JPH04213067A - 加速度センサ中点補正装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサ中点補正
装置に関し、特に、センサの経年変化によって、実際の
加速度とセンサ出力の中点で代表される加速度とがずれ
た場合に、このずれを自動的に補正することができる加
速度センサ中点補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体にかかる横方向加速度（以
下、横Ｇという）を検出し、検出された横Ｇに基づいて
４輪駆動制御を行うシステムがある。

【０００３】このような制御システムにおいて、前記横
Ｇは半導体ストレインゲージ等を使用した加速度センサ
によって検出される。すなわち、この種の加速度センサ
は、応力を受けると、センサを構成する半導体の抵抗値
が変化する。したがって、その抵抗値の変化を電圧に変
換して取出すことにより、センサにかかっている応力つ
まり加速度を検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のセンサを用いた
横Ｇの検出方式には次のような問題点がある。すなわち
、前記センサによって横Ｇの方向および大きさを正確に
検出するためには、まずセンサ出力の中点を確定する。 そして、この確定された中点の値を基準としてこれに対
する偏差およびその偏り方向を検出することが必要であ
る。

【０００５】ところが、一般に、上記のセンサは、経時
劣化によって出力が変動（ドリフト）することがあり、
そのために中点が変動し、センサ出力で代表される横Ｇ
と実際の横Ｇとが対応しないことが生じる。したがって
、定期的にセンサ出力のドリフト量を検出して中点を補
正する必要がある。

【０００６】しかしながら、このようなドリフト量の補
正を行うための処理回路は要求される精度が高く、構成
が複雑になるという問題点があった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、経時劣化に起因するセンサの出力と実際値との
ずれを複雑な回路構成をとらずに自動的に補正できるよ
うにして、自動車の自動制御装置の信頼性を高めること
ができる加速度センサ中点補正装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決し、
目的を達成するために、本発明は、車輪の回転速度が各
車輪相互に予定の関係を満足していることを検出する手
段を具備し、前記予定の関係が満足されている時を車体
が直進状態にある時と判断し、その時点のセンサ出力が
横Ｇを代表する値の中点となるように、前記センサの出
力で中点の設定値を更新するように構成した点に特徴が
ある。

【０００９】

【作用】上記の特徴を有する本発明では、車体が直進し
ているときは、横Ｇが発生していないという点に鑑み、
車体が直進している時のセンサの出力を中点設定値にす
るようにした。そして、本発明では、各車輪の回転速度
を検出し、各車輪相互の回転速度が予定の関係を満足し
ている時を車体の直進状態であると判断するようにした
。したがって、各車輪相互の回転速度が予定の関係を満
足していることが検出された時点でのセンサ出力で中点
の値が更新される。

【００１０】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。図２は本発明に関する自動車の自動制御シス
テムの要部構成を示すブロック図である。同図において
、車輪１ａ、１ｂ、１ｃ、および１ｄには、これらと共
に回転するディスク２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄが装
着されている。このディスク２ａ〜２ｄにはその外周に
沿って所定数の歯またはスリットが設けられている。 各ディスク２ａ〜２ｄには、それぞれの歯またはスリッ
トの部分に近接させてパルス発生器３ａ、３ｂ、３ｃ、
および３ｄが配設されている。

【００１１】このパルス発生器３ａ〜３ｄは近接センサ
を有している。車輪１ａ〜１ｄの回転に伴ってディスク
２ａ〜２ｄが回転すると、前記近接センサによってディ
スク２ａ〜２ｄの歯の有無、またはスリットの有無が検
出され、パルス発生器３ａ〜３ｄはこの検出結果に対応
したパルス信号を発生する。

【００１２】横Ｇ検出用センサ（以下、横Ｇセンサとい
う）５は横Ｇを検出するために都合の良い車体の任意位
置に設けられる。ＥＣＵ（電子制御装置）４にはセンサ
の中点補正用のプログラムおよびこのプログラムを実行
するためのＣＰＵが含まれている。前記パルス発生器３
ａ〜３ｄおよび横Ｇセンサ５による検出信号はＥＣＵ４
に供給される。ＥＣＵ４ではパルス発生器３ａ〜３ｄか
ら供給されたパルス信号に基づいて車輪１ａ〜１ｄの回
転速度が演算され、その演算結果は、車体の直進状態を
示す予定の関係が満足されているか否かを判定するため
に使用される。

