CN105473420A - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动助力转向装置，其在扭矩异常发生时，能够不受扭矩异常信号的影响地进行不给驾驶员带来违和感的异常时处理。利用主ECU限幅器(34)和副ECU联锁器(61)，采取双重检测结构进行转向辅助指令值的异常检测。并且，当检测到由扭矩传感器(3)检测出的转向扭矩(Ti)的异常时，将主ECU限幅器(34)的输入值从由扭矩传感器(3)检测出的转向扭矩(Ti)切换为扭矩替代值，并将副ECU联锁器(61)的输入值从由主ECU限幅器(34)限制后的转向辅助指令值切换为0。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及具有电动马达的电动助力转向装置，该电动马达产生施加给转向机构的转向辅助扭矩。

背景技术

以往，作为转向装置，这样的电动助力转向装置得到普及，即，根据驾驶员对方向盘进行转向的转向扭矩来驱动电动马达，由此对转向机构施加转向辅助力。

作为这样的电动助力转向装置，存在例如专利文献1所述的技术。该技术是这样的技术：当检测出扭矩传感器的输出值的异常时，使用根据过去的扭矩传感器的输出值计算出的替代值来控制电动马达。由此，使扭矩传感器发生异常时的急剧的助力变化得到缓和。

然而，近年来，在电动助力转向装置中，期望的是，根据转向功能的冗余系统(冗長系)的要求，采取双重安全构造。作为这样的电动助力转向装置，存在例如专利文献2记载的技术。该技术是这样的技术：在副微型计算机内设置异常检测功能，主微型计算机只有当在驱动允许区域内驱动马达时才允许助力转向的动作，反之在禁止区域内禁止助力转向的动作。由此，防止转向方向与要产生的助力扭矩值不同的重大异常。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-75026号公报

专利文献2：日本专利第3923957号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献2记载的技术中，由于直接将来自扭矩传感器的扭矩信号取入到副微型计算机，因此，在扭矩传感器发生了短路或接地的情况下，会使用异常扭矩值发挥异常检测功能。因此，在该结构中，在异常发生时会立即禁止助力转向的动作，从而导致驾驶员的转向负担急增等，给驾驶员带来违和感。

因此，本发明的课题是提供一种电动助力转向装置，其能够在扭矩异常发生时，不受扭矩异常信号的影响地进行不给驾驶员带来违和感的异常时处理。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的电动助力转向装置的一个方式是具有电动马达的电动助力转向装置，该电动马达对转向系统施加减轻驾驶员的转向负担的转向辅助力，所述电动助力转向装置具有：扭矩检测部，其检测转向扭矩；转向辅助指令值运算部，其至少根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，运算转向辅助指令值；限幅部，其根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，使用规定的限制值进行限制，以使由所述转向辅助指令值运算部运算出的转向辅助指令值不超过容许范围；以及马达控制部，其根据由所述限幅部限制后的转向辅助指令值，对所述电动马达进行驱动控制。并且，该电动助力转向装置具有：联锁部，其具有下述的监视功能，即，根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩和由所述限幅部限制后的转向辅助指令值，允许或禁止由所述马达控制部进行的所述电动马达的驱动控制；扭矩异常检测部，其检测由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩的异常；以及扭矩替代值运算部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该扭矩替代值运算部根据未检测出该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩运算转向扭矩替代值。而且，该电动助力转向装置具有：输入切换部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该输入切换部将所述限幅部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换为由所述扭矩替代值运算部运算出的转向扭矩替代值；以及联锁屏蔽部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该联锁屏蔽部将所述联锁部的输入值从由所述限幅部限制后的转向辅助指令值切换为零。

这样，由于利用限幅部和联锁部监视转向辅助指令值，因此，可以采取双重安全构造。因此，可以提高系统的可靠性。并且，在扭矩系统异常发生时，将输入到限幅部的转向扭矩切换为过去扭矩值，将输入到联锁部的转向辅助指令值设定为0，因此，可以在不受扭矩异常信号的影响的情况下进行限幅处理和联锁处理。特别是，可以可靠防止在异常发生时联锁功能工作而无法实施异常时处理的情况，因此，不会突然停止助力，可以可靠地实施不给驾驶员带来违和感的异常时处理。

