JPH07246948A - 車両運動状態量補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両停止時と直進走行時以外でも、車両ヨー
運動状態量検出系のオフセットを適切に求め得て、オフ
セット除去を行う補正装置を提供する。 【構成】 車両運動の物理的関係からヨーレイト推定値
を算出するヨーレイト推定値算出手段６と、その推定値
とヨーレイト検出手段７からのヨーレイト検出値の差よ
り該検出値のオフセット量を算出する算出手段７、及び
該検出値とオフセット量算出値との差より検出手段７の
オフセット量を除去するヨーレイト補正手段８をもつ。
オフセット量算出は、横Ｇの測定値又は演算値が予め設
定した基準値以下の小さな値を所定時間以上継続した場
合に行い、これでオフセット修正を行う。横Ｇが定常的
に小さい場合に推定値と検出値との比較によりオフセッ
ト量を算出し、停止時と直進走行時以外でも正確にオフ
セット量が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両運動状態量補正装
置、特に車両ヨー運動状態量検出系を有する場合の車両
ヨー運動状態量の補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両運動状態量補正装置とし
て、特開平２−２０４１７７号公報に記載の如き車両
（４ＷＳ）においてゼロ点補正をすることで制御パラメ
ータを補正するものがある（同公報第３頁左上欄第１３
行〜同頁左下欄第８行等）。これは、車両が停止状態ま
たは直進走行状態にあると確認された時、重心を挟んだ
２つの横Ｇセンサの出力差を積分演算して得るヨーレー
トとして出力信号が生じていれば、この値をオフセット
量とみなして補正する車両運動状態量補正装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両運動状態量補正装置では、車両の停止状
態または直進走行状態が確認された時にのみ、車両運動
状態量検出手段に生じている出力信号をオフセット量と
みなして車両運動状態量検出手段を補正しているため、
停止状態または直進走行状態という限定された状態以外
（例えば、長いカーブが連続する自動車専用道路の連続
走行時など）では、車両運動状態量検出手段のオフセッ
ト量を求めることができないという問題があった。

【０００４】本発明は、このような点に着目してなされ
たもので、車両停止状態または直進走行状態以外でも、
オフセットを適切に求め得て、たとえ長いカーブが連続
する連続走行時などでも、斯く求めたオフセットにより
オフセット除去を行うことのできる車両運動状態量補正
装置を提供しようというものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によって、下記の
車両運動状態量補正装置が提供される。即ち、車輪の操
舵角を検出する検出手段と、車速を検出する車速検出手
段と、車両のヨー運動状態量を検出する車両ヨー運動状
態量検出手段と、前記操舵角と車速より、車両運動の物
理的関係から車両のヨー運動状態量推定値を算出するヨ
ー運動状態量推定値算出手段と、車両の横加速度につい
ての測定値または演算値が予め設定した基準値以下の小
さな値を所定時間以上継続した場合に、前記ヨー運動状
態量推定値と車両ヨー運動状態量検出値に基づき前記車
両ヨー運動状態量検出手段のオフセットを修正するオフ
セット修正手段とを備えることを車両運動状態量補正装
置である。

【０００６】また、上記において、車両が、車両ヨー運
動状態量を制御パラメータとする、後輪舵角制御手段を
搭載するか、または制動力制御手段を搭載するか、もし
くはアンチスキッド制御手段を搭載するか、あるいはそ
れらの二以上を搭載するかの、いずれかであって、前記
オフセット修正手段より得られる車両ヨー運動状態量値
が、該当制御におけるその制御パラメータとして用いら
れる、ことを特徴とする車両運動状態量補正装置であ
る。また、操舵角の検出手段は、前輪舵角を検出する態
様であるか、少なくとも補助操舵として後輪を操舵する
車両の場合にあっては前輪舵角と後輪舵角を検出する態
様であるかの、いずれかである、ことを特徴とする車両
運動状態量補正装置である。

【０００７】また、オフセット修正手段は、所定演算時
間毎に、ヨー運動状態量推定値と車両ヨー運動状態量検
出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出値のオフセ
ット量を算出するオフセット量算出手段と、所定演算時
間毎に、車両ヨー運動状態量検出値と該オフセット量算
出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出手段のオフ
セット量を除去する車両ヨー運動状態量補正手段とを含
み、かつ、該オフセット量算出手段は、前記横加速度の
測定値または演算値が予め設定した基準値以下の小さな
値を所定時間以上継続した場合にオフセット量を更新算
出し、かつその場合以外は前回オフセット算出値を今回
オフセット値として算出し、該車両ヨー運動状態量補正
手段が、斯く得られる算出値を逐次適用していく、こと
を特徴とする車両運動状態量補正装置である。

【０００８】また、オフセット修正手段は、所定演算時
間毎に、ヨー運動状態量推定値と車両ヨー運動状態量検
出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出値のオフセ
ット量を算出するオフセット量算出手段と、所定演算時
間毎に、車両ヨー運動状態量検出値と該オフセット量算
出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出手段のオフ
セット量を除去する車両ヨー運動状態量補正手段とを含
み、かつ、該オフセット量算出手段は、前記検出操舵角
と車速が所定範囲内に所定時間ある場合においてオフセ
ット量を更新算出し、かつ当該場合以外は前回オフセッ
ト算出値を今回オフセット値として算出し、該車両ヨー
運動状態量補正手段が、斯く得られる算出値を逐次適用
していく、ことを特徴とする車両運動状態量補正装置で
ある。

