JP2007064659A - 車輪速度センサ異常検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車輪速度センサ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、タイヤのガス圧の低下に起因して車輪速度センサの異常を誤検出することを抑制すること。
【解決手段】 この装置は、検出されたそれぞれの車輪の車輪速度のうちの最小車輪速度と最小車輪速度を除いた残りの車輪速度のうちの最小値との差がしきい値よりも大きいとき、原則的に、最小車輪速度に対応する車輪の車輪速度センサの異常を検出する。一方、タイヤ空気圧が低下した車輪が存在し、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合、係る車輪速度センサの異常検出が禁止される。これにより、特に低μ路面においてタイヤ空気圧の低下により発生し得る空気圧低下車輪のロック傾向に起因して空気圧低下車輪の車輪速度センサの異常を誤検出することが確実に防止され得る。
【選択図】 図2

Description

本発明は、少なくとも車輪速度センサにより検出された車輪の回転速度(車輪速度)に基づいて車輪速度センサの異常を検出する車輪速度センサ異常検出装置に関する。
従来より、この種の車輪速度センサ異常検出装置が知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。この種の装置は、一般に、車輪速度センサに異常が発生すると車輪速度が小さめに検出される傾向があることを利用する。即ち、この種の装置は、各車輪にそれぞれ配設された車輪速度センサにより検出された車輪速度のうち特定の車輪の車輪速度が他の車輪の車輪速度に比して著しく小さい場合、特定の車輪の車輪速度センサの異常を検出するようになっている。
特開2000−344087号公報
ところで、タイヤのガス圧(通常は、空気圧)が低下すると、タイヤの接地面積が増大すること等に起因してタイヤの転がり抵抗が大きくなる。この結果、特に、氷上路等の低摩擦係数を有する路面を車両が走行している場合等、ガス圧が低下したタイヤに対応する車輪(以下、「ガス圧低下車輪」と称呼する。)にロック傾向が発生して、ガス圧低下車輪の実際の車輪速度が他の車輪の実際の車輪速度に比して小さくなる場合がある。
この場合、上述した車輪速度センサ異常検出装置においては、ガス圧低下車輪の車輪速度センサが正常であっても、ガス圧低下車輪の車輪速度センサの異常を誤検出してしまう場合があるという問題があった。
従って、本発明は、上記問題に対処するためになされたものであって、その目的は、車輪速度センサ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、タイヤのガス圧の低下に起因して車輪速度センサの異常を誤検出することを抑制し得るものを提供することにある。
本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置は、車輪の回転速度を検出する車輪速度センサを備えた車両に適用され、少なくとも前記車輪速度センサにより検出された前記車輪の回転速度に基づいて前記車輪速度センサの異常を検出する異常検出手段を備えている。
ここで、異常検出手段は、例えば、各車輪にそれぞれ配設された車輪速度センサにより検出された車輪速度のうちの最小車輪速度と、最小車輪速度を除いた残りの車輪速度のうちの最小値との差が所定のしきい値より大きい場合、最小車輪速度に対応する車輪の車輪速度センサの異常を検出するように構成される。
本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置の特徴は、前記車輪のタイヤのガス圧の低下を検出するガス圧低下検出手段と、前記タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出に制限を加える制限手段とを更に備えたことにある。ここにおいて、ガス圧低下検出手段は、例えば、タイヤのガス圧がその正常範囲の下限値を下回ったときにタイヤのガス圧の低下を検出するように構成される。
これによれば、タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、異常検出手段による車輪速度センサの異常検出に制限が加えられる。換言すれば、車輪速度センサの異常が検出され難くなる(或いは、検出されなくなる)。従って、タイヤのガス圧の低下に起因して上述したように車輪速度センサの異常を誤検出することが抑制され得る。
この場合、上記本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置は、前記車両が走行している路面が氷上路を含む所定の低摩擦係数を有する路面(以下、「低μ路面」と称呼する。)であるか否かを判定する路面判定手段と、前記車両が走行している路面が低μ路面でないと判定されたとき、前記制限手段による前記車輪速度センサの異常検出の制限を解除する制限解除手段とを更に備えることが好適である。
タイヤのガス圧の低下に起因してタイヤにロック傾向が発生する現象は、特に、低μ路面で発生し易い。換言すれば、タイヤのガス圧の低下に起因した車輪速度センサの異常の誤検出は、低μ路面でない比較的路面摩擦係数の大きい路面では発生し難い。従って、低μ路面でない路面では、車輪速度センサの異常検出に制限を加える必要性が低い。
