JPH0648141A

JPH0648141A - 車両制御装置

Info

Publication number: JPH0648141A
Application number: JP20353792A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kubota; 正則久保田; Masayoshi Suzuki; 政善鈴木; Terumi Nakazawa; 照美仲沢; Shotaro Naito; 祥太郎内藤
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】多種多様の車両制御を行う場合のセンサの使
用数を減らして装置のコスト低減及びセンサ取付スペー
スの合理化を図る。【構成】加速度センサ１７の出力信号（加速度信号）
は別途二分され、一方の信号Ｖ１は第１のＬＰＦ（ロー
パスフィルタ）１３ａ，Ａ／Ｄ２６を介し制御回路２０
へ入力される。他方の出力信号はＬＰＦ１３ｂ，Ａ／Ｄ
２３を経て制御回路２０へ入力される。制御回路２０は
所定の演算処理を行い、信号Ｖ１を基に能動サスペンシ
ョン制御を行い、信号Ｖ２を基に能動消音制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両制御装置に係り、特
に加速度センサの出力信号をもとに車両の能動サスペン
ション制御，能動消音制御，アンチロックブレーキ制御
等を行う車両制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より加速度センサを用いて種々の能
動サスペンション制御やアンチロックブレーキ制御等を
行う装置が知られている。これに関連する従来技術とし
ては、例えば、特開昭６４−６０４１３号、特開平１−
９５９２３号、特開平２−１７５４０６号公報等があ
る。

【０００３】この種の車両制御装置は、用途に応じて専
用の加速度センサを個々に使用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、各種車
両制御を行う場合には、用途ごとに別々の加速度センサ
が使用されているため、複数種の車両制御を行う場合に
は、加速度センサの数が多数必要となる問題があった。
例えば、多種の能動サスペンション制御（ロール制御，
ピッチ制御，バウンス制御等）に使用する加速度センサ
の数は約４〜６個である。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、多種多様の車両制御を行う場合のセンサの使用数
を減らして装置のコスト低減及びセンサ取付スペースの
合理化を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。

【０００７】第１の発明は、車両走行時の所定方向の車
体状態変化をその状態変化の加速度からとらえて能動サ
スペンション制御，アンチロックブレーキ制御のうち少
なくとも一つの車両制御を行う車両制御手段と、車室内
のこもり音を打ち消すためにこもり音と逆位相の音を車
室内に発生させる能動消音制御手段とを備え、前記車両
制御に必要な加速度と前記能動消音制御に必要なこもり
音の振動に関する加速度との双方が検出可能な共通の位
置に、これらの双方の加速度に応動可能な兼用の加速度
センサが配置され、この加速度センサから複数の出力信
号を出力して前記車両制御手段及び能動消音制御手段の
各々に必要な加速度信号が入力されるよう設定して成
る。

【０００８】第２の発明は、車両走行時の車体の姿勢変
化や振動により生じる加速度をとらえて車体の適正姿
勢，制振に関する複合的な能動サスペンション制御を行
う手段を備え、これらの複合能動サスペンション制御に
必要な加速度が検出可能な共通の位置に、前記姿勢変
化，振動のいずれの車体状態変化にも応動可能な兼用の
加速度センサが配置され、この加速度センサから複数の
出力信号を出力して前記複合能動サスペンション制御の
各々の系に必要な加速度信号が入力されるよう設定して
成る。

【０００９】第３の発明は、車両走行時の制御目的とな
る車体状態変化により生じる加速度をとらえて１種類以
上のサスペンション制御を行う能動サスペンション制御
手段と、車体のヨーを検出してブレーキ制御を行うアン
チロックブレーキ制御手段とを備え、前記能動サスペン
ション制御に必要な車体状態変化に関する加速度と前記
ヨーに関する加速度との双方が検出可能な共通の位置
に、これらの双方の加速度に応動可能な兼用の加速度セ
ンサが配置され、この加速度センサから複数の出力信号
を出力して前記能動サスペンション制御手段及びアンチ
ロックブレーキ制御手段の各々に必要な加速度信号が入
力されるよう設定して成る。

