JP4899677B2

JP4899677B2 - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP4899677B2
Application number: JP2006194619A
Authority: JP
Inventors: 勇韋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: JP2008018911A

Description

本発明は車両の操舵系にモータによる補助トルクを付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。

従来の車両に使用される電動パワーステアリング装置では、操舵者によって入力された操舵トルクをトルクセンサで検出し、この操舵トルクに応じた補助トルクをモータにより得てステアリングに補助トルクを付与し、操舵者が入力するステアリングの操舵力を軽減するような制御が行われている。また、このような制御に加え、電動パワーステアリング装置は、車両の速度、舵角などの車両を取り巻く外部環境も検出しており、これら検出結果に基づいて操舵者の操舵フィーリングを向上させる制御も実装されている。特に、舵角は、例えばハンドル戻り制御などに用いられ、当該ハンドル戻り制御は舵角に応じてハンドルの戻り方向に補助トルクを付加するような働きを有している。

このように、舵角は主に電動パワーステアリング装置における操舵フィーリングを向上させる制御に用いられる信号であり、当該舵角に関しては当該舵角を検出する舵角検出装置あるいは当該舵角を推定する信号処理装置の異常を検出する方法や、この異常に対する対策が種々知られている（例えば、特許文献１、２、３および４参照）。

特許文献１では、舵角の検出あるいは演算処理に係る装置などにおける断線や故障などの異常を検出するため、舵角検出手段である舵角センサで出力された値（相対舵角値）が所定の範囲に納まっているか否かを判定し、当該値が前記所定の範囲内に納まってない場合には、前記値を出力異常と判定する構成が示されている。

また、特許文献２では、ハンドル戻り制御部に入力される舵角信号を検出する、舵角検出装置などのセンサが、断線などによって異常が発生した場合、この異常を検出してハンドル戻り制御を無効化するものが示されている。

さらに、特許文献３では、モータの回転角と舵角との偏差が比較基準値以上のときに異常であると診断して、異常と判定する場合には、モータ電流の制御に対する舵角の使用のみを直ちに禁止する構成が示されている。また、舵角を常に記憶して、異常と判定される場合には、異常判定される直前に記憶した前回の舵角をモータ電流の制御に用いるとともに、前記前回の舵角を徐々に低下させてモータ電流の制御への影響を徐々に減少していく構成も示されている。

また、特許文献４では、舵角変化に応じて各々位相の異なる、少なくとも３個の舵角センサを車両に付設し、当該舵角センサのそれぞれの出力状態から当該操舵センサの異常を検出する舵角検出装置が示されている。
特開平８−５４２２９号公報特開２００３−２９１８４２号公報特開２００３−２５２２２８号公報特開平１０−２７４５２０号公報

しかしながら、特許文献１から３に記載の電動パワーステアリング装置では、舵角の検出に係る装置で異常が発生したと判定した場合、制御の一部分を停止させる構成であり、車両が走行している場合、その停止により操舵者の操舵フィーリングが急激に変化してしまい、操舵者がそれに対応し切れず車両が不安定な挙動となってしまうことが懸念され、また制御系の機能が縮小されてしまい操舵フィーリングを損なってしまうという問題があった。特に、特許文献３では、舵角を記憶して、異常判定される直前の舵角を用いて、その変化を徐々に行う構成が示されているが、結果的に操舵フィーリングを損なってしまう状態になることには変わりはなく、操舵フィーリング損失の抑制にはなっていない。

また、特許文献４では、複数の舵角センサを付設し異常を検出する構成であるが、構成が複雑になってしまい、コストが高くなってしまうという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で、舵角検出手段あるいは舵角推定手段において異常発生して舵角あるいは舵角推定信号を出力できなくなった場合でも、操舵フィーリングが急激に変化することなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）ステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、モータを制御して当該ステアリングに補助トルクを付与する操舵制御駆動装置と、前記舵角検出手段の異常を判定する異常検出手段と、前記モータの回転角を検出するモータ角度検出手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記舵角検出手段により検出された舵角信号に係る舵角情報を算出するとともに、
当該舵角情報を記憶する信号記憶手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号記憶手段に記録された前記異常発生直前の舵角情報と、前記モータ角度検出手段により検出されたモータ角度信号とに基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

（２）（１）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角情報は、前記舵角信号と前記モータ角度信号とにより算出された舵角中点信号であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

