WO2020170688A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2020170688A1
WO2020170688A1 PCT/JP2020/001807 JP2020001807W WO2020170688A1 WO 2020170688 A1 WO2020170688 A1 WO 2020170688A1 JP 2020001807 W JP2020001807 W JP 2020001807W WO 2020170688 A1 WO2020170688 A1 WO 2020170688A1
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WO
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rotation
wheel
vehicle
rotation detection
determination target
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/001807
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English (en)
French (fr)
Inventor
知靖 坂口
大司 清宮
至貴 深澤
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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Priority to US17/423,945 priority patent/US12008845B2/en
Priority to DE112020000257.8T priority patent/DE112020000257T5/de
Priority to CN202080006319.9A priority patent/CN113424066B/zh
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/02—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only
    • G07C5/04—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only using counting means or digital clocks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to estimation of a wheel rotation direction by a wheel speed sensor that can be used for vehicle position estimation such as automatic driving of a vehicle, automatic parking, and car navigation.
  • the movement amount of the vehicle is estimated from the average rotation amount of the left and right rear wheels, and the turning amount of the vehicle is estimated from the rotation amount difference between the left and right rear wheels (the turning amount is the steering angle. May be used).
  • the rotation amount is calculated from the count of the wheel speed pulse, and the rotation direction of the wheel is calculated from the gear position (D range/R range, etc.) of the vehicle.
  • the direction of rotation of the running wheel can be easily determined from the gear position etc.
  • the rotation direction of the wheels when the vehicle is about to stop or when the vehicle collides with a step or the like may be different from the gear position or the like due to the reaction of braking or the rebound of the wheel, and the determination thereof is difficult.
  • a wheel speed sensor that outputs the rotation direction of the wheel, it may be delayed in detecting a change in the rotation direction. If the information of the wheel speed sensor is used in a state where the rotation direction of the wheel is wrong, the movement amount of the own vehicle and the turning amount of the own vehicle become inaccurate, and the accuracy of the own vehicle position estimation deteriorates. This has a great influence particularly in an automatic parking system in which accuracy of about several cm is important.
  • the value of a counter that is counted each time the wheel passes a specific rotation angle position due to rotation is often used. For example, if there are 100 counts during one rotation of the wheel, the rotation amount is about 3.6 degrees per count, and if the travel distance per rotation of the wheel is known, The mileage can be estimated.
  • this counter counts regardless of the wheel rotation direction.
  • the rotation direction changes, it is possible that after the wheel has passed a specific rotation angle position, immediately after that, the wheel reversely rotates to pass the rotation angle position of the specificity position and the counter is counted again. ..
  • the reverse rotation starts at the forward rotation of 0.1 degrees after the first count, and the counter starts counting again at the reverse rotation of 0.1 degrees.
  • Patent Document 1 discloses that the rotation amount of the wheel is acquired as a count value and is used for estimating the own vehicle position. However, for each increment of the count value, in which rotation direction the increment is due to rotation. , I have not judged.
  • rotation detection detecting that a wheel passes a specific rotation angle position by a wheel speed sensor.
  • the rotation detection counted when the wheel reversely rotates due to rolling back of the vehicle when the vehicle is stopped or bouncing at a step is correctly counted by reverse rotation. It is important to judge that
  • One aspect of the present disclosure is a vehicle including a plurality of wheels, wherein each of the plurality of wheels is included in the plurality of wheels by a sensor that detects rotation of each wheel each time a wheel passes a predetermined rotation angle position.
  • a vehicle control device for determining a rotation direction of a wheel, which counts rotation detection of each wheel by the sensor, and a selected determination target based on a count value of the rotation detection of each wheel by the counting unit and the counting unit.
  • a rotation determination unit that determines the rotation direction of the wheels, and the movement distance from the rotation detection of each wheel to the next rotation detection is based on the movement distance of the vehicle at a predetermined position.
  • the rotation determination unit defines a rotation detection traveling distance equal to or less than the rotation detection traveling distance of the first determination target wheel while the rotation of the selected first determination target wheel is detected twice. When there is no rotation detection even once in the first reference wheel that it has, it is determined that the rotation direction of the second rotation of the first determination target wheel is opposite to the rotation direction of the first rotation detected.
  • the vehicle control device is characterized by the following.
  • the plurality of wheels are included in the plurality of wheels by a sensor that detects the rotation of each wheel every time the wheels pass a predetermined rotation angle position.
  • a vehicle control device for determining a rotation direction of a wheel to be rotated, which counts rotation detection of each wheel by the sensor, and a selected determination based on a count value of the rotation detection of each wheel by the counting unit.
  • a rotation determination unit that determines the rotation direction of the target wheel, and with the movement distance of the predetermined position of the vehicle as a reference, the movement distance from the rotation detection of each wheel to the next rotation detection is
  • the rotation determination traveling distance is defined as the rotation detection traveling distance
  • the rotation determination unit determines the rotation detection traveling distance from the rotation detection traveling distance of the first determination target wheel while the rotation of the selected first determination target wheel is detected twice.
  • the rotation direction of the second rotation detected by the first determination target wheel is opposite to the rotation direction of the first detected rotation. It is a vehicle control device characterized by determining the direction.
  • FIG. 3 is a schematic logical configuration diagram showing an example of a wheel speed pulse counting unit of the ABS/ESC ECU. It is a figure explaining an example of a mechanism of a wheel speed sensor. The two pulse signal waveform examples produced
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a vehicle control system 1 including a wheel reverse rotation detection system according to an embodiment.
  • the wheel reverse rotation detection system is a wheel speed sensor 16A to 16D corresponding to each wheel and an ABS (Anti-lock Brake System)/ESC (Electronic Stability Control) ECU (Electronic Control Unit) connected to the wheel speed sensor 16A to 16D. 30 and 30 are provided.
  • the wheel speed sensors 16A to 16D detect the rotation of the corresponding wheels 12A to 12D, respectively.
  • the rotation detection detects that the wheel passes a specific rotation angle position. Details of the configuration of the wheel speed sensor will be described later with reference to FIG.
  • the ABS/ESC ECU 30 counts the number of wheel rotation detections by the wheel speed sensors 16A to 16D.
  • the wheel reverse rotation detection system is further connected to a transmission ECU 20 connected to a gear position sensor (not shown in FIG. 1) in the transmission 15 and a steering angle sensor (not shown in FIG. 1) in the steering mechanism 14.
  • the steering ECU 50 and the automatic parking controller 40 are provided.
  • the transmission ECU 20, the ABS/ESC ECU 30, the automatic parking controller 40, and the steering ECU 50 are connected to the communication network (NW) 17.
  • the automatic parking controller 40 receives information about gear positions (D range/R range, etc.) from the transmission ECU 20, wheel detection information from the ABS/ESC ECU 30, and steering angle information from the steering ECU 50 via the NW 17. To get.
  • FIG. 2 is a logical configuration diagram showing an example of a vehicle control system 1 including the wheel reverse rotation detection system according to the embodiment.
  • the transmission ECU 20 includes a gear position detection unit 21 that detects the gear position based on the signal from the gear position detection sensor 151.
  • the ABS/ESC ECU 30 includes a wheel speed pulse counting unit 31 (an example of a counting unit) that counts the wheel speed pulses from the wheel speed sensors 16A to 16D.
  • the wheel speed pulse counting unit 31 counts the number of times wheel rotation is detected by each of the wheel speed sensors 16A to 16D.
  • the automatic parking controller 40 includes a vehicle position estimation unit 41 (an example of a rotation determination unit) that estimates the vehicle position.
  • the steering ECU 50 includes a steering angle detection unit 51 that detects a steering angle of the steering based on a signal from the steering angle detection sensor 141.
