(57)【要約】  車両の車輪速度を計算する装置（１０）を開示する。当該装置（１０）は、少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の近傍に配置された少なくとも１つのセンサ（１２）を含む。センサ（１２）は、スプロケット（１６）の各歯（１８（ａ））の検出に応答して少なくとも１つのパルスを形成する。装置（１０）はさらに、形成された少なくとも１つのパルスを受信するように構成された制御ユニット（１４）を含む。制御ユニット（１４）は、少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間に基づいて車両の車輪速度を計算する。
2018536861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪速度を計算する装置（１０）であって、
前記装置（１０）は、
少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の近傍に配置され、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の各歯（１８（ａ））の検出に応答して少なくとも１つのパルスを形成する少なくとも１つのセンサ（１２）と、
形成された前記少なくとも１つのパルスを受信し、さらに前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間に基づいて前記車両の車輪速度を計算するように構成された制御ユニット（１４）と、
を備える、装置（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する前記時間は、連続する２つの前記パルス間の時間差に基づいて測定される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記制御ユニット（１４）は、前記時間差が一定である場合に、前記連続する２つのパルスの前記時間差と、前記スプロケット（１６）の前記歯（１８）の総数とから、前記車輪速度を計算する、
請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する前記時間は、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の前記１回転の間の前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の第１の歯に対応して形成されたパルスのオン時点から前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の最後の歯に対応して形成されたパルスのオフ時点までの差に基づいて測定される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサ（１２）は、位置センサ、近接センサ、誘導センサ、磁気センサなどのセンサグループから選択される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
車両の車輪速度を計算する方法であって、
前記方法は、
・少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の各歯の検出に応答して、少なくとも１つのパルスを形成するステップと、
・前記少なくとも１つのパルスを制御ユニット（１４）により受信するステップと、
・前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間に基づいて、前記車両の前記車輪速度を計算するステップと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記方法はさらに、計算された前記車輪速度を車両のダッシュボードに表示するステップを含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスプロケットの１回転に要する前記時間を、連続する２つの前記パルス間の時間差に基づいて測定する、
請求項８に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間を、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の前記１回転の間の前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の第１の歯に対応して形成されたパルスのオン時点から前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の最後の歯に対応して形成されたパルスのオフ時点までの差に基づいて測定する、
請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪速度を計算する装置に関する。より具体的には、本発明は、二輪車両の車輪速度及び車両速度の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
車輪軸受装置は、車輪軸受内に車輪速度検出センサを含む。これにより、車輪軸受装置の寸法が縮小され、さらに車輪速度センサと磁気エンコーダとの間の空隙の調整における問題が解消される。車輪速度センサは、通常、車輪軸受装置の支持ロッドに取り付けられている。車輪速度は、車両速度を特定するために用いられることが多い。当該システムは、車輪に摩擦結合された磁気リングをホールセンサとともに用いて、このリングからの磁界を検出し、車輪速度を特定するセンサを使用している。こうしたセンサベースのシステムは、適正な摩擦結合を達成し、磁界内にセンサを適当に位置決めするに際して、構造寸法及び実装の困難性を含む種々の欠点を有する。車両は、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）多重化を利用しているので、車輪速度センサの情報は、種々のシステムを制御するために、車両速度センサの情報に組み込まれることが多い。
