JP3135490B2 - 加速度センサの異常検出装置 - Google Patents

加速度センサの異常検出装置

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  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は加速度センサの異常
検出装置に関し、車両の加速度を検出する加速度センサ
の異常を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より車両のヨーレート、前後加速
度、横加速度、及び操舵状態等を検出して車両の制動力
の左右配分や前後配分を可変制御することが行われてい
る。例えば、特開平6−24304号公報には、操舵状
態を含む車両の走行状態、車両のヨーレート、横加速度
及び前後加速度夫々を検出し、走行状態に基づく目標ヨ
ーレートと検出ヨーレートの偏差と、検出横加速度及び
前後加速度に応じた制動力の制御分担率とに基づいて目
標左右配分、目標前後配分を算出し、各輪の制動力を制
御することが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の制動力制御装置
で加速度センサに異常が発生すると、誤った横加速度又
は前後加速度が原因となって不要な制動を引き起こす可
能性がある。また、グリップ走行時には操舵角、加速
度、ヨーレートは一定の関係を保っているが、加速度セ
ンサの異常が発生すると、この関係が成立しなくなり、
車両スピン等の不安定状態にあると誤認識するという問
題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
車両の主要な運動に対して共に加速度を検出できるよう
第1,第2の加速度センサを配設し、一方の出力がほと
んど変化せず、他方が変化した場合に一方の加速度セン
サの異常と判定して、加速度センサの異常を正確に検出
できる加速度センサの異常検出装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図1(A)に示す如く、加速度検出方向が車両前後
方向に対して左右に夫々所定角度となるよう配設した第
1及び第2の加速度センサM1,M2と、いずれか一方
の加速度センサの検出加速度の変動幅が所定値未満の状
態が設定時間以上継続し、かつ他方の加速度センサの検
出加速度の変動幅が設定値を超えたとき、上記一方の加
速度センサの異常と判定する判定手段M3とを有する。
【0006】このように、車両前後方向に対して左右に
所定角度で配設しているため、第1,第2の加速度セン
サは車両の前後方向運動や旋回運動の際に、共に加速度
を検出する。従って一方の出力が所定時間ほとんど変化
せず、その間他方の出力がある程度変化する場合は一方
の加速度センサの異常とみなすことができる。
【0007】請求項2に記載の発明は、図1(B)に示
す如く、請求項1記載の加速度センサの異常検出装置に
おいて、車両が横すべりやスピンを起こしていないグリ
ップ状態か、又は非グリップ状態かを判定するグリップ
判定手段M4と、上記非グリップ状態ではグリップ状態
に対して、前記設定値を大として設定し、かつ、前記設
定時間を短かくして設定する設定変更手段M5とを有す
る。
【0008】このように、非グリップ状態では設定時間
が短かく設定されるため、加速度センサ出力に基づく制
動力配分制御等の挙動制御を行っている場合も早期に加
速度センサの異常を検出して誤った挙動制御を防止で
き、また、設定時間を短かくする場合には設定値を大き
くして誤った異常判定を防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】図2は本発明装置の一実施例の概
略構成図を示す。同図中、第1,第2の加速度センサ1
0,11夫々は車両の運動により発生する加速度を検出
する。ヨーレートセンサ12は車両の回転運動のヨーレ
ートを検出する。車輪速センサ13,14,15,16
夫々は左前輪(FL)、右前輪(FR)、左後輪(R
L)、右後輪(RR)夫々の車輪速を検出する。また、
車速センサ17は車体速度を検出する。操舵角センサ1
8は前輪(FL,FR)の操舵角を検出する。ブレーキ
センサ19はブレーキペダルの踏み込み(オン)/解放
(オフ)を検出する。これらのセンサ10〜19夫々の
検出信号は電子制御回路(ECU)20に供給される。
【0010】ECU20は中央処理装置(CPU)22
と、処理プログラム等を記憶したリードオンリメモリ
(ROM)24と、作業領域として使用されるランダム
アクセスメモリ(RAM)26と、A/Dコンバータを
