JP2000283990A - 回転速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転速度を高い精度で検出できる回転速度検
出装置を提供する。 【解決手段】 検出対象と一体回転するロータの検出部
を検出手段にて順次検出し、その信号のロータ１回転当
たりの平均周期ＴLと各検出部毎の周期Ｔとの差Ｅ0を算
出して記憶し、その差Ｅ0に基づいて検出手段の信号周
期Ｔを補正するため、各検出部のピッチ誤差の影響が排
除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出対象の回転を
検出する回転速度検出装置に関するものである。

【０００２】

【関連する背景技術】従来より回転速度を検出する装置
は種々の用途に利用されており、例えば、車両の走行速
度を検出する車速センサとして用いられている。この車
速センサは、車速に比例して回転速度が変化するプロペ
ラシャフト等に設けられ、プロペラシャフトと一体回転
するロータに対してパルスジェネレータ（以下，ＰＧと
いう）を対向配置している。プロペラシャフトと共にロ
ータが回転すると、そのロータに等間隔で形成されたス
リットや突起に応じてＰＧから矩形波が出力され、その
パルス幅に基づいて回転速度（即ち、車速）を判定して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た車速センサでは、ロータの加工精度が悪くてスリット
や突起にピッチ誤差が生じている場合には、検出したパ
ルス幅自体にも誤差を含むことになり、検出精度の低下
を招く要因となってしまう。又、ロータのピッチ誤差が
ないときであっても、ロータの取付精度が悪くてプロペ
ラシャフトの回転軸心に対してロータが垂直でない場合
には、見かけ上のピッチ誤差が生じることから、同様に
検出精度が低下してしまうという不具合があった。

【０００４】本発明の目的は、回転速度を高い精度で検
出することができる回転速度検出装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、検出対象に対して一体回転す
るロータと、ロータの検出部を順次検出して信号を出力
する検出手段と、検出手段からの信号のロータ１回転当
たりの平均周期と各検出部毎の周期との差を算出して記
憶する学習手段と、その差に基づいて検出手段からの信
号の周期を補正する補正手段とを備えたものである。各
検出部に発生したピッチ誤差により、検出手段の信号の
各周期には固有の誤差が含まれており、それらの誤差は
ロータの１回転毎に再現されることから、ロータ１回転
当たりの平均周期と各検出部毎の周期との差に基づい
て、検出手段からの信号の周期を補正することで、ピッ
チ誤差の影響を排除可能となる。

【０００６】又、請求項２の発明では、差の算出時の検
出対象の回転速度と補正時の回転速度とに基づいて、信
号周期の補正に適用する差を補正するため、学習時と補
正時との回転速度変化の影響が排除される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を４輪駆動車両のプ
ロペラシャフトを対象とした回転速度検出装置に具体化
した一実施例を説明する。まず、車両の概要を説明する
と、この車両は、通常時はエンジンの駆動力をリア側の
プロペラシャフトのみに伝達して後輪を駆動し、悪路走
行時等には、フロント側のプロペラシャフトにも動力伝
達することで、４輪駆動に切換えるように構成されてい
る。この切換は両プロペラシャフトの回転を同期させて
行われることから、それぞれのプロペラシャフトには回
転速度を検出するための回転速度検出装置が設けられて
いる。

【０００８】以下、この回転速度検出装置の構成を図１
の全体構成図で説明すると、図示しないプロペラシャフ
トには回転速度検出装置のロータ１が設けられ、このロ
ータ１はプロペラシャフトと回転軸線Ｌを一致させて一
体的に回転するようになっている。ロータ１は円筒状を
なし、その外周には検出部としての等間隔の５つのスリ
ット１ａと、これらのスリットの３倍の長さを有する１
つの基準スリット１ｂとが形成されている。ロータ１の
一側には、スリット１ａ，１ｂと対向するように検出手
段としてのＰＧ（パルスジェネレータ）２が配置され、
ＰＧ２からはスリット１ａ，１ｂの検出時にＨｉ、非検
出時にＬｏに切り替わる矩形波が出力される。

