WO2007091723A1 - 車両動作測定装置、車両非正常動作防止装置およびドライブレコーダ - Google Patents

車両動作測定装置、車両非正常動作防止装置およびドライブレコーダ Download PDF

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WO2007091723A1
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WO
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vehicle
measuring device
skid
angle
motion measuring
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Masao Nagai
Yohei Michitsuji
Pongsathorn Raksincharoensak
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National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/02—Side slip angle, attitude angle, floating angle, drift angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/101—Side slip angle of tyre

Definitions

  • Vehicle operation measuring device Vehicle abnormal operation preventing device, and drive recorder
  • the present invention can detect a skid without mounting a rudder angle detection mechanism.
  • the present invention relates to a vehicle operation measuring device, a vehicle abnormal operation preventing device, and a drive recorder.
  • the skid measurement device can detect the skid at the initial stage of skidding and support driving operations, and is particularly effective in preventing accidents during snowfall and rain.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle motion measurement device, a vehicle abnormal operation prevention device, and a drive recorder that can detect a skid without mounting a steering angle detection mechanism.
  • a travel parameter detection unit that detects a plurality of travel parameters other than the steering angle that changes depending on the travel state of the vehicle
  • a vehicle attribute constant acquisition unit that acquires at least one vehicle attribute constant that does not change depending on the running state of the vehicle
  • a side slip that calculates a provisional estimate of the amount of side slip from the first set of parameters selected from the plurality of driving parameters and at least one of the vehicle attribute constants including mass.
  • a temporary quantity estimation unit ;
  • a side slip amount main estimation unit that estimates the side slip amount from the preliminary side slip amount estimated value and the side slip amount derivative equivalent value;
  • a vehicle motion measuring device comprising:
  • the vehicle motion measuring device characterized in that a temporary slip amount estimated value is calculated by '.
  • K 2 m L f / ( ⁇ 2 LXC r )
  • L r approximate distance from the center of gravity of the vehicle to the rear wheel axle
  • the side slip amount derivative equivalent value calculation unit includes a side slip amount derivative equivalent value function
  • the vehicle motion measuring apparatus is provided with a skid prevention control means, and the skid prevention control means (typically hardware such as a processor and ROM, etc. Software stored in Comprising a program) and generating a rake signal in accordance with the measurement result of the skid angle and sending it to the brake system.
  • the skid prevention control means typically hardware such as a processor and ROM, etc.
  • Software stored in Comprising a program and generating a rake signal in accordance with the measurement result of the skid angle and sending it to the brake system.
  • a travel parameter detection unit that detects a plurality of travel parameters other than the steering angle that varies depending on the travel state of the vehicle;
  • a vehicle attribute constant acquisition unit that acquires at least one vehicle attribute constant that does not change depending on the running state of the vehicle
  • a vehicle motion measuring device for estimating a side slip amount
  • a steady-state processing system including a side-slip angle estimating unit for estimating the first slip filter, and a first filter for performing a first filter process (steady-state weighted process) on the output of the side-slip angle estimating unit;
  • Second filter for performing a slip angular velocity detector for detecting a slip angular velocity d 0 Z dt, second full Note1 processing the output of the slip angular velocity calculating section to the integral value 3 second integration Sico the (sideslip emphasis processing)
  • a vehicle motion measuring device characterized in that the sideslip angle is measured by adding the outputs of both processing systems.
  • ⁇ 1 (L r / V)-m L f / (2 LXC r )
  • V Vehicle speed
  • the first filter is represented by a low-pass filter [1 / (1 + G S )] and the second filter is represented by a high-pass filter [G / (1 + G s )].
  • the measured value is [1 (1 + G s )] ⁇ , + [G s ⁇ (1 + G s )] J3 2 ,
  • the vehicle motion measuring device according to (6) or (7) .
  • the vehicle motion measuring device according to (6) or (7) and a skid prevention control means are provided, and the skid prevention control means (typically hardware such as a processor and software stored in a ROM or the like).
  • the skid prevention control means typically hardware such as a processor and software stored in a ROM or the like.
  • (Prodrum) is a vehicle abnormal operation prevention device that generates a brake signal and sends it to a brake system in accordance with the measurement result of the skid angle. '
  • a vehicle motion measuring device comprising:
  • the skid prevention control means (typically composed of hardware such as a processor and software (, program) stored in a ROM or the like) is a measurement result of the skid angle.
  • a vehicle abnormal operation preventing device that generates a brake signal and sends it to a brake system.
  • a drive recorder comprising the vehicle motion measuring device according to any one of (1) to (1 2).
  • FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment (a skid measuring device) of a vehicle motion measuring device of the present invention.
  • FIG. 2 is a vehicle diagram for explaining a first embodiment of the vehicle motion measuring apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a specific example of the vehicle motion measuring apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a more detailed specific example of the vehicle motion measuring apparatus of FIG.
  • Fig. 5 is an explanatory view showing a drive recorder equipped with the vehicle motion measuring device of Fig. 1.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment (side slip measuring device) of the vehicle motion measuring device of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the actual measurement result of the second embodiment of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing the actual measurement result of the second embodiment of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing the actual measurement result of the second embodiment of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an actual measurement result of the second embodiment of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a device).
  • a preliminary estimated slip amount is calculated from the running parameter and at least one of the vehicle attribute constants including the mass, and the running parameter and the vehicle attribute are calculated.
  • the side slip amount equivalent value is calculated from the constant that does not include mass, and the side slip amount is calculated from these estimated side slip amount estimated value and side slip amount equivalent value. I did it.
  • control in the steady operation and the control in the occurrence of the skid are made to transition by a continuous function (transfer function expressed by one equation). Appropriate control can be performed even in the middle of (for example, when a small side slip occurs).
  • the amount of skid can be estimated without installing a rudder angle detector and structure.
