JP2010018149A

JP2010018149A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2010018149A
Application number: JP2008180068A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujimoto; 耕士藤本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-10
Also published as: JP5045585B2

Abstract

【課題】ＥＰＳにおいて、故障時でもアシスト力を弱めることなく、最終的なアシスト停止を回避する。
【解決手段】ＥＰＳのＥＣＵは、トルクセンサのホールから得られる２つの電気的出力に基づき、電動モータへの通電を制御する。そして、ＥＣＵのマイコンは、エンジン起動時に、電動モータに通電させて相対回転変位量を発生させるとともにトルクセンサから電気的出力を発生させることで、ホールＩＣの中で故障したものを特定する故障器特定手段として機能する。これにより、マイコンは故障器を高精度に特定することができるとともに、非故障器から得られる電気的出力に基づいて、アシスト力を弱めることなく、ＥＰＳによるアシストを続行することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動モータの出力により舵輪の操舵をアシストする電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳと呼ぶ）に関するものである。

従来から、ＥＰＳにおける電動モータへの通電は、主として、乗員により舵輪に与えられるトルクに基づき制御されている。また、このトルクは、例えば、ステアリングシャフトに組み込まれたトルクセンサにより検出されて電子制御装置（ＥＣＵ）に出力され、ＥＣＵは、検出されたトルクに応じて電動モータの通電制御を実行している。

近年、ＥＰＳの搭載は、軽自動車ばかりでなく、普通乗用車においても一般的となっており、ＥＰＳにより舵輪の操舵がアシストされる車両は、顕著に増加している。このため、ごく稀にＥＰＳが故障したときに、ＥＰＳによるアシストが停止して乗員の操舵感が急激に変動するのを回避するため、何らかの対策を採っておく必要があり、様々な制御手段が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、特許文献１のＥＰＳによれば、ＥＰＳに故障が発生した場合でも、ＥＰＳによるアシストを全面的に停止するのではなく、ＥＰＳ故障時の制御方式に従って電動モータの動作制御を続行し、乗員の操舵感が急激に変動するのを回避している。

ところで、特許文献１の制御手段は、アシストの続行によって操舵感の急激な変動を回避することを主目的としているので、アシスト力は限定的な弱いものであり、応急処置としての対策と考えられる。このため、特許文献１の制御手段によれば、アシスト力を徐々に下げていき、最終的にはアシストを停止することが必要となる。

そして、エンジン停止後、再度、エンジンを起動してもアシスト力が弱い、またはアシストが停止された状態が維持されており、乗員は、操舵に違和を感じながら運転を行うことになってしまう。
そこで、今後の更なる改善策として、ＥＰＳ故障時でもアシスト力を弱めることなく、最終的なアシスト停止を回避できるような制御手段が要求されている。
特開２００７−２８３８９１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ＥＰＳ故障時でもアシスト力を弱めることなく、最終的なアシスト停止を回避できるような制御手段を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のＥＰＳは、舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、舵輪と転舵輪との間で、舵輪に与えられたトルクの伝達経路をなすシャフトと、シャフトに組み込まれ、舵輪側のシャフトと転舵輪側のシャフトとの相対回転変位量に応じて、トルクを検出するための複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、複数の電気的出力に基づき電動モータへの通電を制御する制御手段とを備える。

また、トルク検出手段は、相対回転変位量に応じて変化する磁束を発生する磁束発生手段と、磁束発生手段で発生した磁束に応じて電気的出力を発生する複数の出力発生手段とを有する。そして、制御手段は、エンジン起動時に、電動モータに通電させて相対回転変位量を発生させるとともにトルク検出手段から複数の電気的出力を発生させることで、複数の出力発生手段の中から故障した出力発生手段を特定する故障器特定手段を有する。

