JP3186104B2 - センサー特性補正方法 - Google Patents

センサー特性補正方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用センサーを使用
する車載用電子制御機器装置等に使用するセンサー特性
補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用センサーにおいて、IG−ON
(イグニッションスイッチON)後、センサー出力特性
が安定するまでに時間がかかるものや、温度などの環境
条件によってドリフトを生じるものがあり、そのような
センサーを用いる場合は、IG−ON後センサー出力特
性が安定し、かつ基準信号値が求められて初めて制御を
開始し、その後は、基準信号を求められる条件が成立し
た時点のセンサー値を基準信号値として制御を行ってい
た。
【0003】例えば、4輪操舵制御に用いられる車両の
回転角速度(以下ヨーという)を計測する角速度センサ
ー(以下ヨーレートセンサーという)においてはIG−
ON後、センサー出力特性が安定するのを待って、その
後、車が停止しているか、または走行中でもハンドルが
切られていない状態、あるいは、外乱などを受けていな
い状態が一定時間連続していることを検出して基準信号
値(ヨーが発生していない状態のセンサー出力値)を決
め、その信号値を基にセンサーの出力値を求めていた。
【0004】すなわち、図4に示すように、ヨーが発生
していない場合のヨーレートセンサーのIG−ON時の
立ち上がり特性は、時間とともに一定値に収束していく
特性をもっており、収束するまでの間は使用できなかっ
た。その後、安定した状態になってはじめて、その値を
センサーの基準出力値としていた。
【0005】そのために、ハンドル舵角に対する後輪の
舵角を決める転舵比(θs)は、車速をV、ハンドル舵
角をθH、ヨーレートをψとすれば、下式により制御し
ていた。ヨーレートセンサーの基準信号値が求まってい
る場合は、 θs = f(V)+f(θH)+f(ψ) ・・・・ (1) ヨーレートセンサーの基準信号値が求まっていない場合
は、 θs = f′(V) ・・・・・・・・・ (2) この従来の制御フローについて図6を参照して説明す
る。まず、ステップ71でセンサーの出力が安定するの
を判別するために、IG−ON後一定時間経過している
か否かを判定し、一定時間経過していない場合は、ステ
ップ76で上記(2)式で示すヨーレートセンサーを使
用しない制御にする。一定時間経過後の場合には、ステ
ップ72で、車が停止しているか、走行中でもハンドル
が切られているかどうかをステップ73で判定して、ヨ
ーレートセンサーの基準出力値を74で決定する。
【0006】ここでステップ75において、ヨーレート
センサーの基準出力値が決定している場合は、ステップ
77の処理で、上記(1)式で示すヨーレートセンサー
を使用した制御をおこなうことができる。従って、ヨー
レートセンサーの基準出力値が決定していない場合に
は、常にステップ76の処理となるため、上記(2)式
で示すようにヨーレートセンサーを使用せず、車速
(V)のみによる制御を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御方法では、基準信号値が求められなかった場合
は、そのセンサーによる制御は行わず他のセンサーによ
る制御で代用するか、もしくは制御そのものを停止して
いた。そのために本来目的とする制御ができずシステム
の性能を著しく低下させるという問題があった。
【0008】また、基準信号値が求まった後でも温度等
の環境変化によりドリフトを生じるため、定期的に上記
基準信号値を求めることができる条件(車が停止してい
る等)を検出し、その時の値を基準信号値として更新し
制御をする必要があり、基準信号値を求めることができ
る条件が検出できない場合には、ドリフトが生じても基
準信号値を更新できないという問題があった。
【0009】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、IG−ON後、センサーの基準信号が求
められる条件が発生しなくても、あるいは、センサーの
ドリフトにより基準信号に誤差が発生しても精度よくそ
のセンサーを用いた制御がきる優れたセンサー特性補
正方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、センサーの出力値が基準信号値を示す条件、
例えば、車両が停止していることを判別する手段、ある
いは走行中でも直進していることを判別する手段と、セ
ンサーの時間的な出力特性を平均化して学習する手段
と、その学習値の格納間隔をIG−ON後、所定時間内
は短く、その後は長くして、時間の経過と共にバックア
ップRAMに記憶する手段と、センサーの出力値が基準
信号値を示す条件が成立していない場合は電源ON(I
G−ON)後からの時間経過によってバックアップRA
Mに記憶された学習値を補間計算しセンサーの基準信号
値を求める手段と、センサーの出力値が基準信号値を示
す条件が成立している場合は、その学習値を基準信号値
として用いる構成としている。
【0011】
【作用】したがって、本発明によれば、IG−ON後、
