JP2006349544A - 車輪速度センサ異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサロータへの鉄片等の付着状態に関わらずセンサの出力信号の異常を確実に、かつ、簡易な構成で検出することができるようにする。
【解決手段】車輪速度センサ１〜４の隣接する出力信号について、順次レシオを算出し、連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下である場合、又は、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足する場合のいずれかが所定回数繰り返されたと判定された際に、車輪速度センサ１〜４の出力信号の異常と判定するようにし、センサロータ５ａ〜５ｄへの鉄片等の付着状態に関わらず車輪速度センサ１〜４の出力信号の異常を確実に検出できるものとなっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、車輪速度の検出のため車両に搭載される回転検出部の異常を検出する装置に係り、特に、異常検出の精度の向上等を図ったものに関する。

車両において、車輪の回転速度は、速度制御やＡＢＳ(Antilock Brake System)制御などを行うに際して必要となる重要な情報の一つであり、かかる車輪の回転速度を得るため、車両には回転検出部が設けられるのが一般的である。
このような回転検出部は、例えば、円盤状部材の周縁周部分に複数の磁石が等間隔で設けられると共に、車輪と同軸上に取着された磁気ロータやセンサロータと称される回転体（以下、「センサロータ」と称する）と、このセンサロータの外周近傍の適宜な位置に設けられるホール効果等を利用したセンサとを具備して構成されるものなどが良く知られている。かかる構成においては、センサロータの回転に伴いセンサに生ずる磁束変化によって車輪回転速度に応じたパルス信号がセンサから得られるようになっている。

ところで、このようなセンサロータを用いる場合、磁石部分に何らかの原因により鉄片等の金属や磁性部材などが付着することがある。このような場合、鉄片等が付着した箇所に対応しするセンサの出力信号が、見かけ上あたかも車輪速度が増加又は減少したような変化を示し、その結果、車両の速度制御やＡＢＳ制御などに不必要な制御動作を招く等の悪影響を及ぼす虞がある。そのため、このような不都合を回避するため方策が必要となり、既に種々なものが提案されている。
例えば、回転検出部の出力信号がある特定のタイミングで車輪速度の増加又は減少に相当する変化を所定時間継続して示す場合、センサロータに鉄片等が付着したと判断し、車輪速度に基づく車両制御を抑制する等の処理を行うように構成したものなどが開示されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００４−２４５７９４号公報（第４−８頁、図１−図５）

ところで、センサロータへの鉄片等の付着によってセンサの出力信号が異常となる状態には、大別して、特定の位置で出力信号のパルス幅が変化し、それによって、その前後の出力信号と相対的な関係で見るとあたかも速度変動が生じたに等しい状態となる場合と、特定の位置で出力信号が消失する場合の２つがある。したがって、センサの出力信号が示す速度変動に着目し、異常か否かの判定を行う場合、その判定の基準値の設定範囲によっては、上述のような特定の位置で出力信号のパルス幅が変化するような異常は検出できるものの、特定位置で出力信号が消失する場合の検出が困難となる可能性がある。また、逆に、特定位置で出力信号が消失する場合は検出できるが、特定の位置で出力信号のパルス幅が変化するような異常が確実に検出できなくなる虞もある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、センサロータへの鉄片等の付着による車輪速度センサの出力信号の異常を、その鉄片等の付着状態に関わらず確実に、しかも、簡易な構成で検出することができる車輪速度センサ異常検出方法及び車輪速度センサ異常検出装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、加減速などによる車輪の回転むらに関わらず、センサロータへの鉄片等の付着による車輪速度センサの出力信号の異常を確実に検出することのできる車輪速度センサ異常検出方法及び車輪速度センサ異常検出装置を提供することにある。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置は、
外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置であって、
当該車輪速度センサ異常検出装置は、前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出すると共に、連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下であるか否かを判定し、当該２つのレシオについて当該条件が充足されたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常であるとして、所定の異常信号を出力するよう構成されてなるものである。
かかる構成において、特に、前記連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下ではないと判定された場合、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定し、当該３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常であるとして、所定の異常信号を出力するよう構成しても好適である。

本発明によれば、センサの出力信号のパルス時間が減少又は増加するような異常状態を判定するに適した判定基準と、センサの出力信号が消失するような異常状態を判定するに適した判定基準とをそれぞれ設けて異常発生の有無を判定するようにしたので、センサの出力信号のパルス時間が減少又は増加するような異常状態と、センサの出力信号が消失するような異常状態のいずれでも確実に検出することができ、信頼性の高い装置を提供することができる。
また、センサの隣接する出力信号の比を異常の有無の判断に用いるようにしたので、加減速などによる車輪の回転むらによる影響を最小限として信頼性の高い異常検出を行うことができる。
さらに、センサロータを用いて車輪の回転速度を検出する装置にあっては、特段に、新たな部品を追加することなく、ソフトウェアの変更、追加のみで実現できるので、比較的安価に信頼性の高い装置が実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における車輪速度センサ異常検出装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における車輪速度センサ異常検出装置は、特に、四輪車に適用した例であり、制御部（図１においては「ＣＯＮＴ」と表記）５１と、車輪速度を検出する４つの車輪速度センサ１〜４とを主たる構成要素として構成されてなるもので、後述するように車輪速度センサ１〜４の出力信号の異常と判定された場合に、所定の異常信号が出力されるようになっているものである。