また、故障器特定手段は、電気的出力が一時的に所定の閾値を跨いで変化するように、電動モータに通電させる電流値を一時的に変動させ、電気的出力が、電流値の一時的な変動により閾値を跨いで変化したか否かを判定することで、複数の出力発生手段の中から故障した出力発生手段を特定する。

これにより、故障器特定手段は、故障した出力発生手段（以下、故障器と呼ぶ）を高精度に特定することができる。つまり、電動モータに通電させる電流値が一時的に変動すれば、相対回転変位量も一時的に変動して磁束発生手段で発生する磁束も変動する。このため、特定対象となっている出力発生手段に故障が発生していなければ、電気的出力も一時的に閾値を跨いで変化する。

そこで、電動モータに通電させる電流値を一時的に変動させたときに、特定対象となっている出力発生手段の電気的出力が一時的に閾値を跨いで変化したか否かを判定することで、特定対象となっている出力発生手段が故障器であるか否かを確実に判定することができる。そして、故障器から得られる電気的出力の利用を停止し、他の故障していない出力発生手段から得られる電気的出力に基づいて制御を続行すれば、アシスト力を弱めることなく、またアシストを停止することなくＥＰＳによるアシストを続行することができる。

また、ＥＰＳの故障では、機械構造的な部分が故障することはほとんど考えられず、トルク検出手段の信号出力系統に何らかの不具合がごく稀に発生するのみと考えられる。そこで、トルク検出手段に複数の出力発生手段が備わっている場合に、上記のような制御手段を構築しておくことで、ＥＰＳの故障に対してほぼ完全に対処でき、アシスト力を弱めることなく、またアシストを停止することなくＥＰＳによるアシストを続行することが可能となる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のＥＰＳによれば、故障器特定手段は、電流値の一時的な変動を複数回繰り返す。
これにより、電流値の一時的な変動、および電気的出力の一時的な変化が安定して繰り返されるようになる。このため、電気的出力が閾値を跨いで変化したか否かの判定に対する信頼性を高めることができるので、結果的に、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のＥＰＳによれば、故障器特定手段は２つの異なる閾値を記憶しており、２つの閾値の内、大きい方の閾値を大側閾値として記憶し、小さい方の閾値を小側閾値として記憶している。また、故障器特定手段は、電気的出力が大側閾値を一時的に上回る上回り超過と、電気的出力が小側閾値を一時的に下回る下回り超過とが交互に生じるように、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。

そして、故障器特定手段は、電気的出力に上回り超過および下回り超過が、両方とも発生したか否かを判定することで、複数の出力発生手段の中から故障器を特定する。
これにより、例えば、電気的出力が電流値の変動に応じて変化するものの大側または小側にずれている場合でも、確実に故障器として特定することができる。このため、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のＥＰＳによれば、故障器特定手段は、電流値を正弦関数または余弦関数に従わせることで一時的に変動させる。
これにより、電気的出力は、一時的に変化した時の極大部または極小部において安定する。このため、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のＥＰＳによれば、制御手段は、複数の出力発生手段の中に故障器があるか否かを判定する故障判定手段と、複数の出力発生手段の中に故障器があると判定されたときに、複数の出力発生手段の中に故障器があることを記憶する故障履歴記憶手段とを有する。そして、故障器特定手段は、複数の出力発生手段の中に故障器があることを故障履歴記憶手段が記憶しているときに電流値を一時的に変動させる。
これにより、制御手段は、故障器の存在が確認された場合にのみ、故障器特定の処理を実行する。このため、効率的に故障器を特定することができる。

最良の形態１のＥＰＳは、舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、舵輪と転舵輪との間で、舵輪に与えられたトルクの伝達経路をなすシャフトと、シャフトに組み込まれ、舵輪側のシャフトと転舵輪側のシャフトとの相対回転変位量に応じて、トルクを検出するための複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、複数の電気的出力に基づき電動モータへの通電を制御する制御手段とを備える。

