(57)【要約】【課題】従来の加速度検出回路は周期パルス発生毎にカウント値の比較を行うために、回路素子数が多く、そのためにコストが高いという問題点があった。本発明は回路素子数が少なく、コストの廉い加速度検出回路及び加速度検出方法を提供することにある。【解決手段】ダウンカウンタを用いて、ダウンカウントを行い、周期パルスが発生すると現カウント値の反転値をダウンカウンタに設定しカウントを継続する。次の周期パルスが発生するまでにアンダーフロー信号が発生しているかどうかで加速度を検出する構成とする。【選択図】  図１
2005188953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンカウンタとアンダーフロー検出回路を備えた加速度検出回路であって、前記ダウンカウンタは、一定期間内のカウントパルスをカウントしカウント値を出力し、該カウント値が基準値以下になったときアンダーフロー信号を出力し、前記アンダーフロー検出回路は前記アンダーフロー信号の有、又は無により加速状態、又は減速状態を検出することを特徴とする加速度検出回路。
【請求項２】
請求項１記載の加速度検出回路において、前記ダウンカウンタはｈビットの２進化２ｈ進のダウンカウンタであり、前記カウンタの最小値及び最大値を前記基準値とし、前記カウント値の各ビットのデータはそれぞれ反転された関係となるように、下位半分のカウント値と、上位半分のカウント値とを前記基準値に対して対称にそれぞれ正数、負数として配置することを特徴とする加速度検出回路。
【請求項３】
請求項２記載の加速度検出回路において、前記カウント値を構成する各ビットをそれぞれ反転して前記ダウンカウンタに出力するカウント値反転回路と、第１制御信号及び第2制御信号を生成するタイミング生成回路とをさらに備え、前記第１制御信号により前記ダウンカウンタは反転されたカウント値に再設定され、前記反転されたカウント値から前記カウントパルスをダウンカウントし、前記第２制御信号により、該カウント値が前記基準値以下の場合には前記アンダーフロー検出信号を出力するとともに、さらに前記ダウンカウンタをリセットすることを特徴とする加速度検出回路。
【請求項４】
請求項３記載の加速度検出回路において、さらに変化量検出回路を備え、前記カウント値に基づいて変化量を出力することを特徴とする加速度検出回路。
【請求項５】
２進化２ｈ進法のダウンカウンタを基準値に設定し、カウントパルスをダウンカウントする第1のステップと、前記ダウンカウンタのカウント値のそれぞれのビットを反転させた反転カウント値を前記ダウンカウンタに再設定する第2のステップと、前記ダウンカウンタは前記反転カウント値からダウンカウントする第３のステップと、前記反転カウント値からのカウント値が前期基準値以下になった時、加速状態を示す信号を発生させる第4のステップと、を有することを特徴とする加速度検出方法。
【請求項６】
請求項５記載の加速度検出方法において、前記反転カウント値からのカウント値に基づいて変化量を検出する第5のステップをさらに有することを特徴とする加速度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度検出回路に係り、特にカウンタ回路を備え、自動車に搭載される加速度検出回路及び加速度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の安全運転に対する要求が多様化されており、これらのひとつとして自動車の速度をモニターし、加速／減速状態を示す加速度表示装置がある。加速度表示装置は制御部（マイコン）、加速度検出回路、表示駆動回路、及び表示部等より構成され、これらの電気回路部分は集積回路化されている。
【０００３】
引用文献に記載されている従来の加速度検出回路のブロック図を図５、タイミング図を図６にそれぞれ示す。加速度検出回路は、自動車の走行距離を示すカウントパルス１０１を一定期間毎にカウントするアップカウンタ１０、アップカウンタ１０からのカウント値を一定期間保持するキャプチャレジスタ１１、キャプチャレジスタ１１の保持したカウント値を次ぎの一定期間一時退避させ保持するキャプチャ値退避レジスタ１２、キャプチャレジスタ１１とキャプチャ値退避レジスタ１２にそれぞれ保持されたキャプチャ値とキャプチャ値退避データとを比較する比較器１３、及び制御信号を発生するタイミング生成回路１４より構成されている。
【０００４】
