JP5927865B2 - センサ故障診断機能を有する制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサ素子の故障を検出するセンサ故障診断機能を有する制御装置に関するものである。

従来、特許文献１において、複数のセンサが出力するセンサ信号を比較することによりセンサ素子の故障診断を行うブレーキ制御装置が提案されている。具体的には、特許文献１に示されるブレーキ制御装置では、同一物理量を検出する２つのセンサ素子が正常であれば２つのセンサ信号の加算値が予め決めておいた一定値となり、センサ素子が故障していると２つのセンサ信号の加算値がその一定値とならないことに基づき、センサ素子の故障診断を行っている。

特開２０１０−１６７９７０号公報

しかしながら、上記ブレーキ制御装置では、センサ素子の故障診断を行うことができるものの、ブレーキ制御装置によるセンサ素子の故障診断機能自体が故障した場合に、それを診断する機能がない。このため、センサ素子の故障診断を誤ってしまうという問題がある。このようなセンサ信号に基づいて制動制御を行うと、その制動制御を適切に行えなくなる可能性がある。

なお、センサ素子の故障診断機能を有する制御装置において、外部端子を通じて制御装置にテスト信号を入力し、それを制御装置にて処理させたのち、もう一つの外部端子を通じて制御装置の出力として発生させるようにすることが考えられる。この場合、もう一つの外部端子を通じて発生させられた制御装置の出力が予め期待される出力であれば制御装置は正常で、期待される出力でなければ制御装置が故障していると診断できるが、テスト信号を入力するためと制御装置からの出力を発生させるための外部端子が必要になり、端子数を増加させてしまうことになる。

本発明は上記点に鑑みて、端子数を増加させることなく、自身の故障診断を行うことができる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、請求項１に記載の発明では、演算部（１ｃ）により演算されている加算値または減算値が所定範囲外の値である場合に２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出する第１故障検出部（１４５、２４５）を備えた制御装置において、信号変化部（１３〜２２）により、加算値または減算値が２つのセンサ素子のいずれかの故障を示す値となるように、２つの信号線によって電送される信号の少なくとも一方を変化させ、この２つの信号線によって電送される信号を、加算値または減算値が２つのセンサ素子の故障を示す値となるように変化させている状態で、第１故障検出部により２つのセンサ素子が正常であることが検出されている場合に、第２故障検出部（１２０、２２０）にて第１故障検出部が故障していることを検出することを特徴としている。

このように、加算値または減算値が２つのセンサ素子の故障を示す値となるように変化させている状態で、第１故障検出部により２つのセンサ素子が正常であることが検出されたときに、第１故障検出部の故障と診断できる。これにより、センサ素子の故障診断に加えて、制御装置自身の故障診断を行うことが可能となる。そして、制御装置に対して、テスト信号の入力のための端子やその結果を出力するための端子を備えなくても、制御装置自身の故障診断が行える。このため、端子数を増加させることなく、自身の故障診断を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明では、２つのセンサ素子にて同一物理量に対して反転信号をセンサ信号として出力させ、信号変化部を２つのセンサ素子に対応する２つの信号線の双方に設け、２つのセンサ素子の出力するセンサ信号に対して同一のテスト信号を重畳して２つの信号線によって電送される２つの信号を変化させている。このような構成において、演算手段にて、２つの信号線によって電送される信号の信号値を加算して加算値を演算し、第１故障検出部にて、演算部により演算されている加算値が所定範囲外の値である場合に２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出し、センサ値生成手段（１３０、１５５）にて、２つの信号線によって電送される信号の信号値を減算して物理量に相関する値を生成している。

このように、２つの信号線によって電送される２つの信号を信号変化部によって変化させ、それぞれにテスト信号を重畳している。このようにすれば、演算部により演算されている加算値の振幅がテスト信号成分の二倍振幅となるようにできる。このため、テスト信号の振幅を小さくしても、テスト信号に基づいて制御装置自身の故障診断を行うことができる。したがって、テスト信号の振幅を大きくした場合には、テスト信号が重畳された信号からセンサ素子の出力した信号を復元するのが難しくなるが、テスト信号の振幅を小さくすることが可能になることで、センサ信号の復元の容易化が可能となる。

請求項３に記載の発明では、２つのセンサ素子にて同一物理量に対して同一信号をセンサ信号として出力させ、信号変化部を２つのセンサ素子に対応する２つの信号線のいずれにも設け、２つのセンサ素子の出力したセンサ信号に対して互いに反転したテスト信号を重畳して２つの信号線によって電送される２つの信号を変化させている。このような構成において、演算手段にて、２つの信号線によって電送される信号の信号値を減算して減算値を演算し、第１故障検出部にて、演算部により演算されている減算値が所定範囲外の値である場合に２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出し、センサ値生成手段（２３０、２５５）にて、２つの信号線によって電送される信号の信号値を加算して物理量に相関する値を生成している。

