JPH11271348A - 周期的な運動を検出するセンサ装置の出力信号のための評価方法 - Google Patents

周期的な運動を検出するセンサ装置の出力信号のための評価方法

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JPH11271348A
JPH11271348A JP10355285A JP35528598A JPH11271348A JP H11271348 A JPH11271348 A JP H11271348A JP 10355285 A JP10355285 A JP 10355285A JP 35528598 A JP35528598 A JP 35528598A JP H11271348 A JPH11271348 A JP H11271348A
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    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 センサ装置の損傷の結果生じる異常な信号経
過を認識し、かつ表示することのできる周期的な運動を
検出するセンサ装置の出力信号のための評価方法を提供
する。 【解決手段】 等間隔に配置された歯２を備えた回転可
能な磁極輪１及び誘導センサ５からなる周期的な運動を
検出するセンサ装置において磁極輪１の損傷、とくに欠
陥を有する又は欠けた歯４が確実に認識されかつ表示さ
れる。磁極輪１の少なくとも２つの完全な回転が行なわ
れるような長い期間にわたって出力信号の監視が行なわ
れ、磁極輪１における損傷を認識するために、１つの完
全な回転の間に生じる出力信号における突然の変化が記
録され、かつ先行する１つの完全な回転からすでに前に
記録された変化と比較される。変化の数が少なくともほ
ぼ一致した際に、誤り信号が発生され、この誤り信号
は、例えば光学的に表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力信号が、それ
ぞれの運動サイクルにおいて所定の数の信号周期を有す
る周期的な時間経過を有し、次の特徴を有し：連続する
信号周期の時間的な評価によって周期時間値が判定さ
れ、周期時間値の又はこの周期時間値から導き出される
速度値の変化が判定される、周期的な運動を検出するセ
ンサ装置の出力信号、とくに回転速度を検出する装置の
ための評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような評価方法は、ヨーロッパ特許
出願公開第０６８４４８０号明細書から公知である。
【０００３】公知の評価方法は、回転する部分の回転速
度を検出する装置から送出される信号を評価するために
使われる。このような装置を車両に適用する際に、回転
部分として、その回転速度が例えばロック防止装置（Ａ
ＢＳ）のために入力信号として利用される車輪が考慮さ
れる。
【０００４】公知の評価方法を基礎とする装置におい
て、回転部分に、とくに誘導動作様式によるセンサ装置
において磁極輪と称する歯を備えたパルス輪が配置され
ており、このパルス輪は、定置の部分に取付けられた誘
導センサに作用結合されており、かつ回転の際に、セン
サに周期的な信号を誘起し、この信号は、磁極輪におけ
る歯の等間隔の配置に基付いて、一様な回転の際に一定
の周波数を有する。この誘起された信号の周波数は、回
転速度に対する又は相応する換算の後に回転する部分の
回転速度に対する尺度をなしている。
【０００５】信号は、通常評価のために電気制御装置に
供給される。この時、評価方法は、制御装置内に配置さ
れたマイクロプロセッサのためにプログラムシーケンス
として構成されている。
【０００６】前記のようなセンサ装置において、磁極輪
の損傷に基付いて、一様な回転速度にもかかわらず不均
一な信号経過に至ることがある。このようにした例えば
車両の事故の結果、磁極輪は、１つ又は複数の歯が欠け
るように損傷することがある。このことは、センサの出
力信号における又は制御装置における信号の受信の際の
欠けた信号周期に通じる。従来の評価方法において、こ
のことは、受信信号から検出される回転速度の不所望な
