JP2012192834A

JP2012192834A - 車両制御装置

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Publication number: JP2012192834A
Application number: JP2011058201A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki NAKASO; 寛之中曽; Yosuke Hashimoto; 陽介橋本; Yukio Mori; 雪生森
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップを必要とせず、かつ、車両への積載重量の影響を受けることなく、Ｇセンサの０点補正が行えるようにする。
【解決手段】制動力が発生させられている制動状態ではなく、かつ、駆動力が発生させられている駆動状態でもない自由降下状態を判定し、自由降下状態の際のＧセンサ値をオフセットとしてＧセンサ３の０点補正を行う。自由降下状態の際には、車両への積載重量などの影響を受けることなくＧセンサ３の検出信号から求められるＧセンサ値は０になるはずであり、０でなければそれがオフセットと考えられる。したがって、自由降下状態の際にＧセンサ値をオフセットとしてＧセンサ３の０点補正を行うことで、車両への積載重量の影響を受けることなく、Ｇセンサ３の０点補正を行うことが可能となる。また、Ｇセンサ３の０点補正を行うのに、路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップを必要とすることもない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前後方向の加速度を加速度センサ（以下、Ｇセンサという）で検出し、その加速度を用いて車両制御を行う車両制御装置に関するものである。

従来、特許文献１、２において、Ｇセンサの０点補正を実施している装置が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の装置では、坂路において路面勾配により車両が下方に移動するという車両ずり下がり状態における加速度変化量と出力軸トルクとの関係と、予め記憶しておいた路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップとに基づいて、路面の勾配を推定し、Ｇセンサの０点補正を行っている。また、特許文献２に記載の装置では、所定距離走行ごとのＧセンサの出力に基づいて演算した加速度の平均値と現在のＧセンサの出力値を比較することで、Ｇセンサの０点補正を行っている。

特開２０１０−３１９８０号公報特開２００８−１４５１５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップが必要になる。また、出力軸トルクとずり下がり時の加速度変化量との関係は、車両の積載重量の影響を直接受けて大きく変化するため、積載重量に応じて正確な０点補正を行うことができなくなることがある。さらに、車両の停止後の発進時に進行方向と逆方向への車両ずり下がり状態でしか０点補正を行うことができない。

また、特許文献２に記載の装置では、最初に所定距離走行したときに得た初回のＧセンサの出力の０点が正しいことを前提として、その後に０点がシフトしたときの０点補正を行うことになるが、初回の０点が必ずしも正しいとは限らない。

本発明は上記点に鑑みて、路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップを必要とせず、かつ、車両への積載重量の影響を排除あるいは低減させ、的確にＧセンサの０点補正を行うことができる車両制御装置を提供することを第１の目的とする。さらに、車両の進行方向と逆方向の車両ずり下がり状態以外のときにもＧセンサの０点補正が行えるようにすることを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両が走行中であることを検出する走行検出手段（１１、１１０、２０５）と、車両に制動力を付与するための制動手段による制動状態を検出する制動状態検出手段（１３、１３０、２３０）と、車両に付与される駆動力の状態を検出する駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）と、車両に駆動力も制動力も発生しない状態である自由降下状態を判定する自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）とを備え、自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）は、走行検出手段（１１、１１０、２０５）にて前記車両が走行中であることが検出され、制動状態検出手段（１３、１３０、２３０）が車両に制動力が付与されていない状態を検出し、かつ、駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）が車両の加速方向にも減速方向にも駆動力が発生しない無駆動力状態を検出した場合を自由降下状態と判定し、加速度補正手段（１４、１５０、２４５）は、自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が自由降下状態と判定した際に加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットに基づいて、直接加速度検出手段（１２、１００、２００、２３５）の検出した加速度を補正することを特徴としている。

このように、制動力が発生させられている制動状態ではなく、かつ、駆動力が発生させられている駆動状態でもない自由降下状態の際に加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より０点からのオフセットを求め、このオフセットに基づいてＧセンサ（３）の０点補正を行う。これにより、車両への積載重量の影響を受けることなく、Ｇセンサ（３）の０点補正を行うことが可能となる。また、Ｇセンサ（３）の０点補正を行うのに、路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップを必要とすることもない。

さらに、自由降下状態は、車両の進行方向と逆方向に車両が移動させられるような車両ずり下がり状態だけでなく、重量の影響で車両の進行方向に車両が移動させられうような場合もある。このような場合でも、同様に０点補正を行えるため、車両の進行方向と逆方向の車両ずり下がり状態以外のときにもＧセンサ（３）の０点補正を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明では、加速度補正手段（１４、１５０）は、自由降下状態判定手段（１１０〜１３０）が自由降下状態と判定した際に加速度検出手段（１２、１００）が検出した加速度を０点からのオフセットとすることを特徴としている。

自由降下状態の際には、車両の進行または後退方向に作用する力は重力のみとなり、重力に従って車両に発生する進行または後退方向の加速度は車両への積載重量などの影響を受けることはない。重力に従って自由落下中の物体の内部が無重力状態となるのと同様に、自由降下状態の際にはＧセンサ（３）の検出信号から求められる加速度は０になるはずであり、０でなければそれがオフセットと考えられる。したがって、自由降下状態の際にＧセンサ（３）の検出信号から求められる加速度をオフセットとしてＧセンサ（３）の０点補正を行うことができる。

