JPH04350564A - パルスの発生周期演算方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルスの発生周期の演
算方法に関し、例えば車速検出装置の如く回転パルスに
基づいて回転速度を演算するのに特に好適なパルスの発
生周期の演算方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、計測対象となっている回転体が
所定角度回転する毎に回転パルスを出力し、この回転パ
ルスの発生周期に基づいてその回転速度を演算する速度
演算方法が広く用いられている。このような目的で用い
られる回転パルスの発生周期演算方法の１つは、一定時
間内に生じる回転パルス数を計数する方法であり、もう
１つは１つの回転パルスが発生してから次の回転パルス
が発生するまでの時間、すなわち回転パルスの発生周期
をより高い周波数のクロックパルスを用いて測定する方
法である。後者の方法によれば、１つのパルスが発生し
てから次のパルスが発生するまでの時間を計測すればよ
いので、多数のパルスの発生を待って所要の計算を行な
う前者の方法に比べ応答性に優れているという利点を有
するため、後者の方法が広く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、後者の方法
による場合においては、被計測体の回転速度が低下した
場合、すなわち、回転パルスの発生周期が長くなった場
合、演算結果得られた速度データの更新周期もこれに従
って長くなる。したがって、低回転速度状態において雑
音パルスの影響を受け、実際には低回転速度であるにも
拘わらず演算結果が高回転速度を示す誤データが出力さ
れてしまった場合、次の回転パルスが入力されるまでの
比較的長い期間この誤データが保持されてしまい、この
ような誤データに基づいて各種の制御が行なわれると、
制御に異常を来たしてしまうという不具合を有していた
。本発明の目的は、したがって、従来技術における上述
の不具合を解決することができる、改善されたパルスの
発生周期演算方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、入力パルスの発生時間間隔を測定し
て発生周期を得るための方法において、所定の一定周期
で出力されるタイミングパルスに応答し該タイミングパ
ルスの発生毎に最も新しい入力パルスの発生から最新の
タイミングパルスの発生までの経過時間を測定し、該経
過時間と最新の発生周期とを比較し、該経過時間が上記
最新の発生周期より大きくなった場合には上記経過時間
を最新の発生周期に代えてその時の発生周期とするよう
にした点にある。

【０００５】

【作用】最新の入力パルスの発生から最新のタイミング
パルスの発生までの経過時間が測定されており、ここで
、タイミングパルスは一定時間間隔で出力されている。 したがって、入力パルスがこなければ、経過時間は、タ
イミングパルスの発生毎にこの一定時間間隔だけ大きく
なる。このようにして定められる経過時間は最新の入力
パルス発生周期測定値と比較され、経過時間がこの測定
値より大きくなった場合、その時の経過時間が最新の入
力パルス発生周期に代えてその時の発生周期とされる。 したがって、経過時間が最新の入力パルス発生周期より
大きくなる前に次の入力パルスが入力されると測定値の
補正は行なわれないが、経過時間が最新の入力パルス発
生周期より大きくなっても次の入力パルスが入ってこな
いと、次の入力パルスを待たずにデータの補正が行なわ
れる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き詳細に説明する。

【０００７】図１は、本発明の方法により車両の走行速
度を示す車速データを得るようにした車速計測システム
１を示す。

【０００８】図１において、２は図示しない車両のプロ
ペラシャフトが所定角度回転する毎に回転パルスＰを出
力する公知の回転センサ、３は回転パルスＰを波形整形
するための整形回路、４は整形回路３から出力される整
形パルスＰ１に応答しその有意エッジである立上がりの
タイミングの検出を行なうエッジ検出回路である。エッ
ジ検出回路４からは、整形パルスＰ１の各立上がりタイ
ミングを示すパルスが出力され、このパルスは、パルス
Ｐの発生周期を計算するための主演算部５に入力パルス
ＩＰとして入力されている。

【０００９】符号６で示されるフリーランニングカウン
タは、クロックパルス発生器７から一定周期で繰り返し
出力されるクロックパルスＣＫに応答して計数動作を行
い、その計数結果を示す計数データＣＤは、入力パルス
ＩＰによって開閉制御されるスイッチ８を介してラッチ
部９に送られる。フリーランニングカウンタ６の計数値
がオバーフロー状態となる毎に、これを示すタイミング
信号ＴＳがフリーランニングカウンタ６から出力され、
タイミング信号ＴＳは、タイミング信号ＴＳの発生回数
を計数するための計数部１０及びデータ処理部１１に入
力される。

