(57)【要約】【課題】低回転から高回転までの広域で回転体の回転数を検出する回転数検出装置の信頼性の向上を図る。【解決手段】冷却ファン１０のファンモータ１１の回転に応じて周期的に入力される回転パルス信号をカウントする３つのカウンタ２１０ａ〜２１０ｃを備え、３つのカウンタ２１０ａ〜２１０ｃそれぞれが、回転パルス信号の検出対象周波数帯域を所定間隔に分割して設定された３つの分割周波数帯域に対応して設けられ、それぞれ対応する分割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構成する。これにより、１つのカウンタにて回転パルス信号をカウントする構成に比べて、カウンタに障害が発生した場合の悪影響を低減することができ、ひいては回転数検出装置の信頼性を向上させることができる。【選択図】図１
2011053067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に応じて周期的に入力される回転パルス信号をカウントする複数のカウンタを備え、
前記複数のカウンタそれぞれは、前記回転パルス信号の検出対象周波数帯域を所定間隔に分割して設定された複数の分割周波数帯域に対応して設けられ、それぞれ対応する前記分割周波数帯域における前記回転パルス信号をカウントするように構成されていることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項２】
前記複数の分割周波数帯域は、少なくとも前記複数の分割周波数帯域の一部が重複するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転数検出装置。
【請求項３】
前記複数のカウンタのそれぞれに対応して設けられ、対応する前記カウンタの分割周波数帯域に応じた高周波ノイズを除去するように構成された複数のフィルタを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転数検出装置。
【請求項４】
前記複数のカウンタでカウントしたカウント数が入力され、前記カウント数に基づいて前記回転体の回転数を演算する回転数演算手段を備え、
前記回転数演算手段は、前記複数のカウンタのカウント数に基づいて演算した各回転数を比較することで、前記複数のカウンタの故障を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転数検出装置。
【請求項５】
前記回転体は、車両に搭載された電動機の回転子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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転数を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンや電動モータ等の回転体の回転制御を行う制御装置は、回転体の回転を検出するセンサから出力されるパルス信号（回転パルス）に基づいて回転体の回転数を検出する回転数検出装置を備えて構成されている。制御装置は、回転数検出装置で検出した回転数に基づいて回転体の回転制御を行っている。この種の回転数検出装置としては、低回転から高回転までの広い回転域で回転する回転体の回転数を演算するものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の回転数検出装置に用いられるパルス信号をカウントするカウンタは、１つのカウンタで低回転から高回転までの広い回転域でパルス信号をカウントする構成となっている。このため、例えば、故障やノイズ等の障害がカウンタに発生すると、カウンタで適切にパルス信号をカウントできず、回転数を正確に検出することができなくなるといった問題があった。つまり、低回転から高回転までの広域で回転体の回転数を検出する回転数検出装置の信頼性を充分に確保できていなかった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、低回転から高回転までの広域で回転体の回転数を検出する回転数検出装置の信頼性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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て周期的に入力される回転パルス信号をカウントする複数のカウンタを備え、複数のカウンタそれぞれは、回転パルス信号の検出対象周波数帯域を所定間隔に分割して設定された複数の分割周波数帯域に対応して設けられ、それぞれ対応する分割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構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、分割周波数帯域毎に対応して設けたカウンタで回転パルス信号をカウントすることができるので、複数のカウンタのうちの１つに障害が生じたとしても、障害が生じたカウンタを除くカウンタでは正常に回転パルス信号をカウントすることができる。
【０００８】
従って、１つのカウンタにて回転パルス信号をカウントする構成に比べて、カウンタに障害が発生した場合の悪影響を低減することができ、ひいては回転数検出装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回転数検出装置において、複数の分割周波数帯域は、少なくとも複数の分割周波数帯域の一部が重複するように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
