JP2016156694A - 回転検出信号処理装置及び回転検出信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転の誤検出を防止することができるようにする回転検出信号処理装置及び回転検出信号処理方法を提供する。【解決手段】オンオフ比率演算部４１が、パルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算し、判定部４２が、演算されたオンオフ比率が所定範囲内か否かを判定し、回転数演算部４３が、オンオフ比率が所定範囲内であると判定されたパルス信号に基づいて回転体の回転数を演算し、回転数情報出力部４４が、回転数演算部により演算された回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、動力回転を伝達する機構の回転要素の回転数の検出に用いて好適の回転検出信号処理装置及び回転検出信号処理方法に関するものである。

例えば、自動車の駆動系のように動力回転を伝達する機構においては回転要素（回転体）の回転数を正確に検出することが要求され、回転体の回転数を検出する回転検出装置が開発されている。こうした回転検出装置において、ノイズ等による回転誤検出を防止することが課題となっている。例えば特許文献１には、ハイブリッド車両において、エンジンを停止してモータ出力により走行している際に、車両振動や車載制御機器（モータ、発電機等）のノイズ等に起因して回転検出装置から検出信号が出力されることがあり、この検出信号を正規の回転パルスと誤判定してしまうことが課題に挙げられている。

特許文献１では、エンジン停止時に回転体の回転検出を禁止して、回転検出装置から誤った検出信号が出力されてしまうという課題を解決しようとしている。つまり、回転体の回転を検出素子にて検出し、比較器で検出素子による検出波形と所定の基準電圧とを比較して、比較器の出力から回転パルスを生成し、この回転パルスから回転数を検出する回転検出装置において、検出素子のハイサイドと所定の低電圧地点とを電気的に断続するスイッチング素子を設け、エンジン停止時には、スイッチング素子をオン状態として、検出素子による検出波形（入力電圧）を所定の低電圧レベルで固定して回転検出を禁止する。

特開２００３−２１４９０５号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、回転数検出の必要のない状態において、何等かの原因により、誤って回転検出信号が発せられてしまうことを防止するのみであり、回転数検出が必要な状況において、ノイズ等により回転数が誤検出されてしまうことを回避、防止することはできない。

本発明は、上述の課題を解決しようとするために創案されたもので、回転数の誤検出を防止することができるようにした、回転検出信号処理装置及び回転検出信号処理方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の回転検出信号処理装置は、回転体に一定間隔で形成された特定形状の検出対象（凹凸又はスリット）の通過を検出する検出手段（検出素子）から出力される検出信号を処理する回転検出信号処理装置であって、前記検出手段から入力された検出信号をオン状態とオフ状態とに二値化したパルス信号（オン信号及びオフ信号）を生成するパルス生成手段と、前記パルス生成手段で生成されて入力されたパルス信号に基づいて前記回転体の（単位時間当たりの）回転数を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算するオンオフ比率演算部と、前記オンオフ比率演算部により演算されたオンオフ比率を、基準比率を中心とした所定範囲と比較して、このオンオフ比率が前記所定範囲内か否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記オンオフ比率が前記所定範囲外であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号を除外し、前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する回転数演算部と、前記回転数演算部により演算された前記回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する回転数情報出力部と、を有することを特徴としている。

（２）前記回転数演算部は、前記オンオフ比率が前記範囲内であると判定されると、この時に入力されたパルス信号のオン時間及びオフ時間の一方又は両方の時間に基づいて前記回転体の回転数を演算することが好ましい。

（３）この場合、前記回転数情報出力部は、前記回転数演算部で演算された回転数をそのまま回転数情報として出力することが好ましい。

（４）あるいは、前記回転数情報出力部は、前記判定部により前記オンオフ比率が前記範囲内であると判定される状態が所定期間以上継続している場合には、前記回転数演算部で演算された回転数を前記所定期間で移動平均処理した平均回転数を回転数情報として出力することも好ましい。

（５）前記回転数演算部は、前記パルス生成手段で生成されたパルス信号のオン時間及びオフ時間の何れかが、予め設定された設定時間以上になると前記回転体の回転数を０とすることが好ましい。