さらに図６のタイミング図を参照し動作を説明する。アップカウンタ１０は時刻Ｔ１において周期パルス１０２により０にセットされ、距離を示すカウントパルス１０１が入力されることで、０からカウントアップを行う。一定期間ｍが経過し次ぎの周期パルスが入力される時刻Ｔ２になると、キャプチャレジスタ１１はアップカウンタ１０からのカウント値ｎ０を取り込み、カウント値を保持する。アップカウンタ１０はカウント値ｎ０をクリアして再度０からカウントアップを開始する。キャプチャ値退避レジスタ１２はキャプチャレジスタ１１のカウント値ｎ０を取り込み、カウント値ｎ０を保持する。
【０００５】
さらに一定期間ｍが経過し次ぎの周期パルスが入力される時刻Ｔ３になると、キャプチャレジスタ１１はアップカウンタ１０からのカウント値ｎ１（ｎ１＞ｎ０）またはｎ２（ｎ２≦ｎ０）を取り込み、そのカウント値をキャプチャ値として保持する。比較器１３は、キャプチャレジスタ１１で保持しているキャプチャ値ｎ１またはｎ２と、キャプチャ値退避レジスタ１２で保持しているキャプチャ値退避データｎ０とを、比較する。カウント値の大小関係からｎ１＞ｎ０であれば、“加速”と判断し、ｎ２≦ｎ０であれば“等速あるいは減速”と判断し、これらの判断結果を出力する。
【０００６】
アップカウンタ１０はカウント値をクリアして再度０からカウントアップを開始し、キャプチャ値退避レジスタ１２はキャプチャレジスタ１１のカウント値ｎ１またはｎ２を取り込み、キャプチャ値退避データとして保持する。以下これらの動作を繰り返すことで、加速状態であるかどうかを出力している。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−０５２７７４
【特許文献２】特開昭６０−０５２７７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術においては周期パルス発生毎にカウント値の比較を行うために、キャプチャ値を保持するキャプチャレジスタと、キャプチャレジスタのキャプチャ値を退避させるキャプチャ値退避レジスタとの２つのレジスタ、さらにキャプチャレジスタに保持したキャプチャ値と、キャプチャ値退避レジスタに保持したキャプチャ値退避データとを比較する比較器が必要であり、回路素子数が多く、そのためにコストが高いという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記した問題点を解決するためなされたものであり、その主な目的は、回路素子数が少なく、コストの廉い加速度検出回路を提供することにある。また本発明の他の目的は、簡単な構成で加速／減速量を検出できる加速度検出回路を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、簡単に加速又は減速を検出できる加速度検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る加速度検出回路は、ダウンカウンタとアンダーフロー検出回路を備え、ダウンカウンタは、カウントパルスをカウントしカウント値を出力し、該カウント値が基準値以下になったときアンダーフロー信号を出力し、アンダーフロー検出回路はアンダーフロー信号の有、又は無により加速状態、又は減速状態を検出することを特徴としている。
【００１１】
本発明のダウンカウンタはｈビットの２進化２ｈ進ダウンカウンタであり、カウンタの最小値及び最大値を基準値とし、カウント値の各ビットのデータはそれぞれ反転された関係となるように下位半分のカウント値と、上位半分のカウント値を基準値に対して対称にそれぞれ正数、負数として配置することを特徴としている。
【００１２】
本発明の加速度検出回路は、前記カウント値を構成する各ビットをそれぞれ反転してダウンカウンタに出力するカウント値反転回路と、第１制御信号及び第2制御信号を生成するタイミング生成回路とをさらに備え、第１制御信号によりダウンカウンタは反転されたカウント値に再設定され、反転されたカウント値からカウントパルスをダウンカウントする。さらに第２制御信号により、前記カウント値が基準値以下の場合には前記アンダーフロー検出信号を出力するとともに、ダウンカウンタをリセットすることを特徴としている。
【００１３】
本発明の加速度検出回路は、さらに変化量検出回路を備え、カウント値に基づいて変化量を出力することを特徴としている。
【００１４】