（３）（１）または（２）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記信号記憶手段に記憶された、所定時間における前記操舵情報の平均値を算出する信号演算処理手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号演算処理手段の算出結果に基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、車両が停止するまで、あるいは前記異常検出手段が前記信号の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

本発明によれば、簡単な構成で、舵角検出手段あるいは舵角推定手段で異常が発生して、舵角あるいは舵角推定信号の信号が出力されなくなった場合でも、異常が発生する直前のこれら信号を記憶し、当該信号に基づいて、車両が停止するまで、または前記舵角検出手段または舵角推定手段が復旧するまでモータを制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することができる操舵を実現することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示した図である。図２は、コントロールユニット３０のアシスト制御の流れを示したブロック構成図である。

当該電動パワーステアリング装置では、図１に示すように、操向ハンドル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，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に結合されている。コラム軸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１０が設けられており、操向ハンドル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に結合されている。当該減速ギア３には、操向ハンドル１の舵角を検出する舵角センサ１５が付設されている。また、当該モータ２０には、モータの回転角度を検出する、例えばレゾルバなどのモータ角度検出回路４２が装着されている（図２参照）。電動パワーステアリング装置を制御する操舵制御駆動装置であるコントロールユニット３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１およびリレー１３を経て電力が供給される。また、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信号Ｔと車速センサ１２で検出された車速信号Ｖと舵角センサ１５で検出された舵角信号θ_Ｈと前記モータ角度検出回路で検出されたモータ角度信号θ_Ｍが入力され、これら信号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、演算された制御操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流（アシスト電流）を制御することによりアシスト制御を行っている。

コントロールユニット３０は主として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェイス回路などから構成される。その内部においてＲＯＭなどに格納されているプログラムを読み込み、前記アシスト制御を実施している。

コントロールユニット３０は、図２に示すように、操舵補助指令値演算器３１と位相補償器３２と最大電流制限部３３とモータ駆動回路３４とＳＡＴＦｅｅｄＢａｃｋ補償器３５と微分器３６と収斂制御器３７と慣性補償器３８とハンドル戻り制御部４０と舵角信号制御部４１とモータ角速度演算部４３とモータ角加速度演算部３９と相対舵角演算部４４と、減算器４５と、加算器４６ａ，４６ｂ，４６ｃとを備えている。また、当該コントロールユニット３０に入力される前記操舵トルク信号Ｔと前記車速信号Ｖと舵角信号θ_Ｈとモータ角度信号θ_Ｍなどの外部から入力される信号は、前記コントロールユニット３０で演算処理できるように、例えば図示しないＡ／Ｄ変換器にてアナログ信号からデジタル信号に変換されている。なお、前記速度信号Ｖなどの信号は車両に搭載されているＣＡＮなどのデジタル通信回線を経由して、コントロールユニット３０に入力されてもよい。また、これら信号は図示しない増幅器で増幅され、また図示しないローパスフィルタにて濾波処理が適宜施される。

操舵者が操向ハンドル１を操作した結果生じる操舵トルク信号Ｔはトルクセンサ１０によって検出され、増幅処理および濾波処置などが適宜施された後、操舵補助指令値演算部３１に入力される。

操舵補助指令値演算部３１は入力された操舵トルク信号Ｔに基づいてモータに供給すべき制御操舵補助指令値Ｉを出力する。また、当該制御操舵補助指令値Ｉは当該操舵トルク信号Ｔが大きな値を示すほど大きな値となるように、例えば予め用意されたアシストマップを参照するなどして決定されるが、操舵安全性を考慮して、前記操舵補助指令値演算部３１は前記操舵トルク信号Ｔが所定以上の値を示す場合、前記制御操舵補助指令値Ｉの出力を適正値に制限する。これにより、操舵者が入力するステアリングの操舵力を軽減するとともに車両挙動の安定化を図っている。

前記操舵補助指令値演算器３１で出力された前記制御操舵補助指令値Ｉは位相補償器３２に入力される。前記位相補償器３２は、前記制御操舵補助指令値Ｉに位相補償を施し、位相補償が施された制御操舵補助指令値Ｉ_Ｐを出力する。これにより、前記位相補償器３２は、過渡特性を改善あるいは制御系の安定化を図る。

