CN110494344B - 故障检测装置和电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供故障检测装置和电动助力转向装置。故障检测装置具备：故障诊断部，其检测扭矩检测装置(200)的故障，该扭矩检测装置(200)通过多个扭矩传感器来检测施加在小齿轮轴上的扭矩；和目标电流计算部(20)，在故障诊断部检测出扭矩检测装置(200)的故障的情况下，该目标电流计算部(20)控制电动马达(110)的驱动，使得输出连续扭矩，该连续扭矩是在多个扭矩传感器(203)中的至少一个正常的情况下能由扭矩传感器(203)检测的、连续产生的扭矩。

Description

故障检测装置和电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及故障检测装置和电动助力转向装置。
背景技术
例如，专利文献1所记载的组装于电动助力转向装置的扭矩检测装置具备2个由电特性(电阻)由于磁场的作用而变化的霍尔元件构成的磁敏元件。并且，这2个磁敏元件作为检测施加在输入轴(旋转轴)上的扭矩的传感器发挥功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-300267号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了稳定且高精度地检测转向扭矩，优选至少具备2个扭矩传感器。这是因为，在存在2个可检测转向扭矩的扭矩传感器的情况下，通过比较从2个扭矩传感器分别输出的输出值，能够高精度地判断2个扭矩传感器是否正常。另一方面，在2个扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生了故障的情况下，难以高精度地判断另一个扭矩传感器是否正常，因此，难以信赖由另一个扭矩传感器检测到的扭矩值。
在电动助力转向装置中，优选的是，在2个扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生故障之后也继续进行马达助力，从而降低驾驶员的负担。因此，优选的是，即使在正常的扭矩传感器为一个的情况下，也能够判断该扭矩传感器正常动作，使得在2个扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生故障之后也能够根据从另一个扭矩传感器输出的输出值继续进行马达助力。
本发明的目的在于提供故障检测装置和电动助力转向装置，即使在正常的扭矩传感器为一个的情况下，也能够判断该扭矩传感器正在正常地工作。
用于解决课题的手段
根据上述目的，本发明是一种故障检测装置，该故障检测装置具备：故障检测部，其检测扭矩检测部的故障，该扭矩检测部通过多个扭矩传感器检测施加在旋转轴上的扭矩；和控制部，在所述故障检测部检测出所述扭矩检测部的故障的情况下，该控制部控制马达的驱动，使得输出连续扭矩，该连续扭矩是在所述多个扭矩传感器中的至少一个正常的情况下能由所述扭矩传感器检测的、连续产生的扭矩，所述控制部控制所述马达的驱动，使得利用因所述连续扭矩引起的振动来通知所述扭矩检测部的故障，所述控制部将因所述连续扭矩引起的振动的频率设为5Hz～7kHz。
发明效果
根据本发明，即使在正常的扭矩传感器为一个的情况下，也能够判断该扭矩传感器正在正常地工作。
附图说明
图1是示出第1实施方式的电动助力转向装置的概要结构的图。
图2是控制装置的概要结构图。
图3是示出第1扭矩检测信号、第2扭矩检测信号的输出范围的图。
图4是示出扭距检测装置的故障检测范围的图。
图5的(a)是示出执行故障时的控制的时候的目标电流的图。(b)和(c)是示出从扭矩传感器输出的扭矩检测信号的一例的图。
图6是示出控制装置进行的助力控制处理的步骤的流程图。
图7是示出控制装置进行的扭矩传感器故障时控制处理的步骤的流程图。
图8是示出第2实施方式的故障诊断方法的图。
图9是示出第3实施方式的故障诊断方法的图。
图10的(a)～(c)是示出强制振动产生电流的波形的另一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
<第1实施方式>
图1是示出第1实施方式的电动助力转向装置100的概要结构的图。
电动助力转向装置100(以下，有时也简称为“转向装置100”。)是用于任意地改变车辆的行进方向的转向装置，在本实施方式中例示了适用于作为车辆的一例的汽车1的结构。另外，图1是从前方观察汽车1的图。
转向装置100具备:车轮(轮)状的方向盘(驾驶盘)101，驾驶员操作该方向盘，以改变汽车1的行进方向；和一体地设置于方向盘101的转向轴102。此外，转向装置100具备:经由万向接头103a与转向轴102连结的连结轴103；和经由万向接头103b与该连结轴103连结的小齿轮轴106。小齿轮轴106与方向盘101的旋转联动地旋转。在小齿轮轴106的下端部形成有小齿轮106a。
此外，转向装置100具备:分别与作为滚动轮的左侧前轮151，右侧前轮152连结的横拉杆104；和与横拉杆104连结的齿条轴105。形成于齿条轴105的齿条齿105a和形成于小齿轮轴106的小齿轮106a构成齿轮齿条副机构。
