JPH09318647A - 車両横速度検出装置 - Google Patents
車両横速度検出装置Info
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- JPH09318647A JPH09318647A JP8136799A JP13679996A JPH09318647A JP H09318647 A JPH09318647 A JP H09318647A JP 8136799 A JP8136799 A JP 8136799A JP 13679996 A JP13679996 A JP 13679996A JP H09318647 A JPH09318647 A JP H09318647A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヨーレートｄγ／ｄｔと、車両前後速度Ｖｘ
と、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙとを入力
として、オブザーバを用いて車両横速度Ｖｙを精度よく
検出する。 【解決手段】 ヨーレートｄγ／ｄｔと、車両前後速度
Ｖｘと、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙをそ
れぞれのセンサで検出し、コンピュータがオブザーバに
基づいて車体横速度Ｖｙを演算する。ただし、オブザー
バゲインは検出したヨーレートｄγ／ｄｔと、車両前後
速度Ｖｘと、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙ
に基づいてコンピュータが演算する。
と、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙとを入力
として、オブザーバを用いて車両横速度Ｖｙを精度よく
検出する。 【解決手段】 ヨーレートｄγ／ｄｔと、車両前後速度
Ｖｘと、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙをそ
れぞれのセンサで検出し、コンピュータがオブザーバに
基づいて車体横速度Ｖｙを演算する。ただし、オブザー
バゲインは検出したヨーレートｄγ／ｄｔと、車両前後
速度Ｖｘと、車両前後加速度ａｘと、車両横加速度ａｙ
に基づいてコンピュータが演算する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両横速度Ｖｙを
検出する装置に関するものであり、特にその検出の精度
を向上させる技術に関するものである。
検出する装置に関するものであり、特にその検出の精度
を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平７−２５７３３７号公報
では、旋回時の車両の挙動を車両の横すべり角βと車体
スリップ角速度ｄβ／ｄｔとから、スピン傾向かドリフ
トアウト傾向かを判定し、その判定結果に基づき、制動
力を制御し、車両の旋回挙動を安定化させるようにした
技術が知られている。
では、旋回時の車両の挙動を車両の横すべり角βと車体
スリップ角速度ｄβ／ｄｔとから、スピン傾向かドリフ
トアウト傾向かを判定し、その判定結果に基づき、制動
力を制御し、車両の旋回挙動を安定化させるようにした
技術が知られている。
【０００３】その際、車両の横すべり角βは、対地速度
センサを用いて、車両の前後速度Ｖｘと、横速度Ｖｙを
検出し、arctan（Ｖｙ／Ｖｘ）を演算して、車両の横す
べり角βを得ている。（車両と横すべり角β等の車両運
動状態量の関係を示す図２参照。ただし、ＣＧは車両の
重心点を示す。）車両の前後速度Ｖｘについては、車輪
回転速度センサを用いることにより、比較的容易に精度
よく検出可能である。しかし、横速度Ｖｙを検出するの
は比較的困難である。横速度Ｖｙを検出するのに用いる
対地速度センサとしては、空間フィルタの原理を利用し
たものがあるが、主に試験計測用であり非常に高価であ
る。
センサを用いて、車両の前後速度Ｖｘと、横速度Ｖｙを
検出し、arctan（Ｖｙ／Ｖｘ）を演算して、車両の横す
べり角βを得ている。（車両と横すべり角β等の車両運
動状態量の関係を示す図２参照。ただし、ＣＧは車両の
重心点を示す。）車両の前後速度Ｖｘについては、車輪
回転速度センサを用いることにより、比較的容易に精度
よく検出可能である。しかし、横速度Ｖｙを検出するの
は比較的困難である。横速度Ｖｙを検出するのに用いる
対地速度センサとしては、空間フィルタの原理を利用し
たものがあるが、主に試験計測用であり非常に高価であ
る。
【０００４】また、車両の横すべり角βを検出する別の
方式として、特開昭６２−８３２４７号公報に記載され
ているように、車両ヨーレートｄγ／ｄｔと前後速度Ｖ
ｘと車両重心点における横加速度ａｙとを各センサで検
出し、下記数式（１）にしたがって積分演算を行うこと
により、横すべり角βを検出する方式もある。
方式として、特開昭６２−８３２４７号公報に記載され
ているように、車両ヨーレートｄγ／ｄｔと前後速度Ｖ
ｘと車両重心点における横加速度ａｙとを各センサで検
出し、下記数式（１）にしたがって積分演算を行うこと
により、横すべり角βを検出する方式もある。
【０００５】 β＝∫（ａｙ／Ｖｘ−ｄγ／ｄｔ）ｄｔ （１）
【０００６】また、上記数式（１）の両辺に前後速度Ｖ
ｘを乗じることにより得られる数式２から横速度Ｖｙを
検出する方式もある。
ｘを乗じることにより得られる数式２から横速度Ｖｙを
検出する方式もある。
【０００７】 Ｖｙ＝∫（ａｙ−ｄγ／ｄｔ・Ｖｘ）ｄｔ （２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両横すべり角
検出方式では、車両横速度Ｖｙを検出するのに、空間フ
ィルタなどの対地速度センサを用いていたので、非常に
高価であるという問題点がある。また、数式（１）を用
いる検出方式では、各センサの検出値がそのまま積分さ
れるため、各検出値に誤差が存在する場合にはその誤差
も積分されてしまう。そのため、その誤差が、例えば横
加速度センサやヨーレートセンサの取付角誤差等の定常
的な誤差である場合には、時間の経過につれて誤差が蓄
積されてしまい、横すべり角βの検出精度が低下すると
いう問題点があった。
検出方式では、車両横速度Ｖｙを検出するのに、空間フ
ィルタなどの対地速度センサを用いていたので、非常に
高価であるという問題点がある。また、数式（１）を用
いる検出方式では、各センサの検出値がそのまま積分さ
れるため、各検出値に誤差が存在する場合にはその誤差
も積分されてしまう。そのため、その誤差が、例えば横
加速度センサやヨーレートセンサの取付角誤差等の定常
的な誤差である場合には、時間の経過につれて誤差が蓄
積されてしまい、横すべり角βの検出精度が低下すると
いう問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、オブザーバに基づいた演算処理
によって車両横速度Ｖｙを推定することで、安価に、か
つ精度よく横速度を得ることができ、さらに、精度よく
車両横すべり角を得ることができる車両横速度検出装置
を得ることを目的としている。
ためになされたもので、オブザーバに基づいた演算処理
によって車両横速度Ｖｙを推定することで、安価に、か
つ精度よく横速度を得ることができ、さらに、精度よく
車両横すべり角を得ることができる車両横速度検出装置
を得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明における
車両横速度検出装置は、（１）車両のヨーレートｄγ／
ｄｔを検出するヨーレートセンサと、（２）車両の前後
速度Ｖｘを検出する前後速度センサと、（３）車両の重
心点における前後加速度ａｘを検出する前後加速度セン
サと、（４）車両の重心点における横加速度ａｙを検出
