(57)【要約】【課題】  操舵系を構成する制御要素に異常状態が発生した後に正常状態に復帰した場合に、運転者に操舵トルクの変動による不安感を与えることなしにアシストトルクを復帰させることができる制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  操舵系を構成する制御要素が異常発生状態から時点ｓ1 で正常状態に復帰したとき、トルクが所定のトルク上限閾値ＴH 以上の状態が所定の継続時間ｔa 以上継続し、その後トルク下限閾値ＴL （操舵中立付近）未満の状態が所定の継続時間ｔb 以上継続したとき、運転者はその時のゲインＧでの操舵感覚を経験したと判断、且つ運転者が操舵していない状態の時、ゲインＧを零からＧ1 に増加させる。更にゲインをＧ1 からＧ2 、Ｇ3 、Ｇ4 ・・と徐々に増加させ、アシストトルクを復帰させる。操舵中アシストトルクを変化させないため、運転者に操舵トルクの変動による不安感を与えることがない。【選択図】      図３
2009012551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを検出するトルクセンサと、検出された操舵トルクに基づいてモータ電流を制御する制御装置と、ステアリング機構にアシストトルクを供給するモータとを備え、検出された操舵トルクに対応したアシストトルクを発生させる電動パワーステアリング装置において、
操舵系を構成する制御要素の異常発生及び異常発生後の正常復帰を検出する異常・復帰検出手段と、
運転者が設定されたゲインに基づくアシストトルクが付加された状態での操舵を経験し、且つ現在操舵中でないことを条件に、段階的に漸増するゲインを出力するゲイン設定手段とを備え、
前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたとき、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインに基づいて前記アシストトルクを漸増するように前記モータを制御すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記操舵系を構成する制御要素とは、バッテリ、モータ等の要素、トルクセンサ、操舵角センサ、モータ角度センサ、モータ角速度センサ、ヨーレートセンサ、温度センサ等の各種センサ、電源回路、リレー駆動回路、センサ信号入力回路、モータ駆動回路、モータ電流検出回路、モータ端子電圧検出回路等の各種制御装置（ＥＣＵ）回路のいずれか１乃至複数を含むこと
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】
前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増した操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により前記モータを制御してアシストトルクを漸増すること
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４】
前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに基づいて演算された電流指令値に、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増した電流指令値により前記モータを制御してアシストトルクを漸増すること
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５】
前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により決定されたデューティに、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増したデューティにより前記モータを制御してアシストトルクを漸増すること
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６】
前記ゲイン設定手段で設定されるゲインとは、前記制御要素に異常が発生していないときのゲインを１とし、前記制御要素に異常発生が検出されたときは所定の段階ずつ漸減され、前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたときは、運転者が設定されたゲインに基づくアシストトルクでの操舵を経験し、且つ現在操舵中でないことを条件に所定の段階ずつ漸増されるゲインであること
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７】
前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたときゲイン設定手段により設定されるゲインとは、ある時点における操舵トルクが所定のトルク上限閾値以上の状態が所定時間以上続き、さらに、操舵トルクが所定のトルク下限閾値未満の状態が所定時間以上続いたとき、運転者がその時点で設定されたゲインに基づくアシストトルクでの操舵を経験したものと判断し、現在操舵中でないことを条件に、所定の段階ずつ漸増されるゲインであること
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８】
前記制御要素に異常発生が検出されたとき、所定の段階ずつ漸減されるゲインの最終目標値はゲイン０であること
を特徴とする請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたとき、所定の段階ずつ漸増されるゲインの最終目標値は、前記制御要素の異常発生前に設定されていたゲインであること
