(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵輪の操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、前記モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置において、
第１の周期で前記モータ電流と前記目標値との差を演算する演算手段と、該演算手段が演算した差を所定値と比較するモータ電流比較手段と、該モータ電流比較手段の比較結果により前記差の方が大きいと判定した回数を計数する計数手段と、該計数手段が計数した回数が所定回数に達したか否かを判定する回数判定手段と、第１の周期より短い第２の周期で前記目標値及び前記モータ電流の大小を判定する大小判定手段と、該大小判定手段が前記目標値の方が大きいと判定したときに、前記計数手段をクリアするクリア手段とを備え、前記回数判定手段の判定結果が所定回数に達したときに、前記操舵力補助用モータを停止すべくなしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、モータを回転駆動し、そのモータ回転力を操舵機構に与えて操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置の改良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要部構成は、例えば、図１に示すブロック図のように表される。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介してＣＰＵ１２へ入力される。
ＣＰＵ１２から出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
【０００３】
ＣＰＵ１２では、検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１は、このモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【０００４】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧はモータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力はＣＰＵ１２へ入力される。モータ電流検出回路１７の検出出力は、モータＭを回転制御するために使用される。
ＣＰＵ１２から出力されるクラッチ制御信号はクラッチ駆動回路１８へ入力され、クラッチ駆動回路１８はクラッチ制御信号に従ってクラッチ１９をオン又はオフさせる。クラッチ１９の駆動電源は、フェイルセーフリレー１５ａのブリッジ回路側端子から与えられる。
【０００５】
図７は、このような構成の電動パワーステアリング装置の故障検出動作を示すフローチャートである。以下に、このフローチャートを参照しながら、この電動パワーステアリング装置の故障検出動作を説明する。
この電動パワーステアリング装置のＣＰＵ１２は、先ず、トルクセンサ１０の検出トルク値及びモータ電流検出回路１７の検出電流値のサンプリング周期ＴＡ  （第１の周期）を計時するタイマＴＭＡ  （図示せず）をセットし（Ｓ５０）、ＮＧカウンタをクリアする（Ｓ５２）。
【０００６】
タイマＴＭＡ  がサンプリング周期ＴＡ  を計時したとき（Ｓ５４）、ＣＰＵ１２は、タイマＴＭＡ  をセットし（Ｓ５６）、インターフェイス回路１１を介して、トルクセンサ１０が検出したトルク値を読み込む（Ｓ５８）。
ＣＰＵ１２は、読み込んだトルク値に基づいて、モータＭの目標電流値を演算し（Ｓ６０）、次いで、モータ電流検出回路１７の検出電流値を読み込む（Ｓ６２）。
ＣＰＵ１２は、読み込んだ検出電流値の絶対値と、目標電流値の絶対値との差を求め、その差と例えば所定値２０Ａとを比較する（Ｓ６４）。この結果、差の方が大きいときは、ＮＧカウンタに１をインクリメント（Ｓ６６）する。
【０００７】
ＣＰＵ１２は、次いで、このインクリメントした（Ｓ６６）結果、ＮＧカウンタの計数値が所定値Ｎに達したか否かを判定し（Ｓ６８）、所定値Ｎに達しているときは、故障が生じたとして、リレー駆動回路１５によりフェイルセーフリレー１５ａをオフする（Ｓ７０）。
ＣＰＵ１２は、インクリメントした（Ｓ６６）結果、ＮＧカウンタの計数値が所定値Ｎに達していないときは（Ｓ６８）、タイマＴＭＡ  がサンプリング周期ＴＡ  を計時する迄待機し（Ｓ５４）、サンプリング周期ＴＡ  を計時したときは、タイマＴＭＡ  をセットし（Ｓ５６）、インターフェイス回路１１を介して、トルクセンサ１０が検出したトルク値を読み込む（Ｓ５８）。
【０００８】
