JPH0942993A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パルス変換において、一定期間次の反転信号を
受付ないマスク処理がなされいているか、否かを容易に
識別できる信号処理装置を提供する。 【解決手段】センサから入力したアナログ信号を方形波
に変換して外部回路へ出力するパルス変換手段と、パル
ス変換手段の後段に設けられ、変換された方形波の波形
が反転した場合、一定期間次の反転信号を受付ないマス
ク処理を行うデジタルフィルタと、マスク処理を行って
いる間に、マスク処理を行っていることを示すマスク処
理信号を外部回路へ出力するマスク処理信号出力手段と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換する信号処理装置に係り、特に、一度
波形が反転すると一定期間反転信号を受付けないいわゆ
るマスク処理を行うデジタルフィルタを有する信号処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車軸の回転数を計測す
るために、車軸に取付けられた歯車が回転することによ
る磁束の変化を検出するセンサがある。このセンサから
出力されるアナログ信号（正弦波）をカウンタ等で計数
するために、パルス（方形波）に変換する必要がある。
センサから出力されるアナログ信号には点火装置等から
発生する周波数の高いノイズが重畳される場合があり、
アナログ信号をパルス信号に変換するに際して、ノイズ
成分がパルスに変換されて出力されるのを防止するため
に、波形が一度反転した場合、一定期間次の反転信号を
受付けないデジタルフィルタが使用される。

【０００３】図５は従来の信号処理装置の構成ブロック
図である。図６は従来の信号処理装置の各部の波形図
で、（ａ）は入力波形図、（ｂ）はコンパレータ出力波
形図、（ｃ）はデジタルフィルタ出力波形図である。以
下、図を用いて動作を説明する。１１はアナログ信号を
基準信号と比較するコンパレータで、図６（ａ）のごと
きパルス状のノイズが重畳されたアナログ信号がコンパ
レータに入力（図５のＡ２点）され、基準信号ＶR1、Ｖ
R2（但し、ＶR1＞ＶR2とする）と比較される。１５はコ
ンパレータ１１において入力信号と比較する基準信号
（電圧）をＶR1（ａ側）とＶR2（ｂ側）に交互に切り換
える切換器で、コンパレータ１１の出力信号により切り
換えられる。コンパレータ１１からは入力信号が基準信
号ＶR1より高ければ高レベル（Ｈ）が出力され、同時に
切換器１５により基準信号がＶR2に切り換えられるの
で、次に入力信号が基準信号ＶR2より低くなるまでＨの
状態が持続される。そして、入力信号が基準信号ＶR2よ
り低くなれば低レベル（Ｌ）が出力され、同時に切換器
１５により基準信号がＶR1に切り換えられるので、次に
入力信号が基準信号ＶR1より高くなるまでＬの状態が持
続される。その結果、図６（ｂ）のごとき方形波がコン
パレータ１１から出力（図５のＢ２点）される。

【０００４】１２はコンパレータ１１からの出力信号を
マスク処理するデジタルフィルタで、波形が一度反転し
た場合、一定期間（ｔ）は次の反転信号を受付けない。
図６（ｂ）のごとき方形波はデジタルフィルタ１２を通
過すると、期間（ｔ）よりパルス間隔（立ち上がり又は
立ち下がり）が短いものは、反転信号を受付けないので
デジタルフィルタからは出力されない。この時、出力は
期間（ｔ）だけ遅れる。マスク処理により図６（ｃ）の
ごとくノイズに相当する部分が除去され、レベルの一定
な出力信号（図５のＣ２点）が得られる。

【０００５】１４はパルス変換されたパルス数の計数、
回転数及び回転速度の算出、その他の制御を行うマイコ
ンである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、入力
信号のうちノイズに相当する部分がデジタルフィルタに
より除去され、入力信号のアナログ部分だけが信号処理
装置の出力として得られる。しかし、高周波のノイズが
連続して入力された場合には、マスク処理が連続して行
われるので、その間はパルス波形が出力されない。その
ため、アナログ波形（高周波ノイズの重畳された）が入
力されても、アナログ波形に相当する部分もパルスが出
力されないことになる。その結果、マイコンはアナログ
波形が実際に入力されていないのか、マスク処理の結果
消されたものであるか区別ができず、入力状態に応じた
適切な処理を行うことができない。

