JPH09211014A - 回転センサの非規格要素補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪速度センサ等の回転センサにあって、車
輪等、回転体の回転速度が変動している場合であって
も、その出力されるパルス信号の非規格要素に起因する
パルス周期ばらつきを的確に補償する。 【解決手段】 回転体１に装着されたロータ１１共々回
転センサ１０を構成する電磁ピックアップ１３から回転
体１の回転に伴い出力される交流信号を波形整形回路２
１にてパルス信号に波形整形し、この波形整形したパル
ス信号をマイクロコンピュータ２２に取り込む。マイク
ロコンピュータ２２では、このパルス信号のパルス周期
を計測しつつ、該計測したパルス周期を順次メモリに格
納し、ばらつき補償の対象となるパルス周期の過去及び
未来のパルス周期平均値をこれら格納したパルス周期列
に基づき算出する。そして、この算出した平均値との偏
差が吸収されるよう当該ばらつき補償の対象となるパル
ス周期を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転体の回転に
伴いその単位回転角度に対応したパルス信号を出力する
回転センサの非規格要素に起因するパルス信号周期のば
らつきを補償する回転センサの非規格要素補償装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車輪速度センサ等、回転体の回転
に伴ってその単位回転角度に対応したパルス信号を出力
する回転センサが従来から知られている。

【０００３】また、こうして回転センサから出力される
パルス信号の入力回数に応じて上記車輪等の回転体の回
転距離が算出され、更にこの回転距離と上記パルス信号
の周期とに基づいて同回転体の回転速度が算出されるよ
うになることもよく知られている。

【０００４】ところで、こうした回転センサには通常、
その単位回転角度検出部等における加工精度のばらつき
や腐食等による変形、経時変化などの非規格要素が存在
し、したがってその出力されるパルス信号周期にも、こ
うした非規格要素に起因するばらつきが生じているのが
普通である。

【０００５】そして、こうして回転センサから出力され
るパルス信号の周期にばらつきが生じていることによ
り、例えば上記態様で算出される回転体の回転距離や回
転速度などの値も、自ずとその信頼性は低いものとなっ
ている。

【０００６】そこで従来は、例えば特開平６−３０８１
３９号公報に記載の装置にみられるように、上記パルス
信号周期のずれを補正する補正係数を導入し、ある時点
でのパルス信号周期とそれまでのパルス信号周期の平均
値との偏差に基づきこの補正係数を逐次更新することに
よってそれら各時点でのパルス信号周期のずれを補正す
るようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、回転セン
サから出力されるパルス信号の周期に上記非規格要素に
起因するばらつきが生じている場合であれ、上記補正係
数を導入することによって、それらパルス信号周期のば
らつきも好適に抑制されるようになる。

【０００８】ただし、上記従来の装置にあっては、補正
しようとするある時点のパルス信号周期の過去のパルス
信号周期列に基づいて上記平均値を算出し、該算出した
平均値と当該補正しようとするパルス信号周期との偏差
をもとにその都度の補正係数を決定するようにしてい
る。このため、例えば車両の加減速時のように車輪等の
回転体の回転速度が変動しているときには、上記平均値
と当該補正しようとするパルス信号周期との偏差も自ず
と大きなものとなり、ひいては正しい補正係数を導き出
すことができなくなる不都合がある。

【０００９】また一方、回転センサから出力されるパル
ス信号に上記非規格要素に起因するパルス周期ばらつき
があるとはいえ、従来は、それらパルス周期ばらつきが
どの程度生じているかを知ることはできなかった。この
ため、たとえそれらばらつきを補正する装置が存在して
も、その補正によって同パルス周期のばらつきがどの程
度改善されたかを知ることもできなかった。

【００１０】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、たとえ回転体の回転速度が変動している
場合であれ、上記非規格要素に起因するパルス周期ばら
つきを的確に補正することのできる回転センサの非規格
要素補償装置を提供することを目的とする。

【００１１】またこの発明は、それらパルス周期のばら
つきがどの程度生じているかを的確に評価することがで
き、ひいては上記補正が行われた場合でもその改善の度
合いを的確に評価することのできる回転センサの非規格
要素補償装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明にかかる回転センサの非規格要素補償装
置では、請求項１記載の発明によるように、 （Ａ）回転センサから出力されるパルス信号のパルス周
期を計測するパルス周期計測手段。 （Ｂ）この計測されたパルス周期が順次格納されるパル
ス周期メモリ。 （Ｃ）ばらつき補償の対象となるパルス周期の過去及び
未来の任意の区間のパルス周期平均値をこれら格納され
たパルス周期列に基づき算出し、この算出した平均値と
の偏差が吸収されるよう当該ばらつき補償の対象となる
パルス周期を補正するパルス周期補正手段。 をそれぞれ具える構成とする。

【００１３】非規格要素補償装置としてのこうした構成
によれば、当該ばらつき補償の対象となるパルス周期の
過去及び未来の両方のパルス周期列を参照してその平均
値が算出されることから、たとえ回転体の回転速度が変
動しているときであれ、その算出される平均値は、同補
償対象となるパルス周期に対して矛盾の生じ難い値とな
る。

【００１４】そしてこのため、それら平均値と当該ばら
つき補償の対象となるパルス周期との偏差に基づきこれ
が吸収されるよう算定される補正係数も自ずと、正しく
且つ精度の高い値として導き出されるようになる。

【００１５】なお、上記パルス周期メモリに格納される
パルス周期列のうち適宜中間の値を当該ばらつき補償の
対象とするパルス周期として選定することで、同パルス
周期からみた上記未来のパルス周期列についても確実に
参照できるようになる。

【００１６】また、上記パルス周期補正手段として、請
求項２記載の発明によるように、 （Ｃ１）前記パルス周期平均値と当該ばらつき補償の対
象となるパルス周期との偏差を算出する偏差算出手段。 （Ｃ２）この算出された偏差に所定の感度補正係数を掛
けて前記パルス周期の補正感度を調整する感度調整手
段。 （Ｃ３）この感度調整された偏差を当該ばらつき補償の
対象となるパルス周期を補正するための、すなわち同偏
差を吸収するためのパルス周期補正係数として算出する
パルス周期補正係数算出手段。 をそれぞれ具えるようにすれば、１回のパルス入力に対
する上記パルス周期補正係数の影響度合いを任意に調整
することができるようになる。

