【発明の詳細な説明】Ａ 発明の目的(1) 産業上の利用分野 本発明は、車両のヨーレート検出装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention (1) Field of Industrial Application The present invention relates to a yaw rate detection device for a vehicle.
(2) 従来の技術 車両のヨーレートを知るにはレートジヤイロを
用いるのが普通であるが、これは一般的に高価で
あつたり、環境温度を一定に保つ必要があること
などから、車両の運動制御に用いられることはな
かつた。また転舵角でヨーレートを推定しようと
しても、転舵角に対するヨーレートの応答には時
間遅れがつきまとうものであり、しかもその遅れ
がタイヤおよび路面間の摩擦係数や車両速度に依
存するため、転舵角によるヨーレートの推定はほ
とんど不可能である。(2) Conventional technology A rate gyroscope is usually used to determine the yaw rate of a vehicle, but this is generally expensive and requires keeping the environmental temperature constant, so it is difficult to control vehicle motion. It was never used. Furthermore, even if you try to estimate the yaw rate using the steering angle, there is a time delay in the response of the yaw rate to the steering angle, and this delay depends on the coefficient of friction between the tires and the road surface and the vehicle speed. Estimating yaw rate by angle is almost impossible.
(3) 発明が解決しようとする問題点 ところで車両のヨーレートは、タイヤの横すべ
り角が小さければ、理論的には車両の左右両側の
対地速度差に比例するものであり、一般にタイヤ
の横すべり角は、車両の通常運転中には５度以内
であつてほとんど無視し得るものである。したが
つて車両のヨーレートは車両の左右両側の対地速
度差に基づいて近似し得る。(3) Problems to be solved by the invention By the way, the yaw rate of a vehicle is theoretically proportional to the ground speed difference between the left and right sides of the vehicle if the sideslip angle of the tires is small; , during normal operation of the vehicle, it is within 5 degrees and is almost negligible. Therefore, the yaw rate of the vehicle can be approximated based on the ground speed difference between the left and right sides of the vehicle.
ところで、走行路面は平坦路面だけでなく悪路
もあり、悪路走行中には車両のサスペンシヨンの
振動と共振して車輪速度が変動し、前記対地速度
差に基づく近似値では信頼度が低下する。 By the way, there are not only flat roads but also rough roads, and while driving on rough roads, the wheel speed resonates with the vibration of the vehicle suspension and the reliability of the approximate value based on the ground speed difference decreases. do.
そこで本発明は、車両サスペンシヨンの影響も
考慮して検出精度を向上しながらヨーレート簡単
に検出し得るようにした車両のヨーレート検出装
置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle yaw rate detection device that can easily detect the yaw rate while improving detection accuracy while also taking into account the influence of the vehicle suspension.
Ｂ 発明の構成(1) 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明装置は、車両
の左右両側の対地速度をそれぞれ個別に検出する
速度センサと、車両の両側の対地速度の差を求め
る速度差演算手段と、該速度差演算手段の出力か
ら所定周波数以上の周波数成分を減衰してヨーレ
ートとすべく前記速度差演算手段に接続されるロ
ーパスフイルタとを備える。B. Structure of the Invention (1) Means for Solving the Problems The device of the present invention for achieving the above object includes a speed sensor that individually detects the ground speed on both sides of the vehicle, and a speed sensor that separately detects the ground speed on both sides of the vehicle. and a low-pass filter connected to the speed difference calculation means to attenuate frequency components higher than a predetermined frequency from the output of the speed difference calculation means to obtain a yaw rate.
(2) 作用 上記構成によれば、車輪の左、右両側の対地速
度差によりヨーレートを近似することができ、し
かもサスペンシヨンの影響を排除して検出精度を
向上することができる。(2) Effects According to the above configuration, the yaw rate can be approximated by the ground speed difference between the left and right sides of the wheel, and detection accuracy can be improved by eliminating the influence of the suspension.
