JP3161283B2 - 車両の横加速度検出装置 - Google Patents

車両の横加速度検出装置

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JP3161283B2 JP14877095A JP14877095A JP3161283B2 JP 3161283 B2 JP3161283 B2 JP 3161283B2 JP 14877095 A JP14877095 A JP 14877095A JP 14877095 A JP14877095 A JP 14877095A JP 3161283 B2 JP3161283 B2 JP 3161283B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の横加速度検出装置
に関し、車両にかかる横方向の加速度を検出する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、旋回時に車両にかかる横加速
度をセンサにより検出し、検出された横加速度に応じて
エンジンの駆動力、又は各車輪の制動力を制御して、車
両の旋回挙動を安定化させることが行われている。
【0003】例えば、特開平2−70937号公報に
は、横加速度センサの検出出力に応じてエンジンの駆動
力を低減して旋回時の車輪のスリップの発生を防止し、
かつ横加速度センサの故障時には左右従動輪夫々の車輪
速度から求心加速度を求め、この求心加速度に応じてエ
ンジンの駆動力を低減して旋回時のスリップの発生を防
止する加速スリップ防止装置が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速スリップ防
止装置では横加速度センサが故障した場合に求心加速度
を求めているが、横加速度センサが故障していない場合
であっても横加速度センサによる横加速度の検出精度が
悪化して、適切な制御を行えない場合がある。
【0005】横加速度センサの加速度出力値と誤差量と
は図9に示す関係にあり、加速度出力値が0の場合にも
誤差量は−0.1gから0.1gの範囲にある。この誤
差は横加速度センサの取り付け誤差や車両の荷重バラン
スがとれてない等により中立点がドリフトすることによ
り生じる。また車両がロールした場合にも重力加速度の
影響で横加速度センサの加速度出力値が変動する。
【0006】このような中立点ドリフトや車両ロール角
によって横加速度センサで検出した横加速度には誤差が
生じ、検出精度が悪化するという問題があった。本発明
は上記の点に鑑みなされたもので、車両のロール角を横
加速度センサ出力に基づいて推定し、推定したロール角
に基づいて横加速度センサで検出した横加速度を補正す
ることにより、横加速度の検出値の精度低下を防止する
車両の横加速度検出装置を提供することを目的とする。
【0007】また、本発明は、左右車輪の車輪速度から
推定した横加速度と横加速度センサ出力との偏差から中
立点ドリフト量を求め、この中立点ドリフト量により横
加速度センサで検出した横加速度を補正することにより
横加速度の検出値の精度低下を防止する車両の横加速度
検出装置を提供することを目的とする。
【0008】
【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に示す如く、車両に取り付けられた横加速度セ
ンサM1の検出出力から車両に加わる横加速度を求める
車両の横加速度検出装置において、車両の左右車輪の車
輪速度から横加速度を推定する横加速度推定手段M4
と、所定期間における上記横加速度センサで検出した横
加速度の平均値と、上記横加速度推定手段で推定した横
加速度の平均値との偏差を中立点ドリフト量として求め
る中立点ドリフト量算出手段M5と、上記中立点ドリフ
ト量により上記横加速度センサで検出した横加速度を補
正する中立点ドリフト補正手段M6とを有する。
【0009】
【0010】
【作用】請求項1に記載の発明においては、左右車輪の
車輪速度から推定した横加速度と横加速度センサで検出
した横加速度との偏差を中立点ドリフト量として求め、
この中立点ドリフト量により横加速度センサで検出した
横加速度を補正するため、横加速度センサの取り付け誤
差や車両の荷重配分の偏り等に起因する誤差を補正して
得られる横加速度の精度低下を防止でき、また所定期間
