(57)【要約】【課題】ステアリングホイールに設けられる静電容量センサが故障しているかを診断することができるステアリングホイールユニットを提供する。【解決手段】ステアリングホイールユニット１２は、ステアリングホイール２６に設けられて静電容量センサ２８を構成する電極２８ａと、電極２８ａに対して交流電流を流すセンサ回路５２と、故障診断時にセンサ回路５２に通電させる統括制御部６０と、ショート故障の診断を車両１０の電源がオンであるときに常時または定期的に行い、オープン故障の診断を車両１０の電源がオフからオンに切り替えられるときに行う故障診断部６４と、を備える。【選択図】図４
2019023011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングホイールに対する人体の接触を静電容量センサにより検出するステアリングホイールユニットであって、
前記ステアリングホイールに設けられて前記静電容量センサを構成する電極と、
前記電極に対して交流電流を流す通電部と、
故障診断時に前記通電部に通電させる制御部と、
ショート故障の診断を車両の電源がオンであるときに常時または定期的に行い、オープン故障の診断を前記車両の電源がオフからオンに切り替えられるときに行う故障診断部と、を備える
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
前記故障診断部は、前記静電容量センサの等価回路における合成インピーダンスを演算し、正常時の合成インピーダンスと比較することにより前記オープン故障の診断を行う
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
前記故障診断部は、前記静電容量センサにより検出される静電容量の大きさが所定時間変動しない場合に前記ショート故障と診断する
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
前記車両は手動操舵と自動操舵の切り替えが可能であり、
前記故障診断部は、前記オープン故障の診断を前記自動操舵中にも行う
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
前記故障診断部は、前記オープン故障の診断を前記自動操舵から前記手動操舵への復帰時にも行い、その際に、復帰前後の差に基づいて故障診断を行う
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
前記車両が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサおよび／または角速度センサを備え、
前記故障診断部は、前記舵角センサおよび／または前記角速度センサにより前記旋回状態が検出され、かつ、前記ステアリングホイールに対する人体の接触が検出されない場合に、前記静電容量センサに故障が発生したと診断する
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のステアリングホイールに対する人体の接触を静電容量センサにより検出するステアリングホイールユニットに関し、特に静電容量センサの故障診断を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライバが主体となって行う手動操舵とシステムが主体となって行う自動操舵とを切り替え可能な車両がある。このような車両は、所定のタイミング、例えば自動操舵から手動操舵への復帰時に、ドライバがステアリングホイールに接触（把持）しているか否かの検出を行う。ステアリングホイールの接触の検出には静電容量センサまたは圧力センサが用いられる。特許文献１にはリムに静電容量センサが設けられるステアリングホイールが示される。特許文献２にはリムに圧力センサが設けられるステアリングホイールおよび圧力センサの故障を判定する故障判定装置が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４７５３１号公報
【特許文献２】特開２００６−１０３４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の静電容量センサは故障に関して考慮されていない。特許文献２の故障判定装置は圧力センサに関するものであり、静電容量センサに関するものではない。このため静電容量センサの故障に関しては検討の余地がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ステアリングホイールに設けられる静電容量センサが故障しているかを診断することができるステアリングホイールユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
車両のステアリングホイールに対する人体の接触を静電容量センサにより検出するステアリングホイールユニットであって、