  • skidding can be measured with a low cost and simple configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a vehicle motion measuring apparatus (side skid prevention apparatus) according to the present invention.
  • the skid measurement device 1 includes a travel time parameter detection unit 1 1, a vehicle attribute constant acquisition unit 1 2, a side slip amount temporary estimation unit 1 3, and a side slip amount differential equivalent value calculation unit. 1 4 and 'Slide amount estimation part 1 5'.
  • Fig. 2 shows a vehicle diagram to help explain each parameter.
  • vehicle 2 Reference numeral 2 1, front wheel axle 2 22, rear wheel 2 3, rear wheel axle 2 4, and center of gravity 2 5.
  • the distance from the center of gravity to the front axle 2 is L f
  • the distance from the center of gravity 25 to the rear axle is L r
  • the distance between the front axle 2 2 and the rear axle 2 4 is L
  • the vehicle weight is indicated by m
  • the traveling direction of vehicle 2 is indicated by X
  • the lateral direction is indicated by y.
  • the running parameter detection unit 1 1 detects a plurality of running parameters other than the steering angle ′ that changes depending on the running state of the vehicle.
  • running parameters Yore bets I the vehicle velocity V, rear axle lateral acceleration a r (or vehicle lateral acceleration a y;), a cornering Ngusuti Funes value C r, and the like.
  • Fig. 1 the first set of parameters to be sent to the preliminary slip amount estimation part 1 3 of the running parameters is shown in DPI, and sent to the side slip amount differential equivalent calculation part 14.
  • the first set of parameters is shown in DP2.
  • the vehicle attribute constant acquisition unit 12 acquires at least one vehicle attribute constant that does not change depending on the running state of the vehicle.
  • the vehicle attribute constant VC is a vehicle weight m, a distance L f from the center of gravity to the front wheel axle, and a distance L r from the center of gravity to the rear wheel axle.
  • VC 1 one of the vehicle attribute constants, the constant sent to the side slip amount temporary estimation unit 1 3 is shown as VC 1, and the constant sent to the side slip amount differential equivalent value calculation unit 1 4 is shown as VC 1 It is indicated by 2.
  • the side slip amount tentative estimation unit 13 includes a running parameter (consisting of a first parameter set DP 1 selected from a plurality of running parameters and a second parameter set DP 2), and One or a plurality of constants including at least the mass m of the vehicle attribute constant VC (these constants will be described later) and the preliminary estimated slip amount 12 are calculated.
  • the side slip amount derivative equivalent value calculation unit 14 calculates the amount of side slip from the running parameters and constants that do not include the mass m of the vehicle attribute constant (or the corner stiffness value C r ). Calculate the differential equivalent value D.
  • the side slip amount main estimation unit 15 performs the main estimation of the side slip amount B (beta) from the preliminary side slip amount estimated value i3 E and the side slip amount differential equivalent value D.
  • the side slip amount main estimation unit 15 can be configured by a feed pack system. For example, the output ( ⁇ E ) of the side slip amount temporary estimation unit 13 is added as described later.
  • Differentiating means 1 5 1 that takes in and differentiates it, and the output (3 D ) of the side slip amount derivative equivalent value calculation unit 14 from the output (3 D ) of the side slip amount derivative (d E / ⁇ dt)
  • Subtracting means 1 5 2 for subtracting feedback means 1 5 3 giving a predetermined gain (G) to the output of the subtracting means 1 5 2 and feeding back to the differentiating means 1 5 1, and preliminary slip amount provisional estimation part 1 3 output (beta E) to the feedback means 1 5 3 output G ⁇ ( ⁇ ⁇ - d ⁇ E / dt) can be configured Ri by the adding means 1 5 4 for adding.
  • FIG. 1 a more detailed configuration of the skid measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 3 a more detailed configuration of the skid measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the skid measurement device 1 is mounted on the vehicle 2, and the running parameter detection unit 11 obtains 1 force, V, ⁇ , a r , a y , C r .
  • the preprocessing unit 16 noise V 2 and v 3 included in ⁇ , a r and a y are removed by a low-pass filter (transfer function 1Z (1 + TS)).
  • C r can be thought of as a constant, but in this embodiment it is one of the running parameters.
  • the noise V i V 2) V 3 is virtually included in V, ⁇ , a r , and a y , but in FIG.
  • the logic unit 16 is modeled and the noise V 2 and V 3 are virtually shown separately from V, ⁇ , a r) a y .
  • the skid measuring apparatus 1 acquires m, L, L f , and L f from the vehicle attribute constant acquisition unit 12.
  • the side slip amount tentative estimation unit 1 3 has a side slip amount tentative estimation function
  • L is the distance between the front and rear axles.
  • Side slip amount derivative equivalent value calculation unit 1 4 is a side slip amount derivative equivalent value function (geometric function),
  • the side slip amount equivalent value is calculated by.
  • the transfer function G of the feedback means 1 5 3 is a constant (proportional value) k.
  • the transfer function G is a constant k, for example, when the vehicle lateral acceleration ay has an offset, the vehicle lateral acceleration a y may not be measured accurately (offset error accumulates).
  • the ⁇ drive recorder 3 includes a video camera 3 1, a video storage unit 3 2, a trigger generation unit 3 3, a longitudinal acceleration detection unit 3 4, a lateral acceleration detection unit 3 5, It consists of a speed detector 3 6 and a skid measuring unit 3 7.
  • the function of the skid measuring device 1 described with reference to FIGS. 1 to 4 is achieved by the side acceleration detecting unit 3 5, the speed detecting unit 3 6, and the side slip measuring unit 3 7.
  • the trigger generation unit 33 generates a trigger based on the detection results of the speed detection unit 36 and the longitudinal acceleration detection unit 34, and the trigger generation is performed by the video camera 31. Save the images of the specified time before and after in the video storage unit 32.
  • the trigger generator 33 generates a trigger based on the detection result of the skid measurement unit 37, and saves images of the predetermined time before and after the trigger that was taken by the video camera 31. Save to part 3 2.