変化に通じることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、センサ装置の損傷の結果生じる異常な信号経過を認
識し、かつ表示することができる、周期的な運動を検出
するセンサ装置の出力信号のための評価方法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、特許請求の
範囲第１項に記載の本発明によって、次のようにして解
決される。すなわち完全な運動サイクルを確認するため
に、少なくとも１つの目標数に達するまで、信号周期が
計数され、完全な運動サイクルの間に、周期時間値の又
はこの周期時間値から導き出される速度値の所定の量を
越える変化が改めて生じ、これらの変化が、同じ又はほ
ぼ同じようにすでに少なくとも１つの先行する完全な運
動サイクルの際に生じているとき、誤り信号が発生され
る。本発明の変形及び有利な構成は、特許請求の範囲従
属請求項に記載されている。
【０００９】わずかな信号周期を含む比較的短い期間の
間にのみ、信号の異常を検出するために出力信号の評価
が行なわれる公知の評価方法とは相違して、本発明によ
る評価方法においては、ここにおいて周期的な運動を行
なう部分の少なくとも２つの完全な運動サイクルが行な
われるような長い期間にわたって、出力信号の評価が行
なわれ、その際、信号周期の計数によって運動サイクル
の完全な実行が行なわれる。このようにして例えば車輪
回転速度を検出するために本発明を車両技術に使用した
際、少なくとも２つの車輪回転の間に、出力信号が観察
される。
【００１０】本発明は、現在慣用のあらゆる様式のマイ
クロプロセッサに対するプログラムシーケンスよりも簡
単に実行することができるという利点を有する。そのた
めにとくにきわめてわずかしかメモリ需要も必要なく、
このことは、きわめて簡単な安価なマイクロプロセッサ
における本発明の使用を可能にする。
【００１１】本発明のその他の利点は、センサ装置にお
ける異なった様式の多数の損傷又はその他の操作も確実
に認識される点にある。このようにして一方において明
らかに個々の欠陥、例えば磁極輪における欠けた歯が認
識され、他方において周期的に繰返す別の任意の信号異
常も、誤りを含むと識別する。それに反して実際に起こ
る散発的な、したがって許容可能な信号障害は、誤り認
識には至らない。
【００１２】本発明の有利な変形において、信号周期を
評価するために、観察期間の間のその数が検出される。
観察期間は、一方においていくつかの信号周期を含む
が、他方において完全な運動サイクルよりも著しく短い
ように選定されている。このようにして得られた信号周
期の数によって、観察期間の長さを考慮しながらこの
時、信号周期の周期の短時間平均値が判定され、この短
時間平均値は、とくに比較的短い頻繁な妨害を有する信
号経過の際に、比較的大きな妨害として作用するセンサ
装置における損傷を認識するために、有利に利用するこ
とができる。
【００１３】本発明の別の利点は、種々の様式のセンサ
装置に対するその適用可能性にある。このようにしてす
でに前に説明した誘導動作するセンサ装置の他に、例え
ば反射光光電装置又は分岐光光電装置及び磁極輪の代わ
りの光学パルス輪によって動作する光学センサ装置も利
用することができる。このような光学的センサ装置にお
いて、例えば汚染は、周期的に繰返す不所望な信号妨害
に至ることがある。
【００１４】本発明の有利な変形において、センサ装置
に対してそれぞれ構造様式によって引起こされる信号周
期の目標数を検出する前記の運動サイクルは、誤り信号
を発生するために監視サイクルによって次のように置き
換えられる。すなわち完全な監視サイクルの間に確認さ
れかつ所定の量を越える周期時間値又はこの周期時間値
から導き出される速度値の変化が改めて生じ、これらの
変化が、同じ又はほぼ同じようにすでに少なくとも１つ
の先行する完全な監視サイクルの際に生じているときに
初めて、誤り信号が発生される。このような監視サイク
ルは、運動サイクルの信号周期の複数倍の目標数を含
む。このことは、一層長い監視期間に基付いて、センサ
装置の応答閾値の範囲にありかつそれ故に散発的にしか
生じないセンサ信号における信号妨害の際にも、誤り信
