JP2829354B2

JP2829354B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP2829354B2
Application number: JP19140890A
Authority: JP
Inventors: 政雄秀島
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH0476462A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はヨーレートセンサの出力をパラメータの一つ
として車両の運転状態を制御する車両制御装置に関す
る。

（従来の技術）操舵輪の操舵操作により前輪のみでなく後輪をも転舵
するようにした四輪操舵式（すなわち4WS）の車両で
は、高速走行時は操舵輪の操作方向と同方向に後輪を転
舵し（同相）、しかもその転舵量を抑えて車体の安定を
保てるようにし、一方、車庫入れ時等は操舵輪の操作方
向と逆方向に後輪を転舵し（逆相）、しかもその転舵量
を大きくして十分小回りがきくように制御を行うのが普
通である。そして、この制御は、一般に車速と舵角の二
つをパラメータとして行われる。

ところで、車両の旋回操作時には、旋回によって生ず
る角速度を直接検出し、その検出値を後輪転舵の制御量
を演算するパラメータに加えることで、より応答性の良
い制御が可能になる。また、車両が走行中に例えば横風
等の横方向外力を受けて左右に振れるような時には、振
れを検出し、それを打ち消す方向に後輪を転舵制御する
ことで、車両を直進状態に保持することが可能となる。
そこで、例えば特開昭57−44568号公報に記載されてい
るように、車両の旋回あるいは振れをヨーレートセンサ
によって直接検出し、ヨーレートに応じて4WSのきり角
を変えるようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）可動物体の振れを検出するセンサとして代表的なもの
にジャイロがあるが、このような高価なものを車両の制
御システムに用いることは実用的でない。そこで、車両
の4WS制御等への入力信号にヨーレートを用いる場合
に、ヨーレートセンサとしては、例えば、ビデオカメラ
の画振れ等を防止するシステムに用いられている音叉型
あるいは振動子型の角速度センサを転用することが考え
られる。

上記角速度センサは、例えば、圧電バイモルフからな
る駆動素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと、
モニター素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと
を連結板で連結して、この連結板を一点で支持して音叉
構造とし、一方の駆動素子に一定の駆動信号を加えるこ
とで連結板を介し音叉全体を共振させ、これに角速度が
加わったときに圧電バイモルフの面に直角に発生する力
を電圧に変換しセンサ出力として取り出すようにしたも
のである。

しかしながら、このような角速度センサを車両の制御
システムに用いようとしたときには、つぎのような問題
が発生する。すなわち、この種の角速度センサは、通電
によって直ちに安定した検出信号を出力するというもの
ではなく、起動時間というものがあって、一定期間経過
しないと検出精度が保証されないのが普通である。そし
て、この検出精度が保証されない期間は、高精度を要求
する場合だと時間単位の長いものとなることもある。車
両制御に用いるヨーレートセンサの場合はこのような時
間単位の起動時間を必要とするほどの高精度は要求され
ないが、それでも、通電してから少なくとも１〜２秒程
度の時間が経たないとゼロ点の認識ができない。また、
一応はゼロ点の認識が可能となっても、高精度のセンサ
出力が得られるまでにはなお多少の時間が必要である。
しかし、4WS制御の車両では、例えば、曲がった坂道を
ハンドルをきった状態で下りながら電源を入れるような
場合のように、電源が入ると同時に4WS制御が行われる
ことがあり、そのような場合にはヨーレートセンサの出
力が不安定であることにより所望の制御特性から外れた
制御特性となってしまうおそれがある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
ヨーレートセンサの出力不安定状態において所望の制御
特性から外れるのを防止することのできる車両制御装置
を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、ヨーレートセンサ出力の不安定な間はヨー
レートによる制御の感度を低下させることで誤制御を抑
制するようにしたものであって、その構成は、車両進行
方向に対する左右の振れを検出するヨーレートセンサ
と、該ヨーレートセンサの出力に応じて車両の走行状態
を制御する制御手段とを備えた車両制御装置において、
通電装置により前記ヨーレートセンサへの通電が開始さ
れた後所定時間が経過するまで前記制御手段による制御
を縮退制御とする縮退手段を設けたことを特徴とする
（第１図参照）。

（作用）通電装置によりヨーレートセンサへの通電が開始され
た後、所定時間が経過するまで、ヨーレートセンサの出
力に応じた車両走行状態の制御は縮退制御とされ、それ
により、ヨーレートセンサ出力が100％は反映しないよ
う感度を低下させた形で車両制御が行われる。そして、
所定時間経過した後は、ヨーレートセンサ出力を100％
反映させた通常の制御に移行する。

（実施例）第２図は本発明の一実施例の全体システム図である。
図で１はそれ自体公知の音叉型角速度センサによって構
成される計測部、２は上記計測部に接続されたコントロ
ールユニット部であって、これら計測部１およびコント
ロールユニット部２によりヨーレートセンサが構成され
る。

上記計測部１を構成する角速度センサは、上述のよう
にそれ自体公知のものであって、圧電バイモルフからな
る駆動素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと、
モニター素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと
を連結板で連結して、この連結板を一点で支持して音叉
構造とし、一方の駆動素子に一定の駆動信号を加え音叉
全体を共振させるようにしたものであって、これを垂直
に立てて車両に搭載することにより、垂直軸回りに角速
度が加わったときにその角速度の方向と大きさに応じた
電圧がヨーレート出力（出力）として取り出される。

