专利名称：轮速传感器异常检测装置和配备有该装置的汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮速传感器异常检测装置和配备有该异常检测装置的汽车。更具体地，本发明涉及具有高精度检测性能的轮速传感器异常检测装置以及配备有该异常检测装置的汽车。
背景技术：
常规上，用于检测每个车轮的轮速的轮速传感器配备在防止车轮在制动期间锁止的ABS(防抱死制动系统)装置中，或者配备在自动制动装置中，该自动制动装置产生用于防止滑移的制动力或者产生使变得不稳定的车辆姿势稳定的横摆力矩。如果轮速传感器出现异常，则这些装置的正常控制会受到损害，因此须频繁进行轮速传感器的异常检测。
作为用于检测轮速传感器的异常的装置，例如，日本专利待审公开No.11-291886公开一种轮速传感器异常检测装置，其目的是改进检测精度。
图4是日本专利待审公开No.11-291886中说明的轮速传感器异常检测装置的控制框图。
参照图4，轮速传感器异常检测装置包括响应于各车轮FL、FR、RL和RR(未示出)的转速输出信号的轮速传感器70a，基于来自各轮速传感器70a的信号计算轮速的轮速计算装置70b，用于计算车轮加速度的车轮加速度计算装置70c，用于基于轮速计算装置70b的计算结果判定轮速传感器70a的异常的轮速传感器异常判定装置70d，以及用于基于轮速加速度计算装置的计算结果判定驱动轮的车轮滑转的车轮滑转判定装置70e。
在这种构造中，车轮速度传感器异常判定装置70d关于轮速的计算结果包括如下异常判定条件当至少一个车轮的转速是至少一规定速度时，其它车轮的转速是0km/h。具体地，轮速传感器异常判定装置70d基于来自各轮速传感器70a的信号求出假定(疑似)轮速，并将该假定轮速与各轮速传感器70a检测出的检测轮速相比较。响应于假定轮速与检测轮速之间的差值持续超过一规定值至少一规定时间，轮速传感器异常判定装置70d判定轮速传感器70a异常。在此，轮速传感器异常判定装置70d判定与转速为0km/h的车轮相对应的轮速传感器70a异常。
然而，在具有低摩擦系数(下文中称为低μ)的路面例如雪道上，如果驱动轮滑移同时车辆难以移动的状态(车轮滑转状态)继续，则驱动轮的轮速传感器70a显示高速的检测值，而从动轮的轮速传感器70a显示基本为0km/h的检测值。当这种车轮滑转状态继续一预定时间时，轮速传感器异常判定装置70d判定实际正常的轮速传感器70a异常。
因此，图4中所示的轮速传感器异常检测装置被构造成，在车轮滑转判定装置70e判定滑转时，轮速传感器异常判定装置70d的判定操作中止。具体地，车轮滑转判定装置70e判定在驱动轮的车轮加速度已经超过通常道路附着行驶期间可能的车轮加速度时已经发生车轮滑转。车轮滑转判定装置70e具有用于测量一预定时间的车轮滑转计时器(未示出)，并且当车轮滑转计时器在测量该预定时间时，轮速传感器异常判定装置70d的异常判定操作中止。
利用这种构造，轮速传感器异常检测装置能够防止由于驱动的车轮滑转引起的错误异常判定。
如上所述，常规轮速传感器异常检测装置的特征在于，车轮滑转判定装置70e的判定结果被认为是在轮速传感器异常判定装置70d处进行异常判定操作以便改进检测精度的成立条件。
然而，常规轮速传感器异常检测装置存在下列关于车轮滑转判定装置70e的判定精度的问题。
通常，车轮加速度可以从表示施加在驱动轮上的驱动力的下式算出I·dω＝T-μ·W·R (1)其中，I车轮惯性(kg/m2)；dω车轮加速度(m/s2)；T输入转矩(N·m)；μ路面摩擦系数；W作用在地面上的重量(接地负荷)(N)；R车轮半径(m)。
