(57)【要約】【課題】位置検出センサの異常を早期に検出することができる電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御方法を提供すること。【解決手段】回転位置・異常検出部２３０は、操舵補助モータ１０の回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化する複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに、電圧レベルを検出し、検出された各電圧レベルが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）であるか否かを判定し、検出された各電圧レベルのいずれかが異常領域であると判定されると、判定された電圧レベルに対応する位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を確定し、位置検出センサの異常を検出する。【選択図】        図３
2008296829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング系に発生する少なくとも操舵トルクに基づいた操舵補助指令値と、前記ステアリング系に操舵補助力を付与する操舵補助モータの電流検出値とに基づいて操舵補助モータを制御する電動パワーステアリング装置において、
前記操舵補助モータの回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化する複数の位置検出センサと、
前記複数の位置検出センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、
を備え、前記センサ異常検出手段は、
前記位置検出センサごとに前記電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
前記検出された各電圧レベルが異常領域であるか否かを判定する異常判定手段と、
前記検出された各電圧レベルのいずれかが異常領域であると判定されると、前記判定された電圧レベルに対応する位置検出センサの異常を確定する異常確定手段と、
を有す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、前記位置検出センサの電源電圧値を検出する電源電圧値検出手段および前記異常領域を基準電圧レベルに基づいて設定する異常領域設定手段をさらに有し、
前記異常領域設定手段は、前記検出された電源電圧値に基づいて前記基準電圧レベルを変更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】
前記異常領域設定手段は、前記電源電圧値と前記基準電圧レベルとの対応関係に基づく基準電圧レベル設定テーブルと、前記検出された電源電圧値とに基づいて異常領域を設定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４】
前記異常領域は、
第１基準電圧レベル以上の領域である天絡故障領域と、
前記第１基準電圧レベルよりも低い第２基準電圧レベルと、前記第２基準電圧レベルよりも低い第３基準電圧レベルとの間の領域である中間故障領域と、
前記第３基準電圧レベルよりも低い第４基準電圧レベル以下の領域である地絡故障領域と、
からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記操舵補助モータの回転位置を検出する回転位置検出手段をさらに備え、
前記回転位置検出手段は、
前記複数の位置検出センサごとに、当該位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定する位置判定手段と、
前記各位置判定手段により判定された前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記操舵補助モータの回転位置を確定する回転位置確定手段と、
を有し、前記各位置判定手段は、
前記検出された電圧レベルが前記天絡故障領域、あるいは当該天絡故障領域と前記中間故障領域との間のＯＮ領域である場合にＯＮ状態と判定し、
前記中間故障領域である場合に前記位置判定手段が前回判定した状態と判定し、
前記中間故障領域と前記地絡故障領域との間のＯＦＦ領域、あるいは当該地絡故障領域である場合にＯＦＦ状態と判定す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６】
前記異常確定手段は、前記回転位置確定手段により判定された前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記複数の位置検出センサの異常を確定することを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
車両のステアリング系に発生する少なくとも操舵トルクに基づいた操舵補助指令値と、前記ステアリング系に操舵補助力を付与するモータの電流検出値とに基づいて操舵補助モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御方法において、
前記操舵補助モータの回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化する複数の位置検出センサごとに、前記電圧レベルを検出する手順と、
前記検出された各電圧レベルが異常領域であるか否かを判定する手順と、
前記検出された各電圧レベルのいずれかが異常領域であると判定されると、前記判定された電圧レベルに対応する位置検出センサの異常を確定する手順と、
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法に関し、特に位置検出センサの異常を検出する電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、操舵補助モータによって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）がある。電動パワーステアリング装置は、減速機を介して操舵補助モータが発生する駆動力をステアリングシャフトやラック軸等に操舵補助力として付与することで、運転者がステアリングホイールを操作する際の操作力を軽減するものである。
【０００３】
電動パワーステアリング装置では、操舵補助モータを制御するためのパラメータとして、操舵補助モータの回転位置が用いられている。従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助モータの回転位置の検出を複数の位置検出センサにより行うものである。各位置検出センサは、操舵補助モータの回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化するものである。従来の電動パワーステアリング装置では、複数の位置検出センサを備え、各位置検出センサの出力信号の電圧レベルの変化、すなわち各位置検出センサのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて操舵補助モータの回転位置が検出されている。
【０００４】
従来の電動パワーステアリング装置では、複数の位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせにより、操舵補助モータの回転位置を検出するものがある。従来の電動パワーステアリング装置では、例えば特許文献１に示すように、複数の位置検出センサが正常であるか否かを検出するセンサ異常検出手段が備えられている。特許文献１に示す電動パワーステアリング装置では、３つの位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせにより、操舵補助モータの回転位置を検出するものである。特許文献１に示す電動パワーステアリング装置のセンサ異常検出手段は、上記複数の位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせが操舵補助モータの回転位置を検出することができない組み合わせ、例えば３つの位置検出センサがすべてＯＦＦ状態（Ｓ＝０）や３つの位置検出センサがすべてＯＮ状態（Ｓ＝７）になった場合に、位置検出センサの異常を確定し、位置検出センサの異常を検出していた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１４６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置では、位置検出センサの異常が複数の位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせによって検出されるため、複数の位置検出センサのうち少なくとも１つが正常な出力信号を出力しなくなった場合、操舵によりモータが回転し、操舵補助モータの回転位置によってはセンサ異常検出手段が位置検出センサの異常を検出することができない虞がある。