このように、２つのセンサ素子にて同一物理量に対して同一信号をセンサ信号として出力させ、２つのセンサ素子の出力したセンサ信号に対して互いに反転したテスト信号を重畳させる場合にも、請求項２と同様の効果を得ることができる。

請求項４に記載の発明では、信号変化部は、２つのセンサ素子に対応する信号線のいずれか一方に設けられていることを特徴としている。

このように、２つのセンサ素子に対応する信号線のいずれか一方にのみ信号変化部を備えるようにしても、制御装置自身の故障を検出できる。このような構成とすれば、２つのセンサ素子に対応する信号線の両方に信号変化部を備える場合と比較して、構成の簡略化を図ることが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかるブレーキＥＣＵの電気的構成を示したブロック図である。 ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。 ブレーキＥＣＵ１のＣＰＵ１ｃにて実行される故障診断処理を含む制動制御のフローチャートである。 ＥＣＵ故障診断期間を含めた各出力などのタイミングチャートである。 被検出物に対して第１、第２センサ部１１、１２から出力されるセンサ信号の波形と各センサ信号の加算値の範囲を示したグラフである。 本発明の第２実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。 ブレーキＥＣＵ１のＣＰＵ１ｃにて実行される故障診断処理を含む制動制御のフローチャートである。 ＥＣＵ故障診断期間を含めた各出力などのタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。 テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合のタイミングチャートである。 本発明の第４実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。 テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合のタイミングチャートである。 本発明の第５実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。 ＥＣＵ故障診断期間中に第２信号をＧＮＤレベルにする場合のタイミングチャートである。 他の実施形態で説明するテスト信号を重畳したときの波形を示した図である。 他の実施形態で説明するテスト信号を重畳したときの波形を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、制動の制御を行うブレーキ用電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）を例に挙げて故障診断機能を有する制御装置について説明する。本実施形態の場合、ブレーキＥＣＵと各種センサに備えられた一部によって本発明の制御装置を構成している。

図１は、本実施形態にかかるブレーキＥＣＵの電気的構成を示したブロック図である。この図に示すように、ブレーキＥＣＵ１は、図示しないブレーキシステムの各所に備えられたストロークセンサ２、圧力センサ３、負圧センサ４、ヨーレートセンサ５、加速度（Ｇ）センサ６などと信号線を介して接続されており、信号線から電送される信号を入力し、入力した信号に基づいて各種演算などを行うことで、図示しない制動装置を用いた制動制御を実行している。

ストロークセンサ２は、図示しないブレーキペダルのストローク量などの検出に用いられ、ストロークに応じたセンサ信号を発生させている。圧力センサ３は、マスタシリンダ圧などの検出に用いられ、検出された圧力に応じたセンサ信号を発生させている。負圧センサ４は、エンジン負圧などの検出に用いられ、検出された負圧に応じたセンサ信号を発生させている。ヨーレートセンサ５は、車両に発生しているヨー値の検出に用いられ、検出されたヨー値に応じたセンサ信号を発生させている。Ｇセンサ６は、車両に発生している前後加速度もしくは横加速度の検出に用いられ、検出された加速度に応じたセンサ信号を発生させている。これら各種センサ２〜６のセンサ信号がそれぞれブレーキＥＣＵ１に対して入力され、アンチスキッド制御や横滑り防止制御等の制動制御に用いられている。

図２は、ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。ここでは、各種センサ２〜６の一つとして、ストロークセンサ２がブレーキＥＣＵ１に接続されている場合を例として説明するが、他のセンサ３〜６とブレーキＥＣＵ１とについても同様の接続形態を適用できる。

図２に示すように、各種センサ２〜６には、第１、第２センサ部１１、１２が備えられている。第１、第２センサ部１１、１２にはセンサ素子が備えられており、センサ素子に対応する信号線に接続され、センサ素子にて検出された各種物理量（例えばストロークセンサ２であればストローク）に応じたセンサ信号が第１、第２センサ部１１、１２からそれぞれ出力される。第１、第２センサ部１１、１２は、同一物理量に対して同一信号または反転信号となるセンサ信号を出力するが、本実施形態の場合には反転信号を出力させている。

また、各種センサ２〜６には、テスト信号発生器１３およびタイマー１４が備えられていると共に、ミキシング部１５、１６が備えられている。テスト信号発生器１３は、ブレーキＥＣＵ１の故障検出用のテスト信号（擬似故障信号）を出力するものであり、本実施形態ではテスト信号として所定振幅のパルス状の出力を発生させている。タイマー１４は、ブレーキＥＣＵ１のセンサ故障診断機能の故障診断を行う期間（以下、ＥＣＵ故障診断期間という）を計測するためのものであり、そのＥＣＵ故障診断期間になるとテスト信号発生器１３にテスト信号を発生させる。タイマー１４は、予め決められた期間をＥＣＵ故障診断期間として計測するが、本実施形態の場合は、その一例としてイグニッションスイッチがオフからオンに切替えられたときからＥＣＵ故障診断期間の計測を開始するようにしている。ミキシング部１５、１６は、第１、第２センサ部１１、１２の出力したセンサ信号に対してテスト信号発生器１３が出力したテスト信号を重畳させる。