从式(1)可看出，车轮加速度dω会根据输入转矩T(与加速踏板踏下量成比例)、路面磨擦系数μ，以及作用在地面上重量W发生巨大变化。另一方面，实际上，很难正确检测路面摩擦系数μ和作用在路面上的重量W，也不容易精确算出车轮加速度dω。因此，在常规轮速传感器异常检测装置中，以车轮加速度dω为基础的车轮滑转判定装置70e产生变化的判定结果，并且异常检测精度总是不高。
同时，在四轮驱动(4WD)车辆中，公知的是备用4WD(车辆)，该车辆通常采用前轮或后轮作为驱动轮运行，并且在前轮与后轮之间由于滑移等发生相对转动时，动力传递到另一方的后轮或前轮以实现四轮驱动。
具体地，对于备用4WD，检测驱动轮的转速和从动轮的转速，并且基于驱动轮转速和从动轮转速之间的差值检测驱动轮与从动轮之间的相对转数。此外，将与所检测的相对转数相应的传动转矩(差动限制转矩)经由动力传递装置传递到从动轮，从而从动轮被驱动。
在这样一种构造中，由配设在各车轮处的轮速传感器分别检测驱动轮的转速和从动轮的转速。因此，对于备用4WD，重要的是轮速传感器要正常以便正确控制两轮驱动(2WD)与四轮驱动之间的切换。当轮速传感器异常时，由于正确控制不能继续，四轮驱动的致动被禁止。具体地，对于备用4WD，基于轮速传感器的异常检测信息，判定四轮驱动的致动的禁止/允许(许可)。在此，如果轮速传感器异常检测装置的异常检测精度低，本来正常的轮速传感器被错误地判定为异常，由此四轮驱动的致动被禁止并且操作性能可能被降低。因此，配备在采用备用4WD方式的车辆中的轮速传感器异常检测装置尤其要求高检测精度。
然而，如上所述，因为车轮滑转判定很难，常规轮速传感器异常检测装置仍然不能保证十分的检测精度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有高检测精度的轮速传感器异常检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种配备有具有高检测精度的轮速传感器异常检测装置的车辆。
根据本发明，提供了一种检测配设在车辆的各驱动轮和从动轮处的轮速传感器的异常的轮速传感器异常检测装置，其中，所述轮速传感器检测对应的所述驱动轮和所述从动轮的转速。所述轮速传感器异常检测装置包括基于所检测的所述驱动轮的转速和所检测的所述从动轮的转速分别计算所述驱动轮的轮速和所述从动轮的轮速的轮速计算部；和基于所计算的轮速检测所述轮速传感器的异常的异常检测部。所述异常检测部基于以下状况检测所述轮速传感器的异常作为所述驱动轮和所述从动轮的轮速中的至少一个轮速的第一轮速基本为零；除所述第一轮速以外的轮速中的至少一个轮速大于或等于一规定阈值；以及左右的所述从动轮的平均轮速大于左右的所述驱动轮的平均轮速。
优选地，所述车辆包括将动力传递到所述从动轮的动力传递装置。所述异常检测部在所述轮速传感器的异常被检测到时停止所述动力传递装置的动力传递操作。
优选地，所述动力传递装置将与所述驱动轮和所述从动轮之间的相对转数相应的动力传递到所述从动轮。
优选地，所述规定阈值是能够在所述车辆正常行驶时由所述轮速传感器检测的所述轮速的检测值，并且所述规定阈值是比在所述车辆转弯起动时检测的所述轮速的最大值大的值。
根据本发明，提供了一种汽车。所述汽车包括动力源；接受从所述动力源传递的动力并驱动的驱动轮；从动轮；配设在各所述驱动轮和所述从动轮处用于检测对应的所述驱动轮和所述从动轮的转速的轮速传感器；以及根据权利要求1-4中任一项所述的检测所述轮速传感器的异常的轮速传感器异常检测装置。
根据本发明，利用一种简单装置构造，能够实现具有高检测精度的轮速传感器异常检测装置。
结合附图，从本发明下文中的详细说明能够更清楚本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点。
