(57)【要約】【課題】ＣＰＵ暴走に発展する前に異常を検出して対処することで、操舵アシストへの影響を最小限に抑え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。【解決手段】マイコンのハードウェアが持つ故障検出・誤り訂正機能であるＥＣＣ機能又はパリティチェック機能を、操舵補助制御に利用する。マイコンのメモリ、演算器（ＡＬＵ）又はレジスタで一時的に発生するビットエラー等の一時故障を検出したとき、ＥＣＣ機能又はリトライ処理によってエラー訂正を行い、当該エラー検出・訂正を実施したときは、前回のサンプリングで演算したトルク指令値Ｉｒを用いて電動モータ１２を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、演算した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段に発生する異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常を検出したとき、当該異常を修正する異常修正手段とを備え、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回までのサンプリングで演算した電流指令値をもとに前記電動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】
前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するＥＣＣ機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、前記ＥＣＣ機能を用いて前記ビットエラーを自動訂正するように構成されてい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】
前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するパリティチェック機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、異常を検出した部位の処理をリトライすることで前記ビットエラーを修正するように構成されてい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】
少なくとも前記マイクロコンピュータのメモリ、演算器及びレジスタの何れかが前記異常検出手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回のサンプリングで演算した電流指令値を今回のサンプリングで出力される電流指令値として、前記電動モータを制御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】
前記制御手段は、前回までのサンプリングで演算された電流指令値に基づいて、今回のサンプリングで出力される電流指令値を推定する電流指令値補完演算手段を有し、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前記電流指令値補完演算手段で推定した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御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。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置では、アシスト制御手段の異常を検出したとき、電動モータの回転制御を停止することでアシスト制御を停止し、異常発生時における走行安定性を確保している。
このような電動パワーステアリング装置としては、アシスト制御手段の異常を検出したときに電動モータの回転制御を中断し、その後、アシスト制御手段の異常が回復したとき、車両が停止中であるか直前に停止中であったことを条件に、アシスト制御手段による電動モータの回転制御を再開するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここでは、ウォッチドッグタイマを内蔵し、プログラムの暴走などマイクロコンピュータ部の正常及び異常を検出し、異常検出時にはＣＰＵにリセット信号を出力して当該ＣＰＵを再スタートさせている。
【特許文献１】特許第３４１２５８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、電動パワーステアリング搭載車両の大型化に伴って電動パワーステアリング装置の高出力化が進み、モータトルクの増加・大電流化が加速している。
このような大型車両においては、アシスト制御を停止すると軽自動車等と比較して操舵が困難になるため、異常が発生しても操舵アシストを継続できることが望まれる。
しかしながら、上記特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、ＣＰＵが暴走してからでないと異常を検出することができないため、異常検出後に操舵アシストを維持することができない。
【０００４】
また、異常検出時にＣＰＵをリセットするので、操舵アシストが完全に失われてしまう。このとき、徐々に操舵アシストを減じて停止させることもできない。
そこで、本発明は、ＣＰＵ暴走に発展する前に異常を検出して対処することで、操舵アシストへの影響を最小限に抑え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】
【０００５】
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、転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、演算した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段に発生する異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常を検出したとき、当該異常を修正する異常修正手段とを備え、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回までのサンプリングで演算した電流指令値をもとに前記電動モータを制御することを特徴としている。
【０００６】
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、前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するＥＣＣ機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、前記ＥＣＣ機能を用いて前記ビットエラーを自動訂正するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
