JP5203473B2 - 異常判定装置および車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、舵角を検知する舵角センサが正常か否かを診断する制御を行う異常判定装置および車両用制御装置に関する。

従来、舵角センサの診断が可能な車両用制御装置として、舵角センサの出力値から演算した角速度が許容最大角速度を超えたと判定したときに、異常と判定するものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−４２７５４号公報

しかしながら、上記従来技術では、角速度が許容最大角速度を超えたと一度でも判定すると、異常と判定するため、例えばノイズ等により角速度が一時的に許容最大角速度を超えるような場合（瞬間的に角速度が許容最大角速度を超え、その後元の値に復帰するような場合）であっても異常であると誤判定してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、舵角センサの診断における誤判定を抑えることを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、舵角センサが正常か否かを判定する第１診断を実行可能な第１診断手段を有する異常判定装置であって、前記第１診断手段は、前記舵角センサから取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する第１変化量算出部と、前記舵角センサが正常であるときに前記第１変化量算出部で算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶する第１記憶部と、前記変化量が前記正常閾値を超えたときに、前記舵角の前回値を基準舵角に設定する基準舵角設定部と、前記変化量が前記正常閾値を超えたときから第１の判定時間が経過するまでの間、前記正常閾値を徐々に増加させる増加部と、前記第１の判定時間中、前記舵角と前記基準舵角との偏差の絶対値と、前記増加部によって増加される正常閾値とを比較し、前記偏差の絶対値が前記正常閾値よりも大きいときに第１カウンタをカウントする偏差比較部と、前記第１カウンタが所定値に達したことを条件として前記舵角センサが異常であると判定する第１判定部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、変化量が正常閾値を一時的に超える場合であっても、第１カウンタが所定値に達していなければ異常と判定しないので、舵角センサの診断における誤判定を抑えることができる。特に、カウントの条件に使用する正常閾値を増加部によって徐々に大きくすることで、舵角センサを異常と判定する条件が徐々に厳しくなるので、誤判定の可能性を小さくすることができる。さらに、舵角が異常に高い値になったままとなる固着やオフセットによる異常の場合には、第１カウンタが所定値に達するので、確実に異常を判定することができる。

また、本発明では、前記増加部は、前記正常閾値が前記偏差比較部による比較の回数に比例するように、前記比較のたびに前記正常閾値に一定値を加算していくのが望ましい。

これによれば、正常閾値を単純な増加によって決定できるので、複雑な計算式やマップを準備する必要がない。

また、本発明では、前記第１判定部が、前記第１の判定時間が経過したこと、および、前記変化量が前記正常閾値以下であることを条件として、前記第１の判定時間が経過したときから第１の予備判定時間が経過したか否かを判断し、第１の予備判定時間が経過したことを条件として前記第１カウンタをリセットするように構成されるのが望ましい。

これによれば、第１の判定時間が経過しても、第１の予備判定時間が経過するまでは第１カウンタがリセットされずに保持されるので、一時的に変化量および偏差が正常値に復帰して異常であると判定されなかった場合でも、第１の予備判定時間中に再び変化量が正常閾値を超えた場合に異常を判定しやすくすることができる。

また、本発明は、舵角センサが正常か否かを判定する第２診断を実行可能な第２診断手段を有する異常判定装置であって、前記第２診断手段は、前記舵角センサから取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する第２変化量算出部と、前記舵角センサが正常であるときに前記第２変化量算出部で算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶する第２記憶部と、前記変化量と正常閾値とを比較し、前記変化量が前記正常閾値を超えた場合に第２カウンタをカウントする変化量比較部と、前記第２カウンタがカウントされるたびに、前記第２カウンタが所定値に達したか否かを判断し、達したことを条件として前記舵角センサが異常であると判定するとともに、前記第２カウンタを今回カウントしたときから第２の判定時間が経過したか否かを判断し、経過したことを条件として前記第２カウンタをリセットする第２判定部と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、変化量が正常閾値を一時的に超える場合であっても、第２カウンタが所定値に達していなければ異常と判定しないので、舵角センサの診断における誤判定を抑えることができる。また、舵角センサから取得される値が発振する場合や連続的なノイズが発生する場合には、第２カウンタが所定値に達するので、このような場合における異常を確実に判定することができる。

また、本発明では、前述した第１診断と第２診断を同時に行うとともに、各診断において舵角および変化量として共通の値を用いるようにしてもよい。

これによれば、舵角と変化量に共通の値を用いながら第１の診断と第２の診断を並行して実行することができるので、単一の舵角に関する情報から異なる２つの診断手法で異常を迅速に判定することができる。

なお、前述した異常判定装置は、例えば車両用制御装置に設けることができる。

これによれば、例えば舵角センサにも診断機能を有する場合において、仮に舵角センサの診断機能が異常なために舵角センサが正常であると誤判定されて出力された値である場合や、舵角センサの出力は正常であるものの舵角センサから車両用制御装置への通信が異常なために舵角センサから出力された値を車両用制御装置が取得するまでの間に異常な値となってしまう場合であっても、車両用制御装置内の異常判定装置によって診断を行うことができるので、異常判定を行う精度を向上させることができる。

