JP6620585B2 - パルス検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、パルス検出装置に関する。

従来、センサによるパルス状の検出信号と所定の閾値とを比較することにより、当該検出信号におけるロー状態とハイ状態とを検出し、ロー状態に応じたロー信号とハイ状態に応じたハイ信号とを出力するパルス検出装置が、知られている。

特開２００２−２２８６７３号公報

このようなパルス検出装置では、例えば、センサとパルス検出装置との間の配線等の信号伝達経路において電流の漏れが生じたような場合にあっては、検出信号の電圧が、不本意な電流の漏れの無い正常状態に対してオフセットし、パルス検出装置における検出信号と所定の閾値との比較の精度、すなわちパルス検出精度が、低下する虞があった。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、検出信号の電圧がオフセットしたような場合にあっても、より精度良く動作することが可能な、すなわち、より検出精度の高いパルス検出装置を得ることである。

本発明のパルス検出装置は、例えば、第一の電圧と当該第一の電圧よりも高い第二の電圧との間で交互に変化するパルス状の検出信号であって、第一の状態においては上記第二の電圧が上記第一の電圧に正の実数である係数を乗算した値に略等しい上記検出信号と、第一の閾値と、の比較により、ロー状態を検出する第一の検出部と、上記検出信号と、上記第一の閾値よりも高い第二の閾値と、の比較により、ハイ状態を検出する第二の検出部と、第二の状態における上記第一の電圧および上記第二の電圧と、上記係数とから、上記第二の状態における上記検出信号の電圧の上記第一の状態に対するオフセット量を算出するオフセット量算出部と、上記オフセット量の上昇量が大きいほど上記第一の閾値および上記第二の閾値が大きくなるよう、上記オフセット量に応じて上記第一の閾値および上記第二の閾値を変更する閾値可変制御部と、を備える。

パルス検出装置では、検出信号がオフセットした場合における、第一の電圧のオフセット量と、第二の電圧のオフセット量とは、略同じである。また、第一の状態では、第二の電圧は、第一の電圧に係数を乗算した値に略等しい。発明者は、鋭意研究により、これらの関係から、第一の状態に対する第二の状態の電圧のオフセット量は、第二の状態における第一の電圧と、第二の状態における第二の電圧と、係数と、から算出できる、という知見を得た。この知見に基づき、上記パルス検出装置では、オフセット量算出部がオフセット量を算出し、閾値可変制御部が、オフセット量の上昇量が大きいほど第一の閾値および第二の閾値が大きくなるよう、第一の閾値および第二の閾値を変更する。よって、例えば、第一の検出部および第二の検出部は、検出信号の電圧がオフセットした場合にあっても、オフセット量に応じて変更された閾値に基づいて、より精度良くロー状態またはハイ状態を検出することができる。なお、閾値可変制御部は、電圧値が上昇するオフセットの場合にあっては、正の上昇量として演算し、他方、電圧値が低下するオフセットの場合にあっては、負の上昇量として演算することで、オフセットが上昇であるか低下であるかによらず、同様の制御を行える。

また、上記パルス検出装置では、例えば、上記オフセット量算出部は、上記第二の状態における上記第一の電圧をＶ１２、上記第二の状態における上記第二の電圧をＶ２２、上記係数をＣ、としたとき、上記オフセット量Ｖｏを、
Ｖｏ＝（Ｃ×Ｖ１２−Ｖ２２）／（Ｃ−１） … （１）
として算出する。

よって、オフセット量算出部は、式（１）により、電圧のオフセット量Ｖｏを、例えば、より容易にあるいはより迅速に、推定することができる。

また、上記パルス検出装置は、例えば、上記オフセット量とオフセット閾値との比較に基づいてオフセット異常の有無を判断する第一の異常判断部を備える。

よって、例えば、検出信号におけるオフセット異常に基づく不都合な事態が生じるのが、回避されうる。

本発明のパルス検出装置は、例えば、第一の電圧と当該第一の電圧よりも高い第二の電圧との間で交互に変化するパルス状の検出信号であって、第一の状態においては上記第二の電圧が上記第一の電圧に正の実数である係数を乗算した値に略等しい上記検出信号と、第一の閾値と、の比較により、ロー状態を検出する第一の検出部と、上記検出信号と、上記第一の閾値よりも高い第二の閾値と、の比較により、ハイ状態を検出する第二の検出部と、第二の状態における上記第一の電圧および上記第二の電圧と、上記係数とから、上記第一の状態における上記第一の電圧または上記第二の電圧の推定値を算出する、電圧推定部と、上記第一の電圧の推定値もしくは上記第二の電圧の推定値、または上記第一の電圧の推定値もしくは上記第二の電圧の推定値に基づく算出値と、基準値との比較に基づいて、センサの異常の有無を判断する第二の異常判断部と、を備える。

