JP4928582B2 - 車両挙動センサの中点補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両挙動を検出するセンサの内、ヨーレート、若しくは横加速度、若しくは舵角を検出し中点学習を必要とするセンサの中点補正方法に関する。

各種車両挙動センサの置かれた環境や車両の走行状態は常に変化し、更には、センサの経年変化（特許文献１参照）など、センサにはさまざまな外乱・内乱による影響がある。従って、車両挙動は同じであっても異なる検出値がセンサから出力される場合があり、これに対処するため、センサの検出値には相対値が使用される。そこで、各センサからの信号を各種制御に利用する上での基準となる中点学習が実施される。例えば、『ヨーレート』『加速度』『舵角』など、相対値に対する基準を必要とする各センサ検出において、それぞれに対応した中点学習が各センサの出力の他に車速・検出時間等を考慮して提供される。

このような中点学習は車両停止状態で実施されることが容易かつ確実であったが、近年では、より細かく高精度の制御を実現し、車両挙動制御項目の増加に対応するために、車両走行中にも中点学習が実施されるようになっている。車両挙動制御項目としては、電動パワーステアリング機構、ナビゲーション、四輪操舵システム、車体姿勢制御機構、他が挙げられる。

特開平４−２１３０６７号公報

ここで、走行中の中点学習は、一定速度での直進走行という基本条件下で行われる。しかし、この基本条件下であっても、風や道路状況の変化などにより車両には微妙な挙動変化が常に発生している。従って、走行中における車両挙動センサの中点学習では、車両挙動センサの検出値に振れの許容幅を設けている。

この許容幅のために、風や道路状況と運転技術との兼ね合いなどにより、中点検出状態に採用すべきでない車両走行状態が中点検出状態として採用されうる場合があると考えられた。
例えば、ヨーレートセンサの中点学習において、この許容幅（後記する学習条件に相当）としては、車両走行時、操舵トルク幅及び操舵角の変動幅が特定の範囲内に収まり、車速制限として中低速を排除し、特定の学習確定時間範囲でヨーレート振れ幅が微少と見なしても良い程度という許容幅（学習条件）が設けられている。そして、カント路での緩いカーブ走行時などに、旋回Ｒが存在するにも拘わらず操舵力が殆ど出ない状態となって、前記許容幅の範囲に入り（学習条件を満たし）、そのときのヨーレートが中点検出状態に採用され、誤学習する場合があり、これにより、ヨーレートセンサを用いた前記車両挙動制御で左右差などが発生すると考えられた。

したがって、本発明は、誤学習の発生を抑制できる車両挙動センサの中点補正方法を提供することを課題とする。

本発明に係る前記課題は、後記構成により達成される。
（１）ヨーレートセンサ、若しくは横加速度センサ、若しくは舵角センサである車両挙動センサの中点補正方法は、走行中に車両操舵装置のステアリング軸に発生している操舵トルクが所定値以内であり、操舵角の変動幅が所定値以内であり、車速が所定値以上であり、ヨーレートの変動幅が所定値以内であるという複数の中点補正候補値算出条件をすべて満足した状態が所定時間継続した場合に前記車両挙動センサの出力値から中点補正候補値が算出される中点補正候補値算出工程（中点補正算出工程）と、前記中点補正候補値が過去に算出された前記中点補正候補値を保存しておいた前回中点補正候補値と比較され略同等の値が連続して算出された場合にのみ前記中点補正候補値に中点が補正される中点補正更新判定工程（中点補正判定工程）とを有する。

かかる方法によれば、まず、中点補正算出工程により中点補正値が複数回算出される。ここで、中点検出状態であれば、複数回の中点補正値では、経時変化などにより、中点補正値が変化するとしても、中点補正候補値（中点補正値）と過去に算出の中点補正候補値（中点補正値）とでは、略同等の値が算出されるはずである。逆に、過去と今回算出の中点補正値が略同等の値ではなく異なる場合は、今回算出の中点補正値が誤学習されようとしていると考えられる。これは、誤学習は、前記カント路での緩いカーブ走行時などで起こると考えられるが、緩いカーブのカント路を走行することは稀であるところ、過去と今回の中点補正値の算出の際の両方に、緩いカーブのカント路を走行しているという確率は極めて低いからである。すなわち、誤学習は起こったとしても、単発でしか発生せず、連続して発生することはほとんどない。したがって中点補正候補値と中点補正値を比較し、本発明のような判定を行うことで、今回の中点補正候補値によって誤学習されようとしているか判定でき、誤学習の発生を未然に防ぐことができる。

