JPH04504902A - 車両ヨー角速度測定装置 - 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】 車両ヨー角速度測定装置 発明の利用分野 本発明は、車両ヨー角速度測定装置及び、この装置を装備したアクティブまたは セミアクティブ・サスペンション装置に関するものである。

発明の背景技術 欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０１１４７５７においては、車輪を車体に取り付ける複 動油圧型ホイールサスペンション装置を有する車両用車両制御システムが開示さ れている。サスペンション装置は、車両の所定の位置に設置された変換器から送 られてくる車両の速度、横及び縦加速度を表す信号で補正されたヒープ（車両の 上下揺れ、ｈｅａｖｅ）、ピッチ（縦揺れ、ｐ　ｉ　ｔ　ｃｈ）　、Ｏ−ル（横 揺れ。

ｒｏｌｌ）、ワーブ（そり、ｗａｒｐ）のモードを表す信号の制御により所望の 乗り心地や車両姿勢を得る。

米国特許出願ＵＳ−Ａ−４７６１０２２においては、ステアリング角度及びヨー 角速度センサーを車両に搭載し、これらのセンサーからの信号で車両のステアリ ング特性を制御する類似の制御システムが開示されている。前記米国特許出願の 開示から明らかなように、ヨー角速度センサーはレート・ジャイロメータ、振動 ジャイロメータ、あるいは光ファイバ・ジャイロメータのいずれでもよい。

車両ステアリング特性の制御精度は、使用されているセンサーの精度、特にヨー 角速度センサー出力信号の安定性により直接決定されてしまう。従来、このよう な構成のため、高品質でコストの高い角度センサー（ｒａｔｅ　５ｅｎｓｏｒ） を上記の目的のため使用しなくてはならなかった。一般に、このようなセンサー は電源供給が供給されていない状態では壊れやすく、サイズが大きくなり、音放 射レベルが高くなるなどの問題があった。

しかしながら、近年、コンパクトで、運転時の音放射量が極めて小さく、構造が 丈夫で、量産により低コストを図ることが可能な固体（ｇｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ ）レート・ジャイロメータの入手が可能となった。このような様々な改善により 上記のような車両制御装置への使用に極めて適したジャイロメーターが開発され た。

車両は一般に、大幅な温度変化を伴う過酷な環境で使用される。センサーを備え た車両制御装置が正しく動作しなくなるほど固定レート・ジャイロメータの出力 信号が周囲温度の変化に影響されることが知られている。

発明の概要 本発明の車両ヨー角速度測定装置は、車両のヨー角速度に応じた出力信号を生成 するジャイロメータと、車両の速度、ステアリング角度及び横加速度を測定する 測定手段と、車両速度がゼロまたは実質的にゼロの時、及び／または車両のステ アリング角度がゼロあるいは実質的にゼロの時、また車両の横加速度がゼロある いは実質的にゼロの時に、バイアスエラーの測定を行い、前記ジャイロメータか らの出力信号からバイアスエラーを取り除く補正手段とを有することを特徴とす る。

前記補正手段は、車両速度がゼロまたは実質的にゼロの時、車両のステアリング 角度がゼロの時または実質的にゼロの時、及び／または車両の横加速度がゼロま たは実質的にゼロの時に、ジャイロメータの出力信号を測定してバイアスエラー を推定するのが好ましい。

また、測定手段は車両の速度、ステアリング角度及び横加速度を所定周期で測定 するのが好ましい。

前記補正手段は、ジャイロメータの出力信号のフィルタ処理を行い高周波成分を 除去するのが好ましい。さらに、前記補正手段は前記測定手段のサンプリング期 間中の信号を積算し、信号の積算値とサンプリング期間に比例する係数を乗算し て出力信号のフィルタ処理を行うのが好ましい。

車両ヨー角速度測定装置は、車両用アクティブまたはセミアクティブ・サスベン ジ曹ン装置に搭載するのが好ましい。

図面の簡単な説明 本発明の好適な実施例を図面を用いて説明する。

第１図は４輪車両の概略図である。

第２図は本発明に係わる車両ヨー角速度測定装置の概略図である。

第３図は本発明の処理ステップを示すフローチャートである。

発明の詳細な説明 第１図より、車両のヨー角速度ｒは車両上の定点を中心に車両が回転する時の速 度である。

第２図から、本発明の好適な実施例は車両速度を測定する手段１と、車両の横加 速度を測定する手段２と、車両のステアリング角度を測定する手段３と、補正手 段４及びヨー角速度ジャイロメータ５から構成されていることが分かる。さらに 、車両速度Ｖを測定する手段は車輪の回転速度を測定しこれ力ζら車両の速度を 演算する手段と、前記車両速度に応じた出力信号を生成する手段から構成される 。