つまり、従来の電動パワーステアリング装置では、複数の位置検出センサのうち少なくとも１つが正常な出力信号を出力しなくなっても、複数の位置検出センサのすべてが同一の状態になるまでセンサ異常検出手段が位置検出センサの異常を早期に検出することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置検出センサの異常を早期に検出することができる電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、車両のステアリング系に発生する少なくとも操舵トルクに基づいた操舵補助指令値と、前記ステアリング系に操舵補助力を付与する操舵補助モータの電流検出値とに基づいて操舵補助モータを制御する電動パワーステアリング装置において、前記操舵補助モータの回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化する複数の位置検出センサと、前記複数の位置検出センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、を備え、前記センサ異常検出手段は、前記位置検出センサごとに前記電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、前記検出された各電圧レベルが異常領域であるか否かを判定する異常判定手段と、前記検出された各電圧レベルのいずれかが異常領域であると判定されると、前記判定された電圧レベルに対応する位置検出センサの異常を確定する異常確定手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記センサ異常検出手段は、前記位置検出センサの電源電圧値を検出する電源電圧値検出手段および前記異常領域を基準電圧レベルに基づいて設定する異常領域設定手段をさらに有し、前記異常領域設定手段は、前記検出された電源電圧値に基づいて前記基準電圧レベルを変更することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記異常領域設定手段は、前記電源電圧値と前記基準電圧レベルとの対応関係に基づく基準電圧レベル設定テーブルと、前記検出された電源電圧値とに基づいて異常領域を設定することが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記異常領域は、第１基準電圧レベル以上の領域である天絡故障領域と、前記第１基準電圧レベルよりも低い第２基準電圧レベルと、前記第２基準電圧レベルよりも低い第３基準電圧レベルとの間の領域である中間故障領域と、前記第３基準電圧レベルよりも低い第４基準電圧レベル以下の領域である地絡故障領域と、からなることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記操舵補助モータの回転位置を検出する回転位置検出手段をさらに備え、前記回転位置検出手段は、前記複数の位置検出センサごとに、当該位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定する位置判定手段と、前記各位置判定手段により判定された前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記操舵補助モータの回転位置を確定する回転位置確定手段と、を有し、前記各位置判定手段は、前記検出された電圧レベルが前記天絡故障領域、あるいは当該天絡故障領域と前記中間故障領域との間のＯＮ領域である場合にＯＮ状態と判定し、前記中間故障領域である場合に前記位置判定手段が前回判定した状態と判定し、前記中間故障領域と前記地絡故障領域との間のＯＦＦ領域、あるいは当該地絡故障領域である場合にＯＦＦ状態と判定することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記異常確定手段は、前記回転位置確定手段により判定された前記各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて前記複数の位置検出センサの異常を確定することが望ましい。
【００１４】
上述した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、車両のステアリング系に発生する少なくとも操舵トルクに基づいた操舵補助指令値と、前記ステアリング系に操舵補助力を付与するモータの電流検出値とに基づいて操舵補助モータを制御する電動パワーステアリング装置の制御方法において、前記操舵補助モータの回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルが変化する複数の位置検出センサごとに、前記電圧レベルを検出する手順と、前記検出された各電圧レベルがそれぞれ異常領域であるか否かを判定する手順と、前記検出された各電圧レベルのいずれかが異常領域であると判定されると、前記異常領域であると判定された電圧レベルに対応する前記位置検出センサの異常を確定する手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法は、複数の位置検出センサの異常を検出するセンサ異常検出手段が検出された位置検出センサごとの電圧レベルが異常領域であるか否かを判定、すなわち位置検出センサごとの電圧レベルをそれぞれ監視することで、位置検出センサごとに異常を検出する。従って、センサ異常検出手段は、位置検出センサのいずれかが正常な出力信号を出力しなくなった場合に、異常を検出することができる。つまり、センサ異常検出手段は、複数の位置検出センサごとに、すなわち個別に異常を検出することができる。これにより、複数の位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに拘わらず、各位置検出センサの異常を検出することができるので、位置検出センサの異常を早期に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【００１７】
図１は、実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。図２は、ＥＰＳ制御装置のハードウェア構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置１は、車両３００に搭載されるものであり、少なくともステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、第１ユニバーサルジョイント４と、ステアリングジョイント５と、第２ユニバーサルジョイント６と、ステアリングギヤ入力シャフト７と、ステアリングギヤ８と、タイロッド９と、複数の位置検出センサが設けられた操舵補助モータ１０と、減速機１１と、電動パワーステアリング装置１の制御装置（以下ＥＰＳ制御装置という）１２とにより構成される。ここで、ステアリング系とは、ステアリングシャフト３と、第１ユニバーサルジョイント４と、ステアリングジョイント５と、第２ユニバーサルジョイント６と、ステアリングギヤ入力シャフト７と、ステアリングギヤ８とを含むものである。電動パワーステアリング装置１は、操舵補助モータ１０によって、上記ステアリング系へ補助操舵力を付与することにより、運転者によるステアリングホイール２の操作を補助するものである。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１は、運転者によってステアリングホイール２に入力される操舵トルクが、入力軸３１と出力軸３２とを有するステアリングシャフト３に伝達される。ステアリングシャフト３は、図示しないケーシングに回転自在に支持される。そして、ステアリングシャフト３は、入力軸３１の一端がステアリングホイール２に連結され、他端がトルクセンサ１３を介して出力軸３２の一端に連結される。ステアリングホイール２に入力される操舵トルクは、まずステアリングシャフト３の入力軸３１へ伝達され、トルクセンサ１３を介して出力軸３２へ伝達される。
【００１９】
ステアリングシャフト３の出力軸３２に伝達された操舵トルクは、第１ユニバーサルジョイント４を介してステアリングジョイント５に伝達され、さらに、第２ユニバーサルジョイント６を介してステアリングギヤ入力シャフト７に伝達される。ステアリングギヤ入力シャフト７に伝達された操舵トルクは、ステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、車両３００の転舵輪、例えば左側前輪ＬＦＷおよび右側前輪ＲＦＷを同一回転方向に操舵する。ここで、ステアリングギヤ８は、ステアリングギヤ入力シャフト７に連結されたピニオンギヤ８１と、このピニオンギヤ８１にかみ合うラックギヤ８２とを有する、いわゆるラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオンギヤ８１の回転運動を、ラックギヤ８２で直進運動に変換する。
【００２０】
ここで、ステアリングシャフト３の入力軸３１に取り付けられるトルクセンサ１３は、操舵トルク検出手段であり、ステアリングホイール２を介して入力軸３１に伝達された、すなわち車両３００のステアリング系に発生する操舵トルクを検出するものである。トルクセンサ１３は、例えば、ステアリングシャフト３の入力軸３１と出力軸３２との間に介在させたトーションバーによって、運転者によって入力される操舵トルクを捩れ角変位に変換し、捩れ角変位をポテンショメータで検出するように構成される。
【００２１】
トルクセンサ１３から出力される電圧値は、トルク検出値が操舵トルクＴとしてＥＰＳ制御装置１２に入力される。また、ＥＰＳ制御装置１２には、操舵トルクＴの他に、車速センサ１４で検出した車両３００の速度の検出値（以下、単に「車速検出値」と称する。）が車速Ｖ、および操舵補助モータ１０に流れて操舵補助モータ１０を駆動する電流、すなわち後述する電流検出回路１２４で検出した操舵補助モータ１０を駆動する電流の検出値（以下、単に「電流検出値」と称する。）Ｉｍが入力される。
【００２２】
操舵補助モータ１０は、電動パワーステアリング装置１のステアリングシャフト３を介して、ステアリング系へ補助操舵力が付与するものである。操舵補助モータ１０は、減速機１１を介して、ステアリングシャフト３の出力軸３２に連結されている。従って、操舵補助モータ１０が発生する駆動力、すなわち出力トルクは、減速機１１を介することによって増幅されて、出力軸３２へ伝達される。ここで、操舵補助モータ１０は、実施の形態では、ブラシレスモータであり、回転軸１０２に一体回転可能に支持されたロータ１０３が一対のＳ極、Ｎ極、すなわち２極で構成されている。また、操舵補助モータ１０は、ロータ１０３と対向する位置に複数の位置検出センサとして、第１位置検出センサ１０１ａ、第２位置検出センサ１０１ｂ、第３位置検出センサ１０１ｃが設けられている。
【００２３】