このように、各種センサ２〜６は、第１、第２センサ１１、１２の出力する２つのセンサ信号をブレーキＥＣＵ１に伝えており、故障診断期間中には２つのセンサ信号それぞれにテスト信号発生器１３が出力するテスト信号を重畳した信号をブレーキＥＣＵ１に伝えている。

ブレーキＥＣＵ１は、内蔵されたＡ／Ｄ変換回路１ａ、１ｂを通じて中央演算回路（以下、ＣＰＵという）１ｃにセンサ信号もしくはセンサ信号に対してテスト信号が重畳された信号を入力し、入力した信号に基づいて故障診断や各種制動制御を実行している。故障診断としては、第１、第２センサ部１１、１２（具体的にはセンサ素子）の故障やブレーキＥＣＵ１のセンサ故障診断機能の故障（以下、ブレーキＥＣＵ１自身の故障という）の診断を行っている。

そして、ブレーキＥＣＵ１は、第１、第２センサ部１１、１２（具体的にはセンサ素子）の故障やブレーキＥＣＵ１自身の故障診断結果に基づいて、各種故障が診断されると、メータ７に対してその旨を伝え、メータ７に備えられたインジケータを通じて各種故障を表示する。また、ブレーキＥＣＵ１は、センサ信号に基づいて、制動装置に備えられるアクチュエータ８、例えば制御弁やポンプ駆動用のモータを制御することにより、アンチスキッド制御や横滑り防止制御等の制動制御を実行する。

このような構成では、テスト信号発生器１３やタイマー１４およびミキシング部１５、１６が２つのセンサ素子に対応する２つの信号線によって電送されるセンサ信号を変化させる信号変化部を構成し、これらとブレーキＥＣＵ１とによって制御装置が構成されている。

続いて、本実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１に備えられた故障診断機能に基づく故障診断の方法について説明する。

本実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１は、故障診断機能として、センサ２〜６の故障、具体的にはセンサ２〜６に備えられた第１、第２センサ部１１、１２のいずれかの故障を検出するセンサ故障診断機能に加えて、ブレーキＥＣＵ１自身の故障を検出するＥＣＵ故障診断機能を有している。これらの故障診断を行った上で各種制動制御を実行するようにしている。図３に、ブレーキＥＣＵ１のＣＰＵ１ｃにて実行される故障診断処理を含む制動制御のフローチャートを示すと共に、図４にＥＣＵ故障診断期間を含めた各出力などのタイミングチャートを示し、これらの図を参照してＣＰＵ１ｃで実行される処理について説明する。

図３に示す処理は、例えばイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときから開始され、所定の制御周期毎に実行される。そして、本実施形態では、イグニッションスイッチがオンされたのちのイニシャルチェック期間をＥＣＵ故障診断期間としてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断を行い、その後にセンサ２〜６の故障診断を行うようにする。

具体的には、まず、ステップ１００において第１信号を取得すると共に、ステップ１０５において第２信号を取得する。第１、第２信号とは、Ａ／Ｄ変換回路１ａ、１ｂを介してＣＰＵ１ｃに入力される信号のことである。本実施形態の場合、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったと同時に、タイマー１４にてＥＣＵ故障診断期間を計測しており、その期間中はテスト信号発生器１３より各センサ部１１、１２が出力するセンサ信号に対してテスト信号が重畳されることになる。本実施形態の場合、第１、第２センサ１１、１２の出力するセンサ信号は同一物理量に対して互いに反転信号となっている。また、テスト信号は所定振幅のパルス状となっている。このため、図４に示すように、第１、第２信号は、ＥＣＵ故障診断期間中は同位相で振幅するパルス波にて構成されるテスト信号が互いに反転する反転信号とされたセンサ信号に重畳された信号となる。そして、ＥＣＵ故障診断期間後には、第１、第２信号は、互いに反転する反転信号とされたセンサ信号となる。

続く、ステップ１１０では、内部タイマ値が所定値Ｔ１未満であるか否かを判定する。内部タイマ値は、ＣＰＵ１ｃの内部に備えられたタイマによって計測される値であり、所定値Ｔ１は、ＥＣＵ故障診断期間に相当する値である。ＣＰＵ１ｃは、内部タイマによってＥＣＵ故障診断期間を計測しており、内部タイマ値が所定値Ｔ１未満であるか否かに基づいて、ＥＣＵ故障診断期間中であるか否かを判定している。

このステップ１１０で肯定判定されればＥＣＵ故障診断期間中であることからステップ１１５に進み、第１信号と第２信号を加算することによって加算値を演算する。この加算値は、図４に示すように、第１、第２センサ部１１、１２の出力する互いに反転するセンサ信号が足し合わされると共に同位相で振幅するパルス波からなるテスト信号が足し合わされた値となることから、センサ信号成分については一定値となり、テスト信号成分については二倍振幅として現れる。このため、加算値は、一定値を中心として大きく振幅する波形となる。

