JP2006078266A - パルス整合器 - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑なソフトウェアを搭載することなく、ノイズの影響を低減したパルスを出力させることができるパルス整合器を提供する。
【解決手段】 前回出力したパルスのパルス幅を記憶し、今回入力されたパルスのパルス幅とこの記憶された前回出力したパルスのパルス幅とを比較し、この比較結果に基づき今回入力されたパルスのパルス幅と前回出力したパルスのパルス幅との割合が所定の割合以外であるときには前回出力したパルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅のパルスを生成し、この生成したパルスを前記今回入力されたパルスと置き換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の速度を検出する装置に利用する。特に、車速センサから出力されるパルスを調整する技術に関する。

自動車の車速を運転席の車速計に表示させるためには、トランスミッションにある車速センサから出力されるパルスに基づき車速を検出し、その検出結果としての車速を車速計に表示させる。

ＪＩＳ規格では、車速センサの駆動回転速度が６３７ｒｐｍで１回転当りの発生パルス数を８個とした場合に、車速計は、１分間に５０９６個のパルスを受け取る割合で６０ｋｍ／ｈを表示することが規定されている。車速センサは、トランスミッションのシャフトにより駆動されてパルスを発生する。

しかし、タイヤの大きさやディファレンシャル・ギヤのギヤ比によって、車速センサの駆動回転速度が６３７ｒｐｍ（５０９６パルス／ｍ）であるときに、実際の車速が６０ｋｍ／ｈにはならない場合がある。

このように実際の車速と車速センサの駆動回転速度との不整合を調整するためにパルス整合器を用いる。すなわち、実際の車速が６０ｋｍ／ｈであるときの車速センサから出力されるパルス数を加減することにより、ＪＩＳ規格どおりに、車速計には、時速６０ｋｍ／ｈ時に、例えば、５０９６パルス／ｍが入力されるように調整する。

従来のパルス整合器を図６を参照して説明する。図６はパルス整合器の役割を説明するための図である。図６に示すように、車両の速度が６０ｋｍ／ｈのときに、車速センサの回転速度は（６３７±α）ｒｐｍである。また、このときのパルス数は（５０９６±β）パルス／ｍである。

これらの回転速度およびパルス数は、ＪＩＳ規格によると、６０ｋｍ／ｈのときに、それぞれ６４７ｒｐｍおよび５０９６パルス／ｍでなければならない。車速センサの回転速度は、トランスミッションのシャフトの回転速度に依存して決まってしまうので、これを電子的に調整することは不可能であり、機械的にギヤを用いて調整するより他はない。このように機械的なギヤを用いて回転速度を調整することは、電子的にパルス数を調整することに比べてコスト的にも工数的にも不利になるので、パルス整合器を用いることによって、パルス数を電子的に調整することが広く行われている。

また、図７は車速計の構成を示す図であるが、車速計は、図７に示すように、パルス幅測定部１０、車速換算部１１、車速表示部１２により構成される。前述したように、車速計は、例えば、５０９６パルス／ｍのときに６０ｋｍ／ｈを表示するようにＪＩＳ規格で定められている。

パルスに基づき車速を検出する方法としては、単位時間当りの入力パルス数を計数する方法と、パルス幅を計測する方法とがある。すなわち、車速が速ければ速いほど、単位時間当りの入力パルス数も多くなる。また、車速が速ければ速いほど、入力パルスのパルス幅は狭くなる。よって、単位時間当りの入力パルス数または入力パルスのパルス幅を車速に換算することができる。

車速換算部１１では、入力されたパルス個数ではなく、パルス幅を車速に換算している。その理由は、入力されたパルス個数を車速に換算する場合には、所定の個数のパルスが入力されるのに要する時間を計測する必要がある。このため、所定の個数のパルスが入力されるのを待ってから換算を開始する必要があるために遅延が生じる。これに対し、パルス幅を車速に換算するのであれば、入力された１個のパルスのパルス幅を測定することにより即座に車速に換算することができるため、パルス幅を測定する方法が広く採用されている。