【００１０】計数部１０で得られたオーバーフロー発生
回数を示す回数データＯＤ、及びラッチ部９でラッチさ
れたカウント値を示すラッチデータＬＤは、計算部１２
に送られ、ここで、後述するようにして経過時間の計算
が行なわれ、計算された経過時間を示す経過時間データ
ＫＤは、データ処理部１１に送られる。

【００１１】ラッチデータＬＤは、主演算部５から出力
されるリセットパルスＲＰに応答して開閉制御されるス
イッチ１４を介して保持部１３に送られており、保持部
１３には、スイッチ１４が閉じられたときのラッチデー
タＬＤの内容が保持される。保持部１３において保持さ
れた保持データＨＤは、主演算部５に送られている。な
お、リセットパルスＲＰは、計数部１０のリセットを行
なうため、計数部１０にも入力されている。

【００１２】主演算部５は、入力パルスＩＰ、ラッチデ
ータＬＤ、保持データＨＤ及び回数データＯＤを受け取
っており、１つの入力パルスＩＰが発生してから次に入
力パルスＩＰが発生するまでの時間を測定するための演
算を行ない、この結果得られた発生周期データＰＤを出
力する構成である。

【００１３】図２には主演算部５の構成を示す詳細ブロ
ック図が示されている。ここで、２１はラッチデータＬ
Ｄと保持データＨＤとの差分を演算しその差分を示す差
分データＳＤを出力する差分演算部、２２は回数データ
ＯＤにフリーランニングカウンタ６の最大カウント値Ｍ
ＡＸを乗じてその値を第１タイマ値データＤ１として出
力する第１タイマ値演算部である。

【００１４】差分データＳＤ及び第１タイマ値データＤ
１は加算器２３において加算され、その加算結果を示す
加算データが加算器２３から発生周期データＰＤとして
出力される。発生周期データＰＤは遅延部２４からの出
力によって開閉制御されるスイッチ２５を介して所定の
タイミングで取り出される。すなわち、遅延部２４には
入力パルスＩＰが印加されており、入力パルスＩＰの印
加から所要の遅延時間ＴＤ経過後に、すなわち、入力パ
ルスＩＰが入力された後加算器２３から発生周期データ
ＰＤが発生するのに充分な時間経過後に、遅延部２４に
よってスイッチ２５が閉成され、これにより発生周期デ
ータＰＤがデータ処理部１１に送られる。遅延部２４の
出力は、リセットパルスＲＰとしても出力される。

【００１５】このような構成によると、入力パルスＩＰ
の発生によりスイッチ８が閉じられ、その時の計数デー
タＣＤがラッチ部９にラッチされる。このラッチ動作に
よりラッチされたラッチデータＬＤは、リセットパルス
ＲＰに応答してスイッチ１４が閉じられたときに保持部
１３に保持される。そして、次の入力パルスＩＰの発生
によりスイッチ８が閉じられたとき、ラッチ部９にはそ
の時の計数データＣＤがラッチされる。

【００１６】すなわち、ラッチ部９には最新の入力パル
スの発生タイミングを示すデータがラッチされ、保持部
１３には１つ前の入力パルスの発生タイミングを示すデ
ータが保持される。したがって、差分演算部２１からの
差分データＳＤは、１つ前の入力パルスの発生から最新
の入力パルスの発生までの時間に関連したデータである
。

【００１７】一方、第１タイマ値演算部２２では、１つ
前の入力パルスの発生から最新の入力パルスの発生まで
の間にフリーランニングカウンタ６がオーバーフロー状
態になった場合、そのオーバーフロー回数に応じた第１
タイマ値データＤ１が計算され、両データが加算される
ことにより、オーバーフロー回数が考慮された、前の入
力パルスＩＰの発生から最新の入力パルスＩＰの発生ま
での時間を示す発生周期データＰＤが演算される。

【００１８】次に計算部１２について図３を参照しなが
ら説明する。計算部１２は、最新の入力パルスＩＰが発
生してから最新のタイミング信号ＴＳの発生までの時間
を計算するために設けられており、フリーランニングカ
ウンタ６の最大カウント値ＭＡＸからラッチデータＬＤ
により示される値を差し引く計算が差分演算部３１で行
なわれ、その結果を示す差分データＳ２が出力される。 一方、オーバーフロー回数を示す回数データＯＤは、減
算部３２において−１だけ減算され、その減算結果を示
す減算データＧＤとＭＡＸとの積を求める演算が第２タ
イマ値演算部３３において実行される。第２タイマ値演
算部３３での演算結果を示す第２タイマ値データＤ２は
、差分データＳ２が入力されている加算器３４に入力さ
れ、ここで、両データが加算される。

