JP2004325095A - 加速度検出装置及び加速度検出方法並びに路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法 - Google Patents
加速度検出装置及び加速度検出方法並びに路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】加速度センサの中立点のずれの最適な補償を施し、車両走行中に正確な加速度検出を行うことを目的とする。
【解決手段】加算器１０（加速度出力手段）により、加速度センサ５の車両走行方向の検出加速に、補償値保持部９（補償値保持手段）の中立点補償値を加算して出力し、車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出し、補正値算出部（補償値補正手段）により、車両の制動毎に、加算器１０の出力加速度と車輪速側加速度との差に基づく勾配演算部１２（勾配演算手段）の推定勾配と、車両のブレーキ圧を変換したブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差に基づく勾配換算部１４（勾配換算手段）の換算勾配との差に基づき、加速度演算部１１（加速度演算手段）によって中立点補償値の補正値を算出し、この補正値を保持部９の保持値に加算して中立点補償値を書き換え、センサ５の中立点のずれを補償する。
【選択図】 図１
【解決手段】加算器１０（加速度出力手段）により、加速度センサ５の車両走行方向の検出加速に、補償値保持部９（補償値保持手段）の中立点補償値を加算して出力し、車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出し、補正値算出部（補償値補正手段）により、車両の制動毎に、加算器１０の出力加速度と車輪速側加速度との差に基づく勾配演算部１２（勾配演算手段）の推定勾配と、車両のブレーキ圧を変換したブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差に基づく勾配換算部１４（勾配換算手段）の換算勾配との差に基づき、加速度演算部１１（加速度演算手段）によって中立点補償値の補正値を算出し、この補正値を保持部９の保持値に加算して中立点補償値を書き換え、センサ５の中立点のずれを補償する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加速度センサを用いた加速度検出装置及びその方法並びに路面勾配推定装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行時の安定性向上等を図るため、車両にいわゆる横滑り防止装置を搭載し、車両に設けた縦方向（進行方向）、横方向の加速度センサ（Ｇセンサ）により、縦方向、横方向の加速度を検出して走行状態を監視し、この監視に基づく各車輪の加減速制御によって横滑りを防止することが行われている。
【０００３】
なお、この出願の加速度は、いわゆる加速度と減速度との両方を含むものである。
【０００４】
つぎに、車両の追従走行制御においては、加減速制御等に対する路面勾配の影響が重要な問題の１つになっており、この問題を解消するため、車両に加速度センサ（縦方向Ｇセンサ）を搭載し、このセンサを用いて路面勾配を推定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この従来の路面勾配推定について、図５の路面勾配推定の説明図を参照して説明する。
【０００６】
同図に示すように、例えば勾配θの路面１を走行する車両２に設けられた縦方向の加速度センサ３は、破線矢印イに示す路面１に平行な車両走行方向（前後方向）の検出加速度Ｇｓ（ｍ／ｓ２）が、実線矢印ロの重力加速度Ｇｇ（＝９．８ｍ／ｓ２）の影響を受け、破線矢印ハに示す車両２の実加速度の成分と、実線矢印ニに示す重力加速度Ｇｇ（ｍ／ｓ２）の車両走行方向の成分との和になる。
【０００７】
なお、車両２が進む方向を正方向とすると、加速度センサ３に作用する前記の実加速度の成分は負方向の加速度成分であり、重力加速度Ｇｇの車両走行方向の成分は下向きであり、上りの走行中は実加速度の成分と同方向（負方向）、下りの走行中は実加速度の成分と逆方向（正方向）であり、図５は車両２の上り走行中の加速度状態を示す。
【０００８】
一方、車両２の車輪速センサ（図示せず）の検出車速の時間変化から算出される車輪速側加速度ＷＧ（ｍ／ｓ２）は、いわゆる車輪速Ｇと呼ばれ、車両２の実加速度であり、図５の破線矢印ハの成分に相当する。
【０００９】
そして、図５に示すように、重力加速度Ｇｇの成分がＧｇ×ｓｉｎθになることから、路面１の勾配θは、加速度Ｇｓ、ＷＧの差に基づき、つぎの（１）式の演算から算出して推定される。
【００１０】
θ＝ｓｉｎ−１｛（Ｇｓ−ＷＧ）／Ｇｇ｝ （１）式
【００１１】
ところで、加速度センサは、振り子型のセンサ、スプリングマスＧセンサ等のいずれタイプのものであっても、中立点のずれの補償（ゼロ点補正）をしなければ、検出加速度に前記ずれの影響が含まれる。
【００１２】
そして、従来の加速度検出及び路面勾配推定においては、前記の中立点のずれを予め補償した加速度センサを用いるものとし、中立点のずれの補償前には、加速度センサが使用不能状態であるとして、その出力を用いないようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１‐３５１８６４号公報 （第２−６頁、図１、図２）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加速度センサを用いた車両のこの種の加速度検出及び路面勾配推定において、前記の中立点のずれを補償する最適な構成は発明されていない。
【００１５】
なお、加速度センサの車両搭載時や最初のエンジンスタート前に何らかの手法で加速度センサの中立点のずれを事前検出してその補償値を求めておき、以降は、この補償値を用いて車両走行中の加速度センサの出力を補償し、加速度センサの検出加速度が前記中立点のずれの影響を受けないようにすることが考えられるが、加速度センサは、車両搭載時だけでなく、人が乗り降りしたり、坂道でエンジンを再スタートしたりすると、その都度、中立点が変化してずれる。
【００１６】
そのため、前記の事前検出の補償値を用いても加速度センサの検出加速度のずれを精度よく補償することはできず、加速度センサ用いた正確な加速度検出や路面勾配推定が行えない問題がある。
【００１７】
本発明は、加速度センサを用いた加速度検出及び路面勾配推定において、加速度センサの中立点のずれを補償する最適な構成を提供し、正確な加速度検出や路面勾配推定が行えるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の加速度検出装置は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力する加速度出力手段と、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出する加速度演算手段と、
