JP2010198331A - センサ故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ装置の故障の検出精度向上を図ることができるセンサ故障検出装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ２０には、アナログ及びディジタルのセンサ信号を出力する加速度センサ１０が接続されている。ＥＣＵ２０は、オペアンプ１２から所定の故障検出レベル（５Ｖ／０Ｖ）の信号が出力されるように加速度センサ１０を制御し、その制御状態でディジタルセンサ信号のセンサ値を取得する。そして、ＥＣＵ２０は、取得されたディジタルセンサ信号のセンサ値が、オペアンプ１２の出力電流特性及び保護抵抗器１３の抵抗値に応じた所定レベル（４Ｖ／１Ｖ）である場合に、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１に電源ショート又はグランドショートの故障が発生していることを検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載センサ装置の故障を検出するセンサ故障検出装置に関する。

従来から、アナログ及びディジタルのセンサ信号を出力する車載センサ装置が知られている。また、こうしたセンサの故障を検出するセンサ故障検出装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のセンサ故障検出装置は、アナログ及びディジタルのセンサ信号を出力するヨーレートセンサの故障を検出する。このセンサ故障検出装置では、アナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号のセンサ値を比較し、それらのセンサ値が一致しない場合にヨーレートセンサに故障が発生したことを検出している。

特開２００８−１１６３３９号公報

ところで、特許文献１に記載のセンサ故障検出装置は、アナログセンサ信号をＡＤ変換器でディジタル化することにより、アナログセンサ信号のセンサ値を取得している。そのため、ＡＤ変換器に故障が発生した場合にも、ヨーレートセンサに故障が発生したことが検出されてしまう。こうした問題はヨーレートセンサ以外の車載センサ装置の故障を検出するセンサ故障検出装置にも生じうる。

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、車載センサ装置の故障の検出精度向上を図ることができるセンサ故障検出装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
本発明は、センサ部の出力信号を、抵抗器経由でアナログの第１センサ信号として出力するとともに、同出力信号を、抵抗器を経由することなく第２センサ信号として出力する車載センサ装置に適用され、第１センサ信号をディジタル化するＡＤ変換器を備え、第２センサ信号のセンサ値及びＡＤ変換器でディジタル化された第１センサ信号のセンサ値を取得し、そのセンサ値に基づいて車載センサ装置の故障を検出するセンサ故障検出装置である。

かかる構成においては、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショート又はグランドショートの故障が発生している状態で、センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御したとしても、第２センサ信号のセンサ値は、センサ部の出力電流特性及び抵抗器の抵抗値に応じた所定レベルとなり、故障検出レベルとならないことが考えられる。詳しくは、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生している状態で、センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、電源から電流が抵抗器を介してセンサ部に流れることにより、第２センサ信号のセンサ値が電源レベルよりも抵抗器における電圧降下分だけ低い電圧レベルになることが考えられる。また、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分にグランドレベルショートの故障が発生している状態で、センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御したとしても、センサ部から電流が抵抗器を介してグランドに流れることにより、第２センサ信号のセンサ値がグランドレベルよりも抵抗器における電圧降下分だけ高い電圧レベルになることが考えられる。

そこで、請求項１に記載の発明では、センサ部から故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御している状態で取得された第２センサ信号のセンサ値が、センサ部の出力電流特性及び抵抗器の抵抗値に応じた所定レベルである場合に、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に故障が発生していることを検出する。
請求項１に記載の発明によれば、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分の故障を、センサ故障検出装置のＡＤ変換器の故障と区別して検出することができる。これにより、車載センサ装置の故障の検出精度向上を図ることができる。

また、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に故障が発生している状態では、第１センサ信号のセンサ値が故障検出レベルとならない蓋然性が高い。
そこで、請求項２に記載の発明では、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に故障が発生していることを検出する検出条件として、上記出力制御状態で取得された第１センサ信号のセンサ値が故障検出レベルでないことを含んでいる。
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明の故障検出条件に加え、センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御している状態で取得された第１センサ信号のセンサ値が故障検出レベルでないことを、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に故障が発生していることを検出する検出条件としているため、当該故障を精度よく検出することができる。