一方、操舵トルク信号Ｔは、ＳＡＴＦｅｅｄＢａｃｋ補償器３５と、微分器３６とに入力される。

前記ＳＡＴＦｅｅｄＢａｃｋ補償器３５は、前記操舵トルク信号Ｔを入力とし、操向ハンドル１の操作を助ける方向に前記制御操舵補助指令値Ｉを補正し、操舵後の操向ハンドル１の戻りを改善する。また、前記微分器３６では、前記操舵トルク信号Ｔを取り込み、当該操舵トルク信号Ｔの変動に応じて前記制御操舵補助指令値Ｉを補正し、モータ２０による補助トルクの変動を抑制する。

収斂性補償器３７は、モータ角速度演算部４３で算出され出力されたモータ角速度ω_Ｍを入力とし、車両の収斂性を改善するために、操向ハンドル１の回転を妨げる方向に前記制御操舵補助指令値Iを補正して当該操向ハンドル１の振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっており、操舵後の当該操向ハンドル１の挙動を安定させる。

そして、前記慣性補償器３８は、モータ角加速度演算部３９で算出され出力されたモータ角加速度α_Ｍを入力とし、操向ハンドル１やピニオンラック機構５やモータ２０や減速ギア３などの駆動系に係る慣性系の変動に応じて前記制御操舵補助指令値Iを補正して補助トルクの変動を抑制する。これにより、操舵者に駆動系の慣性が伝達しないように働き、操舵フィーリングを向上させている。

ここで、減算器４５は、前記微分器３６の出力をＳＡＴＦｅｅｄＢａｃｋ補償器３５の出力により減算処理する。さらに、当該減算器４５の出力は、加算器４６ａ，４６ｂによって、収斂制御器３７の出力と慣性補償器３８の出力とを加算処理され、加算器４６ｃに入力される。

また、前記モータ角速度演算部４３では、例えばレゾルバなどで構成されたモータ角度検出回路４２からモータ角度信号θ_Ｍを取り込み、当該モータ角度信号θ_Ｍを、例えば微分処理などを施して、前記モータ角速度信号ω_Ｍを算出する。当該モータ角速度信号ω_Ｍはそれぞれハンドル戻り制御部４０、前記モータ角加速度演算部３９および前記収斂制御器３７に入力される。

当該ハンドル戻り制御部４０では、前記モータ角度速度信号ω_Ｍと、車速センサにより検出された車速信号Ｖと、後述する舵角信号制御部４１の出力である信号Ｓとが入力され、より自然な操舵フィーリングを付与するため、車両の直進状態に対する前記操舵ハンドル１の舵角に応じて制御操舵補助指令値Ｉを補正している。より具体的には、当該ハンドル戻り制御部４０は、主に前記信号Ｓに応じて出力を制御しており、当該信号Ｓが大きいと判断される場合には大きな補助トルクでハンドル戻し制御を行い、当該信号Ｓが小さいと判断される場合には小さな補助トルクでハンドル戻し制御を行う。また、当該ハンドル戻り制御部４０の出力は、前記モータ角速度信号ω_Ｍと前記車速信号Ｖとに基づいて調整され、例えば前記車速Ｖが大きい場合には、前記信号Ｓが一定でも補助トルクが小さくなるように前記制御操舵補助指令値Ｉを補正する。これにより、操舵者に対し快適な操舵フィーリングを実現している。

上述した通り、前記モータ角速度演算部４３では、前記モータ角度信号θ_Ｍが入力され、例えば微分処理などを施して、前記モータ角速度信号ω_Ｍを算出し、前記ハンドル戻り制御部４０と前記収斂制御器３７と前記モータ角加速度演算部３９とに出力している。また、前記モータ角加速度演算部３９では、前記モータ角速度信号ω_Ｍが入力され、例えば微分処理などを施して、前記モータ角加速度α_Ｍを算出し、慣性補償器３８に出力している。これら帰還構成により、フィードバック制御を実現している。

また、相対舵角演算部４４は、前記モータ角度信号θ_Ｍを取り込み、舵角信号θ_Ｈと等価に扱えるようにモータ２０に付設されている減速ギア３の減速比を乗算して相対舵角信号θ_Ｍ´を算出し、その結果を舵角信号制御部４１に出力する。

舵角信号制御部４１は、前記舵角信号θ_Ｈと前記相対舵角信号θ_Ｍ´とに基づいて演算処理を行い、その演算結果である信号Ｓをハンドル戻り制御部に出力する。

加算演算器４６ｃは、加算器４６ｂの出力と、ハンドル戻り制御部４０の出力と前記制御操舵補助指令値Ｉ_Ｐとを加算処理して、この結果得られた出力を最大電流制限部３３に入力している。当該最大電流制限部３３はコントロールユニット３０およびモータの過電流による損傷を防止するため、モータ２０に入力される最大電流を適正値に制限する。
以上により、モータに供給される電流指令値Ｅがモータ駆動回路３４に入力される。

