JP3438415B2 - Vehicle body speed estimation device - Google Patents
Vehicle body speed estimation deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用車体速度推定装置
に関し、各車輪の車輪速度から車両の車体速度を推定す
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アンチロックブレーキシステ
ムを搭載した車両においては４輪夫々の車輪速度を検出
し、この４輪の車輪速度から車体速度を推定することが
行われている。例えば、特開平２−１２４３５２号公報
にはアンチロックブレーキ制御時において４輪夫々の車
輪速度のうち、最も高い車輪速度を選択して、これを車
体速度と推定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】従来装置では４輪夫々
の車輪速度のうち最大の車輪速度を切換え選択して車体
速度を推定するために、最大の車輪速度を切換える際に
推定車体速度が急変することがあり、この推定車体速度
の急変によりノイズが発生し、正確な推定車体速度を得
られない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、
各輪の車輪速度に各輪の荷重状態に基づいた重み付けを
行って合成することにより、連続性があって急変するこ
とのない車体速度を推定することができる車両用車体速
度推定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】本発明は、図１に示す如
く車両の複数の車輪に設けられ、各車輪の車輪速度を検
出する車輪速度検出手段Ｍ１と、上記各車輪の荷重状態
を検出する荷重状態検出手段Ｍ２と、上記検出された各
車輪の荷重状態に基づいて指数関数で表され荷重が大き
い車輪ほど大きな値となる重みで上記各車輪の車輪速度
に重み付けを行う重み付け手段Ｍ３と、上記重み付けさ
れた各車輪の車輪速度を合成して車体速度を推定する推
定手段Ｍ４とを有する。
【０００６】
【作用】本発明においては、各輪の車輪速度に荷重状態
に基づいた重み付けを行うことによって、荷重が大きな
車輪はそれだけスリップし難く信頼性が高いので重みを
大きくでき、このようにして重み付けされた車輪速度を
合成して車体速度を推定するため、推定車体速度は急変
することがなく連続性が高くなる。
【０００７】
【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夫々には車輪速度検出手段Ｍ１としての車輪速セン
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。
【０００８】また、車体に固定された前後加速度センサ
３１は車両の前後加速度を検出し、横加速度センサ３２
は車両の横加速度を検出し、これらの前後加速度、横加
速度夫々は各車輪１１〜１４夫々の荷重状態を表わすも
のであり、ＥＣＵ２５に供給される。つまり加速度セン
サ３１，３２が荷重状態検出手段Ｍ２に対応する。
【０００９】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（ＲＡＭ）４４と、Ａ／
Ｄコンバータを含む入力ポート回路４６と、出力ポート
回路４８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。
【００１０】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、前後加速度センサ３１，
横加速度センサ３２夫々で検出された信号が入力され
る。図４はＣＰＵ４０が実行する車体速推定処理の一実
施例の機能ブロック図を示す。同図中、車輪速センサ２
１〜２４夫々からの車輪速検出信号は車輪速度演算ブロ
ック６０〜６３夫々に供給され、ここで前右輪、前左
輪、後右輪、後左輪夫々の車輪速度が算出される。ここ
で得られた前右輪、前左輪、後右輪、後左輪夫々の車輪
速度は低域フィルタブロック６４〜６７夫々に供給され
る。
【００１１】低域フィルタブロック（ＬＰＦ）６４〜６
７夫々は４輪夫々の車輪速度に含まれる外乱ノイズを除
去するためのものである。車体速度ＶV の加速度ｄＶV
は通常、次式で表わされる範囲にある。
｜ｄＶV ｜≦９．８ｍ／ｓ2 …（１）
このため、ｄＶV が（１）式の範囲外にある場合は外乱
とみなし、この外乱を除去するフィルタ特性を設定す
る。ｄＶv ＝９．８又はｄＶv ＝−９．８をラプラス変
換すると次式が得られる。
【００１２】
【数１】
【００１３】又は、
【００１４】
【数２】
【００１５】但し、ＶVOはＶV の初期値である。上記
（２），（３）式の周波数応答｜ＧF ｜は次式で与えら
れる。
【００１６】
【数３】
【００１７】但し、ω＝２πｆ、ｆは周波数
この（４）式は図５で表わされる。しかし、図５では１
Ｈｚ未満の低周波数域でゲインが１以上となり、実状に
合わないため、図６に示す如く１Ｈｚ未満でゲインを１
とする。この特性は次式で表わされる。
【００１８】
【数４】
【００１９】低域フィルタブロック６４〜６７夫々では
（５）式で表わされる特性の低域フィルタリング演算を
行う。低域フィルタブロック６４〜６７夫々から出力さ
れた４輪夫々の車輪速度ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRLは重み
付けブロック７０〜７３夫々に供給される。重み付け手
段Ｍ３としての重み付けブロック７０〜７３夫々には入
力ポート回路４６でディジタル化された前後加速度ｄＶ
1 及び横加速度ｄＶ2 が供給されており、重み付けブロ
ック７０〜７３夫々は前後加速度ｄＶ1 と横加速度ｄＶ
2 とに応じた重み係数ｋFR，ｋFL，ｋRR，ｋRL夫々を上
記車輪速度ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRLに各列に乗算する。
【００２０】ここで、重み係数ｋFR，ｋFL，ｋRR，ｋRL
は次式によって求められる。
【００２１】
【数５】
【００２２】但し、前後加速度ｄＶ1 は正が車両の減速
方向であるとする。
【００２３】
【数６】【００２４】但し、横加速度ｄＶ2 は正が左向きである
とする。つまり、上記の（７）式は図７（Ａ）に示す如
く減速前後加速度ｄＶ1 が大きいほど前輪の重みを大き
くし、（８）式は図７（Ｂ）に示す如く減速の前後加速
度ｄＶ1 が大きいほど後輪の重みを小さくすることを表
わしている。また、（９）式は左向きの横加速度ｄＶ2
が大きいほど左輪の重みを大きくし、（１０）式は左向
きの横加速度ｄＶ2 が大きいほど右輪の重みを小さくす
ることを表わしている。
【００２５】従って、図７（Ａ）で横軸をｄＶ1 とし、
縦軸をｋREとすると（９）式を表わし、図７（Ｂ）で横
軸をｄＶ2 とし、縦軸をｋL とすると（１０）式を表わ
す。また（６）式及び（７）〜（１０）式からｋFR＋ｋ
FL＋ｋRR＋ｋRL＝１となる。このようにして、重み付け
ブロック７０〜７３夫々は前後加速度ｄＶ1 と横加速度
ｄＶ2 とに応じて荷重が大きな車輪ほど大きな重み付け
を行っている。上記の重み付けをなされた４輪夫々の車