【０００９】

【作用】本発明においては、車輪の操舵角を検出する検
出手段、車速を検出する車速検出手段、車両のヨー運動
状態量を検出する車両ヨー運動状態量検出手段の各検出
手段を有して、前記操舵角と車速より、車両運動の物理
的関係から車両のヨー運動状態量推定値をヨー運動状態
量推定値算出手段が算出し、車両の横加速度についての
測定値または演算値が予め設定した基準値以下の小さな
値を所定時間以上継続した場合に、前記ヨー運動状態量
推定値と車両ヨー運動状態量検出値に基づきオフセット
修正手段が前記車両ヨー運動状態量検出手段のオフセッ
トを修正する。従って、車両の停止状態または直進走行
状態という限定された状態以外ではオフセット修正が行
えないといった制約も解消し得て、従来のものに比しよ
り拡大した車両運動領域でそのオフセット修正を可能な
らしめ、同時に、オフセット修正に適用する上記ヨー運
動状態量推定値算出手段でヨー運動状態量推定値として
得られるものは、車両のその実際の車両ヨー運動状態量
を示すものとして適切な推定値が得られ、もって、停止
時と直進走行時以外でも適切にオフセット除去ができ、
正確なオフセット修正も可能ならしめる。

【００１０】また、特に、車両ヨー運動状態量を制御パ
ラメータとする後輪舵角制御手段を搭載する車両や、ま
たは、同様にそれを制御パラメータとする制動力制御手
段を搭載する車両、チスキッド制御手段（ＡＢＳシステ
ム）を搭載する車両、あるいはそれら制御手段の二以上
を搭載する車両において、前記オフセット修正手段より
得られる車両ヨー運動状態量値を該当制御におけるその
制御パラメータとして用いる構成として実施すると、好
適であり、同様に上記のことを実現することを可能なら
しめるのに加え、当該制御をより正確なものとしてこれ
を実行せしめることを可能ならしめる。また、好ましく
は、操舵角の検出手段は、前輪舵角を検出する態様、ま
たは少なくとも補助操舵として後輪を操舵する車両の場
合にあっては前輪舵角と後輪舵角を検出する態様で、本
発明は実施でき、同様に上記のことを実現することを可
能ならしめる。好ましくはまた、この場合、２ＷＳ車な
ら前輪舵角のみを検出することができ、好ましくはま
た、該当する舵角は直接その実舵角を検知しても得ても
よく、前輪舵角ならハンドル操舵角に基づき演算して得
てもよく、いずれでも、実施できる。

【００１１】また、所定演算時間毎に、ヨー運動状態量
推定値と車両ヨー運動状態量検出値との差分より、車両
ヨー運動状態量検出値のオフセット量を算出するオフセ
ット量算出手段と、所定演算時間毎に、車両ヨー運動状
態量検出値と該オフセット量算出値との差分より、車両
ヨー運動状態量検出手段のオフセット量を除去する車両
ヨー運動状態量補正手段とを含み、かつ、そのオフセッ
ト量算出手段は、前記横加速度の測定値または演算値が
予め設定した基準値以下の小さな値を所定時間以上継続
した場合にオフセット量を更新算出し、かつその場合以
外は前回オフセット算出値を今回オフセット値として算
出し、その車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得られ
る算出値を逐次適用していくよう、オフセット修正手段
を構成することで、本発明は実施でき、この場合は、上
記した点に更に加え、その更新算出に係るオフセット量
を、その更新算出のとき以外の場合の車両運動場面でも
代用してオフセット修正をし得て、そうしない場合に比
し効果的なものにすることを可能ならしめる。

【００１２】また、オフセット修正手段のオフセット量
算出手段が、検出操舵角と車速が所定範囲内に所定時間
ある場合においてオフセット量を更新算出し、かつ当該
場合以外は前回オフセット算出値を今回オフセット値と
して算出し、車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得ら
れる算出値を逐次適用していく構成とすることで、本発
明は実施でき、同様に上記のことを実現することを可能
ならしめる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明車両運動状態量補正装置の一実施例
を示す。本実施例は、車両の運動制御装置として後輪舵
角制御装置に適用した場合であり、より具体的には、車
両ヨー運動状態量としてヨーレートをフィードバック
（Ｆ／Ｂ）して後輪を操舵する４輪操舵車（４ＷＳ車）
に、その制御パラメータとして用いるヨーレイト（ｄ／
ｄｔ）φにつき、オフセット修正のため本補正装置を用
いた場合の例である。

【００１４】同図において、１は操舵角検出手段、２は
後輪補助操舵の場合のその補助操舵角を検出する後輪舵
角検出手段、３は車速を検出する車速検出手段、４は車
両のヨー運動状態量を検出する車両ヨー運動状態量検出
手段としてのヨーレート検出手段を、それぞれ示す。

【００１５】これら検出手段は、それぞれ該当するセン
サを含んで構成できる。ここでは、操舵角検出手段１に
係る操舵角センサについては、ステアリングホイールの
操舵角（ハンドル操舵角）を検出するものとするが、こ
れは前輪実舵角（転舵角）を検知する態様のものであっ
てもよい。また、後輪舵角検出手段２に係る後輪舵角セ
ンサは、ここでは実舵角を検出するものであってよい
（後輪操舵アクチュエータのストロークセンサでもよ
い）。

