JP2006162327A - 車載検出装置の出力補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、補正を行う機会を増やすことができる車載検出装置の出力補正装置の提供を目的とする。
【解決手段】 コーナリング時に変化する車両状態量（ヨーレート、操舵角）の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正する車載検出装置の出力補正装置において、前記零点補正に確実に直進している期間であるＥＴＣレーン９走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置。車輪速の検出をする車載検出装置の出力値における左右の車輪速差を補正する車載検出装置の出力補正装置において、前記補正に確実に直進している期間であるＥＴＣレーン９走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムを利用して、車載の検出装置の出力値を補正する車載検出装置の出力補正装置に関する。

従来から、車載ヨーレートセンサの出力補正方法が知られている（例えば、特許文献１）。本出力補正方法では、車両が実質的に停止状態であるときにヨーレートセンサの出力の零点補正が行われる。
特開平１１−１４８８２８号公報

ところで、従来の有料道路等では料金所で必ず停車することになるため、上述の従来技術の補正方法であっても、そのときにヨーレートセンサの出力の補正が行われる可能性があった。

しかしながら、近年、有料道路等においてＥＴＣシステムが普及してきており、料金所を通過するときに車両を停止させることなしに通行料金の支払いができるようになってきている。そのため、料金所での補正が行われなくなり、補正の頻度が低下してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、補正を行う機会を増やすことができる車載検出装置の出力補正装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、コーナリング時に変化する車両状態量の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正する車載検出装置の出力補正装置において、前記零点補正にＥＴＣレーン走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置が提供される。本局面において、前記車両状態量には、ヨーレートや操舵角がある。

本局面によれば、ＥＴＣレーン走行中は確実に直進している状態であると認識することができるため、本走行中であれば、コーナリング時に変化する車両状態量の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正することを、停車させることなく行うことが可能になる。

また、本発明の他の局面によれば、車輪速の検出をする車載検出装置の出力値における左右の車輪速差を補正する車載検出装置の出力補正装置において、前記補正にＥＴＣレーン走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置が提供される。

本局面によれば、ＥＴＣレーン走行中は確実に直進している状態であると認識することができるため、本走行中であれば左右の車輪速差を補正することが可能になる。

また、前記の左右の車輪速差の補正は、各車輪の車輪加速度が所定値以下の場合に許可されることが好ましい。ＥＴＣレーン上の石やゴミ等の障害物や工事等による路面の荒れがあっては正確な補正ができない。そこで、車輪加速度（すなわち、車輪速度の変化率）が大きい場合にはそのような正確な補正ができない状況とみなし、補正を禁止することができる。

本発明によれば、補正を行う機会を増やすことができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

まず、図３を参照しながら、本発明を実施する際に利用するＥＴＣシステムについて簡単に説明する。車両検知器３がＥＴＣレーン９への車両の進入を検知すると、ＥＴＣゲート２から車両に向けて電波が照射される。車両に搭載されたＥＴＣ車載器１０は、その電波を受信し、ＥＴＣゲート２との間で通行確認等のデータ通信を行う。特に、料金所出口では料金所入口情報等をデータ通信することによって料金計算が行われ、開閉ゲート７が開く。これによって、車両は停止することなく料金所やＥＴＣレーン９を通過することができる。

このとき、自車がＥＴＣレーン９を走行しているか否かの判定は、ＥＴＣ車載器１０のＥＴＣゲート２からの電波受信有無によって行われる。電波が受信されれば、自車がＥＴＣレーン９を走行していると判定される。電波が受信されなければ、自車がＥＴＣレーン９を走行していないと判定される。

図６に示されるように、ＥＴＣレーン９は真っ直ぐに造られている。また、コンクリートの縁石８等で隣のレーンに移動できないようになっている場合もある。したがって、ＥＴＣゲート２からの電波を受信したタイミングでは、車両は真っ直ぐにＥＴＣレーン９上を走っている状況である。

それでは、本発明における車載検出装置の出力補正装置の実施例について説明する。

本出力補正装置によって出力補正が行われる車載検出装置は、コーナリング時に変化する車両状態量を検出する装置（例えば、ヨーレートセンサ、ステアリングホイールの操舵角センサ、横加速度センサ）である。若しくは、各車輪速の検出をする車輪速センサである。