請求項３に記載の発明では、加速度補正手段（１４、２４５）は、自由降下状態判定手段（２０５、２２５、２３０）が自由降下状態と判定した際に間接加速度検出手段（１５、２３５）が検出した加速度と、自由降下状態と判定される前の車両静止時に直接加速度検出手段（１２、２００）の検出した加速度とに基づいて０点からのオフセットを求めることことを特徴としている。

このように、車両停止中の状態から走行を開始した際に、それが自由降下状態による走行であれば、自由降下状態と判定される前の車両静止時に直接加速度検出手段（１２、２００）の検出した加速度と接加速度検出手段（１５、２３５）が検出した加速度との差を演算することでオフセットを求めることができる。

請求項４に記載の発明では、駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）は、エンジンの停止、クラッチの非接続、ギアがニュートラル位置のうちの少なくとも１つが検出されたことをもって、無駆動力状態と判定することを特徴としている。

このように、エンジンの停止、クラッチの非接続、ギアがニュートラル位置のうちの少なくとも１つが検出されると、無駆動力状態であると判定することができる。

請求項５に記載の発明では、加速度補正手段は、車両速度検出手段が検出した車両速度が所定の閾速度よりも低い低速度域の際にのみ、直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度を補正することを特徴としている。

直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度は、走行抵抗などを阻害要因として、本来の自由降下状態の際に想定される値からずれる。走行抵抗については、車両速度が高いほど大きくなることから、Ｇセンサ（３）の０点補正自体を車両速度が所定の閾速度よりも低い低速度域の際にのみ行うようにすれば、走行抵抗などによる影響を少なくでき、的確な０点補正を行うことが可能となる。

請求項６に記載の発明では、加速度補正手段は、車両速度検出手段が検出した車両速度に応じた走行抵抗に基づいて、自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が自由降下状態と判定した際に加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットを補正することを特徴としている。

このように、車両速度検出手段が検出した車両速度に応じた走行抵抗に基づいて、Ｇセンサ（３）の検出信号から演算した加速度を補正することで、走行抵抗を加味したより正確な加速度に補正することができる。

請求項７に記載の発明では、加速度補正手段は、間接加速度検出手段が検出した加速度に応じた回転慣性抗力に基づいて、自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が自由降下状態と判定した際に加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットを補正することを特徴としている。

このように、間接加速度検出手段が検出した加速度に応じた回転慣性抗力に基づいて、Ｇセンサ（３）の検出信号から演算した加速度を補正することで、回転慣性抵抗力を加味したより正確な加速度に補正することができる。

請求項８に記載の発明では、加速度補正手段は、車輪の回転数から算出した走行距離と走行経路から算出した走行距離との差と車輪のタイヤ空気圧および車両重量の少なくとも１つの情報に基づいて、直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度を補正することを特徴としている。

このように、車輪の回転数から算出した走行距離と走行経路から算出した走行距離との差と車輪のタイヤ空気圧および車両重量の少なくとも１つの情報に基づいて、Ｇセンサ（３）の検出信号から演算した加速度を補正することで、タイヤ半径の変化を加味したより正確な加速度に補正することができる。

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。

本発明の第１実施形態にかかるＧセンサの０点補正装置を適用した車両制御システムのブロック構成を示した図である。Ｇセンサ０点補正処理の詳細を示したフローチャートである。アイドルストップ制御が実行される車両において、Ｇセンサ値０点補正を行った場合のタイミングチャートである。本発明の第２実施形態にかかるＧセンサの０点補正装置を適用した車両制御システムのブロック構成を示した図である。Ｇセンサ０点補正処理の詳細を示したフローチャートである。アイドルストップ制御が実行される車両において、Ｇセンサ値０点補正を行った場合のタイミングチャートである。（ａ）、（ｂ）は、車両速度と走行抵抗Ｆｒｅｇの関係および走行抵抗Ｆｒｅｇと減速度Ｇｒｅｇの関係を示した図である。（ａ）、（ｂ）は、車両加速度と慣性抗力Ｆｉｎｅの関係および慣性抗力Ｆｉｎｅと減速度Ｇｉｎｅの関係を示した図である。（ａ）、（ｂ）は、タイヤ空気圧に対するタイヤ半径や荷重に対するタイヤ半径の関係を示した図である。

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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、Ｇセンサで検出される加速度に基づく車両制御が実行される車両制御システムに対してＧセンサの０点補正装置を適用した場合について説明する。

図１は、本実施形態にかかるＧセンサの０点補正装置を適用した車両制御システムのブロック構成を示した図である。この図を参照して車両制御システムの構成について説明する。

図１に示すように、車両制御システムは、ブレーキＥＣＵ（電子制御装置）１によってＧセンサの０点補正を行い、このＧセンサの０点補正を行った後のＧセンサ値に基づいて車両制御、例えば坂路保持制御において路面勾配に応じた制動力付与を行うなどの制御を実行する。なお、ブレーキＥＣＵ１では、アンチスキッド制御などの一般的なブレーキ制御についても実行しているが、ここでは本発明の特徴にかかわるＧセンサの０点補正やそれに関わる車両制御についてのみ説明する。