【０００３】
日本国公開特許公報の特開２０１４−０６５３２７号公報には、車両の回転体の回転角度を検出するセンサからの出力信号に基づいて、移動車両の速度を検出する車両速度検出ユニットを含む装置が開示されている。制御ユニットは、検出された車両速度に基づいてリアサスペンションユニットを制御する。車両速度検出ユニットは、車両速度の補正係数を用いて車両速度値を特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０６５３２７号公報
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の実施形態を、以下に添付する図面を参照しながら説明する。
【図１】本発明の一実施形態による、車両の車輪速度を計算する装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、スプロケットの各歯の検出に応答してセンサが形成する時間パルスを示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による、車両の車輪速度を計算する方法の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
実施形態の詳細な説明
図１には、本発明に係る車両の車輪速度を計算する装置１０が示されている。装置１０は、少なくとも１つのスプロケット１６，１３に近接して配置された少なくとも１つのセンサ１２を含む。センサ１２は、スプロケット１６の各歯１８（ａ）の検出に応答して少なくとも１つのパルスを形成する。装置１０はさらに、形成された少なくとも１つのパルスを受信するように構成された制御ユニット１４を含む。制御ユニット１４は、少なくとも１つのスプロケット１６，１３の１回転に要する時間に基づいて、車両の車輪速度を計算する。
【０００７】
図２には、本発明の一実施形態による、スプロケット１６の各歯１８（ａ）の検出に応答してセンサ１２が形成する時間パルスのグラフが示されている。
【０００８】
以下に、車両の車輪速度を計算する装置１０の別の構成を説明する。本発明の一実施形態により開示するセンサ１２は、車両の後輪に配置されたスプロケット１６の近傍において、車両の後輪スプロケット１６と前輪スプロケット１３とを接続する支持要素１５上に配置されている。例えば、センサ１２は、適当な空隙を有するスプロケット１６に対して垂直に取り付け可能である。センサ１２は、スプロケット１３，１６の各歯１８ａの検出に応答してパルスを形成する。制御ユニット１４は、スプロケット１６の各歯の検出に応答して形成されたパルスを受信すべく、センサ１２に接続されている。車両のダッシュボードに配置されたディスプレイ２０は、計算された車輪速度を表示するために、制御ユニット１４に接続されている。センサ１２は、位置センサ、近接センサ、誘導センサ、磁気センサなどのセンサグループから選択される。センサ１２は、車両がスタートしたとき（即ち、運転サイクルが開始されたとき）、基準として、センサ１２を通過するスプロケットの第１の歯１８（ａ）を捕捉することによって、スプロケット１６の完全な１回転を検出する。センサ１２は、スプロケット１６の同一の歯１８（ａ）が車両の運転サイクル中にセンサ１２を通過する際に、スプロケット１６の１回転を検出する。このことは、センサ１２が形成するパルス数を計数することによって検出可能である。スプロケット１３，１６の歯の数が予め既知であれば、センサ１２は、パルス数を計数することにより、スプロケット１３，１６の１回転の完了を検出することができる。なお、車両は、二輪車などの車両グループから選択される。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、スプロケット１６に近接して配置されたセンサ１２は、スプロケット１６の各歯１８（ａ）の検出に応答してパルスを形成する。形成されたパルスは、時間パルスである。制御ユニット１４は、センサ１２がスプロケット１６の第１の歯１８（ａ）を検出した時点で、タイマ１７を起動する。センサ１２に接続された制御ユニット１４は、形成されたパルスを受信する。センサ１２は、（上の段落において説明した方法から）スプロケット１６が１回転を完了した時点で、制御ユニット１４へ信号を送信する。制御ユニット１４は、スプロケット１６の回転の完了に応答して、スプロケット１６が１回転を完了させるのに要した時間の合計、即ち、スプロケット１３，１６の第１の歯に対応する第１のパルスのオン時点からスプロケット１３，１６の最後の歯に対応する最後のパルスのオフ時点までの時間差を計算する。制御ユニット１４は、当業者に周知の方法により、検出された当該時間から車輪速度を計算する。計算された車輪速度は、ディスプレイ２０により、車両のダッシュボードに表示される。上述したプロセスに加えて、制御ユニット１４は、車輪速度から車両速度を計算し、車両のダッシュボードにこれを同様に表示する。
【００１０】
上述したプロセスを、以下の例に則して説明する。
【００１１】
この例においては、制御ユニット１４は、センサ１２が第１の歯１８（ａ）の運動を検出したこと（即ち、第１のパルスのオン時点）に応答して、タイマ１７を起動する。センサ１２は、自身１２が同一の歯１８（ａ）を通過する際に、スプロケット１６の完全な１回転を検出する。（スプロケットの最後の歯の検出に応答した）最後のパルスのオフ時点を９ｍｓとする。制御ユニット１４は、当該時点をマイクロ秒から分へ変換する（９ｍｓ＝０．００９秒＝０．０００１５分）。比較法によって、制御ユニット１４は、車輪速度を次のように計算する。即ち、０．０００１５分で１回転ならば、１分では（１／０．０００１５）＝６６６６．６７回転である。車両の車輪速度は、６６６６．６７ｒｐｍとなる。計算された車輪速度は、車両のダッシュボードに表示される。
