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JP3201282B2 - Vehicle yaw rate estimation device - Google Patents
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JP3201282B2 - Vehicle yaw rate estimation device - Google Patents

Vehicle yaw rate estimation device

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JP3201282B2
JP3201282B2 JP26004096A JP26004096A JP3201282B2 JP 3201282 B2 JP3201282 B2 JP 3201282B2 JP 26004096 A JP26004096 A JP 26004096A JP 26004096 A JP26004096 A JP 26004096A JP 3201282 B2 JP3201282 B2 JP 3201282B2
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value
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sensor
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一弥 早舩
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
The present invention relates to a vehicle yaw rate estimating apparatus, and more particularly to a vehicle yaw rate estimating apparatus for correcting a yaw rate using a Kalman filter.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, various technologies for assisting a driver, such as a navigator system, have been developed for automobiles. Further, technology development relating to automatic driving for automatically performing driving operation on behalf of the driver has been developed. Is also underway. The driving operation by the driver controls the vehicle speed and performs steering according to the grasped road conditions and driving conditions while grasping the road conditions and the driving conditions of the vehicle. Various functions need to be computerized or mechanized.

【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。
For example, in order to automatically control the speed and traveling direction of a vehicle, mechanical functions for performing throttle operation, brake operation and steering operation instead of the driver (ie, throttle actuator, brake actuator and steering actuator) are required. Needless to say, various functions for controlling the operation of these actuators are required.

【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。
In order to grasp the running condition of the vehicle, it is necessary to provide various sensors on the vehicle. One of these sensors is a yaw rate sensor for detecting the yaw rate of the vehicle. With this yaw rate sensor, the turning state of the vehicle can be known, and the direction of the vehicle can be estimated by integrating (time integrating) the detection values of the yaw rate sensor.

【0005】[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。
Incidentally, a yaw rate sensor, like an acceleration sensor or the like, generally has a configuration in which a movement in the yaw direction is sensed and converted into a voltage and output. Assuming that the yaw motion in the rotation direction is the positive direction and the yaw motion in the right rotation direction is the negative direction, the output voltage value at the neutral point (that is, the yaw rate is 0) is V2. Is lower than the neutral point output voltage value V2 (that is, V1 <V2), and the output voltage V3 at the time of the yaw motion in the counterclockwise direction (positive direction) is higher than the neutral point output voltage value V2 (that is, the neutral point output voltage value V2). V2 <V3).

【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。
[0006] However, the output voltage value at the neutral point is not always V2 and varies due to various factors. That is, the voltage value at the neutral point generally undergoes a change due to a temporal change (DC offset). In addition, the yaw rate sensor is generally easily affected by the temperature similarly to the acceleration sensor and the like. For the same yaw rate, the output voltage value increases in a high temperature atmosphere, and conversely, the output voltage value decreases in a low temperature atmosphere. For example, the output value changes depending on the temperature.

【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。
Therefore, it is necessary to correct such a change over time (DC offset) and a change corresponding to temperature (temperature drift). For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-174741 discloses that if the yaw rate detection value of a vehicle is accumulated, it should be zero.
A technique for correcting the neutral point of the yaw rate sensor based on the assumption that However, if the yaw rate detection value of the vehicle is accumulated, it does not always become 0, and the accuracy of the neutral correction is not satisfactory.

【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。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2131 discloses a technique for correcting the output value of the yaw rate sensor when the vehicle travels straight to be at the neutral point of yaw rate 0. However, it is difficult to accurately determine the straight running of the vehicle, and the accuracy of the neutral correction is still not satisfactory. Further, a method of correcting the output value of the yaw rate sensor at the time of stop to be a neutral point of the yaw rate 0 can be considered. However, the correction cannot be performed during traveling, and it is possible to cope with the neutral point fluctuation occurring during traveling. Can not.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a high yaw rate information for a vehicle in which even if the output value of the yaw rate sensor changes due to a change in temperature or a change with time, highly accurate yaw rate information can be obtained. An object is to provide an estimation device.

【0010】[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。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle yaw rate estimating apparatus for detecting a yaw rate of a vehicle, a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism from the vehicle, and a yaw rate sensor. A sensor and a Kalman filter that processes each detected value of the geomagnetic sensor and outputs a yaw rate estimated value. The Kalman filter corrects the yaw rate estimated value with a geomagnetic detected value and time-integrates the corrected value and the geomagnetic sensor. The yaw rate estimation value is calculated by correcting the yaw rate detection value of the yaw rate sensor by a value obtained by multiplying the first gain K1 by the time integral value of the difference from the geomagnetic detection value detected in the step (1). It is characterized by being constituted.

