JP2009067377A - Vehicle determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の横滑り防止のための制御を行う車両判定装置に関する。 The present invention relates to a vehicle determination device that performs control for preventing side skid of a vehicle.
従来より、角速度センサおよびこの角速度センサの異常状態を検出する異常検出装置を備えた車両制御システムが、例えば特許文献1で提案されている。具体的に、特許文献1では、角速度センサおよび加速度センサを備えたイナーシャセンサと、イナーシャセンサから入力される信号に基づいて車両のブレーキを制御する車両用安定制御装置と、車両用安定制御装置の指令に基づいて車輪の制動駆動を行うアクチュエータとを備えた車両制御システムが提案されている。 Conventionally, a vehicle control system including an angular velocity sensor and an abnormality detection device that detects an abnormal state of the angular velocity sensor has been proposed in Patent Document 1, for example. Specifically, in Patent Document 1, an inertia sensor including an angular velocity sensor and an acceleration sensor, a vehicle stability control device that controls a vehicle brake based on a signal input from the inertia sensor, and a vehicle stability control device are disclosed. There has been proposed a vehicle control system including an actuator that performs braking driving of a wheel based on a command.
また、イナーシャセンサは、車両振動などの影響によって角速度センサの誤出力が発生するおそれのある周波数帯が角速度センサに加えられた場合を検出し、その検出結果をダイアグ信号として出力する判定回路を備えている。この判定回路は、加速度センサにて検出された加速度の検出信号から抽出された、角速度センサが誤出力を発生するおそれのある周波数成分のレベルと一定の閾値とを比較し、周波数成分のレベルが一定の閾値より大きい場合、角速度が異常状態にあることをダイアグ通知する信号を出力する。 Further, the inertia sensor includes a determination circuit that detects a case where a frequency band that may cause an erroneous output of the angular velocity sensor due to the influence of vehicle vibration or the like is added to the angular velocity sensor and outputs the detection result as a diagnostic signal. ing. This determination circuit compares the level of the frequency component extracted from the acceleration detection signal detected by the acceleration sensor and the frequency component level at which the angular velocity sensor may generate an erroneous output with a certain threshold, and the level of the frequency component is When it is larger than a certain threshold value, a signal for notifying that the angular velocity is in an abnormal state is output.
これにより、車両用安定制御装置は、判定回路からダイアグ信号が入力されると、角速度センサの誤出力が発生している可能性があるため、角速度センサから入力される信号を無効として車両制御に用いないようになっている。他方、判定回路からダイアグ信号が入力されないと、車両用安定制御装置は角速度センサから入力される信号を有効として車両制御に用いるようになっている。
しかしながら、上記従来の技術では、判定回路は、加速度の検出信号から抽出された周波数成分のレベルが一定の閾値を超えるか否かによって角速度センサが誤作動を起こしているか否かを判定している。このため、例えば、車両が低速度で旋回した場合、角速度センサが誤作動を起こし、角速度センサから正常時よりも大きな角速度信号が出力されたとしても、上記周波数成分のレベルが一定の閾値に比べて小さいならば、判定回路からダイアグ信号は出力されずに車両用安定制御装置にて角速度センサの出力は有効であると判定されてしまう。これにより、車両用安定制御装置にて正常な車両制御が行われなくなってしまう可能性がある。 However, in the above conventional technique, the determination circuit determines whether or not the angular velocity sensor is malfunctioning depending on whether or not the level of the frequency component extracted from the acceleration detection signal exceeds a certain threshold value. . For this reason, for example, when the vehicle turns at a low speed, even if the angular velocity sensor malfunctions and a larger angular velocity signal than normal is output from the angular velocity sensor, the level of the frequency component is compared with a certain threshold value. If it is small, the diagnosis signal is not output from the determination circuit, and the output of the angular velocity sensor is determined to be effective by the vehicle stability control device. Accordingly, there is a possibility that normal vehicle control may not be performed by the vehicle stability control device.
本発明は、上記点に鑑み、角速度センサの出力に対する誤作動の可能性を低減することができる車両判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a vehicle determination device that can reduce the possibility of malfunction of the output of an angular velocity sensor.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、車両の速度と車両の速度に応じて設定される角速度閾値とによって構成される角速度閾値マップと、車両の角速度を検出する角速度検出手段(11)から車両の角速度を示す角速度信号を入力する角速度入力手段と、車両の前後方向における加速度成分および車両の横方向の加速度成分を車両の加速度として検出する加速度検出手段(12)から車両の加速度を示す加速度信号を入力する加速度入力手段と、加速度検出手段(12)にて取得された車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより車両の速度を取得し、角速度閾値マップを用いて、角速度検出手段(11)にて取得された車両の角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段とを有し、判定手段によって、角速度が角速度閾値を超えない場合、角速度検出手段(11)にて取得された角速度は有効であると判定し、角速度が角速度閾値を超える場合、角速度検出手段(11)にて取得された角速度は無効であると判定する信号処理手段(13)を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an angular velocity threshold map configured by a vehicle velocity and an angular velocity threshold value set according to the vehicle velocity, and an angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the vehicle. An angular velocity input means for inputting an angular velocity signal indicating the angular velocity of the vehicle from (11), and an acceleration detection means (12) for detecting an acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle and an acceleration component in the lateral direction of the vehicle as vehicle acceleration. The vehicle speed is obtained by integrating the acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle acquired by the acceleration input means for inputting an acceleration signal indicating acceleration and the acceleration detection means (12) for a certain period of time, and an angular velocity threshold map is used. And determining whether the angular velocity of the vehicle acquired by the angular velocity detecting means (11) exceeds an angular velocity threshold set according to the vehicle speed. The angular velocity obtained by the angular velocity detection means (11) is valid, and when the angular velocity exceeds the angular velocity threshold, the angular velocity detection means. Signal processing means (13) for determining that the angular velocity acquired in (11) is invalid is provided.
これによると、角速度閾値は従来のように車両の速度に応じて一定ではなく、車両の速度に応じて設定される角速度閾値を用いる。このため、車両の旋回に応じて取得される車両の角速度が、車両の速度に相応する角速度値を上回るならば有効な角速度値ではないと判定することができる。このようにして判定された角速度を用いた横滑り制御を行うことで、角速度検出手段(11)の出力に対する横滑り制御手段(20)の誤作動の可能性を無くすことができる。 According to this, the angular velocity threshold value is not constant according to the vehicle speed as in the prior art, but an angular velocity threshold value set according to the vehicle speed is used. For this reason, if the angular velocity of the vehicle acquired according to the turning of the vehicle exceeds the angular velocity value corresponding to the velocity of the vehicle, it can be determined that the angular velocity value is not effective. By performing the side slip control using the angular velocity thus determined, the possibility of malfunction of the side slip control means (20) with respect to the output of the angular velocity detection means (11) can be eliminated.
請求項2に記載の発明では、信号処理手段(13)の判定結果を判定信号として入力し、角速度は有効であるとの判定結果の場合、角速度検出手段(11)で取得された車両の角速度を用いて車両の横滑り防止制御を行うか否かを決定し、角速度は無効であるとの判定結果の場合、角速度検出手段(11)で取得された車両の角速度を用いた車両の横滑り防止制御を行わない横滑り制御手段(20)とを備えていることを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the determination result of the signal processing means (13) is input as a determination signal, and in the case of the determination result that the angular velocity is valid, the angular velocity of the vehicle acquired by the angular velocity detection means (11). Is used to determine whether to perform side skid prevention control of the vehicle, and in the case of the determination result that the angular velocity is invalid, the side skid prevention control of the vehicle using the angular velocity of the vehicle acquired by the angular velocity detecting means (11). And a skid control means (20) that does not perform the above.