を特徴とする請求項６又は７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】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に操舵系を構成する制御要素に異常が発生した後に正常な状態に復帰した場合に発生するアシストトルクの急変を抑え、操向ハンドル操作に違和感を与えない制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基づいてモータを駆動して操向ハンドルの操舵力を補助するものである。このような電動式パワーステアリング装置の制御はマイクロコンピュータで構成された制御装置で実行されるが、その制御の概要は、トルクセンサで検出された操舵トルクと車速センサで検出された車速に基づいてモータに供給する電流の大きさを演算し、その演算結果に基づいてモータに供給する電流を制御するものである。
【０００３】
即ち、制御装置は操向ハンドルが操作されて操舵トルクが発生しているとき、検出された車速が零あるいは低速の場合は大きな操舵補助力を供給し、検出された車速が速い場合は小さな操舵補助力を供給するように操舵トルクと車速に応じてモータ電流の制御目標値を演算し、実際にモータに流れる電流がモータ電流の制御目標値に一致するようフィードバック制御を行ない、走行状態に応じた最適の操舵補助力を与えている。
【０００４】
このような電動式パワーステアリング装置では、操舵系、例えばモータが過熱したり、制御装置（ＥＣＵ）が過熱したり、電源電圧が低下するなどの異常が発生すると、アシストトルクを制限、或いは零として二次故障の発生を防止するフェールセーフ制御を行なって危険を回避するものがある。
【０００５】
また、操舵系を構成する制御要素に異常が発生した後に正常な状態に復帰した場合は、異常発生により供給を制限、或いは停止したアシストトルクを再び規定値まで立上げる制御が行われる場合があるが、このような場合は、操舵系を構成する制御要素の正常復帰の前後で操舵に必要な操舵トルクが大幅に異なるため、運転者が操向ハンドルを操作するとき違和感を与える場合がある。
【０００６】
この対策として、操舵系に異常が発生した後に正常な状態に復帰した場合は、トルクの急変を防止する手段を設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３９７０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記した従来の電動パワーステアリング装置における、操舵系を構成する制御要素の異常発生後に正常な状態に復帰した場合のトルク急変を防止する手段では、アシストトルクの変化を運転者に感じさせるため、操舵中にアシストトルクを変化させている。
【０００８】
このため、運転者は道路状況とアシストトルクの変化に対応した操舵を行なわねばならないという問題がある。特に、急カーブを通過している途中、即ちアシストトルクの大きい状態で正常に復帰したような場合には、アシストトルクの変化が小さくともその影響は大きく、運転者に不安感を与えてしまうおそれがある。
【０００９】
さらに、アシストトルクの立ち上げは、操舵トルクは所定値以上（操舵トルク≧所定値）という条件の下で行われるから、瞬間的な急操舵を繰り返すと、運転者が操舵トルクを実質的に経験しないうちに、規定のアシストトルクに復帰してしまうという不都合が発生するおそれがある。この発明は上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、操舵トルクを検出するトルクセンサと、検出された操舵トルクに基づいてモータ電流を制御する制御装置と、ステアリング機構にアシストトルクを供給するモータとを備え、検出された操舵トルクに対応したアシストトルクを発生させる電動パワーステアリング装置において、操舵系を構成する制御要素の異常発生及び異常発生後の正常復帰を検出する異常・復帰検出手段と、運転者が設定されたゲインに基づくアシストトルクが付加された状態での操舵を経験し、且つ現在操舵中でないことを条件に、段階的に漸増するゲインを出力するゲイン設定手段とを備え、前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたとき、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインに基づいて前記アシストトルクを漸増するように前記モータを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【００１１】
そして、前記操舵系を構成する制御要素とは、バッテリ、モータ等の要素、トルクセンサ、操舵角センサ、モータ角度センサ、モータ角速度センサ、ヨーレートセンサ、温度センサ等の各種センサ、電源回路、リレー駆動回路、センサ信号入力回路、モータ駆動回路、モータ電流検出回路、モータ端子電圧検出回路等の各種制御装置（ＥＣＵ）回路のいずれか１乃至複数を含むものとする。
【００１２】
そして、前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増した操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により前記モータを制御してアシストトルクを漸増するものとする。
【００１３】
また、前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに基づいて演算された電流指令値に、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増した電流指令値により前記モータを制御してアシストトルクを漸増するものとする。
【００１４】
前記制御装置は、前記制御要素の異常発生後の正常復帰が検出されたときは、トルクセンサで検出された操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により決定されたデューティに、ゲイン設定手段で設定された漸増するゲインを乗算し、漸増したデューティにより前記モータを制御してアシストトルクを漸増するものとする。