【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。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle yaw rate estimating apparatus for detecting a yaw rate of a vehicle, a wheel speed sensor detecting left and right wheel speeds of the vehicle, and a yaw rate sensor detecting the yaw rate of the vehicle. A yaw rate calculating means for calculating a yaw rate of the vehicle from the left and right wheel speeds; and a Kalman filter for processing a yaw rate detected value by the yaw rate sensor and a yaw rate calculated value by the yaw rate calculating means to output a yaw rate estimated value. A first processing unit that corrects the yaw rate detection value with a time integral value related to the yaw rate detection value, multiplies the corrected value by a predetermined coefficient, and outputs the first processing unit; and calculates the yaw rate calculation value by the yaw rate detection value and the yaw rate detection value. A second processing unit that corrects and outputs the time integration value related to the yaw rate calculation value; And a third processing unit that performs a weighted average of the output values of the second processing unit and the output value of the second processing unit at a predetermined ratio, performs a time integration process on the weighted average value, and outputs the result as a yaw rate estimated value. It is characterized by having.

【0012】[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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described. FIGS. 1 and 2 show a yaw rate estimating device for a vehicle as a first embodiment of the present invention.
This vehicle yaw rate estimating device, as shown in FIG.
A yaw rate sensor 61 for detecting a yaw rate of the vehicle,
A terrestrial magnetism sensor 62 for detecting terrestrial magnetism from a vehicle, and a Kalman filter 63 for processing each detection value of the yaw rate sensor 61 and the terrestrial magnetism sensor 62 and outputting an estimated yaw rate value
It is composed with and. The terrestrial magnetism detection value detected by the terrestrial magnetism sensor 62 corresponds to the azimuth in the reference direction of the vehicle (for example, in front of the vehicle body), and may be referred to as an azimuth sensor.

【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
算出する方位角推定部63Bとをそなえている。
In the Kalman filter 63, the time integral value of the yaw rate of the vehicle (hereinafter, the time integral value is simply referred to as the integral value) corresponds to the geomagnetism detected from the vehicle, that is, the azimuth in the reference direction (front of the vehicle body) of the vehicle. It is used by paying attention to it. The Kalman filter 63 calculates the yaw rate correction amount K1 · C, and calculates the yaw rate correction amount K1.
· Correcting the yaw rate estimated value detected yaw rate detected value YR I by the yaw rate sensor 61 by C (corrected yaw rate) yaw rate estimated value for calculating the YR O calculating section 6
3A and an azimuth estimating unit 63B for calculating an azimuth estimation value D O for obtaining the yaw rate correction amount K1 · C based on the yaw rate estimation value YR O.

【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。
That is, the Kalman filter 63 has addition functions (addition sections) 64 and 65, a deviation calculation function (deviation calculation section) 66, time integration functions (integration sections) 67 and 68, and a weighting function (gain multiplication section). The yaw rate estimation value calculation unit 63A includes an integration unit 67, a gain multiplication unit 69, and an addition unit 64, and the azimuth estimation unit 63B includes an addition unit 65, an integration unit 68, and a deviation. Calculation unit 6
6 and a gain multiplying unit 70.

【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
0 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。
[0015] Then, the yaw rate estimated value calculation section 63A, the adding section 64, a detection value YR I from the yaw rate sensor 61, the correction amount calculated in the manner described below (K1 ·
C), and these YR I and (K1 · C) are added, and the calculated value is output as an estimated yaw rate value YR O of the vehicle. The correction amount (K1 · C) is
A value C obtained by time-integrating (hereinafter simply referred to as “integration”) a difference (D I −D 0 ) between an azimuth angle estimation value D 0 and an azimuth angle detection value D I described later is calculated by a gain multiplication unit. It is obtained by multiplying the first gain K1 by 69. The difference (D I -D 0 ) between the estimated azimuth angle value D 0 and the detected azimuth angle value D I is calculated by the deviation calculator 66.

