(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵軸に連結された電動機のトルクを制御して、前記操舵軸に加えられた操舵力を補助するトルク制御手順、
前記電動機のトルクをゼロに制御するトルクゼロ制御手順、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置検出手順、
前記位置検出手順により出力された位置信号の振幅値が、前記電動機の回転角度位置に応じて変動しあらかじめ定めた所定値より低くなる場合の有無にもとづき前記位置検出手順の異常を検出する異常検出手順、
前記異常検出手順により前記位置検出手順の異常が検出された後、前記電動機の回転角度位置の変化に応じて前記位置信号の振幅値が所定のレベル以上となる回転角度位置では前記トルク制御手順を実行して前記操舵力を補助するトルクを出力し、前記位置信号の振幅値が所定のレベル以下となる前記電動機の回転角度位置では前記トルクゼロ制御手順を実行して出力トルクをゼロとする異常時制御手順を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置に用いられる異常検出時の制御方法。
【請求項２】
操舵軸に動力伝達可能に接続され補助力を付与する電動機、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置センサ、
前記電動機に流れる電流を制御する駆動回路、
運転者が前記操舵軸を操舵することによりこの操舵軸に加わった操舵力を検出するトルクセンサ、
前記トルクセンサのトルク信号から前記電動機の補助力の駆動方向と大きさを決定し、前記駆動回路にこの補助力を生じる電流指令信号を出力するコントローラ、
前記電動機と、前記位置センサと、前記駆動回路と、前記トルクセンサと、前記コントローラの動作を監視して、前記トルクセンサが正常で、他のいずれかに異常が検出されたとき、この異常の内容を解析して前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れの有無を判断し、前記恐れなしと判断したとき前記コントローラに前記電流指令信号を出力させ前記電動機から前記補助力を出力させる第１の異常判定手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
操舵軸に動力伝達可能に接続され操舵軸に補助力を付与する電動機、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置センサ、
前記電動機に流れる電流を制御する駆動回路、
運転者が前記操舵軸を操舵することによりこの操舵軸に発生する操舵力を検出するトルクセンサ、
前記トルクセンサのトルク信号から前記電動機の補助力の駆動方向と大きさを決定し、前記駆動回路にこの補助力を生じる電流指令信号を出力するコントローラ、
前記電動機と、前記位置センサと、前記駆動回路と、前記トルクセンサと、前記コントローラの動作を監視して、前記トルクセンサが正常で、前記電動機、前記位置センサ、前記駆動回路、前記コントローラのいずれかに異常が検出されれば、その異常の内容を解析し、その異常が前記電動機の回転角度位置によっては前記異常を示さず、かつ、前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがないと判断すれば、前記コントローラに前記電動機の回転角度位置に応じた電流指令信号を出力させ、前記電動機からその回転角度位置に応じた前記補助力を出力させる第２の異常判定手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電動機は３相以上の多相交流電動機であり、前記第１の異常判定手段は、この電動機の多相巻き線の一つまたはこの電動機への供給線の１本に生じた断線は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない異常であると判断することを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記駆動回路は３相交流を出力するものであり、前記第１の異常判定手段は、この３相交流出力の１つの相の出力電圧低下は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない異常であると判断することを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記第１の異常判定手段は、前記位置センサに生じた異常は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向に一致しなくなる恐れがない異常であると判断することを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記コントローラの異常の内容は、前記電動機の1相に電流を出力できない内容のものであることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記第１の異常判定手段が検出した異常を、前記電動機が出力する前記補助力の方向に反転が生じる恐れのない異常であると判断して、前記コントローラが電流指令信号の出力を継続した後、所定の条件が満足されたとき前記電動機への給電を遮断する遮断手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記第１の異常判定手段が異常を検出してから後のあらかじめ定めた所定時間の経過を前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記第１の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記操舵力が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記第１の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記操舵力が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記第１の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記電流が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記第１の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記電流が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
車速を検出する車速センサを備え、前記第１の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第1の所定値以上であったとき、前記車速が前記第1の所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
車速を検出する車速センサを備え、前記第１の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第2の所定値以上であったとき、前記車速が前記第2の所定値以上にある間は前記電動機のトルクをゼロに制御することを特徴とする請求項１４記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
エンジン回転速度を検出する回転速度センサを備え、前記エンジン回転速度があらかじめ定めた所定の値を下回ることを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記第１の異常判定手段が前記異常を検出していないとき、イグニションキースイッチをオフしてから所定の時間後に回路動作を停止するように構成されるとともに、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したとき、前記イグニッションキースイッチの状態がオフとなることを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
前記第１の異常判定手段が異常を検出した後、前記所定の条件が整って前記電動パワーステアリング装置の動作を停止するまでの間、音声、ランプ、ブザー、または、画像表示により運転者に警告する警告手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１９】
前記電動機は３相以上の多相交流電動機であり、前記第2の異常判定手段は、この電動機の多相巻き線の一つまたはこの電動機への供給線の１本に生じた断線は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない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２０】
前記駆動回路は３相交流を出力するものであり、前記第2の異常判定手段は、この３相交流出力の１つの相の出力電圧低下は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない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２１】
前記第2の異常判定手段は、前記位置センサに生じた異常は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向に一致しなくなる恐れがない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２２】
前記コントローラの異常の内容は、前記電動機の1相に電流を出力できない内容のものであることを特徴とする請求項１９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２３】
前記第２の異常判定手段が検出した異常を、前記電動機が出力する前記補助力の方向に反転が生じる恐れのない異常であると判断して、前記コントローラが電流指令信号の出力を継続した後、所定の条件が満足されたとき前記電動機への給電を遮断する遮断手段を備えた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２４】
前記第２の異常判定手段が異常を検出してから後のあらかじめ定めた所定時間の経過を前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２５】
前記第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記操舵力が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２６】
前記第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記操舵力が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２７】
前記第２の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記電流が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２８】
前記第２の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記電流が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２９】
車速を検出する車速センサを備え、前記第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第1の所定値以上であったとき、前記車速が前記第1の所定値以下に変化することを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３０】
車速を検出する車速センサを備え、前記第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第2の所定値以上であったとき、前記車速が前記第2の所定値以上にある間は前記電動機のトルクをゼロに制御することを特徴とする請求項２９記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３１】
エンジン回転速度を検出する回転速度センサを備え、前記エンジン回転速度があらかじめ定めた所定の値を下回ることを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３２】
前記第２の異常判定手段が前記異常を検出していないとき、イグニションキースイッチをオフしてから所定の時間後に回路動作を停止するように構成されるとともに、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したとき、前記イグニッションキースイッチの状態がオフとなることを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３３】
前記第２の異常判定手段が異常を検出した後、前記所定の条件が整って前記電動パワーステアリング装置の動作を停止するまでの間、音声、ランプ、ブザー、または、画像表示により運転者に警告する警告手段を備えたことを特徴とする請求項２３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３４】
前記異常検出手順により異常が検出された後、音声、ランプ、ブザー、または、画像表示により運転者に通知する手順を備えた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に用いられる異常検出時の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵軸に電動機を装架して操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置の構成の概略を図１５に示す。なお以下の説明では本発明を車両に用いた場合を例として説明するため、従来の例も車両に用いたものを例として説明するが、本発明は勿論船舶など他の移動体に使用することもできる。図中、１は操舵を行うステアリングホイールであり、図示しない運転者からこのステアリングホイール１に加えた操舵力は、操舵入力軸（以下ステアリングシャフトともいう）２と、操舵出力軸（以下ステアリングシャフトともいう）６を通り、ユニバーサルジョイントとステアリングギヤ７‘を介して、ラックとタイロッド７に伝達され図示しない転舵輪を転舵させる。
ラックとタイロッド７はステアリングシャフト２、６に伝達される回転運動を直進運動に変換している。２０はステアリングシャフト２または６に装着されたブラシレス電動機（以下単に電動機またはモータという）である。ブラシレスモータ２０から発生する補助力（アシスト力とも言う）は減速ギヤ４を介して出力側のステアリングシャフト６に伝達され、操舵時にアシスト力を発生し、前記運転者が感じる操舵力を軽減する。
【０００３】
コントローラ１３０は、イグニッションスイッチ１２を介してバッテリ１１から電源供給され、ブラシレスモータ２０に電流を供給するとともに、このイグニッションスイッチが入力されることにより、コントローラ１３０に電源供給し、電動パワーステアリング装置が作動し始める。
【０００４】
トルクセンサ３は、操舵入力軸２と操舵出力軸６との間に配置され、例えば、操舵入力軸２と操舵出力軸６との間の捻れ角を検出することにより、操舵入力軸２に加えられている操舵トルク（操舵力とも言う）を検出するものである。トルクセンサ３からの信号をコントローラ１３０に入力する。また、車速センサ１３によりこの電動パワーステアリング装置が装着されている車両の速度を検出し、その信号をコントローラ１３０に入力する。
運転者のハンドル操作によって操舵軸上に作用する操舵トルクに応じて電動モータ２０を回転制御して、電動モータのトルクをステアリングギヤ装置に伝達することによって操舵操作をアシストするとともに、一方では、モータ２０、およびその制御回路の異常の検出時には、電動モータを駆動する回路上にあるリレーを遮断し電力供給を停止する。また、電動モータのトルクをステアリングギヤ装置に伝達する電磁クラッチを切り離す。以上により電動モータおよびその制御回路の異常時に電動モータを回転させるための負荷が操舵操作に影響しないようにしている。
【０００５】
従来の構成では、走行中であっても、モータなどに異常が発生したことを検出した場合、パワーステアリングから突然マニュアルステアリングとなる。パワーステアリングになれた運転者が突然、マニュアルステアリングとなるため、違和感が大きく慣れるまでぎこちない操舵を行う。さらに、力の弱い運転者では、操舵不能に陥る危険性がある。これを解決する従来の例について説明する。図１６に示すものは、例えば、特開平４−２５７７７０号公報に開示されたものと類似の電動パワーステアリング装置の概略のブロック図である。図において、６０はトルク、速度、角度θＨを受けて電動機２０に指令するトルク信号を発生するトルク信号発生回路、６４はトルク指令信号を電動機の電流値に変換する電流制御回路である。２４は電動機２１に取り付けられ角度信号を出力するエンコーダ、７３はエンコーダの出力の正常・異常をチックするエンコーダチェック回路、４３はエンコーダ２４の信号に基づき回転速度または回転角度に対応する信号を出力する回転検出回路、４５は回転検出回路４３の信号（パルス）をカウントするアップ・ダウンカウンタである。また、５１は入力される角度信号θＨを微分する微分回路、５３は角度信号の変化の方向を検出するための正負判定回路、７７は有効な一方の信号のみを通過させる信号選択回路である。
【０００６】
次に動作について説明する。
エンコーダ２４が故障してエンコーダ２４による電動機２１の制御が不可能になったとき、電動機２１が正常なときと同じフィーリングが得られるようにするために、エンコーダ２４が正常なときには回転検出回路４３がエンコーダ２４からの各相パルス信号列ΦＡ，ΦＢ，ΦＺ信号を用いて電動機２１の回転子の回転方向および回転速度を検出し、この検出結果をフィードバックして電動機１５の回転を制御する。エンコーダ２４が異常で正常な信号が選択回路７７に入力されないときには、微分回路５１および正負判定回路５３が操舵角θＨを（操舵軸の回転位置）に基づいて、操舵軸の回転方向および回転速度を検出したものが選択回路７７で選択されて、この検出結果により電動機２１の回転を制御する。
このように、モータ回転センサ（エンコーダ）に異常があるときには、別途に代用となり得るセンサを設け、この代用センサによりモータ位置状態を推定する手段により代用制御を行う。
【０００７】
他に、特開平１０−１８１６１７号公報にあるように、多相（または多極）モータの１相の線が断線するような異常が発生したときには、制御方式を変更し、モータ駆動電流を小さくし、異常が発生したときの違和感を軽減するものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の電動パワーステアリング装置では、異常検出した後、アシスト制御を継続するために別途センサが必要となり、装置全体として、高価なシステムとなってしまう。また、全ての相に通電する正常な状態と、断線している１相に通電しない異常状態との差をできるだけ減らすように、断線していない相の通電量を変更して、モータ電流を小さくする必要があり、この方法では、１相断線するだけで、他の相に影響するような３相ブラシレスモータには適応することができない。また、多極直流モータや誘導モータについても同様である。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決しようとしたものであり、異常な状態となったときに、突然アシストを停止してマニュアルステアリング状態にしてしまい操舵困難な状態になることを防ぐことができ、また、新たにセンサを設けることなく、安価に装置を構成できる。さらに、４相以上のブラシレスモータのみに適応するものでなく、多極直流モータや、多相モータについても、異常状態を検出した後、アシスト制御を継続する事が可能な電動パワーステアリング装置を提供すること目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電動パワーステアリング装置の異常検出時の制御方法は、操舵軸に連結された電動機のトルクを制御して、前記操舵軸に加えられた操舵力を補助するトルク制御手順、
前記電動機のトルクをゼロに制御するトルクゼロ制御手順、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置検出手順、
前記位置検出手順により出力された位置信号の振幅値が、前記電動機の回転角度位置に応じて変動しあらかじめ定めた所定値より低くなる場合の有無にもとづき前記位置検出手順の異常を検出する異常検出手順、
前記異常検出手順により前記位置検出手順の異常が検出された後、前記電動機の回転角度位置の変化に応じて前記位置信号の振幅値が所定のレベル以上となる回転角度位置では前記トルク制御手順を実行して前記操舵力を補助するトルクを出力し、前記位置信号の振幅値が所定のレベル以下となる前記電動機の回転角度位置では前記トルクゼロ制御手順を実行して出力トルクをゼロとする異常時制御手順を含むものである。
【００１１】
本発明にかかる電動パワーステアリング装置は、操舵軸に動力伝達可能に接続され補助力を付与する電動機、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置センサ、
前記電動機に流れる電流を制御する駆動回路、
運転者が前記操舵軸を操舵することによりこの操舵軸に加わった操舵力を検出するトルクセンサ、
前記トルクセンサのトルク信号から前記電動機の補助力の駆動方向と大きさを決定し、前記駆動回路にこの補助力を生じる電流指令信号を出力するコントローラ、
前記電動機と、前記位置センサと、前記駆動回路と、前記トルクセンサと、前記コントローラの動作を監視して、前記トルクセンサが正常で、他のいずれかに異常が検出されたとき、この異常の内容を解析して前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れの有無を判断し、前記恐れなしと判断したとき前記コントローラに前記電流指令信号を出力させ前記電動機から前記補助力を出力させる第１の異常判定手段を備えたものである。
【００１２】
また、操舵軸に動力伝達可能に接続され操舵軸に補助力を付与する電動機、
前記電動機の回転角度位置を検出する位置センサ、
前記電動機に流れる電流を制御する駆動回路、
運転者が前記操舵軸を操舵することによりこの操舵軸に発生する操舵力を検出するトルクセンサ、
前記トルクセンサのトルク信号から前記電動機の補助力の駆動方向と大きさを決定し、前記駆動回路にこの補助力を生じる電流指令信号を出力するコントローラ、
前記電動機と、前記位置センサと、前記駆動回路と、前記トルクセンサと、前記コントローラの動作を監視して、前記トルクセンサが正常で、前記電動機、前記位置センサ、前記駆動回路、前記コントローラのいずれかに異常が検出されれば、その異常の内容を解析し、その異常が前記電動機の回転角度位置によっては前記異常を示さず、かつ、前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがないと判断すれば、前記コントローラに前記電動機の回転角度位置に応じた電流指令信号を出力させ、前記電動機からその回転角度位置に応じた前記補助力を出力させる第２の異常判定手段を備えたものである。
【００１３】
また、前記電動機は３相以上の多相交流電動機であり、前記第１または第２の異常判定手段は、この電動機の多相巻き線の一つまたはこの電動機への供給線の１本に生じた断線は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない異常であると判断するものである。
【００１４】
また、前記駆動回路は３相交流を出力するものであり、前記第１または第２の異常判定手段は、この３相交流出力の１つの相の出力電圧低下は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向と一致しなくなる恐れがない異常であると判断するものである。
【００１５】
また、前記第１または第２の異常判定手段は、前記位置センサに生じた異常は、前記電動機が出力する前記補助力の方向が前記操舵力の方向に一致しなくなる恐れがない異常であると判断するものである。
【００１６】
また、前記コントローラの異常の内容は、前記電動機の１相に電流を出力できない内容のものである。
【００１７】
また、前記第１または第２の異常判定手段が検出した異常を、前記電動機が出力する前記補助力の方向に反転が生じる恐れのない異常であると判断して、前記コントローラが電流指令信号の出力を継続した後、所定の条件が満足されたとき前記電動機への給電を遮断する遮断手段を備えたものである。
【００１８】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出してから後のあらかじめ定めた所定時間の経過を前記所定の条件とするものである。
【００１９】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記操舵力が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とするものである。
【００２０】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記操舵力があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記操舵力が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とするものである。
【００２１】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以上であったとき、前記電流が前記所定値以下に変化することを前記所定の条件とするものである。
【００２２】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出した時点における前記電動機の電流があらかじめ定めた所定値以下であったとき、前記電流が前記所定値以上に変化することを前記所定の条件とするものである。
【００２３】
また、車速を検出する車速センサを備え、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第１の所定値以上であったとき、前記車速が前記第１の所定値以下に変化することを前記所定の条件とするものである。
【００２４】
また、車速を検出する車速センサを備え、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したときの前記車速があらかじめ定めた第２の所定値以上であったとき、前記車速が前記第２の所定値以上にある間は前記電動機のトルクをゼロに制御するものである。
【００２５】
また、エンジン回転速度を検出する回転速度センサを備え、前記エンジン回転速度があらかじめ定めた所定の値を下回ることを前記所定の条件とするものである。
【００２６】
また、前記第１または第２の異常判定手段が前記異常を検出していないとき、イグニションキースイッチをオフしてから所定の時間後に回路動作を停止するように構成されるとともに、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出したとき、前記イグニッションキースイッチの状態がオフとなることを前記所定の条件とするものである。
【００２７】
また、前記第１または第２の異常判定手段が異常を検出した後、前記所定の条件が整って前記電動パワーステアリング装置の動作を停止するまでの間、音声、ランプ、ブザー、または、画像表示により運転者に警告する警告手段を備えたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置について説明する。図１は本発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置１００の構成を示す概略構成図である。以下の説明では本発明を車両に用いた場合を例として説明するが、本発明は勿論船舶など他の移動体に使用することもできる。図中、１は操舵を行うステアリングホイールであり、図示しない運転者からこのステアリングホイール１に加えた操舵力は、操舵入力軸（以下ステアリングシャフトともいう）２と、操舵出力軸（以下ステアリングシャフトともいう）６を通り、ユニバーサルジョイントとステアリングギヤ７‘を介して、ラックとタイロッド７に伝達され図示しない転舵輪を転舵させる。
ラックとタイロッド７はステアリングシャフト２と６から伝達される回転運動を直進運動に変換している。２０はステアリングシャフト２または６に装着されたブラシレスモータ（以下モータという場合もある）である。ブラシレスモータ２０から発生するアシスト力は減速ギヤ４を介して出力側のステアリングシャフト６に伝達され、操舵時にアシスト力を発生し、運転者が感じる操舵力を軽減する。
【００２９】
コントローラ３０は、イグニッションスイッチ１２を介してバッテリ１１から電源供給され、ブラシレスモータ２０に電流を供給するとともに、このイグニッションスイッチが入力されることにより、コントローラ３０に電源供給し、電動パワーステアリング装置１００が作動し始める。
トルクセンサ３は、操舵入力軸２と操舵出力軸６との間に配置され、例えば、操舵入力軸２と操舵出力軸６との間の捻れ角を検出することにより、操舵入力軸２に加えられている操舵トルクを検出するものである。トルクセンサ３からの信号をコントローラ３０に入力する。また、車速センサ１３によりこの電動パワーステアリング装置１００が装着されている車両の速度を検出し、その信号をコントローラ３０に入力する。９８、９９は第１、第２のワームランプでありその詳細については後述する。
【００３０】
図２に図１のブラシレスモータ２０とコントローラ３０のブロック構成図の詳細を示す。ブラシレスモータ２０は、３相同期式永久磁石モータ２１と、磁極位置（ロータ角度）を検出する位置センサ２２（例えばレゾルバで構成されている）とで構成されている。位置センサ２２により検出された磁極位置情報はコントローラ３０へ入力される。
【００３１】
コントローラ３０は、モータ２０の回転位置を検出する位置センサ２２からの信号を入力し、位置検出回路３７によりモータ位置θを算出する。また、電流検出回路３６により永久磁石モータ２１の各相に流れる電流を、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相に流れる電流として検出する。モータ位置とＵ，Ｖ，Ｗ相検出電流とから２相変換回路３８によりｄｑ変換することで、ｑ軸、ｄ軸の検出電流を求める。
また、出力するべきモータ駆動トルクをあらかじめ記憶しているマップ３１上で、トルクセンサ３による信号と、車速センサ１３による信号とを基準に、モータ駆動指示電流（目標ｑ軸電流）として算出する。目標ｑ軸電流と、実際に検出した検出ｑ軸電流との偏差を周知のＰＩ制御３２演算しｑ軸の指令電圧を求める。また同様に目標ｄ軸電流を０とするように設定し、検出したｄ軸電流との偏差を周知のＰＩ制御３３で演算しｄ軸指令電圧を求める。ｄ、ｑ軸の指令電圧を３相変換３４、つまり、ｄｑ逆変換を行うことにより、モータ３相、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の指令電圧に変換される。これら３相指令電圧をＰＷＭ変調して、ＦＥＴ駆動回路３５へＦＥＴ駆動を指示する。ＦＥＴ４１〜４６は、ＦＥＴ駆動信号を受けてチョッパ制御を実現する。これにより永久磁石モータ２１の各相に電流が流れ、トルクを発生し、ステアリングアシスト力を発生する。
【００３２】
異常判定手段４０は、イグニッションをＯＮしてアシスト制御を開始するときの制御をも行い、制御開始時には、ＦＥＴ駆動回路３５に対して駆動を開始するように指示するとともに、リレー３９をＯＮする。リレー３９はＯＮしてＦＥＴ４１〜４６に供給電圧を印可すると共に、ＦＥＴ駆動回路３５に駆動指示を出すことでＦＥＴ４１〜４６がＯＮ／ＯＦＦ駆動を開始し永久磁石モータ２１に電流が流れ始める。
【００３３】
また、異常判定手段４０は、電動パワーステアリング装置１００に異常が発生し、この異常を検出した場合において、この異常の内容を解析し運転者の意志に反し逆方向にアシストする、即ちモータが運転者のハンドル操作を妨げる方向に制動トルクとして作用することがないと判断したときには、そのまま制御を継続する、つまりモータの駆動力の方向が間違っていないと判断したときには制御を継続する。以上の機能を備えた移譲判定手段４０をこの発明に言う第１の異常判定手段という。
しかし、上記トルクセンサ１３が故障し、誤ったトルクセンサ信号を出力するとき、運転者の意志と異なり勝手にモータが駆動してステアリングホイール１が自転するような危険な故障の場合には、ＦＥＴ４１〜４６の駆動を禁止し、永久磁石モータ２１の各相に電流が流れないように指示する。さらに、リレー３９をＯＦＦして、電動パワーステアリング装置１００そのものの動作を停止する。リレー３９はこの発明に言う遮断手段である。
【００３４】
さて、モータの位置検出センサ２２、例えばレゾルバは、図３の（ａ）図、（ｂ）図に示すように、２つのコイルの一方を周期的な信号ｓｉｎωｔにより励磁することにより、他方を誘起して、モータ位置θに応じた２相の振幅変調信号ｓｉｎθｓｉｎωｔ、およびｃｏｓθｓｉｎωｔを出力する。この信号を例えば同期検波すると、ｘ＝Ａｓｉｎθ、およびｙ＝Ａｃｏｓθが得られる。よって、モータ位置θは、ｔａｎ−１（ｘ／ｙ）を演算することによって得られる。
【００３５】
ここで、θ＝０のとき、当然ｘ＝０となるが、位置検出センサ２２から発生する誘起信号の一方のｓｉｎθｓｉｎωｔが断線などにより出力されないときにもｘ＝０となるから、θの位置によっては、ｘあるいはｙを監視してその振幅が正常でない（図３の（ｄ））ことから異常を検出しようとしても、異常の検出は不可能となる。この場合でも、モータが回転するので、いずれは、θが９０または２７０度近辺になって故障の検出をする事が可能であり、従来では、こうして異常が検出できた時点で電動パワーステアリング装置の動作を停止し、異常な制御をしないようにしていた。無論、修理などにより正常になるまで異常による停止状態から復帰することはない。
【００３６】
一方、本発明では異常判定手段４０にて、位置検出センサ２２に異常を検出したとき、位置センサ２２の角度がθ＝０の近辺にあるときには、異常であるにもかかわらず、見かけ上、θの位置を検出することができており、少なくとも運転者の意志と逆方向にアシストするとか、もしくは、制動トルクを出力してハンドル操作を妨げるとかの現象は発生しないため電動パワーステアリング装置１００の動作を直ちには停止させる必要がない。
しかし、角度がθ＝９０、２７０ｄｅｇの近辺にある場合には、位置センサ２２が異常ならモータ位置を検出できない（信号出力が弱く正常に角度信号が得られない）ので、この信号を用いて制御を行うと、誤って、逆方向にアシストしたり、制動トルクとしてモータ制御してしまう可能性があり、危険なので、モータ角度が９０、２７０度近辺にある間だけモータ駆動を中断する。
【００３７】
したがって、図３の（ｅ）に示すように、位置センサ２２の異常を検出したときθ＝０、１８０ｄｅｇの位置の近傍にあるときには、直ちに装置を停止させずモータ駆動を継続し、その後θ＝９０、２７０ｄｅｇ近傍に達した時点ではモータ駆動を一時的に中断する。モータがさらに回転して再び０または１８０度近辺に来れば、モータ駆動を再開する。
異常を検出したときモータ位置が検出できないようなモータ位置θ＝９０、２７０ｄｅｇ近傍のときには、モータ駆動を直ちに中止するが、その後モータが回転して回転角度位置が０、１８０度近辺になれば制御を再開し継続するのである。以後の各実施の形態での説明の都合上、以上に説明した角度０度、１８０度近傍で駆動制御を行い、９０度２７０度近傍では駆動制御を行わない制御方法を、モータ角度位置にもとづく条件付き制御と呼ぶ。無論上記の駆動制御を行わない状態のときには電動パワーステアリング装置として完全に停止しているのではなく、角度位置が制御可能な範囲に入ればいつでも駆動を再開できる状態で、例えばモータの電流をゼロに制御して待機しているものである。なお、以上に言う近辺、近傍とはプラスマイナス４５度程度の範囲を言うものである。このモータ角度位置に基づく条件付き制御の機能を備えた異常判定手段４０をこの発明に言う第２の異常判定手段という。また、このモータ角度位置に基づく条件付き制御はこの発明に言う異常時制御手順である。
【００３８】
このモータ角度位置に基づく条件付き制御では、異常状態が発生しても、連続的ではないとはいうものの、操舵アシストを得ることができ、異常状態となったとき全くアシスト力が消滅して、運転者が操舵困難に陥るということが無く、また、装置として新たにセンサを設ける必要もないので安価にシステムを構築することが可能である。
【００３９】
異常判定手段４０にて、異常判定を行い、前述のモータ角度位置に基づく条件付き制御を継続するとき、運転者に異常が発生していることを通知するため、第１のワーニングランプ９８を点灯するなど音声、ランプ、ブザー、または、画像表示、さらには、ステアリングホイールを振動させるなどして異常が発生したことを運転者に警告、通知する。
【００４０】
また、異常が検出されてから、所定時間以内においてのみ前述のモータ角度位置に基づく条件付き制御を継続し、所定時間が経過した後は、リレー３９をオフして電動パワーステアリング装置の動作を停止する。この発明によれば、急にパワーステアリングからマニュアルステアリングとなるまでの猶予期間が設けられることになり、運転者に違和感なくマニアルステアリングに移行する準備期間を与えるとともに、異常のある状態のままいつまでも運転を継続することにより２次的に故障が広がることを防ぐ。このとき第２のワーニングランプ９９を点灯しアシスト制御が失われたことを通知する。
【００４１】
上述の制御の流れを図４および図５のフローチャートにて説明する。イグニッションキー１２をＯＮすると、電動パワーステアリング装置１００に電源が供給され、コントローラ３０が起動し、ステップＳ１から制御を実行し始める。
Ｓ１のステップでは、アシスト制御を開始するときの制御を行い、制御を開始するときには、ＦＥＴ駆動回路３５を駆動するように指示するとともに、上記リレー３９にＯＮするように指示する。指示を受けたリレー３９は、ＯＮして、ＦＥＴ４１〜４６に供給電圧を印可すると共に、ＦＥＴ駆動回路３５に駆動指示を出すことでＦＥＴ４１〜４６がＯＮ／ＯＦＦ駆動を開始し、上記ブラシレスモータ２１に電流が流れ始める。
【００４２】
Ｓ２のステップでは、電流検出回路３６から３相の電流を検出する。このとき、電流を検出するのはいずれか２相としてもよい。残りの１相については、他の２相の総和から求められる。
Ｓ３のステップでは、モータ位置センサ２２からモータ位置を検出する。これを位置検出手順という。
Ｓ４のステップでは、２相変換手段３８から３相の電流をｄ、ｑ軸座標系の電流ベクトルに変換する。
Ｓ５のステップでは、トルクセンサ３よりトルクセンサ信号を入力する。
Ｓ６のステップでは、上記車速センサ１３から得られた車速情報から車体速度を演算する。
【００４３】
Ｓ７のステップでは、トルクセンサ信号と車速のマップから目標とする操舵トルク、つまりモータ電流をマップ演算処理３１から求める。
Ｓ８のステップでは、目標とするモータ電流と、ステップＳ３より検出したトルクに関与するｑ軸のモータ電流をフィードバックし、さらにＰＩ補償３２にて駆動するためのｑ軸の目標電圧を求める。また、通例としてｄ軸のモータ電流を０とするように、ステップＳ３より検出したｄ軸のモータ電流をフィードバックし、ＰＩ補償３３にてｄ軸の目標電圧を求める。
Ｓ９のステップでは、求められたｄ、ｑ軸の目標電圧を３相の目標電圧に変換するために、３相変換手段３４にて変換し、３相それぞれの目標電圧を求める。Ｓ１０では、システムに異常がないかどうかを判断し、異常が有る場合には、モータ駆動を停止するなどの処理を行う。この詳細については、別途図５により説明する。
【００４４】
Ｓ１１では、３相の目標電圧をＰＷＭ変調し、ＦＥＴ駆動回路３５に出力する。ＦＥＴ駆動回路３５によりＦＥＴ４１〜４６がＯＮ、ＯＦＦし、モータ２１の各相の巻線に所望の電圧が印可され、各相の電圧差によって、各相間に電流が流れ、モータトルクが発生する。Ｓ２に戻り、繰り返し実行されることで、アシスト制御を実現できる。ステップＳ１からステップＳ１１の流れをトルク制御手順という。このときトルク信号をゼロに設定すれば制御回路を生かした状態で出力をゼロとするトルクゼロ制御を行うことができる。
【００４５】
Ｓ１０のステップ（異常検出手順）の詳細を図５に示す。図５のフローについて説明する。ステップＳ１０１で、トルクセンサ３の異常を判断、例えば、通常出力される信号の範囲外の入力があったときに異常と判断する。異常と判断されたときにはＳ１０６へいき、トルクセンサ３の異常時には、制御を直ちに停止しすぐさまモータ駆動を禁止し、リレー３９をオフすることでシステムダウンとなる。これにより、運転者の意志に反し勝手にステアリングが自転するような危険な故障モードを取り除くことが可能となる。
【００４６】
ステップＳ１０１でトルクセンサに異常が認められないときは、Ｓ１０２のステップでは、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、位置センサ２２から位置検出回路３７で検出される振幅を取り出す。ステップＳ１０３で振幅をチェックする。Ｓ１０３はこの発明に言う異常検出手順の一つである。
振幅が正常の場合には、通常の駆動を行うため、異常判定を終了させ、元のフロー（ステップＳ１１）に戻る。
Ｓ１０３のステップでは、図３（ｄ）に示すように、振幅が所定値以下となる場合があるときには、センサを含めた位置検出回路のどこかに異常が発生したとしてＳ１９９以下のステップに移る。前述の説明の通り前記振幅が所定値以下でも位置信号が全く取り出せないとは限らないので、ステップＳ１９９で一応位置信号を取り出す。そしてＳ２００のステップでは、前述のモータ角度位置に基づく条件付き制御を行う。即ち図３の（ｅ）に示すように角度位置が０と１８０度の近傍ではアシスト制御を行い、９０と２７０度の近辺ではモータ駆動を行わない待機状態をとる。モータの回転につれ上記の状態を次々に切り変える。ステップＳ１９９はこの発明に言う位置検出手順である。
そして、また、異常が生じていることを運転者に知らせるためステップＳ２００Ａで第１のワーニングランプ９８を点灯する。そして、ステップＳ１０４でこの異常状態が継続している時間を計測し、所定時間以下ならＳ１９９にもどってＳ２００で異常状態での駆動／待機の切り替え制御を継続的に実施する。そして所定時間以上となったときには、Ｓ１０６へ行き、以後のモータ駆動を禁止し、リレー３９をオフすることで、装置全体のシステムをダウンさせる。
【００４７】
Ｓ１０７では、異常状態によりアシスト制御を停止したので、運転者にそれを通知するため、第２のワーニングランプ９９を点灯する。このとき、ランプの代わりに、ブザー、ステアリングなどの振動、映像、音声により、運転者に異常をしらせても良い。ステップＳ１０７の第２のワーニングランプとステップＳ２００Ａの第１のワーニングランプとは共用しても良いし、別の表示灯（別の種類の警報）としても良い。
図５のステップＳ１９９からステップＳ１０４のループ制御を異常時制御手順という。
なお、ここで言うモータ角度センサの故障にはレゾルバなどのモータ位置センサ２２そのものの故障の他、コントローラ３０内部にあるモータ位置検出回路上の異常状態も含むものである。
【００４８】
実施の形態２．
実施の形態１では、異常が検出された後、アシスト制御を継続し、その後の経過時間によってアシスト制御を停止すると説明したが、本実施の形態は、異常状態が発生した後運転者が緊急回避操作を行い、その結果、車両が停止するまで、つまり、異常が検出された後の走行中だけ制御を継続するとしてもよい。つまり、走行中に突然アシスト力が全くなくなってハンドルのフィーリングが変わると、運転者に対応する余裕がないので、異常検出の時点で車速センサ１３により検出した車速が所定値以上であるならば制御を継続して行い、これが所定値以下、例えば、停止もしくは停止に近い所定の速度以下となったときには、制御継続を止めリレー３９をオフしてモータ駆動を禁止する。
【００４９】
電動パワーステアリングの制御については、実施の形態１で示すとおりであるので説明は省略する。全体的な制御の流れについても実施の形態１の図４で示す流れと同じである。図４の中の異常判定処理Ｓ１０を実施の形態２により行うものを図６に示すフローチャートで示す。
【００５０】
図６において、ステップＳ１０１からステップＳ１０３までは図５と同じなので説明を省略する。ステップＳ１１０で異常を検出した時点（ステップＳ１０３）での車速が所定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する。そして所定速度以上ならば走行中であると判断し、ステップＳ１９９で検出したモータ角度位置にもとづきステップＳ２００で実施の形態１で説明したと同様のモータの角度位置にもとづく条件付き制御を行う。そしてステップＳ１１０からステップＳ２００Ａを繰り返して行う内に、やがて、ステップＳ１１０で車速が所定値以下となったときには、アシスト力が消滅しても安全な速度まで低下したものと判断し、ステップＳ１０６でモータ駆動を禁止するためリレー３９をオフして電動パワーステアリング装置の制御を停止する。
【００５１】
また、異常を検出した時点の車速がステップＳ１１０でもともと低速であったときには、ほぼ車両が停止したと判断されるので、即座にアシスト制御を止め、リレー３９をオフしてモータ駆動を停止する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態２では、車両が走行中にはアシスト制御を継続するとしたが、異常が検出された時点での車速がきわめて高速（例えば５０ｋｍ／ｈ以上である）の場合には、低速のときに比べてさほど大きいハンドル操作をすることはあり得ないし、ハンドル操作力も小さくてすむので、実際上、アシストトルクが急に消滅しても運転者はさしたる不都合を感じない。また、実施の形態１の本発明による制御中はモータの回転角に応じてアシストトルクが加わったり加わらなかったりするが、高速時には運転者によってはかえってまごつくということもあり得る。そこで、以下に説明するように、異常が検出された時点およびその後の車速の大小に応じて、その後の制御の仕方を切り替えるようにしても良い。
【００５３】
図７は実施の形態３のフローチャートを示す。
図において、ステップＳ２１０は車速が第２の所定値（例えば５０ｋｍ／ｈ）のレベルより高いか否か、即ちハンドル操作がきわめて小さい高速であるかどうかを判定するものである。ここで高速であればステップＳ２１１へ移り、モータ電流のゼロ制御を行ってアシストトルクが生じないようにする。また、ステップＳ２１２で第３のワーニングランプを点灯し、運転者にその旨を知らせる。ステップＳ２１０からステップＳ２１２を繰り返す内に、運転者が気づいて車の速度を落としたり、停車のため路肩に寄せるなどの操作を行うと、ステップＳ２１０で車速が第２の所定値を下回ったと判定される。以後は実施の形態２の図６のフローと同様であるので詳細な説明は省略するが、車速が第１の所定値（たとえば１０ｋｍ／ｈ）を上回っている間中、モータ角度に基づく条件付き制御を行う。そして車速が第１の所定値を下回ったところで電動パワーステアリング装置の動作を停止する。ステップＳ２００Ａの後、図６のようにステップＳ１１０の上に戻さないでステップＳ２１０の上に戻す理由は、第１のワーニングランプの点灯を確認しても（あるいはしなくても）運転者が必ず速度を落とすとは限らず、その後第２の所定値以上に速度を上げることもあり得るからである。
【００５４】
実施の形態３の電動パワーステアリング装置によれば、高速走行中の異常の際にハンドルがモータの角度によって軽くなったり重くなったりすると言うことがなく、運転者がまごつくことが少ないという効果が得られる。
【００５５】
実施の形態４．
また、モータ角度位置に基づく条件付き制御を継続する条件を、異常を検出してからエンジンを停止するまでとしても良い。つまり、エンジン回転数が所定回転数以下、または、回転が停止したと判断した場合、もしくは、イグニッションスイッチがオフされた場合には、前述の制御の継続を止め、モータ駆動を禁止し、上記リレー３９をオフするようにしてもよい。
【００５６】
この場合の制御の流れについて図８により説明する。電動パワーステアリング制御の全体のフローについては、実施の形態１の図４で示すとおりであり、その中で本実施の形態による異常判定処理Ｓ１０を図８に示すフローチャートで示す。
【００５７】
図８において、Ｓ１１１のステップのみが、図５と異なり、エンジン回転数が所定回転数以上であるとき、エンジンが停止していないものと判断し、異常状態と判断してもステップＳ２００の制御を継続して行う。しかし、エンジン回転数が所定回転数以下となったときには、エンジンを止めたものと判断し、ステップＳ１０６でモータ駆動を禁止、リレー３９をオフする。
【００５８】
また、エンジンの停止状態を確認する他の方法として前述したようにイグニションスイッチの状態を使用してもよい。これを図９に示す。即ち、Ｓ１１２のステップで示すように、イグニッションスイッチの状態で判別しイグニッションスイッチがＯＮと判断したときにはステップＳ２００の制御を継続して行う。しかし、イグニッションスイッチがＯＦＦと判断したときには、エンジンが停止したものと判断し、直ちにモータ駆動を禁止、リレー３９をオフする。なお、念のため説明すれば、電動パワーステアリング装置は一般にイグニションスイッチのオンによって起動するが、イグニションスイッチのオフ時には直ちにオフするものではなく、多少の時間遅れの後回路動作が停止するように仕組まれている。図９に示す動作は、正常時にはイグニションスイッチがオフしたとき電動パワーステアリング装置はまだ動作を継続しているが、異常を検出してステップＳ２００の制御を行っていたときイグニションスイッチのオフと同時にオフするものである。
【００５９】
実施の形態５．
実施の形態１の図４のステップＳ１０の処理において、モータの角度位置に基づく条件付き制御を継続させるのは、この異常が操舵中（ここで言う操舵中とはハンドルに所定以上のトルクを加えている状態を言う）に発生したとき、この操舵が終了するまでの間に限定してもよい。つまり、操舵中に、異常が発生したからとして、急にアシストトルクを消滅させマニュアルステアリング状態にしてしまうと、例えば、旋回中であれば、車両のアライメントトルクが運転者の操舵に反映し、急にステアリングが重くなり、旋回を維持できなくなって操舵困難となる恐れがある。
従って、異常を検出した時点における操舵トルクが所定値以上であるときには、アシスト制御を継続させモータ駆動を継続する。そして、やがて操舵トルクが所定値以下となるとき、操舵が終了したものと判断し、リレー３９をオフしてモータ駆動を停止する。
また、異常を検出した時点における操舵トルクが所定値以下であるときにも、同様にアシスト制御を継続させモータ駆動を継続する。しかしこの場合は、その後、何らかの操作により操舵トルクが所定値以上となるときに、最初の操舵が終了したものと判断しリレー３９をオフしてモータ駆動を停止する。
【００６０】
上記に説明した制御の流れについて図１０により説明する。電動パワーステアリング制御については、実施の形態１で示すとおりであり、全体的な制御の流れについても図４で示す流れとなるので説明は省略する。その中でこの実施の形態による異常判定処理Ｓ１０を図１０に示すフローチャートで示す。
【００６１】
Ｓ１１３のステップは、ステップＳ１０３で異常が検出された時点でのトルクセンサ信号をあらかじめ定めた所定値に対して大か小かで記憶する。大であれば操舵中また小であれば直進中と判断し、ステップＳ２００でモータ角度に基づく条件付き制御を行う。そして、ステップＳ２０６でトルクセンサ信号が所定値に対して大か小かを再度判断する。ここでステップＳ１１３における記憶状態に比して変化があれば操舵が終了したと判断し、リレー３９をオフしてモータ駆動を停止する。
【００６２】
ステップＳ１１３でトルクセンサ信号が、所定の値より小さくても、ひとまず、ステップＳ２００でモータ角度位置に基づく条件付き制御を開始し、その後、ステップＳ２０６でトルク信号が所定の値より大きくなるまでこの制御は継続する。
この場合、例えば最初から最後まで直進状態でハンドル操作をしなければ（路面も水平でハンドル操作が必要なければ）異常検出後もアシスト制御が遮断されないこととなるが、このときには元々アシスト制御を必要とする状態にないのであるから問題はない。
【００６３】
実施の形態６．
実施の形態５のトルクセンサ信号のかわりにモータ電流を用いることもできる。図１１のＳ１１４のステップに示すように、異常が検出された時点におけるモータ電流とあらかじめ定めた所定値との大小関係を記憶する。そしてステップＳ２００のアシスト制御を継続し、その後、Ｓ２０７で電動機電流の所定値に対する大小関係を再度判定し、記憶したものと変化があれば、異常を検出した時点で行っていたハンドル操作状態が終了したものとしてリレー３９をオフしてモータ駆動を停止する。ここで言うモータ電流は、該モータが交流電動機である場合は実効トルクに換算するための位相演算処理を加えたものであればさらに効果がある。
ステップＳ１１４の異常が検出された時点におけるモータ電流があらかじめ定めた所定値以下であるときも、ひとまずステップＳ２００によりアシスト制御を継続することとし、その後何らかのハンドル操作などにより、Ｓ２０７で所定値以上に変化したときにリレー３９をオフしてモータ駆動を停止する。
【００６４】
実施の形態７．
なお、実施の形態１〜６では、モータ位置検出の故障を検出した後にアシスト制御を継続する例を示したが、モータ部２０およびその関連部分の異常の場  合について説明する。
ブラシレスモータでは、通常図１２に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に正弦波を通電したとき、モータ位置に関係なく、一定のモータトルクを出力するようになる。このように通電することにより、モータを駆動し、アシストトルクとして滑らかに作用するようになっている。
【００６５】
しかし、モータ２０に異常が発生した場合、例えば、Ｕ相に通電するための経路上、もしくはＵ相のモータコイル内で断線したとき、図１３に示すように、Ｕ相には電流が流れず、他の相のみに電流が通電することになる。このとき、モータ出力トルクは、モータ位置によって、トルクが変動するようになる。しかし、このような０故障の場合にはモータの出力トルクは、その値の大小は変化するものの、発生するトルクの方向が狂うことはない。少なくとも、逆方向のトルクが発生することはない。よって、多相の線のうち１本に断線が生じたとしても、逆方向にアシストしてしまうということは生じない。従って、この異常状態のときにはアシスト制御を継続しても運転者にとって、致命的に危険な状態とはならない。
【００６６】
したがって、電流検出回路３６において、１つの相、例えばＵ相に電流が流れていないことは、モータの位置が０度近辺と、１８０度近辺にあるとき以外は検出できるので、１相が断線していることが判定できる（０度、１８０度近辺ではもともとＵ相電流はゼロに近いので、目標電流との差が観測し難いため検出できない）。このような異常が発生しても、電動パワーステアリング装置として制御を継続すれば逆方向にアシストすることもなく、小さいながらも、また、回転に伴うトルク変動が生じながらもモータトルクを発生することができるので、操舵アシストとして作用することができる。故に、異常状態においても、通常の制御を継続して実施すれば、操舵アシストを得ることが可能となり、運転者が操舵困難な状態に陥ることは、防ぐことができる。
【００６７】
本実施の形態の制御の流れについて図１４により説明する。電動パワーステアリング制御の方式については、実施の形態１で示すとおりであり、全体的な制御の流れについても図４で示す流れとなる。その中で異常判定処理Ｓ１０を図１４に示すフローチャートで示す。
【００６８】
ステップＳ１０１で、上記トルクセンサ３の異常を判断する。例えば、異常とは、通常出力される信号の範囲外の入力が有ったとき異常と判断する。異常と判断されたときには、Ｓ１０６へいく。これにより、トルクセンサ３の異常時には、制御継続しないようにリレー３９をオフして、すぐさまモータ駆動を禁止し、システムダウンとなる。これにより、運転者の意志に反し勝手にステアリングが自転するような危険な故障モードを取り除くことが可能となる。
【００６９】
Ｓ１２０のステップでは、図１２、および図１３に示すように、モータ電流の検出した値と、目標とする検出値との間に差が発生した場合、つまり、目標電流と検出電流との差が所定値以上（勿論、検出電流がゼロとなった場合は除く）となるときには、モータ線経路の１つの線上、またはモータの巻き線の１つに異常が発生したとして、Ｓ３００で１相が抜けた状態のアシスト制御を行う。ステップＳ１２０で正常の場合には、通常の駆動を行うため、異常判定を終了させ元のフローに戻る。ステップＳ１２０の異常の検出は各相ごとに行う。
【００７０】
Ｓ１０４のステップでは、異常状態が検出されて以後、現在までの時間を計測し、これが所定時間以下である時には、ステップＳ３００の制御を継続する。モータの角度の変化によってステップＳ１２０では異常が検出されたり検出されなかったりする。そしてステップＳ１０４の所定時間に至るまでの間に、正常の状態と異常が検出される状態とが繰り返し現れる場合もある。異常が検出されている間はステップＳ３００のアシスト制御が行われる。しかし、正常状態となったときには、通常通りのモータ駆動を行いアシストする。ステップＳ１０４で所定時間以上となったときにはＳ１０６へ行き、リレー３９をオフして以後のモータ駆動を禁止することで、装置全体のシステムをダウンさせる。
【００７１】
Ｓ１０７では、異常状態が発生したので、運転者にそれを通知するため、モータ駆動を停止した旨のワーニングランプを点灯する。ステップＳ３００Ａでは、異常を検出しつつも制御を継続している旨の警報を示すランプを点灯する。ステップＳ３００Ａ、ステップＳ１０７のとき、ランプの代わりに、ブザー、ステアリングなどの振動、映像、音声により、運転者に異常をしらせても良い。
【００７２】
なお、ここでは異常の内容をモータ線の断線などを例として説明したが、コントローラ３０内部にあるＦＥＴ駆動部、例えば、ＦＥＴ３１〜３６の内、何れかがＯＮしないような故障についても同様な事がいえる。よって、この場合にも同様に異常判別し、アシスト継続制御を行うことが可能である。また、コントローラ３０の内部にある制御処理の一つである３相変換部は、ＣＰＵによって演算し駆動回路３５へ信号を出力するものであるが、ＣＰＵに異常が発生し、駆動回路３５へ信号を出力できないような場合についても、モータに通電することができないので、同様な処理を行うことが有効である。
【００７３】
さらに、実施の形態１から７の例であげたように継続期間を各状況に合わせ実
施してもよく、また、継続するための条件を組み合わせてもよい。
【００７４】
また、各実施の形態の説明では、３相のブラシレスモータについて説明したが、
断線状態での制御は、通常制御と同じで特別なことはしないので、４相以上のブラシレスモータについても適応できると共に、多極直流モータ、誘導モータについても同様なことがいえ、同じ制御を使用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電動パワーステアリング装置の異常検出時の制御方法によれば、異常を検出してもその異常の内容によっては補助トルクを出力する制御を継続する異常時制御手順を含むので、異常発生時に運転者が違和感を感じにくいという効果が得られる。
【００７６】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、異常を検出したときその異常の内容を解析して電動機が逆方向のトルクを出力する恐れがないと判断すれば電動機のトルク制御を続行させる第１の異常判定手段を備えているので、異常発生時に運転者が違和感を感じにくいという効果が安価に得られる。
【００７７】
また、トルクセンサの異常なら直ちに制御を停止し、その他の異常を検出したときその異常の内容を解析して電動機が逆方向のトルクを出力する恐れがないと判断すれば電動機のトルク制御を続行させる第２の異常判定手段を備えているので、異常発生時に運転者が違和感を感じにくいという効果が安価に得られる。
【００７８】
また、第１または第２の異常判定手段は、電動機の１相に給電できない異常を電動機の発生するトルクを反転させるものではないと判断してトルク制御を継続させるので電動機またはその給電線の故障時に運転者が違和感を感じにくいという効果が得られる。
【００７９】
また、第１または第２の異常判定手段は、駆動回路の１相に出力できない異常を電動機の発生するトルクを反転させるものではないと判断してトルク制御を継続させるので駆動回路の故障時に運転者が違和感を感じにくいという効果が得られる。
【００８０】
また、コントローラに生じたモータの１相への給電を不可能とする異常についても電動機の発生するトルクを反転させるものではないと判断してトルク制御を継続させるのでコントローラの故障時に運転者が違和感を感じにくいという効果が得られる。
【００８１】
また、異常を検出した後、制御を継続し、所定の条件が満たされたとき電動機への給電を遮断する遮断手段を備えているので、安全に電動パワーステアリング装置の動作を停止することができる。
【００８２】
また、遮断手段の動作は所定の時間経過を条件としているので、異常が検出された後、電動パワーステアリング装置が作動する時間を限定することができ、安全である。
【００８３】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの操舵トルクの値が所定のレベル以上であった場合、そのごそれが所定のレベルを下回ることことを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００８４】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの操舵トルクの値が所定のレベル以下であった場合、そのごそれが所定のレベルを上回ることことを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００８５】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの電動機の電流値が所定のレベル以上であった場合、その後それが所定のレベルを下回ることことを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００８６】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの操舵トルクの値が所定のレベル以下であった場合、そのごそれが所定のレベルを上回ることことを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００８７】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの車速が第１の所定のレベル以上であった場合、その後それが所定のレベルを下回ることことを条件としているので、異常が検出されたとき車を安全に速度低下させるまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００８８】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときの車速が第２の所定のレベル以上であった場合、それが第２の所定のレベル以上である間はトルクをゼロに制御しているので、異常が検出されたとき、高速走行中であっても、安全である。
【００８９】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したときのエンジン回転速度が所定のレベル以上であった場合、その後それが所定のレベルを下回ることを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００９０】
また、遮断手段の動作は、異常を検出したとき後、エンジンイグニションキーのオフを条件としているので、異常が検出されたときの操舵が終了するまでの間に電動パワーステアリング装置の作動を限定することができ、安全である。
【００９１】
また、異常を検出した後にトルク制御を継続している間は、第１のワーニングランプによりその旨を報知し、さらに電動パワーステアリング装置を遮断したときには第２のワーニングランプにより報知しているので、運転者は電動パワーステアリング装置の動作状態を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】実施の形態１の制御ブロック図である。
【図３】図２に含まれる位置センサ異常の状態の説明波形図である。
【図４】図２の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図４の部分詳細フローチャートである。
【図６】実施の形態２の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態３の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図８】実施の形態４の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図９】実施の形態４の異常検出時の処理のフローを変化させたフローチャートである。
【図１０】実施の形態５の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図１１】実施の形態６の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図１２】実施の形態７の動作を説明するためのモータ電流の正常時の波形図である。
【図１３】実施の形態７の動作を説明するためのモータ電流の異常時の波形図である。
【図１４】実施の形態７の異常検出時の処理のフローチャートである。
【図１５】従来の電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図１６】従来の電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  ステアリングホイール、  ３  トルクセンサ、  １３  車速センサ、
２０  モータ、  ２１  ブラシレスモータ、  ２２  モータ位置センサ、
３０  コントローラ、  ３９  リレー、４０  異常判定手段、
１００  電動パワーステアリング装置。
【図１】
0003600805.tif 000002
【図２】
0003600805.tif 000003
【図３】
0003600805.tif 000004
【図４】
0003600805.tif 000005
【図５】
0003600805.tif 000006
【図６】
0003600805.tif 000007
【図７】
0003600805.tif 000008
【図８】
0003600805.tif 000009
【図９】
0003600805.tif 000010
【図１０】
0003600805.tif 000011
【図１１】
0003600805.tif 000012
【図１２】
0003600805.tif 000013
【図１３】
0003600805.tif 000014
【図１４】
0003600805.tif 000015
【図１５】
0003600805.tif 000016
【図１６】
0003600805.tif 000017