速度測定手段１からの出力信号は、ライン６を経て補正手段４に送られる。

横加速測度足手段２は、車両の運動方向にないし垂直方向に加えられる車両への 加速度、すなわち一般に車両がコーナーリングで受ける加速度を測定する。横加 速度測定手段２は、車両が受ける横加速度に応じた信号を出力し、この信号はラ イン７を経て補正手段４に送られる。

車両のステアリング角度Φは、車両の前輪が車両軸にたいして成す角度である。

一般に、このステアリング角度Φは運転者の（任意点から所定点まで）ハンドル の回転量を測定することで定まる。ステアリング角度に対応する信号は、ステア リング角度測定手段３からライン８を経て補正手段４へ送られる。

補正手段４は、ライン６．７．８を経て送られてきた３つの信号を所定周期でサ ンプリングする。サンプリングの期間は一定であるのが望ましいが、サンプリン グ長は任意でよい。また、サンプリング期間は実際のサンプリング時の条件に制 約される。ライン６．７．８からの３つの入力がサンプリングされると、補正手 段４はｖ−０であるか、Ａ−０かつΦ−０であるか否かを判断する。いずれかの 条件が成立する場合、補正手段４はヨー角速度ジャイロメータ５からの出力サン プリングも同時に行う。ヨー角速度ジャイロメータ５からの出力とジャイロメー タで測定された車両のヨー角速度は一致する。車両速度がゼロの時、あるいは車 両のステアリング角度Φと横加速変度Ａが共にゼロの時、車両のヨー角速度はゼ ロとなるので、ジャイロメータ５で作成された信号のバイアスエラーの判断が可 能となる。推定バイアスエラーは次に補正手段４のメモリに記憶され、またジャ イロメータ「ｇの実際の出力信号からこの推定バイアスエラーは除去され補正出 力信号ｒ　ｏｕｔを作成する。

第３図は、補正手段の操作を詳細に説明したフローチャートである。初めに、バ イアスエラーを任意値Ｗとする。次に補正手段は、ジャイロメータ及び測定手段 で測定したヨー角速度、横加速度、速度、ステアリング角度の値を人力する。

補正手段は、バイアスエラーｒｂｌａｓの減算を行って測定ヨー角速度信号「ｇ を補正する。補正された信号ｒ　ｏｕｔは、ヨー角速度測定装置の補正出力とし て出力される。

さらに、補正手段は速度Ｖ、横加速度Ａ１ステアリング角度Φの３つの変数のサ ンプリングを一定の間隔で行う。決定ボックスＮｏ、１０に示されているように 、補正手段はまず測定速度が所定の許容ゼロ範囲にあるか否かを判断する。速度 が実質的ゼロの範囲内であれば、ボックスＮｏ、２０に示すように補正手段はバ イアスエラー信号によるリセットを行う。ボックスＮｏ、２０の操作は後述する 。

速度が実質的ゼロの範囲にない場合、判定ボックスＮｏ、３０に示すように、補 正手段は車両の横加速度が所定の実質的ゼロの許容範囲内にあるかどうか、また 、車両のステアリング角度が所定の実質的ゼロの許容範囲内にあるかどうかを判 断する。車両のステアリング角度及び横加速度がそれぞれ実質的にゼロであれば 、補正手段はボックスＮｏ、２０に示すようにバイアスエラー信号によるリセッ トを行う。

速度が実質的ゼロの範囲内でなく、車両の横加速度及びステアリング角度もそれ ぞれの実質的ゼロの範囲内でない場合、バイアスエラー信号は変わらない。

本発明の制御装置は、車両に設けられたジャイロメーターからの出力信号中のい かなるエラーも補正可能であるという考えから導き出されたものである。なぜな ら、車両の静止状態、即ちＶがゼロ、あるいは、直線走行状態、即ちステアリン グ角度Φゼロの時は、このような車両のヨー角速度はゼロとなり、横加速度ａも ゼロとなるからである。

