JP2001063544A - 悪路判定装置 - Google Patents

悪路判定装置

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JP2001063544A
JP2001063544A JP24185399A JP24185399A JP2001063544A JP 2001063544 A JP2001063544 A JP 2001063544A JP 24185399 A JP24185399 A JP 24185399A JP 24185399 A JP24185399 A JP 24185399A JP 2001063544 A JP2001063544 A JP 2001063544A
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JP
Japan
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road surface
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steering angle
road
acceleration
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JP24185399A
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English (en)
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Ichiro Tsumagari
一郎 津曲
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Hino Motors Ltd
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Hino Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 悪路走行またはタイヤチェーン装着による走
行を自動的に判定する。信頼性の高い悪路判定を行な
う。 【解決手段】 基準となる平坦路における小さい舵角で
の加速度センサ出力の微分値の分散と、現在走行中の路
面における小さい舵角での加速度センサの微分値の分散
とによるF検定を行ない、その結果にしたがって路面の
状況を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車が状態の悪
い路面を走行していること、あるいはタイヤチェーンを
装着中であることを自動的に判定する装置に関する。本
発明は、車両の姿勢制御装置の一つの制御入力として利
用するために開発された装置であるが、これ以外にも、
サスペンション制御、制動制御、その他に利用すること
ができる。
【0002】
【従来の技術】従来からブレーキの電子制御装置や車両
安定化制御装置(VSC、Vehicle Stability Control)
などが知られている。ブレーキにかかわる電子制御装置
の代表的なシステムはABS(Antilock Brake System)
である。これは車輪に回転センサを設けて車輪回転を検
出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止する
と、車輪と路面との間にスリップがあったものとして、
ブレーキ圧力を断続制御するものである。ABSは乗用
車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけながら
もハンドルがきく装置として広く知られるところとなっ
た。
【0003】車両安定化制御装置(VSC)の代表的な
装置としては、横すべり防止装置が知られている。これ
は、運転者が操作入力する操舵角(ハンドル角度)か
ら、運転者が進もうとしている針路を読取り、その針路
に対して車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダル
を踏まなくとも自動的に減速のための制御がなされ、さ
らに針路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分
するなどの制御が行われる装置である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の車両
安定化装置は、高速道路その他の舗装された道路上を車
両が比較的高速で走行する際に、車体姿勢の安定を図
り、安全走行を実現する目的で設計されている。そして
これらは現実に車両の横転防止あるいは交通事故の防止
のために貢献している。従来の姿勢制御装置では、悪路
走行やタイヤチェーンを装着しての走行については当初
より制御対象とはされていない。そこで、悪路あるいは
タイヤチェーンを装着しての走行を自動的に検出するこ
とができ、路面変化等の状況に応じた姿勢制御のできる
装置の開発が望まれている。
【0005】なお悪路を走行中であることを検出する装
置として、姿勢制御に利用するものではなく、いずれも
エアサスペンション制御の技術の中で説明されているも
のであるが、特開昭60−25515号公報、特開平8
−99516号公報(特許第2906216号)に開示
がある。これらの従来例技術は、車両に装備した加速度
センサの出力を利用して判定するものであるが、加速度
センサの出力をどのように処理して「悪路」を判定する
かについては具体的な記載がほとんどない。
【0006】本願発明者は、加速度センサの出力振幅が
所定値より大きくなったこと、あるいは加速度センサの
出力の時間微分値が所定値より大きくなったこと、など
を悪路判定の条件としようと考えこれらを試験したが、
悪路でなくとも加速度センサの出力振幅が大きくなるこ
と、あるいはその微分値が大きくなる場合が実際の車両
走行では頻発してしまい、単純に加速度センサの出力を
利用するというだけでは、具体的に悪路であることを判
断することができないことがわかった。この程度の判定
では、運転者の体感あるいは目視による判断とも一致し
ないことも確かめられた。
【0007】特に、姿勢制御装置の制御プロセスの中
で、車両が悪路を走行していることを自動的に判定し、
それにより自動的にその制御を停止したり、あるいはそ