【００１７】因みに、上記感度補正係数の値を小さな値
に設定した場合には、上記パルス周期補正係数による収
束速度は遅くなるが、回転体のランダムな速度変動等に
よる同パルス周期補正係数の変動量を更に小さくするこ
とができるようになる。

【００１８】なお、同パルス周期補正手段において上記
パルス周期平均値を算出するための構成としては、例え
ば請求項３記載の発明によるように、 ・前記（１）式若しくは（２）式に基づいてパルス周期
平均値ｄｔ（ａｖｅ）を算出する構成。或いは、請求項
４記載の発明によるように、 ・前記（３）式若しくは（４）式に基づいてパルス周期
平均値ｄｔ（ａｖｅ）を算出する構成。などが有効であ
る。

【００１９】これら何れの構成であれ、当該ばらつき補
償の対象となるパルス周期ｄｔ（０）を中心として、そ
の過去半周と未来半周、或いはその過去１周と未来１周
のパルス周期列に基づき、その都度の速度において矛盾
の生じ難いパルス周期平均値を好適に求めることができ
るようになる。

【００２０】また、こうした非規格要素補償装置におい
て、請求項５記載の発明によるように、 （Ｄ）前記補正されたパルス周期に基づき前記回転体の
１回転あたりの振動回数を解析する振動解析手段。 （Ｅ）この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要
素による検出誤差を評価する検出誤差評価手段。 を更に具える構成によれば、上記補正されたパルス周期
列について、それら補正によるパルス周期ばらつきの改
善度合いを的確に評価することができるようになる。

【００２１】なお、上記振動解析手段を通じて解析され
る回転体１回転あたりの振動回数情報は、その横軸が
［１／ｒｅｖ（回転）］を単位として出力される。ま
た、この振動回数情報は、上記パルス周期そのものが解
析対象となっているため、当該パルス信号に含まれる振
動成分（ばらつき成分）が的確に反映されたものともな
っている。

【００２２】またこうした構成において、請求項６記載
の発明によるように、 （Ｆ）前記検出誤差評価手段による評価結果に基づき前
記パルス周期補正手段によるパルス周期補正量を変更す
る補正量変更手段。 を更に具える構成によれば、上記評価結果をその都度参
照する、いわばフィードバック制御を通じて効率的に上
記補正係数を正しい値に収束させることができるように
なる。

【００２３】一方、請求項７記載の発明によるように、 （Ａ）回転センサから出力されるパルス信号のパルス周
期を計測するパルス周期計測手段。 （Ｄ’）この計測されたパルス周期に基づき前記回転体
の１回転あたりの振動回数を解析する振動解析手段。 （Ｅ）この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要
素による検出誤差を評価する検出誤差評価手段。 といった各手段を具える構成も、この発明にかかる回転
センサの非規格要素補償装置として有効である。

【００２４】因みにこの場合、如何なるかたちで上記パ
ルス周期ばらつきの補正を行おうとも、回転センサの前
記非規格要素を補償するための情報についてはこれを的
確に与えることができるようになる。

【００２５】そしてこの場合には、請求項８記載の発明
によるように、 （Ａ）回転センサから出力されるパルス信号のパルス周
期を計測するパルス周期計測手段。 （Ｂ）この計測されたパルス周期が順次格納されるパル
ス周期メモリ。 （Ｃ’）これら格納されたパルス周期列に基づき任意の
区間のパルス周期平均値を算出し、この算出した平均値
との偏差が吸収されるよう当該ばらつき補償の対象とな
るパルス周期を補正するパルス周期補正手段。 （Ｄ）この補正されたパルス周期に基づき前記回転体の
１回転あたりの振動回数を解析する振動解析手段。 （Ｅ）この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要
素による検出誤差を評価する検出誤差評価手段。 をそれぞれ具える構成、すなわちパルス周期補正手段と
して、前記従来の装置による補正態様をも含むかたちで
の構成も有効となる。そして、このような構成によって
も、上記補正されたパルス周期列について、それら補正
によるパルス周期ばらつきの改善度合いを的確に評価す
ることができるようになる。

【００２６】また更に、こうした構成においても、請求
項９記載の発明によるように、 （Ｆ）前記検出誤差評価手段による評価結果に基づき前
記パルス周期補正手段によるパルス周期補正量を変更す
る補正量変更手段。 を更に具える構成によれば、上記評価結果をその都度参
照する、いわばフィードバック制御を通じて効率的に上
記補正係数を正しい値に収束させることができるように
なる。

【００２７】なお、これら請求項５〜９記載の発明にあ
って、上記（Ｄ）若しくは（Ｄ’）の振動解析手段とし
ては、例えば請求項１０記載の発明によるように、（Ｄ
１）フーリエ変換手段を用いる構成。或いは、請求項１
２記載の発明によるように、（Ｄ２）ウェーブレット変
換手段を用いる構成。等々を採用することができる。

【００２８】これら何れの構成を採用する場合であれ、
上記回転体１回転あたりの振動回数振動回数についてこ
れを的確に解析することができるようになる。また、上
記（Ｄ１）のフーリエ変換手段を用いる構成にあって
は、特に請求項１１記載の発明によるように、（Ｄ１
１）高速フーリエ変換（ＦＦＴ）手段を用いる構成。
が、その演算量をより少なく抑える上で有効となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１に、この発明にかかる回転センサ
の非規格要素補償装置についてその第１の実施形態を示
す。

【００３０】この実施形態の装置は、例えば車両の車輪
速度を検出する回転センサに適用されてその前記単位回
転角度検出部等における加工精度のばらつきや腐食等に
よる変形、経時変化などの非規格要素に起因するパルス
周期ばらつきを好適に補償する装置として構成されてい
る。