【０００９】ＰＧ２はＥＣＵ（電子制御ユニット）３の
入力側に接続され、このＥＣＵ３は、図示しない入出力
装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される
記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理
装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。図示
はしないが、ＥＣＵ３の入力側には、その他にも各種ス
イッチやセンサ類が接続されている。又、ＥＣＵ３の出
力側には、上記のように２輪駆動と４輪駆動との間で車
両の駆動状態を切換えるアクチュエータ４が接続される
と共に、車両のエンジン及び変速機に設けられた制御機
器が接続されている。ＥＣＵ２１は上記した各検出情報
に基づき、エンジンの燃料噴射制御や点火時期制御、変
速機の変速制御、アクチュエータ４による駆動状態の切
換制御を実行すると共に、その切換制御の際に必要なプ
ロペラシャフトの回転速度情報をＰＧ２の出力より検出
する。

【００１０】次に、ＥＣＵ３が実行するプロペラシャフ
トの回転速度検出処理を説明する。ＥＣＵ３は上記のよ
うに車両の駆動状態の切換のためにプロペラシャフトの
回転を同期させる必要が生じたときに、図２に示す回転
速度検出ルーチンを所定の制御インターバルで実行す
る。まず、ステップＳ２で学習完了フラグＦがセットさ
れているか否かを判定する。後述のように、この学習完
了判定フラグＦはＰＧ２のパルス幅Ｔに含まれた誤差Ｅ
0の学習処理が完了している場合にセットされるもので
あり、フラグＦの設定状態及び学習処理内容（具体的に
は、誤差Ｅ0）は、イグニションスイッチがＯＦＦ操作
されてもバッテリバックアップされる。

【００１１】学習完了フラグＦがクリアされているとき
には、ステップＳ２でＮＯ（否定）の判定を下してステ
ップＳ４に移行する。ステップＳ４では、ＰＧ２からの
スリット１ａのピッチに応じた周期の信号を入力し、１
周期分のパルス幅Ｔ（つまり、あるスリット１ａの検出
が開始されてから後続のスリット１ａが検出されるまで
の時間を表す）を計測し、その情報を記憶装置内に各ス
リット１ａ毎に設定されたアドレスに格納する。尚、こ
のときの各スリット１ａの判別のために基準スリット１
ｂが利用され、基準スリット１ｂのパルス幅を基準とし
て何個目のパルス幅Ｔかに応じてスリット１ａが特定さ
れる。

【００１２】次いで、ステップＳ６でＰＧ２の出力に基
づいてロータ１が一回転したか否かを判定し、ＮＯのと
きにはステップＳ４に戻って処理を繰り返して、各スリ
ット１ａに対応するパルス幅Ｔを順次計測・格納する。
ロータ１が一回転して、全てのスリット１ａについてパ
ルス幅Ｔの情報を格納したときには、ＥＣＵ３はステッ
プＳ６でＹＥＳ（肯定）の判定を下し、ステップＳ８で
次式(1)に従って、各スリット１ａのパルス幅Ｔの平均
である平均周期Ｔ_Lを算出する。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここで、Ｎはスリット１ａ，１ｂの個数を
示すが、前記のようにロータ１上には通常のスリット１
ａの３倍の基準スリット１ｂが形成されているため、Ｎ
としては、スリット１ａ，１ｂの個数「５」に「３」を
加算した「８」が設定される。次いで、ＥＣＵ３はステ
ップＳ１０で前記ステップＳ４で得た各スリット１ａの
パルス幅Ｔを順次読み出して、次式(2)に従って平均周
期ＴLとの誤差Ｅ0を算出し、その誤差Ｅ0を各スリット
１ａのアドレスに格納する。このときのパルス幅Ｔ、平
均周期ＴL、誤差Ｅ0は、図３に示す関係となる。 Ｅ0(i)＝Ｔ(i)−ＴL………(2) 又、このステップＳ１０では、平均周期ＴLに基づいて
駆動系の減速比を考慮して学習時の車速Ｖ0を算出し、
前記誤差Ｅ0と同様に格納する。以上で誤差Ｅ0の学習処
理が終了し、ＥＣＵ３は続くステップＳ１２で学習完了
フラグＦをセットし、ステップＳ１４の実行後にルーチ
ンを終了する。ルーチンを再開したときには、ステップ
Ｓ２で学習完了フラグＦをセットされていることから直
接ステップＳ１４に移行し、その後は、ステップＳ１４
の処理を繰り返して実行する。