パルス検出装置では、検出信号がオフセットした場合における、第一の電圧のオフセット量と、第二の電圧のオフセット量とは、略同じである。また、第一の状態では、第二の電圧は、第一の電圧に係数を乗算した値に略等しい。発明者は、鋭意研究により、これらの関係から、第一の状態における第一の電圧および第二の電圧の推定値を、第二の状態における第一の電圧と、第二の状態における第二の電圧と、係数と、から算出できる、という知見を得た。この知見に基づき、上記パルス検出装置では、第二の異常判断部が、第一の電圧の推定値もしくは第二の電圧の推定値、または第一の電圧の推定値もしくは第二の電圧の推定値に基づく算出値と、基準値との比較に基づいて、センサの異常の有無を判断する。よって、例えば、センサの異常に基づく不都合な事態が生じるのが、回避されうる。

また、上記パルス検出装置では、例えば、上記電圧推定部は、上記第二の状態での第一の電圧をＶ１２、上記第二の状態での第二の電圧をＶ２２、上記係数をＣ、としたとき、上記第一の状態における上記第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅまたは上記第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅを、
Ｖ１１ｅ＝（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） … （２）
Ｖ２１ｅ＝Ｃ×（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） … （３）
として算出する。

よって、電圧推定部は、式（２），（３）により、推定値を、例えば、より容易にあるいはより迅速に、算出することができる。

図１は、実施形態のパルス検出装置の例示的かつ模式的なブロック図である。 図２は、実施形態のパルス検出装置に含まれる演算部の例示的かつ模式的なブロック図である。 図３は、実施形態のパルス検出装置における検出信号と出力パルスの経時変化の一例を示す模式的なグラフである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

＜パルス検出システムの概要＞
図１は、パルス検出システム１のブロック図である。図１に示されるように、パルス検出システム１は、センサ１０およびセンサ制御部２０を備える。センサ１０は、パルス状のアナログの検出信号を出力する。センサ１０による検出信号は、配線等の信号伝達経路を経由して、センサ制御部２０に入力される。センサ制御部２０は、検出信号と所定の閾値との比較により、検出信号のロー状態に対応したロー信号と、検出信号のハイ状態に対応したハイ信号とを出力する。センサ制御部２０から出力されるロー信号およびハイ信号は、例えば、デジタル信号であり、ロー信号に対して「０」、ハイ信号に対して「１」が、それぞれ割り当てられる。ロー信号は、所定の時間間隔で出力される複数の「０」であり、ハイ信号は、当該時間間隔で出力される複数の「１」である。センサ制御部２０から出力されたパルスの検出結果としてのロー信号およびハイ信号は、ＥＣＵ３０（electronic control unit）に入力され、ＥＣＵ３０による駆動装置（不図示）や出力部４０の制御に用いられる。なお、本実施形態では、パルス検出システム１が自動車等の車両に装備された車輪速センサを含むシステムとして実施された場合が例示されるが、パルス検出システム１は、車輪速センサを含むシステムには限定されない。センサ制御部２０は、パルス検出装置の一例である。

＜パルス検出システムの構成＞
センサ１０は、例えば、歯車状の磁性体であるロータ（不図示）に間隔をあけて面したホール素子や、トランジスタ等（いずれも不図示）を有する。センサ１０には、センサ制御部２０の電源部２０１から電力が供給される。ホール素子の出力は、ロータの歯先に対向した状態と歯元に面した状態とで切り替わる。また、トランジスタのオン状態とオフ状態とは、ホール素子の出力に応じて切り替わる。よって、ロータの回転に伴って、ホール素子がロータの歯先に面した状態と、ホール素子がロータの歯元に面した状態とが切り替わり、これにより、センサ１０による検出信号の電流値が変化する。センサ１０と、センサ制御部２０との間には、プルダウン抵抗１１が設けられている。したがって、検出信号の電流値の変化に応じて、検出信号の電圧値が変化する。すなわち、検出信号の電圧は、第一の電圧と第二の電圧（＞Ｖ１１）との間でパルス状に変化する。なお、プルダウン抵抗１１は、センサ制御部２０内に設けられてもよい。

センサ制御部２０は、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈ、パルス生成部２２２、アンプ２２３、および閾値設定部２２４Ｌ，２２４Ｈを有する。センサ制御部２０は、例えばＩＣ（integrated circuit）である。

