コンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法
【課題】うねりに影響されることなく正確に正弦波入力信号を矩形波に変換することができるコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法を提供する。
【解決手段】コンパレータ回路部１１０は、検出部１００からの検出信号Ｒ１が入力される信号入力部１１１Ａと、信号入力部１１１Ａに入力された検出信号Ｒ１のピーク値を算出するピーク値算出部１１３と、信号入力部１１１Ａに入力された検出信号Ｒ１のボトム値を算出するボトム値算出部１１４と、ピーク値算出部１１３が算出したピーク値とボトム値算出部１１４が算出したボトム値との中間の閾値Ｍ１を算出する閾値算出部１１７と、検出信号Ｒ１と、閾値算出部１１７が算出した閾値Ｍ１との大小を比較して、その大小に応じてパルス信号Ｐ１へと変換するパルス信号変換部１１８とを備える。
【解決手段】コンパレータ回路部１１０は、検出部１００からの検出信号Ｒ１が入力される信号入力部１１１Ａと、信号入力部１１１Ａに入力された検出信号Ｒ１のピーク値を算出するピーク値算出部１１３と、信号入力部１１１Ａに入力された検出信号Ｒ１のボトム値を算出するボトム値算出部１１４と、ピーク値算出部１１３が算出したピーク値とボトム値算出部１１４が算出したボトム値との中間の閾値Ｍ１を算出する閾値算出部１１７と、検出信号Ｒ１と、閾値算出部１１７が算出した閾値Ｍ１との大小を比較して、その大小に応じてパルス信号Ｐ１へと変換するパルス信号変換部１１８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動する測定対象の回転角信号を処理するコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のエンコーダの検出信号と、検出信号から変換されるパルス信号とを示す図である。図５は、従来のエンコーダの検出信号からパルス信号への変換の問題点を説明する図である。ここで、図４及び図５は、横軸を時間軸とし、縦軸を振幅（受光量）としている。
エンジンの燃焼解析などに実施されるクランク軸の回転角の測定は、クランク軸に透過式のスリット円盤を固定し、そのスリット円盤に対して光を透過させる投受光方式のエンコーダを用いている（例えば、特許文献１参照）。このエンコーダは、投光部から照射されスリット円盤を透過した光を受光部によって検出し、検出した正弦波の検出信号（正弦波入力信号）をパルス信号（矩形波）に変換して、燃焼解析器などの外部機器に出力している。
このエンコーダには、図４に示すように、検出信号Ｒ２をパルス信号Ｐ２に変換するための閾値Ｍ２が設けられており、この閾値Ｍ２と検出信号Ｒ２との大小を比較することによってパルス信号Ｐ２へと変換している。具体的には、エンコーダは、検出信号Ｒ２が閾値Ｍ２よりも大きい場合に、パルス信号Ｐ２をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号Ｒ２が閾値Ｍ２よりも小さい場合には、パルス信号Ｐ２をＯＦＦの状態（論理値０）として変換する。
【０００３】
しかし、このようなエンコーダは、上述したように投受光方式であるので、クランク軸に取り付けたスリット円盤の偏心、歪や、投光部及び受光部の取り付け角度の誤差などによって、検出時における受光部の受光量がクランク軸の回転以外の要因で変化してしまう場合がある。この受光量の変化は、図５に示すように、検出信号Ｒ２のうねりの原因となっており、このうねりによって、検出信号Ｒ２が適正な回転情報であるにもかかわらず、閾値Ｍ２から外れた部分のみパルス信号Ｐ２に変換されないといった問題を生じることがあった。
また、閾値を手動で設定する機能を設けるなどの対策を設けることも考えられるが、測定対象の変更などの測定環境の変化に対して、その都度、閾値を設定する必要があり、測定準備の手間が大きくなるという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−８３７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、うねりに影響されることなく正確に正弦波入力信号を矩形波に変換することができるコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１の発明は、検出部（１００）からの正弦波入力信号（Ｒ１）が入力される入力部（１１１Ａ）と、前記入力部（１１１）に入力された前記正弦波入力信号（Ｒ１）のピーク値を算出するピーク値算出部（１１３）と、前記入力部（１１１）に入力された前記正弦波入力信号（Ｒ１）のボトム値を算出するボトム値算出部（１１４）と、前記ピーク値算出部（１１３）が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部（１１４）が算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値（Ｍ１）を算出する閾値算出部（１１７）と、前記正弦波入力信号（Ｒ１）と、前記閾値算出部が算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号（Ｐ１）に変換するための閾値を設定する閾値設定部（１１８）と、を備えるコンパレータ回路（１１０）である。
請求項２の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、前記閾値算出部（１１７）は、前記閾値として、前記ピーク値算出部（１１３）が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部（１１４）が算出した前記ボトム値との中間値を算出すること、を特徴とするコンパレータ回路（１１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路（１１０）において、前記正弦波入力信号（Ｒ１）の周期を判定する周期判定部（１１５）と、前記周期判定部（１１５）が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部（１１６）とを備えること、を特徴とするコンパレータ回路（１１０）である。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路（１１０）において、前記スリット円盤（１０１）が燃焼機関の回転軸（２）に取り付けられ、前記回転軸の回転周期を判定する周期判定部（１１５）と、前記周期判定部（１１５）が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部（１１６）とを備えること、を特徴とするコンパレータ回路である。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコンパレータ回路（１１０）と、前記検出部（１００）とを備え、前記検出部（１００）は、被検出部である回転軸（２）に着脱可能に装着され、複数のスリット（Ｓ１、Ｓ２）が円周状に設けられたスリット円盤（１０１）と、前記スリット円盤（１０１）に向けて光線を照射する照射部（１０２）と、前記スリット（Ｓ１、Ｓ２）を通過した前記光線を受光し、受光した前記光線の光量を前記正弦波入力信号（Ｒ１）として、前記コンパレータ回路（１１０）へと入力する受光部（１０３）とを備えること、を特徴とするエンコーダ（１０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、請求項５に記載のエンコーダ（１０）を備え、前記エンコーダ（１０）は、前記スリット円盤（１０１）が燃焼機関の回転軸（２）に取り付けられ、前記回転軸（２）の回転に応じて前記正弦波入力信号（Ｒ１）を前記コンパレータ回路（１１０）へと入力すること、を特徴とする燃焼解析システム（１）である。