これにより、角速度が無効であると判定されたときには車両の横滑り防止制御を行わないようにすることができる。一方、角速度が有効であると判定されたときには、該有効であると判定された角速度を用いて横滑り防止制御を行うことができるし、横滑り防止制御を行わなくても良いようすることもできる。 Thereby, when it is determined that the angular velocity is invalid, the vehicle skid prevention control can be prevented from being performed. On the other hand, when it is determined that the angular velocity is effective, the side slip prevention control can be performed using the angular velocity determined to be effective, or the side slip prevention control can be omitted.
そして、請求項3に記載の発明のように、横滑り制御手段(20)は、車両の横滑り防止制御を行う決定をした場合、車両の横滑り防止制御を行うことができる。 Then, as in the invention described in claim 3, when the side slip control means (20) determines to perform the vehicle side slip prevention control, the vehicle side slip prevention control can be performed.
請求項4に記載の発明では、信号処理手段(13)は、車両の速度を検出する車速検出手段(40)から車両の速度を示す車速信号を入力する車速入力手段を有し、車両の速度を用いて、角速度検出手段(11)にて取得された角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the signal processing means (13) has vehicle speed input means for inputting a vehicle speed signal indicating the speed of the vehicle from the vehicle speed detection means (40) for detecting the speed of the vehicle. And determining means for determining whether or not the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) exceeds an angular velocity threshold set in accordance with the vehicle speed.
このように、加速度検出手段(12)にて得られた加速度から車両の速度を算出しなくても、車速検出手段(40)にて直接得られた車両の速度を用いて、角速度値の有効/無効判定を行うことができる。 Thus, the effective angular velocity value can be obtained using the vehicle speed directly obtained by the vehicle speed detecting means (40) without calculating the vehicle speed from the acceleration obtained by the acceleration detecting means (12). / Invalidity determination can be performed.
請求項5に記載の発明では、信号処理手段(13)は、車両の舵角を検出する舵角検出手段(50)から車両の舵角を示す舵角信号を入力する舵角入力手段を有し、車両の舵角、車両の速度、および車両の横方向の加速度成分を用いて車両の角速度を演算によって算出し、算出した角速度を用いて当該角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする。 In the invention according to claim 5, the signal processing means (13) has a steering angle input means for inputting a steering angle signal indicating the steering angle of the vehicle from the steering angle detection means (50) for detecting the steering angle of the vehicle. The vehicle angular velocity is calculated by using the vehicle steering angle, the vehicle speed, and the lateral acceleration component of the vehicle, and the angular velocity is set according to the vehicle speed using the calculated angular velocity. It has the determination means which determines whether it exceeds a threshold value, It is characterized by the above-mentioned.
このように、演算によって車両の角速度を取得することもできる。例えば、角速度検出手段(11)が故障している場合や、角速度検出手段(11)が車両に搭載されていない場合であっても、上記のように舵角、加速度、そして車速を用いて角速度を得ることができるので、角速度の有効/無効判定および車両の横滑り防止制御を行うことができる。 In this way, the angular velocity of the vehicle can also be obtained by calculation. For example, even when the angular velocity detecting means (11) is out of order or when the angular velocity detecting means (11) is not mounted on the vehicle, the angular velocity using the steering angle, acceleration, and vehicle speed as described above. Therefore, it is possible to determine whether the angular velocity is valid / invalid and to prevent the vehicle from slipping.
請求項6に記載の発明のように、角速度検出手段(11)を2個以上有した構成とすることもできる。 As in the sixth aspect of the invention, a configuration having two or more angular velocity detection means (11) may be employed.
これにより、すべての角速度検出手段(11)で得られた角速度の平均値を取得することができ、角速度の精度を向上できる。また、各角速度検出手段(11)の検出範囲を異なる範囲とすることができるので、一つの角速度検出手段(11)の検出精度を向上させることができる。さらに、各角速度検出手段(11)のうち一つが故障したとしても残りの角速度検出手段(11)によって角速度を検出し続けることができる。 Thereby, the average value of the angular velocities obtained by all the angular velocity detecting means (11) can be acquired, and the accuracy of the angular velocities can be improved. Moreover, since the detection range of each angular velocity detection means (11) can be made into a different range, the detection accuracy of one angular velocity detection means (11) can be improved. Further, even if one of the angular velocity detection means (11) breaks down, the angular velocity can be continuously detected by the remaining angular velocity detection means (11).
上記では、信号処理手段(13)にて角速度の有効/無効判定を行う場合について述べたが、横滑り制御手段(20)にて角速度の有効/無効判定を行うようにすることもできる。すなわち、請求項7に記載の発明では、車両の角速度を検出する角速度検出手段(11)から車両の角速度を示す角速度信号を入力する角速度入力手段と、車両の前後方向における加速度成分および車両の横方向の加速度成分を車両の加速度として検出する加速度検出手段(12)から車両の加速度を示す加速度信号を入力する加速度入力手段とを備えた信号処理手段(13)と、車両の速度と車両の速度に応じて設定される角速度閾値とによって構成される角速度閾値マップと、信号処理手段(13)から角速度信号および加速度信号を入力し、車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより車両の速度を取得し、角速度閾値マップを用いて、車両の角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段とを有し、判定手段によって、角速度が角速度閾値を超えない場合、角速度検出手段(11)にて取得された角速度は有効であると判定し、角速度検出手段(11)で取得された車両の角速度を用いて車両の横滑り防止制御を行い、角速度が角速度閾値を超える場合、角速度検出手段(11)にて取得された角速度は無効であると判定し、角速度検出手段(11)で取得された車両の角速度を用いた車両の横滑り防止制御を行わない横滑り制御手段(20)とを備えていることを特徴とする。 In the above description, the case where the valid / invalid determination of the angular velocity is performed by the signal processing means (13) has been described. However, the validity / invalidity determination of the angular velocity may be performed by the skid control means (20). That is, in the invention described in claim 7, the angular velocity input means for inputting the angular velocity signal indicating the angular velocity of the vehicle from the angular velocity detecting means (11) for detecting the angular velocity of the vehicle, the acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle, and the lateral direction of the vehicle. A signal processing means (13) including an acceleration input means for inputting an acceleration signal indicating the acceleration of the vehicle from an acceleration detection means (12) for detecting the acceleration component of the direction as the acceleration of the vehicle, and the vehicle speed and the vehicle speed. An angular velocity threshold map constituted by an angular velocity threshold set in accordance with the above and an angular velocity signal and an acceleration signal from the signal processing means (13) and integrating the acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle for a certain time to integrate the vehicle. Obtain the speed and use the angular velocity threshold map to determine whether the angular velocity of the vehicle exceeds the angular velocity threshold set according to the vehicle speed And when the angular velocity does not exceed the angular velocity threshold, the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) is determined to be valid and acquired by the angular velocity detecting means (11). When the angular velocity of the vehicle is controlled using the angular velocity of the vehicle and the angular velocity exceeds the angular velocity threshold, it is determined that the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) is invalid and acquired by the angular velocity detecting means (11). And a skid control means (20) that does not perform the skid prevention control of the vehicle using the angular velocity of the vehicle.
このように、横滑り制御手段(20)にて角速度の有効/無効判定を行うことができ、さらに横滑り制御手段(20)にて車両の横滑り防止制御も行うことができる。 Thus, the side slip control means (20) can determine whether the angular velocity is valid / invalid, and the side slip control means (20) can also perform vehicle skid prevention control.
請求項8に記載の発明では、信号処理手段(13)は、車両の速度を検出する車速検出手段(40)から車両の速度を示す車速信号を入力し、横滑り制御手段(20)は、信号処理手段(13)から入力した車速信号が示す車両の速度を用いて、角速度検出手段(11)にて取得された角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする。 In the invention according to claim 8, the signal processing means (13) inputs a vehicle speed signal indicating the speed of the vehicle from the vehicle speed detecting means (40) for detecting the speed of the vehicle, and the skid control means (20) Using the vehicle speed indicated by the vehicle speed signal input from the processing means (13), it is determined whether or not the angular speed acquired by the angular speed detection means (11) exceeds an angular speed threshold set in accordance with the vehicle speed. It has the determination means to do, It is characterized by the above-mentioned.