而且，在上述基础上，优选的是，所述电动助力转向装置以相互可进行数据通信的方式具有主控制装置和副控制装置，所述主控制装置具有：所述转向辅助指令值运算部、所述限幅部、所述马达控制部、所述扭矩异常检测部、所述扭矩替代值运算部、所述输入切换部、和所述联锁屏蔽部，所述副控制装置具有所述联锁部。由此，可以利用主控制装置的限幅部和副控制装置的联锁部构建双重安全构造。在扭矩系统异常发生时，利用主控制装置的输入切换部和联锁屏蔽部，可以在继续助力的同时防止副控制装置使联锁功能工作而突然停止助力的情况。其结果是，可以可靠地实施不给驾驶员带来违和感的异常时处理。

并且，在上述基础上，优选的是，所述电动助力转向装置具有限幅异常检测部，该限幅异常检测部根据输入到所述限幅部的转向辅助指令值与所述限幅部输出的转向辅助指令值的比较结果，检测该限幅部的异常。由此，即使在异常发生时联锁功能不工作，也可以确保系统的可靠性。

而且，在上述基础上，所述电动助力转向装置具有异常检测结果判定部，该异常检测结果判定部根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩、与由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩和由所述扭矩替代值运算部运算出的转向扭矩替代值中输入到所述限幅部的转向扭矩之间的比较结果，判定所述扭矩异常检测部的异常检测结果的合理性，所述联锁屏蔽部只有在由所述扭矩异常检测部检测出异常、且由所述异常检测结果判定部确认了所述扭矩异常检测部的异常检测结果的合理性的情况下，将所述联锁部的输入值从由所述限幅部限制后的转向辅助指令值切换为零。由此，只有在异常时，才使联锁功能不工作，可以确保安全性。

并且，在上述基础上，优选的是，所述限幅部具有渐变部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该渐变部使所述限制值逐渐朝零变化。由此，在异常发生时，不会立即断开助力，可以缓慢地限制助力，因此，可以在抑制给驾驶员带来违和感的同时安全地使系统停止。

而且，在上述基础上，优选的是，所述扭矩替代值运算部将在由所述扭矩异常检测部检测出异常紧前的规定期间内由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩中的最小值运算为所述转向扭矩替代值。由此，在异常发生时，可以设定在系统的安全侧。

发明效果

根据本发明，当发生扭矩异常时，能够不受异常扭矩值的影响地进行异常时处理。因此，不会在扭矩异常发生时突然停止助力，可以在不给驾驶员带来违和感的情况下安全地使系统停止。

附图说明

图1是示出本发明的电动助力转向装置的整体结构图。

图2是示出控制器的具体结构的框图。

图3是扭矩特性线图。

图4是示出过去扭矩控制处理顺序的流程图。

图5是说明下降处理的图。

图6是说明限定功能的动作的图。

图7是示出联锁电流限制处理顺序的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。

图1是示出本发明的电动助力转向装置的整体结构图。

图中，标号1是车辆的方向盘，从驾驶员对该方向盘1作用的转向力被传递到具有输入轴2a和输出轴2b的转向轴2。该转向轴2的输入轴2a的一端与方向盘1连结，另一端经由转向扭矩传感器3与输出轴2b的一端连结。

并且，传递到输出轴2b的转向力经由万向接头4被传递到中间轴5，而且，经由万向接头6被传递到小齿轮轴7。传递到该小齿轮轴7的转向力经由转向齿轮8被传递到横拉杆9，使未图示的方向轮转向。这里，转向齿轮8构成为具有与小齿轮轴7连结的小齿轮8a和与该小齿轮8a啮合的齿条8b的齿条-小齿轮形式，将传递到小齿轮8a的旋转运动通过齿条8b转换成直线运动。

将转向辅助力传递到输出轴2b的转向辅助机构10与转向轴2的输出轴2b连结。该转向辅助机构10具有：减速齿轮11，其与输出轴2b连结；和电动马达13，其与该减速齿轮11连结并针对转向系统产生辅助转向力。

转向扭矩传感器3检测施加给方向盘1并传递到输入轴2a的转向扭矩，并构成为，例如将转向扭矩转换成插设在输入轴2a和输出轴2b之间的未图示的扭杆的扭转角位移，根据磁信号检测该扭转角位移，将其转换成电信号。