【００１５】
そして、前記ゲイン設定手段で設定されるゲインとは、前記制御要素に異常が発生していないときのゲインを１とし、前記制御要素に異常発生が検出されたときは所定の段階ずつ漸減され、前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたときは、運転者が設定されたゲインに基づくアシストトルクでの操舵を経験し、且つ現在操舵中でないことを条件に所定の段階ずつ漸増されるゲインである。
【００１６】
そして、前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたときゲイン設定手段により設定されるゲインとは、ある時点における操舵トルクが所定のトルク上限閾値以上の状態が所定時間以上続き、さらに、操舵トルクが所定のトルク下限閾値未満の状態が所定時間以上続いたとき、運転者がその時点で設定されたゲインに基づくアシストトルクでの操舵を経験したものと判断し、現在操舵中でないことを条件に、所定の段階ずつ漸増されるゲインである。
【００１７】
そして、前記制御要素に異常発生が検出されたとき、所定の段階ずつ漸減されるゲインの最終目標値はゲイン０である。
【００１８】
そして、前記制御要素に異常発生後の正常復帰が検出されたとき、所定の段階ずつ漸増されるゲインの最終目標値は、前記制御要素の異常発生前に設定されていたゲインである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、操舵系の異常発生後に正常な状態に復帰した場合、操舵中はアシストトルクを変化させず、現在操舵中でないことを条件に、所定の段階ずつアシストトルクを漸増させるから、運転者に操舵トルクの変動による不安感を与えることなしに、アシストトルクを復帰させることができる。また、異常状態と正常状態への復帰とを繰り返した場合でも、アシストトルクをゆっくり増加させるから、運転者の意図しない車両の挙動を抑えることができ、安全に操向ハンドルを操作でき、操向ハンドル操作に違和感を与えることがない制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバーサルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラック機構７を経て操向車輪のタイロツド８に結合されている。軸２には操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が設けられており、また、操舵力を補助するモータ９が減速ギア４を介して軸２に結合している。
【００２１】
電動パワーステアリング装置を制御する制御装置１０は、バッテリ１４からイグニッションキー１１を経て、イグニッションキー信号が供給されるとともに、並列の電源ラインから電力が供給される。制御装置１０はトルクセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で検出された車速に基づいて電流指令値の演算を行い、演算された電流指令値に基づいてモータ９に供給する電流ｉを制御する。制御装置１０にはアシストトルクを漸減・漸増する複数の実施例がある。以下、順次説明する。
【００２２】
［第１実施例の制御装置］
第１実施例の制御装置１０について説明する。第１実施例では検出されたトルクＴ1 に漸減或いは漸増するためのゲインＧを乗算して代替トルクＴ2 を算出し、代替トルクＴ2に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算し、アシストトルクを漸減・漸増するものである。
【００２３】
図２は、第１実施例の制御装置１０とその周辺回路要素を説明するブロック図である。制御装置１０の主要部分はＣＰＵから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される機能を示してある。
【００２４】
２１は、この発明によるアシストトルクの制限が必要とされる操舵系を構成する制御要素を示すもので、ここで、センサとはトルクセンサ、操舵角センサ、モータ角度センサ、モータ角速度センサ、ヨーレートセンサ、温度センサ等の各種センサを含むものである。またＥＣＵ回路とは制御装置１０を構成する電源回路、リレー駆動回路、センサ信号入力回路、モータ駆動回路、モータ電流検出回路、モータ端子電圧検出回路等の各種回路を含むものである。
【００２５】
これ等の制御要素２１から出力された信号は異常・復帰検出部２２に入力され、異常・復帰検出部２２は、制御要素２１にアシストトルクの制限が必要とされる異常が発生したか否か、及び異常発生後正常に復帰したか否かが検出される。異常・復帰検出部２２における前記した異常発生及び異常発生後の正常復帰の検出は公知の手段による。
【００２６】
ゲイン設定部２３は、検出されたトルクＴ1 と異常・復帰検出部２２から出力された異常発生或いは異常発生後の正常復帰を示す信号に基づいて、トルクＴ1 を漸減或いは漸増するためのゲインＧを公知の手段により演算し出力する。異常・復帰検出部２２において異常が発生していないと検出された場合はゲインＧ＝１を演算出力する。
【００２７】
漸減・漸増部２４は、トルクセンサ３で検出されたトルクＴ1 にゲイン設定部２３から出力されたゲインＧを乗算し、漸減、或いは漸増された代替トルクＴ2 を出力する。電流指令値算出部２５は、代替トルクＴ2 と車速センサ１２で検出された車速を入力とし、所定の演算式に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算する。
【００２８】