【００１０】

【作用】第１の発明の作用…能動サスペンション制御に
は、例えば、車体の横加速度を検出して車体のロールを
防止するロール制御や、車体の上下加速度を検出して車
体の上下振動を抑制するバウンス制御や、車体の前後方
向の加速度を検出して車体のピッチングを防止するピッ
チ制御等種々のものがある。また、アンチロックブレー
キ制御は、車体のヨーを検出してブレーキ制御を行う。
一方、能動消音制御は、車室内のこもり音に相関する基
準信号を生成し、この基準信号を位相制御してこもり音
と逆位相となる音（音の大きさも制御してある）を生成
するが、この基準信号は車体振動（例えば、エンジン振
動等に起因するもの）に関する加速度を検出して生成す
ることが可能である。

【００１１】本発明では、兼用可能な加速度センサを用
いてこれらの加速度に応動して複数の出力信号を出力
し、これらの出力信号から前記車両制御手段及び能動消
音制御手段が必要な加速度信号を取り出して目的の制御
を行う。

【００１２】この場合に用いる加速度センサは、車両制
御及び能動消音制御に必要な検出すべき加速度の方向性
が同一であれば一つの１次元加速度センサを用いてこれ
らの加速度に関する信号を出力でき、方向性が異なれば
一つの２次元以上の加速度センサを用いてこれらの加速
度に関する信号を出力できる。

【００１３】第２の発明の作用…車両走行時の車体の適
正姿勢及び制振に関する複合的な能動サスペンション制
御であっても、その制御対象となる車体状態変化の方向
性が同一であれば１次元センサを兼用させることで、ま
た、車体状態変化の方向性が異にする場合でも２次元以
上の加速度センサを兼用させることで、しかもそのセン
サの設置位置に配慮をなすことで、これらの車体状態変
化に関する加速度が検出できる。

【００１４】本発明は、以上のセンサ特性を利用して、
加速度センサを兼用させて各制御目的の状態変化に関す
る加速度を検出して複数の出力信号を出力し、これらの
出力信号から複合の能動サスペンション制御に必要な加
速度信号を取り出して目的の制御を行う。

【００１５】第３の発明の作用…上記第１，第２の発明
同様に、能動サスペンション制御対象となる車両の状態
変化とタイヤスリップ（アンチロックブレーキ制御対
象）により生じる状態変化（ヨー）は、その方向性が同
一であれば１次元加速度センサを兼用させて、その方向
性が異なれば２次元以上の加速度センサを兼用させてこ
れらの状態変化に伴う加速度センサが検出可能である。

【００１６】したがって、この場合も加速度センサを兼
用させてこれらの加速度に応動して複数の出力信号を出
力し、これらの出力信号から必要な加速度信号を抽出し
て能動サスペンション制御及びアンチロックブレーキ制
御の双方の制御を行い得る。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。

【００１８】図１は本発明の第１実施例に係る車両制御
装置の全体構成図であり、室内の能動消音制御と、能動
サスペンション制御（ここでは、一例として制振を目的
としたバウンス制御）の双方を実行する車両制御装置を
示してある。

【００１９】図１において、加速度センサ１７は半導体
容量式のものを用い、その加速度検出部５はシリコンカ
ンチレバー１の先端部に形成した可動電極（質量部）２
と、これに対向して配置された固定電極３，４から成
る。図示しない車両に加わる大きさと方向に応じて可動
電極２が固定電極３，４間を図示の例では上下し、この
上下動の変位から加速度の大きさを検出することができ
る。

【００２０】この可動電極２及び固定電極３，４は、サ
ーボ回路６と電気的に接続されている。サーボ回路６
は、可動電極２・固定電極３間の静電容量Ｃ１と可動電
極・固定電極４間の静電容量Ｃ２との静電容量差ΔＣを
算出するΔＣ検出回路、ΔＣの電気信号を増幅する増幅
回路８、増幅されたΔＣ信号をパルス幅変調するＰＷＭ
（パルス幅変調回路）９等から構成される。ＰＷＭ９を
出た信号は二分され、一方の信号はスパン（感度）調整
回路１０を介して固定電極３へ、他方は反転回路１１，
スパン調整回路１０を介して固定電極４へ接続される。
また、ＰＷＭ９内にはゼロ点調整回路１２が内蔵され
る。

【００２１】このような加速度センサ１７は、静電容量
・静電サーボ式の加速度センサとなる。すなわち、加速
度を受けて可動電極２が一方の固定電極の方へ変位しよ
うとしたとき、他方の固定電極には可動電極２を中央に
引き戻す静電気力が作用し、可動電極２は常に中央位置
にあるように動作する。この中央位置にバランスさせた
ときの静電気力（ＰＷＭ９の出力信号）を電圧から検出
することで、加速度の検出が可能となる。また、スパン
調整回路１０、ゼロ点調整回路１２にて、所定の出力特
性を得ることができる。

