JP5887988B2 - 傾斜角度検出装置 - Google Patents
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Description
また、前記有効範囲設定部は、前回の車両の傾斜角度算出時に前記加速度センサで検出された加速度のうちの誤差有重力加速度の成分が有効範囲内になかった場合に当該有効範囲の上限値に有効範囲変化量を加算し且つ当該有効範囲の下限値から有効範囲変化量を減算して有効範囲を設定することを特徴とする傾斜角度検出装置である。
また、前記加速度センサで検出される加速度が車両の左右方向軸の加速度である場合、前記有効範囲フィルタは、車両の走行速度及び操舵角度に応じて前記有効範囲変化量を設定する有効範囲変化量設定部を備えたことを特徴とする傾斜角度検出装置である。
また、有効範囲設定部は、前回の車両の傾斜角度算出時に加速度センサで検出された加速度のうちの誤差有重力加速度の成分が有効範囲内になかった場合に当該有効範囲の上限値に有効範囲変化量を加算し且つ当該有効範囲の下限値から有効範囲変化量を減算して有効範囲を設定する構成としたため、より正確な傾斜角度の算出が可能となる。
また、加速度センサで検出される加速度が車両の左右方向軸の加速度である場合、有効範囲フィルタの有効範囲変化量設定部は、車両の走行速度及び操舵角度に応じて有効範囲変化量を設定する構成としたため、より正確な傾斜角度の算出が可能となる。
図1は、本実施形態の傾斜角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の傾斜角度検出装置は、例えば図6に示す小型電動車両、所謂電動車いすのように、低速走行する車両、車輪外径の小さい車両、サスペンションストロークの短い車両、ホイールベースやトレッドの小さい車両に好適に用いることができる。この傾斜角度検出装置は、車両に作用する左右方向の加速度の重力加速度成分及び前後方向の加速度の重力加速度成分から上下方向軸の傾斜角度を算出するものである。以下、車両の左右方向軸をx軸、前後方向軸をy軸、上下方向軸をz軸として用いる。
次にステップS12に移行して、後述する手法を用いてx軸有効範囲変化量ΔFx(v,θs,t)/Δt・Tを設定する。
ステップS15では、今回の誤差有x軸重力加速度gxeをそのまま使用するものとしてステップS16に移行する。
一方、前記ステップS18では、前回演算時のx軸重力加速度gxoを今回のx軸重力加速度gxとして出力してからステップS20に移行する。
ステップS20では、ステップS13で設定された今回のX軸有効範囲Fxを前回のx軸有効範囲Fxoとして更新記憶してから復帰する。
次にステップS22に移行して、後述する手法を用いてy軸有効範囲変化量ΔFy(v,t)/Δt・Tを設定する。
ステップS25では、今回の誤差有y軸重力加速度gyeをそのまま使用するものとしてステップS26に移行する。
ステップS27では、ステップS26で算出されたy軸重力加速度gyを前回のy軸有効範囲Fyoとして更新記憶してから復帰する。
ステップS30では、ステップS23で設定された今回のy軸有効範囲Fyを前回のy軸有効範囲Fyoとして更新記憶してから復帰する。
次に、本実施形態の傾斜角度検出装置の作用について説明する。図11は、車両が走行した路面の実際の傾斜角度、車輪速度から求めた走行速度、及びx軸加速度Gx及びy軸加速度Gyから算出したz軸傾斜角度θzを示す。同図から明らかなように、x軸加速度Gx及びy軸加速度Gyには、夫々、x軸車両加速度gxv及びy軸車両加速度gyvが含まれており、計算で求めたこれらのx軸車両加速度gxv及びy軸車両加速度gyvに本当の加速度が含まれているため、x軸加速度Gx及びy軸加速度Gyをそのまま用いても正確なz軸傾斜角度θzは得られない。
また、y軸加速度センサ3で検出されるy軸加速度Gyが車両の前後方向軸の加速度である場合、y軸有効範囲フィルタ17のy軸有効範囲変化量ΔFyを設定するステップは、車両の走行速度vとして用いる車輪速度Vwに応じてy軸有効範囲変化量ΔFyを設定することとしたため、より正確な傾斜角度の算出が可能となる。