【００３１】はじめに、図１を参照して、同実施形態の
装置の構成についてその概要を説明する。同実施形態の
装置は、図１に示されるように、大きくは、回転センサ
１０と、その出力であるパルス信号を所要に処理してそ
のパルス周期ばらつきを補正する信号処理装置２０とを
具えて構成される。

【００３２】このうち、回転センサ１０は、例えば車輪
等の回転体についてその回転速度を検出するセンサであ
り、図１に併せ示されるように、回転体１に装着されて
共に回転するロータ１１と、このロータ１１の外周に一
定のピッチで多数設けられた歯（被検出体）１２と、ロ
ータ１１の回転に伴うこれら歯１２の通過を電磁的に検
出する電磁ピックアップ１３とを具える構成となってい
る。そして、この電磁ピックアップ１３に誘起される交
流信号が、同回転センサ１０の出力として上記信号処理
装置２０に取り込まれるようになる。

【００３３】他方、回転センサ１０からの出力が取り込
まれる信号処理装置２０は、これも同図１に併せ示され
るように、該回転センサ１０から出力される交流信号を
波形整形する波形整形回路２１と、その波形整形された
パルス信号を所要に処理して前記非規格要素に起因する
パルス周期ばらつきを補正するマイクロコンピュータ２
２とを具えて構成されている。なお、マイクロコンピュ
ータ２２が通常、その演算処理部であるＣＰＵをはじ
め、主にプログラムメモリとして利用されるＲＯＭ、及
びデータメモリとして利用されるＲＡＭ等を基本的に具
えて構成されるものであることは周知の通りである。

【００３４】図２は、こうしたマイクロコンピュータ２
２の主に上記パルス周期ばらつきを補正する機能部分に
ついてその構成を模式的に示したものであり、次に、同
図２を併せ参照して、同実施形態にかかる装置の信号処
理装置２０において実行される信号処理の詳細を説明す
る。

【００３５】さて同実施形態の装置において、上記回転
センサ１０から回転体１の回転速度に対応した正弦波形
若しくはそれに類似した交流波形として出力される信号
は、上記波形整形回路２１によって波形整形されること
により、図２に併せ示されるような２値のパルス信号と
なる。そして、この波形整形されたパルス信号がマイク
ロコンピュータ２２に対して入力されることとなる。

【００３６】なおここで、上記回転センサ１０として
は、そのロータ１１の外周に４８個の歯（被検出体）１
２が等間隔に設けられたものを想定しており、この場
合、上記マイクロコンピュータ２２には、回転体１の１
回転につき４８個のパルス信号が入力されることとな
る。

【００３７】こうして波形整形されたパルス信号は、図
２に示されるマイクロコンピュータ２２においてまず、
Δｔ計測部２２１に対して取り込まれる。Δｔ計測部２
２１は、上記波形整形されたパルス信号の例えば立下り
エッジに基づいてその各パルス周期Δｔを計測する部分
である。この計測された各パルス周期ΔｔはΔｔｎ補正
部２２２に取り込まれ、該Δｔｎ補正部２２２を通じ
て、前記非規格要素に起因するばらつきが補正される。

【００３８】Δｔｎ補正部２２２は、この取り込まれる
パルス周期列ΔｔｎをΔｔｎメモリ２２３に一時記憶し
つつ、これに図３〜図５に示される処理を施して、その
周期ばらつきを補正するものであり、以下に、該Δｔｎ
補正部２２２において実行されるΔｔｎ補正ルーチンに
ついてその詳細を順次説明する。

【００３９】すなわち、図３に示されるΔｔｎ補正ルー
チンにおいて、Δｔｎ補正部２２２は、ステップＳ１０
０にて、上記取り込まれるパルス周期列Δｔｎに対し、
前記ロータ１１の歯の番号「１」〜「４８」に対応した
番号「Δｔ１」〜「Δｔ４８」を順次付与しつつ、ステ
ップＳ２００にてそれら番号付与したパルス周期列Δｔ
ｎをΔｔｎメモリ２２３に一時記憶する。

【００４０】こうしてパルス周期列Δｔｎを記憶したΔ
ｔｎ補正部２２２は次に、ステップＳ３００にて、それ
ら記憶したパルス周期列Δｔｎの平均値に基づき各対応
するパルス周期の補正係数ωｎを更新する。この補正係
数ωｎの更新は、図４に示される補正係数ωｎ更新ルー
チンにしたがって実行される。

【００４１】すなわち、この図４に示される補正係数ω
ｎ更新ルーチンにおいて、Δｔｎ補正部２２２はまず、
ステップＳ３０１にて、上記Δｔｎメモリ２２３に記憶
されているパルス周期列Δｔ１〜Δｔ４８のパルス周期
平均値Δｔ（ａｖｅ）を算出する。

【００４２】ここで通常、パルス周期平均値Δｔ（ａｖ
ｅ）は、

【００４３】

【数５】 として算出され、この算出される平均値Δｔ（ａｖｅ）
と当該補正しようとするパルス周期Δｔｎとの偏差をも
とにその都度の補正係数ωｎが決定される。

【００４４】しかし前述のように、このような態様で、
すなわち過去の４８個のパルスに基づいてパルス周期平
均値Δｔ（ａｖｅ）を求めると、例えば車両の加減速時
等、回転体１の回転速度が変動しているときには、この
平均値Δｔ（ａｖｅ）と当該補正しようとするパルス周
期Δｔｎとの偏差が大きくなり、正しい補正係数ωｎを
導き出すことができなくなることがある。

【００４５】そこで、同実施形態にかかる装置では、図
５に示されるように、最新のパルス周期ΔｔをΔｔｐと
するとき、ロータ１１の半周前のパルス周期Δｔｐ-24
についてその補正係数ωｐ-24 （ｐ-24 ＜０の場合は、
ωｐ+24 ）の更新を行うようにすることで、その是正を
図るようにしている。

