JP2009067222A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのトルクセンサからの複数の検出トルク信号に基づいてトルクセンサ系の異常を判定すると共に、異常発生部位を細分化して検出することによりアシストの有効範囲を広げ、効率的なアシスト制御が可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】トルクセンサからの複数のトルク信号及び車速に基づいて演算された電流指令値により、操舵系にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、複数のトルク信号の異常を診断して切替える異常診断部と、複数のトルク信号の異常を診断する診断補助部と、異常診断部及び診断補助部の診断結果に基づいてトルクセンサ系の異常を判定して出力トルク信号を切替える診断判定制御部とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にトルクセンサ系の異常を検出して効率的に制御する電動パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助力）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図４に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニッションキー１１を経てイグニッション信号が入力され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵを含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図５のようになる。

図５を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈは操舵補助指令値演算部３２に入力され、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算部３２に入力される。操舵補助指令値演算部３２は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいて、メモリ３３に記憶されているアシストマップを参照してモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定する。操舵補助指令値Ｉは減算部３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部３４に入力され、減算部３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算部３５に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算部３６に入力され、その比例出力は加算部３０Ｂに入力される。微分補償部３４及び積分補償部３６の出力も加算部３０Ｂに加算入力され、加算部３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ駆動回路３７にはバッテリ１４から電力が供給され、モータ２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出部３８で検出され、モータ電流値ｉは減算部３０Ａに入力されてフィードバックされる。

このような電動パワーステアリング装置は、運転者から加えられる操舵トルクに応じて、アシスト量を演算するようになっている。つまり、ハンドルに入力された操舵トルク量をトルクセンサで検出し、検出した操舵トルク量を電流指令値演算部に入力し、電流指令値演算部によってアシスト量を演算するようになっている。

このように、トルクセンサ系は電動パワーステアリング装置で重要な役割を果たしているため、トルクセンサ系の異常（故障を含む）を検出して制御する必要がある。かかるトルクセンサの異常を検出する方法として、２つのトルクセンサを備え、それぞれのトルクセンサが検出した検出トルク信号に基づいて、トルクセンサ系が正常であるか或いは異常であるかを判定するものがある。

しかし、２つのトルクセンサによって検出された検出トルク信号に基づいて、トルクセンサの故障を検出する場合、２つのトルクセンサのどちらが異常であるかを判別することができなかった。また、２つのトルクセンサのいずれか１つに異常が発生した場合であっても、装置の動作を停止或いは正確な操舵トルクを検出することができなくなるという問題があった。

かかる問題を解決する装置として、例えば特開平１１−７８９２４号公報（特許文献１）に示される電動パワーステアリング装置がある。この特許文献１に示される電動パワーステアリング装置装置では、一方のトルクセンサが故障しても、他方のトルクセンサで操舵トルクを検出することによって操舵フィーリングに影響を与えないようにしている。即ち、操舵トルク検出手段は、操舵トルクセンサと、故障検出手段を有する操舵トルク検出器とを１組として、２組で構成すると共に、制御手段は、一方の操舵トルク検出手段が自己の故障を判定した場合には、故障検出手段からの故障信号に基づいて他方の操舵トルク検出手段へ切替える切替手段を設けている。