車両が停止している条件や走行中でも直進している条件
が成立していないときでも、バックアップRAMに記憶
された学習値によって、そのセンサーを用いた制御がで
きるとともに、その条件が成立した以降でも、センサー
の瞬時の値を基準信号値として用いるのではなく学習値
を用いるため、時間的なドリフト特性に対応した、高精
度な制御ができるという効果を生じる。さらに、学習機
能によってセンサー個々のバラツキを吸収できるという
効果も生じる。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例として4輪操舵制御に
用いられている角速度センサー(以下ヨーレートセンサ
ーという)について図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、4輪操舵システムの構成を示して
いる。図1において、1は車両の回転角速度(以下ヨー
という)を計測するヨーレートセンサーであり、2は車
両の速度を計測する車速センサーであり、3はハンドル
の繰舵角を計測するハンドル舵角センサーである。4は
コントロールユニットであり、ヨーレートセンサー1、
車速センサー2及びハンドル舵角センサー3の信号が入
力され、ハンドル舵角に対する後輪の舵角比、すなわち
転舵比を決定する信号を、転舵比制御機構5に出力す
る。6は転舵比制御機構5の制御により後輪を駆動する
後輪駆動機構である。
【0014】図2は、コントロールユニット4の構成を
示したものでる。図2において、41は入力インターフ
ェース回路であり、ヨーレートセンサー1、車速センサ
ー2及びハンドル舵角センサー3の信号が入力される。
42はバックアップRAM43を内蔵したCPUであ
り、入力された信号あるいはバックアップRAM43の
データより転舵比を演算し、出力インターフェース回路
44を通して、転舵比制御信号45を出力する。
【0015】以上のように構成された上記実施例につい
て、図3に示すフローチャートを参照しながら動作を説
明する。図3において、ステップ31で車が停車してい
るか、ステップ32で走行中でもハンドルが切られてい
ないかどうかの判定をおこない、ヨーレートセンサー1
の基準出力値を学習する条件に合致した場合のみステッ
プ33の処理を行う。
【0016】すなわち、図4に示すように、ヨーが発生
していない場合のヨーレートセンサー1の基準出力値の
特性は、IG−ON後時間t1、t2、・・・tmまで
は基準信号値が比較的に急速に変化して、ある値に安定
する。しかし、その後tm以降も温度など環境の変化に
よって徐々にドリフトを生じる。そこで、この特性値を
時間間隔を上記に比べて長くして、図2に示すマイクロ
コンピータ42内に設けられたバックアップRAM43
のテーブルに、表1に示すように経過時間tnとその時
のヨーレートセンサー1の基準出力値を学習値として更
新し格納していく。
【0017】
【表1】
【0018】この学習の方法はIG−ON後の経過時間
tnの学習値をVnとし、ヨーレートセンサー1の出力
値をψとすれば、Vnは下式で表せる。
【0019】 Vn=ψ×C/256+(256−C)×(前回のVn)/256 但し、C:定数 n=1,2,3,・・・・・, これはいわゆる1次のローパスフィルターを構成してい
るので、ノイズ等の不要成分を除去したものであり、よ
り正確な学習値Vnを得ることができる。このような方
法によってIG−ON後、ヨーレートセンサー1の基準
信号出力値を平均化して学習する。
【0020】次に、図3において、ステップ34で所定
時間(図4に示す時間tm)経過したか否かを判断し、
ステップ35で上記の学習値をIG−ON直後からtm
まではセンサーの基準信号値の変化速度が速い為に学習
値格納間隔を短く、一定時間(tm)経過後はその間隔
を長くして、上記の学習値をバックアップRAM43の
テーブルに格納する。(但し、学習間隔は格納間隔より
も、かなり速くする。)そして、ステップ36におい
て、この学習値Vnをヨーが発生していない時のヨーレ
ートセンサー1の基準信号値とする。さらに、ステップ
37でIG−ON後センサーの基準信号値を学習する条
件が成立しない場合は、ステップ38において過去に学
習されてバックアップRAM43に格納されている値
を、IG−ON後の経過時間から補間計算によってヨー
レートセンサー1の基準信号値を求める。
【0021】従って、ステップ36とステップ38でヨ
ーレートセンサー1の基準信号値を求めているため、こ
の値を基準値として、ステップ39で前述の(1)式に
示すように、ヨーレートセンサー1を使用して、車速
(V)とハンドル舵角(θH)とヨーレート(ψ)によ
る制御を行う。すなわち、図5に示すようにIG−ON
直後からヨーが発生した場合でも、また、ドリフトによ
ってヨーレートセンサー1の基準信号値が変化してもス
テップ38で求めた値を基準値として、前述した式
(1)に示すヨーレートセンサー1を使用した制御を行
う。
【0022】このように、上記実施例によれば、ヨーが
発生していない場合のヨーレートセンサー1のIG−O
N時からの時間的な出力特性を平均化して学習し、バッ
クアップRAM43のテーブルに、その時のヨーレート
センサー1の学習値を時間の経過と共に更新し格納して
