JPH10100925A - 車両用ヨーレイト推定装置 - Google Patents
車両用ヨーレイト推定装置Info
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- JPH10100925A JPH10100925A JP26004096A JP26004096A JPH10100925A JP H10100925 A JPH10100925 A JP H10100925A JP 26004096 A JP26004096 A JP 26004096A JP 26004096 A JP26004096 A JP 26004096A JP H10100925 A JPH10100925 A JP H10100925A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カルマンフィルタを利用して前後加速度を補
正する車両用ヨーレイト推定装置に関し、温度変化や経
時変化等によりヨーレイトセンサの出力値が変化しても
高精度なヨーレイト情報を得られるようにする。 【解決手段】 車両のヨーレイトを検出するヨーレイト
センサ６１と、該車両から地磁気を検出する地磁気セン
サ６２と、ヨーレイトセンサ６１及び地磁気センサ６２
の各検出値を処理してヨーレイト推定値を出力するカル
マンフィルタ６３とをそなえ、カルマンフィルタ６３
を、ヨーレイト推定値を地磁気検出値で補正してこれを
時間積分した値と地磁気検出値との偏差を算出し、この
偏差の時間積分値にゲインＫ１を乗算した値により、ヨ
ーレイト検出値を補正してヨーレイト推定値を算出する
ように構成する。
正する車両用ヨーレイト推定装置に関し、温度変化や経
時変化等によりヨーレイトセンサの出力値が変化しても
高精度なヨーレイト情報を得られるようにする。 【解決手段】 車両のヨーレイトを検出するヨーレイト
センサ６１と、該車両から地磁気を検出する地磁気セン
サ６２と、ヨーレイトセンサ６１及び地磁気センサ６２
の各検出値を処理してヨーレイト推定値を出力するカル
マンフィルタ６３とをそなえ、カルマンフィルタ６３
を、ヨーレイト推定値を地磁気検出値で補正してこれを
時間積分した値と地磁気検出値との偏差を算出し、この
偏差の時間積分値にゲインＫ１を乗算した値により、ヨ
ーレイト検出値を補正してヨーレイト推定値を算出する
ように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ヨーレイト
推定装置に関し、特に、カルマンフィルタを利用してヨ
ーレイトを補正する、車両用ヨーレイト推定装置に関す
る。
推定装置に関し、特に、カルマンフィルタを利用してヨ
ーレイトを補正する、車両用ヨーレイト推定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車に関して、ナビゲータシス
テムをはじめとしたドライバをアシストするための種々
の技術が開発されており、さらには、ドライバに代わっ
て自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術開発
も進められている。ドライバによる運転操作は、道路状
況や車両の走行状況を把握しながら、これらの把握した
道路状況や走行状況に応じて車速を制御したり操舵を行
なったりしており、自動運転では、このような各種機能
をコンピュータ化したり機械化したりする必要がある。
テムをはじめとしたドライバをアシストするための種々
の技術が開発されており、さらには、ドライバに代わっ
て自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術開発
も進められている。ドライバによる運転操作は、道路状
況や車両の走行状況を把握しながら、これらの把握した
道路状況や走行状況に応じて車速を制御したり操舵を行
なったりしており、自動運転では、このような各種機能
をコンピュータ化したり機械化したりする必要がある。
【０００３】例えば車両の速度や走行方向を自動的に制
御するには、ドライバに変わってスロットル操作やブレ
ーキ操作やステアリング操作を行なう機械的な機能（即
ち、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエー
タやステアリングアクチュエータ）が必要なことは勿論
であるが、これらのアクチュエータの作動を制御するた
めの種々の機能が必要になる。
御するには、ドライバに変わってスロットル操作やブレ
ーキ操作やステアリング操作を行なう機械的な機能（即
ち、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエー
タやステアリングアクチュエータ）が必要なことは勿論
であるが、これらのアクチュエータの作動を制御するた
めの種々の機能が必要になる。
【０００４】また、車両の走行状況を把握するには、車
両に種々のセンサを設けることが必要になるが、これら
のセンサの一つに、車両のヨーレイトを検出するヨーレ
イトセンサがある。このヨーレイトセンサでは、車両の
旋回状態を知ることができ、また、ヨーレイトセンサの
検出値を積算（時間積分）することで、車両の方位を推
定することができる。
両に種々のセンサを設けることが必要になるが、これら
のセンサの一つに、車両のヨーレイトを検出するヨーレ
イトセンサがある。このヨーレイトセンサでは、車両の
旋回状態を知ることができ、また、ヨーレイトセンサの
検出値を積算（時間積分）することで、車両の方位を推
定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヨーレイト
センサは、加速度センサ等と同様に、一般に、ヨー方向
への動きを感知してこれを電圧に変換して出力する構成
になっており、例えば左回転方向のヨー運動を正方向と
し右回転方向のヨー運動を負方向とすると、中立点（即
ち、ヨーレイトが０）の出力電圧値をＶ２とすると、右
