JP2014172556A - 物理量センサ異常検出装置および車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イグニッションオン状態での車両停止中におけるセンサ異常の誤検出を抑制できる物理量センサ異常検出装置および車両制御装置を提供する。
【解決手段】 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチ16と、車両に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ8と、車両のシフト位置を検出するインヒビタスイッチ15と、イグニッションスイッチ16がオン状態のときにヨーレイトセンサ8の検出値に基づいてヨーレイトセンサ8の異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部13と、検出されたシフト位置に基づいて車両停止判断を行う第１の車両停止判断部11と、を備え、第１の車両停止判断部11によって車両停止判断がなされると、ヨーレイトセンサ異常検出部13によるヨーレイトセンサ異常検出を中止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、物理量センサ異常検出装置および車両制御装置に関する。

特許文献１および２には、車両の走行中、ヨーレイトセンサの検出値と、操舵角センサまたは横加速度センサの検出値から推定したヨーレイトとを比較してヨーレイトセンサの異常を検出する技術が開示されている。

特開2009-067124号公報 特開2012-088272号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、イグニッションスイッチがオン状態での車両停止時に外的要因によってヨーレイトが発生した場合、ヨーレイトセンサ異常と誤検出される可能性があった。
本発明の目的は、イグニッションスイッチがオン状態での車両停止中におけるセンサ異常の誤検出を抑制できる物理量センサ異常検出装置および車両制御装置を提供することにある。

本発明では、車両停止判断部によって車両停止判断がなされると、物理量センサ異常検出部による物理量センサ異常検出を中止する。

よって、イグニッションスイッチがオン状態での車両停止中におけるセンサ異常の誤検出を抑制できる。

実施例１の電気自動車の制駆動系を示すシステム構成図である。 実施例１のヨーレイト異常検出装置の構成図である。 実施例１のヨーレイトセンサ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のヨーレイトセンサ異常検出作用を示すタイムチャートである。

以下、本発明の車両制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
［システム構成］
図１は、実施例１の電気自動車の制駆動系を示すシステム構成図である。
液圧制御ユニットHUは、ブレーキコントロールユニットBCUからの摩擦制動力指令に基づいて、左前輪FLのホイルシリンダW/C(FL)、右後輪RRのホイルシリンダW/C(RR)、右前輪FRのホイルシリンダW/C(FR)、左後輪RLのホイルシリンダW/C(RL)の各液圧を増減または保持する。
モータジェネレータMGは、三相交流モータであり、モータコントロールユニットMCUからの指令に基づいて力行または回生運転し、左右前輪FL,FRに駆動力または回生制動力を付与する。
インバータINVは、モータコントロールユニットMCUからの駆動指令に基づいて、バッテリBATTの直流電力を交流電力に変換しモータジェネレータMGに供給することで、モータジェネレータMGを力行運転する。一方、モータコントロールユニットMCUからの回生指令に基づいて、モータジェネレータMGで発生する交流電力を直流電力に変換してバッテリBATTを充電することで、モータジェネレータMGを回生運転する。

モータコントロールユニットMCUは、駆動コントローラ1からの駆動力指令に基づいて、インバータINVに駆動指令を出力する。また、ブレーキコントロールユニットBCUからの回生制動力指令に基づいて、インバータINVに回生指令を出力する。
モータコントロールユニットMCUは、モータジェネレータMGによる駆動力または回生制動力の出力制御の状況と、現時点で発生可能な最大回生制動力を、通信線2を介してブレーキコントロールユニットBCU、駆動コントローラ1へと送る。ここで、「発生可能な最大回生制動力」は、例えば、バッテリBATTの端子間電圧と電流値とから推定されるバッテリSOCや、各車輪の車輪速センサ3からの各車輪速により算出（推定）される車体速（車速）から算出する。また、旋回時には、車両のステア特性も加味して算出する。
すなわち、バッテリSOCが上限値または上限値に近い状態にある満充電時には、バッテリ保護の観点から過充電防止を図る必要がある。また、制動により車速が減少した場合、モータジェネレータMGで発生可能な最大回生制動力は減少する。さらに、高速走行時に回生制動を行うと、インバータINVが高負荷となるため、高速走行時にも最大回生制動力を制限する。
モータジェネレータMG、インバータINV、バッテリBATTおよびモータコントロールユニットMCUより、車輪（左右前輪FL,FR）に対して回生制動力を発生させる回生制動装置が構成される。
駆動コントローラ1は、直接または通信線2を介して、アクセル開度センサ4からのアクセル開度、車輪速センサ3により算出される車速（車体速）、バッテリSOC等が入力される。
駆動コントローラ1は、各センサからの情報に基づき、モータコントロールユニットMCUへの駆動力指令によるモータジェネレータMGの動作制御を行う。

