JP4720566B2 - 走行制御装置および故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、各車輪に配置された電磁誘導型車輪速センサの出力を用いて車両の走行制御を行う走行制御装置と、この車輪速センサの故障診断装置に関する。

車両において、各種の走行制御を行う際に、各車輪の回転速度に対応する車輪速がよく用いられている。この車輪速を精度よく検出することができる装置として、電磁誘導型の車輪速センサが広く用いられている。この種の車輪速センサは、車輪と一体的に回転する歯車状または鋸歯状のロータの回転を、このロータの外周部に配置されたピックアップにより検出するものであり、ピックアップは永久磁石とコイルとを備えており、ロータの回転に伴ってピックアップの近傍をロータの歯が通過することでコイルに発生する磁束変化に応じて、パルス状の信号を出力する構成となっている。

このように磁束変化に応じた信号を出力するものであるから、外部磁界が変化した場合に、その影響を受けて出力信号にノイズが重畳する可能性がある。このような外部ノイズを検出する技術として特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術は無パルス状態からパルス信号を出力した場合に、その出力開始から所定回数までのパルスの周期をもとにして外部磁界の変化によるノイズであるか否かを判定するものである。
特開平７−３０６２１７号公報

しかしながら、このようなソフト的な判定手法では、ノイズと実際の出力信号とを明確に判別することは困難である。この結果、小さなノイズまで検出しようとすると、誤判別するおそれが増大する反面、このような誤判別を防止しようとすると小さなノイズを無視することとなり、いずれの場合においても出力を基にした制御の精度が低下してしまうおそれがある。

そこで本発明は、電磁誘導型車輪速センサの外部要因に基づくノイズによる制御性の低下を抑制することができる走行制御装置、および、このノイズによる故障診断精度の低下を抑制することができる故障診断装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる走行制御装置は、各車輪に配置された電磁誘導型車輪速センサの出力に基づいて車両の走行制御を行う走行制御装置であって、車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズを検出する外部ノイズ検出手段と、車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズの発生を予測する外部ノイズ予測手段と、を備えており、外部ノイズを検出した場合、および、外部ノイズの発生を予測した場合に、車両の走行制御を禁止するか、制御を実行しにくい側へ制御実行条件を変更することを特徴とする。

外部ノイズ予測手段により、外部ノイズが発生しやすい状況であることを予測し、当該状況においては、実際に外部ノイズが検出されていない場合においても外部ノイズが検出された場合と同様に制御を禁止またはその実行条件を制御を実行しにくい側へと変更する。ここで、当該状況下においては、外部ノイズが検出された場合と同様の処理を行ってもよいが、より緩やかな処理を行ってもよい。

例えば、この走行制御が制駆動力制御である場合、外部ノイズを検出した場合には、制駆動力制御を禁止し、外部ノイズを検出していないが外部ノイズの発生が予測される場合には、制駆動力制御の実行条件を実行しにくい側へと変更するとよい。実際に外部ノイズを検出した場合には、制御を禁止するため、誤動作の発生を抑制する。外部ノイズを検出していなくとも外部ノイズが発生する状況下では、誤検出の可能性があるため、実行条件を厳しくしつつ、かつ、制御自体は禁止することなく許可することで制御性の低下を抑制する。

この走行制御は、例えば、車輪のスリップを防止するための制駆動力制御、具体的には、ＴＲＣ（TRaction Control）やＡＢＳ（Anti-lock Blake System）等である。これらの制御は個々の車輪の車輪速を制御することが重要となるからである。

あるいは、本発明にかかる故障診断装置は、各車輪に配置された電磁誘導型車輪速センサの故障診断を行う故障診断装置であって、車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズを検出する外部ノイズ検出手段と、車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズの発生を予測する外部ノイズ予測手段と、を備えており、外部ノイズを検出した場合、および、外部ノイズの発生を予測した場合に、故障診断を禁止するか、故障診断のしきい値を故障と判定されにくい側へ変更することを特徴とするものである。

