(57)【要約】  本発明はまた自動車内に取り付けられたセンサからの出力として供給される信号をフィルタリングする装置に関する。本発明によれば、この装置は、センサからの出力信号（ＳM）の正または負の遷移を表す第１の論理信号（ＳA）を出力として供給するコンパレータ（Ａ）、装置全体の時間基準して用いられる信号（ＳG）を供給するクロック（Ｇ）、センサからの出力信号（ＳM）のフィルタリング時間（ＴFilt）を決めるための手段（Ｅ，Ｄ，Ｆ）、第１の論理信号（ＳA）を入力として受け取り、少なくとも前記フィルタリング時間（ＴFilt）に依存する保持期間（ｔｎ）にわたってある１つの論理状態を保持する第２の論理信号（ＳB）を出力として供給する抑制ブロック（Ｂ）、および、少なくとも装置の信号全体を管理し、少なくとも前記第１および第２の論理信号（ＳA、ＳB）を入力信号として有する制御ブロック（Ｃ）を有する。
2009501464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車内に取り付けられた少なくとも１つのセンサにより出力として供給される決められた時点の周期現象を表す信号をフィルタリングするための装置において、
該装置は、
−センサからの出力信号（ＳM）の正または負の遷移を表す第１の論理信号（ＳA）を出力として供給するコンパレータ（Ａ）、
−装置全体の時間基準して用いられる信号（ＳG）を供給するクロック（Ｇ）、
−センサからの出力信号（ＳM）のフィルタリング時間（ＴFilt）を決めるための手段（Ｅ，Ｄ，Ｆ）、
−第１の論理信号（ＳA）を入力として受け取り、少なくとも前記フィルタリング時間（ＴFilt）に依存する保持期間（ｔｎ）にわたってある１つの論理状態を保持する第２の論理信号（ＳB）を出力として供給する抑制ブロック（Ｂ）、および、
−少なくとも装置の信号全体を管理し、少なくとも前記第１および第２の論理信号（ＳA、ＳB）を入力信号として有する制御ブロック（Ｃ）を有しており、
前記手段（Ｅ，Ｄ，Ｆ）は、
・前記第２の論理信号（ＳB）の状態が変化したときに前記制御ブロック（Ｃ）によりカウントが開始されるカウンタ（Ｆ）と、ただし、前記カウントは最大値（ｔdmax）を超えず、前記カウンタ（Ｆ）は前記最大値（ｔdmax）に達したときまたは前記第２の論理信号ＳBの状態が変化したときに前記制御ブロック（Ｃ）により再初期化されるものであり、
・制御ブロック（Ｃ）から発したストア命令信号（Ｓｔｒ）を受信すると直ちに、カウンタ（Ｆ）に収納されている値の分数をストアするレジスタ（Ｅ）と、ただし、前記ストア命令信号（Ｓｔｒ）は、前記フィルタリング時間（ＴFilt）の間に前記第１の論理信号（ＳA）に少なくとも１回の状態変化が検出されたときに発されるものであり、
・前記第２の論理信号（ＳB）に少なくとも１回の状態変化が検出されたときに前記制御ブロック（Ｃ）により最初のカウントダウンがトリガーされる、前記レジスタ（Ｅ）にストアされている値を収納するダウンカウンタ（Ｄ）を有している、ことを特徴とするフィルタリング装置。
【請求項２】
前記抑制ブロック（Ｂ）は選択的に「透過」モードまたは監視モードで動作し、「透過モード」のときには前記第２の論理信号（ＳB）は前記入力信号（ＳA）と同一であり、監視モードのときには前記第２の論理信号（ＳB）は前記第１の論理信号（ＳA）に関係なく不変であり、
前記抑制ブロック（Ｂ）は初期的には前記「透過」モードを採用し、前記第１の論理信号（ＳA）が初めて遷移した後に監視モードに移り、その後は、前記ダウンカウンタ（Ｄ）がゼロ値に達したか否かに応じて、前記「透過」モードまたは前記監視モードを採用する、請求項１記載のフィルタリング装置。
【請求項３】
前記レジスタ（Ｅ）にストアされる値は、前記カウンタ（Ｆ）からの値が最小値（ｔdmin）よりも低い場合には強制的にこの最小値（ｔdmin）に設定される、請求項１または２記載のフィルタリング装置。
【請求項４】
前記カウンタ（Ｆ）は前記第２の論理信号（ＳB）の状態が変化したときにトリガーされる、請求項１から３のいずれか１項記載のフィルタリング装置。
【請求項５】
前記ダウンカウンタ（Ｄ）は、前記第１の論理信号（ＳA）の状態が変化し、かつ前記した最初のカウントダウンがゼロ値に達していない場合に限り、レジスタ（Ｅ）に収納されている値でリロードされ、その後で前記ダウンカウンタ（Ｄ）による新たなカウントダウンが前記制御ブロック（Ｃ）によりトリガーされる、請求項１から４のいずれか１項記載のフィルタリング装置。