本発明の加速度検出方法は、２進化２ｈ進法のダウンカウンタを基準値に設定し、カウントパルスをダウンカウントする第1のステップと、ダウンカウンタのカウント値のそれぞれのビットを反転させた反転カウント値をダウンカウンタに再設定する第2のステップと、ダウンカウンタは反転カウント値からダウンカウントする第３のステップと、反転カウント値からのカウント値が基準値以下になった時、加速状態を示す信号を発生させる第4のステップと、を有することを特徴としている。
【００１５】
本発明の加速度検出方法は、反転カウント値からのカウント値から変化量を検出する第5のステップをさらに有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、キャプチャレジスタ、キャプチャ値退避レジスタ、及び比較器を使用することなく、ダウンカウンタを用いて、ダウンカウントを行い、一定期間後、カウント値の反転値をダウンカウンタに設定しカウントを継続する。さらに次の一定期間内にアンダーフロー信号が発生しているかどうかで加速度を検出する構成とする。このような簡単な回路構成で加速度検出回路及び検出方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明においては、ダウンカウンタとアンダーフロー検出回路を備え、ダウンカウンタは、一定期間内のカウントパルスをカウントしカウント値を出力し、該カウント値が基準値以下になったときアンダーフロー信号を出力し、アンダーフロー検出回路はアンダーフロー信号の有無により加速状態又は減速状態を検出することを特徴としている。
【００１８】
本発明は、２進化２ｈ進法のダウンカウンタを基準値に設定し、カウントパルスをダウンカウントする第1のステップと、ダウンカウンタのカウント値のそれぞれのビットを反転させた反転カウント値をダウンカウンタに再設定する第2のステップと、ダウンカウンタは反転カウント値からダウンカウントする第３のステップと、反転カウント値からのカウント値が基準値以下になった時、加速状態を示す信号を発生させることで加速又は減速状態を検出することを特徴としている
【実施例１】
【００１９】
図１、図２には本発明の実施例１における加速度検出回路のブロック図と、タイミング図とをそれぞれ示している。実施例１の加速度検出回路は、ダウンカウンタ２０、カウント値反転回路２１、タイミング生成回路２２、及びアンダーフロー検出回路２３より構成される。
【００２０】
タイミング生成回路２２は一定期間ｍ毎に発生される周期パルス２０２を入力とし、第ｋ番目（ｋは正の整数）の周期パルスによりカウントクリア信号２０６を、次の第（ｋ＋１）番目の周期パルスにより再ロード信号２０５を出力する。カウントクリア信号２０６はアンダーフロー検出信号を発生させるとともに、ダウンカウンタ２０をリセットする信号である。再ロード信号２０５はカウント値反転回路２１で反転された出力２０４を、ダウンカウンタ２０に取り込む信号である。ダウンカウンタ２０はカウントクリア信号２０６により初期値を基準値である零にリセットし、入力されたカウントパルス２０１にしたがって基準値からダウンカウントする。さらに再ロード信号２０５により、ダウンカウンタ２０の出力２０３のカウント値（−ｎ）をカウント値反転回路２１で反転させた出力２０４のカウント値（ｎ）として取り込み、つづいて設定されたカウント値（ｎ）からダウンカウントする。カウント値が基準値以下となるとアンダーフロー信号をアンダーフロー検出回路２３へ出力する。カウント値反転回路２１はダウンカウンタ２０のカウント値２０３を入力とし、反転させ、出力２０４として出力する。アンダーフロー検出回路２３はダウンカウンタからのアンダーフロー信号２０７を入力として、アンダーフロー検出信号２０８を出力する。
【００２１】
図２をも参照して説明すると、第ｋ番目の周期パルスが入力されたタイミング生成回路２２において生成されたカウントクリア信号２０６によりダウンカウンタ２０は基準値である零にリセットされ、距離を示すカウントパルス２０１の入力数に従ってダウンカウントする。一定期間ｍが経過し、次の第（ｋ＋１）番目の周期パルスが入力された時、タイミング生成回路２２は再ロード信号２０５を生成し、再ロード信号によりこの時点でのダウンカウンタ２０のカウント値（−ｎ）を反転させ、反転値ｎをカウント値反転回路２１から取り込みカウント値（ｎ）として再設定する。その後カウント値（ｎ）からカウントパルス２０１に応じてダウンカウントする。
【００２２】