また、故障器特定手段は、電気的出力が一時的に所定の閾値を跨いで変化するように、電動モータに通電させる電流値を一時的に変動させ、電気的出力が、電流値の一時的な変動により閾値を跨いで変化したか否かを判定することで、複数の出力発生手段の中から故障器を特定する。

また、故障器特定手段は、電流値の一時的な変動を複数回繰り返す。
さらに、故障器特定手段は２つの閾値を記憶しており、２つの閾値の内、大きい方の閾値を大側閾値として記憶し、小さい方の閾値を小側閾値として記憶している。また、故障器特定手段は、電気的出力が大側閾値を一時的に上回る上回り超過と、電気的出力が小側閾値を一時的に下回る下回り超過とが交互に生じるように、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。

そして、故障器特定手段は、電気的出力に上回り超過および下回り超過が、両方とも発生したか否かを判定することで、複数の出力発生手段の中から故障器を特定する。
さらに、故障器特定手段は、電流値を正弦関数または余弦関数に従わせることで一時的に変動させる。

また、制御手段は、複数の出力発生手段の中に故障器があるか否かを判定する故障判定手段と、複数の出力発生手段の中に故障器があると判定されたときに、複数の出力発生手段の中に故障器があることを記憶する故障履歴記憶手段とを有する。そして、故障器特定手段は、複数の出力発生手段の中に故障器があることを故障履歴記憶手段が記憶しているときに電流値を一時的に変動させる。

〔実施例の構成〕
実施例のＥＰＳ１を図面に基づいて説明する。
ＥＰＳ１は、図１に示すように、電動モータ２の出力により舵輪３の操舵をアシストするものであり、主として、乗員により舵輪３に与えられるトルクに基づき制御されている。また、このトルクは、例えば、ステアリングシャフト（以下、シャフト４と呼ぶ）に組み込まれたトルクセンサ５により検出されてＥＣＵ６に出力され、ＥＣＵ６は、検出されたトルク等に応じて電動モータ２への通電制御を実行している。

すなわち、ＥＰＳ１は、舵輪３の操舵をアシストする出力を発生する電動モータ２と、舵輪３に与えられたトルクの伝達経路をなすシャフト４と、シャフト４に組み込まれ、舵輪３側のシャフト４と転舵輪８側のシャフト４との相対回転変位量（以下、単に相対回転変位量と略す）に応じて、トルクを検出するための電気的出力を発生するトルクセンサ５と、トルクセンサ５から得られる電気的出力に基づき、電動モータ２への通電を制御するＥＣＵ６とを備える。

なお、以下の説明では、トルクセンサ５よりも舵輪３側のシャフト４をインプットシャフト９と呼び、トルクセンサ５よりも転舵輪８側のシャフト４をアウトプットシャフト１０と呼ぶ。

そして、舵輪３に与えられたトルクが、シャフト４からラックアンドピニオン機構１１等を介して転舵輪８に伝達され、転舵輪８が転舵される。また、電動モータ２の出力が、例えばラックアンドピニオン機構１１に伝達されて、転舵輪８の転舵、つまり舵輪３による操舵がアシストされる。
なお、電動モータ２には、直流モータ、ブラシレスＤＣモータ、スイッチトリラクタンスモータ、埋込磁石型同期モータ等、種々の形式のモータを採用することができる。

トルクセンサ５は、図２および図３に示すように、相対回転変位量に応じて変化する磁束を発生する磁束発生手段１３と、磁束発生手段１３で発生した磁束に応じて、電気的出力を発生する２つの出力発生手段１５、１６とを有する。

磁束発生手段１３は、例えば、インプットシャフト９と一体的に回転する磁石１７、アウトプットシャフト１０と一体的に回転するとともに、磁石１７から生じる磁束を集める櫛歯状のヨーク１９、両端が、各々、ピン２０によりインプット、アウトプットシャフト９、１０に係止され、舵輪３の操舵に応じて捩れるトーションバー２１等により構成されている。

