JP5293814B2 - センサオフセット量推定装置 - Google Patents

センサオフセット量推定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5293814B2
JP5293814B2 JP2011518126A JP2011518126A JP5293814B2 JP 5293814 B2 JP5293814 B2 JP 5293814B2 JP 2011518126 A JP2011518126 A JP 2011518126A JP 2011518126 A JP2011518126 A JP 2011518126A JP 5293814 B2 JP5293814 B2 JP 5293814B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
offset amount
offset
vehicle
yaw rate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011518126A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010140234A1 (ja
Inventor
政行 清水
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2010140234A1 publication Critical patent/JPWO2010140234A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5293814B2 publication Critical patent/JP5293814B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/072Curvature of the road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/076Slope angle of the road
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

本発明は、車両の走行情報を検出するセンサにおけるオフセット量を推定するオフセット量推定装置に関する。
従来のオフセット量推定装置としては、例えば、特許文献1記載のものが知られている。このセンサオフセット量推定装置では、車両の車速及び操舵角から推定される左右加速度と左右加速度センサによる出力値とに基づいて、該左右加速度センサにおける中立点(0点)位置のずれであるオフセット量を推定することが図られている。
特開平8−136572号公報
しかし、上記のセンサオフセット量推定装置では、路面カント(路面傾斜)の影響が考慮されていないことから、例えばオフセット量が変動したとしても、かかる変動が路面カントの誤差に起因するものなのか、或いはセンサの誤差に起因するものなのかを判断することが困難である。そのため、オフセット量を精度よく推定できないおそれがある。
そこで、本発明は、センサのオフセット量を精度よく推定することができるセンサオフセット量推定装置を提供することを課題とする。
上記課題を達成するために、本発明に係るセンサオフセット量推定装置は、車両の走行情報を検出するセンサのオフセット量を推定するセンサオフセット量推定装置であって、車両が旋回する際の路面カントを考慮した運動方程式とセンサで検出した走行情報とに基づいて、センサとしての左右加速度センサ、操舵角センサ及びヨーレートセンサのうちの少なくとも1つのオフセット量を推定するオフセット量推定部を備え、オフセット量推定部は、車両のヨーレートに関するヨーレート演算式及び車両のスリップ角に関するスリップ角演算式を運動方程式として導出すると共に、車両のタイヤ周りの力のつりあい式に基づいて車両のセルフアライニングトルクに関するセルフアライニングトルク演算式を導出し、ヨーレート演算式、スリップ角演算式、セルフアライニングトルク演算式及び走行情報から、左右加速度センサ、操舵角センサ及びヨーレートセンサそれぞれのオフセット量を推定することを特徴とする。
この本発明のセンサオフセット量推定装置では、路面カントを有する道路を走行する場合でも、かかる路面カントを好適に考慮し、センサとしての左右加速度センサ、操舵角センサ及びヨーレートセンサのうちの少なくとも1つのオフセット量を推定することができる。つまり、本発明によれば、センサのオフセット量を精度よく推定することができ、更に左右加速度センサ、操舵角センサ及びヨーレートセンサそれぞれのオフセット量を一度に精度よく推定することができる。
また、オフセット量推定部は、推定したセンサのオフセット量に応じて、設定されている該センサのオフセット量を補正するオフセット量補正部を有することが好ましい。この場合、設定されているオフセット量が好適に補正されることとなる。
