JP2005343183A - Abnormality detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality detection device capable of accurately determining abnormality of control of predetermined function of a vehicle even when permitted communication interruption is generated in a communication system. <P>SOLUTION: The abnormality detection device is provided with a traveling state detection means for detecting the predetermined traveling state of the vehicle; a control controller for controlling predetermined function of the vehicle; an instruction value determination means for determining an instruction value for controlling the predetermined function based on the vehicle traveling state by the control controller; and a communication means for communicating the instruction value determined by the instruction value determination means from the instruction value determination means to the control controller by a communication method for permitting the communication interruption. The control controller is characterized in that it changed a predetermined threshold value (S200-S235) in response to the number of interruptions generated between the former instruction value and the present instruction value when deviation of the former instruction value formerly received and the present instruction value received at present is compared with the predetermined threshold value to detect the abnormality of the predetermined function. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両において、通信途絶を許容する通信手段を用いている所定機能の異常を検出する際に、より的確かつ正確に異常を検出することのできる異常検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device that can detect an abnormality more accurately and accurately when detecting an abnormality of a predetermined function using a communication means that allows communication interruption in a vehicle.

車両前方をカメラなどで撮像し、撮像した画像や映像に基づいて車両の走行経路を検出し、車両が走行経路を逸脱しないように運転を支援する異常検出装置が知られており、市販車への搭載も始まっている。このような異常検出装置は車線維持制御や装置レーンキープ(アシスト)システムなどと呼ばれ、走行経路を逸脱した際に注意を喚起するだけのものや、走行経路を逸脱した際には転舵輪をアクチュエータで転舵させ(転舵を補助し)、走行経路逸脱を修正するものがある。後者の例としては、下記[特許文献1]に記載のものなどが知られている。
特開2001−10518号公報
An anomaly detection device that captures the front of a vehicle with a camera, detects the travel route of the vehicle based on the captured image or video, and assists driving so that the vehicle does not deviate from the travel route is known. Has also begun to be installed. Such an anomaly detection device is called a lane keeping control or device lane keeping (assist) system. There is one that turns by an actuator (helps turning) and corrects the deviation of the travel route. Examples of the latter include those described in [Patent Document 1] below.
JP 2001-10518 A

上述した公報に記載の制御では、車線維持制御に必要な操舵トルクは、車両上に構築されたネットワークによって通信され、最終的にアクチュエータを駆動する。この車両上の通信には、CAN通信システムなどの、通信途絶を許容する通信システムが利用され得る。しかし、上述した公報には、異常の検出についての記載はなく、車線維持制御の異常判定時にはこの通信途絶を考慮する必要がある。この通信途絶を考慮しないと、通信システム上許容されている通信途絶が生じただけで、すぐに異常であると判定されてしまうことが考えられる。従って、本発明の目的は、許容された通信途絶が通信システムに生じた場合であっても、車両の所定機能の制御に異常が発生しているか否かを正確に判定することのできる異常検出装置を提供することにある。   In the control described in the above publication, the steering torque necessary for the lane keeping control is communicated by a network constructed on the vehicle, and finally drives the actuator. For communication on the vehicle, a communication system that allows communication interruption, such as a CAN communication system, can be used. However, the above-mentioned publication does not describe detection of abnormality, and it is necessary to consider this communication interruption when determining abnormality of lane keeping control. If this communication interruption is not taken into consideration, it is considered that the communication interruption permitted in the communication system has just occurred and it is immediately determined to be abnormal. Accordingly, an object of the present invention is to detect an abnormality that can accurately determine whether or not an abnormality has occurred in the control of a predetermined function of the vehicle even when an allowable communication interruption occurs in the communication system. To provide an apparatus.

請求項1に記載の異常検出装置は、車両の所定の走行状態を検出する走行状態検出手段と、車両の所定機能を制御する制御コントローラと、走行状態検出手段によって検出された車両走行状態に基づいて、制御コントローラが所定機能を制御するための指令値を決定する指令値決定手段と、通信途絶を許容する通信手法によって、指令値決定手段によって決定された指令値を指令値決定手段から制御コントローラに通信する通信手段とを備え、制御コントローラが、前回受信した前回指令値と今回受信した今回指令値との偏差を所定閾値と比較して所定機能の異常を検出するに際して、前回指令値と今回指令値との間に生じた途絶回数に応じて、所定閾値を変更することを特徴としている。   The abnormality detection device according to claim 1 is based on a traveling state detection unit that detects a predetermined traveling state of the vehicle, a controller that controls a predetermined function of the vehicle, and a vehicle traveling state detected by the traveling state detection unit. The command value determining means for determining the command value for controlling the predetermined function by the controller and the command value determined by the command value determining means from the command value determining means by the communication method allowing communication interruption from the command value determining means to the control controller. A communication means for communicating with the controller, and when the controller detects an abnormality of a predetermined function by comparing a deviation between the previous command value received last time and the current command value received this time with a predetermined threshold value, The predetermined threshold value is changed according to the number of interruptions occurring between the command value and the command value.

