(57)【要約】  物量検出部と制御部との間の信号伝達系の異常判定を行うことができる物理量検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置を提供する。物理量を検出して物量検出信号を出力する物理量検出部(３)と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物量に基づいて制御を行う制御部(３１)とを備えた物理量検出装置であって、前記物理量検出部(３)は、前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号を出力し、前記制御部(３１)は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部(３１ａ)を備えている。
2014057671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出して物量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置であって、
前記物理量検出部は、前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号を出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている
ことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
前記物理量検出部は、物理量検出信号と前記診断信号とを切り換える信号切換部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
【請求項３】
前記物理量検出部は、電源投入時に所定期間前記診断信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記物理量検出部は、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の物量検出装置。
【請求項５】
前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部は、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項７】
前記物量検出部は、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断することを特徴とする請求項７に記載の物理量検出装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク、角度等の物理量を検出する物理量検出部と検出した物理量が入力される制御部とを有する物理量検出装置及びこれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電動パワーステリング装置においては、物理量検出部となるトルクセンサで検出した操舵トルクを制御部となる制御装置に供給し、この制御装置で、操舵トルクに応じてステアリング系に操舵補助力を伝達する電動モータに流す電流を制御するようにしている。
この種の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて電動モータに供給する電流を制御する関係で、トルクセンサの異常検出を行うようにしている。【０００３】
このようなトルクセンサの異常を検出するために、従来、例えばトルク検出手段の検出結果に基づいて故障検出を行う故障検出手段を備えた磁歪式トルクセンサ及び電動ステアリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、回転軸に装備され当該回転軸に加わるトルクに対応して所定の電気信号を出力するトルクセンサと、このトルクセンサから出力される所定の電気信号をセンサ回路信号として出力するセンサ回路と、このセンサ回路の出力を信号処理しトルク検出信号として出力信号処理回路とを備えたトルク検出装置において、前記信号処理回路に、前記センサ回路信号に基づいて作動し前記センサ回路からの信号出力の異常動作発生の有無を監視する異常状態監視回路を並設し、この異常状態監視回路で、センサ回路信号にかかる信号が発振状態であると判定したときにハイレベル又はローレベルの異常発生信号をパワーステアリングコントローラに出力するようにしたトルク検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５７２２２７号公報
【特許文献２】特許第３７９１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１及び特許文献２に記載された従来例にあっては、トルク検出手段の検出結果に基づいて故障検出を行うか、またはトルクセンサから出力される所定の電気信号をセンサ回路信号として出力センサ回路の信号異常を検出するようにしている。
しかしながら、上記両従来例にあっては、トルクセンサあるいはトルク検出装置の内部で算出されたトルクの異常を検出するようにしており、トルクセンサあるいはトルク検出装置のトルク検出信号を制御装置に供給する伝送路の異常については検出することが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、物理量検出部と制御部との間の信号伝送系の異常を検出することが可能な物理量検出装置及びこれを使用した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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る物理量検出装置の第１の態様は、物理量を検出して物量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置である。そして、前記物理量検出部は、前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号を出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第２の態様は、前記物理量検出部が、物理量検出信号と前記診断信号とを切り換える信号切換部を備えている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第３の態様は、前記物理量検出部が、電源投入時に所定期間前記診断信号を出力するようにしている。【０００７】
また、本発明に係る物理量検出装置の第４の態様は、前記物理量検出部が、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力するようにしている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第５の態様は、前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第６の態様は、前記制御部が、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部が、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力する。【０００８】
また、本発明に係る物理量検出装置の第７の態様は、前記物量検出部が、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号が前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第８の態様は、前記物理量検出部が、前記物理量検出信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断する。 【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、上記第１の態様から上記第８の態様のいずれか１つの態様に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、物理量検出部から物理量検出信号の他に診断信号を伝送路を介して制御部に出力し、制御部で物理量検出信号に基づいて制御を行うとともに、診断信号を受信したときに伝送系の異常判定を行う。このため、物理量検出信号の異常を判別することができるとともに、伝送系の信号伝送異常を正確に検出することができ、物理量検出装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるトルクセンサ及びコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】トルクセンサの演算部で実行する信号切換処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】操舵補助制御装置のマイクロコントロールユニット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。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すトルクセンサ及びコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態における信号切換処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態におけ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。
