JP2016190603A - Road gradient estimation device and method of estimating road gradient - Google Patents

Road gradient estimation device and method of estimating road gradient Download PDF

Info

Publication number
JP2016190603A
JP2016190603A JP2015072653A JP2015072653A JP2016190603A JP 2016190603 A JP2016190603 A JP 2016190603A JP 2015072653 A JP2015072653 A JP 2015072653A JP 2015072653 A JP2015072653 A JP 2015072653A JP 2016190603 A JP2016190603 A JP 2016190603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
turning radius
centrifugal acceleration
road gradient
wheel speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015072653A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6641715B2 (en
Inventor
好崇 神田
Yoshitaka Kanda
好崇 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2015072653A priority Critical patent/JP6641715B2/en
Publication of JP2016190603A publication Critical patent/JP2016190603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6641715B2 publication Critical patent/JP6641715B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road gradient estimation device and a method of estimating road gradient that can improve accuracy of an estimation value of a road gradient by not directly detecting a centrifugal acceleration applied to a vehicle, when a driver operates a steering device.SOLUTION: The road gradient estimation device includes: wheel speed sensors 33a, 33b; radius calculation means 37 for calculating a turning radius R; steering angle calculation means 38 for calculating a steering angle θm; and component calculation means 39 for calculating a centrifugal acceleration Ac0 applied to a vehicle 10 on the basis of the turning radius R, and calculating a centrifugal acceleration component Ac on the basis of the centrifugal acceleration Ac0 and the calculated steering angle θm. Gradient estimation means 35 is configured to estimate an estimation gradient θx on the basis of a correction component Gc obtained by correcting a front-rear direction component Gs applied to the vehicle 10 by the centrifugal acceleration component Ac.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法に関し、より詳細には、運転者が操舵装置を操作した際に、車両に掛かる遠心加速度を直接検出せずに、道路勾配の推定値の精度を向上できる道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法に関する。   The present invention relates to a road gradient estimation device and a road gradient estimation method, and more specifically, the accuracy of an estimated value of a road gradient without directly detecting the centrifugal acceleration applied to the vehicle when the driver operates the steering device. The present invention relates to a road gradient estimation device and a road gradient estimation method.

車両の走行中には、車両の加減速制御、回生制御、及びブレーキ制御の最適化のため、また、車両の発進時には、変速段の発進段の最適化のため、車両の走行している、あるいは停車している道路勾配を精度良く推定することが必要となる。   While the vehicle is running, the vehicle is running for optimization of acceleration / deceleration control, regenerative control, and brake control of the vehicle, and for optimization of the start stage of the shift stage when starting the vehicle. Alternatively, it is necessary to accurately estimate the road gradient at which the vehicle is stopped.

道路勾配を推定する方法としては、車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する方法が一般的である。この推定方法は、例えば、重力センサ(Gセンサ)で取得した車両に掛かる成分のうちの路面に平行な成分、すなわち車両に掛かる前後方向成分から、車輪速度センサで取得した車両の実際の加速度成分を減算して算出された車両の前後方向に掛かる重力加速度成分に基づいて道路勾配を推定する方法である。なお、車両に掛かる前後方向成分には道路勾配による重力加速度成分や車両の加速度による加速度成分を例示できる。   As a method of estimating a road gradient, a method of estimating based on a longitudinal component applied to a vehicle is common. This estimation method is, for example, an actual acceleration component of a vehicle acquired by a wheel speed sensor from a component parallel to the road surface among components applied to the vehicle acquired by a gravity sensor (G sensor), that is, a longitudinal component applied to the vehicle. Is a method of estimating the road gradient based on the gravitational acceleration component applied in the longitudinal direction of the vehicle calculated by subtracting. Examples of the longitudinal component applied to the vehicle include a gravitational acceleration component due to a road gradient and an acceleration component due to vehicle acceleration.

しかし、車両が右左折中やUターン中などの走行路を変更する場合には、車両に掛かる前後方向成分には、遠心加速度により車両の前後方向に掛かる遠心加速度成分が含まれており、道路の勾配を精度良く推定できない。   However, when the vehicle changes its traveling path such as when turning right or left or during a U-turn, the longitudinal component applied to the vehicle includes a centrifugal acceleration component applied to the vehicle due to centrifugal acceleration. Cannot be estimated accurately.

そこで、ヨーレートセンサ、ジャイロセンサ、又は横Gセンサを用いて車両に掛かる遠心加速度を算出して、その遠心加速度による補正を行って道路勾配を推定する装置が提案されている(例えば、特許文献1、2、3参照)。   In view of this, there has been proposed an apparatus that calculates a centrifugal acceleration applied to a vehicle using a yaw rate sensor, a gyro sensor, or a lateral G sensor, and corrects the centrifugal acceleration to estimate a road gradient (for example, Patent Document 1). 2, 3).

しかし、これらの装置は、ヨーレートセンサ、ジャイロセンサ、又は横Gセンサなどの車両の左右方向にかかる遠心加速度を直接取得するセンサを用いるため、車両に搭載されるセンサが増加する。   However, these devices use sensors that directly acquire the centrifugal acceleration applied in the left-right direction of the vehicle, such as a yaw rate sensor, a gyro sensor, or a lateral G sensor, so that the number of sensors mounted on the vehicle increases.

近年、車両の制御においては電子制御が主流であり、車両には様々なセンサが搭載されている。結果、センサの配置を工夫したり、複雑化する配線を整理したり、センサの検出値を受信する制御装置のコネクタ数を増やしたりする必要があり、センサ自身のコストに加えて、搭載される車両側のコストも上昇している。それ故に、車両に搭載されるセンサ数を一つでも少なくすることが望まれている。   In recent years, electronic control has become mainstream in vehicle control, and various sensors are mounted on the vehicle. As a result, it is necessary to devise the arrangement of the sensor, arrange complicated wiring, increase the number of connectors of the control device that receives the detection value of the sensor, and it is installed in addition to the cost of the sensor itself The cost on the vehicle side is also rising. Therefore, it is desired to reduce even the number of sensors mounted on the vehicle.

特開平11−230742号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-230742 特開昭63−275913号公報JP-A 63-275913 特開2001−356014号公報JP 2001-356014 A

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、運転者が操舵装置を操作した際に、車両に掛かる遠心加速度を直接検出せずに、道路勾配の推定値の精度を向上できる道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that the accuracy of the estimated value of the road gradient is not detected without directly detecting the centrifugal acceleration applied to the vehicle when the driver operates the steering device. Is to provide a road gradient estimation device and a road gradient estimation method.

上記の課題を解決するための本発明の道路勾配推定装置は、道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する勾配推定手段を備えた道路勾配推定装置において、前記車両の右前輪の右車輪速度及び左前輪の左車輪速度のそれぞれを取得する車輪速度取得手段と、前記車両の旋回半径を算出する旋回半径算出手段と、前記右前輪及び前記左前輪の切れ角を算出する切れ角算出手段と、前記車輪速度取得手段で取得した前記右車輪速度及び前記左車輪速度、並びに前記旋回半径算出手段で算出した前記旋回半径に基づいて前記車両に掛かる遠心加速度を算出し、該遠心加速度及び前記切れ角算出手段で算出した前記切れ角に基づいて該遠心加速度により前記車両に掛かる遠心加速度成分を算出する成分算出手段と、を備え、前記勾配推定手段を、前記車両に掛かる前後方向成分を前記遠心加速度成分で補正をして得られた補正成分に基づいて道路勾配を推定する構成にしたことを特徴とするものである。   A road gradient estimation apparatus according to the present invention for solving the above-described problem is a road gradient estimation apparatus including gradient estimation means for estimating an estimated road gradient based on a longitudinal component applied to the vehicle. Wheel speed acquisition means for acquiring each of the right wheel speed and the left wheel speed of the left front wheel, turning radius calculation means for calculating the turning radius of the vehicle, and cutting angle for calculating the turning angle of the right front wheel and the left front wheel. A centrifugal acceleration applied to the vehicle is calculated based on the angle calculation means, the right wheel speed and the left wheel speed acquired by the wheel speed acquisition means, and the turning radius calculated by the turning radius calculation means; Component calculating means for calculating a centrifugal acceleration component applied to the vehicle by the centrifugal acceleration based on the acceleration and the cutting angle calculated by the cutting angle calculating means, The estimation means, is characterized in that the front-rear direction component acting on the vehicle was configured to estimate the road gradient based on the correction component obtained by the correction in the centrifugal acceleration component.