そして、ステップ１２０に進み、ステップ１１５で演算した加算値に基づいて、ブレーキＥＣＵ１のセンサ素子の故障診断機能に係る故障の有無、つまりブレーキＥＣＵ１自身の故障が発生しているか否かについて判定する。具体的には、加算値がセンサ素子の故障を示す値となるセンサ故障判定範囲に至っているか否かに基づいて、本ステップの判定を行っている。ここで、センサ故障判定範囲について、図５を参照して説明する。

図５は、被検出物（例えばストロークセンサ２であればストローク）に対して第１、第２センサ部１１、１２から出力されるセンサ信号の波形と各センサ信号の加算値の範囲を示したグラフである。

この図に示すように、第１センサ部１１のセンサ信号は被検出物の値が大きくなるほど小さくなり、逆に、第２センサ部１２のセンサ信号は被検出物の値が小さくなるほど大きくなる。このように、第１、第２センサ部１１、１２のセンサ信号は反転信号となっている。このため、これら第１、第２センサ部１１、１２のセンサ信号の加算値は、一定値となり図４中に示したセンサ正常判定範囲内に収まることになる。このセンサ正常判定範囲がセンサ素子が故障していないと想定される範囲であり、このセンサ正常判定範囲を超えた範囲がセンサ故障判定範囲となる。

後述するＥＣＵ故障診断期間経過後には、センサ２〜６の故障診断を行うことになり、第１、第２信号の加算値がセンサ正常判定範囲内にあるか否かを判定することになる。しかしながら、ＥＣＵ故障診断期間中には、センサ素子の故障を示す値となるように第１、第２信号を変化させ、その加算値がテスト信号成分を含んだ値になることで、意図的にセンサ故障判定範囲に至るようにしてある。

したがって、ブレーキＥＣＵ１のセンサ２〜６の故障検出部が正常であれば、ＥＣＵ故障診断期間中は第１、第２信号の加算値がセンサ故障判定範囲に至ることとなり、センサ正常判定範囲内であれば逆にブレーキＥＣＵ１が故障していることとなる。これに基づき、ステップ１２０では、ＥＣＵ故障判断期間中に第１、第２信号の加算値がセンサ正常判定範囲内であるかセンサ故障判定範囲に至っているかに基づいて、センサ２〜６に係る故障の有無を判定しておき、その結果をＣＰＵ１ｃ内の図示しないメモリなどに記憶しておく。

そしてステップ１２５に進み、ステップ１２０の結果を用いてセンサ２〜６が正常であるか否かを判定する。そして、センサ２〜６が故障していれば、ブレーキＥＣＵ１のセンサ２〜６に係る故障検出部において本実施形態が対象とする故障は発生していないため、ステップ１３０に進んで第１、第２信号からセンサ値を復元し、復元したセンサ値に基づいて制動装置を用いた制動制御、例えばアクチュエータ８を駆動してアンチスキッド制御や横滑り防止制御等を実行する。また、センサ２〜６が正常であれば、ブレーキＥＣＵ１は故障しており、ステップ１３５に進んでブレーキＥＣＵ１が故障していることをメータ７に伝えたのち、ステップ１４０に進んで制動装置による制御を停止する。これにより、メータ７に備えられたインジケータなどを用いて、ブレーキＥＣＵ１が故障していることが表示されると共に、制動装置による制御が停止されることで、故障したブレーキＥＣＵ１の誤った処理に基づいて制動制御が実施されないようにすることが可能となる。

一方、ステップ１１０で否定（通常時）判定されると、ＥＣＵ故障診断期間を超えて通常期間となっていることから、ステップ１４５に進む。そして、第１信号と第２信号を加算することによって加算値を演算したのち、この加算値に基づいて第１、第２センサ部１１、１２に備えられたセンサ素子に係る故障の有無を判定する。すなわち、上記したように、加算値がセンサ正常判定範囲内であるかセンサ故障判定範囲内であるかを判定し、センサ正常判定範囲内であればセンサ素子が故障しておらず、センサ故障判定範囲内であればセンサ素子が故障していると判定し、その結果をＣＰＵ１ｃ内の図示しないメモリなどに記憶しておく。

その後、ステップ１５０に進み、ステップ１４５の結果を用いてセンサ素子が故障中であるか否かを判定する。ここで、センサ素子が故障中でなければステップ１５５に進み、センサ信号に基づいて制動装置を用いて制動制御を実行する。このとき用いられるセンサ信号としては、第１信号、第２信号、もしくは第１信号と第２信号の差（例えば第１信号−第２信号）がある。すなわち、第１信号、第２信号は、ＥＣＵ故障診断期間後には単純に第１、第２センサ部１１、１２の出力するセンサ信号となることから、それ自体が被検出物の値に対応した値となる。また、第１信号と第２信号の差は、これらが互いに反転した反転信号であることから、図４中に示したように被検出物の値に対応した値となる。このため、第１信号、第２信号、もしくは第１信号と第２信号の差をセンサ信号として用いて、制動制御を実行することができる。このようにして、故障診断処理を含めた制動制御が実行される。