制御部５１は、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを中心に、必要に応じてＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子が設けられてなるもので、後述する車輪速度センサ異常検出プログラムが実行されるようになっているものである。

車輪速度センサ１〜４は、図示されない４つの車輪に対応してそれぞれ設けられて、車輪の回転速度を検出するためのもので、その出力は、制御部５１へ入力されるようになっている。本実施例における車輪速度センサ１〜４は、周囲の磁束変化に応じて信号を出力する公知・周知のもので、例えば、ホール効果を利用したセンサや磁気抵抗効果を利用したセンサ等を用いるのが好適である。

センサロータ５ａ〜５ｄは、上述の車輪速度センサ１〜４に対して、車輪の回転速度に応じた磁束変化を与えるためのもので、それぞれ図示されない車輪と同軸上に取着されて車輪と共に回転するようになっている。そして、このセンサロータ５ａ〜５ｂと車輪速度センサ１〜４とで車輪速度検出部５２が構成されたものとなっている。
このようなセンサロータ５ａ〜５ｄは、例えば、図２（ａ）にその一部が模式的に示されたように、円盤状に形成された非磁性体からなる本体部６ａの周縁に所定間隔で複数の磁石６ｂが外方へ突出するようにして、かつ、車輪速度センサ１〜４と対向する側の磁極が周方向で交互になるように取着されてなるものである。
そして、センサロータ５ａ〜５ｄの磁石６ｂの端部近傍には、それぞれ対応する車輪速度センサ１〜４が位置するように設けられている。
なお、センサロータ５ａ〜５ｄは、勿論、図２（ａ）に示された構成のものに限定される必要はなく、例えば、図２（ｂ）に示されたような構成のものであっても良い。
すなわち、図２（ｂ）に示された構成例におけるセンサロータ５ａ〜５ｄは、中空円柱状あるいは円環状に形成された磁性体からなるセンサ主部７が、非磁性体部材からなり円柱状に形成された保持部材８に環装されてなるものである。そして、センサ主部７は、その円周方向でＮ極とＳ極とが交互に着磁されたものとなっている。また、保持部材８には、その中心に回動軸８ａが設けられており、この回動軸８ａを中心に回動可能となっている。なお、図２（ｂ）は、中空円柱状あるいは円環状に形成されたセンサ主部７の端面側から見た様子を示すものである。

なお、説明の便宜上、車輪速度センサ１は図示されない前輪左側車輪（ＦＬ）の車輪速度を、車輪速度センサ２は図示されない前輪右側車輪（ＦＲ）の車輪速度を、車輪速度センサ３は図示されない後輪左側車輪（ＲＬ）の車輪速度を、車輪速度センサ４は図示されない後輪右側車輪（ＲＲ）の車輪速度を、それぞれ検出するよう設けられているものとする。

次に、かかる構成における制御部５１によって実行される車輪速度センサ異常検出処理の手順について、図３乃至図８を参照しつつ説明する。
最初に、車輪速度センサ異常検出処理の全体的な処理手順について、図３に示されたメインフローチャートを参照しつつ説明する。
制御部５１による処理が開始されると、まず、図示されない前輪左側車輪（ＦＬ）の車輪速度を検出する車輪速度センサ１の検出信号に異常がないか否か、換言すれば、センサロータ５ａに鉄片等の金属片や磁性体などが付着しているか否かの判断処理としてのＦＬ車輪速度センサ信号情報処理が実行される（図３のステップＳ１００参照）。

次いで、同様にして、図示されない後輪右側車輪（ＲＲ）の車輪速度の検出に用いられるセンサロータ５ａに鉄片等の金属片や磁性体などが付着しているか否かの判断処理としてのＲＲ車輪速度センサ信号情報処理が実行される（図３のステップＳ２００参照）。ここで、この処理の内容は、ステップＳ１００の内容と基本的に同一のもので、単に、異常判断の対象が車輪速度センサ１から車輪速度センサ２〜４に変わるだけである。
以下、同様にして前輪右側車輪（ＦＲ）についてのＦＲ車輪速度センサ信号情報処理（図３のステップＳ３００参照）、後輪左側車輪（ＲＬ）についてのＲＬ車輪速度センサ信号情報処理（図３のステップＳ４００参照）が、それぞれ実行されることとなる。

次に、ＦＬ車輪速度センサ信号情報処理の全体的な手順について、図４を参照しつつ説明する。なお、他の車輪速度センサ信号処理（図３のステップＳ２００、Ｓ３００、Ｓ４００）は、基本的にＦＬ車輪速度センサ信号情報処理と同一であるので、ＦＬ車輪速度センサ信号情報処理の説明を以て、それぞれの処理内容の説明に代えることとする。