また、上記の課題を解決するための本発明の道路勾配推定方法は、道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する道路勾配推定方法において、前記車両の右前輪の右車輪速度、及び前記車両の左前輪の左車輪速度を取得し、前記車両の旋回半径を算出し、前記右前輪及び前記左前輪の切れ角を算出し、取得した前記右車輪速度及び前記左車輪速度と、算出した前記旋回半径とに基づいて前記車両に掛かる遠心加速度を算出し、算出した前記遠心加速度と、算出した前記切れ角とに基づいて該遠心加速度により前記車両に掛かる遠心加速度成分を算出し、前記車両に掛かる前後方向成分を前記遠心加速度成分で補正して得られた補正成分に基づいて道路勾配を推定することを特徴とする方法である。   The road gradient estimation method of the present invention for solving the above problem is a road gradient estimation method for estimating an estimated gradient of a road based on a longitudinal component applied to the vehicle, wherein the right wheel speed of the right front wheel of the vehicle is And the left wheel speed of the left front wheel of the vehicle, the turning radius of the vehicle is calculated, the turning angle of the right front wheel and the left front wheel is calculated, and the acquired right wheel speed and the left wheel speed A centrifugal acceleration applied to the vehicle is calculated based on the calculated turning radius, and a centrifugal acceleration component applied to the vehicle is calculated based on the calculated centrifugal acceleration and the calculated cut angle. The road gradient is estimated based on a correction component obtained by correcting the longitudinal component applied to the vehicle with the centrifugal acceleration component.

本発明の道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法によれば、運転者が操舵装置を操作した際に、ヨーレートセンサ、ジャイロセンサ、及び横Gセンサなどのセンサを用いずに、旋回半径及び切れ角を算出して、左車輪速度及び右車輪速度と旋回半径とに基づいて車両に掛かる遠心加速度を算出し、その遠心加速度と切れ角とに基づいて遠心加速度により車両に掛かる遠心加速度成分を算出し、その遠心加速度成分で車両に掛かる前後方向成分を補正して得られた補正成分に基づいて道路勾配を推定するので、センサ数を増やすこと無く、道路勾配の推定値の精度を向上できる。   According to the road gradient estimation device and the road gradient estimation method of the present invention, when the driver operates the steering device, the turning radius and the turning angle are not used without using sensors such as a yaw rate sensor, a gyro sensor, and a lateral G sensor. The centrifugal acceleration applied to the vehicle is calculated based on the left wheel speed, the right wheel speed and the turning radius, and the centrifugal acceleration component applied to the vehicle is calculated based on the centrifugal acceleration and the cut angle. Since the road gradient is estimated based on the correction component obtained by correcting the longitudinal component applied to the vehicle with the centrifugal acceleration component, the accuracy of the estimated value of the road gradient can be improved without increasing the number of sensors.

特に、車両に掛かる遠心加速度による遠心加速度成分が大きいときに推定された推定勾配が、実際の道路勾配に対して大きくずれていた場合に、そのずれを遠心加速度成分で補正することによって解消でき、高精度の道路勾配の推定値を出力することで、発進時にギヤ比の高い変速段が選択されることを防止できる。   In particular, when the estimated gradient estimated when the centrifugal acceleration component due to the centrifugal acceleration applied to the vehicle is large, the estimated gradient can be eliminated by correcting the shift with the centrifugal acceleration component, By outputting a highly accurate estimated value of the road gradient, it is possible to prevent a gear having a high gear ratio from being selected at the time of start.

本発明の道路勾配推定装置の実施形態を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates embodiment of the road gradient estimation apparatus of this invention. 本発明の道路勾配推定方法の第一実施形態を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates 1st embodiment of the road gradient estimation method of this invention. 図1の車両の下面図であり、車両が右折した場合、つまり左車輪が旋回の外側、右車輪が旋回の内側の場合の旋回半径を例示する説明図である。FIG. 2 is a bottom view of the vehicle in FIG. 1, illustrating the turning radius when the vehicle turns right, that is, when the left wheel is outside the turn and the right wheel is inside the turn. 図1の半径算出手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the radius calculation means of FIG. 図1の切れ角算出手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the cut angle calculation means of FIG. 図1の車両に掛かる遠心加速度と、その遠心加速度に基づいた遠心加速度成分を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the centrifugal acceleration component applied to the vehicle of FIG. 1, and the centrifugal acceleration component based on the centrifugal acceleration. 図1の成分算出手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the component calculation means of FIG. 図1の勾配推定手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the gradient estimation means of FIG. 図1の補正手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the correction means of FIG. 本発明の道路勾配推定方法の第二実施形態を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates 2nd embodiment of the road gradient estimation method of this invention. 図1の切れ角算出手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the cut angle calculation means of FIG. 図1の半径算出手段を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the radius calculation means of FIG.

以下、本発明の道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法について説明する。図1は、本発明の実施形態の道路勾配推定装置30の構成を例示している。この道路勾配推定装置30は、車両10に搭載されて、車両10の走行している道路勾配の推定値θzを得るものである。   Hereinafter, the road gradient estimation apparatus and the road gradient estimation method of the present invention will be described. FIG. 1 illustrates the configuration of a road gradient estimation apparatus 30 according to an embodiment of the present invention. The road gradient estimation device 30 is mounted on the vehicle 10 and obtains an estimated value θz of the road gradient on which the vehicle 10 is traveling.

車両10には、シャーシ11の前方側に運転室(キャブ)12が配置され、シャーシ11の後方側にボディ13が配置されている。   In the vehicle 10, a cab 12 is disposed on the front side of the chassis 11, and a body 13 is disposed on the rear side of the chassis 11.

この車両10においては、キャブ12に搭乗した運転者がアクセルペダル14及びシフトレバー15を操作すると、図示しない制御装置がエンジン16、動力伝達装置(クラッチ)17、及び変速機18を制御する。その制御により、エンジン16から出力された動力を、動力伝達装置17を経由して変速機18に伝達し、更に、変速機18より推進軸19を介して差動装置20に伝達して、差動装置20より駆動軸21を介して後輪(駆動輪)22に伝達して、走行している。また、走行中に、運転者がステアリング(操舵装置)23を操作して、図示しないステアリングシステムを経由して右前輪24a(図示しない左前輪24b)が操舵されると、車両10の進行方向が変わる。   In the vehicle 10, when a driver who has boarded the cab 12 operates the accelerator pedal 14 and the shift lever 15, a control device (not shown) controls the engine 16, the power transmission device (clutch) 17, and the transmission 18. With this control, the power output from the engine 16 is transmitted to the transmission 18 via the power transmission device 17, and further transmitted from the transmission 18 to the differential device 20 via the propulsion shaft 19. The vehicle travels by being transmitted from the moving device 20 to the rear wheels (drive wheels) 22 via the drive shaft 21. Further, when the driver operates the steering (steering device) 23 and the right front wheel 24a (the left front wheel 24b (not shown)) is steered via a steering system (not shown) during traveling, the traveling direction of the vehicle 10 is changed. change.