此外，转向装置100具备扭矩检测装置200，该扭矩检测装置200根据小齿轮轴106的扭转来检测施加在方向盘101上的转向扭矩T。扭矩检测装置200具有第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202。可以例示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202是根据因磁变形引起的磁特性的变化来检测与小齿轮轴106的扭转对应的转向扭矩T的磁变形式的传感器。在小齿轮轴106的外周面形成有磁变形膜以通过第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202检测转向扭矩T。另外，第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202也可以是使用霍尔IC、MR元件的公知的扭矩传感器。以下，有时将第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202统称为“扭矩传感器203”。
此外，转向装置100具有：收纳小齿轮轴106的转向齿轮箱107；支承于转向齿轮箱107的电动马达110；以及对电动马达110的驱动力进行减速而传递至小齿轮轴106的减速机构111。减速机构111例如由固定于小齿轮轴106的蜗轮(未图示)、以及固定于电动马达110的输出轴的蜗轮副(未图示)等构成。电动马达110通过对小齿轮轴106施加旋转驱动力，向齿条轴105施加使左侧前轮151、右侧前轮152滚动的驱动力(齿条轴力)。本实施方式的电动马达110是具有旋转变压器120的三相无刷马达，所述旋转变压器120输出与作为电动马达110的旋转角度的马达旋转角度θm联动的旋转角度信号θms。
此外，转向装置100具备控制电动马达110的动作的控制装置10。来自上述扭矩检测装置200的输出信号被输入到控制装置10中。此外，来自检测作为汽车1的移动速度的车速Vc的车速传感器170的输出信号v等经由进行通信的网络(CAN)而被输入到控制装置10中，其中，所述通信使用于控制搭载于汽车1的各种设备的信号流通。
如上构成的转向装置100根据扭矩检测装置200检测出的转向扭矩T来驱动电动马达110，将电动马达110的驱动力(产生扭矩)传递至小齿轮轴106。由此，电动马达110的产生扭矩对驾驶员施加在方向盘101上的转向进行助力。这样，电动马达110针对驾驶员对方向盘101的转向施加助力。
{控制装置}
接下来，对控制装置10进行说明。
图2是控制装置10的概要结构图。
控制装置10是由CPU、ROM、RAM、备份RAM等构成的算术逻辑运算电路。
从上述第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1、从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2、来自车速传感器170的与车速Vc对应的车速信号v等被输入到控制装置10中。
并且，控制装置10具备：目标电流计算部20，其计算(设定)需要向电动马达110供给的目标电流It；和控制部30，其根据目标电流计算部20计算出的目标电流It进行反馈控制等。
此外，控制装置10具备输出部80，该输出部80根据从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1或从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2，输出与转向扭矩对应的值，并且诊断扭距检测装置200的故障。
〔目标电流计算部〕
目标电流计算部20具备：临时目标电流确定部25，其确定作为临时的目标电流的临时目标电流Itf；故障检测电流确定部28，其根据输出部80是否检测出了扭距检测装置200的故障来确定故障检测电流If；以及最终目标电流确定部29，其最终确定向电动马达110供给的目标电流It。
另外，从输出部80输出的后述的扭矩信号Td、与车速Vc对应的来自车速传感器170的输出信号等被输入到目标电流计算部20中。
临时目标电流确定部25根据扭矩信号Td和来自车速传感器170的输出信号v来确定临时目标电流Itf。可以例示如下情况：在转向扭矩T为正的情况下，临时目标电流Itf为正，在转向扭矩T为负的情况下，临时目标电流Itf为负。另外，还可以设定不灵敏区域。此外，关于临时目标电流Itf，在转向扭矩T的绝对值相同的情况下，车速Vc越低速，临时目标电流Itf的绝对值越大。
关于故障检测电流确定部28，将在后面详述。
最终目标电流确定部29在没有从输出部80取得表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的信息的情况下，将由临时目标电流确定部25确定的临时目标电流Itf和由故障检测电流确定部28确定的故障检测电流If相加后得到的值确定为最终的目标电流It。另一方面，最终目标电流确定部29在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的信息的情况下，将目标电流It确定为零。
目标电流计算部20的临时目标电流确定部25、故障检测电流确定部28以及最终目标电流确定部29每规定的期间(例如1毫秒)取得来自输出部80或车速传感器170等各种传感器的输出值，并且进行各个处理，每规定的期间计算出目标电流It。
