JPWO2014109037A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

車両制御装置（１）は、車両（２）の操舵系の回転角度を検出する角度センサ（５３）と、車両（２）に搭載されるアクチュエータ（８）と、角度センサ（５３）の検出結果に基づいてアクチュエータ（８）を制御し車両制御を実行する制御装置（７）とを備え、制御装置（７）は、角度センサ（５３）が故障した際に、当該角度センサ（５３）の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合に車両制御を制限し、推定角度誤差が基準値より小さい場合に車両制御の制限を行なわないことを特徴とする。したがって、車両制御装置（１）は、適正に車両制御を継続することができる、という効果を奏する。

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両に搭載され、種々の車両制御を実行する車両制御装置として、例えば、特許文献１には、車両の運動を制御するための車両挙動の１つを検出する共通センサの検出値に応じて車両の運動を制御する複数のデバイスを有する車両運動制御装置が開示されている。この車両運動制御装置は、当該複数のデバイスが共通センサの故障をそれぞれ診断し、複数のデバイスの内の１つが共通センサの故障を検出した場合には、複数のデバイスの内で共通センサの故障を検出していないものの制御ゲインを０よりは大きく正常な値よりは小さい値まで下げる。

特開２０１０−１７９６７９号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載の車両運動制御装置は、例えば、車両制御の継続の点で、更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に車両制御を継続することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の操舵系の回転角度を検出する角度センサと、前記車両に搭載されるアクチュエータと、前記角度センサの検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御し車両制御を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記角度センサが故障した際に、当該角度センサの故障時間と前記操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合に前記車両制御を制限し、前記推定角度誤差が前記基準値より小さい場合に前記車両制御の制限を行なわないことを特徴とする。

また、上記車両制御装置では、前記操舵系の回転速度は、予め設定される想定最大回転速度に応じて設定されるものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記角度センサの検出結果に基づいて前記車両制御とは異なる他の制御を実行可能であり、前記角度センサが故障した際に、当該他の制御を制限する一方、前記推定角度誤差が前記基準値より小さい場合に前記車両制御の制限を行なわないものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記推定角度誤差は、前記角度センサの故障時間が相対的に長くなるほど相対的に大きくなり、前記操舵系の回転速度が相対的に速くなるほど相対的に大きくなるものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記操舵系の回転角度の変化を規制可能である停止機構を備え、前記制御装置は、前記角度センサの故障時間と前記操舵系の回転速度とに基づいて前記推定角度誤差を算出可能であり、前記角度センサが故障した後、前記停止機構が前記操舵系の回転角度の変化を規制している状態では、当該算出される推定角度誤差の増加を抑制するものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記角度センサが故障した際に、当該角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する回転機を備えるものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する際に前記回転機に発生する逆起電力に基づいて、前記推定角度誤差を算出可能であるものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する際に前記回転機に発生する逆起電力に基づいて、前記角度センサの出力値を補正するものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記補正された前記角度センサの出力値に基づいて推定される前記車両の挙動に関するパラメータと、実際に当該車両に生じる挙動に関するパラメータとに基づいて、前記角度センサの出力値の補正の適否を判定するものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記角度センサは、前記操舵系の回転角度として前記車両の操舵部材の回転角度を検出する操舵角度センサ、前記操舵系の回転角度として前記操舵部材の操舵角度に対する操舵輪の転舵角を可変とするＶＧＲＳ装置のＶＧＲＳ角度を検出するＶＧＲＳ角度センサ、又は、前記操舵系の回転角度として前記車両の後輪を操舵可能である後輪操舵装置の後輪操舵角度を検出する後輪操舵角度センサのうちのいずれか１つを含むものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記車両制御は、前記車両の旋回状態を制御するＶＳＣ制御であるものとすることができる。

また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記車両制御を禁止すること、あるいは、前記車両制御の制限を行なわない場合と比較して前記車両制御の目標制御量を相対的に小さな値に制限することで、前記車両制御を制限するものとすることができる。

本発明に係る車両制御装置は、適正に車両制御を継続することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図２は、実施形態１に係る車両制御装置におけるセンサ故障判定について説明する線図である。 図３は、実施形態１に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施形態１に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態２に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施形態３に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る車両制御装置を搭載した車両の概略構成図である。図２は、実施形態１に係る車両制御装置におけるセンサ故障判定について説明する線図である。図３は、実施形態１に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。図４は、実施形態１に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。

本実施形態の車両制御装置１は、図１に示すように、車両２に搭載される。車両制御装置１は、操舵装置６からなる車両２の操舵系において、典型的には、ＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システム、ＡＲＳ（Ａｃｔｉｖｅ Ｒｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システム等の作動角を入力角度センサとして使用している制御システムに適用される。そして、車両制御装置１は、例えば、センサの故障時等に、操舵速度、瞬断時間等に基づいて推定角度誤差（ずれ量）を推定し、当該推定角度誤差に応じて所定の制御（例えば、ＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御や軌跡制御等）を変更する。ここでは、車両制御装置１は、例えば、当該推定角度誤差が相対的に大きいときに所定の制御を制限し、当該推定角度誤差が相対的に小さい場合に所定の制御を継続することで、制御の延命を図り、制御停止頻度を低減するものである。

以下、図１を参照して車両制御装置１の各構成を具体的に説明する。なおここでは、車両２は、図１の矢印Ｙ方向に前進する。車両２が前進する方向は、車両２の運転者が座る運転席からステアリングホイール１３へ向かう方向である。左右の区別は、車両２の前進する方向（図１の矢印Ｙ方向）を基準とする。すなわち、「左」とは、車両２の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両２の前進する方向に向かって右側をいう。また、車両２の前後は、車両２が前進する方向を前とし、車両２が後進する方向、すなわち車両２が前進する方向とは反対の方向を後とする。

車両２は、車輪３として、左前輪（左前側の車輪３）３ＦＬ、右前輪（右前側の車輪３）３ＦＲ、左後輪（左後側の車輪３）３ＲＬ、右後輪（右後側の車輪３）３ＲＲを備える。なお、以下の説明では、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「車輪３」という場合がある。また、以下の説明では、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「前輪３Ｆ」という場合がある。同様に、以下の説明では、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを特に分けて説明する必要がない場合には単に「後輪３Ｒ」という場合がある。

具体的には、車両制御装置１は、図１に示すように、車両２に搭載され、駆動装置４と、制動装置５と、操舵装置６と、制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７とを備える。

駆動装置４は、車両２において、動力源、変速機等を含んだパワートレーンを構成し、駆動輪となる車輪３を回転駆動するものである。駆動装置４の動力源は、車両２を走行させる回転動力を発生させるものであり、内燃機関（機関）や電動機（回転機）などの走行用の動力源である。駆動装置４は、ＥＣＵ７に電気的に接続され、このＥＣＵ７によって制御される。車両２は、運転者によるアクセルペダルの操作（アクセル操作）に応じて駆動装置４が動力（トルク）を発生させ、この動力が車輪３に伝達され、車輪３に駆動力を発生させる。