  • each functional unit of the ECU can be realized by hardware or cooperation of hardware and software.
  • the functional unit can be realized by a processor that operates according to a program and/or a specific LSI (Large-Scale Integration).
  • the vehicle position estimation unit 41 uses the wheel speed pulse count value for vehicle position estimation.
  • the vehicle position estimation unit 41 determines the rotation direction of the selected wheel based on the count value of the rotation detection of each wheel by the wheel speed pulse counting unit 31. For example, the vehicle position estimation unit 41 determines the wheel speed pulse count value of the four wheels output by the wheel speed pulse counting unit 31, the gear position output by the gear position detection unit, and the steering angle output by the steering angle detection unit 51. Based on the increment of the wheel speed pulse count value, the rotation direction is determined (estimated) and reflected in the calculation of the vehicle position estimation.
  • FIG. 3 is a schematic logical configuration diagram showing an example of the wheel speed pulse counting unit 31 of the ABS/ESC ECU 30 according to the embodiment.
  • the wheel speed pulse counting section 31 shapes the signal detected by the wheel speed sensor 16 to generate a pulse signal, and counts and records the number of voltage changes of the pulse signal.
  • the wheel speed sensor 16 is any one of the wheel speed sensors 16A to 16D.
  • the wheel speed pulse counting section 31 includes a waveform shaping section 311, a rotation detecting section 312, and a recording section 313.
  • the waveform shaping section 311 shapes the signals detected by the wheel speed sensors 16A to 16D to generate pulse signals.
  • the rotation detection unit 312 detects when the pulse signal generated by the waveform shaping unit 311 has passed the rising threshold from the low potential side to the high potential side, and when the pulse signal voltage has the falling threshold from the high potential side to the low potential side. Detects wheel rotation when exiting.
  • the recording unit 313 counts the number of rotation detections of each wheel detected by the rotation detection unit 312 and records the count in the internal memory.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the mechanism of the wheel speed sensor 16.
  • the wheel speed sensor 16 is a device that sequentially detects that a rotor attached to a wheel has rotated a predetermined amount and converts the rotor into an electric signal.
  • the rotor 13 has a plurality of convex portions 131 and concave portions 132 arranged at equal intervals in the circumferential direction, and is attached to, for example, an axle.
  • FIG. 4 shows a configuration example of an electromagnetic pickup type wheel speed sensor 16, which has a magnetized electrode 161 at its tip.
  • the wheel speed sensor 16 is arranged so that the direction of the shaft 162 of the electrode 161 coincides with the radial direction of the rotor 13 and the tip of the electrode 161 is close to the outer peripheral surface of the rotor 13.
  • the wheel speed sensor 16 outputs, as an electric signal, a change in voltage generated when the convex portion 131 and the concave portion 132 on the rotor 13 pass near the electrode 161 of the wheel speed sensor 16 while the rotor 13 is rotating.
  • the wheel speed sensor 16 may be of any type as long as it can detect the passage of the convex portion 131 and the concave portion 132 while the rotor 13 is rotating.
  • MRE Magnetic Resistance Element: A magnetic resistance element
  • rotation detection length (travel distance per rotation of wheel)/(number of rotation detections per rotation of wheel) )
  • the traveling distance of the wheel can be calculated using the rotation detection length and the number of rotation detections, and the traveling speed of the wheel can be calculated using the rotation detection length and the time interval of the rotation detection.
  • FIG. 5 shows two pulse signal waveform examples generated by the waveform shaping section 311.
  • the horizontal axis represents elapsed time and the vertical axis represents voltage.
  • a waveform 551A shows a pulse signal when the rotor 13 is rotating in a fixed direction.
  • a waveform 551B shows a pulse signal when the rotation direction of the rotor 13 reverses midway. As shown by the waveform 551B, the pulse signal alternately repeats rising and falling regardless of the change in the rotation direction.
  • the time interval between the rise and fall of the pulse signal can usually be obtained from the rotation detection length/rotation speed, but it may be shorter than this when there is a change in the rotation direction.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining how the wheel speed pulse count is incremented when the traveling direction of the vehicle changes.
  • the graphs of FIGS. 6A and 6B respectively show the gear position and the change over time of the wheel speed pulse count values of the four wheels. The vehicle stops from the forward movement state, and then the driver switches the gear position from the forward movement gear to the reverse movement gear to start the reverse movement.
  • the rotation direction When the rotation direction is constant, it is incremented for each constant rotation amount (1 count rotation amount). On the other hand, in the vicinity of the switching of the traveling direction in this way, if there is a rotation amount in the reverse direction equal to or larger than the difference in rotation amount between the final increment time and the switching time of the traveling direction, the rotation amount is incremented again.
  • the counting interval of each wheel can be calculated from the rotation amount according to the travel distance in the flow line of each wheel and the one-count rotation amount, and the wheel speed pulse count value of each wheel is incremented. The order of can be estimated. In the vicinity of the switching of the traveling direction of the vehicle, the wheel speed pulse count value of the wheel that is incremented in the vicinity of the switching of the traveling direction is continuously and again incremented.
  • the increment in the forward gear is the increment due to the rotation of the wheel in the forward direction
  • the increment in the reverse gear is the backward direction of the wheel. It is assumed that the increment is determined by rotation.
  • each wheel slightly reversely rotates, but since there is no increment due to reverse rotation, there is no influence on the vehicle position estimation.
  • FIG. 6B the increment due to the reverse rotation is generated, and the increment of the backward rotation is erroneously recognized as the increment of the forward rotation. This adversely affects the estimation accuracy of the vehicle position estimation.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining how the wheel speed pulse count is incremented when the traveling direction of the vehicle changes.
  • the graphs in FIGS. 7 and 7B respectively show the gear position and the wheel speed pulse count values of four wheels over time. Further description is added to the description with reference to FIGS. 6A and 6B.
  • the normal increment and the reverse rotation increment are paired, and when there is the increment of another wheel between the normal increment and the reverse rotation increment of a certain wheel, During the increment of, the normal increment of the other wheel and the reverse rotation increment are paired, and the increment is an even number.
  • FIG. 8 and 9 are diagrams for explaining a method of calculating the increment number of another wheel during the increment of each wheel (hereinafter referred to as the increment number between increments).
  • FIG. 8 shows the configuration of a counter for calculating the increment number between increments.
  • a row in this table means that, when rotation of the wheel indicated in the row is detected, a counter (return to the initial value (0)) belonging to the row is executed.
  • the column of this table means that when rotation is detected on the wheel shown in that column, the increment of the counter belonging to that column is executed. For example, when rotation is detected on the right front wheel, the counters CntAB, CntAC, CntAD are reset to zero, and the counters CntBA, CntCA, CntDA are incremented. With this counter configuration, it is possible to count the number of times of rotation detection of wheels other than the wheel between the rotation detection of one wheel and the next rotation detection.
  • FIG. 9 is a flowchart for specifically explaining the procedure for calculating the inter-count count number between the wheels using the counter configuration of FIG.
  • the procedure shown in this flowchart is executed by the wheel speed pulse counting section 31 for each control cycle of the system, for example.
  • the wheel speed pulse counting unit 31 checks whether or not the rotation of each wheel is detected, and resets the count value of the row of the wheel for which the rotation has been detected to zero in the current value counter (S12). Next, the wheel speed pulse counting section 31 increments the count value of the row of wheels for which rotation has been detected by one for both the current value counter and the previous value counter (S13).
  • the vehicle position estimation unit 41 detects rotation of a certain wheel in the control cycle, by referring to the previous value counter belonging to the row of the wheel, the own vehicle position estimation unit 41 detects other rotations of the wheel while detecting other rotations. It is possible to obtain the number of times the rotation of the wheel has been detected.