转向扭矩传感器3用于检测施加给方向盘1并传递到输入轴2a的转向扭矩，并构成为，使利用未图示的扭杆连结的输入轴2a和输出轴2b的相对位移(旋转位移)对应于线圈对的阻抗变化进行检测。从该转向扭矩传感器3输出的扭矩检测值T被输入到控制器(ECU)14。

通过从作为车载电源的电池15向控制器14供给电源而进行工作。电池15的负极接地，其正极经由进行发动机起动的点火开关16与控制器14连接，并且不经由点火开关16而直接与控制器14连接。

控制器14除了被输入扭矩检测值T以外，还被输入由车速传感器17检测出的车速检测值Vs。然后，控制器14进行将与这些检测值对应的转向辅助力施加给转向系统的转向辅助控制。具体地，按照公知的顺序计算用于利用电动马达13产生上述转向辅助力的转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)，根据计算出的转向辅助指令值计算电动马达13的电流指令值。然后，根据计算出的电流指令值和马达电流检测值，对供给到电动马达13的驱动电流进行反馈控制。

下面，对控制器14的具体结构进行说明。

如图2所示，控制器14具有主CPU14A和副CPU14B。主CPU14A具有：指令值运算部21，其运算转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)；指令值补偿部22，其补偿转向辅助指令值；马达控制部23，其根据由指令值补偿部22补偿后的转向辅助指令值对电动马达13进行驱动控制；以及联锁屏蔽(Interlockmask)部24。

指令值运算部21具有：扭矩系统异常检测部31、过去扭矩控制运算部32、转向辅助指令值运算部33、主ECU限幅器(q轴电流限幅器)34、扭矩控制系统限定诊断部35、相位补偿部36、加法器37、稳定化补偿部38、响应性补偿部39、以及加法器40。

扭矩系统异常检测部31检测扭矩传感器3的输出值异常，将该结果作为扭矩系统异常发生标志来输出。这里，扭矩传感器3的输出值如图3所示，在正常时主扭矩信号和副扭矩信号具有交叉特性。扭矩传感器3的额定范围是由标号γ表示的0V～5V，通常的使用区域利用机械止动件(扭杆的扭转范围等)而被设定为比上述额定范围靠内侧，是由标号β表示的1V～4V。

在扭矩传感器3发生了短路或接地的情况下，主扭矩信号和副扭矩信号扩展到扭矩传感器3的额定范围的上下限(0V，5V)。因此，当主扭矩信号和副扭矩信号是0V附近的规定值(例如0.3V)以下、或者5V附近的规定值(例如4.7V)以上时，认为主扭矩信号和副扭矩信号偏离了正常的交叉特性，使扭矩系统异常发生标志为表示发生异常的“开”状态。并且，在主扭矩信号和副扭矩信号为正常的交叉特性的情况下，使扭矩系统异常发生标志为表示未发生异常的“关”状态。

回到图2，过去扭矩控制运算部32中输入由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti(在时刻i的转向扭矩T)，输出与扭矩系统异常检测部31所输出的扭矩系统异常发生标志对应的转向扭矩Ta。这里，关于过去扭矩控制运算部32，在扭矩系统异常发生标志是“关”的情况下，将转向扭矩Ti作为转向扭矩Ta来输出，在扭矩系统异常发生标志是“开”的情况下，将在扭矩系统异常发生之前由扭矩传感器3检测出的正常的转向扭矩(过去扭矩值)作为转向扭矩Ta来输出。

图4是示出由过去扭矩控制运算部32执行的过去扭矩控制处理顺序的流程图。

首先在步骤S1中，过去扭矩控制运算部32判定扭矩系统异常发生标志是否是“开”。接着，在扭矩系统异常发生标志是“关”的情况下，判断为扭矩系统未发生异常并转移到步骤S2，在扭矩系统异常发生标志是“开”的情况下，判断为扭矩系统发生异常并转移到后述的步骤S4。

在步骤S2中，过去扭矩控制运算部32从扭矩传感器3取得转向扭矩Ti，将其设定为转向扭矩Ta并输出，之后转移到步骤S3。

在步骤S3中，过去扭矩控制运算部32更新过去扭矩值之后转移到所述步骤S1。这里，过去扭矩值是紧前n次取样(例如6次取样)的转向扭矩检测值(过去扭矩检测值)中的最小值。在以下说明中，将前面第6次取样的过去扭矩检测值设定为T(i-6)，将前面第5次取样的过去扭矩检测值设定为T(i-5)，…，将前面第1次取样的过去扭矩检测值设定为T(i-1)。