する横加速度センサと、（５）前後加速度検出値と、横
加速度検出値とを入力として、前後速度検出値を観測量
として、システム行列の係数にヨーレート検出値を用い
たオブザーバを用いて、車両の横速度Ｖｙを推定する処
理手段とを備えたものである。なお、オブザーバの対象
システムは以下の数式（３）の構成とする。
車両横速度検出装置は、（１）車両のヨーレートｄγ／
ｄｔを検出するヨーレートセンサと、（２）車両の前後
速度Ｖｘを検出する前後速度センサと、（３）車両の重
心点における前後加速度ａｘを検出する前後加速度セン
サと、（４）車両の重心点における横加速度ａｙを検出
する横加速度センサと、（５）前後加速度検出値と、横
加速度検出値とを入力として、前後速度検出値を観測量
として、システム行列の係数にヨーレート検出値を用い
たオブザーバを用いて、車両の横速度Ｖｙを推定する処
理手段とを備えたものである。なお、オブザーバの対象
システムは以下の数式（３）の構成とする。
【００１１】 ｄｘ／ｄｔ＝Ａ（ｔ）・ｘ＋Ｂ・ｕ （３） ｙ＝Ｃ・ｘ ただし、 状態ｘ＝［Ｖｘ Ｖｙ］’ 入力ｕ＝［ａｘ ａｙ］’ 出力ｙ＝Ｖｘ システム行列Ａ（ｔ）＝［０ ｄγ／ｄｔ；−ｄγ／ｄ
ｔ ０］ 入力行列Ｂ＝［１ ０；０ １］ 出力行列Ｃ＝［１ ０］
ｔ ０］ 入力行列Ｂ＝［１ ０；０ １］ 出力行列Ｃ＝［１ ０］
【００１２】ただし、’は転置を示し、カッコ［ ］内
の；は改行を示す。また、オブザーバは以下の数式
（４）の構成とする。
の；は改行を示す。また、オブザーバは以下の数式
（４）の構成とする。
【００１３】 ｄｚ／ｄｔ＝Ａ（ｔ）・ｚ＋Ｂ・ｕ＋Ｋ（Ｃｚ−ｙ） （４） ただし、 オブザーバの状態ｚ＝［ｚvx ｚvy］’ オブザーバゲインＫ＝［ｋ１ ｋ２］’ また、ｚｖｘは車両前後速度Ｖｘの推定値、ｚｖｙは車
両横速度Ｖｙの推定値をそれぞれ示す。
両横速度Ｖｙの推定値をそれぞれ示す。
【００１４】以上の構成において、請求項１の発明にお
ける車両横速度検出装置は、前後加速度検出値と横加速
度検出値とを入力として、また、前後速度検出値を観測
量として、システム行列の係数にヨーレート検出値を用
いたオブザーバを用いて、車両の横速度Ｖｙを推定す
る。
ける車両横速度検出装置は、前後加速度検出値と横加速
度検出値とを入力として、また、前後速度検出値を観測
量として、システム行列の係数にヨーレート検出値を用
いたオブザーバを用いて、車両の横速度Ｖｙを推定す
る。
【００１５】従来の数式（２）にしたがってセンサ検出
値を単純に積分して横速度Ｖｙを検出する方式に比べ
て、上記オブザーバにおいては、数式（２）にしたがっ
たセンサ検出値を単純に積分した結果に加えて、数式
（３）、（４）にしたがい、比較的容易かつ正確に検出
できる前後速度Ｖｘを観測量ｙとして、観測量Ｖｘとオ
ブザーバの推定状態量ｚｖｘの偏差にフィードバックゲ
インＫを乗じてフィードバックした量を積分して加算し
ているので、前後加速度検出値と、横加速度検出値と、
ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、単純にセ
ンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するのに比較し
てオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度Ｖｙを得
られる。
値を単純に積分して横速度Ｖｙを検出する方式に比べ
て、上記オブザーバにおいては、数式（２）にしたがっ
たセンサ検出値を単純に積分した結果に加えて、数式
（３）、（４）にしたがい、比較的容易かつ正確に検出
できる前後速度Ｖｘを観測量ｙとして、観測量Ｖｘとオ
ブザーバの推定状態量ｚｖｘの偏差にフィードバックゲ
インＫを乗じてフィードバックした量を積分して加算し
ているので、前後加速度検出値と、横加速度検出値と、
ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、単純にセ
ンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するのに比較し
てオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度Ｖｙを得
られる。
【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１の車両
横速度検出装置において、車両横速度Ｖｙを推定するオ
ブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値に
動的に依存して変化させる手段を備えたものである。
横速度検出装置において、車両横速度Ｖｙを推定するオ
ブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値に
動的に依存して変化させる手段を備えたものである。
【００１７】以上の構成において、請求項２の発明にお
ける車両横速度検出装置は、車両横速度Ｖｙを推定する
オブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値
に動的に依存して変化させるので、ヨーレートｄγ／ｄ
ｔに応じた最適なゲインによって横速度を推定できる。
ける車両横速度検出装置は、車両横速度Ｖｙを推定する
オブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値
に動的に依存して変化させるので、ヨーレートｄγ／ｄ
ｔに応じた最適なゲインによって横速度を推定できる。
【００１８】また、請求項３の発明は、請求項１の車両
横速度検出装置において、車両横速度Ｖｙを推定するオ
ブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値に
静的に依存して変化させる手段を備えたものである。
横速度検出装置において、車両横速度Ｖｙを推定するオ
ブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値に
静的に依存して変化させる手段を備えたものである。
【００１９】以上の構成において、請求項３の発明にお
ける車両横速度検出装置は、車両横速度Ｖｙを推定する
オブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値
に静的に依存して変化させるので、ヨーレートｄγ／ｄ
ｔに応じた最適なゲインによって横速度Ｖｙを推定でき
る。
ける車両横速度検出装置は、車両横速度Ｖｙを推定する
オブザーバのフィードバックゲインをヨーレート検出値
に静的に依存して変化させるので、ヨーレートｄγ／ｄ
ｔに応じた最適なゲインによって横速度Ｖｙを推定でき
る。
【００２０】また、請求項４の発明は、請求項１の車両
横速度検出装置において、ヨーレート検出値に応じて車
両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ演算と通常の積分
演算とを切り換える手段を備えたものである。
横速度検出装置において、ヨーレート検出値に応じて車
両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ演算と通常の積分
演算とを切り換える手段を備えたものである。
【００２１】以上の構成において、請求項４の発明にお
ける車両横速度検出装置は、ヨーレート検出値に応じて
車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ演算と通常の積
分演算とを切り換えるので、通常の積分の方が精度のよ
い場合には通常の積分を用いて横速度Ｖｙを推定でき
る。
ける車両横速度検出装置は、ヨーレート検出値に応じて
