JP2604758B2

JP2604758B2 - 速度検出装置

Info

Publication number: JP2604758B2
Application number: JP26253787A
Authority: JP
Inventors: 隆博京塚; 敏之菊池
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH01102368A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、駆動手段とともに回転する回転体の回転特
性値の平均値に基づいて、速度を検出するようにした自
動車等の速度検出装置に関するものである。

［従来技術］自動車等においては、駆動軸ないし車輪とともに回転
する回転体の回転周期等の回転特性値（以下、単に回転
周期という）を測定し、この回転周期から回転体の回転
速度、すなわち車輪の回転速度を算出し、この回転速度
と車輪の径とから車速を算出するようにしている（例え
ば、特開昭59−50366号公報参照）。ところが、自動車
等のエンジンは各サイクル内（４気筒エンジンではクラ
ンク角で720゜）において、爆発荷重、圧縮仕事等が時
間的に不均一に作用する関係上、エンジン回転速度が周
期的に変動するので、時々刻々の回転周期から車速を算
出すると、回転体の回転変動に伴って、速度計の指示値
が振動するといった問題があった。そこで、複数の回転
周期の平均値に基づいて車速を算出するようにしたもの
が提案されている。このような、複数の回転周期の平均
値に基づいて車速を算出するようにしたものは、回転変
動を平滑化できるという利点があるが、反面、最新のデ
ータが過去のデータによる影響を受けるので、例えば、
速度計の指示値が０となるような極低速時から加速する
ような場合は、速度計の指示値が実際の速度より低速側
にずれ、車速検出の応答性が悪化するといった問題があ
った。

具体的には、例えば、４つの回転周期を平均して車速
を算出するとともに、回転周期１秒が5.6km/hに相当
し、回転周期が1.44秒以上のときは車速を0km/hと判定
するようなシステムにおいて、前の３つの回転周期が夫
々２秒、３秒、３秒であり、最新の回転周期が0.5秒で
あったとすると、実際の車速は2.8km/hであるにもかか
わらず、回転周期の平均は、（２＋３＋３＋0.5）/4＝
2.1（秒）となり、車速は0km/hであると判定されること
になる。

このように、従来のものでは、発進時、あるいは極低
速時からの加速時には車速検出値が低速側にずれるの
で、速度計が誤った車速を表示するのみならず、この車
速検出値を入力情報として各種制御を行なうようにした
ものでは、制御の応答性が悪化するといった問題があっ
た。

［発明の目的］本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、駆動手段とともに回転する回転体の回転速度に対
応する回転特性値の平均値に基づいて車速を検出するよ
うにしたものにおいて、回転特性値の平均化処理によっ
て生じる車速の検出誤差の発生を有効に防止し、車速検
出値を入力情報とする各種制御の応答性を向上させる速
度検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］本発明は上記の目的を達するため、駆動手段とともに
回転する回転体の回転速度に対応する所定の回転特性値
を計測する回転特性計測手段と、該回転特性計測手段に
よって計測される複数の回転特性値の平均値に基づい
て、上記駆動手段によって駆動される可動体の速度を検
出する速度検出装置において、今回の回転特性値が０以
外の速度を示す値であり、かつ前回の平均値が速度０を
示す値であるときには、今回の平均値の算出に関与する
前回までの回転特性値を所定値に変更する回転特性値変
更手段を設けたことを特徴とする速度検出装置を提供す
る。

［発明の効果］本発明によれば、例えば、発進時、あるいは極低速状
態からの加速時などのように最新の回転特性値が正の車
速を示し、かつ、回転特性値の平均値の算出に用いられ
る過去の回転特性値が車速０を示すような場合、回転特
性値変更手段によって、車速０を示す過去の回転特性値
が、例えば、車速が０であると判定される回転周期（前
記の本願従来技術における例では、1.44秒）よりもわず
かに長い時間（例えば、1.45秒）に変更するなどして、
平均化処理による車速検出値の低速側への誤差を減少さ
せるような値に変更されるので、速度計の指示値の誤差
の発生を低減することができるとともに、車速検出値を
入力情報とする各種制御系の応答性の向上を図ることが
できる。

