JPH0566560U - パルス入力処理回路及びこの回路を有する車輪速算出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】入力パルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下
がりエッジをそれぞれ検出し、各エッジ検出信号の周期
を算出する。 【効果】入手されるサンプル数は従来の２倍になり、周
期を計算する際の精度が向上する。例えば、ＡＢＳが作
動するときは、車輪速は低下している時なので、正確な
車輪速検出が要求される。したがって、本考案の車輪速
算出装置を制御部３０に採用すれば常に車輪速を精度よ
く検出できるので、ＡＢＳに好適に用いることができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、入力パルス信号のパルス周期を算出するパルス入力処理回路、及び 車両に搭載され、入力パルスの周波数によって車輪速を算出する車輪速算出装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

車輪速センサは、左右の車輪のそれぞれに装着されるセンサであり、車輪の回 転に応じた周波数の電気信号を発生させるもので、この周波数を計測することに よって車輪速を検出することができる。 ところで、前記車輪速センサからの信号を処理するに際して、従来では前記電 気信号を二値化した後のパルスの立ち上がりのエッジ又は立ち下がりのエッジの いずれかを検出することによりパルスの周期を計測していた。

【０００３】 すなわち、図４に示すように、パルス信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジ 検出回路１１と、パルス信号とは独立に機能するカウンタ回路１３とを設け、エ ッジ検出回路により検出される立ち上がり又は立ち下がりでカウンタ信号をレジ スタ回路１２によってラッチし、その値をデータバスを通してＣＰＵ１４に取り 込む構成になっていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記図４の回路では、パルス信号の立ち上がりエッジ検出のみ又は 立ち下がりエッジ検出のみを行うので、次のような問題があった。 まず、車が極めて低速で走行するとき、パルス信号の周期が大きくなり、その 結果処理されるパルス数も少なくなって車輪速を計算する際の精度が低下する。 特に、ＡＢＳ（アンチスキッドブレーキシステム）やＴＣＳ（トラクションコン トロールシステム）においては、車輪速低下時での検出精度が要求されるので、 前記問題は重要である。

【０００５】 また、車輪速センサ及びパルス処理回路などの故障で、パルス信号のデューテ ィ比が正常な状態より変化しても、その変化が検出できず、その結果、この系の 異常を検出できない。 本考案は前記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低 速度領域での周期算出精度を上げ、かつデューティ比の変化を的確に捕らえるこ とができるパルス入力処理回路及びこの回路を有する車輪速算出装置を提供する ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するための請求項１記載のパルス入力処理回路は、入力パル ス信号の立ち上がりエッジを検出する立ち上がりエッジ検出部と、立ち上がりエ ッジ検出部のエッジ検出信号に基づいてパルスの周期をカウントする第１のパル ス周期算出部と、入力パルス信号の立ち下がりエッジを検出する立ち下がりエッ ジ検出部と、立ち下がりエッジ検出部のエッジ検出信号に基づいてパルスの周期 をカウントする第２のパルス周期算出部と、第１のパルス周期算出部及び第２の パルス周期算出部の出力信号に基づいて入力パルス信号のパルス周期を算出する パルス周期算出部とを有するものである。

【０００７】 また、請求項２記載の車輪速算出装置は、車輪速センサの出力に基づき、その 周波数に応じたパルス信号を発生するパルス信号発生回路と、前記パルス入力処 理回路と、前記パルス入力処理回路の出力に基づいて車輪速を算出する車輪速算 出手段とを含むものである。

【０００８】

【作用】

前記のパルス入力処理回路によれば、入力パルス信号の立ち上がりエッジ及び 立ち下がりエッジをそれぞれ検出し、各エッジ検出信号の周期をカウントするこ とにより、入手されるサンプル数は従来の２倍になり、周期を計算する際の精度 が向上する。また、パルス信号のデューティ比が正常な状態より変動しても、そ の変動を検出することができる。

【０００９】 前記の車輪速算出装置によれば、パルス信号発生回路はタイヤが回転するとき に回転数に応じた数の検出信号を出力し、前記パルス入力処理回路を通してパル ス周期を算出するので、このパルス入力処理回路の出力を監視すれば正確な車輪 速が分かる。

