JPWO2017168586A1 - 算出装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施例に係る車載機1の概略構成図である。車載機1は、車載機1が搭載された車両のヨー角を高精度に推定する装置であって、主に、センサ群11と、記憶部12と、入力部14と、制御部15と、出力部16とを有する。車載機1は、本発明における「算出装置」の一態様である。
次に、制御部15が実行する推定ヨー角ΨEの算出方法の概要について説明する。概略的には、制御部15は、計測ヨー角ΨLの算出が可能と判断した場合には、計測ヨー角ΨLを推定ヨー角ΨEとして算出すると共に、ライダ21の出力に基づき係数A〜Dのキャリブレーション処理を行う。一方、制御部15は、計測ヨー角ΨLの算出が不可と判断した場合には、キャリブレーションされた最新の係数A〜Dを用いて、ジャイロセンサベースヨーレートΨ・ G及び操舵角ベースヨーレートΨ・ Sをそれぞれ算出し、これらの算出値の信頼度に応じた重み付けを行うことで、推定ヨー角ΨEの算出に必要な推定ヨーレートΨ・ Eを算出する。
(1)係数A,B及びジャイロセンサベースヨーレートΨ・ Gの算出
まず、ジャイロ感度係数A及びジャイロオフセット係数Bのキャリブレーションについて説明する。
Ψ・=Aω+B
と表される。ここで、ライダ21により算出した計測ヨーレートΨ・ Lは真のヨーレートと見なせるので、時刻tでの計測ヨーレートΨ・ L[t]は、
Ψ・ L[t]=Aω[t]+B
となる。ここで、
x[t]=ω[t]
y[t]=Ψ・ L[t]
とすると、上記の式は、以下の式(7)により表される。
まず、操舵角感度係数C及び操舵角オフセット係数Dの導出に関する基本的な事項について説明する。
Yf=−Kf・βf
Yr=−Kr・βr
となる。
Sa[t]=kS[t]
次に、温度差ΔT、縦方向加速度差Δαx、横方向加速度差Δαy、ピッチ角度差Δθ、ロール角度差Δφに基づくジャイロセンサベースヨーレートΨ・ G及び操舵角ベースヨーレートΨ・ Sに対する重み付けの設定方法について説明する。
一般に、図5(A)、(B)に示される感度(ジャイロ感度係数A)及びオフセット(ジャイロオフセット係数B)は、ジャイロセンサ24の環境温度によって変化するため、時刻t0と現時刻tとの間に生じた温度差ΔTが大きいほど、ジャイロ感度係数A及びジャイロオフセット係数Bの誤差が大きくなることが予想される。以上を勘案し、本実施例では、制御部15は、式(3)に示されるように、温度差ΔTが大きいほど、係数A、Bを用いるジャイロセンサベースヨーレートΨ・ Gが、係数A、Bを用いない操舵角ベースヨーレートΨ・ Sよりも精度が低いと判断し、ジャイロセンサベースヨーレートΨ・ Gに対する重み付けを、操舵角ベースヨーレートΨ・ Sに対する重み付けよりも小さくする。これにより、制御部15は、ライダ21の出力に基づくヨー角の推定ができない場合であっても、真のヨー角に好適に近似された推定ヨー角ΨEを算出することができる。
図9(A)は、カーブを走行中の車両の状態を示す。また、図9(B)は、横傾斜路面を走行中の車両の状態を示す。図9(A)、(B)において、矢印の向きは力の向きを示し、矢印の長さは力の大きさを示す。
式(8)及び式(9)に基づき、以下の式が成立する。
mαy=2Yf+2Yr
一般に、縦加速度αxあるいはピッチ角θが変化した場合、車両の駆動力が変化する。また、スリップ率λの変化は走行状態によって動的に変化し、車両の加速や減速が生じた場合にスリップ率λが変化するため、車両の駆動力が変化すると、スリップ率λが変化している可能性が高い。また、前述した図7(B)に示す横力とスリップ率λとの関係に示されるように、スリップ率λが変化すると横力が変化するため、スリップ率λの変化により結果として車輪横滑り角βf、βrも変化している可能性が高くなる。従って、縦方向加速度差Δαx又はピッチ角度差Δθが大きいほど、車輪横滑り角βf、βrに応じて変化する操舵角オフセット係数D(式(16)参照)も変化し、操舵角オフセット係数Dを用いる操舵角ベースヨーレートΨ・ Sの誤差が大きくなる。
次に、図3のステップS102におけるライダ21によるヨー角及び車体速度の計測可否の判定方法の具体例について説明する。
次に、本実施例による効果について補足説明する。
以下では、実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて実施例に適用されてもよい。
制御部15は、式(3)においてジャイロセンサベースヨーレートΨ・ Gと操舵角ベースヨーレートΨ・ Sの重み付けを決定する各差分値ΔT、Δαx、Δαy、Δθ、Δφに対し、それぞれ所定の係数を乗じてもよい。即ち、制御部15は、各差分値ΔT、Δαx、Δαy、Δθ、Δφに乗じる係数「wT」、「wαx」、「wαy」、「wθ」、「wφ」を設定し、以下の式(21)に基づき推定ヨーレートΨ・ Eを算出してもよい。
