JPH01244373A - 車体加速度および車体速度の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車体の姿勢変化によって生じる加速度センサ
の誤舞を補正する車体の加速度検出装置に関し、特にア
ンチスキッド制御装置に好適に実施される。

従来の技術 フットブレーキ踏み込み時において、車輪がロックする
のを防止するための装置として、アンチスキッド制御装
置がある。この装置は車輪の回転速度である車輪速と車
体の速度である車体速とから車輪のスリップ率を演算し
、そのスリップ率が最も高い制動力を生じさせる範囲に
なるようにブレーキシリンダの油圧を制御する装置であ
る。したがって、アンチスキッド制御を確実に行わせる
ためには、車体速を精度よく検出する必要がある。

そこで従来から、車体に加速度センサを取付け、ブレー
キ踏み込み時における車輪速から車体速を求め、その車
体速から加速度センサの出力を積分した値を引くことに
より、車体速を求める装置がある。

発明が解決すべき課題 この従来の装置では、ブレーキの踏み込みにより生じる
車両の姿勢変化により加速度センサの出力に誤差が含ま
れるので、正確な車体速を求めることができない、特に
、高いμ（車輪と路面との間の摩擦係数）を有する路面
では加速度センサから求めた車体速は実際の車体速より
低い値が導出される。

第１０図は、従来のアンチスキッド制御装置の車体連中
の速度誤差の発生を説明するための図である。第１０［
２Ｉ（１）は加速度センサの出力値の時間変化、同図（
２）は車体速の時間変化を示す図である。成る速度で走
行している自動車に時刻１、においてブレーキが踏み込
まれると、第１０図（１）に示すように負の加速度が生
じ、同図（２）に示すように車体速は低下していく。

走行中ブレーキが踏み込まれると、一般に車体前部が沈
み込む、いわゆるノーズダイブという現象が生じ、車体
の姿勢が変化する。車体の姿勢が変化することにより、
車体に固定されている加速度検出器もそれとともに走行
方向に対する取付角が変化する。したがって、この取付
角の変化により、加速度センサの検出成分に重力加速度
が加わり、加速度センサの出力に波形が含まれることに
なる。

第１０［Ｚ（１）の波形１１１は加速度センサからの出
力値の時間変化波形で、実際の加速度を示す波形Ｚ１２
に比べ、重力加速度の影響を受けた分だけ高い数値が出
力されることになる。ブレーキが踏み込まれた時の車体
速から加速度センサの出力値を積分して得られる値を差
し引いて求めた車体速くライン１１３）は実際の車体速
（ライン１１４）より低い数値が導出され、第１０図（
２）の時刻ｔ２で実際には減速中であるにもかかわらず
、加速度センサから求めた車体速は０となり停止状態と
誤判定してしまう。

第１１図は、ノーズダイブ時の加速度センサの出力にあ
られれる加速度成分を説明するためのベクトル図である
。第１１図において、ベクトルＧｖは車両の実際の減速
度（負の加速度）、ベクトルＧｏは重力加速度とし、フ
ットブレーキが踏まれたときの、車両の姿勢変位角（車
両の進行方向に対する沈み込みまたは浮き上り角）を角
度θとした場き、加速度センサに出力される車両の減速
度の成分はＧ　ＶＣとなり、また重力加速度による成分
はベクトルＧ。、どなる。したがって、ベクトルＧｖの
絶対値をＧｖとし、重力加速度の絶対値をＧ６とすると
、加速度センサから出力される検出加遠度ｇ、は第１式
で表される。

ｇｎ＝Ｇｖ−ＣＯ３θ＋Ｇ、−５ｉｎθ　　　　　　　
　−（１）第１式から理解されるように、加速度センサ
の出力時は車両姿勢変位角θに依存し、θが大きくなる
につれ、重力加速度の影響を大きく受けることになる。

車両姿勢変位角θは車両の減速度と相対関係があり、減
速度は大きくなるにつれ、車両姿勢変位角θも大きくな
る。

第１２図は、ノーズダイブが生じている時の加速度セン
サの出力と実際の加速度との関係を示すグラフである。

縦軸に加速度センサの出力である検出加遠度ｇ。を示し
、横軸に実際の車両減速度Ｇ′ｏを示す、第１２図にお
いて、ライン１１５はノーズダイブがない場き、すなわ
ち車両姿勢変位角θがＯであると仮定した場自の、加速
度センサの検出加遠度と車両の実際の減速度の関係を示
し、誤差は生じない、しかし、ラインｌ１６に示すよう
に車両の減速度が増すにつれ、車両はノーズダイブをお
こし、加速度センサから出力される検出加遠度は重力の
影響を受け、実際の車両の減速度よりも大きい値を示す
、なお、車両の減速度がＧ、以上になると、車両のサス
ペンション特性により車両が傾きにくくなるため、車両
姿勢変位角θがほぼ一定となり、加速度センサの出力に
含まれる誤差はほぼ一定となる。

