JP2012517376A5 - - Google Patents

Description

ＩＳＲが起動されるたびに、「タイマ読取」４４は、メイン回路基板１６のタイマの値を読取る。「最後の割り込みからの時間算出」４５は、最後の割り込みからの時間のタイマ値を記憶する。最後の割り込みから計算された距離は、エンコーダパルス間で一定のままである既知の値である。タイマ読取および既知の距離を用いて、「速度＝（走行距離）／（タイマ読取値）」４７は、式２に示される関係を実行する。

一旦「速度」が計算されると、「タイマリセット」４８は、タイマをゼロにリセットする。「ｉ＝ｉ＋１に設定」は、Ｎの値をカウントするインデックス変数ｉを増加する。ｉ＝Ｎになると、図４のルーチンに「ｉ＜Ｎ」４２が存在し、ホイールアッセンブリ１０の完全な回転が完了したことになるので、ホイールアッセンブリ１０の「速度」が計算される。

図５を参照して、メイン回路基板１６上のプロセッサによって実行される角度計算ルーチンは、開始点Ｂを有する。図４を参照して上述したように、「ｉ＝０に設定」は、センサデータ読取りの指標とするために用いられるインデックス変数を初期化する。「デジタル化された加速度計データの読取」５３は、加速度計１４からのセンサデータを取得する。「加速度計データをアレイ内に記憶」５４は、加速度計１４からの取得センサデータを、アレイのようにアクセスされ得るように、メイン回路基板１６上のメモリに配置する。記憶された加速度計データ読取の各反復のリンクリストが、アレイの代わりに生成され得ることが注意されるべきである。さらに、メモリ内に記憶された加速度計データの反復へのアクセスを可能とするいかなるデータ構造も使用され得る。「ｉ＝ｉ＋１に設定」５５は、インデックス変数ｉを増加する。決定ブロック「ｉ＜ｎ」５６は、インデックス変数ｉの値をチェックする。図５におけるルーチンは、インデックス変数ｉがＮと等しくなるまで、「デジタル化された加速度計データの読取り」５３へ戻るバックループへ分岐する。

線形加速度による角度の一部は、その後、式４の関係に従って計算される。
式４ ： 見掛け角度＝ａｔａｎ（平均線形加速度）
「位相オフセットからの角度の減算」５０は、パート１において計算された角度から、「見掛け角度」を減算し、出力電圧を計算するために用いられる角度をもたらす。

If (angle > 7 degrees)
{
Angle = 7 degrees
}
If (angle < -7 degrees)
{
Angle = - 7 degrees
}
さらなる計算
ノイズ源の影響を低減するために、移動平均（running average）が、以下の式５の関
係によって示されるような角度計算のために用いられる。

式５ ： この回転に適合された角度＝前のｎ回転について計算された角度の平均（ｎの最適値はいまだに決定されている。しかし、本書においては、ｎ＝４である。）
線形補間が、前の角度と現在の角度の間で実行され、２つの角度の間を変化する全体の回転をもたらす。これは、ホイール回転境界における電圧の急激な変化がないようにすることを保障する。

Claims (20)

