(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを駆動するモータ駆動制御手段と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧と相関関係にある電圧値に基づいて前記電源電圧を推定する電源電圧推定手段と、該電源電圧推定手段で推定した電源電圧推定値に基づいて前記電源電圧検出手段の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記電源電圧推定手段は、前記電源電圧の推定に用いた前記電源電圧と相関関係にある電圧値が上限電圧より高いとき、前記電源電圧推定値を通常推定値より大きく推定し、前記電源電圧の推定に用いた前記電源電圧と相関関係にある電圧値が下限電圧より低いとき、前記電源電圧推定値を通常推定値より小さく推定し、
前記モータ駆動制御手段は、前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常を検出したとき、前記電源電圧推定手段で推定した電源電圧推定値に応じてモータ駆動制御を行い、前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常が非検出であるとき、前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧検出値に応じてモータ駆動制御を行う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】
前記異常検出手段は、前記電源電圧検出値と前記電源電圧推定値との差が所定値以上であるとき、前記電源電圧検出手段に異常が発生していると判断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】
前記電源電圧推定手段は、イグニッションスイッチの電圧値に基づいて、前記電源電圧を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電源電圧推定手段は、モータ駆動回路の入力電圧値に基づいて、前記電源電圧を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記電源電圧推定手段は、前記電源電圧と相関関係にある複数の電圧値に基づいて、複数の電源電圧推定値を推定したとき、当該複数の電源電圧推定値のうち最も大きい電源電圧推定値を採用することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常を検出してから所定時間が経過したとき、前記モータ駆動制御手段によるモータ駆動制御の制御方法を変更する制御方法変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の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、操舵系に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。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置としては、電源電圧検出回路で電源電圧を検出し、検出した電源電圧が標準電圧より低いときには、モータ制御手段のゲインを制御して、ステアリング系の操舵応答性の劣化を改善するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、電源電圧検出回路で電源電圧を検出し、検出した電源電圧が所定電圧以下となった場合には、モータが付与する補助操舵トルクによるアシストを低減すると共に、電源電圧が前記所定電圧よりもさらに低い下限電圧以下となった場合には、前記補助操舵トルクによるアシストを停止するという電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−７１２４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２８７６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記各特許文献に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、電源電圧検出回路による電源電圧検出信号をもとに電源電圧の異常を判断するので、仮に電源電圧の異常が電源電圧検出回路のみの異常である場合であっても、操舵アシストを通常通り継続することができなくなり、運転者の操舵負担が増大してしまう。
そこで、本発明は、システムの電源電圧の低下が検出回路のみの異常によるものである場合には、操舵アシストを継続することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを駆動するモータ駆動制御手段と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧と相関関係にある電圧値に基づいて前記電源電圧を推定する電源電圧推定手段と、該電源電圧推定手段で推定した電源電圧推定値に基づいて前記電源電圧検出手段の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記電源電圧推定手段は、前記電源電圧の推定に用いた前記電源電圧と相関関係にある電圧値が上限電圧より高いとき、前記電源電圧推定値を通常推定値より大きく推定し、前記電源電圧の推定に用いた前記電源電圧と相関関係にある電圧値が下限電圧より低いとき、前記電源電圧推定値を通常推定値より小さく推定し、前記モータ駆動制御手段は、前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常を検出したとき、前記電源電圧推定手段で推定した電源電圧推定値に応じてモータ駆動制御を行い、前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常が非検出であるとき、前記電源電圧検出手段で検出した電源電圧検出値に応じてモータ駆動制御を行うことを特徴としている。