車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ演算と通常の積
分演算とを切り換えるので、通常の積分の方が精度のよ
い場合には通常の積分を用いて横速度Ｖｙを推定でき
る。
【００２２】また、請求項５の発明は、請求項１乃至請
求項４のいずれかの車両横速度検出装置において、車両
の横速度Ｖｙを推定するオブザーバのシステム行列の各
項に微少な数値を加算したものを用いるように構成した
ものである。
求項４のいずれかの車両横速度検出装置において、車両
の横速度Ｖｙを推定するオブザーバのシステム行列の各
項に微少な数値を加算したものを用いるように構成した
ものである。
【００２３】以上の構成において、請求項５の発明にお
ける車両横速度検出装置は、車両の横速度Ｖｙを推定す
るオブザーバのシステム行列の各項に微少な数値を加算
したものを用いるので、ヨーレートｄγ／ｄｔが小さい
領域においても安定に横速度Ｖｙを推定できる。
ける車両横速度検出装置は、車両の横速度Ｖｙを推定す
るオブザーバのシステム行列の各項に微少な数値を加算
したものを用いるので、ヨーレートｄγ／ｄｔが小さい
領域においても安定に横速度Ｖｙを推定できる。
【００２４】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図１〜
図３を参照して説明する。なお、実施の形態１は、請求
項１、２に記載の発明に対応するものである。まず、請
求項１に示す発明の構成について説明する。図１はこの
発明による全体構成を示す図である。図１において、１
は車両のヨーレートｄγ／ｄｔを検出するヨーレートセ
ンサ、２は車両の前後速度Ｖｘを検出する前後速度セン
サ、３は車両の重心点における前後加速度ａｘを検出す
る前後加速度センサ、４は車両の重心点における横加速
度ａｙを検出する横加速度センサ、５はオブザーバによ
る車両横速度推定装置である。
図３を参照して説明する。なお、実施の形態１は、請求
項１、２に記載の発明に対応するものである。まず、請
求項１に示す発明の構成について説明する。図１はこの
発明による全体構成を示す図である。図１において、１
は車両のヨーレートｄγ／ｄｔを検出するヨーレートセ
ンサ、２は車両の前後速度Ｖｘを検出する前後速度セン
サ、３は車両の重心点における前後加速度ａｘを検出す
る前後加速度センサ、４は車両の重心点における横加速
度ａｙを検出する横加速度センサ、５はオブザーバによ
る車両横速度推定装置である。
【００２５】車両横速度検出装置５は、マイクロコンピ
ュータおよび入出力装置から構成されており、ヨーレー
トセンサ検出値ｄγ／ｄｔと、前後速度検出値Ｖｘと、
前後加速度検出値ａｘと、横加速度検出値ａｙとを取り
込み、車両横速度Ｖｙを演算し、図示しない車両旋回挙
動制御装置等に出力する。
ュータおよび入出力装置から構成されており、ヨーレー
トセンサ検出値ｄγ／ｄｔと、前後速度検出値Ｖｘと、
前後加速度検出値ａｘと、横加速度検出値ａｙとを取り
込み、車両横速度Ｖｙを演算し、図示しない車両旋回挙
動制御装置等に出力する。
【００２６】次に、請求項２に示す横速度Ｖｙを推定す
るオブザーバの詳細について説明する。図２は車両と横
すべり角β等の車両運動状態量の関係を示す。前後速度
Ｖｘおよび前後加速度ａｘは車両前方向を正とする。横
速度Ｖｙおよび横加速度ａｙは車両左方向を正とする。
またヨーレートｄγ／ｄｔは時計回りと反対方向を正と
する。
るオブザーバの詳細について説明する。図２は車両と横
すべり角β等の車両運動状態量の関係を示す。前後速度
Ｖｘおよび前後加速度ａｘは車両前方向を正とする。横
速度Ｖｙおよび横加速度ａｙは車両左方向を正とする。
またヨーレートｄγ／ｄｔは時計回りと反対方向を正と
する。
【００２７】車体固定座標系から見た横速度Ｖｙなどの
車両運動状態量の関係は下記関係式で表されることが知
られている。
車両運動状態量の関係は下記関係式で表されることが知
られている。
【００２８】 ｄＶｘ／ｄｔ＝ ｄγ／ｄｔ・Ｖｙ＋ａｘ （５−１） ｄＶｙ／ｄｔ＝−ｄγ／ｄｔ・Ｖｘ＋ａｙ （５−２）
【００２９】横速度Ｖｙなどの各車両運動状態量は互い
に上記数式の関係を保ちながら変化するわけである。こ
れを出力が車両前後速度Ｖｘであるとして、状態方程式
の形に書き直すと下記となる。ただし、下記に示すよう
にシステム行列Ａ（ｔ）は、時変である。
に上記数式の関係を保ちながら変化するわけである。こ
れを出力が車両前後速度Ｖｘであるとして、状態方程式
の形に書き直すと下記となる。ただし、下記に示すよう
にシステム行列Ａ（ｔ）は、時変である。
【００３０】 ｄｘ／ｄｔ＝Ａ（ｔ）・ｘ＋Ｂ・ｕ （３） ｙ＝Ｃ・ｘ ただし、 状態ｘ＝［Ｖｘ Ｖｙ］’ 入力ｕ＝［ａｘ ａｙ］’ 出力ｙ＝Ｖｘ システム行列Ａ（ｔ）＝［０ ｄγ／ｄｔ；−ｄγ／ｄ
ｔ ０］ 入力行列Ｂ＝［１ ０；０ １］ 出力行列Ｃ＝［１ ０］
ｔ ０］ 入力行列Ｂ＝［１ ０；０ １］ 出力行列Ｃ＝［１ ０］
【００３１】ただし、’は転置を示し、カッコ［ ］内
の；は改行を示す。通常の時不変の場合と同様にオブザ
ーバを構成すると、以下となる。
の；は改行を示す。通常の時不変の場合と同様にオブザ
ーバを構成すると、以下となる。
【００３２】 ｄｚ／ｄｔ＝Ａ（ｔ）・ｚ＋Ｂ・ｕ＋Ｋ（Ｃｚ−ｙ） （４）
【００３３】ただし、 オブザーバの状態ｚ＝［ｚvx ｚvy］’ オブザーバゲインＫ＝［ｋ１ ｋ２］’ また、ｚｖｘは車両前後速度Ｖｘの推定値、ｚｖｙは車
両横速度Ｖｙの推定値、をそれぞれ示す。
両横速度Ｖｙの推定値、をそれぞれ示す。
【００３４】オブザーバを用いる場合、誤差なく状態量
を推定するには、以下に示す推定誤差ｅの微分方程式が
安定となる（つまり推定誤差ｅが０に収束する）ゲイン
を用いる必要がある。
を推定するには、以下に示す推定誤差ｅの微分方程式が
安定となる（つまり推定誤差ｅが０に収束する）ゲイン
を用いる必要がある。
【００３５】 ｄｅ／ｄｔ＝（Ａ（ｔ）＋ＫＣ）ｅ （６）
【００３６】ただし、ｅ＝ｚ−ｘとする。ここで、（Ａ
（ｔ）−ＫＣ）が安定ならば、推定誤差ｅが０に収束す
る。すなわち、車両横速度Ｖｙを推定できる。上記の誤
差微分方程式を安定化するゲインＫを求めるには、下記
の双対システムを安定化するフィードバックゲインを導
出すればよい。
（ｔ）−ＫＣ）が安定ならば、推定誤差ｅが０に収束す
る。すなわち、車両横速度Ｖｙを推定できる。上記の誤
差微分方程式を安定化するゲインＫを求めるには、下記
の双対システムを安定化するフィードバックゲインを導
出すればよい。
【００３７】 ｄｘ／ｄｔ＝Ａ（ｔ）’ｘ＋Ｃ’ｕ （７）
【００３８】そのためには、上記システムが線形時不変
の場合と同様に考えると、下記のリッカチ方程式の正定
解ＰからゲインＫを決めればよい。
の場合と同様に考えると、下記のリッカチ方程式の正定
解ＰからゲインＫを決めればよい。
【００３９】 Ｋ＝−ＰＣ’Ｒ＾（−１） （８−１） ｄＰ／ｄｔ＋Ｑ＋ＡＰ＋ＰＡ’−ＰＣ’Ｒ＾（−１）ＣＰ＝０ （８−２）
【００４０】ただし、Ｑ、Ｒは２次正方行列であり、Ｑ
は状態ｘにかかる重みを示し、Ｒは入力ｕにかかる重み
を示す。また、Ｒ＾（−１）はＲのマイナス１乗を表わ
すとする。このことは他の変数においても同様である。
なお、P=[P11 P12;P12 P22]、Q=[Q11 Q12;Q12 Q22]であ
る。
は状態ｘにかかる重みを示し、Ｒは入力ｕにかかる重み
を示す。また、Ｒ＾（−１）はＲのマイナス１乗を表わ
すとする。このことは他の変数においても同様である。
なお、P=[P11 P12;P12 P22]、Q=[Q11 Q12;Q12 Q22]であ
る。
【００４１】上記微分方程式の解を求めるには、例えば
下記数式を解けばよい。
下記数式を解けばよい。
【００４２】 dP11/dt=-Q11-2dγ/dtP12+R^(-1)P11^2 （９−１） dP12/dt=-Q12+dγ/dtP11-dγ/dtP22+R^(-1)P11P12 （９−２） dP22/dt=-Q22+2dγ/dtP12+R^(-1)P12^2 （９−３）
