JPH02274669A - 車両状態観測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の操舵制御に用いる車両状態量ｎ１器に関
する。

［従来の技術〕 従来より、車両の操縦性及び安定性を常に所定の状態に
維持するために前輪又は後輪の補助的な操舵が行われて
いる。この補助的な操舵の制御においては、車両の走行
状態により変化する車両状態量、例えば横加速度、ヨー
レイト等の情報が用いられている。このような従来技術
としては、例えば特開昭６０−９２９７６に開示された
ものがある。

前記の補助的な操舵を制御する操舵制御装置は、車両状
態観測器及び操舵制御信号出力手段を含んで構成されて
いる。すなわち、車両状態観測器は車両の走行状態によ
り変化する車両状態量、例えば横加速度、ヨーレイト等
を検出する車両状態量検出手段を含み、該手段により検
出された車両状態量の情報は操舵制御信号出力手段に出
力される。

次に、操舵制御信号出力手段は、検出された車両状態量
の情報を用いて車両の操舵性及び安定性を示す数値、す
なわちスタビリテイファクターの演算を行い、該ファク
ターを目標値と比較して、前輪又は後輪の補助的な操舵
量を決定する。そして、決定された補助的な操舵量に応
じた制御信号を、前記補助的な操舵を行う操舵機構に出
力する。

このような車両状態量ｎ１器を含む構成の操舵制御装置
によれば、車両の旋回時にも、車両の操舵性及び安定性
を所定の状態に維持することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この従来技術においては、環境変化又は
経時変化による車両状態観測器の出力にずれが生ずると
いう問題点があった。すなわち、環境変化又は経時変化
により、車両状態量が零であるときの車両状態量検出手
段の出力である車両状態量検出手段の零値が変化したと
きには、車両状態観測器は該変化した零値を基準として
車両状態量情報を出力するため、該車両状態量情報には
車両状態量検出手段の零値変化によるずれが含まれる。

このような問題を解決するために、出願人は先に、環境
変化又は経時変化により車両状ＭＩ量検出手段の零値が
変化したときにも、車両状態量情報に該零値変化による
ずれが含まれずに該情報が出力される車両状態観測器を
提案した。すなわち、この車両状態観測器は、操舵角を
検出する操舵角検出手段と、車両状態量が零であるとき
の車両状態量検出手段の出力値を零推定値として記憶す
る零推定値記憶手段と、操舵角検出手段により検出され
た操舵角が所定の値以下のときには零推定値記憶手段に
記憶された車両状態量検出手段の零推定値を更新し、こ
の更新は零推定値記憶手段に記憶された車両状態量検出
手段の零推定値と車両状！２！量検出手段により検出さ
れた車両状態量の検出値との加重平均演算及び演算結果
の零推定値記憶手段への書込みによって行い、加重平均
演算における重み付けは零推定値記憶手段に記憶された
車、画状態量検出手段の零推定値に比重をおくようにし
て行う零推定値更新手段と、を有し、車両状態量検出手
段の出力が零値であると推定できるときには、零推定値
更新手段により零推定値を更新し、更新された零推定値
を用いて車両状態量情報を出力することを特徴とする。

このような構成を有する車両状態観測器によれば、環境
変化又は経時変化により車両状態量検出手段の零値が変
化したときにも、零推定値更新手段により車両状態量検
出手段の零推定値が更新される。そして、車両状態観測
器から出力される車両状態量情報は、零推定値更新手段
によ“り更新された零推定値を基準とするため、該情報
には車両状態量検出手段の零値の変化によるずれが含ま
れない。このように、環境変化又は経時変化によって前
記零値が変化したときにも該零値変化によるずれが含ま
れない車両状態量情報を出力することができる。

しかしながら、このような構成を有する車両状態観測器
においては、操舵角の変化に対する車両状態量検出手段
の検出値の変化の割合（以下、車両状態量検出手段の操
舵利得という）が車速の変化に伴い増大したときには、
零推定値更新の精度が低下するという問題点があった。

