CN108430856B - 动力转向装置以及动力转向装置的控制装置 - Google Patents

动力转向装置以及动力转向装置的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够提高异常检测的精度的动力转向装置。动力转向装置具备：操舵机构，其向转舵轮传递方向盘的旋转；电动马达，其对操舵机构施加操舵力；转矩传感器，其对在操舵机构产生的操舵转矩进行检测；控制单元，其基于操舵转矩运算用于对电动马达进行驱动控制的指令信号，并向电动马达输出该指令信号。控制单元具备：操舵方向信号接收部，其接收表示方向盘的旋转方向的操舵方向信号；异常检测电路，其基于包括操舵方向信号发生切换的区域在内的预定区域的操舵转矩的变化，进行动力转向装置的异常检测。

Description

动力转向装置以及动力转向装置的控制装置
技术领域
本发明涉及动力转向装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种避免由水浸入壳体内而引起的动力传递机构的动作的恶化的动力转向装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2014－234102号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的之一在于提供一种能够提高异常检测的精度的动力转向装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明一实施方式的动力转向装置具备异常检测电路，该异常检测电路基于包括操舵方向信号发生切换的区域在内的预定区域的操舵转矩的变化，进行异常检测。
因此，能够提高异常检测的精度。
附图说明
图1是第一实施方式的动力转向装置的立体图。
图2是第一实施方式的动力转向装置的主视图。
图3是图2的III－III向剖视图。
图4是第一实施方式的动力转向装置的、通过齿条轴的轴心的剖视图。
图5表示第一实施方式的控制系统。
图6表示第一实施方式的操舵转矩与马达电流指令值的关系。
图7表示第一实施方式的异常检测处理的流程。
图8表示第一实施方式的失效保护控制的流程。
图9表示第一实施方式的实验第一天的舵角与操舵转矩的关系。
图10表示第一实施方式的实验第三天的舵角与操舵转矩的关系。
图11表示第一实施方式的实验第一天的舵角、舵角速度以及操舵转矩的时间变化。
图12表示第一实施方式的实验第三天的舵角、舵角速度以及操舵转矩的时间变化。
图13表示第二实施方式的异常检测处理的流程。
图14表示第三实施方式的异常检测处理的流程。
图15表示第四实施方式的异常检测处理的流程。
图16表示第四实施方式的异常判断阈值与车速的关系。
图17表示第五实施方式的异常检测处理的流程。
具体实施方式
[第一实施方式]
对本实施方式的动力转向装置1(以下，记为装置1)进行说明。首先，对结构进行说明。图1是装置1的立体图。图2是装置1的主视图。图3是图2的III－III向剖视图。图4是通过齿条轴23的轴心P和电动机31的轴心Q的装置1的剖视图。装置1设置在机动车的发动机室内，对转舵轮赋予辅助动力。装置1为电动(直接连结)式，是相对于齿条轴23的轴向运动由电动机31赋予辅助动力的齿条助力式。装置1具有操舵机构2、助力机构3、操舵转矩传感器4、舵角传感器5以及控制单元6。
操舵机构2向转舵轮传递驾驶员所操舵的操舵轮(方向盘)的旋转。操舵机构2具有操舵轴(转向轴)21、小齿轮轴22以及齿条轴23。操舵轴21是与方向盘连结的操舵输入轴。操舵轴21传递有来自方向盘的旋转力，并随着方向盘的旋转而旋转。操舵轴21与方向盘一起作为转向装置的操作机构发挥作用。小齿轮轴22和齿条轴23构成齿条&小齿轮·齿轮，将操舵轴21的旋转运动转换为转舵轮的车轴方向运动。两轴22、23作为转向装置的齿轮机构发挥作用。小齿轮轴22是经由扭力杆24与操舵轴21连结的操舵输出轴，传递有来自操舵轴21的旋转力，并与操舵轴21一体旋转。在小齿轮轴22的外周形成有小齿轮220。齿条轴23是设置为能够轴向移动的齿条杆。在齿条轴23的外周的一部分形成有齿条齿(齿条齿轮)230。小齿轮220与齿条齿230啮合。在齿条轴23的轴向两端经由作为连杆机构的齿条末端231、232连结有转舵轮。齿条轴23与操舵轴21(小齿轮轴22)的旋转相应地进行轴向运动，使转舵轮转舵。齿条轴23作为转舵轴发挥作用。
助力机构3具有电动机31和减速器32。电动机31是电动式的马达(电动马达)，例如使用三相无刷DC马达。如图4所示，电动机31具备定子311以及转子312。在电动机31的输出轴313设置有对输出轴313的旋转角乃至旋转位置进行检测的旋转变压器等的旋转角传感器7。电动机(以下，称为马达)31由从搭载于车辆的电源(电池)供给的电力驱动，并利用变频器电路6n(开关元件)对三相电流进行控制。马达31经由减速器32对齿条轴23赋予辅助力。
减速器32设置在操舵机构2(齿条轴23)与马达31之间，将输出轴313的旋转减速(放大马达31所产生的转矩)，并向齿条轴23传递马达31的输出。减速器32具有带传动机构33和滚珠丝杠机构34。带传动机构33具有输入带轮331、输出带轮332以及带333。两个带轮331、332为圆筒状，由铁系金属材料形成。输入带轮331固定于输出轴313，并与输出轴313一体旋转。输出带轮332固定于滚珠丝杠机构34的螺母343，并与螺母343一体旋转。带333卷绕在输出带轮332与输入带轮331之间。滚珠丝杠机构34具有第一滚珠丝杠槽341、第二滚珠丝杠槽342、螺母343、多个滚珠344以及管346。第一滚珠丝杠槽341设置在齿条轴23侧，使齿条轴23的外周(与形成有齿条齿230的部位在轴向上分开的位置)绕轴心P呈螺旋状延伸。螺母343为环状，由铁系金属材料形成。第二滚珠丝杠槽342设置在螺母343侧，使螺母343的内周绕螺母343的轴心呈螺旋状延伸。螺母343以包围齿条轴23的方式进行配置，设置为相对于齿条轴23旋转自如。由两槽341、342形成管状的滚珠循环槽345。多个滚珠344由铁系金属材料形成，并配置于滚珠循环槽345的内部。管346在相对于螺母343的轴心(旋转轴)的径向上设置在螺母343的外侧，将滚珠循环槽345的一端侧与另一端侧连接。
输出轴313的旋转经由输入带轮331、带333以及输出带轮332转换为螺母343的旋转。在螺母343旋转时，滚珠344在滚珠循环槽345的内部移动，从而使齿条轴23相对于螺母343在轴向上移动。滚珠344经由管346能够从滚珠循环槽345的一端侧向另一端侧进行循环。管346作为用于使滚珠344循环的部件(循环部件)发挥作用。这样，马达31的驱动力经由滚珠丝杠机构34传递到齿条轴23，由此对驾驶员的操舵力赋予辅助力(操舵辅助力)。