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、前記制御手段はマイクロコンピュータによって構成され、前記異常検出手段は、前記マイクロコンピュータが有するパリティチェック機能に基づいてデータのビットエラーを検出し、前記異常修正手段は、前記異常検出手段で異常を検出したとき、異常を検出した部位の処理をリトライすることで前記ビットエラーを修正するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
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２又は３に係る発明において、少なくとも前記マイクロコンピュータのメモリ、演算器及びレジスタの何れかが前記異常検出手段を有することを特徴としている。
さらにまた、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、前記制御手段は、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前回のサンプリングで演算した電流指令値を今回のサンプリングで出力される電流指令値として、前記電動モータを制御することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４の何れか１項に係る発明において、前記制御手段は、前回までのサンプリングで演算された電流指令値に基づいて、今回のサンプリングで出力される電流指令値を推定する電流指令値補完演算手段を有し、前記異常修正手段で異常修正が実行されたとき、前記電流指令値補完演算手段で推定した電流指令値に基づいて前記電動モータを制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、制御手段に一時的に発生するビットエラー等の異常を検出する異常検出機能、及び当該異常を修正する異常修正機能を設けるので、ＣＰＵ暴走に発展する前の小さなエラーを検出し、これを訂正することができる。その結果、ＣＰＵ暴走を防止して制御手段による演算処理を継続させることができ、操舵アシストを継続させることができる。
【００１１】
また、上記異常修正を実施したサンプリングでは演算の遅延が発生するため、そのサンプリングの演算結果を破棄し、前回のサンプリングの演算結果を用いて電動モータを制御するので、遅延を抱えたまま演算を継続することに起因するシステム破綻等、操舵アシストへの影響を抑えて当該アシストを継続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、符号ＳＭはステアリング機構である。このステアリング機構ＳＭは、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伝達される入力軸２ａと、この入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。
【００１３】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成される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機構８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって左右の転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構８は、ギヤハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃ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８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで車幅方向の直進運動に変換して、タイロッド９に伝達する。
【００１４】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸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に連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
また、減速ギヤ１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内には、操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４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、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気変化や抵抗変化として検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
【００１５】
そして、操舵トルクセンサ１４から出力される操舵トルク検出値Ｔは、図２に示すように、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）で構成されるコントローラ１５に入力される。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、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θも入力される。
【００１６】
このコントローラ１５では、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で発生させる操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出し、算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して、回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいた収斂性補償、慣性補償、セルフアライニングトルク補償等、各種補償処理を行ってからｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*に変換する。
【００１７】
また、モータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを３相／２相変換してｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑを算出する。そして、前記ｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*とｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑとに基づいて電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック処理し、その結果を２相／３相変換して、電動モータ１２を駆動制御するモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ及びＩｗを出力する。
【００１８】
