JPH0921824A - 車両のヨーレイト推定装置 - Google Patents
車両のヨーレイト推定装置Info
- Publication number
- JPH0921824A JPH0921824A JP19610195A JP19610195A JPH0921824A JP H0921824 A JPH0921824 A JP H0921824A JP 19610195 A JP19610195 A JP 19610195A JP 19610195 A JP19610195 A JP 19610195A JP H0921824 A JPH0921824 A JP H0921824A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observer
- yaw rate
- steering angle
- vehicle
- low
- Prior art date
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- Granted
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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オブザーバを用いてヨーレイト推定値を求め
る際のヨーレイト推定値の精度のゲイン・位相の悪化を
防止する。 【解決手段】 操舵角センサ４からのステアリング操舵
角θHと、後輪舵角センサ５からのリア舵角θRとの各信
号を入力する２自由度車両モデル処理回路２と、その２
自由度車両モデル処理部２の出力を入力するローパスフ
ィルタ３とによりオブサーバ１を構成し、フィルタ内部
変数を観測可能であるため、２次の最小次元オブザーバ
をゴピナスの方法により求めて作成する。次数を１次低
減した最小次元オブザーバを構成して、そのオブザーバ
の出力が求めるヨーレイト推定値となり、ローパスフィ
ルタを用いて外乱の影響を小さくしつつ、推定精度を維
持できる。
る際のヨーレイト推定値の精度のゲイン・位相の悪化を
防止する。 【解決手段】 操舵角センサ４からのステアリング操舵
角θHと、後輪舵角センサ５からのリア舵角θRとの各信
号を入力する２自由度車両モデル処理回路２と、その２
自由度車両モデル処理部２の出力を入力するローパスフ
ィルタ３とによりオブサーバ１を構成し、フィルタ内部
変数を観測可能であるため、２次の最小次元オブザーバ
をゴピナスの方法により求めて作成する。次数を１次低
減した最小次元オブザーバを構成して、そのオブザーバ
の出力が求めるヨーレイト推定値となり、ローパスフィ
ルタを用いて外乱の影響を小さくしつつ、推定精度を維
持できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のヨーレイト
推定装置に関し、特に、ヨーレイトを直接的に検出する
ためのヨーレイトセンサを用いることなく車両のヨーレ
イトを求め得る車両のヨーレイト推定装置に関する。
推定装置に関し、特に、ヨーレイトを直接的に検出する
ためのヨーレイトセンサを用いることなく車両のヨーレ
イトを求め得る車両のヨーレイト推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】前後輪を転舵可能な４輪操舵車両があ
り、そのような４輪操舵車両において、車両の状態、例
えばヨーレイトを検出して操舵量に対する後輪転舵量な
どを制御するようにしたものがある。上記ヨーレイトを
検出するには車両のヨーレイトを直接検出するためのヨ
ーレイトセンサを装着すれば良いが、一般にヨーレイト
センサは高価であり、そのための回路や演算処理の追加
が発生し、車両が高騰化するという問題がある。
り、そのような４輪操舵車両において、車両の状態、例
えばヨーレイトを検出して操舵量に対する後輪転舵量な
どを制御するようにしたものがある。上記ヨーレイトを
検出するには車両のヨーレイトを直接検出するためのヨ
ーレイトセンサを装着すれば良いが、一般にヨーレイト
センサは高価であり、そのための回路や演算処理の追加
が発生し、車両が高騰化するという問題がある。
【０００３】ヨーレイトセンサを用いることなくヨーレ
イトを推定する従来技術として、図３に示されるよう
に、例えばアンチ・ロック・ブレーキ・システムなどで
既に装着されている左右の従動輪の各車輪速センサ１１
・１２を用い、それらの各信号ＶWL・ＶWRをヨーレイト
推定値前処理部１３に入力して、ヨーレイト推定値前処
理部１３にて左右輪（内外輪）差にある定数を乗算し、
その結果をローパスフィルタ１４にてフィルタ処理を行
って、そのフィルタ出力値をヨーレイト推定値γestと
することが知られている。
イトを推定する従来技術として、図３に示されるよう
に、例えばアンチ・ロック・ブレーキ・システムなどで
既に装着されている左右の従動輪の各車輪速センサ１１
・１２を用い、それらの各信号ＶWL・ＶWRをヨーレイト
