(57)【要約】【課題】センサ本体に鉄粉等の異物が付着することを防止できる回転検出装置を提供する。【解決手段】回転検出装置１００は、凹凸状に形成された回転体の周面に対向して配置されるとともに、コイルを有するセンサ本体１０と、コイルに流す電流を制御する制御回路２１と、車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するクルーズ走行判定部２２と、を備える。制御回路２１は、クルーズ走行判定部２２により車両がクルーズ走行中でないと判定されると、コイルに高周波電流を流し、クルーズ走行中であると判定されると、高周波電流の流れを所定時間停止する。【選択図】図２
2019215302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された回転体の回転速度を検出する回転検出装置であって、
前記回転体の凹凸状に形成された周面に対向して配置されるとともに、コイルを有するセンサ本体と、
前記コイルに流す電流を制御する制御回路と、
前記車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するクルーズ走行判定部と、を備え、
前記制御回路は、前記クルーズ走行判定部により前記車両がクルーズ走行中でないと判定されると、前記コイルに高周波電流を流し、前記車両がクルーズ走行中であると判定されると、高周波電流の流れを所定時間停止することを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転検出装置において、
前記回転体は、潤滑油が貯留された筐体の内部に配置され、
前記センサ本体は、前記回転体の回転に伴って掻き上げられた潤滑油が前記センサ本体に当たるように、前記筐体の内部かつ潤滑油の液面よりも上方に配置されることを特徴とする回転検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転検出装置において、
ドライバの操作による加減速指令を検出する加減速指令検出部と、
前記車両の走行駆動力を検出する走行駆動力検出部と、をさらに備え、
前記クルーズ走行判定部は、前記加減速指令検出部により加減速指令が検出されず、かつ、前記走行駆動力検出部により一定の走行駆動力が検出されると、クルーズ走行中であると判定することを特徴とする回転検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転検出装置において、
前記制御回路は、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行中であると判定されて高周波電流の流れを停止してから前記所定時間が経過する前に、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行中でないと判定されると、前記コイルに高周波電流を流すことを特徴とする回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転速度を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、従来、永久磁石を用いずに高周波電流で駆動される検出コイルをセンサ本体として用いる装置が知られている(例えば、特許文献１参照)。この特許文献１記載の装置では、検出コイルを高周波電流で駆動して高周波磁界を発生させる。そして、高周波磁界により回転体の表面に発生する渦電流に基づく回転体の周面の凹凸部に応じた信号を取り出し、回転体の回転を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２１６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置は、永久磁石を用いないものの、検出コイルを高周波電流で駆動して高周波磁界を発生させるため、センサ本体に鉄粉等の異物が付着して、検出精度を悪化するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、車両に搭載された回転体の回転速度を検出する回転検出装置であって、凹凸状に形成された回転体の周面に対向して配置されるとともに、コイルを有するセンサ本体と、コイルに流す電流を制御する制御回路と、車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するクルーズ走行判定部と、を備える。制御回路は、クルーズ走行判定部により車両がクルーズ走行中でないと判定されると、コイルに高周波電流を流し、クルーズ走行中であると判定されると、高周波電流の流れを所定時間停止する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、センサ本体に鉄粉等の異物が付着することを防止でき、高精度の回転検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る回転検出装置のセンサ本体を、ディファレンシャル装置の周囲に取り付けた例を模式的に示す図