【００１３】次に、横Ｇセンサ５の中点設定値を自動的
に補正するためのＥＣＵ４の機能を説明する。図１はＥ
ＣＵ４の要部機能構成を示すブロック図であり、図２と
同符号は同等または同一部分を示す。

【００１４】同図において、変化量判定部８では、横Ｇ
センサ５の出力を予定時間毎に検出し、前回および今回
の検出時における検出値の変化量を基準値と比較する。 横Ｇセンサ５の出力値の変化量が基準値より小さい場合
は、ゲート１１に供給する信号ａを“Ｈ”（ハイレベル
）にする。

【００１５】車輪速度算出部１９では、前記パルス発生
器３ａ〜３ｄから供給されるパルス信号を計数して各車
輪１ａ〜１ｄの回転速度を算出する。算出された車輪１
ａ〜１ｄの回転速度は直進条件判定部９に供給され、こ
の回転速度に基づき、自動車が直進しているかどうかが
判断される。この判断は、後述する直進条件を満たして
いるか否かによって行われ、直進条件を満たしていると
判定された場合は、ゲート１１に供給する信号ｂを“Ｈ
”にする。

【００１６】さらに、車速判定部１０では、車速センサ
７から供給される信号に基づき、自動車の速度が基準値
以上に達しているか否かを判定する。速度が基準値以上
に達している場合は、ゲート１１に供給する信号ｃを“
Ｈ”にする。なお、車速センサ７は図２には示していな
いが、自動車の走行速度を計測するための周知のセンサ
を用いることができる。

【００１７】変化量判定部８、直進条件判定部９、およ
び車速判定部１０からゲート１１に供給される信号ａ，
ｂ，ｃがすべて“Ｈ”になると、ゲート１１が開き、横
Ｇセンサ５の出力信号ｅが偏差検出部１２に供給される
。偏差検出部１２では、中点設定部１８に設定されてい
る中点と横Ｇセンサ５の出力値との偏差が算出される。

【００１８】偏り方向判定部１３では、偏差検出部１２
での検出結果に基づいて、横Ｇセンサ５の値が中点に対
して大小いずれの方向に偏っているかが判定される。偏
り方向設定部１４には、前記偏り方向判定部１３の判定
結果に基づき、中点に対する横Ｇセンサ５の出力の偏り
方向が設定される。偏り方向はフラグの設定により行う
。

【００１９】カウンタ１６では、横Ｇセンサ５の出力値
が中点に対して一方向に継続して偏っている時間が計測
される。カウンタ値判定部１７ではカウンタ１６の値が
予定値に達しているか否か、つまり一方向への偏りが予
定時間以上継続しているか否かが判定され、予定の値に
達したと判定されるまで、判定の都度、カウンタ１６の
値はインクリメントされる。カウンタ１６の値は、中点
に対する横Ｇセンサ５の出力値の偏り方向が変化した場
合、および中点補正部１５で中点設定部１８の設定値を
補正した場合にクリアされる。

【００２０】中点補正部１５は、カウンタ値判定部１７
でカウンタ１６の値が予定値に達したと判定されると、
偏り方向設定部１４のフラグに基づいて中点設定部１８
の値を予定量だけ増大または減少させる。

【００２１】また、中点に対する横Ｇセンサ５の出力値
の偏りがないと判定された場合は、偏り方向判定部１３
から中点補正部１５に補正禁止信号が出力されて中点設
定部１８に設定されている中点の値は現在値に保持され
る。

【００２２】前記直進条件の成立条件を次に示す。次式
（１）および（２）を満足している場合、または式（１
）および（３）を満足している場合に自動車が直進して
いる状態にあると判定される。 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％……（１）左
右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％………（２）左右
後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％………（３）但し、
前輪速度は、前輪１ａおよび１ｂの平均速度、後輪速度
は、後輪１ｃおよび１ｄの平均回転速度とする。 なお、算出式（２）および（３）で得られた値は、それ
ぞれ左右前輪速度比、左右後輪速度比という。