前記加速度出力手段の出力加速度と前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出する勾配演算手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１９】
また、本発明の加速度検出方法は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力し、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出し、
前記中立点補償値を加算した前記検出加速度と、前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴としている（請求項３）。
【００２０】
これらの構成によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度が、補償値保持手段に保持された中立点補償値を加算して出力される。
【００２１】
また、中立点補償値を加算した検出加速度に加速度センサの中立点のずれが含まれると、前記中立点補償値を加算した検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により求められた路面の推定勾配に、前記ずれの成分が出現する。
【００２２】
一方、車両走行中に制動が発生すると、その制動のブレーキ圧が車両走行方向のブレーキ側加速度に換算されて変換され、このブレーキ側加速度は、重力の影響を含み、前記の中立点のずれがない状態の加速度センサの車両走行方向の検出加速度に相当する。
【００２３】
さらに、車両の制動毎に、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾配が求められ、この換算勾配には前記の中立点のずれの成分が含まれない。
【００２４】
そして、車両の制動毎に、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算によて前記のずれの成分に相当する補正値が求められ、この補正値が補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算されることにより、この中立点補償値が、加速度センサの中立点のずれを補償する最新の値に書き換えられる。
【００２５】
そのため、車両走行中に、加速度センサの中立点のずれの変化に応じて、加速度センサの検出加速度に加算される中立点補償値が自動的に書き換えられ、加速度センサの検出加速度に、そのセンサの中立点のずれの最適な補償が施される。
【００２６】
この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等が行われる毎に加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度が正確に検出される。
【００２７】
つぎに、本発明の路面勾配推定装置は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定装置であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を保持する補償値保持手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴としている（請求項５）。
【００２８】
また、本発明の路面勾配推定方法は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定方法であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を補償値保持手段に保持し、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴としている（請求項７）。
【００２９】
これらの構成によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された加速度センサの中立点補償値が加算され、この加算後の検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差から、路面の推定勾配が求められて出力される。
【００３０】
このとき、中立点補償値を加算した検出加速度に加速度センサの中立点のずれが含まれていると、前記の推定勾配に前記のずれの成分が含まれる。
【００３１】
一方、車両走行中に制動が発生すると、その制動のブレーキ圧が車両走行方向のブレーキ側加速度に換算されて変換され、このブレーキ側加速度は、重力加速度の影響を含み、前記の中立点のずれがない状態の加速度センサの車両走行方向の検出加速度に相当する。
【００３２】
さらに、車両の制動毎にブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差の勾配換算によって路面の換算勾配が求められ、この換算勾配には前記の中立点のずれの成分が含まれない。
【００３３】
さらに、車両の制動毎に、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算によって前記のずれの成分に相当する補正値が求められ、この補正値が補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算されることにより、この中立点補償値が、加速度センサの中立点のずれを補償する最新の値に書き換えられる。
【００３４】
そのため、車両走行中に、加速度センサの中立点のずれの変化に応じて、加速度センサの検出加速度に加算される中立点補償値が自動的に書き換えられ、加速度センサの検出加速度に、そのセンサの中立点のずれの最適な補償が施される。
【００３５】
そして、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点のずれが発生しても、そのずれの影響を受けることなく、路面の推定勾配が正確に求められる。
【００３６】
そして、上記の各所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、各所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることが、具体的であって実用的である（請求項２、４、６，８）。
【００３７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
まず、加速度センサを用いた加速度検出の実施形態について、図１のブロック図及び図２のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
図１は車両に設けられた加速度検出装置４のブロック図であり、図中の加速度センサ５、車輪速センサ６、ブレーキアクチュエータ７を除く各部は、例えば車両の走行制御用のＥＣＵ８のソフトウエア処理によって形成される。
【００４０】
