DE112020004554T5 - Körperhaltungsdetektionsvorrichtung und fahrzeug vom spreizsitz-typ - Google Patents

Abstract

Eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst: ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels eines Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß einer Bestimmung eines Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten eines Geschwindigkeitssensors und einer Detektionseinheit; und ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren eines Schätzwerts einer Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet. Das Korrekturwertberechnungsmittel legt den variablen Korrekturwert derart fest, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter einen Schwellenwert überschreitet.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung und ein Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ, welche einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers schätzen.
• HINTERGRUNDBILDENDER STAND DER TECHNIK
• Es ist oftmals notwendig, den Rollwinkel (Neigungswinkel in Rollrichtung) eines Fahrzeugkörpers, wie etwa eines Motorrads, in Echtzeit zu schätzen. Zum Beispiel schlägt Patentliteratur 1 ein Verfahren zum Schätzen des Rollwinkels (Querneigungswinkel in der Beschreibung der Patentliteratur 1) eines Fahrzeugkörpers vor, um einen Strahlungsbereich eines Scheinwerfers eines Motorrads zu steuern.
• ZITATLISTE
• PATENTLITERATUR
• PTL1: Japanisches Patent, Veröffentlichungs-Nr. 2010-149681
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• Bei dem in Patentliteratur 1 vorgeschlagenen Verfahren wird ein Schätzwert des Rollwinkels unter Verwendung, als ein Konvergenzzielwert, eines Rollwinkelwerts in einem stationären Zustand berechnet, in welchem ein Moment in der Rollrichtung aufgrund der Zentrifugalkraft und ein Moment in der Rollrichtung aufgrund der Schwerkraft ausgeglichen sind.
• Jedoch wird in der Berechnungsverarbeitung des Schätzwerts in Patentliteratur 1 in einem instationären Zustand (Übergangszustand), wie etwa einem Driftfahrzustand oder einem Sprungzustand des Fahrzeugs, eine in dem stationären Zustand hergestellte physikalische Beziehung, wie etwa die Beziehung einer in einer lateralen Richtung des Fahrzeugs wirkenden Beschleunigung, nicht hergestellt. Aus diesem Grund kann es, wenn die Berechnungsverarbeitung des Rollwinkelschätzwerts auf der Grundlage eines Korrekturwerts durchgeführt wird, bei welchem ein Schätzwert in einem Übergangszustand berücksichtigt ist, einen Fall geben, in welchem Fehlerkomponenten angesammelt werden und sich der Fehler des Rollwinkelschätzwerts einfach erhöhen kann.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche dazu in der Lage ist, einen Korrekturwert unter Verwendung eines gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeugs festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten zu berechnen und einen Rollwinkel auf der Grundlage des berechneten Korrekturwerts zu schätzen.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine
• Körperhaltungsdetektionsvorrichtung, welche sequenziell einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers eines Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ schätzt, welcher eine x-Achse, welche sich in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, eine y-Achse, welche sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und eine z-Achse, welche sich in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, als ein an dem Fahrzeugkörper fixiertes Koordinatensystem aufweist, wobei die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst:
• einen Geschwindigkeitssensor, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers in einer Fahrtrichtung detektiert;
• eine Detektionseinheit, welche eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren entsprechend Achsen, welche eine Translationsbeschleunigung in Richtungen der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse detektieren, und eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren entsprechend Achsen umfasst, welche eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die x-Achse und eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die z-Achse detektieren;
• ein Nickwinkelschätzmittel, welches sequenziell einen Nickwinkel des Fahrzeugkörpers schätzt;
• ein Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel, welches sequenziell eine Rollwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers schätzt;
• ein Zustandsbestimmungsmittel, welches durch Vergleichen eines auf der Grundlage eines durch die Detektionseinheit detektierten Detektionswerts berechneten Parameters mit einem Schwellenwert einen Fahrzustand des Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ bestimmt;
• ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß der Bestimmung des Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit berechnet; und
• ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass
• das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten derart festlegt, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter den Schwellenwert überschreitet.
• VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Korrekturwert unter Verwendung eines gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeugs festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten zu berechnen und einen Rollwinkel auf der Grundlage des berechneten Korrekturwerts zu schätzen.
• Figurenliste
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Teil eines Motorrads darstellt, an welchem eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform montiert ist.
• 2 ist eine Darstellung, welche eine Funktionskonfiguration der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
• 3 ist eine Blockdarstellung zum Beschreiben von Verarbeitungsinhalten der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung.
• 4 ist eine Darstellung, welche Kräfte darstellt, die während eines Kurvenfahrens auf ein Motorrad wirken.
• 5 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Ablaufs eines Verfahrens eines Festlegens eines variablen Korrekturkoeffizienten K3.
• 6 ist eine Darstellung, welche eine Tabelle eines Speichers darstellt.
• BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Im Folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Ausführungsform die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht einschränkt und dass nicht alle Kombinationen von in der Ausführungsform beschriebenen Merkmalen für die Erfindung wesentlich sind.
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Teil eines Motorrads darstellt, an welchem eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform montiert ist. Wie in 1 dargestellt, ist eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform als eine Vorrichtung, welche den Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers 101 eines Motorrads 100 (Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ) schätzt, an dem Motorrad 100 montiert.
• Hier werden ein lokales Koordinatensystem und ein globales Koordinatensystem beschrieben, welche in 1 dargestellt sind und welche in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform angenommen sind.
• Das lokale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, welches in Bezug auf den Fahrzeugkörper 101 fixiert ist (Koordinatensystem, welches sich integral mit dem Fahrzeugkörper 101 bewegt). Wie in 1 dargestellt, ist das lokale Koordinatensystem als ein orthogonales xyz-Koordinatensystem definiert, in welchem eine Achse, welche sich in der longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers 101 erstreckt, eine x-Achse (erste Achse) ist, eine Achse, welche sich in der Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers 101 erstreckt, eine y-Achse (zweite Achse) ist und eine Achse, welche sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers 101 erstreckt, eine z-Achse (dritte Achse) ist.
• Zusätzlich ist das globale Koordinatensystem ein Trägheitskoordinatensystem zum Ausdrücken des von der Fahrumgebung des Motorrads 100 (Bewegungsumgebung des Fahrzeugkörpers 101) gesehenen Bewegungszustands des Fahrzeugkörpers 101. Das globale Koordinatensystem ist als ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem definiert, in welchem eine horizontale Achse in der gleichen Richtung wie eine durch Projizieren der x-Achse des lokalen Koordinatensystems auf eine horizontale Ebene erhaltene Achse eine X-Achse ist, eine horizontale Achse in der gleichen Richtung wie eine durch Projizieren der y-Achse des lokalen Koordinatensystems auf eine horizontale Ebene erhaltene Achse eine Y-Achse ist und eine Achse in der vertikalen Richtung (Schwerkraftrichtung) eine Z-Achse ist.
