JP2010184635A

JP2010184635A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2010184635A
Application number: JP2009030928A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakata; 武史坂田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: JP5187220B2

Abstract

【課題】不良品を市場に出荷するのを防止することができると共に、安全な状態の内に部品を交換して、安全性や快適性を高め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。
【解決手段】車両のステアリング機構にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する制御手段と、各部の異常を診断する複数の異常診断手段とを具備した電動パワーステアリング装置において、故障診断手段は各部の確定には至らない不確定異常を検出し、不確定異常を検出した回数をカウント値として記憶し、カウント値に基づいて、各部に確定した異常が発生する可能性の程度を段階的に判断する機能を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のステアリング機構にモータによるアシストトルクを付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に電動パワーステアリング装置のモータ制御部やセンサの各部に確定的な異常が発生する可能性の程度について、段階的な判断をする機能を具備した電動パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助力）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１０に示して説明すると、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及び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に連結されている。コラム軸２には、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、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に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニッションキー１１を経てイグニッション信号が入力され、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Ｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト指令の電流指令値Ｉの演算を行い、演算された電流指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵを含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図１１のようになる。

図１１を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴは電流指令値演算部３２に入力され、車速センサ１２で検出された車速Ｖも電流指令値演算部３２に入力される。電流指令値演算部３２は、入力された操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて、メモリ３３に記憶されているアシストマップを参照してモータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉを決定する。電流指令値Ｉは減算部３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部３４に入力され、減算部３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算部３５に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算部３６に入力され、その比例出力は加算部３０Ｂに入力される。微分補償部３４及び積分補償部３６の出力も加算部３０Ｂに加算入力され、加算部３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ駆動回路３７にはバッテリ１４から電力が供給され、モータ２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出部３８で検出され、モータ電流値ｉは減算部３０Ａに入力されてフィードバックされる。

また、異常診断部４０が設けられており、異常診断部４０は、バッテリ１４の電圧、トルクセンサ１０の異常、モータ２０やモータ駆動回路３７の異常（故障を含む）等を、初期診断或いは動作中の通常診断で診断し、異常発生時にはアシスト停止等の処理を行うようになっている。

このような電動パワーステアリング装置において、コントロールユニットが製造される段階の製造時に行うコントロールユニットの異常診断や、電動パワーステアリング装置の製造ラインにおける検査時に行う電動パワーステアリング装置の異常診断では、コントロールユニットに図１２に示されるような検査装置５０を接続し、異常診断を行う検査を実行するようにしている。

図１２は、検査装置５０の構成例を示すブロック図である。検査装置５０は、電動パワーステアリング装置のコントロールユニットに電力を供給する電力供給部５７、検査装置５０の全体を制御して検査を実行するＣＰＵ５１、検査プログラムやパラメータ等を記憶保持しているＲＯＭ５２、演算処理結果等を一時的に記憶するＲＡＭ５３、検査結果等を表示するための表示部５４、パラメータや設定変更等の各種入力を行う入力部５５、入力部５５に入力された設定値やプログラムによる指令値等を電動パワーステアリング装置へ出力すると共に、各種センサ等からの検出値が入力される入出力インタフェース（ＩＦ）部５６等で構成されている。

電動パワーステアリング装置は、その製造ラインにおいて、操舵トルクを検出するトルクセンサやモータを装填した後、電動パワーステアリング装置が正常な挙動を示すか否かについての検査を、図１２に示されるような検査装置５０によって実行する。しかし、電動パワーステアリング装置の制御特性は、一般に搭載されている車種毎に異なるため、複数種の操舵装置が混在する製造ラインにおいて、個々の操舵装置に対してそれぞれの制御特性に合わせた検査を行うには、多大な手間と時間を要し、生産性を阻害する大きな要因となっている。

そこで、特開２００３−２６１０４６号公報（特許文献１）に開示されている操舵装置の検査装置は、トルクセンサの検出トルクに基づいて操舵力を発生する操舵アクチュエータを動作させるための制御特性を、操舵装置の種別に応じて変更可能に構成された検査制御部を備えるようにしており、製造ラインに混在する複数種の操舵装置を対象とする所望の検査を、簡易かつ確実に行うようになっている。