操舵转矩传感器4对通过驾驶员的操舵操作而输入到方向盘而在操舵机构2中产生的转矩(操舵转矩T)进行检测。如图3所示，操舵转矩传感器4设置在操舵轴21与小齿轮轴22之间，具有第一旋转角传感器41和第二旋转角传感器42。第一旋转角传感器41对操舵轴21的旋转角进行检测。具体地说，第一旋转角传感器41具备磁体和霍尔元件(霍尔IC)，将随着操舵轴21的旋转位置而变化的磁场变化作为电信号(电压的正弦波信号)输出。同样，第二旋转角传感器42对小齿轮轴22的旋转角进行检测，将其作为电信号输出。这些电信号经由连接器部15向控制单元(以下称为ECU)6输出。
舵角传感器5对方向盘(操舵轴21)的旋转角进行检测，换句话说，对操舵绝对角(舵角θ)进行检测。舵角传感器5设置于操舵轴21。具体地说，舵角传感器5具备作为大齿轮的输入齿轮50、作为小齿轮且具有彼此不会整除的齿数的第一齿轮51和第二齿轮52、以及磁阻效应传感器。输入齿轮50与操舵轴21一体旋转，第一齿轮51与输入齿轮50啮合，第二齿轮52与第一齿轮51啮合。在第一、第二齿轮51、52安装有磁性构件，N极和S极在磁性构件上沿周向排列并磁化。基板53与第一、第二齿轮51、52相对配置。在基板53上，在与磁性构件相对的位置分别设置有磁阻效应传感器。各磁阻效应传感器检测相对置的齿轮51、52的旋转角。具体地说，与第一齿轮51相对配置的磁阻效应传感器将随着第一齿轮51的旋转位置而变化的磁阻的变化作为电信号(电压的正弦波信号)输出。同样，与第二齿轮52相对配置的磁阻效应传感器检测第二齿轮52的旋转角，并将其作为电信号输出。这些电信号经由连接器部15向ECU6输出。
ECU6是作为装置1的控制装置发挥作用的电子控制单元(微型计算机)，通过控制马达31而能够执行助力控制。ECU6与马达31(旋转角传感器7)、操舵转矩传感器4、舵角传感器5以及显示装置8(参照图5)电连接。ECU6经由CAN通信线也与其它传感器、控制器连接，能够从它们接收信号。ECU6具有外壳60、基板61以及电子部件。电子部件例如是为了对马达31进行驱动控制而设置的，具备电源继电器、将从电池供给的直流电转换为交流电而向马达31供给的变频器电路6n等。电子部件搭载于基板61。外壳60为树脂制，并且收纳基板61。在外壳60设有连接器部600。在连接器部600设有与基板61电连接的端子。在连接器部600连接有用于与操舵转矩传感器4等连接的连接用线束。在驾驶员对方向盘进行操舵时，由操舵转矩传感器4对操舵转矩T进行检测。向ECU6输出检测到的转矩信号。ECU6基于输入的操舵转矩T等信息运算目标的操舵辅助力，并基于该目标操舵辅助力以及输入的马达旋转位置等信号向马达31输出驱动信号。ECU6通过控制向马达31流动的电流来控制马达31的输出，从而对齿条轴23提供适当的辅助动力，对驾驶员的操舵力进行助力。
操舵机构2和减速器32设置于齿轮箱10，马达31设置于马达壳体310。上述齿轮箱10、马达壳体310由铝系金属材料形成。需要说明的是，齿轮箱10也可以由铁系金属材料形成。齿轮箱10具有第一壳体10A和第二壳体10B。第一、第二壳体10A、10B由螺栓10C一体固定。齿轮箱10具有齿条轴收纳部101、齿轮收纳部102、传感器收纳部103以及减速器收纳部104。齿条轴收纳部101为筒状，其轴向两端开口。齿条轴收纳部101的内周面为圆筒状，其直径比齿条轴23的直径稍大。齿条轴收纳部101是收纳齿条轴23的齿条管。齿条轴23设置为贯穿齿条轴收纳部101，齿条轴23的两端从齿轮箱10(齿条轴收纳部101)露出。在齿条轴23的轴向两端分别连结有齿条末端231、232。如图1所示，在齿条轴收纳部101的两端以覆盖齿条轴23与齿条末端231、232的连结部位的方式分别安装有防尘罩233、234。防尘罩233、234为蛇腹状，由橡胶材料形成。防尘罩233、234具有防止水等异物从齿条轴收纳部101的轴向两端的开口部穿过齿条轴收纳部101的内周面与齿条轴23的外周面之间的间隙而侵入齿轮箱10的内部的功能。
齿轮收纳部102和传感器收纳部103设置在齿条轴收纳部101的轴向一侧的端部，相对于齿条轴收纳部101的内周面的轴心P向径向延伸。如图3所示，齿轮收纳部102与齿条轴收纳部101部分重合。齿轮收纳部102的内周面为有底圆筒状，其一部分在齿条轴收纳部101的内周面开口。齿轮收纳部102收纳小齿轮轴22的设置有小齿轮220的一端侧、以及齿条轴23的设有齿条齿230的部位的一部分。小齿轮轴22的上述一端侧经由滚针轴承111支承于齿轮收纳部102的内周面的底部侧。在齿条轴收纳部101，在隔着齿条轴23与齿轮收纳部102(小齿轮轴22的上述一端侧)相对的部位设有螺旋弹簧12以及保持器13。螺旋弹簧12通过向齿条轴23对保持器13施力而将齿条齿230挤压于小齿轮220。
传感器收纳部103的内周面为与齿轮收纳部102的内周面大致同轴地延伸的带有台阶的圆筒状。传感器收纳部103的内周面的轴向一端侧与齿轮收纳部102的内周面连续，传感器收纳部103的轴向另一端侧的开口被盖部件14封堵。传感器收纳部103收纳操舵轴21的一部分、小齿轮轴22的另一端侧、操舵转矩传感器4以及舵角传感器5。小齿轮轴22的另一端侧经由滚珠轴承112支承于传感器收纳部103的内周面。操舵轴21贯通盖部件14而与小齿轮轴22在大致相同的轴上延伸。操舵轴21经由滚针轴承113支承于盖部件14，操舵轴21的一端侧旋转自如地嵌合于小齿轮轴22的上述另一端侧的凹部221。操舵轴21具有在上述一端侧开口的有底的轴向孔211，在该轴向孔211设有扭力杆24。扭力杆24的一端侧经由销241固定于操舵轴21，扭力杆24的另一端侧通过压入固定在小齿轮轴22的上述另一端侧。在传感器收纳部103，在操舵轴21周围设有操舵转矩传感器4和舵角传感器5。在传感器收纳部103的轴向上，操舵转矩传感器4配置在靠近齿轮收纳部102的一侧，舵角传感器5(基板53等)配置在靠近盖部件14的一侧。在传感器收纳部103的外周面设有连接器部15。连接器部15经由端子与操舵转矩传感器4和舵角传感器5连接。在连接器部15连接有用于与ECU6连接的线束。
减速器收纳部104呈凸缘状地设置在齿条轴收纳部101的轴向另一侧，相对于轴心P向径向外侧延伸。减速器收纳部104具有滚珠丝杠机构收纳部105和带传动机构收纳部106，并且收纳减速器32。这些收纳部105、106部分重合。如图4所示，滚珠丝杠机构收纳部105的内周面为与齿条轴收纳部101的内周侧大致同轴地延伸的圆筒状。滚珠丝杠机构收纳部105的内周面的轴向一端侧与第一壳体10A的齿条轴收纳部101的内周面连续，轴向另一端侧与第二壳体10B的齿条轴收纳部101的内周面连续。滚珠丝杠机构收纳部105收纳滚珠丝杠机构34。螺母343的轴向一端侧经由轴承16支承于滚珠丝杠机构收纳部105的内周面。轴承16相对于齿轮箱10旋转自如地支承螺母343。轴承16为滚珠轴承，并且具有外座圈161、内座圈162、滚珠163以及保持架164。内座圈162与螺母343的上述轴向一端侧是一体的。保持架164将滚珠163大致等间隔地配置在内座圈162与外座圈161之间。在滚珠丝杠机构收纳部105设有圆环状的锁环17。外座圈161被滚珠丝杠机构收纳部105的内周面和锁环17夹在中间，由此，限制外座圈161的轴向移动。