このとき、オフセット量補正部は、車両の操舵角、スリップ角、ヨーレート、及び路面カントの少なくとも1つの程度に応じて、補正におけるオフセット量の変化率を可変することが好ましい。ここで、上記の運動方程式の誤差(以下、「モデルゲイン誤差」という)は、車両の操舵角、スリップ角、ヨーレート、及び路面カントの程度に起因して変動し易い。よって、オフセット量補正部にてオフセット量を補正する際、その変化率を車両の操舵角、スリップ角、ヨーレート、及び路面カントの少なくとも1つの程度に応じて可変すると、モデルゲイン誤差の影響を抑制することが可能となり、設定されているオフセット量を精度よく補正することができる。
このとき、オフセット量補正部は、車両が旋回するとき、補正におけるオフセット量の変化率を車両が直進するときよりも小さくする、又は補正を停止する場合がある。車両が旋回するときには、車両が直進するときよりもモデルゲイン誤差が大きくなることが懸念される。よって、このように、旋回するときの変化率を直進するときの変化率よりも小さく、又は補正を停止することで、モデルゲイン誤差の影響を抑制することができ、設定されているオフセット量を精度よく補正することができる。
本発明によれば、センサのオフセット量を精度よく推定することが可能となる。
本発明の第1実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。 図1のセンサオフセット量推定装置の処理を示すフローチャートである。 ロードキャンバ量を説明するための図である。 車両の運動方程式を説明するための2輪モデルを示す図である。 (a)はタイヤ周りの力のつりあい式を説明するための斜視図、(b)はタイヤ周りの力のつりあい式を説明するための側面図、(c)はタイヤ周りの力のつりあい式を説明するための上面図である。 オフセット量の補正を説明するための図である。 重み係数マップの一例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。ちなみに、記号の上に付される「^」は、補正前の値を意味し、記号の上に付される「−」は、平均値を意味し、記号の上に付される「〜」は、補正後の値を意味する。これら、「^」「−」「〜」は、記載の都合のために記号の右上に付して記載される場合がある。
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。図1に示すように、センサオフセット量推定装置1は、自動車等の車両Xに搭載されるものである。このセンサオフセット量推定装置1は、車両Xの走行に関する走行情報を検出するセンサ2のオフセット量を推定して補正(学習)する。
センサ2は、左右加速度センサ3、操舵角センサ4、ヨーレートセンサ5、スリップ角センサ6、及びセルフアライニングトルク(Self Aligning Torque:通称、「SAT」)センサ7を含んで構成されている。
左右加速度センサ3は、車両Xの横Gである左右加速度g^を検出する。操舵角センサ4は、車両Xの操舵角δ^を検出する。ヨーレートセンサ5は、車両Xのヨーレートγ^を検出する。スリップ角センサ6は、車両Xのスリップ角βtrueを検出する。ここでのスリップ角センサ6は、例えば出射した光を受光すること等で得られた対地車速に基づいて、スリップ角βtrueを検出する。
SATセンサ7は、セルフアライニングThを検出する。ここでのSATセンサ7は、パワーステアリングによるトルクと運転者によるトルクとに基づいて、セルフアライニングトルクThを検出する。
ここで、センサオフセット量推定装置1は、センサ補正演算部8を備えている。センサ補正演算部8は、例えばCPU、ROM、及びRAM等を含むECU(Electronic Control Unit)で構成されている。このセンサ補正演算部8は、センサ2に接続され、該センサ2で検出された走行情報(以下、「センサ値」ともいう)が入力される。
このセンサ補正演算部8は、車両Xが旋回する際のロードキャンバ(路面カント)を考慮した運動方程式と、車両Xのタイヤ周りの力のつりあい式と、センサ2で検出したセンサ値と、に基づいて、左右加速度センサ3、操舵角センサ4及びヨーレートセンサ5それぞれのオフセット量を推定し補正する。そして、補正後のセンサ値として、補正後左右加速度gy true、補正後操舵角δtrue、及び補正後ヨーレートγtrueを出力する(詳しくは、後述)。
次に、以上のように構成されたセンサオフセット量推定装置1の動作について、図2に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
本実施形態のセンサオフセット量推定装置1では、車両Xの走行中に以下の処理を実行する。すなわち、まず、例えばカメラやGPS(Global Positioning System)を利用し、車両Xが走行する道路形状が直線(若しくは、直線に近い)か否かを判定する(S1)。具体的には、道路の曲率や車両Xのヨー角を検出し、これらが一定値以下であるか否かを判定する。
これと共に、車両Xの走行状態が、定常的に直進する状態(若しくは、直進に近い)であるか否かを判定する(S2)。具体的には、操舵角センサ4及びヨーレートセンサ5で検出した操舵角δ^及びヨーレートγ^が一定域にあるか否かを判定する。なお、上記S2においては、操舵角δ^及びヨーレートγ^をハイパスフィルタでフィルタリングした後の値が一定域にあるか否かを、判定条件としてもよい
