JPH07159429A - パルス信号処理装置及びその方法 - Google Patents

パルス信号処理装置及びその方法

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JPH07159429A
JPH07159429A JP31171693A JP31171693A JPH07159429A JP H07159429 A JPH07159429 A JP H07159429A JP 31171693 A JP31171693 A JP 31171693A JP 31171693 A JP31171693 A JP 31171693A JP H07159429 A JPH07159429 A JP H07159429A
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JP
Japan
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signal
vehicle speed
speed signal
cycle
speed
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JP31171693A
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English (en)
Inventor
Takayuki Ono
孝幸 小野
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス状に形成された第1の速度信号から第
2の速度信号を生成するためのパルス信号処理装置及び
その方法に関し、一定速度で速度ゼロと判定される第1
の速度信号から、その一定速度よりも低い速度を示す第
2の速度信号を生成することを目的とする。 【構成】 パルス状に形成された第1の速度信号から信
号比の異なる第2の速度信号を演算で生成するパルス信
号処理装置において、第1の速度信号の周期を計測する
周期計測手段1と、この周期を所定時間と比較して所定
時間以上の場合に低速状態信号を生成する周期比較手段
2と、この低速状態信号に応答して第1の速度信号の周
期と信号比とを基に第2の速度信号の周期を決定する周
期決定手段3と、第2の速度信号の周期が決定されてい
るときに第2の速度信号を一定時間反転出力させる信号
出力手段4とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス信号処理装置及
びその方法に関し、特にパルス状に形成された第1の速
度信号から信号比(例えば周期比,周波数比,又はパル
スデューティ比)の異なる第2の速度信号を演算により
生成するパルス信号処理装置及びその方法に関する。本
発明は、自動車のエンジン制御やオートマチック・トラ
ンスミッション変速制御(以下「AT制御」という),
輪転機やベルトコンベヤの制御等、パルス化された速度
信号を扱う制御装置に適用され得るが、以下、本明細書
では代表的に自動車の制御について説明する。
【0002】
【従来の技術】自動車のエンジン制御やAT制御には車
速信号が用いられている。この車速信号は、通常、電磁
ピックアップ又は磁気抵抗素子で構成された車速センサ
から生成され、電子制御装置(以下「ECU」という)
内でパルス信号処理される。従来、オートマチック車
(以下「AT車」という)には複数の車速センサが用い
られており、例えば速度メータやエンジン制御のための
メータ用車速センサと、AT制御のためのAT制御用車
速センサとが設けられている。各車速センサから生成さ
れる車速信号パルスは同じ車速でもパルス数が異なり、
AT制御用車速センサによる車速信号は、精密なAT制
御を実現するためにメータ用車速センサの車速信号より
も多パルス化されている。
【0003】ところで、近年、車速センサの信頼性が向
上したことにより、このような複数の車速センサを一本
化する動きがある。この場合、AT制御用車速センサを
廃止すると、一方のメータ用車速センサを多パルス化し
て対応しないと従来のAT制御性が損なわれてしまう。
反面、メータ用車速センサを多パルス化すると、同じセ
ンサ信号をマニュアル車と共通運用する上で製造コスト
の上昇を招いてしまう。したがってメータ用車速センサ
を廃止して、これまでメータ用車速センサから生成され
