JP6058445B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

自動車には、前後左右の各車輪の回転速度を検出する車輪速センサが備えられている。そして、各車輪速センサによって検出される車輪速に基づいて、車速（車体速）が演算され、インストルメントパネルに配置された速度計に車速が表示される。

車輪速センサは、たとえば、車輪の回転に伴って回転するシャフトに取り付けられた磁性体からなるロータと、ロータと非接触に設けられた電磁ピックアップとを備えている。ロータが回転すると、その回転に伴って磁界が変化し、その磁界の変化に伴って、電磁ピックアップに備えられる磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化がパルスに変換されて、車輪速パルスとして電磁ピックアップから出力される。

エンジンで発生する振動（エンジン振動）がロータに伝わり、これに起因して、電磁ピックアップからパルスが出力されるために、実際の車速が０であるにもかかわらず、速度計に０より大きい車速が表示されることがある。

たとえば、エンジンが空ぶかしされたときには、エンジンで比較的大きい振動が発生するので、そのような車速の誤表示がなされるおそれがある。そこで、速度計に０ｋｍ／ｈが所定時間以上にわたって表示されており、変速機がニュートラル状態であり、かつ、エンジンの回転数が空ぶかしによって所定値以上に上昇した場合、速度計に０ｋｍ／ｈが表示された状態を維持することが提案されている。

特開２００８−７０１９３号公報

しかしながら、車両によっては、停車中に、エンジンが空ぶかしされなくても、車輪速センサのロータが振動し、電磁ピックアップから車輪速パルスが出力されるために、速度計に車速が誤表示されるおそれがある。

本発明の目的は、車両の停車中において、車輪速センサなどのパルス出力手段から出力されるパルスに基づいて算出される車速の振動に起因する変化を抑制できる、車両用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、車両の走行に伴って回転する回転部材の移動によって生じる状態変化に応答したパルスを出力するパルス出力手段と、前記パルス出力手段から出力されるパルスに基づいて、前記車両の車速を算出する車速算出手段と、前記車速算出手段によって算出される車速を出力する車速出力手段と、前記パルス出力手段から出力されるパルスとは別の情報に基づいて、前記車両が停車状態であるか否かを推定する停車推定手段と、前記パルス出力手段から出力されるパルスの周波数を算出する周波数算出手段とを含み、前記車速出力手段は、前記停車推定手段によって前記車両が停車状態であると推定されている場合に、前記周波数算出手段によって算出される周波数に基づいて、前記車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制し、その抑制後の車速を出力する。

この構成によれば、車両の走行中は、回転部材がその走行に伴って回転し、その回転によって生じる状態変化に応答したパルスがパルス出力手段から出力される。そして、パルス出力手段から出力されるパルスに基づいて、車速算出手段により、車両の車速が算出される。そして、車速出力手段は、その算出された車速を出力する。そのため、車速出力手段から出力される車速に基づいて、たとえば、実際の車速にほぼ等しい正確な車速を速度計に表示させることができる。

一方、車両の停車中は、車両のエンジンの振動が回転部材に伝わり、これに起因して、パルス出力手段からパルスが出力されるおそれがある。そこで、パルス出力手段から出力されるパルスとは別の情報に基づいて、車両が停車状態であると推定されるときには、車速出力手段は、パルス出力手段から出力されるパルスの周波数を参照し、これに基づいて、車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制する。

パルス出力手段からのパルス出力が振動に起因するものである場合、パルス出力手段から出力されるパルスの周波数は、エンジンの振動周波数およびパルス出力手段が取り付けられている部分の共振周波数に対応したものとなる。そのため、パルス出力手段から出力されるパルスの周波数に基づいて、パルス出力が振動に起因するものであるか否かを精度よく判定することができる。よって、パルス出力が振動に起因するものである場合には、車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制することができ、その変化が抑制された車速を出力することができる。その結果、車両が停車中であるにもかかわらず、速度計に０より大きい車速が誤表示されるといったことを防止できる。

