JP5039149B2 - ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法と装置に関する。

ロールレートセンサの信号は車両のロールレートを表す。ロールレートとは、車両の重心を通って延びる車両の長手方向軸についての車両の回転を表す。車両の長手方向軸について車両が回転しない場合には、ロールレートセンサはロールレートが０であることを表す信号を形成することが望ましい。しかしながら通常の場合、ロールレートセンサによって形成される信号はオフセットを示す。信号のオフセットによりロールレートセンサ自体は絶対的な停止位置において０ではないロールレートをシグナリングする。信号のオフセットが既知である場合、ロールレートを求める際にこの信号のオフセットを考慮することができる。つまり信号のオフセットが既知であることによってロールレートを殊に正確に求めることができる。

本発明の課題は、ロールレートセンサの信号のオフセットを簡単に、殊に正確に求めることができる、ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法と装置を提供することである。

本発明の課題は独立請求項の特徴部分に記載されている構成によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

本発明は、車両のロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法および相応に構成された装置は以下の特徴を有する。ロールレートセンサの信号が検出され、車両の横加速度が求められ、横加速度の時間微分が求められ、横加速度の時間微分の絶対値が所定の第１の閾値よりも小さいか否かが求められる。横加速度の時間微分の絶対値が所定の第１の閾値よりも小さい場合には、ロールレートセンサの信号に依存してロールレートセンサの信号のオフセットが求められる。

これにより車両のロールレートセンサの信号のオフセットを求めることができる。殊に、これにより車両が移動しているにもかかわらず、ロールレートセンサの信号のオフセットを動的に求めることができる。これはロールレートセンサの信号のオフセットを正確に求めることに寄与する。

有利な実施形態においては、ロールレートセンサの信号が所定の期間にわたり検出され、信号のオフセットが、横加速度の時間微分の絶対値が所定の第１の閾値よりも小さい間に検出されるロールレートセンサの信号の一部にのみ依存して求められる。したがって信号のオフセットが求められる複数の部分期間を得ることができる。信号のオフセットを求めるために１つまたは複数の部分期間にわたりロールレートセンサの信号の平均化を行うことができる。これにより、車両が移動しているにもかかわらず、ロールレートセンサの信号のオフセットを殊に簡単に、高い精度で求めることができる。

本方法の別の有利な実施形態においては、車両の横加速度が横加速度センサを用いて求められる。これにより車両の横加速度、したがってロールレートセンサの信号のオフセットを殊に簡単且つ正確に求めることができる。

別の有利な実施形態においては、車両の横加速度が車両の車輪の少なくとも２つの車輪速度に依存して求められる。車輪速度とは、車両が走行し、したがって殊に相応の車輪が回転している走行路に相対的に車輪の重心が移動する速度である。このようにして、横加速度センサを使用せずとも車両の横加速度を簡単に求めることができ、したがってロールレートセンサの信号のオフセットを検出することができる。

別の有利な実施形態においては、ロールレートセンサの信号の時間微分が求められ、ロールレートセンサの信号の時間微分の絶対値が所定の第２の閾値よりも小さい場合には、ロールレートセンサの信号のオフセットがロールレートセンサの信号に依存して求められる。これにより車両のロールレートを簡単且つ正確に求めることができ、それと共に車両の停止状態を正確に検出することができる。したがって、車両の停止状態におけるロールレートセンサの信号のオフセットを殊に正確に求めることができる。

別の有利な実施形態においては、自動車の少なくとも１つの車輪の車輪速度が求められ、相応の車輪の求められた車輪速度の絶対値が所定の第３の閾値よりも小さい場合には、ロールレートセンサの信号のオフセットがロールレートセンサの信号に依存して求められる。これにより車両の車輪速度を簡単且つ正確に求めることができ、したがって車両状態を正確に検出することができる。これにより車両が停止している状態でのロールレートセンサの信号のオフセットを正確に求めることができる。