第１位置検出センサ１０１ａ、第２位置検出センサ１０１ｂ、第３位置検出センサ１０１ｃ（以下、単に「各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃ」と称する。）は、ロータ１０３に対して回転方向に等間隔（１２０度ごと）に配置されている。各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃは、ホール素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）、ＭＩ素子（磁気インピーダンス素子）などの磁気式のセンサにより構成されており、磁界の強度に応じた出力信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力するものである。各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃは、ロータ１０３が回転することで各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃにおける磁界の強度が変化し、操舵補助モータ１０の回転位置に基づいて出力信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の電圧レベルＶａ，Ｖｂ，Ｖｃが変化することとなる。各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃは、バッテリ１５から電源リレー１２５を介してＥＰＳ制御装置１２に供給された電力が供給され駆動する。ここで、ＥＰＳ制御装置１２には、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力が電力信号Ｗｓとして入力される。
【００２４】
ＥＰＳ制御装置１２は、電動パワーステアリング装置１の制御を行うものである。ＥＰＳ制御装置１２は、入力された操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて、操舵補助モータ１０の操舵補助指令値Ｉを算出し、入力された操舵補助モータ１０の電流検出値Ｉｍと、操舵補助指令値Ｉに応じた電流指令値Ｉｒｅｆとに基づいて、操舵補助モータ１０の電流検出値Ｉｍが電流指令値Ｉｒｅｆに追従するように操舵補助モータ１０の駆動制御を行うものである。ＥＰＳ制御装置１２は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出するセンサ異常検出手段でもある。さらに、ＥＰＳ制御装置１２は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて操舵補助モータ１０の回転位置を検出する回転位置検出手段でもある。ここで、ＥＰＳ制御装置１２は、図示しないイグニションキーセンサから出力されたイグニションＯＮ信号により、同図に示すように、内蔵の電源リレー１２５がＯＮとなり、バッテリ１５から電源リレー１２５を介して電力が供給される。
【００２５】
ＥＰＳ制御装置１２は、少なくともＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１２１と、ＦＥＴプリドライバ回路１２２と、モータ駆動回路（インバータ）１２３と、電流検出回路１２４とにより構成されている。なお、１２５は、バッテリ１５とＥＰＳ制御装置１２とを接続して、バッテリ１５からＥＰＳ制御装置１２に電力を供給する電源リレーである。
【００２６】
ＭＣＵ１２１は、少なくともＣＰＵ１２１ａと、ＲＯＭ１２１ｂと、ＲＡＭ１２１ｃと、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）１２１ｄと、Ａ／Ｄ変換器１２１ｅと、インターフェース１２１ｆと、バス１２１ｇとにより構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、ＲＯＭ１２１ｂに格納された各種プログラムを実行して電動パワーステアリング装置１の制御を行うものである。
【００２７】
ＲＯＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａが実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ＲＯＭ１２１ｂには、操舵補助モータ１０の駆動制御を行うためのモータ駆動制御方法（操舵補助方法）を実行するモータ駆動制御プログラム、操舵補助モータ１０の異常を検出するためのモータ異常検出方法を実行するモータ異常検出プログラム、電流検出回路１２４の異常を検出するための回路異常検出方法を実行する回路異常検出プログラム、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常をそれぞれ検出するためのセンサ異常検出方法、すなわち本発明にかかる電動パワーステアリング装置１の制御方法を実行するセンサ異常検出プログラム等が格納されている。
【００２８】
ＲＡＭ１２１ｃは、ＣＰＵ１２１ａが上記プログラムを実行する場合にその作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果等が記憶されるものである。
【００２９】
ＥＥＰＲＯＭ１２１ｄは、電源遮断後においても記憶内容を保持可能な不揮発性メモリであり、ＣＰＵ１２１ａが、電動パワーステアリング装置１の制御で使用する制御データ等が格納される。なお、ここでは、不揮発性メモリとして、ＥＥＰＲＯＭ１２１ｄを使用することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ＦＬＡＳＨ−ＲＯＭ、ＳＤＲＡＭ等の不揮発性メモリを使用しても良い。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１２１ｅは、トルクセンサ１３からの操舵トルクＴ、電流検出回路１２４からの操舵補助モータ１０の電流検出値Ｉｍ、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃからの出力信号、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力などが入力され、これらをデジタル信号に変換する。インターフェース１２１ｆは、車速センサ１４からの車速Ｖ（車速パルス）をＣＡＮ通信で受け取るためのものである。
【００３１】
ＦＥＴプリドライバ回路１２２は、ＭＣＵ１２１から入力されるＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を、各相正負の通電信号（Ｕp，Ｕn、Ｖp、Ｖn、Ｗp，Ｗn）に変換して、モータ駆動回路１２３に出力するものである。
【００３２】
モータ駆動回路１２３は、図示しない一対のＦＥＴスイッチング素子からなるブリッジ回路をＵ相用，Ｖ相用，Ｗ相用として３相分備えており、各ＦＥＴスイッチング素子には還流ダイオードが並列接続されている。ブリッジ回路には、バッテリ１５から電源リレー１２５を介して直流電圧が印加される。各ＦＥＴスイッチング素子の制御端子（ゲート端子）には、ＦＥＴプリドライバ回路１２２から通電信号が入力される。モータ駆動回路１２３に印加される直流電圧は、モータ駆動回路１２３内のＦＥＴスイッチング素子のスイッチング動作によって３相の交流電圧に変換され、それにより操舵補助モータ１０が駆動される。また、ブリッジ回路には、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電流検出回路１２４が接続され、電流検出回路１２４が操舵補助モータ１０の電流検出値Ｉｍを検出して、ＭＣＵ１２１に出力するようになっている。
【００３３】
次に、電動パワーステアリング装置１のＥＰＳ制御装置１２による制御方法について説明する。図３は、ＥＰＳ制御装置の機能ブロック図である。図４は、回転位置検出部の構成例を示す図である。ここでは、ＥＰＳ制御装置１２により操舵補助モータ１０の駆動制御を行うためのモータ駆動制御方法、およびＥＰＳ制御装置１２により各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常をそれぞれ検出するためのセンサ異常検出方法について説明する。
【００３４】
ＭＣＵ１２１は、同図に示すように、操舵トルクＴと車速Ｖに基づいて操舵補助指令値を算出するトルク制御部２００と、操舵補助指令値を補償することにより、ステアリング系のステアリング特性を補償する補償制御を行い、車両の前後加速度ΔＶに基づいて、補償制御の補償量を決定する補償制御部２１０と、操舵補助モータ１０の駆動に関連した制御を行うモータ電流制御部２２０と、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出するとともに、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて操舵補助モータ１０の回転位置を検出する回転位置・異常検出部２３０とで構成されている。ここで、ＣＰＵ１２１ａは、ＲＯＭ１２１ｂに格納されたモータ駆動制御プログラムを実行することにより、トルク制御部２００、補償制御部２１０、モータ電流制御部２２０および回転位置・異常検出部２３０として機能する。
【００３５】
ＭＣＵ１２１では、トルクセンサ１３で検出された操舵トルクＴがトルク制御部２００のアシスト量演算部２０１、補償制御部２１０のトルク微分補償部２１１およびＳＡＴ推定部２１８に入力される。また、ＭＣＵ１２１では、車速センサ１４で検出された車速Ｖがトルク制御部２００のアシスト量演算部２０１、補償制御部２１０の車速微分部２１２に入力される。
【００３６】
トルク制御部２００は、アシスト量演算部２０１と、位相補償部２０２とにより構成されている。アシスト量演算部２０１は、トルクセンサ１３で検出された操舵トルクＴと、車速センサ１４で検出された車速Ｖが入力される。アシスト量演算部２０１は、車速Ｖをパラメータとして操舵トルクＴに対応する操舵補助指令値Ｉを格納しており、入力される操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて、操舵補助モータ１０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定して、位相補償部２０２に出力するものである。位相補償部２０２は、操舵系の安定性を高めるために、操舵補助指令値Ｉを位相補償して加算部２１９に出力するものである。
【００３７】
補償制御部２１０は、トルク微分補償部２１１と、車速微分部２１２と、比較部２１３と、モータ角速度推定部２１４と、モータ角加速度推定部２１５と、収斂性補償部２１６と、慣性補償部２１７と、ＳＡＴ（セルフトルクアライニング）推定部２１８と、加算部２１９とにより構成されている。
【００３８】
加算部２１９は、位相補償部２０２で位相補償された操舵補助指令値Ｉに、トルク微分補償部２１１のトルク微分補償値（補償量）、収斂性補償部２１６の収斂性補償値（補償量、慣性補償部２１７の慣性補償値（補償量）、およびＳＡＴ推定部２１８で算出されたＳＡＴ値を加算してトルク指令値Ｔｒｅｆを決定するものである。これにより、ステアリング特性の補償がなされたトルク指令値Ｔｒｅｆが決定される。車速微分部２１２は、車速センサ１４から入力される車速Ｖを微分して車両の前後加速度ΔＶを算出し、比較部２１３に出力するものである。