車速出力手段は、停車推定手段によって車両が停車状態であると推定されている場合であって、周波数算出手段によって算出される周波数が所定の周波数範囲に含まれるときに、車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制してもよい。

たとえば、パルス出力手段が取り付けられている部分の共振周波数の範囲は、車種ごとに予め調べておくことができる。周波数算出手段によって算出されるパルスの周波数がその共振周波数の範囲に含まれるときに、車速算出手段によって算出される車速の変化が抑制されることにより、振動に起因する変化が抑制された車速を車速出力手段から出力させることができる。

車両用制御装置は、車両に搭載されているエンジンの回転数を検出する検出手段をさらに含み、車速出力手段は、停車推定手段によって前記車両が停車状態であると推定されている場合であって、検出手段によって検出される回転数が所定の回転数範囲に含まれるときに、車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制してもよい。

たとえば、エンジンの振動周波数がパルス出力手段が取り付けられている部分の共振周波数とほぼ一致するようなエンジンの回転数範囲は、車種ごとに予め調べておくことができる。検出手段によって検出されるエンジンの回転数がその回転数範囲に含まれるときに、車速算出手段によって算出される車速の変化が抑制されることにより、エンジン振動に起因する変化が抑制された車速を車速出力手段から出力させることができる。

本発明によれば、車両の停車中において、車輪速センサなどのパルス出力手段からのパルスの出力が振動に起因するものである場合には、そのパルスに基づいて算出される車速の変化を抑制することができる。そのため、その変化が抑制された車速を出力することができ、この出力に基づいて、振動の影響が排除された正確な車速を速度計に表示させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用制御装置が適用された車両の要部構成を示すブロック図である。 車輪速センサの構成を示す図である。 車速出力のための処理の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置が適用された車両の要部構成を示すブロック図である。

車両１の車体２の前部には、エンジンルームが設けられており、このエンジンルームには、エンジン３および変速機４が収容されている。また、車体２の左前部、右前部、左後部および右後部には、車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲが設けられている。エンジン３の駆動力は、変速機４を介して、フロントの車輪５ＦＬ，５ＦＲにそれぞれ連結されたドライブシャフト６Ｌ，６Ｒに伝達される。これにより、ドライブシャフト６Ｌ，６Ｒが回転し、車輪５ＦＬ，５ＦＲが回転する。

すなわち、車両１は、車体２の前部に配置されたエンジン３が発生する駆動力により、フロントの車輪５ＦＬ，５ＦＲが回転される、いわゆるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の自動車である。

車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲに対応づけて、車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲが設けられている。

車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲは、図２に示されるように、それぞれ車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの回転に伴って回転する磁性体からなるロータ２１と、ロータ２１と非接触に設けられた電磁ピックアップ２２とを備えている。電磁ピックアップ２２には、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）が含まれる。ロータ２１が回転すると、その回転に伴って磁界が変化し、その磁界の変化に伴って、電磁ピックアップ２２の磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化がパルスに変換されて、車輪速パルスとして電磁ピックアップ２２から出力される。

また、図１に示されるように、車体２には、車体２に生じる前後方向の加速度（車体前後Ｇ）を検出する加速度センサ８が設けられている。

さらに、車両１には、エンジン３の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が備えられている。

そして、車両１には、ＣＰＵおよびメモリを含む構成の複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）が搭載されている。ＥＣＵには、ＡＢＳＥＣＵ１１およびメータＥＣＵ１２が含まれる。ＡＢＳＥＣＵ１１およびメータＥＣＵ１２は、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルによる通信を行うことができる。

ＡＢＳＥＣＵ１１には、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲから出力される車輪速パルスならびに加速度センサ８およびエンジン回転数センサ９から出力される検出信号が入力されるようになっている。ＡＢＳＥＣＵ１１は、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲから出力される車輪速パルスに基づいて、各車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの車輪速を算出する。また、ＡＢＳＥＣＵ１１は、フロントの各車輪５ＦＬ，５ＦＲの車輪速の平均値に基づいて、車速（車体速）を算出する。そして、ＡＢＳＥＣＵ１１は、各車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの車輪速、車速および加速度センサ８によって検出される車体前後Ｇに基づいて、各車輪５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲのブレーキによるロックを防止するためのＡＢＳ制御を実行する。さらに、ＡＢＳＥＣＵ１１は、後述する処理を実行したうえで、車速をメータＥＣＵ１２に出力する。