【００１０】

【実施例】

以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。 図２は本考案の一実施例の車輪速算出装置を使用したナビゲーション装置の基 本的な構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置は、車両による目 的地への到達を支援するために、現在の車両位置情報などを運転者に与える装置 であり、小型のコンピュータ及び表示装置を備え、車速センサ及び方位センサな どにより車両の現在位置及び進行方向を検出して、これを前記の表示装置に道路 地図などとともに表示させるようにしたものである。

【００１１】 より具体的には、ナビゲーション装置は、左右の車輪に配置され各車輪の回転 に伴って検出パルスを出力するパルス信号発生回路である車輪速センサ１Ｌ，１ Ｒ（総称するときには「車輪速センサ１」という）の出力に基づいて車輪速算出 部２で走行距離の検出を行うとともに、地磁気センサなどで構成した方位センサ ３の出力と前記車輪速センサ１Ｌ，１Ｒにより検出される左右の車輪の回転数の 差から得られる車両の旋回角度とに基づいて車両の進行方位を検出し、位置検出 部４において車両の現在位置を算出するものである。

【００１２】 位置検出部４は制御部５に接続されており、この制御部５は、位置検出部４で 検出された車両の現在位置と、ＣＤ−ＲＯＭなどで構成された地図メモリ６から メモリドライバ７を介して読み出した道路地図とを表示部８に表示させる。これ により、運転者などは表示部８を視認することによって、車両の現在位置を知る ことができ、これに基づいて目的地への進路を知ることができる。

【００１３】 制御部５には、キーボードなどで構成され、表示部８に表示された道路地図の スクロールを行わせたり、各種の機能の選択のための入力を行ったりするための 入力部９が接続されている。 さらに、車輪速算出部２にはメモリ１０が接続されており、このメモリ１０に は、当該ナビゲーション装置が搭載され得る車種のそれぞれに対応して、各車種 の車軸が１回転したときに車輪速センサ１が出力するパルス数Ｎと、車両に装着 されたタイヤが１ラジアン回転したときの車両の走行距離（動荷重半径）ａとが 記憶されている。

【００１４】 車輪速算出部２では、前記のパルス数Ｎと動荷重半径ａと、車輪速センサ１か ら発生したパルスの周期Ｔとに基づき、車輪速ｖを下記(1) 式に従って算出する 。 ｖ＝２πａ／ＮＴ …(1) 車輪速算出部２はまた、車輪速センサ１Ｌの出力に基づいて算出した車輪速ｖ _L と車輪速センサ１Ｒの出力に基づいて算出した車輪速ｖ_R との差（ｖ_L −ｖ_R ）に基づいて、当該車両の旋回角度θを算出する。このようにして算出された車 輪速ｖ及び旋回角度θと、方位センサ３の出力とに基づき、位置検出部４で車両 の現在位置を表す位置データが作成されることになる。この位置データの作成に 当たっては、地図メモリ６から道路パターンを読み出し、この道路パターンとセ ンサ１，３の出力に基づいて算出した位置データとの比較演算を行う、いわゆる 地図マッチング法を適用してもよい（たとえば特開昭63-115004 号，特開昭63-1 48115 号，特開昭64-53112号公報参照、土居他「自動車の車両位置検出方式の開 発」住友電気第137 号pp.105-112,1990 年９月参照）。

【００１５】 前記のように本実施例のナビゲーション装置では、各車種ごとに車輪速センサ １の出力状態（パルス周期Ｔ）と、装着されたタイヤの動加重半径ａとに基づい て算出を行わせることにより、車両の速度を正確に得ることができる。 次に、車輪速算出部２の一部を構成する、パルス入力処理回路の内容を説明す る。図１は、車輪速センサ１Ｌの出力に基づくパルス入力処理回路を示すブロッ ク図である。車輪速センサ１Ｒの出力に基づくパルス入力処理回路もまったく同 じ回路となるので説明は省略する。