【００２３】次に、本実施例の動作をフローチャートを
参照して説明する。図３および図４は本実施例の動作を
示すフローチャートである。同図において、ステップＳ
１からステップＳ４までの処理では、中点を更新するか
否かの判断が行われる。まず、ステップＳ１では自動車
の速度が予定の値以上であるか否かによって中点を更新
するか否かの判断を行う。自動車が基準の車速、例えば
時速１０ｋｍを超過していればステップＳ２に進む。

【００２４】一方、自動車の速度が時速１０ｋｍに達し
ていない場合は、直進条件を判定するための車輪１ａ〜
１ｄの回転数を安定して検出できる速度でないと判断し
、中点の更新を行わないでステップＳ８に移行する。

【００２５】ステップＳ２では、車輪の回転速度に基づ
く前記直進条件を満足しているか否かを、直進条件成立
フラグが立っているか否かで判断する。直進条件成立フ
ラグが立っていれば、ステップＳ３に進み、直進条件成
立フラグが立っていなければ、ステップＳ８に移行する
。

【００２６】ステップＳ３では、予定時間内、例えば１
００ミリ秒間における横Ｇセンサ５の出力値の変化量が
、中点を更新するための基準値以下であるか否かを判断
する。変化量が基準値以下であれば、センサの出力が安
定していて、中点の更新をするのに適しているタイミン
グであると判断してステップＳ４に進む。

【００２７】変化量が基準値を超過していれば、ステア
リングホイルが操作されている途中であり、横Ｇセンサ
５の出力が安定していないと判断してステップＳ８にジ
ャンプする。

【００２８】ステップＳ４では、横Ｇセンサ５の出力値
と中点の設定値との大小関係が判断される。両者の値が
等しい場合はステップＳ８に移行し、横Ｇセンサ５から
の入力値が中点の設定値より大きい場合はステップＳ５
に進む。また、横Ｇセンサ５からの入力値が中点の設定
値より小さい場合は図４のステップＳ９に進む。

【００２９】ステップＳ５では、横Ｇセンサ５からの入
力値が中点の設定値より大きいことを示すフラグ（上昇
フラグとする）が立っているか否を判断する。すなわち
、この上昇フラグに基づいて前回の判断でも同様の状態
が検出されたか否かを判定する。

【００３０】今回の判断で、横Ｇセンサ５からの入力値
が中点の設定値より大きいことが新たに検出されたので
あれば、ステップＳ５の判断は否定となってステップＳ
１２に進む。ステップＳ１２では上昇フラグがセットさ
れる。

【００３１】前回の判断でも横Ｇセンサ５からの入力値
が中点の設定値より大きいことが検出されていれば、ス
テップＳ５の判断は肯定となり、ステップＳ６に進む。 ステップＳ６では、カウンタ１６の値に基づいて予定の
時間が経過しているか否かが判断される。カウンタ値が
予定の値以上であれば、操舵センサ５からの入力値が中
点の設定値よりも大きい側にずれている状態が予定時間
継続していると判断してステップＳ７に進み、中点の設
定値を横Ｇセンサ５の出力値に近付けるため１段階イン
クリメントさせる。中点の設定値を１段階インクリメン
トさせた後はステップＳ８に進み、カウンタ１６の値を
クリアする。ステップＳ６において、予定時間が経過し
ていないと判断された場合はステップＳ１４に移行して
カウンタ１６の値をインクリメントする。

【００３２】一方、横Ｇセンサ５からの入力値が中点の
設定値より小さい場合は、図４のステップＳ９において
、上昇フラグが立っているか否を判断する。上昇フラグ
が立っていればステップＳ１３に進み、この上昇フラグ
をクリアする。上昇フラグが立っていない場合は、ステ
ップＳ１０に進み、カウンタ１６の値に基づいて予定の
時間が経過しているか否かが判断される。

【００３３】予定時間が経過していればステップＳ１１
に進み、中点の設定値を１段階ディクリメントさせる。 予定時間が経過していない場合は、ステップＳ１０から
図３ステップＳ１４に進み、カウンタ１６の値をインク
リメントする。

【００３４】このように、本実施例では、横Ｇセンサ５
の出力値が安定していて、かつ予定の速度以上で自動車
が走行している場合に、車輪の速度に基づいて自動車が
直進しているかどうかを判定するようにした。

【００３５】そして、自動車が直進していると判定され
た場合に、中点設定値と横Ｇセンサ５の出力値との偏差
が小さくなるよう中点の設定値を予定値ずつ段階的に増
減させて補正するようにした。