制動装置５は、車両２において、車輪３に制動力を発生させるものである。車両２は、運転者によるブレーキペダルの操作（ブレーキ操作）に応じて制動装置７が作動することで車輪３に制動力を発生させる。制動装置５は、マスタシリンダからＶＳＣアクチュエータ８を介してホイールシリンダ９に接続する油圧経路に、作動流体であるブレーキオイルが充填された種々の油圧ブレーキ装置である。制動装置５は、各車輪３にそれぞれ制動部１０が設けられる。各制動部１０は、車両２の各車輪３に摩擦による制動力を付与するものである。各制動部１０は、ホイールシリンダ９に供給されるブレーキオイルによるホイールシリンダ圧に応じて作動し車輪３に圧力制動力を発生させる。制動装置５は、基本的には運転者がブレーキペダルを操作することで、ブレーキペダルに作用するペダル踏力（操作力）に応じてマスタシリンダによりブレーキオイルにマスタシリンダ圧（操作圧力）が付与される。そして、制動装置５は、このマスタシリンダ圧に応じた圧力、あるいは、ＶＳＣアクチュエータ８によって調圧された圧力が各ホイールシリンダ９にてホイールシリンダ圧として作用する。各制動部１０は、ホイールシリンダ圧によってキャリパに支持されたブレーキパッドがディスクロータに当接し押し付けられることで、ブレーキパッドとディスクロータとの当接面が摩擦面となる。そして、各制動部１０は、当該摩擦面に生じる摩擦力により、車輪３と共に回転するディスクロータに対して、ホイールシリンダ圧に応じた所定の回転抵抗力が作用し車輪３に摩擦による制動力を付与することができる。この間、制動装置５は、ＶＳＣアクチュエータ８によってホイールシリンダ圧が運転状態に応じて適宜調圧される。

ここで、ＶＳＣアクチュエータ８は、ホイールシリンダ圧を四輪独立に個別に増圧、減圧、保持を行うことで、各車輪３に生じる制動力を個別に調節するものである。ＶＳＣアクチュエータ８は、マスタシリンダとホイールシリンダ９とを接続するブレーキオイルの油圧経路上に設けられ、ブレーキペダルのブレーキ操作とは別にＥＣＵ７による制御によって各ホイールシリンダ９内の液圧を増減し、各車輪３に付与する制動力を制御する。ＶＳＣアクチュエータ８は、例えば、複数の配管、オイルリザーバ、オイルポンプ、各車輪３にそれぞれ設けられた各ホイールシリンダ９に接続する各油圧配管、各油圧配管の油圧を各々に増圧、減圧、保持するための複数の電磁弁などを含んで構成され、ＥＣＵ７により制御される。ＶＳＣアクチュエータ８は、ＥＣＵ７の制御指令にしたがって油圧配管内の油圧（マスタシリンダ圧）をそのまま、又は、加圧、減圧して後述する各ホイールシリンダ９に伝える作動流体圧力調節部として機能する。

ＶＳＣアクチュエータ８は、通常の運転時には、例えば、ＥＣＵ７の制御指令にしたがってオイルポンプや所定の電磁弁が駆動することで、運転者によるブレーキペダルの操作量（踏み込み量）に応じてホイールシリンダ９に作用するホイールシリンダ圧を調圧することができる。また、ＶＳＣアクチュエータ８は、後述するように車両２の挙動を安定化させる制御等を実行する場合には、例えば、ＥＣＵ７の制御指令にしたがってオイルポンプや所定の電磁弁が駆動することで、ホイールシリンダ９に作用するホイールシリンダ圧を増圧する増圧モード、ほぼ一定に保持する保持モード、減圧する減圧モードなどで作動可能である。ＶＳＣアクチュエータ８は、ＥＣＵ７による制御によって、車両２の走行状態に応じて各車輪３のホイールシリンダ９ごとに個別に上記モードを設定することができる。すなわち、ＶＳＣアクチュエータ８は、運転者によるブレーキペダルの操作とは無関係に車両２の走行状態に応じて各車輪３に作用する制動力を個別に調節することができる。これにより、制動装置５は、各車輪３に個別に制動力を付与可能である。

操舵装置６は、車両２の操舵系を構成するものであり、ここでは、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒを操舵可能なものである。本実施形態の操舵装置６は、前輪操舵装置１１と後輪操舵装置１２とを含んで構成される。前輪操舵装置１１は、車両２の前輪３Ｆを操舵可能であり、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲを操舵輪として操舵する。後輪操舵装置１２は、車両２の後輪３Ｒを操舵可能であり、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを操舵輪として操舵する。

典型的には、前輪操舵装置１１は、運転者による操舵操作子である操舵部材としてのステアリングホイール（以下、単に「ステアリング」という場合がある）１３、ＶＧＲＳ装置１４、転舵角付与機構１５、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置１６等を含んで構成される。

ステアリング１３は、アッパーステアリングシャフト１７、ＶＧＲＳ装置１４、ロアステアリングシャフト１８、及び、転舵角付与機構１５等を介して左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲとそれぞれ接続されている。アッパーステアリングシャフト１７は、ステアリング１３と連結された回転軸であり、ステアリング１３と一体回転する。

ＶＧＲＳ装置１４は、ステアリング１３の操舵角度（ハンドル切れ角）に対する操舵輪（左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ）の転舵角を可変に制御するＶＧＲＳアクチュエータである。ＶＧＲＳ装置１４は、アッパーステアリングシャフト１７の回転量とロアステアリングシャフト１８の回転量との比を無段階に変化させることができる。本実施形態のＶＧＲＳ装置１４は、アッパーステアリングシャフト１７に連結されたステータと、ロアステアリングシャフト１８に連結されたロータとを含むＶＧＲＳモータ１９を有する。ＶＧＲＳ装置１４は、ＶＧＲＳモータ１９によってアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との相対回転量を予め定められた範囲内で可変に制御する。

転舵角付与機構１５は、ステアリング１３の操舵操作に伴い駆動し前輪３Ｆを転舵させるラックアンドピニオン機構等を用いることができるがこれに限らない。ここでは、転舵角付与機構１５は、ピニオンギヤ２０とラックバー２１を有する。ピニオンギヤ２０は、ロアステアリングシャフト１８の端部に接続されており、ロアステアリングシャフト１８の回転と連動して回転する。ラックバー２１は、ピニオンギヤ２０のギヤ歯と噛み合うギヤ歯を有している。ピニオンギヤ２０の回転運動は、ラックバー２１の車幅方向（図１の左右方向）の運動に変換される。ラックバー２１の車幅方向の運動は、タイロッドやナックルを介して左前輪３ＦＬ、及び、右前輪３ＦＲに伝達されて左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲを転舵する。

ＥＰＳ装置１６は、運転者からステアリング１３に加えられた操舵力を、電動機等の動力（操舵補助力）により補助するいわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳアクチュエータ）である。さらに言えば、ＥＰＳ装置１６は、アシストトルクやダンピングトルク等の出力トルクを発生させ、発生させた出力トルクをロアステアリングシャフト１８に作用させる転舵トルク出力装置である。ＥＰＳ装置１６は、ロアステアリングシャフト１８に接続されたＥＰＳモータ２２を有しており、ＥＰＳモータ２２により出力トルクを発生させる。ＥＰＳモータ２２の回転は、図示しないウォームギヤによって減速されてロアステアリングシャフト１８に伝達される。

後輪操舵装置１２は、車両２の後輪３Ｒを操舵可能である。後輪操舵装置１２は、電動機等の動力により駆動し後輪３Ｒを転舵させる後輪用のＡＲＳ装置２３を備えている。ＡＲＳ装置２３は、例えば、後輪３Ｒを転舵させるための動力を発生させるＡＲＳモータ２４、このＡＲＳモータ２４が発生させた動力を転舵力に変換して伝えるウォームギヤ等を含む転舵力伝達機構２５等を有している。後輪操舵装置１２は、例えば、このＡＲＳ装置２３によって、車両２の運転状態（例えば車速）に応じて、ハンドル操舵角度に対する後輪３Ｒの切れ角（以下、「後輪操舵角度」という場合がある。）を変更することができる。

ＥＣＵ７は、車両２の各部の駆動を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。ＥＣＵ７は、例えば、種々のセンサ、検出器類が電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。また、ＥＣＵ７は、駆動装置４、制動装置５のＶＳＣアクチュエータ８、操舵装置６のＶＧＲＳ装置１４、ＥＰＳ装置１６、ＡＲＳ装置２３等の車両２の各部に電気的に接続される。ＥＣＵ７は、各種センサ、検出器類等から入力された各種入力信号や各種マップに基づいて、格納されている制御プログラムを実行することにより、車両２の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。

本実施形態の車両制御装置１は、種々のセンサ、検出器類として、例えば、車輪速センサ５０、ヨーレートセンサ５１、横Ｇセンサ５２、角度センサ５３等を含んで構成される。車輪速センサ５０は、各車輪３にそれぞれ設けられ、車輪３の回転速度である車輪速を検出する。ＥＣＵ７は、例えば、各車輪速センサ５０が検出する各車輪３の車輪速に基づいて、車両２の走行速度である車速を算出することができる。ヨーレートセンサ５１は、車両２のヨーレートを検出する。横Ｇセンサ５２は、車両２の車体に作用する横方向加速度を検出する。角度センサ５３は、車両２の操舵系の回転角度を検出する。角度センサ５３は、例えば、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等を含んで構成される。操舵角度センサ５４は、車両２の操舵系の回転角度として、操舵部材であるステアリング１３の回転角度である操舵角度（以下、「ハンドル操舵角度」という場合がある。）を検出する。ＶＧＲＳ角度センサ５５は、車両２の操舵系の回転角度として、ＶＧＲＳ装置１４のＶＧＲＳ角度を検出する。ここでは、ＶＧＲＳ角度センサ５５は、例えば、ＶＧＲＳ装置１４におけるアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との回転位相差であるＶＧＲＳ相対回転角を検出する。後輪操舵角度センサ５６は、車両２の操舵系の回転角度として、後輪操舵装置１２の後輪操舵角度を検出する。なお、ＥＰＳ装置１６は、ＥＰＳモータ２２の回転位置（回転角）を検出するセンサを有し、検出されたＥＰＳモータ２２の回転位置をＥＣＵ７に出力してもよい。同様に、ＡＲＳ装置２３は、ＡＲＳモータ２４の回転位置（回転角）を検出するセンサを有し、検出されたＡＲＳモータ２４の回転位置をＥＣＵ７に出力してもよい。

ＥＣＵ７は、例えば、検出した車速、操舵系の回転角度（ハンドル操舵角度、ＶＧＲＳ角度、後輪操舵角度）等に基づいてＶＧＲＳ装置１４、ＥＰＳ装置１６、ＡＲＳ装置２３に対する制御指令値を決定する。そして、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ装置１４、ＥＰＳ装置１６、ＡＲＳ装置２３に対して制御指令を出力し、これらを制御する。

また、ＥＣＵ７は、角度センサ５３（操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等）の検出結果に基づいて、車両２に搭載されるアクチュエータを制御し各種車両制御を実行することができる。本実施形態のＥＣＵ７は、アクチュエータとしてのＶＳＣアクチュエータ８を制御し、車両制御として、車両２の旋回状態を制御するＶＳＣ制御を実行可能である。

本実施形態のＥＣＵ７は、角度センサ５３の検出結果に基づいて、ＶＳＣアクチュエータ８を制御し、各車輪３にそれぞれ設けられたホイールシリンダ９のホイールシリンダ圧を個別に増減し、各車輪３における制動力を個別に制御することでＶＳＣ制御機能等を実現することができる。これにより、車両制御装置１は、車両２の挙動を安定化させる制御を行うことができる。

ここで、上記ＶＳＣ制御は、典型的には、制御対象輪の制動力や駆動力を制御して、アンダーステア方向又はオーバーステア方向のヨーモーメントを車体に発生させることで車体の横滑りを防ぐ車両安定化制御である。ＥＣＵ７は、ＶＳＣ制御では、車輪速センサ５０、ヨーレートセンサ５１、横Ｇセンサ５２、角度センサ５３（操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６）等の検出結果に基づいて、目標のヨーレートを算出し、目標のヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて、各車輪３の制動力を制御してモーメントを制御する。

例えば、ＥＣＵ７は、ＶＳＣ制御として、ハンドル操舵角度やＶＧＲＳ角度に基づいて算出される前輪３Ｆの切れ角（以下、「前輪操舵角度」という場合がある。）、後輪操舵角度、各車輪３の車輪速、車速、ヨーレート、横方向加速度等に基づいて車両２の旋回時の挙動を判断する。そして、ＥＣＵ７は、その判断の結果、過大なヨーモーメントが車体に働くことを検知したならば、その過大なヨーモーメントを抑えて安定した旋回動作を行わせるように目標制御量を決定し制御する。その際、ＥＣＵ７は、ＶＳＣアクチュエータ８を制御して、例えば、その過大なヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを車両２の車体に発生させるための要求制動力を旋回外輪、例えば、前側の旋回外輪（左前輪３ＦＬ又は右前輪３ＦＲ）に加え、つまり、個別にホイールシリンダ圧を増圧し制動力を増加させる。例えば、ＥＣＵ７は、ＶＳＣ制御において旋回外輪に対する増圧制動制御によって、旋回動作に伴い車体に作用しているヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを車体に発生させ、旋回中の車両２に対してオーバーステアの抑制制御（いわゆるスピン制御）を行うことで、オーバーステア傾向を示す車体をニュートラルステアに近づける。

なお、本実施形態の車両制御装置１の制御装置は、上記ＥＣＵ７によって兼用されるものとして説明するがこれに限らない。車両制御装置１の制御装置は、ＥＣＵ７とは別個に構成され、ＥＣＵ７と相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。また、ＥＣＵ７は、車両２の走行全般を制御する走行制御ＥＣＵ、車両２の駆動装置４を制御する駆動制御ＥＣＵ、車両２の制動装置５を制御するブレーキ制御ＥＣＵ、車両２の操舵装置６を制御する操舵制御ＥＣＵ等がそれぞれ別個に構成され、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。さらに言えば、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ装置１４を制御するＶＧＲＳＥＣＵ、ＥＰＳ装置１６を制御するＥＰＳＥＣＵ、ＡＲＳ装置２３を制御するＡＲＳＥＣＵ等がそれぞれ別個に構成され、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。

また、以上で説明したＥＣＵ７（ＶＧＲＳＥＣＵ）、ステアリング１３、ＶＧＲＳ装置１４、転舵角付与機構１５、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５等は、いわゆるＶＧＲＳシステム（可変舵角制御装置）を構成する。また、以上で説明したＥＣＵ７（ＡＲＳＥＣＵ）、ステアリング１３、ＡＲＳ装置２３、後輪操舵角度センサ５６等は、いわゆるＡＲＳシステム（ＡＲＳ制御装置）を構成する。また、以上で説明したＥＣＵ７（ブレーキ制御ＥＣＵ）、ＶＳＣアクチュエータ８、車輪速センサ５０、ヨーレートセンサ５１、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等は、いわゆるＶＳＣシステム（ＶＳＣ制御装置）を構成する。

ところで、上述した車両制御装置１は、例えば、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等の角度センサ５３の瞬断故障時には、ＶＧＲＳシステム、ＡＲＳシステム等の機能を速やかに停止させているものの、ＶＳＣシステムの機能はそのまま継続できる場合がある。

例えば、センサ故障（異常）により角度センサ５３が検出する操舵系の回転角度がずれると、ＶＳＣ制御における目標制御量に角度ずれ分の角度誤差が生じ、早期作動や作動遅れにより、狙いのＶＳＣ特性にならないおそれがある。このため、このような場合には、ＶＳＣ制御を停止する場合がある。この場合、センサ故障を敏感に判定した場合、実際にはＶＳＣ制御が十分に効果を発揮できる状態であってもＶＳＣ制御を停止させてしまう場合がある。このため、十分な時間でセンサ異常判定を行うことも考えられるが、この場合、角度誤差が大きくなった場合に目標制御量が大きくずれてしまうおそれがあるという背反があり、意図しないＶＳＣ制御が作動してしまうおそれがある。このためここでは、ＥＣＵ７は、例えば、図２に一例を示すように、リアルタイムに変化するセンサ信号を用いて、比較的に短いセンサ異常判定時間で速やかにセンサ故障（断線故障、地絡故障等）を判定している。なお、角度センサ５３のうち操舵角度センサ５４は、運転者の操舵方法によってステアリング１３の回転速度が異なることから、想定される最大の回転速度でも適切な対応がとれるように、より短時間でのセンサ異常判定が要求される傾向にある。

これに対し、本実施形態の車両制御装置１のＥＣＵ７は、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差に応じて、所定の車両制御、ここでは、ＶＳＣ制御を変更することで、適正にＶＳＣ制御（車両制御）を継続することができるようにしている。

具体的には、ＥＣＵ７は、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合にＶＳＣ制御を制限（抑制）し、推定角度誤差が基準値より小さい場合にＶＳＣ制御の制限を行なわない、すなわち、ＶＳＣ制御を継続する。ここでは、ＥＣＵ７は、角度センサ５３を構成する操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６のうちの１つが故障した際に当該故障したセンサにおける推定角度誤差に基づいて上記のような制御を行うようにすればよい。

ここで、上記角度センサ５３の故障時間とは、典型的には、センサ異常判定においてセンサが故障している判定されていた時間に相当する。ＥＣＵ７は、例えば、センサ異常判定において角度センサ５３のうちのいずれかのセンサの故障を判定した際に、当該故障したセンサのセンサ信号に基づいて故障時間を計測しておけばよい。

また、上記操舵系の回転速度とは、典型的には、角度センサ５３が検出する回転角度の回転角速度（回転角度微分値）に相当する。当該操舵系の回転速度は、角度センサ５３のうち操舵角度センサ５４が故障した場合にはステアリング１３の回転速度（ハンドル操舵角度微分値）に相当する。当該操舵系の回転速度は、角度センサ５３のうちＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合にはアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との相対回転速度（ＶＧＲＳ角度微分値）に相当する。当該操舵系の回転速度は、角度センサ５３のうち後輪操舵角度センサ５６が故障した場合には後輪３Ｒの転舵速度（後輪操舵角度微分値）に相当する。そして、ＥＣＵ７は、上記角度センサ５３が故障した際の操舵系の回転速度として、各センサの故障直前の各回転速度を用いてもよいし、予め設定される回転速度を用いてもよい。ＥＣＵ７は、予め設定される回転速度として、例えば、予め設定される想定最大回転速度を用いてもよい。想定最大回転速度は、上記各センサに対応する回転速度において、例えば、実車評価等に基づいて予め任意に設定されればよい。ここでは、ＥＣＵ７は、予め設定される想定最大回転速度に応じて、上記角度センサ５３が故障した際の操舵系の回転速度を設定する。この場合、ＥＣＵ７は、上記角度センサ５３が故障した際の操舵系の回転速度として、想定最大回転速度そのものを用いてもよいし、センサの故障直前の回転速度から一定増加量で想定最大回転速度となるように徐々に増加させるようにしてもよい。これにより、車両制御装置１は、操舵系の回転速度が想定最大回転速度に応じて設定されることから、より安全側でＶＳＣ制御の制限／継続の判定を行うことができる。

本実施形態のＥＣＵ７は、例えば、図３に示すように、機能概念的に、ずれ角演算部７ａ、制御変更部７ｂ等を含んで構成される。

ずれ角演算部７ａは、角度センサ５３が故障した際に、上述のように計測、設定される角度センサ５３の故障時間（Δｔ）と、操舵系の回転速度としての想定最大回転速度（ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ）とに基づいて、当該故障したセンサにおける推定角度誤差を算出するものである。当該推定角度誤差は、典型的には角度センサ５３が検出する操舵系の回転角度のセンサ故障によるずれ角分に相当する。当該推定角度誤差は、角度センサ５３の故障時間が相対的に長くなるほど相対的に大きくなり、操舵系の回転速度が相対的に速くなるほど相対的に大きくなる。この推定角度誤差は、典型的には、相対的に大きな値になるほど、故障した角度センサ５３が検出した回転角度のずれ角が相対的に大きく、信頼度が相対的に低いことを表す。

ずれ角演算部７ａは、例えば、故障時間（Δｔ）と想定最大回転速度（ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ）との積［ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ×Δｔ］を算出し、当該積［ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ×Δｔ］と推定角度誤差マップ（あるいはこれに相当する数式モデル）とに基づいて、推定角度誤差を算出する。推定角度誤差マップは、積［ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ×Δｔ］と推定角度誤差との関係を記述したものである。推定角度誤差マップは、積［ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ×Δｔ］と推定角度誤差との関係が実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ＥＣＵ７の記憶部に予め格納されている。推定角度誤差マップでは、上述したように、推定角度誤差は、積［ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ×Δｔ］が相対的に大きくなるほど、すなわち、角度センサ５３の故障時間が相対的に長くなるほど相対的に大きくなり、操舵系の回転速度が相対的に速くなるほど相対的に大きくなるように設定されている。ずれ角演算部７ａは、故障時間、回転速度に関する信号が入力され、これらに基づいて推定角度誤差マップから推定角度誤差を算出する。ずれ角演算部７ａは、角度センサ５３のうち操舵角度センサ５４が故障した場合には操舵角度センサ５４における推定角度誤差を、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合にはＶＧＲＳ角度センサ５５における推定角度誤差を、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合には後輪操舵角度センサ５６における推定角度誤差をそれぞれ算出する。ずれ角演算部７ａは、算出した推定角度誤差に関する信号を制御変更部７ｂに出力する。

制御変更部７ｂは、ずれ角演算部７ａから入力される推定角度誤差に関する信号に基づいてＶＳＣ制御（車両制御）を変更するものである。制御変更部７ｂは、当該推定角度誤差に関する信号に基づいた制御信号をＶＳＣアクチュエータ８に出力し、当該ＶＳＣアクチュエータ８を制御し、ＶＳＣ制御を変更する。

具体的には、制御変更部７ｂは、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が基準値以上である場合、言い換えれば、角度センサ５３が検出した回転角度の信頼度が相対的に低いと推定できる場合に、ＶＳＣ制御を制限する。一方、制御変更部７ｂは、推定角度誤差が基準値より小さい場合、言い換えれば、角度センサ５３が検出した回転角度の信頼度が相対的に高いと推定できる場合に、ＶＳＣ制御の制限を行なわない。ここで、基準値は、推定角度誤差に対して設定される閾値であり、例えば、実車評価等に基づいて、許容できるＶＳＣ特性の範囲内で設定されればよい。

制御変更部７ｂは、ＶＳＣ制御を制限する場合、例えば、ＶＳＣ制御自体を禁止するようにしてもよいし、目標制御量を相対的に小さな値に制限するようにしてもよい。また、制御変更部７ｂは、例えば、推定角度誤差に応じた不感帯設定により、当該ＶＳＣ制御の介入量（影響度）を低減するようにしてもよい。また、制御変更部７ｂは、今回のＶＳＣ制御を行わないこととした上で、ＶＳＣ制御における各回転角度の制御基準角度（例えば、車両２が直進している状態での回転角度）を再取得して、これを基準として次回以降のＶＳＣ制御を行うようにしてもよい。一方、制御変更部７ｂは、ＶＳＣ制御を制限しない場合、故障直前に角度センサ５３が検出した各回転角度に推定角度誤差を見込んで通常通りのＶＳＣ制御を継続する。

なお、本実施形態のＥＣＵ７は、角度センサ５３の検出結果に基づいてＶＳＣ制御（車両制御）とは異なる他の制御として、上述したようなＶＧＲＳ装置１４を用いたＶＧＲＳ制御、ＡＲＳ装置２３を用いたＡＲＳ制御を実行可能である。当該ＶＧＲＳ制御、ＡＲＳ制御では、角度センサ５３の検出結果をフィードバック制御等に用いているため、ＶＳＣ制御と比較して、センサ故障の影響度が相対的に大きい傾向にある。

そこで、本実施形態のＥＣＵ７は、角度センサ５３が故障した際に、当該他の制御であるＶＧＲＳ制御、ＡＲＳ制御を速やかに制限する一方、上述したように推定角度誤差が基準値より小さい場合にはＶＳＣ制御の制限を行なわない。つまり、この車両制御装置１は、角度センサ５３として操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５を兼用しているＶＧＲＳシステムとＶＳＣシステムとにおいて、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５の故障時にはＶＧＲＳ制御を速やかに停止する一方、故障時間等に応じた推定角度誤差が所定の範囲内である状態ではＶＳＣ制御を継続するようにする。同様に、車両制御装置１は、角度センサ５３として後輪操舵角度センサ５６を兼用しているＡＲＳシステムとＶＳＣシステムとにおいて、後輪操舵角度センサ５６の故障時にはＡＲＳ制御を速やかに停止する一方、故障時間等に応じた推定角度誤差が所定の範囲内である状態ではＶＳＣ制御を継続するようにする。

次に、図４のフローチャートを参照してＥＣＵ７による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ７は、角度センサ５３（操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等）のセンサ信号を監視し、センサ波形（例えば、図２参照）に異常がないか否かを判定する（ステップＳＴ１）。

ＥＣＵ７は、センサ波形に異常がないと判定した場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、すなわち、角度センサ５３が故障していないと判定した場合、推定角度誤差を更新せずに（ステップＳＴ２）、処理をステップＳＴ４に移行させる。なお、推定角度誤差の初期値は、０であり、例えば、車両２のＩＧ−ＯＦＦ時、センサ故障が修理された場合等に初期値にリセットされる。

ＥＣＵ７は、センサ波形に異常があると判定した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、すなわち、角度センサ５３が故障していると判定した場合、角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいて推定角度誤差を算出し、この周期以前の推定角度誤差に加算することで、当該推定角度誤差を増加させ（ステップＳＴ３）、処理をステップＳＴ４に移行させる。つまり、ＥＣＵ７は、推定角度誤差を積算していく。

ＥＣＵ７は、ステップＳＴ４では、現在の推定角度誤差が予め設定された基準値より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ４）。

ＥＣＵ７は、現在の推定角度誤差が予め設定された基準値より小さいと判定した場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、ＶＳＣ制御（車両制御）を制限せずに実行し（ステップＳＴ５）、今回の制御周期を終了して、次回の制御周期に移行する。なお、現在の推定角度誤差が予め設定された基準値より小さいと判定した場合とは、典型的には、角度センサ５３が検出する回転角度のセンサ故障によるずれ角分が相対的に小さく、当該検出した回転角度の信頼度が相対的に高いものと推定できる場合である。

ＥＣＵ７は、現在の推定角度誤差が予め設定された基準値以上であると判定した場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、ＶＳＣ制御（車両制御）を制限し（ステップＳＴ６）、今回の制御周期を終了して、次回の制御周期に移行する。なお、現在の推定角度誤差が予め設定された基準値以上であると判定した場合とは、典型的には、角度センサ５３が検出する回転角度のセンサ故障によるずれ角分が相対的に大きく、当該検出した回転角度の信頼度が相対的に低いものと推定できる場合である。

上記のように構成される車両制御装置１は、角度センサ５３が故障した際に、故障時間等に基づいた推定角度誤差が所定の範囲外になった場合にＶＳＣ制御を制限する一方、角度センサ５３が故障した状態であっても当該推定角度誤差が所定の範囲内である場合にはＶＳＣ制御（車両制御）を可能な限り延命することができる。したがって、車両制御装置１は、ＶＧＲＳ制御、ＡＲＳ制御等の他の制御において角度センサ５３を兼用する装置構成にあって、当該角度センサ５３が故障した際に当該ＶＧＲＳ制御、ＡＲＳ制御等を停止した場合であっても、所定の範囲内で、適正にＶＳＣ制御（車両制御）を継続することができ、ＶＳＣ制御停止頻度を低減することができる。この結果、この車両制御装置１は、角度センサ５３が故障しても、所定の範囲で、車両２の挙動を安定化させる車両制御を継続させることができるので、車両２の挙動安定性を向上することができる。

ここで、本実施形態の車両制御装置１は、ＶＧＲＳ装置１４、ＡＲＳ装置２３にそれぞれ停止機構２６、２７（図１参照）が設けられている。停止機構２６、２７は、ともに操舵系の回転角度の変化を規制可能な機構である。停止機構２６は、ＶＧＲＳ装置１４の一部を構成している。停止機構２６は、例えば、ロック機構、減速機メカニズム等を含んで構成され、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合にこれらが作動しアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との相対回転を機械的に規制することで、ＶＧＲＳ装置１４の作動を停止しＶＧＲＳ機能を停止する。停止機構２７は、ＡＲＳ装置２３の一部を構成している。停止機構２７は、例えば、セルフロック機構（例えば、台形ネジ逆効率摩擦機構等）を含んで構成され、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合にこれが作動し後輪３Ｒの転舵を機械的に規制することで、ＡＲＳ装置２３の作動を停止しＡＲＳ機能を停止する。

そして、本実施形態のＥＣＵ７は、停止機構２６、２７が作動している状態では、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６におけるセンサ故障による実際のずれ角の増加がほぼなくなることから、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６が故障した後、停止機構２６、２７が上記操舵系の回転角度の変化を規制している状態では、当該算出される推定角度誤差の増加を抑制するようにしてもよい。ここで、推定角度誤差の増加抑制とは、停止機構２６、２７が作動していないときと比較して推定角度誤差の増加分を少なくすること、及び、推定角度誤差の増加を０にすることを含む概念である。

例えば、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合、停止機構２６が作動し実際にＶＧＲＳ角度の変化が規制されるまでのＶＧＲＳロック応答時間経過後に、ＶＧＲＳ角度センサ５５における推定角度誤差の増加を抑制する。ＶＧＲＳロック応答時間は、例えば、実車評価等に基づいて予め設定される。同様に、ＥＣＵ７は、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合、停止機構２７が作動し実際に後輪操舵角度の変化が規制されるまでのＡＲＳロック応答時間経過後に、後輪操舵角度センサ５６における推定角度誤差の増加を抑制する。ＡＲＳロック応答時間は、例えば、実車評価等に基づいて予め設定される。なお、セルフロック機構を用いた停止機構２７は、後輪３Ｒの転舵を規制する際、速度が徐々に低下して完全な停止に至る傾向にあることから、これを踏まえてＡＲＳロック応答時間や推定角度誤差の増加抑制における増加分低減量を設定するようにするとよい。またさらに、ＡＲＳロック応答時間は、停止機構２７によって後輪３Ｒの転舵を規制する際の初速に応じても変化する場合もあるので、当該初速に応じて設定されてもよい。