【図２】本発明の実施形態に係る回転検出装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る回転検出装置は、車両の走行速度（車速）を検出する車速検出装置として用いることができる。この回転検出装置は、車速と相関関係を有する回転速度で回転する回転体の周囲に配置された非接触式のセンサ本体を有する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る回転検出装置１００のセンサ本体１０を、ディファレンシャル装置２の周囲に取り付けた例を模式的に示す図である。ディファレンシャル装置２には、図示しない駆動源（例えばエンジン）からのトルクが変速機を介して伝達される。なお、駆動源として、エンジンの代わりに、あるいはエンジンに加えて、走行モータを用いることもできる。ディファレンシャル装置２に伝達されたトルクは、図示しない左右のドライブシャフトを介して左右の車輪に伝達される。
【００１０】
図１に示すように、ディファレンシャル装置２は、変速機ケース３内の収容空間ＳＰに回転可能に配置される。図示は省略するが、ディファレンシャル装置２は、リングギアを介して変速機からのトルクが入力されるディファレンシャルケース、ディファレンシャルケース内に配置され、左右のドライブシャフトにそれぞれ連結された左右一対のサイドギア、左右一対のサイドギアにそれぞれ噛合する一対のピニオン、一対のピニオンをディファレンシャルケースから回転可能に支持するピニオンシャフト等を有する。
【００１１】
回転体５は、導電性の金属により構成され、例えばディファレンシャルケースと一体かつ同軸に設けられる。より詳しくは、回転体５は、変速機ケース３に固定された回転軸６に支持され、回転軸６を中心としてディファレンシャルケースと一体に回転する。回転体５の外周面は、全周にわたって凹凸状に形成される。すなわち、外周面には、凹部と凸部とが周方向交互かつ等間隔に規則的に設けられ、凹凸部５ａが形成される。
【００１２】
変速機ケース３内の収容空間ＳＰの底部には潤滑油が貯留される。潤滑油の油面ＯＬは、回転体５の底部よりも高位置にあり、回転体５の一部が潤滑油に浸っている。潤滑油は、回転体５の回転に伴い凹凸部５ａにより掻き上げられ、収容空間ＳＰ内を飛散する。潤滑油は、ディファレンシャル装置２（例えばディファレンシャルケース）の回転によっても掻き上げられ、各部に供給される。
【００１３】
回転体５の周囲には、回転体５の外周面（凹凸部５ａ）に対向してセンサ本体１０が配置される。センサ本体１０は、全体が略円柱または略角柱形状を呈する。センサ本体１０の先端部は、回転体５の外周面から所定距離隔てて下方または斜め下方を向くように、変速機ケース３に図示しないボルトなどにより固定される。
【００１４】
センサ本体１０は、内部にコイル１１を有する渦電流式センサとして構成される。このため、センサ本体１０には永久磁石が不要である。センサ本体１０のコイル１１には、発振回路から高周波電流が流され、これによりセンサ本体１０の周囲に高周波磁界が発生し、磁界内に存在する回転体５の表面に、電磁誘導作用によって渦電流が発生する。渦電流の大きさは、センサ本体１０と回転体５の外周面との間の距離に応じて周期的に変化し、凹凸部５ａのうち、凸部が通過すると大きく、凹部が通過すると小さくなる。渦電流の大きさが周期的に変化すると、コイル１１のインピーダンスが周期的に変化し、このインピーダンスの変化を電圧変化として取り出すことで、回転体５の回転速度を検出できる。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る回転検出装置１００の全体構成を示すブロック図である。図２に示すように、回転検出装置１００は、センサ本体１０と、アクセルセンサ１５と、トルクセンサ１６と、ブレーキセンサ１７と、コントローラ２０とを有する。
【００１６】
アクセルセンサ１５は、アクセルペダルの操作量、すなわち加速指令を検出するセンサである。トルクセンサ１６は、エンジンのトルクを検出するセンサである。ブレーキセンサ１７は、ブレーキペダルの操作量、すなわち減速指令を検出するセンサである。これらセンサ１５〜１７からの信号は、コントローラ２０に入力される。
