JP2011088517A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵開始前にモータ電流の抑制等の異常処理を行って操舵中における操舵補助力の変化を防止するようにした電動パワーステアリング制御装置を提供する。
【解決手段】操舵トルク検出手段３、操舵補助力を発生する電動モータ１２、電動モータに対する指令値を出力する操舵補助制御手段１６、前記指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ駆動手段１８を備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ駆動手段１８の温度を検出する温度検出手段１３と、該温度検出手段の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果が温度検出手段の異常であるときに所定の異常処理を行う異常制御手段とを備え、前記異常検出手段は、前記モータ駆動手段による前記電動モータの駆動制御が停止している状態で、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動して前記温度検出手段１３の温度変化を検出するように構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、操舵系に伝達される操舵トルクに基づいて操舵系に対して電動モータで操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング制御装置としては、例えば電動モータに流される電流の電流値に基づいて、発熱する部分の温度を推定し、この推定温度が所定の時点における温度から第１所定温度(８℃)以上変化したか否かを判定し、この温度条件が成立した場合に、基板温度センサによる検出温度が前記所定の時点の検出温度から第２所定温度（２．５℃）以上変化しない異常を示す条件が成立したとき基板温度センサが異常であると判定するようにした車両の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１参照）。

特許第３４０９７５６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、基板温度センサが検出可能な温度範囲内の温度を示しているが、一定温度を示したままとなる異常状態となったことを確実に検出することができるものであるが、温度判定を行う場合に、電動モータに流される電流の電流値に基づいて、発熱する部分の温度を推定し、この推定温度が所定の時点における温度から第１所定温度（８℃）以上変化したことを温度判定開始条件としているので、車両の操舵補助制御中でなければ基板温度センサの温度判定を行うことができず、温度判定結果が、基板温度センサが異常であるときには、直ちに電動モータに供給するモータ電流を制限することになり、操舵系に対する操舵補助力が低減される結果、操舵が重くなって運転者に違和感を与えるという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、車両の操舵状態ではないときに、温度検出手段の異常判定を行うことにより、操舵開始前にモータ電流の抑制等の異常処理を行って操舵中における操舵補助力の変化を防止するようにした電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、一の形態に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて前記電動モータに対する指令値を出力する操舵補助制御手段と、該操舵補助制御手段から出力される指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ駆動手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ駆動手段の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果が温度検出手段の異常であるときに所定の異常処理を行う異常制御手段とを備え、前記異常検出手段は、前記モータ駆動手段による前記電動モータの駆動制御が停止している状態で、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動して前記温度検出手段の温度変化を検出するように構成されていることを特徴としている。

また、他の形態に係る電動パワーステアリング制御装置は、前記所定駆動パターンは、モータ電流のデューティ比の変化振幅が徐々に大きくなる駆動パターンに設定されていることを特徴としている。
さらに、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記異常検出手段は、前記温度検出手段の検出温度が前記モータ駆動手段の過熱保護開始温度未満であるときに、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動することを特徴としている。
さらにまた、他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記電動モータの温度を推定するモータ温度推定手段を有し、前記異常検出手段は、前記モータ温度推定手段で推定したモータ温度推定値がモータ過熱保護開始温度未満であるときに、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動することを特徴としている。

本発明によれば、車両が停止していて、モータ駆動手段が停止状態にあるときに、異常検出手段で、モータ駆動手段を所定の駆動パターンで強制的に駆動して温度検出手段の温度変化を検出することにより、温度検出手段の異常を判定するので、車両の操舵系を操舵していない状態で、温度検出手段の異常を判定することができ、温度検出手段の異常を検出した場合に、運転者が操舵を開始する前にモータ電流制限処理を行うことが可能となって、異常検出時における操舵中の操舵補助力の変化を防止することができ、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。