• In diesem Fall fallen, in einem Zustand, in welchem das Motorrad 100 in einer geradlinigen Fahrhaltung auf einer horizontalen Ebene angehalten ist, die x-Achse-Richtung, die y-Achse-Richtung und die z-Achse-Richtung des lokalen Koordinatensystems mit der X-Achse-Richtung, der Y-Achse-Richtung bzw. der z-Achse-Richtung des globalen Koordinatensystems zusammen. Das globale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, welches sich mit der Bewegung des Fahrzeugkörpers 101 bewegt, und ist kein Koordinatensystem, welches immer an der Straßenoberfläche fixiert ist.
• Zusätzlich sind der Rollwinkel, der Nickwinkel und der Gierwinkel des Fahrzeugkörpers 101 als ein Winkel um die X-Achse, ein Winkel um die Y-Achse bzw. ein Winkel um die Z-Achse des globalen Koordinatensystems ausgedrückt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Rollwinkel, der Nickwinkel und der Gierwinkel des Fahrzeugkörpers 101 Winkel, welche durch Euler-Winkel ausgedrückt sind. Auf Grundlage des obigen wird die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung 1 im Detail beschrieben.
• (Funktionskonfiguration der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung)
• 2 ist eine Darstellung, welche eine Funktionskonfiguration der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform darstellt. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung 1 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit V als eine Fahrtrichtungsgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers 101 detektiert, eine Trägheitssensoreinheit 3, welche eine Beschleunigung und eine Winkelgeschwindigkeit detektiert, welche in dem Fahrzeugkörper 101 erzeugt werden, und eine Schätzungsverarbeitungseinheit 6, welche den Rollwinkel zum Beispiel auf der Grundlage von Detektionssignalen schätzt, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 und der Trägheitssensoreinheit 3 eingegeben werden.
• Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 umfasst zum Beispiel einen Drehgeschwindigkeitssensor, wie etwa einen Drehgeber, welcher ein der Drehgeschwindigkeit eines Hinterrads des Motorrads 100 entsprechendes Detektionssignal ausgibt. In diesem Fall wird die Radgeschwindigkeit des Hinterrads, welche dem Detektionswert der Drehgeschwindigkeit des Hinterrads entspricht, als der Detektionswert der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten.
• Es ist zu beachten, dass der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 die Drehgeschwindigkeiten sowohl des Vorderrads als auch des Hinterrads detektieren und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Detektionswerte der Drehgeschwindigkeiten berechnen kann. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 kann ein Sensor einer anderen Form (z.B. Fahrzeuggeschwindigkeitssensor unter Verwendung von GPS und dergleichen) sein, solange der Sensor die Fahrtrichtungsgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers 101 detektieren kann.
• Die Trägheitssensoreinheit 3 (Trägheitsmesseinheit: IMU) ist eine Sensoreinheit, welche dazu in der Lage ist, durch Detektieren der Beschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit, welche in dem Fahrzeugkörper 101 erzeugt werden, das Verhalten des Motorrads 100 zu detektieren. Wie in 2 dargestellt, kann die Trägheitssensoreinheit 3 an jeglicher geeigneten Position des Fahrzeugkörpers 101, wie etwa in der Nähe des Schwerpunkts des Motorrads 100, angeordnet sein. Die Trägheitssensoreinheit 3 umfasst als Sensoren, welche eine Translationsbeschleunigung detektieren, einen x-Achse-Beschleunigungssensor 4x, welcher eine Translationsbeschleunigung (im Folgenden als x-Achse-Beschleunigung bezeichnet) in der x-Achse-Richtung (longitudinale Richtung des Motorrads 100) des lokalen Koordinatensystems detektiert, einen y-Achse-Beschleunigungssensor 4y, welcher eine Translationsbeschleunigung (im Folgenden als y-Achse-Beschleunigung bezeichnet) in der y-Achse-Richtung (laterale Richtung des Motorrads 100) detektiert, und einen y-Achse-Beschleunigungssensor 4z, welcher eine Translationsbeschleunigung (im Folgenden als z-Achse-Beschleunigung bezeichnet) in der z-Achse-Richtung (vertikale Richtung des Motorrads 100) detektiert.
• Zusätzlich umfasst die Trägheitssensoreinheit 3 als Sensoren, welche eine Winkelgeschwindigkeit detektieren, einen x-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5x, welcher eine Winkelgeschwindigkeit (im Folgenden als x-Achse-Winkelgeschwindigkeit bezeichnet) um die x-Achse detektiert, einen y-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5y, welcher eine Winkelgeschwindigkeit (im Folgenden als y-Achse-Winkelgeschwindigkeit bezeichnet) um die y-Achse detektiert, und einen z-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5z, welcher eine Winkelgeschwindigkeit (im Folgenden als z-Achse-Winkelgeschwindigkeit bezeichnet) um die z-Achse detektiert.
• Die Schätzungsverarbeitungseinheit 6 umfasst einen Prozessor 61, welcher einen Prozessor wie etwa eine CPU umfasst, einen Speicher 62, welcher Komponenten wie etwa einen RAM 62b, der ein Ergebnis (vorheriger Wert) einer sequenziellen arithmetischen Verarbeitung speichert, und einen ROM 62a, der eine Tabelle 600 (6) speichert, welche später beschrieben wird, und eine elektrische Steuereinheit (ECU), welche eine Schnittstelleneinheit 63 (I/F-Einheit) umfasst, die Signale zwischen einer externen Vorrichtung, welche den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 und die Trägheitssensoreinheit 3 umfasst, und dem Prozessor 61 überträgt und empfängt. Die Schätzungsverarbeitungseinheit 6 ist an einer beliebigen geeigneten Position des Motorrads 100 montiert. Es ist zu beachten, dass die Schätzungsverarbeitungseinheit 6 eine Mehrzahl elektronischer Steuereinheiten umfassen kann, welche miteinander kommunizieren können.
• Die Schätzungsverarbeitungseinheit 6 umfasst eine Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11, eine Korrekturwertberechnungseinrichtung 12, eine Nickwinkelschätzeinrichtung 13 und eine Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 als Funktionen, welche durch ein in den Speicher 62 eingebautes Programm implementiert sind, oder Funktionskonfigurationen, welche durch eine Hardware-Konfiguration implementiert sind.
• 3 ist eine Blockdarstellung zum Beschreiben der Inhalte einer Verarbeitung jeder Funktionskonfiguration in der Schätzungsverarbeitungseinheit 6. In 3 gibt „S“ Differentialbetrieb an und „1/S“ gibt Integralbetrieb an.
• (Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11)
• ST31 in 3 ist eine Blockdarstellung, welche Verarbeitungsinhalte der Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 darstellt. Eine x-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωx), eine z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz), cosφ und tanθ werden in die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 eingegeben. Die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 schätzt eine Rollwinkelgeschwindigkeit φdot (zeitliche Änderungsrate des Rollwinkels φ) des Fahrzeugkörpers 101 auf der Grundlage des Eingangssignals. Hier basieren die x-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωx) und die z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz) auf durch den x-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5x und den z-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5z der Trägheitssensoreinheit 3 detektierten Detektionssignalen.
• Zusätzlich ist cosφ ein Kosinusfunktionswert, welcher auf dem in dem vorherigen Berechnungsverarbeitungszyklus durch die arithmetische Verarbeitung der Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 geschätzten vorherigen Rollwinkel (φ) basiert. Zusätzlich ist tanθ ein Tangensfunktionswert, welcher auf dem in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die arithmetische Verarbeitung der Nickwinkelschätzeinrichtung 13 geschätzten vorherigen Nickwinkel (θ) basiert.
• Wenn eine Verarbeitung in der Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 durch eine Formel ausgedrückt wird, kann die Rollwinkelgeschwindigkeit φdot (= dφ/dt) durch die folgende Gleichung (1) angenähert werden.
• $$\mathrm{\phi }\text{dot}\approx \mathrm{\omega }\text{x}+\text{cos}\mathrm{\phi }\cdot \text{tan}\mathrm{\theta }\cdot \mathrm{\omega }\text{z}$$