【０００５】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記異常検出手段は、前記電源電圧検出値と前記電源電圧推定値との差が所定値以上であるとき、前記電源電圧検出手段に異常が発生していると判断することを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記電源電圧推定手段は、イグニッションスイッチの電圧値に基づいて、前記電源電圧を推定することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記電源電圧推定手段は、モータ駆動回路の入力電圧値に基づいて、前記電源電圧を推定することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４の何れか１項に係る発明において、前記電源電圧推定手段は、前記電源電圧と相関関係にある複数の電圧値に基づいて、複数の電源電圧推定値を推定したとき、当該複数の電源電圧推定値のうち最も大きい電源電圧推定値を採用することを特徴としている。
さらに、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜５の何れか１項に係る発明において、前記異常検出手段で前記電源電圧検出手段の異常を検出してから所定時間が経過したとき、前記モータ駆動制御手段によるモータ駆動制御の制御方法を変更する制御方法変更手段を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、システムの電源電圧の異常が検出回路のみの異常である場合には、電源電圧と相関関係にある部位の電圧値をもとに推定された電源電圧推定値を用いて操舵アシストを継続することができるので、運転者に違和感のない操舵補助制御を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、この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。
【００１０】
そして、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。
【００１１】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、補助操舵力を出力軸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に連結された減速ギヤ１１と、減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して補助操舵力を発生する電動モータ１２とを備えている。
【００１２】
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、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ポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔは、コントローラ１５に入力される。
【００１３】
このコントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に、車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖも入力され、コントローラ１５は、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生する操舵補助指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するためのモータ駆動電流を算出する。これにより、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させる操舵補助制御を行うようになっている。
【００１４】
図２は、コントローラ１５の構成を示すブロック図である。
この図２に示すように、コントローラ１５は、電動モータ１２の制御処理を実行するマイクロコンピュータ２１と、マイクロコンピュータ２１から出力される制御信号に基づいて電動モータ１２に供給する駆動電流を制御するモータ駆動回路２２と、図示しないバッテリからモータ駆動回路２２への電力供給ラインを開閉するためのリレー回路２３と、バッテリの出力をもとにマイクロコンピュータ２１に所定電力を供給する電源回路２４とを備えている。また、前記モータ駆動回路２２は、プリドライバ２２ａとインバータ２２ｂとから構成されている。
【００１５】
このマイクロコンピュータ２１には、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢと、バッテリ電圧ＶＢと相関関係にある電圧値（ＩＧ電圧検出回路３２で検出したイグニッションスイッチの電圧ＩＧ、及び入力電圧検出回路３３で検出したモータ駆動回路２２に入力する入力電圧ＶＲ）とが入力される。ここで、各電圧検出回路３１〜３３は、抵抗及びＡＤ変換器により構成されている。
【００１６】
本実施形態では、マイクロコンピュータ２１は、前述した操舵補助制御を行うと共に、イグニッションスイッチの電圧ＩＧもしくはモータ駆動回路２２に入力する入力電圧ＶＲから推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´に基づいて電源電圧検出回路３１の異常診断を行い、電源電圧検出回路３１が正常であると判断したときには、当該電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢに応じて操舵補助制御を行い、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判断したときには、バッテリ電圧推定値ＶＢ´に応じて操舵補助制御を行うようになっている。
【００１７】
具体的には、操舵補助制御を行う際に、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢもしくはバッテリ電圧ＶＢと相関関係にある電圧値をもとに推定されたバッテリ電圧推定値ＶＢ´に基づいて、電源電圧が低下しているか否かの電源電圧低下判定を行い、電源電圧が低下していないと判定したときには、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵アシスト力を電動モータ１２で発生させるような通常の操舵補助制御を行い、電源電圧が低下していると判定したときには、操舵補助制御による操舵アシスト力を減少させたり操舵アシストを停止させたりするような電圧低下時処理を行うようにする。ここで、上記電源電圧低下判定は、以下に示す電源電圧出力処理によって出力される電圧値に基づいて行うようになっている。
【００１８】
図２において、モータ駆動回路２２がモータ駆動制御手段に対応し、電源電圧検出回路３１が電源電圧検出手段に対応している。
