(57)【要約】    【課題】  パワーステアリング制御装置において、トルクセンサのための基準電圧を監視することにより基準電圧発生回路の状態に応じたフェールセーフ機能を実現するとともに、トルク信号のトルク中立電圧を補正する。    【解決手段】  基準電圧発生回路１３０からの基準電圧をトルクセンサ４およびＡ／Ｄ変換器１１０に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１０は基準電圧を監視し、基準電圧が所定の閾値の範囲外となった場合にはＣＰＵ１１３は操舵アシストを禁止する。また、基準電圧が閾値の範囲内で変動した場合には、ＣＰＵ１１３は操舵アシストトルクの上限を制限する。【選択図】  図２
2005324622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを検出するとともに、所定の基準電圧に基づき決定されたトルク中立電圧を有するトルク信号を出力するトルクセンサと、
前記基準電圧を発生させる基準電圧発生部と、
前記トルク信号および前記基準電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
Ａ／Ｄ変換された前記トルク信号に基づき操舵補助トルクを演算する演算部と、
前記補助トルクに応じた駆動電流を操舵補助モータに供給する電流制御部と、
前記基準電圧を発生させるとともに、当該基準電圧を前記Ａ／Ｄ変換部に出力する基準電圧発生部と、
Ａ／Ｄ変換された前記基準電圧を監視し、所定の故障診断処理を実行する故障診断部とを有するパワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記基準電圧の変動に応じて前記トルク信号の中立電圧を補正する中立補正部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記故障診断部は、前記基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止する指令を前記演算部に与えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項４】
前記故障診断部は、前記基準電圧が、前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、操舵補助トルクの発生を継続する指令を前記演算部に与えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項５】
前記故障診断部は、前記基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの上限値を変化させる指示を前記演算部に与えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項６】
トルクセンサにより操舵トルクを検出するとともに、所定の基準電圧に基づき決定されたトルク中立電圧を有するトルク信号を出力するステップと、
前記基準電圧を発生させるステップと、
前記トルク信号および前記基準電圧をＡ／Ｄ変換するステップと、
Ａ／Ｄ変換された前記トルク信号に基づき操舵補助トルクを演算するステップと、
前記補助トルクに応じた駆動電流を操舵補助モータに供給するステップと、
前記基準電圧を発生させるとともに、当該基準電圧をＡ／Ｄ変換器に出力するステップと、
Ａ／Ｄ変換された前記基準電圧を監視し、所定の故障診断処理を実行するステップとを有するパワーステアリング制御方法。
【請求項７】
前記基準電圧の変動に応じて前記トルク信号の中立電圧を補正するステップをさらに有することを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング制御方法。
【請求項８】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止することを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング制御方法。
【請求項９】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの上限値を変化させることを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング制御方法。
【請求項１０】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧が、前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、操舵補助トルクの発生を継続することを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング制御方法。
【請求項１１】
トルクセンサにより操舵トルクを検出するとともに、所定の基準電圧に基づき決定されたトルク中立電圧を有するトルク信号を出力するステップと、
前記基準電圧を発生させるステップと、