本実施形態では、モータ２０としてブラシレスモータを使用する。ブラシレスモータのロータには、複数のＮ極とＳ極が円周に亙って交互に配置、固定されており、前記ロータを外包するように周方向に亙ってステータコイルが配置されている。また、ブラシレスモータには磁極位置検出素子としてホール素子が用いられており、当該ホール素子によって前記ロータの磁極の位相を検出し、検出された当該位相に応じて各々の前記ステータコイルに流す電流が選択的に切り替えられることにより回転トルクが得られる。

前記モータ駆動回路３４は前記電流の供給とその切り替えを行い、前記電流制御値Ｅが達成されるような動作を行う。これにより、モータ２０による補助トルクを操舵系に付加するアシスト制御を実現している。

さらに、舵角信号制御部４１について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は舵角信号制御装置４１に係るブロック構成図である。

本実施形態に係る舵角信号制御装置４１は、舵角センサ異常検出部（異常検出手段）５０と、舵角推定信号出力判定部５１と、舵角中点出力部５２と、加算器５５と、減算器５４ａ，５４ｂと、乗算器５３ａ，５３ｂとを備えている。

前記舵角センサ異常検出部５０は、舵角信号θ_Ｈを取り込み、当該舵角信号θ_Ｈから、舵角センサの故障や断線などの異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Ｆｌｇ１を出力する。即ち、前記舵角センサ異常検出部５０が正常と判定した場合には前記値Ｆｌｇ１に“１”をセットし、異常と判定した場合には当該値Ｆｌｇ１に“０”をセットして当該値Ｆｌｇ１を出力する。

舵角推定信号出力判定部５１は前記値Ｆｌｇ１が入力され、値Ｆｌｇ１が“１”の場合には値Ｆｌｇ２に“０”を、値Ｆｌｇ１が“０”の場合には値Ｆｌｇ２に“１”をセットして、当該値Ｆｌｇ２を出力する。なお、前記舵角センサ異常検出部５０は、車両が停止するまで、あるいは前記操舵センサ異常検出部５０が前記舵角センサ１５の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、即ちコントロールユニット３０に電源が投入され続ける限り、所定の周期で前記異常発生の検知を行っている。

一方、減算器５４ａには前記舵角信号θ_Ｈと前記相対舵角信号θ_Ｍ´が入力され、当該相対舵角信号θ_Ｍ´から前記舵角信号θ_Ｈを減算処理して舵角中点信号θ_Ｃを算出し、当該舵角中点信号θ_Ｃを舵角中点出力部５２に出力する。

当該舵角中点出力部５２には、前記舵角中点信号θ_Ｃと舵角センサ異常検出部５０の出力である前記値Ｆｌｇ１が入力される。当該舵角中点出力部５２は、これら信号に基づいて減算器５４ｂに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記舵角中点信号θ_Ｃを記憶する信号記憶部５２ａを備えている。当該信号記憶部５２ａは所定の周期で前記舵角中点信号θ_Ｃを記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部５２では、値Ｆｌｇ１が“１”にセットされている場合には、信号記憶装置５２ａから今現在取り込まれ記憶された舵角中点信号θ_Ｃが出力され、値Ｆｌｇ１が “０”の場合には、１周期前の舵角中点信号θ_Ｃ、即ち異常発生する直前の舵角中点信号θ_Ｃが出力される。この出力結果は、減算器５４ｂに入力され、当該減算器５４ｂで、相対舵角信号θ_Ｍ´を前記舵角中点出力部５２の出力により減算処理することにより、舵角推定信号θ_Ｅ，１を出力する。

当該舵角推定信号θ_Ｅ，１は乗算器５３ｂに入力され、値Ｆｌｇ２が乗算処理され、その結果が加算器５５に入力される。一方、乗算器５３ａでは、舵角センサ１５で検出された舵角信号θ_Ｈと値Ｆｌｇ１を乗算処理して、その結果が加算器５５に入力される。