上記構成は係る知見に基づくものである。これによれば、車輪速度センサの異常検出に不必要に制限が加えられることが防止され、車輪速度センサの異常が検出される機会の減少を抑制することができる。
上記本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置においては、前記制限手段は、前記タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出を禁止するように構成されてもよい。これによれば、タイヤのガス圧の低下に起因して車輪速度センサの異常を誤検出することが確実に防止され得る。
また、上記本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置においては、前記制限手段は、前記タイヤのガス圧の低下の程度が大きいほど、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出を制限する程度を大きくするように構成されてもよい。
この場合、具体的には、例えば、前記異常検出手段が、前記最小車輪速度と、同最小車輪速度を除いた残りの車輪速度のうちの最小値との差が所定のしきい値より大きいときに同最小車輪速度に対応する車輪の車輪速度センサの異常を検出するように構成されている場合、前記制限手段は、前記タイヤのガス圧の低下の程度が大きいほど、前記しきい値を大きくするように構成される。
タイヤのガス圧の低下に起因してタイヤにロック傾向が発生する現象は、タイヤのガス圧の低下の程度が大きいほど発生し易い。換言すれば、タイヤのガス圧の低下に起因した車輪速度センサの異常の誤検出は、タイヤのガス圧の低下の程度が小さい場合、発生し難い。従って、タイヤのガス圧の低下の程度が小さい場合、車輪速度センサの異常検出に大きい制限を加える必要性が低い。
上記構成は係る知見に基づくものである。これによれば、車輪速度センサの異常検出に不必要に大きい制限が加えられることを防止しつつ、タイヤのガス圧の低下に起因して車輪速度センサの異常を誤検出することが抑制され得る。
以下、本発明による車輪速度センサ異常検出装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置10を搭載した車両の概略構成を示している。この車両制御装置10は、車輪が所定角度回転する毎にパルスを有する信号を出力する車輪速度センサ41**と、タイヤのガス圧(タイヤ空気圧P**)を検出するガス圧センサ42**と、路車間通信を行う路車間通信装置43と、警報ランプ44を備えている。
ここで、各種センサ等の末尾に付された「**」は、各種センサ等が何れの車輪に関するものであるかを示すために同各種センサ等の末尾に付される「fr」,「fl」等の包括表記であって、例えば、車輪速度センサ41**は、右前輪車輪速度センサ41fr、左前輪車輪速度センサ41fl、右後輪車輪速度センサ41rr、左後輪車輪速度センサ41rlを包括的に示している。
車輪速度センサ41**は、車輪と一体的に回転する外歯車状を呈した磁性体からなる回転体の外周面に所定のギャップをもって対応するように回転体の回転中心に対して固定配置された磁気ピックアップ式(コイル式)のセンサである。磁気ピックアップ式センサの異常としては、例えば、車両走行中における飛び石の衝突により前記ギャップが大きくなる異常、前記回転体の歯部の形状の異常(例えば、回転体の偏心、複数の歯部のうちの一部欠損等)が挙げられる。このような異常が発生すると、車輪速度が正常値よりも小さめに検出される傾向がある。
路車間通信装置43は、車両の周囲に設置されているインフラ設備等から路面摩擦係数μ等を含む各種情報を取得できるようになっている。警報ランプ44は、後述するように車輪速度センサ41**の異常が検出された場合に点灯するようになっている。
また、車両制御装置10は、電子制御装置50を備えている。電子制御装置50は、互いにバスで接続された、CPU51、CPU51が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、定数等を予め記憶したROM52、CPU51が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM53、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM54、及びADコンバータを含むインターフェース55等からなるマイクロコンピュータである。
インターフェース55は、前記センサ等41〜44と、有線、或いは無線により電気的に接続され、CPU51にセンサ等41〜43からの信号を供給するとともに、CPU51の指示に応じて警報ランプ44に点灯信号を送出するようになっている。
(実際の作動)
次に、以上のように構成された本発明に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置10(以下、「本装置」とも称呼する。)の実際の作動について、電子制御装置50のCPU51が実行するルーチン(プログラム)をフローチャートにより示した図2、及び図3を参照しながら説明する。