【００４３】ただし、P11^2は、Ｐ１１の２乗を表すと
する。このことは他の変数においても同様である。本発
明は、上記に示した関係式を用いて、車両横速度Ｖｙを
検出する装置を提供する。
する。このことは他の変数においても同様である。本発
明は、上記に示した関係式を用いて、車両横速度Ｖｙを
検出する装置を提供する。
【００４４】次に、車両横速度検出装置による車両横速
度Ｖｙの検出方法を図３に示したフローチャートにした
がって説明する。なお、このフローは、マイクロコンピ
ュータによる演算周期毎に実行される車両横速度演算ル
ーチンである。
度Ｖｙの検出方法を図３に示したフローチャートにした
がって説明する。なお、このフローは、マイクロコンピ
ュータによる演算周期毎に実行される車両横速度演算ル
ーチンである。
【００４５】まず、ステップＳ１で、センサ信号を入力
する。ヨーレートセンサからヨーレートｄγ／ｄｔを、
前後速度センサから車両の前後速度Ｖｘを、前後加速度
センサから車両の重心点における前後加速度ａｘを、横
加速度センサから車両の重心点における横加速度ａｙを
それぞれ入力する。前後速度センサは、ＡＢＳ制御装置
などと同様に４輪の車輪速から前後速度を演算で求める
ようなものが使用できる。
する。ヨーレートセンサからヨーレートｄγ／ｄｔを、
前後速度センサから車両の前後速度Ｖｘを、前後加速度
センサから車両の重心点における前後加速度ａｘを、横
加速度センサから車両の重心点における横加速度ａｙを
それぞれ入力する。前後速度センサは、ＡＢＳ制御装置
などと同様に４輪の車輪速から前後速度を演算で求める
ようなものが使用できる。
【００４６】ステップＳ２では、車両が直進状態かどう
かをセンサ入力から判断し、分岐する。直進ならば横速
度推定は不要なので最初（ステップＳ１）に戻る。も
し、直進でなければ横速度推定（ステップＳ３以降）に
進む。車両が直進状態かどうかについては、横加速度ａ
ｙ、ヨーレートｄγ／ｄｔそれぞれの絶対値がある設定
値以下であれば、直進であると判断する。さらに、操舵
角センサを用いて操舵角がある設定値以下であるという
条件を加えてもよい。
かをセンサ入力から判断し、分岐する。直進ならば横速
度推定は不要なので最初（ステップＳ１）に戻る。も
し、直進でなければ横速度推定（ステップＳ３以降）に
進む。車両が直進状態かどうかについては、横加速度ａ
ｙ、ヨーレートｄγ／ｄｔそれぞれの絶対値がある設定
値以下であれば、直進であると判断する。さらに、操舵
角センサを用いて操舵角がある設定値以下であるという
条件を加えてもよい。
【００４７】ステップＳ３で、オブザーバの初期化を行
う。オブザーバのゲインを数式（９）に基づいて演算す
るために、あらかじめ設定したＰの初期値、ＱおよびＲ
を読み込む。Ｐの初期値は、ヨーレートｄγ／ｄｔの正
負に応じて設定するのがよいことが分かっており（後で
述べる実施の形態２の数式（１４）参照）、ヨーレート
検出値の正負に応じてＰの初期値を設定するとよい。ま
た入力したヨーレートｄγ／ｄｔに基づき、システム行
列Ａ（ｔ）を設定する。オブザーバの状態量ｚ＝［ｚvx
ｚvy］の初期値として、前後速度の推定値ｚｖｘには
前後速度センサの検出値Ｖｘを、横速度の推定値ｚvyに
は０をそれぞれ設定する。
う。オブザーバのゲインを数式（９）に基づいて演算す
るために、あらかじめ設定したＰの初期値、ＱおよびＲ
を読み込む。Ｐの初期値は、ヨーレートｄγ／ｄｔの正
負に応じて設定するのがよいことが分かっており（後で
述べる実施の形態２の数式（１４）参照）、ヨーレート
検出値の正負に応じてＰの初期値を設定するとよい。ま
た入力したヨーレートｄγ／ｄｔに基づき、システム行
列Ａ（ｔ）を設定する。オブザーバの状態量ｚ＝［ｚvx
ｚvy］の初期値として、前後速度の推定値ｚｖｘには
前後速度センサの検出値Ｖｘを、横速度の推定値ｚvyに
は０をそれぞれ設定する。
【００４８】ステップＳ４では、センサ信号を入力す
る。ただし、直進状態から横速度推定ルーチンに移行し
た初回については、すでにセンサ入力を実行しているの
で、必要ない。
る。ただし、直進状態から横速度推定ルーチンに移行し
た初回については、すでにセンサ入力を実行しているの
で、必要ない。
【００４９】ステップＳ５では、直進状態か否かを判断
する。ステップＳ２と同様なので、直進状態から横速度
推定ルーチンに移行した初回については、すでに直進状
態ではないと判断しているのでその判断は必要ない。た
だし、旋回状態から直進状態への移行を判断する場合に
は、ステップＳ２の条件に加えて、横速度Ｖｙがある設
定値以下である条件を加えてもよい。
する。ステップＳ２と同様なので、直進状態から横速度
推定ルーチンに移行した初回については、すでに直進状
態ではないと判断しているのでその判断は必要ない。た
だし、旋回状態から直進状態への移行を判断する場合に
は、ステップＳ２の条件に加えて、横速度Ｖｙがある設
定値以下である条件を加えてもよい。
【００５０】ステップＳ６ではオブザーバの動的ゲイン
を数式（９）、（１０）によって演算する。まず、数式
（９）に基づきヨーレート検出値を用いて、Ｐの各成分
の微分係数を演算する。なお、数式（９）における重み
Ｑ，Ｒは、ステップＳ３のオブザーバの初期化において
設定したが、ヨーレート検出値に応じて変化させるよう
にしてもよい。次に下記数式により数値積分を実行し、
Ｐの各成分を得る。
を数式（９）、（１０）によって演算する。まず、数式
（９）に基づきヨーレート検出値を用いて、Ｐの各成分
の微分係数を演算する。なお、数式（９）における重み
Ｑ，Ｒは、ステップＳ３のオブザーバの初期化において
設定したが、ヨーレート検出値に応じて変化させるよう
にしてもよい。次に下記数式により数値積分を実行し、
Ｐの各成分を得る。
【００５１】 Ｐ１１（ｎ）＝Ｐ１１（ｎ−１）＋Δｔ・ｄＰ１１／ｄｔ（ｎ）（１０−１） Ｐ１２（ｎ）＝Ｐ１２（ｎ−１）＋Δｔ・ｄＰ１２／ｄｔ（ｎ）（１０−２） Ｐ２２（ｎ）＝Ｐ２２（ｎ−１）＋Δｔ・ｄＰ２２／ｄｔ（ｎ）（１０−３） ただし、Ｐ１２（ｎ）は、ｄγ／ｄｔ（ｎ）・Ｐ１２
（ｎ）＞０ を満たすように決められる。
（ｎ）＞０ を満たすように決められる。
【００５２】ただし、Δｔはこの横速度検出ルーチンの
演算周期を示す。また、添字Ｐ１１（ｎ）は変数Ｐ１１
の今回の値を示し、Ｐ１１（ｎ−１）は前回の値を示
す。このことは他の変数においても同様である。
演算周期を示す。また、添字Ｐ１１（ｎ）は変数Ｐ１１
の今回の値を示し、Ｐ１１（ｎ−１）は前回の値を示
す。このことは他の変数においても同様である。
【００５３】ステップＳ７では、オブザーバにより横速
度Ｖｙを演算する。数式（４）に基づきセンサ入力値、
オブザーバゲインを用いて、オブザーバ状態変数ｚの微
分係数を演算する。次に下記数式により数値積分を実行
し、ｚの各成分を得る。ｚの第２行第１列成分が求める
横速度Ｖｙの推定値である。
度Ｖｙを演算する。数式（４）に基づきセンサ入力値、
オブザーバゲインを用いて、オブザーバ状態変数ｚの微
分係数を演算する。次に下記数式により数値積分を実行
し、ｚの各成分を得る。ｚの第２行第１列成分が求める
横速度Ｖｙの推定値である。
【００５４】 ｚvx（ｎ）＝ｚvx（ｎ−１）＋Δｔ・ｄｚvx／ｄｔ（ｎ） （１１−１） ｚvy（ｎ）＝ｚvy（ｎ−１）＋Δｔ・ｄｚvy／ｄｔ（ｎ） （１１−２）
【００５５】ステップＳ８では、上記で演算した横速度
Ｖｙを制動力等で車両挙動を制御する車両挙動制御装置
に出力し、ステップＳ４に戻りオブザーバによる推定を
直進状態に戻るまで繰り返す。
Ｖｙを制動力等で車両挙動を制御する車両挙動制御装置
に出力し、ステップＳ４に戻りオブザーバによる推定を
直進状態に戻るまで繰り返す。
