CN113759408A - 位置推定装置和位置推定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位置推定装置和位置推定方法。位置推定装置包括ECU。ECU被配置为至少使用车辆的行驶距离来推定车辆的位置。ECU计算与多个车速范围的每一个对应的基准轮胎滚动半径的校正系数，并存储于存储装置。ECU基于旋转参数和以校正系数对基准轮胎滚动半径进行了校正的校正后的基准轮胎滚动半径，计算车辆的行驶距离。

Description

位置推定装置和位置推定方法
技术领域
本发明涉及推定车辆的位置(自身位置)的位置推定装置和位置推定方法。
背景技术
以往，使用车辆的行驶距离来推定车辆的位置。日本特开平7－306056中公开了计算行驶距离的技术(以下，称为“现有技术”。)。在现有技术中，仅在GPS(GlobalPositioning System；全球定位系统)的检测精度良好时，计算两点间的直线距离(由GPS检测)、以及相同的两点间的脉冲累计数的正交分量的平方和的平方根D(由车轮速度传感器和方位传感器检测)。在现有技术中，通过“直线距离/平方根D”来计算脉冲距离系数。在现有技术中，通过“脉冲距离系数×车轮速度传感器的脉冲累计数”来计算车辆的行驶距离。
作为车辆的轮胎滚动时的轮胎的半径的轮胎滚动半径根据车辆的车速的不同而变化。在用“脉冲距离系数×车轮速度传感器的脉冲累计数”测定行驶距离的情况下，由于轮胎滚动半径根据车辆的车速的不同而变化，两点间的脉冲累计数会变化，因此脉冲距离系数也会变化。
但是，在现有技术中，没有计算与车速相应的脉冲距离系数。因此，在现有技术中，根据应用于脉冲距离系数的计算的车速与行驶距离测定时的车速的不同，车辆的行驶距离的测定精度有可能降低。因此，在现有技术被应用于使用行驶距离的车辆的位置推定的情况下，车辆的位置的推定精度有可能降低。
发明内容
本发明提供一种能提高车辆的位置的推定精度的位置推定装置和位置推定方法。
以下，本发明的位置推定装置有时被称为“本发明位置推定装置”。本发明的位置推定方法有时被称为“本发明位置推定方法”。
本发明的一个方案的位置推定装置具备：位置获取装置，被配置为获取车辆的位置；车辆信息获取装置，被获取为获取与所述车辆所具有的车轮的旋转相关的旋转参数和所述车辆的车速；校正系数存储装置，存储有按多个车速范围的每一个设定的基准轮胎滚动半径的校正系数；以及控制单元，被配置为在所述位置获取装置无法获取所述车辆的位置的情况下，使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置。
所述控制单元被配置为：在所述位置获取装置能获取所述车辆的位置的情况下，在基于所述获取到的车辆的位置判定为所述车辆行驶了参照距离的校正系数计算区间时，基于所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述旋转参数和所述基准轮胎滚动半径来计算比较距离，基于所述参照距离和所述计算出的比较距离来计算所述基准轮胎滚动半径的校正系数，从所述多个车速范围之中选择与所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述车辆的车速对应的车速范围，将所述计算出的校正系数与所述选择出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置。
并且，所述控制单元被配置为：在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，从所述多个车速范围之中包括所述车辆的车速被包括在内的车速范围，通过与所述确定出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数来校正所述基准轮胎滚动半径，基于所述旋转参数和校正后的基准轮胎滚动半径来计算所述车辆的行驶距离。
根据本发明位置推定装置，基于通过按每个车速范围计算出的基准轮胎滚动半径的校正系数来进行了校正的高精度的轮胎滚动半径，计算车辆的行驶距离。因此，本发明位置推定装置能提高车辆的位置的推定精度。
在上述方案的位置推定装置中，所述车辆信息获取装置被配置为还获取所述车轮的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压，所述控制单元被配置为：将在所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时获取到的所述轮载荷、所述轮胎的温度以及所述轮胎的气压与所述计算出的校正系数建立关联地存储于所述校正系数存储装置，并且，所述控制单元被配置为：在与和关联于所述计算出的校正系数的所述车速范围相同的车速范围建立了关联的所述校正系数已存储于所述校正系数存储装置的情况下，与所述计算出的校正系数建立关联的所述轮载荷、所述轮胎的温度以及所述轮胎的气压中的至少一个相对于与已存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数建立了关联的所述至少一个变化了规定的阈值以上的情况下，将已存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数改写为所述计算出的校正系数。
根据上述一个方案，基于通过按每个车速范围计算的、与车轮的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压相应的基准轮胎滚动半径的校正系数进行了校正的校正后的基准轮胎滚动半径，计算车辆的行驶距离。因此，上述一个方案能提高车辆的位置的推定精度。
在上述方案的位置推定装置中，所述控制单元被配置为：在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，将从所述位置获取装置能获取所述车辆的位置时获取到的特定的车辆的位置起前进了所述计算出的车辆的行驶距离的位置确定为基准位置，获取相对于所述确定出的基准位置的车道宽度方向的偏离量，基于所述确定出的基准位置和所述获取到的偏离量来推定所述车辆的位置。
上述一个方案能提高车辆的车道的宽度方向的位置的推定精度。
在上述方案的位置推定装置中，所述控制单元被配置为：在所述位置获取装置能获取所述车辆的位置的情况下，将所述获取到的车辆的位置用于预见减振控制，在所述位置获取装置无法获取所述车辆的位置的情况下，将所述推定出的车辆的位置用于所述预见减振控制。
所述预见减振控制也可以是如下的控制：基于所述获取到的车辆的位置或所述推定出的车辆的位置，从存储有所述路面位移关联信息的存在于车辆内或车辆外的存储装置获取作为与所述车轮的前方的被预测为所述车轮将要通过的通过预测位置的路面的上下位移关联的信息的路面位移关联信息，在所述车轮实际上从所述通过预测位置通过的定时，使所述车辆所具备的控制力产生装置在至少一个车轮的位置和与该车轮的位置对应的车身部位产生控制力，由此对所述车辆的簧上进行减振，其中，所述控制力是基于所述获取到的路面位移关联信息而确定出的控制力并且是用于对所述簧上进行减振的控制力。
上述一个方案即使在所述位置获取装置无法获取车辆的位置的情况下，也能高精度地推定用于预见减振控制的车辆的位置(能获取高精度的车辆的位置。)。
本发明的其他方案提供一种位置推定方法。该位置推定方法包括：获取车辆的位置；获取与所述车辆所具有的车轮的旋转相关的旋转参数和所述车辆的车速；以及在无法获取所述车辆的位置的情况下，使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置。
在能获取所述车辆的位置的情况下，在基于所述获取到的车辆的位置判定为所述车辆行驶了参照距离的校正系数计算区间时，基于所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述旋转参数和基准轮胎滚动半径来计算比较距离，基于所述参照距离和所述计算出的比较距离来计算所述基准轮胎滚动半径的校正系数，从多个车速范围之中选择与所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述车辆的车速对应的车速范围，将所述计算出的校正系数与所述选择出的车速范围建立关联地存储于校正系数存储装置，在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，从所述多个车速范围之中确定所述车辆的车速被包括在内的车速范围，通过与所述确定出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数来校正所述基准轮胎滚动半径，基于所述旋转参数和校正后的基准轮胎滚动半径来计算所述车辆的行驶距离。
根据本发明位置推定方法，基于通过按每个车速范围计算出的基准轮胎滚动半径的校正系数来进行了校正的高精度的轮胎滚动半径，计算车辆的行驶距离。因此，本发明位置推定方法能提高车辆的位置的推定精度。
附图说明
以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是应用了预见减振控制装置的车辆的概略构成图。
