(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転速度に比例した振動数のパルス信号を出力するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段の出力するパルス信号を所定個数カウントするごとに車速パルス信号を出力するカウンタと、
前記カウンタが前回に車速パルス信号を出力したタイミングから新たに車速パルス信号を出力したタイミングまでの経過時間（車速パルス時間）に基づいて、新たな車速パルス速度を求める車速パルス速度演算手段と、
前記車速パルス速度演算手段が前回の計算で得た前回車速パルス速度と、前記新たに得た今回の車速パルス速度と、前記車速パルス時間とから加速度を求める加速度演算手段と、
前記加速度演算手段の求めた前記加速度と前記今回の車速パルス時間とを用いて補正項を求め、前記今回の車速パルス速度に加算して補正車速パルス速度を求める補正速度演算手段とを備えて成る速度演算装置。
【請求項２】
前記車速パルス速度演算手段は、前記カウンタが前回（ｎ−１回目とする）車速パルス信号を出力したタイミング（τｎ−１とする）から新たに今回（ｎ回目とする）車速パルス信号を出力したタイミング（τｎとする）までの経過時間（車速パルス時間ｔｎとする）に基づいて、新たな今回の車速パルス速度（ｖｐｎとする）を、
【数１】
0003620283.tif 000007
によって求め、
前記加速度演算手段は、前記車速パルス速度演算手段が前回（ｎ−１回目とする）の計算で得た前回車速パルス速度ｖｐｎ−１と、今回の車速パルス速度ｖｐｎと、前記車速パルス時間ｔｎとから加速度（αｎとする）を、
【数２】
0003620283.tif 000008
によって求め、
前記補正速度演算手段は、前記車速パルス速度演算手段の求めた前記今回の車速パルス速度ｖｐｎと、前記加速度演算手段の求めた前記加速度αｎと、前記今回の車速パルス時間ｔｎとを用いて、前記今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の補正車速パルス速度（ｖ（ｔ）とする）を、
【数３】
0003620283.tif 000009
によって求めることを特徴とする請求項１に記載の速度演算装置。
【請求項３】
前記今回の車速パルス速度を得てからある時間だけ経過した時点の二次補正車速パルス速度を、前記加速度演算手段の求めた加速度を用いた直線近似によって求め、前記補正速度演算手段の求めた補正車速パルス速度に加算して二次補正車速パルス速度を求める二次補正速度演算手段を備えて成る請求項１又は２に記載の速度演算装置。
【請求項４】
前記二次補正速度演算手段は、前記補正速度演算手段の求めた前記補正車速パルス速度ｖ（ｔ）に対して、前記今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の二次補正車速パルス速度（ｖ”（ｔ）とする）を、
【数４】
0003620283.tif 000010
によって求めることを特徴とする請求項３に記載の速度演算装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の速度演算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の速度データを得るために採用されている速度演算装置は、次のようなものであった。
【０００３】
図５に示すように車輪１の車軸に取り付けたロータリエンコーダ２によって車輪の回転速度に比例した振動数の正弦波信号３を取り出し、信号変換器４によってこの正弦波信号３を矩形波信号５に変換して出力する。この矩形波信号５に対して、カウンタ６は所定個数、たとえば８周期分ずつカウントし、カウント終了ごとに車速パルス信号７を車速パルス速度演算部８に出力する。車速パルス速度演算部８は、この車速パルス信号７を受けると、前回に車速パルス信号７を受けた時間からの経過時間ｔｎを見て、これを車速パルス信号として、次の数５式により車速パルス速度ｖｐｎを演算する。
【０００４】
【数５】
0003620283.tif 000002
ここで、ｎは任意の整数であり、今回が第ｎ回目の計測であることを意味している（以下も説明においても同様である）。また、βは車種によって決定される定数である。
【０００５】
こうして算出した車速パルス速度ｖｐｎは、最終的な車両走行速度としてメモリに計算ごとに記録し、必要に応じてグラフにして出力したり、速度データとしてプリントアウトし、たとえば、衝突試験時の厳密な速度データとして使用するようにしている。
【０００６】
この点、さらに詳しく説明する。図６に示すようにロータリエンコーダ２の出力する正弦波信号３に対して、信号変換器４は矩形波信号５を出力し、カウンタ６が所定個数、ここでは８個分のパルスをカウントしたときに車速パルス信号７を出力する。
【０００７】