【００１６】本車両に搭載の後輪舵角制御システムは、
上記の操舵角を検出するための、また車速を検出するた
めの、また後輪舵角を検出するための、またヨーレイト
を検出するためのセンサ類等のほか、舵角制御用のコン
トローラを備え、該コントローラは諸演算等を実行する
ＣＰＵ５を含んで構成されるとともに、更にシステム
は、後輪舵角制御手段１１を備えて構成される。後輪舵
角制御手段１１は、既知の油圧制御によるアクチュエー
タや、電動モータのよるものを含んでなるものとするこ
とができる。

【００１７】操舵角検出手段１、後輪舵角検出手段２、
車速検出手段３、ヨーレート検出手段４からは、それぞ
れ検出値に比例した電圧が操舵角信号、後輪舵角信号、
車速信号、ヨーレート信号として出力され、ＣＰＵ５に
入力される。ＣＰＵ５は、本例では、図に機能ブロック
として表す如く、ヨーレート推定値算出手段６、オフセ
ット量算出手段７、ヨーレート補正手段８の各機能を含
むとともに、目標ヨーレート算出手段９、後輪舵角算出
手段１０の各機能を含んでなる。

【００１８】上記ＣＰＵ５は、所定演算周期ΔＴ毎に、
それら検出値のＡ／Ｄ変換を行う。また、ＣＰＵ５は、
算出手段６，７、及び補正手段８において、並びに算出
手段９，１０において必要な演算を実行する。

【００１９】即ち、ヨーレート推定値算出手段６は、こ
こでは、好ましくは、所定時間ΔＴ毎に、操舵角信号と
車速信号と後輪舵角信号より、車両運動の物理的関係か
ら車両のヨー運動状態量推定値を算出するものとして機
能し、入力操舵角信号と後輪舵角信号と車速信号よりヨ
ーレート推定値を算出する。

【００２０】オフセット量算出手段７は、ΔＴ毎に、ヨ
ーレート推定値とヨーレート検出値との差分より、該ヨ
ーレート検出値のオフセット量を算出するもので、入力
ヨーレート信号と上記算出ヨーレート推定値よりオフセ
ット量を算出する。好ましくは、この場合、車両に発生
の横加速度（横Ｇ）につき、その値が予め設定した基準
値以下の小さな値を所定時間以上継続して示すとき、上
記の入力ヨーレート信号と上記算出ヨーレート推定値を
用いてオフセット量の算出をする。

【００２１】この場合、横加速度の検出値は、測定値ま
たは演算値のいずれでもよく、横Ｇセンサをもつ場合な
ら、直接センサで測定して得たものをその基準値との比
較判断に適用できる。また、好ましくは、例えば、操舵
角と車速とから横加速度を算出して、その値を基準値と
の比較判断に用いる。

【００２２】好ましくは、また、検出操舵角信号と車速
信号を利用し、操舵角信号と車速信号が所定の或る物理
関係を満足する範囲内に所定時間ある場合に、上記入力
のヨーレート推定値算出手段でヨーレート推定値を求
め、ヨーレート検出値とヨーレート推定値の差分よりヨ
ーレイト検出手段のオフセット量を求める構成とするこ
とができる。

【００２３】好ましくは、検出操舵角信号と車速信号が
所定範囲内に所定時間ある場合にオフセット量を更新算
出し、かつ上記の場合以外は前回オフセット算出値を今
回オフセット値として算出する。ΔＴ毎に、こうして該
当するときは逐次更新し、及び該当するときは前回値で
代用する手法を含む補正方法の好適例は、後記で示され
る。

【００２４】ヨーレート補正手段８は、ΔＴ毎に、ヨー
レート検出値とオフセット量算出値との差分より、ヨー
レイト検出手段４のオフセット量を除去するよう機能す
る補正手段で、入力ヨーレート信号と上記算出オフセッ
ト量よりヨーレート補正信号（オフセット修正後ヨーレ
ート値）を算出する。

【００２５】一方また、目標ヨーレート算出手段９で
は、入力操舵角信号と入力車速信号よりヨーレイトＦ／
Ｂ制御での目標値として目標ヨーレートを算出する。後
輪舵角算出手段１０は、かかる目標ヨーレート信号と上
記ヨーレート補正信号より後輪舵角を決定し、それに対
応した後輪舵角指令値を算出する。ＣＰＵ５では、この
ようにして後輪舵角指令値の演算が実行され、コントロ
ーラはこれに対応する後輪舵角指令電流を制御信号とし
て送出し、そして、後輪舵角制御手段１１が後輪舵角指
令値に基づき後輪舵角の制御を行う。

【００２６】次に、ＣＰＵ５での算出手段６，７，９，
１０、補正手段１０の演算内容について、それぞれ一例
を具体的に説明するに、これらは下記する如き演算によ
って行うことができる（図２〜４参照）。

【００２７】まず、各演算部分６〜１０の説明に先立
ち、一般的に知られている２自由度車両モデルの運動方
程式を示すと、これは次のようである（なお、以下は、
時間（ｔ）の連続系で表現した場合である）。

【００２８】

【表１】 Ｉｚ・（ｄ² ／ｄｔ² ）φ＝２｛Ｃｆ・Ｌｒ−Ｃｒ・Ｌｒ｝ ・・・ Ｍ・α＝Ｍ｛（ｄ／ｄｔ）Ｖｙ＋Ｖ・（ｄ／ｄｔ）φ｝＝２｛Ｃｆ＋Ｃｒ｝ ・・・ Ｃｆ＝ｅＫｆ〔 (θ／Ｎ) −｛Ｖｙ＋Ｌｆ・（ｄ／ｄｔ）φ｝／Ｖ〕 ・・・ Ｃｒ＝Ｋｒ〔δ−｛Ｖｙ＋Ｌｒ・（ｄ／ｄｔ）φ｝／Ｖ〕 ・・・