一方、センサが故障中であればステップ１６０に進んでセンサが故障していることをメータ７に伝えたのち、ステップ１６５に進んでその故障しているセンサによる制動装置の制御を禁止する。これにより、メータ７に備えられたインジケータなどを用いて、センサ２〜６のいずれかが故障していることが表示されると共に、そのセンサによる制動装置による制御が禁止され、誤ったセンサ信号に基づいて制動制御が実行されることが防止される。例えば、ヨーレートセンサ５等のように横滑り防止制御に用いられるセンサが故障している場合には、横滑り防止制御を禁止するなどの処理を行うようにしている。

以上説明したように、本実施形態にかかるブレーキＥＣＵ１によれば、センサ素子の故障診断に加えて、ブレーキＥＣＵ１自身の故障診断、具体的にはセンサ素子の故障を検出している故障診断機能の故障診断を行うことが可能となる。そして、ブレーキＥＣＵ１に対して、ブレーキＥＣＵ１自身の故障診断をテスト信号の入力のための端子やその結果を出力するための端子を備えなくても、ブレーキＥＣＵ１自身の故障診断が行える。このため、端子数を増加させることなく、自身の故障診断を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、２つの信号線によって電送されるセンサ信号の両方にテスト信号を重畳させることで第１、第２信号を変化させるようにしている。このようにすれば、第１信号と第２信号の加算値の振幅がテスト信号成分の二倍振幅となるようにできる。このため、テスト信号の振幅を小さくしても、テスト信号に基づいてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断を行うことができる。したがって、テスト信号の振幅を大きくした場合には、第１、第２信号からセンサ信号を復元するのが難しくなるが、テスト信号の振幅を小さくすることが可能になることで、センサ信号の復元の容易化が可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してブレーキＥＣＵ１に入力される第１、第２信号を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６は、ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。この図に示すように、本実施形態では、各種センサ２〜６に備えられた第１、第２センサ部１１、１２にて、同一物理量に対して同一信号のセンサ信号を出力させている。

また、タイマー１４の計測に基づいてＥＣＵ故障診断期間中にテスト信号発生器１３からテスト信号を出力させるようにしているが、第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号に対してはテスト信号を重畳し、他方に対しては反転させたテスト信号を重畳させるようにしている。具体的には、テスト信号発生器１３の出力したテスト信号がNOT回路１７にて反転されたのちミキシング部１５に伝えられ、第１センサ部１１の出力するセンサ信号に対して反転させたテスト信号を重畳することで第１信号を生成している。また、テスト信号発生器１３の出力したテスト信号がバッファ１８を通じてミキシング部１６に伝えられ、第２センサ部１２の出力するセンサ信号に対してテスト信号を重畳することで第２信号を生成している。この他の構成については基本的には第１実施形態と同様である。

また、本実施形態では、ブレーキＥＣＵ１のＣＰＵ１ｃにて実行する処理についても、第１実施形態と異なっている。図７に、ブレーキＥＣＵ１のＣＰＵ１ｃにて実行される故障診断処理を含む制動制御のフローチャートを示すと共に、図８にＥＣＵ故障診断期間を含めた各出力などのタイミングチャートを示し、これらの図を参照してＣＰＵ１ｃで実行される処理について説明する。

図７に示す処理は、例えばイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときから開始され、所定の制御周期毎に実行される。そして、本実施形態でも、イグニッションスイッチがオンされたのちのイニシャルチェック期間をＥＣＵ故障診断期間としてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断を行い、その後にセンサ２〜６の故障診断を行うようにする。

具体的には、まず、ステップ２００、２０５では、図３のステップ１００、１０５と同様に第１、第２信号を取得する。本実施形態の場合も、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったと同時に、タイマー１４にてＥＣＵ故障診断期間が計測され、その期間中はテスト信号発生器１３よりテスト信号が出力される。このため、第１センサ部１１が出力するセンサ信号に対して反転させたテスト信号が重畳されたものが第１信号となり、第２センサ部１２が出力するセンサ信号に対してテスト信号が重畳されたものが第２信号となる。すなわち、本実施形態の場合、第１、第２センサ１１、１２の出力するセンサ信号が同一物理量に対して同一信号となっている。また、テスト信号は所定振幅のパルス状となっている。このため、図８に示すように、第１、第２信号は、ＥＣＵ故障診断期間中は逆位相で振幅するパルス波が同一信号とされたセンサ信号に重畳された信号となる。そして、ＥＣＵ故障診断期間後には、第１、第２信号は、同一信号となる。