このような車両10の加減速制御、回生制御、及びブレーキ制御の最適化のためには、あるいは、車両の発進時の変速機18の発進段の最適化のためには、車両10の走行している道路勾配を精度良く推定することが求められている。そこで、上記の車両10においては、道路勾配推定装置30を備えて、走行中に道路勾配を推定している。   In order to optimize the acceleration / deceleration control, regenerative control, and brake control of the vehicle 10 as described above, or to optimize the start stage of the transmission 18 when the vehicle starts, the vehicle 10 travels. It is required to accurately estimate the road gradient. Therefore, the vehicle 10 includes the road gradient estimation device 30 to estimate the road gradient during traveling.

道路勾配推定装置30は、電子計算機31、Gセンサ32、車輪速度センサ33a(図示しない33b)、及び操舵角センサ34を備えている。   The road gradient estimation device 30 includes an electronic computer 31, a G sensor 32, a wheel speed sensor 33a (33b not shown), and a steering angle sensor 34.

電子計算機31は、勾配推定手段35と、補正手段36とを有しており、車両10の走行中に逐次、勾配推定手段35と補正手段36とを実行して道路勾配を推定して推定値θzを得ている。なお、勾配推定手段35及び補正手段36としては、電子計算機31に記憶され、実行されるプログラムを例示できる。   The electronic computer 31 has a gradient estimation unit 35 and a correction unit 36, and sequentially executes the gradient estimation unit 35 and the correction unit 36 while the vehicle 10 is running to estimate the road gradient and estimate the value. θz is obtained. As the gradient estimation means 35 and the correction means 36, a program stored and executed in the electronic computer 31 can be exemplified.

Gセンサ32は、車両10に掛かる力成分のうちの路面に平行な成分、すなわち車両10に掛かる前後方向成分Gsを取得し、車輪速度センサ33aは右前輪24aの右車輪速度Va、車輪速度センサ33bは左前輪24bの左車輪速度Vbを取得している。また、操舵角センサ34は、運転者のステアリング23の操作による右前輪24a及び左前輪24bの操舵角θnを取得している。   The G sensor 32 acquires a component parallel to the road surface among the force components applied to the vehicle 10, that is, a longitudinal component Gs applied to the vehicle 10, and the wheel speed sensor 33a is a right wheel speed Va of the right front wheel 24a, a wheel speed sensor. 33b acquires the left wheel speed Vb of the left front wheel 24b. Further, the steering angle sensor 34 acquires the steering angle θn of the right front wheel 24a and the left front wheel 24b by the driver's operation of the steering wheel 23.

勾配推定手段35は、Gセンサ32の検出値である車両10に掛かる力の前後方向成分Gsと、車輪速度センサ33a、33bの検出値である右車輪速度Va及び左車輪速度Vbとを取得して、車両10に掛かる前後方向成分Gsと実際の車両10の加速度成分Avに基づいて道路勾配を推定して推定勾配θxを得る手段である。   The gradient estimation means 35 acquires the front-rear direction component Gs of the force applied to the vehicle 10 as a detection value of the G sensor 32, and the right wheel speed Va and the left wheel speed Vb as detection values of the wheel speed sensors 33a and 33b. Thus, the road gradient is estimated based on the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 and the actual acceleration component Av of the vehicle 10 to obtain the estimated gradient θx.

補正手段36は、勾配推定手段35で推定された推定勾配θxを取得し、推定勾配θxに、推定勾配θxの変化量(推定勾配θxと前回の推定値θ(z−1)の差分)が予め定められた制限値θa以上の場合には、その変化量を制限値θa以下に制限する補正をして補正勾配θyを得る手段である。   The correcting unit 36 acquires the estimated gradient θx estimated by the gradient estimating unit 35, and the amount of change in the estimated gradient θx (the difference between the estimated gradient θx and the previous estimated value θ (z−1)) is included in the estimated gradient θx. In the case where the value is equal to or greater than a predetermined limit value θa, the correction gradient θy is obtained by correcting the amount of change to be equal to or less than the limit value θa.

つまり、この補正手段36は外乱の影響により推定手段35で推定された推定勾配θxが大きく変化した場合に、その外乱の影響を排除する手段である。なお、この補正手段36で補正される外乱としては、路面状況の変化や、運転者によるステアリング23の操作による遠心加速度の変化などの予測できない外乱を例示できる。   In other words, the correction means 36 is a means for eliminating the influence of the disturbance when the estimated gradient θx estimated by the estimation means 35 changes greatly due to the influence of the disturbance. Examples of the disturbance corrected by the correction unit 36 include unpredictable disturbances such as a change in road surface condition and a change in centrifugal acceleration due to the operation of the steering wheel 23 by the driver.

制限値θaは、外乱などの影響により推定勾配θxが大きく変動する場合に、すなわち変化量が大きくなった場合に、その外乱の影響を排除する値に設定されている。この実施形態では、予め定められた車両10の走行距離における推定勾配θxの変化量に対して制限値を設けている。   The limit value θa is set to a value that eliminates the influence of the disturbance when the estimated gradient θx fluctuates greatly due to the influence of the disturbance or the like, that is, when the change amount becomes large. In this embodiment, a limit value is provided for the amount of change in the estimated gradient θx in a predetermined travel distance of the vehicle 10.

例えば、道路勾配の変化量は、距離1mに対して1%を上限としている。そこで、制限値θaを1%に設定すると、車両10の走行距離が1mにおける推定勾配θxの変化量を最大で1%とすることにより、外乱の影響により変化量が1%を超えることを回避して、道路勾配の推定値θzの推定精度を向上できる。なお、この制限値θaは上記の値に限定されるものではなく、外乱の影響を排除するものであればよい。   For example, the upper limit of the change amount of the road gradient is 1% with respect to a distance of 1 m. Therefore, when the limit value θa is set to 1%, the change amount of the estimated gradient θx when the travel distance of the vehicle 10 is 1 m is set to 1% at the maximum, so that the change amount does not exceed 1% due to the influence of the disturbance. Thus, the estimation accuracy of the estimated value θz of the road gradient can be improved. The limit value θa is not limited to the above value, and may be any value that eliminates the influence of disturbance.

なお、この勾配推定手段35及び補正手段36は、車両10が単位距離(1m)を進む間に推定勾配θx及び補正勾配θyを算出している。但し、単位距離に限定されずに単位時間や車両10の加速度及び速度の変化時に随時算出してもよい。   The gradient estimating unit 35 and the correcting unit 36 calculate the estimated gradient θx and the corrected gradient θy while the vehicle 10 travels a unit distance (1 m). However, it is not limited to the unit distance, and may be calculated as needed when the unit time or the acceleration and speed of the vehicle 10 change.

このように道路勾配推定装置30は、推定勾配θxの変化量が制限値θa未満の場合には推定値θzを推定勾配θxにし、推定勾配θxの変化量が制限値θa以上の場合には推定値θzを補正勾配θyにして、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値を精度良く推定できる。   As described above, the road gradient estimation device 30 sets the estimated value θz to the estimated gradient θx when the change amount of the estimated gradient θx is less than the limit value θa, and estimates when the change amount of the estimated gradient θx is equal to or greater than the limit value θa. The estimated value of the road gradient can be accurately estimated by setting the value θz as the correction gradient θy and eliminating the influence of an unexpected disturbance.

一方で、運転者によりステアリング23が操舵されて際に、車両10に掛かる遠心加速度に基づいた遠心加速度成分Acが大きくなった場合には、車両10に掛かる前後方向成分Gsの値が大きく変化する。そのため、遠心加速度成分Acが大きくなった場合には、前後方向成分Gsを遠心加速度成分Acで補正した補正成分Gcを用いて推定勾配θxを推定する必要がある。   On the other hand, when the centrifugal acceleration component Ac based on the centrifugal acceleration applied to the vehicle 10 increases when the steering wheel 23 is steered by the driver, the value of the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 changes greatly. . Therefore, when the centrifugal acceleration component Ac increases, it is necessary to estimate the estimated gradient θx using the correction component Gc obtained by correcting the longitudinal component Gs with the centrifugal acceleration component Ac.