【００２９】なお、上記式、及び下記説明において使用
する次の記号（文字式）は、それぞれ以下の内容を表
す。

【００３０】

【表２】（ｄ／ｄｔ）φ：ヨーレイト（車両に発生する
ヨーレイト（ヨー角速度；φの微分値）） （ｄ² ／ｄｔ² ）φ：ヨー角加速度（（ｄ／ｄｔ）φの
微分値） Ｉｚ：ヨー慣性 Ｍ：車両重量 Ｌｆ：前輪一重心間距離 Ｌｒ：後輪一重心間距離 Ｃｆ：前輪コーナリングフォース Ｃｒ：後輪コーナリングフォース Ｖ：車速（車速信号） α：横加速度（横Ｇ） α０：定常横加速度 Ｖｙ：横方向速度 ｅＫｆ：前輪等価コーナリングパワー Ｋｒ：後輪コーナリングパワー Ｎ：ステアリングギア比 θ：操舵角（操舵角信号） δ：後輪舵角（後輪舵角信号） Ａ： スタビリティーファクター ｋ： 比例定数 δ_CONTROL ：後輪舵角指令値 （ｄ／ｄｔ）φ_CAL ：ヨーレイト推定値 （ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR：ヨーレイト信号（検出値；セン
サ値） （ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET：オフセット量 （ｄ／ｄｔ）φ_REF ：目標ヨーレイト （ｄ／ｄｔ）φ_REVISED ：ヨーレイト補正信号（オフセ
ット修正後ヨーレイト補正信号）

【００３１】図１のヨーレート推定値算出手段６では、
ここでは、次のようにしてヨーレート推定値の算出をす
るものとする。即ち、操舵角θ信号、後輪舵角δ信号、
車速Ｖ信号より、上記車両モデルの運動方程式に準じ、
（ｄ／ｄｔ）φを（ｄ／ｄｔ）φ_CAL として下記式１〜
６に従い、ヨーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL を算出
する。なお、後輪舵角δ＝０とするときは、後輪非操舵
で２ＷＳ車となる。

【００３２】

【数１】 Ｉｚ・（ｄ² ／ｄｔ² ）φ_CAL ＝２｛Ｃｆ・Ｌｒ−Ｃｒ・Ｌｒ｝ ・・・１

【数２】 Ｍ・α＝Ｍ｛（ｄ／ｄｔ）Ｖｙ＋Ｖ・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL ｝ ＝２｛Ｃｆ＋Ｃｒ｝ ・・・２

【数３】 Ｃｆ＝ｅＫｆ〔 (θ／Ｎ) −｛Ｖｙ＋Ｌｆ・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL ｝／Ｖ〕 ・・・３

【数４】 Ｃｒ＝Ｋｒ〔δ−｛Ｖｙ＋Ｌｒ・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL ｝／Ｖ〕 ・・・４

【数５】 （ｄ／ｄｔ）φ_CAL ＝∫（ｄ² ／ｄｔ² ）φ_CAL ｄｔ ・・・５

【数６】 Ｖｙ＝∫（ｄ／ｄｔ）Ｖｙｄｔ ・・・６

【００３３】ここで、３式と４式では、コーナリングフ
ォースと横滑り角の関係に線形性を用いている。しかし
ながら、横滑り角が大きくなるとこの関係は成立しなく
なるので、１〜６式から算出したヨーレート推定値（ｄ
／ｄｔ）φ_CAL が、車両が実際に発生しているヨーレー
トの値とは異なる可能性がある。

【００３４】そこで、本例では、上記のようなヨーレー
ト推定値算出手段６を用いるが、そのようなヨーレート
推定値算出手段６を設けることとしても、オフセット修
正にあたり、これを適切に実現せしめるべく、次のよう
な観点から、下記の手法で、従来のような問題を解消し
つつ、できだけ正確にオフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OF
FSETを求められるようにする。

【００３５】即ち、第一に、次式７から求められる定常
横加速度α０が十分に小さい範囲内（例えば０．２Ｇ以
下）では、コーナリングフォースと横滑り角の関係に線
形性が成り立つと仮定する。

【００３６】

【数７】 α０＝｛Ｖ² ／（θ／Ｎ−δ）｝／〔｛１＋Ａ／Ｖ² ｝（Ｌｆ＋Ｌｒ）〕 ・・・７

【数８】ただし、 Ａ＝Ｍ（Ｌｒ・Ｋｒ−ｅＫｆ・Ｌｆ）／( ２（Ｌｆ＋Ｌｒ)²・ｅＫｆ・Ｋ） ・・・８

【００３７】なお、７式において、（θ／Ｎ−δ）中の
値δは、前輪と逆向きを正とする（以下、同様する）。

【００３８】ここで、上記について、補足して説明する
に、コーナリングフォースと横滑り角との線形領域の幅
は、車両の走行時のその路面の摩擦係数や輪荷重等の各
種パラメータの違いにより変化する。しかし、横加速度
が十分に小さい領域（例えば０．２Ｇ以下）では、これ
らパラメータ変化にかかわらず、当該車両でもコーナリ
ングフォースと横滑り角との線形性は確保できるもので
ある。