メータＥＣＵ１２には、速度計などを含むメータパネル１３が接続されている。メータＥＣＵ１２は、ＡＢＳＥＣＵ１１から入力される車速を速度計に表示させる。

図３は、車速出力のための処理の流れを示すフローチャートである。

ＡＢＳＥＣＵ１１により、フロントの各車輪５ＦＬ，５ＦＲの車輪速の平均値に基づいて、車速が算出された後、その車速をメータＥＣＵ１２に出力するのに先立ち、図３に示される処理が行われる。

図３に示される処理では、まず、フロントの２つの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力される車輪速パルスの周期が計測され、その周期から車輪速パルスの周波数が演算される（ステップＳ１）。

次に、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力される車輪速パルスの周波数が所定の周波数範囲に含まれるか否か、つまり、所定の周波数範囲の下限値Ｆ１以上かつその上限値Ｆ２以下であるか否かが判定される。所定の周波数範囲は、たとえば、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲが取り付けられている部分（足回り）の共振周波数の範囲である。その共振周波数の範囲は、テストによって事前に取得されて、ＡＢＳＥＣＵ１１のメモリに予め記憶されている。

また、エンジン回転数センサ９によって検出されるエンジン３の回転数が所定の回転数範囲に含まれるか否か、つまり、所定の回転数範囲の下限値Ｒ１以上かつその上限値Ｒ２以下であるか否かが判定される。所定の回転数範囲は、たとえば、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲが取り付けられている部分（足回り）の共振周波数の範囲と一致するエンジン３の振動周波数を生じるようなエンジン３の回転数範囲である。そのようなエンジン３の回転数範囲は、テストによって事前に取得されて、ＡＢＳＥＣＵ１１のメモリに予め記憶されている。

さらに、それらの判定と並行して、車両１が停車状態であるか否かが推定される。具体的には、加速度センサ８によって検出される車体前後Ｇがほぼ０であるか否か（０に近い所定値以下であるか否か）が判定される。また、リアの車輪５ＲＬ，５ＲＲの車輪速がともに０であるか否かが判定される。そして、それらの判定がともに肯定された場合、つまり、車体前後Ｇがほぼ０であり、かつ、リアの車輪５ＲＬ，５ＲＲの車輪速がともに０である場合には、車両１が停車状態であると推定され、それらの判定の少なくとも一方が否定された場合には、車両１が停車状態ではないと推定される。

そして、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力される車輪速パルスの周波数が所定の周波数範囲に含まれ、エンジン回転数センサ９によって検出されるエンジン３の回転数が所定の回転数範囲に含まれ、かつ、車両１が停車状態であるというＡＮＤ条件が成立するか否かが判断される（ステップＳ２）。

このＡＮＤ条件が成立した場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、フロントの各車輪５ＦＬ，５ＦＲの車輪速の平均値に基づいて算出される車速が０であるか否かにかかわらず、ＡＢＳＥＣＵ１１からメータＥＣＵ１２に向けて出力される車速が０ｋｍ／ｈに抑制される（ステップＳ３）。その結果、メータパネル１３の速度計には、０ｋｍ／ｈが表示される。

一方、ＡＮＤ条件が成立しない場合には（ステップＳ２のＮＯ）、フロントの各車輪５ＦＬ，５ＦＲの車輪速の平均値に基づいて算出された車速がそのままＡＢＳＥＣＵ１１からメータＥＣＵ１２に向けて出力される。その結果、メータパネル１３の速度計には、フロントの各車輪５ＦＬ，５ＦＲの車輪速の平均値に基づいて算出された車速が表示される。

