JPH02170057A - 回転速度を概算する方法およびシステム - 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、例えば自動車の変速機の人力軸などの回転部
材の回転速度を決定する方法とシステムに関連するが、
さらに詳しく言えば、回転が時間と共に変わっていく回
転部材の近似的回転速度を決定する方法およびシステム
に関連する。

（従来の技術） 回転速度は、何らかの機能を制御するパラメータとして
使用されることが多い。それは、自動車のエンジンおよ
び／または自動車の変速機の入力軸または出力軸が、自
動または半自動の変速機のギア切り替え点を決定するた
めに使用される場合に特にそうである。

システム起動装置に出力指令信号を発するために、予め
決められた論理規則に従って速度出力信号を処理するマ
イクロプロセッサベース制御装置を使用している自動お
よび半自動変速機については当業者に知られている。こ
の装置は米国特許４，３６１，０．！＋Ｏ；　４，５９
５，９８６および４、６８０．２９０に開示されており
、その開示自答は本文中に参考として織り込まれている
。

しかしながら、回転部材の回転速度は一定でないことが
多く、多種多様な理由で時間と共に変わり得る。そのよ
うな回転速度の変動（しばしば、′ロービング″あるい
は１動揺”として特徴づけされている）は、視覚上の目
的で、さらに詳しく言えば制御を目的として、平均のま
たは近似的速度を決定する場合に、現実的問題を生ずる
。

時間に関する速度の変動は、結果的に、予め決められた
時限内での複数の独立した回転速度値から近似的または
平均的回転速度を決定せねばならないという問題を生ず
る。

いくつかの目的に対しては簡単な算術的平均値解法が適
しているけれども、配列をなす分散したデータから平均
値または近似値を決定するためのよく知られた、より正
確な方法は、下記方穆式に従って考察される瞬間値の推
定値を決定する”最小２乗法”である： （発明が解決しようとする課題） しかしながらこの方法に伴う問題は、そｎが遅くて時間
のかかる複雑な計算を必要とするという点である。

数多くの適用例では、平均値の迅速かつ正確な近似法が
行なわ扛ねばならず、特に、自動車の変速機の変速歯車
装置に対する最適切り替え点を制御するために、回転軸
の概算的平均回転速度値を提供する場合に必要である。

本発明は、回転速度が一様になシ得なり回転部材の近似
的回転速度を決定する比較的簡単な一次方程式に上記方
程式を縮小できる、かつ当業者にとって周知のマイクロ
プロセッサによって迅速に決定することのできる回転速
度を概算する方法およびシステムを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成を有する。

回転部材の回転速度近似値を決めるための方法であって
、下記（ａ）〜（ｄＪのステップを含む：（ａ）　　方
程式に対する１次の同値の所望する配列を決めること： この場合Ｎは１よシ大きい奇数の全整数であり、予め決
められた時限Ｔの範囲内で計った速度測定値の数に等し
い： １ｏは時限Ｔ内での同等の増分時限に実質上等しく、時
限Ｔでは回転部材の回転速度Ｓｎは、ｔｎ：ｔ６．　ｔ
ｌ、　ｔｌ、　ｔａ　’・・−・・・・・・・・・・お
よび（ｈ−ｔｏ　）＝（ｔｓ−ｔｌ）＝（ｔｓ　−ｔｌ
　）　−＝−＝　　となるように測定される； Ｓｎは、Ｓｎ　＝　８１．　Ｓｓ、　Ｓｓ　−−−＝−
□＝　Ｓｎとなる時限Ｔ内で計った個々の速度測定値で
ある；２は、原点がｔｎの中間値に位置決めされている
、かつ縦座標が速度、横座標が時間を示す直交軸の両側
の偶数番号の速度測定値で、直交軸に対して、ｔｎは原
点でゼロの値を有し、縦座標の両側の１ｎの値は反対の
符号を有し、かつＳｎの値は全象限において正となる；
（ｂ）　　ステップ（ａ）の配列からＳ（近似値）に対
する希望の１次同値を選択するとと； （Ｃ）　　ステップ（ｂ）でＳ（近似値）に対して選択
された１次同値に従って回転部材の回転速度値Ｓｎを測
定し、かつそれを表示する信号を出すとと；および （ｄ）　　ステップｆｂ）で選択された１次同値に従っ
て、ステノア”（ｃｌの速度信号を処理することによっ
てＳ（近似値）を決めること。