ブレーキＥＣＵ１には、車輪速度センサ２やＧセンサ３の検出信号が入力されると共に、ブレーキスイッチ（ＢＲＫ）４のスイッチ信号およびエンジンＥＣＵ５からの情報が入力され、これらの入力に基づいて車両ずり下がり状態判定を行っている。

具体的には、ブレーキＥＣＵ１は、車両走行検出部１１、Ｇセンサ値演算部１２、ブレーキ制御部１３およびＧセンサ０点補正部１４を有した構成とされ、Ｇセンサ０点補正部１４が各部１１〜１３から得た情報に基づいてＧセンサ３の０点補正を実行する。なお、本実施形態では、このブレーキＥＣＵ１のうちＧセンサ０点補正の実行に用いられる部分、つまり上記各部１１〜１４がＧセンサ３の０点補正装置を構成するものである。ここではブレーキＥＣＵ１を例に挙げたが、他のＥＣＵなどでＧセンサ３の０点補正を実行しても構わない。

車両走行検出部１１は、車輪速度センサ２から入力される検出信号に基づいて車輪速度を演算し、車両が走行中であることを検出する。本実施形態では、後述するように車両が自由降下状態に至っている際にＧセンサ３の０点補正を行う。自由降下状態とは、車両に制駆動力のいずれも発生しておらず、路面勾配に応じて、重力に従って加速している状態を意味している。自由降下状態の際には、車両が駆動力や制動力の影響を受けることなく路面勾配に応じて重力に従って加速する。このため、自由降下状態の際にはＧセンサ３の出力は、重力の影響を受けなくなり、Ｇセンサ３の出力が０でなければ、それが０点からの誤差、つまりオフセットとなる。

したがって、自由降下状態の際のＧセンサ３の出力を得ることで０点からのオフセットを求めることができるが、制駆動力が発生しない場合であっても、路面の凹凸などで車両が停止している場合には自由降下状態とは言えない。このような状態を排除すべく、車両走行検出部１１によって車両が走行中であることを検出している。この情報がＧセンサ０点補正部１４に入力される。

Ｇセンサ値演算部１２は、Ｇセンサ３から入力される検出信号に基づいてＧセンサ値を算出する。このとき得られるＧセンサ値は、０点補正前の生値であるため、Ｇセンサ値にオフセットが有る場合には、そのオフセットが含まれた値となっている。このＧセンサ値もＧセンサ０点補正部１４に入力される。

ブレーキ制御部１３は、ＡＢＳ制御等の各種制御を実行する部分であるが、ブレーキスイッチ４から入力されるスイッチ信号に基づいて、車両にブレーキペダル踏み込みに基づく制動力を発生させている最中であるか否かという情報を扱っている。このため、ブレーキ制御部１３で取り扱っているブレーキスイッチ４のスイッチ信号がＧセンサ０点補正部１４に入力されるようにしている。

Ｇセンサ０点補正部１４は、車両走行検出部１１やＧセンサ値演算部１２およびブレーキ制御部１３から入力される各種情報に加え、エンジンＥＣＵ５から伝えられるエンジンの稼動状態に関する情報に基づいてＧセンサ３の０点補正を行うことで、オフセットが含まれない正確なＧセンサ値を演算する。このＧセンサ０点補正部１４にて０点補正が為された正確なＧセンサ値が、各種車両制御を実行するＥＣＵ等へ伝えられ、車両制御に用いられる。Ｇセンサ０点補正部１４による具体的な０点補正の方法については後で詳述する。

なお、エンジンＥＣＵ５は、アクセルペダルの操作量に応じてスロットルバルブの開度を調整することで所望のエンジンパワーを得るなどの一般的なエンジン制御を実行しており、エンジンの稼動状態について把握している。このエンジンの稼動状態を示す情報がエンジンＥＣＵ５から車両制御要求部１３に入力されるようにしている。ここではエンジンＥＣＵ５からＧセンサ０点補正部１４に対してエンジンの稼動状態に関する情報が伝えられるようにしているが、他のＥＣＵでエンジンの稼動状態を把握している場合には、そのＥＣＵからエンジンの稼動状態がＧセンサ０点補正部１４に入力されるようにしても良い。例えば、燃料の消費量低減などを目的として、所定条件を満たした場合にアイドリングストップを行うエンジンのアイドルストップ制御を行うアイドルストップＥＣＵでは、エンジンの停止・再始動に関する情報を扱っている。このため、アイドルストップＥＣＵからエンジンの稼動状態に関する情報を得るようにしても良い。

このように、本実施形態にかかるＧセンサ０点補正装置が適用された車両制御システムが構成されている。続いて、このように構成された車両制御システムに備えられたブレーキＥＣＵ１が実行するＧセンサ０点補正処理について説明する。

図２は、Ｇセンサ０点補正処理の詳細を示したフローチャートである。この図に示すＧセンサ０点補正処理は、イグニッションスイッチがオンされている際に所定の制御周期毎に実行される。