【００３９】
比較部２１３は、トルクステアおよび制動時のハンドル取られを軽減するために、車両の前後加速度ΔＶを所定値（正の所定値α1、負の所定値α2）と比較して、トルク微分補償部２１１のトルク微分ゲインＫｔ、収斂性補償部２１６の収斂性ゲインＫｄ、慣性補償部２１７の慣性補償ゲインＫｉをそれぞれ決定して、トルク微分補償部２１１、収斂性補償部２１６、および慣性補償部２１７に出力するものである。
【００４０】
トルク微分補償部２１１は、応答性を高めるためのものであり、ステアリングホイール２の中立点付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するフィードフォワード系の補償部であり、トルクセンサ１３から入力される操舵トルクＴと、比較部２１３から入力されるトルク微分ゲインＫｔとに基づいたトルク微分補償値を算出して加算部２１９に出力するものである。
【００４１】
モータ角速度推定部２１４は、後述する回転位置・異常検出部２３０から入力される操舵補助モータ１０の回転位置パターンＰｔに基づいてモータ角速度ωを推定し、推定したモータ角速度ωを、モータ角加速度推定部２１５、収斂性補償部２１６、およびＳＡＴ推定部２１８に出力するものである。
【００４２】
モータ角加速度推定部２１５は、モータ角速度推定部２１４から入力されるモータ角速度ωに基づいて、モータ角加速度＊ωを推定し、推定したモータ角加速度＊ωを慣性補償部２１７およびＳＡＴ推定部２１８に出力するものである。
【００４３】
収斂性補償部２１６は、ステアリングホイール２の回転を妨げる方向に制御するものであり、具体的には、車両のヨーの収斂性を改善するために、ステアリングホイール２が振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっており、入力されるモータ角速度ωと、比較部２１３から入力される収斂性ゲインＫｄとに基づいて、車両のヨーの収斂性を補償する収斂性補償値を算出して加算部２１９に出力するものである。
【００４４】
慣性補償部２１７は、ステアリングホイール２の回転を助ける方向に制御し、具体的には、操舵補助モータ１０の慣性により発生する力相当分をアシストして慣性感又は制御の応答性の悪化を防止するものであり、入力されるモータ角加速度＊ωと、比較部２１３で算出された慣性補償ゲインＫｉとに基づいて、操舵補助モータ１０の慣性を補償する慣性補償値を算出し、加算部２１９に出力するものである。
【００４５】
ＳＡＴ推定部２１８は、ステアリングホイール２に適切な路面情報を反力として与えるようになっており、入力される操舵トルクＴと、アシスト量演算部２０１の操舵補助指令値Ｉ、モータ角速度ωと、モータ角加速度＊ωとに基づいて、ＳＡＴ値を推定し、加算部２１９に出力するものである。
【００４６】
モータ電流制御部２２０は、電流指令値演算部２２１と、減算部２２２と、ＰＩ制御部２２３と、ＰＷＭ制御部２２４とにより構成されている。
【００４７】
電流指令値演算部２２１は、加算部２１９からトルク指令値Ｔｒｅｆが入力され、当該トルク指令値Ｔｒｅｆに基づいて電流指令値Ｉｒｅｆを決定して、減算部２２２に出力するものである。
【００４８】
一方、操舵補助モータ１０のモータ電流は、電流検出値Ｉｍとして、電流検出回路１２４で検出され、電流指令値Ｉｒｅｆとともに減算部２２２へ入力される。減算部２２２は、それらの偏差ΔＩ＝Ｉｒｅｆ−Ｉｍを算出して、ＰＩ（比例積分）制御部２２３に出力する。ＰＩ（比例積分）制御部２２３は、偏差ΔＩの比例積分出力として、電圧補償量ＶｒｅｆをＰＷＭ制御部２２４に出力する。ＰＷＭ制御部２２４は、電圧補償量ＶｒｅｆをＰＷＭ処理して、ＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力するものである。このＰＷＭ制御信号は、ＦＥＴプリドライバ回路１２２に入力され、ＦＥＴプリドライバ回路１２２およびモータ駆動回路１２０を介して、操舵補助モータ１０が駆動される。
【００４９】
回転位置・異常検出部２３０は、センサ異常検出手段および回転位置検出手段であり、第１電圧レベル検出部２３１ａと、第２電圧レベル検出部２３１ｂと、第３基準電圧レベル検出部２３１ｃと、電源電圧検出部２３２と、異常領域設定部２３３と、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａと、第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂと、第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃと、回転位置確定部２３５と、異常確定部２３６とにより構成されている。
【００５０】
第１電圧レベル検出部２３１ａは、電圧レベル検出手段であり、第１位置検出センサ１０１ａの出力信号の電圧レベルＶａを検出するものである。第１電圧レベル検出部２３１ａは、Ａ／Ｄ変換器１２１ｅによりデジタル信号に変換された第１位置検出センサ１０１ａの出力信号の電圧レベルＶａを検出し、検出した電圧レベルＶａを第１位置判定部（異常判定部）２３４ａに出力するものである。
【００５１】
第２電圧レベル検出部２３１ｂは、電圧レベル検出手段であり、第２位置検出センサ１０１ｂの出力信号の電圧レベルＶｂを検出するものである。第２電圧レベル検出部２３１ｂは、Ａ／Ｄ変換器１２１ｅによりデジタル信号に変換された第２位置検出センサ１０１ｂの出力信号の電圧レベルＶｂを検出し、検出した電圧レベルＶｂを第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂに出力するものである。
【００５２】
第３基準電圧レベル検出部２３１ｃは、電圧レベル検出手段であり、第３位置検出センサ１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶｃを検出するものである。第３基準電圧レベル検出部２３１ｃは、Ａ／Ｄ変換器１２１ｅによりデジタル信号に変換された第３位置検出センサ１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶｃを検出し、検出した電圧レベルＶｃを第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃに出力するものである。つまり、第１電圧レベル検出部２３１ａ、第２電圧レベル検出部２３１ｂ、第３基準電圧レベル検出部２３１ｃは、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとの電圧レベルＶａ〜Ｖｃをそれぞれ検出する。
【００５３】
電源電圧検出部２３２は、電源電圧検出手段であり、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力の電圧値、すなわち電源電圧値Ｖｉｎを検出するものである。電源電圧検出部２３２は、Ａ／Ｄ変換器１２１ｅによりデジタル信号に変換された各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力である電力信号Ｗｓの電源電圧値Ｖｉｎを検出し、検出した電源電圧値Ｖｉｎを異常領域設定部２３３に出力するものである。
【００５４】
異常領域設定部２３３は、異常領域設定手段であり、基準電圧レベルに基づいて異常領域を設定するものである。また、異常領域設定部２３３は、上記電源電圧検出部２３２により検出された電源電圧値Ｖｉｎに基づいて基準レベルを変更するものである。図５は、電源電圧と基準電圧レベルとの関係を示す図である。図６は、基準電圧レベル設定テーブルである。図７は、各領域と、各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態および各位置検出センサの故障状態との関係を示す図である。図８は、各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態と回転位置パターンとの関係を示す図である。
【００５５】
異常領域は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃが異常である場合に、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶａ〜Ｖｃが該当する領域である。異常領域は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障の種類に応じた複数の領域により構成されることが好ましい。実施の形態では、図５に示すように、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの天絡故障に対応した天絡故障領域、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの中間故障に対応した中間故障領域、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの地絡故障に対応した地絡故障領域とがある。また、基準電圧レベルは、実施の形態では、天絡故障領域を決定する第１基準電圧レベルＶｓ１と、中間故障領域を決定する第２基準電圧レベルＶｓ２および第３基準電圧レベルＶｓ３と、地絡故障領域を決定する第４基準電圧レベルＶｓ４とがある。つまり、異常領域設定部２３３は、異常領域として、第１基準電圧レベルＶｓ１以上の領域である天絡故障領域と、第１基準電圧レベルＶｓ１よりも低い第２基準電圧レベルＶｓ２と、第２基準電圧レベルＶｓ２よりも低い第３基準電圧レベルＶｓ３との間の領域である中間故障領域と、第３基準電圧レベルＶｓ３よりも低い第４基準電圧レベルＶｓ４以下の領域である地絡故障領域とを設定する。従って、後述する第１位置判定部（異常判定部）２３４ａ、第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂ、第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃは各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶａ，Ｖｂ，Ｖｃが各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障の種類に応じた各異常領域であるかを判定でき、異常確定部２３６は各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障の種類に応じた異常を確定することができる。つまり、回転位置・異常検出部２３０は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障の種類に応じて検出することができる。これにより、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障の種類に拘わらず検出することができ、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を確実に検出することができる。なお、異常領域設定部２３３は、天絡故障領域と中間故障領域との間、すなわち第１基準電圧レベル未満で第２基準電圧レベルを超える領域をＯＮ領域、中間故障領域と地絡故障領域との間、すなわち第３基準圧レベル未満で第４基準電圧レベルを超える領域をＯＦＦ領域として設定する。ＯＮ領域およびＯＦＦ領域、すなわち正常領域は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃが正常である場合に、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶａ〜Ｖｃが該当する領域である。
