JP2884982B2 - 回転センサの故障検出装置および故障検出機能付回転センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の車輪速などを検
出するために用いられる回転センサに適用される回転セ
ンサの故障検出装置および故障検出機能付回転センサに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、制動操作時に車輪がロック状
態となることを回避するために、いわゆるアンチロック
・ブレーキ・システムが車両に搭載されて用いられてい
る。アンチロック・ブレーキ・システムでは、各車輪の
回転速である車輪速が検出される。そして、各車輪の車
輪速に基づいて、各車輪と路面との摩擦状態が判別さ
れ、この判別結果に基づいて各車輪のブレーキ圧力が制
御される。

【０００３】車輪速の検出には、車軸の回転が伝達され
るロータの回転を検出するようにした回転センサが用い
られる。回転センサには、従来から、周縁部に周期的な
凹凸を形成した歯車状のロータに、永久磁石と電圧発生
用コイルとを備えた電磁式検出器を対向させた構成のも
のが広く用いられてきたが、最近では、たとえばホール
ＩＣ型センサのような半導体型のセンシングデバイスも
用いられるようになってきている。半導体型のセンシン
グデバイスは、電磁式検出器よりも高感度であり、広い
速度範囲にわたる検出が可能である。

【０００４】図６はホールＩＣ型センサを用いて車輪速
を検出するための電気的構成を示すブロック図である。
ホールＩＣ型センサ１０は、車軸の回転が伝達される図
示しないロータの近傍に配置され、このロータの回転に
よって生じた磁界の変動を検出するものである。ホール
ＩＣ型センサ１０などを含むセンシング部１１は、ワイ
ヤーハーネス５によって、数メートル離れた信号処理回
路１２に接続されている。この信号処理回路１２内に
は、アンチロック・ブレーキ・システムの制御中枢とし
てのマイクロコンピュータ１３が備えられている。

【０００５】ワイヤーハーネス５には、ホールＩＣ型セ
ンサ１０に電源電圧Ｖcc（たとえば１２Ｖ）を供給する
ための電源線１と、ホールＩＣ型センサ１０の出力信号
を信号処理回路１２に伝達するための信号線２と、接地
電位を与えるためのグランド線３とが含まれている。半
導体型センシングデバイスのなかには、センシング部と
信号処理回路との間を２線方式で結線することができる
ものもあるが、雑音耐性や電源の設計の自由度の観点か
らは不利であり、一般的には、図６に示されているよう
な３線方式による結線が推奨されている。

【０００６】信号処理回路１２では、電源線１は端子ｔ
１に接続され、信号線２は端子ｔ２に接続され、グラン
ド線３は端子ｔ３に接続されている。端子ｔ１に接続さ
れたライン１４には電源電圧Ｖccが供給されており、こ
のライン１４と端子ｔ２に接続されたライン１５との間
には抵抗Ｒ１０が介装されている。ライン１５に現れた
信号は、バッファ回路１６を経て、マイクロコンピュー
タ１３の入力ポートＰ１１に入力される。なお、図６に
おいて、Ｃ１０は、車体の振動などに起因するノイズ成
分を除去するためのコンデンサである。

【０００７】ホールＩＣ型センサ１０は、ロータの回転
に伴う磁界の変動に応じて、信号線２から内部に流れ込
む電流の大きさを変化させる。この電流の変動が抵抗Ｒ
１０における電圧降下の変動として現れ、結果として、
信号線２の電圧が変化する。したがって、バッファ回路
１６から出力されるパルス信号の周期は、ロータの回転
速、すなわち車輪速に対応する。したがって、マイクロ
コンピュータ１３では、一定時間内におけるバッファ回
路１６の出力パスル数を計数したり、バッファ回路１６
の出力パルスのパルス幅を検出したりすることによっ
て、車輪速を知ることができる。

【０００８】ところで、アンチロック・ブレーキ・シス
テムはブレーキ圧力を減衰させることにより車輪のロッ
クを防止するものであるから、もしも、車輪速に対応し
た信号がマイクロコンピュータ１３に入力されないよう
な故障が生じると、ブレーキ圧力の制御が適切に行われ
なくなる。たとえば、センシング部１１と信号処理回路
１２との間において、電源線１、信号線２およびグラン
ド線３のいずれかに断線が生じたり、配線相互間の短絡
が生じたりすると、マイクロコンピュータ１３には、車
輪速に対応したパルス信号が入力されないことになる。
この場合には、マイクロコンピュータ１３は、車輪がロ
ックしたものと誤認識してブレーキ圧力を減衰させる。
したがって、ブレーキペダルを操作した場合に、充分な
ブレーキ圧力が得られないおそれがある。