【００４６】すなわちこの場合、上記パルス周期平均値
Δｔ（ａｖｅ）は、

【００４７】

【数６】 として求めることとなる。こうしてパルス周期平均値Δ
ｔ（ａｖｅ）を求めると、Δｔｎ補正部２２２は次に、
ステップＳ３０２にてこの平均値Δｔ（ａｖｅ）と各パ
ルス周期Δｔｎとの偏差を求め、更に、ステップＳ３０
３にて、この求めた偏差の速度依存性をなくすために同
偏差の上記パルス周期平均値Δｔ（ａｖｅ）に対する割
合Δｔｈを求める。この割合Δｔｈは、同例の場合

【００４８】

【数７】 として求められる。ここで、ｍは、ロータ１１（車輪）
の回転回数を表し、ｍを今回の回転回数とすると、（ｍ
−１）は前回の回転回数を表す。すなわち、ωｎ（ｍ−
１）は、補正係数ωｎについての前回求められた値を示
している。

【００４９】こうして求められる割合Δｔｈが、上述し
た非規格要素に起因するパルス周期Δｔｎのずれ量を示
していると考えられる。ところが、実際に車両が路面を
走行した場合、路面から受ける振動によって車輪速度は
ランダムに変動する。このため上記割合Δｔｈも、実際
にはパルス信号の入力毎にランダムに変動し、厳密に
は、当該ロータ１１及びその歯１２の特徴を示す値とは
なり得ない。

【００５０】そこで、Δｔｎ補正部２２２では、次のス
テップＳ３０４にて、求めるべき補正係数ωｎの収束速
度を調整する感度補正係数Ｋ（例えば０．０８）を上記
求めた割合Δｔｈに掛けて補正感度の調整を行う（Ｋ×
Δｔｈ）。そして、ステップＳ３０５にて、

【００５１】

【数８】 といった態様で、補正係数ωｎの今回の値ωｎ（ｍ）を
算出する。こうして補正感度の調整を行うことで、１回
のパルス入力に対する上記補正係数ωｎの影響度合いを
任意に調整することができるようになる。

【００５２】因みに、上記感度補正係数Ｋの値を小さな
値に設定した場合には、補正係数ωｎによる収束速度は
遅くなるが、ロータ１１（回転体１）のランダムな速度
変動等による同補正係数ωｎの変動量を小さくすること
ができるようになる。このため例えば、回転センサ１０
を車輪速度センサとして用いて車両の車輪速度を検出す
る場合に免れることのできない路面振動によるランダム
な車輪速度の変動が同補正係数ωｎに及ぼす影響等も好
適に回避することができるようになる。

【００５３】こうして補正係数ωｎを算出し、その更新
を終えたΔｔｎ補正部２２２は、図３に示されるΔｔｎ
補正ルーチンに戻り、そのステップＳ４００の処理とし
て、その都度の対応するパルス周期Δｔｎを

【００５４】

【数９】 として補正する。例えば前述のように、回転センサ１０
から出力されるパルス信号の入力回数に応じて車輪等、
回転体１の回転距離を算出し、更にこの回転距離と該パ
ルス信号のパルス周期とに基づいて同回転体１の回転速
度を算出するような場合であれ、そのパルス周期の値と
してこうして補正されるパルス周期Δｔｎ’を用いるこ
とにより、同算出される回転速度の値も自ずと精度の高
い値となる。

【００５５】以上説明したように、同第１の実施形態に
かかる回転センサの非規格要素補償装置によれば、 （イ）当該ばらつき補償の対象となるパルス周期の過去
及び未来の両方のパルス周期列を参照してその平均値Δ
ｔ（ａｖｅ）を算出するようにしたことから、たとえ回
転体１の回転速度が変動している場合であれ、それら算
出する平均値Δｔ（ａｖｅ）を、同補償対象となるパル
ス周期に対して矛盾の生じ難い値とすることができる。 （ロ）そしてこのため、それら平均値Δｔ（ａｖｅ）と
当該ばらつき補償の対象となるパルス周期との偏差に基
づきこれが吸収されるよう算定される補正係数ωｎも自
ずと、正しく且つ精度の高い値として導き出される。 （ハ）また、補正係数ωｎの算定に際し、上記感度補正
係数Ｋを更に導入することとしたことから、１回のパル
ス入力に対する同補正係数ωｎの影響度合いを任意に調
整することができる。等々、多くの優れた効果が奏せら
れるようになる。

【００５６】なお、同実施形態の装置を通じて補正され
るパルス周期Δｔｎ’の用途は上記回転体１の回転速度
算出に限られることなく任意であり、それらパルス周期
の値が必要とされる全ての演算、制御に対して利用する
ことができることは云うまでもない。

【００５７】また、同実施形態の装置にあっては、上記
（６）式を用いてパルス周期平均値Δｔ（ａｖｅ）を求
めることとしたが、より一般的には、前記パルス周期列
をｄｔ（ｉ）、前記補正の対象となるパルス周期をｄｔ
（０）、ロータ１１（回転体１）の１回転に発生するパ
ルス数をｎとするとき、

【００５８】

【数１０】 若しくは

【００５９】

【数１１】 として、また或いは、

【００６０】

【数１２】 若しくは

【００６１】

【数１３】 として、同パルス周期平均値Δｔ（ａｖｅ）を求めるこ
とができる。これら何れの場合であれ、当該補正対象と
なるパルス周期ｄｔ（０）を中心として、その過去半周
と未来半周、或いはその過去１周と未来１周のパルス周
期列に基づき、その都度の速度において矛盾のないパル
ス周期平均値Δｔ（ａｖｅ）を求めることができるよう
になる。

【００６２】（第２実施形態）前述のように、回転セン
サから出力されるパルス信号に上記非規格要素に起因す
るパルス周期ばらつきがあるとはいえ、従来は、それら
パルス周期ばらつきがどの程度生じているかを知ること
はできなかった。

【００６３】そしてこのため、たとえそれらばらつきを
上述のように補正することができたとしても、その補正
によって同パルス周期のばらつきがどの程度改善された
かを知ることもできなかった。