【００２２】本実施例に用いる加速度センサ１７は、そ
の加速度検出部５が、バウンス制御の目的となる路面か
ら受ける車体振動と、消音制御に必要なこもり音の振動
に関する加速度との双方が検出可能な位置、例えばサス
ペンション機構のショックアブソーバのインシュレータ
（ボディ取付け点）付近に設置してある。

【００２３】本実施例の場合、ＰＷＭ９の出力信号（加
速度信号）は別途二分され、一方は第１のＬＰＦ（ロー
パスフィルタ）１３ａを介しアナログ電圧信号Ｖ１とし
て、他方は第２のＬＰＦ１３ｂを介してアナログ信号Ｖ
２となり、この信号Ｖ１，Ｖ２がＡ／Ｄ変換回路２３，
２６でディジタル信号に変換されて制御回路２０へそれ
ぞれ入力される。ＬＰＦ１３ａ，１３ｂはそれぞれ異な
る所定の周波数特性を得るもので、前者が車体の路面の
凹凸に起因する振動に関する加速度信号成分を抽出し、
後者が能動消音の対象となるこもり音（エンジン振動）
に関する加速度信号成分を抽出する。

【００２４】制御回路２０は、インターフェース回路２
４、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）等を備え、例えば、ディジタル変換された信号Ｖ
１が能動サスペンション制御系２２に、信号Ｖ２が能動
消音制御系２１に取り込まれて各種演算を行う。

【００２５】本実施例における制御回路２０は、車体の
バウンス成分となる上下加速度を信号（絶対加速度）Ｖ
１を積分することにより求め、この加速度値に対応した
最適アクチュエータ制御圧力値をＲＯＭから呼び出し
て、この値を基に出力ポート２５を介して能動サスペン
ション制御系２２がアクチュエータの制御圧力を制御す
ることにより路面からの入力を打ち消して制振を行う。

【００２６】また、制御回路２０はこもり音と相関する
振動成分となる加速度信号Ｖ２から基準信号を生成し、
この基準信号をこもり音を最小にするための最急降下法
の制御アルゴリズムにより位相制御及び音圧制御し、こ
の制御信号を基に出力ポート２５を介して能動消音制御
系２１がスピーカ（図示せず）の出力を制御することで
消音制御が行われる。

【００２７】なお、上記実施例では、能動サスペンショ
ン制御系の一例としてバウンス制御を例示したが、その
他にも、例えば、制御回路２０がロール制御やピッチ制
御と能動消音制御を行うようにすることも可能である。

【００２８】ロール制御の場合には、車両がコーナを旋
回する際に横Ｇ（加速度）センサでロールさせようとす
る慣性力を検出する必要があるため、加速度センサ１７
の加速度検出部５はロールに伴う横Ｇを検出できるよう
に、しかもその検出位置にこもり音に伴う振動も表れる
位置を選定する必要がある。この場合は、ＬＰＦ１３
ａ′はロールに起因する周波数特性の加速度信号Ｖ１′
を抽出し、制御回路２０は予めＲＯＭに記憶された信号
Ｖ１′に対応する外輪及び内輪のアクチュエータ制御圧
力値を呼び出して、この制御圧力値を基にロール制御系
２２′のアクチュエータ（図示せず）を制御する。すな
わち、横Ｇに比例して外輪側の制御圧力を高くし、内輪
側の制御圧力を低くすることにより、慣性力を打ち消し
て車体のロールを防止する。

【００２９】ピッチ制御の場合には、車両の制動時のピ
ッチングを発生させようとする慣性力を前後Ｇ（加速
度）センサで検出する必要があるため、加速度センサ１
７の加速度検出部５は前後Ｇを検出できるように、しか
もその検出位置にこもり音に伴う振動も表れる位置を選
定する必要がある。ＬＰＦ１３ａ”はピッチングに起因
する周波数特性の加速度信号Ｖ１”を抽出し、制御回路
２０は予めＲＯＭに記憶された信号Ｖ１”に対応するフ
ロント側及びリヤ側のアクチュエータ制御圧力値を呼び
出して、この制御圧力値を基にピッチ制御系２２”がフ
ロント側及びリア側のアクチュエータ（図示せず）を制
御してピッチングの発生を防止する。