  • the control cycle of this vehicle control system is determined by a unit time (for example, 10 ms)
  • the rotation detection is performed by a plurality of wheels within the same time (the same control timing)
  • the temporal context cannot be identified. ..
  • the number of rotation detections of the other wheels during the two rotation detections of the wheel is also the number of rotation detections of the other wheels at the same control timing as the rotation detection of the wheel. Including. This may count more rotations of other wheels than it really is.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the concept of the rotation detection travel distance from the travel distance of the vehicle and the positional relationship of each wheel.
  • the travel distance of the vehicle is defined as the travel distance (travel distance) of one point on the vehicle (reference point (predetermined position): center of rear wheel axle, for example).
  • the traveling distance of the vehicle and the traveling distance of each wheel do not match except when traveling straight ahead. While the vehicle is turning, the traveling distance of the vehicle and the traveling distance of each wheel are proportional to the turning radius at each position. For a wheel that passes outside the center of the rear wheel axle when turning, the number of times of rotation detection per mileage of the vehicle increases compared to when traveling straight ahead. For a wheel passing inside the center of the rear wheel axle when turning, the number of rotation detections per mileage of the vehicle is smaller than that when traveling straight ahead.
  • the vehicle reference point is the rear wheel axle center point 60.
  • the vehicle turning radius at the steering angle ⁇ that is, the turning radius of the reference point 60 is represented as R( ⁇ ).
  • the turning radii at the respective positions of the right front wheel 12A, the left front wheel 12B, the right rear wheel 12C, and the left rear wheel 12D at the steering angle ⁇ are rA( ⁇ ), rB( ⁇ ), rC( ⁇ ), and rD. Expressed as ( ⁇ ).
  • the rotation detection length of the wheel 12x (x is any of A to D) is represented by Lx
  • the turning radius is represented by rx( ⁇ ).
  • the rotation detection traveling distance Lpx of the wheel 12x is expressed by the following mathematical formula.
  • Lpx Lx*R( ⁇ )/rx( ⁇ )
  • the turning radius is a function of the steering angle ⁇ , but these may be functions of the values of GPS (Global Positioning System), acceleration sensor, yaw rate sensor, etc., for example. Further, the turning radius may be estimated from the vehicle speed immediately before and the rotation detection interval (time) of each wheel.
  • GPS Global Positioning System
  • acceleration sensor acceleration sensor
  • yaw rate sensor yaw rate sensor
  • both wheels are supposed to rotate in a fixed direction.
  • the wheel 12y is always detected once or more while the wheel 12x is detected twice.
  • the second rotation detection of the wheel 12x is the reverse rotation rotation detection as described with reference to FIGS. 6A and 6B.
  • the two wheels 12x and 12y it is assumed that both wheels are rotating in a fixed direction.
  • the rotation detection traveling distance Lpx of the wheel 12x is smaller than the rotation detection traveling distance Lpy of the wheel 12y (Lpx ⁇ Lpy)
  • the wheel 12y is detected once or twice while the wheel 12x is detected twice. It is impossible to detect rotation more than once. Otherwise, the second rotation detection of the wheel 12x is the reverse rotation rotation detection as described with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • three or more rotation detections of the wheel 12y may occur during the two rotation detections of the wheel 12x by vibrating the wheels. These rotation detections of the wheel 12y detect the same angular position of the wheel 12y.
  • the first and third rotation detections of the wheel 12y after the rotation detection of the wheel 12x are rotation detections by forward rotation
  • the second and fourth rotation detections are rotation detections by reverse rotation.
  • the odd-numbered rotation detection of the wheel 12y is the rotation detection by the forward rotation
  • the even-numbered rotation is the rotation detection by the reverse rotation
  • the rotation detection of the wheel 12x after the wheel 12y rotates forward is the rotation detection by the forward rotation
  • the rotation detection of the wheel 12x after the wheel 12y rotates the reverse is the rotation detection by the reverse rotation.
  • the second rotation of the wheel 12x is detected by reverse rotation. It is detection. Further, Lpx ⁇ Lpy, and when the wheel 12x is detected to rotate an odd number of times while the wheel 12x is detected to rotate twice, the second rotation detection of the wheel 12x is rotation detection by forward rotation.
  • the second rotation detection of the wheel 12x is rotation detection by forward rotation.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process for determining whether or not the rotation detection of the wheels is due to reverse rotation. The process shown in this flowchart is performed when the rotation is detected by any of the wheels, and is performed after the process described with reference to FIG. 9 is performed. When the reverse rotation may occur only in the low speed traveling, the reverse rotation may be performed only in the low speed traveling less than the preset vehicle speed.
  • the vehicle position estimation unit 41 calculates the rotation detection travel distances LpA, LpB, LpC, and LpD of each wheel by the method described with reference to FIG. 10 (S21).
  • the reference point and the turning radius of each wheel are defined in advance by, for example, a function of the steering angle, and the own vehicle position estimation unit 41 can acquire the information on the steering angle from the steering angle detection unit 51.
  • the own vehicle position estimation unit 41 determines whether or not the wheels are reversely rotated based on the following logic.
  • the vehicle position estimation unit 41 receives a notification of wheel rotation detection from the wheel speed pulse counting unit 31.
  • the rotation direction of the wheel 12x is determined by the following method (S22).
  • the vehicle position estimation unit 41 estimates the vehicle position based on the rotation direction of the wheels 12x.
  • the vehicle position estimating unit 41 determines that the rotation detection of the wheel 12x is the rotation detection by the reverse rotation.
  • the own vehicle position estimation unit 41 can acquire the counter value from the wheel speed pulse counting unit 31.
  • the vehicle position estimation unit 41 selects, for example, one wheel 12y for which Lpy satisfies the above condition for Lpx, and determines the rotation direction of the wheel 12x based on the counter value of the wheel 12y.
  • the own vehicle position estimation unit 41 performs the rotation detection of the selected determination target wheel 12x twice, while the rotation detection traveling distance of the determination target wheel 12x is longer than the rotation detection traveling distance of the reference wheel 12y (Lpx ⁇ Lpx ⁇ Lpy), when an even number of rotations are detected, it is determined that the rotation direction of the second detected rotation of the determination target wheel 12x is opposite to the rotation direction of the first detected rotation.
  • the vehicle position estimation unit 41 detects the second detected rotation of the determination target wheel 12x.
  • the rotation direction of is determined to be the same as the rotation direction of the rotation detected for the first time.
  • the vehicle position estimation unit 41 can determine the rotation direction of the wheel 12x based on other determination conditions.
  • the other determination conditions are, for example, the drive torque direction, the gradient direction, the acceleration sensor value, and the past performance data.
  • Lpx> Lpy
  • the vehicle position estimation unit 41 may use, as the information on the turning direction, information on the difference in the distance traveled between the left and right wheels, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, etc., in addition to the information on the steering angle detection sensor 141.
  • the left and right front wheels and the left and right rear wheels have the same rotation detection length, and the present method can be applied to the front wheels and the rear wheels.
  • the vehicle position estimation unit 41 determines that the rotation detection traveling distance of the reference wheel 12y is equal to or less than the rotation detection traveling distance of the determination target wheel 12x, and the reference wheel is the determination target wheel 12x when the vehicle turns.
  • the turning detection travel distance of the reference wheel 12y is shorter than the rotation detection travel distance of the determination target wheel 12x during turning.
  • FIG. 12 shows the relationship between the reference point 60 and the turning radius of the wheel in a turning vehicle.
