JP2604221Y2 - 車輪回転検出装置 - Google Patents

車輪回転検出装置

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JP2604221Y2
JP2604221Y2 JP1991105252U JP10525291U JP2604221Y2 JP 2604221 Y2 JP2604221 Y2 JP 2604221Y2 JP 1991105252 U JP1991105252 U JP 1991105252U JP 10525291 U JP10525291 U JP 10525291U JP 2604221 Y2 JP2604221 Y2 JP 2604221Y2
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晋也 広瀬
昌弘 廣池
達也 古川
達也 村瀬
眞史 中村
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Nittetsu Mining Co Ltd
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、車輪のスリップによ
る影響を受けずに車輪の回転数および回転方向を検出す
ることのできる車輪回転検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車輛のタイヤの回転数を検出する
構成として、トランスミッションの出力段で回転数を検
出していたので、駆動輪の回転数が測定されるが、駆動
輪では路面とのスリップの影響を受やすく、正確な走行
距離や、走行スピードの検出ができなかった。また、検
出方法は、車輛本体内部の回転ギアの回転を電磁ピック
アップにより検出していたので、タイヤの回転方向が識
別できない欠点があった。更に、全天候タイプで、高分
解能を有し、非接触で検出の行える外付けセンサがなか
った。また、これらと共にステアリング角センサや回頭
角速度センサの異常を判定することはできなかった。
【0003】
【考案が解決しようとする問題点】この考案は上記事情
に鑑みて創案されたもので、その主たる課題は、駆動力
や制動力によるスリップの影響を受けない従動輪の回転
を検出すると共に、回転数と共に回転方向も検出するこ
とができ、且つ外付けのセンサを用い非接触で検出しす
ると共に、これらのセンサの異常の判定を可能としまた
ステアリング角センサや回頭角速度センサの異常を判定
することができる車輪回転検出装置を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の考案では、車輪の左右独立する従動輪側
のそれぞれの回転数を検出する一対の従動輪センサと、
駆動輪側の回転数を検出する駆動輪センサと、上記従動
輪センサまたは駆動輪センサのいずれか1つが検出した
回転数が、他の2つが検出した回転数よりも所定数以上
異なる場合に、上記センサの異常を判定する車輪センサ
異常判定手段と、ステアリング角度センサと、回頭角速
度センサと、上記ステアリング角度センサから検出され
るステアリング角と前記検出された車輪の回転数から回
頭角速度を求めこれと回頭角速度センサから得られる回
頭角速度とを比較して上記センサの異常を判定する角度
センサ異常判定手段とからなって、上記従動輪センサ
が、従動輪の円周方向に沿ってN極とS極が交互に着磁
されて磁気の目盛りの形成されたスケールを取付け、該
スケールと非接触位置に配置された磁気検出ヘッドによ
り磁界の変化を検出し、回転検出部により回転方向が識
別可能な単位回転パルスを出力してなる、という技術的
手段を講じている。また、請求項2の考案では、車輪の
左右独立する従動輪側のそれぞれの回転数を検出する一
対の従動輪センサと、駆動輪側の回転数を検出する駆動
輪センサと、上記従動輪センサまたは駆動輪センサのい
ずれか1つが検出した回転数が、他の2つが検出した回
転数よりも所定数以上異なる場合に、上記センサの異常
を判定する車輪センサ異常判定手段と、上記従動輪セン
サが検出した回転数と、駆動輪センサが検出した回転数
とを比較して、通常走行か否か、スリップの有無等を判
定する走行状態判定手段と、ステアリング角度センサ
と、回頭角速度センサと、上記ステアリング角度センサ
から検出されるステアリング角と前記検出された車輪の
回転数から回頭角速度を求めこれと回頭角速度センサか
ら得られる回頭角速度とを比較して上記センサの異常を
判定する角度センサ異常判定手段とからなって、上記従
動輪センサが、従動輪の円周方向に沿ってN極とS極が
交互に着磁されて磁気の目盛りの形成されたスケールを
取付け、該スケールと非接触位置に配置された磁気検出
ヘッドにより磁界の変化を検出し、回転検出部により回