（６）本発明の回転検出信号処理方法は、回転体に一定間隔で形成された特定形状の検出対象（凹凸又はスリット）の通過を検出する検出手段（検出素子）から出力される検出信号を処理する回転検出信号処理方法であって、前記検出手段から入力された検出信号をオン状態とオフ状態とに二値化したパルス信号（オン信号及びオフ信号）を生成するパルス生成ステップと、前記パルス生成ステップで生成されて入力されたパルス信号に基づいて前記回転体の（単位時間当たりの）回転数を演算する演算ステップと、を有し、前記演算ステップは、前記パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算するオンオフ比率演算部ステップと、前記オンオフ比率演算ステップにより演算されたオンオフ比率を、基準比率を中心とした所定範囲と比較して、このオンオフ比率が前記所定範囲内か否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に基づいて、前記オンオフ比率が前記所定範囲外であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号を除外し、前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する回転数演算ステップと、前記回転数演算ステップにより演算された前記回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する回転数情報出力ステップと、を有することを特徴としている。

本発明によれば、パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算し、演算されたオンオフ比率を所定範囲と比較して、このオンオフ比率が所定範囲外である場合はそのパルス信号を除外し、所定範囲内である場合はそのパルス信号に基づいて回転体の回転数を演算し、演算された回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する。パルス信号が適正なものであればそのオンオフ比率は基準比率を中心とした所定範囲内と判定されるため、不適正なパルス信号に基づく回転数の演算が防止され、適正なパルス信号に基づく回転数のみから回転数情報を出力するようになる。したがって、適正なパルス信号が得られる限り最新の回転情報を得ることができる。また、不適正なパルス信号に基づく回転数の演算が防止されるため、回転体が回転していないにもかかわらず振動やノイズ等により発生するパルス信号による回転の誤検出を防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理装置を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理装置を適用するのに好適な回転体である変速機の回転要素を示す模式図である。 本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理装置による処理を説明するタイムチャートであり、（ａ）は回転センサの検出信号を示し、（ｂ），（ｃ）は生成したパルス信号を示す。 本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理装置による処理にかかる各種のパルス信号の例を示すタイムチャートであり、（ａ１）〜（ｄ１）は何れも回転センサの検出信号を示し、（ａ２）〜（ｄ２）は何れも検出信号から生成されたパルス信号の波形を示している。 本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理方法を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理方法に適用される基準比率の設定方法を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる回転検出信号処理装置及びこれを用いた回転検出信号処理方法を説明する。
本実施形態にかかる回転検出信号処理装置は、種々の回転体の回転の検出に適用でき、自動車の駆動系に装備された回転要素（回転体）の回転数（単位時間当たりの回転数、即ち、回転速度）を検出するために用いるのも好適である。例えば図２に示すように、自動車のエンジン１に、前進クラッチ，後退ブレーキを含んだ前後進切替機構２を介して接続された無段変速機３の回転要素（回転体）の１つであるプライマリシャフト（入力軸）３ＰＳの回転数の検出やセカンダリシャフト（出力軸）３ＳＳの回転数の検出に用いることができる。

〔１．装置構成〕
図１に示すように、回転体（軸自体又は軸に取り付けられて一体回転する円形状物等）１０には、同一周上に凹凸又はスリットといった特定形状の検出対象１１が一定間隔で形成されている。この例では、回転体１０の外周に凹凸形状の検出対象１１が一定間隔で形成されている。回転体１の回転を検出する回転センサ（検出手段）２０として、ここではホール素子が用いられており、回転センサ２０は、感知部を検出対象である凹凸形状１１に対向させて配設されている。

ホール素子は、磁気量を電気量（ここでは、電圧）に変換して出力するもので、凹凸形状１１の凸部が感知部の反応領域に進入すると磁気量が増加するためこれに応じて出力する電気量が増大し、凹凸形状１１の凹部が感知部の反応領域に進入すると磁気量が減少するためこれに応じて出力する電気量が減少する。したがって、回転センサ２０が出力する電気量の変化が、センサ部２１に対する検出対象１１の移動を示す。

なお、回転センサ２０は、ホール素子に限らず、電磁ピックアップなど他の電磁式の検出手段を用いてもよい。これらの電磁式の検出手段の場合、電力を使用せずに検出できる利点がある。また、回転センサ２０には、電磁式に限らず光学式など他の検出手段を用いてもよい。この場合、例えば、特定形状として回転体１の同一半径位置にスリットを一定間隔で形成し、このスリットを光が透過できるように発光ダイオードとフォトダイオードとを対向させた光学式センサを設置し、スリット通過による光の透過を検知して信号として出力するものが考えられる。