コンパレータ２２１Ｌは、センサ１０による検出信号と、閾値設定部２２４Ｌによって設定される第一の閾値とを比較し、検出信号の電圧が第一の閾値と同じかあるいはより小さくなった状態、すなわちロー状態を検出する。コンパレータ２２１Ｌは、第一の検出部の一例である。

コンパレータ２２１Ｈは、センサ１０による検出信号と、閾値設定部２２４Ｈによって設定される第二の閾値とを比較し、検出信号の電圧が第二の閾値と同じかあるいはより大きくなった状態、すなわちハイ状態を検出する。第二の閾値は第一の閾値よりも大きい。コンパレータ２２１Ｈは、第二の検出部の一例である。

パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈによる検出信号の検出結果に基づいて、出力パルスを生成する。検出信号の電圧は、経時的にパルス状に変化する。パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｌにおいて、検出信号の電圧が第一の閾値と同じかあるいはより小さい状態であることが検出されている状態では、ロー信号として「０」を出力する。パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｈにおいて、次に検出信号の電圧が第二の閾値と同じかあるいはより大きい状態となるまでは、ロー信号として「０」を出力し続ける。パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｈにおいて、検出信号の電圧が第二の閾値と同じかあるいはより大きい状態であることが検出されている状態では、ハイ信号として「１」を出力する。パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｌにおいて、次に検出信号の電圧が第一の閾値と同じかあるいはより小さい状態となるまでは、ハイ信号として「１」を出力し続ける。このような検出信号の電圧の変化に伴う検出結果の変化に伴い、パルス生成部２２２は、所定の時間間隔で複数のロー信号としての「０」と複数のハイ信号としての「１」とを含む、出力パルスを生成する。出力パルスは、例えば、デジタル信号である。

パルス生成部２２２で生成された出力パルスは、アンプ２２３によって増幅され、コネクタ等のインタフェース部や、配線等を介して、ＥＣＵ３０等に送信される。

閾値設定部２２４Ｌ，２２４Ｈは、例えば、デジタルポテンショメータを含み、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈに与えられる閾値電圧を、電気的に、すなわち制御信号に基づいて、変更することができる。例えば、閾値設定部２２４Ｌ，２２４Ｈは、閾値可変制御部２１６からの制御信号によって定電圧源に対する分圧抵抗を変化させることにより、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈとの接続点（入力点、参照点）における電位を切り替え、これにより、コンパレータ２２１Ｌの第一の閾値およびコンパレータ２２１Ｈの第二の閾値を変更することができる。

また、センサ制御部２０は、電源部２０１、Ａ／Ｄ変換部２１１（アナログデジタル変換部）、電圧検出部２１２、電圧記憶部２１３、演算部２１４、係数・基準値記憶部２１５、閾値可変制御部２１６、およびデータ変換部２１７を有する。

電源部２０１は、例えば定電圧源であり、センサ制御部２０およびセンサ１０へ、電源電力を供給する。Ａ／Ｄ変換部２１１は、アナログの検出信号を、デジタル信号に変換する。電圧検出部２１２は、デジタルの検出信号の電圧を、検出する。電圧記憶部２１３は、電圧検出部２１２で記憶された検出信号の電圧を、一時的に記憶する。電圧記憶部２１３は、例えば、ＲＡＭ（random access memory）やレジスタ等である。係数・基準値記憶部２１５は、演算部２１４の演算で用いられる係数および基準値を記憶する。係数・基準値記憶部２１５は、例えばＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ等である。演算部２１４は、電圧検出部２１２で検出された電圧や、電圧記憶部２１３に記憶された電圧、係数・基準値記憶部２１５に記憶された係数、係数・基準値記憶部２１５に記憶された基準値等を用いて、オフセット量の算出などの所定の演算処理を実行する。閾値可変制御部２１６は、演算部２１４の演算結果に基づいて、閾値設定部２２４Ｌ，２２４Ｈの閾値を変更する。データ変換部２１７は、演算部２１４による演算結果のデータ形式を変換する。データ変換部２１７で形式が変換されたデータは、コネクタ等のインタフェース部や、配線等を介して、ＥＣＵ３０に送信される。