本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。 図１のコントローラの具体的構成を示すブロック図である。 コントローラで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 操舵補助電流指令値算出マップを示す特性線図である。 コントローラで実行する異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。 図４における温度検出回路異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。 強制駆動時におけるモータ駆動電流のデューティ比を示す特性図である。 温度センサの異常判定用特性を示す特性線図である。

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概略構成図であって、図中、１は、ステアリングホイールである。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、他端は操舵トルク検出部としての操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。

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機構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、ステアリングギヤ機構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。

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電動機としての電動モータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ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、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、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出して操舵トルク検出値Ｔを出力するように構成されている。

そして、操舵トルクセンサ３から出力される操舵トルク検出値Ｔは、バッテリーＢからイグニッションスイッチＩＧを介して電力が供給されるコントローラ１４に入力される。イグニッションスイッチＩＧには、これと並列に自己保持回路ＳＨを構成する後述するマイクロコンピュータ１６によって制御されるスイッチング素子ＳＷが接続されている。
コントローラ１４には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１５で検出した車速検出値Ｖ、電動モータ１２のモータ端子間電圧Ｖｍ及び電動モータ１２に流れるモータ電流検出値Ｉｍも入力され、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トルク指令値Ｉｒｅｆを算出し、算出した操舵補助指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出値Ｉｍｄ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処理すると共に、モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流検出値Ｉｍｄに基づいて各種補償処理を行って、電動モータ１２を駆動する電圧指令値Ｖｒｅｆを算出し、算出した電圧指令値をパルス幅変調処理してパルス幅変調信号でなるゲート駆動信号Ｓｇを形成し、このゲート駆動信号Ｓｇに基づいてモータ駆動電流を形成する。

コントローラ１４は、図２に示すように、電動モータ１２の制御処理を実行する操舵補助制御手段としてのマイクロコンピュータ１６と、このマイクロコンピュータ１６から出力されるゲート駆動信号Ｓｇに基づいて電動モータ１２に供給するモータ駆動電流Ｉｍを制御するモータ駆動手段としてのモータ駆動回路１８と、電動モータ１２に流れるモータ駆動電流Ｉｍｄを検出するモータ電流検出回路１９と、モータ駆動回路１８から電動モータ１２に供給するモータ端子間電圧Ｖｍとモータ電流Ｉｍとが入力されて、これらに基づいてモータ角速度ωを推定するモータ角速度推定回路２０とを備えている。
そして、マイクロコンピュータ１６には、操舵トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔ、モータ電流検出回路１９で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄ及びモータ角速度推定回路２０で推定したモータ角速度ωが夫々Ａ／Ｄ変換器２１、２２及び２３でデジタル値に変換されて入力される。

このマイクロコンピュータ１６は、トルク検出値Ｔ、車速検出値Ｖ、モータ電流検出値Ｉｍｄ及びモータ角速度ωが入力される入力インタフェース回路３１と、トルク検出値Ｔ、車速検出値Ｖ、モータ電流検出値Ｉｍｄ及びモータ角速度ωに基づいて電動モータ１２を駆動制御して操舵トルクに応じた操舵補助力を発生する操舵補助制御処理を実行する中央処理装置３２と、この中央処理装置３２で実行する操舵補助制御処理プログラム等を格納するＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３と、温度センサ異常フラグ等の異常情報を記憶する不揮発性記憶部としての電気的に消去可能なＥＥＰＲＯＭ３４と、トルク検出値Ｔ、モータ電流検出値Ｉｍｄ及びモータ角速度ω等の検出データ、中央処理装置３２で実行する操舵補助制御処理の処理過程で必要とするデータや処理結果を記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３５と、モータ駆動回路１８が接続された出力インタフェース回路３６とを有する。ここで、モータ駆動回路１８は、電動モータ１２にモータ電流を供給する４つの電界効果トランジスタ等のスイッチング素子で構成されるＨブリッジ回路を有し、このＨブリッジ回路を構成する各スイッチング素子が回路基板に実装され、この回路基板のスイッチング素子の近傍に例えばサーミスタで構成される温度センサ１３が配設されている。この温度センサ１３で検出した温度検出値Ｔｓが入力インタフェース回路３１に入力されている。