【００６４】そこで、この発明にかかる非規格要素補償
装置の第２の実施形態として、上記パルス周期のばらつ
きがどの程度生じているかを的確に評価することがで
き、ひいては上記補正による改善度合いをも的確に評価
することのできる装置についてその構成の一例を図６に
示す。

【００６５】なお、同第２の実施形態にかかる装置にあ
っても、その全体の構成は先の図１に示される第１の実
施形態の装置と同様であり、そのマイクロコンピュータ
２２内部の機能構成のみが、この図６に示されるように
相違する。

【００６６】また同図６において、先の図２に例示した
第１の実施形態にかかる装置と同一の要素にはそれぞれ
同一の符号を付して示しており、それら共通する要素に
ついての重複する説明は割愛する。

【００６７】さて、この図６に示されるように、同第２
の実施形態にかかる装置において、Δｔｎ補正部２２２
を通じて順次補正されたパルス周期Δｔｎ’は、Δｔ
１’，Δｔ２’，Δｔ３’，…ΔｔＮ’としてシフトレ
ジスタ２２４に順次シフトレジストされる。なお因み
に、これら補正されたパルス周期Δｔｎ’は、前記回転
体１（図１）の回転速度が速いほど小さな値として、逆
に、回転速度が遅いほど大きな値として同シフトレジス
タ２２４にストアされる。

【００６８】シフトレジスタ２２４は、前記ロータ１１
（回転体１）の例えば１０回転分のパルス周期Δｔ１〜
Δｔ４８０に対応した４８０のステージを有して構成さ
れるシフトレジスタである。このシフトレジスタ２２４
にシフトレジストされた１０回転分のパルス周期Δｔ
１’〜Δｔ４８０’は、当該装置の振動解析対象として
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算部２２５に一括入力さ
れる。

【００６９】ＦＦＴ演算部２２５は、こうして入力され
るパルス周期Δｔ１’〜Δｔ４８０’をＦＦＴ演算して
その振動解析を行う部分である。ここで、ＦＦＴ演算は
通常、等間隔にてサンプリングされた時間系列の信号に
対して行われる。このため、そのＦＦＴ演算結果は、そ
れらサンプリング信号の周波数スペクトルを表すことと
なる。すなわち、こうしたＦＦＴ演算結果をグラフ表示
した場合、その横軸は周波数［Ｈｚ］を表すこととな
る。

【００７０】これに対し、この実施形態の装置では上述
のように、等間隔にてサンプリングされた時系列信号で
はなく、パルス周期Δｔｎ’（Δｔ１’〜Δｔ４８
０’）に対して同ＦＦＴ演算が行われることから、その
演算結果ＰＳ（ｎ）も上記周波数スペクトルを表すもの
ではなく、図７に示されるような回転体１の１回転あた
りの振動回数［１／ｒｅｖ］を表すものとなる。

【００７１】なお、同図７において、図７（ａ）は、前
述したパルス周期Δｔｎのばらつき補正を行わなかった
場合、すなわちΔｔ計測部２２１によって計測されたパ
ルス周期ΔｔｎをΔｔｎ補正部２２２を介さずに直接シ
フトレジスタ２２４にストアしてＦＦＴ演算を実行した
場合の演算結果例を参考までに示している。

【００７２】前述したように、回転センサ１０（図１）
には通常、製造公差等、加工精度のばらつきや腐食等に
よる変形、経時変化などの非規格要素が存在し、したが
ってその波形整形される信号のパルス周期Δｔにも、こ
うした非規格要素に起因するばらつきが生じている。

【００７３】そしてこのため、このＦＦＴ演算部２２５
を通じて解析される回転体１の１回転あたりの振動回数
のスペクトルＰＳ（ｎ）にも、実際には、図７（ａ）に
示されるように、基本波の整数倍毎に大きなパワースペ
クトルが生じることとなっている。

【００７４】因みに同図７（ａ）において、例えば振動
回数「１６」のところで特に大きなスペクトルを生じて
いるのは次の理由による。すなわち、当該装置に用いら
れている回転センサ１０にあってそのロータ１１は、前
記歯（被検出体）１２となる部分が選択的に残るように
円盤状の磁性体材料の周辺部分を順次打ち抜くなどして
形成されている。そして、このロータ１１ではたまた
ま、歯１２が３個ずつまとめて形成される態様で該打ち
抜きが行われている。このため、歯１２の３個ずつは比
較的高い精度で配設されるものの、それら３個ずつの歯
の各隣接する部分においては、その配設間隔も自ずと精
度が落ちることとなっている。そしてここでは、ロータ
１１として、その外周に４８個の歯が形成されたものを
用いていることから、同ロータ１１の１回転に１６（＝
４８／３）回、この配設精度の落ちた部分が電磁ピック
アップ１３の近傍を通過することとなる。そして同ＦＦ
Ｔ演算部２２５では、この配設精度の落ちた部分に起因
して生じるパルス周期Δｔｎのばらつきも振動成分とし
て同図７（ａ）の如く解析することとなる。

【００７５】また、同図７（ａ）に示されるように、ロ
ータ１１（車輪）の１回転に１回振動する成分があれば
自ずとその逓倍波成分も存在することとなり、結局は上
述のように、基本波の整数倍毎に大きなパワースペクト
ルが生じることとなる。

【００７６】これに対し、図６に示される同第２の実施
形態の装置にあっては、Δｔｎ補正部２２２を通じてこ
うして非規格要素に起因するばらつき補正のなされたパ
ルス周期Δｔｎ’がシフトレジスタ２２４に順次ストア
されるようになっている。

【００７７】このため、上記ＦＦＴ演算部２２５を通じ
て解析される回転体１の１回転あたりの振動回数のスペ
クトルＰＳ（ｎ）も、図７（ｂ）に示される態様で、基
本波の整数倍毎に生じていた大きなパワースペクトルが
排除されるようになる。

【００７８】一方、図６に示される同第２の実施形態の
装置において、ＦＦＴ演算部２２５を通じてこうして振
動解析されたスペクトルＰＳ（ｎ）は次に、検出誤差評
価部２２６に対して入力される。