における推定横加速度の平均値と検出横加速度の平均値
の偏差を中立点ドリフト量として求めることにより、演
算タイミングやノイズの影響を受けにくく高精度の中立
点ドリフト量を求めることができる。
【0011】
【0012】
【実施例】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、左右前輪11,12及び左右後輪13,
14夫々には車輪速センサ21,22,23,24が設
けられており、この車輪速センサ21〜24(M1)夫
々で検出された4輪夫々の車輪速検出信号は電子制御回
路(ECU)25に供給される。
【0013】また、車体に固定された横加速度センサ3
2は車両の横加速度を検出し、この横加速度の検出信号
はECU25に供給される。ECU25は図3に示す如
く、中央処理装置(CPU)40と、処理プログラム等
を記憶したリードオンリメモリ(ROM)42と、作業
領域として使用されるランダムアクセスメモリ(RA
M)44と、A/Dコンバータを含む入力ポート回路4
6と、出力ポート回路48と、不揮発性メモリであるエ
レクトリックイレーザブルプログラマブルリードオンリ
メモリ(EEPROM)50とを有し、これらは双方向
性のバス52により互いに接続されている。入力ポート
回路46には車輪速センサ21〜24夫々で検出された
信号、横加速度センサ32夫々で検出された信号が入力
される。
【0014】図4はCPU40が実行する横加速度補正
処理の一実施例のフローチャートを示す。同図中、ステ
ップS10では横加速度センサ32で検出した検出横加
速度Gy1を読み取り、車輪速センサ21〜24で検出
した左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL、右後輪RR
夫々の車輪速度Vfl,Vfr,Vrl,Vrr夫々を読み取
る。
【0015】次にロール角推定手段M2及びロール角補
正手段M3に対応するステップS12で車両のロールに
起因する横加速度センサ出力の誤差補正を行う。ところ
で、図5に示す如く、車体60がロール角θだけ横に傾
いている場合、横加速度の計測値Gyと実際の横加速度
Gy* との間にはGy=Gy* ・Cosθ+g・sin
θ関係がある。これより、 Gy* =(Gy−g・sinθ)/cosθ …(1) 但し、gは重力加速度また、車両のロール角θは図6に
示す如き車両のロール剛性γにより次式の如く表わされ
る。
【0016】 θ=γ(Gy* )・Gy* …(2) この(2)式で実横加速度Gy* の代りに計測横加速度
Gyを用いて近似ロール角θ’を求める。 θ’=γ(Gy)・Gy …(3) この(3)式を(1)式に代入して車両ロールによる誤
差を補正した横加速度Gy’を求める。
【0017】 Gy’=(Gy−g・sinθ’)/cosθ’ …(4) ステップS12では上記の(3),(4)式の計測横加
速度Gyとして検出横加速度Gy1を用いてロール角
θ’及びロール角補正横加速度Gy1’を得る。 θ’=γ(Gy1)・Gy1 Gy1’=(Gy1−g・sinθ’)/cosθ’ 次にステップS14で前輪の車輪速度Vfl,Vfrから横
加速度Gy2を推定し、また、後輪の車輪速度Vrl,V
rrから横加速度Gy3を推定する。
【0018】 Gy2=(Vfl2 −Vfr2 )/2・df …(5) Gy3=(Vrl2 −Vrr2 )/2・dr …(6) 但し、dfはフロントトレッド、drはリアトレッドで
ある。この後、ステップS16に進んで定常走行判定を
行う。ここでは、ABS(アンチロックブレーキシステ
ム)で算出された車体速度VS0を微分した車体加速度d
S0の絶対値が定数K0 未満で加速又は減速を行ってな
いか、かつ、前後輪の推定横加速度の差Gy2−Gy3
が定数k1 未満で車両スピンしていないか、かつ、ロー
ル角補正横加速度Gy1’が定数k2 未満、かつ推定横
加速度Gy2が定数k3 未満、かつ推定横加速度Gy3
が定数k4 未満で低横加速度状態であるか、かつ車輪速
度Vfl,Vfr,Vrl,Vrrが全て0を超えて走行中であ
るかを判別する。
【0019】ここで、加減速時、又は車両スピン時、又
は高横加速度時又は停止時と判別されるとステップS1
0に進みステップS10〜S14の処理を繰り返す。加
減速しておらず、かつ車両スピンしておらず、かつ低横
加速度で走行中であれば中立点ドリフト量を求めるため
にステップS18に進む。これは大きな加減速時又は横
加速度が大きなときには中立点ドリフト量を正確に求め
ることができず、また車両停止時には横加速度が発生せ
ず、荷物の積み降しや、乗員の乗り降りがあり中立点ド
リフト量が変化するおそれがあるからである。
【0020】ステップS18では図7に示す標準時間T
において、サンプリング周期t* 毎に得られたロール角
補正横加速度Gy1’と推定横加速度Gy2夫々の加算
平均Gy1A,Gy2Aを求め、これらから中立点ドリ
フト量αを求める。
【0021】
【数1】
【0022】この後、ステップS20で(7)式によっ
て得られたαが定数k5 で表わされる−k5 からk5
での範囲内か否かを判別する。ここで、−k5 ≧α又は
α≧k5 の場合、つまり中立点ドリフト量αが大きすぎ
る場合は、信頼性が低いので、その値を捨てステップS
10に進み、ステップS10〜S20を繰り返す。ま
た、−k5 <α<k5 であればステップS22に進んで
その中立点ドリフト量αを保持する。上記のステップS
14及びS18が中立点ドリフト量算出手段M5に対応
する。
【0023】次に、ステップS24で後述する異常検出
処理を実行してステップS26に進み、ここで同一値の
中立点ドリフト量αが所定回数m(例えばmは数回)得
られたか否かを判別する。m回に至らない場合はステッ
プS10に進み、ステップS10〜S26を繰り返す。
同一値のαがm回得られるとステップS26に進み、こ
のαをαn として保持し、次式によりαn と過去の中立
点補正値α* n-1 〜α * n-x とを平均化して新たな中立
点補正値α* を求める。
【0024】 α* =(αn +α* n-1 +…+α* n-x )/(x+1) …(8) 上記の(8)式を用いることにより、中立点補正値α*
は平均化され、例えば車両の右側に荷重が偏った状態の
中立点補正値α* n が突出するようなことがなくなる。
【0025】次にステップS30で中立点補正値α*
定数k6 で表わされる−k6 からk 6 までの範囲内か否
かを判別し、−k6 <α* <k6 の場合はステップS3
2でα* を新たな中立点補正値α* n にセットし、ステ
ップS34に進む。ステップS30で−k6 ≧α* 又は
α* ≧k6 の場合はステップS36に進んで−k6 ≧α
* か否かの判別を行う。そして−k6 ≧α* であればス
テップS38で新たな中立点補正値α* n に−k6 をセ
ットしステップS34に進む。また、−k6 <α* であ
ればステップS40で新たな中立点補正値α* n にk6
をセットしステップS34に進む。
【0026】つまり、新たな中立点補正値α* n が−k
6 未満、又はk6 を超えることがないようにガードを設
け、新たな中立点補正値α* n が本来あるべき範囲を超
えることを防止し、誤った補正が行われないようにして
いる。中立点ドリフト量補正手段M6に対応するステッ
プS34では上記のようにして得られた新たな中立点補
正値α* n を用いてロール角補正横加速度Gy1’の補
正を行い、補正済横加速度Gy1”を得る。この後、ス
テップS10に進み、この処理を繰り返す。
【0027】このように左右車輪の車輪速度から推定し
た横加速度Gy2Aと横加速度センサで検出した横加速
度Gy1Aとの偏差を中立点ドリフト量αとして求め、
この中立点ドリフト量により横加速度センサで検出した
横加速度Gy1”を補正するため、横加速度センサの取
り付け誤差や車両の荷重配分の偏り等に起因する誤差を
補正して得られる横加速度の精度低下を防止できる。ま
た所定期間Tにおける推定横加速度の平均値と検出横加
速度の平均値の偏差を中立点ドリフト量α* として求め
ることにより、演算タイミングやノイズの影響を受けに
くく高精度の中立点ドリフト量を求めることができる。
【0028】なお、本実施例では後輪駆動を前提として
おり、駆動力が加わらない前輪の車輪速度に基づいて推
定した横加速度Gy2を用いて中立点ドリフト量αを求
めている。これにより、駆動力によって車輪速度が変化
し、車輪速度から推定される横加速度の精度が低下する
ことを防止できる。したがって、前輪駆動の場合には、
後輪の車輪速度から推定した横加速度Gy3を用いれば
よい。
【0029】図8は異常検出処理(ステップS24)の