图2是预见减振控制装置的概略构成图。
图3是表示车辆的单轮模型的图。
图4是用于对预见减振控制进行说明的图。
图5是用于对预见减振控制进行说明的其他图。
图6是用于对预见减振控制进行说明的其他图。
图7是用于对位置推定装置的动作的概要进行说明的图。
图8是用于对位置推定装置的动作的概要进行说明的其他图。
图9是表示电子控制装置的CPU所执行例程的流程图的一个例子。
图10是表示电子控制装置的CPU所执行例程的流程图的其他例子。
图11是表示电子控制装置的CPU所执行例程的流程图的其他例子。
图12是表示电子控制装置的CPU所执行例程的流程图的其他例子。
具体实施方式
＜构成＞
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式的位置推定装置进行说明。该位置推定装置组装在应用于图1所示的车辆10的图2所示的车辆用预见减振控制装置20(以下，称为“减振控制装置20”。)。
如图1所示，车辆10具备左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR。左前轮11FL以可旋转的方式被车轮支承构件12FL支承。右前轮11FR以可旋转的方式被车轮支承构件12FR支承。左后轮11RL以可旋转的方式被车轮支承构件12RL支承。右后轮11RR以可旋转的方式被车轮支承构件12RR支承。
需要说明的是，左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR有时被称为“车轮11FL至11RR”。而且，左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR在无需对其进行区分的情况下被称为“车轮11”。同样，左前轮11FL和右前轮11FR被称为“前轮11F”。同样，左后轮11RL和右后轮11RR被称为“后轮11R”。车轮支承构件12FL至12RR被称为“车轮支承构件12”。
车辆10还具备左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR。
左前轮悬架13FL从车身10a悬挂出左前轮11FL，包括悬架臂14FL、减震器15FL以及悬架弹簧16FL。右前轮悬架13FR从车身10a悬挂出右前轮11FR，包括悬架臂14FR、减震器15FR以及悬架弹簧16FR。
左后轮悬架13RL从车身10a悬挂出左后轮11RL，包括悬架臂14RL、减震器15RL以及悬架弹簧16RL。右后轮悬架13RR从车身10a悬挂出右后轮11RR，包括悬架臂14RR、减震器15RR以及悬架弹簧16RR。
需要说明的是，左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR有时被称为“悬架13FL至13RR”。而且，左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR在无需对其进行区分的情况下被称为“悬架13”。同样，悬架臂14FL至14RR被称为“悬架臂14”。同样，减震器15FL至15RR被称为“减震器15”。同样，悬架弹簧16FL至16RR被称为“悬架弹簧16”。
悬架臂14将支承车轮11的车轮支承构件12连结于车身10a。需要说明的是，在图1中，仅图示了相对于一个悬架13设有一个悬架臂14，但也可以是，相对于一个悬架13设有多个悬架臂14。
减震器15配设在车身10a与悬架臂14之间，在上端连结于车身10a，在下端连结于悬架臂14。悬架弹簧16经由减震器15弹性安装在车身10a与悬架臂14之间。即，悬架弹簧16的上端连结于车身10a，其下端连结于减震器15的缸筒(cylinder)。需要说明的是，在这样的悬架弹簧16的弹性安装方式中，减震器15也可以配设在车身10a与车轮支承构件12之间。
需要说明的是，在本例中，减震器15是阻尼力不可变式的减震器，但减震器15也可以是阻尼力可变式的减震器。也可以是，减震器15配设在车身10a与车轮支承构件12之间。也可以是，减震器15和悬架弹簧16配设在车身10a与车轮支承构件12之间。而且，也可以是，悬架弹簧16不经由减震器15地弹性安装在车身10a与悬架臂14之间。即，也可以是，悬架弹簧16的上端连结于车身10a，其下端连结于悬架臂14。需要说明的是，在这样的悬架弹簧16的弹装方式中，减震器15和悬架弹簧16也可以配设在车身10a与车轮支承构件12之间。
而且，在车身10a与减震器15FL至15RR的活塞杆之间，分别设有左前轮主动致动器(left front wheel active actuator)17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR。也将左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR分别仅称为“左前轮致动器17FL、右前轮致动器17FR、左后轮致动器17RL以及右后轮致动器17RR”。
需要说明的是，左前轮致动器17FL、右前轮致动器17FR、左后轮致动器17RL以及右后轮致动器17RR有时被称为“车轮致动器17FL至17RR”。而且，左前轮致动器17FL、右前轮致动器17FR、左后轮致动器17RL以及右后轮致动器17RR在无需对其进行区分的情况下被称为“车轮致动器17”。同样，左前轮致动器17FL和右前轮致动器17FR被称为“前轮致动器17F”。同样，左后轮致动器17RL和右后轮致动器17RR被称为“后轮致动器17R”。
车轮致动器17相对于减震器15和悬架弹簧16并列地配置。车轮致动器17作为以液压式或电磁式可变地产生作用在车身10a与车轮11之间的力的致动器而发挥功能。车轮致动器17与减震器15和悬架弹簧16等进行协作，构成主动悬架。需要说明的是，车轮致动器17只要能通过由后述的电子控制装置30(以下，称为“ECU30”。)控制来产生作用在车身10a与车轮11之间的力(以下，称为“致动力”。)，则也可以是本技术领域中公知的任意的构成的致动器。需要说明的是，为了方便，也将车轮致动器17称为“控制力产生装置”。为了方便，也将致动力称为“控制力”。
如图2所示，减振控制装置20包括ECU30、存储装置30a、车辆状态量传感器31、轮载荷传感器32FL至32RR、车轮速度传感器33FL至33RR、温度传感器34FL至34RR、气压传感器35FL至35RR、摄像机传感器36、位置获取装置37以及无线通信装置38。而且，减振控制装置20包括上述的左前轮致动器17FL、右前轮致动器17FR、左后轮致动器17RL以及右后轮致动器17RR。
ECU30是具备微型计算机来作为主要部分的控制单元(Electronic ControlUnit：电子控制单元)，也被称为控制器。微型计算机包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read-Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及接口(I/F)等。CPU通过执行存储在ROM中的指令(程序、例程)来实现各种功能。需要说明的是，ECU30也可以由多个ECU构成。
ECU30与可读写信息的的非易失性存储装置30a连接。在本例中，存储装置30a为硬盘驱动器。ECU30将信息存储(保存)到存储装置30a，并且能读取存储(保存)在存储装置30a中的信息。需要说明的是，存储装置30a并不限定于硬盘驱动器，可以是周知的可读写信息的非易失性存储装置或存储媒体。
ECU30连接于如下所述的各种传感器，接收各种传感器所输出的信号(数据)。需要说明的是，为了方便，有时也将用于获取与车辆10相关的信息的传感器和ECU30称为“车辆信息获取装置”。
车辆状态量传感器31包括对车辆10的状态(车辆10的车速、加速度以及朝向等)进行检测的多个种类的传感器。车辆状态量传感器31包括未图示的对车辆10的车速(车身速度)进行检测的车速传感器、对车辆10的前后方向的加速度进行检测的前后加速度传感器、对车辆10的横向的加速度进行检测的横加速度传感器以及对车辆10的横摆角速度进行检测的横摆角速度传感器等。
轮载荷传感器32FL至32RR对各车轮11的轮载荷进行检测，输出表示各车轮11的轮载荷的信号。轮载荷传感器32FL至32RR在无需对其进行区分的情况下被称为“轮载荷传感器32”。
车轮速度传感器33FL至33RR分别设于各车轮11，对作为各车轮11的旋转角速度的车轮角速度进行检测，输出表示各车轮11的车轮角速度的信号。车轮速度传感器33FL至33RR在无需对其进行区分的情况下被称为“车轮速度传感器33”。ECU30被构成为能基于车轮角速度，计算转速、行驶了规定的区间时的车轮转数、行驶了规定的区间时的车轮角速度的积分值等。需要说明的是，为了方便，车轮转数和车轮角速度等与车轮11的旋转相关的参数被称为“旋转参数”。也可以是，ECU30基于从车轮速度传感器33FL至33RR获取的四个车轮角速度中的至少一个，计算车辆10的车速。
温度传感器34FL至34RR分别设于各车轮11，对各车轮11的轮胎的温度进行检测，输出表示各轮胎的温度的信号。温度传感器34FL至34RR在无需对其进行区分的情况下被称为“温度传感器34”。