すなわち、車速の変化に伴う前記操舵利得の増大が生じ
たときには、特に前記零推定値更新を行う操舵角のしき
い値近傍においては、前記車両状態量検出手段の検出値
と零値との差が拡大し、該検出値を用いた加重平均演算
により行う前記零推定値更新の精度が低下する。

一方で、前記車両状態観測器においては、前記操舵利得
が車速の変化に伴い減少したときには、零推定値更新が
効果的に行われないという問題点もあった。すなわち、
車速の変化に伴う前記操舵利得の減少が生じたときには
、零推定値更新に係る零推定値の変化量が少なく、１回
の零推定値更新に係る零推定値の更新の量が小さく、特
に操舵により車両の進行方向が頻繁に変更されていると
きには、零推定値更新を行う操舵角のしきい値条件によ
り零推定値更新の頻度も低下する。このようにして、前
記零推定値更新による零推定値の零値への収束速度が低
下するため、環境変化又は経時変化等による車両状態量
出力のずれを効果的に防止することができない。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、車速の変化に伴い車両状態量検
出手段の操舵利得が変化したときにも、零推定値更新の
精度低下が防止され、また該更新を効果的におこなうこ
とができる車両状態観測器を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、車速を検出す
る車速検出手段と、操舵角の変化に対する前記車両状態
量検出手段の検出値の変化の割合が車速変化に伴い増大
したときには、前記零推定値記憶手段に記憶された車両
状態量検出手段の零推定値の比重が増加するように、ま
た前記割合が車速の変化に伴い減少したときには、前記
車両状態量検出手段の検出値の比重が増加するように、
前記車速検出手段により検出された車速に応じて前記加
重平均演算に用いる重みを設定する重み設定手段と、を
有し、前記操舵角の変化に対する前記車両状態量検出手
段の検出値の変化の割合が車速の変化に伴い変化したと
きにも、前記重み設定手段により設定された重みを用い
て前記加重平均演算を行い零推定値を更新し、更新され
た零推定値を用いて車両状態量情報を出力することを特
徴とする。

［作用］ 従って、本発明によれば、車速の変化に伴い車両状態量
検出手段の操舵利得が増大したときには、零推定値更新
に係る加重平均演算における重みが、零推定値記憶手段
に記憶された車両状態量検出手段の零推定値の比重が増
加するように設定されるため、車両状態量検出手段の検
出値と零値との差の拡大による零推定値更新の精度低下
を防止できる。また、車速の変化に伴い前記操舵利得が
減少したときには、前記演算における重みが、車両状態
量検出手段の検出値の比重が増大するように設定される
ため、−回の零推定値更新に係る零推定値の更新の量が
増加し、零推定値更新を行う操舵角のしきい値条件によ
り零推定値更新の頻度が低下している場合においても、
零推定値の零値への収束速度が維持され、零推定値更新
を効果的に行うことができる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例にかかる車両状態観測器につい
て、図面を用いて説明する。

第１図は、この実施例の全体構成を説明するためのシス
テム構成図である。この実施例に係る車両は四輪操舵車
両であって、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷには、それぞれ前輪
操舵機構１０及び後輪操舵機構１２が連結されている。

また、前°輪操舵機構１０には、操舵ハンドルＳＷが連
結されている。

すなわち、操舵ハンドルＳＷの回転角（以下、操舵角と
いう）に応じて、前輪操舵機構１０により前輪ＦＷが操
舵される（主操舵）。

前輪操舵機構１０は、前輪修正操舵機構１４を介して、
前輪操舵制御信号出力手段１６によって制御されている
。また、後輪操舵機構１２は、後輪操舵制御信号出力手
段１８によって制御されている。すなわち、前記手段１
６及び１８は、それぞれ前輪ＦＷ及び後輪ＲＷを補助的
に操舵するための制御信号を出力し、該信号は、それぞ
れ前輪修正操舵機構１４及び後輪操舵機構１２に入力さ
れる。従って、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷは、前記手段１６
及び１８の出力である制御信号に応じて補助的に操舵さ
れる。

操舵制御装置２０は、前輪操舵制御信号出力手段１６、
後輪操舵制御信号出力手段１８及び本発明に係る車両状
態観測器３０を含んで構成されている。すなわち、前記
手段１６及び１８には、車両状態観測器ｊ器３０の出力
である車両状態量情報が入力され、前記手段１６及び１
８は、該情報を用いて前輪及び後輪の補助的操舵量を決
定する。