この場合、車両制御装置１は、停止機構２６、２７の作動後は、ＥＣＵ７が算出する推定角度誤差の増加を抑制することができるので、推定角度誤差の算出精度を向上することができると共に、センサ故障による実際のずれ角が増加していないにもかかわらず、当該推定角度誤差が基準値以上になってしまうことを抑制することができる。したがって、車両制御装置１は、より精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

以上で説明した実施形態に係る車両制御装置１によれば、車両２の操舵系の回転角度を検出する角度センサ５３と、車両２に搭載されるＶＳＣアクチュエータ８と、角度センサ５３の検出結果に基づいてＶＳＣアクチュエータ８を制御しＶＳＣ制御（車両制御）を実行するＥＣＵ７とを備える。ＥＣＵ７は、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合にＶＳＣ制御を制限し、推定角度誤差が基準値より小さい場合にＶＳＣ制御の制限を行なわない。したがって、車両制御装置１は、角度センサ５３が故障した状態であっても推定角度誤差が所定の範囲内である場合にはＶＳＣ制御を延命することができるので、適正にＶＳＣ制御を継続することができる。

［実施形態２］
図５は、実施形態２に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。実施形態２に係る車両制御装置は、角度センサが故障した際に回転機により操舵系の回転を制動する点で実施形態１とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。なお、実施形態２に係る車両制御装置の各構成については、適宜、図１等を参照する（以下で説明する実施形態でも同様である。）。

本実施形態に係る車両制御装置２０１（図１参照）は、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３が回転角度を検出する部位の回転を制動する回転機を備える。車両制御装置２０１は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が回転角度を検出する部位の回転を制動する回転機としてＶＧＲＳモータ１９が兼用され、後輪操舵角度センサ５６が回転角度を検出する部位の回転を制動する回転機としてＡＲＳモータ２４が兼用される。

ここで、ＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４は、フリーモード、ブレーキモード、相固定モードなど様々のモードを有する回転電機である。これにより、ＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４は、ともにモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備える。ＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４は、インバータなどを介してバッテリ等の蓄電装置から供給された電力を機械的動力に変換する力行機能と、入力された機械的動力を電力に変換しインバータなどを介して蓄電装置に充電する回生機能とを兼ね備える。

ＶＧＲＳモータ１９は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した際に発電機として機能することで、当該ＶＧＲＳ角度センサ５５が回転角度を検出する部位の回転を制動することができる。ＡＲＳモータ２４は、後輪操舵角度センサ５６が故障した際に発電機として機能することで、当該後輪操舵角度センサ５６が回転角度を検出する部位の回転を制動することができる。

これにより、本実施形態の車両制御装置２０１は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合に、ＶＧＲＳモータ１９がＶＧＲＳ角度センサ５５によって回転角度を検出する部位の回転を制動することで、早期に、アッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との相対回転を停止し、ＶＧＲＳ装置１４の作動を停止しＶＧＲＳ機能を停止することができる。すなわち、車両制御装置２０１は、上記ＶＧＲＳロック応答時間を相対的に短くすることができ、センサ故障による実際のずれ角の増加を早期にほぼ０とすることができる。同様に、車両制御装置２０１は、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合に、ＡＲＳモータ２４が後輪操舵角度センサ５６によって回転角度を検出する部位の回転を制動することで、早期に、後輪３Ｒの転舵を停止しＡＲＳ装置２３の作動を停止しＡＲＳ機能を停止することができる。すなわち、車両制御装置２０１は、上記ＡＲＳロック応答時間を相対的に短くすることができ、センサ故障による実際のずれ角の増加を早期にほぼ０とすることができる。この結果、車両制御装置２０１は、センサ故障による実際のずれ角自体を少なくすることができる。またこの場合、ＥＣＵ７は、例えば、上述した想定最大回転速度（ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ）等も相対的に低く設定することができるので、実際のずれ角同様、算出される推定角度誤差も相対的に小さくすることができる。この結果、車両制御装置２０１は、センサ故障による実際のずれ角の増加を抑制することができると共に推定角度誤差が基準値以上になってしまうことを抑制することができるので、より精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

またこの場合、ＥＣＵ７は、角度センサ５３が回転角度を検出する部位の回転を制動する際に回転機に発生する逆起電力に基づいて、推定角度誤差を算出可能である。

例えば、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合に、ＶＧＲＳモータ１９がＶＧＲＳ角度センサ５５によって回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５における推定角度誤差を算出する。より詳細には、ＥＣＵ７は、当該ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障している状態でのアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との実際の相対回転速度、回転方向を算出することができる。ＥＣＵ７は、例えば、逆起電力の電圧値と当該相対回転速度との関係を予め記述した回転速度マップと、当該逆起電力の電圧値とに基づいて相対回転速度を算出する。ＥＣＵ７は、典型的には、電圧計等に基づいて当該ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力の電圧値を監視し、回転速度マップに基づいて、当該電圧値が高いほど当該相対回転速度が相対的に高くなるように算出する。そして、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて算出された当該相対回転速度と、故障時間とに基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５における推定角度誤差を算出することができる。この結果、ＥＣＵ７は、推定角度誤差の算出精度を向上することができ、より精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

同様に、ＥＣＵ７は、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合に、ＡＲＳモータ２４が後輪操舵角度センサ５６によって回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、後輪操舵角度センサ５６における推定角度誤差を算出する。より詳細には、ＥＣＵ７は、当該ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、後輪操舵角度センサ５６が故障している状態での後輪３Ｒの実際の転舵速度、転舵方向を算出することができる。そして、ＥＣＵ７は、ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて算出された当該転舵速度と、故障時間とに基づいて、後輪操舵角度センサ５６における推定角度誤差を算出することができる。

次に、図５のフローチャートを参照してＥＣＵ７による制御の一例を説明する。ここでも、図４の説明と重複する説明についてはできる限り省略する。

ＥＣＵ７は、ステップＳＴ１にてセンサ波形に異常があると判定した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、故障した角度センサ５３がＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６のいずれかである場合には、ＶＧＲＳモータ１９、又は、ＡＲＳモータ２４により、故障した角度センサ５３が回転角度を検出する部位の回転を制動する制動制御を実行し（ＳＴ２０１）、処理をステップＳＴ３に移行させる。この場合、ＥＣＵ７は、ステップＳＴ３では、ＶＧＲＳモータ１９、又は、ＡＲＳモータ２４の逆起電力に基づいて、推定角度誤差を算出し、この周期以前の推定角度誤差に加算することで、当該推定角度誤差を増加させる（ステップＳＴ３）。

以上で説明した実施形態に係る車両制御装置２０１は、角度センサ５３が故障した状態であっても推定角度誤差が所定の範囲内である場合にはＶＳＣ制御を延命することができるので、適正にＶＳＣ制御を継続することができる。

さらに、以上で説明した実施形態に係る車両制御装置２０１によれば、角度センサ５３、ここでは、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６が故障した際に、当該ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６が回転角度を検出する部位の回転を制動するＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４を備える。また、以上で説明した実施形態に係る車両制御装置２０１によれば、ＥＣＵ７は、角度センサ５３、ここでは、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６が回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、推定角度誤差を算出可能である。したがって、車両制御装置２０１は、より精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

［実施形態３］
図６は、実施形態３に係るＥＣＵによる制御の一例を示すフローチャートである。実施形態３に係る車両制御装置は、角度センサの出力値を補正する点で実施形態２とは異なる。

本実施形態に係る車両制御装置３０１（図１参照）のＥＣＵ７は、角度センサ５３が回転角度を検出する部位の回転を制動する際に回転機に発生する逆起電力に基づいて、角度センサ５３の出力値を補正する。