【００１７】
コントローラ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよび図示しないその他の周辺回路を有するコンピュータを含んで構成され、センサ本体１０の制御回路２１を有するとともに、機能的構成としてクルーズ走行判定部２２と、出力部２３とを有する。
【００１８】
制御回路２１は、センサ本体１０のコイル１１に所定周期の高周波電流を流す発振回路と、回転体５の表面で発生した渦電流によるコイル１１のインピーダンスの変化を電圧変化として出力する共振回路と、共振回路から出力された電圧変化をセンサ本体１０と回転体５との距離に対応した直流電圧に変換する検波回路と、検波回路で変換された直流電圧に基づき所定周期毎（例えば数ｍｓ毎）に回転体５の回転速度、すなわち車速を演算する演算回路とを有する。このような構成により、制御回路２１は、コイル１１の高周波電流の流れを制御するとともに、コイル１１に高周波電流を流したときのコイル１１のインピーダンスの変化に基づき車速を求める。なお、回転体５の回転速度と車速とが異なるとき、演算回路は回転速度に所定の係数を乗算して車速を演算する。
【００１９】
クルーズ走行判定部２２は、アクセルセンサ１５とトルクセンサ１６とブレーキセンサ１７とからの信号に基づいて、車両がクルーズ走行中であるか否かを判定する。具体的には、アクセルセンサ１５により検出されたアクセル開度が所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、トルクセンサ１６により検出されたエンジンのトルクが所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、ブレーキセンサ１７によりブレーキペダルの非操作が検出されるとき、クルーズ走行中であると判定する。一方、アクセルセンサ１５により検出されたアクセル開度が所定時間Ｔ０以上一定でない、または、トルクセンサ１６により検出されたエンジンのトルクが所定時間Ｔ０以上一定でない、または、ブレーキセンサ１７によりブレーキペダルの操作が検出されると、クルーズ走行中でないと判定する。クルーズ走行中か否かの判定は、車速が一定か否かの判定に相当する。
【００２０】
出力部２３は、制御回路２１で求められた車速を出力する。この場合、クルーズ走行判定部２２によりクルーズ走行中でないと判定されると、出力部２３は、制御回路２１で所定周期毎に求められた車速を出力する。一方、クルーズ走行判定部２２によりクルーズ走行中であると判定されると、出力部２３は、クルーズ走行が開始される直前に求められた車速を出力し続ける。つまり、クルーズ走行中であるとき、車速検出値に変化がないものとして一定の車速を出力する。出力部２３から出力された車速は、車両の各種制御に用いられる。
【００２１】
図３は、予めコントローラ２０に記憶されたプログラムに従い、コントローラ２０のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばイグニッションスイッチのオンにより開始され、所定周期で繰り返される。
【００２２】
まず、ステップＳ１で、アクセルセンサ１５からの信号に基づいてアクセルペダルが非操作（オフ）であるか否かを判定する。ステップＳ１で肯定されるとステップＳ２に進み、センサ本体１０による車速検知を実行する。すなわち、制御回路２１からセンサ本体１０のコイル１１に高周波電流を流し、そのときのコイル１１のインピーダンスの変化に基づき車速を求め、この車速を出力する。次いで、ステップＳ３で、この車速検出値をメモリに記憶する。なお、車速検出値は随時更新され、メモリには最新の値が記憶される。
【００２３】
一方、ステップＳ１で否定されるとステップＳ４に進み、アクセルセンサ１５からの信号に基づいてアクセル開度が所定時間Ｔ０以上一定であるか否かを判定する。アクセル開度が一定とは、アクセル開度の変化量が０の場合だけでなく、アクセル開度の変化量が所定値以下である場合も含む。すなわち、アクセル開度の変化量が車速の変化に影響を及ぼさない程度である場合、アクセル開度が一定の場合に含まれる。ステップＳ４で肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ２に進む。
【００２４】
ステップＳ５では、トルクセンサ１６からの信号に基づいてエンジントルクが所定時間Ｔ０以上一定であるか否かを判定する。エンジントルクが一定とは、エンジントルクの変化量が０の場合だけでなく、エンジントルクの変化量が所定値以下である場合も含む。すなわち、エンジントルクの変化量が車速の変化に影響を及ぼさない程度である場合、エンジントルクが一定の場合に含まれる。ステップＳ５で肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとステップＳ２に進む。