输出部80每规定的期间(例如1毫秒)取得来自扭矩检测装置200的输出值并且进行各个处理，每规定的期间输出扭矩信号Td或表示扭矩检测装置200发生了故障的信号等。
这里，设小齿轮轴106的扭转量为零的状态为中立状态(中立位置)，方向盘101从中立状态(中立位置)向右旋转时的小齿轮轴106的扭转所变化的方向为正(转向扭矩T为正)。此外，设方向盘101从中立状态向左旋转时的小齿轮轴106的扭转所变化的方向为负(转向扭矩T为负)。
并且，基本上，在由扭矩检测装置200检测出的转向扭矩T为正时，计算出临时目标电流Itf并设该临时目标电流Itf流动的方向为正，使得电动马达110向右旋转方向旋转。即，基本上，在转向扭矩T为正时，临时目标电流确定部25确定正的临时目标电流Itf，产生使电动马达110向右旋转方向旋转的方向的扭矩。在转向扭矩T为负时，临时目标电流确定部25确定负的临时目标电流Itf，产生使电动马达110向左旋转方向旋转的方向的扭矩。
[控制部]
控制部30具有：马达驱动控制部(未图示)，其控制电动马达110的动作；马达驱动部(未图示)，其驱动电动马达110；以及马达电流检测部(未图示)，其检测实际流过电动马达110的实际电流Im。
马达驱动控制部具有：反馈(F/B)控制部(未图示)，其根据由目标电流计算部20最终确定的目标电流It与由马达电流检测部检测出的供给至电动马达110的实际电流Im之间的偏差，来进行反馈控制；以及PWM信号生成部(未图示)，其生成用于对电动马达110进行PWM驱动的PWM(脉宽调制)信号。
反馈控制部具有：偏差运算部(未图示)，其求取由目标电流计算部20最终确定的目标电流It与由马达电流检测部检测出的实际电流Im之间的偏差；和反馈(F/B)处理部(未图示)，其进行反馈处理，使得该偏差为零。
PWM信号生成部根据来自反馈控制部的输出值生成用于对电动马达110进行PWM(脉宽调制)驱动的PWM信号，输出生成的PWM信号。
马达驱动部是所谓的逆变器，例如具备6个独立的晶体管(FET)作为开关元件，6个晶体管中的3个晶体管连接在电源的正极侧线与各相的电线圈之间，另外3个晶体管与各相的电线圈和电源的负极侧(接地)线连接。然后，驱动从6个晶体管中选择出的2个晶体管的栅极，使这些晶体管进行开关动作，由此来控制电动马达110的驱动。
马达电流检测部根据在与马达驱动部连接的分流电阻的两端产生的电压，检测流过电动马达110的实际电流Im的值。
〔输出部〕
输出部80具备诊断第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202的故障的故障诊断部83。此外，输出部80具备切换部85，该切换部85根据故障诊断部83的故障诊断结果，在下述两个操作之间进行切换，所述两个操作是将从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1用作扭矩信号Td；以及将从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2用作扭矩信号Td。
《故障诊断部》
从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1、从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2被输入到故障诊断部83中。然后，故障诊断部83根据第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2来诊断第1扭矩传感器201或第2扭矩传感器202是否发生了故障。此外，在第1扭矩传感器201发生了故障的情况下，故障诊断部83根据第2扭矩检测信号TS2来诊断第2扭矩传感器202是否发生了故障。此外，在第2扭矩传感器202发生了故障的情况下，故障诊断部83根据第1扭矩检测信号TS1来诊断第1扭矩传感器201是否发生了故障。关于故障诊断方法，将在后面详述。
《切换部》
在故障诊断部83判断为第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202没有发生故障的情况下，切换部85在输出表示该情况的信号的同时，也输出从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1作为扭矩信号Td。
此外，在故障诊断部83判断为第2扭矩传感器202发生了故障的情况下，切换部85在输出表示该情况的信号的同时，也输出从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1作为扭矩信号Td。
此外，在故障诊断部83判断为第1扭矩传感器201发生了故障的情况下，切换部85在输出表示该情况的信号的同时，也输出从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2作为扭矩信号Td。
此外，在故障诊断部83判断为第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的情况下，切换部85输出表示该情况的信号。
[故障诊断]
以下，对故障诊断部83进行的故障诊断进行说明。
图3是示出第1扭矩检测信号TS1、第2扭矩检测信号TS2的输出范围的图。以下，有时也将第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2统称为“扭矩检测信号TS”。