前記トルク信号および前記基準電圧をＡ／Ｄ変換するステップと、
Ａ／Ｄ変換された前記トルク信号に基づき操舵補助トルクを演算するステップと、
前記補助トルクに応じた駆動電流を操舵補助モータに供給するステップと、
前記基準電圧を発生させるとともに、当該基準電圧をＡ／Ｄ変換器に出力するステップと、
Ａ／Ｄ変換された前記基準電圧を監視し、所定の故障診断処理を実行するステップとを有するパワーステアリング制御プログラム。
【請求項１２】
前記基準電圧の変動に応じて前記トルク信号の中立電圧を補正するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング制御プログラム。
【請求項１３】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止することを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング制御プログラム。
【請求項１４】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧が、前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、操舵補助トルクの発生を継続することを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング制御プログラム。
【請求項１５】
前記故障診断を行うステップは、前記基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの上限値を変化させることを特徴とする請求項１１に記載のパワーステアリング制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング制御装置、方法、およびプログラムに関し、詳しくは、電動パワーステアリング制御ユニットの基準電圧の異常を検出可能なパワーステアリング制御装置、方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の補助操舵装置として、電動モータのトルクを用いた電動パワーステアリング装置が利用されている。このパワーステアリング装置は、ドライバによるハンドルの操作および車の動きを検出するトルクセンサと、トルクセンサからの検出信号に基づき補助操舵力を演算する電動パワーステアリング制御ユニット（ＥＣＵ）と、ＥＣＵからの出力信号に基づき回転トルクを発生する電動モータと、回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア等を備えて構成されている。
【０００３】
このように構成されたパワーステアリング装置において、ドライバがステアリングを操舵すると、トルクセンサにトルクが印加され、トルクの強さに応じたトルク信号がＥＣＵ内のＡ／Ｄ変換器に出力される。ＥＣＵはＡ／Ｄ変換されたトルク信号に基づき操舵補助トルクを演算し、電動モータによって操舵補助トルクがステアリングに与えられる。
【０００４】
上述のトルクセンサは、メイントルク信号、サブトルク信号の２つの出力信号を備え、これらの信号の合計電圧は一定電圧（例えば５Ｖ）であるクロス特性となるように設定されている。すなわち、ステアリングにトルクが印加されない場合には、メイントルク信号およびサブトルク信号はそれぞれトルク中立電圧２．５Ｖとなり、ステアリングに何らかのトルクが印加された場合には、メイントルク信号およびサブトルク信号は中立電圧２．５Ｖを基準として互いに逆方向に変動する。
【０００５】
また、トルク中立電圧を正確に検出できるように、トルクセンサ用の基準電圧発生回路がＥＣＵに設けられている。一般に、車両に搭載された他の電装回路、温度等の環境変化のために、トルクセンサを駆動するための電源電圧は変動し易い。さらに、Ａ／Ｄ変換器は所定の検出電圧誤差を有しており、トルクセンサから正確な２．５Ｖのトルク中立電圧がＡ／Ｄ変換器に入力されたとしても、Ａ／Ｄ変換器の誤差のために、ＥＣＵはトルクを誤検出してしまう。
【０００６】
このような理由から、トルクセンサ用の基準電圧発生回路を設けるとともに、この基準電圧発生回路からの基準電圧をＡ／Ｄ変換器の基準電圧として用いることにより、Ａ／Ｄ変換器におけるトルク中点電圧の変換誤差を打ち消している。また、このように、同一の基準電圧をトルクセンサおよびＡ／Ｄ変換器に与えることにより、基準電圧発生回路における基準電圧が若干変動したとしても、Ａ／Ｄ変換された中立電圧は変動し難くなる。
【０００７】
また、トルクセンサからメイントルク信号とサブトルク信号の合計電圧は、５Ｖの一定電圧となることから、この電圧を監視することによりトルクセンサの異常を検出することが可能である。
【０００８】
しかしながら、上述の装置においては、基準電圧発生回路からの基準電圧はＡ／Ｄ変換の基準電圧として用いられているが、基準電圧自体の監視は行われていない。このため、基準電圧発生回路の異常により基準電圧が大きく変動したとしても、基準電圧発生回路の異常を検出することはできなかった。また、トルクセンサからの基準電圧の監視は他の故障モードの検出のためにも使用されることが多く、基準電圧の正常値範囲を広く設定する必要がある。このため、基準電圧発生回路に異常が発生したとしても、基準電圧は正常範囲であると判断されることもある。例えば、トルクセンサの基準電圧が正常値の限界付近になった場合には、トルクセンサによって検出された左右の操舵力にずれが生じることがある。
【０００９】
なお、従来のパワーステアリング制御装置として、特開２００１−０８８７２８号公報（特許文献１）には、トルクセンサ用の基準電圧発生回路が開示されている。この基準電圧発生回路は、トルクセンサのトルク中点電圧の基準として使用されるとともに、ＥＣＵのＡ／Ｄ変換器の基準電圧として使用されている。しかしながら、基準電圧発生回路の基準電圧の監視は行われていないため、基準電圧発生回路の状態に応じたフェールセーフ処理を実行することは困難であった。
【特許文献１】特開２００１−０８８７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、基準電圧発生回路からの基準電圧を監視することにより、基準電圧発生回路の状態に応じたフェールセーフ処理を実行するとともに、トルクセンサのトルク中立電圧を正しく補正することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明は、操舵トルクを検出するとともに、所定の基準電圧に基づき決定されたトルク中立電圧を有するトルク信号を出力するトルクセンサと、前記基準電圧を発生させる基準電圧発生部と、前記トルク信号および前記基準電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換された前記トルク信号に基づき操舵補助トルクを演算する演算部と、前記補助トルクに応じた駆動電流を操舵補助モータに供給する電流制御部と、前記基準電圧を発生させるとともに、当該基準電圧を前記Ａ／Ｄ変換部に出力する基準電圧発生部と、Ａ／Ｄ変換された前記基準電圧を監視し、所定の故障診断処理を実行する故障診断部とを有する。
また、前記基準電圧の変動に応じて前記トルク信号の中立電圧を補正する中立補正部をさらに有する。
【００１２】
前記故障診断部は、前記基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止する指令を前記演算部に与える。
さらに、前記故障診断部は、前記基準電圧が、前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、操舵補助トルクの発生を継続する指令を前記演算部に与える。
また、前記故障診断部は、前記基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの上限値を変更する指令を前記演算部に与える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、故障診断部はトルク信号だけでなく基準電圧を監視することにより、基準電圧発生部の異常を検出でき、基準電圧発生部の状況に応じたフェールセーフ機能を実現することが可能となる。例えば、基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止することができる。また、基準電圧が前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、トルクセンサは正常に動作していると考えられる。従って、この場合には、操舵補助トルクの発生を継続する指令を前記演算部に与え、操舵補助トルクの発生を継続することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、基準電圧が変動した場合には、操舵補助トルクの上限を変更することにより、より自然なフェールセーフ処理を実行することができる。すなわち、基準電圧が変動した場合には、トルク信号の最大値付近の電圧が正確でないことが考えられる。そこで、基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの最大値を変化させることにより、トルク信号の最大値付近でのパワーステアリング装置の誤作動を回避することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、基準電圧を監視することにより、センサ信号のトルク中立電圧を補正することができる。すなわち、トルク中立電圧は基準電圧に基づき決定されるので、基準電圧が変動したとしても、トルク中立電圧を正確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照しながら本発明の最良の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の概略図である。この図において、ハンドル９の軸９ａの端部はユニバーサルジョイント６ａ、６ｂを介してラック＆ピニオン６に連結されている。また、ラック＆ピニオン６には車輪のタイロッド６ｃが設けられており、ハンドル９の回転運動はタイロッド６ｃの軸方向の運動に変換される構造となっている。