【００１２】
本発明の別の実施形態においては、センサ１２は、スプロケット１２の各歯１８（ａ）を検出し、対応する歯のパルスを形成する。制御ユニット１４は、センサ１２がスプロケット１６の歯１８（ａ）の検出を開始する際に、タイマ１７を起動する。制御ユニット１４は、形成されたパルス列と、タイマ１７からのパルスのオン時点及びオフ時点とを受信する。制御ユニット１４は、連続する２つのパルス間の時間差を計算する。即ち、連続する２つのパルスのオン時点又は連続する２つのパルスのオフ時点のいずれかを考慮して、時間差が計算される。
【００１３】
１つのシナリオにおいては、制御ユニット１４は、連続する２つのパルスの２つのオフ時点間の時間差を計算し、全ての連続する２つのパルスのオフ時点間の時間差を、スプロケット１６が１回転を終了するまで連続的に積算する。時間差の合計は、分へ変換され、比較法から、制御ユニット１４が、車両の車輪速度を計算する。別のシナリオにおいては、スプロケット１６の完全な１回転の間の全ての連続する２つのパルスの間の時間差が一定である場合には、制御ユニット１４は、連続する２つのパルスの２つのオン時点間又は連続する２つのパルスの２つのオフ時点間の時間差を計算する。制御ユニット１４は、計算された時間差とスプロケット１６の歯１８の数とから車輪速度を計算する。計算された車輪速度は、車両のダッシュボードに表示される。
【００１４】
上に開示した実施形態を、以下の例に則して説明する。
【００１５】
この例においては、連続する２つのパルスのオフ時点間の時間差が、車両速度の変化に応じて変化している。スプロケット１６は、２２個の歯を有し、センサ１２は、基準歯としての第１の歯がセンサ１２を通過することを検出するものとする。制御ユニット１４は、スプロケット１６の各歯１８（ａ）の検出に応答して形成されたパルス列を受信する。図２に示されているように、連続する２つのパルスのオン時点を２８．８ｍｓ及び３１．６ｍｓとし、オフ時点を２９．６ｍｓ及び３２．４ｍｓとする。制御ユニット１４は、連続するパルスの２つのオフ時点間の時間差を計算する。当該差は、２．８ｍｓである（３２．４ｍｓ−２９．６ｍｓ＝２．８ｍｓ）。
【００１６】
別の例においては、スプロケット１６の完全な１回転中の全ての連続する２つのパルス間の時間差は一定であり、即ち、２．８ｍｓである。このケースにおいては、制御ユニット１４は、スプロケット１６の歯１８と計算された時間差とから車輪速度を計算する。
１回転に要する時間＝スプロケットの歯数×計算された時間差
＝２２×２．８ｍｓ
＝６１．６ｍｓ
【００１７】
比較法から、１回転に６１．６ｍｓ即ち０．００１０２分を要するのであれば、１分では、
１分当たりの回転数＝１／０．００１０２＝９８０．３９ｒｐｍ
となる。制御ユニット１４は、計算された車輪速度（１分当たりの回転数）である９８０．３９ｒｐｍを車両のダッシュボードに配置されたディスプレイに送信する。
【００１８】
別のシナリオとして、連続する２つのパルス間の時間差が変化し、一定に留まらない場合、制御ユニット１４は、スプロケットの完全回転中の全ての連続する２つのパルス間において計算される全ての時間差を積算する（即ち、２．８ｍｓ＋７．６ｍｓ＋…となる）。時間差の合計を１１７．６ｍｓとする。制御ユニット１４は、この時間差を分へ変換する（即ち、１１７．６ｍｓ／６０＝０．００１９６分である）。比較法から、制御ユニットは、車輪速度を次のように計算する。
【００１９】
０．００１９６分でスプロケットが１回転を完了するのであれば、１分では、
１分当たりのスプロケット回転数＝１／０．００１９６＝５１０．２０ｒｐｍ
となる。制御ユニット１４は、計算された車輪速度５１０．２０ｒｐｍを車両のダッシュボードに配置されたディスプレイへ送信する。
【００２０】
図３には、本発明に係る車両の車輪速度を計算する方法が示されている。ステップＳ１においては、少なくとも１つのパルスが、少なくとも１つのスプロケット１６，１３の各歯１８（ａ）の検出に応答して形成される。ステップＳ２においては、形成された少なくとも１つのパルスが制御ユニット１４で受信される。ステップＳ３においては、上記車両の車輪速度が少なくとも１つのスプロケット１６，１３の１回転に要する時間に基づいて計算される。スプロケット１３，１６の１回転に要する時間は、上述したように、種々の方式により計算可能又は測定可能である。例えば、タイマが、スプロケット１３，１６の第１の歯に対応する第１のパルスの検出に応答してスイッチオンされる。制御ユニット１４には予めスプロケットの歯数が既知であるので、この制御ユニットは、スプロケット１３，１６の最後の歯に対応する最後のパルスまでの時間を測定する。当該時間差に基づいて、車輪速度が計算される。
【００２１】
別の実施形態においては、車両は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を備えており、車輪速度計算の精度を維持することができる場合、制御ユニット１４は、計算された車輪速度に振幅補正係数を加算する。振幅補正係数とは、較正プロセス中に制御ユニット１４に記憶された値である。
【００２２】
上述した装置１０及び開示した方法により、車両速度を測定する車両速度センサ及び車輪速度センサが設けられていない車両、特に、二輪車に対する低コストの解決手段が提供される。開示した装置１０により、測定に使用されるスチールリングエンコーダを省略することができる。車輪速度及び車両速度の測定に加えて、ユーザは、スプロケット１６，１３の疲労に関する情報も取得することができる。少なくとも１つのスプロケット１６，１３の疲労を、車両に配置されたセンサ１２によって検出することが可能である。制御ユニット１４は、基準パルスに対するデューティサイクル差が存在する場合には、スプロケットの歯の損傷を検出する。