  
• Die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 berechnet einen Schätzwert der Rollwinkelgeschwindigkeit φdot unter Verwendung dieser Gleichung (1) als eine Grundgleichung. Die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 erfasst in jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus einen Detektionswert (gegenwärtiger Wert) der x-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωx und einen Detektionswert (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz auf Grundlage des Detektionssignals der Trägheitssensoreinheit 3. Zusätzlich erfasst die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 einen Schätzwert (vorheriger Wert φ) des Rollwinkels φ und einen Schätzwert (vorheriger Wert θ) des Nickwinkels θ, welche in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 bzw. die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 berechnet worden sind.
• Dann berechnet die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 einen Schätzwert der Rollwinkelgeschwindigkeit φ durch Berechnen der rechten Seite der Gleichung (1) unter Verwendung des Detektionswerts (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz, des Detektionswerts (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz, des Schätzwerts (vorheriger Wert φ) des Rollwinkels φ und des Schätzwerts (vorheriger Wert θ) des Nickwinkels θ.
• (Nickwinkelschätzeinrichtung 13)
• ST33 in 3 ist eine Blockdarstellung, welche Verarbeitungsinhalte der Nickwinkelschätzeinrichtung 13 darstellt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V, cosθ und eine x-Achse-Beschleunigung (ax) werden in die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 eingegeben. Die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 schätzt den Nickwinkel θ des Fahrzeugkörpers 101 auf der Grundlage des Eingangssignals.
• Hier basiert die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Berechnung von der Vorderradgeschwindigkeit und dem Detektionssignal, welches der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 ausgegebenen Drehgeschwindigkeit des Hinterrads des Motorrads 100 entspricht. Zusätzlich ist cosθ ein Kosinusfunktionswert, welcher auf dem in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die arithmetische Verarbeitung der Nickwinkelschätzeinrichtung 13 geschätzten vorherigen Nickwinkel (θ) basiert.
• Zusätzlich basiert die x-Achse-Beschleunigung (ax) auf einem durch den x-Achse-Beschleunigungssensor 4x der Trägheitssensoreinheit 3 detektierten Detektionssignal.
• Wenn eine Verarbeitung in der Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 durch eine Formel ausgedrückt wird, kann die Rollwinkelgeschwindigkeit φdot durch die folgende Gleichung (2) angenähert werden.
• $$\mathrm{\theta }={\text{sin}}^{-1}\left(\text{Vdot}\cdot \text{cos}\mathrm{\theta }-\text{ax}\right)$$