前記ステアリングホイールに設けられて前記静電容量センサを構成する電極と、
前記電極に対して交流電流を流す通電部と、
故障診断時に前記通電部に通電させる制御部と、
ショート故障の診断を車両の電源がオンであるときに常時または定期的に行い、オープン故障の診断を前記車両の電源がオフからオンに切り替えられるときに行う故障診断部と、を備える
ことを特徴とする。
【０００７】
静電容量センサを構成する電極に交流電流が流される場合、静電容量センサに断線等のオープン故障が発生すると、オープン箇所がコンデンサに相当することになる。このような場合に、ステアリングホイールに対して人体が接触していないにも関わらず、接触しているという誤検出をする可能性がある。静電容量センサにオープン故障が発生しているか否かは、ステアリングホイールに対して人体が接触していないときの静電容量センサの検出結果から判定可能である。言い換えると、オープン故障の診断は、ドライバがステアリングホイールに接触しないことを前提にして行う必要がある。ドライバは、乗車して車両の電源をオフからオンに切り替えるときにステアリングホイールに接触しない傾向にある。上記構成では、オープン故障の診断を車両の電源がオフからオンに切り替えられるときに行う。このように、ショート故障の診断を行うだけでなく、適切なタイミングでオープン故障の診断を行うことにより、オープン故障の診断結果の精度を高くすることができる。
【０００８】
本発明において、
前記故障診断部は、前記静電容量センサの等価回路における合成インピーダンスを演算し、正常時の合成インピーダンスと比較することにより前記オープン故障の診断を行うようにしてもよい。
【０００９】
上記構成では、正常時とオープン故障時の合成インピーダンスの違いによりオープン故障を検出する。このように合成インピーダンスの比較といった簡単な方法によりオープン故障を検出することができる。
【００１０】
本発明において、
前記故障診断部は、前記静電容量センサにより検出される静電容量の大きさが所定時間変動しない場合に前記ショート故障と診断するようにしてもよい。
【００１１】
上記構成では、静電容量センサにより検出される静電容量の大きさの変動を監視する。このように静電容量の変動の監視といった簡単な方法によりショート故障を検出することができる。
【００１２】
本発明において、
前記車両は手動操舵と自動操舵の切り替えが可能であり、
前記故障診断部は、前記オープン故障の診断を前記自動操舵中にも行うようにしてもよい。
【００１３】
上記構成では、オープン故障の診断を、車両電源がオフからオンに切り替えられるときだけでなく、ドライバがステアリングホイールに接触しない可能性がある自動操舵中にも行う。このため、オープン故障の診断回数を多くすることができる。
【００１４】
本発明において、
前記故障診断部は、前記オープン故障の診断を前記自動操舵から前記手動操舵への復帰時にも行い、その際に、復帰前後の差に基づいて故障診断を行うようにしてもよい。
【００１５】
上記構成では、オープン故障の診断を、ドライバとステアリングホイールとが非接触状態から接触状態に切り替わる可能性が高い自動操舵から手動操舵への復帰時にも行う。静電容量センサが正常であれば、復帰前後で検出結果は変わる可能性が高い。このとき検出結果に差がなければ静電容量センサが故障している可能性がある。このように検出結果の差により故障判定を行うことができる。
【００１６】
本発明において、
前記車両が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサおよび／または角速度センサを備え、
前記故障診断部は、前記舵角センサおよび／または前記角速度センサにより前記旋回状態が検出され、かつ、前記ステアリングホイールに対する人体の接触が検出されない場合に、前記静電容量センサに故障が発生したと診断するようにしてもよい。
【００１７】
車両が旋回状態であるときにドライバはステアリングホイールを操作している。つまりドライバはステアリングホイールに接触している。この状態で静電容量センサの検出値が接触時の検出値である場合、静電容量センサは正常である。一方、静電容量センサの検出値が非接触時の検出値である場合、静電容量センサは故障しているものと推定される。上記構成によれば、静電容量センサの故障判定を、舵角センサおよび／または角速度センサの検出結果を利用して行うため、故障判定の精度が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ショート故障の診断を行うだけでなく、適切なタイミングでオープン故障の診断を行うことにより、オープン故障の診断結果の精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本実施形態に係るステアリングホイールユニットの構成図である。