在该步骤S3中，过去扭矩控制运算部32首先更新存储器内存储的过去扭矩检测值T(i-6)、T(i-5)、…、T(i-1)。即，进行T(i-6)＝T(i-5)、T(i-5)＝T(i-4)、…、T(i-1)＝Ti的设定，改写存储器内的过去扭矩检测值。然后，从这些过去扭矩检测值中选择最小值，将所选择的最小值(min(T(i-6)、T(i-5)、…、T(i-1)))作为过去扭矩值存储在存储器内。

在步骤S4中，过去扭矩控制运算部32将存储器内存储的过去扭矩值设定为转向扭矩Ta，转移到步骤S5。

在步骤S5中，过去扭矩控制运算部32对转向扭矩Ta实施图5所示的下降处理。即，以由转向扭矩Ti决定的扭矩系统异常发生时间点处的转向扭矩Ta为基准，在规定时间N[秒]内使转向扭矩Ta逐渐减小到0。

然后，当转向扭矩Ta成为0时转移到步骤S6，过去扭矩控制运算部32停止基于转向辅助控制的转向辅助(停止电动马达13)并结束过去扭矩监视运算处理。

回到图2，转向辅助指令值运算部33根据转向扭矩Ta和车速Vs，参照转向辅助指令值计算映射图等运算转向辅助指令值Iref0。这里，转向辅助指令值计算映射图由横轴为转向扭矩Ta、纵轴为转向辅助指令值Iref0、车速Vs为参数的特性线图构成。转向辅助指令值Iref0被设定成：针对转向扭矩Ta的增加，在最初比较缓慢地增加，当转向扭矩Ta进一步增加时，针对该增加，转向辅助指令值Iref0急剧地增加。该特性曲线的斜率被设定成随着车速Vs的增加而减小。并且，各特性曲线分别设置有上限值。

主ECU限幅器34使用规定的限制值(上下限值)进行施加限制的处理，以使得由转向辅助指令值运算部33运算出的转向辅助指令值Iref0不超过容许范围。这里，转向辅助指令值Iref0的限制值是根据过去扭矩控制运算部32输出的转向扭矩Ta来决定的。该主ECU限幅器34用于检测转向辅助指令值Iref0的异常、和由扭矩传感器3的缺陷(短路、接地)引起的转向方向的异常。

扭矩控制系统限定诊断部35中输入由转向辅助指令值运算部33运算出的转向辅助指令值Iref0、和由主ECU限幅器34限幅后的转向辅助指令值Iref。然后，根据上述比较结果诊断主ECU限幅器34的上下限限幅是否是正常。

图6是说明限定功能的动作的图。如图6的虚线所示，当输入信号大于上限限幅值时，输出信号如实线所示地被上限限幅值限制。也就是说，输出信号的绝对值一定为输入信号的绝对值以下(|输入|≥|输出|)。并且，输入信号和输出信号一定具有相同符号。

因此，扭矩控制系统限定诊断部35将输入信号Iref0和输出信号Iref进行比较，当|Iref0|<|Iref|的状态持续了规定时间(例如10ms)、或者输入信号Iref0和输出信号Iref是不同符号的状态持续了规定时间(例如10ms)时，判定为上下限限幅异常。然后，当扭矩控制系统限定诊断部35判定为上下限限幅异常时，进行停止助力(停止电动马达13)的处理。

相位补偿部36对由主ECU限幅器34限幅后的转向辅助指令值Iref进行相位补偿，将相位补偿后的转向辅助指令值输出到加法器37。这里，假定例如使(T₁s+1)/(T₂s+1)这样的传递特性作用于转向辅助指令值。

加法器37将相位补偿部36输出的相位补偿后的转向辅助指令值、与由后述的反作用力/滞后补偿部45输出的自调整扭矩(SAT)相加，将其结果输出到稳定化补偿部38。

稳定化补偿部38去除由检测扭矩内包含的惯性要素和弹簧要素构成的谐振系统的谐振频率的峰值，补偿对控制系统的稳定性和响应性进行阻碍的谐振频率的相位的偏差。例如，具有将s用作拉普拉斯运算符的特性式G(s)＝(s²+a1·s+a2)/(s²+b1·s+b2)。另外，特性式G(s)中的a1、a2、b1、b2是由谐振系统的谐振频率决定的参数。

