JP3008702B2 - 走行状態検出装置の異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行状態検出装置の異
常を検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両の走行制御は、車両の走行
状態を検出する装置である走行状態検出装置の検出結果
に基づいて行われる。そのため、走行状態検出装置に異
常があると、誤った検出結果に基づいて誤った走行制御
が行われる恐れがある。このような誤情報に基づく不適
正な走行制御を回避するために、走行状態検出装置が適
正に作動しているか否かを検出することが必要である。
走行状態検出装置の異常は、一般に走行状態検出装置に
備えられた自己の異常を判定する手段による判定、ある
いは、１つの走行状態検出装置の検出結果を相関性のあ
る他の走行状態検出装置の検出結果と比較することによ
る判定により検出される。例えば、ヨーレート検出装置
の異常を舵角検出装置の検出結果に基づいて判定する手
段が特開平２−１８９２７８号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の走行状
態検出装置の検出結果を他の第２の走行状態検出装置の
検出結果と比較して第１の走行状態検出装置の異常を検
出する場合には、両者の検出結果が整合しないことに基
づいていずれかの走行状態検出装置に異常が発生したこ
とは検出できるが、いずれの走行状態検出装置に異常が
発生したかを特定することができない。

【０００４】また、自己の異常を判定する手段による異
常判定では、異常と認識できる範囲が限定されており、
実際に発生する種々の異常、例えば走行状態検出装置の
検出結果が正常検出結果範囲内の特定値近傍に保たれる
場合や長い周期で大きな変動を起こす場合、時間経過に
よって変動の程度が変わる場合等に対しては対応が困難
である。そこで、本発明は、２つ以上の走行状態検出装
置のいずれに異常が発生したかを特定することができ、
かつ、様々な異常の態様に対応可能な異常検出装置を得
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、図１に示すように、車両位置検出装置１
と２つ以上の走行状態検出装置２とを備えた車両に搭載
され、走行状態検出装置２の異常を検出する異常検出装
置３を、前記車両位置検出装置１からの車両位置情報を
取得する車両位置情報取得手段４と、前記２つ以上の走
行状態検出装置２からの互いに相関性を有する２つ以上
の走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段５と、
その走行状態情報取得手段５により取得された前記２つ
以上の走行状態情報に基づいて、前記２つ以上の走行状
態検出装置２のいずれかに異常が発生したことを検出す
る異常発生検出手段６と、その異常発生検出手段６が異
常発生を検出した場合に、前記２つ以上の走行状態情報
と前記車両位置情報とに基づいて異常が発生した走行状
態検出装置２を特定する異常発生装置特定手段７とを含
むものとしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、まず、２つ以上の走行状態
検出装置からの互いに相関性を有する２つ以上の走行状
態情報に基づいて、異常発生検出手段６により２つ以上
の走行状態検出装置２のいずれかに異常が発生したこと
が検出される。そして、異常発生装置特定手段７によ
り、２つ以上の走行状態情報と車両位置情報とに基づい
て、２つ以上の走行状態検出装置２のいずれに異常が発
生したかが特定される。車両位置検出装置には、車両に
搭載した走行距離センサ，方位センサ等により逐次的に
位置を定める自立航法システムを用いた装置や、人工衛
星利用の三次元測位システムであるＧＰＳ（グローバル
ポジショニングシステム）を利用して自分の位置を割り
出す装置（以下、ＧＰＳ装置と略称する）等がある。ま
た、位置誤差を少なくするため、道路地図データを走行
軌跡などと比較して位置を決めるマップマッチング技術
が用いられる。このような車両位置検出装置により取得
された情報が走行状態検出装置により取得された情報と
比較されることにより２つ以上の走行状態検出装置のう
ちのいずれに異常が発生したかが特定されるのである。

【０００７】車両位置情報取得手段によって、走行中の
車両がどの様な状況の道路上にあるかを示す情報が取得
される。その情報量は車両位置検出装置を構成するコン
ピュータに予め搭載されている道路情報や車両の過去の
走行状態に関するデータの量によって異なる。例えば、
道路状況に関する情報が単に地図だけであり、過去の走
行状態に関するデータが無い場合、その車両位置情報取
得手段から異常検出装置に入力される情報は限られてお
り、走行路が曲線路か直線路かが判定される程度であ
る。しかし、道路状況に関する情報が充実しており、路
面の状況（例えば、路面の凹凸状況，路面の摩擦係数，
走行路の曲率等）に関する情報を使用でき、かつ、車両
の一定過去までさかのぼる車両の走行軌跡に関する情報
が記憶されている場合には、これらの情報を組み合わせ
ることにより種々の走行に関する情報が得られる。