図３は、マイクロコンピュータ２１で実行される電源電圧出力処理手順を示すフローチャートである。この電源電圧出力処理は、所定時間毎に実行されるものであって、先ず、ステップＳ１で、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１の異常が継続しているか否かを示すＶＢ異常継続フラグＦＬが、電源電圧検出回路３１の異常が継続していることを示すＯＮ状態にセットされているか否かを判定する。そして、電源電圧検出回路３１が正常に動作しておりＦＬ＝ＯＦＦであるときには、ステップＳ２に移行し、ＦＬ＝ＯＮであるときには後述するステップＳ２２に移行する。
【００１９】
ステップＳ２では、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１の異常が継続している時間を計測するための異常継続カウンタＮをクリアし、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、マイクロコンピュータ２１は、各電圧検出回路３１〜３３で検出したバッテリ電圧ＶＢ、イグニッションスイッチ電圧ＩＧ及びモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲを読み込み、ステップＳ４に移行する。
【００２０】
ステップＳ４では、マイクロコンピュータ２１は、電圧ＩＧが、電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内（例えば、１０〜１６Ｖ）にあるか否かを判定する。そして、電圧ＩＧが上記電圧範囲内にあるときにはステップＳ５に移行し、電圧ＩＧが上記電圧範囲外にあるときには後述するステップＳ１６に移行する。
ステップＳ５では、マイクロコンピュータ２１は、電圧ＩＧをもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。
【００２１】
ここで、図２に示す回路が正常である場合、バッテリ電圧ＶＢとイグニッションスイッチ電圧ＩＧとの間には、次式の関係が成り立つ。
ＶＢ≒ＩＧ−ＶｆIG  ………（１）
したがって、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGは、次式をもとに算出することができる。
ＶＢ´IG＝ＩＧ−ＶｆIG  ………（２）
【００２２】
次に、ステップＳ６に移行して、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢと、前記ステップＳ５で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとの差ΔＶＢIGを算出し、これが所定値ＴＨIG以内であるか否かを判定する。そして、所定値ＴＨIG以内にあると判定したときには、電源電圧検出回路３１は正常であると判断してステップＳ７に移行し、所定値ＴＨIG以内にないと判定したときには後述するステップＳ９に移行する。ここで、上記所定値ＴＨIGは、検出されたバッテリ電圧ＶＢがバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGに対して回路ばらつき程度の範囲にあり、電源電圧検出回路３１が正常であると判断できる程度の値に設定する。
【００２３】
ステップＳ７では、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをそのまま電源電圧低下判定に用いる電圧値として出力する。
次いで、ステップＳ８に移行して、マイクロコンピュータ２１は、ＶＢ異常継続フラグＦＬを、電源電圧検出回路３１が正常であることを示すＯＦＦ状態にリセットしてから、電源電圧出力処理を終了する。
【００２４】
また、ステップＳ９では、マイクロコンピュータ２１は、電圧ＶＲが、電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内（例えば、１０〜１６Ｖ）にあるか否かを判定する。そして、電圧ＶＲが上記電圧範囲内にあるときにはステップＳ１０に移行し、電圧ＶＲが上記電圧範囲外にあるときには後述するステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１０では、マイクロコンピュータ２１は、電圧ＶＲをもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
【００２５】
ここで、図２に示す回路が正常である場合、バッテリ電圧ＶＢとモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲとの間には、次式の関係が成り立つ。
ＶＢ≒ＶＲ−ＶｆVR  ………（３）
したがって、バッテリ電圧推定値ＶＢ´VRは、次式をもとに算出することができる。
ＶＢ´VR＝ＶＲ−ＶｆVR  ………（４）
【００２６】
なお、図２におけるバッテリからモータ駆動回路２２への電力供給ラインに昇圧回路２５が設けられている場合、バッテリ電圧ＶＢとモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲとの間には下記（５）式の関係が成り立つため、バッテリ電圧推定値ＶＢ´VRは、下記（６）をもとに算出することができる。
ＶＢ≒ＶＲ／ｎ＊η−ＶｆVR  ………（５）
ＶＢ´VR＝ＶＲ／ｎ＊η−ＶｆVR  ………（６）
ここで、ｎは昇圧倍数、ηは効率である。
【００２７】
次に、ステップＳ１１に移行して、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢと、前記ステップＳ１０で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRを算出し、これが所定値ＴＨVR以内であるか否かを判定する。そして、所定値ＴＨVR以内にあると判定したときには、電源電圧検出回路３１は正常であると判断して前記ステップＳ７に移行し、所定値ＴＨVR以内にないと判定したときには、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判断してステップＳ１２に移行する。ここで、上記所定値ＴＨVRは、検出されたバッテリ電圧ＶＢがバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRに対して回路ばらつき程度の範囲にあり、電源電圧検出回路３１が正常であると判断できる程度の値に設定する。
【００２８】