輪速度は推定手段Ｍ４としての加算ブロック７４におい
て加算され、この加算結果が車体速度ＶV として出力さ
れる。
【００２６】このように、各輪の車輪速度に荷重状態に
基づいた重み付けを行うため、荷重が大きな車輪はそれ
だけスリップし難く信頼性が高いので大きな重み付けを
行う。このようにして重み付けされた車輪速度を合成し
て車体速度を推定するため、推定車体速度は急変するこ
とがなく連続性が高くなり、それだけ信頼性が高くな
る。
【００２７】図８はＣＰＵ４０が実行する車体速推定処
理の変形例の機能ブロック図を示す。同図中、車輪速セ
ンサ２１〜２４夫々からの車輪速検出信号は車輪速度演
算ブロック６０〜６３夫々に供給され、ここで、前右
輪、前左輪、後右輪、後左輪夫々の車輪速度が算出され
る。ここで得られた前右輪、前左輪、後右輪、後左輪夫
々の車輪速度は重み付けブロック７０〜７３夫々に供給
される。
【００２８】重み付けブロック７０〜７３は（６）〜
（１０）式に従って４輪夫々の車輪速度ＶFR，ＶFL，Ｖ
RR，ＶRL夫々に重み係数ｋFR，ｋFL，ｋRR，ｋRLを乗算
して重み付けを行う。この重み付けされた４輪夫々の車
輪速度は加算ブロック７４において加算される。この加
算結果は図６に示す特性、つまり（５）式の特性を持つ
低域フィルタブロック７５に供給され、不要な高周波成
分を除去されて車体速度ＶV として出力される。
【００２９】この変形例では加算の後で低域フィルタリ
ングを行うことよって低域フィルタブロックの数を減ら
している。上記実施例では前後加速度及び横加速度に応
じて重み付けを行っているが、簡易的には前後加速度だ
けを用いて前輪と後輪との荷重バランスに応じ重み付け
を行っても良く、横加速度だけを用いて右輪と左輪との
荷重バランスに応じ重み付けを行うことも可能である。
【００３０】なお、上記実施例では前後加速度及び横加
速度を用いて車輪１１〜１４夫々の荷重状態を検出して
いるが、例えば各車輪１１〜１４に車高センサを設け、
検出した各車輪の車高値から荷重状態を認識し、この荷
重状態に基づいて各車輪の車輪速度の重み付けを行って
も良く、上記実施例に限定されない。
【００３１】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、各輪の車
輪速度に荷重状態に基づいた重み付けを行うことによっ
て、荷重が大きな車輪はそれだけスリップし難く信頼性
が高いので重みを大きくでき、このようにして重み付け
された車輪速度を合成して車体速度を推定するため、推
定車体速度は急変することがなく連続性が高くなり、実
用上きわめて有用である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle body speed estimating device, and more particularly to a device for estimating a vehicle body speed from the wheel speed of each wheel. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle equipped with an antilock brake system, the wheel speed of each of four wheels is detected, and the vehicle speed is estimated from the wheel speeds of the four wheels. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-124352 discloses that the highest wheel speed is selected from among the four wheel speeds during antilock brake control and is estimated as the vehicle body speed. [0003] In the conventional apparatus, in order to switch and select the maximum wheel speed among the four wheel speeds of each of the four wheels to estimate the vehicle speed, when the maximum wheel speed is switched, the estimated vehicle speed is changed. The speed may suddenly change, and noise is generated due to the sudden change in the estimated vehicle speed, so that there is a problem that an accurate estimated vehicle speed cannot be obtained. [0004] The present invention has been made in view of the above points,
Provided is a vehicle body speed estimating apparatus that can estimate a vehicle body speed that is continuous and does not suddenly change by performing weighting based on a load state of each wheel and combining the wheel speeds of the respective wheels. The purpose is to: As shown in FIG. 1, the present invention is provided on a plurality of wheels of a vehicle, a wheel speed detecting means M1 for detecting the wheel speed of each wheel, and a load of each wheel. A load state detecting means M2 for detecting a state, and a weighting function for weighting the wheel speed of each wheel with a weight which is expressed by an exponential function based on the detected load state of each wheel and which has a larger value as the load is larger. Means M3 and estimating means M4 for estimating the vehicle speed by combining the weighted wheel speeds of the wheels. According to the present invention, the weight of