出力発生手段１５、１６は、各々、ヨーク１９を介してリング２２により集められた磁束に感磁するホール素子、ホール素子が感磁した磁束の磁束密度、および印加電圧に応じた電気的出力を発生する出力回路等により構成されるホールＩＣである（以下、出力発生手段１５、１６をホールＩＣ１５、１６とする）。

ここで、ホールＩＣ１５、１６は、図３に示すように、各々、電気的出力をＥＣＵ６に出力するための出力端子２４、２５を有する。また、ホールＩＣ１５、１６は、電源１４から印加電圧を受けるための共通の入力端子２６、および接地するための共通のＧＮＤ端子２７を有する。さらに、ホールＩＣ１５、１６と各端子との配線間にはノイズ除去用のコンデンサ２８が配され、主に外乱としての電磁波を吸収できるように配線が組まれている。

なお、電源１４から印加電圧を受けるための共通の入力端子２６、および接地するための共通のＧＮＤ端子２７の替わりに、ホールＩＣ１５、１６ごとに、印加電圧を受けるための入力端子、および接地するためのＧＮＤ端子を配してもよい。

このような構成により、トルクセンサ５では、舵輪３の操舵によりトーションバー２１が捩れると、磁石１７とヨーク１９とが互いに相対変位するので、ホール素子が感磁する磁束の磁束密度が変化して、ホールＩＣ１５、１６からそれぞれ得られる電気的出力が変化する。
この結果、トルクセンサ５は、相対回転変位量に応じて変化する磁束を発生することができる。

また、ホールＩＣ１５、１６は、トーションバー２１の捩れ量（つまり、相対回転変位量、延いては、舵輪３に与えられたトルク）が同じでも、異なる大きさの電気的出力を発生するように設けられている。例えば、ホールＩＣ１５、１６から得られる電気的出力は、トルクの変化に応じて、互いに異なる出力線Ｌ１、Ｌ２に沿うように変化する（図４参照）。

ここで、出力線Ｌ１、Ｌ２は、図４に示すように、電気的出力が上限値ＶＨと下限値ＶＬとの間で変化するように設定されており、さらに、上限値ＶＨと下限値ＶＬとの中間値ＶＭを通る直線Ｌｍに関して線対称となるように設定されている。なお、直線Ｌｍは、縦軸を電気的出力、横軸をトルクとした場合に、「電気的出力＝中間値ＶＭ」の関係を満たす相関線として表されるものである。また、舵輪３を右側に切るときのトルクは正値で示され、舵輪３を左側に切るときのトルクは負値で示されているものとする。

そして、出力線Ｌ１によれば、例えば、トルクが負の領域で変化し、かつトルクの絶対値が負側の閾値ＴＬよりも大きい範囲で変化するとき、電気的出力は下限値ＶＬを示し、トルクが正の領域で変化し、かつトルクの絶対値が正側の閾値ＴＨよりも大きい範囲で変化するとき、電気的出力は上限値ＶＨを示す。また、トルクが閾値ＴＬと閾値ＴＨとの間の範囲で変化するとき、電気的出力は（トルク、電気的出力）の座標系で（ＴＬ、ＶＬ）と（ＴＨ、ＶＨ）とを結ぶ正の傾きを有する一次相関線に沿って変化する。

また、出力線Ｌ２によれば、例えば、トルクが負の領域で変化し、かつトルクの絶対値が負側の閾値ＴＬよりも大きい範囲で変化するとき、電気的出力は上限値ＶＨを示し、トルクが正の領域で変化し、かつトルクの絶対値が正側の閾値ＴＨよりも大きい範囲で変化するとき、電気的出力は下限値ＶＬを示す。また、トルクが閾値ＴＬと閾値ＴＨとの間の範囲で変化するとき、電気的出力は（トルク、電気的出力）の座標系で（ＴＬ、ＶＨ）と（ＴＨ、ＶＬ）を結ぶ負の傾きを有する一次相関線に沿って変化する。