本発明によれば、舵角センサの診断における誤判定を抑えることができる。

車両用制御装置を備えた車両を示す構成図である。 車両用制御装置のブレーキ液圧回路を示す構成図である。 第１の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 舵角が大きな値に固着したときの診断例を示す図である。 舵角が２段階にオフセットしたときの診断例を示す図である。 舵角がさほど大きく変化しないときの診断例を示す図である。 舵角センサから一時的にノイズの入力があったときの診断例を示す図である。 舵角センサから一時的にノイズが入力された後、第１予備タイマのインクリメント中に舵角が異常に大きくなって固着したときの診断例を示す図である。 第２の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 図１０の制御部の動作を示すフローチャートである。 舵角が大きな振幅で変化するときの診断例を示す図である。 舵角が最初に異常に大きな値になった後、正常な値に戻るときの診断例を示す図である。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、車両用制御装置１００は、車両ＣＲの各車輪Ｗに付与する制動力（ブレーキ液圧）を適宜制御するためのものであり、車両のエンジンルーム内に設けられている。車両用制御装置１００は、油路（液圧路）や各種部品が設けられた液圧ユニット１０と、液圧ユニット１０内の各種部品を適宜制御するための制御部２０とを備えている。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、車輪速センサ９１、舵角センサ９２、横加速度センサ９３およびヨーレートセンサ９４からの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各演算処理を行うことによって制御を実行する。

車輪速センサ９１は、車輪Ｗの車輪速度を検出するセンサであり、各車輪Ｗに対応して設けられている。
舵角センサ９２は、ステアリングＳＴの舵角を検出するセンサであり、ステアリングＳＴの回転軸に設けられている。

横加速度センサ９３は、車両ＣＲの横方向に働く加速度（横加速度）を検出するセンサであり、制御部２０に一体的に設けられている。
ヨーレートセンサ９４は、車両ＣＲの旋回角速度（実ヨーレート）を検出するセンサであり、制御部２０に一体的に設けられている。

ホイールシリンダＨは、マスタシリンダＭＣおよび車両用制御装置１００により発生されたブレーキ液圧を各車輪Ｗに設けられた車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの作動力に変換する液圧装置であり、それぞれ配管を介して車両用制御装置１００の液圧ユニット１０に接続されている。

図２に示すように、液圧ユニット１０は、運転者がブレーキペダルＢＰに加える踏力に応じたブレーキ液圧を発生する液圧源であるマスタシリンダＭＣと、車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬとの間に配置されている。液圧ユニット１０は、ブレーキ液が流通する油路を有する基体であるポンプボディ１０ａ、油路上に複数配置された入口弁１、出口弁２などから構成されている。

マスタシリンダＭＣの二つの出力ポートＭ１，Ｍ２はポンプボディ１０ａの入口ポート１２１に接続され、ポンプボディ１０ａの出口ポート１２２は各車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに接続されている。そして、通常時はポンプボディ１０ａ内の入口ポート１２１から出口ポート１２２までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルＢＰの踏力が各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達されるようになっている。

また、出力ポートＭ１から始まる油路は前輪左側の車輪ブレーキＦＬと後輪右側の車輪ブレーキＲＲに通じており、出力ポートＭ２から始まる油路は前輪右側の車輪ブレーキＦＲと後輪左側の車輪ブレーキＲＬに通じている。なお、以下では、出力ポートＭ１から始まる油路を「第一系統」と称し、出力ポートＭ２から始まる油路を「第二系統」と称する。

液圧ユニット１０には、その第一系統に各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられており、同様に、その第二系統に各車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられている。また、液圧ユニット１０には、第一系統および第二系統のそれぞれに、リザーバ３、ポンプ４、オリフィス５、調圧弁（レギュレータ）Ｒ、吸入弁７が設けられている。さらに、液圧ユニット１０には、第一系統のポンプ４と第二系統のポンプ４とを駆動するための共通のモータ９が設けられている。このモータ９は、回転数制御可能なモータである。また、本実施形態では、第二系統にのみ圧力センサ８が設けられている。

なお、以下では、マスタシリンダＭＣの出力ポートＭ１，Ｍ２から各調圧弁Ｒに至る油路を「出力液圧路Ａ１」と称し、第一系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに至る油路および第二系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに至る油路をそれぞれ「車輪液圧路Ｂ」と称する。また、出力液圧路Ａ１からポンプ４に至る油路を「吸入液圧路Ｃ」と称し、ポンプ４から車輪液圧路Ｂに至る油路を「吐出液圧路Ｄ」と称し、さらに、車輪液圧路Ｂから吸入液圧路Ｃに至る油路を「開放路Ｅ」と称する。

制御弁手段Ｖは、マスタシリンダＭＣまたはポンプ４側から車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側（詳細には、ホイールシリンダＨ側）への液圧の行き来を制御する弁であり、ホイールシリンダＨの圧力を増加、保持または低下させることができる。そのため、制御弁手段Ｖは、入口弁１、出口弁２およびチェック弁１ａを備えて構成されている。

入口弁１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとマスタシリンダＭＣとの間、すなわち車輪液圧路Ｂに設けられた常開型の電磁弁である。入口弁１は、通常時に開いていることで、マスタシリンダＭＣから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁１は、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により閉塞されることで、ブレーキペダルＢＰから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに伝達するブレーキ液圧を遮断する。

出口弁２は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲと各リザーバ３との間、すなわち車輪液圧路Ｂと開放路Ｅとの間に介設された常閉型の電磁弁である。出口弁２は、通常時に閉塞されているが、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により開放されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに作用するブレーキ液圧を各リザーバ３に逃がす。

チェック弁１ａは、各入口弁１に並列に接続されている。このチェック弁１ａは、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入のみを許容する一方向弁であり、ブレーキペダルＢＰからの入力が解除された場合に、入口弁１を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入を許容する。

リザーバ３は、開放路Ｅに設けられており、各出口弁２が開放されることによって逃がされるブレーキ液圧を吸収する機能を有している。また、リザーバ３とポンプ４との間には、リザーバ３側からポンプ４側へのブレーキ液の流れのみを許容するチェック弁３ａが介設されている。

ポンプ４は、出力液圧路Ａ１に通じる吸入液圧路Ｃと車輪液圧路Ｂに通じる吐出液圧路Ｄとの間に介設されており、リザーバ３に貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Ｄに吐出する機能を有している。これにより、リザーバ３により吸収されたブレーキ液をマスタシリンダＭＣに戻すことができるとともに、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合でもブレーキ液圧を発生して車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに制動力を発生することができる。
なお、ポンプ４のブレーキ液の吐出量は、モータ９の回転数に依存しており、例えば、モータ９の回転数が大きくなると、ポンプ４によるブレーキ液の吐出量も大きくなる。

オリフィス５は、ポンプ４から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動を減衰させている。

調圧弁Ｒは、通常時に開いていることで、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する。また、調圧弁Ｒは、ポンプ４が発生したブレーキ液圧によりホイールシリンダＨ側の圧力を増加するときには、ブレーキ液の流れを遮断しつつ、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側の圧力を設定値以下に調節する機能を有している。そのため、調圧弁Ｒは、切換弁６およびチェック弁６ａを備えて構成されている。

切換弁６は、マスタシリンダＭＣに通じる出力液圧路Ａ１と各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに通じる車輪液圧路Ｂとの間に介設された常開型のリニアソレノイド弁である。詳細は図示しないが、切換弁６の弁体は、付与される電流に応じた電磁力によって車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側へ付勢されており、車輪液圧路Ｂの圧力が出力液圧路Ａ１の圧力より所定値（この所定値は、付与される電流による）以上高くなった場合には、車輪液圧路Ｂから出力液圧路Ａ１へ向けてブレーキ液が逃げることで、車輪液圧路Ｂ側の圧力が所定圧に調整される。

チェック弁６ａは、各切換弁６に並列に接続されている。このチェック弁６ａは、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する一方向弁である。

吸入弁７は、吸入液圧路Ｃに設けられた常閉型の電磁弁であり、吸入液圧路Ｃを開放する状態または遮断する状態に切り換えるものである。吸入弁７は、切換弁６が閉じるとき、すなわち、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合において各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにブレーキ液圧を作用させるときに制御部２０により開放（開弁）される。

圧力センサ８は、第二系統の出力液圧路Ａ１のブレーキ液圧を検出するものであり、その検出結果は制御部２０に入力される。

次に、制御部２０の詳細について説明する。
図１〜図３に示すように、制御部２０は、各センサ９１〜９４等から入力された信号に基づいて液圧ユニット１０内の制御弁手段Ｖ、切換弁６（調圧弁Ｒ）および吸入弁７の開閉動作ならびにモータ９の動作を制御して、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの動作を制御するものである。特に、本実施形態においては、制御部２０は、舵角センサ９２が正常か否かを判定する異常判定装置として機能するようになっている。

ここで、本実施形態における舵角センサ９２内には、舵角センサ９２が正常か否かを判定する公知の判定手段が設けられており、舵角センサ９２が正常か否かを示す信号（以下、「センサ側信号」と称する。）を制御部２０に出力するようになっている（図５（ａ）参照）。すなわち、本実施形態では、舵角センサ９２と制御部２０のそれぞれで、舵角センサ９２の異常判定が行われている。

図３に示すように、制御部２０は、舵角センサ９２が正常か否かを判定する第１診断を実行可能な第１診断手段２１と、車両ＣＲの挙動を制御する挙動制御手段２２とを備えている。第１診断手段２１は、第１変化量算出部２１Ａと、第１記憶部２１Ｂと、基準舵角設定部２１Ｃと、第１タイマ２１Ｄと、増加部２１Ｅと、偏差比較部２１Ｆと、第１カウンタ２１Ｇと、第１予備タイマ２１Ｊと、第１判定部２１Ｈとを備えている。

第１変化量算出部２１Ａは、舵角センサ９２から取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する機能を有しており、算出した変化量を基準舵角設定部２１Ｃに出力する。

第１記憶部２１Ｂは、舵角センサ９２が正常であるときに第１変化量算出部２１Ａで算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶しておくメモリ等の記憶装置である。ここで、「舵角センサ９２が正常であるときに第１変化量算出部２１Ａで算出され得る最大の変化量」は、実験やシミュレーション等によって決定することができる。

基準舵角設定部２１Ｃは、第１変化量算出部２１Ａから取得する変化量と第１記憶部２１Ｂから取得する正常閾値とを比較し、変化量が正常閾値を超えたときに（図５（ｄ）の時刻ｔ２）、舵角の前回値（図５（ｂ）の時刻ｔ１のときの舵角）を基準舵角に設定する機能を有している。そして、基準舵角設定部２１Ｃは、基準舵角を設定した後、設定した基準舵角を偏差比較部２１Ｆに出力するとともに、第１タイマ２１Ｄを作動させる。また、基準舵角設定部２１Ｃは、この際、第１カウンタ２１Ｇをカウントアップするとともに、第１予備タイマ２１Ｊをリセットする。

さらに、基準舵角設定部２１Ｃは、変化量が正常閾値以下である場合には、そのことを示す信号を第１判定部２１Ｈに送るとともに、第１予備タイマ２１Ｊを作動させる。

第１タイマ２１Ｄは、基準舵角設定部２１Ｃから作動のきっかけのための信号を受けると、第１の判定時間をセットし、セットした第１の判定時間を徐々に減算する機能を有している（図５（ｆ）参照）。

増加部２１Ｅは、第１タイマ２１Ｄを参照することで、セットした第１の判定時間がゼロになるまでの間（変化量が正常閾値を超えたときから第１の判定時間が経過するまでの間）において、所定のタイミングで正常閾値を徐々に増加させる機能を有している（図５（ｃ）参照）。具体的に、増加部２１Ｅは、偏差比較部２１Ｆによる比較の回数に比例するように、当該偏差比較部２１Ｆによる比較のたびに正常閾値に一定値を加算していく。

言い換えると、増加部２１Ｅは、第１タイマ２１Ｄを参照することで、偏差比較部２１Ｆによる比較のサイクルに対応した時間が経過するたびに、正常閾値に一定値ずつ加算するようになっている。そして、増加部２１Ｅは、第１記憶部２１Ｂから取得した正常閾値もしくは比較のたびに一定値を加算した正常閾値を、偏差比較部２１Ｆに出力する。

偏差比較部２１Ｆは、基準舵角設定部２１Ｃから舵角（今回値）および基準舵角を取得して、舵角と基準舵角との偏差の絶対値（以下、単に「偏差」と称する。）を算出する機能を有している。そして、偏差比較部２１Ｆは、算出した偏差と、増加部２１Ｅから取得する正常閾値とを比較し、偏差が正常閾値よりも大きいときに第１カウンタ２１Ｇをカウントアップする機能を有している（図５（ｃ），（ｅ）参照）。また、偏差比較部２１Ｆは、第１タイマ２１Ｄを参照することで、前述した偏差と正常閾値の比較やカウントアップを、第１の判定時間中にのみ実行する。

第１予備タイマ２１Ｊは、基準舵角設定部２１Ｃから作動のきっかけのための信号を受けると、第１予備タイマ２１Ｊを増加（インクリメント）していく機能を有している（図７（ｇ）参照）。なお、第１予備タイマ２１Ｊは、第１の予備判定時間までインクリメントされた後は、それ以上インクリメントされないようになっている。

第１判定部２１Ｈは、第１カウンタ２１Ｇを参照して、第１カウンタ２１Ｇが所定値に達したか否かを判断することで、舵角センサ９２が異常であるか否かを判定する機能を有している。そして、第１判定部２１Ｈは、第１カウンタ２１Ｇが所定値に達した場合に、舵角センサ９２が異常であると判定する。

また、第１判定部２１Ｈは、基準舵角設定部２１Ｃから送られてくる信号（変化量が正常閾値以下であることを示す信号）と、第１タイマ２１Ｄと、第１予備タイマ２１Ｊとを参照して、第１カウンタ２１Ｇをリセットするか否かを決定する機能を有している。詳しくは、第１判定部２１Ｈは、第１タイマ２１Ｄを参照して第１の判定時間が経過したか否かを判断するとともに、基準舵角設定部２１Ｃからの信号を参照して変化量が正常閾値以下であるか否かを判断する。

第１判定部２１Ｈは、第１の判定時間が経過しており、かつ、変化量が正常閾値以下である場合には、第１予備タイマ２１Ｊを参照して、第１の判定時間が経過したときから第１の予備判定時間が経過したか否かを判断する。そして、第１判定部２１Ｈは、第１の予備判定時間が経過した場合には、第１カウンタ２１Ｇをリセットするように構成されている。

また、第１判定部２１Ｈは、第１の判定時間が経過しても第１カウンタ２１Ｇが所定値に満たない場合には、基準舵角および正常閾値をリセットして、初期値に戻す（図７（ｂ），（ｃ）参照）。そして、第１判定部２１Ｈは、舵角センサ９２が異常であるか否かを示す信号（「判定部側信号」と称する。）を挙動制御手段２２に出力する。

挙動制御手段２２は、第１判定部２１Ｈから取得する判定部側信号と、舵角センサ９２から送信されるセンサ側信号とに基づいて、公知の車両の挙動制御を行うか否かを判断する機能を有している。具体的に、挙動制御手段２２は、判定部側信号とセンサ側信号の少なくとも一方が異常を示す信号である場合に、挙動制御を禁止し、判定部側信号とセンサ側信号の両方が正常を示す信号である場合に、挙動制御を実行するように構成されている。

これにより、例えば舵角センサ９２内の判定手段が異常なために舵角センサ９２が正常であると誤判定されて正常を示すセンサ側信号が出力された場合や、舵角センサ９２の出力は正常であるものの舵角センサ９２から車両用制御装置１００への通信が異常なために舵角センサ９２から出力された値を車両用制御装置１００が取得するまでの間に異常な値となってしまう場合であっても、制御部２０内の第１診断手段２１によって舵角センサ９２の異常判定を再度行うことができるので、異常判定の精度向上を図ることが可能となっている。

次に、図４を参照して、制御部２０の動作について説明する。
図４に示すように、制御部２０は、舵角の今回値と前回値に基づいて変化量を算出し（Ｓ１）、第１タイマ２１Ｄが０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２）。ステップＳ２において第１タイマ２１Ｄが０である場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、基準舵角および正常閾値をリセットして（Ｓ３）、ステップＳ１で算出した変化量が正常閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ４）。

ステップＳ４において変化量が正常閾値を超えている場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、そのときの舵角の前回値を基準舵角として設定するとともに、第１の判定時間をセットする（Ｓ５）。ステップＳ５の後、制御部２０は、第１予備タイマ２１Ｊをリセットするとともに（Ｓ６）、第１カウンタ２１Ｇをカウントアップする（Ｓ７）。

ステップＳ２において第１タイマ２１Ｄが０よりも大きい場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、第１タイマ２１Ｄをデクリメントするとともに（Ｓ８）、正常閾値を一定値だけ増加する（Ｓ９）。ステップＳ９の後、制御部２０は、舵角の今回値と基準舵角の差の絶対値である偏差が、正常閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ１０）。

ステップＳ１０において偏差が正常閾値を超えている場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、第１カウンタ２１Ｇをカウントアップして（Ｓ１１）、ステップＳ１２の処理に進む。また、ステップＳ１０において偏差が正常閾値を超えていない場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、第１カウンタ２１Ｇをカウントアップせずに、ステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２では、制御部２０は、第１カウンタ２１Ｇが所定値以上になったか（所定値に達したか）否かを判断する。ステップＳ１２において第１カウンタ２１Ｇが所定値未満の場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ１２において第１カウンタ２１Ｇが所定値以上の場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、舵角センサ９２が異常であると判定する（Ｓ１３）。

また、ステップＳ４において変化量が正常閾値以下である場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、第１予備タイマ２１Ｊをインクリメントし（Ｓ１４）、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間以上であるか否か（第１の判定時間が経過したときから第１の予備判定時間が経過したか否か）を判断する（Ｓ１５）。

ステップＳ１５において、制御部２０は、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間未満である場合には（Ｎｏ）、そのままステップＳ１の処理に戻り、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間以上である場合には（Ｙｅｓ）、第１カウンタ２１Ｇをリセットして（Ｓ１６）、ステップＳ１の処理に戻る。

次に、図５〜図９を参照して、制御部２０による舵角センサ９２の診断の例を、異常と判定する場合と、異常と判定しない場合とに分けて詳細に説明する。

図５に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図５（ａ）参照）、舵角センサ９２から出力される舵角が実際の舵角とは異なる大きな値（図５（ｂ）参照）に変化して固着する例である。このようなケースでは、図５（ｃ）〜（ｇ）に示すように、変化量が正常閾値を超えると（時刻ｔ２）、時刻ｔ１のときの舵角が基準舵角と設定され、舵角と基準舵角の差である偏差が算出される。また、この際、第１の予備判定時間までインクリメントされている第１予備タイマ２１Ｊがリセットされる。

その後は、偏差が大きな値に固着することにより、第１の判定時間の間、正常閾値が徐々に大きくなっていっても、偏差が正常閾値を常に超えた値となることにより、第１の判定時間の間に第１カウンタ２１Ｇが所定値まで達し（時刻ｔ３）、異常と判定される。

図６に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図６（ａ）参照）、舵角センサ９２から出力される舵角が、実際の舵角とは異なり、２段階に分けて大きな値にオフセット（図６（ｂ）参照）する例である。このようなケースでは、図６（ｃ）〜（ｆ）に示すように、変化量が正常閾値を超えたとき（時刻ｔ４）から所定時間の間（時刻ｔ４〜ｔ５間）は、偏差が正常閾値を超えていることにより第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされていく。

時刻ｔ５の後、すなわち徐々に増加される正常閾値が偏差以上になると、第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされずに、第１タイマ２１Ｄが減算されていく。そして、時刻ｔ６において、偏差がさらに大きな値に変化すると、偏差が再び正常閾値を超えて、第１カウンタ２１Ｇのカウントアップが再開される。その後、第１カウンタ２１Ｇが所定値に達すると（時刻ｔ７）、異常と判定される。

図７に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図７（ａ）参照）、舵角センサ９２から出力される舵角が実際の舵角とは異なるが、舵角がさほど大きく変化しない例である。このようなケースでは、図７（ｂ）〜（ｇ）に示すように、変化量が正常閾値を超えたとき（時刻ｔ９）から所定時間の間（時刻ｔ９〜ｔ１０間）は、偏差が正常閾値を超えていることにより第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされていく。

時刻ｔ１０の後、すなわち徐々に増加される正常閾値が偏差以上になると、第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされずに、第１タイマ２１Ｄが減算されていく。そして、第１カウンタ２１Ｇが所定値に到達しないまま第１タイマ２１Ｄがゼロになると（時刻ｔ１１）、偏差の計算が終了し、基準舵角および正常閾値がリセットされるとともに、第１予備タイマ２１Ｊがインクリメントされていく。

そして、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間に到達すると（時刻ｔ１２）、第１カウンタ２１Ｇがリセットされる。そのため、このようなケースでは、舵角センサ９２が異常と判定されない。

図８に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図８（ａ）参照）、舵角センサ９２から一時的にノイズの入力があった場合の例である。このようなケースでは、図８（ｂ）〜（ｇ）に示すように、変化量が正常閾値を超えたとき（時刻ｔ１３）から所定時間の間（時刻ｔ１３〜ｔ１４間）は、偏差が正常閾値を超えていることにより第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされていく。

時刻ｔ１４の後、すなわちノイズの入力がなくなって正常閾値を超えていた偏差が正常閾値以下になると、第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされずに、第１タイマ２１Ｄが減算されていく。そして、第１カウンタ２１Ｇが所定値に到達しないまま第１タイマ２１Ｄがゼロになると（時刻ｔ１５）、偏差の計算が終了し、基準舵角および正常閾値がリセットされるとともに、第１予備タイマ２１Ｊがインクリメントされていく。

そして、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間に到達すると（時刻ｔ１６）、第１カウンタ２１Ｇがリセットされる。そのため、このようなケースでは、舵角センサ９２が異常と判定されない。

図９に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図９（ａ）参照）、舵角センサ９２から一時的にノイズが入力された後、第１予備タイマ２１Ｊのインクリメント中に舵角が異常に大きくなって固着した場合の例である。このようなケースでは、図９（ｂ）〜（ｇ）に示すように、変化量が正常閾値を超えたとき（時刻ｔ１７）から所定時間の間（時刻ｔ１７〜ｔ１８間）は、偏差が正常閾値を超えていることにより第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされていく。

時刻ｔ１８の後、すなわち１回目のノイズの入力がなくなって正常閾値を超えていた偏差が正常閾値以下になると、第１カウンタ２１Ｇがカウントアップされずに、第１タイマ２１Ｄが減算されていく。そして、第１カウンタ２１Ｇが所定値に到達しないまま第１タイマ２１Ｄがゼロになると（時刻ｔ１９）、偏差の計算が終了し、基準舵角および正常閾値がリセットされるとともに、第１予備タイマ２１Ｊがインクリメントされていく。

そして、第１予備タイマ２１Ｊが第１の予備判定時間に到達する前に２回目のノイズが入力されて変化量が再び正常閾値を超えると（時刻ｔ２０）、第１予備タイマ２１Ｊがリセットされるとともに、第１タイマ２１Ｄが再び第１の判定時間にセットされる。また、このとき、基準舵角が再度設定され、偏差が算出される。

その後は、偏差が正常閾値を超えることにより第１カウンタ２１Ｇのカウントアップが再開され、第１カウンタ２１Ｇが所定値まで達すると（時刻ｔ２１）、異常と判定される。すなわち、図９の例では、１回目の第１の判定時間の経過により一旦は異常判定が中断されるが、その時点で第１カウンタ２１Ｇをリセットせずに、第１の予備判定時間の間第１カウンタ２１Ｇの値を保持することで、第１の予備判定時間中に再び舵角が異常値になったときに、第１カウンタ２１Ｇを保持した値からカウントアップすることができるので、異常を判定しやすくすることができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
変化量が正常閾値を一時的に超える場合であっても、第１カウンタ２１Ｇが所定値に達していなければ異常と判定しないので（図７参照）、舵角センサ９２の診断における誤判定を抑えることができる。また、舵角が異常に高い値になったままとなる固着やオフセットによる異常の場合には、第１カウンタ２１Ｇが所定値に達するので（図５，６参照）、確実に異常を判定することができる。

正常閾値に一定値ずつ加算していくといった単純な増加によって正常閾値を決定するので、複雑な計算式やマップを準備する必要がない。

舵角センサ９２の診断機能（判定手段）が異常なためにセンサ側信号が正常を示す場合や、舵角センサの出力は正常であるものの舵角センサから車両用制御装置への通信が異常なために舵角センサから出力された値を車両用制御装置が取得するまでの間に異常な値となってしまう場合であっても、車両用制御装置１００内の制御部２０（異常判定装置）によって診断を行うことができるので、異常判定を行う精度を向上させることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前述した第１の実施形態に係る制御部２０の一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。

図１０に示すように、第２の実施形態に係る制御部３０は、第１の実施形態と同様の挙動制御手段２２を有する他、第１の実施形態における第１診断とは異なる第２診断を行う第２診断手段３１とを有している。第２診断手段３１は、第２変化量算出部３１Ａと、第２記憶部３１Ｂと、変化量比較部３１Ｃと、第２カウンタ３１Ｄと、第２判定部３１Ｅと、第２タイマ３１Ｆとを備えている。

第２変化量算出部３１Ａは、第１の実施形態の第１変化量算出部２１Ａと同様の方法で変化量を算出し、算出した変化量を変化量比較部３１Ｃに出力する。

第２記憶部３１Ｂは、第１の実施形態の第１記憶部２１Ｂと同様に、舵角センサ９２が正常であるときに第２変化量算出部３１Ａで算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶している。