処理が開始されると、最初に、車輪速度センサ１の制御部５１への読み込みが行われる（図４のステップＳ１０２参照）。すなわち、制御部５１において、入力された車輪速度センサ１のパルス数、パルス時間などが計測されることとなる。ここで、制御部５１に入力される本発明の実施の形態における車輪速度センサ１〜４は、論理値Ｈｉｇｈと論理値Ｌｏｗの繰り返しである方形波パルス信号を出力するようになっているものである。そして、パルス時間は、方形波パルス信号が論理値Ｈｉｇｈとなっている時間（以下、「Ｈｉｇｈパルス時間」とも称す）、又は、方形波信号が論理値Ｌｏｗとなっている時間（以下、「Ｌｏｗパルス時間」とも称す）を、それぞれ意味する。また、本発明の実施の形態においては、車輪速度センサ１〜４の出力信号のエッジ（パルスエッジ）、すなわち、立ち上がり、及び、立ち下がりの計数値をパルス数としている。
なお、図３において、”ＷＳＳ”は、車輪速度センサ(Wheel Speed Sensor)の意味である。

次いで、車輪速度センサ１の出力信号が異常、すなわち、センサロータ５ａの異常か否かを判定するための処理（詳細は後述）の実行を開始するに適する車輪速度に達しているか否かの判定がなされることとなる（図４のステップＳ１０４参照）。すなわち、本発明の実施の形態における車輪速度センサ異常検出処理においては、詳細は後述するように車輪速度センサ１〜４の隣接する信号のパルス時間の長さを基に、異常が発生しているか否かを判断するようにしている。そのため、停車直前などの車輪速度が極端に遅い状態や、ブレーキが作用する状態においては正確な演算ができず、正確な判定が困難となること等を考慮して、車輪速度が所定速度以上である場合に後述するステップＳ１１０及びステップＳ１４０の処理を実行するようにして、判断の信頼性が確保されるようにしている。

ここで、以下に説明するステップＳ１１０及びステップＳ１４０における車輪速度センサ１の出力信号の異常、すなわち、センサロータ５ａの異常か否かを判定するための処理を、説明の便宜上、”Ｄｕｔｙモニタ”と称し、特に、ステップＳ１１０の処理を”Ｄｕｔｙモニタ本体”、ステップＳ１４０の処理を”異常判定部”と、それぞれ称することとする。

ステップＳ１０４において、車輪速度がＤｕｔｙモニタを実行するに適した速度であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、Ｄｕｔｙモニタ本体の処理及び異常判定部の処理（詳細は後述）が実行されることとなる（図４のステップＳ１１０及びステップＳ１４０参照）。
一方、ステップＳ１０４において、車輪速度がＤｕｔｙモニタを実行するに適した速度ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、全てのカウンタ、フラグの初期化が行われ一連の処理が終了されることとなる（図４のステップＳ１０６参照）。

次に、ステップＳ１１０の処理であるＤｕｔｙモニタのより具体的な処理手順について、図５を参照しつつ説明する。
処理が開始されると、最初に、制御部５１に読み込まれた車輪速度センサ１の出力信号のＤｕｔｙ比（Ratio）が演算される（図５のステップＳ１１２参照）。すなわち、本発明の実施の形態においては、詳細は後述するように車輪速度センサ１の出力信号の隣接する信号について、Ｄｕｔｙ比（Ratio）が順次演算されるものとなっている 。

そして、ステップＳ１１４において、演算されたＤｕｔｙ比の内、第１のＤｕｔｙ比（以下、「第１のレシオ(Ratio１)」とも称す）、すなわち、Ratio１が所定値Ｋ１％（例えば、１６０％）以上、又は、Ratio１が所定値Ｋ２％（例えば、４０％）以下のいずれかであるか否かが判定されることとなる。
ステップＳ１１４においてRatio１が所定値Ｋ１％以上、又は、Ratio１が所定値Ｋ２％以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、後述するような車輪速度センサ１の出力信号の歯抜けの可能性ありとしてステップＳ１１６の処理へ進む。一方、ステップＳ１１４においてRatio１が所定値Ｋ１％以上、又は、Ratio１が所定値Ｋ２以下のいずれでもないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１２４の処理へ進むこととなる。

ここで、Ｄｕｔｙ比（Ratio）の算出とその算出値の適否を判定する基準値について、図７及び図８を参照しつつ具体的に説明する。
まず、センサロータ５ａ〜５ｄに鉄片等の金属材や磁性材など（以下、「鉄片等」と称す）が何らかの原因で付着したことで、車輪速度センサ１〜４の出力信号に生ずる異常は、鉄片等がセンサロータ５ａ〜５ｄの１つの磁石６ｂに付着する場合と、隣接する２つの磁極６ｂに跨って付着する場合とに大別され、車輪速度センサ１〜４の出力信号が、その鉄片等の付着状態の違いに対応して以下に説明するように異なることは既に知られているところである。

最初に、鉄片等が隣接する磁石６ｂを跨るように付着した場合について図７を参照しつつ説明する。
まず、図７（Ａ）は、センサロータ５ａ〜５ｄの磁石６ｂの配列を平面的に展開し、鉄片等１１が２つの磁石６ｂを跨るように付着した状態が模式的に示されている。また、図７（Ｂ）は、磁束密度の変化によって車輪速度センサ１〜４内に生ずる信号の波形を概略的に示したものであり、さらに、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示された車輪速度センサ１〜４に生じた信号に対して内部の波形整形回路（図示せず）を介して最終的に出力される出力信号を示したものである。なお、本発明の実施の形態におけるセンサロータ５ａ〜５ｄの隣接する磁石６ｂの間には間隙が介在する構成となっているが（図２参照）、図７（Ａ）においてはこの間隙を省略している。後述する図８（Ａ）についても同様である。