まず、ステップ１００では、入力処理を行う。この処理は、ブレーキＥＣＵ１における各部１１〜１４にて実行される。具体的には、各部１１〜１４は、車輪速度センサ２やＧセンサ３から検出信号を入力すると共に、エンジンＥＣＵ５からのエンジンの稼動状態に関する情報やブレーキスイッチ４からのスイッチ信号を入力する。また、車両走行検出部１１では、入力した車輪速度センサ２の検出信号から車輪速度Ｖｗを演算すると共に演算した車輪速度Ｖｗから推定車体速度Ｖを演算する。この推定車体速度Ｖにより車両が走行中であるか否かを検出することができる。さらに、Ｇセンサ値演算部１２では、入力したＧセンサ３の検出信号に基づいてＧセンサ値を演算する。

次に、ステップ１１０〜１４０において、Ｇセンサ０点補正の条件を満たしているか否かを判定し、満たしている場合にステップ１５０に進んでＧセンサ０点補正を行う。これらの処理は、車両走行検出部１１やＧセンサ値演算部１２やブレーキ制御部１３からの情報およびエンジンＥＣＵ４からのエンジンの稼動状態に関する情報に基づいて、Ｇセンサ０点補正部１３が実行する。

具体的には、ステップ１１０〜１３０の各処理により、自由降下状態であることを判定する。ステップ１１０では、車両走行中であるか否かを判定する。この判定は、車両走行検出部１１での検出結果に基づいて行われる。上述したように、自由降下状態の際のＧセンサ３の出力を得ることで０点からのオフセットを求めることができるが、制駆動力が発生しない場合であっても、路面の凹凸などで車両が停止している場合には自由降下状態とは言えない。したがって、ステップ１１０で車両走行中という条件を設定し、路面の凹凸などで車両が停止している場合を排除している。

また、ステップ１２０では、エンジン停止中であるかを判定する。この判定は、エンジンＥＣＵ４から入力されるエンジンの稼動状態に関する情報に基づいて行われる。ステップ１３０では、ブレーキスイッチ４がオンしているか否かを判定する。この判定は、ブレーキ制御部１３で扱われているブレーキスイッチ４のスイッチ信号に基づいて為される。

自由降下状態は、車両に制駆動力のいずれも発生しておらず、路面勾配に応じて重力に従って加速している状態であり、エンジンが停止中で、かつ、ブレーキスイッチ４がオフの状態であれば、制動力と駆動力の双方が発生していない状態である。このため、ステップ１１０で路面の凹凸などで車両が停止しているような場合を排除しつつ、ステップ１２０、１３０の各判定を行うことで、自由降下状態であることを判定することができる。

このようにして、ステップ１１０〜１３０の各条件を満たして自由降下状態であることが判定されると、ステップ１４０でＧセンサ値が０ではないかが判定される。この判定は、Ｇセンサ値演算部１２の演算結果に基づいて行われる。ここで、Ｇセンサ値が０でなければ、Ｇセンサ値にオフセットが含まれていることを意味しているため、Ｇセンサ値の０点補正を行う必要がある。

したがって、ステップ１４０でも肯定判定されれば、Ｇセンサ値の０点補正を行う必要性があることから、ステップ１５０に進んでＧセンサ０点補正を行う。すなわち、自由降下状態であれば本来はＧセンサ値が０であるはずであり、Ｇセンサ値が０でなければ、その値がオフセットに相当している。このため、Ｇセンサ値のオフセットとして、そのとき発生しているオフセットを記憶すると共に、Ｇセンサ３の検出信号に基づいて演算される０点補正前のＧセンサ値に対して、オフセット分を除くことで０点補正後のＧセンサ値を求める。これにより、Ｇセンサ値０点補正処理が完了する。

この後は、Ｇセンサ３の検出信号に基づいて演算される０点補正前のＧセンサ値に対して、オフセット分を除くことで０点補正が行われ、この０点補正後のＧセンサ値が車両制御に用いるＧセンサ値として車両制御を実行する各種ＥＣＵに伝えられる。これにより、正確な０点補正が行われたＧセンサ値に基づいて、適切な車両制御を実行することができる。

図３は、アイドルストップ制御が実行される車両において、本実施形態によるＧセンサ値０点補正を行った場合のタイミングチャートである。この図に示されるように、アイドルストップ制御では、例えば、ブレーキ踏込みがなされている状況で、かつ、車両速度が所定の速度閾値以下になると、エンジン停止を行うことにより燃料消費量の低減などが図られる。このため、時点Ｔ１において、ブレーキペダル踏み込みが為され、かつ、車両速度所定の速度閾値以下になると、アイドルストップＥＣＵからエンジン停止の要求が出されることでエンジンが停止させられる。これにより、徐々にエンジン回転数が低下し、時点Ｔ２でエンジン回転数が０になってエンジン停止の状態となる。