【図８】第３の実施形態におけ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。
【図９】図８の診断信号受信処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態の動作の説明に供する診断信号の受信状態を示す波形図である。
【図１１】断線時の受信信号の受信状態を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の一例を示す全体構成図である。
この電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は物理量検出装置の検出部としてのトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１３】
出力軸２ｂ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。
【００１４】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂ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２ｂに連結した減速機構１１と、この減速機構１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）出力型のセンサユニット３ａを備えている。このセンサユニット３ａは、トルクセンサ部３ｂと、演算部３ｃと、信号出力部３ｄと、電源回路３ｅとを備えている。
【００１５】
トルクセンサ部３ｂは、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えば電流変化に変換して出力する。このトルクセンサ部３ｂの一例は、例えば特開２００６−２６７０４５号公報に開示されているように、入力軸２ａ及び出力軸２ｂの何れか一方の外周面に形成した延長方向に延長する複数の突条と、この突条に対向するように他方に固定され円周方向に長方形の窓が形成された円筒部材と、この円筒部材の外周側に固定された回転軸に生じるトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する少なくとも２つの検出コイルと、これら２つの検出コイルに個別に直列に抵抗を接続して検出コイルのインピーダンス変化を検出するブリッジ回路と、このブリッジ回路に交流信号を供給する交流信号源とを有する。そして、ブリッジ回路の検出コイルの両端電圧を増幅してＡ／Ｄ変換してディジタル電圧信号として出力する。
【００１６】
また、演算部３ｃは、トルクセンサ部３ｂから出力されるディジタル電圧信号を入力し、このディジタル電圧信号に基づいて所定のトルク演算処理を行ってトルク検出値を算出し、算出したトルク検出値に応じた所定の有効範囲のデューティ比（例えば５〜９５％）のパルス幅のトルク検出信号となるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号Ｓｔを形成する。
また、演算部３ｃでは、電源回路３ｅから電源電圧が供給開始されてから所定期間の間トルク検出信号となるパルス幅変調信号に代えて診断信号Ｓｄを形成する。この診断信号Ｓｄは、トルク検出信号となるパルス幅変調信号の有効範囲外となる１〜４％のデューティ比又は９６〜９９％のデューティ比に設定されており、トルク検出信号となるパルス幅変調信号Ｓｔに対して識別可能な信号とされている。
【００１７】
さらに、演算部３ｃは、パルス幅変調信号Ｓｔ及び診断信号Ｓｄを切り換える信号切換部３ｃａを備えている。この信号切換部３ｃａは、電源回路３ｅから電源電圧が供給介しされてから所定期間の間診断信号Ｓｄを選択し、所定期間の経過後はパルス幅変調信号Ｓｔを選択する。
この演算部３ｃでは、電源が投入されると図３に示す信号切換処理を実行する。この信号切換処理は、先ず、ステップＳ１の初期化処理で電源投入後の所定期間の診断期間であることを表す診断期間フラグＦ１を“１”にセットするとともに、診断期間を計数する変数Ｎを“０”にクリアする。
【００１８】
次いで、ステップＳ２で診断期間フラグＦ１が“１”にセットされているか否かを判定し、診断期間フラグＦ１が“１”にセットされているときには、ステップＳ３に移行し、前述したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の有効範囲外となるデューティ比１〜４％又は９６〜９９％の何れかに設定されたパルス幅変調（ＰＷＭ）信号でなる診断信号を信号出力部３ｄに出力してからステップＳ４へ移行する。
このステップＳ４では、診断期間を計数する変数Ｎを“１”だけインクリメントしてからステップＳ５に移行し、変数Ｎが予め設定した所定数Ｎｓに達したか否かを判定する。この判定結果が、Ｎ＜Ｎｓであるときには前記ステップＳ２に戻り、Ｎ≧ＮｓであるときにはステップＳ６に移行して、診断期間フラグＦ１を“０”にリセットしてからステップＳ２に戻る。
【００１９】
一方、ステップＳ２の判定結果が、診断期間フラグＦ１が“０”であるときには、ステップＳ７に移行して、トルクセンサ部３ｂから出力されるディジタル電圧信号を読込んでからステップＳ８に移行する。
このステップＳ８では、読込んだディジタル電圧信号の差分信号を演算し、差分信号を全波整流してから平均化するとともに中立電圧を調整してトルク検出値を算出するトルク検出値算出処理を行う。
次いで、ステップＳ９に移行して、算出したトルク検出値を基に例えばデューティ比算出マップを参照してデューティ比を算出し、算出したデューティ比のパルス幅変調信号Ｓｔを信号出力部３ｄに出力してから前記ステップＳ２に戻る。
【００２０】
この図３の信号切換処理が信号切換部３ｃａに対応している。
信号出力部３ｄは、演算部３ｃから出力されるパルス信号幅変調信号をトルク検出信号としてノイズフィルタ３ｆを介して出力端子ｔｓｏに出力する。
電源回路３ｅは、後述する制御部としての操舵補助制御装置２０からノイズフィルタ３ｇを介して供給される電源電圧を演算部３ｃ及び信号出力部３ｄで使用する電圧に変換して、演算部３ｃ及び信号出力部３ｄに出力する。
このトルクセンサ３から出力されるトルク検出信号Ｔは操舵補助制御装置２０に入力される。
【００２１】
この操舵補助制御装置２０は、車載のバッテリ２１から電源供給されることによって作動し、ステアリング系に操舵力を付与する例えば３相ブラシレスモータで構成される電動モータ１２を駆動制御する。バッテリ２１の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッションスイッチ２２を介して操舵補助制御装置２０に接続されると共に、イグニッションスイッチ２２を介さず直接操舵補助制御装置２０に接続されている。
【００２２】
操舵補助制御装置２０には、図２に示すように、トルクセンサ３で検出されたトルク検出信号Ｔがノイズフィルタ２３を介して入力されるとともに、車速センサ２４で検出した車速検出値Ｖｓが車両内のコントローラを接続するネットワークである車両ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）２５を介して入力される。
この操舵補助制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部としてのマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）３１と、モータ駆動回路３２と、ＦＥＴゲート駆動回路３３と、モータ電流検出回路３４とを備えている。
【００２３】
マイクロコントロールユニット３１は、各種センサの検出信号に基づいて操舵補助力を電動モータ１２で発生するための各相電圧指令値を演算し、これに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号を生成する。
モータ駆動回路３２は、電動モータ１２を駆動する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されている。
ＦＥＴゲート駆動回路３３は、マイクロコントロールユニット３１から出力されるＰＷＭ制御信号に基づいてモータ駆動回路３２の電界効果トランジスタのゲート電圧を制御する。
【００２４】
モータ電流検出回路３４は、電動モータ１２の各相に供給される各相電流を検出する。
このモータ電流検出回路３４は、モータ駆動回路３２を構成するインバータ回路のＵ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームの負極側に介挿されたモータ電流検出用抵抗の両端電圧からＵ相、Ｖ相及びＷ相のモータ電流を検出する。