つまり、中点補正判定工程では、中点補正算出工程からの中点補正値が略同等の値で連続している場合には、中点を維持している車両走行状態との判断から、その略同等の値である中点補正値が採用される。一方、前回の中点補正値と今回の中点補正値とが異なる場合には、前回の中点補正値算出時点と今回の中点補正値算出時点とは車両挙動が変化していると判定され、中点補正は実施されない。従って、中点検出状態でないはずの車両走行状態が中点検出状態と認識されて中点学習となってしまう場合でも、中点補正算出工程で算出される中点補正値が同じ値で連続しなければ、中点補正判定工程では実際の中点補正とはならず、中点の誤学習を避け、制御の左右差などの発生を抑制することができる。

（２）上記（１）に記載の車両挙動センサの中点補正方法において、前記車両挙動センサがヨーレート、若しくは横加速度、若しくは舵角を検出可能とする。

かかる方法によれば、車両挙動センサがヨーレートセンサである場合、中点補正算出工程によりヨーレートセンサの中点補正値が検出される。この中点補正算出工程では、ヨーレートセンサの出力値及び他の項目の出力値が中点学習条件を満足した場合にのみ中点補正値が算出されてもよい。この中点学習条件としては、車両走行時において、操舵トルク幅及び操舵角の変動幅が特定の範囲内に収まり、車速制限として中低速を排除し（これは、中低速の場合にヨーレートの振れ幅が大きくなり過ぎるため）、特定の学習確定時間範囲でヨーレート振れ幅が微少と見なしても良い程度の幅に収まっている場合である。なお、これらの条件以外でも横方向加速度や前後方向加速度などの条件が加わる場合もある。

そして、中点補正判定工程では、車両走行が一定速度での直進の場合、上記（１）で説明したようにヨーレートの中点補正値が略同等の値で連続するとの判断から、略同等の算出値が連続した場合にその中点補正値が採用される。一方、前回の中点補正値と今回の中点補正値とが異なる場合には、前回の中点補正値算出時点と今回の中点補正値算出時点とは車両挙動が変化し、今回の中点補正値は異常になっていると認定し、中点補正は実施されない。

このようなヨーレートの中点補正により、カント路での緩いカーブ走行時など、旋回Ｒが存在するにも拘わらず操舵力が殆ど出ない状態となった場合でも、検出タイミングによって回転半径やカント路の角度などが異なり、前回の中点補正値と今回の中点補正値とが異なることとなる。従って、中点補正が実施されないこととなり、誤学習を抑制し、制御の左右差などの発生を防ぐことができる。

このように、本発明によれば、誤学習の発生を抑制できる車両挙動センサの中点補正方法を提供できる。

本発明に係わる車両挙動センサの中点補正方法を実施する中点補正装置を示すブロック図である。 本発明に係わる車両挙動センサの中点補正方法の実施形態を示すフローチャート図である。

以下、本発明に係わる車両挙動センサの中点補正方法及びそれを実施する中点補正装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明に係わる車両挙動センサの中点補正装置１０は、イグニッション信号や複数の車両挙動センサの信号が入力する中点補正算出手段１２と、中点補正算出手段１２での算出値が入力する中点補正判定手段１４と、中点補正算出手段１２の算出値を記憶する記憶手段１６とで構成されている。

図１、図２を参照して、実施形態に係わる車両挙動センサの中点補正方法を説明する。
本実施形態は、車両挙動センサがヨーレートセンサである場合を例に挙げて説明するが、その他、中点学習を必要とする車両挙動センサであれば、いずれにも適用可能である。

中点補正算出手段１２では、中点補正算出工程として、新規学習条件を満足するか否かを判断する（ステップＳ１０）。例えば、(1) イグニッションスイッチがオンになったことを検知した場合、(2) 走行距離が所定距離になったことを検知した場合、(3) 走行時間が所定時間になったことを検知した場合、(4) 車両挙動センサの配置されている例えばエンジンルームの温度が所定の閾値を超えたことを検知した場合、(5) この超えた後に例えばエンジンルームの温度が所定の閾値以下に下がったことを検知した場合等のいずれかの場合に該当すれば、新規学習条件を満足すると判断して（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）、新規学習を開始する。つまり、中点補正算出手段１２は、イグニッションスイッチの状態、走行距離、走行時間、エンジンルームの温度等を監視している。
新規学習条件を満足しない場合は（ステップＳ１０、Ｎｏ）、再度、ステップＳ１０に戻り、新規学習条件を満足するか否かを判断する。なお、これらの新規学習条件は一例である。