この状態において、ブレーキペダルの踏み込みが解除されていき、時点Ｔ３でブレーキスイッチがオフになると、路面勾配に応じて車両ずり下がり状態となり、自由降下状態となる。このとき、Ｇセンサ値が正確であれば０になるはずであり、Ｇセンサ値が０でなければ、それが０点からの誤差（オフセット）である。したがって、このときのＧセンサ値をオフセットとして記憶し、これを今後のＧセンサ値の演算の際に補正に用いれば、オフセットを除いた正確なＧセンサ値を演算することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、制動力が発生させられている制動状態ではなく、かつ、駆動力が発生させられている駆動状態でもない自由降下状態を判定し、自由降下状態の際のＧセンサ値をオフセットとしてＧセンサ３の０点補正を行うようにしている。自由降下状態の際には、車両への積載重量などの影響を受けることなくＧセンサ３の検出信号から求められるＧセンサ値は０になるはずであり、０でなければそれがオフセットと考えられる。したがって、自由降下状態の際にＧセンサ値をオフセットとしてＧセンサ３の０点補正を行うことで、車両への積載重量の影響を受けることなく、Ｇセンサ３の０点補正を行うことが可能となる。また、Ｇセンサ３の０点補正を行うのに、路面勾配ごとの加速度推定値を記したマップを必要とすることもない。

さらに、自由降下状態は、車両の進行方向と逆方向に車両が移動させられるような車両ずり下がり状態だけでなく、重量の影響で車両の進行方向に車両が移動させられうような場合もある。このような場合でも、同様に０点補正を行えるため、車両の進行方向と逆方向の車両ずり下がり状態以外のときにもＧセンサの０点補正を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してＧセンサ値０点補正の方法を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４は、本実施形態にかかるＧセンサ３の０点補正装置を適用した車両制御システムのブロック構成を示した図である。この図に示すように、本実施形態の車両制御システムに備えられたブレーキＥＣＵ１は、車体加速度演算部１５が備えられており、車輪速度センサ２の検出信号に基づいて車体加速度（車両加速度）の演算を行っている。

具体的には、車体加速度演算部１５は、車輪速度センサ２から入力される検出信号に基づいて車輪加速度を演算する。車輪速度センサ２からは、車輪の回転に応じて出力されるパルス信号が検出信号としてブレーキＥＣＵ１に入力されるため、車体加速度演算部１５は、このパルス信号のパルス数に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗを演算すると共に、その車輪速度Ｖｗから推定車体速度Ｖを演算し、さらに推定車体速度Ｖの変化量（微分値）を求めることで車体加速度ｄＶを演算する。

そして、本実施形態のＧセンサ０点補正部１４は、Ｇセンサ値演算部１２で演算されたＧセンサ値と車体加速度演算部１５で演算された車体加速度ｄＶとに基づいて、Ｇセンサ３の０点補正を行う。

例えば、坂路において車両が停止している状態から自由降下状態に至った場合、車両停止中にＧセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値と、自由降下状態に至った時の車体加速度ｄＶとが一致するはずである。これが一致しない場合には、Ｇセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値にオフセットを含まれているのであり、そのＧセンサ値と自由降下状態に至った時の車体加速度ｄＶとの差がオフセットとなる。これに基づいて、本実施形態のＧセンサ値０点補正を行っている。

続いて、本実施形態のブレーキＥＣＵ１が実行するＧセンサ０点補正処理について説明する。図５は、本実施形態のＧセンサ０点補正処理の詳細を示したフローチャートである。この図に示すＧセンサ０点補正処理は、イグニッションスイッチがオンされている際に所定の制御周期毎に実行される。

まず、ステップ２００では、第１実施形態で説明した図２のステップ１００と同様の処理を行う。そして、ステップ２０５に進み、車両停止中であるか否かを判定する。この判定は、車両走行検出部１１での検出結果に基づいて行われる。そして、肯定判定されればステップ２１０に進み、Ｇセンサ値を記憶しておく。

続いて、車両停止中の状態から車両が動いてステップ２０５で否定判定されると、ステップ２１５に進み、走行開始時間を測定する。走行開始時間とは、車両停止状態から車両走行中に移行したときにおける車両走行中に移行してからの経過時間を意味している。すなわち、車両停止状態から車両走行中に移行した場合、移行して直ぐのときにはＧセンサ値が十分に安定しておらず、まだ重力の影響による成分を含んだＧセンサ値となっている。このため、走行開始時間を測定したのち、ステップ２２０に進み、走行開始時間が規定時間内、すなわちＧセンサ値が十分に安定すると想定される時間以上、かつ、その時間が経過してから直ぐと考えられる時間の範囲内であるか否かを判定する。

そして、ステップ２２０で肯定判定されると、ステップ２２５、２３０において、第１実施形態で説明した図２のステップ１２０、１３０と同様の処理を行うことで、車両が自由降下状態であるか否かを判定する。これらステップ２２５、２３０の両判定によって車両が自由降下状態であると判定されると、ステップ２４０に進み、車体加速度演算部１５にて、車輪速度Ｖｗを用いて、推定車体速度Ｖを演算すると共にそれを微分することで車体加速度ｄＶを演算する。

この後、ステップ２４０に進み、車体加速度ｄＶとステップ２１０で記憶しておいたＧセンサ値とが乖離しているか否かを判定する。例えば、車体加速度ｄＶとステップ２１０で記憶しておいたＧセンサ値との差が所定の閾値以上であれば、これらが乖離していると判定している。そして、ステップ２４０で肯定判定されれば、ステップ２４５に進んでＧセンサ値０点補正を行う。

