JP3697970B2 - 車速演算方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車速センサの出力信号がノイズなどによる影響を受けた場合においても、精度よく車速を検出することができる車速演算方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車速演算方法として、例えば、車速センサから入力される連続した例えば４周期分のパルスのデータを記憶しておき、同データの平均値に基づき車速を演算するものがある。この従来技術では、入力されるパルスの状態（ＨｉまたはＬｏ）を所定時間（例えば１ミリ秒）毎に検出し、状態に変化がなければ状態カウンタ値を加算し、状態に変化があれば状態カウンタ値をパルスのデータとして記憶した後クリアしている。そして、4周期分の状態カウンタの平均値に基づき車速を演算している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の車速演算方法では、図４のタイミングチャートに示すように、所定時間毎の検出時に車速信号にノイズ（点ｂ）が乗った場合（図４（Ａ））、実際にはパルスの状態に変化がないにも関わらず、状態に変化があったと誤認識して状態カウンタをクリアしてしまうことがある（図４（Ｃ））。同図では、ノイズの影響により、点ｂにて状態に変化があったと誤認識して状態カウンタをクリアし、点ｃにてさらに状態に変化があったと誤認識して状態カウンタをクリアしている。このため、エンジンやシャシなどの車速応答制御が不安定となり、乗員に違和感を与えることがある。
【０００４】
そこで、本発明は、車速信号にノイズが乗った場合においても、精度よく車速を演算することができる車速演算方法を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
所定時間毎に車速信号を検出し、この車速信号の状態が変化していなければ状態カウンタ値を加算し、変化していれば前記状態カウンタ値に基づき車速を演算する車速演算方法において、
前記車速信号の状態が変化したかを判定する第１ステップと、
この第１ステップにより前記車速信号の状態に変化があると判定されたとき、前記所定時間よりも短い周期で再度車速信号の状態を検出し、前記第１ステップによる判定が正しいかを判定する第２ステップと、
この第２ステップにより前記第１ステップによる判定が正しいと判定されたとき、前記状態カウンタ値に基づき車速を演算するようにした。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、上記の方法により、第１ステップで車速信号の状態に変化があると判定されたとき、その状態の変化が正しいものか、ノイズの影響により誤ったものかを、第２ステップで判定する。このため、精度よく車速を演算することができ、車速応答制御を安定させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車速演算方法において、
前記第２ステップにより前記第１ステップによる判定が誤りであると判定されたとき、前記状態カウンタ値を加算するようにした。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記の方法により、第１ステップでノイズにより車速信号の状態に変化があると判定されても、第２ステップで第１ステップの判定が誤りであると判定される。このため、ノイズによる影響を除去して精度よく車速を演算することができ、車速応答制御を安定させることができる。請求項２に記載の発明は、所定時間毎の状態読み出し周期よりも短い周期、すなわち高周波のノイズに有効である。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車速演算方法において、
前記状態カウンタ値に基づき演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きいとき、フェイルセーフ処理を行うようにした。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記の方法により、所定時間毎の状態検出周期よりも長い周期のノイズが車速信号に乗ることにより、演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きくなった場合、フェイルセーフ処理を行う。このため、第2ステップで判別されない比較的周期の長い、すなわち低周波のノイズを除去することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車速演算方法において、
前記フェイルセーフ処理は、前記演算された車速を前記最高速に置換することである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、上記の方法により、所定時間毎の状態検出周期よりも長い周期のノイズが車速信号に乗ることにより、演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きくなった場合、フェイルセーフ処理として、前記最高速を車速として出力する。このため、最高速にて作動力が最小となる機器の車速演算方法として好適である。
