(57)【要約】【課題】走行中に路面変化により生じた加速度と、車輪速センサの異常により生じた加速度とを区別し、簡単かつ安価な構成により車輪速センサの異常の誤検出を防止できるようにする。【解決手段】判定部８により、各車輪１ａ〜１ｄの外周長に相当する距離を移動するときの移動周期パターンと、各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度周期パターンとの間に、例えば後者の周期と前者の周期とが一致するなどの相関があるかどうかの判断結果と、加速度演算部４ａ〜４ｄによる各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度周期パターンとに基づき、車輪速センサ２ａ〜２ｄのいずれかの異常の有無を検出する。これにより、走行中に路面変化により生じた加速度と、車輪速センサの異常により生じた加速度とを明確に区別することができ、車輪速センサの異常の誤検出を防止できる。【選択図】図１
2015148495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の複数の車輪それぞれに設けられ前記各車輪の回転に応じた測定信号を出力する車輪速センサに、異常が生じているかどうかを検出する車輪速センサの異常検出装置において、
少なくとも２つの前記車輪速センサそれぞれからの前記測定信号の変化により生じる前記両車輪速センサごとの加速度を導出する加速度導出手段と、
前記車輪の外周長に相当する距離を移動する移動周期パターンと前記加速度導出手段により導出される前記両車輪速センサごとの加速度周期パターンとの間に相関があるかどうか判断する判断手段と、
前記判断手段による判断の結果と、前記両車輪速センサごとの前記加速度周期パターンとに基づき、前記両車輪速センサのいずれかの異常を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする車輪速センサの異常検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記判断手段により前記移動周期パターンと前記両車輪速センサごとの前記加速度周期パターンとの間に相関があると判断されたときに、前記両車輪速センサの前記加速度周期パターンが同じパターンであれば、前記両車輪速センサの前記加速度パターンは路面変化によるものとし、いずれか一方の前記車輪速センサの前記加速度周期パターンのみの前記測定信号が変化することによる前記加速度が導出されれば、当該車輪速センサの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の車輪速センサの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の複数の車輪に設けられ各車輪それぞれの回転に応じた測定信号を出力する車輪速センサに、異常が生じているかどうかを検出する車輪速センサの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の各車輪に設けられて車輪速を測定する車輪速センサは、例えば円板の周縁にＮ極およびＳ極の磁極が交互に複数配列され、この円板の周縁近傍に磁気抵抗素子やホール素子などの磁気検出素子が配置されて構成されており、車輪の回転に伴う磁極の移動による磁気の変化が磁気検出素子によって検出され、その磁気の変化が後段回路にパルス信号として出力され、後段回路により、所定時間当たりのパルス数が算出されて車輪の回転速度が導出されて車速が導出されるようになっている。このとき、導出された車速を時間微分することにより、加速度を導出することもできる。
【０００３】
ところで、このような車輪速センサにおいて、いずれかのＮ極および／またはＳ極が脱離あるいは損傷するなどの異常が生じると、パルス信号に飛びが生じて磁気変化の周期が乱れ、車速を精度よく導出することができなくなる。そこで従来、車輪速センサの異常による出力パルスの飛びが生じたときに、後段回路で導出される車速が変化して速度の時間変化である加速度が生じることを利用し、所定値以上の加速度が所定時間以上継続するかどうかにより、車輪速センサの異常の有無を検出することが考えられている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、車輪速センサのパルス信号の周期の中の１つのパルス周期を中間パルス周期とし、その前後の前、後パルス周期を測定して前、後パルス周期の差が所定値以内に入り、中間パルス周期を前、後周期パルス周期で割った値が一定値以上の場合に、車輪速センサに異常があると判定することも提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６７６０号公報（段落０００２参照）