そして、中央処理装置３２は、図３に示す操舵補助制御処理を実行する。
この操舵補助制御処理は、先ず、ステップＳ１で、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶されている温度センサ異常フラグＦＴＡが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ２に移行して後述する補正係数Ｋを“１”に設定してからステップＳ４に移行する。

また、前記ステップＳ１の判定結果が、温度センサ異常フラグＦＴＡが“１”にセットされているときには、ステップＳ３に移行して後述する補正係数Ｋを例えば“０．５”に設定してからステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルク検出値Ｔ、車速センサ１５で検出した車速検出値Ｖ、モータ電流検出回路１９で検出したモータ電流Ｉｍｄ（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ５に移行して、操舵トルクＴ及び車速検出値Ｖをもとに図５に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。

ここで、操舵補助電流指令値算出マップは、図４に示すように、横軸に操舵トルク検出値Ｔをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速Ｖｓ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までの間は電流指令値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電流指令値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電流指令値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。

次いでステップＳ６に移行して、算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに補正係数Ｋを乗算して補正操舵補助電流指令値Ｉａｒｅｆ（＝Ｋ・Ｉｒｅｆ）を算出し、次いでステップＳ７に移行して、算出した補正操舵補助電流指令値Ｉａｒｅｆからモータ電流検出値Ｉｍｄを減算して、電流偏差ΔＩを算出し、次いでステップＳ８に移行して、算出した電流偏差ΔＩをＰＩ（比例・積分）制御演算を行って、電圧指令値Ｖｒｅｆを算出する。

次いで、ステップＳ９に移行して、算出した電圧指令値Ｖｒｅｆをもとにパルス幅変調処理を行って電圧指令値Ｖｒｅｆに対応するデューティ比で表されるモータ駆動回路１８のＨブリッジ回路の各スイッチング素子に対するゲート駆動信号を形成し、次いでステップＳ１０に移行して、形成したゲート駆動信号を、モータ駆動回路１８のインバータに出力してから前記ステップＳ１に戻る。
この図３の処理において、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が異常制御手段に対応している。

また、中央処理装置３２は、図５に示す異常診断処理を実行する。
この異常診断処理は、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となってコントローラ１４にバッテリーＢから電源が供給されることにより、処理が開始され、先ず、ステップＳ１１で、自己保持用スイッチング素子ＳＷをオン状態とするハイレベルの制御信号ＣＳを出力し、次いでステップＳ１２に移行して、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶されている温度センサ異常フラグＦＴＡを読込み、この温度センサ異常フラグＦＴＡが“１”にセットされているか否かを判定する。

この判定結果が、温度センサ異常フラグＦＴＡが“１”にセットされているときにはステップＳ１３に移行して、例えばインストルメントパネルに配設したワーニングランプ４０を点灯してからステップＳ１４に移行し、温度センサ異常フラグＦＴＡが“０”にリセットされているときには直接ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、初期診断処理を実行して、温度センサ１３を含めた各種機器の初期診断を行い、この初期診断が終了するとステップＳ１５に移行して、温度センサ１３を含めた所定機器の常時診断処理を実行し、次いでステップＳ１６に移行して、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となったか否かを判定し、イグニッションスイッチＩＧがオン状態を継続しているときには前記ステップＳ１５に戻り、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となったときにはステップＳ１７に移行する。