そこで、本発明の道路勾配推定装置30は、車両10の右前輪24aの右車輪速度Va及び左前輪24bの左車輪速度Vbのそれぞれを取得する車輪速度取得手段として設けられた車輪速度センサ33a、33bと、車両10の旋回半径Rを算出する半径算出手段37と、右前輪24a及び左前輪24bの切れ角θmを算出する切れ角算出手段38と、車輪速度センサ33a、33bの検出値及び算出した旋回半径Rに基づいて車両10に掛かる遠心加速度Ac0を算出して、その遠心加速度Ac0及び算出した切れ角θmに基づいて遠心加速度成分Acを算出する成分算出手段39と、を備えて構成される。そして、勾配推定手段35を、車両10に掛かる前後方向成分Gsを遠心加速度成分Acで補正をして得られた補正成分Gcに基づいて推定勾配θxを推定するように構成される。   Therefore, the road gradient estimation device 30 of the present invention includes a wheel speed sensor 33a provided as a wheel speed acquisition unit that acquires the right wheel speed Va of the right front wheel 24a and the left wheel speed Vb of the left front wheel 24b of the vehicle 10, 33b, radius calculating means 37 for calculating the turning radius R of the vehicle 10, turning angle calculating means 38 for calculating the turning angle θm of the right front wheel 24a and the left front wheel 24b, and detected values and calculation of the wheel speed sensors 33a and 33b. Component calculating means 39 for calculating the centrifugal acceleration Ac0 applied to the vehicle 10 based on the turning radius R and calculating the centrifugal acceleration component Ac based on the centrifugal acceleration Ac0 and the calculated turning angle θm. The The gradient estimation means 35 is configured to estimate the estimated gradient θx based on the correction component Gc obtained by correcting the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 with the centrifugal acceleration component Ac.

なお、半径算出手段37、切れ角算出手段38、及び成分算出手段39としては、電子計算機31に記憶され、実行されるプログラムを例示できる。   As the radius calculation unit 37, the cut angle calculation unit 38, and the component calculation unit 39, a program stored and executed in the electronic computer 31 can be exemplified.

この半径算出手段37、切れ角算出手段38、成分算出手段39、及び補正成分に基づいて推定勾配θxを推定する勾配推定手段35を備えた道路勾配推定装置30の行う道路推定方法について、図2に示すフローチャート、並びに、図4、図5、図7〜図9に示すブロック図を参照しながら説明する。   A road estimation method performed by the road gradient estimation device 30 including the radius calculation unit 37, the turning angle calculation unit 38, the component calculation unit 39, and the gradient estimation unit 35 that estimates the estimated gradient θx based on the correction component will be described with reference to FIG. Will be described with reference to the flowcharts shown in FIG. 4 and the block diagrams shown in FIGS.

この道路推定方法においては、図2に示すように、まず、ステップS10では、ステッ
プS100〜ステップS170を行って、車輪速度センサ33a、33bで検出した右車輪速度Va及び左車輪速度Vbと、前輪軸25の輪距(トレッド)Tとに基づいて旋回半径Rを算出する。
In this road estimation method, as shown in FIG. 2, first, in step S10, steps S100 to S170 are performed, and the right wheel speed Va and the left wheel speed Vb detected by the wheel speed sensors 33a and 33b are A turning radius R is calculated based on the wheel range (tread) T of the wheel shaft 25.

次いで、ステップS20では、ステップS200〜ステップS210を行って、ステップS10で算出した旋回半径Rと駆動軸21及び前輪軸25の軸距(ホイールベース)Wとに基づいて切れ角θmを算出する。   Next, in step S20, steps S200 to S210 are performed, and the turning angle θm is calculated based on the turning radius R calculated in step S10 and the shaft distance (wheelbase) W of the drive shaft 21 and the front wheel shaft 25.

次いで、ステップS30では、ステップS300〜ステップS330を行って、右車輪速度Va及び左車輪速度Vbと旋回半径Rとに基づいて遠心加速度Ac0を算出し、その遠心加速度Ac0と切れ角θmとに基づいて遠心加速度成分Acを算出する。   Next, in step S30, steps S300 to S330 are performed to calculate the centrifugal acceleration Ac0 based on the right wheel speed Va, the left wheel speed Vb, and the turning radius R, and based on the centrifugal acceleration Ac0 and the turning angle θm. Thus, the centrifugal acceleration component Ac is calculated.

次いで、ステップS40では、ステップS400〜ステップS440を行って、推定勾配θxを算出する。次いで、ステップS50では、ステップS500〜ステップS550を行って、補正勾配θyを算出して、推定勾配θxの変化量が制限値θa未満の場合には推定値θzを推定勾配θxにし、推定勾配θxの変化量が制限値θa以上の場合には推定値θzを補正勾配θyにして、スタートへ戻る。   Next, in step S40, steps S400 to S440 are performed to calculate the estimated gradient θx. Next, in step S50, steps S500 to S550 are performed to calculate the correction gradient θy. When the change amount of the estimated gradient θx is less than the limit value θa, the estimated value θz is set to the estimated gradient θx, and the estimated gradient θx When the amount of change in is more than the limit value θa, the estimated value θz is set to the correction gradient θy and the process returns to the start.

詳しく説明すると、まず、電子計算機31は半径算出手段37によりステップS100〜ステップS170を行って、旋回半径Rの算出をする。   More specifically, first, the electronic calculator 31 performs steps S100 to S170 by the radius calculating means 37 to calculate the turning radius R.

図3は車両10の下面図であり、車両10が右折した場合、つまり右前輪24aが旋回の内側、左前輪24bが旋回の外側の場合の旋回半径Rを示す。また、前輪軸25の輪距(トレッド)をT、駆動軸21と前輪軸25との距離である軸距(ホイールベース)をW、右前輪24aの内側旋回半径をRa、左前輪24bの外側旋回半径をRbとする。従って、内側旋回半径Raの角速度は右車輪速度Va、外側旋回半径Rbの角速度は左車輪速度Vb、及び旋回半径Rの角速度は速度Vとなる。なお、本明細書においては、旋回半径Rは前輪軸25の輪距Tの中間を通るものとする。   FIG. 3 is a bottom view of the vehicle 10, and shows the turning radius R when the vehicle 10 turns right, that is, when the right front wheel 24a is inside the turn and the left front wheel 24b is outside the turn. Further, the wheel distance (tread) of the front wheel shaft 25 is T, the shaft distance (wheel base) which is the distance between the drive shaft 21 and the front wheel shaft 25 is W, the inner turning radius of the right front wheel 24a is Ra, and the outer side of the left front wheel 24b. Let the turning radius be Rb. Accordingly, the angular speed of the inner turning radius Ra is the right wheel speed Va, the angular speed of the outer turning radius Rb is the left wheel speed Vb, and the angular speed of the turning radius R is the speed V. In the present specification, it is assumed that the turning radius R passes through the middle of the wheel distance T of the front wheel shaft 25.

旋回半径R上、内側旋回半径Ra上、及び外側旋回半径Rb上の三つの角速度は全て等しいため、旋回半径R及び内側旋回半径Raの比が速度V及び右車輪速度Vaの比と等しくなり、旋回半径R及び外側旋回半径Rbの比が速度V及び左車輪速度Vbの比と等しくなる。また、右前輪24a及び左前輪24bの切れ角θmが小さいときには、内側旋回半径Ra及び外側旋回半径Rbの差は輪距Tに略等しくなることから、旋回半径R及び内側旋回半径Raの差は輪距Tの半分の距離に等しくなり、外側旋回半径Rb及び旋回半径Rの差は輪距Tの半分の距離に等しくなる。   Since the three angular velocities on the turning radius R, the inner turning radius Ra, and the outer turning radius Rb are all equal, the ratio of the turning radius R and the inner turning radius Ra is equal to the ratio of the speed V and the right wheel speed Va. The ratio of the turning radius R and the outer turning radius Rb is equal to the ratio of the speed V and the left wheel speed Vb. When the turning angle θm between the right front wheel 24a and the left front wheel 24b is small, the difference between the inner turning radius Ra and the outer turning radius Rb is substantially equal to the wheel distance T. Therefore, the difference between the turning radius R and the inner turning radius Ra is The distance between the outer turning radius Rb and the turning radius R is equal to the half of the distance T.