おくことにより、この学習値を用いてIG−ON直後か
らヨーレートセンサー1の基準信号出力値を用いた4輪
操舵制御を行うことができ、また、ヨーレートセンサー
1の瞬時の値を基準信号値として用いるのではなく上記
の学習値を用いるため、環境温度等による時間的なドリ
フト特性に対して高精度に制御することができる。
【0023】また、個々のヨーレートセンサー1の基準
信号出力値を学習することにより、大量生産した場合の
センサー個々のバラツキを吸収することができる。さら
に、バックアップRAM43に学習値を更新し格納する
ことにより、経年変化に対しても高精度に制御すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、センサーのIG−ON時からの時間的な出力特性を
平均化して学習し、バックアップRAMのテーブルに、
その時のセンサーの学習値を時間の経過と共に更新し格
納しておくことにより、IG−ON直後からセンサーの
基準信号出力値を用いた制御を行うことができるため、
IG−ON後センサーの特性が安定するまで、あるいは
センサーの基準出力値が求まるまでの間、そのセンサー
を用いた制御ができずシステムの性能が低下すること
を、防止することができるという優れた効果を有する。
【0025】また、温度など環境の変化によるセンサー
のドリフトあるいは経年変化に対しても、時間の経過と
共にセンサーの基準出力値の学習値をバックアップRA
Mのテーブルに更新して格納し、これを使用することに
より、精度よく制御できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における4輪操舵システムの
ブロック図
【図2】同ヨーレートセンサーを用いた制御のフローチ
ャート
【図3】同コントロールユニットのブロック図
【図4】ヨーが発生していない場合のIG−ON時の出
力電圧特性図
【図5】ヨーが発生している場合のIG−ON時の出力
電圧特性図
【図6】従来のヨーレートセンサーを用いた制御のフロ
ーチャート
【符号の説明】
1 ヨーレートセンサー 2 車速センサー 3 ハンドル舵角センサー 4 コントロールユニット 5 転舵比制御機構 6 後輪駆動機構 43 バックアップRAM

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロコンピュータを応用した車載用
    電子制御機器で、車両の状態変化を検出するセンサー
    で、IG−ON後、該センサーの出力特性が安定するま
    でに一定時間を必要とし、かつ温度など環境条件によっ
    て出力特性がドリフトを生じる該センサーの出力に基づ
    いて演算し、該演算結果によって車両を制御するシステ
    ムにおいて、該センサーが車両の状態変化を検出しない
    条件を設定し、該条件のとき該センサー特性を学習し、
    その値を車両の状態変化がない場合の基準信号値として
    用いることを特徴とするセンサー特性補正方法。
  2. 【請求項2】 該センサーの出力値に対しローパスフィ
    ルターの演算を行って、該センサーの基準信号の学習値
    を求めることを特徴とする請求項1記載のセンサー特性
    補正方法。
  3. 【請求項3】 該センサー学習値を、バックアップRA
    Mに記憶することを特徴とする請求項1又は請求項2記
    載のセンサー特性補正方法。
  4. 【請求項4】 該センサー学習値の格納を、IG−ON
    直後は時間間隔を短く、一定時間経過後は長くしたこと
    を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
    センサー特性補正方法。
  5. 【請求項5】 IG−ON後、車両の状態変化を検出す
    るセンサーの基準信号値が求められていない場合は、バ
    ックアップRAMに記憶された学習値をIG−ON後の
    経過時間によって補間計算し、その値を該センサーが車
    両の状態変化を検出していない時の値として用いること
    を特徴とするセンサー特性補正方法。
  6. 【請求項6】 IG−ON後、車両の状態変化を検出す
    るセンサーが状態変化を検出しない条件が成立し基準信
    号値が求められた時点より学習を開始するとともに該学
    習値を該センサーの基準信号値として用いることを特徴
    とするセンサー特性補正方法。
  7. 【請求項7】 車両の状態変化を検出して出力するセン
    サーと、このセンサーが前記車両の状態変化を検出しな
    い条件のときの前記センサーの出力を記憶する記憶手段
    と、記憶した前記出力を前記車両の状態変化がない場合
    の基準出力として前記センサーの出力を補正することに
    より、前記車両の状態変化を推定する推定手段とを備え
    る状態推定装置。
  8. 【請求項8】 前記記憶手段は、所定の時点までは所定
    の時間間隔で出力を記憶し、前記所定の時点の後は前記
    所定の時間間隔と異なる時間間隔で出力を記憶すること
    を特徴とする請求項7記載の状態推定装置。
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