また、操舵補助制御装置２０は、バッテリ２１からの電力をモータ駆動回路３２に供給する電源リレー３５を有し、この電源リレー３５の導通／非導通がマイクロコントロールユニット３１によって制御される。また、操舵補助制御装置２０は、車両ＣＡＮ２５とのインタフェース処理を行って車速検出値Ｖｓを受信するＣＡＮインタフェース回路３６を備えている。
【００２５】
さらに、操舵補助制御装置２０は、バッテリ２１にイグニッションスイッチ２２を介して接続されるとともに、電源リレー３５を介して接続される電源回路３７を備えている。この電源回路３７はバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）をマイクロコントロールユニット３１やＦＥＴゲート駆動回路３３で必要とする内部電圧（例えば５Ｖ）に降圧するレギュレータで構成されている。
この電源回路３７から出力される内部電圧はマイクロコントロールユニット３１、ＦＥＴゲート駆動回路３３、モータ電流検出回路３４、ＣＡＮインタフェース回路３６等に内部電源として供給されるとともに、電源出力端子ｔｐｏを介してトルクセンサ３に供給される。
【００２６】
また、マイクロコントロールユニット３１は、図２に示すように、トルクセンサ３との信号伝送路の異常を判定する異常判定部３１ａを備えている。そして、マイクロコントロールユニット３１は図４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、イグニッションスイッチ２２がオン状態となって、電源回路２７からマイクロコントロールユニット３１に電源が投入されたときに実行開始される。
すなわち、先ず、ステップＳ１１で初期化処理を行って、診断状態フラグＦ２を“１”にセットするとともに、診断信号受診回数を計数する変数Ｎ２を“０”にクリアし、さらにタイマをセットして診断期間の計時を開始させると共に、電源リレー２５を導通状態に制御する。
【００２７】
次いでステップＳ１２に移行して、診断状態フラグＦ２が“１”にセットされているか否かを判定し、診断状態フラグＦ２が“１”にセットされているときにはステップＳ１３に移行する。
このステップＳ１３では、前述したトルクセンサ３の演算部３ｃから出力される所定デューティ比の診断信号を受診したか否かを判定し、診断信号を受診したときには、ステップＳ１４に移行して診断信号受診回数を表す変数Ｎ２を“１”だけインクリメントしてからステップＳ１５に移行し、診断信号を受診していないときには直接ステップＳ１５へ移行する。
【００２８】
このステップＳ１５では、タイマがタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしていないときには前記ステップＳ１２へ戻り、タイムアップしたときにはステップＳ１６へ移行して、変数Ｎ２が予め設定した設定値Ｎ２ｓに達したか否かを判定する。
このステップＳ１６の判定結果が、Ｎ２≧Ｎ２ｓであるときにはトルクセンサ３とマイクロコントロールユニット３１との間の信号伝送路が正常であると判断して診断状態フラグＦ２を“０”にリセットしてからステップＳ１２へ戻る。
【００２９】
また、ステップＳ１６の判定結果が、Ｎ２＜Ｎ２ｓであるときにはトルクセンサ３及びマイクロコントロールユニット３１間の信号伝送路に異常が発生しているものと判断してステップＳ１８へ移行する。
このステップＳ１８では、トルクセンサ異常警報信号を警報回路４０へ出力して、警報回路４０から音、光、画像情報等でなるトルクセンサ異常警報を報知してから操舵補助制御処理を終了する。ここで、トルクセンサ異常と判断した場合には、公知のトルク代替値を制御値に切換えて、アシスト継続させてもよい。
【００３０】
一方、ステップＳ１２の判定結果が、診断状態フラグＦ２が“０”にリセットされているときにはステップＳ１９に移行して、トルクセンサ３、車速センサ２４、モータ電流検出回路３４等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ２０に移行して、操舵トルクＴ及び車速検出値Ｖｓをもとに車速をパラメータとして操舵トルクと操舵補助電流指令値との関係を表す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を算出してからステップＳ２１に移行する。
【００３１】
このステップＳ２１では、算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてｄ−ｑ軸電流指令値演算処理を実行してｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出し、次いでステップＳ２２に移行して２相／３相変換処理を行って三相のモータ電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆを算出する。
次いで、ステップＳ２３に移行して、モータ電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆからモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを減算して電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗを算出し、次いでステップＳ２４に移行して、電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗについてＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖｕｒｅｆ〜Ｖｗｒｅｆを算出してからステップＳ２５へ移行する。
【００３２】
このステップＳ２５では、算出した電圧指令値Ｖｕｒｅｆ〜Ｖｗｒｅｆに基づいてデューティ比を演算してからパルス幅変調処理を行ってゲート制御信号を形成し、次いでステップＳ２６に移行して、形成したゲート制御信号をＦＥＴゲート駆動回路３３に出力してから前記ステップＳ１９へ戻る。
この図４の処理において、ステップＳ１１〜ステップＳ１８の処理が異常判定部３１ａに対応している。
なお、電源リレー３５は、マイクロコントロールユニット３１の各種制御処理が終了した状態で非通電状態に復帰される。
【００３３】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、車両が停止していて、イグニッションスイッチ２２がオフ状態であり、電源リレー３５も非通電状態であるものとすると、この状態では、操舵補助制御装置２０の電源回路３７にバッテリ２１からの電力が供給されておらず、電源回路３７から内部電圧が出力されていない。このため、マイクロコントロールユニット３１、モータ駆動回路３２、ＦＥＴゲート駆動回路３３、モータ電流検出回路３４、警報回路４０等が非作動状態となっており、電動モータ１２も回転停止状態にある。
【００３４】
同様に、トルクセンサ３も操舵補助制御装置２０の電源回路３７から内部電源が電源回路３ｅに供給されていないので、トルクセンサ部３ｂ、演算部３ｃ及び信号出力部３ｄが非作動状態となっている。
この状態から運転者がイグニッションスイッチ２２をオン状態としてエンジンを始動すると、バッテリ２１からの電力がイグニッションスイッチ２２を介して電源回路３７に供給される。このため、電源回路３７から例えば５Ｖの内部電圧がマイクロコントロールユニット３１、ＦＥＴゲート駆動回路３３、モータ電流検出回路３４、警報回路４０等に供給され、これらが作動状態となる。
【００３５】
これと同時に、電源回路３７から出力される内部電圧が電源出力端子ｔｐｏ、電源入力端子ｔｐｉを通じ、ノイズフィルタ３ｇを通じてトルクセンサ３の電源回路３ｅに供給される。このため、電源回路３ｅから内部電圧がトルクセンサ部３ｂ、演算部３ｃ及び信号出力部３ｄに出力され、これらが作動状態となる。
このとき、トルクセンサ３の演算部３ｃで前述した図３に示す信号切換処理が実行開始され、先ず、初期化処理を行って、診断期間フラグＦ１を“１”にセットすると共に、診断期間を計数する変数Ｎを“０”にクリアする（ステップＳ１）。
【００３６】
次いで、診断期間フラグＦ１が“１”にセットされているので、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、通常の操舵トルク検出値を表すパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の有効範囲外となる所定デューティ比の診断信号を信号出力部３ｄに出力する。
その後、診断期間を計数する変数Ｎを“１”だけインクリメントし（ステップＳ４）、次いで診断期間変数Ｎが所定数Ｎｓに達したか否かを判定し（ステップＳ５）、診断期間変数Ｎが所定数に達するまで診断信号の出力を繰り返す。
【００３７】
一方、操舵補助制御装置２０では、同様にマイクロコントロールユニット３１で図４に示す操舵補助制御処理が実行開始され、初期化処理で診断状態フラグＦ２が“１”にセットされると共に、診断信号受信回数を表す変数Ｎ２を“０”にクリアし、さらに診断期間を設定するタイマをセットする（ステップＳ１１）