一方、センサ故障検出装置のＡＤ変換器に故障が発生したとしても、その故障の影響は第２センサ信号のセンサ値には及ばないと考えられる。
そこで、請求項３に記載の発明では、センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御している状態で取得された第１センサ信号のセンサ値がそのセンサ値の取得時における故障検出レベルと異なり、かつ同状態で取得された第２センサ信号のセンサ値が故障検出レベルである場合に、ＡＤ変換器に故障が発生していることを検出する。
請求項３に記載の発明によれば、センサ故障検出装置のＡＤ変換器の故障を検出することができる。

請求項４に記載の発明では、センサ部から故障検出レベルとして電源レベル又はグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御する。そして、センサ部から電源レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御している第１出力制御状態で取得された第１センサ信号及び第２センサ信号のセンサ値と、センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御している第２出力制御状態で取得された第１センサ信号及び第２センサ信号のセンサ値とに基づいて、故障検出を実施する。

請求項４に記載の発明によれば、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショート及びグランドショートのいずれの故障が発生したとしても、その故障を検出することができる。これにより、車載センサ装置の故障の検出精度向上を一層図ることができる。
すなわち、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生していることは、センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御することにより検出可能である。詳しくは、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生している状態では、センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、電源から電流が抵抗器を介してセンサ部に流れるため、第２センサ信号のセンサ値が電源レベルよりも抵抗器における電圧降下分だけ低い電圧レベルとなる。
また、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の間の部分にグランドショートの故障が発生していることは、センサ部から電源レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御することにより検出可能である。詳しくは、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分にグランドショートの故障が発生している状態では、センサ部から電源レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、センサ部から電流が抵抗器を介してグランドに流れるため、第２センサ信号のセンサ値がグランドレベルよりも抵抗器における電圧降下分だけ高い電圧レベルとなる。

ここで、上述の如く、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生している状態で、センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、電源から電流が抵抗器を介してセンサ部に流れるが、その電流値はセンサ部の最大シンク電流値になると考えられる。また、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分にグランドショートの故障が発生している状態で、センサ部から電源レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、センサ部から電流が抵抗器を介してグランドに流れるが、その電流値はセンサ部の最大ソース電流値になると考えられる。

そこで、請求項５に記載の発明では、上記第１出力制御状態で取得された第２センサ信号のセンサ値が、センサ部の最大ソース電流値及び抵抗器の抵抗値に応じた電圧だけグランドレベルよりも高い電圧である場合に、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分にグランドショートの故障が発生したことを検出し、上記第２出力制御状態で取得された第２センサ信号のセンサ値が、センサ部の最大シンク電流値及び抵抗器の抵抗値に応じた電圧だけ電源レベルよりも低い電圧である場合に、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生したことを検出する。
請求項５に記載の発明によれば、第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分の故障態様（電源ショート／グランドショート）を検出することができる。

さらに、ＡＤ変換器に電源レベル固定の故障が発生している状態で、センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、第１センサ信号のセンサ値は電源レベルとなり、第２センサ信号のセンサ値はグランドレベルになると考えられる。また、ＡＤ変換器にグランドレベル固定の故障が発生している状態で、センサ部から電源レベルの信号が出力されるように車載センサ装置を制御すると、第１センサ信号のセンサ値はグランドレベルとなり、第２センサ信号のセンサ値は電源レベルになると考えられる。

そこで、請求項６に記載の発明では、上記第１出力制御状態で取得された第１センサ信号のセンサ値がグランドレベルであり、かつ同状態で取得された第２センサ信号のセンサ値が電源レベルである場合に、ＡＤ変換器にグランドレベル固定の故障が発生したことを検出し、上記第２出力制御状態で取得された第１センサ信号のセンサ値が電源レベルであり、かつ同状態で取得された第２センサ信号のセンサ値がグランドレベルである場合に、ＡＤ変換器に電源レベル固定の故障が発生したことを検出する。
請求項６に記載の発明によれば、ＡＤ変換器の故障態様（電源レベル固定／グランドレベル固定）を検出することができる。

加速度センサ及びセンサ故障検出装置の構成を示すブロック図。 システムの正常状態及び各種故障状態におけるアナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号のセンサ値とパリティチェック結果とを示す図。 システム故障検出プログラムの流れを示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載された加速度センサの故障を検出する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）として本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。

図１は、加速度センサ１０及びＥＣＵ２０の構成を示すブロック図である。
図１に示す加速度センサ１０は、同加速度センサ１０に加わる加速度に応じたアナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号を出力する。詳しくは、加速度センサ１０はセンサ素子１１を備えている。センサ素子１１には固定電極及び可動電極からなるコンデンサが形成されている（図示略）。可動電極は、センサ素子１１に加わる加速度に応じて固定電極に対し変位するようになっている。センサ素子１１には、同センサ素子１１の出力信号を増幅するオペアンプ１２が接続されている。オペアンプ１２には、保護抵抗器１３を介してアナログ出力端子ＴＳ１が接続されるとともに、ＬＡＮインタフェース１５を介してディジタル出力端子ＴＳ２が接続されている。ＬＡＮインタフェース１５は、オペアンプ１２から出力されたアナログ信号をシリアル信号に変換する信号変換回路１５ａと、シリアル信号にパリティビットを付加するパリティ回路１５ｂとを有している。

この場合、センサ素子１１において、同センサ素子１１に加わる加速度に応じて上記可動電極及び固定電極からなるコンデンサの静電容量が変化し、その静電容量変化に応じたアナログ信号が出力される。このアナログ信号は、オペアンプ１２、保護抵抗器１３及びアナログ出力端子ＴＳ１経由で、アナログセンサ信号として出力される。また、上記オペアンプ１２で増幅されたアナログ信号は、ＬＡＮインタフェース１５でパリティビット付きのシリアル信号に変換され、ディジタル出力端子ＴＳ２経由でディジタルセンサ信号として出力される。

加速度センサ１０は、内部状態として、上述の如く加速度に応じたセンサ信号を出力する「通常状態」の他、「第１出力制御状態」及び「第２出力制御状態」を有している。ここで、第１出力制御状態及び第２出力制御状態は、各故障検出用状態に対応する故障検出レベルの信号をオペアンプ１２から出力するための状態である。本実施形態では、第１出力制御状態は、オペアンプ１２から電源レベルの信号を出力するための内部状態であり、第２出力制御状態は、オペアンプ１２からグランドレベルの信号を出力するための内部状態であることを想定している。また、加速度センサ１０において、制御入力端子ＴＳ３に所定電圧を印加することにより、上記各内部状態の遷移が可能となっていることを想定している。

加速度センサ１０が「車載センサ装置」に相当し、センサ素子１１及びオペアンプ１２が「センサ部」に相当する。また、アナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号が、それぞれ「第１センサ信号」及び「第２センサ信号」に相当する。

加速度センサ１０は、センサ故障検出装置としてのＥＣＵ２０に接続されている。詳しくは、加速度センサ１０のアナログ出力端子ＴＳ１及び制御入力端子ＴＳ３は、それぞれＥＣＵ２０のアナログ入力端子ＴＥ１及び制御出力端子ＴＥ３に接続されている。また、加速度センサ１０のディジタル出力端子ＴＳ２は、車内ＬＡＮ経由でＥＣＵ２０のディジタル入力端子ＴＥ２に接続されている。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２１やＲＯＭ（図示略）やＲＡＭ（図示略）を主体として構成されている。ＥＣＵ２０は、上記ＣＰＵ２１やメモリの他、アナログ入力端子ＴＥ１に入力されるアナログセンサ信号をディジタル化するＡＤ変換器２２を備えている。ＡＤ変換器２２には、加速度センサ１０のセンサ信号の他、車両に搭載された各種センサ装置のセンサ信号が入力されるようになっている。ＣＰＵ２１は、ディジタル入力端子ＴＥ２に入力されるディジタルセンサ信号を受信するシリアルインタフェース部２１ａを有している。

ＥＣＵ２０は、加速度センサ１０のセンサ信号などに基づいて、車両に搭載された各種装置を制御する。本実施形態では特に、ＥＣＵ２０は、加速度センサ１０の故障検出を実施するとともに、同ＥＣＵ２０の自己診断を実施する。

次に、図２及び図３を参照しつつ、加速度センサ１０の故障検出及びＥＣＵ２０の自己診断（以下「システム故障検出」という）について説明する。なお、以下の説明では、電源電圧及びグランド電圧がそれぞれ５Ｖ、０Ｖであること、オペアンプ１２においてセンサ素子１１の出力信号が０Ｖ〜５Ｖのアナログ信号に増幅されること、オペアンプ１２の出力電流特性に関し、オペアンプ１２の出力をグランドにショートさせた場合に同オペアンプ１２から流出する電流値（最大ソース電流）とオペアンプ１２の出力を電源にショートさせた場合に同オペアンプ１２に流入する電流値（最大シンク電流）とが、共に０．１Ａであることを想定している。

図２は、システムの正常状態及び各種故障状態におけるアナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号と、パリティチェック結果とを示す図である。

（システムが正常状態である場合）
図２に示すように、システムが正常状態である場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態（オペアンプ１２から電源レベルの信号を出力させるための状態）に遷移させると、アナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号のセンサ値は共に５Ｖとなり、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態（オペアンプ１２からグランドレベルの信号を出力させるための状態）に遷移させると、アナログセンサ信号及びディジタルセンサ信号のセンサ値は共に０Ｖとなる。また、第１出力制御状態及び第２出力制御状態のいずれにおいても、パリティチェックの結果は正常となる。

（センサ素子又はオペアンプに電源レベル固定の故障が発生した場合）
センサ素子１１又はオペアンプ１２に電源レベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態に遷移させたとしても、オペアンプ１２の出力は５Ｖに固定されるため、アナログセンサ信号のセンサ値及びディジタルセンサ信号のセンサ値は共に５Ｖとなる。

（センサ素子又はオペアンプにグランドレベル固定の故障が発生した場合）
センサ素子１１又はオペアンプ１２にグランドレベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態に遷移させたとしても、オペアンプ１２の出力が０Ｖに固定されるため、アナログセンサ信号のセンサ値及びディジタルセンサ信号のセンサ値は共に０Ｖとなる。

（ＬＡＮインタフェースの信号変換回路に電源レベル固定の故障が発生した場合）
ＬＡＮインタフェース１５の信号変換回路１５ａに電源レベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態に遷移させたとしても、ディジタルセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。なお、この場合、アナログセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。

（ＬＡＮインタフェースの信号変換回路にグランドレベル固定の故障が発生した場合）
ＬＡＮインタフェース１５の信号変換回路１５ａにグランドレベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態に遷移させたとしても、ディジタルセンサ信号のセンサ値は０Ｖ程度となる。なお、この場合、アナログセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。

（ディジタル出力端子又はディジタル入力端子が電源にショートした場合）
ディジタル出力端子ＴＳ２又はディジタル入力端子ＴＥ２が電源にショートした場合には、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態に遷移させたとしても、ＣＰＵ２１への入力電圧が電源レベルに固定されるため、ディジタルセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。また、全パリティビットが「１」となるため、パリティチェックの結果は異常となる。なお、この場合、アナログセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。

（ディジタル出力端子又はディジタル入力端子がグランドにショートした場合）
ディジタル出力端子ＴＳ２又はディジタル入力端子ＴＥ２がグランドにショートした場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態に遷移させたとしても、ＣＰＵ２１への入力電圧がグランドレベルに固定されるため、ディジタルセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。また、全パリティビットが「０」となるため、パリティチェックの結果は異常となる。なお、この場合、アナログセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。

（アナログ出力端子又はアナログ入力端子が電源にショートした場合）
アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１が電源にショートした場合に、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態に遷移させると、オペアンプ１２のシンク電流値に応じた電流が電源から保護抵抗器１３を介してオペアンプ１２に流れ込む。その結果、保護抵抗器１３においてその抵抗値（１０Ω）及びオペアンプ１２のシンク電流値（０．１Ａ）に応じた電圧降下（１Ｖ）が生じるため、ＬＡＮインタフェース１５への入力電圧は電源レベルよりも上記電圧降下分だけ低い電圧レベルに固定される。よって、ディジタルセンサ信号のセンサ値は４Ｖ（＝５Ｖ−１Ｖ）となる。なお、この場合、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１が電源にショートしているため、アナログセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。