すなわち、コントローラ１５は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを演算する操舵補助トルク指令値演算部２１と、算出された操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを補償する指令値補償部２２と、この指令値補償部２２で補償されたトルク指令値Ｉｒｅｆ´に対して補完演算処理を施す補完演算部２３と、補完演算後のトルク指令値Ｉｒに基づいてｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*を算出し、これら指令電流に基づいてモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを生成するモータ電流制御部２４とを備えている。
【００１９】
操舵補助トルク指令値演算部２１では、先ず、トルク指令値演算部４１で、操舵トルクＴ及び車速Ｖをもとに図３に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値となる操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図３に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速Ｖをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが“０”からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが“０”を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。
【００２０】
そして、位相補償部４２で、上記操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して位相補償を行い、位相補償後の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを後述する加算器３８に出力する。また、トルク微分回路４３では、操舵トルクＴを微分して操舵トルク変化率ΔＴを算出し、これを後述する加算器３８に出力する。
指令値補償部２２は、回転角センサ１７で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部３２と、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部３３と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して、慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部３４と、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定するＳＡＴ推定フィードバック部３５と、を少なくとも有する。
【００２１】
ここで、収斂性補償部３３は、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωが入力され、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１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、収斂性補償値Ｉｃを算出する。
また、ＳＡＴ推定フィードバック部３５は、操舵トルクＴ、モータ角速度ω、モータ角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部２１で算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。
【００２２】
このセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図４に示して説明する。
すなわち、ドライバがステアリングホイール１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ１２がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪Ｗが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。また、その際、電動モータ１２の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
【００２３】
Ｊ・α＋Ｆｒ・ｓｉｇｎ（ω）＋ＳＡＴ＝Ｔｍ＋Ｔ  ………（１）
【００２４】
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
【００２５】
ＳＡＴ（ｓ）＝Ｔｍ（ｓ）＋Ｔ（ｓ）−Ｊ・α（ｓ）−Ｆｒ・ｓｉｇｎ（ω（ｓ））  ………（２）
【００２６】
上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、回転角加速度α、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりセルフアライニングトルクＳＡＴを推定することができる。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを適用する。
【００２７】
そして、慣性補償部３４で算出された慣性補償値Ｉｉ及びＳＡＴ推定フィードバック部３５で算出されたセルフアライニングトルクＳＡＴが加算器３６で加算され、この加算器３６の加算出力と収斂性補償部３３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器３７で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、この指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに加算器３８で加算されて補償後トルク指令値Ｉｒｅｆ´が算出され、この補償後トルク指令値Ｉｒｅｆ´が補完演算部２３に出力される。
【００２８】
補完演算部２３は、後述する一時故障検出信号Ｓが入力され、その一時故障検出信号Ｓに応じて電動モータ１２の電流指令値を補完演算するものである。ここで、一時故障検出信号Ｓは、マイコンのメモリやレジスタ、演算器（ＡＬＵ）内でビットエラー（ビット化け）等の一時故障を検出したか否かを意味する信号であり、マイコンの部位毎に実装された故障検出・訂正機能によって出力されるものである。
【００２９】
図５は、補完演算部２３の具体的構成を示すブロック図である。この図５に示すように、補完演算部２３では、一時故障検出信号Ｓの入力によってスイッチＡの切り替えが行われるようになっている。
すなわち、スイッチＡは、一時故障が発生していないことを意味する論理値“０”の一時故障検出信号Ｓが入力されているときには、実線で示す状態となっており、一時故障が発生していることを意味する論理値“１”の一時故障検出信号Ｓが入力されると、破線で示す状態へ切り替わるようになっている。
【００３０】