［実施例］以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

＜第１実施例＞以下、本発明の第１実施例を説明する。第１実施例に
おいては駆動軸とともに回転する回転体の回転周期を最
新のものから遡って４つ記憶し、これらの平均値に基づ
いて、普通の方法で車速を算出するようにしている。

第２図に示すように、自動車のパワープラント系Ｐ
は、燃料の燃焼によってエンジン１のクランク軸（図示
せず）に発生するトルクを、トランスミッション２を介
して車輪（図示せず）に伝達するようになっている。そ
して、上記自動車の車速は、車速センサ３によって検出
される回転体11（第２図参照）の回転周期を入力情報と
して車速検出ユニット４によって算出されるようになっ
ている。なお、車速検出ユニット４は、本願特許請求の
範囲に記載された回転特性検出手段と回転特性値変更手
段とに相当する。また、コントロールユニット５は、車
速検出ユニット４によって算出される自動車の車速を入
力情報の１つとしてパワープラント系Ｐの各種制御を行
うようになっている。

第１図に示すように、車速センサ３はパワープラント
系Ｐの駆動軸10（本願特許請求の範囲に記載された駆動
手段）とともに回転する回転体11と、該回転体11の円周
部の所定の位置に取り付けられた針心12と、上記回転体
11の外周の所定の位置に針心12が回転する際通過する位
置よりもやや回転体11の半径方向外側に配置されたギャ
ップセンサ13とで構成されている。上記針心12は永久磁
石で形成され、一方ギャップセンサ13の磁気変化を電気
信号に変換する磁気センサで構成されている。このよう
な構成において、回転体11の回転に伴って、針心12がギ
ャップセンサ13近傍を通過する毎にギャップセンサ13が
磁気変化を検出して、これに応じて、例えば、第３図中
の折線G₁（低速時）あるいは折線G₂（高速時）で示すよ
うなパルス状の電気信号を車速検出ユニット４に印加す
るようになっている。なお、針心12とギャップセンサ13
は、このような磁気変化を検出するものに限られるもの
ではなく、例えば、ギャップセンサ13をホトトランジス
タで構成して、針心12がギャップセンサ13の光線を遮断
する毎にパルス状の電気信号を出力するようにしてもよ
い。

また、車速検出ユニット４は、ギャップセンサ13から
印刷されるパルス信号を受けて、今回のパルス信号発生
時刻と前回のパルス信号発生時刻との差、すなわちパル
ス周期を算出するパルス周期算出回路14と、該パルス周
期算出回路14によって算出されるパルス周期を、最新の
ものから所定個数（第１実施例では４個）記憶するメモ
リ15と、該メモリ15に記憶された４個のパルス周期の平
均値を算出し、この平均値に基づいて車速を算出すると
ともに、メモリ15内の最新のパルス周期が正の車速を示
すとともに、これより前のパルス周期が車速０を示す場
合には、後で説明するように、車速０を示すメモリ15内
のパルス周期を所定の値（1.45秒）に変更して平均値を
算出する車速演算回路16とで構成されている。

以下、第４図に示すフローチャートに従って、車速検
出ユニット４による、車速検出方法について説明する。

車速検出操作が開始されると、ステップS1でギャップ
センサ13からパルス信号が発生しているか否かが比較さ
れる。比較の結果、パルス信号が発生していなければ
（NO）、回転体11は完全に停止し、該自動車は停止して
いるので、車速を検出する必要がない。したがって、以
後の全ステップ（ステップS2〜S8）をスキップして、ス
テップS1に復帰する。一方、比較の結果、車速パルスが
発生していれば（YES）、車速を検出するために、操作
はステップS2に進められる。

