JPH0238974A - 車両用加速度検出装置 - 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、車両の検出された加速度信号から電気的外乱
を有効に除去する車両用加速度検出装置に関する。

［従来の技術］ 車両姿勢制御や制動制御実行時には、車両の走行状態を
正確に判定する必要がある。この走行状態判定用パラメ
ータとして、例えば、車両の横方向、あるいは、前後方
向加速度がしばしば使用される。このような車両の加速
度検出に際しては、正確な検出が要求されるので、従来
より、例えば、「車両の横加速度検出装置」　（特開昭
６２−２９３１６７号公報）等が提案されている。すな
わち、車両の横加速度Ｇを、車速２乗１直■２と操舵角
δとの積にＡ／（１＋Ｂ磨Ｖ２）、さらに、２次遅れ２
次進みフィルタを付加して算出する、もしくは、このよ
うに算出された横加速度と、実際に検出された横加速度
とを比較し、補正演算する技術であ［発明が解決しよう
とする課題］ このような従来技術は、主に車両旋回走行時のロールに
よる横加速度成分を含まない、真の横加速度を算出する
ためになされたものである。ところで、車速センサや加
速度センサの検出信号は、一般に、電気的外乱を含む。

しかし、従来技術では、このような電気的外乱を除去す
る配慮は何等なされていないという問題点があった。

すなわち、加速度センサの検出信号の低周波成分は、温
度ドリフトによる値の変動が大きく、バイパスフィルタ
等で低周波成分を除去する対策がなされていた。しかし
、低周波成分を除去してしまうと、これに含まれる加速
度信号定富分が検出不能になるという問題を生じた。こ
のことは、例えば、一定ロール角で定常円旋回走行時の
加減速走行状態検出を不可能にしていた。

また、車速センサの検出信号は、時間当りのパルス数か
ら求めたディジタル値の微分相当量であるため、高周波
成分は、パルスノイズによる値の変動を伴い、ローパス
フィルタ等で高周波成分を除去する対策がなされていた
。しかし、高周波成分を除去してしまうと、車速信号の
応答性低下による加速度信号の応答性悪化を招致すると
いう問題もあった。

本発明は、全周波数領域に亘って、電気的外乱を好適に
排除可能な車両用加速度検出装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、車両の横
方向加速度を検出して横方向加速度信号を出力する横方
向加速度検出手段と、上記車両の車速を検出して車速信
号を出力する車速検出手段と、 上記車両の操舵角を検出して操舵角信号を出力する操舵
角検出手段と、 上記横方向加速度検出手段の出力した横方向加速度信号
の、所定遮断周波数以上の周波数成分である横方向加速
度高周波信号を通過させる高域通過濾波手段と、 上記車速検出手段の出力した車速信号および上記操舵角
検出手段の出力した操舵角信号から求まる横方向加速度
推定値の、上記所定遮断周波数以下の周波数成分である
低周波信号を通過させる低域通過濾波手段と、 上記低周波信号および上記横方向加速度高周波信号に基
づいて上記車両の横方向加速度を算出する横方向加速度
算出手段と、 を備えたことを特徴とする車両用加速度検出装置を要旨
とするものである。

また、上記目的を達成するためになされた本発明は、 車両の前後方向加速度を検出して前後方向加速度信号を
出力する前後方向加速度検出手段と、上記車両の車速を
検出して車速信号を出力する車速検出手段と、 上記前後方向加速度検出手段の出力した前後方向加速度
信号の、所定遮断周波数以上の周波数成分である前後方
向加速度高周波信号を通過させる高域通過濾波手段と、 上記車速検出手段の出力した車速信号から求まる前後方
向加速度推定値の、上記所定遮断周波数以下の周波数成
分である低周波信号を通過させる低域通過濾波手段と、 上記低周波信号および上記前後方向加速度高周波信号に
基づいて上記車両の前後方向加速度を算出する前後方向
加速度算出手段と、 を備えたことを特徴とする車両用加速度検出装置を要旨
とするものである。

