JP3937182B2 - 車の横方向加速度の判断方法 - Google Patents

Description

本発明は車の横方向加速度判断方法に関し、特にアンチロックシステム（ＡＢＳ）、トラクション滑り制御システム（ＴＣＳ）、制動力分配用電子制御システム（ＥＢＶ）、アクティブサスペンション制御システム又は操縦安定性制御システム（ＤＳＣ）等の自動車の電子制御システムに関する。
制御量の計算に横方向加速度を取り入れることにより、制御品質を著しく改良できる場合があることは一般に知られている。操縦安定性に関して危険な状況は、横方向加速度から不完全ではあるが判断できる。コーナリング（cornaring）及びコーナリング方向は横方向加速度により即座に判断できる。操縦安定性制御システムのような制御システムは、横方向加速度の測定無しでは機能しない。
更に、横方向加速度の瞬時情報により、制御システムの他の部品及びセンサをモニタできる。例えば、独立横方向加速度トランスジューサ（transducer）又は操舵角送信器の機能を、計算された横方向加速度により検証できる。制御システムが各ホイールで異なっている回転円周を判断し校正係数を介して取り入れた場合、横方向加速度の測定によりその校正係数の判断のモニタが可能となる。
従って、本発明の目的は、自動車の横方向加速度を、簡単な方法、構造及び高い信頼性で判断できる方法を提供することである。
この目的は請求項１に記載の方法により達成されることが判った。
本発明の好適特徴において、各ホイールの長時間校正係数と短時間校正係数間の差の長時間平均値が、ローパスフィルタによるフィルター及び適合回路内で生成される。長時間平均値の部分値が、長時間校正係数を校正するために他のホイールの長時間平均値の関数として処理される。
従って、本発明によれば、自動車の横方向加速度は、各ホイールの回転運動に関するホイールセンサにより提供されるデータから専ら計算される。計算及びデータ処理動作がマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等のプログラムされた回路により行われる一般的な制御システムが用いられる場合、本発明によれば横方向加速度の計算には何の追加回路も必要ない。追加要素としてはプログラム拡張及び必要な場合はメモリの拡張だけである。横方向加速度センサ及び／又は操舵角送信器等の専用センサを用いる一般的なシステムに比べ、本発明の方法を用いた横方向加速度の計算は正確である。なぜなら、その計算は短時間校正係数と長時間校正係数を取り入れたホイール速度差に基づくからである。
本発明の詳細は図面を参照して説明される実施例により明かとなる。
図１は本発明による方法を適用する回路の概略構成図。
図２は図１の短時間校正係数及び長時間校正係数を決定する回路の詳細を示す。
図１の回路は本発明の方法を説明するための図である。この方法は校正係数の決定に基づいており、この校正係数は各ホイールタイヤの異なる回転円周に対する値である。校正係数は正確なアンチロック又はトラクション滑り制御動作（ＡＢＳ又はＴＣＳ）、特に制動力分配の電子制御に既に必要となっている。
非駆動軸の回転速度差は、横方向加速度ＱFZを計算するときの基礎となる。先ず、入力量は標準化される。非駆動ホイールの瞬時最低ホイール速度ｖminとホイール速度ｖnaの商が生成される。上部回路は非駆動左ホイールの速度ｖnalに適用され、第２回路部は非駆動右ホイールの速度ｖnarに適用される。
従って、商ｖmin／ｖnal及びｖmin／ｖnarは入力量である。ローパスフィルタ１又は１’により、短時間校正係数ＫＺnal又はＫＺnarが、各入力量ｖmin／ｖnal又はｖmin／ｖnarから生成される（両回路部は同一設計であり、上部回路のみを以下詳細に説明する）。
図１が関係する実施例において、デジタルフィルタ又はデジタルローパスフィルタ（ＴＰ１）が用いられ、このフィルタは入力信号ｖmin／ｖnalを、例えば各場合において１６ループにわたりクロック周期約７ｍ秒、即ち約１００ミリ秒（正確には１１２ｍ秒）で計算する。ローパスフィルタ１の出力信号は、次に示す短時間校正係数である（勿論、対応する関係は校正係数ＫＺnarにも適用される）。

ここで、
ＫＺnalは非駆動左ホイールの短時間校正係数の平均値
Ｎは平均値が生成されたループ又はサイクルの数
ｖminは瞬時最低ホイール速度
ｖnalは非駆動左ホイールの瞬時速度
Ｃは定数
長時間校正係数（非駆動左ホイールの校正係数ＬＺnal）と短時間校正係数ＫＺnalの間の食い違い又は差が、コンパレータ及び差分器２内で判断される。長時間校正係数ＬＺnalはコンパレータ及び差分器２の出力信号（Ｄnal）からフィルタ及び適合回路３内で求められる。
各ホイールの長時間校正係数及び短時間校正係数の商が、除算器４内で生成される。参照符号４は非駆動左ホイールに適用され、除算器４’は非駆動右ホイールについて機能する。次に、左右の非駆動ホイールの２つの商ＫＺ／ＬＺの間の差が差分器５内で計算される。最後に２つの商には回路ブロック６内で瞬時車速即ち車参照速度の二乗、更に定数Ｋがかけられる。車の横方向加速度を示す信号ＱFZが乗算器６の出力に発生する。従って、横方向加速度ＱFZは図１の回路により（ハードウエア又はソフトウエアによって）次の関係に従って決定される。