含む入力ポート回路28と、出力ポート回路30と、不
揮発性メモリであるEEPROM32とを有し、これら
は双方向性のバス34により互いに接続されている。入
力ポート回路28にはセンサ10〜19夫々の検出信号
が供給される。また、出力ポート回路30は駆動回路4
1〜48夫々を介して4輪夫々に対応してブレーキ配管
に設けられた増圧用液圧切換弁51〜54、減圧用液圧
切換弁55〜58夫々のソレノイドに接続されている。
上記の増圧用液圧切換弁51〜54、減圧用液圧切換弁
55〜58夫々は4輪夫々のホイールシリンダのブレー
キ液圧を増圧又は減圧する。
【0011】ECU20は例えば車体速度及び前後加速
度に応じて前輪(FL,FR)と後輪(RL,RR)と
の制動力の分担率を制御する前後配分制御を行うと共
に、ヨーレート、横加速度、各車輪の車輪速度等から車
両の旋回運動量を求め、旋回運動量に基づいて各輪の目
標車輪速度を算出し、各輪が目標車輪速度となるよう制
動力の左右配分制御を行っている。
【0012】上記の加速度センサ10,11は図3
(A)又は(B)に示す如く、車両40の前後方向を基
準として45度の角度を付けて、検出方向が互いに直交
するよう取付けられている。ここで、矢印A1 ,A2
々は加速度センサ10の検出方向を示し、矢印B1 ,B
2 夫々は加速度センサ11の検出方向を示している。加
速度センサ10,11夫々の検出加速度をα1,α2と
すると、図3(A)に示す例では、前後加速度は(α1
+α2)/√2で表わされ、横加速度は(α2−α1)
/√2で表わされる。
【0013】本発明の原理について説明するに、加速度
センサ10,11が車両前後方向から45度傾いている
ため、車両前後方向の運動力が加わるとき、又は車両の
旋回運動力が加わるときには両センサ出力は同様に変化
する。このため、2つの加速度センサのうち、一方のセ
ンサの出力が変化している状態で、他方のセンサの出力
がほとんど変化しない場合は、出力変化のない方のセン
サが異常である可能性が高い。但し、車両が停止してい
るときに、例えば矢印A1 (あるいはA2 )方向の振動
があると、加速度センサ10の出力は変化するが、加速
度センサ11の出力は変化しない。このため車体速度か
ら車両が停止しているかどうかを判定する。
【0014】図4はCPU22が実行する異常検出処理
のフローチャートを示す。この処理は所定時間毎に割込
み実行される。同図中、ステップS10では各センサで
検出されたヨーレート、加速度、操舵角、車体速度等の
パラメータを読み込む。次にステップS12で加速度セ
ンサ10,11夫々の検出加速度の変動幅(前回の検出
加速度との差)及び横加速度を算出する。この後、ステ
ップS14でグリップ判定処理を行い、ステップS16
でその判定結果からグリップ状態であるか否かを判別す
る。上記のステップS14,S16がグリップ判定手段
M4に対応する。ここで、横すべり、スピン等が発生し
ていないグリップ状態ではステップS18に進み、横す
べり、スピン等が発生している非グリップ状態ではステ
ップS20に進む。
【0015】ステップS18では車体速度閾値KVに所
定値KV−GRIP(例えば10km/h) をセットし、変
化しない方の異常検出しようとする加速度センサ10の
変動幅閾値ΔG1 に所定値KGをセットする。このKG
はセンサ出力信号の電気的ノイズを越える程度の値であ
り、ノイズの影響を受けないようにするため設けてい
る。また、もう一方の加速度センサ11の変動幅閾値Δ
2 に所定値KG−GRIP(KG−GRIP≫KG)
をセットし、判定時間Tに所定値KT−GRIP(例え
ば3秒相当)をセットする。
【0016】ステップS20では車体速度閾値KVに所
定値KV−NONGRIP(例えば40km/h) をセット
し、変化しない方の異常検出しようとする加速度センサ
10の変動幅閾値ΔG1 に所定値kGをセットする。ま
た、もう一方の加速度センサ11の変動幅閾値ΔG2
所定値KG−NONGRIP(KG−GRIP<KG−
NONGRIP)をセットし、判定時間Tに所定値KT
−NONGRIP(例えば1秒相当)をセットする。
【0017】つまり、クリップ状態では閾値ΔG2 を小
さく、かつ判定時間を長くしている。非グリップ状態で
は、横すべりで加速度センサ10の検出方向とは直角方
向に斜めにすべりながら走行することも考えられるた
め、閾値ΔG2 を大きくし、かつ判定時間Tを短かくし
て、加速度センサ10に異常が発生したときの制動力配
分制御等の挙動制御の誤作動が車両挙動に与える影響を
極力小さくしている。上記のステップS18,S20が
設定変更手段M5に対応する。