【００２３】
本明細書において上述した各実施形態は、例示のためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。多くのこうした実施形態並びに本明細書において上述した実施形態における他の修正及び変更を考察することが可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2018536861.tif 000003
【図２】
2018536861.tif 000004
【図３】
2018536861.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月30日(2018.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪速度を計算する装置（１０）であって、
前記装置（１０）は、
少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の近傍に配置され、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の各歯（１８（ａ））の検出に応答して少なくとも１つのパルスを形成する少なくとも１つのセンサ（１２）と、
形成された前記少なくとも１つのパルスを受信し、さらに前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間に基づいて前記車両の車輪速度を計算するように構成された制御ユニット（１４）と、
を備える、装置（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する前記時間は、連続する２つの前記パルス間の時間差に基づいて測定される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記制御ユニット（１４）は、前記時間差が一定である場合に、前記連続する２つのパルスの前記時間差と、前記スプロケット（１６）の前記歯（１８）の総数とから、前記車輪速度を計算する、
請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する前記時間は、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の前記１回転の間の前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の第１の歯に対応して形成されたパルスのオン時点から前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の最後の歯に対応して形成されたパルスのオフ時点までの差に基づいて測定される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサ（１２）は、位置センサ、近接センサ、誘導センサ、磁気センサを含むセンサグループから選択される、
請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
車両の車輪速度を計算する方法であって、
前記方法は、
・少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の各歯の検出に応答して、少なくとも１つのパルスを形成するステップと、
・前記少なくとも１つのパルスを制御ユニット（１４）により受信するステップと、
・前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する時間に基づいて、前記車両の前記車輪速度を計算するステップと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記方法はさらに、計算された前記車輪速度を車両のダッシュボードに表示するステップを含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスプロケットの１回転に要する前記時間を、連続する２つの前記パルス間の時間差に基づいて測定する、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の１回転に要する前記時間を、前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の前記１回転の間の前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の第１の歯に対応して形成されたパルスのオン時点から前記少なくとも１つのスプロケット（１６，１３）の最後の歯に対応して形成されたパルスのオフ時点までの差に基づいて測定する、
請求項６又は７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の実施形態においては、センサ１２は、スプロケット１６の各歯１８（ａ）を検出し、対応する歯のパルスを形成する。制御ユニット１４は、センサ１２がスプロケット１６の歯１８（ａ）の検出を開始する際に、タイマ１７を起動する。制御ユニット１４は、形成されたパルス列と、タイマ１７からのパルスのオン時点及びオフ時点とを受信する。制御ユニット１４は、連続する２つのパルス間の時間差を計算する。即ち、連続する２つのパルスのオン時点又は連続する２つのパルスのオフ時点のいずれかを考慮して、時間差が計算される。
【国際調査報告】
2018536861.tif 000006
2018536861.tif 000007
2018536861.tif 000008