本発明に係る車両状態観測器３０は、車両状態量検出手
段３２、操舵角検出手段３４、零推定値記憶手段３６、
零推定値更新手段３８、車速検出手段４０及び重み設定
手段４２を含んで構成されている。

車両の走行状態により変化する車両状態量を検出する車
両状態量検出手段３２には、零推定値更新手段３８が接
続され、該手段３８には該手段３２によって検出された
車両状態量情報ａＮが入力される。ここで、前記手段３
２により検出される車両状態量がヨーレイトであるとき
には、該手段３２としては、例えば振動ジャイロから構
成されるヨーレイト・センサが用いられる。この場合、
前記車両状態量情報ａＮはヨーレイトに応じて定まる電
圧であって、ヨーレイトが零に等しいときの該電圧が、
車両状！！量の零値に相当する。

操舵ハンドルＳＷには、操舵角を検出する操舵角検出手
段３４が設けられ、該手段３４により検出された操舵角
情報δＳνは、零推定値更新手段３８に入力される。

零推定値更新を行う零推定値更新手段３８には、車両状
態量検出手段３２、操舵角検出手段３４及び重み設定手
段４２の他、零推定値記憶手段３６が接続されている。

すなわち、零推定値記憶手段３δには車両状ａ量検出手
段３２の零推定値ａＯが記憶され、該零値情報は零推定
値更新手段３８に入力される。一方、零推定値更新手段
３８には前記手段３２及び３４によって検出された車両
状態量及び操舵角情報が入力され、該手段３８において
は該情報及び前記零推定値ａＯを用いた後述の零推定値
更新が行われる。また、零推定値更新によって更新され
たあらたな零推定値ａＯは、零推定値記憶手段３６に記
憶される。

そして、前輪操舵制御信号出力手段１Ｇ及び後輪操舵制
御信号出力手段１８には、前記零推定値更新手段３８に
おいて更新された零推定値ａＯを基準とする車両状態量
情報が入力される。すなわち、前記手段１６及び１８に
は、車両状態量検出手段３２の零値変化によるずれを含
まない車両状態量情報が入力される。

本発明の特徴に係る車速検出手段４Ｇには、同様に本発
明の特徴に係る重み設定手段４２が接続され、重み設定
手段４２には、零推定値更新手段３８が接続されている
。すなわち、車速検出手段４０によって検出された車速
Ｖにより、重み設定手段４２において重みｋが設定され
、設定された重みｋは、零推定値更新手段３８に供給さ
れ、後述の零推定値更新に用いられる。

従って、この実施例に係る車両状態観測器３０によれば
、車速Ｖに応じて重み設定手段４２により設定された重
みｋを用いて零推定値更新が行われ、更新された零推定
値ａＯを用いて車両状態量情報を出力することができる
。

次に、この実施例に係る車両状態観測器３０の第１の動
作について、第２図を用いて説明する。

第２図（ａ）は、本発明の特徴である車速Ｖに応じた重
みｋの設定を含む零推定値更新のフローチャート図であ
る。

エンジンのイグニッションがオンされた後、車両状態量
検出手段３２の出力の安定に要する時間をへて、零推定
値更新手段３８が動作を開始する（１００）。更に、零
推定値記憶手段３６から初期状態の零推定値ａＯが読み
込まれる（２００）。

本発明において、この零推定値ａＯは車両状態量が零で
あるときの車両状態量検出手段出力値であり、実施例に
おいては、初期状態の零推定値ａＯとして、前回走行終
了時の車両状態量検出手段３２の零推定値又は予め設定
された零推定値が用いられる。

本発明の特徴である重みｋ　（Ｖ）の設定（３０Ｏ）は
、車速Ｖの読み込み（３１０）及びマ・ツブの参照（３
２０）によって行われる。すなわち、車速検出手段４０
により検出された車速Ｖは、重み設定手段４２に記憶さ
れたマツプに参照され、重みｋ　（Ｖ）が設定される。

