DE-112020004554-B4 - FAHRZEUGKÖRPERLAGEDETEKTIONSVORRICHTUNG UND FAHRZEUG VOM SATTELFAHRTYP

Abstract

Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung, welche sequenziell einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers eines Fahrzeugs vom Sattelfahrtyp schätzt, welcher eine x-Achse, welche sich in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, eine y-Achse, welche sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und eine z-Achse, welche sich in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, als ein an dem Fahrzeugkörper fixiertes Koordinatensystem aufweist, wobei die Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung umfasst: einen Geschwindigkeitssensor, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers in einer Fahrtrichtung detektiert; eine Detektionseinheit, welche eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren entsprechend Achsen, welche eine Translationsbeschleunigung in Richtungen der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse detektieren, und eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren entsprechend Achsen umfasst, welche eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die x-Achse und eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die z-Achse detektieren; ein Nickwinkelschätzmittel, welches sequenziell einen Nickwinkel des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel, welches sequenziell eine Rollwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Zustandsbestimmungsmittel, welches durch Vergleichen eines auf der Grundlage eines durch die Detektionseinheit detektierten Detektionswerts berechneten Parameters mit einem Schwellenwert einen Fahrzustand des Fahrzeugs vom Sattelfahrtyp bestimmt; ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß der Bestimmung des Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit berechnet; und ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten derart festlegt, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter den Schwellenwert überschreitet.

Inventors

• Atsushi OGAHARA
• Hiroshi Kurata
• Kenji Kitahara

Assignees

• HONDA MOTOR CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20200914

Priority Date

20190927

Claims (12)

1. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung, welche sequenziell einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers eines Fahrzeugs vom Sattelfahrtyp schätzt, welcher eine x-Achse, welche sich in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, eine y-Achse, welche sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und eine z-Achse, welche sich in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, als ein an dem Fahrzeugkörper fixiertes Koordinatensystem aufweist, wobei die Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung umfasst: einen Geschwindigkeitssensor, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers in einer Fahrtrichtung detektiert; eine Detektionseinheit, welche eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren entsprechend Achsen, welche eine Translationsbeschleunigung in Richtungen der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse detektieren, und eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitssensoren entsprechend Achsen umfasst, welche eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die x-Achse und eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung um die z-Achse detektieren; ein Nickwinkelschätzmittel, welches sequenziell einen Nickwinkel des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel, welches sequenziell eine Rollwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers schätzt; ein Zustandsbestimmungsmittel, welches durch Vergleichen eines auf der Grundlage eines durch die Detektionseinheit detektierten Detektionswerts berechneten Parameters mit einem Schwellenwert einen Fahrzustand des Fahrzeugs vom Sattelfahrtyp bestimmt; ein Korrekturwertberechnungsmittel, welches sequenziell einen Korrekturwert zum Schätzen eines Rollwinkels des Fahrzeugkörpers auf der Grundlage eines gemäß der Bestimmung des Zustandsbestimmungsmittels festgelegten variablen Korrekturkoeffizienten und von Detektionswerten des Geschwindigkeitssensors und der Detektionseinheit berechnet; und ein Rollwinkelschätzwertberechnungsmittel, welches einen Schätzwert eines gegenwärtigen Rollwinkels des Fahrzeugkörpers durch Integrieren eines durch Korrigieren des Schätzwerts der Rollwinkelgeschwindigkeit erhaltenen Werts auf der Grundlage des Korrekturwerts berechnet, dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten derart festlegt, dass sich der Korrekturwert verringert, wenn der Parameter den Schwellenwert überschreitet.
2. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Korrekturwert unter Verwendung des variablen Korrekturkoeffizienten, eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, jedes von Detektionswerten der z-Achse-Winkelgeschwindigkeit und der y-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels berechnet.
3. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel eine zeitliche Änderungsrate der durch die Detektionseinheit detektierten Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse als den Parameter berechnet, einen ersten Schwellenwert als den Schwellenwert erfasst und den variablen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der zeitlichen Änderungsrate und dem ersten Schwellenwert festlegt.
4. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null festlegt, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die zeitliche Änderungsrate den ersten Schwellenwert überschreitet.
5. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , ferner umfassend ein Speichermittel, welches eine zeitliche Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit in der Richtung um die z-Achse und einen Wert des variablen Korrekturkoeffizienten speichert, dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel den variablen Korrekturkoeffizienten entsprechend der zeitlichen Änderungsrate aus dem Speichermittel erfasst und einen mit dem aus dem Speichermittel erfassten variablen Korrekturkoeffizienten multiplizierten Korrekturwert ausgibt.
6. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das Speichermittel den variablen Korrekturkoeffizienten speichert, welcher derart festgelegt ist, dass sein Wert im Einklang mit einer Erhöhung der zeitlichen Änderungsrate abnimmt.
7. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel eine Summe von Detektionswerten der Mehrzahl von durch die Detektionseinheit detektierten Beschleunigungssensoren als den Parameter berechnet, einen zweiten Schwellenwert als den Schwellenwert erfasst und den variablen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Summe und dem zweiten Schwellenwert festlegt.
8. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten auf null festlegt, um den Korrekturwert auf null festzulegen, wenn die Summe den zweiten Schwellenwert überschreitet.
9. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass das Korrekturwertberechnungsmittel 1 als den Wert des variablen Korrekturkoeffizienten festlegt, wenn die Summe gleich wie oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
10. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Nickwinkelschätzmittel einen Schätzwert eines gegenwärtigen Nickwinkels unter Verwendung eines Detektionswerts der Geschwindigkeit durch den Geschwindigkeitssensor, eines Detektionswerts einer x-Achse-Beschleunigung durch die Detektionseinheit und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels berechnet.
11. Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Rollwinkelgeschwindigkeitsschätzmittel einen Schätzwert einer gegenwärtigen Rollwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung jedes von Detektionswerten einer x-Achse-Winkelgeschwindigkeit und einer z-Achse-Winkelgeschwindigkeit durch die Detektionseinheit, eines vorherigen Schätzwerts des Rollwinkels und eines vorherigen Schätzwerts des Nickwinkels durch das Nickwinkelschätzmittel berechnet.
12. Fahrzeug vom Sattelfahrtyp, dadurch gekennzeichnet , dass es die Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkörperlagedetektionsvorrichtung und ein Fahrzeug vom Sattelfahrtyp, welche einen Rollwinkel eines Fahrzeugkörpers schätzen. HINTERGRUNDBILDENDER STAND DER TECHNIK Es ist oftmals notwendig, den Rollwinkel (Neigungswinkel in Rollrichtung) eines Fahrzeugkörpers, wie etwa eines Motorrads, in Echtzeit zu schätzen. Zum Beispiel schlägt Patentliteratur 1 ein Verfahren zum Schätzen des Rollwinkels (Querneigungswinkel in der Beschreibung der Patentliteratur 1) eines Fahrzeugkörpers vor, um einen Strahlungsbereich eines Scheinwerfers eines Motorrads zu steuern. ZITATLISTE PATENTLITERATUR PTL1: Japanisches Patent, Veröffentlichungs-Nr. JP 2010- 149 681 A Darüber hinaus offenbart die US 2010 / 0 168 958 A1 eine Schräglagewinkel-Detektionsvorrichtung, umfassend einen Rollratensensor zum Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit um eine Längsachse des Motorrads, einen Gierratensensor zum Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse des Motorrads; eine Schräglagewinkel-Detektionseinheit zum Detektieren des Motorrad-Schräglagenwinkels zur Kalibrierungsverwendung auf Grundlage der Gierrate und einer Fahrgeschwindigkeit und eine Schräglagenwinkel-Korrektureinheit zum Korrigieren des aus einer Ausgabe des Gierratensensors bestimmten, grundlegenden Motorrad-Schräglagenwinkels, um sich dem von der Schräglagenwinkel-Detektionseinheit detektierten Motorrad-Schräglagenwinkel anzunähern, um dadurch den geschätzten Schräglagenwinkel zu bestimmen. Weiter offenbart die DE 10 2018 202 664 A1 eine Steuereinheit für ein einspuriges Fahrzeug. Die Steuereinheit ist eingerichtet, Sensordaten in Bezug auf eine Gierrate und in Bezug auf eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis der Sensordaten einen Messwert für einen Rollwinkel des Fahrzeugs zu ermitteln. Ferner ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis des Messwerts und auf Basis eines Zustandsmodells des Fahrzeugs einen Schätzwert des Rollwinkels zu aktualisieren. Außerdem offenbart die DE 10 2006 061 483 B4 ein Verfahren zur Bestimmung des Rollwinkels eines Kraftrades, wobei eine des Fahrzeugs, insbesondere mittels eines Drehratensensors, ermittelt wird, aus der Rollrate eine erste Rollwinkelgröße bestimmt wird, mindestens eine weitere fahrdynamische Kenngröße, insbesondere eine Geschwindigkeit und/oder eine Drehrate und/oder eine Beschleunigung, des Fahrzeuges ermittelt wird, anhand dieser fahrdynamischen Kenngröße(n) zumindest eine zweite Rollwinkelgröße bestimmt wird und aus den Rollwinkelgrößen, insbesondere durch Addition, der Rollwinkel berechnet wird, sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung des Rollwinkels eines Kraftrades, welche mindestens eine Auswerteeinheit, ein Mittel zur Ermittlung einer Rollrate des Fahrzeugs und mindestens ein Mittel zur Ermittlung mindestens einer weiteren fahrdynamischen Kenngröße umfasst, wobei die weitere fahrdynamische Kenngröße insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Gierrate des Fahrzeugs und/oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs ist. Weiterhin offenbart die DE 10 2012 016 108 A1 ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit eines einspurigen Fahrzeugs, insbesondere eines Zweirads, das ein Vorderrad, das eine Vorderrad-Drehachse hat, und ein Hinterrad, das eine Hinterrad-Drehachse hat, besitzt, mit den Schritten (a) Ermitteln einer Drehgeschwindigkeit zumindest eines Rades des Fahrzeugs, und (b) Berechnen der Fahrgeschwindigkeit anhand der Drehgeschwindigkeit eines Umfangskennwerts des Rades, sowie ein einspuriges Fahrzeug mit einem Vorderrad, das eine Vorderrad-Drehachse hat, einem Hinterrad, das eine Hinterrad-Drehachse hat, zumindest einem Drehgeschwindigkeitsmesser zum Ermitteln einer Drehgeschwindigkeit zumindest eines Rades des Fahrzeugs, und einer elektrischen Auswerteeinheit, die eingerichtet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten (a) Erfassen einer Drehgeschwindigkeit zumindest eines Rades und (b) Berechnen der Fahrgeschwindigkeit anhand der Drehgeschwindigkeit und eines Umfangskennwerts des Rades. Schließlich offenbart die DE 10 2016 220 559 A1 ein Verfahren und ein System zur Ermittlung eines Rollwinkels eines Zweirads während einer Kurvenfahrt. Das Verfahren umfasst die Schritte Aufnehmen einer Bildfolge einer Umgebung des Zweirads mittels einer an dem Zweirad montierten Kamera, Extrahieren eines optischen Flusses aus der Bildfolge, Ermitteln des Rollwinkels der Kamera anhand des extrahierten optischen Flusses und Ermitteln des Rollwinkels des Zweirads anhand des ermittelten Rollwinkels der Kamera. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM Bei dem in Patentliteratur 1 vorgeschlagenen Verfahren wird ein Schätzwert des Rollwinkels unter Verwendung, als ein Konvergenzzielwert, eines Rollwinkelwerts in einem stationären Zustand berechnet, in welchem ein Moment in der Rollrichtung aufgrund der Zentrifugalkraft und ein Moment in der