【００５６】
異常領域設定部２３３は、電源電圧検出部２３２により検出された電源電圧値Ｖｉｎに基づいて、ＲＯＭ１２１ｂあるいはＥＥＰＲＯＭ１２１ｄに予め格納されている基準電圧レベル設定テーブルに基づいて各領域を決定する各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４を決定する。基準電圧レベル設定テーブルは、実施の形態では、図６に示すように、複数の電源電圧値Ｖｉｎと、各電源電圧値に応じた各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４とにより構成されている。異常領域設定部２３３は、例えば、電源電圧検出部２３２により検出された電源電圧値ＶｉｎがＶｉｎ１である場合、第１基準電圧レベルＶｓ１を３．５Ｖ、第２基準電圧レベルＶｓ２を２．３Ｖ、第３基準電圧レベルＶｓ３を１．８Ｖ、第４基準電圧レベルＶｓ４を０．５Ｖに決定する。異常領域設定部２３３は、第１基準電圧レベルＶｓ１である３．５Ｖ以上の領域を天絡故障領域、第２基準電圧レベルＶｓ２である２．３Ｖと第３基準電圧レベルＶｓ３である１．８Ｖとの間の領域を中間故障領域、第４基準電圧レベルＶｓ４である０．５Ｖ以下の領域を地絡故障領域に設定する。
【００５７】
ここで、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力は、電源リレー１２５を介してバッテリ１５からＥＰＳ制御装置１２に供給された電力であるので、電源電圧値Ｖｉｎがバッテリ１５の状態に応じて変化する。つまり、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶａ〜Ｖｃは、バッテリ１５の状態に応じて変化することとなる。異常領域設定部２３３は、各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４を上記電源電圧検出部２３２により検出された電源電圧値Ｖｉｎに基づいて変更して設定する。従って、異常領域設定部２３３は、バッテリ１５の状態に応じて変化する各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの出力信号の電圧レベルＶａ〜Ｖｃに応じて、異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）および正常領域（ＯＮ領域、ＯＦＦ領域）を設定することができる。これにより、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃに供給される電力の電圧値の変化、すなわちバッテリ１５の状態に拘わらず検出することができ、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常の誤検出を抑制することができる。
【００５８】
異常領域設定部２３３は、電源電圧検出部２３２により検出された電源電圧値Ｖｉｎが基準電圧レベル設定テーブルに設定されている電源電圧値以外の値である場合は、検出された電源電圧値Ｖｉｎに最も近い基準電圧レベル設定テーブルに設定されている電源電圧値に対応する各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４に基づいて異常領域を設定しても良い。また、検出された電源電圧値Ｖｉｎが中間値となる基準電圧レベル設定テーブルに設定されている２つの電源電圧値に対応する各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４を線形補間し、算出された各基準電圧レベルＶｓ１〜Ｖｓ４に基づいて異常領域を設定しても良い。なお、上記実施の形態では、異常領域設定部２３３は、基準電圧レベル設定テーブルと、検出された電源電圧値Ｖｉｎとに基づいて異常領域を設定するが、電源電圧値と各基準電圧レベルとに基づいた関数をＲＯＭ１２１ｂあるいはＥＥＰＲＯＭ１２１ｄに予め格納しておき、検出された電源電圧値Ｖｉｎと関数とに基づいて異常領域を設定しても良い。
【００５９】
第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、位置判定手段および異常判定手段であり、第１位置検出センサ１０１ａのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定するとともに、第１電圧レベル検出部２３１で検出された電圧レベルＶａが異常領域であるか否かを判定するものである。第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、第１位置検出センサ１０１ａのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定する。具体的には、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、検出された電圧レベルＶａが天絡故障領域あるいはＯＮ領域であると判定する（Ｖｓ１≧ＶａあるいはＶｓ１＞Ｖａ＞Ｖｓ２）と、図７に示すように、第１位置検出センサ１０１ａのＯＮ・ＯＦＦ状態に対応する第１ホールパターンＨａを１（Ｈａ＝１）として、回転位置確定部２３５に出力する。また、中間故障領域であると判定する（Ｖｓ２≧Ｖａ≧Ｖｓ３）と、同図に示すように、第１ホールパターンＨａを前回値、すなわち前回第１位置判定部（異常判定部）２３４ａが判定した第１ホールパターンＨａ（Ｈａ＝０ｏｒ１）として、回転位置確定部２３５に出力する。また、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、検出された電圧レベルＶａがＯＦＦ領域あるいは地絡故障領域であると判定する（Ｖｓ３＞Ｖａ＞Ｖｓ４あるいはＶｓ４≧Ｖａ）と、同図に示すように、第１ホールパターンＨａを０（Ｈａ＝０）として、回転位置確定部２３５に出力する。
【００６０】
一方、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、検出された電圧レベルＶａが天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域のいずれかであるか否かを判定する。具体的には、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａは、検出された電圧レベルＶａが天絡故障領域であると判定すると（Ｖｓ１≧Ｖａ）、同図に示すように、第１位置検出センサ１０１ａに対応する第１レベル判定状態Ｌａを−３（Ｌａ＝−３）として、異常確定部２３６に出力する。また、中間故障領域であると判定すると（Ｖｓ２≧Ｖａ≧Ｖｓ３）と、同図に示すように、第１レベル判定状態Ｌａを−２（Ｌａ＝−２）として、異常確定部２３６に出力する。また、地絡故障領域であると判定すると（Ｖｓ４≧Ｖａ）と、同図に示すように、第１レベル判定状態Ｌａを−１（Ｌａ＝−１）として、異常確定部２３６に出力する。なお、検出された電圧レベルＶａがＯＮ領域であると判定すると（Ｖｓ１＞Ｖａ＞Ｖｓ２）、第１レベル判定状態Ｌａを１（Ｌａ＝１）とし、ＯＦＦ領域であると判定すると（Ｖｓ３＞Ｖａ＞Ｖｓ４）、第１レベル判定状態Ｌａを０（Ｌａ＝０）として、異常確定部２３６に出力する。
【００６１】
第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂは、位置判定手段および異常判定手段であり、第２位置検出センサ１０１ｂのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定するとともに、第２電圧レベル検出部２３１ｂで検出された電圧レベルＶｂが異常領域であるか否かを判定するものである。第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂは、上述の第１位置判定部（異常判定部）２３４ａと同様の方法で、第２位置検出センサ１０１ｂのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定し、第２ホールパターンＨｂ（Ｈｂ＝０ｏｒ１）を回転位置確定部２３５に出力する。また、第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂは、上述の第１位置判定部（異常判定部）２３４ａと同様の方法で、検出された電圧レベルＶｂが天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域のいずれかであるか否かを判定し、第２位置検出センサ１０１ｂに対応する第２レベル判定状態Ｌｂを異常確定部２３６に出力する。
【００６２】