続いて、上記S1,2でYESの場合、センサ補正演算部8において、車両Xが旋回する際のロードキャンバを考慮した運動方程式と、車両Xのタイヤ周りの力のつりあい式と、各センサ3〜7で検出した左右加速度g^y、操舵角δ、ヨーレートγ、スリップ角βtrue、セルフアライニングトルクTh trueとに基づいて、センサ3〜5のオフセット量を推定する(S3)。ここでのセンサ補正演算部8では、以下のようにして得られた演算式が「ロードキャンバを考慮した運動方程式」及び「タイヤ周りの力のつりあい式」として組み込まれている。
[ロードキャンバを考慮した運動方程式]
図3に示すように、ロードキャンバ路10をヨーレートγで旋回走行する車両Xには、車両Xの重力mg、ロードキャンバ路10からの反力R、遠心力mVγ、及び左右加速度gが作用していることから、ロードキャンバ量Yが下式(1)により推定される。
Figure 0005293814
但し、Y:ロードキャンバ量、m:車両Xの質量、V:車速、γ:ヨーレート、g:左右加速度。
よって、車両Xが旋回する際のロードキャンバを考慮した運動方程式は、例えば図4の2輪モデルに示すと、下式(2)で表すことができる。
Figure 0005293814
但し、β:スリップ角、I:車両Xの断面2次モーメント、l:重心から前輪軸中心までの距離、l:重心から後輪軸中心までの距離。
この上式(2)に下式(3)で示すFyf,Fyrを代入して整理すると、下式(4)となる。
Figure 0005293814
Figure 0005293814
但し、C:前輪コーナリングフォース、δ:操舵角、C:後輪コーナリングフォース。
さらに、定常の条件(dβ/dt=dγ/dt=0)で整理すると、下式(5)となる。
Figure 0005293814
そして、上式(5)は、行列式の定理から下式(6)へと変形することができ、この下式(6)の行列式を解くと、運動方程式として下式(7)が得られることとなる。
Figure 0005293814
Figure 0005293814
但し、βδ:操舵により発生するスリップ角、β:ロードキャンバにより発生するスリップ角、γδ:操舵により発生するヨーレート、γ:ロードキャンバにより発生するヨーレート、A:スタビリティファクタ。
[タイヤ周りの力のつりあい式]
車両Xのタイヤ周りの力のつりあい式は、例えば図5に示すキングピン14周りの力のつりあいから、下式(8)で表すことができる。なお、図中のθはピニオン角、xはラック変位、Fはラック軸力、Tはキングピン14周りのトルク、Fyfはコーナリングフォースを示している。ちなみに、図5では、運転者によるハンドル11の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のEPS(Electric Power Steering)13を例示して示している。
Figure 0005293814
但し、Th:操舵トルク、ξ:キャスタートレールξ+ニューマチックトレールξ、N:比ストローク(ナットリード)、l:有効ナックルアーム長。
これに上式(7)の関係を代入して整理すると、タイヤ周りの力のつりあい式として下式(9)が得られることとなる。
Figure 0005293814
但し、τδ:操舵により発生するセルフアライニングトルク、τ;ロードキャンバにより発生するセルフアライニングトルク。
従って、センサ補正演算部8では、最終的に、下式(10)に示す3つの連立方程式からなる演算式(モデル)によって、車両Xの車両運動を表している。
Figure 0005293814
そして、センサ3〜5による各センサ値及びロードキャンバ量Y(下式(11)参照)を、δtrue=δ,γtrue=γとして上式(10)に代入することで、未知変数3で方程式の数が3つとなる下式(12)を導出している。その結果、下式(12)を演算して解くことで、センサ3〜5のオフセット量gy offset,δoffset,γoffsetが導出され、推定されることとなる。
Figure 0005293814
Figure 0005293814
但し、γtrue:ヨーレートの真値、γoffset:ヨーレート量センサのオフセット量、δtrue:操舵角の真値、δoffset:操舵角センサのオフセット量、gy true:左右加速度の真値、gy offset:左右加速度センサのオフセット量。
続いて、上記S3をT秒間(例えば、4秒間)繰り返し、推定した各オフセット量γoffset,δoffset,gy offsetをT秒間で平均したオフセット量平均値をそれぞれ算出する。そして、今回のT秒間のオフセット量平均値と、前回のT秒間のオフセット量平均値と、に基づいて、設定されているオフセット量を補正する、つまり、最終オフセット量を算出する(S4)。
具体的には、オフセット量平均値と、オフセット量真値(真値とみなされるオフセット量)との乖離に基づいて、T秒間の演算における有効、一部無効(若しくは無効率)、又は無効を判定する。そして、下式(13)に従って、最終オフセット量を算出する。このとき、かかる演算の判定結果に応じて、下式(13)の重み係数Kを可変する。
Figure 0005293814