  
• In der Gleichung (2) ist Vdot in dem globalen Koordinatensystem gesehen eine zeitliche Änderungsrate (= dV/dt: Beschleunigung in X-Achse-Richtung) der Fahrzeuggeschwindigkeit V in der X-Achse-Richtung des Fahrzeugkörpers 101. Die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 berechnet einen Schätzwert des Nickwinkels θ unter Verwendung der Gleichung (2) als eine Grundgleichung. In jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus erfasst die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 eine zeitliche Änderungsrate (zeitliche Änderungsrate zwischen einem gegenwärtigen Wert und einem vorherigen Wert) der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf Grundlage des Detektionssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 2, eines Schätzwerts (vorheriger Wert) des in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 berechneten Nickwinkels θ und eines Detektionswert (gegenwärtiger Wert) der x-Achse-Beschleunigung ax auf Grundlage des Detektionssignals des x-Achse-Beschleunigungssensors 4x der Trägheitssensoreinheit 3.
• Dann berechnet die Nickwinkelschätzeinrichtung 13 einen Schätzwert des Nickwinkels θ durch Berechnen der rechten Seite der Gleichung (2) unter Verwendung der zeitlichen Änderungsrate (zeitliche Änderungsrate zwischen einem gegenwärtigen Wert und einem vorherigen Wert) der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Schätzwerts (vorheriger Wert) des Nickwinkels θ und des Detektionswerts (gegenwärtiger Wert) der x-Achse-Beschleunigung ax.
• (Korrekturwertberechnungseinrichtung 12)
• ST32 in 3 ist eine Blockdarstellung, welche Verarbeitungsinhalte der Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 darstellt. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet einen Korrekturwert δ zum Verringern eines Fehlers in dem Schätzwert des Rollwinkels φ des Fahrzeugkörpers 101. Grundsätzlich kann der Rollwinkel φ des Fahrzeugkörpers 101 durch Integrieren des durch die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 berechneten Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit φdot geschätzt werden. Jedoch können, wenn die Berechnungsverarbeitung des Rollwinkelschätzwerts unter Berücksichtigung des Schätzwerts in einem Übergangszustand durchgeführt wird, sich Fehlerkomponenten ansammeln und der Fehler des Rollwinkelschätzwerts kann sich einfach erhöhen. Aus diesem Grund bestimmt die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 beim Ausgeben des berechneten Korrekturwerts δ, ob der Fahrzustand des Motorrads 100 ein stationärer Zustand oder ein instationärer Zustand (Übergangszustand), wie etwa ein Driftzustand oder ein Sprungzustand, ist, und ändert die Einstellung einer Ausgangsverstärkung K3 des Korrekturwerts gemäß dem Bestimmungsergebnis.
• Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen des Rollwinkels des Fahrzeugkörpers unter Verwendung des gemäß dem Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der durch die Trägheitssensoreinheit 3 detektierten Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten K3, dem Detektionswert der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, jedem der Detektionswerte der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit und der y-Achse-Beschleunigung, dem vorherigen Schätzwert des Rollwinkels und dem vorherigen Schätzwert des Nickwinkels.
• Die z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz), die y-Achse-Beschleunigung (ay_lyout: im Folgenden als ay bezeichnet), cosθ, sinφ und die Fahrzeuggeschwindigkeit V werden in die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 eingegeben. Hier basiert die z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz) auf dem durch den z-Achse-Winkelgeschwindigkeitssensor 5z der Trägheitssensoreinheit 3 detektierten Detektionssignal. Die y-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ay) basiert auf einem durch den y-Achse-Beschleunigungssensor 4z der Trägheitssensoreinheit 3 detektierten Detektionssignal. Hier ist cosθ ein Kosinusfunktionswert, welcher auf dem in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die arithmetische Verarbeitung der Nickwinkelschätzeinrichtung 13 geschätzten vorherigen Nickwinkel (θ) basiert. Zusätzlich ist sinφ ein Sinusfunktionswert, welcher auf dem in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die arithmetische Verarbeitung der Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 geschätzten vorherigen Rollwinkel (φ) basiert. Zusätzlich basiert die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Berechnung von der Vorderradgeschwindigkeit und dem Detektionssignal, welches der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 ausgegebenen Drehgeschwindigkeit des Hinterrads des Motorrads 100 entspricht.
• 4 ist eine Darstellung, welche Kräfte darstellt, die während eines gleichmäßigen Kurvenfahrens auf das Motorrad 100 wirken. In der Blockdarstellung aus ST32 ist Ay in dem globalen Koordinatensystem gesehen die Beschleunigung in der Y-Achse-Richtung des Fahrzeugkörpers 101 und ist ein der Beschleunigung in der Y-Achse-Richtung aufgrund der Zentrifugalkraft entsprechender Parameter, welcher durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt ist.
• $$\text{Ay}=\mathrm{\omega }\text{z}\cdot \text{V}$$

  
• In der Blockdarstellung aus ST32 ist ay_estm ein Schätzwert der y-Achse-Beschleunigung und der Schätzwert ay_estm der y-Achse-Beschleunigung während des gleichmäßigen Kurvenfahrens kann durch die folgende Gleichung (4) unter Verwendung des Detektionswerts (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz auf Grundlage des Detektionssignals der Trägheitssensoreinheit 3, des in dem vorherigen arithmetischen Verarbeitungszyklus geschätzten Schätzwerts (vorheriger Wert) des Nickwinkels θ und des Schätzwerts (vorheriger Wert) des Rollwinkels φ berechnet werden. In der Gleichung (4) stellt g die Erdbeschleunigung dar.
• $$\text{ay}\_\text{estm}=\mathrm{\omega }\text{z}\cdot \text{V}+\text{cos}\mathrm{\theta }\cdot \text{sin}\mathrm{\phi }\cdot \text{g}$$

  
• In der Blockdarstellung aus ST32 wird der Wert der y-Achse-Beschleunigung ay durch den y-Achse-Beschleunigungssensor 4z der Trägheitssensoreinheit 3 detektiert und, wenn der Fehler des Schätzwerts des Rollwinkels φ nicht in dem durch die Gleichung (4) berechneten Schätzwert ay_estm der y-Achse-Beschleunigung umfasst ist, wird die Beziehung der folgenden Gleichung (5) hergestellt.
• $$\text{ay}\approx \mathrm{\omega }\text{z}\cdot \text{V}+\text{cos}\mathrm{\theta }\cdot \text{sin}\mathrm{\phi }\cdot \text{g}$$

