(57)【要約】【課題】車両の真の速度を反映し得る車輪の速度に基づいて車両の速度を検出できる車両および車両速度検出装置を提供する。【解決手段】車両１は、車輪３を備える。車両１に搭載される車両速度検出装置１０は、旋回方向判定部１１と、車輪速度取得部１２と、内外輪速度変換部１３と、速度検出部１４とを備える。旋回方向判定部１１は車両１の旋回方向を判定する。車輪速度取得部１２は、各車輪３の速度を取得した上で、四つの車輪速度信号を生成する。内外輪速度変換部１３は、四つの車輪速度信号と旋回方向信号に基づき、左右の車輪のどちらが内輪、外輪になるかを判定する。速度検出部１４は、内外輪速度変換部１３からの情報に基づき所定の閾値以下か否かを判定して車両１のより真に近い速度を生成して、車両位置の制御精度の向上を実現する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも四つの車輪を備える車両であって、
各車輪の速度を取得する車輪速度取得部と、
四つの車輪の速度が所定の閾値以上である場合、四つの車輪のうち中間の速度を持つ二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該車両の速度を検出する速度検出部と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両であって、
全ての車輪の速度が前記所定の閾値より小さい場合、前記速度検出部は、当該車両は停止していると判定する、
車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両であって、
一つの車輪の速度が前記所定の閾値より小さい場合、前記速度検出部は、前記所定の閾値以上の速度を有する三つの車輪のうち、低速側の二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該平均値を当該車両の速度とみなす、
車両。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両であって、
二つの車輪の速度が前記所定の閾値より小さい場合、前記速度検出部は、前記所定の閾値以上の速度を有する二つの車輪のうち、低速な車輪の速度を当該車両の速度とみなす、
車両。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両であって、
三つの車輪の速度が前記所定の閾値より小さい場合、前記速度検出部は、前記所定の閾値以上の速度を有する一つの車輪の速度を当該車両の速度とみなす、
車両。
【請求項６】
少なくとも四つの車輪を備える車両の速度を検出する車両速度検出装置であって、
各車輪の速度を取得する車輪速度取得部と、
四つの車輪の速度が所定の閾値以上である場合、四つの車輪のうち中間の速度を持つ二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該車両の速度を検出する速度検出部と、
を備える車両速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両および車両速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の低速走行時等においても、車両速度を精度よく計測する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１は、鉄道車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度を積分して鉄道車両の走行速度を算出する積分速度算出手段とを備え、鉄道車両の走行速度を計測する車両速度計測装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、四輪車の車両速度の検出において、後輪二輪の回転速度の平均値による検出を行い、さらには特許文献１にあるように車両加速度の積分等を用いた補正等も実施されてきた。しかしながら、車両速度検出精度が十分でなく、自動駐車などの低速の自動運転をすると、車両移動量、車両の位置の推定誤差が大きくなり、目標位置に対して自動制御した車両移動位置がずれてしまうという課題があった。
【０００６】
本開示は、車両の真の速度を反映し得る車輪の速度に基づいて車両の速度を検出できる車両および車両速度検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の車両は、少なくとも四つの車輪を備える車両であって、各車輪の速度を取得する車輪速度取得部と、四つの車輪の速度が所定の閾値以上である場合、四つの車輪のうち中間の速度を持つ二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該車両の速度を検出する速度検出部と、を備える。