外部ノイズがあると、正確な故障診断を行うことができない。そこで、外部ノイズが実際に検出されている場合と、外部ノイズが発生すると予測される状況下においては、故障診断自体を禁止するか、判定条件を厳しくして故障と判定されにくくする。これにより、外部ノイズの影響がある場合に、故障と誤判定するのを抑制する。

外部ノイズを検出した場合には、故障診断を禁止し、外部ノイズを検出していないが外部ノイズの発生が予測される場合には、故障診断のしきい値を故障と判定されにくい側へ変更するとよい。実際に外部ノイズを検出している場合には、故障診断を禁止することで、誤診断を抑制する。外部ノイズの発生可能性がある状況下では、故障診断判定を厳しく行うことで、故障診断を継続しつつ、誤診断の発生可能性を低下させる。

本発明にかかる走行制御装置、または、故障診断装置はさらに、車両の現在位置を判定する現在位置判定手段と、車輪速センサに外部要因が作用しうる地域の情報を格納した地域情報格納手段と、を備えており、外部ノイズ予測手段は、判定した現在位置と格納されている地域情報とを照合することで外部ノイズの発生を予測するとよい。

ここで、外部要因が作用しうる地域とは、ロードヒータが敷設された地域、段差のある地域、送電線・通信施設に近接した地域のいずれか若くはその組み合わせである。

このように道路環境に比較的強い磁界が形成され、走行時の磁束変化により外部ノイズが発生する可能性が高い地域を予め把握し、その情報を格納しておくことで、外部ノイズの発生可能性を精度よく予測することが可能となり、ノイズの影響を排除することができる。

本発明の走行制御装置によれば、外部ノイズの発生可能性がある状況下では、制御を禁止するか、制御の実行条件を厳しく設定することで、ノイズの影響による誤制御の発生を抑制することができる。また、本発明の故障診断装置においては、かかる状況下における誤診断の発生を抑制することができる。

特に、外部ノイズを実際に検出した場合には、故障診断や走行制御を禁止し、外部ノイズの発生可能性がある場合には、故障診断や走行制御の実行条件を厳しく変更することで、外部ノイズの影響下においても故障診断や走行制御を継続しつつ、誤診断・誤制御の抑制を図ることができる。

外部ノイズの予測を予め設定された地域情報を利用して行うことで、予測の確実性を高め、確実な予測を行うことができる。この地域情報の格納はナビゲーションシステムを用いることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明にかかる走行制御装置（故障診断装置を含む）の一実施形態の構成を示すブロック図である。ここでは、制動制御系に適用した場合を例に説明する。制御装置を構成する制動制御ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。この制動制御ＥＣＵ１には、各車輪に配置され、その回転速度を検出する電磁誘導型の車輪速センサ２０、車両に働くヨーレートを検出するヨーレートセンサ２１、運転者による操舵角を検出する操舵角センサ２２、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するペダルストロークセンサ２３の各出力が入力されている。制動制御ＥＣＵ１には、また、ナビゲーションＥＣＵ３０が取得した車両の現在位置情報と環境情報とが入力されるとともに、ブレーキアクチュエータ４０の駆動を制御するための制御信号を出力する。

制動制御ＥＣＵ１は、車輪速センサ２０の出力に基づいて外部ノイズを検出する外部ノイズ検出部１０と、ナビゲーションＥＣＵ３０から得られた環境情報に基づいて外部ノイズの発生を予測する外部ノイズ予測部１１と、車輪速センサ２０の出力からその故障判定を行う故障判定部１２と、実際の制動制御を行う制動制御部１３とを備えている。

ナビゲーションＥＣＵ３０は、ＧＰＳ受信機３１の受信結果と、ジャイロセンサ３２の出力に基づいて自車両の現在位置を判定する。また、位置情報と対応づけて周囲の環境情報を記憶させた地図情報記憶手段３３から自車両周囲の環境情報を読み出して現在位置情報とともに制動制御ＥＣＵ１へと出力する。この環境情報としては、例えば、段差の有無、ロードヒータの設置の有無、周辺の高圧送電線位置、通信施設位置等が挙げられる。