ステップＳ１２では、マイクロコンピュータ２１は、前記ステップＳ５で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGが、前記ステップＳ１０で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRより小さいか否かを判定し、ＶＢ´IG＜ＶＢ´VRであるときにはステップＳ１３に移行して、前記ステップＳ１０で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用し、これを電源電圧低下判定に用いる電圧値として出力する。
【００２９】
次いで、ステップＳ１４に移行して、マイクロコンピュータ２１は、ＶＢ異常継続フラグＦＬを、電源電圧検出回路３１に異常が発生していることを示すＯＮ状態にセットしてから、電源電圧出力処理を終了する。
一方、前記ステップＳ１２で、マイクロコンピュータ２１がＶＢ´IG≧ＶＢ´VRである判定したときには、ステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ５で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用し、これを電源電圧低下判定に用いる電圧値として出力し、前記ステップＳ１４に移行する。
【００３０】
また、ステップＳ１６では、マイクロコンピュータ２１は、前記ステップＳ９と同様に、電圧ＶＲが、電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内（例えば、１０〜１６Ｖ）にあるか否かを判定する。そして、電圧ＶＲが上記電圧範囲内にあるときにはステップＳ１７に移行し、電圧ＶＲが上記電圧範囲外にあるときには後述するステップＳ２０に移行する。
【００３１】
ステップＳ１７では、マイクロコンピュータ２１は、前記ステップＳ１０と同様に、電圧ＶＲをもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出し、ステップＳ１８に移行する。
ステップＳ１８では、マイクロコンピュータ２１は、前記ステップＳ１１と同様に、バッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRを算出し、これが所定値ＴＨVR以内であるか否かを判定する。そして、所定値ＴＨVR以内にあると判定したときには、電源電圧検出回路３１は正常であると判断して前記ステップＳ７に移行し、所定値ＴＨVR以内にないと判定したときには、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判断してステップＳ１９に移行する。
【００３２】
ステップＳ１９では、マイクロコンピュータ２１は、前記ステップＳ１７で推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として設定し、これをモータ駆動制御に用いる電圧値として出力し、前記ステップＳ１４に移行する。
また、ステップＳ２０では、マイクロコンピュータ２１は、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをそのまま電源電圧低下判定に用いる電圧値として出力する。
【００３３】
次いで、ステップＳ２１に移行して、マイクロコンピュータ２１は、ＶＢ異常継続フラグＦＬを、電源電圧検出回路３１が正常であることを示すＯＦＦ状態にリセットしてから、電源電圧出力処理を終了する。
また、ステップＳ２２では、マイクロコンピュータ２１は、異常継続カウンタＮをインクリメントしてステップＳ２３に移行する。
【００３４】
ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ２１は、異常継続カウンタＮが、所定の継続時間ＴTHに相当するカウンタ閾値ＮTHより大きいか否かを判定し、Ｎ≦ＮTHであるときには前記ステップＳ３に移行し、Ｎ＞ＮTHであるときにはステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、マイクロコンピュータ２１は、所定の検出回路異常時処理を実施してから前記ステップＳ３に移行する。ここで、検出回路異常時処理とは、操舵補助制御によるアシスト量の漸減処理や、操舵補助制御によるアシスト禁止処理、ダイアグコード記憶処理などをいう。
【００３５】
例えば、電源電圧検出回路３１の異常が一定時間以上継続した場合に、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢが異常であることを記憶し、通常通り操舵補助制御を継続する。そして、電源電圧検出回路３１の異常が、更に一定時間以上継続した場合、運転者に不快感を与えない程度に緩やかに操舵アシスト力を所定アシスト値まで減少させ、運転者に修理を促すようにする。
【００３６】
なお、システムの電源がＯＮされる毎に、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判定される場合には、システムの電源がＯＮされる毎に段階的に上記所定アシスト値を下げていき、最終的に“０”にすることもできる。これにより、運転者に修理を段階的に強く促すことができる。
【００３７】
なお、電源電圧検出回路３１の異常が一定時間以上継続し、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢが異常であることを記憶した後、更に一定時間以上継続した場合には、運転者に不快感を与えない程度に緩やかに操舵アシスト力を“０”まで減少させることもできる。この場合、そのシステムがＯＮである限りは、操舵アシスト力を復帰させないようにすることも可能である。
この図３の処理において、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１６及びＳ１７が電源電圧推定手段に対応し、ステップＳ６、Ｓ１１及びＳ１８が異常検出手段に対応し、ステップＳ２２〜Ｓ２４が制御方法変更手段に対応している。
【００３８】
次に、第１の実施形態の動作及び効果について説明する。