他の発明として回転部材の回転速度近似値を決めるため
の方法であって、下記１ａ）〜（Ｃ）のステップを含む
： （ａ）　　回転部材の回転速度を測定し、それに対応す
る信号を出すとと； （ｂＪ　　予め決められた時限内で、実質上等しい時間
増分を間にもつ速度信号の５つの値（Ｓｏ。

Ｓｌ、　Ｓｓ、　Ｓｓ、　８４　）を選択すること；お
よび（Ｃ）　　方程式のうち選択された一方に従って段
階（ｂｌの信号を処理することにより、回転速度Ｓ（近
似値）を決めるとと； 他の発明として回転部材の回転速度近似値を決めるため
のシステムであって、 回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を出
すように作動する速度感知機構予め決められた時限内で
、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の３つの値
（Ｓｏ、　Ｓｌ。

Ｓｓ）を選択する機構；および 下記方程式の１つに従って回転速度近似値Ｓ（近似値）
を決めるため、選択された速度値を処理する機構； を決めるため、選択された速度値を処理する機構； を含む回転速度を概算するシステム。

他の発明として回転部材の回転速度近似値を決めるシス
テムであって、 回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を出
すだめに作動する速度感知機構、予め決められた時限内
で、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の５つの
値（８ｇ、　ｓ、。

８２、　Ｓｍ、　８４　）を選択する機構、および下記
方程式の１つに従って回転速度近似値Ｓ（近似値）を含
む回転速度を概算するシステム。

他の発明として回転部材の回転速度近似値を決めるシス
テムであって、 回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を出
すだめに作動する速度感知機構、予め決められた時限内
で、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の７つの
値（Ｓｏ、　Ｓｌ。

Ｓｓ、　Ｓｓ、　８４．　Ｓｓ、　Ｓａ　）を選択する
機構、および下記方程式の１つに従って、回転速度近似
値Ｓ（近似値）を決めるために、選択された速度値を処
理する機構、 を含む回転速度を概算するシステム。

（発明の効果） 本発明では回転速度の一様でない回転部材の回転速度が
比較的、簡単な一次方程式によって近似的に決定され、
かつ周知のマイクロプロセッサにより迅速に決定するこ
とができる。

（実施例） 点（ｘ、ｙ）を通過する勾配Ｍの線の方程式％式％ −但しＸおよびｙ￥′ｉそれぞれ平均値でかつＸおよび
ｙは実測値である− はＪｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ　Ｉｎｃ、の“
計算機科学；第１コース”の３６３ページの方程式（３
）で知られている。

Ｘおよびｙの値のＮ数に対する（ｘ、ｙ）を通過する線
の勾配 は、上述した参考文献の３６５ページの方程式（４）か
らもさらに知られている。直交軸（ｘ、ｙ）の原点を（
ｘ＝０）に位置決めし、方程式（４）のＭを方程式（３
）に代入すると、その結果はとなる。但しＮはＸおよび
ｙに対する値の数でとなる直交軸（ｘ、ｙ）の縦座標の
それぞれの側における値の数である。

