JPS625184A

JPS625184A - 横加速度検出装置

Info

Publication number: JPS625184A
Application number: JP14383985A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Kawabe; 川辺　武俊; Takeshi Ito; 健伊藤; Kenichi Tanaka; 兼一田中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH067135B2

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）この発明は、車両における横加速度を、ロール運動によ
る影響を排除し゛Ｃ１正確に検出できるようにした横加
速度検出装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、車両の操安性や乗心地の改善等を行うために、マ
イク四コンピュータ等の制御回路を用いて、運動特性を
解析し゛Ｃ１サスペンションやステアリング系の制御を
行う技術が言々提案されている。

このような車両の運動特性の解析を行うのに用いられる
運動変数のひとつに、車両の横加速度がある。

従来、この横加速度を検出する方法として、第５図に示
すように、車両のバネ上２に、重心４の真上に位置する
ように加速度センサ１を取付け、車軸５に平行な方向の
加速度、すなわち　ｔ？、？加速度αを検出する方法が
一般に用いられていた。

′　（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装置は、車両のロール運動によ
る影響を考慮していないため、その検出値には誤差が生
じていた。

すなわち、車両が旋回運動をする場合には、バネ下３の
上でバネ上２がロールするた・め、バネ上２に設けられ
ている加速度センサ１の感知方向がロール角φだけ傾く
ことになる。

すると、このときの加速度センサｌで検出される加速度
（以下「加速度検出値」とする）α８は、真の横加速度
α（Ｙ軸方向に生じる加速度であり、α−Ｆ／Ｍ、　但
ｔ、、Ｆはコーナリングフォース、Ｍは車両質量である
）の分力成分αＣＯＳφに加え、重力加速度ｇの分力成
分ｇｓｉｎφが含まれる直になってしまう。すなわち、 α８−αＣＯ８φ＋ｇｓｉｎφ　叩・・・・・・曲・曲
・・（１）である。

ここで、ロール角φは、大きくても５°円度と小さな角
度であるため、Ｃｏｓφ”’　１　、Ｓｉｎφシφトす
れば、上記（１）式は、 α８ごα＋ｇφ　　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（２）と表わせる。

すなわち、加速度センサ１で得られる加速度検出値α８
は、真の横加速度成分に、車両のロール運動に伴う重力
加速度の分力成分ｇφが混入した直になり、正確な値で
あるとは言えない。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は、車両バネ上の
所定位置に取付けられて、車軸に平行な方向に生じる加
速度を検出する加速度センサと、該加速度センサから得
られる加速度検出値から、車両のロール運動に伴って前
記加速度検出値に混入する重力加速度の分力成分を除去
する混入成分除去手段とを備えるものである。

（作用）上記加速度センサで得られる加速度センサは、前記（２
）式で示されるように、重力加速度の分力成分が混入し
ているため、上記混入成分除去手段により、この重力加
速度の分力成分を除去することにより、正曙な横加速度
の検出が行える。

（実施例）本発明の第１実施例を第１図に示す。

加速度センサ１は、前記従来例と同様に、第５図に示さ
れる如く、車両のバネ上２の・重心４の真上立遣に取付
けられ、車軸５に平行な方向に生じる加速度を検出する
。

混入成分除去回路１０は、ローパスフィルタ１１と、乗
算器１２、および乗算器１２の出力を加速度センサ１の
出力から差引く減算器１３とから講説されている。

上記ローパスフィルタ１１の伝達特性りは、であるよう
に設計さｎている。

ここで、Ｉｘ：車両のロー、／Ｉ／皿注上注モーメント：ダンピ
ング係数Ｃφ：バネ係数Ｈｇｓ：胃−ル軸と重心点の距離Ｍ二車側質量である。

上記式（８）は、次のようにし°Ｃ導かれたものである
。

車両のロール運動は、ロール角φの関数で表わすと次式
（荀のようになる。

工ｘ〆＋にφ≠＋Ｃφφ−Ｈｇｓ・Ｍ・α・・・・・・
・・・・・・・・・（４）この式（４）をラプラス変換
し゛Ｃ１前記（２）式を加えて整理すると、となり、ローパスフィルタ１１の伝達特性Ｌｔ−（５）
式の右辺で表わされる値とすれば、 φ−Ｌ（α／）　　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（６）と書直せる（但しα８′はα８の関数である
）。

従って、上記ローパスフィルタ１１に、加速度センサ１
の出力α８を入力することにより、ロール角φが得られ
ることになる。

ソシテ、このローパスフィルタ１１の出力ヲ乗算器１２
でｇ倍（ｇは重力加速度）すれば、乗算器１２の出力は
ｇφになる。

よって、減算器１３によって、加速度センサ１の出力と
乗算器１２の出力との差を求めることにより、Ｃ８−ｇφ　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・
・−・・・・（７）なる演算が行われることになる。こ
の演算は、前記（２）式からαを求める演算に等しいこ
とから、結果として減算器１３の出力は、真の横加速度
αに相当するものになる（但し、第１図に示す回路から
は、負の値として出力される）。

