JPH0612965U

JPH0612965U - 車輪回転検出装置

Info

Publication number: JPH0612965U
Application number: JP10525291U
Authority: JP
Inventors: 晋也広瀬; 昌弘廣池; 達也古川; 達也村瀬; 眞史中村
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2006-11-27
Also published as: JP2604221Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案の車輪回転検出装置は、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可能とする
ことを特徴としている。【構成】車輪回転検出装置１は、前輪（従動輪）のブレ
ーキディスクの円周部にＮ極とＳ極が交互にあらわれる
ようマグネットを長手方向に連続して取り付けて目盛り
を形成したスケール２と、該スケール２の目盛り方向で
マグネットの長さの半分の長さに位置がずれて配置され
る一対の磁気センサ３ａ、３ｂを有する磁気検出ヘッド
３と、該磁気検出ヘッド３で検出したデータをもとに、
正転と逆転とを判定し、１周期毎に単位回転距離パルス
を出力する回転検出部４とからなっていることを特徴と
している。

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。

【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可能とす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、車輪の回転数を検出する装置であって、従動側の車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する、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からなって、上記従動輪センサが、前記請求項１と同一構成からなる、という技術的手段を講じている。また、請求項３の考案では、上記構成に加えて、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、通常走行か否かを判定する走行状態判定手段を有する、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１０’ 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、３ｂ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１ mm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３ａ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、１Ｂ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、左右の前輪にそれぞ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，１Ｂ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。更に、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。

【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２ｎＮ極マグネット２ｓＳ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

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車輛の従動側の車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
することを特徴とする車輪回転検出装置。
【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。
【請求項３】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。
【請求項４】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、２または３のいずれかに記載の車輪回
転検出装置。