本出力補正装置は、上記例示した車載検出装置の出力値を補正する電子制御装置（いわゆる、ＥＣＵ）である。本出力補正装置は、上述したＥＴＣゲート２からの電波受信信号を車載器１０から受け取り、自車がＥＴＣレーン９を走行しているか否かを判定する。そして、ＥＴＣレーン９を走行していると判定した場合に、後述するような方法で車載検出装置の出力値を補正する。

図１は、本発明における車載検出装置の出力補正装置の一実施例を示すフローである。図１のフローは、本出力補正装置内のプログラムを表したものである。

まずステップ１０において、上述したように、ＥＴＣゲート２から車両に送信された電波を確認する。いま、ＥＴＣゲート２からの電波受信フラグＥＴＣＦを定義する。ＥＴＣＦの初期値は０である。図２（ｃ）で示されるように、ＥＴＣゲート２からの電波受信があった場合をＥＴＣＦ＝１とし、電波受信がなかった場合をＥＴＣＦ＝０とする。ＥＴＣＦ＝１ならば、ステップ１１に移行する。ＥＴＣＦ＝０ならば、ステップ１２に移行する。

ステップ１１では、ＥＴＣ通過時補正演算許可フラグＦに１を立てる。Ｆの初期値は０であり、Ｆ＝０はＥＴＣレーン９走行中の補正演算の禁止を表す。Ｆ＝１は、ＥＴＣレーン９走行中の補正演算の許可を表す。また、ステップ１１では、直線判定閾値車速ＴｈＶにＴｈＶ１を代入する。直線判定閾値車速ＴｈＶについては、後述する。

ステップ１２では、Ｆ＝１であるか否かを判定する。ＥＴＣゲート２からの電波受信をしていれば、すでにＦ＝１になっているので、ステップ１４に移行する。電波受信をしていなければ、Ｆ＝０になっているので、ステップ１３に移行する。

ステップ１３では、直線判定閾値車速ＴｈＶを初期値のＴｈＶ０にして、スタートにリターンする。直線判定閾値車速ＴｈＶについては、後述する。

ステップ１２でＦ＝１の場合、フラフＦオフカウンタＣをインクリメントした（ステップ１４）後に、ステップ１５に移行する。Ｃは、Ｆを１から０にするまで（すなわち、ＥＴＣレーン９走行中の補正演算を禁止にするまで）のカウンタである。

ステップ１５では、インクリメントされたフラグＦオフカウンタＣがフラグＦオフ閾値Ｔ（例えば、＝１秒）を超えないまで、ステップ１７に移行するようにしている。超えた場合には、ステップ１６に移行する。図２（ｄ）で示されるように、この時間Ｔは、補正演算が許可される時間を表す。

ステップ１９で補正演算が行われるが、その演算の前にステップ１７を設けている。ステップ１７では、『「ヨーレート変化率｜ＤＹＲ｜がヨーレート変化率閾値Ｔｈｄｙより小さい」且つ「各輪車輪加速度｜ＤＶｗ＊｜が車輪加速度閾値Ｔｈｄｖより小さい」』であるか否かを判定している。すなわち、ヨーレート変化率と各車輪加速度によって、補正演算をしてもよい状況か否かを判断している。

ステップ１７の判定条件を満たさない場合、すなわち、『「ヨーレート変化率｜ＤＹＲ｜がヨーレート変化率閾値Ｔｈｄｙ以上」または「各輪車輪加速度｜ＤＶｗ＊｜が車輪加速度閾値Ｔｈｄｖ以上」』である場合、道路上の石やゴミ等の障害物や工事等による路面の荒れによって、車両の直進性が乱されている可能性があるとして、補正演算を一切中止する。つまり、ＥＴＣ通過時補正演算許可フラグＦを０にする（ステップ１８）。

一方、ステップ１７の判定条件を満たす場合、補正演算してもよい状況であるとして、ステップ１９に移行する。

なお、ＤＹＲはヨーレートセンサの現在出力値ＹＲの時間微分、ＤＶｗ＊は各車輪速センサの現在出力値の時間微分によって算出される。また、ＤＶｗ＊の「＊」は、４輪車であれば、右前輪、左前輪、右後輪及び左後輪の４つあることを示す。