响应性补偿部39中输入转向扭矩Ta，将响应性补偿指令值输出到加法器40。在该响应性补偿部39，进行助力特性不灵敏频带处的稳定性确保、静摩擦的补偿。

加法器40将稳定化补偿部38输出的稳定化补偿后的转向辅助指令值、响应性补偿部39输出的响应性补偿指令值、以及后述的减法器46输出的指令补偿值相加，将其结果作为指令值运算部21的输出结果即转向辅助指令值而输出到后述的电流指令值计算部47。

并且，指令值运算部22具有：角速度运算部41、角加速度运算部42、摩擦·惯性补偿部43、收敛性补偿部44、反作用力/滞后补偿部45、以及减法器46。

角速度运算部41对由旋转角检测部13a检测出的马达旋转角进行微分，运算出马达角速度ω。

角加速度运算部42对由角速度运算部41运算出的马达角速度ω进行微分，运算出马达角加速度α。

摩擦·惯性补偿部43根据由角加速度运算部42运算出的马达角加速度α输出惯性补偿值，该惯性补偿值用于补偿与由电动马达13的惯性产生的扭矩相当的部分，防止惯性感或控制响应性的恶化。

收敛性补偿部44根据由角速度运算部41运算出的马达角速度ω，输出补偿横摆率的收敛性的收敛性补偿值。即，收敛性补偿部44以为了改善车辆的横摆的收敛性而针对方向盘1摇摆的动作施加制动的方式，计算收敛性补偿值。

反作用力/滞后补偿部45中输入转向扭矩Ti、车速Vs、马达角速度ω、马达角加速度α以及由转向辅助指令值运算部33运算出的转向辅助指令值Iref0，根据它们推定运算自调整扭矩(SAT)，将其结果输出到上述加法器37。

减法器46从由摩擦·惯性补偿部43运算出的惯性补偿值中减去由收敛性补偿部44运算出的收敛性补偿值，将其结果作为指令值补偿部22的输出结果即指令补偿值而输出到上述加法器40。

并且，马达控制部23具有：电流指令值运算部47、减法器48、电流控制部49、以及马达驱动部50。

电流指令值运算部47根据指令值运算部21输出的转向辅助指令值(转向辅助扭矩指令值)运算电动马达13的电流指令值。

减法器48运算由电流指令值运算部47运算出的电流指令值、与由马达电流检测部13b检测出的马达电流检测值之间的电流偏差，将其输出到电流控制部49。

电流控制部49针对上述电流偏差进行比例积分运算并进行输出电压指令值E的反馈控制。这里，后述的副ECU联锁器61输出的助力禁止信号被输入到电流控制部49，根据该助力禁止信号进行使电流指令值E为0的助力禁止处理。

马达驱动部50根据电流控制部49输出的电压指令值E进行占空运算，运算成为电动马达13的驱动指令的占空比。然后，根据该占空比驱动电动马达13。

并且，联锁屏蔽部24输出向后述的副CPU14B的副ECU联锁器(q轴电流联锁器)61输入的转向辅助指令值Irefsub。

这里，联锁屏蔽部24中输入扭矩系统异常检测部31输出的扭矩系统异常发生标志、由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti、过去扭矩控制运算部32输出的转向扭矩Ta、以及由主ECU限幅器34限幅后的转向辅助指令值Iref。

并且，联锁屏蔽部24在扭矩系统异常发生标志是“关”的情况下，将根据转向辅助指令值Iref(根据由扭矩传感器3检测出的扭矩检测值生成的转向辅助指令值)作为转向辅助指令值Irefsub来输出。并且，联锁屏蔽部24在扭矩系统异常发生标志是“开”、而扭矩系统异常检测部31的异常检测结果不恰当的情况下，将转向辅助指令值Iref(根据过去扭矩值生成的转向辅助指令值)作为转向辅助指令值Irefsub来输出。

另一方面，联锁屏蔽部24在扭矩系统异常发生标志是“开”、扭矩系统异常检测部31的异常检测结果恰当的情况下，将转向辅助指令值Irefsub输出为0(限制转向辅助指令值Irefsub)。