【００３９】また、次の点としては、発生するヨーレー
ト（ｄ／ｄｔ）φの時間遅れも考慮して、上記の線形性
が所定時間連続して成立した場合に限り、ヨーレート推
定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL をほぼ真値とみなすことにす
る。つまり、オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET算出手
段７において、ヨーレート推定値の値（ｄ／ｄｔ）φ_CA
L が真値であると考えられる場合にのみ、オフセット量
を算出する。オフセット量の算出は、後記式９の如くヨ
ーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CALとヨーレイト信号
（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR（ヨーレイト検出値）を用いるこ
とで行える。

【００４０】このようにして、本実施例では、上記１〜
６式に基づく車両運動の物理的関係からヨーレート推定
値を算出するヨーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL 算出
手段６を設ける構成であり、かつ、そうして算出を行う
場合でも、車両に発生す横加速度が定常的に小さい場合
に、ヨーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL とヨーレート
検出値（ｄ／ｄｔ）φ_SENSORとの比較によりオフセット
量を算出する方式とすることができる。このため、これ
をオフセット修正（後記式１１）に適用して、停車時と
直進走行時以外でも適切にオフセット量を除去すること
ができる。

【００４１】なお、横加速度が予め設定した基準値（例
えば、０．２Ｇ）以下の小さな値を所定時間以上継続し
た場合に、操舵角信号と車速信号と後輪舵角信号からヨ
ーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL を求め、ヨーレイト
検出手段７によるヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φ
_SENSORとヨーレート推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL との差分
より、ヨーレイト検出手段７のオフセット量を求める構
成とすることもでき、結果は同様である。

【００４２】また、第三に、好ましくは、次のようにす
る。即ち、オフセット量算出手段７では、ヨーレート推
定値が真値である場合は、次式９に従い、ヨーレート信
号（ｄ／ｄｔ）φ_SENSORとヨーレート推定値（ｄ／ｄ
ｔ）φ_CAL との差分よりオフセット量（ｄ／ｄｔ）φ
_OFFSETを算出する。

【数９】 （ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET＝（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR−（ｄ／ｄｔ）φ_CAL ・・・９

【００４３】こうして、ヨーレート推定値が真値である
と考えられる場合にのみ、９式によりオフセット量を算
出するが、その一方、ヨーレート推定値が真値でない場
合（上述の各条件を満たす場合でないとき）は、前回で
算出したオフセット量を今回のオフセット量として代用
する（１０式）。

【数１０】 （ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET＝（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET ・・・１０

【００４４】オフセット量算出手段７をこのようにする
と、上記各条件が成立してそのヨーレート推定値（ｄ／
ｄｔ）φ_CAL を真値とみなせる場合に、それに合わせて
オフセット量を更新算出し、かつ上記の場合以外は前回
オフセット算出値を今回オフセット値として算出するこ
とができ、ヨーレイト補正に逐次これを適用していくこ
とができることになる。

【００４５】即ち、ヨーレート補正手段８では、次式１
１に基づき、ヨーレイト検出手段７により得られるヨー
レート信号（ｄ／ｄｔ）φ_SENSORと、それぞれ上記した
該当する場合において上記９式または１０式で得られる
オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ _OFFSETとの差分よりヨーレ
ート補正信号（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED （オフセット修正
後ヨーレート補正信号））を算出する。

【数１１】 （ｄ／ｄｔ）φ_REVISED ＝（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR−（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET ・・・１１

【００４６】以上のようにして、上記のものでは、オフ
セット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSETを求めてヨーレイト検出
手段７のオフセット量を除去するオフセット修正を行う
ことができ、従来のもののように停止状態または直進走
行状態という限定された状態以外ではオフセット量を求
めることができないなどの制約も解消でき、たとえ長い
カーブが連続する自動車専用道路の連続走行時などで
も、適切にオフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSETを求めら
れ、オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSETの除去を行うこ
とができる。

【００４７】しかして、こうして得られるオフセット量
（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET除去後のヨーレート補正信号（ｄ
／ｄｔ）φ_REVISED は、本実施例の場合、ヨーレイトＦ
／Ｂ制御による後輪舵角制御に適用され、該制御をより
正確なものとしてこれを実行せしめることができるのに
役立つものとなる。

【００４８】図１の目標ヨーレート算出手段９、後輪舵
角算出手段１０の演算は次のようなものであってよい。
即ち、目標ヨーレート算出手段９については、前述した
車両モデルより導かれる定常ヨーレート（１２式）よ
り、操舵角θ信号と車速Ｖ信号を用いて目標ヨーレート
を算出する。

【数１２】（ｄ／ｄｔ）φ_REF ＝｛Ｖ／（θ／Ｎ−δ）｝／〔 (１＋Ａ／Ｖ)²・（Ｌｆ＋Ｌｒ）〕 ・・・１２

【００４９】後輪舵角算出手段１０では、次式１３に従
い、上記ヨーレート補正信号（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED と
目標ヨーレート（ｄ／ｄｔ）φ_REF 信号の差分に比例定
数ｋを乗じて、後輪舵角指令値δ_CONTROL を算出する。

【数１３】 δ_CONTROL ＝ｋ｛（ｄ／ｄｔ）φ_REF −（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED ｝ ・・・１３