このように、複数のカウンタで回転パルス信号を検出する分割周波数帯域を重複させることで、回転パルス信号をカウントする構成を多重化（冗長化）させることができる。その結果、周波数帯域が重複したカウンタの一方に障害が生じても他方で回転パルス信号をカウントすることができる。従って、カウンタに障害が発生した場合の悪影響をより適切に低減することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の回転数検出装置において、複数のカウンタのそれぞれに対応して設けられ、対応するカウンタの分割周波数帯域に応じた高周波ノイズを除去するように構成された複数のフィルタを備えていることを特徴とする。
【００１２】
このように、複数の分割周波数帯域毎に応じた高周波ノイズを除去する複数のフィルタを設けることで、複数のカウンタ毎の高周波ノイズに対する耐ノイズ性を向上させることができる。従って、回転数検出装置の信頼性をより一層向上させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転数検出装置において、複数のカウンタでカウントしたカウント数が入力され、カウント数に基づいて回転体の回転数を演算する回転数演算手段を備え、回転数演算手段は、前記複数のカウンタのカウント数に基づいて演算した各回転数を比較することで、前記複数のカウンタの故障を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このように、複数のカウンタのカウント数に基づいて演算した各回転数を比較することで、複数のカウンタの故障を容易に検出することができる。従って、回転数検出装置の信頼性をより一層向上させることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、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において、回転体を車両に搭載された電動機の回転子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るファンモジュールと制御装置を示す概略構成図である。
【図２】高周波数帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタの動作を示すタイミングチャートである。
【図３】中間周波数帯域と高周波数帯域とが重複する帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】低周波数帯域と中間周波数帯域とが重複する帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタの動作を示すタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態に係るファンモジュールと制御装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るファンモジュール１と制御装置２からなる冷却システムの概略構成を示す図である。
【００１８】
本実施形態では、本発明の回転数検出装置を構成する回転数検出部２１を、走行用モータから得られる駆動力を車両の推進力として利用するハイブリッド車等の電気自動車に搭載される電動機（ファンモータ１１）の回転数を制御する制御装置２に適用している。制御装置２は、電気自動車に搭載される二次電池を冷却する冷却ファン１０等を制御するものであり、詳細については後述する。
【００１９】
なお、電気自動車に搭載される二次電池は、内部抵抗を有しているため、放電の際のみならず充電の際にも発熱する。そして、二次電池の温度は二次電池の充放電の電流量が大きい場合等に上昇するので、二次電池の温度に応じて冷却ファン１０の回転数を低回転から高回転まで適宜調整する必要がある。また、電気自動車では、通常のエンジン駆動の自動車に比べて低速走行時の騒音が非常に小さいため、低速走行時に冷却ファン１０で発生する騒音についても抑えることが要求され、極低回転での作動も必要とされる。つまり、冷却ファン１０の回転数を極低回転から高回転までの広域で制御する必要がある。
【００２０】
電気自動車に搭載される二次電池を冷却する冷却システムは、図１に示すように、ファンモジュール１、冷却ファン１０の回転数等を制御する制御装置２にて構成されている。
【００２１】
図１に示すように、ファンモジュール１は、冷却ファン１０、冷却ファン１０を回転させるファンモータ１１、ファンモータ１１の駆動を制御する駆動部１２等で構成されている。冷却ファン１０は、ファンモータ１１の駆動力によって回転し、ダクト（図示略）を介して車室内から吸い込んだ空気を二次電池に送風するもので、遠心式ファンや軸流式ファンで構成することができる。
【００２２】
ファンモータ１１は、駆動部１２にて駆動される電動機である。本実施形態では、ファンモータ１１の回転軸若しくは回転軸と連動して回転する回転部材等の回転子にて本発明の回転体が構成されている。
【００２３】
ファンモータ１１の駆動部１２は、ファンモータ１１の回転数を制御する駆動回路１２ａの他にファンモータ１１の回転を検出する回転検出手段としてエンコーダ１２ｂが設けられている。
【００２４】