続いて、ステップ２１０で図３のステップ１１０と同様に内部タイマ値が所定値Ｔ１未満であるか否かを判定し、肯定判定されればステップ２１５に進んで第１、第２信号を減算することによって減算値を演算する。この減算値は、第１、第２センサ部１１、１２の出力する同一信号とされたセンサ信号が差し引かれると共に逆位相で振幅するパルス波が足し合わされた値となることから、センサ信号成分については一定値（ゼロ）となり、テスト信号成分については二倍振幅として現れる。このため、減算値は、一定値を中心として大きく振幅する波形となる。

そして、ステップ２２０に進み、ステップ２１５で演算した減算値に基づいて、ブレーキＥＣＵ１の第１、第２センサ部１１、１２に備えられたセンサ素子の故障診断機能に係る故障の有無について判定する。ステップ２１５で演算された減算値は、図３のステップ１１５で演算された加算値と同様に、一定値を中心として大きく振幅する波形となることから、減算値がセンサ素子の故障と想定されるセンサ故障判定範囲に至っているか、それともセンサ正常判定範囲内であるかに基づいて、本ステップの判定を行うことができる。

その後は、ステップ２２５〜２４０において、図３のステップ１２５〜１４０と同様の処理を行い、ブレーキＥＣＵ１自身が故障しているか否かを判定して、本実施形態が対象とする故障が発生していなければ制動制御を実行し、故障していれば警告を行うと共に制動装置による制御を停止する。

一方、ステップ２１０で否定（通常時）判定されると、ＥＣＵ故障診断期間を超えて通常期間となっていることから、ステップ２４５に進む。そして、第１信号と第２信号を減算することによって減算値を演算したのち、この減算値に基づいて第１、第２センサ部１１、１２に備えられたセンサ素子に係る故障の有無を判定する。すなわち、減算値がセンサ正常判定範囲内であるかセンサ故障判定範囲内であるかを判定し、センサ正常判定範囲内であればセンサ素子が故障しておらず、センサ故障判定範囲内であればセンサ素子が故障していると判定し、その結果をＣＰＵ１ｃ内の図示しないメモリなどに記憶しておく。

その後は、ステップ２５０〜２６５において、図３のステップ１５０〜１６５と同様の処理を行い、センサ素子が故障しているか否かを判定して、故障していなければ制動制御を実行し、故障していれば警告を行うと共に制動装置による制御を禁止する。このようにして、故障診断処理を含めた制動制御が実行される。

以上説明したように、第１、第２センサ部１１、１２にて同一物理量に対して同一信号となるセンサ信号を出力させ、ＥＣＵ故障診断期間中は逆位相で振幅するパルス波が同一信号とされたセンサ信号に重畳されるようにした第１、第２信号を用いるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してブレーキＥＣＵ１に入力される第１、第２信号を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９は、ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。この図に示すように、本実施形態では、各種センサ２〜６に備えられた第１、第２センサ部１１、１２にて、同一物理量に対して反転信号となるセンサ信号を出力させているが、テスト信号発生器１３から出力されるテスト信号を第２センサ部１２のセンサ信号のみに重畳させている。

このように、テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合にも、図３のフローチャートで示した制動制御の各種処理を行うことにより、第１実施形態と同様に、センサ素子の故障に加えてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断処理を含めた制動制御を実行することができる。

すなわち、本実施形態のように、テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合のタイミングチャートは図１０のように表され、第１信号と第２信号の加算値が一定値を中心としてテスト信号分の振幅のパルス波が重畳された値となる。このため、第１実施形態と比較して、加算値の振幅が小さくなるものの、その振幅がセンサ故障判定範囲に至る大きさとなるように設定してあれば、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ故障診断期間中に加算値がセンサ故障判定範囲に至っているかセンサ正常判定範囲内であるかを判定することでブレーキＥＣＵ１自身の故障診断が行える。

このように、テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合にも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。このような構成とすれば、２つのセンサ素子に対応する信号線の両方に信号変化部を備える第１、第２実施形態と比較して、構成の簡略化を図ることが可能となる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してブレーキＥＣＵ１に入力される第１、第２信号を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１１は、ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。この図に示すように、本実施形態では、各種センサ２〜６に備えられた第１、第２センサ部１１、１２にて、同一物理量に対して反転信号となるセンサ信号を出力させているが、第１信号には第１センサ部１１が出力するセンサ信号そのものを用い、第２信号には第２センサ部１２が出力するセンサ信号を用いつつＥＣＵ故障診断期間中は所定振幅のパルス状のテスト信号を用いるようにしている。具体的には、タイマー１９によるスイッチ２０の切替えによって、第２センサ部１２が出力するセンサ信号とテスト信号発生器１３の出力するテスト信号のいずれか一方が第２信号となるようにしている。すなわち、タイマー１９によってＥＣＵ故障診断期間を計測し、この期間中はテスト信号を第２信号とし、その期間後には第２センサ部１２が出力するセンサ信号が第２信号となるようにしている。