また、特開２００３−３１２５０７号公報（特許文献２）に示される電動パワーステアリング装置では、トルクセンサの異常発生時に、アシストトルクを徐々に低減させるように検出トルク信号を補正するために、複数のトルクセンサを備え、主に制御に使用している主トルクセンサが明らかに故障したときに、正常な副トルクセンサの検出トルク信号に基づいて補正を行いアシスト制限を行うようにしている。即ち、ステアリングの操舵トルクを検出する複数の操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段からの操舵トルク検出信号に基づき電動機制御信号を決定して出力する電動機制御信号発生手段と、電動機制御信号発生手段からの電動機制御信号に基づいて電動機を駆動する電動機駆動手段と、操舵トルク検出手段の故障を診断する故障診断手段と、操舵トルク検出信号を補正する操舵トルク入力補正手段と、故障診断手段からの指令によって、操舵トルク入力補正手段に入力する操舵トルク検出信号を切替える制御対象入力切替手段とを具備すると共に、制御対象入力切替手段は、複数の操舵トルク検出手段のうちいずれかが故障したときに、他の正常な操舵トルク検出手段の操舵トルク検出信号を操舵トルク入力補正手段に入力するように構成されている。
特開平１１−７８９２４号公報 特開２００３−３１２５０７号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、２つのトルクセンサを用いることにより、主トルクセンサが故障した場合、副トルクセンサで操舵トルクを検出することによって操舵フィーリングに影響を与えないようにしている。また、特許文献２の装置では、さらに両方のトルクセンサに異常が発生しても、主トルクセンサの異常発生直前の記憶値に基づいて補正が行われるようにしている。つまり、特許文献１の装置及び特許文献２の装置は、いずれも２つのトルクセンサを用いているため、大幅なコストアップに繋がるという問題がある。

このため、従来１つのトルクセンサからの複数の検出トルク信号に基づいて、トルクセンサ系の異常を判定する方法がある。しかし、複数の検出トルク信号のうち、いずれか１つの検出トルク信号に異常が検出された場合には、アシストを停止するようになっている。

ここで、１つのトルクセンサからの２つの検出トルク信号に基づいて、アシスト継続或いは停止を切替える従来装置の動作例を、図６のフローチャートを参照して説明する。

トルクセンサからのメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓに基づいて、トルクセンサ系の異常を検出する診断部をコントロールユニットに備えており、この診断部は、入力されたメイントルク信号Ｔｍと予め設定された下限値ＶＬ及び上限値ＶＨとを比較することで、メイントルク信号Ｔｍについてのトルクセンサ系の異常を診断する（ステップＳ３０）。メイントルク信号Ｔｍが下限値ＶＬよりも大きく、上限値ＶＨよりも小さければ正常と考えられるので次のステップＳ３１に移行し、メイントルク信号Ｔｍが下限値ＶＬ以下の場合、又はメイントルクＴｍが上限値ＶＨ以上の場合は異常と考えられるので、ステップＳ３４に移行してアシストを徐変しながら停止する。上記ステップＳ３０において正常と判断された場合、診断部はさらに、入力されたサブトルク信号Ｔｓが上記下限値ＶＬよりも大きく、上限値よりも小さい範囲であるかの診断を行い（ステップＳ３１）、その範囲内であれば正常と判断して次のステップＳ３２に移行する。また、サブトルク信号Ｔｓが下限値ＶＬ以下の場合、又はサブトルク信号Ｔｓが上限値ＶＨ以上の場合は、異常と判断し、ステップＳ３４に移行してアシストを徐変しながら停止する。

上記ステップＳ３１において正常と判断された場合、診断部は、入力されたメイントルク信号Ｔｍとサブトルク信号Ｔｓとの差であるメイン−サブ許容差Ｔｐ（＝｜Ｔｍ−Ｔｓ｜）を演算すると共に、メイン−サブ許容差Ｔｐと予め設定された所定値ＶＤとを比較して診断を行い（ステップＳ３２）。メイン−サブ許容差Ｔｐが所定値ＶＤより小さければ正常と判断してステップＳ３３に移行し、メイン−サブ許容差Ｔｐが所定値ＶＤ以上であればステップＳ３４に移行してアシストを徐変しながら停止する。上記ステップＳ３２において正常であると診断されると、アシストを継続するために、メイントルク信号Ｔｍが、電流指令値演算部に入力され、演算された電流指令値によりモータが駆動制御される。

なお、ステップＳ３４においては、メイントルク信号Ｔｍ、サブトルク信号Ｔｓ又はメイン−サブ許容差Ｔｐのいずれかが異常であると診断されているので、メイントルク信号Ｔｍをゲインで制限し、アシストを徐々に減らしながら停止するように制限する。