【図２】図２は図１に示されるステアリングホイールのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図３はセンサ回路と静電容量センサが構成する回路の簡易説明図である。
【図４】図４は本実施形態で行われる故障診断処理のフローチャートである。
【図５】図５は本実施形態で行われる故障診断処理のフローチャートである。
【図６】図６は静電容量センサの等価回路を示す図である。
【図７】図７は本実施形態で行われる故障推定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るステアリングホイールユニットについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
［１  車両１０の構成］
図１に示されるように、本実施形態に係るステアリングホイールユニット１２は、車両１０に設けられる。車両１０は、ドライバが主体となって操舵を行う手動操舵と、システム（自動運転装置１４）が主体となって操舵を行う自動操舵と、を適宜切り替え可能である。本実施形態では車両１０として、操舵の他に駆動、制動の操作をシステムが主体となって行うことが可能な自動運転車両を想定する。車両１０は、ステアリングホイールユニット１２の他に自動運転装置１４と走行装置１６と報知装置１８とを備える。
【００２２】
自動運転装置１４はＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを備える。自動運転装置１４は、演算装置が記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。自動運転装置１４は、自動運転に必要な情報、例えば外界情報（カメラやレーダ等の検出結果）や車両１０の走行状態情報（走行速度、加減速度）やナビ情報等を各種センサや装置から取得し、駆動、操舵、制動の操作を自動で行うための制御指示を走行装置１６に対して出力する。
【００２３】
走行装置１６には、駆動力装置２０と操舵装置２２と制動装置２４とが含まれる。駆動力装置２０は、駆動力ＥＣＵとエンジン・駆動モータを含む駆動源とを有する。駆動力装置２０は、ドライバが行うアクセルペダルの操作または自動運転装置１４から出力される駆動の制御指示に応じて駆動力を発生させる。操舵装置２２は、電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）ＥＣＵとＥＰＳアクチュエータとを有する。操舵装置２２は、ドライバが行うステアリングホイール２６の操作または自動運転装置１４から出力される操舵の制御指示に応じて操舵力を発生させる。制動装置２４は、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとを有する。制動装置２４は、ドライバが行うブレーキペダルの操作または自動運転装置１４から出力される制動の制御指示に応じて制動力を発生させる。
【００２４】
報知装置１８は、報知ＥＣＵと表示装置と音響装置と触覚装置とを有する。報知装置１８は、自動運転装置１４または後述する接触判定装置５０から出力される報知指示に従ってドライバに対する報知を行う。
【００２５】
［２  ステアリングホイールユニット１２の構成］
ステアリングホイールユニット１２には、ステアリングホイール２６と接触判定装置５０と電源スイッチ３４とが含まれる。ステアリングホイールユニット１２には、更にセンサとして、静電容量センサ２８と舵角センサ３０と角速度センサ３２とが含まれる。
【００２６】
図２に示されるように、ステアリングホイール２６のリム４０は、断面（ステアリングホイール２６の中心軸と平行する断面）が複数層からなる積層構造である。リム４０においては、骨格に相当する芯金４２の全体を樹脂４４が覆い、樹脂４４の一部または全体を静電容量センサ２８が覆い、樹脂４４の残部を弾性部材４６が覆い、静電容量センサ２８および弾性部材４６を皮革４８が覆う。
【００２７】
静電容量センサ２８は導電部材からなる電極２８ａに相当し、周囲の部材から絶縁される。静電容量センサ２８は、導電材料の塗装または導電シートにより形成される。静電容量センサ２８は、リム４０の周方向に沿って設けられる。本実施形態では１つの静電容量センサ２８がリム４０の下部を境にリム４０を周回するように設けられる。リム４０の下部で静電容量センサ２８の両端は絶縁される。静電容量センサ２８は、ステアリングホイール２６および／またはステアリングホイール２６に対して接触する人体との間でコンデンサを形成し、ステアリングホイール２６に対する人体の接触および非接触に応じて変化する静電容量の大きさを検出する。本明細書ではこの静電容量の大きさに相当する値を検出値Ｃとする。
【００２８】
