JPS62293167A - 車両の横加速度検出装置 - 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】 ３、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しる横加速度成
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−
１５９９４号公報に記載されているものがある。

この従来例は、車速とハンドル操同時の操舵角とを検出
し、雨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はヌ′比例する出力信号を
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■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／６（Ｄ対数値と車速■との関係は第６図で
実線図示の直線Ｌ＋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、車速か
増。

加するに応じて誤差が大きくなり、高速域での信頬性が
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■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
生じる横力ｄ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■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、１　＋ＢＶ２　　Ｓ”　＋ａ、Ｓ＋ｂ＋　　　Ｃｔ
（但し、ａｌ　ｌ　　ａ２　＋　　ｂｌ　＋　　ｃｌ　
は車速■の関数又は定数、Ａ、Ｂ、ｂ２．Ｃｚ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ａｌ　＝　　ａ
２＋　　ｂｌ　＋　　ｂＺ＋　　Ｉ　ｒ　　０２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■と実
舵角δとに基づき基本的に横加速度Ｇを前記（１）弐の
演算を行って算出するようにしているので、Ｇ／δ”’
ＡＶ”　／　（１−＋−Ｂｖｚ　）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■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
■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、これを単位時間計数するか又はパル
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ｌ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■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はスタビリテイファ
クタであり、スタビリテイファクタＫｓは下記（４）弐
で表される。

Ｋｓ＝　ＣＣａ１ｚ　　Ｃ＋１＋）Ｍ／Ｃ＋Ｃｚｌ”・
・−（４）ここに、Ｃ，、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、１１は前輪及び重心間
距離、１２は後輪及び重心間距離である。

この場合、前記（３）弐の右辺における（１＋ＫｓｙＺ
）は、通常旋回時の旋回半径Ｒと極低速時の旋回半径Ｒ
０との比Ｒ／Ｒ，に対応するものであり、車速■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■が零であるので、横加速度演算
回路３で、前記（３）弐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が極低速時の旋
回半径Ｒ０と略等しくなるので、（３）式の（１＋Ｋｓ
　Ｖ”　）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＋Ｋｓ　Ｖ２）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
（、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■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）弐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。

・・・・・・・・・・・・（５） 但し、 ＣＩ　：前輪コーナリングパワー Ｃ２：後輪コーナリングパワー １：ホイールベース ！Ｉ　：前輪及び重心点間距離 １２　：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ニラプラス演算子 ζ軍、ζ２　：減衰率 ω１．ω２　：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（Ｖφ−）’）＝Ｆ＋＋Ｆｚ・・・・・・・・・・・
・（６）■嬰＝ｌＩ　Ｆ＋　−１ｔ　Ｆｚ　　・・・・
・・・・・・・・（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、・・・・・・・・・・・・ｆｉｎ
） ・・・・・・・・・・・・αυ となり、上記００１式及び００式からφ６）／θ（５）
及びｙｏ、／θ（３１を求める。

そして、横加速度Ｇは、Ｇ＝ｙ＋ｓ＋　＋Ｖｔｆｉであ
るから、伝達関数は、 θ（Ｓ）　　θ（Ｓ）　　　　　θ＋Ｓ）となる。

ここで、 Ｎｌ　　（１＋Ｋｓ　　Ｖ”　　） となり、θ／Ｎ−δとすることにより、前記（５）式％
式％ 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ζ１．ζ２及び固有振動数ω１．ω２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ｆａ）及び（ｂ）で実線図示
の曲線Ｌ４．Ｌ、に示すようになり、鎖線図示の直線Ｌ
ａ、Ｌｖ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Ｌａ、Ｌｑ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ＩＱ”　／Ｑｅ　ｉ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ＩＧ”／Ｇｅｔが１であるか否かを検出
する。即ち、ＩＧ“／Ｇｅ１＝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Ｓｌを出力し、ＩＧ゛／Ｇｅｌ＜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“ｌ゛の比較出力Ｓｔ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ζ１及びζ２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ω１及びω２
を算出する固有振動数演算回路１１ｆ及びｌｌｒに供給
される。

また、車速検出器１の車速検出値■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１
２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、ｌｌｒからの減
衰率ζ１．ζ２及び固有振動数ω１．ω２が補正値とし
て供給され、これら補正値と、車速検出値■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Ｓ、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１
２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、上記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低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■
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Ｇ４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Ｉ
Ｇ“／Ｇｅｌが算出される。このとき、車両が比較的摩
擦抵抗μの大きい路面を低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、ｌＧ”／Ｇｅｌ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Ｓ、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
１に比較して大きな値となり、演算回路５での演算結果
ＩＧゝ／Ｇｅｌ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Ｓ、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の出カニＧ′″／Ｇｅｌ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７倍された乗算出力αＩＧ”／Ｇｅｌが予め設定
されたコーナリングパワー０１及びＣ２を乗算する乗算
口ｆｆ８９ｒ及び９ｒに供給されるので、これら乗算回
路９「及び９ｒからコーナリングパワーＣＩ及びＣ２を
減少させる補正コーナリングパワー０１　′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ＣＩ　″及びＣｚ　　′に基づき演算された補正減
衰率ζ１　′、ζ２　゛及び補正固有振動数ω１　′、
ω２　′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■
、実舵角検出値δ、補正減衰率ζ１　′。

ζ２　′及び補正固有振動数ω１　′、ω２　゛に基づ
き前記（４）弐の／ｊｉ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ｃｄ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を演
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　、
（３１式及び（５）式における１／ＣＫｓ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ω２及び車速■の関数ζ１
．ぐっ、ω１及び定数ω２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）弐において、Ｓ２＋２ζ＋ωＩＳ＋ω１”　　（
ｓ）Ｉ”　　Ｓ”＋ａ、Ｓ＋ｂ、　　　ｃ。

（但し、ａｌ＋　　２＋　ｂ＋＋　ｂｔ＊　ｃ、、　ｃ
２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＋ＢＶ”　）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、上側のように演算式として（２）弐を適用した場
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＋ａｌ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
、１０ｆ、１０ｒは減衰力演算回路、ｌｌｆ、ｌｌｒは
固有振動数演算回路、１２は横加速度補正演算回路、１
３は選択回路である。 ■（中＃） 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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、 Ｇ＝Ａ（Ｖ＾２）／（１＋ＢＶ＾２）δ （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. （２）前記横加速度演算手段は、横加速度を、Ｇ＝Ａ（
   Ｖ＾２）／（１＋ＢＶ＾２）δ・（Ｓ＾２＋ａ＿２Ｓ＋
   ｂ＿２）／（Ｓ＾２＋ａ＿１Ｓ＋ｂ＿１）・（ｃ＿２）
   ／（ｃ＿１）（但しａ＿１，ａ＿２，ｂ＿１，ｃ＿１は
   車速Ｖの関数又は定数、Ａ，Ｂ，ｂ＿２，ｃ＿２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. （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、Ｇ＝Ａ（Ｖ＾２）／（１
   ＋ＢＶ＾２）δ・（Ｓ＾２＋ａ＿２Ｓ＋ｂ＿２）／（Ｓ
   ＾２＋ａ＿１Ｓ＋ｂ＿１）・（ｃ＿２）／（ｃ＿１）（
   但し、ａ＿１，ａ＿２，ｂ＿１，ｃ＿１は車速Ｖの関数
   又は定数、Ａ，Ｂ，ｂ＿２，ｃ＿２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ａ＿１，ａ＿２，ｂ＿１，
   ｂ＿２，ｃ＿１，ｃ＿２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。