なお、出力線Ｌ１、Ｌ２は、ＥＣＵ６のマイコン３０に記憶されており、トルク検出値の算出等の各種の制御処理に利用される。

ＥＣＵ６は、図３に示すように、ホールＩＣ１５、１６から電気的出力の入力を受けて電動モータ２への通電を制御するための演算処理等を行うマイコン３０、電動モータ２の駆動回路３１、ノイズ除去用のコンデンサ２８、トルクセンサ５から得られる電気的出力を安定させるプルダウン抵抗３２等が基板上に搭載されて構成されている。また、マイコン３０は、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種のデータおよびプログラム等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を含んで構成される周知構造を有する。

そして、マイコン３０は、トルクセンサ５から得られる電気的出力、その他のセンサから得られる電気的出力に基づいて、電動モータ２の通電制御に必要な各種の検出値を得るとともに、例えば、電動モータ２に通電させる電流の指令値を算出する。さらに、マイコン３０は、算出した指令値に基づき、駆動回路３１に与える制御信号を合成して出力する。この結果、電動モータ２では指令値に応じた通電が行われ、トルクに応じたアシストが行われる。

〔実施例の特徴〕
実施例のＥＰＳ１の特徴を、図面を用いて説明する。
まず、ＥＣＵ６のマイコン３０は、エンジン起動時に、電動モータ２に通電させて相対回転変位量を発生させるとともにトルクセンサ５から電気的出力を発生させることで、ホールＩＣ１５、１６の中で故障したものを特定する故障器特定手段として機能する（以下、ホールＩＣ１５、１６の中で、故障器特定手段により故障したものと特定されたものを故障器と呼び、故障器特定手段により故障したものと特定されなかったものを非故障器と呼ぶ）。

なお、故障器特定手段の機能により発生する相対回転変位量は、電動モータ２がアウトプットシャフト１０に与えるトルクにより発生するものであり、舵輪３に与えられたトルクがインプットシャフト９に伝わることで発生する相対回転変位量とは異なる方向からトルクが伝えられて発生する。

また、故障器特定手段の機能として、マイコン３０は、エンジン起動時の相対回転変位量の発生に基づく電気的出力が一時的に所定の閾値を跨いで変化するように、電動モータ２に通電させる電流値を一時的に変動させる。そして、マイコン３０は、電気的出力が電流値の一時的な変動により閾値を跨いで変化したか否かを判定することで故障器を特定する。

ここで、マイコン３０は、トルクに関する閾値ＴＬ、ＴＨとは別に電気的出力に関する２つの異なる閾値を記憶しており、２つの閾値の内、大きい方の閾値を大側閾値として記憶し、小さい方の閾値を小側閾値として記憶している。
そして、マイコン３０は、図５に示すように、電気的出力が大側閾値を一時的に上回る上回り超過と、電気的出力が小側閾値を一時的に下回る下回り超過とが交互に生じるように、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。

このとき、マイコン３０は、電流値を正弦関数または余弦関数に従わせることで、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。また、マイコン３０は、このような電流値の一時的な変動を複数回繰り返す。
そして、マイコン３０は、電気的出力に上回り超過および下回り超過が両方とも発生したか否かを判定することで、故障器を特定する。

すなわち、マイコン３０は、図５（ａ）に示すように、例えば、エンジン起動時に電流値が正弦関数に従うように電動モータ２に通電させて、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。

この結果、例えば、図５（ｂ）に示すように、ホールＩＣ１５の電気的出力が正弦関数に従って変動し、大側閾値を跨いで上回るとともに小側閾値を跨いで下回った場合、マイコン３０は、電気的出力に上回り超過および下回り超過が両方とも発生したと判定し、ホールＩＣ１５を非故障器と特定する。また、ホールＩＣ１６の電気的出力が、例えば、一定値を維持して推移し、大側閾値を上回ることもなく、小側閾値を下回ることもなかった場合、マイコン３０は、ホールＩＣ１６を故障器と特定する。