車速パルス速度演算部８では前回の車速パルス信号７の立ち上がりタイミングτｎ−１から今回の車速パルス信号７の立ち上がりタイミングτｎまでの経過時間ｔｎを計測し、これに対して上述した数５式により現在速度ｖ（ｔ）を車速パルス速度ｖｐｎとして得るのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の速度演算装置の場合、次のような問題点があった。図７及び図８に示すように、今回車速パルス速度ｖｐｎを算出するためには、前回の車速パルス信号を得たタイミングτｎ−１から新たに今回の車速パルス速度ｖｐｎを計算し始めるタイミングτｎまでに所定個数の矩形波パルスをカウントする必要があり、この期間ｔｎは厳密には過去の事象であり、この期間に実際の車速ｖはｖｎ−１  からｖｎに漸次変化している。そのため、実際に算出した今回の車速パルス速度ｖｐｎは、この期間ｔｎの平均速度ということになる。
【０００９】
このため、実車速が加速状態であれば、図８に示すように実車速ｖｎと車速パルス速度ｖｐｎとの間にδの誤差が生じ、厳密に一致させることができないのである。
【００１０】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、実車速にきわめて近い計算速度を得ることができる速度演算装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の速度演算装置は、車輪の回転速度に比例した振動数のパルス信号を出力するパルス発生手段と、前記パルス発生手段の出力するパルス信号を所定個数カウントするごとに車速パルス信号を出力するカウンタと、前記カウンタが前回に車速パルス信号を出力したタイミングから新たに車速パルス信号を出力したタイミングまでの経過時間（車速パルス時間）に基づいて、新たな車速パルス速度を求める車速パルス速度演算手段と、前記車速パルス速度演算手段が前回の計算で得た前回車速パルス速度と、前記新たに得た今回の車速パルス速度と、前記車速パルス時間とから加速度を求める加速度演算手段と、前記加速度演算手段の求めた前記加速度と前記今回の車速パルス時間とを用いて補正項を求め、前記今回の車速パルス速度に加算して補正車速パルス速度を求める補正速度演算手段とを備えたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の速度演算装置において、前記車速パルス速度演算手段が、前記カウンタが前回（ｎ−１回目とする）車速パルス信号を出力したタイミング（τｎ−１とする）から新たに今回（ｎ回目とする）車速パルス信号を出力したタイミング（τｎとする）までの経過時間（車速パルス時間ｔｎとする）に基づいて、新たな今回の車速パルス速度（ｖｐｎとする）を、
【数６】
0003620283.tif 000003
によって求め、前記加速度演算手段が、前記車速パルス速度演算手段が前回（ｎ−１回目とする）の計算で得た前回車速パルス速度ｖｐｎ−１と、今回の車速パルス速度ｖｐｎと、前記車速パルス時間ｔｎとから加速度（αｎとする）を、
【数７】
0003620283.tif 000004
によって求め、前記補正速度演算手段が、前記車速パルス速度演算手段の求めた前記今回の車速パルス速度ｖｐｎと、前記加速度演算手段の求めた前記加速度αｎと、前記今回の車速パルス時間ｔｎとを用いて、前記今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の補正車速パルス速度（ｖ（ｔ）とする）を、
【数８】
0003620283.tif 000005
によって求めるものである。
【００１３】
請求項１及び２の発明の速度演算装置では、パルス発生手段が出力する車輪の回転速度に比例した振動数のパルス信号をカウンタがカウントし、所定個数カウントするごとに車速パルス信号を出力する。そこで車速パルス速度演算手段が、このカウンタが前回（ｎ−１回目）の車速パルス信号を出力したタイミングτｎ−１から新たに今回（ｎ回目）の車速パルス信号を出力したタイミングτｎまでの車速パルス時間ｔｎに基づいて、今回の車速パルス速度ｖｐｎを数６式によって計算する。また加速度演算手段が加速度αｎを、前回の車速パルス速度ｖｐｎ−１と今回の車速パルス速度ｖｐｎと車速パルス時間ｔｎとから数７式によって計算する。
【００１４】
そして補正速度演算手段が、これらの今回の車速パルス速度ｖｐｎと、加速度αｎと、車速パルス時間ｔｎとを用いて、今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の補正車速パルス速度ｖ（ｔ）（＝ｖ’ｎ）を、数８式によって計算する。
【００１５】
これによって、今回の車速パルス速度ｖｐｎを計算してからｔ時間経過した時点での車速ｖ（ｔ）として、前回の車速パルス速度ｖｐｎ−１と今回の車速パルス速度ｖｐｎとの間の車速の変化、つまり、加速度αｎを加味した補正車速パルス速度ｖ’ｎを得、従来よりも実車速ｖにより近い速度が計算によって求める。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の速度演算装置において、さらに、前記今回の車速パルス速度を得てからある時間だけ経過した時点の二次補正車速パルス速度を、前記加速度演算手段の求めた加速度を用いた直線近似によって求め、前記補正速度演算手段の求めた補正車速パルス速度に加算して二次補正車速パルス速度を求める二次補正速度演算手段を備えたものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の速度演算装置において、前記二次補正速度演算手段が、前記補正速度演算手段の求めた前記補正車速パルス速度ｖ（ｔ）に対して、前記今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の二次補正車速パルス速度（ｖ”（ｔ）とする）を、