带传动机构收纳部106从滚珠丝杠机构收纳部105向径向外侧延伸。在减速器收纳部104的径向外侧固定有马达壳体310的轴向一端侧。带传动机构收纳部106的内周面的径向内侧与滚珠丝杠机构收纳部105的内周面连续，径向外侧与马达壳体310的内周面连续。带传动机构收纳部106收容带传动机构33。马达31的输出轴313的一端侧与齿条轴23(轴心P)大致平行地收纳在带传动机构收纳部106的内周侧并突出。输入带轮331固定在输出轴313的上述突出部分的外周。输出带轮332固定在螺母343的轴向另一端侧的外周。卷绕于两个带轮331、332的带333与输出轴313和齿条轴23大致平行地延伸并扩展，并且收纳于带传动机构收纳部106。
马达壳体310为有底圆筒状，在内周面固定有定子311。输出轴313经由轴承114支承于马达壳体310。转子312固定于输出轴313，并且配置在定子311的内周侧。在马达壳体310的轴向另一端侧(开口部)固定有ECU6的外壳60。基板61在与输出轴313大致正交的方向上扩展。基板61经由端子与定子311连接。
图5是表示装置1的控制系统的结构的框线图。ECU6具备车速信号接收部6a、转矩信号处理部6b、舵角信号处理部6c、舵角速度运算部6d、加速度信号接收部6e、空气压力信号接收部6f、温度信号接收部6g、助力控制部6h、异常检测电路6i以及失效保护处理部6j。车速信号接收部6a经由CAN接收由车速传感器9a检测到的车速信号。转矩信号处理部6b接收由操舵转矩传感器4(第一、第二旋转角传感器41、42)检测到的操舵轴21的旋转角信号和小齿轮轴22的旋转角信号，对它们进行处理而生成转矩信号。在由于操舵转矩T而在扭力杆24产生扭转时，在两个轴21、22之间会产生旋转角度差。通过将扭力杆24的杨氏模量与各传感器41、42所检测到的旋转角的差相乘来算出T。需要说明的是，适当地进行噪声除去和相位补偿。转矩信号处理部6b实质上作为接收转矩信号的转矩信号接收部发挥作用。需要说明的是，可以不由ECU6算出操舵转矩信号，而是由ECU6接收并取入操舵转矩信号。
舵角信号处理部6c接收由舵角传感器5(各磁阻效应传感器)检测到的第一齿轮51的旋转角信号和第二齿轮52的旋转角信号，并对这些旋转角信号进行处理而生成舵角信号。在操舵轴21旋转时，在第一、第二齿轮51、52之间会产生旋转角度差。使用各磁阻效应传感器检测到的旋转角之差，算出操舵轴21的旋转角、即舵角θ。舵角信号处理部6c实质上作为接收舵角信号的舵角信号接收部发挥作用。需要说明的是，可以不由ECU6算出舵角信号，而是由ECU6接收并取入舵角信号。舵角速度运算部6d基于算出的舵角θ计算舵角速度dθ/dt。舵角速度运算部6d实质上作为接收舵角速度信号的舵角速度信号接收部发挥作用。需要说明的是，可以不由ECU6算出舵角速度信号，而是由ECU6接收并取入舵角速度信号。
加速度信号接收部6e经由CAN接收由车辆加速度传感器9e检测到的车辆的重力(G)加速度信号。车辆加速度信号既可以像这样是加速度传感器9e的输出信号，也可以是ECU6基于车速V和舵角θ运算得到的。空气压力信号接收部6f经由CAN接收由空气压力传感器9f检测到的转舵轮的轮胎的空气压力信号。温度信号接收部6g经由CAN接收由温度传感器9g检测到的环境温度信号。环境温度例如为大气温，代表装置1(操舵机构2)周围的温度。
助力控制部6h具备指令信号运算部6k、指令信号限制电路6l、电流控制部6m以及变频器电路6n。指令信号运算部6k基于操舵转矩T运算用于对马达31进行驱动控制的指令信号。具体地说，基于T和车速V运算作为马达31的转矩指令值的电流指令值I*。例如通过使用具备图6那样的特性的映射来得到I*。在转舵的各方向(T的正负方向)上，T越大，使I*变得越大。在T较大时，与T较小时相比，增大相对于T的增加量的I*的增加量。V越高，使I*越小。在V较高时，与V较低时相比，减小相对于V的上升量的I*的减少量。需要说明的是，不限于V，也可以根据车辆的其它运转状态来修正基于T得到的I*。另外，可以通过运算来实现具备上述特性的I*。另外，指令信号并不限于与电流值相关，也可以与转矩相关。指令信号限制电路6l根据限制指令信号来限制上述指令信号。上述限制指令信号既可以是与在ECU6(异常检测电路6i等)中检测到的异常相关的信号，也可以是从装置1以外的装置输出并经由CAN接收到的信号。例如，在检测到马达31、变频器电路6n的过热等时，指令信号限制电路6l将I*的大小限制在预定的上限值以下。限制量例如能够设定为与马达31等的温度相应的值。
电流控制部6m以及变频器电路6n作为供给马达31的驱动电力的供给部发挥作用。电流控制部6m检测向马达31流动的电流的值，并算出使该电流检测值与上述电流指令值I*(在进行交流控制的情况下为三相电流指令值，在进行矢量控制的情况下为d轴、q轴的电流指令值)一致的电压指令值。另外，检测马达31的旋转角(旋转位置)，并根据该旋转角和电压指令值算出马达31的三相目标电压值。变频器电路6n生成与三相目标电压值相应的脉冲宽度调制信号，并使开关元件(FET等)动作，从而将电池的直流电压转换为三相交流电压并向马达31(定子311)的三相线圈供给。
异常检测电路6i基于操舵转矩T等进行装置1的异常检测。具体地说，检测包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化、操舵转矩传感器4、舵角传感器5的检测精度的降低。在失效保护处理部6j检测到装置1的异常时，对于驾驶员而言，能够在更安全的方向上进行处理(失效保护处理)。具体地说，在检测到包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化时，利用车辆的显示装置8等向驾驶员通知该情况、使助力控制停止。另外，在检测到传感器4、5的一方的检测精度的降低时，使用另一方的检测值继续进行助力控制，并向驾驶员通知检测精度的降低。失效保护处理部6j具备记录部6o和代替指令信号运算部6p。记录部6o在检测到包含助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化并确定该情况(异常)时，对其(异常的确定)进行记录。代替指令信号运算部6p例如在检测到操舵转矩传感器4的检测精度的降低时，基于舵角传感器5的检测值(以及车速V等)运算上述指令信号。能够基于舵角θ或舵角速度dθ/dt、或者基于这两者对上述指令信号进行运算。助力控制部6h通过使用不是指令信号运算部6k而是代替指令信号运算部6p运算得到的指令信号(代替指令信号)对马达31进行驱动控制，从而继续进行助力控制。