前記加算器５５では、乗算器５３ａの出力結果と乗算器５３ｂの出力結果を加算処理して信号Ｓを算出し、当該信号Ｓをハンドル戻り制御部４０に出力する。

次に、図４のフローチャートに従って、上述した構成における舵角信号制御部４１の動作の流れについて説明する。

舵角センサ異常検出部５０が舵角センサの故障や断線などの異常が発生したかどうかを判定する（即ちＳ１００）。異常発生を検知した場合、舵角信号θ_Ｈがハンドル戻り制御部４０に出力されないように出力を無効化する（即ちＳ１１０）とともに、舵角推定信号θ_Ｅ，１がハンドル戻り制御部４０に出力されるように出力を有効化する（即ちＳ１１１）。ここで、舵角中点出力部５２は、信号記憶部５２ａから異常発生した時点から１周期前の舵角中点信号θ_Ｃを信号記憶部５２ａから取得し出力する（Ｓ１１２）。次に、当該舵角中点信号θ_Ｃと相対舵角信号θ_Ｍ´とから舵角推定信号θ_Ｅ，１を算出し（Ｓ１１３）、ハンドル戻り制御部４０へ出力する（Ｓ１０１）。これにより、異常発生が検出された場合、ハンドル戻り制御部４０に、異常発生した時点から１周期前の舵角中点信号θ_Ｃにより算出された舵角推定信号θ_Ｅ，１が入力される。

また、異常を検知しない場合には、舵角信号θ_Ｈがハンドル戻り制御部４０に出力されるように出力を有効化する（即ちＳ１２０）とともに、舵角推定信号θ_Ｅ，１がハンドル戻り制御部４０に出力されないように出力を無効化する（即ちＳ１２１）。ここで、舵角中点出力部５２は、現時点の舵角中点信号θ_Ｃを信号記憶部５２ａから取得し出力する（Ｓ１２２）。そして、当該舵角中点信号θ_Ｃと相対舵角信号θ_Ｍ´とから舵角推定信号θ_Ｅ，１が算出される（Ｓ１２３）が、その出力が無効化されているため、当該舵角推定信号θ_Ｅ，１はハンドル戻り制御部４０に出力されず、舵角センサで検出された舵角信号θ_Ｈが直接ハンドル戻り制御部４０に入力される。

したがって、本実施形態によれば、コントロールユニット３０は、舵角センサ１５により検出された舵角信号θ_Ｈとモータ角度検出回路４２により検出されたモータ角度信号θ_Ｍとにより舵角中点信号θ_Ｃを算出するとともに、当該舵角中点信号θ_Ｃを記憶する信号記憶部５２ａを備え、前記舵角センサ異常検出部５０が前記舵角センサ１５の異常発生を検知した場合に、前記信号記憶部５２ａに記憶された前記異常発生直前の舵角中点信号θ_Ｃと、前記モータ角度信号θ_Ｍとに基づいて、モータ２０を制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することがなく、また操舵フィーリング損失を抑制することができる安全で快適な操舵を実現することができる。

また、本実施形態によれば、コントロールユニット３０は、車両が停止するまで、または前記操舵センサ異常検出部５０が前記舵角センサの異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、モータ２０を制御して稼動させ続けるので、操舵者が操舵ハンドル１を操舵する限り、操舵フィーリング損失を抑制でき、より安全で快適な操舵を実現することができる。

（第２実施形態）
本発明に係る第１実施形態の変形例について図５、図６を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図であり、図６は舵角中点平均値算出部のブロック構成図である。本実施形態では、前述した第１実施形態の構成に、舵角中点平均値算出部を設けた構成である。

本実施形態では、図５に示すとおり、舵角信号制御部４１´に、信号記憶部６０ａを備えた舵角中点平均値算出部６０を設けている。

前記舵角中点平均値算出部６０における信号記憶部６０ａは、所定の周期で逐次入力される舵角中点信号θ_Ｃを記憶している。前記舵角中点平均値算出部６０は、図６に示すように、１周期前からＮ−１周期前までの遅延素子Ｚ^−１，Ｚ^−２，・・・，Ｚ^−ｎ+１で構成されており、前記信号記憶部６０ａに記録された複数の舵角中点信号θ_Ｃにおいて、値Ｎ（ただし値Ｎは自然数）に基づき、Ｎ−１周期前の舵角中点信号θ_Ｃから異常発生した時点の舵角中点信号θ_Ｃまで算出し、これら信号を総和して、値１／Ｎで乗算処理し、平均舵角中点信号θ_Ｃ´を算出して、当該平均舵角中点信号θ_Ｃ´を舵角中点出力部５２´に出力する。なお、前記値Ｎは予め設定された値であり、外部から逐次変更可能な値となっている。