また、マイコン３０は、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があるか否かを判定する故障判定手段として機能する。例えば、マイコン３０は、ホールＩＣ１５、１６から得られる電気的出力の和ｓｕｍＶを、常時、算出している。そして、マイコン３０は、和ｓｕｍＶが中間値ＶＭを２倍した数値２ＶＭに許容範囲αを加算した上限２ＶＭ＋αよりも大きくなったり、数値２ＶＭから許容範囲αを減算した下限２ＶＭ−αよりも小さくなったりしたときに、ホールＩＣ１５、１６の中に故障したものがあると判定する。

さらに、マイコン３０は、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があると判定されたときに故障器があることを記憶する故障履歴記憶手段として機能する。すなわち、マイコン３０は、自身が有するＥＥＰＲＯＭを故障履歴記憶手段として機能させ、このＥＥＰＲＯＭに故障器があることを記憶させる。

そして、マイコン３０は、エンジン起動時のイニシャルチェックにおいて、ＥＥＰＲＯＭの故障履歴を読み出し、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があることが記憶されているときに、故障器特定手段の機能として電動モータ２への通電を実行し、電流値を正弦関数に従って一時的に変動させる。

〔実施例の制御方法〕
実施例のＥＰＳ１の制御方法を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
なお、フローチャートは、エンジン運転中の処理を示すもの（図６（ａ）参照）と、エンジン起動時の処理を示すもの（図６（ｂ）参照）とに分かれている。

まず、エンジン運転中には、ステップＳ１で、ホールＩＣ１５、１６から得られる電気的出力に基づいて、和ｓｕｍＶを算出する。次に、ステップＳ２で、和ｓｕｍＶが２ＶＭ±αの範囲内にあるか否かを判定する。そして、和ｓｕｍＶが２ＶＭ±αの範囲内にないと判定した場合（ＮＯ）、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があると判定し、ステップＳ３に進んで、ＥＥＰＲＯＭに故障器があることを記憶する。なお、和ｓｕｍＶが２ＶＭ±αの範囲内にあると判定した場合（ＹＥＳ）、このフローを終了する。

次に、エンジン起動時には、ステップＳ４で、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があることをＥＥＰＲＯＭが記憶しているか否かを判定する。そして、故障器があることをＥＥＰＲＯＭが記憶していると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５に進んで故障器を特定するための処理を実行する。また、故障器があることをＥＥＰＲＯＭが記憶していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ６に進んで通常の制御処理を続ける。

ステップＳ５では、電流値が正弦関数に従うように電動モータ２に通電させて、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。そして、電流値の一時的な変動により、ホールＩＣ１５、１６から得られる各々の電気的出力に、上回り超過および下回り超過が両方とも発生したか否かを判定することで、ホールＩＣ１５、１６が、各々、故障器であるか非故障器であるかを特定する。そして、ステップＳ７に進んで非故障器の電気的出力に基づく電動モータ２の制御を行う。

〔実施例の効果〕
実施例のＥＰＳ１によれば、ＥＣＵ６は、トルクセンサ５のホールＩＣ１５、１６から得られる２つの電気的出力に基づき、電動モータ２への通電を制御する。そして、ＥＣＵ６のマイコン３０は、エンジン起動時に、電動モータ２に通電させて相対回転変位量を発生させるとともにトルクセンサ５から電気的出力を発生させることで、ホールＩＣ１５、１６の中で故障したものを特定する故障器特定手段として機能する。

これにより、マイコン３０は故障器を高精度に特定することができる。つまり、電動モータ２に通電させる電流値が一時的に変動すれば、相対回転変位量も一時的に変動して磁束発生手段１３で発生する磁束も変動する。このため、ホールＩＣ１５、１６に故障が発生していなければ、ホールＩＣ１５、１６から得られる電気的出力も一時的に閾値を跨いで変化する。