【００５６】図４に数式（２）に基づいて単純積分した
場合の横速度Ｖｙと真の横速度の比較を示し、図５にこ
の発明に示すオブザーバに基づいて演算した場合の横速
度Ｖｙと真の横速度の比較を示す。図４で示されるよう
に、単純積分した場合には、検出した横加速度ａｙ、ヨ
ーレートｄγ／ｄｔに含まれているオフセット誤差が蓄
積されて、時間と共に横速度におけるオフセット誤差が
増大しているのに対し、この発明によるオブザーバを用
いた場合には、一定のオフセット誤差以内に収まってお
り、精度よく横速度Ｖｙが推定できる。
場合の横速度Ｖｙと真の横速度の比較を示し、図５にこ
の発明に示すオブザーバに基づいて演算した場合の横速
度Ｖｙと真の横速度の比較を示す。図４で示されるよう
に、単純積分した場合には、検出した横加速度ａｙ、ヨ
ーレートｄγ／ｄｔに含まれているオフセット誤差が蓄
積されて、時間と共に横速度におけるオフセット誤差が
増大しているのに対し、この発明によるオブザーバを用
いた場合には、一定のオフセット誤差以内に収まってお
り、精度よく横速度Ｖｙが推定できる。
【００５７】実施の形態２．以下に、この発明における
実施の形態２を図６を参照して説明する。なお、実施の
形態２は、請求項３の発明に対応するものである。実施
の形態２は、実施の形態１とオブザーバのフィードバッ
クゲインの演算方法のみが異なるので、実施の形態２で
は、この点に絞って説明する。実施の形態１では、数式
（８）、（９）に基づいて動的にオブザーバゲインを求
めていた。数式（８）、（９）は微分方程式であるの
で、解を求めるために計算量が必要であった。ここで
は、計算量低減のため、Ｐを時不変とみなしてあらかじ
め演算しておいたオブザーバゲインを用いて横速度Ｖｙ
を静的に推定する方法について説明する。
実施の形態２を図６を参照して説明する。なお、実施の
形態２は、請求項３の発明に対応するものである。実施
の形態２は、実施の形態１とオブザーバのフィードバッ
クゲインの演算方法のみが異なるので、実施の形態２で
は、この点に絞って説明する。実施の形態１では、数式
（８）、（９）に基づいて動的にオブザーバゲインを求
めていた。数式（８）、（９）は微分方程式であるの
で、解を求めるために計算量が必要であった。ここで
は、計算量低減のため、Ｐを時不変とみなしてあらかじ
め演算しておいたオブザーバゲインを用いて横速度Ｖｙ
を静的に推定する方法について説明する。
【００５８】Ｐを時不変とみなすと、数式（９）に示す
リッカチ方程式の第１項が０となる。すわなち、下記数
式となる。
リッカチ方程式の第１項が０となる。すわなち、下記数
式となる。
【００５９】 Ｑ＋ＡＰ＋ＰＡ’−ＰＣ’Ｒ＾（−１）ＣＰ＝０ （１２）
【００６０】ただし、Ｒ＾（−１）はＲのマイナス１乗
を表すとする。このことは他の変数においても同様であ
る。上記方程式を各成分に分解すると、下記となる。
を表すとする。このことは他の変数においても同様であ
る。上記方程式を各成分に分解すると、下記となる。
【００６１】 0=-Q11+2dγ/dtP12+R^(-1)P11^2 （１３−１） 0=-Q12+dγ/dtP11-dγ/dtP22+R^(-1)P11P12 （１３−２） 0=-Q22+2dγ/dtP12+R^(-1)P12^2 （１３−３）
【００６２】ただし、Ｐ１１＾２はＰ１１の２乗を表す
ものとする。このことは他の変数においても同様であ
る。適当なウエイトＱ、Ｒを設定して、必要な範囲のヨ
ーレートｄγ／ｄｔに対応したＰ＝［Ｐ１１ Ｐ１２；
Ｐ１２ Ｐ２２］の正定解を求めることができる。求め
たＰを下記数式に代入すると、オブザーバゲインを求め
ることができる。なお、下記数式（１４）で示す解の存
在するための必要条件が分かった。したがって、少なく
ともヨーレートｄγ／ｄｔの正負に応じて、Ｐ１２の正
負を変更することが必要である。
ものとする。このことは他の変数においても同様であ
る。適当なウエイトＱ、Ｒを設定して、必要な範囲のヨ
ーレートｄγ／ｄｔに対応したＰ＝［Ｐ１１ Ｐ１２；
Ｐ１２ Ｐ２２］の正定解を求めることができる。求め
たＰを下記数式に代入すると、オブザーバゲインを求め
ることができる。なお、下記数式（１４）で示す解の存
在するための必要条件が分かった。したがって、少なく
ともヨーレートｄγ／ｄｔの正負に応じて、Ｐ１２の正
負を変更することが必要である。
【００６３】 ｄγ／ｄｔ・Ｐ１２＞０ （１４）
【００６４】 Ｋ＝−ＰＣ’Ｒ＾（−１） （８）
【００６５】あらかじめ求めておいたこのオブザーバゲ
インＫを用いて横速度Ｖｙを推定すれば、計算量を低減
することができる。
インＫを用いて横速度Ｖｙを推定すれば、計算量を低減
することができる。
【００６６】次に、車両横速度Ｖｙの検出方法を図６に
示したフローチャートにしたがって説明する。ステップ
Ｓ１６が実施の形態１と異なるので、ここでは、このス
テップＳ１６のみについて説明する。実施の形態１では
数式（９）、（１０）に示す微分方程式を数値的に解い
てオブザーバゲインを求めていた。ここでは、上記数式
（１３）、（１４）に基づいて、あらかじめヨーレート
ｄγ／ｄｔに対応したオブザーバゲインＫを求めてお
き、マイクロコンピュータに記憶させておく。ステップ
Ｓ１６では、ヨーレート検出値に対応して記憶させてお
いたオブザーバゲインＫを読み出し、次のステップＳ７
においてオブザーバ演算を行う。
示したフローチャートにしたがって説明する。ステップ
Ｓ１６が実施の形態１と異なるので、ここでは、このス
テップＳ１６のみについて説明する。実施の形態１では
数式（９）、（１０）に示す微分方程式を数値的に解い
てオブザーバゲインを求めていた。ここでは、上記数式
（１３）、（１４）に基づいて、あらかじめヨーレート
ｄγ／ｄｔに対応したオブザーバゲインＫを求めてお
き、マイクロコンピュータに記憶させておく。ステップ
Ｓ１６では、ヨーレート検出値に対応して記憶させてお
いたオブザーバゲインＫを読み出し、次のステップＳ７
においてオブザーバ演算を行う。
【００６７】また、ここではヨーレート検出値に対応し
た正定解Ｐをあらかじめ求めて、正定解Ｐから計算した
オブザーバゲインＫを記憶するようにしたが、必要なヨ
ーレートの範囲のヨーレートに対して、正定解となるＰ
を求めておき、特定のヨーレートの範囲においては一定
のオブザーバゲインを用いるようにしてもよい。
た正定解Ｐをあらかじめ求めて、正定解Ｐから計算した
オブザーバゲインＫを記憶するようにしたが、必要なヨ
ーレートの範囲のヨーレートに対して、正定解となるＰ
を求めておき、特定のヨーレートの範囲においては一定
のオブザーバゲインを用いるようにしてもよい。
【００６８】実施の形態３．以下に、この発明における
実施の形態３を図７を参照して説明する。なお、実施の
形態３は請求項４の発明に対応するものである。実施の
形態３は、実施の形態１とオブザーバのフィードバック
ゲインの演算部分のみが異なるので、この点に絞って説
明する。実施の形態１では、直進状態でなければ、常に
オブザーバを動作させていた。しかしながら、オブザー
バのシステム行列Ａ（ｔ）の要素がヨーレートｄγ／ｄ
ｔであるため（下記数式（３）参照）、ヨーレートｄγ
／ｄｔが０の場合、（３）式で示すシステム行列Ａ
（ｔ）＝０となり、線形時不変のオブザーバ理論から考
えると、システムが可観測ではなくなりオブザーバが成
立せず、推定誤差が増大する。
実施の形態３を図７を参照して説明する。なお、実施の
形態３は請求項４の発明に対応するものである。実施の
形態３は、実施の形態１とオブザーバのフィードバック
ゲインの演算部分のみが異なるので、この点に絞って説
明する。実施の形態１では、直進状態でなければ、常に
オブザーバを動作させていた。しかしながら、オブザー
バのシステム行列Ａ（ｔ）の要素がヨーレートｄγ／ｄ
ｔであるため（下記数式（３）参照）、ヨーレートｄγ
／ｄｔが０の場合、（３）式で示すシステム行列Ａ