第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃは、位置判定手段および異常判定手段であり、第３位置検出センサ１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定するとともに、第３基準電圧レベル検出部２３１ｃで検出された電圧レベルＶｃが異常領域であるか否かを判定するものである。第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃは、上述の第１位置判定部（異常判定部）２３４ａと同様の方法で、第３位置検出センサ１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定し、第３ホールパターンＨｃ（Ｈｃ＝０ｏｒ１）を回転位置確定部２３５に出力する。また、第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃは、上述の第１位置判定部（異常判定部）２３４ａと同様の方法で、検出された電圧レベルＶｃが天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域のいずれかであるか否かを判定し、第３位置検出センサ１０１ｃに対応する第３レベル判定状態Ｌｃを異常確定部２３６に出力する。つまり、第１位置判定部（異常判定部）２３４ａ、第２位置判定部（異常判定部）２３４ｂ、第３位置判定部（異常判定部）２３４ｃ（以下、単に「各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃ」と称する。）は、検出された各電圧レベルＶａ〜Ｖｃが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）であるか否かを判定するものである。また、各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃは、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態を判定するものである。
【００６３】
回転位置確定部２３５は、回転位置確定手段であり、各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃにより判定された各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて操舵補助モータ１０の回転位置を確定するものである。回転位置確定部２３５は、各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃから入力された第１ホールパターンＨａ、第２ホールパターンＨｂおよび第３ホールパターンＨｃ（以下、単に「各ホールパターンＨａ〜Ｈｃ」と称する。）と、下記の式（１）とにより、操舵補助モータ１０の回転位置パターンＰｔを算出することで、操舵補助モータ１０の回転位置を確定する。
Ｐｔ＝４Ｈｃ＋２Ｈｂ＋Ｈａ                                            …（１）
【００６４】
算出された回転位置パターンＰｔは、０〜７の値となり、１〜６は正常であり、０および７は異常である。Ｐｔの値が０となる場合は、各ホールパターンＨａ〜Ｈｃがすべて０でなければならず、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃがすべてＯＦＦ状態であることは、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃが正常であればあり得ないためである。また、Ｐｔの値が７となる場合は、各ホールパターンＨａ〜Ｈｃがすべて１でなければならず、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃがすべてＯＮ状態であることは、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃが正常であればあり得ないためである。回転位置確定部２３５は、算出された回転位置パターンＰｔを補償制御部２１０および異常確定部２３６にそれぞれ出力する。これにより、回転位置・異常検出部２３０は、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて操舵補助モータ１０の回転位置を検出することができる。
【００６５】
異常確定部２３６は、異常確定手段であり、各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃによりそれぞれ検出された各電圧レベルＶａ〜Ｖｃのいずれかが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）であると判定されると、判定された電圧レベルＶａ〜Ｖｃに対応する位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を確定するものである。また、異常確定部２３６は、各位置・異常判定部２３４ａ〜２３４ｃにより判定された各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせ、すなわち回転位置パターンＰｔに基づいて複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を確定するものでもある。つまり、異常確定部２３６は、各電圧レベルＶａ〜Ｖｃと異常領域とに基づいて異常である位置検出センサを特定して位置検出センサの異常を確定することができるとともに、異常である位置検出センサを特定しないで位置検出センサの異常を確定することができる。
【００６６】
次に、異常確定部２３６による各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常をそれぞれ検出するためのセンサ異常検出方法について説明する。図９は、実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の制御方法の処理フローを示す図である。ここで、センサ異常検出方法は、ＥＰＳ制御装置１２の制御周期ごとに繰り返し行われるものである。なお、同図は、簡略化のため、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常のそれぞれの検出のうち、第１位置検出センサ１０１ａの異常の検出に対応した図面である。
【００６７】
異常確定部２３６は、同図に示すように、第１位置検出センサ１０１ａに対応する第１レベル判定状態Ｌａが−３であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。ここでは、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが天絡故障領域であるか否かを判定する。
【００６８】
次に、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−３でないと判定する（ステップＳＴ１否定）と、後述する第１位置検出センサ１０１ａが天絡故障となり天絡異常であることを確定するための図示しないカウンタＮ１をクリア（Ｎ１＝０）する（ステップＳＴ２）。
【００６９】
次に、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−２であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。ここでは、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが天絡故障領域でない場合に、中間故障領域であるか否かを判定する。
【００７０】
次に、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−２でないと判定する（ステップＳＴ３否定）と、後述する第１位置検出センサ１０１ａが中間故障となり中間異常であることを確定するための図示しないカウンタＮ２をクリア（Ｎ２＝０）する（ステップＳＴ４）。
【００７１】
次に、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−１であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ここでは、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが天絡故障領域および中間故障領域でない場合に、地絡故障領域であるか否かを判定する。
【００７２】
次に、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−１でないと判定する（ステップＳＴ５否定）と、後述する第１位置検出センサ１０１ａが地絡故障となり地絡異常であることを確定するための図示しないカウンタＮ３をクリア（Ｎ３＝０）する（ステップＳＴ６）。
【００７３】
次に、異常確定部２３６は、上記回転位置確定部２３５から入力された操舵補助モータ１０の回転位置パターンＰｔが０あるいは７であるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。ここでは、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）でない場合に、すなわち電圧レベルＶａと異常領域とに基づいて位置検出センサ１０１ａの異常を検出できない場合に、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに基づいて複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出できたか否かを判断する。
【００７４】
次に、異常確定部２３６は、回転位置パターンＰｔが０および７でないと判定する（ステップＳＴ７否定）と、後述する複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのいずれかが位置検出異常であることを確定するための図示しないカウンタＮ４をクリア（Ｎ４＝０）する（ステップＳＴ８）。
【００７５】
次に、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）でなく、回転位置パターンＰｔが０および７でない場合に、第１位置検出センサ１０１ａが正常であると確定する（ステップＳＴ９）。そして、ＥＰＳ制御装置１２が次の制御周期に移行し、センサ異常検出方法が上記ステップＳＴ１から繰り返される。