センサロータ５ａ〜５ｄに鉄片等１１が付着していない正常な状態において、センサロータ５ａ〜５ｄの回転に伴う磁束密度の変化によって車輪速度センサ１〜４の内部に生ずる信号は、ほぼ正弦波形である（図７（Ｂ）参照）。なお、図７（Ｂ）において、鉄片等１１の付着した部位近傍において車輪速度センサ１〜４内部に生ずる正弦波状の信号は点線で示されている。
ところが、鉄片等１１が図７（Ａ）に示されたように、隣接するＮ極とＳ極とに跨るように付着した状態では、磁束分布に乱れが生ずる。そのため、鉄片等１１の付着部近傍において、車輪速度センサ１〜４内部に生ずる信号は、センサロータ５ａ〜５ｄの回転方向が図７（Ａ）に記された方向であるとすると、図７（Ｂ）に示されたように正弦波の立ち上がり部分の傾斜が緩慢な波形となる。

一方、車輪速度センサ１〜４は、最終出力として方形波パルス信号を出力するため、内部に論理値Ｈｉｇｈに相当する信号を出力するためのＨｉｇｈ信号しき値と、論理値Ｌｏｗに相当する信号を出力するためのＬｏｗ信号しきい値とが設定されている。
したがって、磁束変化によって車輪速度センサ１〜４内に生ずる信号が、上述したように、その立ち上がり部分の傾斜が緩慢なものとなった場合には、論理値Ｈｉｇｈと判定されるタイミングが正常に比べて遅れるため、鉄片等１１が付着した付近での車輪速度センサ１〜４の出力パルスは、この場合通常時に比してその幅（パルス時間）が減少することとなる（図７（Ｃ）参照）。

本発明の実施の形態における車輪速度センサ異常検出処理は、このような車輪速度センサ１〜４の出力信号のパルス時間の変動に着目して異常の有無を検出できるようにしたものである。
以下、図７（Ｃ）に示されたように鉄片等１１の付着によりパルス時間が減少した場合を例に採り、本発明の実施の形態におけるＤｕｔｙ比、すなわち、Ratioの算出と、そのRatioに基づく異常判断について具体的に説明することとする。

まず、本発明の実施の形態における車輪速度センサ１〜４の出力信号は、Ｄｕｔｙ比５０％の信号、すなわち、正常時におけるＨｉｇｈパルス時間とＬｏｗパルス時間が同一である。そして、図７（Ｃ）において、時刻ｔ(n-1)におけるＨｉｇｈパルス時間の減少割合がＸ％＝２０％であるとする。さらに、図７（Ｃ）において、正常なＨｉｇｈパルス時間及びＬｏｗパルス時間は、５(ｍｓ)であると仮定する。

かかる前提の下、時刻ｔ(n-2)における出力信号のパルス時間dＴ(n-2)が正常か否かを判断するにあたって、本発明の実施の形態においては、正常か否かを判定しようとする信号の１つ前の信号のパルス時間に対する判断対象である信号のパルス時間の比を求め、その値が所定の範囲にあるか否かによって異常の有無を判定するようにしている。
すなわち、まず、時刻ｔ(n-2)における出力信号のパルス時間dＴ(n-2)が正常か否かを判断するにあたって、時刻ｔ(n-3)における出力信号のパルス時間dＴ(n-3)に対するパルス時間dＴ(n-2)の百分率比を第１のレシオ(Ratio1)として算出する。図７の例の場合、Ratio1＝｛dＴ(n-2)／dＴ(n-3)｝×１００＝｛（５×１.２）／５｝×１００＝１２０％と求められる。

次に、時刻ｔ(n-2)における出力信号のパルス時間dＴ(n-2)に対する時刻ｔ(n-1)における出力信号のパルス時間dＴ(n-1)の百分率比を第２のレシオ(Ratio2)とすると、Ratio2＝｛dＴ(n-1)／dＴ(n-2)｝×１００＝｛（５×０.８）／５｝×１００＝６６.７％と求められる。
次に、時刻ｔ(n-1)における出力信号のパルス時間dＴ(n-1)に対する時刻ｔ(n)における出力信号のパルス時間dＴ(n)の百分率比を第３のレシオ(Ratio3)とすると、Ratio3＝｛dＴ(n)／dＴ(n-1)｝×１００＝｛５／（５×０.８）｝×１００＝１２５％と求められる。
そして、時刻ｔ(n)及び時刻ｔ(n+1)においては、それぞれパルス時間は正常状態であるので、ここでのレシオをRatio4とすれば、Ratio4＝｛dＴ(n)／dＴ(n+1)｝×１００＝１００％であることは明らかである。