例えば、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障した場合に、ＶＧＲＳモータ１９がＶＧＲＳ角度センサ５５によって回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５の出力値自体を補正する。より詳細には、ＥＣＵ７は、当該ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５が故障している状態でのアッパーステアリングシャフト１７とロアステアリングシャフト１８との実際の相対回転速度、回転方向を算出する。ＥＣＵ７は、典型的には、電圧計等に基づいて当該ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力の電圧値を監視し、回転速度マップに基づいて、当該電圧値が高いほど当該相対回転速度を相対的に高く算出する。また、ＥＣＵ７は、さらに相電圧・電流の変動回数等にも基づいて相対回転速度、回転方向を算出するようにしてもよい。そして、ＥＣＵ７は、ＶＧＲＳモータ１９に発生する逆起電力に基づいて算出された当該相対回転速度と、故障時間とに基づいて、ＶＧＲＳ角度センサ５５におけるセンサ故障による実際のずれ角（言い換えれば、推定角度誤差に相当する）を算出する。そして、ＥＣＵ７は、センサ故障による実際のずれ角に応じて、ＶＧＲＳ角度センサ５５の出力値自体を補正し、補正後のＶＧＲＳ角度センサ５５の出力値を以降の制御で真値（正しい値）として用いるようにする。つまり、ＥＣＵ７は、センサ故障による実際のずれ角を見込んで当該ずれ角を加減算することで、センサ出力値を補正する。この結果、車両制御装置３０１は、センサ故障による実際のずれ角自体を少なくすることができる。このとき、ＥＣＵ７は、これまで積算していた推定角度誤差を一旦初期値にリセットし、今回の制御周期で算出される推定角度誤差だけに基づいてＶＳＣ制御を変更するとよい。この結果、車両制御装置３０１は、センサ故障による実際のずれ角の増加を抑制することができると共に推定角度誤差が基準値以上になってしまうことを抑制することができるので、より精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

同様に、ＥＣＵ７は、後輪操舵角度センサ５６が故障した場合に、ＡＲＳモータ２４が後輪操舵角度センサ５６によって回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、後輪操舵角度センサ５６の出力値自体を補正する。より詳細には、ＥＣＵ７は、当該ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、後輪操舵角度センサ５６が故障している状態での後輪３Ｒの実際の転舵速度、転舵方向を算出する。そして、ＥＣＵ７は、ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて算出された当該転舵速度と、故障時間とに基づいて、後輪操舵角度センサ５６におけるセンサ故障による実際のずれ角（言い換えれば、推定角度誤差に相当する）を算出する。そして、ＥＣＵ７は、センサ故障による実際のずれ角に応じて、後輪操舵角度センサ５６の出力値自体を補正し、補正後の後輪操舵角度センサ５６の出力値を以降の制御で真値（正しい値）として用いるようにする。このとき、ＥＣＵ７は、これまで積算していた推定角度誤差を一旦初期値にリセットし、今回の制御周期で算出される推定角度誤差だけに基づいてＶＳＣ制御を変更する。

なお、ＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力は、回転速度が高いほどセンシング精度が高くなることから、ＥＣＵ７は、逆起電力が予め設定される所定値より高い場合、すなわち、回転速度が所定よりも高い場合に、上記のようにセンサ検出値を補正し、逆起電力が所定値より低い場合には、当該センサ検出値を補正しないようにしてもよい。これにより、ＥＣＵ７は、より適切に精度よくセンサ検出値を補正することができ、これを用いた制御の精度を向上することができる。

次に、図６のフローチャートを参照してＥＣＵ７による制御の一例を説明する。ここでも、図４、図５の説明と重複する説明についてはできる限り省略する。

ＥＣＵ７は、ステップＳＴ１にてセンサ波形に異常があると判定した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、故障した角度センサ５３がＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６のいずれかである場合には、ＶＧＲＳモータ１９、又は、ＡＲＳモータ２４の逆起電力に基づいて、故障したセンサの出力値を補正し（ＳＴ３０１）、処理をステップＳＴ３に移行させる。このとき、ＥＣＵ７は、これまで積算していた推定角度誤差を一旦初期値にリセットしておく。そして、ＥＣＵ７は、ステップＳＴ３では、ＶＧＲＳモータ１９、又は、ＡＲＳモータ２４の逆起電力に基づいて、推定角度誤差を算出し、この周期以前の推定角度誤差に加算することで、当該推定角度誤差を増加させる（ステップＳＴ３）。この場合、ＥＣＵ７は、上記で積算していた推定角度誤差を一旦初期値にリセットしていることから、実質的に今回の制御周期で算出される推定角度誤差に基づいてステップＳＴ４の判定を行うこととなる。

以上で説明した実施形態に係る車両制御装置３０１は、角度センサ５３が故障した状態であっても推定角度誤差が所定の範囲内である場合にはＶＳＣ制御を延命することができるので、適正にＶＳＣ制御を継続することができる。

さらに、以上で説明した実施形態に係る車両制御装置３０１によれば、ＥＣＵ７は、角度センサ５３、ここでは、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６が回転角度を検出する部位の回転を制動する際にＶＧＲＳモータ１９、ＡＲＳモータ２４に発生する逆起電力に基づいて、ＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６の出力値を補正する。したがって、車両制御装置３０１は、センサ故障による実際のずれ角の増加を抑制することができると共により精度よくＶＳＣ制御（車両制御）を延命し継続することができ、当該ＶＳＣ制御停止頻度をさらに低減することができる。

なお、ＥＣＵ７は、補正された角度センサ５３の出力値に基づいて推定される車両２の挙動に関するパラメータと、実際に当該車両２に生じる挙動に関するパラメータとに基づいて、角度センサ５３の出力値の補正の適否を判定するようにしてもよい。ＥＣＵ７は、上記のように、ＶＧＲＳ角度センサ５５、又は、後輪操舵角度センサ５６の検出値をセンサ故障による実際のずれ角を見込んで補正した場合、当該補正した回転角度の検出値に基づいて車両２の挙動に関するパラメータを算出する。ＥＣＵ７は、例えば、予め記憶部に記憶されている車両２の車両モデルを用いて、当該補正した回転角度の検出値から車両２の挙動に関するパラメータとして、ヨーレート、横方向加速度、ＥＰＳ装置１６の出力トルク等のうちの少なくとも１つを逆演算する。また、ＥＣＵ７は、各種センサ、制御指令値等に基づいて、実際に当該車両２に生じる挙動に関するパラメータとして、実際のヨーレート、横方向加速度、ＥＰＳ装置１６の出力トルク等を取得する。

そして、ＥＣＵ７は、当該補正した回転角度の検出値から車両２の挙動に関するパラメータ（ヨーレート、横方向加速度、ＥＰＳ装置１６の出力トルク等）と、実際に当該車両２に生じる挙動に関するパラメータとの一致度を判定する。ＥＣＵ７は、当該一致度が所定よりも高い場合には、角度センサ５３の出力値の補正が適正であるものと判定し、補正後の角度センサ５３の出力値を以降の制御で用いることを許可する。ＥＣＵ７は、当該一致度が所定以下である場合には、角度センサ５３の出力値の補正が不適正であるものと判定し、補正後の角度センサ５３の出力値を以降の制御で用いることを禁止し、例えば、制御で用いる角度センサ５３の出力値を、補正前の角度センサ５３の出力値に戻す。これにより、車両制御装置３０１は、角度センサ５３による検出結果を用いた制御の信頼度を向上することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両制御装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

