JPH01237251A - 車輪速センサの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータおよびスピードセンサでもって車輪の
回転速度を検知する車輪速センサの故障を検出する装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、アンチスキッドＩｌ１ｗＪを行うためのセン
サとしてホイールハブ１の回転速度〈車輪速）を検知す
る車輪速センサ５があり、この車輪速センサ５は、第２
図に示すように、車輪のホイールハブ１に固定されたロ
ータ２と、車体３側に固定されたスピードセンサ４とを
備えている。第３図に示すように、ロータ２はその外周
部に沿って複数の歯２ａが刻まれ、また、第４図に示す
ように、センサ４はその内部に永久磁石６と、コイル７
と、センサ４の外部に突出させた電磁ピックアップ用の
ポールピース８とを備えている。

ここで、前記車輪速センサ５の動作について説明する。

前記永久磁石６から発生している磁束はロータ２の回転
により変化し、この変化がポールピース８を介してコイ
ル７に交流電圧を１ａｉｎ誘導させる。

すなわち、第３図に示すように、ロータ２の回転により
歯２ａの１つがポールピース８に近づくと、それに従っ
てコイル７に誘導される電圧が大きくなり、逆に遠ざか
ると、前記誘導電圧が小さくなる。その結果、１１１！
前の歯２ａがポールピース８に近づいたときから、次の
歯２ａが近づいたときまでの時間を一周期とする交流電
圧がコイル７に誘導され、この周期はロータ２の回転速
度が大きくなると、それに比例して短くなる。すなわち
、第５図に示すように、破１ｉ１Ｂに示すロータ２の低
速回転時の周期に比べ、高速回転時の周期は実線へに示
すように短くなる。

このように、コイル７に誘導される交流電圧の周期を検
出することにより、ホイールハブ１の回転速度を検出す
ることができ、車輪速センサ５はこの交流電圧を出力す
るようになっている。

ところが、ロータ２あるいはポールピース８の鎖による
劣化、ゴミの付着、ロータ２あるいはスピードセンサ４
の取り付は剛性不足による撮動またはギャップ変動、ロ
ータ２のｍ２ａの欠は等により、前記交流電圧の波形が
乱れ、正常なホイールハブ１の回転速度が検出されなく
なり、その結果、誤ったアンチスキッド制御が行われる
場合があった。つまり、車輪速センサ５の交流電圧が高
速回転時の周期から低速回転時の周期へ極端に変動し、
この変動が検出されると、ホイールハブ１がロック寸前
であると判定され、ロックを防止し安定した＆ｌＪ動を
行うためのアンチスキッドｔ、１ｌｔｌｌが行われた。

この誤ったアンチスキッド制御の対策として、車輪速セ
ンサ５の故障検出装置を備えたものがあり、また、構成
を簡単にするためにソフトプログラムを用いて故障検出
装置を構成したものがあった。すなわち、前記出力電圧
の周期を求めた際に、前述の変動の度合が通常考えられ
る範囲外であり、かつ、繰り返し発生する状況であれば
、異常であると判定するプログラムでもって１輸速セン
サ５の故障を検出するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような車輪速センサの故障検出装置にあっては、車
輪速センサの出力電圧の周期のみで異常であるかどうか
の判定を行うので、車輪速センサの故障により出力の周
期が乱れているのか、あるいは、車輪速センサは正常で
車輪がロック、アンロックを繰り返すことにより周期が
乱れているのかの判別がつきにくいといった問題がある
。

また、前記問題を解消するために、高速回転から低速回
転への周期の減速度が所定値以上で、かつ、前記周期の
変動が所定時間内に所定回数以上発生すると、車輪速セ
ンサが故障したと判定するように設定しても、前記所定
値、所定時間あるいは所定回数（以下、単に所定値等と
いう）をそれぞれ適正に設定しないと、誤った故障判定
を行うことになり、さらに誤判定を防止するために前記
所定値等を過大に（甘く）設定すると、車輪速センサが
実際に故障している場合でもロック寸前の状態と判定し
、誤ったアンチスキッド制御を行うといった問題がある
。

