JP2017529277A - 車輪回転数センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の車輪の回転数を取得するための車輪回転数センサ１００に関する。当該車輪回転数センサ１００は、駆動電圧が制御装置２０１によって印加可能である電圧入力部１０１と、投入電圧値を負荷抵抗値に応じて設定するように構成されている電気回路１０３と、前記駆動電圧が前記投入電圧値に到達したときに、前記車輪回転数センサ１００を通常運転に移行させるように構成されていて、且つ前記駆動電圧が遮断電圧値に到達したときに前記車輪回転数センサ１００を緊急運転に移行させるように構成されている駆動制御装置１０５とを有し、前記駆動電圧が、制御装置２０１によって前記車輪回転数センサ１００に印加可能であり、前記制御装置２０１が、或る負荷抵抗値を有する負荷抵抗器２０３を備える。

Description

本発明は、車輪回転数センサに関する。

多くの場合、自動車は、その自動車の車輪の回転数を取得するために車輪回転数センサを有する。駆動電圧が、制御装置によって当該車輪回転数センサに印加可能である。この場合、供給電圧が、自動車バッテリによってこの制御装置に供給される。特に、当該自動車が、ハイブリッド車として構成されている場合、当該自動車バッテリによって提供される供給電圧が、頻繁に変動する。このため、当該駆動電圧の変動が引き起こされ得る。したがって、当該車輪回転数センサの駆動が妨害され得る。

当該車輪回転数センサの駆動の妨害、すなわち欠陥を含む信号を回避するため、当該車輪回転数センサが、既定の第１閾値を下回るときに駆動電圧によって通常運転から所定の緊急運転に移行され得る。この緊急運転では、当該車輪回転数センサの機能が、制限又は停止されている。別の過程では、当該車輪回転数センサが、既定の第２閾値を上回るときに駆動電圧によって緊急運転から通常運転に戻るように移行され得る。この場合、通常運転と緊急運転との間の絶え間なく且つ望まない切り替えを回避するため、大抵は、当該既定の第２閾値は、当該既定の第１閾値よりも大きく選択される。しかしながら、当該既定のそれぞれの閾値は、多くの場合に経験的に決定される。このため、当該車輪回転数センサの駆動効率が、悪くなり得る。

独国特許出願公開第１０１４６９４９号明細書 米国特許出願公開第２０１０２７７２２４号明細書 欧州特許出願公開第１８９０１５９号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００４０５６５号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１１０３１７２号明細書

本発明の課題は、より効率の良い車輪回転数センサを提供することにある。

この課題は、独立請求項に記載の特徴を有する対象によって解決される。本発明の好適な実施の形態は、図面、明細書及び従属請求項に記載されている。

本発明の１つの観点によれば、この課題は、自動車の車輪の回転数を取得するための車輪回転数センサによって解決される。この場合、車輪回転数センサは、駆動電圧が制御装置によって印加可能である電圧入力部と、投入電圧値を負荷抵抗値に応じて設定するように構成されている電気回路と、当該車輪回転数センサを当該投入電圧値の到達時に当該駆動電圧によって通常運転に移行させるように構成されていて、且つ当該車輪回転数センサを遮断電圧値の到達時に当該駆動電圧によって緊急運転に移行させるように構成されている駆動制御装置とを有する。この場合、当該駆動電圧が、制御装置によって当該車輪回転数センサに印加可能である。そしてこの場合、当該制御装置が、或る負荷抵抗値を有する負荷抵抗器を備える。これによって、当該車輪回転数センサの駆動が、使用される当該制御装置に適合され得るという利点が達成される。

当該自動車は、乗用車、貨物自動車、オートモビル、オートバイ、電気自動車又はハイブリッド車のようなハイブリッド自動車でもよい。さらに、当該車輪回転数センサは、ホールセンサ、磁気抵抗センサ及び／又は光学センサを有してもよい。さらに、当該自動車の車輪は、磁気変換器リング及び／又は穿孔ディスクエッジを有してもよい。さらに、当該車輪回転数センサの機能が、この車輪回転数センサの緊急運転中に制限又は停止されてもよい。