【００３６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例では、直進条件成立要件をさらに追加し
た。図５は、第２実施例を示す要部機能ブロック図であ
り、図１と同符号は同一または同等部分を示す。同図に
おいて、第２直進条件判定部２０では、左右車輪速度比
算出部２１で算出される左右の車輪速度比と、基準車輪
速度比算出部２２で算出される車輪速度比基準値つまり
しきい値とが比較される。そして、左右の車輪速度比が
しきい値以下の場合に、第２直進条件を満足したとして
ゲート１１に供給される検出信号ｄを“Ｈ”にする。

【００３７】すなわち、この第２実施例では、ゲート１
１に供給される信号ａ，ｂ，ｃ，ｄがすべて“Ｈ”にな
った場合に、横Ｇセンサ５の出力信号ｅが偏差検出部１
２に出力されるのである。

【００３８】前記しきい値は、横Ｇが予定の値、例えば
０．１Ｇになるような車輪速度比であり、車速センサ７
から読込まれる車体の速度に基づいて次式（４）を用い
て算出される。

【００３９】算出式（４）において、しきい値はＲ［％
］、車体の速度はＶ［ｋｍ／ｈ］、トレッドはＬ［ｍ］
であり、横Ｇ（Ｇ）は０．１とした。 　　Ｒ＝（Ｇ×Ｌ÷Ｖ２　）×（６０×６０÷１０００
）２　×９．８×１００　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　………（４）算出
式（４）で求められたしきい値Ｒと車体速度との関係を
図６に示す。同図に示したように、車体速度の増加に伴
ってしきい値Ｒは極端に小さくなる。第２直進条件判定
部２０では左右車輪速度比がしきい値Ｒ以下の場合に前
記信号ｄを“Ｈ”にするが、直進条件判定部９からの信
号ｂは、左右車輪速度比が０．５％以下の場合にしか“
Ｈ”にならない。したがって、少なくともこの２つの条
件から、横Ｇセンサ５の出力信号ｅが偏差検出部１２に
供給されるのは、図６においてハッチングを施して示し
た領域に限定されるということになる。

【００４０】一方、左右車輪速度比算出部２１では、前
記算出式（２）および（３）を用いて前輪および後輪の
それぞれの左右車輪速度比が算出される。なお、左右車
輪速度比算出部２１では、前輪および後輪の左右車輪速
度比のうち、いずれか一方の値を算出するようにしても
よいし、両方の値を算出し、いずれか一方の値を第２直
進条件判定部２０に供給するようにしてもよい。

【００４１】前輪および後輪の左右車輪速度比の双方を
算出し、いずれか一方の値を選択して使用する際の選択
基準は、例えば次のように決定する。つまり、双方の速
度比が０．５％以下になっていることが多い方、つまり
直進が成立する頻度が高い方の値を採用する。この方法
の具体例を図７のフローチャートを参照して説明する。

【００４２】同図において、ステップＳ５０では、前輪
左右速度比ＲＶＷ−Ｆを算出する。ステップＳ５１では
、前輪左右速度比ＲＶＷ−Ｆが０．５％以下か否かを判
断する。この判断が肯定の場合はステップＳ５２に進み
、前輪用のカウンタ（Ｆカウンタ）の値をインクリメン
トする。

【００４３】ステップＳ５３では、後輪左右速度比ＲＶ
Ｗ−Ｒを算出する。ステップＳ５４では、後輪左右速度
比ＲＶＷ−Ｒが０．５％以下か否かを判断する。この判
断が肯定の場合はステップＳ５５に進み、後輪用のカウ
ンタ（Ｒカウンタ）の値をインクリメントする。

【００４４】ステップＳ５６では、Ｆカウンタの値とＲ
カウンタの値との大小関係を判断する。Ｆカウンタの値
が大きい場合はステップＳ５７に進んで、前輪左右速度
比ＲＶＷ−Ｆを第２直進判定部２０に出力し、Ｒカウン
タの値が大きい場合はステップＳ５８に進んで、後輪左
右速度比ＲＶＷ−Ｒを第２直進判定部２０に出力する。

【００４５】ステップＳ５９では、予定時間が経過した
か否かを判断し、予定時間が経過した場合はステップＳ
６０でＦカウンタの値、およびＲカウンタの値をクリア
する。すなわち、定期的にカウンタをクリアすることに
よって極端に古いデータは判断基準として採用しないよ
うにした。