次いで、診断状態フラグＦ２が“１”にセットされているので、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行して、トルクセンサ３から所定デューティ比の診断信号を受信したか否かを判定する。このとき、診断信号を受信したときには診断信号受信回数を表す変数Ｎ２を“１”だけインクリメントしてからタイマがタイムアップしたか否かを判定し、タイマがセットされたばかりであるので、ステップＳ１２に戻る。
【００３８】
そして、上記ステップＳ１２〜Ｓ１５の診断信号の受信回数の計数処理をタイマがタイムアップするまで即ちトルクセンサ３の演算部３ｃで設定された診断期間が経過するまで繰り返し実行される。
そして、診断期間が経過すると、トルクセンサ３の演算部３ｃで実行しているトルク演算処理では、診断期間フラグＦ１が“０”にリセットされ（ステップＳ６）、これによりステップＳ２からステップＳ７に移行して、通常のトルクセンサ部３ｂからブリッジ回路の出力電圧を読込み、これら出力電圧の差分電圧を全波整流処理してから平均化すると共に、中立電圧を調整してトルク検出値を算出するトルク検出値演算処理を行う（ステップＳ８）。
【００３９】
そして、算出したトルク検出値をもとにデューティ比算出マップを参照してトルク検出値に応じたデューティ比を算出し、算出したデューティ比のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を信号出力部３ｄに出力し、この信号出力部３ｄからパルス幅変調（ＰＷＭ）信号をトルク検出信号として出力端子ｔｓｏに出力する。
同様に、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１では、電源投入時から診断期間の間診断信号の受信処理を繰り返して、診断信号を受信する毎に診断信号受信回数を表す変数Ｎ２をインクリメントしている。このため、トルクセンサ３のセンサユニット３ａと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間の信号伝送系に異常がない場合には、診断信号受信回数を表す変数Ｎ２が所定値Ｎ２ｓ以上となっている。したがって、タイマがタイムアップしたときにステップＳ１５からステップＳ１６を経てステップＳ１７に移行して、診断状態フラグＦ２が“０”にリセットされる。
【００４０】
したがって、ステップＳ１２に戻ったときに、ステップＳ１２からステップＳ１９へ移行して、トルク検出信号Ｔ、車速検出値Ｖｓ、モータ電流検出値等の読込を行い、読込んだトルク検出信号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を算出する（ステップＳ２０）。
そして、算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてｄ−ｑ軸指令値演算処理を行って、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出し（ステップＳ２２）、次いで、算出したｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを２相／３相変換処理して３相のモータ電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆを算出する（ステップＳ２３）。
【００４１】
次いで、算出したモータ電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆから個別にモータ電流検出値Ｉｕ〜Ｉｗを減算して電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗを算出し（ステップＳ２３）、算出した電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗをＰＩ制御処理して電圧指令値Ｖｕｒｅｆ〜Ｖｗｒｅｆを算出し（ステップＳ２４）、算出した電圧指令値Ｖｕｒｅｆ〜Ｖｗｒｅｆに基づいてパルス幅変調処理してゲート制御信号を形成し（ステップＳ２５）、形成したゲート制御信号をＦＥＴゲート駆動回路３３に出力する（ステップＳ２６）。
【００４２】
これにより、ＦＥＴゲート駆動回路３３からゲート制御信号がモータ駆動回路３２に出力されて、このモータ駆動回路３２から３相のモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが電動モータ１２に出力される。これによって、電動モータ１２が回転駆動されて操舵トルク検出値に応じた操舵補助トルクを発生し、この操舵補助トルクが減速機構１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに伝達される。したがって、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。
【００４３】
一方、電源投入時の診断処理で、診断信号受信回数を表す変数Ｎ２が予め設定した所定値Ｎ２ｓ未満であるときには、トルクセンサ３の演算部３ｃ及び操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１間の信号伝送系に異常が発生しているものと判断する。
このため、タイマがタイムアップして診断期間が終了した時点でステップＳ１６からステップＳ１８に移行して、トルクセンサ異常警報信号を警報回路４０に出力してから操舵補助制御処理を終了する。この警報回路４０では、音、光、画像情報等による警報を発して運転者にトルク検出値伝送系の異常を運転者に報知する。トルクセンサ異常と判断した場合には、公知のトルク代替値を制御に切換えて、アシストを継続させてもよい。
【００４４】
この結果、マイクロコントロールユニット３１で読込む操舵トルク検出信号が異常である状態で操舵補助制御処理を実行することを確実に防止することができる。
このように、上記第１の実施形態によると、トルクセンサ３の演算部３ｃで、少なくとも電源投入開始時に、操舵補助制御装置２０の制御部となるマイクロコントロールユニット３１に対する診断信号を生成して出力し、マイクロコントロールユニット３１側で診断信号を正常に受信したか否かを判定するようにしている。このため、トルクセンサ３の演算部３ｃと、マイクロコントロールユニット３１との間のノイズフィルタ３ｆ及び１４を含めた信号伝送系の異常を正確に検出することができ、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
しかも、異常診断を行う場合に使用する診断信号が通常のトルク検出信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の有効範囲（デューティ比５〜９５％）外のデューティ比１〜４％又は９６〜９９％を使用するので、マイクロコントロールユニット３１の診断処理時に診断信号の受信を正確に判断することができる。
さらに、通常動作時にトルクセンサ３の演算部３ｃから誤って診断信号が出力されても、マイクロコントロールユニット３１でトルク検出信号として認識することはなく、誤動作を生じるおそれを回避することができる。
【００４６】
また、診断信号の出力演算処理及び診断信号の受信演算処理をそれぞれソフトウェア処理で行うようにしているので、既存の信号伝送系の診断機能を有さない電動パワーステアリング装置でもトルクセンサ３の演算部３ｃ及び操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１のプログラムを変更するだけで、容易に適用することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、電源投入時にトルクセンサ３の演算部３ｃから診断信号を出力し、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１で診断信号を受信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い。
【００４７】
すなわち、トルクセンサ３の演算部３ｃで、電源投入後から一定時間Ｔ１毎に診断期間フラグＦ１を“１”に設定して診断信号出力処理（ステップＳ２〜Ｓ６）を行って診断信号を所定期間出力する。
そして、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１で、電源投入後から演算部３ｃと同一の一定時間Ｔ１毎に診断状態フラグＦ２を“１”に設定するとともに、タイマをセットすることにより、所定期間診断信号の判定処理（ステップＳ１２〜Ｓ１８）を行う。