回転方向（負方向）のヨー運動時の出力電圧Ｖ１は中立
点出力電圧値Ｖ２よりも低く（即ち、Ｖ１＜Ｖ２）、左
回転方向（正方向）のヨー運動時の出力電圧Ｖ３は中立
点出力電圧値Ｖ２よりも高く（即ち、Ｖ２＜Ｖ３）な
る。
センサは、加速度センサ等と同様に、一般に、ヨー方向
への動きを感知してこれを電圧に変換して出力する構成
になっており、例えば左回転方向のヨー運動を正方向と
し右回転方向のヨー運動を負方向とすると、中立点（即
ち、ヨーレイトが０）の出力電圧値をＶ２とすると、右
回転方向（負方向）のヨー運動時の出力電圧Ｖ１は中立
点出力電圧値Ｖ２よりも低く（即ち、Ｖ１＜Ｖ２）、左
回転方向（正方向）のヨー運動時の出力電圧Ｖ３は中立
点出力電圧値Ｖ２よりも高く（即ち、Ｖ２＜Ｖ３）な
る。
【０００６】しかしながら、この中立点での出力電圧値
が常にＶ２とは限らず、種々の要因で変化する。つま
り、この中立点の電圧値には一般に経時変化（ＤＣオフ
セット）による変化が生じるようになる。また、ヨーレ
イトセンサは加速度センサ等と同様に一般に温度影響を
受けやすく、同じヨーレイトに対しても、高温の雰囲気
下では出力電圧値が高くなり、逆に、低温の雰囲気下で
は出力電圧値が低くなるなど、温度によって出力値が変
化してしまう。
が常にＶ２とは限らず、種々の要因で変化する。つま
り、この中立点の電圧値には一般に経時変化（ＤＣオフ
セット）による変化が生じるようになる。また、ヨーレ
イトセンサは加速度センサ等と同様に一般に温度影響を
受けやすく、同じヨーレイトに対しても、高温の雰囲気
下では出力電圧値が高くなり、逆に、低温の雰囲気下で
は出力電圧値が低くなるなど、温度によって出力値が変
化してしまう。
【０００７】そこで、このような経時変化（ＤＣオフセ
ット）や温度対応変化（温度ドリフト）を補正すること
が必要になる。例えば特開平６−１７４７４１号公報に
は、車両のヨーレイト検出値を累積していけば本来は０
になるとの仮定のうえで、ヨーレイトセンサの中立点補
正を行なう技術が開示されている。しかしながら、車両
のヨーレイト検出値を累積すれば必ず０になるとは限ら
ず、中立補正の精度は満足できるものではない。
ット）や温度対応変化（温度ドリフト）を補正すること
が必要になる。例えば特開平６−１７４７４１号公報に
は、車両のヨーレイト検出値を累積していけば本来は０
になるとの仮定のうえで、ヨーレイトセンサの中立点補
正を行なう技術が開示されている。しかしながら、車両
のヨーレイト検出値を累積すれば必ず０になるとは限ら
ず、中立補正の精度は満足できるものではない。
【０００８】また、特開平７−２１３１号公報には、車
両の直進走行時におけるヨーレイトセンサの出力値がヨ
ーレイト０の中立点となるように補正を行なう技術が開
示されている。しかしながら、車両の直進走行を精度良
く判定することは困難であり、やはり、中立補正の精度
は満足できるものではない。また、停止時におけるヨー
レイトセンサの出力値がヨーレイト０の中立点となるよ
うに補正を行なう手法も考えられるが、走行中には補正
が行なえず、走行時に生じる中立点変動には対応するこ
とができない。
両の直進走行時におけるヨーレイトセンサの出力値がヨ
ーレイト０の中立点となるように補正を行なう技術が開
示されている。しかしながら、車両の直進走行を精度良
く判定することは困難であり、やはり、中立補正の精度
は満足できるものではない。また、停止時におけるヨー
レイトセンサの出力値がヨーレイト０の中立点となるよ
うに補正を行なう手法も考えられるが、走行中には補正
が行なえず、走行時に生じる中立点変動には対応するこ
とができない。
【０００９】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、温度変化や経時変化等によりヨーレイトセンサの
出力値が変化しても高精度なヨーレイト情報を得られる
ようにした、車両用ヨーレイト推定装置を提供すること
を目的とする。
ので、温度変化や経時変化等によりヨーレイトセンサの
出力値が変化しても高精度なヨーレイト情報を得られる
ようにした、車両用ヨーレイト推定装置を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の車両用ヨーレイト推定装置は、車両のヨーレ
イトを検出するヨーレイトセンサと、該車両から地磁気
を検出する地磁気センサと、該ヨーレイトセンサ及び該
地磁気センサの各検出値を処理してヨーレイト推定値を
出力するカルマンフィルタとをそなえ、該カルマンフィ
ルタが、該ヨーレイト推定値を地磁気検出値で補正して
これを時間積分した値と該地磁気センサで検出された地
磁気検出値との偏差を算出し、この偏差の時間積分値に
第１ゲインＫ１を乗算した値により、該ヨーレイトセン
サによるヨーレイト検出値を補正して該ヨーレイト推定
値を算出するように構成されていることを特徴としてい
る。
の本発明の車両用ヨーレイト推定装置は、車両のヨーレ
イトを検出するヨーレイトセンサと、該車両から地磁気
を検出する地磁気センサと、該ヨーレイトセンサ及び該
地磁気センサの各検出値を処理してヨーレイト推定値を
出力するカルマンフィルタとをそなえ、該カルマンフィ
ルタが、該ヨーレイト推定値を地磁気検出値で補正して
これを時間積分した値と該地磁気センサで検出された地
磁気検出値との偏差を算出し、この偏差の時間積分値に
第１ゲインＫ１を乗算した値により、該ヨーレイトセン
サによるヨーレイト検出値を補正して該ヨーレイト推定
値を算出するように構成されていることを特徴としてい
る。
【００１１】請求項２記載の本発明の車両用ヨーレイト
推定装置は、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセ
ンサと、該車両の左右の車輪速を検出する車輪速センサ
と、該車輪速センサで検出された左右車輪速から該車両
のヨーレイトを算出するヨーレイト算出手段と、該ヨー
レイトセンサによるヨーレイト検出値及び該ヨーレイト