特開２００３−２６１０４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような操舵装置の検査装置では、車両搭載前の電動パワーステアリング装置の異常を診断することはできるが、今後電動パワーステアリング装置に異常が発生する可能性がどの程度であるかを判断することは困難である。そのため、安全性や快適性に問題のある電動パワーステアリング装置若しくは車両を、市場に出荷してしまう恐れがある。

本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、今後異常が発生する可能性が高い製品か低い製品かを数段階のレベルに分けて識別し、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷するのを確実に防止することができると共に、電動パワーステアリング装置が安全な状態の内に部品を交換することにより、安全性や快適性を高め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。

本発明は、車両のステアリング機構にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する制御手段と、各部の異常を診断する複数の異常診断手段とを具備した電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記故障診断手段は前記各部の確定には至らない不確定異常を検出し、前記不確定異常を検出した回数をカウント値として記憶し、前記カウント値に基づいて、前記各部に確定した異常が発生する可能性の程度を段階的に判断する機能を設けることによって、或いは前記異常診断手段は前記各部の確定には至らない不確定異常を検出し、製造時の異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ａと、製造ラインの検査時に行う異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ｂと、前記車両に搭載した段階でのアシスト動作時に行う異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ｃとを記憶し、前記カウント値ａ、前記カウント値ｂ及び前記カウント値ｃに基づいて、前記各部に確定した異常が発生する可能性の程度を段階的に判断する機能を設けることによって達成される。

また、本発明の上記目的は、前記段階的な判断の結果を運転者に知らせる機能を具備することによって、より効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、確定には至らない不確定異常を検出した回数であるカウント値に基づいて、確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をするようにしているので、今後異常が発生する可能性が高い製品か低い製品かを数段階のレベルに分けて識別することが可能となり、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷するのを確実に防止することができる。

また、電動パワーステアリング装置が安全な状態の内に、異常に関連した部品を交換することによって、電動パワーステアリング装置の安全性や快適性を一層高めることができる。

本発明の第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構成例を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断手段の構成例を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断の動作例を示すフローチャートである。本発明の第２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構成例を示すブロック図である。本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断の動作例を示すフローチャートである。本発明の第３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構成例を示すブロック図である。本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断の動作例を示すフローチャートである。本発明の第４実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断手段の構成例を示すブロック図である。本発明の第４実施形態に係る電動パワーステアリング装置の異常診断の動作例を示すフローチャートである。一般的な電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。従来の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構成例を示すブロック図である。一般的な電動パワーステアリング装置の検査装置の例を示すブロック図である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置のコントロールユニットに具備された異常診断手段若しくは検査装置が、確定には至らない不確定異常を検出した回数をカウント値として記憶し、カウント値に基づいて確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をすることによって、今後異常が発生する可能性が高い製品か低い製品かを数段階のレベルに分けて識別するようにしている。
これにより、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷するのを確実に防止することができ、電動パワーステアリング装置が安全な状態の内に、異常に関連した部品を交換することによって、電動パワーステアリング装置の安全性や快適性を一層高めることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第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３０Ａの構成例を示すブロック図である。コントロールユニット３０Ａのモータ駆動制御部３０１は、図１０に示されるような複数の制御要素をまとめて示したものであり、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて電流指令値Ｉを演算し、電流指令値Ｉに基づいてモータ２０を駆動制御する。また、コントロールユニット３０Ａは、電動パワーステアリング装置の各部の異常診断（故障診断も含む）をする複数の異常診断手段を具備しており、図１の例では、トルクセンサ１０の異常診断をする異常診断手段６１Ａと、モータ駆動制御部３０１の異常診断をする異常診断手段６２Ａと、モータ２０の異常診断をする異常診断手段６３Ａとを具備している。