駆動回路１２ａは、制御装置２から出力される回転指令信号（パルス信号）に基づいてファンモータ１１を駆動する。駆動回路１２ａは、例えばパワートランジスタ等を含んで構成されており、制御装置２からの回転数指令信号に基づいてパワートランジスタのベースに印加する電圧のデューティー比を変更することでファンモータ１１の回転数を変更することができる。なお、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）。
【００２５】
また、エンコーダ１２ｂは、ファンモータ１１の回転軸の回転角度を検出する回転数検出手段を構成するとともに、ファンモータ１１の回転に応じて周期的に回転パルス信号（回転検出信号）を制御装置２の回転数検出部２１に出力するパルス発生手段を構成している。ここで、本実施形態のエンコーダ１２ｂは、回転パルス信号をファンモータ１１の１回転当り所定回数（例えば４回）出力するように構成されている。
【００２６】
本実施形態の制御装置２は、制御装置２が行う主要な制御の演算を行うマイコン２２、エンコーダ１２ｂから周期的に入力される回転パルス信号に基づいてファンモータ１１の回転数をハード若しくはソフト的に演算する回転数検出部２１等を備えている。
【００２７】
マイコン２２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等を有して構成され、ＣＰＵが、フラッシュメモリに保存されているプログラムを読み出して実行することで各種処理を行う。また、マイコン２２は、必要に応じて、ＲＡＭに対してデータの書き込み／読み出しを行うとともに、他の機器への制御信号を出力する。
【００２８】
マイコン２２の入力側には、二次電池の温度を検出する二次電池温度センサ３、冷却ファン１０にて吸い込む空気の温度を検出する吸込み空気温度センサ４、回転数検出部２１等が接続されており、各種センサ等から検出信号等が入力される。一方、マイコン２２の出力側には、ファンモジュール１の駆動部１２等が接続されている。
【００２９】
マイコン２２は、二次電池温度センサ３、吸込み空気温度センサ４、回転数検出部２１等からの検出信号に基づいてファンモータ１１の目標回転数を演算（算出）し、演算結果に基づいて回転指令信号を設定する。ここで、ファンモータ１１の目標回転数は、例えば、二次電池の温度、吸込空気の温度、およびファンモータ１１の回転数とファンモータ１１の目標回転数との相関関係を定めた制御マップ（予めフラッシュメモリ等に記憶）に基づいて算出することができる。なお、車両の低速走行時にファンモジュール１にて発生する騒音を抑制するために、車速に応じて目標回転数を補正する構成としてもよい。
【００３０】
回転数検出部２１は、回転パルス信号をカウントする複数のカウンタ（ＣＮＴ１〜ＣＮＴ３）２１０ａ〜２１０ｃ、回転パルス信号の高周波ノイズを除去するフィルタ（ＬＰＦ）２１１、ファンモータ１１の回転数を演算する回転数演算部２１２等を備えている。そして、マイコン２２は、ファンモータ１１の回転数が目標回転数に応じた回転指令信号を駆動部１２に出力する。なお、回転数検出部２１が、本発明の回転数検出装置を構成している。
【００３１】
カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、エンコーダ１２ｂから入力された回転パルス信号の立ち上りエッジ（立ち下がりエッジでも可）を検出して、その数をカウントする加算カウンタである。本実施形態では、３つのカウンタ（第１〜第３カウンタ）２１０ａ〜２１０ｃにて、予め設定されたファンモータ１１の回転数の測定範囲（回転パルス信号の検出対象周波数帯域）における回転パルス信号をカウントするように構成されている。なお、本実施形態の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃとしては、安価な低ビットカウンタ（８ビットカウンタ）を採用しており、予めカウント数（累積値）の上限値ＦＵＬＬ（本実施形態では２５０回）が設定されている。
【００３２】
ここで、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃには、カウント数をリセットするリセット信号を出力するリセット信号出力手段を構成するリセット信号出力部（図示略）が接続され、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃのカウント数を周期的にリセットしている。
【００３３】
第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、ファンモータ１１の回転パルス信号の検出対象周波数帯域を所定間隔に分割して設定された３つの分割周波数帯域に対応して設けられ、対応する分割周波数帯域で回転パルス信号をカウントするように構成されている。換言すれば、回転パルス信号の検出対象周波数帯域を分割して設定した３つの分割周波数帯域毎に第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃを割り当てている。
【００３４】
本実施形態では、回転数検出部２１で検出する回転パルス信号の検出周波数帯域を低周波数帯域（１０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）、中間周波数帯域（１００Ｈｚ〜５００Ｈｚ）、高周波数帯域（４００Ｈｚ〜１０００Ｈｚ）といった３つの分割周波数帯域に分割している。なお、３つの分割周波数帯域は、低周波数側の帯域幅に比べて、高周波数側の帯域幅が広くなるように設定している。そして、第１カウンタ２１０ａで低周波数帯域の回転パルス信号をカウントし、第２カウンタ２１０ｂで中間周波数帯域の回転パルス信号をカウントし、第３カウンタ２１０ｃで高周波数帯域の回転パルス信号をカウントする構成としている。