【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。
The azimuth estimating section 63B includes a deviation calculating section 66
The difference (D I -D 0 ) between the estimated azimuth angle value D 0 and the detected azimuth angle value D I calculated in ( 2 ) is calculated by the gain multiplication unit 70 as the second gain K
2 and the resulting value [K2 · (D I -D
0)] and 'to give [= YR O + K2 · (D I -D 0) ], this value YR O' sum YR O by adding the yaw rate estimated value YR O by an adder 64 by an integrator section 68 and it outputs the integrated value as azimuth estimate D 0.

【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。
Incidentally, the first gain K1 and the second gain K2 are set by the following equations (1) and (2), respectively. K1 = (2πf) 2 (1) K2 = 2√2πf (2) Note that f is a predetermined frequency in the yaw rate fluctuation frequency range.

【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。
[0018] In such a Kalman filter 63, the detection value YR I, of D I, so a predetermined frequency f or less of the variation component corresponding to the set of values of gain K1, K2 are removed. That is, only the fluctuation component of the yaw rate detection value having a frequency higher than the frequency f can be extracted. Here, the frequency f will be described.

【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。
[0019] That is, the change in the value of the yaw rate YR I of the vehicle detected by the yaw rate sensor 61 outputs (output voltage), in addition to those due to the vehicle yaw, the sensor output caused by temperature change or variation with time, as described above Occurs due to a change in characteristics or the like. When a change in the detected value (output voltage) of the yaw rate sensor 61 is subjected to frequency analysis, for example, a characteristic as shown in FIG. 2 appears.

【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。
FIG. 2 shows theoretical characteristics assumed when the detected value (output voltage) of the yaw rate sensor 61 is Fourier-transformed. The frequency is plotted on the horizontal axis (the higher the frequency on the right).
f, the vertical axis represents the spectrum amount (the upper side is larger). A high frequency corresponds to a case where the output voltage of the yaw rate sensor 61 changes rapidly, and a low frequency corresponds to a case where the output voltage of the yaw rate sensor 61 changes gradually.

【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。
For example, the change (DC offset) of the sensor output due to a change over time is extremely slow and concentrates on an extremely low frequency as shown in FIG. The change (temperature drift) of the sensor output due to the temperature change is faster than the change over time (DC offset), but is still slightly slower, and occurs in a slightly lower frequency region as shown in FIG. The change in the sensor output due to the yaw ink of the vehicle body is the steepest, and occurs in a high frequency region as shown in FIG.

【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。
A predetermined frequency f (referred to as fn) among the fluctuation frequencies of the yaw rate detection value is set, and the first frequency fn is calculated from the predetermined frequency fn according to the above equations (1) and (2). The gain K1 and the second gain K2 are set. Here, as shown in FIG. 2, when the frequency f1 is set as the predetermined frequency f, the first gain K1 and the second gain
The gain K2 is set as follows.

【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。
K1 = (2πf1) 2 (1 ′) K2 = 2√2πf1 (2 ′) With such a gain setting, the fluctuation frequency of the yaw rate detection value depends on the DC offset. Temperature drift is eliminated, and a yaw rate YR O which is not affected by aging or temperature change can be obtained.

【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。
The vehicle yaw rate estimating apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured as described above.
Among the fluctuating frequencies of the yaw rate detection value detected by the yaw rate sensor 61, those due to the DC offset and those due to the temperature drift are removed, and the neutral point correction relating to aging or temperature change is performed. There is an advantage that a yaw rate estimated value YR O which is not affected by a change over time or a temperature change can be obtained.

【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。
The azimuth estimation value D obtained by the azimuth estimation unit 63B using the yaw rate estimation value YR O is also used.
In the case of 0 , the variation due to the DC offset and the variation due to the temperature are removed from the fluctuation frequency of the detected value, and there is an advantage that the azimuth estimation value D O which is not affected by the aging or the temperature change can be obtained. In this device,
By setting the predetermined frequency fn according to the setting of the first gain K1 and the second gain K2, it is possible to perform filtering for a desired frequency region.

【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。
According to the present apparatus, the delay of the estimated value is reduced and a stable estimation result can be obtained as compared with the processing of a general first-order filter. It is considered that this can contribute to improving the accuracy of the estimated value. Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 shows a vehicle yaw rate estimating apparatus as a second embodiment of the present invention.