  • FIG. 5 does not show a video buffer for temporarily storing captured images for a predetermined time, a storage unit for recording speed and acceleration, and an operation display unit.
  • the figure shows the second embodiment of the vehicle motion measuring device (skid slip measuring device) of the present invention. It is a block diagram which shows a form.
  • the travel parameter detection unit that detects multiple travel parameters other than the rudder angle that changes depending on the travel state of the vehicle, and at least one vehicle attribute constant that does not change depending on the travel state of the vehicle are obtained.
  • the vehicle attribute constant acquisition unit is provided, but the illustration is omitted.
  • the skid prevention device 4 includes a steady-state treatment system 4 1 and a side-slip treatment system 4 2.
  • the side-slip angle estimator 4 1 1 that estimates the side-slip angle i from the steady-state model and the first filter processing (steady-state emphasis process) are applied to the output of the side-slip angle estimator. It is equipped with the first finalizer 4 1 2 to perform.
  • the side slip angular velocity detection unit 4 2 1 for detecting the side slip angular velocity d / dt
  • the integrator 4 2 2 for integrating the output of the side slip angular velocity calculation unit
  • the integration value 3 2 2 A filter 4 2 3 for performing filter processing (side slip-oriented processing) is provided.
  • Figure 6 shows the processing function in the constant processing system 4 1 (Equation (5)), the processing function in the side slip processing system 4 2 (Equation 6), and the processing result in the adder 4 3 ((7) Formula).
  • Adder 4 3 adds the outputs of steady-state processing system 4 1 and side-slip processing system 4 2 and measures the side-slip angle ( ⁇ >>).
  • the measured value of the skid angle is represented by [1 / (1+ G s )] ⁇ ⁇ + [G no (1 + G S )] ⁇ 2 .
  • the vehicle abnormal operation prevention device includes a vehicle motion measurement device and a skid prevention control means, and includes a skid prevention control means (typically software stored in a ROM or the like such as hardware such as a mouth setter). Wear (program)) generates a brake signal and sends it to the brake system according to the measurement result of the skid angle.
  • a skid prevention control means typically software stored in a ROM or the like such as hardware such as a mouth setter.
  • skid prevention devices of the first and second embodiments can be used in combination with a conventional skid prevention device using a steering angle sensor.
  • the control by the skid prevention device can be prohibited.
  • the side slip prevention device according to the present invention is preferentially driven. Appropriate selections can be made at any time.
  • Figure 7 shows the actual value (solid line) and the calculated value (dashed line) when the tire-road friction coefficient is 0.4.
  • Fig. 7 (A) shows the output of the steady processing system 41
  • Fig. 7 (B) shows the output of the skid processing system 42
  • Fig. 7 (C) shows the output of the adder 43.
  • Figure 8 shows the tire road surface. The actual value (solid line) and the calculated value (dashed line) when the inter-friction coefficient is 0.8 are shown in the waveform diagram.
  • Fig. 8 (A) shows the output of the steady processing system 41
  • Fig. 8 (B) shows the output of the skid processing system 42
  • Fig. 8 (C) shows the output of the adder 43.
  • Figure 7 and Figure 8 shows the output of the steady processing system 41
  • Fig. 8 (B) shows the output of the skid processing system 42
  • Fig. 8 (C) shows the output of the adder 43.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a third embodiment of the vehicle motion measuring device (falling risk measuring device) of the present invention.
  • a running parameter detection unit that detects a plurality of running parameters other than the rudder angle that changes depending on the running state of the vehicle, and at least one vehicle attribute constant that does not change depending on the running state of the vehicle.
  • the vehicle attribute constant acquisition unit to be acquired is included, but the illustration is omitted.
  • the second travel parameters other than the parameters, including at least left / right acceleration ay and vertical acceleration az , are input to the fall risk calculation unit 51.
  • Fig. 1 is calculated by the differentiator 52 and the differential value is also input to the fall risk calculation unit 51.
  • the fall risk calculation unit 51 calculates the fall risk based on the first running parameter and the second running parameter ( ⁇ or ⁇ and 0).
  • Second travel time parameters] 3 can it to contain the to et the hand or both Yore bets ⁇ of the forward acceleration a x.
  • the vehicle abnormal operation prevention device includes a vehicle motion measurement device and a skid prevention control means, and is stored in the skid prevention control means (typically, hardware such as a processor and ROM).
  • Software program)
  • the fall risk measuring device of the present embodiment can also be mounted on the drive recorder.