さらに、パルス整合器では、所定の個数のパルスのパルス幅についてその移動平均を採り、ノイズの影響を低減させることが行われている。例えば、８個のパルス幅の移動平均を採る方法では、最初の１個目から８個目までのパルスが入力されるのを待ってこれら８個のパルス幅の平均を採り、この平均化されたパルス幅を有するパルスを１個生成する。続いて、９個目のパルスが入力されると２個目から９個目までのパルス幅の平均を採り、この平均化されたパルス幅を有するパルスを１個生成する。続いて、１０個目のパルスが入力されると３個目から１０個目、１１個目のパルスが入力されると４個目から１１個目というように順次移動平均を採って出力する。

これにより、正式なパルス列の中にノイズが重畳したとしても、パルス整合器から出力されるパルス列におけるパルス間隔およびパルス幅が大きくノイズの影響を受けることはなく、車速計における車速の検出精度を高く保つことができる。

このように移動平均を用いる場合には、車両が停止状態から走り始めたときに、所定の個数のパルスが入力されるまで車速計は反応しないことになる。また、車両が走行状態から停止しようとしたときには、平均を採ろうとしても所定の個数のパルスが入力されないため、演算が保留状態となり、車両が停車しているにも関わらず、車速計は０ｋｍ／ｈを示さないことになる。

このような不都合を回避するために、車両の発進時および停止時には特別な処理フローを用意する必要がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３１７６０３号公報

このような従来のパルス整合器では、車両の発進時および停止時には特別な処理フローを用意する必要があり、パルス整合器に複雑なソフトウェアを搭載する必要がある。

本発明は、このような背景に行われたものであって、複雑なソフトウェアを搭載することなく、ノイズの影響を低減したパルスを出力させることができるパルス整合器を提供することを目的とする。

本発明のパルス整合器は、従来のように所定の個数のパルスのパルス幅についてその移動平均を採ることなく、参照するのは、前回出力したパルスのパルス幅のみであり、車両の発進時または停止時に、複雑なソフトウェアによる処理を必要としないことを特徴とする。

すなわち、本発明は、車速センサから到着するパルスの個数またはパルス幅を所定の補正率に基づき調整する手段を備えたパルス整合器であって、本発明の特徴とするところは、前回出力したパルスのパルス幅を記憶する手段と、今回入力されたパルスのパルス幅とこの記憶する手段に記憶された前回出力したパルスのパルス幅とを比較する手段と、この比較する手段の比較結果に基づき今回入力されたパルスのパルス幅と前回出力したパルスのパルス幅との割合が所定の割合以外であるときには前回出力したパルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅のパルスを生成する手段と、この生成する手段により生成したパルスを前記今回入力されたパルスと置き換える手段とを備えたところにある。

本発明では、正常なパルス幅と、ノイズなどによる異常なパルス幅とを区別し、異常なパルス幅のパルスが入力されたときには、これを正常なパルス幅のパルスに置き換えることによって、ノイズの影響を除去することを特徴とする。

このときに、パルスの幅は、車速の変化に応じて変化するものであるから、一定した基準パルス幅を設けることはできないため、前回出力したパルスのパルス幅を基準のパルス幅とする。

例えば、車速が急激に変化している状況でも、パルスの間隔は、きわめて短い時間なので、前回出力したパルスのパルス幅と今回入力されたパルスのパルス幅とが極端に異なる可能性はなく、もし、極端に異なっている場合には、今回入力されたパルスはノイズであることがわかる。

このようにして今回入力されたパルスがノイズと判明した場合には、このノイズを無視して前回出力したパルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅のパルスを生成して今回入力されたパルス（ノイズ）と置き換える。

また、このようにして、個々のパルス毎にノイズの影響を除去しているため、今回出力したパルスのパルス幅を次回入力されるパルスのパルス幅と比較するための正常パルス幅として記憶しておくことに関しては問題はない。

また、車両の停止直前のパルスのパルス幅を正常パルス幅として記憶しておき、次回、車両が発進した際の最初の１個目のパルスのパルス幅と比較することにより、車両が発進する際の最初の１個目のパルスからノイズの影響を除去することができる。

本発明のパルス整合器は、複雑なソフトウェアを搭載することなく、ノイズの影響を低減したパルスを出力させることができる。

本発明実施例のパルス整合器の構成を図１を参照して説明する。図１は本実施例のパルス整合器のブロック構成図である。

本実施例は、図１に示すように、車速センサから到着するパルスの個数またはパルス幅を補正率記憶部８に記憶された所定の補正率に基づき調整するパルス補正部７を備えたパルス整合器である。本実施例では、車速センサから到着するパルスのパルス幅を補正率記憶部８に記憶された所定の補正率に基づき調整する。