图7表示由异常检测电路6i执行的、对异常(包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化)进行检测的控制的流程。该流程以预定周期(例如1ms)反复执行。在步骤S1(以下，将步骤简称为S)中，异常检测电路6i取入各数据(车速V、操舵转矩T、舵角θ、舵角速度dθ/dt、车辆加速度、空气压力、环境温度、指令信号的限制的有无、代替指令信号的有无)，进入S2。在S2中，判定V的大小|V|是否为预定值V*(例如15km/h)以上。若|V|为V*以上，则进入S3，若小于V*，则进入S24。在S3中，判定舵角θ的大小|θ|是否为预定值θ*(例如10deg)以上。若|θ|为θ*以上，则进入S4，若小于θ*，则进入S24。在S4中，判定舵角速度dθ/dt的大小|dθ/dt|是否小于预定值α。若|dθ/dt|小于α，则进入S5，若为α以上，则进入S24。在S5中，判定车辆加速度的大小是否小于预定值。若车辆加速度的大小小于预定值，则进入S6，若为预定值以上，则进入S24。在S6中，判定转舵轮的轮胎空气压力是否比预定值高。若空气压力比预定值高，则进入S7，若为预定值以下，则进入S24。在S7中，基于θ判定转舵轮是否未处于行程末端(转舵轮的可动范围的限界位置)，换句话说，基于θ判定齿条轴23是否未处于行程末端(齿条轴23的可动范围内的限界位置)。若转舵轮未处于行程末端，则进入S8，若处于行程末端，则进入S24。在S8中，判定指令信号是否未被限制。若指令信号未被限制，则进入S9，若被限制，则进入S24。在S9中，判定环境温度是否比预定值高。若环境温度比预定值高，则进入S10，若为预定值以下，则进入S24。
在S10中，判定代替指令信号是否未被运算。若代替指令信号未被运算，则进入S11，若已被运算，则进入S24。在S11中，判定|dθ/dt|是否小于预定的阈值β(例如5deg/sec)。若|dθ/dt|小于β，则进入S12，若为β以上，则进入S17。在S12中，判定标记是否为1。若标记不是1，则进入S13，若是1，则进入S15。在S13中，存储当前时刻的(在此次循环的S1中取入的)操舵转矩Ts，并且进入S14。在S14中，将标记设为1，并且进入S15。在S15中，判定异常判断计数器CA是否为预定值CA*(例如5)以上。若CA为CA*以上，则进入S16，若小于CA*，则结束此次循环。在S16中，确定异常，并结束此次循环。在S17中，判定标记是否为1。若标记是1，则进入S18，若不是1，则进入S25。在S18中，存储当前时刻的(在此次循环的S1中取入的)操舵转矩Td，并且进入S19。在S19中，判定所存储的Ts是否为0以上。若Ts为0以上，则进入S20，若小于0，则进入S26。在S20中，判定Ts是否比Td大。若Ts比Td大，则进入S21，若为Td以下，则进入S24。在S21中，从Ts减去Td，在得到作为操舵转矩T的变化量的差分值ΔTt之后，进入S22。在S22中，判定ΔTt是否为预定值ΔTt*(例如1Nm)以上。若ΔTt为ΔTt*以上，则进入S23，若小于ΔTt*，则进入S28。在S23中，使CA加1(使CA增加)，并且进入S24。在S24中，将标记设为0，并且进入S25。在S25中，清除Ts、Td(从存储中消去)，并且进入S15。在S26中，判定Ts是否比Td小。若Ts比Td小，则进入S27，若为Td以上，则进入S24。在S27中，从Td减去Ts，在得到ΔTt后，进入S22。在S28中，将CA设为0，并且进入S24。
图8表示由失效保护处理部6j执行的、检测到异常(包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化)的情况下的失效保护处理的流程。该流程以预定周期(例如1ms)反复执行。在S101中，判定车辆的启动开关是否从断开切换为接通。若启动开关从断开切换为接通，则进入S102，若保持接通不变，则进入S103。在S102中，判定是否由记录部6o记录了异常的确定。若记录了异常确定，则进入S107，若未被记录，则进入S103。在S103中，能够执行助力控制。具体地说，允许由指令信号运算部6k进行的指令信号的运算。之后，进入S104。在S104中，判定是否由异常检测电路6i确定了异常。若异常已被确定，则进入S105，若未被确定，则结束此次循环。在S105中，由记录部6o记录异常的确定，并且进入S106。在S106中，通过在显示装置8显示异常的产生来向驾驶员发出警告，并结束此次循环。在S107中，禁止助力控制的执行。具体地说，禁止由指令信号运算部6k进行的指令信号的运算。之后，结束此次循环。
〔作用〕
接下来，对作用效果进行说明。
(异常检测处理)
本发明发明人进行了如下实验：使去掉防尘罩233、234而在齿轮箱10的内部注入有盐泥水的车辆以40km/h进行行驶，每天对操舵状态进行计测。图9表示刚刚注入盐泥水后的第一天的舵角－操舵转矩特性。图10表示从注入盐泥水起三天后的上述特性。以箭头表示操舵操作中的舵角θ和操舵转矩T的变化方向。在将切换了操舵方向的舵回轮时(即，在由虚线围绕表示的操舵方向的切换区域)，T发生变化(滞后特性)。该T的变化量ΔTt0在第一天较小，在三天后较大。认为其原因在于，伴随着由盐泥水造成的生锈，包括减速器32(滚珠丝杠机构34)在内的操舵机构2的摩擦增大，其动作发涩(迟钝)。即，由于发涩，舵变得无法平滑地回位，会产生操舵的卡涩。在三天后，在舵的回轮时T的变化前后的T的(正负)符号不同。这意味着，即使驾驶员在回轮时将手移开，方向盘也不会自动地回位到中立侧，需要驾驶员用手将方向盘拨回到中立侧。这样，可知在装置1产生异常且由于卡涩而无法进行正常的操舵操作时，操舵方向的切换区域的T的变化变得显著。
图11表示刚刚注入盐泥水后的第一天的舵角θ、舵角速度dθ/dt以及操舵转矩T的时间变化。图12表示从注入盐泥水起三天后的上述时间变化。在舵的回轮时，dθ/dt的符号从正和负中的一个方向切换为另一方向，并且T发生变化。具体地说，在时刻t1，dθ/dt从(始终)为正和负中的一方的状态成为滞留在包括0在内的预定区域(0的附近)的状态。将该状态称为保舵状态。在时刻t2，从保舵状态向dθ/dt(始终)为正和负中的另一方的状态切换。将该状态称为回轮状态。保舵状态的时间带t1～t2与T发生变化的时间带t10～t20重合。舵回轮时的T的变化量ΔTt0能够根据保舵状态(t1～t2)期间的T的变化量ΔTt(＝|Ts－Td|)近似。与第一天相比，在三天后，保舵状态的时间(t2－t1)较长，ΔTt较大。这意味着，即使驾驶员在舵的回轮时使向方向盘输入的T较大地变化，也无法从保舵状态过渡到回轮状态，方向盘不会回位到中立侧(回位所需的时间较长)，即发生了卡涩。
本发明发明人着眼于在装置1的产生异常时在舵的回轮时发生卡涩的情形，异常检测电路6i构成为基于舵的回轮时的保舵状态下的T的变化来检测装置1的异常。即，异常检测电路6i基于包括dθ/dt的符号切换的区域(dθ/dt为0的区域)在内的dθ/dt的预定区域(隔着0的阈值±β的区域。即－β＜dθ/dt＜β)的操舵转矩T的变化来进行装置1的异常检测。dθ/dt处于－β＜dθ/dt＜β的区域的状态相当于保舵状态(图11、图12的t1～t2)。通过基于该T的变化检测装置1的异常，从而能够进行与(图9、图10的)上述特性相应的检测，能够进行精度高的异常检测。由于操舵的卡涩相较而言会在上述异常不断产生的过程中的初期产生，所以能够在初期阶段对异常进行检测。另外，由于不需要对齿轮箱10内部的锈等异物和水进行检测等的特别的异常检测功能，因此能够实现装置1的简化和低成本化。需要说明的是，dθ/dt相当于方向盘的旋转方向即操舵方向信号。dθ/dt是基于接收到的齿轮51、52的旋转角信号(使用齿轮51、52的旋转角信号而算出的θ)生成的。舵角速度运算部6d作为接收操舵方向信号的操舵方向信号接收部发挥能。需要说明的是，也可以不由ECU6检测包括操舵方向在内的转舵状态(保舵状态、回轮状态)的信号，而是由ECU6从其它系统接收并取入包括操舵方向在内的转舵状态(保舵状态、回轮状态)的信号。