［作用］ 本発明の車両用加速度検出装置は、横方向加速度検出手
段が、車両の横方向加速度を検出して横方向加速度信号
を出力する。また、車速検出手段は、上記車両の車速を
検出して車速信号を出力する。さらに、操舵角検出手段
が、上記車両の操舵角を検出して操舵角信号を出力する
。これに際し、高域通過濾波手段は、上記横方向加速度
検出手段の出力した横方向加速度信号の、所定遮断周波
数以上の周波数成分である横方向加速度高周波信号を通
過させる。また、低域通過濾波手段は、上記車速検出手
段の出力した車速信号および上記操舵角検出手段の出力
した操舵角信号から求まる横加速度推定値の、上記所定
遮断周波数以下の周波数成分である低周波信号を通過さ
せる。この低周波信号および上記横方向加速度高周波信
号に基づいて、横方向加速度算出手段が上記車両の横方
向加速度を算出するよう働く。

また、本発明の車両用加速度検出装置は、前後方向加速
度検出手段が、車両の前後方向加速度を検出して前後方
向加速度信号を出力する。また、車速検出手段は、上記
車両の車速を検出して車速信号を出力する。この際、高
域通過濾波手段は、上記前後方向加速度検出手段の出力
した前後方向加速度信号の、所定遮断周波数以上の周波
数成分である前後方向加速度高周波信号を通過させる。

また、低域通過濾波手段は、上記車速検出手段の出力し
た車速信号から求まる前後方向加速度推定値の、上記所
定遮断周波数以下の周波数成分である低周波信号を通過
させる。この低周波信号および上記前後方向加速度高周
波信号に基づいて、前後方向加速度算出手段が、上記車
両の前後方向加速度を算出するよう働く。

すなわち、検出された横方向加速度信号および前後方向
加速度信号から、所定周波数より高い加速度高周波信号
を濾波し、一方、検出された車速信号、検出された操舵
角信号から求まる横方向加速度推定値の上記所定周波数
より低い低周波信号を濾波し、この濾波された低周波信
号、上記濾波された加速度高周波信号に基づいて、車両
の横方向加速度を、一方、車速信号から求まる前後方向
加速度推定値の上記所定周波数より低い低周波信号を濾
波した低周波信号、上記濾波された加速度高周波信号に
基づいて、前後方向加速度を、各々算出するのである。

従って、本発明の車両用加速度検出装置は、検出された
横方向および前後方向加速度信号の電気的外乱を受けに
くい高周波数成分と、検出された車速信号の電気的外乱
を受けにくい低周波数成分とに基づいて、電気的外乱を
除去した車両の加速度を検出するよう働く。

［実施例Ｊ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の一実施例である車両用加速度検出装置の
システム構成を第３図に示す。

同図に示すように、車両用加速度検出装置１は、車両重
心近傍に配設されて横方向加速度を検出する横方向加速
度センサ２、同じく車両重心近傍に配設されて前後方向
加速度を検出する前後方向加速度センサ３、車速を検出
する車速センサ４、操舵角を検出するステアリングセン
サ５、各センサからの検出信号に基づいて横方向加速度
を検出する横方向加速度検出回路６、各センサからの検
出信号に基づいて前後方向加速度を検出する前後方向加
速度検出回路７、雨検出回路６，７の検出信号を人力す
る電子制御装置８から構成されている。

次に、横方向加速度検出回路６のシグナルフローを第１
図のブロック線図に基づいて説明する。

同図に示すように、横方向加速度検出回路６は、遮断周
波数ω１に設定された１次バイパスフィルタ１１、同じ
く遮断周波数ω１に設定された１次ローパスフィルタ１
２を備えている。横方向加速度センサ２の検出信号Ｎｙ
には、温度ドリフト外乱信号θｄが重畳されて、１次バ
イパスフィルタ１１に人力される。ここで、横方向加速
度センサ２の検出信号Ｎｙは、第４図のタイミングチャ
ートに示すように、横方向加速度に応じて変化する。