ここで、本実施例の特徴とするところは、前回出力したパルスのパルス幅を記憶する正常パルス幅記憶部６と、入力パルス検出部１に今回入力され、パルス幅測定部２によりパルス幅が測定されたパルスのパルス幅とこの正常パルス幅記憶部６に記憶された前回出力したパルスのパルス幅とを比較するパルス幅比較部３と、このパルス幅比較部３の比較結果に基づき今回入力されたパルスのパルス幅と前回出力したパルスのパルス幅との割合が所定の割合以外であるときには前回出力したパルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅のパルスを生成する置換パルス生成部４と、この置換パルス生成部４により生成したパルスを前記今回入力されたパルスと置き換えるパルス置換部５とを備えたところにある。

次に、パルス幅比較部３の動作を図２を参照して説明する。図２はパルス幅比較部３の動作を示すフローチャートである。パルス幅測定部２により測定された今回入力されたパルスのパルス幅測定値が入力されると（Ｓ１）、正常パルス幅記憶部６に記憶されている前回出力したパルスのパルス幅との比較を行う（Ｓ２）。その結果、今回入力されたパルスのパルス幅が前回出力したパルスのパルス幅の１／４以上である場合には（Ｓ３）、それは正常なパルスと判断し、置換パルス生成部４に対する置換パルス生成指示は行わない（Ｓ４）。しかし、今回入力されたパルスのパルス幅が前回出力したパルスのパルス幅の１／４未満である場合には（Ｓ３）、それは正常なパルスではなく、ノイズであると判断し、置換パルス生成部４に対して置換パルス生成を指示する（Ｓ５）。

このようにして置換パルス生成部４により生成された置換パルスは、パルス置換部５により、ノイズと判断されたパルスとの置換が行われる。このようにしてノイズの影響が除去されたパルス列は、パルス補正部７に入力され、補正処理が施される。

次に、図３および図４を参照してパルス置換部５におけるパルス置換の様子を説明する。図３および図４はノイズが重畳した入力パルス列と置換が行われた出力パルス列との対応関係を示す図である。

図３の例では、入力パルス検出部１に、ノイズＮ１、Ｎ２がパルス列♯１〜♯７に重畳した状態の車速センサからのパルス列が到着している。パルス幅測定部２は、パルス♯１のパルス幅を測定し、その測定結果をパルス幅比較部３に出力する。このとき、正常パルス幅記憶部６には、前回停車する直前の最後のパルスのパルス幅が記憶されている。パルス幅比較部３は、正常パルス幅記憶部６に記憶されているパルス幅とパルス♯１のパルス幅とを比較する。

パルス♯１は正常なパルスなので、パルス置換部５によるパルスの置換処理は行われず、パルス♯１はそのままパルス補正部７に入力される。また、パルス♯２もパルス♯１と同様に、正常なパルスなので、そのままパルス補正部７に入力される。

続いて、パルス♯３の位置にノイズＮ１が重畳してパルス♯３とノイズＮ１とが置き換わっている。パルス幅測定部２は、そのパルス（ノイズ）幅を測定する。パルス幅測定部２の測定結果を受け取ったパルス幅比較部３は、ノイズＮ１のパルス幅を正常パルス幅記憶部６に記憶されているパルス♯２のパルス幅と比較する。ノイズＮ１のパルス幅はパルス♯２のパルス幅と比較して１／４未満であるため、パルス幅比較部３は、置換パルス生成部４に、置換パルスの生成を指示する。

パルス置換部５は、置換パルス生成部４により生成された置換パルスとノイズＮ１とを置換する。この場合には、置換パルスは実質的にパルス♯２のコピーとなる。これにより、車速計のパルス幅測定部１０では、ノイズＮ１をパルス♯２と同様のパルス幅として処理するので、車速表示におけるノイズの影響を除去することができる。

図３の例は、車速がほぼ一定の場合のパルス列の例であるが、図４の例は、車速が減速中のパルス列の例であり、パルス幅およびパルス間隔が徐々に広くなっている。図４の例では、パルス♯１２の後にはパルス♯１３が続くが、パルス♯１３の位置にノイズＮ１０が重畳してパルス♯１３とノイズＮ１０とが置き換わっている。ノイズＮ１０はパルス置換部５によって、パルス♯１２のコピーと置換される。