更に、中点補正算出手段１２には、ステップＳ１１に示す中点補正値取得条件（中点学習値補正条件）が備えられている。ヨーレートセンサの出力値及び中点補正算出手段１２へ入力される他の項目が中点補正値取得条件を満足した場合にのみ（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２において中点補正値が算出（取得）され、満足しない場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）は、ステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１１の中点補正値取得条件の詳細は後記する。

ステップＳ１２の中点補正値の取得（学習）では、ステップＳ１１の中点補正値取得条件が満たされたときにヨーレートセンサが検出する検出値をヨーレート中点に決定してヨーレート中点補正する。

なお、ステップＳ１１の中点補正値取得条件としては、車両が停止状態と、一定速度直進状態で設定できる。停止状態の中点補正値取得条件としては、車両が所定時間に亘って停車しているときに、車両が停車してから、所定時間経過した場合の前記所定時間の半分の経過時間がたったときのヨーレートを中点に設定するという中点補正値取得条件が設定できる。ステップＳ１１の具体的な中点補正値取得条件としては、以下のようになる。

《停止状態の中点補正値取得条件（学習条件）》
車両Ｖが所定時間ΔＴｓｔに亘って停車しているときに、車両Ｖが停車してから、所定時間ΔＴｓｔより短い所定時間ΔＴｙａｗが経過したとき。

また、車両走行時の一定速度直進状態での中点補正値取得条件としては、操舵トルク幅及び操舵角の変動幅が所定の範囲内に収まり、車速制限として中低速を排除し（例えば８０ｋｍ／ｈ以上の車速。これは、中低速の場合にヨーレートの振れ幅が大きくなり過ぎるため）、特定の学習確定時間範囲（例えば、５秒程度）でヨーレート振れ幅が微少と見なしても良い程度の変動幅に収まっているといった中点補正値取得条件が設定できる。なお、これらの条件以外でも横方向加速度や前後方向加速度などの条件が加わる場合もある。具体的な中点補正値取得条件としては、以下のようになる。

《一定速度直進状態の中点補正値取得条件（学習条件）》
１．ヨーレートの変動幅が所定値ΔＹＡＷ２以内。
２．ステアリング軸２２に発生している操舵トルクが所定値ＴＲＱ２以内。
３．操舵角の変動幅が所定値Δθ２以内。
４．車速が所定値ＶＥＬ２以上。
５．１．〜４．の状態が時間ＴＩＭ２に亘って継続。
なお、各中点補正値取得条件の各所定値（ΔＴｓｔ、ΔＴｙａｗ、ΔＹＡＷ２、ＴＲＱ２、Δθ２、ＶＥＬ２、ＴＩＭ２）は、車両に要求される性能、ヨーレートセンサの感度等に基づいて適宜設定すればよい。

ステップＳ１１に説明を戻す。ステップＳ１１にて、中点補正値が算出（取得）されない、つまり、中点補正値取得条件を満足していない場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）には、ヨーレートセンサ及び他の車両挙動センサからの中点補正算出手段１２への入力が繰り返される。即ち、ステップＳ１１を繰り返し、中点補正値取得条件が満足されるか否かが、繰り返し判断される。

ステップＳ１１にて、中点補正値取得条件を満足している場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２へ進み、ステップＳ１２で、中点補正算出手段１２が、中点補正値（そのときのヨーレート）を取得する。

次に、記憶手段１６から保存データとして前回のヨーレートの中点補正値を読み出し、前回の中点補正値（保存データ）の有無を判定する(ステップＳ１３)。このとき、前回の中点補正算出値が保存されていない場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）には、記憶手段１６に中点補正値（保存データ）として今回の中点補正値が保存（記憶）され（ステップＳ１４）、ステップＳ１１へ戻る。なお、イグニッション・オンなどにより、新規学習を行う場合には、前回の学習値（中点補正値）は保存されていないものとする。つまり、この例では、新規学習開始から所定時間（例えば、５〜３０分）内に取得される前回の中点補正値と今回の中点補正値とを後記のステップＳ１５にて比較する。即ち、ステップＳ１２での取得は少なくとも２回は実施される。