【００２５】
ステップＳ６では、ブレーキセンサ１７からの信号に基づいてブレーキペダルが非操作（オフ）であるか否かを判定する。ステップＳ４〜ステップＳ６は、車両がクルーズ走行中であるか否かの判定に相当する。ステップＳ６で肯定されると車両がクルーズ走行中であると判定されてステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ２に進む。
【００２６】
ステップＳ７では、センサ本体１０を用いての車速検知を停止する。すなわち、制御回路２１からセンサ本体１０のコイル１１への高周波電流の流れを停止する。これにより鉄粉等の異物がセンサ本体１に付着していた場合に、その異物を除去することができる。すなわち、コイル１１を流れる高周波電流が停止することで、センサ本体１０から生じる磁界が消滅し、センサ本体１０に付着した異物を走行時の振動や重力等により落下させることができる。センサ本体１０には、回転体５やディファレンシャル装置２の回転により掻き揚げられた潤滑油が当たる。このため、潤滑油の表面張力によってセンサ本体１０の表面に異物が付着している場合であっても、磁界が消滅した状態においては、潤滑油の流れによりその異物を容易に除去することができる。
【００２７】
次いで、ステップＳ８で、ステップＳ３で記憶された車速検出値を出力する。次いでステップＳ９で、ステップＳ７で高周波電流の流れを停止してから所定時間Δｔ１が経過したか否かを判定する。所定時間Δｔ１は、センサ本体１０の表面に付着した異物を除去するための十分な時間であり、例えば０．５〜１秒程度に設定される。ステップＳ９で肯定されるとステップＳ２に進み、否定されるとステップＳ１に戻る。
【００２８】
本実施形態の動作をまとめると以下のようになる。回転体５の外周面に対向して配置されたセンサ本体１０は、永久磁石を有しない渦電流式であるが、コイル１１を流れる高周波電流によって磁界を発生するものであるため、センサ本体１０の表面に鉄粉等の異物が付着するおそれがある。このような状況で、アクセル開度が所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、エンジントルクが所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、ブレーキペダルが非操作であるとき、車両がクルーズ走行中であると判定され、コイル１１の高周波電流の流れが停止される（ステップＳ４〜ステップＳ７）。
【００２９】
これによりセンサ本体１０から生じる磁界が消滅するため、センサ本体１０に付着した異物を除去することができる。特に、センサ本体１０は、潤滑油が貯留された収容空間ＳＰに配置され、センサ本体１０の表面には、回転体５やディファレンシャル装置２の回転によって掻き上げられた潤滑油が当たる。このため、センサ本体１０の表面の潤滑油の流れにより、表面張力等によりセンサ本体１０の表面に付着した異物をも、容易に除去することができる。これにより車速の検出精度を向上することができる。
【００３０】
センサ本体１０のコイル１１の高周波電流の流れを停止しているとき、センサ本体１０を用いて車速を検出できない。このとき、高周波電流の停止直前にセンサ本体１０からの出力信号によって得られた車速検出値を用いるが（ステップＳ８）、クルーズ走行中であるため車速は一定であり、問題はない。
【００３１】
クルーズ走行中と判定されてから所定時間Δｔ１が経過すると、コイル１１に高周波電流を流し、センサ本体１０を用いた車速の検知を再開する（ステップＳ９→ステップＳ２）。このため、クルーズ走行が長時間にわたって継続している場合であっても、少なくとも所定時間Δｔ１毎にセンサ本体１０を用いて車速が検出される。所定時間Δｔ１が経過する前にクルーズ走行中でなくなった場合には、所定時間Δｔ１の経過を待たずに即座にセンサ本体１０を用いた車速の検知を再開する。このため、常に正確な車速検出値を出力できる。
【００３２】
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）回転検出装置１００は、車両に搭載された回転体５の回転速度、特に車速を検出するものであり、回転体５の凹凸状に形成された外周面（凹凸部５ａ）に対向して配置されるとともに、コイル１１を有するセンサ本体１０と、コイル１１に流す電流を制御する制御回路２１と、車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するクルーズ走行判定部２２と、を備える（図２）。制御回路２１は、クルーズ走行判定部２２により車両がクルーズ走行中でないと判定されると、コイル１１に高周波電流を流し、クルーズ走行中であると判定されると、高周波電流の流れを所定時間Δｔ１停止する。