the wheels having a large load can be increased by weighting the wheel speeds of the respective wheels based on the load condition, since the wheels with a large load are less likely to slip and have high reliability. Since the vehicle speed is estimated by synthesizing the wheel speeds weighted in this way, the estimated vehicle speed does not change suddenly and the continuity is improved. FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the apparatus according to the present invention. In the figure, left and right front wheels 11, 12 and left and right rear wheels 13,
14 are provided with wheel speed sensors 21, 22, 23 and 24 as wheel speed detecting means M1, respectively. The wheel speed detection signals of the four wheels detected by the wheel speed sensors 21 to 24 are electronically controlled. The signal is supplied to a circuit (ECU) 25. A longitudinal acceleration sensor 31 fixed to the vehicle body detects longitudinal acceleration of the vehicle, and a lateral acceleration sensor 32
Detects the lateral acceleration of the vehicle, and these longitudinal acceleration and lateral acceleration respectively represent the load state of each of the wheels 11 to 14 and are supplied to the ECU 25. That is, the acceleration sensors 31 and 32 correspond to the load state detecting means M2. As shown in FIG. 3, the ECU 25 includes a central processing unit (CPU) 40, a read only memory (ROM) 42 storing processing programs and the like, a random access memory (RAM) 44 used as a work area, A /
It has an input port circuit 46 including a D converter and an output port circuit 48, which are connected to each other by a bidirectional bus 52. The input port circuit 46 includes a wheel speed sensor 21
To 24, the longitudinal acceleration sensor 31,
A signal detected by each of the lateral acceleration sensors 32 is input. FIG. 4 is a functional block diagram of one embodiment of the vehicle speed estimation process executed by the CPU 40. In the figure, wheel speed sensor 2
The wheel speed detection signals from the wheels 1 to 24 are supplied to the wheel speed calculation blocks 60 to 63, respectively, where the wheel speeds of the front right wheel, the front left wheel, the rear right wheel, and the rear left wheel are calculated. The wheel speeds of the front right wheel, front left wheel, rear right wheel, and rear left wheel obtained here are supplied to low-pass filter blocks 64-67, respectively. Low-pass filter blocks (LPFs) 64 to 6
7 is for removing disturbance noise included in the wheel speed of each of the four wheels. Acceleration dV V of the vehicle speed V V
Is usually in the range represented by the following equation. | DV V | ≦ 9.8 m / s 2 (1) For this reason, if dV V is out of the range of the expression (1), it is regarded as a disturbance, and a filter characteristic for removing the disturbance is set. The following equation is obtained by Laplace transform of dV v = 9.8 or dV v = −9.8. ## EQU1 ## Or: ## EQU2 ## Here, V VO is the initial value of V V. The frequency response | G F | in the above equations (2) and (3) is given by the following equation. [Equation 3] Here, ω = 2πf, f is the frequency. This equation (4) is shown in FIG. However, in FIG.