そして、車輪速センサ６、ブレーキアクチュエータ７は、いわゆる電子制御の車両が備える基本的なセンサである。
【００４１】
また、加速度センサ５は、例えば横滑り防止装置のセンサとして車両に設けられたものであり、振り子型のセンサ、スプリングマスＧセンサ等のいわゆる市販の汎用の加速度センサからなり、中立点のずれの補償（ゼロ点補正）を要する。
【００４２】
そして、車両のエンジンスタートにより、そのイグニッションスイッチがオンすると、ＥＣＵ８が図２のステップＡ１〜Ａ９の加速度検出の補償・出力処理を実行する。
【００４３】
ところで、エンジンスタート後の車両走行中は、その加減速に基づき、加速度センサ５が中立点のずれの誤差を含む車両走行方向（前後方向）の検出加速度Ｇｓｓ（ｍ／ｓ２）を出力する。
【００４４】
そして、検出加速度Ｇｓｓが周期的にＥＣＵ８に取り込まれ、検出加速度ＧｓｓがＥＣＵ８に取り込まれる毎に、図２のステップＡ１が実行され、補償値保持手段を形成する書き換え自在の不揮発性メモリ構成の補償値保持部９の中立点補償値ΔＧ（ｍ／ｓ２）が、加速度出力手段誤を形成する加算器１０により加算され、補償値ΔＧを加算した後の検出加速度ＧＳ（ｍ／ｓ２）が装置４から出力される。
【００４５】
つぎに、車輪速センサ６は、車輪の回転速度から車両の速度（車速）を検出し、この速度を検出速度Ｖ（ｍ／ｓ）として出力する。
【００４６】
この検出速度ＶがＥＣＵ８に取り込まれ、ＥＣＵ８の加速度演算手段を形成する加速度演算部１１が検出速度Ｖの時間変化から車輪速側加速度ＷＧを算出する。
【００４７】
さらに、加算器１０の検出加速度ＧＳと、加速度演算部１１の車輪速側加速度ＷＧとが、ＥＣＵ８の勾配演算手段としての勾配演算部１２に入力され、この演算部１２は、ステップＡ２により、図５の推定勾配θを周期的に算出する。
【００４８】
すなわち、図５の検出加速度Ｇｓに対応する検出加速度ＧＳは、実加速度である車輪速加速度ＷＧの成分と、重力加速度Ｇｇの成分とを含む車両走行方向（前後方向）の加速度である。
【００４９】
また、車輪速加速度ＷＧ（車輪速Ｇ）は車輪速変化から算出された車両走行方向の加速度であって、重力加速度Ｇｇの成分は含まず、検出加速度ＧＳの重力加速度Ｇｇの成分は図５のＧｇ×ｓｉｎθであって、ＧＳ＝ＷＧ＋Ｇｇ×ｓｉｎθである。
【００５０】
そのため、勾配演算部１２は、前記（１）式と同様のつぎの（２）式の所定の勾配推定演算から推定勾配θを周期的に演算する。
【００５１】
θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝ （２）式
【００５２】
つぎに、人の乗り降りや、エンジンの再スタート等に基づく加速度センサ５の中立点のずれの変化に伴って前記の中立点補償値ΔＧを補正するため、制動操作又は加減速制御によって車両の制動が発生すると、図２のステップＡ３からステップＡ４に移行し、ブレーキアクチュエータ７のブレーキ圧（ブレーキ液圧）の信号をＥＣＵ８に取り込み、加速度換算手段を形成するブレーキ液圧／加速度変換部１３により、その加速度換算テーブル（図示せず）に保持されたブレーキ液圧／加減速度の換算データに基づき、ブレーキ圧を対応するブレーキ側加速度Ｇｍａｐ（ｍ／ｓ２）に変換し、この加速度Ｇｍａｐを出力する。
【００５３】
なお、前記の加速度換算テーブルの換算データは、例えば種々のブレーキ液圧に対応する加減速度を実測し、この実測結果のブレーキ液圧毎の加減速度を不揮発性のメモリ等に予め書き込んで形成され、車種等毎に異なる。
【００５４】
また、加速度センサ５の検出加速度Ｇｓｓと無関係に得られたブレーキ側加速度Ｇｍａｐは、検出加速度Ｇｓｓ、ＧＳと同様、車輪速加速度ＷＧの成分と、重力加速度Ｇｇの成分とを含む車両走行方向の加速度であるが、加速度センサ５の中立点のずれの影響は受けない。
【００５５】
つぎに、ブレーキ側加速度Ｇｍａｐが得られると、図２のステップＡ４からステップＡ５に移行し、勾配換算部１４の減算器１５により加速度Ｇｍａｐ、ＷＧの差Ｇｅｒｒ（ｍ／ｓ２）を算出した後、ステップＡ６により、差Ｇｅｒｒを換算器１６に取り込み、この換算器１６の勾配換算テーブル（図示せず）に保持された加速度差／勾配の変換（換算）データに基づき、差Ｇｅｒｒを対応する路面勾配に変換して換算勾配θｍａｐを生成する。
【００５６】
なお、勾配換算部１４が勾配換算手段を形成し、前記勾配換算テーブルの換算データは、例えば複数の路面勾配での加速度差Ｇｅｒｒを実測し、この実測結果の加速度差Ｇｅｒｒ毎の勾配θを不揮発性のメモリ等に予め書き込んで形成され、車種等毎に異なる。
【００５７】
また、加速度Ｇｍａｐ、ＷＧが加速度センサ５の中立点のずれの影響を受けないため、換算勾配θｍａｐは加速度センサ５の中立点のずれの成分（誤差）を含まない。
【００５８】
つぎに、図２のステップＡ６からステップＡ７に移行し、車両の制動によって換算勾配θｍａｐが生成される毎に、補償値補正部１７の減算器１８により、勾配演算部１２の推定勾配θと勾配換算部１４の換算勾配θｍａｐとの差θｅｒｒを算出する。
【００５９】
このとき、推定勾配θは加速度センサ５の中立点のずれの誤差を含み、換算勾配はそのずれの誤差を含まないため、差θｅｒｒは、中立点補償値ΔＧの加算ではカバーできなかった誤差、換言すれば、中立点のその後のずれに相当する勾配誤差であり、ステップＡ８により、補償値補正手段を形成する補正値演算部１９がつぎの（３）式の所定の補正値演算を実行し、差θｅｒｒを加速度に換算して補償値ΔＧの補正値δＧ（ｍ／ｓ２）を算出する。
【００６０】
δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ） （３）式
【００６１】
さらに、ステップＡ９により、補正値演算部１９が算出した補正値δＧを補償値保持部９の中立点補償値ΔＧに加算し、この補償値ΔＧを、補正値δＧを加減算した値に書き換える。
【００６２】
この書き換えにより、補償値保持部９の中立点補償値ΔＧは、走行中の車両の制動毎に、加速度センサ５の中立点のずれの変化に応じて自動的に書き換えられて更新される。
【００６３】
そのため、加算器１０における補正後の中立点補償値ΔＧの加算により、検出加速度Ｇｓｓに加速度センサ５の中立点のずれの最適な補償が施され、加速度センサ５の中立点のずれの誤差を含まない検出加速度ＧＳが加速度検出装置４から出力され、加速度センサ５の中立点のずれを補償する最適な構成を提供することができる。
【００６４】
そして、この最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサ５の中立点がずれても、検出加速度ＧＳはその影響を受けることがなく、走行中の車両の加速度が検出加速度ＧＳによって正確に検出され、この検出加速度ＧＳに基づいて横滑り防止の制御等が精度よく行える。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
つぎに、加速度センサを用いた路面勾配推定の実施形態について、図３のブロック図及び図４のフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
