JPS63269064A - 車両用速度検出装置 - 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】 え肌皇旦煎 ［産業上の利用分野コ 本発明は車両用速度検出装置に関し、詳しくは車両制動
時には車両加速度に基づいて車両速度を検出する車両用
速度検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、車両用速度検出装置では、遊動輪の回転数から車
両の速度を検出しているが、この場合には遊動輪を制動
している間の車両速度が検出できないため、いわゆるア
ンチスキッド制御等に利用することができない。そこで
近年、車両の加速度を検出する加速度検出手段を設け、
車両制動中の車速は車両の加速度を積分して算出するも
のが提案されている（例えば、特開昭６１−１４８３７
３号公報の「加速度積分型の車両速度計」）。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、こうした車両用速度検出Ｈａでは、制動
時には加速度検出手段によって検出される加速度から求
めた速度に誤差を生じ、制動時における車両速度を正確
に検出することができないという問題があった。こうし
た誤差は、車両加速度検出手段によって検出される加速
度に、車両制動に起因する車体の傾斜、例えばノーズダ
イブによって重力加速度が含まれてしまうといった理由
により生じる。

本発明は上記問題点を解決し、制動時、非制動時を問わ
ず、車両速度を正確に検出することを目的としてなされ
た。

え胛辺復成 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の車両用速度検出装置は、第１図に例示するよう
に、 車両ＭＯの加速度を検出する車両加速度検出手段Ｍ１と
、 車両遊動輪Ｍ２の回転数から車両速度を検出する車輪速
度検出手段Ｍ３と、 遊動輪Ｍ２の制動がなされるときには、制動直前の前記
検出された車両速度を初期値とし、前記検出された車両
加速度を積分して車両速度を算出する車両速度算出手段
Ｍ４と を備えた車両用速度検出装置において、車両制動時には
、制動に起因する車体の傾斜による重力加速度と前記車
両加速度との関係に基づいて前記検出された車両加速度
を補正する加速度補正手段Ｍ５と、 車両制動時には、前記補正後の加速度を用いた積分によ
り求められた速度を車両速度として出力し、非制動時に
は車輪速度検出手段Ｍ３によって検出された速度を出力
する速度出力手段Ｍ６とを備えたことを特徴とする。

ここで、車両加速度検出手段Ｍ１とは、車両の加速度を
検出するものであり、質量の知られた物体に加わる力を
歪ゲージやピエゾセンサ等により検出し、これから加速
度を求めるものや、圧電型加速度計もしくはサーボ加速
度センサ等を用いることができる。また、車両加速度検
出手段Ｍ１は、車両進行方向の加速度を検出する水平方
向加速度検出手段と、鉛直方向の加速度を検出する鉛直
方向加速度検出手段と、２つ備えることも好適である。

車両速度算出手段Ｍ４は、制動直前の車両の速度を初期
値とし、車両加速度検出手段Ｍ１によって検出された加
速度を積分して車両速度を算出するものであり、ディス
クリートな回路として、あるいはマイクロコンピュータ
を用いた論理演算回路として構成することができる。尚
、車両速度算出手段Ｍ４は、制動時のみならず非制動時
にも作動するよう構成し、非制動時において、加速度に
基づいて算出した車両速度と遊動輪の回転数に基づいて
車輪速度検出手段Ｍ３によフて検出された車速との偏差
を求め、この偏差を用いて算出誤差を補正するよう構成
してもよい。

加速度補正手段Ｍ５は、車両制動時に、車両加速度検出
手段Ｍ１によって検出された加速度を補正する手段であ
り、制動に起因する車体の傾斜、例えはノーズダイブ等
による重力加速度の車両加速度に対する関係に基づいて
車両加速度を補正するものである。こうした関係は、予
め実験的に求めておいてもよいし、リアルタイムに決定
してもよい。前者の場合、例えば車体の傾斜による重力
加速度と車両加速度との関係は、光学式車体速度計の出
力と無補正の車両加速度に基づいて算出された車両速度
とを、一致させる補正マツプ等として求めればよい。こ
うした関係は、補正を算術論理演算回路により行なう場
合にはＲＯＭ等の記憶手段にマツプとして用意すればよ
く、ディスクリートな回路構成を採る場合には非線形ア
ンプ等により実現することができる。