【００３５】
また、本実施形態では、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに対応する３つの分割周波数帯域の一部が重複するように設定しており、回転パルス信号をカウントする構成を二重化（冗長化）している。具体的には、第１カウンタ２１０ａに対応する低周波数帯域と第２カウンタ２１０ｂに対応する中間周波数帯域とでは、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの帯域の回転パルス信号をカウントする構成が二重（冗長）となっている。また、第２カウンタ２１０ｂに対応する中間周波数帯域と第３カウンタ２１０ｃに対応する高周波数帯域とでは、４００Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域の回転パルス信号をカウントする構成が二重となっている。
【００３６】
ここで、上述のように各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃのカウント数に対して同様の上限値に設定しているが、高周波数の帯域に対応するカウンタでは、低周波数の帯域に対応するカウンタに比べて、より多くの回転パルス信号を検出することが必要となる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、高周波数の帯域に対応するカウンタのカウント数のリセット周期を、低周波数の帯域に対応するカウンタに比べて短く設定することで、高周波数の帯域における回転パルス信号をカウント可能にしている。
【００３８】
具体的には、リセット信号出力部は、１０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低周波数帯域に対応する第１カウンタ２１０ａに対して１０００ｍｓ（ミリ秒）毎にリセット信号を出力するように構成している。また、リセット信号出力部は、１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの中間周波数帯域に対応する第２カウンタ２１０ｂに対して５００ｍｓ毎、４００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの高周波数帯域に対応する第３カウンタ２１０ｃに２００ｍｓ毎にリセット信号を出力するように構成している。
【００３９】
この場合、カウント開始からリセットまでの間に各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにてカウントしたカウント数は、第１カウンタ２１０ａで最大２００回、第２カウンタ２１０ｂで最大２５０回、第３カウンタ２１０ｃで最大２５０回となる。そのため、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、それぞれに対応する分割周波数帯域においてカウント数の上限値ＦＵＬＬを上回る（オーバーフローする）ことなく回転パルス信号をカウントすることができる。なお、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、カウント数が上限回数を上回る場合、カウント数の上限値を保持するように構成されている。
【００４０】
また、リセット信号を出力する各周期は、何れかのタイミングでリセット信号を出力する各周期のうち最も長い周期のリセットタイミングと一致するように予め設定されている。例えば、リセット信号を出力する各周期のうち最も長い周期を１０００ｍｓとした場合、それより短い周期を長い周期の５００ｍｓ（１／２倍）、２５０ｍｓ（１／４倍）、２００ｍｓ（１／５倍）に設定することでリセットタイミングを一致させることができる。
【００４１】
フィルタ２１１は、エンコーダ１２ｂから出力される回転パルス信号に含まれる高周波ノイズを除去するもので、周知の如く電気抵抗素子とコンデンサからなるＲＣ回路やインダクタとコンデンサからなるＬＣ回路で構成されるローパスフィルタを用いている。本実施形態のフィルタ２１１は、回転パルス信号における検出対象周波数帯域（１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ）の上限となる周波数（１０００Ｈｚ）の２倍を閾値として、閾値を超える高周波成分（２０００Ｈｚ以上）を高周波ノイズとして除去するように構成されている。
【００４２】
回転数演算部２１２は、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃでカウントされたカウント数に基づいてファンモータ１１の回転数を演算（算出）して、演算結果をマイコン２２に出力する回転数演算手段を構成している。回転数演算部２１２は、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃのカウント数（カウント数がオーバーフローしたカウンタを除く）、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに入力されるリセット信号の入力周期、ファンモータ１１の一回転当りのパルス出力数等に基づいて、ファンモータ１１の回転数を演算する。そして、回転数演算部２１２は、演算した回転数をマイコンに出力する。