ブレーキアクチュエータ４０は、各車輪に配置されたドラムブレーキ、ディスクブレーキ（図示せず）を駆動するホイールシリンダ４１へ供給する油圧を独立して調整することで、各車輪に付与される制動力を独立して制御することを可能としている。この制御は制動制御部１３によって行われるものであり、本実施形態における制動系は電子制御式の制動系である。

次に、本実施形態の動作処理の一例を説明する。図２は、この動作処理のフローチャートである。この動作は、制動制御ＥＣＵ１によって、車両の電源キーがオンにされている間、所定のタイミングで繰り返し実行される。

最初に、各車輪速センサ２０の出力値を読み込む（ステップＳ１）。次に、ナビゲーションＥＣＵ３０から環境情報（ナビ情報）を読み込む（ステップＳ３）。ステップＳ５では、環境情報から自車両が警告地域内に位置しているか否かを判定する。ここで、警告地域とは、走行区間に段差がある地域、ロードヒータが設置されている地域、近隣に高圧送電線が架けられている地域、通信施設に近接した地域である場合等に設定される。これらは、段差や周囲の磁界変化等の影響で外部ノイズが発生しやすいと予想される地域である。その地域が警告地域である旨は、地図情報記憶手段３３に環境情報として格納してもよいし、他の環境情報からナビゲーションＥＣＵ３０が警告地域であると設定してもよいが、ナビゲーションＥＣＵ３０から出力される環境情報に基づいて外部ノイズ予測部１１において、警告地域であるか否かを判定することが好ましい。このように外部ノイズ予測部１１において判定を行うことで、例えばロードヒータや送電線の影響を個別に判定することができる。

警告地域外であると判定した場合には、ステップＳ７へと移行して、車両挙動に影響する制動制御の制御しきい値および車輪速センサ２０の故障診断しきい値を通常値に設定する。設定後、まず、センサの故障診断を行う（ステップＳ９）。故障診断手法としては、各種の公知の故障診断方法を用いることができる。続くステップＳ１１では、故障診断結果を判定する。故障診断の結果、故障ありと判定した場合には、車輪速センサ値を用いた制動制御に支障が生じるので、当該制御を行わずに処理を終了する。一方、故障なしと判定した場合には、車輪速センサ２０の結果を用いた制動制御を実行する（ステップＳ１３）。なお、制動制御としては、上述したＴＲＣやＡＢＳ、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）がある。

ＴＲＣは、車輪速センサ２０の出力を基にして駆動輪がスリップしないよう制動制御部１３がブレーキアクチュエータ４０に指示して駆動輪のホイールシリンダ４１へ付与する油圧を調整することで、駆動輪へ付与する制動力を調整することで、駆動輪から路面へと駆動力を適切に伝達できるようにし、発進時・加速時の車両挙動を安定化させる。

ＡＢＳは、ブレーキストロークセンサ２３の出力を基にして制動制御部１３によりブレーキアクチュエータ４０を制御して各車輪に制動力を付与する際に、車輪速センサ２０の出力を基にして各車輪に付与する制動力を調整することにより各車輪がロックするのを抑制することで、制動時の車両挙動を安定させる。

ＶＳＣは、操舵角センサ２２、ヨーレートセンサ２１の出力を基にして、前後輪の横滑りを検知し、この横滑りによって発生する運転者の意図する旋回挙動と実際の旋回挙動とのずれを補正するため、外側前輪や内側後輪に制動力を付与するものである。

実際には、複数（通常４輪）ある車輪速センサ２０の全てが同時に故障と判定される事態は極めて稀であり、いずれかのセンサが故障と判定される場合でも他に正常と判定されているセンサが存在するのが通常であると考えられる。この場合には、制動制御を完全に禁止するのではなく、故障と判定された車輪速センサ２０の実際の出力を制御入力から除外し、他の車輪速センサ２０やヨーレートセンサ２１の出力に基づいて制御を行うようにしてもよい。