本発明は、車輪速センサの出力電圧の周期および電圧値
の振幅を検出し、この周期に対する振幅のばらつきに基
づいて車輪速センサの故障を判定し、的確な故障検出を
行うことができる車輪速センサの故障検出装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本発明は、車輪に固定され
たロータと、車体側に固定され、前記ロータの回転速度
に比例した周波数の交流電圧を発生するスピードセンサ
と、前記交流電圧の周期変化に基づいて車輪速を演算す
る制御手段とを備えた車輪速センサの故障検出装置にお
いて、前記υ制御手段は前記交流電圧の周期および振幅
に基づいて前記ロータもしくはスピードセンサの故障を
判定する判定部を備えたものである。

〔作用〕

前記構成の車輪速センサの故障検出装置によれば、車輪
速センサの出力電圧の周期および振幅に基づいて車輪速
センサの故障検出を行うので、前記出力電圧の周期に対
する振幅のばらつき等を検知することにより、車輪速セ
ンサの出力電圧の周期の乱れが、車輪のロック寸前の状
態によるものか、あるいは、鎖、ロータの歯欠は等によ
る車輪速センサの故障によるものかを正確に識別し検出
することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるブロック構成を示す。

同図において、車輪速セン＋Ｊ５は、前述した第２図〜
第４図と同様の構成を示すロータ２およびスピードセン
サ４を備え、車輪速に比例した交流電圧を出力するよう
になっている。制御手段６は周期検出手段７と振幅検出
手段８と演算手段９と判定部１０とを備え、前記周期検
出手段７は車輪速センサ５の出力電圧の周期を検出する
もので、前記振幅検出手段８は前記出力電圧の振幅を検
出するものである。また、演算手段９は前記の周期に基
づいて車輪速を演算し、判定部１０は前記の周期および
儂幅に基づいて車輪速センサ５、すなわちロータ２もし
くはスピードセンサ４の故障を判定するものである。

また、アンチスキッド制御部１１は前記Ｘ専手段９およ
び判定部１０からの信号に基づいてアンチスキッド制御
を行うもので、表示部１２は、判定部１０でもって車輪
速センサ５が故障であると判定されると、それを表示す
るものである。

次に、周期検出手段７の周期を検出する動作について第
６図を用いて説明する。

まず、車輪速センサ５の出力電圧が周期検出手段７に入
力されると、周期検出手段７は、予め設定されている電
圧値■０と前記出力電圧とを比較し、出力電圧が電圧１
！Ｖｏより大きければハイ電圧（第６図では“Ｈ”と表
示する）を出力し、電圧値Ｖｏより小さければロー電圧
（第６図では°゛シ”と表示する）を出力する。その結
果、第６図に示すように、周期検出手段７は車輪速セン
サ５の出力電圧の周期に対応した周期Ｔのパルス列を出
力することになる。

次に、振幅検出手段８の構成、および振幅を検出する動
作について第７図、第８図を用いて説明する。

なお、第７図は振幅検出手段８を中央処理Ｓ置（ＣＰＵ
）１６等を用いて構成した一実施例を、第８図は、侵述
するサンプルホールド回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１
４でもって車輪速センサ５の出力電圧をアナログ−デジ
タル変換した出力信号を示している。

第７図において、サンプルホールド回路１３は、車輪速
センサ５の出力電圧（アブログ電圧信号）を後記インタ
ーフェイス回路１５からのサンプリングパルスでもって
一定周期でサンプリングし、さらに前記出力電圧をＡ／
Ｄ変換回路１４でもってアナログ−デジタル変換するの
に必要な時間だけホールドするものである。Ａ／Ｄ変換
回路１４は、第８図に示すように、一定周期ごとにサン
プリングされた車輪速センサ５の出力電圧をそれぞれア
ナログ−デジタル変換し、これらのデジタル値をインタ
ーフェイス回路１５を介して後記ＣＰＵ１６に出力する
ものである。インターフェイス回路１５は、ＣＰＵ１６
による制御に基づいて、前記デジタル値をＣＰＵ１６に
出力し、さらに、サンプリングを開始させるスタートパ
ルス、および前記サンプリングパルスをサンプルホール
ド回路１３に出力するものである。