この診断信号の判定処理で、診断信号の受信状態に基づいてトルクセンサ３の演算部３ｃと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間の信号伝送系の異常の有無を判定するようにしてもよい。この場合の診断信号の出力期間は、連続的に出力されるトルク検出信号による操舵補助制御に与える影響を少なくする短い期間に設定することが好ましい。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施形態について図５を伴って説明する。
この第２の実施形態では、操舵補助制御装置２０側からトルクセンサ３に対して診断信号の送出を要求することができるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図５に示すように、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１とトルクセンサ３の演算部３ｃとの間に診断信号送出要求信号を送信する信号伝送路４１が設けられている。
【００４９】
また、トルクセンサ３の演算部３ｃで実行する信号切換処理で、図６に示すように、ステップＳ９の次に、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１から診断信号送出要求信号を受信したか否かを判定するステップＳ３１が設けられている。
そして、ステップＳ３１の判定結果が診断信号送出要求信号を受信していないときには前記ステップＳ２に戻り、診断信号送出要求信号を受信したときにはステップＳ３２に移行して、診断期間フラグＦ１を“１”にセットしてから前記ステップＳ２に戻るように変更されている。
【００５０】
さらに、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１で実行する操舵補助制御処理で、図７に示すように、ステップＳ２６の次に、操舵トルク検出値が“０”又はその近傍の不感帯範囲内の値であるか否かを判定するステップＳ４１が追加されている。
このステップＳ４１の判定結果が、操舵トルク検出値が零又はその近傍の不感帯以外の値であるときにはステップＳ４２に移行して、後述する変数Ｎ３を“０”にクリアしてから前記ステップＳ１９に戻る。一方、操舵トルク検出値が“０”又はその近傍の不感帯内の値であるときには、中立位置での保舵状態であると判断してステップＳ４３に移行し、保舵状態の継続時間を計時する変数Ｎ３を“１”だけインクリメントしてからステップＳ４４に移行する。
【００５１】
このステップＳ４４では、変数Ｎ３が予め設定した所定値Ｎ３ｓに達したか否かを判定し、Ｎ３＜Ｎ３ｓであるときには前記ステップＳ１９に戻り、Ｎ３≧Ｎ３ｓであるときにはステップＳ４５に移行して、診断信号送出要求信号を信号伝送路４１に送出する。次いで、ステップＳ４６に移行して診断状態フラグＦ２を“１”にセットすると共に、タイマをセットしてから前記ステップＳ１２に移行する。
【００５２】
この第２の実施形態によると、前述した第１の実施形態と同様に、電源投入時にトルクセンサ３の演算部３ｃと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間の信号伝送路の初期異常診断を行い。さらに、操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１の操舵補助制御処理で、操舵トルク検出値が“０”又はその近傍の不感帯内である状態を所定時間継続したときに、マイクロコントロールユニット３１からトルクセンサ３の演算部３ｃに対して診断信号送出要求信号を送出して、トルクセンサ３の演算部３ｃから診断信号を送出させることができる。
このため、操舵補助制御装置２０の作動中にトルクセンサ３の演算部３ｃと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間の信号伝達系の異常診断を行うことができ、電源投入後でも異常診断を行うことができ、より信頼性を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記第２の実施形態においては、トルク検出信号が“０”又はその近傍の不感帯内の値であるときに診断信号送出要求信号を、信号伝送路４１を介してトルクセンサ３の演算部３ｃに送信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い。
すなわち、本発明では、ステアリングホイール１の操舵角を検出する操舵角センサを有する場合に、操舵角が直進状態を表す中立位置（＝“０”）の状態を所定時間継続したときに診断信号送出要求信号を送信してもよく、要は補助操舵制御処理に影響を与えないときに診断信号送出要求信号を送信すればよい。また、一定時間毎に診断信号送出要求信号を送信してもよい。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施形態について図８及び図９を伴って説明する。
この第３の実施形態では、トルクセンサ３のトルクセンサ部３ａと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間に介挿されているノイズフィルタ３ｆ及び２３の異常を検出するようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、前述した第１の実施形態における図２のマイクロコントロールユニット３１の異常判定部３１ａでノイズフィルタ３ｆ及び２３の異常を検出する。
すなわち、マイクロコントロールユニット３１は、図８に示す操舵補助制御処理を実行する。
【００５５】
この操舵補助制御処理では、前述した図４の操舵補助制御処理において、ステップＳ１３及びＳ１４の処理が診断信号受信処理を行うステップＳ５０が設けられている。
このステップＳ５０の診断信号受信処理は、図９に示すように、まず、ステップＳ５１で、受信信号が０Ｖから立ち上がったか否かを判定し、受信信号が立ち上がらない場合にはそのまま診断信号受信処理を終了して図８のステップＳ１５に移行する。
また、ステップＳ５１の判定結果が、受信信号が立ち上がった場合には、ステップＳ５２に移行して、ソフトウェアカウンタで構成される立ち上がりカウンタを起動して受信信号の立ち上がり時間より短い一定周期でカウントを開始させる。
【００５６】
次いで、ステップＳ５３に移行して、受信信号レベルが電源電圧となる例えば５Ｖの設定レベルに到達したか否かを判定する。このステップＳ５３では、受信レベルが設定レベルに達していないときには、受信レベルが設定レベルに到達するまで待機し、受信レベルが設定レベルに到達したときはステップＳ５４移行する。
このステップＳ５４では、立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ１を読込み、次いでステップＳ５５に移行して、読込んだカウント値Ｔｎ１がノイズフィルタ３ｆ及び２３が共に正常な状態でのカウント値より小さい値に予め設定された設定カウント値Ｔｎｓより小さいか否かを判定する。
【００５７】
このステップＳ５５の判定は、受信信号の立ち上がりが急峻であるか否かを判定するものである。すなわち、ノイズフィルタ３ｆ及び２３は通常ローパスフィルタで構成され、積分要素として作用するので、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であるときには、図１０に点線図示のように、受信信号の立ち上がりが比較的緩やかな変化率で立ち上がるが、ノイズフィルタ３ｆ及び２３に異常が発生してフィルタとしての動作が行えない状態となると、積分要素が作用しなくなるため、図１０で実線図示のように立ち上がりが急峻になる。
【００５８】
したがって、受信信号が０Ｖから設定レベルとなる５Ｖまで立ち上がる時間を立ち上がりカウンタで計時することにより、そのカウント値からノイズフィルタ３ｆ及び２３の良否を判定することができる。
そして、ステップＳ５５の判定結果がＴｎ１＜Ｔｎｓであるときには、ノイズフィルタ３ｆ及び２３の何れか一方に異常が生じたものと判断してステップＳ５６に移行して、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が異常であることを表すフィルタ異常フラグＦＮＡ１を“１”にセットしてからステップＳ５８に移行し、Ｔｎ１≧Ｔｎｓであるときにはノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であると判断してステップＳ５７に移行して、フィルタ異常フラグＦＮＡ１を“０”にリセットしてからステップＳ５８に移行する。
【００５９】
ステップＳ５８では、受信信号が立ち下がり状態となったか否かを判定し、受信信号が立ち下がらないときには受信信号が立ち下がるまで待機し、受信信号が立ち下がったときには、ステップＳ５９に移行する。
このステップＳ５９では、ソフトウェアカウンタで構成される立ち下がりカウンタを起動して、受信信号の立ち上がり時間より短い一定周期でカウントを開始させ、次いでステップＳ６０に移行して、立ち上がりカウンタのカウントを停止させてからステップＳ６１に移行する。この受信信号の立ち下がり時点で立ち上がりカウンタのカウントを停止させることにより、立ち上がりカウンタのカウント値が受信信号のオン区間の時間Ｔｏｎを表すことになる。
【００６０】