一方、ステップＳ５で警告地域内と判定した場合には、外部ノイズが重畳している可能性がある。そこで、まず、外部ノイズが実際に検出されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。外部ノイズの検出手法としては、上述した特許文献１記載の技術など公知の検出手法を用いることができる。外部ノイズが検出された場合には、外部ノイズによって故障診断を正確に行えない可能性があるので、故障診断処理（ステップＳ９）をスキップするとともに、制動制御（ステップＳ１３）についてもノイズの影響を考慮して禁止する。故障診断処理、制動制御処理は、これらの両方またはいずれかを禁止するのではなく、ノイズの影響を考慮して、故障診断判定、制動制御を行うようにしてもよい。

外部ノイズを検出しなかった場合には、ステップＳ１７へと移行し、車両挙動に影響する制動制御の制御しきい値および車輪速センサ２０の故障診断しきい値を警告地域値に設定する。この警告地域値とは、制動制御であれば、通常の制御しきい値より制御を抑制する方向に変更した制御しきい値であり、故障診断の場合には、通常の故障診断しきい値に比べて同一条件でも故障と判定しにくい方向へと変更した故障診断しきい値である。このように、警告地域値に変更してセンサ故障診断（ステップＳ９）、結果判定（ステップＳ１０）、制動制御処理（ステップＳ１１）を実行する。なお、この場合に、故障診断、制動制御のいずれか一方または両方を一時的に禁止するようにしてもよい。

外部ノイズの検出精度には限界があり、車輪速センサ２０の出力から出力信号への外部ノイズの影響を全て把握すること困難である。この制御によれば、実際に外部ノイズを検出していない場合であっても環境等の影響によって外部ノイズの発生可能性が高い区間を走行する場合には、故障診断や制御のしきい値を変更または故障診断、車両挙動制御を一時的に禁止するので、外部ノイズの影響を抑制することができる。特に、故障診断や制御を禁止するのではなく、そのしきい値を変更することで、必要な診断・制御を継続することができるという利点を有している。

実際の制御例のいくつかを例示する。図３、図４は、この制御処理によるタイミングチャートを示している。ここでは、ナビゲーションＥＣＵ３０から警告地域である旨を示す警告地域フラグが出力される例を示している。図３に示されるタイミングチャートにおいては、時刻ｔ_１からｔ_２にかけて、警告地域を走行している。このため、この間、警告地域フラグはオンとされ、制御警告地域状態フラグもオンにされる。これにより、この間は駆動車輪速度について、通常のＴＲＣ制御の開始しきい値より高い制御開始しきい値が設定されるので、ＴＲＣ制御の実行が抑制される。

図４に示されるタイミングチャートにおいては、時刻ｔ_１０からｔ_１３にかけて警告地域を走行している。このため、この間、警告地域フラグはオンとされ、制御警告地域状態フラグもオンにされる。さらに、その間の時刻ｔ_１１からｔ_１２にかけてソフトによる外部ノイズ判定結果がオンになっている。このため、この間は、制御禁止地域状態フラグもオンにされる。この結果、時刻ｔ_１０からｔ_１１にかけてと時刻ｔ_１２からｔ_１３にかけては、図３のタイミングチャートにおける時刻ｔ_１からｔ_２にかけてと同様に、駆動車輪速度について、通常のＴＲＣ制御の開始しきい値より高い制御開始しきい値が設定され、ＴＲＣ制御の実行が抑制される。さらに、時刻ｔ_１１からｔ_１２にかけては、制御禁止地域状態フラグがオンにされることにより、ＴＲＣ制御の実行自体が一時的に禁止される。

制御処理は図２に示される制御フローに限られるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、図５のフローチャートに示されるように、自車両が警告地域内にあるか否かの判定（ステップＳ２７）を外部ノイズの有無判定（ステップＳ２３）の後に行ってもよい。あるいは、図３、図４のタイミングチャートに示されるように、警告地域内外、外部ノイズの有無に応じてフラグ値を設定し、そのフラグ値に応じて制御を行うようにしてもよい。