算出手段によるヨーレイト算出値を処理してヨーレイト
推定値を出力するカルマンフィルタとをそなえ、該カル
マンフィルタが、該ヨーレイト検出値を該ヨーレイト検
出値に関する時間積分値で補正しこの補正後の値を所定
係数により係数倍して出力する第１処理部と、該ヨーレ
イト算出値を該ヨーレイト検出値及び該ヨーレイト算出
値に関する時間積分値で補正して出力する第２処理部
と、 該第１処理部からの出力値と該第２処理部からの
出力値とを予め設定された比で加重平均し、この加重平
均値を時間積分処理してヨーレイト推定値として出力す
る第３処理部とから構成されていることを特徴としてい
る。
推定装置は、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセ
ンサと、該車両の左右の車輪速を検出する車輪速センサ
と、該車輪速センサで検出された左右車輪速から該車両
のヨーレイトを算出するヨーレイト算出手段と、該ヨー
レイトセンサによるヨーレイト検出値及び該ヨーレイト
算出手段によるヨーレイト算出値を処理してヨーレイト
推定値を出力するカルマンフィルタとをそなえ、該カル
マンフィルタが、該ヨーレイト検出値を該ヨーレイト検
出値に関する時間積分値で補正しこの補正後の値を所定
係数により係数倍して出力する第１処理部と、該ヨーレ
イト算出値を該ヨーレイト検出値及び該ヨーレイト算出
値に関する時間積分値で補正して出力する第２処理部
と、 該第１処理部からの出力値と該第２処理部からの
出力値とを予め設定された比で加重平均し、この加重平
均値を時間積分処理してヨーレイト推定値として出力す
る第３処理部とから構成されていることを特徴としてい
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。まず、第１実施形態について
説明すると、図１，図２は本発明の第１実施形態として
の車両用ヨーレイト推定装置に関して示すものである。
この車両用ヨーレイト推定装置は、図１に示すように、
車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ６１と、
車両から地磁気を検出する地磁気センサ６２と、ヨーレ
イトセンサ６１及び地磁気センサ６２の各検出値を処理
してヨーレイト推定値を出力するカルマンフィルタ６３
とをそなえて構成される。なお、地磁気センサ６２で検
出される地磁気検出値は、車両の基準方向（例えば車体
前方）の方位角に相当するもので、方位角センサとも称
することができる。
の形態について説明する。まず、第１実施形態について
説明すると、図１，図２は本発明の第１実施形態として
の車両用ヨーレイト推定装置に関して示すものである。
この車両用ヨーレイト推定装置は、図１に示すように、
車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ６１と、
車両から地磁気を検出する地磁気センサ６２と、ヨーレ
イトセンサ６１及び地磁気センサ６２の各検出値を処理
してヨーレイト推定値を出力するカルマンフィルタ６３
とをそなえて構成される。なお、地磁気センサ６２で検
出される地磁気検出値は、車両の基準方向（例えば車体
前方）の方位角に相当するもので、方位角センサとも称
することができる。
【００１３】カルマンフィルタ６３は、車両のヨーレイ
トの時間積分値（以下、時間積分値を単に積分値とい
う）が、車両から検出される地磁気、即ち、車両の基準
方向（車体前方）の方位に対応することに着目して用い
られている。このカルマンフィルタ６３は、ヨーレイト
補正量Ｋ１・Ｃを算出して、このヨーレイト補正量Ｋ１
・Ｃによりヨーレイトセンサ６１で検出されたヨーレイ
ト検出値ＹＲI を補正してヨーレイト推定値（補正後ヨ
ーレイト）ＹＲO を算出するヨーレイト推定値算出部６
３Ａと、このヨーレイト推定値ＹＲO に基づいてヨーレ
イト補正量Ｋ１・Ｃを求めるための方位角推定値ＤO を
算出する方位角推定部６３Ｂとをそなえている。
トの時間積分値（以下、時間積分値を単に積分値とい
う）が、車両から検出される地磁気、即ち、車両の基準
方向（車体前方）の方位に対応することに着目して用い
られている。このカルマンフィルタ６３は、ヨーレイト
補正量Ｋ１・Ｃを算出して、このヨーレイト補正量Ｋ１
・Ｃによりヨーレイトセンサ６１で検出されたヨーレイ
ト検出値ＹＲI を補正してヨーレイト推定値（補正後ヨ
ーレイト）ＹＲO を算出するヨーレイト推定値算出部６
３Ａと、このヨーレイト推定値ＹＲO に基づいてヨーレ
イト補正量Ｋ１・Ｃを求めるための方位角推定値ＤO を
算出する方位角推定部６３Ｂとをそなえている。
【００１４】つまり、カルマンフィルタ６３は、加算機
能（加算部）６４，６５と、偏差算出機能（偏差算出
部）６６と、時間積分機能（積分部）６７，６８と、重
み付け機能（ゲイン乗算部）６９，７０とから構成され
て、ヨーレイト推定値算出部６３Ａは、積分部６７とゲ
イン乗算部６９と加算部６４とから構成され、方位角推
定部６３Ｂは、加算部６５と積分部６８と偏差算出部６
６とゲイン乗算部７０とから構成されている。
能（加算部）６４，６５と、偏差算出機能（偏差算出
部）６６と、時間積分機能（積分部）６７，６８と、重
み付け機能（ゲイン乗算部）６９，７０とから構成され
て、ヨーレイト推定値算出部６３Ａは、積分部６７とゲ
イン乗算部６９と加算部６４とから構成され、方位角推
定部６３Ｂは、加算部６５と積分部６８と偏差算出部６
６とゲイン乗算部７０とから構成されている。
【００１５】そして、ヨーレイト推定値算出部６３Ａで
は、加算部６４に、ヨーレイトセンサ６１からの検出値
ＹＲI と、後述するようにして算出した補正量（Ｋ１・
Ｃ）とを入力され、これらＹＲI ，（Ｋ１・Ｃ）を加算
して、この算出値を車両のヨーレイト推定値ＹＲO とし
て出力するようになっている。補正量（Ｋ１・Ｃ）は、
後述する方位角推定値Ｄ0 と方位角検出値ＤI との差