【０００７】また、マスク処理期間が許容される以上に
長期間行われると、フェールセーフ処理等を正常に行う
ことができず、システムの信頼性が低下するという問題
がある。本発明はこのような問題を解決してマスク処理
がなされているか、否かを容易に識別でき、また、マス
ク処理が長期間にわたって行われる時には異常を検出で
きる信号処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、センサから入力したアナログ信号を方形波
に変換して外部回路へ出力するパルス変換手段と、該パ
ルス変換手段の後段に設けられ、前記変換された方形波
の波形が反転した場合、一定期間次の反転信号を受付な
いマスク処理を行うデジタルフィルタと、前記マスク処
理を行っている間に、前記マスク処理を行っていること
を示すマスク処理信号を外部回路へ出力するマスク処理
信号出力手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００９】また、前記外部回路は、前記マスク処理信
号に基づき、前記デジタルフィルタがマスク処理を行っ
ている期間を計時する計時手段と、前記計時手段により
計時された期間と予め設定された基準時間とを比較する
比較手段と、前記比較手段の比較結果により、前記計時
手段により計時された期間が予め設定された基準時間よ
り長いときに、前記センサ、前記パルス変換手段、前記
デジタルフィルタあるいはマスク処理信号出力手段が異
常であることを検出する検出手段と、を備えたことを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】入力されたアナログ信号はパルス変換手段によ
り方形波に変換され、後段のデジタルフィルタで周期の
短いノイズ等によるパルスは除去される。そして、ノイ
ズ入力を除去するために行うマスク処理中は、マスク処
理信号出力手段がマスク処理を行っていることを示す信
号を外部回路へ出力する。従って、外部回路はマスク処
理信号が出力されていない間にデジタルフィルタから出
力がない場合は、アナログ入力がないと判断できる。

【００１１】また、マスク処理を行っている期間は、ノ
イズが除去されるだけでなくアナログ入力もパルスに変
換されない。そのため、この異常な期間があまりにも長
いと信号処理装置としては正常な動作は期待できない。
そこで、計時手段がマスク処理を行っている期間を計時
して、比較手段が計時した期間と正常なパルス変換処理
が可能なマスク処理期間を比較してマスク処理期間が長
ければ、正常なパルス変換が不可能である。そこで、検
出手段がパルス変換手段、デジタルフィルタあるいはマ
スク処理信号出力手段が異常状態であることを示す異常
検出信号を出力する。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の信号処理装置（パ
ルス変換装置）の構成ブロック図である。図２は本発明
の一実施例の信号処理装置の各部の波形図で、（ａ）は
入力波形図、（ｂ）はコンパレータ出力波形図、（ｃ）
はデジタルフィルタ出力波形図、（ｄ）はマスク処理信
号波形図である。図３は本発明の一実施例のマスク信号
出力部の構成を示す図である。以下、図を用いて説明す
る。

【００１３】１はアナログ信号を基準信号と比較するコ
ンパレータで、図２（ａ）のごとき車輪速センサ等から
のアナログ信号がコンパレータ１に入力（図１のＡ１
点）され、基準信号ＶR1、ＶR2（但し、ＶR1＞ＶR2とす
る）と比較される。５はコンパレータ１の出力信号によ
り基準信号をＶR1（ａ側）とＶR2（ｂ側）に交互に切り
換える切換器である。コンパレータ１からは入力信号が
基準信号ＶR1より高ければ高レベル（Ｈ）が出力され、
同時に切換器５により基準信号がＶR2に切り換えられる
ので、次に入力信号が基準信号ＶR2より低くなるまでＨ
の状態が持続される。そして、入力信号が基準信号ＶR2
より低くなれば低レベル（Ｌ）が出力され、同時に切換
器５により基準信号がＶR1に切り換えられるので、次に
入力信号が基準信号ＶR1より高くなるまでＬの状態が持
続される。その結果、図２（ｂ）のごとき方形波がコン
パレータ１から出力（図１のＢ１点）される。

【００１４】２はコンパレータ１からの出力信号をマス
ク処理するデジタルフィルタで、波形が一度反転した場
合、一定期間（ｔ）は次の反転信号を受付けない。図２
（ｂ）のごとき方形波はデジタルフィルタ２を通過する
と、期間（ｔ）よりパルス間隔（立ち上がり又は立ち下
がり）が短いものは、反転信号を受付けないのでデジタ
ルフィルタからは出力されない。この時、出力は期間
（ｔ）だけ遅れる。マスク処理により図２（ｃ）のごと
くノイズに相当する部分が除去され、レベルの一定な出
力信号（図１のＣ１点）が得られる。