气压传感器35FL至35RR分别设于各车轮11，对各车轮11的轮胎的气压进行检测，输出表示各轮胎的气压的信号。气压传感器35FL至35RR在无需对其进行区分的情况下被称为“气压传感器35”。
摄像机传感器36具备立体摄像机和处理部，每当经过规定时间时，对车辆前方的左侧区域和右侧区域的风景进行摄影，获取左右一对的图像数据。摄像机传感器36将拍摄到的图像的数据发送至ECU30。
ECU30通过对从摄像机传感器36接收到的图像数据进行图像处理来获取图像处理数据。ECU30使用图像处理数据，获取(识别)车辆10所行驶的道路的划分线(车道标记，以下也仅称为“白线”。)。
ECU30对从摄像机传感器36发送的图像数据进行解析，识别(检测)道路的左右的白线。ECU30将相对于车辆10的中心轴位于左侧的白线识别为左白线，将右侧的白线识别为右白线。ECU30将左白线与右白线之间的区域识别为车辆10所行驶的行驶车道(drivinglane)。ECU30利用识别出的白线，识别(设定)成为车道内的中央位置(左白线以及右白线的中央位置)的“车道中央线”。
而且，ECU30连接于位置获取装置37和无线通信装置38。
位置获取装置37包括用于检测车辆10的当前位置的GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)接收器、地图数据库以及显示器等。GNSS接收器接收来自构成GNSS的GNSS卫星(测位卫星)的信号。地图数据库存储有道路的地图信息被包括在内的信息。位置获取装置37基于GNSS接收器接收到的信号，确定车辆10的当前的位置(位置信息(例如纬度和经度))，输出表示所确定的位置的信号。需要说明的是，也可以是，位置获取装置37通过车辆10所具备的未图示的LiDAR(激光雷达)等来检测道路形状和构造物等的特征点的点群，基于包括检测结果、道路形状和构造物等的点群等信息在内的三维地图来确定车辆10的位置(例如，参照日本特开2020－16541等。)。
无线通信装置38是用于连接到互联网上的服务器(本例中为云40)的无线通信终端。云40是云计算。云40具有“将路面位移关联信息与用于确定道路的纵向和道路的宽度方向的二维的位置的位置信息关联地保存的数据库”。路面位移关联信息是与表示道路的路面的起伏的路面的上下位移关联的信息。具体而言，路面位移关联信息是后述的路面位移z0、簧下位移z1、作为路面位移z0的时间微分值的路面位移速度dz0以及作为簧下位移z1的时间微分值的簧下速度dz1中的至少一个。在本例中，路面位移关联信息是簧下位移z1。
云40依次接收计测车辆获取并发送的路面位移关联信息(还包括位置信息。)。计测车辆是具有路面位移关联信息(还包括位置信息。)的获取功能(计测功能)和信息发送功能的车辆。
云40依次将从许多计测车辆的每一个接收到的路面位移关联信息与位置信息关联地保存至数据库(需要说明的是，保存还包括基于接收到的路面位移关联信息更新数据库。)。因此，云40的数据库中保存有较高精度的路面位移关联信息。
需要说明的是，也可以是，计测车辆并不获取路面位移关联信息本身，而计测能导出路面位移关联信息的数据，基于该计测到的数据，获取路面位移关联信息。而且，也可以是，计测车辆将能导出路面位移关联信息的数据发送至云40。在该情况下，云40对能导出路面位移关联信息的数据进行数据处理，由此导出路面位移关联信息，将导出的路面位移关联信息保存至云40的数据库。
无线通信装置38能利用互联网线路，以可收发信息的方式连接于云40。因此，ECU30能经由无线通信装置38的通信，从云40所具有的数据库中获取道路的期望的位置(道路的纵向和道路的宽度方向的二维的位置)的路面位移关联信息。需要说明的是，云40存在于车辆10的外部，并且具有存储信息的功能，因此，为了方便，也被称为“车外存储装置”。
而且，ECU30经由驱动电路(未图示)分别连接于左前轮致动器17FL、右前轮致动器17FR、左后轮致动器17RL以及右后轮致动器17RR。
ECU30计算用于对各车轮11的簧上进行减振的目标致动力Fct，对车轮致动器17进行指令，以使车轮致动器17输出(产生)与目标致动力Fct对应的致动力Fc。接收到指令的车轮致动器17输出(产生)与目标致动力Fct对应的致动力Fc。
而且，虽然详细将在后文叙述，但ECU30在位置获取装置37无法获取车辆10的位置的情况下，推定车辆10的位置。需要说明的是，为了方便，将位置获取装置37无法获取车辆10的位置(位置信息)的道路的区间称为“位置获取困难区间”，为了方便，将位置获取装置37能获取车辆10的位置(位置信息)的道路的区间称为“可获取位置区间”。需要说明的是，“位置获取困难区间”例如可以举出：位置获取装置37与GNSS卫星无法进行通信的区间、不存在三维地图的区间(通过LiDAR等来确定车辆10的位置的情况)等。
＜基本的预见减振控制的概要＞
以下，对减振控制装置20所执行的基本的预见减振控制的概要进行说明。图3示出了车辆10的单轮模型。簧下50包括车辆10的车轮11和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车轮侧的部分。簧上51包括车辆10的车身10a和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车身侧的部分。
弹簧52对应于悬架弹簧16，阻尼器53对应于减震器15，致动器54对应于车轮致动器17。
将簧上51的质量表记为簧上质量m2。将路面55、簧下50以及簧上51的上下位移分别表记为路面位移z0、簧下位移z1以及簧上位移z2。将弹簧52的弹簧常数(等效弹簧常数)表记为弹簧常数K。将阻尼器53的阻尼系数(等效阻尼系数)表记为阻尼系数C。将致动器54所产生的力表记为致动力Fc。需要说明的是，假定阻尼系数C为恒定，但实际的阻尼系数根据悬架的行程速度而变化，因此，例如也可以根据行程的时间微分值可变地设定。
而且，将z1和z2的时间微分值分别表记为dz1和dz2，将z1和z2的二阶时间微分值分别表记为ddz1和ddz2。需要说明的是，设为：对于z0、z1以及z2而言向上方的位移为正，对于弹簧52、阻尼器53以及致动器54等所产生的力而言向上为正。
在图3所示的车辆10的单轮模型中，关于簧上51的上下方向的运动的运动方程式可以用式(1)表示。
m2ddz2＝C(dz1－dz2)+K(z1－z2)－Fc···(1)
而且，在通过致动力Fc将簧上51的振动完全抵消的情况下(即，簧上51的加速度ddz2、速度dz2以及簧上位移z2为零的情况下)，致动力Fc用式(2)表示。
Fc＝Cdz1+Kz1···(2)
因此，使簧上51的振动抵消的致动力Fc可以用式(3)表示。需要说明的是，式(3)中的α是大于0并且小于等于1的任意的常数。
Fc＝α(Cdz1+Kz1)···(3)
而且，若将式(3)应用于式(1)，则式(1)可以用式(4)表示。
m2ddz2＝C(dz1－dz2)+K(z1－z2)－α(Cdz1+Kz1)···(4)
若对该式(4)进行拉普拉斯变换并整理，则式(4)用式(5)表示。即，从簧下位移z1向簧上位移z2的传递函数用式(5)表示。需要说明的是，式(5)中的“s”是拉普拉斯算子。
Figure BDA0003097000540000121
根据式(5)，传递函数的值会根据α而变化，在α为1的情况下，传递函数的值成为最小。因此，目标致动力Fct可以用式(6)表示，该式(6)将式(3)的αC和αK分别置换成增益β1和增益β2。
Fct＝β1×dz1+β2×z1···(6)
由此，ECU30预先获取之后车轮11将要通过的位置(道路的纵向和道路的宽度方向的二维的位置)的簧下位移z1，应用于适当调整了增益β1和增益β2的式(6)，计算出致动器54的目标致动力Fct。ECU30在产生应用于式(6)的簧下位移z1的定时(timing)，使致动器54产生与计算出的目标致动力Fct对应的致动力Fc。如此可知，在产生了应用于式(6)的簧下位移z1的情况下，簧上51的振动变小。
需要说明的是，也可以代替式(6)，基于从式(6)省略了微分项(β1×dz1)的式(7)来运算致动器54的目标致动力Fct。在该情况下，也从致动器54产生使簧上51的振动抵消的致动力Fc(＝β2×z1)，因此与不产生致动力Fc的情况相比，簧上51的振动变小。
Fct＝β2×z1···(7)
因此，ECU30使用车轮11的通过预测位置的簧下位移z1，基于式(6)或式(7)来计算目标致动力Fct。ECU30以在车轮11实际上从通过预测位置通过的定时输出(产生)与计算出的目标致动力Fct对应的致动力Fc的方式控制车轮致动器17。以上为簧上51的减振控制，该簧上51的减振控制被称为“预见减振控制”。
需要说明的是，在该单轮模型中，忽略簧下50的质量和轮胎的弹性变形，路面位移z0和簧下位移z1设为实质上相同。因此，也可以使用路面位移z0来代替簧下位移z1，执行同样的预见减振控制。
以下，参照图4至图6对使用簧下位移z1和式(7)的预见减振控制的详细进行说明。图4示出了在当前时刻tp，向箭头a1所示的行进方向以车速V1行驶中的车辆10。需要说明的是，在以下的说明中，前轮11F和后轮11R是同一侧的车轮(“左前轮11FL和左后轮11RL”或“右前轮11FR和右后轮11RR”)，前轮11F和后轮11R的移动速度被视为与车速V1相同。
