(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪速度センサの検出値に基づき車輌速度を演算し、該車輌速度の変化率として第一の車輌加減速度を演算する工程と、前記第一の車輌加減速度をローパスフィルタ処理する工程と、前後加速度センサの検出値に基づき求められる第二の車輌加減速度をハイパスフィルタ処理する工程と、前記フィルタ処理後の第一及び第二の車輌加減速度の和として最終の車輌加減速度を演算する工程とを含み、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及び前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は実質的に同一の周波数であることを特徴とする車輌の加減速度演算方法。
【請求項２】
制動による車輪のロック状態を検知する工程と、制動による車輪のロック状態が検知されたときには前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及び前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数を同時に低下させる工程とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の車輌の加減速度演算方法。
【請求項３】
前記制動による車輪のロック状態を検知する工程に於いては、何れかの車輪がロック状態にあるときに前記制動による車輪のロック状態が検知されたとすることを特徴とする請求項２に記載の車輌の加減速度演算方法。
【請求項４】
車輌はアンチロックブレーキ制御装置を有し、アンチロックブレーキ制御装置により何れかの車輪についてアンチロックブレーキ制御が行われているときに前記制動による車輪のロック状態が検知されたとすることを特徴とする請求項２に記載の車輌の加減速度演算方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車輌の加減速度演算方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の制動力制御方法及び装置の一つとして、例えば特開平９−２９５５６４号公報に記載されている如く、目標減速度と車輪速度より演算された実減速度とを比較し、その比較結果に応じて各輪の制動力を増減制御する方法及び装置が従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来の制動力制御方法及び装置に於いては、車輌の実減速度は車輪速度センサの検出値に基づく車速の変化率として演算され、或いは前後加速度センサの検出値に基づき求められるが、車輪速度センサの検出値には路面の段差や継ぎ目等の影響による高周波の誤差成分が重畳し易く、逆に前後加速度センサの検出値には路面の勾配、センサオフセット、センサの傾き等に起因する低周波の誤差成分が重畳し易く、そのため車輌の減速度が車輪速度センサの検出値に基づく車速の変化率として演算され又は前後加速度センサの検出値に基づき演算される場合には、車輌の減速度を精度よく演算することができない。
【０００４】
本発明は、車輌の減速度が車輪速度センサの検出値に基づく車速の変化率として演算され又は前後加速度センサの検出値に基づき演算される従来の車輌の減速度演算方法に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、誤差成分が除去された車輪速度センサの検出値に基づく車速の変化率及び誤差成分が除去された前後加速度センサの検出値の両者を使用することにより、車輌の加減速度を高精度に演算することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち車輪速度センサの検出値に基づき車輌速度を演算し、該車輌速度の変化率として第一の車輌加減速度を演算する工程と、前記第一の車輌加減速度をローパスフィルタ処理する工程と、前後加速度センサの検出値に基づき求められる第二の車輌加減速度をハイパスフィルタ処理する工程と、前記フィルタ処理後の第一及び第二の車輌加減速度の和として最終の車輌加減速度を演算する工程とを含み、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及び前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は実質的に同一の周波数であることを特徴とする車輌の加減速度演算方法によって達成される。
【０００６】
前述の如く、車輪速度センサの検出値には高周波の誤差成分が重畳し易く、前後加速度センサの検出値には低周波の誤差成分が重畳し易いが、上記請求項１の構成によれば、車輪速度センサの検出値に基づく車輌速度の変化率として第一の車輌加減速度が演算され、第一の車輌加減速度がローパスフィルタ処理されることによって高周波の誤差成分が除去され、前後加速度センサの検出値に基づき求められる第二の車輌加減速度がハイパスフィルタ処理されることによって低周波の誤差成分が除去され、かくして誤差成分が除去されたフィルタ処理後の第一及び第二の車輌加減速度の和として最終の車輌加減速度が演算され、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は実質的に同一の周波数であるので、車輌の加減速度が高精度に演算される。