そこで、電動モータ２に通電させる電流値を一時的に変動させたときに、ホールＩＣ１５、１６の電気的出力が一時的に閾値を跨いで変化したか否かを判定することで、ホールＩＣ１５、１６ごとに故障器であるか否かを確実に判定することができる。そして、故障器から得られる電気的出力の利用を停止し、非故障器から得られる電気的出力に基づいて制御を続行すれば、アシスト力を弱めることなく、またアシストを停止することなくＥＰＳ１によるアシストを続行することができる。

また、ＥＰＳ１の故障では、機械構造的な部分が故障することはほとんど考えられず、トルクセンサ５の信号出力系統に何らかの不具合がごく稀に発生するのみと考えられる。そこで、トルクセンサ５に２つのホールＩＣ１５、１６が備わっている場合に、上記のようなＥＣＵ６を構築しておくことで、ＥＰＳ１の故障に対してほぼ完全に対処でき、アシスト力を弱めることなく、またアシストを停止することなくＥＰＳ１によるアシストを続行することが可能となる。

また、マイコン３０は、電流値の一時的な変動を複数回繰り返す。
これにより、電流値の一時的な変動、および電気的出力の一時的な変化が安定して繰り返されるようになる。このため、電気的出力が閾値を跨いで変化したか否かの判定に対する信頼性を高めることができるので、結果的に、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

また、マイコン３０は、大側閾値および小側閾値の２つの閾値を記憶しており、電気的出力が大側閾値を一時的に上回る上回り超過と、電気的出力が小側閾値を一時的に下回る下回り超過とが交互に生じるように、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させる。そして、マイコン３０は、電気的出力に上回り超過および下回り超過が両方とも発生したか否かを判定することで故障器を特定する。

これにより、例えば、電気的出力が電流値の変動に応じて変動するものの大側または小側にずれている場合でも、確実に故障器として特定することができる。このため、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

また、マイコン３０は、電流値を正弦関数または余弦関数に従わせることで一時的に変動させる。
これにより、電気的出力は、一時的に変化した時の極大部または極小部において安定する。このため、故障器特定に対する信頼性を高めることができる。

さらに、マイコン３０は、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があるか否かを判定し、故障器があると判定されたときに故障器があることをＥＥＰＲＯＭに記憶する。そして、マイコン３０は、故障器があることをＥＥＰＲＯＭが記憶しているときに、故障器特定のために電流値を一時的に変動させる。
これにより、マイコン３０は、故障器の存在が確認された場合にのみ、故障器特定の処理を実行する。このため、効率的に故障器を特定することができる。

〔変形例〕
実施例のＥＰＳ１によれば、トルクセンサ５は、２つのホールＩＣ１５，１６を有していたが、３つ以上のホールＩＣを有するようにトルクセンサ５を構成してもよい。この場合、非故障器が２つ以上あれば、これらの非故障器について、さらに別途の手段により出力異常がないか否かを確認し、出力異常のない非故障器により得られる電気的出力に基づき電動モータ２の通電制御を続けることができる。

また、実施例のＥＰＳ１によれば、マイコン３０は、エンジン運転中に、ホールＩＣ１５、１６の中に故障したものがあるか否かを判定し、故障器があると判定された場合、エンジン起動後に故障器の特定を行ったが、ホールＩＣ１５、１６の中に故障器があるか否かを判定せず、エンジン起動のたびに故障器を特定するようにしてもよい。

また、実施例のＥＰＳ１によれば、マイコン３０は、電動モータ２の電流値が正弦関数に従うように電動モータ２に通電させて、電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させていたが、このような態様に限定されない。例えば、マイコン３０は、電流値が３角波に従うように電動モータ２に通電させてもよく、オンオフのパルスに従うように電動モータ２に通電させてもよい。さらに、マイコン３０は、電流値を大側または小側の一方側にのみ一時的に変動させて、電気的出力に上回り超過または下回り超過の一方のみを発生させるようにしてもよく、複数回ではなく一回のみ電流値を一時的に変動させてもよい。