このような構成により、補完演算部２３は、論理値“０”の一時故障検出信号Ｓが入力されているときには、加算器３８で算出された補償後トルク指令値Ｉｒｅｆ´をそのまま補完演算後のトルク指令値Ｉｒとして、モータ電流制御部２４へ出力する。
一方、補完演算部２３は、論理値“１”の一時故障検出信号Ｓが入力されているときには、今回のサンプリングで演算された補償後トルク指令値Ｉｒｅｆ´を破棄し、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Ｉｒを今回のサンプリングの演算結果として、モータ電流制御部２４へ出力する。
【００３１】
また、モータ電流制御部２４は、電動モータ１２の各相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを検出するモータ電流検出器６０と、トルク指令値Ｉｒからｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*を算出する電流指令値算出部６１と、モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗをｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する３相／２相変換部６２と、ｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*からｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑを個別に減算して各相電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを求める減算器６１ｄ，６１ｑと、各相電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを算出する電流制御部６３と、当該電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑが入力されて、３相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが算出される２相／３相変換部６４と、これら電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに基づいてデューティ演算を行って各相のデューティ比を算出するデューティ比演算部６５とを備えている。
【００３２】
さらに、モータ電流制御部２４は、デューティ比演算部６５から出力されるデューティ比に基づいてパルス幅変調を行ってパルス幅変調信号を求め、このパルス幅変調信号に基づいて３相モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを電動モータ１２に出力するインバータ６６を備えている。
【００３３】
次に、マイコンの部位毎に実装される故障検出機能について説明する。
マイコンに発生する故障は、半導体接合の故障、回路短絡、断線等、マイコンのハードウェアの内部的要因によって固定的に発生する永久故障と、電磁ノイズ、温度変化、振動等、マイコンのハードウェアの外部的要因によって一時的に発生する一時故障との２種類に大きく分けられる。
永久故障は、マイコンのハードウェアの物理的破壊であるため、故障検出後、リトライ等を実施しても回復する可能性は低く、故障した回路を切り離し、冗長回路で代替制御を実施する等の対処が必要となるが、一時故障は回復の可能性が高い。
【００３４】
マイコン等の演算制御装置の信頼性を向上させることは、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させるうえで非常に重要である。マイコンの信頼性を向上させる技術として、一時故障の代表例であるビットエラーを検出するパリティチェック機能、及び当該ビットエラーを検出・訂正するＥＣＣ（Error Correction Code）機能が知られている。
パリティチェック機能は、データに付与されたエラー訂正符号であるパリティビットをチェックすることで、データのビットエラーの検出を可能とする機能である。
【００３５】
また、ＥＣＣ機能は、データのビットエラーを検出すると共に、そのビットエラーの自動訂正を可能とする機能である。具体的には、通常のデータ及び当該データをエラー訂正するためのエラーコレクションコード（ＥＣＣ）を記憶するメモリアレイ部と、上記データをＥＣＣに基づいてエラー訂正するＥＣＣ回路とを少なくとも有し、メモリアレイ内の一部のデータが破壊されても、ＥＣＣ回路によって正しいデータに回復するというものである。
【００３６】
本実施形態では、マイコン内のメモリが誤りＥＣＣ等を用いた誤り訂正機能を有すると共に、マイコン内のレジスタ及び演算器（ＡＬＵ）がパリティ等を用いた誤り検出機能を有する構成とする。
すなわち、本実施形態におけるマイコンのメモリは、データ入出力端子より入力された書込みデータのＥＣＣを形成し、このＥＣＣを書込みデータと共にメモリアレイに格納する。そして、データの読み出し時には、メモリアレイから読み出したデータとＥＣＣとに基づいて、ＥＣＣ回路がデータのチェックを行い、データにエラーが発生しているときにはこれを訂正して正しいデータをデータ入出力端子より出力する。
【００３７】
また、ＥＣＣ回路でエラービットの検出及び訂正がなされると、一時故障検出信号Ｓが形成されて所定の出力端子から上述した補完演算部２３へ出力されるように構成されている。
なお、メモリは、不特定の箇所で一時的にデータエラーが発生するソフトエラーと呼ばれる一時故障が起きやすい回路であるため、複数の故障検出、誤り訂正機能を実装するものとする。
【００３８】
図６は、メモリの故障検出・訂正処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１で、ＥＣＣチェックを行い、次いでステップＳ２で、前記ステップＳ１のチェック結果によりデータにビットエラーが発生しているか否かを判定する。そして、このステップＳ２で異常が発生していると判定したときには、ステップＳ３に移行して、ＥＣＣ機能を用いてビットエラーの自動訂正を行うと共に、一時故障検出信号Ｓ＝１を補完演算部２３に対して出力し、ステップＳ４に移行する。
【００３９】
また、前記ステップＳ２で、ＥＣＣチェックによりデータにビットエラーが発生していないと判定したときには、後述するステップＳ６に移行する。
ステップＳ４では、ＥＣＣ機能による自動訂正が完了したか否かを判定し、自動訂正が正常に行われなかったと判定した場合にはステップＳ５に移行し、自動訂正が正常終了したと判定した場合には後述するステップＳ６に移行する。
【００４０】
ステップＳ５では、データに異常が発生していることを示す異常信号を出力してから、故障検出・訂正処理を終了する。
また、ステップＳ６では、パリティチェックを行い、データのパリティビットを参照する。次いでステップＳ７で、前記ステップＳ６のチェック結果によりデータにビットエラーが発生しているか否かを判定する。そして、このステップＳ７で異常が発生していると判定したときには、ステップＳ８に移行して、メモリへの操作命令（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ）をリトライすると共に、一時故障検出信号Ｓ＝１を補完演算部２３に対して出力し、ステップＳ９に移行する。