联锁屏蔽部24根据转向扭矩Ti和转向扭矩Ta的比较结果，判定扭矩系统异常检测部31的异常检测结果是否恰当。

图7是示出由联锁屏蔽部24执行的联锁电流限制处理顺序的流程图。

首先在步骤S11中，联锁屏蔽部24判定扭矩系统异常发生标志是否是“开”。然后，在扭矩系统异常发生标志是“关”的情况下，判断为扭矩系统未发生异常并转移到步骤S12，在扭矩系统异常发生标志是“开”的情况下，判断为扭矩系统发生异常并转移到后述的步骤S13。

在步骤S12中，联锁屏蔽部24将由主ECU限幅器34限幅后的转向辅助指令值Iref作为输入到副ECU联锁器61的转向辅助指令值Irefsub来输出，结束联锁电流限制处理。

在步骤S13中，联锁屏蔽部24判定转向扭矩Ti和转向扭矩Ta是否相等。在扭矩系统发生异常的情况下，若过去扭矩控制运算部32正常执行功能，则转向扭矩Ta为与转向扭矩Ti不同的值。因此，若扭矩系统异常发生标志是“开”且Ti≠Ta，则可以判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果恰当。

因此，在该步骤S13判定为Ti＝Ta的情况下，判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果不恰当，转移到所述步骤S12。即，在扭矩系统异常发生标志是“开”且Ti＝Ta的情况下，判断为可以将由主ECU限幅器34限幅后的转向辅助指令值Iref(根据过去扭矩值生成的转向辅助指令值)作为输入到副ECU联锁器61的转向辅助指令值Irefsub来输出。

另一方面，在所述步骤S13判定为Ti≠Ta的情况下，转移到步骤S14。然后，在步骤S14中，联锁屏蔽部24将输入到副ECU联锁器61的转向辅助指令值Irefsub＝0输出，结束联锁电流限制处理。即，在扭矩系统异常发生标志是“开”且Ti＝Ta的情况下，扭矩系统异常检测部31的异常检测结果恰当，判断为有必要进行屏蔽以不实施基于扭矩传感器异常值的联锁监视功能。

回到图2，副CPU14B具有副ECU联锁器(q轴电流联锁器)61。该副CPU14B能够使用主CPU14A和CPU间通信进行数据的收发。

副ECU联锁器61中输入由扭矩传感器3检测出的转向扭矩、和联锁屏蔽部24输出的转向辅助指令值Irefsub。然后，根据它们，进行允许或禁止电动马达13的驱动控制的联锁监视。

即，副ECU联锁器61判定转向扭矩Ti和转向辅助指令值Irefsub是否在预先设定的电动马达13的驱动禁止区域内。并且，在判定为在驱动禁止区域内的情况下，使计时器运行并在经过一定时间后将助力禁止信号输出到电流控制部49，强制停止电动马达13的驱动。

这样，通过主CPU14A的q轴电流限幅、和副CPU14B的q轴电流联锁，对根据转向扭矩Ti生成的转向辅助指令值和由扭矩传感器的缺陷(短路、接地)引起的转向方向的异常进行双重监视。

并且，在扭矩传感器发生异常的情况下，将过去扭矩值作为转向扭矩检测值的替代值生成电流指令值。此时，将输入到副CPU14B的q轴电流联锁器的转向辅助指令值Irefsub设定为0[A]，以不使q轴电流联锁器发挥功能。而且，通过附加主CPU14A的扭矩控制系统限定诊断，来抑制由于不使q轴电流联锁器发挥功能引起的可靠性的下降。

另外，扭矩传感器3对应于扭矩检测部。并且，在图2中，主CPU14A对应于主控制装置，副CPU14B对应于副控制装置，马达控制部23对应于马达控制部，扭矩系统异常检测部31对应于扭矩异常检测部。而且，转向辅助指令值运算部33对应于转向辅助指令值运算部，主ECU限幅器34对应于限幅部，扭矩控制系统限定诊断部35对应于限幅异常检测部。并且，副ECU联锁器61对应于联锁部。

并且，在图4中，步骤S3对应于扭矩替代值运算部，步骤S4对应于输入切换部，步骤S5对应于渐变部。而且，在图7中，步骤S13对应于异常检测结果判定部，步骤S14对应于联锁屏蔽部。

