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JPH067135B2 - Lateral acceleration detector - Google Patents

Lateral acceleration detector

Info

Publication number
JPH067135B2
JPH067135B2 JP60143839A JP14383985A JPH067135B2 JP H067135 B2 JPH067135 B2 JP H067135B2 JP 60143839 A JP60143839 A JP 60143839A JP 14383985 A JP14383985 A JP 14383985A JP H067135 B2 JPH067135 B2 JP H067135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
component
vehicle
acceleration sensor
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60143839A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS625184A (en
Inventor
武俊 川辺
健 伊藤
兼一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP60143839A priority Critical patent/JPH067135B2/en
Publication of JPS625184A publication Critical patent/JPS625184A/en
Publication of JPH067135B2 publication Critical patent/JPH067135B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車両における横加速度を、ロール運動によ
る影響を排除して、正確に検出できるようにした横加速
度検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral acceleration detecting device capable of accurately detecting lateral acceleration in a vehicle by eliminating the influence of roll motion.

(従来の技術) 近年、車両の操安性や乗心地の改善等を行うために、マ
イクロコンピュータ等の制御回路を用いて、運動特性を
解析して、サスペンションやステアリング系の制御を行
う技術が種々提案されている。
(Prior Art) In recent years, in order to improve the maneuverability and riding comfort of a vehicle, a technology for controlling the suspension and steering system by analyzing the motion characteristics using a control circuit such as a microcomputer has been developed. Various proposals have been made.

このような車両の運動特性の解析を行うのに用いられる
運動変数のひとつに、車両の横加速度がある。
One of the motion variables used to analyze the motion characteristics of the vehicle is the lateral acceleration of the vehicle.

従来、この横加速度を検出する方法として、第3図に示
すように、車両のバネ上2に、重心4の真上に位置する
ように加速度センサ1を取付け、車軸5に平行な方向の
加速度、すなわち、横加速度αを検出する方法が一般に
用いられていた。
Conventionally, as a method of detecting this lateral acceleration, as shown in FIG. 3, an acceleration sensor 1 is mounted on a spring 2 of a vehicle so as to be located right above a center of gravity 4, and an acceleration in a direction parallel to an axle 5 is set. That is, the method of detecting the lateral acceleration α has been generally used.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の横加速度検出装置は、車両の
ロール運動による影響を考慮していないため、その検出
値には誤差が生じていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the conventional lateral acceleration detection device described above does not consider the influence of the roll motion of the vehicle, an error occurs in the detected value.

すなわち、車両が旋回運動をする場合には、バネ下3の
上でバネ上2がロールするため、バネ上2に設けられて
いる加速度センサ1の感知方向がロール角φだけ傾くこ
とになる。
That is, when the vehicle makes a turning motion, the sprung mass 2 rolls on the unsprung mass 3, so that the sensing direction of the acceleration sensor 1 provided on the sprung mass 2 is inclined by the roll angle φ.

すると、このときの加速度センサ1で検出される加速度
(以下「加速度検出値」とする)αは、真の横加速度
α(Y軸方向に生じる加速度であり、α=F/M、但し、
Fはコーナリングフォース、Mは車両質量である)の分
力成分αcosφに加え、重力加速度gの分力成分gsinφ
が含まれる値になってしまう。すなわち、 α=αcosφ+gsinφ…………………(1) である。
Then, the acceleration (hereinafter referred to as “acceleration detection value”) α s detected by the acceleration sensor 1 at this time is a true lateral acceleration α (acceleration occurring in the Y-axis direction, α = F / M, where,
F is a cornering force, M is a vehicle mass), and a component force component gsinφ of gravitational acceleration g
Will be a value that includes. That is, α s = α cos φ + g sin φ ... (1).

ここで、ロール角φは、大きくても5°程度と小さな角
度であるため、cosφ1、sinφφとすれば、上記
(1)式は、 αα+gφ……………………(2) と表わせる。
Here, the roll angle φ is a small angle of about 5 ° at maximum, so if cosφ1 and sinφφ are given,
Equation (1) can be expressed as α s α + gφ ……………… (2).

