｎｇｌｅＥｄｇｅＮｉｂｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）通信などのシリアル通信に適用されるものである
第４から第６実施形態では、通信用周期測定回路３１が、第１分周回路１４から出力された信号の周期を測定する。通信用周期測定回路３１による周期測定は、第１分周回路１４から出力された矩形波信号の立ち上がりから次の立ち上がりの間、または、立ち下りから次の立ち下りの間、発振回路２２１から出力されるクロック信号をカウントすることにより行われる。通信用周期測定回路３１は、その「周期カウント値」をシリアル通信回路３３に格納する。

シリアル通信回路３３は、所定時間間隔に定められた定期通信時間ごとに、そこに格納された周期に関するデータを読み出して、ＥＣＵ４０に出力するものである。
本実施形態のシリアル通信回路３３は、特許請求の範囲に記載の「通信回路」の一例に相当する。
第４から第６実施形態では、回転数検出装置１は、被検体の回転数に応じたデータを通信により出力することが可能である。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態の回転数検出装置１を図１０に示す。
この第７実施形態と後述する第８実施形態は、第１実施形態の構成におけるＤＡ変換回路３０の一例を示したものである。なお、このＤＡ変換回路は、上述した第２から第６実施形態に適用することも可能である。
第７実施形態では、メモリ集積回路１６に複数格納されている周波数−閾値マップ２３に、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uと、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとが記憶されている。
なお、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uは特許請求の範囲に記載の「高電位側の閾値」に相当し、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lは特許請求の範囲に記載の「低電位側の閾値」に相当する。

また、第７実施形態の回転数検出装置１は、高電位側ＤＡ変換回路３０１と低電位側ＤＡ変換回路３０２という２つのＤＡ変換回路を備えている。高電位側ＤＡ変換回路３０１は、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uを出力し、低電位側ＤＡ変換回路３０２は、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lを出力する。
高電位側ＤＡ変換回路３０１と第１比較器１２の反転入力端子とを接続する配線に第１のアナログスイッチ３４が設けられ、低電位側ＤＡ変換回路３０２と第１比較器１２の反転入力端子とを接続する配線に第２のアナログスイッチ３５が設けられている。
また、第１のアナログスイッチ３４のゲートと第１比較器１２の出力端子とを接続する配線に反転回路３６が設けられている。第２のアナログスイッチ３５のゲートと第１比較器１２の出力端子とは直接接続されている。

メモリ集積回路１６から高電位側ＤＡ変換回路３０１または低電位側ＤＡ変換回路３０２を通じて第１比較器１２に出力されるＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uと、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとの切り替えの動作を説明する。
第１比較器１２から出力される信号がＨＩのとき、第２のアナログスイッチ３５のゲートにＨＩ信号が入力され、第２のアナログスイッチ３５がオンする。一方、第１比較器１２から出力される信号は、反転回路３６により反転され、第１のアナログスイッチ３４のゲートにＬＯ信号が入力される。そのため、第１のアナログスイッチ３４はオフする。これにより、第１比較器１２には、低電位側ＤＡ変換回路３０２からＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lが入力される。

これに対し、第１比較器１２から出力される信号がＬＯのとき、第２のアナログスイッチ３５のゲートにＬＯ信号が入力され、第２のアナログスイッチ３５がオフする。一方、第１比較器１２から出力される信号は、反転回路３６により反転され、第１のアナログスイッチ３４のゲートにＨＩ信号が入力される。そのため、第１のアナログスイッチ３４はオンする。これにより、第１比較器１２には、高電位側ＤＡ変換回路３０１からＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uが入力される。

第７実施形態では、メモリ集積回路１６が、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_UとＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lという２つの電位を出力し、第１比較器１２におけるＨＩ側の閾値電圧Ｖ_UとＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとの切り替えを瞬時に行うことが可能である。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態の回転数検出装置１を図１１に示す。
第８実施形態では、メモリ集積回路１６に複数格納されている周波数−閾値マップ２３に、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uのみが記憶されている。また、第８実施形態の回転数検出装置１は、１つのＤＡ変換回路３０を備えている。

ＤＡ変換回路３０と第１比較器１２の反転入力端子とが第３オペアンプ３７を介して接続されている。第８実施形態における第３オペアンプ３７が、特許請求の範囲に記載の「オペアンプ」の一例に相当する。
第３オペアンプ３７は、出力端子が第１比較器１２の反転入力端子に接続され、非反転入力端子が抵抗Ｒ１１を介してＤＡ変換回路３０に接続され、反転入力端子が抵抗Ｒ１２を介してＤＡ変換回路３０に接続されている。また、第３オペアンプ３７の出力端子と反転入力端子が抵抗Ｒ１４を介して接続されている。

交流増幅器１９は、第１オペアンプ１９１と第２オペアンプ１９２とから構成されており、第１オペアンプ１９１と第２オペアンプ１９２とを接続する配線１９３から中点電位信号が出力される。この中点電位信号は、第１比較器１２の高電位側の閾値と低電位側の閾値の中点電位となる。なお、本実施形態の交流増幅器１９は、特許請求の範囲に記載の「中点電位出力手段」として機能する。
交流増幅器１９から中点電位信号を出力する配線は、アナログスイッチ３８を介して、第３オペアンプ３７の非反転入力端子と抵抗Ｒ１１との間の配線に接続されている。このアナログスイッチ３８のゲートは、第１比較器１２の出力端子と接続されている。

メモリ集積回路１６からＤＡ変換回路３０を通じて第１変換器に出力されるＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uと、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとの切り替えの動作を説明する。
第１比較器１２から出力される信号がＨＩのとき、アナログスイッチ３８にＨＩ信号が入力され、アナログスイッチ３８がオンする。このとき、交流増幅器１９から中点電位信号が第３オペアンプ３７の非反転入力端子に入力され、第３オペアンプ３７は、その中点電位信号を中心として、ＤＡ変換回路３０から出力される信号を反転して第１比較器１２に出力する。したがって、メモリ集積回路１６からＤＡ変換回路３０に出力されたＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uは、第３オペアンプ３７により反転され、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとして第１比較器１２の反転入力端子に入力される。

これに対し、第１比較器１２から出力される信号がＬＯのとき、アナログスイッチ３８にＬＯ信号が入力され、アナログスイッチ３８がオフする。このとき、中点電位信号が第３オペアンプ３７の非反転入力端子に入力されなくなり、第３オペアンプ３７は、ＤＡ変換回路３０から出力される信号を、そのまま第１比較器１２に出力する。これにより、メモリ集積回路１６からＤＡ変換回路３０に出力されたＨＩ側の閾値電圧Ｖ_UはそのままＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uとして第１比較器１２の反転入力端子に入力される。

第８実施形態では、第３オペアンプ３７により、第１比較器１２におけるＨＩ側の閾値電圧Ｖ_UとＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lとの切り替えを瞬時に行うことが可能である。
また、第８実施形態では、メモリ集積回路１６が第１比較器１２の高電位側の閾値のみを記憶しているので、メモリ集積回路１６の記憶容量を低減することが可能である。
また、第８実施形態は、第７実施形態の構成と比較して、ＤＡ変換回路の数を減らすことができる。

なお、第８実施形態において、メモリ集積回路１６は、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lのみを記憶するものとしてもよい。この場合、第１比較器１２から出力される信号がＨＩのとき、第３オペアンプ３７は、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lをそのまま第１比較器１２の反転入力端子に出力する。また、第１比較器１２から出力される信号がＬＯのとき、第３オペアンプ３７は、中点電位信号を中心として、ＬＯ側の閾値電圧Ｖ_Lを反転し、ＨＩ側の閾値電圧Ｖ_Uとして第１比較器１２の反転入力端子に出力する。

（他の実施形態）
上述した実施形態に対し、以下の実施形態を採用してもよい。
（１）回転数検出装置１は、ターボチャージャーの他に、例えばクランクシャフトなど、種々の回転体の回転数の検出に使用することが可能である。
（２）回転数検出装置１は、コイルの他に、例えばホールＩＣ、または磁気抵抗効果素子（ＭＲＥ）などのセンサ１１から出力された信号を処理するものとしてもよい。

（３）回転数検出装置１は、ＳＥＮＴ通信に限ることなく、例えばＬＩＮ（ＬｏｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＮｅｔｗｏｒｋ）等の双方向通信に適用される構成としてもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・回転数検出装置
２・・・回転軸（被検体）
３・・・羽根（被検出部）
１１・・・センサ
１２・・・第１比較器
１３・・・メモリ部
１４・・・第１分周回路

Claims

被検体（２）の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置（１）であって、
前記被検体に設けられた被検出部（３）の移動に応じた信号を出力するセンサ（１１）と、
前記センサから出力された信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する第１比較器（１２）と、
前記被検体に設けられた前記被検出部の数を記憶するメモリ部（１３）と、
前記第１比較器から出力される矩形波信号を前記メモリ部に記憶された前記被検出部の数に対応した分周比で分周する第１分周回路（１４）と、
前記センサから出力された信号の周波数を測定する周波数測定手段（１５）と、
前記センサから出力された信号の周波数と前記第１閾値との関係が示された周波数−閾値マップ（２３）を有し、前記メモリ部に記憶された前記被検出部の数、及び、前記周波数測定手段が測定した周波数に対応する前記第１閾値を前記第１比較器へ出力するメモリ集積回路（１６）と、を備えることを特徴とする回転数検出装置。
請求項１に記載の回転数検出装置において、
前記メモリ集積回路は、前記被検出部の数に対応した複数の周波数−閾値マップを記憶していることを特徴とする回転数検出装置。
被検体（２）の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置（１）であって、
前記被検体に設けられた被検出部（３）の移動に応じた信号を出力するセンサ（１１）と、
前記センサから出力された信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する第１比較器（１２）と、
前記被検体に設けられた前記被検出部の数を記憶するメモリ部（１３）と、
前記第１比較器から出力される矩形波信号を前記メモリ部に記憶された前記被検出部の数に対応した分周比で分周する第１分周回路（１４）と、
前記センサから出力された信号を第２閾値により２値化した矩形波信号を出力する第２比較器（２０）と、
前記第２比較器から出力される矩形波信号を、前記メモリ部に記憶された前記被検出部の数に基づく分周比で分周する第２分周回路（２７）と、
前記第２分周回路から出力される矩形波信号の周期を測定する周期測定回路（２８）と、
前記周期測定回路が測定した周期と前記第１閾値との関係を示す周期−閾値マップ（２４）を有し、前記周期測定回路が測定した周期に対応する前記第１閾値を前記第１比較器へ出力するメモリ集積回路と、を備えることを特徴とする回転数検出装置。
被検体（２）の回転数に応じた信号を出力する回転数検出装置（１）であって、
前記被検体に設けられた被検出部（３）の移動に応じた信号を出力するセンサ（１１）と、
前記センサから出力された信号を第１閾値により２値化した矩形波信号を出力する第１比較器（１２）と、
前記被検体に設けられた前記被検出部の数を記憶するメモリ部（１３）と、
前記第１比較器から出力される矩形波信号を前記メモリ部に記憶された前記被検出部の数に対応した分周比で分周する第１分周回路（１４）と、
前記第１分周回路から出力される矩形波信号の周期を測定する周期測定回路と、
前記周期測定回路が測定した周期と前記第１閾値との関係を示す周期−閾値マップを有し、前記周期測定回路が測定した周期に対応する前記第１閾値を前記第１比較器に出力するメモリ集積回路と、を備えることを特徴とする回転数検出装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の回転数検出装置において、
前記メモリ集積回路は、前記第１閾値として高電位側の閾値（Ｖ_U）と低電位側の閾値（Ｖ_L）とを記憶しており、
前記高電位側の閾値を前記第１比較器に出力する高電位側ＤＡ変換回路（３０１）と、
前記低電位側の閾値を前記第１比較器に出力する低電位側ＤＡ変換回路（３０２）と、
前記高電位側ＤＡ変換回路と前記第１比較器とを接続する配線に設けられ、前記第１比較器の出力信号によりオンオフする第１のアナログスイッチ（３４）と、
前記低電位側ＤＡ変換回路と前記第１比較器とを接続する配線に設けられ、前記第１比較器の出力信号によりオンオフする第２のアナログスイッチ（３５）と、
前記第１比較器の出力信号を反転して前記第１のアナログスイッチまたは前記第２のアナログスイッチに入力する反転回路（３６）と、をさらに備えることを特徴とする回転数検出装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の回転数検出装置において、
前記メモリ集積回路は、前記第１閾値として高電位側の閾値または低電位側の閾値の一方のみを記憶しており、
前記メモリ集積回路に記憶された前記高電位側の閾値または前記低電位側の閾値を前記第１比較器に出力するＤＡ変換回路（３０）と、
前記高電位側の閾値と前記低電位側の閾値の中点電位信号を出力する中点電位出力手段（１９，１９１，１９２）と、
前記ＤＡ変換回路と前記第１比較器とを接続する配線に設けられるオペアンプ（３７）と、
前記中点電位出力手段と前記オペアンプの非反転入力端子とを接続する配線に設けられ、前記第１比較器の出力に応じてオンオフするアナログスイッチ（３８）と、をさらに備え、
前記オペアンプは、
前記非反転入力端子に前記中点電位信号が入力されるとき、前記メモリ集積回路に記憶された前記高電位側の閾値または前記低電位側の閾値を前記中点電位信号を対称として反転して前記第１比較器に出力し、
前記非反転入力端子へ前記中点電位信号が入力されないとき、前記メモリ集積回路に記憶された前記高電位側の閾値または前記低電位側の閾値をそのまま前記第１比較器に出力することを特徴とする回転数検出装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の回転数検出装置において、
前記第１分周回路から出力された矩形波信号の周期を測定する通信用周期測定回路（３１）と、
前記通信用周期測定回路により測定された周期をデータ化して出力する通信回路（３３）と、をさらに備えることを特徴とする回転数検出装置。