1. ホイールアッセンブリであって、
   前記ホイールアッセンブリ内の車軸に取り付けられたモータと、
   前記モータへ電力を供給するように構成された、前記ホイールアッセンブリ内のバッテリシステムと、
   前記ホイールアッセンブリの速度および方位角に関連するアナログデータを提供する、前記ホイールアッセンブリ内のセンサシステムと、
   前記センサシステムからの前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを受ける、前記ホイールアッセンブリ内の制御システムとを備え、
   前記制御システムは、前記モータへ供給される電力量を示す、前記バッテリシステムへの少なくとも１つの出力を有する、ホイールアッセンブリ。
2. 前記制御システムの出力は、どのようなユーザ入力を伴うことなく、前記モータへ供給される前記電力量を制御する、請求項１に記載のホイールアッセンブリ。
3. 前記制御システムは、
   前記センサシステムから、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを受けるとともに、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータに変換する、少なくとも１つのアナログ−デジタル変換器と、
   前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータを受けるアルゴリズムとをさらに含み、
   前記アルゴリズムは、
   前記ホイールアッセンブリについての方位角を決定するための第１の機能と、
   前記ホイールアッセンブリについての速度を決定するための第２の機能と、
   前記バッテリシステムへの前記出力を介して、前記モータへ印加される出力電圧の決定とを含み、
   前記決定は、
   出力電圧＝角度×Ｃ１＋速度×Ｃ２＋Ｃ３
   に従って実行され、
   ここで、「角度」は、前記ホイールアッセンブリについての方位角であり、
   「速度」は、前記ホイールアッセンブリの速度であり、
   Ｃ１は、「角度」に適合されるゲインであり、
   Ｃ２は、「速度」に適合されるゲインであり、
   Ｃ３は電圧オフセットであり、
   前記制御システムは、
   前記バッテリシステムに関連する制御装置をさらに含み、
   前記制御装置は、前記決定を受けるとともに、「出力電圧」の前記決定を前記バッテリシステムへ適用する、請求項１に記載のホイールアッセンブリ。
4. 前記制御システムは、
   前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータの高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）をさらに含み、
   前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータの前記ＦＦＴは、１対のルックアップテーブル（Look Up Table：ＬＵＴ）内に記憶され、
   「出力電圧」の前記決定は、前記ホイールアッセンブリについての方位角に関連する前記記憶されたＦＦＴから、速度に関連する前記記憶されたＦＦＴを差し引くことによって作られる、請求項３に記載のホイールアッセンブリ。
5. 「出力電圧」の前記決定において選択された、前記ホイールアッセンブリについての速度に関連する前記記憶されたＦＦＴおよび方位角に関連する前記記憶されたＦＦＴは、センサデータによって作られる、請求項４に記載のホイールアッセンブリ。
6. 前記ホイールアッセンブリについての方位角の決定のための前記第１の機能、および前記ホイールアッセンブリについての速度の決定のための前記第２の機能は、並行して実行される、請求項５に記載のホイールアッセンブリ。
7. 前記センサシステムは、
   速度に関連するアナログデータを提供するためのロータリーエンコーダをさらに含む、請求項１に記載のホイールアッセンブリ。
8. 前記センサシステムは、
   前記ホイールアッセンブリについての方位角に関連するアナログデータを提供するための加速度計をさらに含む、請求項１に記載のホイールアッセンブリ。
9. 前記センサシステムは、
   少なくとも１つの歪みゲージをさらに含む、請求項１に記載のホイールアッセンブリ。
10. 前記歪みゲージは、前記ホイールアッセンブリの方向の初期決定を提供する、請求項９に記載のホイールアッセンブリ。
11. ホイールアッセンブリであって、
    前記ホイールアッセンブリ内の車軸に取り付けられたモータを備え、前記モータは、一旦前記モータが予め定められた電力量を受けると、前記車軸の周りを回転するように前記ホイールアッセンブリに動力を供給し、
    前記ホイールアッセンブリは、
    前記モータへ電力を供給するように構成された、前記ホイールアッセンブリ内のバッテリシステムをさらに備え、
    前記バッテリシステムは、前記ホイールアッセンブリとともに回転するように配置され、
    前記ホイールアッセンブリは、
    前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを提供する、前記ホイールアッセンブリ内のセンサシステムと、
    前記センサシステムから、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを受信する、前記ホイールアッセンブリ内の制御システムとをさらに備え、
    前記制御システムは、前記モータへ供給される電力量を示す、前記バッテリシステムへの少なくとも１つの出力を有する、ホイールアッセンブリ。
12. 前記制御システムの前記出力は、前記センサシステムからの入力に応答して、前記バッテリシステムから前記モータへ供給される前記電力量を制御する、請求項１１に記載のホイールアッセンブリ。
13. 前記制御システムは、
    前記センサシステムから、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを受けるとともに、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するアナログデータを、前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータに変換する、少なくとも１つのアナログ−デジタル変換器と、
    前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータを受けるアルゴリズムとをさらに含み、
    前記アルゴリズムは、
    前記ホイールアッセンブリについての方位角を決定するための第１の機能と、
    前記ホイールアッセンブリについての速度を決定するための第２の機能と、
    前記バッテリシステムへの前記出力を介して、前記モータへ印加される出力電圧の決定とを含み、
    前記決定は、
    出力電圧＝角度×Ｃ１＋速度×Ｃ２＋Ｃ３
    に従って実行され、
    ここで、「角度」は、前記ホイールアッセンブリについての方位角であり、
    「速度」は、前記ホイールアッセンブリの速度であり、
    Ｃ１は、「角度」に適合されるゲインであり、
    Ｃ２は、「速度」に適合されるゲインであり、
    Ｃ３は電圧オフセットであり、
    前記制御システムは、
    前記バッテリシステムに関連する制御装置をさらに含み、
    前記制御装置は、前記決定を受けるとともに、「出力電圧」の前記決定を前記バッテリシステムへ適用する、請求項１２に記載のホイールアッセンブリ。
14. 前記制御システムは、
    前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータの高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）をさらに含み、
    前記ホイールアッセンブリについての速度および方位角に関連するデジタルデータの前記ＦＦＴは、１対のルックアップテーブル（Look Up Table：ＬＵＴ）内に記憶され、
    「出力電圧」の前記決定は、前記ホイールアッセンブリについての方位角に関連する前記記憶されたＦＦＴから、速度に関連する前記記憶されたＦＦＴを差し引くことによって作られる、請求項１３に記載のホイールアッセンブリ。
15. 「出力電圧」の前記決定において選択された、前記ホイールアッセンブリについての速度に関連する前記記憶されたＦＦＴおよび方位角に関連する前記記憶されたＦＦＴは、センサデータによって作られる、請求項１４に記載のホイールアッセンブリ。
16. 前記ホイールアッセンブリについての方位角の決定のための前記第１の機能は、前記ホイールアッセンブリの毎回転ごとに実行され、
    前記ホイールアッセンブリについての速度の決定のための前記第２の機能は、前記第１の機能と並行して実行される、請求項１５に記載のホイールアッセンブリ。
17. 前記センサシステムは、
    速度データを更新するためのシステムプロセッサに割り込む、速度に関連するアナログデータを提供するためのロータリーエンコーダをさらに含む、請求項１６に記載のホイールアッセンブリ。
18. 前記センサシステムは、
    前記ホイールアッセンブリについての方位角に関連するアナログデータを提供するための加速度計をさらに含む、請求項１７に記載のホイールアッセンブリ。
19. 前記センサシステムは、
    少なくとも１つの歪みゲージをさらに含む、請求項１８に記載のホイールアッセンブリ。
20. 前記歪みゲージは、前記ホイールアッセンブリの方向の初期決定を提供する、請求項１９に記載のホイールアッセンブリ。