JP2015020504A

JP2015020504A - 車両制御装置

Info

Publication number: JP2015020504A
Application number: JP2013148690A
Authority: JP
Inventors: 直山口; Sunao Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: WO2015008796A1; JP6025670B2; DE112014003288T5; US20160163128A1; DE112014003288T8; CN105452089A

Abstract

【課題】非線形領域の検出精度を向上する事で、センサの故障を誤検出するリスクを改善した車両制御装置を提供すること。【解決手段】タイヤのスリップ量が所定値以下のときに、操舵角センサ、ヨーレイトセンサおよび操舵角センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定し、各センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定したときに、各センサの出力オフセット異常検出を行うようにした。【選択図】図1

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。特許文献1には、タイヤのグリップ力が線形領域の範囲で走行しているときに、ヨーレイトセンサが検出したヨーレイト、横加速度センサが検出した横加速度から推定したヨーレイト、舵角センサが検出した舵角から推定したヨーレイトを相互に比較して相関性の有無を判断し、相関性の有無に基づいて各センサの故障の有無を検出するものが開示されている。

特開2002-053024号公報

しかしながら、上記従来技術では線形領域走行中に相関性を各センサの出力に基づくヨーレイトの差分から判断している。そのため、非線形領域を走行中に一時的に線形領域と区別できない走行状態が発生すると、誤ってセンサの故障と検出してしまう虞があった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、非線形領域の検出精度を向上する事で、センサの故障を誤検出するリスクを改善した車両制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の車両制御装置では、タイヤのスリップ量が所定値以下のときに、操舵角センサ、ヨーレイトセンサおよび操舵角センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定し、各センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定したときに、各センサの出力オフセット異常検出を行うようにした。

よって、センサの故障を誤検出するリスクを改善することができる。

実施例1のオフセット異常判定処理部のブロック図である。実施例1のスリップ検出処理部の状態遷移図である。実施例1の直進走行判定処理部の状態遷移図である。実施例1の定常走行判定処理部の状態遷移図である。実施例1のオフセット異常判定処理部のの状態遷移図である。実施例1のオフセット異常判定処理部のの状態遷移図である。

〔実施例1〕
図1は、オフセット異常判定処理部1のブロック図である。オフセット異常判定処理部1は、ヨーレイト換算処理部7と、スリップ検出処理部8と、直進走行判定処理部9と、定常走行判定処理部10と、オフセット異常判定処理部11とを有している。

［ヨーレイト換算部］
ヨーレイト換算処理部7は、例えば、操舵角センサ2が検出したステアリングホイールの操舵角と、横加速度センサ3が検出した車両に作用する横加速度と、車輪速センサ5が検出した検出値を基に算出された車体速とを入力する。操舵角と車体速から車両に作用しているヨーレイト（操舵角換算ヨーレイト）を算出し、横加速度から車両に作用しているヨーレイト（横加速度換算ヨーレイト）を算出する。

［スリップ検出処理部］
スリップ検出処理部8は、車輪速センサ5が検出した各車輪の車輪速と、車輪速センサ5が検出した検出値を基に算出された車体速を入力する。
図2はスリップ検出処理部8の状態遷移図である。
車体速と各車輪速のうち最低車輪速との差の絶対値がスリップ検出閾値TR3以下であり、かつ車体速と書く車輪速のうち最高車輪速との差の絶対値がスリップ検出閾値TR３以下であり、かつ各車輪速のうち最高車輪速と最低車輪速との差がスリップ検出閾値TR4以下であるときにはステートS１に移行する。ステートS1では、スリップ判定モードを「非スリップ」にセットする。
車体速と各車輪速のうち最低車輪速との差の絶対値がスリップ検出閾値TR3より大きい、または各車輪速のうち最高車輪速と最低車輪速との差の絶対値がスリップ検出閾値TR3より大きい、または車輪速（MAX）と車輪速（MIN）の差がスリップ検出閾値TR4より大きいときにはステートS2に移行する。ステートS2では、スリップ判定モードを「スリップ」にセットする。
車体速と各車輪速のうち最低車輪速との差、各車輪速のうち最高車輪速と最低車輪速との差は、ともにタイヤのスリップ量を示している。スリップ検出処理部8はタイヤスリップ量が所定値（スリップ検出閾値TR3）以下であるときには、スリップ判定モードを「非スリップ」としている。

［直進走行判定処理部］
直進走行判定処理部9は、車輪速センサ5が検出した検出値を基に算出された車体速と、ヨーレイトセンサ6が検出したヨーレイト（検出ヨーレイト）と、ヨーレイト換算処理部7から操舵角換算ヨーレイトと横加速度換算ヨーレイトと、スリップ検出処理部8からスリップ判定モードとを入力する。図3は直進走行判定処理部9の状態遷移図である。
比較信号YAW1が直進判定閾値TR6以上、または比較信号YAW2が直進判定閾値TR7以上、または車体速が10km未満のときにはステートS11に移行する。比較信号YAW1と比較信号YAW2は、操舵角換算ヨーレイト、横加速度換算ヨーレイト、検出ヨーレイトのうち診断対象以外のいずれか二つの値を用いれば良い。ステートS11では、直進判定モードを「非直進」にセットする。
比較信号YAW1が直進判定閾値TR6未満、または比較信号YAW2が直進判定閾値TR7未満、または車体速が10km以上のときにはステートS12に移行する。ステートS12では、直進判定モードを「直進」にセットする。

［定常走行判定処理部］
定常走行判定処理部10は、ヨーレイトセンサ6が検出した検出ヨーレイトと、ヨーレイト換算処理部7から操舵角換算ヨーレイトおよび横加速度換算ヨーレイトと、スリップ検出処理部8からスリップ判定モードとを入力する。図4は定常走行判定処理部10の状態遷移図である。
スリップ判定モードが「非スリップ」であり、かつ比較信号YAW1と比較信号YAW2との差の絶対値が相関不良検出閾値TR5以下であるときにはステートS21に移行する。ステートS21では、走行モードを「定常」にセットする。
スリップ判定モードが「スリップ」である、または比較信号YAW1と比較信号YAW2との差の絶対値が相関不良検出閾値TR5より大きいときにはステートS22に移行する。ステートS22では、走行モードを「非定常」にセットする。

［オフセット異常判定処理部］
オフセット異常判定処理部11は、直進走行判定処理部9から直進判定モードと、定常走行判定処理部10から定常走行判定モードとを入力する。オフセット異常判定処理部11では、診断許可判定処理と診断処理とを行っている。図5は診断許可判定処理の状態遷移図である。図6は、診断処理の状態遷移図である。

（診断許可判定処理）
走行モードが「非定常」である、または直進判定モードが「非直進」であるときにはステートS31に移行する。ステートS31では、診断許可判定時間T1をリセットするとともに、診断モードを「禁止」にセットする。
走行モードが「定常」であり、直進判定モードが「直進」であるときにはステートS32へ移行する。ステートS32では、診断許可判定時間T1をインクリメントする。
診断許可判定時間T1が診断許可閾値TR1より大きくなると、ステートS33へ移行する。ステートS33では、診断モードを「許可」にセットする。

（診断処理）
診断モードが「禁止」である、またはオフセット量が異常検出閾値TR2以下であるときにはステートS41に移行する。ステートS41では、異常判定時間FC1をリセットする。ここでオフセット量とは、検出対象の値が0であるべき状況のときの各センサ値を示す。
診断モードが「許可」であり、かつオフセット量が異常検出閾値TR2より大きいときにはステートS42に移行する。ステートS42では、異常判定時間FC1をインクリメントする。
異常判定時間FC1が診断許可閾値TR1よりも大きくなると、ステートS43に移行する。ステートS43では、故障判定を「異常確定」にセットする。

［作用］
操舵角センサ2、横加速度センサ3、ヨーレイトセンサ6のオフセット異常は、車両が直進走行を行っているときに検出することができる。つまり、車両が直進走行を行っているときには操舵角、横加速度、ヨーレイトはほぼ0であるはずであり、直進走行時のセンサ値はオフセット量（0点ずれ）を示す。オフセット量が許容量よりも大きいときには、そのセンサはオフセット異常が発生していると検出することができる。
しかし、低μ路走行時やバンク路走行時などでは、センサは正常であるにも関わらず、直進走行時にセンサ値が大きく示してしまうときがある。例えば、低μ路やバンク路では操舵した状態で、車両が直進していることがある。このとき、低μ路では操舵角が大きいにも関わらず、ヨーレイトや横加速度はほぼ0を示す。またバンク路では操舵角や横加速度が大きいにも関わらず、ヨーレイトはほぼ0を示す。そのため、単に直進走行時にオフセット異常を検出しようとすると、操舵角センサ2にオフセット異常が発生していると誤検出してしまう。
そこで実施例1では、オフセット異常検出が可能であると判定する条件を、直進走行時であることに加えて、タイヤのスリップ量が所定値以下であることを加えた。
これにより、タイヤのスリップ量に着目すれば車両の走行状態を把握することができる。よって、安定した直進走行状態、すなわち低μ路やバンク路といった特殊な路面を走行している状態でないないことを容易に検出することができる。そして、操舵角、横加速度、ヨーレイトがほぼ0となる走行状態のときに、各センサのオフセット異常を検出することで、正確なオフセット異常検出を行うことができる。

［効果］
(1) 車両に搭載されたステアリングホイールの操作に応じた操舵角を検出する操舵角センサ2と、車両に作用する横加速度を検出する横加速度センサ3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6と、タイヤのスリップ量が所定値以下のときに、操舵角センサ2、横加速度センサ3およびヨーレイトセンサ6の出力オフセット異常検出が可能であると判定し、各センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定したときに、各センサの出力オフセット異常検出を行うオフセット異常判定処理部1（検出判定部、出力オフセット異常検出部）を備えた。
よって、センサの正確なオフセット異常検出を行うことができる。

(2) オフセット異常判定処理部1は、診断許可閾値TR1以上、車両が直進走行をしていることを判定する直進走行判定処理部9（直進走行判定部）と、タイヤのスリップ量が所定値以下であるときに車両が定常走行をしていると判定する定常走行判定処理部10（定常走行判定部）と、有し、直進走行であって、定常走行をしているときに、出力オフセット異常検出が可能であると判定するようにした。
よって、センサの正確なオフセット異常検出を行うことができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例1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。
例えば実施例1では、スリップ検出処理部8において、車体速と各車輪速のうち最低車輪速との差がスリップ検出閾値TR3以下（条件1）であり、かつ各車輪速のうち最高車輪速と最低車輪速との差がスリップ検出閾値TR4以下（条件2）であるときにはステートS１に移行し、スリップ判定モードを「非スリップ」にセットするようにしていた。これを上記の条件1と条件2の一方のみを用いるようにしても良い。
また、スリップ検出処理部8のタイヤのスリップ量の求め方は実施例1に記載のもの以外を用いても良い。

1 オフセット異常判定処理部（検出判定部、出力オフセット異常検出部）
2 操舵角センサ
3 横加速度センサ
6 ヨーレイトセンサ
9 直進走行判定処理部（直進走行判定部）
10 定常走行判定処理部（定常走行判定部）

Claims

車両に搭載されたステアリングホイールの操作に応じた操舵角を検出する操舵角センサと、
前記車両に作用する横加速度を検出する横加速度センサと、
前記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、
タイヤのスリップ量が所定値以下のときに、前記操舵角センサ、前記横加速度センサおよび前記ヨーレイトセンサの出力オフセット異常検出が可能であると判定する検出判定部と、
各センサの出力オフセット異常検出が可能であると判定したときに、前記各センサの出力オフセット異常検出を行う出力オフセット異常検出部と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
請求項1に記載の車両制御装置において、
検出判定部は、所定時間以上、前記車両が直進走行をするとともに、タイヤのスリップ量が所定値以下であるときに前記車両が定常走行をしていると判定し、前記出力オフセット異常検出が可能であると判定するようにしたことを特徴とする車両制御装置。