在图4中，现在、过去以及未来的时刻t下的前轮11F的移动行进路线上的簧下位移z1用线Lt所示的假想的时间轴t的函数z1(t)表示。因此，前轮11F的当前时刻tp的位置(接地点)pf0的簧下位移z1表示为z1(tp)。需要说明的是，以下，也将前轮11F的移动行进路线称为“前轮移动行进路线”。
而且，若后轮11R的移动行进路线被视为与前轮移动行进路线相同，则车辆10的后轮11R的当前时刻tp的位置pr0的簧下位移z1表示为时刻“tp－L/V1”的簧下位移z1(tp－L/V1)。
即，该簧下位移z1是从当前时刻tp向前(过去)追溯了前轮11F在移动车辆10的轴距的长度L的距离上所花费的时间(L/V1)的时刻“tp－L/V1”的簧下位移z1(tp－L/V1)。
ECU30确定比当前时刻tp延后(未来)前轮预读时间tpf的前轮11F的通过预测位置pf1。前轮预读时间tpf被设定为从ECU30确定前轮11F的通过预测位置pf1起到前轮致动器17F输出与目标致动力Fcft对应的致动力Fcf为止之间的时间。
前轮11F的通过预测位置pf1是在前轮11F从当前时刻tp的位置pf0起移动了距离Lpf(t)＝V1×tpf的情况下的前轮11F在前轮移动行进路线上的位置。因此，ECU30可以按以下的方式确定前轮11F的通过预测位置pf1。
ECU30基于从位置获取装置37获取到的与车辆10的位置相关的信息(例如，车辆10的当前位置和车辆10的位置的时间变化)，确定车辆10的前轮11F的位置、车速以及车辆10的朝向。ECU30基于所确定的车辆10的前轮11F的位置pf0、车速V1以及车辆10的朝向，确定前轮移动行进路线。ECU30使用位置pf0、车速V1、前轮预读时间tpf以及前轮移动行进路线，计算从位置pf0起前进了Lpf(t)的前轮移动行进路线上的位置。ECU30将计算出的位置确定为前轮11F的通过预测位置pf1。
而且，ECU30使用所确定的前轮11F的通过预测位置pf1的簧下位移z1(tp+tpf)来计算目标致动力Fcft。
具体而言，ECU30从云40依次获取车辆10的前方的规定范围的簧下位移z1(能基于位置信息来确定与位置信息关联的簧下位移z1的数据)，暂时保存至RAM。该规定范围被设定为至少前轮11F的通过预测位置pf1和后述的后轮11R的通过预测位置pr1被包括在内的范围。ECU30至少在实际上确定通过预测位置pf1和后述的后轮11R的通过预测位置pr1的定时之前，暂时保存这些通过预测位置pf1以及通过预测位置pr1被包括在内的规定范围的簧下位移z1。
ECU30使用暂时保存在该RAM的规定范围的簧下位移z1之中的通过预测位置pf1的簧下位移z1(tp+tpf)(即，CPU从RAM中获取通过预测位置pf1的簧下位移z1(tp+tpf)，CPU使用获取到的簧下位移z1(tp+tpf))，按以下的方式计算目标致动力Fcft。
ECU30将前轮11F的通过预测位置pf1的簧下位移z1(tp+tpf)应用于式(8)，计算目标致动力Fcft。即，ECU30通过式(9)来计算目标致动力Fcft。需要说明的是，式(8)对应于上述的式(7)，是将式(7)的“Fct”和“β2”分别置换成“Fcft”和“βf”的式。
Fcft＝βf×z1···(8)
Fcft＝βf×z1(tp+tpf)···(9)
然后，ECU30以输出与计算出的目标致动力Fcft对应的致动力Fcf的方式，向前轮致动器17F赋予指令。这样，如图5所示，前轮致动器17F在比当前时刻tp延后前轮预读时间tpf的“时刻tp+tpf”，输出与接收了指令的目标致动力Fcft对应的致动力Fcf。
因此，前轮致动器17F能在前轮11F实际上从通过预测位置pf1通过的定时，输出使因前轮11F的通过预测位置pf1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动适当地减小的致动力Fcf。
同样，在当前时刻tp，ECU30确定比当前时刻tp延后(未来)后轮预读时间tpr的后轮11R的通过预测位置pr1。后轮预读时间tpr被设定为从ECU30确定后轮11R的通过预测位置pr1起到后轮致动器17R输出与目标致动力Fcrt对应的致动力Fcr为止之间的时间。
若将前轮移动行进路线视为后轮11R的移动行进路线，则后轮11R的通过预测位置pr1是在后轮11R从当前时刻tp的位置pr0起移动了Lpr(t)＝V1×tpr的情况下的后轮11R在前轮移动行进路线上的位置。因此，ECU30可以按以下的方式确定后轮11R的通过预测位置pr1。
ECU30使用位置pr0、车速V1、后轮预读时间tpr以及前轮移动行进路线，计算从位置pr0起移动了Lpr(t)的前轮移动行进路线上的位置。ECU30将计算出的位置确定为后轮11R的通过预测位置pr1。
而且，ECU30使用确定的后轮11R的通过预测位置pr1的簧下位移z1(tp－L/V1+tpr)来计算目标致动力Fcrt。
具体而言，ECU30使用暂时保存在RAM的规定范围的簧下位移z1之中的通过预测位置pr1的簧下位移z1(tp－L/V1+tpr)，按以下的方式计算目标致动力Fcrt。
ECU30将后轮11R的通过预测位置pr1的簧下位移z1(tp－L/V1+tpr)应用于式(10)，计算目标致动力Fcrt。即，ECU30通过式(11)来计算目标致动力Fcrt。需要说明的是，式(10)对应于上述的式(7)，是将式(7)的“Fct”和“β2”分别置换成“Fcrt”和“βr”的式。
Fcrt＝βr×z1···(10)
Fcrt＝βr×z1(tp－L/V1+tpr)···(11)
ECU30以输出与计算出的目标致动力Fcrt对应的致动力Fcr的方式，向后轮致动器17R赋予指令。这样，如图6所示，后轮致动器17R在比当前时刻tp延后了后轮预读时间tpr的“时刻tp+tpr”，输出与接收了指令的目标致动力Fcrt对应的致动力Fcr。
因此，后轮致动器17R能在后轮11R实际上从通过预测位置pr1通过的定时，输出使因后轮11R的通过预测位置pr1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动适当地减小的致动力Fcr。
需要说明的是，也可以是，ECU30以使后轮致动器17R在后轮11R从后轮11R的通过预测位置pr1通过的定时输出与基于前轮11F的当前时刻tp的位置pf0的簧下位移z1(tp)而计算出的目标致动力Fcrt(＝(βr/βf)Fcft，Fcft＝βfz1(tp))对应的致动力Fcr的方式，向后轮致动器17R赋予指令。以上为减振控制装置20所执行的基本的预见减振控制的概要。
＜动作的概要＞
对本发明的实施方式的位置推定装置的动作的概要进行说明。如上所述，位置推定装置组装于减振控制装置20，包括ECU30、存储装置30a、车辆状态量传感器31、轮载荷传感器32FL至32RR、车轮速度传感器33FL至33RR、温度传感器34FL至34RR、气压传感器35FL至35RR、摄像机传感器36、位置获取装置37以及无线通信装置38。
ECU30基于位置获取装置37获取到的车辆10的位置，执行预见减振控制。但是，在车辆10正在位置获取困难区间行驶的情况下，位置获取装置37无法获取车辆10的位置，因此ECU30无法从位置获取装置37获取车辆10的位置。
在该情况下，ECU30计算车辆10的行驶距离TL。行驶距离TL是从在车辆10正在可获取位置区间行驶的情况下获取到的特定的车辆10的位置(在本例中为位置获取困难区间的开始位置的紧前的车辆10所通过的位置)的位置起算的车辆10的行驶距离。ECU30通过“车轮转数×2π×轮胎滚动半径”来计算行驶距离TL。然后，ECU30通过使用计算出的行驶距离TL来推定车辆10的位置。
不过，轮胎滚动半径根据车辆10的车速而变化。而且，轮胎滚动半径根据车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及气压而变化。因此，在车辆10正在位置获取困难区间行驶的情况下，为了计算高精度的行驶距离TL，需要求出变化后的轮胎滚动半径。
因此，ECU30在车辆10正在可获取位置区间行驶的情况下，基于位置获取装置37获取到的准确的车辆10的位置(位置信息)，检测规定的距离L0的校正系数计算区间。而且，ECU30测定车辆10行驶了规定的距离L0的校正系数计算区间时的车轮转数Nr。在该情况下，规定的距离L0表示为“行驶了校正系数计算区间时的车轮转数Nr×2π×实际的轮胎滚动半径”。
若用于将基准轮胎滚动半径R0即成为预先设定的基准的轮胎滚动半径校正为实际的轮胎滚动半径的校正系数设为校正系数Cf，则实际的轮胎滚动半径表示为“基准轮胎滚动半径R0×校正系数Cf”。因此，规定的距离L0表示为(式)：规定的距离L0＝“行驶了校正系数计算区间时的车轮转数Nr×2π×基准轮胎滚动半径R0×校正系数Cf”。因此，ECU30可以通过对该(式)进行了变形的式(12)来计算校正系数Cf。需要说明的是，为了方便，有时也将规定的距离L0称为“参照距离”，为了方便，有时也将表示为“行驶了校正系数计算区间时的车轮转数Nr×2π×基准轮胎滚动半径R0×校正系数Cf”的距离称为“比较距离”。