予め決められた時限Ｔ内で計られた速度測定値の数とＮ
を等しくさせ、かつＮを１より大きい全整数の奇数に限
定すること；およびｔｎｔｏ、ｔｌ、ｔｚ・・・・・・
・・・ｔｎであシ、かつ（ｔｔ−ｔｏ）＝（ｔｌ−ｔｌ
）＝　（ｔｍ−ｔｓ　）・・・・−・・・・・・・とな
るような時限Ｔの範囲内で、ｔｎ＝実質上同等の増分時
限とさせるとと；および （ｙ）を速度（Ｓ）に取り替え、（Ｘ）を時間（１１に
取り替えると基底方程式； 数の数の速度測定値であって、直交軸の原点はｔｎに対
する中間値に位置決めされており、縦座標は速度、横座
標は時間であり、かつ直交軸に対し、縦座標の両側で反
対の符号を有するＴｎの値および全象限において正のＳ
ｎの値をとる形で、Ｔｎは原点においてゼロの値を有す
る。

上記方程式の適用例は、第１図および２図のグラフ例で
最もよく示されているが、第１図では、５つの速度値（
Ｓｏ、　Ｓｌ、　Ｓｓ、　Ｓｓおよび８４）が、時限Ｔ
にわたって左から右へそれぞれ減少している。

原点におけるＴ２はゼロの値とすること、縦座標（速度
）の左側のＴｎに対する値は負であり、縦座標（速度）
の右側では正であることおよび横座標に沿った時間の増
分は実質上等しいということなどに注目せよ。

１より大きい奇数の全整数であるＮは５に等しいことお
よび縦座標（速度）の両側で計ったに等しいということ
にも注目せよ。

第２図は、時限Ｔにわたって右から左へそれぞれ増加し
ている時間対速度測定値のグラフである。

下記の一対の１次の同値は、速度値Ｓｎおよびる基底方
程式に代入することによって与えられる、すなわち第２
図に対しては： 組の解は： となシ、第１図に対しては： および となる。

従って、予め決められた時限Ｔにわたる近似的速度（Ｓ
近似値）に対して、−組の簡単な１次方程式が与えられ
る。

一組の解は下記のごとくなることが分かる：（近似値） となる。

上記の１次方程式はマイクロプロセッサによる迅速な計
算を可能にし、それが、第３図に関して以下で説明する
ような制御目的にとって非常に好都合となる。

第３図には、車の変速機の入力軸などの回転軸２の回転
速度を概算するシステムが提供されている。

本システムは速度センサー４およびプロセッサ６から成
っている。速度センサー４は、およそマイクロ秒となり
得る予め決められた時限Ｔ内での軸２の回転速度値（８
０，８１，Ｓｓ、　Ｓｇ・・・・・・・−・Ｓｎ）　　
の信号５を感知し、送ることのできるいかなる種類のセ
ンサーでもよい。ホール効果磁気センサーは、当業者に
知られている回転速度を測定するほんの１つの方法にす
ぎない。

信号５は当業者によく知られている種類から成るプロセ
ッサ６によって受は取られるが、同プロセッサは信号を
受は取り、そこから一定の値を選択し、第３図に示され
る簡単な１次の算術計算を行なうべく作動する。

従って、例えば、速度測定値（Ｓｏ　、　Ｓｌ、　Ｓ　
ｔ　）が選択されると、次の方程式に従って処理されて
、そこから出力信号Ｓ８を提供する：プロセッサ６ｆ′
ｉ６つの計算を行なうことが可能であるように第３図に
示しであるが、例えば例証を目的として、プロセッサは
出力信号Ｓ、。

Ｓｓ’、　８１１．　Ｓ６’、　８７およびｓ　、／の
１つだけあるいはあらゆる組合せを処理し、提供し得る
が、これは軸２によって駆動される車の変速機の転換を
制御するための信号として利用され得る。