これらレシオの変化を時系列的に見てみると、Ratio1＝１２０％→Ratio2＝６６.７％→Ratio3＝１２５％と変化し、次のタイミングにおけるRatio4は正常値１００％に復帰している。
上述のレシオの変化は、時刻ｔ(n-1)における出力信号のパルス時間dＴ(n-1)が２０％減少したと仮定した場合であるが、逆に、２０％増加したと仮定した場合には、個々のレシオの詳細な演算過程は省略するが、上述と同様な考え方に基づいて次のように求められる。
すなわち、Ratio1＝８０％→Ratio2＝１５０％→Ratio3＝８３.３％→Ratio4＝１００％となる。

このように、鉄片等１１がセンサロータ５ａ〜５ｄの隣接する磁石６ｂを跨ぐように付着した場合、パルス時間の変動が生じた車輪速度センサ１〜４の出力信号（図７（Ｃ）の時刻ｔ(n)における信号）の前後において、上述のように変化することとなる。したがって、制御部５１に取り込まれた車輪速度センサ１〜４の出力信号について、順次、上述のように、Ratio1、Ratio2、Ratio3を算出し、その値の変化が上述したような変化である場合には、センサロータ５ａ〜５ｄの異常、すなわち、鉄片等１１がセンサロータ５ａ〜５ｄの隣接する磁石６ｂを跨ぐように付着していると判定することができる。

なお、上述した各々のレシオの値は、パルス時間の減少又は増加が２０％であるとした場合のものであるが、パルス時間の減少又は増加の割合は、上述の２０％に限定されるものではなく、センサロータ５ａの大きさや車輪速度センサ１〜４の感度等を考慮して、上述した異常検出に最も適する値が適宜設定されるべきものである。したがって、センサロータ５ａ〜５ｄの異常を判定する上述のような各々のレシオの値もそれに応じて異なるものである。
このような事を考慮して、上述のようなセンサロータ５ａ〜５ｄの異常を判定するための車輪速度センサ１〜４の出力信号のレシオ変化を一般化して表現すれば、パルス時間が減少した場合には、Ratio1＝Ｋａ１で、Ratio2＝Ｋｂ１で、かつ、Ratio3＝Ｋｃ１が成立する際に、また、パルス時間が増加した場合には、Ratio1＝Ｋａ２で、Ratio2＝Ｋｂ２で、かつ、Ratio3＝Ｋｃ２が成立する際に、それぞれ暫定的に、鉄片等１１がセンサロータ５ａ〜５ｄの隣接する磁石６ｂを跨ぐように付着したことによるパルス時間の異常の発生（以下、説明の便宜上、このような異常を「Ｄｕｔｙ異常」と称する）であるとすることができる。
なお、ここで、Ｋａ１、Ｋａ２、Ｋｂ１、Ｋｂ２、Ｋｃ１、Ｋｃ２は、所定値である。

次に、センサロータ５ａ〜５ｄへの鉄片等１１の付着が隣接する２つの磁石６ｂに跨ることなく、丁度１つの磁石６ｂを覆うように付着した場合について図８を参照しつつ説明する。なお、ここで、図８（Ａ）は、センサロータ５ａ〜５ｄの磁石６ｂの配列を平面に展開し、鉄片等１１が１つの磁石６ｂを覆うように付着した状態が模式的に示されている。また、図８（Ｂ）は、磁束密度の変化によって車輪速度センサ１〜４内に生ずる信号の波形を概略的に示したものであり、さらに、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）に示された車輪速度センサ１〜４に生じた信号に対して内部の波形整形回路（図示せず）を介して最終的に出力される出力信号を示したものである。

鉄片等１１が丁度１つの磁石６ｂを覆うように付着した場合には、車輪速度センサ１〜４内部で検出される当該付着箇所での磁束変化が、論理値Ｈｉｇｈに相当する出力信号が生ずるまでに到らない状態となるため、図８（Ｂ）に示されたように対応する出力信号が生じない、いわゆる信号の歯欠け状態となる。

したがって、この場合には、先に説明したように、車輪速度センサ１〜４の隣接する出力信号における３つのレシオRatio1、Ratio2、Ratio3の変化による異常の有無の判定はできなくなる。
そのため、車輪速度センサ１〜４の出力信号の歯欠け状態が生ずるような鉄片等１１の付着の発生の判別は、次述するように行われる。

まず、図８（Ｃ）に示されたように時刻ｔ(n)で本来車輪速度センサ１〜４から出力されるべき信号が消失した状態にあるとする。また、仮に、図８Ｃ）においてＨｉｇｈパルス時間及びＬｏｗパルス時間は、５(ｍｓ)であると仮定する。
かかる前提の下、時刻ｔ(n-2)及び時刻ｔ(n)におけるそれぞれのパルス時間ｄＴ(n-2)及びｄＴ(n)は、前提条件よりｄＴ(n-2)＝Ｔ(n)＝５(ｍｓ)となる。一方、時刻ｔ(n-1)で表された部分は、本来は、図８（Ｃ）において点線で表されたようにＨｉｇｈパルス信号が出力され、また、その前後はＬｏｗパルス信号となるべき部分であるので、ここでのパルス時間ｄＴ(n-1)は、ｄＴ(n-1)＝５×３＝１５(ｍｓ)となる。