（アナログ出力端子又はアナログ入力端子がグランドにショートした場合）
アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１がグランドにショートした場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態に遷移させると、オペアンプ１２のソース電流値に応じた電流がオペアンプ１２から保護抵抗器１３を介してグランドに流れ込む。その結果として、保護抵抗器１３においてその抵抗値（１０Ω）及びオペアンプ１２のソース電流値（０．１Ａ）に応じた電圧降下（１Ｖ）が生じるため、ＬＡＮインタフェース１５への入力電圧がグランドレベルよりも上記電圧降下分だけ高い電圧レベルに固定される。したがって、ディジタルセンサ信号のセンサ値は１Ｖ（＝０Ｖ＋１Ｖ）となる。なお、この場合、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１がグランドにショートしているため、アナログセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。

（ＡＤ変換器に電源レベル固定の故障が発生した場合）
ＡＤ変換器２２に電源レベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第２出力制御状態に遷移させたとしても、アナログセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。なお、この場合、ディジタルセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。

（ＡＤ変換器にグランドレベル固定の故障が発生した場合）
ＡＤ変換器２２にグランドレベル固定の故障が発生した場合には、加速度センサ１０の内部状態を第１出力制御状態に遷移させたとしても、アナログセンサ信号のセンサ値は０Ｖとなる。なお、この場合、ディジタルセンサ信号のセンサ値は５Ｖとなる。

以上説明したように、システムの故障箇所及び故障態様に応じて、アナログセンサ信号、ディジタル信号のセンサ値及びパリティチェック結果が異なることため、これらのセンサ値及びパリティチェック結果に基づいてシステム故障検出を行うことができる。

図３は、システム故障検出プログラムの流れを示すフローチャートである。本実施形態では、ＣＰＵ２１が本プログラムを所定周期で実行することを想定している。

図３に示すステップＳ１１では、ＣＰＵ２１は、加速度センサ１０により電源レベルである５Ｖのセンサ信号を出力させるべく、加速度センサ１０の制御入力端子ＴＳ３に所定電圧を印加する。続くステップＳ１２では、ＣＰＵ２１は、アナログセンサ信号のセンサ値ＶＡｈ及びディジタルセンサ信号のセンサ値ＶＤｈを取得する。続くステップＳ１３では、ＣＰＵ２１は、ディジタルセンサ信号のパリティビットに基づいて、パリティチェックを行う。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ２１は、加速度センサ１０によりグランドレベルである０Ｖのセンサ信号を出力させるべく、加速度センサ１０の制御入力端子ＴＳ３に所定電圧を印加する。続くステップＳ１５では、ＣＰＵ２１は、アナログセンサ信号のセンサ値ＶＡｌ及びディジタルセンサ信号のセンサ値ＶＤｌを取得する。続くステップＳ１６では、ＣＰＵ２１は、ディジタルセンサ信号のパリティビットに基づいて、パリティチェックを行う。

ステップＳ１７〜Ｓ２８では、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１２，Ｓ１５において取得したＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌとステップＳ１３，Ｓ１６において行ったパリティチェックの結果とに基づいて、システムの故障箇所及び故障態様を検出し、その故障に応じた所定処理を実施する。

詳しくは、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１７において、
（１）ＶＡｈ，ＶＤｈが５Ｖ程度（例えば４．５Ｖ以上の電圧）であり、かつＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度（例えば０．５Ｖよりも低い電圧）であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、システムに故障がないことを検出し、
（２）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが５Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、センサ素子１１又はオペアンプ１２に電源レベル固定の故障が発生していることを検出し、
（３）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつ、パリティチェック結果が正常であると判定した場合には、センサ素子１１又はオペアンプ１２にグランドレベル固定の故障が発生していることを検出し、
（４）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＤｌが５Ｖ程度であり、かつＶＡｌが０Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、ＬＡＮインタフェース１５の信号変換回路１５ａに電源レベル固定の故障が発生していることを検出し、
（５）ＶＡｈが５Ｖ程度であり、かつＶＤｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、ＬＡＮインタフェース１５の信号変換回路１５ａにグランドレベル固定の故障が発生していることを検出し、
（６）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＤｌが５Ｖ程度であり、かつＶＡｌが０Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が異常であると判定した場合には、ディジタル出力端子ＴＳ２又はディジタル入力端子ＴＥ２に電源ショートの故障が発生していることを検出し、
（７）ＶＡｈが５Ｖ程度であり、かつＶＤｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が異常であると判定した場合には、ディジタル出力端子ＴＳ２又はディジタル入力端子ＴＥ２にグランドショートの故障が発生していることを検出し、
（８）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＡｌが５Ｖ程度であり、かつＶＤｌが４Ｖ程度（例えば３．５Ｖ以上４．５Ｖよりも低い電圧）であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１に電源ショートの故障が発生していることを検出し、
（９）ＶＡｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつＶＤｈが１Ｖ程度（例えば０．５Ｖ以上１．５Ｖよりも低い電圧）であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１にグランドショートの故障が発生していることを検出し、
（１０）ＶＡｈ，ＶＤｈ，ＶＡｌが５Ｖ程度であり、かつＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、ＡＤ変換器２２に電源レベル固定の故障が発生していることを検出し、
（１１）ＶＡｈ，ＶＡｌ，ＶＤｌが０Ｖ程度であり、かつＶＤｈが５Ｖ程度であり、かつパリティチェック結果が正常であると判定した場合には、ＡＤ変換器２２にグランドレベル固定の故障が発生していることを検出し、
（１２）上記（１）〜（１１）のいずれにも該当しない場合には、システムに故障箇所及び故障態様不明の故障が発生していることを検出する。