图1是示出配备有根据本发明一实施例的轮速传感器异常检测装置的车辆的示意图；图2是用于说明图1所示ECU的控制框图；图3是用于说明根据本发明轮速传感器的异常检测操作的流程图；以及图4是日本专利公开No.11-291886中所说明的轮速传感器异常检测装置的控制框图。
具体实施例方式
下文中，结合附图详细说明本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件。
图1是示出配备有根据本发明一实施例的轮速传感器异常检测装置的车辆的示意图。应注意，在下文中，假设采用称为基于前轮驱动的备用4WD方式的车辆，其中，前轮FL和FR是驱动轮，后轮RL和RR是从动轮。
参照图1，车辆包括发动机10，前桥差速器12，车轴16、18、32和34，前轮FL和FR，后轮RL和RR，传动轴20，动力传递装置30，线性电磁阀60，后桥差速器26，ECU(电子控制单元)40，以及轮速传感器50a-50d。
发动机10的输出从前桥差速器12分割到左右车轴16和18，并传递到作为驱动轮的左右前轮FL和FR。
前桥差速器12包括输入转动部件14。输入转动部件14经由伞齿轮与传动轴20连结。
传动轴20分为经由伞齿轮连结到输入转动部件14的前轴22和连结到后桥差速器26的后轴24，在前轴22与后轴24之间配设有动力传递装置30。应注意，前轴22和后轴24能够以对应于前轮FL和FR与后轮RL和RR之间的转速差的转速差相对转动。
动力传递装置30是由利用高粘性的粘性流体(例如硅油)的剪切抵抗力的粘性联轴器构成的。
动力传递装置30具有与前轴22同轴且一体地转动的轴301；配设在轴301的外周侧处能够与轴301相对转动并且形成轴301的外表面之间的联轴器室(容纳室)的壳体302；以及配设在该联轴器室中的联轴器(连结装置)303。动力传递装置30传递与壳体302和轴301之间的相对转数相对应的动力。
线性电磁阀60控制在动力传递装置30的联轴器303的接合和脱开时使用的液压流体的压力。具体地说，基于来自未示出的油泵的主压力(linepressure)调节在控制联轴器303的接合力时使用的液压流体的压力。当液压流体从油泵供应到控制阀(未示出)时，控制阀基于来自线性电磁阀60的控制压力将液压流体的压力调节到要求的主压力。
线性电磁阀60由来自ECU40的控制电流Itr控制，如图1所示。如下文中所述的，控制电流Itr是在ECU40处基于用于传递期望的动力所需的联轴器303的接合力算出的。线性电磁阀60产生随控制电流Ttr的增大而增大的控制压力，并将所产生的控制压力施加给未示出的控制阀。应注意，当控制电流Itr为0时，没有控制压力产生并且因此联轴器303脱开而不会传递动力。
后桥差速器26经由左右车轴32和34连结到左右后轮RL和RR。
轮速传感器50a-50d检测各个相应车轮FL、FR、RL和RR的转速，并将所检测的转速输出给ECU40。
ECU40从轮速传感器50a-50d接收与各个相应车轮FL、FR、RL和RR相对应的脉冲信号。ECU40基于车轮FL、FR、RL和RR的转速计算前后轮之间的相对转数ΔN。ECU40基于用于传递与所得到的相对转数ΔN的大小相对应的传动转矩Tr所需的联轴器303的接合力计算控制电流Itr，并将算出的控制电流Itr输出给线性电磁阀60。
此外，ECU40根据从轮速传感器50a-50d接收的转速计算车轮FL、FR、RL和RR的轮速。基于算出的轮速，ECU40通过下文中说明的一种方法对轮速传感器50a-50d实施异常检测操作。