【００３３】
このように本実施形態では、永久磁石を有しない渦電流式のセンサ本体１０を用いるとともに、車両がクルーズ走行中であるときにセンサ本体１０の内部のコイル１１を流れる高周波電流を停止させる。これにより、センサ本体１０の周囲の高周波磁界が消滅し、センサ本体１０に付着した鉄粉等の異物を除去することができる。したがって、その後、センサ本体１０に高周波電流を流したときの車速の検出精度が向上する。
【００３４】
（２）回転体５は、潤滑油が貯留された変速機ケース３の内部に配置される（図１）。センサ本体１０は、回転体５の回転に伴って掻き上げられた潤滑油がセンサ本体１０に当たるように、変速機ケース３の内部かつ潤滑油の油面ＯＬよりも上方に配置される（図１）。これによりセンサ本体１０の表面に付着した異物を、潤滑油によって容易に除去することができる。
【００３５】
（３）ドライバの操作による加減速指令を検出するアクセルセンサ１５およびブレーキセンサ１７と、エンジントルクを検出するトルクセンサ１６とをさらに備える（図２）。クルーズ走行判定部２２は、アクセルセンサ１５により検出されるアクセル開度が所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、トルクセンサ１６により検出されるエンジントルクが所定時間Ｔ０以上一定で、かつ、ブレーキセンサ１７によりブレーキペダルの非操作が検出されると、クルーズ走行中であると判定する。すなわち、所定時間Ｔ０以上車速を増減するドライバの操作が検出されず、かつ、走行駆動力に影響を及ぼすエンジントルクが所定時間Ｔ０以上一定であるときに、クルーズ走行中であると判定する。これにより車速が一定のクルーズ走行状態を良好に判定することができる。
【００３６】
（４）制御回路２１は、クルーズ走行判定部２２によりクルーズ走行中であると判定されて高周波電流の流れを停止してから所定時間Δｔ１が経過する前に、クルーズ走行判定部２２によりクルーズ走行中でないと判定されると、コイル１１に高周波電流を流す。これにより車速が変化する状況になったときには、速やかに車速検知を再開することができ、適切なタイミングで正確な車速検出値を得ることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、アクセルセンサとトルクセンサとブレーキセンサとからの信号に基づいて車両がクルーズ走行中であるか否かを判定するようにしたが、クルーズ走行判定部の構成はこれに限らない。例えば、車載カメラが撮影する車両周囲の画像に基づいてクルーズ走行中であるか否かを判定するようにしてもよい。クラッチペダルを有する車両においては、さらにクラッチペダルの操作を検出するセンサからの信号に基づいて車両がクルーズ走行中であるか否かを判定してもよい。上記実施形態では、アクセルセンサ１５とブレーキセンサ１７とによりドライバの操作による加減速指令を検出するようにしたが、加減速指令検出部の構成はこれに限らない。
【００３８】
上記実施形態では、トルクセンサ１６により車両の走行駆動力を検出するようにしたが、走行駆動力検出部の構成はこれに限らない。例えば、燃料噴射量とクランク角加速度の変動量とから求められるエンジントルクの推定値を用いてもよい。上記実施形態では、センサ本体１０を潤滑油が貯留された収容空間ＳＰに配置するようにしたが、センサ本体の配置はこれに限らない。上記実施形態では、センサ本体１０に渦電流式センサを用いたが、永久磁石を用いずにコイルに高周波電流を流して磁界を生じさせことで、回転体の回転を検出可能なのであれば、他の型式のセンサを用いてもよい。
【００３９】
以上の実施形態では、回転検出装置１００により車速を検出するようにしたが、本発明の回転検出装置は、車速以外の回転体の回転速度を検出する場合にも同様に適用することができる。
【００４０】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
３  変速機ケース、５  回転体、１０  センサ本体、１１  コイル、１５  アクセルセンサ、１６  トルクセンサ、１７  ブレーキセンサ、２１  制御回路、２２  クルーズ走行判定部、１００  回転検出装置
【図１】
2019215302.tif 000003
【図２】
2019215302.tif 000004
【図３】
2019215302.tif 000005