【００１７】
ハンドル９のシャフト９ａにはトルクセンサ４が設けられており、このトルクセンサ４はハンドル９の操舵トルクを電気信号として出力するものである。さらに、シャフト９ａには減速ギア８およびモータ３が取り付けられており、モータ３の回転トルクが減速ギア８を介してシャフト９ａに伝達される。
【００１８】
ＥＣＵ１は上述のようにトルクセンサ４からの検出信号、車速センサ２からの車速信号に基づき補助操舵トルクを算出し、この算出結果に基づく駆動信号をモータ３に送出するものである。ＥＣＵ１にはイグニッションキー５ａを介して電源５が接続されており、イグニッションキー５ａをオンにすることによりＥＣＵ１に電流が供給される構成となっている。
【００１９】
図２はＥＣＵ１のハードウェア構成を現すブロック図である。ＥＣＵ１は、Ａ／Ｄ変換器１１０，Ｉ／Ｏインタフェース１１１，タイマ１１２，ＣＰＵ１１３，ＲＯＭ１１４，ＲＡＭ１１５、フラッシュＲＯＭ１１６，ＰＷＭ１１７，Ａ／Ｄ変換器１１８，モータ駆動回路１１８、モータ電流検出回路１２０、バス１２１、基準電圧回路１３０，定電圧回路１４０を備えて構成されている。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器１１０は、トルクセンサ４から出力されたメイントルク信号およびサブトルク信号、基準電圧発生回路１３０からの基準電圧をディジタル信号に変換するものである。Ｉ／Ｏインタフェース１１１は車速センサ２からの車速パルスをカウントしディジタル信号に変換するものである。
【００２１】
ＲＯＭ１１４はモータ３の制御プログラムおよびフェールセーフ機能のプログラムを記憶すうためのメモリとして使用され、ＲＡＭ１１５は当該プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。フラッシュＲＯＭ１１６は電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、故障診断結果等を記録することができる。
【００２２】
ＰＷＭコントローラ１１７はモータ３のトルクを表す信号をパルス幅変調された信号に変換するためのものである。モータ駆動回路１１９はインバータ回路により構成され、ＰＷＭコントローラ１１７から出力された信号に基づき駆動電力を発生させるためのものである。モータ電流検出回路１２０はモータ３において発生した逆起電圧を検出するためのものであり、この逆起電圧はＡ／Ｄ変換器１１８によってディジタル信号に変換された後にＣＰＵ１１３に送出される構成となっている。
【００２３】
基準電圧発生回路１３０はオペアンプなどにより構成され、電源５の電圧を降下させることにより例えば３．３Vの基準電圧を発生させるためのものである。この基準電圧はトルクセンサ４に供給され、トルク中点電圧２．５Ｖを発生させるために用いられる。また、基準電圧はＡ／Ｄ変換器１１０のアナログ入力に供給され、Ａ／Ｄ変換された後にＣＰＵ１１３によって電圧異常の有無が判断される。定電圧回路１４０はレギュレータ回路等により構成され、Ａ／Ｄ変換器１４０、ＣＰＵ１１３等を動作させるのための電源回路として機能するものである。
【００２４】
図３，図４に、基準電圧発生回路１３０の一例を示す。図３に示された基準電圧発生回路１３０は電圧フォロワとして機能するオペアンプ５０１を備えて構成されている。オペアンプ５０１の負の入力端子には５Ｖが印加されており、出力端子から電流増幅された５Ｖの基準電圧を出力可能である。図４に示された基準電圧発生回路１３０は３．３Vの基準電圧を出力可能なものである。すなわち、電圧フォロワとして機能するオペアンプ５０２の負の入力端子には抵抗５０３、５０４により分圧された３．３Vの電圧が印加されており、オペアンプ５０２の出力端子からは電流増幅された５Vの基準電圧が出力される。なお、オペアンプ５０２の出力端子に平滑コンデンサ５０５を設けても良い。上述したように、この基準電圧発生回路１３０からの基準電圧はトルクセンサ４およびＡ／Ｄ変換器１１０に供給される。
【００２５】
図５はトルクセンサ４のブロック図である。トルクセンサ４はいわゆる非接触式のトルクセンサであり、トルクによるインダクタンス変化を検出し、メイントルク信号およびサブトルク信号を出力可能なものである。このトルクセンサ４は、発振部４０１，電流増幅部４０２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、コイルＬ１、Ｌ２、サブ増幅・全波整流部４０３、メイン増幅・全波整流部４０４、サブ平滑・中立調整部４０５、メイン平滑・中立調整部４０６、監視部４０７を備えて構成されている。
【００２６】
発振部４０１は、セラミック発振子、水晶発振子、若しくはＬＣ回路等を備えた発信回路により構成され、所定周波数の交流信号を発生させるためのものである。電流増幅部４０２は、トランジスタ等による電流増幅回路により構成され、発振部４０１により発生された交流信号の電流増幅を行うことにより、抵抗Ｒ１、Ｒ２、コイルＬ１、Ｌ２を駆動するために必要な電流を生成する。