【０００９】
請求項７の発明は、検出部からの正弦波入力信号が入力される入力工程と、前記入力工程において入力された前記正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出工程と、前記入力部において入力された前記正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出工程と、前記ピーク値算出工程において算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出工程において算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出工程と、前記閾値算出工程において算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定工程と、を備えるコンパレータ回路の制御方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）本発明は、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の間の範囲に閾値を設定して、正弦波入力信号を矩形波信号へと変換する。つまり、この閾値を自動的に設定するので、測定者による閾値の調整が不要であるため、測定時の煩雑さを防止することができる。また、正弦波入力信号に歪みが生じるような測定であっても、正弦波入力信号から矩形波信号への変換をすることができる。
（２）本発明は、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を閾値にするため、正弦波入力信号の出力の中心を閾値にできるので、より正確な矩形波信号を得ることができる。
（３）本発明は、正弦波入力信号の周期を判定して、周期に応じて、ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する。つまり、被検出物の回転周期等が変化した場合であっても、ピーク値及びボトム値を保持する時間を自動的に調整するため、正弦波信号の周期に適切な保持時間に設定できるので測定精度が低下するような事態を回避することができる。
（４）本発明は、スリット円盤が被検出部である回転軸に着脱可能に装着され、スリットを通過した光線の光量を正弦波入力信号とする。このような構成のエンコーダの場合、回転盤や回転軸が偏心していたり、照射部や受光部がずれて取り付けられた等の理由によって、光線の通過状態がスリット間でばらつきが生じ、正弦波入力信号に歪みが生じるようなときがある。このように正弦波入力信号に歪みが生じるような測定であっても、上記（１）に説明したように、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を閾値とするので、正弦波から矩形波への変換をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、うねりに影響されることなく正確に正弦波入力信号を矩形波に変換することができるコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法を提供するという目的を、入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を算出して、入力信号とその中間値との大小を比較することにより実現する。
【００１２】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による燃焼解析システムの実施形態を示す図である。図２は、本発明のエンコーダの検出部の詳細を示す図である。
【００１３】
燃焼解析システム１は、図１に示すように、クランク軸（回転軸）２にエンコーダ１０が接続され、また、エンコーダ１０に燃焼解析器２０が接続された構成を有している。燃焼解析システム１は、クランク軸２の回転角をエンコーダ１０で測定し、その測定結果に基づいて燃焼解析器２０によってクランク軸２に接続された不図示のエンジンの燃焼効率を解析するシステムである。
クランク軸２は、不図示のエンジンの回転を伝達する軸部材であり、その先端に後述のエンコーダ１０のスリット円盤１０１が着脱自在に固定されている。
エンコーダ１０は、検出部１００及びコンパレータ回路部１１０を有しており、クランク軸２の回転角を計測して、回転データをパルス信号として燃焼解析器２０へ出力する角度検出器である。
【００１４】
検出部１００は、図２に示すように、スリット円盤１０１、レーザ投光部（照射部）１０２及びレーザ受光部（受光部）１０３を有している。
スリット円盤１０１は、クランク軸２と共に回転するように、クランク軸２の先端に円盤面が垂直になるように着脱可能に固定されている円盤であり、円盤面に複数のスリットＳが設けられている。本実施形態では、スリット円盤１０１の円盤面には、スリットＳ１、スリットＳ２の２種類が設けられており、スリットＳ１は、スリット円盤１０１の１回転に対して１個のスリットで構成され、主にスリット円盤１０１の回転数の検出に使用される。また、スリットＳ２は、円盤面に円周上に設けられており、スリット円盤１０１の１回転に対して３６０個のスリットで構成され、スリット円盤１０１の回転角度の検出に使用される。
なお、要求される解像度等に応じて、スリット円盤１０１は、異なる構成のものに交換してもよい。例えば、スリットＳ１が１回転に対して１個のスリットで構成され、スリットＳ２が１回転に対して７２０個等のスリットで構成されるスリット円盤に交換してもよい。このように、スリット円盤１０１を変更することにより、スリット円盤１０１が正位置よりも傾いて装着されてしまった場合でも、後述するように、本実施形態の燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１をパルス信号Ｐ１へと正確に変換することができる。
【００１５】
レーザ投光部１０２は、レーザ光を照射する部分であり、スリット円盤１０１に設けられたスリットＳ１及びスリットＳ２にレーザ光を照射できるようにスリット円盤１０１の表面に配置される。
レーザ受光部１０３は、レーザ投光部１０２から照射されたレーザ光を受光する部分である。レーザ受光部１０３は、レーザ投光部１０２から照射され、スリット円盤１０１のスリットＳ１及びスリットＳ２を通過したレーザ光を受光できるように、スリット円盤１０１の裏面のレーザ投光部１０１に対応する位置に配置される。レーザ受光部１０３には、スリットＳ１及びスリットＳ２に対応する２つの受光素子が設けられている。また、レーザ受光部１０３は、各スリットから受光したレーザ光から、光量に応じた正弦波の検出信号（正弦波入力信号）をスリット毎に生成し、各検出信号をコンパレータ回路部１１０へ出力する（図１参照）。