尚、加速度補正手段Ｍ５には、道路勾配に基づく重力加
速度の影響を除去する重力加速度補正手段を備えてもよ
い。こうした加速度補正手段に設けられた重力加速度補
正手段は、遊動輪Ｍ２の非制動時において車輪速度検出
手段Ｍ３によって検出された車両速度と車両速度算出手
段Ｍ４によって加速度を積分して求めた車両速度との偏
差を記憶する記憶手段と、遊動輪Ｍ２の制動時に、記憶
手段に記憶されたこの偏差に基づいて車両加速度検出手
段Ｍ１によって検出された加速度を補正する手段とを備
えたもの等を考えることができる。

あるいは、重力加速度補正手段に２つの加速度検出手段
を用意し、鉛直方向の加速度を重力加速度と比較して走
行路の勾配の変化を検出する検出手段と、この検出結果
に基づいて、水平方向の加速度、即ち車両加速度から車
両勾配に起因する重力加速度の成分を除去する除去手段
とを備えたものとして構成することもできる。

速度出力手段Ｍ６は、車両の制動・非制動時を例えはブ
レーキスイッチの状態等から区別して、車両速度算出手
段Ｍ４によって算出された車両速度もしくは車輪速度検
出手段Ｍ３によって検出された車速のいずれかを、車両
の速度として出力するものである。この手段Ｍ６は、車
両制動が解除されたとき、直ちに車輪速度検出手段Ｍ３
の出力を選択するよう構成してもよいが、所定時間経過
後に車輪速度検出手段Ｍ３によって検出された速度を車
両速度として出力する構成とすることも、速度検出の精
度を高くする上で好適である。

［作用コ 上記構成を有する本発明の車両用速度検出装置は、速度
出力手段Ｍ６により、 遊動輪Ｍ２の非制動時には、遊動輪Ｍ２の回転数から車
輪速度検出手段Ｍ３が求めた速度を車両速度として出力
し、 遊動輪Ｍ２の制動時には、車両加速度検出手段Ｍ１によ
って検出された車両ＭＯの加速度を、加速度補正手段Ｍ
５によって補正し、補正後の加速度に基づき車両速度算
出手段Ｍ４によって算出した速度を、車両速度として出
力する。

本発明の車両用速度検出装置では、車両加速度検出手段
Ｍ１により検出された加速度の加速度補正手段Ｍ５によ
る補正は、車体の傾斜、例えばノーズダイブによる重力
加速度と車両加速度との関係に基づいてなされるので、
車両制動時の車両速度にノーズダイブ等による娯差が含
まれることはない。

［実施例コ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明の車両用速度検出装置の好適な実施例
について説明する。第２図は実施例としての車両用速度
検出装置の概略構成を模式的に示す模式図である。

図示するように、この車両用速度検出装置は、右前輪１
の回転数を検出する右前輪回転数センサ３、左前輪５の
回転数を検出する左前輪回転数センサ７、車両の加速度
αＳを検出する圧電式の加速度センサ１０．ブレーキペ
ダル１２の操作を検出するブレーキスイッチ１５および
これらのセンサ・スイッチに接続され車速Ｖを演算・出
力する電子制御装置２０から構成されている。尚、ブレ
ーキペダル１２を運転者が踏み込むと、ブレーキマスク
シリンダ２２により生成される油圧が、右前輪１および
左前輪５のホイールシリンダ２５゜２７に供給され、こ
の油圧により右左前輪１，５のディスクブレーキ２８．
２９が動作して車両は制動される。

車速Ｖの演算・出力を行なう電子制御装置２０は、周知
のＣＰＵ３１．プログラムやデータを記憶するメモリ３
２．゛時間のカウントを行なうと共に所定時間毎に割込
信号をＣＰＵ３１に出力するタイマ３３．パルス信号の
人力を受は持つパルス人力ボート３４．アナログデータ
の人力を受は持−）Ａ／Ｄ変換人カボート３５．ＣＰＵ
３１がらの出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換出力ボート３７を備え、これらをバス３９により相
互に接続した算術論理演算回路として構成されている。

パルス人力ボート３４には、右左前輪回転数センサ３，
７とブレーキスイッチ１５とが接続されており、各セン
サ、スイッチからのパルス信号は、ＣＰＵ３１に対して
外部割込を起動する構成となっている。割込処理におい
て、ｃｐｕａｉは、回転数センサ３，７からのパルス信
号の周期をタイマ３３によりカウントして回転数Ｎを求
め、ブレーキスイッチ１５の状態をフラグＦＢとしてセ
ットする。