図１に示されるように、本第１実施形態ではコントロールユニット３０Ａに検査装置５０が接続されており、コントロールユニット３０Ａには検査装置５０の電力供給部５７から電力が供給される。異常診断手段６１Ａ〜６３Ａからの異常確定信号ＣＦ１〜ＣＦ３及び異常判断信号Ｊｓ１〜Ｊｓ３は、検査装置５０の入出力ＩＦ部５６に入力され、入力された信号により電動パワーステアリング装置の各部における確定した異常の有無、及び電動パワーステアリング装置の各部において確定した異常の発生する可能性の程度についての段階的な判断結果が検査装置５０の表示部５４に表示される。

異常診断手段６１Ａは、例えば図２に示されるような構成になっており、割り当てられた診断時間の間トルクセンサ１０の異常（故障を含む）を検出し、検出した異常が確定した異常（例えば、断線や出力値が基準値を外れた場合）である場合に異常確定信号ＣＦ１を出力して検査装置５０に入力する異常検出部６１１と、確定に至らない不確定異常（例えば、出力値が基準値の上下限値に近い場合）を異常検出部６１１が検出した回数であるカウント値Ｎ１を記憶するカウント値記憶部６１２と、カウント値Ｎ１に基づいてトルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断（“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”）をして異常判断信号Ｊｓ１を出力し、異常判断信号Ｊｓ１を検査装置５０に入力する判断部６１３とを具備している。

異常診断手段６２Ａ及び６３Ａも異常診断手段６１Ａと同様の構成であり、異常診断手段６２は図示はしないが、割り当てられた診断時間の間モータ制御駆動部３０１の異常を検出し、検出した異常が確定した異常（例えば、断線や制御信号が基準値を外れた場合）である場合に異常確定信号ＣＦ２を出力して検査装置５０に入力する異常検出部６２１と、検出した不確定異常（例えば、制御信号が基準値の上下限値に近い場合）の回数であるカウント値Ｎ２を記憶するカウント値記憶部６２２と、カウント値Ｎ２に基づいてモータ制御駆動部３０１に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断を行い、異常判断信号Ｊｓ２を検査装置５０に入力する判断部６２３とを具備している。また、異常診断手段６３も図示はしないが、割り当てられた診断時間の間モータ２０の異常を検出し、検出した異常が確定した異常（例えば、断線等）である場合に異常確定信号ＣＦ３を出力して検査装置５０に入力する異常検出部６３１と、検出した不確定異常（例えば、抵抗値が基準値より大きい場合）の回数であるカウント値Ｎ３を記憶するカウント値記憶部６３２と、カウント値Ｎ３に基づいてモータ２０に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断を行い、異常判断信号Ｊｓ３を検査装置５０に入力する判断部６３３とを具備している。

異常診断手段６１Ａ〜６３Ａの異常検出部６１１〜６３１が異常の検出を行う診断時間は任意であって良く、異常診断手段６１Ａ〜６３Ａ毎に独立であっても良い。また、異常診断手段の数は３個に限定されず、異常を診断する必要がある電動パワーステアリング装置の各部に対する任意の数の異常診断手段を設けるようにしても良い。

本第１実施形態は、コントロールユニット３０Ａに検査装置５０を接続し、検査装置５０からコントロールユニット３０Ａに電源を供給して異常診断を実行し、診断の結果を検査装置５０で表示するようにしており、本第１実施形態の異常診断は、コントロールユニット３０Ａが製造される段階の製造時に行うコントロールユニット３０Ａの異常診断工程や、電動パワーステアリング装置の製造ラインにおける検査時に行う電動パワーステアリング装置の異常診断工程で実施される。

本第１実施形態の異常診断手段６１Ａによる異常診断の動作例を、図３のフローチャートを参照して説明する。

先ず、電動パワーステアリング装置のコントロールユニット３０Ａに検査装置５０を接続し、コントロールユニット３０Ａに電源を入れて異常診断の準備を行う（ステップＳ１０１）。

異常診断手段６１Ａの異常検出部６１１は、所定の診断時間の間トルクセンサ１０の異常の検出を行い、不確定異常の場合はカウント値記憶部６１２に「＋１」カウントする（ステップＳ１０２）。そして、異常検出部６１１が確定した異常を検出した場合（ステップＳ１０３）、異常検出部６１１は異常確定信号ＣＦ１を出力して検査装置５０に入力し（ステップＳ１０４）、異常診断手段６１Ａによる異常診断処理は終了する。