  • the steered wheels and the non-steered wheels have substantially the same trajectory when the vehicle is straight ahead, and the rotation detection traveling distance of the steered wheels when the vehicle is straight ahead is the non-steered wheel.
  • the rotation detection travel distance is less than the rotation detection travel distance
  • the steering wheel rotation detection travel distance is determined to be less than the non-steering wheel rotation detection travel distance regardless of the turning direction of the vehicle.
  • this embodiment focuses on the wheel for which it is desired to detect the counter rotation, and detects the rotation of the wheel twice from the rotation detection pattern of the other wheel during the rotation detection of the wheel twice. Is determined whether the rotation directions are the same direction or opposite directions. This makes it possible to detect the reverse rotation count of the wheel speed sensor due to, for example, the rolling back of the vehicle immediately before the vehicle stops, the bouncing of the vehicle at a step, or the like. By reflecting the vehicle rolling back or the vehicle bouncing in the vehicle position estimation, the vehicle position estimation accuracy can be improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, etc. may be realized in hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • the above-described respective configurations, functions and the like may be realized by software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • Information such as a program, a table, and a file for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card or an SD card.
  • control lines and information lines are shown to be necessary for explanation, and not all control lines and information lines are shown on the product. In reality, it may be considered that almost all configurations are connected to each other.

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Abstract

車輪の回転方向を判定する。 車両制御装置は、センサによる各車輪の回転検知をカウントするカウント部と、カウント部による各車輪の回転検知のカウント値に基づき、選択した判定対象車輪の回転方向を判定する回転判定部と、を含む。車両の所定位置の移動距離を基準として、各車輪で回転検知してから次に回転検知するまでの移動距離は、各車輪の回転検知走行距離と定義される。回転判定部は、選択した第１の判定対象車輪が２回回転検知される間に、第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下の回転検知走行距離を有する第１の参照車輪において、１回も回転検知がないとき、第１の判定対象車輪の２回目に検知した回転の回転方向は、１回目に検知した回転の回転方向と逆方向と判定する。

Description

車両制御装置
　本発明は、車両の自動運転、自動駐車、カーナビゲーション等の自車位置推定に用いることが可能な、車輪速センサによる車輪回転方向の推定に関する。
　自動運転や自動駐車等で使用される自車位置推定において車輪速センサを使用する場合に、車輪の回転方向を知ることが重要である。車輪速センサを使用する自車位置推定は、例えば、自車の移動量を左右後輪の平均回転量、自車の旋回量を左右後輪の回転量差から推定する（旋回量は操舵角を使用する場合もある）。回転量は車輪速パルスのカウントから算出され、車輪の回転方向は車両のギアポジション（Ｄレンジ／Ｒレンジなど）から算出される。
　走行中の車輪の回転方向は、ギアポジション等から容易に判定できる。しかし、車両の停車間際や車両が段差等に衝突したときの車輪の回転方向は、制動の反動や跳ね返りの影響でギアポジション等と異なることがあり、その判定が難しい。車輪の回転方向を出力する車輪速センサもあるが、回転方向の変化を検出することが遅れることもある。車輪の回転方向を間違えた状態で、車輪速センサの情報を使用すると、自車の移動量と自車の旋回量が不正確になり、自車位置推定の精度が低下する。これは、特に、数ｃｍ程度の精度が重要になる自動駐車システムなどでは、影響が大きい。
　車輪速センサによる回転量測定は、車輪が回転によって特定の回転角度位置を通過する毎にカウントされるカウンタの値を使用することが多い。例えば、車輪が１回転する間に１００回のカウントがあるとすると、１カウント当り約３．６度の回転量であり、車輪の１回転当りの走行距離が既知ならば１カウント当りの車輪の走行距離を推定することができる。
　しかし、このカウンタは、車輪の回転方向には関係なくカウントされることが知られている。回転方向が変化するときには、車輪が特定の回転角度位置を通過した後、すぐに車輪が逆回転して当該特定度位置の回転角度位置を通過して、カウンタが再度カウントされることがあり得る。例えば、通常は１カウント当り３．６度の回転量が必要なところで、最初のカウント後に０．１度順回転したところで逆回転が始まり、０．１度逆回転したところでカウンタが再度カウントされることがある。
　このとき、逆回転によるカウントを順回転によるカウントと取り違えると、本来車輪は０．１度進み０．１度戻ったところを、３．６度進んだものと推定することになる。これは車輪の推定位置を３．６度分間違うことになる。これを自車位置推定にそのまま反映すると、移動量と旋回量の推定精度を低下させ、その結果、自車位置推定の精度が低下する。
　特許文献１は、車輪の回転量をカウント値として取得し、自車位置推定に使用することを開示しているが、カウント値のインクリメント毎にそのインクリメントがどちらの回転方向の回転によるものなのか、判定していない。
特開平１０－０３８５８５号公報
　以下において、車輪速センサによって車輪が特定の回転角度位置を通過することを検知することを回転検知と呼ぶものとする。車輪速センサによる回転検知の回数をカウントしたときに、例えば車両停車際の車両揺り戻しや段差での跳ね返り等により、車輪が逆回転したときにカウントした回転検知を、正しく逆回転によるカウントであると判定することが重要である。
