JP5638785B2 - 車輪速検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハイ信号の時間とロー信号の時間が定常的に変動する場合であっても加減速時に関わらず、センサの出力信号に異常が発生しているか否かを判定することができる車輪速検出装置を提供することである。
また第2発明においては、出力信号に基づいて車輪の回転速度を演算する演算部を備え、演算部は、二値化した出力信号のうちハイ信号またはロー信号に基づいて基準信号を設定し、ハイ信号に基づいて設定した基準信号とハイ信号の長さを比較および/またはロー信号に基づいて設定した基準信号とロー信号の長さを比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて出力信号の異常を判定する異常判定部と、を備え、比較部は、ハイ信号に基づいて設定した基準信号との比較によりハイ信号が異常と判定された場合、後続するハイ信号が設定した基準信号との比較により異常と判定されなくなるまで基準信号を更新せず、ロー信号に基づいて設定した基準信号との比較によりロー信号が異常と判定された場合、後続するロー信号が設定した基準信号との比較により異常と判定されなくなるまで基準信号を更新しないようにした。
図1は車両1の全体構成図である。車両1は、各車輪2FL,2FR,2RL,2RRの車輪速を検出する車輪速センサ3FL,3FR,3RL,3RRおよびセンサロータ7FL,7FR,7RL,7RRと、各車輪2に制動力を付与するブレーキ装置4FL,4FR,4RL,4RRと、各ブレーキ装置4の制動力を制御するアクチュエータ5と、各車輪速センサ3が検出した車輪速情報に基づいてアクチュエータ5を制御するコントローラ6とを有している。
図2は、各車輪速センサ3とセンサロータ7の構成を示す図である。センサロータ7は車輪2とともに回転するように設けられている。このセンサロータ7は、円盤状の本体7bの外周面に、磁石7aを径方向に突出するようにN極とS極を交互に並べている。磁石7aは、本体7bの周方向に等間隔に取付けられている。車輪速センサ3は、センサロータ7が車輪2と一体に回転することにより生じる磁束変化をパルス信号に変換して、コントローラ6に出力する。
コントローラ6は、車輪速センサパルス信号取り込み部6a、車輪速センサ信号異常検出処理部6bおよびアクチュエータ駆動信号出力部6cを有している。車輪速センサパルスセンサ信号取り込み部6aは、各車輪速センサ3からパルス信号を取り込む。車輪速センサ信号異常検出処理部6bは、車輪速センサパルス信号取り込み部6aにおいて取り込んだパルス信号の異常を検出する。パルス信号の異常の検出は、後で詳述する。アクチュエータ駆動信号出力部6cは、車輪速センサ信号異常検出処理部6bで正常と判断された信号に基づいてアクチュエータ5を駆動する駆動信号を演算して、アクチュエータ5に出力する。
車輪速センサ信号異常検出処理部6bで行われるパルス信号の異常の検出について説明する。
ここで以降に使用する言葉の定義を説明する。図3はパルス信号を示す図であり、図3(a)は正常時のパルス信号を、図3(b)は異常時のパルス信号を示す。ここで異常時のパルス信号とは、例えば図3(b)に示すようにハイ信号が検出されるべき位置に、ロー信号が検出されているパルス信号のことを示し、このような異常を以下ではパルス抜けと記載している。
また、パルス信号の立ち上がりのエッジから立ち下がりのエッジまで、また立ち下がりのエッジから立ち上がりのエッジまでの時間のことパルス時間と記載している。図3(a)のパルス信号であれば、時間T1,T2,T3,T4…がそれぞれパルス時間となる。また図3(b)のパルス信号であれば、時間T11,T12,T13,T14…がそれぞれパルス時間となる。このうち、パルス信号の立ち上がりのエッジから立ち下がりのエッジまでの時間(時間T1,T3,T5…、時間T11,T13,T15…)をハイ側パルス時間、パルス信号の立ち下がりのエッジから立ち上がりのエッジまでの時間(時間T2,T4,T6…、時間T12,T14,T16…)をロー側パルス時間と記載している。
図4は、パルス信号の異常の検出の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、パルス時間を取得してステップS2へ移行する。
ステップS2では、車速がモニタ開始速度以上であるか否かを判定し、車速がモニタ開始速度以上であるときにはステップS3へ移行し、車速がモニタ開始速度未満であるときには処理を終了する。停車間際にはパルス時間が大きく変動する。この車輪速センサ信号異常検出処理ではパルス時間比から異常判定を行うため、パルス信号異常の検出の際に誤検出するおそれがある。ここで以下、誤検出とはパルス信号が正常であるのに異常と検出してしまうことを指す。ステップS2では、停車間際のパルス信号異常検出を禁止するようにしている。
ステップS3では、モニタ用の初回基準値を設定してステップS3に移行する。この基準値は、パルス時間比を求める際の基準となる値であり、後述するステップS4のパルス時間比モニタ処理で用いる。