変化量比較部３１Ｃは、第２変化量算出部３１Ａから取得する変化量と第２記憶部３１Ｂから取得する正常閾値とを比較し、変化量が正常閾値を超えた場合に第２カウンタ３１Ｄをカウントアップする機能を有している。また、変化量比較部３１Ｃは第２カウンタ３１Ｄをカウントアップするたびに、第２タイマ３１Ｆによるインクリメントをゼロからやり直す機能も有している。

第２判定部３１Ｅは、第２カウンタ３１Ｄがカウントアップされるたびに、第２カウンタ３１Ｄが所定値に達したか否かを判断し、達したことを条件として舵角センサ９２が異常であると判定する機能を有している。また、第２判定部３１Ｅは、第２カウンタ３１Ｄを今回カウントしたときから第２の判定時間が経過したか否かを判断し、経過したことを条件として第２カウンタ３１Ｄをリセットする機能も有している。具体的に、第２判定部３１Ｅは、第２カウンタ３１Ｄと第２タイマ３１Ｆを参照して、第２カウンタ３１Ｄが所定値に達したか否かを判断するとともに、カウントアップした時点から第２の判定時間が経過したか否かを判断する。

そして、第２判定部３１Ｅは、第２の判定時間が経過する前に第２カウンタ３１Ｄが所定値に達した場合には、異常と判定し（図１２（ｄ），（ｅ）参照）、第２の判定時間が経過したときには、第２カウンタ３１Ｄをリセットする（ゼロに戻す：図１３（ｄ），（ｅ）参照）。

次に、図１１を参照して、制御部３０の動作について説明する。
図１１に示すように、制御部３０は、舵角の今回値と前回値に基づいて変化量を算出し（Ｓ２１）、算出した変化量が正常閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ２２）。ステップＳ２２において変化量が正常閾値を超えている場合には（Ｙｅｓ）、制御部３０は、第２カウンタ３１Ｄをカウントアップするとともに（Ｓ２３）、第２タイマ３１Ｆをリセットする（Ｓ２４）。

ステップＳ２４の後、制御部３０は、第２カウンタ３１Ｄが所定値以上になったか否かを判断する（Ｓ２５）。ステップＳ２５において、制御部３０は、第２カウンタ３１Ｄが所定値以上になっている場合には（Ｙｅｓ）、舵角センサ９２が異常であると判定し（Ｓ２６）、所定値未満である場合には（Ｎｏ）、そのままステップＳ２１の処理に戻る。

また、ステップＳ２２において変化量が正常閾値以下である場合には（Ｎｏ）、制御部３０は、第２タイマ３１Ｆをインクリメントする（Ｓ２７）。ステップＳ２７の後、制御部３０は、第２タイマ３１Ｆを参照して、第２の判定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２８）。

ステップＳ２８において、制御部３０は、第２の判定時間が経過した場合には（Ｙｅｓ）、第２カウンタ３１Ｄをリセットし、第２の判定時間中である場合には（Ｎｏ）、第２カウンタ３１ＤをリセットせずにステップＳ２１の処理に戻る。

次に、図１２，１３を参照して、制御部３０による舵角センサ９２の診断の例を、異常と判定する場合と、異常と判定しない場合とに分けて詳細に説明する。

図１２に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図１２（ａ）参照）、舵角センサ９２から出力される舵角が実際の舵角とは異なり、大きな振幅（図１２（ｂ）参照）で変化する例である。このようなケースでは、図１２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、変化量が正常閾値を超えるたびに（時刻ｔ３１〜ｔ３５）、第２カウンタ３１Ｄがカウントアップされ、第２タイマ３１Ｆがリセットされる。これにより、このケースでは、変化量が頻繁に正常閾値を超えるため、第２タイマ３１Ｆが第２の判定時間に達する前に、第２カウンタ３１Ｄが所定値に達し（時刻ｔ３５）、異常と判定される。

図１３に示す例は、センサ側信号が正常を示す信号であるにも関わらず（図１３（ａ）参照）、舵角センサ９２から出力される舵角が実際の舵角とは異なるが、舵角が最初に異常に大きな値になるだけで、その後は舵角が実際の舵角と一致する例である（図１３（ｂ）参照）。このようなケースでは、図１３（ｂ）〜（ｅ）に示すように、舵角が最初に大きく変化するときと（時刻ｔ３６）、元の値に戻るとき（時刻ｔ３７）のみに、変化量が正常閾値を超えるので、このときのみに第２カウンタ３１Ｄがカウントアップされ、第２タイマ３１Ｆがリセットされる。

時刻ｔ３７の後は、舵角が実際の舵角と一致するように変化するので、変化量が正常閾値を超えることはない。そのため、第２タイマ３１Ｆはリセットされることなく上がっていき、第２タイマ３１Ｆが第２の判定時間に達すると（ｔ３８）、第２カウンタ３１Ｄがリセットされる。そのため、このようなケースでは、舵角センサ９２が異常と判定されない。