以上のことから右車輪速度Vaに基づいた第一旋回半径R1を以下の数式(1)を用いて算出し、左車輪速度Vbに基づいた第二旋回半径R2を以下の数式(2)を用いて算出して、算出した第一旋回半径R1及び第二旋回半径R2の平均値を旋回半径Rとする。
From the above, the first turning radius R1 based on the right wheel speed Va is calculated using the following formula (1), and the second turning radius R2 based on the left wheel speed Vb is used using the following formula (2). The average value of the calculated first turning radius R1 and second turning radius R2 is defined as the turning radius R.

図4に示すように、まず、ステップS100では、右車輪速度Va及び左車輪速度Vbを加算する。次いで、ステップS110では、右車輪速度Va及び左車輪速度Vbの平均値(車両10の速度)Vを算出する。   As shown in FIG. 4, first, in step S100, the right wheel speed Va and the left wheel speed Vb are added. Next, in step S110, an average value (speed of the vehicle 10) V of the right wheel speed Va and the left wheel speed Vb is calculated.

次いで、ステップS120では、速度Vから右車輪速度Vaを減算する。次いで、ステップS130では、速度VをステップS120の結果で除算する。次いで、ステップS140では、ステップS130の結果に輪距Tの半分の値を乗算して、第一旋回半径R1を算出する。   Next, in step S120, the right wheel speed Va is subtracted from the speed V. Next, in step S130, the speed V is divided by the result of step S120. Next, in step S140, the first turning radius R1 is calculated by multiplying the result of step S130 by a half of the wheel distance T.

次いで、ステップS150では、左車輪速度Vbから速度Vを減算する。次いで、ステップS160では、速度VをステップS150の結果で除算する。次いで、ステップS170では、ステップS160の結果に輪距Tの半分の値を乗算して、第二旋回半径R2を算出する。   Next, in step S150, the speed V is subtracted from the left wheel speed Vb. Next, in step S160, the speed V is divided by the result of step S150. Next, in step S170, the second turning radius R2 is calculated by multiplying the result of step S160 by a half value of the wheel distance T.

次いで、ステップS180では、第一旋回半径R1及び第二旋回半径R2を加算する。次いで、ステップS190では、第一旋回半径R1及び第二旋回半径R2の平均値を算出して、旋回半径Rを算出する。   Next, in step S180, the first turning radius R1 and the second turning radius R2 are added. Next, in step S190, an average value of the first turning radius R1 and the second turning radius R2 is calculated, and the turning radius R is calculated.

なお、このステップS10においては、速度Vが予め定められた極低速度Vd以上か否かを判定するとよい。極低速度Vdは車輪速度センサ33a、33bの性能に基づいて設定される。例えば、車輪速度センサ33a、33bの性能、すなわち車輪速度センサ33a、33bが正確に車輪速度Va、Vbを検出できる速度の限界値が5km/hに設定されていれば、その5km/hに設定される。このような判定を行うことで、車輪速度センサ33a、33bの精度が落ちる極低速度Vd以下における精度の低い旋回半径Rを用いることでの誤推定を防止できる。また、速度Vが極低速度Vd未満の状況では、右前輪24a又は左前輪24bのどちらか一方がスリップした場合などの外乱の影響を排除できる。   In step S10, it is preferable to determine whether or not the speed V is equal to or higher than a predetermined extremely low speed Vd. The extremely low speed Vd is set based on the performance of the wheel speed sensors 33a and 33b. For example, if the performance limit of the wheel speed sensors 33a and 33b, that is, the speed limit value at which the wheel speed sensors 33a and 33b can accurately detect the wheel speeds Va and Vb is set to 5 km / h, the speed is set to 5 km / h. Is done. By making such a determination, it is possible to prevent erroneous estimation by using a turning radius R having a low accuracy at an extremely low speed Vd or less where the accuracy of the wheel speed sensors 33a and 33b is reduced. Further, in the situation where the speed V is less than the extremely low speed Vd, it is possible to eliminate the influence of disturbance such as when either the right front wheel 24a or the left front wheel 24b slips.

また、右前輪24a及び左前輪24bのスリップを検出して、そのスリップ量に基づいて旋回半径Rの補正を行うことで、より精度を向上することもできる。   Further, the accuracy can be further improved by detecting the slip of the right front wheel 24a and the left front wheel 24b and correcting the turning radius R based on the slip amount.

加えて、この実施形態では、車輪速度センサ33a、33bにより右前輪24a及び左前輪24bの速度を検出したが代わりに、車輪速センサを駆動輪22に配置して後輪の速度を検出して旋回半径Rを算出してもよく、この場合にはトレッドによる誤差を排除できる。このように旋回半径Rにおいては、Gセンサ32の位置等によって最適な算出方法を選択することができる。   In addition, in this embodiment, the speeds of the right front wheel 24a and the left front wheel 24b are detected by the wheel speed sensors 33a and 33b. Instead, a wheel speed sensor is disposed on the driving wheel 22 to detect the speed of the rear wheel. The turning radius R may be calculated, and in this case, errors due to the tread can be eliminated. Thus, for the turning radius R, an optimal calculation method can be selected depending on the position of the G sensor 32 and the like.

次に、電子計算機31は切れ角算出手段38により、ステップS200及びステップS210を行って、切れ角θmを算出する。   Next, the electronic calculator 31 performs step S200 and step S210 by the cutting angle calculation means 38 to calculate the cutting angle θm.

図5に示すように、まず、ステップS200では、軸距Wを旋回半径Rで除算する。次いで、ステップS210では、ステップS200の結果に逆正弦関数(sin−1)を用いて切れ角θmを算出する。なお、軸距Wは車両10の種類により定められている。例え
ば、トラックなどの大型車両においては、その軸距Wは普通乗用車と比較して長くなっている。
As shown in FIG. 5, first, in step S200, the axial distance W is divided by the turning radius R. Next, in step S210, the cutting angle θm is calculated using the inverse sine function (sin −1 ) as the result of step S200. The axial distance W is determined by the type of the vehicle 10. For example, in a large vehicle such as a truck, the axial distance W is longer than that of a normal passenger car.

次に、電子計算機31は成分算出手段39により、ステップS300〜ステップS330を行って、旋回半径Rに基づいた車両10に掛かる遠心加速度Ac0を算出して、その遠心加速度Ac0と切れ角θmに基づいて遠心加速度成分Acを算出する。   Next, the electronic calculator 31 performs steps S300 to S330 by the component calculation means 39 to calculate the centrifugal acceleration Ac0 applied to the vehicle 10 based on the turning radius R, and based on the centrifugal acceleration Ac0 and the turning angle θm. Thus, the centrifugal acceleration component Ac is calculated.

図6は車両10に掛かる遠心加速度Ac0と、その遠心加速度Ac0に基づいた遠心加速度成分Acを示す。   FIG. 6 shows a centrifugal acceleration Ac0 applied to the vehicle 10 and a centrifugal acceleration component Ac based on the centrifugal acceleration Ac0.

図7に示すように、まず、ステップS300では、ステップS100及びステップS110で算出した速度Vを二乗する。次いで、ステップS310では、ステップS300で算出した結果を、旋回半径Rで除算して、遠心加速度Ac0を算出する。   As shown in FIG. 7, first, in step S300, the speed V calculated in steps S100 and S110 is squared. Next, in step S310, the result calculated in step S300 is divided by the turning radius R to calculate the centrifugal acceleration Ac0.

次いで、ステップS320では、切れ角θmに正弦関数(sin)を用いる。   Next, in step S320, a sine function (sin) is used for the cutting angle θm.