【請求項６】
制御ブロック（Ｃ）は前記フィルタリング時間（ＴFilt）の間に所定の回数しかダウンカウンタ（Ｄ）をリロードしないように設計されている、請求項５記載のフィルタリング装置。
【請求項７】
自動車内に取り付けられた少なくとも１つのセンサにより出力として供給される決められた時点の周期現象を表す信号ＳＭをフィルタリングする方法において、
該方法は少なくとも、
−センサの出力信号（ＳM）の最初の正または負の遷移を検出し、
−最初の正または負の遷移を第１の論理信号（ＳA）に変換し、
−第１の論理信号（ＳA）と同じ論理状態を有する第２の論理信号（ＳB）を生成し、第２の論理信号（ＳB）をこの同じ論理状態に保ち、
−カウンタ（Ｆ）に収納されている値の分数がゼロでなければ、この分数をレジスタ（Ｅ）にストアし、−前記分数が予め決められた最小値（ｔdmin）よりも小さければ、この最小値（ｔdmin）をレジスタ（Ｅ）にストアし、
−ダウンカウンタ（Ｄ）をレジスタ（Ｅ）にストアされた値で初期化し、
−ダウンカウンタ（Ｄ）をトリガーし、
−カウンタ（Ｆ）をトリガーし、ただし、カウントは予め決められた最大値（ｔdmax）を超えることはできず、
−カウントダウンがゼロ値に達しておらず、かつ信号（ＳM）の新たな正または負の遷移が検出された場合には、レジスタ（Ｅ）にストアされている値でダウンカウンタ（Ｄ）をリロードし、ただし、ダウンカウンタ（Ｄ）のリロードの回数は予め決められた回数を超えず、
−ダウンカウンタ（Ｄ）が値０に達したら、第２の論理信号（ＳB）を第１の論理信号（ＳA）と同じ論理状態に置くことから成る、ことを特徴とするフィルタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号処理に関するものであり、特に、ＥＣＵとも呼ばれる、当業者によって自動車に取り付けられた電子制御ユニットに接続された電磁センサからの信号の処理に関するが、それに限定されるものではない。歯車と組み合わせた電磁センサを自動車で使用することは公知であるが、この電磁センサは基本的に歯車の回転を表すアナログ信号を生じるものである。
【０００２】
より詳しくは、歯車の歯の交代が正弦波状の周期信号を生じさせ、この周期信号の周波数は歯車の回転数とともに上昇する。センサが歯車の歯から溝まで通過することにより、センサからの信号は正または負へ遷移する。しかし、センサからの信号が電気的ノイズによって妨害されることも起こりうる。それゆえ、歯車の歯から溝への移行によって正または負のいずれの遷移が生じるのかを知ること、あるいは、特にセンサからの信号の周波数が低い場合に、例えば、スタートアップ時の同期段階の最中または歯車が低速で回転している場合に、遷移が電気的ノイズに因るものであるのか否かを知ることは困難である。
【０００３】
したがって、センサからのアナログ信号を処理してスプリアス信号を除去し、電気的妨害のないセンサからのアナログ信号を表す論理信号を生成することが必要である。
【０００４】
ＥＣＵは一般にマイクロコントローラを備えていることから、当業者に知られている従来の解決手段は、センサからのアナログ信号にソフトウェアフィルタを適用することによりＥＣＵの計算能力を利用することで成り立っている。そのため、図１を参照すると、それぞれの有意エッジにおいて、マイクロプロセッサは直前の有意エッジから以降に経過した時間ＴN-1を求めている。このことから、マイクロプロセッサは次回の有意エッジ発生の予測時点Ｔを導き出す。
【０００５】
「有意エッジ」という表現は２つの立ち下りエッジまたは２つの立ち上りエッジを意味している。実際、コンピュータタスク上の理由で、ＥＣＵはエッジが検出されればいつでも計算を実行できるというわけではない。
【０００６】
時間値Ｔを用いれば、受容ウィンドウＦaccを次の有意エッジの検出の予想時点にセンタリングすることが可能になる。この受容ウィンドウＦaccの外では、検出された信号は無視される、つまり、有意エッジは考慮されない。これはスプリアス信号を取り除くためである。
【０００７】
信号の適正な処理が保証されるためには、受容ウィンドウＦaccは十分に制限されていなければならない、あるいは、少なくともＴの分数でなければならない。そうでなければ、フィルタリングの品質は非常に悪くなり、さらにはフィルタリング自体が為されないこととなる。