加算器２６では、電流指令値Ｉ1 からモータ電流検出回路２９で検出されたモータ電流検出値Ｉm を減算するフィードバック制御が行われ、その結果のモータ電流制御値Ｉがデューティ算出部２７に出力される。デューティ算出部２７ではモータ電流制御値Ｉに対応したデューティＤ1 が演算される。
【００２９】
モータ駆動回路２８は、例えば半導体スイッチング素子をブリッジ接続した公知のＨブリッジ回路であって、入力されたデューティＤ1 とモータ回転方向信号に基づいて半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して電源であるバッテリ１４から供給される電流を制御し、モータ９を駆動する。
【００３０】
モータ電流検出回路２９は、モータ９に流れるモータ電流を検出するもので、検出されたモータ電流Ｉm は前記した加算器２６にフィードバックされる。
【００３１】
以上の構成により、制御要素２１に異常の発生が検出されないときは、ゲイン設定部２３にはゲインＧ＝１が設定され、漸減・漸増部２４ではトルクセンサ３から出力されたトルクＴ1 にゲインＧ＝１が乗算される。即ち、電流指令値算出部２５にはトルクセンサ３から出力されたトルクＴ1 がそのまま入力され、トルクＴ1 の漸減・漸増処理は行なわれない。
【００３２】
この結果、検出された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あるいは低速の場合は電流指令値Ｉ1 が大きく設定され、検出された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い場合は電流指令値Ｉ1 が小さく設定されるから、走行状態に応じた最適の操舵補助力をステアリングシャフトに与えることができる。
【００３３】
制御要素２１に異常の発生が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを１から所定のゲイン（例えば０）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸減するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部２４ではトルクセンサ３から出力されたトルクＴ1 に漸減するゲインＧが乗算され、代替トルクＴ2 が出力される。
【００３４】
即ち、電流指令値算出部２５では漸減する代替トルクＴ2 で電流指令値Ｉ1 が演算される。この結果、電流指令値Ｉ1 は徐々に小さくなり、アシストトルクが漸減するから、運転者の違和感を与えることなく安全にフェールセーフ処理を行うことができる。
【００３５】
制御要素２１に異常の発生後、正常復帰が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを所定のゲインＧ（例えば１）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸増するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部２４ではトルクセンサ３から出力されたトルクＴ1 に漸増するゲインＧが乗算され、代替トルクＴ2 が出力される。
【００３６】
即ち、電流指令値算出部２５では漸増する代替トルクＴ2 で電流指令値Ｉ1 が演算される。この結果、電流指令値Ｉ1 は徐々に大きくなり、アシストトルクが漸増するから、運転者の違和感を与えることなく安全に正常のアシストトルクに復帰させる処理を行なうことができる。
【００３７】
なお、上記したように制御要素２１に異常の発生が検出されたとき、また異常の発生後、正常復帰が検出されたときにゲインＧの漸減・漸増処理が行われるが、ゲインＧの漸増処理は、操舵トルクが発生していない時に実行し、操舵中（操舵トルクが発生している時）はアシストトルクを変動させないようにしている。
【００３８】
ここで、異常・復帰検出部２２から異常の種類を識別できるような信号をゲイン設定部２３に出力するようにすれば、異常の種類によりゲインＧや、漸減、或いは漸増する所定の時間を適宜設定し、異常の種類／性質に適合した、より細かな漸減、或いは漸増処理を行うことが可能となる。
【００３９】
図３は、制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときのアシスト制御処理を説明するタイミングチャートで、横軸は時間を示す。
【００４０】
図３（ａ）は、制御要素の異常／正常を示すもので、異常発生状態が時点Ｓ1 で正常復帰したことを示している。図３（ｂ）は操舵トルクの変動の様子を示し、図３（ｃ）はゲインＧの増加の様子を示し、図３（ｄ）はアシストトルクの変動の様子を示すものである。
【００４１】
（１）制御要素の異常発生状態が検出されたときは、ゲインＧを零（０）に漸減する。状況によっては直ちに零（０）にする（図３（ｃ）参照）。
【００４２】
（２）時点Ｓ1 で制御要素の異常が正常復帰したと判断されたときは、操舵トルクが発生していないこと（操舵完了）を条件として、ゲインＧを零（０）からＧ1 に増加させ（図３（ｃ）参照）、この状態でトルク信号の入力を待つ。
【００４３】
（３）トルクが所定のトルク上限閾値ＴH （トルクとしてある程度大きい値）以上の状態が所定時間ｔa 以上継続し、その後、トルク下限閾値ＴL （操舵中立付近）未満の状態が所定時間ｔb 以上継続したときは、運転者はその時のゲインＧでの操舵感覚を経験したものと判断される。
【００４４】
（４）さらに、時点Ｓ2 で、操舵トルクが発生していないこと（操舵完了）を条件として、ゲインをＧ1 からＧ2 に増加させ（図３（ｃ）参照）、この状態でトルク信号の入力を待つ。
【００４５】
（５）以降、上記（３）（４）の処理を繰り返してゲインをＧ3 、Ｇ4 と少しずつ段階的に増加させ、最終的にゲインをＧn ＝目標値（例えばＧn ＝１）まで繰り返す。例えば過熱保護からの復帰時等の場合、保護のための制限値が設定されている場合は、制限値を段階的に緩めるような復帰処理を行う。目標値（例えばＧn ＝１）は、その時点で許容されている制限値が目標値となる。