図２は、演算部２１４のブロック図である。図２に示されるように、演算部２１４は、オフセット量算出部２１４ａ、電圧推定部２１４ｂ、第一の異常判断部２１４ｃ、および第二の異常判断部２１４ｄを有する。オフセット量算出部２１４ａは、検出信号の電圧のオフセット量を算出する。電圧推定部２１４ｂは、オフセットが生じた状態における検出信号の電圧から、オフセットが生じていない状態における検出信号の電圧を推定する。第一の異常判断部２１４ｃは、オフセット量算出部２１４ａで算出されたオフセット量とオフセット閾値との比較に基づいてオフセット異常の有無を判断する。第一の異常判断部２１４ｃは、例えば、オフセット量の絶対値がオフセット閾値と同じかあるいはより大きい場合に、異常な状態であると判断することができる。第二の異常判断部２１４ｄは、電圧推定部２１４ｂによる電圧の推定値と基準値との比較に基づいて、センサ１０の異常の有無を判断する。演算部２１４の演算処理については、後に詳しく述べる。

センサ制御部２０や演算部２１４は、ＣＰＵ（central processing unit）を含み、インストールされ読み出されたプログラム（ソフトウエア）にしたがって動作してもよい。また、センサ制御部２０や演算部２１４の少なくとも一部は、例えば、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）や、ＰＬＤ（programmable logic device）、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等のハードウエアであってもよい。

図１に示されるように、ＥＣＵ３０は、駆動制御部３１や、出力制御部３２等を含む。駆動制御部３１は、データ変換部２１７から受け取ったデータに基づいて、例えば、エンジンやモータ等の車両の駆動装置を制御する。出力制御部３２は、データ変換部２１７から受け取ったデータに基づいて、出力部４０の出力を制御する。出力部４０は、ＬＥＤ（light emitting diode）やディスプレイ等の表示出力部か、あるいはスピーカ等の音声出力部である。ＥＣＵ３０は、車両の制動装置を制御する制動制御部を有してもよい。また、図２に示されるように、演算部２１４は、出力制御信号生成部２１４ｅを含んでもよい。この場合、出力部４０は、出力制御信号生成部２１４ｅで生成された出力制御信号に基づいて、ＥＣＵ３０によって制御される。

＜パルス検出システムの基本動作＞
図３は、検出信号と出力パルスの経時変化の一例を示している。図３の上段に示されるように、検出信号の電圧は、第一の電圧Ｖ１１と第二の電圧Ｖ２１との間で交互に変化している。図３の例では、時刻ｔｓにおいて、何らかの原因で、検出信号の電圧が上昇している、すなわち、電圧のオフセットが生じている。オフセットが生じたことにより、第一の電圧は、Ｖ１１からＶ１２へ上昇し、第二の電圧は、Ｖ２１からＶ２２へ上昇している。また、オフセットが生じた後においても、検出信号の電圧は、第一の電圧Ｖ２１と第二の電圧Ｖ２２との間で交互に変化している。すなわち、オフセットの有無によらず、検出信号（の電圧）は、パルス状である。第一の電圧のＶ１１からＶ１２へのオフセット量Ｖｏは、第二の電圧のＶ２１からＶ２２へのオフセット量Ｖｏと略同じである。このような検出信号の電圧のオフセットは、例えば、センサ１０とセンサ制御部２０との間の配線と電位が高い部位や低い部位との短絡等に起因して、起こりうる。

コンパレータ２２１Ｌにおける第一の閾値Ｖｔｌ１およびコンパレータ２２１Ｈにおける第二の閾値Ｖｔｈ１は、いずれも、第一の電圧Ｖ１１および第二の電圧Ｖ２１の間となり、第二の閾値Ｖｔｈ１が第一の閾値Ｖｔｌ１よりも高くなるよう、設定されている。

パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈにおいて、検出信号の電圧が第一の閾値Ｖｔｌ１と同じかあるいはより小さい状態であることが検出された場合には、ロー状態に対応した出力パルスＳｌ（例えば「０」（ゼロ））を出力し、検出信号の電圧が第二の閾値Ｖｔｈ１と同じかあるいはより大きい状態であることが検出された場合には、ハイ状態に対応した出力パルスＳｈ（例えば「１」）を出力する。また、本実施形態では、パルス生成部２２２は、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈにおいて、検出信号の電圧が第一の閾値Ｖｔｌ１と同じかあるいはより大きく、かつ第二の閾値Ｖｔｈ１と同じかあるいはより小さいことが検出された場合には、直前の出力パルスを維持し、検出信号の電圧が第一の閾値Ｖｔｌ１と同じかあるいはより小さくなった時点、および検出信号の電圧が第二の閾値Ｖｔｈ１と同じかあるいはより小さくなった時点において、出力パルスを切り替える。すなわち、検出信号の電圧が第一の電圧Ｖ１１から第二の電圧Ｖ２１へ上昇する場合にあっては、検出信号の電圧が第二の閾値Ｖｔｈ１と同じかあるいはより小さい状態では出力パルスＳｌが維持され、検出信号の電圧が第二の閾値Ｖｔｈ１と同じかあるいはより大きくなった時点で、出力パルスがＳｌからＳｈに切り替わる。また、検出信号の電圧が第二の電圧Ｖ２１から第一の電圧Ｖ１１へ低下する場合にあっては、検出信号の電圧が第一の閾値Ｖｔｌ１と同じかあるいはより大きい状態では出力パルスＳｈが維持され、検出信号の電圧が第一の閾値Ｖｔｌ１と同じかあるいはより小さくなった時点で、出力パルスがＳｈからＳｌに切り替わる。