CPU51は、図1に示した車輪速度センサ異常判定の可否判定を行うためルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ200から処理を開始し、ステップ205に進んでガス圧センサ42**から車輪**のタイヤ空気圧P**をそれぞれ取得する。
次に、CPU51はステップ210に進み、空気圧が低下したタイヤに対応する車輪(以下、「空気圧低下車輪」と称呼する。)が存在するか否かを判定する。この例では、タイヤ空気圧P**がその正常範囲の下限値を下回っている車輪**を「空気圧低下車輪」と呼ぶ。
CPU51はステップ210にて「Yes」と判定する場合、ステップ215に進んで、路車間通信装置43から得られる情報に基づいて現在走行している路面の路面摩擦係数μを取得する。続いて、CPU51はステップ220に進んで、現在走行している路面が氷上路を含む所定の低摩擦係数を有する路面(上記低μ路面。μが所定値よりも小さい路面)であるか否かを判定し、「Yes」と判定する場合、ステップ295に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
一方、CPU51はステップ210、或いはステップ220にて「No」と判定する場合、ステップ225に進んで図3に示した後述する車輪速度センサ異常判定を行った後、ステップ295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合のみ、車輪速度センサ異常判定の実行が禁止される。換言すれば、空気圧低下車輪が存在していても現在走行している路面が低μ路面でない場合、車輪速度センサ異常判定の実行の禁止が解除される。
次に、図3に示した車輪速度センサ異常判定について説明する。CPU51はステップ225を経由して図3のルーチンの処理をステップ300から開始する。即ち、CPU51はステップ300からステップ305に進むと、車輪速度センサ41**から得られる信号のパルス間隔に基づいて車輪速度Vw**をそれぞれ算出するとともに、車輪速度Vw**のうちの最小車輪速度Vwminと、最小車輪速度Vwminを除いた残りの3つの車輪速度Vw**のうちの最小値(以下、「第3車輪速度Vwthird」と称呼する。)をそれぞれ決定する。
次いで、CPU51はステップ310に進み、第3車輪速度Vwthirdと最小車輪速度Vwminの差がしきい値ΔVwthbase(一定値)よりも大きいか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ315に進んでカウンタTの値を「0」に初期化してステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
一方、CPU51はステップ310にて「Yes」と判定する場合、ステップ320に進んでカウンタTの値を「1」だけインクリメントする。即ち、カウンタTは、ステップ310の条件が成立している継続時間を表す。次いで、CPU51はステップ325に進み、カウンタTが判定基準値Trefより大きいか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ395に直ちに進む。
CPU51はステップ325にて「Yes」と判定する場合、ステップ330に進んで警報ランプ44に点灯信号を送出した後、ステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、ステップ310の条件が成立している継続時間が判定基準値Trefに対応する時間を超えた場合、最小車輪速度Vwminに対応する車輪**の車輪速度センサ41**の異常が検出されて、警報ランプ44が点灯する。
以上、説明したように、本発明の第1実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置10によれば、第3車輪速度Vwthirdと最小車輪速度Vwminの差がしきい値ΔVwthbase(一定値)よりも大きい状態が所定時間(判定基準値Trefに対応する時間)継続した場合、原則的に、最小車輪速度Vwminに対応する車輪**の車輪速度センサ41**の異常が検出される。
一方、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合のみ、係る車輪速度センサの異常検出が禁止される。これにより、タイヤ空気圧の低下により発生し得る空気圧低下車輪のロック傾向に起因して空気圧低下車輪の車輪速度センサの異常を誤検出することが確実に防止され得る。加えて、タイヤ空気圧の低下による車輪速度センサの異常の誤検出が発生し難い比較的路面摩擦係数μの大きい路面では車輪速度センサの異常検出の禁止が解除されるから、車輪速度センサの異常が検出される機会の減少を抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置について説明する。この第2実施形態は、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合において、車輪速度センサの異常検出を禁止することに代えて、「第3車輪速度Vwthirdと最小車輪速度Vwminの差」と比較されるしきい値ΔVwthをタイヤ空気圧の低下の程度に応じて変更する点のみが上記第1実施形態と異なっている。以下、第2実施形態の実際の作動を通して係る相違点を中心に説明していく。