当該負荷抵抗値は、当該制御装置の内部抵抗又は信号源インピーダンスでもよい。例えば、当該負荷抵抗値は、１０Ω、３５Ω、５０Ω、７５Ω、１００Ω、１１５Ω又は３００Ωである。さらに、当該車輪回転数センサは、当該負荷抵抗値を取得するための取得装置を有してもよい。さらに、当該車輪回転数センサは、当該負荷抵抗値を設定するために、プログラミングインタフェース又はデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）である切替素子のような駆動素子を有してもよい。さらに、負荷抵抗値は、当該車輪回転数センサのメモリ内に事前記憶されてもよい。

当該駆動電圧１Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ、３０Ｖ、３５Ｖ、４０Ｖ、４５Ｖ又は５０Ｖでもよい。当該遮断電圧値が、予め設定されてもよい。例えば、当該遮断電圧値は、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、６Ｖ、７Ｖ、８Ｖ、９Ｖ又は１０Ｖである。さらに、当該投入電圧値は、０．５Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ又は５０Ｖでもよい。

好適な１つの実施の形態では、電気回路が、プロセッサによって構成されている。これによって、当該電気回路が、安価に提供され得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、電流を回転数に関係ない電流値で、特に一定の電流値で出力するように、緊急運転中の当該車輪回転数センサが構成されている。これによって、当該緊急運転が、当該制御装置によって効率良く検出され得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、電流を車輪の回転数に依存する電流値で出力するように、緊急運転中の当該車輪回転数センサが構成されている。これによって、当該制御装置が、車輪の回転数を効率良く取得し得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、当該投入電圧値を当該遮断電圧値に応じて設定するように、当該電気回路がさらに構成されている。これによって、当該車輪回転数センサの駆動が、最適化され得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、当該遮断電圧値を当該負荷抵抗値に応じて設定するように、当該電気回路がさらに構成されている。これによって、当該車輪回転数センサの駆動が、当該制御装置に効率良く適合され得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、当該投入電圧値Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}及び／又は当該遮断電圧値Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}を以下の式：
Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}−Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}＝（Ｉ_Ｈ−Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}）＊Ｒ_Ｌ
に基づいて設定するように、当該電気回路が構成されている。

この場合、Ｒ_Ｌは、負荷抵抗値である。この場合、Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}は、車輪回転数センサの緊急運転中の、回転数に依存しない、特に一定の電流値である。そしてこの場合、Ｉ_Ｈは、車輪回転数センサの緊急運転中の最大電流値である。これによって、当該
投入電圧値及び／又は当該遮断電圧値が、効率良く設定されるという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、当該投入電圧値と当該遮断電圧値との間の差ΔＶ_Ｂを以下の式：
ΔＶ_Ｂ＝（Ｉ_Ｈ−Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}）＊Ｒ_Ｌ；
に基づいて設定するように、当該電気回路がさらに構成されている。

この場合、Ｒ_Ｌは、負荷抵抗値である。この場合、Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}は、車輪回転数センサの緊急運転中の、回転数に依存しない、特に一定の電流値である。そしてこの場合、Ｉ_Ｈは、車輪回転数センサの通常運転中の最大電流値である。これによって、当該投入電圧値が、効率良く設定され得るという利点が奏される。

好適な別の１つの実施の形態では、当該車輪回転数センサが、負荷抵抗値を入力するためのプログラミングインタフェースを有して構成されている。これによって、当該負荷抵抗値が、効率良く設定され得るという利点が奏される。