また、温度ドリフト外乱信号θｄは、第５図のタイミン
グチャートに示すように低周波信号である。

この温度ドリフト外乱信号θｄが重畳された横方向加速
度検出信号Ｎｙは、１次バイパスフィルタ１１で遮断周
波数ω１以下の温度ドリフト外乱信号θｄを含む低周波
成分を除去され、濾波横方向加速度信号として出力され
る。ここで、１次バイパスフィルタ１１の伝達関数ＧＨ
ｙ　（ｓ）は次式（１）のように表記できる。

ＧＨｙ（ｓ）＝　　ｓ／（ｓ　　＋　　ω１）　　＝−
（１）一方、高周波のパルスノイズを含む車速センサ４
の検出信号Ｖは、１次ローパスフィルタ１２に人力され
る。ここで、車速センサ４の検出信号Ｖは、第６図のタ
イミングチャートに示すように、高周波振動であるパル
スノイズを含むパルス信号である。この車速検出信号Ｖ
は、１次ローパスフィルタ１２で、１次バイパスフィル
タ１１と同一の遮断周波数ω１以上の高周波成分を除去
され、濾波車速信号として出力される。ここで、１次ロ
ーパスフィルタ１２の伝達関数ＧＶＩ　（Ｓ）は次式（
２）のように表記できる。

ＧＶＩ　（ｓ）＝　　１／　（ｓ　　＋　ω１　　）−
（２）これらの式（１）、　　（２）で記述される１次
バイパスフィルタ１１．１次ローパスフィルタ１２は、
第７図に示すような周波数特性を有する。

このようにして得られた濾波車速信号の２乗値と、ステ
アリングセンサ５の検出信号θとの和に重みゲインに２
を掛けたｆ直と、濾波横方向加速度信号に重みゲインに
１を掛けた値とを加算して得られる横方向加速度推定信
号’Ｔ’Ｑｙが、横方向加速度検出回路６から電子制御
装置８に出力される。

ここで、横方向加速度検出信号艮ｙは、次式（３）のよ
うに記述できる。

’ｆ’Ｖｙ＝　（Ｋ１　・ｓ／　（ｓ＋ωｉ））　・Ｎ
ｙ＋　　（Ｋ２／　（Ｓ＋（Ｊｌ））　　　（Ｖ２−〇
）　　・　　（３）なお、本実施例では１次バイパスフ
ィルタ１１．１次ローパスフィルタ１２をディジタルフ
ィルタとして構成したので、離散時間系のパルス伝達間
数Ｇｙ　［ｚ］を導入して式（３）の表記を改めると、
横方向加速度推定信号’Ｉ’ｌｙは、次式（４）のよう
に記述できる。

Ｎｙ＝　（Ｋ　１／　（ｚ−ｅ−″””）　）　　麿Ｎ
ｙ＋　（Ｋ２　・ｚ／　（ｚ−ｅ−′ＩＴ））　　　（
Ｖ２−８）・・・　（４） 次に、前後方向加速度検出回路７のシグナルフローを第
２図のブロック線図に基づいて説明する。

同図に示すように、前後方向加速度検出回路７は、遮断
周波数ω２に設定された１次バイパスフィルタ２１、同
じく遮断周波数ω２に設定された１次ローパスフィルタ
２３、微分回路２４を備えている。前後方向加速度セン
サ３の検出信号Ｎｘには、温度ドリフト外乱信号θｄが
重畳されて、１次バイパスフィルタ２１に人力される。

ここで、前後方向加速度センサ３の検出信号Ｎｘは、第
８図のタイミングチャートに示すように、前後方向加速
度に応じて変化する。また、温度ドリフト外乱信号θｄ
は、第５図のタイミングチャートに示すように低周波信
号である。この温度ドリフト外乱信号θｄが重畳された
前後方向加速度検出信号Ｎｘは、１次バイパスフィルタ
２１で遮断周波数ω２以下の温度ドリフト外乱信号θｄ
を含む低周波成分を除去され、濾波前後方向加速度信号
として出力される。ここで、１次バイパスフィルタ２１
の伝達間数ＧＨｚ　（ｓ）は次式（５）のように表記で
きる。