かかる状態において、第１のレシオは、Ratio1＝｛ｄＴ(n-1)／ｄＴ(n-2)｝×１００=（１５／５）×１００＝３００％となる。
また、第２のレシオは、Ratio2＝｛ｄＴ(n)／ｄＴ(n-1)｝×１００=（５／１５）×１００＝３３.３％となる。さらに、図示されない時刻ｔ(n+1)においては、Ｌｏｗパルス時間は正常であるので、第３のレシオは、Ratio3＝｛ｄＴ(n+1)／ｄＴ(n)｝×１００=１００％となる。

これらの各レシオの値は、先の図７で説明した値とは異なり、先の基準で車輪速度センサ１〜４の出力信号の歯抜けを判断することはできない。
そこで、本発明の実施の形態においては、上述の計算結果に基づいて、第１のレシオと第２のレシオの値を車輪速度センサ１〜４の出力信号の歯抜けの有無の判断に用いることとした。

ところで、上述の第１及び第２のレシオの値は、車輪速度が一定であるとした理想的な状態におけるものであり、実際にはエンジンの加減速などによって変動するものである。実際に急激な加減速を行っても、上述のように第１のレシオが３００％となるようなことは極めて希であると考えられる。それ故、本発明の実施の形態においては、種々の実験や経験則等を考慮して、第１のレシオが所定値Ｋ１以上、又は、所定値Ｋ２以下となる場合には、車輪速度センサ１〜４の出力信号の歯抜けであると判断することとし、Ｋ１＝１６０％、Ｋ２＝４０％とした。勿論、必ずしもこれらの値に限定されるべきものではなく、車両の大きさ、エンジン性能等によってより適宜な値が選択されるべきものである。

ここで、再び図５の説明に戻ることとする。
ステップＳ１１４の処理について再度説明すると、上述のように算出された第１のレシオが所定値Ｋ１（本発明の実施の形態においては１６０％）以上、又は、所定値Ｋ２（本発明の実施の形態においては４０％）以下であるか否かが判定され、いずれかが満足されると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、上述したように車輪速度センサ１〜４の出力信号の歯抜けが生じていると一応疑われることから、暫定的に異常が検出（暫定異常検出）されたとしてステップＳ１１６の処理へ進むこととなる。

ステップＳ１１６においては、先のステップＳ１１４の処理において検出された暫定異常、又は、後述するステップＳ１２４〜１２８の判定結果に基づく暫定異常が初回のものであるか否かが判定され、初回の暫定異常であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップＳ１２２の処理へ進むこととなる。一方、初回の暫定異常ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、暫定異常が検出されてから当該車輪が一回転したか否かが判定され（図５のステップＳ１１８参照）、車輪が一回転したと判定された後、先のステップＳ１１４、又は、ステップＳ１２４〜Ｓ１２８の判定による暫定異常と同様の状態が維持されているか否かが判定されることとなる（図５のステップＳ１２０参照）。

ここで、本発明の実施の形態における車輪が一回転したか否かの判断は、車輪速度センサ１の出力信号のエッジ（パルスエッジ）、すなわち、立ち上がり、及び、立ち下がりの数を計数し、その数がセンサロータ５ａの歯数の２倍に相当する数となったか否かの判断を以て、車輪の１回転の有無を判定している。例えば、本発明の実施の形態におけるセンサロータ５ａは、歯数４８のものを想定しているので、車輪が一回転したとされるのは、パルスエッジが４８×２＝９６計数された時点となる。

ステップＳ１２０において、車輪一回転後も暫定異常が検出されていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、暫定異常状態フェールカウンタの更新が行われるととなり（図５のステップＳ１２２参照）、一連の処理が終了される。
すなわち、本発明の実施の形態においては、車輪速度センサ１〜４の出力信号の異常検出の信頼性向上等の観点から、暫定異常が所定回数検出された場合に、最終的に異常との判定結果に対応する所定の信号が制御部５１から出力されるようになっている。暫定異常状態フェールカウンタは、その所定回数を計数するためいわゆるソフトウェアカウンタであり、ステップＳ１２２においては、その時点の暫定異常状態フェールカウンタのカウンタ値に１が加算されてカウンタ値の更新が行われることとなる。

一方、先のステップＳ１１４において、Ratio１が所定値Ｋ１％以上、又は、Ratio１が所定値Ｋ２以下のいずれでもないと判定されて、ステップＳ１２４の処理へ進んだ場合には、第１のレシオRatio１が先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定される所定の値（Ｄｕｔｙ異常値）に該当するか否かが判定されることとなる。
すなわち、先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定されるためには、第１のレシオは、所定値Ｋａ１（例えば、１２０％）以上、又は、所定値Ｋａ２（例えば８０％）以下となることが必要であり、ステップＳ１２４においては、これらの条件のいずれかを満足するか否かが判定されることとなる。

そして、第１のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足しないと判定された場合（ＮＯの場合）、すなわち、換言すれば、第１のレシオが所定値Ｋａ１（例えば、１２０％）以上でも、また、所定値Ｋａ２（例えば８０％）以下でもないと判定された場合には、車輪速度センサ１の出力信号に関する異常は発生しておらず、正常であるとして、ＯＫカウンタの更新が行われ、一連の処理が終了される（図５のステップＳ１３０参照）。