ステップ１９では、まず、前回のヨーレート零点積算値ＹＲ０Ａ（ｎ−１）にヨーレートセンサの現在出力値ＹＲを足して、今回のヨーレート零点積算値ＹＲ０Ａ（ｎ）を演算する。さらに、前回の車輪速左右差補正係数Ｋ（ｎ−１）に、（右輪速度現在出力値ＶｗＲ／左輪速度現在出力値ＶｗＬ）を足して、今回の車輪速左右差補正係数Ｋ（ｎ）を演算する。なお、＊（ｎ）は今回値、＊（ｎ−１）は前回値を表し、以下同様とする。

ステップ２０では、Ｆ＝０であるか否か、すなわち、補正演算が許可されているか否かを判定する。

Ｆ＝０である場合、ステップ２２に移行する。このとき補正演算するための時間Ｔが経過していることを示すので（ステップ１６でＦ＝０となる）、ヨーレート零点積算値ＹＲ０Ａ（ｎ）をその時間分Ｃ（＝Ｔ）で平均し、ヨーレート零点暫定値ＹＲ０Ｔを演算する。

また、ステップ２２では、右輪速度ＶｗＲに対する左輪速度ＶｗＬのずれに基づいて左右の車輪速左を補正するようにしているので、補正後の右輪速度ＶｒＲｈは「ＶｗＲ」となり、補正後の左輪速度ＶｗＬｈは「Ｋ（ｎ）／Ｃ×ＶｗＬ」により演算される。図２（ｂ）で示されるように、時間Ｔの経過前は、右輪速度ＶｗＲと左輪速度ＶｗＬがずれているが、時間Ｔの経過後には、補正後の右輪速度ＶｒＲｈと補正後の左輪速度ＶｗＬｈが重なるようになる。

ステップ２０において、Ｆ＝０ではない場合、つまり、Ｆ＝１のままの状態では、補正演算がまだ済んでいない（時間Ｔを経過していない）ということであるので、ＶｗＲｈ、ＶｗＬｈには、補正する前の値をそのまま入れる（ステップ２１）。

このように左右の車輪速度の差が補正される場合とは、例えば、片輪に小径のテンパータイヤが装着された場合や左右の車輪の径が異なる場合が考えられる。車輪の径が左右異なると、真っ直ぐに走っていても、右と左の回転速度差が異なるので、その車輪から求められた車輪速度は異なってしまう。

車輪の回転速度差からヨーレートを推定するという制御も行われる場合がある。旋回している場合左右の車輪の回転数は異なるため、それを利用してヨーレートを推定することができる。この制御の場合、車輪の径が左右異なると、直進状態であるにもかかわらずヨー運動が発生していると認識してしまうため、上述した左右の車輪速差を補正する必要がある。

図１の説明に戻り、ステップ２３では、ヨーレート零点暫定値ＹＲ０Ｔとヨーレート零点前回値（ＥＴＣレーン９走行前）との差の絶対値がある程度大きいか否か（ヨーレート零点更新閾値Ｔｈ１より大きいか否か）を判断する。大きいならば、前回の零点補正をした時以降の走行している間に零点がずれたということになるので、新しく演算したＹＲ０Ｔを今回の零点の演算値としてＹＲ０（ｎ）に代入する（ステップ２４）。一方、その差の絶対値がヨーレート零点更新閾値Ｔｈ１以下であれば、零点はずれていないとして、前回値を保持する（ステップ２５）。図２（ａ）で示されるように、時間Ｔの経過後に、新しく演算したＹＲ０Ｔに今回の零点の演算値ＹＲ０（ｎ）が重なっている。

続いて、ステアリングホイールの操舵角の零点補正について説明する。操舵角の零点補正は、ある程度車速が出ている状態でないと、操舵角が本当にまっすぐになっているのかがわからない。止まっている状態で零点補正することは、例えば右に３００°きった状態で補正をしてしまうとそこが零点と補正してしまうので好ましくない。また、車速が数ｋｍ／ｈ程度出ていたとしても、路面からの影響等により操舵角が変化しやすいいため好ましくない。そこで、一般的には、直進時に操舵角の安定する数十ｋｍ／ｈ以上（例えば、４０ｋｍ／ｈ以上）で操舵角の零点補正が行われている。

