JPH08119131A - Road surface slip condition detection device - Google Patents

Road surface slip condition detection device

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Publication number
JPH08119131A
JPH08119131A JP26423694A JP26423694A JPH08119131A JP H08119131 A JPH08119131 A JP H08119131A JP 26423694 A JP26423694 A JP 26423694A JP 26423694 A JP26423694 A JP 26423694A JP H08119131 A JPH08119131 A JP H08119131A
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JP
Japan
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road surface
residual
model
failure
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP26423694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamaguchi
裕之 山口
Masataka Osawa
正敬 大澤
Masanori Yamamoto
真規 山本
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: To detect slip condition of a road surface at an early time in the beginning stage of steering before a vehicle reaches a spinning state, by estimating the slip condition between wheels and road surface by the use of a sensor of general use without needing a special sensor such as a sensor for use in detecting steering reactive force. CONSTITUTION: A circuit 39 which computes every moment a residual between a fiducial condition quantity estimated and a detected condition quantity detected and accumulates time-sequential data of fiducial residuals in accordance with a difference between slip condition of a travelling road surface and that of a fiducial road surface. Circuits 42, 43 which accumulate time-sequential data of residual models in accordance with differences between slip condition of other road surfaces having pre-determined slip and that of the fiducial road surface. The slip condition of the travelling road surface is estimated by finding which of the other road surfaces having pre-determined slip is approximate to the travelling road surface by comparing a time sequence pattern of the time-sequential data of fiducial residuals with that of the time-sequential data of residual models.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は路面の滑り状態検出装置
に係り、特に、操舵角および運動状態量(ヨーレートや
横加速度等)の観測値から推定した車両状態推定量と、
車両の運動状態量の観測値との残差から路面の滑り状態
を検出する路面の滑り状態検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface slipping state detecting device, and more particularly to a vehicle state estimating amount estimated from observed values of steering angle and motion state amount (yaw rate, lateral acceleration, etc.),
The present invention relates to a road surface slipping state detecting device for detecting a road surface slipping state from a residual difference between a vehicle motion state quantity and an observed value.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の路面の滑り状態検出装置に関する
技術としては、2WS(2輪操舵)、4WS(4輪操
舵)車両に適用された特開平1−204865号公報、
4WS車両に適用された特開平4−230472号公報
等に記載されている技術が知られている。この従来の路
面の滑り状態検出装置の原理は、操舵角に対する路面か
らの反力の大きさが路面摩擦係数が低下するほど小さく
なることに着目し、該反力を専用に設けたロードセル等
により検出し、操舵角、車速との関係より路面の滑り状
態を判定するものである。そして、滑りやすい路面、す
なわち低摩擦係数路面と判定された場合、車両を安全側
に作動させるように制御系を構成している。
2. Description of the Related Art As a conventional technique relating to a road surface slipping state detecting device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-220485, which is applied to a 2WS (two-wheel steering) and a 4WS (four-wheel steering) vehicle,
A technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-230472, which is applied to a 4WS vehicle, is known. The principle of this conventional road surface slipping state detecting device is that the magnitude of the reaction force from the road surface with respect to the steering angle becomes smaller as the road surface friction coefficient decreases, and the reaction force is reduced by a dedicated load cell or the like. The slip state of the road surface is determined based on the relationship between the detected vehicle angle and the steering angle. The control system is configured to operate the vehicle on the safe side when it is determined that the road surface is slippery, that is, the road surface has a low friction coefficient.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の路面の滑り状態検出装置では、操舵角に
対する操舵反力がヒステリシス特性を有するため、路面
の滑りを判定するためには1周期以上にわたって操舵さ
れた反力情報を用いる必要がある。したがって、例えば
特開平1−204865号公報では路面が滑りやすい状
態、すなわち、低摩擦係数であると検出できても制御系
が作動する以前に低μ路スピンを起こす可能性がある。
However, in such a conventional road surface slipping state detecting device, since the steering reaction force with respect to the steering angle has a hysteresis characteristic, it takes one cycle or more to judge the slippage of the road surface. It is necessary to use the steered reaction force information. Therefore, for example, in JP-A-1-204865, there is a possibility that a low μ road spin will occur before the control system operates even if the road surface is slippery, that is, even if it can be detected that the friction coefficient is low.

【0004】この点、特開平4−230472号公報の
発明では、後輪の2〜3Hzの持続した微小操舵によ
り、ドライバの操舵以前から路面の滑り状態が判定でき
る。しかしながら、この技術では、後輪を操舵するアク
チュエータを必要とする。
In this respect, in the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-230472, the slip state of the road surface can be determined before the driver's steering by the minute steering of the rear wheels which continues at 2-3 Hz. However, this technique requires an actuator that steers the rear wheels.

【0005】また、これら従来の路面の滑り状態検出装
置では操舵反力を検出するために専用のセンサを設ける
必要がある。
Further, in these conventional road surface slipping state detecting devices, it is necessary to provide a dedicated sensor for detecting the steering reaction force.

【0006】更に、従来の路面摩擦係数の測定方法(特
開平3−264846号公報)は、定常円旋回時に操舵
角と横加速度との関係を示すスタビリティファクタが路
面摩擦係数に対応して変化することを利用したものであ
るが、一般路を走行した場合、必ずしも定常円旋回とな
らないため路面摩擦係数を測定できない場合がある。
Further, in the conventional road surface friction coefficient measuring method (Japanese Patent Laid-Open No. 3-264846), the stability factor indicating the relationship between the steering angle and the lateral acceleration during steady circle turning changes in accordance with the road surface friction coefficient. However, when traveling on a general road, the road surface friction coefficient may not be measured because it does not always make a steady circular turn.

【0007】そこで、本発明は、2WS、4WS等の車
両制御システムの如何にかかわらず、操舵反力を検出す
るためのセンサのような特殊なセンサを必要とすること
なく極一般的なセンサを用い、車輪と路面との滑り状態
を推定し、車両がスピン状態に至る前の操舵初期の段階
で早期に路面の滑り状態が検出することができる路面の
滑り状態検出装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a very general sensor without the need for a special sensor such as a sensor for detecting a steering reaction force, regardless of the vehicle control system such as 2WS or 4WS. An object of the present invention is to provide a road surface slipping state detecting device capable of estimating a slipping state between a wheel and a road surface and detecting the slipping state of the road surface early in the initial stage of steering before the vehicle reaches a spin state. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の路面滑り状態検出装置は、車両の操舵量、
横加速度、ヨーレート、車速を含む車両の運動に関する
状態量を検出する検出手段と、所定の滑りを有する基準
路面における基準車両運動モデル、及び前記基準路面と
異なる滑りを有する他の路面における車両運動モデルの
前記基準車両運動モデルからの変化量を予め記憶する車
両運動モデル記憶手段と、前記基準車両運動モデルと前
記検出手段で検出された検出状態量とに基づいて横加速
度及びヨーレートの少なくとも一方を基準状態量として
推定する基準状態量推定手段と、前記基準状態量推定手
段で推定された基準状態量と前記検出手段で検出された
検出状態量との残差を基準残差として演算する基準残差
演算手段と、前記基準残差演算手段で演算された基準残
差の時系列データを蓄積する基準残差時系列データ蓄積
手段と、前記車両運動モデルの基準車両運動モデルから
の変化量と前記検出手段で検出された検出状態量とに基
づいて横加速度及びヨーレートの少なくとも一方の残差
モデル値を他の路面について演算する残差モデル演算手
段と、前記残差モデル演算手段で演算された残差モデル
値の時系列データを蓄積する残差モデル時系列データ蓄
積手段と、蓄積された基準残差時系列データと残差モデ
ル時系列データとの時系列パターンとを比較して路面の
滑り状態を推定する路面滑り状態推定手段と、からなる
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a road surface slip state detecting device of the present invention is provided with a steering amount of a vehicle,
Detecting means for detecting a state quantity relating to vehicle motion including lateral acceleration, yaw rate, vehicle speed, reference vehicle motion model on a reference road surface having a predetermined slip, and vehicle motion model on another road surface having a slip different from the reference road surface Vehicle motion model storage means for storing in advance the amount of change from the reference vehicle motion model, and at least one of lateral acceleration and yaw rate as a reference based on the reference vehicle motion model and the detected state quantity detected by the detection means. A reference state quantity estimating means for estimating as a state quantity; a reference residual for calculating a residual between the reference state quantity estimated by the reference state quantity estimating means and the detected state quantity detected by the detecting means as a reference residual. Calculating means, reference residual time series data accumulating means for accumulating time series data of the reference residual calculated by the reference residual calculating means, and the vehicle Residual model calculation means for calculating a residual model value of at least one of lateral acceleration and yaw rate for another road surface based on the amount of change of the dynamic model from the reference vehicle motion model and the detected state quantity detected by the detection means. And a residual model time series data accumulating means for accumulating time series data of residual model values calculated by the residual model calculating means, and accumulated standard residual time series data and residual model time series data. And a road surface slipping state estimating means for estimating the slipping state of the road surface by comparing the time series pattern of.

【0009】[0009]

【作用】本発明は、推定された基準状態量と検出された
検出状態量との残差を基準残差として時々刻々演算し、
走行路面と基準路面との滑り状態の違いに応じた基準残
差の時系列データを蓄積する。また、所定の滑りを有す
る他の路面と基準路面との滑り状態の相違に応じた残差
モデル値を演算し、この残差モデル値の時系列データを
蓄積する。そして、基準残差モデル時系列データと残差
モデル時系列データとの時系列パターンを比較すること
によって、走行路面が所定の滑りを有する他の路面のど
れに近いかによって路面の滑り状態を推定する。
According to the present invention, the residual between the estimated reference state quantity and the detected detection state quantity is momentarily calculated as the reference residual,
Time series data of reference residuals according to the difference in slippage between the traveling road surface and the reference road surface is accumulated. Further, the residual model value is calculated according to the difference in the slip state between the other road surface having a predetermined slip and the reference road surface, and the time series data of the residual model value is accumulated. Then, by comparing the time series patterns of the reference residual model time series data and the residual model time series data, the slip state of the road surface is estimated depending on which of the other road surfaces the running road surface has a predetermined slip. To do.