転方向が識別可能な単位回転パルスを出力してなる、と
いう技術的手段を講じている。
【作用】
【0005】磁力検出センサは、非接触位置で、従動輪
に設けられたスケールの回転方向および回転数を検出す
る。そして、これに基づいて車輛の車速及び走行距離を
正確に算出することができる。また、駆動輪センサを併
用することにより、車輪センサの異常を判定することが
できる。更に、駆動輪センサと前輪センサの検出した回
転数をもとに走行状態判定手段で、スリップの有無や通
常走行か否か等を判定することができる。
【0006】
【実施例】以下に、この考案の車輪回転検出装置を図面
を参照しながら説明する。この車輪回転検出装置1は、
図1に示すように、着磁されたスケール2と、磁気検出
ヘッド3と、回転検出部4とからなっており、位置検出
装置5と接続されている。
【0007】即ち、スケール2は、図2で一層明瞭なよ
うに、可撓性を有し帯状に延びる鉄材のベース片2Aに
多数のマグネットをN極とS極が交互にあらわれるよう
長手方向に連続して取り付けて目盛りを形成した公知の
磁気テープ構成からなっている。本実施例では2mm毎
にN極、S極を交互に磁化したマグネット2n、2sが
ベース片2A上に設けられている。そして、このスケー
ル2は、本実施例では前輪10のブレーキディスク1
0’の円周部に沿って環状に貼りつけられ、外付けとな
る。ここで、前輪10は、本実施例の場合に従動輪であ
って、駆動力、制動力によるスリップの影響を受けるこ
とがないため、該前輪10を検出対象としている。
【0008】次に、磁気検出ヘッド3は、上記スケール
2とは非接触位置に配置されており、図示例の場合、上
記目盛りを静止読取できる一対の磁気センサー3a、3
bからなって、タイヤの回転による磁界の変化を読取
る。ここで、上記一対の磁気センサ3aと3bとは、ス
ケール2の目盛り方向に1mm位置がずれて配置されて
いる。従って、磁気センサ3a、3bでは、目盛りの変
化を90度位相のずれたSIN曲線とCOS曲線として
出力することができ、1周期が4mmとなる。
【0009】そこで、回転検出部4では、上記磁気検出
ヘッド3から検出されたデータをもとに、磁気センサ3
aがSIN曲線、磁気センサ2bがCOS曲線となる場
合を正転とし、磁気センサ3aがSIN−1曲線、磁気
センサ3bがCOS−1曲線となる場合を逆転と判定
し、回転方向を検出する。そして、前述のように、1周
期の長さがマグネットの長さ(目盛り)によって一定
(4mm)であるので、例えば1周期毎に単位回転距離
パルスを出力する。
【0010】位置検出装置5では、上記前輪の回転方向
と単位回転距離パルスを入力する。そして、単位回転距
離パルスはスケール1上の一定の距離を示すので、これ
に比例する車輪の走行距離を算出することができる。こ
れにより、前輪10が前進または後進でどの位走行した
かを算出する。そして、方位角センサで検出された方位
角データと共に、起算位置から変位した車輛の位置を算
出する。
【0011】次に、上記車輪回転検出装置を用いた車輛
の位置検出システムの好適実施例を図4を参照しながら
説明する。本実施例で車輛はダンプトラック(オフハイ
ウエイトラック)からなっており、この車輛の位置検出
装置は、図4に示すように、ジャイロコンパス21と、
左右独立に回転する前輪10の回転数をそれぞれ検出す
る一対の車輪回転検出装置1(説明の便宜上、1A、1
Bとする)、左右のいずれか一方の後輪の回転数を検出
する後輪センサ23と、ステアリングの角度を検出する
センサ24と、上記各センサと接続された位置検出コン
トローラ30とから構成されている。
【0012】即ち、ジャイロコンパス21は、電源装置
とマスターコンパスとからなって車輛の方位角を検出す
る。2つの前輪センサ1A,1Bは、前述の通り、スケ
ール2と、磁気検出ヘッド3と、回転検出部4とからな
っており、左右の前輪にそれそれ取り付けられて回転方
向と回転数、走行距離をそれぞれ検出する。
【0013】また後輪センサ23は、トランスミション
に内蔵されたレンジピックアップセンサからなり、後輪
の回転数を検出する。ここで、後輪にはディファレンシ
ャル機構が介設されているため、トランスミッションの
回転数は、後輪左右の平均速度が検出できるので1つの
後輪センサ23で足りるのである。
【0014】そして、2つの前輪用の車輪回転検出装置
1A,1Bと後輪センサ23とから検出された回転数
は、位置検出コントローラ30の回転数判定手段31
で、それぞれのタイヤの回転数を検出し、その回転数が
予め設定した「停止」、「移動」、「走行」の3つのス
テータスのいずれに属するかを判定する。即ち、検出さ
れた回転数が0より大きく移動判定定数より小さい範囲
内にある場合にはステータスが「停止」と判定する。
【0015】次に、検出された回転数が移動判定定数以