（ＤI −Ｄ0 ）を積分部６７で時間積分（以下、単に積
分という）して得られる値Ｃを、ゲイン乗算部６９で第
１ゲインＫ１を乗算して得られる。なお、方位角推定値
Ｄ0 と方位角検出値ＤI との差（ＤI −Ｄ0 ）は偏差算
出部６６で算出される。
は、加算部６４に、ヨーレイトセンサ６１からの検出値
ＹＲI と、後述するようにして算出した補正量（Ｋ１・
Ｃ）とを入力され、これらＹＲI ，（Ｋ１・Ｃ）を加算
して、この算出値を車両のヨーレイト推定値ＹＲO とし
て出力するようになっている。補正量（Ｋ１・Ｃ）は、
後述する方位角推定値Ｄ0 と方位角検出値ＤI との差
（ＤI −Ｄ0 ）を積分部６７で時間積分（以下、単に積
分という）して得られる値Ｃを、ゲイン乗算部６９で第
１ゲインＫ１を乗算して得られる。なお、方位角推定値
Ｄ0 と方位角検出値ＤI との差（ＤI −Ｄ0 ）は偏差算
出部６６で算出される。
【００１６】方位角推定部６３Ｂでは、偏差算出部６６
で算出された方位角推定値Ｄ0 と方位角検出値ＤI との
差（ＤI −Ｄ0 ）を、ゲイン乗算部７０で第２ゲインＫ
２を乗算し、これにより得られる値〔Ｋ２・（ＤI −Ｄ
0 ）〕とヨーレイト推定値ＹＲO とを加算部６４で加算
して和ＹＲO ′〔＝ＹＲO ＋Ｋ２・（ＤI −Ｄ0 ）〕を
得て、この値ＹＲO ′を積分部６８で積分した値を方位
角推定値Ｄ0 として出力するようになっている。
で算出された方位角推定値Ｄ0 と方位角検出値ＤI との
差（ＤI −Ｄ0 ）を、ゲイン乗算部７０で第２ゲインＫ
２を乗算し、これにより得られる値〔Ｋ２・（ＤI −Ｄ
0 ）〕とヨーレイト推定値ＹＲO とを加算部６４で加算
して和ＹＲO ′〔＝ＹＲO ＋Ｋ２・（ＤI −Ｄ0 ）〕を
得て、この値ＹＲO ′を積分部６８で積分した値を方位
角推定値Ｄ0 として出力するようになっている。
【００１７】ところで、第１ゲインＫ１及び第２ゲイン
Ｋ２は、それぞれ次式（１），（２）で設定される。 Ｋ１＝（２πｆ）2 ・・・（１） Ｋ２＝２√２πｆ ・・・（２） なお、ｆは、ヨーレイトの変動周波数域の所定の周波数
である。
Ｋ２は、それぞれ次式（１），（２）で設定される。 Ｋ１＝（２πｆ）2 ・・・（１） Ｋ２＝２√２πｆ ・・・（２） なお、ｆは、ヨーレイトの変動周波数域の所定の周波数
である。
【００１８】このようなカルマンフィルタ６３では、検
出値ＹＲI ，ＤI のうち、各ゲインＫ１，Ｋ２の値の設
定値に対応する所定周波数ｆ以下の変動成分が取り除か
れるようになる。すなわち、ヨーレイト検出値のうちの
周波数ｆよりも高い周波数の変動成分のみを取り出すこ
とができるようになっている。ここで、周波数ｆを説明
する。
出値ＹＲI ，ＤI のうち、各ゲインＫ１，Ｋ２の値の設
定値に対応する所定周波数ｆ以下の変動成分が取り除か
れるようになる。すなわち、ヨーレイト検出値のうちの
周波数ｆよりも高い周波数の変動成分のみを取り出すこ
とができるようになっている。ここで、周波数ｆを説明
する。
【００１９】つまり、ヨーレイトセンサ６１で検出され
出力される車両のヨーレイトＹＲIの値（出力電圧）の
変化は、車体のヨーイングによるものの他に、前述のよ
うに温度変化や経時変化によるセンサ出力の特性の変化
等に起因して発生する。ヨーレイトセンサ６１の検出値
（出力電圧）の変化を周波数分析すると、例えば図２に
示すような特性が現れる。
出力される車両のヨーレイトＹＲIの値（出力電圧）の
変化は、車体のヨーイングによるものの他に、前述のよ
うに温度変化や経時変化によるセンサ出力の特性の変化
等に起因して発生する。ヨーレイトセンサ６１の検出値
（出力電圧）の変化を周波数分析すると、例えば図２に
示すような特性が現れる。
【００２０】この図２は、ヨーレイトセンサ６１の検出
値（出力電圧）をフーリエ変換した場合に想定される理
論上の特性であり、横軸に周波数（右側ほど高周波数）
ｆ、縦軸にスペクトル量（上側が大）をとっている。周
波数が大きいのは、ヨーレイトセンサ６１の出力電圧が
急激に変化する場合に相当し、逆に、周波数が小さいの
は、ヨーレイトセンサ６１の出力電圧が緩やかに変化す
る場合に相当する。
値（出力電圧）をフーリエ変換した場合に想定される理
論上の特性であり、横軸に周波数（右側ほど高周波数）
ｆ、縦軸にスペクトル量（上側が大）をとっている。周
波数が大きいのは、ヨーレイトセンサ６１の出力電圧が
急激に変化する場合に相当し、逆に、周波数が小さいの
は、ヨーレイトセンサ６１の出力電圧が緩やかに変化す
る場合に相当する。
【００２１】例えば経時変化によるセンサ出力の変化
（ＤＣオフセット）は極めて緩慢であり、図２にで示
すように極めて低い周波数に集中する。そして、温度変
化によるセンサ出力の変化（温度ドリフト）は経時変化
（ＤＣオフセット）よりも速やかではあるがそれでもや
や緩慢であり、図２にで示すようにやや低い周波数領
域に発生する。そして、車体のヨーインクによるセンサ
出力の変化は最も急激であり、図２にで示すように高
い周波数領域に発生する。
（ＤＣオフセット）は極めて緩慢であり、図２にで示
すように極めて低い周波数に集中する。そして、温度変
化によるセンサ出力の変化（温度ドリフト）は経時変化
（ＤＣオフセット）よりも速やかではあるがそれでもや
や緩慢であり、図２にで示すようにやや低い周波数領
域に発生する。そして、車体のヨーインクによるセンサ
出力の変化は最も急激であり、図２にで示すように高
い周波数領域に発生する。
【００２２】このようなヨーレイト検出値の変動周波数
のうちの所定の周波数ｆ（これを、ｆｎとする）を設定
し、この所定の周波数ｆｎから前記式（１），（２）に
より、第１ゲインＫ１及び第２ゲインＫ２を設定するの
である。ここでは、図２に示すように、所定周波数ｆと
して周波数ｆ１を設定すると、第１ゲインＫ１及び第２
ゲインＫ２は次のように設定されている。
のうちの所定の周波数ｆ（これを、ｆｎとする）を設定
し、この所定の周波数ｆｎから前記式（１），（２）に