ステップＳ６１では、受信信号レベルが０Ｖに到達したか否かを判定し、受信信号レベルが０Ｖに到達していないときには、受信信号レベルが０Ｖに到達するまで待機し、受信信号レベルが０Ｖに到達したときにはステップＳ６２に移行する。
このステップＳ６２では、立ち下がりカウンタのカウント値Ｔｎ２を読込み、次いでステップＳ６３に移行して、読込んだカウント値Ｔｎ２がノイズフィルタ３ｆ及び２３が共に正常な状態でのカウント値より小さい値に予め設定された設定カウント値Ｔｎｓより小さいか否かを判定する。
【００６１】
このステップＳ６３の判定は、受信信号の立ち下がりが急峻であるか否かを判定するものである。すなわち、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であるときには、図１０に点線図示のように、受信信号の立ち下がりが比較的緩やかな変化率で立ち下がるが、ノイズフィルタ３ｆ及び２３に異常が発生してフィルタとしての動作が行えない状態となると、積分要素が作用しなくなるため、図１０で実線図示のように立ち下がりが急峻になる。
したがって、受信信号が電源電圧である５Ｖから０Ｖまで立ち下がる時間を立ち下がりカウンタで計時することにより、そのカウント値からノイズフィルタ３ｆ及び２３の良否を判定することができる。
【００６２】
そして、ステップＳ６３の判定結果がＴｎ２＜Ｔｎｓであるときには、ノイズフィルタ３ｆ及び２３の何れか一方に異常が生じたものと判断してステップＳ６４に移行して、ノイズフィルタに異常が発生した状態であることを表すフィルタ異常フラグＦＮＡ２を“１”にセットしてから前記ステップＳ６６に移行し、Ｔｎ２≧Ｔｎｓであるときにはノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であると判断してステップＳ６５に移行してフィルタ異常フラグＦＮＡ２を“０”にリセットしてからステップＳ６６に移行する。
【００６３】
ステップＳ６６では、受信信号が再度立ち上がったか否かを判定し、受信信号が立ち上がっていないときには受信信号が立ち上がるまで待機し、受信信号が立ち上がったときにはステップＳ６７に移行する。
ステップＳ６７では、立ち下がりカウンタを停止させてからステップＳ６８に移行する。このときの立ち下がりカウンタのカウント値Ｔｎ２が受信信号のオフ区間の継続時間Ｔｏｆｆを表す。
【００６４】
ステップＳ６８では、停止されている立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ１で表される受信信号のオン区間の継続時間Ｔｏｎと、立ち下がりカウンタのカウント値Ｔｎ２で表される受信信号のオフ区間の継続時間Ｔｏｆｆとに基づいて下記（１）式の演算を行って受信信号のデューティ比Ｄを算出してからステップＳ６９に移行する。
Ｄ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）      …………（１）
ステップＳ６９では、算出したデューティ比Ｄが設定された診断信号Ｓｄのデューティ比に該当するか否かを判定することにより、受信信号が診断信号であるか否かを判定し、受信信号ではないときにはそのまま診断信号受信処理を終了して図８のステップＳ１５に移行する。
【００６５】
一方、ステップＳ６９の判定結果が診断信号である場合には、ステップＳ７０に移行して、フィルタ異常フラグＦＮＡ１及びＦＮＡ２の何れかが“１”にセットされているか否かを判定し、フィルタ異常フラグＦＮＡ１及びＦＮＡ２の何れかが“１”にセットされているときにはステップＳ７１に移行して、警報回路４０に対して、ノイズフィルタの異常を表す警報信号を出力してからステップＳ７２に移行し、フィルタ異常フラグＦＮＡ１及びＦＮＡ２の双方が“０”にリセットされているときには直接ステップＳ７２に移行する。
【００６６】
このステップＳ７２では、診断信号の受信回数を表す変数Ｎ２を“１”だけインクリメントしてから診断信号受信処理を終了して図８のステップＳ１５に移行する。
この第３の実施形態によると、電源投入時に、図９に示す診断信号受信処理で、ステップＳ５１〜Ｓ５４で受信信号の立ち上がり時間Ｔｎ１を測定すると共に、ステップＳ５８〜Ｓ６２で受信信号の立ち下がり時間Ｔｎ２を測定するようにしている。
これら立ち上がり時間Ｔｎ１及び立ち下がり時間Ｔｎ２は、受信信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化率すなわち傾きを表している。したがって、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であるときには、図１０で点線図示のように、診断信号を受信したときに、診断信号の立ち上がり及び立ち下がりが緩やかで変化率が小さく、立ち上がり時間Ｔｎ１及び立ち下がり時間Ｔｎ２が設定時間Ｔｎｓより長くなり、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であると判断することができる。
【００６７】
しかしながら、例えばノイズフィルタ３ｆ及び２３が共に異常となると、受信した診断信号は、図１０で実線図示のように、立ち上がり及び立ち下がりが急峻となり、ステップＳ５４で読込んだ立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ１は設定カウント値Ｔｎｓより小さくなると共に、ステップＳ６２で読込んだ立ち下がりカウンタのカウント値Ｔｎ２も設定カウント値Ｔｎｓより小さくなる。
【００６８】
このため、ステップＳ５６でフィルタ異常フラグＦＮＡ１が“１”にセットされると共に、ステップＳ６４でフィルタ異常フラグＦＮＡ２が“１”にセットされる。
そして、その後に、受信信号が再度立ち上がると、ステップＳ６６からステップＳ６７に移行して、立ち上がりカウンタを停止させ、ステップＳ６８で停止している立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ１すなわちオン時間Ｔｏｎと停止している立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ２すなわちオフ時間Ｔｏｆｆとに基づいて前記（１）式の演算を行ってデューティ比Ｄを算出する。
【００６９】
そして、算出したデューティ比Ｄがトルク検出信号となるパルス幅変調信号Ｓｔのデューティ比の有効範囲外であるときに診断信号であると判断することができ、診断信号であると判断したときには、ステップＳ７０に移行して、フィルタ異常フラグＦＮＡ１又はＦＮＡ２が“１”にセットされているか否かを判定する。この判定結果が、フィルタ異常フラグＦＮＡ１及びＦＮＡ２の何れかが“１”にセットされているものであるときにはステップＳ７１に移行し、警報回路４０にノイズフィルタの異常を表す警報信号を出力して、警報を発する。
【００７０】
また、フィルタ異常フラグＦＮＡ１及びＦＮＡ２の双方が“０”にリセットされているときには、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であると判断する。
一方、図１１で実線図示のように、受信信号が０Ｖとから立ち上がらない場合には、ステップＳ５１からそのまま診断信号受信処理を終了することになる。このため、受信信号が立ち上がらない状態が継続した場合には、診断信号の受信回数を表す変数Ｎ２が“０”を維持するので、受信トルクセンサ部３ａと操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１との間が断線状態であると判断することができる。
【００７１】
なお、上記第３の実施形態では、ノイズフィルタ３ｆ及び２３が正常であるか否かを判断するために、受信信号の立ち上がり状態として０Ｖから設定電圧５Ｖに達するまでの時間を測定し、受信信号の立ち下がり状態を設定電圧５Ｖから０Ｖに達するまでの時間を測定した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、立ち上がり又は立ち下がりを検出した時点から一定時間後の電圧を検出して受信信号の立ち上がり状態及び立ち下がり状態を判断するようにしてもよく、さらには、受信信号が一定電圧まで立ち上がる時間及び受信信号が一定電圧まで立ち下がる時間をそれぞれ計測するようにしても良い。要は受信信号の立ち上がり時及び立ち下がり時の変化率に応じた値を検出できれば良いものである。さらに、受信信号の立ち上がり状態及び立ち下がり状態の双方を測定する場合に限らず、何れか一方を測定するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記第３の実施形態では、前述した第１の実施形態にノイズフィルタの異常判定処理を適用した場合について説明したが、前述した第２の実施形態にノイズフィルタの異常判定処理を適用するようにしてもよい。
また、上記第１〜第３の実施形態においては、トルクセンサ３の演算部３ｃからトルク検出値をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号形式で出力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い。