【００３０】図２は本発明の第２実施例を示す図で、本
実施例は車体の適正姿勢，制振に関する複合的な能動サ
スペンション制御を行う車両制御装置である。

【００３１】本実施例の場合には、例えば、ロール制
御，バウンス制御，ピッチ制御等を少なくとも２つ組み
合わせて複合的な能動サスペンション制御を行う例であ
る。

【００３２】図中、５′は２次元加速度センサ１７′の
加速度検出部である。この加速度検出部５′は、例え
ば、図１に示すような可動電極２の上下に固定電極３，
４を配置する他に、左右又は前後に同様の固定電極を配
置する構造としてある。ここでは、ロール制御とバウン
ス制御の複合能動サスペンション制御の例を説明する。

【００３３】加速度検出部５′は車体のローリングによ
る横Ｇ及びバウンスによる上下Ｇを検出可能な共通の位
置に配置してある。上下Ｇは図１のサーボ回路と同様に
構成したサーボ回路６ａによりＰＷＭ信号として出力さ
れ、ＬＰＦ３７によりアナログ信号Ｖ２として出力され
Ａ／Ｄ変換回路３３でディジタル信号に変換されて制御
回路３０に取り込まれる。

【００３４】一方、横Ｇはサーボ回路６ｂによりＰＷＭ
信号として出力され、ＬＰＦ３８によりアナログ信号Ｖ
１として出力されＡ／Ｄ変換回路３６でディジタル信号
に変換されて制御回路３０に取り込まれる。

【００３５】制御回路３０は図１の制御回路２０同様に
インターフェース回路３４、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及
び出力ポート３５を有し、信号Ｖ１がロール制御系３２
に、信号Ｖ２がバウンス制御系３１に取り込まれて各種
演算を行う。この演算は、図１で説明したバウンス制御
及びロール制御同様にして行われる。

【００３６】図３は本発明の第３実施例を示す図で、本
実施例は能動サスペンション制御とアンチロックブレー
キ制御を行う車両制御装置である。

【００３７】本実施例の場合には、図２同様の２次元加
速度センサ１７′を使用し、一つのセンサで車体のバウ
ンス（或いはピッチング）に伴う上下Ｇ（或いは前後
Ｇ）とヨーに伴う横Ｇを検出するようにしてある。

【００３８】制御回路４０は、図１の制御回路２０同様
にインターフェース回路４４、ＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、出力ポート４５等を備える。４３，４６はＡ／Ｄ変
換回路である。

【００３９】制御回路４０は、出力信号Ｖ１からヨーに
伴う横Ｇを検出しタイヤスリップの演算を行い、信号Ｖ
１に対応したブレーキ制御信号をＲＡＭから呼び出し
て、この信号によりアンチロックブレーキ制御系４２が
アンチロック用アクチュエータ（図示せず）を作動させ
て、ブレーキ力の低下（かかり過ぎ防止）制御を行う。

【００４０】一方、信号Ｖ２により能動サスペンション
制御系４１を介して図１，図２で説明したと同様のバウ
ンス制御或いはピッチ制御を行う。

【００４１】なお、上記第１実施例では、能動消音制御
系とアンチロックブレーキ制御系を組み合わせてもよ
く、第２実施例では上記以外の各種能動サスペンション
制御系の組み合わせも可能であり、また、３次元加速度
センサを用いて３態様の能動サスペンション制御を行う
ことも可能である。第３実施例ではアンチロックブレー
キ制御系とその他の能動サスペンション制御系の組み合
わせも可能である。

【００４２】図４〜図６に一つの加速度センサ（兼用加
速度センサ）１７からの複数の出力信号を取り出す場合
のその他の態様を示す。なお、図中、第１実施例と同一
符号は同一或いは共通する要素を示す。

【００４３】図４は加速度センサのサーボ回路６からの
ＰＷＭ９の出力信号は別途二分され、一方はＬＰＦ１３
を介してアナログ信号Ｖ１に、他方は直接ディジタル信
号Ｖ２として制御回路２０へ入力されるようにしてあ
る。この場合は、異なる何らかの複数の車両制御（１）
（２）を兼用の加速度センサを用いて行う場合に、一方
の車両制御（２）がＰＷＭ９からの信号をそのまま使用
できる態様の例である。