　本開示の一態様は、複数の車輪を含む車両において、前記複数の車輪の各車輪が所定の回転角度位置を通過する毎に各車輪の回転を検知するセンサによって、前記複数の車輪に含まれる車輪の回転方向を判定する車両制御装置であって、前記センサによる各車輪の回転検知をカウントする、カウント部と、前記カウント部による各車輪の前記回転検知のカウント値に基づき、選択した判定対象車輪の回転方向を判定する回転判定部と、を含み、前記車両の所定位置の移動距離を基準として、各車輪で回転検知してから次に回転検知するまでの移動距離は、各車輪の回転検知走行距離と定義され、前記回転判定部は、選択した第１の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下の回転検知走行距離を有する第１の参照車輪において、１回も回転検知がないとき、前記第１の判定対象車輪の２回目に検知した回転の回転方向は、１回目に検知した回転の回転方向と逆方向と判定する、ことを特徴とする車両制御装置である。
　本開示の他の態様は、複数の車輪を含む車両において、前記複数の車輪の各車輪が所定の回転角度位置を通過する毎に各車輪の回転を検知するセンサによって、前記複数の車輪に含まれる車輪の回転方向を判定する車両制御装置であって、前記センサによる各車輪の回転検知をカウントする、カウント部と、前記カウント部による各車輪の前記回転検知のカウント値に基づき、選択した判定対象車輪の回転方向を判定する回転判定部と、を含み、前記車両の所定位置の移動距離を基準として、各車輪で回転検知してから次に回転検知するまでの移動距離は、各車輪の回転検知走行距離と定義され、前記回転判定部は、選択した第１の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離よりも回転検知走行距離が長い第１の参照車輪において、偶数回の回転検知があったとき、前記第１の判定対象車輪の２回目に検知された回転の回転方向は１回目に検知された回転の回転方向と逆方向と判定する、ことを特徴とする車両制御装置である。
　本発明の一態様によれば、車両停車間際の車両揺り戻しや段差での車両跳ね返りによる車輪速センサの逆回転カウントを検出できる。
車輪逆転検知システムを備えた車両制御システムの一例を示す全体構成図である。 車輪逆転検知システムを備えた車両制御システムの一例を示す論理構成図である。 係るＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵの車輪速パルスカウント部の一例を示す概略論理構成図である。 車輪速センサの仕組みの一例について説明する図である。 波形整形部で生成された二つのパルス信号波形例を示す。 車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。 車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。 車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。 車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。 インクリメント間インクリメント数を演算するためのカウンタの構成を示している。 図８のカウンタ構成を使用して、各車輪間のカウント間カウント数を演算する手順を具体的に説明するフローチャートである。 車両の走行距離と各車輪の位置関係から、回転検知走行距離の概念を説明する図である。 車輪の回転検知が逆回転によるものか否か判定するための処理を示すフローチャートである。 旋回する車両における、基準点及び車輪の旋回半径の関係を示す。
　以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には同一の符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
　図１は、実施例に係る車輪逆転検知システムを備えた車両制御システム１の一例を示す全体構成図である。車輪逆転検知システムは、車輪それぞれに対応する車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄと、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄと接続しているＡＢＳ（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋ　Ｂｒａｋｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）／ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）　ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）３０とを備えている。
　車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄは、それぞれ、対応する車輪１２Ａ～１２Ｄの回転検知を行う。回転検知は、車輪が特定の回転角度位置を通過することを検知する。車輪速センサの構成の詳細は、図４を参照して後述する。ＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵ３０は、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄそれぞれによる車輪の回転検知の回数をカウントする。
　車輪逆転検知システムは、さらに、変速機１５内のギアポジションセンサ（図１において不図示）と接続している変速機ＥＣＵ２０と、ステアリング機構１４内のステアリング角度センサ（図１において不図示）と接続しているステアリングＥＣＵ５０と、自動駐車コントローラ４０を備えている。変速機ＥＣＵ２０、ＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵ３０、自動駐車コントローラ４０及びステアリングＥＣＵ５０は、通信ネットワーク（ＮＷ）１７に接続されている。自動駐車コントローラ４０は、変速機ＥＣＵ２０からギアポジション（Ｄレンジ／Ｒレンジなど）の情報を、ＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵ３０からの車輪検知の情報を、そして、ステアリングＥＣＵ５０から舵角の情報を、ＮＷ１７を介して取得する。
　図２は、実施例に係る車輪逆転検知システムを備えた車両制御システム１の一例を示す論理構成図である。変速機ＥＣＵ２０は、ギアポジション検出センサ１５１からの信号に基づき、ギアポジションを検出するギアポジション検出部２１を含む。ＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵ３０は、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄからの車輪速パルスをカウントする車輪速パルスカウント部３１（カウント部の例）を含む。
　車輪速パルスカウント部３１は、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄそれぞれによる車輪の回転検知の回数をカウントする。自動駐車コントローラ４０は、自車位置を推定する自車位置推定部４１（回転判定部の例）を含む。ステアリングＥＣＵ５０は、ステアリング角度検出センサ１４１からの信号に基づき、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出部５１を含む。
　ＥＣＵの機能部は、それぞれ、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの協働により実現できる。例えば、機能部は、プログラムに従って動作するプロセッサ及び／または特定のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）により実現することができる。
　自車位置推定部４１は、車輪速パルスカウント値を自車位置推定に使用する。自車位置推定部４１は、車輪速パルスカウント部３１による各車輪の回転検知のカウント値に基づき、選択した車輪の回転方向を判定する。例えば、自車位置推定部４１は、車輪速パルスカウント部３１が出力する４輪の車輪速パルスカウント値、ギアポジション検出部が出力するギアポジション、及び操舵角検出部５１が出力する操舵角に基づき、車輪速パルスカウント値のインクリメントについて、回転方向を判定（推定）し、自車位置推定の計算に反映する。
　図３は、実施例に係るＡＢＳ／ＥＳＣ　ＥＣＵ３０の車輪速パルスカウント部３１の一例を示す概略論理構成図である。車輪速パルスカウント部３１は、は、車輪速センサ１６で検出された信号を整形してパルス信号を生成し、そのパルス信号の電圧変化の回数をカウントして記録する。車輪速センサ１６は、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄの任意の一つを示す。