【００７９】検出誤差評価部２２６は、この入力される
スペクトルＰＳ（ｎ）に基づき上記パルス周期ばらつき
の大きさを評価する部分である。図７に例示したＦＦＴ
演算による振動解析結果からも明らかなように、同入力
されるパワースペクトルＰＳ（ｎ）において、その基本
波の整数倍毎のスペクトルの大きさは、上記パルス周期
ばらつきの大きさに直接対応したものとなっている。

【００８０】そこで、同実施形態の装置にあっては、こ
のパワースペクトルＰＳ（ｎ）に対し、

【００８１】

【数１４】 といった評価関数Ｊを導入して、上記パルス周期Δｔ
ｎ’（Δｔｎ）のばらつきの大きさを評価する。すなわ
ち、基本波の整数倍毎のスペクトルの大きさの総和を求
める。

【００８２】ＦＦＴ演算部２２５とともに、このような
検出誤差評価部２２６を設けることにより、パルス周期
列の振動解析結果に基づき、それらパルス周期のばらつ
きがどの程度生じているかを的確に評価することができ
るようになる。

【００８３】しかも、図６に示される態様で、ばらつき
補正されたパルス周期列を振動解析し、その解析結果を
上記評価関数Ｊに基づき評価する構成によれば、その補
正による改善度合いをも的確に評価することができるよ
うになる。

【００８４】図８に、回転センサ１０を車輪速度センサ
に用いた実車走行データをもとに、タイヤが回転するに
つれて上記パルス周期ばらつきがどのように除去される
かについて、同第２の実施形態の装置（第１の実施形態
の装置）と前記従来の装置とによる同ばらつき補正によ
る改善度合いの評価結果を参考までに示す。

【００８５】因みにこの図８において、評価結果ＬＰ
は、前記従来の装置によってばらつき補正を行ったパル
ス周期列に対する評価結果であり、評価結果ＬＥは、同
第２の実施形態の装置（第１の実施形態の装置）によっ
てばらつき補正を行ったパルス周期列に対する評価結果
である。

【００８６】また、同図８において、ばらつき補正の対
象となるパルス周期列データとしては何れも、車両を１
００ｋｍ／ｈの一定速度にて走行させた際に車輪速度セ
ンサ（回転センサ１０）から出力されるパルス周期列デ
ータを用いた。

【００８７】この図８によれば、車輪の回転とともに前
記非規格要素に起因するパルス周期ばらつきが小さくな
っていく様子がわかる。そして更に、先の第１の実施形
態の装置によるばらつき補正の方が前記従来の装置によ
るばらつき補正よりも速やかに同非規格要素に起因する
パルス周期ばらつきが除去されることも、この図８によ
って明らかである。

【００８８】以上のように、同第２の実施形態にかかる
回転センサの非規格要素補償装置によれば、 （ニ）ＦＦＴ演算部２２５並びに検出誤差評価部２２６
を設けたことで、パルス周期列の振動解析結果に基づ
き、それらパルス周期のばらつきがどの程度生じている
かを的確に評価することができる。 （ホ）また、如何なるかたちで上記パルス周期ばらつき
の補正を行おうとも、回転センサの前記非規格要素を補
償するための情報についてはこれを的確に与えることが
できる。 （ヘ）他方、上記解析される振動回数は、等間隔にてサ
ンプリングされた時系列信号とは異なり、パルス信号の
個々に含まれる周波数情報がそれら速度に係わりなく直
接反映されたものとなっている。このため、それらパル
ス信号の持っている周波数情報の欠落を招くことなく、
その振動成分を的確に解析することができるようにな
る。換言すれば、こうした振動解析手法を採用したこと
で、上記評価結果の信頼性も自ずと高いものとなってい
る。等々、先の第１の実施形態の装置とはまた別の、優
れた効果が奏せられるようになる。

【００８９】そして、特に、同第２の実施形態にかかる
装置を先の第１の実施形態の装置に適用した図６に例示
した構成によれば、 （ト）前記補正されたパルス周期列Δｔｎ’について、
それら補正によるパルス周期ばらつきの改善度合いを的
確に評価することができる。といった効果が併せ奏せら
れるようにもなる。

【００９０】なお、同第２の実施形態の装置にあって
は、ＦＦＴ演算部２２５によるＦＦＴ演算によって上記
パルス周期列の振動解析を行うこととしたが、他に例え
ば、 ・図９に示されるような離散フーリエ変換（ＤＦＴ）演
算部２２５’を設け、該演算部２２５’によるＤＦＴ演
算によって上記パルス周期列の振動解析を行う構成。 ・図１０に示されるようなウェーブレット変換演算部２
２９を設け、該演算部２２９によるウェーブレット変換
演算によって上記パルス周期列の振動解析を行う構成。 等々、も適宜採用することができる。

【００９１】もっとも、図９に示されるＤＦＴ演算部２
２５’を設ける構成においては、上記同様にフーリエ変
換演算が行われるとはいえ、その演算量は、ＦＦＴ演算
に比べてやや増大されるようになる。

【００９２】（第３実施形態）図１１に、この発明にか
かる回転センサの非規格要素補償装置について、その第
３の実施形態を示す。

【００９３】先の第２の実施形態にかかる装置の、特に
図６に例示した構成のように、ばらつき補正されたパル
ス周期列の同補正による改善度合いを評価することがで
きることにより、その評価結果を用いて、例えば前記
（８）式にて導入される感度補正係数Ｋの値を動的に最
適化することも可能となる。

【００９４】図１１に例示する同第３の実施形態の装置
は、こうした原理に基づいて構成したものであり、以
下、この図１１に基づいて、同第３の実施形態にかかる
装置の構成、並びに動作を詳述する。

【００９５】なお、同第３の実施形態にかかる装置にあ
っても、その全体の構成は先の図１に示される第１の実
施形態の装置と同様である。また、図１１に示されるマ
イクロコンピュータ２２内部の機能構成は、先の図６に
例示した第２の実施形態の装置の構成に対して更に補正
感度Ｋ演算部２２７とＫメモリ２２８とが追加されたか
たちとなっている。