このように、ＥＣＵ故障診断期間中はテスト信号が第２信号となるようにする場合にも、図３のフローチャートで示した制動制御の各種処理を行うことにより、第１実施形態と同様に、センサ素子の故障に加えてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断処理を含めた制動制御を実行することができる。

すなわち、本実施形態のように、テスト信号を第１、第２センサ部１１、１２の一方のセンサ信号にのみ重畳させる場合のタイミングチャートは図１２のように表され、加算値は、第１信号に対して第２信号、つまり所定振幅のパルス波からなるテスト信号が重畳された値となる。このため、加算値の振幅がセンサ故障判定範囲に至る大きさとなるように設定してあれば、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ故障診断期間中に加算値がセンサ故障判定範囲に至っているかセンサ正常判定範囲内であるかを判定することでブレーキＥＣＵ１自身の故障診断が行える。

このように、ＥＣＵ故障診断期間中はテスト信号を第２信号とし、その期間後には第２センサ部１２が出力するセンサ信号が第２信号となるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このような構成とすれば、２つのセンサ素子に対応する信号線の両方に信号変化部を備える第１、第２実施形態と比較して、構成の簡略化を図ることが可能となる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してブレーキＥＣＵ１に入力される第１、第２信号を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１３は、ブレーキＥＣＵ１と各種センサ２〜６との接続形態の一例を示した回路図である。この図に示すように、本実施形態でも、各種センサ２〜６に備えられた第１、第２センサ部１１、１２にて、同一物理量に対して反転信号となるセンサ信号を出力させているが、第１信号には第１センサ部１１が出力するセンサ信号そのものを用い、第２信号には第２センサ部１２が出力するセンサ信号を用いつつＥＣＵ故障診断期間中はＧＮＤレベルに切替えるようにしている。具体的には、タイマー２１によるスイッチ２２の切替えによって、第２センサ部１２が出力するセンサ信号とＧＮＤレベルのいずれか一方が第２信号となるようにしている。すなわち、タイマー２１によってＥＣＵ故障診断期間を計測し、この期間中はＧＮＤレベルを第２信号とし、その期間後には第２センサ部１２が出力するセンサ信号が第２信号となるようにしている。

このように、ＥＣＵ故障診断期間中は第２信号がＧＮＤレベルとなるようにする場合にも、図３のフローチャートで示した制動制御の各種処理を行うことにより、第１実施形態と同様に、センサ素子の故障に加えてブレーキＥＣＵ１自身の故障診断処理を含めた制動制御を実行することができる。

すなわち、本実施形態のように、ＥＣＵ故障診断期間中に第２信号をＧＮＤレベルにする場合のタイミングチャートは図１４のように表され、加算値は、第１信号に対して第２信号、つまりＧＮＤレベルが重畳された値となる。このため、ＧＮＤレベルが重畳された加算値がセンサ故障判定範囲に至る大きさとなるように設定してあれば、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ故障診断期間中に加算値がセンサ故障判定範囲に至っているかセンサ正常判定範囲内であるかを判定することでブレーキＥＣＵ１自身の故障診断が行える。

このように、ＥＣＵ故障診断期間中は第２信号をＧＮＤレベルとし、その期間後には第２センサ部１２が出力するセンサ信号が第２信号となるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このような構成とすれば、２つのセンサ素子に対応する信号線の両方に信号変化部を備える第１、第２実施形態と比較して、構成の簡略化を図ることが可能となる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態などでは、所定振幅のパルス状のテスト信号をセンサ信号に重畳するようにしたが、例えば図１５に示すように、ＥＣＵ故障診断期間中連続的に一定値の変動をセンサ信号に重畳させるようにしてもよい。また、上記第５実施形態では、第２信号をＧＮＤレベルに低下させるようにしたが、第２信号を電源電圧Ｖｃｃレベルに上昇させるようにしても構わない。

また、上記第１、第２実施形態では、第１、第２センサ部１１、１２のセンサ信号に同一振幅のテスト信号を重畳させたが、それらの信号に異なる振幅のテスト信号を重畳しても良い。

また、上記各実施形態では、第１、第２センサ部１１、１２のセンサ信号にテスト信号を重畳させたり、第２信号をＧＮＤレベルにするなどにより、第１、第２センサ部１１、１２のセンサ素子に対応する信号線を通じてブレーキＥＣＵ１に電送される第１、第２信号の信号値を変化させている。このように信号値を変化させる部分が本発明の信号変化部に相当し、上記各実施形態ではテスト信号発生器１３、タイマー１４、１９、２１、ミキシング部１５、１６、ＮＯＴ回路１７、スイッチ２０、２２などによって信号変化部を構成している。上記第１、第２実施形態では第１、第２センサ部１１、１２のセンサ信号の両方にテスト信号を重畳させて信号値を変化させるようにしているが、信号変化部は、第３〜第５実施形態のように、少なくとも第１、第２信号の一方の信号値を変化させるものであれば良い。