【００２７】
これらのコイルＬ１、Ｌ２は入出力軸の一方に設けられており、他方の軸には金属円筒が設けられ、さらにこの金属円筒上のコイルＬ１１、Ｌ２に対向する位置には２列の窓が設けられている。２列の窓は互いに半ピッチずれて形成されており、軸の捻れに伴い、２つのコイルＬ１、Ｌ２には互いに逆位相の磁束変化が生じる。すなわち、図７に示されるように、トルクセンサ４に右操舵トルクが印加された場合には、コイルＬ１のインダクタンスＬ１０は増加し、コイルＬ２のインダクタンスＬ２０は減少する。また、トルクセンサ４に左操舵トルクが印加された場合には、コイルＬ１のインダクタンスＬ１０は減少し、コイルＬ２のインダクタンスＬ２０は増加する。このように、コイルＬ１、Ｌ２における各インダクタンスは、トルクに対して逆方向に変化する。
【００２８】
サブ増幅・全波整流部４０３、メイン増幅・全波整流部４０４は、差動増幅器、整流回路等により構成されており、各コイルＬ１，Ｌ２におけるインダクタンスの変化の差分を増幅するとともに、交流成分を除去する機能を有している。サブ平滑・中立調整部４０５，メイン平滑・中立調整部４０６は、ＥＣＵ１から供給された基準電圧に基づき、サブトルク信号、メイントルク信号の各々の電圧を設定するたものものである。すなわち、基準電圧３．３Ｖを基準として、メイントルク信号、サブトルク信号の電圧を補正し、各々のトルク中立電圧が２．５Ｖに設定される。監視部４０７は発振部４０１の異常、コイルＬ１．Ｌ２の断線等を監視する機能を有するものである。監視部４０７が異常を検出した場合には、例えば、メイントルク信号、サブトルク信号の一方の電圧を強制的に異常値に設定する。これにより、ＥＣＵ１はトルクセンサ４の異常を検出することが可能である。
【００２９】
図６に、ECU１の機能ブロック図を示す。この図において、中立補正部１１，電流指令値演算部１２、電流制御部１４、故障診断部１５はＥＣＵ１内のＣＰＵ１１３によって機能するものである。
【００３０】
トルクセンサ４からのメイントルク信号、サブトルク信号、および基準電圧発生回路１３０からの基準電圧は中立補正部１１に入力されている。すなわち、メイントルク信号、サブトルク信号、基準電圧はＡ／Ｄ変換器１１０によってＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ１１３に入力される。中立補正部１１は、基準電圧３．３Ｖに基づき、メイントルク信号、サブトルク信号のトルク中立電圧を補正することが可能である。例えば、トルクセンサ４の異常によりトルク中立電圧が変動したとしても、中立補正部１１によってトルク中立電圧の補正を行うことができる。中立補正部１１によってトルク中立電圧の補正がなされたトルク信号Ｔは電流指令値演算部１２に入力される。
【００３１】
電流指令値演算部１２は、トルク信号Ｔ、車速信号、モータの検出電流ｉおよび検出電圧ｅに基づき電流指令値Ｉを演算する機能を有している。この電流指令値Ｉはモータ３に供給する駆動電流値を表しており、電流指令値Ｉに等しい駆動電流がモータ３に供給されるような制御が行われる。また、電流指令値演算部１２には車速センサ２からの車速パルスが入力されており、車速に応じた操舵補助力を決定することが可能である。
【００３２】
また、電流指令値演算部１２は、ハンドル戻り補償、モータ最大電流制御を有している。例えば、ハンドル戻り補償は、ハンドル９を中立位置に復元させるための制御を行うものである。一般に、電動パワーステアリング装置においては、減速ギア８等の影響によりセルフアライニングトルクが弱くなり易く、このためにハンドルが中立位置に戻り難くなってしまう。そこで、セルフアライニングトルクの作用によってモータ３が回転させられる際のモータの端子間電圧ｅおよびモータ電流ｉを検出することによりモータ角速度を検出し、ハンドルを中立位置に復元させるための補償電流値を算出している。
【００３３】
モータ電流検出回路１２０はモータ３に供給された電流を検出し、検出電流ｉの信号を出力する。この検出電流ｉは加算器１３にフィードバックされるとともに、電流指令値演算部１２に入力される。加算器１３は検出電流ｉと電流指令値Ｉとの偏差Δｉを算出し、電流制御部１４に出力する。
【００３４】
電流制御部１４は、微分演算器、比例演算器、積分演算器から構成され、偏差Δｉがゼロとなるような制御を行う機能を有している。微分補償器は制御の応答速度を改善するために設けられており、比例演算器は偏差Δｉと所定の比例係数との乗算を行うためのものである。さらに、積分演算器は偏差Δｉの時間軸で積分値を算出し、偏差Δｉの定常値がゼロとなるような制御を行うためのものである。
【００３５】
故障診断部１５は、基準電圧、メイントルク信号、サブトルク信号の電圧値を監視することにより、フェールセーフ処理を実行するためのものである。すなわち、メイントルク信号、サブトルク信号が予め定められた閾値の範囲外となったときには、トルクセンサ４の異常と判断され、アシスト禁止の指令が電流指令値演算部１２に与えられる。また、基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、基準電圧発生部１３０の異常と判断され、アシストの制限若しくはアシストの禁止等の指令が電流指令値演算部１２に与えられる。電流指令値演算部１２は与えられた指令に基づき、所定のフェールセーフ処理を実行可能である。このように、本実施形態においては、トルク信号だけでなく基準電圧を監視することにより、トルクセンサ４、基準電圧発生部１３０の状態に応じたフェールセーフ処理を実行することが可能となる。
【００３６】
例えば、基準電圧が閾値の範囲内で変動したような場合には、トルクセンサも正常に動作していることが考えられるので、操舵アシストを継続することができる。但し、この場合には、トルク信号の最大値付近の電圧が不正確な値になり易く、操舵アシストの誤作動が生じるおそれもある。そこで、基準電圧の変動量に応じて操舵補助トルクの上限値を抑えるフェールセーフ処理を実行することにより、かかる問題を回避することが可能である。
【００３７】
続いて、図８、図９のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の動作を説明する。
＜全体処理＞
【００３８】
図８は電動パワーステアリング制御装置の全体処理を表すフローチャートである。先ず、ＣＰＵ１１３はＲＡＭ１１５上のフラグおよび変数等を初期値に設定し（ステップＳ８０１）、メイントルク信号、サブトルク信号、基準電圧等をＡ／Ｄ変換した信号を取得する（ステップＳ８０２）。さらに、ＣＰＵ１１３は車速センサ２からの信号等を入力するとともに、モータ３に対して所定の電力を出力する（ステップＳ８０３）。ＣＰＵ１１３は入力されたトルク信号等に基づき、補助トルクの演算処理を実行する（ステップＳ８０５）。診断周期の経過後（ステップＳ８０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１３は故障診断処理を実行する（ステップＳ８０６）。すなわち、ＣＰＵ１１３は上述のステップＳ８０１〜Ｓ８０６の処理を繰り返しながら、予め定められた診断周期毎に故障診断処理を実行する。
【００３９】
＜診断処理＞
図９は、上述のステップＳ６０６で示された故障診断処理の詳細を表すフローチャートである。先ず、ＣＰＵ１１３はメイントルク信号、サブトルク信号が正常とされる閾値の範囲内にあるかどうかを判断する（ステップＳ９０１）。これらのトルク信号が閾値の範囲外である場合（ステップＳ９０１でＮＯ）には、ＣＰＵ１１３はステップＳ９０４以降の処理を実行する。ステップＳ９０４においては、ＣＰＵ１１３はトルク信号の異常が所定時間経過したか否かをさらに判断する。このように、所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）、トルク信号の異常を監視することにより、ノイズ等の影響による誤検出を回避することができる。トルク信号の異常値が所定時間経過した場合（ステップS９０４でＹＥＳ)には、ＣＰＵ１１３はトルクセンサ４のフ故障を決定し（ステップＳ９０５）、電動パワーステアリング装置のアシストを停止する（ステップＳ９０６）。
【００４０】
一方、ステップＳ９０１において、メイントルク信号およびサブトルク信号のいずれも正常値である場合（ステップＳ９０１でＹＥＳ）には、ＣＰＵ１１３は基準電圧発生回路１３０から出力された基準電圧が予め定められた閾値の範囲内にあるかどうかを判断する（ステップＳ９０２）。例えば、基準電圧Vrefの閾値は以下の式で定められる。
Ｖcc×３.３―１ ＜ Vref ＜Ｖcc×３.３+１
【００４１】
基準電圧が上式を満たさない場合（ステップＳ９０２でＮＯ）には、基準電圧発生回路１３０に故障の異常が発生したと考えられる。そこで、ＣＰＵ１１３は、ステップＳ９０４以降の処理を実行し、電動パワーステアリング装置のアシストを停止する処理を行う。
【００４２】
基準電圧が閾値を満たす場合（ステップＳ９０２でＹＥＳ）であっても、基準電圧が閾値の範囲内で変動していることもある。そこで、ＣＰＵ１１３は基準電圧が閾値の範囲内で変動したか否かを判断する（ステップＳ９０３）。基準電圧が上述の閾値の範囲内において基準電圧が変動した場合（ステップＳ９０３でＹＥＳ）には基準電圧発生回路１３０に何らかの異常が発生することも考えられる。基準電圧の変動が所定時間継続した場合（ステップＳ９１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１３はトルク信号がセンサ信号と同様の割合で変動したかどうかを判断する（ステップＳ９１１）。
【００４３】
トルク信号は基準電圧に基づき決定されるので、基準電圧の変動に従ってトルク信号も同様に変動した場合には、トルクセンサ４は正常に機能していると考えられる。例えば、図１０に示されたように、検出された基準電圧が３．３Ｖに対して１０％減少し、トルク信号の中立電圧も同様に１０％減少したような場合には、トルクセンサ４は正常に動作していると考えられる。また、閾値の範囲内での基準電圧の変動はアシストを継続しても大きな問題は起こり難い。さらに、ステアリングが突然に重くなることを回避するためにも、できるだけアシストを継続した方が望ましい。そこで、かかる場合には、ＣＰＵ１１３は、補助操舵トルクの最大値を制限しながら、アシストを継続する（ステップＳ９１２）。