以上のように、車両１の走行中は、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲのロータ２１がその走行に伴って回転し、その回転によって生じる状態変化、つまり磁界の変化に応答したパルスが各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲの電磁ピックアップ２２から出力される。そして、フロントの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスに基づいて、ＡＢＳＥＣＵ１１により、車両１の車速が算出される。そして、ＡＢＳＥＣＵ１１は、その算出された車速をメータＥＣＵ１２に向けて出力し、メータＥＣＵ１２により、ＡＢＳＥＣＵ１１で算出された車速がメータパネル１３の速度計に表示される。

一方、車両１の停車中は、車両１のエンジン３の振動がロータ２１に伝わり、これに起因して、フロントの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲからパルスが出力されるおそれがある。そこで、車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスとは別の情報、つまりリアの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスおよび加速度センサ８によって検出される車体前後Ｇに基づいて、車両１が停車状態であると推定されるときには、ＡＢＳＥＣＵ１１は、フロントの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスの周波数を参照し、これに基づいて、ＡＢＳＥＣＵ１１によって算出される車速の変化を抑制する。

フロントの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲからのパルス出力が振動に起因するものである場合、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスの周波数は、エンジン３の振動周波数および各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲが取り付けられている部分の共振周波数に対応したものとなる。そのため、各車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスの周波数に基づいて、パルス出力が振動に起因するものであるか否かを精度よく判定することができる。よって、パルス出力が振動に起因するものである場合には、ＡＢＳＥＣＵ１１によって算出される車速の変化を抑制することができ、その変化が抑制された車速を出力することができる。その結果、車両１が停車中であるにもかかわらず、速度計に０より大きい車速が誤表示されるといったことを防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、車体前後Ｇがほぼ０であり、かつ、リアの車輪５ＲＬ，５ＲＲの車輪速がともに０である場合に、車両１が停車状態であると推定されるとしたが、その推定の手法は、フロントの車輪速センサ７ＦＬ，７ＦＲから出力されるパルスとは別の情報に基づく手法であれば、それに限らない。たとえば、車体前後Ｇがほぼ０であるという条件、リアの車輪５ＲＬ，５ＲＲの車輪速がともに０であるという条件、パーキングブレーキが作動しているという条件および変速機４のシフトポジションがＰ（パーキング）レンジであるという条件のうち、１つ以上の条件が満たされることにより、車両１が停車状態であると推定されてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 車両
７ＦＬ 車輪速センサ（パルス出力手段）
７ＦＲ 車輪速センサ（パルス出力手段）
１１ ＡＢＳＥＣＵ（車速算出手段、車速出力手段、停車推定手段、周波数算出手段）
２１ ロータ（回転部材）
２２ 電磁ピックアップ（パルス出力手段）

Claims (3)

1. 車両の走行に伴って回転する回転部材の移動によって生じる状態変化に応答したパルスを出力するパルス出力手段と、
   前記パルス出力手段から出力されるパルスに基づいて、前記車両の車速を算出する車速算出手段と、
   前記車速算出手段によって算出される車速を出力する車速出力手段と、
   前記パルス出力手段から出力されるパルスとは別の情報に基づいて、前記車両が停車状態であるか否かを推定する停車推定手段と、
   前記パルス出力手段から出力されるパルスの周波数を算出する周波数算出手段とを含み、
   前記車速出力手段は、前記停車推定手段によって前記車両が停車状態であると推定されている場合に、前記周波数算出手段によって算出される周波数に基づいて、前記車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制し、その抑制後の車速を出力する、車両用制御装置。
2. 前記車速出力手段は、前記停車推定手段によって前記車両が停車状態であると推定されている場合であって、前記周波数算出手段によって算出される周波数が所定の周波数範囲に含まれるときに、前記車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制する、請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記車両に搭載されているエンジンの回転数を検出する検出手段をさらに含み、
   前記車速出力手段は、前記停車推定手段によって前記車両が停車状態であると推定されている場合であって、前記検出手段によって検出される回転数が所定の回転数範囲に含まれるときに、前記車速算出手段によって算出される車速の変化を抑制する、請求項１または２に記載の車両用制御装置。

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