図３は車両に設けられた路面勾配推定装置２０のブロック図であり、この装置２０が図１の加速度検出装置４と異なる点は、図１のＥＣＵ８に相当するＥＣＵ２１が、図４のステップＢ１〜Ｂ１０の勾配推定の補償・出力処理を実行し、加算器１０の補償後の検出加速度ＧＳに代えて、勾配演算部１２の推定勾配θを、装置２０から出力する点である。
【００６７】
そして、ＥＣＵ２１の各部９〜１９は図１の場合と同様に動作し、補償値保持部９、ブレーキ液圧／加速度変換部１３、勾配換算部１４、補正値補正部１７が、補償値保持手段、加速度換算手段、勾配換算手段、補償値補正手段を形成する。
【００６８】
また、図４のフローチャートにおいて、ステップＢ１〜Ｂ９は図２のステップＡ１〜Ａ９に相当し、図２と異なる点は、ステップＡ１に対応するステップＢ１により、加算器１０の加算によって中立点の補償が施された検出加速度ＧＳを生成し、この検出加速度ＧＳを装置２０から出力しないでステップＢ２に移行する点と、ステップＢ２とステップＢ３との間に設けたステップＢ１０により、ステップＢ２で算出した推定勾配θを装置２０から出力する点である。
【００６９】
なお、残りのステップＢ２〜Ｂ９においては、図２のステップＡ２〜Ａ９と同一の処理が行われる。
【００７０】
そして、この勾配推定装置２０においても、補償値保持部９の中立点補償値ΔＧは、走行中の車両の制動毎に、加速度センサ５の中立点のずれの変化に応じて自動的に書き換えられて更新される。
【００７１】
そのため、加速度センサ５の検出加速度Ｇｓｓに、その中立点のずれの最適な補償が施され、この最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサ５の中立点がずれても、検出加速度ＧＳはその影響を受けることがなく、走行中の車両の加速度が検出加速度ＧＳによって正確に検出され、この検出加速度ＧＳに基づく推定勾配θから、加速度センサ５の中立点のずれの影響を受けることなく、走行中の路面の勾配を正確に推定することができ、この推定に基づいて、追従走行の加減速制御等が精度よく行える。
【００７２】
ところで、この路面勾配推定装置２０を加速度検出装置としても用いる場合は、図３の破線の矢印線に示すように、加算器１０の補償後の検出加速度ＧＳも装置２０から出力すればよく、同様にして、図１の加速度検出装置４を路面勾配推定装置として用いることもできる。
【００７３】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、図２、図４の処理手順が前記両実施形態と異なっていてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、３に記載の発明によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された加速度センサの中立点補償値を加算して出力することができ、しかも、中立点補償値を加算した検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算によって路面の推定勾配を求め、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾配を求め、両勾配の差に基づく所定の補正値演算により、走行中の車両の制動毎に、中立点補償値の補正値を求めて補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算し、車両の走行中に、中立点補償値を、加速度センサの中立点の最新のずれの補償値に自動的に書き換えることができる。
【００７５】
したがって、加速度センサを用いて走行中の車両の加速度を検出する場合において、加速度センサの中立点のずれの補償を施す最適な構成を提供することができ、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度を正確に検出し、この加速度の検出に基づいて横滑り防止の制御等を精度よく行うことができる。
【００７６】
つぎに、請求項５、７に記載の発明によれば、中立点補償値を加算した加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を求めて出力することができ、しかも、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾を求め、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により、走行中の車両の制動毎に、中立点補償値の補正値を求めて補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算し、車両の走行中に、中立点補償値を、加速度センサの中立点の最新のずれの補償値に自動的に書き換えることができる。
【００７７】
したがって、加速度センサを用いて走行中の路面の勾配を推定する場合において、加速度センサの中立点のずれの補償を施す最適な構成を提供することができ、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度を正確に検出して路面の勾配を正確に推定することができ、この推定に基づいて追従走行制御の加速度制御等を精度よく行うことができる。
【００７８】
つぎに、請求項２、４、６、８に記載の発明によれば、上記の所定の勾配推定演算及び所定の補正値演算の具体的な構成を提供することができ、極めて実用的な構成で加速度検出、路面の勾配推定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の加速度検出装置のブロック図である。
【図２】図１の動作説明用のフローチャートである。
【図３】この発明の第２の実施形態の路面勾配推定装置のブロック図である。
【図４】図３の動作説明用のフローチャートである。
【図５】加速度センサを用いた路面勾配推定の説明図である。
【符号の説明】
５ 加速度センサ
９ 補償値保持部
１０ 加算器
１１ 加速度演算部
１２ 勾配演算部
１３ ブレーキ液圧／加速度変換部
１４ 勾配換算部
１７ 補償値補正部
【発明の属する技術分野】
この発明は、加速度センサを用いた加速度検出装置及びその方法並びに路面勾配推定装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行時の安定性向上等を図るため、車両にいわゆる横滑り防止装置を搭載し、車両に設けた縦方向（進行方向）、横方向の加速度センサ（Ｇセンサ）により、縦方向、横方向の加速度を検出して走行状態を監視し、この監視に基づく各車輪の加減速制御によって横滑りを防止することが行われている。
【０００３】
なお、この出願の加速度は、いわゆる加速度と減速度との両方を含むものである。
【０００４】
つぎに、車両の追従走行制御においては、加減速制御等に対する路面勾配の影響が重要な問題の１つになっており、この問題を解消するため、車両に加速度センサ（縦方向Ｇセンサ）を搭載し、このセンサを用いて路面勾配を推定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この従来の路面勾配推定について、図５の路面勾配推定の説明図を参照して説明する。