ステップS2では、メモリ15に記憶されているパルス周
期の更新が行なわれる。メモリ15内のメモリ領域Tn,Tn
_-1,Tn_-2,Tn_-3には、夫々、最新のパルス周期から遡って
順に４つのパルス周期が記憶されているが、このステッ
プS2で、Tn_-1,Tn_-2,Tn_-3に、夫々、Tn,Tn_-1,Tn_-2に記憶
されている値が代入される。なお、更新前にTn_-3に記憶
されていた値は捨てられる。

続いて、ステップS3で、今回のパルス発生時刻と前回
のパルス発生時刻との差から今回のパルス周期が演算さ
れ、この値がTnに記憶される。このようにして、Tn〜Tn
_-3には常に新しい順に４つのパルス周期が記憶される。

次に、ステップS4で、今回のパルス周期Tnが、車速0k
m/hを示す限界値1.44秒より小さいか否か、すなわち、T
nに対応する車速が０より大きいか否かが比較される。

上記比較の結果、Tn≧1.44（秒）であれば（NO）、ス
テップS7で今回パルス周期Tnの修正が行なわれる。すな
わち、Tnの値をそのまま用いると、この後、車速が時間
とともに増加し始めたときには、本願従来技術で説明し
たように車速検出値の応答遅れが大きくなるので、これ
を防止するため、Tnの値を車速０を示すパルス周期1.44
秒よりわずかに大きい1.45秒に修正する。このようにす
れば、次回にパルス周期が正の車速を示す値となったと
きに、パルス周期の平均値が上記の車速０を示すパルス
周期の影響で、車速０となることを防止できる。例え
ば、本願従来技術で説明した事例では、パルス周期の平
均値は（1.45＋1.45＋1.45＋0.5）/4＝1.2（秒）とな
り、この平均値に基づく車速検出値は1.2km/hとなる。
したがって、従来のものでは車速が０となるが、本発明
の第１実施例では上記のように車速（1.2km/h）が検出
されるので、発進時等の車速検出の応答性の向上が図れ
る。

ステップS8では、現在（今回）はパルス周期が車速0k
m/hを示す値1.44秒より大きいので、車速は当然０であ
り、パルス周期の平均値から車速を算出する必要はない
ので、車速は０にセットされ、車速Ｖ＝０（km/h）が出
力される。この後、操作はステップS1に復帰する。

一方、ステップS4での比較の結果、Tn＜1.44（秒）で
あれば（YES）、ステップS5でメモリ15に記憶されてい
る４つのパルス周期Tn〜Tn_-3の平均値Tavが、次式によ
り算出される。

Tav＝（Tn＋Tn_-1＋Tn_-2＋Tn_-3）/4 次に、ステップS6で、上記平均パルス周期Tavに基づ
いて、次式により車速Ｖが算出され、この値が出力され
る。

Ｖ＝1.41/Tav この後、操作はステップS1に復帰する。

このようにして、パルス周期の平均化による発進時等
の車速検出の応答遅れが有効に防止され、正確な車速が
検出されるとともに、車速を入力情報とする各種制御の
応答性の向上を図ることができる。

＜第２実施例＞以下、本発明の第２実施例を説明するが、速度検出装
置の構成は、第１図及び第２図に示す第１実施例と同一
であるので、説明を省略し、車速検出方法についての
み、第５図に示すフローチャートに従って説明する。第
２実施例では、毎回のパルス周期を算出する毎に、これ
に対応する車速を算出し、このような車速をメモリ15に
最新のものから遡って順に４つ記憶し、これらの平均値
を車速検出値とするようにしている。

車速検出操作が開始されると、ステップS21でギャッ
プセンサ13からパルス信号が発生しているか否かが比較
される。比較の結果、パルス信号が発生していなければ
（NO）、回転体11は完全に停止しているので車速を検出
する必要はなく、以後の全ステップ（ステップS22〜S3
3）をスキップして、ステップS21に復帰する。一方、比
較の結果、車速パルスが発生していれば（YES）、車速
を検出するために、操作はステップS22に進められる。