【０００９】この問題を解決するためには、センシング
部１１と信号処理回路１２との間の配線の断線故障や短
絡故障を検出し、これらの故障が検出されたときにはマ
イクロコンピュータ１３によるアンチロック制御を中止
することが必要である。図６には、上記の断線故障や短
絡故障を検出するための１つの技術が示されている。す
なわち、端子ｔ２からの信号は平滑化回路１７を経てア
ナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１８に入力され、
このアナログ／ディジタル変換器１８の出力がマイクロ
コンピュータ１３の入力ポートＰ１２に入力されてい
る。

【００１０】いずれの故障も生じていない場合には、車
輪の回転に伴って、端子ｔ２には、電源電圧Ｖccと接地
電位とが交互に現れる。そのため、平滑化回路１７の出
力電圧はほぼＶcc／２となり、この電圧に対応したデー
タがマイクロコンピュータ１３に入力される。一方、
電源線１の断線、信号線２の断線、グランド線３の
断線、および電源線１と信号線２との短絡の各故障が
生じたときには、端子ｔ２の電位は電源電圧Ｖccに固定
される。また、信号線２とグランド線３との短絡、お
よび電源線１とグランド線３との短絡の各故障が生じ
ると、端子ｔ２の電位は接地電位に固定される。

【００１１】このように、いずれかの故障が発生したと
きには、平滑化回路１７の出力は、電源電圧Ｖccまたは
接地電位となり、正常時の電圧Ｖcc／２とは異なる値を
とる。したがって、マイクロコンピュータ１３では、ア
ナログ／ディジタル変換器１８の出力データを監視する
ことで、故障を検出することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような技術では、車輪が回転しているときには故障検出
が可能であるものの、車輪の回転が停止しているときに
は、故障検出を行えないという問題がある。このことを
以下に詳述する。ホールＩＣ型センサ１０は、磁界の変
動を検出するというよりも、むしろ、周囲の磁界の強さ
そのものを検出するセンサである。そのため、たとえ
ば、ホールＩＣ型センサ１０と歯車状のロータの歯部と
が対向した状態では、ホールＩＣ型センサ１０の出力は
ハイレベル（たとえばＶcc＝１２Ｖ）となり、ホールＩ
Ｃ型センサ１０がロータの溝部に対向した状態では、ホ
ールＩＣ型センサ１０の出力はローレベル（たとえば
０．１Ｖ）となる。

【００１３】したがって、車輪の回転が停止してロータ
が停止したときにホールＩＣ型センサ１０がロータの歯
部または溝部に正対していると、ホールＩＣ型センサ１
０の出力はハイレベルまたはローレベルで固定されるこ
とになる。すなわち、端子ｔ２の電圧は上記のハイレベ
ルまたはローレベルに固定されるから、平滑化回路１７
の出力は１２Ｖまたは０．１Ｖとなる。そのため、アナ
ログ／ディジタル変換器１８からマイクロコンピュータ
１３の入力ポートＰ１２に入力されるデータは、上述の
故障発生時のデータとほぼ同じデータとなってしまう。

【００１４】下記表１は、車輪が停止したときに端子ｔ
２に現れる電圧が、正常時と各態様の故障発生時との場
合に関して表されている。なお、表１において「ハイ状
態停止時」とはホールＩＣ型センサ１０の出力がハイレ
ベルとなる状態でロータが停止した場合を示し、「ロー
状態停止時」とはホールＩＣ型センサ１０の出力がロー
レベルとなる状態でロータが停止した場合を示してい
る。数値の単位はＶ（ボルト）である。

【００１５】

【表１】

【００１６】この表１からわかるように、正常時であっ
ても、ハイ状態停止時には端子ｔ２の電圧は１２Ｖとな
り、ロー状態停止時には端子ｔ２の電圧は０Ｖ付近の値
である０．１Ｖとなる。したがって、平滑化回路１７の
出力がＶcc／２の付近の値であるかどうかを監視するこ
とにより故障検出を行う上述の技術では、ロータが停止
しているときには故障検出を行えないおそれがある。