【０００６】
同図に示すように、例えば勾配θの路面１を走行する車両２に設けられた縦方向の加速度センサ３は、破線矢印イに示す路面１に平行な車両走行方向（前後方向）の検出加速度Ｇｓ（ｍ／ｓ２）が、実線矢印ロの重力加速度Ｇｇ（＝９．８ｍ／ｓ２）の影響を受け、破線矢印ハに示す車両２の実加速度の成分と、実線矢印ニに示す重力加速度Ｇｇ（ｍ／ｓ２）の車両走行方向の成分との和になる。
【０００７】
なお、車両２が進む方向を正方向とすると、加速度センサ３に作用する前記の実加速度の成分は負方向の加速度成分であり、重力加速度Ｇｇの車両走行方向の成分は下向きであり、上りの走行中は実加速度の成分と同方向（負方向）、下りの走行中は実加速度の成分と逆方向（正方向）であり、図５は車両２の上り走行中の加速度状態を示す。
【０００８】
一方、車両２の車輪速センサ（図示せず）の検出車速の時間変化から算出される車輪速側加速度ＷＧ（ｍ／ｓ２）は、いわゆる車輪速Ｇと呼ばれ、車両２の実加速度であり、図５の破線矢印ハの成分に相当する。
【０００９】
そして、図５に示すように、重力加速度Ｇｇの成分がＧｇ×ｓｉｎθになることから、路面１の勾配θは、加速度Ｇｓ、ＷＧの差に基づき、つぎの（１）式の演算から算出して推定される。
【００１０】
θ＝ｓｉｎ−１｛（Ｇｓ−ＷＧ）／Ｇｇ｝ （１）式
【００１１】
ところで、加速度センサは、振り子型のセンサ、スプリングマスＧセンサ等のいずれタイプのものであっても、中立点のずれの補償（ゼロ点補正）をしなければ、検出加速度に前記ずれの影響が含まれる。
【００１２】
そして、従来の加速度検出及び路面勾配推定においては、前記の中立点のずれを予め補償した加速度センサを用いるものとし、中立点のずれの補償前には、加速度センサが使用不能状態であるとして、その出力を用いないようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１‐３５１８６４号公報 （第２−６頁、図１、図２）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加速度センサを用いた車両のこの種の加速度検出及び路面勾配推定において、前記の中立点のずれを補償する最適な構成は発明されていない。
【００１５】
なお、加速度センサの車両搭載時や最初のエンジンスタート前に何らかの手法で加速度センサの中立点のずれを事前検出してその補償値を求めておき、以降は、この補償値を用いて車両走行中の加速度センサの出力を補償し、加速度センサの検出加速度が前記中立点のずれの影響を受けないようにすることが考えられるが、加速度センサは、車両搭載時だけでなく、人が乗り降りしたり、坂道でエンジンを再スタートしたりすると、その都度、中立点が変化してずれる。
【００１６】
そのため、前記の事前検出の補償値を用いても加速度センサの検出加速度のずれを精度よく補償することはできず、加速度センサ用いた正確な加速度検出や路面勾配推定が行えない問題がある。
【００１７】
本発明は、加速度センサを用いた加速度検出及び路面勾配推定において、加速度センサの中立点のずれを補償する最適な構成を提供し、正確な加速度検出や路面勾配推定が行えるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の加速度検出装置は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力する加速度出力手段と、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出する加速度演算手段と、
前記加速度出力手段の出力加速度と前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出する勾配演算手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１９】
また、本発明の加速度検出方法は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力し、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出し、
前記中立点補償値を加算した前記検出加速度と、前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴としている（請求項３）。
【００２０】
これらの構成によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度が、補償値保持手段に保持された中立点補償値を加算して出力される。
【００２１】
また、中立点補償値を加算した検出加速度に加速度センサの中立点のずれが含まれると、前記中立点補償値を加算した検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により求められた路面の推定勾配に、前記ずれの成分が出現する。
【００２２】
一方、車両走行中に制動が発生すると、その制動のブレーキ圧が車両走行方向のブレーキ側加速度に換算されて変換され、このブレーキ側加速度は、重力の影響を含み、前記の中立点のずれがない状態の加速度センサの車両走行方向の検出加速度に相当する。
【００２３】
さらに、車両の制動毎に、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾配が求められ、この換算勾配には前記の中立点のずれの成分が含まれない。
【００２４】
そして、車両の制動毎に、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算によて前記のずれの成分に相当する補正値が求められ、この補正値が補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算されることにより、この中立点補償値が、加速度センサの中立点のずれを補償する最新の値に書き換えられる。
【００２５】
そのため、車両走行中に、加速度センサの中立点のずれの変化に応じて、加速度センサの検出加速度に加算される中立点補償値が自動的に書き換えられ、加速度センサの検出加速度に、そのセンサの中立点のずれの最適な補償が施される。
【００２６】
この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等が行われる毎に加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度が正確に検出される。
【００２７】
つぎに、本発明の路面勾配推定装置は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定装置であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を保持する補償値保持手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴としている（請求項５）。
【００２８】
また、本発明の路面勾配推定方法は、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定方法であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を補償値保持手段に保持し、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴としている（請求項７）。
【００２９】
これらの構成によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された加速度センサの中立点補償値が加算され、この加算後の検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差から、路面の推定勾配が求められて出力される。
【００３０】
このとき、中立点補償値を加算した検出加速度に加速度センサの中立点のずれが含まれていると、前記の推定勾配に前記のずれの成分が含まれる。
【００３１】
一方、車両走行中に制動が発生すると、その制動のブレーキ圧が車両走行方向のブレーキ側加速度に換算されて変換され、このブレーキ側加速度は、重力加速度の影響を含み、前記の中立点のずれがない状態の加速度センサの車両走行方向の検出加速度に相当する。
【００３２】
さらに、車両の制動毎にブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差の勾配換算によって路面の換算勾配が求められ、この換算勾配には前記の中立点のずれの成分が含まれない。
【００３３】
さらに、車両の制動毎に、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算によって前記のずれの成分に相当する補正値が求められ、この補正値が補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算されることにより、この中立点補償値が、加速度センサの中立点のずれを補償する最新の値に書き換えられる。
【００３４】
そのため、車両走行中に、加速度センサの中立点のずれの変化に応じて、加速度センサの検出加速度に加算される中立点補償値が自動的に書き換えられ、加速度センサの検出加速度に、そのセンサの中立点のずれの最適な補償が施される。
【００３５】
そして、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点のずれが発生しても、そのずれの影響を受けることなく、路面の推定勾配が正確に求められる。
【００３６】
そして、上記の各所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、各所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることが、具体的であって実用的である（請求項２、４、６，８）。
【００３７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
まず、加速度センサを用いた加速度検出の実施形態について、図１のブロック図及び図２のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
図１は車両に設けられた加速度検出装置４のブロック図であり、図中の加速度センサ５、車輪速センサ６、ブレーキアクチュエータ７を除く各部は、例えば車両の走行制御用のＥＣＵ８のソフトウエア処理によって形成される。
【００４０】
そして、車輪速センサ６、ブレーキアクチュエータ７は、いわゆる電子制御の車両が備える基本的なセンサである。
【００４１】
また、加速度センサ５は、例えば横滑り防止装置のセンサとして車両に設けられたものであり、振り子型のセンサ、スプリングマスＧセンサ等のいわゆる市販の汎用の加速度センサからなり、中立点のずれの補償（ゼロ点補正）を要する。
【００４２】
そして、車両のエンジンスタートにより、そのイグニッションスイッチがオンすると、ＥＣＵ８が図２のステップＡ１〜Ａ９の加速度検出の補償・出力処理を実行する。
【００４３】
ところで、エンジンスタート後の車両走行中は、その加減速に基づき、加速度センサ５が中立点のずれの誤差を含む車両走行方向（前後方向）の検出加速度Ｇｓｓ（ｍ／ｓ２）を出力する。
【００４４】
そして、検出加速度Ｇｓｓが周期的にＥＣＵ８に取り込まれ、検出加速度ＧｓｓがＥＣＵ８に取り込まれる毎に、図２のステップＡ１が実行され、補償値保持手段を形成する書き換え自在の不揮発性メモリ構成の補償値保持部９の中立点補償値ΔＧ（ｍ／ｓ２）が、加速度出力手段誤を形成する加算器１０により加算され、補償値ΔＧを加算した後の検出加速度ＧＳ（ｍ／ｓ２）が装置４から出力される。
【００４５】
つぎに、車輪速センサ６は、車輪の回転速度から車両の速度（車速）を検出し、この速度を検出速度Ｖ（ｍ／ｓ）として出力する。
【００４６】
この検出速度ＶがＥＣＵ８に取り込まれ、ＥＣＵ８の加速度演算手段を形成する加速度演算部１１が検出速度Ｖの時間変化から車輪速側加速度ＷＧを算出する。
【００４７】
さらに、加算器１０の検出加速度ＧＳと、加速度演算部１１の車輪速側加速度ＷＧとが、ＥＣＵ８の勾配演算手段としての勾配演算部１２に入力され、この演算部１２は、ステップＡ２により、図５の推定勾配θを周期的に算出する。
【００４８】
すなわち、図５の検出加速度Ｇｓに対応する検出加速度ＧＳは、実加速度である車輪速加速度ＷＧの成分と、重力加速度Ｇｇの成分とを含む車両走行方向（前後方向）の加速度である。
【００４９】
また、車輪速加速度ＷＧ（車輪速Ｇ）は車輪速変化から算出された車両走行方向の加速度であって、重力加速度Ｇｇの成分は含まず、検出加速度ＧＳの重力加速度Ｇｇの成分は図５のＧｇ×ｓｉｎθであって、ＧＳ＝ＷＧ＋Ｇｇ×ｓｉｎθである。
【００５０】
そのため、勾配演算部１２は、前記（１）式と同様のつぎの（２）式の所定の勾配推定演算から推定勾配θを周期的に演算する。
【００５１】
θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝ （２）式
【００５２】
つぎに、人の乗り降りや、エンジンの再スタート等に基づく加速度センサ５の中立点のずれの変化に伴って前記の中立点補償値ΔＧを補正するため、制動操作又は加減速制御によって車両の制動が発生すると、図２のステップＡ３からステップＡ４に移行し、ブレーキアクチュエータ７のブレーキ圧（ブレーキ液圧）の信号をＥＣＵ８に取り込み、加速度換算手段を形成するブレーキ液圧／加速度変換部１３により、その加速度換算テーブル（図示せず）に保持されたブレーキ液圧／加減速度の換算データに基づき、ブレーキ圧を対応するブレーキ側加速度Ｇｍａｐ（ｍ／ｓ２）に変換し、この加速度Ｇｍａｐを出力する。
【００５３】
なお、前記の加速度換算テーブルの換算データは、例えば種々のブレーキ液圧に対応する加減速度を実測し、この実測結果のブレーキ液圧毎の加減速度を不揮発性のメモリ等に予め書き込んで形成され、車種等毎に異なる。
【００５４】
また、加速度センサ５の検出加速度Ｇｓｓと無関係に得られたブレーキ側加速度Ｇｍａｐは、検出加速度Ｇｓｓ、ＧＳと同様、車輪速加速度ＷＧの成分と、重力加速度Ｇｇの成分とを含む車両走行方向の加速度であるが、加速度センサ５の中立点のずれの影響は受けない。
【００５５】
つぎに、ブレーキ側加速度Ｇｍａｐが得られると、図２のステップＡ４からステップＡ５に移行し、勾配換算部１４の減算器１５により加速度Ｇｍａｐ、ＷＧの差Ｇｅｒｒ（ｍ／ｓ２）を算出した後、ステップＡ６により、差Ｇｅｒｒを換算器１６に取り込み、この換算器１６の勾配換算テーブル（図示せず）に保持された加速度差／勾配の変換（換算）データに基づき、差Ｇｅｒｒを対応する路面勾配に変換して換算勾配θｍａｐを生成する。
【００５６】
なお、勾配換算部１４が勾配換算手段を形成し、前記勾配換算テーブルの換算データは、例えば複数の路面勾配での加速度差Ｇｅｒｒを実測し、この実測結果の加速度差Ｇｅｒｒ毎の勾配θを不揮発性のメモリ等に予め書き込んで形成され、車種等毎に異なる。
【００５７】
また、加速度Ｇｍａｐ、ＷＧが加速度センサ５の中立点のずれの影響を受けないため、換算勾配θｍａｐは加速度センサ５の中立点のずれの成分（誤差）を含まない。
【００５８】
つぎに、図２のステップＡ６からステップＡ７に移行し、車両の制動によって換算勾配θｍａｐが生成される毎に、補償値補正部１７の減算器１８により、勾配演算部１２の推定勾配θと勾配換算部１４の換算勾配θｍａｐとの差θｅｒｒを算出する。
【００５９】
このとき、推定勾配θは加速度センサ５の中立点のずれの誤差を含み、換算勾配はそのずれの誤差を含まないため、差θｅｒｒは、中立点補償値ΔＧの加算ではカバーできなかった誤差、換言すれば、中立点のその後のずれに相当する勾配誤差であり、ステップＡ８により、補償値補正手段を形成する補正値演算部１９がつぎの（３）式の所定の補正値演算を実行し、差θｅｒｒを加速度に換算して補償値ΔＧの補正値δＧ（ｍ／ｓ２）を算出する。
【００６０】
δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ） （３）式
【００６１】
さらに、ステップＡ９により、補正値演算部１９が算出した補正値δＧを補償値保持部９の中立点補償値ΔＧに加算し、この補償値ΔＧを、補正値δＧを加減算した値に書き換える。
【００６２】
この書き換えにより、補償値保持部９の中立点補償値ΔＧは、走行中の車両の制動毎に、加速度センサ５の中立点のずれの変化に応じて自動的に書き換えられて更新される。
【００６３】
そのため、加算器１０における補正後の中立点補償値ΔＧの加算により、検出加速度Ｇｓｓに加速度センサ５の中立点のずれの最適な補償が施され、加速度センサ５の中立点のずれの誤差を含まない検出加速度ＧＳが加速度検出装置４から出力され、加速度センサ５の中立点のずれを補償する最適な構成を提供することができる。
【００６４】
そして、この最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサ５の中立点がずれても、検出加速度ＧＳはその影響を受けることがなく、走行中の車両の加速度が検出加速度ＧＳによって正確に検出され、この検出加速度ＧＳに基づいて横滑り防止の制御等が精度よく行える。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
つぎに、加速度センサを用いた路面勾配推定の実施形態について、図３のブロック図及び図４のフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
図３は車両に設けられた路面勾配推定装置２０のブロック図であり、この装置２０が図１の加速度検出装置４と異なる点は、図１のＥＣＵ８に相当するＥＣＵ２１が、図４のステップＢ１〜Ｂ１０の勾配推定の補償・出力処理を実行し、加算器１０の補償後の検出加速度ＧＳに代えて、勾配演算部１２の推定勾配θを、装置２０から出力する点である。
【００６７】
そして、ＥＣＵ２１の各部９〜１９は図１の場合と同様に動作し、補償値保持部９、ブレーキ液圧／加速度変換部１３、勾配換算部１４、補正値補正部１７が、補償値保持手段、加速度換算手段、勾配換算手段、補償値補正手段を形成する。
【００６８】
また、図４のフローチャートにおいて、ステップＢ１〜Ｂ９は図２のステップＡ１〜Ａ９に相当し、図２と異なる点は、ステップＡ１に対応するステップＢ１により、加算器１０の加算によって中立点の補償が施された検出加速度ＧＳを生成し、この検出加速度ＧＳを装置２０から出力しないでステップＢ２に移行する点と、ステップＢ２とステップＢ３との間に設けたステップＢ１０により、ステップＢ２で算出した推定勾配θを装置２０から出力する点である。
【００６９】
なお、残りのステップＢ２〜Ｂ９においては、図２のステップＡ２〜Ａ９と同一の処理が行われる。
【００７０】
そして、この勾配推定装置２０においても、補償値保持部９の中立点補償値ΔＧは、走行中の車両の制動毎に、加速度センサ５の中立点のずれの変化に応じて自動的に書き換えられて更新される。
【００７１】
そのため、加速度センサ５の検出加速度Ｇｓｓに、その中立点のずれの最適な補償が施され、この最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサ５の中立点がずれても、検出加速度ＧＳはその影響を受けることがなく、走行中の車両の加速度が検出加速度ＧＳによって正確に検出され、この検出加速度ＧＳに基づく推定勾配θから、加速度センサ５の中立点のずれの影響を受けることなく、走行中の路面の勾配を正確に推定することができ、この推定に基づいて、追従走行の加減速制御等が精度よく行える。
【００７２】
ところで、この路面勾配推定装置２０を加速度検出装置としても用いる場合は、図３の破線の矢印線に示すように、加算器１０の補償後の検出加速度ＧＳも装置２０から出力すればよく、同様にして、図１の加速度検出装置４を路面勾配推定装置として用いることもできる。
【００７３】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、図２、図４の処理手順が前記両実施形態と異なっていてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、３に記載の発明によれば、車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された加速度センサの中立点補償値を加算して出力することができ、しかも、中立点補償値を加算した検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算によって路面の推定勾配を求め、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾配を求め、両勾配の差に基づく所定の補正値演算により、走行中の車両の制動毎に、中立点補償値の補正値を求めて補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算し、車両の走行中に、中立点補償値を、加速度センサの中立点の最新のずれの補償値に自動的に書き換えることができる。