本発明の別の１つの観点によれば、本発明の課題は、車輪回転数センサと、或る負荷抵抗値を有する負荷抵抗器を備える制御装置とを装備した車輪回転数センサ装置によって解決される。この場合、駆動電圧を電圧入力部に印加するように、当該制御装置が、当該車輪回転数センサの当該電圧入力部に接続されていて且つ構成されている。これによって、車輪回転数センサ装置が、効率の良い駆動で提供され得るという利点が奏される。

好適な１つの実施の形態では、当該制御装置は、入力電圧が印加可能である入力端子と、駆動電圧を出力するための出力端子とを有する。この場合、当該出力端子が、当該電圧入力部に電気接続されている。これによって、効率の良い制御装置が使用され得るという利点が奏される。

本発明の実施の形態が、図面中に示されていて、以下に詳しく説明する。

１つの実施の形態による車輪回転数センサの概略図である。 １つの実施の形態による車輪回転数センサ装置の概略図である。 車輪回転数センサの動作範囲を説明するための概略的な電圧−電流グラフである。

図１は、１つの実施の形態による車輪回転数センサ１００の概略図である。この車輪回転数センサ１００は、電圧入力部１０１、電気回路１０３及び駆動制御装置１０５を有する。

車輪回転数センサ１００は、自動車の車輪の回転数を取得するために、駆動電圧が制御装置によって印加可能である電圧入力部１０１と、投入電圧値を負荷抵抗値に応じて設定するように構成されている電気回路１０３と、車輪回転数センサ１００を当該投入電圧値の到達時に当該駆動電圧によって通常運転に移行させるように構成されていて、且つ車輪回転数センサ１００を遮断電圧値の到達時に当該駆動電圧によって緊急運転に移行させるように構成されている駆動制御装置１０５とによって構成され得る。この場合、駆動電圧が、制御装置によって車輪回転数センサ１００に印加可能である。そしてこの場合、当該制御装置が、負荷抵抗値を有する負荷抵抗器を備える。

当該自動車は、乗用車、貨物自動車、自動車、オートバイ、電気自動車又はハイブリッド車のようなハイブリッド自動車でもよい。さらに、車輪回転数センサ１００は、ホールセンサ、磁気抵抗センサ及び／又は光学センサを有してもよい。さらに、当該自動車の車輪は、磁気変換器リング及び／又は穿孔ディスクエッジを有してもよい。さらに、車輪回転数センサ１００の機能が、この車輪回転数センサ１００の緊急運転中に制限又は停止されてもよい。

当該負荷抵抗値は、当該制御装置の内部抵抗又は信号源インピーダンスでもよい。例えば、当該負荷抵抗値は、１０Ω、３５Ω、５０Ω、７５Ω、１００Ω、１１５Ω又は３００Ωである。さらに、車輪回転数センサ１００は、当該負荷抵抗値を取得するための取得装置を有してもよい。さらに、車輪回転数センサ１００は、当該負荷抵抗値を設定するために、プログラミングインタフェース又はデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）である切替素子のような駆動素子を有してもよい。さらに、負荷抵抗値は、車輪回転数センサ１００のメモリ内に事前記憶されてもよい。

当該駆動電圧１Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ、３０Ｖ、３５Ｖ、４０Ｖ、４５Ｖ又は５０Ｖでもよい。当該遮断電圧値が、予め設定されてもよい。例えば、当該遮断電圧値は、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、６Ｖ、７Ｖ、８Ｖ、９Ｖ又は１０Ｖである。さらに、当該投入電圧値は、０．５Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ又は５０Ｖでもよい。

好適な１つの実施の形態では、電気回路１０３が、プロセッサによって構成されている。

好適な別の１つの実施の形態では、電流を回転数に関係ない電流値で、特に一定の電流値で出力するように、緊急運転中の車輪回転数センサ１００が構成されている。

好適な別の１つの実施の形態では、電流を車輪の回転数に依存する電流値で出力するように、通常運転中の車輪回転数センサ１００が構成されている。

図２は、１つの実施の形態による車輪回転数センサ装置２００の概略図である。この車輪回転数センサ装置２００は、車輪回転数センサ１００と、負荷抵抗値がＲ_Ｌである負荷抵抗器２０３を有する制御装置２０１とを備える。