別の有利な実施形態においては、車両速度が求められ、求められた車両速度の絶対値が所定の第３の閾値よりも小さい場合には、ロールレートセンサの信号のオフセットがロールレートセンサの信号に依存して求められる。したがって車両の停止状態を正確に検出することができる。さらには、車両の停止状態におけるロールレートセンサの信号のオフセットを殊に正確に求めることができる。

以下では、本発明の有利な実施形態を概略的な図面に基づき詳細に説明する。

車両の概略図を示す。 ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法に関する第１のフローチャートを示す。 ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法に関する第２のフローチャートを示す。 ロールレートセンサの信号のオフセットを求めるための方法に関する計算式を示す。

同一の構造または機能を有する要素には図面全体において同じ参照符号を付している。

図１は、重心１４を有する車両１０を示す。座標系が設定されており、Ｘ軸ｘは車両１０の長手方向軸を表し、Ｙ軸ｙは車両１０の横方向軸を表し、またＺ軸ｚは車両１０の垂直方向軸を表す。これらの軸は重心１４において交差している。車両１０の後輪軸はトラック幅Ｓを有する。さらに有利には、車両１０は４つの車輪１２を有する。しかしながら車両１０の車輪１２の数はそれより多くても少なくてもよい。

ロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬは車両１０の長手方向軸についての車両１０の回転を表す。車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨは車両１０の速度を表す。第１の前輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿１、第２の前輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿２、第１の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿３、および第２の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿４は、車両１０が走行している走行路に相対的な相応の車輪重心の長手方向速度を表す。車輪速度は有利には、車輪１２の半径に依存して、また固有の軸について回転する相応の車輪１２の角速度に依存して求められる。

ロールレートセンサにより車両１０のロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬを簡単に求めることができる。ロールレーロＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬは有利には車両１０の配向を求めるために使用される。さらには、例えばロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬに依存して急勾配のカーブに進入する際に、車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨの基準速度を求めることができる。これは例えば、自動的な横安定（lateral stability）システム、例えばロールオーバシステムまたはＥＳＰシステムを非常に正確に制御することに寄与する。

温度の変化および／またはロールレートセンサの経年変化によって、ロールレートセンサの信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧが生じる、および／または、変化する可能性がある。信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧとは、実際のロールレートよりも大きいまたは小さいロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬがシグナリングされる零点移動である。ロールレートセンサは有利には角速度センサである。

ロールレートセンサは停止状態にあることが既知である場合、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧをロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧの平均化によって求めることができる。信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧをロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬを求める際に考慮することができるので、ロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬは種々の温度においても、および／または、ロールレートセンサが経年変化した場合にも正確に求められる。

ロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬでの車両１０のローリングは通常の場合、車両１０の横加速度ＡＣの変化によって惹起される。したがって横加速度ＡＣがほぼ一定である場合には、実際のロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬは０であると推定することができる。殊に実際のロールレートＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬは車両１０の横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣに比例する。

ロールレートセンサの信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを求めるための第１のプログラムは有利には、車両１０の制御装置の記憶媒体に記憶されている。この第１のプログラムは、動的に、すなわち車両１０の走行中にも信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを求めるために使用される。

第１のプログラムは有利にはステップＳ１０において開始され、このステップＳ１０においては必要に応じて変数が初期化される。

ステップＳ１２においてはロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧが求められる。

ステップＳ１４においては車両１０の横加速度ＡＣが求められる。車両１０の横加速度ＡＣを例えば横加速度センサによって求めることができる。横加速度センサを用いる代わりに、横加速度ＡＣを図４に示した計算式に基づき求めることもできる。この計算式に従い、横加速度ＡＣを車両１０のトラック幅Ｓ、第１の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿３および第２の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿４に依存して求めることができる。