上で走行判定定数より小さい範囲内にある場合にはステ
ータスが「移動」と判定する。検出された回転数が走行
判定定数以上の場合にはステータスが「走行」と判定す
る。そして、前輪用の車輪回転検出装置1A,1Bと後
輪センサ3の検出した回転数のステータスが車輪センサ
異常判定手段32に入力される。
【0016】該車輪センサ異常判定手段32では、前輪
用の車輪回転検出装置1A,1Bと後輪センサ3のいず
れか1つのステータスが「停止」で、他の2つが「走
行」の場合に、上記前輪用の車輪回転検出装置1A,1
Bと後輪センサ3のいずれかが異常であると判定する。
そして、車輪センサ異常判定手段32で「異常」と判定
されると、スピードコントローラ50に信号が入力され
てアクチュエータを介して車輛が制動され停止する。車
輪センサ異常判定手段32で「異常」がなく、「正常」
と判定されると、次に、走行状態判定手段33で判定が
行なわれる。
【0017】走行状態判定手段33では、まず左右の前
輪用の車輪回転検出装置1A,1Bの少なくとも一方
が、「移動」または「走行」のステータスにあると、
「前輪移動」と判定する。そして、後輪のステータスが
「停止」で、且つ「前輪移動」の場合に、「後輪ロッ
ク」と判定する。前輪のステータスが「停止」で、且つ
後輪のステータスが「移動」の場合に、「後輪空転」と
判定する。
【0018】また、前輪の回転数(左右の前輪の回転数
の平均値)と後輪の回転数の差の絶対値が所定のスリッ
プ定数より大きい場合には、「後輪スリップ」と判定す
る。後輪のステータスが「移動」で「前輪移動」の場合
には「通常走行」と判定される。そして、ステータスが
「通常走行」の場合に、左右の車輪回転検出装置1A,
1Bの検出した回転数の平均数が算出されて、角度セン
サ異常判定手段34に入力される。
【0019】角度センサ異常判定手段34では、ステア
リング角度センサ24から検出されるステアリング角
と、前記左右の前輪用の車輪回転検出装置1A,1Bで
検出された回転数から回頭角速度を求め、これとジャイ
ロコンパス1から求められる回頭角速度を比較して、ジ
ャイロコンパスまたはステアリング角度センサの異常を
判定する。そして、角度センサ異常判定手段34で「異
常」と判定されると、スピードコントローラ50に信号
が入力されてアクチュエータを介し車輛が制動停止す
る。
【0020】これらの異常がない場合には、位置検出コ
ントローラ30では位置演算処理手段35で上記ジャイ
ロコンパスの検出した方位角データと前記前輪用の車輪
回転検出装置1A,1Bで検出された回転数(車速、距
離を算出)とをもとに、起算位置からの変位量を算出
し、位置データが求められる。そして、この位置データ
はコースコントローラ40に入力され、メモリに予め記
憶された走行予定コースのデータと比較され、ズレ量が
算出されると共に、該ズレ量に基づき走行予定コースに
追従するのに必要な車速や操舵角が算出される。
【0021】このコースコントローラ40からの演算結
果はスピードコントローラ50およびステアリングコン
トローラ60に入力され、それぞれのアクチュエータを
介して車輛の操舵角や車速が制御される。また、前記操
舵角検出センサ24の検出データはステアリングコント
ローラ60にも入力されて、実際の車輛の操舵角をフィ
ードバックするので、現在の車輛が目標操向になってい
るか否かを判定し、目標操向になるまで操舵機構のアク
チュエータが制御されて、目標操舵角にする。
【0022】なお、前記車輪回転検出装置1A,1Bの
検出データはスピードコントローラ50に入力されて、
実際の車輛の車速をフィードバックするので、現在の車
輛が目標車速になっているか否かを判定し、目標車速に
なるまでエンジン、ブレーキ、トランスミッションの各
アクチュエータが制御されて目標速度にする。このステ
アリング制御と車速制御とにより、車輛は最適速度で、
走行予定コースに誘導されて無人走行する。
【考案の効果】以上のように、この考案の車輛の車輪回
転検出装置によれば、磁石を利用して車輪に外付けでき
るので着脱が容易であり、且つ丈夫で悪環境に強い。ま
た、車輪の前進と後進を簡単に識別できると共に、目盛
りを読み取ることができるので、走行距離を正確に測定
することができる。従動側の車輪に取り付けられるの
で、スリップ等の影響を受けず、測定の精度を高めるこ
とができて有益である。更に、各種センサの異常を判定
することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の車輛のタイヤ回転検出装置のブロッ
ク図である。
【図2】スケールと磁気検出ヘッドを示す説明図であ
る。
【図3】磁気検出ヘッドの検出した波形を示す図であ
る。