電圧Ｖ_Ｂが、車輪回転数センサ１００の電圧入力部１０１のような複数の接続電極間に印加される。電圧Ｕ_Ｂが、自動車バッテリのような自動車バッテリによって全システム又は車輪回転数センサ装置２００に供給される。制御装置２０１の内部抵抗が、負荷抵抗値Ｒ_Ｌを有する負荷抵抗器２０１によって示されている。車輪回転数センサ１００からの電流Ｉが、通常運転中に、プロトコル機能を有しない車輪回転数センサ１００又は標準センサの場合は電流レベルＩ_Ｌ／Ｉ_Ｈに変調され、プロトコル機能を有する車輪回転数センサ１００の場合はＩ_Ｌ／Ｉ_Ｍ／Ｉ_Ｈに変調される。

図３は、車輪回転数センサ１００の動作範囲を説明するための概略的な電圧−電流グラフである。この電圧−電流グラフ３００は、車輪回転数センサ１００の動作範囲である「通常運転」及び「低電圧」を示す。この場合、電流Ｉが、電圧Ｖ_Ｂに対してプロットされている。

電圧Ｖ_Ｂが、遮断閾値としての遮断電圧値Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}を下回ると、車輪回転数センサ１００の正確な機能がもはや保証され得ない。誤作動を回避するため、車輪回転数センサ１００が、一定の低電圧電流レベルＩ_{ＲＥＳＥＴ}に移行する。電圧Ｖ_Ｂが、投入閾値としての投入電圧値Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}を上回るときに初めて、この動作状態が、元の状態へ移行される。差ΔＶ_Ｂ＝Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}−Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}を電圧ヒステリシスとして導入することによって、Ｖ_Ｂが、遮断閾値Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}の範囲内に持続して存在するときに、車輪回転数センサ１００の絶え間なく且つ望まない投入及び遮断が回避され得る。

当該差ΔＶ_Ｂ又は当該電圧ヒステリシスは、負荷抵抗器Ｒ_Ｌに依存し、以下の関係：
ΔＶ_Ｂ＝（Ｉ_Ｈ−Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}）・Ｒ_Ｌ
にしたがって算出され得る。

好適な１つの実施の形態によれば、耐低電圧性に対する車輪回転数センサ１００の十分なロバスト性を可能にするように、差ΔＶ_Ｂ又は電圧ヒステリシスを設定するため、当該用途で最も頻繁に発生する負荷抵抗値Ｒ_Ｌが採用され得る。様々な制御装置２０１の負荷抵抗値は異なるので、小さい負荷抵抗器を有する制御装置２０１を備えるシステム内に組み込まれた車輪回転数センサ１００が、大きい差ΔＶ_Ｂとしての大きい電圧ヒステリシスと、大きい投入電圧Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}とを有し得る。

好適な別の１つの実施の形態によれば、差ΔＶ_Ｂ又は電圧ヒステリシス、すなわち投入電圧Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}が、プログラミング可能に実装され得る。したがって、それぞれのアプリケーションごとに、当該電圧ヒステリシスΔＶ_Ｂ、すなわち投入電圧Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}が、制御装置２０１に最適に適合されて設定され得る。これによって、車輪回転数センサ装置２００又は全システムの改良されたロバスト性が、低い電圧レベルに対して達成され得る。

１００ 車輪回転数センサ
１０１ 電圧入力部
１０３ 電気回路
１０５ 駆動制御装置
２００ 車輪回転数センサ装置
２０１ 制御装置
２０３ 負荷抵抗器
３００ 電圧−電流グラフ
Ｉ 電流
Ｖ_Ｂ 電圧
Ｕ_Ｂ 自動車バッテリ電圧
Ｉ_{ＲＥＳＥＴ} 電流値
Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ} 遮断電圧値
Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ} 投入電圧値
ΔＶ_Ｂ 差