(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図において、前輪駆動車両の
左右両側の対地速度に近似させ得る車輪速度をそ
れぞれ個別に検出すべく自由転動輪としての左右
両後輪Wrl，Wrrには速度センサSl，Srが個別に
付設されており、これらの速度センサSl，Srの出
力信号はヨーレート検出装置１に入力される。こ
のヨーレート検出装置１の出力は基準ヨーレート
発生手段２に入力されるとともに減算手段３に入
力される。一方、ステアリングハンドルＨには転
舵角検出センサSsが付設されており、この転舵
角検出センサSsの出力は基準ヨーレート発生手
段２に入力される。基準ヨーレート発生手段２の
出力は減算手段３に入力され、減算手段の出力は
比較器５の非反転入力端子に入力される。一方、
比較器５の反転入力端子には基準回路４から基準
値が入力されており、比較器５の出力はエンジン
出力制御装置６に入力される。(3) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in FIG. Speed sensors Sl and Sr are individually attached to both the left and right rear wheels Wrl and Wrr, and the output signals of these speed sensors Sl and Sr are input to the yaw rate detection device 1. The output of this yaw rate detection device 1 is input to the reference yaw rate generation means 2 and also to the subtraction means 3. On the other hand, a steering angle detection sensor Ss is attached to the steering wheel H, and the output of this steering angle detection sensor Ss is input to the reference yaw rate generating means 2. The output of the reference yaw rate generating means 2 is input to the subtracting means 3, and the output of the subtracting means is input to the non-inverting input terminal of the comparator 5. on the other hand,
A reference value is input from the reference circuit 4 to the inverting input terminal of the comparator 5, and the output of the comparator 5 is input to the engine output control device 6.
第２図において、ヨーレート検出装置１は、速
度差演算手段としての減算回路７と、乗算回路８
と、ローパスフイルタ９とを備える。減算回路７
は、速度センサSl，Srで検出された車輪速度Vr，
Vlの差ｒ（＝Vr−Vl）を検出するもので、乗算
回路８において前記差ｒに一定の比例定数ｄを乗
じることによりヨーレートの近似値y′が得られ
る。ここで比例定数ｄは後輪Wrl，Wrrのトレツ
ドであり、たとえばｄ＝１である。またローパス
フイルタ９は、車両サスペンシヨンの振動による
車輪速度Vl，Vrへの影響を排除するものであり、
再帰型フイルタが用いられる。ここで悪路走行中
のサスペンシヨンの進行方向または上下方向振動
との共振による車輪速度Vl，Vrの変動は10Hz程
度であり、車両運動の制御に用いるヨーレートの
周波数範囲は０〜２Hzであることから、ローパス
フイルタ９は２Hz以上を減衰域としてヨーレート
の近似値y′をフイルタリングする。すなわちロー
パスフイルタ９では、その出力をyoとしたときに
次の第(1)式の演算が行なわれる。 In FIG. 2, the yaw rate detection device 1 includes a subtraction circuit 7 and a multiplication circuit 8 as speed difference calculation means.
and a low-pass filter 9. Subtraction circuit 7
are wheel speeds Vr detected by speed sensors Sl and Sr,
The difference r (=Vr-Vl) in Vl is detected, and by multiplying the difference r by a constant proportionality constant d in a multiplication circuit 8, an approximate value y' of the yaw rate can be obtained. Here, the proportional constant d is the tread of the rear wheels Wrl and Wrr, and for example, d=1. Furthermore, the low-pass filter 9 eliminates the influence of vibrations of the vehicle suspension on the wheel speeds Vl and Vr.
A recursive filter is used. Here, fluctuations in wheel speeds Vl and Vr due to resonance with vibrations in the traveling direction or vertical direction of the suspension while driving on rough roads are approximately 10 Hz, and the frequency range of the yaw rate used to control vehicle motion is 0 to 2 Hz. Therefore, the low-pass filter 9 filters the approximate value y' of the yaw rate with the attenuation range being 2 Hz or more. That is, in the low-pass filter 9, the following calculation of equation (1) is performed when its output is yo .
yo＝α1・yo-1＋α2・yo-2 ＋α3・yo-3＋β1・yo′ ＋β2・yo-1′＋β3・yo-2′ ……(1) ここで、α1……α3、β3……β1は実験結果により
定められる定数であり、添字o、o-1、o-2はフイルタ
リングの演算が一定サイクルで繰り返されるため
そのサイクルの今回値、前回値等を表すものであ
る。yo =α1・yo-1 +α2・yo-2 +α3・yo-3 +β1・yo ′ +β2・yo-1 ′+β3・yo-2 ′ ……(1 ) Here, α1 ... α3 , β3 ... β1 are constants determined by experimental results, and the subscriptso ,o-1 ,o-2 are constants because the filtering operation is repeated in a constant cycle. It represents the current value, previous value, etc. of the cycle.