また請求項１の構成によれば、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は実質的に同一の周波数であるので、ローパスフィルタ処理された後の第一の車輌加減速度若しくはハイパスフィルタ処理された後の第二の車輌加減速度に対するゲインをそれらの周波数に応じて調整することなく、第一の車輌加減速度と第二の車輌加減速度との和として最終の車輌加減速度を演算することができ、これにより制御装置の演算負荷を低減することが可能になる。
【０００７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、制動による車輪のロック状態を検知する工程と、制動による車輪のロック状態が検知されたときには前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及び前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数を同時に低下させる工程とを含むよう構成される（請求項２の構成）。
【０００８】
一般に、車輪が制動によるロック状態にあるときには非ロック時に比して車輪速度センサの検出値に重畳するノイズ成分の周波数は低くなるが、請求項２の構成によれば、制動による車輪のロック状態が検知されたときにはローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数が同時に低下されるので、車輪が制動によるロック状態にあるときに於ける比較的低い高周波のノイズ成分の悪影響を排除し、これにより車輪のロック時及び非ロック時の何れの場合にも車輌加減速度を高精度に演算することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明による加減速度演算方法が適用された車輌のクルーズコントロール装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００１５】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ左右の後輪を示している。各車輪には制動装置１４FL、１４FR、１４RL、１４RRが設けられている。各制動装置１４FL〜１４RRは油圧制御回路１６によって制動油圧が制御されることにより対応する車輪の制動力を制御し、油圧制御回路１６は電子制御装置１８により制御されるようになっている。
【００１６】
電子制御装置１８にはレーザレーダ２０より図には示されていない先行車輌との間の距離Ｌを示す信号、車輪速度センサ２２FL〜２２RRよりそれぞれ車輪１０FL、１０FR、１０RL、１０RRの車輪速度（周速）Ｖwfl 、Ｖwfr 、Ｖwrl 、Ｖwrr を示す信号、前後加速度センサ２４より車輌の前後加速度Ｇx を示す信号が入力されるようになっている。
【００１７】
電子制御装置１８は車輪速度Ｖwfl 〜Ｖwrr に基づき車輌速度Ｖを演算し、先行車輌との間の距離Ｌの時間微分値として先行車輌との間の相対速度Ｖreを演算し、車速Ｖがその第一の基準値以上であり且つ相対速度Ｖreがその第一の基準値以下であるときには、エンジン制御装置２６へ制御信号を出力して図には示されていないエンジンの出力を低下させ、これにより先行車輌との間の距離を車輌速度Ｖに比例する所定の車間距離に制御する。
【００１８】
また電子制御装置１８は、エンジンの出力が低下されても車輌速度Ｖがその第二の基準値以上であり且つ相対速度Ｖreがその第二の基準値以下であるときには、相対速度Ｖreに基づき車輌の目標減速度Ｇxtを演算し、車輌速度Ｖの時間微分値として第一の減速度Ｇxwを演算し、前後加速度センサ２４により検出された前後加速度Ｇx を第二の減速度Ｇxgに設定し、第一の減速度Ｇxw及び第二の減速度Ｇxgに基づき車輌の最終減速度Ｇxfを演算し、目標減速度Ｇxtと最終減速度Ｇxfとの偏差ΔＧx を演算し、偏差ΔＧx が実質的に０になるよう各輪の制動力をフィードバック制御することによって車速を制御し、先行車輌との間の距離を車速Ｖに比例する所定の車間距離に制御する。
【００１９】
特に電子制御装置１８は、第一の減速度Ｇxwをカットオフ周波数ｆc にてローパスフィルタ処理してローパスフィルタ処理後の第一の減速度Ｇxwlpを演算し、第二の減速度Ｇxgをカットオフ周波数ｆc にてハイパスフィルタ処理してハイパスフィルタ処理後の第二の減速度Ｇxghpを演算し、ＧxwlpとＧxghpとの和として最終減速度Ｇxfを演算する。
【００２０】
更に電子制御装置１８は、車輌速度Ｖを基準車輪速度として各輪の制動スリップ率Ｓri（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、何れかの制動スリップ率Ｓriが基準値Ｓro（正の定数）以上であり少なくとも一つの車輪がロック状態にあるときには、ローパスフィルタ処理及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆc を低減補正する。