【特許文献２】特開２００１−１６５９４８号公報（段落００１０〜００２１および図３ないし図５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した特許文献１に記載の手法では、車両の走行中に、例えば路面の凸部を乗り越える際に車輪速つまり車輪の回転速度が変化し、その瞬間に加速度が生じることがあり、特に人工的に一定間隔で路面に形成した凸部間の距離が車輪の外周長と一致する場合には、走行中に路面の凸部を乗り越える際に生じた加速度と、車輪速センサの異常による生じた加速度とを区別できないため、路面の凸部を乗り越える際に生じた加速度を、車輪速センサの異常によるものと誤って判断してしまうおそれがある。
【０００７】
また、上記した特許文献２に記載の手法の場合、中間パルス周期と、その前後の前後パルス周期の測定のほか前後パルス周期の差の導出など、煩雑な処理が必要となり、異常検出システムが高価になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、走行中に路面変化により生じた加速度と、車輪速センサの異常により生じた加速度とを区別し、簡単かつ安価な構成により車輪速センサの異常の誤検出を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明の車輪速センサの異常検出装置は、車両の複数の車輪それぞれに設けられ前記各車輪の回転に応じた測定信号を出力する車輪速センサに、異常が生じているかどうかを検出する車輪速センサの異常検出装置において、少なくとも２つの前記車輪速センサそれぞれからの前記測定信号の変化により生じる前記両車輪速センサごとの加速度を導出する加速度導出手段と、前記車輪の外周長に相当する距離を移動する移動周期パターンと前記加速度導出手段により導出される前記両車輪速センサごとの加速度周期パターンとの間に相関があるかどうか判断する判断手段と、前記判断手段による判断の結果と、前記両車輪速センサごとの前記加速度周期パターンとに基づき、前記両車輪速センサの異常の有無を検出する検出手段とを備えることを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
また、前記検出手段は、前記判断手段により前記移動周期パターンと前記両車輪速センサごとの前記加速度周期パターンとの間に相関があると判断されたときに、前記両車輪速センサの前記加速度周期パターンが同じパターンであれば、前記両車輪速センサの前記加速度パターンは路面変化によるものとし、いずれか一方の前記車輪速センサの前記加速度周期パターンのみの前記測定信号が変化することによる前記加速度が導出されれば、当該車輪速センサの異常を検出するのが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の原理について簡単に説明すると、人工的に一定間隔で路面に形成した凸部間の距離が、車輪の外周長と一致している場合、このような路面を走行することによって、路面の凸部を乗り越える際に車輪の回転速度が変化する瞬間に加速度が生じるが、車輪速センサに異常がない限りいずれの車輪速センサからの測定信号も乱れることなく同じように変化するので、各車輪速センサの出力に基づき導出される加速度はいずれも同じ周期で変化する。そのため、少なくとも２つの車輪速センサの出力に基づく加速度の周期パターンが同じであれば、路面変化による加速度が検出されたものと判定できる。
【００１２】
このとき、路面変化による加速度が検出されたものと判定することによって、従来のように路面変化による加速度を車輪速センサの異常と誤検出することが防止される。
【００１３】
一方、いずれか一方の車輪速センサに磁極の損傷や脱離などの異常が生じている場合には、平坦路を定速で走行していても、異常を有する車輪速センサを除く他の車輪速センサの出力に乱れが生じることはないのに対して、異常な車輪速センサの出力のみに乱れが生じ、当該異常な車輪速センサからの測定信号に基づき加速度が導出されるため、各車輪速センサのうちいずれか一方の車輪速センサの出力のみに基づき加速度が導出される場合には、当該車輪速センサに異常があると判定できる。
【００１４】