【００１６】
以上の構成により、検出部１００は、クランク軸２と共に回転するスリット円盤１０１のスリットＳ１及びスリットＳ２を通過するレーザ投光部１０２のレーザ光をそれぞれレーザ受光部１０３によって受光することで、回転するクランク軸２の回転角を検出する。
【００１７】
コンパレータ回路部１１０は、図１に示すように、信号入力部（入力部）１１１Ａ，１１１Ｂ、ＡＣ結合部１１２、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４、周期判定部１１５、時定数制御部（制御部）１１６、閾値演算部１１７、パルス信号変換部（矩形波変換部）１１８、信号処理部１１９を有している。コンパレータ回路部１１０は、検出部１００から入力した正弦波の検出信号に基づいて回転角度に起因するパルス信号（矩形波）を燃焼解析器２０に出力する回路である。
【００１８】
信号入力部１１１Ａは、レーザ受光部１０３及びＡＣ結合部１１２接続されている。信号入力部１１１Ａは、レーザ受光部１０３のうちスリットＳ２に対応した受光素子から入力した正弦波の検出信号をＡＣ結合部１１２及びパルス信号変換部１１８に出力する。
信号入力部１１１Ｂは、レーザ受光部１０３及び周期判定部１１５に接続されている。信号入力部１１１Ｂは、レーザ受光部１０３のうちスリットＳ１に対応した受光素子から入力した正弦波の検出信号を周期判定部１１５に出力する。
ＡＣ結合部１１２は、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に接続され、信号入力部１１１Ａから入力した検出信号のＡＣカップリングの信号処理を行う部分である。ＡＣ結合部１１２は、処理した検出信号をピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に出力する。
【００１９】
ピーク値算出部１１３は、ＡＣ結合部１１２から入力した正弦波の検出信号のピーク値を算出する部分であり、算出したピーク値を閾値演算部１１７へ出力する。
ボトム値算出部１１４は、ＡＣ結合部１１２から入力した正弦波の検出信号のボトム値を算出する部分であり、算出したボトム値を閾値演算部１１７へ出力する。
周期判定部１１５は、信号入力部１１１Ｂから入力した検出信号に基づいてクランク軸２の回転周期を演算する部分であり、その演算結果を時定数制御部１１６へ出力する。周期判定部１１５は、信号入力部１１１Ｂの出力に基づいて、スリットＳ１を通過したレーザ光を受光に対応する出力信号を解析することによってスリット円盤１０１の回転周期（回転数）を判定する。
時定数制御部１１６は、ピーク値算出部１１３及びボトム値算出部１１４に接続され、適正な閾値を演算するために、周期判定部１１５の演算したクランク軸２の回転周期の情報に基づいてピーク値及びボトム値の検出間隔を制御する部分である。
本実施形態では、ピーク値及びボトム値に対応する電荷をコンデンサに保持させて、アナログ回路（図示せず）がその保持電圧に基づいて、ピーク値及びボトム値の中間値を算出する。時定数制御部１１６は、回転周期つまり検出間隔に応じて、このコンデンサの電荷保持時間を調整するため、複数の抵抗のなかから適正な抵抗を選択する。
【００２０】
閾値演算部１１７は、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に接続されており、ピーク値算出部１１３及びボトム値算出部１１４から入力したピーク値及びボトム値から閾値（中間値）を算出する部分である。閾値演算部１１７で算出した閾値は、パルス信号変換部１１８へ出力される。本実施形態では、閾値は、ピーク値とボトム値との中間の値としている。
【００２１】
パルス信号変換部１１８は、信号入力部１１１Ａから入力した検出信号と、閾値演算部１１７から入力した閾値との大小を比較して、検出信号をパルス信号へと変換する部分である。具体的には、パルス信号変換部１１８は、検出信号が閾値よりも大きい場合に、パルス信号をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号が閾値よりも小さい場合には、パルス信号をＯＦＦの状態（論理値０）として変換する。ここで、本実施形態では、パルス信号変換部１１８は、時定数変換部１１６で制御された検出間隔で検出されたピーク値及びボトム値から演算された閾値を、その閾値を演算した次の周期の検出信号と比較してパルス信号へと変換している。パルス信号変換部１１８によって変換されたパルス信号は、信号処理部１１９へと出力される。
【００２２】
信号処理部１１９は、パルス信号変換部１１８に接続され、パルス信号変換部１１８から入力したパルス信号を解析目的に合わせて分周や、逓倍などの信号処理を行う部分と、信号処理したパルス信号をエンコーダ１０の外部に出力するインターフェースとを有している。
燃焼解析器２０は、エンコーダ１０の信号処理部１１９のインターフェースに接続され、信号処理部１１９から入力したパルス信号と、不図示のエンジンの運転状態などの情報などを入力し、エンジンの燃焼効率を解析する装置である。
【００２３】
次に、燃焼解析システム１の動作について説明する。図３は、本発明のエンコーダ１０の検出部１００によって検出された検出信号と、コンパレータ回路部１１０の出力であるパルス信号とを示す図である。ここで、図３は、横軸を時間軸とし、縦軸を振幅（受光量）としている。なお、本実施形態では、スリット円盤１０１のスリットＳ２を通過したレーザ光に基づいた信号処理について説明し、また、図３も、スリットＳ２に基づく検出信号及びパルス信号として扱うが、スリットＳ１についても同様である。
【００２４】
エンジンのクランク軸２に、適正にエンコーダ１０のスリット円盤１０１、レーザ投光部１０２及びレーザ受光部１０３を配置したら、エンジンを始動しクランク軸２を回転させる。クランク軸２を回転させると、エンコーダ１０の検出部１００は、図３に示すように、スリット円盤１０１に設けられたスリットＳ２の間隔に応じた検出信号Ｒ１が検出される（入力工程）。検出された検出信号Ｒ１は、コンパレータ回路部１１０の信号入力部１１１Ａへ出力される。
【００２５】
正弦波の検出信号Ｒ１が検出部１００から信号入力部１１１Ａへ入力されると、コンパレータ回路部１１０は、ＡＣ結合部１１２で検出信号Ｒ１のＡＣカップリングの信号処理を行う。それから、コンパレータ回路部１１０は、ピーク値算出部１０２及びボトム値算出部１０３で信号処理された検出信号Ｒ１からピーク値及びボトム値を算出し（ピーク値算出工程、ボトム値算出工程）、閾値演算部１１７で閾値Ｍ１を演算する（中間値算出工程）。そして、コンパレータ回路部１１０は、検出信号Ｒ１が閾値Ｍ１よりも大きい場合に、パルス信号Ｐ１をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号Ｒ１が閾値Ｍ１よりも小さい場合には、パルス信号Ｐ１をＯＦＦの状態（論理値０）として変換し、変換結果を信号処理部１１８へと出力する。仮に、スリット円盤１０１の偏心、歪や、レーザ投光部１０２、レーザ受光部１０３の取り付けの誤差等で、検出信号Ｒ１に図３に示すようなうねりが発生したとしても、検出信号Ｒ１に基づいた閾値Ｍ１によって適正なパルス信号を自動的に演算することができる。