定数Ｋは、車速又は車参照速度に対応しこの場合”１”と考えられる定数ｋ１と、各オペランドの単位を取り入れこの場合約１０^-5の値を想定するｋ２、及びタイヤトレッド幅ＳｐＷを次の関係に従って含む。
Ｋ＝k1/(k2 x SpW).
実際は、必要であれば予想により又は物理的に可能な値の関数として、横方向加速度ＱFZについて制限値を定義し、この制限値に応じて係数を校正することが可能である。この横方向加速度は物理的理由から最大値として”１ｇ”（ｇは重力加速度）を採用できる。
図２は図１のフィルタ及び適合回路３の詳細を示す。”Ｒ１”はこの回路部がホイール番号１に関係していることを示す。
信号ＤR1は本実施例におけるホイール１の長時間及び短時間校正係数間の差を示し、先ずバンドパスフィルタ７により処理される。即ち車速の関数として重み付けされる。バンドパスフィルタ７は６０ｋｍ／ｈ〜１２０ｋｍ／ｈの中間速度領域で差信号ＤR1の全てを通過させる。しかしこの信号は、２０ｋｍ／ｈの閾値以下、及び２００ｋｍ／ｈの最高速度閾値以上で急激に減衰される。バンドパスフィルタ７に示すように、信号減衰は２０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈの領域で線形に減少し、１２０ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈの領域で線形に増加している。
バンドパスフィルタ７の出力信号Ｄ’R1、即ち重み付けされた信号Ｄ’R1は、更にデジタルローパスフィルタ８（ＴＰ２）内で処理される。長時間平均値が次の関係に従って生成される。

ここで
ＬＭR1はホイール１の長時間平均値であり、ホイール１の短時間校正係数の長時間校正係数からの重み付けされた”ずれ”（Ｄ’R1）の平均値である
Ｍは加算間隔Ｎの数
本実施例において、長時間平均値ＬＭR1は各場合で、おおよそ１０秒の間隔で生成される。長時間平均値ＬＭR1の一部分のみが、減衰回路９に導かれる。とりわけこの部分的量はいわゆる曲線係数ＧＫに依存し、このＧＫは他のホイールＲ２、Ｒ３及びＲ４の長時間平均値を考慮して、減衰回路９により判断及び処理される。重み付け係数ＧＫの好適な大きさは、各ホイールの長時間平均値の対角線方向、側方向及び軸方向の比較により求められる。
最後に、減衰回路９の各ホイールについての出力信号の適用が、次のバンドパスフィルタ１０において制限され長時間校正係数ＬＺR1が生成される。長時間校正係数に対するホイールのオーバースピンの影響を弱めるため、減衰回路９の出力信号は信号値の領域が０％と１０％の間のであればその最大値をとり、その信号が１０％と２０％の間の領域であれば１０％に限定され、信号が２０％と３０％の間の値であれば１０％〜０％の値をとる。信号の適用を示す曲線変化は、バンドパスフィルタ１０内に示されている。
バンドパスフィルタ１０の出力信号は、長時間校正係数ＬＺR1の校正に用いるために適合回路１１内で処理され、この係数ＬＺR1は最終的に回路１１の出力からコンパレータ差分器２へ戻される。長時間校正係数はホイール１に適用した前述の動作様式で各ホイールについて生成される。

Claims (2)

1. 自動車用電子制御システムに用いる入力量として自動車の横方向加速度を決定する方法であって、
   自動車の該横方向加速度（ＱFZ）は、各ホイールの回転運動を示すホイールセンサの出力信号に基づき、タイヤ接地面の円周の長さの差を判断する校正係数を取り入れて、決定され、
   短時間校正係数（ＫＺnal、ＫＺnar）及び長時間校正係数（ＬＺnal、ＬＺnar）を少なくとも非駆動ホイールについて生成し、ホイールセンサの出力信号から由来する短時間校正係数は、ローパスフィルタにより生成され、長時間校正係数はフィルタを用いて短時間校正係数から得られ、
   各非駆動ホイールの長時間校正係数（ＬＺna）と短時間校正係数（ＫＺna）の間の差（ＤR1）がフィルタ及び適合回路（３、３’）内で判断及び処理され、
   長時間校正係数（ＬＺna）は前記フィルタ及び適合回路（３、３’）内で生成された信号の関数として校正され、
   各ホイールの短時間校正係数（ＫＺna）と長時間校正係数（ＬＺna）の商が生成され、
   ２つの非駆動ホイールの短時間及び長時間校正係数から得られた前記商の間の差が生成され、そして
   前記横方向加速度（ＱFZ）がこれらの商から次の関係、
   

   

   ここで、ＱFZは自動車の横方向加速度、
   

   

   は非駆動左ホイールの短時間校正係数と長時間校正係数の商、
   

   

   は非駆動右ホイールの短時間校正係数と長時間校正係数の商、
   ＶFZは車速または車参照速度、
   Ｋは定数、
   に従って求められることを特徴とする方法。
2. 各ホイールの長時間校正係数（ＬＺR1）と短時間校正係数（ＫＺR1）の間の前記差（ＤR1）の長時間平均値（ＬＭR1）が、ローパスフィルタ（８）によりフィルタ及び適合回路（３、３’）内で生成され、前記長時間平均値（ＬＭR1）の部分値が、前記長時間校正係数（ＬＺR1）を校正するために、他のホイールの長時間平均値（ＬＭR2,3,4）の関数として処理されることを特徴とする請求項１記載の方法。

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