【００４６】
ゲインＧ1 、Ｇ2 、Ｇ3 ・・・Ｇn は一定間隔で設定する。但し、一定間隔でなければ成立しないわけではなく、不均等、或いは徐々に間隔を拡げる等の設定をしてもよい。
【００４７】
トルク上限閾値ＴH は、予め車種・車格などに応じて適正な値を設定しておくものとする。このとき、ゲインＧ1 〜Ｇn の各値と組み合わせて適正な値を設定するとよい。なお、トルク上限閾値ＴH を一定値に定める必要はなく、個別に適正な値を設定することができる。例えば、ＴH1＝ＴHn×Ｇ1 、ＴH2＝ＴHn×Ｇ2 、ＴH(n-1)＝ＴHn×Ｇ(n-1) のように設定してもよい。
【００４８】
また、トルク下限閾値ＴL は、操舵状態か否かを判別する閾値で、操舵中立位置に近い値、但しアシスト特性の不感帯を考慮して決定するものとする。
【００４９】
上記したゲインＧ1 〜Ｇn 、トルク上限閾値ＴH 、トルク下限閾値ＴL 、継続時間ｔa、継続時間ｔb 等は、予め制御装置の図示しないメモリに記憶させておくとよい。
【００５０】
図４乃至図６は、上記した制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときの、制御装置１０で実行されるアシスト制御処理を説明するフローチャートである。
【００５１】
まず、図４のフローチャートを参照して全体の処理を説明する。イグニッションキー（ＩＧキー）をＯＮとし（ステップＰ１１）、復帰フラグＢをリセット（Ｂ←０）（ステップＰ１２）、ゲインＧを基準値１に設定（Ｇ←１）（ステップＰ１３）、トルク上限閾値ＴH 経験フラグＨをリセット（Ｈ←０）（ステップＰ１４）、継続時間ｔa 、ｔb （図３（ｂ）参照）をリセット（ｔa ←０、ｔb ←０）する（ステップＰ１５）。
【００５２】
ここで、「ＴH 経験フラグＨ」について説明する。前記したとおり、トルクが所定のトルク上限閾値ＴH （トルクとしてある程度大きい値）以上の状態が所定時間ｔa 以上継続し、その後、トルク下限閾値ＴL （操舵中立付近）未満の状態が所定時間ｔb 以上継続したときは、運転者はその時のゲインＧでの操舵感覚を経験したものと判断される。ゲインＧでの操舵感覚を経験の有無により、後述する所定時間ｔa 、ｔb の処理が異なる。このためゲインＧでの操舵感覚を経験したと判断されたときは、ＴH 経験フラグＨがセットされる（図６に示す継続時間処理のフローチャート参照）。ステップＰ１４の処理は、イグニッションキー（ＩＧキー）のＯＮ直後におけるＴH 経験フラグＨのリセットである。
【００５３】
ＩＧキーのＯＦＦを判定し（ステップＰ１６）、ＯＦＦであれば処理を終了する。ＯＦＦでないときは、異常・復帰検出部２２の出力Ａを読み込み（ステップＰ１７）、出力Ａが異常発生を示しているか否か（Ａ＝１？）を判定する（ステップＰ１８）。ここで、Ａ＝１は正常、Ａ＝０は異常発生を示すものとする。
【００５４】
ステップＰ１８の判定の結果、正常（Ａ＝１）の場合は、復帰フラグＢの状態を判定（ステップＰ１９）、復帰フラグＢが設定されている（Ｂ＝１）場合はゲイン設定部２３におけるゲインＧの漸増処理を実行し（ステップＰ２０）、ステップＰ２１に移る。
【００５５】
ステップＰ１９の判定の結果、復帰フラグが設定されていない（Ｂ≠１）場合は、ゲインＧが基準値（Ｇ＝１）か否かを判定し（ステップＰ２１）、ゲインＧが基準値（Ｇ＝１）の場合は正常復帰しているので、次のアシスト制御処理のためステップＰ１６に移る。また、ステップＰ２１の判定で、ゲインＧが基準値（Ｇ＝１）でない（Ｇ≠１）場合は、継続時間処理を実行し（ステップＰ２２）、ステップＰ１６に移る。
【００５６】
ステップＰ１８の判定の結果、異常発生（Ａ≠１）の場合は、減算処理したゲインＧを出力し（ステップＰ２３）、復帰フラグＢを設定（Ｂ←１）（ステップＰ２４）、ステップＰ１６に移る。
【００５７】
図４のフローチャートのステップＰ２０で示したゲイン設定部２３におけるゲインＧの漸増処理（ゲイン処理サブルーチン）を、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
なお、ゲインＧは、Ｇn ＞Ｇn-1 ＞Ｇn-2 ＞Ｇn-3 ・・・＞Ｇ3 ＞Ｇ2 ＞Ｇ1 の関係にあるものとする。
【００５９】
まず、現在のゲインＧとゲインＧ(n-1) との間に（Ｇ≧Ｇ(n-1) ）の関係にあるか否かを判定し（ステップＰ３１）、（Ｇ≧Ｇ(n-1) ）の関係が成立する場合はゲインＧにＧn（Ｇ←Ｇn ）を設定し、トルク上限閾値ＴH にＴHn（ゲインＧに対応した閾値）（ＴH ←ＴHn）を設定し（ステップＰ３２）、ステップＰ４０に移る。ステップＰ３１の判定で（Ｇ≧Ｇ(n-1) ）の関係が成立しない場合はステップＰ３３に移る。
【００６０】
同様に、現在のゲインＧとゲインＧ(n-2) との間に（Ｇ≧Ｇ(n-2) ）の関係にある場合はゲインＧにＧn （Ｇ←Ｇ(n-1) ）を設定し、トルク上限閾値ＴH にＴH(n-1)（ＴH ←ＴH(n-1)）を設定し、後述する継続時間処理（図６参照）において、現在のゲインＧと現在のトルク上限閾値ＴH を示す数 mに（n-1)（m ←（n-1)）を設定し（ステップＰ３３、Ｐ３４）、ステップＰ４０に移る。
【００６１】
以下、同様の処理を繰り返し、現在のゲインＧとゲインＧ2 との間に（Ｇ≧Ｇ2 ）の関係にある場合はゲインＧにＧ3 （Ｇ←Ｇ3 ）を設定し、トルク上限閾値ＴH にＴH3（ＴH←ＴH3）を設定し、現在のゲインＧと現在のトルク上限閾値ＴH を示す数 mに 3（m ←3)を設定し（ステップＰ３５、Ｐ３６）、現在のゲインＧとゲインＧ1 との間に（Ｇ≧Ｇ1 ）の関係が成立する場合はゲインＧにＧ2 （Ｇ←Ｇ2 ）を設定し、トルク上限閾値ＴH にＴH2を設定し、現在のゲインＧと現在のトルク上限閾値ＴH を示す数 mに 2（m ←2)を設定し（ステップＰ３７、Ｐ３８）、ステップＰ４０に移る。