【００４６】なお、第２実施例の全体の動作は、図３お
よび図４のフローチャートに示した動作と同様であるの
で図示は省略する。すなわち、前記信号ｂが“Ｈ”であ
って、かつ信号ｄが“Ｈ”の場合に直進条件成立フラグ
を立てるようにしておけば、ステップＳ２の処理として
は、このような条件を示すフラグを参照して直進条件成
立か否かを判断すればよいのである。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果が得られる。 （１）　自動車が走行している状態、すなわち、実際に
横Ｇセンサの出力値に基づいて４輪駆動制御等所望の制
御を行う状態において、センサ出力の補正を自動的に行
うことができる。 （２）　経時劣化によるセンサ出力のドリフト量を、複
雑な回路構成によらず自動的に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す機能ブロック図である
。

【図２】自動車の自動制御システムの要部構成を示すブ
ロック図である。

【図３】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図４】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図５】第２実施例の機能ブロック図である。

【図６】左右車輪速度比と車体速度との関係を示す図で
ある。

【図７】後輪および前輪の左右車輪速度比選択動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車輪の回転速度を検出する手段と、各
   車輪相互間における車輪の回転速度の関係が、自動車の
   直進条件を示す予定の関係を満足していることを検出す
   る直進条件判定手段と、前記予定の関係が満足された時
   点における加速度センサの出力および中点の偏差を検出
   する手段と、中点を加速度センサの出力に近付けて前記
   偏差を補正する中点補正手段とを具備したことを特徴と
   する加速度センサ中点補正装置。
2. 【請求項２】　　前記直進条件判定手段が、｜前輪速度
   −後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％を共に満足した
   場合に自動車の直進条件を満足していると判定する手段
   であることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ中
   点補正装置。
3. 【請求項３】　　前記直進条件判定手段が、｜前輪速度
   −後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％を共に満足した
   場合に自動車の直進条件を満足していると判定する手段
   であることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ中
   点補正装置。
4. 【請求項４】　　横方向加速度が予定値になるためのし
   きい値を算出する手段を具備し、前記直進条件判定手段
   が、 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右前輪の速度差÷前輪速度≦０．５％を共に満足し、
   さらに、左右前輪の速度差÷前輪速度の計算値が前記し
   きい値を下回った場合に自動車の直進条件を満足してい
   ると判定する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の加速度センサ中点補正装置。
5. 【請求項５】　　横方向加速度が予定値になるためのし
   きい値を算出する手段を具備し、前記直進条件判定手段
   が、 ｜前輪速度−後輪速度｜÷後輪速度≦２％および 左右後輪の速度差÷後輪速度≦０．５％を共に満足し、
   さらに、左右後輪の速度差÷後輪速度の計算値が前記し
   きい値を下回った場合に自動車の直進条件を満足してい
   ると判定する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の加速度センサ中点補正装置。
6. 【請求項６】　　予定期間内における加速度センサの出
   力の変化量が基準値以下であることを検出する手段を具
   備し、予定期間内における加速度センサの出力の変化量
   が基準値以下であった場合に、前記直進条件判定手段で
   の判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の加速度センサ中点補正装置。
7. 【請求項７】　　予定期間内における加速度センサの出
   力の変化量が基準値以下であることを検出する手段と、
   自動車の速度が基準値以上であることを検出する手段と
   を具備し、予定期間内における加速度センサの出力の変
   化量が基準値以下であり、かつ自動車の速度が基準値以
   上であることが検出された場合に、前記直進条件判定手
   段での判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の加速度センサ中点補正装置。
8. 【請求項８】　　加速度センサの出力に対し、中点がい
   ずれの方向にずれているかを判定する偏り方向判定手段
   と、同一方向に予定時間継続して前記中点がずれている
   ことを検出する手段とを具備し、同一方向に予定時間継
   続して前記中点がずれていることが検出された場合に、
   前記中点補正手段によって加速度センサの出力および中
   点の偏差を補正することを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれかに記載の加速度センサ中点補正装置。
9. 【請求項９】　　前記偏差を予定の微少量ずつ補正する
   ことを特徴とする請求項１〜８記載の加速度センサ中点
   補正装置。