本発明の実施の形態においては、車輪速度センサ１〜４の出力信号の異常なしとの判定の信頼性向上等の観点から、上述のようにステップＳ１３０に至って正常と判断される状態が所定回数繰り返された場合に、最終的に正常であると判定するようにしている。ＯＫカウンタは、上述の所定回数を計数するためのいわゆるソフトウェアカウンタであり、ステップＳ１３０においては、その時点のＯＫカウンタのカウンタ値に１が加算されてカウンタ値の更新が行われることとなる。

一方、ステップＳ１２４において、第１のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足すると判定された場合、すなわち、換言すれば、第１のレシオが所定値Ｋａ１（例えば、１２０％）以上、又は、所定値Ｋａ２（例えば、８０％）以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１２６の処理へ進み、先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定するための第２のレシオがＤｕｔｙ異常値に該当するか否かが判定されることとなる。

すなわち、先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定されるためには、第２のレシオは、所定値Ｋｂ１（例えば、６６.７％）以下、又は、所定値Ｋｂ２（例えば、１５０％）以上となることが必要であり、ステップＳ１２６においては、これらの条件のいずれかを満足するか否かが判定されることとなる。

そして、ステップＳ１２６において、第２のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足しないと判定された場合（ＮＯの場合）、すなわち、換言すれば、第２のレシオが所定値Ｋｂ１（例えば、６６.７％）以下でもなく、また、所定値Ｋｂ２（例えば、１５０％）以上でもないと判定された場合（ＮＯの場合）には、車輪速度センサ１の出力信号が異常であるか否かは不明として、一連の処理が終了される（図５のステップＳ１３０参照）。

一方、ステップＳ１２６において、第２のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足すると判定された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、換言すれば、第２のレシオが所定値Ｋｂ１（例えば、６６.７％）以下、又は、所定値Ｋｂ２（例えば、１５０％）以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１２８の処理へ進み、第３のレシオが先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定するためのＤｕｔｙ異常値に該当するか否かが判定されることとなる。

すなわち、先に図７を参照しつつ説明したＤｕｔｙ異常と判定されるためには、第３のレシオは、所定値Ｋｃ１（例えば、１２５％）以上、又は、所定値Ｋｃ２（例えば、８３.３％）以下となることが必要であり、ステップＳ１２６においては、これらの条件のいずれかを満足するか否かが判定されることとなる。

そして、ステップＳ１２８において、第３のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足しないと判定された場合（ＮＯの場合）は、一連の処理は終了されることとなる。一方、ステップＳ１２８において、第３のレシオはＤｕｔｙ異常値を満足すると判定された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、換言すれば、第３のレシオが所定値Ｋｃ１（例えば、１２５％）以上か、又は、所定値Ｋｃ２（例えば、８３.３％）以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、先に説明したステップＳ１１６の処理へ進むこととなる。

次に、図６を参照しつつ、異常判定部（図４のステップＳ１４０参照）の具体的な処理手順について説明する。
処理が開始されると、最初に、先に図５で説明したフェールカウンタの計数値が所定計数値Ｃ１より大であるか否かが判定される（図６のステップＳ１４２参照）。そして、フェールカウンタの計数値が所定計数値Ｃ１より大であると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１４４の処理へ進み、異常確定、すなわち、センサロータ５ａへの鉄片等１１の付着が発生しているとして、制御部５１から異常の発生に対応する所定の信号が出力されて一連の処理が終了されることとなる。なお、本発明の実施の形態においては、所定計数値Ｃ１は３に設定されている。

一方、ステップＳ１４２において、フェールカウンタの計数値が所定計数値Ｃ１より大ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１４６の処理へ進み、先に図５で説明したＯＫカウンタ（図５のステップＳ１３０参照）の計数値が所定計数値Ｃ２より大であるか否かが判定されることとなる。ここで、本発明の実施の形態においては、所定計数値Ｃ２は、車輪３回転分の計数値、すなわち、具体的には３に設定されている。

そして、ステップＳ１４６において、ＯＫカウンタの計数値が所定計数値Ｃ２より大であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、正常であることが確定、すなわち、換言すれば、鉄片等１１の付着は無いとして一連の処理が終了されることとなる。なお、この場合、車輪速度センサ１が正常であることに対応する所定の信号を制御部５１から出力するようにしてもよい。
一方、ステップＳ１４６において、ＯＫカウンタの計数値は所定計数値Ｃ２より大ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、正常であると確定できる段階ではないとして一連の処理が終了されることとなる。

このように前輪左側車輪（ＦＬ）の車輪速度を検出する車輪速度センサ１の検出信号に対するＦＬ車輪速度センサ信号情報処理が行われた後は、他の車輪速度センサ２〜４についても基本的に同様の処理が行われて、それぞれの異常の有無が判定されることとなる。