ていた車速信号をAT制御用車速センサの車速信号から
生成することが考えられる。
【0004】これに関連するものとして、例えば特開平
1−255745号公報には、AT制御用の車速センサ
が異常の場合、メータ用車速センサの車速信号を用いて
バックアップする車速検知装置が示されており、AT制
御用の車速信号を生成するためにメータ用車速センサの
車速信号に掛け合わされる信号比を推定及び学習するこ
とについて示されている。
【0005】このような演算処理によれば、車速信号間
の信号比を自由に設定できるので、複雑な装置を構成す
ることなく所望の車速信号を生成することができる。し
かしこのような演算処理では全ての速度範囲で車速信号
が生成されるわけではなく、基本となる車速信号の周期
を計測してその周期が一定時間以下のときにだけ車速信
号が生成される。これは一定の大きさの信号周期を以て
車両の停止状態を識別してその周期以上は速度ゼロであ
ると判定する必要があるからである(以下「ゼロ判定」
という)。例えばAT制御用の車速信号では時速約9Km
に相当する信号周期を以てゼロ判定が行われており、メ
ータ及びエンジン制御用の車速信号では時速約2Kmに相
当する信号周期を以てゼロ判定が行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように演算処理に
よれば、速度信号を自由な信号比で生成して制御に適用
可能である一方、速度信号の生成及び速度信号を用いた
制御において「ゼロ判定」を必要とするので、次のよう
な不都合が引き起こされてしまう。
【0007】第1に、基本となる速度信号が「ゼロ判
定」されると、これを基に生成される速度信号が「速度
=0」に決定されてしまう。すなわち、基本となる速度
信号が「ゼロ判定」されても車両が停止していない限り
何らかのパルス信号が存在しているのに対し、生成され
る速度信号にはこれに対応するパルス信号が生成され
ず、例えば完全に停止した状態に相当する信号が生成さ
れてしまう。つまり各速度信号間の信号内容に差異が引
き起こされてしまう。
【0008】第2に、車両が停止状態から動き始めてゼ
ロ判定速度を越えても、その速度信号の周期が計測され
る少なくとも1乃至2周期の間は、速度信号を生成する
ためのデータが得られないので、生成されるべき速度信
号は依然として従前の速度信号に維持されてしまうこと
にある。つまり生成される速度信号の追従性が損なわれ
てしまう。
【0009】したがって、例えば上記車速センサを一本
化した自動車の制御においては、車両が低速走行してい
るにも係わらず停止状態と判定されてアイドル制御が実
行されたり、生成される速度信号を入力する積算距離計
に大きな誤差が引き起こされてしまう。
【0010】そこで本発明の目的は、一定速度でゼロ判
定される第1の速度信号の周期を基に上記一定速度より
も低い速度を示す第2の速度信号を互いの信号比に適合
させながら追従性よく生成することができるパルス信号
処理装置及びその方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために図1のような形態を採用する。本発明の第
1の形態によれば、パルス状に形成された第1の速度信
号から信号比の異なる第2の速度信号を演算で生成する
パルス信号処理装置において、第1の速度信号の周期を
計測する周期計測手段1と、この周期を所定時間と比較
して所定時間以上の場合に低速状態信号を生成する周期
比較手段2と、この低速状態信号に応答して第1の速度
信号の周期と信号比とを基に第2の速度信号の周期を決
定する周期決定手段3と、第2の速度信号の周期が決定
されているときに第2の速度信号を一定時間反転出力さ
せる信号出力手段4とを設けたパルス信号処理装置が提
供される。
【0012】また、本発明の他の形態によれば、パルス
状に形成された第1の速度信号から信号比の異なる第2
の速度信号を演算で生成するパルス信号処理方法におい
て、第1の速度信号の周期を計測する周期計測ステップ
と、この周期を所定時間と比較して、第1の速度信号に
て示される速度が所定速度以下にあることを検出する速
度比較ステップと、この速度が所定速度以下にあると
き、第1の速度信号の周期と信号比とを基に第2の速度
信号の周期を決定する周期決定ステップと、第2の速度
信号の周期が決定されているときに第2の速度信号を一
定時間反転出力する信号出力ステップとを設けたパルス
信号処理方法が提供される。
【0013】
