(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵系に設けられたトーションバーで連結した入力軸及び出力軸の回転角を個別に検出する入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサを有するトルク検出手段と、該トルク検出手段で検出したトルク検出値に基づいて制御され、前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記入力軸の回転角を検出して前記操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記電動モータのモータ回転角を検出するレゾルバと、
前記操舵角検出手段で検出した操舵角検出値に基づいて前記入力軸回転角センサの異常を検出し、前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値に基づいて前記出力軸回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記センサ異常検出手段は、互いに相関を有する回転角検出値同士の回転角偏差が所定値以上となったときに、センサ異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記入力軸回転角センサ及び前記出力軸回転角センサのそれぞれは、回転角に応じた角度値を算出して出力するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記センサ異常検出手段は、前記入力軸回転角センサから出力される角度値と前記操舵角検出手段で検出した操舵角検出値との角度偏差を算出し、算出した角度偏差が所定値以上となったときに当該角度値が異常であると判断することを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記センサ異常検出手段は、前記出力軸回転角センサから出力される前記角度値と前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値との角度偏差を算出し、算出した角度偏差が所定値以上となったときに当該角度値が異常であると判断することを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵系に電動モータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にトーションバーで連結した入力軸及び出力軸の回転角差を検出してトルクを検出するトルク検出手段の異常を容易に検出できるようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置を電動モータの回転力で操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置は、電動モータで発生する操舵補助力を、減速機を介してステアリングシャフト或いはラック軸等の操舵系に付与するようにしている。
このような電動パワーステアリング装置において、トーションバーと、入力軸側回転角センサと、出力軸側回転角センサとからなるツインレゾルバ式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置において、入力軸側回転角センサ及び出力軸側回転角センサのいずれか一方による電気角演算結果が４５°を含む第一の所定の角度範囲に一定時間以上含まれ、かつ、上記入力軸側回転角センサ及び上記出力軸側回転角センサの他方による電機角演算結果が４５°を含む第二の所定の角度範囲外に一定時間以上含まれたときに、一方のセンサに相間ショートが発生していると判断するようにした電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４３０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、入力軸側回転角センサ及び出力軸側回転角センサの一方のセンサに相間ショートが発生していることを検出することができるものであるが、異常を検出するために所定角度範囲に一定時間以上含まれていることが条件となり、一定時間が経過しないと異常が検出できないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、入力軸側回転角センサ及び出力軸側回転角センサの異常を即座に検出することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵系に設けられたトーションバーで連結した入力軸及び出力軸の回転角を個別に検出する入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサを有するトルク検出手段と、該トルク検出手段で検出したトルク検出値に基づいて制御され、前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記入力軸の回転角を検出して前記操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記電動モータのモータ回転角を検出するレゾルバと、前記入力軸回転角センサ及び前記出力軸回転角操舵角検出手段の異常を、前記操舵角検出手段で検出した操舵角検出値及び前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値に基づいて検出するセンサ異常検出手段を備えていることを特徴としている。