ここで、現在のＥＴＣレーンを走行するにあたっての適正車速は２０ｋｍ／ｈ以下の車速で走行するよう提唱されている。したがって、操舵角の零点補正の開始条件が４０ｋｍ／ｈ以上の場合には、ＥＴＣ通過時に零点補正されないことになる。そこで、４０ｋｍ／ｈ以上という開始条件を、適正車速２０ｋｍ／ｈより遅い車速（例えば、１５ｋｍ／ｈ）以上という開始条件に変更することによって、零点補正の機会を増やすことができる。ＥＴＣレーン９走行中は直進しているのが明らかであるので車速の開始条件を緩めても、補正精度が落ちるということもない。なお、開始条件の値が変わるだけで、操舵角の零点補正の演算方法自体が変わるわけではない。

この開始条件の閾値車速が、図１のステップ１１及び１３で示された直線判定閾値車速ＴｈＶである。つまり、直進判定閾値車速ＴｈＶは、通常時（初期値）のＴｈＶは、ＴｈＶ０（例えば、＝４０ｋｍ／ｈ）が直線判定閾値車速として代入される（ステップ１３）。また、ＥＴＣレーン９走行中のＴｈＶは、ＴｈＶ１（例えば、＝１５ｋｍ／ｈ）が直線判定閾値車速として代入される。なお、ＴｈＶ０＞ＴｈＶ１である。

以上のことから、ＥＴＣレーン９走行中は確実に直進している状態であると認識することができるため、本走行中であれば、コーナリング時に変化する車両状態量の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正することを、停車させることなく行うことが可能になる。また、本走行中であれば左右の車輪速差を補正することが可能になる。

さらに、ＥＴＣシステムを利用しなければ、ヨーレートセンサ等で真っ直ぐ走っていることを判定できる場合には、操舵角センサや横加速度センサの零点補正若しくは左右の車輪速差の補正に、ある程度の長い走行時間をかけていた。すなわち、その真っ直ぐ走っているときの走行時間の平均をとって、それらの補正を行っていた。そのため、補正完了まで時間がかかっていた。しかしながら、本発明によれば、ＥＴＣシステムを利用することによって、ＥＴＣレーン９走行中の比較的短い時間で補正を行うことができ、補正にかかる時間を短縮することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上述の実施例では、固定値の時間Ｔで平均化していたが、ＥＴＣレーン９の長さは場所によって異なる場合があるので、ＥＴＣレーン９を出ることを検知するまで時間で平均化してもよい。ＥＴＣレーン９を出ることを検知するには、ＥＴＣゲート１、車両検知器５若しくは車両監視カメラ６、又は、開閉バー７の開作動によって、検出することができる。

本発明における車載検出装置の出力補正装置の一動作例を示すフローである。 図１のフローのタイムチャートである。 ＥＴＣシステム及びＥＴＣレーン９を説明するための図である。

符号の説明

１，２ ＥＴＣゲート
３，４，５ 車両検知器
６ 車両監視カメラ
７ 開閉バー
８ 縁石
９ ＥＴＣレーン
１０ ＥＴＣ車載器

Claims (7)

1. コーナリング時に変化する車両状態量の検出をする車載検出装置の出力値を零点補正する車載検出装置の出力補正装置において、
   前記零点補正にＥＴＣレーン走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置。
2. 前記車両状態量はヨーレートである請求項１記載の車載検出装置の出力補正装置。
3. 前記車両状態量は操舵角である請求項１記載の車載検出装置の出力補正装置。
4. ＥＴＣレーン走行中の前記出力値を用いて演算された零点の今回値と該ＥＴＣレーン走行前の零点の前回値との差の絶対値が、所定値より大きい場合には、前記零点を前記今回値に補正する請求項１記載の車載検出装置の出力補正装置。
5. 所定の閾値車速以上の場合に前記零点補正の演算が許可される場合、ＥＴＣレーン走行中では前記閾値車速を下方に設定にする請求項１記載の車載検出装置の出力補正装置。
6. 車輪速の検出をする車載検出装置の出力値における左右の車輪速差を補正する車載検出装置の出力補正装置において、
   前記補正にＥＴＣレーン走行中の前記出力値を用いることを特徴とする車載検出装置の出力補正装置。
7. 前記補正は、各車輪の車輪加速度が所定値以下の場合に許可される請求項６記載の車載検出装置の出力補正装置。

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