【０００８】
本開示の車両速度検出装置は、少なくとも四つの車輪を備える車両の速度を検出する車両速度検出装置であって、各車輪の速度を取得する車輪速度取得部と、四つの車輪の速度が所定の閾値以上である場合、四つの車輪のうち中間の速度を持つ二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該車両の速度を検出する速度検出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、速度検出部で検出された速度は、車両の真の速度を反映し得ると判断できるため、車両の低速度における車両移動量、車両位置の推定誤差を小さくすることができ、目標位置に対して自動制御した車両移動位置のずれが解消可能となる。また、車両速度検出精度を向上させることができ、車両位置の制御精度の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る車両の一例を示す、（ａ）側面図、（ｂ）車輪の位置を示す模式図である。
【図２】従来技術の課題を説明するための車両の自動駐車を示す模式図である。
【図３】車両の低速走行時の旋回における各車輪の速度を測定したグラフである。
【図４】車両の旋回半径を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る車両速度検出装置の一例を示すブロック図である。
【図６】図５に基づく内外輪速度変換部において各車輪を内外輪に変換するフローの一例を示すフローチャート図である。
【図７】図５に基づく速度検出部における速度の生成の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る車両および車両速度検出装置を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１２】
以下、本開示を実施するための好適な本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
車両１は、車両ボディ２と、車両ボディ２を支持し車両１を所定の方向に移動させる車輪３とを備える。車輪３は実施形態において四輪であり、左前車輪４と右前車輪５と左後車輪６と右後車輪７とを有している。
【００１４】
（従来技術の課題）
本開示の課題である、自動駐車などの低速の自動運転をすると、車両移動量、車両の位置の推定誤差が大きくなり、目標位置に対して自動制御した車両移動位置がずれてしまうという点に関して、図２から図４を用いて説明する。
【００１５】
図２は、車両１を目的の駐車位置に自動駐車（車庫入れ）で行う場合の一例を示した模式図である。
【００１６】
車両１は、座標（Ｘ０，Ｙ０）の位置で、車両１に搭載されているカメラが目的の駐車位置である駐車枠Ｇを捉えてナビ画面に表示し、ドライバがナビ画面から駐車する駐車枠Ｇを指定する。これにより、車両１が自動走行により座標（ＸＭ，ＹＭ）に移動し、一時停止してハンドルを据え切り、駐車枠Ｇの座標（ＸＧ，ＹＧ）に向かって移動する。この際、座標（ＸＭ，ＹＭ）周りでの速度は、低速およびゼロになり、速度の検出が困難となり、目指す座標（ＸＭ，ＹＭ）の位置のずれが大きくなる可能性がある。特に、一時停車の座標（ＸＭ，ＹＭ）に正確に停止しないと目指す駐車枠Ｇの座標（ＸＧ，ＹＧ）と車両１がずれてしまう可能性がある。
【００１７】
図３は、車両１の低速走行時の左旋回における各車輪３の速度を測定したグラフであり、縦軸が速度（ｋｍ／ｈ）、横軸が走行時間（秒）である。左前車輪４を一点鎖線、右前車輪５を実線、左後車輪６を二点鎖線、右後車輪７を点線で示してある。
【００１８】
図３のグラフに示されるように、０．４ｋｍ／ｈ以下の様な低速度は計測限界となり、特に一番遅い車輪はいきなりゼロになることもあり、誤差が大きくなる。各車輪３に設けられた磁石とシャフト側に設けられた磁気エンコーダから取得した信号に基づき速度を検出しているが、磁気エンコーダからの所定の周期内でオン・オフを示す信号がないと速度がゼロ（０）になることが起こる。
【００１９】
図４は、車両１の旋回半径等を作図した模式図である。図４に基づいて、車両１の速度を検討するにあたって車両の旋回について説明する。
【００２０】
ステアリング（ハンドル）を左回転させると、二つの前車輪４、５がハンドルの回転角度に応じて左方向に向きを変え、左後車輪６の位置を中心に車両１が回転し、左旋回が可能となる。左旋回においては、内側の車輪（左前車輪）の方が外側の車輪（右前車輪）に比べて切れ角が大きくなる。
【００２１】