この場合には、本来は、パルス♯１２の後には、パルス♯１２よりもパルス幅が広いパルス♯１３が続くが、パルス♯１３とノイズＮ１０とが置き換わったために、ノイズＮ１０がパルス♯１２のコピーと置換されて、パルス♯１２のパルス幅が２回続くことになる。したがって、車速表示への影響は皆無とは言えないが、パルス♯１２と比較して極端にパルス幅の狭いノイズＮ１０が直接車速計のパルス幅測定部１０に入力された場合と比較すると、車速表示への影響はほとんど無視できる程度である。

また、図３の例におけるノイズＮ２は、幅の広いノイズであり、パルス♯７と置き換わっている。このような幅の広いノイズに対処するためには、パルス幅比較部３におけるパルス幅比較ステップ（図２のＳ３）において、パルス幅が広がった場合についても置換パルス生成指示を行うようにする。この場合のフローチャートを図５に示す。図５は、本実施例のノイズによってパルス幅が広がった場合にも対処できるパルス幅比較部の動作を示すフローチャートである。

すなわち、図２に示すフローチャートのステップＳ３では、今回入力されたパルスのパルス幅が前回出力したパルスのパルス幅の１／４未満であるときを置換パルス生成指示の判断基準としているが、これに加え、今回入力されたパルスのパルス幅が前回出力したパルスのパルス幅の例えば２倍以上であるときも置換パルス生成指示の判断基準とすることにより、パルス幅がノイズの影響で広がった場合にも対処することができる。したがって、図５に示すフローチャートのステップＳ３′では、今回入力されたパルスのパルス幅が前回出力したパルスのパルス幅の１／４未満かつ２倍以上である場合には（Ｓ３′）、それは正常なパルスではなく、ノイズであると判断し、置換パルス生成部４に対して置換パルス生成を指示する（Ｓ５）。

なお、この１／４または２倍という数値は、実際のノイズの状況に応じて適宜設定することができる。また、パルス間にノイズが重畳する場合もあるが、パルス間に重畳したノイズについては入力パルス検出部１が本来パルスが存在しない位置（パルス間）をあらかじめ推定できるので、パルス間のノイズは入力パルス検出部１によって無視される。したがって、図３、図４では、本来パルスが存在する位置に重畳したノイズのみを図示してこの影響を除去する手順の説明を行った。

本発明のパルス整合器は、複雑なソフトウェアを搭載することなく、ノイズの影響を低減したパルスを出力させることができるので、安価なパルス整合器を製造することができる。

本実施例のパルス整合器のブロック構成図。 本実施例のパルス幅比較部の動作を示すフローチャート。 ノイズが重畳した入力パルス列と置換が行われた出力パルス列との対応関係を示す図（車速一定）。 ノイズが重畳した入力パルス列と置換が行われた出力パルス列との対応関係を示す図（車速減速中）。 本実施例のノイズによってパルス幅が広がった場合にも対処できるパルス幅比較部の動作を示すフローチャート。 パルス整合器の役割を説明するための図。 車速計のブロック構成図。

符号の説明

１ 入力パルス検出部
２ パルス幅測定部
３ パルス幅比較部
４ 置換パルス生成部
５ パルス置換部
６ 正常パルス幅記憶部
７ パルス補正部
８ 補正率記憶部
１０ パルス幅測定部
１１ 車速換算部
１２ 車速表示部

Claims (1)

1. 車速センサから到着するパルスの個数またはパルス幅を所定の補正率に基づき調整する手段を備えたパルス整合器において、
   前回出力したパルスのパルス幅を記憶する手段と、
   今回入力されたパルスのパルス幅とこの記憶する手段に記憶された前回出力したパルスのパルス幅とを比較する手段と、
   この比較する手段の比較結果に基づき今回入力されたパルスのパルス幅と前回出力したパルスのパルス幅との割合が所定の割合以外であるときには前回出力したパルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅のパルスを生成する手段と、
   この生成する手段により生成したパルスを前記今回入力されたパルスと置き換える手段と
   を備えたことを特徴とするパルス整合器。

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