ＣＰＵ１６は、インターフェイス回路１５を制御すると
ともに、前記デジタル値の内から所定時間内の最大値を
検出し、この最大値を後記記憶部１７に記憶させるもの
である。記憶部１７は、ＣＰＵ１６をＩｌｌするプログ
ラムが記憶されているＲＯＭ、および前記最大値等を記
憶するＲＡＭ等を備えたものである。

また、前記ＣＰＵ１６は振幅検出手段８のみのｍ能を有
するものではなく、周期検出手段７、演算手段９および
判定部１０の機能をも兼ね備えることもできる。

なお、前述の説明では車輪速センサ５を１個にしている
が、実際の車両では車輪速センサ５を各車輪ごとに取り
付けており、それに従って各車輪速センサ５ごとにサン
プルホールド回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を設け
、このＡ／Ｄ変換回路１４の出力信号をインターフェイ
ス回路１５で切り換えることで、１個のＣＰＵ　１６で
もって各車輪ごとの車輪速センサ５の出力電圧の最大値
を検出することができる。

次に、第９図のフローチャートを用いて本装置の動作を
説明する。

同フローチャートにおいて、まずステップＳ１で、サン
プルホールド回路１３、記憶部１７等を初期化し、ステ
ップＳ２でチャンネル切り換えを行う＠すなわち、ステ
ップＳ２では、各車輪ごとの車輪速センサ５の出力電圧
の最大値および車輪速を検出するために、各車輪に対応
するＡ／Ｄ変換回路１４の出力信号をインターフェイス
回路１５でもって切り換える。次に、ステップ３３　、
３４で、サンプリングパルス、およびサンプリングを開
始させるスタートパルスがサンプルホールド回路１３に
入力され、ステップＳ５で、車輪速センサ５の出力電圧
をアナログ−デジタル変換した値がＣＰＵ１６に出力さ
れる。そして、ステップＳ６で、車輪速計算ｌｌＮｌ０
サイクル（例えば、７〜８１Ｓに設定する）の中での前
記出力電圧の最大値が検出される。

次いで、ステップ８７　、Ｓｇで、周期検出手段７でも
って検出された周期と前記最大値とに基づいて定められ
る値と、予め設定されているマツプ値とが比較され、前
記定められた値がマツプ値内に設定された範囲の外であ
れば、ステップＳ９で故障処理を行う。すなわち、範囲
の外であれば車輪速センサ５は異常であると判定し、表
示部１２は故障の表示を行い、さらにアンチスキッド制
御部１１はアンチスキッド制御を行わないようになる。

一方、設定範囲内であれば、ステップＳｍで、スキッド
状態〈車輪がロック寸前の状ｆｉりかどうかを判定し、
スキッド状態、すなわち、周期が短い周期から長い周期
へ急変した状態であれば、ステップＳ１１で、アンチス
キッド制御部１１はアンチスキッド制御を行い、スキッ
ド状態でなければ、ステップＳ　ｎの処理を行わずに、
ステップＳ２に戻り、ステップ８２以下の処理を繰り返
す。

ここで、前記ステップＳ７　、Ｓａの処理について第１
０図、第１１図に示す例を用いて詳細に説明する。

なお、第１０図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ車
輪速センサ５の出力電圧を、周期検出手段７から出力さ
れるパルス列を、車輪速センサ５の出力電圧をアナログ
−デジタル変換した値を示し、第１１図は車輪速センサ
５の出力電圧の周期と最大値とに基づいて予め正常範囲
を設定したマツプ値を示しており、同図の斜線部Ｂが正
常範囲を示したもので、正常な出力電圧の周期と最大値
とであれば、全て斜線部８の範囲に入るように設定され
て（＼る。