如图3所示，第1扭矩检测信号TS1伴随着转向扭矩T向右方向的大小的增加而上升，并且在最大电压VHi与最小电压VLo之间变化。如图3所示，第2扭矩检测信号TS2伴随着转向扭矩T向左方向的大小的增加而上升，并且在最大电压VHi与最小电压VLo之间变化。可以例示最大电压VHi为4.5V、最小电压VLo为0.5V的情况。
图4是示出扭距检测装置200的故障检测范围的图。
在扭距检测装置200产生故障的情况下，进入图4所示的故障检测范围。作为扭矩检测装置200的故障，可以例示电路的粘合故障、断线、信号异常故障。
在第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均正常工作的情况下，合计了第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2的合计电压Vt始终为规定的电压(VHi+VLo)(参照图4的实线)。
在合计了第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2的合计电压Vt处于以规定的电压(VHi+VLo)为中心的规定的范围内的情况下，故障诊断部83诊断为第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202正常，扭距检测装置200正常。另一方面，在合计电压Vt不在规定的范围的情况下，故障诊断部83诊断为第1扭矩传感器201或第2扭矩传感器202发生了故障，扭距检测装置200发生了故障。如图4所示，可以例示如下情况：规定的范围是下限基准值VL以上且上限基准值VH以下的区域，其中，所述下限基准值VL低于规定的电压(VHi+VLo)，所述上限基准值VH高于规定的电压(VHi+VLo)。
故障检测电流确定部28在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202未发生故障的信号的情况下(未取得表示扭矩检测装置200发生了故障的信号的情况下)，设故障检测电流If为零。另一方面，在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201或第2扭矩传感器202发生了故障的信号的情况下，将电动马达110产生振动的强制振动产生电流确定为故障检测电流If。可以例示如下情况：强制振动产生电流是正弦波状地且周期性地变化为正和负的值。
在如上构成的控制装置10中，在扭距检测装置200正常的情况下，即，在第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均正常的情况下，故障检测电流确定部28设故障检测电流If为零。其结果是，目标电流计算部20将由临时目标电流确定部25确定的临时目标电流Itf确定为最终的目标电流It。
另一方面，在扭矩检测装置200发生了故障的情况下，即，在第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202中的至少任意一个发生了故障的情况下，故障检测电流确定部28将强制振动产生电流确定为故障检测电流If。其结果是，目标电流计算部20将在由临时目标电流确定部25确定的临时目标电流Itf上加上故障检测电流If(强制振动产生电流)后得到的电流确定为最终的目标电流It。
在以下内容中，将控制装置10在扭矩检测装置200正常的情况下进行的电动马达110的驱动控制称为“通常控制”，将在扭矩检测装置200发生了故障的情况下进行的电动马达110的驱动控制称为“故障时控制”。
在故障时控制中，当在临时目标电流Itf上加上故障检测电流If时，利用相当于故障检测电流If(强制振动产生电流)的量的电动马达110的驱动扭矩使小齿轮轴106周期性地扭转。因此，在扭矩传感器203正常的情况下，检测因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转。另一方面，在扭矩传感器203发生了故障的情况下，无法检测因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转。
鉴于该事项，在从扭矩传感器203取得的信号反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下，输出部80的故障诊断部83判断为扭矩传感器203正常，在没有反映的情况下，判断为发生了故障。
图5的(a)是示出执行故障时的控制的时候的目标电流It的图。图5的(b)和图5的(c)是示出从扭矩传感器203输出的扭矩检测信号TS的一例的图。在图5的(a)中，例示了在执行故障时的控制的时候临时目标电流Itf为零的情况、即目标电流It等于故障检测电流If(强制振动产生电流)的情况。图5的(b)是示出扭矩传感器203反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下的扭矩检测信号TS的一例的图。图5的(c)是示出扭矩传感器203没有反映因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下的扭矩检测信号TS的一例的图。