以上の説明では、制動制御、特に、ＴＲＣ制御を行う場合を例に説明したが、ＡＢＳやＶＳＣ、さらには他の車両挙動制御を行う場合においても本発明は好適である。さらに、制動力を調整する場合に限らず、駆動力を調整する技術においても好適である。また、挙動制御だけでなく、車輪速センサの故障判定のみを行う場合についても本発明は好適である。

また、警告地域の設定はナビゲーションＥＣＵ３０により設定するほかに、例えば、車々間通信や路車間通信を通じて情報を取得したり、過去に外部ノイズを検出した地域を学習させたり、運転者が入力手段によって適宜設定するようにしてもよい。

本発明にかかる走行制御装置（故障診断装置を含む）の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１の実施形態の動作処理の一例を示すフローチャートである。 図２のフローに基づく制御のタイミングチャートの一例である。 図２のフローに基づく制御のタイミングチャートの別の例である。 図１の実施形態の動作処理の別の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…制動制御ＥＣＵ、１０…外部ノイズ検出部、１１…外部ノイズ予測部、１２…故障判定部、１３…制動制御部、２０…車輪速センサ、２１…ヨーレートセンサ、２２…操舵角センサ、２３…ペダルストロークセンサ、３０…ナビゲーションＥＣＵ、３１…受信機、３２…ジャイロセンサ、３３…地図情報記憶手段、４０…ブレーキアクチュエータ、４１…ホイールシリンダ。

Claims (9)

1. 各車輪に配置された電磁誘導型車輪速センサの出力に基づいて車両の走行制御を行う走行制御装置であって、
   前記車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズを検出する外部ノイズ検出手段と、
   前記車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズの発生を予測する外部ノイズ予測手段と、を備えており、
   外部ノイズを検出した場合、および、外部ノイズの発生を予測した場合に、車両の走行制御を禁止するか、制御を実行しにくい側へ制御実行条件を変更することを特徴とする走行制御装置。
2. 前記走行制御は、制駆動力制御であって、外部ノイズを検出した場合には、制駆動力制御を禁止し、外部ノイズを検出していないが外部ノイズの発生が予測される場合には、制駆動力制御の実行条件を実行しにくい側へと変更することを特徴とする請求項１記載の走行制御装置。
3. 前記走行制御は、車輪のスリップを防止するための制駆動力制御であることを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. 車両の現在位置を判定する現在位置判定手段と、
   前記車輪速センサに外部要因が作用しうる地域の情報を格納した地域情報格納手段と、を備えており、
   前記外部ノイズ予測手段は、判定した現在位置と格納されている地域情報とを照合することで外部ノイズの発生を予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走行制御装置。
5. 前記外部要因が作用しうる地域とは、ロードヒータが敷設された地域、段差のある地域、送電線・通信施設に近接した地域のいずれか若くはその組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載の走行制御装置。
6. 各車輪に配置された電磁誘導型車輪速センサの故障診断を行う故障診断装置であって、
   前記車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズを検出する外部ノイズ検出手段と、
   前記車輪速センサの信号に重畳される外部要因に基づく外部ノイズの発生を予測する外部ノイズ予測手段と、を備えており、
   外部ノイズを検出した場合、および、外部ノイズの発生を予測した場合に、故障診断を禁止するか、故障診断のしきい値を故障と判定されにくい側へ変更することを特徴とする故障診断装置。
7. 外部ノイズを検出した場合には、故障診断を禁止し、外部ノイズを検出していないが外部ノイズの発生が予測される場合には、故障診断のしきい値を故障と判定されにくい側へ変更することを特徴とする請求項６記載の故障診断装置。
8. 車両の現在位置を判定する現在位置判定手段と、
   前記車輪速センサに外部要因が作用しうる地域の情報を格納した地域情報格納手段と、を備えており、
   前記外部ノイズ予測手段は、判定した現在位置と格納されている地域情報とを照合することで外部ノイズの発生を予測することを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の故障診断装置。
9. 前記外部要因が作用しうる地域とは、ロードヒータが敷設された地域、段差のある地域、送電線・通信施設に近接した地域のいずれか若くはその組み合わせであることを特徴とする請求項８に記載の故障診断装置。
   

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