【００９６】さて、同第３の実施形態にかかる装置にお
いて、上記補正感度Ｋ演算部２２７は、前記検出誤差評
価部２２６において評価された評価結果Ｊに基づいて、
その都度の最適な感度補正係数Ｋを算定する部分であ
る。

【００９７】前述のように、評価結果Ｊは、前記パルス
周期Δｔｎ’のばらつきの大きさに直接対応した値とし
て出力される。一方、感度補正係数Ｋは、これも前述の
ように、前記補正係数ωｎによる補正感度の調整を行う
ことで、１回のパルス入力に対する同補正係数ωｎの影
響度合いを任意に調整することのできる値である。例え
ば、この感度補正係数Ｋの値を小さな値に設定した場合
には、補正係数ωｎによる収束速度は遅くなるが、ロー
タ１１（回転体１）のランダムな速度変動等による同補
正係数ωｎの変動量についてはこれを小さくすることが
できるようになることも前述した。

【００９８】すなわち、これら評価結果Ｊの値と感度補
正係数Ｋの値とは、 ・評価結果Ｊの値が大きいほど前記パルス周期Δｔｎ’
のばらつきも大きいことから、この場合、感度補正係数
Ｋの値を大きめの値に設定することで、上記補正係数ω
ｎによる補正の収束速度を高めることができる。 ・他方、評価結果Ｊの値が小さいほど前記パルス周期Δ
ｔｎ’のばらつきも小さいことから、この場合、感度補
正係数Ｋの値を小さめの値に設定することで、同補正係
数ωｎによる補正の安定性を高めることができる。 といった関係にある。

【００９９】そこで、補正感度Ｋ演算部２２７では、評
価結果Ｊと感度補正係数Ｋとのこうした関係に基づい
て、その都度の評価結果Ｊの値に見合った、上記補正係
数ωｎによる補正の収束速度を高めることのできる、若
しくは上記補正係数ωｎによる補正の安定性を高めるこ
とのできる感度補正係数Ｋの最適値をマップ等を用いて
算定する。

【０１００】Ｋメモリ２２８は、補正感度Ｋ演算部２２
７を通じてこうして算定される感度補正係数Ｋの最適値
がその都度更新登録されるメモリである。そして、同第
３の実施形態にかかる装置において、Δｔｎ補正部２２
２では、先の図４との対応のもとに図１２に例示するよ
うに、前記補正係数ωｎ更新ルーチンの実行に際し、こ
のＫメモリ２２８に格納されている最新の感度補正係数
Ｋを用いて、前記（８）式により算出される補正係数ω
ｎの感度調整を行う（同図１２ステップ３０４ａ及び３
０４ｂ参照）。

【０１０１】このようなかたちで補正係数ωｎの感度調
整が行われることにより、同補正によるパルス周期ばら
つきの改善度合いに応じて、該改善度合いが小さい（パ
ルス周期Δｔｎ’のばらつきが大きい）場合にはより迅
速にばらつきの抑制が行われるよう、また逆に、同改善
度合いが大きい（パルス周期Δｔｎ’のばらつきが小さ
い）場合には当該状態がより安定に維持されるよう、い
わばフィードバック制御によって、正しい補正係数ωｎ
の値が効率的に設定されるようになる。

【０１０２】以上のように、同第３の実施形態にかかる
回転センサの非規格要素補償装置によれば、特に第１の
実施形態の装置のようなパルス周期列のばらつき補正を
行う装置にあって、 （チ）その都度のばらつき改善度合いに応じた最適の補
正係数ωｎを極めて効率的に得ることができる。といっ
た、更に有用な効果が併せ奏せられるようになる。

【０１０３】なお、同第３の実施形態にかかる装置のこ
うした構成は、先の第１の実施形態の装置に限らず、前
記従来の装置のようなばらつき補正手法が用いられるも
のについても同様に適用することができ、同様の効果を
奏することができる。

【０１０４】また、同第３の実施形態の装置にあって
も、ＦＦＴ演算部２２５によるＦＦＴ演算によってパル
ス周期列の振動解析を行うこととしたが、この場合であ
れ、 ・図９に示されるような離散フーリエ変換（ＤＦＴ）演
算部２２５’を設け、該演算部２２５’によるＤＦＴ演
算によって上記パルス周期列の振動解析を行う構成。 ・図１０に示されるようなウェーブレット変換演算部２
２９を設け、該演算部２２９によるウェーブレット変換
演算によって上記パルス周期列の振動解析を行う構成。 等々、を適宜採用することができることは云うまでもな
い。

【０１０５】ところで、第１〜第３の実施形態にあって
は何れも、回転センサ１０（図１）として、ロータ１１
に配設された歯（被検出体）１２を電磁ピックアップ１
３で検出するタイプのものを想定したが、この発明にか
かる非規格要素補償装置が適用される回転センサは任意
であり、このようなタイプのものには限られない。

【０１０６】すなわちこの発明にかかる非規格要素補償
装置は、前記電磁ピックアップを具えるもの以外にも、
例えばホール素子や磁気抵抗素子等の磁電変換素子を用
いたもの、また或いは発・受光素子を用いたもの（光セ
ンサ）等、任意の回転センサに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】非規格要素補償装置の第１の実施形態を示すブ
ロック図。