Cf＝L0/(Nr×2π×R0)···(12)
如图7所示，每当车辆10行驶规定的距离L0的校正系数计算区间时，ECU30通过式(12)来计算校正系数Cf和行驶了校正系数计算区间时的平均车速Vave。如上所述，轮胎滚动半径根据车辆10的车速而变化，因此，为了计算高精度的实际的轮胎滚动半径，优选的是，ECU30使用与车速相应的校正系数Cf。而且，实际的轮胎滚动半径也根据车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压而变化。因此，为了计算更高精度的轮胎滚动半径，优选的是，即使车速相同，在车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个不同的情况下，ECU30使用与它们的不同相应的校正系数Cf。
因此，ECU30从预先规定的多个车速范围之中，选择车辆10行驶了校正系数计算区间时的平均车速Vave被包括在内的车速范围。而且，ECU30(经由轮载荷传感器32、温度传感器34以及气压传感器35)获取车辆10行驶了校正系数计算区间时的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压。
在与所选择出的车速范围相同的车速范围的校正系数Cf未存储于存储装置30a的情况下，ECU30将计算出的校正系数Cf与所选择出的车速范围关联(建立关联)，并存储至存储装置30a。而且，ECU30将获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压与所选择出的车速范围和所计算出的校正系数Cf关联，并存储至存储装置30a。
在本例中，作为多个车速范围，设定有第一车速范围、第二车速范围以及第三车速范围。需要说明的是，多个车速范围的数量也可以是2或4以上。
第一车速范围是车速V1以下的车速范围。
第二车速范围是大于车速V1并且小于等于车速V2的车速范围。
第三车速范围是大于车速V2的车速范围。
需要说明的是，V1和V2具有0＜V1＜V2的关系。在V1和V2中设定由预先通过实验等求出的适当的值。
在与选择出的车速范围相同的车速范围的校正系数Cf已存储于存储装置30a的情况下，ECU30判定如下所述的第一条件至第三条件中的至少一个是否成立。由此，ECU30判定获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个是否相对于与存储的校正系数Cf(已存储的校正系数Cf)建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度(变化了规定的阈值以上)。
即，在第一条件至第三条件中的至少一个成立的情况下，ECU30判定为：获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个相对于与存储的校正系数Cf建立了关联的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度。在第一条件至第三条件的全部都不成立的情况下，ECU30判定为：获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压的全部相对于与存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压没有变化对轮胎滚动半径造成影响的程度。
第一条件：与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷W1和与计算出的校正系数Cf建立关联的车轮11的轮载荷W2的差分的绝对值在阈值轮载荷Wth以上(即，|W1－W2|≥Wth)。
第二条件：与已存储的校正系数Cf建立了关联的轮胎的温度T1和与计算出的校正系数Cf建立关联的轮胎的温度T2的差分的绝对值在阈值温度Tth以上(即，|T1－T2|≥Tth)。
第三条件：与已存储的校正系数Cf建立了关联的轮胎的气压AP1和与计算出的校正系数Cf建立关联的轮胎的气压AP2的差分的绝对值在阈值气压APth以上(|AP1－AP2|≥APth)。
需要说明的是，阈值轮载荷Wth、阈值温度Tth以及阈值气压APth分别被设定为对于判定适当的正值。
ECU30在第一条件至第三条件的全部都不成立的情况下，将基于已经存储的校正系数Cf和将要新存储的校正系数Cf来计算出的值(例如，平均值或加权平均值)与所选择出的车速范围关联地存储于存储装置30a。即，ECU30将已经与所选择出的车速范围关联并存储于存储装置30a的校正系数Cf的值改写为上述计算出的值。需要说明的是，也可以是，ECU30将已经与所选择出的车速范围建立关联并存储于存储装置30a的校正系数Cf的值改写为将要新存储的校正系数Cf。而且，也可以是，ECU30不改写为将要新存储的校正系数Cf，而保持已经与确定的车速范围建立关联并存储于存储装置30a的校正系数Cf的值。
ECU30在第一条件至第三条件中的至少一个成立的情况下，ECU30将计算出的校正系数Cf的值与所选择出的车速范围建立关联地存储于存储装置30a。即，ECU30将已经与所选择出的车速范围建立关联并存储于存储装置30a的校正系数Cf改写为计算出的校正系数Cf。
之后，ECU30在车辆10正在位置获取困难区间行驶的情况下，使用存储于存储装置30a的、与车辆10的车速被包括在内的车速范围对应的校正系数Cf，将基准轮胎滚动半径R0校正为相对于实际的轮胎滚动半径的精度更高的轮胎滚动半径。
ECU30使用校正后的轮胎滚动半径(＝R0×Cf)，对从位置获取装置37能获取的特定位置(位置获取困难区间的开始位置的紧前的车辆10所通过的位置)起的行驶距离TL进行测定。ECU30在车辆10正在位置获取困难区间的情况下(位置获取装置37无法获取车辆10的位置的情况下)，基于特定位置、测定出的行驶距离TL以及横位置(车道宽度方向的位置)，推定当前的车辆10的位置(自身位置)。
具体而言，ECU30使用式(13)，计算从位置获取装置37能获取的特定位置起的行驶距离TL。
Figure BDA0003097000540000201
车辆10以相同车速范围中所含的车速进行行驶的区间(以下，成为“同车速范围区间”。)内的行驶距离TL可以通过将从同车速范围区间的开始位置(测定开始位置)起算的车轮转数N、2π、基准轮胎滚动半径R0以及与其车速范围对应的校正系数Cf相乘来进行计算。因此，从同车速范围区间的开始位置起的距离表示为“N×2π×R0×Cf”。
从位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置起的行驶距离TL是从同车速范围区间的开始位置起的距离与到当前车辆10正在行驶的同车速范围区间(当前的同车速范围区间)的开始位置为止的距离的和。到同车速范围区画的开始位置为止的距离是到此为止的同车速范围区间的距离的累积值(累计值)。因此，行驶距离TL表示为从当前的同车速范围区间的开始位置起的距离与从位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置起到当前的同车速范围区间的开始位置为止的距离(到此为止的同车速范围区间的距离的累积值)的和。因此，行驶距离TL可以通过式(13)来计算。需要说明的是，在式(13)中，“p”是当前车辆10正在行驶的同车速范围区间的编号。同车速范围区间的编号从位置获取困难区间的开始位置侧起依次从“1”开始分配。同车速范围区间的编号在车辆10在位置获取困难区间行驶结束时被设定为初始值(“1”)。与“m”号的同车速范围区间对应的校正系数表示为“Cfm”。车辆10从“m”号的同车速范围区间的开始位置起行驶到同车速范围区间的结束位置时的车轮转数表示为“Nm”(其中，在m＝p的情况下，“Np”表示车辆10从“p”号的同车速范围区间的开始位置起行驶到车辆10的当前位置时的车轮转数。)。m是1以上的整数。
例如，如图8所示，假定为车辆10在从地点P0到地点P1的区间以第一车速范围中所含的车速行驶，在从地点P1的紧后的地点到地点P2的区间以第二车速范围中所含的车速行驶，在从地点P2的紧后的地点到当前的位置P3的区间以第三车速范围中所含的车速行驶。在该情况下，ECU30按如下所述的方式推定当前的车辆10的位置P3。
当前车辆10正在行驶的同车速范围区间的编号(m)是“3”，因此，ECU30通过在式(13)中代入了p＝3的式(14)来计算行驶距离TL。
TL＝N3×2π×R0×Cf3+{(N1×2π×R0×Cf1)+(N2×2π×R0×Cf2)}···(14)
而且，假定为车辆10在行驶车道的中心(车道中央线CL上)行驶了行驶距离TL，ECU30确定从位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置起，在由摄像机传感器36识别出的车辆10行驶的行驶车道的车道中央线CL上前进了行驶距离TL的位置BP(为了方便，也称为“基准位置BP”。)。即，ECU30基于在车辆10正在可获取位置区间行驶时获取到的位置获取困难区间的开始位置的紧前的特定位置和行驶距离TL，确定基准位置BP的位置。