（ｔ）＝０となり、線形時不変のオブザーバ理論から考
えると、システムが可観測ではなくなりオブザーバが成
立せず、推定誤差が増大する。
【００６９】 システム行列Ａ（ｔ）＝［０ ｄγ／ｄｔ；−ｄγ／ｄｔ ０］ （３）
【００７０】そこで、ヨーレートｄγ／ｄｔの絶対値が
ある０に近い一定値以下の場合は、オブザーバゲインを
０にして、通常の積分演算から横速度Ｖｙを求めるよう
に構成する。
ある０に近い一定値以下の場合は、オブザーバゲインを
０にして、通常の積分演算から横速度Ｖｙを求めるよう
に構成する。
【００７１】次に、車両横速度Ｖｙの検出方法を図７に
示したフローチャートにしたがって説明する。実施の形
態１の動作を説明した図３のステップＳ６の代わりに、
この実施の形態３ではステップＳ２１〜２３を実行す
る。実施の形態１では直進状態では常にオブザーバゲイ
ンを演算するようにしていたのに対し、この実施の形態
３ではステップＳ２１において、ヨーレートｄγ／ｄｔ
の絶対値がある０に近い一定値以上の場合のみ、ステッ
プＳ２２に進み、実施の形態１と同様に動的に依存して
オブザーバゲインを演算する。
示したフローチャートにしたがって説明する。実施の形
態１の動作を説明した図３のステップＳ６の代わりに、
この実施の形態３ではステップＳ２１〜２３を実行す
る。実施の形態１では直進状態では常にオブザーバゲイ
ンを演算するようにしていたのに対し、この実施の形態
３ではステップＳ２１において、ヨーレートｄγ／ｄｔ
の絶対値がある０に近い一定値以上の場合のみ、ステッ
プＳ２２に進み、実施の形態１と同様に動的に依存して
オブザーバゲインを演算する。
【００７２】もし、ヨーレートｄγ／ｄｔの絶対値があ
る０に近い一定値以下の場合は、ステップＳ２３に分岐
してオブザーバゲインを０に設定する。したがって、ヨ
ーレートｄγ／ｄｔの絶対値がある０に近い一定値以下
の場合は、次のステップＳ７において、通常の積分演算
を行うことになる。
る０に近い一定値以下の場合は、ステップＳ２３に分岐
してオブザーバゲインを０に設定する。したがって、ヨ
ーレートｄγ／ｄｔの絶対値がある０に近い一定値以下
の場合は、次のステップＳ７において、通常の積分演算
を行うことになる。
【００７３】この結果、オブザーバが成立しないヨーレ
ートの領域においても、横速度Ｖｙを比較的精度よく推
定することができる。ただし、ステップＳ２３をいった
ん実行した後に、再びヨーレートｄγ／ｄｔが大きくな
り、ステップＳ２２でオブザーバゲインの演算を開始す
る場合には、オブザーバの初期化を行っておく。
ートの領域においても、横速度Ｖｙを比較的精度よく推
定することができる。ただし、ステップＳ２３をいった
ん実行した後に、再びヨーレートｄγ／ｄｔが大きくな
り、ステップＳ２２でオブザーバゲインの演算を開始す
る場合には、オブザーバの初期化を行っておく。
【００７４】なお、この実施の形態では、ヨーレートの
絶対値がある０に近い一定値以下の場合に、オブザーバ
ゲインを０にして、通常の積分演算から横速度Ｖｙを求
めるようにしたが、数式（８）、（９）に基づいて、す
なわちヨーレートｄγ／ｄｔに応じて数値積分によって
算出した結果Ｐが、正定解でなかった場合においても、
オブザーバによらず、通常の積分を用いるようにしても
よい。なお、正定条件は以下である。
絶対値がある０に近い一定値以下の場合に、オブザーバ
ゲインを０にして、通常の積分演算から横速度Ｖｙを求
めるようにしたが、数式（８）、（９）に基づいて、す
なわちヨーレートｄγ／ｄｔに応じて数値積分によって
算出した結果Ｐが、正定解でなかった場合においても、
オブザーバによらず、通常の積分を用いるようにしても
よい。なお、正定条件は以下である。
【００７５】 Ｐ１１＞０ （１５−１） Ｐ２２＞０ （１５−２） Ｐ１１・Ｐ２２−Ｐ１２＾２＞０ （１５−３）
【００７６】実施の形態４．以下に、この発明の実施の
形態４について図８を参照して説明する。なお、実施の
形態４は、請求項５の発明に対応するものである。実施
の形態４は、実施の形態１とオブザーバのシステム行列
Ａ（ｔ）が異なるので、この点に絞って説明する。実施
の形態１では、システム行列Ａ（ｔ）は常に数式（３）
にしたがって設定していた。
形態４について図８を参照して説明する。なお、実施の
形態４は、請求項５の発明に対応するものである。実施
の形態４は、実施の形態１とオブザーバのシステム行列
Ａ（ｔ）が異なるので、この点に絞って説明する。実施
の形態１では、システム行列Ａ（ｔ）は常に数式（３）
にしたがって設定していた。
【００７７】 システム行列Ａ（ｔ）＝［０ ｄγ／ｄｔ；−ｄγ／ｄｔ ０］ （３）
【００７８】この数式を用いると、ヨーレートｄγ／ｄ
ｔが０の場合、システム行列Ａ（ｔ）＝０となり、線形
時不変のオブザーバ理論から考えると、システムが可観
測ではなくなりオブザーバが成立せず、推定誤差が増大
する。そこで、この実施の形態では、ヨーレートｄγ／
ｄｔの絶対値がある０に近い一定値以下の場合は、シス
テム行列Ａ（ｔ）を下記数式にしたがって設定するよう
に構成する。
ｔが０の場合、システム行列Ａ（ｔ）＝０となり、線形
時不変のオブザーバ理論から考えると、システムが可観
測ではなくなりオブザーバが成立せず、推定誤差が増大
する。そこで、この実施の形態では、ヨーレートｄγ／
ｄｔの絶対値がある０に近い一定値以下の場合は、シス
テム行列Ａ（ｔ）を下記数式にしたがって設定するよう
に構成する。
【００７９】 システム行列 A(t)=[0 dγ/dt+ε・φ(dγ/dt);-dγ/dt 0] （１６ ）
【００８０】ただし、εは微少な正の一定値とする。ま
た、φ（ｄγ／ｄｔ）はｄγ／ｄｔが正および０ならば
１を出力し、ｄγ／ｄｔが負ならば−１を出力する関数
とする。微少な正の一定値εにφ（ｄγ／ｄｔ）を乗じ
ているのは、ヨーレートｄγ／ｄｔが負の場合にヨーレ
ートｄγ／ｄｔと微少な正の一定値εが相殺して、シス
テム行列Ａ（ｔ）＝０となるのを防ぐためである。数式
（１６）に示すようにシステム行列Ａ（ｔ）を設定すれ
ば、ｄγ／ｄｔが０になった場合にも、システム行列
は、
た、φ（ｄγ／ｄｔ）はｄγ／ｄｔが正および０ならば
１を出力し、ｄγ／ｄｔが負ならば−１を出力する関数
とする。微少な正の一定値εにφ（ｄγ／ｄｔ）を乗じ
ているのは、ヨーレートｄγ／ｄｔが負の場合にヨーレ
ートｄγ／ｄｔと微少な正の一定値εが相殺して、シス
テム行列Ａ（ｔ）＝０となるのを防ぐためである。数式
（１６）に示すようにシステム行列Ａ（ｔ）を設定すれ
ば、ｄγ／ｄｔが０になった場合にも、システム行列
は、
【００８１】 Ａ（ｔ）＝［０ ε・φ（ｄγ／ｄｔ）；０ ０］ （１６−１）
【００８２】となり、線形時不変のオブザーバ理論から
考えると、システムが可観測となり、オブザーバを用い
て横速度Ｖｙを推定できる。
考えると、システムが可観測となり、オブザーバを用い
て横速度Ｖｙを推定できる。
【００８３】次に、車両横速度Ｖｙの検出方法を図８に
示したフローチャートにしたがって説明する。実施の形
態１の動作を説明する図３のステップＳ６の代わりに、
この実施の形態４ではステップＳ３６を実行する。これ
以外のステップＳでは実施の形態１と同様なので、ここ
では、ステップＳ３６に絞って説明する。
示したフローチャートにしたがって説明する。実施の形
態１の動作を説明する図３のステップＳ６の代わりに、
この実施の形態４ではステップＳ３６を実行する。これ
以外のステップＳでは実施の形態１と同様なので、ここ
では、ステップＳ３６に絞って説明する。
【００８４】ステップＳ１〜５までは、実施の形態１と
同様である。ステップＳ３６では、オブザーバゲインを
演算する。このとき、実施の形態１では、数式（３）に
基づいてシステム行列Ａ（ｔ）を設定していたが、この
実施の形態４では数式（１６）に基づいてシステム行列