In a low frequency range of less than 1 Hz, the gain becomes 1 or more, which does not match the actual condition. Therefore, as shown in FIG.
And This characteristic is expressed by the following equation. [Equation 4] Each of the low-pass filter blocks 64 to 67 performs a low-pass filtering operation having the characteristic represented by the equation (5). The wheel speeds V FR , V FL , V RR , and V RL of the four wheels output from the low-pass filter blocks 64-67 are supplied to weighting blocks 70-73, respectively. Each of the weighting blocks 70 to 73 as the weighting means M3 has a longitudinal acceleration dV digitized by the input port circuit 46.
1 and the lateral acceleration dV 2 are supplied, and the weighting blocks 70 to 73 respectively include the longitudinal acceleration dV 1 and the lateral acceleration dV 2.
The wheel speeds V FR , V FL , V RR , and V RL are multiplied by the respective weight coefficients k FR , k FL , k RR , and k RL corresponding to 2 in each column. Here, weighting factors k FR , k FL , k RR , k RL
Is determined by the following equation. [Equation 5] However, it is assumed that the positive value of the longitudinal acceleration dV 1 is the deceleration direction of the vehicle. [Equation 6] It is assumed that the positive value of the lateral acceleration dV 2 is leftward. That is, the expression (7) is to increase the weight of the front wheel larger the deceleration longitudinal acceleration dV 1 as shown in FIG. 7 (A), (8) Equation longitudinal acceleration dV of deceleration as shown in FIG. 7 (B) The larger the value of 1 , the smaller the weight of the rear wheel. Equation (9) is the leftward lateral acceleration dV 2
Is larger, the weight of the left wheel is increased, and the equation (10) indicates that the weight of the right wheel is reduced as the leftward lateral acceleration dV 2 is increased. Therefore, in FIG. 7A, the horizontal axis is dV 1 ,
If the vertical axis is k RE , the equation (9) is represented. In FIG. 7B, the horizontal axis is dV 2 , and the vertical axis is k L , the equation (10). Also, from equations (6) and (7) to (10), k FR + k
FL + kRR + kRL = 1. In this way, the weighting blocks 70 to 73 each have done greater weight load is larger the wheels in response to the acceleration dV 1 and the lateral acceleration dV 2 back and forth. Wheel speed of the s 4-wheel husband was made of the above weighting are summed in summing block 74 as estimating means M4, the addition result is outputted as the vehicle speed V V. As described above, since the weight of the wheel speed of each wheel is weighted based on the load state, a wheel having a large load is less likely to slip and has high reliability, so that a large weight is weighted. Since the vehicle speed is estimated by synthesizing the weighted wheel speeds in this way, the estimated vehicle speed does not change suddenly and the continuity is improved, and the reliability is improved accordingly. FIG. 8 is a functional block diagram of a modified example of the vehicle speed estimation process executed by the CPU 40. In the figure, wheel speed detection signals from wheel speed sensors 21 to 24 are supplied to wheel speed calculation blocks 60 to 63, respectively, where the wheel speeds of the front right wheel, front left wheel, rear right wheel, and rear left wheel are respectively provided. Is calculated. The obtained wheel speeds of the front right wheel, front left wheel, rear right wheel, and rear left wheel are supplied to weighting blocks 70 to 73, respectively. The weighting blocks 70 to 73 are (6) to
According to equation (10), the wheel speeds V FR , V FL , V
RR, V RL respectively to the weighting coefficient k FR, k FL, k RR , weighted by multiplying the k RL do. The weighted wheel speeds of the four wheels are added in an adding block 74. The addition result is the characteristic shown in FIG. 6, that is (5) is supplied to the low-pass filter block 75 having the characteristic of equation is output as the vehicle speed V V is removing unnecessary high-frequency components. In this modification, the number of low-pass filter blocks is reduced by performing low-pass filtering after addition. In the above embodiment, the weighting is performed according to the longitudinal acceleration and the lateral acceleration. However, for simplicity, the weighting may be performed according to the load balance between the front and rear wheels using only the longitudinal acceleration. It is also possible to perform weighting according to the load balance between the right wheel and the left wheel. In the above embodiment, the load state of each of the wheels 11 to 14 is detected using the longitudinal acceleration and the lateral acceleration. For example, a vehicle height sensor is provided for each of the wheels 11 to 14,
The load state may be recognized from the detected vehicle height value of each wheel, and the wheel speed of each wheel may be weighted based on the load state, and the present invention is not limited to the above embodiment. As described above, according to the present invention, by weighting the wheel speed of each wheel based on the load state, the wheel with a large load is less likely to slip and the reliability is high. Can be increased and the vehicle speed is estimated by synthesizing the wheel speeds weighted in this way. Therefore, the estimated vehicle speed does not change abruptly and the continuity is increased, which is extremely useful in practice.