【0010】一般路面を走行する場合、道路の曲率等に
より操舵角は時々刻々変化するため、必ずしも定常円旋
回とならないが、本発明においては、時々刻々変化する
操舵角は、検出状態量として基準車両運動モデル中で考
慮されており、基準車両運動モデルと検出状態量とに基
づいて演算される基準状態量と検出状態量との残差は操
舵角とは分離されているため、操舵角が変化しても支障
はない。
When traveling on a general road surface, since the steering angle changes every moment due to the curvature of the road, etc., it does not always become a steady circular turn. However, in the present invention, the steering angle which changes every moment is a reference as a detected state quantity. Since the difference between the reference state quantity and the detected state quantity calculated based on the reference vehicle movement model and the detected state quantity is separated from the steering angle, the steering angle is There is no problem even if it changes.

【0011】本発明の路面滑り状態検出装置によれば、
車両運動モデルを設定した路面と異なる滑り状態の路面
を走行した場合は、ハンドルを操舵すると横加速度及び
ヨーレートの少なくとも一方に残差が発生し、その残差
時系列データを残差モデル時系列データと照合すること
により、2WS、4WS車両に拘らず操舵初期の段階で
路面の滑り状態が検出できる。従って、スピンに至る前
に各路面の滑り状態に応じた制御系に切り換えることが
でき安全な走行に寄与することができる。また、操舵反
力の検出の必要がないため特殊なセンサを設ける必要も
ない。
According to the road surface slip detecting device of the present invention,
When the vehicle is running on a slip surface that is different from the road surface for which the vehicle motion model is set, when the steering wheel is steered, a residual error occurs in at least one of lateral acceleration and yaw rate, and the residual time series data is used as the residual model time series data. By comparing with, the slip state of the road surface can be detected at the initial steering stage regardless of whether the vehicle is a 2WS or 4WS vehicle. Therefore, it is possible to switch to the control system according to the slip state of each road surface before the spin, which contributes to safe running. Further, since it is not necessary to detect the steering reaction force, it is not necessary to provide a special sensor.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1には、本発明が適用された4WS車両
の概略が示されている。本実施例の4WS車両は、質量
m、ヨー慣性Iの車体10と、操舵装置としてのハンド
ル12と、コーナリングパワーCfのタイヤ特性を持つ
前輪用タイヤ14と、コーナリングパワーCrのタイヤ
特性を持つ後輪用タイヤ16と、タイヤ16に対する後
輪制御量を算出するコントローラ18と、後輪制御量に
より後輪用タイヤ16を操舵・駆動するアクチュエータ
62とから構成されている。
FIG. 1 schematically shows a 4WS vehicle to which the present invention is applied. The 4WS vehicle of the present embodiment has a vehicle body 10 having a mass m and a yaw inertia I, a steering wheel 12 as a steering device, a front wheel tire 14 having a tire characteristic of cornering power Cf, and a rear tire having a tire characteristic of cornering power Cr. The wheel tire 16 includes a controller 18 that calculates a rear wheel control amount for the tire 16, and an actuator 62 that steers and drives the rear wheel tire 16 based on the rear wheel control amount.

【0014】また、この4WS車両には、ヨーレートセ
ンサ20と、加速度センサ22と、舵角センサ24と、
車速センサ26と、信号処理回路28と、路面の滑り状
態検出装置30とが設けられている。
The 4WS vehicle has a yaw rate sensor 20, an acceleration sensor 22, a steering angle sensor 24,
A vehicle speed sensor 26, a signal processing circuit 28, and a road surface slipping state detection device 30 are provided.

【0015】 相当する前輪操舵角δfを検出し、車速センサ26は車
速Vcを検出する。そして、これら各センサの検出記号
は、信号処理回路28で増幅される。
[0015] The corresponding front wheel steering angle δf is detected, and the vehicle speed sensor 26 detects the vehicle speed Vc. Then, the detection symbols of these sensors are amplified by the signal processing circuit 28.

【0016】4WS車両の操舵により発生し、ヨーレー
トセンサ20で検出されたヨーレー る。コントローラ18は、アクチュエータ62を介して
後輪用タイヤ16を制御し、速応性を高めている。な
お、それぞれの車両定数値は実験等により予め測定され
たものを用いている。本実施例では、後述する表1に示
すような定数値が用いられる。
The yaw rate generated by the steering of the 4WS vehicle and detected by the yaw rate sensor 20. You. The controller 18 controls the rear wheel tire 16 via the actuator 62 to improve the quick response. The vehicle constant values used are those measured in advance by experiments or the like. In this embodiment, constant values as shown in Table 1 described later are used.

【0017】また、信号処理回路28において増幅され
た上記各センサの検出信号は、路面の滑り状態検出装置
30へ向け出力される。路面の滑り状態検出装置30
は、路面の滑りを検出すると共に、4WS車両の操舵制
御系における故障を検出するものである。したがって、
センサ故障が検出された場合、路面の滑り状態検出を中
止し信頼性を向上することができる。路面の滑り状態検
出装置30による路面の滑り状態および故障検出結果
は、コントローラ18へ入力され、アクチュエータある
いはセンサが故障であることが検出されれば4WS制御
および路面の滑り状態の検出を中止し、一方、路面が滑
りやすい状態であることが検出されれば、4WS制御則
を変化させて車両を安全側に作動させる。
Further, the detection signals of the respective sensors amplified in the signal processing circuit 28 are outputted to the road surface slipping state detecting device 30. Road surface slippage detection device 30
Is for detecting slippage on the road surface and for detecting a failure in the steering control system of the 4WS vehicle. Therefore,
When a sensor failure is detected, the slippage state detection of the road surface can be stopped to improve reliability. The slip state of the road surface and the failure detection result by the road surface slip state detection device 30 are input to the controller 18, and if it is detected that the actuator or the sensor is out of order, the 4WS control and the detection of the slip state of the road surface are stopped. On the other hand, if it is detected that the road surface is slippery, the 4WS control law is changed to operate the vehicle on the safe side.

【0018】本実施例では、路面の滑り状態検出装置3
0によって、加速度センサ22の故障、ヨーレート
センサ20の故障、後輪アクチュエータ62の故障、
路面の滑り状態の検出を行なうようにしている。
In this embodiment, the road surface slipping state detecting device 3 is used.
0, failure of the acceleration sensor 22, failure of the yaw rate sensor 20, failure of the rear wheel actuator 62,
The slip condition of the road surface is detected.

【0019】以下の説明では、滑りにくい路面を基準路
面、滑りやすい路面を基準路面と異なる路面あるいは単
に異なる路面と呼ぶことにし、滑りやすさの度合いに応
じて1つあるいは複数の基準路面と異なる路面が存在す
るものと仮定する。
In the following description, a non-slip road surface will be referred to as a reference road surface, and a slippery road surface will be referred to as a road surface different from the reference road surface or simply different road surface. Suppose there is a road surface.

【0020】図2には、路面の滑り状態検出装置30の
ブロック図が示され、図3には図2における路面の滑り
状態検出回路38の詳細なブロック図が示されている。
FIG. 2 is a block diagram of the road surface slipping state detecting device 30, and FIG. 3 is a detailed block diagram of the road surface slipping state detecting circuit 38 in FIG.

【0021】本実施例の路面の滑り状態検出装置30
は、基準路面の車両運動モデルのテーブルを記憶したメ
モリ32と、状態量推定回路33と、車両のすべり角推
定回路34と、残差演算回路36と、路面の滑り状態検
出回路38とを含んで構成されている。
A road surface slipping state detecting device 30 according to the present embodiment.
Includes a memory 32 storing a table of a vehicle motion model of a reference road surface, a state quantity estimating circuit 33, a vehicle slip angle estimating circuit 34, a residual calculating circuit 36, and a road surface slipping state detecting circuit 38. It is composed of.

【0022】また、図3に示すように、路面の滑り状態
検出回路38は、基準残差時系列データ蓄積回路39
と、各異なる路面における基準路面からの車両運動モデ
ルの変化量のテーブルを記憶したメモリ40と、センサ
時系列データ蓄積回路41と、残差モデル時系列データ
演算回路42と、残差モデル時系列データ蓄積回路43
と、路面の滑り状態推定回路44とを含んで構成されて
いる。
Further, as shown in FIG. 3, the road slip state detecting circuit 38 includes a reference residual time series data storage circuit 39.
A memory 40 that stores a table of the amount of change of the vehicle motion model from the reference road surface on each different road surface, a sensor time series data storage circuit 41, a residual model time series data calculation circuit 42, and a residual model time series. Data storage circuit 43
And a road surface slipping state estimation circuit 44.

【0023】状態量推定回路33は、メモリ32に記憶
された基準路面のモデルおよび入力 車両のすべり角推定回路34は、信号処理回路28で増
幅されたヨーレートセンサ20、加速度センサ22、車
速センサ26の検出値より車両のすべり角βを推定し、
路面の滑り状態検出装置38へ向け出力する。
The state quantity estimating circuit 33 inputs the model and the input of the reference road surface stored in the memory 32. The slip angle estimating circuit 34 of the vehicle estimates the slip angle β of the vehicle from the detection values of the yaw rate sensor 20, the acceleration sensor 22, and the vehicle speed sensor 26 amplified by the signal processing circuit 28,
It outputs to the road surface slippage detecting device 38.

【0024】残差演算回路36は、信号処理回路28で
増幅されたヨーレートセンサ20および加速度センサ2
2の検出値と、状態量推定回路32の推定値との残差を
演算し、路面の滑り状態検出回路38へ出力する。
The residual calculation circuit 36 includes a yaw rate sensor 20 and an acceleration sensor 2 amplified by the signal processing circuit 28.
The residual between the detected value of 2 and the estimated value of the state quantity estimating circuit 32 is calculated and output to the road slip state detecting circuit 38.