【００１９】この結果、加算器３４の加算結果は、最新
の入力パルスＩＰが発生してから最新のタイミング信号
ＴＳの発生までの経過時間を示していることになる。こ
のデータは経過時間データＫＤとして出力される。

【００２０】データ処理部１１は、発生周期データＰＤ
、経過時間データＫＤ及びタイミング信号ＴＳに基づい
て、車速を示す車速データＶＳを出力するためのもので
あり、その詳細ブロック図が図４に示されている。

【００２１】データ処理部１１は、発生周期データＰＤ
及び経過時間データＫＤのうちのいずれか１つを選択す
るためのデータ選択部４１と、データ選択部４１で選択
された選択データＳＤを保存しておくデータ保存部４２
と、データ保存部４２に保存された時間データに基づい
て車速を計算し車速データＶＳを出力する車速演算部４
３とから成っている。

【００２２】データ選択部４１は、図５に示されるよう
に、データ保存部４２に保存されている前回車速計算の
ために使用された時間データＭＤと経過時間データＫＤ
とを大小比較する判別部５１と、経過時間データＫＤ又
は発生周期データＰＤのいずれか一方を選択データＳＤ
として選択するための選択スイッチ５２を有している。 判別部５１はその判別結果に従って「Ｈ」又は「Ｌ」レ
ベルとなる判別出力信号ＨＳを出力し、判別出力信号Ｈ
Ｓは、タイミング信号ＴＳの印加に応答して閉成される
スイッチ５３を介して選択スイッチ５２に与えられてい
る。

【００２３】図示の実施例では、判別出力信号ＨＳは、
ＫＤがＭＤより小さい場合には「Ｌ」レベルとなり、選
択スイッチ５２を実線で示す選択状態とするが、ＫＤが
ＭＤ以上となると判別出力信号ＨＳは「Ｈ」レベルとな
り、選択スイッチ５２を点線で示される選択状態とする
。

【００２４】したがって、タイミング信号ＴＳが出力さ
れていない場合には、選択スイッチ５２により発生周期
データＰＤが選択データＳＤとして選択されるが、タイ
ミング信号ＴＳの出力によりスイッチ５３が閉じられる
と、判別部５１の判別結果に応じてデータＰＤ又はＫＤ
のいずれかが選択されることになる。

【００２５】次に、図６を参照しながら図１乃至図５に
よって説明した車速計測システム１の動作について説明
する。

【００２６】入力パルスＩＰが、略等間隔にパルスＩＰ
１，ＩＰ２，ＩＰ３，・・・を出力している場合におい
て、パルスＩＰ２の発生直後に雑音パルスにより生じた
パルスＮＰが入力パルスとしてエッジ検出回路４から出
力されてしまった場合の動作について説明する。

【００２７】既に説明したように、主演算部５では、入
力パルスＩＰの出力毎に、その発生周期データＰＤの内
容が、ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３，・・・の如く得られて
いる。したがって、入力パルスＩＰ２の発生直後に雑音
パルスＮＰが出力されると、これらのパルスの発生時間
間隔ｔ４に基づいて発生周期データＰＤの値が実際の車
速より極めて速い車速を意味する値ＴＭ４に変更されて
しまう。

【００２８】計算部１２では、図６に示したように、雑
音パルスＮＰが発生したときのフリーランニングカウン
タ６のカウント値Ｗ１がラッチデータＬＤとして入力さ
れ、そのカウント値Ｗ１とフリーランニングカウンタ６
の最大カウント値Ｗ０との差分ＷＡがデータＳ２として
出力されると同時に、データＤ２の値が−Ｗ０とされる
。したがって、雑音パルスＮＰの発生後の経過時間デー
タＫＤの値は−Ｗ１となる。

【００２９】経過時間データＫＤの値は、フリーランニ
ングカウンタ６がオーバーフローとなる毎にＷ０づつ増
え、したがって、以後、経過時間データＫＤの値は、フ
リーランニングカウンタ６がオーバーフロー状態になる
毎にＷＡ，ＷＡ＋Ｗ０，ＷＡ＋２Ｗ０と変化する（図６
参照）。