このように、車速検出手段(40)にて直接測定した車速を用いて、横滑り制御手段(20)にて角速度の有効/無効判定および車両の横滑り防止制御を行うことができる。 As described above, the side slip control means (20) can perform the validity / invalidity determination of the angular velocity and the vehicle skid prevention control using the vehicle speed directly measured by the vehicle speed detection means (40).
請求項9に記載の発明では、信号処理手段(13)は、車両の舵角を検出する舵角検出手段(50)から車両の舵角を示す舵角信号を入力し、横滑り制御手段(20)は、信号処理手段(13)から入力した舵角信号が示す車両の舵角、車両の速度、および車両の横方向の加速度成分を用いて車両の角速度を演算によって算出し、算出した角速度を用いて当該角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, the signal processing means (13) inputs a steering angle signal indicating the steering angle of the vehicle from the steering angle detection means (50) for detecting the steering angle of the vehicle, and the skid control means (20 ) Calculates the angular velocity of the vehicle by calculation using the steering angle of the vehicle indicated by the steering angle signal input from the signal processing means (13), the vehicle speed, and the lateral acceleration component of the vehicle, and calculates the calculated angular velocity. And determining means for determining whether or not the angular velocity exceeds an angular velocity threshold value set in accordance with the vehicle speed.
このように、横滑り制御手段(20)にて角速度を演算にて算出することができ、算出した角速度の有効/無効判定および車両の横滑り防止制御を行うことができる。 In this way, the side slip control means (20) can calculate the angular velocity by calculation, and the validity / invalidity determination of the calculated angular velocity and the side slip prevention control of the vehicle can be performed.
請求項10に記載の発明のように、角速度検出手段(11)を2個以上有した構成とすることもでき、請求項5と同様の効果を得ることができる。 As in the tenth aspect of the present invention, a configuration having two or more angular velocity detecting means (11) can be provided, and the same effect as in the fifth aspect can be obtained.
請求項11に記載の発明では、車両の前後方向における加速度成分および車両の横方向の加速度成分を車両の加速度として検出する加速度検出手段(12)から車両の加速度を示す加速度信号を入力する加速度入力手段と、車両の舵角を検出する舵角検出手段(50)から車両の舵角を示す舵角信号を入力する舵角入力手段と、車両の速度を検出する車速検出手段(40)から車両の速度を示す車速信号を入力する車速入力手段と、車両の速度と車両の速度に応じて設定される角速度閾値とによって構成される角速度閾値マップと、車両の舵角、車両の速度、および車両の横方向の加速度成分を用いて車両の角速度を演算によって算出する算出手段と、算出した角速度を用いて当該角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを、角速度閾値マップを用いて判定する判定手段とを有し、判定手段によって、角速度が角速度閾値を超えない場合、算出された角速度は有効であると判定し、算出された角速度を用いて車両の横滑り防止制御を行い、算出された角速度が角速度閾値を超える場合、算出された角速度は無効であると判定し、算出された角速度を用いた車両の横滑り防止制御を行わない横滑り制御手段(20)とを備えていることを特徴とする。
In the invention according to
これによると、角速度検出手段(11)が車両に搭載されていない場合であっても、横滑り制御手段(20)にて角速度を算出することができる。そして、算出した角速度の有効/無効判定を行うことができ、この結果から車両の横滑り防止制御も行うことができる。このような構成の車両挙動制御装置とすることもできる。 According to this, even if the angular velocity detection means (11) is not mounted on the vehicle, the side slip control means (20) can calculate the angular velocity. Then, the validity / invalidity determination of the calculated angular velocity can be performed, and the vehicle skid prevention control can also be performed from the result. It can also be set as the vehicle behavior control apparatus of such a structure.
請求項12に記載の発明のように、角速度閾値マップとして、車両の速度が0の状態から速度が上昇すると共に増加し、車両の速度が一定速度でピークとなり、この一定速度よりも車両の速度が大きくなると減少する角速度閾値によって構成されているものを用いることができる(図2参照)。
As in the invention described in
また、請求項13に記載の発明のように、角速度閾値マップとして、車両の速度が0から一定速度までは、車両の速度の上昇と共に上昇し、車両の速度が一定速度を超えると一定値となる角速度閾値によって構成されているものを用いることができる(図4参照)。
Further, as in the invention described in
さらに、請求項14に記載の発明のように、角速度閾値マップとして、車両の速度が0から一定速度まで一定値とされ、車両の速度が一定速度を超えると車両の速度と共に減少する角速度閾値によって構成されているものを用いることができる(図4参照)。
Further, as in the invention according to
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される車両挙動制御装置は、車両に搭載されるものであり、車両の横滑りを検出して横滑り防止のための制御を行うものとして用いられる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The vehicle behavior control device shown in the present embodiment is mounted on a vehicle, and is used to detect a side slip of the vehicle and perform control for preventing a side slip.
図1は、本発明の第1実施形態に係る車両挙動制御装置のブロック図である。この図に示されるように、車両挙動制御装置は、センサ装置10と、ECU20とを備えて構成されている。このうち、センサ装置10は車両の速度および回転(旋回)に関する物理量を検出するものであり、角速度センサ11、加速度センサ12、マイクロコンピュータ13(以下、マイコンという)、通信ドライバ14を備えている。
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle behavior control apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the vehicle behavior control device includes a
角速度センサ11は、車両の旋回に起因する角速度を検出するものである。本実施形態では、おもりの振動を検出することにより、角速度センサ11が受ける角速度を検出する振動型のものが採用される。このような振動式の角速度センサ11では、ある一方向に振動(一次振動)するおもりに角速度が加わると、このおもりにいわゆるコリオリ力が発生するが、このコリオリ力によってそのおもりに直交する方向にも振動(二次振動)が発生する。したがって、圧電素子にて二次振動が検出されて電気信号に変換され、この電気信号が角速度信号としてマイコン13に出力される。
The
加速度センサ12は、車両の加速度を検出するものである。具体的には、加速度センサ12は、車両の前後方向の加速度成分および車両の横方向の加速度成分を合成した値を取得するものである。車両の横方向とは車両の前後方向に対して垂直方向を指す。
The
本実施形態では、静電容量の変化を検出することにより、加速度センサ12が受ける加速度を検出するものが採用される。このような加速度センサ12では、例えばシリコン基板等に対して一般に知られている櫛歯構造を有する梁構造体が形成されており、印加された加速度に応じた可動電極と固定電極間の静電容量変化(電気信号)が検出されるようになっている。そして、その電気信号が加速度信号としてマイコン13に出力される。この加速度信号には、車両の前後方向および横方向の各加速度成分が含まれている。
In this embodiment, what detects the acceleration which the
なお、角速度センサ11として、振動型のものに限らず、音叉型等の他の検出方式のものを採用することもできる。また、加速度センサ12として、静電容量の変化を検出するものの他、ピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を検出するものを採用することもできる。そして、これら角速度センサ11および加速度センサ12として、MEMS技術によって製造されたものを用いることができる。上記角速度センサ11は本発明の角速度検出手段に相当し、加速度センサ12は本発明の加速度検出手段に相当する。
Note that the