(失效保护处理)
ECU6具备失效保护处理部6j。因此，能够在检测到异常后，对于驾驶员而言，能够在更为安全的方向上进行处理。对于失效保护处理部6j而言，在打开车辆的启动开关的状态下，在由异常检测电路6i检测到(确定)装置1的异常时，由显示装置8向驾驶员输出警告(图8的S101→S103～S106)。由此，驾驶员能够注意到异常。需要说明的是，也可以在检测到异常的时刻，在确定异常之前输出警告。另外，警告的手段并不限于显示装置8的视觉显示，能够使用警报声音等。失效保护处理部6j即使检测到(确定)异常，之后，在断开启动开关之前的期间，能够执行助力控制(S101→S103)。这是因为，在产生异常时，虽然操舵性能降低，但助力控制本身能够进行。具体地说，ECU6从检测到(确定)异常时起到断开启动开关为止的期间运算指令信号，并向马达31输出指令信号。这样，通过在断开启动开关之前继续进行操舵助力，能够减轻行驶中的驾驶员的操舵负荷。因此，例如，通过警告而注意到异常的驾驶员由于进行了修理，因而能够容易地驾驶车辆而使其移动。
失效保护处理部6j在确定出异常后记录该情况(S104→S105)。之后，在断开启动开关后再次打开时，失效保护处理部6j禁止助力控制的执行(S101→S102→S107)。ECU6向马达31输出指令信号。这样，一旦在车辆停止后再次打开启动开关时，不进行操舵助力，由此能够使安全性提高。通过不进行操舵助力，能够促使驾驶员进行修理。需要说明的是，车辆的启动开关既可以是点火开关，也可以是电动汽车、HEV的起动开关，没有特别的限制。
以下，对异常检测处理具体地进行说明。使用图11对未产生异常的情况进行说明。认为满足图7的S2～S10的条件(S1→S2～S10→S11)。在时刻t1～t2的附近，将舵回轮，操舵方向被切换。在时刻t1之前，|dθ/dt|为β以上(打轮状态)。因此，在图7中为S11→S17→S25→S15→返回。在时刻t1，|dθ/dt|小于β(保舵状态的开始)。因而，为S11→S12→S13～S15→返回。将时刻t1下的T作为Ts(正值)进行存储(S13)，并将标记设为1(S14)。在时刻t1之后到时刻t2之前，|dθ/dt|小于β(保舵状态)。因而，为S11→S12→S15→返回。在时刻t2，|dθ/dt|为β以上(回轮状态)。因而，为S11→S17～S19，将时刻t2(保舵状态的结束)下的T作为Td(正值)进行存储(S18)。由于Ts≥0且Ts>Td，所以为S19→S20→S21→S22，算出ΔTt(正值)(S21)。由于ΔTt小于ΔTt*，所以为S22→S28→S24→S25→S15，将CA设为0(S28)，并将标记设为0(S24)，清除Ts、Td(S25)。由于CA小于CA*，所以为S15→返回，不判断为异常。在时刻t2以后，|dθ/dt|为β以上。因而，为S11→S17→S25→S15。由于CA小于CA*，所以为S15→返回，不判断为异常。
使用图12对异常产生的情况进行说明。满足S2～S10的条件(S1→S2～S10→S11)。时刻t2之前与图11相同。在时刻t2，|dθ/dt|为β以上。因而，与图11同样地，将时刻t2的T(负值)作为Td进行存储，并算出ΔTt(正值)。由于ΔTt为ΔTt*以上，所以为S22→S23～S25→S15，使CA加1(S23)，并将标记设为0(S24)，清除Ts、Td(S25)。每当舵的回轮时，若相同的条件成立，则使CA增加。若在此次的回轮中累计的(合计的)CA小于CA*，则为S15→返回，没有确定异常。若在此次的回轮中累计的CA为CA*以上，则为S15→S16→返回，并确定异常。在时刻t2以后，|dθ/dt|为β以上。因而，为S11→S17→S25→S15。由于在累计的CA中没有变动，所以对于异常的确定如上所述。
异常检测电路6i在dθ/dt的预定区域中的(即dθ/dt位于－β＜dθ/dt＜β时的)操舵转矩T的变化量ΔTt为ΔTt*以上时，判断为装置1异常。ΔTt*作为异常判断阈值发挥作用。如上所述，在装置1中产生异常的情况下，与正常时相比，回轮区域的T的变化变大。通过根据ΔTt是否为ΔTt*以上来检测该T的变化的增大，从而能够进行精度高的异常检测。ΔTt*能够基于实验、模拟(实验等)进行设定。
异常检测电路6i在操舵转矩T的变化量ΔTt为ΔTt*以上时，在使异常判断计数器CA增加(S22、S23)且CA达到预定值CA*时，确定装置1的异常(S15、S16)。S22、S23作为异常确定计数器发挥作用。换句话说，异常检测电路6i具备异常确定计数器。这样，不是基于单次的异常值的异常检测而是根据CA的累计来确定异常，能够抑制误检测。例如，能够抑制由于路面状态而将单次产生的ΔTt的增大误检测为装置1的异常的情况。需要说明的是，CA*能够基于实验等设定。CA*不限于5，例如可以以兼顾误检测的抑制和异常确定的迅速性的方式设定为任意值。
需要说明的是，在舵的回轮时的操舵转矩T的变化显著的(产生卡涩的)装置1的异常不仅是由减速器32造成的，而且也有可能是由于操舵机构2的其它部分(齿轮啮合部等)的动作发涩而产生的。该动作发涩不仅仅是由在这些部分产生的锈造成的，而且也有可能是由于附着于这些部分的泥等异物而产生的。锈是由于水浸入到齿轮箱10的内部而产生的。水、泥、灰尘等向齿轮箱10的内部的浸入不仅在防尘罩233、234的断裂部位产生，也有可能经由间隙在其它部位产生。该间隙也有可能是由于防尘罩233、234以外的部件的破损等而产生的。本实施方式的装置1在操舵机构2与马达31之间具备减速器32。装置1是齿条助力式，减速器32设置于齿条轴23。因而，在水等由于防尘罩233、234的破损而浸入到齿轮箱10的内部时，减速器32的动作容易发涩。这是因为，浸入的水等容易存留在齿轮箱10的铅垂方向下侧(齿条轴收纳部101)。通过将异常检测处理应用于使用该减速器32的装置1，能够精度良好地对异常进行检测，能够进一步提高装置1的安全性。需要说明的是，减速器32不限于滚珠丝杠机构34，也可以是蜗轮蜗杆机构等。减速器32是滚珠丝杠机构34。对于滚珠丝杠机构34而言，在其内部产生锈或咬入异物的情况下，容易导致负荷增大。通过将异常检测处理应用于使用该滚珠丝杠机构34的装置1，从而能够精度良好地对异常进行检测，能够进一步提高装置1的安全性。具体地说，滚珠丝杠机构34具有设置于齿条轴23的外周侧的第一滚珠丝杠槽341、以包围齿条轴23的方式由铁系金属材料设置为环状并被设置成相对于齿条轴23旋转自如的螺母343、设置于螺母343的内周侧并与第一滚珠丝杠槽341一起构成滚珠循环槽345的第二滚珠丝杠槽342、以及由铁系金属材料形成并设置于滚珠循环槽345的内部的多个滚珠344。因而，在滚珠循环槽345、滚珠344生锈或在两者之间卡入异物的情况下，可能会使负荷增大，滚珠丝杠机构34、齿条轴23的动作变得迟钝。
(异常检测处理的介入条件)