【数９】
0003620283.tif 000006
によって求めるものである。
【００１８】
請求項３及び４の発明の速度演算装置では、請求項１又は２の発明の速度演算装置における補正速度演算手段の求めた補正車速パルス速度ｖ（ｔ）に対して、今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した時点の二次補正車速パルス速度ｖ”（ｔ）を、数９式を用いて求める。
【００１９】
これによって、補正速度演算手段が求めた補正車速パルス速度ｖ（ｔ）（＝ｖ’ｎ）に対して、さらに加速度αｎを用いた直線近似によって現在時点ｔにおける近似車速を二次補正車速パルス速度ｖ”（ｔ）として求め、実車速ｖにいっそう近い速度を計算によって求める。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように請求項１及び２の発明によれば、今回の車速パルス速度を計算してからｔ時間経過した時点での車速ｖ（ｔ）として、前回の車速パルス速度と今回の車速パルス速度との間の加速度を加味した補正車速パルス速度を得ることができ、従来よりも実車速ｖにより近い速度が計算によって求められる。
【００２１】
請求項３及び４の発明によれば、請求項１又は２の速度演算装置が求める補正車速パルス速度ｖ（ｔ）に対して、さらに、加速度を用いた直線近似によって現在時点ｔにおける近似車速を二次補正車速パルス速度ｖ”（ｔ）として求めることができ、実車速ｖにいっそう近い速度を計算によって求めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の速度演算装置の構成を示している。この第１の実施の形態の速度演算装置は、従来例と同様に、車輪１の車軸に取り付けられた、その回転速度に比例した振動数の正弦波信号３を出力するロータリエンコーダ２、このロータリエンコーダ２の正弦波信号３を矩形パルス信号５に変換する信号変換器４、この信号変換器４の出力する矩形パルス信号５のパルス数をカウントし、所定個数、たとえば８周期分ずつカウントし、カウント終了ごとに車速パルス信号７を出力するカウンタ６を備えている。
【００２３】
本実施の形態の速度演算装置はさらに、カウンタ６が前回車速パルス信号７を出力したタイミングから新たな車速パルス信号を出力したタイミングまでの経過時間に基づいて、新たに車速パルス速度を演算する車速パルス速度演算部１１、この車速パルス速度演算部１１の算出した各回の車速パルス速度を記憶する記憶部１２、前回の車速パルス速度と新たに算出した車速パルス速度とに基づいて加速度を演算する加速度演算部１３、そして車速パルス速度演算部１１の求めた車速パルス速度と加速度演算部１３の求めた加速度とに基づいて補正車速パルス速度を演算し、出力する補正車速パルス速度演算部１４を備えている。
【００２４】
次に、上記構成の速度演算装置の動作を説明する。従来例と同様に図６に示すように、ロータリエンコーダ２は車輪１の回転速度に比例した振動数の正弦波信号３を出力し、信号変換器４によってこの正弦波信号３を矩形波信号５に変換して出力する。この矩形波パルス信号５に対して、カウンタ６は所定個数、たとえば８周期分ずつカウントし、カウント終了ごとに車速パルス信号７を車速パルス速度演算部８に出力する。
【００２５】
図８に示すように、車速パルス速度演算部８はこの車速パルス信号７の立ち上がりを検出して、そのタイミングτｎに、前回（つまり、ｎ−１回目）に車速パルス信号７の立ち上がりを検出したタイミングτｎ−１からの経過時間ｔｎ（＝τｎ−τｎ−１）を求めてこれを車速パルス時間として、上記の数６式により車速パルス速度ｖｐｎ演算し、この車速パルス速度ｖｐｎを計算するごとに記憶部１２に記憶する。したがって、記憶部１２には…，ｖｐｎ−２，ｖｐｎ−１，ｖｐｎ，ｖｐｎ＋１，ｖｐｎ＋２，…が記憶されていく。
【００２６】
そして、加速度演算部１３は、車速パルス速度演算部１１が新たに今回車速パルス速度ｖｐｎを算出するたびに、記憶部１２に記憶されている前回車速パルス速度ｖｐｎ−１  と今回車速パルス速度ｖｐｎと、車速パルス時間ｔｎとから加速度αｎを前述の数７式によって計算する。
【００２７】
そして補正車速パルス速度演算部１４が、これらの今回車速パルス速度ｖｐｎと、加速度αｎと、車速パルス時間ｔｎとを用いて、今回の車速パルス速度ｖｐｎを得てからｔ時間経過した現在時点の演算速度ｖ（ｔ）として、前述の数８式によって速度補正車速パルス速度ｖ’ｎを計算して出力する。
【００２８】