【作用】上記形態によれば、第1の速度信号の示す速度
がゼロであると判定されても、この判定速度以下の低速
状態にて第1の速度信号にパルス信号が存在していれ
ば、第2の速度信号の信号周期が決定される。第2の速
度信号は、その周期が決定されている間、その反転時間
が適宜設定されて出力されるので、第2の速度信号にパ
ルス信号が形成される。これにより第1及び第2の速度
信号間の信号比に適合されながら第1の速度信号に追従
する第2の速度信号が生成され得る。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係るパルス信号処理装置の実
施例を図面と共に説明する。本実施例は、本パルス信号
処理装置を自動車の制御に適用したものであり、図2
は、その車速信号系統を示した構成図、図3乃至図4
は、車速信号を生成するための動作フローチャート、図
5乃至図7は、車速信号の生成過程を示したタイムチャ
ートである。
【0015】図2に示した車速信号系統は、AT車の各
制御に関するものであり、従来のメータ用車速センサが
廃止されてAT制御用車速センサ40だけが設けられて
いる。図2において、10はエンジン、20はオートマ
チック・トランスミッション(以下「AT」という)、
30はエンジン及びATに連通しているシャフトであ
り、車速センサ40がAT20のアウトプットに設けら
れている。車速センサ40にて検出される信号は、信号
線41を介してAT制御用ECU50に供給される。
【0016】ECU50は、本来のAT制御部の他に、
車速センサ40からの信号を波形整形して車速信号Aを
生成する波形整形部,車速信号Aの信号周期を計測する
計測部,車速センサ40が示す車速において従来のメー
タ用車速センサから得られたであろう車速信号Bを生成
する演算部,及びこの車速信号Bを出力するための出力
部とを備えているが、装置構成的には通常のマイクロコ
ンピュータとその周辺装置とから構成されている(図示
せず)。
【0017】波形整形部で波形整形された車速信号A
は、AT制御部でAT制御に用いられる他に、計測部及
び演算部において車速信号Bを生成するために用いられ
る。例えばATアウトプットの1回転毎に4つのパルス
が形成される場合、車速信号Aは、時速60km走行時に
約134.5Hzとなり、この車速信号Aを基に生成され
る車速信号Bは、従来よりメータ用車速信号として規格
化されたように約42.5Hzとされる。車速信号Aの周
波数と車速信号Bの周波数との信号比は、駆動系の歯車
比や車輪径の違いから車種毎に様々な値をとりえるが、
ECU50はこの信号比を適宜設定することができるの
で、従来よりメータ用車速センサからの車速信号を用い
ていた速度メータ60,エンジン制御用ECU70,及
びその他のECU80に対して従来と同様な車速信号B
が供給され得る。
【0018】上記計測部は、車速信号Aのパルス周期を
計測し、従来車速信号Bに対して行なわれていたゼロ判
定速度、例えば時速1乃至2Kmに相当する周期と比較す
る。そして、車速信号Aの周期がこの周期未満の場合に
は、車速がゼロ判定速度を越えていると判別し、反対に
この周期以上の場合には車速がゼロ判定速度以下である
と判別する。
【0019】上記演算部は、車速がゼロ判定速度を越え
ていると判別したとき、その信号周期に車速信号A及び
B間の信号比を掛けて車速信号Bの周期を決定する。一
方、車速がゼロ判定速度以下と判別されたときには、車
速信号Bの周期を予め設定した一定値、例えば時速1乃
至2Kmのときに従来車速信号Bが構成したであろう周期
に決定する。
【0020】以下、図3及び図4を用いてECU50に
おける車速信号Bの生成過程を説明する。図3のフロー
チャートは、車速信号Aの信号レベルがハイレベル(以
下「Hレベル」という)からローレベル(以下「Lレベ
ル」という)になる有効エッジが検出される毎に割込み
処理される。一方、図4のフローチャートは、車速信号
Aを基に生成される車速信号Bが反転する毎に割込み処
理される。尚、本実施例における車両走行速度の計測
は、車速信号A及びBの信号レベルがHレベルからLレ
ベルになるエッジがカウントされることにより行われ
る。
【0021】最初に図3のフローチャートの動作につい
て説明する。まず車速信号Aの有効エッジが検出される
と同時にフローチャートが起動され、S301において
車速信号Aの入力時刻taがECU50のメモリ内に記