以上で説明したＥＣＵ７は、角度センサ５３の検出結果に基づいて実行する車両制御として、ＶＳＣ制御に限らず、例えば、いわゆる軌跡制御を行うようにしてもよい。軌跡制御は、例えば、車両２に搭載されるカメラ等の前方検出装置による検出結果に基づいて目標軌跡を生成し、当該目標軌跡に基づいて操舵装置６の前輪操舵装置１１、後輪操舵装置１２を制御するものである。つまりこの場合、操舵装置６の前輪操舵装置１１、後輪操舵装置１２が車両制御におけるアクチュエータとなる。ＥＣＵ７は、前方検出装置が検出した車両２の進行方向前方側の周辺物体の有無、周辺物体と車両２との相対物理量、車両２が走行する道路の形状、レーン等に基づいて、車両２の目標とする走行軌跡である目標軌跡を生成する。ＥＣＵ７は、例えば、自車である車両２を現在の車線（レーン）内に維持したまま走行させる走行軌跡（レーンキーピングアシスト）、車両２の進行方向前方側の障害物を回避する走行軌跡、車両２を前走車に追従走行させる走行軌跡等に応じて、車両２の目標軌跡を生成する。そして、ＥＣＵ７は、生成した目標軌跡に応じた進行方向及び姿勢で車両２が進行するように前輪操舵装置１１、後輪操舵装置１２を制御する。この場合、ＥＣＵ７は、例えば、上述した操舵角度センサ５４等が検出するハンドル操舵角、車速に加えて、生成した目標軌跡に関する指標（例えば、目標軌跡に応じた旋回半径、障害物までの距離、横方向目標移動距離等）に基づいて、目標ヨーレート及び目標車体スリップ角等を算出する。そして、ＥＣＵ７は、算出した目標ヨーレート及び目標車体スリップ角に基づいた前輪操舵角、後輪操舵角の制御量と、操舵角度センサ５４、ＶＧＲＳ角度センサ５５、後輪操舵角度センサ５６等の検出結果とに基づいて前輪操舵装置１１、後輪操舵装置１２を制御する。この結果、車両２は、前輪操舵装置１１、後輪操舵装置１２によって前輪３Ｆ、後輪３Ｒが車体スリップ角特性に応じて操舵されながら、目標軌跡に沿って走行することができる。

このような場合であっても、ＥＣＵ７は、角度センサ５３が故障した際に、当該角度センサ５３の故障時間と操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合に軌跡制御を制限し、推定角度誤差が基準値より小さい場合に軌跡制御の制限を行なわないようにすることで、適正に軌跡制御を継続することができる。なお、この軌跡制御は、高速道路などでは使用領域が相対的に小さく、車速が高速になるほど操舵速度が低くなる傾向にある。このことを踏まえて、ＥＣＵ７は、車両２の車速等に応じて、推定角度誤差の算出に用いる想定最大回転速度（ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ）等の操舵系の回転速度を変更するようにしてもよい。

また、ＥＣＵ７は、前方検出装置が検出した画像等の情報、上述した車両２の挙動に関するパラメータの変化、これまでの操舵パターン等に応じて、推定角度誤差の算出に用いる想定最大回転速度（ＡＣＴ−ＭａｘＳｐｅｅｄ）等の操舵系の回転速度を変更するようにしてもよい。これにより、車両制御装置１、２０１、３０１は、さらに、推定角度誤差の算出精度を向上することができ、より精度よく車両制御を延命し継続することができる。

なお、車両制御装置１、２０１、３０１は、上記で説明したようなセンサ故障時における延命制御とは別に、角度センサ５３による検出結果を補助的に補う各種情報（角度センサ５３とは別個のサブセンサからの情報、ＥＰＳの角度情報、車輪速差情報等のバックアップ角度情報）を用いて車両制御を継続させるような制御と併用してもよいが、このような場合と比較して、本実施形態のＥＣＵ７による制御は、既存のシステム構成の範囲内で、簡易的な演算で適正に車両制御を継続させることができる点でより好ましい。

１、２０１、３０１ 車両制御装置
２ 車両
３ 車輪
４ 駆動装置
５ 制動装置
６ 操舵装置
７ ＥＣＵ（制御装置）
８ ＶＳＣアクチュエータ（アクチュエータ）
９ ホイールシリンダ
１０ 制動部
１１ 前輪操舵装置
１２ 後輪操舵装置
１３ ステアリングホイール
１４ ＶＧＲＳ装置
１５ 転舵角付与機構
１６ ＥＰＳ装置
１９ ＶＧＲＳモータ（回転機）
２２ ＥＰＳモータ
２３ ＡＲＳ装置
２４ ＡＲＳモータ（回転機）
２５ 転舵力伝達機構
２６、２７ 停止機構
５０ 車輪速センサ
５１ ヨーレートセンサ
５２ 横Ｇセンサ
５３ 角度センサ
５４ 操舵角度センサ
５５ ＶＧＲＳ角度センサ
５６ 後輪操舵角度センサ

Claims (12)

1. 車両の操舵系の回転角度を検出する角度センサと、
   前記車両に搭載されるアクチュエータと、
   前記角度センサの検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御し車両制御を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記角度センサが故障した際に、当該角度センサの故障時間と前記操舵系の回転速度とに基づいた推定角度誤差が予め設定された基準値以上である場合に前記車両制御を制限し、前記推定角度誤差が前記基準値より小さい場合に前記車両制御の制限を行なわないことを特徴とする、
   車両制御装置。
2. 前記操舵系の回転速度は、予め設定される想定最大回転速度に応じて設定される、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御装置は、前記角度センサの検出結果に基づいて前記車両制御とは異なる他の制御を実行可能であり、前記角度センサが故障した際に、当該他の制御を制限する一方、前記推定角度誤差が前記基準値より小さい場合に前記車両制御の制限を行なわない、
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記推定角度誤差は、前記角度センサの故障時間が相対的に長くなるほど相対的に大きくなり、前記操舵系の回転速度が相対的に速くなるほど相対的に大きくなる、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記操舵系の回転角度の変化を規制可能である停止機構を備え、
   前記制御装置は、前記角度センサの故障時間と前記操舵系の回転速度とに基づいて前記推定角度誤差を算出可能であり、前記角度センサが故障した後、前記停止機構が前記操舵系の回転角度の変化を規制している状態では、当該算出される推定角度誤差の増加を抑制する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記角度センサが故障した際に、当該角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する回転機を備える、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記制御装置は、前記角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する際に前記回転機に発生する逆起電力に基づいて、前記推定角度誤差を算出可能である、
   請求項６に記載の車両制御装置。
8. 前記制御装置は、前記角度センサが回転角度を検出する部位の回転を制動する際に前記回転機に発生する逆起電力に基づいて、前記角度センサの出力値を補正する、
   請求項６又は請求項７に記載の車両制御装置。
9. 前記制御装置は、前記補正された前記角度センサの出力値に基づいて推定される前記車両の挙動に関するパラメータと、実際に当該車両に生じる挙動に関するパラメータとに基づいて、前記角度センサの出力値の補正の適否を判定する、
   請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記角度センサは、前記操舵系の回転角度として前記車両の操舵部材の回転角度を検出する操舵角度センサ、前記操舵系の回転角度として前記操舵部材の操舵角度に対する操舵輪の転舵角を可変とするＶＧＲＳ装置のＶＧＲＳ角度を検出するＶＧＲＳ角度センサ、又は、前記操舵系の回転角度として前記車両の後輪を操舵可能である後輪操舵装置の後輪操舵角度を検出する後輪操舵角度センサのうちのいずれか１つを含む、
    請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の車両制御装置。
11. 前記車両制御は、前記車両の旋回状態を制御するＶＳＣ制御である、
    請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
12. 前記制御装置は、前記車両制御を禁止すること、あるいは、前記車両制御の制限を行なわない場合と比較して前記車両制御の目標制御量を相対的に小さな値に制限することで、前記車両制御を制限する、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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