更に、中点補正判定手段１４では、ステップＳ１３にて前回のヨーレートの中点補正値が読み出された場合(ステップＳ１３、Ｙｅｓ)、直前のステップＳ１２で取得された中点補正値（今回の中点補正値）と前回の中点補正値が同等であるかが比較・判定される（ステップＳ１５）。この際、中点補正判定手段１４では、前回と今回の中点補正値の差分に対して、前回と今回の中点補正値をほぼ同等と見なせる閾値を設定しており、前回と今回とがほぼ同等であるか（前回と今回の中点補正値の差分が閾値以下であるか）どうかが判定される。前回と今回の中点補正値が略同等と判定されれば（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、今回の中点補正値にヨーレートの学習値が更新される（ステップＳ１７）。ヨーレートセンサの中点学習を必要とする各種制御において、今回のステップＳ１７で更新された中点（学習値）が適用される。

一方、前回と今回の中点補正値が同等でないと判定された場合（ステップＳ１５、Ｎｏ）、前回の中点補正値の取得時点（算出時点）と今回の中点補正値の取得時点（算出時点）とで車両挙動が変化していると認定し、中点補正は実施されない。

なお、本実施形態では、「略同等の値（中点補正値）が連続して算出された場合」に中点補正を実施するものであるので、ステップＳ１５がＮｏの場合は、ステップＳ１４で保存した学習値（中点補正値）をリセットする（ステップＳ１６、保存値リセット）。つまり、前回のステップＳ１４での保存値をリセットし、代わりに今回ステップＳ１２で取得された今回の中点補正値を新しい保存値としてステップＳ１６にて記憶手段に記憶する。そして、ステップＳ１１に戻る。

従って、中点検出状態でないはずの車両走行状態が中点補正算出手段１２のステップＳ１１で中点補正値取得条件を満足し、中点検出状態と誤認識されて中点補正値を取得（算出）してしまう場合でも、中点補正算出工程で算出される中点補正値が同等の値で連続しなければ、ステップＳ１５により中点補正判定工程では実際の中点補正値とはならず、つまり、ステップＳ１７における誤った学習値更新（中点の誤学習）を避け、制御の左右差などの発生を抑制することができる。

また、中点補正判定工程の前に中点補正値取得条件により中点補正値を絞り込むことができ、走行中における車両挙動センサ検出値の振れに対して、より的確に対応可能となる。
例えば、ヨーレートの中点補正では、カント路での緩いカーブ走行時など、旋回Ｒが存在するにも拘わらず操舵力が殆ど出ない状態となる場合に対して、この状態よりも、前回の中点補正値と今回の中点補正値とを合わせた学習確定時間範囲を長く設定する。これにより、カント路の状態は連続して続けられない。つまり、前回と今回のどちらか一方のみがカント路の状態となり、前回の中点補正値と今回の中点補正値とが異なることとなる。従って、中点補正が実施されないこととなり、カント路による誤学習を抑制し、制御の左右差などの発生を防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態は、車両挙動センサとしてヨーレートを中心に説明しているが、これに限定されることなく、横加速度、前後加速度、舵角など、中点補正を必要とするセンサ類であれば適用可能である。
また、ステップＳ１３において、保存データが、今回の学習のものではなく、例えば、前回イグニッション・オンにより学習された過去のものでも良い。
また、前回と今回の値を比較することとしたが、前々回と前回と今回との値（中点補正値）とを比較して、「略同等の値（中点補正値）が連続」したかを判断しても良い。

１０ 中点補正装置
１２ 中点補正算出手段
１４ 中点補正判定手段
１６ 記憶手段

Claims (1)

1. ヨーレートセンサ、若しくは横加速度センサ、若しくは舵角センサである車両挙動センサの中点補正方法において、
   走行中に車両操舵装置のステアリング軸に発生している操舵トルクが所定値以内であり、操舵角の変動幅が所定値以内であり、車速が所定値以上であり、ヨーレートの変動幅が所定値以内であるという複数の中点補正候補値算出条件をすべて満足した状態が所定時間継続した場合に前記車両挙動センサの出力値から中点補正候補値が算出される中点補正候補値算出工程と、
   前記中点補正候補値が過去に算出された前記中点補正候補値を保存しておいた前回中点補正候補値と比較され略同等の値が連続して算出された場合にのみ前記中点補正候補値に中点が補正される中点補正更新判定工程とを有することを特徴とする車両挙動センサの中点補正方法。

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