【０００６】
この構成によると、トルクを検出するための入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサの異常を、操舵角検出手段で検出した操舵角検出値及び前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値に基づいて検出するので、互いに相関のある回転信号に基づいて異常判断を行うことにより、短時間で正確に異常検出を行うことができる。
【０００７】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記センサ異常検出手段が、互いに相関を有する回転角検出値同士の回転角偏差が所定値以上となったときに、センサ異常を検出することを特徴としている。
この構成によると、互いに相関を有する回転角検出値同士を比較することにより、正確な異常検出を行うことができる。
【０００８】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記入力軸回転角センサ及び前記出力軸回転角センサのそれぞれが、回転角に応じた角度値を算出して出力するように構成されていることを特徴としている。
この構成によると、入力軸回転角センサ及び出力軸回転センサが、共に角度値を算出して出力するように構成されているので、入力軸及び出力軸の回転角を回転センサの出力信号から演算する必要がない。
【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記センサ異常検出手段は、前記入力軸回転角センサから出力される前記角度値と前記操舵角検出手段で検出した操舵角検出値との角度偏差を算出し、算出した角度偏差が所定値以上となったときに当該角度値が異常であると判断することを特徴としている。
この構成によると、入力軸回転角センサ及び操舵角検出手段はともに入力軸の回転角の角度値を検出しており、互いに相関を有するので、両者の角度偏差が所定値以上となった場合には直ちに入力軸回転角センサから出力される角度値の異常を検出することができる。
【００１０】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記センサ異常検出手段は、前記出力軸回転角センサから出力される前記角度値と前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値との角度偏差を算出し、算出した角度偏差が所定値以上となったときに当該角度値が異常であると判断することを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記センサ異常検出手段は、前記出力軸回転角センサから出力される前記角度値と前記レゾルバで検出したモータ回転角検出値との角度偏差を算出し、算出した角度偏差が所定値以上となったときに当該角度値が異常であると判断することを特徴としている。
これらの構成によると、出力軸回転角センサ及びレゾルバはともに出力軸に連結されており、互いに相関を有するので、両者の角度偏差が所定値以上となった場合には直ちに出力軸回転角センサから出力される角度値の異常を検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、操舵トルクを検出するための入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサの異常検出を、これらに相関を有する入力軸の回転角を検出する操舵角検出センサで検出した操舵角検出値及び出力軸に連結された電動モータのモータ回転角を検出するレゾルバの回転角検出値に基づいて検出するので、入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサの異常を即座に検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による電動パワーステアリング装置を示す構成図である。
【図２】操舵補助制御装置で実行する操舵トルク検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】操舵補助制御装置で実行するセンサ異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図３の入力軸回転角及び出力軸回転角算出処理を示すフローチャートである。
【図５】操舵補助制御装置で実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１がステアリングシャフト２の車両後方側先端に取付けられている。このステアリングシャフト２は、運転者から作用される操舵力がステアリングホイール１を介して伝達される入力軸２ａと、この入力軸２ａにトーションバー２ｂを介して連結された出力軸２ｃとを備えている。
【００１５】
そして、出力軸２ｃに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
ステアリングシャフト２の出力軸２ｃには、操舵補助力を出力軸２ｃに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｃに連結した減速ギヤ機構１１と、この減速ギヤ機構１１に連結されて操舵補助力を発生するブラシ付き電動モータやブラシレス電動モータで構成される電動モータ１２とを備えている。
【００１６】
そして、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの回転角を検出してステアリングホイール２の操舵角θｓを検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ１３が設けられていると共に、入力軸２ａ及び出力軸２ｃ間に配設されたトーションバー２ｂの捩れ角変位を検出して操舵トルクを検出するトルク検出手段としてのトルクセンサ１４が設けられている。
【００１７】
トルクセンサ１４は、図１に示すように、入力軸２ａの回転角を検出する例えば二重化されたロータリエンコーダを含んで構成され、角度値を算出して出力する入力軸回転角センサ１５と、出力軸２ｃの回転角を検出する例えば二重化されたロータリエンコーダを含んで構成され、角度値を算出して出力する出力軸回転角センサ１６とを備えている。入力軸回転角センサ１５は、入力軸２ａの回転角を検出して２組の入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂを出力する。同様に、出力軸回転角センサ１６も、出力軸２ｃの回転角を検出して２組の出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂを出力する。これら入力軸回転角センサ１５から出力される入力軸回転角検出値θ１ａ及び出力軸回転角センサ１６から出力される出力軸回転角検出値θ２ａがマルチプレクサ（ＭＵＸ）１９Ａに供給されて、このマルチプレクサ１９Ａによって時分割多重化されて伝送される。同様に、入力軸回転角センサ１５から出力される入力軸回転角検出値θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６から出力される出力軸回転角検出値θ２ｂがマルチプレクサ（ＭＵＸ）１９Ｂに供給されて、このマルチプレクサ１９Ｂによってよって時分割多重化されて伝送される。
【００１８】
また、出力軸２ｃに減速ギヤ機構１１を介して連結された電動モータ１２のモータ回転角θｍがレゾルバ１７によって検出され、このレゾルバ１７から正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓが出力される。
そして、操舵角センサ１３で検出した操舵角検出値θｓ、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５及び出力軸回転角センサ１６で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂ並びにレゾルバ１７から出力される正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓが操舵補助制御装置２０に供給される。
【００１９】
この操舵補助制御装置２０には、車速センサ１８で検出した車速検出値Ｖｓも入力されている。
この操舵補助制御装置２０は、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６で検出した出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂに基づいてトルク検出値Ｔを演算するトルク検出値演算手段２０ａと、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５及び出力軸回転角センサ１６の異常を検出するセンサ異常検出手段２０ｂ及びトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに基づいて操舵補助制御処理を行う操舵補助制御手段２０ｃを備えている。
【００２０】
この操舵補助制御装置２０では、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転センサ１６で検出した出力軸回転角検出信号θ２ａ，θ２ｂに基づいてトルク検出値Ｔを算出するトルク検出値演算手段２０ａに対応するトルク検出値演算処理を実行する。
このトルク検出値演算処理は、図２に示すように、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、後述するＲＡＭ等の記憶装置に形成された入力軸回転角記憶領域及び出力軸回転角記憶領域に更新記憶されている入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２を読込んでからステップＳ２に移行する。
【００２１】
このステップＳ２では、後述するセンサ異常検出処理で設定された入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２を読込んで、これらに基づいて下記（１）式の演算を行ってトルク検出値Ｔを算出する。
Ｔ＝Ｋ（θ１−θ２）    …………（１）
ここで、Ｋはトーションバー２ｂのバネ係数である。
【００２２】
次いで、ステップＳ３に移行して、算出したトルク検出値ＴをＲＡＭ等のメモリに形成したトルク検出値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、操舵補助制御装置２０は、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５から入力される入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６から入力される出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂの異常を検出するセンサ異常検出手段２０ｂに対応するセンサ異常検出処理を実行する。
【００２３】
このセンサ異常検出処理は、図３に示すように、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１１で、操舵角センサ１３で検出した操舵角検出値θｓ、入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ、出力軸回転角センサ１６で検出したθ２ａ，θ２ｂ及びレゾルバ１７から出力されるレゾルバ信号Ｖｓｉｎ，Ｖｃｏｓを読込んでからステップＳ１２に移行する。
【００２４】
このステップＳ１２では、レゾルバ１７が正常であるか否かを判定する。このレゾルバ１７が正常であるか否かの判定は、例えばレゾルバ１７から出力される正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓを読込み、両信号の二乗和が所定範囲Ｖ１及びＶ２内に入るか否かによってレゾルバ１７が正常であるか否かを判定する。すなわち、Ｖ１≦Ｖｓｉｎ２＋Ｖｃｏｓ２≦Ｖ２となるか否かによってレゾルバ１７の正常異常を判定する。
レゾルバ１７の判定は、上記に限定されるものではなく、正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓの二乗和が所定範囲内となるか否かと、正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓの加算値の絶対値が所定値Ｖ３未満となるか否かを加えるようにしてもよく、その他公知の種々のレゾルバの異常検出方法を適用することができる。
【００２５】
そして、ステップＳ１２の判定結果が、レゾルバ１７が正常であるときにはステップＳ１４に移行し、レゾルバ１７が異常であるときには、ステップＳ１３に移行して、後述する操舵補助制御処理を停止させてからタイマ割込処理を終了する。
ステップＳ１４では、レゾルバ信号Ｖｓｉｎ及びＶｃｏｓに基づいてモータ回転角θｍを算出し、次いでステップＳ１５に移行して、操舵角センサ１３が正常であるか否かを判定する。この操舵角センサ１３が正常であるか否かの判定は、例えば操舵角θｓからレゾルバ１７の正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓに基づいて算出されるモータ回転角検出値θｍに減速ギヤ機構１１のギヤ比を乗算して算出した操舵角推定値θｓｅを減算した値の絶対値が設定値Δθｓを超えているか否かを判定することにより行う（｜θｓ−θｓｅ｜＞Δθｓ）。この操舵角センサ１３の正否判定についても上記に限定されるものではなく、公知の種々の操舵角異常検出方法を適用することができる。
【００２６】
そして、ステップＳ１５の判定結果が操舵角センサ１３が正常であるときにはステップＳ１６に移行し、操舵角センサ１３が異常であるときには前記ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１６では、入力軸回転角検出値θ１ａから操舵角θｓを減算した値の絶対値でなる角度偏差Δθ１ａ（＝｜θ１ａ−θｓ｜）が予め設定された許容角度差Δθｐ１以上であるか否かを判定し、Δθ１ａ＜Δθｐ１であるときには入力軸回転角検出値θ１ａが正常であると判断して直接ステップＳ１８に移行し、Δθ１ａ≧Δθｐ１であるときには入力軸回転角検出値θ１ａが異常であると判断してステップＳ１７に移行し、入力軸回転角検出値θ１ａの異常を表す異常フラグＦ１ａを“１”にセットしてからステップＳ１８に移行する。
【００２７】
ステップＳ１８では、入力軸回転角検出値θ１ｂから操舵角θｓを減算した値の絶対値でなる角度偏差Δθ１ｂ（＝｜θ１ｂ−θｓ｜）が予め設定された許容角度差Δθｐ１以上であるか否かを判定し、Δθ１ｂ＜Δθｐ１であるときには入力軸回転角検出値θ１ｂが正常であると判断して直接ステップＳ２０に移行し、Δθ１ｂ≧Δθｐ１であるときには入力軸回転角検出値θ１ｂが異常であると判断してステップＳ１９に移行し、入力軸回転角検出値θ１ｂの異常を表す異常フラグＦ１ｂを“１”にセットしてからステップＳ２０に移行する。
【００２８】
ステップＳ２０では、出力軸回転角検出値θ２ａからモータ回転角θｍに基づいて減速ギヤ機構１１のギヤ比を考慮して算出される出力軸回転角θ２ｍを減算した値の絶対値でなる角度偏差Δθ２ａ（＝｜θ２ａ−θ２ｍ｜）が予め設定された許容角度差Δθｐ２以上であるか否かを判定し、Δθ２ａ＜Δθｐ２であるときには出力軸回転角検出値θ２ａが正常であると判断して直接ステップＳ２２に移行し、Δθ２ａ≧Δθｐ２であるときには出力軸回転角検出値θ２ａが異常であると判断してステップＳ２１に移行し、出力軸回転角検出値θ２ｂの異常を表す異常フラグＦ２ａを“１”にセットしてからステップＳ２２に移行する。
【００２９】
ステップＳ２２では、出力軸回転角検出値θ２ｂからモータ回転角θｍに基づいて算出される出力軸回転角θ２ｍを減算した値の絶対値でなる角度偏差Δθ２ｂ（＝｜θ２ｂ−θ２ｍ｜）が予め設定された許容角度差Δθｐ２以上であるか否かを判定し、Δθ２ｂ＜Δθｐ２であるときには出力軸回転検出値θ２ｂが正常であると判断して直接ステップＳ２４に移行し、Δθ２ｂ≧Δθｐ２であるときには出力軸回転角検出値θ２ｂが異常であると判断してステップＳ２３に移行し、出力軸回転角検出値θ２ｂの異常を表す異常フラグＦ２ｂを“１”にセットしてからステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、正常な回転角に基づいて入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２を算出する回転角算出処理を実行してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００３０】
この回転角算出処理は、図４に示すように、先ず、ステップＳ３１で、異常フラグＦ１ａ及びＦ１ｂがともに“０”にリセットされているか否かを判定し、Ｆ１ａ＝０且つＦ１ｂ＝０であるときには入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１ｂがともに正常であると判断してステップＳ３２に移行する。このステップＳ３２では、下記（２）式の平均値演算を行って入力軸回転角θ１を算出し、算出した入力軸回転角θ１をＲＡＭ等の記憶装置に形成した入力軸回転角記憶領域に更新記憶してからステップＳ３８に移行する。
θ１＝（θ１ａ＋θ１ｂ）／２      …………（２）
【００３１】
また、前記ステップＳ３１の判定結果が、Ｆ１ａ＝０且つＦ１ｂ＝０でないときには、ステップＳ３３に移行して、異常フラグＦ１ａ＝０且つＦ１ｂ＝１であるか否かを判定し、入力軸回転角検出値θ１ａが“０”にリセットされ、入力軸回転角検出値θ１ｂが“１”にセットされているときには、入力軸回転角検出値θ１ａのみが正常であると判断してステップＳ３４に移行する。
このステップＳ３４では、正常な入力軸回転角検出値θａを入力軸回転角θ１として決定し、決定した入力軸回転角θ１を前述した入力軸回転角記憶領域に更新記憶してからステップＳ３８に移行する。
【００３２】
また、前記ステップＳ３３の判定結果が、異常フラグＦ１ａ＝０且つ異常フラグＦ１ｂ＝１ではないときには、ステップＳ３５に移行し、異常フラグＦ１ａ＝１且つＦ１ｂ＝０であるか否かを判定し、異常フラグＦ１ａのみが“１”にセットされ、異常フラグＦ１ｂが“０”にリセットされているときには、入力軸回転角検出値θ１ａのみが正常であると判断してステップＳ３６に移行する。
このステップＳ３６では、正常な入力軸回転角検出値θ１ｂを入力軸回転角θ１として決定し、決定した入力軸回転角θ１を前述した入力軸回転角記憶領域に更新記憶してから後述するステップＳ３８に移行する。
【００３３】
さらに、前記ステップＳ３５の判定結果が異常フラグＦ１ａ＝１且つ異常フラグＦ１ｂ＝０でないときには、入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１ｂがともに異常であるものと判断してステップＳ３７に移行し、操舵角θｓを入力軸回転角θ１として決定し、決定した入力軸回転角θ１を前述した入力軸記憶領域に更新記憶してから後述するステップＳ３８に移行する。
【００３４】
ステップＳ３８では、異常フラグＦ２ａ及びＦ２ｂがともに“０”にリセットされているか否かを判定し、Ｆ２ａ＝０且つＦ２ｂ＝０であるときには出力軸回転角検出値θ２ａ及びθ２ｂがともに正常であると判断してステップＳ３９に移行する。このステップＳ３９では、下記（３）式の平均値演算を行って出力軸回転角θ２を算出し、算出した出力軸回転角θ２をＲＡＭ等の記憶装置に形成した出力軸回転角記憶領域に更新記憶してからサブルーチン処理を終了して前記図３の処理に戻り、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
θ２＝（θ２ａ＋θ２ｂ）／２      …………（３）
【００３５】
また、前記ステップＳ３８の判定結果が、Ｆ２ａ＝０且つＦ２ｂ＝０でないときには、ステップＳ４０に移行して、異常フラグＦ２ａ＝０且つＦ２ｂ＝１であるか否かを判定し、異常フラグＦ２ａが“０”にリセットされ、異常フラグＦ２ｂが“１”にセットされているときには、出力軸回転角検出値θ２のみが正常であると判断してステップＳ４１に移行する。
このステップＳ４１では、正常な出力軸回転角検出値θ２ａを出力軸回転角θ２として決定し、決定した出力軸回転角θ２を前述した入力軸回転角記憶領域に更新記憶してからサブルーチン処理を終了して前記図３の処理に戻り、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００３６】
また、前記ステップＳ４０の判定結果が、異常フラグＦ２ａ＝０且つ異常フラグＦ２ｂ＝１ではないときには、ステップＳ３５に移行し、異常フラグＦ２ａ＝１且つＦ２ｂ＝０であるか否かを判定し、異常フラグＦ２ａが“１”にセットされ、異常フラグＦ２ｂが“０”にリセットされているときには、出力軸回転角検出値θ２ｂのみが正常であると判断されてステップＳ４２に移行する。
このステップＳ４２では、正常な出力軸回転角検出値θ２ｂを出力軸回転角θ２として決定し、決定した出力軸回転角θ２を前述した出力軸回転角記憶領域に更新記憶してからサブルーチン処理を終了して前記図３の処理に戻り、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００３７】
さらに、前記ステップＳ４２の判定結果が異常フラグＦ２ａ＝１且つ異常フラグＦ２ｂ＝０でないときには、出力軸回転角検出値θ２ａ及びθ２ｂがともに異常であるものと判断してステップＳ４４に移行し、モータ回転角θｍに減速ギヤ機構１１のギヤ比Ｇｒを乗算した値θｍ＊Ｇｒを出力軸回転角θ２として決定し、決定した出力軸回転角θ２を前述した出力軸記憶領域に更新記憶してからサブルーチン処理を終了して前記図３の処理に戻り、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００３８】
さらに、操舵補助制御装置は、操舵補助制御手段２０ｃに対応する図５に示す操舵補助制御処理を実行する。この操舵補助制御処理はメインプログラムとして実行され、先ず、ステップＳ５１で、前述したトルク検出処理で算出してメモリのトルク検出値記憶領域に記憶されているトルク検出値Ｔを読込み、次いでステップＳ５２に移行して車速検出値Ｖｓを読込む。次いで、ステップＳ５３に移行して、トルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに基づいて図示しない車速検出値Ｖをパラメータとしてトルク検出値と操舵補助指令値との関係を表す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出してからステップＳ５４に移行する。
【００３９】
このステップＳ５４では、モータ電流検出回路２１で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄを読込み、次いでステップＳ５５に移行して、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆからモータ電流検出値Ｉｍｄを減算して電流偏差ΔＩを算出してからステップＳ５６に移行する。
このステップＳ５６では、算出した電流偏差ΔＩに基づいてＰＩ制御処理を行なって、電圧指令値Ｖｍｔを算出し、次いでステップＳ５７に移行して、電圧指令値Ｖｍｔに基づいてパルス幅変調処理を行ってスイッチング信号を形成し、次いでステップＳ５８に移行して、スイッチング信号を、スイッチング素子を有するＨブリッジ回路、インバータ等で構成されモータ駆動回路２２に出力してから前記ステップＳ５１に戻る。
【００４０】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６で検出した出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂが正常であるとすると、操舵補助制御装置２０で実行される図３のセンサ異常検出処理で、異常フラグＦ１ａ，Ｆ１ｂ及びＦ２ａ，Ｆ２ｂがともに“０”にクリアされており、図４のサブルーチン処理で、ステップＳ３２で（２）式の演算を行って入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１ｂの平均値を入力軸回転角θ１として算出し、算出した入力軸回転角θ１が入力軸回転角記憶領域に更新記憶される。また、ステップＳ３９で（３）式の演算を行って出力軸回転角検出値θ２ａ及びθ２ｂの平均値を出力軸回転角θ２として算出し、算出した出力軸回転角下２が出力軸回転角記憶領域に更新記憶される。
【００４１】
このため、図２のトルク検出処理で、入力軸回転角記憶領域に記憶されている入力軸回転角θ１及び出力軸回転角記憶領域に記憶されている出力軸回転角θ２を読込み（ステップＳ１）、次いで、入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２に基づいて前記（１）式の演算を行ってトルク検出値Ｔを算出し（ステップＳ２）、算出した操舵トルクＴをメモリの操舵トルク記憶領域に更新記憶する（ステップＳ３）。
【００４２】
一方、操舵補助制御装置２０では、図５に示す操舵補助制御処理を実行しており、メモリの操舵トルク記憶領域に更新記憶されたトルク検出値Ｔを読込むとともに、車速センサ１８で検出した車速検出値Ｖｓを読込み（ステップＳ５１，Ｓ５２）、これらトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに基づいて操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出し（ステップＳ５３）、次いでモータ電流検出回路２１で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄを読込み（ステップＳ５４）、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆからモータ電流検出値Ｉｍｄを減算して電流偏差ΔＩを算出する（ステップＳ５５）。
【００４３】
算出した電流偏差ΔＩをＰＩ制御処理して電圧指令値Ｖｔを算出し（ステップＳ５６）、算出した電圧指令値Ｖｔに基づいてパルス幅変調処理を行ってスイッチング信号を形成し（ステップＳ５７）、算出したスイッチング信号をモータ駆動回路２２に出力することにより（ステップＳ５８）、モータ駆動回路２２で電動モータ１２を回転駆動して、トルク検出値Ｔに応じた操舵補助力を発生させる。この電動モータ１２で発生された操舵補助力は減速ギヤ機構１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｃに伝達されて、出力軸２ｃが補助操舵されるので、ステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。
【００４４】
このように、操舵補助制御装置２０でトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに基づいて操舵補助制御を行っている状態で、図３に示すセンサ異常検出処理がタイマ割込処理として実行されており、トルクセンサ１４を構成する入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６で検出した出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂとを読込む。
【００４５】
そして、入力軸回転角センサ１５で検出された入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１ｂと、入力軸回転角センサ１５と同様に入力軸２ａの回転角を検出する操舵角センサ１３で検出した操舵角θｓと比較することにより、入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１ｂの異常を検出することができる。すなわち、入力軸回転角センサ１５及び操舵角センサ１３とは同じ入力軸２ａの回転角を検出しており、互いに相関関係を有するので、入力軸回転角検出値θ１ａ及びθ１２と、操舵角θｓとの間の回転角度差は取付誤差の範囲内に収まる。
【００４６】
このため、入力軸回転角検出値θ１ａ（又は入力軸回転角検出値θ１ｂ）から操舵角θｓを減算した回転角度差の絶対値｜θ１ａ−θｓ｜（又は｜θ１ｂ−θｓ｜）が予め設定した許容値Δθｐ１未満であるときには入力軸回転角検出値θ１ａ（又は入力軸回転角検出値θ１ｂ）が正常と判断することができる。これに対して、前記絶対値｜θ１ａ−θｓ｜（又は｜θ１ｂ−θｓ｜）が予め設定した許容値Δθｐ１以上であるときには入力軸回転角検出値θ１ａ（又は入力軸回転角検出値θ２ａ）にショート、断線等の異常が発生しているものと判断することができる。そして、入力軸回転角検出値θ１ａ（又はθ１ｂ）の異常が検出されたときには、異常フラグＦθ１ａ（又はＦθ１ｂ）が“１”にセットされる。
【００４７】
同様に、出力軸回転角センサ１６は出力軸２ｃの回転角を検出し、電動モータ１２に内装したレゾルバ１７から出力される正弦波信号Ｖｓｉｎ及び余弦波信号Ｖｃｏｓに基づいて算出されるモータ回転角θｍは電動モータ１２が減速ギヤ機構１１を介して出力軸２ｃに連結されていることから、モータ回転角θｍに減速ギヤ機構１１のギヤ比Ｇｒを考慮することにより、出力軸２ｃの出力軸回転角推定値θ２ｍ（＝θｍ＊Ｇｒ）に変換することができる。
【００４８】
したがって、出力軸回転角センサ１６で検出された出力軸回転角検出値θ２ａ及びθ２ｂとレゾルバ１７から出力されるモータ回転角検出値θｍとは互いに相関関係を有し、出力軸回転角推定値θ２ｍと出力軸回転角センサ１６から出力される出力軸回転角検出値θ２ａ及びθ２ｂとの間の回転角度差は取付誤差の範囲内に収まる。