この装置のCPU51は、第1実施形態のCPU51が実行する図2、図3に示したルーチンに代えて、図3に示したルーチンに対応する図4にフローチャートにより示したルーチンと、図5にフローチャートにより示したルーチンを所定時間の経過毎にそれぞれ繰り返し実行する。先ず、図4のルーチンについて説明する。図4のルーチンにおいて図3のルーチンのステップと同じ処理を行うステップについては図3のルーチンのステップ番号を使用することでその説明に代える。
図4のルーチンは、図5のルーチンを実行するためのステップ405が挿入された点、及び、図3のステップ310に対応するステップ410にて「第3車輪速度Vwthirdと最小車輪速度Vwminの差」と比較される値がステップ310におけるしきい値Vwthbase(一定値)から図5のルーチンにて決定されるしきい値ΔVwthに変更された点のみが図3のルーチンと異なる。従って、図4のルーチンの詳細な説明は省略する。
次に、図5に示したルーチンについて説明する。CPU51は、図4のステップ405を経由して図5に示したしきい値ΔVwthを決定するためのルーチンの処理をステップ500から開始する。即ち、CPU51はステップ500からステップ505に進むと、先のステップ205と同様、ガス圧センサ42**から車輪**のタイヤ空気圧P**をそれぞれ取得する。次に、CPU51はステップ510に進み、先のステップ210と同様、空気圧低下車輪が存在するか否かを判定する。
CPU51はステップ510にて「Yes」と判定する場合、ステップ515に進んで、先のステップ215と同様、路車間通信装置43から得られる情報に基づいて現在走行している路面の路面摩擦係数μを取得する。続いて、CPU51はステップ520に進んで、先のステップ220と同様、現在走行している路面が上記低μ路面であるか否かを判定する。
CPU51はステップ520にて「Yes」と判定する場合、ステップ525に進んで空気圧低下車輪の空気圧低下割合R(%)を取得する。空気圧低下割合Rは、タイヤ空気圧の正常範囲の下限値をP0、空気圧低下車輪のタイヤ空気圧をP1とすると、下記(1)式にて定義される。
R=(P0−P1)/P0 ・・・(1)
続いて、CPU51はステップ530に進んで、ステップ525にて求めた空気圧低下割合Rと、図6にグラフにて示した空気圧低下割合Rとしきい値ΔVwthとの関係を規定するテーブルMapΔVwth(R)とに基づいてしきい値ΔVwthを求めた後、ステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、しきい値ΔVwthは、上記値ΔVwthbase以上であって、空気圧低下割合Rが大きいほどより大きい値に設定される。
一方、CPU51はステップ510、或いはステップ520にて「No」と判定する場合、ステップ535に進んで、しきい値ΔVwthを上記値ΔVwthbaseと等しい値に設定した後、ステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、しきい値ΔVwthは、通常は、上記第1実施形態で使用されていた上記値ΔVwthbaseに固定される。一方、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合、上記値ΔVwthbase以上であって、空気圧低下車輪の空気圧低下割合Rが大きいほどより大きい値に設定される。換言すれば、空気圧低下割合Rが大きいほど図4のステップ410の条件が成立し難くなるから、車輪速度センサの異常が検出され難くなる。なお、しきい値ΔVwthは、空気圧低下割合Rが所定値以上のとき、図4のステップ410の条件が実質的に成立し得ない程度に十分に大きい値(例えば、「∞」)に設定してもよい。これにより、空気圧低下割合Rが所定値以上のとき、車輪速度センサの異常検出が実質的に禁止される。
以上、説明したように、本発明の第2実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置によれば、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合、空気圧低下割合Rが大きいほど、しきい値ΔVwthが大きくされる(即ち、車輪速度センサの異常検出を制限する程度が大きくされる)。
従って、タイヤ空気圧の低下の程度が小さくて(空気圧低下割合Rが小さくて)タイヤ空気圧の低下による車輪速度センサの異常の誤検出が発生し難い場合においては車輪速度センサの異常検出に不必要に大きい制限が加えられることが防止される。加えて、タイヤ空気圧の低下の程度が大きくて(空気圧低下割合Rが大きくて)タイヤ空気圧の低下による車輪速度センサの異常の誤検出が発生し易い場合においては空気圧低下車輪の車輪速度センサの異常を誤検出することが確実に抑制され得る。
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態においては、空気圧低下車輪が存在していて、且つ、現在走行している路面が低μ路面である場合にのみ、車輪速度センサの異常検出に制限を加えているが、空気圧低下車輪が存在している場合、現在走行している路面が低μ路面であるか否かにかかわらず、車輪速度センサの異常検出に制限を加えるように構成してもよい。換言すれば、図2のステップ215、220、或いは、図5のステップ515、520を削除してもよい。