舵角センサ３０は、ステアリングホイール２６の転舵角を検出し、この転舵角を示す信号を接触判定装置５０に出力する。角速度センサ３２は、車両１０の角度移動量を検出し、この角度移動量を示す電気信号を接触判定装置５０に出力する。なお、舵角センサ３０と角速度センサ３２の両者が設けられてもよいし、いずれか一方が設けられてもよい。
【００２９】
電源スイッチ３４は、ドライバが車両１０の電源（以下、車両電源ともいう。）をオンまたはオフする際に手動で操作するスイッチであり、車室Ｒに設けられる。電源スイッチ３４としては、例えばイグニッションスイッチを使用できる。電源スイッチ３４は、オン／オフ操作に応じて接触判定装置５０に操作信号を出力する。
【００３０】
接触判定装置５０はＥＣＵにより構成され、センサ回路５２とプロセッサ等の演算装置５４とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置５６とタイマ５８とを備える。
【００３１】
図３に示されるように、センサ回路５２は、静電容量センサ２８に通電する交流電源Ｖと、静電容量の大きさに相当する検出値Ｃを計測する計測装置と、静電容量センサ２８に対する通電のオン／オフを切り替えるスイッチＳＷと、を備える。ここでは計測装置として電流を計測する電流センサＡを備える。電流センサＡの計測値は静電容量センサ２８の検出値Ｃと比例する。このため、以下では電流センサＡの計測値を検出値Ｃに相当するものとする。センサ回路５２は、静電容量センサ２８（電極２８ａ）に対して交流電流を流す通電部に相当する。交流電源Ｖの一方の端子は静電容量センサ２８の両端に接続され、他方の端子は接地される。電流センサＡは静電容量センサ２８に並列に接続される。
【００３２】
演算装置５４は、記憶装置５６に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。本実施形態において演算装置５４は、統括制御部６０と接触検出部６２と故障診断部６４と報知指示部６６として機能する。
【００３３】
統括制御部６０は、演算装置５４が行う処理を統括すると共に、接触検出部６２と故障診断部６４と報知指示部６６が行う処理を除く処理を行う。例えば、統括制御部６０は、センサ回路５２のスイッチＳＷの動作を制御して静電容量センサ２８に対する通電・非通電を切り替える。
【００３４】
接触検出部６２は、センサ回路５２の電流センサＡで計測される検出値Ｃを認識し、その検出値Ｃに応じて人体がステアリングホイール２６に接触しているか否かを検出する。本実施形態において接触検出部６２は、検出値Ｃと接触判定閾値Ｃｔｈとの比較結果に基づいてステアリングホイール２６に対する人体の接触および非接触を検出する。
【００３５】
故障診断部６４は、静電容量センサ２８の故障診断を行う。例えば、ショート故障の診断を、車両電源がオンであるときに常時または定期的に行う。また、オープン故障の診断を、車両電源がオフからオンに切り替えられるときと、自動運転中（自動操舵中を含む）と、自動運転（自動操舵を含む）から手動運転（手動操舵を含む）への復帰時に行う。
【００３６】
報知指示部６６は、ドライバに報知が必要な場合に報知指示を報知装置１８に対して出力する。
【００３７】
記憶装置５６は、各種プログラムの他に、接触検出部６２がステアリングホイール２６に対する人体の接触・非接触を判定するための接触判定閾値Ｃｔｈと、後述する静電容量センサ２８の等価回路７０（図６）の正常時の合成インピーダンスＺｎ等の各種閾値および所定値を記憶する。
【００３８】
タイマ５８は、接触判定装置５０が電源スイッチ３４から出力される電源オンの操作信号を受信した時点から計時を開始する。
【００３９】
［３  ステアリングホイールユニット１２の動作］
［３．１  接触検出処理］
接触検出部６２は、車両電源がオン状態であるときに接触判定を行う。車両電源がオン状態になるタイミングで、統括制御部６０は、センサ回路５２をオフ状態からオン状態に切り替えて静電容量センサ２８に対する通電を開始する。接触検出部６２は、静電容量センサ２８の検出値Ｃが記憶装置５６に記憶される接触判定閾値Ｃｔｈ以上である場合に接触と判定し、検出値Ｃが接触判定閾値Ｃｔｈよりも小さい場合に非接触と判定する。ドライバがステアリングホイール２６を接触する必要があるにも関わらず非接触と判定される場合には、報知指示部６６は報知装置１８に対して報知指示を出力する。
【００４０】
［３．２  故障診断処理］
図４、図５を用いてステアリングホイールユニット１２が行う故障診断処理に関する説明をする。以下で説明する一連の処理は所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４１】
ステップＳ１において、故障診断部６４は、車両電源がオン状態であるか否かを判定する。故障診断部６４は、接触判定装置５０が電源スイッチ３４から出力される電源オンの操作信号を受信している場合に車両電源がオンであると判定し、受信していない場合に車両電源がオフであると判定する。車両電源がオンである場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、車両電源がオフである場合（ステップＳ１：ＮＯ）、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