【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。
As shown in FIG. 3, the vehicle yaw rate estimating apparatus includes a yaw rate sensor 61 for detecting the yaw rate of the vehicle, a wheel speed sensor 71 for detecting the left and right wheel speeds of the vehicle, and a wheel speed sensor 71 for detecting the yaw rate. Yaw rate calculating means 72 for calculating the yaw rate of the vehicle from the determined left and right wheel speeds
And a Kalman filter 73 that processes the yaw rate detection value YR I detected by the yaw rate sensor 61 and the yaw rate calculation value CYR I calculated by the yaw rate calculation means 71 and outputs a yaw rate estimated value YR O. The yaw rate calculating means 71 calculates the yaw rate from the detected difference between the left and right wheel speeds and the tread width of the vehicle, but may further calculate the yaw rate with high accuracy in consideration of the detected value of the steering angle. .

【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。
The Kalman filter 73 is configured to correct a yaw rate detection value detected by the yaw rate sensor with a yaw rate calculation value obtained from left and right wheel speeds. The Kalman filter 73, the yaw rate detection value YR I is corrected by the time integration value C1 regarding the yaw rate detection value YR I outputs a value after the correction (YR I + C1) factor multiplication (k1 times) by a predetermined coefficient k1 to 1 a processing unit 73A, a second processing unit 73B to output the corrected yaw rate calculation value CYR I in yaw rate detection value YR I and the yaw rate calculation value CYR I with respect to time integral value C2, the output from the first processing section 73A Value [k1 · (YR I + C
1)] and the output value (CYR I + C) from the second processing unit 73B.
2) the weighted average, the third processing unit 73C outputs the weighted average time integration process to the yaw rate estimated value YR O
It is composed of

【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。
That is, the Kalman filter 73 includes deviation calculating functions (deviation calculating sections) 74 and 75, an adding function (adding section) 76, time integrating functions (integrating sections) 77 and 78, and a weighting function (gain multiplying section). The first processing unit 73A includes a deviation calculating unit 74, a gain multiplying unit 79, and an integrating unit 77, and the second processing unit 73B includes a deviation calculating unit 75. , The third processing unit 73C includes gain multiplication units 80 and 81, an addition unit 76, and an integration unit 78.

【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
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。
Then, the first processing unit 73A calculates a deviation.
The yaw rate detection value (the yaw rate sensor detection
Value) YRIFrom the yaw rate detection value YRIIntegral with respect to
The value (correction amount) C1 is subtracted and corrected, and the corrected value is obtained.
(YRI+ C1) to a predetermined coefficient k1 by the gain multiplication unit 79.
A calculated value [k1 · (Y
R I+ C1)] is output. The correction amount C1 is
Calculated value [k1 · (YRI+ C1)] by the integration unit 77
Is obtained.

【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
O である。
The second processing section 73B includes a deviation calculating section 75
The yaw rate calculation value (the yaw rate calculated from the difference between the left and right wheel speeds)
Ito) CYRIFrom the yaw rate calculation value detection value CYRI
Is calculated by subtracting the integral value (correction amount) C2 related to
Value (CYRI-C2) is output. The correction amount C2
Is a yaw rate estimated value (corrected yaw rate) Y described later.
R OIt is.

【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。
The third processing section 73C includes a gain multiplying section 80
And the output value from the first processing unit 73A [k1 · (YR I + C
1)] is multiplied by a coefficient k2 (where 0 <k2 <1). On the other hand, the second processing unit 73B
Calculated value from (CYR I -C2) to be multiplied by a coefficient (1-k2), by an adder 76, these output values [i.e., the value k
2 · k1 · (YR I + C1) and value (1−k2) · (C
YR I -C2)]. That is, the gain multiplying unit 8
0, 81 and the adding unit 76, the output value [k1 · (YR I + C1)] from the first processing unit 73A and the second processing unit 73B
And the output value (CYR I -C2) from the weighting ratio k2:
Weighted averaging is performed by (1-k2). And this A
Average value k2 · k1 · (YR I + C1) obtained by
+ (1−k2) · (CYR I −C2)] is integrated by the integration section 78 to obtain a yaw rate estimated value (corrected yaw rate) YR O.

【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。
The vehicle yaw rate estimating apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured as described above.
Coefficient (gain) k1, coefficient (gain related to weight ratio) K
By appropriately setting 2, the yaw rate detection value detected by the yaw rate sensor 61 can be corrected by the yaw rate calculation value calculated based on the difference between the left and right wheel speeds. Yaw rate estimation value YR O which is not affected by aging or temperature change
There are advantages that can be obtained.