第２図は、上記混入成分除去回路１０の具体的回路の構
成例を示す図である。

ローパスフィルタ１４は、オペアンプ１５を用いたフィ
ルタ回路であり、伝達関数りは、抵抗Ｒ０〜Ｒ８と容盪
Ｃ工、Ｃ２によって表わすと、となり、これが前記式（
３）に等しくなるように各抵抗値と容量が選択されてい
る。

差動増幅器１６は、前記乗算器１２と減算器１３の働き
を行うもので、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒｇの値を設定すること
で、出力に、−（Ｃ８−ｇφ）が得られるものである。

そして、この混入成分除去回路１０は、加速度センサ１
からの加速度検出値α８を電圧君号として入力し、真の
横加速度αを反転した電圧信号として出力する。問、前
記横加速度αの反転出力は、図示しないコンピュータの
制御回踏内で更に反転させてαとし処理すればよい。

次に第８図に、本発明の第２実施例を示す。

前記第１実施例では、ロール角φを求めるのに、所定の
伝達関数を有するローパスフィルタ１１を用いて、加速
度検出値α８から求める構成とした例を示したが、本実
施例は、レート積分ジャイロ２１を用いて、ロール角φ
を直接に検出するようにしたものである。

そし”Ｃ１本実施例における混入成分除去回路２０は、
レート積分ジャイロ２１の出力を乗算器２２でｇ倍する
ことでｇφを形成し、減算器２ａにおいて、Ｃ８−ｇ＝
ｊ　（−α）を求める構成になつＣいる。

第４図は、本発明の第３実施例を示す図であり、本実施
例では、ロール角φを直接検出するために、超音波式ロ
ール角センサ３１を用いている。

この超音波式ロール角センサ３１は、対路面距爆を求め
る超音波式距離センサを、バネ上２に、車軸５に平行な
直線上に並ぶように２つ配置し、両センサで検出さｎる
対路面距雅の差からロール角φを求めるものである。

そして、本実施例における混入防止除去回路３０は、上
記超音波式ロール角センサ８１の出力を乗算器３２でｇ
倍し、減算器８３によってＣ８−ｇφ（−α）を求める
構成になっている。

なお、上記実施例では、アナログ回路を用いた例を示し
たが、これは、例えば、加速度センサ１の出力をＡ／Ｄ
変換した後、デジタル量として処理する回路（マイクロ
コンピュータを含む）で実現することも可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は、車両のバネ上の
所定位置に加速度センサを取付けて、車軸に平行な方向
に生じる加速度を検出するとともに、この加速度センサ
から得られる加速度検出値から、車両のロール運動に伴
って前記加速度検出値に混入する重力加速度の分力成分
を除去するようにしたことによって、車両のロール運動
の影響を受けずに、常に正確な横加速度を検出すること
が可能になる。

また、本発明の横加速度検出装置を、車両の運動特性の
解析等を行う制御装置等の検出器として適用することに
より、制？Ａ精度をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は第１図
中の混入成分除去回路の具体的構成を示す回路図、第８図は本発明の第２実施例の構成図、第４図は本発明
の第３実施例の構成図、第５図は加速度センサの取付は
位置と車両のロール時に生じる力を示す模式図である。１・・・加速度センサ　　　　２・・・バネ上。４・・・重心　　　　　　　　５・・・車軸１０．２０
．３０・・・混入成分除去回路１１．１４・・・ローパ
スフィルタ１２．２２．３２・・・乗３！器　　　　１３，２３，
３ａ・・・減算器１６・・・差動槽、＠器　　　　　　
α８・・・加速度センサα・・・（真の）横加速度　　
ｇ・・・重力加速度φ・・・ロール角第１図第２図ｐ彎第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１　車両バネ上の所定位置に取付けられて、車軸に平行
な方向に生じる加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサから得られる加速度検出値から、車両の
ロール運動に伴って前記加速度検出値に混入する重力加
速度の分力成分を除去する混入成分除去手段とを具備す
ることを特徴とする横加速度検出装置。２　前記混入成分除去手段は、前記車両のロール運動によって生じる重力加速度の分力
成分に等価な出力を得るためのローパスフィルタと、前記加速度センサの出力を前記ローパスフィルタに入力
して得られる重力加速度の分力成分値を、前記加速度セ
ンサの出力値から差引く減算器とからなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の横加速度検出装置。