【００５０】かくして、目標ヨーレート信号とヨーレー
ト補正信号より、そのフィードバック偏差｛（ｄ／ｄ
ｔ）φ_REF −（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED ｝が零となるよ
う、従ってヨーレイトの目標値にその実際値を一致させ
るように、必要な後輪舵角指令値δ_CONTROL が正確に算
出、決定され、図１の後輪舵角制御手段１１は、これに
基づき後輪舵角の制御を行うことができる。よって、本
後輪舵角制御システムにおいて、上記オフセット修正で
得られる補正後ヨーレイト（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED を制
御パラメータとして用いることにより、目標ヨーレイト
（ｄ／ｄｔ）φ_REF とのフィードバック偏差を、オフセ
ット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSETによらずに、正確なものと
して舵角制御を効果的に実行でき、該制御の実効性を高
めることができる。

【００５１】次に図２〜４に示すものは、本補正処理を
含む後輪舵角制御プログラムの一例であり、図１では、
各手段６〜１０に相当する部分の演算処理である。な
お、以下では、離散値系演算として実行するものであ
り、積分手段としてはオイラー積分を用い、また、それ
ぞれ該当するデータについて（ｍ）を付記したものは今
回演算値を、（ｍ−１）を付記したものはその今回演算
値に対する前回演算値をそれぞれ表す。

【００５２】本プログラムは、一定時間ΔＴ（演算周
期）毎に実行され、ステップ１０１〜ステップ１１４の
処理からなる。以下、要部を説明する。

【００５３】図１において、ステップ１０１は、必要な
データθ（ｍ）、Ｖ（ｍ）、δ（ｍ）、（ｄ／ｄｔ）φ
_SENSOR（ｍ）の読み込みステップである。ステップ１０
２，１０３は、前記１〜６式に基づくヨーレイト推定値
（ｄ／ｄｔ）φ_CAL の算出をするための処理ステップで
ある。ここでは、次のような演算で行う。

【００５４】

【数１４】 Ｃｆ（ｍ）＝ｅＫｆ〔 (θ（ｍ）／Ｎ) −｛Ｖｙ（ｍ−１）＋ Ｌｆ・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ−１）｝／Ｖ（ｍ）〕 ・・・１３

【数１５】 Ｃｒ（ｍ）＝Ｋｒ〔δ（ｍ）−｛Ｖｙ（ｍ−１）＋ Ｌｒ・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ−１）｝／Ｖ（ｍ）〕 ・・・１４

【数１６】 （ｄ² ／ｄｔ² ）φ_CAL （ｍ） ＝２｛Ｃｆ（ｍ）・Ｌｒ−Ｃｒ（ｍ）・Ｌｒ｝／Ｉｚ ・・・１５

【数１７】 （ｄ／ｄｔ）Ｖｙ（ｍ） ＝２｛Ｃｆ（ｍ）＋Ｃｒ（ｍ）｝／Ｍ−Ｖ（ｍ）・（ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ −１） ・・・１６

【数１８】 （ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ） ＝（ｄ² ／ｄｔ² ）φ_CAL （ｍ）・ΔＴ＋（ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ−１） ・・・１７

【数１９】 Ｖｙ（ｍ）＝（ｄ／ｄｔ）Ｖｙ（ｍ）・ΔＴ＋Ｖｙ（ｍ−１） ・・・１８

【００５５】上記１７，１８式は、積分手段としてオイ
ラー積分を用いたものであり、このようにして、今回ヨ
ーレイト推定値（ｄ／ｄｔ）φ_CAL を得る。

【００５６】本プログラム例では、次のステップ１０４
（図３）を実行し、ここでは、

【数２０】 α０＝｛Ｖ（ｍ）² ／（θ（ｍ）／Ｎ−δ（ｍ））｝ ／〔｛１＋Ａ／Ｖ（ｍ）² ｝（Ｌｆ＋Ｌｒ）〕＜０．２Ｇ ・・・１９ を満たす範囲内に今回値θ（ｍ）、今回値Ｖ（ｍ）が入
っているか、をみる。

【００５７】ステップ１０４を本プログラム実行のつど
実行し、しかして、ＹＥＳの答が得られるタイミング
で、所定時間計測タイマＴＩＭＥＲをスタートし、及び
該当するときは値１インクリメントし（ステップ１０
５）、所定時間値Ｔ_MAX を用いて、その状態が所定時間
Ｔ_MAX 以上継続するかを監視する（ステップ１０６）。

【００５８】その結果、所定時間Ｔ_MAX 経過前はステッ
プ１１０を選択し、前記１０式に従い、

【数２１】 （ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ）＝（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR（ｍ−１）・・・２０ により、前回オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ−
１）算出値を、今回オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET
（ｍ）値として算出、決定し（ステップ１１０）、次の
ステップ１１１（図４）へ処理を進める。

【００５９】また、ステップ１０４の答がＮＯのとき
は、タイマＴＩＭＥＲリセット処理（ステップ１０９）
を経て、直接ステップ１１０を実行し、ステップ１１１
へ進む。

【００６０】上記に対し、ステップ１０６での監視で、
ステップ１０４→１０５→１０６側の選択が所定時間Ｔ
_MAX 以上ある場合は、ステップ１０７，１０８側を一回
実行し、前記式９式に従い、

【数２２】 （ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ） ＝（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR（ｍ）−（ｄ／ｄｔ）φ_CAL （ｍ） ・・・２１ により、今回オフセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ）
値を演算し、最新のものに更新し（ステップ１０７）、
また、そのタイミングでタイマＴＩＭＥＲをリセットし
（ステップ１０８）、次のステップ１１１（図４）へ処
理を進める。

【００６１】しかして、ステップ１１１（図４）では、
前記ステップ１０７またはステップ１１０で得た今回オ
フセット量（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ）により、前記式
１１に従い、