【００２６】
コンパレータ回路部１１０は、信号処理部１１８がパルス信号Ｐ１を入力したら、解析目的に応じてパルス信号Ｐ１に対して分周などの処理をして、燃焼解析器２０へと出力する。
最後に、燃焼解析器２０は、信号処理部１１８から入力したパルス信号と、エンジン運転状態などの情報などによってエンジンの燃焼効率などを解析する。
【００２７】
以上より、実施形態の燃焼解析システムには以下のような効果がある。
（１）燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１のピーク値及びボトム値の閾値Ｍ１を算出して、検出信号Ｒ１とその閾値Ｍ１との大小を比較してパルス信号Ｐ１へと変換する。つまり、閾値Ｍ１を自動的に設定するので、測定者による閾値Ｍ１の調整が不要であるため、測定時の煩雑さを防止することができる。検出信号Ｒ１にうねりが生じるよう測定であっても、パルス信号Ｐ１への変換をすることができる。
（２）燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１の周期を判定して、周期に応じて、ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する。つまり、クランク軸２の回転周期等が変化した場合であっても、ピーク値及びボトム値を保持する時間を自動的に調整するため、正弦波信号の周期に適切な保持時間に設定できるので、測定精度が低下するような事態を回避することができる。
（３）燃焼解析システム１は、スリット円盤１０１がクランク軸２に着脱可能に装着され、スリットＳ１、Ｓ２を通過したレーザ光の光量を検出信号Ｒ１とする。このような構成のエンコーダ１０の場合、スリット円盤１０１やクランク軸２が偏心していたり、レーザ投光部１０２やレーザ受光部１０３がずれて取り付けられたり等の理由によって、レーザ光の通過状態がスリットＳ１、Ｓ２間でばらつきが生じ、検出信号Ｒ１に歪みが生じるようなときがある。このように検出信号Ｒ１に歪みが生じるような測定であっても、上記（１）に説明したように、検出信号Ｒ１のピーク値及びボトム値の中間の値を閾値Ｍ１とするので、パルス信号Ｐ１への変換をすることができる。その結果、図３に示すように、検出信号Ｒ１の各ピーク値を結んだ包絡線Ｌ１と、各ボトム値を結んだ包絡線Ｌ２との中心線を閾値として、パルス信号Ｐ１に変換することができる。
【００２８】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらの発明も均等の範囲内である。
（１）本実施形態では、スリット円盤１０３にスリット１及びスリット２の２種類のスリットを設けたが、１種類又は３種類以上のスリットを設けることも可能である。
（２）本実施形態では、ピーク値及びボトム値の中間の値を閾値Ｍ１としたが、中間の値に限らず、例えば、ピーク値とボトム値との間を６：４に分割する値を閾値としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による燃焼解析システムの実施形態を示す図である。
【図２】本発明のエンコーダの検出部の詳細を示す図である。
【図３】本発明のエンコーダの検出部によって検出された検出信号と、コンパレータ回路部の出力であるパルス信号とを示す図である。
【図４】従来のエンコーダの検出信号と、検出信号から変換されるパルス信号とを示す図である。
【図５】従来のエンコーダの検出信号からパルス信号への変換の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 燃焼解析システム
２ クランク軸
１０ エンコーダ
１００ 検出部
１０１ スリット円盤
１０２ レーザ投光部
１０３ レーザ受光部
１１０ コンパレータ回路部
１１１Ａ，１１１Ｂ 信号入力部
１１２ ＡＣ結合部
１１３ ピーク値算出部
１１４ ボトム値算出部
１１５ 周期判定部
１１６ 時定数制御部
１１７ 閾値演算部
１１８ パルス信号変換部
１１９ 信号処理部
２０ 燃焼解析器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動する測定対象の回転角信号を処理するコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のエンコーダの検出信号と、検出信号から変換されるパルス信号とを示す図である。図５は、従来のエンコーダの検出信号からパルス信号への変換の問題点を説明する図である。ここで、図４及び図５は、横軸を時間軸とし、縦軸を振幅（受光量）としている。
エンジンの燃焼解析などに実施されるクランク軸の回転角の測定は、クランク軸に透過式のスリット円盤を固定し、そのスリット円盤に対して光を透過させる投受光方式のエンコーダを用いている（例えば、特許文献１参照）。このエンコーダは、投光部から照射されスリット円盤を透過した光を受光部によって検出し、検出した正弦波の検出信号（正弦波入力信号）をパルス信号（矩形波）に変換して、燃焼解析器などの外部機器に出力している。
このエンコーダには、図４に示すように、検出信号Ｒ２をパルス信号Ｐ２に変換するための閾値Ｍ２が設けられており、この閾値Ｍ２と検出信号Ｒ２との大小を比較することによってパルス信号Ｐ２へと変換している。具体的には、エンコーダは、検出信号Ｒ２が閾値Ｍ２よりも大きい場合に、パルス信号Ｐ２をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号Ｒ２が閾値Ｍ２よりも小さい場合には、パルス信号Ｐ２をＯＦＦの状態（論理値０）として変換する。
【０００３】
しかし、このようなエンコーダは、上述したように投受光方式であるので、クランク軸に取り付けたスリット円盤の偏心、歪や、投光部及び受光部の取り付け角度の誤差などによって、検出時における受光部の受光量がクランク軸の回転以外の要因で変化してしまう場合がある。この受光量の変化は、図５に示すように、検出信号Ｒ２のうねりの原因となっており、このうねりによって、検出信号Ｒ２が適正な回転情報であるにもかかわらず、閾値Ｍ２から外れた部分のみパルス信号Ｐ２に変換されないといった問題を生じることがあった。
また、閾値を手動で設定する機能を設けるなどの対策を設けることも考えられるが、測定対象の変更などの測定環境の変化に対して、その都度、閾値を設定する必要があり、測定準備の手間が大きくなるという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−８３７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、うねりに影響されることなく正確に正弦波入力信号を矩形波に変換することができるコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１の発明は、検出部（１００）からの正弦波入力信号（Ｒ１）が入力される入力部（１１１Ａ）と、前記入力部（１１１）に入力された前記正弦波入力信号（Ｒ１）のピーク値を算出するピーク値算出部（１１３）と、前記入力部（１１１）に入力された前記正弦波入力信号（Ｒ１）のボトム値を算出するボトム値算出部（１１４）と、前記ピーク値算出部（１１３）が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部（１１４）が算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値（Ｍ１）を算出する閾値算出部（１１７）と、前記正弦波入力信号（Ｒ１）と、前記閾値算出部が算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号（Ｐ１）に変換するための閾値を設定する閾値設定部（１１８）と、を備えるコンパレータ回路（１１０）である。
請求項２の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、前記閾値算出部（１１７）は、前記閾値として、前記ピーク値算出部（１１３）が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部（１１４）が算出した前記ボトム値との中間値を算出すること、を特徴とするコンパレータ回路（１１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路（１１０）において、前記正弦波入力信号（Ｒ１）の周期を判定する周期判定部（１１５）と、前記周期判定部（１１５）が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部（１１６）とを備えること、を特徴とするコンパレータ回路（１１０）である。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路（１１０）において、前記スリット円盤（１０１）が燃焼機関の回転軸（２）に取り付けられ、前記回転軸の回転周期を判定する周期判定部（１１５）と、前記周期判定部（１１５）が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部（１１６）とを備えること、を特徴とするコンパレータ回路である。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコンパレータ回路（１１０）と、前記検出部（１００）とを備え、前記検出部（１００）は、被検出部である回転軸（２）に着脱可能に装着され、複数のスリット（Ｓ１、Ｓ２）が円周状に設けられたスリット円盤（１０１）と、前記スリット円盤（１０１）に向けて光線を照射する照射部（１０２）と、前記スリット（Ｓ１、Ｓ２）を通過した前記光線を受光し、受光した前記光線の光量を前記正弦波入力信号（Ｒ１）として、前記コンパレータ回路（１１０）へと入力する受光部（１０３）とを備えること、を特徴とするエンコーダ（１０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、請求項５に記載のエンコーダ（１０）を備え、前記エンコーダ（１０）は、前記スリット円盤（１０１）が燃焼機関の回転軸（２）に取り付けられ、前記回転軸（２）の回転に応じて前記正弦波入力信号（Ｒ１）を前記コンパレータ回路（１１０）へと入力すること、を特徴とする燃焼解析システム（１）である。
【０００９】
請求項７の発明は、検出部からの正弦波入力信号が入力される入力工程と、前記入力工程において入力された前記正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出工程と、前記入力部において入力された前記正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出工程と、前記ピーク値算出工程において算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出工程において算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出工程と、前記閾値算出工程において算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定工程と、を備えるコンパレータ回路の制御方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）本発明は、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の間の範囲に閾値を設定して、正弦波入力信号を矩形波信号へと変換する。つまり、この閾値を自動的に設定するので、測定者による閾値の調整が不要であるため、測定時の煩雑さを防止することができる。また、正弦波入力信号に歪みが生じるような測定であっても、正弦波入力信号から矩形波信号への変換をすることができる。
（２）本発明は、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を閾値にするため、正弦波入力信号の出力の中心を閾値にできるので、より正確な矩形波信号を得ることができる。
（３）本発明は、正弦波入力信号の周期を判定して、周期に応じて、ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する。つまり、被検出物の回転周期等が変化した場合であっても、ピーク値及びボトム値を保持する時間を自動的に調整するため、正弦波信号の周期に適切な保持時間に設定できるので測定精度が低下するような事態を回避することができる。
（４）本発明は、スリット円盤が被検出部である回転軸に着脱可能に装着され、スリットを通過した光線の光量を正弦波入力信号とする。このような構成のエンコーダの場合、回転盤や回転軸が偏心していたり、照射部や受光部がずれて取り付けられた等の理由によって、光線の通過状態がスリット間でばらつきが生じ、正弦波入力信号に歪みが生じるようなときがある。このように正弦波入力信号に歪みが生じるような測定であっても、上記（１）に説明したように、正弦波入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を閾値とするので、正弦波から矩形波への変換をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、うねりに影響されることなく正確に正弦波入力信号を矩形波に変換することができるコンパレータ回路、エンコーダ、燃焼解析システム、及び、コンパレータ回路の制御方法を提供するという目的を、入力信号のピーク値及びボトム値の中間値を算出して、入力信号とその中間値との大小を比較することにより実現する。
【００１２】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による燃焼解析システムの実施形態を示す図である。図２は、本発明のエンコーダの検出部の詳細を示す図である。
【００１３】
燃焼解析システム１は、図１に示すように、クランク軸（回転軸）２にエンコーダ１０が接続され、また、エンコーダ１０に燃焼解析器２０が接続された構成を有している。燃焼解析システム１は、クランク軸２の回転角をエンコーダ１０で測定し、その測定結果に基づいて燃焼解析器２０によってクランク軸２に接続された不図示のエンジンの燃焼効率を解析するシステムである。
クランク軸２は、不図示のエンジンの回転を伝達する軸部材であり、その先端に後述のエンコーダ１０のスリット円盤１０１が着脱自在に固定されている。
エンコーダ１０は、検出部１００及びコンパレータ回路部１１０を有しており、クランク軸２の回転角を計測して、回転データをパルス信号として燃焼解析器２０へ出力する角度検出器である。
【００１４】
検出部１００は、図２に示すように、スリット円盤１０１、レーザ投光部（照射部）１０２及びレーザ受光部（受光部）１０３を有している。
スリット円盤１０１は、クランク軸２と共に回転するように、クランク軸２の先端に円盤面が垂直になるように着脱可能に固定されている円盤であり、円盤面に複数のスリットＳが設けられている。本実施形態では、スリット円盤１０１の円盤面には、スリットＳ１、スリットＳ２の２種類が設けられており、スリットＳ１は、スリット円盤１０１の１回転に対して１個のスリットで構成され、主にスリット円盤１０１の回転数の検出に使用される。また、スリットＳ２は、円盤面に円周上に設けられており、スリット円盤１０１の１回転に対して３６０個のスリットで構成され、スリット円盤１０１の回転角度の検出に使用される。
なお、要求される解像度等に応じて、スリット円盤１０１は、異なる構成のものに交換してもよい。例えば、スリットＳ１が１回転に対して１個のスリットで構成され、スリットＳ２が１回転に対して７２０個等のスリットで構成されるスリット円盤に交換してもよい。このように、スリット円盤１０１を変更することにより、スリット円盤１０１が正位置よりも傾いて装着されてしまった場合でも、後述するように、本実施形態の燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１をパルス信号Ｐ１へと正確に変換することができる。
【００１５】
レーザ投光部１０２は、レーザ光を照射する部分であり、スリット円盤１０１に設けられたスリットＳ１及びスリットＳ２にレーザ光を照射できるようにスリット円盤１０１の表面に配置される。
レーザ受光部１０３は、レーザ投光部１０２から照射されたレーザ光を受光する部分である。レーザ受光部１０３は、レーザ投光部１０２から照射され、スリット円盤１０１のスリットＳ１及びスリットＳ２を通過したレーザ光を受光できるように、スリット円盤１０１の裏面のレーザ投光部１０１に対応する位置に配置される。レーザ受光部１０３には、スリットＳ１及びスリットＳ２に対応する２つの受光素子が設けられている。また、レーザ受光部１０３は、各スリットから受光したレーザ光から、光量に応じた正弦波の検出信号（正弦波入力信号）をスリット毎に生成し、各検出信号をコンパレータ回路部１１０へ出力する（図１参照）。
【００１６】
以上の構成により、検出部１００は、クランク軸２と共に回転するスリット円盤１０１のスリットＳ１及びスリットＳ２を通過するレーザ投光部１０２のレーザ光をそれぞれレーザ受光部１０３によって受光することで、回転するクランク軸２の回転角を検出する。
【００１７】
コンパレータ回路部１１０は、図１に示すように、信号入力部（入力部）１１１Ａ，１１１Ｂ、ＡＣ結合部１１２、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４、周期判定部１１５、時定数制御部（制御部）１１６、閾値演算部１１７、パルス信号変換部（矩形波変換部）１１８、信号処理部１１９を有している。コンパレータ回路部１１０は、検出部１００から入力した正弦波の検出信号に基づいて回転角度に起因するパルス信号（矩形波）を燃焼解析器２０に出力する回路である。
【００１８】
信号入力部１１１Ａは、レーザ受光部１０３及びＡＣ結合部１１２接続されている。信号入力部１１１Ａは、レーザ受光部１０３のうちスリットＳ２に対応した受光素子から入力した正弦波の検出信号をＡＣ結合部１１２及びパルス信号変換部１１８に出力する。
信号入力部１１１Ｂは、レーザ受光部１０３及び周期判定部１１５に接続されている。信号入力部１１１Ｂは、レーザ受光部１０３のうちスリットＳ１に対応した受光素子から入力した正弦波の検出信号を周期判定部１１５に出力する。
ＡＣ結合部１１２は、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に接続され、信号入力部１１１Ａから入力した検出信号のＡＣカップリングの信号処理を行う部分である。ＡＣ結合部１１２は、処理した検出信号をピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に出力する。
【００１９】
ピーク値算出部１１３は、ＡＣ結合部１１２から入力した正弦波の検出信号のピーク値を算出する部分であり、算出したピーク値を閾値演算部１１７へ出力する。
ボトム値算出部１１４は、ＡＣ結合部１１２から入力した正弦波の検出信号のボトム値を算出する部分であり、算出したボトム値を閾値演算部１１７へ出力する。
周期判定部１１５は、信号入力部１１１Ｂから入力した検出信号に基づいてクランク軸２の回転周期を演算する部分であり、その演算結果を時定数制御部１１６へ出力する。周期判定部１１５は、信号入力部１１１Ｂの出力に基づいて、スリットＳ１を通過したレーザ光を受光に対応する出力信号を解析することによってスリット円盤１０１の回転周期（回転数）を判定する。
時定数制御部１１６は、ピーク値算出部１１３及びボトム値算出部１１４に接続され、適正な閾値を演算するために、周期判定部１１５の演算したクランク軸２の回転周期の情報に基づいてピーク値及びボトム値の検出間隔を制御する部分である。
本実施形態では、ピーク値及びボトム値に対応する電荷をコンデンサに保持させて、アナログ回路（図示せず）がその保持電圧に基づいて、ピーク値及びボトム値の中間値を算出する。時定数制御部１１６は、回転周期つまり検出間隔に応じて、このコンデンサの電荷保持時間を調整するため、複数の抵抗のなかから適正な抵抗を選択する。
【００２０】
閾値演算部１１７は、ピーク値算出部１１３、ボトム値算出部１１４及びパルス信号変換部１１８に接続されており、ピーク値算出部１１３及びボトム値算出部１１４から入力したピーク値及びボトム値から閾値（中間値）を算出する部分である。閾値演算部１１７で算出した閾値は、パルス信号変換部１１８へ出力される。本実施形態では、閾値は、ピーク値とボトム値との中間の値としている。
【００２１】
パルス信号変換部１１８は、信号入力部１１１Ａから入力した検出信号と、閾値演算部１１７から入力した閾値との大小を比較して、検出信号をパルス信号へと変換する部分である。具体的には、パルス信号変換部１１８は、検出信号が閾値よりも大きい場合に、パルス信号をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号が閾値よりも小さい場合には、パルス信号をＯＦＦの状態（論理値０）として変換する。ここで、本実施形態では、パルス信号変換部１１８は、時定数変換部１１６で制御された検出間隔で検出されたピーク値及びボトム値から演算された閾値を、その閾値を演算した次の周期の検出信号と比較してパルス信号へと変換している。パルス信号変換部１１８によって変換されたパルス信号は、信号処理部１１９へと出力される。
【００２２】
信号処理部１１９は、パルス信号変換部１１８に接続され、パルス信号変換部１１８から入力したパルス信号を解析目的に合わせて分周や、逓倍などの信号処理を行う部分と、信号処理したパルス信号をエンコーダ１０の外部に出力するインターフェースとを有している。
燃焼解析器２０は、エンコーダ１０の信号処理部１１９のインターフェースに接続され、信号処理部１１９から入力したパルス信号と、不図示のエンジンの運転状態などの情報などを入力し、エンジンの燃焼効率を解析する装置である。
【００２３】
次に、燃焼解析システム１の動作について説明する。図３は、本発明のエンコーダ１０の検出部１００によって検出された検出信号と、コンパレータ回路部１１０の出力であるパルス信号とを示す図である。ここで、図３は、横軸を時間軸とし、縦軸を振幅（受光量）としている。なお、本実施形態では、スリット円盤１０１のスリットＳ２を通過したレーザ光に基づいた信号処理について説明し、また、図３も、スリットＳ２に基づく検出信号及びパルス信号として扱うが、スリットＳ１についても同様である。
【００２４】
エンジンのクランク軸２に、適正にエンコーダ１０のスリット円盤１０１、レーザ投光部１０２及びレーザ受光部１０３を配置したら、エンジンを始動しクランク軸２を回転させる。クランク軸２を回転させると、エンコーダ１０の検出部１００は、図３に示すように、スリット円盤１０１に設けられたスリットＳ２の間隔に応じた検出信号Ｒ１が検出される（入力工程）。検出された検出信号Ｒ１は、コンパレータ回路部１１０の信号入力部１１１Ａへ出力される。
【００２５】
正弦波の検出信号Ｒ１が検出部１００から信号入力部１１１Ａへ入力されると、コンパレータ回路部１１０は、ＡＣ結合部１１２で検出信号Ｒ１のＡＣカップリングの信号処理を行う。それから、コンパレータ回路部１１０は、ピーク値算出部１０２及びボトム値算出部１０３で信号処理された検出信号Ｒ１からピーク値及びボトム値を算出し（ピーク値算出工程、ボトム値算出工程）、閾値演算部１１７で閾値Ｍ１を演算する（中間値算出工程）。そして、コンパレータ回路部１１０は、検出信号Ｒ１が閾値Ｍ１よりも大きい場合に、パルス信号Ｐ１をＯＮの状態（論理値１）として変換し、検出信号Ｒ１が閾値Ｍ１よりも小さい場合には、パルス信号Ｐ１をＯＦＦの状態（論理値０）として変換し、変換結果を信号処理部１１８へと出力する。仮に、スリット円盤１０１の偏心、歪や、レーザ投光部１０２、レーザ受光部１０３の取り付けの誤差等で、検出信号Ｒ１に図３に示すようなうねりが発生したとしても、検出信号Ｒ１に基づいた閾値Ｍ１によって適正なパルス信号を自動的に演算することができる。
【００２６】
コンパレータ回路部１１０は、信号処理部１１８がパルス信号Ｐ１を入力したら、解析目的に応じてパルス信号Ｐ１に対して分周などの処理をして、燃焼解析器２０へと出力する。
最後に、燃焼解析器２０は、信号処理部１１８から入力したパルス信号と、エンジン運転状態などの情報などによってエンジンの燃焼効率などを解析する。
【００２７】
以上より、実施形態の燃焼解析システムには以下のような効果がある。
（１）燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１のピーク値及びボトム値の閾値Ｍ１を算出して、検出信号Ｒ１とその閾値Ｍ１との大小を比較してパルス信号Ｐ１へと変換する。つまり、閾値Ｍ１を自動的に設定するので、測定者による閾値Ｍ１の調整が不要であるため、測定時の煩雑さを防止することができる。検出信号Ｒ１にうねりが生じるよう測定であっても、パルス信号Ｐ１への変換をすることができる。
（２）燃焼解析システム１は、検出信号Ｒ１の周期を判定して、周期に応じて、ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する。つまり、クランク軸２の回転周期等が変化した場合であっても、ピーク値及びボトム値を保持する時間を自動的に調整するため、正弦波信号の周期に適切な保持時間に設定できるので、測定精度が低下するような事態を回避することができる。
（３）燃焼解析システム１は、スリット円盤１０１がクランク軸２に着脱可能に装着され、スリットＳ１、Ｓ２を通過したレーザ光の光量を検出信号Ｒ１とする。このような構成のエンコーダ１０の場合、スリット円盤１０１やクランク軸２が偏心していたり、レーザ投光部１０２やレーザ受光部１０３がずれて取り付けられたり等の理由によって、レーザ光の通過状態がスリットＳ１、Ｓ２間でばらつきが生じ、検出信号Ｒ１に歪みが生じるようなときがある。このように検出信号Ｒ１に歪みが生じるような測定であっても、上記（１）に説明したように、検出信号Ｒ１のピーク値及びボトム値の中間の値を閾値Ｍ１とするので、パルス信号Ｐ１への変換をすることができる。その結果、図３に示すように、検出信号Ｒ１の各ピーク値を結んだ包絡線Ｌ１と、各ボトム値を結んだ包絡線Ｌ２との中心線を閾値として、パルス信号Ｐ１に変換することができる。
【００２８】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらの発明も均等の範囲内である。
（１）本実施形態では、スリット円盤１０３にスリット１及びスリット２の２種類のスリットを設けたが、１種類又は３種類以上のスリットを設けることも可能である。
（２）本実施形態では、ピーク値及びボトム値の中間の値を閾値Ｍ１としたが、中間の値に限らず、例えば、ピーク値とボトム値との間を６：４に分割する値を閾値としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による燃焼解析システムの実施形態を示す図である。
【図２】本発明のエンコーダの検出部の詳細を示す図である。
【図３】本発明のエンコーダの検出部によって検出された検出信号と、コンパレータ回路部の出力であるパルス信号とを示す図である。
【図４】従来のエンコーダの検出信号と、検出信号から変換されるパルス信号とを示す図である。
【図５】従来のエンコーダの検出信号からパルス信号への変換の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 燃焼解析システム
２ クランク軸
１０ エンコーダ
１００ 検出部
１０１ スリット円盤
１０２ レーザ投光部
１０３ レーザ受光部
１１０ コンパレータ回路部
１１１Ａ，１１１Ｂ 信号入力部
１１２ ＡＣ結合部
１１３ ピーク値算出部
１１４ ボトム値算出部
１１５ 周期判定部
１１６ 時定数制御部
１１７ 閾値演算部
１１８ パルス信号変換部
１１９ 信号処理部
２０ 燃焼解析器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部からの略正弦波入力信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記略正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出部と、
前記入力部に入力された前記略正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出部と、
前記ピーク値算出部が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部が算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値算出部が算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定部と、