【００４３】
ここで、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、それぞれリセット信号の入力周期が異なるので、回転数演算部２１２へのカウント数の出力回数が異なる。本実施形態では、第１カウンタ２１０ａのカウント数の入力１回に対して、第２カウンタ２１０ｂのカウント数の入力が２回、第３カウンタ２１０ｃのカウント数の入力が５回となる。
【００４４】
そのため、回転数演算部２１２は、２回分の第２カウンタ２１０ｂの各カウント数の平均値に基づいて回転数を演算し、５回分の第３カウンタ２１０ｃの各カウント数の平均値に基づいて回転数を演算している。なお、回転数演算部２１２は、１回分の第２カウンタ２１０ｂのカウント数に基づいて回転数を演算し、１回分の第３カウンタ２１０ｃのカウント数に基づいて回転数を演算してもよい。
【００４５】
また、上述のように本実施形態では、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂおよび第２、第３カウンタ２１０ｂ、２１０ｃの分割周波数帯域の一部を重複させる構成としている。そのため、回転数演算部２１２は、分割周波数帯域が重複する各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃそれぞれのカウント数が入力され、各カウント数に応じてそれぞれ回転数を演算している。
【００４６】
ここで、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複するカウンタのうち低周波数側のカウンタでは、回転パルス信号をカウントするタイミングがずれることで生ずる誤差（いわゆる１カウント誤差）が検出精度に大きく影響してしまうことがある。
【００４７】
そのため、本実施形態の回転数演算部２１２は、低周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した低周波数側回転数および高周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した高周波数側回転数のうち高周波数側回転数を演算結果として採用している。なお、低周波数側回転数と高周波数側回転数との単純平均や加重平均（重み付き平均）により演算した回転数を演算結果として採用してもよい。加重平均により回転数を算出する場合には、高周波数側回転数の重みを大きくし、低周波数側回転数の重みを小さくすることで、１カウント誤差の影響を適切に低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態の回転数演算部２１２は、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複するカウンタからの各カウント数に基づいて演算する回転数を比較することで、カウンタの故障を検知する構成としている。例えば、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複するカウンタからのカウント数に基づいて演算する回転数が所定数以上異なっているか否かを判定する機能（判定手段）を回転数演算部２１２に設ける。そして、当該機能にて所定数以上異なっていると判定した場合にカウンタの故障を示す信号をマイコン２２に出力する構成としている。これにより、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複するカウンタの故障を検出することができる。
【００４９】
次に、回転数検出部２１の作動を説明する。ファンモジュール１の駆動部１２に対して制御装置２から回転指令信号が入力され、入力された回転指令信号に基づいて駆動部１２の駆動回路１２ａがファンモータ１１を回転駆動することで冷却ファン１０が作動する。
【００５０】
そして、駆動部１２のエンコーダ１２ｂは、ファンモータ１１の回転軸若しくは回転軸に連動して回転する回転部材の回転（回転角度）を検出し、回転パルス信号を回転数検出部２１に出力する。
【００５１】
回転数検出部２１では、エンコーダ１２ｂから入力された回転パルス信号に含まれる高周波ノイズをフィルタ２１１で除去し、フィルタ２１１にて高周波ノイズが除去された回転パルス信号を第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃでカウントする。
【００５２】
各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃでは、リセット信号出力部からのリセット信号が入力されるまでカウントを継続する。そして、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃは、リセット信号が入力されると、リセット信号が入力されるまでのカウンタのカウント数（累積値）を回転数演算部２１２に出力し、カウント数（累積値）をリセットする。
【００５３】
ここで、検出対象周波数帯域内の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を図２〜図４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。なお、図２は高周波数帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を示している。図３は低周波数帯域と中間周波数帯域とが重複する帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を示している。図４は低周波数帯域と中間周波数帯域とが重複する帯域の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を示している。
