JPH03215751A - 車両の加速度演算装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車の電子制御サスペンション装置等に
使用して有効な車両の加速度演算装置に関するものであ
る． 〔従来の技術〕 従来、車両の制動を検出してサスペンションの固さを切
り換えるシステムは、たとえば特開昭５６　−　４２７
３９号公報や特開昭６０　−　１４８７１０号公報にお
いて提案されている．これらはいずれも車両の制動状態
をプレーキスイッチの信号を利用して検出するものであ
る． ブレーキスイッチはブレーキ中にブレーキランプを点灯
させるためのものであるから、殆んどの車に設置されて
おり、信号として利用しやすいものであるが、減速の目
安にはなるが、減速度の度合いまでを検出できるもので
はない． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のシステムは以上のように構成されており、ブレー
キスイッチは車体の減速度を表わす信号ではないために
、たとえば−０．３Ｇ（加速度）以上の急減速度でのみ
サスペンションをハードに切Ｊｌ）換えるというきめの
細かい微妙なサスベンシ四ンのコントロールには向かな
い欠点がある．また、エンジンブレーキ等のように、プ
レーキスインチを操作しない減速時には、全く検出でき
ないし、勿論、急加速時の検出も全く検出できない。

そこで、車両の減速度や加速度を直接検出する方法とし
て車遠センサの信号から得られる車速情報を微分して加
減速度を得ることもできるが、車速センサとしてスピー
ドメータケーブルの回転を磁石とリードスイソチとで検
出する一般の車速パルスを用いる場合には、車速バルス
が車輪１回転に４パルスしか得られないために分解能が
悪い．この結果、演算精度が悪いとか、スピードメータ
ケーブルの振動等により車速パルスにジソタ（パルス周
期の揺ぎ）などが発生するために、検出の応答性を上げ
ようとすると誤検出してしまうという欠点があった． この誤検出を防止するための方法として一番簡単な方法
はＧの計夏周期Ｔを長くして、Ｔの間にカウントされる
車速パルスの数を多くしてジノタやケーブルの振動など
によるノイズを平均化することであるが、これはサスペ
ンションの制御から要求される応答性の要求値１００＋
＊ｓ〜２００ａｓ以内とは両立しない． この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、車速パルス信号の応答性と精度の向上の相反
する要求を両立させることのできる車両の加速度演算装
置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る車両の加速度演算装置は、加減速度の演
真を時刻ｔ０での平均車速ｖ０と、時刻ｔ．十Ｔでの平
均車速Ｖ，とからα。＝Ｖ，−Ｖ，としてＴ 求める手段を設けたものである． 〔作　用〕 この発明における上記手段は、時間Ｔの間常に車速パル
スＮ個の周期より平均車速を求め、この平均車速の変化
が加速か減速かを判定し、もし時間Ｔの間に平均車速が
加速から減速へ、もし《は滅速から加速へ切り換わった
ときはその時点で加減達の演算を中止し、新たに時間Ｔ
を設定し、加減速演算を開始し、時間Ｔの間常に平均車
速か加速の状態を維持するか、もしくは減速の状態を維
持したとき、加減速度の演算を行う． 〔実施例〕 以下、この発明の車両の加速度検出装置の実施例を図に
ついて説明する．第１図はこの発明の車両の加速度演算
装ｌを組み込んだサスペンション装置の構成図で、図に
おいて、ｌは制御装置で、ブレーキスイッチ２，車連セ
ンサ３およびその他の入力情報に応じてショックアブソ
ーバ５中の可変オリフィス６および空気ばね９の連結通
路１０の開閉を行う． 上記ブレーキスイッチ２はブレーキベダルｌ２を踏み込
むことによってオンとなるものである．また、車速セン
サ３はリードスイッチ３ａと、複数（この実施例でＳＮ
４極ずつ）のＮ極とＳ極を有する円板状の磁石３ｂと、
ワイヤ３ｃとにより構成され、ワイヤ３ｃは車輪７と磁
石３ｂとの間に連結され、車輸７の回転により、ワイヤ
３ｃが磁石３ｂを回転させ、それに対向するリードスイ
ッチ３ａが磁極ＳとＮと対向するごとにオン，オフする
ようになっている．このオン．オフのパルス信号が制御
装置１に送られて、車速を演算するようになっている。