回転検出信号処理装置は、この回転センサ２０からの検出信号を処理するもので、回転センサ２０の検出信号からパルス信号を生成するパルス生成器（パルス生成手段）３０と、パルス生成器３０により生成されたパルス信号に基づいてパルス信号が適正な信号であるか否かを判定すると共に適正な信号である場合は回転体１０の（単位時間当たりの）回転数を演算する演算装置（演算手段）４０とをそなえている。

パルス生成器３０は、パルス生成回路を備え、回転センサ２０の検出信号の値（電圧値）を所定の基準電圧と比較して、回転センサ２０の検出信号の電圧値が、基準電圧未満から基準電圧以上に増加したら信号を立ち上げ、基準電圧以上から基準電圧未満に減少したら信号を立ち下げて、パルス信号を生成する。例えば、回転体１０が回転（定速回転とする）していると、回転センサ２０の検出信号の電圧値は、図３（ａ）に示すサインカーブのように周期的に上下する。

この上下する電圧値の間に基準電圧をとれば、回転センサ２０の検出信号の電圧値は、周期的に基準電圧を中心に上下するため、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、検出電圧値が基準電圧以上のオン状態（例えば「１」）と、検出電圧値が基準電圧未満のオフ状態（例えば「０」）とに二値化した矩形のパルス信号が生成される。

図３（ａ）中に、パルス生成器３０でパルス生成に用いる基準電圧として、一点鎖線で示す基準電圧１と、二点鎖線で示す基準電圧２とを例示している。パルス生成器３０では、検出電圧値が基準電圧以上ならオン信号を、検出電圧値が基準電圧未満ならオフ信号を出力する。

なお、適正なパルス信号は、オン信号とオフ信号とが交互に連続するが、誤ったパルス信号には、単発的なオン信号や単発的なオフ信号もあり、ここでは、これらを含めたものをパルス信号と称する。

基準電圧１のように、基準電圧が検出電圧の最大値と最小値との中間（平均値）付近の値であれば（逆にいえば、検出電圧が基準電圧を中心に増減すれば）、１周期中のオン時間（オン信号の継続時間）Ｔonとオフ時間（オフ信号の継続時間）Ｔoffとはほぼ等しくなるが、基準電圧２のように、基準電圧が検出電圧の最大値と最小値との中間（平均値）よりも大きい側又は小さい側にずれていれば（逆にいえば、検出電圧が基準電圧に対して小さい側又は大きい側にずれて増減すれば）、オン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとは異なる大きさになる。
しかし、１周期中のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとが異なっても、オン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとの比率、即ち、オンオフ比率Ｒon・offは、少なくとも定速回転時には各周期で一定になる。

図４は回転センサの検出信号（電圧値）〔（ａ１）〜（ｄ１）〕とこれに基づいて生成されたパルス信号の波形〔（ａ２）〜（ｄ２）〕を示している。

回転体１０が停止していれば、図４（ａ１）に示すように、検出信号は一定（ここでは、基準電圧未満とする）であり、パルス生成器３０ではパルス信号は生成されずに、図４（ａ２）に示すように、オン信号及びオフ信号の何れかが（ここでは、オフ信号）が継続して出力される。

回転体１０が定速回転していれば、図４（ｂ１）に示すように、検出信号は一定周期で増減し、パルス生成器３０では、図４（ｂ２）に示すように、オン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffがそれぞれ一定のオン信号及びオフ信号が交互に出力され、オンオフ比率Ｒon・offは一定になる。ここでは、便宜上、基準電圧が基準電圧１のように検出電圧の最大値と最小値との中間（平均値）付近の値とする。

回転体１０が例えば加速するなど速度変化して回転していれば、図４（ｃ１）に示すように、検出信号は周期を変化させながら増減し、パルス生成器３０では、図４（ｃ２）に示すように、オン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffがそれぞれ回転体１０の速度変化に応じて変化しながらオン信号及びオフ信号が交互に出力される。この場合、オンオフ比率Ｒon・offは変化するが、図４（ｃ２）に示すオン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffの変化は便宜上誇張して示すもので、検出対象１１を回転体１０にある程度の数だけ形成すれば、例え速度変化が著しい場合にも、オンオフ比率Ｒon・offの変化は僅かであり、定速回転時のオンオフ比率Ｒon・offに近い値となる。

そして、回転体１０は回転していないが、回転体１０が周囲の振動の影響を受けながら振動すると、図４（ｄ１）に示すように、検出信号が不規則に変化するため、オン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffが何れも不規則なオン信号及びオフ信号が出力される。この場合には、オンオフ比率Ｒon・offも不規則なものになり、定速回転時のオンオフ比率Ｒon・offから大きく外れた値となる。

本演算装置４０は、このようなオンオフ比率Ｒon・offに着目して、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内にあれば、パルス信号は適正であると判断することができ、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲外にあれば、パルス信号は不適正であると判断することができる、との知見に基づいて、パルス信号の正否を判断し、パルス信号が適正であればこのパルス信号に基づいて回転体１０の回転数Ｒｎを演算し、パルス信号が不適正であればこのパルス信号は除外し用いないようにしている。

このため、演算装置４０は、マイクロコンピュータを中心として各種インターフェース等を備えて構成され、パルス生成器３０から入力されるパルス信号からオンオフ比率を演算するオンオフ比率演算部４１と、オンオフ比率が所定範囲内か否かを判定する判定部４２と、オンオフ比率が所定範囲内であると判定されたらそのパルス信号に基づいて回転体１０の回転数Ｒｎを演算する回転数演算部４３と、演算された回転体１０の回転数に基づいて回転数情報を出力する回転数情報出力部４４と、所定範囲を規定する基準比率Ｒstを予め設定する基準比率設定部４５とを、機能要素（ソフトウェア）として備えている。

オンオフ比率演算部４１は、パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間（オン信号の継続時間）Ｔonとオフ時間（オフ信号の継続時間）Ｔoffとの比率であるオンオフ比率Ｒon・offを演算する。なお、ここでは、次式のように、オン時間Ｔonをオフ時間Ｔoffで除算した値をオンオフ比率Ｒon・offと定義するが、逆に、オフ時間Ｔoffをオン時間Ｔonで除算した値をオンオフ比率Ｒon・offと定義してもよい。
Ｒon・off＝Ｔon／Ｔoff

本実施形態では、オン信号がオフ信号に切り替わったら、直近のオン時間Ｔonとその直前のオフ時間ＴoffとからＲon・offを演算し、その後、オフ信号がオン信号に切り替わったら、直近のオフ時間Ｔoffとその直前のオン時間ＴonとからＲon・offを演算する。したがって、オン信号とオフ信号とが切り替わる毎にオンオフ比率Ｒon・offの演算が実施される。

判定部４２は、オンオフ比率演算部４１により演算されたオンオフ比率Ｒon・offを、基準比率Ｒstを中心とした所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）と比較して、このオンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内か否かを判定する。

判定部４２でオンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内であると判定されると、このオンオフ比率Ｒon・offを与えたパルス信号は適正であると判断でき、判定部４２でオンオフ比率Ｒon・offが所定範囲外であると判定されると、このオンオフ比率Ｒon・offを与えたパルス信号は適正でない、即ち、振動やノイズ等の影響を受けた不適正なものであると判断できる。

基準比率Ｒstは予め決められた値であって基準比率設定部４５に記憶されている。また、基準比率設定部４５では、回転体１０が定速回転した場合においてオンオフ比率演算部４１によって演算されたオンオフ比率Ｒon・offを所定のサンプル数Ｎcだけ取得し、このＮc個のオンオフ比率Ｒon・offの平均値Ｒavを下式により演算し、この平均値Ｒavを基準比率Ｒstに設定してもよい。
Ｒst＝Ｒav＝ΣＲon・off／Ｎc
また、基準比率設定部４５では、予め設定された基準比率Ｒstを演算された平均値Ｒavで補正してもよい。

また、所定範囲の下限値Ｒstlは基準比率Ｒst−αとし、所定範囲の上限値Ｒsthは基準比率Ｒst＋αとする。このαは、許容誤差であり、回転体１０が加速又は減速して回転速度が変化した場合を考慮したもので、回転体１０に想定される最大の速度変化に基づいて設定される。つまり、前述のように、パルス信号が適正であっても、回転体１０の加速や減速によってオンオフ比率Ｒon・offが変化するため、回転体１０の回転速度が最も急変した場合のオンオフ比率Ｒon・offの変化量程度をαとする。ただし、このオンオフ比率Ｒon・offの変化αは僅かである。

回転数演算部４３は、判定部４２の判定結果に基づいて、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）外であると判定されたらそのオンオフ比率Ｒon・offにかかるパルス信号を除外し、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内（以内）であると判定されたらそのオンオフ比率Ｒon・offにかかるパルス信号に基づいて回転体１０の回転数Ｒｎを演算する。

本実施形態では、オンオフ比率Ｒon・offの演算に使用したオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとから、次式のように回転体１０の回転数Ｒｎを演算する。なお、Ｎobは回転体１０に全周にわたって形成された検出対象（凹凸又はスリット）１１の数である。オン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとを分単位にすれば、回転数Ｒｎの単位はｒｐｍとなる。
Ｒｎ＝１／〔（Ｔon＋Ｔoff）・Ｎob〕

なお、回転数演算部４３は、パルス信号のオン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffの何れかが、予め設定された設定時間以上になると回転体１０の回転数Ｒｎを０とする。つまり、回転体１０の回転速度が低下すると、パルス信号のオン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffが次第に長くなり、回転体１０が停止すれば、図４（ａ２）に示すように、オン信号及びオフ信号の何れかがが継続して出力される。一般に、回転数Ｒｎが微小な閾値以下になれば回転体１０は停止しているものと判定できるが、前記設定時間は、この停止判定にかかる回転数閾値に対応するオン時間Ｔon，オフ時間Ｔoffに基づいた時間を与えることができる。

回転数情報出力部４４は、回転数演算部４３により演算された回転体１０の回転数Ｒｎに基づいて回転数情報を出力する。
本実施形態では、回転数情報出力部４４は、判定部４２によりオンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内（Ｒstl≦Ｒon・off≦Ｒsth）であると判定される状態が所定期間継続したら、回転数演算部４３で演算された回転数Ｒｎを所定期間で移動平均した平均回転数Ｒｎavを回転数情報として出力する。

このように、平均回転数Ｒｎavを回転数情報として出力するのは、回転体１０への振動入力によりパルス信号が発生した場合であっても、単発のパルス信号であればオンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内（Ｒstl≦Ｒon・off≦Ｒsth）であると判定される可能性があることを考慮したものである。振動入力により発生するパルス信号は単発的であるので、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内である状態が所定期間継続したら、振動入力により発生するパルス信号ではないものと見做す。

そこで、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内である状態が所定期間継続したことを条件に、回転数Ｒｎを所定期間で移動平均した平均回転数Ｒｎavを回転数情報として出力する。なお、所定期間とは、時間であっても入力されるパルス信号の数であっても良く、ここで入力されるパルス信号が所定数（少なくとも単数でなければよいので、所定数は僅かな数でよい）だけ連続して入力されるまでの期間としている。

もちろん、回転数情報出力部４４が、回転数演算部４３で演算された回転数Ｒｎをそのまま回転数情報として出力するように構成して、回転数Ｒｎを使用する側で必要に応じて移動平均処理等のフィルタ処理を行なうようにしてもよい。

〔２．作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる回転検出信号処理装置は、上述のように構成されているので、例えば、図５及び図６のフローチャートに示すように、回転センサ２０からの検出信号を処理する。なお、図５，図６のフローチャートは、回転検出信号処理装置の作動中には極めて短い処理周期で繰り返し実施される。

また、回転検出信号処理装置の起動と共にタイマカウントが開始される。タイマ値として、オフ時間をカウントするオフ時間タイマ値ＴＭ０と、オン時間をカウントするオン時間タイマ値ＴＭ１とが設けられる。さらに、「Ｆ」は制御フラグであり、パルス信号がオフ信号ならＦ＝０に、パルス信号がオン信号ならＦ＝１にセットされる。

図５に示すように、極めて短い処理周期で回転センサ２０からの検出信号を読み取る（ステップＳ１０）。パルス生成器３０により、読み取った検出信号の値（検出値）を基準値（基準電圧）と比較する（ステップＳ２０）。検出値が基準値以上ならパルス信号はオン信号でありステップＳ３０へ、検出値が基準値未満ならパルス信号はオフ信号でありステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ３０では、フラグＦが０か否かを判定する。ここで、フラグＦが０と判定されるのは、前回の処理周期まではパルス信号はオフ信号であり今回の処理周期でオン信号に切り替わった場合に相当する。この場合、フラグＦを１にセットし（ステップＳ４０）、このときのオフ時間タイマ値ＴＭ０を読み取って、これに基づいてオフ時間Ｔoffを演算し（ステップＳ５０）、メモリにオフ時間Ｔoffを記憶する（ステップＳ６０）。