【００１５】ステップＳ１４では、学習した誤差Ｅ0を
用いてパルス幅Ｔの補正処理を実行する。この補正処理
は、以下の手順で行われる。まず、現在の車速Ｖに対応
する誤差Ｅを次式(3)に従って求める。 Ｅ(i)＝Ｅ0(i)×Ｖ0(i)／Ｖ(i)………(3) 尚、車速Ｖは、例えばロータ１回転の所要時間等のよう
にスリット１ａのピッチ誤差を含まない情報に基づいて
算出されるか、或いは別設の車速センサの検出値が用い
られる。次いで、得られた誤差Ｅに基づき次式(4)に従
ってパルス幅Ｔから補正後パルス幅Ｔ’を求める。この
ときのパルス幅Ｔ、誤差Ｅ、補正後パルス幅Ｔ’は、図
３に示す関係となる。 Ｔ’(i)＝Ｔ(i)−Ｅ(i)………(4) ロータ１の回転に伴って得られるパルス幅Ｔは、このよ
うにして補正後パルス幅Ｔ’に補正され、その補正後パ
ルス幅Ｔ’に基づいてプロペラシャフトの回転速度が算
出される。この処理はフロント側とリア側のプロペラシ
ャフトについて並行して行われ、それらの検出値の基づ
いてアクチュエータ４が駆動制御され、両プロペラシャ
フトの回転を同期させて車両の駆動状態が切換えられ
る。

【００１６】そして、本実施例では、ステップＳ４乃至
ステップＳ１０の処理を実行するときのＥＣＵ３が学習
手段として機能し、ステップＳ１４の処理を実行すると
きのＥＣＵ３が補正手段として機能する。次に、以上の
学習処理及び補正処理により、ロータ１のスリット１ａ
に生じているピッチ誤差が排除される根拠を説明する。

【００１７】パルス幅Ｔに誤差Ｅが含まれる要因として
は、ロータ１の加工精度に起因するスリット１ａのピッ
チ誤差が挙げられ、このピッチ誤差は各スリット１ａ固
有のものと見なすことができる。従って、ロータ１に形
成された順列に従ってＰＧ２が各スリット１ａを検出し
たときに、各スリット１ａのパルス幅Ｔにはそれぞれ固
有のピッチ誤差が含まれ、それらのピッチ誤差はロータ
１の１回転毎に再現されることになる。

【００１８】又、パルス幅Ｔの誤差Ｅの要因としては、
ロータ１の取付精度が悪くてプロペラシャフトに対して
ロータ１が垂直でないときの見かけ上のピッチ誤差が挙
げられる。即ち、この場合にはロータ１が不等速回転す
ることで、速度が高い位相のスリット１ａは実際よりパ
ルス幅Ｔが小さく検出され、逆に速度が低い位相のスリ
ット１ａは実際よりパルス幅Ｔが大きく検出される。よ
って、上記した本来のピッチ誤差と同じくスリット１ａ
固有のものであり、ロータ１の１回転毎に再現されるこ
とになる。