【００４１】
ステップＳ９では、上記リトライ処理が完了したか否かを判定し、リトライが正常に行われず、データエラーの訂正が完了していないと判定した場合には前記ステップＳ５に移行し、リトライが正常終了してデータエラーの訂正が適正に行われたと判定した場合にはステップＳ１０に移行する。
また、前記ステップＳ７で、パリティチェック結果によりデータにビットエラーが発生していないと判定したときには、そのままステップＳ１０に移行する。
【００４２】
そして、ステップＳ１０では、データが正常であることを示す正常信号を出力してから、故障検出・訂正処理を終了する。
これにより、メモリのデータに１ビットエラーが発生している場合には、ＥＣＣ機能を用いてエラーを自動訂正し、ＥＣＣ機能では訂正できない多ビットエラーが発生している場合には、メモリへの操作命令をリトライすることでエラー訂正を施すことになる。
【００４３】
なお、この図６において、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６及びＳ７の処理が異常検出手段に対応し、ステップＳ３及びＳ８の処理が異常修正手段に対応している。
また、マイコンの演算器（ＡＬＵ）は実際に命令を実行する回路、レジスタは当該演算器で実行するデータを一時保存する回路であり、それぞれパリティチェック機能（異常検出手段）によってビットエラー等の一時故障が検出される。なお、パリティビットを利用したデータエラーの検出方法は良く知られているため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４４】
そして、このパリティチェック機能により、レジスタでエラーが検出された場合には、メモリからデータを再読込みして処理をリトライし、演算器（ＡＬＵ）でエラーが検出された場合には、レジスタからデータを再読込みして処理をリトライするものとする。なお、上記各リトライ処理が異常修正手段に対応している。
また、レジスタや演算器（ＡＬＵ）においてエラー検出・リトライが実施された場合にも、論理値“１”の一時故障検出信号Ｓが補完演算部２３に対して出力される。
すなわち、これら演算器（ＡＬＵ）及びレジスタでは、故障検出・訂正処理として、図６におけるステップＳ１〜Ｓ４を除いた処理が行われることになる。
【００４５】
次に、コントローラ１５での動作を図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、トルクセンサ１４からの操舵トルクＴ、車速センサ１６からの車速Ｖ、回転センサ１７からのモータ回転角θを読込む（ステップＳ１０１）。
【００４６】
次いで、入力した操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づき図３に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出する（ステップＳ１０２）。また、回転センサ１７からのモータ回転角θに基づいて角速度演算部３１において電動モータ１２の角速度ωを演算し、角加速度演算部３２において角加速度αを演算する（ステップＳ１０３）。
【００４７】
次いで、操舵トルクＴ、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ、モータ角速度ω及びモータ角加速度αをもとに、前記（２）式の演算を行ってセルフアライニングトルクＳＡＴを検出する（ステップＳ１０４）。
【００４８】
次いで、モータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償値Ｉｃを算出すると共に、モータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償値Ｉｉを算出し（ステップＳ１０５）、収斂性補償値Ｉｃ、慣性補償値Ｉｉ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを加算して補償値Ｉｃｏｍを算出する（ステップＳ１０６）。
【００４９】
こうして算出した補償値Ｉｃｏｍを操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに加算して、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出する（ステップＳ１０７）。
そして、算出した補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に対して補完演算処理を行い、補完演算後のトルク指令値Ｉｒを算出する（ステップＳ１０８）。ここでは、メモリ、レジスタ、演算器（ＡＬＵ）の何れかでデータエラーが発生しており、論理値“１”の一時故障検出信号Ｓが入力されているときには、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Ｉｒを補完演算後のトルク指令値Ｉｒとして設定し、データエラーが発生しておらず、論理値“０”の一時故障検出信号Ｓが入力されているときには、今回のサンプリングで演算した補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を補完演算後のトルク指令値Ｉｒとして設定する。
【００５０】
次に、このトルク指令値Ｉｒに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ*を算出すると共に、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を算出し（ステップＳ１０９）、次いでｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*から、モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを３相／２相変換することで求められるｄ−ｑ軸モータ電流Ｉｄ，Ｉｑを個別に減算して各相電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを算出する（ステップＳ１１０）。
【００５１】
そして、これら電流偏差ΔＩｄ及びΔＩｑに対してＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖｄ及びＶｑを算出し（ステップＳ１１１）、最後に、電圧指令値Ｖｄ及びＶｑを２相／３相変換することで求められる電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗをパルス幅変調してパルス幅変調信号を形成し、形成したパルス幅変調信号をインバータ６６に出力する（ステップＳ１１２）。
【００５２】