また、Ａ／Ｄ変換人力ボート３５には加速度センサ１０
が接続されており、このボート３５を介して、ＣＰＵ３
１は車両の加速度αＳに対応したディジタル信号を読み
込むことができる。Ｄ／Ａ変換出力ボート３７は、図示
しない速度表示器や車載の他の電子制御装置、例えばア
ンチスキッド制御装置等に接続されており、ＣＰＵ３１
からの指示に応じて車速Ｖに対応したアナログ信号を外
部に出力する。

次に、電子制御装置２０が行なう車速検出の処理につい
て、第３図に拠って説明する。第３図は、タイマ３３か
ら時間を毎に出力される割込信号に応じて、電子制御装
置２０が実行する車速検出ルーチンを示すフローチャー
トである。ＣＰＵ３１は、本ルーチンを開始すると、ま
ず加速度センサ１０の検出した車両加速度を、加速度デ
ータαＳとしてＡ／Ｄ変換入力ボート３５を介して読み
込む処理を行なう（ステップ１００）。このデータαＳ
は、加速度センサ１０の出力をそのまま反映した補正の
なされていないデータである。続いて、ブレーキスイッ
チ１５の状態が反映されたフラグＦＢ値に基づいて、ブ
レーキがオン状態か否かの判断を行なう（ステップ１１
０）。

ブレーキがオフ、即ち制動がなされていないと判断した
場合には、更にブレーキがオフとされてから２秒経過し
ているか否かの判断を行なう（ステップ１２０）。こう
した判断は、ブレーキスイッチ１５の状態を反映したフ
ラグＦＢとタイマ３３のカウントとを用いて行なうこと
ができる。ブレーキがオフとされて２秒以上経過してい
れば、摩擦係数の極めて低い路面、例えばアイスバーン
上でも遊動輪である右左前輪１．５は滑っておらず、車
速Ｖに応じた回転数Ｎで回転しているとみなせるから、
この場合には、右左前輪１，５０回転数Ｎから車速Ｖを
演算する処理を行なう（ステップ１３０）。旋回中など
、右左前輪１．５の回転数が相違する場合には、両回転
数の重み付き平均値を用いればよい。車速ｖ　［ｋｍ／
ｈｒ］は、遊動輪の回転数をＮ［ｒｐｍ］、　その半径
をＲ［ｍ］とすれば、 ｖ＝ｏ、１２　　・　π　Φ　Ｒ参　Ｎとして算出され
る。

車速Ｖの算出後、加速度データのオフセットを計算する
処理を行なう（ステップ１４０）。これは、車両非制動
時には、遊動輪である右左前輪１゜５の回転数Ｎから求
められる加速度α−と加速度センサ１０から読み込まれ
た加速度データαＳとのオフセットα０を求める処理（
α０＝１α５−α、ｌ）である。本来、両者（αＳ、α
−）は一致するはずであるが、勾配のある道路を走行し
ている場合には、重力加速度の影響を受けてオフセット
を生じたり、加速度センサ１０の経時変化によりオフセ
ットを生じることがある。従って、これを補正するため
に、車両非制動時に両者のオフセットα。を算出してお
くのである。こうしたオフセラ［・α０は、非制動時に
一定時間毎に更新するよう構成されている。

その後、ステップ１３０で求めた車速■をＡ／Ｄ変換出
力ボート３７を介して出力する処理を行ない（ステップ
１５０）、ｒＮＥＸＴ」へ抜けて本ルーチンを一旦終了
する。

一方、ブレーキペダル１２が踏み込まれて、ステップ１
１０での判断がｒＹＥＳＪとなると、処理は、ステップ
１６０に移行し、加速度のオフセット調整の処理を行な
う。即ち、ステップ１００で読み込んだ加速度データα
Ｓを、ステップ１４０で求めたオフセットα０により修
正するのである。その後、修正された加速度データαＳ
を、更に第４図に示すマツプにより補正する処理を行な
う（ステップ１７０）。即ち、制動時には、車両が前傾
するいわゆるノーズダイブによる重力加速度の成分を、
加速度センサ１０が併せ検出してしまうので、これを補
正するのである。メモリ３２に予め記憶された第４図の
マツプを参照して、加速度データαＳから補正後の加速
度データαＤを算出する。第４図のマツプは、平坦路で
加速度センサ１０により検出された無補正の加速度α５
と、テスト車に搭載された光学式車体速度計により検出
された加速度αｄ　との相関を補正係数ｋ（α５）とし
て求め、これを二次元マツプとして示したものである。