号の確実な発生を保証するという利点を有する。
【００１５】とくに有利なように、監視サイクルは、運
動サイクルの信号周期の整数倍の目標数を含み、すなわ
ち監視サイクルは、複数の完全な運動サイクルを含む。
【００１６】例えば車輪の回転速度を検出するために初
めに述べたようなセンサ装置に関連して、本発明を車両
技術に使用する場合、車両のタイプ又はタイヤの大きさ
に応じて、種々の歯数の磁極輪が使用されることにな
る。その際、一般におそらく使用のために考慮される種
々の磁極輪の量はわかっている。しかしながらこのこと
は、しばしば車両を始動した際に初めて確定されるの
で、これらの量からどの車輪を具体的に使用するかは、
あらかじめ常に確定しているわけではない。
【００１７】それえに本発明の有利な変形によれば、考
慮される磁極輪歯数の最小公倍数に相当する信号周期の
数が生じるまで、完全な運動サイクルを認識するために
信号周期の観察及び計数が行なわれる。それにより大き
な手間をかけることなく、かつとりわけ評価方法を実行
する制御装置の手動の整合、例えば制御プログラムの変
更を行なうことなく、異なった磁極輪歯数の際にも確実
な誤り認識を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面により詳細に説
明する。
【００１９】図１による表示は、本発明による方法の有
利な適用を説明するために使われる。ここには、回転可
能に配置された磁極輪１、磁極輪１の回転運動を検出す
るセンサ５、方法を実施する装置として使われる電子制
御装置７、及び誤り信号の表示要素として使われるラン
プ９が、概略的に示されている。
【００２０】磁極輪１とセンサ５は、例えばロック防止
装置のために車輪の回転速度を検出するために使用され
るような周知の構造様式の一緒になって誘導作用するセ
ンサ装置を形成している。磁極輪１は、磁気的に導通す
る材料、例えば鋼から製造されており、かつセンサ５
は、少なくとも１つの永久磁石及び電気コイル（両方と
も図示されていない）を有する。
【００２１】磁極輪１の外周に、高所として構成された
歯２が、一様な間隔を置いてその間にある歯すき間３と
交互に配置されている。一様な信号送出のために磁極輪
１の外周の位置４に本来設けられた図１に破線で示され
た歯は、例えば磁極輪１の損傷のために欠けている。
【００２２】一様な回転速度で磁極輪１が回転する際、
センサ５は、例えば電気導体として構成された信号レー
ン６を介して制御装置７に周期的な信号を送出する。こ
の例においてセンサ装置のために構造側において、磁極
輪１の１回転あたり６つの信号周期の所定の数が設けら
れている。しかし位置４における欠けた歯に基付いて、
１つの信号周期が発生されない。したがってこの場合、
周期的な信号は、一様な短い周期を有するそれぞれ４つ
の信号周期の後に、それより長い周期を有する１つの信
号周期が生じる規則的に繰返す経過を有する。
【００２３】制御装置７は、本発明による評価方法を実
施するマイクロプロセッサを有する。センサ５から導体
６を介して送出される信号は、入力信号として直接マイ
クロプロセッサに供給されるか、又はこれは、マイクロ
プロセッサの前に接続された周知の構造様式の評価回路
によって、マイクロプロセッサにより評価可能な信号に
変換される。それによりマイクロプロセッサは、到来す
る信号周期の周期を測定し、かつその制御プログラムに
よって評価することができる。
【００２４】有利な構成において、さらに制御装置７
は、それぞれ利用される磁極輪のために考慮された信号
周期の目標数を記憶するために、なおマイクロプロセッ
サに接続された選択にしたがって読取り及び書込み可能
な不揮発性のパラメータメモリを有する。それにより制
御装置７は、融通性を持って種々の要求に整合すること
ができる。
【００２５】図２及び３に関連してなお詳細に説明すべ
き評価方法を適用して、この時、例えば欠けた歯のよう
な磁極輪１の損傷が認識でき、かつ光学的又は音響的な
信号によって表示することができる。この目的のため
に、制御装置７は、出力側においてマイクロプロセッサ
に接続された回路手段、例えばトランジスタを有し、こ
の回路手段によって例えば電気導体８として構成された
信号レーンを介して、誤り表示装置として使われるラン