  
• In der Gleichung (5) entspricht eine Abweichung err (ay-ay_estm) zwischen ay und ay_estm dem Fehler des Schätzwerts des Rollwinkels φ in einem stationären Zustand.
• Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet eine durch Multiplizieren der Abweichung err (= ay-ay_estm) mit dem variablen Korrekturkoeffizientenwert K3 erhaltene Bias-Abweichung (K3-err). Hier ist der variable Korrekturkoeffizient K3 ein Koeffizientenwert, welcher gemäß dem Fahrzustand des Motorrads 100 variabel festgelegt wird. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 fungiert als eine Zustandsbestimmungseinheit, welche durch Vergleichen eines auf der Grundlage des durch die Trägheitssensoreinheit 3 (Detektionseinheit) berechneten Parameters (z. B. ein Absolutwert des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz), eine Summe von Detektionswerten einer Mehrzahl von Beschleunigungssensoren und dergleichen) mit einem Schwellenwert den Fahrzustand des Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ bestimmt. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen des Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage des gemäß dem Bestimmungsergebnis festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und der Detektionswerte des Geschwindigkeitssensors und der Trägheitssensoreinheit 3 (Detektionseinheit). Das heißt, die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet sequenziell den Korrekturwert δ zum Schätzen des Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage der folgenden Gleichung (6) unter Verwendung der mit dem gemäß dem Bestimmungsergebnis festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten K3 multiplizierten Bias-Abweichung.
• Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechnet den Korrekturwert δ derart, dass die Abweichung err (= ay-ay_estm) in dem stationären Zustand auf der Grundlage der Gleichung (6) gegen null geht. In der Gleichung (6) sind K1 und K2 vorgegebene feste Korrekturkoeffizientenwerte. Vorbestimmte konstante Werte werden unabhängig von dem Fahrzustand des Motorrads 100 für die festen Korrekturkoeffizienten K1 und K2 festgelegt.
• $$\begin{array}{l}\mathrm{\delta }=\text{K}3\cdot \{\text{K}1\cdot \left(\text{ay}-\text{ay}\_\text{estm}\right)\\ +\text{K}2\cdot {\displaystyle \int \left(\text{ay}-\text{ay}\_\text{estm}\right)}\}\end{array}$$