したがって、請求項１に係る発明によれば、車輪の外周長に相当する距離を移動する移動周期パターンと、加速度導出手段により導出される少なくとも２つの車輪速センサごとの加速度の加速度周期パターンとの間に、例えば後者の周期と前者の周期とが一致するなどの相関があるか否かの判断手段による判断結果と、加速度導出手段による各車輪速センサごとの加速度周期パターンとに基づき、走行中の路面変化により生じた加速度と、車輪速センサの異常により生じた加速度とを明確に区別することができ、従来のように周期の計測や周期差の算出などの煩雑な処理を行う必要がなく、簡単かつ安価な構成により、車輪速センサの異常の誤検出を防止することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明によれば、車輪の外周長に相当する距離を移動する移動周期パターンと、加速度導出手段により導出される各車輪速センサごとの加速度パルスの加速度周期パターンとの間に、後者の周期と前者の周期とが一致するなどの相関があると判断手段により判断されたときには、例えば車輪の外周長と同じ間隔で凸部が形成された路面を走行中であると判定できるため、両車輪速センサによる加速度は路面変化により生じたものと判定することができる。
【００１６】
よって、路面変化による加速度が検出されたものと判定することによって、従来のように路面変化による加速度を車輪速センサの異常と誤検出することが防止される。
【００１７】
さらに、車輪の外周長に相当する距離を移動する移動周期パターンと、加速度導出手段により導出される各車輪速センサごとの加速度パルスの加速度周期パターンとの間に相関がない、すなわち後者の周期と前者の周期とが一致せずに相関がないと判断手段により判断されたときは、上記したような車輪と同じ間隔で凸部が形成された路面ではなく例えば平坦路等を走行中であり、そのときに加速度導出手段により、いずれか一方の車輪速センサのみの出力に基づき加速度が導出されれば、当該車輪速センサの異常を検出でき、簡単かつ安価な構成により、車輪速センサに異常が生じていることを的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車輪速センサの異常検出装置の一実施形態のブロック構成図である。
【図２】図１の動作説明用タイミングチャートである。
【図３】図１の動作説明用タイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態について、図１のブロック構成図、図２および図３のタイミングチャートを参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、左右の前輪１ａ，１ｂに設けられた右前車輪速センサ２ａ、左前車輪速センサ２ｂ、および、左右の後輪１ｃ，１ｄに設けられた右後車輪速センサ２ｃ、左後車輪速センサ２ｄの測定信号である出力パルス信号が、それぞれ車速演算部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに入力され、各車速演算部３ａ〜３ｄそれぞれにより所定時間当たりのパルス数が算出されて各車輪１ａ〜１ｄの回転速度が算出されて車両の車速が算出され、さらにその後段の加速度演算部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより、各車速演算部３ａ〜３ｄそれぞれにより算出された車速がそれぞれ時間微分されて加速度が算出される。これら加速度演算部４ａ〜４ｄが、本発明における加速度導出手段に相当する。
【００２１】
そして、各加速度演算部４ａ〜４ｄそれぞれにより算出された加速度Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄがコンパレータ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにそれぞれ入力されてしきい値Ａｔｈ以上であるかどうか比較され、各加速度演算部４ａ〜４ｄによる加速度Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄが予め設定されたしきい値Ａｔｈ以上になれば、各コンパレータ５ａ〜５ｄの出力が例えばハイレベルになり、各コンパレータ５ａ〜５ｄのハイレベルパルスがカウンタ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにそれぞれ入力されて、各カウンタ６ａ〜６ｄにより各コンパレータ５ａ〜５ｄからのハイレベルパルスの出力継続時間がカウントされる。
【００２２】
さらに、各カウンタ６ａ〜６ｄによりカウントされた継続時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄが後段のコンパレータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄそれぞれにより予め設定された基準時間Ｔｔｈ（例えば、３秒）を超えるかどうか比較され、基準時間Ｔｔｈを超えるまでの間に各加速度演算部４ａ〜４ｄそれぞれによる加速度Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄが判定部８により取り込まれ、判定部８により各々の加速度周期パターンが観測される。