前記舵角中点出力部５２´は、前記平均舵角中点信号θ_Ｃ´と舵角センサ異常検出部５０の出力である前記値Ｆｌｇ１が入力される。当該舵角中点出力部５２´は、これら信号に基づいて減算器５４ｂに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記平均舵角中点信号θ_Ｃ´を記憶する信号記憶部５２´ａを備えている。当該信号記憶部５２´ａは所定の周期で前記平均舵角中点信号θ_Ｃ´を記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部５２´では、値Ｆｌｇ１が“１”にセットされている場合には、信号記憶装置５２´ａから今現在取り込まれ記憶された平均舵角中点信号θ_Ｃ´が出力され、値Ｆｌｇ１が“０”の場合には、１周期前の平均舵角中点信号θ_Ｃ´、即ち異常発生する直前の舵角中点信号θ_Ｃ´が出力される。
それ以外の様態は、第１実施形態と同じである。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、舵角中点を複数の舵角中点の平均値により算出するので、異常発生時により精度のよい舵角推定信号を算出してハンドル戻り制御部に出力でき、より操舵フィーリング損失を抑制することができる。

（第３実施例）
さらに、本発明に係る別の実施形態について図７従って説明する。図７は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。
第１実施形態とは違い、本実施形態に係る、図示しない電動パワーステアリング装置は舵角センサを備えていない構成であり、当該舵角センサ以外の検出手段で検出される信号、例えば操舵トルク信号Ｔや相対舵角信号θ_Ｍ´や車速信号Ｖの信号から舵角推定信号を算出してモータ２０を制御してステアリングに補助トルクを付加している。

この構成における舵角信号制御部１４１は、図７に示すように、センサ異常検出部１５０と、舵角推定信号算出部１５１と、舵角推定信号出力判定部１５２とを備えている。本実施形態における全体的なブロック構成図は、舵角センサ以外、基本的に図２に示した第１実施形態のものと同様であるので、全体的なブロック構成についての説明は省略する。

前記センサ異常検出部１５０には、前記操舵トルク信号Ｔや前記相対舵角信号θ_Ｍ´や前記車速信号Ｖの信号が入力されており、これら信号の異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Ｆｌｇ３を出力する。即ち、前記センサ異常検出部１５０が正常と判定した場合には前記値Ｆｌｇ３に“１”をセットし、一方異常と判定した場合には当該値Ｆｌｇ３に“０”をセットして当該値Ｆｌｇ３を前記舵角推定信号出力判定部１５２に出力する。

また、前記舵角推定信号算出部１５１では、前記操舵トルク信号Ｔや前記相対舵角信号θ_Ｍ´や前記車速信号Ｖの信号から舵角推定信号θ_Ｅ，２を算出して、前記舵角推定信号出力判定部１５２に出力する。

そして、前記舵角推定信号出力判定部１５２には、前記値Ｆｌｇ３と舵角推定信号θ_Ｅ，２が入力される。前記舵角推定信号出力判定部１５２は、これら信号に基づいてハンドル戻り制御部４０に出力する信号Ｓ´を決定するとともに、逐次入力される前記舵角推定信号θ_Ｅ，２を記憶する信号記憶部１５０ａを備えている。この構成により、前記舵角推定信号出力判定部１５２では、値Ｆｌｇ３が“１”にセットされている場合には、信号記憶装置１５２ａで今現在取り込まれ記憶された前記舵角推定信号θ_Ｅ，２が前記信号Ｓ´にセットされ、一方値Ｆｌｇ３が “０”の場合には、１周期前の前記舵角推定信号θ_Ｅ，２、即ち異常発生する直前の前記舵角推定信号θ_Ｅ，２が前記信号Ｓ´にセットされる。これにより、前記信号Ｓ´が前記ハンドル戻り制御部４０に入力される。

したがって、本実施形態によれば、コントロールユニットは、舵角推定信号θ_Ｅ，２を記録する信号記憶部１５０ａを備え、前記センサ異常検出部１５０が前記操舵トルク信号Ｔや前記相対舵角信号θ_Ｍ´や前記車速信号Ｖの信号の異常発生を検知した場合に、前記信号記録部１５２ａに記憶された前記異常発生直前の舵角推定信号θ_Ｅ，２に基づき、前記モータ２０を制御して稼動させ続けるので、操舵フィーリングが急激に変化することがなく、且つ操舵フィーリング損失を抑制することができる安全で快適な操舵を実現することができる。