ショックアブソーバ５ば車体４とアーム８間に連結され
ている． さらに、空気ばね９はばね室９ａ，９ｂを有し、この両
ばね室９ａ，９ｂ間には、連結通路１０が設けられてお
り、連結通路１０を開くと、ばね室９ａ，９ｂが連通し
て、ばね定数が柔らかくなり、逆に連結通路１０を閉じ
ると、ばね定数が大きくなって固くなる． なお、ｌ１は空気ばね９の補助ばねであり、車体４とア
ーム８間に連結されている． また、上記ショックアブソーバ５はその中の油の通路の
オリフイス径をアクチュエー夕６により「大」に切り換
えると、減衰率は小さくなり、逆にオリフィス径を「小
」に切り換えると減衰率は大きくなる． なお、第１図では前輪の片側のみを示したが、残りの車
輪にも上記と同じようにサスペンション装置が装着され
ている。

また、車高センサ１４が車体４に取り付けられており、
この車高センサｌ４はアーム１０．１５を介してアーム
８に連結され、制御装置ｌは車高センサｌ４の出力信号
を入力として、車高調整手段１３を制御して上記空気ば
ね９の空気圧を上昇あるいは下降させることにより、任
意の目標車高に調整することもできる。

次に上記のように構成したサスペンション装置において
、車速センサ３の出力から車速および加減速度を演算す
る方法について説明する．第２図に車速センサ３の出力
波形を示す． さて、リードスイッチ３ａのオンーオフの信号若しくは
チヤタリングやノイズなどを除去した後の波形整形後の
パルス信号には、次のような特性がある。

まず、第１は磁石３ｂの偏心などの工作誤差による成分
で、この実施例のように１回転当り４個のパルス１０１
〜１０４を出力するものであれば、？，−１４のそれぞ
れの周期の誤差の要因になる．第２の誤差はワイヤ３ｃ
の縄とび現象によるもので、これは時間とともに変わる
が、やはりｔ．１，，１・・・ｔ．の周期の揺ぎの原因
になる．ところが、これらの誤差や揺ぎの成分は、その
発生原因からワイヤ３ｃの１回転若しくは磁石３ｂ１回
転ごとに正確な回転数の情報を出すものであり、第２図
では、ｔ，〜ｔ２〜ｔ３４ｔ４＋ｊ＋ユｔＳ＋ｊ！ユｔ
いｔｌ１＝ｔ，＋４が成立し、ｔｏｏユｔ．ユｔ１■が
成立する． そこで、車速を正確にかつ最も応答性よく演算する最適
な方法は、ｔＩｏ．ｔｌＩ＋　’　Ｉ！を求めてその逆
数から車速を計算する。