【００２３】
ところで、図１に示すように、各カウンタ６ａ〜６ｄにリセット信号を出力する周期モニタ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられ、これら周期モニタ９ａ〜９ｄにより、各加速度演算部４ａ〜４ｄにより導出される加速度の加速度周期が入力され、各車輪１ａ〜１ｄの既知の外周長に相当する距離を現在車速で移動する移動周期が各周期モニタ９ａ〜９ｄに予め入力されるようになっており、この移動周期と加速度周期が一致するかどうかモニタされ、一致しないときに各カウンタ６ａ〜６ｄにリセット信号が出力されて各カウンタ６ａ〜６ｄがリセットされるようになっている。
【００２４】
そのため、加速度周期が移動周期と一致するときには、例えば車輪の外周長と同じ間隔で凸部が形成された路面を走行中であって、路面変化により生じる加速度と車輪速センサの異常により生じる加速度とを区別するために、しきい値Ａｔｈ以上の加速度Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄが基準時間Ｔｔｈ以上継続する間はカウンタ６ａ〜６ｄがリセットされることはなく、各コンパレータ７ａ〜７ｄからは例えばハイレベルの出力が継続して出力され、その間、判定部８による加速度Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄの加速度周期パターンの観測が行われ、走行中に路面変化により生じた加速度であるか否かの判定、さらには異常のある車輪速センサの特定が行われる。
【００２５】
一方、移動周期と加速度周期とが一致しないときには、車輪の外周長と同じ間隔ではない凸部が形成された路面や平坦路等を走行中であると判断され、そのときにいずれか１つの車輪速センサの出力に基づく加速度が導出されると、その他の異常のない車輪速センサに対応するカウンタはすべてリセットされ、判定部８により、加速度が導出される車輪速センサに対応するカウンタの後段のコンパレータのみ出力が例えばハイレベルを継続し、このハイレベルの間、判定部８により加速度周期パターンが観測され、判定部８による車輪速センサの異常の検出が行われることになる。
【００２６】
続いて、判定部８による処理について詳細に説明する。
【００２７】
各車輪１ａ〜１ｄの外周長は既知であって全て同じであるため、判定部８により、各車輪１ａ〜１ｄの外周長に相当する距離を現在車速で移動するときの移動周期パターンと、各車輪速センサ１ａ〜１ｄごとの加速度周期パターンとの間に、例えば後者の加速度周期と前者の移動周期とが一致するなどの相関があるかどうか判定部８により判断され、相関があるとの判断されたときに、各コンパレータ７ａ〜７ｄの出力が例えばハイレベルの間に、判定部８に入力される各加速度演算部４ａ〜４ｄによる加速度Ａａ〜Ａｄの加速度周期パターンが観測され、全ての加速度周期が同じであれば、これら各車輪速センサ２ａ〜２ｄの出力に基づく加速度は路面変化によるものであると判定される。
【００２８】
そして、判定部８により、各車輪２ａ〜２ｄの外周長に相当する距離を現在車速で移動するときの移動周期パターンと、各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度周期パターンとの間に相関があると判断されるときであっても、各車輪速センサ２ａ〜２ｄのうちのいずれかの加速度周期パターンのみが他の加速度周期パターンと異なるときには、路面変化による加速度のほかに車輪速センサの異常による加速度を含むため、加速度周期パターンの異なる当該車輪速センサが異常のある車輪速センサと特定される。
【００２９】
また、例えば平坦路を走行中であって、判定部８により、各車輪２ａ〜２ｄの外周長と同じ距離を現在車速で移動するときの移動周期パターンと、各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度周期パターンとの間に相関がないと判断されたときに、各加速度演算部４ａ〜４ｄのうち各車輪速センサ２ａ〜２ｄのうちの１つのみの出力に基づき加速度が導出されれば、加速度が導出される車輪速センサ以外の車輪速センサに対応するカウンタはリセットされ、加速度が導出される車輪速センサに対応するカウンタによる時間カウントが行われ、その後段のコンパレータの例えばハイレベル出力が継続する間に、当該車輪速センサによる加速度周期パターンが判定部８により観測されることになり、当該車輪速センサが異常であると判定される。