【００１７】そればかりでなく、表１から明らかなよう
に、「ハイ状態停止時」には、乃至の故障に関して
は正常時と故障時とで端子ｔ２の電圧は等しい。そのた
め、端子ｔ２の電圧に基づいて故障を検出することが不
可能である。また、「ロー状態停止時」には、および
の故障に関しては、端子ｔ２に現れる電圧が正常時と
故障時とであまり変化しないから、故障の有無の検出が
困難である。

【００１８】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、回転停止時であっても確実に故障を検出す
ることができる回転センサの故障検出装置を提供するこ
とである。また、本発明の他の目的は、回転停止時であ
っても確実に故障検出を行えるような故障検出機能を有
する回転センサを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の回転センサの故障検出装置は、回転
によって近傍の磁界を変動させることができる回転体
と、電源電圧が与えられるべき電源端子、出力信号を出
力すべき出力端子および接地電位が与えられるべき接地
端子を有し、上記回転体の近傍の磁界に対応した信号を
出力端子に出力するセンサとを含むセンシング部と、上
記センサの出力信号を処理して回転情報を得るための信
号処理部と、この信号処理部から上記センサの電源端子
に電源電圧を供給するための電源線と、上記センサの出
力端子に出力された信号を上記信号処理部に伝達するた
めの信号線と、上記信号処理部から上記センサの接地端
子に接地電位を供給するためのグランド線と、上記セン
シング部内または上記センシング部の近傍において、上
記信号線の途中部または上記信号線と上記センサの出力
端子との間に直列に介装された第１の抵抗と、上記セン
シング部内または上記センシング部の近傍において、上
記センサから上記第１の抵抗に至る信号経路上のいずれ
かの位置と上記電源線の途中部または上記センサの電源
端子との間に接続された第２の抵抗と、上記センシング
部内または上記センシング部の近傍において、上記セン
サから上記第１の抵抗に至る信号経路上のいずれかの位
置と上記グランド線の途中部または上記センサの接地端
子との間に接続された第３の抵抗と、上記信号処理部の
近傍における上記信号線の電圧を監視して、その電圧に
基づいて故障の有無を判定する判定手段とを含むことを
特徴とする。

【００２０】請求項２記載の回転センサの故障検出装置
は、上記判定手段は、上記信号処理部の近傍における上
記信号線の平均電圧を検出する手段と、検出された平均
電圧が所定範囲から逸脱した値であるときに故障が生じ
たものと判定する手段とを含むものであることを特徴と
する。また、請求項３記載の故障検出機能付回転センサ
は、回転によって近傍の磁界を変動させることができる
回転体と、電源電圧が与えられるべき電源端子、出力信
号を出力すべき出力端子および接地電位が与えられるべ
き接地端子を有し、上記回転体の近傍の磁界に対応した
信号を出力端子に出力するセンサと、上記センサの出力
端子に直列に接続された第１の抵抗と、上記電源端子と
出力端子との間に接続された第２の抵抗と、上記出力端
子と接地端子との間に接続された第３の抵抗とを含むこ
とを特徴とする。

【００２１】

【作用】センシング部と信号処理部との間が、電源線、
信号線およびグランド線によって結線される構成では、
これらの各配線の断線故障や配線相互間の短絡故障が生
じるおそれがある。本発明では、第１の抵抗、第２の抵
抗および第３の抵抗の働きによって、回転体が停止して
いる場合であっても、正常状態において信号線を介して
信号処理部に伝達される電圧と、故障発生時において信
号処理部の近傍における信号線に現れる電圧とを異なら
せることができる。そこで、判定手段は、信号処理部の
近傍における信号線の電圧を監視し、その電圧に基づい
て故障の有無を判定する。

【００２２】この構成では、回転体が回転しているか停
止しているかにかかわりなく、正常時と故障時とで信号
処理部の近傍における信号線の電圧を異ならせることが
できる。したがって、判定手段は、回転体が停止してい
ても、確実に故障の有無を検出することができる。な
お、上記判定手段において、上記信号線の平均電圧を検
出させ、この検出された平均電圧が所定範囲から逸脱し
た値であるかどうかを監視させるようにすれば、回転体
が回転するときに信号線の電圧が変動しても、この電圧
変動の影響を排除して故障の有無を判定できる。

【００２３】また、第１の抵抗、第２の抵抗および第３
の抵抗を、回転体の近傍の磁界を検出するセンサの各端
子に接続しておけば、回転センサに故障検出機能を付加
することができる。

