JP2669651B2 - 自動車の加速度センサの較正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加速度センサのゼロ点補正を行なう装置に
関し、特に加速度センサを用いるアンチスキツド制御装
置において好適に実施される。

従来の技術 加速度センサは、速度の変化量を検出するためのセン
サで、圧電型、サーボ型あるいは歪みゲート型加速度セ
ンサなどが実用化されている。加速度センサは、移動物
の速度変化の検出、機器の振動計測や構造物の揺れ計測
などに用いられる他、その出力を積分することによつて
速度情報を得ることがきる。

アンチスキツド制御装置は、ブレーキペダルの踏込み
時における車輪のロツク状態を回避しつつ、車輪と路面
との間の摩擦力が最大になるように車輪のスリツプ率を
油圧制御する装置である。アンチスキツド制御を行なう
ための一手段として、自動車の車体速を検出し、その車
体速を用いて車輪のスリツプ率を制御する方法がある
が、この方法では、一般に車輪の回転数から車体速を推
定する手段が用いられている。しかし、ブレーキペダル
の操作時に生じる車輪のスリツプにより正確な車体速を
得ることが困難な場合がある。そこで、車体に固定され
た加速度センサの出力を積分することにより車体速を求
め、その車体速を基準にしてアンチスキツド制御を行な
う装置がある。このような装置では、正確な車体速を基
準としてアンチスキツド制御が行なわれるので、制御精
度の良好な滑らかなアンチスキツド制御を実現させるこ
とができる。

発明が解決しようとする課題 一般に、加速度センサは温度変化あるいはその他の条
件の変化によつて加速度センサの出力値が変化する場合
がある。たとえば、歪みゲージ型加速度センサの場合、
センサに加速度が加わると、ダンピングオイル中の質量
が変位し、その変位量は歪みゲージ上に設けられている
抵抗値の変化として現れる。しかし、歪みゲージの周囲
温度が変化すると、歪みゲージ上の抵抗値が変化し、し
たがつて出力値も変化することになる。

このように加速度センサの出力値は、温度変化などに
より変化するおそれがあり、その出力値を使用してアン
チスキツド制御を行なう場合においては、正確かつ滑ら
かなアンチスキツド制御を実現することが期待できなく
なる。

第８図は、ゼロ点誤差を有する加速度センサを用いて
車体速演算をした場合に生じる速度誤差を説明するため
のタイムチヤートである。速度V₀で走行している自動車
に時刻t1においてブレーキ操作が行なわれると、ライン
l10に示すように車速が低下し、時刻t3において自動車
は停車状態となる。

しかし、0G（Ｇは重力加速度）における加速度センサ
の出力が正しい0Gの出力値より高い場合、減速時におい
てより大きな積分出力が減算されるので第８図ラインl1
1に示すように減速度が大きくなり、自動車がまだ減速
中であるにもかかわらず時刻t2において停車している状
態になる。

また、0Gにおける加速度センサの出力が正しい0G時の
出力値より低い場合は加速度センサの積分値はより小さ
くなるので、第８図ラインl12に示すように時刻t3にお
いて自動車は停車しているにもかかわらず車体速はまだ
停止していないかのように演算される。

本発明の目的は、上述の問題点を解決するためになれ
たもので、加速度センサの出力値がほぼ0Gであると考え
られるときの加速度センサの出力値を記憶し、以後その
値を0Gとして扱うことにより、0Gにおける加速度センサ
の出力値が変化しても正確な加速度値を得ることのでき
る自動車の加速度センサの較正装置を提供することにあ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、自動車の速度変化から加速度を求める加速
度演算手段と、 前記加速度演算手段によつて求められた加速度に基づ
いて、自動車に搭載された加速度センサの出力を補正す
る較正手段とを含むことを特徴とする自動車の加速度セ
ンサの較正装置である。

また本発明は、自動車の速度変化から加速度を求める
加速度演算手段と、 前記加速度演算手段によつて加速度が求められたとき
の加速度センサの出力を前記加速度演算手段によつて求
められた加速度であるとして較正する手段とを含むこと
を特徴とする自動車の加速度センサの較正装置である。