次に、本発明の傾斜角度検出装置の第2実施形態について説明する。本実施形態の装置の構成は前記第1実施形態と同等である。また、本実施形態の傾斜角度検出の原理も前記第1実施形態と同様である。本実施形態では、図2のx軸有効範囲フィルタ13及びx軸ローパスフィルタ14として実行される演算処理が図4から図17に、図2のy軸有効範囲フィルタ17及びy軸ローパスフィルタ18として実行される演算処理が図5から図18に変更されている。
ステップS18’及びステップS19’では、前記図4の演算処理のステップS18と同様に、結果的に前回演算時のx軸重力加速度gxoが算出される。
ステップS28’では、前回の誤差有y軸重力加速度gyeoを今回の誤差有y軸重力加速度gyeとして使用するものとしてステップS29’に移行する。
ステップS28’及びステップS29’では、前記図5の演算処理のステップS28と同様に、結果的に前回演算時のy軸重力加速度gyoが算出される。
2はx軸加速度センサ
3はy軸加速度センサ
4は車輪速度(走行速度)センサ
5はステアリング角度(操舵角度)センサ
6は角速度センサ
7はx軸重力加速度算出部
8はy軸重力加速度算出部
9はz軸傾斜角度算出部
10は旋回半径算出部
11はx軸車両加速度算出部
12は加減算器
13はx軸有効範囲フィルタ
14はx軸ローパスフィルタ
15はy軸車両加速度算出部
16は加減算器
17はy軸有効範囲フィルタ
18はy軸ローパスフィルタ
Claims (6)
- 車両に作用する加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサで検出された加速度のうちの重力加速度の成分から車両の傾斜角度を予め設定された所定の周期で算出する傾斜角度算出部とを備えた傾斜角度検出装置において、
前記傾斜角度算出部は、
前記加速度センサで検出された加速度から車両加速度を減算した値である誤差有重力加速度に含まれる誤差成分を低減して車両の傾斜角度算出用に出力するローパスフィルタと、
前記誤差有重力加速度の成分が、演算周期毎に変化する有効範囲内にある場合に当該誤差有重力加速度の成分を前記ローパスフィルタに入力し、前記誤差有重力加速度の成分が演算周期毎に変化する有効範囲内にない場合に前記ローパスフィルタからの前回出力値と同じ出力値を車両の傾斜角度算出用に出力する有効範囲フィルタとを備えたことを特徴とする傾斜角度検出装置。 - 前記有効範囲フィルタは、前回の車両の傾斜角度算出時に前記誤差有重力加速度の成分が有効範囲内にあった場合に前記誤差有重力加速度のローパスフィルタ出力値に有効範囲変化量を加算及び減算して有効範囲を設定する有効範囲設定部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の傾斜角度検出装置。
- 前記有効範囲設定部は、前回の車両の傾斜角度算出時に前記誤差有重力加速度の成分が有効範囲内になかった場合に当該有効範囲の上限値に有効範囲変化量を加算し且つ当該有効範囲の下限値から有効範囲変化量を減算して有効範囲を設定することを特徴とする請求項2に記載の傾斜角度検出装置。
- 前記加速度センサで検出される加速度が車両の前後方向軸の加速度である場合、
前記有効範囲フィルタは、車両の走行速度に応じて前記有効範囲変化量を設定する有効範囲変化量設定部を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の傾斜角度検出装置。 - 前記加速度センサで検出される加速度が車両の左右方向軸の加速度である場合、
前記有効範囲フィルタは、車両の走行速度及び操舵角度に応じて前記有効範囲変化量を設定する、または車両の走行速度及び角速度に応じて前記有効範囲変化量を設定する有効範囲変化量設定部を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の傾斜角度検出装置。 - 前記加速度センサは車両の前後方向軸の加速度及び左右方向軸の加速度を検出し、
前記傾斜角度算出部は、前記加速度センサで検出された車両の前後方向軸の加速度及び左右方向軸の加速度の夫々の重力加速度の成分から車両の上下方向軸の傾斜角度を算出することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の傾斜角度検出装置。
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