【００７３】
すなわち、本発明には、トルク検出値に応じたアナログやディジタルの電圧信号としたり、トルク検出値に応じたパルス間隔のパルス信号としたり等の任意の信号伝送方式を適用することができる。
また、上記第１〜第３の実施形態では、トルクセンサ３の演算部３ｃ及び操舵補助制御装置２０のマイクロコントロールユニット３１でソフトウェア処理によって診断信号を生成し、生成した診断信号を受信することにより、信号伝送系の異常を検出する場合について説明した。
【００７４】
本発明は、上記構成に限定されるものではなく、トルクセンサ３側に別途テスト信号を出力するテスト信号形成回路を設けると共に、このテスト信号形成回路の診断信号と演算部３ｃで演算したトルク検出信号とを切り換える信号切換回路を設けるようにしてもよい。同様に、演算部３ｃ及びマイクロコントロールユニット３１をハードウェアで構成するようにしてもよい。同様に、演算部３ｃ及びマイクロコントロールユニット３１をハードウェアで構成するようにしてもよい。
【００７５】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、物理量として操舵トルクのみを検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、物理量としての操舵角を検出する操舵角センサを設ける場合には、操舵角センサに前記センサユニット３ａを適用するようにしてもよく、さらには物理量センサとして２種類以上の物理量を検出し、検出した物理量を時分割で操舵補助制御装置に供給するようにしてもよい。なお、検出する物理量としては、操舵トルク、操舵角に限らず、電流、電圧、圧力、液位等の任意の物理量の検出に本発明を適用することができる。
また、上記各実施形態においては、本発明における物理量検出装置を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、物量量を検出する検出部と検出部で検出した物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置あるいはこの物理量検出装置を使用して任意の制御対象を制御する制御装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、３ａ…センサユニット、３ｂ…トルクセンサ部、３ｃ…演算部、３ｄ…信号出力部、３ｅ…電源回路、３ｆ，３ｇ…ノイズフィルタ、１０…操舵補助機構、１１…減速機構、１２…電動モータ、２０…操舵補助制御装置、２１…バッテリ、２２…イグニッションスイッチ、２３…ノイズフィルタ、２４…車速センサ、２５…車両ＣＡＮ、３１…マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）、３１ａ…異常判定部、３２…モータ駆動回路、３３…ＦＥＴゲート駆動回路、３４…モータ電流検出回路、３５…電源リレー、３６…ＣＡＮインタフェース、３７…電源回路、４０…警報回路、４１…信号伝送路
【図１】
2014057671.tif 000003
【図２】
2014057671.tif 000004
【図３】
2014057671.tif 000005
【図４】
2014057671.tif 000006
【図５】
2014057671.tif 000007
【図６】
2014057671.tif 000008
【図７】
2014057671.tif 000009
【図８】
2014057671.tif 000010
【図９】
2014057671.tif 000011
【図１０】
2014057671.tif 000012
【図１１】
2014057671.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月16日(2014.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る物理量検出装置の第１の態様は、物理量を検出して物量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置である。そして、前記物理量検出部は、前記物理量検出信号と前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号とを切り換える信号切換部を備え、少なくとも電源投入時に前記診断信号を出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明に係る物理量検出装置の第２の態様は、前記物理量検出部が、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力するようにしている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第３の態様は、前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第４の態様は、前記制御部が、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部が、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明に係る物理量検出装置の第５の態様は、前記物量検出部が、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号が前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第６の態様は、物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置であって、
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号及び前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備え、
前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断するようにしている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第７の態様は、前記物理量検出部が、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、上記第１の態様から上記第７の態様のいずれか１つの態様に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、マイクロコントロールユニット３１は、図２に示すように、トルクセンサ３との信号伝送路の異常を判定する異常判定部３１ａを備えている。そして、マイクロコントロールユニット３１は図４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、イグニッションスイッチ２２がオン状態となって、電源回路２７からマイクロコントロールユニット３１に電源が投入されたときに実行開始される。
すなわち、先ず、ステップＳ１１で初期化処理を行って、診断状態フラグＦ２を“１”にセットするとともに、診断信号受診回数を計数する変数Ｎ２を“０”にクリアし、さらにタイマをセットして診断期間の計時を開始させると共に、電源リレー３５を導通状態に制御する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
ステップＳ５８では、受信信号が立ち下がり状態となったか否かを判定し、受信信号が立ち下がらないときには受信信号が立ち下がるまで待機し、受信信号が立ち下がったときには、ステップＳ５９に移行する。
このステップＳ５９では、ソフトウェアカウンタで構成される立ち下がりカウンタを起動して、受信信号の立ち下がり時間より短い一定周期でカウントを開始させ、次いでステップＳ６０に移行して、立ち上がりカウンタのカウントを停止させてからステップＳ６１に移行する。この受信信号の立ち下がり時点で立ち上がりカウンタのカウントを停止させることにより、立ち上がりカウンタのカウント値が受信信号のオン区間の時間Ｔｏｎを表すことになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
このため、ステップＳ５６でフィルタ異常フラグＦＮＡ１が“１”にセットされると共に、ステップＳ６４でフィルタ異常フラグＦＮＡ２が“１”にセットされる。
そして、その後に、受信信号が再度立ち上がると、ステップＳ６６からステップＳ６７に移行して、立ち下がりカウンタを停止させ、ステップＳ６８で停止している立ち上がりカウンタのカウント値Ｔｎ１すなわちオン時間Ｔｏｎと停止している立ち下がりカウンタのカウント値Ｔｎ２すなわちオフ時間Ｔｏｆｆとに基づいて前記（１）式の演算を行ってデューティ比Ｄを算出する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