【００２４】

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の回転
センサの故障検出装置の構成を示すブロック図である。
この装置は、車両の個々の車輪の回転を検出するホール
ＩＣ型センサ３１を含むセンシング部３０と、アンチロ
ック・ブレーキ・システムの制御中枢をなすマイクロコ
ンピュータ４１を含む信号処理回路４０とを有してい
る。センシング部３０と信号処理回路４０との間は、ワ
イヤーハーネス５０によって結線されている。センシン
グ部３０から信号処理回路４０に至る配線長は、数ｍ程
度である。

【００２５】センシング部３０は、周囲の磁界の強さを
検出するホールＩＣ型センサ３１と、このセンサ３１の
出力信号が出力される出力端子３１ａに直列に接続され
た第１の抵抗Ｒ１と、出力端子３１ａと電源電圧が与え
られるべき電源端子３１ｂとの間に接続された第２の抵
抗Ｒ２と、出力端子３１ａと接地電位が与えられるべき
接地端子３１ｃとの間に接続された第３の抵抗Ｒ３と、
車両の振動などに起因するノイズ成分を除去するための
コンデンサＣ１とを有している。

【００２６】ワイヤーハーネス５０には、信号処理回路
４０からの電源電圧Ｖcc（たとえば１２Ｖ）をセンシン
グ部３０に供給するための電源線５１と、ホールＩＣ型
センサ３１の出力信号を信号処理回路４０に伝達するた
めの信号線５２と、信号処理回路４０から接地電位を与
えるためのグランド線５３とが含まれている。電源線５
１はホールＩＣ型センサ３１の電源端子３１ｂに接続さ
れており、信号線３２は抵抗Ｒ１を直列に介装させた状
態でホールＩＣ型センサ３１の出力端子３１ａに接続さ
れており、グランド線５３はホールＩＣ型センサ３１の
接地端子３１ｃに接続されている。また、電源線５１、
信号線５２およびグランド線５３は、それぞれ、信号処
理回路４０の端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。
端子Ｔ１には電源電圧Ｖccが与えられており、端子Ｔ３
には接地電位が与えられている。

【００２７】信号処理回路４０は、上述のマイクロコン
ピュータ４１と、端子Ｔ１，Ｔ２間に接続された抵抗Ｒ
１１と、信号線５２から端子Ｔ２に与えられた信号をレ
ベル調整するバッファ回路４２と、端子Ｔ２に与えられ
た信号を平滑化する平滑化回路４３と、平滑化回路４３
の出力電圧Ｖ_M をディジタルデータに変換するアナログ
／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４とを有している。バ
ッファ回路４２の出力信号は、マイクロコンピュータ４
１の入力ポートＰ１に与えられ、アナログ／ディジタル
変換器４４の出力信号は、マイクロコンピュータ４１の
入力ポートＰ２に与えられる。

【００２８】平滑化回路４３は、端子Ｔ２と接地電位が
与えられた端子Ｔ３との間に抵抗Ｒ１２およびコンデン
サＣ１２の直列回路を介装し、抵抗Ｒ１２とコンデンサ
Ｃ１２との間の接続点４５の電圧Ｖ_M をアナログ／ディ
ジタル変換器４４に与えるようにした積分回路で構成さ
れている。図２はホールＩＣ型センサ３１による回転検
出原理を説明するための図解図である。ホールＩＣ型セ
ンサ３１は、車軸の回転が伝達されるロータ３５の近傍
に配置される。より詳細に説明すると、ロータ３５は周
縁部に周期的に歯部３５ａを形成したものであり、車軸
の回転に伴って軸線３６まわりに回動する。このロータ
３５の周縁部に対向するようにホールＩＣ型センサ３１
が配置されており、このホールＩＣ型センサ３１の背後
には永久磁石３７が配置されている。

【００２９】永久磁石３７とロータ３５との間のギャッ
プｇは、図２(a) のように歯部３５ａがホールＩＣ型セ
ンサ３１に対向しているときには小さいが、図２(b) の
ように歯部３５ａの間の溝部３５ｂがホールＩＣ型セン
サ３１に対向しているときには大きい。このギャップｇ
の大小により、ホールＩＣ型センサ３１を貫く磁束の密
度が変化する。