次いで、ステップS330では、ステップS310で算出した遠心加速度Ac0にステップS320で算出した正弦関数(sinθm)を乗算して、遠心加速度成分Acを出力する。   Next, in step S330, the centrifugal acceleration Ac0 calculated in step S310 is multiplied by the sine function (sin θm) calculated in step S320, and a centrifugal acceleration component Ac is output.

なお、この遠心加速度成分Acは、車両10の速度Vの二乗に比例することから速度Vが高速度の場合には、その値が大きくなる。また、軸距Wの長さによる影響も大きく、軸距Wが長い場合、例えば、トラックなどの大型車両の場合にはその値は小さくなり、軸距Wが短い場合、例えば、普通常用車の場合にはその値は大きくなる。   Since this centrifugal acceleration component Ac is proportional to the square of the speed V of the vehicle 10, the value becomes large when the speed V is high. In addition, the influence of the length of the axle distance W is also great. When the axle distance W is long, for example, in the case of a large vehicle such as a truck, the value is small, and when the axle distance W is short, for example, In some cases, the value will increase.

次に、電子計算機31は勾配推定手段35によりステップS400〜ステップS440を行って推定勾配θxの推定を行う。   Next, the electronic calculator 31 performs steps S400 to S440 by the gradient estimation means 35 to estimate the estimated gradient θx.

図8に示すように、まず、ステップS400では、ステップS100及びステップS110で算出した速度Vを時間で微分、すなわち速度Vの時間変化を算出して車両10の実際の加速度成分Avを算出する。   As shown in FIG. 8, first, in step S400, the actual acceleration component Av of the vehicle 10 is calculated by differentiating the speed V calculated in step S100 and step S110 with respect to time, that is, calculating a time change of the speed V.

次いで、ステップS410では、前後方向成分Gsから遠心加速度成分Acを減算する補正をして補正成分Gcを算出する。次いで、ステップS420では、補正成分Gcから加速度成分Avを減算して、重力加速度成分Grを算出する。   Next, in step S410, the correction component Gc is calculated by correcting the centrifugal acceleration component Ac from the longitudinal component Gs. Next, in step S420, the acceleration component Av is subtracted from the correction component Gc to calculate the gravitational acceleration component Gr.

次いで、ステップS430では、重力加速度成分Grに重力加速度gを除算する。次いで、ステップS440では、ステップS430の結果に逆正弦関数(sin−1)を用いて推定勾配θxを算出する。 In step S430, the gravitational acceleration component Gr is divided by the gravitational acceleration component Gr. Next, in step S440, the estimated gradient θx is calculated using the inverse sine function (sin −1 ) as the result of step S430.

次に、電子計算機31は補正手段36により、ステップS500〜ステップS550を行って補正勾配θyの推定を行う。   Next, the electronic calculator 31 performs steps S500 to S550 by the correction unit 36 to estimate the correction gradient θy.

図9に示すように、まず、ステップS500では、前回の道路勾配の推定値θ(z−1)を取得する。次いで、ステップS510では、推定勾配θxから前回の推定値θ(z−1)を減算する。次いで、ステップS520では、ステップS510の結果の絶対値を算出する。次いで、ステップS530では、ステップS520の結果が制限値θaの絶対値未満か否かを判定し、その判定結果をステップS540に送る。   As shown in FIG. 9, first, in step S500, an estimated value θ (z−1) of the previous road gradient is acquired. Next, in step S510, the previous estimated value θ (z−1) is subtracted from the estimated gradient θx. Next, in step S520, the absolute value of the result of step S510 is calculated. Next, in step S530, it is determined whether or not the result of step S520 is less than the absolute value of the limit value θa, and the determination result is sent to step S540.

ステップS540では、ステップS530の結果が制限値θaの絶対値未満の場合には
、推定勾配θxを道路勾配の推定値θzとして出力する。一方、ステップS530の結果が制限値θaの絶対値以上の場合には、ステップS550で前回の推定値θ(z−1)に制限値θaを加算又は減算して補正勾配θyを算出する。このステップS550では、推定勾配θxから前回の推定値θ(z−1)を減算した値が正であれば、制限値θaを減算し、負であれば、制限値θaを加算する。そして、ステップS540では、ステップS550の結果である補正勾配θyを推定値θzとして出力する。
In step S540, when the result of step S530 is less than the absolute value of the limit value θa, the estimated gradient θx is output as the estimated value θz of the road gradient. On the other hand, if the result of step S530 is equal to or greater than the absolute value of the limit value θa, the correction gradient θy is calculated by adding or subtracting the limit value θa to the previous estimated value θ (z−1) in step S550. In this step S550, if the value obtained by subtracting the previous estimated value θ (z−1) from the estimated gradient θx is positive, the limit value θa is subtracted, and if the value is negative, the limit value θa is added. In step S540, the correction gradient θy that is the result of step S550 is output as the estimated value θz.

上記の道路勾配推定装置30及び道路勾配推定方法によれば、運転者がステアリング23を操作した際に、ヨーレートセンサ、ジャイロセンサ、及び横Gセンサなどのセンサを用いずに、旋回半径R及び切れ角θmを算出して、右車輪速度Va及び左車輪速度Vbと旋回半径Rとに基づいて車両10に掛かる遠心加速度Ac0を算出し、その遠心加速度Ac0と切れ角θmとに基づいて遠心加速度Ac0により車両10に掛かる遠心加速度成分Acを算出し、その遠心加速度成分Acで車両10に掛かる前後方向成分Gsを補正して得られた補正成分Gcに基づいて道路勾配を推定するので、センサ数を増やすこと無く、道路勾配の推定値θzの精度を向上できる。   According to the road gradient estimation device 30 and the road gradient estimation method described above, when the driver operates the steering wheel 23, the turning radius R and the cut off are not used without using sensors such as a yaw rate sensor, a gyro sensor, and a lateral G sensor. The angle θm is calculated, the centrifugal acceleration Ac0 applied to the vehicle 10 is calculated based on the right wheel speed Va, the left wheel speed Vb, and the turning radius R, and the centrifugal acceleration Ac0 is calculated based on the centrifugal acceleration Ac0 and the turning angle θm. Is used to calculate the centrifugal acceleration component Ac applied to the vehicle 10, and the road gradient is estimated based on the correction component Gc obtained by correcting the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 with the centrifugal acceleration component Ac. The accuracy of the estimated value θz of the road gradient can be improved without increasing it.

特に、車両10に掛かる遠心加速度Ac0による遠心加速度成分Acが大きいときに推定された推定勾配θx又は補正勾配θyが、実際の道路勾配に対して大きくずれていた場合に、そのずれを遠心加速度成分Acで補正することによって解消でき、高精度の道路勾配の推定値θzを出力することで、発進時にギヤ比の高い変速段が選択されることを防止できる。   In particular, when the estimated gradient θx or the corrected gradient θy estimated when the centrifugal acceleration component Ac due to the centrifugal acceleration Ac0 applied to the vehicle 10 is large is significantly deviated from the actual road gradient, the deviation is expressed as a centrifugal acceleration component. It can be solved by correcting with Ac, and by outputting a highly accurate estimated value θz of the road gradient, it is possible to prevent a gear having a high gear ratio from being selected at the time of start.

また、上記の道路勾配推定装置30及び道路勾配推定方法によれば、勾配推定手段35で用いられるGセンサ32及び車輪速度センサ33a、33b以外のセンサを使用せずに、旋回半径R及び切れ角θmを算出して、運転者がステアリング23を操作した際の車両10に掛かる前後方向成分Gsに補正をして補正成分Gcを得ることができる。つまり、センサ数を増やすことがないため、コストの低減に有利となる。   Further, according to the road gradient estimation device 30 and the road gradient estimation method, the turning radius R and the turning angle are used without using sensors other than the G sensor 32 and the wheel speed sensors 33a and 33b used in the gradient estimation means 35. The correction component Gc can be obtained by calculating θm and correcting the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 when the driver operates the steering wheel 23. That is, since the number of sensors is not increased, it is advantageous for cost reduction.

図10は上記の道路勾配推定方法の別例を例示したフローチャートである。この道路勾配推定方法においては、ステップS10及びステップS20に代えて、ステップS60及びステップ70を行い、ステップS60では、ステップS600を行って、操舵角センサ34の検出値である操舵角θnに基づいて切れ角θmを算出する。次いで、ステップS70では、ステップS700及びステップS710を行って、切れ角θmと軸距Wとに基づいて旋回半径Rを算出する。   FIG. 10 is a flowchart illustrating another example of the road gradient estimation method. In this road gradient estimation method, step S60 and step 70 are performed instead of step S10 and step S20, and in step S60, step S600 is performed based on the steering angle θn which is the detected value of the steering angle sensor 34. The cutting angle θm is calculated. Next, in step S70, steps S700 and S710 are performed, and the turning radius R is calculated based on the turning angle θm and the axial distance W.

この道路推定方法について、図11及び図12に示すブロック図を参照しながら説明する。   This road estimation method will be described with reference to the block diagrams shown in FIGS.

まず、電子計算機31は切れ角算出手段38により、ステップS600を行って、切れ角θmを算出する。   First, the electronic calculator 31 performs step S600 by the cutting angle calculation means 38 to calculate the cutting angle θm.

図11に示すように、ステップS600では、操舵角センサ34の検出値である操舵角θnを、予め操舵角θnに基づいた前輪23a、23bの切れ角θmが設定された切れ角マップM1を参照して切れ角θmを算出する。この切れ角マップM1は予め実験や試験により求めた値が設定されている。   As shown in FIG. 11, in step S600, the steering angle θn which is the detected value of the steering angle sensor 34 is referred to the turning angle map M1 in which the turning angles θm of the front wheels 23a and 23b are set in advance based on the steering angle θn. Then, the cutting angle θm is calculated. This cut angle map M1 is set in advance with values obtained through experiments and tests.

次に、電子計算機31は半径算出手段37により、ステップS700及びステップS710を行って、旋回半径Rを算出する。   Next, the electronic calculator 31 performs steps S700 and S710 by the radius calculation means 37 to calculate the turning radius R.

図12に示すように、ステップS700では、切れ角θmに正弦関数(sin)を用い
る。次いで、ステップS710では、軸距WをステップS700の結果で除算して、旋回半径Rを算出する。
As shown in FIG. 12, in step S700, a sine function (sin) is used for the cutting angle θm. Next, in step S710, the turning radius R is calculated by dividing the axial distance W by the result of step S700.

この道路推定方法によれば、予めステアリングシステムの制御に用いられる操舵角センサを追加するだけで、ヨーレートセンサ、ジャイロセンサ、及び横Gセンサなどのセンサを用いずに、旋回半径R及び切れ角θmを算出して、車両10に掛かる遠心加速度成分Acを算出し、その遠心加速度成分Acで車両10に掛かる前後方向成分Gsを補正して得られた補正成分Gcに基づいて道路勾配を推定するので、センサ数を増やすこと無く、道路勾配の推定値θzの精度を向上できる。   According to this road estimation method, only by adding a steering angle sensor that is used in advance for controlling the steering system, without using sensors such as a yaw rate sensor, a gyro sensor, and a lateral G sensor, the turning radius R and the turning angle θm Since the centrifugal acceleration component Ac applied to the vehicle 10 is calculated, and the road gradient is estimated based on the correction component Gc obtained by correcting the longitudinal component Gs applied to the vehicle 10 with the centrifugal acceleration component Ac. The accuracy of the estimated value θz of the road gradient can be improved without increasing the number of sensors.

また、外乱の影響により車輪速度センサ33a、33bの検出値の精度が低い場合でも、旋回半径R及び切れ角θmを算出できる。ステップS10による旋回半径Rの算出方法であれば、精度が落ちる可能性があるが、操舵角θnから切れ角θmを算出してから、その切れ角θmに基づいて旋回半径Rを高精度に算出することができる。   Further, even when the accuracy of the detection values of the wheel speed sensors 33a and 33b is low due to the influence of disturbance, the turning radius R and the turning angle θm can be calculated. If the method of calculating the turning radius R in step S10, the accuracy may drop, but after calculating the turning angle θm from the steering angle θn, the turning radius R is calculated with high accuracy based on the turning angle θm. can do.

10 車両
15 シフトレバー
16 エンジン
17 動力断接装置
18 変速機
30 道路勾配推定装置
31 電子計算機
32 Gセンサ
33a、33b 車輪速度センサ
34 操舵角センサ
35 勾配推定手段
36 補正手段
37 半径算出手段
38 切れ角算出手段
39 成分算出手段
Gs 前後方向成分
Av 加速度成分
Gr 重力加速度成分
Ac 遠心加速度成分
Ac0 遠心加速度
θx 推定勾配
θy 補正勾配
θz 推定値
θa 制限値
Va 右車輪速度
Vb 左車輪速度
W 軸距
T 輪距
R 旋回半径
θm 切れ角
θn 操舵角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 15 Shift lever 16 Engine 17 Power connection / disconnection apparatus 18 Transmission 30 Road gradient estimation apparatus 31 Computer 32 G sensor 33a, 33b Wheel speed sensor 34 Steering angle sensor 35 Gradient estimation means 36 Correction means 37 Radius calculation means 38 Cutting angle Calculation means 39 Component calculation means Gs Longitudinal direction component Av Acceleration component Gr Gravitational acceleration component Ac Centrifugal acceleration component Ac0 Centrifugal acceleration θx Estimated gradient θy Corrected gradient θz Estimated value θa Limit value Va Right wheel speed Vb Left wheel speed W Axle distance T Wheel distance R Turning radius θm Cutting angle θn Steering angle

Claims (6)

道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する勾配推定手段を備えた道路勾配推定装置において、
前記車両の右前輪の右車輪速度及び左前輪の左車輪速度のそれぞれを取得する車輪速度取得手段と、
前記車両の旋回半径を算出する旋回半径算出手段と、
前記右前輪及び前記左前輪の切れ角を算出する切れ角算出手段と、
前記車輪速度取得手段で取得した前記右車輪速度及び前記左車輪速度、並びに前記旋回半径算出手段で算出した前記旋回半径に基づいて前記車両に掛かる遠心加速度を算出し、該遠心加速度及び前記切れ角算出手段で算出した前記切れ角に基づいて該遠心加速度により前記車両に掛かる遠心加速度成分を算出する成分算出手段と、を備え、
前記勾配推定手段を、前記車両に掛かる前後方向成分を前記遠心加速度成分で補正をして得られた補正成分に基づいて道路勾配を推定する構成にしたことを特徴とする道路勾配推定装置。
In a road gradient estimation device comprising gradient estimation means for estimating an estimated gradient of a road based on a longitudinal component applied to a vehicle,
Wheel speed acquisition means for acquiring the right wheel speed of the right front wheel and the left wheel speed of the left front wheel of the vehicle,
A turning radius calculating means for calculating a turning radius of the vehicle;
A cutting angle calculating means for calculating a cutting angle of the right front wheel and the left front wheel;
The centrifugal acceleration applied to the vehicle is calculated based on the right wheel speed and the left wheel speed acquired by the wheel speed acquisition means, and the turning radius calculated by the turning radius calculating means, and the centrifugal acceleration and the cutting angle are calculated. Component calculating means for calculating a centrifugal acceleration component applied to the vehicle by the centrifugal acceleration based on the turning angle calculated by the calculating means,
A road gradient estimation apparatus characterized in that the gradient estimation means is configured to estimate a road gradient based on a correction component obtained by correcting a longitudinal component applied to the vehicle with the centrifugal acceleration component.
前記旋回半径算出手段を、前記車輪速度取得手段で取得した前記右車輪速度及び前記左車輪速度と、前記右前輪及び前記左前輪の前輪軸の輪距とに基づいて前記旋回半径を算出する構成にした請求項1に記載の道路勾配推定装置。   The turning radius calculation means is configured to calculate the turning radius based on the right wheel speed and the left wheel speed acquired by the wheel speed acquisition means and a wheel distance of a front wheel axis of the right front wheel and the left front wheel. The road gradient estimation apparatus according to claim 1. 前記旋回半径算出手段を、前記切れ角算出手段で取得した前記切れ角と、前記車両の軸距とに基づいて前記旋回半径を算出する構成にした請求項1に記載の道路勾配推定装置。   The road gradient estimation apparatus according to claim 1, wherein the turning radius calculation unit is configured to calculate the turning radius based on the turning angle acquired by the turning angle calculation unit and an axle distance of the vehicle. 前記車両の操舵装置の操舵角を取得する操舵角取得手段を備え、
前記切れ角算出手段を、予め前記操舵角に基づいた前記切れ角が設定された切れ角マップを参照して前記切れ角を算出する構成にした請求項1〜3のいずれか1項に記載の道路勾配推定装置。
A steering angle obtaining means for obtaining a steering angle of the steering device of the vehicle;
4. The cut angle calculation unit according to claim 1, wherein the cut angle calculation unit is configured to calculate the cut angle with reference to a cut angle map in which the cut angle based on the steering angle is set in advance. 5. Road gradient estimation device.
前記切れ角算出手段を、前記旋回半径算出手段で取得した前記旋回半径と、前記車両の軸距とに基づいて前記切れ角を算出する構成にした請求項1又は2に記載の道路勾配推定装置。   3. The road gradient estimation device according to claim 1, wherein the turning angle calculation unit is configured to calculate the turning angle based on the turning radius acquired by the turning radius calculation unit and an axle distance of the vehicle. . 道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する道路勾配推定方法において、
前記車両の右前輪の右車輪速度、及び前記車両の左前輪の左車輪速度を取得し、
前記車両の旋回半径を算出し、
前記右前輪及び前記左前輪の切れ角を算出し、
取得した前記右車輪速度及び前記左車輪速度と、算出した前記旋回半径とに基づいて前記車両に掛かる遠心加速度を算出し、
算出した前記遠心加速度と、算出した前記切れ角とに基づいて該遠心加速度により前記車両に掛かる遠心加速度成分を算出し、
前記車両に掛かる前後方向成分を前記遠心加速度成分で補正して得られた補正成分に基づいて道路勾配を推定することを特徴とする道路勾配推定方法。
In the road gradient estimation method for estimating the estimated gradient of the road based on the longitudinal component applied to the vehicle,
Obtaining the right wheel speed of the right front wheel of the vehicle and the left wheel speed of the left front wheel of the vehicle;
Calculating the turning radius of the vehicle,
Calculate the cutting angle of the right front wheel and the left front wheel,
Calculate the centrifugal acceleration applied to the vehicle based on the acquired right wheel speed and the left wheel speed and the calculated turning radius,
Calculating a centrifugal acceleration component applied to the vehicle by the centrifugal acceleration based on the calculated centrifugal acceleration and the calculated cut angle;
A road gradient estimation method for estimating a road gradient based on a correction component obtained by correcting a longitudinal component applied to the vehicle with the centrifugal acceleration component.
JP2015072653A 2015-03-31 2015-03-31 Road gradient estimation device and road gradient estimation method Active JP6641715B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072653A JP6641715B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Road gradient estimation device and road gradient estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072653A JP6641715B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Road gradient estimation device and road gradient estimation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016190603A true JP2016190603A (en) 2016-11-10
JP6641715B2 JP6641715B2 (en) 2020-02-05

Family

ID=57245355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015072653A Active JP6641715B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Road gradient estimation device and road gradient estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6641715B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918806A (en) * 2018-03-28 2020-11-10 五十铃自动车株式会社 Gradient estimation device and vehicle

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0342361A (en) * 1989-07-07 1991-02-22 Nippondenso Co Ltd Antiskid control device
JPH11170993A (en) * 1997-12-16 1999-06-29 Mazda Motor Corp Slip controlling device for vehicle
JPH11230742A (en) * 1998-02-09 1999-08-27 Nippon Soken Inc Road shape measurement device
JP2001260859A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 Toyota Motor Corp Sensor abnormality detecting device for vehicle
JP2002162225A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Toyota Motor Corp Road surface inclination estimation device
JP2003320913A (en) * 2002-05-08 2003-11-11 Nissan Diesel Motor Co Ltd Vehicle rollover preventing device
JP2004056763A (en) * 2002-05-09 2004-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Monitoring apparatus, monitoring method, and program for monitor
US20090309793A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Peter Van Wyck Loomis Acceleration compensated inclinometer
JP2011008385A (en) * 2009-06-24 2011-01-13 Nissan Motor Co Ltd Vehicle running support apparatus
JP2011057154A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Vehicle control device
JP2015030429A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 株式会社デンソー Vehicle behavior control device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0342361A (en) * 1989-07-07 1991-02-22 Nippondenso Co Ltd Antiskid control device
JPH11170993A (en) * 1997-12-16 1999-06-29 Mazda Motor Corp Slip controlling device for vehicle
JPH11230742A (en) * 1998-02-09 1999-08-27 Nippon Soken Inc Road shape measurement device
JP2001260859A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 Toyota Motor Corp Sensor abnormality detecting device for vehicle
JP2002162225A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Toyota Motor Corp Road surface inclination estimation device
JP2003320913A (en) * 2002-05-08 2003-11-11 Nissan Diesel Motor Co Ltd Vehicle rollover preventing device
JP2004056763A (en) * 2002-05-09 2004-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Monitoring apparatus, monitoring method, and program for monitor
US20090309793A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Peter Van Wyck Loomis Acceleration compensated inclinometer
JP2011008385A (en) * 2009-06-24 2011-01-13 Nissan Motor Co Ltd Vehicle running support apparatus
JP2011057154A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Vehicle control device
JP2015030429A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 株式会社デンソー Vehicle behavior control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918806A (en) * 2018-03-28 2020-11-10 五十铃自动车株式会社 Gradient estimation device and vehicle
CN111918806B (en) * 2018-03-28 2024-01-12 五十铃自动车株式会社 Slope estimation device and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP6641715B2 (en) 2020-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9914461B2 (en) Vehicle roll angle estimation device
JP2010216856A (en) Apparatus for estimation of weight and gradient, and vehicle control apparatus using the same
KR20140064387A (en) Lane keeping assist apparatus
CN110217239B (en) Method and equipment for measuring yaw rate of vehicle
JP5158210B2 (en) Vehicle control device
JP5097165B2 (en) Vehicle control device
JP4071529B2 (en) Self-aligning torque estimation device and lateral grip degree estimation device
JP2017100504A (en) Vehicular control device and vehicular control method
JP6641715B2 (en) Road gradient estimation device and road gradient estimation method
JP2010125888A (en) Device for estimating lateral force disturbance of vehicle
JP6608471B2 (en) Skid judgment device
JP4443582B2 (en) Understeer suppression device
JP2008273289A (en) Control device of hybrid car
JP2009067377A (en) Vehicle determination device
JP2016190604A (en) Road gradient estimation device and method of estimating road gradient
JP5180610B2 (en) Vehicle driving force control device
JP2008185418A (en) Road shape calculating device and vehicle sensor correcting device
US11541894B2 (en) Road slope estimator and vehicle
JP2018138432A (en) Gradient estimation device and vehicle
JP2014108728A (en) Vehicle body sideslip angle estimation device
JP5521943B2 (en) Vehicle total weight estimation device
JP2009275560A (en) Driving force control device of vehicle
JP2007223390A (en) Behavior control device of vehicle
WO2018235929A1 (en) Travel control device
JP2016190605A (en) Road gradient estimation device and method of estimating road gradient

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190603

RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20190731

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6641715

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150