今、自車両が比較的大きな操舵トルクＴで旋回走行中であるものとする。このとき、電源電圧検出回路３１が正常に動作しているものとすると、マイクロコンピュータ２１は、図３の電源電圧出力処理において、ステップＳ３で各電圧検出回路３１〜３３でそれぞれ検出したバッテリ電圧ＶＢ、イグニッションスイッチ電圧ＩＧ及びモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲを読み込む。そして、イグニッションスイッチ電圧ＩＧが電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内にある場合には、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、イグニッションスイッチ電圧ＩＧをもとに上記（２）式を用いてバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。
【００３９】
電源電圧検出回路３１は正常に動作しており、この電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢと上記バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとの差ΔＶＢIGは、所定の回路ばらつき範囲内にあることから、ΔＶＢIG≦ＴＨIGとなって、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ６でＹｅｓと判定してステップＳ７に移行し、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをそのまま出力する。
【００４０】
そして、この出力されたバッテリ電圧ＶＢをもとに、電源電圧低下判定を行い、電源電圧が低下していないと判定されると、マイクロコンピュータ２１は、公知の手法により操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて操舵補助指令値を算出し、この操舵補助指令値に基づいて電動モータ１２を駆動制御する。このようにして、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させる通常の操舵補助制御が行われる。
【００４１】
また、電源電圧検出回路３１が正常に動作している場合で、イグニッションスイッチ電圧ＩＧが電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲外にある場合には、ステップＳ４からステップＳ１６に移行して、モータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲが電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内にあるか否かを判定する。そして、入力電圧ＶＲが当該電圧範囲内にある場合には、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行して、上記入力電圧ＶＲをもとに上記（４）式（又は上記（６）式）を用いてバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
【００４２】
このとき、電源電圧検出回路３１は正常に動作しており、この電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢと上記バッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRは、所定の回路ばらつき範囲内にあることから、ΔＶＢVR≦ＴＨVRとなって、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ１８でＹｅｓと判定してステップＳ７に移行し、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをそのまま出力する。したがって、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをもとに、電源電圧低下判定が行われることになる。
【００４３】
このように、ΔＶＢIG及びΔＶＢVRのどちらか一方が回路ばらつき範囲内にあるときには、電源電圧検出回路３１は正常に動作していると判定して、電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢをもとに電源電圧低下判定を行う。
この状態から、電源電圧検出回路３１の抵抗３１ａがショートするなど、電源電圧検出回路３１に異常が発生すると、電源電圧検出回路３１でバッテリ電圧ＶＢが“０”として検出され、バッテリ電圧ＶＢとイグニッションスイッチ電圧ＩＧをもとに推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとの差ΔＶＢIGが、前記回路ばらつき範囲を超えることになる。
【００４４】
そのため、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ６でＮｏと判定してステップＳ９に移行する。このとき、モータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲが電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内にあるものとすると、ステップＳ９からステップＳ１０に移行し、上記入力電圧ＶＲをもとに上記（４）式を用いてバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
【００４５】
前述したように電源電圧検出回路３１で検出したバッテリ電圧ＶＢは“０”であり、バッテリ電圧ＶＢと上記バッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRが、前記回路ばらつき範囲を超えるため、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ１１でＮｏと判定してステップＳ１２に移行する。
そして、ステップＳ１２では、マイクロコンピュータ２１は、イグニッションスイッチ電圧ＩＧから推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGと、モータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲから推定したバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとのうち大きい方の値を選択し、これを出力する。
【００４６】
したがって、マイクロコンピュータ２１は、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとのうち大きい方の電圧値に基づいて電源電圧低下判定を行い、電源電圧が低下していないと判定すると、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させる通常の操舵補助制御が行われる。
