(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに配され、操舵トルク信号を検出するトルクセンサと、
該トルクセンサが検出する操舵トルク信号と、車速センサからの車速値とに基づいてモータ電流指示値を演算する指示値演算手段と、
前記ステアリングシャフトに操舵補助力を与えるための電動モータと、
該電動モータに流れるモータ電流を検出するモータ電流検出回路と、
前記電動モータを駆動するためのモータ駆動回路と、
モータ電流指示値とモータ電流検出値との電流偏差から駆動信号を演算して求め、前記モータ駆動回路に前記駆動信号を送出する駆動信号演算回路と、
電動パワーステアリング機構の前記モータ駆動回路が異常であるか正常であるかをサンプリング時間毎に検出する異常検出手段と、
該異常検出手段が異常を検出する毎に異常カウンタを加算していき、該異常カウンタが故障判定値に達すると前記電動パワーステアリング機構が故障していると判定する故障判定手段とを備える電動パワーステアリング機構の制御装置であって、
前記異常検出手段は、異常を検出する毎に加算する異常カウンタと、異常を検出しなかった場合に加算する正常カウンタを設けており、
前記異常検出手段が異常を検出すると前記正常カウンタをゼロに戻し、異常を検出する毎に前記異常カウンタを加算し、
異常を検出する途中に前記異常検出手段が正常を検出すると前記異常カウンタを保持し、正常を検出する毎に前記正常カウンタを加算し、
前記故障判定手段は、前記異常カウンタが所定値以上で異常と判定し、
前記異常カウンタが所定値未満では、前記正常カウンタが所定値以上で正常と判定し、且つ、保持中の前記異常カウンタをゼロに戻すことを特徴とする電動パワーステアリング機構の制御装置。
【請求項２】
前記異常検出手段は、前記電動パワーステアリング機構の前記モータ駆動回路が異常であるか正常であるかの検出にヒステリシスを持ち、異常でも正常でもない不定状態を検出した場合には、前記異常カウンタを保持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機構の制御装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、前記モータ電流検出値、モータ電圧検出値、バッテリ電圧検出値、または前記モータ電流指示値の内、一つ以上のデータに基づいて、前記電動パワーステアリング機構の前記モータ駆動回路の状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング機構の制御装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、前記モータ電流検出値が正常範囲内であり、且つ前記モータ電圧検出値が正常範囲内であり、且つ前記バッテリ電圧検出値が正常範囲内であり、且つ前記モータ電流指示値が正常範囲内の場合に前記電動パワーステアリング機構の前記モータ駆動回路が正常であると検出し、
前記モータ電流検出値が正常範囲外、前記モータ電圧検出値が正常範囲外、前記バッテリ電圧検出値が正常範囲外、または前記モータ電流指示値が正常範囲外の場合に前記電動パワーステアリング機構の前記モータ駆動回路が異常であると検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の電動パワーステアリング機構の制御装置。
【請求項５】
前記異常検出手段が一旦、異常を検出した後、前記異常検出手段が正常を連続して検出した場合に、保持中の前記異常カウンタをゼロに戻すサンプリング回数に要する時間を、
前記電動パワーステアリング機構の制御系およびステアリング系によって起きるハンチングの周期よりも長く設定したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の電動パワーステアリング機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング機構の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
異常検出回路が電動パワーステアリング機構の故障を判定する論理は、異常が続く場合を想定している（特開平９- １１９２０号公報、特開平１０- ２４４９５０号公報）。
このため、異常を検知する毎に異常カウンタを加算していき、故障判定値に達すると電動パワーステアリング機構が故障していると判定して、電動モータへの通電を遮断している。
また、異常カウンタが故障判定値に達する前に異常を検知できなかった場合には、即正常であると判定して異常カウンタをゼロに戻している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、以下の課題を有する。
上記の様な故障を判定する論理では、故障によって異常の検知が続く場合には、故障状態であると判定できるが、電動パワーステアリング機構の駆動回路系の異常（モータ端子の天絡や地絡、端子間短絡、電流検出回路の故障）においては、操舵トルク値や電流検出値が制御系とステアリング系によるハンチングを起して異常が継続して検知されないため、故障が確定できない場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、電動パワーステアリング機構が故障しているか否かを確実に判定することができる電動パワーステアリング機構の制御装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
［請求項１について］
ステアリングシャフトにトルクセンサが配され、操舵トルク信号を検出する。
指示値演算手段は、トルクセンサが検出する操舵トルク信号と、車速センサからの車速値とに基づいてモータ電流指示値を演算する。
【０００６】
ステアリングシャフトに操舵補助力を与えるための電動モータに流れるモータ電流をモータ電流検出回路が検出する。