【００１５】３はデジタルフィルタがマスク処理を行っ
ている期間、反転禁止を検知してマスク処理信号を信号
する反転禁止検知部で、図２（ｄ）のごとく反転禁止期
間はＨ（高レベル）、反転禁止になっていない期間はＬ
（低レベル）のマスク処理信号を出力（図１のＤ１点）
する。４はパルス変換されたパルス数の計数、回転数及
び回転速度の算出、回転速度からブレーキ油圧を制御す
るＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅ
ｍ）制御やその他の制御を行うマイコン（外部処理回路
に相当する）である。

【００１６】ここで、デジタルフィルタ２及び反転禁止
検知部４の動作について図３を用いて補足する。デジタ
ルフィルタ３ではコンパレータ１からの信号（図１のＢ
１点の信号）が順次時間経過毎にラッチ入力され論理回
路７１でｎ番目の出力とｎ−１番目の出力が比較され
る。もし、コンパレータ１出力が変化しない領域では、
ｎ番目の出力とｎ−１番目の出力は同じであるので論理
回路７１からはＨ（高レベル）が出力される。コンパレ
ータ１出力が変化したときには、ｎ番目の出力とｎ−１
番目の出力が異なるので、論理回路７１からはＬ（低レ
ベル）が出力される。その出力がカウンタに入力され、
カウンタがオーバフロー（反転出力を受付ない期間に相
当する）するとｎ−１番目の入力信号がＣ１から出力さ
れる。

【００１７】反転禁止検知部３では、マスク信号の開始
を決めるアンド回路８２には論理回路７１の反転出力
（図３（ｂ）の波形）、マスク信号の終了を決めるアン
ド回路８１にはカウンタの反転出力（図３（ｃ）の波
形）が入力される。オア回路８３にはアンド回路８１と
アンド回路８２の出力が入力される。その結果、論理回
路７１の反転出力の立ち下がりからカウンタ７２の出力
の立ち上がりまでがマスク信号として（図３（ｃ）の波
形）が出力される。

【００１８】このようにして、マイコンはデジタルフィ
ルタからの出力とマスク処理信号出力とを同期的に比較
して、例えばデジタルフィルタからの出力がＬで維持さ
れるのに対してマスク処理信号出力からはＬで出力され
ていれば無入力時であると判断し、一方、デジタルフィ
ルタからＬで出力されるのに対しマスク処理信号出力か
らＨの信号が出力されていればノイズが入っていると判
断する。尚、通常の信号に対するマスク処理信号と区別
するため上述した状態が少なくとも時間ｔ以上継続され
れば無入力あるいは連続したノイズであると判断してよ
い。このように、無入力と連続したノイズとを区別でき
るのでマイコンは無入力時における信号処理、例えば車
輪速を０としてＡＢＳ制御を行ったり、連続ノイズ発生
時における入力処理、例えばノイズパルスを無効として
車輪速を算出し、ＡＢＳ制御を行うことができる。

【００１９】図４の本発明の一実施例の信号処理装置の
マイコンの実行する処理のフローチャートである。以
下、動作について説明する。尚、本処理は割り込み処理
により実行され、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の次に別の
制御処理が実行された後、ステップＳ１に戻り処理を繰
り返す。ステップＳ１では、マスク処理信号に基づき、
デジタルフィルタ２が反転禁止になっているか否かを判
断し、反転禁止になっているとステップＳ２に移り、反
転禁止になっていなければステップＳ５に移る。即ち、
デジタルフィルタ２に短い周期でノイズが入力され、こ
のノイズを出力しないためにマスク処理を行っているか
どうかを判断する。この判断は反転禁止検知部３の出力
（図１のＤ点の出力に相当するもので、詳細は図３の構
成図に示すマスク信号出力であり、Ｈが出力されている
ときはマスク処理を行っている）で判る。