このステップＳ１７では、車速検出値Ｖが０［ｋｍ／ｈ］で且つ操舵トルク検出値Ｔの絶対値がＯ［Ｎｍ］である停車且つ非操舵状態であるか否かを判定し、Ｖ＞０又は｜Ｔ｜＞０であるときには、停車且つ非操舵状態となるまで待機し、停車且つ非操舵状態となるとステップＳ１８に移行する。
このステップＳ１８では、図６に示す温度センサ１３の異常を検出する温度センサ異常検出処理を実行し、この温度センサ異常検出処理が終了すると、ステップＳ１９に移行して、自己保持用スイッチング素子ＳＷをオフ状態とする低レベルの制御信号ＣＳを出力してから異常診断処理を終了する。
ここで、ステップＳ１８の温度センサ異常検出処理は、図６に示すように、先ず、ステップＳ２１で、温度センサ１３で検出した温度検出値Ｔｓを読込んで、初期温度Ｔｓ０としてＲＡＭ３５の所定記憶領域に記憶する。

次いで、ステップＳ２２に移行して、モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ駆動電流Ｉｍを読込み、これらに基づいてモータ端子間抵抗Ｒ（＝Ｖｍ／Ｉｍ）を算出する。
次いで、ステップＳ２３に移行して、算出したモータ端子間抵抗Ｒに基づいて下記（１）式の演算を行ってモータ温度推定値Ｔｍを算出する。
Ｔｍ＝（Ｒ−Ｒ２０）／α＋２０（℃） …………（１）
ここで、Ｒ２０は２０℃におけるモータ端子間抵抗、αはモータ巻線の温度係数である。

次いで、ステップＳ２４に移行して、温度センサ１３で検出した初期温度Ｔｓ０がモータ駆動回路１８の回路基板に実装された半導体スイッチング素子の過熱保護開始温度Ｔｏｓ未満であるか否かを判定し、Ｔｓ０≧Ｔｏｓであるときには、電動モータ１２への通電処理を行ったときに、半導体スイッチング素子及び回路基板に実装された回路部品が焼損する可能性があるものと判断して、ステップＳ２５に移行して温度センサ異常フラグＦＴＡを“０”にリセットしてから温度センサ異常検出処理を終了して、図５のステップＳ１９に移行する。

また、前記ステップＳ２４の判定結果が、Ｔｓ０＜Ｔｏｓであるときには、モータ駆動回路１８の温度が正常であると判断してステップＳ２６に移行し、前記ステップＳ２３で算出したモータ温度推定値Ｔｍがモータ過熱保護開始温度Ｔｏｍ以上であるか否かを判定し、Ｔｍ≧Ｔｏｍであるときには、電動モータ１２が過熱状態であり、電動モータ１２への通電処理を行ったときに、電動モータ１２の励磁コイルが焼損する可能性があるものと判断して、そのまま前記ステップＳ２５に移行する。

さらに、前記ステップＳ２６の判定結果が、Ｔｍ＜Ｔｏｍであるときには、電動モータ１２が正常であると判断してステップＳ２７に移行し、電動モータ１２に予め設定された所定の強制駆動パターンが設定されたデューティ比をモータ駆動回路１８に出力する。
ここで、強制駆動パターンは、図７に示すように、デューティ比が５０％である電動モータ１２の停止状態から、デューティ比を増加する方向及びデューティ比を減少する方向に順次交互にデューティ比のデューティ比の中央値５０％を挟む振幅が徐々に大きくなるように設定されている。

このような強制駆動パターンのデューティ比をモータ駆動回路１８に出力することにより、電動モータ１２に正負が交互に入れ替わるモータ駆動電流Ｉｍａが供給される。このように電動モータ１２に正負が交互に入れ替わるモータ駆動電流Ｉｍａを供給することにより、電動モータ１２は通電されるが、正負が交互に入れ替わるため、回転駆動されることはなく、電動モータ１２の出力軸は回転停止した状態を維持する。

