JP2588219B2 - 車輸速センサの検出値補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両等に備えられた車輪速センサの検出値
補正装置に関し、特に、車輪の回転速度に応じたパルス
周期信号を出力する車輪速センサのパルス抜けや外部雑
音の重畳等による誤った検出信号を補正して車輪速情報
の信頼性を高め、例えばアンチスキッドブレーキシステ
ムの誤動作を防止した車輪速センサの検出値補正装置に
関する。

（従来の技術） 一般に、パニックブレーキング等の急制動時には車輪
がロックしやすく、操縦性の喪失や制動距離の増大など
危険な状態を招来する。このような状態を防止するもの
として、近時、いわゆるアンチスキッドブレーキシステ
ムが実用化されている。

従来のこの種のアンチスキッドブレーキシステムとし
ては、例えば特公昭51−6305号公報に記載されたものが
あり、このシステムでは、車体加速度を検出する加速度
センサと、車輪速度を検出する車輪速センサとを備え、
検出された車体加速度と車輪速度とに基づいて、推定車
体速度を求めるとともに、さらに、次式に従って車輪
と路面間の滑りの大きさ（いわゆるスリップ率S_R）を演
算する。

一般に、スリップ率S_Rが0.15付近では、制動の効率を
表すいわゆる制動抵抗系数が最大値を示すことが知られ
ており、このS_Rを0.15付近に維持することで、制動距離
の短縮や、スキッド回避による操縦安定性の確保を図る
ことができる。すなわち、アンチスキッドブレーキシス
テムは、制動時、上記車体加速度および車輪速度をリア
ルタイムで検出して、このときのS_Rを演算して、このS_R
の値が0.15付近となるように、ブレーキ液圧を増減操作
するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のアンチスキッドブレ
ーキシステムにあっては、その車輪速センサが車輪と一
体的に回転し、外周に多数の凹凸が形成されたセンサロ
ータと、センサロータの凹凸と接近してアクスル側に取
り付けられ、磁束を発生するセンサ本体と、を有し、車
輪と一体に回転するセンサロータの凹凸により磁束を変
化させ、この磁束の変化から車輪速に応じた周波数の信
号を発生するとともに、発生した信号を直接、アンチス
キッドブレーキシステムの制御パラメータとする構成と
なっていたため、例えば、何らかの原因で磁束が乱調さ
れたり、あるいは電気的な外部雑音が印加された場合、
これらの外乱によって車輪速センサは実際の車輪速と異
なった周波数の信号を出力してしまい、その結果、アン
チスキッドブレーキシステムが誤動作するといった問題
点があった。

（発明の目的） そこで本発明は、検出された車輪速の時間的な変化量
（すなわち、加速度や加々速度）が、所定の制限値（上
限基準値）を超過した場合、超過分を制限することによ
り、外乱の影響を受けて異常となった車輪速を補正し、
車輪速情報の信頼性を高めてアンチスキッドブレーキシ
ステムの誤動作を防止することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明による車輪速センサの検出値補正装置は上記目
的達成のため、この基本概念図を第１図に示すように、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段ａと、検出さ
れた回転速度が少なくとも所定の一検出周期の間保持す
る回転速度保持手段ｂと、今回および先に検出された回
転速度に基づいて車輪の回転加速度を演算する加速度演
算手段ｃと、演算された回転加速度を少なくとも所定の
一検出周期の間保持する加速度保持手段ｄと、今回およ
び一検出周期前に演算された回転加速度に基づいて車輪
の回転加々速度を演算する加々速度演算手段ｅと、回転
加々速度の上限基準値を設定する設定手段ｆと、演算さ
れた回転加々速度の大きさが上限基準値よりも大きいと
き、今回演算された回転加速度の補正を指令する指令手
段ｇと、指令手段ｇから指令が出力されたとき、一検出
周期前に演算された回転加速度を参考にして今回演算さ
れた回転加速度の大きさを減少補正する補正手段ｈと減
少補正された回転加速度に前記一検出周期時間を乗じた
値に相当する回転速度の差分値と一検出周期前の回転速
度とを加算し、車輪速度値信号として出力する出力手段
ｉと、を備えている。