在从将故障检测电流If作为基准值If0时的基准时间起经过规定期间T1后的、从扭矩传感器203输出的扭矩检测信号TS的值在基准范围外的情况下，故障检测电流确定部28认为反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的扭转，故障诊断部83判断为扭矩传感器203正常。另一方面，在规定期间T1后的扭矩检测信号TS的值在基准范围内的情况下，认为没有反映因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的扭转，故障诊断部83判断为扭矩传感器203发生了故障。另外，可以例示故障检测电流If的基准值If0是预先确定的值的情况。此外，也可以根据车速Vc使基准范围变动。此外，也可以根据转向角速度使基准范围变动。
此外，根据减速机构111、以及小齿轮轴106和齿条轴105的质量等确定的电动马达110的驱动扭矩向小齿轮轴106的传递系数越小，小齿轮轴106越难以扭转。因此，传递系数越小，来自扭矩传感器203的扭矩检测信号TS越小。鉴于该事项，可以例示以传递系数越小、越减小基准范围等方式、根据传递系数使基准范围变动的情况。
此外，传递系数越小，直到电动马达110的驱动扭矩被传递至小齿轮轴106的扭转为止的时间越长(响应变慢)。因此，可以例示以传递系数越小、使规定期间T1越长等方式、根据传递系数使规定期间T1变动的情况。但是，也可以预先确定规定期间T1。
接下来，使用流程图，对控制装置10进行的助力控制处理的步骤进行说明。
图6是示出控制装置10进行的助力控制处理的步骤的流程图。
控制装置10例如每预先确定的期间(例如1毫秒)反复执行该助力控制处理。
控制装置10判断扭距检测装置200是否发生了故障(S601)。这是故障诊断部83通过进行上述故障诊断来进行判断的处理。在扭距检测装置200没有发生故障的情况下(在S601中为“否”)，进行上述通常控制(S602)。
另一方面，在扭矩检测装置200发生了故障的情况下(在S601中为“是”)，为了确定第1扭矩传感器201、第2扭矩传感器202中的哪一个发生了故障，将上述强制振动产生电流确定为故障检测电流If(S603)。然后，判断从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1是否反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转(S604)。然后，在反映了的情况下(S604中为“是”)，确定为第2扭矩传感器202发生了故障(S605)，将在确定为第2扭矩传感器202发生了故障的情况下开启(ON)的第2扭矩传感器故障标志开启(S606)。
另一方面，在从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1没有反映因强制振动产生电流引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下(S604中为“否”)，确定为第1扭矩传感器201发生了故障(S607)，将在确定为第1扭矩传感器201发生了故障的情况下开启的第1扭矩传感器故障标志开启(S608)。
接下来，使用流程图，对控制装置10进行的扭矩传感器故障时控制处理的步骤进行说明。
图7是示出控制装置10进行的扭矩传感器故障时控制处理的步骤的流程图。
在第1扭矩传感器故障标志或第2扭矩传感器故障标志开启之后，控制装置10例如每预先确定的期间(例如1毫秒)反复执行该扭矩传感器故障时控制处理。
控制装置10判断从被认为正常的扭矩传感器203(在第1扭矩传感器故障标志开启的情况下为第2扭矩传感器202、在第2扭矩传感器故障标志开启的情况下为第1扭矩传感器201)输出的扭矩检测信号TS是否反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转(S701)。在反映了的情况下(S701中为“是”)，结束本处理的执行。
另一方面，在没有反映的情况下(S701中为“否”)，判断为被认为正常的扭矩传感器203发生了故障(S702)，由于第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障，因此停止电动马达110的驱动而停止助力(S703)。
另外，在上述实施方式中，在故障检测电流确定部28将强制振动产生电流确定为故障检测电流If时，在从扭矩传感器203输出的扭矩检测信号TS没有反映因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下，控制装置10(故障诊断部83)判断为该扭矩传感器发生了故障(例如、S605、S607、S702)，但是并不特别限定于该方式。例如，控制装置10(故障诊断部83)也可以在从扭矩传感器203输出的扭矩检测信号TS在预先确定的期间(例如1秒)内没有反映因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转的情况下，判断为该扭矩传感器发生了故障。此外，控制装置10(故障诊断部83)也可以将在预先确定的期间内没有反映的情况判断为在继续进行了预先确定的次数(例如3次)的情况下该扭矩传感器发生了故障。