【００４２】
ステップＳ１からステップＳ２に移行すると、故障診断部６４は、車両電源がオン状態になってから所定時間が経過したか否かを判定する。タイマ５８の計時時間が所定時間以内である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、タイマ５８の計時時間が所定時間を超える場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ３に移行する。
【００４３】
ステップＳ２からステップＳ３に移行すると、故障診断部６４は、車両１０が自動操舵により走行しているか否かを判定する。自動運転装置１４は、自動運転（自動操舵を含む）の開始のタイミングで、接触判定装置５０に開始信号を出力する。故障診断部６４は、接触判定装置５０が自動運転装置１４から出力される開始信号を受信している場合に自動操舵中であると判定し、受信していない場合に手動操舵中であると判定する。自動操舵中である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、自動操舵中でない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ８に移行する。
【００４４】
ステップＳ３からステップＳ４に移行すると、故障診断部６４は、手動操舵への復帰タイミングであるか否かを判定する。自動運転装置１４は、自動操舵中に手動操舵への復帰が必要になったとき、例えば、車両１０が自動運転区間の終了位置に近づいたときに、ドライバに対して手動操舵を促すために、報知装置１８に報知指示を出力する。このとき、自動運転装置１４は、接触判定装置５０に対して手動操舵への復帰タイミングであることを示す復帰信号を出力する。故障診断部６４は、接触判定装置５０が自動運転装置１４から出力される復帰信号を受信している場合に手動操舵への復帰タイミングであると判定し、受信していない場合に手動操舵への復帰タイミングでないと判定する。手動操舵への復帰タイミングである場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、手動操舵への復帰タイミングでない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。
【００４５】
ステップＳ２またはステップＳ４からステップＳ５に移行すると、故障診断部６４は故障診断フラグＦＬＧに１を設定し、処理はステップＳ７に移行する。ステップＳ４からステップＳ６に移行すると、故障診断部６４は故障診断フラグＦＬＧに２を設定し、処理はステップＳ７に移行する。
【００４６】
ステップＳ７において、故障診断部６４は、オープン故障の診断を行う。このとき、故障診断部６４は、故障診断フラグＦＬＧが１であるときに以下で説明するオープン故障の診断を行う。一方、故障診断フラグＦＬＧが２であるときはオープン故障の診断を保留する。故障診断フラグＦＬＧが２の状態、すなわち自動運転中で手動操舵への復帰タイミングでない状態は、ドライバがステアリングホイール２６に接触している可能性がある。このためオープン故障の診断を保留する。なお、保留時間が所定時間を超える場合にオープン故障の診断を行うようにしてもよいし、故障診断フラグＦＬＧが２である場合でもオープン故障の診断を行うようにしてもよい。故障診断フラグＦＬＧが２である場合、故障診断フラグＦＬＧが１である場合と比較してオープン故障診断時の閾値を高くし、故障ありの診断が起こりにくくしてもよい。
【００４７】
故障診断部６４は、センサ回路５２の電流センサＡの測定値に基づいて、静電容量センサ２８の合成インピーダンスＺを演算する。合成インピーダンスＺの演算は、例えば図６に示される静電容量センサ２８の等価回路７０に基づく。等価回路７０は、並列接続される２つの素子と１つの素子との直列回路である。ここでは説明の便宜のために、各素子のインピーダンスを６．８［ｋΩ］と仮定する。この等価回路７０において、正常時の合成インピーダンスＺｎは｛（６．８×６．８）／（６．８＋６．８）｝＋６．８＝１０．２［ｋΩ］となる。一方、オープン故障時の合成インピーダンスＺａは６．８＋６．８＝１３．６［ｋΩ］となる。このように、正常時とオープン故障時とでは、等価回路７０の合成インピーダンスＺに差異が生じる。
【００４８】
故障診断部６４は、合成インピーダンスＺが合成インピーダンスＺｎよりも大きい場合にオープン故障が発生しているものと診断し、合成インピーダンスＺｎ以下である場合にオープン故障が発生していないものと診断する。または、合成インピーダンスＺと合成インピーダンスＺｎとの差が所定値以上である場合にオープン故障が発生しているものと診断し、差が所定値未満である場合にオープン故障が発生していないものと診断してもよい。