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Abstract

走行時パラメータ検出部11と、車両属性定数取得部12と、横すべり量仮推定部13と、横すべり量微分相当値演算部14と、横すべり量本推定部15とを備え、走行時パラメータと、車両属性定数のうち少なくとも質量を含む1つまたは複数の定数とから横すべり量仮推定値を演算するとともに、走行時パラメータと、車両属性定数のうち質量を含まない定数とから横すべり量微分相当値を演算し、これらの横すべり量仮推定値と横すべり量微分相当値とから、横滑り量を求める。これにより、舵角検出機構を搭載することなく横滑りを検出する。

Description

車両動作測定装置、車両非正常動作防止装置およびドライブレコ ーダ
技術分野
本発明は、舵角検出機構を搭載することなく横滑り を検出できる 明
車両動作測定装置、車両非正常動作防止装置およびドライブレコ ー ダに関する。
書 背景技術
近年、 運転者支援をするために、 横滑り測定装置が備えられた車 両が提供されるよ うになつている。横滑り測定装置は横滑り発生の 初期段階で当該横滑り を検出し運転操作を支援することができ、特 に、 降雪時や雨天時における事故の未然防止等に有効である。
従来、横滑り を検出技術と して、加速度、 ョ ー レー ト、車体速度、 舵角をパラメータと して横滑り角を算出する技術（車両用車輪ス リ ップ角検出装置）が知られている（特開 2 0 0 0 - 2 5 5 9 9参照）。 特許文献 1 の横滑り測定装置では、横滑り角の検出に舵角をパラ メータの一つに採用している。 と ころが、 舵角の検出には大掛かり な機構が必要となる。 このため、 横滑り測定装置は車両への搭載が 希求されているにもかかわらず一般の車両には搭載されるこ とは 少ない。 と ころで、運転履歴を記録して運転者に安全運転等の指標を提供 し、 あるいは万が一事故が発生した場合にその原因を明確にするこ とができる ドライブレコーダも提供されるよ うになつている。
ドライブレコーダに、従来の横滑り測定装置を搭載するこ と も着 想し得よ うが、 この装置を搭載するためには、 前述した舵角検出の ための機構を搭載することになるため、 ドライブレコーダ自体が大 掛かり にならざるを得ない。
発明の開示
• 本発明の目的は、舵角検出機構を搭載することなく横滑り を検出 できる車両動作測定装置、車両非正常動作防止装置およびドライブ レコーダを提供することにある。
. 発明の概要
( 1 )車両の走行状態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラ メータを検出する走行時パラメータ検出部と、
車両の走行状態によっては変化しない少なく と も 1つの車両属 性定数を取得する車両属性定数取得部と、
前記複数の走行時パラメータから選ばれる第 1 のパラメータの 組と、前記車両属性定数のうち質量を含む少なく と も 1つの定数と、 から横すベり量仮推定値を演算する横すベり量仮推定部と、
前記複数の走行時パラメータから選ばれる第 2のパラメータの , 組と、前記車両属性定数のうち質量を含まない少なく と も 1つの定 数とから横すベり量微分相当値を演算する横すベり量微分相当値 演算部と、
前記横すベり量仮推定値と、前記横すベり量微分相当値とから横 すべり量を本推定する横すベり量本推定部と、 を備えたことを特徴とする車両動作測定装置。
( 2 ) 前記横すベり量仮推定部は、 横すベり量仮推定関数、 β Ε= ΚΧΧ ( γ / V) + Κ2Χ a y
Κ1( Κ2： 変数を含む係数
γ ： ョーレ1 ~ 卜
V ： 車両速度
a y： 車両横加速度
'によ り横すベり量仮推定値を演算することを特徴とする （ 1 ) に記 載の車両動作測定装置。
( 3 ) Kx= LT
K2= m L f/ (■ 2 L X C r)
L ： 前後車軸間距離
Lf ： 車両重心から前輪車軸までの概略距離
Lr： 車両重心から後輪車軸までの概略距離
m ： 車両重量
C r ： コーナリ ングスティ フネス値
であることを特徴とする （ 2 ) に記載の車両動作測定装置。
( 4 ) 前記横すベり量微分相当値演算部は、 横すベり量微分相当値 関数、
Figure imgf000005_0001
によ り 前記横すベ り 量微分相当値を演算する こ と を特徴とする ( 1 ) から （ 3 ) の何れかに記載の車両動作測定装置。
( 5 ) ( 1 ) から （ 4 ) の何れかに記載の車両動作測定装置ど横滑 り防止制御手段を備え、 前記横滑り防止制御手段 （典型的にはプロ セッサ等のハー ドウェアと R OM等に格納されたソフ ト ウエア（プ ログラム） とからなる） は前記横滑り角の測定結果に応じて、 プレ ーキ信号を生成しブレーキシステムに送出するこ と を特徴とする 車両非正常動作防止装置。
( 6 )車両の走行状態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラ メータを検出する走行時パラメータ検出部と、
車両の走行状態によっては変化しない少なく と も 1つの車両属 性定数を取得する車両属性定数取得部と、
を備え横すベり量の推定を行う車両動作測定装置であって、
定常時のモデルから横滑り角 /？ ェを推定する横滑り角推定部と、 当該横滑り角推定部の出力に第 1 フ ィルタ処理 （定常時重視処理） を行う第 1 フィルタを備えた定常時処理系と、
横滑り角速度 d 0 Z d t を検出する横滑り角速度検出部と、当該 横滑り 角速度算出部の出力を積分しこ の積分値 3 2に第 2 フ ィ ル タ処理 （横滑り重視処理） を行う行う第 2 フィルタを備えた横滑り 時処理系と、
を備え、
前記両処理系の出力を加算して横滑り角を測定するこ とを特徴 とする車両動作測定装置。
( 7 )
β 1 = ( L r / V ) - m L f/ ( 2 L X C r)
/3 2 = I ( d β / d t ) d t
L ： 前後車軸間距離
L f ： 車両重心から前輪車軸までの概略距離
L r： 車両重心から後輪車軸までの概略距離
： m 車両堇量 cr ： コーナ リ ングスティ フネス値
V ： 車両速度 '
であるこ とを特徴とする （ 6 ) に記載の車両動作測定装置。