また、上記各実施形態においては、車輪速度センサとして磁気ピックアップ式(コイル式)のセンサが採用されているが、ホール素子や磁気抵抗素子(MR素子)等の半導体磁気センサ、光センサ(光素子)等のように、センサに異常が発生すると車輪速度が正常値よりも小さめに検出される傾向があるセンサであれば何れのタイプのセンサが採用されてもよい。
加えて、上記各実施形態においては、車輪速度センサの異常が検出された場合に点灯する警報ランプ44が備えられているが、空気圧低下車輪が検出された場合に点灯する警報ランプを別途設けてもよい。
本発明の第1実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置を含んだ車両制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図1に示したCPUが実行する車輪速度センサ異常判定の可否判定を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 図1に示したCPUが実行する車輪速度センサ異常判定を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置のCPUが実行する車輪速度センサ異常判定を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置のCPUが実行するしきい値を決定するためのルーチンを示したフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る車輪速度センサ異常検出装置のCPUが参照する空気圧低下割合としきい値との関係を規定するテーブルを示したグラフである。
符号の説明
10…車両制御装置、41**…車輪速度センサ、42**…ガス圧センサ、43…路車間通信装置、50…電子制御装置、51…CPU

Claims (5)

  1. 車輪の回転速度(Vwfr,Vwfl,Vwrr,Vwrl)を検出する車輪速度センサ(41fr,41fl,41rr,41rl)を備えた車両に適用され、
    少なくとも前記車輪速度センサ(41fr,41fl,41rr,41rl)により検出された前記車輪の回転速度(Vwfr,Vwfl,Vwrr,Vwrl)に基づいて前記車輪速度センサの異常を検出する異常検出手段(51,図3、図4のルーチン)を備えた車輪速度センサ異常検出装置であって、
    前記車輪のタイヤのガス圧の低下を検出するガス圧低下検出手段(51,210,510)と、
    前記タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出に制限を加える制限手段(51,図2のルーチン、405,410,図5のルーチン)と、
    を更に備えた車輪速度センサ異常検出装置。
  2. 請求項1に記載の車輪速度センサ異常検出装置であって、
    前記車両が走行している路面が氷上路を含む所定の低摩擦係数を有する路面であるか否かを判定する路面判定手段(51,215,515)と、
    前記車両が走行している路面が前記所定の低摩擦係数を有する路面でないと判定されたとき、前記制限手段による前記車輪速度センサの異常検出の制限を解除する制限解除手段(51,220,520)と、
    を更に備えた車輪速度センサ異常検出装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車輪速度センサ異常検出装置において、
    前記制限手段は、
    前記タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出を禁止するように(51,図2のルーチン)構成された車輪速度センサ異常検出装置。
  4. 請求項1又は請求項2に記載の車輪速度センサ異常検出装置において、
    前記制限手段は、
    前記タイヤのガス圧の低下の程度が大きいほど、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出を制限する程度を大きくするように(51,405,410,図5のルーチン)構成された車輪速度センサ異常検出装置。
  5. 車輪の回転速度(Vwfr,Vwfl,Vwrr,Vwrl)を検出する車輪速度センサ(41fr,41fl,41rr,41rl)を備えた車両に適用される車輪速度センサ異常検出用プログラムであって、
    少なくとも前記車輪速度センサ(41fr,41fl,41rr,41rl)により検出された前記車輪の回転速度(Vwfr,Vwfl,Vwrr,Vwrl)に基づいて前記車輪速度センサの異常を検出する異常検出ステップ(図3、図4のルーチン)と、
    前記車輪のタイヤのガス圧の低下を検出するガス圧低下検出ステップ(210,510)と、
    前記タイヤのガス圧の低下が検出されたとき、前記異常検出手段による前記車輪速度センサの異常検出に制限を加える制限ステップ(図2のルーチン、405,410,図5のルーチン)と、
    を備えた車輪速度センサ異常検出用プログラム。
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