【００４４】
なお、基準電圧の変動量に応じて補助操舵トルクの最大値を制限しても良い。例えば、基準電圧が１０％減少した場合には、補助操舵トルクの最大値を１０％減少させることにより、トルク信号の最大値付近での誤作動を回避することができる。
【００４５】
ＣＰＵ１１３は、上述の処理を実行した後、図８のフローチャートの処理に復帰する。そして、同図に示された処理が繰り返し実行される。また、フローチャートには示されていないが、トルク信号、基準電圧に異常が発生した後、これらの信号が正常値に復帰した場合には、ＣＰＵ１１３により所定の故障復帰処理が実行される。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置によれば、トルク信号だけでなく基準電圧を監視することにより、基準電圧発生回路の異常を検出することができ、各部位の異常に応じたフェールセーフ機能を実現することが可能となる。例えば、基準電圧が予め定められた閾値の範囲外となった場合には、操舵補助トルクの発生を禁止することができる。また、基準電圧が、前記トルクセンサのトルク中立電圧に比例して変動した場合には、トルクセンサは正常に動作していると考えられる。従って、この場合には、操舵補助トルクの発生を継続する指令を前記演算部に与え、操舵補助トルクの発生を継続することができる。
【００４７】
さらに、基準電圧が変動した場合には、操舵補助トルクの上限を変更することにより、より自然なフェールセーフ処理を実行することができる。すなわち、基準電圧が変動した場合には、トルク信号の最大値付近の電圧が正確でないことが考えられる。そこで、基準電圧の変動量に応じて、操舵補助トルクの最大値を変化させることにより、トルク信号の最大値付近でのパワーステアリング装置の誤作動を回避することができる。このように、トルク信号だけでなく基準電圧発生回路からの基準電圧を監視することにより、基準電圧発生回路の状態に応じたきめ細かなフェールセーフ処理を実現できる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、基準電圧を監視することにより、センサ信号のトルク中立電圧を補正することができる。すなわち、トルク中立電圧は基準電圧に基づき決定されるので、基準電圧が変動したとしても、トルク中立電圧を正確に把握することが可能となる。
【００４９】
以上、本実施形態を説明したが、本発明は上述の構成に拘泥されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、図９のフローチャートにおいて、基準電圧が変動した場合に、アシストを制限することなく、アシストを停止しても良い。さらに、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置はコラムタイプ、ラックタイプを問わず、また、油圧式パワーステアリング装置にも適用可能である。さらに、プログラムの形態は上述のフローチャートに限定されず、同様の機能を実現できるものであれば変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るパワーステアリング装置の概略図である。
【図２】本実施形態に係るパワーステアリング制御装置のブロック図である。
【図３】本実施形態に係る基準電圧発生回路の一例を表す図である。
【図４】本実施形態に係る基準電圧発生回路の一例を表す図である。
【図５】本実施形態に係るトルクセンサのブロック図である。
【図６】本実施形態に係るトルクセンサの特性を表すグラフである。
【図７】本実施形態に係るＥＣＵの機能を表すブロック図である。
【図８】本実施形態に係るパワーステアリング制御装置の動作を表すフローチャートである。
【図９】本実施形態に係るパワーステアリング制御装置の故障診断処理を表すフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る基準電圧とトルク信号との変動を表すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＥＣＵ
３  モータ
４  トルクセンサ
１１  中立補正部
１２  電流指令値演算部
１４  電流制御部
１５  故障診断部
１１０  Ａ／Ｄ変換器
１１３  ＣＰＵ
１３０  基準電圧発生回路
【図１】
2005324622.tif 000003
【図２】
2005324622.tif 000004
【図３】
2005324622.tif 000005
【図４】
2005324622.tif 000006
【図５】
2005324622.tif 000007
【図６】
2005324622.tif 000008
【図７】
2005324622.tif 000009
【図８】
2005324622.tif 000010
【図９】
2005324622.tif 000011
【図１０】
2005324622.tif 000012