Ａ（ｔ）を設定する。このシステム行列Ａ（ｔ）に基づ
いて、オブザーバゲインを演算する。すなわち、数式
（９）に代わって、下記数式に基づいて演算する。
同様である。ステップＳ３６では、オブザーバゲインを
演算する。このとき、実施の形態１では、数式（３）に
基づいてシステム行列Ａ（ｔ）を設定していたが、この
実施の形態４では数式（１６）に基づいてシステム行列
Ａ（ｔ）を設定する。このシステム行列Ａ（ｔ）に基づ
いて、オブザーバゲインを演算する。すなわち、数式
（９）に代わって、下記数式に基づいて演算する。
【００８５】 dP11/dt=-Q11-2(dγ/dt+ε・φ(dγ/dt))P12+R^(-1)P11^2 (17-1 ) dP12/dt=-Q12+dγ/dtP11-(dγ/dt+ε・φ(dγ/dt))P22+R^(-1)P11P12 (17- 2) dP22/dt=-Q22+2dγ/dtP12+R^(-1)P12^2 (17-3)
【００８６】ただし、Ｐ＝［Ｐ１１ Ｐ１２；Ｐ１２
Ｐ２２］、Ｑ＝［Ｑ１１ Ｑ１２；Ｑ１２ Ｑ２２］で
ある。また、Ｒ＾（−１）はＲのマイナス１乗を表し、
Ｐ１１＾２はＰ１１の２乗を表すとする。このことは他
の変数においても同様である。
Ｐ２２］、Ｑ＝［Ｑ１１ Ｑ１２；Ｑ１２ Ｑ２２］で
ある。また、Ｒ＾（−１）はＲのマイナス１乗を表し、
Ｐ１１＾２はＰ１１の２乗を表すとする。このことは他
の変数においても同様である。
【００８７】ステップＳ７では下記数式により数値積分
を実行し、ｚの各成分を得る。ｚの第２行第１列成分が
求める横速度Ｖｙの推定値である。
を実行し、ｚの各成分を得る。ｚの第２行第１列成分が
求める横速度Ｖｙの推定値である。
【００８８】 ｚvx（ｎ）＝ｚvx（ｎ−１）＋Δｔ・ｄｚvx／ｄｔ（ｎ） （１８−１） ｚvy（ｎ）＝ｚvy（ｎ−１）＋Δｔ・ｄｚvy／ｄｔ（ｎ） （１８−２）
【００８９】ステップＳ８では、上記で演算した横速度
Ｖｙを制動力等で車両挙動を制御する車両挙動制御装置
に出力し、ステップＳ４に戻りオブザーバによる推定を
直進状態に戻るまで繰り返す。上記のように、システム
行列Ａ（ｔ）をヨーレートｄγ／ｄｔが０の場合であっ
ても、オブザーバ演算を行うことができ、横速度Ｖｙを
推定することができる。
Ｖｙを制動力等で車両挙動を制御する車両挙動制御装置
に出力し、ステップＳ４に戻りオブザーバによる推定を
直進状態に戻るまで繰り返す。上記のように、システム
行列Ａ（ｔ）をヨーレートｄγ／ｄｔが０の場合であっ
ても、オブザーバ演算を行うことができ、横速度Ｖｙを
推定することができる。
【００９０】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、前後加速度検出値と、横加速度検出値とを入力とし
て、前後速度検出値を観測量として、システム行列の係
数にヨーレート検出値を用いたオブザーバを用いて、車
両の横速度Ｖｙを推定するように構成したので、前後加
速度検出値と、横加速度検出値と、ヨーレート検出値と
に誤差が含まれていても、単純にセンサ検出値を積分し
て横速度Ｖｙを演算するのに比較してオフセット誤差等
の少ない精度のよい横速度Ｖｙを得られる。また、対地
速度センサを用いるのに比較して装置が安価にできる。
ば、前後加速度検出値と、横加速度検出値とを入力とし
て、前後速度検出値を観測量として、システム行列の係
数にヨーレート検出値を用いたオブザーバを用いて、車
両の横速度Ｖｙを推定するように構成したので、前後加
速度検出値と、横加速度検出値と、ヨーレート検出値と
に誤差が含まれていても、単純にセンサ検出値を積分し
て横速度Ｖｙを演算するのに比較してオフセット誤差等
の少ない精度のよい横速度Ｖｙを得られる。また、対地
速度センサを用いるのに比較して装置が安価にできる。
【００９１】請求項２の発明によれば、車両の横速度Ｖ
ｙを推定するオブザーバのゲインはヨーレート検出値に
動的に依存して変化させるようにしたので、最適なオブ
ザーバゲインを用いて横速度Ｖｙを推定することがで
き、ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、単純
にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するのに比
較してオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度Ｖｙ
を得られる。また、対地速度センサを用いるのに比較し
て装置が安価にできる。
ｙを推定するオブザーバのゲインはヨーレート検出値に
動的に依存して変化させるようにしたので、最適なオブ
ザーバゲインを用いて横速度Ｖｙを推定することがで
き、ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、単純
にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するのに比
較してオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度Ｖｙ
を得られる。また、対地速度センサを用いるのに比較し
て装置が安価にできる。
【００９２】請求項３の発明によれば、車両の横速度Ｖ
ｙを推定するオブザーバのゲインはヨーレート検出値に
静的に依存して変化させるようにしたので、比較的小さ
い計算量でオブザーバゲインを演算することができ、そ
のオブザーバゲインを用いて横速度Ｖｙを推定すること
ができ、ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、
単純にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するの
に比較してオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度
Ｖｙを得られる。また、対地速度センサを用いるのに比
較して装置が安価にできる。
ｙを推定するオブザーバのゲインはヨーレート検出値に
静的に依存して変化させるようにしたので、比較的小さ
い計算量でオブザーバゲインを演算することができ、そ
のオブザーバゲインを用いて横速度Ｖｙを推定すること
ができ、ヨーレート検出値とに誤差が含まれていても、
単純にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演算するの
に比較してオフセット誤差等の少ない精度のよい横速度
Ｖｙを得られる。また、対地速度センサを用いるのに比
較して装置が安価にできる。
【００９３】請求項４の発明によれば、ヨーレート検出
値に応じて車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバを起
動あるいは停止させるようにして、オブザーバ停止中に
は通常の積分を実行するようにしたので、オブザーバが
不可観測となる領域においても、比較的精度よく横速度
Ｖｙを推定でき、全体としては、ヨーレート検出値とに
誤差が含まれていても、単純にセンサ検出値を積分して
横速度Ｖｙを演算するのに比較してオフセット誤差等の
少ない精度のよい横速度Ｖｙを得られる。また、対地速
度センサを用いるのに比較して装置が安価にできる。
値に応じて車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバを起
動あるいは停止させるようにして、オブザーバ停止中に
は通常の積分を実行するようにしたので、オブザーバが
不可観測となる領域においても、比較的精度よく横速度
Ｖｙを推定でき、全体としては、ヨーレート検出値とに
誤差が含まれていても、単純にセンサ検出値を積分して
横速度Ｖｙを演算するのに比較してオフセット誤差等の
少ない精度のよい横速度Ｖｙを得られる。また、対地速
度センサを用いるのに比較して装置が安価にできる。