すなわち、加速度センサ1で得られる加速度検出値α
は、真の横加速度成分に、車両のロール運動に伴う重力
加速度の分力成分gφが混入した値になり、正確な値で
あるとは言えない。
That is, the acceleration detection value α s obtained by the acceleration sensor 1
Is a value obtained by mixing the true lateral acceleration component with the component component gφ of the gravitational acceleration associated with the rolling motion of the vehicle, and cannot be said to be an accurate value.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために、本発明は、 車両バネ上の所定位置に、車軸に平行な方向に生じる加
速度を検出する加速度センサを取付け、 該加速度センサから得られる加速度検出値から、車両の
ロール運動に伴って前記加速度検出値に混入する重力加
速度の分力成分に等価な分力成分値を出力するローパス
フィルタと、該ローパスフィルタから得られる分力成分
値を前記加速度センサから得られる加速度検出値から差
引いて出力する減算器とを具備する混入成分除去手段を 設けたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides an acceleration sensor for detecting an acceleration generated in a direction parallel to an axle at a predetermined position on a vehicle spring. From the acceleration detection value obtained from the low-pass filter that outputs the component force component value equivalent to the component component component of the gravitational acceleration mixed in the acceleration detection value along with the rolling motion of the vehicle, and the component force obtained from the low-pass filter. A mixed component removing means is provided, which includes a subtracter that subtracts a component value from an acceleration detection value obtained from the acceleration sensor and outputs the subtracted value.

(作用) 本発明の横加速度検出値にあっては、前記加速度センサ
は、実際の車両の横加速度と、該横加速度に車両のロー
ル運動に伴って重力加速度の分力成分に等価な分力成分
値が混入した値を検出するが、前記混入成分除去手段
が、ローパスフィルタによって、加速度センサから得ら
れる加速度検出値から車両のロール運動に伴って前記加
速度検出値に混入する重力加速度の分力成分に等価な分
力成分値を出力し、減算器によって、ローパスフィルタ
から得られる分力成分値を前記加速度センサから得られ
る加速度検出値から差引いて出力するため、バネ上のロ
ール運動に起因して加速度センサの出力に混入した上記
重力加速度の分力成分を除去して、これに伴う横加速度
の検出誤差をなくし、横加速度の検出精度を高めること
ができる。
(Operation) In the lateral acceleration detection value of the present invention, the acceleration sensor includes an actual lateral acceleration of the vehicle and a component force equivalent to the component component of the gravitational acceleration due to the rolling motion of the vehicle. The mixed component removing means detects a mixed value of component values, and the mixed component removing means mixes the acceleration detected value obtained from the acceleration sensor with the low-pass filter into the acceleration detected value along with the roll motion of the vehicle. The component force component value equivalent to the component is output, and the component force component value obtained from the low-pass filter is subtracted from the acceleration detection value obtained from the acceleration sensor and output by the subtractor. Thus, the component component of the gravitational acceleration mixed in the output of the acceleration sensor can be removed to eliminate the detection error of the lateral acceleration that accompanies this, and the lateral acceleration detection accuracy can be improved.

(実施例) 本発明の第1実施例を第1図に示す。(Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

加速度センサ1は、前記従来例と同様に、第5図に示さ
れる如く、車両のバネ上2の重心4の真上位置に取付け
られ、車軸5に平行な方向に生じる加速度を検出する。
As shown in FIG. 5, the acceleration sensor 1 is attached to a position just above the center of gravity 4 of the sprung mass 2 of the vehicle and detects the acceleration generated in the direction parallel to the axle 5, as shown in FIG.

混入成分除去回路10は、ローパスフィルタ11と、乗
算器12、および乗算器12の出力を加速度センサ1の
出力から差引く減算器13とから構成されている。
The mixed component removing circuit 10 includes a low-pass filter 11, a multiplier 12, and a subtracter 13 that subtracts the output of the multiplier 12 from the output of the acceleration sensor 1.

上記ローパスフィルタ11の伝達特性Lは、 であるように設計されている。The transfer characteristic L of the low-pass filter 11 is Is designed to be.

ここで、 I:車両のロール慣性モーメント Kφ:ダンピング係数 Cφ:バネ係数 Hgs:ロール軸と重心点の距離 M:車両質量 である。Here, I x : Roll inertia moment of vehicle Kφ: Damping coefficient Cφ: Spring coefficient H gs : Distance between roll axis and center of gravity M: Vehicle mass.

上記式(3)は、次のようにして導かれたものである。The above equation (3) is derived as follows.

車両のロール運動は、ロール角φの関数で表わすと次式
(4)のようになる。
The rolling motion of a vehicle can be expressed by the following equation as a function of the rolling angle φ.
It becomes like (4).

この式(4)をラプラス変換して、前記(2)式を加えて整理
すると、 となり、ローパスフィルタ11の伝達特性Lを(5)式の
右辺で表わされる値とすれば、 φ=L(α′) ………………(6) と書直せる(但しαs′はαsの関数である)。
When this equation (4) is Laplace transformed and the above equation (2) is added and arranged, Then, if the transfer characteristic L of the low-pass filter 11 is a value represented by the right side of the equation (5), it can be rewritten as φ = L (α s ′) (6) (where α s ′ is is a function of α s ).

従って、上記ローパスフィルタ11に、加速度センサ1
の出力αsを入力することにより、ロール角φが得られ
ることになる。
Therefore, the acceleration sensor 1 is added to the low-pass filter 11.
By inputting the output α s of the roll angle φ, the roll angle φ can be obtained.

そして、このローパスフィルタ11の出力を乗算器1入
力でg倍(gは重力加速度)すれば、乗算器12の出力
はgφになる。
If the output of the low-pass filter 11 is multiplied by g at the input of the multiplier 1 (g is gravitational acceleration), the output of the multiplier 12 becomes gφ.

よって、減算器13によって、加速度センサ1の出力と
乗算器12の出力との差を求めることにより、 αs−gφ ……………(7) なる演算が行われることになる。この演算は、前記(2)
式からαを求める演算に等しいことから、結果として減
算器13の出力は、真の横加速度αに相当するものにな
る(但し、第1図に示す回路からは、負の値として出力
される)。
Therefore, by calculating the difference between the output of the acceleration sensor 1 and the output of the multiplier 12 by the subtracter 13, the calculation α s −gφ (7) is performed. This calculation is based on (2) above.
Since this is equivalent to the operation of obtaining α from the expression, the output of the subtractor 13 corresponds to the true lateral acceleration α (however, it is output as a negative value from the circuit shown in FIG. 1). ).

第2図は、上記混入成分除去回路10の具体的回路の構
成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a specific circuit of the mixed component removing circuit 10.

ローパスフィルタ14は、オペアンプ15を用いたフィ
ルタ回路であり、伝達関数Lは、抵抗R1〜R3と容量C
1,C2によって表わすと、 となり、これが前記式(3)に等しくなるように各抵抗値
と容量が選択されている。
The low-pass filter 14 is a filter circuit using an operational amplifier 15, and the transfer function L has resistors R 1 to R 3 and a capacitance C.
When represented by 1 and C 2 , And each resistance value and capacitance are selected so that this becomes equal to the above equation (3).

差動増幅器16は、前記乗算器12と減算器13の働き
を行うもので、抵抗Rsと抵抗Rgの値を設定すること
で、出力に、−(αs−gφ)が得られるものである。
The differential amplifier 16 functions as the multiplier 12 and the subtractor 13, and by setting the values of the resistors R s and R g ,-(α s -gφ) is obtained at the output. Is.

そして、この混入成分除去回路10は、加速度センサ1
からの加速度検出値αsを電圧信号として入力し、真の
横加速度αを反転した電圧信号として出力する。尚、前
記横加速度αの反転出力は、図示しないコンピュータの
制御回路内で更に反転させてαとし処理すればよい。
The mixed component removing circuit 10 is provided with the acceleration sensor 1
The acceleration detection value α s from is input as a voltage signal, and the true lateral acceleration α is output as an inverted voltage signal. The inverted output of the lateral acceleration α may be further inverted and processed as α in a control circuit of a computer (not shown).

なお、上記実施例では、アナログ回路を用いた例を示し
たが、これは、例えば、加速度センサ1の出力をA/D
変換した後、デジタル量として処理する回路(マイクロ
コンピュータを含む)で実現することも可能である。
In the above embodiment, an example in which an analog circuit is used has been shown. However, in this embodiment, for example, the output of the acceleration sensor 1 is A / D.
It is also possible to realize it by a circuit (including a microcomputer) which processes the digital value after conversion.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、車両のバネ上の
所定位置に加速度センサを取付けて、車軸に平行な方向
に生じる加速度を検出するとともに、この加速度センサ
から得られる加速度検出値から、車両のロール運動に伴
って前記加速度検出値に混入する重力加速度の分力成分
を除去するようにしたことによって、車両のロール運動
の影響を受けずに、常に正確な横加速度を検出すること
が可能になる。しかも加速度センサによる検出値を補正
して上記の作用効果を得ることから、該加速度センサの
車体取付けを特殊なもにして対策するものに較べ、簡単
且つ安価に同様の目的を達成し得る。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the present invention provides an acceleration sensor at a predetermined position on a spring of a vehicle to detect an acceleration generated in a direction parallel to an axle, and to obtain the acceleration sensor. By removing the component component of the gravitational acceleration that is included in the acceleration detection value along with the roll motion of the vehicle from the detected acceleration value, the lateral motion of the vehicle is always accurate without being affected by the roll motion of the vehicle. Can be detected. Moreover, since the detected value by the acceleration sensor is corrected to obtain the above-described action and effect, the same purpose can be achieved more easily and cheaply as compared with the case where the acceleration sensor is mounted on the vehicle body as a special measure.

また、本発明の横加速度検出装置を、車両の運動特性の
解析等を行う制御装置等の検出器として適用することに
より、制御精度をより向上させることができる。
Further, by applying the lateral acceleration detection device of the present invention as a detector of a control device or the like for analyzing the motion characteristics of the vehicle, the control accuracy can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の構成図、 第2図は第1図中の混入成分除去回路の具体的構成を示
す回路図、 第3図は加速度センサの取付け位置と車両のロール時に
生じる力を示す模式図である。 1…加速度センサ、2…バネ上 4…重心、5…車軸 10…混入成分除去回路 11,14…ローパスフィルタ 12…乗算器、13…減算器 16…差動増幅器、αs…加速度検出値 α…(真の)横加速度、g…重力加速度 φ…ロール角
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a concrete configuration of a mixed component removing circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a mounting position of an acceleration sensor and a vehicle roll. It is a schematic diagram which shows the force which sometimes occurs. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acceleration sensor, 2 ... Spruce 4 ... Center of gravity, 5 ... Axle 10 ... Mixing component removal circuit 11, 14 ... Low pass filter 12 ... Multiplier, 13 ... Subtractor 16 ... Differential amplifier, α s ... Acceleration detection value α … (True) lateral acceleration, g… gravity acceleration φ… roll angle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両バネ上の所定位置に、車軸に平行な方
向に生じる加速度を検出する加速度センサを取付け、 該加速度センサから得られる加速度検出値から、車両の
ロール運動に伴って前記加速度検出値に混入する重力加
速度の分力成分に等価な分力成分値を出力するローパス
フィルタと、該ローパスフィルタから得られる分力成分
値を前記加速度センサから得られる加速度検出値から差
引いて出力する減算器とを具備する混入成分除去手段を 設けたことを特徴とする横加速度検出装置。
1. An acceleration sensor for detecting an acceleration generated in a direction parallel to an axle is mounted at a predetermined position on a vehicle spring, and the acceleration is detected in accordance with a rolling motion of the vehicle from an acceleration detection value obtained from the acceleration sensor. A low-pass filter that outputs a component force component value equivalent to the component component of gravity acceleration mixed in the value, and a subtraction that subtracts the component force component value obtained from the low-pass filter from the acceleration detection value obtained from the acceleration sensor and outputs the subtracted value. The lateral acceleration detecting device is provided with a mixed component removing means including a container.
JP60143839A 1985-07-02 1985-07-02 Lateral acceleration detector Expired - Lifetime JPH067135B2 (en)

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JPS625184A (en) 1987-01-12

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