【００６２】
ステップＰ３７の判定で、現在のゲインＧとゲインＧ1 との間に（Ｇ≧Ｇ1 ）の関係が成立しない場合はゲインＧにＧ1 （Ｇ←Ｇ1 ）を設定し、トルク上限閾値ＴH にＴH1を設定し、現在のゲインＧと現在のトルク上限閾値ＴH を示す数 mに 1（m ←1)を設定する（ステップＰ３９）。ステップＰ４０に移り、復帰フラグＢをリセット（Ｂ←０）してゲイン処理サブルーチンを終了、ステップＰ２１に移る。
【００６３】
図４のフローチャートのステップＰ２２で示した継続時間処理サブルーチンを、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
まず、トルクが所定のトルク上限閾値ＴH （トルクとしてある程度大きい値）以上の状態が所定時間ｔa 以上継続したとき、運転者はその時のゲインＧでの操舵感覚を経験したものとして設定されるＴH 経験フラグＨが１か否かを判定する（ステップＰ５１）。ＴH経験フラグＨ＝１は、その時のゲインＧでの操舵感覚を経験したことを示し、ＴH 経験フラグＨ＝０はその時のゲインＧでの操舵感覚を経験したことがないことを示す。以下、ＴH 経験フラグＨは、単に「フラグＨ」と記載する。
【００６５】
ステップＰ５１の判定で、フラグＨが１であれば、検出トルクＴと予め設定されたトルク下限閾値ＴL との間に（Ｔ＜ＴL ）の関係があるか否かを判定する（ステップＰ５２）。（Ｔ＜ＴL ）の関係が成立しない場合は継続時間ｔb をリセット（ｔb ←０）し（ステップＰ５８）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００６６】
ステップＰ５２の判定で（Ｔ＜ＴL ）の関係が成立するときは、継続時間ｔb と予め設定された時間ｔ2 との間に（ｔb ≧ｔ2 ）の関係があるか否かを判定し（ステップＰ５３）、（ｔb ≧ｔ2 ）の関係が成立しない場合は継続時間ｔb に（ｔb ＋１）を設定し（ステップＰ５９）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００６７】
ステップＰ５３の判定で（ｔb ≧ｔ2 ）の関係が成立する場合は、ゲインを増加させるため、ゲインＧにＧ(m+1) （Ｇ←Ｇ(m+1) ）を設定してゲインＧを出力し（ステップＰ５４）、トルク上限閾値ＴH を増加させるためにトルク上限閾値ＴH にＴH(m+1)（ＴH ←ＴH(m+1)）を設定し（ステップＰ５５）、フラグＨを０（Ｈ←０）にリセットし（ステップＰ５６）、継続時間ｔa 、ｔb をリセット（ｔa ←０、ｔb ←０）し（ステップＰ５７）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００６８】
ステップＰ５１の判定で、フラグＨが１でない場合は、検出トルクＴと予め設定された上限閾値ＴH との間に（Ｔ≧ＴH ）の関係があるか否かを判定し（ステップＰ６０）、（Ｔ≧ＴH ）の関係が成立しない場合は継続時間ｔa をリセット（ｔa ←０）し（ステップＰ６４）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００６９】
ステップＰ６０の判定で（Ｔ≧ＴH ）の関係が成立するときは、継続時間ｔa と予め設定された時間ｔ1 との間に（ｔa ≧ｔ1 ）の関係があるか否かを判定し（ステップＰ６１）、（ｔa ≧ｔ1 ）の関係が成立しない場合は継続時間ｔa に（ｔa ＋１）を設定し（ステップＰ６３）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００７０】
ステップＰ６１の判定で（ｔa ≧ｔ1 ）の関係が成立する場合は、フラグＨを１（Ｈ←１）にセットし（ステップＰ６２）、主ルーチン（ステップＰ１６）に戻る。
【００７１】
［第２実施例の制御装置］
図７は、第２実施例の制御装置３０とその周辺回路要素を説明するブロック図である。第１実施例の制御装置１０と相違点は、第１実施例では検出されたトルクＴ1 に漸減或いは漸増するためのゲインＧを乗算して代替トルクＴ2 を算出し、代替トルクＴ2 に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算しているが、第２実施例では検出されたトルクＴ1 に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算し、演算された電流指令値Ｉ1 にゲインＧを乗算して代替電流指令値Ｉ2 を算出している点で相違するが、その他の点では格別の相違はない。
【００７２】
以下、第１実施例の制御装置１０と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略し、相違点を中心に第２実施例の制御装置３０の構成を説明する。
【００７３】
制御要素２１から出力された信号は異常復帰検出部２２に入力され、異常復帰検出部２２は、制御要素２１にアシストトルクの制限が必要とされる異常が発生したか否か、及び異常発生後正常に復帰したか否かが検出される。
【００７４】
電流指令値算出部３１は、トルクセンサ３で検出されたトルクＴ1 と車速センサ１２で検出された車速を入力とし、所定の演算式に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算する。
【００７５】
ゲイン設定部２３は、検出されたトルクＴ1 と異常復帰検出部２２から出力された異常発生或いは異常発生後の正常復帰を示す信号に基づいて、電流指令値Ｉ1 を漸減或いは漸増するためのゲインＧを演算し出力する。異常復帰検出部２２において異常が発生していないと検出された場合はゲインＧ＝１を出力する。
【００７６】
漸減・漸増部３２は、電流指令値算出部３１から入力された電流指令値Ｉ1 にゲイン設定部２３から出力されたゲインＧを乗算し、漸減、或いは漸増された電流指令値Ｉ2 を出力する。