以上は、減速時の車両の姿勢変化について説明したが、
急加速度時に車両前部が浮きあがる現象、いわゆるスフ
ワットが生じたときも、重力加速度の影響を受は加速度
検出器の出力に誤差が含まれることになる。

本発明の目的は、ノーズダイブまたはスフワットにより
生じる検出加遠度に含まれる誤差を補正する手段を含む
車体加速度および車体速度の検出装置を提供することで
ある。

課題を解決するための手段 本発明は、車体に固定される加速度センサと、前記加速
度センサの出力に応答し、前記加速度センサによって検
出される検出加遠度が大きいとき、前記検出加遠度の値
を小さくするように補正して車体の走行方向前後の部分
の上下の変位に起因した誤差を含む前記加速度センサの
検出加遠度を補正する補正演算手段とを含むことを特徴
とする車体加速度の検出装置。

また本発明の補正演算手段は、前記検出加遠度の絶対値
が大きくなるにつれて大きい補正品数を定め、前記検出
加遠度と前記補正係数を乗算することを特徴とする。

また本発明は、車体に固定される加速度センサと、 前記加速度センサの出力に応答し、前記加速度センサに
よって検出される検出加遠度が大きいとき、前記検出加
遠度の値を小さくするように補正して車体の走行方向前
後の部分の上下の変位に起因した誤差を含む前記加速度
センサの検出加遠度を補正する補正演算手段と、前記補
正演算手段の出力値を積分することにより、車体速を演
算する手段とを含むことを特徴とする車体速度の検出装
置である。

さらに本発明の補正演算手段は、前記補正演算手段の出
力値を予め定めた値により、卓論と路面との間の摩擦係
数を弁別する手段を含むことを特徴とする。

作　　用 本発明においては、加速度センサが車体に固定され、こ
の加速度センサから出力される検出加遠度が大きい場き
、車体の走行方向前後の部分の上下の変位に起因した誤
差を含む加速度センサの検出加遠度を補正演算手段によ
って小さくするよう補正する。

また、前記補正演算手段においては、検出加遠度の絶対
値に対応する補正係数を予め定めておき、検出加遠度と
補正係数を乗算することによって、加速度センサから出
力される検出加遠度を補正する。

また、前記加速度検出装置には、補正演算手段の出力値
を積分することによって、車体速を算出する手段を含む
。

さらに、前記補正演算手段の出力値を予め定めた値によ
って弁別することにより、車両と路面との間の摩擦係数
を弁別する手段を含んでいる。

実施例 第１１］は、本発明の一実ａｒＩＡである車体の加速度
検出装置をアンチスキッド制御装置に応用した場合のブ
ロック図である。加速度検出装置１は加速度センサ２、
出力値補正手段３がら構成されている。加速度センサ２
には圧電型加速度センサあるいは歪ゲージ型加速度セン
サなどによって実現され、車両の走行方向の加速度を検
出するために、車体に固定されている。

加速度センサ２の出力である検出加遠度はｌ−ランジス
タ、マイクロコンピュータなどによって構成される出力
値補正手段３に与えられる。出力値補正手段３によって
補正された検出加遠度（以下「補正加速度」という）は
車体速演算手段４に与えられ、補正加速度を積分するこ
とによって車体速を演算する。車体速演算手段４から出
力される車体速は制御演算手段５に与えられ、車輪と路
面との間の摩擦力が最大であるスリップ率になる車輪回
転速度を演算し、その車輪回転速度となるよう制動手段
６に制御信号を送出する。制動手段６に制御演算手段５
で算出された車輪回転速度となるように、たとえば油圧
制御により車輪を制動する。

第２１２１は、加速度センサの取り付は場所を説明する
ための車の平面図であるゆ加速度センサ２はたとえば第
２図に示すように車の前部、すなわちエンジンルーム内
に取付けられている。