ステップＳ１６においては車両１０の横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣが求められる。

ステップＳ１８においては、車両１０の横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣの絶対値が所定の第１の閾値ＴＨＤ＿１よりも小さいか否かが検査される。ステップＳ１８の条件が満たされていない場合には、処理はステップＳ１２に戻り継続される。ステップＳ１８の条件が満たされている場合には、処理はステップＳ２０に進み継続される。

ステップＳ２０においては、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧがロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧに依存して、有利には図４に示した計算式に従い求められる。計算式に従い、ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧは開始時点ｔ_０から終了時点ｔ_１までの期間にわたり求められる。開始時点ｔ_０および終了時点ｔ_１はステップＳ１８において示された条件によって規定される。ステップＳ１８の条件が、ステップＳ２０において信号のオフセットを求めている間に満たされていない場合には、第１のプログラムは中断される。有利には、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧが比較的長い期間にわたり求められ、この期間内では信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを求めることが頻繁に中断される。しかしながら、ステップＳ１８の条件が満たされている間に求められる、ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧの一部のみが信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを求めるために使用される。ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧを時間的に平均化する代わりに、ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧを構成する個々の値を検出された全ての値の個数で平均化することも考えられる。択一的に平均化をローパスフィルタによって行うことができる。

ステップＳ２２において第１のプログラムを終了することができる。しかしながら有利には、第１のプログラムは車両１０の運転中に規則的に処理される。

択一的または付加的に、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを求めるための第２のプログラムを制御装置の記憶媒体に記憶することができる。第２のプログラムは、車両１０が停止している状態でロールレートセンサの信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを確実且つ正確に求めるために使用される。例えば、第２のプログラムにより車両１０が例えばフェリーおよび／または貨物列車で移送される場合には、そのような状況を識別して排除することができるので、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧを非常に正確に求めることができる。

第２のプログラムは有利にはステップＳ３０において開始され、このステップＳ３０においては必要に応じて変数が初期化される。

ステップＳ３２においてはロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧが検出される。

さらにステップＳ３４においてはロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧの時間微分ＤＲＶ＿ＳＩＧが求められる。

ステップＳ３６においては、ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧの時間微分ＤＲＶ＿ＳＩＧの絶対値が所定の第２の閾値ＴＨＤ＿２よりも小さいか否かが検査される。このことは、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧは通常の場合ロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧに一定に寄与するという知識を基礎としている。したがってロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧの時間微分ＤＲＶ＿ＳＩＧが所定の第２の閾値ＴＨＤ＿２以上である場合には、ロールレートセンサの目下の信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧは単なるロールレートセンサの信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧではない可能性がある。ステップＳ３６の条件が満たされていない場合には、処理はステップＳ３２に戻り改めて継続される。ステップＳ３６の条件が満たされている場合には、処理はステップＳ３８に進みさらに継続される。

ステップＳ３８においては車両１０の複数の車輪１２のうちの少なくとも１つの車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬが求められる。有利には、全ての車輪１２の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ、殊に第１の前輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿１、第２の前輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿２、第１の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿３および第２の後輪の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ＿４が求められる。

付加的に、ステップＳ４０において車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨを求めることができる。このことは、例えば車両１０においてＡＢＳシステムが使用され、車輪１２の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬに依存しない車両１０の車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨが既知である場合には殊に有利である。

ステップＳ４２においては、車輪１２の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬの絶対値から、またステップＳ４０において車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨが求められていた場合には、車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬの絶対値および車両１０の車両速度ＶＥＬ＿ＶＥＨの絶対値から最大値ＭＡＸが求められる。このことは、車輪１２の車輪速度ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬの絶対値と車両速度のＶＥＬ＿ＶＥＨのどちらが大きいかを検査することを意味している。続いて、最大の絶対値は所定の第３の閾値ＴＨＤ＿３よりも小さいか否かが検査される。ステップＳ４２の条件が満たされていない場合には、処理はステップＳ３２に戻り改めて継続される。ステップＳ４２の条件が満たされている場合には、処理はステップＳ４４に進み継続される。