具体的には、Ｇセンサ３にオフセットがなければ、車体加速度ｄＶとステップ２１０で記憶しておいたＧセンサ値とは一致する。これが一致しないのであれば、Ｇセンサ３にオフセットが含まれていると言える。このため、車体加速度ｄＶとステップ２１０で記憶しておいたＧセンサ値との差をオフセットとして記憶すると共に、Ｇセンサ３の検出信号に基づいて演算される０点補正前のＧセンサ値に対して、オフセット分を除くことで０点補正後のＧセンサ値を求める。これにより、Ｇセンサ値０点補正処理が完了する。

図６は、アイドルストップ制御が実行される車両において、本実施形態によるＧセンサ値０点補正を行った場合のタイミングチャートである。この図に示されるように、アイドルストップ制御によりエンジン停止とされ、車両停止したのち、車両発進の際にブレーキペダルを離して時点Ｔ１において制動力がなくなって自由降下状態になったとする。これ以前には、Ｇセンサ３は路面勾配に応じた重力の影響を受けた状態となっているため、Ｇセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値は路面勾配に応じた重力に対応する値となっている。そして、時点Ｔ１において自由降下状態になると、それから車両が走行を開始し、Ｇセンサ値は徐々に低下し、ある程度時間が経過すると安定した値となる。このときの値は、Ｇセンサ３にオフセットがなければ０となるが、オフセットがあれば０にならない。

一方、自由降下状態になったときには、車輪が回転して車両が走行を開始するため、車輪速度が発生する。そして、このときの車体加速度ｄＶは、車両が路面勾配に応じた重力によって走行させられた状態であることから、その直前の車両停止時のＧセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値と対応した値になり、車体加速度ｄＶとＧセンサ値との差がＧセンサ３のオフセットとなる。したがって、走行開始時間が規定時間内の際に、車体加速度ｄＶとＧセンサ値との差を演算し、これをオフセットとして記憶すると共に、これを今後のＧセンサ値の演算の際に補正に用いれば、オフセットを除いた正確なＧセンサ値を演算することが可能となる。

以上説明したように、車両停止中の状態から走行を開始した際に、それが自由降下状態による走行であれば、車体加速度ｄＶとＧセンサ値との差を演算することでオフセットを求め、Ｇセンサ３の０点補正を行うようにしている。このようにしても、Ｇセンサ３の０点補正を行うことができる。この場合にも、自由降下状態を利用してオフセットを求めているため、車両への積載重量などの影響を受けることなくＧセンサ３の０点補正を行うことが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、自由降下状態の一例として、アイドルストップ制御が実行される車両のずり下がり状態を例に挙げたが、自由降下状態となるどのような状況においても、上記のようにＧセンサ３の０点補正を行うことができる。特に、走行中でもエンジン停止されるアイドルストップ制御が実行される車両やハイブリッド車両などにおいては、Ｇセンサ３の０点補正を行う頻度を多くすることができ、より正確なＧセンサ値を得ることが可能となる。

また、無駆動力状態となるような状況としてエンジン停止を例に挙げたが、例えば、クラッチが非接続のときやギアがニュートラル（Ｎ）位置とされている場合などにも無駆動力状態となるため、エンジン停止以外でもＧセンサ３の０点補正を行うことができる。

さらに、上記各実施形態では、エンジン停止かつブレーキスイッチ４がオフの際を制駆動力のいずれも発生しておらず、路面勾配に応じて重力に従って加速している自由降下状態としている。しかしながら、実際には、エンジン停止かつブレーキスイッチ４がオフの際にも、制駆動力が全く０になるとは限らない等、様々な阻害要因が発生する。例えば、阻害要因として、（１）車両が動くことによる走行抵抗、すなわち摺動部の摩擦や空気抵抗が発生すること、（２）タイヤなどが回転しながら走行するため、加速時に回転する部分の回転慣性の影響を受けること、（３）タイヤ径が変化すると車輪速度センサ２の検出信号を用いて演算した車体加速度ｄＶに誤差が発生することが挙げられる。これらの影響により、自由降下状態において、車輪速度センサ２の検出信号に基づいて演算した車体加速度ｄＶとＧセンサ３の検出信号から得られるＧセンサ値とが、本来の自由降下状態の際に想定される値からずれる。したがって、このような阻害要因を考慮に入れた補正を行うようにすると好ましい。以下、この補正方法について説明する。

（１）車両が動くことによる走行抵抗を加味した補正方法
車両速度から走行抵抗Ｆｒｅｇを算出したのち、走行抵抗Ｆｒｅｇから走行抵抗分の減速度Ｇｒｅｇを算出する。車両速度と走行抵抗Ｆｒｅｇの関係および走行抵抗Ｆｒｅｇと減速度Ｇｒｅｇの関係は、それぞれ、図７（ａ）、（ｂ）に示すマップのような関係で表される。このため、予めこれらの関係を示すマップを用意しておき、車輪速度センサ２の検出信号に基づいて演算した推定車体速度Ｖを車両速度として、そこから走行抵抗Ｆｒｅｇを算出し、さらに減速度Ｇｒｅｇを算出するようにすればよい。例えば、走行抵抗Ｆｒｅｇについては、事前に各速度ごとに水平路面で定常走行を行い、そのときの駆動力から算出することができる。さらに、走行抵抗Ｆｒｅｇについては、車重を減速度Ｇｒｅｇで割ることで算出することができる。