また、本実施形態によれば、コントロールユニットは、車両が停止するまで、または前記操舵センサ異常検出部５０が異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、モータ２０を制御して稼動させ続けるので、操舵者が操舵ハンドル１を操舵する限り、操舵フィーリング損失が抑制でき、より安全で快適な操舵を実現することができる。

（第４実施形態）
本発明に係る第４実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。本実施形態では、前述した第３実施形態の構成において、舵角中点平均値算出部２６０と舵角中点出力部２５２とを設けた構成である。なお、本実施形態に係る、図示しない電動パワーステアリング装置は、第３実施形態と同様に、舵角センサを備えていない構成であり、当該舵角センサ以外の検出手段で検出される信号、例えば操舵トルク信号Ｔや相対舵角信号θ_Ｍ´や車速信号Ｖの信号から舵角推定信号を算出してモータ２０を制御してステアリングに補助トルクを付加している。

本実施形態に係る舵角信号制御部２４１は、図８に示すように、舵角推定信号算出部１５１と、センサ異常検出部２５０と、舵角推定信号出力判定部２５１と、舵角中点平均値算出部２６０と、舵角中点出力部２５２と、加算器２５５と、減算器２５４ａ，２５４ｂと、乗算器２５３ａ，２５３ｂとを備えている。

前記舵角推定信号算出部１５１では、操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖと相対舵角信号θ_Ｍ´とから舵角推定信号θ_Ｅ，２を算出して、前記乗算器２５３ａと減算器２５４ａに出力する。

前記センサ異常検出部２５０は、前記操舵トルク信号Ｔと前記車速信号Ｖとを取り込み、これら信号から異常発生の検知を行う。この検知結果に基づき値Ｆｌｇ４を出力する。即ち、前記センサ異常検出部２５０が正常と判定した場合には前記値Ｆｌｇ４に“１”をセットし、一方異常と判定した場合には当該値Ｆｌｇ４に“０”をセットして当該値Ｆｌｇ４を出力する。

舵角推定信号出力判定部２５１は前記値Ｆｌｇ４が入力され、値Ｆｌｇ４が“１”の場合には値Ｆｌｇ５に“０”を、値Ｆｌｇ４が“０”の場合には値Ｆｌｇ５に“１”をセットして、当該値Ｆｌｇ５を出力する。

一方、減算器２５４ａには前記舵角推定信号θ_Ｅ，２と前記相対舵角信号θ_Ｍ´が入力され、当該相対舵角信号θ_Ｍ´から前記舵角推定信号θ_Ｅ，２を減算処理して舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅを算出し、当該舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅを舵角中点平均値算出部２６０に出力する。

当該舵角中点平均値算出部２６０は、信号記憶部２６０ａを備えている。当該信号記憶部２６０ａは、所定の周期で逐次入力される舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅを記憶している。前記舵角中点平均値算出部２６０は、第２実施形態と同じく（図６を参照）、１周期前からＮ−１周期前までの遅延素子Ｚ^−１，Ｚ^−２，・・・，Ｚ^−ｎ+１で構成されており、前記信号記憶部２６０ａに記録された複数の舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅにおいて、値Ｎ（ただし値Ｎは自然数）に基づき、Ｎ−１周期前の舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅから異常発生した時点の舵角中点信号θ_Ｃ，Ｅまで算出し、これら信号を総和して、値１／Ｎで乗算処理し、平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´を算出して、当該平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´を舵角中点出力部２５２に出力する。

前記舵角中点出力部２５２は、前記平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´とセンサ異常検出部２５０の出力である前記値Ｆｌｇ４が入力される。当該舵角中点出力部２５２は、これら信号に基づいて減算器２５４ｂに出力する値を決定するとともに、逐次入力される前記平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´を記憶する信号記憶部２５２ａを備えている。当該信号記憶部２５２ａは所定の周期で前記平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´を記憶している。この構成により、前記舵角中点出力部２５２では、値Ｆｌｇ４が“１”にセットされている場合には、信号記憶装置２５２ａから今現在取り込まれ記憶された平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´が出力され、値Ｆｌｇ４が“０”の場合には、１周期前の平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´、即ち異常発生する直前の平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´が出力される。この出力結果は、減算器２５４ｂに入力され、当該減算器２５４ｂで、前記相対舵角信号θ_Ｍ´を前記舵角中点出力部２５２の出力により減算処理することにより、舵角推定信号θ_Ｅ，３を出力する。