【００２１】
尚電子制御装置１８は例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータであってよい。
【００２２】
次に図２を参照して図示の実施形態に於ける最終減速度Ｇxaの演算について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる演算は図には示されていないイグニッションスイッチが閉成されることにより開始され、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００２３】
まずステップ１０に於いては車輪速度センサ２２FL〜２２RRにより検出された車輪速度Ｖwfl 〜Ｖwrr を示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車輪速度Ｖwfl 〜Ｖwrr のうち二番目に小さい値Ｖw2及び二番目に大きい値Ｖw3の平均値として下記の式（１）に従って車輌速度Ｖが演算される。
【数１】
Ｖ＝（Ｖw2＋Ｖw3）／２    ……（１）
【００２４】
ステップ３０に於いては車輌速度Ｖの時間微分値として車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxwが演算され、ステップ４０に於いては前後加速度Ｇx が前後加速度に基づく第二の減速度Ｇxgに設定される。
【００２５】
ステップ５０に於いては車輌速度Ｖを基準車輪速度として下記の式（２）に従って各輪の制動スリップ率Ｓri（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
【数２】
Ｓri＝｛（Ｖ−Ｖwi）／Ｖ｝＊１００    ……（２）
【００２６】
ステップ６０に於いては何れかの制動スリップ率Ｓriが基準値Ｓroを越えているか否かの判別、即ち少なくとも一つの車輪が制動によるロック状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ７０に於いて後述のステップ９０に於けるローパスフィルタ処理及びステップ１００に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnに設定され、肯定判別が行われたときには制動による車輪のロック状態が検知されたとされ、ステップ８０に於いてカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnよりも小さいｆclに設定される。
【００２７】
尚制動スリップ率Ｓriを演算するための基準車輪速度は図には示されていないアンチロックブレーキ制御装置により演算される基準車輪速度に設定され、制動スリップ率Ｓriの判定の基準値Ｓroはアンチロックブレーキ制御を開始すべきか否かの判定に使用される基準値と同一の値に設定されてもよい。
【００２８】
ステップ９０に於いては第一の減速度Ｇxwがカットオフ周波数ｆc にてローパスフィルタ処理されることにより、ローパスフィルタ処理後の第一の減速度Ｇxwlpが演算され、ステップ１００に於いては第二の減速度Ｇxgがカットオフ周波数ｆc にてハイパスフィルタ処理されることにより、ハイパスフィルタ処理後の第二の減速度Ｇxghpが演算され、ステップ１１０に於いてはローパスフィルタ処理後の第一の減速度Ｇxwlpとハイパスフィルタ処理後の第二の減速度Ｇxghpとの和として最終減速度Ｇxfが演算される。
【００２９】
以上の説明より分かる如く、図示の実施形態に於いては、ステップ２０に於いて車輪速度Ｖwfl 〜Ｖwrr に基づき車輌速度Ｖが演算され、ステップ３０に於いて車輌速度Ｖの時間微分値として車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxwが演算され、ステップ４０に於いて前後加速度Ｇx が前後加速度に基づく第二の減速度Ｇxgに設定される。
【００３０】
そしてステップ５０に於いて各輪の制動スリップ率Ｓriが演算され、ステップ６０〜８０に於いて車輪がグリップ状態にあるときにはカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnに設定され、車輪がロック状態にあるときにはカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnよりも小さいｆclに低減補正され、ステップ９０に於いてカットオフ周波数ｆc にてローパスフィルタ処理された後の第一の減速度Ｇxwlpが演算され、ステップ１００に於いてカットオフ周波数ｆc にてハイパスフィルタ処理された後の第二の減速度Ｇxghpが演算され、ステップ１１０に於いてＧxwlpとＧxghpとの和として最終減速度Ｇxfが演算される。
【００３１】