  
• In der Gleichung (6) korrigiert der Term des festen Korrekturkoeffizienten K2 eine in einem normalen Fahrzustand (stationärer Zustand) in dem Schätzwert des Rollwinkels (φ) umfasste Versatzkomponente, welche eine Abweichung von dem Nullpunkt ist.
• Der variable Korrekturkoeffizient K3 ist ein Koeffizient, dessen Wert auf der Grundlage eines den Fahrzustand des Motorrads 100 angebenden Parameters variabel festgelegt werden kann. Der den Fahrzustand angebende Parameter umfasst zum Beispiel einen Absolutwert eines Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz) und die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 kann den variablen Korrekturkoeffizienten K3 entsprechend dem Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz) festlegen.
• 5 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Ablaufs eines Verfahrens eines Festlegens des variablen Korrekturkoeffizienten K3. Zunächst erfasst die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 in Schritt S51 einen Detektionswert (vorheriger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz und den Detektionswert (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz auf der Grundlage des Detektionssignals der Trägheitssensoreinheit 3 in jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus.
• Dann berechnet in Schritt S52 die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz in einem arithmetischen Verarbeitungszyklus (ΔT) auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Detektionswert (vorheriger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz und dem Detektionswert (gegenwärtiger Wert) der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz.
• In Schritt S53 vergleicht die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den berechneten Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz mit einem vorgegebenen ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert (erster Schwellenwert). Hier ist der erste Zustandsbestimmungsschwellenwert (erster Schwellenwert) ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob der Fahrzustand des Motorrads 100 ein instationärer Zustand (Übergangszustand), wie etwa ein Driftzustand, ist oder nicht. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 bestimmt, dass der Fahrzustand des Motorrads 100 ein Übergangszustand, wie etwa ein Driftzustand, ist, wenn der Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz den ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert überschreitet. Es ist zu beachten, dass der erste Zustandsbestimmungsschwellenwert (erster Schwellenwert) im Voraus in dem Speicher 62 gespeichert wird, und die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 kann den ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert (erster Schwellenwert) zu dem Zeitpunkt einer arithmetischen Verarbeitung aus dem Speicher 62 erfassen.
• Bei der Bestimmung in Schritt S53 legt, wenn der Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz den ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert überschreitet (Ja in S53), die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den variablen Korrekturkoeffizienten K3 auf null (K3 = 0) fest.
• Wenn der Parameter (Absolutwert eines Differenzwerts einer z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz) den Schwellenwert überschreitet, legt die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den variablen Korrekturkoeffizienten K3 derart fest, dass sich der Korrekturwert verringert. Das heißt, wenn der Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz den ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert überschreitet und der Fahrzustand des Motorrads 100 als der Übergangszustand bestimmt ist, legt die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten K3 auf null fest, um den Korrektureffekt aufzuheben.
• Andererseits schreitet, wenn der Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz bei der Bestimmung aus Schritt S53 gleich wie oder kleiner als der erste Zustandsbestimmungsschwellenwert ist (Nein in S53), die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 mit der Verarbeitung zu Schritt S55 fort.
• Dann kann in Schritt S55 die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den variablen Korrekturkoeffizienten K3 gemäß der zeitlichen Änderungsrate festlegen. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 legt den variablen Korrekturkoeffizienten K3 derart fest, dass der Korrekturwert δ im Einklang mit einer Erhöhung des Absolutwerts (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz abnimmt.
• Wenn der variable Korrekturkoeffizient K3 festgelegt ist, kann eine Tabelle 600, in welcher der Absolutwert des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz und der entsprechende variable Korrekturkoeffizient K3 im Voraus zugeordnet sind, in dem Speicher 62 (ROM 62a) gespeichert werden. In diesem Fall kann die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 die Tabelle des Speichers 62 betrachten, den variablen Korrekturkoeffizienten K3 entsprechend dem Absolutwert (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der berechneten z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz aus der Tabelle 600 erfassen, den variablen Korrekturkoeffizienten K3 in die Gleichung (6) einsetzen und den mit dem aus der Tabelle erfassten variablen Korrekturkoeffizienten K3 multiplizierten Korrekturwert δ ausgeben.
• 6 ist eine Darstellung, welche die Tabelle 600 des Speichers 62 (ROM 62a) darstellt. Wie in 6 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Werten (ωz_dot_1, ωz_dot_2, ωz_dot_3, ^... ωz_dot_6) als Absolutwerte der Differenzwerte der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz (Gierrate) festgelegt. Der Absolutwert des Differenzwerts ist derart festgelegt, dass der Wert von ωz_dot_1 klein ist und sich auf ωz_dot_2, ωz_dot_3, ωz_dot_4, ωz_dot_5 ... erhöht und bei ωz_dot_6 den ersten Schwellenwert (erster Zustandsbestimmungsschwellenwert) überschreitet.
• Zusätzlich ist in der Tabelle 600 eine Mehrzahl von Werten (K3_1, K3_2, K3_3 ^...) den Absolutwerten der Differenzwerte der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz (Gierrate) als der variable Korrekturkoeffizient K3 zugeordnet. In der Tabelle 600 ist der Wert des variablen Korrekturkoeffizienten K3 derart festgelegt, dass sein Wert im Einklang mit einer Erhöhung des Absolutwerts (zeitliche Änderungsrate) des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz (Gierrate) abnimmt. Das heißt, die festgelegten Werte nehmen in der Reihenfolge K3_1 → K3_2 → K3_3 → K3_4 → K3_5 ab und null ist für den Absolutwert des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit ωz (Gierrate) festgelegt, welcher den ersten Zustandsbestimmungsschwellenwert (K3_6 = 0) überschreitet. Durch Festlegen des variable Korrekturkoeffizienten K3 auf null wird das Berechnungsergebnis der Gleichung (6) zum Berechnen des Korrekturwerts δ null und die Ausgabe des Korrekturwerts δ für die Berechnung eines Schätzens des Rollwinkels φ kann gestrichen werden.
• Es ist zu beachten, dass das Festlegungsbeispiel der Tabelle 600 beispielhaft ist und nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Zusätzlich ist der den Fahrzustand des Motorrads 100 angebende Parameter nicht auf den Absolutwert des Differenzwerts der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit (ωz) beschränkt und es ist zum Beispiel auch möglich, auf der Grundlage der Summe von Beschleunigungsdetektionswerten der Mehrzahl von in der Trägheitssensoreinheit 3 umfassten Beschleunigungssensoren (4x, 4y, 4z in 2) zu bestimmen, ob sich der Fahrzustand des Motorrads 100 in einem Übergangszustand, wie etwa einem Sprungzustand, befindet oder nicht.
• In diesem Fall vergleicht die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 die Summe der durch die Trägheitssensoreinheit 3 (Detektionseinheit) detektierten Beschleunigungsdetektionswerte der Mehrzahl von Beschleunigungssensoren als einen Parameter mit einem vorgegebenen zweiten Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert). Hier ist der zweite Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert) ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob sich der Fahrzustand des Motorrads 100 in einem instationären Zustand (Übergangszustand), wie etwa einem Sprungzustand, befindet oder nicht. Die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 bestimmt, dass der Fahrzustand des Motorrads 100 der Übergangszustand (instationärer Zustand), wie etwa ein Sprungzustand, ist, wenn die Summe der Beschleunigungsdetektionswerte der Mehrzahl von Beschleunigungssensoren den zweiten Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert) überschreitet, und die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 legt den variablen Korrekturkoeffizienten K3 auf null (K3 = 0) fest. Durch Festlegen des variablen Korrekturkoeffizienten K3 auf null wird das Berechnungsergebnis der Gleichung (6) zum Berechnen des Korrekturwerts δ null und die Ausgabe des Korrekturwerts δ für die Berechnung eines Schätzens des Rollwinkels φ kann gestrichen werden. Der zweite Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert) wird im Voraus in dem Speicher 62 gespeichert und die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 kann den zweiten Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert) zu dem Zeitpunkt einer arithmetischen Verarbeitung aus dem Speicher 62 erfassen.
• Andererseits bestimmt, wenn die Summe der Beschleunigungsdetektionswerte der Mehrzahl von Beschleunigungssensoren gleich wie oder kleiner als der zweite Zustandsbestimmungsschwellenwert (zweiter Schwellenwert) ist, die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12, dass der Fahrzustand des Motorrads 100 ein stationärer Zustand ist und legt 1 als den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten K3 fest. In diesem Fall berechnet die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 den Korrekturwert δ auf der Grundlage der Gleichung (6) und die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 gibt das Berechnungsergebnis in die Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 ein.
• (Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14)
• ST34 in 3 ist eine Blockdarstellung, welche Verarbeitungsinhalte der Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 darstellt. Der Schätzwert der Rollwinkelgeschwindigkeit φdot und der Korrekturwert δ werden in die Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 eingegeben. Die Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 berechnet einen Schätzwert des Rollwinkels φ auf der Grundlage des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit φdot aus der Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 und des berechneten Werts des Korrekturwerts δ aus der Korrekturwertberechnungseinrichtung 12. In jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus integriert die Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung 14 einen durch Korrigieren des durch die Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung 11 berechneten Schätzwerts (gegenwärtiger Wert) der Rollwinkelgeschwindigkeit φdot erhaltenen Wert (= φdot-δ) auf der Grundlage des durch die Korrekturwertberechnungseinrichtung 12 berechneten Korrekturwerts δ (gegenwärtiger Wert), wodurch ein korrigierter Schätzwert des Rollwinkels φ berechnet wird.