次いで、ステップＳ２８に移行して、電動モータ１２の強制駆動終了時の温度センサ１３で検出した温度検出値Ｔｓを駆動終了時温度Ｔｓ１として読込み、次いでステップＳ２９に移行して、読込んだ現在の温度検出値Ｔｓ１から初期温度Ｔｓ０を減算して温度変化量ΔＴ（＝Ｔｓ１−Ｔｓ０）を算出する。
次いで、ステップＳ３０に移行して、温度変化量ΔＴが予め設定された温度センサ１３が正常時の温度変化範囲の上限値ＴＨ及び下限値ＴＬの範囲内であるか否かを判定し、ＴＨ＞ΔＴ＞ＴＬであるときには、温度センサ１３が正常であると判断して前記ステップＳ２５に移行し、ΔＴ≧ＴＨ又はΔＴ≦ＴＬであるときには、温度センサ１３が異常であると判断してステップＳ３１に移行する。

このステップＳ３１では、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶されている温度センサ異常フラグＦＴＡを温度センサ１３が異常であることを表す“１”にセットしてから温度センサ異常検出処理を終了して図５の前記ステップＳ１９に移行する。
この図５及び図６の処理が異常検出手段に対応し、図５のステップＳ１２及びＳ１３の処理が異常制御手段に対応している。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、温度センサ１３が正常で、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶されている温度センサ異常フラグＦＴＡが“０”にリセットされているとともに、車両が停車していてイグニッションスイッチＩＧがオフ状態で且つ自己保持用スイッチング素子ＳＷがオフ状態にあって、コントローラ１４にバッテリーＢからの電源が投入されていないものとする。

この状態で、イグニッションスイッチＩＧをオン状態とすると、このイグニッションスイッチＩＧを通じてバッテリーＢの電力がコントローラ１４に投入されて、コントローラ１４内のマイクロコンピュータ１６、モータ駆動回路１８、モータ電流検出回路１９、モータ角速度推定回路２０等が作動状態となる。
このとき、ステアリングホイール１を操舵していない状態では、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが略“０”となる。
また、コントローラ１４のマイクロコンピュータ１６における中央処理装置３２で実行される図３に示す操舵補助制御処理で、温度センサ異常フラグＦＡＴが“０”にリセットされているので、補正係数Ｋを通常制御状態を表す“１”に設定する（ステップＳ２）。

そして、操舵トルクＴ及び車速検出値Ｖに基づいて図４に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して算出される操舵補助指令値Ｉｒｅｆも“０”となる。一方、電動モータ１２も回転停止しており、モータ駆動電流Ｉｍも“０”であることから、電流偏差ΔＩも“０”となり、この電流偏差ΔＩをＰＩ制御処理した電圧指令値Ｖｒｅｆも“０”となって、デューティ比“０”のゲート駆動信号が形成され、これがモータ駆動回路１８に出力される。このため、モータ駆動回路１８からモータ駆動電流Ｉｍは出力されず、電動モータ１２は停止状態を維持する。

この車両の停止状態で、運転者がステアリングホイール１を例えば右切りして所謂据え切りを行った場合には、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルク検出値Ｔが正方向に増加し、これに応じて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが正方向に増加し、補正係数Ｋが“１”であるので、補正電流指令値Ｉａｒｅｆは、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆと同じ値となる。

一方、電動モータ１２は停止状態を継続しているので、モータ電流検出値Ｉｍは“０”であるので、補正電流指令値ＩａｒｅｆがそのままＰＩ制御処理されて大きい値の電圧指令値Ｖｒｅｆが算出され、この電圧指令値Ｖｒｅｆをパルス幅変調することにより、５０％〜１００％の間のデューティ比のゲート駆動信号が形成され、これがモータ駆動回路１８に出力される。

このため、モータ駆動回路１８でデューティ比が５０％以上であるか否かによって回転方向を決定し、デューティ比をスケール変換して０〜１００％のデューティ比としてＨブリッジ回路のスイッチング素子を駆動することにより、モータ駆動電流Ｉｍを形成し、このモータ駆動電流Ｉｍを電動モータ１２に出力する。このため、電動モータ１２がステアリングシャフト２に対して操舵方向と同一方向となるように回転駆動されて操舵補助力を発生させる。発生された操舵補助力は減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに伝達される。これにより、ステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。

