JP2013242727A - 車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法に係り、自車両と他車両との車両諸元が異なる場合にもその他車両からのセンサ値を活用して信頼度の高いセンサ値を推定することにある。
【解決手段】車両用センサ値推定装置は、他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を取得し、その取得した複数のセンサ値に基づいて、該他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出し、その算出した相関関係を相関関係蓄積手段に蓄積し、その相関関係蓄積手段に蓄積されている複数の相関関係から、車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係を選択し、その選択した低依存度相関関係を用いて、自車両におけるセンサ値を推測する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法に係り、特に、他車両からのセンサ値に基づいて自車両におけるセンサ値を推測するうえで好適な装置及び方法に関する。

従来、他車両で検出されたセンサ値に基づいて自車両の作動を制御する車載装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、他車両から送信される車輪速度や車間距離，ブレーキ油圧，操舵角などのセンサ値情報を受信し、その受信したセンサ値情報を用いて自車両の制動時の作動や他車両との接触を回避又は緩和するための作動を制御する。

特開２００１−３０１４８５号公報

ところで、車両の走行に関わるセンサ値（例えば、操舵トルクや操舵角など）は、車両重量などの車両諸元に大きく依存する。例えば、電気パワーステアリング装置では、運転者のステアリング操舵をアシストするためにその操舵力をトルクセンサで検出しているが、そのトルク値は車両重量によって大きく異なる。

しかしながら、車種ごとに車両諸元が変化するにもかかわらず、上記特許文献１記載の装置では、車両諸元の変化が考慮されていない。このため、他車両から送られるセンサ値情報をそのまま自車両の作動制御に用いることができるのは、その他車両が自車両と同種の車両である場合に限定される。すなわち、センサ値情報を送る他車両が自車両と同種の車両でない場合は、その他車両からのセンサ値情報をそのまま用いることはできず、仮に用いると自車両の作動制御が適切に行われなくなってしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、自車両と他車両との車両諸元が異なる場合にもその他車両からのセンサ値を活用して信頼度の高いセンサ値を推定することが可能な車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を取得する他車センサ値取得手段と、前記他車センサ値取得手段により取得された複数のセンサ値に基づいて、該他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出する相関関係算出手段と、前記相関関係算出手段により算出された前記相関関係を蓄積する相関関係蓄積手段と、前記相関関係蓄積手段に蓄積されている複数の前記相関関係から、車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係を選択する相関関係選択手段と、前記相関関係選択手段により選択された前記低依存度相関関係を用いて、自車両におけるセンサ値を推測する自車センサ値推測手段と、を備える車両用センサ値推定装置により達成される。

また、上記の目的は、他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を取得する他車センサ値取得ステップと、前記他車センサ値取得ステップにおいて取得された複数のセンサ値に基づいて、該他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出する相関関係算出ステップと、前記相関関係算出ステップにおいて算出された前記相関関係を相関関係蓄積手段に蓄積する相関関係蓄積ステップと、前記相関関係蓄積手段に蓄積されている複数の前記相関関係から、車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係を選択する相関関係選択ステップと、前記相関関係選択ステップにより選択された前記低依存度相関関係を用いて、自車両におけるセンサ値を推測する自車センサ値推測ステップと、を備える車両用センサ値推定方法により達成される。

本発明によれば、自車両と他車両との車両諸元が異なる場合にもその他車両からのセンサ値を活用して信頼度の高いセンサ値を推定することができる。

本発明の一実施例である車両用センサ値推定装置を備える車載システムの構成図である。 本実施例において自車両が他車両からセンサ値を取得する状況を模式的に表した図である。 本実施例の車両用センサ値推定装置において他車センサ値蓄積部に格納される他車両の同タイミングにおける複数の他車センサ値の、取得タイミングごとの一覧を表した図である。 図である。 図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である車両用センサ値推定装置１０を備える車載システム１２の構成図を示す。本実施例の車載システム１２は、車両用センサ値推定装置１０を用いて自車両に生ずるセンサ値を検出・推定すると共に、そのセンサ値に基づいて車両の走行や警報などを制御する車両制御を実行するシステムである。

車両用センサ値推定装置１０は、自車両に搭載される自車センサ１４を備えている。自車センサ１４は、自車両の各種状態に応じたパラメータを出力する複数のセンサからなる。尚、これら複数のセンサは、互いに異なるパラメータを検出するものであってもよいが、同一のパラメータを冗長的に検出するものであってもよい。

自車センサ１４は、例えば、自車両の車速に応じた信号を出力する車速センサ１４ａや、自車両運転者がステアリングホイールを操舵する際に加える操舵トルクに応じた信号を出力する操舵トルクセンサ１４ｂ，自車両運転者により操舵されるステアリングホイールの操舵角に応じた信号を出力する操舵角センサ１４ｃ，自車両の加速度に応じた信号を出力するＧセンサ，エンジン回転数に応じた信号を出力するエンジン回転数センサ，モータ回転角に応じた信号を出力するモータ回転角センサ，アクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサなどである。

自車センサ１４には、センサ値検出部１６が接続されている。自車センサ１４の各出力信号はそれぞれ、センサ値検出部１６に供給される。センサ値検出部１６は、自車センサ１４からの各入力信号に基づいて、自車両における各種状態を示すパラメータのセンサ値をそれぞれ検出する。

センサ値検出部１６には、故障センサ判定部１８が接続されている。センサ値検出部１６で検出されたセンサ値を示す情報は、故障センサ判定部１８に供給される。故障センサ判定部１８は、センサ値検出部１６からのセンサ値に基づいて、自車センサ１４の各センサに故障が生じているか否かを判定する。例えば、センサ値を示す電圧信号が所望範囲内に無い場合や入力されない場合，通常起こりえない範囲で変化している場合などに、そのセンサ値を出力するセンサに故障が生じていると判定する。そして、故障センサ判定部１８は、故障が生じている故障センサの種類を特定する。

車両用センサ値推定装置１０は、また、他車両と直接に又はビーコンなどの路上通信機を介して通信する通信装置２０を備えている。通信装置２０は、自車センサ１４を用いて検出されたセンサ値（自車センサ値）を示す情報を他車両に向けて送信することが可能である。尚、この他車両に向けて送信される情報には、自車両の車種や型式，送信時刻，道路曲率半径などの情報が含まれるのがよい。通信装置２０は、また、他車両の有する通信装置から送信される、その他車両の有するセンサ（他車センサ）２１を用いて検出されたセンサ値（他車センサ値）を示す情報を受信することが可能である。

通信装置２０には、他車センサ値収集部２２が接続されている。通信装置２０で受信した他車両からの他車センサ値を示す情報は、他車センサ値収集部２２に供給される。他車センサ値収集部２２には、他車センサ値蓄積部２４が接続されている。他車センサ値収集部２２は、通信装置２０から他車センサ値を示す情報が供給された場合に、その他車センサ値を収集して他車センサ値蓄積部２４に格納する処理を実行する。他車センサ値蓄積部２４には、他車両において略同タイミングで検出された複数の他車センサ値が一つに纏められて、その他車両の車種や型式，送信時刻，道路曲率半径などの情報と共に格納される。

図２は、本実施例において自車両が他車両からセンサ値を取得する状況を模式的に表した図を示す。また、図３は、本実施例の車両用センサ値推定装置１０において他車センサ値蓄積部２４に格納される他車両の略同タイミングにおける複数の他車センサ値の、取得タイミングごとの一覧を表した図を示す。例えば図２に示す如く、自車両Ｘが走行する走行レーンの前後に２台の他車両Ａ及びＢが存在する場合、他車両Ａ，Ｂの双方からそれぞれ、所定タイミングごとに送信されるその他車両Ａ，Ｂの他車センサ値を示す情報が受信装置２０で受信されて、図３に示す如く他車センサ値蓄積部２４に蓄積されていく。

図４は、車両に搭載される複数のセンサのセンサ値間の相関関係を表した図を示す。尚、図４（Ａ）には操舵角と操舵トルクとの関係の一例を、また、図４（Ｂ）には各センサ値間の相関関係を表す式の一例を、それぞれ示す。

車両用センサ値推定装置１０は、また、他車センサ値蓄積部２４に接続される相関関係抽出部２６を備えている。相関関係抽出部２６は、他車センサ値蓄積部２４に格納されている、同じ他車両で検出された略同タイミングにおける複数のセンサに基づく他車センサ値から、当該複数の他車センサ値間の相関関係を抽出する処理を行う。相関関係抽出部２６において抽出される複数の他車センサ値間の相関関係は、その他車両自体の車両諸元に依存するものである。

尚、上記の相関関係の抽出処理は、予め定められた複数のセンサ間に対して行われるものとすればよく、例えば、操舵角と操舵トルクとの二次元的な相関関係や，車速と道路曲率半径Ｒと操舵トルクとの３次元的な相関関係，車速と道路曲率半径Ｒと操舵角との３次元的な相関関係などを抽出するものとすればよい。また、上記の相関関係の抽出処理は、略同タイミングにおける他車センサ値間の一種類の相関関係を抽出することに限らず、二種類以上の相関関係を抽出するものとしてもよい。

相関関係抽出部２６には、相関関係蓄積部２８が接続されている。相関関係抽出部２６は、複数の他車センサ値間の相関関係を抽出すると、その相関関係を相関関係蓄積部２８に格納する処理を実行する。相関関係蓄積部２８には、他車両において略同タイミングで検出された複数の他車センサ値間の相関関係が、同じ車両諸元を有する車種や型式の車両ごとに格納される。この相関関係蓄積部２８に格納される相関関係は、他車両から他車センサ値を取得するごとに追加されて更新されていく。

車両用センサ値推定装置１０は、また、相関関係蓄積部２８に接続される車両諸元低依存関係選択部３０を備えている。車両諸元低依存関係選択部３０は、相関関係蓄積部２８に蓄積されているすべての相関関係から、車両諸元に対する依存度が低くバラツキの少ない相関関係（低依存度相関関係）を選択する処理を行う。具体的には、すべての相関関係のうち、互いに同じセンサ種類の関係でありかつそれらの関係間の差が予め定められた所定閾値未満である複数のセンサに基づく相関関係を、上記の低依存度相関関係として選択する。すなわち、互いに同じセンサ種類の関係であっても、それらの関係間の差が所定閾値以上である複数のセンサに基づく相関関係は、上記の低依存相関関係として選択されない。

車両諸元低依存関係選択部３０には、上記した故障センサ判定部１８が接続されている。車両諸元低依存関係選択部３０には、故障センサ判定部１８から自車センサ１４の各センサに故障が生じているか否かの判定結果が供給されていると共に、センサに故障が生じている場合にはそのセンサの種類を特定する情報が供給される。

車両諸元依存関係選択部３０は、故障センサ判定部１８から故障が生じているセンサが存在する情報及びその故障が生じたセンサ（故障センサ）の種類を特定する情報が供給された場合に、その故障センサと同じ種類のセンサに基づく他車センサ値を含む相関関係のうち上記の条件を満たす相関関係を低依存度相関関係として相関関係蓄積部２８から選択する。また、車両諸元依存関係選択部３０は、故障センサ判定部１８から故障が生じているセンサが存在する情報が供給されない場合は、上記の低依存度相関関係を選択しなくてもよい。

尚、上記の低依存度相関関係は、実際に抽出されて相関関係蓄積部２８に蓄積されたすべての相関関係のうちから一つ選択されるものとすればよく、例えば、操舵トルクを推測するうえで、図４（Ｂ）に示す相関関係のうち操舵角と操舵トルクとの関係からなるＮｏ１の式及びＮｏ２の式の何れか一方のみが低依存度相関関係として選択されるものとすればよい。しかし、本発明は、実際に取得された相関関係を選択することに限らず、実際に取得された相関関係から求められる推定相関関係を選択するものとしてもよい。例えば、操舵トルクを推測するうえで、図４（Ｂ）に示す相関関係のうちＮｏ１の式及びＮｏ２の式の中間の式（例えば、操舵トルク＝操舵角×１．９５など）が低依存度相関関係として選択されるものとしてもよい。

車両諸元依存関係選択部３０には、故障センサ値推測部３２が接続されている。故障センサ値推測部３２には、車両諸元依存関係選択部３０で選択された低依存度相関関係の情報が供給される。故障センサ値推測部３２には、また、自車両のセンサ値検出部１６で検出された、その選択された低依存度相関関係を示す複数のセンサのうち故障センサを除く正常センサに基づくセンサ値を示す情報が供給される。故障センサ値推測部３２は、車両諸元依存関係選択部３０で選択された低依存度相関関係と、自車両のセンサ値検出部１６で検出された正常センサに基づくセンサ値と、に基づいて、故障センサを用いて検出されるべきであったセンサ値を推測する。

例えば、自車両の操舵トルクセンサに故障が生じた場合、他車両における複数の他車センサ値間に基づく相関関係から、操舵トルクを推測するための操舵角と操舵トルクとの相関関係を選択し、その相関関係と自車両で正常状態にある操舵角センサに基づくセンサ値とを用いて、操舵トルクセンサを用いて検出されるべきであった操舵トルク値を推測する。

このように、本実施例においては、他車両で検出された複数の他車センサ値をその他車両から取得して逐次、他車センサ値蓄積部２４に蓄積し、その他車センサ値蓄積部２４に蓄積された他車センサ値に基づいて、車両諸元に依存する相関関係を抽出する。そして、自車両に搭載される自車センサ１４のうちのセンサに故障が生じた場合、上記の如く抽出されたすべての相関関係のうちから、その故障センサに基づくセンサ値をパラメータとして含みかつ車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係をその故障センサを用いて検出すべきであったセンサ値を推測するための相関関係として選択する。そして、その低依存度相関関係と自車両で正常状態にあるセンサに基づくセンサ値とを用いて、故障センサを用いて検出されるべきであったセンサ値を推測する。

従って、本実施例の車両用センサ値推定装置１０によれば、自車両に搭載される自車センサ１４のうちのセンサに故障が生じた場合、他車両から取得したセンサ値を用いて、その故障センサに基づくセンサ値を推測することができる。このセンサ値を推測するうえで用いられるのは、他車両から取得した複数のセンサ値に基づいて算出される相関関係のうちから選択される、その故障センサに基づくセンサ値をパラメータとして含みかつ車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係である。このため、本実施例によれば、自車両に搭載される自車センサ１４のうちのセンサに故障が生じた際、自車両と他車両との車両諸元が異なる場合にもその他車両から取得した他車センサ値を活用して自車両に生じているセンサ値を高い信頼度で推定することができる。

本実施例において、故障センサ値推測部３２には、車両制御部３４が接続されている。車両制御部３４には、故障センサ値推測部３２で推測された故障センサのセンサ値（推測センサ値）を示す情報が供給される。尚、車両制御部３４は、更に、上記のセンサ値検出部１６に接続されている。車両制御部３４には、センサ値検出部１６で検出された自車センサ１４の少なくとも正常センサに基づくセンサ値を含む情報が供給される。

車両制御部３４は、自車両に生じている状態に基づいて車両の走行（走る・曲がる・止まる）や車両異常や警報などに関する制御（車両制御）を実行する部位である。車両制御部３４は、自車センサ１４に故障が生じているセンサが無い場合は、センサ値検出部１６から供給されるセンサ値に基づいて車両制御を実行する。一方、自車センサ１４に故障が生じているセンサが含まれる場合は、センサ値検出部１６から供給されるセンサ値及び／又はセンサ値推測部３２から供給される推測センサ値に基づいて車両制御を実行する。

例えば、操舵トルクに基づいてステアリングにアシストトルクを付与する電動パワーステアリングシステムにおいて、自車両の自車センサ１４に含まれる操舵トルクセンサに故障が生じた場合、センサ値推測部３２から供給される他車両でのセンサ値に基づく相関関係（低依存度相関関係）と自車両の正常な操舵角センサや車速などに基づくセンサ値とを用いて推測される操舵トルク値に基づいて、そのアシストトルクを付与する制御を実行する。

従って、本実施例の車載システム１２によれば、自車両に搭載される自車センサ１４のうちのセンサに故障が生じた場合にも、信頼度の高いセンサ値を用いて車両制御を継続することができる。このため、本実施例によれば、自車両のセンサ故障に起因する車両制御の不実行に伴う利便性の低下を排除することができ、車両制御の実行継続によって走行安全性などを確保することが可能である。

尚、上記の実施例においては、通信装置２０及び他車センサ値収集部２２を用いて他社センサ値蓄積部２４に他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を格納することが特許請求の範囲に記載した「他車センサ値取得手段」及び「他車センサ値取得ステップ」に、相関関係抽出部２６を用いて他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出することが特許請求の範囲に記載した「相関関係算出手段」及び「相関関係算出ステップ」に、相関関係蓄積部２８が特許請求の範囲に記載した「相関関係蓄積手段」に、相関関係蓄積部２８に相関関係抽出部２６で抽出された相関関係を蓄積することが特許請求の範囲に記載した「相関関係蓄積ステップ」に、車両諸元低依存関係選択部３０を用いて相関関係蓄積部２８から低依存度相関関係を選択することが特許請求の範囲に記載した「相関関係選択手段」及び「相関関係選択ステップ」に、故障センサ値推測部３２を用いて故障センサでのセンサ値を推測することが特許請求の範囲に記載した「自車センサ値推測手段」及び「自車センサ値推測ステップ」に、それぞれ相当している。

１０ 車両用センサ値推定装置
１２ 車載システム
１４ 自車センサ
１６ センサ値検出部
１８ 故障センサ判定部
２０ 通信装置
２４ 他車センサ値蓄積部
２６ 相関関係抽出部
２８ 相関関係蓄積部
３０ 車両諸元低依存関係選択部
３２ 故障センサ値推測部
３４ 車両制御部

Claims (4)

1. 他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を取得する他車センサ値取得手段と、
   前記他車センサ値取得手段により取得された複数のセンサ値に基づいて、該他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出する相関関係算出手段と、
   前記相関関係算出手段により算出された前記相関関係を蓄積する相関関係蓄積手段と、
   前記相関関係蓄積手段に蓄積されている複数の前記相関関係から、車両諸元に対する依存度が低い低依存度相関関係を選択する相関関係選択手段と、
   前記相関関係選択手段により選択された前記低依存度相関関係を用いて、自車両におけるセンサ値を推測する自車センサ値推測手段と、
   を備えることを特徴とする車両用センサ値推定装置。
2. 前記自車センサ値推測手段は、自車両に搭載されるセンサが故障している場合に、該センサの示すセンサ値を、前記相関関係選択手段により選択された前記低依存度相関関係を用いて推測することを特徴とする請求項１記載の車両用センサ値推定装置。
3. 前記自車センサ値推測手段は、故障しているセンサの示すセンサ値を、他のセンサの示すセンサ値と前記相関関係選択手段により選択された前記低依存度相関関係とに基づいて推測することを特徴とする請求項２記載の車両用センサ値推定装置。
4. 他車両での同タイミングにおける複数のセンサ値を取得する他車センサ値取得ステップと、
   前記他車センサ値取得ステップにおいて取得された複数のセンサ値に基づいて、該他車両におけるセンサ値間の相関関係を算出する相関関係算出ステップと、
   前記相関関係算出ステップにおいて算出された前記相関関係を相関関係蓄積手段に蓄積する相関関係蓄積ステップと、
   前記相関関係蓄積手段に蓄積されている複数の前記相関関係から、車両諸元に依存しない低依存度相関関係を選択する相関関係選択ステップと、
   前記相関関係選択ステップにより選択された前記低依存度相関関係を用いて、自車両におけるセンサ値を推測する自車センサ値推測ステップと、
   を備えることを特徴とする車両用センサ値推定方法。
   

Images