JPH01102368A - 速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｏｋｍ
／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０
ｋｆｆｌ／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。

［発明の目的コ 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
値を人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Ｏ以外の
速度を示す値であり、かつ前回の平均値が速度Ｏ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。

［発明の効果コ 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Ｏ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
ことかできる。

［実施例〕 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

く第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ｌ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ＩＩ（第２図参照）の回転周期を人力情報とし
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ｌｌ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！３とで構成されている。上記
針心１２は永久磁石で形成され、一方ギヤップセンサ１
３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＋１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Ｇ、（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
印加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
Ｏ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Ｉ６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８２〜Ｓ８）をスキップ
して、ステップＳｌ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Ｔ
ｎ、Ｔｎ−＋、Ｔｎ−ｔ、Ｔｎ−ｓ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、、Ｔｎ、、Ｔｎ
−ｓに、夫々、’ｆ　ｎ、Ｔｎ−＋＋Ｔｎ−ｔ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−ｓ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
Ｏｋｎ＋／ｈを示す限界値１．４４秒より小さいか否か
、すなわち、Ｔｎ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
、車速か時間とともに増加し始めたどきには、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Ｏ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−リ、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、２ｋ＋ａ／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Ｏ
ｋｉ／ｈを示す値１．４４秒より大きいので、車速は当
然Ｏ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＜　ｔ　。

４４（秒）であれば（ＹＥＳ）、ステ“ツブＳ５でメモ
リ！５に記憶されている４つのパルス周期Ｔｎ〜Ｔｎ−
ｓの平均値Ｔａｖが、次式により算出される。

Ｔａｖ＝（Ｔｎ＋Ｔｎ−、＋Ｔｎ−ｔ＋Ｔｎ−ｓ）７４
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８１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、車速を人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。

く第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！ｌ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Ｓ
２２〜５３３）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Ｓ
２２に進められる。

ステップＳ２２では、今回パルス発生時刻Ｔ。

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Ｔ、とから、次式により今回パルス周期Ｔ
が演算される。

Ｔ＝Ｔ、−Ｔ。

次に、ステップＳ２４で、前回パルス発生時刻Ｔ、の更
新が行なわれる。

続いて、ステップＳ２５で、今回パルス周ＭＴ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！５内のメモリ領域Ｖｎ、
Ｖｎ−＋、Ｖｎ−ｔ、Ｖｎ−８には、夫々、最新の車速
から遡って、順に４つの車速か記憶されているが、Ｖｎ
□、Ｖｎ−１，Ｖｎ−ａに、夫々、Ｖ　ｎ、　Ｖ　ｎ−
＋Ｖｎ−ｔ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Ｖ　ｎ−２に記憶されて
いた値は捨てられる。

続いて、ステップＳ２７で、Ｖｌｌ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−ａには常に新しい順に４つΦ車速が記憶さ
れる。

次に、ステップ９２Ｂで、最新の車速ＶｎがＯｋｎ＋／
ｈより大きいか否かが比較される。比較の結果、Ｖｎ＝
Ｏ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Ｏが代入され、続いて、ステップＳ３
３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、ＶＬ
ｌ＝０であれば（Ｎｏ）、Ｖｎ−＋、Ｖｎ−１゜ｖ　ｎ
−ｓが、夫々、Ｖｎに修正される。すなわち、Ｖｎ−＋
、Ｖｎ−ｔ＊Ｖｎ−ｓ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＋　Ｖ　ｎ　
−ｔ　＋　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−ｔ
ｏｏ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−ｔ＋Ｖｎ−ｔ＋Ｖｎ−ｓ）／　
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、正確な車速か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、１
１・・・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 (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。