詳細なフローチャートを示す。同図中、ステップS50
では中立点ドリフト量αが所定値k7 で表わされる−k
7 からk7 までの範囲内であるか否かを判別する。ここ
で−k7 <α<k7 であればステップS52でカウンタ
Nをゼロリセットして処理を終了する。
【0030】また、ステップS50で−k7 ≧α又はα
≧k7 の場合は中立点ドリフト量αが小さすぎ又は大き
すぎて異常の可能性があるためステップS54でカウン
タNを1だけカウントアップする。次に、ステップS5
6でカウンタNの値が所定値y(yはmより大きな値で
ある)を超えているか否かを判別し、N≧yの場合は処
理を終了する。また、N<yの場合は横加速度センサ3
2の異常とみなしステップS58で異常検出を行って処
理を終了する。
【0031】ここでは中立点ドリフト量αが定数k7
与える範囲を超えて過小又は過大となる回数が所定回数
yを超えて連続する場合は、例えばセンサ32の破損、
センサ32の取り付け具の変形、ショックアブソーバの
破損等による異常発生とみなしている。勿論、ステップ
S58において警報を発しても良い。
【0032】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明によ
れば、左右車輪の車輪速度から推定した横加速度と横加
速度センサで検出した横加速度との偏差を中立点ドリフ
ト量として求め、この中立点ドリフト量により横加速度
センサで検出した横加速度を補正するため、横加速度セ
ンサの取り付け誤差や車両の荷重配分の偏り等に起因す
る誤差を補正して得られる横加速度の精度低下を防止で
き、また所定期間における推定横加速度の平均値と検出
横加速度の平均値の偏差を中立点ドリフト量として求め
ることにより、演算タイミングやノイズの影響を受けに
くく高精度の中立点ドリフト量を求めることができ、実
用上きわめて有用である。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明装置の概略ブロック図である。
【図3】ECUのブロック図である。
【図4】横加速度補正処理のフローチャートである。
【図5】車両ロールを説明するための図である。
【図6】横加速度とロール剛性との関係を示す図であ
る。
【図7】中立点ドリフト量の算出を説明するための図で
ある。
【図8】異常検出処理のフローチャートである。
【図9】横加速度センサの加速度出力値と誤差量との関
係を示す図である。
【符号の説明】
11〜14 車輪 21〜24 車輪速センサ 25 ECU 32,M1 横加速度センサ 40 CPU 42 ROM 44 RAM 46 入力ポート回路 48 出力ポート回路 50 EEPROM 52 バス M2 ロール角推定手段 M3 ロール角補正手段 M4 横加速度推定手段 M5 中立点ドリフト量算出手段 M6 中立点ドリフト量補正手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/00 B60T 8/24 B60T 8/58 F02D 45/00 G01P 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に取り付けられた横加速度センサの
    検出出力から車両に加わる横加速度を求める車両の横加
    速度検出装置において、車両の左右車輪の車輪速度から横加速度を推定する横加
    速度推定手段と、 所定期間における上記横加速度センサで検出した横加速
    度の平均値と、上記横加速度推定手段で推定した横加速
    度の平均値との偏差を中立点ドリフト量として求める中
    立点ドリフト量算出手段と、 上記中立点ドリフト量により上記横加速度センサで検出
    した横加速度を補正する中立点ドリフト補正手段 とを有
    することを特徴とする車両の横加速度検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両の横加速度検出装置
    において、 車両のロール角を推定するロール角推定手段と、 上記推定したロール角に基づいて上記横加速度センサで
    検出した横加速度を補正するロール角補正手段とを有す
    ることを特徴とする車両の横加速度検出装置。
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