このようにトルクセンサは１つ設置されているだけであり、出力されるメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓのいずれか１つの検出トルク信号に異常が検出された場合には、一律にアシストを停止するようになっている。このため、アシストをできるだけ継続させたいという要求に合わないものとなっている。

本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、１つのトルクセンサからの複数の検出トルク信号に基づいてトルクセンサ系の異常を判定すると共に、異常発生部位を細分化して検出することによりアシストの有効範囲を広げ、効率的なアシスト制御が可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、トルクセンサからの複数のトルク信号及び車速に基づいて演算された電流指令値により、操舵系にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記複数のトルク信号の異常を診断して切替える異常診断部と、前記複数のトルク信号の異常を診断する診断補助部と、前記異常診断部及び前記診断補助部の診断結果に基づいてトルクセンサ系の異常を判定して出力トルク信号を切替える診断判定制御部とを備えたことにより、達成される。

また、本発明の上記目的は、前記診断判定制御部が前記判定結果に基づいて、前記アシストトルク付与の継続又は前記アシストトルク付与を徐変から停止へと切替制御することにより、或いは前記複数のトルク信号がメイントルク信号及びサブトルク信号であり、前記異常診断部及び前記診断補助部にそれぞれ入力されることにより、或いは前記異常診断部が前記メイントルク信号、サブトルク信号並びに前記メイントルク信号及び前記サブトルク信号の差である第１許容差を所定値と比較して異常を診断すると共に、前記診断補助部が前記メイントルク信号及び前記サブトルク信号の差である第２許容差を前記所定値と比較して異常を診断することにより、或いは前記異常診断部及び前記診断補助部が、それぞれ別のハードウェアに分けて構成されていることにより、より効果的に達成される。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、１つのトルクセンサを設け、トルクセンサからの複数の検出トルク信号を別のハードウェアに分けた異常診断部及び診断補助部を用いてトルクセンサ系の異常を診断すると共に、異常を細分化して異常発生部位を特定し、異常発生部位が許容範囲のものであればアシストを継続するようにしているので、大きなコストアップを招くことなく、効率的なアシスト継続が可能である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、複数の検出トルク信号を別のハードウェアに分けた２つの異常診断部で診断することにより、異常発生部位を特定する。そして、特定した異常発生部位が許容範囲のものであればアシストを継続できるようにするため、許容範囲のものであるか否かを判定すると共に、アシスト継続とアシスト停止とを切替制御する異常診断判定部を設けている。

以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

本発明を実施するために適したトルクセンサ系の異常を診断する診断部の構成例を、図１に示して説明する。本発明の診断部は、メインＣＰＵで成る診断制御部４０と、サブＣＰＵで成る診断補助部５０とで構成されており、診断制御部４０は異常診断部４１と、切替部４２と、異常診断判定部４３と、制御部４４とで構成されている。診断部４０から出力されているトルク信号Ｔ２及び車速センサ１２からの車速Ｖはモータ駆動制御部６０に入力され、電流指令値を演算してモータを駆動制御するようになっている。なお、切替部４２、異常診断判定部４３及び制御部４４で診断判定制御部を構成している。

トルクセンサ１０からのメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓは、それぞれ診断部４０内の異常診断部４１と診断補助部５０に入力される。

異常診断部４１では、入力されたメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号ＴｓがそれぞれＡ／Ｄ変換部４１３及び４１４でＡ／Ｄ変換されて検出トルク診断部４１２に入力されると共に、メイントルク信号Ｔｍが切替部４１１の接点ｃ１に、サブトルク信号Ｔｓが切替部４１１の接点ｃ２にそれぞれ入力される。