【0018】ステップS18又はS20の実行後はステ
ップS22に進み、車速センサで検出した車体速度が閾
値KVを超えているか否かを判別し、超えていればステ
ップS24に進み、超えていなければステップS26に
進む。ステップS24では異常検出しようとする加速度
センサ10の変動幅が閾値ΔG1 未満か否かを判別し、
変動幅<ΔG1 の場合はステップS28に進み、変動幅
≧ΔG1 の場合はステップS26に進む。
【0019】ステップS28では加速度センサ11の変
動幅をRAMに格納し、次にステップS30でカウンタ
Cを1だけインクリメントしてステップS32に進む。
また、ステップS26ではRAMに格納していた加速度
センサ11の変動幅を全て消去し、次にステップS34
でカウンタCを0にリセットして処理を終了する。
【0020】ステップS32ではカウンタCの値が判定
時間T以上か否かを判定し、C≧Tの場合はステップS
36に進み、C<Tの場合は処理を終了する。ステップ
S36ではRAMに格納されている加速度センサ11の
変動幅のうち閾値ΔG2 を超えるものがあるかどうかを
判別する。閾値ΔG1 を超える変動幅が存在すればステ
ップS38に進み、加速度センサ10が固着等を生じて
異常であると判定した後、処理を終了する。一方、閾値
ΔG1 を超える変動幅が存在しなければ加速度センサ1
0に異常はないので、そのまま処理を終了する。ところ
で、上記ステップS38を実行した場合には制動力配分
制御等の挙動制御を停止させる。
【0021】上記のステップS22〜S38が判定手段
M3に対応する。なお、図4は加速度センサ10の異常
検出処理であるが、加速度センサ11の異常検出もこれ
と同様にして行う。この場合にはステップS24で加速
度センサ11の変動幅を閾値ΔG1 と比較し、ステップ
S26,S28で加速度センサ10の変動幅の格納,ク
リアを行い、ステップS36で加速度センサ10の変動
幅を閾値ΔG2 と比較する。
【0022】図5はステップS14のグリップ判定処理
ルーチンの詳細なフローチャートを示す。同図中、ステ
ップS40でヨーレートγ、横加速度Gy 、操舵角θ、
車体速度V等のパラメータを読み込む。次に、ステップ
S42でヨーレートγから推定操舵角θYr を次式によ
り算出する。
【0023】θYr =( γ/V)×K11 は例えばK1 =N×L×3.6で表わされる定数で
ある。(但し、Nはギヤ比、Lはホイールベース間隔で
ある。)次に、ステップS44で横加速度Gy から推定
操舵角θGy を次式により算出する。
【0024】θGy =(Gy /V2 )K22 は例えばK2 =(N×L×9.8×180/π)×
3.62 で表わされる定数である。次のステップS46
では操舵角θとθYr との偏差ΔθYr 、操舵角θとθ
Gy との偏差ΔθGy 夫々を次式により算出する。
【0025】ΔθYr=|θ−θYr | ΔθGy =|θ−θGy | 次にステップS48で偏差ΔθYr が所定値Aを超える
か否かを判別し、ΔθYr >Aの場合はステップS50
で偏差ΔθGy が所定値Bを超えるか否かを判別する。
この結果、偏差ΔθYr が所定値A以下、又は偏差Δθ
Gy が所定値B以下、つまりヨーレート又は横加速度で
推定した操舵角が実際の操舵角から所定範囲内にあれば
ステップS52に進んでグリップ状態と判定し処理を終
了する。また偏差ΔθYr が所定値Aを超え、かつ偏差
ΔθGy が所定値Bを超えて、ヨーレート及び横加速度
で推定した操舵角が実際の操舵角から所定範囲内になけ
れば、横すべり,スピン等が発生しているとしてステッ
プS54に進み、非グリップ状態と判定して処理を終了
する。
【0026】このように、車両前後方向に対して加速度
センサ10,11を左右に所定角度で配設しているた
め、加速度センサ10,11は車両の前後方向運動や旋
回運動の際に、共に加速度を検出し、従って一方の出力
が所定時間ほとんど変化せず、その間他方の出力がある
程度変化する場合は一方の加速度センサの異常とみなす
ことができ、これによって加速度センサの異常検出が可
能となる。
【0027】また、非グリップ状態では設定時間が短か
く設定されるため、加速度センサ出力に基づく制動力配
分制御等の挙動制御を行っている場合も早期に加速度セ
ンサの異常を検出して誤った挙動制御を防止でき、ま
た、設定時間を短かくする場合には設定値を大きくして
誤った異常判定を防止できる。
【0028】ところで、グリップ状態では制動力配分制
御が行われていると考えられる。この場合、加速度セン
サ10,11が正常であるにも拘らず、一方の加速度セ
ンサの出力だけ変動し、他方の加速度センサの出力が変