【数２３】 （ｄ／ｄｔ）φ_REVISED （ｍ） ＝（ｄ／ｄｔ）φ_SENSOR（ｍ）−（ｄ／ｄｔ）φ_OFFSET（ｍ）・・・２２ により、オフセット修正されたヨーレイト補正信号（ｄ
／ｄｔ）φ_REVISED （ｍ）を演算し、これに基づき、続
くステップ１１２〜１１４を実行する。

【００６２】ステップ１１２は、前記式１２に従う、

【数２４】 （ｄ／ｄｔ）φ_REF （ｍ）＝｛Ｖ（ｍ）／（θ（ｍ）／Ｎ−δ（ｍ））｝／ 〔 (１＋Ａ／Ｖ（ｍ）² )・（Ｌｆ＋Ｌｒ）〕 ・・・２２ による（ｄ／ｄｔ）φ_REF （ｍ）演算処理である。

【００６３】また、ステップ１１３は、前記式１３に従
う、

【数２５】 δ_CONTROL （ｍ） ＝ｋ｛（ｄ／ｄｔ）φ_REF （ｍ）−（ｄ／ｄｔ）φ_REVISED （ｍ）｝ ・・・２３ によるδ_CONTROL （ｍ）演算処理である。

【００６４】そして、ステップ１１４で本プログラム実
行毎、その後輪舵角指令値δ_{CONTRO L} （ｍ）今回値とし
てを後輪舵角制御手段へ出力する。

【００６５】後輪舵角制御システムに適用する場合は、
こうしてその後輪舵角制御用のコントローラに組み込ん
で実施してもよい。

【００６６】なお、本発明は、以上の実施例に限定され
るものではない。例えば、図３のステップ１０４で、横
Ｇを直接センサで測定してその値で判断する実施態様の
ものも本発明に含まれることは、先にも触れたとおりで
ある。

【００６７】また、例えば、実施例では、ヨーレートを
フィードバックして後輪を操舵する４輪操舵車に用いた
場合を例にとって説明したが、これに限られず、車両ヨ
ー運動状態量を制御パラメータとする場合に広く適用で
きるのはいうまでもない。

【００６８】例えば、車両ヨー運動状態量を制御パラメ
ータとする制動力制御手段（制動力制御システム）を搭
載する車両でその車両ヨー運動状態量検出手段（例え
ば、ヨーレイトセンサ）を有する場合、同様に、車両ヨ
ー運動状態量を制御パラメータとするアンチスキッド制
御手段（ＡＢＳシステム）を搭載する車両の場合、ある
いは、後輪舵角制御手段（前後輪補助操舵制御の場合を
含む）も含めて、それら制御手段の二以上を搭載する車
両その他の車両ヨー運動状態量を制御パラメータとして
使用するしようとする車両の場合の、いずれにも適用で
き、オフセット修正で得られる車両ヨー運動状態量値
を、該当制御におけるその制御パラメータとして用いる
ことにより、同様の作用効果を奏し得る。

【００６９】好ましくはまた、その場合、実施例に準じ
ヨーレイトＦ／Ｂ制御によるものとすることができる。
例えば、ヨーレイトＦ／Ｂ左右制動力差制御であり、ま
たヨーレイトＦ／ＢＡＢＳ制御であり、または、それら
の一以上を含む組合せである。

【００７０】例えば、ヨーレイトＦ／Ｂ４ＷＳとヨーレ
イトＦ／Ｂ左右制動力差制御とヨーレイトＦ／ＢＡＢＳ
制御の組合せの場合、いずれの要素の車両挙動制御にお
いても、目標ヨーレイトとのフィードバック偏差を正確
なものとして制御を実行できる。もっとも、それらの場
合であっても、すべてがＦ／Ｂ制御に限るわけではな
く、フィードフォワード制御でヨーレイトを制御パラメ
ータとして用いる場合でもよい。

【００７１】また、本発明装置は、上記実際の車両搭載
システムに組み込むのに限らず、例えば各種の試験等を
する測定機器と共に用いて、必要なデータを得る場合の
その車両ヨー運動状態量のための補正の用に供する装置
として、製造、使用等することもできる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、車両停止状態または直
進走行状態以外でも、車両ヨー運動状態量検出系のオフ
セットを適切に求め得て、たとえ長いカーブが連続する
連続走行時などでも、オフセット除去を行うことができ
る補正装置が提供でき、停止状態や直進走行状態という
限定された状態以外ではオフセット修正が行えないとい
った制約も解消し得て、そのような制約のあるものに比
しより拡大した車両運動領域でそのオフセット修正が可
能であり、同時に、オフセット修正に適用するヨー運動
状態量推定値算出手段でヨー運動状態量推定値として得
られるものは、車両のその実際の車両ヨー運動状態量を
示すものとして適切な推定値が得られ、停止時と直進走
行時以外でも適切にオフセットを除去して正確なオフセ
ット修正も可能となる。

【００７３】また、特に、車両ヨー運動状態量を制御パ
ラメータとする後輪舵角制御手段を搭載する車両、同様
にそれを制御パラメータとする制動力制御手段を搭載す
る車両、チスキッド制御手段（ＡＢＳシステム）を搭載
する車両、あるいはそれら制御手段の二以上を搭載する
車両において、オフセット修正手段より得られる車両ヨ
ー運動状態量値を該当制御におけるその制御パラメータ
として用いる構成として実施すると、特に好適であり、
同様に上記を実現することができ、当該制御をより正確
なものとしてこれを実行せしめるのに寄与できる。ま
た、本発明は、前輪舵角を検出する態様、または少なく
とも補助操舵として後輪を操舵する車両の場合にあって
は前輪舵角と後輪舵角を検出する態様で、実施でき、同
様に上記を実現することができる。