推定値前処理部１３に入力して、ヨーレイト推定値前処
理部１３にて左右輪（内外輪）差にある定数を乗算し、
その結果をローパスフィルタ１４にてフィルタ処理を行
って、そのフィルタ出力値をヨーレイト推定値γestと
することが知られている。
【０００４】そのヨーレイト推定値γestは、左車輪速
センサ１１の値をＶWLとし、右車輪速センサ１２の値を
ＶWRとし、推定定数をＫとし、ローパスフィルタ１４の
伝達関数をＧ(s)とすると、次式により求めることがで
きる。
センサ１１の値をＶWLとし、右車輪速センサ１２の値を
ＶWRとし、推定定数をＫとし、ローパスフィルタ１４の
伝達関数をＧ(s)とすると、次式により求めることがで
きる。
【０００５】γest＝Ｇ(s)［Ｋ・（ＶWL−ＶWR）］
【０００６】上記式により求められたヨーレイト推定値
をγestと、操舵角センサ４によるステアリング操舵角
θHと、後輪舵角センサ５によるリア転舵角θRとをそれ
ぞれオブザーバ１５に入力して、最終ヨーレイト推定値
γを算出する。しかしながら、ヨーレイト推定値前処理
部１３の出力値が乱れた値であることから、ローパスフ
ィルタ１４により外乱を取り除いてきれいにされた値を
オブザーバ１５に入力するようにしている。
をγestと、操舵角センサ４によるステアリング操舵角
θHと、後輪舵角センサ５によるリア転舵角θRとをそれ
ぞれオブザーバ１５に入力して、最終ヨーレイト推定値
γを算出する。しかしながら、ヨーレイト推定値前処理
部１３の出力値が乱れた値であることから、ローパスフ
ィルタ１４により外乱を取り除いてきれいにされた値を
オブザーバ１５に入力するようにしている。
【０００７】従って、上記従来の技術では、ローパスフ
ィルタ１４を介してヨーレイト推定値γestを求めてお
り、そのヨーレイト推定値γestの真値に対する位相遅
れが発生する。特に、ノイズ防止を強力にするため低カ
ットオフのフィルタを使用すると、比較的早目の操舵を
行う場合には、ヨーレイト推定値の精度がゲイン・位相
共に悪化してしまうという問題があった。
ィルタ１４を介してヨーレイト推定値γestを求めてお
り、そのヨーレイト推定値γestの真値に対する位相遅
れが発生する。特に、ノイズ防止を強力にするため低カ
ットオフのフィルタを使用すると、比較的早目の操舵を
行う場合には、ヨーレイト推定値の精度がゲイン・位相
共に悪化してしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、オブザーバを用い
てヨーレイト推定値を求める際のヨーレイト推定値の精
度のゲイン・位相の悪化を防止し得る車両のヨーレイト
推定装置を提供することにある。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、オブザーバを用い
てヨーレイト推定値を求める際のヨーレイト推定値の精
度のゲイン・位相の悪化を防止し得る車両のヨーレイト
推定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、前後輪転舵可能な車両のステアリング操舵
角及びリア舵角の各入力値からヨーレイト推定値及び車
体スリップ角を出力する２自由度車両モデル処理部と、
前記２自由度車両モデル処理部からの出力値をフィルタ
処理するためのローパスフィルタとによりオブザーバを
構成し、前記オブザーバを、前記ローパスフィルタのフ
ィルタ内部変数を除いて処理する２次の最小次元オブザ
ーバとして、車両のヨーレイト値を推定することによ
り、ステアリング操舵角と後輪転舵角との２値を入力さ
れる２自由度車両モデルにローパスフィルタを接続して
構成した拡大系のオブザーバにおいて、出力されるヨー
レイト・車体スリップ角・フィルタ内部変数の３状態変
数の内フィルタ内部変数を観測できるため、２次の最小
オブザーバを作ることができる。
明によれば、前後輪転舵可能な車両のステアリング操舵
角及びリア舵角の各入力値からヨーレイト推定値及び車
体スリップ角を出力する２自由度車両モデル処理部と、
前記２自由度車両モデル処理部からの出力値をフィルタ
処理するためのローパスフィルタとによりオブザーバを
構成し、前記オブザーバを、前記ローパスフィルタのフ
ィルタ内部変数を除いて処理する２次の最小次元オブザ
ーバとして、車両のヨーレイト値を推定することによ
り、ステアリング操舵角と後輪転舵角との２値を入力さ
れる２自由度車両モデルにローパスフィルタを接続して
構成した拡大系のオブザーバにおいて、出力されるヨー
レイト・車体スリップ角・フィルタ内部変数の３状態変
数の内フィルタ内部変数を観測できるため、２次の最小
オブザーバを作ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例を添付
の図面について詳しく説明する。
の図面について詳しく説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用されたヨーレイト推