また、上記ステップＳ１０３で異常検出部６１１が確定した異常を検出しなかった場合、カウント値記憶部６１２に記憶されている不確定異常の検出回数であるカウント値Ｎ１に基づいて、判断部６１３はトルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をする。即ち、判断部６１３はカウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ１とを比較し（ステップＳ１０５）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１以下である場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ａ”（確定した異常が発生する可能性が低い）と判断する（ステップＳ１０６）。一方、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１より大きい場合、更にカウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ２（＞Ｘ１）とを比較し（ステップＳ１０７）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２以下である場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｂ”（確定した異常が発生する可能性が中程度である）と判断し（ステップＳ１０８）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２より大きい場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｃ”（確定した異常が発生する可能性が高い）と判断する（ステップＳ１０９）。

トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度についての判断部６１３の段階的な判断結果（“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”）は異常判断信号Ｊｓ１として出力され（ステップＳ１１０）、検査装置５０に入力されて異常診断手段６１による異常診断は終了する。

他の異常診断手段６２Ａ及び６３Ａによる異常診断も、電動パワーステアリング装置のコントロールユニット３０Ａに検査装置５０を接続した後、上記異常診断手段６１Ａの異常診断動作と同様に、確定した異常が検出された場合はそれぞれ異常確定信号ＣＦ２、ＣＦ３を出力して検査装置５０に入力し、確定した異常が検出されなかった場合は、今後確定した異常が発生する可能性の程度についての段階的な判断結果（“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”）をそれぞれ異常判断信号Ｊｓ２、Ｊｓ３として出力し、検査装置５０に入力する。

本第１実施形態において、図３のフローチャートに示すように、確定した異常が発生する可能性の程度について３段階の判断をした場合、例えば段階的な判断の結果がレベル“Ｃ”である場合にはその製品（異常に関連する部品）を交換することによって、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷するのを防止することができる。

なお、本第１実施形態では、異常の発生する可能性の程度についての段階的な判断を２つのカウント閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて行うようにしているが、各異常診断手段の判断部が段階的な判断を行う際に用いるカウント閾値の数は任意に設定でき、カウント閾値の値は異常診断手段毎に独立の値を設定することができる。

表１は具体例として、１２個の異常診断手段１〜１２のカウント値Ｎ及びカウント閾値Ｘと、それぞれのカウント値Ｎ及びカウント閾値Ｘに対して、異常診断手段１〜１２が異常判断信号Ｊｓを出力して検査装置５０に入力するか否かの例を示している。

表１の例では、異常診断手段１〜１２のカウント閾値Ｘの数は１個になっており、各異常診断手段１〜１２は、それぞれのカウント値Ｎがカウント閾値Ｘより大きい場合にのみ、異常判断信号Ｊｓを出力するようになっている。

表１に示されるように、異常診断手段１〜３、異常診断手段５、異常診断手段７、異常診断手段９〜１２はカウント値Ｎの値がいずれも“０”であり、異常診断手段４及び８はカウント値Ｎの値がいずれも“１”である。これら異常診断手段１〜５及び異常診断手段７〜１２は、カウント値Ｎがカウント閾値Ｘより小さいため異常判断信号Ｊｓを出力しない。一方、異常診断手段６は、カウント値Ｎの値５がカウント閾値Ｘの値４より大きいので、異常判断信号Ｊｓを出力している。

次に、本発明の第２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３０Ｂの構成例を図４に示して説明する。