【００３０】この結果、データ選択部４１では、時刻ｔ
Ａにおいてフリーランニングカウンタ６がオーバーフロ
ー状態となったときにＫＤがＭＤより大きくなり、判別
信号ＨＳのレベルが「Ｈ」となり、この判別信号ＨＳが
スイッチ５３の閉成時（ｔＡ）に選択スイッチ５２に与
えられ、計算信号ＫＤが選択データＳＤとして出力され
る。したがって、ｔＡ以後においてはデータ保存部４２
の内容はＷＡとなる。

【００３１】同様にして、フリーランニングカウンタ６
がｔＢ，ｔＣにおいてオーバーフロー状態となる毎に選
択データＳＤの内容はＷＡ＋Ｗ０，ＷＡ＋２Ｗ０と変化
する。

【００３２】しかる後、入力パルスＩＰ３が出力される
と、発生周期データＰＤの値がＴＭ５となり、保存デー
タＭＤの内容がＴＭ５となるため、判別信号ＨＳのレベ
ルは「Ｌ」となり、選択スイッチ５２は発生周期データ
ＰＤを選択データＳＤとして選択することになる。この
結果、入力パルスＩＰ３の発生により、保存データＭＤ
の内容がＷ１＋２Ｗ０からＴＭ５に変更される。

【００３３】上記説明から判るように、雑音パルスＮＰ
により誤って短い周期を示すデータ（ＴＭ４）が得られ
ても、車速を計算するための保存データは、フリーラン
ニングカウンタ６がオーバーフローとなる毎にＷ０だけ
増加する計算データＫＤに置き換えられるようにして補
正されるので、誤ったデータ値ＴＭ４が次の入力パルス
ＩＰ３の発生まで保持されることなく、フリーランニン
グカウンタ６のオーバーフロー毎により大きい値のデー
タに置き換えられることになる。

【００３４】このため、車速データＶＳにより各種の車
両用制御を行なう場合、制御等に与える外乱を最小限に
し、安定な制御を行ないうるものである。

【００３５】図１に示した車速計測システム１と同様の
機能を有する車速計測システムは、入力パルスＩＰを所
定の処理プログラムによって処理するマイクロコンピュ
ータを用いて実現することができる。

【００３６】図７にはこのように構成した、本発明の方
法による車速計測システム１００が示されており、入力
パルスＩＰを図１に示したシステムの場合と同様にして
処理するための処理ユニット１０１を有している。図７
において、図１と同一の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００３７】処理ユニット１０１は、公知のマイクロコ
ンピュータシステムとして構成されており、その内部メ
モリ１０２内には、入力パルスＩＰに応答して車速デー
タＶＳを得るための処理プログラムがストアされている
。

【００３８】図８には、この処理プログラムのフローチ
ャートが示されている。この処理プログラムは、入力パ
ルスＩＰの入力に応答して割込み起動される第１プログ
ラム１１０と、処理ユニット１０１内に設けられたクロ
ックパルス発生器７からのクロックパルスＣＫに応答し
て計数動作を行なうフリーランニングカウンタ６がオー
バーフロー状態になったことに応答して割込み起動され
る第２プログラム１２０と、第１又は第２プログラムに
おいて得られた所要のデータに従って車速を計算するた
め一定時間毎に起動される第３プログラム１３０とを有
している。

【００３９】第１プログラムは、入力パルスＩＰの入力
に応答して割込み起動され、ステップ１１１で、入力パ
ルスＩＰの発生時のフリーランニングカウンタ６の今回
のカウント値を示すデータＤ（Ｎ）から入力パルスＩＰ
の前回の発生時のそのカウント値を示すデータＤ（Ｎ−
１）を差し引いた結果を変数Ｘの内容とし、ステップ１
１２に進む。

【００４０】ステップ１１２では入力パルスＩＰ入力後
のフリーランニングカウンタ６のオーバーフロー回数Ｎ
Ｂにその最大カウント値Ｗ０を乗じた結果が変数Ｙの内
容とされ、ステップ１１３に入る。

【００４１】ステップ１１３では、Ｘ＋Ｙの計算結果が
発生周期データＰＤとしてセットされ、次のステップ１
１４において、今回のデータＤ（Ｎ）が前回のデータＤ
（Ｎ−１）としてセットされる。