ＧＨＸ（Ｓ）　：　Ｓ／（Ｓ　十（、）２）　　−（５
）一方、高周波のパルスノイズを含む車速センサ４の検
出信号Ｖは、１次ローパスフィルタ２３に人力される。

ここで、高周波パルスノイズを含む車速検出信号■は、
１次バイパスフィルタ２１と同一の遮断周波数０２以上
の高周波成分を除去され、濾波車速信号として出力され
る。ここで、１次ローパスフィルタ２３の伝達間数ＧＶ
２　Ｃｓ’）は次式（６）のように表記できる。

ＧＶ２　（Ｓ）　　＝　　１／　（ｓ　　＋　　ｔ、＞
２　　）　　−（６）この濾波車速信号は、微分回路２
４で微分され、加速度信号としで出力される。ここで、
微分回路２４と１次ローパスフィルタ２３との一巡伝達
関数ＤＶ　（ｓ）は、次式（７）のように表記できる。

ＤＶ　（ｓ）＝　　ｓ／（ｓ　　＋　ｗ２　）　　＝−
（７）この式（７）から明かなように、１次ローパスフ
ィルタ２３および微分回路２４は１次バイパスフィルタ
２５を構成し、車速検出信号■の遮断周波数ω２以上の
高周波成分を濾波するよう機能する。　なお、これらの
式（５）、　　（６）で記述される１次バイパスフィル
タ２１．１次ローパスフィルタ２３は、第９図に示すよ
うな周波数特性を有する。この加速度信号に重みゲイン
に４を掛けた値と、濾波前後方向加速度信号に重みゲイ
ンに３を掛けた値とを加算して得られる前後方向加速度
推定信号”ｆ’Ｊｘが、前後方向加速度検出回路７から
電子側′ｍ装置８に出力される。ここで、前後方向加速
度信号信号宵ｘは、次式（８）のように記述Ｃきる。

’ｆ；Ｊｘ＝　（Ｋ３　・ｓ／　（ｓ＋ω２））　　・
Ｎｘ＋　（Ｋ４−ｓ／　（ｓ＋ｕ２））　　曖Ｖ−（８
）なお、本実施例では１次バイパスフィルタ２１．１次
バイパスフィルタ２５をディジタルフィルタとして構成
したので、離散時間系のパルス伝達間数Ｇ　［ｚ］を導
入して式（８）の表記を改めると、前後方向加速度推定
信号Ｒｘは、次式（９）のように記述できる。

Ｑｘ＝　　（Ｋ３／　　（ｚ　−ｅ−′１２丁））　　
・　Ｎｘ＋　（Ｋ４／　（ｚ−ｅ−”２”））　・Ｖ　
　−（９）なお本実施例において、横方向加速度センサ
２が横方向加速度検出手段に、車速センサ４が車速検出
手段に、ステアリングセンサ５が操舵角検出手段に、１
次バイパスフィルタ１１が高域通過濾波手段に、１次ロ
ーパスフィルタ１２が低域通過濾波手段に、横方向加速
度検出回路６が横方向加速度算出手段に、各々該当する
。また、前後方向加速度センサ３が前後方向加速度検出
手段に、車速センサ４が車速検出手段に、１次バイパス
フィルタ２１が高域通過濾波手段に、１次ローパスフィ
ルタ２３が低域通過濾波手段に、前後方向加速度検出回
路７が前後方向加速度算出手段に、各々該当する。

以上説明したように本実施例によれば、横方同加速度セ
ンサ２の検出した横方向加速度信号Ｎｙおよび前後方向
加速度センサ３の検出した前後方向加速度信号Ｎｘの低
周波領域に於ける温度ドリフトの影響を排除できると共
に、車速センサ４の検出した車速信号Ｖの高周波領域に
於けるパルスノイズの悪影響を遮断できる。従って、横
方向加速度センサ２、前後方向加速度センサ３の両検出
信号の低周波成分を除去した信号、車速センサ４の高周
波成分を除去した信号を重畳して横方向および前後方向
の加速度を得るので、両検出信号の全周波数領域に亘っ
て電気的ノイズを除去した、車両の正確な横方向および
前後方向加速度ＹＪ　ｙ　。