但し、g y offset:左右加速度センサの最終オフセット量、g y offset(n):今回の左右加速度センサのオフセット量平均値、g y offset(n−1):前回の左右加速度センサのオフセット量平均値、δ offset:操舵角センサの最終オフセット量、δ offset(n):今回の操舵角センサのオフセット量平均値、δ offset(n−1):前回の操舵角センサのオフセット量平均値、γ offset:ヨーレートセンサの最終オフセット量、γ offset(n):今回のヨーレートセンサのオフセット量平均値、γ offset(n−1):前回のヨーレートセンサのオフセット量平均値。
図6は、オフセット量の補正を説明するための図である。図6(a)は、推定したヨーレートのオフセット量γoffsetの時間変化の一例を示し、図6(b)は、図6(a)のオフセット量γoffsetについての有効フラグを示している。
図6に示すように、ΔT1,ΔT2では、オフセット量平均値γ offsetとオフセット量真値Nとの乖離が所定値より小さくなっているため、演算フラグが1となる。よって、判定が有効とされる。ΔT3,ΔT5では、オフセット量平均値γ offsetとオフセット量真値Nとの乖離が、一部時間で所定値以上となっているため、演算フラグが一部で0(他部で1)となる。よって、判定が一部無効とされる。ΔT4では、オフセット量平均値γ offsetとオフセット量真値Nとの乖離が所定値以上となっているため、演算フラグが0となり、判定が無効とされる。なお、無効率については、無効率=(無効時間/T秒間)として算出される。
図7は、重み係数マップの一例を示す図である。図7(a)に示す例では、重み係数Kが、T秒間の演算における上記判定結果により離散的に可変するように構成されている。また、図7(b)に示す例では、重み係数Kが、無効率に応じてリニアに可変するように構成されている。
他方、上記S1,2にてNoの場合、オフセット量の推定及び補正が実施されず、前回の最終オフセット量がそのまま維持される。
そして最後に、最終オフセット量及びセンサ3〜5による各センサ値から、補正後センサ値として、補正後左右加速度gy true、補正後操舵角δtrue、及び補正後ヨーレートγtrueが導出されて出力される(S5)。
以上、本実施形態のセンサオフセット量推定装置1では、ロードキャンバ量Yを好適に考慮してセンサ3〜5の各オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetを推定できる。よって、ロードキャンバを有する道路を走行する場合でも、これらセンサ3〜5の各オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetを、一度に精度よく推定することが可能となる。
その結果、本実施形態では、車両制御用の走行情報取得手段として重要な役割を果たすセンサ3〜5における誤差を走行中にて最小化することができる。よって、本実施形態を用いて車両制御を実施すると、その車両制御の精度も高まることとなる。
ここで、車両Xが旋回する際、例えば上式(10)に示す演算式における誤差であるモデルゲイン誤差が大きくなることから、オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetの推定精度が低下する場合がある。この点、本実施形態では、上述したように、道路形状が直線で、車両Xの走行状態が定常的に直進する状態のときにのみ、オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetの補正を実施している(上記S1,2でNO)。よって、本実施形態によれば、モデルゲイン誤差の影響を抑制でき、オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetの補正を高精度化することが可能となる。
ところで、従来、センサ3〜5のセンサ値を精度よく取得するため、かかるセンサ値をハイパスフィルタでフィルタリングする場合がある。しかし、この場合、検出したい走行情報としての成分(周波数の低い領域における定常的なセンサ値)をも除去されてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、上述したように、フィルタリングが不要であり、簡易な構成で上記作用効果(オフセット量gy offset,δoffset,γoffsetを精度よく推定するという効果)が奏される。よって、本実施形態は、特に有効なものといえる。
なお、本実施形態では、上記のように、車両Xが直進するときにのみオフセット量を補正したが、これに限定されるものではない。例えば、車両Xが旋回するとき、上式(13)の重み係数Kを、車両Xが直進するときよりも小さくしてもよい。要は、車両Xの操舵角δ、スリップ角β、ヨーレートγ、及びロードキャンバ量Yの少なくとも1つの程度に応じて、重み係数K(つまり、オフセット量の補正の変化率)を可変すればよい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。図8に示すように、本実施形態のセンサ2は、左右加速度センサ3、操舵角センサ4、ヨーレートセンサ5及びスリップ角センサ6を含んで構成されている。