【００５４】
まず、高周波数帯域（例えば７５０Ｈｚ程度）の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を説明する。
【００５５】
図２に示すように、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂは、回転パルス信号の周波数帯域が、対応する分割周波数帯域（低周波数帯域、中間周波数帯域）の範囲外であり、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上限値を上回る。そのため、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂは、カウント数の上限値を回転数演算部２１２に出力して、カウント数をリセットする。
【００５６】
第３カウンタ２１０ｃは、回転パルス信号の周波数帯域が、対応する高周波数帯域の範囲内であり、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上限値を上回ることがない。そのため、第３カウンタ２１０ｃは、リセット信号が入力されると、回転パルス信号のカウント数（累積値）を回転数演算部２１２に出力して、カウント数をリセットする。
【００５７】
この場合、回転数演算部２１２では、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂのカウント数（累積値）を採用せず、第３カウンタ２１０ｃのカウント数（累積値）に基づいて、ファンモータ１１の回転数を演算して、演算した回転数をマイコン２２に出力する。
【００５８】
次に、中間周波数帯域と高周波数帯域とが重複している帯域（例えば４００Ｈｚ程度）の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を説明する。
【００５９】
図３に示すように、第１カウンタ２１０ａは、対応する低周波数帯域から外れ、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上限値を上回るので、カウント数の上限値を回転数演算部２１２に出力して、カウント数をリセットする。
【００６０】
第２、第３カウンタ２１０ｂ、２１０ｃは、回転パルス信号の周波数帯域が、対応する中間周波数帯域、高周波数帯域の範囲内であり、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上限値を上回ることがない。そのため、第２、第３カウンタ２１０ｂ、２１０ｃは、リセット信号が入力されると各カウント数を回転数演算部２１２に出力して、各カウント数をリセットする。
【００６１】
この場合、回転数演算部２１２では、第１カウンタ２１０ａのカウント数（累積値）を採用せず、第２、第３カウンタ２１０ｂ、２１０ｃの各カウント数に基づいて、ファンモータ１１の回転数をそれぞれ演算する。そして、回転数演算部２１２では、演算した各回転数のうち高周波数側の第３カウンタ２１０ｃのカウント数に基づいて演算した回転数をマイコン２２に出力する。
【００６２】
また、回転数演算部２１２では、第２カウンタ２１０ｂのカウント数に基づいて演算した回転数と第３カウンタ２１０ｃのカウント数に基づいて演算した回転数とを比較して、所定の回転数以上異なっている場合は、カウンタ異常を示す信号をマイコン２２に出力する。
【００６３】
次に、低周波数帯域と中間周波数帯域の重複している帯域（例えば２００Ｈｚ程度）の回転パルス信号が入力された場合の各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの動作を説明する。
【００６４】
図４に示すように、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂは、回転パルス信号の周波数帯域が、対応する分割周波数帯域（低周波数帯域、中間周波数帯域）の範囲内であり、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上限値を上回ることがない。そのため、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂは、リセット信号が入力されると各カウント数を回転数演算部２１２に出力して、各カウント数をリセットする。
【００６５】
第３カウンタ２１０ｃは、回転パルス信号の周波数帯域が、対応する高周波数帯域の範囲外であるが、リセット信号が入力されるまでにカウント数が上回ることがない。そのため、第３カウンタ２１０ｃは、リセット信号が入力されるとカウント数を回転数演算部２１２に出力して、各カウント数をリセットする。
【００６６】
この場合、回転数演算部２１２では、カウント数が少なく検出精度が低い第３カウンタ２１０ｃのカウント数を採用せず、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂの各出力結果（累積値）に基づいて、ファンモータ１１の回転数をそれぞれ演算する。
【００６７】