【００３０】ホールＩＣ型センサ３１は、周囲の磁束密
度に応じた電圧を出力端子３１ａに出力する。したがっ
て、ロータ３５とホールＩＣ型センサ３１との位置関係
が図２(a) の状態であれば、出力端子３１ａの電位たと
えばハイレベル（＝Ｖcc）となり、これらの位置関係が
図２(b) の状態であれば、出力端子３１ａの電位はロー
レベル（接地電位に近い値、たとえば０．１Ｖ）とな
る。それゆえ、ロータ３５が回動すると、その回転速に
対応した周期で高低に変化する信号が出力端子３１ａに
現れることになる。

【００３１】出力端子３１ａにおける電位の変化は、抵
抗Ｒ１１における電圧降下の変動として端子Ｔ２に現れ
る。したがって、バッファ回路４２の出力信号は、ロー
タ３５の回転速度に対応した周期のパルス信号となる。
マイクロコンピュータ４１は、たとえば一定時間内にお
けるバッファ回路４２の出力パルス数を計数したり、出
力パルスのパルス幅を計測したりすることによって、ロ
ータ３５の回転速度を得る。

【００３２】なお、ロータ３５は、鉄などの磁性体やフ
ェライトのような高透磁率の材料で構成される。また、
通常の銅や焼結合金などの材料であっても、ギャップｇ
の変化に伴ってホールＩＣ型センサ３１の近傍の磁束密
度を変化させることができる程度の透磁率を有するもの
であれば、ロータ３５の構成材料として適用することが
できる。

【００３３】次に、センシング部３０と信号処理回路４
０との間の配線に関する故障を検出するための処理につ
いて説明する。故障の種類は、１線断線または２線短絡
の場合を考えておけば実用上充分である。これらの故障
は、図３および図４に簡略化して示されている６通りで
全ケースを網羅している。具体的には、図３(a) ，(b)
，(c) はそれぞれ電源線５１、信号線５２、グランド
線５３で断線故障が生じた場合を示している。また、図
４(d) は電源線５１と信号線５２との短絡故障が生じた
場合を示し、図４(e) は信号線５２とグランド線５３と
の短絡故障が生じた場合を示し、図４(g) は電源線５１
とグランド線５３との短絡故障が生じた場合を示してい
る。

【００３４】たとえば、電源電圧Ｖccが１２Ｖであり、
抵抗Ｒ１１，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各抵抗値が次のような
値であるとする。 Ｒ１１ ・・・・・・・・ １．１ｋΩ Ｒ１ ・・・・・・・・ ０．２ｋΩ Ｒ２ ・・・・・・・・ １０ｋΩ Ｒ３ ・・・・・・・・ １０ｋΩ この場合に、いずれの故障も生じていない正常な状態で
は、ホールＩＣ型センサ３１の出力がハイレベルである
と、端子Ｔ２の電圧（すなわち、信号処理回路４０の近
傍における信号線５２の電圧）Ｖ_B は１１．０Ｖとな
る。すなわち、ホールＩＣ型センサ３１には電流が流れ
込まず、電源からの電流は抵抗Ｒ１１およびＲ１の直列
回路と抵抗Ｒ２とに分流され、さらに抵抗Ｒ３を通って
グランド線５３に流れ込む。そのため、ホールＩＣ型セ
ンサ３１の出力端子３１ａの電位は、近似的に下記第
(1) 式で与えられる。厳密には、ホールＩＣの判別回路
や増幅回路を機能させるために微小な電流が流れている
から、下記第(1) 式によって厳密な値が得られるわけで
はない。なお、以下に示す各数式は、いずれも上述の微
小な電流を考慮しておらず、したがって、全て近似式で
ある。

【００３５】

【数１】

【００３６】したがって、出力端子Ｔ２に与えられる電
圧Ｖ_B は、下記第(2) 式に示すとおり、１１．０Ｖとな
る。

【００３７】

【数２】

【００３８】一方、いずれの故障も生じていない正常な
状態において、ホールＩＣ型センサ３１の出力がローレ
ベル（たとえば０．１Ｖ）であると、下記第(3) 式に示
すとおり、端子Ｔ２の電圧Ｖ_B は１．９３Ｖとなる。

【００３９】

【数３】

【００４０】車両が走行していてロータ３５が回転して
いる期間には、電圧Ｖ_B は上記の２つの値を交互にとる
ことになるから、電圧Ｖ_B を平滑化する平滑化回路４３
の出力電圧Ｖ_M は、下記第(4) 式のとおりとなる。