第３図は、本実施例で用いられる歪ゲージ型加速度セン
サの断面図である０両端がケース８に固定された起工板
９に歪ゲージ１０が取付けられ、起歪板９の中央部には
質量１１が取付けられている。質量１ｉはダンピングオ
イル１２中に浸されており、ダイヤフラム１３はダンピ
ングオイル１２の漏洩を防止する。上ぶた１４はケース
８とともに加速度センサ２を密関する。信号線１５は歪
ゲージ１０と電気的に接続され、加速度信号を取り出す
、矢符１６は加速度の検出することのできる方向を示す
。

以上のように構成された加速度センサ２の動ｆ％を簡単
に説明する。加速度センサ２に、たとえば第３図上方へ
減速度が与えられたとすると、質量１１は減速度方向へ
変位する。その変位量は起工板９を変形させ、起工板９
上の歪ゲージ１０に歪を生じさせる。歪ゲージ１０は、
たとえば４つの抵抗がブリッジ状に構成され、歪が生じ
るとその抵抗値が変わるので、その抵抗値の変化を電気
的に取出すことにより、加速度センサ２に与えられてい
る減速度を検出することができる。

第４図は、検出加遠度と実際の車両加速度との関係を示
すグラフである。第４図縦軸は、加速度センサ２の検出
加遠度ｇ。を示し、横軸は実際の車両加速度Ｇ′７を示
す、ライン１はノーズダイブのない状態、すなわち車両
姿勢変位角θが０である場合の検出加遠度と車両加速度
との関係を、示すラインである。すなわち、検出加遠度
と車両加速度がラインｌｌ上にある場合は、検出加遠度
中に誤差は含まれない、ライン１２はノーズダイブが生
じている場合の検出加遠度と車両加速度との関係を示す
ラインである。検出加遠度が大きくなるにつれ、車両姿
勢変位角θも大きくなるので、実際の車両加速度との差
は大きくなる０本実施例においては、加速度センサの出
力と実際の車両の加速度との関係を予め求めておき、出
力値補正手段３において検出加遠度を補正することによ
り、検出加遠度中に含まれる誤差を打ち消すことができ
る。

検出加遠度がｇ、〜ｇ２の範囲である場合には、車両姿
勢変位角θは小さく、検出加遠度中に含まれる誤差も小
さいので、出力値補正は行われない。

すなわち、第４図の非補正領域１７の範囲においては、
検出加遠度の補正は行われない。

第５図は、加速度センサの出力値を補正し、車体速を求
める加速度検出装置１の動ｆｔＥフローチャートである
。ステップｍ１において、出力値補正手段３は加速度セ
ンサ２の出力値ｇ。を読取る。

ステップｍ２において出力値補正手段３はステップｍ１
で求めた検出加遠度が第４図に示す非補正領域１７に含
まれているか否かが判断される。非補正領域１７内であ
る場合は、ステップｍ３に進み、補正操作は行われず、
検出加遠度ｇ。がそのまま車体速演算手段４に送出され
る。

車体速演算手段４では、ステップｍ４が実行される。単
位時間に毎に車体速演算が行われる場合、前回の車体速
をｖ　ｓ　ａ−１とすると、今回の車体速ｖＳ、、は第
２式によって算出される。

ＶＳａ＝ＶＳｎ−＋＋Ｋ　ＨＧｈ−（２）なお、車両の
加速度Ｇ。は正負の符号を有しており、正の場合は加速
度、負の場きは減速度を意味する。

ステップｍ２において、検出加遠度が非補正領域１７外
である場合は、ステップｍ５に進み、車両が減速中で゛
あるか否かが判断される。ステップｍ５において車両が
減速中か増速中かを判断するのは、検出加遠度の絶対値
が同一であっても、加速時と減速時とでは車両姿勢変位
角θが異なり、補正係数；（異なるためである。ステッ
プ・・５において、検出加遠度が減速度である場６には
、ステップｍ６へ進む。

ステップｒｎ　６において検出加遠度ｇｆｉに補正係数
Ｃ１がかけられ、補正された車両加速度Ｇ７が求められ
る。補正加速度Ｇイが求められると、ステツブｍ４へ進
み、前述と同様に今回の車体速ＶＳイが算出される。

ステップｒｎ　５において、検出加遠度ｇ０が正の加速
度である場合には、ステップｍ７へ進み、検出加遠度ｇ
７に補正係数り、がかけられ、補正加速度Ｇａが求めら
れる。ステップｍ７にお（１て補正加速度Ｇイが求めら
れると、ステップｒｎ　４へ進み、前述したと同様に車
体速■Ｓ７が求められる。