その後、車両をステアリングホイール１の操舵状態を継続しながら発進させると、そのときの操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルク検出値Ｔ及び車速センサ１５で検出される車速検出値Ｖに基づいて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが算出される。この操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆは同一操舵トルク検出値Ｔであっても車速検出値Ｖの増加に応じて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが小さい値となる。このため、電動モータ１２で発生される操舵補助力も車速検出値Ｖの増加に伴って小さくなり、走行状態に応じた最適な操舵制御を行うことができる。

一方、図５の異常診断処理では、コントローラ１４に電源が投入されたときに、ステップＳ１１で、自己保持用スイッチング素子ＳＷをオン状態に制御する高レベルの制御信号ＣＳが出力されることにより、自己保持用スイッチング素子ＳＷがオン状態となり、イグニッションスイッチＩＧと並列な自己保持回路が形成される。
その後、初期診断処理を行って各種センサや回路構成の異常診断を行い、この初期診断処理が終了すると、常時診断処理をイグニッションスイッチＩＧがオンを継続している間実行して、各種センサや回路構成の異常を診断する。

この常時診断処理では１回の診断が終了すると、ステップＳ１５からステップＳ１６に移行して、イグニッションスイッチＩＧがオン状態からオフ状態に判定したか否かを判定し、イグニッションスイッチＩＧがオン状態を継続している間は常時診断処理を繰り返し、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となると、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。このステップＳ１７では、車速検出値Ｖが“０”で且つ操舵トルクＴが“０”であるか停車状態且つ非操舵状態であるか否かを判定し、車速検出値ＶがＶ＞０であるか操舵トルク｜Ｔ｜＞０であるか又はＶ＞０且つ｜Ｔ｜＞０であるときには、操舵状態または操舵する可能性が高い状態であると判断して前記ステップＳ１６に戻る。

一方、ステップＳ１７の判定結果が、車速検出値ＶがＶ＝０且つ操舵トルクＴがＴ＝０である場合には、停止状態且つ非操舵状態であるので、ステップＳ１８に移行して、図６に示す温度センサ異常検出処理を実行する。
この温度センサ異常検出処理では、先ず、温度センサ１３で検出した温度検出値Ｔｓを初期温度Ｔｓ０として読込み、次いでモータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ駆動電流Ｉｍに基づいてモータ端子間抵抗Ｒを算出し（ステップＳ２２）、次いで、算出したモータ端子間抵抗Ｒをもと、前記（１）式の演算を行ってモータ温度推定値Ｔｍを算出する。

そして、初期温度Ｔｓ０が回路基板過熱保護開始温度Ｔｏｓを超えているか否かを判定し（ステップＳ２４）、Ｔｓ０≧Ｔｏｓであるときには異常検出のために電動モータを駆動したときにモータ駆動回路１８の回路基板に実装されているスイッチング素子が焼損する可能性があるものと判断して、ステップＳ２５に移行して、温度センサ異常フラグＦＴＡを“０”にリセットした状態を継続する。

また、初期温度Ｔｓ０が回路基板過熱保護開始温度Ｔｏｓ未満であるときには、モータ駆動回路１８の回路基板温度が正常であると判断し、次いでモータ温度推定値Ｔｍがモータ過熱保護開始温度Ｔｏｍ未満であるか否かを判定し、Ｔｍ≧Ｔｏｍであるときには、電動モータ１２の温度が高過ぎ、温度センサ１３の異常を検出するために電動モータ１２を駆動したときに励磁コイルが焼損するおそれがあると判断してステップＳ２５に移行して、温度センサ異常フラグＦＴＡを“０”にリセットする。