また、本実施形態のセンサオフセット量推定装置20は、ヨーレートセンサオフセット量補正部21をさらに備えている。ヨーレートセンサオフセット量補正部21は、ヨーレートセンサ5のオフセット量γoffsetを補正するためのものであり、ここでは、車両Xが停止中のときにオフセット量γoffsetを0とする補正を実行する。
また、本実施形態のセンサ補正演算部8は、車両Xが旋回する際のロードキャンバを考慮した運動方程式と、センサ2で検出したセンサ値と、に基づいて、左右加速度センサ3及び操舵角センサ4それぞれのオフセット量を推定し補正する。そして、補正後のセンサ値として、補正後左右加速度gy true及び補正後操舵角δtrueを出力する。
具体的には、センサ補正演算部8では、最終的に、下式(14)に示す2つの連立方程式からなる演算式(モデル)によって、車両Xの車両運動を表している。そして、センサ3,4による各センサ値及びロードキャンバ量Y(下式(15)参照)を、δtrue=δ,γtrue=γとして上式(14)に代入することで、未知変数2で方程式の数が2つとなる下式(15)を導出している。その結果、下式(15)を演算して解くことで、センサ3,4のオフセット量gy offset,δoffsetが導出され、推定されることとなる。
Figure 0005293814
Figure 0005293814
Figure 0005293814
以上、本実施形態においても、ロードキャンバ量Yを好適に考慮してセンサ3,4の各オフセット量gy offset,δoffsetを推定できることから、これらセンサ3,4の各オフセット量gy offset,δoffsetを精度よく推定することが可能となる。
また、本実施形態では、上述したように、ヨーレートセンサ5のオフセット量γoffsetを補正するヨーレートセンサオフセット量補正部21を別途備えており、センサ補正演算部8では、センサ3,4の各オフセット量gy offset,δoffsetが推定される。この場合、上式(12),(16)に示すように、上記第1実施形態に対し、連立方程式の数を3から2に減らすことができ、演算を簡易化することができる。これと共に、SATセンサ7が不要となるため、構造を単純化することが可能となる。
なお、本実施形態では、センサ3〜5のうちセンサ3,4のオフセット量gy offset,δoffsetを推定して補正したが、これに代えて、センサ3,5のオフセット量gy offset,γoffsetを推定して補正してもよいし、センサ4,5のオフセット量δoffset,γoffsetを推定して補正してもよい。
ちなみに、ヨーレートセンサ5のオフセット量γoffsetは、横滑り防止機構(例えば、Vehicle Stability Control(VSC))等に用いられているような一般的手法によっても比較的求め易いものである。この点から、ヨーレートセンサ5以外のセンサ3,4のオフセット量gy offset,δoffsetを推定する本実施形態の構成は、実用的なものともいえる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第2実施形態と異なる点について主に説明する。
図9は、本発明の第3実施形態に係るセンサオフセット量推定装置を示すブロック図である。図9に示すように、本実施形態のセンサ2は、左右加速度センサ3、操舵角センサ4及びヨーレートセンサ5を含んで構成されている。
また、本実施形態のセンサオフセット量推定装置30は、操舵角センサオフセット量補正部31をさらに備えている。操舵角センサオフセット量補正部31は、操舵角センサ4のオフセット量δoffsetを補正するためのものである。ここでは、ヨーレートセンサオフセット量補正部21でヨーレートγを補正した後、車両X走行中においてヨーレートγが0を所定時間維持したとき、操舵角δを0とする補正を実行する。
また、本実施形態のセンサ補正演算部8は、車両Xが旋回する際のロードキャンバを考慮した運動方程式と、センサ2で検出したセンサ値と、に基づいて、左右加速度センサ3のオフセット量gy offsetを推定し補正する。そして、補正後のセンサ値として、補正後左右加速度gy trueを出力する。
具体的には、センサ補正演算部8では、最終的に、下式(17)に示す1つの演算式(モデル)によって、車両Xの車両運動を表している。そして、左右加速度センサ3によるセンサ値及びロードキャンバ量Y(下式(18)参照)を上式(14)に代入することで、未知変数1で方程式の数が1つとなる下式(19)を導出している。その結果、下式(19)を演算して解くことで、左右加速度センサ3のオフセット量gy offsetが導出され、推定されることとなる。
Figure 0005293814
Figure 0005293814
Figure 0005293814
以上、本実施形態においても、ロードキャンバ量Yを好適に考慮して左右加速度センサ3のオフセット量gy offsetを推定できることから、オフセット量gy offsetを精度よく推定することが可能となる。