【００１６】 パルス入力処理回路は、車輪速センサ１Ｌの出力パルス信号の立ち上がりエッ ジを検出する立ち上がりエッジ検出回路２２ａと、立ち下がりエッジを検出する 立ち下がりエッジ検出回路２２ｂと、時間信号を送り出すカウンタ回路２５と、 立ち上がりエッジ検出回路２２ａの出力が入ったときのカウンタ回路２５の時間 値をラッチし記憶するレジスタ回路２３ａと、立ち下がりエッジ検出回路２２ｂ の出力が入ったときのカウンタ回路２５の時間値をラッチし記憶するレジスタ回 路２３ｂと、レジスタ回路２３ａに記憶された各値を読み出しそれらの差に基づ いて立ち上がりエッジのパルス間隔を算出し、レジスタ回路２３ｂに記憶された 各値を読み出しそれらの差に基づいて立ち下がりエッジのパルス間隔を算出し、 レジスタ回路２３ａに記憶された値とその直前及び直後のレジスタ回路２３ｂに 記憶された値とを読み出してそれらの差に基づいて立ち上がりから立ち下がりま でのパルス間隔、及び立ち下がりから立ち上がりまでのパルス間隔を算出するＣ ＰＵ２４とを有する。

【００１７】 前記ＣＰＵ２４の機能を図３を用いてより具体的に説明すると、ＣＰＵ２４は 、時刻ｔ1,ｔ3,ｔ5,ｔ7,…での立ち上がりエッジによってパルス間隔Ｔ1,Ｔ3,Ｔ 5,…を下式に基づいて算出し、 ｔ3-ｔ1=Ｔ1, ｔ5-ｔ3=Ｔ3, ｔ7-ｔ5=Ｔ5, ・・・・ 時刻ｔ2,ｔ4,ｔ6,ｔ8,…での立ち上がりエッジによってパルス間隔Ｔ2,Ｔ4,Ｔ6, …を下式に基づいて算出する。

【００１８】 ｔ4-ｔ2=Ｔ2, ｔ6-ｔ4=Ｔ4, ・・・・ また、立ち上がりから立ち下がりまでのパルス間隔ΔＴ1,ΔＴ3,ΔＴ5,…を下 式に基づいて算出し、 ｔ2-ｔ1=ΔＴ1, ｔ4-ｔ3=ΔＴ3, ｔ6-ｔ5=ΔＴ5, ・・・・ 立ち下がりから立ち上がりまでのパルス間隔ΔＴ2,ΔＴ4,ΔＴ6,…を下式に基づ いて算出する。

【００１９】 ｔ3-ｔ2=ΔＴ2, ｔ5-ｔ4=ΔＴ4, ｔ7-ｔ6=ΔＴ6, ・・・・ 従来の図４に示した立ち上がりエッジのみに基づくパルス入力処理回路であれ ば、ｔ3 の時点でパルス間隔Ｔ1 を検出した後は、ｔ5 になるまで次のパルス間 隔をＴ3 を検出できなかったが、この実施例のパルス入力処理回路であれば、ｔ 4 の時点でパルス間隔Ｔ2 を検出することができる。したがって、検出されるパ ルス間隔の数が従来のものより２倍に増えることになり、特に、入力信号の周期 が長い場合（車輪速が低速の場合），車輪速算出精度の向上を図ることができる 。

【００２０】 また、デューティ比は、例えば次の式 ΔＴ1 ／（ΔＴ1 ＋ΔＴ2 ） ΔＴ3 ／（ΔＴ3 ＋ΔＴ4 ） ・・・・ によって算出することができるので、このように算出されたデューティ比を基準 値と比較することにより、デューティ比の変動を検出することができる。

【００２１】 以上のようなパルス入力処理回路を採用することにより、立ち上がりエッジの パルス間隔又は立ち下がりエッジのパルス間隔の両方の、例えば平均をとること により、車輪速センサの出力パルス信号のパルス周期を算出することができるの で、より正確な車輪速を算出するようにすることができる。 なお、本考案は以上の実施例に限定されるものではない。前記の実施例では、 パルス入力処理回路を車輪速算出装置に採用していたが、その他一般のパルス信 号の周期を算出する回路に採用できることは勿論である。