( 8 ) 前記第 1 フィ ルタがロ ーパスフィ ルタ 〔 1 / ( 1 + G S )〕、 第 2 フ ィ ルタ がハイパス フ イ ノレタ [ G / ( 1 + G s )] で表され、 横滑り角の測定値が、 〔 1 ( 1 + G s )] β , + 〔G s Ζ ( 1 + G s )] J3 2であることを特徴とする （ 6 ) または （ 7 ) に記載の車両動作 測定装置。
( 9 ) ( 6 ) または （ 7 ) に記載の車両動作測定装置と横滑り防止 制御手段を備え、 前記横滑り防止制御手段 （典型的にはプロセッサ 等のハー ドウェアと R OM等に格納されたソフ トウェア （プロダラ ム） とからなる） は前記横滑り角の測定結果に応じて、 ブレーキ信 号を生成しブレーキシステムに送出するこ とを特徴とする車両非 正常動作防止装置。 '
( 1 0 ) ( A ) ロール角 φ、 またはロール角 φおよびピッチ角 Θ で ある第 1 走行時パラメータ、 （ Β ) 前記第 1走行時パラメータ以外 の、 少なく とも左右加速度 a y、 上下加速度 a zを含む第 2走行時 パラメータを検出する走行時パラメータ検出部と、 前記第 1 走行時パラメータおよぴ前記第 2走行時パラメータに 基づき転倒危険度を演算する転倒危険度演算部と、
を備えたことを特徴とする車両動作測定装置。
( 1 1 ) 第 2走行時パラメータは、 前方加速度 a xの ョ一 レー ト V の一方または双方をさ らに含むことを特徴とする （ 9 ) に記載の車 両動作測定装置。
( 1 2 ) ( 1 0 ) または （ 1 1 ) に記載の車両動作測定装置と横滑 り防止制御手段を備え、 前記横滑り防止制御手段 （典型的にはプロ セッサ等のハ ^ ドウエアと R O M等に格納されたソフ ト ウェア （,プ ログラム） とからなる） は前記横滑り角の測定結果に応じて、 プレ ーキ信号を生成しブレーキシステム に送出するこ とを特徴とする 車両非正常動作防止装置。
( 1 3 ) ( 1 ) から （ 1 2 ) の何れかに記載の車両動作測定装置を 搭載したことを特徴とする ドライブレコーダ。 図面の簡単な説明
図 1 本発明の車両動作測定装置の第 1実施形態 （横滑り測定装 置） を示すプロ ック図である。
図 2 図 1 の車両動作測定装置の第 1実施形態を説明するための 車両図である。
図 3 図 1の車両動作測定装置の具体例を示す説明図である。 図 4 図 1 の車両動作測定装置のよ り詳細な具体例を示す説明図 である。
図 5 図 1 の車両動作測定装置を搭載した ドライブレコーダを示 す説明図である。
図 6 本発明の車両動作測定装置の第 2実施形態 （横滑り測定装 置） を示すブロ ック図である。
図 7 図 6の第 2実施形態の実測結果を示す図である。
図 8 図 6の第 2実施形態の実測結果を示す図である。
図 9 図 6の第 2実施形態の実測結果を示す図である。
図 1 0 図 6の第 2実施形態の実測結果を示す図である。
図 1 1 本発明の車両動作測定装置の第 3実施形態（転倒危険度測 定装置） を示すプロ ック図である 発明の効果
本発明では、 走行時パラメータ と、 車両属性定数のう ち少なく と も質量を含む 1つまたは複数の定数とから横すベり 量仮推定値を 演算する と ともに、 走行時パラメータ と、 車両属性定数のう ち質量 を含まない定数とから横すベり量微分相当値を演算し、 これらの横 'すべり量仮推定値と横すベり量微分相当値とから、横滑り量を求め るよ う にした。
また、 本発明では、 定常時動作における制御と横滑り発生時にお ける制御とを連続関数 （ 1 つの式で表された伝達関数） によ り遷移 させるよ うにしたので、 定常時と横滑り発生時との中間 （たとえば 小規模な横滑り発生時） においても適切な制御をすることができる。
これにより、舵角検出機,構を搭載するこ となく横滑り量を推定で きる。 すなわち、 低コス トかつ簡易な構成によ り横滑り を測定でき る。 発明を実施するための最良の形態
〔第 1実施形態〕
図 1 は本発明の車両動作測定装置 （横滑り防止装置） の第 1実施 形態を示すプロ ック図である。図 1 において、横滑り測定装置 1 は、 走行時パラメータ検出部 1 1 と、 車両属性定数取得部 1 2 と、 横す ベり量仮推定部 1 3 と、 横すベり量微分相当値演算部 1 4 と、'横す ベり量本推定部 1 5 とからなる。 また、 各パラメータの説明を捕助 するための車両図を図 2 に示す。 図 2において、 車両 2は、 前輪を 符号 2 1 で、 前輪車軸を符号 2 2で、 後輪を 2 3で、 後輪車軸を符 号 2 4で、 重心を符号 2 5でそれぞれ示してある。 'また、 重心から 前輪車軸 2 2までの距離を L f で、 重心 2 5から後輪車軸までの距 離を L r で、 前輪車軸 2 2 と後輪車軸 2 4 との距離を Lで、 車両重 量を mでそれぞれ示し、 車両 2の進行方向を Xで、 横方向を yで示 してある。
走行時パラメータ検出部 1 1 は、車両の走行状態によ り変化する 舵角'以外の複数の走行時パラメータを検出する。走行時パラメータ は、 ョーレー ト Ί、 車両速度 V、 後輪車軸横方向加速度 a r (また は車両横加速度 a y；)、 コーナリ ングスティ フネス値 C r等である。
図 1 では走行時パラメータの う ち横すベり量仮推定部 1 3 に送 出される第 1 のパラメータの組を D P I で示し、横すベり量微分相 当値演算部 1 4に送出される第 1 のパラメ ータの組を D P 2で示 してある。
車両属性定数取得部 1 2は、車両の走行状態によっては変化しな い少なく とも 1つの車両属性定数を取得する。車両属性定数 V Cは、 車両重量 m、 重心から前輪車軸までの距離 L f、 重心から後輪車軸 までの距離 L r、 である。 図 1 では車両属性定数の う ち横すベり 量 仮推定部 1 3 に送出される定数を V C 1 で示し、横すベり量微分相 当値演算部 1 4に送出される定数を V C 2で示してある。
横すベり量仮推定部 1 3は、 走行時パラメータ （複数の走行時パ ラメータから選ばれる第 1 のパラメータの組 D P 1 と、第 2のパラ メータの組 D P 2 とからなる） と、 車両属性定数 V Cのうち少なく とも質量 mを含む 1つまたは複数の定数（これらの定数については 後述する） と、 から横すベり 量仮推定値 12を演算する。 横すベり量微分相当値演算部 1 4は、 走行時パラメータ と、 車両 属性定数のう ち質量 mを含まない（またはコーナリ ングスティフネ ス値 Cr)を含まない定数とから横すベり量微分相当値 Dを演算す る。
横すベり量本推定部 1 5は、 横すベり量仮推定値 i3 Eと、 横すベ り量微分相当値 D とから横すベり量 B (ベータ） を本推定する。 横すベり量本推定部 1 5は、 フィー ドパック系によ り構成すること ができ、 たとえば、 横すベり量仮推定部 1 3の出力 ( β E) を後述 する加算手段 1 5 4 を介して取り 込みこれを微分する微分手段 1 5 1 と、 横すベり 量微分相当値演算部 1 4 の出力 （ 3 D) から微分 手段 1 5 1 の出力 （ d E/^ d t ) を減算する減算手段 1 5 2 と、 減算手段 1 5 2 の出力に所定のゲイン (G) を与えて微分手段 1 5 1 にフィー ドバックするフィー ドバック手段 1 5 3 と、横すベり量 仮推定部 1 3 の出力 ( β Ε) にフィー ドバック手段 1 5 3 の出力 G ■ ( β Ό- d β E/ d t ) を加算する加算手段 1 5 4 とによ り構成する ことができる。
以下、図 1 の横滑り測定装置 1 のよ り詳細な構成を図 3および図 4によ り説明する。
図 3 において、 横滑り測定装置 1 は車両 2 に搭載されており、 走 行時パラメータ検出部 1 1力、ら、 V， γ , a r, a y， Cr を取得す る。 図 3では、 前処理部 1 6 において、 γ、 a r, a yに含まれる雑 音 い V 2, v 3を、 ローパスフィルタ （伝達関数 1Z ( 1 + T S ) ) によ り除去している。 Cr は、 定数と考えること もできるが、 本実 施形態では走行時パラメータの一つと している。実際には、雑音 V i V 2 ) V 3は仮想的に V, γ , a r, a yに含まれるが、 図 3では前処 理部 1 6 をモデル化して示し、 雑音 Vい V 2, V 3は仮想的に V， γ , a r) a yとは別に示してある。
また、 横滑り測定装置 1は、 車両属性定数取得部 1 2から、 m， L , Lf， Lf を取得する。
横すベり量仮推定部 1 3は、 横すベり量仮推定関数、
]3 E= L rX ( γ / V ) + (m Lノ 2 L C r) X a r ( 1 ) によ り横すベり量を仮推定することができる。 ここでは、 上述した • K iおよび K 2を、
Kx= L r
K2 = m Lノ ( 2 L X C r)
と している。 Lは、 前後車軸間距離である。
と ころで、後輪車軸横加速度 a rと、車両横加速度 a yとの間には、 a r= a y- L xX ( d y /d t ) ( 2 )
の関係があり 、 かつ & γ》 Ι^Χ ( d γ / d t ) であるので、 a r a y と近似できる。 したがって、 （ 1 ) 式は、
i3 E= LrX ( 7 / V ) + (m Lf/ 2 L Cr) ' X a y ( 3 ) と表すこ とができる。 図 3では横すベり 量仮推定部 1 3は、 （.3 ) 式を演算している。
横すベり量微分相当値演算部 1 4は、横すベり量微分相当値関数 (幾何学的関数）、
β D= ( a y/ V) - γ ( 4 )
によ り横すベり量微分相当値を演算する。
図 3では、 フィー ドバック手段 1 5 3 の伝達関数 Gは、 定数 （比 例値） k と してある。 伝達関数 Gが定数 k の場合には、 たとえば、 車両横加速度 a y にオフセッ トがあるよ うなときに、 車両横加速度 a y が正確に測定できない （オフセッ ト誤差が累積する） こ とがあ る。
このため、 図 4に示すよ うに、 フィー ドバック手段 1 5 3の伝達 関数 G ( s ) と して、 周波数特性 （たとえば、 車両の固有振動周波 数）や非線形特性を付加することでノイズを低減し推定精度を向上 できる。
このよ うにゲインに周波数依存性を持たせるこ とによ り 、オフセ ッ ト誤差の累積等を除去するこ とができ、 推定精度が向上する。 本発明の ドライブレコーダの実施形態を図 5に示す。図 5 におい て Λ ドライブレコーダ 3 は、 ビデオカメ ラ 3 1 と、 映像保存部 3 2 と、 ト リ ガー発生部 3 3 と、 前後加速度検出部 3 4 と、 横加速度検 出部 3 5 と、 速度検出部 3 6 と、 横滑り測定部 3 7 とからなる。 横加速度検出部 3 5 と、 速度検出部 3 6 と、 横滑り測定部 3 7 と によ り、図 1から図 4で述べた横滑り測定装置 1 の機能が奏される。 すなわち、 ト リ ガー発生部 3 3は、 速度検出部 3 6や前後加速度 検出部 3 4の検出結果に基づき ト リ ガ一を発生し、 ビデオカメ ラ 3 1 によ り撮影した、 ト リガー発生前後の所定時間の画像を映像保存 部 3 2に保存する。 また、 ト リガー発生部 3 3は、 横滑り測定部 3 7の検出結果に基づき ト リガ一を発生し、 ビデオカメ ラ 3 1 によ り 撮影した、 ト リガー発生前後の所定時間の画像を映像保存部 3 2 に 保存する。 なお、 図 5では、 撮影画像を所定時間一時的に保存する ビデオバッファや、 速度や加速度を記録する記憶部や、 操作表示部 は図示していない。
〔第 2実施形態〕
図 は本発明の車両動作測定装置 （横滑り測定装置） の第 2実施 形態を示すブロ ック図である。 図 6 において、 車両の走行状態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラメータを検出する走行時 パラメータ検出部と、車両の走行状態によっては変化しない少なく と も 1 つの車両属性定数を取得する車両属性定数取得部とを備え ているが図示は省略してある。
図 6 において横滑り防止装置 4は、定常時処理系 4 1 と横滑り時 処理系 4 2 とからなる。 定常時処理系 4 1では、 定常時のモデルか ら横滑り角 iを推定する横滑り角推定部 4 1 1 と、 当該横滑り角 推定部の出力に第 1 フ ィ ルタ処理 （定常時重視処理） を行う第 1 フ イノレタ 4 1 2 を備えている。
横滑り時処理系 4 2では、横滑り角速度 d / d t を検出する横 滑り角速度検出部 4 2 1 と、 当該横滑り角速度算出部の出力を積分 する積分器 4 2 2 と、 この積分値 3 2に第 2 フィ ルタ処理 （横滑り 重視処理） を行う フィ ルタ 4 2 3 とを備えている。 なお図 6 には、 定常時処理系 4 1 における処理関数 （（ 5 ) 式）、. 横滑り時処理系 4 2における処理関数（（ 6 )式）、加算器 4 3 における処理結果（（ 7 ) 式） を示す。
加算器 4 3 は、定常時処理系 4 1 と横滑り時処理系 4 2 の出力を 加算して横滑り角 （《 》） を測定する。
なお、
β α = ( L r / V ) - m L f / ( 2 L X C r)
β 2 = S ( d β / d t ) d t
L ： 前後車軸間距離
L f : 車両重心から前輪車軸までの概略距離
L r： 車両重心から後輪車軸までの概略距離 m ： 車両重量
Cr ： コーナリ ングスティ ブネス値
V ： 車両速度
である （図 2参照）。
本実施形態では、 第 1 フィルタ 4 1 2がローパスフィルタ 〔 1ノ ( 1 + G S：)〕、 第 2 フィルタ 4 2 2がハイパスフイノレタ 〔G S / ( 1 + G s )] で表される。 したがって、 横滑り角の測定値が、 〔 1 / ( 1+ G s )〕 β χ + 〔Gノ ( 1 + G S)〕 β 2で表される。
図示はしないが、 車両非正常動作防止装置は、 車両動作測定装置 と横滑り 防止制御手段を備え、 横滑り防止制御手段 （典型的にはプ 口セッサ等のハー ドウエアと R O M等に格納されたソフ ト ウェア (プログラム） とからなる） は横滑り角の測定結果に応じて、 ブレ ーキ信号を生成しブレーキシステムに送出する。
なお、 第 1、 第 2実施形態の横滑り防止装置は、 舵角センサを用 いた従来型の横滑り防止装置と併用するこ と もできる。本実施形態 の横滑り防止装置と、 従来型の横滑り防止装置 （舵角センサ） との 測定結果を比較し、 両測定結果が不一致のときには、 横滑り防止装 置による制御を禁止するよ う にできる。 また、 舵角センサが故障し ているこ とを何らかの手段で検出した場合には、本発明による横滑 り防止装置を優先して駆動するよ う にする、横滑り防止装置による 制御を禁止する といつた適宜の選択が可能である。
図 7にタイヤ · 路面間摩擦係数が 0 . 4のときの実際値 （実線） と演算値 （破線） を波形図で示す。 図 7 ( A) は、 定常時処理系 4 1の出力を示し、 図 7 ( B ) に横滑り時処理系 4 2の出力を示し、 図 7 .( C ) に加算器 4 3の出力を示す。 また、 図 8にタイヤ . 路面 間摩擦係数が 0. 8のときの実際値 （実線） と演算値 （破線） を波 形図で示す。 図 8 ( A) は、 定常時処理系 4 1の出力を示し、 図 8 (B ) に横滑り時処理系 4 2の出力を示し、 図 8 ( C ) に加算器 4 3の出力を示す。 図 7、 図 8では、
横加速度 ： 分散値 1 X 1 0— 2 (m/ s 2 ) 2、 オフセッ ト値 0. 0 5 m/ s 2
ョーレー ト ： 分散値 1 X 1 0— 4 ( r a d / s ) 2、 オフセッ ト値
0
と した。
図 9に乾燥路面 （ μ = 0. 8 ) で各パラメータ V， a y , y , β の値を示し、図 1 0に低摩擦路面（ = 0. 3 ) で各パラメータ V， a y , y , ]3の値を示す。
〔第 3実施形態〕
図 1 1 は本発明の車両動作測定装置 （転倒危険度測定装置） の第 3実施形態を示すブロ ック図である。 図 6 において、 車両の走行状 態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラメータを検出する 走行時パラメータ検出部と、車両の走行状態によっては変化しない 少なく と も 1つの車両属性定数を取得する車両属性定数取得部と を備えているが図示は省略してある。
図 1 1では、 走行時パラメータ検出部によ り検出された （ A ) 口 ール角 Φ、またはロール角 Φおよびピッチ角 Θ である第 1走行時パ ラメータ、 （ B ) 前記第 1走行時パラメータ以外の、 少なく と も左 右加速度 a y、 上下加速度 a zを含む第 2走行時パラメータ が転 倒危険度演算部 5 1 に入力される。 なお図 1 では は微分器 5 2に よ り演算されその微分値も転倒危険度演算部 5 1 に入力されてい る。 転倒危険度演算部 5 1 は、 第 1走行時パラメータ および第 2 走行時パラメータ （ Φまたは φおよび 0 ) に基づき転倒危険度を演 算する。
第 2走行時パラメータ ]3は、 前方加速度 a xのョーレー ト γ の一 方または双方をさ らに含むこ とができる。
なお、 本実施形態でも、 車両非正常動作防止装置は、 車両動作測 定装置と横滑り防止制御手段を備え、 前記横滑り防止制御手段 （典 型的にはプロセッサ等のハー ドウェアと R O M等に格納されたソ フ ト ウェア （プログラム） とからなる） は前記横滑り角の測定結果 に応じて、ブレーキ信号を生成しブレーキシステムに送出するこ と ができる。 さ らに、 本実施形態の転倒危険度測定装置も ドライブレ コーダに搭載するこ とができる。
図 1 1では、 この演算はテーブル 5 4に書き込まれた各パラメ一 タを参照して実行される。

Claims

請求の範囲
1 . 車両の走行状態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラメ ータを検出する走行時パラメータ検出部と、
車両の走行状態によっては変化しない.少なく と も 1つの車両属 性定数を取得する車両属性定数取得部と、
前記複数の走行時パラメータから選ばれる第 1 のパラメータの 組と、前記車両属性定数のう ち質量を含む少なく と も 1つの定数と、 から横すベり量仮推定値を演算する横すベり量仮推定部と、
前記複数の走行時パラメータから選ばれる第 2のパラメータの 組と、前記車両属性定数のう ち質量を含まない少なく と も 1つの定 数とから横すベり 量微分相当値を演算する横すベり量微分相当値 演算部と、
前記横すベり量仮推定値と、前記横すベり量微分相当'値とから横 すべり量を本推定する横すベり量本推定部と、
を備えたこ とを特徴とする車両動作測定装置。 .