さらに、モータ温度推定値Ｔｍがモータ過熱保護開始温度Ｔｏｍ未満であるときには、電動モータ１２を駆動可能と判断して、ステップＳ２７に移行し、電動モータ１２を図７に示す駆動パターンでデューティ比をモータ駆動回路１８に出力する。この状態では、電動モータ１２にモータ駆動回路１８から正負に交互に切り替わるモータ駆動電流Ｉｍが供給される。このため、電動モータ１２自体は回転駆動されることはないが、モータ駆動回路１８で電動モータ１２の励磁コイルに供給するモータ電流Ｉｍを形成しているので、Ｈブリッジ回路を構成するスイッチング素子が発熱することにより、回路基板温度が上昇する。このため、温度センサ１３が正常である場合には、図８において破線で示す上限温度ＴＨ及び下限温度ＴＬを示す特性曲線Ｌ１及びＬ２の範囲内で温度検出値Ｔｓが推移することになる。したがって、初期温度Ｔｓ０から徐々に温度検出値Ｔｓが増加して電動モータ１２の強制駆動が終了した時点の駆動終了時温度Ｔｓ１との温度変化量ΔＴが上限値ＴＨ及び下限値ＴＬの範囲内であるときには温度センサ１３が正常であると判断してステップＳ２５に移行して、温度センサ異常フラグＦＴＡを“０”にリセットする。

しかしながら、温度センサ１３で検出する温度検出値Ｔｓが初期温度Ｔｓ０から増加しているが、図８の特性曲線Ｌ３で示すように、駆動終了時温度Ｔｓ１が正常範囲より低い場合や、図８の特性線Ｌ４で示すように、温度センサ１３で検出する温度検出値Ｔｓが初期温度Ｔｓ０から増加しない場合や、図８の特性線Ｌ５で示すように、温度センサ１３で検出する温度検出値Ｔｓが初期温度Ｔｓ０から急上昇して温度変化が正常時に比較して大きい場合には、温度センサ１３が異常であると判断して、ステップＳ３０からステップＳ３１に移行し、温度センサ異常フラグＦＴＡを“１”にセットしてから図５のステップＳ１９に移行し、自己保持用スイッチング素子ＳＷをオフ状態とする低レベルの制御信号ＣＳを自己保持用スイッチング素子ＳＷに出力する。このため、自己保持状態が解除されることにより、バッテリーＢからコントローラ１４に入力される電力が遮断されて、操舵補助制御処理、異常診断処理が終了される。
このように、コントローラ１４へのバッテリーＢからの電力が遮断された状態でも、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶された温度センサ異常フラグＦＴＡは消失することなく保持される。

このため、次に、イグニッションスイッチＩＧをオン状態としたときに、図３の操舵補助制御処理では、温度センサ異常フラグＦＴＡが“１”にセットされていることにより、ステップＳ１からステップＳ３に移行して、補正係数Ｋが“０．５”に設定される。このため、ステップＳ６で算出される補正電流指令値Ｉａｒｅｆが操舵補助電流指令値算出用マップを参照して算出される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに対して半分の値となることから、電動モータ１２に供給されるモータ駆動電流Ｉｍも半分に抑制され、モータ駆動回路１８のＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子の過熱を抑制するとともに、電動モータ１２の過熱を抑制しながら、操舵補助制御を継続することができる。これと同時に異常診断処理で、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行して、ワーニングランプ４０が点灯されることにより、運転者に温度センサ１３の異常を報知することができる。

このように、上記実施形態によると、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となった後に、温度センサ異常検出処理を実行して温度センサ１３の異常を検出し、温度センサ１３の異常が検出されたときに、温度センサ異常フラグＦＴＡを“１”にセットして、次にイグニッションスイッチＩＧがオン状態となった操舵補助制御の開始時にモータ駆動電流Ｉｍを抑制した操舵補助制御を開始するので、運転者がステアリングホイール１を操舵中に、温度センサ１３の異常が検出された場合のように、操舵補助制御の最中に補正係数Ｋを変更する場合のように操舵補助力が急変して運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。