　具体的には、車輪速パルスカウント部３１は、波形整形部３１１、回転検知部３１２及び記録部３１３を含む。波形整形部３１１は、車輪速センサ１６Ａ～１６Ｄで検出された信号を整形してパルス信号を生成する。回転検知部３１２は、波形整形部３１１で生成されたパルス信号が立ち上り閾値を低電位側から高電位側に抜けた時と、パルス信号の電圧が立ち下り閾値を高電位側から低電位側に抜けた時に、車輪の回転を検知する。記録部３１３は、回転検知部３１２で検知された車輪それぞれの回転検知の回数をカウントして内部メモリに記録する。
　図４は、車輪速センサ１６の仕組みの一例について説明する図である。車輪速センサ１６は、車輪に取り付けられているロータが所定量回転したことを逐次検出してこれを電気信号に変換する装置。図４に示すように、ロータ１３は、周方向に等間隔に配された凸部１３１と凹部１３２を複数有し、例えば、車軸に取り付けられたている。
　図４は、電磁ピックアップ式の車輪速センサ１６の構成例を示しており、車輪速センサ１６は、磁化された電極１６１を先端に有する。車輪速センサ１６は、電極１６１の軸１６２の方向がロータ１３の径方向に一致するように、かつ、電極１６１の先端がロータ１３の外周面に近接するように配置されている。
　車輪速センサ１６は、ロータ１３の回転中にロータ１３上の凸部１３１と凹部１３２が車輪速センサ１６の電極１６１の近傍を通過する際に発生する電圧の変化を電気信号として出力する。なお、車輪速センサ１６の検出方式は、ロータ１３の回転中の凸部１３１と凹部１３２の通過を検出可能なものであればよく、例えば他のホ一ル素子式、ＭＲＥ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ：磁気抵抗素子）式などでもよい。
　このような仕組みによる回転検知では、車輪の１回転当りの回転検知回数がロータの凹凸数から決まり、また、車輪の１回転当りの走行距離も決まっている。従って、各車輪の回転検知１回当りの走行距離（回転検知長と呼ぶものとする）は、回転検知長＝（車輪の１回転当りの走行距離）／（車輪の１回転当りの回転検知回数）として求めることができる。この回転検知長と回転検知回数を使って車輪の走行距離が算出でき、この回転検知長と回転検知の時間間隔を使用して車輪の走行速度を算出することができる。
　図５は、波形整形部３１１で生成された二つのパルス信号波形例を示す。図５において、横軸は経過時間を示し、縦軸は電圧を示す。波形５５１Ａは、ロータ１３が一定方向で回転している場合のパルス信号を示す。波形５５１Ｂは、ロータ１３の回転方向が途中で逆転した場合のパルス信号を示す。波形５５１Ｂに示すように、パルス信号は回転方向の変化に係わらず立ち上りと立ち下りを交互に繰り返す。パルス信号の立ち上りと立ち下りの時間間隔は、通常では、回転検知長／回転速度から求めることができるが、回転方向の変化があったときには、これより短くなることがある。
　図６Ａ及び６Ｂは、車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。図６Ａ及び６Ｂのグラフは、それぞれ、ギアポジション及び四つの車輪の車輪速パルスカウント値の時間変化を示す。車両は前進状態から停車し、その後に運転者はギアポジションを前進用ギアから後退用ギアに切り替え、後退を開始している。
　車両は図における速度ゼロの時点で速度がゼロとなり、その直後に減速の反動によって僅かに逆方向（後方）に動いたものとする。速度ゼロの直前にインクリメントがありそのインクリメントから速度ゼロの時点まで僅かの回転量しかない車輪は、逆方向に僅かに回転するだけで再度インクリメントされる。
　回転方向が一定の場合には一定の回転量毎（１カウント回転量）にインクリメントされる。一方、このように進行方向の切替わりの近傍では、最後のインクリメント時点と進行方向切り替わり時点の回転量差以上の逆方向の回転量があれば再度インクリメントされる。車両の進行方向が一定の場合には各車輪のカウントの間隔は各車輪の動線における走行距離による回転量と１カウント回転量から計算することができ、各車輪の車輪速パルスカウント値のインクリメントの順番を推定することができる。車両の進行方向の切替わりの近傍では、進行方向の切替わりの近傍でインクリメントされた車輪の車輪速パルスカウント値が、連続で再度インクリメントされる。
　車輪速カウントをその回転方向とともに自車位置推定に利用するとき、前進用ギアのときのインクリメントは車輪の前進方向の回転によるインクリメントと判定し、後退用ギアのときのインクリメントは車輪の後退方向の回転によるインクリメントと判定する、とする。図６Ａの例において、各車輪が僅かに逆回転したものの逆回転によるインクリメントがなかったため自車位置推定に影響はない。一方、図６Ｂでは逆回転によるインクリメントが発生しており、後退方向の回転のインクリメントが、前進方向の回転のインクリメントと誤って認識される。これは自車位置推定の推定精度に悪影響を与える。
　図７Ａ及び７Ｂは、車両の進行方向が変化したときの車輪速パルスカウントのインクリメントの様子を説明する図である。図７及び７Ｂのグラフは、それぞれ、ギアポジション及び四つの車輪の車輪速パルスカウント値の時間変化を示す。図６Ａ及び６Ｂを参照した説明に加えて、更に説明を追加する。
　図６Ａ及び６Ｂを参照して、車両の進行方向が切り替わる速度ゼロの時点の近傍で車輪の逆回転インクリメントが連続インクリメントとして発生することについて説明した。逆にこの正常インクリメントと逆回転インクリメントの連続インクリメントの間では、進行方向の切替わりが発生している。したがって、図７Ａに示すように、これ以降の各車輪の車輪速パルスカウント値のインクリメントは全て逆回転インクリメントと見なすことができる。
　また、進行方向の切替わり時点の近傍では正常インクリメントと逆回転インクリメントは対になっており、ある車輪の正常インクリメントと逆回転インクリメントの間に別の車輪のインクリメントがある場合には、上記ある車輪のインクリメントの間において、上記別の車輪の正常インクリメントと逆回転インクリメントとが対になっており、偶数回のインクリメントとなる。
　ある車輪のインクリメントとの間に、別の車輪のインクリメントの回数が偶数ではない場合、その別の車輪の進行方向は逆転しておらず、上記ある車輪の進行方向も逆転していない。従って、図７Ｂに示すように、各車輪のインクリメント間のインクリメント回数が奇数の場合には、車両の進行方向の切替わりは発生していない。
　図８及び９は、各車輪のインクリメント間の他の車輪のインクリメント数（インクリメント間インクリメント数と呼ぶものとする）を演算する方法を説明する図である。図８は、インクリメント間インクリメント数を演算するためのカウンタの構成を示している。この表の行は、その行に示される車輪で回転検知があったとき、その行に属するカウンタのリセット（初期値（０）へ戻す）を実行することを意味する。
　この表の列は、その列に示される車輪で回転検知があったとき、その列に属するカウンタのインクリメントを実行することを意味する。例えば、右前輪で回転検知があったとき、カウンタＣｎｔＡＢ、ＣｎｔＡＣ、ＣｎｔＡＤはゼロにリセットされ、カウンタＣｎｔＢＡ、ＣｎｔＣＡ、ＣｎｔＤＡはインクリメントされる。このカウンタ構成によって、ある車輪において回転検知があってから次の回転検知までの間の当該車輪以外の車輪の回転検知回数をカウントすることができる。
　図９は、図８のカウンタ構成を使用して、各車輪間のカウント間カウント数を演算する手順を具体的に説明するフローチャートである。本フローチャートに示す手順は、例えば、車輪速パルスカウント部３１によってシステムの制御周期毎に実施される。
　まず、車輪速パルスカウント部３１は、図８のカウンタ構成と同様の構成で前回値を保持するためのカウンタ（それぞれ今回値カウンタと前回値カウントと呼ぶものとする）に、その時点の今回値カウンタの各カウント値を複製する（Ｓ１１）。具体的には、今回値カウンタＣｎｔｘｙに対応する前回値カウンタＣｎｔｘｙ＿ｚを規定する。ここでｘ及びｙは、それぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤのいずれかであって、互いに異なる。車輪速パルスカウント部３１は、Ｃｎｔｘｙ＿ｚ＝Ｃｎｔｘｙを全てのｘとｙの組み合わせについて実施する。
　次に、車輪速パルスカウント部３１は、各車輪の回転検知有無を調べ、今回値カウンタについて、回転検知があった車輪の行のカウント値をリセットしてゼロに戻す（Ｓ１２）。次に、車輪速パルスカウント部３１は、今回値カウンタと前回値カウンタの両方について、回転検知があった車輪の列のカウント値を一つインクリメントする（Ｓ１３）。
　これによって、自車位置推定部４１は、その制御周期においてある車輪で回転検知があったときには当該車輪の行に属する前回値カウンタを参照すれば、当該車輪が２回回転検知する間に、他の車輪が回転検知した回数を得ることができる。