【００３０】
このような判定部８による相関の有無判断処理が、本発明における判断手段に相当し、判定部８による車輪速センサ２ａ〜２ｄの異常検出処理が、本発明における検出手段に相当する。
【００３１】
そして、上記したように加速度周期パターンを観測すると、各車輪速センサ２ａ〜２ｄの出力に基づき同じ周期で加速度が導出され、各車輪速センサ２ａ〜２ｄの加速度周期パターンが図２（ａ）〜（ｄ）に示すように同じであるときには、上記したとおり、いずれの車輪速センサ２ａ〜２ｄにも異常はなく、例えば各車輪１ａ〜１ｄの外周長と同じ間隔で凸部が形成された路面を走行することにより生じる加速度が導出されているものと判定することができる。
【００３２】
このとき、各車輪１ａ〜１ｄの外周長と同じ間隔で凸部が形成された路面を走行することによる加速度パルスのほかに、例えば図２（ａ）中の破線に示すように、車輪速センサ２ａのみに他の車輪速センサ２ｂ〜２ｄとは異なる加速度パルスも導出されると、車輪速センサ２ａの加速度周期パターンが他の車輪速センサ２ｂ〜２ｄとは異なるため、加速度周期パターンの異なる当該車輪速センサ２ａは異常を生じたものと特定することができる。
【００３３】
また、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、車輪速センサ２ａのみの出力に基づき加速度が導出され、他の車輪速センサ２ｂ〜２ｄでは加速度が導出されないときには、例えば平坦路を走行中であっていずれの車輪速センサ２ａ〜２ｄの出力に変化がなく加速度が検出されるはずでないにも関わらず、車輪速センサ２ａのみ加速度が検出されるという異常が生じていることから、車輪速センサ２ａに磁極の破損や脱離等の異常が生じていることを検出できる。
【００３４】
したがって、上記した実施形態によれば、各車輪１ａ〜１ｄの外周長に相当する距離を現在車速で移動する移動周期パターンと、加速度演算部４ａ〜４ｄにより導出される各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度の加速度周期パターンとの間に相関があるか否かの判断結果と、加速度演算部４ａ〜４ｄによる各車輪速センサ２ａ〜２ｄごとの加速度周期パターンとに基づき、走行中に路面変化により生じた加速度と、車輪速センサ２ａ〜２ｄの異常により生じた加速度とを明確に区別することができ、従来のように周期の計測や周期差の算出などの煩雑な処理を行う必要がなく、簡単かつ安価な構成により、車輪速センサの異常の誤検出を防止することができる。
【００３５】
また、磁極の破損や脱離等の異常が生じた車輪速センサを、安価な構成により容易に特定して検出することができるため、低コストで異常検出装置を提供することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３７】
例えば、上記した実施形態では、判定部８により、４つの車輪速センサ２ａ〜２ｄの出力に基づく検出処理を同時に行う場合について説明したが、各車輪速センサ２ａ〜２ｄを２組に分け、上記したような相関の判断処理および異常検出処理をいずれか１組の車輪速センサだけを使用して行うようにしても、車輪速センサの異常の誤検出を防止することができる。
【００３８】
また、４つの車輪速センサ２ａ〜２ｄを２組に分け、各組ごとに交互に行うようにしてもよい。さらに、各車輪速センサ２ａ〜２ｄを２組に分け、各組に対して上記した判定部８と同様の機能を有する判定部を設けて、各組ごとに各々の判定部より相関の判断処理および異常検出処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態では、コンパレータ５ａ〜５ｄ、７ａ〜７ｄ、カウンタ６ａ〜６ｄを設け、加速度演算部４ａ〜４ｄによる所定値（Ａｔｈ）以上の加速度が所定時間（Ｔｔｈ）継続する場合に、車輪速センサの異常検出の処理を行う場合について説明したが、必ずしもコンパレータ５ａ〜５ｄ、７ａ〜７ｄ、カウンタ６ａ〜６ｄを設ける必要はなく、加速度演算部４ａ〜４ｄにより導出される加速度がどのような値であっても、また、加速度の導出の継続時間がどのようであっても、加速度が導出されたときに加速度周期パターンを観測するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ〜１ｄ  …車輪
２ａ〜２ｄ  …車輪速センサ
４ａ〜４ｄ  …加速度演算部（加速度導出手段）
８  …判定部（判断手段、検出手段）
【図１】
2015148495.tif 000003
【図２】
2015148495.tif 000004
【図３】
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