二つの後輪の中心線の延長線上に旋回中心Ｏを設け、左後車輪６までの距離をＲｉｎ、右後車輪７までの距離をＲｏｕｔ、左後車輪６と右後車輪７の中心までの距離をＲとすると、旋回円は半径Ｒを描く。距離Ｒは車両１の重心点Ｐを通る位置にある。また、四輪車の低速走行時には、ステアリングの操舵角から車両の旋回半径を求めることができる。車両１が旋回円の円周上を円周角θ進む時、旋回中心Ｏに近い側の車輪（以下内輪）の単位時間当たりの車輪回転角から求められる車両速度をＶｉｎ、旋回中心Ｏから遠い側の車輪（以下外輪）の車輪回転角から求められる車両速度をＶｏｕｔとする。
【００２２】
車両１が旋回円（半径Ｒ）上を走行中は、回転半径の関係から必ず外輪の方が内輪に比べて距離が長くなり、外輪の速度が速くなる。図３のグラフからも明らかなように、内輪よりも外輪の速度が早く、後車輪よりも前車輪の速度が速いことが理解される。即ち、車両重心の速度ＶｃｏｇとＶｉｎ、Ｖｏｕｔには、Ｖｉｎ≦Ｖｃｏｇ≦Ｖｏｕｔの関係が成り立つので、従来、後輪内輪と外輪の二輪の回転速度の平均値Ｖａｖｅや、さらに車両加速度の積分によって補正したものを速度Ｖｃｏｇとして使用していた。しかしながら、車輪速計測器の計測能力下限近傍においては、内輪速度が計測下限の影響により精度よく計測することが出来ず、Ｖａｖｅの精度が悪化する場合があった。
【００２３】
本開示では、四輪各車輪の速度の検出値と四輪車の幾何学的特性からくる四輪車輪速の大小の関係から、原則計測値が中央値に近い二輪の車輪速を使い、車輪の速度が所定の閾値より小さい場合、車輪数に従った簡単なルールで車輪の速度を検出して、車両速度とみなすことにより、低廉なコストで、精度よい検出を可能としている。
【００２４】
（本実施形態）
図５は、本実施形態に係る車両速度検出装置の一例を示すブロック図、図６は、内外輪速度変換部において各車輪を内外輪に変換するフローの一例を示すフローチャート図、図７は、速度検出部における速度の生成の一例を示すフローチャート図である。図５から図７に基づいて、本実施形態の車両速度検出装置１０について説明する。
【００２５】
車両１に搭載される車両速度検出装置１０は、旋回方向判定部１１と、車輪速度取得部１２と、内外輪速度変換部１３と、速度検出部１４とを備える。本実施形態のブロック図は、最近ではＥＳＰ（Electronic Stability Program；横滑り防止機構）で用いられるような車両の車輪、舵角を全体統括して制御可能なプロセッサにプログラムを実装して実現できている機能を参考としている。
【００２６】
旋回方向判定部１１は、ステアリングの操舵角から車両１の旋回方向を判定する。車輪速度取得部１２は、各車輪３に設けられた磁石とシャフト側に設けられた磁気エンコーダから取得した信号に基づき、各車輪３の速度を取得した上で、四つの車輪速度信号を生成する。実施形態では、左前車輪４、右前車輪５、左後車輪６および右後車輪７の車輪速度を検出しているが、特に四輪に限定しない。
【００２７】
内外輪速度変換部１３は、四つの車輪速度信号と旋回方向信号に基づき、左右の車輪のどちらが内輪、外輪になるかを判定し、左右輪各々の速度を内外輪各々の速度に変換する。変換する一例を図６のフローチャート図に基づき説明する。
【００２８】
旋回方向判定部１１から取得される情報を基づいて、内外輪速度変換部１３は、旋回方向が左であるか否かを判定する（ステップＳ１）。旋回方向が左でないと判定した場合（ステップＳ１がＮｏ）、内外輪速度変換部１３は、右前車輪５の速度を内輪前速度に変換する（ステップＳ２）。次に、左前車輪４の速度を外輪前速度に変換し（ステップＳ３）、右後車輪７の速度を内輪後速度に変換し（ステップＳ４）、左後車輪６の速度を外輪後速度に変換する（ステップＳ５）。
【００２９】
旋回方向が左であると判定した場合（ステップＳ１がＹｅｓ）、内外輪速度変換部１３は、左前車輪４の速度を内輪前速度に変換する（ステップＳ６）。次に、右前車輪５の速度を外輪前速度に変換し（ステップＳ７）、左後車輪６の速度を内輪後速度に変換し（ステップＳ８）、右後車輪７の速度を外輪後速度に変換する（ステップＳ９）。即ち、内外輪速度変換部１３は、左右車輪各々の速度を内外輪各々の速度に変換したうえで特定し、速度を検出し続けている。
【００３０】
車両速度検出装置１０の速度検出部１４は、内外輪速度変換部１３からの情報に基づき車両１の速度を生成する。
【００３１】
速度検出部１４における速度の生成の一例を、図７のフローチャート図を用いて説明する。図７は、各車輪の速度が、所定の閾値以下か否かを判定するフローである。図３のグラフからも理解される通り、例えば０．４ｋｍ／ｈ以下の低速度では計測限界以下となるため、閾値を設けることにより、真の速度に近い状態を判定できる。
【００３２】