また、上記各実施形態では、信号変化部が各種センサ２〜６内に備えられた構成について説明したが、各種センサ２〜６と別体とされていても良いし、ブレーキＥＣＵ１内に備えられていても良い。また、ブレーキＥＣＵ１に限らず、他のＥＣＵが備えられる制御装置であっても構わない。

なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する各部もしくは各手段に対応するものである。具体的には、ブレーキＥＣＵ１のうちステップ１４５、２４５の処理を実行する部分が第１故障検出部、ステップ１２０、２２０の処理を実行する部分が第２故障検出部に相当している。すなわち、ブレーキＥＣＵ１のうちセンサ故障診断機能を実現する部分が第１故障検出部、ＥＣＵ故障診断機能を実現する部分が第２故障検出部に相当している。また、ステップ１３０、２３０、１５５、２５５の処理を実行する部分がセンサ値生成手段に相当している。

また、上記各実施形態では、イニシャルチェック中、常に第１、第２信号の信号値をセンサ故障判定範囲内の値に変化させたが、図１６に示すように、当該信号値をセンサ正常判定範囲内の値およびセンサ故障判定範囲内の値に所定パターンで変化させても良い。この場合、ブレーキＥＣＵ１のセンサ２〜６に係る故障検出部において上記所定パターン通りにセンサ２〜６に係る故障の有無が判定されなかった場合に、ブレーキＥＣＵ１のセンサ２〜６に係る故障検出部が故障していることを判定する。

また、上記実施形態において、「同一信号」はブレーキＥＣＵ１の故障判定の精度が許す限り厳密に同位相の信号でなくても良いし、「反転信号」はブレーキＥＣＵ１の故障判定の精度が許す限り逆位相の信号でなくても良い。

１…ブレーキＥＣＵ、１ｃ…ＣＰＵ、２…ストロークセンサ、３…圧力センサ、４…負圧センサ、５…ヨーレートセンサ、６…Ｇセンサ、７…メータ、８…アクチュエータ、１１、１２…第１、第２センサ部、１３…テスト信号発生器、１４、１９、２１…タイマー、１５、１６…ミキシング部、１７…ＮＯＴ回路、２０、２２…スイッチ

Claims (4)

1. 同一物理量に対して同一信号または反転信号をセンサ信号として出力する２つのセンサ素子（１１、１２）がそれぞれに当該センサ素子に対応する信号線によって接続され、当該信号線によって電送される信号の信号値を加算または減算して加算値または減算値を演算する演算部（１ｃ）と、
   前記演算部（１ｃ）により演算されている加算値または減算値が所定範囲外の値である場合に前記２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出する第１故障検出部（１４５、２４５）とを備えた制御装置において、
   前記２つのセンサ素子に対応する２つの前記信号線の少なくともいずれか一方に設けられ、前記加算値または前記減算値が前記２つのセンサ素子のいずれかの故障を示す値となるように、前記２つの信号線によって電送される信号の少なくともいずれか一方を変化させる信号変化部（１３〜２２）と、
   前記信号変化部により、前記２つの信号線によって電送される信号を、前記加算値または前記減算値が前記２つのセンサ素子の故障を示す値となるように変化させている状態で、前記第１故障検出により前記２つのセンサ素子が正常であることが検出されている場合に、前記第１故障検出部が故障していることを検出する第２故障検出部（１２０、２２０）と、を備えていることを特徴とする制御装置。
2. 前記２つのセンサ素子は、同一物理量に対して反転信号をセンサ信号として出力するものであり、
   前記信号変化部は、前記２つのセンサ素子に対応する前記２つの信号線のいずれにも設けられ、前記２つのセンサ素子の出力するセンサ信号に対して同一のテスト信号を重畳して前記２つの信号線によって電送される２つの信号を変化させ、
   前記演算手段は、前記２つの信号線によって電送される信号の信号値を加算して加算値を演算し、
   前記第１故障検出部は、前記演算部により演算されている加算値が所定範囲外の値である場合に前記２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出し、
   前記２つの信号線によって電送される信号の信号値を減算して前記物理量に相関する値を生成するセンサ値生成手段（１３０、１５５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記２つのセンサ素子は、同一物理量に対して同一信号をセンサ信号として出力するものであり、
   前記信号変化部は、前記２つのセンサ素子に対応する前記２つの信号線のいずれにも設けられ、前記２つのセンサ素子の出力するセンサ信号に対して互いに反転したテスト信号を重畳して前記２つの信号線によって電送される２つの信号を変化させ、
   前記演算手段は、前記２つの信号線によって電送される信号の信号値を減算して減算値を演算し、
   前記第１故障検出部は、前記演算部により演算されている減算値が所定範囲外の値である場合に前記２つのセンサ素子のいずれかが故障していることを検出し、
   前記２つの信号線によって電送される信号の信号値を加算して前記物理量に相関する値を生成するセンサ値生成手段（２３０、２５５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記信号変化部は、２つのセンサ素子に対応する信号線のいずれか一方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

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