そして、このようにして減速度Ｇｒｅｇを算出したら、上記各実施形態のようにして求めたオフセットに対してさらに減速度Ｇｒｅｇを足すことで０点からのオフセットを補正し、Ｇセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値のオフセットとして除去することで、走行抵抗を加味したより正確なＧセンサ値に補正することができる。

また、走行抵抗については、車両速度が高いほど大きくなることから、Ｇセンサ３の０点補正自体を車両速度が所定の閾速度よりも低い低速度域の際にのみ行うようにすれば、ここで説明したような走行抵抗を加味した補正を行う必要もない。さらに、走行抵抗については、路面状態に応じて予測できないこともあり得る。このため、悪路のように、走行抵抗に影響を及ぼすような路面状態では、ここで説明したような補正を行っても正確に走行抵抗を加味した補正を行うことができないことから、悪路の場合にはＧセンサ３の０点補正を行わないようにしても良い。

（２）回転慣性抗力の影響を加味した補正方法
車両加速度から慣性抗力Ｆｉｎｅを算出したのち、慣性抗力Ｆｉｎｅから回転慣性分の減速度Ｇｉｎｅを算出することができる。車両加速度と慣性抗力Ｆｉｎｅの関係および慣性抗力Ｆｉｎｅと減速度Ｇｉｎｅの関係は、それぞれ、図８（ａ）、（ｂ）に示すマップのような関係で表される。このため、予めこれらの関係を示すマップを用意しておき、車輪速度センサ２の検出信号に基づいて演算した車体加速度ｄＶを車両加速度として、そこから慣性抗力Ｆｉｎｅを算出し、さらに減速度Ｇｉｎｅを算出するようにすればよい。例えば、車両加速度と慣性抗力Ｆｉｎｅの関係については、事前にテストベンチでホイールにセットしたタイヤを回転させ、一定の抵抗を与えたときの回転速度変化からタイヤの回転慣性力が求まるため、これを基準に車両の装着数（４輪車なら４本）を掛けて、回転加速度を車両加速度に換算することで事前に算出できる。また、慣性抵抗Ｆｉｎｅに対する減速度Ｇｉｎｅの関係については、車重を慣性抵抗Ｆｉｎｅで割ることによって算出することができる。

そして、このようにして減速度Ｇｉｎｅを算出したら、上記各実施形態のようにして求めたオフセットに対してさらに減速度Ｇｉｎｅを足すことで０点からのオフセットを補正し、Ｇセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値のオフセットとして除去することで、回転慣性の影響を加味したより正確なＧセンサ値に補正することができる。

（３）タイヤ半径の変化を加味した補正方法
タイヤ半径は、タイヤ空気圧に応じて変化する。このため、タイヤ空気圧検出装置を用いてタイヤ空気圧を検出し、タイヤ空気圧に対応するタイヤ半径を算出することで、算出したタイヤ半径における基準タイヤ半径に対する比から、加速度補正値Ｋｐを算出することができる。また、タイヤ半径は荷重（車両重量）に応じても変化する。このため、ハイトセンサ等を用いて車輪に加わる荷重を測定し、測定した荷重に対応するタイヤ半径における基準荷重時のタイヤ半径の比から、加速度補正値Ｋｗを算出することができる。例えば、タイヤ空気圧に対するタイヤ半径や荷重に対するタイヤ半径の関係は、それぞれ、図９（ａ）、（ｂ）に示すマップのような関係で表される。このため、予めこれらの関係を示すマップを用意しておき、検出したタイヤ空気圧や荷重と対応するタイヤ半径を算出し、算出したタイヤ半径／基準タイヤ半径より、加速度補正値Ｋｐ、Ｋｗを演算できる。

また、走行経路から求められる走行距離と、車輪速度センサの検出信号、つまりタイヤ回転数から求められる走行距離との差は、タイヤ半径の変化を表している。このため、次式のようにして、走行距離から加速度補正値Ｋｄを演算することができる。なお、次式において、ナビゲーション装置で算出した走行距離は地図データに基づいて走行経路から算出したものである。

（数１）
Ｋｄ＝１．０＋（（ナビゲーション装置で算出した走行距離−タイヤ回転数から演算した走行距離）／ナビゲーション装置で算出した走行距離）
そして、このように加速度補正値Ｋｐ、Ｋｗ、Ｋｄを算出したら、Ｇセンサ３の検出信号から演算したＧセンサ値よりオフセット分を除去したのち、さらに加速度補正値Ｋｐ，Ｋｗ、Ｋｄのいずれか１つを係数として掛け合わせることにより、タイヤ半径の変化を加味した補正後のＧセンサ値とすることができる。

なお、ここでは加速度補正値Ｋｐ、Ｋｗ、Ｋｄのいずれか１つを補正係数として用いるようにしているが、複数を用いることもできる。その場合、各加速度補正値Ｋｐ、Ｋｗ、Ｋｄの平均値を用いたりすれば良い。