对于上述构造，动力传递装置30被用作备用4WD的连结装置。具体地说，当前轮FL和FR与后轮RL和RR之间的相对转数ΔN基本为0时，即，当前轴22与后轴24之间的转速差基本为0时，动力传递装置30不会传递动力，因为传动转矩Tr为0(控制电流也相应为0)。在此，后轮RL和RR是随车辆的行驶而转动的从动轮。
同时，当在前轮FL和FR与后轮FL和RR之间由于前轮FL和FR滑移或“出轨”而发生相对转动时，线性电磁阀60从ECU40接收基于与前轮FL、FR和后轮RL、RR之间的相对转数ΔN相对应的传动转矩Tr算出的控制电流Itr。然后，动力传递装置30在线性电磁阀60的压力控制下经由后轴24将与传动转矩Tr相对应的动力传递给后桥差速器26。因而，后轮RL和RR被发动机10转动驱动。
图2是用于说明书图1中所示ECU40的控制框图。
参照图2，ECU40包括轮速计算部42，轮速传感器异常检测部44，以及动力传递装置控制部46。
轮速计算部42从轮速传感器50a-50d接收车轮FL、FR、RL和RR的转速。基于该转速，轮速计算部42分别计算车轮FL、FR、RL和RR的轮速VFR、VFL、VRL和VRR，并将算出的轮速VFR、VFL、VRL和VRR输出给轮速传感器异常检测部44。轮速计算部42还基于车轮FL、FR、RL和RR的转速确定前轮FL和FR与后轮RL和RR之间的相对转数ΔN，并将算出的相对转数ΔN传递给动力传递装置控制部46。
如上所述，动力传递装置控制部46基于用于传递与输入的相对转数ΔN相对应的传动转矩Tr所需的联轴器303的接合力计算控制电流Itr，并将算出的控制电流Itr输出给图1中所示的线性电磁阀60。
当轮速传感器异常检测部44分别接收车轮FL、FR、RL和RR的轮速VFR、VFL、VRL和VRR时，根据下文中说明的一种方法对轮速传感器50a-50d实施异常检测操作。应注意，当轮速传感器异常检测部44检测到轮速传感器50a-50d的异常时，向动力传递装置控制部46输出说明检测结果的信号AD。动力传递装置控制部46基于输入信号AD判定轮速传感器50a-50d异常，并停止四轮驱动控制。
具体地说，当动力传递装置控制部46接收到信号AD时，它设定控制电流Itr为0，并输出给线性电磁阀60。当线性电磁阀60接收到为0的控制电流Itr时，它不会产生控制压力并且使动力传递装置30的联轴器303脱开以停止动力传递。因而，四轮驱动控制停止，并且两轮驱动继续或者控制切换为两轮驱动。
图3是用于说明根据本实施例的轮速传感器的异常检测操作的流程图。
参照图3，首先，轮速传感器异常检测部44判定输入的轮速VFL、VFR、VRL和VRR中的任意一个是否为0km/h(步骤S01)。在此，当判定轮速VFR、VFL、VRL和VRR均不为0km/h时，轮速传感器异常检测部44判定所有轮速传感器50a-50d均正常(步骤S08)，并且结束异常检测操作。
另一方面，如果在步骤S01中判定轮速VFR、VFL、VRL和VRR中的任意一个为0km/h，则判定轮速VFR、VFL、VRL和VRR中的任意一个是否大于或等于一规定阈值V1(步骤S02)。
在此，规定阈值V1是设定在能够通过轮速传感器在车辆正常行驶时检测的一规定轮速范围内的任意轮速(例如，10km/h)。应注意，此规定轮速范围不包括在车辆以轮速传感器50a-50d的检测性能较低时的低速行驶时的轮速。当车辆以低速行驶时，轮速传感器50a-50d不能检测正确的轮速，并且检测到轮速为0km/h。
在异常检测操作中，为了不检测到由于在轮速传感器50a-50d异常时转弯起动的车辆的转弯半径差而造成的前后轮之间的转动差，规定阈值V1被设定为比车辆转弯起动时的前轮FR、FR的轮速的最大值大的值。具体地说，在车辆转弯起动时，如果最内侧后轮的轮速为0km/h，并且最外侧前轮的轮速为一规定值(V0km/h；V0是比0大的值)，规定阈值V1被设定为比规定值V0大的值。