定装置のオブザーバ１の構成を示すブロック図である。
本オブザーバ１は、２自由度車両モデル処理部２とロー
パスフィルタ３とにより構成されている。従来例と同様
に操舵角センサ４からのステアリング操舵角θHと、後
輪舵角センサ５からのリア舵角θRとの各信号が２自由
度車両モデル処理回路２に入力する。
定装置のオブザーバ１の構成を示すブロック図である。
本オブザーバ１は、２自由度車両モデル処理部２とロー
パスフィルタ３とにより構成されている。従来例と同様
に操舵角センサ４からのステアリング操舵角θHと、後
輪舵角センサ５からのリア舵角θRとの各信号が２自由
度車両モデル処理回路２に入力する。
【００１２】上記２自由度車両モデル処理部２からの出
力をローパスフィルタ３を介して本オブザーバ１の出力
としている。このオブザーバ出力は、２自由度車両モデ
ル処理部２からのヨーレイト値γ及び車体スリップ角β
と、ローパスフィルタ３のフィルタ内部変数ｆとの３出
力となる。すなわち、オブザーバとしては３次のモデル
となり、その状態変数がヨーレイト値γと車体スリップ
角βとフィルタ内部変数ｆとの３つになる。
力をローパスフィルタ３を介して本オブザーバ１の出力
としている。このオブザーバ出力は、２自由度車両モデ
ル処理部２からのヨーレイト値γ及び車体スリップ角β
と、ローパスフィルタ３のフィルタ内部変数ｆとの３出
力となる。すなわち、オブザーバとしては３次のモデル
となり、その状態変数がヨーレイト値γと車体スリップ
角βとフィルタ内部変数ｆとの３つになる。
【００１３】上記３出力の中ではフィルタ内部変数を実
際に観測できるため、２次の最小次元オブザーバをゴピ
ナスの方法により求めて作成することができる。そのよ
うにして、２自由度車両モデルにローパスフィルタを接
続した拡大系を用いてオブザーバ１を構成している。さ
らに、この拡大車両モデル（オブザーバ１）の出力と、
左右車輪速差にローパスフィルタ処理を行った信号（観
測出力；従来例のγest）とが概ね等しいと仮定して、
次数を１次低減した最小次元オブザーバを構成してヨー
レイト信号を推定する。このオブザーバ１の出力が求め
るヨーレイト推定値γとなり、これにより、外乱の影響
を小さくしつつ、推定精度を維持できるという利点を発
揮し得る。
際に観測できるため、２次の最小次元オブザーバをゴピ
ナスの方法により求めて作成することができる。そのよ
うにして、２自由度車両モデルにローパスフィルタを接
続した拡大系を用いてオブザーバ１を構成している。さ
らに、この拡大車両モデル（オブザーバ１）の出力と、
左右車輪速差にローパスフィルタ処理を行った信号（観
測出力；従来例のγest）とが概ね等しいと仮定して、
次数を１次低減した最小次元オブザーバを構成してヨー
レイト信号を推定する。このオブザーバ１の出力が求め
るヨーレイト推定値γとなり、これにより、外乱の影響
を小さくしつつ、推定精度を維持できるという利点を発
揮し得る。
【００１４】
【実施例】図２に本発明に基づき推定されたヨーレイト
値のシミュレーション結果を示す。図では、車速１００
ｋｍ／ｈにて、ステアリング操舵角を３０度のステップ
入力とし、リア舵角比を０．０１６７とした条件であ
る。また、オブザーバのパラメータは、Ｌ１＝１、Ｌ２
＝３であり、固有値は−９．７２０２±８．７８８３ｉ
であり、ダンピングファクタは０．７４１８であり、固
有振動数は１３．１０４１である。
値のシミュレーション結果を示す。図では、車速１００
ｋｍ／ｈにて、ステアリング操舵角を３０度のステップ
入力とし、リア舵角比を０．０１６７とした条件であ
る。また、オブザーバのパラメータは、Ｌ１＝１、Ｌ２
＝３であり、固有値は−９．７２０２±８．７８８３ｉ
であり、ダンピングファクタは０．７４１８であり、固
有振動数は１３．１０４１である。
【００１５】図の実線Ａで示される線が本発明に基づい
て推定されたヨーレイト値（γ）であり、破線Ｂで示さ
れる実ヨーレイト値に対して極めて早期に略一致してい
ることが分かる。また、想像線Ｃで示される従来のフィ
ルタによる推定値にあっては、大きな遅れが生じてお
り、本推定装置の優位性は顕著である。なお、本推定装
置における車体スリップ角（β）が実線Ｄで示され、実
車体スリップ角が一点鎖線Ｅで示されているが、車体ス
リップ角についても早期に略一致する結果を得られてい
る。
て推定されたヨーレイト値（γ）であり、破線Ｂで示さ
れる実ヨーレイト値に対して極めて早期に略一致してい
ることが分かる。また、想像線Ｃで示される従来のフィ
ルタによる推定値にあっては、大きな遅れが生じてお
り、本推定装置の優位性は顕著である。なお、本推定装
置における車体スリップ角（β）が実線Ｄで示され、実
車体スリップ角が一点鎖線Ｅで示されているが、車体ス
リップ角についても早期に略一致する結果を得られてい
る。
【００１６】
【発明の効果】このように本発明によれば、従来の技術
では外乱による影響を小さくするべくローパスフィルタ