そして、オフ時間タイマ値ＴＭ０を０にリセットし、オン時間タイマ値ＴＭ１のカウントを開始する（ステップＳ７０）。さらに、オンオフ比率演算部４１が、記憶されている直近のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとからオンオフ比率Ｒon・off（＝Ｔon／Ｔoff）を演算する（ステップＳ８０）。

さらに、判定部２が、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内か否かを判定し（ステップＳ３００）、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内であれば、回転数演算部４３は、このオンオフ比率Ｒon・offにかかるオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとから回転数Ｒnを演算する（ステップＳ３１０）。この場合、直近の1組のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとから回転数Ｒnを演算してもよいし、数組、又は、所定時間内のパルス数のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとから回転数Ｒnを演算してもよい。オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）外であれば、回転数演算部４３は、このオンオフ比率Ｒon・offにかかるパルス信号は適正でないとして前回の周期の回転数Ｒnを維持する（ステップＳ３２０）。そして、演算された又は維持された回転数Ｒｎを回転数情報出力部４４に出力する（ステップＳ３３０）。

また、ステップＳ３０で、フラグＦが０でないと判定されるのは、オン信号の状態が継続している場合に相当する。この場合、オン時間タイマ値ＴＭ１のカウントを継続し（ステップＳ１００）、オン時間タイマ値ＴＭ１が、回転数Ｒｎが０であると判定する設定時間に相当する設定タイマ値ＴＭｓ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。オン時間タイマ値ＴＭ１が設定タイマ値ＴＭｓ以上でなければリターンし、オン時間タイマ値ＴＭ１が設定タイマ値ＴＭｓ以上であれば、回転数演算部４３は回転体１０の回転数Ｒｎを０として（ステップＳ１２０）、回転数Ｒｎとして「０」を回転数情報出力部４４に出力する（ステップＳ３３０）。

一方、ステップＳ２０からステップＳ１３０へ進むと、フラグＦが１か否かを判定する。フラグＦが１と判定されるのは、前回の処理周期まではパルス信号はオン信号であり今回の処理周期でオフ信号に切り替わった場合に相当する。この場合、フラグＦを０にセットし（ステップＳ１４０）、このときのオン時間タイマ値ＴＭ１を読み取って、これに基づいてオン時間Ｔonを演算し（ステップＳ１５０）、メモリにオン時間Ｔonを記憶する（ステップＳ１６０）。

そして、オン時間タイマ値ＴＭ１を０にリセットし、オフ時間タイマ値ＴＭ０のカウントを開始する（ステップＳ１７０）。さらに、記憶されている直近のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとからオンオフ比率Ｒon・off（＝Ｔon／Ｔoff）を演算する（ステップＳ１８０）。

さらに、判定部４２が、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内か否かを判定し（ステップＳ３００）、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）内であれば、回転数演算部４３は、このオンオフ比率Ｒon・offにかかるオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとから回転数Ｒnを演算する（ステップＳ３１０）。オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）外であれば、回転数演算部４３は、このオンオフ比率Ｒon・offにかかるパルス信号は適正でないとして前回の周期の回転数Ｒnを維持する（ステップＳ３２０）。そして、演算された又は維持された回転数Ｒｎを回転数情報出力部４４に出力する（ステップＳ３３０）。

また、ステップＳ１３０で、フラグＦが１でないと判定されるのは、オフ信号の状態が継続している場合に相当する。この場合、オフ時間タイマ値ＴＭ０のカウントを継続し（ステップＳ２００）、オフ時間タイマ値ＴＭ０が、回転数Ｒｎが０であると判定する設定時間に相当する設定タイマ値ＴＭｓ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。オフ時間タイマ値ＴＭ０が設定タイマ値ＴＭｓ以上でなければリターンし、オフ時間タイマ値ＴＭ０が設定タイマ値ＴＭｓ以上であれば回転体１０の回転数Ｒｎを０として（ステップＳ２２０）、回転数Ｒｎとして「０」を回転数情報出力部４４に出力する（ステップＳ３３０）。