【００９４】請求項５の発明によれば、車両の横速度Ｖ
ｙを推定するオブザーバのシステム行列の各項に微少な
数値を加算したものを用いるようにしたので、ヨーレー
トｄγ／ｄｔが０近傍にある場合においても、オブザー
バが不可観測となることがなく、比較的精度よく横速度
Ｖｙを推定でき、ヨーレート検出値とに誤差が含まれて
いても、単純にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演
算するのに比較してオフセット誤差等の少ない精度のよ
い横速度Ｖｙを得られる。また、対地速度センサを用い
るのに比較して装置が安価にできる。
ｙを推定するオブザーバのシステム行列の各項に微少な
数値を加算したものを用いるようにしたので、ヨーレー
トｄγ／ｄｔが０近傍にある場合においても、オブザー
バが不可観測となることがなく、比較的精度よく横速度
Ｖｙを推定でき、ヨーレート検出値とに誤差が含まれて
いても、単純にセンサ検出値を積分して横速度Ｖｙを演
算するのに比較してオフセット誤差等の少ない精度のよ
い横速度Ｖｙを得られる。また、対地速度センサを用い
るのに比較して装置が安価にできる。
【図１】 本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】 車両と横すべり角β等の車両運動状態量の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】 数式（２）に基づいて単純積分した場合の横
速度Ｖｙと真の横速度の比較を示す図である。
速度Ｖｙと真の横速度の比較を示す図である。
【図５】 本発明によるオブザーバに基づいて演算した
横速度Ｖｙと真の横速度の比較を示す図である。
横速度Ｖｙと真の横速度の比較を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態２を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態３を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態４を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ ヨーレートセンサ、２ 前後速度センサ、３ 前後
加速度センサ、４ 横加速度センサ、５ オブザーバに
よる車両横速度検出装置。
加速度センサ、４ 横加速度センサ、５ オブザーバに
よる車両横速度検出装置。
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 103:00 111:00 137:00
Claims (5)
- 【請求項１】 車両のヨーレートｄγ／ｄｔを検出する
ヨーレートセンサと、 車両の前後速度Ｖｘを検出する前後速度センサと、 車両の重心点における前後加速度ａｘを検出する前後加
速度センサと、 車両の重心点における横加速度ａｙを検出する横加速度
センサと、 前後加速度検出値と、横加速度検出値とを入力として、
前後速度検出値を観測量として、システム行列の係数に
ヨーレート検出値を用いたオブザーバを用いて、車両の
横速度Ｖｙを推定する処理手段を備えたことを特徴とす
る車両横速度検出装置。 - 【請求項２】 車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ
のゲインはヨーレート検出値に動的に依存して変化させ
ることを特徴とする請求項１記載の車両横速度検出装
置。 - 【請求項３】 車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ
のゲインはヨーレート検出値に静的に依存して変化させ
ることを特徴とする請求項１記載の車両横速度検出装
置。 - 【請求項４】 ヨーレート検出値に応じて車両の横速度
を推定するオブザーバ演算と積分演算とを切り換える手
段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両横速度
検出装置。 - 【請求項５】 車両の横速度Ｖｙを推定するオブザーバ
のシステム行列の各項に微少な一定値を加算したものを
用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載の車両横速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8136799A JPH09318647A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 車両横速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8136799A JPH09318647A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 車両横速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318647A true JPH09318647A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15183797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8136799A Pending JPH09318647A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 車両横速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318647A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202802A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Seiko Instruments Inc | 外乱推定型制御システム、気体圧縮機制御システム及び外乱推定型制御システムの設計方法 |
| US7451033B2 (en) | 2005-06-10 | 2008-11-11 | Ford Global Technologies, Llc | Lateral and longitudinal velocity determination for an automotive vehicle |
| JP2013032085A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | 電動パワーステアリング制御装置 |
-
1996
- 1996-05-30 JP JP8136799A patent/JPH09318647A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202802A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Seiko Instruments Inc | 外乱推定型制御システム、気体圧縮機制御システム及び外乱推定型制御システムの設計方法 |
| US7451033B2 (en) | 2005-06-10 | 2008-11-11 | Ford Global Technologies, Llc | Lateral and longitudinal velocity determination for an automotive vehicle |
| JP2013032085A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | 電動パワーステアリング制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040303 |