如以上说明的那样，第1实施方式的转向装置100具备：作为检测转向扭矩T的扭矩检测部的一例的扭矩检测装置200；和作为检测扭矩检测装置200的故障的故障检测部的一例的故障诊断部83。此外，转向装置100具备作为控制部的一例的目标电流计算部20，在故障诊断部83检测出扭矩检测装置200的故障的情况下，该目标电流计算部20控制马达的驱动，使得输出作为在扭矩传感器203正常的情况下可由扭矩传感器203检测的扭矩的一例的连续扭矩，所述连续扭矩是连续产生的、使得因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的周期性扭转发生的扭矩。
此外，具备故障诊断部83和目标电流计算部20的控制装置10是检测扭矩检测装置200的故障的故障检测装置的一例。
并且，在如上构成的第1实施方式的转向装置100中，在扭矩检测装置200发生了故障的情况下(第1扭矩传感器201或第2扭矩传感器202发生了故障的情况下)，故障检测电流确定部28将强制振动产生电流确定为故障检测电流If，并且，故障诊断部83根据从扭矩传感器203输出的扭矩检测信号TS进行故障诊断。由此，转向装置100能够确定第1扭矩传感器201、第2扭矩传感器202中的哪一个发生了故障。并且，在确定了哪一个扭矩传感器发生了故障之后，也能够诊断正常的扭矩传感器是否发生了故障。即，即使在正常的扭矩传感器为一个的情况下，也能够判断该扭矩传感器正常动作的情况。因此，从正常的扭矩传感器输出的扭矩检测信号TS是可靠的值。这样，根据第1实施方式的转向装置100，即使在第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202这2个扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生故障之后，也能够根据从正常的另一个扭矩传感器输出的扭矩检测信号TS继续进行电动马达110的助力控制。其结果是，与在一个扭矩传感器发生故障之后停止助力控制的结构、或根据转向角θs进行助力控制的结构相比，能够更高精度地降低驾驶员的负担。
此外，故障检测电流确定部28控制电动马达110的驱动，使得连续产生使小齿轮轴106的周期性扭转产生的扭矩，由此，传递至方向盘101的扭矩也是连续的。其结果是，与在方向盘101产生的扭矩为间歇性的情况相比，转向感良好。
在如上构成的第1实施方式的转向装置100中，故障检测电流确定部28可以设作为故障检测电流If的强制振动产生电流的频率为5Hz以上。通过使频率为5Hz以上，由于相当于故障检测电流If(强制振动产生电流)的量的电动马达110的驱动扭矩而使小齿轮轴106周期性扭转，由此方向盘101以5Hz以上的频率振动。当方向盘101以5Hz以上的频率振动时，握住方向盘101的驾驶员能够感觉到方向盘101的振动。其结果是，驾驶员能够掌握扭距检测装置200发生了故障的情况。
换言之，在本实施方式的控制装置10中，在扭距检测装置200发生了故障的情况下，故障检测电流确定部28将5Hz以上的频率的强制振动产生电流确定为故障检测电流If，因此能够使驾驶员感知方向盘101的振动，能够使驾驶员掌握扭距检测装置200发生了故障的情况。即，在本实施方式的控制装置10中，在扭矩检测装置200发生了故障的情况下，能够使用方向盘101的振动向驾驶员通知扭矩检测装置200发生了故障的情况。
另外，当方向盘101的振动的频率变高时，存在转向感恶化的担忧，因此，强制振动产生电流的频率优选在30Hz以下。
但是，如果因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的方向盘101的振动的振幅较小，则转向感的恶化较小。因此，如果强制振动产生电流的振幅较小，则频率也可以大于30Hz。当因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的电动马达110的振动的频率大于20Hz时，驾驶员能够意识到正在产生声音。其结果是，驾驶员能够根据声音掌握扭距检测装置200发生了故障的情况。
另外，当电动马达110的振动的频率变高时，成为刺耳的声音，因此，强制振动产生电流的频率优选在7000Hz(7kHz)以下。更优选在4000Hz(4kHz)以下。
如果目标电流计算部20例如每1毫秒计算出目标电流It，则能够设为将以500Hz周期性地变化为正和负的值的强制振动产生电流相加后得到的目标电流It。在设强制振动产生电流的频率为7000Hz(7kHz)的情况下，目标电流计算部20可以每0.07毫秒计算出目标电流It。
另外，在上述实施方式中，在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的信息的情况下，最终目标电流确定部29将目标电流It确定为零，但是并不特别限定于该方式。例如，最终目标电流确定部29在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的信息的情况下，也可以将目标电流It从紧前的值逐渐减小至零。
此外，目标电流计算部20在从输出部80取得了表示第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202均发生了故障的信息的情况下，也可以根据转向角计算部计算出的转向角θs计算出目标电流It。
<第2实施方式>
第2实施方式的转向装置100相对于第1实施方式的转向装置100而言，故障诊断部83诊断扭矩传感器203是否反映了因故障检测电流If(强制振动产生电流)引起的小齿轮轴106的扭转(扭矩传感器是否发生了故障)的故障诊断方法有所不同。以下，对与第1实施方式的不同的方面进行说明。
图8是示出第2实施方式的故障诊断方法的图。
第2实施方式的故障诊断部83根据预先确定的基准期间T2中的从扭矩传感器输出的扭矩检测信号TS的振幅A来诊断扭矩传感器的故障。例如，故障诊断部83在基准期间T2中的扭矩检测信号TS的振幅A在预先确定的基准振幅A0以上的情况下判断为扭矩传感器正常，在基准期间T2中的扭矩检测信号TS的振幅A低于基准振幅A0的情况下，可以判断为扭矩传感器发生了故障。
在根据扭矩检测信号TS的振幅A进行诊断的情况下，车速Vc越小，来自扭矩传感器的扭矩检测信号TS越大，因此，可以以车速Vc越小越增大基准振幅A0等方式、根据车速Vc使基准振幅A0变动。此外，传递系数越小，来自扭矩传感器的扭矩检测信号TS越小，因此，可以以传递系数越小越减小基准振幅A0等方式、根据传递系数使基准振幅A0变动。但是，也可以预先确定基准振幅A0。
<第3实施方式>
第3实施方式的转向装置100相对于第1实施方式的转向装置100而言，故障诊断部83进行诊断的故障诊断方法有所不同。以下，对与第1实施方式的不同的方面进行说明。
图9是示出第3实施方式的故障诊断方法的图。
第3实施方式的故障诊断部83根据预先确定的基准期间T3中的从扭矩传感器输出的扭矩检测信号TS的频率f(＝1/Tts)来诊断扭矩传感器的故障。例如，故障诊断部83在基准期间T3中的扭矩检测信号TS的频率f在预先确定的基准频率以上的情况下判断为扭矩传感器正常，在基准期间T3中的扭矩检测信号TS的频率f低于基准频率的情况下，可以判断为扭矩传感器发生了故障。
在根据扭矩检测信号TS的频率f诊断扭矩传感器的故障的情况下，由于传递系数越小，来自扭矩传感器的扭矩检测信号TS的响应越慢，因此可以以传递系数越小越减小基准频率等方式、根据传递系数使基准频率变动。但是，也可以预先确定基准频率。
<第4实施方式>
第4实施方式的转向装置100相对于第1实施方式的转向装置100而言，故障检测电流确定部28确定的强制振动产生电流的波形有所不同。以下，对与第1实施方式的不同的方面进行说明。
作为用于使电动马达110产生振动的强制振动产生电流，只要是周期性地变化为正和负的值的值，则不限于第1实施方式中叙述的正弦波状。
图10的(a)～图10的(c)是示出强制振动产生电流的波形的另一例的图。
如图10的(a)所示，用于使电动马达110产生振动的强制振动产生电流的波形也可以是矩形波状。
此外，强制振动产生电流的波形也可以如图10的(b)所示为三角波状。
此外，强制振动产生电流的波形也可以如图10的(c)所示为锯齿波状。
即使是图10的(a)～图10的(c)所示的波形的强制振动产生电流，故障诊断部83也能够根据来自扭矩传感器的扭矩检测信号TS，高精度地诊断是否反映了因这些强制振动产生电流引起的小齿轮轴106的扭转(扭矩传感器是否发生了故障)。
<第5实施方式>
在第5实施方式的转向装置100中，控制装置10具备如下功能：根据扭距检测装置200发生故障之后的(故障诊断部83检测出扭距检测装置200的故障之后的)经过时间而改变向驾驶员通知扭矩检测装置200发生了故障的情况的方式。
控制装置10在使用方向盘101的振动来通知扭矩检测装置200发生了故障的情况时，在扭距检测装置200发生故障之后的经过时间超过规定的时间的情况下，也可以使振动比超过规定的时间之前大。通过增大振动，能够准确度更高地向驾驶员通知扭矩检测装置200发生了故障的情况。可以例示控制装置10增大故障检测电流If(强制振动产生电流)的振幅以增大振动的情况。此外，控制装置10也可以通过减小故障检测电流If(强制振动产生电流)的频率来增大振动。
此外，控制装置10在使用方向盘101的振动来通知扭矩检测装置200发生了故障的情况时，也可以是，扭距检测装置200发生故障之后的经过时间越长，越增大振动。
控制装置10在根据电动马达110的振动的声音来通知扭矩检测装置200发生了故障的情况时，在扭距检测装置200发生故障之后的经过时间超过规定的时间的情况下，也可以使声音比超过规定的时间之前大。通过增大声音，能够准确度更高地向驾驶员通知扭矩检测装置200发生了故障的情况。可以例示控制装置10增大故障检测电流If(强制振动产生电流)的振幅以增大声音的情况。
此外，控制装置10在根据电动马达110的振动的声音来通知扭矩检测装置200发生了故障的情况时，也可以是，扭距检测装置200发生故障之后的经过时间越长，越增大振动。
另外，也可以将第1实施方式～第5实施方式的转向装置100的特征点相互组合。
此外，第1实施方式～第5实施方式涉及的扭矩检测装置200具备2个扭矩传感器，但是扭矩传感器的数量不限于2个。例如，即使是具备3个以上的扭矩传感器的结构，也能够利用上述的控制装置10来确定3个以上的扭矩传感器中的哪一个扭矩传感器发生了故障，并且，即使在正常的扭矩传感器为一个的情况下，也能够判断该扭矩传感器在正常工作。此外，即使是具备一个扭矩传感器的结构，也能够利用上述控制装置10判断该扭矩传感器在正常工作。
标号说明
10：控制装置；20：目标电流计算部；28：故障检测电流确定部；80：输出部；83：故障诊断部；200：扭矩检测装置；201：第1扭矩传感器；202：第2扭矩传感器。

Claims (12)

1.一种故障检测装置，其中，该故障检测装置具备：
故障检测部，其对扭矩检测部的故障进行检测，该扭矩检测部通过多个扭矩传感器检测施加在旋转轴上的扭矩；和
控制部，在所述故障检测部检测出所述扭矩检测部的故障的情况下，该控制部控制马达的驱动，使得输出连续扭矩，该连续扭矩是在所述多个扭矩传感器中的至少一个正常的情况下能由所述扭矩传感器检测的、连续产生的扭矩，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得利用因所述连续扭矩引起的振动来通知所述扭矩检测部的故障，
所述控制部将因所述连续扭矩引起的振动的频率设为5Hz～7kHz，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得通过以所述连续扭矩对车辆的方向盘施加振动来通知所述扭矩检测部的故障。
2.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，
在所述控制部控制所述马达的驱动以输出所述连续扭矩的情况下，所述故障检测部检测所述扭矩检测部所具有的所述多个扭矩传感器中的任意扭矩传感器是否发生了故障。
3.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，
所述故障检测部在检测出所述扭矩检测部所具有的2个扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生了故障的情况下，对在所述控制部控制所述马达的驱动以输出所述连续扭矩的情况下所述2个扭矩传感器中的另一个扭矩传感器是否发生了故障进行检测。
4.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，
所述控制部为了输出所述连续扭矩而将提供给所述马达的电流的波形设为正弦波状。
5.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，
所述控制部为了输出所述连续扭矩而将提供给所述马达的电流的波形设为矩形波、三角波和锯齿波中的任意波形。
6.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中，
所述控制部将以所述连续扭矩施加在所述方向盘上的振动的频率设为5Hz以上30Hz以下。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的故障检测装置，其中，
所述控制部根据所述故障检测部检测出所述扭矩检测部的故障之后的经过时间，变更因所述连续扭矩引起的振动的振幅。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的故障检测装置，其中，
所述控制部根据所述故障检测部检测出所述扭矩检测部的故障之后的经过时间，减小因所述连续扭矩引起的振动的频率。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的故障检测装置，其中，
所述故障检测部在因所述扭矩传感器检测的所述连续扭矩引起的振动的振幅低于基准振幅的情况下，判断为所述扭矩传感器发生了故障，并且使所述基准振幅可变。
10.根据权利要求1至6中的任一项所述的故障检测装置，其中，
所述故障检测部在因所述扭矩传感器检测的所述连续扭矩引起的振动的频率低于基准频率的情况下，判断为所述扭矩传感器发生了故障，并且使所述基准频率可变。
11.一种电动助力转向装置，其中，该电动助力转向装置具备：
扭矩检测部，其通过多个扭矩传感器检测转向扭矩；
故障检测部，其检测所述扭矩检测部的故障；以及
控制部，在所述故障检测部检测出所述扭矩检测部的故障的情况下，该控制部控制马达的驱动，使得输出连续扭矩，该连续扭矩是在所述多个扭矩传感器中的至少一个正常的情况下能由所述扭矩传感器检测的、连续产生的扭矩，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得利用因所述连续扭矩引起的振动来通知所述扭矩检测部的故障，
所述控制部将因所述连续扭矩引起的振动的频率设为5Hz～7kHz，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得通过以所述连续扭矩对车辆的方向盘施加振动来通知所述扭矩检测部的故障。
12.一种故障检测装置，其中，该故障检测装置具备：
控制部，其控制马达的驱动，使得输出连续扭矩，该连续扭矩是能由检测施加在旋转轴上的扭矩的扭矩传感器检测的、连续产生的扭矩；和
故障检测部，其根据所述扭矩传感器在所述控制部控制所述马达的驱动以输出所述连续扭矩的情况下是否检测出因所述连续扭矩而施加在所述旋转轴上的扭矩，来检测所述扭矩传感器的故障，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得利用因所述连续扭矩引起的振动来通知所述扭矩传感器的故障，
所述控制部将因所述连续扭矩引起的振动的频率设为5Hz～7kHz，
所述控制部控制所述马达的驱动，使得通过以所述连续扭矩对车辆的方向盘施加振动来通知所述扭矩传感器的故障。
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