本第２実施形態でもコントロールユニット３０Ｂに検査装置５０が接続されており、コントロールユニット３０Ｂには検査装置５０の電力供給部５７から電力が供給される。コントロールユニット３０Ｂは、割り当てられた診断時間の間トルクセンサ１０の異常を検出する異常診断手段６１Ｂと、割り当てられた診断時間の間モータ駆動制御部３０１の異常を検出する異常診断手段６２Ｂと、割り当てられた診断時間の間モータ２０の異常を検出する異常診断手段６３Ｂとを具備しており、異常診断手段６１Ｂ〜６３Ｂは、それぞれ検出した異常が確定した異常である場合は異常確定信号ＣＦ１〜ＣＦ３を出力して検査装置５０の入出力ＩＦ部５６に入力し、検出した異常が確定には至らない不確定異常である場合は不確定異常信号ＵＦ１〜ＵＦ３を出力して検査装置５０の入出力ＩＦ部５６に入力する。図４に示されるコントロールユニット３０Ｂのそれ以外の構成は、図１に示される第１実施形態のコントロールユニット３０Ａの構成と同一であり、図４に示される検査装置５０は不確定異常の検出カウント値を記憶する機能（ＲＡＭ５３）と、確定した異常が発生する可能性の程度を判断する機能（ＣＰＵ５１）とを有している。

本第２実施形態では、検査装置５０内のＲＡＭ５３が、異常診断手段６１Ｂ〜６３Ｂにおいて不確定異常が検出された回数であるカウント値Ｎ１〜Ｎ３を記憶し、ＣＰＵ５１がカウント値Ｎ１〜Ｎ３に基づいて、それぞれトルクセンサ１０、モータ駆動制御部３０１、モータ２０に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をする。検査装置５０は段階的な判断の結果を表示部５４に表示すると共に、異常確定信号ＣＦ１〜ＣＦ３が入力された場合に、それぞれトルクセンサ１０、モータ駆動制御部３０１、モータ２０に確定した異常が発生したことを表示部５４に表示する。

なお、異常診断手段６１Ｂ〜６３Ｂが異常を検出する診断時間は任意であって良く、異常診断手段６１Ｂ〜６３Ｂ毎に独立であっても良い。また、異常診断手段の数は３個に限定されず、異常診断をする必要がある電動パワーステアリング装置の各部に対する任意の数の異常診断手段を設けるようにしても良い。本第２実施形態の異常診断は、検査装置５０をコントロールユニット３０Ｂに接続して異常診断を行うようにしており、コントロールユニット３０Ｂが製造される段階の製造時に行うコントロールユニット３０Ｂの異常診断工程や、電動パワーステアリング装置の製造ラインにおける検査時に行う電動パワーステアリング装置の異常診断工程において実施される。

本第２実施形態における異常診断手段６１Ｂ及び検査装置５０による異常診断の動作例を、図５のフローチャートを参照して説明する。

先ず、電動パワーステアリング装置のコントロールユニット３０Ｂに検査装置５０を接続し、コントロールユニット３０Ｂに電源を入れて異常診断の準備を行う（ステップＳ２０１）。そして、異常診断手段６１Ｂはトルクセンサ１０の異常の検出を行い、検出した異常が確定した異常である場合は異常確定信号ＣＦ１を出力して検査装置５０の入出力ＩＦ部５６に入力し、検出した異常が不確定異常である場合は不確定異常信号ＵＦ１を出力して検査装置５０の入出力ＩＦ部５６に入力する（ステップＳ２０２）。

検査装置５０は異常確定信号ＣＦ１が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２０３）、検査装置５０に異常確定信号ＣＦ１が入力されている場合には、検査装置５０の表示部５４はトルクセンサ１０に確定した異常が発生していることを表示し（ステップＳ２０４）、異常診断手段６１Ｂによる異常診断処理は終了する。

検査装置５０は、異常診断手段６１Ｂからの不確定異常信号ＵＦ１が入力された回数をカウント値Ｎ１として記憶する。また、上記ステップＳ２０３において検査装置５０に異常確定信号ＣＦ１が入力されていない場合、検査装置５０は、カウント値Ｎ１に基づいてトルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度について判断する。即ち、カウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ１とを比較し（ステップＳ２０５）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１以下である場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ａ”（確定した異常が発生する可能性が低い）と判断する（ステップＳ２０６）。一方、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１より大きい場合、カウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ２（＞Ｘ１）とを比較し（ステップＳ２０７）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２以下である場合には、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｂ”（確定した異常が発生する可能性が中程度である）と判断し（ステップＳ２０８）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２より大きい場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｃ”（確定した異常が発生する可能性が高い）と判断する（ステップＳ２０９）。

トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度についての判断結果（“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”は、検査装置５０の表示部５４に表示され（ステップＳ２１０）、異常診断手段６１Ｂによる異常診断処理は終了する。

他の異常診断手段６２Ｂ及び６３Ｂによって検出される異常についても、検査装置５０は、図５に示されるフローチャートのステップＳ２０３以降の手順に従って処理を行い、検査装置５０に異常確定信号ＣＦ２、ＣＦ３がそれぞれ入力された場合は、確定した異常が発生していることを表示部５４に表示する。また、検査装置５０に異常確定信号ＣＦ２、ＣＦ３が入力されていない場合は、検査装置５０は、それぞれ不確定異常信号ＵＦ２、ＵＦ３が入力された回数をカウント値Ｎ２、Ｎ３として記憶し、カウント値Ｎ２、Ｎ３に基づいて今後確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断を行い、段階的な判断の結果を表示部５４に表示する。

本第２実施形態において、確定した異常が発生する可能性の程度について３段階の判断をした場合、例えば段階的な判断の結果がレベル“Ｃ”である場合にはその製品（異常に関連する部品）を交換することによって、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷するのを防止することができる。また、本第２実施形態では、検査装置において、電動パワーステアリング装置の各部に不確定異常が検出された回数をカウント値として記憶し、カウント値に基づいて各部に確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をするようにしているので、コントロールユニット３０Ｂのメモリ容量を削減することができる。

なお、本第２実施形態では、確定した異常の発生する可能性の程度についての段階的な判断を２つのカウント閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて行うようにしているが、検査装置５０が異常の発生する可能性の程度について段階的な判断を行う際に用いるカウント閾値の数は任意に設定でき、カウント閾値の値は異常診断手段毎に独立の値を設定することができる。

次に、本発明の第３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３０Ｃの構成例を図６に示して説明する。

本第３実施形態では、コントロールユニット３０Ｃ内に記憶検査装置７０及び表示部７１が設けられており、記憶検査装置７０には、異常診断手段６１Ａ〜６３Ａからの異常確定信号ＣＦ１〜ＣＦ３及び異常判断信号Ｊｓ１〜Ｊｓ３が入力される。異常診断手段６１Ａ〜６３Ａは第１実施形態の場合と同様であり、記憶検査装置７０は、異常確定信号ＣＦ１〜ＣＦ３が入力された場合にはそれぞれトルクセンサ１０、モータ駆動制御部３０１、モータ２０に確定した異常が発生していることを記憶し、異常判断信号Ｊｓ１〜Ｊｓ３が入力された場合はそれぞれトルクセンサ１０、モータ駆動制御部３０１、モータ２０に確定した異常が発生する可能性の程度についての段階的な判断の結果（“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”）を記憶する。更に、記憶検査装置７０は、運転者が確認できるように、トルクセンサ１０、モータ駆動制御部３０１、モータ２０に確定した異常が発生していること、又は今後確定した異常が発生する可能性の程度についての段階的な判断の結果を表示部７１に表示する。コントロールユニット３０Ｃが記憶検査装置７０及び表示部７１を具備し、検査装置５０を接続しないようになっていること以外は、第１実施形態と同じ構成になっている。

本第３実施形態では、イグニッションキーをオンにしてコントロールユニット３０Ｃの電源がオンになっているときに、電動パワーステアリング装置の各部の異常診断を行うようになっており、電動パワーステアリング装置が車両に搭載された後、電動パワーステアリング装置が車両のステアリング機構にアシストトルクを付与する動作前若しくはアシスト動作時に、電動パワーステアリング装置の各部の異常診断を行い、異常診断の結果を運転者に知らせるようになっている。