マイコン13は、上記各センサ11、12の信号をA/D変換処理、演算処理、増幅処理等する機能や処理した信号を外部に出力する機能を有する制御手段である。また、マイコン13は、角速度センサ11から入力される角速度を示す角速度信号を車両の横滑り防止のために利用できるか否かを判定する機能を有している。すなわち、マイコン13は、角速度信号が車両の横滑り防止のために利用できる有効な信号か、または横滑り防止のために利用できない無効な信号であるかを判定する判定手段を有し、判定手段の結果を判定信号として出力する。このため、マイコン13は、当該判定の基準となる角速度閾値マップを備えている。角速度閾値マップについては後で説明する。
The
このような角速度信号の有効/無効判定を行うため、マイコン13は加速度センサ12から入力される車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより車両の速度を算出する機能も有している。なお、マイコン13は、本発明の信号処理手段に相当する。
In order to perform the validity / invalidity determination of the angular velocity signal, the
通信ドライバ14は、マイコン13から入力される角速度信号、加速度信号、および判定信号を、例えば車内LANにてECU20に入力するための通信手段である。したがって、通信ドライバ14は、CANなどのシリアル通信を行う機能を有している。
The
上記構成を有するセンサ装置10は、角速度センサ11、加速度センサ12、マイコン13、および通信ドライバ14が回路基板に実装され、この回路基板がケースに収納されたものとして構成されている。そして、センサ装置10のケースが車両に取り付けられ、センサ装置10とECU20とが車内LANで接続される。
The
ECU20は、センサ装置10から入力される角速度信号、加速度信号、および判定信号に基づいて、車両の横滑り判定を行うものであり、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等からなる周知のマイコンを備え、マイコンに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。具体的に、ECU20は、センサ装置10から入力される判定信号が、角速度信号が有効であることを示す場合、角速度信号を横滑り制御に用いる一方、角速度信号が無効な信号である場合、角速度信号を横滑り制御に用いないようにする。
The
また、角速度信号が有効な信号である場合、ECU20は、車両に搭載されステアリング操舵角を測定する図示しない舵角センサから舵角信号を入力し、舵角信号、角速度信号、加速度信号に基づいて、車両の目標進行軌道を演算により取得する機能を有している。したがって、ECU20は、取得した車両の目標進行軌道における舵角と舵角センサによって得られる実舵角とを比較し、これによって車両が横滑りしているとの判定結果を得た場合、車両が目標進行軌道となるようにタイヤの制動を制御するための指令信号を生成する。そして、ECU20は、この指令信号をABSやTCSを実現するブレーキシステムのECUに出力する。
When the angular velocity signal is a valid signal, the
他方、角速度信号が無効な信号である場合、角速度センサ11が誤作動を起こしている可能性がある。このため、ECU20はセンサ装置10から入力される角速度信号を車両の横滑り判定に用いないようにする。なお、ECU20は、本発明の横滑り制御手段に相当する。以上が、本実施形態に係る車両挙動制御装置の全体構成である。
On the other hand, if the angular velocity signal is an invalid signal, the
次に、マイコン13が有する角速度閾値マップについて説明する。図2は、角速度閾値マップを示した図である。この角速度閾値マップは、車両の速度と角速度閾値との相関関係を示したものである。角速度閾値は、少なくとも車両が横滑りしない角速度の値である。例えば、実際に車両が横滑りする角速度の2倍の角速度の値を角速度閾値とすることができる。
Next, the angular velocity threshold map that the
また、角速度閾値は、車両の速度に応じて設定されている。ここで、車両の速度とは、加速度センサ12にて取得される車両の前後方向の加速度成分の積分値、あるいは図示しない車輪速センサや車速センサにて得られる車両の速度である。
The angular velocity threshold is set according to the vehicle speed. Here, the vehicle speed is an integrated value of acceleration components in the longitudinal direction of the vehicle acquired by the
具体的には、図2に示されるように、角速度閾値は速度に対して一定ではなく、上に凸の波形をなしている。すなわち、車両の速度が0の状態から速度が上昇すると共に角速度閾値が増加し、車両の速度が一定速度でピークとなり、この一定速度よりも車両の速度が大きくなると角速度閾値は減少する。 Specifically, as shown in FIG. 2, the angular velocity threshold is not constant with respect to the velocity, and has an upwardly convex waveform. That is, as the vehicle speed increases from 0, the angular velocity threshold increases and the vehicle velocity peaks at a constant speed. When the vehicle speed increases beyond this constant velocity, the angular velocity threshold decreases.
これは、体感としても合っている。例えば、高速度で急カーブ(曲率半径:小)の道を旋回(角速度:大)することは、大変危険である。すなわち、高速度で、高角速度は危険である。よって、角速度の閾値も、高速度の場合、角速度閾値は小さい方が良い。また、低速度で旋回する場合、角速度は原理的に小さい。つまり、低速度時は、角速度閾値は小さくても良い。 This also suits the experience. For example, it is very dangerous to turn (angular velocity: high) on a sharply curved (radius of curvature: small) road at high speed. That is, high speed and high angular speed are dangerous. Therefore, if the angular velocity threshold is also high, it is better that the angular velocity threshold is small. In addition, when turning at a low speed, the angular speed is small in principle. That is, at the time of low speed, the angular speed threshold value may be small.
図3は、車両がカーブを旋回する際の状況を示した図であり、(a)は旋回する車両30の進行軌道を示した図、(b)は角速度閾値マップを示した図である。図3(a)に示されるように、質量mの車両30が速度V(車両30の前後方向の加速度成分の積分値)で曲率半径rの軌道を左旋回すると、車両30に角速度Ω、横方向の加速度G、コリオリ力が生じる。
FIG. 3 is a diagram showing a situation when the vehicle turns on a curve, (a) shows a traveling trajectory of the turning
この場合、センサ装置10内の加速度センサ12にて得られる横方向の加速度信号をパラメータとして、車両30の前後方向の加速度成分の積分値(速度に相当)と角速度出力との関係から、速度Vに対する角速度閾値をタイヤのグリップ力が十分働く所として選ぶと、図3(b)に示される角速度閾値マップが得られる。また、車両30の加速度(G1<G2<G3)が大きくなるほど、角速度閾値は大きくされる。
In this case, using the acceleration signal in the lateral direction obtained by the
このような角速度閾値の波形において、当該波形よりも小さい角速度の領域が角速度有効領域とされ、角速度閾値よりも大きな角速度の領域A、B、Cが角速度無効領域とされる。つまり、マイコン13は、加速度センサ12から入力した加速度信号(車両の前後方向の加速度成分)を一定時間積分することにより取得した速度と、角速度センサ11から入力した角速度信号が示す角速度との関係が、図2に示される角速度有効領域の範囲内である場合、角速度センサ11から入力した角速度信号は有効な信号であるという判定信号を通信ドライバ14を介してECU20に出力する。
In such an angular velocity threshold waveform, an angular velocity region smaller than the waveform is an angular velocity effective region, and angular velocity regions A, B, and C larger than the angular velocity threshold are angular velocity invalid regions. In other words, the
他方、マイコン13は、取得した車両の速度と角速度との関係が角速度無効領域の範囲内である場合、角速度センサ11から入力した角速度信号は無効な信号であるという判定信号を通信ドライバ14を介してECU20に出力する。
On the other hand, when the relationship between the acquired vehicle speed and angular velocity is within the range of the angular velocity invalid region, the
次に、図2に示される角速度閾値マップの作成方法について説明する。まず、図1に示されるセンサ装置10を製造し、このセンサ装置10を一般車両に搭載する。このセンサ装置10のマイコン13には角速度閾値マップは記憶されておらず、センサ装置10はもっぱら一般車両の角速度を測定するものとして用いられる。
Next, a method for creating the angular velocity threshold map shown in FIG. 2 will be described. First, the
そして、様々な状態で一般車両を走行させる。すなわち、一般車両の速度を変えたり、旋回角度を変えたりして車両を普通走行させたり、横滑りさせたりしながら角速度のデータを取得する。 And a general vehicle is made to drive | work in various states. That is, the angular velocity data is acquired while the vehicle is running normally or by skidding by changing the speed of the general vehicle or changing the turning angle.