プ９を投入することができる。
【００２６】制御装置内に配置されたマイクロプロセッ
サ、評価回路又は出力側スイッチ手段のような前記の部
分は、図１には示されていない。これらの部分は、周知
の構造様式のものであり、かつそれ故にそれ以上詳細に
説明されていない。
【００２７】本発明による評価方法の有利な構成の詳細
な説明のために、図２及び３に、マイクロプロセッサに
よって実行される制御プログラムのこれに関連する部分
が、フローチャートとして図示されている。プログラム
部分は、それぞれ信号周期の受信後に実行される。これ
は、図２においてブロック１０により始まる。
【００２８】それに続くサブプログラムブロック１１に
おいて、それぞれ最後に測定された周期の値から、逆数
形成により速度値Ｖが計算される。その際、通常いわゆ
る割算定数が、周期によって割られ、このことは、すで
に速度値Ｖを生じる。割算定数内に、物理的単位、例え
ばＫｍ／Ｈとして速度値Ｖを正しく表示するために必要
なすべての換算係数がまとめられている。
【００２９】このようなサブプログラムブロック１１に
おいて信号周期の周期を測定するプログラムステップを
直接設けることも、さらに実際に通常である。このよう
なプログラムステップは、例えばタイマ制御、割込み制
御、及びマイクロプロセッサから発生された時間データ
を処理するプログラムステップを含んでいる。これらの
プログラムステップは、専門家には詳細に知られてお
り、又は専門家は、場合によってはそれぞれのマイクロ
プロセッサに所属のデータハンドブックから引出すこと
ができる。
【００３０】それから割当てブロック１３において、受
信された信号周期の計数のために設けられたカウンタＮ
が増加させられる。
【００３１】それから分岐ブロック１４において、サブ
プログラムブロック１１内において検出された速度値Ｖ
が、前に生じた信号周期に基づいて判定された前に生じ
た速度値ＶＡＬＴに対して、値から比較的大きなかつそ
れ故にありそうもない値ＤＶＭＡＸだけ変化したかどう
かが、検査される。これが成立つ場合、まず磁極輪１が
損傷を有することがある疑いが存在する。このことは、
割当てステップ１５において、疑いカウンタＳＰの増加
によって記録され、かつその後の評価のために記憶され
る。しかしながら分岐ブロック１４において検査された
値に関する速度変化｜Ｖ＝ＶＡＬＹ｜が、すでに述べた
たかだか許容される限界値ＤＶＭＡＸより小さい場合、
磁極輪１の損傷の疑いはないので、割当てブロック１５
は迂回される。
【００３２】それから図３に示されたプログラムステッ
プによって継続される。
【００３３】それから分岐ブロック１２において、これ
までに生じた信号周期に基づいて、磁極輪１の１つ又は
複数の完全な回転が推測されるかどうかがチェックされ
る。そのためにカウンタＮが所定の最大値ＮＭＡＸに達
したかどうかについてチェックされる。まだ最大値ＮＭ
ＡＸに達していないとき、プログラムステップ１８ない
し２５を迂回して、割当てブロック１６に分岐し、ここ
において、現在検出された速度値Ｖは、速度値ＶＡＬＴ
として後で利用するために記憶される。それから方法
は、ブロック１７によって終了する。
【００３４】しかし分岐ブロック１２において、所定の
最大値ＮＭＡＸとカウンタＮの一致が確認されると、こ
のことは、監視サイクルの終了のための表示と見なされ
る。なぜなら磁極輪１の１つ又は複数の完全な回転を指
摘する所定の数の信号周期を受信しているからである。
最大値ＮＭＡＸとして、例えばそれぞれの磁極輪の信号
周期の目標数が利用でき、したがって図１による例にお
いて、ＮＭＡＸ＝６であることができる。監視サイクル
を磁極輪１の複数の回転に拡張し、例えば１０回転の際
にＮＭＡＸ＝６０であるようにすることもできる。それ
によりとくに強力な妨害を受けた信号の際に、磁極輪に
おける損傷の確実な認識を行なうことができる。
【００３５】異なった歯数を有する、例えば６、８及び
９の歯を有する磁極輪の選択的な利用が考慮されている
場合、有利なように最大値ＮＭＡＸとして、これらの歯
数の最小公倍数が利用され、すなわちこの場合、ＮＭＡ
Ｘ＝７２である。磁極輪１の複数の回転への監視サイク
ルの前記の拡張との組合せも有利である。