ここで、重みｋ　（Ｖ）の決定に係るマツプは、この動
作においては第２図（ｂ）に示されるような車速Ｖと重
みｋとの関係を示す曲線であられされ、加重平均演算に
係る重みｋは車速■に対する車両状態量検出手段３２の
操舵利得の応答に応じて予められる。すなわち、前記マ
ツプは、車速Ｖの変化に伴い操舵利得が増加したときに
は重みｋが小さな値に、また操舵利得が減少したときに
は重みｋが大きな値になるように定められ、例えば重み
も設定手段４２内部に記憶されている。

また、前記加重平均の重みｋは、０＜ｋ＜１の範囲で設
定することが可能だが、 Ｑ＜ｋ＜＜１−ｋ＜１ の関係が成り立つように重みｋを設定することにより、
車両状態量検出手段３２の出力の揺動による後述の零推
定値演算の精度の低下を防止することができる。

次に、操舵角δＳｗの絶対値が、所定の値δ０（例えば
１０’　）より小さいかどうかを判定する（４００）。

この判定の結果、操舵角δＳｖの絶対値が所定の値δＯ
より小さい場合には、零推定値更新を行うためにステッ
プ５００へ移る。これ以外の場合には零推定値更新を行
わず、ステップ８００へ移る。

ステップ５００においては、車両状態量検出手段３２に
よって検出された車両状態量、すなわち検出値ａＮが次
の加重平均演算のために零推定値更新手段３８に読み込
まれる。ここで、ステップ４００の処理により操舵角δ
Ｓｗの絶対値は所定の値δＯより小さいため、検出値ａ
Ｎは操舵角δＳＷが零のときの車両状態量情報、すなわ
ち零値にほぼ等しいとみなすことができる。

次に、ａＯ及び検出値ａＮの加重平均が演算され、該加
重平均があらたな零推定値ａＯに設定される（６００）
。ここで、ステップ３００において第２図（ｂ）に示さ
れるように、重みｋが車速Ｖに応じて設定されているた
め、車速Ｖの変化に伴う車両状態量検出手段３２の操舵
利得の増大が生じたときには、加重平均演算−回あたり
の零推定値ａＯの更新の量が減少し、該演算による零推
定値ａＯの更新精度の低下が防止される。逆に、車速Ｖ
の変化に伴う前記手段３２の操舵利得の減少が生じたと
きには、加重平均演算１回あたりの零推定値ａＯの更新
の量が増大し、例えば操舵を頻繁に行う場合にステップ
４００における操舵角δＳｖの判定によって該演算の頻
度が低下したときにも、零推定値の零値への収束速度が
維持され、零推定値更新を効果的に行うことができる。

ステップ７００においては、前記あらたな零推定値ａＯ
が、零推定値記憶手段３６に書き込まれる。

そして、零推定値更新をさらに継続して行うかどうかを
判定する（８００）。イグニッションがオフされた場合
及び車両状７＠量検出手段３２の異常出力があった場合
には、零推定値更新を終了する（９００）。これ以外の
場合には、ステップ３００へ移り、あらたな零推定値ａ
Ｏを用いて零推定値更新を継続して行う。

従って、このような動作を有する車両状態観測器３０に
よれば、車速Ｖの変化に伴い車両状態量検出手段３２の
操舵利得が変化したときにも、零推定値更新の精度低下
が防止され、また該更新を効果的に行うことができる。

次に、この実施例に係る車両状態観測器３０の第２の動
作を、第３図を用いて説明する。この図においては、こ
の動作における重みｋの設定に係るマツプが示されてい
る。

この動作においては、車速Ｖが所定の値ＶＯより大のと
きには重みｋは所定の値ｋＯに、車速Ｖが所定の値ＶＯ
以下のときには重みｋは所定の値ｋｍａｘに、設定され
る。ここで、所定の値ｋＯ及びｋ　ｌａＸは１ ｋｍａｘ＞ｋＯ の関係が成り立つように予め定められている。