そして、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１７においてシステムに異常がないと判定した場合には、今回のプログラムの実行を終了し、ステップＳ１７においてシステムに異常があると判定した場合には、その異常箇所及び異常態様に応じた所定処理を実施した上で、今回のプログラムの実行を終了する（ステップＳ１８〜Ｓ２８参照）。

ここで、故障に応じた処理としては以下のものが考えられる。

（故障箇所及び故障態様に応じた処理）
・故障箇所及び故障態様、又はこれらの情報に基づく修理の緊急性を表示する。これにより車両の使用者に対してシステムの修理を促すことができる。
・故障箇所及び故障態様を故障履歴として記憶する。これによりシステム故障をすみやかに修理することができる。

（故障箇所に応じた処理）
・センサ素子１１又はオペアンプ１２が故障している場合には、加速度センサ１０以外の各種センサ装置の出力信号に基づいて車載装置を制御する。加速度センサ１０のセンサ素子１１又はオペアンプ１２が故障したとしても、ＥＣＵ２０のＡＤ変換器２２は正常であるため、加速度センサ１０以外の各種センサ装置の出力信号により車載装置の制御し、車両の退避走行を実施することが考えられる。
・ＡＤ変換器２２が故障している場合には、ディジタルセンサ信号に基づいて車載装置を制御する。ＥＣＵ２０のＡＤ変換器２２が故障したとしても、加速度センサ１０のディジタルセンサ信号のセンサ値は車両に加わる加速度を示すため、そのセンサ値により車載装置を制御し、車両の退避走行を実施することが考えられる。
・ディジタル出力端子ＴＳ２、ディジタル入力端子ＴＥ２及び信号変換回路１５ａのいずれかが故障している場合には、アナログセンサ信号に基づいて車載装置を制御する。ディジタルセンサ信号の信号経路に故障が発生したとしても、アナログセンサ信号のセンサ値は車両に加わる加速度を示すため、そのセンサ値により車載装置を制御し、車両の退避走行を実施することが考えられる。

以上説明したシステム故障検出では、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１の故障が「第１センサ信号の信号経路のうちＡＤ変換器よりも抵抗器側の部分の故障」に相当する。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
・アナログセンサ信号のセンサ値とディジタルセンサ信号のセンサ値との差に基づいて、システム故障検出を行ってもよい。
例えば、アナログセンサ信号ＶＡｈ（ＶＡｌ）とディジタルセンサ信号ＶＤｈ（ＶＤｌ）との差が＋５Ｖである場合には、ＶＡｈ（ＶＡｌ）が５Ｖであり、ＶＤｈ（ＶＤｌ）が０Ｖであると判定し、アナログセンサ信号ＶＡｈ（ＶＡｌ）とディジタルセンサ信号ＶＤｈ（ＶＤｌ）との差が−５Ｖである場合には、ＶＡｈ（ＶＡｌ）が０Ｖであり、ＶＤｈ（ＶＤｌ）が５Ｖであると判定することが考えられる。
また、第２出力制御状態（オペアンプ１２からグランドレベルの信号を出力させるための状態）のアナログセンサ信号ＶＡｌとディジタルセンサ信号ＶＤｌとの差が＋１Ｖ程度（例えば、０．５＜ＶＡｈ−ＶＤｈ≦１．５Ｖ）である場合に、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１に電源ショートの故障が発生したことを検出し、第１出力制御状態（オペアンプ１２から電源レベルの信号を出力させるための状態）のアナログセンサ信号ＶＡｌとディジタルセンサ信号ＶＤｌとの差が−１Ｖ程度（例えば、−１．５＜ＶＡｈ−ＶＤｈ≦−０．５Ｖ）である場合に、アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１にグランドショートの故障が発生したことを検出することが考えられる。

・上記実施形態では、電源レベル固定（電源ショート）及びグランドレベル固定（グランドショート）以外の故障をその他の故障として検出した。しかしながら、上記その他の故障を更に詳しく検出することが可能である。例えば、（i）アナログセンサ信号のセンサ値及びディジタルセンサ信号のセンサ値が、５Ｖ，４Ｖ，１Ｖ，０Ｖのいずれでもない同一電圧である場合に、センサ素子１１又はオペアンプ１２の出力信号が電源レベルでもグランドレベルでもない電圧レベルに固定される故障が発生したことを検出し、（ii）アナログセンサ信号のセンサ値が故障検出レベル（５Ｖ又は０Ｖ）であり、ディジタルセンサ信号のセンサ値が５Ｖ，４Ｖ，１Ｖ，０Ｖのいずれでもない場合に、ＬＡＮインタフェース１５の出力信号が電源レベルでもグランドレベルでもない電圧レベルに固定される故障が発生したことを検出し、（iii）ディジタルセンサ信号のセンサ値が故障検出レベル（５Ｖ又は０Ｖ）であり、アナログセンサ信号のセンサ値が５Ｖ，４Ｖ，１Ｖ，０Ｖのいずれでもない場合に、ＡＤ変換器２２の出力信号が電源レベルでもグランドレベルでもない電圧レベルに固定される故障が発生したことを検出することが考えられる。

・上記実施形態では、システムの故障箇所及び故障態様を検出したが、故障箇所だけを検出してもよい。すなわち、故障箇所が「センサ素子１１又はオペアンプ１２」、「ＬＡＮインタフェース１５」、「ディジタル出力端子ＴＳ２又はディジタル入力端子ＴＥ２」、「アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１」及び「ＡＤ変換器２２」のいずれであるかを検出してもよい。この場合でも、故障箇所に応じた処理を実行することが可能である。

・「アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１」の故障だけを検出するようにしてもよいし、「アナログ出力端子ＴＳ１又はアナログ入力端子ＴＥ１」の故障と「ＡＤ変換器２２」の故障とだけを検出するようにしてもよい。

・第１故障検出用状態及び第２故障検出用状態は、オペアンプ１２から電源レベルでもグランドレベルでもない電圧レベルの信号を出力するための状態であってもよい。この場合でも、両状態の各信号レベルの設定値によっては、上記実施形態と同様、システムの故障を検出することが可能である。例えば、第１故障検出用状態を、オペアンプ１２から４．５Ｖの信号を出力するための状態とし、第２故障検出用状態を、オペアンプ１２から０．５Ｖの信号を出力するための状態としても、システムの故障を検出することが可能である。

・上記実施形態では、ＥＣＵ２０に車内ＬＡＮ経由で接続された加速度センサ１０の故障を検出した。しかしながら、これに限られず、ＥＣＵ２０に内蔵された加速度センサ１０の故障を検出するようにしてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様、システムの故障を検出することができる。

・本発明は、加速度センサ１０以外の車載センサ装置（例えば、ヨーレートセンサや圧力センサ）にも適用可能である。この場合でも、上記実施形態と同様にしてシステムの故障を検出することができる。また、本発明は、第１故障検出用状態及び第２故障検出用状態のいずれか一方の内部状態に遷移可能な車載センサ装置にも適用可能である。この場合でも、電源レベル固定（電源ショート）及びグランドレベル固定（グランドショート）のいずれか一方の故障は検出可能である。

１０…加速度センサ、１１…センサ素子、１２…オペアンプ、１３…保護抵抗器、１５…インタフェース、１５ｂ…パリティ回路、１５ａ…信号変換回路、２０…ＥＣＵ、２１…ＣＰＵ、２１ａ…シリアルインタフェース部、２２…ＡＤ変換器、ＴＥ１…アナログ入力端子、ＴＥ２…ディジタル入力端子、ＴＥ３…制御出力端子、ＴＳ１…アナログ出力端子、ＴＳ２…ディジタル出力端子、ＴＳ３…制御入力端子。

Claims (6)

1. センサ部の出力信号を、抵抗器経由でアナログの第１センサ信号として出力するとともに、同出力信号を、前記抵抗器を経由することなく第２センサ信号として出力する車載センサ装置に適用され、
   前記第１センサ信号をディジタル化するＡＤ変換器と、前記第２センサ信号のセンサ値及び前記ＡＤ変換器でディジタル化された前記第１センサ信号のセンサ値を取得するセンサ値取得手段とを備え、前記センサ値取得手段で取得したセンサ値に基づいて前記車載センサ装置の故障を検出するセンサ故障検出装置において、
   前記センサ部から所定の故障検出レベルの信号が出力されるように前記車載センサ装置を制御する出力制御手段と、
   前記出力制御手段により前記センサ部から前記故障検出レベルの信号が出力されるように前記車載センサ装置を制御している出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値が、前記センサ部の出力電流特性及び前記抵抗器の抵抗値に応じた所定レベルである場合に、前記第１センサ信号の信号経路のうち前記ＡＤ変換器よりも前記抵抗器側の部分に故障が発生していることを検出する故障検出手段と、
   を備えていることを特徴とするセンサ故障検出装置。
2. 前記故障検出手段は、前記第１センサ信号の信号経路のうち前記ＡＤ変換器よりも前記抵抗器側の部分に故障が発生していることを検出する検出条件として、前記出力制御手段による前記出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号のセンサ値が、前記故障検出レベルでないことを含んでいる請求項１に記載のセンサ故障検出装置。
3. 前記故障検出手段は、前記出力制御手段による前記出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号のセンサ値がそのセンサ値の取得時における故障検出レベルと異なり、かつ同状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値が前記故障検出レベルである場合に、前記ＡＤ変換器に故障が発生していることを検出する請求項１又は２に記載のセンサ故障検出装置。
4. 前記出力制御手段は、前記センサ部から前記故障検出レベルとして電源レベル又はグランドレベルの信号が出力されるように前記車載センサ装置を制御し、
   前記故障検出手段は、前記出力制御手段により前記センサ部から電源レベルの信号が出力されるように前記車載センサ装置を制御している第１出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号及び前記第２センサ信号のセンサ値と、前記出力制御手段により前記センサ部からグランドレベルの信号が出力されるように前記車載センサ装置を制御している第２出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号及び前記第２センサ信号のセンサ値とに基づいて、前記故障検出を実施する請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ故障検出装置。
5. 前記故障検出手段は、前記第１出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値が、前記センサ部の最大ソース電流値及び前記抵抗器の抵抗値に応じた電圧だけグランドレベルよりも高い電圧である場合に、前記第１センサ信号の信号経路のうち前記ＡＤ変換器よりも前記抵抗器側の部分にグランドショートの故障が発生したことを検出し、前記第２出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値が、前記センサ部の最大シンク電流値及び前記抵抗器の抵抗値に応じた電圧だけ電源レベルよりも低い電圧である場合に、前記第１センサ信号の信号経路のうち前記ＡＤ変換器よりも前記抵抗器側の部分に電源ショートの故障が発生したことを検出する請求項４に記載のセンサ故障検出装置。
6. 前記故障検出手段は、前記第１出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号のセンサ値がグランドレベルであり、かつ同状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値が電源レベルである場合に、前記ＡＤ変換器にグランドレベル固定の故障が発生したことを検出し、前記第２出力制御状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第１センサ信号のセンサ値が電源レベルであり、かつ同状態で前記センサ値取得手段により取得された前記第２センサ信号のセンサ値がグランドレベルである場合に、前記ＡＤ変換器に電源レベル固定の故障が発生したことを検出する請求項４又は５に記載のセンサ故障検出装置。