本発明は、上記構成に限定されるものではなく、トルクセンサ３側に別途テスト信号を出力するテスト信号形成回路を設けると共に、このテスト信号形成回路の診断信号と演算部３ｃで演算したトルク検出信号とを切り換える信号切換回路を設けるようにしてもよい。同様に、演算部３ｃ及びマイクロコントロールユニット３１をハードウェアで構成するようにしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、物理量として操舵トルクのみを検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、物理量としての操舵角を検出する操舵角センサを設ける場合には、操舵角センサに前記センサユニット３ａを適用するようにしてもよく、さらには物理量センサとして２種類以上の物理量を検出し、検出した物理量を時分割で操舵補助制御装置に供給するようにしてもよい。なお、検出する物理量としては、操舵トルク、操舵角に限らず、電流、電圧、圧力、液位等の任意の物理量の検出に本発明を適用することができる。
また、上記各実施形態においては、本発明における物理量検出装置を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、物理量を検出する検出部と検出部で検出した物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置あるいはこの物理量検出装置を使用して任意の制御対象を制御する制御装置に本発明を適用することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出して物量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置であって、
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号と前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号とを切り換える信号切換部を備え、少なくとも電源投入時に前記診断信号を出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている
ことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
前記物理量検出部は、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
【請求項３】
前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としていることを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部は、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項５】
前記物理量検出部は、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置であって、
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号及び前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備え、
前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断する
ことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項７】
前記物理量検出部は、物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部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。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月24日(2015.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置であって、
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号及び前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備え、
前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断する
ことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号と前記診断信号とを切り換える信号切換部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
【請求項３】
前記物理量検出部は、電源投入時に所定期間前記診断信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記物理量検出部は、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項５】
前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部は、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項７】
前記物理量検出部は、前記物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号を出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物理量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る物理量検出装置の第１の態様は、物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出部と、該物理量検出部から出力される物理量が伝送路を介して入力され、当該物理量に基づいて制御を行う制御部とを備えた物理量検出装置である。そして、前記物理量検出部は、前記物理量検出信号及び前記制御部との間の伝送系の異常を検出する診断信号をノイズフィルタを介して前記制御部に出力し、前記制御部は診断信号を受信したときに、当該診断信号に基づいて前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備え、前記異常判定部は、受信した前記診断信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方の変化状態を検出することにより、前記ノイズフィルタの異常を判断する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明に係る物理量検出装置の第２の態様は、前記物理量検出部は、前記物理量検出信号と前記診断信号とを切り換える信号切換部を備えている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第３の態様は、前記物理量検出部は、電源投入時に所定期間前記診断信号を出力する。
また、本発明に係る物理量検出装置の第４の態様は、前記物理量検出部が、一定時間毎に所定期間前記診断信号を出力するようにしている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第５の態様は、前記物理量検出部は、前記診断信号として前記物理量検出信号に対して識別可能な信号としている。
また、本発明に係る物理量検出装置の第６の態様は、前記制御部が、前記物理量検出部に対して診断信号出力要求を出力するように構成され、前記物理量検出部が、前記診断信号出力要求を受信したときに前記診断信号を前記伝送路に出力する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明に係る物理量検出装置の第７の態様は、前記物理量検出部が、前記物理量検出信号として物理量に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力し、前記診断信号は前記パルス幅変調信号の有効範囲外のデューティ比に設定されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、上記第１の態様から上記第７の態様のいずれか１つの態様に記載された物理量検出装置を備え、当該物理量検出装置は、操舵トルク指令値を算出するために必要とする少なくとも１つの物理量を検出して物理量検出信号を出力するとともに、前記診断信号を出力し、前記制御部は、前記物理量検出装置の物理量検出信号に基づいて操舵トルク指令値を算出し、算出した操舵トルク指令値に基づいて操舵補助力を発生する電動モータを制御するとともに、診断信号を受信したときに前記伝送系の異常を判定する異常判定部を備えている。
【国際調査報告】
2014057671.tif 000014
2014057671.tif 000015
2014057671.tif 000016