作 用 本発明においては、まず自動車の速度変化から加速度
が演算される。そして、加速度演算手段によつて求めら
れた加速度に基づいて自動車に搭載された加速度センサ
の出力を補正し、また、加速度が演算されたときの加速
度センサの出力を前記加速度であるとして加速度センサ
の出力値を較正する。

実施例 第１図は、本発明が実施される処理回路における加速
度較正の機能基本ブロツク図である。各車輪毎に設けら
れている車速センサ1a〜1dの出力信号は処理回路２に与
えられ、擬似車体速演算手段21において車体速が演算さ
れる。擬似車体速の演算は、たとえば各車輪毎に求めら
れた車輪速を単純平均する。あるいは４つの車輪速のう
ち最も大きい車輪速を擬似車体速として推定することに
より求められる。

擬似車体速演算手段21で求められた擬似車体速はオフ
セツト補正条件判定手段22に与えられ、加速度センサ３
のゼロ点較正を行なうか否かの判定が行なわれる。オフ
セツト補正条件判定手段22には、補正条件としてたとえ
ば（ｉ）停止中である（車体速＝0km/h）。あるいは（i
i）ブレーキペダルが踏み込まれておらず、かつ擬似車
体速演算手段21からの出力値が比較的正確であると考え
られる範囲内、たとえば20〜120km/hであること、さら
に擬似車体速の変化が予め定める値、たとえば0.01G以
下であることが設定されている。そして、（ｉ）の条件
あるいは（ii）の条件を満たした時、加速度較正手段23
に加速度較正命令を出力する。

車体に固定された加速度センサ３の出力信号は処理回
路２に与えられ、車体加速度入力手段24において車体加
速度が算出される。車体加速度入力手段24はアナログ信
号である加速度信号をデジタル値に変換するアナログ／
デジタル変換手段および車体振動などによるノイズ成分
を除去するためのデジタルフイルタから構成されてい
る。すなわち、加速度センサ３の出力信号である加速度
信号はアナログ／デジタル変換手段によつてデジタル値
に変換され、その出力はデジタルフイルタによつて不要
成分が除去される。

車体加速度入力手段24の出力は加速度較正手段23に与
えられ、オフセツト補正条件判定手段22からの加速度較
正命令が与えられると、そのときの車体加速度入力手段
24からの出力値をオフセツト量としてメモリ23aに記憶
する。したがつて、メモリ23aに記憶されているオフセ
ツト量は車体加速度が0G時における加速度センサ３の出
力値として扱われる。加速度較正手段23はメモリ23aに
記憶されている0G時におけるオフセツト量を基準として
車体加速度入力手段24から出力された加速度値を補正
し、その出力をアンチスキツド制御演算手段25へ送出す
る。

アンチスキツド制御演算手段25は擬似車体速演算手段
21の出力である擬似車体速と、加速度較正手段23の出力
である車体加速度とからアンチスキツド制御演算が行な
われ、車輪と路面とが最も高い制動力を発揮すべく各車
輪に設けられているオイルシリンダ内の油圧を制御す
る。

第２図は、加速度較正手段23で行なわれる加速度の補
正を説明するためのグラフである。まず、加速度センサ
３の出力が変化していない場合の車体加速度の算出につ
いて説明する。加速度センサ３に加速度A0が与えられる
と、加速度センサ３から電圧VA0が出力される。電圧VA0
は車体加速度入力手段24によつてデジタル値に変換され
た後、加速度較正手段23に与えられる。加速度較正手段
23のメモリ23aには0Gにおける加速度センサ３の出力値
である電圧V0に相当するデジタル値が記憶されていると
すると、加速度較正手段23は第１式に示す演算により較
正加速度ΔA0を算出する。

ΔA0＝VA0−V0 ……（１） この補正加速度ΔA0は0Gにおける加速度センサ３のオ
フセツト量を補正した加速度値としてアンチスキツド制
御演算手段25に与えられる。