当該舵角推定信号θ_Ｅ，３は乗算器２５３ｂに入力され、値Ｆｌｇ５が乗算処理され、その結果が加算器２５５に入力される。一方、乗算器２５３ａでは、前記舵角推定信号算出部１５１で検出された舵角推定信号θ_Ｅ，２と値Ｆｌｇ４を乗算処理して、その結果が加算器２５５に入力される。

前記加算器２５５では、乗算器２５３ａの出力結果と乗算器２５３ｂの出力結果を加算処理して信号Ｓ´´を算出し、当該信号Ｓ´´をハンドル戻り制御部４０に出力する。

この構成により、前記センサ異常検出部２５０が正常と判定した場合には、舵角推定信号算出部１５１が算出した舵角推定信号θ_Ｅ，２がハンドル戻り制御部４０に出力され、一方異常と判定した場合には、異常発生する直前までに記憶されたＮ個の舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅから平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´を算出し、当該平均舵角中点推定信号θ_Ｃ，Ｅ´と相対舵角信号θ_Ｍ´とから舵角推定信号θ_Ｅ，３を算出してハンドル戻り制御部に出力する。

したがって、本実施形態によれば、第３実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、信号Ｓ´´を複数の舵角中点推定値の平均値により算出しているので、異常発生時により精度のよい舵角推定信号を算出してハンドル戻り制御部に出力でき、より操舵フィーリング損失を抑制することができるとともに、電動パワーステアリング制御装置の安定性を保つことができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、その一部またはすべてをＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウエアで実現してもよい。また、舵角を推定する信号として、操舵トルク信号Ｔや相対舵角信号θ_Ｍ´や車速信号Ｖを例示して説明したが、これに限らず、車輪速などを用いてもよい。

さらに、本実施形態では、ハンドル戻り制御部を例示して説明を行ったが、特にこれに限らず、舵角信号を取り込んで処理を行う種々の制御部、補償部にも適用可能である。

なお、本発明は電動パワーステアリング装置の形式（コラムタイプ、ピニオンタイプ、ラックタイプ）、モータの種類（ブラシ付き、ブラシレスなど）を問わず、全ての電動パワーステアリング装置に適用可能である。

本発明に係る第１実施形態の電動パワーステアリング装置の概略図である。第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットのブロック構成図である。第１実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。第１実施形態における舵角信号制御部の動作を示すフローチャートである。第２実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。第２実施形態における舵角中点平均値算出部のブロック構成図である。第３実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。第４実施形態に係る舵角信号制御部のブロック構成図である。

符号の説明

１０トルクセンサ
１２車速センサ
１５舵角センサ（舵角検出手段）
２０モータ
３０コントロールユニット（操舵制御駆動回路）
４０ハンドル戻り制御部
４１，４１´，１４１，２４１舵角信号制御部
４２モータ角度検出回路（モータ角度検出手段）
５０舵角センサ異常検出部（異常検出手段）
５１，１５２，２５１舵角推定信号出力判定部
５２，５２´，２５２舵角中点出力部
５２ａ，５２ａ´，６０ａ，１５２ａ，２６０ａ，２５２ａ信号記憶部（信号記憶手段）
６０，２６０舵角中点平均値算出部（信号演算処理手段）
１５０，２５０センサ異常検出部
１５１舵角推定信号算出部（舵角推定手段）

Claims

ステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、モータを制御して当該ステアリングに補助トルクを付与する操舵制御駆動装置と、前記舵角検出手段の異常を判定する異常検出手段と、前記モータの回転角を検出するモータ角度検出手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記舵角検出手段により検出された舵角信号に係る舵角情報を算出するとともに、
当該舵角情報を記憶する信号記憶手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号記憶手段に記録された前記異常発生直前の舵角情報と、前記モータ角度検出手段により検出されたモータ角度信号とに基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続け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１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角情報は、前記舵角信号と前記モータ角度信号とにより算出された舵角中点信号であ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１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、前記信号記憶手段に記憶された、所定時間における前記操舵情報の平均値を算出する信号演算処理手段を備え、
前記異常検出手段が前記舵角検出手段の異常発生を検知した場合に、
前記信号演算処理手段の算出結果に基づいて、
前記モータを制御して稼動させ続け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１から請求項３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記操舵制御駆動装置は、車両が停止するまで、あるいは前記異常検出手段が前記信号の異常発生から正常な状態に復帰したと判定するまで、
前記モータを制御して稼動させ続けることを特徴とする電動パワーステアリング装置。