　なお、この車両制御システムの制御周期が単位時間（例えば１０ｍｓ）で決まっているなら、同じ時間内（同じ制御タイミング）に複数の車輪で回転検知があった場合には時間的前後関係は識別できない。図８及び９を参照した説明では、当該車輪の２回の回転検知の間の他の車輪の回転検知回数は、当該車輪の回転検知と同じ制御タイミングで他の車輪が回転検知された回数も含む。これは、実際より多くの他の車輪の回転をカウントする可能性がある。
　一方、それらを含めない場合には、実際より少ない他の車輪の回転をカウントする可能性がある。これはすなわち、逆回転を順回転と誤判定したり、順回転を逆回転と誤判定したりすることを意味するが、どちらの誤判定がシステムに影響が大きいかで、同じ制御タイミングの回転検知を含めるか含めないかを予め決めておけばよい。
　図１０は、車両の走行距離と各車輪の位置関係から、回転検知走行距離の概念を説明する図である。車両の走行距離を、車両上の一点（基準点（所定位置）：例えば、後輪車軸中心）の移動距離（進行距離）と定義する。車両の走行距離と、各車輪の走行距離（転がる距離）とは、直進時以外では一致しない。車両の旋回中には、車両の走行距離及び各車輪の走行距離は、それぞれの位置での旋回半径に比例する。旋回時に後輪車軸中心より外側を通る車輪では、直進時よりも車両の走行距離当りの回転検知回数が増加する。旋回時に後輪車軸中心より内側を通る車輪では、直進時よりも車両の走行距離当りの回転検知回数が減少する。
　ここで、車輪の回転検知１回当りの車両の走行距離を、回転検知走行距離と定義する。
回転検知走行距離＝回転検知長＊車両の基準点の走行距離／車輪の走行距離となる。車両の旋回中には、回転検知走行距離＝回転検知長＊車両の基準点の旋回半径／車輪の旋回半径とすることができる。
　具体的な計算方法は例えば、以下である。図１０に示すように、車両の基準点を後輪車軸中心点６０とする。操舵角θのときの車両旋回半径、つまり、基準点６０の旋回半径を、Ｒ（θ）と表わす。操舵角θのときの右前輪１２Ａ、左前輪１２Ｂ、右後輪１２Ｃ、及び左後輪１２Ｄそれぞれの位置での旋回半径を、ｒＡ（θ）、ｒＢ（θ）、ｒＣ（θ）、及びｒＤ（θ）と表わす。車輪１２ｘ（ｘはＡからＤのいずれか）の回転検知長さをＬｘ、旋回半径をｒｘ（θ）と表わす。
　車輪１２ｘの回転検知走行距離Ｌｐｘは、次の数式で表わされる。
　Ｌｐｘ＝Ｌｘ＊Ｒ（θ）／ｒｘ（θ）
　上記例において旋回半径は操舵角θの関数であるが、これらは例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）、加速度センサ、ヨーレートセンサ等の値の関数であってもよい。また、旋回半径は、直前の車両車速と各車輪の回転検知間隔（時間）から、推定してもよい。
　これらの関係から、以下のことが導出される。２つの車輪１２ｘ、１２ｙ（ｘ、ｙはそれぞれＡ、Ｂ、ＣまたはＤであり、互いに異なる）について、両輪がどちらも一定方向に回転しているとする。車輪１２ｘの回転検知走行距離Ｌｐｘが、車輪１２ｙの回転検知走行距離Ｌｐｙ以上である場合（Ｌｐｘ＞＝Ｌｐｙ）、車輪１２ｘが２回回転検知される間に、車輪１２ｙは必ず１回以上回転検知される。そうでない場合、車輪１２ｘの２回目の回転検知は、図６Ａ及び６Ｂを参照して説明したような逆回転による回転検知である。
　また、２つの車輪１２ｘ、１２ｙについて、両輪がどちらも一定方向に回転しているとする。車輪１２ｘの回転検知走行距離Ｌｐｘが、車輪１２ｙの回転検知走行距離Ｌｐｙより小さい場合（Ｌｐｘ＜Ｌｐｙ）、車輪１２ｘが２回回転検知される間に、車輪１２ｙは０回か１回回転検知され、２回以上の回転検知はありえない。そうでない場合、車輪１２ｘの２回目の回転検知は、図７Ａ及び７Ｂを参照して説明したような、逆回転による回転検知である。
　さらに、Ｌｐｘ＜Ｌｐｙの場合において、車輪１２ｘの２回の回転検知の間に、車輪１２ｙの３回以上の回転検知も、車輪が振動的に動くことで起こり得る。車輪１２ｙのこれらの回転検知は、車輪１２ｙの同一角度位置を検知している。例えば、車輪１２ｘの回転検知後の車輪１２ｙの回転検知の１回目及び３回目は順回転による回転検知、２回目及び４回目の回転検知が逆回転による回転検知である。
　すなわち、車輪１２ｙの回転検知の奇数回目が順回転による回転検知、偶数回目が逆回転による回転検知である。車輪１２ｙが順回転した後の車輪１２ｘの回転検知は、順回転による回転検知であり、車輪１２ｙが逆回転した後の車輪１２ｘの回転検知は、逆回転による回転検知である。
　したがって、Ｌｐｘ＜Ｌｐｙであり、車輪１２ｘが２回回転検知される間に、車輪１２ｙが偶数回（ゼロ含まず）回転検知されたとき、車輪１２ｘの２回目の回転検知は、逆回転による回転検知である。また、Ｌｐｘ＜Ｌｐｙであり、車輪１２ｘが２回回転検知される間に、車輪１２ｙが奇数回回転検知されたとき、車輪１２ｘの２回目の回転検知は、順回転による回転検知である。
　このうち後者の判定論理は、Ｌｐｘ＞＝Ｌｐｙのときの判定論理を合わせて、以下のように拡張することができる。車輪１２ｘが２回回転検知される間に、車輪１２ｙが奇数回回転検知されたとき、車輪１２ｘの２回目の回転検知は、順回転による回転検知である。
　図１１は、車輪の回転検知が逆回転によるものか否か判定するための処理を示すフローチャートである。本フローチャートに示す処理は、いずれかの車輪で回転検知があった場合に実施され、図９を参照して説明した処理が実施された後に実施される。逆回転が発生し得るのが、低速走行のみの場合には、予め設定された車速未満の低速走行時のみ実施することとしてもよい。
　まず、自車位置推定部４１は、図１０を参照して説明した方法で、各車輪の回転検知走行距離ＬｐＡ、ＬｐＢ、ＬｐＣ、ＬｐＤを計算する（Ｓ２１）。基準点及び各車輪の旋回半径は、例えば、操舵角の関数で予め定義されており、自車位置推定部４１は、操舵角の情報を、操舵角検出部５１から取得することができる。
　次に、自車位置推定部４１は、車輪の逆回転の有無を以下のロジックに基づき判定する。自車位置推定部４１は、車輪速パルスカウント部３１から、車輪の回転検知の通知を受ける。車輪１２ｘの回転検知があった場合、以下の方法によって、車輪１２ｘ（選択された判定対象車輪）の回転方向を判定する（Ｓ２２）。自車位置推定部４１は、車輪１２ｘの回転方向に基づき自車位置を推定する。
　具体的には、Ｃｎｔｘｙ＿ｚ（ｙ≠ｘ）について、Ｌｐｘ＞＝ＬｐｙかつＣｎｔｘｙ＿ｚ＝０のとき、自車位置推定部４１は、車輪１２ｘのその回転検知は逆回転による回転検知と判定する。Ｌｐｘ＜ＬｐｙかつＣｎｔｘｙ＿ｚ＝偶数のとき、自車位置推定部４１は、車輪１２ｘのその回転検知は逆回転による回転検知と判定する。Ｃｎｔｘｙ＿ｚ＝奇数のとき、自車位置推定部４１は、車輪１２ｘのその回転検知は順回転による回転検知と判定する。それ以外の場合、自車位置推定部４１は、車輪１２ｘの回転方向は不定と判定する。
　自車位置推定部４１は、カウンタ値を、車輪速パルスカウント部３１から取得することができる。自車位置推定部４１は、例えば、ＬｐｙがＬｐｘに対して上記条件を満たす一つの車輪１２ｙを選択し、その車輪１２ｙのカウンタ値に基づき車輪１２ｘの回転方向を判定する。
　上述のように、自車位置推定部４１は、選択した判定対象車輪１２ｘが２回回転検知される間に、判定対象車輪１２ｘの回転検知走行距離以下の回転検知走行距離を有する参照車輪１２ｙにおいて（Ｌｐｘ＞＝Ｌｐｙ）、１回も回転検知がないとき、判定対象車輪１２ｘの２回目に検知した回転の回転方向は、１回目に検知した回転の回転方向と逆方向と判定する。
　また、自車位置推定部４１は、選択した判定対象車輪１２ｘが２回回転検知される間に、判定対象車輪１２ｘの回転検知走行距離よりも回転検知走行距離が長い参照車輪１２ｙにおいて（Ｌｐｘ＜Ｌｐｙ）、偶数回の回転検知があったとき、判定対象車輪１２ｘの２回目に検知された回転の回転方向は１回目に検知された回転の回転方向と逆方向と判定する。
　また、自車位置推定部４１は、判定対象車輪１２ｘが２回回転検知される間に、参照車輪１２ｙで奇数回の回転検知があったとき、判定対象車輪１２ｘの２回目に検知された回転の回転方向は、１回目に検知された回転の回転方向と同一方向と判定する。
　回転方向不定の場合、自車位置推定部４１は、その他の判定条件に基づき、車輪１２ｘの回転方向を判定することができる。その他の判定条件は、例えば、駆動トルク方向、勾配方向、加速度センサ値、過去の実績データなどである。
　２つの車輪の回転検知長が等しいとき、つまりＬｘ＝Ｌｙのとき、自車位置推定部４１は、Ｌｐｘ＞＝ＬｐｙかＬｐｘ＜Ｌｐｙか、は旋回方向だけで判定可能である。旋回によって車輪１２ｘが車輪１２ｙより内側の場合、Ｌｐｘ＞＝Ｌｐｙであり、車輪１２ｘが車輪１２ｙより外側である場合、Ｌｐｘ＜Ｌｐｙである。