而且，ECU30计算车辆10行驶的行驶车道从车道中央线CL的行驶车道的宽度方向(道路的宽度方向)的偏离量Dif。ECU30将从确定的车道中央线CL上的位置BP(基准位置BP)沿行驶车道的宽度方向偏离了计算出的偏离量Dif的位置推定(确定)为车辆10的当前位置。即，ECU30基于基准位置BP和偏离量Dif来推定当前位置。
然后，ECU30使用推定的车辆10的当前位置，执行上述的预见减振控制。即，ECU30使用推定的车辆10的位置，确定各车轮11的位置，基于各车轮11的位置，从云40获取各车轮11的通过预测位置的路面位移关联信息，基于获取到的路面位移关联信息，执行预见减振控制。需要说明的是，在位置获取困难区间也是无线通信装置38与云40的通信困难的区间的情况下，ECU30预先将与位置获取困难区间的位置信息建立了关联的路面位移关联信息存储至存储装置30a，从存储装置30a获取各车轮11的通过预测位置的路面位移关联信息。
＜具体的动作＞
ECU30的CPU(以下，仅称为“CPU”。)每当经过规定时间时，执行图9中流程图所示的例程。
因此，当到达规定的定时时，CPU从步骤900起开始处理，进入步骤905，判定车辆10是否正在可获取位置区间行驶。
在车辆10不在可获取位置区间行驶的情况下，CPU在步骤905中判定为“否”，进入步骤995，暂时结束本例程。
在车辆10正在可获取位置区间行驶的情况下，CPU在步骤905中判定为“是”，进入步骤910，基于位置获取装置37获取到的车辆10的位置，对从测定开始位置起的车辆10的行驶距离进行测定。需要说明的是，在执行步骤910的处理的时间点没有设定测定开始位置的情况下，CPU在将位置获取装置37获取到的当前的车辆10的位置设定为测定开始位置之后，对从测定开始位置起的距离进行测定。
之后，CPU进入步骤915，基于测定出的车辆10的行驶距离，判定车辆10是否行驶了规定的距离L0的区间(校正系数计算区间)。
在车辆10没有行驶规定的距离L0的区间的情况下，CPU在步骤915中判定为“否”，进入步骤995，暂时结束本例程。
对此，在车辆10行驶了规定的距离L0的区间的情况下，CPU在步骤915中判定为“是”，进入步骤920。
CPU在进入步骤920时，通过进行图10所示的例程的处理来进行校正系数计算处理。更具体而言，CPU在进入步骤920时，在进入图10的步骤1000之后，依次执行如下所述的步骤1005至步骤1030的处理，之后进入步骤1035。
步骤1005：CPU获取基准轮胎滚动半径R0。需要说明的是，基准轮胎滚动半径R0预先存储于ROM中。
步骤1010：CPU获取车辆10行驶了距离L0的区间(校正系数计算区间)时的车轮转数Nr。需要说明的是，在本例中，CPU采用从车轮速度传感器33FL至33RR中的一个获取的车轮转数Nr作为车轮转数Nr。
步骤1015：CPU通过上述的式(12)来计算基准轮胎滚动半径R0的校正系数Cf。
步骤1020：CPU计算车辆10行驶了校正系数计算区间时的车速的平均值(平均车速Vave)。需要说明的是，在本例中，车速采用基于与步骤1010中获取车轮转数Nr的车轮11对应的车轮角速度而计算出的车速(后述的步骤1115也同样。)。
步骤1025：CPU获取车辆10行驶了校正系数计算区间时的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及气压。需要说明的是，在本例中，车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及气压采用与步骤1010中获取车轮转数Nr的车轮11对应的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及气压(后述的步骤1125也同样。)。
步骤1030：CPU从多个车速范围之中选择计算出的平均车速Vave被包括在内的车速范围。
CPU在进入步骤1035时，判定与所选择出的车速范围对应的校正系数Cf是否已存储于存储装置30a中。
在与所选择出的车速范围对应的校正系数Cf还未存储于存储装置30a中的情况下，CPU在步骤1035中判定为“否”，在执行了如下所述的步骤1040的处理之后，经由步骤1095进入图9的步骤925。
步骤1040：CPU将计算出的校正系数Cf与所选择出的车速范围、轮胎的温度以及轮胎的气压建立关联地存储于存储装置30a。
CPU在进入步骤925时，在将从当前的测定开始位置起沿车辆10行驶的行驶轨迹上前进了距离L0的位置设定为新的测定开始位置之后，进入步骤995，暂时结束本例程。
另一方面，在与所选择出的车速范围对应的校正系数Cf已存储在存储装置30a中的情况下，CPU在步骤1035中判定为“是”，进入步骤1045。CPU在进入步骤1045时，判定与步骤1015中计算出的校正系数Cf建立关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压(步骤1025中获取)中的至少一个是否相对于与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度。
该判定按如下的方式进行。即，CPU在上述的第一至第三条件中的至少一个成立的情况下，判定为与计算出的校正系数Cf建立关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个相对于与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度。CPU在上述的第一至第三条件的全部都不成立的情况下，判定为与校正系数Cf建立关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压的全部相对于与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压没有变化对轮胎滚动半径造成影响的程度。
在第一条件至第三条件中的至少一个成立的情况下，CPU在步骤1045中判定为“是”，执行如下所述的步骤1050的处理之后，经由步骤1095进入图9的步骤925。
步骤1050：CPU将已存储的校正系数Cf改写为计算出的校正系数Cf，将与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压改写为步骤1025中获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压。即，CPU将计算出的校正系数Cf与所选择出的车速范围以及步骤1025中获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压建立关联地存储于存储装置30a。
CPU在进入步骤925时执行已说明的处理，之后，进入步骤995，暂时结束本例程。
在第一条件至第三条件的全部都不成立的情况下，CPU在步骤1045中判定为“否”，执行了如下所述的步骤1055的处理之后，经由步骤1095进入图9的步骤925。
步骤1055：CPU对计算出的校正系数Cf和已存储的校正系数Cf的平均值进行计算，将已存储的校正系数Cf改写为计算出的平均值，将计算出的平均值存储于存储装置30a。需要说明的是，在该步骤1055中，CPU可以不将与已存储的校正系数Cf建立了关联的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压改写为步骤1025中获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压，也可以改写为步骤1025中获取到的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压。
CPU在进入步骤92时执行已说明的处理，之后，进入步骤995，暂时结束本例程。
CPU每当经过规定时间时执行图11中流程图所示的例程。因此，CPU在到达规定的定时时，从图11的步骤1100起开始处理，进入步骤1105，判定车辆10是否正在位置获取困难区间行驶。
在车辆10不在位置获取困难区间行驶的情况下，CPU在步骤1105中判定为“否”，执行了如下所述的步骤1110的处理之后，进入步骤1195，暂时结束本例程。
步骤1110：CPU将表示式(13)的当前的同车速范围区间的编号的“p”的值设定为“1”。
对此，在车辆10正在位置获取困难区间行驶的情况下，CPU在步骤1105中判定为“是”，依次执行如下所述的步骤1115至步骤1125的处理之后，进入步骤1130。
步骤1115：CPU获取车速，从多个车速范围之中确定车速被包括在内的车速范围。
步骤1120：CPU从存储装置30a获取与确定的车速范围对应的校正系数Cfp。
步骤1125：CPU获取车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压。