（作用） 本発明では、車輪の回転速度から求められた回転速度
の変化量（すなわち、加速度や加々速度）が上限基準値
を超えたとき、一検出周期前の加速度や上限基準値を参
考にして超過分が制限され、今回演算された加速度が減
少補正される。そして、この減少補正された加速度に先
回の車輪速度値信号が加算され、今回の車輪速度値信号
として出力される。

したがって、検出された車輪の回転速度が外乱等によ
って大きく変化した場合でも、この変化分は制限されて
出力に現れないので、信頼性の高い車輪速度信号を得る
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２〜６図は本発明に係る車輪速センサの検出値補正
装置の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１は車輪速
センサであり、車輪速センサ１は車輪（図示しない）と
一体的に回転するセンサロータ２と、センタロータ２の
凹凸2aに接近して配されたセンサ本体３と、を有してい
る。センサ本体３は磁束を発生する磁石を内蔵し、セン
サロータ２の回転に伴う凹凸2aの移動速度に応じた磁束
の変化を、正弦波電圧信号S₁に変えて車輪速度演算器４
に出力する。車輪速演算器４正弦波電圧信号S₁を矩形波
信号（パルス）に整形し、このパルス周期の逆数を現在
の車輪回転速度を表す車輪速信号Ｖωinとして車輪速フ
ィルタ５に出力する。なお上記車輪速センサ１および車
輪速演算器４は車輪速検出手段６を構成している。

車輪速フィルタ５は回転速度保持手段、加速度演算手
段、加速度保持手段、加々速度演算手段、設定手段、指
令手段、補正手段および出力手段としての機能を有し、
マイクロコンピュータ等により構成されている。マイク
ロコンピュータは、例えば、所定のプログラム遂次実行
して車輪速センサの検出値補正処理を行う処理装置と、
後述する所定のプログラムを格納するROMと、処理の経
過に従って変数が書き替えられる変数テーブルが割り当
てられたRAMと、車輪速演算器４からの車輪速信号Ｖωi
nが入力されるとともに、処理結果としての車輪速度値
信号Ｖωが出力されるI/Oポートと、を含んで構成され
ている。

一方、７は前後方向の車体加速度Ｇを検出する車体前
後方向加速度センサであり、車体前後方向加速度センサ
７で検出された車体加速度Ｇは積分器８に出力される。
積分器８はブレーキペダルスイッチ９からのペダルの踏
み込みを示すスイッチ信号S₂に従って、車輪速フィルタ
５からの車輪速度値信号Ｖωを取り込み、このときの車
輪速度値信号Ｖωを初期値として以降に入力される車体
加速度Ｇを積分し、車体の速度に略等しい推定車体速度
V_Fをアンチスキッド制御コントローラ（以下、A/Sコン
トローラという）10に出力する。

A/Sコントローラ10はブレーキペダルスイッチ９から
のスイッチ信号S₂に依って制動操作が開始されたことを
知り、この制動操作期間中、以下の動作を実行する。す
なわち、推定車体速度V_Fと車輪速度値信号Ｖωに基づい
てスリップ率S_Rを演算し（前式参照）、このスリップ
率S_Rから、制御対象車輪と路面間の滑り状態を推定して
ブレーキ液圧を操作する３種の操作信号S_CNT（増圧信号
Ａ、保持信号Ｂ、減圧信号Ｃ）の何れかをアクチュエー
タ11に出力する。すなわち、緩制動時には車輪がスキッ
ドしないので増圧信号Ａを出力して通常のブレーキ動作
とし、また、急制動時にはスキッドの可能性があるの
で、スリップ率S_Rが所定の範囲に収まるように保持信号
Ｂあるいは減圧信号Ｃを適宜出力する。