より、第１ゲインＫ１及び第２ゲインＫ２を設定するの
である。ここでは、図２に示すように、所定周波数ｆと
して周波数ｆ１を設定すると、第１ゲインＫ１及び第２
ゲインＫ２は次のように設定されている。
【００２３】 Ｋ１＝（２πｆ１）2 ・・・（１′） Ｋ２＝２√２πｆ１ ・・・（２′） このようなゲイン設定により、ヨーレイト検出値の変動
周波数のうち、ＤＣオフセットのよるものと温度ドリ
フトによるものとが取り除かれるようになり、経時変
化や温度変化に影響されないヨーレイトＹＲO が得られ
るようになっているのである。
周波数のうち、ＤＣオフセットのよるものと温度ドリ
フトによるものとが取り除かれるようになり、経時変
化や温度変化に影響されないヨーレイトＹＲO が得られ
るようになっているのである。
【００２４】本発明の第１実施形態としての車両用ヨー
レイト推定装置は、上述のように構成されているので、
ヨーレイトセンサ６１で検出されたヨーレイト検出値の
変動周波数のうち、ＤＣオフセットのよるものと温度
ドリフトによるものとが取り除かれるようになり、経
時変化や温度変化に関する中立点補正が行なわれること
になり、経時変化や温度変化に影響されないヨーレイト
推定値ＹＲO が得られる利点がある。
レイト推定装置は、上述のように構成されているので、
ヨーレイトセンサ６１で検出されたヨーレイト検出値の
変動周波数のうち、ＤＣオフセットのよるものと温度
ドリフトによるものとが取り除かれるようになり、経
時変化や温度変化に関する中立点補正が行なわれること
になり、経時変化や温度変化に影響されないヨーレイト
推定値ＹＲO が得られる利点がある。
【００２５】また、このヨーレイト推定値ＹＲO を利用
して方位角推定部６３Ｂで得られる方位角推定値Ｄ
0 も、検出値の変動周波数のうち、ＤＣオフセットのよ
るものと温度ドリフトによるものとが取り除かれる
ようになり、経時変化や温度変化に影響されない方位角
推定値ＤO が得られる利点がある。また、本装置では、
第１ゲインＫ１及び第２ゲインＫ２の設定にかかる所定
周波数ｆｎの設定によって、望みの周波数領域について
フィルタリングすることもできる。
して方位角推定部６３Ｂで得られる方位角推定値Ｄ
0 も、検出値の変動周波数のうち、ＤＣオフセットのよ
るものと温度ドリフトによるものとが取り除かれる
ようになり、経時変化や温度変化に影響されない方位角
推定値ＤO が得られる利点がある。また、本装置では、
第１ゲインＫ１及び第２ゲインＫ２の設定にかかる所定
周波数ｆｎの設定によって、望みの周波数領域について
フィルタリングすることもできる。
【００２６】このような本装置によれば、一般的な１次
フィルタの処理に比べて、推定値の遅れが減少し、安定
した推定結果が得られるようになり、特に、極低車速時
の推定値の精度向上に寄与しうるものと考えられる。次
に、第２実施形態について説明すると、図３は本発明の
第２実施形態としての車両用ヨーレイト推定装置に関し
て示すものである。
フィルタの処理に比べて、推定値の遅れが減少し、安定
した推定結果が得られるようになり、特に、極低車速時
の推定値の精度向上に寄与しうるものと考えられる。次
に、第２実施形態について説明すると、図３は本発明の
第２実施形態としての車両用ヨーレイト推定装置に関し
て示すものである。
【００２７】この車両用ヨーレイト推定装置は、図３に
示すように、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセ
ンサ６１と、車両の左右の車輪速を検出する車輪速セン
サ７１と、車輪速センサ７１で検出された左右車輪速か
ら車両のヨーレイトを算出するヨーレイト算出手段７２
と、ヨーレイトセンサ６１により検出されたヨーレイト
検出値ＹＲI 及びヨーレイト算出手段７１により算出さ
れたヨーレイト算出値ＣＹＲI を処理してヨーレイト推
定値ＹＲO を出力するカルマンフィルタ７３とをそなえ
て構成される。なお、ヨーレイト算出手段７１では、検
出された左右の車輪速の差と車両のトレッド幅等とから
ヨーレイトを算出するが、さらに、操舵角の検出値等を
考慮して精度良く算出してもよい。
示すように、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセ
ンサ６１と、車両の左右の車輪速を検出する車輪速セン
サ７１と、車輪速センサ７１で検出された左右車輪速か
ら車両のヨーレイトを算出するヨーレイト算出手段７２
と、ヨーレイトセンサ６１により検出されたヨーレイト
検出値ＹＲI 及びヨーレイト算出手段７１により算出さ
れたヨーレイト算出値ＣＹＲI を処理してヨーレイト推
定値ＹＲO を出力するカルマンフィルタ７３とをそなえ
て構成される。なお、ヨーレイト算出手段７１では、検
出された左右の車輪速の差と車両のトレッド幅等とから
ヨーレイトを算出するが、さらに、操舵角の検出値等を
考慮して精度良く算出してもよい。
【００２８】カルマンフィルタ７３は、ヨーレイトセン
サで検出されたヨーレイト検出値を、左右の車輪速から
求められるヨーレイト算出値で補正するように構成され
ている。このカルマンフィルタ７３は、ヨーレイト検出
値ＹＲI をヨーレイト検出値ＹＲI に関する時間積分値
Ｃ１で補正しこの補正後の値（ＹＲI ＋Ｃ１）を所定係
数ｋ１により係数倍（ｋ１倍）して出力する第１処理部
７３Ａと、ヨーレイト算出値ＣＹＲI をヨーレイト検出
値ＹＲI 及び該ヨーレイト算出値ＣＹＲI に関する時間
積分値Ｃ２で補正して出力する第２処理部７３Ｂと、第
１処理部７３Ａからの出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ
１）〕と第２処理部７３Ｂからの出力値（ＣＹＲI ＋Ｃ
２）加重平均し、この加重平均値を時間積分処理してヨ
ーレイト推定値ＹＲO として出力する第３処理部７３Ｃ
とから構成されている。
サで検出されたヨーレイト検出値を、左右の車輪速から