【００７７】
加算器３３では、電流指令値Ｉ2 からモータ電流検出回路２９で検出されたモータ電流検出値Ｉm を減算するフィードバック制御が行われ、その結果のモータ電流制御値Ｉがデューティ算出部３４に出力される。デューティ算出部３４ではモータ電流制御値Ｉに対応したデューティＤ1 が演算される。
【００７８】
モータ駆動回路２８は、例えば半導体スイッチング素子をブリッジ接続した公知のＨブリッジ回路であって、入力されたデューティＤ1 とモータ回転方向信号に基づいて半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して電源であるバッテリ１４から供給される電流を制御し、モータ９を駆動する。
【００７９】
モータ電流検出回路２９は、モータ９に流れるモータ電流を検出するもので、検出されたモータ電流Ｉm は前記した加算器３３にフィードバックされる。
【００８０】
以上の構成により、制御要素２１に異常の発生が検出されないときは、ゲイン設定部２３にはゲインＧ＝１が設定され、漸減・漸増部３２からは入力された電流指令値Ｉ1 がそのまま出力される。この結果、検出された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あるいは低速の場合は電流指令値Ｉ1 が大きく設定され、検出された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い場合は電流指令値Ｉ1 が小さく設定されるから、走行状態に応じた最適の操舵補助力をステアリングシャフトに与えることができる。
【００８１】
制御要素２１に異常の発生が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを１から所定のゲイン（例えば０）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸減するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部３２では電流指令値Ｉ1 に漸減するゲインＧが乗算され、漸減された電流指令値Ｉ2 が出力される。この結果、電流指令値Ｉ2 は徐々に小さくなり、アシストトルクが漸減するから、運転者の違和感を与えることなく安全にフェールセーフ処理を行なうことができる。
【００８２】
制御要素２１に異常の発生後、正常復帰が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを所定のゲインＧ（例えば１）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸増するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部３２では電流指令値Ｉ1 にゲインＧが乗算され、漸増された電流指令値Ｉ2 が出力される。この結果、電流指令値Ｉ2 は徐々に大きくなり、アシストトルクが漸増するから、運転者の違和感を与えることなく安全に正常のアシストトルクに復帰させる処理を行なうことができる。
【００８３】
なお、上記したように制御要素２１に異常の発生が検出されたとき、また異常の発生後正常復帰が検出されたときにゲインＧの漸減・漸増処理が行なわれるが、ゲインＧの漸増処理は操舵トルクが発生していない時に実行し、操舵中（操舵トルクが発生しているとき）はアシストトルクを変動させないようにしている。
【００８４】
［第３実施例の制御装置］
図８は、第３実施例の制御装置５０とその周辺回路要素を説明するブロツク図である。第１実施例の制御装置１０と相違点は、第１実施例では検出されたトルクＴ1 に漸減或いは漸増するためのゲインＧを乗算して代替トルクＴ2 を算出し、代替トルクＴ2 に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算しているが、第３実施例では検出されたトルクＴ1 に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算し、電流指令値Ｉ1 に基づいてデューティＤ1 を算出、算出されたデューティにゲインＧを乗算して代替デューティＤ2 を算出している点で相違するが、その他の点では格別の相違はない。
【００８５】
以下、第１実施例の制御装置１０と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略し、相違点を中心に第３実施例の制御装置５０の構成を説明する。
【００８６】
制御要素２１から出力された信号は異常復帰検出部２２に入力され、異常復帰検出部２２は、制御要素２１にアシストトルクの制限が必要とされる異常が発生したか否か、及び異常発生後正常に復帰したか否かが検出される。
【００８７】
電流指令値算出部５１は、トルクセンサ３で検出されたトルクＴ1 と車速センサ１２で検出された車速を入力とし、所定の演算式に基づいて電流指令値Ｉ1 を演算する。
【００８８】
加算器５２では、電流指令値Ｉ1 からモータ電流検出回路２９で検出されたモータ電流検出値Ｉm を減算するフィードバック制御が行われ、その結果のモータ電流制御値Ｉがデューティ算出部５３に出力される。デューティ算出部５３ではモータ電流制御値Ｉに対応したデューティＤ1 が演算される。
【００８９】
ゲイン設定部２３は、検出されたトルクＴ1 と異常復帰検出部２２から出力された異常発生或いは異常発生後の正常復帰を示す信号に基づいて、デューティＤ1 を漸減或いは漸増するためのゲインＧを演算し出力する。異常復帰検出部２２において異常が発生していないと検出された場合はゲインＧ＝１を出力する。
【００９０】
漸減・漸増部５４は、デューティ算出部５３から入力されたデューティＤ1 にゲイン設定部２３から出力されたゲインＧを乗算し、漸減、或いは漸増されたデューティＤ2 を出力する。