また、本実施形態では、上述したように、操舵角センサ4のオフセット量δoffsetを補正する操舵角センサオフセット量補正部31を別途備え、センサ補正演算部8では、左右加速度センサ3のオフセット量gy offsetのみが推定される。この場合、上式(16),(19)に示すように、上記第2実施形態に対し、連立方程式の数を2から1に減らすことができ、演算を一層簡易化することができる。これとと共に、スリップ角センサ6が不要となるため、構造を一層単純化することが可能となる。
なお、本実施形態では、センサ3〜5のうち左右加速度センサ3のオフセット量gy offsetを推定して補正したが、これに代えて、操舵角センサ4のオフセット量δoffsetを推定して補正してもよいし、ヨーレートセンサ5のオフセット量γoffsetを推定して補正してもよい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るセンサオフセット量推定装置は、実施形態に係る上記センサオフセット量推定装置1,20,30に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
例えば、スリップ角センサ6として、カメラやGPSを利用したオブザーバによってスリップ角βtrueを推定する推定手段を用いてもよい。また、SATセンサ7として、歪ゲージ等を用いてセルフアライニングトルクを直接検出する手段を用いてもよい。
また、オフセット量の補正については、上式(13)に示すような重み付け補正に限定されず、種々の一般的手法であってもよい。以上において、センサ補正演算部8がオフセット量推定部及びオフセット量補正部を構成する。
1,20,30…センサオフセット量推定装置、2…センサ、3…左右加速度センサ、4…操舵角センサ、5…ヨーレートセンサ、8…センサ補正演算部(オフセット量推定部,オフセット量補正部)、X…車両。

Claims (4)

  1. 車両の走行情報を検出するセンサのオフセット量を推定するセンサオフセット量推定装置であって、
    前記車両が旋回する際の路面カントを考慮した運動方程式と前記センサで検出した前記走行情報とに基づいて、前記センサとしての左右加速度センサ、操舵角センサ及びヨーレートセンサのうちの少なくとも1つのオフセット量を推定するオフセット量推定部を備え
    前記オフセット量推定部は、
    前記車両のヨーレートに関するヨーレート演算式及び前記車両のスリップ角に関するスリップ角演算式を前記運動方程式として導出すると共に、前記車両のタイヤ周りの力のつりあい式に基づいて前記車両のセルフアライニングトルクに関するセルフアライニングトルク演算式を導出し、
    前記ヨーレート演算式、前記スリップ角演算式、前記セルフアライニングトルク演算式及び前記走行情報から、前記左右加速度センサ、前記操舵角センサ及び前記ヨーレートセンサそれぞれのオフセット量を推定することを特徴とするセンサオフセット量推定装置。
  2. 前記オフセット量推定部は、推定した前記センサのオフセット量に応じて、設定されている該センサのオフセット量を補正するオフセット量補正部を有することを特徴とする請求項記載のセンサオフセット量推定装置。
  3. 前記オフセット量補正部は、前記車両の操舵角、スリップ角、ヨーレート、及び前記路面カントの少なくとも1つの程度に応じて、前記補正におけるオフセット量の変化率を可変することを特徴とする請求項記載のセンサオフセット量推定装置。
  4. 前記オフセット量補正部は、前記車両が旋回するとき、前記補正におけるオフセット量の変化率を前記車両が直進するときよりも小さくする、又は前記補正を停止することを特徴とする請求項記載のセンサオフセット量推定装置。
JP2011518126A 2009-06-03 2009-06-03 センサオフセット量推定装置 Expired - Fee Related JP5293814B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/060161 WO2010140234A1 (ja) 2009-06-03 2009-06-03 センサオフセット量推定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010140234A1 JPWO2010140234A1 (ja) 2012-11-15
JP5293814B2 true JP5293814B2 (ja) 2013-09-18

Family

ID=43297381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011518126A Expired - Fee Related JP5293814B2 (ja) 2009-06-03 2009-06-03 センサオフセット量推定装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120089297A1 (ja)
EP (1) EP2439543A1 (ja)
JP (1) JP5293814B2 (ja)
CN (1) CN102481937A (ja)
WO (1) WO2010140234A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528882B1 (ko) * 2013-07-19 2015-06-15 현대모비스 주식회사 요 레이트 센서의 오프셋 보정 장치와 방법 및 상기 장치를 구비하는 차량 속도 제어 시스템