これにより、インバータ６６から３相のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗが電動モータ１２に出力され、電動モータ１２が駆動制御されることにより、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた最適な操舵補助力を発生し、この操舵補助力を、減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２に伝達する。
【００５３】
このとき、マイコンのメモリ、レジスタ及び演算器（ＡＬＵ）でデータエラーが発生していない場合には、補完演算処理部２３で、今回のサンプリングで演算された補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を補完演算後のトルク指令値Ｉｒとして採用し、そのトルク指令値Ｉｒに基づいて電動モータ１２を駆動制御する。そのため、通常の操舵補助制御が実施されて、運転者のステアリングホイール１の操舵操作を的確に補助することができる。
【００５４】
この状態から、例えばメモリ内で１ビットエラーが発生すると、図６に示す故障検出・訂正処理において、ＥＣＣチェックによりデータエラーが発生していると判定されると共に、ＥＣＣ機能を用いて当該１ビットエラーを自動訂正する。このとき、一時故障検出信号Ｓ＝１が形成されて、これが補完演算処理部２３に対して出力される。
【００５５】
このため、補完演算処理部２３で、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Ｉｒがそのまま今回のトルク指令値Ｉｒとして設定される。そして、このトルク指令値Ｉｒに基づいて電動モータ１２が駆動制御される。
【００５６】
このように、ＣＰＵ暴走に発展する前の小さなエラーであるビットエラー等の一時故障を検出し、これを訂正するので、ＣＰＵ暴走を防止して操舵補助制御の演算処理を継続させることができる。
また、データエラーの検出・訂正を実施したサンプリングでは演算の遅延が発生することから、当該エラー検出・訂正を実施したサンプリングでは、前回のサンプリングの演算結果を用いて操舵補助制御を継続する。これにより、上記遅延を抱えたまま演算を継続することに起因するシステムの破綻を防止することができるなど、アシストへの影響を最小限に抑えて当該アシストを継続することができる。
【００５７】
リトライ等の訂正機能による遅延時間は、モータの制御に対して短時間であるため、前回のトルク指令値を用いて制御を行っても、モータから出力されるアシストトルクはほとんど変化しない。したがって、運転者に違和感を与えることなく操舵アシストを継続することができる。
【００５８】
ところで、ビットエラー等の一時故障を検出するという方法として、同じ演算を２系統で実施して結果を比較するという方法が知られている。しかしながら、この場合、演算結果の不一致を検出することはできるものの、どちらの演算結果が正しいかを判定できないため、アシストを継続することができない。
【００５９】
そこで、３系統の演算を実施して多数決を取ることで正しい演算結果を選定し、アシストを継続することが考えられるが、この場合、演算負荷が大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態では、マイコンのハードウェアが持つ故障検出・訂正機能を用いるので、演算負荷を大きくすることなくデータエラーを検出・訂正することができ、マイコンの信頼性を向上させることができる。
【００６０】
そして、上記故障検出・訂正機能を電動パワーステアリング装置の制御に利用することで、電動パワーステアリング装置の信頼性も向上させることができる。
また、一時故障を検出する異常検出手段としてＥＣＣ機能を適用することで、データに１ビットエラーが発生している場合には、このＥＣＣ機能を用いてビットエラーの自動訂正を行うことができる。
【００６１】
さらに、一時故障を検出する異常検出手段としてパリティチェック機能を適用することで、複雑な演算を必要とすることなく、データのビットエラーを検出することができる。
ここで、図７の処理が制御手段に対応し、このうちステップＳ１０２の処理が操舵補助トルク指令値演算部２１に対応し、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理が指令値補償部２２に対応し、ステップＳ１０８の処理が補完演算部２３に対応し、ステップＳ１０９〜Ｓ１１２の処理がモータ電流制御部２４に対応している。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、マイコンのメモリ、レジスタ、演算器（ＡＬＵ）の何れかのエラー検出・訂正を実施したとき、補完演算部２３で、前回のサンプリングで使用したトルク指令値Ｉｒを今回のトルク指令値Ｉｒとして出力する場合について説明したが、前回のトルク指令値と前々回のトルク指令値とに基づいて補完演算するなど、前回までのサンプリングで演算したトルク指令値に基づいて今回のトルク指令値を推定演算し、これを出力するようにしてもよい。すなわち、補完演算部２３を、図８に示すような構成としてもよい。この図８に示す補完演算部２３が、電流指令値補完演算手段に対応している。
【００６３】
さらにまた、上記実施形態においては、ステアリングシャフトに減速機構を介して電動モータを連結したコラム形式の電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、ステアリングギヤ機構に減速機構を介して電動モータを連結するピニオン形式の電動パワーステアリング装置やラック軸に減速機を介して電動モータを連結するラック形式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。
【００６４】
なおさらに、上記実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、ブラシ付きモータに適用することもできる。この場合、例えば、モータの逆起電力からモータ角速度ωを推定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置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】操舵補助トルク指令値算出マップである。
【図４】セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。
【図５】補完演算部の具体的構成を示すブロック図ある。
【図６】誤り訂正処理手順を示すフローチャートである。
【図７】コントローラの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】補完演算部の他の例を示すブロック図ある。
【符号の説明】
【００６６】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１７…回転センサ、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…補完演算部、２４…モータ電流制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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