【0025】路面の滑り状態検出回路38の基準残差時
系列データ蓄積回路39は、残差演
The reference residual time series data storage circuit 39 of the road surface slipping state detection circuit 38 uses the residual difference

【0026】また、センサ時系列データ蓄積回路41
は、残差時系列データと同じ一定時間 タを蓄積する。残差モデル時系列データを演算する残差
モデル時系列データ演算回路42は、メモリ40に記憶
されている各路面の基準路面からのモデル変化量 系列データと同じ一定時間毎にサンプリングした同じデ
ータ長の残差モデル時系列データとして残差モデル時系
列データ蓄積回路43に記憶する。さらに、残差モデル
時系列データ蓄積回路43には、加速度センサ22、ヨ
ーレートセンサ20、後輪アクチュエータ62の故障時
の3つの残差モデルが同じく残差モデル時系列データと
して予め記憶されている。したがって、基準路面と異な
る路面モデルおよび故障モデルとして計m組(m≧4)
の残差モデルが用意されることになる。
The sensor time series data storage circuit 41 is also provided.
Is the same fixed time as the residual time series data Accumulate data. The residual model time series data calculation circuit 42 for calculating the residual model time series data is provided with a model change amount of each road surface stored in the memory 40 from the reference road surface. It is stored in the residual model time series data storage circuit 43 as residual model time series data of the same data length sampled at the same fixed time intervals as the series data. Further, in the residual model time series data storage circuit 43, three residual models at the time of failure of the acceleration sensor 22, the yaw rate sensor 20, and the rear wheel actuator 62 are similarly stored in advance as residual model time series data. Therefore, a total of m sets (m ≧ 4) as road surface models and failure models different from the reference road surface
The residual model of will be prepared.

【0027】4WS車両の操舵制御系が正常な場合に
は、センサ20、22の検出値と、状態量推定回路33
の推定値の値は略等しくなるため、残差演算回路36か
ら出力される残差は略0となる。これに対し、操舵制御
系における何らかの故障の発生、あるいは異なる路面で
の操舵開始と共に、センサ20、22の検出信号と推定
値との値が異なったものとなり、残差が発生する。そこ
で、残差を過去の時点から現時点までをある時間に区切
って取り出し(Window(ウインド))、残差を時
系列パターンとして捉えると、各路面、各故障に応じて
特有の残差パターンを示すことになる。
When the steering control system of the 4WS vehicle is normal, the detection values of the sensors 20 and 22 and the state quantity estimating circuit 33 are detected.
Since the estimated values of 1 are approximately equal, the residual output from the residual calculation circuit 36 is approximately 0. On the other hand, when some kind of failure occurs in the steering control system or when steering is started on a different road surface, the detection signals of the sensors 20 and 22 differ from the estimated value, and a residual error occurs. Therefore, when the residual is taken out from the past time point to the present time point by dividing it into a certain time (Window) and the residual error is captured as a time series pattern, a unique residual pattern is shown according to each road surface and each failure. It will be.

【0028】路面の滑り状態検出回路44は、入力され
る残差時系列データと異なる各路面および各故障に応じ
た1〜m組の残差モデル時系列データとから、操舵制御
系に発生した故障箇所および路面の滑り度合いを特定す
るよう構成されている。すなわち、本実施例の路面の滑
り状態検出回路38は、基準残差時系列データ蓄積回路
39の残差時系列パターンと残差モデル時系列データ蓄
積回路43の残差モデル時系列パターンとを、所定のル
ーチンに従ってパターン照合演算処理し、最も一致度の
高い残差モデルより、発生した故障がヨーレートセンサ
20の故障であるか、加速度センサ22の故障である
か、後輪アクチュエータ62の故障であるかを判断する
か、あるいは路面の滑り度合いを判定するよう構成され
ている。
The road surface slipping state detection circuit 44 is generated in the steering control system from the input residual time series data and 1 to m sets of residual model time series data corresponding to different road surfaces and failures. It is configured to specify the failure point and the degree of slippage of the road surface. That is, the road surface slipping state detection circuit 38 of the present embodiment calculates the residual time series pattern of the reference residual time series data storage circuit 39 and the residual model time series pattern of the residual model time series data storage circuit 43 as The pattern matching calculation process is performed according to a predetermined routine, and the failure that occurs is the failure of the yaw rate sensor 20, the acceleration sensor 22, or the failure of the rear wheel actuator 62 according to the residual model with the highest degree of matching. It is configured to judge whether or not the road surface slips.

【0029】このようにして、本実施例の路面の滑り状
態検出装置によれば、操舵初期の段階で路面の滑り度合
いが検出できる。したがって、スピンに至る前に路面の
滑り度合いに応じた制御系に切り換えることができ安全
な走行に寄与することができる。また、操舵制御系にお
いて発生するヨーレートセンサ20、加速度センサ2
2、および後輪アクチュエータ62のわずかな故障を迅
速かつ正確に検出することができ、コントローラを安全
側に作動させることができる。さらに路面の滑り状態検
出に用いる加速度センサ、ヨーレートセンサの故障が検
出できることにより、路面の滑り状態検出に対する信頼
性を向上することが可能となる。ただし、本実施例では
故障検出についても述べるため、4WS車両を採り上げ
たが、2WS車両についても同様に適用することが可能
である。また、推定する基準状態量 て推定しても同様に適用することが可能である。
In this way, according to the road surface slippage detecting apparatus of this embodiment, the degree of slippage of the road surface can be detected at the initial stage of steering. Therefore, it is possible to switch to a control system according to the degree of slippage of the road surface before the spin, which contributes to safe driving. Further, the yaw rate sensor 20 and the acceleration sensor 2 generated in the steering control system
2 and a slight failure of the rear wheel actuator 62 can be detected quickly and accurately, and the controller can be operated safely. Further, since the failure of the acceleration sensor and the yaw rate sensor used for detecting the slip state of the road surface can be detected, the reliability of the slip state detection of the road surface can be improved. However, in the present embodiment, since the failure detection is also described, the 4WS vehicle is selected, but the same can be applied to the 2WS vehicle. Also, the standard state quantity to be estimated It is possible to apply the same in the same way even if estimated.

【0030】次に、本実施例の具体的な構成および動作
を詳細に説明する。本実施例では、 、GLR(Generalized Likeliho
od Ratio)手法を用いている。このGLR手法
の詳細は以下の文献等で述べられている。
Next, the specific structure and operation of this embodiment will be described in detail. In this embodiment, , GLR (Generalized Likeliliho
od Ratio) method is used. Details of this GLR method are described in the following documents and the like.

【0031】1)著者名:A.S.Willsky 文献名:A Survey of Design Me
thods for Failure Detecti
on in Dynamic Systems,Aut
omatica,Vol.12,pp601〜611,
1976 2)著者名:A.S.Willsky and H.
L.Jones 文献名:A Generalized Likelih
ood Ratio Approach to the
Detection and Estimation
of Jumps in Linear Syste
ms,IEEE Trans.Auto.Contr.
Vol.AC−21.NO.2,pp108〜,19
76 このGLR法の概略を図4を参照して説明する。GLR
法は故障検出を目的に開発されたもので、まず、故障検
出対象を数学モデルで表しカルマンフィルタにより状態
推定系を構成する。そして、各故障に対して、対象のセ
ンサ出力Yとカ 故障モデルとして計算しておく。そこで、GLR法では
実際に得られた残差時系列パターンと各故障モデルの残
差時系列パターンとの統計的な照合によって故障箇所、
故障の大きさ、故障発生時刻の特定を行う。
1) Author name: A. S. Willsky Literature name: A Survey of Design Me
hows for Failure Detecti
on in Dynamic Systems, Aut
Omatica, Vol. 12, pp601-611,
1976 2) Author name: A. S. Willsky and H.M.
L. Jones Reference name: A Generalized Likelilih
od Ratio Approach to the
Detection and Estimation
of Jumps in Linear System
ms, IEEE Trans. Auto. Contr.
Vol. AC-21. NO. 2, pp108-, 19
76 The outline of the GLR method will be described with reference to FIG. GLR
The method was developed for the purpose of fault detection. First, the fault estimation target is represented by a mathematical model and a state estimation system is constructed by a Kalman filter. Then, for each failure, the target sensor output Y and Calculate as a failure model. Therefore, in the GLR method, a failure location is obtained by statistically matching the residual time series pattern actually obtained with the residual time series pattern of each failure model.
The size of the failure and the time when the failure occurred are specified.

【0032】まず、故障・路面の滑り状態検出を行なう
ための検出系の設計を行う。故障・路面の滑り状態検出
系の設計は以下の手順で行う。以下の具体的な設計にお
ける車速Vc は、Vc =22.22m/s(=80km
/h)を用いた。
First, a detection system for detecting a failure / slip condition on the road surface is designed. The failure / road slip condition detection system is designed in the following procedure. The vehicle speed V c in the following specific design is V c = 22.22 m / s (= 80 km
/ H) was used.

【0033】1)車両モデル化 車両の運動方程式は、方式で表される。1) Vehicle Modeling The vehicle equation of motion is represented by a system.

【0034】[0034]

【数1】 [Equation 1]

【0035】次の表1は、(1)、(2)式で用いた記
号の定義および各定数を示したもの 、Vc は車速[m/s]、δfは前輪操舵角[ra
d]、uは後輪制御量[rad]である。
Table 1 below shows the definitions of the symbols used in the expressions (1) and (2) and the respective constants. , V c is the vehicle speed [m / s], δf is the front wheel steering angle [ra
d] and u are rear wheel control amounts [rad].

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】後輪制御量uは次式により算出する。The rear wheel control amount u is calculated by the following equation.

【0038】[0038]

【数2】 [Equation 2]

【0039】さらに、車両のすべり角がβがβ≪1[r
ad]が成り立つ範囲では横加速度
Further, the slip angle β of the vehicle is β << 1 [r
lateral acceleration within the range

【0040】[0040]

【数3】 (Equation 3)

【0041】 [0041]

【0042】上記(1)式〜(4)式を用いて車両の運
動モデルを状態方程式で表すと次式のようになる。
When the motion model of the vehicle is represented by the state equation using the above equations (1) to (4), the following equation is obtained.

【0043】[0043]

【数4】 [Equation 4]

【0044】ただし、However,

【0045】[0045]

【数5】 (Equation 5)

【0046】であり、X,U,Yにおける添え字Tは転
置を表す。そして、qはシステムノイズ、wはセンサノ
イズを表し、F,Gはシステムノイズベクトルである。
(5)、(6)式におけるA,B,C,Dは次のとおり
のマトリックスである。
The subscript T in X, U and Y represents transposition. Further, q represents system noise, w represents sensor noise, and F and G are system noise vectors.
A, B, C, and D in the equations (5) and (6) are matrices as follows.