在转舵轮产生了自动回正转矩(SAT)的状态下，在方向盘的复原时，若装置1正常，则方向盘利用SAT顺利地回位到中立侧。另一方面，在装置1存在异常的情况下，即使利用SAT，方向盘也难以回位到中立侧。这样，在产生SAT的运转区域，装置1的正常时和异常时的操舵转矩T的变化的差ΔTt会显著地呈现。异常检测电路6i在该SAT产生区域进行异常检测。因而，能够使用显著地呈现的ΔTt进行精度高的异常检测。通过提高异常检测的精度，从而能够抑制例如错误地执行失效保护处理的情况。
具体地说，与车速V的上升相应地产生SAT。在V为预定值以上时，由于SAT的产生，ΔTt会显著地呈现。异常检测电路6i在车速信号的大小为预定值V*以上时进行异常检测(S2→S3)。因而，通过在充分地产生SAT(ΔTt)的车速区域进行异常检测，能够提高异常检测精度。换句话说，异常检测电路6i在车速信号的大小小于V*时不进行异常检测(S2→S24)。通过在SAT(ΔTt)不充分的低车速区域不进行异常检测，从而能够抑制误检测，使检测精度提高。需要说明的是，V*能够基于实验等设定。V*只要是能够产生可以充分地进行异常检测的SAT(ΔTt)的值即可，不限于15km/h。
另外，与舵角θ的增大相应地产生SAT。在θ的大小为预定值以上时，由于SAT的产生，ΔTt会显著地呈现。异常检测电路6i在舵角信号的大小为预定值θ*以上时进行异常检测(S3→S4)。通过在充分地产生SAT(ΔTt)的舵角区域进行异常检测，能够提高检测精度。换句话说，异常检测电路6i在舵角信号的大小小于θ*时不进行异常检测(S3→S24)。通过在SAT(ΔTt)不充分的舵角区域不进行异常检测，能够抑制误检测并提高检测精度。需要说明的是，θ*能够基于实验等设定。θ*只要是在异常检测中能够充分地产生SAT(ΔTt)的值即可，不限于10deg。另外，由于在θ过大时SAT会变小，所以也可以在舵角信号的大小为(SAT不会变得过小的第二)预定值以下时进行异常检测。
换句话说，异常检测电路6i在SAT的大小为(可以充分地进行异常检测的ΔTt)预定值以上时，进行异常检测，在SAT的大小小于上述预定值时，不进行异常检测。需要说明的是，上述预定值能够基于实验等设定。异常检测电路6i可以(例如根据θ、V和车辆规格等)对SAT进行直接运算，在判断为该SAT为上述预定值以上时，进行异常检测。
在以超过马达31的旋转速度(所对应的方向盘的旋转速度)的速度进行操舵操作的情况下，马达31成为负荷，可能会将由该负荷造成的操舵转矩T的增大误检测为装置1的异常。异常检测电路6i在舵角速度信号的大小为预定值α以上时不进行异常检测(S4→S24)。通过在马达31成为负荷的舵角速度区域不进行异常检测，能够抑制误检测，使检测精度提高。换句话说，异常检测电路6i在舵角速度信号的大小小于α时进行异常检测(S4→S5)。在马达31未成为负荷的舵角速度区域进行异常检测，能够使检测精度提高。需要说明的是，上述预定值能够基于实验等设定。
在车辆加速度较大时，车辆的悬架等的扭转增大，在操舵机构2中会产生负荷。由于该负荷也会对操舵转矩T的变化特性(滞后)带来影响，所以可能会误检测为装置1的异常。异常检测电路6i在加速度信号的大小为预定值以上时不进行异常检测(S5→S24)。通过在对T的变化特性带来影响的加速度区域不进行异常检测，能够抑制异常的误检测，使检测精度提高。换句话说，异常检测电路6i在加速度信号的大小小于上述预定值时，进行异常检测(S5→S6)。通过在对T的变化特性的影响小的加速度区域进行异常检测，能够使检测精度提高。需要说明的是，上述预定值能够基于实验等设定。加速度信号既可以是加速度传感器的输出信号，也可以是基于车速信号和舵角信号运算出的信号。
在转舵轮的轮胎的空气压力减少时，操舵转矩T(操舵负荷)增大并且SAT减少。该T的增大是由与装置1的异常不同的原因造成的。因而，有可能误检测为装置1的异常。另外，由于SAT减少，检测精度可能会降低。异常检测电路6i在空气压力信号为预定值以下时，不进行异常检测(S6→S24)。换句话说，异常检测电路6i在空气压力信号比上述预定值高时，进行异常检测(S6→S7)。因而，能够抑制误检测，使检测精度提高。需要说明的是，上述预定值能够基于实验等设定。
在转舵轮(齿条轴23)位于行程末端并进一步向打轮方向进行操舵操作时，与其它操舵状态相比，操舵转矩T变大。该操舵转矩T的增大是由与装置1的异常不同的原因造成的。因而，有可能误检测为装置1的异常。异常检测电路6i在基于舵角信号判断为转舵轮(齿条轴23)位于行程末端时，不进行异常检测(S7→S24)。例如，若θ的大小|θ|为预定值以上，则判断为转舵轮(齿条轴23)位于行程末端。需要说明的是，上述预定值能够基于实验等设定。换句话说，异常检测电路6i在判断为转舵轮(齿条轴23)不在行程末端(位于可动范围内)时，进行异常检测(S7→S8)。因而，能够抑制误检测，使检测精度提高。
在由于马达31的过热等某些原因而对马达31的指令信号进行限制时，操舵负荷增大，操舵转矩T变大。该操舵转矩T的增大是由与装置1的异常(包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化)不同的原因造成的。因而，上述异常可能会被误检测。异常检测电路6i在指令信号限制电路6l进行指令信号的限制时，不进行异常检测(S8→S24)。换句话说，异常检测电路6i在未进行指令信号的限制时，进行异常检测(S8→S9)。因而，能够抑制误检测，使检测精度提高。
在环境温度低时，由于涂布于操舵机构2的油脂的粘性上升、附着水分的冻结，可能会使操舵负荷增大而使操舵转矩T增大。该T的增大是由与装置1的异常不同的原因造成的。异常检测电路6i在温度信号为预定值以下时不进行异常检测(S9→S24)。换句话说，异常检测电路6i在温度信号比预定值高时进行异常检测(S9→S10)。上述预定值例如是水分产生冻结的0℃。因而，能够抑制误检测，使检测精度提高。需要说明的是，也可以基于实验等来设定上述预定值。
在代替指令信号运算部6p运算指令信号时，可能会在操舵转矩信号中产生异常，在使用该操舵转矩信号时，有可能误检测为装置1异常(包括助力机构3在内的操舵机构2的动作的恶化)。异常检测电路6i在运算代替指令信号时不进行异常检测(S10→S24)。换句话说，异常检测电路6i在不运算代替指令信号时进行使用操舵转矩信号的异常检测(S10→S11)。因而，能够抑制误检测，使检测精度提高。
[第二实施方式]
图13是表示本实施方式的异常检测处理的流程的与图7同样的图。该流程除了以S131代替S13、以S181代替S18、以S201代替S20、以S251代替S25、以S261代替S26的点之外，与图7相同。在S131中，存储当前时刻的(在此次循环的S1中取入的)操舵转矩Ts以及舵角θs。在S181中，存储当前时刻的(在此次循环电动S1中取入的)操舵转矩Td以及舵角θd。在S201中，判定是否Ts比Td大且θs与θd之差的大小|θs－θd|是否小于预定值Δθ*(例如2deg左右的微小值)。若Ts比Td大且|θs－θd|小于Δθ*，则进入S21，若Ts为Td以下或|θs－θd|为Δθ*以上，则进入S24。在S251中，清除Ts、Td、θs、θd。在S261中，判定是否Ts比Td小且|θs－θd|小于Δθ*。若Ts比Td小且|θs－θd|小于Δθ*，则进入S27，若Ts为Td以上或|θs－θd|为Δθ*以上，则进入S24。其它构成与第一实施方式相同。