【００１３】
そして、請求項３または４に記載の車速演算方法により演算された車速に応じて制御されるアクチュエータであって、このアクチュエータが適用される機器は車速が増加するに従い作動力が小さくなるようにすると、下記の効果を得る。
【００１４】
すなわち、上記の構成により、所定時間毎の状態検出周期よりも長い周期のノイズが車速信号に乗ることにより、演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きくなった場合、フェイルセーフ処理を行う。このため、車速の増加に従い作動力が小さくなるように制御する機器に適用されるアクチュエータでは、ノイズの影響により演算された車速が前記最高速よりも大きくなった場合、前記機器の作動力を最小にすることができる。
【００１５】
このようなアクチュエータが適用される機器はパワーステアリング装置であると、さらに下記の効果を得る。
【００１６】
すなわち、上記の構成により、車速の増加に従い操舵アシストが小さくなるように制御するパワーステアリング装置では、ノイズの影響により演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きくなった場合、フェイルセーフ処理として、操舵アシストを最小にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車速演算方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態が適用されたパワーステアリング装置の概略を示す説明図である。車速センサ１から出力された信号は、Ａ／Ｄコンバータ２にてデジタル変換されＥＣＵ３に入力される。ＥＣＵ３は、前記入力信号に基づき車速を演算し、この演算された車速に基づきパワーステアリング装置４に適用されるアクチュエータを制御する制御信号を出力している。パワーステアリング装置４は、低速では軽快な操舵ができるように操舵アシストが大きく、車速が高くなるに従い操舵にしっかり感がでるように操舵アシストが小さく制御される。この制御は、ある車速以上では操舵アシストがゼロになるようにしてもよい。
【００１８】
ここで、図２乃至図４にて、ＥＣＵ３に入力された車速信号から車速を演算する方法を説明する。
【００１９】
図２は、横軸に時間、縦軸にそれぞれ（Ａ）がＥＣＵ３に入力される車速信号、（Ｂ）が状態カウンタ値を示すタイミングチャートである。車速信号は、状態カウンタによりパルスデータとされＥＣＵ３内のＲＡＭに記憶される。パルスデータは最新の連続した４周期分のデータＤ１〜Ｄ８が記憶されており、車速は同データＤ１〜Ｄ８の平均値に基づき演算される。状態カウンタは、車速信号の状態（ＨｉまたはＬｏ）を所定時間（例えば１ミリ秒）毎に検出し、状態に変化がなければ状態カウンタ値Ｔを加算し、状態に変化があれば状態カウンタ値Ｔを最新のパルスデータＤ８として記憶した後クリアしている。こうして得られたパルスデータＤ１〜Ｄ８は、車速信号のパルスの幅Ｐ１〜Ｐ８にほぼ一致している。なお、図２（Ｂ）に示す状態カウンタ値Ｔは直線状に増加しているが、実際にはステップ状に増加する。
【００２０】
ここで、車速信号の状態に変化があった場合について、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すタイミングチャートを参照して説明する。図４において、点ａ，ｂ，ｃ，ｄは状態カウンタの状態検出の周期を示す。点ａにてＨｉ状態である車速信号は、点ｃから点ｄの間でＨｉからＬｏに状態が変化している。また車速信号は、点ｂ付近で高周波のノイズを含んでおり、ごく短い時間に状態がＨｉ、Ｌｏ、Ｈｉと変化している。
【００２１】
本発明においては、車速信号の状態に変化があった場合、その直後（例えば２マイクロ秒後）に再度状態検出を行い、状態変化がノイズによるものか否かを判定している。このため、点ｂの状態検出において車速の状態がＨｉからＬｏに変化し、点ｂ’の再検出において車速状態が再びＨｉとなった場合、状態カウンタ値Ｔは、点ｂにて一時維持され、点ｂ’にて加算される。また、点ｄの状態検出において車速の状態がＨｉからＬｏに変化すると、その直後の点ｄ’において車速状態を再度検出する。点ｄから点ｄ’では状態に変化がないので、状態カウンタ値Ｔは、点ｄにて一時維持され、点ｄ’にてパルスデータＤ８としてＥＣＵ３内のＲＡＭに記憶された後クリアされる。そして、記憶された４周期分のパルスデータＤ１〜Ｄ８を読み出し、その平均値に基づき車速を演算する。ここで、車速ＶはＥＣＵ３内のＲＯＭに記憶された下式数１を読み出し、ＥＣＵ３内のＣＰＵにて演算される。
【数１】

ｋ：定数
【００２２】
次に、ＥＣＵ３にて車速を演算するために実行する処理の流れについて、それを示す図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、車速信号の状態（ＨｉまたはＬｏ）を検出し（ステップ（以下、Ｓと略す）１０）、ＥＣＵ３内のＲＡＭに記憶された前の状態と比較する（Ｓ１１）。ここで、車速信号の状態に変化がなければ（Ｓ１１：Ｎｏ）、状態カウンタ値Ｔを加算し（Ｓ１４）、本制御フローのスタートに戻る。これは、図４における点ａおよび点ｃでの判定に相当する。また、Ｓ１１は請求項に記載の第１ステップに相当する。