加速度センサ３の出力が温度変化などによつて変化し
た場合、たとえばラインl2に示すようにラインl1に対
し、ある一定量が多く出力される場合について説明す
る。オフセツト補正条件判定手段22によつて前述の補正
条件（ｉ）あるいは（ii）が満たされていると判定され
た時、オフセツト補正条件判定手段23から加速度較正手
段23へ加速度較正命令が送出される。加速度較正命令が
加速度較正手段23に与えられると、加速度較正手段23
は、そのときの加速度センサ３の出力電圧V1に相当する
デジタル値である車体加速度入力手段24からの出力値を
メモリ23aに記憶する。その後、加速度センサ３に加速
度A1が与えられると、加速度センサ３からは電圧VA1が
出力される。

ΔA1＝VA1−V1 ……（２） そして加速度較正手段23は第２式に示すように電圧VA
1からメモリ23aに記憶されている0G時における加速度セ
ンサ３の出力値V1を差し引くことにより補正加速度ΔA1
を算出する。

次に、加速度センサ３がラインl1の出力ラインに対
し、ある一定量少なく出力するラインl3に変化した場合
について説明する。加速度較正手段23はオフセツト補正
条件判定手段22からの加速度較正命令が与えられると、
そのときの車体加速度入力手段24からの集力値をメモリ
23aに記憶する。そして、加速度センサ３に加速度A2が
与えられると、車体加速度入力手段24から出力される加
速度センサ３の出力値VA2に相当するデジタル値が加速
度較正手段23に与えられ、メモリ23aに記憶されている0
G時におけるオフセツト量V2が第３式に示す演算によつ
て差し引かれ、補正加速度ΔA2が算出される。

ΔA2＝VA2−V2 ……（３） このように加速度センサ３の出力に含まれるオフセツ
ト量が温度などにより変化しても、0G時におけるオフセ
ツト量を求めておくことにより、正確な加速度を算出す
ることができる。

第３図は、車体加速度の補正演算を実行するためのフ
ローチヤートである。処理回路２に電源が投入されると
ステツプs1へ進み、初期オフセツト量として設定されて
いる値をメモリ23aに記憶する等の処理が行なわれる。
ステツプs1においてイニシヤライズ処理が行なわれる
と、ステツプs2に進み、自動車が停車中であるか否かす
なわち擬似車体速演算手段21からの出力がゼロである否
かが判断される。停車中でないと判断すると、ステツプ
s3へ進み、ブレーキスイツチがオフかどうか判断され
る。ブレーキスイツチがオフと判断されるとステツプs4
へ進み、車速が一定範囲内、すなわち車速センサからの
車速信号に基づいて比較的正確な車速を演算することの
できる車速範囲である20〜120km/hであるかどうかが判
断される。車速が一定範囲内であると判断されると、ス
テツプs5へ進み、車速変化が予め定める値以下、たとえ
ば、0.01G以下であるかどうかが判断され、一定値以下
であると判断されるとステツプs6へ進む。

ステツプs6では、ステツプs5において車速変化が一定
値以下であると判断されたときの車体加速度入力手段24
からの出力値を0Gにおけるオフセツト量としてメモリ23
aに記憶する。ステツプs7では、車体加速度入力手段24
からの出力値をメモリ23aに記憶されているオフセツト
量に基づいて補正を行なう。ステツプs8において、アン
チスキツド制御演算手段25は加速度較正手段23から送出
された補正加速度および擬似車体速演算手段21から送出
された擬似車体速に基づいてアンチスキツド制御演算を
行ない、制御信号を出力する。

ステツプs2において停車中であると判断されると、ス
テツプs6へ進み、そのときの車体加速度入力手段24の出
力値をメモリ23aに0Gにおけるオフセツト量として記憶
する。

ステツプs3、ステツプs4およびステツプs5においてブ
レーキスイツチがオンあるいは車速が予め定める一定範
囲外であり、あるいは車速変化が予め定める値を超えて
いると判断されると、ステツプs6は実行されず、ステツ
プs7へ進み、車体加速度の補正はメモリ23aにすでに記
憶されているオフセツト量を用いて車体加速度の補正が
行なわれる。