この後、上記のようにして取得した角速度のデータから、車両の安全を考慮して、また余裕を持たせて、車両が横滑りする角速度の2倍を角速度閾値とする。この角速度閾値を角速度について求め、図2に示される角速度閾値マップを取得する。なお、ここでは角速度閾値を車両が横滑りする角速度の2倍としたが、これは一例を示すものである。したがって、横滑り判定の度合いに応じて角速度閾値を設定すれば良い。 Thereafter, from the angular velocity data acquired as described above, the angular velocity threshold is set to twice the angular velocity at which the vehicle skids, taking into consideration the safety of the vehicle and providing a margin. This angular velocity threshold is obtained for the angular velocity, and the angular velocity threshold map shown in FIG. 2 is acquired. Here, the angular velocity threshold is set to twice the angular velocity at which the vehicle skids, but this is an example. Therefore, the angular velocity threshold value may be set according to the degree of skidding determination.
続いて、図1に示されるセンサ装置10を製造するに際し、マイコン13に上記のようにして取得した角速度閾値マップを記憶する。また、横滑り防止制御を行うECU20を用意することで、図1に示される車両挙動制御装置が完成する。
Subsequently, when the
次に、図1に示される車両挙動制御装置の作動について説明する。この車両挙動制御装置が一般車両に搭載され、イグニッションがオンされると、車両挙動制御装置に電源が供給される。そして、車両の走行が開始すると、センサ装置10の角速度センサ11および加速度センサ12にて車両の角速度や車両の前後方向および横方向の加速度が測定され、角速度信号および加速度信号としてマイコン13に入力される。
Next, the operation of the vehicle behavior control device shown in FIG. 1 will be described. When this vehicle behavior control device is mounted on a general vehicle and the ignition is turned on, power is supplied to the vehicle behavior control device. When the vehicle starts running, the
角速度信号および加速度信号は、マイコン13によってA/D変換や増幅・演算処理される。また、マイコン13では、車両の前後方向の加速度成分が一定時間積分されて車両の速度が取得される。これにより、図2に示される角速度閾値マップによって、車両の速度と角速度との関係が角速度有効領域の範囲内であるか、または角速度無効領域の範囲内であるかが判定される。
The angular velocity signal and the acceleration signal are A / D converted, amplified and calculated by the
上記判定結果、角速度信号および加速度信号は、マイコン13から通信ドライバ14を介してECU20に入力される。ECU20では、入力した判定結果が加速度信号が有効な信号であることを示す場合、車両の横滑り判定が行われ、車両が横滑りしていると判定された場合にはマイコン13から車両のブレーキシステムに指令信号が入力される。これにより、車両のタイヤの制動制御がなされ、車両の横滑りが回避される。車両が横滑りしていないと判定された場合、ECU20では引き続きセンサ装置10から入力する判定結果がモニタされる。
As a result of the determination, the angular velocity signal and the acceleration signal are input from the
他方、センサ装置10からECU20に入力される判定結果が、加速度信号が無効な信号であることを示す場合、ECU20では横滑り判定は行われず、引き続きセンサ装置10から入力する判定結果がモニタされる。
On the other hand, when the determination result input from the
また、例えばABS制御等によりブレーキが利いて車両の速度が落ち、車両として安全走行状態になった場合、速度が落ちた状態で角速度がその速度における角速度閾値以下になり、角速度有効領域の範囲内であると判定されれば、ECU20にて横滑り制御が行われる。 In addition, for example, when the vehicle speed drops due to ABS control or the like and the vehicle is in a safe driving state, the angular speed becomes lower than the angular speed threshold value at the reduced speed, and within the range of the effective angular speed range. If it determines with it, side slip control is performed in ECU20.
以上説明したように、本実施形態では、角速度センサ11にて取得された角速度信号が有効な信号であるか、または無効な信号であるかを、車両の速度に応じて変化する角速度閾値を用いて判定することが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, the angular velocity threshold that changes depending on the vehicle speed is used to determine whether the angular velocity signal acquired by the
これによると、例えば、車両が低速度で旋回した場合であって角速度センサ11から正常時よりも大きな角速度信号が出力される誤作動が起きたとしても、図2に示されるように、低速域での角速度閾値は低く設定されているため、マイコン13によって角速度信号が無効な信号であると判定することができる。このように、車両の速度に応じた角速度を正確に検出できない場合であっても、その角速度が横滑り判定に用いられないようにすることができ、角速度センサ11の出力に対するECU20の誤判定や誤作動の可能性を低減することができる。
According to this, for example, even when the vehicle turns at a low speed and a malfunction occurs in which a larger angular speed signal than normal is output from the
以上の様に、従来のような角速度閾値は速度に応じて一定ではないため、車両がいかなる速度で旋回しても、角速度センサ11の出力に対するECU20の誤作動の可能性を無くすことができる。
As described above, since the conventional angular velocity threshold value is not constant according to the speed, the possibility of malfunction of the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第1実施形態では、角速度閾値が車両の速度に対して上に凸の波形とされていたが、特定の速度域のみ車両の速度に応じた角速度閾値を設定することもできる。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the angular velocity threshold is a waveform convex upward with respect to the vehicle speed. However, the angular velocity threshold corresponding to the vehicle speed can be set only in a specific speed range.
図4は、本実施形態に係る角速度閾値マップを示した図である。この図に示されるように、車両の速度が0から一定速度までは、速度の上昇と共に角速度閾値も上昇し、一定速度を超えると、角速度閾値は一定値となる。このような角速度閾値マップにおいて、角速度閾値よりも小さい角速度の領域が角速度有効領域とされ、角速度閾値よりも大きな角速度の領域A、Bが角速度無効領域とされる。 FIG. 4 is a diagram showing an angular velocity threshold map according to the present embodiment. As shown in this figure, when the vehicle speed is from 0 to a constant speed, the angular speed threshold value increases as the speed increases. When the vehicle speed exceeds the constant speed, the angular speed threshold value becomes a constant value. In such an angular velocity threshold map, an angular velocity region smaller than the angular velocity threshold is an angular velocity effective region, and angular velocity regions A and B larger than the angular velocity threshold are angular velocity invalid regions.
以上のような角速度閾値は、車両が低速走行を行う場合や、低速度でのみ走行するような場合に有効である。このように、車両の速度範囲すべてで角速度閾値が異なっていなくても良く、車両の使用状況に応じた角速度閾値マップを用いることができる。 The angular velocity threshold as described above is effective when the vehicle travels at a low speed or travels only at a low speed. As described above, the angular velocity threshold does not have to be different in the entire vehicle speed range, and an angular velocity threshold map corresponding to the use state of the vehicle can be used.
(第3実施形態)
本実施形態では、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第2実施形態では、車両の速度が低速域の角速度閾値が速度に対して変化するように設定されていたが、本実施形態では、車両の速度が高速域の角速度閾値が速度に対して変化するように設定されていることが特徴となっている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the second embodiment will be described. In the second embodiment, the vehicle speed is set so that the angular velocity threshold in the low speed range changes with respect to the speed. However, in this embodiment, the angular velocity threshold in the high speed range changes with respect to the speed. It is a feature that it is set to do.
図5は、本実施形態に係る角速度閾値マップを示した図である。この図に示されるように、車両の速度が0から一定速度までは角速度閾値が一定とされ、車両の速度が一定速度を超えると、角速度閾値は車両の速度の上昇と共に減少する。このような角速度閾値マップにおいて、角速度閾値よりも小さい角速度の領域が角速度有効領域とされ、角速度閾値よりも大きな角速度の領域B、Cが角速度無効領域とされる。 FIG. 5 is a diagram showing an angular velocity threshold map according to the present embodiment. As shown in this figure, the angular velocity threshold is constant when the vehicle speed is from 0 to a constant speed, and when the vehicle speed exceeds the constant speed, the angular velocity threshold decreases as the vehicle speed increases. In such an angular velocity threshold map, an angular velocity region smaller than the angular velocity threshold is an angular velocity effective region, and angular velocity regions B and C larger than the angular velocity threshold are angular velocity invalid regions.