下面，对本实施方式的动作和效果进行说明。

当驾驶员使点火开关16处于接通状态时，从电池15向控制器14供给控制电力，该控制器14处于工作状态。此时，控制器14根据由驾驶员进行的转向操作进行转向辅助控制。

例如，在驾驶员驾驶车辆并在弯曲路上转弯行驶的情况下，控制器14根据转向扭矩Ta(＝Ti)和车速Vs计算转向辅助指令值，根据转向辅助指令值计算电动马达13的电流指令值。然后，根据计算出的电流指令值和马达电流检测值计算电压指令值E。然后，当根据计算出的电压指令值E对电动马达13进行驱动控制时，电动马达13产生的扭矩经由减速齿轮11被转换成转向轴2的旋转扭矩，对驾驶员的转向力进行辅助。这样，减轻了驾驶员的转向负担。

此时，利用主CPU14A的主ECU限幅器34来监视将转向扭矩Ta转换成转向辅助指令值Iref0得到的值针对转向方向、检测扭矩量是否恰当。然后，这里，施加限制，以使转向辅助指令值不超过容许范围。

而且，限制后的转向辅助指令值Iref被输入到副CPU14B的副ECU联锁器61，这里，监视限制后的转向辅助指令值Iref针对转向方向、检测扭矩量是否恰当。即，采取主CPU14A和副CPU14B的双重检测结构进行异常检测，因此，可以提高系统的可靠性。

这样，在转向辅助指令值运算部33的后级设置主ECU限幅器34，监视电流指令值与转向扭矩的相关，主要检测扭矩的逆相位(逆位相)。在进行相位补偿、响应性补偿、收敛性补偿的情况下，有时进行扭矩检测值和逆相位的输出，因此，为了不对这些补偿造成障碍，主ECU限幅器34在转向辅助指令值运算部33的紧后面主要监视系统的异常。

并且，当从该状态起由于扭矩传感器3的缺陷而发生扭矩系统异常时，在主CPU14A中，取代由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti，使用过去扭矩值进行转向辅助控制。即，将转向辅助指令值运算部33的输入值Ta从转向扭矩Ti切换为过去扭矩值。

并且，此时，在主CPU14A中，实施逐渐减小主ECU限幅器34的输入值即转向扭矩Ta的下降控制。通过逐渐减小转向扭矩Ta，能够使在主ECU限幅器34中使用的转向辅助指令值Iref0的限制值(上下限值)逐渐朝0变化，结果是能够逐渐限制助力。并且，在从开始该下降控制起经过规定时间(N[秒])后，完全停止助力。

这样，在扭矩传感器3的输出值发生异常的情况下，切换到基于过去扭矩值的转向辅助控制，因此，能够防止使用异常扭矩值进行转向辅助控制，缓和急剧的助力变化。并且，在异常发生时实施下降控制，不会使助力立即断开，可以缓慢限制助力。而且，在下降控制时，逐渐减小输入到主ECU限幅器34的转向扭矩Ta，因此，可以使用比较简单的结构进行助力的逐渐减小处理。

并且，在该异常发生时，在副CPU14B中，将输入到副ECU联锁器61的转向辅助指令值Irefsub切换为0，不使副ECU联锁器发挥功能。由此，可以防止基于异常扭矩值的联锁器的监视，可以防止在异常发生时立即停止助力的情况。因此，能够可靠地实施由主CPU14A进行的异常时处理(下降控制)。

而且，在副CPU14B中，对输入到主CPU14A的主ECU限幅器34的转向扭矩Ta与由扭矩传感器3检测出的转向扭矩Ti进行比较，根据该比较结果监视扭矩系统异常发生标志是否是正确的状态(扭矩系统异常检测部31的异常检测结果的合理性)。

并且，在即使扭矩系统异常发生标志是“开”，但Ti＝Ta而判断为扭矩系统异常检测部31的异常检测结果不恰当的情况下，不进行输入到副ECU联锁器61的转向辅助指令值Irefsub的限制处理，将由主ECU限幅器34限制后的转向辅助指令值Iref输入到副ECU联锁器61。因此，能够只在异常时使副ECU联锁功能不工作(能够防止不必要地使副ECU联锁功能不工作的情况)，能够确保可靠性。

并且，在主CPU14A内设置扭矩控制系统限定诊断部35，监视由主ECU限幅器34进行的上下限限幅的异常，因此，可以抑制由于不使副ECU联锁器61发挥功能引起的可靠性的下降。也就是说，可以利用该扭矩控制系统限定诊断部35，使主CPU14A采用冗余设计，可以确保可靠性。

如上所述，在本实施方式中，当扭矩系统发生异常时，可以不使用异常扭矩值而进行异常时处理。并且，可以在异常发生时不立即断开助力，而是缓慢地进行限制，因此，可以在抑制给驾驶员带来违和感的同时安全地使系统停止。

以上，本申请主张优先权的日本专利申请P2013-213074(2013年10月10日申请)的全部内容被作为引用例包含在本文中。

这里，参照有限数目的实施方式作了说明，然而权利范围不限定于此，基于上述公开的各实施方式的改变对本领域技术人员来说是显然的。

标号说明

1：方向盘；2：转向轴；3：转向扭矩传感器；8：转向齿轮；10：转向辅助机构；13：电动马达；14：控制器；15：电池；16：点火开关；17：车速传感器；21：指令值运算部；22：指令值补偿部；23：马达控制部；24：联锁屏蔽部；31：扭矩系统异常检测部；32：过去扭矩控制运算部；33：转向辅助指令值运算部；34：主ECU限幅器(q轴电流限幅器)；35：扭矩控制系统限定诊断部；36：相位补偿部；37：加法器；38：稳定化补偿部；39：响应性补偿部；40：加法器；41：角速度运算部；42：角加速度运算部；43：摩擦·惯性补偿部；44：收敛性补偿部；45：反作用力/滞后补偿部；46：减法器；47：电流指令值运算部；48：减法器；49：电流控制部；50：马达驱动部；61：副ECU联锁器(q轴电流联锁器)。

Claims (6)

1.一种电动助力转向装置，其具有电动马达，该电动马达对转向系统施加减轻驾驶员的转向负担的转向辅助力，其特征在于，所述电动助力转向装置具有：

扭矩检测部，其检测转向扭矩；

转向辅助指令值运算部，其至少根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，运算转向辅助指令值；

限幅部，其根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩，使用规定的限制值进行限制，以使由所述转向辅助指令值运算部运算出的转向辅助指令值不超过容许范围；

马达控制部，其根据由所述限幅部限制后的转向辅助指令值，对所述电动马达进行驱动控制；

联锁部，其具有下述的监视功能，即，根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩和由所述限幅部限制后的转向辅助指令值，允许或禁止由所述马达控制部进行的所述电动马达的驱动控制；

扭矩异常检测部，其检测由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩的异常；

扭矩替代值运算部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该扭矩替代值运算部根据未检测出该异常时由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩运算转向扭矩替代值；

输入切换部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该输入切换部将所述限幅部的输入值从由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩切换为由所述扭矩替代值运算部运算出的转向扭矩替代值；以及

联锁屏蔽部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该联锁屏蔽部将所述联锁部的输入值从由所述限幅部限制后的转向辅助指令值切换为零。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动助力转向装置以相互可进行数据通信的方式具有主控制装置和副控制装置，

所述主控制装置具有：所述转向辅助指令值运算部、所述限幅部、所述马达控制部、所述扭矩异常检测部、所述扭矩替代值运算部、所述输入切换部、和所述联锁屏蔽部，

所述副控制装置具有所述联锁部。

3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动助力转向装置具有限幅异常检测部，该限幅异常检测部根据输入到所述限幅部的转向辅助指令值与所述限幅部输出的转向辅助指令值的比较结果，检测该限幅部的异常。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动助力转向装置具有异常检测结果判定部，该异常检测结果判定部根据由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩、与由所述扭矩检测部检测出的转向扭矩和由所述扭矩替代值运算部运算出的转向扭矩替代值中输入到所述限幅部的转向扭矩之间的比较结果，判定所述扭矩异常检测部的异常检测结果的合理性，

所述联锁屏蔽部只有在由所述扭矩异常检测部检测出异常、且由所述异常检测结果判定部确认了所述扭矩异常检测部的异常检测结果的合理性的情况下，将所述联锁部的输入值从由所述限幅部限制后的转向辅助指令值切换为零。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述限幅部具有渐变部，当由所述扭矩异常检测部检测出异常时，该渐变部使所述限制值逐渐朝零变化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述扭矩替代值运算部将在由所述扭矩异常检测部检测出异常紧前的规定期间内由所述扭矩检测部检测出的正常的转向扭矩中的最小值运算为所述转向扭矩替代值。