CPU在进入步骤1130时，判定车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个是否相对于与确定的车速范围建立关联并存储的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度。该判定按如下的方式进行。即，CPU在下述的第四至第六条件中的至少一个成立的情况下，判定为车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个相对于与车速范围建立关联并存储的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压变化了对轮胎滚动半径造成影响的程度。另一方面，CPU在下述的第四至第六条件的全部都不成立的情况下，判定为车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压的全部相对于与车速范围建立关联并存储的车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压没有变化对轮胎滚动半径造成影响的程度。
第四条件：与存储的校正系数Cfp建立了关联的车轮11的轮载荷W3和步骤1125中获取到的车轮11的轮载荷W4的差分的绝对值在阈值轮载荷Wth2以上(即，|W3－W4|≥Wth2)。
第五条件：与存储的校正系数Cfp建立了关联的轮胎的温度T3和步骤1125中获取到的轮胎的温度T4的差分的绝对值在阈值温度Tth2以上(即，|T3－T4|≥Tth2)。
第六条件：与存储的校正系数Cfp建立了关联的轮胎的气压AP3和步骤1125中获取到的轮胎的气压AP4的差分的绝对值在阈值气压APth2以上(|AP3－AP4|≥APth2)。
在第四条件至第六条件中的至少一个成立的情况下，CPU在步骤1130中判定为“是”，进入步骤1135，判定式(13)的“p”的值是否在2以上。
在式(13)的“p”的值不在2以上的情况下(即，“p”的值为“1”的情况下)，CPU在步骤1135中判定为“否”，执行如下所述的步骤1140至步骤1155的处理之后，进入步骤1195，暂时结束本例程。
步骤1140：CPU从车轮速度传感器33获取从当前的同车速范围区间的开始位置起的车轮转数Np(在本例中，采用与步骤1010中获取车轮转数Nr的车轮11对应的车轮转数Np。)。需要说明的是，CPU在p＝1的情况下，将位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置设定为同车速范围区间的开始位置。
步骤1145：CPU使用式(13)计算从位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置起的行驶距离TL。
步骤1150：CPU计算从行驶车道的车道中央线CL上的基准位置BP起的偏离量Dif。
步骤1155：CPU基于计算出的行驶距离TL和计算出的偏离量Dif，推定(确定)车辆10的当前位置。即，CPU确定从位置获取困难区间的开始位置的紧前的位置沿行驶车道的车道中央线CL上前进了行驶距离TL的基准位置BP，将从所确定的基准位置BP起沿行驶车道的宽度方向偏离了偏离量Dif的位置推定(确定)为车辆10的当前位置。
在式(13)的“p”的值在2以上的情况下，CPU在步骤1135中判定为“是”，进入步骤1160，判定步骤1115中确定的车速范围是否与上次执行的例程中确定的车速范围相同。
在步骤1115中确定的车速范围与上次执行的例程中确定的车速范围相同的情况下，CPU在步骤1160中判定为“是”，执行已说明的步骤1140至步骤1155的处理之后，进入步骤1195，暂时结束本例程。
在步骤1115中确定的车速范围与上次执行的例程中确定的车速范围不同的情况下，CPU在步骤1160中判定为“否”，依次执行如下所述的步骤1165和步骤1170的处理之后，进入步骤1195，暂时结束本例程。
步骤1165：CPU将同车速范围区间的开始位置变更为车速范围从上次确定的车速范围发生了变化的位置(即，车速范围发生了变化的时间点的车辆10的位置)。而且，CPU将之后应用于式(13)的到此为止的同车速范围区间的行驶距离(从开始位置起的车轮转数Np×2π×R0×Cfp)保存至RAM。
步骤1170：CPU使式(13)的“p”的值增加“1”。
在执行步骤1130的处理的时间点，第四条件至第六条件的全部都不成立的情况下，CPU在步骤1130中判定为“否”，进入步骤1175，判定车辆10是否在位置获取困难区间行驶结束。
在车辆10在位置获取困难区间行驶未结束的情况下，CPU在步骤1175中判定为“否”，再次判定车辆10是否在位置获取困难区间行驶结束。其结果是，在重复执行该步骤1175的处理的期间，停止车辆10的位置推定。
在车辆10在位置获取困难区间行驶结束的情况下，CPU在步骤1175中判定为“是”，执行已说明的步骤1110的处理之后，进入步骤1195，暂时结束本例程。
CPU每当经过规定时间时，执行图12中流程图所示的例程。因此，CPU在到达规定的定时时，从图12的步骤1200起开始处理，依次执行如下所述的步骤1205至步骤1230的处理之后，进入步骤1295，暂时结束本例程。
步骤1205：CPU基于车辆10的当前位置，从云40获取车辆10的前方的规定范围的簧下位移z1(能基于位置信息来确定与位置信息建立了关联的簧下位移z1的数据)，并暂时保存至RAM。需要说明的是，在车辆10正在可获取位置区间的情况下，车辆10的当前位置采用从位置获取装置37获取到的位置，在车辆10正在位置获取困难的情况下，车辆10的当前位置采用图11的步骤1155中推定的位置。
步骤1210：CPU确定车辆10的速度(车速)、位置(上述的车辆10的当前位置)以及朝向。
步骤1215：CPU基于确定的车辆10的速度、位置以及朝向，确定预读时间后的车辆10的车轮11FL至11RR各自的通过预测位置。
步骤1220：CPU从RAM获取所确定的各通过预测位置的簧下位移z1。
步骤1225：CPU基于获取到的各簧下位移z1，计算车轮致动器17FL至17RR各自的目标致动力。
步骤1230：CPU以使车轮致动器17FL至17RR的每一个输出目标致动力的方式发出指令。其结果是，车轮致动器17FL至17RR的每一个在车轮11FL至11RR的每一个从通过预测位置通过的定时，输出相当于目标致动力的致动力。
＜效果＞
根据本发明的实施方式的位置推定装置，能提高车辆10的位置(自身位置)的推定精度。
＜变形例＞
本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的范围内可以采用各种变形例。
规定的距离L0也可以表示为“车辆10行驶了校正系数计算区间时的车轮角速度的积分值(时间积分值)×实际的轮胎滚动半径”。因此，在上述的实施方式中，也可以是，ECU30用式(15)代替式(12)来计算校正系数Cf，使用式(16)代替式(13)来计算行驶距离TL。
Cf＝L0/(车辆10行驶了校正系数计算区间时的车轮角速度的积分值×R0)···(15)
Figure BDA0003097000540000291
需要说明的是，在式(16)中，“p”是当前车辆10正在行驶的同车速范围区间的编号。同车速范围区间的编号从位置获取困难区间的开始位置侧起依次从“1”开始分配。同车速范围区间的编号在车辆10在位置获取困难区间行驶结束时被设定为初始值(“1”)。与“m”号的同车速范围区间对应的校正系数表示为“Cfm”。车辆10从“m”号的同车速范围区间的开始位置起行驶到同车速范围区间的结束位置时的车轮角速度的积分值表示为“Im”(其中，在m＝p的情况下，“Ip”表示车辆10从p号的同车速范围区间的开始位置起行驶到当前位置时的车轮角速度的积分值。)。m是1以上的整数。
在上述的实施方式中，CPU也可以执行不同之处仅在于省略了图10的步骤1045和步骤1055的处理的例程、不同之处仅在于省略了图11的步骤1130和步骤1175的处理不同的例程。在该变形例中，即使在车轮11的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压中的至少一个发生了对轮胎滚动半径造成影响的程度的变化的情况下，也不将已存储在存储装置30a中的校正系数改写为这些发生了变化之后的校正系数。但是，在该变形例中，计算了与车速范围相应的校正系数Cf，因此，与不计算与车速范围相应的校正系数Cf的情况相比，能提高车辆10的位置的推定精度。
在上述的实施方式中，位置推定装置推定用于预见减振控制的车辆10的位置，但也可以推定用于其他各种控制的车辆10的位置。
在上述的实施方式中，使用摄像机传感器36检测了白线，但检测白线的方法并不限定于此。例如，也可以是，上述的实施方式具备未图示的雷达传感器(例如LiDAR)，使用雷达传感器检测白线。为了方便，也将摄像机传感器36和雷达传感器等用于检测白线的装置称为“划分线识别装置”。
在上述的实施方式中，悬架13FL至13RR只要分别容许车轮11FL至11RR和车身10a相对于彼此在上下方向位移，则可以是任意形式的悬架，优选为独立悬挂式的悬架。而且，悬架弹簧16FL至16RR也可以是压缩螺旋弹簧、空气弹簧等任意的弹簧。