一方、上記電源電圧低下判定により、電源電圧が低下していると判定すると、操舵アシスト力を低下させたり、操舵アシストを停止させたりするような電源低下時処理が行われる。
【００４７】
このように、バッテリ電圧ＶＢは、回路上、電圧ＩＧと電圧ＶＲとのダイオードＯＲであることを利用して、この関係が崩れているか否かを判定することで確実に電源電圧検出回路３１の異常検出を行うことができる。
【００４８】
そして、電源電圧検出回路３１に異常が発生している場合には、バッテリ電圧ＶＢの変動が関係する部位の電圧、具体的には、イグニッションスイッチの電圧ＩＧもしくはモータ駆動回路２２へ入力される入力電圧ＶＲをもとに推定されたバッテリ電圧（ＶＢ´IGもしくはＶＢ´VR）を用いて電源電圧の低下判定を行う。これにより、バッテリ電圧ＶＢの低下が電源電圧検出回路３１のみの異常によるものである場合には、電源低下時処理を作動させることなく、通常の操舵補助制御を継続させることができる。
【００４９】
電源電圧検出回路３１に異常が発生している場合、ＶＢ異常継続フラグＦＬがＯＮ状態となっていることから、マイクロコンピュータ２１は、図３のステップＳ１でＹｅｓと判定してステップＳ２２に移行し、電源電圧検出回路３１の異常が継続している時間を計測するための異常継続カウンタＮをインクリメントする。
【００５０】
そして、電源電圧検出回路３１の異常が継続している時間が継続時間ＴTHより短い間は、通常の操舵補助制御を継続し、電源電圧検出回路３１の異常が継続している時間が継続時間ＴTHを越える、即ち異常継続カウンタＮがカウンタ閾値ＮTHを越えると、ステップＳ２３からステップＳ２４に移行して、操舵補助制御によるアシスト量の漸減処理等の検出回路異常時処理を実施する。こうして、検出回路異常時処理が作動されることにより、運転者に不快感を与えない程度に緩やかに操舵アシスト力を減少させて、運転者に修理を促すことができる。
【００５１】
このように、上記第１の実施形態では、電源電圧と相関関係にある電圧値に基づいて当該電源電圧を推定し、その電源電圧推定値に基づいて電源電圧検出回路の異常を検出する。そして、電源電圧検出回路の異常を検出したときには、前記電源電圧推定値に応じてモータ駆動制御を行い、電源電圧検出回路の異常を検出していないときには、当該電源電圧検出回路で検出した電源電圧検出値に応じてモータ駆動制御を行う。
【００５２】
したがって、システムの電源電圧の異常が検出回路のみの異常であるか否かの切り分けを行うことができるので、例えば、電源電圧が低下していると判定したときに操舵アシストを停止するようなシステムにおいて、電源電圧検出値の低下が検出回路のみの異常によるものである場合には、電源電圧推定値をもとに操舵アシストを継続することができ、正常に操舵アシストを行える状態であるにもかかわらず、操舵アシスト力が減少されることに起因する運転者の操舵負担の増大を防止することができる。その結果、運転者の違和感の発生を大幅に軽減することができる。そして、これは、車両の重量が重ければ重いほど、システムの出力が大きければ大きいほど、大きい効果が得られる。
【００５３】
また、電源電圧検出値と電源電圧推定値との差が所定値以上であるときに、電源電圧検出回路に異常が発生していると判断するので、回路ばらつきを考慮して適切に電源電圧検出回路の異常を検出することができる。
さらに、イグニッションスイッチの電圧値や、モータ駆動回路の入力電圧値に基づいて電源電圧を推定するので、適切に電源電圧推定値を求めることができる。
【００５４】
また、電源電圧と相関関係にある複数の電圧値に基づいて、複数の電源電圧推定値を推定したとき、当該複数の電源電圧推定値のうち最も大きい電源電圧推定値を採用する。例えば、図２に示す回路構成の場合、電源電圧はイグニッションスイッチの電圧とモータ駆動回路の入力電圧とからダイオードＯＲで電圧が入力される部位であり、何れか高い方の電圧値と相関のある部位であるから、イグニッションスイッチの電圧から推定した電源電圧推定値とモータ駆動回路の入力電圧から推定した電源電圧推定値とのうち大きい方を採用することで、十分精度良く電源電圧推定値を得ることができる。
【００５５】
さらにまた、電源電圧検出回路の異常を検出してから所定時間が経過したとき、操舵補助制御の制御方法を変更するので、例えば、電源電圧検出回路の異常を検出してから所定時間が経過したとき、運転者に不快感を与えない程度に緩やかに操舵アシスト力を減少させることで、運転者に電源電圧検出回路の修理を促すことができる。
【００５６】
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、前記（２）式や（４）式に示す理論式をもとに電源電圧推定値を求めているのに対し、より回路のばらつきを考慮した算出式をもとに電源電圧推定値を求めるようにしたものである。
【００５７】
つまり、第２の実施形態における電動パワーステアリング装置の構成は、図１と同様の構成を有し、マイクロコンピュータ２１では、図３に示す第１の実施形態における電源電圧出力処理において、ステップＳ５でのバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGの算出方法、並びにステップＳ１０及びステップＳ１７でのバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRの算出方法が異なることを除いては、図３と同様の処理が行われる。したがって、ここでは処理の異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
ステップＳ５では、マイクロコンピュータ２１は、イグニッションスイッチの電圧ＩＧが上限電圧ＩＧTH1（例えば、１４Ｖ）より大きいか否かを判定し、ＩＧ＞ＩＧTH1であるときには、下記（７）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。
ＶＢ´IG＝ＩＧ−ＶｆIG＋α  ………（７）
ここで、定数αは、回路ばらつきによるバッテリ電圧推定値の最大ばらつき量に相当し、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGをより高い値とするためのマージンである。
【００５９】
また、電圧ＩＧが下限電圧ＩＧTH2（例えば、１０Ｖ）より小さいか否かを判定し、ＩＧ＜ＩＧTH2であるときには、下記（８）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。
ＶＢ´IG＝ＩＧ−ＶｆIG−β  ………（８）
ここで、定数βは、回路ばらつきによるバッテリ電圧推定値の最大ばらつき量に相当し、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGをより低い値とするためのマージンである。
【００６０】
そして、電圧ＩＧが、上限電圧ＩＧTH1と下限電圧ＩＧTH2との間にあるときには（ＩＧTH2≦ＩＧ≦ＩＧTH1であるときには）、上記（２）式をもとに、通常推定値としてのバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。
【００６１】
また、ステップＳ１０及びステップＳ１７では、マイクロコンピュータ２１は、モータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲが上限電圧ＶＲTH1（例えば、１４Ｖ）より大きいか否かを判定し、ＶＲ＞ＶＲTH1であるときには、下記（９）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
ＶＢ´VR＝ＶＲ−ＶｆVR＋α  ………（９）
また、電圧ＶＲが下限電圧ＶＲTH2（例えば、１０Ｖ）より小さいか否かを判定し、ＶＲ＜ＶＲTH2であるときには、下記（１０）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
ＶＢ´VR＝ＶＲ−ＶｆVR−β  ………（１０）
そして、電圧ＶＲが、上限電圧ＶＲTH1と下限電圧ＶＲTH2との間にあるときには（ＶＲTH2≦ＶＲ≦ＶＲTH1であるときには）、上記（４）式をもとに、通常推定値としてのバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
【００６２】
なお、図２に昇圧回路２５が設けられている場合、ＶＲ＞ＶＲTH1であるときには下記（１１）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出し、ＶＲ＜ＶＲTH2であるときには下記（１２）式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出し、ＶＲTH2≦ＶＲ≦ＶＲTH1であるときには、上記（６）式をもとに通常推定値としてのバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。
【００６３】
ＶＢ´VR＝ＶＲ／ｎ＊η−ＶｆVR＋α  ………（１１）
ＶＢ´VR＝ＶＲ／ｎ＊η−ＶｆVR−β  ………（１２）
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態における動作について説明する。
今、電源電圧検出回路３１の抵抗３１ａがショートするなど、電源電圧検出回路３１に異常が発生しているものとする。このとき、イグニッションスイッチの電圧ＩＧ及びモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲが、それぞれ電源電圧検出回路３１の異常診断を実施可能な電圧範囲内にあるものとすると、マイクロコンピュータ２１は、図３のステップＳ４でＹｅｓと判定してステップＳ５に移行する。ここで、電圧ＩＧが下限電圧ＩＧTH1より小さいものとすると、マイクロコンピュータ２１は、上記（８）式をもとにマージンを考慮した分（定数β）が減じられたバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGを算出する。電源電圧検出回路３１からはバッテリ電圧ＶＢが“０”として検出されるため、このバッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとの差ΔＶＢIGが、回路ばらつき範囲である所定値ＴＨIGを超えることになり、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ６でＮｏと判定し、次いでステップＳ９でＹｅｓと判定してステップＳ１０に移行する。
【００６５】
ここで、電圧ＶＲが下限電圧ＶＲTH1より小さいものとすると、マイクロコンピュータ２１は、上記（１０）式をもとにマージンを考慮した分（定数β）が減じられたバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRを算出する。電源電圧検出回路３１からはバッテリ電圧ＶＢが“０”として検出されるため、このバッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRが、回路ばらつき範囲である所定値ＴＨVRを超えることになり、マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ１１でＮｏと判定し、ステップＳ１２に移行する。そして、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとのうち大きい方の値がバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用され、これが出力される。
【００６６】
すなわち、図３の電源電圧出力処理により出力される電圧値（最終的に採用されるバッテリ電圧推定値ＶＢ´）は、図４の太線で示すように、電圧ＩＧと電圧ＶＲとのうち大きい方の電圧値が下限電圧を下回っている領域において、細線で示す通常推定値（前記（２）式又は（４）式で表される理論式をもとに算出されるバッテリ電圧推定値）より所定値βだけ小さい値となる。
【００６７】
ところで、図２におけるＶｆIGやＶｆVRなどのハードに依存する値は、固体ばらつきが大きいため、前記（２）式や（４）式の理論式による推定のみでは、実際の電圧値に対して推定値が大きくかけ離れてしまう場合がある。
この場合、例えば、動作保証範囲外にて操舵補助制御を実施してしまう可能性がある。つまり、回路ばらつきにより、実際の電圧値に対して推定値が大きく推定されると、実際には電圧値が低下しており各回路の動作保証範囲外となっている場合であっても、動作保証範囲内にあるものと誤った判定をしてしまい、実際には操舵アシストを停止する処置を施す必要があるにもかかわらず、通常通り操舵補助制御を動作させてしまうおそれがある。
【００６８】
また、バッテリ電圧値を用いて診断しているフェールセーフがある場合、第２の故障が発生してもその故障を検出することが困難となってしまう。
このように、回路の損傷や、フェールの誤検出という事態を生じる。
これに対して、本実施形態では、回路ばらつきを考慮した算出式をもとにバッテリ電圧推定値を求め、電圧ＩＧ（又は電圧ＶＲ）が所定の上限電圧を上回っているときには、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IG（又はＶＢ´VR）を通常推定値より大きく算出し、電圧ＩＧ（又は電圧ＶＲ）が所定の下限電圧を下回っているときには、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IG（又はＶＢ´VR）を通常推定値より小さく算出する。したがって、上述したように、動作保証範囲外で操舵補助制御を実施してしまうことを回避することができる。
【００６９】
このように、上記第２の実施形態では、電源電圧の推定に用いた当該電源電圧と相関関係にある電圧値が上限電圧より高いとき、電源電圧推定値を通常推定値より大きく推定し、電源電圧の推定に用いた当該電源電圧と相関関係にある電圧値が下限電圧より低いとき、電源電圧推定値を通常推定値より小さく推定する。これにより、フェールの誤検出を回避することができ、実際の電源電圧が動作保証範囲外にあるときに操舵補助制御を動作させてしまうような事態を回避することができる。
【００７０】
なお、上記第２の実施形態においては、回路ばらつきを考慮して所定のマージンを持たせたバッテリ電圧推定値ＶＢ´IG、ＶＢ´VRをそれぞれ求め、これらのうち大きい方の電圧値を最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用する場合について説明したが、前記（２）式及び（４）式に示す理論式をもとにバッテリ電圧推定値ＶＢ´IG及びＶＢ´VRを算出し、これらのうち大きい方の電圧値ＶＢ0´（＝ｍａｘ（ＶＢ´IG，ＶＢ´VR））に対して、所定のマージンを持たせた電圧値を最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用することもできる。つまり、この場合、例えば、ＶＢ´IG＞ＶＢ´VRである場合、電圧ＩＧが上限電圧ＩＧTH1より大きい場合にはＶＢ´＝ＶＢ´IG＋αとなり、電圧ＩＧが下限電圧ＩＧTH2より小さい場合にはＶＢ´＝ＶＢ´IG−βとなる。
【００７１】
なお、上記各実施形態においては、図３のステップＳ１２で、単にバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの大小関係を比較し、大きい方の電圧値を最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´として採用する場合について説明したが、ＶＢ´IGとＶＢ´VRとに夫々信頼度を設定し、その信頼度に応じて最終的なバッテリ電圧推定値ＶＢ´を設定することもできる。この場合、例えば、電圧ＩＧが１２〜１４ＶであるときにはＶＢ´IGを優先的に採用し、それ以外であるときにＶＢ´IGとＶＢ´VRとのうち大きい方を採用することもできる。
【００７２】
また、上記各実施形態においては、電源電圧検出回路３１が異常であると判定されてから所定の継続時間ＴTHが経過して検出回路異常時処理が開始され、操舵アシスト力が減少された場合に、一定時間以上、電源電圧検出回路３１が正常であると判定された場合には、運転者に違和感を与えない程度に速やかに操舵アシスト力を復帰させることもできる。
【００７３】
さらに、上記各実施形態においては、バッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGとの差ΔＶＢIG及びバッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRとの差ΔＶＢVRとが共に所定値ＴＨを超えているとき、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判定する場合について説明したが、ΔＶＢIG及びΔＶＢVRの少なくとも一方が所定値ＴＨを超えているときに、電源電圧検出回路３１に異常が発生していると判定することもできる。
【００７４】
また、上記各実施形態においては、バッテリ電圧推定値ＶＢ´IG又はバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRの算出に際し、回路の応答時間を考慮した適当なフィルタを用いることもできる。
さらに、上記各実施形態においては、イグニッションスイッチの電圧ＩＧ又はモータ駆動回路２２の入力電圧ＶＲに基づいてバッテリ電圧推定値を求める場合について説明したが、バッテリ電圧ＶＢの変動が関係する部位の電圧値であれば、バッテリ電圧推定値を求めることが可能である。
【００７５】
また、上記各実施形態においては、車両との通信状態により、電圧ＩＧに異常があると認められる場合には、電圧ＩＧによるバッテリ電圧ＶＢの異常判断、及びバッテリ電圧推定値ＶＢ´IGによるバッテリ電圧の代替処理を中止することもできる。同様に、電圧ＶＲに異常があると認められる場合には、電圧ＶＲによるバッテリ電圧ＶＢの異常判断、及びバッテリ電圧推定値ＶＢ´VRによるバッテリ電圧の代替処理を中止することもできる。
【００７６】
さらにまた、上記各実施形態においては、図３の電源電圧出力処理を、車両が走行中である場合にのみ実行したり、操舵トルクが所定トルク以上である場合にのみ実行したりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態における車両の概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】マイクロコンピュータで実行する電源電圧出力処理を示すフローチャートである。
【図４】バッテリ電圧推定値ＶＢ´を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
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、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、２１…マイクロコンピュータ、２２…モータ駆動回路、２２ａ…プリドライバ、２２ｂ…インバータ、２３…リレー回路、２４…電源回路、２５…昇圧回路、３１…電源電圧検出回路、３２…ＩＧ電圧検出回路、３３…入力電圧検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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