さらに一定期間ｍが経過し、第（ｋ＋２）番目の周期パルスが入力されると、タイミング生成回路からはカウントクリア信号２０６が生成される。この時、入力されたカウントパルス数が前回の一定期間ｍより大きい場合は、ダウンカウンタ２０のカウント値は基準値である零よりも小さくマイナス値を示し、零より小さくマイナス値になった時点でダウンカウンタ２０はアンダーフロー信号２０７を発生させる。この場合は自動車の移動距離を示すカウントパルス数が前の期間ｍよりも多いことから自動車は加速状態にあることがわかる。また、入力されたカウントパルス数が前回の一定期間ｍより小さい場合は、ダウンカウンタ２０のカウント値は０よりも大きくプラス値を示し、この場合はカウント値がプラスであるためアンダーフロー信号２０７は発生されない。この場合は自動車の移動距離を示すカウントパルス数が前の期間ｍよりも少ないことから自動車は減速状態にあることがわかる。
【００２３】
カウントクリア信号２０６により、アンダーフロー信号２０７が発生している場合は、アンダーフロー検出回路２３からはアンダーフロー検出信号が発生されるとともに、ダウンカウンタ２０のカウント値は０に設定される。アンダーフロー検出信号は次のカウントクリア信号が入力されるまで保持され、加速、又は減速状態であることを示すことになる。これらの第（ｋ）番目から第（ｋ＋２）番目までの動作が繰り返されことで自動車の加速、又は減速状態が検出できる。
【００２４】
図３を参照して、具体的に値を示して説明する。ここでは便宜上ｈビットの２進化２ｈ進のダウンカウンタは、ｈ＝４とし、４ビットのカウンタとする。４ビットのうち、最上位のビット（most significant bit）は正負を表すビットとし、最小値０（０，０，０，０）及び最大値Ｆ（１，１，１，１）とを基準値零と扱い、下位半分の１から７を正数、上位半分の８からＥを負数として扱う。
【００２５】
図３（ａ）には自動車が減速運行している場合を示す。第ｋ番目の周期パルスが入力され、ダウンカウンタ２０はリセットされ基準値零となりカウント値は０（０，０，０，０）になる。と、同時に反転され、Ｆ（１，１，１，１）に設定され直される。ダウンカウンタ２０は入力されるカウントパルスにより、Ｅ，Ｄ，の順に一つずつダウンカウントを行う。第ｋ＋１番目の周期パルスが入力された時、カウント値はＡ（１，０，１，０）を示しており、カウント値反転回路はビットをそれぞれ反転させ、ダウンカウンタは５（０，１，０，１）が設定され、再びダウンカウントを開始する。つづいて、第ｋ＋２番目の周期パルスが入力された時、カウント値は２（０，０，１，０）で正数となっており、入力されたカウントパルスが前の期間よりも少なく、この状態は減速状態であることがわかる。この時カウントは正数であるためアンダーフロー信号は発生しない。また、ダウンカウンタはカウントクリア信号によりカウント値は基準値である０／Ｆに設定され最初の第ｋ番目の周期パルスが入力された状態と同じくなる。
【００２６】
図３（ｂ）には自動車が加速運行している場合を示す。第ｋ番目の周期パルスが入力され、ダウンカウンタ２０はリセットされカウント値は基準値０（０，０，０，０）になると同時に反転され、Ｆ（１，１，１，１）に設定され直される。ダウンカウンタ２０は入力されるカウントパルスにより、ダウンカウントを行う。第ｋ＋１番目の周期パルスが入力された時、カウント値はＡ（１，０，１，０）を示しており、カウント値反転回路はビットそれぞれを反転させ、ダウンカウンタには５（０，１，０，１）が設定され、再びダウンカウントを開始する。つづいて、第ｋ＋２番目の周期パルスが入力された時、カウント値はＤ（１，１，０，１）で負数となっており、入力されたカウントパルスが前の期間よりも多く、この状態は加速状態であることがわかる。また、カウント値が０になった時点で、アンダーフロー信号が発生される。このアンダーフロー信号とカウントクリア信号により、アンダーフロー検出信号が発生され加速状態であることが表示される。このアンダーフロー検出信号は次回のカウントクリア信号が入力されるまで保持される。一方、ダウンカウンタはカウントクリア信号によりカウント値を基準値に設定され最初の第ｋ番目の周期パルスが入力された状態と同じくなる。ここでは、４ビットとして説明いたしましたが、ｈビットの場合は  最小値０、最大値２ｈ−１を基準値とし、下位半分を正数、上位半分が負数として扱うことができる。
【００２７】