基準ヨーレート発生手段２は、転舵角検出セン
サSsで得られる転舵角δの履歴と、ヨーレート
検出装置１で得られるヨーレートｙの履歴とに基
づいて現在あるべき基準ヨーレートybを算出する
ものであり、次の第(2)式に従う演算が行なわれ
る。 The reference yaw rate generating means 2 calculates the current reference yaw rate yb based on the history of the turning angle δ obtained by the turning angle detection sensor Ss and the history of the yaw rate y obtained by the yaw rate detection device 1. , and the calculation according to the following equation (2) is performed.
yb＝a1・yo-1−a2・yo-2＋b1・δo-1＋b2・δo-2……(2
) ここで、a1、a2、b1、b2は車速によつて変化す
るパラメータであり、次の範囲で予めマツプとし
て準備される。yb =a1・yo-1 −a2・yo-2 +b1・δo-1 +b2・δo-2 ……(2
) Here, a1 , a2 , b1 , and b2 are parameters that change depending on the vehicle speed, and are prepared in advance as a map in the following range.
a1＝−1.4〜1.8a2＝＋0.5〜＋0.8b1＝＋0.01〜−0.0008b2＝＋0.009〜＋0.001 減算手段３では、基準ヨーレートybとヨーレ
ートｙとの差の絶対値｜yb−yo｜が算出される。
すなわち現在あるべきヨーレートybと、現在のヨ
ーレートyoとのずれが求められ、このずれが基準
回路４で設定されている基準値△ｙよりも大きい
かどうかが比較器５で比較され、その結果に基づ
いてエンジン出力制御装置６によりエンジン出力
が制御される。しかも前記基準値△ｙは車速に依
存するものとして予め設定されている。a1 = −1.4 to 1.8 a2 = +0.5 to +0.8 b1 = +0.01 to −0.0008 b2 = +0.009 to +0.001 The subtraction means 3 calculates the difference between the reference yaw rate yb and the yaw rate y. The absolute value of |yb −yo | is calculated.
That is, the deviation between the current yaw rate yb and the current yaw rate yo is determined, and the comparator 5 compares whether this deviation is larger than the reference value Δy set in the reference circuit 4. The engine output is controlled by the engine output control device 6 based on the result. Moreover, the reference value Δy is set in advance as being dependent on the vehicle speed.
次にこの実施例の作用について説明すると、車
両のヨーレートｙは、左右の自由転動輪Wrl，
Wrrの速度差（Vr−Vl）に比例定数ｄを乗じた
後、フイルタリングすることによつて得られ、車
両サスペンシヨンの影響を排除して実用上問題の
ないヨーレートｙを容易に得ることができる。 Next, to explain the operation of this embodiment, the yaw rate y of the vehicle is determined by the left and right free rolling wheels Wrl,
It is obtained by multiplying the speed difference of Wrr (Vr - Vl) by a proportionality constant d and then filtering, and it is possible to easily obtain a yaw rate y that does not have any practical problems by eliminating the influence of the vehicle suspension. can.
このように推定したヨーレートｙと、転舵角δ
およびヨーレートｙの履歴に基づいて現在あるべ
き値として算出された基準ヨーレートybとの差
を、基準値△ｙと比較することにより、車両が望
ましくない方向に回頭することを事前に察知して
ヨーレート運動の制御を行なうことが可能とな
る。 Yaw rate y estimated in this way and steering angle δ
By comparing the difference between the reference yaw rate yb , which is calculated as the current desired value based on the history of the yaw rate y, with the reference value △y, it is possible to detect in advance that the vehicle will turn in an undesirable direction. It becomes possible to control the yaw rate movement.
たとえば前輪駆動車両において、ステアリング
を切りながら過剰な駆動力をかけたときにはアン
ダーステア傾向が生じ、それにより車両が望まし
くない方向に回頭したことが検知されたときに
は、比較器５の出力に応答してエンジン出力制御
装置６がエンジン出力を低下させるように作動す
る。このエンジン出力の低下に応じて駆動輪の駆
動力が低下し、それに代わつて駆動輪の限界横力
が増大するので上述のアンダーステアを防止する
ことができる。一方、後輪駆動車両の場合には、
過剰な駆動力をかけたときにはオーバーステア傾
向となるが、この場合も前輪駆動車の場合と同様
に駆動力を低下させることによりオーバーステア
を防止することができる。このようにしてエンジ
ン出力を低下することにより実際のヨーレートｙ
が基準ヨーレートybに近付くと、すなわち前記絶
対値｜yb−yo｜が基準値△ｙよりも小さくなる
と、エンジンの出力低下が解除され、通常のエン
ジン出力制御に戻る。以上のようにエンジン出力
を制御することにより、実際のヨーレートｙが基
準ヨーレートyb近傍に制御され、車両の運転者の
意志に添つたヨーレートに一致するようになる。 For example, in a front-wheel drive vehicle, when excessive driving force is applied while turning the steering wheel, an understeer tendency occurs, and when it is detected that the vehicle has turned in an undesirable direction, the engine Output control device 6 operates to reduce engine output. The driving force of the drive wheels decreases in accordance with this decrease in engine output, and the limit lateral force of the drive wheels increases instead, making it possible to prevent the above-mentioned understeer. On the other hand, in the case of rear-wheel drive vehicles,
When excessive driving force is applied, oversteer tends to occur, but in this case as well, oversteer can be prevented by reducing the driving force, as in the case of front-wheel drive vehicles. By reducing the engine output in this way, the actual yaw rate y
When approaches the reference yaw rate yb , that is, when the absolute value |yb −yo | becomes smaller than the reference value Δy, the reduction in engine output is canceled and normal engine output control is resumed. By controlling the engine output as described above, the actual yaw rate y is controlled to be close to the reference yaw rateyb , so that it matches the yaw rate desired by the driver of the vehicle.
なお、後輪駆動車両の場合にはヨーレートｙを
演算するために用いる自由転動輪の速度差は転舵
輪でもある前輪の左右車輪速度差を用いればよ
い。 In the case of a rear wheel drive vehicle, the speed difference between the free rolling wheels used to calculate the yaw rate y may be the speed difference between the left and right front wheels, which are also steered wheels.
エンジン出力制御装置６によるエンジン出力の
低下は、たとえばパルスモータ等により駆動され
る吸気スロツトル弁制御装置を閉弁側に作動する
か、エンジンに供給する燃料を燃料制御装置によ
り減量または遮断するか、エンジンの火花点火装
置による点火時期を遅角または遮断するか、エン
ジンに供給する吸気の過給圧制御装置により過給
圧を低減させる等により達成される。 The engine output is reduced by the engine output control device 6, for example, by operating the intake throttle valve control device driven by a pulse motor or the like to the valve-closing side, or by reducing or cutting off the fuel supplied to the engine by the fuel control device. This can be achieved by retarding or cutting off the ignition timing by the spark ignition device of the engine, or by reducing the boost pressure by using a boost pressure control device for the intake air supplied to the engine.
Ｃ 発明の効果 以上のように本発明装置は、車両の左右両側の
対地速度をそれぞれ個別に検出する速度センサ
と、車両の両側の対地速度の差を求める速度差演
算手段と、該速度差演算手段の出力から所定周波
数以上の周波数成分を減衰してヨーレートとすべ
く前記速度差演算手段に接続されるローパスフイ
ルタとを備えるので、極めて簡単な構成により車
両のヨーレートを容易に検出することができ、し
かもサスペンシヨン振動成分を除去することによ
りサスペンシヨンの影響を排除して検出精度を向
上することができる。C. Effects of the Invention As described above, the device of the present invention includes a speed sensor that separately detects the ground speed on both sides of the vehicle, a speed difference calculation means for calculating the difference between the ground speeds on both sides of the vehicle, and a speed difference calculation means for calculating the difference between the ground speeds on both sides of the vehicle. Since the low-pass filter is connected to the speed difference calculating means to attenuate frequency components higher than a predetermined frequency from the output of the means to obtain the yaw rate, the yaw rate of the vehicle can be easily detected with an extremely simple configuration. Furthermore, by removing the suspension vibration component, the influence of the suspension can be eliminated and detection accuracy can be improved.
図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は全体ブロツク図、第２図はヨーレート検出
装置の構成を示すブロツク図である。 １……ヨーレート検出装置、７……速度差演算
手段としての減算回路、９……ローパスフイル
タ、Sl，Sr……速度センサ、Vl，Vr……車輪速
度、ｙ……ヨーレート。 The drawings show one embodiment of the present invention; FIG. 1 is an overall block diagram, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a yaw rate detection device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Yaw rate detection device, 7... Subtraction circuit as speed difference calculation means, 9... Low pass filter, Sl, Sr... Speed sensor, Vl, Vr... Wheel speed, y... Yaw rate.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |