(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部と該検出部に後続する信号処理部を備えるセンサの該検出部に対する外部入力がないと推定される状態において、該検出部に対して擬似外部入力を与えるか、または該信号処理部に対して擬似検出部出力信号を与える擬似駆動を行い、これにより該信号処理部から出力される信号に基づきセンサの異常を検出するセンサ異常検出方法において、該擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と、該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値とを求め、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値の和を按分した値と該擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値との差が所定の範囲に収まらなければセンサ異常と判定することを特徴とするセンサの異常検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサの異常検出方法であって、該擬似駆動の開始から終了までの間において該信号処理部から出力される信号、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号、および該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の各々の変動が所定の変動幅に収まらないとき及び／又は該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値に対する該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値の偏差が所定値よりも大きいときは判定を行わないことを特徴とするセンサの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、車両の前後方向加速度やヨーレイトの検出等に使用される加速度センサや角速度センサ等の異常検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−８３９５１号公報には、自己診断可能な角速度センサが記載されている。この角速度センサは、検出素子部と、この検出素子部の出力を処理する信号処理回路部と、検出素子部の近傍に設けられて検出素子部を動かす電磁発生部とで構成され、検出素子部に対する入力角速度が無いと推定される状態において、電磁発生部により検出素子部を可動させて擬似のコリオリの力を素子に与え、信号処理回路部の出力をチェックすることにより角速度センサの異常を検出することとされている。
【０００３】
この角速度センサにおいて、電磁発生部を設ける代わりに、擬似検出素子部出力を生成し信号処理回路部に入力する擬似検出素子部出力生成部を設ければ、検出素子部の異常は検出できないが、信号処理回路部の異常は検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公開公報に記載された技術では、電磁発生部により検出素子部を可動されている時の信号処理回路部の出力のみをチェックしていることから、自己診断時に現実に入力角速度があった場合には、角速度センサに異常が無くてもセンサ異常と判定されてしまう等の問題があり、検出精度に不満がある。
【０００５】
この出願の発明は、センサの異常の検出精度をより高めることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、請求項１に記載したように、検出部と該検出部に後続する信号処理部を備えるセンサの該検出部に対する外部入力のない状態において、該検出部に対して擬似外部入力を与えるか、または該信号処理部に対して擬似検出部出力信号を与える擬似駆動を行い、これにより該信号処理部から出力される信号に基づきセンサの異常を検出するセンサ異常検出方法において、該擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と、該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値とを求め、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値と該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値の和を按分した値と該擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値との差が所定の範囲に収まらなければセンサ異常と判定することを特徴とするセンサの異常検出方法である。
【０００７】
このように、この出願の発明においては、擬似駆動を開始する前の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値と擬似駆動を終了した後の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値の和を按分した値と擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値との差が所定の範囲に収まらなければセンサ異常と判定するものであり、検出部に対する外部入力が無いと推定される状態で現実に外部入力があったときはその影響が擬似駆動の前後における信号処理部出力に現れることから、擬似駆動中と擬似駆動前後の信号処理部出力に基づいてセンサ異常を判定することにより検出精度が従来よりも向上する。
【０００８】
この出願の発明において、請求項２に記載したように、該擬似駆動の開始から終了までの間において該信号処理部から出力される信号、該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号、および該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の各々の変動が所定の変動幅に収まらないとき及び／又は該擬似駆動を開始する前の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値に対する該擬似駆動を終了した後の所定時間において該信号処理部から出力される信号の平均値の偏差が所定値よりも大きいときは判定を行わないこととしてもよい。この場合において、所定の変動幅は、センサの正常状態において外部入力があったときには信号処理部の出力の変動が収まらないように設定するものであり、実験を通じて求めるものである。また、所定の値は、センサの正常状態において擬似駆動を実施することによって生じる通常のセンサ特性変化では上記偏差が所定の値を超えることのないように設定するものであり、実験を通じて求めるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの出願の発明を実施する車両用ヨーレイトセンサとしての角速度センサとその異常検出装置の全体構成を示す図である。図１において、角速度センサ１０は、音叉型の検出部１１と、検出部１１からのアナログ信号を増幅する増幅部１２と、増幅部１２で増幅された出力信号をデジタル信号に変換してマイクロコンピュータ１４に入力する信号処理部１３を備える他、マイクロコンピュータ１４からの擬似駆動指令信号に応じて擬似検出部出力信号（アナログ信号）を生成する擬似検出部出力信号部１５と、擬似検出部出力信号部１５からの擬似検出部出力信号を検出部１１からのアナログ信号に加算する加算部１６とを備える。マイクロコンピュータ１４は、信号処理部１３からのデジタル信号に基づきヨーレトを演算する他、図示しない車輪速度センサ等からの信号に基づき車両が停止状態にあるか否かを判定し、車両が停止状態であると判定した時は図４に示すように擬似駆動指令信号を出力する。車両が停止状態であると判定した時刻が図４の時刻ｔ０に対応し、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの間擬似駆動指令信号を出力する。そして、マイクロコンピュータ１４は、角速度センサ１０の増幅部１２、信号処理部１３の異常を検出するべくセンサ異常判定処理を実行する。
【００１０】
図２および図３のフローチャートは、マイクロコンピュータ１４が実行するセンサ異常判定処理の内容を示すものである。図２および図３において、先ずステップ１０１にて車両が停止状態であるか否かが判定され、停止状態でなければステップ１０２に進み各種演算値を一時的に記憶させる各ＲＡＭ値がクリアされるが、停止状態であればステップ１０３に進み計時カウンタ値Ｔ１が１を加えた値に更新され、次いでステップ１０４にてＴ１がｔ１（図４参照）を超えたか否かが判定される。Ｔ１がｔ１を超えておればステップ１０５に進みＴ１がｔ２（図４参照）を超えたか否かが判定される。
【００１１】
Ｔ１がｔ２を超えていなければステップ１０６に進み、信号処理部１３の出力の最大値Ｍａｘ ｂの記憶、最小値Ｍｉｎ ｂの記憶および積算値Ｓｕｍ ｂの演算が行われると共に、Ｓｕｍ ｂから平均値Ａｖｅ ｂの演算（Ｓｕｍ ｂ／ｔ２-ｔ１）が行われる。Ｔ１がｔ２を超えておればステップ１０７に進みＴ１がｔ４（図４参照）を超えたか否かが判定される。
【００１２】
Ｔ１がｔ４を超えておればステップ１０８に進みＴ１がｔ５（図４参照）を超えたか否かが判定される。Ｔ１がｔ５を超えていなければステップ１０９に進み、信号処理部１３の出力の最大値Ｍａｘ ｄの記憶、最小値Ｍｉｎ ｄの記憶および積算値Ｓｕｍ ｄの演算が行われると共に、Ｓｕｍ ｄから平均値Ａｖｅ ｄの演算（Ｓｕｍ ｄ／ｔ５-ｔ４）が行われる。Ｔ１がｔ５を超えておればステップ１１０に進みＴ１がｔ７（図４参照）を超えたか否かが判定される。
【００１３】
Ｔ１がｔ７を超えておればステップ１１１に進みＴ１がｔ８（図４参照）を超えたか否かが判定される。Ｔ１がｔ８を超えていなければステップ１１２に進み、信号処理部１３の出力の最大値Ｍａｘ ａの記憶、最小値Ｍｉｎ ａの記憶および積算値Ｓｕｍ ａの演算が行われると共に、Ｓｕｍ ａから平均値Ａｖｅ ａの演算（Ｓｕｍ ａ／ｔ８-ｔ７）が行われる。Ｔ１がｔ８を超えておればステップ１１３に進み、最大値Ｍａｘ ｂから最小値Ｍｉｎ ｂを差し引いた値が所定値Ｔｈ１（図４参照）未満であり、最大値Ｍａｘ ｄから最小値Ｍｉｎ ｄを差し引いた値が所定値Ｔｈ１未満であり、最大値Ｍａｘ ａから最小値Ｍｉｎ ａを差し引いた値が所定値Ｔｈ１未満であり、且つ、平均値Ａｖｅ ａから平均値Ａｖｅ ｂを差し引いた値（平均値Ａｖｅ ｂに対する平均値Ａｖｅ ａの偏差）が所定値Ｔｈ２（図４参照）未満であるか否かが判定される。この判定結果がノーであればステップ１１４に進み擬似駆動信号入力検査無効状態と設定され、また判定結果がイエスであればッステップ１１５に進み、平均値Ａｖｅ ａおよび平均値Ａｖｅ ｂの平均値（Ａｖｅ ａ＋Ａｖｅ ｂ／２）とＡｖｅ ｄとの差が所定値Ｔｈ３よりも大きいが所定値Ｔｈ４よりは小さいか否かが判定される。この判定結果がノーであればステップ１１６に進みセンサ異常状態と設定され、また判定結果がイエスであればステップ１１７に進みセンサ正常状態と設定される。
【００１４】
所定値Ｔｈ１は、検出部１１、増幅部１２および信号処理部１３の正常状態において外部入力があったときには信号処理部１３の出力の変動が収まらないように設定するものであり、実験を通じて求めるものである。また、所定値Ｔｈ２は、検出部１１、増幅部１２および信号処理部１３の正常状態において擬似駆動を実施することによって生じる通常のセンサ特性変化では平均値Ａｖｅ ｂに対する平均値Ａｖｅ ａの偏差が所定の値を超えることのないように設定するものであり、実験を通じて求めるものである。更に、所定値Ｔｈ３、Ｔｈ４は、検出部１１、増幅部１２および信号処理部１３の正常状態において擬似駆動を行った場合の信号処理部１３の出力が所定値Ｔｈ３と所定値Ｔｈ４との間に存在するように設定するものであり、実験を通じて求めるものである。
【００１５】
図４は、マイクロコンピュータ１４から出力される擬似駆動指令信号の変化と信号処理部１３の出力信号の変化を示すタイムチャートであり、信号処理部１３の出力信号の破線部分は、検出部１１に対する外部入力の影響による変化を示す。
【００１６】
図１において、擬似検出部出力信号生成部１５と加算部１６を設ける代わりに、検出部１１を動かす電磁駆動部１７とマイクロコンピュータ１４からの擬似駆動指令信号に応じて電磁駆動部１７の駆動信号を生成する駆動信号生成部を設けることとしてもよく、そうすることにより検出部１１、増幅部１２および信号処理部１３の異常を検出することができる。また、検出部１１は、加速度等を検出するものとしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この出願の発明においては、擬似駆動を開始する前の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値と擬似駆動を終了した後の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値の和を按分した値と擬似駆動の開始から終了までの間の所定時間において信号処理部から出力される信号の平均値との差が所定の範囲に収まらなければセンサ異常と判定するものであり、検出部に対する外部入力が無いと推定される状態で現実に外部入力があったときはその影響が擬似駆動の前後における信号処理部出力に現れることから、擬似駆動中と擬似駆動前後の信号処理部出力に基づいてセンサ異常を判定することにより検出精度が従来よりも向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明を実施する車両用ヨーレイトセンサとしての角速度センサとその異常検出装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示すマイクロコンピュータのセンサ異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すマイクロコンピュータのセンサ異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０・・・角速度センサ
１１・・・検出部
１２・・・増幅部
１３・・・信号処理部
１４・・・マイクロコンピュータ
１５・・・擬似検出部出力信号生成部
１６・・・加算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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