【0047】[0047]

【数6】 (Equation 6)

【0048】この(8)式に表1の各数値を代入し、サ
ンプリング周期8msで零次ホールドにより離散化する
と次のようになる。
Substituting each numerical value of Table 1 into the equation (8) and discretizing it by the zero-order hold at the sampling period of 8 ms is as follows.

【0049】[0049]

【数7】 (Equation 7)

【0050】ただし、kは時間刻み(時刻)を表す。ま
た、(9)、(10)式におけるA〜Gの各マトリック
スは、連続系表現された(5)、(6)式と同じ表記を
用いているが、内容は異なるので注意されたい。
However, k represents a time step (time). Further, although the matrices A to G in the expressions (9) and (10) use the same notation as the expressions (5) and (6) expressed in the continuous system, note that the contents are different.

【0051】また、A,B,C,Dマトリックスは次の
とおりになる。
The A, B, C and D matrices are as follows.

【0052】[0052]

【数8】 (Equation 8)

【0053】2)車両状態量の推定系設計 状態量推定回路33は上記(9)、(10)式を用い、
車両のヨーレートおよび横加速度を推定演算するが、運
動状態の推定演算には次式のカルマンフィルタを用い
る。
2) Vehicle state quantity estimation system design The state quantity estimation circuit 33 uses the above equations (9) and (10),
The yaw rate and lateral acceleration of the vehicle are estimated and calculated, and the Kalman filter of the following equation is used for the estimation and calculation of the motion state.

【0054】[0054]

【数9】 [Equation 9]

【0055】上記(13)式のKがカルマンフィルタゲ
インであり、カルマンフィルタでは、システムノイズ分
散Qとセンサノイズ分散Rとを用いてゲイン算出を行
う。まず、システムノイズとして前輪に横力q(q=2
000N)が加わるとして、次のシステムノイズベクト
ルF,Gを想定した。
K in the equation (13) is the Kalman filter gain, and the Kalman filter calculates the gain using the system noise variance Q and the sensor noise variance R. First, the lateral force q (q = 2) is applied to the front wheels as system noise.
000 N) is added, the following system noise vectors F and G are assumed.

【0056】[0056]

【数10】 [Equation 10]

【0057】システムノイズベクトルF,Gを(11)
式のAマトリックスを用い、サンプリング周期8msで
零次ホールドにより離散化すると次式となる。
The system noise vectors F and G are (11)
When the A matrix of the equation is used and the discretization is performed by the zero-order hold with the sampling period of 8 ms, the following equation is obtained.

【0058】[0058]

【数11】 [Equation 11]

【0059】また、システムノイズ分散Qは次のように
設定する。 Q=4×106 (17) 一方、センサのノイズ分散Rは実車走行データをもとに
算出した結果、次のようであった。
The system noise variance Q is set as follows. Q = 4 × 10 6 (17) On the other hand, the noise variance R of the sensor was as follows as a result of calculation based on the actual vehicle traveling data.

【0060】[0060]

【数12】 (Equation 12)

【0061】以上のもとで算出されたカルマンフィルタ
ゲインKを次に示す。
The Kalman filter gain K calculated based on the above is shown below.

【0062】[0062]

【数13】 (Equation 13)

【0063】また、アップデート後の残差の共分散Vは
次のようになった。
The covariance V of the residual after the update is as follows.

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】3)故障のモデル化 上記(9)、(10)式の車両モデルを用いてセンサ、
アクチュエータ故障を離散系で表すと次式となる。
3) Modeling of Faults Using the vehicle models of the above equations (9) and (10), sensors,
The actuator failure is expressed as a discrete system as follows.

【0066】[0066]

【数15】 (Equation 15)

【0067】ただし、fはアクチュエータ故障を表すイ
ベントベクトルであり、gはアクチュエータ故障および
センサ故障を表すイベントベクトルである。そして、添
え字iは故障箇所を表し、アクチュエータ(i=1)、
加速度センサ(i=2)、ヨーレートセンサ(i=3)
とする。また、τは故障発生時刻を表し、νは故障の大
きさを表すスカラである。そして、τ、νはともに未知
パラメータで、これは後述のGLR値を計算する際に明
らかとなる。
However, f is an event vector representing an actuator failure, and g is an event vector representing an actuator failure and a sensor failure. The subscript i represents a failure point, and the actuator (i = 1),
Acceleration sensor (i = 2), yaw rate sensor (i = 3)
And Further, τ represents a failure occurrence time, and ν is a scalar representing the size of the failure. Both τ and ν are unknown parameters, which will become clear when calculating the GLR value described later.

【0068】故障が生じた場合次のようになる。When a failure occurs, the following occurs.

【0069】[0069]

【数16】 [Equation 16]

【0070】 式において、fi ν=0,gi ν=0(故障がない)と
して計算した値である。αi (k),βi (k),μi
(k),pi (k)は故障に応じた修正項で、以下の式
により事前に計算できる。
[0070] In the formula, it is a value calculated as f i ν = 0 and g i ν = 0 (no failure). α i (k), β i (k), μ i
(K) and p i (k) are correction terms according to the failure, and can be calculated in advance by the following formula.

【0071】[0071]

【数17】 [Equation 17]

【0072】以上より、故障モデルとして故障発生時刻
τを起点に、横加速度およびヨーレートの残差パターン
ρi (k)を作成する。ただし、計算機メモリの制約上
から作成する残差時系列パターンの長さ(Windo
w)は40サンプリングとする。
From the above, the residual pattern ρ i (k) of the lateral acceleration and the yaw rate is created from the failure occurrence time τ as a failure model. However, the length of the residual time series pattern (Windo
w) is 40 samplings.

【0073】まず、アクチュエータ故障のイベントベク
トルf1,g1は次のように表される。
First, the actuator failure event vectors f 1 and g 1 are expressed as follows.

【0074】[0074]

【数18】 (Equation 18)

【0075】(31)、(32)式に車両諸元を代入す
ると次式のようになる(なお、f1についてはサンプリン
グ周期8ms、零次ホールドで離散化した)。
Substituting the vehicle specifications into the equations (31) and (32) gives the following equation (note that f 1 is discretized with a sampling cycle of 8 ms and a zero-order hold).

【0076】[0076]

【数19】 [Formula 19]

【0077】アクチュエータ故障モデルρ1 作成の際、
初期値は次のように設定する。
When creating the actuator failure model ρ 1 ,
The initial value is set as follows.

【0078】[0078]

【数20】 (Equation 20)

【0079】ただし、However,

【0080】[0080]

【数21】 [Equation 21]

【0081】加速度センサおよびヨーレートセンサの故
障ベクトルを次式に示す。 加速度センサ故障 :g2=[1 0]T (39) ヨーレートセンサ故障:g3=[0 1]T (40) センサ故障モデルp2,3 の初期値は、次のとおりであ
る。
The failure vector of the acceleration sensor and the yaw rate sensor is shown in the following equation. Acceleration sensor failure: g 2 = [10 0] T (39) Yaw rate sensor failure: g 3 = [01 1] T (40) The initial values of the sensor failure model p 2,3 are as follows.

【0082】[0082]

【数22】 [Equation 22]

【0083】ただし、β2,3 は次のとおりである。However, β 2,3 is as follows.

【0084】[0084]

【数23】 (Equation 23)

【0085】以上、得られたアクチュエータ故障モデル
ρ1 を図5、加速度センサ故障モデルρ2 を図6、ヨー
レートセンサ故障モデルρ3 を図7に示す。
The actuator failure model ρ 1 thus obtained is shown in FIG. 5, the acceleration sensor failure model ρ 2 is shown in FIG. 6, and the yaw rate sensor failure model ρ 3 is shown in FIG.

【0086】4)基準路面と異なる路面モデル 滑りやすい路面の走行ではコーナリングフォースの低下
を生じるが、この低下を平均的なコーナリングパワーC
f,Crの低下と仮定する。これを、図8に示す。この
仮定を確認するため、低摩擦係数路面(μ=0.25〜
0.35)走行時の実験結果をもとに、コーナリングパ
ワーCf,Crを試行錯誤に合わせ込み調べた。その結
果、表1の車両諸元に対しCf,Crは0.5倍に低下
していることがわかった。図9は、高摩擦係数路面走行
結果に対して(9)〜(11)式の車両モデルの一致度
合いを調べたものであり、図10は低摩擦係数路面走行
結果に対してCf,Crを0.5倍として同じように車
両モデルの一致度合いを調べたものである(車速はいず
れも80km/h)。ただし、実験データからの入力と
しては前輪操舵角のみを用い、後輪制御量uは計算され
たヨーレートを0.1倍((3)式)して算出したもの
を用いた。図9、10より、高、低摩擦係数路面走行と
もに、実験結果に対して車両モデルは良好な一致度合い
を示している。
4) Road surface model different from the reference road surface When running on a slippery road surface, the cornering force decreases, but this decrease is an average cornering power C.
It is assumed that f and Cr decrease. This is shown in FIG. In order to confirm this assumption, a low friction coefficient road surface (μ = 0.25-0.25
0.35) The cornering powers Cf and Cr were examined by trial and error based on the experimental results during running. As a result, it was found that Cf and Cr were reduced to 0.5 times the vehicle specifications in Table 1. FIG. 9 shows the degree of agreement between the vehicle models of the expressions (9) to (11) for the high friction coefficient road surface traveling result, and FIG. 10 shows Cf and Cr for the low friction coefficient road surface traveling result. The degree of coincidence between vehicle models was similarly examined at 0.5 times (vehicle speed is 80 km / h in each case). However, only the front wheel steering angle was used as input from the experimental data, and the rear wheel control amount u was calculated by multiplying the calculated yaw rate by 0.1 (Equation (3)). From FIGS. 9 and 10, the vehicle model shows a good degree of agreement with the experimental results for both high and low friction coefficient road surface running.

【0087】したがって、高摩擦係数路面(基準路面)
で設定されたCf,Crが、路面μの変化によりΔC
f,ΔCrだけ変化したとすると、車両は次式で表され
る(ただし、連続系で表した)。
Therefore, a high friction coefficient road surface (reference road surface)
Cf and Cr set in step 2 are changed by ΔC due to changes in road surface μ.
If only f and ΔCr are changed, the vehicle is represented by the following equation (however, it is represented by a continuous system).