以上のような角速度閾値は、高速走行を行う車両に有効である。このように、高速域のみ角速度閾値を設定することもできる。 The angular velocity threshold as described above is effective for a vehicle that travels at a high speed. In this way, the angular velocity threshold can be set only in the high speed region.
(第4実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、センサ装置10において、加速度センサ12から入力した車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより車両の速度を取得していたが、本実施形態では、車輪速センサにて車両の速度を直接測定することが特徴となっている。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. In each of the above embodiments, the
図6は、本実施形態に係る車両挙動制御装置のブロック図である。この図に示されるように、車両挙動制御装置において、センサ装置10のマイコン13に車輪速センサ40からの信号が入力される構成となっている。
FIG. 6 is a block diagram of the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, in the vehicle behavior control device, a signal from the
車輪速センサ40は、車輪の回転速度を検出するものであり、各車輪に備えられている。この車輪速センサ40は、マグネットを備え、例えば歯車の歯に対向する場所に配置されており、歯車が回転することによってマグネットに生じる電磁誘導を車速信号として検出するものである。車輪速センサ40で検出された車速信号はマイコン13に入力され、マイコン13にて車速に変換処理される。
The
すなわち、マイコン13は、車両の速度を車輪速センサ40から車速信号を入力する車速入力手段を有し、車輪速センサ40から直接取得した車速および角速度閾値マップを用いて角速度信号の有効/無効判定を行う判定手段を有している。
That is, the
なお、車両の速度を直接測定するものとして、車輪速センサ40の他に車速センサを用いることもできる。この車速センサは、トランスミッションの出力側シャフトから車両の速度を検出し、検出した車速信号をマイコン13に出力する。すなわち、車輪速センサ40も車速センサも、車両の速度を直接測定するものとして同等のものであり、いずれを用いても良い。これら車輪速センサ40および車速センサは、本発明の車速検出手段に相当する。
In addition to the
以上説明したように、マイコン13にて角速度信号の有効/無効判定を行うに際し、車輪速センサ40にて直接測定した車両の速度を用いて判定を行うようにすることができる。
As described above, when the
(第5実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、センサ装置10に備えられた角速度センサ11にて車両の角速度を検出していたが、角速度センサ11が何らかの理由で機能しない場合や、センサ装置10に角速度センサ11が備えられていない場合に、加速度センサ12等を用いて車両の角速度を演算により取得することが特徴となっている。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. In each of the above embodiments, the
図7は、本実施形態に係る車両挙動制御装置のブロック図である。この図に示されるように、車両挙動制御装置において、車輪速センサ40および舵角センサ50からマイコン13にそれぞれ信号が入力される構成となっている。舵角センサ50は、車両にあらかじめ搭載され、ステアリング操舵角を測定するものであり、上述のように、舵角信号をマイコン13に出力する。
FIG. 7 is a block diagram of the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, in the vehicle behavior control device, signals are inputted to the
なお、図7に示される車両挙動制御装置において、センサ装置10に角速度センサ11が備えられていない場合もある。また、舵角センサ50は、本発明の舵角検出手段に相当する。
In the vehicle behavior control device shown in FIG. 7, the
すなわち、マイコン13は、舵角センサ50から舵角信号を入力する舵角入力手段を有し、さらに車両の舵角、車両の速度、車両の横方向の加速度成分を用いて車両の角速度を演算によって算出し、算出した角速度を用いて当該角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有している。
That is, the
そして、マイコン13では、以下のようにして角速度を算出する。
Then, the
「自動車の運動性能(自動車工学基礎シリーズ:日本大学理工学部 堀内信一郎氏)」によれば、自動車の操舵に対する基本的な運動特性は、剛体の平面運動として簡単化して考えると、
(1)質量×横向き加速度=横向き外力
(2)慣性モーメント×角速度=外力による重心点回りのモーメント
の2式で表される。すなわち、
According to "Motor's kinematic performance (automotive engineering basic series: Shinichiro Horiuchi, Nihon University, Faculty of Science and Technology)"
(1) Mass × lateral acceleration = lateral external force (2) moment of inertia × angular velocity = moment about the center of gravity due to external force That is,
ここで、mは車両の質量、dv/dtは横速度v(車速度Vの横方向の成分)の微分値、uは縦速度(車速度Vの縦向き成分)、Ωは車両を上方から地面側に見たときの回転に関する角速度(ヨーレート)、Ff、Frは車両の前後のタイヤから発生する横向きの力、lf、lrはそれぞれ、車両の前のタイヤと重心点との距離、後ろのタイヤと重心点との距離、Iは慣性モーメントである。 Here, m is the mass of the vehicle, dv / dt is the differential value of the lateral speed v (the lateral component of the vehicle speed V), u is the longitudinal speed (the longitudinal component of the vehicle speed V), and Ω is the vehicle from above. Angular velocity (yaw rate) relating to rotation when viewed from the ground side, F f and F r are lateral forces generated from the front and rear tires of the vehicle, and l f and l r are respectively the front tire and the center of gravity of the vehicle. The distance, the distance between the rear tire and the center of gravity, and I is the moment of inertia.
数1のかっこ内の項は車両の横方向の加速度であり、横速度の微分値dv/dtと円運動を行うことによる求心加速度uΩの和で表される。これら数1、数2において、舵角δを一定と仮定して、角速度Ω、および横滑り角βを解くと、以下、数3、数4、数5が得られる。 The term in the parentheses in Equation 1 is the acceleration in the lateral direction of the vehicle, and is represented by the sum of the differential value dv / dt of the lateral velocity and the centripetal acceleration uΩ by performing circular motion. In Equations 1 and 2, assuming that the steering angle δ is constant and solving the angular velocity Ω and the side slip angle β, Equations 3, 4, and 5 are obtained below.
すなわち、角速度Ωは、コーナリングパワー(横グリップ力:Kf、Kr)、車速度V(横方向加速度(横G))、および舵角δに依存している。タイヤの横グリップ力が横Gよりも小さいとき、グリップ力が効かずに車両はドリフトするため、角速度Ωの値を無効にすべきである。 That is, the angular velocity Ω depends on cornering power (lateral grip force: K f , K r ), vehicle speed V (lateral acceleration (lateral G)), and steering angle δ. When the lateral grip force of the tire is smaller than the lateral G, the vehicle drifts without the grip force being effective, so the value of the angular velocity Ω should be invalidated.
また、数1のかっこ内の項は横方向の加速度であり、横速度の微分値dv/dtと円運動を行うことによる求心加速度uΩの和で表される。ここで、u=(旋回時の曲率半径r)×(角速度Ω)のため、uΩ=(旋回時の曲率半径r)×(角速度Ω)2となり、結局、横方向の加速度(横G)は、車速度Vと旋回時の曲率半径r(舵角δと関係あり)に依存する。 The term in parentheses in Equation 1 is the acceleration in the lateral direction, and is represented by the sum of the differential value dv / dt of the lateral velocity and the centripetal acceleration uΩ by performing circular motion. Here, since u = (curvature radius r during turning) × (angular velocity Ω), uΩ = (curvature radius r during turning) × (angular velocity Ω) 2 , so that the lateral acceleration (lateral G) is as a result. Depends on the vehicle speed V and the radius of curvature r during turning (related to the steering angle δ).
横グリップは、タイヤと地面との間の摩擦力に依存するため、タイヤの接地面積(タイヤの大きさ・荷重)、タイヤ粘度、路面の摩擦係数μに影響される。よって、図7に示される構成で、横G(加速度センサ12で検出可能)、車速度V(車輪速センサ40で検出可能)、舵角δ(舵角センサ50で検出可能)、コーナリングパワー(横グリップ力)を検出すれば、数3、数4、数5により、角速度Ωを求めることができる。 Since the lateral grip depends on the frictional force between the tire and the ground, it is affected by the tire contact area (tire size / load), tire viscosity, and road friction coefficient μ. Therefore, in the configuration shown in FIG. 7, the lateral G (detectable by the acceleration sensor 12), the vehicle speed V (detectable by the wheel speed sensor 40), the steering angle δ (detectable by the steering angle sensor 50), cornering power ( If the lateral grip force) is detected, the angular velocity Ω can be obtained from Equations 3, 4, and 5.