最初に、速度検出部１４は、四輪とも所定の閾値以下か否かを判定する（ステップＳ１０）。次に、速度検出部１４は、四輪とも閾値以下でない（四輪のうち一輪のみが閾値以下）と判定した場合（ステップＳ１０がＮｏ）、三輪が閾値以下か否かを判定（ステップＳ１１）する。そして、速度検出部１４は、三輪が閾値以下でない（四輪のうち二輪が閾値以下）と判定した場合（ステップＳ１１がＮｏ）、二輪が閾値以下か否かを判定（ステップＳ１２）する。さらに、速度検出部１４は、二輪が閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１２がＮｏ）、一輪が閾値以下か否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００３３】
速度検出部１４は、一輪が閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１３がＮｏ）、四輪全てが閾値以上であるため、四つの車輪のうち中間の速度を持つ二つの車輪の速度の平均値（中央値）を算出して、車両の速度（車両重心の速度）Ｖｃｏｇを検出する。四輪の中で一番速い速度を示す車輪の速度と一番遅い速度を示す車輪の速度を外すことで、計測誤差を少なくすることができる。
【００３４】
速度検出部１４は、全ての車輪が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ１０がＹｅｓ）、車両１は停止していると判定する（ステップＳ１８）。実質的に速度が検出されないため、車両１は停止と見なすことができる。
【００３５】
速度検出部１４は、一つの車輪速度が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ１３がＹｅｓ）、所定の閾値以上の速度を有する三つの車輪のうち、低速側の二つの車輪の速度の平均値を算出して、当該平均値を車両１の速度Ｖｃｏｇとみなす（ステップＳ１５）。高速側の車輪の速度を外すことにより、より真に近い車両１の速度を検出できる。
【００３６】
速度検出部１４は、二つの車輪の速度が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ１２がＹｅｓ）、所定の閾値以上の速度を有する二つの車輪のうち、低速な車輪の速度を車両１の速度Ｖｃｏｇとみなす（ステップＳ１６）。低速な車輪の速度を検出することにより、重心点Ｐを通る車両１の速度に近くなるため、車両位置の推定誤差を小さくすることができる。
【００３７】
速度検出部１４は、三つの車輪の速度が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ１１がＹｅｓ）、所定の閾値以上を有する一つの車輪の速度を車両１の速度Ｖｃｏｇとみなす（ステップＳ１７）。閾値より小さい場合は、計測誤差が大きくなるため、真に近い一つの車輪の速度を検出することにより、車両１の移動位置のずれを解消することができる。
【００３８】
これにより、速度検出部１４で検出された速度Ｖｃｏｇは、車両１の真の速度を反映し得ると判断できるため、車両１の低速度における車両移動量、車両位置の推定誤差を小さくすることができ、目標位置に対して自動制御した車両移動位置のずれが解消可能となる。また、車両速度検出精度を向上させることができ、車両位置の制御精度の向上を実現することができる。
【００３９】
図５に示される各構成は、車両１内の多重通信バス（例えばＣＡＮ、Ｆｌｅｘ、Ｒａｙ、ＬＩＮなど）を介して互いに通信可能に接続されている。また、近距離通信Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用すれば、配線に依存しなくても良い。
【００４０】
本実施形態の車両１は、一例として、道路運送車両法の区分に基づく自動車（例えば四輪自動車）であり、ハイブリッド車（ＨＶ車）や電気自動車（ＥＶ車）等が含まれるが、特に四輪自動車に限定しない。
【００４１】
以上、図面を参照して本開示に係る車両および車両速度検出装置の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本開示の車両および車両速度検出装置は、低速走行時に車両の速度検出の精度を向上させ車両位置制御精度向上を要求する分野に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１  車両
２  車両ボディ
３  車輪
４  左前車輪
５  右前車輪
６  左後車輪
７  右後車輪
１０  車両速度検出装置
１１  旋回方向判定部
１２  車輪速度取得部
１３  内外輪速度変換部
１４  速度検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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