従って図示の実施形態によれば、ローパスフィルタ処理によって高周波の誤差成分が除去された第一の減速度Ｇxwlpとハイパスフィルタ処理によって低周波の誤差成分が除去された第二の減速度Ｇxghpとの和として最終の車輌減速度Ｇxfが演算されるので、車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxw又は前後加速度に基づく第二の減速度Ｇxgが車輌の減速度とされる場合に比して高精度に車輌の減速度を演算することができる。
【００３２】
例えば図３に示されている如く、例えば勾配５％の下り坂１００に於いて自車１０２がＶ＝１００km／h の車速にて走行し、先行車輌１０４が８０km／h の車速にて走行し、クルーズコントロールの制御により０．２ｇ（ｇは重力加速度）の目標減速度Ｇxtが要求されたとする。
【００３３】
路面の勾配５％による前後加速度センサ２４の出力の定常ノイズ成分は減速方向に０．０５ｇであり、またセンサオフセット若しくは車輌に対する前後加速度センサの取り付けの傾きに起因する定常ノイズ成分が減速方向に０．１５ｇとすると、合計の定常ノイズ成分は０．２ｇとなる。従って車輌の減速度Ｇxfが前後加速度センサ２４の出力に設定される場合には、Ｇxf＝０．２ｇとなるので、目標減速度Ｇxtと減速度Ｇxfとの偏差ΔＧx は０となり、車輌は減速されないため、自車１０２が先行車輌１０４に過剰に接近してしまう。
【００３４】
これに対し図示の実施形態によれば、路面の勾配やセンサオフセット若しくは加速度センサの取り付けの傾きに起因する低周波のノイズ成分がステップ１００のハイパスフィルタ処理によって除去され、ステップ１１０に於いて最終減速度ＧxfがＧxwlpとＧxghpとの和として求められるので、Ｇxfは車輌の実際の減速度Ｇxaに対応する値となり、これにより自車は先行車輌との間に所定の車間距離が確保されるよう、目標減速度Ｇxtに応じて確実に減速される。
【００３５】
また図４に示されている如く、例えば水平の走行路に於いて、自車１０２がＶ＝１００km／h の車速にて走行し、先行車輌１０４が８０km／h の車速にて走行し、クルーズコントロールの制御により０．２ｇの目標減速度Ｇxtが要求され、自車の実際の減速度Ｇxaが０．２ｇであるとする。
【００３６】
かかる状況に於いて、自車１０２が路面の段差１０６を通過することにより、車輪速度Ｖwiに段差に起因する高周波のノイズが重畳し、これにより車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxwが図５に於いて破線にて示されている如く変化したとすると、車輌の減速度Ｇxfが第一の減速度Ｇxwに設定される場合には、目標減速度Ｇxtと減速度Ｇxfとの偏差ΔＧx は高周波状に変動し、そのため実際には減速度の増減が不要であるにも拘らず車輌の減速度が不必要に繰り返し増減制御されてしまう。
【００３７】
これに対し図示の実施形態によれば、路面の段差に起因する高周波のノイズ成分がステップ９０のローパスフィルタ処理によって除去され、ステップ１１０に於いて最終減速度ＧxfがＧxwlpとＧxghpとの和として求められるので、かかる場合にも最終減速度Ｇxfは実際の減速度Ｇxaに対応する値となり、これにより車輌の減速度が不必要に繰り返し増減制御されることが確実に防止される。
【００３８】
特に図示の実施形態によれば、車輪がグリップ状態にあるときにはカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnに設定され、車輪がロック状態にあるときにはカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnよりも小さいｆclに低減補正されるので、カットオフ周波数ｆc が一定である場合に比して車輪がロック状態にあるときの車輪速度Ｖwfl 〜Ｖwrr に重畳する比較的低い高周波の誤差成分を良好に除去し、これにより車輌の減速度を高精度に演算することができる。
【００３９】
例えば車輌が低摩擦係数の水平路を走行しており、車輌の減速度Ｇxaが図６（Ａ）に示されている如く漸次増大した後０．２ｇの一定値になる状況に於いて車輪がロック状態になったとすると、前後加速度Ｇx に基づく第二の減速度Ｇxgは図６（Ｃ）に示されている如く実質的に車輌の実際の減速度Ｇxaと同様に変化するのに対し、車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxwには図６（Ｂ）に示されている如く車輪のロック状態に起因する高周波のノイズが重畳し、このノイズの周波数は路面の段差等に起因するノイズの周波数よりも低い。
【００４０】
従ってカットオフ周波数ｆc がｆcnに固定的に設定される場合には、車輪のロック状態に起因する比較的低い高周波のノイズが良好には除去されず、そのため図６（Ｄ）に示されている如く最終減速度Ｇxfにノイズの影響が残存してしまう。
【００４１】
これに対し図示の実施形態によれば、車輪がロック状態になるとカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnよりｆclに低下されるので、車輌のロック状態に起因する比較的低い高周波のノイズも良好に除去され、これにより図６（Ｅ）に示されている如く最終減速度Ｇxfは実際の減速度Ｇxaに良好に対応して変化する。
【００４２】