の制御条件を変更するために利用するには、上記公報の
発明の詳細な説明の欄に開示された技術の程度では不十
分であることがわかった。
【0008】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、悪路走行またはタイヤチェーン装着による走
行を自動的に判定することができる悪路判定装置を提供
することを目的とする。本発明は、信頼性の高い悪路判
定を行なうことができる悪路判定装置を提供することを
目的とする。本発明は簡単な手順により悪路判定を行う
ことができる悪路判定装置を提供することを目的とす
る。本発明は、判定の結果を姿勢制御装置の制御条件を
変更するために利用することができる程度に正確な悪路
判定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両に搭載さ
れた加速度センサの出力を統計処理の論理を利用して解
析することによって、路面の状況を判定することを特徴
とする。特に、加速度センサ出力の微分値の分散に着目
したところが最も主要な特徴である。さらに詳しくは、
基準となる平坦路における小さい舵角での加速度センサ
出力の微分値の分散と、現在走行中の路面における小さ
い舵角での加速度センサの微分値の分散とによるF検定
を行ない、その結果にしたがって路面の状況を判定す
る。
【0010】ここで、F検定とは、二つの母集団からの
標本の組を用いて、それぞれの母分散が等しいという仮
説を検定する問題を考える統計的手法であり、周知であ
るため、ここでの詳細な説明は省略するが、本発明にお
いてF検定の手法を採用した意図は、従来のように加速
度センサの出力をそのまま悪路判定に使用したのでは、
誤判定が頻発する点を改良するところにある。
【0011】すなわち、F検定を用いて、基準となる平
坦路における小さい舵角での加速度センサ出力の微分値
の分散と、現在走行中の路面における小さい舵角での加
速度センサの微分値の分散とが等しいという仮定を検定
する際に、この仮定を否定するに充分な値が得られたと
きに、はじめてこの仮定を否定することにより、誤判定
率を大幅に低減させることができる。
【0012】本発明の姿勢制御装置の構成は、舵角を検
出する舵角センサと、車体の加速度を検出する加速度セ
ンサと、前記二つのセンサ出力を入力とする演算回路と
を備え、この演算回路は、前記舵角センサがほぼ舵角0
°(0°±δ)を示すとき前記加速度センサ出力の微分
値の分散を基準となる平坦路にてあらかじめサンプリン
グした値と現在走行中の路面にてサンプリングした値と
についてそれぞれ比較する手段と、この比較する手段の
比較結果にしたがって現在走行中の路面の状況を判定す
る手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】このとき、前記比較する手段は、前記舵角
センサがほぼ舵角0°を示すときに前記加速度センサ出
力の微分値の分散を基準となる平坦路にてあらかじめサ
ンプリングした値と現在走行中の路面にてサンプリング
した値とについてのF検定を実行して得られた統計量に
したがって基準値を演算する手段を含むことが望まし
い。
【0014】この基準値を演算する手段は、
【0015】
【数3】 により基準値を演算する手段を含み、前記演算回路は、
所定時間毎に
【0016】
【数4】 を計算する手段を備え、前記判定する手段は、この計算
する手段の計算結果と前記基準値とを比較して現在走行
中の路面の状況を判定する手段を含むことが望ましい。
【0017】ただし、F(0.0005,n)は統計
量、iは自然数、a0(i)は基準となる平坦路におけ
るi回目のサンプリングの加速度データ、a0(i−
1)は基準となる平坦路におけるi−1回目のサンプリ
ングの加速度データ、ax(i)は現在走行中の路面に
おけるi回目のサンプリングの加速度データ、a0(i
−1)は現在走行中の路面におけるi−1回目のサンプ
リングの加速度データである。
【0018】このように本発明では、加速度センサの出
力を微分して統計学的に処理した後に悪路判定に採用す
る。この際、F検定を用いて基準値を演算し、この基準
値と実際の走行路面から得られる数値とにしたがって、
悪路判定を行うことにより、計算式を簡単化することが
できる。したがって、本発明を用いれば、信頼性の高い
悪路判定を簡単な手順により実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1を参照し
て説明する。図1は本発明実施例に係わる加速度センサ
および舵角センサの配置状況を示す図である。
【0020】本発明は、図1に示すように、舵角を検出
する舵角センサ1と、車体の加速度を検出する加速度セ
ンサ2と、この二つのセンサ出力を入力とする演算回路
としてのECU3とを備え、このECU3は、舵角セン
サ1がほぼ舵角0°を示すとき加速度センサ2の出力の
微分値の分散を基準となる平坦路にてあらかじめサンプ
リングした値と現在走行中の路面にてサンプリングした
値とについてそれぞれ比較し、この比較結果にしたがっ
て現在走行中の路面の状況を判定することを特徴とする
姿勢制御装置である。
【0021】ECU3は、[数3]により基準値を演算
し、さらに、ECU3は、所定時間毎に[数4]を演算
し、この演算結果と前記基準値とを比較して現在走行中
の路面の状況を判定する。
【0022】ただし、F(0.0005,n)は統計
量、iは自然数、a0(i)は基準となる平坦路におけ
るi回目のサンプリングの加速度データ、a0(i−
1)は基準となる平坦路におけるi−1回目のサンプリ
ングの加速度データ、ax(i)は現在走行中の路面に
おけるi回目のサンプリングの加速度データ、a0(i
−1)は現在走行中の路面におけるi−1回目のサンプ
リングの加速度データである。
【0023】次に、本発明実施例の姿勢制御装置の動作
を図2を参照して説明する。図2は本発明実施例のEC
U3の動作を示すフローチャートである。
【0024】本発明実施例の悪路判定は、舵角がほぼ0
°であるときに行なわれる。また、車両の進行方向に対
して垂直な横方向の加速度(横Gという)の差分を3秒
間に300点合計した値を悪路判定値とする。すなわ
ち、ECU3は舵角センサ1の出力を検出し(S1)、
舵角がほぼ0°であり(S2)、サンプリング回数が3
00回になるまで、Σ(ax(i)−ax(i−1))
を演算する(S4)。サンプリング回数が300回に