検出トルク診断部４１２は、メイントルク信号Ｔｍが予め設定された下限値ＶＬ及び上限値ＶＨに対して“ＶＬ＜Ｔｍ＜ＶＨ”であれば正常と診断し、サブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”であれば正常と診断する。そして、メイントルク信号Ｔｍが“ＶＬ≧Ｔｍ、Ｔｍ≧ＶＨ”のとき、又はサブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ≧Ｔｓ、Ｔｓ≧ＶＨ”のときに異常と診断する。

そして、検出トルク診断部４１２は、メイントルク信号Ｔｍが正常と診断したときに切替部４１１の接点を“ｃ１”に切替え、メイントルク信号Ｔｍが異常でサブトルク信号Ｔｓが正常と診断したときに切替部４１１の接点を“ｃ２”に切替える切替信号ＣＳ１を出力する。メイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが共に正常の場合、検出トルク診断部４１２は、切替部４１１の接点を“ｃ１”にする切替信号ＣＳ１を出力する。

さらに、検出トルク診断部４１２は、メイントルク信号Ｔｍとサブトルク信号Ｔｓの差であるメイン−サブ許容差Ｔｐ１（＝｜Ｔｍ−Ｔｓ｜）を演算すると共に、メイン−サブ許容差Ｔｐ１を予め設定された所定値ＶＤと比較し、所定値未満（Ｔｐ１＜ＶＤ）であれば正常と診断し、所定値以上（Ｔｐ１≧ＶＤ）であれば異常と診断する。このような検出トルク診断部４１２におけるメイントルク信号Ｔｍ、サブトルク信号Ｔｓ及びメイン−サブ許容差Ｔｐ１の各診断結果は、診断信号Ｄ１として異常診断判定部４３に入力される。

また、診断補助部５０では、メイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号ＴｓがそれぞれＡ／Ｄ変換部５１及び５２でＡ／Ｄ変換されて検出トルク診断補助部５３に入力される。検出トルク診断補助部５３では、入力されたメイントルク信号Ｔｍとサブトルク信号Ｔｓとの差であるメイン−サブ許容差Ｔｐ２（＝｜Ｔｍ−Ｔｓ｜）を演算すると共に、メイン−サブ許容差Ｔｐ２を予め設定された所定値ＶＤと比較し、所定値未満（Ｔｐ２＜ＶＤ）であれば正常と診断し、所定値以上（Ｔｐ２≧ＶＤ）であれば異常と診断する。このような、診断補助部５０におけるメイン−サブ許容差Ｔｐ２の診断結果は、診断信号Ｄ２として診断補助部５０から異常診断判定部４３に入力される。

異常診断判定部４３は、異常診断部４１からの診断信号Ｄ１及び診断補助部５０からの診断信号Ｄ２に基づいて、切替部４２の接点ｃ３及び接点ｃ４を切替信号ＣＳ２によって切替えることで、制御部４４の制御をアシスト継続制御４４１或いはアシストを徐々に減らしながらアシストを停止するアシスト停止制御４４２に切替える。

異常診断判定部４３からの切替信号ＣＳ２により、切替部４２の接点が“ｃ３”の場合、切替部４１１からのトルク信号Ｔ１が制御部４４内のアシスト継続制御４４１を経て、つまり何らのアシスト制限を加えられることなくモータ駆動制御部６０に入力される。また、異常診断判定部４３からの切替信号ＣＳ２により、切替部４２の接点が“ｃ４”の場合、切替部４１１からのトルク信号Ｔ１は制御部４４内のアシスト停止制御４４２を経てトルク信号Ｔ１は、時間に比例して徐々に小さく、やがて停止するようにゲインで制限されて、モータ駆動制御部６０に入力される。

このような構成において、その動作例を図２のフローチャートを参照して説明する。

トルクセンサ１０からのメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが、異常診断部４１及び診断補助部５０へ入力される。