【００１９】つまり、図３に示すように、ピッチ誤差
は、ロータ１回転当たりの平均周期Ｔ _Lと各スリット１
ａのパルス幅Ｔとの差（誤差Ｅ0）として表すことがで
きるため、上記のように学習した誤差Ｅ0に基づいて各
スリット１ａのパルス幅Ｔを補正することで、誤差Ｅ0
の影響を排除した正確な補正後パルス幅Ｔ’を得ること
ができる。又、車速変化によりパルス幅Ｔに対する誤差
Ｅ0の絶対的な影響力が変化するが、学習時と補正時と
の車速の比（Ｖ0／Ｖ）を考慮して誤差Ｅ0から誤差Ｅを
求め、その誤差Ｅによりパルス幅Ｔを補正するため、学
習時と補正時との車速変化の影響を排除することができ
る。

【００２０】よって、本実施例の回転速度検出装置によ
れば、各スリット１ａにピッチ誤差が発生している場合
であっても、プロペラシャフトの回転速度を高い精度で
検出でき、ひいては、フロント側及びリア側のプロペラ
シャフトの回転を的確に同期させることができる。換言
すれば、このようにピッチ誤差に関係なく高い検出精度
を確保できることから、ロータ１の加工や取付にそれ程
高い精度が要求されず、製造コストの低減を達成するこ
とができる。

【００２１】又、周知のように、この種のピッチ誤差を
排除する手法として移動平均等のフィルタ処理を実施す
る場合があるが、過去のデータ（パルス幅Ｔ）を平均化
するこの手法では、特にプロペラシャフトの回転変化が
急なときに検出遅れを生じ易く、高精度の検出は望み得
ない。これに対して本実施例の検出装置では、得られた
パルス幅Ｔを直ちに補正して補正後パルス幅Ｔ’を算出
することから、回転変化の緩急に関係なく直ちに正確な
回転速度を検出することができる。

【００２２】以上で実施例の説明を終えるが、本発明の
態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば上
記実施例では、４輪駆動車両のプロペラシャフトを対象
とした回転速度検出装置に具体化したが、検出対象はこ
れに限らず、エンジンのクランク角度を検出するクラン
ク角センサ、或いは車両のＡＢＳ（アンチロックブレー
キシステム）用の回転速度センサ等に具体化してもよ
い。

【００２３】又、上記実施例では、各スリット１ａを特
定するためにロータ１に基準スリット１ｂを設けたが、
この基準スリット１ｂを廃止してもよい。この場合には
誤差Ｅ0の学習処理から継続してＰＧ２のパルスをカウ
ントし、そのカウント値に基づいていずれのスリット１
ａかを特定すればよい。更に、上記実施例では、学習し
た誤差Ｅ0をバッテリバックアップしたが、例えば、イ
グニションスイッチがＯＮ操作されて、車両の運転によ
りプロペラシャフトの回転が開始される度に、誤差Ｅ0
を学習するようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の回転速度検
出装置によれば、各検出部のピッチ誤差に起因する誤差
を差として学習して、その差に基づいて検出手段の信号
周期を補正するようにしたため、各検出部にピッチ誤差
が発生している場合であっても、検出対象の回転速度を
高い精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回転速度検出装置を示す全体構成図で
ある。

【図２】ＥＣＵが実行する回転速度検出ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３】学習及び補正処理の実行状況を示すタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１ ロータ １ａ スリット（検出部） ２ パルスジェネレータ（検出手段） ３ ＥＣＵ（学習手段、補正手段） Ｌ 回転軸線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象に対して一体回転し、回転軸線
   を中心として複数の検出部が設けられたロータと、 上記ロータの回転に伴って各検出部を順次検出して、各
   検出部のピッチに応じた周期の信号を出力する検出手段
   と、 上記検出手段からの信号の上記ロータ１回転当たりの平
   均周期と上記各検出部毎の周期との差を算出して記憶す
   る学習手段と、 上記検出手段からの信号の周期を、上記学習手段に記憶
   された対応する差に基づいて補正する補正手段とを備え
   たことを特徴とする回転速度検出装置。
2. 【請求項２】 上記補正手段は、上記学習手段による差
   の算出時における検出対象の回転速度と補正時における
   検出対象の回転速度とに基づいて、信号周期の補正に適
   用する差を補正することを特徴とする請求項１に記載の
   回転速度検出装置。