次に、加速度センサ３の出力値を較正する他の実施例
を説明する。第４図は加速度センサの出力を較正する他
の実施例を説明するためのグラフである。本実施例で
は、車速センサ１の出力値の差分をとることにより求め
た加速度によつて加速度センサ３を較正する。第４図に
おいて、ラインl4は車速センサ１の出力を差分すること
により求めた擬似車体加速度を示すラインで、真の車体
加速度にほぼ一致する。そしてラインl5は加速度センサ
３の出力ラインであり、真の車体加速度に一定のオフセ
ツト量が含まれている状態を表す。このように、一定の
オフセツト量が含まれている加速度センサ３に、たとえ
ば加速度A3が与えられると、加速度センサ３からは電圧
VA3が出力される。そして、車速センサ１の差分によつ
て求められた加速度A3から、ラインl4によつて電圧V3が
求められる。以上のようにして求められた電圧VA3と電
圧V3との差Δ３がオフセツト値として記憶される。以
後、加速度センサ３の出力値は記憶されているオフセツ
ト値を差し引くことにより、補正加速度が演算される。

第５図は車体加速度の補正演算を実行する他の実施例
であるフローチヤートである。まず、ステツプn1では、
初期オフセツト量として設定されている値をメモリ23a
に記憶する等の処理が行なわれる。そして、ステツプn2
へ進み、ブレーキスイツチがオフされているか否かが判
断される。すなわち、ブレーキペダルが踏まれていない
状態であるブレーキスイツチがオフのとき、ステツプn2
からステツプn3へ進み、車速センサ１の出力値を差分す
ることによつて擬似車体加速度が演算される。すなわ
ち、前回と今回の速度差をΔＶとし、前回と今回の時間
差をΔｔとすると、擬似車体加速度は第４式によつて算
出される。ここに、ｇは重力加速度を表す。

ステツプn4では、加速度センサ３の出力値からステツ
プn3で求められた擬似車体加速度を減算して、オフセツ
ト値が算出され、記憶される。ステツプn5では、加速度
センサの出力値からオフセツト値を減算して補正加速度
が算出され、ステツプn6においてこの算出された補正加
速度に基づいてアンチスキツド制御の演算が行なわれ
る。

第６図は、本発明が実施されるアンチスキツド制御装
置の構成ブロツク図である。各車輪に設けられている車
輪速センサ1a〜1dは、車輪の回転速度を検出し、その検
出信号が波形整形回路5a〜5dに与えられる。車輪速セン
サ1a〜1dは、たとえば車輪軸に固定された強磁性材料の
検出板の周方向に、等間隔の多数の切欠きと突起を設
け、その検出板の周近傍に設けられた電磁ピツクアツプ
または光センサによつて車輪速に比例した周波数の車輪
速信号を検出するセンサである。車輪速信号は波形整形
回路5a〜5dに与えられ、パルス信号に波形整形された
後、処理回路２に与えられる。

車体に固定された加速度センサ３は、たとえば歪みゲ
ージ型加速度センサで、その出力電圧はアナログ／デジ
タル変換回路６に与えられ、デジタル量に変換された
後、不要成分除去のためデジタルフイルタ処理が行なわ
れる。

スイツチ７は、たとえばブレーキペダルが踏み込まれ
たか否かを検出するブレーキスイツチなどがあり、その
出力はレベル変換回路８によつてアンチスキツド制御回
路４内において適合する電圧に変換された後、処理回路
２に与えられる。

電源回路９は、電源スイツチ10を介してバツテリ11か
ら供給される電圧をアンチスキツド制御回路４内におい
て使用される電圧に変換する。

処理回路２から出力されるアンチスキツド制御信号
は、ソレノイド駆動回路12a〜12dに与えられ、電力増幅
された後、アクチユエータ13a〜13d内に設けられている
電磁制御バルブを増圧，減圧または保持のいずれかの態
様に制御する。