【００４９】
なお、手動操舵への復帰時の故障診断の場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、自動運転装置１４は復帰信号出力後に、自動操舵から手動操舵に切り替えるタイミングで切替信号を出力する。この場合、故障診断部６４は、接触判定装置５０が切替信号を受信する前後の合成インピーダンスＺを比較してもよい。この場合、故障診断部６４は、復帰前後の合成インピーダンスＺの差が所定値以上である場合にオープン故障が発生しているものと診断し、差が所定値未満である場合にオープン故障が発生していないものと診断する。
【００５０】
ステップＳ３からステップＳ８に移行すると、故障診断部６４は、ショート故障の診断を行う。ショート故障の診断は常時または定期的に行われる。故障診断部６４は、静電容量センサ２８により検出される静電容量の大きさ、ここでは検出値Ｃを所定時間監視する。そして、検出値Ｃが通常の変動範囲を超え、かつ、所定時間内の変動が所定幅以内である場合にショート故障が発生しているものと診断する。また、検出値Ｃが通常の変動範囲内である場合にショート故障が発生していないものと診断する。
【００５１】
ステップＳ９において、故障の有無が判定される。ステップＳ７またはステップＳ８で故障診断部６４が故障ありと診断した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。一方、故障診断部６４が故障なしと診断した場合、または、ステップＳ７で故障診断が保留される場合（ステップＳ９：ＮＯ）、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
【００５２】
ステップＳ９からステップＳ１０に移行すると、報知指示部６６は、ドライバに対して報知するために、報知装置１８に報知指示を出力する。報知指示を受けた報知装置１８は、ドライバに対して静電容量センサ２８が故障していることを報知する。
【００５３】
ステップＳ１１において、統括制御部６０は、センサ回路５２をオン状態からオフ状態に切り替えて静電容量センサ２８に対する通電を停止する。そして、接触判定装置５０が行う接触検出の制御を停止する。
【００５４】
［３．３  故障推定処理］
図７を用いてステアリングホイールユニット１２が行う故障推定処理に関する説明をする。以下で説明する一連の処理は所定時間毎に繰り返し実行される。なお、以下で説明する一連の処理は、自動運転装置１４による自動操舵が行われていないとき、すなわち手動操舵中に実行される。
【００５５】
ステップＳ２１において、故障診断部６４は、舵角センサ３０および／または角速度センサ３２の検出結果に基づいて車両１０が旋回する旋回状態であるか否かを判定する。車両１０が旋回状態である場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２に移行する。一方、車両１０が旋回状態でない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
【００５６】
ステップＳ２２において、故障診断部６４は、接触検出部６２の検出結果に基づいてステアリングホイール２６に対するドライバの非接触が検出されているか否かを判定する。非接触が検出される場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２３に移行する。一方、接触が検出される場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
【００５７】
ステップＳ２３において、故障診断部６４は静電容量センサ２８に故障が発生したものと推定する。車両１０が旋回しているときにドライバはステアリングホイール２６を操作している。このときステアリングホイール２６に対する非接触が検出されるということは、ドライバがステアリングホイール２６に接触していることを検出できていない、すなわち、静電容量センサ２８が故障していると推定される。故障診断部６４は自動運転装置１４に対して以後自動操舵を禁止する旨の指示を出力する。報知指示部６６は報知装置１８に対して報知指示を出力し、ドライバに対して静電容量センサ２８に故障が発生していることを報知する。
【００５８】
［４  本実施形態のまとめ］
ステアリングホイールユニット１２は、ステアリングホイール２６に設けられて静電容量センサ２８を構成する電極２８ａと、電極２８ａに対して交流電流を流すセンサ回路５２（通電部）と、故障診断時にセンサ回路５２に通電させる統括制御部６０（制御部）と、ショート故障の診断を車両１０の電源がオンであるときに常時または定期的に行い、オープン故障の診断を車両１０の電源（車両電源）がオフからオンに切り替えられるとき（ステップＳ２：ＹＥＳ）に行う故障診断部６４と、を備える。