【００２３】
続いて、Ｓ１１にて車速信号の状態に変化があると判定された場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、再度車速信号の状態を検出し（Ｓ１２）、記憶された前の状態と比較する（Ｓ１３）。ここで、車速信号の状態に変化がなければ（Ｓ１３：Ｎｏ）、Ｓ１１における判定はノイズによるものと判断し、Ｓ１４へ進んで状態カウンタ値Ｔを加算し、本制御フローのスタートに戻る。これは、図４における点ｂおよび点ｂ’での判定に相当する。また、Ｓ１３は請求項に記載の第２ステップに相当する。
【００２４】
また、Ｓ１３にて車速信号の状態に変化があれば、Ｓ１１における判定は正しいと判断し、ＥＣＵ３内のＲＡＭに記憶された前の状態をクリアして現在の状態を記憶する（Ｓ１５）。そして、状態カウンタ値Ｔは、パルスデータＤ８としてＥＣＵ３内のＲＡＭに記憶され（Ｓ１６）、その後クリアされる（Ｓ１７）。これは、図４における点ｄおよび点ｄ’での判定に相当する。
【００２５】
続いて、記憶された４周期分のパルスデータＤ１〜Ｄ８を読み出し（Ｓ１８）、同データＤ１〜Ｄ８に基づき車速Ｖを演算する（Ｓ１９）。ここで、演算された車速Ｖとあらかじめ設定された当該車両における仕様上の最高速Ｖｍａｘ（ＥＣＵ３内のＲＯＭに記憶されている）とを比較し（Ｓ２０）、車速Ｖ≦最高速Ｖｍａｘであれば（Ｓ２０：Ｎｏ）、演算された車速Ｖを出力する（Ｓ２２）。また、Ｓ２０にて車速Ｖ＞最高速Ｖｍａｘであれば（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、車速Ｖを最高速Ｖｍａｘに置換し（Ｓ２１）、車速Ｖを出力する（Ｓ２２）。その後、記憶された最古のパルスデータＤ１をクリアし（Ｓ２３）、パルスデータＤｎをＤｎ-1（つまり、Ｄ２をＤ１、Ｄ３をＤ２、…、Ｄ８をＤ７）に置換して（Ｓ２４）、本制御フローのスタートに戻る。
【００２６】
Ｓ２０における判定は、Ｓ１３における判定が高周波のノイズを除去するものであるのに対し、比較的低周波のノイズを除去するものである。これは、パワーステアリング装置４の制御において、車速の増加に従い操舵アシストが小さくなるようにアクチュエータを制御しているため、Ｓ１３の判定で除去されなかったノイズの影響があるときは、設定された所定の最高速を出力するようにし、操舵アシストを最小（ゼロでもよい）に抑える、すなわち、フェイルセーフ処理を行うようにしているのである。
【００２７】
なお、本実施形態では、車速信号の状態に変化があったかを１回の再検出にて判定している（Ｓ１３）が、２回以上の再検出により状態の変化を判定するようにしてもよい。また、本実施形態では、最新の４周期分のデータＤ１〜Ｄ８の平均値に基づいて車速を演算しているが、同データは４周期分でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成の概略を示す説明図である。
【図２】車速信号と状態カウンタ値とを示すタイミングチャートである。
【図３】車速を検出するために実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態および従来技術における、車速信号にノイズが乗った場合の車速信号と状態カウンタ値とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 車速センサ
２ Ａ／Ｄコンバータ
３ ＥＣＵ
４ パワーステアリング装置

Claims (4)

1. 所定時間毎に車速信号を検出し、この車速信号の状態が変化していなければ状態カウンタ値を加算し、変化していれば前記状態カウンタ値に基づき車速を演算する車速演算方法において、
   前記車速信号の状態が変化したかを判定する第１ステップと、
   この第１ステップにより前記車速信号の状態に変化があると判定されたとき、前記所定時間よりも短い周期で再度車速信号の状態を検出し、前記第１ステップによる判定が正しいかを判定する第２ステップと、
   この第２ステップにより前記第１ステップによる判定が正しいと判定されたとき、前記状態カウンタ値に基づき車速を演算することを特徴とする車速演算方法。
2. 前記第２ステップにより前記第１ステップによる判定が誤りであると判定されたとき、前記状態カウンタ値を加算することを特徴とする請求項１に記載の車速演算方法。
3. 前記状態カウンタ値に基づき演算された車速が設定された所定の最高速よりも大きいとき、フェイルセーフ処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車速演算方法。
4. 前記フェイルセーフ処理は、前記演算された車速を前記最高速に置換することであることを特徴とする請求項３に記載の車速演算方法。

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