【0088】[0088]

【数24】 [Equation 24]

【0089】[0089]

【数25】 (Equation 25)

【0090】また、(46)、(47)式を離散系で表
すと次式となる。
Further, when the equations (46) and (47) are expressed in a discrete system, the following equation is obtained.

【0091】[0091]

【数26】 (Equation 26)

【0092】なお、σはユニット・ステップ関数で、高
摩擦係数路面(基準路面)走行時はσ=0、低摩擦係数
路面(異なる路面)走行時はσ=1であり、τは操舵開
始による残差発生時刻を表すものである。また、(4
9)、(50)式におけるA〜GおよびΔA〜ΔDは
(46)、(47)式と同じ表記を用いているが、内容
は異なるので注意されたい。
Σ is a unit step function, σ = 0 when traveling on a high friction coefficient road surface (reference road surface), σ = 1 when traveling on a low friction coefficient road surface (different road surface), and τ depends on the start of steering. It represents the residual occurrence time. In addition, (4
Note that A to G and ΔA to ΔD in the equations (9) and (50) have the same notation as the equations (46) and (47), but the contents are different.

【0093】ここで、(21)、(22)式に示すよう
なモデル変化としてのfi , i に相当する部分を(4
8)式のマトリックス変化ΔA,ΔB,ΔC,ΔDで記
述すると、ベクトルとマトリックスの加算になるため、
ベクトル故障入力型のGLRでは、モデル変化検出が適
用できない。そこで、状態量Xおよび制御量Uを用いて
モデル変化を次のようにベクトル化する。
Here, the part corresponding to f i and g i as model changes as shown in equations (21) and (22) is replaced by (4
Describing the matrix changes ΔA, ΔB, ΔC, and ΔD in the equation 8), since the vector and the matrix are added,
Model change detection cannot be applied to the vector fault input type GLR. Therefore, the model change is vectorized as follows using the state quantity X and the control quantity U.

【0094】[0094]

【数27】 [Equation 27]

【0095】 の疑似積分により推定した信号を用いることにする。す
なわち、車両のすべり角βは次式を用いて推定する。
[0095] The signal estimated by the pseudo integration of is used. That is, the slip angle β of the vehicle is estimated using the following equation.

【0096】[0096]

【数28】 [Equation 28]

【0097】ただし、sラプラスの演算子であり、ま
た、T=0.6366s(カットオフ周波数f=0.2
5Hz)とした。(54)式を状態方程式で表し、サン
プリング周期8ms、零次ホールドにより離散化すると
次式となる。
However, s is a Laplace operator, and T = 0.6366s (cutoff frequency f = 0.2).
5 Hz). The equation (54) is represented by a state equation and is discretized by a zero-order hold with a sampling period of 8 ms, which results in the following equation.

【0098】[0098]

【数29】 [Equation 29]

【0099】そして、(51)〜(53)式におけるh
はコーナリングパワーCf,Crの変化度合いに対応し
た添え字で、基準路面におけるコーナリングパワーC
f,Crの0.25倍に低下した時をh=4、0.5倍
に低下した時をh=5、0.75倍に低下した時をh=
6とする。
Then, h in the equations (51) to (53)
Is a subscript corresponding to the degree of change in the cornering powers Cf and Cr, and is the cornering power C on the reference road surface.
f and Cr are h = 4 when they are reduced to 0.25 times, h = 5 when they are reduced to 0.5 times, and h = when they are reduced to 0.75 times.
6

【0100】Cf,Cr=0.25の場合のΔA4 〜Δ
4 を次に示す。
ΔA 4 to Δ when Cf and Cr = 0.25
D 4 is shown below.

【0101】[0101]

【数30】 [Equation 30]

【0102】(52)、(53)式におけるgh はベク
トルであり、これは(56)〜(58)式を用いて次式
によりベクトル化する。
[0102] (52), g h is the vector in equation (53), which vector by the following equation using the (56) - (58) below.

【0103】 gh (k) =[ΔCh X(k)+ΔDh U(k) 0]T (59) したがって、(51)〜(53)式、(56)〜(5
9)式により、モデル変化をベクトルの形で表せば、ベ
クトル故障入力型のGLRが適用可能となる。ただし、
(51)〜(53)式では、状態量X,制御量Uといっ
た動的な変数を含むため、センサ・アクチュエータ故障
のように予め故障モデルρを作成しておくことはでき
ず、オンラインで路面の残差モデル、すなわち路面モデ
ルρを作成することになる。
[0103] g h (k) = [ΔC h X (k) + ΔD h U (k) 0] Therefore T (59), (51) - (53) equation (56) - (5
If the model change is expressed in the form of a vector by the expression (9), the vector fault input type GLR can be applied. However,
Since the equations (51) to (53) include dynamic variables such as the state quantity X and the control quantity U, a failure model ρ cannot be created in advance like a sensor / actuator failure, and the road surface is online. The residual model of, that is, the road surface model ρ will be created.

【0104】この路面モデルの作成の方法について次に
述べる。まず、基準路面と異なる路面走行によりコーナ
リングパワーが変化した時、車両およびカルマンフィル
タにおける状態の変化および残差は、故障時と同様に次
式で表される。
A method of creating this road surface model will be described below. First, when the cornering power changes due to traveling on a road surface different from the reference road surface, the change in the state of the vehicle and the Kalman filter and the residual error are expressed by the following equations as in the case of a failure.

【0105】[0105]

【数31】 [Equation 31]

【0106】 して計算した値である。次に、αh ,βh ,μh ,ρh
は、故障モデルと同様にして、以下の式により作成す
る。
[0106] It is the value calculated by Next, α h , β h , μ h , ρ h
Is created by the following equation in the same manner as the failure model.

【0107】[0107]

【数32】 [Equation 32]

【0108】すなわち、(51)〜(53)式、(5
6)〜(59)式によりベクトル化された時々刻々のモ
デル変化fh (k,τ),gh (k,τ),gh (k+
1,τ)を(64)、(65)、(67)式に代入し、
オンラインで、αh ,βh ,μ h ,ρh を計算する。
That is, equations (51) to (53) and (5
6) to (59), which are vectorized from moment to moment
Dell change fh(K, τ), gh(K, τ), gh(K +
Substitute (1, τ) into equations (64), (65), (67),
Online, αh, Βh, Μ h, ΡhTo calculate.

【0109】ここで、故障モデルではパラメータ化して
いた故障の大きさνについては、各路面でのコーナリン
グパワー変化に応じてモデルを作成しているのでν=1
である。
Here, with respect to the magnitude ν of the fault, which has been parameterized in the fault model, ν = 1 since the model is created according to the change in cornering power on each road surface.
Is.

【0110】なお、(64)〜(67)式における初期
値は次のように設定する。
The initial values in the equations (64) to (67) are set as follows.

【0111】[0111]

【数33】 [Expression 33]

【0112】上述したように、残差時系列パターンとの
照合はWindowで切り出された範囲内で行う。そし
て、操舵開始による残差発生時点をパラメータτとし、
(51)〜(53)式におけるモデル変化に関する部分
は状態量X、制御量Uを図11で示すように選択してい
く。これは、操舵開始以前(直進)ではモデル変化ΔA
〜ΔDは生じておらず、X,U側でモデル変化成分を0
にすることを意味する。したがって、Window=4
0の場合、図11におけるτ=k−39〜k−1のX,
Uの0としている区間は、モデル変化fh (k,τ),
h (k,τ),gh (k+1,τ)が0のため、(6
4)〜(67)式におけるαh ,βh ,μh ,ρh を計
算しなくてよい。また、車両モデル変化はある程度操舵
された時点よりその傾向が顕著となることから各路面モ
デルは操舵角δf=0.01rad(操舵角相当で8.
4deg)を越えた時点より作成することとした。
As described above, the matching with the residual time series pattern is performed within the range cut out by the window. Then, the time when the residual error occurs due to the start of steering is set as a parameter τ,
In the parts relating to the model change in the equations (51) to (53), the state quantity X and the control quantity U are selected as shown in FIG. This is because the model change ΔA before the start of steering (straight ahead)
~ ΔD does not occur, and the model change component is 0 on the X and U sides.
Means to Therefore, Window = 4
In the case of 0, X of τ = k−39 to k−1 in FIG. 11,
The section where U is 0 is model change f h (k, τ),
g h (k, τ), g h (k + 1, τ) because there is a 0, (6
It is not necessary to calculate α h , β h , μ h , and ρ h in the equations 4) to (67). Further, since the tendency of the vehicle model change becomes more noticeable after the vehicle is steered to some extent, each road surface model has a steering angle δf = 0.01 rad (8.
It was decided to create it from the point when it exceeded 4 deg).

【0113】5)残差と故障・異なる路面モデルとの照
合方法 異常(故障・異なる路面走行)なしをH0 、故障発生
(ただし、ν、τは未知)による異常発生をHi あるい
は異なる走行(ただし、τは未知)による異常発生をH
h とする仮説を立てる。すなわち、残差γN が、平均
0、分散Vのガウス確立分布に従うものとすると、
0 ,Hi ,Hh は次式となる。
5) Method of collating residual error with failure / different road surface model: H 0 for no abnormality (failure / different road surface running), H i for failure occurrence (however, ν and τ are unknown) or different running (However, τ is unknown)
Make a hypothesis of h . That is, if the residual γ N follows a Gaussian probability distribution with mean 0 and variance V,
H 0 , H i , and H h are as follows.

【0114】 異常なしH0 : γ(k) =0 (71) 異常ありHi : γ(k) =ρi (k,τ)ν (72) Hh : γ(k) =ρh (k,τ) (73) そこで、γ(1),γ(2),γ(3)・・・,γ
(k)に関する尤度比検定を行なう。まず、故障に関す
る尤度比は、ガウス確立密度関数を用い次式で表され
る。
No abnormality H 0 : γ (k) = 0 (71) Abnormality H i : γ (k) = ρ i (k, τ) ν (72) H h : γ (k) = ρ h (k , Τ) (73) Then, γ (1), γ (2), γ (3) ..., γ
Perform a likelihood ratio test on (k). First, the likelihood ratio for a failure is expressed by the following equation using a Gaussian probability density function.