【００４２】しかる後、ステップ１１５では、オーバー
フロー回数ＮＢが零にされ、このプログラムの実行が終
了する。

【００４３】第２プログラム１２０は、フリーランニン
グカウンタ６がオーバーフロー状態となったことに応答
して割込み起動され、先ず、ステップ１２１においてオ
ーバーフロー回数ＮＢに１を加え計算が行なわれる。

【００４４】次いで、ステップ１２２に進み、ここでＷ
０−Ｄ（Ｎ−１）の演算結果を変数Ｚにセットし、ステ
ップ１２３で（ＮＢ−１）×Ｗ０の演算結果を変数Ｑに
セットする。しかる後、ステップ１２４においてＺ＋Ｑ
の値をＲにセットし、ステップ１２５に進む。

【００４５】ステップ１２５では、Ｒ−ＰＤの値が正で
あるか否かが判別され、ステップ１２５の判別結果がＹ
ＥＳの場合にはステップ１２６に進み、ここでＲの値を
周期データＰＤとしてセットし、第２プログラム１２０
の実行が終了する。ステップ１２５の判別結果がＮＯの
場合には、ステップ１２６を実行することなしに第２プ
ログラム１２０の実行が終了する。

【００４６】第３プログラム１３０は所定の一定周期、
例えば５０ｍｓｅｃ毎に起動されるプログラムであり、
第３プログラム１３０が起動されると、ステップ１３１
で周期データＰＤに基づいて車速データＶＳの演算が行
なわれ、ステップ１３２においてその他の必要な処理が
実行された後、第３プログラム１３０の実行が終了する
構成である。

【００４７】上述した第１プログラムの実行により、入
力パルスＩＰの発生周期を計算し、発生周期データＰＤ
を得ることができる。一方、第２プログラムの実行によ
り、フリーランニングカウンタ６がオーバーフロー状態
となるたびに、最新の入力パルスＩＰの発生からフリー
ランニングカウンタ６がオーバーフローとなるまでの経
過時間をＲとして演算し、Ｒ−ＰＤが正の場合にＲの値
が発生周期データＰＤとして置き換えられる。

【００４８】このようにして決定された発生周期データ
ＰＤに基づいて、第３プログラム１３０によって車速デ
ータＶＳが周期的に演算される。

【００４９】上記実施例では、いずれも、本発明の方法
によるパルス発生周期演算方法を車速の計測のために使
用した場合について説明したが、本発明の方法は回転パ
ルスの発生周期の演算のために限定されるものではなく
、回転パルス以外のパルスの発生周期に関する測定に、
同様にして広く適用しうるものであり、同様の効果を期
待することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、入力パルスの入力毎に
入力パルスの発生周期を計測する場合において、雑音パ
ルスの重畳その他の理由により周期の測定結果が実際の
値よりも短くなってしまった場合、別途用意されたタイ
ミング信号の発生毎にこの誤った測定結果が補正され、
真の値に順次近づけられるので、特にパルスの発生周期
が長い場合においても、誤った測定結果が長い間保持さ
れるのを有効に防止することができるため、耐雑音性の
大巾な改善を図ることができる等の優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】図１の主演算部の詳細ブロック図。

【図３】図１の計算部の詳細ブロック図。

【図４】図１のデータ処理部の詳細ブロック図。

【図５】図４のデータ選択部のブロック図。

【図６】図１のシステムの作動を説明するための図。

【図７】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図８】図７の処理ユニットにおいて実行されるプログ
ラムを示すフローチャート。

【符号の説明】

１　　車速計測システム ２　　回転センサ ５　　主演算部 ６　　フリーランニングカウンタ １０　　計数部 １１　　データ処理部 １２　　計算部 ＩＰ　　入力パルス ＰＤ　　発生周期データ ＴＳ　　タイミング信号 ＫＤ　　経過時間データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力パルスの発生時間間隔を測定して
   発生周期を得るための方法において、所定の一定周期で
   出力されるタイミングパルスに応答し該タイミングパル
   スの発生毎に最も新しい入力パルスの発生から最新のタ
   イミングパルスの発生までの経過時間を測定し、該経過
   時間と最新の発生周期とを比較し、該経過時間が前記最
   新の発生周期より大きくなった場合には前記経過時間を
   その時の発生周期とするようにしたことを特徴とするパ
   ルスの発生周期演算方法。