または、ｔ１とｔ２とｔ３とｔ４をそれぞれメモリして
おいて、４個の平均値を求めて、その平均値より車速を
求める．その次は、ｔ！とｔ，とｔ４とｔ，の４個の平
均値を求めてその平均値より車速を求める． このようにして、ｔｌＯの区間、その次はｔｌ１の区間
、次はｔ＋ｚの区間での移動平均値を次々と求めてい《
ことにより、車速を判断する．このようにすれば、正確
でしかも応答性のよい車速の演算や判定が実現できる．
このような平均化の処理や演算は制御装置１にマイクロ
コンピュータを用い、パルスエノヂの入力毎にその各周
期ｔ，・・・ｔ，，のカウントをマイクロコンピュータ
のタイマで行い、かつマイクロコンピュータのメモリへ
各周期ｔ１・・・１ｎの記憶を行うことにより、容易に
実現できる． 次に第２図に示したａ点とｂ点間での車速の加減速度を
求めるのには、ａ点での車速ｖｌ．ｏｃ１／ｔＩ０と、
ｂ点での車速ｙ　，，ｏｃ　ｌ　／　ｌ　，４と、ａ点
で容易に計算できる． さらに、車速か上昇したときには、たとえば、様にｄ点
とｅ点も計算できる． また、車速の上昇とともに、パルス数が増えるため、Ｔ
，＞Ｔ，と計算間隔を縮めていくこともできる． 上記のようにして演算された加減速度が所定の値を越え
るような急な加減達を検出して、サスペンションの特性
を制御する場合に下記のような問題がある． つまり、本来は上記計算により車体の加速度，減速度は
正確に演算できるが、この車速パルスは車輪１回転で４
パルスしか発生しないため、特に低車速では上記Ｔを長
くしないと、↓茎の演算のｄｔ 精度がでない． サスペンション制御の応答性の要求からは、逆にＴは１
０（１＋ｓ〜２００＋ｓ程度以上に長くするわけにはい
かない． 逆に、Ｔを短かいままにすると、±ヱの演算精ｄｔ 度がでない欠点がある． また、高速になれば、パルス数が増えてＴを短かくでき
るが、車両の走行に伴なう車体振動に応じてスピードメ
ータケープルが振動して、車速パルスの揺ぎが生じ、Ｇ
（加速度）の演算値に娯差゛が生じる欠点がある。

このように、演冨誤差と応答性とは互いに相反する性質
をもっているので、双方を同時に満足させることは困難
であった． そこで、この発明は下記のように解決した．すなわち、
加減速度を計測しているＴの間、車速センサ３のリード
スイ，チ３ａから制御装置１に車速バルスが入力される
ごとに、演算される平均車速が１パルス前に演算された
平均車達と比べて加速状態であるか、もしくは減速状態
であるかを判定し、もし加速から減速へ、減速から加速
へ切り換わったときには、その時点で加減速度の計測を
中止し、現在行っている加減速度の演算を無効にする． 加減速の切り換わった時点から新たに計測時間Ｔを設定
して、加減速度の計測を開始し、Ｔの間常に加速中か、
もしくは減速中であったとき初めて加減速度の演算を行
う． このようにすることにより、種々の要因から発生する車
速バルスのゆらぎによる加減速度の誤検出を防止するこ
とができ、かつ、実際に急加減速を開始した時点から加
減速の計測を開始することにより、応答性を損うことの
ない車両の加減速検出装置となる。

加速中．減速中の判定は上記平均車速より判定しても良
いし、最新の車速パルス周期とＮパルス前の車速パルス
周期を比較して判定しても良い。

第３図はこの発明の一実施例による動作の流れを示すフ
ローチャートである．まず、スタート３０より始まり、
ステップ３１で車速センサ３のリードスイッチ３ａから
車，速パルスが制御装置ｌへの入力の有無を確認する． 車速パルスが無ければ、車速パルスが入力されるまでス
テップ３１で待機する． これは加減達の演算を行うのに最新の車速パルスの入力
で演算された車速を用いるためである。

ステップ３ｌで車速パルスが制御装置１に入力されると
、ステソプ３２へ進み、加減速度の計測時間Ｔを設定し
て加減速の計測を開始する。

この計測時間Ｔは加減速度検出の精度と応答性を両立さ
せるために車速によって可変としても良い． ステップ３３では、車連センサの最新の１パルス分の周
期を計測し、ステップ３４では、ステップ３３で計測さ
れた車連パルス周期をＮパルス前の周期と入れ替えて記
憶する． このようにすることにより、常に最新のＮパルス分の車
速パルス周期が記憶されていることになる． ステップ３５では、この最新のＮパルスの周期を平均化
して、平均車速を演算する。