憶される。そしてS302では、前回の車速信号Aが入
力した時刻taoと、今回の車速信号Aが入力した時刻
taとから車速信号Aの周期Taが計測され、ECU5
0のメモリ内に記憶される。
【0022】S303では、周期Taを所定周期Txと
比較してゼロ判定を行う。この所定周期Txの値は予め
設定されており、上述したように、例えば従来の車速信
号Bにて行なわれていたゼロ判定速度(例えば時速1乃
至2Km)に相当する車速信号Aの周期が用いられる。そ
の結果、Ta<Txならば、車両速度が上記ゼロ判定速
度よりも速いと判定され、反対にTa≧Txならば、車
両速度がゼロ判定速度以下であると判定される。
【0023】S303にてTa<Txと判定された場合
にはS304が実行され、車速信号Aの周期Taに車速
信号Aと車速信号Bとの間の信号比Kが掛けられて、車
速信号Bの周期Tbが算出される。そして周期Tbの1
/2の値がTbsとして記憶される(S305)。S3
06では、上記Tbsと車速信号Bの最新の反転時刻t
boとに基づいて、車速信号Bを次に反転させる時刻t
bが決定される。決定された反転時刻tbはECU50
のメモリに記憶されると共に、この時刻tbにて車速信
号Bの信号レベルを反転させるタイマーにセットされ
る。そして、このタイマーの動作中には、車速信号Bの
反転時刻が設定されていることを示すフラグ信号Pがた
てられる(S307)。尚、時刻tbで車速信号Bが反
転すると同時に、図4に示すフローチャートが割込み起
動されるが、これについては後で説明する。そしてS3
08にて今回の車速信号Aの入力時刻taが1つ前の入
力時刻taoに更新された後、本フローチャートは終了
される。
【0024】また、S303にてTa≧Txと判定され
た場合、つまり車両速度が上記ゼロ判定速度以下の場合
にはS309が実行される。S309では、上記S30
7におけるフラグ信号P、又は、後述されるS407に
おけるフラグ信号Qが現在存在しているか否かが判別さ
れる。このフラグ信号Pは、車速信号Bの次の反転時刻
がタイマーに設定されているが、その反転時刻が未だ到
来していないときに生成され、またフラグ信号Qは、ゼ
ロ判定速度以下のときに車速信号Bが一度反転された
後、所定時間内、例えば生成される車速信号Bの1周期
の間に更なる車速信号Aが出現するか否かを監視してい
るときに生成される。
【0025】S309にて上記少なくともいずれか一方
のフラグ信号の存在が判別されたときには、S310に
おいて、今回の車速信号Aに基づいて車速信号Bを引き
続き反転させることを示すフラグ信号Cがたてられ、そ
の後、S306にてその反転時刻tbが更新設定され
る。反対にS309において、いずれのフラグ信号も存
在していないと判別されたときには、例えば今回始めて
車速信号Aが到来したことが識別される。これによりS
311では、今回到来した車速信号Aに対応して車速信
号BがHレベルからLレベルに速やかに反転され、その
後、上記S308が実行される。
【0026】次に、図4の動作フローチャートについて
説明する。このフローチャートは、車速信号Bが反転し
てHレベルからLレベル、あるいはLレベルからHレベ
ルになる毎に割込み起動される。まずS401では、今
回反転した車速信号Bの時刻tboが計測され、ECU
50のメモリに記憶される。その後、S402では、上
記S303と同様、S302で計測されECU50のメ
モリ内に記憶されている最新の車速信号Aの周期Taを
所定周期Txと比較してゼロ判定を行う。尚、上述のゼ
ロ判定においては、車速信号Aの周期を所定値と比較す
ることに加えて、車速信号Aにおける最新の到来時刻か
らの時間経過を同時に計測することにより、車速信号の
何らかの異常に対するフェールセーブが施され得る。
【0027】S402にてTa<Txと判定された場合
にはS403が実行され、車速信号Bの最新の反転時刻
tboと最新のTbsとから車速信号Bの次の反転時刻
tbが決定される。S404では、この時刻tbにて車
速信号Bが反転されるようにタイマーが設定される。そ
してタイマーの動作中は、車速信号Bの次の反転時刻が
設定されていることを示すフラグ信号Pがたてられる。
【0028】また、S402にてTa≧Txと判定され
た場合にはS405が実行され、車速信号Bの現在の信
号レベルが判別される。車速信号BがLレベルのときに
はS406が実行され、車速信号Bの周期が予め決定さ
れた値Tcに決定される。この値Tcは一定値又は複数