求められるヨーレイト算出値で補正するように構成され
ている。このカルマンフィルタ７３は、ヨーレイト検出
値ＹＲI をヨーレイト検出値ＹＲI に関する時間積分値
Ｃ１で補正しこの補正後の値（ＹＲI ＋Ｃ１）を所定係
数ｋ１により係数倍（ｋ１倍）して出力する第１処理部
７３Ａと、ヨーレイト算出値ＣＹＲI をヨーレイト検出
値ＹＲI 及び該ヨーレイト算出値ＣＹＲI に関する時間
積分値Ｃ２で補正して出力する第２処理部７３Ｂと、第
１処理部７３Ａからの出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ
１）〕と第２処理部７３Ｂからの出力値（ＣＹＲI ＋Ｃ
２）加重平均し、この加重平均値を時間積分処理してヨ
ーレイト推定値ＹＲO として出力する第３処理部７３Ｃ
とから構成されている。
【００２９】つまり、カルマンフィルタ７３は、偏差算
出機能（偏差算出部）７４，７５と、加算機能（加算
部）７６と、時間積分機能（積分部）７７，７８と、重
み付け機能（ゲイン乗算部）７９，８０，８１とから構
成されて、第１処理部７３Ａは、偏差算出部７４とゲイ
ン乗算部７９と積分部７７とから構成され、第２処理部
７３Ｂは、偏差算出部７５により構成され、第３処理部
７３Ｃは、ゲイン乗算部８０，８１と加算部７６と積分
部７８とから構成されている。
出機能（偏差算出部）７４，７５と、加算機能（加算
部）７６と、時間積分機能（積分部）７７，７８と、重
み付け機能（ゲイン乗算部）７９，８０，８１とから構
成されて、第１処理部７３Ａは、偏差算出部７４とゲイ
ン乗算部７９と積分部７７とから構成され、第２処理部
７３Ｂは、偏差算出部７５により構成され、第３処理部
７３Ｃは、ゲイン乗算部８０，８１と加算部７６と積分
部７８とから構成されている。
【００３０】そして、第１処理部７３Ａでは、偏差算出
部７４で、ヨーレイト検出値（ヨーレイトセンサ検出
値）ＹＲI から、ヨーレイト検出値ＹＲI に関する積分
値（補正量）Ｃ１を減算して補正し、この補正後の値
（ＹＲI ＋Ｃ１）をゲイン乗算部７９で所定係数ｋ１に
より係数倍（ｋ１倍）して得られる算出値〔ｋ１・（Ｙ
Ｒ I ＋Ｃ１）〕を出力する。また、補正量Ｃ１は、この
算出値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）〕を積分部７７で積分
して得られる。
部７４で、ヨーレイト検出値（ヨーレイトセンサ検出
値）ＹＲI から、ヨーレイト検出値ＹＲI に関する積分
値（補正量）Ｃ１を減算して補正し、この補正後の値
（ＹＲI ＋Ｃ１）をゲイン乗算部７９で所定係数ｋ１に
より係数倍（ｋ１倍）して得られる算出値〔ｋ１・（Ｙ
Ｒ I ＋Ｃ１）〕を出力する。また、補正量Ｃ１は、この
算出値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）〕を積分部７７で積分
して得られる。
【００３１】第２処理部７３Ｂでは、偏差算出部７５
で、ヨーレイト算出値（左右車輪速差から求めたヨーレ
イト）ＣＹＲI から、ヨーレイト算出値検出値ＣＹＲI
に関する積分値（補正量）Ｃ２を減算して補正し、算出
値（ＣＹＲI −Ｃ２）を出力する。なお、補正量Ｃ２
は、後述するヨーレイト推定値（補正後ヨーレイト）Ｙ
Ｒ O である。
で、ヨーレイト算出値（左右車輪速差から求めたヨーレ
イト）ＣＹＲI から、ヨーレイト算出値検出値ＣＹＲI
に関する積分値（補正量）Ｃ２を減算して補正し、算出
値（ＣＹＲI −Ｃ２）を出力する。なお、補正量Ｃ２
は、後述するヨーレイト推定値（補正後ヨーレイト）Ｙ
Ｒ O である。
【００３２】第３処理部７３Ｃでは、ゲイン乗算部８０
で第１処理部７３Ａからの出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ
１）〕に係数ｋ２（ただし、０＜ｋ２＜１）を乗算し
て、この一方で、ゲイン乗算部８１で第２処理部７３Ｂ
からの算出値（ＣＹＲI −Ｃ２）に係数（１−ｋ２）を
乗算して、加算部７６で、これらの出力値〔即ち、値ｋ
２・ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）及び値（１−ｋ２）・（Ｃ
ＹＲI −Ｃ２）〕を加算する。つまり、ゲイン乗算部８
０，８１及び加算部７６では、第１処理部７３Ａからの
出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）〕と第２処理部７３Ｂ
からの出力値（ＣＹＲI −Ｃ２）とを、加重比ｋ２：
（１−ｋ２）で加重平均することになる。そして、こＡ
して得られる加重平均値ｋ２・ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）
＋（１−ｋ２）・（ＣＹＲI −Ｃ２）〕を積分部７８で
積分することで、ヨーレイト推定値（補正後ヨーレイ
ト）ＹＲO を得る。
で第１処理部７３Ａからの出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ
１）〕に係数ｋ２（ただし、０＜ｋ２＜１）を乗算し
て、この一方で、ゲイン乗算部８１で第２処理部７３Ｂ
からの算出値（ＣＹＲI −Ｃ２）に係数（１−ｋ２）を
乗算して、加算部７６で、これらの出力値〔即ち、値ｋ
２・ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）及び値（１−ｋ２）・（Ｃ
ＹＲI −Ｃ２）〕を加算する。つまり、ゲイン乗算部８
０，８１及び加算部７６では、第１処理部７３Ａからの
出力値〔ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）〕と第２処理部７３Ｂ
からの出力値（ＣＹＲI −Ｃ２）とを、加重比ｋ２：
（１−ｋ２）で加重平均することになる。そして、こＡ
して得られる加重平均値ｋ２・ｋ１・（ＹＲI ＋Ｃ１）
＋（１−ｋ２）・（ＣＹＲI −Ｃ２）〕を積分部７８で