【００７４】また、所定演算時間毎に、ヨー運動状態量
推定値と車両ヨー運動状態量検出値との差分より、車両
ヨー運動状態量検出値のオフセット量を算出するオフセ
ット量算出手段と、所定演算時間毎に、車両ヨー運動状
態量検出値と該オフセット量算出値との差分より、車両
ヨー運動状態量検出手段のオフセット量を除去する車両
ヨー運動状態量補正手段とを含んで、かつ、そのオフセ
ット量算出手段は、前記横加速度の測定値または演算値
が予め設定した基準値以下の小さな値を所定時間以上継
続した場合にオフセット量を更新算出し、かつその場合
以外は前回オフセット算出値を今回オフセット値として
算出し、その車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得ら
れる算出値を逐次適用していくよう、オフセット修正手
段を構成して、実施でき、この場合は、上記した点に更
に加え、その更新算出に係るオフセット量を、その更新
算出のとき以外の場合の車両運動場面でも代用してオフ
セット修正をし得て、そうしない場合に比し効果的なも
のにすることができる。

【００７５】また、オフセット修正手段のオフセット量
算出手段が、検出操舵角と車速が所定範囲内に所定時間
ある場合においてオフセット量を更新算出し、かつ当該
場合以外は前回オフセット算出値を今回オフセット値と
して算出し、車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得ら
れる算出値を逐次適用していく構成として、実施でき、
同様に上記を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両運動状態量補正装
置を示すものにして、車両の運動制御装置として後輪舵
角制御装置に適用した場合の構成を一例を示す図であ
る。

【図２】同例の演算部分のプログラムフローチャートの
一例を示すもので、その一部を示す図である。

【図３】同じく、他の一部を示す図である。

【図４】同じく、更に他の一部を示す図である。

【符号の説明】

１ 操舵角検出手段 ２ 後輪舵角検出手段 ３ 車速検出手段 ４ ヨーレート検出手段 ５ ＣＰＵ ６ ヨーレート推定値算出手段 ７ オフセット量算出手段 ８ ヨーレート補正手段 ９ 目標ヨーレート算出手段 １０ 後輪舵角算出手段 １１ 後輪舵角制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪の操舵角を検出する検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車両のヨー運動状態量を検出する車両ヨー運動状態量検
   出手段と、 前記操舵角と車速より、車両運動の物理的関係から車両
   のヨー運動状態量推定値を算出するヨー運動状態量推定
   値算出手段と、 車両の横加速度についての測定値または演算値が予め設
   定した基準値以下の小さな値を所定時間以上継続した場
   合に、前記ヨー運動状態量推定値と車両ヨー運動状態量
   検出値に基づき前記車両ヨー運動状態量検出手段のオフ
   セットを修正するオフセット修正手段とを備えることを
   車両運動状態量補正装置。
2. 【請求項２】 車両が、車両ヨー運動状態量を制御パラ
   メータとする、後輪舵角制御手段を搭載するか、または
   制動力制御手段を搭載するか、もしくはアンチスキッド
   制御手段を搭載するか、あるいはそれらの二以上を搭載
   するかの、いずれかであって、 前記オフセット修正手段より得られる車両ヨー運動状態
   量値が、該当制御におけるその制御パラメータとして用
   いられる、ことを特徴とする請求項１記載の車両運動状
   態量補正装置。
3. 【請求項３】 前記操舵角の検出手段は、前輪舵角を検
   出する態様であるか、少なくとも補助操舵として後輪を
   操舵する車両の場合にあっては前輪舵角と後輪舵角を検
   出する態様であるかの、いずれかである、ことを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の車両運動状態量補正
   装置。
4. 【請求項４】 前記オフセット修正手段は、 所定演算時間毎に、ヨー運動状態量推定値と車両ヨー運
   動状態量検出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出
   値のオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、 所定演算時間毎に、車両ヨー運動状態量検出値と該オフ
   セット量算出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出
   手段のオフセット量を除去する車両ヨー運動状態量補正
   手段とを含み、かつ、 該オフセット量算出手段は、前記横加速度の測定値また
   は演算値が予め設定した基準値以下の小さな値を所定時
   間以上継続した場合にオフセット量を更新算出し、かつ
   その場合以外は前回オフセット算出値を今回オフセット
   値として算出し、 該車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得られる算出値
   を逐次適用していく、ことを特徴とする請求項１、請求
   項２、または請求項３記載の車両運動状態量補正装置。
5. 【請求項５】 前記オフセット修正手段は、 所定演算時間毎に、ヨー運動状態量推定値と車両ヨー運
   動状態量検出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出
   値のオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、 所定演算時間毎に、車両ヨー運動状態量検出値と該オフ
   セット量算出値との差分より、車両ヨー運動状態量検出
   手段のオフセット量を除去する車両ヨー運動状態量補正
   手段とを含み、かつ、 該オフセット量算出手段は、前記検出操舵角と車速が所
   定範囲内に所定時間ある場合においてオフセット量を更
   新算出し、かつ当該場合以外は前回オフセット算出値を
   今回オフセット値として算出し、 該車両ヨー運動状態量補正手段が、斯く得られる算出値
   を逐次適用していく、ことを特徴とする請求項１、請求
   項２、または請求項３記載の車両運動状態量補正装置。