【０００８】
さらに、受容ウィンドウＦaccとの協働という原則のため、上述のように有効なフィルタが得られなくなる危険を冒して前記ウィンドウを拡大しない限り、次の有意エッジが前記受容ウィンドウＦaccの期間中に生じなかった場合に次の有意エッジを待つことは禁じられている。
【０００９】
本発明の課題はこれらの欠点を解消し、特に、ＥＣＵとは独立に動作するフィルタ装置を提供することである。
【００１０】
本発明の第１の側面によれば、本発明は自動車内に取り付けられた少なくとも１つのセンサにより出力として供給される決められた時点の周期現象を表す信号をフィルタリングするための装置に関する。この装置は、
−センサからの出力信号ＳMの正または負の遷移を表す第１の論理信号ＳAを出力として供給するコンパレータＡ、
−装置全体の時間基準して用いられる信号ＳGを供給するクロックＧ、
−前記センサからの出力信号ＳMのフィルタリング時間ＴFiltを決めるための手段Ｅ，Ｄ，Ｆ、
−前記第１の論理信号ＳAを入力として受け取り、少なくとも前記フィルタリング時間ＴFiltに依存する保持期間ｔｎにわたってある１つの論理状態を保持する第２の論理信号ＳBを出力として供給する抑制ブロックＢ、および
−少なくとも装置の信号全体を管理し、少なくとも前記第１および第２の論理信号ＳA、ＳBを入力信号として有する制御ブロックＣを有することを特徴としている。
【００１１】
本発明の考えられる実施形態において、手段Ｅ，Ｄ，Ｆは、
−前記第２の論理信号ＳBの状態が変化したときに前記制御ブロックＣによりカウントが開始されるカウンタＦと、ただし、前記カウントは最大値ｔdmaxを超えず、前記カウンタＦは前記最大値ｔdmaxに達したときまたは前記第２の論理信号ＳBの状態が変化したときに前記制御ブロックＣにより再初期化されるものであり、
−制御ブロックＣから発したストア命令信号Ｓｔｒを受信すると直ちに、カウンタＦに収納されている値の分数をストアするレジスタＥと、ただし、前記ストア命令信号Ｓｔｒは、前記フィルタリング時間ＴFiltの間に前記第１の論理信号ＳAに少なくとも１回の状態変化が検出されたときに発されるものであり、
−前記第２の論理信号ＳBに少なくとも１回の状態変化が検出されたときに前記制御ブロックＣにより最初のカウントダウンがトリガーされる、前記レジスタＥにストアされている値を収納するダウンカウンタＤを有している。
【００１２】
有利には、抑制ブロックＢは選択的に「透過」モードまたは監視モードで動作するので、前記第２の論理信号ＳBは「透過モード」のときには前記入力信号ＳAと同一であり、監視モードのときには前記第１の論理信号ＳAに関係なく不変である。この場合、抑制ブロックＢは初期的には前記「透過」モードを採用し、前記第１の論理信号ＳAが初めて遷移した後に監視モードに移り、その後は、前記ダウンカウンタＤがゼロ値に達したか否かに応じて、前記「透過」モードまたは前記監視モードを採用する。
【００１３】
好ましくは、前記レジスタＥにストアされる値は、前記カウンタＦからの値がｔdminよりも低い場合には強制的に最小値ｔdminに設定される。
【００１４】
カウンタＦは前記第２の論理信号ＳBの状態が変化するとトリガーされる。
【００１５】
本発明の別の考えられる実施形態では、カウンタＤは、前記第１の論理信号ＳAの状態が変化し、かつ前記した最初のカウントダウンがゼロ値に達していない場合に限り、レジスタＥに収納されている値でリロードされ、その後でこのダウンカウンタＤによる新たなカウントダウンが前記制御ブロックＣによりトリガーされる。
【００１６】
有利には、制御ブロックＣは前記フィルタリング時間ＴFiltの間に所定の回数しかダウンカウンタをリロードしないように設計されている。
【００１７】
本発明はまた自動車内に取り付けられた少なくとも１つのセンサにより出力として供給される決められた時点の周期現象を表す信号ＳＭをフィルタリングする方法にも関している。この方法は少なくとも
-センサの出力信号ＳMの最初の正または負の遷移を検出し、
−最初の正または負の遷移を第１の論理信号ＳAに変換し、
−第１の論理信号ＳAと同じ論理状態を有する第２の論理信号ＳBを生成し、第２の論理信号ＳBをこの同じ論理状態に保ち、
−カウンタＦに収納されている値の分数がゼロでなければ、この分数をレジスタＥにストアし、