【図4】車輛の位置検出システムの好適実施例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 車輪回転検出装置 2 スケール 2n N極マグネット 2s S極マグネット 3 検出ヘッド 4 回転検出部 5 位置検出装置 10 前輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 廣池 昌弘 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)考案者 古川 達也 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)考案者 村瀬 達也 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)考案者 中村 眞史 東京都千代田区丸の内二丁目3番2号 日鉄鉱業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−202775(JP,A) 特開 平2−227338(JP,A) 特開 平1−320469(JP,A) 特開 昭61−66921(JP,A) 特開 平2−10111(JP,A) 特開 平2−110378(JP,A) 実開 平3−65970(JP,U) 実開 昭61−178410(JP,U) 実開 昭60−173072(JP,U) 特許2732161(JP,B2)

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪の左右独立する従動輪側のそれぞれ
    の回転数を検出する一対の従動輪センサと、駆動輪側の
    回転数を検出する駆動輪センサと、上記従動輪センサま
    たは駆動輪センサのいずれか1つが検出した回転数が、
    他の2つが検出した回転数よりも所定数以上異なる場合
    に、上記センサの異常を判定する車輪センサ異常判定手
    段と、ステアリング角度センサと、回頭角速度センサ
    と、上記ステアリング角度センサから検出されるステア
    リング角と前記検出された車輪の回転数から回頭角速度
    を求めこれと回頭角速度センサから得られる回頭角速度
    とを比較して上記センサの異常を判定する角度センサ異
    常判定手段とからなって、 上記従動輪センサが、従動輪の円周方向に沿ってN極と
    S極が交互に着磁されて磁気の目盛りの形成されたスケ
    ールを取付け、該スケールと非接触位置に配置された磁
    気検出ヘッドにより磁界の変化を検出し、回転検出部に
    より回転方向が識別可能な単位回転パルスを出力してな
    ることを特徴とする車輪回転検出装置。
  2. 【請求項2】 車輪の左右独立する従動輪側のそれぞれ
    の回転数を検出する一対の従動輪センサと、駆動輪側の
    回転数を検出する駆動輪センサと、上記従動輪センサま
    たは駆動輪センサのいずれか1つが検出した回転数が、
    他の2つが検出した回転数よりも所定数以上異なる場合
    に、上記センサの異常を判定する車輪センサ異常判定手
    段と、 上記従動輪センサが検出した回転数と、駆動輪センサが
    検出した回転数とを比較して、通常走行か否か、スリッ
    プの有無等を判定する走行状態判定手段と、 ステアリング角度センサと、回頭角速度センサと、上記
    ステアリング角度センサから検出されるステアリング角
    と前記検出された車輪の回転数から回頭角速度を求めこ
    れと回頭角速度センサから得られる回頭角速度とを比較
    して上記センサの異常を判定する角度センサ異常判定手
    段とからなって、 上記従動輪センサが、従動輪の円周方向に沿ってN極と
    S極が交互に着磁されて磁気の目盛りの形成されたスケ
    ールを取付け、該スケールと非接触位置に配置された磁
    気検出ヘッドにより磁界の変化を検出し、回転検出部に
    より回転方向が識別可能な単位回転パルスを出力してな
    ることを特徴とする車輪回転検出装置。
  3. 【請求項3】 N極とS極が交互に着磁されて磁気の目
    盛りの形成されたスケールが、前輪のブレーキディスク
    の円周部に沿って環状に取り付けられてなることを特徴
    とする請求項1または2のいずれかに記載の車輪回転検
    出装置。
JP1991105252U 1991-11-27 1991-11-27 車輪回転検出装置 Expired - Lifetime JP2604221Y2 (ja)

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JPH0612965U JPH0612965U (ja) 1994-02-18
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