异常检测电路6i在dθ/dt的预定区域(－β＜dθ/dt＜β)的舵角θ的变化量|θs－θd|小于预定值Δθ*时，基于该区域(－β＜dθ/dt＜β)的操舵转矩T的变化，进行装置1的异常检测(S201、S261)。这样，通过根据|θs－θd|是否小于Δθ*来判断将舵回轮时的保舵状态(图11、图12的时刻t1～t2)，不论保舵状态的持续时间如何，都能够精度良好地判断是否处于保舵状态。因而，基于保舵状态下的T的变化的异常检测的精度变得更好。需要说明的是，Δθ*能够基于实验等设定。Δθ*只要是能够判断保舵状态的值即可，不限于2deg。
[第三实施方式]
图14是表示本实施方式的异常检测处理的流程的与图7同样的图。该流程除了以S202代替S20、以S262代替S26的点之外与图7相同。在S202中，判定Ts与Td的(正负)符号是否不同。若Ts与Td为不同符号(即Ts为正、Td为负)，则进入S21，若为相同符号(即Ts、Td为正)，则进入S24。在S262中，判定Ts与Td是否为不同符号。若Ts与Td为不同符号(即Ts为负、Td为正)，则进入S27，若为相同符号(即Ts、Td为负)，则进入S24。其它构成与第一实施方式相同。
异常检测电路6i当操舵转矩T的方向在dθ/dt的预定区域(－β＜dθ/dt＜β)发生切换时，进行装置1的异常检测。具体地说，在dθ/dt进入该区域(－β＜dθ/dt＜β)的时刻(图11、图12的时刻t1)和从该区域离开的时刻(图11、图12的时刻t2)T的符号不同时，基于该区域的T的变化进行装置1的异常检测。即，在舵的回轮时的保舵状态下T的方向发生变化(在保舵状态的前后T的符号反转)的情况下，该保舵状态下的T的变化显著。在这样的情况下，基于T的变化进行装置1的异常检测，能够更为可靠地(精度良好地)对异常进行检测。
[第四实施方式]
图15是表示本实施方式的异常检测处理的流程的与图7同样的图。该流程除了在S18与S19之间具有S29的点之外，与图7相同。在S29中，设定预定值ΔTt*。异常检测电路6i基于车速V运算ΔTt*。例如，能够使用具备图16那样的特性的映射来得到ΔTt*。V越高，使ΔTt*越小。在低车速侧的预定范围，在V较高时，与V较低时相比，减小相对于V的上升量的ΔTt*的减少量。在高车速侧的预定范围，将ΔTt*设为一定值。需要说明的是，不限于V，也可以根据θ等车辆的其它运转状态来设定ΔTt*。其它构成与第一实施方式相同。
舵回轮时的保舵状态下的操舵转矩T的变化的特性随着车速V而变化。例如，由于V越高，SAT越大，因此保舵状态下的T的变化量ΔTt变小。异常检测电路6i根据车速信号的变化对异常判断阈值ΔTt*进行可变控制。通过按照对着V变化的T的变化特性对ΔTt*进行设定，能够消除由V带来的影响，并且能够判断由装置1的异常引起的T的变化(ΔTt的大小)。因此，能够抑制异常的误检测，并进一步提高使用ΔTt*的异常检测的精度。具体地说，车速信号越大，异常检测电路6i使ΔTt*变得越小。即使产生装置1的异常，由于V越高，SAT越会增大，T的变化量ΔTt也会变小。如果ΔTt*保持不变，则难以判断由装置1的异常引起的T的变化。与此相对，通过将ΔTt*变更为V越高，ΔTt*越小，能够消除由V打来的影响，并且容易判断由装置1的异常引起的T的变化。因而，能够提高异常的检测精度，并进一步尽早地对异常进行检测。
[第五实施方式]
图17是表示本实施方式的异常检测处理的流程的与图7同样的图。该流程除了以S281代替S28、并且进一步具有S30～S32的点之外与图7相同。在S22中，若ΔTt小于ΔTt*，则进入S30。在S30中，判定正常判断计数器CN是否为预定值CN*(例如3)以上。若CN为CN*以上，则进入S281，若小于CN*，则进入S32。在S281中，从CA减去1(减小CA)，并且进入S31。在S31中，将CN设为0，并且进入S24。在S32中，使CN加1，并且进入S24。其它构成与第一实施方式相同。
存在由于噪声等而使异常判断计数器CA错误地增加(S23)的情况。如果这样的CA累计，则可能会错误地确定装置1的异常。在操舵转矩T的变化量ΔTt小于异常判断阈值ΔTt*时，在S281中，使异常判断计数器CA减小。由此，抑制了错误的CA的累计，能够抑制异常的误确定。即，一旦CA错误地增加(S23)，在之后的循环中，只要ΔTt小于ΔTt*，就能够判断为装置1是正常的，因此减小CA(S281)。在CA重新达到CA*时，确定装置1的异常(S15、S16)。除了S22、S23之外，S281也作为异常确定计数器发挥作用。
需要说明的是，在判断为装置1正常的情况下，不将CA设为0，而是从CA减去1(S281)。由此，在装置1产生异常时，不需要等待CA从0重新累计至CA*。因而，能够进一步尽早地确定异常。即，存在由于噪声等而错误地判断为装置1正常(在S22中为否定判断)的情况。在之后的循环中，若ΔTt为ΔTt*以上，则能够判断为装置1是异常的。因此，即使在此次循环中判断为装置1是正常的，也不将CA一律设为0，而是逐渐地减小CA(S281)。因而，能够抑制由错误的正常判断导致的异常确定的延迟。
需要说明的是，异常检测电路6i在ΔTt小于ΔTt*时增加正常判断计数器CN(S32)，在CN达到CN*时使异常判断计数器CA减小(S30→S281)。这样，通过根据CN的累计而不是基于单次的正常值的正常检测来执行CA的减小，能够抑制误检测。例如，能够抑制由于路面状态而将单次产生的ΔTt的减少误检测为装置1正常的情况。需要说明的是，CN*能够基于实验等设定。CN*不限于3，例如可以以兼顾误检测的抑制和正常确定的迅速性的方式设定为任意值。
〔其它实施方式〕
以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明的具体构成不限于实施方式。本发明意在包括不脱离发明的主旨的范围的设计变更等。另外，在能够解决上述技术问题的至少一部分的范围或起到效果的至少一部分的范围内，能够将权利要求书以及说明书记载的各构成要素进行任意组合或省略。例如，动力转向装置不限于齿条助力式，也可以是小齿轮助力式。各种运算部以及接收部在实施方式中由微型计算机内的软件来实现，但也可以由电路来实现。运算不仅是数式运算，也意味着软件上的处理整体。接收部既可以是微型计算机内的接口，也可以是微型计算机内的软件。
本申请基于申请日为2015年11月4日、申请号为2015－216317号的日本申请主张优先权。本申请在此整体参照并引入申请日为2015年11月4日、申请号为2015－216317号的日本申请的包含说明书、权利要求书、附图以及摘要在内的全部的公开内容。
附图标记说明