ステップｍ６．ｍ７の演算で用いられる補正係数Ｃ，，
Ｄ、は成る値に設定されてもよく、第６図に示すように
検出加遠度に対応して非直線状に設定してもよい、１１
正係数Ｃ，、Ｄ、は出力値補正手段３内のリードオンリ
メモリ等に記憶される。第６図のライン１３は補正係数
Ｃ１を、ライン１４は補正係数り、を示す。

アンチスキッド制御を正確に行うためには、車体速の正
確な検出が不可欠である。しかし、車体速を車輪の回転
速度から求める場き、車輪速度の落ち込み時間が長いと
、正確な車体速を検出することが困難となる。したがっ
てアクセルペダルが踏込まれて走行している間は、車輪
の回転速度から車体速を求め、ブレーキが踏込まれた後
は、加速度センサの出力である検出加遠度を用いて車体
速を演算することにより、正確な車体速を求めることが
できる。

第７図は、本発明の他の実施例である車体の加速度検出
装置をアンチスキッド制御装置に応用した場合の構成ブ
ロック図である。加速度検出装置１８は、加速度センサ
１９、出力値補正手段２０により構成されている。

加速度センサ１９は、第１の実施例と同様に圧電型加速
度センサあるいは歪ゲージ型加速度センサなどにより構
成され、車の進行方向の加速度を検出する。加速度セン
サ１９の出力である検出加遠度は出力値補正手段２０に
与えられ、予め定められた補正係数が検出加遠度に乗じ
られ、検出加遠度中に含まれる誤差が打ち消される。出
力値補正手段２０の出力は車体速演算手段２１に与えら
れ、車体速が演算される。車体速演算手段２１はブレー
キ（図示せず）が踏込まれたとき、すなわちブレーキス
イッチ２２が導通したときから車体速演算を開始する。

車体速演算手段２１で算出された車体速は制御演算手段
２３に与えられ、車輪と路面との間の摩擦力が最大であ
るスリップ率に制御される。制動手段２４は、制御演算
手段２３で算出された車輪回転速度となるよう、たとえ
ば油圧制御により車輪を制動する。

制御演算手段２３は車輪回転速度から疑似車体速を算出
しており、その疑似車体速は信号ラインｒ１を介して車
体速演算手段２１に与えられる。

車体速演算手段２１にはブレーキスイッチ２２が導通し
たときの疑似車体速を車体速演算の初期値として用いる
。また車体速演算は、車体速停止まで出力値補正手段２
０の出力の積分のみで作成するのではなく、制御演算手
段２３からの出力に応じて車体速に補正を加えてもよい
。

第８図は、第７図における加速度検出装置１８および車
体速演算手段２１の動作を説明するためのフローチャー
トである。ステップＳ１において、ブレーキスイッチ２
２が導通しているか百かが判断される。ブレーキスイッ
チが遮断状態である場合、ステップＳ２に進み、車体速
■Ｓｏは制御演算２３で算出されている擬似車体速か用
いられる。

ステップＳ１においてブレーキスイッチ２２が導通する
と、ステップｓ１からステップＳ３へ進み、出力値補正
手段２０は加速度センサ１９の検出加遠度ｇｎを読取る
。ステップＳ４において、出力値補正手段２０は検出加
遠度ｇ。で定まる補正係数Ｃ１を乗じ、車体加速度Ｇｈ
を求める。補正係数Ｃ１はたとえば第１表に示すような
形で出力値補正手段２０に記憶されている。

第　　１　　表 ステップｓ４において、補正加速度が算出されると、ス
テップＳ５へ進み、車体速か算出される。

車体速は第２式によって算出される。

７車輪と路面との摩擦係数をアンチスキッド制御演算に
加えることによりスリップ率の制御が容易になるので、
より滑らかなアンチスキッド制御を実現することができ
ることが知られている。第９図は、補正加速度を用いて
車輪と路面との間の摩擦係数μのＬレベルを求めるフロ
ーチャートである。ステップｎ１において、出力値補正
手段２０は加速度センサ１９からの検出加遠度ｇ０を読
取る。ステップｒｒ　２において、出力値補正手段２０
は第２式を用いて補正加速度Ｇ。を算出する。補正加速
度Ｇ。は、車体速演算手段２１へ送出される。ステップ
ｎ３において、車体速演算手段２１はブレーキスイッチ
２２が導通しているか否かが判断される。ブレーキスイ
ッチ２２が導通すると、ステップｎ　３からステップ口
４へ進み、アンチスキッド制御を開始する条件が成立し
ているか否かが判断される。すなわち、車輪のスリップ
率が予め定めた値以上となっているなどの条件が判断さ
れる。ステップｎ　４において、アンチスキッド制御開
始条件が成立している場かには、ステップｎ５へ進み、
ステップｎ２で求めた補正加速度Ｇ。