【００７６】
また、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−３であると判定する（ステップＳＴ１肯定）と、カウンタＮ１によるカウント（Ｎ１＝Ｎ１＋１）を行う（ステップＳＴ１０）。
【００７７】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ１が所定値ＮＡ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここで、異常確定部２３６は、カウンタＮ１が所定値ＮＡ未満であると判定する（ステップＳＴ１１否定）と、第１位置検出センサ１０１ａが正常であると一旦確定し（ステップＳＴ９）、ＥＰＳ制御装置１２が次の制御周期に移行し、カウンタＮ１が所定値ＮＡ以上であると判定される（ステップＳＴ１１肯定）まで、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ１１が繰り返される。このとき、例えばノイズなどにより、第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが一時的に天絡故障領域に該当しても、カウンタＮ１によるカウントが行われるが、次の制御周期において第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが天絡故障領域に該当しなくなることで、カウンタＮ１はクリアされる（ステップＳＴ２）。従って、ここでは、カウンタＮ１が所定値ＮＡ以上、すなわち第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが天絡故障領域に連続して該当し続けることで、天絡故障により天絡異常を確定することができる天絡故障一定時間を経過したか否かを判断する。
【００７８】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ１が所定値ＮＡ以上であると判定する（ステップＳＴ１１肯定）と、第１位置検出センサ１０１ａが天絡故障となったと判定し、第１位置検出センサ１０１ａの天絡異常を確定する（ステップＳＴ１２）。
【００７９】
次に、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの天絡異常を確定すると、位置検出センサの異常、ここでは第１位置検出センサ１０１ａの異常を確定する（ステップＳＴ１３）。これにより、ＥＰＳ制御装置１２は、第１位置検出センサ１０１ａが天絡故障した際に、第１位置検出センサ１０１ａの異常を検出する。
【００８０】
また、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−２であると判定する（ステップＳＴ３肯定）と、カウンタＮ２によるカウント（Ｎ２＝Ｎ２＋１）を行う（ステップＳＴ１４）。
【００８１】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ２が所定値ＮＢ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。ここで、異常確定部２３６は、カウンタＮ２が所定値ＮＢ未満であると判定する（ステップＳＴ１５否定）と、第１位置検出センサ１０１ａが正常であると一旦確定し（ステップＳＴ９）、ＥＰＳ制御装置１２が次の制御周期に移行し、カウンタＮ２が所定値ＮＢ以上であると判定される（ステップＳＴ１５肯定）まで、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ１５が繰り返される。第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが一時的に中間故障領域に該当しても、カウンタＮ２によるカウントが行われるが、次の制御周期において第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが中間故障領域に該当しなくなることで、カウンタＮ２はクリアされる（ステップＳＴ４）。従って、ここでは、カウンタＮ２が所定値ＮＢ以上、すなわち第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが中間故障領域に連続して該当し続けることで、中間故障により中間異常を確定することができる中間故障一定時間を経過したか否かを判断する。
【００８２】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ２が所定値ＮＢ以上であると判定する（ステップＳＴ１５肯定）と、第１位置検出センサ１０１ａが中間故障となったと判定し、第１位置検出センサ１０１ａの中間異常を確定する（ステップＳＴ１６）。
【００８３】
次に、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの中間異常を確定すると、位置検出センサの異常、ここでは第１位置検出センサ１０１ａの異常を確定する（ステップＳＴ１３）。これにより、ＥＰＳ制御装置１２は、第１位置検出センサ１０１ａが中間故障した際に、第１位置検出センサ１０１ａの異常を検出する。
【００８４】
また、異常確定部２３６は、第１レベル判定状態Ｌａが−１であると判定する（ステップＳＴ５肯定）と、カウンタＮ３によるカウント（Ｎ３＝Ｎ３＋１）を行う（ステップＳＴ１７）。
【００８５】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ３が所定値ＮＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。ここで、異常確定部２３６は、カウンタＮ３が所定値ＮＣ未満であると判定する（ステップＳＴ１８否定）と、第１位置検出センサ１０１ａが正常であると一旦確定し（ステップＳＴ９）、ＥＰＳ制御装置１２が次の制御周期に移行し、カウンタＮ３が所定値ＮＣ以上であると判定される（ステップＳＴ１８肯定）まで、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ１８が繰り返される。第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが一時的に地絡故障領域に該当しても、カウンタＮ３によるカウントが行われるが、次の制御周期において第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが地絡故障領域に該当しなくなることで、カウンタＮ３はクリアされる（ステップＳＴ６）。従って、ここでは、カウンタＮ３が所定値ＮＣ以上、すなわち第１位置検出センサ１０１ａの電圧レベルＶａが地絡故障領域に連続して該当し続けることで、地絡故障により地絡異常を確定することができる地絡故障一定時間を経過したか否かを判断する。
【００８６】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ３が所定値ＮＣ以上であると判定する（ステップＳＴ１８肯定）と、第１位置検出センサ１０１ａが地絡故障となったと判定し、第１位置検出センサ１０１ａの地絡異常を確定する（ステップＳＴ１９）。
【００８７】
次に、異常確定部２３６は、第１位置検出センサ１０１ａの地絡異常を確定すると、位置検出センサの異常、ここでは第１位置検出センサ１０１ａの異常を確定する（ステップＳＴ１３）。これにより、ＥＰＳ制御装置１２は、第１位置検出センサ１０１ａが地絡故障した際に、第１位置検出センサ１０１ａの異常を検出する。
【００８８】
また、異常確定部２３６は、操舵補助モータ１０の回転位置パターンＰｔが０あるいは７であると判定する（ステップＳＴ７肯定）と、カウンタＮ４によるカウント（Ｎ４＝Ｎ４＋１）を行う（ステップＳＴ２０）。
【００８９】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ４が所定値ＮＤ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。ここで、異常確定部２３６は、カウンタＮ４が所定値ＮＤ未満であると判定する（ステップＳＴ２１否定）と、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃが正常であると一旦確定し（ステップＳＴ９）、ＥＰＳ制御装置１２が次の制御周期に移行し、カウンタＮ４が所定値ＮＤ以上であると判定される（ステップＳＴ２１肯定）まで、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ２１が繰り返される。従って、カウンタＮ４が所定値ＮＤ以上、すなわち複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのいずれかの故障により位置検出異常を確定することができる位置検出異常一定時間を経過したか否かを判断する。
【００９０】
次に、異常確定部２３６は、カウンタＮ４が所定値ＮＤ以上であると判定する（ステップＳＴ２１肯定）と、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのいずれかの故障により位置検出異常と判定し、位置検出センサの位置検出異常を確定する（ステップＳＴ２２）。
【００９１】
次に、異常確定部２３６は、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの位置検出異常を確定すると、位置検出センサ１０１ａの異常を確定する（ステップＳＴ１３）。これにより、ＥＰＳ制御装置１２は、第１位置検出センサ１０１ａが地絡故障した際に、第１位置検出センサ１０１ａの異常を検出する。
【００９２】