制御部15は、式(2)に基づく操舵角ベースヨーレートΨ・ Sの算出において、操舵角センサ28が出力する操舵角の検出値を用いる代わりに、車輪ごとの回転速度の差に基づき算出した操舵角の推定値を用いてもよい。
S[t]=(Sf[t]+Sr[t])/2
制御部15は、ライダ21以外の外界センサの出力に基づき高精度なヨー角を算出してもよい。
制御部15は、式(3)によれば、各差分値ΔT、Δαx、Δαy、Δθ、Δφを全て勘案してジャイロセンサベースヨーレートΨ・ G及び操舵角ベースヨーレートΨ・ Sへの重み付けを決定した。しかし、本発明が適用可能なジャイロセンサベースヨーレートΨ・ G及び操舵角ベースヨーレートΨ・ Sへの重み付けの方法は、これに限られない。
11 センサ群
12 記憶部
14 入力部
15 制御部
16 出力部
17 ヨー角推定部
18 キャリブレーション部
Claims (8)
- 移動体の周辺の情報から取得する前記移動体の第1ヨーレート及び前記移動体に関する情報に基づき、前記移動体の第2ヨーレートを算出するための算出情報を補正する補正部と、
前記第1ヨーレートを取得できる場合、前記第1ヨーレートを前記第2ヨーレートとすると共に前記算出情報を補正し、前記第1ヨーレートを取得できない場合、前記移動体に関する情報及び補正された算出情報に基づき前記第2ヨーレートを算出する制御部と、を備えることを特徴とする算出装置。 - 前記移動体に搭載される角速度センサの出力及び前記算出情報に基づき前記移動体のヨーレートを算出する第1算出部と、
前記移動体の操舵角及び速度と前記算出情報とに基づき前記移動体のヨーレートを算出する第2算出部と、
前記第1算出部が算出したヨーレートと前記第2算出部が算出したヨーレートとに基づき、前記第2ヨーレートを算出する第3算出部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の算出装置。 - 前記補正部は、前記移動体の周辺の情報から取得する前記第1ヨーレート及び前記移動体の速度に基づき、前記第1算出部がヨーレートを算出するために必要な第1変換情報と、前記第2算出部がヨーレートを算出するために必要な第2変換情報とを、それぞれ前記算出情報として補正することを特徴とする請求項2に記載の算出装置。
- 前記第3算出部は、前記算出情報を補正してからの温度変化量、前記移動体の横加速度の変化量、及び前記移動体のロール角の変化量の少なくとも1つに基づき、前記第2ヨーレートを算出する際の前記第1算出部が算出したヨーレート及び前記第2算出部が算出したヨーレートに対する重み付けを決定することを特徴とする請求項2または3に記載の算出装置。
- 前記第3算出部は、前記温度変化量、前記横加速度の変化量、及び前記ロール角の変化量に加えて、前記算出情報を補正してからの前記移動体の縦加速度の変化量及び前記移動体のピッチ角の変化量の少なくとも1つに基づき、前記第2ヨーレートを算出する際の前記第1算出部が算出したヨーレート及び前記第2算出部が算出したヨーレートに対する重み付けを決定することを特徴とする請求項4に記載の算出装置。
- 算出装置が実行する制御方法であって、
移動体の周辺の情報から取得する前記移動体の第1ヨーレート及び前記移動体に関する情報に基づき、前記移動体の第2ヨーレートを算出するための算出情報を補正する補正工程と、
前記第1ヨーレートを取得できる場合、前記第1ヨーレートを前記第2ヨーレートとすると共に前記算出情報を補正し、前記第1ヨーレートを取得できない場合、前記移動体に関する情報及び補正された算出情報に基づき前記第2ヨーレートを算出する制御工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - コンピュータが実行するプログラムであって、
移動体の周辺の情報から取得する前記移動体の第1ヨーレート及び前記移動体に関する情報に基づき、前記移動体の第2ヨーレートを算出するための算出情報を補正する補正部と、
前記第1ヨーレートを取得できる場合、前記第1ヨーレートを前記第2ヨーレートとすると共に前記算出情報を補正し、前記第1ヨーレートを取得できない場合、前記移動体に関する情報及び補正された算出情報に基づき前記第2ヨーレートを算出する制御部
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項7に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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