を備えるコンパレータ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のコンパレータ回路において、
前記閾値算出部は、前記閾値として、前記ピーク値算出部が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部が算出した前記ボトム値との中間値を算出すること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、
前記略正弦波入力信号の周期を判定する周期判定部と、
前記周期判定部が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部とを備えること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、
前記スリット円盤が燃焼機関の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転周期を判定する周期判定部と、
前記周期判定部が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部とを備えること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコンパレータ回路と、前記検出部とを備え、
前記検出部は、
被検出部である回転軸に着脱可能に装着され、複数のスリットが円周状に設けられたスリット円盤と、
前記スリット円盤に向けて光線を照射する照射部と、
前記スリットを通過した前記光線を受光し、受光した前記光線の光量を前記略正弦波入力信号として、前記コンパレータ回路へと入力する受光部とを備えること、
を特徴とするエンコーダ。
【請求項６】
請求項５に記載のエンコーダを備え、
前記エンコーダは、前記スリット円盤が燃焼機関の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転に応じて前記略正弦波入力信号を前記コンパレータ回路へと入力すること、
を特徴とする燃焼解析システム。
【請求項７】
検出部からの略正弦波入力信号が入力される入力工程と、
前記入力工程において入力された前記略正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出工程と、
前記入力部において入力された前記略正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出工程と、
前記ピーク値算出工程において算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出工程において算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出工程と、
前記閾値算出工程において算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定工程と、
を備えるコンパレータ回路の制御方法。
【請求項１】
検出部からの略正弦波入力信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記略正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出部と、
前記入力部に入力された前記略正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出部と、
前記ピーク値算出部が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部が算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値算出部が算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定部と、
を備えるコンパレータ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のコンパレータ回路において、
前記閾値算出部は、前記閾値として、前記ピーク値算出部が算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出部が算出した前記ボトム値との中間値を算出すること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、
前記略正弦波入力信号の周期を判定する周期判定部と、
前記周期判定部が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部とを備えること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のコンパレータ回路において、
前記スリット円盤が燃焼機関の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転周期を判定する周期判定部と、
前記周期判定部が判定した周期に応じて、前記ピーク値及びボトム値を保持する時間を変更する制御部とを備えること、
を特徴とするコンパレータ回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコンパレータ回路と、前記検出部とを備え、
前記検出部は、
被検出部である回転軸に着脱可能に装着され、複数のスリットが円周状に設けられたスリット円盤と、
前記スリット円盤に向けて光線を照射する照射部と、
前記スリットを通過した前記光線を受光し、受光した前記光線の光量を前記略正弦波入力信号として、前記コンパレータ回路へと入力する受光部とを備えること、
を特徴とするエンコーダ。
【請求項６】
請求項５に記載のエンコーダを備え、
前記エンコーダは、前記スリット円盤が燃焼機関の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転に応じて前記略正弦波入力信号を前記コンパレータ回路へと入力すること、
を特徴とする燃焼解析システム。
【請求項７】
検出部からの略正弦波入力信号が入力される入力工程と、
前記入力工程において入力された前記略正弦波入力信号のピーク値を算出するピーク値算出工程と、
前記入力部において入力された前記略正弦波入力信号のボトム値を算出するボトム値算出工程と、
前記ピーク値算出工程において算出した前記ピーク値と前記ボトム値算出工程において算出した前記ボトム値との間の範囲で閾値を算出する閾値算出工程と、
前記閾値算出工程において算出した前記閾値に基づいて、前記略正弦波入力信号を矩形波信号に変換するための閾値を設定する閾値設定工程と、
を備えるコンパレータ回路の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１９６７６（Ｐ２０１０−１９６７６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０２５１（Ｐ２００８−１８０２５１）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
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