つまり、上記各式をマイコン13に記憶しておくことで、車両挙動制御装置に角速度センサ11が備えられていない場合や故障している場合でも、各車速度Vに関して、角速度Ωを得ることができる。すなわち、舵角センサ50の出力、車輪速センサ40の出力、および加速度センサ12の出力をマイコン13にそれぞれ入力し、マイコン13にて上記各式から角速度Ωが取得される。
That is, by storing the above equations in the
マイコン13は、上記のようにして取得した角速度Ωを用いて角速度の有効/無効判定を行い、その判定結果をECU20に出力する。
The
以上のように、角速度センサ11にて車両の角速度を直接測定することができなくても、舵角センサ50、車輪速センサ40、および加速度センサ12の各出力を用いて、演算によって角速度を取得することができ、さらにその角速度の有効/無効判定を行うことができる。
As described above, even if the
(第6実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、センサ装置10のマイコン13に角速度閾値マップを記憶し、角速度センサ11にて取得された角速度信号が有効であるか無効であるかの判定をマイコン13にて行っていたが、本実施形態では、横滑り判定を行うECU20にて角速度信号の有効/無効判定を行うことが特徴となっている。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. In each of the embodiments described above, the
すなわち、ECU20は、マイコン13から角速度信号および加速度信号を入力し、車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより車両の速度を取得し、角速度閾値マップを用いて、車両の角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を備えている。このため、ECU20は、例えば、図2に示される角速度閾値マップを備えている。
That is, the
なお、図6および図7に示される車輪速センサ40や舵角センサ50から出力される信号は、センサ装置10に入力されてセンサ装置10を介してECU20に入力される形態や、ECU20に直接入力される形態のいずれであっても構わない。
The signals output from the
例えば、ECU20はマイコン13から入力した車速信号が示す車両の速度を用いて、角速度センサ11にて取得された角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段や、マイコン13から入力した舵角信号が示す車両の舵角、車両の速度、および車両の横方向の加速度成分を用いて車両の角速度を演算によって算出し、算出した角速度を用いて当該角速度が車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有している。
For example, the
このように、ECU20に角速度閾値マップを記憶しておき、ECU20にて角速度信号の有効/無効判定、および当該判定結果を用いた横滑り判定を行わせることができる。
As described above, the
(第7実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、車両挙動制御装置にセンサ装置10を備えた構成となっているが、車両挙動制御装置に当該センサ装置10を備えない構成とすることもできる。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. In each of the embodiments described above, the vehicle behavior control device includes the
図8は、本実施形態に係る車両挙動制御装置のブロック図である。この図に示されるように、車両挙動制御装置は、加速度センサ12と、舵角センサ50と、車輪速センサ40と、ECU20とを備えた構成となっている。ECU20には、例えば図2に示される角速度閾値マップが記憶されている。
FIG. 8 is a block diagram of the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, the vehicle behavior control device includes an
このような構成において、ECU20は第5実施形態に示されるように加速度センサ12、舵角センサ50、および車輪速センサ40の各出力に基づいて角速度を算出する算出手段、および角速度の有効/無効判定を行う判定手段を有し、判定手段の判定結果が有効を示す場合に横滑り制御を行う。
In such a configuration, as shown in the fifth embodiment, the
以上のように、角速度を取得するために必要な物理量を検出する各センサからECU20に信号を入力することによって、車両挙動制御装置にセンサ装置10が備えられていなくてもECU20にて横滑り判定を行うことができる。
As described above, by inputting a signal to the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、マイコン13またはECU20に角速度閾値マップが1つしか記憶されていないが、例えば図2、図4、図5すべてのマップをマイコン13またはECU20に記憶させてもよい。また、図2、図4、図5に限らず、車種やタイヤ等の選択によって異なる複数の角速度閾値マップをマイコン13またはECU20に記憶させても良い。この場合、マイコン13またはECU20が、どのマップを用いるのかを選択できるようにしても良い。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, only one angular velocity threshold map is stored in the
図1では、センサ装置10に角速度センサ11が一つ備えられたものが示されているが、センサ装置10に備えられる角速度センサ11の数は1つに限らず、2つ以上であっても良い。図9は、センサ装置10に2つの角速度センサ11を備えた例を示した図である。このように、センサ装置10に複数の角速度センサ11を備えることで、マイコン13は、各角速度センサ11からそれぞれ角速度信号を入力することにより、各角速度センサ11で得られる角速度の平均値を取得することができる。したがって、マイコン13にて得られる角速度の精度を向上させることができる。また、各角速度センサ11の検出範囲を異ならせることで、一つの角速度センサ11の検出範囲を狭めることができ、各角速度センサ11の検出精度を向上させることもできる。さらに、角速度センサ11が複数備えられていることで、故障等により一つの角速度センサ11がマイコン13に角速度信号を入力できなくなっても、他の角速度センサ11によって角速度を検出し続けることができる。
In FIG. 1, the
同様に、図6に示されるセンサ装置10についても、図10に示されるように例えば2つの角速度センサ11を設けることができる。また、図7に示されるセンサ装置10についても、図11に示されるように例えば2つの角速度センサ11を設けることができる。
Similarly, for the
もちろん、上記のような複数の角速度センサ11を備える構成については、第6実施形態で説明したように、ECU20が角速度閾値マップを有し、ECU20が角速度信号の有効/無効判定を行う構成についても採用することができる。
Of course, as for the configuration including the plurality of
上記第1実施形態では、マイコン13にて角速度の値が有効であると判定されると、ECU20は角速度センサ11で取得された角速度を用いて車両の横滑り防止制御を行っていたが、ECU20は角速度の値が有効であったとしても必ず車両の横滑り防止制御を行わなくても良い。すなわち、ECU20は、マイコン13の判定結果を判定信号として入力し、角速度は有効であるとの判定結果の場合、角速度センサ11で取得された車両の角速度を用いて車両の横滑り防止制御を行うか否かを決定する。例えば、ユーザにより横滑り防止制御を行わない設定がなされれば、ECU20はセンサ装置10から有効な角速度を入力したとしても横滑り防止制御を行わない。このように、車両の横滑り防止制御を行うか否かはECU20により決定されるようにすることもできる。
In the first embodiment, when the
上記第1〜第5実施形態では、センサ装置10とECU20とを備えた構成を車両挙動制御装置としているが、このうち、センサ装置10は上述のように角速度信号の有効/無効判定を行うものであるから、該センサ装置10は車両判定装置であると言うことができる。一方、第6、第7実施形態のように、ECU20が角速度信号の有効/無効判定を行う車両挙動制御装置では、該車両挙動制御装置自身が角速度信号の有効/無効判定を行うものであると言え、該車両挙動制御装置は車両判定装置であると言うことができる。
In the first to fifth embodiments, the configuration including the
11 角速度センサ
12 加速度センサ
13 マイコン
20 ECU
40 車輪速センサ
50 舵角センサ
11
40
Claims (14)
前記車両の角速度を検出する角速度検出手段(11)から前記車両の角速度を示す角速度信号を入力する角速度入力手段と、
前記車両の前後方向における加速度成分および前記車両の横方向の加速度成分を前記車両の加速度として検出する加速度検出手段(12)から前記車両の加速度を示す加速度信号を入力する加速度入力手段と、
前記加速度検出手段(12)にて取得された前記車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより前記車両の速度を取得し、前記角速度閾値マップを用いて、前記角速度検出手段(11)にて取得された前記車両の角速度が前記車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段とを有し、
前記判定手段によって、前記角速度が前記角速度閾値を超えない場合、前記角速度検出手段(11)にて取得された角速度は有効であると判定し、前記角速度が前記角速度閾値を超える場合、前記角速度検出手段(11)にて取得された角速度は無効であると判定する信号処理手段(13)を備えていることを特徴とする車両判定装置。 An angular velocity threshold map configured by a vehicle speed and an angular velocity threshold set in accordance with the vehicle speed;
Angular velocity input means for inputting an angular velocity signal indicating the angular velocity of the vehicle from angular velocity detection means (11) for detecting the angular velocity of the vehicle;
Acceleration input means for inputting an acceleration signal indicating the acceleration of the vehicle from an acceleration detection means (12) for detecting an acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle and an acceleration component in the lateral direction of the vehicle as the acceleration of the vehicle;
The vehicle speed is acquired by integrating the acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle acquired by the acceleration detection means (12) for a certain time, and the angular velocity detection means (11) is obtained using the angular velocity threshold map. Determination means for determining whether or not the angular velocity of the vehicle acquired in (1) exceeds an angular velocity threshold set in accordance with the velocity of the vehicle;
If the angular velocity does not exceed the angular velocity threshold by the determining means, it is determined that the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) is valid, and if the angular velocity exceeds the angular velocity threshold, the angular velocity detection A vehicle determination apparatus comprising signal processing means (13) for determining that the angular velocity acquired by the means (11) is invalid.