従って、このマツプは、 αｏ＝ｋ（αＳ）φαＳ の折れ線グラフとなり、加速度データαＤは、直線補間
により求められる。

こうして正確な加速度データαＤを求めた後、この加速
度データαＤを積分し、制動開始直前の車速ｖｂに加算
するごとにより、現在の車速■を算出する（ステップ１
８０）。即ち、 の演算を行なうのである。

その後、この車速■をＤ／Ａ変換出力ボート３７を介し
て外部に出力しくステップ１５０）、「ＮＥＸＴＪへ抜
けて、本ルーチンを終了する。

以上のように構成された本実施例の車両用速度検出装置
によれは、車両の速度■を、非制動時には遊動輪である
前輪１，５の回転数に基づいて、一方、制動時には車両
の補正された加速度に基づいて、極めて正確に検出・出
力することができる。

この結果、特に、制動時において生じる車体の前傾、い
わゆるノーズダイブに起因する重力加速度の影響は完全
に除去され、車速検出の精度は、従来の技術と較べて格
段に改善される。また、本実施例では、非制動時に遊動
輪回転数の変化から求めた車両加速度を用いて、走行路
の勾配の影響やセンサの経時変化による誤差等を取り除
いているので、こうした誤差の影響を受けることなく、
極めて精度よく車両速度を検出することができる。

この結果、本実施例の車両用速度検出装置により検出さ
れた車速を用いてアンチスキッド制御等を行なうよう構
成すれば、これらの制御の精度の向上にも資することが
できる。

尚、本実施例における第３図ステップ１４０゜１６０の
処理を行なわなくとも、ノーズダイブによる誤差を除去
できることは勿論である。

次に本発明の第２実施例について説明する。第２実施例
の車両用速度検出Ｈａは、２個の加速度センサＳ１．Ｓ
２を備える点を除けは、第１実施例とほぼ同様の構成を
有する。第５図に示すように、２個の加速度センサＳｌ
、Ｓ２の一方は車両前後方向に、他方は鉛直方向に設け
られており、第１実施例と同様に、各々Ａ／Ｄ変換人力
ボート３５に接続されている。

勾配θを有する走行路では、車体の真の加速度αｂに対
して、車両前後方向に設けられた加速度センサＳ１が検
出する加速度αｈは、第５図に示すように、 αｈ＝αｂ　−ｇ　＊　ｓ　ｉｎθ　　　　　　−（１
）となり、一方車両鉛直方向に設けられた加速度センサ
Ｓ２が検出する加速度αＶは、 ａｖ”ｇ”ｃｏｓθ　　　　　　　　−（２）となる。

従って、これらの式からθを消去すると、車体の真の加
速度αｂは、 αｂ＝αｈ：ｔ：　　ｇ　　−ａｖ　　　　　−（３）
となる。ここで、士の符号は、上り坂、下り坂を表して
いる。本実施例では、上り坂、下り坂の判別は、車輪の
回転数Ｎから求められる加速度と、加速度センサＳ１に
よって検出された加速度αｈとの差により行なう。

以上の構成を有する第２実施例の車両用速度検出装置で
は、第１実施例と同様、第３図に示す車速検出ルーチン
を実行するが、そのステップ１７０における加速度デー
タの補正は、第（３）式の平方根の項について予めマツ
プを作っておき、これを参照してマツプ演算により行な
う。尚、この実施例では、走行路の勾配による誤差も併
せ補正できるので、第１実施例における第３図ステップ
１４０．１６０の処理は行なわない。

また、制動中に上り坂から下り坂、もしくはその逆とい
った大きな勾配変化が生じることも考えられるが、こう
した場合には、鉛直方向に設けられた加速度センサＳ２
によって検出された加速度αｂが予め記憶された重力加
速度ｇと等しくなる瞬間があるので、この近傍で符号を
反転させればよい。即ち、第（３）式の平方根の項の中
が、微小量δより小さくなったとき、つまり、１ｇ２−
ａｖ２１〈δ のとき、第（３）式の士の符号を反転させるのである。

これによって制動中の勾配の変化による影響に対応する
ことができる。

以上のように構成された本実施例の車両用速度検出装置
によれば、制動時における車体の前傾に起因する加速度
検出の誤差を除去することができ、第１実施例と同様、
車両非制動時、制動時を問わず正確に車両速度を検出・
出力することができる。