本発明の実施の形態における車輪速度センサ異常検出装置の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるセンサロータの構成例を模式的に示す模式図で、図２（ａ）はセンサロータの第１の構成例を示す模式図、図２（ｂ）はセンサロータの第２の構成例を示す模式図である。 図１に示された車輪速度センサ異常検出装置において実行される車輪速度センサ異常検出処理の手順を示すメインフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるＦＬ車輪速度センサ信号情報処理の全体的手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における車輪速度センサ信号情報処理を構成するＤｕｔｙモニタ本体部の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における車輪速度センサ信号情報処理を構成する異常判定部の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 鉄片等がセンサロータの隣接する磁極を跨るように付着した場合における車輪速度センサの出力信号の出力状態を説明するための説明図であって、図７（Ａ）はセンサロータへの鉄片等の付着の状態を模式的に示す模式図、図７（Ｂ）は車輪速度センサ内部における検出信号の概略波形を示す波形図、図７（Ｃ）は車輪速度センサの出力信号の波形を示す波形図である。 鉄片等がセンサロータの一つの磁極を覆うように付着した場合における車輪速度センサの出力信号の出力状態を説明するための説明図であって、図８（Ａ）はセンサロータへの鉄片等の付着の状態を模式的に示す模式図、図８（Ｂ）は車輪速度センサ内部における検出信号の概略波形を示す波形図、図８（Ｃ）は車輪速度センサの出力信号の波形を示す波形図である。

符号の説明

１〜４…車輪速度センサ
５ａ〜５ｄ…センサロータ
５１…制御部

Claims (13)

1. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出方法であって、
   前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出すると共に、連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下であるか否かを判定し、当該２つのレシオについて当該条件が充足されたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定することを特徴とする車輪速度センサ異常検出方法。
2. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出方法であって、
   前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出すると共に、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定し、当該３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定することを特徴とする車輪速度センサ異常検出方法。
3. ３つのレシオの内、時系列的に最初に算出された第１のレシオが所定値を充足しないと判定された場合、以後、その状態が所定回数繰り返されたか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に正常と判定することを特等とする請求項２記載の車輪速度センサ異常検出方法。
4. 連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下ではないと判定された場合、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定し、当該３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定することを特徴とする請求項１記載の車輪速度センサ異常検出方法。
5. ３つのレシオの内、時系列的に最初に算出された第１のレシオが所定値を充足しないと判定された場合、以後、その状態が所定回数繰り返されたか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に正常と判定することを特等とする請求項４記載の車輪速度センサ異常検出方法。
6. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置であって、
   当該車輪速度センサ異常検出装置は、前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出すると共に、連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下であるか否かを判定し、当該２つのレシオについて当該条件が充足されたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常であるとして、所定の異常信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする車輪速度センサ異常検出装置。
7. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置であって、
   当該車輪速度センサ異常検出装置は、前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出すると共に、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定し、当該３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定するよう構成されてなることを特徴とする車輪速度センサ異常検出装置。
8. ３つのレシオの内、時系列的に最初に算出された第１のレシオが所定値を充足しないと判定された場合、以後、その状態が所定回数繰り返されたか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に正常と判定するよう構成されてなることを特等とする請求項７記載の車輪速度センサ異常検出装置。
9. 連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下ではないと判定された場合、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定し、当該３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定し、所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常であるとして、所定の異常信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載の車輪速度センサ異常検出装置。
10. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置において実行される車輪速度センサ異常検出プログラムであって、
    当該車輪速度センサ異常検出プログラムは、
    前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出するステップと、
    前記ステップにおいて算出されたレシオについて、連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下となるものがあるか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する２つのレシオについて前記所定の条件が充足されたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する２つのレシオについて前記所定の条件が充足される状態が所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定するステップと、
    を有してなることを特徴とする車輪速度センサ異常検出プログラム。
11. 外周方向に磁極が交互に配されて車輪と共に回転可能に設けられたセンサロータと、前記センサロータの回転に伴う磁束変化を検出するセンサとを有してなる車輪速度検出部における前記センサの出力信号の異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置において実行される車輪速度センサ異常検出プログラムであって、
    当該車輪速度センサ異常検出プログラムは、
    前記センサの出力信号について、隣接する出力信号のレシオを順次算出するステップと、
    連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する３つのレシオについて前記所定の条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する３つのレシオについて前記所定の条件が充足される状態が所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定するステップと、
    を有してなることを特徴とする車輪速度センサ異常検出プログラム。
12. ３つのレシオの内、時系列的に最初に算出された第１のレシオが所定値を充足しないと判定された場合、以後、その状態が所定回数繰り返されたか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、第１のレシオについて前記所定の条件が充足される状態が所定回数繰り返されたと判定された際に正常と判定するステップと、
    を有してなることを特徴とする請求項１１記載の車輪速度センサ異常検出プログラム。
13. 連続する２つのレシオの内、時系列的に最初に算出されたレシオが所定値Ｋ１以上で、かつ、他方のレシオが所定値Ｋ２以下ではないと判定された場合、連続する３つのレシオが、それぞれ予め設定された基準値を充足するか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する３つのレシオについて当該条件が満たされたと判定された場合、以後、当該状態が所定回数繰り返されるか否かを判定するステップと、
    前記ステップにおいて、連続する３つのレシオについて前記所定の条件が充足される状態が所定回数繰り返されたと判定された際に前記センサの出力信号の異常と判定するステップと、
    を有してなることを特徴とする請求項１１記載の車輪速度センサ異常検出プログラム。
    

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