Ａ／Ｄ変換部４１３及び４１４でＡ／Ｄ変換されたメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓは、検出トルク診断部４１２及び切替部４１１に入力され、検出トルク診断部４１２は切替部４１１を接点ｃ１に設定し、異常診断部４１からのトルク信号Ｔ１をメイントルク信号Ｔｍに設定する（ステップＳ１０）。そして、検出トルク診断部４１２は、入力されたメイントルク信号Ｔｍを予め設定された下限値ＶＬ及び上限値ＶＨと比較し、“ＶＬ＜Ｔｍ＜ＶＨ”であるか否かを診断する（ステップＳ１１）。メイントルク信号Ｔｍが“ＶＬ＜Ｔｍ＜ＶＨ”であればステップ１２に移行し、“ＶＬ＜Ｔｍ＜ＶＨ”を満たさなければステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１２において検出トルク診断部４１２は、サブトルク信号Ｔｓを予め設定された下限値ＶＬ及び上限値ＶＨと比較し、“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”であるか否かを診断し、サブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”であればステップ１３に移行し、“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”を満たさなければ、メイントルク信号Ｔｍは正常であるが、サブトルク信号Ｔｓは異常である診断信号Ｄ１を出力してステップＳ１６に移行する。

上記ステップＳ１２において“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”の場合、検出トルク診断部４１２は演算したメイン−サブ許容差Ｔｐ１と所定値ＶＤとを比較し、メイン−サブ許容差Ｔｐ１が所定値ＶＤより小さい場合（Ｔｐ１＜ＶＤ）、正常と診断し、メイントルク信号Ｔｍ、サブトルク信号Ｔｓ及びメイン−サブ許容差Ｔｐ１が正常である診断信号Ｄ１を出力してステップＳ１７に移行する（ステップＳ１３）。一方、上記ステップＳ１３においてメイン−サブ許容差Ｔｐ１が所定値ＶＤ以上の場合、メイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが正常であり、メイン−サブ許容差Ｔｐ１が異常である診断信号Ｄ１を出力してステップＳ１６に移行する。

一方、上記ステップＳ１１においてメイントルク信号Ｔｍが“ＶＬ＜Ｔｍ＜ＶＨ”を満たさない場合、検出トルク診断部４１２は、サブトルク信号Ｔｓを予め設定された下限値ＶＬ及び上限値ＶＨと比較し、“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”であるか否かを診断する（ステップＳ１４）。サブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”の場合、検出トルク診断部４１２は、メイントルク信号Ｔｍが異常であり、サブトルク信号Ｔｓが正常である診断結果の診断信号Ｄ１を出力してステップＳ１５に移行する。また、サブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”を満たさない場合、検出トルク診断部４１２は、メイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが異常である診断結果の診断信号Ｄ１を出力してステップＳ１８に移行する。

上記、ステップＳ１４においてサブトルク信号Ｔｓが“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”を満たす場合、検出トルク診断部４１２は、切替部４１１の接点を“ｃ２”に切替える切替信号ＣＳ１を出力し、アシスト制御に用いるトルク信号Ｔ１をサブトルク信号Ｔｓに設定する（ステップＳ１５）。その後、或いは上記ステップＳ１２において“ＶＬ＜Ｔｓ＜ＶＨ”を満たさない場合、或いは上記ステップＳ１３においてメイン−サブ許容差Ｔｐ１が所定値ＶＤ以上の場合、検出トルク診断補助部５３は、メイントルク信号Ｔｍとサブトルク信号Ｔｓとの差であるメイン−サブ許容差Ｔｐ２を演算すると共に、メイン−サブ許容差Ｔｐ２と所定値ＶＤとを比較する（ステップＳ１６）。そして、メイン−サブ許容差Ｔｐ２が所定値ＶＤより小さい場合（Ｔｐ２＜ＶＤ）、メイン−サブ許容差Ｔｐ２が正常である診断信号Ｄ２を出力してステップＳ１７に移行し、メイン−サブ許容差Ｔｐ２が所定値ＶＤ以上の場合は、メイン−サブ許容差Ｔｐ２が異常である診断結果としての診断信号Ｄ２を出力してステップＳ１８に移行する。