ステップＳ４４において車両１０の横加速度ＡＣを求めることができる。

ステップＳ４６において車両１０の横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣを求めることができる。

ステップＳ４６において車両１０の横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣが求められていた場合には、ステップＳ４８において、横加速度ＡＣの時間微分ＤＲＶ＿ＡＣの絶対値は所定の第４の閾値ＴＨＤ＿４よりも小さいか否かを検査することができる。ステップＳ４８の条件が満たされていない場合には、処理はステップＳ３２に戻り改めて継続される。

ステップＳ４８の条件が満たされている場合には、処理はステップＳ５０において継続される。ステップＳ５０においては、第１のプログラムのステップＳ２０と同様に、信号のオフセットＯＦＳ＿ＳＩＧがロールレートセンサの信号ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧに依存して求められる。

ステップＳ５２において第２のプログラムを終了することができる。有利には、第２のプログラムは車両１０の運転中に規則的に処理される。

Claims (8)

1. 車両（１０）のロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求める方法において、
   前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）を検出し、
   前記車両（１０）の横加速度（ＡＣ）を求め、
   前記横加速度（ＡＣ）の時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）を求め、
   前記横加速度（ＡＣ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）の絶対値が所定の第１の閾値（ＴＨＤ＿１）よりも小さいか否かを検査し、
   前記横加速度（ＡＣ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）の絶対値が前記所定の第１の閾値（ＴＨＤ＿１）よりも小さい場合には、前記ロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求めることを特徴とする、車両（１０）のロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求める方法。
2. 前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）を所定の期間にわたり検出し、前記横加速度（ＡＣ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）の前記絶対値が前記所定の第１の閾値（ＴＨＤ＿１）よりも小さい間に検出される、前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）の一部にのみ依存して前記信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求める、請求項１記載の方法。
3. 前記車両（１０）の横加速度（ＡＣ）を横加速度センサにより求める、請求項１または２記載の方法。
4. 前記車両（１０）の前記横加速度（ＡＣ）を、前記車両（１０）の複数の車輪（１２）のうちの少なくとも２つの車輪速度（ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ）に依存して求める、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）の時間微分（ＤＲＶ＿ＳＩＧ）を求め、前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＳＩＧ）の絶対値が所定の第２の閾値（ＴＨＤ＿２）よりも小さい場合には、前記ロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）に依存して求める、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記車両（１０）の少なくとも１つの車輪（１２）の車輪速度（ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ）を求め、相応の車輪（１２）の求められた車輪速度（ＶＥＬ＿ＷＨＥＥＬ）の絶対値が所定の第３の閾値（ＴＨＤ＿３）よりも小さい場合には、前記ロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）に依存して求める、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 車両速度（ＶＥＬ＿ＶＥＨ）を求め、求められた前記車両速度（ＶＥＬ＿ＶＥＨ）の絶対値が前記所定の第３の閾値（ＨＴＤ＿３）よりも小さい場合には、前記ロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）に依存して求める、請求項６記載の方法。
8. 車両（１０）のロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求める装置において、
   前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）を検出し、
   前記車両（１０）の横加速度（ＡＣ）を求め、
   前記横加速度（ＡＣ）の時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）を求め、
   前記横加速度（ＡＣ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）の絶対値が所定の第１の閾値（ＴＨＤ＿１）よりも小さいか否かを検査し、
   前記横加速度（ＡＣ）の前記時間微分（ＤＲＶ＿ＡＣ）の前記絶対値が前記所定の第１の閾値（ＴＨＤ＿１）よりも小さい場合には、前記ロールレートセンサの信号（ＯＭＥＧＡ＿ＲＯＬＬ＿ＳＩＧ）に依存して、前記ロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求めることを特徴とする、車両（１０）のロールレートセンサの信号のオフセット（ＯＦＳ＿ＳＩＧ）を求める装置。

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