従って、このようなマツプは、車速Ｖの増大に伴い操舵
利得が著しく増大するような車両状態量検出手段３２を
用いる場合に、用いられる。すなわち、このような場合
には、車速Ｖが大であるときには操舵利得が大、車速Ｖ
が小であるときには操舵利得が小であるため、第３図に
示されるようなマツプを用いることにより、操舵利得が
大であるときに重みｋを小さく、操舵利得が小であると
きに重みｋを大きく設定することができる。

このような動作を有する車両状態観測器３０によれば、
第１の動作による場合と同様に、零推定値更新の精度低
下の防止及び該更新の効果低減防止が実現される。加え
て、第３図に示されるようなマツプの重み設定手段４２
内部での記憶においては、所定の値であるｋＯ、ＶＯ、
ｋＩ５ａｘ等を記憶するだけでよいため、該記憶に要す
る構成の一部の省略が可能である。さらに、重みｋ　（
Ｖ）の参照に要する時間の短縮が可能である。

第４図には、この実施例に係る車両状態観測器３０の第
３の動作に用いるマツプが示されている。

この動作においては、車速Ｖが所定の値ｖＯより大のと
きには重みｋは零に、車速Ｖが所定の値ＶＯ以下のとき
には重みｋは所定の値ｋ　ｆｆ１ａｘに設定される。

このようなマツプを用いる動作によれば、第２の動作と
同様に、車速Ｖの変化に伴い車両状態量検出手段３２の
操舵利得が変化したときにも、零推定値更新の精度低下
が防止され、また該更新を効果的に行うことができる。

加えて、第２の動作と同様に、重み設定手段４２内部で
の記憶に要する構成の一部省略及び重みｋ　（Ｖ）の参
照に要する時間の短縮が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る車両状態観測器によ
れば、車速の変化に伴い車両状態量検出手段の操舵利得
が変化したときにも、零推定値更新の精度低下を防止し
、さらに該更新を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係る車両状態観測器を用
いたシステムの構成図、 第２図は、この実施例に係る車両状態観測器ｌ器の第１
の動作を示す動作図であって、第２図（ａ）はこの動作
を示すフローチャート図、第２図（ｂ）はこの動作に用
いるマツプ図、 第３図は、この実施例に係る車両状態観測器の第２の動
作に用いるマツプ図、 第４図は、この実施例に係る車両状態観測器の第３の動
作に用いるマツプ図である。 ３０　・・・　車両状態観測器 ３２　・・・　車両状態量検出手段 ３４　・・・　操舵角検出手段 ３６　・・・　零推定値記憶手段 ３８　・・・　零推定値更新手段 ４０　・・・　車速検出手段 ４２　・・・　重み設定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の走行状態により変化する横加速度、ヨーレイト
   等の車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、操舵
   角を検出する操舵角検出手段と、前記車両状態量が零で
   あるときの前記車両状態量検出手段出力値を零推定値と
   して記憶する零推定値記憶手段と、前記操舵角検出手段
   により検出された操舵角が所定の値以下のときには前記
   零推定値記憶手段に記憶された車両状態量検出手段の零
   推定値を更新し、この更新は前記零推定値記憶手段に記
   憶された車両状態量検出手段の零推定値と前記車両状態
   量検出手段により検出された車両状態量の検出値との加
   重平均演算及び演算結果の零推定値記憶手段への書込み
   によって行う零推定値更新手段とを有する車両状態観測
   器において、車速を検出する車速検出手段と、 操舵角の変化に対する前記車両状態量検出手段の検出値
   の変化の割合が車速の変化に伴い増大したときには、前
   記零推定値記憶手段に記憶された車両状態量検出手段の
   零推定値の比重が増加するように、また前記割合が車速
   の変化に伴い減少したときには、前記車両状態量検出手
   段の検出値の比重が増加するように、前記車速検出手段
   により検出された車速に応じて前記加重平均演算に用い
   る重みを設定する重み設定手段と、 を有し、 前記操舵角の変化に対する前記車両状態量検出手段の検
   出値の変化の割合が車速の変化に伴い変化したときにも
   、前記重み設定手段により設定された重みを用いて前記
   加重平均演算を行い零推定値を更新し、更新された零推
   定値を用いて車両状態量情報を出力することを特徴とす
   る車両状態観測器。