異常診断判定部４３は、入力された診断信号Ｄ１及びＤ２に基づいて切替信号ＣＳ２を切替部４２に入力して接点ｃ３又はｃ４に切替えるが、ステップＳ１７のアシスト継続では接点ｃ３とし、ステップＳ１８のアシスト停止では接点ｃ４とする切替信号ＣＳ２を出力する。

上述した構成例における判定結果の例を図３に示して説明する。また、図３に示される“○”は正常を表し、“×”は異常を表し、“−”は診断無しを表している。

図３の判定例１は、異常診断部４１においてメイントルク信号Ｔｍ、サブトルク信号Ｔｓ及びメイン−サブ許容差Ｔｐ１が全て正常である判定例であり、異常診断判定部４３も正常と判定した判定例である。つまり、異常診断部４１からメイントルク信号Ｔｍがトルク信号Ｔ１として切替部４２に入力され、異常診断判定部４３が切替部４２の接点を“ｃ３”に設定し、アシスト継続制御４４１を経てアシスト継続する状態である。

判定例２は、異常診断部４１において、メイントルク信号Ｔｍが正常と診断され、サブトルク信号Ｔｓが異常と診断された場合の判定例である。サブトルク信号Ｔｓが異常と診断されているため、診断補助部５０におけるメイン−サブ許容差Ｔｐ２の診断結果によって異常診断判定部４３の判定が定まる。つまり、異常診断部４１においてメイントルク信号Ｔｍが正常と診断され、サブトルク信号Ｔｓが異常と診断され、さらに診断補助部５０においてメイン−サブ許容差Ｔｐ２が異常と診断されると、異常診断判定部４３によって異常の判定がなされ、切替部４２の接点が“ｃ４”に切替えられ、アシスト停止制御を経て、アシスト徐変からアシスト停止となる。一方、診断補助部５０においてメイン−サブ許容差Ｔｐ２が正常と診断されると、異常診断判定部４３によって正常の判定がなされ、切替部４２の接点は“ｃ３”に切替えられ、メイントルク信号Ｔｍのトルク信号Ｔ１に基づいてアシスト継続となる。

判定例３は、異常診断部４１においてメイントルク信号Ｔｍが異常と診断され、サブトルク信号Ｔｓが正常と診断された場合の判定例である。メイントルクＴｍが異常と診断されているため、診断補助部５０における診断結果によって異常診断判定部４３の判定が定まる。つまり、異常診断部４１において、サブトルク信号Ｔｓが正常であると診断されても、メイントルク信号Ｔｍが異常と診断され、さらに診断補助部５０におけるメイン−サブ許容差Ｔｐ２が異常と診断されると、異常診断判定部４３によって異常の判定がなされ、切替部４２の接点は“ｃ４”に切替えられ、アシスト停止となる。一方、診断補助部５０におけるメイン−サブ許容差Ｔｐ２が正常と診断されると、異常診断判定部４３によって正常の判定がなされ、切替部４２の接点は“ｃ３”に切替えられ、サブトルク信号Ｔｓのトルク信号Ｔ１に基づいてアシスト継続制御となる。

判定例４は、異常診断部４１においてメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが正常と診断され、メイン−サブ許容差Ｔｐ１が異常と診断された場合の判定例である。メイン−サブ許容差Ｔｐ１が異常と診断されているため、診断補助部５０の診断結果によって異常診断判定部４３の判定が定まる。つまり、診断補助部５０においてメイン−サブ許容差Ｔｐ２が異常と診断されると、メイントルク信号Ｔｍ或いはサブトルク信号Ｔｓのいずれかが異常であると予測されるので、異常診断判定部４３によって異常の判定がなされ、切替部４２の接点は“ｃ４”に切替えられ、アシスト停止となる。しかし、診断補助部５０においてメイン−サブ許容差Ｔｐ２が正常と診断されると、異常診断判定部４３によって正常の判定がなされ、切替部４２の接点が“ｃ３”に切替えられ、メイントルク信号Ｔｍのトルク信号Ｔ１に基づいたアシスト継続制御となる。