第３図にはプロセッサ６が一定の速度値を選択するもの
として示されているけれども、それは、プロセッサ６が
上述した特別な一次計算を行なうべく適合されているそ
れらの回転速度値のみを速度センサー４が選択し、伝達
することによって行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、予め決められた時限Ｔにわたって、左から右
へそれぞれ減少していく５つの回転速度測定値のグラフ
である。 第２図は、予め決められた時限Ｔにわたって、右から左
へそれぞｎ増加していく５つの回転速度測定値のグラフ
である。 第６図は、本発明の機構の実施態様のブロックダイヤグ
ラムである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転部材の回転速度近似値を決めるための方法であ
   って、下記（ａ）〜（ｄ）のステップを含む： （ａ）方程式に対する１次の同値の所望する配列を決め
   ること： 　▲数式、化学式、表等があります▼ 　この場合Ｎは１より大きい奇数の全整数であり、予め
   決められた時限Ｔの範囲内で計った速度測定値の数に等
   しい； 　ｔ＿ｎは時限Ｔ内での同等の増分時限に実質上等しく
   、時限Ｔでは回転部材の回転速度 　Ｓ＿ｎは、ｔ＿ｎ＝ｔ＿０，ｔ＿１，ｔ＿２，ｔ＿３
   ・・・・・・・および（ｔ＿１−ｔ＿０）＝（ｔ＿２−
   ｔ＿１）＝（ｔ＿３−ｔ＿２）・・となるように測定さ
   れる； 　Ｓｎは、Ｓ＿ｎ＝Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３・・・・・
   ・・・・　Ｓ＿ｎとなる時限Ｔ内で計った個々の速度測
   定値である； ２は、原点がｔ＿ｎの中間値に位置決めされている、か
   つ縦座標が速度、横座標が時間を示す直交軸の両側の偶
   数番号の速度測定値で、直交軸に対して、ｔ＿ｎは原点
   でゼロの値を有し、縦座標の両側のｔ＿ｎの値は反対の
   符号を有し、かつＳ＿ｎの値は全象限において正となる
   ； （ｂ）ステップ（ａ）の配列からＳ（近似値）に対する
   希望の１次同値を選択すること； （ｃ）ステップ（ｂ）でＳ（近似値）に対して選択され
   た１次同値に従って回転部材の回転速度値Ｓ＿ｎを測定
   し、かつそれを表示する信号を出すこと；および （ｄ）ステップ（ｂ）で選択された１次同値に従って、
   ステップ（ｃ）の速度信号を処理することによってＳ（
   近似値）を決めること。 ２．ステップ（ｄ）で決められたＳ（近似値）に対する
   値に対応する信号を出すステップを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．Ｎ＝３および（Ｎ−１）／２＝１およびＳ（近似値
   ）＝（−Ｓ＿０＋２Ｓ＿１＋５Ｓ＿２）／６であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．Ｎ＝３および（Ｎ−１）／２＝１およびＳ（近似値
   ）＝（５Ｓ＿０＋２Ｓ＿１−Ｓ＿２）／６であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．Ｎ＝５および（Ｎ−１）／２＝２およびＳ（近似値
   ）＝（３Ｓ＿０　＋２Ｓ＿１＋Ｓ＿２−Ｓ＿４）／５で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ６．Ｎ＝５および（Ｎ−１）／２＝２およびＳ（近似値
   ）＝（−Ｓ＿０＋Ｓ＿２＋２Ｓ＿３＋３Ｓ＿４）／５で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ７．Ｎ＝７および（Ｎ−１）／２＝３およびＳ（近似値
   ）＝（−５Ｓ＿０−２Ｓ＿１＋Ｓ＿２＋４Ｓ＿３＋７Ｓ
   ＿４＋１ＯＳ＿５＋１３Ｓ＿６）／７７であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ８．Ｎ＝７および（Ｎ−１）／２＝３およびＳ（近似値
   ）＝（１３Ｓ＿０＋１０Ｓ＿１＋７Ｓ＿２＋４Ｓ＿３＋
   Ｓ＿４−２Ｓ＿５−５Ｓ＿６）／７であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９．回転部材の回転速度近似値を決めるための方法であ
   って、下記（ａ）〜（ｃ）のステップを含む： （ａ）回転部材の回転速度を測定し、それに対応する信
   号を出すこと； （ｂ）予め決められた時限内で、実質上等しい時間増分
   を間にもつ速度信号の５つの値（Ｓ＿０，Ｓ＿１，Ｓ＿