また、第１０図のｔＯ〜ｔ１およびｔ１〜ｔ２のｙＡ間
はそれぞれ車輪速計憚υ制御サイクル℃の期間を示して
おり、車輪速は期間ｔｏ−ｔ２において一定としており
、１引間ｔｏ−ｔ１の出力電圧波形の乱れは鏑、ロータ
２の歯欠は等によるものであり、閘ｌｆｆ１ｔｔ〜ｔ２
の出力電圧波形は正常であるものとしている。

すなわち、期ｆｍｔｏ−ｔｔの周期およびデジタル値の
最大ｍａから求められたＩａｏが、第１１図に示すよう
に、斜線部Ｂの範囲外であり、さらに、この状態が何回
か不規則に繰り返されることにより故障と判定される。

一方、期間１１〜ｔ２０周期および最大値すから求めら
れるＩｂｏは斜線部Ｂの範囲内であり、この状態であれ
ば、常に正常と判定される。

このように、車輪速計ＩＩ　１ｌｉｌｌ　ｍサイクルｔ
の期間における車輪速センサ５の出力電圧の周期および
最大値のばらつき程度に基づいて故障の判定を行うこと
により、正確に車輪速センサ５の故障検出を行うことが
できる。

以上の説明では、本発明の装置をアンチスキッド制御に
用いた場合について述べたが、本装置をアンチスキッド
１１１１１１以外に用いてもよい。

すなわち、例えば、本￥Ｒ薗を四輪操舵（４ＷＳ）機能
を有する車両に用いてもよい。つまり、四輪操舵機能は
車速等に旙づいて前輪に対する侵輪の転舵比を決めてお
り、この車速の検出を車輪速に基づいて行うものにあっ
ては、誤った四輪操舵を防止するために正確な車輪速セ
ン勺の故障検出が必要である。また、路面状態によって
転舵比特性の設定変更を行う四輪操舵機能にあっても車
輪速センサの故障と路面状態による車輪速センサの出力
信号とを正確に識別する必要がある。

本装置はこれらの場合でも的確に１輸速センサの故障を
識別でき、正確な四輪操舵機能を発揮させるごとができ
る。

〔発明の効果〕 本発明は、車輪速センサの出力電圧の周期および最大値
のばらつき程度に基づいて故障の判定を行うので、別途
に故障判定手段を設けることなしに、ゴミの付着、錆等
の故障を発見することができ、低コストの構成でありな
がら、車輪のロック寸前による車輪速の急変！ｌｌなの
か、故障による急変動なのか等を的確に判定でき、誤っ
たアンチスキッド制御等の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるブロック構成図、第２
図は車両における車輪速センサの配置図、第３図はスピ
ードセンサとロータとの配置関係を示す図、第４図はス
ピードセンυの内部構成図、第５図は車輪速センサの出
力電圧波形を示す図、第６図は周期検出手段の動作を説
明する図、第７図は振幅検出手段をＣＰＵ等を用いた一
実施例による構成図、第８図は車輪速センサの出力電圧
がアナログ−デジタル変換された出力の信号を示す図、
第９図は本装置の動作を示すフローチャート、第１０図
は車輪速センサの出力電圧と周期検出手段から出力され
るパルス列と車輪速センサの出力電圧をアナログ−デジ
タル変換した値との関係を説明する図、′；ｊ４１１図
は車輪速センサの出力電圧の周期と最大値とに基づいて
予め正常範囲を設定したマツプ噛を示す図である。 １・・・車輪のホイールハブ、２・・・ロータ、３・・
・車体、４・・・スピードセンサ、５・・・車輪速セン
サ、６・・・制御手段、７・・・周期検出手段、８・・
・振幅検出手段、９・・・演算手段、１０・・・判定部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．車輪に固定されたロータと、車体側に固定され、前
   記ロータの回転速度に比例した周波数の交流電圧を発生
   するスピードセンサと、前記交流電圧の周期変化に基づ
   いて車輪速を演算する制御手段とを備えた車輪速センサ
   の故障検出装置において、前記制御手段は前記交流電圧
   の周期および振幅に基づいて前記ロータもしくはスピー
   ドセンサの故障を判定する判定部を備えたことを特徴と
   する車輪速センサの故障検出装置。