【0115】[0115]

【数34】 (Equation 34)

【0116】ここで、Here,

【0117】[0117]

【数35】 [Equation 35]

【0118】ただし、mは残差γのサイズを表す。ま
た、
However, m represents the size of the residual γ. Also,

【0119】[0119]

【数36】 [Equation 36]

【0120】この尤度比Liは、大まかには異常仮説H
i ,H0 に応じて次のように作用する。
This likelihood ratio Li is roughly the abnormality hypothesis H
It operates as follows according to i and H 0 .

【0121】Hi :γ(k)=ρi (k,τ)νにより
(75)式のexp値は1、(76)のexp値は1よ
りも小さな値となり、尤度比Liは1よりも大きくな
る。
H i : γ (k) = ρ i (k, τ) ν, the exp value of the equation (75) is 1, the exp value of (76) is smaller than 1, and the likelihood ratio Li is 1. Will be larger than.

【0122】H0 :γ(k)=0により(76)式のe
xp値は1、(75)のexp値は1よりも小さな値と
なり、尤度比Liは1よりも小さくなる。
H 0 : e of the equation (76) is obtained by γ (k) = 0.
The xp value is 1, the exp value of (75) is a value smaller than 1, and the likelihood ratio Li is smaller than 1.

【0123】ただし、(74)〜(76)式からでは故
障の大きさν、故障発生時刻τが未知であるので計算で
きない。そこで、まず(74)式に(75)、(76)
式を代入して対数を採り、対数尤度比を次のように定義
する。
However, from equations (74) to (76), the magnitude ν of the failure and the time τ of failure occurrence are unknown, and therefore cannot be calculated. Therefore, first, in equation (74), (75) and (76)
The logarithmic likelihood ratio is defined as follows by substituting the expression and taking the logarithm.

【0124】 li(k, τ, ν)=2ln(Li(k, τ, ν))=2νd(k,τ,i)-ν2a(k, τ,i) (77) ただし、a(k,τ,i),d(k,τ,i)は次のと
おりである。
Li (k, τ, ν) = 2ln (Li (k, τ, ν)) = 2ν d (k, τ, i) -ν 2 a (k, τ, i) (77) where a ( k, τ, i) and d (k, τ, i) are as follows.

【0125】[0125]

【数37】 (37)

【0126】そして、(77)式より故障の大きさνを
次式の最尤推定により算出する。
Then, the magnitude ν of the fault is calculated from the equation (77) by the maximum likelihood estimation of the following equation.

【0127】[0127]

【数38】 (38)

【0128】 [0128]

【0129】[0129]

【数39】 [Formula 39]

【0130】(80)式を(77)式に代入すると、対
数尤度比li(k,τ,ν)は次式で得られる。
By substituting the equation (80) into the equation (77), the log-likelihood ratio li (k, τ, ν) is obtained by the following equation.

【0131】[0131]

【数40】 (Equation 40)

【0132】次に異なる路面走行に関する尤度比は、ガ
ウス確率密度関数を用いて次式で表される。
Next, the likelihood ratio for different road surface running is expressed by the following equation using a Gaussian probability density function.

【0133】[0133]

【数41】 [Formula 41]

【0134】ここで、(82)式における分母、分子項
は(75)式においてνが省略された形で同様に記述さ
れる(ν=1)。
Here, the denominator and the numerator term in the expression (82) are similarly described in the form where the expression ν is omitted in the expression (75) (ν = 1).

【0135】そして(77)式と同様、(82)式にν
=1として(75)、(76)式を代入し対数をとった
対数尤度比を次の用に定義する。
Then, similarly to the equation (77), ν is added to the equation (82).
The log-likelihood ratio obtained by substituting the equations (75) and (76) for = 1 is defined as follows.

【0136】[0136]

【数42】 (Equation 42)

【0137】ただし、a(k, τ,h) 、d(k, τ,h)
は次の通りである。
However, a (k, τ, h), d (k, τ, h)
Is as follows.

【0138】[0138]

【数43】 [Equation 43]

【0139】しかしながら、(81)式及び(83)式
において、故障発生時刻τ及び操舵による残差発生時刻
τが未知であるので、τを次の手順によって求める。図
12に故障発生時刻τの検索を例にとってその様子を示
す。ただし、図12では説明 2では、時刻kに対し次の区間で故障モデルρi と残差
γとの照合を行なっている。
However, since the failure occurrence time τ and the steering residual error occurrence time τ are unknown in the equations (81) and (83), τ is obtained by the following procedure. FIG. 12 shows the state of the failure occurrence time τ as an example. However, it is explained in FIG. In FIG. 2, the failure model ρ i is compared with the residual γ in the next section with respect to the time k.

【0140】 k−40≦Window≦k−1 (85) すなわち、図12において、残差に対し故障モデルρi
νをj=1からj=40まで順次一致するかどうか照合
し、一致した時点がτ=jとなる。この照合は以下のよ
うに行う。
K−40 ≦ Window ≦ k−1 (85) That is, in FIG. 12, the failure model ρ i with respect to the residual error.
It is checked whether ν is sequentially matched from j = 1 to j = 40, and when they match, τ = j. This collation is performed as follows.

【0141】まず、(30)でj=1〜40まで計算し
た故障モデルρi を用い、(78)式のa(k,τ,
i)についてj=1〜40,j=1〜39,j=1〜3
8,・・・,j=1〜1のそれぞれのΣを計算し、1×
40のベクトルを作る。各故障は予め故障モデルρi
作成できるので、(78)式のa(k,τ,i)が事前
に計算可能である。
First, using the failure model ρ i calculated from j = 1 to 40 in (30), a (k, τ,
Regarding i), j = 1 to 40, j = 1 to 39, j = 1 to 3
, ..., j = 1 to 1 is calculated, and 1 ×
Make 40 vectors. Since a failure model ρ i can be created in advance for each failure, a (k, τ, i) in equation (78) can be calculated in advance.

【0142】次に(78)式のd(k,τ,i)はρi
のj=1〜40のベクトルに対してγのj=1〜40の
ベクトル、ρi のj=1〜39のベクトルに対してγの
j=2〜40のベクトル、という対応付けでΣを計算
し、1×40のベクトルを作成する。
Next, d (k, τ, i) in the equation (78) is ρ i
Is associated with the vector of j = 1 to 40 of γ and the vector of j = 1 to 40 of γ and the vector of j = 2 to 40 of γ with respect to the vector of j = 1 to 39 of ρ i. Calculate and create a 1 × 40 vector.

【0143】ここで、γは(85)式の範囲で切り出さ
れた残差ベクトルγであり、その先頭を1番目とする。
すなわち、a(k,τ,i)、d(k,τ,i)は次式
のように計算する(ただし、Window=40とす
る)。
Here, γ is the residual vector γ cut out in the range of the equation (85), and its head is the first.
That is, a (k, τ, i) and d (k, τ, i) are calculated as in the following equation (where Windows = 40).

【0144】[0144]

【数44】 [Equation 44]

【0145】そして、故障発生時刻τの検索では、計算
したa(k,τ,i),d(k,τ,i)を用いて、(
81) 式の対数尤度比li(k,τ,ν)を計算し、1
×40のベクトルを作る。そして、そのベクトル要素の
中で最も大きな値をもつ点が故障発生時刻τとする。
Then, in the search for the failure occurrence time τ, the calculated a (k, τ, i) and d (k, τ, i) are used to obtain (
81) Calculate the log-likelihood ratio li (k, τ, ν) of the equation
Create a x40 vector. The point having the largest value among the vector elements is the failure occurrence time τ.

【0146】また、異なる路面走行についても(67)
式のρh を用いて(85)〜(87)式の手順で(8
4)式中のa(k,τ,h)及びd(k,τ,h)を計
算し、(83)式の対数尤度比lh(k,τ)について
1×40のベクトルを作る。そして、そのベクトル要素
の中で最も大きな値を持つ点が操舵による残差発生時刻
τになる。
Also, regarding different road surface running (67)
Using ρ h of the equation, (85) to (87)
4 (a) is calculated, and a (k, τ, h) and d (k, τ, h) are calculated, and a 1 × 40 vector is created for the log-likelihood ratio lh (k, τ) of the equation (83). The point having the largest value among the vector elements is the residual generation time τ due to steering.

【0147】したがって、故障・路面の滑り状態検出の
手順としては、各故障(アクチュエータ、加速度セン
サ、ヨーレートセンサ)について(81)式をj=1〜
40まで計算し、各々j=1〜40の中で対数尤度比l
i(k,τ,ν)、lh(k,τ)が最大となる点とし
て時刻τを決定する。そして、この各々の時刻τにおけ
る対数尤度比li(k,τ,ν)、lh(k,τ)をG
LR値として決定する。さらに、故障については故障発
生時刻τにおけるa(k,τ,i),d(k,τ,i)
を用いて(80)式を計算し、その大きさνを決定す
る。いずれの故障であるか、また、どの程度の路面の滑
り度合いであるかは、各故障、各異なる路面モデルにつ
いて計算された各GLR値を比較し、最も、大きい値を
持つものとして決定する。そして、基準路面と異なる路
面であると判定された場合、どの路面モデル(h=4〜
6)のGLR値が最も高いかにより路面滑り度合いの検
出を行う。
Therefore, as a procedure for detecting a failure / sliding state of the road surface, for each failure (actuator, acceleration sensor, yaw rate sensor), the equation (81) is represented by j = 1 to j.
Up to 40 and log likelihood ratio l in j = 1 to 40
Time τ is determined as a point at which i (k, τ, ν) and lh (k, τ) are maximized. Then, the log-likelihood ratios li (k, τ, ν) and lh (k, τ) at each time τ are set to G
Determine as LR value. Further, regarding the failure, a (k, τ, i), d (k, τ, i) at the failure occurrence time τ
The equation (80) is calculated using, and its magnitude ν is determined. Which of the faults and the degree of slip of the road surface are determined by comparing the respective GLR values calculated for the respective faults and the different road surface models and determining the one having the largest value. If it is determined that the road surface is different from the reference road surface, which road surface model (h = 4 to
The degree of road slippage is detected depending on whether the GLR value in 6) is the highest.