• <Zusammenfassung der Erfindung>
• Die obige Ausführungsform offenbart wenigstens die folgenden Konfigurationen.
• Konfiguration 1. Eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform ist eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung (z.B. 1 aus 2), welche sequenziell einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers (101 aus 1) eines Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ (z.B. 100 aus 1) schätzt, welcher eine x-Achse, welche sich in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, eine y-Achse, welche sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und eine z-Achse, welche sich in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, als ein an dem Fahrzeugkörper fixiertes Koordinatensystem aufweist, wobei die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst:
• einen Geschwindigkeitssensor (z.B. 2 aus 2), welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers in einer Fahrtrichtung detektiert;
• eine Detektionseinheit (z.B. 3 aus 2), welche eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren (z.B. 4x, 4y, 4z aus 2) entsprechend Achsen, welche eine Translationsbeschleunigung in Richtungen der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse detektieren, und eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren (z.B. 5x, 5z aus 2) entsprechend Achsen umfasst, welche eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die x-Achse und eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die z-Achse detektieren;
• ein Nickwinkelschätzmittel (z.B. 13 aus 2), welches sequenziell einen Nickwinkel des Fahrzeugkörpers schätzt;
• ein Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel (z.B. 11 aus 2), welches sequenziell eine Rollwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers schätzt;
• ein Zustandsbestimmungsmittel (z.B. 12 aus 2), welches durch Vergleichen eines auf der Grundlage eines durch die Detektionseinheit detektierten Detektionswerts berechneten Parameters mit einem Schwellenwert einen Fahrzustand des Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ bestimmt;
• ein Korrekturwertberechnungsmittel (z.B. 12 aus 2), welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß der Bestimmung des Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit berechnet; und
• ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel (z.B. 14 aus 2), welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet, wobei
• das Korrekturwertberechnungsmittel (12) den variablen Korrekturkoeffizienten (K3) derart festlegt, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter den Schwellenwert überschreitet.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 1 ist es möglich, den Korrekturwert unter Verwendung des gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten zu berechnen und den Rollwinkel auf der Grundlage des berechneten Korrekturwerts zu schätzen.
• Konfiguration 2. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet das Korrekturwertberechnungsmittel (12) den Korrekturwert unter Verwendung des variablen Korrekturkoeffizienten, eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, jedes von Detektionswerten der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit und der y-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels.
• Konfiguration 3. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet das Korrekturwertberechnungsmittel (12) eine zeitliche Änderungsrate der durch die Detektionseinheit detektierten Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse als den Parameter, erfasst einen ersten Schwellenwert als den Schwellenwert und legt den variablen Korrekturkoeffizienten (K3) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der zeitlichen Änderungsrate und dem ersten Schwellenwert fest.
• Gemäß den Körperhaltungsdetektionsvorrichtungen nach den Konfigurationen 2 und 3 ist es möglich, den Korrekturwert unter Verwendung des gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten zu berechnen.
• Konfiguration 4. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform legt das Korrekturwertberechnungsmittel (12) den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null fest, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die zeitliche Änderungsrate den ersten Schwellenwert überschreitet.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 4 wird, wenn die zeitliche Änderungsrate den ersten Schwellenwert überschreitet, der Fahrzustand als ein Übergangszustand, wie etwa ein Driftzustand, betrachtet und der Wert des variablen Korrekturkoeffizienten wird auf K3 = 0 festgelegt, so dass der Korrekturwert null wird, wodurch die Ausgabe des Korrekturwerts in dem Übergangszustand gestrichen werden kann. Infolgedessen kann ein Fehler bei dem Schätzwert des Rollwinkels in dem sequenziellen Betrieb verringert werden und die Schätzgenauigkeit kann weiter verbessert werden.
• Konfiguration 5. Die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst ferner ein Speichermittel (z.B. 62, 62a aus 2), welches eine zeitliche Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse und einen Wert des variablen Korrekturkoeffizienten speichert, und, wenn die berechnete zeitliche Änderungsrate gleich wie oder kleiner als ein Schwellenwert ist, erfasst das Korrekturwertberechnungsmittel (12) den variablen Korrekturkoeffizienten entsprechend der zeitlichen Änderungsrate aus dem Speichermittel (62, 62a) und gibt einen mit dem aus dem Speichermittel (62, 62a) erfassten variablen Korrekturkoeffizienten multiplizierten Korrekturwert aus.
• Konfiguration 6. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform speichert das Speichermittel (62, 62a) den variablen Korrekturkoeffizienten, welcher derart festgelegt ist, dass sein Wert im Einklang mit einer Erhöhung der zeitlichen Änderungsrate abnimmt.
• Gemäß den Körperhaltungsdetektionsvorrichtungen nach den Konfigurationen 5 und 6 ist es durch Festlegen des variablen Korrekturkoeffizienten entsprechend der zeitlichen Änderungsrate unter Bezugnahme auf das Speichermittel möglich, den Fehler des Schätzwerts des Rollwinkels in dem sequenziellen Betrieb zu verringern und die Schätzgenauigkeit weiter zu verbessern, während die Verarbeitung durch den sequenziellen Betrieb beschleunigt wird.
• Konfiguration 7. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet das Korrekturwertberechnungsmittel (12) eine Summe von Detektionswerten der Mehrzahl von durch die Detektionseinheit detektierten Beschleunigungssensoren (4x, 4y, 4z) als den Parameter, erfasst einen zweiten Schwellenwert als den Schwellenwert und legt den variablen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Summe und dem zweiten Schwellenwert fest.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 7 ist es möglich, den Korrekturwert unter Verwendung des gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs festgelegten Korrekturkoeffizienten zu berechnen.
• Konfiguration 8. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform legt das Korrekturwertberechnungsmittel (12) den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null fest, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die Summe den zweiten Schwellenwert überschreitet.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 8 wird, wenn die Summe den zweiten Schwellenwert überschreitet, der Fahrzustand als ein Übergangszustand, wie etwa ein Sprungzustand, betrachtet und der Wert des variablen Korrekturkoeffizienten wird auf K3 = 0 festgelegt, so dass der Korrekturwert null wird, wodurch der Korrekturwert in dem Übergangszustand gestrichen werden kann. Infolgedessen kann ein Fehler bei dem Schätzwert des Rollwinkels in dem sequenziellen Betrieb verringert werden und die Schätzgenauigkeit kann weiter verbessert werden.
• Konfiguration 9. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform legt das Korrekturwertberechnungsmittel (12) 1 als den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten fest, wenn die Summe gleich wie oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 9 ist es möglich, den Korrekturwert unter Verwendung des gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs festgelegten Korrekturkoeffizienten zu berechnen.
• Konfiguration 10. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet das Nickwinkelschätzmittel (13) einen Schätzwert eines gegenwärtigen Nickwinkels unter Verwendung eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor (2), eines Detektionswerts einer x-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit (3) und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 10 ist es möglich, den Schätzwert des gegenwärtigen Nickwinkels auf der Grundlage der Detektionswerte des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit (Trägheitssensoreinheit) und des vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels zu berechnen.
• Konfiguration 11. Bei der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet das Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel (11) einen Schätzwert einer gegenwärtigen Rollwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung jedes von Detektionswerten einer x-Achse-Winkelgeschwindigkeit und einer z-Achse-Winkelgeschwindigkeit durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels durch das Nickwinkelschätzmittel.
• Gemäß der Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Konfiguration 11 ist es möglich, den Schätzwert der gegenwärtigen Rollwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung des Detektionswerts der Detektionseinheit, des vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und des vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels zu berechnen.
• Konfiguration 12. Ein Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ gemäß der Ausführungsform umfasst die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Konfigurationen 1 bis 11.
• Gemäß dem Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ nach Konfiguration 12 ist es möglich, das Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ bereitzustellen, welches die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst, welche dazu in der Lage ist, durch derartiges Festlegen des variablen Korrekturkoeffizienten, dass sich der Korrekturwert gemäß einer Erhöhung der zeitlichen Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit verringert, welche den Fahrzustand des Fahrzeugs angibt, den Rollwinkel zu schätzen.
• Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Variationen/Änderungen sind innerhalb des Geistes der Erfindung möglich.
• Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-177713 , eingereicht am 27. September 2019, welche hiermit durch Bezugnahme hierin eingebunden ist.
• Eine Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst: ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels eines Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß einer Bestimmung eines Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten eines Geschwindigkeitssensors und einer Detektionseinheit; und ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren eines Schätzwerts einer Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet. Das Korrekturwertberechnungsmittel legt den variablen Korrekturwert derart fest, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter einen Schwellenwert überschreitet.
• Bezugszeichenliste