達すると(S3)、悪路判定値を演算する(S5)。こ
のとき、悪路判定値が悪路判定基準値以上であれば(S
6)、非制御フラグを“1”にする(S8)。また、悪
路判定値が悪路判定基準値未満であれば(S6)、非制
御フラグを“0”にする(S7)。
【0025】さらに、詳細に説明すると、F検定は、二
つの母集団からの標本の組を用いて、それぞれの母分散
が等しいという仮説を検定する問題を考える統計的手法
であり、基準となる路面を走行中のデータの母分散をσ
、現在走行中の路面のデータの母分散をσ0とす
ると、仮説F0は、
【0026】
【数5】 と表される。
【0027】ここで、n0は基準となる路面を走行中の
データのサンプリング回数であり、nxは現在走行中の
データのサンプリング回数であり、これはnx=n0と
して揃えることとする。また、xxiは(ax(i)−
ax(i−1))、x0iは(a0(i)−a0(i
−1))であり、axは現在走行中の加速度データ、
a0は基準となる路面を走行中の加速度データである。
[外1]、[外2]は、それぞれxx、x0の平均値で
あり、x0iと[外1]、xxiと[外2]の差分をそ
れぞれとっているが、舵角0付近でデータをサンプリン
グしているので、横Gの偏りの影響を受けることがない
ため[外1]=[外2]=0とすることができる。
【0028】
【外1】
【0029】
【外2】 したがって、
【0030】
【数6】 と簡約化することができる。これにより、基準値は、
[数3]となり、計算式は、[数4]と簡約化できる。
本発明実施例では、√(F(0.0005,n))は、
1.46であり、
【0031】
【数7】 は0.017とした。この数値はあらかじめ当該車両を
基準となる路面を走行させることにより求めることがで
きる。これにより基準値は0.02に設定した。実際の
悪路判定基準値および悪路判定値を用いた判定例を図3
に示す。図3に示すように、タイヤチェーン付きの走行
データの標準偏差(STD)は0.051であり、基準
となる路面の走行データの標準偏差は0.017であ
る。0.051は基準値0.02を越える値であり、現
在悪路走行中であると判定することができる。なお、こ
のときにはF0=9.0である。この場合には誤判定率
は0.1%未満である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
悪路走行またはタイヤチェーン装着による走行を自動的
に判定することができる。また、信頼性の高い悪路判定
を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例に係わる加速度センサおよび舵角
センサの配置状況を示す図。
【図2】本発明実施例のECUの動作を示すフローチャ
ート。
【図3】実際の悪路判定基準値および悪路判定値を用い
た判定例を示す図。
【符号の説明】
1 舵角センサ 2 加速度センサ 3 ECU

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 舵角を検出する舵角センサと、車体の加
    速度を検出する加速度センサと、前記二つのセンサ出力
    を入力とする演算回路とを備え、 この演算回路は、前記舵角センサがほぼ舵角0°を示す
    ときに前記加速度センサ出力の微分値の分散を基準とな
    る平坦路にてあらかじめサンプリングした値と現在走行
    中の路面にてサンプリングした値とについてそれぞれ比
    較する手段と、この比較する手段の比較結果にしたがっ
    て現在走行中の路面の状況を判定する手段とを含むこと
    を特徴とする悪路判定装置。
  2. 【請求項2】 前記比較する手段は、前記舵角センサが
    ほぼ舵角0°を示すときに前記加速度センサ出力の微分
    値の分散を基準となる平坦路にてあらかじめサンプリン
    グした値と現在走行中の路面にてサンプリングした値と
    についてのF検定を実行して得られた統計量にしたがっ
    て基準値を演算する手段を含む請求項1記載の悪路判定
    装置。
  3. 【請求項3】 前記基準値を演算する手段は、 【数1】 により基準値を演算する手段を含み、前記演算回路は、
    所定時間毎に 【数2】 を計算する手段を含み、前記判定する手段は、この計算
    する手段の計算結果と前記基準値とを比較して現在走行
    中の路面の状況を判定する手段を含む請求項1または2
    記載の悪路判定装置。ただし、F(0.0005,n)
    はF検定により得た統計量、iは自然数、a0(i)は
    基準となる平坦路におけるi回目のサンプリングの加速
    度データ、a0(i−1)は基準となる平坦路における
    i−1回目のサンプリングの加速度データ、ax(i)
    は現在走行中の路面におけるi回目のサンプリングの加
    速度データ、a0(i−1)は現在走行中の路面におけ
    るi−1回目のサンプリングの加速度データ
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2368649A (en) * 2000-07-07 2002-05-08 Hino Jidosha Kabushiki Kaisha Rough road detector
EP1568521A2 (en) 2004-02-26 2005-08-31 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Stabilizer control apparatus
WO2005082650A1 (ja) 2004-02-26 2005-09-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha スタビライザ制御装置
JP2011226829A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Toyota Industries Corp センサおよび加速度の検出方法
JP2016193691A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 日立建機株式会社 ダンプトラックの積込場路面状態検知システム

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