   ２，Ｓ＿３，Ｓ＿４）を選択すること；および （ｃ）方程式のうち選択された一方に従って段階（ｂ）
   の信号を処理することにより、回転速度Ｓ（近似値）を
   決めること； 　Ｓ（近似値）＝（−Ｓ＿０＋Ｓ＿２＋２Ｓ＿３＋３Ｓ
   ＿４）／５およびＳ（近似値）＝（３Ｓ＿０＋２Ｓ＿１
   ＋Ｓ＿３−Ｓ＿４）／５１０．ステップ（ｃ）で決めら
   れたＳ（近似値）に対する値に対応する信号を出すステ
   ップを含むことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記
   載の方法。 １１．部材が自動車のシャフトであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または９項に記載の方法。 １２．シャフトが変速機の入力軸であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３．信号が自動車の変速機で利用される制御信号であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項または１０項
   に記載の方法。 １４．回転部材の回転速度近似値を決めるためのシステ
   ムであって、 　回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を
   出すように作動する速度感知機構予め決められた時限内
   で、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の５つの
   値（Ｓ＿０，Ｓ＿１，Ｓ＿２）を選択する機構；および 下記方程式の１つに従って回転速度近似値 　Ｓ（近似値）を決めるため、選択された速度値を処理
   する機構； 　Ｓ（近似値）＝（Ｓ＿０＋２Ｓ＿１−５Ｓ＿２）／６
   およびＳ（近似値）＝（５Ｓ＿０＋２Ｓ＿１−Ｓ＿２）
   ／６を含む回転速度を概算するシステム。 １５．転部材の回転速度近似値を決めるシステムであっ
   て、 　回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を
   出すために作動する速度感知機構、予め決められた時限
   内で、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の５つ
   の値（Ｓ＿０，Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３，Ｓ＿４）を選
   択する機構、および下記方程式の１つに従って回転速度
   近似値Ｓ（近似値）を決めるため、選択された速度値を
   処理する機構 　Ｓ（近似値）＝（３Ｓ＿０＋２Ｓ＿１＋Ｓ＿２−Ｓ＿
   ４）／５およびＳ（近似値）＝（−Ｓ＿０　＋Ｓ＿２＋
   ２Ｓ＿３＋３Ｓ＿４）／５を含む回転速度を概算するシ
   ステム。 １６．回転部材の回転速度近似値を決めるシステムであ
   って、 回転部材の回転速度を測定し、それを表示する信号を出
   すために作動する速度感知機構、予め決められた時限内
   で、間に実質上等しい時間増分をもつ速度信号の７つの
   値（Ｓ＿０，Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３，Ｓ＿４，Ｓ＿５
   ，Ｓ＿６）を選択する機構、および 下記方程式の１つに従って、回転速度近似値Ｓ（近似値
   ）を決めるために、選択された速度値を処理する機構、 　Ｓ（近似値）＝（−５Ｓ＿０−２Ｓ＿１＋Ｓ＿２＋４
   Ｓ＿３＋７Ｓ＿４＋１０Ｓ＿５＋１３Ｓ＿６）／７Ｓ（
   近似値）＝（１３Ｓ＿０＋１０Ｓ＿１＋７Ｓ＿２＋４Ｓ
   ＿３＋Ｓ＿４−２Ｓ＿５−５Ｓ＿６）／７を含む回転速
   度を概算するシステム。 １７．Ｓ（近似値）を表示する信号を出す機構を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４，１５または１６
   項に記載のシステム。 １８．部材が自動車のシャフトであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４，１５または，１６項に記載のシ
   ステム。 １９．シャフトが変速機の入力機であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１８項に記載のシステム。 ２０．信号が、自動車の変速機で利用される制御信号で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の
   システム。