アクチュエータ11はA/Sコントローラ10からの操作信
号S_CNTに従って動作し、図示しないマスタシリンダから
のブレーキ液圧を増圧し、保持し、減圧してホイールシ
リンダ12に供給する。ホイールシリンダ12は車輪と一体
的に回転するブレーキディスク13と、アクチュエータ11
からのブレーキ液圧に応じた力でブレーキディスク13に
摩擦係合し、このブレーキディスク13を介して車輪に制
動力を与えるブレーキパッドを有するシリンダ部14と、
を含んで構成されている。なお、ブレーキディスク13は
各輪に設けられているが、ここではそのうちの一つを代
表して示している。

次に、作用を説明する。

第３図は車輪速センサの検出値補正処理プログラムの
フローチャートであり、本プログラムは車輪速度フィル
タ５内の図示しないROMに格納され、所定の演算周期毎
に実行される。

以下、第３図のプログラムステップに従って動作を説
明する。

なお、以下の説明で用いられる変数名とその内容の一
覧は次表１のとおりとなる。

今回の演算周期がタイマ割り込み等によって開始され
ると、まず、P₁で、次式に従って現在の車輪速信号Ｖ
ωinと先回の車速速度値信号Ｖωとの差分値を演算し、
この値を現在の車輪加速度ωinとする。

ωin←Ｖωin−Ｖω …… なお、式から理解されるように、現在の車輪加速度
ωinが加速を表している場合にはその極性が〔正〕と
なり、減速を表している場合は〔負〕となる。

次いで、P₂では、P₁で演算したωinの値をもって補
正用加速度ωを更新する。P₃では、次式に従って先
回の車輪速度値信号Ｖω_-1と先々回の車輪速度値信号Ｖ
ω_-2との差分値を演算し、この値を先回の車輪加速度
ω_-1とする。

ω_-1←Ｖω_-1−Ｖω_-2 …… なお、式から理解されるように、ω_-1が加速を表
している場合には、その極正が〔正〕となり、減速を表
している場合には〔負〕となる。

P₄では、ω_-1およびωinの極性を点検して車両の
走行状態が、加速→加速（あるいは減速→減速）、加速
→減速（あるいは減速→加速）かを判別する。具体的に
は、次式を実行し、その解が０以下か否かを判別す
る。

ω_-1×ωin＜０ …… すなわち、０以下の場合は、ω_-1およびωinの一
方が〔負〕極性であり、この場合先回と今回の演算周期
間で加速→減速（あるいは減速→加速）へと走行状態が
変化したことを示し、０以下でない場合は、ω_-1およ
びωinの双方が〔正〕極性かまたは〔負〕極性であ
り、この場合、走行状態が加速→加速（あるいは減速→
減速）にあることを示している。

走行状態が変化しない場合 まず、P₅で次式に従って減速中におけるマイナス方
向の加速度の差分値（減速加々速度に相当）の大きさが
所定の制限値L₁（L₁の大きさは一演算周期間で例えば1k
m/hに相当する大きさ）を超えたか否かを判別する。

ω_-1−ω＜L₁ …… すなわち、走行状態が変化しない場合で、かつ、減速
中の場合はω_-1およびωが共に〔負〕極性であるか
ら、上式の演算結果（減速方向の加々速度の大きさ）
は、減速度の変化が大きい程正方向に大きくなり、この
加々速度がL₁が超えるような大きなものであるとき、何
らかの外乱等が発生したとして、P₆で次式を実行し、
ω_-1にL₁を加えた値までωの値を制御する。

ω←ω_-1−L₁ …… すなわち、減速中のω_-1は〔負〕極性なので、この
（−）ω_-1に−L₁を加えることにより、これらが加算
され、ωの値はωinから減少補正されたωへと更
新される。

一方、状態が変化せず、かつ、加速中の場合は、P₅の
NO命令からP₇に進み、P₇で次式に従って加速中におけ
る加速度の加速度（加々速度）の大きさが所定の制限値
L₁を超えたか否かを判別する。