＜電圧のオフセットが生じた場合の制御（１）、閾値の変更および異常出力＞
オフセットが生じた場合にあっては、閾値設定部２２４Ｌにおける第一の閾値Ｖｔｌ１および閾値設定部２２４Ｈにおける第二の閾値Ｖｔｈ１がオフセットが生じていない状態のままの値では、コンパレータ２２１Ｌ，２２１Ｈにおいてロー状態およびハイ状態を正しく検出できない。発明者は、鋭意研究により、オフセットが生じた状態（第二の状態）における第一の電圧Ｖ１２や第二の電圧Ｖ２２等に基づいて、オフセット量を算出できることを見いだした。

オフセットが生じていない状態（第一の状態）において、第一の電圧Ｖ１１と第二の電圧Ｖ２１とは、以下の式（１１）のように設定されている。
Ｖ２１＝Ｖ１１×Ｃ ・・・ （１１）
ここに、Ｃは、係数であり、正の実数である。なお、第一の状態は、初期状態や、基準状態、正常状態、設定状態、非オフセット状態等と称されうる。
オフセット量をＶｏとすると、以下の式（１２），（１３）が成り立つ。
Ｖ１２＝Ｖ１１＋Ｖｏ ・・・ （１２）
Ｖ２２＝Ｖ２１＋Ｖｏ ・・・ （１３）
これらの式（１１）〜（１３）から、オフセット量Ｖｏは、第二の状態における第一の電圧Ｖ１２および第二の電圧Ｖ２２と、係数Ｃとを用いて、次の式（１４）のように表すことができる。
Ｖｏ＝（Ｃ×Ｖ１２−Ｖ２２）／（Ｃ−１） ・・・ （１４）
なお、第二の状態は、異常状態、オフセット状態等と称されうる。

式（１４）は、オフセットが生じた後の第一の電圧Ｖ１２および第二の電圧Ｖ２２、すなわち、オフセットが生じた場合における現状の第一の電圧Ｖ１２と第二の電圧Ｖ２２とを検出することにより、オフセット量Ｖｏが算出できることを、意味している。式（１４）に基づくオフセット量Ｖｏの検出のため、電圧検出部２１２は、現状における第一の電圧Ｖ２１と第二の電圧Ｖ２２とを検出する。具体的には、電圧検出部２１２は、例えば、検出信号の電圧の最小値を検出し、当該最小値と検出電圧との差分が所定範囲内である状態が所定時間以上継続した場合に、当該最小値や電圧が変化した範囲の中央値等を、第一の電圧Ｖ１２と検出することができる。また、電圧検出部２１２は、例えば、検出信号の電圧の最大値を検出し、当該最大値と検出電圧との差分が所定範囲内である状態が所定時間以上継続した場合に、当該最大値や電圧が変化した範囲の中央値等を第二の電圧Ｖ２２と検出することができる。第一の電圧Ｖ２１と第二の電圧Ｖ２２とは、検出されるタイミングが異なるため、電圧記憶部２１３は、第一の電圧Ｖ２１および第二の電圧Ｖ２２のうち少なくとも先に検出された方を、一時的に記憶しておく。係数・基準値記憶部２１５には、係数Ｃが記憶されている。なお、係数Ｃは、プログラム中に記述（設定）されてもよい。この場合、係数・基準値記憶部２１５は、例えばＲＡＭである。