こうして出力される現在速度ｖ（ｔ）（＝ｖ’ｎ）は、例えば歩行者保護装置を作動させる必要がある速度かどうか、ＡＢＳを働かせる必要のある速度かどうかなどの判断のために用いたり、あるいは速度計測器によって取出してグラフ化したり、衝突試験における衝突時の速度として用いたりする。
【００２９】
これによって第１の実施の形態の速度演算装置では次のように、演算速度を従来よりも実速度へ近づけることができるようになる。図２において、実車速は曲線Ａに示している。ここでは加速状態で推移している状態を示している。そして従来の速度演算装置による車速パルス速度…，ｖｐｎ−１，ｖｐｎ，ｖｐｎ＋１，…は鎖線で示し、本実施の形態による車速ｖ（ｔ）は段階的な実線で示している。また実車速曲線Ａ上の…，ｖｎ−１，ｖｎ，ｖｎ＋１，…は各車速パルスの立ち上がりタイミング…，τｎ−１，τｎ，τｎ＋１，…における実車速を示している。本実施の形態の場合、今回の車速パルス速度ｖｐｎを計算したタイミングτｎにおいて、従来ではそのまま用いていた今回の車速パルス速度ｖｐｎに対して、加速度αｎに基づく補正分（＝αｎ・ｔｎ／２、図２において○印を付した分）を加味した補正車速パルス速度ｖ’ｎを得るので、より実車速に近い計算速度が求められることになる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、この後、次の車速パルス信号の立ち上がりタイミングτｎ＋１までは、今回の車速パルスの立ち上がりタイミングτｎからｔ時間経過した時点での車速ｖ（ｔ）として、ｖ（ｔ）＝ｖ’ｎ（一定）を用いる。これは従来と同様である。
【００３１】
次に、本発明の速度演算装置の第２の実施の形態を図３及び図４に基づいて説明する。第２の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実施の形態の速度演算装置の構成に対して、補正車速パルス速度演算部１４の算出した補正車速パルス速度ｖ’ｎに対してさらに二次補正を行う二次補正車速パルス速度演算部１５を備えた点にある。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と共通であり、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００３２】
第２の実施の形態の速度演算装置では、第１の実施の形態と同様に補正車速パルス速度演算部１４が算出した補正車速パルス速度ｖ’ｎに対して、二次補正車速パルス速度演算部１５が、上記の数９式の二次補正を行い、その結果ｖ”（ｔ）を最終的な計算速度ｖ（ｔ）として出力する。つまり、図１及び図２に示した第１の実施の形態の速度演算装置の最終出力速度であった補正車速パルス速度ｖ’ｎに対して、車速パルス速度ｖｐｎを得たタイミングτｎからｔ時間経過した現在時点の車速パルス速度ｖ（ｔ）を、数９式によって計算して出力するのである。
【００３３】
これによって図４に示したように、従来の手法で求めたタイミングτｎにおける今回車速パルス速度ｖｐｎに対して、第１の実施の形態と同様の加速度αｎに基づく一次補正（＝αｎ・ｔｎ／２）を行い、さらに加速度αｎを用いた直線近似によって車速パルス速度ｖｐｎを得たタイミングτｎからｔ時間経過した現在時点までの速度変化分を二次補正（＝αｎ・ｔ）によって得るので、現在時点ｔにおける実車速ｖにいっそう近い計算速度を求めることができるのである。
【００３４】
なお、上記の２つの実施の形態において、カウンタ６が出力する車速パルス信号７の立ち上がりタイミングは特に矩形パルス信号５の８周期分に限定されることはなく、装置が採用するＣＰＵの演算速度特性に応じて適宜に決定することができるものである。また、車速パルス信号７の立ち上がりタイミングの代わりに立ち下がりタイミングを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図２】上記の実施の形態の速度演算処理の説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図４】上記の実施の形態の速度演算処理の説明図。
【図５】従来例の構成を示すブロック図。
【図６】従来例におけるロータリエンコーダ、信号変換器、カウンタそれぞれの出力波形を示す波形図。
【図７】従来例における車速パルス信号、車速パルス時間、加速度の関係を示す説明図。
【図８】従来例の速度演算処理の説明図。
【符号の説明】
１  車輪
２  ロータリエンコーダ
３  正弦波信号
４  信号変換器
５  矩形パルス信号
６  カウンタ
７  車速パルス信号
１１  車速パルス速度演算部
１２  記憶部
１３  加速度演算部
１４  補正車速パルス速度演算部
１５  二次補正車速パルス速度演算部
【図１】
0003620283.tif 000011
【図２】
0003620283.tif 000012
【図３】
0003620283.tif 000013
【図４】
0003620283.tif 000014
【図５】
0003620283.tif 000015
【図６】
0003620283.tif 000016
【図７】
0003620283.tif 000017
【図８】
0003620283.tif 000018