ω−ω_-1＜L₁ …… すなわち、走行状態が変化しない場合で、かつ、加速
中の場合は、ωおよびω_-1が共に〔正〕極性である
から、上式の演算結果（＝加速方向の加々速度）は加
速度の変化が大きい程正方向に大きくなり、この加々速
度がL₁を超えるような大きなものであるとき、何らかの
外乱等が発生したとして、P₈で次式を実行し、ω_-1
にL₁を加えた値までωの値を制限する。

ω←ω_-1＋L₁ …… 第４図は、上記P₅〜P₈までの動作を説明する図であ
る。第４図において、図の上半分は加速→加速における
動作（すなわち、P₇、P₈の動作）を示し、図の下半分は
減速→減速における動作（すなわち、P₅、P₆の動作）を
示している。また、２重の黒丸は過去のω_-nを表し、
図中左方向に向かってω_-1、ω_-2……と順に過去に
逆向している。さらに、白丸は今回の制限前のωを表
し、黒丸は制限後のωを表している。

いま、加速→加速時において、今回のωがL₁を超え
た制御領域内に存在している場合には、何かの外乱によ
り異常な検出が行われたとして、このときのωをω
_-1にL₁を加えた制限値まで制限する。一方、減速→減速
時も同様にして、今回のωが制限領域に存在すると、
何らかの外乱により異常な検出が行われたとして、この
ときのωをω_-1にL₁を加えた制限値まで制限する。
すなわち、ω_-1にL₁を加えた制限値が上限基準値とな
る。なお、L₁の値は車両の加減速性能等を考慮して実験
等によって適値に選定されたものであり、本実施例で一
演算周期当たり1km/hとしているがこの値に限定されな
いことは勿論である。

このようにして、上限基準値により制限されたωは
P₉〜P₁₂において、所定の制限値L₂（L₂の大きさは一演
算周期で例えば、3.5km/hに相当する大きさ）による制
限を受ける。すなわち、P₉で加速→加速時のωがL₂を
超えたか否かを判別し、超えた場合にはP₁₀でωの値
をL₂に制限する。また、減速→減速時のωは、P₁₁でL
₂と比較され、超えた場合にはP₁₂でωの値をL₂に制限
する。

第５図は、P₉〜P₁₂の動作を説明する図である。加速
→加速時において、〔正〕極性のωはこれも〔正〕極
性のL₂と比較され、ω＞L₂のとき、ω←L₂に制限さ
れる。また、減速→減速時において、〔負〕極性のω
はこれも〔負〕極性のL₂と比較され、−ω＞−L₂のと
き、ω←−L₂に制限される。

走行状態が変化した場合 一方、前述のP₄で加速→減速（あるいは減速→加速）
へと走行状態が変化した場合、ωはP₁₃〜P₁₇で所定の
制限値L₃の制限を受ける。なお、L₃の大きさは一演算周
期間で例えば1km/hに相当する大きさに設定されてい
る。

まず、P₁₃でＶω_-1とＶωinとを比較して現在の走行
状態が加速か否かを判別する。すなわち、Ｖω_-1＜Ｖω
inのときは、現在の車輪速度が過去よりも大であり、こ
の場合、減速→加速へと走行状態が変化している。そし
て、このような加速時、P₁₄でωがL₃を超えているか
否かを判別し、超えている場合、ωをL₃で制限する。
また、走行状態が加速→減速の場合には、P₁₆で〔負〕
極性のωが〔負〕極性のL₃を超えているか否かを判別
し、超えている場合、ω←−L₃を実行してL₃で制限す
る。

第６図は上記P₁₄〜P₁₇の動作を説明するための図であ
る。減速→加速時において、白丸で示すωがL₃を超え
て変化した場合には、外乱ありとしてL₃に制限され、同
様に、加速→減速時においても、白丸で示すωがL₃を
超えて変化した場合には、外乱ありとしてL₃に制限され
る。