本実施例においては、キャプチャレジスタ、キャプチャ値退避レジスタ、及び比較器を使用することなく、ダウンカウンタを用いて、ダウンカウントを行い、一定期間後、カウント値の反転値をダウンカウンタに設定しカウントを継続する。さらに次の一定期間内にアンダーフロー信号が発生しているかどうかで加速度を検出する構成とし、このような簡単な回路構成で加速度検出回路及び検出方法が得られる。
【実施例２】
【００２８】
次に図４を用いて実施例２を説明する。実施例１においては加速又は減速状態を検出するものであるが、実施例２においては加速又は減速状態を数値化する実施例である。実施例２の構成は実施例１と比較すると、変化量検出回路２４が付加された構成であり、他の構成は実施例１と同様である。さらに変化量検出回路以外の動作も実施例１の動作と全く同様であり、変化量検出回路以外の説明は省略する。
【００２９】
変化量検出回路２４はダウンカウンタ２０からのカウント値２０３と、カウント反転回路２１からの反転カウント値２０４と、アンダーフロー検出回路２３からのアンダーフロー検出信号２０８と、及びタイミング生成回路２２からのカウントクリア信号２０６とを入力とし、変化量２０９を出力する。変化量検出回路２４はカウントクリア信号が入力された時、加速又は減速の変化量を出力するものである。変化量検出回路２４はアンダーフロー検出信号２０８の発生がされてない場合はカウント値２０３を入力とし、カウント値２０３の値を減速値とする。また、アンダーフロー検出信号２０８の発生がされている場合は反転カウント値２０４を入力とし、反転カウント値２０４の値を加速値とする。
【００３０】
図３（ａ）を参照してその動作を説明すると、第ｋ＋２番目の周期パルスによりカウントクリア信号が生成される。この時アンダーフロー検出信号は生成されてなく、変化量検出回路２４はカウント値である“２”が入力され、変化量２０９として減速値２を出力する。すなわち前の一定期間に比較して入力されたカウントパルスが２だけ少なく減速状態であることがわかる。図３（ｂ）においては、アンダーフロー検出信号が生成され、変化量検出回路２４は反転カウント値である“２“が入力され、変化量２０９として加速値２を出力する。これは前の一定期間に比較して入力されたカウントパルスが２だけ多く加速状態であることがわかる。これらの変化量は次回のカウントクリア信号まで保持される。第２実施例においては、第１実施例に変化量検出回路を付加するだけの簡単な構成で、加速又は減速状態の変化量を出力することできる。
【００３１】
実施例においては、加速状態の検出判定値として基準値を用いたが、判定値として基準値以外の数値を使い、例えばＤを判定値とすれば、加速値２以上の場合に初めて加速状態として検出させることができる。このように判定値を選択することで、急激な加速／又は減速状態のみを検出するように応用できる。本発明の具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１における加速度検出回路のブロック図を示す。
【図２】本発明の実施例１における加速度検出回路のタイミング図を示す。
【図３】本発明の実施例１における具体的数値を使った説明図を示す。
【図４】本発明の実施例２における加速度検出回路のブロック図を示す。
【図５】従来例における加速度検出回路のブロック図を示す。
【図６】従来例における加速度検出回路のタイミング図を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１０．  アップカウンタ
１１．  キャプチャレジスタ
１２．  キャプチャ値退避レジスタ
１３．  比較器
１４．  タイミング生成回路
２０．  ダウンカウンタ
２１．  カウント値反転回路
２２．  タイミング生成回路
２３．  アンダーフロー検出回路
２４．  変化量検出回路
１０１，２０１．  カウントパルス
１０２，２０２．  周期パルス
１０３．  カウントクリア信号
１０４．  キャプチャ信号
１０５．  キャプチャ値退避信号
１０６．  比較実行信号
１０７．  カウント値
１０８．  キャプチャデータ
１０９．  キャプチャ値退避データ
２０３．  カウント値
２０４．  反転カウント値
２０５．  再ロード信号
２０６．  カウントクリア信号
２０７．  アンダーフロー信号
２０８．  アンダーフロー検出信号
２０９．  変化量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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