判定例５は、異常診断部４１において、メイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓが異常と診断された場合の判定例である。つまり、異常診断部４１及び診断補助部５０において共にメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓの異常が診断されたので、異常診断判定部４３によって異常の判定がなされ、切替部４２の接点は“ｃ４”に切替えられ、アシスト停止となる。

また、判定結果（従来）においては、判定例１のみ正常と判定することが可能であり、判定例３〜５については全て異常と判定してしまうため、本発明の効果的な制御が一目瞭然な結果となる。

ここで、判定例３のように、異常診断部４１に入力されるメイントルク信号Ｔｍに異常が発生した場合、例えばメイントルク信号Ｔｍの電圧値を読取るためのＡ／Ｄ変換部４１３のＡ／Ｄ変換ポートに異常が発生し、読取る電圧が範囲外になるような異常の発生が考えられる。このようにトルクセンサの故障や異常に直接関係のないような状態で、メイントルク信号Ｔｍが異常と診断された場合、異常が許容範囲内であればアシストを継続するために、異常診断判定部４３が診断補助部５０における診断結果に基づいて判定を行うようになっている。つまり、診断補助部５０においてメイン−サブ許容差Ｔｐ２が正常と診断されているならば、トルクセンサ１０は正常であり、異常診断部４１のメイントルク信号Ｔｍを検出する部位に異常が発生したと判定し、アシストを継続するため、異常診断判定部４３は、切替部４２の接点を“ｃ３”に設定し、サブトルク信号Ｔｓを用いてアシストを継続する。

なお、診断補助部５０の検出トルク診断補助部５３が、さらにメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓの異常を診断するようにしても良く、また、２つのトルクセンサで、複数の検出トルク信号を用いて、異常を診断するようにしても異常の検出精度を向上することができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の診断部の構成例を示すブロック図である。 本発明の動作例を示すフローチャートである。 本発明に係る判定結果の例を示す図である。 従来の電動パワーステアリング装置の構成例を示すブロック図である。 従来のコントロールユニットの構成例を示すブロック図である。 従来のトルクセンサの異常を検出する動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハンドル
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
２０ モータ
３０ コントロールユニット
４０ メインＣＰＵ
４１ 異常診断部
４２ 切替部
４３ 異常診断判定部
４４ 制御部
５０ サブＣＰＵ
５１ Ａ／Ｄ変換部
５２ Ａ／Ｄ変換部
５３ 検出トルク診断補助部
６０ モータ駆動制御部
４１１ 切替部
４１２ 検出トルク診断部
４１３ Ａ／Ｄ変換部
４１４ Ａ／Ｄ変換部

Claims (5)

1. トルクセンサからの複数のトルク信号及び車速に基づいて演算された電流指令値により、操舵系にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、前記複数のトルク信号の異常を診断して切替える異常診断部と、前記複数のトルク信号の異常を診断する診断補助部と、前記異常診断部及び前記診断補助部の診断結果に基づいてトルクセンサ系の異常を判定して出力トルク信号を切替える診断判定制御部とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記診断判定制御部が前記判定結果に基づいて、前記アシストトルク付与の継続又は前記アシストトルク付与を徐変から停止へと切替制御する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記複数のトルク信号がメイントルク信号及びサブトルク信号であり、前記異常診断部及び前記診断補助部にそれぞれ入力される請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記異常診断部が前記メイントルク信号、サブトルク信号並びに前記メイントルク信号及び前記サブトルク信号の差である第１許容差を所定値と比較して異常を診断すると共に、前記診断補助部が前記メイントルク信号及び前記サブトルク信号の差である第２許容差を前記所定値と比較して異常を診断する請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記異常診断部及び前記診断補助部が、それぞれ別のハードウェアに分けて構成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
   
   

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