前記車両の前後方向における加速度成分および前記車両の横方向の加速度成分を前記車両の加速度として検出する加速度検出手段(12)から前記車両の加速度を示す加速度信号を入力する加速度入力手段とを備えた信号処理手段(13)と、
前記車両の速度と前記車両の速度に応じて設定される角速度閾値とによって構成される角速度閾値マップと、
前記信号処理手段(13)から前記角速度信号および前記加速度信号を入力し、前記車両の前後方向の加速度成分を一定時間積分することにより前記車両の速度を取得し、前記角速度閾値マップを用いて、前記車両の角速度が前記車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段とを有し、
前記判定手段によって、前記角速度が前記角速度閾値を超えない場合、前記角速度検出手段(11)にて取得された角速度は有効であると判定し、前記角速度検出手段(11)で取得された前記車両の角速度を用いて前記車両の横滑り防止制御を行い、前記角速度が前記角速度閾値を超える場合、前記角速度検出手段(11)にて取得された角速度は無効であると判定し、前記角速度検出手段(11)で取得された前記車両の角速度を用いた前記車両の横滑り防止制御を行わない横滑り制御手段(20)とを備えていることを特徴とする車両判定装置。 Angular velocity input means for inputting an angular velocity signal indicating the angular velocity of the vehicle from angular velocity detection means (11) for detecting the angular velocity of the vehicle;
Acceleration input means for inputting an acceleration signal indicating the acceleration of the vehicle from acceleration detection means (12) for detecting an acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle and an acceleration component in the lateral direction of the vehicle as the acceleration of the vehicle. Signal processing means (13);
An angular velocity threshold map configured by the velocity of the vehicle and an angular velocity threshold set in accordance with the velocity of the vehicle;
The angular velocity signal and the acceleration signal are input from the signal processing means (13), the vehicle velocity is obtained by integrating the acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle for a certain time, and the angular velocity threshold map is used. Determining means for determining whether the angular velocity of the vehicle exceeds an angular velocity threshold set according to the velocity of the vehicle;
When the angular velocity does not exceed the angular velocity threshold by the determining means, the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) is determined to be valid, and the vehicle acquired by the angular velocity detecting means (11) When the angular velocity exceeds the angular velocity threshold, it is determined that the angular velocity acquired by the angular velocity detecting means (11) is invalid, and the angular velocity detecting means ( A vehicle determination apparatus comprising: a skid control means (20) that does not perform the skid prevention control of the vehicle using the angular velocity of the vehicle acquired in 11).
前記横滑り制御手段(20)は、前記信号処理手段(13)から入力した前記車速信号が示す前記車両の速度を用いて、前記角速度検出手段(11)にて取得された角速度が前記車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする請求項7に記載の車両判定装置。 The signal processing means (13) inputs a vehicle speed signal indicating the speed of the vehicle from a vehicle speed detection means (40) for detecting the speed of the vehicle,
The skid control means (20) uses the vehicle speed indicated by the vehicle speed signal input from the signal processing means (13), and the angular speed acquired by the angular speed detection means (11) is the speed of the vehicle. The vehicle determination device according to claim 7, further comprising determination means for determining whether or not an angular velocity threshold set in accordance with the vehicle speed is exceeded.
前記横滑り制御手段(20)は、前記信号処理手段(13)から入力した前記舵角信号が示す前記車両の舵角、前記車両の速度、および前記車両の横方向の加速度成分を用いて前記車両の角速度を演算によって算出し、算出した角速度を用いて当該角速度が前記車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを判定する判定手段を有していることを特徴とする請求項8に記載の車両判定装置。 The signal processing means (13) inputs a steering angle signal indicating the steering angle of the vehicle from a steering angle detection means (50) for detecting the steering angle of the vehicle,
The skid control means (20) uses the steering angle of the vehicle, the speed of the vehicle, and the lateral acceleration component of the vehicle indicated by the steering angle signal input from the signal processing means (13). And determining means for determining whether the angular velocity exceeds an angular velocity threshold set in accordance with the vehicle speed using the calculated angular velocity. Item 9. The vehicle determination device according to Item 8.
前記車両の舵角を検出する舵角検出手段(50)から前記車両の舵角を示す舵角信号を入力する舵角入力手段と、
前記車両の速度を検出する車速検出手段(40)から前記車両の速度を示す車速信号を入力する車速入力手段と、
前記車両の速度と前記車両の速度に応じて設定される角速度閾値とによって構成される角速度閾値マップと、
前記車両の舵角、前記車両の速度、および前記車両の横方向の加速度成分を用いて前記車両の角速度を演算によって算出する算出手段と、
前記算出した角速度を用いて当該角速度が前記車両の速度に応じて設定された角速度閾値を超えるか否かを、前記角速度閾値マップを用いて判定する判定手段とを有し、
前記判定手段によって、前記角速度が前記角速度閾値を超えない場合、前記算出された角速度は有効であると判定し、前記算出された角速度を用いて前記車両の横滑り防止制御を行い、前記算出された角速度が前記角速度閾値を超える場合、前記算出された角速度は無効であると判定し、前記算出された角速度を用いた前記車両の横滑り防止制御を行わない横滑り制御手段(20)とを備えていることを特徴とする車両判定装置。 An acceleration input means for inputting an acceleration signal indicating the acceleration of the vehicle from an acceleration detection means (12) for detecting an acceleration component in the longitudinal direction of the vehicle and an acceleration component in the lateral direction of the vehicle as vehicle acceleration;
Rudder angle input means for inputting a rudder angle signal indicating the rudder angle of the vehicle from rudder angle detection means (50) for detecting the rudder angle of the vehicle;
Vehicle speed input means for inputting a vehicle speed signal indicating the speed of the vehicle from vehicle speed detection means (40) for detecting the speed of the vehicle;
An angular velocity threshold map configured by the velocity of the vehicle and an angular velocity threshold set in accordance with the velocity of the vehicle;
Calculation means for calculating the angular velocity of the vehicle by calculation using the steering angle of the vehicle, the speed of the vehicle, and the lateral acceleration component of the vehicle;
Determination means for determining, using the angular velocity threshold map, whether or not the angular velocity exceeds an angular velocity threshold set according to the speed of the vehicle using the calculated angular velocity;
When the angular velocity does not exceed the angular velocity threshold by the determination means, the calculated angular velocity is determined to be effective, and the vehicle is prevented from skidding using the calculated angular velocity, and the calculated When the angular velocity exceeds the angular velocity threshold, the calculated angular velocity is determined to be invalid, and a skid control means (20) that does not perform the skid prevention control of the vehicle using the calculated angular velocity is provided. The vehicle determination apparatus characterized by the above-mentioned.
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