なお、図１中のブレーキＥＣＵ１の各部１１〜１５や図２および図５中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。具体的には、ブレーキＥＣＵ１のうち車輪加速度演算部１１やステップ１１０、２０５の処理を行っている部分が走行検出手段、Ｇセンサ値演算部１２や車体加速度演算部１５およびステップ１００、２００、２３５の処理を行っている部分が加速度検出手段や直接加速度検出手段および間接加速度検出手段、ブレーキ制御部１３やステップ１３０、２３０の処理を行っている部分が制動状態検出手段、Ｇセンサ０点補正部１４やステップ１５０、２４５の処理を行っている部分が加速度補正手段、ステップ１２０、２２５の処理を行っている部分が駆動状態検出手段、ステップ１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０の処理を実行する部分が自由降下状態判定手段に相当する。

１ブレーキＥＣＵ
２車輪速度センサ
３Ｇセンサ
４ブレーキスイッチ
５エンジンＥＣＵ
１１車両走行検出部
１２Ｇセンサ値演算部
１３ブレーキ制御部
１４Ｇセンサ０点補正部
１５車体加速度演算部

Claims

車両に加わる加速度を検出する加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）と、
前記加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）の検出した加速度を補正する加速度補正手段（１４、１５０、２４５）と、を有し、
前記加速度補正手段（１４、１５０、２４５）で補正された加速度を用いて車両制御を実行する車両制御装置であって、
前記車両が走行中であることを検出する走行検出手段（１１、１１０、２０５）と、
前記車両に制動力を付与するための制動手段による制動状態を検出する制動状態検出手段（１３、１３０、２３０）と、
前記車両に付与される駆動力の状態を検出する駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）と、
前記車両に駆動力も制動力も発生しない状態である自由降下状態を判定する自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）と、を備え、
前記加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）は、前記車両に加わる重力加速度を含む加速度を加速度センサ（３）の検出信号に基づいて直接検出する直接加速度検出手段（１２、１００、２００）を有し、
前記自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）は、前記走行検出手段（１１、１１０、２０５）にて前記車両が走行中であることが検出され、前記制動状態検出手段（１３、１３０、２３０）が前記車両に制動力が付与されていない状態を検出し、かつ、前記駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）が前記車両の加速方向にも減速方向にも駆動力が発生しない無駆動力状態を検出した場合を前記自由降下状態と判定し、
前記加速度補正手段（１４、１５０、２４５）は、前記自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が前記自由降下状態と判定した際に前記加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットに基づいて、前記直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度を補正することを特徴とする車両制御装置。
前記加速度補正手段（１４、１５０）は、前記自由降下状態判定手段（１１０〜１３０）が前記自由降下状態と判定した際に前記加速度検出手段（１２、１００）が検出した加速度を０点からのオフセットとすることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記加速度検出手段（１２、１５、２００、２３５）は、前記車両の速度である車両速度を検出すると共に、該車両速度に基づいて前記車両の加速度を間接的に検出する間接加速度検出手段（１５、２３５）を有し、
前記加速度補正手段（１４、２４５）は、前記自由降下状態判定手段（２０５、２２５、２３０）が前記自由降下状態と判定した際に前記間接加速度検出手段（１５、２３５）が検出した加速度と、前記自由降下状態と判定される前の車両静止時に前記直接加速度検出手段（１２、２００）の検出した加速度とに基づいて０点からのオフセットを求めることことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記駆動状態検出手段（１４、１２０、２２５）は、エンジンの停止、クラッチの非接続、ギアがニュートラル位置のうちの少なくとも１つが検出されたことをもって、前記無駆動力状態と判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両ずり下がり状態判定装置。
前記車両の速度である車両速度を検出する車両速度検出手段を有し、
前記加速度補正手段は、前記車両速度検出手段が検出した前記車両速度が所定の閾速度よりも低い低速度域の際にのみ、前記直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度を補正することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両制御装置。
前記車両の速度である車両速度を検出する車両速度検出手段を有し、
前記加速度補正手段は、前記車両速度検出手段が検出した前記車両速度に応じた走行抵抗に基づいて、前記自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が前記自由降下状態と判定した際に前記加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットを補正することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両制御装置。
前記加速度検出手段は、前記車両の速度である車両速度を検出すると共に、該車両速度に基づいて前記車両の加速度を間接的に検出する間接加速度検出手段を有し、
前記加速度補正手段は、前記間接加速度検出手段が検出した前記加速度に応じた回転慣性抗力に基づいて、前記自由降下状態判定手段（１１０〜１３０、２０５、２２５、２３０）が前記自由降下状態と判定した際に前記加速度検出手段（１２、１５、１００、２００、２３５）が検出した加速度より求めた０点からのオフセットを補正することを特徴とする請求項１ないし４および６のいずれか１つに記載の車両制御装置。
前記加速度補正手段は、車輪の回転数から算出した走行距離と走行経路から算出した走行距離との差と車輪のタイヤ空気圧および車両重量の少なくとも１つの情報に基づいて、前記直接加速度検出手段（１２、１００、２００）の検出した加速度を補正することを特徴とする請求項１ないし４、６および７のいずれか１つに記載の車両制御装置。