ステップ３６では、加減速度の計測を開始したところか
どうかを判定し、計測を開始したところであれば、ステ
ップ３７へ進み、今回演算された平均車達を記憶する． この記憶された平均車速は加減速度を演算するときの弐
　　〇　　の初速ｖ０となる．ステップ３６で既に加減
速度を計測中と判断されたときは、ステップ３８へ進む
．このステップ３８では、今回演算された平均車速と１
パルス前に演算された平均車速を比較して、加速状態か
滅速状態かを比較する． この比較の結果、今回加速であれば、ステップ３８ａへ
進み、今回加速であることを記憶してステップ３９へ進
む． このステップ３９では、前回が加速であったか減速であ
ったかを判定し、もし前回も加速であれば、ステップ４
１へ進み、もし前回が減速であれば、加減速が減速から
加速へ切り換わったと判定し、ステップ３２へ戻り、加
減速度の計測を始めからやり直す． ステップ３８で減速と判定されたときは、ステップ３８
ｂへ進み、今回減速であることを記憶して、ステップ４
０へ進む． ステ，プ４０では、前回が加速であったか減速であった
かを判定し、もし、前回が減速であれば、ステップ４ｌ
へ進み、もし、前回が加速であれば、加減速が加速から
減速へ切り換わったと判定し、ステップ３２へ戻り、加
減速度の計測を始めからやり直す． 第３図のフローチャートにおいて、点線で囲ったこのス
テソブ３８からステップ４０までの判定を加えることに
より、車速センサケーブルの回転むら等の要因による車
速パルスの不正確さからくる加減速度の誤検出を防止す
ることができ、かつ実際に車両が加速状態もし《は減速
状態になったときには、応答性を損うことなく、加減速
度の計測を開始することができる． ステップ４１では、加減速度の計測を開始してから計測
時間Ｔが経遇したかどうかを判定し、もしまだ計測を開
始してから時間Ｔが経遇していなければ、ステップ４２
へ進み、次の車速バルスの入力を待ち、車速パルスの入
力があれば、ステップ３３へ戻り、新たに平均車速の演
算を行う．ステソプ４１で計測時間Ｔが経遇しておれば
、ステップ４３へ進み、最後に演算された平均車速ｖ，
と、計測開始時に記憶しておいた初速ｖ０と時間Ｔより
加減速度を（　　Ｔ　　）として演真し求める。

なお、計測時間Ｔをカウントするタイマは図示しない割
込ルーチンで一定時間毎に減算されて、０でクリソブさ
れるものとする． また、車速か掻く低速では、加減速度の演真に時間がか
かりすぎるので、このため所定の車速以下の領域では、
加減速度の演算を中止して、不要な判定を省略すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、車両の加減速を計測
中、加速中か減速中かを常に判定し、一定時間加速が継
続したとき、または減速がｍ続したとき、加減速度を演
算するようにしたので、車速センサケーブルの回転むら
等の要因による車速パルス信号の不正確さに起因する精
度の向上と応答性のアップの相反する要求を両立させる
ことができる。

また、加減速の演算周期は車速に応じて切り換え、高速
時ほど演算周期を短縮することで、より応答性を向上す
ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による車両の加速度検出装
置を組み込んだサスペンション装置の構成図、第２図は
同上実施例における車速センサの出力波形図、第３図は
同上実施例の動作を説明するためのフローチャートであ
る。 １・・・制御装置、２・・・ブレーキスイッチ、３・・
・車速センサ、４・・・車体、５・・・ショックアブソ
ーバ、７・・・車輪、９・・・空気ばね、１４・・・車
高センサ。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の車輪速度に比例したパルス信号を発生する車速セ
   ンサと、上記パルス信号の最新のＮ個の第１のパルス周
   期を計測してこのＮ個のパルス周期の前のパルス周期の
   データと入れ換えて記憶する手段と、この手段で記憶さ
   れた上記最新のＮ個の第１のパルス周期から第１の平均
   車速を演算するとともにこの第１のパルス周期の発生か
   ら所定の時間Ｔ＿０終了後に上記車速センサから発生し
   たパルスの第２のパルス周期から第２の平均車速を演算
   し、かつ上記第１のパルス周期から上記第２のパルス周
   期までの時間Ｔ＿１を計測して（Ｖ＿２−Ｖ＿１）／Ｔ
   ＿１の演算値より上記車両の加減速度を判定する手段と
   を備えた車両の加減速演算装置。