ステップS32では、連続する4つのパルス時間(例えば図3(a)のT1,T2,T3,T4)のうち、2つのハイ側パルス時間比(T3/T1)がほぼ1となるか否かを判定して、ハイ側パルス時間比(T3/T1)がほぼ1であるときにはステップS33へ移行する。ハイ側パルス時間比(T3/T1)が1と大きく異なるときには、次に連続する4つのパルス時間(例えば図3(a)のT5,T6,T7,T8)を用いて初回基準値を設定する。
ステップS33では、連続する4つのパルス時間(例えば図3(a)のT1,T2,T3,T4)のうち、2つのロー側パルス時間比(T4/T2)がほぼ1となるか否かを判定して、ロー側パルス時間比(T4/T2)がほぼ1であるときにはステップS34へ移行する。ロー側パルス時間比(T4/T2)が1と大きく異なるときには、次に連続する4つのパルス時間(例えば図3(a)のT5,T6,T7,T8)を用いて初回基準値を設定する。
ステップS34では、ハイ側パルス時間(T3)をハイ信号用の基準値Tr1に設定し、ロー側パルス時間(T4)をロー信号用の基準時間Tr2に設定して初回基準値設定処理を終了する。
図4に戻りステップS4では、パルス時間比モニタ処理を行いステップS5へ移行する。
ステップS41では、異常判定閾値Fを設定しステップS42へ移行する。異常判定閾値Fは、パルス信号のデューティ比(パルス信号1周期に対するハイ側パルス時間の比)に応じて設定される。図7はパルス抜けが生じているパルス信号を示す図であり、図7(a)はデューティ比50%、図7(b)はデューティ比30%、図7(c)はディーティ比70%のパルス信号を示す。ここで、図7に示すようにハイ信号の1パルス分のパルス抜けが生じたときのロー側パルス信号を考える。正常時のロー側パルス時間をT1、ハイ側パルス時間をT2とすると、ハイ信号の1パルス分のパルス抜けが生じたときのロー側パルス時間T3は次の式(1)で求めることができる。
ステップS44では、基準値Tr1の更新を行うか否かの判定を行い、基準値Tr1の更新を行うときにはステップS45へ移行し、基準値Tr1の更新を行わないときにはステップS46へ移行する。次の式(6)を満たすときに、基準値Tr1の更新を行うと判定する。
ステップS45では、基準値Tr1を判定対象のパルス時間Txhに更新して、ステップS46に移行する。
ステップS48では、基準値Tr2の更新を行うか否かの判定を行い、基準値Tr2の更新を行うときにはステップS49へ移行し、基準値Tr2の更新を行わないときには処理を終了する。次の式(8)を満たすときに、基準値Tr2の更新を行うと判定する。
ステップS49では、基準値Tr2を判定対象のパルス信号のパルス時間Txlに更新して処理を終了する。
図4に戻り、ステップS5では異常の周期監視処理を行い、ステップS6へ移行する。このステップS5では、ステップS4で検出したパルス抜けが周期的に発生していることを検出し、この処理によりパルス抜け検出の精度を向上させることができる。パルス抜けが周期的に発生していることを検出するためには、センサロータ7が1回転したことを検出する必要がある。パルス信号のエッジの立ち上がりと立ち下がりをカウントし、このカウントした数がセンサロータ7の外周に設けた磁石7bの数の2倍となったときにセンサロータ7が1回転したと判定する。
ステップS51では、パルス数カウンタの補正を行う。パルス数カウンタは、パルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを検出することでカウントアップする。しかしパルス抜けが生じると、抜けたパルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジがカウントされないこととなるためセンサロータ7が1回転したことを正確に検出することができない。そこで、ステップS4で検出したパルス抜け数の2倍の数をパルス数カウンタに加算する。
ステップS52では、ステップS4でパルス信号のパルス抜けを検出したときのパルス数カウンタ値を記憶して、ステップS53へ移行する。これによりセンサロータ7の、どの位置で異常が発生しているかを特定することができる。
ステップS53では、パルス数カウンタがセンサロータの磁石7bの数(歯数)の2倍となったか、すなわちセンサロータ7が1回転したか否かを判定し、1回転したときにはステップS54へ移行し、1回転していないときには処理を終了する。
ステップS54では、ステップS52で特定した異常発生箇所が前回値と一致するか否かを判定して、一致したときにはステップS55へ移行し、一致していないときにはステップS56へ移行する。
ステップS55では、パルス抜け検出カウンタをカウントアップして処理を終了する。パルス抜け検出カウンタは、異常がセンサロータ7の特定の位置で連続していることを判定するためのカウンタである。
ステップS56では、パルス抜け検出カウンタをクリアして処理を終了する。ステップS54で判定した異常発生箇所が前回値と一致しない場合には、ステップS3でパルス抜けと検出した結果が誤検出であった可能性があると判断し、パルス抜け検出カウンタをクリアしている。