の値が車速信号Aの到来間隔を基に選択的に決定されて
もよいが、本実施例では従来のメータ用車速センサがそ
のゼロ判定速度で構成したであろう信号周期が用いられ
ている。S407では今回反転した最新の反転時刻tb
oから時間Tcが経過するまでに更なる車速信号Aが出
現するか否かを監視するためのフラグ信号Qが生成され
る。そしてS408において上記周期Tcの1/2の値
が車速信号Bの反転間隔Tbsとして設定された後、S
403が実行される。
【0029】一方、S405において現在の車速信号B
がHレベルのときには、S409が実行され、図3のS
310にて生成されるフラグ信号Cの有無が判別され
る。フラグ信号Cが存在している場合には、前回車速信
号BがHレベルからLレベルに反転された後に車速信号
Aが出現したことを示しており、車両がゼロ判定速度以
下で低速走行していると識別される。これにより、その
期間内に出現した車速信号Aに対応して車速信号Bを反
転させるべくS408が実行され、車速信号Bの次の反
転間隔及び反転時刻が決定される。反対にS409にお
いてフラグ信号Cが存在していない場合には、車速信号
Bを更に反転させることなくフローチャートが終了され
る。
【0030】図5乃至図7は、車両が停止状態から発進
したときに生成される車速信号B及びフラグ信号P,
Q,Cのタイミング例をそれぞれ示したものである。図
5は、車両が上記ゼロ判定速度未満且つ近傍での低速度
で発進したとき、図6は、車両が上記ゼロ判定速度以下
の極低速度で発進したとき、図7は、車両が上記ゼロ判
定速度以上の速度で発進したときの例を示している。
【0031】図5において、まず時刻 XA1にて車速信号
Aの有効エッジ EA1が検出されると、アウトプットキャ
プチャの僅かな時間後、時刻 XB1にて車速信号Bが反転
する。これによる車速信号Bの反転エッジ EB1が検出さ
れると、予め決められた車速信号Bの周期Tcを基に車
速信号Bの次の反転時刻 XB2が決定され、同時にフラグ
信号P及びQが生成される。これにより時刻 XA1での車
速信号Aに基づいた車速信号Bの反転が時刻 XB2に実行
される。車速信号Bが時刻 XB2に反転した後、フラグ信
号Qが存在している間、時刻 XA2に更なる車速信号Aの
エッジ XA2が出現することによりフラグ信号Cが生成さ
れ、これによりこの車速信号Aに基づいた車速信号Bの
次の反転時刻 XB3が設定される。
【0032】また、車両が停止状態から極低速で発進す
る場合、つまり上記図5の時刻 XB2以降にてフラグ信号
Qが存在している間に更なる車速信号Aが出現しない場
合には、図6に示すようにフラグ信号Cが生成されない
ので、車速信号Bは時刻 XB2にHレベルへ反転された
後、更に反転されることはなく、以後出現する更なる車
速信号Aのエッジ XA2に速やかに応答できるように待機
状態(Hレベル)に維持される。
【0033】反対に、車両が上記ゼロ判定速度を越える
速度で発進する場合には、図7に示すように時刻 XA2に
出現する車速信号Aの周期Taがゼロ判定速度の周期T
xよりも小さくなるので、上記図3及び図4のフローチ
ャートによりフラグ信号Q及びCが生成されることはな
く、車速信号Bは、車速信号Bの最新の反転時刻,車速
信号Aの周期,及び両信号間の信号比に基づいて生成さ
れる。
【0034】このように車速信号Bは、基本となる車速
信号Aの示す速度がゼロ判定速度を越える場合には、そ
の反転間隔が車速信号Aの到来毎に更新されながら継続
的に生成され、反対にゼロ判定速度以下の場合には、例
えばまず車速信号Aの到来と同時に反転され、その後、
所定時間Tc内における車速信号Aの有無に応じて反転
又は待機状態にされる。これにより車速信号Aが高い速
度値でゼロ判定されても、低い速度値でゼロ判定される
車速信号Bが車速信号Aを基に生成されるので、従来の
メータ用車速センサを廃止しても、これに対応する車速
信号を同じように提供することができる。また、車速信
号Bの生成の際、車速信号Aの出現を監視するように構
成されているので、車速信号Aに対する車速信号Bの追
従性、及び車速信号Bの速度精度が向上される。その結
果、停止状態の誤認から引き起こされるアイドル制御の
誤作動が解消されると共に、積算距離計における走行距
離の誤差が改善され得る。
【0035】尚、本実施例で説明した各設定値及びフロ
ーチャートの構成においては、本発明の範囲を逸脱する