在步骤S02，当判定所有轮速VFR、VFL、VRL和VRR均至多为规定阈值V1时，轮速传感器异常检测部44判定所有轮速传感器50a-50d均正常(步骤S08)，并结束异常检测操作。
另一方面，如果在步骤S02判定轮速VFR、VFL、VRL和VRR中的任意一个超过规定阈值V1时，轮速传感器异常检测部44比较前轮FL和FR的平均轮速Vfa的大小与后轮RL和RR的平均轮速Vra的大小(步骤S03)。前轮FL和FR的平均轮速Vfa是左右前轮FL和FR的轮速VFL和VFR的平均值。后轮RL和RR的平均轮速Vra是左右后轮RL和RR的轮速VRL和VRR的平均值。在轮速传感器异常检测部44处计算两个平均轮速Vfa和Vra。
在此，因为根据本发明的车辆采用基于前轮驱动的备用4WD方式，所以在两轮驱动或四轮驱动中，作为从动轮的后轮RR和RL的平均轮速Vra根本不会超过作为驱动轮的前轮FL和FR的平均轮速Vfa。
具体地说，在两轮驱动中，后轮RL和RR是随着前轮的驱动而转动的从动轮，并且因此后轮RL和RR的轮速总是慢于前轮FL和FR的轮速。
在四轮驱动中，除了前轮FL和FR以外，后轮RL和RR也会接收发动机10的驱动力的传动，并且因而被驱动。在此，驱动力是以用于抑制前后轮之间在前轮FL和FR的转速由于滑移等而超过后轮RL和RR的转速时的相对转动的转矩分配为基础的。因此，当轮速传感器正常时，可以说作为从动轮的后轮RL和RR的转速很难超过作为驱动轮的前轮FL和FR的轮速。
因此，在本实施例中，在步骤S03，在基于前轮驱动的备用4WD中，轮速传感器异常检测部44基于作为从动轮的后轮RL和RR的平均轮速Vra已经超过作为驱动轮的前轮FL和FR的平均轮速Vfa的检测而判定轮速传感器50a-50d异常(步骤S04)。因而，不要求困难车轮滑转判定作为异常检测操作的成立条件，并且因此，轮速传感器50a-50d的异常检测能够容易且以高精度实施。
另一方面，在前轮FL和FR的平均轮速Vfa超过从动轮的后轮RL和RR的平均轮速Vra时，轮速传感器异常检测部44判定轮速传感器50a-50d正常(步骤S08)，并且结束异常检测操作。
当车辆采用其中后轮RL和RR作为驱动轮且前轮FL和FR作为从动轮的基于后轮驱动的备用4WD方式时，在图3的步骤S03中，轮速传感器异常检测部44检测到前轮FL和FR的平均轮速Vfa超过从动轮的后轮RL和RR的平均轮速Vra，并且判定轮速传感器50a-50d异常。
接下来，在步骤S04，当轮速传感器异常检测部44检测到轮速传感器50a-50d的异常时，它产生说明检测结果的信号AD，并将该信号输出给动力传递装置控制部46。
响应于信号AD的输入，动力传递装置控制部46判定当前车辆驱动状态是否是四轮驱动(步骤S05)。当在步骤S05判定车辆驱动状态是四轮驱动时，动力传递装置控制部46设定输出给线性电磁阀60的控制电流Itr为0，并停止四轮驱动控制(步骤S07)。因而，车辆驱动状态从四轮驱动切换为两轮驱动。
另一方面，如果在步骤S05判定车辆驱动状态不是四轮驱动，即是两轮驱动，然后动力传递装置控制部46设定控制电流Itr为0，禁止四轮驱动的致动，并继续当前的两轮驱动(步骤S06)。
虽然在本实施例中已经说明了将轮速传感器异常检测装置应用在备用4WD车辆中的示例，但该轮速传感器异常检测装置还可以应用在采用前轮或后轮作为驱动轮的两轮驱动车辆中。具体地说，当根据本发明的轮速传感器异常检测装置应用在两轮驱动车辆中时，将其构造成，在异常检测操作中，基于从动轮的平均轮速已经超过驱动轮的平均轮速的检测而检测轮速传感器的异常。