積分することで、ヨーレイト推定値（補正後ヨーレイ
ト）ＹＲO を得る。
【００３３】本発明の第２実施形態としての車両用ヨー
レイト推定装置は、上述のように構成されているので、
係数（ゲイン）ｋ１，係数（加重比に関するゲイン）Ｋ
２を適宜設定することで、ヨーレイトセンサ６１で検出
されたヨーレイト検出値を左右車輪速差に基づいて算出
されるヨーレイト算出値で補正することができ、例えば
経時変化や温度変化に関する中立点補正を行ない、経時
変化や温度変化に影響されないヨーレイト推定値ＹＲO
を得られるようにすることができる利点がある。
レイト推定装置は、上述のように構成されているので、
係数（ゲイン）ｋ１，係数（加重比に関するゲイン）Ｋ
２を適宜設定することで、ヨーレイトセンサ６１で検出
されたヨーレイト検出値を左右車輪速差に基づいて算出
されるヨーレイト算出値で補正することができ、例えば
経時変化や温度変化に関する中立点補正を行ない、経時
変化や温度変化に影響されないヨーレイト推定値ＹＲO
を得られるようにすることができる利点がある。
【００３４】なお、このような本発明の車両用ヨーレイ
ト推定装置は、車両の走行状況を把握する手段の一つと
して利用することができ、例えば車両用ナビゲーション
システムや、車両の自動運転制御等に活用することがで
きる。
ト推定装置は、車両の走行状況を把握する手段の一つと
して利用することができ、例えば車両用ナビゲーション
システムや、車両の自動運転制御等に活用することがで
きる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の車両用ヨーレイト推定装置によれば、地磁気セン
サの検出値を利用しながらヨーレイト検出値をフィルタ
リングするという簡素な構成により、ヨーレイト検出値
の中の不要な周波数成分を取り除くことが可能になり、
例えば経時変化や温度変化に関する中立点補正が精度良
く行なって、車両におけるヨーレイトの推定精度を向上
しうる利点がある。
発明の車両用ヨーレイト推定装置によれば、地磁気セン
サの検出値を利用しながらヨーレイト検出値をフィルタ
リングするという簡素な構成により、ヨーレイト検出値
の中の不要な周波数成分を取り除くことが可能になり、
例えば経時変化や温度変化に関する中立点補正が精度良
く行なって、車両におけるヨーレイトの推定精度を向上
しうる利点がある。
【００３６】以上詳述したように、請求項２記載の本発
明の車両用ヨーレイト推定装置によれば、左右車輪速セ
ンサの検出値に基づいたヨーレイト算出値を利用しなが
らヨーレイト検出値をフィルタリングするという簡素な
構成により、ヨーレイト検出値の中の不要な周波数成分
を取り除くことが可能になり、例えば経時変化や温度変
化に関する中立点補正を精度良く行なうことができるよ
うになって、車両におけるヨーレイトの推定精度を向上
しうる利点がある。
明の車両用ヨーレイト推定装置によれば、左右車輪速セ
ンサの検出値に基づいたヨーレイト算出値を利用しなが
らヨーレイト検出値をフィルタリングするという簡素な
構成により、ヨーレイト検出値の中の不要な周波数成分
を取り除くことが可能になり、例えば経時変化や温度変
化に関する中立点補正を精度良く行なうことができるよ
うになって、車両におけるヨーレイトの推定精度を向上
しうる利点がある。
【図１】本発明の第１実施形態としての車両用ヨーレイ
ト推定装置の構成を模式的に示すブロック図である。
ト推定装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての車両用ヨーレイ
ト推定装置のゲイン設定を説明する図である。
ト推定装置のゲイン設定を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態としての車両用ヨーレイ
ト推定装置の構成を模式的に示すブロック図である。
ト推定装置の構成を模式的に示すブロック図である。
６１ ヨーレイトセンサ ６２ 地磁気センサ（方位角センサ） ６３ カルマンフィルタ ６３Ａ ヨーレイト推定値算出部 ６３Ｂ 方位角推定部 ６４，６５ 加算部 ６６ 偏差算出部 ６７，６８ 積分部 ６９，７０ ゲイン乗算部 ７１ 車輪速センサ ７２ ヨーレイト算出手段 ７３ カルマンフィルタ ７３Ａ 第１処理部 ７３Ｂ 第２処理部 ７３ｃ 第３処理部 ７４，７５ 偏差算出機能（偏差算出部） ７６ 加算機能（加算部） ７７，７８ 時間積分機能（積分部） ７９，８０，８１ 重み付け機能（ゲイン乗算部） Ｋ１ 第１ゲイン Ｋ２ 第２ゲイン ｋ１ 所定係数（ゲイン） ｋ２ ゲイン（加重比に関するゲイン）
Claims (2)
- 【請求項１】 車両のヨーレイトを検出するヨーレイト
センサと、 該車両から地磁気を検出する地磁気センサと、 該ヨーレイトセンサ及び該地磁気センサの各検出値を処
理してヨーレイト推定値を出力するカルマンフィルタと
をそなえ、 該カルマンフィルタが、 該ヨーレイト推定値を地磁気検出値で補正してこれを時
間積分した値と該地磁気センサで検出された地磁気検出
値との偏差を算出し、この偏差の時間積分値に第１ゲイ
ンＫ１を乗算した値により、該ヨーレイトセンサによる
ヨーレイト検出値を補正して該ヨーレイト推定値を算出
するように構成されていることを特徴とする、車両用ヨ
ーレイト推定装置。 - 【請求項２】 車両のヨーレイトを検出するヨーレイト
センサと、 該車両の左右の車輪速を検出する車輪速センサと、 該車輪速センサで検出された左右車輪速から該車両のヨ
ーレイトを算出するヨーレイト算出手段と、 該ヨーレイトセンサによるヨーレイト検出値及び該ヨー
レイト算出手段によるヨーレイト算出値を処理してヨー
レイト推定値を出力するカルマンフィルタとをそなえ、 該カルマンフィルタが、 該ヨーレイト検出値を該ヨーレイト検出値に関する時間
積分値で補正しこの補正後の値を所定係数により係数倍
して出力する第１処理部と、 該ヨーレイト算出値を該ヨーレイト検出値及び該ヨーレ