【０００８】一方、車両の走行状態を検出する走行状態
検出装置は、車両の前後方向の動きに関連する量を検出
する車速センサ，加速度センサ、横方向の動きに関連す
る量を検出する横加速度センサ，舵角センサ，ヨーレー
トセンサ、上下方向の動きに関連する量を検出する上下
加速度センサ，路面の状態を検出する路面センサ等、あ
るいはそれらの組合わせによって構成される。走行状態
の検出装置によって得られた走行状態に関する情報は、
単一のセンサによって検出される量自体が走行状態を表
す情報として利用されることも、複数のセンサによって
検出された量に基づいて作成された情報が走行状態を表
す情報として利用されることもある。その場合には、複
数のセンサと、それらの検出量に基づいて１つの走行状
態情報を作成する装置とによって、１つの走行状態検出
装置が構成されることとなる。

【０００９】車両位置検出装置からの情報と走行状態検
出装置からの情報との間には密接な対応関係があるが、
これらは直接的に比較し得ないことが多い。その場合に
は、少なくとも一方からの情報を他方からの情報と直接
的に比較し得る情報に加工することが行われる。例え
ば、車両位置検出装置から取得される情報を加工する場
合として、走行中の道路の曲率の情報と基準となる距離
を走行するのに要した時間の情報とから車両の横方向の
加速度を推定し、走行状態検出装置における横加速度セ
ンサから取得された横加速度と比較する場合があり、走
行状態検出装置から取得される情報を加工する場合とし
て、上下加速度センサから取得された情報から路面の凹
凸を推定し、車両位置検出装置から取得された路面の凹
凸情報と比較する場合がある。なお、車両位置検出装置
からの情報と走行状態検出装置からの情報との両方の情
報を加工して比較することも必要に応じて行われる。

【００１０】異常が発生した走行状態検出装置の特定が
行われる場合には、ある走行状態検出装置からの情報と
車両位置検出装置からの情報とが整合していなければ直
ちにその走行状態検出装置が異常であると特定される場
合、ある走行状態検出装置からの情報と車両位置検出装
置からの情報とを所定時間観察した後にその走行状態検
出装置が異常であると特定される場合等様々な場合があ
る。なお、これらの特定は走行状態検出装置の異常を断
定するものでなく、異常の可能性を示す指標として用い
ることも可能である。

【００１１】また、このようにして車両位置検出装置の
情報と走行状態検出装置の情報との整合性を比較検討す
ることにより、異常が発生した走行状態検出装置が特定
されるのと同時に、正常な走行状態検出装置も特定され
る。そのため、異常なものと特定された走行状態検出装
置の走行制御装置における役割を正常なものと特定され
た走行状態検出装置によって代替することも可能とな
る。

【００１２】

【発明の効果】上記のように、２つ以上の走行状態検出
装置からの走行状態情報が整合しないことに基づいてそ
れら２つ以上の走行状態検出装置のいずれかに以上が発
生したことが検出され、それら走行状態検出装置のいず
れかからの走行状態情報と車両位置検出装置からの車両
位置情報とが整合しないことに基づいて、その整合しな
い走行状態情報を発した走行状態検出装置が異常が発生
した装置として特定される。それによって、車両の走行
制御装置に誤った走行状態情報が出力されることが防止
され、走行制御装置の誤動作による走行安定性の低下が
回避される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例として、走行状態検出
装置の異常を、ＧＰＳ装置を構成要素として含む車両位
置検出装置の情報に基づいて判定する異常検出装置につ
いて図面に基づいて説明する。本実施例においては、図
３に示す如く、車両位置検出装置１０がＧＰＳを利用し
て自分の位置を割り出す装置であるＧＰＳ装置１２，道
路情報が格納されているＣＤ−ＲＯＭの情報を再生する
装置であるＣＤ−ＲＯＭ装置１４およびコンピュータ１
６から構成され、異常検出装置１８がコンピュータ１６
の構成要素であるＣＰＵ２０，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２４
の一部で構成されている。また、走行中の車両の制御を
行う車両制御装置２６，運転者に対して車両の走行位置
の情報を表示する位置表示装置２７および異常検出装置
１８の信号に基づいて異常の警報を発する警報装置２８
がコンピュータ１６の出力部２９に接続されており、車
両の走行状態を検出する走行状態検出装置３０がコンピ
ュータ１６の入力部３２に接続されている。走行状態検
出装置３０は、車両のヨーレートを検出するヨーレート
センサ３４，前輪の操舵角を検出する舵角センサ３６お
よび車速を検出する車速センサ３８から構成されてい
る。ＲＯＭ２２には、車両位置検出装置１０から得られ
た情報と、走行状態検出装置３０から得られた情報とを
比較して走行状態検出装置３０の異常を判定するプログ
ラムが格納されており、ＣＰＵ２０がＲＡＭ２４の記憶
領域を利用しつつこのプログラムを実行する。ＲＡＭ２
４の構成を図４に概念的に示す。

【００１４】上記プログラムは図２のフローチャートで
表されるものである。本実施例のプログラムは４輪操舵
装置を備えた車両の後輪舵角の制御に関するものであ
り、走行状態を検出するセンサの異常の有無により制御
信号が変えられる。

【００１５】ヨーレートセンサ３４によって検出された
ヨーレートωｙ，舵角センサ３６によって検出された前
輪の舵角θおよび車速センサ３８によって検出された車
速Ｖがステップ１（以降、Ｓ１と称する）で読み込ま
れ、ＲＡＭ２４の走行状態メモリ４０に記憶される。次
に、Ｓ２では車両位置情報が読み込まれる。車両位置情
報は、車両の地上での位置の情報とその位置に対応する
道路情報とを含み、それらはそれぞれＧＰＳ装置１２お
よびＣＤ−ＲＯＭ装置１４から読み込まれ、ＲＡＭ２４
の車両位置座標メモリ４２と走行道路状況メモリ４４と
に記憶される。

【００１６】Ｓ１で読み込まれたヨーレートωｙは前回
読み込まれたヨーレートωｙ’とＳ３で比較され、両者
の差の絶対値Δωｙ＝｜ωｙ−ωｙ’｜が算出されてヨ
ーレート変化量メモリ４６に記憶される。また、舵角θ
についても同様に、Ｓ４において今回読み込まれた値θ
と前回読み込まれた値θ’との差の絶対値Δθ＝｜θ−
θ’｜が算出された後舵角変化量メモリ４８に記憶され
る。これらの変化量がヨーレートセンサ３４および舵角
センサ３６の異常を判定するための情報として使用され
る。なお、異常判定にそれぞれのデータの変化量を用い
たのは、正常な出力値の範囲内でデータが一定値に保た
れたり、あるいは、正常な出力範囲内で走行状態に係わ
りなくデータが変動したりする故障が想定されるため、
このような異常にも対処するためである。

【００１７】Ｓ２で読み込まれた車両位置情報とＳ３，
Ｓ４で取得されたヨーレートセンサ３４および舵角セン
サ３６の変化量に関する情報とに基づいて、Ｓ５以降で
ヨーレートセンサ３４および舵角センサ３６の異常の判
定が行われる。Ｓ５ではヨーレートの変化量Δωｙが設
定量Δω₀ 以下であるか否かが、判定される。この設定
量Δω₀ は、車両の旋回等によりヨーレートωｙが明ら
かに変化したとみなされる値の最も小さい値とされてい
る。ヨーレートの変化量Δωｙが設定量Δω₀ 以下でな
く判定がＮＯの時、Ｓ６が実行される。Ｓ６では舵角の
変化量Δθが設定量Δθ₀ と比較されて判定される。こ
の設定量Δθ₀ は、車両の旋回等により舵角θが明らか
に変化したとみなされる最も小さい値とされている。

【００１８】舵角の変化量Δθの値が設定量Δθ₀ 以上
で判定がＹＥＳであれば、ヨーレートωｙ，舵角θ共に
明瞭な変化を示していることとなり、ヨーレートセンサ
３４の検出結果と舵角センサ３６の検出結果とに矛盾は
無く、これらのセンサは正常に作動していると判定さ
れ、Ｓ７が実行されてルーチンの実行が終了する。Ｓ７
では、ヨーレートセンサ３４および舵角センサ３６が正
常に作動しているため通常の制御が行われる。後輪の舵
角θｒが前輪の舵角θ，ヨーレートωｙおよび車速Ｖの
関数である制御係数Ｋ１，Ｋ２との関数、θｒ＝Ｋ１
（Ｖ）・θ＋Ｋ２（Ｖ）・ωｙを満足するように制御さ
れるのである。一方、Ｓ６において、舵角の変化量Δθ
が設定量Δθ₀ より小さく判定がＮＯの場合、ヨーレー
トが明らかに変化しているにもかかわらず舵角の変化が
明瞭でなく、ヨーレートセンサ３４の検出結果と舵角セ
ンサ３６の検出結果とから取得された情報に矛盾が存在
する。そこで、Ｓ８で車両位置情報を利用していずれの
センサが異常であるかが判定される。

【００１９】車両位置情報は、車両の位置の情報と道路
状況の情報とが組み合わされたものであり、車両の位置
の時間経過に伴う移動の方向および程度の情報とその時
走行している道路の状況の情報とを含んでいる。これら
の情報から、図示しないサブルーチンにおいて一定時間
さかのぼった過去から現在までの車両の走行状態に関す
る情報が取得され、その情報に基づいて現在の走行状態
が推定され、この車両位置情報から推定される車両の走
行状態とヨーレートセンサ３４の検出結果と舵角センサ
３６の検出結果とから得られた情報との整合性が比較さ
れてセンサの異常の判定が行われる。

【００２０】具体的には、Ｓ８において車両位置情報に
基づいて車両が非定常旋回走行であるか否かが判定され
る。非定常旋回走行とは交差点での右左折による旋回走
行等旋回半径が時間の経過に伴って変化する旋回を意味
し、直進走行および長時間にわたって一定の旋回半径で
旋回走行を行う定常旋回走行を除くものである。定常旋
回走行、あるいは直進走行ではヨーレートωｙは殆ど一
定の値を維持し、また、旋回中に車線変更等で舵角θを
変化させることは通常行われないため、ヨーレートの変
化量Δωｙ，舵角の変化量Δθ共に明瞭な変化を示さな
い。一方、右左折時等非定常旋回走行においては、ヨー
レートの変化量Δωｙ，舵角の変化量Δθ共に明瞭な変
化を示す。

【００２１】車両位置情報に基づいて推定された走行状
態が非定常旋回走行でなく（定常旋回走行あるいは直進
走行であり）、Ｓ８の判定がＮＯであれば、明瞭な変化
を示しているヨーレートの変化量Δωｙが異常であるこ
ととなる。この場合、ヨーレートセンサ３４の検出結果
から得られる情報と車両位置情報から得られる情報との
整合性がないこととなり、Ｓ９が実行されてルーチンの
実行が終了する。Ｓ９では、ヨーレートセンサ３４の異
常に応じて警報装置２８が作動させられ、運転者にヨー
レートセンサ３４の異常が知らせられるとともに、後輪
の舵角θｒの設定がヨーレートセンサ３４の検出結果を
用いない関数に基づいて行われる。後輪の舵角θｒが車
速Ｖの関数である制御係数Ｋ１と舵角θとの関数、θｒ
＝Ｋ１（Ｖ）・θを満足するように制御されるのであ
る。

【００２２】一方、車両位置情報に基づいて推定された
走行状態が非定常旋回走行でありＳ８の判定がＹＥＳで
あれば、明瞭な変化をしていない舵角の変化量Δθが異
常であることとなる。この場合、舵角センサ３６の検出
結果から得られる情報と車両位置情報から得られる情報
との整合性がないこととなり、Ｓ１０が実行されてルー
チンの実行が終了する。Ｓ１０では、舵角センサ３６の
異常に応じて警報装置２８が作動させられ、運転者に舵
角センサ３６の異常が知らせられるとともに、後輪の舵
角θｒの設定が舵角センサ３６の検出結果を用いない関
数に基づいて行われる。後輪の舵角θｒが車速Ｖの関数
である制御係数Ｋ２とヨーレートωｙとの関数、θｒ＝
Ｋ２（Ｖ）・ωｙを満足するように制御されるのであ
る。

【００２３】Ｓ５でヨーレートの変化量Δωｙが設定量
Δω₀ 以下であり判定がＹＥＳの場合においても、Ｓ６
と同様Ｓ１１で舵角の変化量Δθが設定量Δθ₀ と比較
される。舵角の変化量Δθが設定量Δθ₀ 以上でなく判
定がＮＯであればヨーレート，舵角ともに明瞭な変化を
していないこととなり、ヨーレートセンサ３４の検出結
果と舵角センサ３６の検出結果とに矛盾は無く、これら
のセンサは正常に作動していると判定され、Ｓ７が実行
されてルーチンの実行が終了する。一方、Ｓ１１におい
て、舵角の変化量Δθが設定量Δθ₀ 以上であり判定が
ＹＥＳの場合、舵角が明らかに変化しているにもかかわ
らずヨーレートの変化が明瞭でなく、ヨーレートセンサ
３４の検出結果と舵角センサ３６の検出結果とから取得
された情報に矛盾が存在する。そこで、Ｓ１２で車両位
置情報を利用していずれのセンサが異常であるかが判定
される。

【００２４】Ｓ１２ではＳ８と同様車両位置情報に基づ
いて推定された現在の走行状態が非定常旋回走行にある
か否かが判定される。車両の走行状態が非定常旋回走行
でなく判定がＮＯの場合、前記の如く、定常旋回走行、
あるいは直進走行ではヨーレートの変化量Δωｙ，舵角
の変化量Δθ共に明瞭な変化を示さないため、明瞭な変
化をしている舵角の変化量Δθが異常であることとな
る。この場合、舵角センサ３６の検出結果から得られる
情報と車両位置情報から得られる情報との整合性がない
こととなり、Ｓ１０が実行されてルーチンの実行が終了
する。一方、車両位置情報に基づいて推定された走行状
態が非定常旋回走行でありＳ１２の判定がＹＥＳの場
合、前記の如く非定常旋回走行においては、ヨーレート
の変化量Δωｙ，舵角の変化量Δθ共に明瞭な変化を示
すため、明瞭な変化をしていないヨーレートの変化量Δ
θが異常であることとなる。この場合、ヨーレートセン
サ３４の検出結果から得られる情報と車両位置情報から
得られる情報との整合性がないこととなり、Ｓ９が実行
されてルーチンの実行が終了する。

【００２５】以上から明らかなように、本実施例では、
Ｓ１において、走行状態検出装置としてのヨーレートセ
ンサ３４，舵角センサ３６および車速センサ３８からヨ
ーレートωｙ，舵角θおよび車速ＶをＲＡＭ２４の走行
状態メモリ４０に読み込む部分が走行状態情報取得手段
を構成し、Ｓ２において、車両位置検出装置としてのＧ
ＰＳ装置１２およびＣＤ−ＲＯＭ装置１４から車両位置
座標および走行道路状況をＲＡＭ２４の車両位置座標メ
モリ４２および走行道路状況メモリ４４に読み込む部分
が車両位置情報取得手段を構成し、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，
Ｓ６，およびＳ１１の各ステップを実行する部分が２つ
以上の走行状態検出装置のいずれかに異常が発生したこ
とを検出する異常発生検出手段を構成し、Ｓ８，Ｓ１２
の各ステップおよびＳ８，Ｓ１２において用いられる図
示しないサブルーチンが異常発生装置特定手段を構成す
る。

【００２６】なお、本実施例では、相関性を有する検出
結果を得ることのできる２つのセンサの異常判定を、検
出結果の相互比較と、車両位置検出装置としてのＧＰＳ
装置１２からの車両位置情報の利用によって行う系につ
いて説明したが、本発明の適用範囲は例示の範囲に限定
されるものではなく、例えば、センサ出力に相関性を有
する必要はなく、２つである必要もない。また、単数あ
るいは複数の相関性の無いデータを出力するセンサの異
常の判定にも用いることができる。それら複数のセンサ
が出力するデータに基づいて、互いに相関性のある２つ
以上の走行状態情報が作成可能であれば、本発明に従っ
てそれら２つ以上の走行状態情報の基礎となるデータを
出力するセンサの異常を検出することができるのであ
る。さらに、車両位置検出装置はＧＰＳを用いた装置に
限定されるものではなく、他のいかなる車両位置検出装
置によるものでもよく、これらを組み合わせたものでも
よい。その他、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で、
当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した態様
で本発明を実施することができる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を概念的に示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例である走行状態検出装置の異
常判定装置を構成するコンピュータのＲＯＭに格納され
たフローチャートである。

【図３】上記異常検出装置およびその周辺装置の系統図
である。

【図４】上記コンピュータのＲＡＭの記憶領域を示す図
である。

【符号の簡単な説明】

１０ 車両位置検出装置 １２ ＧＰＳ装置 １４ ＣＤ−ＲＯＭ装置 １６ コンピュータ １８ 異常検出装置 ２０ ＣＰＵ ２２ ＲＯＭ ２４ ＲＡＭ ３０ 走行状態検出装置 ３４ ヨーレートセンサ ３６ 舵角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−155172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−289471（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両位置検出装置と２つ以上の走行状態
   検出装置とを備えた車両に搭載され、走行状態検出装置
   の異常を検出する装置であって、前記 車両位置検出装置からの車両位置情報を取得する車
   両位置情報取得手段と、前記２つ以上の走行状態検出装
   置からの互いに相関性を有する２つ以上の走行状態情報
   を取得する走行状態情報取得手段と、その走行状態情報
   取得手段により取得された前記２つ以上の走行状態情報
   に基づいて、前記２つ以上の走行状態検出装置のいずれ
   かに異常が発生したことを検出する異常発生検出手段
   と、その異常発生検出手段が異常発生を検出した場合
   に、前記２つ以上の走行状態情報と前記車両位置情報と
   に基づいて異常が発生した走行状態検出装置を特定する
   異常発生装置特定手段とを含む走行状態検出装置の異常
   検出装置。