KR102207326B1 (ko) * 2014-11-03 2021-01-26 현대모비스 주식회사 차량 전자제어방법 및 차량 전자제어장치
KR102300648B1 (ko) * 2014-11-03 2021-09-13 현대모비스 주식회사 차량 전자제어방법 및 차량 전자제어장치
JP6369399B2 (ja) * 2015-06-26 2018-08-08 株式会社デンソー センサ出力補正装置
US10235817B2 (en) * 2015-09-01 2019-03-19 Ford Global Technologies, Llc Motion compensation for on-board vehicle sensors
DE102017218487A1 (de) * 2017-10-16 2019-04-18 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Inertialsensorsystems, Inertialsystem und Fahrzeug mit Inertialsystem
CN109974772A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种移动机器人的驱动电机性能测试装置及测试方式
US10227039B1 (en) * 2018-02-19 2019-03-12 Delphi Technologies, Llc Warning system
WO2020141423A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-09 Aptiv Technologies Limited Steering angle calibration
JP6785997B1 (ja) * 2020-01-21 2020-11-18 株式会社ショーワ ステアリング制御装置及びステアリング装置
CN114056468A (zh) * 2021-10-18 2022-02-18 摩拜(北京)信息技术有限公司 车辆偏航角的校准方法、装置及可读介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08136572A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Toyota Motor Corp 車両における加速度センサ装置
JP2001108701A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 車両走行状態検出装置
JP2004224172A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 横加速度センサのドリフト量推定装置、横加速度センサの出力補正装置及び路面摩擦状態推定装置
JP2004325095A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Daihatsu Motor Co Ltd 加速度検出装置及び加速度検出方法並びに路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法
JP2008094375A (ja) * 2006-09-14 2008-04-24 Toyota Central R&D Labs Inc 車両物理量推定装置及びプログラム
JP2009006837A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Nissan Motor Co Ltd スリップ率推定装置、自動車、スリップ率推定方法および車両制御装置
JP2010070184A (ja) * 2008-04-21 2010-04-02 Toyota Central R&D Labs Inc センサドリフト量推定装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6185485B1 (en) * 1998-12-22 2001-02-06 Ford Global Technologies, Inc Relative vehicle platform having synchronized adaptive offset calibration for lateral accelerometer and steering angle sensor
EP1258407B1 (de) * 2001-05-16 2008-08-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines korrigierten Offsetwertes
US6775604B2 (en) * 2002-12-11 2004-08-10 Continental Teves, Inc. Steering wheel angle determination