なお、ここに言う途絶回数には、途絶がない場合と途絶があったときとで所定閾値を異ならせる場合を含む。また、この途絶回数には、途絶がない場合と途絶が一回であるときとで所定閾値を異ならせる場合も含む。さらに、例示すると、この途絶回数には、途絶がない場合と途絶が一回であるときと途絶が二回であるときとで所定閾値を全て異ならせる場合なども含む。途絶が一回及び二回であるときと、三回以上であるときで所定閾値を異ならせても良い。即ち、所定閾値の異ならせ方は限定されない。   Note that the number of interruptions referred to here includes a case where the predetermined threshold is different between when there is no interruption and when there is an interruption. In addition, the number of interruptions includes a case where the predetermined threshold is different between when there is no interruption and when there is only one interruption. Further, for example, the number of interruptions includes a case where the predetermined threshold values are all different between when there is no interruption and when there is only one interruption and when there are two interruptions. The predetermined threshold value may be different between when the interruption is once and twice and when the interruption is three or more times. That is, the method of changing the predetermined threshold is not limited.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の異常検出装置において、走行状態検出手段が、車両前方を撮像して取得した前方画像に基づいて走行経路に対する該車両の位置を検出するものであり、所定機能が、検出された走行経路に対する車両位置に基づいて転舵機構に操舵トルクを付加して車両に所望の走行経路を走行させるものであり、指令値決定手段が、転舵機構に付加する操舵トルクを算出するものであり、制御コントローラが、前回指令値である前回操舵トルクと今回指令値である今回操舵トルクとの偏差が所定閾値よりも大きいときに異常であると判定するもので、前回操舵トルクと今回操舵トルクとの間の途絶回数が大きいほど、該所定閾値を大きく設定することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the abnormality detection device according to the first aspect, the traveling state detecting means detects the position of the vehicle with respect to the traveling route based on a front image acquired by imaging the front of the vehicle. And the predetermined function is to apply a steering torque to the steering mechanism based on the detected vehicle position with respect to the detected travel route to cause the vehicle to travel on the desired travel route. Is calculated, and the controller determines that it is abnormal when the deviation between the previous steering torque, which is the previous command value, and the current steering torque, which is the current command value, is greater than a predetermined threshold value. Therefore, the predetermined threshold value is set larger as the number of interruptions between the previous steering torque and the current steering torque is larger.

請求項1に記載の異常検出装置によれば、生じた通信途絶の回数に応じて異常判定に用いる所定閾値を変えることで、通信途絶の影響を加味して、より的確かつ正確に異常を検出することができる。例えば、通信途絶が生じると、前回指令値と今回指令値との偏差が通常よりも大きくなる。しかし、途絶が生じていたことを考慮しないで、大きめの偏差と所定閾値とを比較して異常と判定してしまうと、正常であるのに異常と判定してしまう可能性が高くなってしまう。一方、通信途絶を考慮して所定閾値を大きく確保してしまうと、通信途絶が生じていない際(偏差の大きさがそれほど大きくならない状況)に異常であるのに正常であると判定してしまう可能性がある。本発明は、生じた通信途絶の回数に応じて異常判定に用いる所定閾値を変えることで、より的確かつ正確に異常を検出することができる。   According to the abnormality detection device of claim 1, the abnormality is detected more accurately and accurately by changing the predetermined threshold value used for abnormality determination according to the number of communication interruptions that occur, taking into account the influence of communication interruption. can do. For example, when communication interruption occurs, the deviation between the previous command value and the current command value becomes larger than usual. However, if it is determined that there is an abnormality by comparing a large deviation with a predetermined threshold without considering that the interruption has occurred, there is a high possibility that the abnormality is determined to be normal. . On the other hand, if a predetermined threshold value is secured large in consideration of communication interruption, it is determined that the communication is normal even when communication interruption does not occur (a situation where the magnitude of the deviation does not increase so much). there is a possibility. The present invention can detect an abnormality more accurately and accurately by changing a predetermined threshold value used for abnormality determination according to the number of communication interruptions that have occurred.

請求項2に記載の異常検出装置は、車両の前方経路に応じて車両を操舵するものに関する異常検出装置である。この装置では、上述した所定値が操舵機構に付加する操舵トルクである。ここで、操舵トルクの変化量を上述した所定閾値で制限しており、所定閾値を超えているようであると判定する。しかし、通信途絶が生じていると、一回以上の指令値が抜けているため、上述した偏差(操舵トルクの変化量)は大きくなることが考えられる。そこで、このような場合には、途絶回数が大きいほど所定閾値を大きくし(換言すれば、途絶が少なければ所定閾値は緩和されることはない)、途絶回数に応じた所定閾値を設定することで、より的確かつ正確に異常を検出することができる。   The abnormality detection device according to claim 2 is an abnormality detection device related to a vehicle that steers the vehicle according to a forward path of the vehicle. In this device, the predetermined value described above is the steering torque applied to the steering mechanism. Here, the change amount of the steering torque is limited by the above-described predetermined threshold value, and it is determined that it seems to exceed the predetermined threshold value. However, if communication interruption occurs, one or more command values are missing, so the above-described deviation (amount of change in steering torque) may increase. Therefore, in such a case, the larger the number of interruptions, the larger the predetermined threshold (in other words, the predetermined threshold will not be relaxed if there are few interruptions), and a predetermined threshold corresponding to the number of interruptions is set. Thus, the abnormality can be detected more accurately and accurately.

本発明の異常検出装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の異常検出装置を備えた車両1の構成図を図1に示す。本実施形態の異常検出装置は、車線維持制御装置の異常を検出するものである。まず、車線維持制御装置について説明する。車両1は、操舵支援(車線維持制御)用の電子制御ユニット(ECU:Electrical Contorol Unit)2を備えており、操舵支援ECU2によって運転支援(車線維持制御)が制御される。なお、操舵支援ECU2は、後述するEPS−ECU14と協働することで、電子制御式パワーステアリング機構(EPS)の制御の一部も担っている。   An embodiment of the abnormality detection apparatus of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle 1 provided with the abnormality detection device of the present embodiment. The abnormality detection device of this embodiment detects an abnormality of the lane keeping control device. First, the lane keeping control device will be described. The vehicle 1 includes an electronic control unit (ECU: Electric Control Unit) 2 for steering assistance (lane keeping control), and driving assistance (lane keeping control) is controlled by the steering assistance ECU 2. The steering assist ECU 2 also cooperates with an EPS-ECU 14 to be described later, and also takes part in the control of an electronically controlled power steering mechanism (EPS).

図1に示されるように、車両1は、ステアリングホイール3を備えている。ステアリングホイール3は、車両1の車室内に配設されており、運転者によって操作されることで転舵輪(ここでは左右前輪FR,FL)を転舵させる。ステアリングホイール3は、ステアリングシャフト4の一端に固定されている。ステアリングシャフト4は、ステアリングホイール3の回転に伴って回転する。   As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes a steering wheel 3. The steering wheel 3 is disposed in the vehicle interior of the vehicle 1 and steers steered wheels (here, left and right front wheels FR, FL) when operated by a driver. The steering wheel 3 is fixed to one end of the steering shaft 4. The steering shaft 4 rotates as the steering wheel 3 rotates.

ステアリングシャフト4の他端には、ステアリングギヤボックス5を介してラックバー6が連結されている。ステアリングギヤボックス5は、ステアリングシャフト4の回転運動をラックバー6の軸方向への直進運動に変換する機能を有している。ラックバー6の両端は、ナックルアーム7を介して車輪FL,FRの各ハブキャリアに連結されている。このように構成されているため、車輪FL,FRは、ステアリングホイール3が回転されると、ステアリングシャフト4やステアリングギヤボックス5(ラックバー6)を介して転舵される。   A rack bar 6 is connected to the other end of the steering shaft 4 via a steering gear box 5. The steering gear box 5 has a function of converting the rotational movement of the steering shaft 4 into the linear movement of the rack bar 6 in the axial direction. Both ends of the rack bar 6 are connected to the hub carriers of the wheels FL and FR via the knuckle arm 7. Because of this configuration, the wheels FL and FR are steered via the steering shaft 4 and the steering gear box 5 (rack bar 6) when the steering wheel 3 is rotated.

また、前方を撮像するCCDカメラ8が、ルームミラーに内蔵されている。CCDカメラ8は、車両1の前方の所定領域内の周辺状況を撮影する。CCDカメラ8には、画像処理部9が接続されている。CCDカメラ8が撮影した周辺状況の画像データは、画像処理部9に供給される。画像処理部9は、CCDカメラ8による画像データを画像処理し、車両1が走行する道路上に描かれた白線などを基に車線(レーン:走行経路)を検出する。撮像した画像や映像内では、路面とその上に描かれた白線との輝度差が大きく、白線は比較的検出しやすく、車両前方の車線を検出するのに都合がいい。   In addition, a CCD camera 8 that images the front is built in the rearview mirror. The CCD camera 8 photographs the surrounding situation in a predetermined area in front of the vehicle 1. An image processing unit 9 is connected to the CCD camera 8. The image data of the surrounding situation photographed by the CCD camera 8 is supplied to the image processing unit 9. The image processing unit 9 performs image processing on image data from the CCD camera 8 and detects a lane (lane: travel route) based on a white line drawn on a road on which the vehicle 1 travels. In the captured image or video, the brightness difference between the road surface and the white line drawn thereon is large, and the white line is relatively easy to detect, which is convenient for detecting the lane ahead of the vehicle.

画像処理部9は、上述した操舵支援ECU2に接続されている。画像処理部9は、検出した車線に基づいて、前方走行経路のカーブ曲率(1/R)や、車線に対する車両1のオフセットD及びヨー角θを演算によって検出し、結果を操舵支援ECU2に送出する。画像に基づいて、前方走行経路の各種情報量(カーブ曲率(1/R)や自車のオフセットD・ヨー角θ)を検出する方法は、公知の方法を用いることができる。   The image processing unit 9 is connected to the steering assist ECU 2 described above. The image processing unit 9 detects the curve curvature (1 / R) of the forward travel route, the offset D of the vehicle 1 with respect to the lane, and the yaw angle θ based on the detected lane, and sends the result to the steering assist ECU 2. To do. As a method of detecting various information amounts (curve curvature (1 / R) and own vehicle offset D / yaw angle θ) of the forward travel route based on the image, a known method can be used.

なお、オフセットDは、横ズレ量などとも呼ばれ、走行経路に対する車両の横方向のズレ(オフセット)を示す値である。なお、オフセットDは、センターラインや走行車線の中心線など、適当な基準に基づいて求められる。また、ヨー角θは、偏向角とも呼ばれ、走行経路に対して車両の進んでいる方向を示す値である。ここでは、CCDカメラ8が撮像手段として機能し、画像処理部9及び運転支援ECU2が検出手段として機能している。あるいは、画像処理部9は、画像をある程度処理した後に操舵支援ECU2に送出し、操舵支援ECU2によってカーブ曲率(1/R)・オフセットD・ヨー角θを演算してもよい。この場合も、画像処理部9及び操舵支援ECU2が検出手段として機能する。   The offset D is also referred to as a lateral shift amount or the like, and is a value indicating a lateral shift (offset) of the vehicle with respect to the travel route. The offset D is obtained based on an appropriate standard such as a center line or a center line of a traveling lane. The yaw angle θ is also called a deflection angle, and is a value indicating the direction in which the vehicle is traveling with respect to the travel route. Here, the CCD camera 8 functions as an imaging unit, and the image processing unit 9 and the driving support ECU 2 function as a detection unit. Alternatively, the image processing unit 9 may process the image to some extent and send it to the steering assist ECU 2 to calculate the curve curvature (1 / R), the offset D, and the yaw angle θ by the steering assist ECU 2. Also in this case, the image processing unit 9 and the steering assist ECU 2 function as detection means.

操舵支援ECU2には、舵角センサ10及び車速センサ11も接続されている。舵角センサ10は、運転者によって操作されるステアリングホイール3の操舵角に応じた信号を出力する。なお、舵角センサ10に加えて舵角トルクセンサなども設けられ得る。また、車速センサ11は、各車輪に取り付けられた車輪速センサであり車両1の速度に応じた周期でパルス信号を発生する。なお、車速センサ11の代わりに車体前後加速度を検出するセンサを取り付け、この出力を時間積分することで車速を得るようにすることも可能である。舵角センサ10の出力信号および車速センサ11の出力信号は、それぞれ操舵支援ECU2に供給されている。操舵支援ECU2は、舵角センサ10の出力信号に基づいてステア角を検出すると共に、車速センサ11の出力信号に基づいて車速を検出する。   A steering angle sensor 10 and a vehicle speed sensor 11 are also connected to the steering assist ECU 2. The steering angle sensor 10 outputs a signal corresponding to the steering angle of the steering wheel 3 operated by the driver. In addition to the rudder angle sensor 10, a rudder angle torque sensor or the like may be provided. The vehicle speed sensor 11 is a wheel speed sensor attached to each wheel, and generates a pulse signal at a cycle corresponding to the speed of the vehicle 1. It is also possible to obtain a vehicle speed by attaching a sensor for detecting the longitudinal acceleration of the vehicle body instead of the vehicle speed sensor 11 and integrating the output over time. The output signal of the steering angle sensor 10 and the output signal of the vehicle speed sensor 11 are respectively supplied to the steering assist ECU 2. The steering assist ECU 2 detects the steering angle based on the output signal of the steering angle sensor 10 and detects the vehicle speed based on the output signal of the vehicle speed sensor 11.

また、操舵支援ECU2には、ヨーレートセンサ12やナビゲーションシステム13も接続されている。ヨーレートセンサ12は、車両1の重心近傍に配置され、重心鉛直軸回りのヨーレートを検出し、検出結果を操舵支援ECU2に送出する。また、ナビゲーションシステム13は、GPS等を利用して車両1の位置を検出するための装置である。ナビゲーションシステム13は、車両1前方のカーブ曲率(1/R)や勾配等の状況を検知する機能をも有している。操舵支援ECU2は、ナビゲーションシステム13を用いて車両1の位置及び走行すると予想される道路の状況を把握する。   Further, a yaw rate sensor 12 and a navigation system 13 are also connected to the steering assist ECU 2. The yaw rate sensor 12 is disposed near the center of gravity of the vehicle 1, detects the yaw rate around the center of gravity vertical axis, and sends the detection result to the steering assist ECU 2. The navigation system 13 is a device for detecting the position of the vehicle 1 using GPS or the like. The navigation system 13 also has a function of detecting a situation such as a curve curvature (1 / R) and a gradient in front of the vehicle 1. The steering assist ECU 2 uses the navigation system 13 to grasp the position of the vehicle 1 and the road situation expected to travel.

さらに、操舵支援ECU2には、EPS−ECU14も接続されている。EPS−ECU14には、上述したステアリングギヤボックス5に配設されたモータ(アクチュエータ)15が接続されている。図示されていないが、ラックバー6の一部外周面にはボールスクリュー溝が形成されており、モータ15のロータにはこのボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のベアリングボールが収納されており、モータ15を駆動させるとロータが回転してラックバー6の軸方向の移動、即ち、転舵をアシストすることができる。   Furthermore, an EPS-ECU 14 is also connected to the steering assist ECU 2. The EPS-ECU 14 is connected to a motor (actuator) 15 disposed in the steering gear box 5 described above. Although not shown, a ball screw groove is formed on a part of the outer peripheral surface of the rack bar 6, and a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove on the inner peripheral surface of the rotor of the motor 15. Is fixed. A plurality of bearing balls are accommodated between the pair of ball screw grooves, and when the motor 15 is driven, the rotor rotates to assist the axial movement of the rack bar 6, that is, the steering.

EPS−ECU14は、操舵支援ECU2の指令信号に従ってモータ15に駆動電流を供給する。モータ15は、EPS−ECU14から供給された駆動電流に応じた操舵トルクをラックバー6に付与する。操舵支援ECU2は、後述する論理に従ってEPS−ECU14に指令信号を供給し、モータ15を駆動することにより,ラックバー6を変位させ、車輪FL,FRを転舵させる。EPS−ECU14や操舵支援ECU2が、車線維持制御の制御コントローラとして機能している。   The EPS-ECU 14 supplies a drive current to the motor 15 in accordance with a command signal from the steering assist ECU 2. The motor 15 applies a steering torque corresponding to the drive current supplied from the EPS-ECU 14 to the rack bar 6. The steering assist ECU 2 supplies a command signal to the EPS-ECU 14 according to the logic described later and drives the motor 15 to displace the rack bar 6 and steer the wheels FL and FR. The EPS-ECU 14 and the steering assist ECU 2 function as a control controller for lane keeping control.

また、操舵支援ECU2には、警告ランプ16及び警報ブザー17が接続されている。警告ランプ16は、車室内に搭乗した乗員が視認可能な位置に配置されており、操舵支援ECU2からの指令信号に従って点灯する。また、警報ブザー17は、操舵支援ECU2からの指令信号に従って車室内へ音声を発する。操舵支援ECU2は、後述する論理に従って警告ランプ16及び警報ブザー17を駆動し、乗員に対して注意を喚起する。   Further, a warning lamp 16 and a warning buzzer 17 are connected to the steering assist ECU 2. The warning lamp 16 is disposed at a position where an occupant in the passenger compartment can visually recognize, and lights up according to a command signal from the steering assist ECU 2. Further, the alarm buzzer 17 emits a sound into the vehicle interior in accordance with a command signal from the steering assist ECU 2. The steering assist ECU 2 drives the warning lamp 16 and the alarm buzzer 17 according to the logic described later, and alerts the occupant.

操舵支援ECU2とEPS−ECU14との間の通信は、CAN通信システムによって行われている。操舵支援ECU2及びEPS−ECU14には、このCAN通信を行うための送受信ユニット(通信手段)が内蔵されている。CAN通信システムは、通信回路によってデジタル信号に変換された複数項目の情報やデータを一対の通信線(ツイストペア結線など)で伝送する通信システムである。CANとは、Controller Area Networkの略称で、国際標準化機構ISOの規格[ISO11898]に準拠したシリアル通信である。   Communication between the steering assist ECU 2 and the EPS-ECU 14 is performed by a CAN communication system. The steering assist ECU 2 and the EPS-ECU 14 incorporate a transmission / reception unit (communication means) for performing this CAN communication. The CAN communication system is a communication system that transmits information and data of a plurality of items converted into digital signals by a communication circuit through a pair of communication lines (twisted pair connection or the like). CAN is an abbreviation for Controller Area Network, and is serial communication conforming to the standard [ISO11898] of the International Organization for Standardization.

CAN通信システムは、CAN HighとCAN Lowの二本の通信線(バス)を一対としてその作動電圧によってバスのレベルを判断し、これを専用の通信プロトコルに準じたデジタル信号として所定の伝送速度で伝達するものである。CAN通信システムは、ネットワークを更生するすべてのECUやセンサが一対の通信線(バス)を利用し、時間をずらしながらデータを送信することも受信することも可能とした、時分割多重双方向通信システムである。このため、通信が円滑かつ確実に行われるように、各ECU及びセンサは共通の通信プロトコルに従って通信を行っている。   The CAN communication system uses two communication lines (buses), CAN High and CAN Low, as a pair, determines the bus level based on the operating voltage, and uses this as a digital signal according to a dedicated communication protocol at a predetermined transmission rate. To communicate. The CAN communication system is a time-division multiplex bidirectional communication in which all ECUs and sensors that rehabilitate the network can use a pair of communication lines (buses) to transmit and receive data while shifting the time. System. For this reason, each ECU and sensor communicate according to a common communication protocol so that communication is performed smoothly and reliably.

このCAN通信プロトコルには、すべてのECU及びセンサにデータ送信を開始する権利を持たせながら、一対の通信線を共有できるよう、通信線へデータを送り出す規則としてCSMA/CD(衝突検出付き搬送波感知多重アクセス)方式を採用している。CSMA/CDとは、Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectionの略であり、常時各ECUが通信線の状態(搬送波)を感知し、通信線に他のデータが流れていないときに限りデータ送信を開始する通信アクセス制御のことである。また、CSMA/CDでは、これに加えて、データが衝突した(複数のECUから同時にデータが送信された)ことを検出した場合には、一定時間待機した後、再びデータ送信が行われる。   In this CAN communication protocol, CSMA / CD (carrier detection with collision detection) is used as a rule for sending data to a communication line so that all ECUs and sensors have the right to start data transmission and can share a pair of communication lines. (Multiple access) method is adopted. CSMA / CD is an abbreviation for Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. Each ECU always detects the state (carrier wave) of the communication line and starts data transmission only when no other data is flowing on the communication line. Communication access control. In addition, in CSMA / CD, in addition to this, when it is detected that data collides (data is simultaneously transmitted from a plurality of ECUs), data transmission is performed again after waiting for a predetermined time.

上述したように、各ECUやセンサは、CANバス上に他のデータが流れていない状態でデータ送信を開始するが、同時に複数のECUやセンサからデータ送信が開始された場合は、送信されるデータ自体が含んでいるID情報に基づいて、送信優先順位の判定が行われ、優先されなかったデータは破棄(上述したように、再送信はされる)される。破棄されたデータに関しては、受け手側には届かないため、通信途絶となる。また、破棄されたデータは再送信されるが、このとき再送信されるデータは、破棄されたデータそのものを再度送信する場合もあれば、再度演算が行われて更新されたデータが再送信される場合もある。   As described above, each ECU and sensor starts data transmission in a state where no other data flows on the CAN bus, but is transmitted when data transmission is started from a plurality of ECUs and sensors at the same time. Based on the ID information included in the data itself, the transmission priority is determined, and the data not prioritized is discarded (as described above, retransmitted). Since the discarded data does not reach the receiver side, communication is interrupted. In addition, the discarded data is retransmitted, but the data that is retransmitted at this time may be retransmitted as the discarded data itself, or the data that has been recalculated and updated is retransmitted. There is also a case.

後者の場合は、データを受け取る側では、二回分の制御量を合わせたものとして受け取ることとなる。例えば、通常は、一回の指令でモータを一回転させるものに関して、一回の途絶があった場合は、次回の指令では途絶分を含む二回転モータを回転させる指令が生成され得る。同様に、二回の途絶があった場合は、次回の指令では二回の途絶分を含む三回転モータを回転させる指令が生成され得る。このように、CAN通信システムでは、通信途絶は異常ではなく、通信途絶を許容するシステムである。   In the latter case, on the data receiving side, the data is received as a combination of two control amounts. For example, normally, when there is a single interruption with respect to what rotates the motor once with a single command, a command to rotate the two-rotation motor including the interruption can be generated in the next command. Similarly, when there are two interruptions, a command for rotating the three-rotation motor including the two interruptions can be generated in the next instruction. As described above, in the CAN communication system, the communication interruption is not abnormal, and is a system that allows the communication interruption.

車線維持制御(運転支援制御)の概要を説明する。車線維持制御においては、まず、CCDカメラ8で車両1の前方画像を取得し、画像からカーブ曲率(1/R)、オフセットD、ヨー角θを検出する。オフセットDは、横ズレ量などとも呼ばれ、走行経路に対する車両の横方向のズレ(オフセット)を示す値である。なお、オフセットDは、センターラインや走行車線の中心線など、適当な基準に基づいて求められる。また、ヨー角θは、偏向角とも呼ばれ、走行経路に対して車両の進んでいる方向を示す値である。これらのオフセットDやヨー角θが、走行経路に対する車両位置を示す値となる。   An outline of lane keeping control (driving support control) will be described. In the lane keeping control, first, the front image of the vehicle 1 is acquired by the CCD camera 8, and the curve curvature (1 / R), the offset D, and the yaw angle θ are detected from the image. The offset D is also called a lateral deviation amount or the like, and is a value indicating a lateral deviation (offset) of the vehicle with respect to the travel route. The offset D is obtained based on an appropriate standard such as a center line or a center line of a traveling lane. The yaw angle θ is also called a deflection angle, and is a value indicating the direction in which the vehicle is traveling with respect to the travel route. These offset D and yaw angle θ are values indicating the vehicle position with respect to the travel route.

次に、車両1前方のカーブ曲率(1/R)に基づいて、車両1をこのカーブに沿って走行させるために必要なヨーレートωが求められる。また、自車両1の現在のオフセットDを目標オフセットDとするために必要なヨーレートωが求められる。同様に、自車両1の現在のヨー角θを目標ヨー角θとするために必要なヨーレートωθを求める。これらのω,ω,ωθを合算した目標ヨーレートωを求める。車両に目標ヨーレートωを発生させることで、車両1を前方カーブに沿って走行させると共に、そのオフセットDとヨー角θとを目標値に収束させることができる。 Next, based on the curve curvature (1 / R) ahead of the vehicle 1, the yaw rate ω r necessary for causing the vehicle 1 to travel along this curve is obtained. Further, the yaw rate ω d required for setting the current offset D of the host vehicle 1 to the target offset D 0 is obtained. Similarly, the yaw rate ω θ necessary for setting the current yaw angle θ of the host vehicle 1 to the target yaw angle θ 0 is obtained. A target yaw rate ω obtained by adding these ω r , ω d , and ω θ is obtained. By generating the target yaw rate ω in the vehicle, the vehicle 1 can travel along the forward curve, and the offset D and the yaw angle θ can be converged to the target value.

なお、ヨーレートωと横加速度Gとの間には、G=Vω/g(gは重力加速度)の関係が成立し、車速Vが一定であれば両者は一対一に対応する。決定されたヨーレートω(あるいは、これに対応する横加速度G)を発生させるための操舵トルク、即ち、モータ15の制御量を算出し、これに基づいてモータ15を駆動する。この結果、車両1は、車線の逸脱が抑制され、車線を維持して走行する。   Note that a relationship of G = Vω / g (g is gravitational acceleration) is established between the yaw rate ω and the lateral acceleration G. If the vehicle speed V is constant, the two correspond one-to-one. The steering torque for generating the determined yaw rate ω (or the corresponding lateral acceleration G), that is, the control amount of the motor 15 is calculated, and the motor 15 is driven based on this. As a result, the vehicle 1 travels while maintaining the lane with the lane departure being suppressed.

次に、上述した車線維持制御の異常を検出する制御について、図2のフローチャートを参照して説明する。ここでは、モータ15に対する目標操舵トルクの変化量に基づいて異常であるか否かが検出される。通常は、前回目標トルクと今回目標トルクとの間の変化量は、所定の上限値以下となるように制御が行われている。しかし、上述した通信途絶が生じた場合は、何回かの制御指令が抜けていることになるため、上述した上限値を超えた制御指令を受信することがある。これを、異常(フェイル)と判定せずに、通信途絶が発生したときは判定閾値を緩和してやることで、不要な異常判定を回避しつつ、より正確な判定を行う。   Next, control for detecting an abnormality in the above-described lane keeping control will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, it is detected whether or not it is abnormal based on the amount of change in the target steering torque for the motor 15. Normally, control is performed so that the amount of change between the previous target torque and the current target torque is less than or equal to a predetermined upper limit value. However, when the above-described communication interruption occurs, some control commands are missing, so a control command exceeding the above-described upper limit value may be received. If communication interruption occurs without determining that this is an abnormality (failure), the determination threshold value is relaxed, thereby making it possible to perform more accurate determination while avoiding unnecessary abnormality determination.

目標操舵トルクの変化に基づいて異常判定を行うに際しては、まず、前回の目標操舵トルク指令値と今回受信した目標操舵トルクとの間に途絶があったかなかったかを判定する(ステップ200)。この判定は、指令信号に含まれるID情報などから判別ができる。もし、途絶がなければ、通常の判定閾値αを用いて、|ΔT|>αであるかどうかを判定する(ステップ205)。なお、ΔT=(今回目標操舵トルク)−(前回記憶した目標操舵トルク)である。|ΔT|>αである場合は、目標操舵トルクの制御に異常が生じていると判断される(ステップ210)。|ΔT|>αでなければ、制御は正常であると判断される(ステップ215)。   When performing the abnormality determination based on the change in the target steering torque, first, it is determined whether or not there has been any interruption between the previous target steering torque command value and the currently received target steering torque (step 200). This determination can be made from ID information included in the command signal. If there is no interruption, it is determined whether or not | ΔT |> α using the normal determination threshold value α (step 205). Note that ΔT = (current target steering torque) − (previously stored target steering torque). If | ΔT |> α, it is determined that an abnormality has occurred in the control of the target steering torque (step 210). If | ΔT |> α is not satisfied, it is determined that the control is normal (step 215).

一方、ステップ200が否定される場合は、途絶が生じている場合であるが、途絶が一回だけであるかどうかをまず判定する(ステップ220)。途絶が一回だけである場合は、判定閾値を通常時(途絶無し時)の倍の2αにし、|ΔT|>2αであるかどうかを判定する(ステップ225)。|ΔT|>2αである場合は、目標操舵トルクの制御に異常が生じていると判断される(ステップ210)。|ΔT|>2αでなければ、制御は正常であると判断される(ステップ215)。   On the other hand, if step 200 is denied, it is a case where a break has occurred, but it is first determined whether or not the break is only once (step 220). If there is only one interruption, the determination threshold is set to 2α which is twice that of the normal time (no interruption), and it is determined whether or not | ΔT |> 2α (step 225). If | ΔT |> 2α, it is determined that an abnormality has occurred in the control of the target steering torque (step 210). If | ΔT |> 2α is not satisfied, it is determined that the control is normal (step 215).

このように、判定閾値を2倍に変更したのは、途絶が一回生じているため、一回分の制御量がさらに加算されており、通常の判定閾値αをそのまま用いることが適当でないからである。そのため、ここでは、判定閾値を通常の二回分の2αに設定し、異常判定を行うことでより的確な判定を行えるようにしている。   In this way, the reason why the determination threshold value is changed to twice is that because the interruption has occurred once, the control amount for one time is further added, and it is not appropriate to use the normal determination threshold value α as it is. is there. Therefore, here, the determination threshold value is set to 2α for normal two times, and an abnormality determination is performed so that a more accurate determination can be performed.

ステップ220も否定される場合は、途絶が連続して二回であるかどうか判定する(ステップ230)。途絶が連続二回である場合は、判定閾値を通常時(途絶無し時)の3倍の3αにし、同様に、|ΔT|>3αであるかどうかを判定する(ステップ235)。|ΔT|>3αである場合は異常が生じていると判断され(ステップ210)、|ΔT|>3αでない場合は正常であると判断される(ステップ215)。このように判定閾値を3倍にする理由は、判定閾値を2倍にする場合と同様である。ただ、途絶回数が増えた分だけ判定閾値も大きくされている。なお、ステップ230が否定されている場合は、通信途絶が連続して3回以上発生している場合である。この場合は、操舵トルク制御ではなく通信制御に異常が発生していると判定される(ステップ240)。   If step 220 is also denied, it is determined whether the interruption is continuous twice (step 230). If the interruption is two consecutive times, the determination threshold is set to 3α, which is three times the normal time (no interruption), and similarly, whether or not | ΔT |> 3α is determined (step 235). If | ΔT |> 3α, it is determined that an abnormality has occurred (step 210). If | ΔT |> 3α is not satisfied, it is determined that the condition is normal (step 215). The reason why the determination threshold is tripled in this way is the same as that when the determination threshold is doubled. However, the determination threshold is increased by the amount of increase in the number of interruptions. In addition, when step 230 is denied, it is a case where communication interruption has occurred three times or more continuously. In this case, it is determined that an abnormality has occurred in communication control, not steering torque control (step 240).

本発明の異常検出装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態の車線維持制御は、車線を維持するために必要な操舵トルクの全てをアクチュエータで発生させるものであるものとして説明した。しかし、車線維持制御としては、必要な操舵トルク以下のトルクを発生させて運転者に操舵を促すアシストシステムとしてのものも考えられる。また、請求項1に関しては、車両の所定機能は、上述した実施形態の車線維持機能に限られない。   The abnormality detection device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the lane keeping control of the present embodiment has been described as one in which all of the steering torque necessary for maintaining the lane is generated by the actuator. However, as the lane keeping control, an assist system that urges the driver to steer by generating a torque equal to or less than a necessary steering torque can be considered. Further, with regard to claim 1, the predetermined function of the vehicle is not limited to the lane keeping function of the above-described embodiment.

本発明の異常検出装置の一実施形態を備えた車両の構成図である。It is a lineblock diagram of vehicles provided with one embodiment of an abnormality detection device of the present invention. 本発明の異常検出装置の一実施形態による異常検出制御のフローチャートである。It is a flowchart of the abnormality detection control by one Embodiment of the abnormality detection apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両、2…操舵支援ECU、3…ステアリングホイール、4…ステアリングシャフト、5…ステアリングギヤボックス、6…ラックバー、7…ナックルアーム、8…カメラ、9…画像処理部、10…操舵トルクセンサ、11…車速センサ、12…ヨーレートセンサ、13…ナビゲーションシステム、14…EPS−ECU、15…モータ、16…警告ランプ、17…警報ブザー、FL,FR…操舵輪。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Steering assistance ECU, 3 ... Steering wheel, 4 ... Steering shaft, 5 ... Steering gear box, 6 ... Rack bar, 7 ... Knuckle arm, 8 ... Camera, 9 ... Image processing part, 10 ... Steering torque DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Vehicle speed sensor, 12 ... Yaw rate sensor, 13 ... Navigation system, 14 ... EPS-ECU, 15 ... Motor, 16 ... Warning lamp, 17 ... Alarm buzzer, FL, FR ... Steering wheel.

Claims (2)

車両の所定の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
車両の所定機能を制御する制御コントローラと、
前記走行状態検出手段によって検出された車両走行状態に基づいて、前記制御コントローラが前記所定機能を制御するための指令値を決定する指令値決定手段と、
通信途絶を許容する通信手法によって、前記指令値決定手段によって決定された指令値を前記指令値決定手段から前記制御コントローラに通信する通信手段とを備え、
前記制御コントローラが、前回受信した前回指令値と今回受信した今回指令値との偏差を所定閾値と比較して前記所定機能の異常を検出するに際して、前回指令値と今回指令値との間に生じた途絶回数に応じて、前記所定閾値を変更することを特徴とする異常検出装置。
Traveling state detecting means for detecting a predetermined traveling state of the vehicle;
A controller for controlling predetermined functions of the vehicle;
Command value determining means for determining a command value for the control controller to control the predetermined function based on the vehicle running condition detected by the running condition detecting means;
Communication means for communicating the command value determined by the command value determining means from the command value determining means to the control controller by a communication method that allows communication interruption,
When the control controller detects an abnormality of the predetermined function by comparing a deviation between the previous command value received last time and the current command value received this time with a predetermined threshold value, it occurs between the previous command value and the current command value. The abnormality detection apparatus characterized by changing the predetermined threshold according to the number of interruptions.
前記走行状態検出手段が、車両前方を撮像して取得した前方画像に基づいて走行経路に対する該車両の位置を検出するものであり、
前記所定機能が、検出された走行経路に対する車両位置に基づいて転舵機構に操舵トルクを付加して車両に所望の走行経路を走行させるものであり、
前記指令値決定手段が、前記転舵機構に付加する操舵トルクを算出するものであり、
前記制御コントローラが、前回指令値である前回操舵トルクと今回指令値である今回操舵トルクとの偏差が所定閾値よりも大きいときに異常であると判定するもので、前回操舵トルクと今回操舵トルクとの間の途絶回数が大きいほど、該所定閾値を大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。
The traveling state detection means detects the position of the vehicle with respect to the traveling route based on a front image acquired by imaging the front of the vehicle,
The predetermined function is to add a steering torque to the steering mechanism based on the detected vehicle position with respect to the detected travel route, and to cause the vehicle to travel on the desired travel route,
The command value determining means calculates a steering torque to be applied to the steering mechanism;
The controller determines that the difference between the previous steering torque, which is the previous command value, and the current steering torque, which is the current command value, is greater than a predetermined threshold value. The abnormality detection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined threshold is set to be larger as the number of interruptions between the two is larger.
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