【００４１】

【数４】

【００４２】次に示す表２には、車両が停止してロータ
３５の回転が停止したときに端子Ｔ２に現れる電圧Ｖ_B
が、正常時と図３(a) 乃至(c) および図４(d) 乃至(f)
に示された各態様の故障発生時との場合に関して表され
ている。なお、表２において「ハイ状態停止時」とはホ
ールＩＣ型センサ３１の出力がハイレベルとなる状態で
ロータ３５が停止した場合を示し、「ロー状態停止時」
とはホールＩＣ型センサ１０の出力がローレベルとなる
状態でロータ３５が停止した場合を示している。数値の
単位はＶ（ボルト）である。

【００４３】

【表２】

【００４４】ロータ３５が停止しているときには、ホー
ルＩＣ型センサ３１の出力端子３１ａの電位は変化しな
い。したがって、いずれの故障も生じていなければ、電
圧Ｖ _B は、ハイ状態停止時には上記第(2) 式によって得
られた１１．０Ｖとなり、ローレベル状態停止時には上
記第(3) 式によって得られた１．９３Ｖとなる。そし
て、電圧Ｖ_B は変動しないので、Ｖ_B ＝Ｖ_M となる。

【００４５】まず、の電源線５１の断線故障（図３
(a) に対応する。）について説明する。電源線５１が断
線するとホールＩＣ型センサ３０は動作しないので、出
力端子３１ａに電流が流れ込むことはない。そのため、
ハイ状態停止時およびロー状態停止時のいずれの場合に
も電圧Ｖ_B は同じ値となり、その値は下記第(5) 式によ
って与えられる。

【００４６】

【数５】

【００４７】すなわち、ハイ状態停止時における正常値
１１．０Ｖとも、ロー状態停止時における正常値１．９
３Ｖとも異なる値となる。また、回転状態における正常
値６．４７（Ｖ）とも異なっている。ハイ状態停止時と
の電圧の相違は、主として、電源からの電流が抵抗Ｒ２
に分流されなくなったことに起因している。次に、の
信号線５２の断線故障（図３(b) に対応する。）につい
て説明する。このときには、抵抗Ｒ１１には電流が流れ
込まないから、この抵抗Ｒ１１における電圧降下が生じ
ず、電圧Ｖ_B は電源電圧Ｖccと等しい値である１２．０
Ｖに固定される。したがって、電圧Ｖ_M は、正常値１
１．０Ｖ、１．９３Ｖ、６．４７Ｖのいずれとも異なる
値である１２．０Ｖとなる。

【００４８】の場合のグランド線５３の断線故障（図
３(c) に対応する。）が生じたときには、ホールＩＣ型
センサ３１は動作することができず、その出力端子３１
ａには電流が流れ込まない。また、抵抗Ｒ３のグランド
線５３側の端子は開放されることになるから、この抵抗
Ｒ３にも電流は流れ込まず、結局、抵抗Ｒ１１およびＲ
１には電流が流れない。そのため、電圧Ｖ_B は電源電圧
Ｖccに等しい１２．０Ｖとなる。したがって、平滑化回
路４３の出力電圧Ｖ_M は、正常値１１．０Ｖ、１．９３
Ｖ、６．４７Ｖのいずれとも異なる値である１２．０Ｖ
となる。

【００４９】また、の電源線５１と信号線５２との短
絡故障（図４(d) に対応する。）が生じた場合には、当
然に、電圧Ｖ_B は電圧Ｖccに等しくなり、電圧Ｖ_M は、
いずれの正常値とも異なる値（１２．０Ｖ）をとる。一
方、の場合、すなわち、信号線５２とグランド線５３
との短絡故障（図４(e) に対応する。）が生じると、当
然に、電圧Ｖ_B は０Ｖとなる。したがって、平滑化回路
４３の出力電圧Ｖ_M は０Ｖとなるが、この値は、正常値
１１．０Ｖ、１．９３Ｖ、６．４７Ｖのいずれとも異な
っている。