ＣＰＵ１２は、読み込んだ検出電流値の絶対値と、目標電流値の絶対値との差を求め、その差が２０Ａ以下のときは（Ｓ６４）、タイマＴＭＡ  がサンプリング周期ＴＡ  を計時する迄待機し（Ｓ５４）、サンプリング周期ＴＡ  を計時したときは、タイマＴＭＡ  をセットし（Ｓ５６）、インターフェイス回路１１を介して、トルクセンサ１０が検出したトルク値を読み込む（Ｓ５８）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電動パワーステアリング装置は、サンプリング周期ＴＡ  で読み込んだトルク値に基づいて、モータＭの目標電流値を演算し、読み込んだ検出電流値の絶対値と、その目標電流値の絶対値との差を求め、その差と所定値２０Ａとを比較し、その差の方が大きかった回数が所定値に達したときに、フェイルセーフリレー１５ａをオフしている。
ところが、例えば、急激な舵輪の切り返しを続けた場合、図８に示すような目標電流値に対する検出電流値の遅れにより、読み込んだ検出電流値の絶対値と、目標電流値の絶対値との差が所定値２０Ａを超えてしまうことがあり、その結果、誤って故障発生と判断してしまうことがあった。
【００１０】
このような問題に関連する技術として、モータ電流の検出値が示すモータ回転方向とトルク検出値の方向とが一致しないときに異常と判定する、特開昭６３−１８０５６２号公報に記載された電動式パワーステアリングの誤動作防止装置がある。しかし、この電動式パワーステアリングの誤動作防止装置でも、図８に示すような目標電流値（トルク検出値の反映）に対する検出電流値の遅れが生じた場合に、誤って異常と判定してしまうことが考えられる。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、故障検出の誤動作を起こさない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵輪の操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、前記モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置において、第１の周期で前記モータ電流と前記目標値との差を演算する演算手段と、該演算手段が演算した差を所定値と比較するモータ電流比較手段と、該モータ電流比較手段の比較結果により前記差の方が大きいと判定した回数を計数する計数手段と、該計数手段が計数した回数が所定回数に達したか否かを判定する回数判定手段と、第１の周期より短い第２の周期で前記目標値及び前記モータ電流の大小を判定する大小判定手段と、該大小判定手段が前記目標値の方が大きいと判定したときに、前記計数手段をクリアするクリア手段とを備え、前記回数判定手段の判定結果が所定回数に達したときに、前記操舵力補助用モータを停止すべくなしてあることを特徴とする。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置では、演算手段が、第１の周期でモータ電流とモータ電流の目標値との差を演算し、モータ電流比較手段が、演算手段が演算した差を所定値と比較して、計数手段が、その差の方が大となり、故障と判定すべき現象が生じた回数を計数し、回数判定手段が、その回数が所定回数に達したか否かを判定する。故障と判定すべき現象が１回生じただけでは、雑音及び応答遅れ等の誤判定し易い現象もあるので、故障と判定せず、複数の所定回数、繰り返し故障と判定すべき現象が生じたときに、故障と判定する。
【００１３】
一方、大小判定手段が、第１の周期より短い第２の周期でモータ電流の目標値及びモータ電流の大小を判定し、その判定結果が目標値の方が大となったときに、故障と誤判定され易い応答遅れが生じているとして、計数手段が計数している現象は故障によるものではないと判断し、クリア手段が計数手段をクリアする。そして、クリア手段がクリアすることなく、回数判定手段の判定結果が所定回数に達したときに、操舵力補助用モータを停止する。
これにより、図８に示すような目標電流値に対する検出電流値の遅れが生じた場合に、計数手段をクリアすることができるので、計数手段の計数値が所定回数に達して故障検出の誤動作を起こすことがなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介してＣＰＵ１２へ入力される。
ＣＰＵ１２から出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
【００１５】
ＣＰＵ１２では、検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１は、このモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【００１６】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧はモータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力はＣＰＵ１２へ入力される。モータ電流検出回路１７の検出出力は、モータＭを回転制御するために使用される。
ＣＰＵ１２から出力されるクラッチ制御信号はクラッチ駆動回路１８へ入力され、クラッチ駆動回路１８はクラッチ制御信号に従ってクラッチ１９をオン又はオフさせる。クラッチ１９の駆動電源は、フェイルセーフリレー１５ａのブリッジ回路側端子から与えられる。
【００１７】