【００５９】
静電容量センサ２８を構成する電極２８ａに交流電流が流される場合、静電容量センサ２８に断線等のオープン故障が発生すると、オープン箇所がコンデンサに相当することになる。このような場合に、ステアリングホイール２６に対して人体が接触していないにも関わらず、接触しているという誤検出をする可能性がある。静電容量センサ２８にオープン故障が発生しているか否かは、ステアリングホイール２６に対して人体が接触していないときの静電容量センサ２８の検出結果から判定可能である。言い換えると、オープン故障の診断は、ドライバがステアリングホイール２６に接触しないことを前提にして行う必要がある。ドライバは、乗車して車両１０の電源をオフからオンに切り替えるときにステアリングホイール２６に接触しない傾向にある。上記構成では、オープン故障の診断を車両１０の電源がオフからオンに切り替えられるときに行う。このようにショート故障の診断を行うだけでなく、適切なタイミングでオープン故障の診断を行うことにより、オープン故障の診断結果の精度を高くすることができる。
【００６０】
故障診断部６４は、静電容量センサ２８の等価回路７０における合成インピーダンスＺを演算し、正常時の合成インピーダンスＺｎと比較することによりオープン故障の診断を行う。
【００６１】
上記構成では、正常時とオープン故障時の合成インピーダンスの違いによりオープン故障を検出する。このように合成インピーダンスの比較といった簡単な方法によりオープン故障を検出することができる。
【００６２】
故障診断部６４は、静電容量センサ２８により検出される静電容量の大きさが所定時間変動しない場合にショート故障と診断する。
【００６３】
上記構成では、静電容量センサ２８により検出される静電容量の大きさの変動を監視する。このように静電容量の変動の監視といった簡単な方法によりショート故障を検出することができる。
【００６４】
車両１０は手動操舵と自動操舵の切り替えが可能であり、故障診断部６４は、オープン故障の診断を自動操舵中（ステップＳ３：ＹＥＳ）にも行う。
【００６５】
上記構成では、オープン故障の診断を、車両電源がオフからオンに切り替えられるときだけでなく、ドライバがステアリングホイール２６に接触しない可能性がある自動操舵中にも行う。このため、オープン故障の診断回数を多くすることができる。
【００６６】
故障診断部６４は、オープン故障の診断を自動操舵から手動操舵への復帰時（ステップＳ４：ＹＥＳ）にも行う。その際に、復帰前後の差、具体的には等価回路７０の合成インピーダンスＺの差に基づいて故障診断を行う。
【００６７】
上記構成では、オープン故障の診断を、ドライバとステアリングホイール２６とが非接触状態から接触状態に切り替わる可能性が高い自動操舵から手動操舵への復帰時にも行う。静電容量センサ２８が正常であれば、復帰前後で検出結果は変わる可能性が高い。このとき検出結果に差がなければ静電容量センサ２８が故障している可能性がある。このように検出結果の差により故障判定を行うことができる。
【００６８】
ステアリングホイールユニット１２は、車両１０が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサ３０および／または角速度センサ３２を備える。故障診断部６４は、舵角センサ３０および／または角速度センサ３２により旋回状態が検出され、かつ、ステアリングホイール２６に対する人体の接触が検出されない場合に、静電容量センサ２８に故障が発生したと診断する。
【００６９】
車両１０が旋回状態であるときにドライバはステアリングホイール２６を操作している。つまりドライバはステアリングホイール２６に接触している。この状態で静電容量センサ２８により接触が検出される場合、静電容量センサ２８は正常である。一方、静電容量センサ２８により非接触状態が検出される場合、静電容量センサ２８は故障しているものと推定される。上記構成によれば、静電容量センサ２８の故障判定を、舵角センサ３０および／または角速度センサ３２の検出結果を利用して行うため、故障判定の精度が向上する。
【符号の説明】
【００７０】
１０…車両                          １２…ステアリングホイールユニット
２６…ステアリングホイール          ２８…静電容量センサ
２８ａ…電極                        ３０…舵角センサ
３２…角速度センサ                  ５２…センサ回路（通電部）
６０…統括制御部（制御部）          ６４…故障診断部
７０…等価回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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