そして、回転数演算部２１２では、演算した２つの回転数のうち高周波数側の第２カウンタ２１０ｂのカウント数に基づいて演算した回転数をマイコン２２に出力する。
【００６８】
以上説明した本実施形態では、回転数検出部２１で検出する回転パルス信号の検出周波数帯域を３つの分割周波数帯域に分割し、分割周波数帯域毎に第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃを割り当てる構成としている。そのため、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃのうち１つに回転パルス信号を正常にカウントできなくなる障害が発生したとしても、他のカウンタにて正常に回転パルス信号をカウントすることができる。例えば、第１カウンタ２１０ａが故障して低周波数帯域における回転パルス信号を正常にカウントできなくなったとしても、第２、第３カウンタ２１０ｂ、２１０ｃにて中間周波数帯域、高周波数帯域における回転パルス信号を正常にカウントすることができる。
【００６９】
これにより、従来の１つのカウンタにて回転パルス信号をカウントする構成に比べて、カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに障害が発生した場合の悪影響を低減することができ、ひいては回転数検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに対応する分割周波数帯域の一部を重複させることで、回転パルス信号をカウントする構成を二重化（冗長化）している。そのため、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複したカウンタの一方に障害が生じても他方で回転パルス信号を正常にカウントすることができる。従って、カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに障害が発生した場合の悪影響をより適切に低減することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、回転数演算部２１２にて、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複したカウンタのそれぞれのカウント数に基づいて演算した回転数を比較して、分割周波数帯域が重複したカウンタの故障を検出する構成としている。そのため、カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの故障を容易に検出することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、分割周波数帯域毎に低ビット（８ビット）の第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃを割り当てる構成によって、低周波数帯域から高周波数帯域までの広域にわたる回転パルス信号を検出することができる。これにより、例えば１６ビットや３２ビット等のように高価な高ビットカウンタを用いる必要がないので、回転数検出部を安価な部品で構成することができ、製造原価の低減を図ることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図５は、本実施形態に係るファンモジュール１と制御装置２の概略構成を示す図である。
【００７４】
上述の第１実施形態では、１つのフィルタ２１１によって各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃに入力する回転パルス信号の高周波ノイズを除去する構成としている。そして、フィルタ２１１の閾値を検出対象周波数帯域の上限となる周波数を基準に設定しているが、このフィルタ２１１では、低周波数側の帯域に対応する第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂの検出精度に影響を及ぼす高周波ノイズを除去することが困難となる。
【００７５】
そこで、本実施形態の回転数検出部２１は、図５に示すように、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃそれぞれに対応する第１〜第３フィルタ（ＬＰＦ１〜ＬＰＦ２）２１１ａ〜２１１ｃを備える構成としている。
【００７６】
第１〜第３フィルタ２１１ａ〜２１１ｃは、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃそれぞれに対応する分割周波数帯域に応じた閾値を設定している。本実施形態では、第１〜第３フィルタ２１１ａ〜２１１ｃは、対応するカウンタ２１０ａ〜２１０ｃの各分割周波数帯域の上限周波数の２倍程度をノイズとして除去するように構成している。
【００７７】
具体的には、第１カウンタ２１０ａに対応する第１フィルタ（ＬＰＦ１）２１１ａは、閾値を低周波数帯域の上限周波数の２倍（４００Ｈｚ）に設定する。また、第２カウンタ２１０ｂに対応する第２フィルタ（ＬＰＦ２）２１１ｂは、閾値を中間周波数帯域の上限周波数の２倍（１０００Ｈｚ）に設定し、第３カウンタ２１０ｃに対応する第３フィルタ（ＬＰＦ３）２１１ｃは、閾値を高周波数帯域の上限周波数の２倍（２０００Ｈｚ）に設定する。
【００７８】