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08136572A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Toyota Motor Corp 車両における加速度センサ装置
JP2001108701A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 車両走行状態検出装置
JP2004224172A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 横加速度センサのドリフト量推定装置、横加速度センサの出力補正装置及び路面摩擦状態推定装置
JP2004325095A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Daihatsu Motor Co Ltd 加速度検出装置及び加速度検出方法並びに路面勾配推定装置及び路面勾配推定方法
JP2008094375A (ja) * 2006-09-14 2008-04-24 Toyota Central R&D Labs Inc 車両物理量推定装置及びプログラム
JP2009006837A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Nissan Motor Co Ltd スリップ率推定装置、自動車、スリップ率推定方法および車両制御装置
JP2010070184A (ja) * 2008-04-21 2010-04-02 Toyota Central R&D Labs Inc センサドリフト量推定装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010140234A1 (ja) 2010-12-09
JPWO2010140234A1 (ja) 2012-11-15
CN102481937A (zh) 2012-05-30
US20120089297A1 (en) 2012-04-12
EP2439543A1 (en) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5293814B2 (ja) センサオフセット量推定装置
JP5011866B2 (ja) 横すべり角推定装置、自動車、及び横すべり角推定方法
US9533681B2 (en) Vehicle cruise control device
JP5029442B2 (ja) 車両姿勢角推定装置及びプログラム
US20030195689A1 (en) Method of estimating quantities that represent state of vehicle
KR101637887B1 (ko) 차량의 최대 조향각의 결정
JP4127062B2 (ja) 横加速度センサのドリフト量推定装置、横加速度センサの出力補正装置及び路面摩擦状態推定装置
US9026334B2 (en) Vehicle attitude control system
JP7413895B2 (ja) 路面μ推定装置
US9393994B2 (en) Characteristic change detection device for steering transmission system
CN109941342A (zh) 用于估计转向力矩的方法和装置
JP5402244B2 (ja) 車両物理量推定装置
JP5251177B2 (ja) 車両走行状態推定装置
JP2007240392A (ja) 接地荷重推定装置
JP5231923B2 (ja) 路面摩擦係数推定装置
JP6428497B2 (ja) 車両制御装置
JP5091047B2 (ja) 車両姿勢角推定装置及びセンサドリフト推定装置
JP6052159B2 (ja) 操舵装置
JP7360976B2 (ja) センサ誤差補正装置
JP5326562B2 (ja) 旋回挙動検出装置、旋回挙動検出方法、及びヨーレート推定方法
JP5692516B2 (ja) 車体すべり角推定装置および車両姿勢制御装置
JP5251176B2 (ja) 車両走行状態推定装置
JP5310356B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP2020080743A (ja) 車両の姿勢推定装置
JP2006142895A (ja) 車両運動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121005

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: 20130514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130527

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5293814

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees