JPH0769346B2 - 車両の横加速度検出装置 - Google Patents

車両の横加速度検出装置

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JPH0769346B2 JP61137876A JP13787686A JPH0769346B2 JP H0769346 B2 JPH0769346 B2 JP H0769346B2 JP 61137876 A JP61137876 A JP 61137876A JP 13787686 A JP13787686 A JP 13787686A JP H0769346 B2 JPH0769346 B2 JP H0769346B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両の横加速度を検出する横加速度検出装
置に関し、特に、車両のロールにより生じる横加速度成
分の影響を受けない正確な横加速度を検出するようにし
たものである。
〔従来の技術〕
従来の横加速度検出方法としては、例えば特公昭52−15
994号公報に記載されているものがある。
この従来例は、車速とハンドル操向時の操舵角とを検出
し、両検出値を入力信号とし、函数発生器により車速の
2乗と操舵角の正接との積にほゞ比例する手段信号を求
め、該出力信号から自動車の旋回時に生じる遠心力(横
加速度)を求めるようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の横加速度検出方法にあって
は、車速Vの2乗と操舵角θの正接との積に比例する値
として横加速度Gを検出するようにしているので、横加
速度Gを実舵角δで除した値G/δは、G/δ=V2/lとな
り、G/δの対数値と車速Vとの関係は第6図で実線図示
の直線L1で示すように線形となって、点線図示の曲線L2
で示す実際の横加速度検出値とは、車速が増加するに応
じて誤差が大きくなり、高速域での信頼性が低下すると
いう問題点があった。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、実舵角δと車速Vとに基づき所定の
演算を行うことにより、車速にかかわらず実際に車両に
生じる横加速度に近似した横加速度を検出することが可
能な車両の横加速度検出装置を提供することを目的とし
ている。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この出願は、車速Vを検出
する車速検出器と、車両の操舵状態を検出する操舵状態
検出手段と、前記車速検出手段及び操舵状態検出手段の
検出値に基づき横加速度Gを、 (但し、A,Bは定数、δは実舵角)に基づいて算出する
横加速度演算手段とを備えたことを特徴とする車両の横
加速度検出装置を特定発明とし、車速Vを検出する車速
検出器と、車両の操舵状態を検出する操舵状態検出手段
と、車両に搭載した横加速度検出器と、前記車速検出手
段及び操舵状態検出手段の検出値に基づき横加速度G
を、 (但し、a1,a2,b1,c1は車速Vの関数又は定数、A,B,
b2,c2は定数、δは実舵角、Sはラプラス演算子)に基
づいて算出する横加速度演算手段と、該横加速度演算手
段の演算結果と前記横加速度検出器の検出結果とを比較
し、当該横加速度演算手段の定数又は車速の関数である
a1,a2,b1,b2,c1,c2を補正する補正手段とを備えた
ことを特徴とする車両の横加速度検出装置を併合発明と
している。
〔作用〕
特定発明においては、横加速度演算手段で、車速Vと実
舵角δとに基づき基本的に横加速度Gを前記(1)式の
演算を行って算出するようにしているので、G/δ=AV2
/(1+BV2)となり、その対数値と車速との関係は、
車速にかかわらず実際に車両に生じる横加速度に近似し
たものとすることができ、横加速度の検出精度を向上さ
せることができ、特に横加速度演算手段で、車速Vと実
舵角δとに基づき前記(2)式の演算を行って横加速度
Gを算出するようにすると、より横加速度の検出精度を
向上させることができる。
また、併合発明においては、横加速度演算手段で、車速
Vと実舵角δとに基づき前記(2)式の演算を行って検
出精度の高い横加速度を算出し、その算出結果と実際の
横加速度検出値とを比較することによって、車両に横滑
りを生じているか否かを判断し、横滑りを生じていると
きに、(2)式の各定数を補正し、その補正値に基づい
て横加速度を算出することにより、車両の横滑り状態を
加味した正確な横加速度を検出することができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はこの出願の特定発明の第1実施例を示すブロッ
ク図である。
図中、1は車両の車速を検出する車速検出器であって、
例えば変速機の出力側の回転数を検出して、車速に応じ
たパルス信号を得、これを単位時間係数するか又はパル
ス間隔を算出して車速に対応した車速検出値Vを出力す
る。
2は操舵状態検出器であって、車両のステアリングホイ
ールの回転角を検出するポテンショメータ等で構成され
る操舵角検出器2aと、この操舵角検出器2aの操舵角検出
値θをオーバーオールギヤ比Nで割算して実舵角δを算
出する実舵角算出回路2bとから構成されている。
そして、車速検出器1の車速検出値V及び操舵状態検出
器2の実舵角検出値δとが横加速度演算回路3に供給さ
れている。
この横加速度演算回路3は、車速検出値V及び実舵角検
出値δに基づき下記(3)式の演算を行って横加速度検
出値Gを算出する。
ここに、lはホイールベース、Ksはスタビリティファク
タであり、スタビリティファクタKsは下記(4)式で表
される。
Ks=(C2l2−C1l1)M/C1C2l2 ……(4) ここに、C1,C2は前後輪タイヤのコーナリングパワー、
Mは車両の質量、l1は前輪及び重心間距離、l2は後輪及
び重心間距離である。
この場合、前記(3)式の右辺における(1+KsV2
は、通常旋回時の旋回半径Rと極定速時の旋回半径R0
の比R/R0に対応するものであり、車速Vが大きくなるほ
ど大きな値となる。
次に、上記実施例の動作について説明する。今、車両が
停車状態にあるものとすると、この状態では、車速検出
器1からの車速検出値Vが零であるので、横加速度演算
回路3で、前記(3)式の演算を行うことにより、横加
速度Gは操舵状態検出器2の実舵角検出値δの値にかか
わらず零となる。この停車状態から、車両が走行を開始
し、車両が直進走行しているときには、操舵状態検出器
2から出力される実舵角検出値δが零であるので、横加
速度演算回路3の演算結果も零となるが、この走行開始
時の低速状態で、ステアリングホイールを操舵して旋回
状態に移行すると、この状態では、そのときの旋回半径
Rが極定速時の旋回半径R0と略等しくなるので、(3)
式の(1+KsV2)が略1となり、前記従来例に対応した
横加速度Gを検出することができる。
そして、車両が高速走行状態で、旋回状態とすると、前
述したように前記(3)式の(1+KsV2)の値が大きく
なるので、第2図で実線図示の曲線L3で示す如く、点線
図示の曲線L2で示す実際に車両に生じる横加速度に近似
した特性となり、車速Vにかかわらず正確な横加速度を
検出することができる。
次に、特定発明の第2実施例を第3図について説明す
る。
この第2実施例は、前記第1実施例において周波数応答
性を改善するようにしたものである。
すなわち、第3図において、第1図の対応部分には同一
符号を付してその詳細説明はこれを省略するが、この第
2実施例においては、横加速度演算回路3での演算を下
記(5)式に基づいて行うことを除いては上記第1の実
施例と同様の構成を有する。
但し、 C1:前輪コーナリングパワー C2:後輪コーナリングパワー l:ホイールベース l1:前輪及び重心点間距離 l2:後輪及び重心点間距離 M:車両質量 I:車両ヨー慣性モーメント Ks:スタビリティファクタ S:ラプラス演算子 ζ,ζ:減衰率 ω,ω:固有振動数 ここで、上記(5)式を採用する理由は、車両の横運動
とヨー運動の2自由度を考えると、車両の運動は、下記
(6)〜(9)式の運動方程式により表される。
M(V−)=F1+F2 ……(6) I=l1F1−l2F2 ……(7) そして、(6)式及び(7)式に(8)式及び(9)式
を代入し、θとφとyに関してラプラス変換すると、 となり、上記(10)式及び(11)式から(s)/θ
(s)及びy(s)/θ(s)を求める。
そして、横加速度Gは、G=(s)+Vであるか
ら、伝達関数は、 となる。
ここで、 となり、θ/N=δとすることにより、前記(5)式を得
ることができる。
次に、上記第2実施例の動作を説明する。この実施例に
おいては、横加速度演算回路3での演算を前記(4)式
に基づいて行うので、前記第1実施例における(3)式
に減衰率ζ,ζ及び固有振動数ω,ωの因子を
加えた形となっているので、横加速度Gの実舵角δに対
する周波数特性が、第4図(a)及び(b)で実線図示
の曲線L4,L5に示すようになり、鎖線図示の直線L6,L7
で示す第1実施例の場合に比較して、実際に車両に生じ
る点線図示の曲線L8,L9で表される横加速度の周波数応
答に略近似したものとなり、より正確な横加速度検出値
を得ることができる。
次に、この出願の併合発明の一実施例を第5図について
説明する。
この実施例においては、車両が横滑りした場合に、これ
を検出して、横滑りによる横加速度成分を算出し、これ
に応じて横加速度演算回路の定数を補正することによ
り、車両の横滑りによる横加速度検出値の誤差を修正し
て正確な横加速度検出値を得るようにしたものである。
すなわち、第5図に示すように、第3図の横加速度演算
回路3の横加速度推定値Geと、車両に搭載した横加速度
検出器4の横加速度実測値G*とを演算回路5に供給す
る。この演算回路5は、横加速度推定値Geで横加速度実
測値G*を除しその絶対値|G*/Ge|を演算し、その演算結
果を出力する。この演算回路5の出力は、比較回路6に
供給される。この比較回路6では、演算回路5の出力|
G*/Ge|が1であるか否かを検出する。即ち、|G*/Ge|=
1であるときには、車両に横滑りが生じていないものと
判断して、論理値“0"の比較出力S1を出力し、|G*/Ge|
<1であるときには、車両が横滑りしているものと判断
して、論理値“1"の比較出力S1を出力する。
一方、演算回路5の出力は、コーナリングパワー補正回
路7に供給される。この補正回路7は、演算回路5の出
力が供給されこれに定数α(1に近い値)を乗算する乗
算回路8と、その乗算出力に予め車両の特性に応じて設
定された前輪側及び後輪側コーナリングパワーC1及びC2
を乗算する乗算回路9f及び9rとをそなえている。
そして、乗算回路9f及び9rの乗算出力が、それぞれ減衰
率ζ及びζを算出する減衰率演算回路10f及び10rに
供給されると共に、固有振動数ω及びωを算出する
固有振動数演算回路11f及び11rに供給される。
また、車速検出器1の車速検出値V及び操舵状態検出器
2の実舵角検出値δがそれぞれ横加速度補正演算回路12
に供給される。この横加速度補正演算回路12には、前記
減衰率演算回路10f,10r及び固有振動数演算回路11f,11r
からの減衰率ζ,ζ及び固有振動数ω,ωが補
正値として供給され、これら補正値と、車速検出値V及
び実舵角検出値δとに基づき前記(4)式の演算を行っ
て横加速度補正値Gaを算出し、これを選択回路13に出力
する。
この選択回路13には、他方の入力側に前記横加速度演算
回路3の横加速度推定値Geが供給されていると共に、前
記比較回路6の比較出力S1が選択信号として供給され、
比較出力S1が論理値“0"であるときには、横加速度演算
回路3からの横加速度推定値Geを選択し、論理値“1"で
あるときには、横加速度補正演算回路12からの横加速度
補正推定値Gaを選択し、その選択信号を横加速度検出値
Gdとして出力する。
次に、状態実施例の動作を説明する。今、車両が比較的
摩擦抵抗μが大きい路面を比較定速走行しているものと
し、この状態でステアリングホイールを操舵することに
よって旋回状態に移行すると、そのときの車速検出値V
及び実舵角δに基づき横加速度演算回路3で前記(5)
式の演算を行って、横加速度推定値Geを算出する。そし
て、この横加速度推定値Geと車両に搭載された横加速度
検出器4の横加速度実測値G*とが演算回路5に供給され
るので、この演算回路5で、両者の比の絶対値|G*/Ge|
が算出される。このとき、車両が比較的摩擦抵抗μの大
きい路面を定速走行していると共に、通常は、車両に横
滑りが生じないので、|G*/Ge|が1となる。このため、
比較回路6から論理値“0"の比較出力S1が出力され、こ
れが選択回路12に供給される。したがって、選択回路12
で横加速度演算回路3の横加速度推定値Geが選択され
て、これが横加速度検出値Gdとして出力される。
ところが、雨で濡れた路面、氷雪路等を走行している状
態でステアリングホイールを操舵すると、車両に横滑り
が生じ、横加速度演算回路3で演算した横加速度推定値
Geが横加速度検出器4で検出される横加速度実測値G*
比較して大きな値となり、演算回路5での演算結果|G*
/Ge|が1未満の値となるので、比較回路6から論理値
“1"の比較出力S1が出力され、これが選択回路13に供給
されるので、この選択回路13で横加速度補正演算回路12
からの横加速度補正値Gaが選択される。このとき、演算
回路5の出力|G*/Ge|が乗算回路8に供給されるので、
この乗算回路8で1近傍の定数α倍された乗算出力α|
G*/Ge|が予め設定されたコーナリングパワーC1及びC2
乗算する乗算回路9f及び9rに供給されるので、これら乗
算回路9f及び9rからコーナリングパワーC1及びC2を減少
させる補正コーナリングパワーC1′及びC2′が出力さ
れ、これらが、それぞれ減衰率演算回路10f,10r及び固
定振動数演算回路11f,11rに供給されるので、これらで
補正コーナリングパワーC1′及びC2′に基づき演算され
た補正減衰値ζ′,ζ′及び補正固有振動数
ω′,ω′が横加速度補正演算回路12に供給され
る。
このため、横加速度補正演算回路12で、車速検出値V、
実舵角検出値δ、補正減衰率ζ′,ζ′及び補正固
有振動数ω′,ω′に基づき前記(4)式の演算を
行って、車両の横滑り分を補正した正確な横加速度補正
値Gaを選択回路13を介して横加速度検出値Gdとして出力
する。
なお、上記併合発明の実施例においては、比較回路6及
び選択回路13を設けた場合について説明したが、これに
限定されるものでははなく、乗算回路8の定数αを1に
設定した場合には、比較回路6及び選択回路13を省略し
て横加速度補正演算回路12の横加速度補正値を横加速度
検出値Gdとして出力するようにしてもよい。
また、上記各実施例においては、操舵状態検出器2で操
舵角検出値θから実舵角検出値δを算出する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、操舵状
態検出器2で操舵角θを検出し、これを横加速度演算回
路3に供給してこの横加速度演算回路3で実舵角δ演算
するか又は(3)又は(5)式の演算式におけるδをθ
/Nに変更するようにしてもよい。
さらに、上記各実施例においては、横加速度演算回路3
で(3)式又は(5)式の演算を行うようにした場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、
(3)式及び(5)式における1/l,Ksをそれぞれこれら
に近似する所定の定数A,Bに置換することができ、且つ
(5)式における定数ω及び車速Vの関数ζ
ζ,ω及び定数ωもそれぞれ所定の定数に置換し
て近似的演算を行うようにしてもよい。具体的には、
(5)式において、 (但し、a1,a2,b1,b2,c1,c2は定数)として近似す
ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この出願の特定発明によれば、横
加速度を算出する際に、車速の増加に伴って増加する成
分1/(1+BV2)が付加されているので、横加速度検出
値を高車速域においても実際に車両に発生する横加速度
に追従させることができ、横加速度検出精度を従来例に
比較して格段に向上させることができ、しかも車両に搭
載した横加速度検出器を使用しないので、車両のロール
による横加速度成分を含むことがなく、真の横加速度を
検出することができ、したがって、車両のサスペンショ
ン制御を行う場合の横加速度検出装置として好適となる
等の効果が得られる。
また、上例のように演算式として(2)式を適用した場
合には、実舵角入力に対する周波数応答性も実際に車両
に生じる横加速度に近似させることが可能となり、横加
速度の検出精度をより向上させることができる。
さらに、この出願の併合発明によれば、横加速度演算手
段の演算結果と車両に搭載した横加速度検出器の横加速
度実測値とを比較することにより、車両に横滑りを生じ
て入るか否かを判断し、横滑りを生じているときに、両
者の比の絶対値に基づき定数の補正値を求め、これに基
づいて横加速度を算出するようにしたので、車両の横滑
りによる横加速度検出値の誤差分を補正して真の横加速
度を正確に検出することができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は特定発明の第1実施例を示すブロック図、第2
図はその動作の説明に供する車速とG/δとの関係を示す
特性曲線図、第3図は特定発明の第2実施例を示すブロ
ック図、第4図(a)及び(b)はそれぞれ第2実施例
の周波数応答を示す周波数とG/δ及び位相との関係を示
す特性曲線図、第5図は併合発明の一実施例を示すブロ
ック図、第6図は従来例の車速とG/δとの関係を示す特
性曲線図である。 図中、1は車速検出器、2は操舵状態検出器、3は横加
速度演算回路、4は横加速度検出器、5は演算回路、6
は比較回路、7f,7rはコーナリングパワー補正回路、10
f,10rは減衰力演算回路、11f,11rは固有振動数演算回
路、12は横加速度補正演算回路、13は選択回路である。
フロントページの続き (72)発明者 波野 淳 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特公 昭52−15994(JP,B1)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車速Vを検出する車速検出器と、車両の操
    舵状態を検出する操舵状態検出手段と、前記車速検出手
    段及び操舵状態検出手段の検出値に基づき横加速度G
    を、 (但し、A,Bは定数、δは実舵角)に基づいて算出する
    横加速度演算手段とを備えたことを特徴とする車両の横
    加速度検出装置。
  2. 【請求項2】前記横加速度演算手段は、横加速度を、 (但しa1,a2,b1,c1は車速Vの関数又は定数、A,B,
    b2,c2は定数、δは実舵角、Sはラプラス演算子)に基
    づいて算出するようにした特許請求の範囲第1項記載の
    車両の横加速度検出装置。
  3. 【請求項3】車速Vを検出する車速検出器と、車両の操
    舵状態を検出する操舵状態検出手段と、車両に搭載した
    横加速度検出器と、前記車速検出手段及び操舵状態検出
    手段の検出値に基づき横加速度Gを、 (但し、a1,a2,b1,c1は車速Vの関数又は定数、A,B,
    b2,c2は定数、δは実舵角、Sはラプラス演算子)に基
    づいて算出する横加速度演算手段と、該横加速度演算手
    段の演算結果と前記横加速度検出器の検出結果とを比較
    し、当該横加速度演算手段の定数又は車速の関数である
    a1,a2,b1,b2,c1,c2を補正する補正手段とを備えた
    ことを特徴とする車両の横加速度検出装置。
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