以上によれば、第２の実施形態において以下のような効果を得ることができる。
変化量が正常閾値を一時的に超える場合であっても、第２カウンタ３１Ｄが所定値に達していなければ異常と判定しないので、舵角センサ９２の診断における誤判定を抑えることができる（図１３参照）。また、舵角センサ９２から取得される値が発振する場合や連続的なノイズが発生する場合には、第２カウンタ３１Ｄが所定値に達するので、このような場合における異常を確実に判定することができる（図１２参照）。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記各実施形態では、それぞれ第１診断のみ、もしくは、第２診断のみを実行するように制御部を構成したが、本発明はこれに限定されず、１つの制御部に、前述した第１診断手段２１と、前述した第２診断手段３１を両方に設けてもよい。なお、この場合には、第１診断手段２１および第２診断手段３１が、舵角および変化量として共通の値を用いながら、第１診断と第２診断を同時に行うように構成されるのが望ましい。これによれば、舵角と変化量に共通の値を用いながら第１の診断と第２の診断を並行して実行することができるので、２つの診断手段のいずれか一方が異常と判定した場合に舵角センサの異常とする場合には、単一の舵角に関する情報から異なる２つの診断手法で異常を迅速に判定することができる。また、２つの診断手段がともに異常と判定したときに舵角センサの異常とする場合には、ノイズが混入しやすい状況において、慎重な判定ができる。

前記実施形態では、車両用制御装置１００に異常判定装置（第１診断手段２１、第２診断手段３１）を設けるようにしたが、本発明はこれに限定されず、例えば異常判定装置を舵角センサ内に設けてもよい。

前記実施形態では、第１カウンタ２１Ｇおよび第２カウンタ３１Ｄをそれぞれカウントアップしたが、本発明はこれに限定されず、カウントダウンしてもよい。

２０ 制御部
２１ 第１診断手段
２１Ａ 第１変化量算出部
２１Ｂ 第１記憶部
２１Ｃ 基準舵角設定部
２１Ｄ 第１タイマ
２１Ｅ 増加部
２１Ｆ 偏差比較部
２１Ｇ 第１カウンタ
２１Ｈ 第１判定部
９２ 舵角センサ

Claims (6)

1. 舵角センサが正常か否かを判定する第１診断を実行可能な第１診断手段を有する異常判定装置であって、
   前記第１診断手段は、
   前記舵角センサから取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する第１変化量算出部と、
   前記舵角センサが正常であるときに前記第１変化量算出部で算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶する第１記憶部と、
   前記変化量が前記正常閾値を超えたときに、前記舵角の前回値を基準舵角に設定する基準舵角設定部と、
   前記変化量が前記正常閾値を超えたときから第１の判定時間が経過するまでの間、前記正常閾値を徐々に増加させる増加部と、
   前記第１の判定時間中、前記舵角と前記基準舵角との偏差の絶対値と、前記増加部によって増加される正常閾値とを比較し、前記偏差の絶対値が前記正常閾値よりも大きいときに第１カウンタをカウントする偏差比較部と、
   前記第１カウンタが所定値に達したことを条件として前記舵角センサが異常であると判定する第１判定部と、を備えていることを特徴とする異常判定装置。
2. 前記増加部は、前記正常閾値が前記偏差比較部による比較の回数に比例するように、前記比較のたびに前記正常閾値に一定値を加算していくことを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
3. 前記第１判定部は、前記第１の判定時間が経過したこと、および、前記変化量が前記正常閾値以下であることを条件として、前記第１の判定時間が経過したときから第１の予備判定時間が経過したか否かを判断し、第１の予備判定時間が経過したことを条件として前記第１カウンタをリセットすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異常判定装置。
4. 舵角センサが正常か否かを判定する第２診断を実行可能な第２診断手段を有する異常判定装置であって、
   前記第２診断手段は、
   前記舵角センサから取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する第２変化量算出部と、
   前記舵角センサが正常であるときに前記第２変化量算出部で算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶する第２記憶部と、
   前記変化量と正常閾値とを比較し、前記変化量が前記正常閾値を超えた場合に第２カウンタをカウントする変化量比較部と、
   前記第２カウンタがカウントされるたびに、前記第２カウンタが所定値に達したか否かを判断し、達したことを条件として前記舵角センサが異常であると判定するとともに、前記第２カウンタを今回カウントしたときから第２の判定時間が経過したか否かを判断し、経過したことを条件として前記第２カウンタをリセットする第２判定部と、を備えていることを特徴とする異常判定装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の異常判定装置であって、
   前記舵角センサが正常か否かを判定する第２診断を実行可能な第２診断手段をさらに有し、
   前記第２診断手段は、
   前記舵角センサから取得した舵角の今回値と前回値との差の絶対値を変化量として算出する第２変化量算出部と、
   前記舵角センサが正常であるときに前記第２変化量算出部で算出され得る最大の変化量を正常閾値として記憶する第２記憶部と、
   前記変化量と正常閾値とを比較し、前記変化量が前記正常閾値を超えた場合に第２カウンタをカウントする変化量比較部と、
   前記第２カウンタがカウントされるたびに、前記第２カウンタが所定値に達したか否かを判断し、達したことを条件として前記舵角センサが異常であると判定するとともに、前記第２カウンタを今回カウントしたときから第２の判定時間が経過したか否かを判断し、経過したことを条件として前記第２カウンタをリセットする第２判定部と、を備え、
   前記第１診断手段および前記第２診断手段は、
   前記舵角および前記変化量として共通の値を用いながら、前記第１診断と前記第２診断を並行して行うことを特徴とする異常判定装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の異常判定装置を備えることを特徴とする車両用制御装置。
   

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