【００５０】の場合、すなわち、電源線５１とグラン
ド線５３との短絡故障（図４(f) に対応する。）が生じ
たときにも、電圧Ｖ_B は０Ｖとなり、電圧Ｖ_M はいずれ
の正常値とも異なる値である０Ｖとなる。このように、
乃至のいずれの態様の故障が生じた場合にも、平滑
化回路４３の出力電圧Ｖ_M は正常値とは異なる値をと
る。したがって、マイクロコンピュータ３１では、入力
ポートＰ２に与えられる値に基づいて上記の電圧Ｖ_M が
正常値１１．０Ｖ、１．９３Ｖ、６．４７Ｖの近傍に設
定された所定範囲内の値であるかどうかを監視し、電圧
Ｖ_M が上記所定範囲外の値をとったことが検出されたと
きに、いずれかの故障が生じたものと判定すればよい。
故障が生じたものと判定された後には、マイクロコンピ
ュータ３１はアンチロック制御を中止することになる。
もっとも、上記の故障については、電源線５１に過大
な電流が流れ込むことになるから、この過電流を検出す
ることによって故障を検出することもできる。

【００５１】このようにして、マイクロコンピュータ３
１では、端子Ｔ２の電圧を平滑化回路４３で平均化した
電圧に基づいて、車両が走行しているときだけでなく、
車両が停止している場合についても確実に故障を検出す
ることができる。これにより、アンチロック・ブレーキ
・システムの安全性を格段に向上することができる。な
お、の電源線５１の断線故障が生じた場合の電圧Ｖ_M
の値１０．８Ｖとハイ状態停止時における正常値１１．
０Ｖとの電圧差は０．２Ｖであり、比較的小さいから、
この故障の検出が最も困難であると考えられる。しか
し、正常時と故障時とで０．２Ｖ程度の電圧差があれ
ば、マイクロコンピュータ３１では充分高精度で故障判
定を行える。また、この電圧差は、出力端子３１ａと電
源端子３１ｂとの間に接続された抵抗Ｒ２の抵抗値を小
さくすれば、大きくすることができる。したがって、た
とえば、アナログ／ディジタル変換器４４の分解能が低
い場合などには、抵抗Ｒ２として抵抗値の低いものを適
用すればよい。

【００５２】また、、およびの場合には、ハイ状
態停止時における正常時の電圧Ｖ_Mの値１１．０Ｖと故
障時の値１２．０Ｖとの差は１．０Ｖである。上述の表
１から理解されるように、従来の構成における対応する
電圧差は０Ｖである。したがって、従来技術では行えな
かった乃至の故障が本実施例では可能となってい
る。このような電圧差１．０Ｖを生じさせることができ
るのは、信号線５２が抵抗Ｒ３を介してグランド線５３
に接続されているためである。すなわち、ホールＩＣ型
センサ３１の出力がハイレベルであるときにも抵抗Ｒ１
１に電流を流すことができるから、ホールＩＣ型センサ
３１の出力がハイレベルであるときの端子Ｔ２の電圧Ｖ
_B を電源電圧Ｖccよりも低くすることができる。

【００５３】さらに、およびの場合には、ロー状態
停止時における正常時の電圧Ｖ_M の値１．９３Ｖと故障
時の値０Ｖとの差は１．９３Ｖである。上述の表１から
理解されるように、従来の構成における対応する電圧差
は０．１Ｖである。したがって、およびの各短絡故
障の検出は、従来技術に比較して、本実施例では格段に
良好に行えることが理解される。このような大きな電圧
差１．９３Ｖを生じさせることができるのは、ホールＩ
Ｃ型センサ３１の出力がローレベルであるときの端子Ｔ
２の電圧Ｖ_B を、抵抗Ｒ１によって引き上げているから
である。

【００５４】本発明の実施例の説明は以上のとおりであ
るが、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。たとえば、車軸の回転が伝達されるロータには、図
５に示すように、周縁部をＮ極とＳ極とに交互に磁化し
た円板状のロータ６０を適用することもできる。この場
合には、ホールＩＣ型センサ３１の背後に永久磁石を配
置する必要はない。

【００５５】また、上記の実施例では、センシング部３
０内に抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が設けられているが、これ
らの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はセンシング部３０の近傍に
おいてセンシング部３０外に接続されてもよい。すなわ
ち、抵抗Ｒ１は信号線５２の途中部に介装されてもよ
い。また、抵抗Ｒ２は、ホールＩＣ型センサ３１から抵
抗Ｒ１に至る信号経路上のいずれかの位置と電源線５１
の途中部またはホールＩＣ型センサ３１の電源端子３１
ｂとの間に接続されていればよい。さらに、抵抗Ｒ３
は、ホールＩＣ型センサ３１から抵抗Ｒ１に至る信号経
路上のいずれかの位置とグランド線５３の途中部または
ホールＩＣ型センサ３１の接地端子３１ｃとの間に接続
されていればよい。