の影響を大きくすると推定精度が悪化するという不都合
に対して、外乱の影響を小さくするダイナミクス（ロー
パスフィルタ）を考慮した拡大系によりオブザーバを作
成すると共に、オブザーバの３つの状態変数（ヨーレイ
ト・車体スリップ角・フィルタ内部変数）の内フィルタ
内部変数を観測できるため、２次の最小次元オブザーバ
を作ることができ、簡単な回路で、外乱の影響を小さく
しつつ、推定精度を維持し得るという効果を奏し得る。
では外乱による影響を小さくするべくローパスフィルタ
の影響を大きくすると推定精度が悪化するという不都合
に対して、外乱の影響を小さくするダイナミクス（ロー
パスフィルタ）を考慮した拡大系によりオブザーバを作
成すると共に、オブザーバの３つの状態変数（ヨーレイ
ト・車体スリップ角・フィルタ内部変数）の内フィルタ
内部変数を観測できるため、２次の最小次元オブザーバ
を作ることができ、簡単な回路で、外乱の影響を小さく
しつつ、推定精度を維持し得るという効果を奏し得る。
【図１】本発明が適用されたヨーレイト推定装置のオブ
ザーバの構成を示すブロック図。
ザーバの構成を示すブロック図。
【図２】本発明により推定されたヨーレイト値のシミュ
レーション結果を示す図。
レーション結果を示す図。
【図３】従来のヨーレイト推定装置の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
１ オブザーバ ２ ２自由度車両モデル処理部 ３ ローパスフィルタ ４ 操舵角センサ ５ 後輪舵角センサ １１ 左車輪速センサ １２ 右車輪速センサ １３ ヨーレイト推定値前処理部 １４ ローパスフィルタ １５ オブザーバ
Claims (1)
- 【請求項１】 前後輪転舵可能な車両のステアリング操
舵角及びリア舵角の各入力値からヨーレイト推定値及び
車体スリップ角を出力する２自由度車両モデル処理部
と、前記２自由度車両モデル処理部からの出力値をフィ
ルタ処理するためのローパスフィルタとによりオブザー
バを構成し、 前記オブザーバを、前記ローパスフィルタのフィルタ内
部変数を除いて処理する２次の最小次元オブザーバとし
て、車両のヨーレイト値を推定することを特徴とする車
両のヨーレイト推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19610195A JP3607754B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 車両のヨーレイト推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19610195A JP3607754B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 車両のヨーレイト推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921824A true JPH0921824A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3607754B2 JP3607754B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=16352249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19610195A Expired - Fee Related JP3607754B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 車両のヨーレイト推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3607754B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150034401A (ko) * | 2013-09-26 | 2015-04-03 | 현대모비스 주식회사 | 차간 거리 제어 시스템 및 방법 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP19610195A patent/JP3607754B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150034401A (ko) * | 2013-09-26 | 2015-04-03 | 현대모비스 주식회사 | 차간 거리 제어 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3607754B2 (ja) | 2005-01-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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