−前記分数が予め決められた最小値ｔdminよりも小さければ、この最小値ｔdminをレジスタＥにストアし、
−ダウンカウンタＤをレジスタＥにストアされた値で初期化し、
−ダウンカウンタＤをトリガーし、
−カウンタＦをトリガーし、ただし、カウントは予め決められた最大値ｔdmaxを超えることはできず、
−カウントダウンがゼロ値に達しておらず、かつ信号ＳＭの新たな正または負の遷移が検出された場合には、レジスタＥにストアされている値でダウンカウンタＤをリロードし、ただし、ダウンカウンタＤのリロードの回数は予め決められた回数を超えず、
−ダウンカウンタＤがゼロ値に達したら、第２の論理信号ＳBを第１の論理信号ＳAと同じ論理状態に置くことから成っている。
【００１８】
本発明および本発明から得られる利点は、純粋に非限定的な例として提示される以下の有利な実施形態の説明と図面の参照からより明瞭になる。ここで、
−図１は、従来技術による装置の基本動作図を示しており、
−図２は、本発明による装置の基本動作図を示しており、
−図３は、本発明による装置の図を示している。
【００１９】
図３には、コンパレータＡ、クロックＧ、手段Ｅ，Ｄ，Ｆ、抑制ブロックＢ、および制御ブロックＣから成る本発明による装置の図が示されている。
【００２０】
コンパレータＡはセンサにより出力された差動入力信号ＳMを受け取り、センサにより出力された信号ＳMの正および負の遷移を表す第１の論理信号ＳAを出力側から供給する。論理信号ＳAはしたがってまだスプリアス信号を含んでいる可能性がある。
【００２１】
クロックＧは装置全体の時間基準して用いられる信号ＳＧを供給する。
【００２２】
手段Ｅ，Ｄ，Ｆはセンサからの出力信号ＳMのフィルタリング時間ＴFiltｔvosdiの設定を可能にする。
【００２３】
抑制ブロックＢは、第１の論理信号ＳAを入力として受け取り、少なくともフィルタリング時間ＴFiltｔvosdiに依存する保持期間ｔｎにわたってある１つの論理状態を保持する第２の論理信号ＳBを出力として供給する。抑制ブロックＢは選択的に「透過」モードまたは監視モードで動作する。「透過モード」のときには、第２の論理信号ＳBは入力信号ＳAと同一であり、監視モードのときには、第２の論理信号ＳBは第１の論理信号ＳAに関係なく不変である。
【００２４】
制御ブロックＣは装置の信号全体を管理する。制御ブロックＣは内部カウンタを含んでおり、入力信号の中から第１および第２の論理信号ＳA，ＳBをカウントする。
【００２５】
手段Ｅ，Ｄ，ＦはカウンタＦ、レジスタＥ、およびダウンカウンタＤから成る。
【００２６】
カウンタＦは第２の論理信号ＳBの保持期間ｔｎを収納する。カウントは第２の論理信号ＳBの状態が変化したときにトリガーされるが、予め決められた最大値ｔdmaxを超えることはできない。カウントは、最大値ｔdmaxに達したとき、または第２の論理信号ＳBの状態が再び変化したときに、再初期化される。
【００２７】
レジスタＥは制御ブロックＣから発したストア命令信号Ｓｔｒを受信すると直ちに、カウンタＦに収納されている値の分数をストアする。ストア命令信号Ｓｔｒはフィルタリング時間ＴFiltｔvosdiの間に第１の論理信号ＳAに状態変化が検出された場合に発される。しかし、レジスタＥに収納される値は、カウンタＦに収納されている値の分数が最小値ｔdminよりも小さい場合には、強制的にｔdminに設定される。（ｔdminとカウンタＦに収納されている値のうちで大きい方の値がつねに保持される）。
【００２８】
ダウンカウンタＤはレジスタＥにストアされている値からカウントダウンする。最初のカウントダウンは第２の論理信号ＳBに状態変化が検出されたときに制御ブロックＣによりトリガーされる。カウントダウンがゼロ値に達すると、抑制ブロックは「透過」モードに移行する。カウントダウンがゼロ値に達していない限り、抑制ブロックは監視モードに留まる。
【００２９】
したがって、本発明の有利な実施形態によれば、クロックＧの周波数は例えば１９６ｋＨｚに設定することができ、最大値ｔdmaxは例えば２５６のパルスで表される２．１ｍｓに設定することができ、最小値ｔdminは例えば８．２μｓに設定することができ、なお、この値はカウンタＦがパルスによって表されるゼロにセットされる度に１９６ｋＨｚでクロック同期を実行する場合に有効であり、レジスタＥにストアされている値は例えばカウンタＦに収納されている値の３２分の１に設定することができる。この分数はカウンタＦに収納されている２進値を最下位５ビットを除いてレジスタＥに転送することで得られる。