【0148】ただし、故障検出については図12から時
刻k=τ+41のように故障発生時刻τを含まなくなる
と、残差γと一致する故障モデルρi はなくなり、GL
Rは意味がなくなる。すなわち、故障検出におけるGL
Rの適用範囲はWindow区間内である。そして、G
LRの設計準備としては、カルマンフィルタの設計、そ
して、故障検出については故障モデルρi を計算し、a
(k,τ,i)を求めておき、一方、路面の滑り状態検
出については車両モデル変化ΔAh 〜ΔDh を計算して
おくこととなる。ただし、これらの設計に用いる車両モ
デルはすべて車速Vc の関数であり、カルマンフィル
タ、故障モデルρi 、車両モデル変化ΔA h 〜ΔDh
c =10km/h程度毎に用意されるものとする。こ
の故障・路面の滑り状態検出系設計のフローチャートを
図13に示す。
However, for failure detection, the time from FIG.
The failure occurrence time τ is no longer included as in the case of k = τ + 41
And the failure model ρ that matches the residual γiIs gone, GL
R has no meaning. That is, GL in failure detection
The applicable range of R is within the Window section. And G
The preparations for the LR design include designing the Kalman filter and
Then, for failure detection, the failure model ρiAnd a
(K, τ, i) is calculated in advance, and on the other hand, the slip condition detection of the road surface is performed.
Change in vehicle model ΔAh~ ΔDhCalculate
Will be set. However, the vehicle models used for these designs
Dell is VcIs a function of and Kalman fill
Failure model ρi, Vehicle model change ΔA h~ ΔDhIs
Vc= 10 km / h. This
The flow chart of the design
It shows in FIG.

【0149】上述した故障・路面の滑り状態検出のアル
ゴリズムを図14のフローチャートに基づき以下の手順
で行う。
The algorithm for detecting the above-mentioned failure / sliding condition of the road surface is performed in the following procedure based on the flowchart of FIG.

【0150】(1)刻みkのイニシャライズを行なう
(ステップ112)。 (2)カルマンフィルタ、故障モデルρi 、車両モデル
変化ΔAh 〜ΔDh を作成する(ステップ114)。
(1) Initialize in increments of k (step 112). (2) A Kalman filter, a failure model ρ i , and vehicle model changes ΔA h to ΔD h are created (step 114).

【0151】すなわち、図13のフローチャートに従い
車速Vc =10km/h程度の刻みでカルマンフィル
タ、故障モデルρi 、車両モデル変化ΔAh 〜ΔDh
テーブルとして用意する。これらは以下の計算において
車速Vc に応じて選択されるものとする。
That is, according to the flowchart of FIG. 13, a Kalman filter, a failure model ρ i , and vehicle model changes ΔA h to ΔD h are prepared as a table at intervals of a vehicle speed V c = 10 km / h. These are selected according to the vehicle speed V c in the following calculation.

【0152】(3)残差Box、状態Boxをイニシャ
ライズする(ステップ116)。 る。イニシャライズ時、残差Boxは2×40の0要
素、状態Boxは4×40の要素で構成される。
(3) The residual Box and state Box are initialized (step 116). You. At the time of initialization, the residual box is composed of 2 × 40 0 elements, and the state box is composed of 4 × 40 elements.

【0153】(4)各センサ信号を読み込む(ステップ
118)。 速Vc 、後輪制御量uを取り込む。ただし、本検出アル
ゴリズム作動前に各センサ信号の零点補正をしておく。
(4) Each sensor signal is read (step 118). The speed V c and the rear wheel control amount u are fetched. However, the zero point correction of each sensor signal is performed before the operation of this detection algorithm.

【0154】(5)車両すべり角βを推定する(ステッ
プ120)。
(5) Estimate the vehicle slip angle β (step 120).

【0155】(6)横加速度、ヨーレートの状態量を推
定する(ステップ122)。
(6) Estimate lateral acceleration and yaw rate state quantities (step 122).

【0156】 [0156]

【0157】ステップ118の加速度センサ22、ヨー
レートセンサ20の検出値と、ステ
The detected values of the acceleration sensor 22 and the yaw rate sensor 20 in step 118

【0158】(8)残差Box、状態Boxを更新する
(ステップ126)。 xの最後尾に挿入する。同様に、ステップ118の操舵
角δf、後輪制御量u、 の更新を行う。
(8) The residual Box and the state Box are updated (step 126). Insert at the end of x. Similarly, in step 118, the steering angle δf, the rear wheel control amount u, Update.

【0159】(9)刻みk値とWindow値とを比較
する(ステップ128、130)。刻みkとWindo
wを比較し、刻みkがWindow以下の値であれば刻
みkをk=k+1としてステップ118に戻りセンサ信
号の入力を行う。これは、残差の時系列パターンがWi
ndow長さ分得られていないためである。もし、刻み
kがWindowを越えていればステップ132に進
む。
(9) The step k value and the window value are compared (steps 128 and 130). Tick k and Windo
w is compared, and if the step k is a value equal to or smaller than Window, the step k is set to k = k + 1, and the process returns to step 118 to input the sensor signal. This is because the residual time series pattern is Wi.
This is because the length of the window has not been obtained. If the step k exceeds Windows, the process proceeds to step 132.

【0160】(10)各故障モデルのGLR値および故
障量を計算する(ステップ132〜146)。
(10) The GLR value and the failure amount of each failure model are calculated (steps 132 to 146).

【0161】ステップ114の故障モデルρi とステッ
プ124の残差Boxを用い、各故障モデルのGLR値
の計算および故障量の計算を上記で説明したように行な
う。
Using the failure model ρ i of step 114 and the residual Box of step 124, the GLR value and the failure amount of each failure model are calculated as described above.

【0162】(11)操舵開始を判定する(ステップ1
48、168)。路面の滑り状態検出を行うかどうか操
舵角δfをもとに判定する。ここでは、操舵角δfの絶
対値が0.01rad(操舵角で8.4degに相当す
る)を越えた時点より路面の滑り状態検出を行う。も
し、操舵角δfの絶対値がが0.01rad以下の場合
は路面の滑り状態検出は行わず、各路面モデルのGLR
値は0とし(ステップ168)、ステップ170に進
む。
(11) Determine the start of steering (step 1
48, 168). Whether or not the slip state of the road surface is detected is determined based on the steering angle δf. Here, the slip state of the road surface is detected when the absolute value of the steering angle δf exceeds 0.01 rad (corresponding to a steering angle of 8.4 deg). If the absolute value of the steering angle δf is 0.01 rad or less, the slip state of the road surface is not detected and the GLR of each road surface model is not detected.
The value is set to 0 (step 168) and the process proceeds to step 170.

【0163】(12)各路面モデルのGLR値を計算す
る(ステップ150〜166)。ステップ114の車両
モデル変化ΔAh 〜ΔDh およびステップ126の状態
Boxを用い、各路面モデルを作成し、ステップ126
の残差Boxを用い各路面モデルのGLR値の計算を行
う。
(12) The GLR value of each road surface model is calculated (steps 150 to 166). Using the vehicle model changes ΔA h to ΔD h in step 114 and the state Box in step 126, each road surface model is created, and step 126
The GLR value of each road surface model is calculated using the residual box of the above.

【0164】(13)故障・路面滑り状態を判定する
(ステップ170)。計算された各GLR値の内、最大
のものを現在生じている異常として仮定する。そして、
最大のGLR値となった各故障モデルあるいは各路面モ
デルのGLR値が、設定されたしきい値を越えているか
どうか調べ、越えていれば現在その異常が生じたと判定
する。さらに、基準と異なる路面であると判定された場
合は、どの路面モデルのGLR値(h=4〜6)が最大
になっているかにより路面の滑り状態の推定を行う。こ
こで、故障、路面の滑り状態検出における各しきい値
は、高摩擦係数路面におけるレーンチェンジ時の各故
障、各路面モデルGLR値の最大値の2〜3倍とした。
これを表2に示す。
(13) A failure / road slip condition is determined (step 170). Of the calculated GLR values, the largest one is assumed to be the anomaly currently occurring. And
It is determined whether or not the GLR value of each failure model or each road surface model having the maximum GLR value exceeds a set threshold value, and if it exceeds, it is determined that the abnormality is present. Further, when it is determined that the road surface is different from the reference, the slip state of the road surface is estimated depending on which road surface model has the maximum GLR value (h = 4 to 6). Here, each threshold value for detecting the failure and the slipping state of the road surface is set to be 2 to 3 times the maximum value of each failure at the time of lane change on the high friction coefficient road surface and each road surface model GLR value.
This is shown in Table 2.

【0165】[0165]

【表2】 [Table 2]

【0166】そして、故障・路面の滑り状態の判定結果
をコントローラ18に出力し、ステップ118へ戻る。
Then, the determination result of the failure / slip condition of the road surface is output to the controller 18, and the process returns to step 118.

【0167】車速80km/hのもとでの4WS車両を
用いたスキッド路(低摩擦係数)走行時の走行データお
よび故障実験データを用いて、上述の手順に基づき路面
の滑り状態および故障検出シュミレーションを行った結
果を説明する。
Based on the above-mentioned procedure, the road surface slip condition and the failure detection simulation were carried out using the running data and the failure test data when the 4WS vehicle was running at a vehicle speed of 80 km / h and the skid road (low friction coefficient). The result of performing is explained.

【0168】図15は高摩擦係数路面でのレーンチェン
ジ時の結果である。その結果、多少のモデル化誤差によ
りGLR値は値を持つ。一方、図16は低摩擦係数路面
の判定結果で、操舵とともにGLR値が時間とともに増
大し、しきい値を越えて低摩擦係数路面であると判定が
できた。さらに、高摩擦係数路面走行におけるコーナリ
ングパワーCf,Crを0.5倍したモデルが最大値と
なった。これは図8に示したスキッド路走行において合
わせ込みを行ったコーナリングパワー値と対応し、本実
施例の手法によって操舵開始の時点でスキッド路面とわ
かり、路面の滑り度合いが検出できる。
FIG. 15 shows the result when the lane was changed on a road surface with a high friction coefficient. As a result, the GLR value has a value due to some modeling error. On the other hand, FIG. 16 shows the determination result of the low friction coefficient road surface, and the GLR value increased with time along with the steering, and it could be determined that the road surface was the low friction coefficient road surface exceeding the threshold value. Furthermore, the model in which the cornering powers Cf and Cr during road surface running with a high friction coefficient are multiplied by 0.5 has the maximum value. This corresponds to the cornering power value adjusted in running on the skid road shown in FIG. 8, and by the method of this embodiment, the skid road surface can be known at the start of steering, and the degree of slippage of the road surface can be detected.