在上述的实施方式中，路面位移关联信息是簧下位移z1，但路面位移关联信息也可以是路面位移z0。需要说明的是，从提高预见减振控制的减振效果的观点来看，作为路面位移关联信息，更优选使用易于获取更高精度的数据的簧下位移z1来执行预见减振控制。而且，路面位移关联信息也可以是簧下位移z1、簧下速度dz1、路面位移z0以及路面位移速度dz0中的两个以上，还可以是簧下速度dz1或路面位移速度dz0。也可以是，路面位移关联信息在由ECU30进行了数据处理之后被用于预见减振控制。
在上述的实施方式中，在位置获取困难区间也是与云40的通信困难的区间的情况下，在车辆10行驶到位置获取困难区间之前，在存储装置30a中预先存储该位置获取困难区间的路面位移关联信息即可。该位置获取困难区间的路面位移关联信息的存储方法(获取方法)并不限定于上述的例子。
在上述的实施方式中，车辆10也可以具备自动驾驶控制装置，该自动驾驶控制装置具备自动驾驶控制功能。自动驾驶控制装置被配置为能执行如下的自动驾驶控制：生成车辆10将要行驶的预定的自动驾驶路径，以车辆10沿着自动驾驶路径行驶的方式控制车辆10的转向、制动以及驱动。
在上述的实施方式中，与各车轮11对应地设有车轮致动器17FL至17RR，但至少与车轮11FL至11RR中的一个车轮11或两个以上的车轮11的每一个对应地设有车轮致动器17即可。
在上述的实施方式和上述的变形例中，将车轮致动器17作为控制力产生装置的例子进行了说明，但控制力产生装置只要是能产生用于对簧上51进行减振的上下方向的控制力即可，并不限定于车轮致动器17。
控制力产生装置也可以是主动稳定装置(active stabilizer device)(未图示)。主动稳定装置包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器。当在与左前轮11FL对应的簧上51与簧下50之间产生上下方向的控制力(左前轮控制力)时，前轮主动稳定器在与右前轮11FR对应的簧上51与簧下50之间产生与左前轮控制力相反方向的控制力(右前轮控制力)。同样，当在与左后轮11RL对应的簧上51与簧下50之间产生上下方向的控制力(左后轮控制力)时，后轮主动稳定器在与右后轮11RR对应的簧上51与簧下50之间产生与左后轮控制力相反方向的控制力(右后轮控制力)。上述主动稳定装置的构成是周知的，通过参照日本特开2009－96366而并入本申请说明书。需要说明的是，主动稳定装置只要包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器中的至少一方即可。
控制力产生装置也可以是通过对车辆10的各车轮11增减制动力/驱动力来利用悬架13FL至13RR的几何形状产生上下方向的控制力的装置。这样的装置的构成是周知的，通过参照日本特开2016－107778等而并入本申请说明书。ECU30通过周知的方法来运算产生与目标控制力对应的控制力的制动力/驱动力。
而且，这样的装置包括对各车轮11赋予驱动力的驱动装置(例如，轮内马达)和对各车轮11赋予制动力的制动装置(制动器装置)。需要说明的是，驱动装置也可以是对前轮11F和后轮11R中任一方或四轮赋予驱动力的马达或发动机等。而且，上述控制力产生装置只要包括驱动装置和制动装置中的至少一方即可。
而且，控制力产生装置也可以是阻尼力可变式的减震器15FL至15RR。在该情况下，ECU30控制减震器15FL至15RR的阻尼系数C，以使阻尼力变化与目标控制力对应的值。

Claims (5)

1.一种位置推定装置，其特征在于，包括：
位置获取装置，被配置为获取车辆的位置；
车辆信息获取装置，被配置为获取与所述车辆所具有的车轮的旋转相关的旋转参数和所述车辆的车速；
校正系数存储装置，存储有按多个车速范围的每一个设定的基准轮胎滚动半径的校正系数；以及
控制单元，被配置为在所述位置获取装置无法获取所述车辆的位置的情况下，使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置，
其中，所述控制单元被配置为：
在所述位置获取装置能获取所述车辆的位置的情况下，在基于所述获取到的车辆的位置判定为所述车辆行驶了参照距离的校正系数计算区间时，
基于所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述旋转参数和所述基准轮胎滚动半径来计算比较距离，基于所述参照距离和所述计算出的比较距离来计算所述基准轮胎滚动半径的校正系数，从所述多个车速范围之中选择与所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述车辆的车速对应的车速范围，将所述计算出的校正系数与所述选择出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置，
并且，所述控制单元被配置为：
在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，
从所述多个车速范围之中确定所述车辆的车速被包括在内的车速范围，通过与所述确定出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数来校正所述基准轮胎滚动半径，基于所述旋转参数和校正后的基准轮胎滚动半径来计算所述车辆的行驶距离。
2.根据权利要求1所述的位置推定装置，其特征在于，
所述车辆信息获取装置被配置为还获取所述车轮的轮载荷、轮胎的温度以及轮胎的气压，
所述控制单元被配置为：
将在所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时获取到的所述轮载荷、所述轮胎的温度以及所述轮胎的气压与所述计算出的校正系数建立关联地存储于所述校正系数存储装置，
并且，所述控制单元被配置为：
在与和关联于所述计算出的校正系数的所述车速范围相同的车速范围建立了关联的所述校正系数已存储于所述校正系数存储装置的情况下，与所述计算出的校正系数建立关联的所述轮载荷、所述轮胎的温度以及所述轮胎的气压中的至少一个相对于与已存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数建立了关联的所述至少一个变化了规定的阈值以上的情况下，
将已存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数改写为所述计算出的校正系数。
3.根据权利要求1或2所述的位置推定装置，其特征在于，
所述控制单元被配置为：
在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，
将从在所述位置获取装置能获取所述车辆的位置时获取到的特定的车辆的位置起前进了所述计算出的车辆的行驶距离的位置确定为基准位置，
获取相对于所述确定出的基准位置的车道宽度方向的偏离量，
基于所述确定出的基准位置和所述获取到的偏离量来推定所述车辆的位置。
4.根据权利要求3所述的位置推定装置，其特征在于，
所述控制单元被配置为：
在所述位置获取装置能获取所述车辆的位置的情况下，将所述获取到的车辆的位置用于预见减振控制，
在所述位置获取装置无法获取所述车辆的位置的情况下，将所述推定出的车辆的位置用于所述预见减振控制，
所述预见减振控制是如下的控制：基于所述获取到的车辆的位置或所述推定出的车辆的位置，从存储有路面位移关联信息的存在于车辆内或车辆外的存储装置获取作为与所述车轮的前方的被预测为所述车轮将要通过的通过预测位置的路面的上下位移关联的信息的所述路面位移关联信息，在所述车轮实际上从所述通过预测位置通过的定时，使所述车辆所具备的控制力产生装置在至少一个车轮的位置和与该车轮的位置对应的车身部位产生控制力，由此对所述车辆的簧上进行减振，其中，所述控制力是基于所述获取到的路面位移关联信息而确定出的控制力并且是用于对所述簧上进行减振的控制力。
5.一种位置推定方法，其特征在于，包括：
获取车辆的位置；
获取与所述车辆所具有的车轮的旋转相关的旋转参数和所述车辆的车速；以及
在无法获取所述车辆的位置的情况下，使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置，
其中，在能获取所述车辆的位置的情况下，在基于所述获取到的车辆的位置判定为所述车辆行驶了参照距离的校正系数计算区间时，
基于所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述旋转参数和基准轮胎滚动半径来计算比较距离，基于所述参照距离和所述计算出的比较距离来计算所述基准轮胎滚动半径的校正系数，从多个车速范围之中选择与所述车辆行驶了所述校正系数计算区间时的所述车辆的车速对应的车速范围，将所述计算出的校正系数与所述选择出的车速范围建立关联地存储于校正系数存储装置，
在使用所述车辆的行驶距离来推定所述车辆的位置的情况下，
从所述多个车速范围之中确定所述车辆的车速被包括在内的车速范围，
通过与所述确定出的车速范围建立关联地存储于所述校正系数存储装置的所述校正系数来校正所述基准轮胎滚动半径，
基于所述旋转参数和校正后的基准轮胎滚动半径来计算所述车辆的行驶距离。
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