【００３０】
したがって、カウントダウンが値０に達する前に、レジスタＥにストアされている値でダウンカウンタＤが連続的にリロードされる最大回数を１６に設定することが可能である。フィルタリング時間ＴFiltｔvosdiは第２の論理信号ＳBがある状態に保持される期間ｔｎの半分（１６／３２）を超えない。ただし、ここでｉはｎ＋１に等しい。
【００３１】
例えば、信号ＳMが初期的にゼロであり、したがって正または負の遷移をまったく示さないような場合には、第１の論理信号ＳAは例えばローの状態に設定される。ダウンカウンタＤはすべてのビットに"１"を含み、レジスタＥは強制的に最小値ｔdminに設定され、カウンタＦはすべてのビットに"１"を含み、抑制ブロックＢは「透過」モードにあるので、第２の論理信号ＳBは第１の論理信号ＳAに等しく、したがってロー状態に設定される。
【００３２】
例えば、信号ＳMがその後正の遷移を示すと仮定すると、第１の論理信号ＳAは状態を変えて、ハイ状態に移る。抑制ブロックＢはまだ「透過」モードにあるので、第２の論理信号ＳBをハイ状態に置く。制御ブロックＣは、第２の論理信号ＳBの状態変化を検出すると、カウンタＦに収納されている値の３２分の１の値をストアするようレジスタＥに命令する。すると、レジスタＥはｔdminとカウンタＦに収納されている値のうちの大きい方の値に、我々の例では２進値１で表される値に強制的に設定される。同時に、制御ブロックＣはレジスタＥに収納されている値をダウンカウンタＤにロードし、ダウンカウンタＤをトリガーし、カウンタＦを値０に再初期化し、カウンタＦをトリガーする。
【００３３】
加えて、ダウンカウンタＤがもはや０で始まらないため、抑制ブロックＢは監視モードに移行する。
【００３４】
さらに、ダウンカウンタＤにロードされる値はカウンタＦが達することのできる最大値ｔdmaxよりも低くなるようにパラメトライズされているため、カウントダウンはカウンタＦが最大値ｔdmaxで、すなわち２５６で止まる前に終了する。
【００３５】
カウントダウンの間、制御ブロックＣは起こり得る状態変化を検出するために第１の論理信号ＳAをポーリングする。
【００３６】
第１の論理信号ＳAの状態が変化せずにダウンカウンタＤが値０に達した場合、抑制ブロックＢは「透過」モードに移行し、制御ブロックＣは起こり得る状態変化を検出するために第２の論理信号ＳBをポーリングし、カウンタＦはカウントし続け、最大値ｔdmaxに達するか、または再初期化信号を受信しなければ停止しない。
【００３７】
カウントダウン中に制御ブロックＣが第１の論理信号ＳAの状態変化を検出した場合、制御ブロックＣはレジスタＥに収納されている値でダウンカウンタＤをリロードし、再びカウントダウンをトリガーする。この条件下では、ダウンカウンタＤの連続的なリロード、連続するそれぞれのトリガーは予め決められた回数、すなわち１６（我々の例では、ダウンカウンタＤは最大で１６回までしか連続的にリロードおよびトリガーできないため）を超えることができない。この最大回数に達した場合、制御ブロックＣが再び第１の論理信号ＳAの状態変化を検出する間、ダウンカウンタはリロードされず、値０に達するため、抑制ブロックＢは「透過」モードに移行する。
【００３８】
したがって、この限界値は、例えばセンサが接触不良の場合に、高域通過信号を最終的に逃してしまうことを防止する。
【００３９】
ダウンカウンタＤがゼロ値に達していれば、抑制ブロックは「透過」モードに移行し、制御ブロックＣは再び第２の論理信号ＳBをポーリングする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来技術による装置の基本動作図を示す。
【図２】本発明による装置の基本動作図を示す。
【図３】本発明による装置の図を示す。
【図１】
2009501464.tif 000003
【図２】
2009501464.tif 000004
【図３】
2009501464.tif 000005
【国際調査報告】
2009501464.tif 000006
2009501464.tif 000007
2009501464.tif 000008
2009501464.tif 000009
2009501464.tif 000010
2009501464.tif 000011