【００３６】分岐ブロック１２において、所定の最大値
ＮＭＡＸとカウンタＮの一致を認識した後に、まず割当
てブロック１８において、カウンタＮは、その初期値０
にリセットされる。
【００３７】本実施例において、磁極輪１の損傷を認識
するために、２つの監視サイクルの実行が必要であり、
その際、それぞれの監視サイクルにおいて疑いカウンタ
ＳＰは、少なくとも所定の疑い値ＳＰＭＡＸに達してい
なければならず、かつさらに両方の監視サイクルの検出
された疑いカウンタ値は、少なくともほぼ一致していな
ければならない。
【００３８】所定の疑い値ＳＰＭＡＸは、最大値ＮＭＡ
Ｘとしてそれぞれの磁極輪の信号周期の目標数の複数倍
を利用するとき、もっともらしさ管理のために優先的に
使われる。このような場合、磁極輪の異常において基礎
となるそれぞれの磁極輪回転の際に繰返される信号誤り
は、所定の数の磁極輪回転の後に、異常によって引起こ
される速度変化が十分に大きいかぎり、磁極輪回転のこ
の数に相当する疑いカウンタＳＰにおけるカウンタ状態
を引起こす。それ故に疑い値ＳＰＭＡＸとして、なるべ
く監視サイクルに対して確定された磁極輪回転の数が利
用される。
【００３９】先行する監視サイクルにおいて検出された
疑いカウンタ値と疑いカウンタ値ＳＰの比較のために、
メモリＳＰ２が設けられている。さらにこのメモリＳＰ
２は、監視サイクルを区別するために利用される。それ
故に分岐ブロック１９において、メモリＳＰ２内にすで
に所定の疑い値ＳＰＭＡＸに達した値が存在するかどう
かがチェックされる。このような値は、先行する監視サ
イクルに基づいてメモリＳＰ２内に存在するだけなの
で、分岐ブロック１９における否定的な結果の際に、第
１の監視サイクルのために設けられた分岐ブロック２０
によって継続される。
【００４０】分岐ブロック２０において、ブロック１
４、１５において検出された疑いカウンタＳＰが所定の
疑い値ＳＰＭＡＸに達したかどうかがチェックされる。
これが、成立つ場合、割当てブロック２１において、疑
いカウンタＳＰは、第２の監視サイクルにおいて後でチ
ェックするために、メモリＳＰ２に記憶される。そうで
ない場合、メモリＳＰ２は、割当てブロック２４におい
て、中立の値０にセットされる。
【００４１】両方の場合に、それから割当てブロック２
２において、疑いカウンタＳＰは、その初期値０にリセ
ットされる。それからすでに説明した割当てブロック１
６のこれに続く実行の後に、方法はブロック１７におい
て終了する。
【００４２】最後に分岐ブロック１９において、メモリ
ＳＰ２において所定の疑い値ＳＰＭＡＸに到達した値が
確認されると、それに続く分岐ブロック２３において、
メモリＳＰ２と疑いカウンタＳＰの少なくともほほ一致
が存在するかどうかが検査される。これら両方の値のほ
ぼ一致のための判定基準として、メモリＳＰ２内に含ま
れた値が、疑いカウンタＳＰの値の１／４より多くだけ
これからそれぞれの方向に外れているかどうかがテスト
される。このような偏差が確認されないとき、分岐ブロ
ック１４において確認された速度値Ｖの突然の変化が、
偶然の散発的な妨害作用に基付くものではなく、速度値
Ｖの変化が、所定の規則性を有するということを、高い
確率で仮定することができる。それ故にこの場合、ブロ
ック２５に分岐し、このブロックにおいて、誤り信号を
活性化し、それによりすでに説明した制御装置７の構成
によって誤り状態を信号通知するためにランプ９が投入
される。
【００４３】その後、割当てブロック２４において、メ
モリＳＰ２が、かつ割当てブロック２２において、疑い
カウンタＳＰが、それぞれその初期値０にリセットされ
る。これにブロック１６、１７が続く。
【００４４】誤りの認識のために２つの監視サイクルの
結果を互いに比較する前に例として説明した方法は、有
利な変形において、明らかになお第３又はそれ以上の監
視サイクルを含んでいてもよい。この時、誤り認識のた
めに、例えばすべての監視サイクルの結果を、少なくと
もほぼ一致するかどうかについてチェックすることがで
きる。監視サイクルの結果から多数決選択を行ない、最
小の確率の結果を除去し、かつそれから残りの結果を正
確な一致についてチェックすることも可能である。この
ような処置によって、とくにセンサ信号における散発的