計測部１の電源は、バッテリ電源（12V）から引いた5
Vの電源３とされている。一方、コントロールユニット
部２は、CPU4と、２個のA/D変換器5,6と、電源７とを備
えている。そして、計測部１から取り出される上記ヨー
レート出力は一方のA/D変換器５を介しCPU4に入力され
る。また、計測部１の電源電圧がヨーレート検出の基準
電圧を設定するための基準出力（Vref出力）として取り
出され、それがもう一つのA/D変換器６を介してCPU4に
入力される。

上記計測部１からは車両が左右に旋回したり振れたり
するときの角速度（゜/s）に対応した電圧がヨーレート
出力として取り出される。ここで、センサ電源電圧が5V
として、半分の2.5Vが基準電圧として設定される。そし
て、この基準電圧よりヨーレート出力が高いときは、進
行方向に向かって右側へのヨー運動と判定され、基準電
圧よりヨーレート出力が低いときは左側へのヨー運動と
判定される。そして、基準電圧との差に応じたヨーレー
ト（）が、振れの方向と角速度を示す信号として出力
される。また、上記基準電圧は、電源電圧の変動に応
じ、常に正確なゼロ点となるよう調整される。

CPUでは、また、上記のようにして検出されるヨーレ
ート（）と別途入力される車速および舵角の三つをパ
ラメータとして4WS制御の後輪きり角の制御量が演算さ
れる。この制御量は、ヨーレート（）が大きいと同相
側にきり角が大きくなり、舵角が大きいと逆相側にきり
角が大きくなるよう設定されるものであって、それに車
速がパラメータとして加わり、車速が大きい時にはヨー
レート（）優先で、また、車速が小さい時には舵角優
先で制御量の演算が行われる。ただし、実際には、後輪
転舵の方向と角度の設定はマップによって行われる。そ
して、制御信号が後輪転舵用のアクチュエータに出力さ
れ、設定量だけ後輪が転舵される。

ここで、上記計測部１の電源３およびコントロールユ
ニット部２の電源は、ともにIG（イグニッション）電源
ラインから取っている。したがって、イグニッションON
と同時に計測部１への通電が始まる。そして、第３図に
示すように、センサ出力が不安定な時間（t₁）があり、
その後、左右に振れのない状態に相当するゼロ点を正確
に認識できる状態となる。一方、コントロールユニット
部２の方は、やはりイグニッションONと同時に電源が入
り、4WS制御が可能な状態となる。ただし、イグニッシ
ョンONでセットされるタイマーがゼロとなるまでは、上
記センサー出力を100％反映させるまではなく、70％程
度の反映に抑えた縮退制御が行われる。その結果、車両
運行開始直後から4WS制御が可能となり、しかも、ヨー
レートセンサの出力不安定により所望の制御特性から外
れるのを防止することが可能となる。

第４図は上記縮退制御を実行するためのフローチャー
トである。

スタートすると、まず、イグニッション（IG）がONか
どうかを見て、ONでなければそのままリターンし、ONで
あれば、つぎに、タイマーを所定時間にセットして、縮
退制御を開始する。そして、所定時間経過したかどうか
の判定を行い、所定時間経過していなければ縮退制御を
続け、所定時間経過すれば、縮退制御を解除し、タイマ
ーオフとしてリターンする。

なお、上記実施例においては、ヨーレートセンサの電
源をIG電源ラインからとったものを説明したが、センサ
電源をキーレス電源ライン、すなわち車両のキーシリン
ダにキーを挿入することによって通電する電源ラインか
らとったり、ドアの開作動によって通電する電源ライン
からとったり、あるいは、ラジオ等に通電するACC電源
ラインから取るなど、車両運行開始前にセンサへの通電
を開始するような手段を併用してもよく、それによっ
て、センサ出力不安定により所望の制御特性から外れる
のを一層確実に防止することができる。第５図はこのよ
うに車両運行開始前（イグニッションON前）にセンサ通
電を開始した場合の特性を示すタイムチャートである。
この場合、イグニッションON後のセンサ出力不安定時間
は図のt₂であって、第３図のt₁よりはるかに短くなり、
それだけ、タイマー終了時点での安定性が増大する。

（発明の効果）本発明は以上のように構成され、ヨーレートセンサの
出力不安定状態においてはヨーレートセンサの出力に対
し感度の低下した制御が行われるので、所望の制御特性
から外れることのない車両制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例の全体システム図、第３図は同実施例の制御特性を示
すタイムチャート、第４図は同実施例の制御を実行する
フローチャート、第５図は本発明の他の実施例の制御特
性を示すタイムチャートである。 1:計測部、2:コントロールユニット部、3:電源、5,6:A/
D変換器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両進行方向に対する左右の振れを検出す
るヨーレートセンサと、該ヨーレートセンサの出力に応
じて車両の走行状態を制御する制御手段とを備えた車両
制御装置において、通電装置により前記ヨーレートセン
サへの通電が開始された後所定時間が経過するまで前記
制御手段による制御を縮退制御とする縮退手段を設けた
ことを特徴とする車両制御装置。