【００９１】
モータ駆動回路２８は、例えば半導体スイッチング素子をブリッジ接続した公知のＨブリッジ回路であって、入力されたデューティＤ2 とモータ回転方向信号に基づいて半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して電源であるバッテリ１４から供給される電流を制御し、モータ９を駆動する。
【００９２】
モータ電流検出回路２９は、モータ９に流れるモータ電流を検出するもので、検出されたモータ電流Ｉm は前記した加算器５２にフィードバックされる。
【００９３】
以上の構成により、制御要素２１に異常の発生が検出されないときは、ゲイン設定部２３にはゲインＧ＝１が設定され、漸減・漸増部５４からは入力されたデューティＤ1 がそのまま出力（Ｄ2 ＝Ｄ1 ）される。
【００９４】
この結果、検出された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あるいは低速の場合は電流指令値Ｉ1 が大きく設定され、検出された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い場合は電流指令値Ｉ1 が小さく設定されるから、走行状態に応じた最適の操舵補助力をステアリングシャフトに与えることができる。
【００９５】
制御要素２１に異常の発生が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを１から所定のゲイン（例えば０）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸減するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部５４ではデューティＤ1 に漸減するゲインＧが乗算され、漸減されたデューティＤ2 が出力される。この結果、デューティＤ2 は徐々に小さくなり、アシストトルクが漸減するから、運転者の違和感を与えることなく安全にフェールセーフ処理を行なうことができる。
【００９６】
制御要素２１に異常の発生後、正常復帰が検出されると、ゲイン設定部２３ではゲインを所定のゲインＧ（例えば１）へ徐々に一定の割合で、或いは所定の割合で所定の時間をかけて漸増するゲインＧが演算設定され、漸減・漸増部５４ではデューティＤ1 に漸増するゲインＧが乗算され、漸増されたデューティＤ2 が出力される。この結果、デューティＤ2 は徐々に大きくなり、アシストトルクが漸増するから、運転者の違和感を与えることなく安全に正常のアシストトルクに復帰させる処理を行なうことができる。
【００９７】
なお、上記したように制御要素２１に異常の発生が検出されたとき、また異常の発生後正常復帰が検出されたときにゲインＧの漸減・漸増処理が行なわれるが、ゲインＧの漸増処理は操舵トルクが発生していない時に実行し、操舵中（操舵トルクが発生しているとき）はアシストトルクを変動させないようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
操舵系を構成する制御要素に異常状態が発生した後に正常状態に復帰した場合に、運転者に操舵トルクの変動による不安感を与えることなしにアシストトルクを復帰させることができる制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図。
【図２】第１実施例の制御装置とその周辺回路要素を説明するブロック図。
【図３】制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときのアシスト制御処理を説明するタイミングチャート。
【図４】制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときの制御装置で実行されるアシスト制御処理を説明するフローチャート（その１）。
【図５】制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときの制御装置で実行されるアシスト制御処理を説明するフローチャート（その２）。
【図６】制御要素の異常発生状態から正常状態に復帰したときの制御装置で実行されるアシスト制御処理を説明するフローチャート（その３）。
【図７】第２実施例の制御装置とその周辺回路要素を説明するブロック図。
【図８】第３実施例の制御装置とその周辺回路要素を説明するブロック図。
【符号の説明】
【０１００】
１  操向ハンドル
２  軸
３  トルクセンサ
４  減速ギア
５ａ、５ｂ  ユニバーサルジョイント
７  ピニオンラック機構
８  タイロツド
９  モータ
１０  制御装置（第１実施例の制御装置）
１１  イグニッションキー（ＩＧキー）
１２  車速センサ
１４  バッテリ
２１  操舵系を構成する制御要素
２２  異常復帰検出部
２３  ゲイン設定部
２４  漸減・漸増部
２５  電流指令値算出部
２６  加算器
２７  デューティ算出部
２８  モータ駆動回路
２９  モータ電流検出回路
３０  制御装置（第２実施例の制御装置）
３１  電流指令値算出部
３２  漸減・漸増部
３３  加算器
３４  デューティ算出部
５０  制御装置（第３実施例の制御装置）
５１  電流指令値算出部
５２  加算器
５３  デューティ算出部
５４  漸減・漸増部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009012551.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009012551.tif 000008
【図７】
2009012551.tif 000009
【図８】
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