動しない状況というのは、路面等の環境で配分制御が有
効に作用してないと考えることもできる。このため配分
制御が作動して効果が出始める時間から判定時間を決め
ることもできる。この場合のステップS38における異
常判定は加速度センサが疑しいという意味であり、これ
によって制動力配分制御を停止し、その後、充分な判定
時間をかけてセンサの故障を判断する。
【0029】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
加速度検出方向が車両前後方向に対して左右に夫々所定
角度となるよう配設した第1及び第2の加速度センサ
と、いずれか一方の加速度センサの検出加速度の変動幅
が所定値未満の状態が設定時間以上継続し、かつ他方の
加速度センサの検出加速度の変動幅が設定値を超えたと
き、上記一方の加速度センサの異常と判定する判定手段
とを有する。
【0030】このように、車両前後方向に対して左右に
所定角度で配設しているため、第1,第2の加速度セン
サは車両の前後方向運動や旋回運動の際に、共に加速度
を検出する。従って一方の出力が所定時間ほとんど変化
せず、その間他方の出力がある程度変化する場合は一方
の加速度センサの異常とみなすことができる。
【0031】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
記載の加速度センサの異常検出装置において、車両が横
すべりやスピンを起こしていないグリップ状態か、又は
非グリップ状態かを判定するグリップ判定手段と、上記
非グリップ状態ではグリップ状態に対して、前記設定値
を大として設定し、かつ、前記設定時間を短かくして設
定する設定変更手段とを有する。
【0032】このように、非グリップ状態では設定時間
が短かく設定されるため、加速度センサ出力に基づく制
動力配分制御等の挙動制御を行っている場合も早期に加
速度センサの異常を検出して誤った挙動制御を防止で
き、また、設定時間を短かくする場合には設定値を大き
くして誤った異常判定を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明装置の概略構成図である。
【図3】加速度センサ配置を示す図である。
【図4】異常検出処理のフローチャートである。
【図5】グリップ判定処理ルーチンのフローチャートで
ある。
【符号の説明】
10,11,M1,M2 加速度センサ 12 ヨーレートセンサ 13〜16 車輪速センサ 17 車速センサ 18 操舵角センサ 19 ブレーキセンサ 20 ECU 22 CPU 24 ROM 26 RAM 28 入力ポート回路 30 出力ポート回路 32 EEPROM 34 バス 41〜48 駆動回路 51〜54 増圧用液圧切換弁 55〜58 減圧用液圧切換弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝倉 豊晴 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−90864(JP,A) 特開 平4−315058(JP,A) 特開 昭60−233563(JP,A) 実開 平4−60756(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 21/00 G01P 15/00 - 15/18 B60T 8/24 B60T 8/58 G01D 5/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加速度検出方向が車両前後方向に対して
    左右に夫々所定角度となるよう配設した第1及び第2の
    加速度センサと、 いずれか一方の加速度センサの検出加速度の変動幅が所
    定値未満の状態が設定時間以上継続し、かつ他方の加速
    度センサの検出加速度の変動幅が設定値を超えたとき、
    上記一方の加速度センサの異常と判定する判定手段とを
    有することを特徴とする加速度センサの異常検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の加速度センサの異常検出
    装置において、 車両が横すべりやスピンを起こしていないグリップ状態
    か、又は非グリップ状態かを判定するグリップ判定手段
    と、 上記非グリップ状態ではグリップ状態に対して、前記設
    定値を大として設定し、かつ、前記設定時間を短かくし
    て設定する設定変更手段とを有することを特徴とする加
    速度センサの異常検出装置。
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