また、本実施形態では、回転数情報出力部４４は、回転数演算部４３から出力された回転数Ｒｎの値をそのまま回転数情報として出力するのではなく、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内である状態が所定期間継続したことを条件に、回転数Ｒｎを所定期間で移動平均した平均回転数Ｒｎavを回転数情報として出力する。

なお、基準比率設定部４５では、所定範囲（Ｒstl〜Ｒsth）の中心となる基準比率Ｒstが予め設定されるが、基準比率設定部４５では、例えば図６に示すように、基準比率Ｒstを設定することができる。つまり、回転体１０を定速回転させながら（ステップＳ４１０）、オンオフ比率演算部４１によるオンオフ比率演算ルーチンを利用して所定のサンプル数Ｎcだけオンオフ比率Ｒon・offを取得する（ステップＳ４２０）。ここで、オンオフ比率演算ルーチンとは、図５のステップＳ２０〜Ｓ２２０の処理である（ただし、ステップＳ１２０，Ｓ２２０は使用しない）。

そして、所定のサンプル数Ｎcだけオンオフ比率Ｒon・offを取得したことを判定したら（ステップＳ４３０）、このＮc個のオンオフ比率Ｒon・offの平均値Ｒavを下式のように演算し、この平均値Ｒavを基準比率Ｒstに設定する（ステップＳ４４０）。
Ｒst＝Ｒav＝ΣＲon・off／Ｎc

このようにして、入力されたパルス信号に基づくオンオフ比率Ｒon・offから、パルス信号が正常であるか否かを判定し、パルス信号が正常の場合には、オンオフ比率Ｒon・offにかかるオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとからオンオフ比率Ｒon・off（＝Ｔon／Ｔoff）を演算し、回転体１０の回転数Ｒｎを更新するので、正常なパルス信号から最新の正確な回転情報を得ることができる。

例えば、図２に示すように、自動車のエンジン１に、前後進切替機構２を介して接続された無段変速機３のプライマリシャフト（入力軸）３ＰＳの回転数の検出に用いる場合、前後進切替機構２の前進クラッチ，後退ブレーキを切り離して停車していても、エンジン１のアイドリング振動やこれに起因した車体振動がプライマリシャフト３ＰＳに伝わって、周方向の微小な振動（回転振動）を生じることがある。

プライマリシャフト３ＰＳが微小な回転振動を生じた際に、回転センサ２０のセンサ部２１に対向する検出対象１１が微小に往復動して磁気量を変化させるためこれが電気量（ここでは、電圧）に変換されて電気量が増減する。この増減が、基準電圧付近で発生すると、パルス信号が発生する。このパルス信号を適正なものとして処理すると、停止しているプライマリシャフト３ＰＳの回転数を算出してしまうことになる。しかし、こうした微小な回転振動で生じるパルス信号は不規則であるため、本実施形態にかかる回転検出信号処理装置や回転検出信号処理方法では、このようなパルス信号が誤って入力されたものと判断することができ、誤検出が回避される。

また、特許文献１に記載されるように、ハイブリッド車両において、エンジンを停止してモータ出力により走行している際に、車両振動や車載制御機器（モータ、発電機等）のノイズ等に起因して回転センサ２０から誤った検出信号が出力されることがあるが、この場合も、パルス信号は不規則であるため、本実施形態にかかる回転検出信号処理装置や回転検出信号処理方法では、パルス信号が誤って入力されたものと判断することができ、このような誤検出も回避される。

また、回転数を検出している状況において、ノイズ等の何等かの要因により異常なパルスが発生した場合でも、正常なパルス信号が入力されていないと判断できるので、回転数の誤検出を防止することができる。

また、本実施形態では、回転数情報出力部４４は、回転数演算部４３から出力された回転数Ｒｎの値をそのまま回転数情報として出力するのではなく、オンオフ比率Ｒon・offが所定範囲内である状態が所定期間継続したことを条件に、回転数Ｒｎを所定期間で移動平均した平均回転数Ｒｎavを回転数情報として出力するので、より信頼性の高い回転数情報を出力することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の装置及び方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を適宜変更して実施することができる。