電動パワーステアリング装置の構成図である。トルクセンサの構成図である。電動パワーステアリング装置の部分的回路構成図である。トルクセンサから得られる電気的出力とトルクとの相関図である。（ａ）は電動モータに通電させる電流値の推移を示すタイムチャートであり、（ｂ）はトルクセンサの電気的出力の推移を示すタイムチャートである。（ａ）はエンジン運転中の電動パワーステアリング装置の制御フローを示すフローチャートであり、（ｂ）はエンジン起動時の電動パワーステアリング装置の制御フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）
２電動モータ
３舵輪
４シャフト
５トルクセンサ（トルク検出手段）
６ＥＣＵ（制御手段）
８転舵輪
９インプットシャフト（舵輪側のシャフト）
１０アウトプットシャフト（転舵輪側のシャフト）
１３磁束発生手段
１５ホールＩＣ（出力発生手段）
１６ホールＩＣ（出力発生手段）
３０マイコン（故障器特定手段、故障判定手段、故障履歴記憶手段）

Claims

舵輪の操舵をアシストする出力を発生する電動モータと、
前記舵輪と転舵輪との間で、前記舵輪に与えられたトルクの伝達経路をなすシャフトと、
このシャフトに組み込まれ、前記舵輪側の前記シャフトと前記転舵輪側の前記シャフトとの相対回転変位量に応じて、前記トルクを検出するための複数の電気的出力を発生するトルク検出手段と、
前記複数の電気的出力に基づき前記電動モータへの通電を制御する制御手段とを備え、
前記トルク検出手段は、前記相対回転変位量に応じて変化する磁束を発生する磁束発生手段と、この磁束発生手段で発生した磁束に応じて前記電気的出力を発生する複数の出力発生手段とを有し、
前記制御手段は、エンジン起動時に、前記電動モータに通電させて前記相対回転変位量を発生させるとともに前記トルク検出手段から前記複数の電気的出力を発生させることで、前記複数の出力発生手段の中から故障した前記出力発生手段を特定する故障器特定手段を有し、
この故障器特定手段は、
前記電気的出力が一時的に所定の閾値を跨いで変化するように、前記電動モータに通電させる電流値を一時的に変動させ、
前記電気的出力が、前記電流値の一時的な変動により前記閾値を跨いで変化したか否かを判定することで、前記複数の出力発生手段の中から故障した前記出力発生手段を特定す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、
前記故障器特定手段は、前記電流値の一時的な変動を複数回繰り返す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、
前記故障器特定手段は２つの異なる前記閾値を記憶しており、
２つの前記閾値の内、大きい方の前記閾値を大側閾値として記憶し、小さい方の前記閾値を小側閾値として記憶しており、
前記故障器特定手段は、
前記電気的出力が前記大側閾値を一時的に上回る上回り超過と、前記電気的出力が前記小側閾値を一時的に下回る下回り超過とが交互に生じるように、前記電流値を大側および小側に交互に一時的に変動させ、
前記電気的出力に前記上回り超過および前記下回り超過が、両方とも発生したか否かを判定することで、前記複数の出力発生手段の中から故障した前記出力発生手段を特定す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ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記故障器特定手段は、前記電流値を正弦関数または余弦関数に従わせることで一時的に変動させ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ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、
前記複数の出力発生手段の中に故障した前記出力発生手段があるか否かを判定する故障判定手段と、
前記複数の出力発生手段の中に故障した前記出力発生手段があると判定されたときに、前記複数の出力発生手段の中に故障した前記出力発生手段があることを記憶する故障履歴記憶手段とを有し、
前記故障器特定手段は、前記複数の出力発生手段の中に故障した前記出力発生手段があることを前記故障履歴記憶手段が記憶しているときに、前記電流値を一時的に変動させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。