ことなく各種変更及び変形が可能である。例えば、所定
のゼロ判定速度以下において車速信号Aの到来と同時に
車速信号Bを生成して車速信号A及びBを1対1に対応
させることにより、実車速を大きめに判定してアイドル
制御の誤動作が防止される方向に導いてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば上
述の課題が解決され、高い速度値でゼロ判定される多パ
ルス化された第1の速度信号の周期を基に、この速度よ
りも低い速度値でゼロ判定される第2の速度信号を互い
の信号比に適合させながら精度良く生成することができ
る。またその逆も同様に可能である。したがって、同じ
速度値でも互いに信号比の異なる複数の速度信号を用い
て制御を行う装置において、これら速度信号を生成する
速度センサの数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るパルス信号処理装置の一形態を示
すブロック図である。
【図2】本発明に係るパルス信号処理装置を用いる一実
施例であり、本パルス信号処理装置を自動車の制御に適
用した場合の車速信号系統の構成図である。
【図3】図2の実施例に用いられるパルス信号処理装置
の動作フローチャートである。
【図4】図2の実施例に用いられるパルス信号処理装置
の動作フローチャートである。
【図5】図2の実施例における車速信号生成過程を示し
た一タイムチャートである。
【図6】図2の実施例における車速信号生成過程を示し
た一タイムチャートである。
【図7】図2の実施例における車速信号生成過程を示し
た一タイムチャートである。
【符号の説明】
10…エンジン 20…オートマチック・トランスミッション(AT) 30…車軸 40…車速センサ 41…信号線 50…AT制御用ECU 60…速度メータ 70…エンジン制御用ECU 80…その他のECU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス状に形成された第1の速度信号か
    ら信号比の異なる第2の速度信号を演算で生成するパル
    ス信号処理装置において、 前記第1の速度信号の周期を計測する周期計測手段
    (1)と、 前記周期を所定時間と比較して所定時間以上の場合に低
    速状態信号を生成する周期比較手段(2)と、 前記低速状態信号に応答して第1の速度信号の周期と信
    号比とを基に第2の速度信号の周期を決定する周期決定
    手段(3)と、 前記第2の速度信号の周期が決定されているとき、第2
    の速度信号を一定時間反転出力させる信号出力手段
    (4)と、 を設けたことを特徴とするパルス信号処理装置。
  2. 【請求項2】 パルス状に形成された第1の速度信号か
    ら信号比の異なる第2の速度信号を演算で生成するパル
    ス信号処理方法において、 前記第1の速度信号の周期を計測する周期計測ステップ
    と、 前記周期を所定時間と比較して、前記第1の速度信号に
    て示される速度が所定速度以下にあることを検出する速
    度比較ステップと、 前記速度が所定速度以下にあるとき、前記第1の速度信
    号の周期と信号比とを基に第2の速度信号の周期を決定
    する周期決定ステップと、 前記第2の速度信号の周期が決定されているとき、第2
    の速度信号を一定時間反転出力する信号出力ステップ
    と、 を設けたことを特徴とするパルス信号処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068117A (ja) * 2010-09-23 2012-04-05 Denso Corp 信号処理装置
JP2015118056A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 株式会社Jvcケンウッド 速度演算装置、速度演算方法、及び速度演算プログラム

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JP2015118056A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 株式会社Jvcケンウッド 速度演算装置、速度演算方法、及び速度演算プログラム

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