アンチスキツド制御を行なう場合に、処理回路２はア
クチユエータ13a〜13dを能動状態にするためにソレノイ
ドリレー駆動回路14にソレノイドリレー15をオンするた
めの信号を送出する。ソレノイドリレー15のコイル15a
に駆動電流が流えると、接点15bは導通し、アクチユエ
ータ13a〜13d内の電磁制御バルブのコイルにはバツテリ
11から電力が供給される。

モータリレー16は制御油圧を発生させるためのモータ
17の駆動用リレーで、モータリレー駆動回路18によつて
電力増幅されたモータリレー駆動信号がコイル16aを励
磁すると、接点16bは導通しモータ17は回転する。

ランプ19は、アンチスキツド制御回路４が異常動作を
行なつた場合に点灯するランプで、ランプ駆動回路20に
よつて電力増幅された後、ランプ19に与えられる。

第７図は、アンチスキツド制御装置の油圧経路を説明
するためのブロツク図である。ブレーキペダル30が踏み
込まれるとマスターシリンダ31内に制動油圧が発生し、
該制動油圧は管p1〜p4を経由して三方電磁制御弁32a〜3
2dに与えられ、さらに管p5〜p8を介してホイールシリン
ダ33a〜33dに供給される。その結果、車輪34a〜34dは制
動を開始し、自動車の速度は低下する。

車輪34a〜34dの回転速度は車輪速センサ1a〜1dによつ
て検出され、また加速度センサ３によつて検出された車
体加速度信号はアンチスキツド制御回路４に与えられ
る。

アンチスキツド制御回路４は、アンチスキツド制御開
始条件を満たしていると判断すると、モータ17によつて
発生した制御油圧を管p9を介してマスターシリンダ31に
与えるとともに、三方電磁制御弁32a〜32dを増圧，減圧
または保持のいずれかに制御し、ホイールシリンダ33a
〜33d内の制御油圧を制御する。

以上のように本実施例に従えば、加速度センサの出力
値が常に補正されているので、アンチスキツド制御装置
はより正確な車体速を得ることができ、したがつてより
精密かつ滑らかなアンチスキツド制御を行なうことがで
きる。

発明の効果 本発明に従えば、自動車の速度変化から演算された加
速度によつて、加速度センサの出力値が較正されるの
で、加速度センサの出力値が変動してもより正確な加速
度を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が実施される処理回路における加速度較
正の機能ブロツク図、第２図は加速度較正手段23で行な
われる加速度の補正を説明するためのグラフ、第３図は
車体加速度の補正演算を実行するためのフローチヤー
ト、第４図は加速度センサの出力を補正する他の実施例
を説明するグラフ、第５図は車体加速度の演算を実行す
る他の実施例であるフローチヤート、第６図は本発明が
実施されるアンチスキツド制御装置の構成ブロツク図、
第７図はアンチスキツド制御装置の油圧経路を説明する
ためのブロツク図、第８図はゼロ点誤差を有する加速度
センサを用いて車体速演算をした場合に生ずる速度誤差
を説明するためのタイムチヤートである。 １……車速センサ、２……処理回路、３……加速度セン
サ、21……擬似車体速演算手段、22……オフセツト補正
条件判定手段、23……加速度較正手段、23a……メモ
リ、24……車体加速度入力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−134319（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−229709（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−148373（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−195168（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−32918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−225315（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−47211（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−203773（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−61275（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の速度変化から加速度を求める加速
   度演算手段と、 前記加速度演算手段によつて求められた加速度に基づい
   て、自動車に搭載された加速度センサの出力を補正する
   較正手段とを含むことを特徴とする自動車の加速度セン
   サの較正装置。
2. 【請求項２】自動車の速度変化から加速度を求める加速
   度演算手段と、 前記加速度演算手段によつて加速度が求められたときの
   加速度センサの出力を前記加速度演算手段によつて求め
   られた加速度であるとして較正する手段とを含むことを
   特徴とする自動車の加速度センサの較正装置。