【００５６】さらに、上記の実施例では、車輪速を検出
する場合を例にとって説明したが、本発明は回転速度や
回転角などの回転情報を検出するための回転センサに対
して広く適用することができるものである。その他、本
発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すこ
とができる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転体が
停止しているときであっても、正常状態において信号線
を介して信号処理部に伝達される電圧と、故障発生時に
おいて信号処理部の近傍における信号線に現れる電圧と
を異ならせることができる。そのため、回転体が回転し
ているか停止しているかにかかわりなく、信号線の電圧
を監視することによって故障を確実に検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回転センサの故障検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】ホールＩＣ型センサによる回転検出の原理を説
明するための図解図である。

【図３】故障の態様を説明するための電気回路図であ
り、(a) は電源線の断線故障を示し、(b) は信号線の断
線故障を示し、(c) はグランド線の断線故障を示す。

【図４】故障の態様を説明するための電気回路図であ
り、(d) は電源線と信号線との短絡故障を示し、(e) は
信号線とグランド線との短絡故障を示し、(f) は電源線
とグランド線との短絡故障を示す。

【図５】回転センサの他の構成例を示す簡略化した斜視
図である。

【図６】ホールＩＣ型センサを用いて回転情報を得るた
めの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

３０ センシング部 ３１ ホールＩＣ型センサ ３１ａ 出力端子 ３１ｂ 電源端子 ３１ｃ 接地端子 ３５ ロータ Ｒ１ 第１の抵抗 Ｒ２ 第２の抵抗 Ｒ３ 第３の抵抗 ４０ 信号処理回路 ４１ マイクロコンピュータ ４２ バッファ回路 ４３ 平滑化回路 ４４ アナログ／ディジタル変換器 ５０ ワイヤーハーネス ５１ 電源線 ５２ 信号線 ５３ グランド線 ６０ ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01P 3/42 G01R 31/02 G08C 19/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転によって近傍の磁界を変動させること
   ができる回転体と、電源電圧が与えられるべき電源端
   子、出力信号を出力すべき出力端子および接地電位が与
   えられるべき接地端子を有し、上記回転体の近傍の磁界
   に対応した信号を出力端子に出力するセンサとを含むセ
   ンシング部と、 上記センサの出力信号を処理して回転情報を得るための
   信号処理部と、 この信号処理部から上記センサの電源端子に電源電圧を
   供給するための電源線と、 上記センサの出力端子に出力された信号を上記信号処理
   部に伝達するための信号線と、 上記信号処理部から上記センサの接地端子に接地電位を
   供給するためのグランド線と、 上記センシング部内または上記センシング部の近傍にお
   いて、上記信号線の途中部または上記信号線と上記セン
   サの出力端子との間に直列に介装された第１の抵抗と、 上記センシング部内または上記センシング部の近傍にお
   いて、上記センサから上記第１の抵抗に至る信号経路上
   のいずれかの位置と上記電源線の途中部または上記セン
   サの電源端子との間に接続された第２の抵抗と、 上記センシング部内または上記センシング部の近傍にお
   いて、上記センサから上記第１の抵抗に至る信号経路上
   のいずれかの位置と上記グランド線の途中部または上記
   センサの接地端子との間に接続された第３の抵抗と、 上記信号処理部の近傍における上記信号線の電圧を監視
   して、その電圧に基づいて故障の有無を判定する判定手
   段とを含むことを特徴とする回転センサの故障検出装
   置。
2. 【請求項２】上記判定手段は、上記信号処理部の近傍に
   おける上記信号線の平均電圧を検出する手段と、検出さ
   れた平均電圧が所定範囲から逸脱した値であるときに故
   障が生じたものと判定する手段とを含むものであること
   を特徴とする請求項１記載の回転センサの故障検出装
   置。
3. 【請求項３】回転によって近傍の磁界を変動させること
   ができる回転体と、 電源電圧が与えられるべき電源端子、出力信号を出力す
   べき出力端子および接地電位が与えられるべき接地端子
   を有し、上記回転体の近傍の磁界に対応した信号を出力
   端子に出力するセンサと、 上記センサの出力端子に直列に接続された第１の抵抗
   と、 上記電源端子と出力端子との間に接続された第２の抵抗
   と、 上記出力端子と接地端子との間に接続された第３の抵抗
   とを含むことを特徴とする故障検出機能付回転センサ。