このため、出力軸回転角検出値θ２ａ（又はθ２ｂ）から出力軸回転角推定値θ２ｍを減算した回転角度差の絶対値｜θ２ａ−θ２ｍ｜（又は｜θ２ｂ−θ２ｍ｜）が予め設定した許容値Δθｐ２未満であるときには出力軸回転角検出値θ２ａ（又はθ２ｂ）が正常と判断することができる。これに対して、前記絶対値｜θ２ａ−θ２ｍ｜（又は｜θ２ｂ−θ２ｍ｜）が予め設定した許容値Δθｐ２以上であるときには出力軸回転角検出値θ２ａ（又はθ２ｂ）にショート、断線等の異常が発生しているものと判断することができる。
【００４９】
そして、出力軸回転角検出値θ２ａ（又はθ２ｂ）の異常が検出されたときには、異常フラグＦθ２ａ（又はＦθ２ｂ）が“１”にセットされる。
そして、入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６で検出した出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂの何れかに異常が発生すると、対応する異常フラグＦθ１ａ，Ｆθ１ｂ，Ｆθ２ａ及びＦθ２ｂの何れかが“１”にセットされるので、何れの回転角検出値に異常が発生したかを瞬時に判断することができる。このため、異常が検出された回転角検出値を使用することなく入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２を算出することができ、これら入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２を使用してトルク検出値Ｔを算出するので、正常なトルク検出値Ｔを算出することができる。
【００５０】
このように、上記実施形態によると、入力軸回転角センサ１５及び出力軸回転角センサ１６の出力信号の異常を、これらに相関を有する操舵センサ１３で検出した操舵角θｓ及び電動モータ１２に内蔵されるレゾルバ１７で検出したモータ回転角θｍに基づく出力軸回転角推定値θ２ｍと、入力軸回転角センサ１５で検出した入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角センサ１６で検出した出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂとを比較することにより、即座にかつ正確に検出することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、入力軸回転角θ１及び出力軸回転角θ２をそれぞれ入力軸回転角検出値θ１ａ，θ１ｂ及び出力軸回転角検出値θ２ａ，θ２ｂの平均値で算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステップＳ３２で算出する入力軸回転角θ１をθ１＝θ１ａ＋θ１ｂとし、ステップＳ３９で算出する出力軸回転角θ２をθ２＝θ２ａ＋θ２ｂとするようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、入力軸回転角センサ１５及び出力軸回転角センサ１６をロータリエンコーダを含んで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、レゾルバやポテンショメータ等の他の任意の回転角センサを適用することができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、本発明をコラム式の電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ機構のピニオン軸に操舵補助力を伝達するピニオン式の電動パワーステアリング装置やラック軸に操舵補助力を伝達するラック式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。これらの場合には、ユニバーサルジョイント６とピニオンシャフト７との間にトーションバーを配置してトーションバーを挟むユニバーサルジョイント６とピニオンシャフト７との回転角差からトルク検出値Ｔを算出すればよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…トーションバー、２ｃ…出力軸、８…ステアリングギヤ機構、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ機構、１２…電動モータ、１３…操舵角センサ、１４…トルクセンサ、１５…入力軸回転角センサ、１６…出力軸回転角センサ、１７…レゾルバ、１８…車速センサ、２０…操舵補助制御装置、２０ａ…トルク検出値演算手段、２０ｂ…センサ異常検出手段、２０ｃ…操舵補助制御手段、２１…モータ電流検出回路、２２…モータ駆動回路
【図１】
0005585403.tif 000002
【図２】
0005585403.tif 000003
【図３】
0005585403.tif 000004
【図４】
0005585403.tif 000005
【図５】
0005585403.tif 000006