2 . 前記横すベり量仮推定部は、 横すベり量仮推定関数、
i3 E = K！ X ( γ / V ) + K 2 X a y
Κ 1 ; Κ 2： 変数を含む係数
y ： 3 ' ~レ1 ~ ト
V ： 車両速度
a y： 車両横加速度
によ り横すベり 量仮推定値を演算するこ とを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の車両動作測定装置。
Figure imgf000018_0001
K 2 = m L f / ( 2 L X C r) L ： 前後車軸間距離
L f ： 車両重心から前輪車軸までの概略距離
L r： 車両重心から後輪車軸までの概略距離
m ： 早両重量
C r : コーナ リ ングスティ フネス値
であるこ とを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の車両動作測定 装置。
■4 . '前記横すベり 量微分相当値演算部は、 横すベり量微分相当値関 数、
β D = ( aノ V ) - γ
によ り前記横すベり 量微分相当値を演算するこ とを特徴とする請 求の範囲第 1項から第 3項の何れかに記載の車両動作測定装置。 5 .請求の範囲第 1項から第 4項の何れかに記載の車両動作測定装 置と横滑り防止制御手段を備え、前記横滑り防止制御手段は前記横 滑り角の測定結果に応じて、ブレーキ信号を生成しブレーキシステ ムに送出するこ とを特徴とする車両非正常動作防止装置。
6 . 車両の走行状態によ り変化する舵角以外の複数の走行時パラメ ータを検出する走行時パラメータ検出部と、
車両の走行状態によっては変化しない少なく と も 1つの車両属 性定数を取得する車両属性定数取得部と、
を備え横すベり量の推定を行う車両動作測定装置であって、
定常時のモデルから横滑り角 iを推定する横滑り角推定部と、 当該横滑り角推定部の出力に第 1 フィ ルタ処理を行う第 1 フィ ル タを備えた定常時処理系と、
横滑り角速度 d 0 / d t を検出する横滑り角速度検出部と、当該 横滑り角速度算出部の出力を積分しこの積分値 ]3 2に第 2 フ ィ ル タ処理を行う第 2 フ ィ ルタを備えた横滑り時処理系と、
を備え、
前記両処理系の出力を加算して横滑り角を測定するこ と を特徴 とする車両動作測定装置。
7.
β 1 = ( L r / V ) 一 m Lノ ( 2 L X C r)
■ i3 2 = l ( ά β / d t ) d t
L ： 前後車軸間距離
Lf : 車両重心から前輪車軸までの概略距離
Lr： 車両重心から後輪車軸までの概略距離
m ： 早両直量
C r ： コーナ リ ングスティ ブネス値
V ： 車両速度
である ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の車両動作測定 装置。
8. 前記第 1 フィルタがロ ーパスフィルタ 〔 1 Z ( 1 + G S )〕、 第 2 フ ィ ルタがハイパス フ ィ ルタ 〔G SZ ( 1 + G ) ) で表され、 横 滑り角の測定値が、 〔 1 Z ( 1 + G S)〕 β , + [G s / ( 1 + G S )〕 2であるこ とを特徴とする請求の範囲第 6項または第 7項に記 載の車両動作測定装置。 .
9. 請求の範囲第 6項または第 7項に記載の車両動作測定装置と横 滑り防止制御手段を備え、前記横滑り防止制御手段は前記横滑り角 の測定結果に応じて、ブレーキ信号を生成しブレーキシステムに送 出することを特徴とする車両非正常動作防止装置。
1 0 . ( A ) ロール角 φ、 またはロール角 ψおよびピッチ角 0 であ る第 1走行時パラメータ、（ Β )前記第 1走行時パラメータ以外の、 少なく と も左右加速度 a y、 上下加速度 a zを含む第 2走行時パラ メータを検出する走行時パラメータ検出部と、
前記第 1 走行時パラメータおよび前記第 2走行時パラメータに 基づき転倒危険度を演算する転倒危険度演算部と、
を備えたことを特徴とする車両動作測定装置。
•1 1· · 第 2走行時パラメータは、 前方加速度 a xの ョ ーレー ト γ の 一方または双方をさ らに含むこ と を特徴とする請求の範囲第 9項 に記載の車両動作測定装置。
1 2 . 請求の範囲第 1 0項または第 1 1項に記載の車両動作測定装 置と横滑り防止制御手段を備え、前記横滑り防止制御手段は前記横 滑り角の測定結果に応じて、ブレーキ信号を生成しブレーキシステ ムに送出することを特徴とする車両非正常動作防止装置。
1 3 . 請求の範囲第 1項から第 1 2項の何れかに記載の車両動作測 定装置を搭載したことを特徴とする ドライブレコーダ。
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