【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】ＥＣＵのブロック図である。
【図４】車体推定処理の機能ブロック図である。
【図５】低域フィルタの特性を説明するための図であ
る。
【図６】低域フィルタの特性を説明するための図であ
る。
【図７】重み係数を説明するための図である。
【図８】車体推定処理の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１１〜１４ 車輪
２１〜２４ 車輪速センサ
２５ ＥＣＵ
３１ 前後加速度センサ
３２ 横加速度センサ
６０〜６３ 車輪速度演算ブロック
６４〜６７，７５ 低域フィルタブロック
７０〜７３ 重み付けブロック
７４ 加算ブロック
Ｍ１ 車輪速度検出手段
Ｍ２ 荷重状態検出手段
Ｍ３ 重み付け手段
Ｍ４ 推定手段BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a principle diagram of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the device of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of an ECU. FIG. 4 is a functional block diagram of a vehicle body estimation process. FIG. 5 is a diagram for explaining characteristics of a low-pass filter. FIG. 6 is a diagram for explaining characteristics of a low-pass filter. FIG. 7 is a diagram for explaining a weight coefficient. FIG. 8 is a functional block diagram of a vehicle body estimation process. [Description of Signs] 11 to 14 Wheels 21 to 24 Wheel speed sensor 25 ECU 31 Longitudinal acceleration sensor 32 Lateral acceleration sensor 60 to 63 Wheel speed calculation blocks 64 to 67, 75 Low-pass filter blocks 70 to 73 Weighting block 74 Addition block M1 Wheel speed detecting means M2 Load state detecting means M3 Weighting means M4 Estimating means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−169831（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−50068（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202565（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−144193（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−138333（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254463（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−174774（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60T 8/66 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-1699831 (JP, A) JP-A-4-50068 (JP, A) JP-A-1-202565 (JP, A) JP-A-6-205 144193 (JP, A) JP-A-1-138333 (JP, A) JP-A-1-254463 (JP, A) JP-A-7-174774 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60T 8/66
Claims (1)
車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、 上記各車輪の荷重状態を検出する荷重状態検出手段と、 上記検出された各車輪の荷重状態に基づいて指数関数で
表され荷重が大きい車輪ほど大きな値となる重みで上記
各車輪の車輪速度に重み付けを行う重み付け手段と、 上記重み付けされた各車輪の車輪速度を合成して車体速
度を推定する推定手段とを有することを特徴とする車両
用車体速度推定装置。(57) [Claim 1] Wheel speed detecting means provided on a plurality of wheels of a vehicle and detecting a wheel speed of each wheel, and load state detecting means detecting a load state of each wheel And an exponential function based on the detected load state of each wheel
Represented a weighting means for weighting the wheel speed of each wheel in weighting the load becomes larger wheels Higher values and estimation means for estimating a vehicle body speed by combining the wheel speed of each wheel, which is above weighted A vehicle body speed estimation device for a vehicle.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14780595A JP3438415B2 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Vehicle body speed estimation device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP14780595A JP3438415B2 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Vehicle body speed estimation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH092241A JPH092241A (en) | 1997-01-07 |
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| JP14780595A Expired - Fee Related JP3438415B2 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Vehicle body speed estimation device |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| DE19936710A1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-02-08 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for determining a speed variable |
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1995
- 1995-06-14 JP JP14780595A patent/JP3438415B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH092241A (en) | 1997-01-07 |
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