1

Körperhaltungsdetektionsvorrichtung

2

Fahrzeuggeschwindigkeitssensor

3

Trägheitssensoreinheit

11

Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzeinrichtung

12

Korrekturwertberechnungseinrichtung (Zustandsbestimmungseinheit)

13

Nickwinkelschätzeinrichtung

14

Rollwinkelschätzwertberechnungseinrichtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2010149681 [0003]
• JP 2019177713 [0084]

Claims (12)

1. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung, welche sequenziell einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers eines Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ schätzt, welcher eine x-Achse, welche sich in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, eine y-Achse, welche sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und eine z-Achse, welche sich in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, als ein an dem Fahrzeugkörper fixiertes Koordinatensystem aufweist, wobei die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung umfasst: einen Geschwindigkeitssensor, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers in einer Fahrtrichtung detektiert; eine Detektionseinheit, welche eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren entsprechend Achsen, welche eine Translationsbeschleunigung in Richtungen der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse detektieren, und eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren entsprechend Achsen umfasst, welche eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die x-Achse und eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die z-Achse detektieren; ein Nickwinkelschätzmittel, welches sequenziell einen Nickwinkel des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel, welches sequenziell eine Rollwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Zustandsbestimmungsmittel, welches durch Vergleichen eines auf der Grundlage eines durch die Detektionseinheit detektierten Detektionswerts berechneten Parameters mit einem Schwellenwert einen Fahrzustand des Fahrzeugs vom Spreizsitz-Typ bestimmt; ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß der Bestimmung des Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit berechnet; und ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten derart festlegt, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter den Schwellenwert überschreitet.
2. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Korrekturwert unter Verwendung des variablen Korrekturkoeffizienten, eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, jedes von Detektionswerten der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit und der y-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels berechnet.
3. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel eine zeitliche Änderungsrate der durch die Detektionseinheit detektierten Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse als den Parameter berechnet, einen ersten Schwellenwert als den Schwellenwert erfasst und den variablen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der zeitlichen Änderungsrate und dem ersten Schwellenwert festlegt.
4. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null festlegt, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die zeitliche Änderungsrate den ersten Schwellenwert überschreitet.
5. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend ein Speichermittel, welches eine zeitliche Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse und einen Wert des variablen Korrekturkoeffizienten speichert, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten entsprechend der zeitlichen Änderungsrate aus dem Speichermittel erfasst und einen mit dem aus dem Speichermittel erfassten variablen Korrekturkoeffizienten multiplizierten Korrekturwert ausgibt.
6. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermittel den variablen Korrekturkoeffizienten speichert, welcher derart festgelegt ist, dass sein Wert im Einklang mit einer Erhöhung der zeitlichen Änderungsrate abnimmt.
7. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel eine Summe von Detektionswerten der Mehrzahl von durch die Detektionseinheit detektierten Beschleunigungssensoren als den Parameter berechnet, einen zweiten Schwellenwert als den Schwellenwert erfasst und den variablen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Summe und dem zweiten Schwellenwert festlegt.
8. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null festlegt, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die Summe den zweiten Schwellenwert überschreitet.
9. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel 1 als den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten festlegt, wenn die Summe gleich wie oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
10. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nickwinkelschätzmittel einen Schätzwert eines gegenwärtigen Nickwinkels unter Verwendung eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, eines Detektionswerts einer x-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels berechnet.
11. Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel einen Schätzwert einer gegenwärtigen Rollwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung jedes von Detektionswerten einer x-Achse-Winkelgeschwindigkeit und einer z-Achse-Winkelgeschwindigkeit durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels durch das Nickwinkelschätzmittel berechnet.
12. Fahrzeug vom Spreizsitz-Typ, dadurch gekennzeichnet, dass es die Körperhaltungsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.

Images