Ｒｘを検出できる。

また、１次バイパスフィルタ１１，２１．１次ローパス
フィルタ１２．２３といったディジタル回路により実現
できるので、回路構成を簡略化でき、信頼性・耐久性が
高まると共に、車両実装という過酷な使用条件下におけ
る耐環境性も向上する。

なお、このように検出した横方向および前後方向加速度
”Ｒｙ、”ｆ；ｌｘを利用して、走行状態に応じた車両
姿勢制御や制動制御を行なうと、制御精度が向上するの
で、極めて顕著な効果を奏する。

また、本実施例では、１次ローパスフィルタ１２を車速
センサ４の後段に接続したが、例えば、車速信号Ｖの２
乗１［Ｖ　”と操舵角信号θとを加算した後１次ローパ
スフィルタで濾波する構成としてもよい。

ざらに、例えは、１次ローパスフィルタ２３と微分回路
２４との接続関係を逆にしても同様な効果を奏する。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明の車両用加速度検出装置は、
検出された横方向加速度信号および前後方向加速度信号
から、所定周波数より高い加速度高周波信号を濾波し、
検出された車速信号および操舵角信号から求まる横方向
加速度推定値の上記所定周波数より低い低周波信号を濾
波し、この濾波された低周波信号、上記濾波された加速
度高周波信号に基づいて車両の横方向加速度を、一方、
車速信号から求まる前後方向加速度推定値を濾波した低
周波信号、上記濾波された加速度高周波信号に基づいて
前後方向加速度を、各々算出するよう構成されている。

このため、検出された横方向および前後方向加速度信号
の電気的外乱である温度ドリフトの悪影響を受けにくい
高周波数成分と、検出された車速信号の電気的外乱であ
る高周波ノイズの悪影響を受けにくい低周波数成分とに
基づいて、車両の横方向および前後方向加速度を算出す
るので、全周波数領域に亘って電気的外乱の悪影響を除
去した横方向および前後方向加速度を正確に検出できる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の横方向加速度検出回路ブロッ
ク線図、第２図は同じくその前後方向加速度検出回路ブ
ロック線図、第３図は同じくそのシステム構成図、第４
図、第５図、第６図は同じくその各検出信号のタイミン
グチャート、第７図は同じくその周波数ゲイン線図、第
８図は同じくその検出信号のタイミングチャート、第９
図は同じくその周波数ゲイン線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１　車両の横方向加速度を検出して横方向加速度信号
   を出力する横方向加速度検出手段と、上記車両の車速を
   検出して車速信号を出力する車速検出手段と、 上記車両の操舵角を検出して操舵角信号を出力する操舵
   角検出手段と、 上記横方向加速度検出手段の出力した横方向加速度信号
   の、所定遮断周波数以上の周波数成分である横方向加速
   度高周波信号を通過させる高域通過濾波手段と、 上記車速検出手段の出力した車速信号および上記操舵角
   検出手段の出力した操舵角信号から求まる横方向加速度
   推定値の、上記所定遮断周波数以下の周波数成分である
   低周波信号を通過させる低域通過濾波手段と、 上記低周波信号および上記横方向加速度高周波信号に基
   づいて上記車両の横方向加速度を算出する横方向加速度
   算出手段と、 を備えたことを特徴とする車両用加速度検出装置。 　２　車両の前後方向加速度を検出して前後方向加速度
   信号を出力する前後方向加速度検出手段と、上記車両の
   車速を検出して車速信号を出力する車速検出手段と、 上記前後方向加速度検出手段の出力した前後方向加速度
   信号の、所定遮断周波数以上の周波数成分である前後方
   向加速度高周波信号を通過させる高域通過濾波手段と、 上記車速検出手段の出力した車速信号から求まる前後方
   向加速度推定値の、上記所定遮断周波数以下の周波数成
   分である低周波信号を通過させる低域通過濾波手段と、 上記低周波信号および上記前後方向加速度高周波信号に
   基づいて上記車両の前後方向加速度を算出する前後方向
   加速度算出手段と、 を備えたことを特徴とする車両用加速度検出装置。