【００７５】
したがって、加速度センサを用いて走行中の車両の加速度を検出する場合において、加速度センサの中立点のずれの補償を施す最適な構成を提供することができ、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度を正確に検出し、この加速度の検出に基づいて横滑り防止の制御等を精度よく行うことができる。
【００７６】
つぎに、請求項５、７に記載の発明によれば、中立点補償値を加算した加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、車輪速センサの検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を求めて出力することができ、しかも、ブレーキ側加速度と車輪速側加速度との差を勾配に換算して路面の換算勾を求め、前記の推定勾配と換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により、走行中の車両の制動毎に、中立点補償値の補正値を求めて補償値保持手段に保持された中立点補償値に加算し、車両の走行中に、中立点補償値を、加速度センサの中立点の最新のずれの補償値に自動的に書き換えることができる。
【００７７】
したがって、加速度センサを用いて走行中の路面の勾配を推定する場合において、加速度センサの中立点のずれの補償を施す最適な構成を提供することができ、この中立点のずれの最適な補償に基づき、人の乗り降りやエンジンの再スタート等によって加速度センサの中立点がずれても、そのずれの影響を受けることなく、車両走行方向の加速度を正確に検出して路面の勾配を正確に推定することができ、この推定に基づいて追従走行制御の加速度制御等を精度よく行うことができる。
【００７８】
つぎに、請求項２、４、６、８に記載の発明によれば、上記の所定の勾配推定演算及び所定の補正値演算の具体的な構成を提供することができ、極めて実用的な構成で加速度検出、路面の勾配推定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の加速度検出装置のブロック図である。
【図２】図１の動作説明用のフローチャートである。
【図３】この発明の第２の実施形態の路面勾配推定装置のブロック図である。
【図４】図３の動作説明用のフローチャートである。
【図５】加速度センサを用いた路面勾配推定の説明図である。
【符号の説明】
５ 加速度センサ
９ 補償値保持部
１０ 加算器
１１ 加速度演算部
１２ 勾配演算部
１３ ブレーキ液圧／加速度変換部
１４ 勾配換算部
１７ 補償値補正部
Claims (8)
- 車両に設けられた加速度センサにより車両走行方向の加速度を検出する加速度検出装置であって、
前記加速度センサの前記車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力する加速度出力手段と、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出する加速度演算手段と、
前記加速度出力手段の出力加速度と前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出する勾配演算手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴とする加速度検出装置。 - 所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることを特徴とする請求項１に記載の加速度検出装置。
- 車両に設けられた加速度センサにより車両走行方向の加速度を検出する加速度検出方法であって、
前記加速度センサの前記車両走行方向の検出加速度に、補償値保持手段に保持された前記加速度センサの中立点補償値を加算して出力し、
前記車両の検出車速の変化から車輪速側加速度を算出し、
前記中立点補償値を加算した前記検出加速度と、前記車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により路面の推定勾配を算出し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴とする加速度検出方法。 - 所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることを特徴とする請求項３に記載の加速度検出方法。
- 車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定装置であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を保持する補償値保持手段と、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換する加速度換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換する勾配換算手段と、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換える補償値補正手段とを備えたことを特徴とする路面勾配推定装置。 - 所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることを特徴とする請求項５に記載の路面勾配推定装置。
- 車両に設けられた加速度センサの車両走行方向の検出加速度と、前記車両の検出車速の変化から算出された車輪速側加速度との差に基づく所定の勾配推定演算により、路面の推定勾配を算出して出力する路面勾配推定方法であって、
前記検出加速度に加算される前記加速度センサの中立点補償値を補償値保持手段に保持し、
前記車両の制動毎に、前記車両のブレーキ圧を前記車両走行方向のブレーキ側加速度に変換し、
前記車両の制動毎に、前記ブレーキ側加速度と前記車輪速側加速度との差を路面の換算勾配に変換し、
前記車両の制動毎に、前記推定勾配と前記換算勾配との差に基づく所定の補正値演算により前記中立点補償値の補正値を算出し、
該補正値を前記補償値保持手段の保持値に加算して前記中立点補償値を書き換えることを特徴とする路面勾配推定方法。 - 所定の勾配推定演算が、θ＝ｓｉｎ−１｛（ＧＳ−ＷＧ）／Ｇｇ｝、（θ：推定勾配、ＧＳ：中立点補償値が加算された検出加速度、ＷＧ：車輪速側加速度、Ｇｇ：重力加速度）の式の演算からなり、所定の補正値演算が、δＧ＝Ｇｇ×ｓｉｎ（θｅｒｒ）、（δＧ：補正値、Ｇｇ：重力加速度、θｅｒｒ：推定勾配と換算勾配との差）の式の演算からなることを特徴とする請求項７に記載の路面勾配推定方法。
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