演算部２１４のオフセット量算出部２１４ａは、式（１４）により、オフセット量Ｖｏを算出する。閾値可変制御部２１６は、オフセット量算出部２１４ａによって算出されたオフセット量Ｖｏに応じて、閾値設定部２２４Ｌに設定されている第一の閾値Ｖｔｌ１、および閾値設定部２２４Ｈに設定されている第二の閾値Ｖｔｈ１を、オフセット量Ｖｏに応じた異なる値に変更する。具体的に、閾値可変制御部２１６は、例えば、次の式（１５），（１６）により、変更する第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２（目標値、設定値）を算出する。
Ｖｔｌ２＝Ｖｔｌ１＋Ｖｏ ・・・ （１５）
Ｖｔｈ２＝Ｖｔｈ１＋Ｖｏ ・・・ （１６）
すなわち、閾値可変制御部２１６は、オフセット量Ｖｏの上昇量が大きいほど、第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２が大きくなるよう、換言すれば、オフセット量Ｖｏの低下量が大きいほど、第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２が小さくなるよう、第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２を設定する。なお、第一の閾値Ｖｔｌ１，Ｖｔｌ２、および第二の閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、連続可変に設定される必要は無く、複数段階に設定されてもよい。この場合、第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２として、式（１５），（１６）により算出された値に最も近い値が選択されてもよい。

閾値可変制御部２１６は、算出された第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２が設定されるよう、閾値設定部２２４Ｌ，２２４Ｈを制御する。これにより、図３に示されるように、オフセットが生じた時刻ｔｓの後において、コンパレータ２２１Ｌは変更された第一の閾値Ｖｔｌ２に対する大小比較結果を出力し、コンパレータ２２１Ｈは変更された第二の閾値Ｖｔｈ２に対する大小比較結果を出力するため、パルス生成部２２２は、検出信号の電圧における第一の電圧Ｖ１２および第二の電圧Ｖ２２に応じた、ロー状態に対応する出力パルスＳｌおよびハイ状態に対応する出力パルスＳｈを出力することができる。なお、オフセットが生じた時刻ｔｓの後、所定の演算処理が完了し、閾値の変更が完了した時刻ｔｍから、オフセット状態に対応した出力パルスＳｌ，Ｓｈが出力される。

また、演算部２１４の第一の異常判断部２１４ｃは、オフセット量Ｖｏとオフセット量Ｖｏに対応して設定されたオフセット閾値Ｖｏｔｈとを比較することにより、オフセット量Ｖｏがオフセット閾値Ｖｏｔｈと同じかあるいはより大きい場合に、オフセット異常が生じたと判断することができる。この場合、第一の異常判断部２１４ｃは、オフセット異常を示す信号を出力する。オフセット異常を示す信号は、例えばフラグであり、異常が無い場合（正常）には「０」、異常がある場合には「１」に設定される。オフセット異常を示す信号は、データ変換部２１７を経て、ＥＣＵ３０へ伝達されうる。これにより、ＥＣＵ３０の駆動制御部３１や制動制御部（不図示）は、オフセット異常が生じた場合にあっては、例えば、車両の上限速度が設定されたり、車両が減速したり、車両が停止したりするよう、駆動装置や制動装置を制御することができる。また、ＥＣＵ３０の出力制御部３２は、オフセット異常が生じたことを示す表示出力や音声出力が、車両の乗員、ユーザ、オペレータ等に提示されるよう、出力部４０を制御することができる。出力制御部３２は、異常出力制御部の一例である。

＜電圧のオフセットが生じた場合の制御（２）、推定値の算出および異常出力＞
発明者は、鋭意研究により、オフセットが生じた状態（第二の状態）における第一の電圧Ｖ１２や第二の電圧Ｖ２２等に基づいて、オフセットが生じていない状態（第一の状態）における第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅおよび第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅを算出できることを見いだした。式（１１）〜（１３）から、第一の状態における第一の電圧Ｖ１１および第二の電圧Ｖ１２を、第二の状態における第一の電圧Ｖ１２および第二の電圧Ｖ２２と、係数Ｃとを用いて、次の式（１７），（１８）のように表すことができる。
Ｖ１１＝（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （１７）
Ｖ２１＝Ｃ×（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （１８）
そこで、演算部２１４の電圧推定部２１４ｂは、式（１７）および（１８）から、第一の状態における第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅおよび第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅを、次の式（１９），（２０）を用いて算出する。
Ｖ１１ｅ＝（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （１９）
Ｖ２１ｅ＝Ｃ×（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （２０）