Claims (10)

1. 自動車の車輪の回転数を取得するための車輪回転数センサ（１００）において、
   当該車輪回転数センサ（１００）は、
   駆動電圧が制御装置（２０１）によって印加可能である電圧入力部（１０１）と、
   投入電圧値を負荷抵抗値に応じて設定するように構成されている電気回路（１０３）と、
   前記駆動電圧が前記投入電圧値に到達したときに、前記車輪回転数センサ（１００）を通常運転に移行させるように構成されていて、且つ前記駆動電圧が遮断電圧値に到達したときに、前記車輪回転数センサ（１００）を緊急運転に移行させるように構成されている駆動制御装置（１０５）とを有し、
   前記駆動電圧が、制御装置（２０１）によって前記車輪回転数センサ（１００）に印加可能であり、
   前記制御装置（２０１）が、或る負荷抵抗値を有する負荷抵抗器（２０３）を備える当該車輪回転数センサ（１００）。
2. 電流を回転数に依存しない電流値で、特に一定の電流値で出力するように、前記緊急運転中の前記車輪回転数センサ（１００）が構成されている請求項１に記載の車輪回転数センサ（１００）。
3. 電流を車輪の回転数に依存する電流値で出力するように、前記通常運転中の前記車輪回転数センサ（１００）が構成されている請求項１又は２に記載の車輪回転数センサ（１００）。
4. 前記投入電圧値を前記遮断電圧値に応じて設定するように、前記電気回路（１０３）は、さらに構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）。
5. 前記遮断電圧値を前記負荷抵抗値に応じて設定するように、前記電気回路（１０３）は、さらに構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）。
6. 前記投入電圧値Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}及び／又は前記遮断電圧値Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}を以下の式：
   Ｖ_{Ｂ，ＡＵＳ}−Ｖ_{Ｂ，ＥＩＮ}＝（Ｉ_Ｈ−Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}）＊Ｒ_Ｌ
   に基づいて設定するように、前記電気回路（１０３）は構成されていて、
   Ｒ_Ｌは、前記負荷抵抗値であり、Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}は、前記車輪回転数センサの前記緊急運転中の、回転数に依存しない、特に一定の電流値であり、Ｉ_Ｈは、前記車輪回転数センサ（１００）の前記通常運転中の最大電流値である請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）。
7. 前記投入電圧値と前記遮断電圧値との間の差ΔＶ_Ｂを以下の式：
   ΔＶ_Ｂ＝（Ｉ_Ｈ−Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}）＊Ｒ_Ｌ；
   に基づいて設定するように、前記電気回路（１０３）はさらに構成されていて、
   Ｒ_Ｌは、前記負荷抵抗値であり、Ｉ_{ＲＥＳＥＴ}は、前記車輪回転数センサ（１００）の前記緊急運転中の、回転数に依存しない、特に一定の電流値であり、Ｉ_Ｈは、前記車輪回転数センサ（１００）の前記通常運転中の最大電流値である請求項１〜６のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）。
8. 前記負荷抵抗値を入力するためのプログラミングインタフェースを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車輪回転数センサ（１００）と、或る負荷抵抗値を有する負荷抵抗器（２０３）を備える制御装置（２０１）とを装備した車輪回転数センサ装置（２００）において、
   前記制御装置（２０１）が、前記車輪回転数センサ（１００）の前記電圧入力部（１０１）に接続されていて且つ駆動電圧を電圧入力部（１００）に印加するように構成されている当該車輪回転数センサ装置（２００）。
10. 前記制御装置（２０１）は、入力電圧が印加可能である入力端子と、前記駆動電圧を出力するための出力端子とを有し、前記出力端子が、前記電圧入力部に電気接続されている請求項９に記載の車輪回転数センサ装置（２００）。

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