駆動信号演算回路は、モータ電流指示値とモータ電流検出値との電流偏差から駆動信号を演算して求め、モータ駆動回路に駆動信号を送出する。
【０００７】
異常検出手段は、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が異常であるか正常であるかをサンプリング時間毎に検出する。そして、異常検出手段が異常を検出する毎に異常カウンタを加算していく。なお、異常検出手段がサンプリング時間に異常を検出しなかった場合には異常カウンタを保持する。
この構成により、電動パワーステアリング機構が故障している場合には異常カウンタが容易にリセットされず、着実にカウントアップされていく。
【０００８】
そして、異常カウンタが故障判定値に達すると、電動パワーステアリング機構が故障していると故障判定手段が判定する。
また、異常検出手段が一旦、異常を検出しても、つづいて異常検出手段が正常を検出すると、正常を検出する毎に正常カウンタを加算し、正常カウンタが所定値以上で故障判定手段が正常と判定し、保持中の異常カウンタをゼロに戻し、誤判定されるのを防止する。
よって、電動パワーステアリング機構が故障しているか否かを確実に判定することができる。
【０００９】
［請求項２について］
異常検出手段は、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が異常であるか正常であるかの検出にヒステリシスを持ち、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が異常であるか正常であるかをサンプリング時間毎に検出する。そして、異常検出手段が異常を検出する毎に異常カウンタを加算していく。
なお、異常検出手段が正常を検出した場合、或いは異常でも正常でもない不定状態を検出した場合には、異常カウンタを保持する。
【００１０】
この構成により、電動パワーステアリング機構が故障或いは故障の疑いが強い場合には異常カウンタが容易にリセットされず、着実にカウントアップされていく。
【００１１】
［請求項３について］
異常検出手段は、モータ電流検出値、モータ電圧検出値、バッテリ電圧検出値、またはモータ電流指示値の内、一つ以上のデータに基づいて、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が正常であるか異常であるかを検出する。
これにより、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が正常であるか異常であるかを異常検出手段が精度良く検出することができる。
【００１２】
［請求項４について］
異常検出手段は、モータ電流検出値が正常範囲内であり、且つモータ電圧検出値が正常範囲内であり、且つバッテリ電圧検出値が正常範囲内であり、且つモータ電流指示値が正常範囲内の場合に電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が正常であると検出する。
また、モータ電流検出値が正常範囲外、モータ電圧検出値が正常範囲外、バッテリ電圧検出値が正常範囲外、またはモータ電流指示値が正常範囲外の場合に電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が異常であると検出する。
これにより、電動パワーステアリング機構のモータ駆動回路が正常であるか異常であるかを精度良く検出することができる。
【００１３】
［請求項５について］
電動パワーステアリング機構の制御装置は、異常検出手段が一旦、異常を検出した後、異常検出手段が正常を連続して検出した場合に、保持中の異常カウンタをゼロに戻すサンプリング回数に要する時間を、電動パワーステアリング機構の制御系およびステアリング系によって起きるハンチングの周期よりも長い時間に設定している。
このため、制御系およびステアリング系によってハンチングが起きる場合であっても、電動パワーステアリング機構が故障しているか否かを確実に判定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例（請求項１、２、３、５に対応）を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示す様に、電動パワーステアリング機構の制御装置Ｄは、トルクセンサ１と、アシスト電流演算手段２と、モータ電流指示値演算手段３と、電動モータ４と、モータ電流検出回路５と、モータ駆動回路６と、駆動信号演算回路７と、異常検出手段と故障判定手段とを有するＣＰＵ８とを備える。
【００１５】
トルクセンサ１は、ステアリングシャフト１１に配され、操舵トルク信号１２を検出する。
アシスト電流演算手段２は、操舵トルク検出回路１３およびフィルタ１４を経て処理された操舵トルク信号に基づいて、操舵トルクに応じたアシスト電流を演算する。
【００１６】
モータ電流指示値演算手段３は、車両が走行中には或る程度の手応え感をハンドルに持たせるため、アシスト電流演算手段２が演算したアシスト電流と、車速センサ２１からの車速値とに基づいてモータ電流指示値を演算する。
【００１７】
電動モータ４は、回転軸が減速機構（図示せず）を介してステアリングシャフト１１に連結され、ステアリングシャフト１１に操舵補助力を与える。
モータ電流検出回路５は、電動モータ４に流れるモータ電流を検出（モータ電流検出値５１）する。
【００１８】
モータ駆動回路６は、四個のパワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１〜６４およびＣＲ部品（図示せず）により構成され、電動モータ４を駆動する。
駆動信号演算回路７は、モータ電流指示値演算手段３が演算したモータ電流指示値と、モータ電流検出回路５が検出したモータ電流検出値５１との電流偏差から駆動信号を演算して求め、パワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１〜６４を駆動するための駆動Ｄｕｔｙ７１〜７４をモータ駆動回路６に送出する。
【００１９】
なお、パワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１〜６４を駆動する方向は、駆動トルク或いはモータ電流指示値の符号によって決まり、例えば、右操舵の場合はパワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１、６４がＤｕｔｙ駆動され、左操舵の場合はパワーＭＯＳ- ＦＥＴ６２、６３がＤｕｔｙ駆動される。これにより、操舵方向に合った向きにアシストがなされる。
【００２０】
ＣＰＵ８の異常検出手段は、後述する異常検出条件や正常検出条件が成立するか否かに基づいて、電動パワーステアリング機構が異常であるか正常であるかを、ＣＰＵ８のサンプリング時間（サンプリング周期４ｍｓ）毎に検出する。
【００２１】
ＣＰＵ８の故障判定手段は、下記の様に作動して故障判定を行う。
・異常検出手段が異常を検出する（異常検出条件が成立）と正常カウンタをゼロに戻し、異常を検出する毎に異常カウンタを加算する。
【００２２】
・異常検出後（１回≦異常カウンタ≦５０回）に異常検出手段が正常を検出する（正常検出条件が成立）と異常カウンタを保持し、正常を検出する毎に正常カウンタを加算する。
【００２３】
・異常検出後（１回≦異常カウンタ≦５０回）に異常検出手段が、正常でも異常でもない不定状態を検出する（正常検出条件、異常検出条件が共に不成立）と異常カウンタを保持し、正常判定カウンタを保持するかゼロに戻す。
【００２４】
・正常カウンタ≧１００回になると、異常カウンタをゼロに戻す。なお、保持中の異常カウンタをゼロに戻すサンプリング回数に要する時間（ＣＰＵ８のサンプリング周期４ｍｓ×１００回＝４００ｍｓ）は、制御系およびステアリング系によるハンチングの周期よりも長い時間である。
【００２５】
・異常カウンタが故障判定値（５０回；ＣＰＵのサンプリング周期４ｍｓ×５０回＝２００ｍｓ）に達すると電動パワーステアリング機構が故障していると判定し、故障であることを表示器等で報知するとともに、電動モータ４への通電を遮断する。
【００２６】
《異常検出条件》
モータ電流検出値＜１Ａ  、且つ
モータ電流指示値＞１Ａ  、且つ
モータ端子間電圧検出値＞２Ｖ
【００２７】
《正常検出条件》
モータ電流検出値≧１Ａ
【００２８】
例えば、モータ電流検出回路５が故障して、モータ電流が流れていてもモータ電流検出値５１が０Ａである場合には、下記の(1) 〜(7) の様に挙動して、図２に示す様にステアリングシャフト１１のハンチングが起きる。
【００２９】
(1) モータ電流検出値５１＝０Ａ
(2) モータ電流指示値とモータ電流検出値５１との偏差が大
(3) パワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１〜６４の駆動Ｄｕｔｙ７１〜７４が上昇する。
(4) 実際に流れるモータ電流が増加して、電動モータ４によってステアリングシャフト１１が回る。
(5) 操舵している方向と反対方向にトルクセンサ１が捻られ、トルクの方向が変わる。
(6) パワーＭＯＳ- ＦＥＴ６１〜６４の駆動方向が変わり、実際に流れるモータ電流の方向が逆転する。
(7) 上記(5) に対して、再度トルクの方向が変わる（元のトルク方向）。
【００３０】
この様なハンチングが発生する故障に対して、従来の技術では、異常カウンタが故障判定値に達する前に異常が検知されない場合には正常であると判定されてしまう。
【００３１】
しかし、電動パワーステアリング機構の制御装置Ｄは、異常検出後（１回≦異常カウンタ≦５０回）に異常検出手段が正常或いは不定状態を検出すると異常カウンタを保持し、次に異常を検出する（異常検出条件が成立）と、異常を検出する毎に異常カウンタをその保持値から加算していく構成である（図３参照）。
このため、制御系およびステアリング系によってステアリングシャフト１１のハンチングが起きる、電動パワーステアリング機構の故障であっても故障であると確実に判定することができる。
【００３２】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
異常検出手段は、モータ電流検出値５１が正常範囲内であり、且つモータ電圧検出値が正常範囲内であり、且つバッテリ電圧検出値が正常範囲内であり、且つモータ電流指示値が正常範囲内の場合に電動パワーステアリング機構が正常であると検出し、モータ電流検出値５１が正常範囲外、モータ電圧検出値が正常範囲外、バッテリ電圧検出値が正常範囲外、またはモータ電流指示値が正常範囲外の場合に電動パワーステアリング機構が異常であると検出する構成であっても良い（請求項４に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電動パワーステアリング機構の制御装置の説明図である。
【図２】モータ電流検出回路が故障してステアリングシャフトがハンチングする状態を示す波形図である。
【図３】モータ電流検出回路が故障した場合、本発明と従来技術において、異常カウンタ値が変化していく様子を示す波形図である。
【符号の説明】
Ｄ  電動パワーステアリング機構の制御装置
１  トルクセンサ
３  モータ電流指示値演算手段（指示値演算手段）
４  電動モータ
５  モータ電流検出回路
６  モータ駆動回路
７  駆動信号演算回路
８  ＣＰＵ（異常検出手段、故障判定手段）
１１  ステアリングシャフト
１２  操舵トルク信号
２１  車速センサ
５１  モータ電流検出値
【図１】
0004461615.tif 000002
【図２】
0004461615.tif 000003
【図３】
0004461615.tif 000004