イト算出値に関する時間積分値で補正して出力する第２
処理部と、 該第１処理部からの出力値と該第２処理部からの出力値
とを予め設定された比で加重平均し、この加重平均値を
時間積分処理してヨーレイト推定値として出力する第３
処理部とから構成されていることを特徴とする、車両用
ヨーレイト推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26004096A JP3201282B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両用ヨーレイト推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26004096A JP3201282B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両用ヨーレイト推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10100925A true JPH10100925A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3201282B2 JP3201282B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17342473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26004096A Expired - Fee Related JP3201282B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両用ヨーレイト推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201282B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331715A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toyota Motor Corp | 車両状態量推定装置及びその装置を用いた車両操舵制御装置 |
| JP2016017796A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 多摩川精機株式会社 | 車輌位置計測装置及び方法 |
| KR101638886B1 (ko) * | 2015-05-12 | 2016-07-12 | 한양대학교 산학협력단 | 차량의 요레이트 및 요각 추정 방법 및 장치 |
| CN111400931A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-10 | 北京理工大学 | 一种车辆横摆角速度的确定方法及系统 |
| CN116968752A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-31 | 安徽蔚来智驾科技有限公司 | 确定横摆角速度的方法、装置、系统及存储介质 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP26004096A patent/JP3201282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331715A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toyota Motor Corp | 車両状態量推定装置及びその装置を用いた車両操舵制御装置 |
| US8090493B2 (en) | 2006-06-19 | 2012-01-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle state quantity predicting apparatus and vehicle steering controller using the same, and a method for predicting a vehicle state quantity and vehicle steering controlling method using the same |
| JP2016017796A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 多摩川精機株式会社 | 車輌位置計測装置及び方法 |
| KR101638886B1 (ko) * | 2015-05-12 | 2016-07-12 | 한양대학교 산학협력단 | 차량의 요레이트 및 요각 추정 방법 및 장치 |
| CN111400931A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-10 | 北京理工大学 | 一种车辆横摆角速度的确定方法及系统 |
| CN111400931B (zh) * | 2020-04-09 | 2022-09-27 | 北京理工大学 | 一种车辆横摆角速度的确定方法及系统 |
| CN116968752A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-31 | 安徽蔚来智驾科技有限公司 | 确定横摆角速度的方法、装置、系统及存储介质 |
| CN116968752B (zh) * | 2023-09-04 | 2024-03-12 | 安徽蔚来智驾科技有限公司 | 确定横摆角速度的方法、装置、系统及存储介质 |
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|---|---|
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