【００２０】ステップＳ２では、カウンタを１つ進めて
ステップＳ３に移る。つまり、連続して反転禁止になっ
ている期間を計時するために、ステップＳ１が反転禁止
になっているときにはカウンタを１つ進める。ステップ
Ｓ３では、カウンタがＴ以上であるか否かを判断し、カ
ウンタがＴ以上になっておればステップＳ４に移り、カ
ウンタがＴ未満ならばステップＳ１に戻る。つまり、反
転禁止（マスク処理を行っている）になっている期間
（１カウントに対応する時間が予め判っているのでカウ
ントＴは時間に相当している）が所定時間以上継続して
いるか否かを判断するものである。この期間は制御部側
で誤差が許容される範囲を参考に決められる。

【００２１】ステップＳ４では、異常フラグをオンして
ステップＳ１に戻る。つまり、マスク処理を行っている
期間が所定時間（カウントＴ）以上継続しており、その
間の入力信号は全て出力されない状態になっているの
で、異常であると判断して異常フラグをオン（異常を報
知するランプ等を点灯）する。尚、上述したＴは装置の
特性により異なるが、マスク処理期間ｔよりも大きいも
のとし、例えば１０ｔに相当するものとする。

【００２２】ステップＳ５では、カウンタを０にリセッ
トしてステップＳ１に戻る。つまり、カウンタは反転禁
止状態が継続している期間を計時するので、ステップＳ
１で反転禁止になっていなければ、その時点でカウンタ
をリセットして０から再スタートさせる。以上のように
本実施例では、マスク処理を行いアナログ入力が出力さ
れない状態であるか、実際に入力されていないかが判
り、正確なＡＢＳ制御が行える。また、マスク処理を行
っている期間が所定時間以上継続すればマイコンは車軸
速センサ、コンパレータ、デジタルフィルタ、反転禁止
検知部等が異常と判断できるため、ＡＢＳ等のフェイル
セーフ処理が確実に行える。

【００２３】尚、本例では外部回路としてＡＢＳマイコ
ンを適用したが、この他ＥＣＴ制御等デジタル処理回路
に適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はこのよう
な問題を解決して、外部回路が正確な処理を行うことが
でき、また、外部回路はパルス変換処理において異常期
間が長いと異常と判断できるので信号処理装置の信頼性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の信号処理装置の構成ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例の信号処理装置の各部の波形
図で、（ａ）は入力波形図、（ｂ）はコンパレータ出力
波形図、（ｃ）はデジタルフィルタ出力波形図、（ｄ）
はマスク処理信号波形図である。

【図３】本発明の一実施例の反転禁止検知部の説明図
で、（ａ）は構成図、（ｂ）は論理回路７１の反転信号
波形図、（ｃ）はカウンタの反転信号波形図、（ｄ）は
マスク信号波形図である。

【図４】本発明の一実施例の信号処理装置のマイコンの
実行する処理のフローチャートである。

【図５】従来の信号処理装置の構成ブロック図である。

【図６】従来の信号処理装置の各部の波形図で、（ａ）
は入力波形図、（ｂ）はコンパレータ出力波形図、
（ｃ）はデジタルフィルタ出力波形図である。

【符号の説明】

１・・・コンパレータ ７１・・・
論理回路 ２・・・デジタルフィルタ ７２・・・
カウンタ ３・・・反転禁止検知部 ８１、８２・・・
アンド回路 ４・・・マイコン ５・・・切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 17/02 ６８１ 8842−5Ｊ Ｈ０３Ｈ 17/02 ６８１Ｚ Ｈ０３Ｋ 5/1252 Ｈ０３Ｍ 1/08 Ａ // Ｈ０３Ｍ 1/08 Ｈ０３Ｋ 5/01 Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサから入力したアナログ信号を方形
   波に変換して外部回路へ出力するパルス変換手段と、 該パルス変換手段の後段に設けられ、前記変換された方
   形波の波形が反転した場合、一定期間次の反転信号を受
   付ないマスク処理を行うデジタルフィルタと、 前記マスク処理を行っている間に、前記マスク処理を行
   っていることを示すマスク処理信号を外部回路へ出力す
   るマスク処理信号出力手段とを備えたことを特徴とする
   信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記外部回路は、前記マスク処理信号に
   基づき、前記デジタルフィルタがマスク処理を行ってい
   る期間を計時する計時手段と、 前記計時手段により計時された期間と予め設定された基
   準時間とを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果により、前記計時手段により計
   時された期間が予め設定された基準時間より長いとき
   に、前記センサ、前記パルス変換手段、前記デジタルフ
   ィルタあるいはマスク処理信号出力手段が異常であるこ
   とを検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の信号処理装置。