演算部２１４の第二の異常判断部２１４ｄは、オフセットが生じた状態（第二の状態）における第一の電圧Ｖ１２や第二の電圧Ｖ２２等に基づいて算出された、第一の状態における第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅおよび第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅに基づいて、センサ１０に異常が生じているか否かを判断することができる。例えば、上述したように、第一の状態では、式（１１）が成り立つ。すなわち、第二の電圧Ｖ２１は、第一の電圧Ｖ１１と係数Ｃとの乗算値と略等しい。
Ｖ２１＝Ｖ１１×Ｃ ・・・ （１１）
そこで、第二の異常判断部２１４ｄは、第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅと第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅとの推定係数Ｃｅ（推定比）を、次の式（２１）を用いて算出する。
Ｖ２１ｅ／Ｖ１１ｅ＝Ｃｅ ・・・ （２１）
演算部２１４の第二の異常判断部２１４ｄは、推定係数Ｃｅと係数Ｃとの差分の絶対値δと係数Ｃに対応して設定された係数差分閾値Ｃｔｈとを比較することにより、差分の絶対値δが係数差分閾値Ｃｔｈと同じかあるいはより大きい場合に、センサ異常が生じたと判断することができる。この場合、第二の異常判断部２１４ｄは、センサ異常を示す信号を出力する。センサ異常を示す信号は、例えばフラグであり、異常が無い場合、すなわち正常な場合には「０」、異常がある場合には「１」に設定される。センサ異常を示す信号は、データ変換部２１７を経て、ＥＣＵ３０へ伝達されうる。したがって、ＥＣＵ３０の駆動制御部３１や制動制御部（不図示）は、センサ異常が生じた場合にあっては、例えば、車両の上限速度が設定されたり、車両が減速したり、車両が停止したりするよう、駆動装置や制動装置を制御することができる。また、ＥＣＵ３０の出力制御部３２は、センサ異常が生じたことを示す表示出力や音声出力が、車両の乗員、ユーザ、オペレータ等に提示されるよう、出力部４０を制御することができる。出力制御部３２は、異常出力制御部の一例である。推定係数Ｃｅは、算出値の一例であり、係数差分閾値Ｃｔｈは、基準値の一例である。なお、係数・基準値記憶部２１５が、第一の状態の第一の電圧Ｖ１１または第二の電圧Ｖ２１に対応した基準値Ｖ１１ｓ，Ｖ２１ｓを記憶し、第二の異常判断部２１４ｄが、第一の電圧および第二の電圧の推定値Ｖ１１ｅ，Ｖ２１ｅと基準値Ｖ１１ｓ，Ｖ２１ｓとを比較することにより、センサ異常の有無を判断してもよい。

なお、第一の異常判断部２１４ｃにおいてオフセット異常が生じていると判断された場合、または第二の異常判断部２１４ｄにおいてセンサ異常が生じていると判断された場合にあっては、演算部２１４の出力制御信号生成部２１４ｅが、出力部４０を制御するための出力制御信号を生成してもよい。この場合、出力制御部３２は、出力部４０の出力状態を指示する出力制御信号をセンサ制御部２０から受け取り、当該出力制御信号に応じた出力状態となるよう、出力部４０を制御する。

以上の本実施形態では、オフセット量算出部２１４ａは、第二の状態における第一の電圧Ｖ１２、第二の状態における第二の電圧Ｖ２２、および係数Ｃから、オフセット量Ｖｏを、
Ｖｏ＝（Ｃ×Ｖ１２−Ｖ２２）／（Ｃ−１） … （１）
として算出する。また、閾値可変制御部２１６は、オフセット量Ｖｏの上昇量が大きいほど第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２が大きくなるよう、第一の閾値Ｖｔｌ２および第二の閾値Ｖｔｈ２を変更する。よって、例えば、コンパレータ２２１Ｌ（第一の検出部）およびコンパレータ２２１Ｈ（第二の検出部）は、検出信号の電圧がオフセットした場合にあっても、オフセット量Ｖｏに応じて変更された閾値Ｖｔｌ２，Ｖｔｈ２に基づいて、より精度良くロー状態またはハイ状態を検出することができる。また、オフセット量算出部２１４ａは、式（１）により、電圧のオフセット量Ｖｏを、例えば、より容易にあるいはより迅速に、推定することができる。

また、第一の異常判断部２１４ｃは、オフセット量Ｖｏとオフセット閾値Ｖｏｔｈとの比較に基づいてオフセット異常の有無を判断する。よって、例えば、オフセット異常に基づく不都合な事態が生じるのが、回避されうる。