従つて、第３図に示すように、 ｒｏｕｌ　ｍ　ｒｇ　−ｒｂｉａｓ ここで、 ｒｏｕｔ　−ジャイロメータの補正出力ｒｇ　−ジャイロメータの実際の出力 ｒｂｉａｓ　−ジャイロメータの出力のバイアスエラー−Ｘ　＜　Ｖ　＜　＋Ｘ 　あるいは −Ｙ　＜　Φ　＜　＋ｙ　かっ −Ｚ　＜　ａ　＜　＋Ｚ　のいずれかの場合、ここで、■　−車両の速度 Φ　−車両のステアリング角度 ａ　−車両の横加速度、 ｒｂｌａｓｗ　ｒｂｌａｓ　＋　ｃｏｎｓｔ、＊ｒｃ　となる。

ここで、ｃｏｎｓｔ、−補正に使用する目盛り係数−Ｘから＋Ｘの範囲は測定速 度Ｖの許容範囲である。−Ｙから＋Ｙは測定ステアリング角度Φの許容範囲であ る。また、−２から＋Ｚは測定横加速度ａの許容範囲である。

第３図のボックス２０に示すように、バイアスエラー期間のリセット時は、バイ アスエラーは、前回のバイアスエラー期間と因数、即ちｃｏｎｓｔ　ｘ　ｒｃと の合計値となる。ボックス２０はデジタル低域フィルター処理を行っている。

本発明の装置は、例えばヨー角速度ジャイロメータの周囲温度の変化などによる 長期間のバイアスエラーのみを対象としている。車両の運転中、ノイズや環境に よる高周波振動が発生する。本発明の特徴として、ジャイロメータのバイアスエ ラーの判断時には、このような高周波入力はバイアスエラー期間には考慮されな い。フィルター処理が行われない場合、ヨー角速度ジャイロメータ出力中の低周 波交番よりも過渡ピークが重視され、誤ったバイアスエラー期間となってしまう 。

信号のフィルタ処理はヨー角速度信号をアナログローパスフィルターまたはデジ タルフィルタ処理で行うことができる。ヨー角速度信号をデジタルフィルタ処理 するには、まず適切な周波数変換で信号を所定の周波数領域へ変換し、高周波成 分が除去される。サンプリング期間の開信号の加算が行われ、サンプリング期間 に比例する定数で除算されるという処理が繰り返される。その結果、瞬間値でな く平均値のバイアスエラーが得うレる。

本発明の装置は、前記の従来技術の文献に開示されている制御システム全体の中 に容易に搭載することが可能であり、前記補正手段はこのような従来システムに 用いられている処理手段に該当する。このため、前記従来の制御システムの詳細 な説明は省略する。

／Ａ７６：／／ 国際調査報告　。１ア７．、。。ＩＩ／ＩＩＩＭ；ｎ７国際調査報告 ＧＢ　９０００６０７

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．車両のヨー角速度に応じた出力信号を生成するジャイロメータと、車両の速 度、ステアリング角度、横加速度を測定する測定手段と、ジャイロメータの出力 信号からバイアスエラーを除去する補正手段とを有する車両ヨー角速度測定装置 において、車両速度がゼロまたは実質的にゼロの時、及び／または車両のステア リング角度がゼロまたは実質的にゼロの時、車両の横加速度がゼロ、あるいは実 質的にゼロの時に、前記補正手段はバイアスエラーを測定することを特徴とする 車両ヨー角速度測定装置。
2. ２．請求項１記載の車両ヨー角速度測定装置において、車両速度がゼロまたは実 質的にゼロの時、車両のステアリング角度がゼロまたは実質的にゼロの時、およ び／または車両の横加速度がゼロまたは実質的にゼロの時、前記ジャイロメータ ーからの出力を測定し、前記補正手段はバイアスエラーを推定することを特徴と する。
3. ３．請求項２記載の車両ヨー角速度測定装置において、前記測定手段は車両の速 度、ステアリング角度、横加速度を所定周期で測定することを特徴とする。
4. ４．請求項３記載の車両ヨー角速度測定装置において、前記補正手段はジャイロ メータからの出力信号をフィルター処理し、高周波成分を除去することを特徴と する。
5. ５．請求項４記載の車両ヨー角速度測定装置において、前記測定手段のサンプリ ング期間内の信号を積算し、前記サンプリング期間に比例する係数と信号の積算 値とを乗算することにより出力信号のフィルタ処理を行うことを特徴とする。
6. ６．前記１及至５の請求項おいて記載された車両ヨー角速度測定装置を備える車 両用アクティブまたはセミアクティブ・サスペンション装置。
7. ７．添付明細書及び図面において開示されている車両のヨー角速度を測定する装 置。
8. ８．添付明細書及び図面において開示されている車両のヨー角速度を測定する装 置を備えた車両用アクティブまたはセミアクティブ・サスペンション装置。