また図示の実施形態によれば、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は同一の周波数ｆc であるので、ローパスフィルタ処理された後の第一の減速度Ｇxwlp若しくはハイパスフィルタ処理された後の第二の減速度Ｇxghpに対するゲインをそれらの周波数に応じて調整することなく、ＧxwlpとＧxghpとの和として最終減速度Ｇxfを演算することができ、これにより電子制御装置１８の演算負荷を低減することができる。
【００４３】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４４】
例えば上述の実施形態に於いては、車輪がロック状態にあるときにはカットオフ周波数ｆc が標準値ｆcnよりも小さいｆclに低減補正されるようになっているが、車輪がロック状態にあるときにはフィルタ処理のカットオフ周波数ｆc が制動スリップ率Ｓriが高いほど小さくなるよう、制動スリップ率Ｓriに応じて低減補正されてもよい。
【００４６】
上述の実施形態に於いては、各輪の制動スリップ率Ｓriが演算され、何れかの車輪の制動スリップ率Ｓriが基準値Ｓroを越えているときに車輪がロック状態にあると判定されるようになっているが、アンチロックブレーキ制御装置を有する車輌の場合には、アンチロックブレーキ制御装置により何れかの車輪についてアンチロックブレーキ制御が行われているときに制動による車輪のロック状態が検知されたとされてもよい。
【００４７】
更に上述の実施形態に於いては、最終減速度Ｇxfはクルーズコントロールに使用されるようになっているが、クルーズコントロールの内容自体は本発明の要旨をなすものではなく、クルーズコントロールは最終減速度Ｇxfが使用される限り任意の要領にて行われてよく、また本発明の方法により演算される最終減速度Ｇxfはクルーズコントロール以外に使用されてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、車輪速度センサの検出値に基づく車輌速度の変化率として第一の車輌加減速度が演算され、第一の車輌加減減速度がローパスフィルタ処理されることによって高周波の誤差成分が除去され、前後加速度センサの検出値に基づき求められる第二の車輌加減速度がハイパスフィルタ処理されることによって低周波の誤差成分が除去され、かくして誤差成分が除去されたフィルタ処理後の第一及び第二の車輌加減速度の和として最終の車輌加減速度が演算されるので、車輪速度センサの検出値に重畳し易い路面の段差や継ぎ目等の影響による高周波成分の誤差や、前後加速度センサの検出値に重畳し易い路面の勾配、センサオフセット、センサの傾き等による低周波成分の誤差の影響を排除して車輌の加減速度を高精度に演算することができる。
また本発明の請求項１の構成によれば、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は実質的に同一の周波数であるので、ローパスフィルタ処理された後の第一の車輌加減速度若しくはハイパスフィルタ処理された後の第二の車輌加減速度に対するゲインをそれらの周波数に応じて調整することなく、第一の車輌加減速度と第二の車輌加減速度との和として最終の車輌加減速度を演算することができ、これにより制御装置の演算負荷を低減することができる。
【００４９】
また請求項２の構成によれば、制動による車輪のロック状態が検知されたときにはローパスフィルタ処理のカットオフ周波数及びハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数が同時に低下されるので、車輪が制動によるロック状態にあるときに於ける比較的低い高周波のノイズ成分の悪影響を排除し、これにより車輪のロック時及び非ロック時の何れの場合にも車輌加減速度を高精度に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加減速度演算方法が適用された後輪駆動車のクルーズコントロール装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に於ける車輌の減速度演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】車輌が下り坂を走行する状況を示す説明図である。
【図４】車輌が水平路を走行し段差を通過する状況を示す説明図である。
【図５】図４に示された状況に於ける目標減速度Ｇxt及び車輪速度に基づく第一の減速度Ｇxwの一例を示すグラフである。
【図６】車輌が低摩擦係数の水平路を走行する場合に於ける車輌の減速度の変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１４FL〜１４RR…制動装置
１６…油圧制御回路
１８…電子制御装置
２０…レーザレーダ
２２FL〜２２RR…車輪速度センサ
２４…前後加速度センサ
２６…エンジン制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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