【００４４】図５はＰＷＭ９の出力信号は別途二分さ
れ、ディジタル信号Ｖ２，Ｖ２２として制御回路２０へ
それぞれ直接入力される。この場合は、車両制御（１）
（２）がＰＷＭ９からの信号をそのまま使用できる態様
の例である。

【００４５】図６はＰＷＭ９からの信号はＬＰＦ１３の
後にアナログ信号Ｖ１，Ｖ２として制御回路２０へ入力
される。この場合は、車両制御（１）（２）が共通のア
ナログ信号を使用できる態様の例である。本例の場合、
ＬＰＦ１３で所定の周波数特性を得、出力調整回路１４
にてスパン調整回路１５、ゼロ点調整１６を行い所定の
出力特性を得ることができる。

【００４６】図７は図４の変形例で、制御回路２０を２
０ａ，２０ｂの別々のユニットで構成した例である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、兼用の加
速度センサを用いて、異種，同種の複合車両制御（能動
サスペンション制御，能動消音制御，アンチロックブレ
ーキ制御等）を実行できるので、加速度センサの使用個
数を減らして装置のコスト低減及び加速度センサの取付
けスペースの合理化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図

【図２】本発明の第２実施例を示す構成図

【図３】本発明の第３実施例を示す構成図

【図４】本発明の第４実施例を示す構成図

【図５】本発明の第５実施例を示す構成図

【図６】本発明の第６実施例を示す構成図

【図７】本発明の第７実施例を示す構成図

【符号の説明】

２…可動電極、３，４…固定電極、５，５′…加速度検
出部、６…サーボ回路、７…ΔＣ検出回路、１７…加速
度センサ、１７′…２次元加速度センサ、２０…制御回
路、２１…能動消音制御系、２２…能動サスペンション
制御系、３１，３２，４１…能動サスペンション制御
系、アンチロックブレーキ制御系。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木政善茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者仲沢照美茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者内藤祥太郎茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両走行時の所定方向の車体状態変化を
その状態変化の生じる加速度からとらえて能動サスペン
ション制御，アンチロックブレーキ制御のうち少なくと
も一つの車両制御を行う車両制御手段と、車室内のこも
り音を打ち消すためにこもり音と逆位相の音を車室内に
発生させる能動消音制御手段とを備え、前記車両制御に
必要な加速度と前記能動消音制御に必要なこもり音の振
動に関する加速度との双方が検出可能な共通の位置に、
これらの双方の加速度に応動可能な兼用の加速度センサ
が配置され、この加速度センサから複数の出力信号を出
力して前記車両制御手段及び能動消音制御手段の各々に
必要な加速度信号が入力されるよう設定して成ることを
特徴とする車両制御装置。
【請求項２】車両走行時の車体の姿勢変化や振動によ
り生じる加速度をとらえて車体の適正姿勢，制振に関す
る複合的な能動サスペンション制御を行う手段を備え、
この複合能動サスペンション制御に必要な加速度が検出
可能な共通の位置に、前記姿勢変化，振動のいずれの車
体状態変化にも応動可能な兼用の加速度センサが配置さ
れ、この加速度センサから複数の出力信号を出力して前
記複合能動サスペンション制御の各々の系に必要な加速
度信号が入力されるよう設定して成ることを特徴とする
車両制御装置。
【請求項３】車両走行時の制御目的となる車体状態変
化により生じる加速度をとらえて１種類以上のサスペン
ション制御を行う能動サスペンション制御手段と、車体
のヨーを検出してブレーキ制御を行うアンチロックブレ
ーキ制御手段とを備え、前記能動サスペンション制御に
必要な車体状態変化に関する加速度と前記ヨーに関する
加速度との双方が検出可能な共通の位置に、これらの双
方の加速度に応動可能な兼用の加速度センサが配置さ
れ、この加速度センサから複数の出力信号を出力して前
記能動サスペンション制御手段及びアンチロックブレー
キ制御手段の各々に必要な加速度信号が入力されるよう
設定して成ることを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項
において、前記加速度センサとして、検出対象たる２種
以上の加速度がその方向性が一致する場合には１次元セ
ンサを、方向性を異にする場合には２次元以上の加速度
センサを用いて成ることを特徴とする車両制御装置。