1动力转向装置，2操舵机构，21操舵轴，23齿条轴(齿条杆)，31电动马达，32减速器，34滚珠丝杠机构，341第一滚珠丝杠槽(转舵轴侧滚珠丝杠槽)，342第二滚珠丝杠槽(螺母侧滚珠丝杠槽)，343螺母，344滚珠，346管(循环部件)，4操舵转矩传感器，6控制单元(控制装置)，6a车速信号接收部，6c舵角信号处理部(舵角信号接收部)，6d舵角速度运算部(舵角速度信号接收部、操舵方向信号接收部)，6e加速度信号接收部，6f空气压力信号接收部，6g温度信号接收部，6i异常检测电路，6k指令信号运算部，6l指令信号限制电路，6p代替指令信号运算部。

Claims (20)

1.一种动力转向装置，其特征在于，具备：
操舵机构，其向转舵轮传递方向盘的旋转；
电动马达，其对所述操舵机构施加操舵力；
转矩传感器，其对在所述操舵机构产生的操舵转矩进行检测；
控制单元，其基于所述操舵转矩运算用于对所述电动马达进行驱动控制的指令信号，并向所述电动马达输出该指令信号，
所述控制单元具备：
操舵方向信号接收部，其接收表示所述方向盘的旋转方向的操舵方向信号；
异常检测电路，其基于包括所述操舵方向信号发生切换的区域在内的预定区域内的所述操舵转矩的变化，进行所述动力转向装置的异常检测。
2.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述异常检测电路在所述预定区域内的所述操舵转矩的变化量为异常判断阈值以上时，判断为所述动力转向装置是异常的。
3.根据权利要求2所述的动力转向装置，
所述控制单元具备异常确定计数器，
所述异常确定计数器在所述操舵转矩的变化量为所述异常判断阈值预定值以上时，使异常判断计数器增加，在所述异常判断计数器达到预定值时，确定所述动力转向装置的异常。
4.根据权利要求3所述的动力转向装置，
所述异常确定计数器在所述操舵转矩的变化量小于所述异常判断阈值时，使所述异常确定计数器减小。
5.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收车速信号的车速信号接收部，
所述异常检测电路在车速信号为预定值以上时，进行所述异常检测。
6.根据权利要求5所述的动力转向装置，
所述异常检测电路在所述预定区域内的所述操舵转矩的变化量为异常判断阈值以上时，判断为所述动力转向装置是异常的，并且根据所述车速信号的变化而对所述异常判断阈值进行可变控制。
7.根据权利要求6所述的动力转向装置，
所述车速信号越大，所述异常检测电路使所述异常判断阈值变得越小。
8.根据权利要求5所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收舵角信号的舵角信号接收部，
所述异常检测电路在所述舵角信号为预定值以上时进行所述异常检测。
9.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述异常检测电路当在所述转舵轮产生的自动回正转矩为预定值以上时进行所述异常检测。
10.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收舵角信号的舵角信号接收部，
所述异常检测电路在所述舵角信号小于预定值时不进行所述异常检测。
11.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收舵角速度信号的舵角速度信号接收部，
所述异常检测电路在所述舵角速度为预定值以上时不进行所述异常检测。
12.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收车辆的重力加速度信号的重力加速度信号接收部，
所述异常检测电路在所述重力加速度信号为预定值以上时不进行所述异常检测。
13.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收轮胎的空气压力信号的空气压力信号接收部，
所述异常检测电路在所述空气压力信号为预定值以下时不进行所述异常检测。
14.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收舵角信号的舵角信号接收部，
所述异常检测电路在基于所述舵角信号判断为所述转舵轮处于行程末端时不进行所述异常检测。
15.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备限制所述指令信号的指令信号限制电路，
所述异常检测电路在所述指令信号限制电路进行所述指令信号的限制时不进行所述异常检测。
16.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备接收环境温度信号的温度信号接收部，
所述异常检测电路在所述温度信号为预定值以下时不进行所述异常检测。
17.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元具备基于所述操舵转矩以外的信号运算所述指令信号的代替指令信号运算部，
所述异常检测电路在所述代替指令信号运算部运算所述指令信号时不进行所述异常检测。
18.根据权利要求1所述的动力转向装置，
所述控制单元，
在从由所述异常检测电路检测到装置的异常时起到车辆的启动开关被断开为止的期间，对所述指令信号进行运算，并向所述电动马达输出所述指令信号，
在所述启动开关被断开后、所述启动开关再次被接通时，不进行向所述电动马达的所述指令信号的输出。
19.根据权利要求1所述的动力转向装置，
还具备在所述操舵机构与所述电动马达之间设置的减速器，
所述操舵机构具备：伴随着所述方向盘的旋转而旋转的操舵轴和随着所述操舵轴的旋转而进行轴向运动的齿条杆，
所述减速器是具备转舵轴侧滚珠丝杠槽、螺母、螺母侧滚珠丝杠槽、多个滚珠以及循环部件的滚珠丝杠机构，
所述转舵轴侧滚珠丝杠槽设置在所述齿条杆的外周侧，并且具有螺旋状的槽形状，
所述螺母以包围所述齿条杆的方式由铁系金属材料设置为环状，并且设置为相对于所述齿条杆旋转自如，
所述螺母侧滚珠丝杠槽设置在所述螺母的内周侧，具有螺旋状的槽形状，并且与所述转舵轴侧滚珠丝杠一起形成滚珠循环槽，
所述多个滚珠由铁系金属材料形成，并且设置在所述滚珠循环槽内，
所述循环部件在相对于所述螺母的旋转轴的径向上设置在所述螺母的外侧，能够使所述多个滚珠从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环地将所述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧连接。
20.一种动力转向装置的控制装置，其特征在于，
所述动力转向装置具备：操舵机构，其向转舵轮传递方向盘的旋转；电动马达，其对所述操舵机构施加操舵力；转矩传感器，其对在所述操舵机构产生的操舵转矩进行检测，
所述控制装置具备：
指令信号运算部，其基于所述操舵转矩运算用于对所述电动马达进行驱动控制的指令信号，并向所述电动马达输出该指令信号；
操舵方向信号接收部，其接收表示所述方向盘的旋转方向的操舵方向信号；
异常检测电路，其基于包括所述操舵方向信号发生切换的区域在内的预定区域内的所述操舵转矩的变化，进行所述动力转向装置的异常检测。
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