【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。
The vehicle yaw rate estimating apparatus of the present invention as described above can be used as one of means for grasping the running condition of the vehicle. For example, it can be used for a vehicle navigation system, automatic driving control of a vehicle, and the like. Can be used.

【0035】[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。
As described in detail above, according to the vehicle yaw rate estimating apparatus of the first aspect of the present invention, the yaw rate detection value is filtered while utilizing the detection value of the geomagnetic sensor. Unnecessary frequency components in the yaw rate detection value can be removed,
For example, there is an advantage that the neutral point correction relating to a change over time or a change in temperature can be accurately performed, and the estimation accuracy of the yaw rate in the vehicle can be improved.

【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。
As described in detail above, according to the vehicle yaw rate estimating apparatus of the present invention, the yaw rate detection value is filtered using the yaw rate calculation value based on the detection value of the left and right wheel speed sensors. With such a simple configuration, it becomes possible to remove unnecessary frequency components from the detected yaw rate value.For example, it is possible to accurately correct a neutral point with respect to a change over time or a temperature change. There is an advantage that the estimation accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a vehicle yaw rate estimating apparatus as a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a diagram illustrating gain setting of the vehicle yaw rate estimating apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a vehicle yaw rate estimating apparatus as a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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) Reference Signs List 61 Yaw rate sensor 62 Geomagnetic sensor (azimuth angle sensor) 63 Kalman filter 63A Yaw rate estimation value calculation unit 63B Azimuth angle estimation unit 64, 65 Addition unit 66 Deviation calculation unit 67, 68 Integration unit 69, 70 Gain multiplication unit 71 Wheel speed sensor 72 Yaw rate Calculation means 73 Kalman filter 73A First processing unit 73B Second processing unit 73c Third processing unit 74, 75 Deviation calculation function (deviation calculation unit) 76 Addition function (Addition unit) 77, 78 Time integration function (Integration unit) 79, 80 , 81 weighting function (gain multiplication unit) K1 first gain K2 second gain k1 predetermined coefficient (gain) k2 gain (gain related to weight ratio)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−208608(JP,A) 特開 平6−174741(JP,A) 特開 平7−2131(JP,A) 特開 平9−2317(JP,A) 特開 平3−188316(JP,A) 特開 平4−238221(JP,A) 特開 平5−71964(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-208608 (JP, A) JP-A-6-174741 (JP, A) JP-A-7-2131 (JP, A) JP-A 9-208 2317 (JP, A) JP-A-3-188316 (JP, A) JP-A-4-238221 (JP, A) JP-A-5-71964 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) B62D 6/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A yaw rate sensor for detecting a yaw rate of a vehicle, a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism from the vehicle, and a Kalman filter for processing each detected value of the yaw rate sensor and the geomagnetic sensor to output a yaw rate estimated value. The Kalman filter calculates a deviation between a value obtained by correcting the estimated yaw rate value with a terrestrial magnetism detection value and time-integrating the corrected value and a terrestrial magnetism detection value detected by the terrestrial magnetism sensor. A yaw rate estimating device for a vehicle, wherein a yaw rate estimation value is calculated by correcting a yaw rate detection value by the yaw rate sensor by a value multiplied by one gain K1.
【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。
2. A yaw rate sensor for detecting a yaw rate of a vehicle, a wheel speed sensor for detecting left and right wheel speeds of the vehicle, and a yaw rate for calculating a yaw rate of the vehicle from left and right wheel speeds detected by the wheel speed sensors. Calculating means for processing a yaw rate detected value by the yaw rate sensor and a Kalman filter for processing a yaw rate calculated value by the yaw rate calculating means to output a yaw rate estimated value, wherein the Kalman filter converts the yaw rate detected value to a time related to the yaw rate detected value. A first processing unit for correcting the integrated value, multiplying the corrected value by a predetermined coefficient and outputting the corrected value, and correcting the yaw rate calculated value with the time integrated value related to the detected yaw rate value and the calculated yaw rate value and outputting the corrected value. Second
A processing unit, a weighted average of an output value from the first processing unit and an output value from the second processing unit at a preset ratio, and time-integrating the weighted average value to output a yaw rate estimation value Third
A yaw rate estimating device for a vehicle, comprising: a processing unit.
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