以上のように、走行状態に応じてL₁〜L₃による制限を
受けたωは、P₁₈でωinと絶対値比較され、｜ω
｜＜｜ωin|の場合にはωinの値が信頼できないと
して、P₁₉で信頼できる方のωをω_-1を代入する。
これに対し、｜ω｜＞｜ωin|の場合にはωの値
が信頼できないとしてP₂₀で信頼できる方のωinを
ω_-1に代入する。そして、P₂₁でＶω_-2にＶω_-1を代入
し、また、P₂₂でＶω_-1にＶωを代入してそれぞれ次回
の処理のために値を更新する。

最後に、次式に従ってＶωを更新するとともに、こ
のＶωを今回検出された車輪速度値信号Ｖωとして出力
する。

Ｖω←Ｖω＋ω_-1 …… すなわち、ω_-1はL₁〜L₃によって制限されたωお
よび検出されたそのままのωinのうち信頼できる方の
値が代入されたものであり、このω_-1を先回のＶωに
加算して今回のＶωを得ている。ここで式中に示す
ω_-1を前述した様に速度の差分値であるから、その単位
はＶωと同様にkm/hとして表されるものである。したが
ってＶω＋ω_-1もその単位をkm/hとし、速度を示すも
のとなる。ここで、ω_-1が加速度の単位（km/h²）で
規定される場合には、その値に一検出周期時間を乗じた
値をＶωに加算してやる事により、前述したのと同様に
新たなＶωの速度値が求まる。したがって、このように
して求められた今回のＶωは外乱等の影響が排除された
ものであるから、アンチスキッド制御に用いて誤動作を
誘引することのない信頼性の高い車輪速情報を得ること
ができる。

（効果） 本発明によれば、検出された車輪速の時間的な変化量
（すなわち、加速度や加々速度）が、所定の制限値を超
過した場合、超過分を制限しているので、外乱の影響を
受けて異常となった車輪速を補正することができ、車輪
速情報の信頼性を高めてアンチスキッドブレーキシステ
ムの誤動作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜６図は本発明に係
る車輪速センサの検出値補正装置の一実施例を示す図で
あり、第２図はその全体構成図、第３図はその車輪速セ
ンサの検出値補正処理プログラムのフローチャート、第
４図はそのL₁を用いたωの制限動作を説明するための
図、第５図はそのL₂を用いたωの制限動作を説明する
ための図、第６図はそのL₃を用いたωの制限動作を説
明するための図である。 ５……車輪速フィルタ（回転速度保持手段、加速度演算
手段、加速度保持手段、加々速度演算手段、設定手段、
指令手段、補正手段、出力手段）、 ６……車輪速検出手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）車輪の回転速度を検出する車輪速検出
   手段と、 ｂ）検出された回転速度を少なくとも所定の一検出周期
   の間保持する回転速度保持手段と、 ｃ）今回および先に検出された回転速度に基づいて車輪
   の回転加速度を演算する加速度演算手段と、 ｄ）演算された回転加速度を少なくとも所定の一検出周
   期の間保持する加速度保持手段と、 ｅ）今回および一検出周期前に演算された回転加速度に
   基づいて車輪の回転加々速度を演算する加々速度演算手
   段と、 ｆ）回転加々速度の上限基準値を設定する設定手段と、 ｇ）演算された回転加々速度の大きさが上限基準値より
   も大きいとき、今回演算された回転加速度の補正を指令
   する指令手段と、 ｈ）指令手段から指令が出力されたとき、一検出周期前
   に演算された回転加速度を参考にして今回演算された回
   転加速度の大きさを減少補正する補正手段と、 ｉ）減少補正された回転加速度に前記一検出周期時間を
   乗じた値に相当する回転速度の差分値と一検出周期前の
   回転速度とを加算し、車輪速度値信号として出力する出
   力手段と、 を備えたことを特徴とする車輪速センサの検出値補正装
   置。