如上所述，根据本发明的实施例，利用一种简单的装置构造，能够进一步改进轮速传感器异常检测装置的检测精度。
尽管已经详细示出和描述了本发明，但很明显，这些描述仅是说明性的和示例性的，不具有任何限制意味，本发明的精神和范围仅由所附权利要求限制。
权利要求
1.一种检测配设在车辆的各驱动轮(FL，FR)和从动轮(RL，RR)处的轮速传感器(50a～50d)的异常的轮速传感器异常检测装置，其中，所述轮速传感器(50a～50d)检测对应的所述驱动轮(FL，FR)和所述从动轮(RL，RR)的转速，所述轮速传感器异常检测装置包括基于所检测的所述驱动轮(FL，FR)的转速和所检测的所述从动轮(RL，RR)的转速分别计算所述驱动轮(FL，FR)的轮速和所述从动轮(RL，RR)的轮速的轮速计算部(42)；和基于所计算的轮速检测所述轮速传感器(50a～50d)的异常的异常检测部(44)，其中，所述异常检测部(44)基于以下状况检测所述轮速传感器(50a～50d)的异常作为所述驱动轮(FL，FR)和所述从动轮(RL，RR)的轮速中的至少一个轮速的第一轮速基本为零；除所述第一轮速以外的轮速中的至少一个轮速大于或等于一规定阈值；以及左右的所述从动轮(RL，RR)的平均轮速大于左右的所述驱动轮(FL，FR)的平均轮速。
2.根据权利要求1所述的轮速传感器异常检测装置，其特征在于，所述车辆包括将动力传递到所述从动轮(RL，RR)的动力传递装置(30)，以及所述异常检测部(44)在所述轮速传感器(50a～50d)的异常被检测到时停止所述动力传递装置(30)的动力传递操作。
3.根据权利要求2所述的轮速传感器异常检测装置，其特征在于，所述动力传递装置(30)将与所述驱动轮(FL，FR)和所述从动轮(RL，RR)之间的相对转数相应的动力传递到所述从动轮(RL，RR)。
4.根据权利要求1所述的轮速传感器异常检测装置，其特征在于，所述规定阈值是能够在所述车辆正常行驶时由所述轮速传感器(50a～50d)检测的所述轮速的检测值，并且所述规定阈值是比在所述车辆转弯起动时检测的所述轮速的最大值大的值。
5.一种汽车，它包括动力源(10)；接受从所述动力源(10)传递的动力并驱动的驱动轮(FL，FR)；从动轮(RL，RR)；配设在各所述驱动轮(FL，FR)和所述从动轮(RL，RR)处用于检测对应的所述驱动轮(FL，FR)和所述从动轮(RL，RR)的转速的轮速传感器(50a～50d)；以及根据权利要求1-4中任一项所述的检测所述轮速传感器(50a～50d)的异常的轮速传感器异常检测装置。
全文摘要
本发明涉及轮速传感器异常检测装置和配备有该装置的汽车。在该轮速传感器异常检测装置中，配设在各驱动轮(FL，FR)和从动轮(RL，RR)处的轮速传感器(50a～50d)检测对应的车轮的转速。ECU(40)包括基于所检测的转速计算驱动轮(FL，FR)和从动轮(RL，RR)的轮速(VFL、VFR、VRL、VRR)的轮速计算部(42)；和基于所计算的轮速检测轮速传感器的异常的异常检测部(44)。异常检测部(44)基于以下状况检测轮速传感器的异常作为驱动轮(FL，FR)和从动轮(RL，RR)的轮速(VFL、VFR、VRL、VRR)中的至少一个轮速的第一轮速基本为零；除所述第一轮速以外的轮速中的至少一个轮速大于或等于一规定阈值；以及从动轮的平均轮速大于驱动轮(FL，FR)的平均轮速。
文档编号F16H63/44GK1773293SQ200510115840
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月12日
发明者大叶充 申请人:丰田自动车株式会社