なお、上記ステップＳＴ１、ステップＳＴ３、ステップＳＴ５においては、第１位置検出センサ１０１ａに対応する第１レベル判定状態Ｌａのみを判定しているが第２位置検出センサ１０１ｂに対応する第２レベル判定状態Ｌｂおよび第３位置検出センサ１０１ｃに対応する第３レベル判定状態Ｌｃも第１レベル判定状態Ｌａの判定と同時に個別に判定されている。従って、第２レベル判定状態Ｌｂあるいは第３レベル判定状態Ｌｃが−３と判定され（ステップＳＴ１）、カウンタＮ１が所定値ＮＡ以上と判定される（ステップＳＴ１１肯定）と、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃが天絡故障となったと判定し、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃの天絡異常を確定する（ステップＳＴ１２）。また、第２レベル判定状態Ｌｂあるいは第３レベル判定状態Ｌｃが−２と判定され（ステップＳＴ３）、カウンタＮ２が所定値ＮＢ以上と判定される（ステップＳＴ１５肯定）と、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃが中間故障となったと判定し、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃの中間異常を確定する（ステップＳＴ１６）。また、第２レベル判定状態Ｌｂあるいは第３レベル判定状態Ｌｃが−１と判定され（ステップＳＴ５）、カウンタＮ３が所定値ＮＣ以上と判定される（ステップＳＴ１８肯定）と、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃが地絡故障となったと判定し、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃの地絡異常を確定する（ステップＳＴ１９）。これらにより、ＥＰＳ制御装置１２は、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃが天絡故障、中間故障、地絡故障のいずれとなっても、第２位置検出センサ１０１ｂあるいは第３位置検出センサ１０１ｃの異常を検出する。
【００９３】
以上のように、実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置１では、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出するＥＰＳ制御装置１２が検出された位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとの電圧レベルＶａ〜Ｖｃが異常領域（天絡故障領域、中間故障領域、地絡故障領域）であるか否かを判定、すなわち位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとの電圧レベルＶａ〜Ｖｃをそれぞれ監視することで、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに異常を検出する。従って、ＥＰＳ制御装置１２は、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのいずれかが正常な出力信号を出力しなくなった場合に、異常を検出することができる。つまり、ＥＰＳ制御装置１２は、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに、すなわち各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を個別に検出することができる。これにより、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃのＯＮ・ＯＦＦ状態の組み合わせに拘わらず、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出することができるので、位置検出センサの異常を早期に検出することができる。
【００９４】
また、実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置１では、操舵補助モータ１０が駆動、すなわちロータ１０３が回転していなくても、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに異常を検出することができる。従って、ステアリングホイール２の回転角度に拘わらず、すなわち運転者によるステアリングホイール２の操舵状態に拘わらず、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに異常を検出することができる。つまり、車両３００が直進状態や、車両３００が旋回状態でステアリングホイール２の回転角度が変化していない状態であっても、各位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの異常を検出することができる。また、電動パワーステアリング装置１における初期診断時に、位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃごとに異常を検出することができるので、位置検出センサの異常を電動パワーステアリング装置１が動作する前に検出することができる。これらにより、電動パワーステアリング装置１の安全性を高次元で確保することができる。
【００９５】
なお、上記実施の形態において、天絡故障一定時間、中間故障一定時間、地絡故障一定時間、位置検出異常一定時間は、同一時間であっても良いし、異なっていても良い。例えば、天絡故障一定時間、中間故障一定時間および地絡故障一定時間を位置検出異常一定時間よりも短くしても良い。また、天絡故障および地絡故障は、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃの故障として確実なものであるので、天絡故障一定時間および地絡故障一定時間を中間故障一定時間よりも短くしても良い。
【００９６】
また、上記実施の形態において、ロータ１０３を２極としたが本発明はこれに限定されるものではなく、４極であっても良い。また、上記実施の形態において、複数の位置検出センサ１０１ａ〜１０１ｃとして、磁気式のセンサを用いたが本発明はこれに限定されるものではなく、操舵補助モータ１０の回転位置に基づいて出力信号の電圧レベルＶａ〜Ｖｃが変化するセンサであればいずれでも良い。例えばロータリエンコーダなどの光学式のセンサであっても良い。また、上記実施の形態において、複数の位置検出センサを３つとしたが本発明はこれに限定されるものではなく、２以上であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上のように、本発明にかかる電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法は、車両を操舵する電動パワーステアリング装置に対して有用であり、特に、位置検出センサの異常を早期に検出することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。
【図２】ＥＰＳ制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】ＥＰＳ制御装置の機能ブロック図である。
【図４】回転位置検出部の構成例を示す図である。
【図５】電源電圧と基準電圧レベルとの関係を示す図である。
【図６】基準電圧レベル設定テーブルを示す図である。
【図７】各領域と、各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態および各位置検出センサの故障状態との関係を示す図である。
【図８】各位置検出センサのＯＮ・ＯＦＦ状態とモータ回転位置信号との関係を示す図である。
【図９】実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の制御方法の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  電動パワーステアリング装置
２  ステアリングホイール
３  ステアリングシャフト
３１  入力軸
３２  出力軸
４  第１ユニバーサルジョイント
５  ステアリングジョイント
６  第２ユニバーサルジョイント
７  ステアリングギヤ入力シャフト
８  ステアリングギヤ
９  タイロッド
１０  操舵補助モータ
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ  位置検出センサ
１０２  回転軸
１０３  ロータ
１１  減速機
１２  ＥＰＳ制御装置
１２１  ＭＣＵ
１２１ａ  ＣＰＵ
１２１ｂ  ＲＯＭ
１２１ｃ  ＲＡＭ
１２１ｄ  ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）
１２１ｅ  Ａ／Ｄ変換器
１２１ｆ  インターフェース
１２１ｇ  バス
１２２  ＦＥＴプリドライバ回路
１２３  モータ駆動回路（インバータ）
１２４  電流検出回路
１２５  電源リレー
１３  トルクセンサ
１４  車速センサ
１５  バッテリ
２００  トルク制御部
２０１  アシスト量演算部
２０２  位相補償部
２１０  補償制御部
２１１  トルク微分補償部
２１２  車速微分部
２１３  比較部
２１４  モータ角速度推定部
２１５  モータ角加速度推定部
２１６  収斂性補償部
２１７  慣性補償部
２１８  ＳＡＴ（セルフトルクアライニング）推定部
２１９  加算部
２２０  モータ電流制御部
２２１  電流指令値演算部
２２２  減算部
２２３  ＰＩ制御部
２２４  ＰＷＭ制御部
２３０  回転位置・異常検出部（センサ異常検出手段、回転位置検出手段）
２３１ａ  第１電圧レベル検出部（電圧レベル検出手段）
２３１ｂ  第２電圧レベル検出部（電圧レベル検出手段）
２３１ｃ  第３基準電圧レベル検出部（電圧レベル検出手段）
２３２  電源電圧検出部
２３３  異常領域設定部（異常領域設定手段）
２３４ａ  第１位置判定部（異常判定部）（異常判定手段、位置判定手段）
２３４ｂ  第２位置判定部（異常判定部）（異常判定手段、位置判定手段）
２３４ｃ  第３位置判定部（異常判定部）（異常判定手段、位置判定手段）
２３５  回転位置確定部（回転位置確定手段）
２３６  異常確定部（異常確定手段）
３００  車両
【図１】
2008296829.tif 000003
【図２】
2008296829.tif 000004
【図３】
2008296829.tif 000005
【図４】
2008296829.tif 000006
【図５】
2008296829.tif 000007
【図６】
2008296829.tif 000008
【図７】
2008296829.tif 000009
【図８】
2008296829.tif 000010
【図９】
2008296829.tif 000011