の値により中擦係数μのレベルが判断される。たとえば
第２表に示すように、補正加速度Ｇ０が０゜３Ｇ以下で
ある場合は低μと判断し、０．３Ｇ〜０．６Ｇである場
合は、中μであると判断し、また０、６Ｇ以上では高μ
であると判断する。ここにＧは重力加速度を意味する。

第　　２　　表 制御演算手段２３はステップｎ５で求めたμレベルを用
いて制御演算を行うことにより、より滑らかなアンチス
キッド制御を実現することができる。

以上のように本実施例に従えば、ブレーキペダル踏込み
時のノーズタイプおよびアクセルペダル踏込み時のスフ
ワットによって生じる加速度センサの出力中に含まれる
誤差を補正演算を行うことにより打ち消し、より正確な
車体速を得ることができる。また、アンチスキッド制御
に応用することにより、滑らかなアンチスキッド制御を
実現することができる。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、加速度センサの出力に応
じて、加速度の値を予め定めた補正係数により補正する
ので、より正確な車体加速度および車体速を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である車体の加速度検出袋装
置をアンチスキッド制御装置に応用した場合のブロック
図、第２図は加速度センサの取り付は場所を説明するた
めの車の平面図、第３図は本実施例で用いられる歪ゲー
ジ盟加速度センサの断面図、第４図は検出加遠度と車両
加速度との関係を示すグラフ、第５図は検出加遠度を補
正し、車体速を求める加速度検出装置の処理フローチャ
ート、第６図は加速時および減速時における補正係数を
示すグラフ、第７図は本発明の他の実施例である車体の
加速度検出装置をアンチスキッド制御装置に応用した場
合の構成ブロック図、第８図は加速度検出装置！１８の
車体速の検出を説明するためのフローチャート、第９図
は補正加速度を用いて車輪と路面との間の摩擦係数μの
レベルを求めるフローチャート、第１０図は従来のアン
チスキッド制御装置の車体速中の速度誤差の発生を説明
するための図、第１１図はノーズタイプ時の加速度セン
サの出力にあられれる加速度成分を説明するためのベク
トル図、第１２図はノーズダイブ時の加速度センサの出
力と、車体加速度との関係を示すグラフである。 １・・・加速度検出装置、２・・・加速度センサ、３・
・・出力値補正手段、４・・・車体速演算手段、５・・
・制御演算手段、６・・・制動手段、１７・・・非補正
領域、１８・・・加速度検出装置、１つ・・・加速度セ
ンサ、２０・・・出力値補正手段、２１・・・車体速演
算手段、２２・・・ブレーキスイッチ、２３・・・制御
演算手段、２４・・・制動手段、 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第３図 第４図 〔ｎ Ｑ 第８図 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体に固定される加速度センサと、 前記加速度センサの出力に応答し、前記加速度センサに
   よつて検出される検出加速度が大きいとき、前記検出加
   遠度の値を小さくするように補正して車体の走行方向前
   後の部分の上下の変位に起因した誤差を含む前記加速度
   センサの検出加速度を補正する補正演算手段とを含むこ
   とを特徴とする車体加速度の検出装置。
2. （２）前記検出加速度の絶対値が大きくなるにつれて大
   きい補正係数を定め、前記検出加速度と前記補正係数を
   乗算する特許請求の範囲第１項記載の車体加速度の検出
   装置。
3. （３）車体に固定される加速度センサと、 前記加速度センサの出力に応答し、前記加速度センサに
   よつて検出される検出加速度が大きいとき、前記検出加
   速度の値を小さくするように補正して車体の走行方向前
   後の部分の上下の変位に起因した誤差を含む前記加速度
   センサの検出加速度を補正する補正演算手段と、前記補
   正演算手段の出力値を積分することにより、車体速を演
   算する手段とを含むことを特徴とする車体速度の検出装
   置。
4. （４）前記補正演算手段の出力値を予め定めた値により
   、車輪と路面との間の摩擦係数を弁別する手段を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の車体速度の
   検出装置。