な妨害の高い確率の際に、不所望な誤り認識及び表示を
避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】評価方法を実施するためにここに接続された装
置を有するセンサ装置を示す図である。
【図２】本発明による評価方法の有利な構成のフローチ
ャートの第１の部分区間を示す図である。
【図３】本発明による評価方法の有利な構成のフローチ
ャートの第２の部分区間を示す図である。
【符号の説明】
１ 磁極輪 ２ 歯 ３ 歯すき間 ４ 位置 ５ センサ ６ 導体 ７ 制御装置 ８ 導体 ９ ランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｐ 21/00 Ｇ０１Ｐ 21/00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出力信号が、それぞれの運動サイクルに
    おいて所定の数の信号周期を有する周期的な時間経過を
    有し、次の特徴を有し： ａ）連続する信号周期の時間的な評価によって周期時間
    値が判定され、 ｂ）周期時間値の又はこの周期時間値から導き出される
    速度値（Ｖ）の変化が判定される、 周期的な運動を検出するセンサ装置の出力信号、とくに
    回転速度を検出する装置のための評価方法において、 ｃ）完全な運動サイクルを確認するために、少なくとも
    １つの目標数に達するまで、信号周期が計数され、 ｄ）完全な運動サイクルの間に、周期時間値の又はこの
    周期時間値から導き出される速度値（Ｖ）の所定の量
    （ＤＶＭＡＸ）を越える変化が改めて生じ、これらの変
    化が、同じ又はほぼ同じようにすでに少なくとも１つの
    先行する完全な運動サイクルの際に生じているとき、誤
    り信号が発生されることを特徴とする、周期的な運動を
    検出するセンサ装置の出力信号のための評価方法。
  2. 【請求項２】 周期時間値が、信号周期のそれぞれの周
    期の測定によって判定されることを特徴とする、請求項
    １に記載の評価方法。
  3. 【請求項３】 周期時間値が、観察期間の間の信号周期
    の数の判定によって判定されることを特徴とする、請求
    項１に記載の評価方法。
  4. 【請求項４】 検出された周期時間値が、逆数の形成に
    よって速度値（Ｖ）に変換されることを特徴とする、請
    求項２又は３に記載の評価方法。
  5. 【請求項５】 所定の量（ＤＶＭＡＸ）を越える変化と
    して、突然の速度変化（｜Ｖ−ＶＡＬＴ｜）が利用され
    ることを特徴とする、請求項４に記載の評価方法。
  6. 【請求項６】 パルス輪（１）及び光学的又は磁気的に
    動作するパルス回転速度信号発生器（５）を有するセン
    サ装置を利用することを特徴とする、請求項１ないし５
    の１つに記載の評価方法。
  7. 【請求項７】 ａ）少なくとも１つの完全な運動サイク
    ルを含む監視サイクルが確定され、 ｂ）完全な監視サイクルを確認するために、少なくとも
    １つの所定の最大値（ＮＭＡＸ）に達するまで、信号周
    期が計数され、 ｃ）最大値（ＮＭＡＸ）が、完全な運動サイクルを特徴
    付ける信号周期の目標数の複数倍であり、 ｄ）完全な監視サイクルの間に確認されかつ所定の量
    （ＤＶＭＡＸ）を越える周期時間値又はこの周期時間値
    から導き出される速度値（Ｖ）の変化が改めて生じ、こ
    れらの変化が、同じ又はほぼ同じようにすでに少なくと
    も１つの先行する完全な監視サイクルの際に生じている
    ときに初めて、誤り信号が発生されることを特徴とす
    る、請求項１なし６の１つに記載の評価方法。
  8. 【請求項８】 ａ）信号周期の目標数が、有限な量の確
    定された目標数から選択可能であり、 ｂ）完全な運動サイクルを確認するために、目標数の量
    の要素の少なくとも最小公倍数に達するまで、信号周期
    が計数されることを特徴とする、請求項１ないし７の１
    つに記載の評価方法。
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