ステップS22では、今回パルス発生時刻T₀が読み込ま
れる。

ステップS23では、今回パルス発生時刻T₀と前回パル
ス発生時刻T₁とから、次式により今回パルス周期Ｔが演
算される。

Ｔ＝T₀−T₁ 次に、ステップS24で、前回パルス発生時刻T₁の更新
が行なわれる。

続いて、ステップS25で、今回パルス周期Ｔに対応す
る車速Ｖが、例えば次式により計算される。

Ｖ＝1.41/T ステップS26では、メモリ15に記憶されている車速の
更新が行なわれる。メモリ15内のメモリ領域Vn,Vn_-1,Vn
_-2,Vn_-3には、夫々、最新の車速から遡って、順に４つ
の車速が記憶されているが、Vn_-1,Vn_-2,Vn_-3に、夫々、
Vn,Vn_-1,Vn_-2に記憶されている値が代入され、車速の更
新が行なわれる。なお、更新前にVn_-3に記憶されていた
値は捨てられる。

続いて、ステップS27で、VnにステップS25で算出した
今回の車速Ｖが代入される。このようにして、Vn〜Vn_-3
には常に新しい順に４つの車速が記憶される。

次に、ステップS28で、最新の車速Vnが0km/hより大き
いか否かが比較される。比較の結果、Vn＝０であれば
（NO）、現在（今回）の車速は当然０であり、車速を平
均する必要はないので、ステップS32で平均車速Vavに０
が代入され、続いて、ステップS33で平均車速Vav＝０が
出力される。この後、操作はステップS21に復帰する。

一方、ステップS28での比較の結果、Vn＞０（km/h）
であれば（YES）、ステップS29でVn_-1が０より大きいか
否かが比較される。比較の結果、Vn_-1＝０であれば（N
O）、Vn_-1,Vn_-2,Vn_-3が、夫々、Vnに修正される。すな
わち、Vn_-1,Vn_-2,Vn_-3の値をそのまま用いると、この
後、車速が時間とともに増加し始めたときには、本願従
来技術で説明したように車速検出値の応答遅れが大きく
なるので、これを防止するため、Vn_-1,Vn_-2,Vn_-3をすべ
て最新の車速Vnに変更して、車速を平均化する際、最新
の車速のみに基づいて最終的に出力される平均車速を算
出するようにして、応答遅れの発生を防止するようにし
ている。一方、Vn_-1＞０であれば（YES）、上記のよう
な修正は行わない。

次に、ステップS30で次式により、平均車速Vavが演算
される。

Vav＝（Vn＋Vn_-1＋Vn_-2＋Vn_-3）/4 続いて、ステップS33でVavが出力される。この後、操
作はステップS21に復帰する。

このようにして、第２実施例においても、パルス周期
の平均化による発進時等の車速検出の応答遅れが有効に
防止され、正確な車速が検出されるとともに、車速を入
力情報とする各種制御の応答性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例及び第２実施例の構成を
示す速度検出装置のシステム構成図である。第２図は、第１図に示す速度検出装置を備えたエンジン
の模式図である。第３図は、第１図に示す車速検出ユニットから出力され
るパルス信号の特性を示す図である。第４図は、第１実施例における車速の検出方法を示すフ
ローチャートである。第５図は、第２実施例における車速の検出方法を示すフ
ローチャートである。Ｐ……パワープラント系、１……エンジン、２……トラ
ンスミッション、３……車速センサ、４……車速検出ユ
ニット、５……コントロールユニット、11……回転体、
12……針心、13……ギャップセンサ、14……パルス周期
算出回路、15……メモリ、16……車速演算回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動手段とともに回転する回転体の回転速
度に対応する所定の回転特性値を計測する回転特性計測
手段と、該回転特性計測手段によって計測される複数の
回転特性値の平均値に基づいて、上記駆動手段によって
駆動される可動体の速度を検出する速度検出装置におい
て、今回の回転特性値が０以外の速度を示す値であり、かつ
前回の平均値が速度０を示す値であるときには、今回の
平均値の算出に関与する前回までの回転特性値を所定値
に変更する回転特性値変更手段を設けたことを特徴とす
る速度検出装置。