【図２】同実施形態のパルス周期ばらつき補正構造を示
すブロック図。

【図３】上記パルス周期ばらつきの補正手順を示すフロ
ーチャート。

【図４】同ばらつき補正での補正係数更新手順を示すフ
ローチャート。

【図５】パルス周期データと更新対象補正係数との関係
を示す略図。

【図６】非規格要素補償装置の第２の実施形態を示すブ
ロック図。

【図７】パルス周期データのＦＦＴ演算結果例を示すグ
ラフ。

【図８】同第２の実施形態による補償度合い評価例を示
すグラフ。

【図９】振動解析手段の他の構成例を示すブロック図。

【図１０】振動解析手段の更に他の構成例を示すブロッ
ク図。

【図１１】非規格要素補償装置の第３の実施形態を示す
ブロック図。

【図１２】第３の実施形態による補正係数更新手順を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１…回転体、１０…回転センサ、１１…ロータ、１２…
歯（被検出体）、１３…電磁ピックアップ、２０…信号
処理装置、２１…波形整形回路、２２…マイクロコンピ
ュータ、２２１…Δｔ計測部、２２２…Δｔｎ補正部、
２２３…Δｔｎメモリ、２２４…シフトレジスタ、２２
５…ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算部、２２５’…Ｄ
ＦＴ（離散フーリエ変換）演算部、２２６…検出誤差評
価部、２２７…補正感度Ｋ演算部、２２８…Ｋメモリ、
２２９…ウェーブレット変換演算部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体の回転に伴いその単位回転角度に対
   応したパルス信号を出力する回転センサの非規格要素に
   よるパルス信号周期のばらつきを補償する回転センサの
   非規格要素補償装置において、 前記出力されるパルス信号のパルス周期を計測するパル
   ス周期計測手段と、 この計測されたパルス周期が順次格納されるパルス周期
   メモリと、 ばらつき補償の対象となるパルス周期の過去及び未来の
   任意の区間のパルス周期平均値をこれら格納されたパル
   ス周期列に基づき算出し、この算出した平均値との偏差
   が吸収されるよう当該ばらつき補償の対象となるパルス
   周期を補正するパルス周期補正手段と、 を具えることを特徴とする回転センサの非規格要素補償
   装置。
2. 【請求項２】前記パルス周期補正手段は、 前記パルス周期平均値と当該ばらつき補償の対象となる
   パルス周期との偏差を算出する偏差算出手段と、 この算出された偏差に所定の感度補正係数を掛けて前記
   パルス周期の補正感度を調整する感度調整手段と、 この感度調整された偏差を当該ばらつき補償の対象とな
   るパルス周期を補正するためのパルス周期補正係数とし
   て算出するパルス周期補正係数算出手段と、 を具えて構成される請求項１記載の回転センサの非規格
   要素補償装置。
3. 【請求項３】前記パルス周期補正手段は、前記格納され
   たパルス周期列をｄｔ（ｉ）、当該ばらつき補償の対象
   となるパルス周期をｄｔ（０）とし、前記回転体の１回
   転に伴って発生するパルス数をｎとするとき、 【数１】 若しくは 【数２】 として前記パルス周期平均値ｄｔ（ａｖｅ）を算出する
   請求項１または２記載の回転センサの非規格要素補償装
   置。
4. 【請求項４】前記パルス周期補正手段は、前記格納され
   たパルス周期列をｄｔ（ｉ）、当該ばらつき補償の対象
   となるパルス周期をｄｔ（０）とし、前記回転体の１回
   転に伴って発生するパルス数をｎとするとき、 【数３】 若しくは 【数４】 として前記パルス周期平均値ｄｔ（ａｖｅ）を算出する
   請求項１または２記載の回転センサの非規格要素補償装
   置。
5. 【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の回転センサ
   の非規格要素補償装置において、 前記補正されたパルス周期に基づき前記回転体の１回転
   あたりの振動回数を解析する振動解析手段と、 この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要素によ
   る検出誤差を評価する検出誤差評価手段と、 を更に具えることを特徴とする回転センサの非規格要素
   補償装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の回転センサの非規格要素補
   償装置において、 前記検出誤差評価手段による評価結果に基づき前記パル
   ス周期補正手段によるパルス周期補正量を変更する補正
   量変更手段を更に具えることを特徴とする回転センサの
   非規格要素補償装置。
7. 【請求項７】回転体の回転に伴いその単位回転角度に対
   応したパルス信号を出力する回転センサの非規格要素に
   よるパルス信号周期のばらつきを補償する回転センサの
   非規格要素補償装置において、 前記出力されるパルス信号のパルス周期を計測するパル
   ス周期計測手段と、 この計測されたパルス周期に基づき前記回転体の１回転
   あたりの振動回数を解析する振動解析手段と、 この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要素によ
   る検出誤差を評価する検出誤差評価手段と、 を具えることを特徴とする回転センサの非規格要素補償
   装置。
8. 【請求項８】回転体の回転に伴いその単位回転角度に対
   応したパルス信号を出力する回転センサの非規格要素に
   よるパルス信号周期のばらつきを補償する回転センサの
   非規格要素補償装置において、 前記出力されるパルス信号のパルス周期を計測するパル
   ス周期計測手段と、 この計測されたパルス周期が順次格納されるパルス周期
   メモリと、 これら格納されたパルス周期列に基づき任意の区間のパ
   ルス周期平均値を算出し、この算出した平均値との偏差
   が吸収されるよう当該ばらつき補償の対象となるパルス
   周期を補正するパルス周期補正手段と、 この補正されたパルス周期に基づき前記回転体の１回転
   あたりの振動回数を解析する振動解析手段と、 この解析結果に基づき前記回転センサの非規格要素によ
   る検出誤差を評価する検出誤差評価手段と、 を具えることを特徴とする回転センサの非規格要素補償
   装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の回転センサの非規格要素補
   償装置において、 前記検出誤差評価手段による評価結果に基づき前記パル
   ス周期補正手段によるパルス周期補正量を変更する補正
   量変更手段を更に具えることを特徴とする回転センサの
   非規格要素補償装置。
10. 【請求項１０】前記振動解析手段は、フーリエ変換手段
    である請求項５〜９の何れかに記載の回転センサの非規
    格要素補償装置。
11. 【請求項１１】前記フーリエ変換手段は、高速フーリエ
    変換（ＦＦＴ）手段である請求項１０記載の回転センサ
    の非規格要素補償装置。
12. 【請求項１２】前記振動解析手段は、ウェーブレット変
    換手段である請求項５〜９の何れかに記載の回転センサ
    の非規格要素補償装置。