図4に戻り、ステップS6ではパルス抜けの判定を行い、処理を終了する。
図9はパルス抜け判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS61ではパルス抜け検出カウンタが規定値FC以上であるか否かを判定して、規定値FC以上であるときにはステップS62へ移行し、規定値FC未満であるときには処理を終了する。
ステップS62では、パルス抜け異常を確定する。
図10はパルス数カウンタ、パルス抜け検出カウンタおよびパルス抜け異常確定フラグの時間変化を示すタイムチャートである。図10では規定値FCを3に設定している。図10に示すように、センサロータ7が3回転以上するうちに連続して異常発生を検出したときにパルス抜け異常確定フラグを立てる。
車輪速センサ3の特性によってはハイ側パルス時間に対してロー側パルス時間が短い、またはその逆にハイ側パルス時間に対してロー側パルス時間が長いことがある。これは車速センサ3の取付位置や、検出した磁束変化からパルス信号を生成する際の誤差によって生じる。ハイ側パルス時間とロー側パルス時間とが異なると、パルス時間が定常的に変動し、特に加減速時にはハイ側パルス時間とロー側パルス時間との変動差が大きくなる。そのため、車輪速センサ3の出力信号に異常が発生しているのか正常であるのかを判断できないおそれがあった。
そこで実施例1では、2つのハイ側パルス時間を比較し、この比較結果に基づいてパルス信号の異常を判定するようにした。また、2つのロー側パルス時間を比較し、この比較結果に基づいてパルス信号の異常を判定するようにした。
よって、パルス時間の変動を受けることなくパルス信号の異常を判定することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
さらに実施例1では、ハイ側パルス時間に基づき基準値Tr1を設定し、基準値Tr1に対する判定対象のハイ側パルス時間Txhの比が異常判定閾値F以上であるときに、パルス信号に異常が生じていると判定するようにした。また、ロー側パルス時間に基づき基準値Tr2を設定し、基準値Tr2に対する判定対象のロー側パルス時間Txlの比が異常判定閾値F以上であるときに、パルス信号に異常が生じていると判定するようにした。
よって、設定した基準値との比によってパルス信号の異常を判定することが可能となり、パルス信号の異常判定を容易にすることができる。
さらに実施例1では、基準値Tr1を2つのハイ側パルス時間に基づいて設定し、この基準値Tr1を所定の条件に応じて更新するようにした。また基準値Tr2を2つのロー側パルス時間に基づいて設定し、この基準値Tr2を所定の条件に応じて更新するようにした。
よって、車輪速によって変化するパルス時間に応じて基準値を設定することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
さらに実施例1では、パルス信号の異常が周期的に発生しているときにパルス信号が異常であるとの判定を確定するようにした。
よって、パルス信号の異常の誤検出を抑制することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
さらに実施例1では、パルス信号の数をカウントするパルス数カウンタを設け、このパルス数カウンタがセンサロータ7の磁石7bの数と一致したときに、センサロータ7が1回転したと判定ようにした。このとき、異常が生じているパルス信号の数によってパルス数カウンタを補正するようにした。
よって、センサロータ7の回転数を正確に検出することができる。
さらに実施例1では、パルス信号の異常が発生したときのパルス数カウンタを記憶するようにした。
よって、パルス信号の異常がセンサロータ7のどの位置で発生したかを検出することができる。
以下に実施例1の効果を列記する。
(1)車輪2とともに回転するセンサロータ7と、センサロータ7の回転に伴う磁束の変化を検出し、二値化した出力信号に変換して出力する車輪速センサ3と、出力信号に基づいて車輪2の回転速度を演算するコントローラ(演算部)6と、を備え、コントローラ6は、二値化した出力信号のうち2つのハイ信号の長さ(パルス時間)を比較および/または2つのロー信号の長さ(パルス時間)を比較し、比較結果に基づいて出力信号の異常を判定する車速センサ信号異常検出処理部6b(比較部、異常判定部)を備えた。
よって、パルス時間の変動を受けることなくパルス信号の異常を判定することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
(2)ハイ信号および/またロー信号に基づいて基準値(基準信号)Tr1,Tr2を設定し、ハイ信号に基づいて設定した基準値Tr1とハイ信号の長さを比較および/またはロー信号に基づいて設定した基準値Tr2とロー信号の長さを比較するものであって、比較の結果、基準値Tr1,Tr2と出力信号の長さの比率が所定以上のときに異常と判定するようにした。
よって、設定した基準値との比によってパルス信号の異常を判定することが可能となり、パルス信号の異常判定を容易にすることができる。