ブレーキコントロールユニットBCUは、直接または通信線2を介して、マスタシリンダ圧センサ5からのマスタシリンダ液圧、ブレーキペダルストロークセンサ6からのブレーキペダルストローク量、操舵角センサ7からのハンドル操舵角、車輪速センサ3からの各車輪速、ヨーレイトセンサ（物理量センサ）8からのヨーレイト（物理量）、バッテリSOC等が入力される。
ブレーキコントロールユニットBCUは、上記各センサ等からの情報に基づいて車両に必要な制動力（全ての輪）を算出すると共に、必要な制動力を回生制動力と摩擦制動力とに配分し、ブレーキコントロールユニットBCUへの摩擦制動力指令による液圧制御ユニットHUの動作制御と、モータコントロールユニットMCUへの回生制動力指令によるモータジェネレータMGの動作制御とを行う。
ここで、実施例１では、回生協調制御として、摩擦制動力よりも回生制動力を優先し、必要な制動力を回生分で賄える限りは液圧分を用いることなく、最大限（最大回生制動力）まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。なお、ブレーキコントロールユニットBCUは、回生制動中、車速の低下や上昇等に伴い回生制動力が制限される場合には、回生制動力を減少させ、その分だけ摩擦制動力を増加させて車両に必要な制動力を確保する。以下、回生制動力を減少させて摩擦制動力を増加させることを回生制動力から摩擦制動力へのすり替えといい、逆に、摩擦制動力を減少させて回生制動力を増加させることを摩擦制動力から回生制動力へのすり替えという。

ブレーキコントロールユニットBCUは、液圧制御ユニットHUを駆動してホイルシリンダ圧を増減または保持する制御を行う。これにより、ドライバのブレーキ踏力を倍力する倍力制御の他、アンチロックブレーキ制御（以下、ABS制御という）を始めとして各種車両制御で要求される制動力に基づき自動的にホイルシリンダ圧を増減圧する自動制動制御を実行可能である。
ここで、ABS制御とは、ドライバのブレーキ操作時に車輪がロック傾向になったことを検知すると、当該車輪に対し、ロックを防止しつつ最大の制動力を発生させるためにホイルシリンダ圧の減圧・保持・増圧を繰り返す制御である。また、上記自動制動制御には、車両旋回時にオーバーステア傾向やアンダーステア傾向が強くなったことを検出すると、所定の制御対象輪のホイルシリンダ圧を制御して車両挙動安定化を図る車両挙動安定制御に加え、ドライバのブレーキ操作時に実際にマスタシリンダM/Cで発生する圧力よりも高い圧力をホイルシリンダW/Cで発生させるブレーキアシスト制御、オートクルーズコントロールにより先行車との相対関係に応じて自動的に制動力を発生させる制御が含まれる。

［ヨーレイト異常検出装置］
ブレーキコントロールユニットBCUは、ヨーレイトセンサ8のオフセット異常（0点異常）を検出するヨーレイトセンサ異常検出装置10を備える。
図２は、実施例１のヨーレイト異常検出装置10の構成図である。
第１の車両停止判断部（車両停止判断部）11は、車両のレンジ位置（シフト位置）を検出するインヒビタスイッチ（シフト位置検出部）15からのレンジ位置（シフト位置）信号を入力し、レンジ位置信号がPレンジまたはNレンジである場合、車両停止と判断する。
第２の車両停止判断部12は、各車輪速センサ3からの各車輪速信号を入力し、各車輪速信号が0km/hである場合、車両停止と判断する。
ヨーレイトセンサ異常検出部（物理量センサ異常検出部）13は、ドライバによるオン操作により車両の各コントロールユニット（ブレーキコントロールユニットBCU、モータコントロールユニットMCU等）を起動するイグニッションスイッチ16からのイグニッション信号がオンの場合、ヨーレイトセンサ8からのヨーレイト信号値が0deg/sec近辺から外れた場合、その状態が所定時間継続した場合、ヨーレイトセンサ0点異常確定フラグをセットする。ヨーレイト信号値が0deg/sec近辺にある場合、またはヨーレイト信号値が0deg/sec近辺から外れた状態が所定時間継続しない場合には、ヨーレイトセンサ0点異常確定フラグをリセットする。
ヨーレイトセンサ異常検出許可判断部14は、第１の車両停止判断部11および第２の車両停止判断部12が共に車両停止と判断した場合にはヨーレイトセンサ異常検出部13による異常検出の実施を中止し、それ以外の場合にはヨーレイトセンサ異常検出部13による異常検出の実施を許可する。
ブレーキコントロールユニットBCUは、ヨーレイトセンサ異常検出部13によりヨーレイトセンサ0点異常確定フラグがセットされた場合、上述した自動制動制御のうち、ヨーレイト信号値を用いた制御を中止する。

［ヨーレイトセンサ異常検出制御処理］
図３は、実施例１のヨーレイトセンサ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、ヨーレイトセンサ0点異常を検出しているか否かを判定し、YESの場合はリターンへ進み、NOの場合はステップS2へ進む。
ステップS2では、４輪の車輪速が0km/hであるか否かを判定し、YESの場合はステップS3へ進み、NOの場合はステップS8へ進む。ここで、４輪の車輪速が0km/hである状態が所定時間継続した場合にYESと判定しても良い。
ステップS3では、ヨーレイト信号値が0deg/sec近辺であるか否かを、ヨーレイト信号値の絶対値が異常判断閾値未満であるか否かにより判定し、YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS4へ進む。ここで、異常判断閾値は車両停止時に取り得ないヨーレイトとする。
ステップS4では、レンジ位置信号がPレンジまたはNレンジであるか否かを判定し、YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS5へ進む。
ステップS5では、異常検出カウンタが所定時間t以下であるか否かを判定し、YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。
ステップS6では、異常検出カウンタをカウントアップする。
ステップS7では、ヨーレイトセンサ0点異常と確定する。
ステップS8では、異常検出カウンタをクリアする。

次に、作用を説明する。
［ヨーレイトセンサ異常検出作用］
従来のヨーレイトセンサ異常検出方法では、４輪の車輪速が出力されない状態から車両停止を判断し、停止中にヨーレイト信号値が0deg/sec近辺から外れたとき、ヨーレイトセンサ異常と判断している。このため、イグニッションスイッチがオン状態のままで、車両が立体駐車場のターンテーブル上に停止しターンテーブルが回転する状態や車両をキャリアカーに積載しキャリアカーが走行中に旋回した状態等の外的な要因によりヨーレイトが発生する状況では、停止判断をしているにもかかわらずヨーレイト信号値が0deg/sec近辺から外れるため、ヨーレイトセンサ異常と誤検出される可能性がある。特に、電気自動車では、車両停止時に無音となるため、ドライバは車両停止時にイグニッションスイッチをオフするのを忘れることが多くなることから、上記のようなシーンでの誤検出が問題となっている。
これに対し、実施例１では、レンジ位置がPレンジまたはNレンジである場合には、車両停止と判断し、ヨーレイトセンサ異常検出部13によるヨーレイトセンサ異常検出を中止する。車両をターンテーブル上に停止させた際、またはキャリアカーに積載した際、ドライバはレンジ位置をDレンジからPレンジまたはNレンジへと切り替えるため、Dレンジのままであることは稀である。そこで、レンジ位置がPレンジまたはNレンジにある場合には車両停止と判断し、異常検出を中止することで、上記のようなシーンにおいて、ヨーレイトセンサ異常の誤検出を抑制できる。

図４は、実施例１のヨーレイトセンサ異常検出作用を示すタイムチャートであり、ドライバが立体駐車場で車両をターンテーブルに載せた後、イグニッションスイッチをオンしたまま車両から離れ、ターンテーブルが回転するシーンを前提としている。
時点t1では、ドライバが車両をターンテーブル上で停止させ、セレクトレバーをDレンジ位置からPレンジ位置へと切り替える。車両停止により４輪の車輪速が0km/hとなるが、ヨーレイト信号値は0deg/sec近辺にあるため、図３に示したヨーレイトセンサ異常検出制御処理では、S1→S2→S3→S8へと進む流れとなり、ヨーレイトセンサ8は正常と判定する。
時点t2では、ターンテーブルが回転を開始するため、ヨーレイト信号値が立ち上がる。
時点t3では、ヨーレイトセンサ信号値が0deg/sec近辺から外れるが、レンジ位置信号はDレンジであるから、ヨーレイトセンサ異常検出制御処理では、S1→S2→S3→S4→S8へと進む流れとなり、ヨーレイトセンサ正常と判定する。一方、S4の判定を実施しない比較例では、ヨーレイトセンサ異常と判定し、異常検出カウンタのカウントアップを開始し、時点t4では、異常検出カウンタが所定時間tに達するため、ヨーレイトセンサ0点異常と確定され、ヨーレイトセンサ異常と誤検出されてしまう。これに対し、実施例１では、Pレンジが選択されている場合は異常検出を中止するため、異常検出カウンタがカウントアップされることはなく、ヨーレイトセンサ異常との誤検出を抑制できる。

次に、効果を説明する。
実施例１にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチ16と、車両に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ8と、車両のシフト位置を検出するインヒビタスイッチ15と、イグニッションスイッチ16がオン状態のときにヨーレイトセンサ8の検出値に基づいてヨーレイトセンサ8の異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部13と、検出されたシフト位置に基づいて車両停止判断を行う第１の車両停止判断部11と、を備え、第１の車両停止判断部11によって車両停止判断がなされると、ヨーレイトセンサ異常検出部13によるヨーレイトセンサ異常検出を中止する。
これにより、イグニッションスイッチ16がオン状態での車両停止中におけるヨーレイトセンサ異常の誤検出を抑制できる。

(2) 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチ16と、車両に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ8と、車両のシフト位置を検出するシフト位置検出部と、イグニッションスイッチ16がオン状態のときにヨーレイトセンサ8の検出値に基づいてヨーレイトセンサ8の異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部13と、検出されたシフト位置がパーキングもしくはニュートラル状態のときに車両停止判断を行う第１の車両停止判断部11と、第１の車両停止判断部11による非停止判断時にはヨーレイトセンサ異常検出部13による異常検出を実行し、第１の車両停止判断部11により車両停止判断がなされると、ヨーレイトセンサ異常検出部13によるヨーレイトセンサ異常検出を中止するヨーレイトセンサ異常検出許可判断部14と、を備えた。
これにより、イグニッションスイッチ16がオン状態での車両停止中におけるヨーレイトセンサ異常の誤検出を抑制できる。

(3) 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチ16と、車両に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ8と、車両の停止状態を判断する第１の車両停止判断部11と、車両の停止状態を判断する第２の車両停止判断部12と、イグニッションスイッチ16がオン状態のときにヨーレイトセンサ8の検出値に基づいてヨーレイトセンサ8の異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部13と、第１の車両停止判断部11および第２の車両停止判断部12によって車両停止判断がなされると、ヨーレイトセンサ異常検出部13によるヨーレイトセンサ異常検出を中止するヨーレイトセンサ異常検出許可判断部14と、を備えた。
これにより、イグニッションスイッチ16がオン状態での車両停止中におけるヨーレイトセンサ異常の誤検出を抑制できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
また、本発明は、センサ信号をセンシングする車両制御システムの異常監視ロジックに用いることができる。

8 ヨーレイトセンサ（物理量センサ）
11 第１の車両停止判断部（車両停止判断部）
12 第２の車両停止判断部
13 ヨーレイトセンサ異常検出部（物理量センサ異常検出部）
14 ヨーレイトセンサ異常検出許可判断部
15 インヒビタスイッチ（シフト位置検出部）
16 イグニッションスイッチ

Claims (3)

1. 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチと、
   車両に作用する物理量を検出する物理量センサと、
   車両のシフト位置を検出するシフト位置検出部と、
   前記イグニッションスイッチがオン状態のときに前記物理量センサの検出値に基づいて物理量センサの異常を検出する物理量センサ異常検出部と、
   前記検出されたシフト位置に基づいて車両停止判断を行う車両停止判断部と、
   を備え、
   前記車両停止判断部によって車両停止判断がなされると、前記物理量センサ異常検出部による物理量センサ異常検出を中止することを特徴とする物理量センサ異常検出装置。
2. 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチと、
   車両に作用する物理量を検出するヨーレイトセンサと、
   車両のシフト位置を検出するシフト位置検出部と、
   前記イグニッションスイッチがオン状態のときに前記ヨーレイトセンサの検出値に基づいてヨーレイトセンサの異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部と、
   前記検出されたシフト位置がパーキングもしくはニュートラル状態のときに車両停止判断を行う車両停止判断部と、
   前記車両停止判断部による非停止判断時には前記ヨーレイトセンサ異常検出部による異常検出を実行し、前記車両停止判断部により車両停止判断がなされると、前記ヨーレイトセンサ異常検出部によるヨーレイトセンサ異常検出を中止するヨーレイトセンサ異常検出許可判断部と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
3. 車両のコントロールユニットを起動するイグニッションスイッチと、
   車両に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサと、
   車両の停止状態を判断する第１の車両停止判断部と、
   車両の停止状態を判断する第２の車両停止判断部と、
   前記イグニッションスイッチがオン状態のときに前記ヨーレイトセンサの検出値に基づいてヨーレイトセンサの異常を検出するヨーレイトセンサ異常検出部と、
   前記第１の車両停止判断部および第２の車両停止判断部によって車両停止判断がなされると、前記ヨーレイトセンサ異常検出部によるヨーレイトセンサ異常検出を中止するヨーレイトセンサ異常検出許可判断部と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。

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