これらの第１〜第３フィルタ２１１ａ〜２１１ｂを用いることで、低周波数帯域、中間周波数帯域、高周波数帯域といった３つの分割周波数帯域毎に応じた高周波ノイズを除去することができる。これにより、低周波数側の帯域に対応する第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂの検出精度に影響を及ぼす高周波ノイズを除去することができ、第１、第２カウンタ２１０ａ、２１０ｂにおけるフィルタによる耐ノイズ性の向上を期待できる。
【００７９】
従って、第１〜第３カウンタ２１０ａ〜２１０ｃ毎に高周波ノイズに対する耐ノイズ性を向上させることができ、ひいては、回転数検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００８０】
ここで、第１実施形態の回転数演算部２１２は、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃにおける分割周波数帯域が重複するカウンタのカウント数が入力された場合、１カウント誤差の影響を考慮して高周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した高周波数側回転数を演算結果として採用している。
【００８１】
上述のように本実施形態では、第１〜第３フィルタ２１１ａ〜２１１ｃを備えることで、低周波数側のカウンタに対応するフィルタによる耐ノイズ性の向上を期待できる。そのため、高周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した高周波数側回転数ではなく、低周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した低周波数側回転数を演算結果として採用する。
【００８２】
これにより、低周波数側のカウンタのカウント数に基づいて演算した回転数の精度の向上を図ることができる。なお、低周波数側回転数と高周波数側回転数との単純平均や加重平均（重み付き平均）により演算した回転数を演算結果として採用してもよい。
【００８３】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００８４】
（１）上記各実施形態では、回転パルス信号の検出対象周波数帯域を３つの分割周波数帯域に分割し、各分割周波数帯域に３つのカウンタ２１０ａ〜２１０ｃを割り当てる構成としているが、これに限定されない。例えば、検出対象周波数帯域を２つ又は４つ以上の分割周波数帯域に分割し、当該分割周波数帯域に対応して２つ又は４つ以上の複数のカウンタを割り当てる構成としてもよい。
【００８５】
（２）また、上記各実施形態では、第１カウンタ２１０ａに対応する低周波数帯域と第２カウンタ２１０ｂに対応する中間周波数帯域とを重複させ、中間周波数帯域と第３カウンタ２１０ｃに対応する高周波数帯域とを重複させているが、これに限定されない。
【００８６】
例えば、第１〜第３カウンタ２１０ａに対応する低周波数帯域、中間周波数帯域、および高周波数帯域の全てを重複させる等して、重複した帯域で回転パルス信号をカウントする構成をさらに多重化する構成としてもよい。
【００８７】
（３）上記第１実施形態では、フィルタ２１１の閾値を検出対象周波数帯域の上限となる周波数の２倍に設定しているが、これに限定されるものではなく、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの検出精度に影響が出ない程度の値に設定することができる。
【００８８】
また、上記第２実施形態では、各フィルタ２１１ａ〜２１１ｃの閾値を対応する分割周波数帯域の上限となる周波数の２倍に設定しているが、これに限定されるものではなく、各カウンタ２１０ａ〜２１０ｃの検出精度に影響が出ない程度の値に設定することができる。
【００８９】
（４）上記各実施形態では、エンコーダ１２ｂによってファンモータ１１の回転を検出する構成としているが、エンコーダ１２ｂに限らずファンモータ１１の回転（回転角度）を検出可能な回転検出手段を採用することができる。例えば、電磁誘導を利用するレゾルバにてファンモータ１１の回転軸の回転角度を検出する構成とすることができる。
【００９０】
（５）上記各実施形態では、本発明の回転数検出装置を構成する回転数検出部２１を、電気自動車に搭載される二次電池の冷却ファン１０のファンモータ１１の回転数を検出する制御装置２に適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、回転数検出部２１は、電動モータ等の機器における回転子の回転数を検出するものであれば、種々適用することができる。例えば、車両に適用する場合、車室内に空気を供給する送風機を駆動する電動機、車両のエンジン冷却水を冷却する冷却ファンを駆動する電動機における回転子の回転数を検出する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
２        制御装置
２１      回転数検出部（回転数検出装置）
２１０ａ  第１カウンタ（ＣＮＴ１）
２１０ｂ  第２カウンタ（ＣＮＴ２）
２１０ｃ  第３カウンタ（ＣＮＴ３）
２１１    フィルタ（ＬＰＦ）
２１１ａ  第１フィルタ（ＣＮＴ１）
２１１ｂ  第２フィルタ（ＣＮＴ２）
２１１ｃ  第３フィルタ（ＣＮＴ３）
２１２    回転数演算部（回転数演算手段）
【図１】
2011053067.tif 000003
【図２】
2011053067.tif 000004
【図３】
2011053067.tif 000005
【図４】
2011053067.tif 000006
【図５】
2011053067.tif 000007