【００２２】 また、車輪速算出装置は、前記実施例では、ナビゲーション装置に利用してい たが、これに限られるものではなく、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム） にも利用できる。図５はＡＢＳのシステムブロック図であり、４つの車輪のディ スクロータ３１ａ−３１ｄに車輪速を検出するセンサ３２ａ−３２ｄを装着し、 その出力を車輪速算出装置を内蔵した制御部３０に供給している。制御部３０の 出力は、アクチュエータ３４に入力され、前輪右用ソレノイドバルブ３５、前輪 左用ソレノイドバルブ３６、後輪用ソレノイドバルブ３７を通して各輪のブレー キパッド３３ａ−３３ｄが駆動される。

【００２３】 ＡＢＳが作動するときは、車輪速は低下している時なので、正確な車輪速検出 が要求される。したがって、本考案の車輪速算出装置を用いれば常に車輪速を精 度よく検出できるので、ＡＢＳに好適に用いることができる。 その他本考案の要旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施すこと が可能である。

【００２４】

【考案の効果】

以上のように本考案のパルス入力処理回路によれば、入力パルス信号の立ち上 がりエッジ及び立ち下がりエッジをそれぞれ検出することにより、パルス周期算 出精度を上げることができ、また、デューティ比の変化を的確に捕らえることが できる また、本考案の車輪速算出装置によれば、前記パルス入力処理回路を採用する ことにより、車輪速の算出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のパルス入力処理回路の実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本考案の車輪速算出装置を採用したナビゲーシ
ョン装置のブロック図である。

【図３】本考案のパルス入力処理回路によって処理され
る車輪速パルス、立ち上がりエッジ、及び立ち下がりエ
ッジの波形図である。

【図４】従来のパルス入力処理回路を示すブロック図で
ある。

【図５】本考案の車輪速算出装置を採用したＡＢＳ（ア
ンチロックブレーキシステム）ブロック図である。

【符号の説明】

１ 車輪速センサ ２ 車輪速算出装置 ２２ａ 立ち上がりエッジ検出回路 ２２ｂ 立ち下がりエッジ検出回路 ２３ａ レジスタ回路 ２３ｂ レジスタ回路 ２５ 時間カウンタ回路 ２４ ＣＰＵ ３０ 制御部 ３２ａ−３２ｄ 車輪速センサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力パルス信号の立ち上がりエッジを検出
   する立ち上がりエッジ検出部と、立ち上がりエッジ検出
   部のエッジ検出信号に基づいてパルスの周期をカウント
   する第１のパルス周期算出部と、入力パルス信号の立ち
   下がりエッジを検出する立ち下がりエッジ検出部と、立
   ち下がりエッジ検出部のエッジ検出信号に基づいてパル
   スの周期をカウントする第２のパルス周期算出部と、第
   １のパルス周期算出部及び第２のパルス周期算出部の出
   力信号に基づいて入力パルス信号のパルス周期を算出す
   るパルス周期算出部とを有するパルス入力処理回路。
2. 【請求項２】車の各車輪の回転速度を検出する車輪速セ
   ンサの出力信号を二値化し、車輪速に応じたパルス信号
   を発生するパルス信号発生回路と、 パルス信号発生回路から出力されるパルス信号の立ち上
   がりエッジを検出する立ち上がりエッジ検出部と、立ち
   上がりエッジ検出部のエッジ検出信号に基づいてパルス
   の周期をカウントする第１のパルス周期算出部と、パル
   ス信号発生回路から出力されるパルス信号のの立ち下が
   りエッジを検出する立ち下がりエッジ検出部と、立ち下
   がりエッジ検出部のエッジ検出信号に基づいてパルスの
   周期をカウントする第２のパルス周期算出部と、第１の
   パルス周期算出部及び第２のパルス周期算出部の出力信
   号に基づいて入力パルス信号のパルス周期を算出するパ
   ルス周期算出部とを有するパルス入力処理回路と、 前記パルス入力処理回路の出力に基づいて車輪速を算出
   する車輪速算出手段とを含むことを特徴とする、パルス
   入力処理回路を有する車輪速算出装置。