なお、上記実施形態において、モータ端子間抵抗Ｒを算出することにより、（１）式の演算を行ってモータ温度推定値Ｔｍを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１２に直接温度センサを配設して、モータ温度を検出するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、イグニッションスイッチＩＧがオン状態からオフ状態に反転したときに、温度センサ異常検出処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態からオン状態に反転したときに温度センサ異常検出処理を実行するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、強制駆動パターンがデューティ比の振幅が徐々大きくなるように設定されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、デューティ比を一定の振幅で出力するようにしてもよく、要は電動モータ１２を回転させることなく、モータ駆動回路１８のＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子の温度上昇させることができれば、任意の強制駆動パターンを適用することができる。
また、上記実施形態においては、温度センサ１３の異常検出時に補正係数Ｋを“０．５”に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、補正係数Ｋの値は温度センサ１３の異常時でもモータ駆動回路１８の温度上昇を回路基板保護開始温度以下に保持できる値に設定すればよい。

さらに、上記実施形態においては、電動モータ１２としてブラシ付直流モータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３相ブラシレスモータを適用することもでき、この場合には、モータ駆動回路１８をＨブリッジ回路に代えて３相インバータ回路を適用し、図３の操舵補助制御処理で、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出し、算出したｄ−ｑ軸電流指令値を２相／３相変換して、３相電流指令値を算出し、算出した３相電流指令値と電動モータ１２の３相駆動電流検出値との電流偏差を算出し、算出した電流偏差をＰＩ制御演算処理して３相電圧指令値を算出し、この３相電圧指令値をパルス幅変調してモータ駆動回路１８を構成するインバータ回路に供給するようにすればよい。なお、電動モータ１２として、４相以上の多相ブラシレスモータを適用する場合には、これに応じた多相インバータ回路を適用すればよい。

また、上記実施形態においては、自己保持回路として自己保持用スイッチング素子を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、自己保持用リレー回路を適用することもでき、要はマイクロコンピュータ１６でオンオフ制御可能なものであれば、任意の構成の自己保持回路を適用することができる。
また、上記実施形態においては、操舵補助機構１０をステアリングシャフト２の出力軸２ｂに配設したコラムアシスト式電動パワーステアリング装置について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングギヤ機構８のピニオン軸やラック軸に操舵補助機構を装着するピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置やラックアシスト式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。

１…ステアリンクホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、８…ステアリングギヤ機構、１２…電動モータ、１４…コントローラ、１５…車速センサ、１６…マイクロコンピュータ、１８…モータ駆動回路、１９…モータ電流検出回路、２０…モータ角速度推定回路、３１…入力インタフェース回路、３２…中央処理装置、３３…ＲＯＭ、３４…ＥＥＰＲＯＭ、３５…ＲＡＭ、３６…出力インタフェース回路、ＳＷ…自己保持用スイッチング素子

Claims (4)

1. 操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて前記電動モータに対する指令値を出力する操舵補助制御手段と、該操舵補助制御手段から出力される指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ駆動手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記モータ駆動手段の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果が温度検出手段の異常であるときに所定の異常処理を行う異常制御手段とを備え、
   前記異常検出手段は、前記モータ駆動手段による前記電動モータの駆動制御が停止している状態で、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動して前記温度検出手段の温度変化を検出するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記所定駆動パターンは、モータ電流のデューティ比の変化振幅が徐々に大きくなる駆動パターンに設定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。
3. 前記異常検出手段は、前記温度検出手段の検出温度が前記モータ駆動手段の過熱保護開始温度未満であるときに、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動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。
4. 前記電動モータの温度を推定するモータ温度推定手段を有し、前記異常検出手段は、前記モータ温度推定手段で推定したモータ温度推定値がモータ過熱保護開始温度未満であるときに、前記モータ駆動手段を所定駆動パターンで強制的に駆動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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