(3)基準値Tr1,Tr2を出力信号のうち少なくとも2つのハイ信号および/または2つのロー信号に基づいて設定し、基準値Tr1,Tr2は所定の条件に応じて新たに更新するようにした。
よって、車輪速によって変化するパルス時間に応じて基準値を設定することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
以上、本願発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば実施例1では、検出した車輪速に基づいて制動力制御を行っているが、駆動力制御もあわせて行っても良い。
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
(イ)請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の車輪速検出装置において、
前記異常判定部は、前記出力信号の異常が周期的に発生しているときに前記出力信号の異常を判定することを特徴とする車輪速検出装置。
よって、パルス信号の異常の誤検出を抑制することが可能となり、精度の高いパルス信号の異常判定を行うことができる。
(ロ)請求項1ないし請求項3、上記(イ)の何れか1項に記載の車輪速検出装置において、
前記二値化した出力信号の数をカウントするパルス数カウンタと、
前記パルス数カウンタが所定値となったときに、前記ロータが1回転したことを判定するロータ回転数検出手段と、
を有し、
前記異常判定部は、前記出力信号の異常が発生している信号の個数を検出し、
前記パルス数カウンタは、前記出力信号の異常が発生している信号の個数に基づき、前記パルス数カウンタを補正することを特徴とする車輪速検出装置。
よって、ロータの回転数を正確に検出することができる。
(ハ)上記(ロ)に記載の車輪速検出装置において、
前記異常判定部は、前記出力信号の異常が発生したときの前記パルス数カウンタの数を記憶することを特徴とする車輪速検出装置。
よって、出力信号の異常がロータのどの位置で発生したかを検出することができる。
(ニ)車輪とともに回転するセンサロータと、
前記センサロータの回転に伴う磁束の変化を検出し、二値化した出力信号に変換して出力する車輪速センサと、
前記出力信号に基づいて前記車輪の回転速度を演算する演算部と、
前記車輪の回転速度に基づいて、各車輪に制動力を付与するブレーキ制御部と、
を備え、
前記演算部は、
前記二値化した出力信号のうち2つのハイ信号の長さを比較および/または2つのロー信号の長さを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記出力信号の異常を判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
よって、二値化した出力信号の長さの変動を受けることなく出力信号の異常を判定することが可能となり、精度の高い出力信号の異常判定を行うことができる。
2 車輪
3 車輪速センサ
4 ブレーキ装置
6 コントローラ(演算部)
6b 車速センサ信号異常検出処理部(比較部、異常判定部)
6c アクチュエータ駆動信号出力部
7 センサロータ
Claims (3)
- 車輪とともに回転するセンサロータと、
前記センサロータの回転に伴う磁束の変化を検出し、二値化した出力信号に変換して出力する車輪速センサと、
前記出力信号に基づいて前記車輪の回転速度を演算する演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記二値化した出力信号のうち複数のハイ信号または複数のロー信号に基づいて基準信号を設定し、前記複数のハイ信号に基づいて設定した基準信号と前記ハイ信号の長さを比較および/または前記複数のロー信号に基づいて設定した基準信号と前記ロー信号の長さを比較する比較部と、
前記比較部による比較の結果、前記基準信号と前記出力信号の長さの比率が、前記出力信号1周期に対する前記ハイ信号の長さのデューティ比および/または前記出力信号1周期に対する前記ロー信号の長さのデューティ比に基づき設定された所定の比率以上のときに前記出力信号の異常と判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする車輪速検出装置。 - 請求項1に記載の車輪速検出装置において、
前記比較部は、前記基準信号を所定の条件に応じて新たに更新することを特徴とする車輪速検出装置。 - 請求項1に記載の車輪速検出装置において、
前記比較部は、
前記ハイ信号に基づいて設定した基準信号との比較により前記ハイ信号が異常と判定された場合、後続する前記ハイ信号が前記設定した基準信号との比較により異常と判定されなくなるまで前記基準信号を更新せず、
前記ロー信号に基づいて設定した基準信号との比較により前記ロー信号が異常と判定された場合、後続する前記ロー信号が前記設定した基準信号との比較により異常と判定されなくなるまで前記基準信号を更新しないことを特徴とする車輪速検出装置。
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