例えば、回転数情報出力部４４が、回転数演算部４３から出力された回転数Ｒｎの値をそのまま回転数情報として出力すれば、より最新の回転数情報を出力することができる。

また、実施形態では、所定範囲の下限値Ｒstlは基準比率Ｒst−αとし、所定範囲の上限値Ｒsthは基準比率Ｒst＋αとしているが、検出信号が、中央値〔最大値と最小値との完全に中間な値、図３（ａ）の基準電圧１〕付近で傾斜が最も大きく、中央値から離れるほど傾斜が緩やかになっていくサイン波の特性を考慮して、基準比率Ｒstに対して、中央値〔図３（ａ）の基準電圧１〕からより外れている側の誤差許容値は小さく、中央値側の誤差許容値は大きく設定しても良い。

また、実施形態では、パルス生成手段として、パルス生成回路を有するパルス生成器３０を用いているが、パルス生成手段は、演算装置４０あるいはその他のコンピュータの機能要素（ソフトウェア）としてもよい。

１ エンジン
２ 前後進切替機構
３ 無段変速機
３ＰＳ プライマリシャフト（入力軸）
１０ 回転体
１１ 検出対象
２０ 回転センサ（検出手段）
２１ センサ部
３０ パルス生成器（パルス生成手段）
４０ 演算装置（演算手段）
４１ オンオフ比率演算部
４２ 判定部
４３ 回転数演算部
４４ 回転数情報出力部
４５ 基準比率設定部

Claims (6)

1. 回転体に一定間隔で形成された特定形状の検出対象の通過を検出する検出手段から出力される検出信号を処理する回転検出信号処理装置であって、
   前記検出手段から入力された検出信号をオン状態とオフ状態とに二値化したパルス信号を生成するパルス生成手段と、
   前記パルス生成手段で生成されて入力されたパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する演算手段と、を有し、
   前記演算手段は、
   前記パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算するオンオフ比率演算部と、
   前記オンオフ比率演算部により演算されたオンオフ比率を、基準比率を中心とした所定範囲と比較して、このオンオフ比率が前記所定範囲内か否かを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、前記オンオフ比率が前記所定範囲外であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号を除外し、前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する回転数演算部と、
   前記回転数演算部により演算された前記回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する回転数情報出力部と、を有する
   ことを特徴とする、回転検出信号処理装置。
2. 前記回転数演算部は、前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定されると、この時に入力されたパルス信号のオン時間及びオフ時間の一方又は両方の時間に基づいて前記回転体の回転数を演算する
   ことを特徴とする、請求項１記載の回転検出信号処理装置。
3. 前記回転数情報出力部は、前記回転数演算部で演算された回転数をそのまま回転数情報として出力する
   ことを特徴とする、請求項２記載の回転検出信号処理装置。
4. 前記回転数情報出力部は、前記判定部により前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定される状態が所定期間以上継続している場合には、前記回転数演算部で演算された回転数を前記所定期間で移動平均処理した平均回転数を回転数情報として出力する
   ことを特徴とする、請求項２記載の回転検出信号処理装置。
5. 前記回転数演算部は、前記パルス生成手段で生成されたパルス信号のオン時間及びオフ時間の何れかが、予め設定された設定時間以上になると前記回転体の回転数を０とする
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の回転検出信号処理装置。
6. 回転体に一定間隔で形成された特定形状の検出対象の通過を検出する検出手段から出力される検出信号を処理する回転検出信号処理方法であって、
   前記検出手段から入力された検出信号をオン状態とオフ状態とに二値化したパルス信号を生成するパルス生成ステップと、
   前記パルス生成ステップで生成されて入力されたパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する演算ステップと、を有し、
   前記演算ステップは、
   前記パルス信号が入力される毎に入力されたパルス信号のオン時間とオフ時間との比率であるオンオフ比率を演算するオンオフ比率演算部ステップと、
   前記オンオフ比率演算ステップにより演算されたオンオフ比率を、基準比率を中心とした所定範囲と比較して、このオンオフ比率が前記所定範囲内か否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップの判定結果に基づいて、前記オンオフ比率が前記所定範囲外であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号を除外し、前記オンオフ比率が前記所定範囲内であると判定されたらそのオンオフ比率にかかるパルス信号に基づいて前記回転体の回転数を演算する回転数演算ステップと、
   前記回転数演算ステップにより演算された前記回転体の回転数に基づいて回転数情報を出力する回転数情報出力ステップと、を有する
   ことを特徴とする、回転検出信号処理方法。

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