　自車位置推定部４１は、旋回方向の情報として、ステアリング角度検出センサ１４１の情報以外にも、左右輪の走行距離差や加速度センサ、ヨーレートセンサ等の情報を用いてもよい。一般的には、前輪の左と右、後輪の左と右とでは回転検知長は等しく、前輪同士、後輪同士に本方法を適用可能である。
　上記観点から、自車位置推定部４１は、車両の直進時、参照車輪１２ｙの回転検知走行距離が判定対象車輪１２ｘの回転検知走行距離以下であり、車両の旋回において参照車輪が判定対象車輪１２ｘよりも外側を通っているとき、旋回において、参照車輪１２ｙの回転検知走行距離は判定対象車輪１２ｘの回転検知走行距離よりもが短いと判定する。
　図１２は、旋回する車両における、基準点６０及び車輪の旋回半径の関係を示す。車輪１２ｘが後輪（または非操舵輪）で、車輪１２ｙが車輪１２ｘと車両の直進時には略同一の軌跡となる関係の前輪（または操舵輪）のとき、車輪１２ｙは車両の旋回方向がどちらであっても車輪１２ｘより旋回半径が小さくなることがない。従って、Ｌｘ＞＝ＬｙであるならＬｐｘ＞＝Ｌｐｙである。例えば、右側の後輪１２Ｃと右側の前輪１２Ａのペア、または、左側の後輪１２Ｄと左側の前輪１２Ｂのペアが、この関係を満たす。この場合、ステアリング角度センサなど、旋回状態に関する情報は不要となる。
　上記観点から、自車位置推定部４１は、操舵輪と非操舵輪とが、車両の直進時において略同一の軌跡を有し、車両の直進時における操舵輪の回転検知走行距離が非操舵輪の回転検知走行距離以下であるとき、車両の旋回方向に係わらず、操舵輪の回転検知走行距離は非操舵輪の回転検知走行距離以下であると判定する。
　以上のように、本実施例は、逆回転によるカウントを検出したい車輪に着目し、当該車輪の２回の回転検知の間の他の車輪の回転検出パターンから、当該車輪の２回の回転検知について回転方向が互いに同一方向か逆方向かを判別する。これにより、例えば、車両停車間際の車両揺り戻しや段差での車両跳ね返り等による、車輪速センサの逆回転カウントを検出できる。車両揺り戻しや車両跳ね返りを自車位置推定に反映することで、自車位置推定精度を向上することができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１　車両制御システム、１２Ａ-１２Ｄ　車輪、１６、１６Ａ-１６Ｄ　車輪速センサ、１２Ａ－１２Ｄ　車輪、１２ｘ　判定対象車輪、１２ｙ　参照車輪、１３　ロータ、１４　ステアリング機構、１５　変速機、２１　ギアポジション検出部、３１　車輪速パルスカウント部、４０　自動駐車コントローラ、４１　自車位置推定部、５１　操舵角検出部、６０　基準点、１３１　凸部、１３２　凹部、１４１　ステアリング角度検出センサ、１５１　ギアポジション検出センサ、１６１　電極、１６２　軸、３１１　波形整形部、３１２　回転検知部、３１３　記録部

Claims (9)

  1. 　複数の車輪を含む車両において、前記複数の車輪の各車輪が所定の回転角度位置を通過する毎に各車輪の回転を検知するセンサによって、前記複数の車輪に含まれる車輪の回転方向を判定する車両制御装置であって、
    　前記センサによる各車輪の回転検知をカウントする、カウント部と、
    　前記カウント部による各車輪の前記回転検知のカウント値に基づき、選択した判定対象車輪の回転方向を判定する回転判定部と、を含み、
    　前記車両の所定位置の移動距離を基準として、各車輪で回転検知してから次に回転検知するまでの移動距離は、各車輪の回転検知走行距離と定義され、
    　前記回転判定部は、
    　選択した第１の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下の回転検知走行距離を有する第１の参照車輪において、１回も回転検知がないとき、前記第１の判定対象車輪の２回目に検知した回転の回転方向は、１回目に検知した回転の回転方向と逆方向と判定する、ことを特徴とする車両制御装置。
  2. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、選択した第２の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第２の判定対象車輪と異なる第２の参照車輪で奇数回の回転検知があったとき、前記第２の判定対象車輪の２回目に検知された回転の回転方向は、１回目に検知された回転の回転方向と同一方向と判定する、車両制御装置。
  3. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、前記第１の判定対象車輪及び前記第１の参照車輪の、直進時における回転検知走行距離と旋回半径とに基づき、前記第１の判定対象車輪と前記第１の参照車輪の旋回時の回転検知走行距離を決定する、車両制御装置。
  4. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、前記車両の直進時、前記第１の参照車輪の回転検知走行距離が前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下であり、前記車両の旋回において前記第１の参照車輪が前記第１の判定対象車輪よりも外側を通っているとき、前記旋回において、前記第１の参照車輪の回転検知走行距離は前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離よりもが短いと判定する、車両制御装置。
  5. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記第１の参照車輪が操舵輪であり、前記第１の判定対象車輪が非操舵輪であり、前記第１の参照車輪と前記第１の判定対象車輪とが、前記車両の直進時において略同一の軌跡を有し、前記車両の直進時における前記第１の参照車輪の回転検知走行距離が前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下であるとき、前記回転判定部は、前記車両の旋回方向に係わらず、前記第１の参照車輪の回転検知走行距離は前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離以下であると判定する、車両制御装置。
  6. 　複数の車輪を含む車両において、前記複数の車輪の各車輪が所定の回転角度位置を通過する毎に各車輪の回転を検知するセンサによって、前記複数の車輪に含まれる車輪の回転方向を判定する車両制御装置であって、
    　前記センサによる各車輪の回転検知をカウントする、カウント部と、
    　前記カウント部による各車輪の前記回転検知のカウント値に基づき、選択した判定対象車輪の回転方向を判定する回転判定部と、を含み、
    　前記車両の所定位置の移動距離を基準として、各車輪で回転検知してから次に回転検知するまでの移動距離は、各車輪の回転検知走行距離と定義され、
    　前記回転判定部は、選択した第１の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離よりも回転検知走行距離が長い第１の参照車輪において、偶数回の回転検知があったとき、前記第１の判定対象車輪の２回目に検知された回転の回転方向は１回目に検知された回転の回転方向と逆方向と判定する、ことを特徴とする車両制御装置。
  7. 　請求項６に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、選択した第２の判定対象車輪が２回回転検知される間に、前記第２の判定対象車輪と異なる第２の参照車輪で奇数回の回転検知があったとき、前記第２の判定対象車輪の２回目に検知された回転の回転方向は、１回目に検知された回転の回転方向と同一方向と判定する、車両制御装置。
  8. 　請求項６に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、前記第１の判定対象車輪及び前記第１の参照車輪の、直進時における回転検知走行距離と旋回半径とに基づき、前記第１の判定対象車輪と前記第１の参照車輪の旋回時の回転検知走行距離を決定する、車両制御装置。
  9. 　請求項６に記載の車両制御装置であって、
    　前記回転判定部は、前記車両の直進時、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離が前記第１の参照車輪の回転検知走行距離以下であり、前記車両の旋回において前記第１の判定対象車輪が前記第１の参照車輪よりも外側を通っているとき、前記旋回において、前記第１の判定対象車輪の回転検知走行距離は前記第１の参照車輪の回転検知走行距離よりもが短いと判定する、車両制御装置。
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