【0169】また、図17は加速度センサのステップ故
障時走行データをもとに計算した各GLRを示したもの
で、その結果、加速度センサ故障のGLR値が最大値と
なり、正しい故障検出ができていることがわかる。ま
た、図18に故障量の推定結果を示す。図18より、故
障量の推定についても良好であることがわかる。また、
図19はアクチュエータのステップ故障時の走行データ
をもとに計算した各GLR値を示したもので、その結
果、アクチュエータ故障のGLR値が最大値となり正し
い故障検出ができていることがわかる。また、図20に
故障量の推定結果を示す。図20より、アクチュエータ
故障の故障量の推定では、加速度センサ故障ほど、精度
は高くないがオーダ的には略正しい結果となっている。
FIG. 17 shows each GLR calculated based on the traveling data at the time of step failure of the acceleration sensor. As a result, the GLR value of the acceleration sensor failure becomes the maximum value, and the correct failure detection can be performed. You can see that Further, FIG. 18 shows the estimation result of the failure amount. It can be seen from FIG. 18 that the estimation of the failure amount is also good. Also,
FIG. 19 shows each GLR value calculated based on the traveling data at the time of step failure of the actuator. As a result, it can be seen that the GLR value of the actuator failure becomes the maximum value and correct failure detection can be performed. Further, FIG. 20 shows the estimation result of the failure amount. From FIG. 20, the estimation of the failure amount of the actuator failure is not as accurate as that of the acceleration sensor failure, but is almost correct on the order.

【0170】ただし、図16ではCf,Cr=0.5の
路面モデルのGLR値に対し、加速度センサ故障のGL
R値がに非常に接近しており、GLR値の大小の比較だ
けでは判別がむずかしい。一方、加速度センサ故障では
低摩擦係数路面モデルと加速度センサ故障モデルのGL
R値が明確に分離できる。したがって、2つの計算結果
から、路面モデルのGLR値と加速度センサ故障のGL
R値の差が50以内であれば加速度センサ故障ではな
く、路面が滑りやすい状態にあると判定している。
However, in FIG. 16, the GL of the acceleration sensor failure is compared with the GLR value of the road surface model of Cf, Cr = 0.5.
The R value is very close to, and it is difficult to make a determination only by comparing the GLR values. On the other hand, in the acceleration sensor failure, the low friction coefficient road surface model and the GL of the acceleration sensor failure model
The R values can be clearly separated. Therefore, from the two calculation results, the GLR value of the road surface model and the GL of the acceleration sensor failure
If the difference between the R values is within 50, it is determined that the road surface is slippery rather than the acceleration sensor failure.

【0171】これらの結果から、本方式により路面の滑
り状態の推定ができることによりABS等への利用が期
待できる。また、滑りやすい路面、各故障との分離が可
能で路面の滑り状態検出の信頼性を上げることができ
る。
From these results, it can be expected to be used for ABS because the slip condition of the road surface can be estimated by this method. Further, the slippery road surface and each failure can be separated from each other, and the reliability of the slipping state detection of the road surface can be improved.

【0172】[0172]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
WS、4WS等の車両制御システムの如何にかかわら
ず、操舵反力を検出するためのセンサのような特殊なセ
ンサを必要とすることなく極一般的なセンサを用い、車
輪と路面との滑り状態を推定し、車両がスピン状態に至
る前の操舵初期の段階で早期に路面の滑り状態が検出す
ることができる、という効果が得られる。
As described above, according to the present invention, 2
Regardless of the vehicle control system such as WS, 4WS, etc., a very general sensor is used without requiring a special sensor such as a sensor for detecting a steering reaction force, and a slip state between a wheel and a road surface is used. It is possible to obtain an effect that the slip state of the road surface can be detected early in the early stage of steering before the vehicle reaches the spin state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を4WS車両に適用した実施例の概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a 4WS vehicle.

【図2】路面の滑り状態検出装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a slipping state detecting device for a road surface.

【図3】図2における路面の滑り状態検出回路のブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram of a road surface slipping state detection circuit in FIG.

【図4】GLR法を説明するための概略図せある。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the GLR method.

【図5】アクチュエータ故障モデルρ1 を示す線図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an actuator failure model ρ 1 .

【図6】加速度センサ故障モデルρ2 を示す線図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an acceleration sensor failure model ρ 2 .

【図7】ヨーレートセンサ故障モデルρ3 をを示す線図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a yaw rate sensor failure model ρ 3 .

【図8】仮定した各路面に対するコーナリングパワー特
性を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing a cornering power characteristic for each assumed road surface.

【図9】高摩擦係数路面走行時の操舵角、横加速度、ヨ
ーレートを示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a steering angle, a lateral acceleration, and a yaw rate during traveling on a road surface having a high friction coefficient.

【図10】低摩擦係数路面走行時の操舵角、横加速度、
ヨーレートを示す線図である。
FIG. 10: Steering angle, lateral acceleration, and low friction coefficient when traveling on a road surface
It is a diagram showing a yaw rate.

【図11】各τにおける状態量X、制御量Uの選択状態
を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing a selection state of a state quantity X and a control quantity U at each τ.

【図12】故障発時刻τを検索する状態を示す線図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which a failure occurrence time τ is searched.

【図13】故障・路面のすべり状態検出系設計のフロー
チャートである。
FIG. 13 is a flowchart for designing a failure / slip surface slip state detection system.

【図14】故障・路面のすべり状態検出のフローチャー
トである。
FIG. 14 is a flowchart for detecting a failure / sliding state of a road surface.

【図15】高摩擦係数路面走行時のGLR値、異常判定
結果を示す線図である。
FIG. 15 is a diagram showing a GLR value and an abnormality determination result when traveling on a high friction coefficient road surface.

【図16】低摩擦係数路面走行時のGLR値、異常判定
結果を示す線図である。
FIG. 16 is a diagram showing a GLR value and an abnormality determination result when traveling on a low friction coefficient road surface.

【図17】加速センサ故障時のGLR値、異常判定結果
を示す線図である。
FIG. 17 is a diagram showing a GLR value and an abnormality determination result when the acceleration sensor fails.

【図18】加速センサ故障時の故障量の推定結果を示す
線図である。
FIG. 18 is a diagram showing an estimation result of a failure amount when an acceleration sensor fails.

【図19】アクチュエータ故障時のGLR値、異常判定
結果を示す線図である。
FIG. 19 is a diagram showing a GLR value and an abnormality determination result when an actuator fails.

【図20】アクチュエータ故障時の故障量の推定結果を
示す線図である。
FIG. 20 is a diagram showing an estimation result of a failure amount when an actuator fails.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18 コントローラ 20 ヨーレートセンサ 22 加速度センサ 26 車速センサ 24 舵角センサ 30 滑り状態検出装置 18 Controller 20 Yaw Rate Sensor 22 Acceleration Sensor 26 Vehicle Speed Sensor 24 Steering Angle Sensor 30 Sliding State Detection Device

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 137:00 (72)発明者 大澤 正敬 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山本 真規 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location B62D 137: 00 (72) Inventor Masataka Osawa, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 1 No. 41 Yokomichi Yokochi 1 Co., Ltd. Toyota Central Research Institute (72) Inventor Masaki Yamamoto 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Automobile Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の操舵量、横加速度、ヨーレート、
車速を含む車両の運動に関する状態量を検出する検出手
段と、 所定の滑りを有する基準路面における基準車両運動モデ
ル、及び前記基準路面と異なる滑りを有する他の路面に
おける車両運動モデルの前記基準車両運動モデルからの
変化量を予め記憶する車両運動モデル記憶手段と、 前記基準車両運動モデルと前記検出手段で検出された検
出状態量とに基づいて横加速度及びヨーレートの少なく
とも一方を基準状態量として推定する基準状態量推定手
段と、 前記基準状態量推定手段で推定された基準状態量と前記
検出手段で検出された検出状態量との残差を基準残差と
して演算する基準残差演算手段と、 前記基準残差演算手段で演算された基準残差の時系列デ
ータを蓄積する基準残差時系列データ蓄積手段と、 前記車両運動モデルの基準車両運動モデルからの変化量
と前記検出手段で検出された検出状態量とに基づいて横
加速度及びヨーレートの少なくとも一方の残差モデル値
を他の路面について演算する残差モデル演算手段と、 前記残差モデル演算手段で演算された残差モデル値の時
系列データを蓄積する残差モデル時系列データ蓄積手段
と、 蓄積された基準残差時系列データと残差モデル時系列デ
ータとの時系列パターンとを比較して路面の滑り状態を
推定する路面滑り状態推定手段と、 からなることを特徴とする路面の滑り状態検出装置。
1. A vehicle steering amount, lateral acceleration, yaw rate,
Detecting means for detecting a state quantity related to vehicle motion including vehicle speed, reference vehicle motion model on a reference road surface having a predetermined slip, and reference vehicle motion of a vehicle motion model on another road surface having a slip different from the reference road surface At least one of lateral acceleration and yaw rate is estimated as a reference state quantity based on the vehicle movement model storage means that stores in advance the amount of change from the model, and the detected state quantity detected by the reference vehicle movement model and the detection means. Reference state quantity estimating means, reference residual calculating means for calculating a residual between the reference state quantity estimated by the reference state quantity estimating means and the detected state quantity detected by the detecting means as a reference residual, and Reference residual time series data storage means for storing time series data of the reference residual calculated by the reference residual calculation means, and a reference vehicle of the vehicle motion model Residual model calculation means for calculating a residual model value of at least one of lateral acceleration and yaw rate for another road surface based on the amount of change from the motion model and the detected state quantity detected by the detection means; A residual model time series data accumulating means for accumulating time series data of residual model values calculated by the model calculating means, and a time series pattern of the accumulated reference residual time series data and residual model time series data, And a road surface slip condition estimating means for estimating the slip condition of the road surface by comparing
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2009214663A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Honda Motor Co Ltd Rear wheel toe angle control device of vehicle

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