以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を、それを示す図２、図３のフローチャートに基づき説明する。
この電動パワーステアリング装置のＣＰＵ１２は、先ず、トルクセンサ１０の検出トルク値及びモータ電流検出回路１７の検出電流値のサンプリング周期ＴＡ  （第１の周期）を計時するタイマＴＭＡ  （図示せず）、及びサンプリング周期ＴＡ  より短い、トルクセンサ１０の検出トルク値及びモータ電流検出回路１７の検出電流値のサンプリング周期ＴＢ  （第２の周期）を計時するタイマＴＭＢ  をセットし（Ｓ１０）、ＮＧカウンタをクリアする（Ｓ１２）。
【００１８】
タイマＴＭＢ  がサンプリング周期ＴＢ  の計時を終了したとき（Ｓ１４）、ＣＰＵ１２は、タイマＴＭＢ  をセットし（Ｓ３４）、インターフェイス回路１１を介して、トルクセンサ１０が検出したトルク値を読み込む（Ｓ３６）。
ＣＰＵ１２は、読み込んだトルク値に基づいて、モータＭの目標電流値を演算し（Ｓ３８）、次いで、モータ電流検出回路１７の検出電流値を読み込む（Ｓ４０）。
【００１９】
ＣＰＵ１２は、演算した目標電流値の絶対値と、読み込んだ検出電流値の絶対値との大小を判定し（Ｓ４２）、この結果、検出電流値の絶対値の方が大きいときは、タイマＴＭＢ  の計時又はタイマＴＭＡ  の計時の終了（Ｓ１４、Ｓ１６）迄待機する。
ＣＰＵ１２は、演算した目標電流値の絶対値と、読み込んだ検出電流値の絶対値との大小を判定し（Ｓ４２）、この結果、目標電流値の絶対値の方が大きいときは、ＮＧカウンタをクリアした（Ｓ１２）後、タイマＴＭＢ  の計時又はタイマＴＭＡ  の計時の終了（Ｓ１４、Ｓ１６）迄待機する。
【００２０】
ＣＰＵ１２は、タイマＴＭＢ  がサンプリング周期ＴＢ  の計時を幾度か終了した（Ｓ１４）後、タイマＴＭＢ  がサンプリング周期ＴＢ  の計時を終了せず（Ｓ１４）、タイマＴＭＡ  がサンプリング周期ＴＡ  の計時を終了したとき（Ｓ１６）（∵ＴＢ  ＜ＴＡ  ）、ＣＰＵ１２は、タイマＴＭＡ  をセットし（Ｓ１８）、インターフェイス回路１１を介して、トルクセンサ１０が検出したトルク値を読み込む（Ｓ２０）。
【００２１】
ＣＰＵ１２は、読み込んだトルク値に基づいて、モータＭの目標電流値を演算し（Ｓ２２）、次いで、モータ電流検出回路１７の検出電流値を読み込む（Ｓ２４）。
ＣＰＵ１２は、読み込んだ検出電流値の絶対値と、演算した目標電流値の絶対値との差を求め、その差と例えば所定値２０Ａとを比較する（Ｓ２６）。この結果、差の方が大きいときは、ＮＧカウンタに１をインクリメント（Ｓ２８）する。
【００２２】
ＣＰＵ１２は、次いで、このインクリメントした（Ｓ２８）結果、ＮＧカウンタの計数値が所定値Ｎに達したか否かを判定し（Ｓ３０）、目標電流値の絶対値が検出電流値の絶対値より大きくなって（Ｓ４２）、ＮＧカウンタがクリアされる（Ｓ１２）ことなく、所定値Ｎに達しているときは、故障が生じたとして、リレー駆動回路１５によりフェイルセーフリレー１５ａをオフする（Ｓ３２）。
ＣＰＵ１２は、インクリメントした（Ｓ２８）結果、ＮＧカウンタの計数値が所定値Ｎに達していないときは（Ｓ３０）、タイマＴＭＢ  の計時又はタイマＴＭＡ  の計時の終了（Ｓ１４、Ｓ１６）迄待機する。
【００２３】
ＣＰＵ１２は、読み込んだ検出電流値の絶対値と、目標電流値の絶対値との差を求め、その差が２０Ａ以下のときは（Ｓ２６）、タイマＴＭＢ  の計時又はタイマＴＭＡ  の計時の終了（Ｓ１４、Ｓ１６）迄待機する。
つまり、目標電流値の絶対値が検出電流値の絶対値より大きくなった（Ｓ４２）ときは、故障ではないとしてＮＧカウンタをクリアし（Ｓ１２）、誤って故障検出の動作をしないようにする。
尚、目標電流値の絶対値と検出電流値の絶対値との大小を判定するサンプリング周期ＴＢ  は短い程良く、例えば、モータ電流の制御周期と同じにすれば、より効果を得ることができる。
【００２４】
図４は、今回開示される電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。
この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介して、ＣＰＵ１２へ入力される。
ＣＰＵ１２から出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。フェイルセーフリレー１５ａは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分に故障が発見された場合にオフされる。
【００２５】
ＣＰＵ１２では、検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１はモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【００２６】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路の、パワートランジスタＱ３及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ２が接続され、パワートランジスタＱ４及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ３が接続されている。抵抗Ｒ２の両端電圧は、モータ電流検出回路１７ａへ入力され、抵抗Ｒ３の両端電圧は、モータ電流検出回路２０へ入力され、モータ電流検出回路１７ａ，２０の検出出力は、それぞれＣＰＵ１２へ入力される。
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４には、電源Ｐにより電流が流れる方向と逆方向に、それぞれ並列関係になる寄生ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が存在している。
【００２７】
この電動パワーステアリング装置は、ＰＷＭ制御部２１が、モータ制御信号に従って作成したＰＷＭ信号により、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【００２８】
ここで、例えば、パワートランジスタＱ１，Ｑ４の対が、所要のデューティファクタでスイッチングされる場合、ＰＷＭ信号がオンのとき、実線矢符に示すように、フェイルセーフリレー１５ａ、パワートランジスタＱ１、モータＭ、パワートランジスタＱ４、抵抗Ｒ３、接地端子の経路で電流が流れ、モータＭを回転駆動する。
ＰＷＭ信号がオフのとき、モータＭのインダクタンスに蓄えられたエネルギーにより、破線矢符に示すように、接地端子、抵抗Ｒ２、寄生ダイオードＤ３、モータＭ、寄生ダイオードＤ２、フェイルセーフリレー１５ａの経路で回生電流が発生する。
【００２９】
以下に、このような電動パワーステアリング装置の、モータＭの端子の地絡を検出する動作を、それを示す図５のフローチャートを参照しながら説明する。
この電動パワーステアリング装置のＣＰＵ１２は、ＰＷＭ制御部２１が、ＰＷＭ信号により、例えば、パワートランジスタＱ１，Ｑ４の対を所要のデューティファクタでスイッチングしている場合、パワートランジスタＱ１，Ｑ４に流れる電流（平均電流）をモータ電流検出回路２０から読み込む（Ｓ３０）。
次に、ＣＰＵ１２は、寄生ダイオードＤ３，Ｄ２に流れる回生電流（平均電流）をモータ電流検出回路１７ａから読み込む（Ｓ３２）。
【００３０】
次に、ＣＰＵ１２は、読み込んだ、パワートランジスタＱ１，Ｑ４に流れる電流値（当該電流値）の絶対値と、寄生ダイオードＤ３，Ｄ２に流れる回生電流（反対側電流値）の絶対値との大小を判定し（Ｓ３４）、回生電流の絶対値の方が大きいときは、モータＭのパワートランジスタＱ４側の端子が地絡していると判定する（Ｓ３６）。
【００３１】
これは、図６に示すように、モータＭのパワートランジスタＱ４側の端子が地絡すると、地絡した端子から地絡側へ電流が流れてしまい、パワートランジスタＱ４には電流が殆ど流れなくなるのに対し、回生電流はモータＭ迄は流れるからである。
これにより、モータＭの端子の地絡を検出できるようになる。尚、ＰＷＭ制御部２１が、ＰＷＭ信号により、パワートランジスタＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングしている場合は、モータ電流検出回路１７ａから読み込んだ電流値を当該電流値とし、モータ電流検出回路２０から読み込んだ電流値を反対側電流値とすることにより、モータＭのパワートランジスタＱ３側の端子の地絡を、同様に検出することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、目標電流値に対する検出電流値の遅れが生じた場合に、計数手段をクリアすることができるので、計数手段の計数値が所定回数に達して故障検出の誤動作を起こすことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】開示された電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図５】開示された電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】開示された電動パワーステアリング装置の動作を説明するための説明図である。
【図７】従来の電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】目標電流値に対する検出電流値の遅れを示す波形図である。
【符号の説明】
１０  トルクセンサ
１２  ＣＰＵ
１５ａ  フェイルセーフリレー
１７，１７ａ，２０  モータ電流検出回路
２１  ＰＷＭ制御部
Ｍ    モータ
Ｐ  電源
Ｑ１〜Ｑ４  パワートランジスタ
【図１】
0003605745.tif 000002
【図２】
0003605745.tif 000003
【図３】
0003605745.tif 000004
【図４】
0003605745.tif 000005
【図５】
0003605745.tif 000006
【図６】
0003605745.tif 000007
【図７】
0003605745.tif 000008
【図８】
0003605745.tif 000009