また、走行路の勾配や凹凸の激しい道路による車体の傾
き等による影響も簡易に取り除くことができる。更に、
本実施例によれば、車両重量や重心の違いによるノーズ
ダイブの相違に対しても、十分に対応することができ、
車両速度を常時正確に検出することができる。

尚、制動中の勾配変化の判別は、ソフトウェアのみで行
なってもよい。即ち、制動時の加速度（減速度）の変化
量に予め闇値を設けておき、減速度がこれを越えて変化
したときには、前の減速度を用いて積分し、車両速度を
算出する構成とする。

具体的には、制動時に一定周期で加速度データをメモリ
３２に読み込んでおき、加速度データが闇値を越えて変
化した時以降は、これを越える以前の時間Δｔの平均の
加速度データを用いて車両速度Ｖを算出するのである。

このようにしても、制動時の走行路勾配の変化に対応す
ることができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に同等限定されるものではなく、例えばアン
チスキッド装置と一体に構成したもの等、本発明の要旨
を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る
ことは勿論である。

え吋Ω苅１ 以上詳述したように、本発明の車両用速度検出装置によ
れば、車両非制動時はもとより、車両制動時にも車両の
前傾等の影響を受けることなく、車速を極め、て正確に
検出することができるという優れた効果を奏する。この
結果、車速を用いた種々の制御を精度よ〈実施し得ると
いった副次的効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は本発明一実施例としての車両用速度検出装置の概
略構成図、第３図は実施例において電子制御装置２０が
実行する処理を例示するフローチャート、第４図は加速
度の補正に用いるマツプ、第５図は第２実施例における
補正の様子を説明する説明図、である。 １　・・・　右前輪 ３　・・・　右前輪回転数センサ ５　・・・　左前輪 ７　・・・　左前輪回転数センサ １０−・・　加速度センサ １５　・・・　ブレーキスイッチ ２０　・・・　電子制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車両の加速度を検出する車両加速度検出手段と、 車両遊動輪の回転数から車両速度を検出する車輪速度検
   出手段と、 遊動輪の制動がなされるときには、制動直前の前記検出
   された車両速度を初期値とし、前記検出された車両加速
   度を積分して車両速度を算出する車両速度算出手段と を備えた車両用速度検出装置において、 車両制動時には、制動に起因する車体の傾斜による重力
   加速度と前記車両加速度との関係に基づいて前記検出さ
   れた車両加速度を補正する加速度補正手段と、 車両制動時には、前記補正後の加速度を用いた積分によ
   り求められた速度を車両速度として出力し、非制動時に
   は車輪速度検出手段によって検出された速度を出力する
   速度出力手段と を備えたことを特徴とする車両用速度検出装置。 ２　速度出力手段は、車両制動が解除されたとき、所定
   時間経過後に車輪速度検出手段によって検出された速度
   を車両速度として出力する遅延動作手段を備えた特許請
   求の範囲第１項記載の車両用速度検出装置。 ３　加速度補正手段は、道路勾配に基づく重力加速度の
   影響を除去する重力加速度補正手段を備えた特許請求の
   範囲第１項もしくは第２項記載の車両用速度検出装置。 ４　加速度補正手段に設けられた重力加速度補正手段は
   、 遊動輪非制動時において車輪速度検出手段によつて検出
   された車両速度と車両速度算出手段によって加速度を積
   分して求めた車両速度との偏差を記憶する記憶手段と、 遊動輪の制動時に、該記憶された偏差に基ていて車両加
   速度検出手段によって検出された加速度を補正する手段
   と を備えた特許請求の範囲第３項記載の車両用速度検出装
   置。 ５　車両加速度検出手段は、車両進行方向の加速度を検
   出する水平方向加速度検出手段と、重力加速度方向の加
   速度を検出する鉛直方向加速度検出手段とを備え、 加速度補正手段は、前記検出された水平方向の加速度と
   鉛直方向の加速度とから、車体の傾斜による重力加速度
   の成分を補正するよう構成された特許請求の範囲第１項
   ないし第３項の何れかの項に記載の車両用速度検出装置
   。 ６　加速度補正手段は、鉛直方向加速度検出手段によっ
   て検出された加速度を重力加速度と比較して走行路の勾
   配の変化を検出するする勾配変化検出手段と、該検出結
   果に基づいて水平方向加速度検出手段によって検出され
   た車両加速度から車両勾配に起因する重力加速度の成分
   を除去する除去手段とを備える 特許請求の範囲第５項記載の車両用速度検出装置。