また、電圧推定部２１４ｂは、第二の状態での第一の電圧Ｖ１２、第二の状態での第二の電圧Ｖ２２、および係数Ｃから、第一の状態における第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅまたは第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅを、
Ｖ１１ｅ＝（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） … （２）
Ｖ２１ｅ＝Ｃ×（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） … （３）
として算出する。また、第二の異常判断部２１４ｄは、第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅと基準値Ｖ１１ｓとの比較結果や、第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅと基準値Ｖ２１ｓとの比較結果、推定係数Ｃｅと係数Ｃとの差分の絶対値δ（算出値）と係数差分閾値Ｃｔｈ（基準値）との比較結果等に基づいて、センサ１０の異常の有無を判断する。よって、例えば、センサ異常に基づく不都合な事態が生じるのが、回避されうる。

また、出力制御部３２は、第一の異常判断部２１４ｃによって異常と判断された状態、および第二の異常判断部２１４ｄによって異常と判断された状態、のうち少なくとも一方の状態が成立している場合、異常があることを示す出力を行うよう、出力部４０を制御する。よって、例えば、ユーザやオペレータは、出力部４０の出力により、異常な状態であることを、認識することができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成等のスペック（形式や、方式、構造、種類、数、配置、位置等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、センサ制御部２０内の構成の少なくとも一部は、ＥＣＵ３０内に設けられてもよい。

２０…センサ制御部（パルス検出装置）、３２…出力制御部（異常出力制御部）、２１４ａ…オフセット量算出部、２１４ｂ…電圧推定部、２１４ｃ…第一の異常判断部、２１４ｄ…第二の異常判断部、２１６…閾値可変制御部、２２１Ｌ…コンパレータ（第一の検出部）、２２１Ｈ…コンパレータ（第二の検出部）。

Claims (5)

1. 第一の電圧と当該第一の電圧よりも高い第二の電圧との間で交互に変化するパルス状の検出信号であって、第一の状態においては前記第二の電圧が前記第一の電圧に正の実数である係数を乗算した値に略等しい前記検出信号と、第一の閾値と、の比較により、ロー状態を検出する第一の検出部と、
   前記検出信号と、前記第一の閾値よりも高い第二の閾値と、の比較により、ハイ状態を検出する第二の検出部と、
   第二の状態における前記第一の電圧および前記第二の電圧と、前記係数とから、前記第二の状態における前記検出信号の電圧の前記第一の状態に対するオフセット量を算出するオフセット量算出部と、
   前記オフセット量の上昇量が大きいほど前記第一の閾値および前記第二の閾値が大きくなるよう、前記オフセット量に応じて前記第一の閾値および前記第二の閾値を変更する閾値可変制御部と、
   を備えた、パルス検出装置。
2. 前記オフセット量算出部は、前記第二の状態における前記第一の電圧をＶ１２、前記第二の状態における前記第二の電圧をＶ２２、前記係数をＣ、としたとき、前記オフセット量Ｖｏを、
   Ｖｏ＝（Ｃ×Ｖ１２−Ｖ２２）／（Ｃ−１） ・・・ （１）
   として算出する、請求項１に記載のパルス検出装置。
3. 前記オフセット量とオフセット閾値との比較に基づいてオフセット異常の有無を判断する第一の異常判断部を備えた、請求項１または２に記載のパルス検出装置。
4. 第一の電圧と当該第一の電圧よりも高い第二の電圧との間で交互に変化するパルス状の検出信号であって、第一の状態においては前記第二の電圧が前記第一の電圧に正の実数である係数を乗算した値に略等しい前記検出信号と、第一の閾値と、の比較により、ロー状態を検出する第一の検出部と、
   前記検出信号と、前記第一の閾値よりも高い第二の閾値と、の比較により、ハイ状態を検出する第二の検出部と、
   第二の状態における前記第一の電圧および前記第二の電圧と、前記係数とから、前記第一の状態における前記第一の電圧または前記第二の電圧の推定値を算出する、電圧推定部と、
   前記第一の電圧の推定値もしくは前記第二の電圧の推定値、または前記第一の電圧の推定値もしくは前記第二の電圧の推定値に基づく算出値と、基準値との比較に基づいて、センサの異常の有無を判断する第二の異常判断部と、
   を備えた、パルス検出装置。
5. 前記電圧推定部は、前記第二の状態での第一の電圧をＶ１２、前記第二の状態での第二の電圧をＶ２２、前記係数をＣ、としたとき、前記第一の状態における前記第一の電圧の推定値Ｖ１１ｅまたは前記第二の電圧の推定値Ｖ２１ｅを、
   Ｖ１１ｅ＝（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （２）
   Ｖ２１ｅ＝Ｃ×（Ｖ２２−Ｖ１２）／（Ｃ−１） ・・・ （３）
   として算出する、請求項４に記載のパルス検出装置。

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