異常診断手段６１Ａが異常診断を行い、記憶検査装置７０がその診断結果を記憶し、表示部７１に診断結果を表示する動作例を、図７のフローチャートを参照して説明する。

先ず、運転者がイグニッションキーをオンにしてコントロールユニット３０Ｃの電源をオンにし（ステップＳ３０１）、電動パワーステアリング装置のアシスト開始前又はアシスト動作中の所定時に、所定周期で異常診断を行う。異常診断手段６１Ａの異常検出部６１１は、所定の診断時間の間トルクセンサ１０の異常の検出を行い（ステップＳ３０２）、確定した異常を検出した場合（ステップＳ３０３）、異常確定信号ＣＦ１を出力して記憶検査装置７０に入力する（ステップＳ３０４）。記憶検査装置７０は、運転者に知らせるためにトルクセンサ１０に確定した異常が発生していることを表示部７１に表示する（ステップＳ３１１）。

上記ステップＳ３０５において、異常検出部６１１が確定した異常を検出しなかった場合、カウント値記憶部６１２に記憶された不確定異常の検出回数であるカウント値Ｎ１に基づいて、判断部６１３がトルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度について判断をする。即ち、カウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ１とを比較し（ステップＳ３０５）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１以下である場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ａ”（確定した異常が発生する可能性が低い）と判断する（ステップＳ３０６）。一方、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ１より大きい場合、カウント値Ｎ１とカウント閾値Ｘ２（＞Ｘ１）とを比較し（ステップＳ３０７）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２以下である場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｂ”（確定した異常が発生する可能性が中程度である）と判断し（ステップＳ３０８）、カウント値Ｎ１がカウント閾値Ｘ２より大きい場合、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ｃ”（確定した異常が発生する可能性が高い）と判断する（ステップＳ３０９）。

トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度についての判断部６１３による段階的な判断結果（“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”）は異常判断信号Ｊｓ１として出力され、記憶検査装置７０に入力される（ステップＳ３１０）。記憶検査装置７０は、運転者に知らせるために、トルクセンサ１０に確定した異常が発生する可能性の程度についての段階的な判断結果を表示部７１に表示する（ステップＳ３１１）。

他の異常診断手段６２Ａ及び６３Ａは、上記と同様の手順でモータ駆動制御部３０１、モータ２０の異常診断を行い、記憶検査装置７０はその異常診断の結果を記憶すると共に、運転者に知らせるために表示部７１に表示する。

本第３実施形態によれば、確定した異常が発生する可能性の程度について３段階の判断をしているので、例えば段階的な判断の結果がレベル“Ｃ”の場合にはその製品（異常に関連する部品）を交換することによって、電動パワーステアリング装置の不良品を市場に出荷することを防止することができる。また、段階的な判断の結果に応じて、電動パワーステアリング装置が安全な状態の内に部品を交換することによって、安全性や快適性を高めることができる。

なお、図６には異常診断手段６１Ａ〜６３Ａが示されているが、異常診断手段の数は３個に限定されるものではなく、異常を診断する必要がある電動パワーステアリング装置の各部やセンサに対する任意の数を設けるようにしても良い。また、本第３実施形態では、異常の発生する可能性の程度についての段階的な判断を２つのカウント閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて行うようにしているが、各異常診断手段の判断部が異常の発生する可能性の程度について段階的な判断を行う際に用いるカウント閾値の数は任意に設定でき、カウント閾値の値は異常診断手段毎に独立の値を設定することができる。

ところで、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異常診断は、コントロールユニット製造業者で行われるコントロールユニットが製造される段階の異常診断（製造時）、電動パワーステアリング装置製造業者で行われる電動パワーステアリング装置の製造ラインでの異常診断（検査時）、及び自動車製造業者で行われる電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階での異常診断（アシスト動作時）の３工程で行われることが多い。そこで、本発明の第４実施形態では、上記のような複数工程で行われる異常診断における不確定異常の合計回数に基づいて、今後確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断を行う。

本発明の第４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３０Ｄ（図示せず）に具備されている異常診断手段６２Ｃの構成例を、図８に示す。なお、本第４実施形態におけるコントロールユニット３０Ｄは、図１、図３及び図６にそれぞれ示されるコントロールユニット３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃと同様であり、モータ駆動制御部３０１を具備している。図６ではモータ駆動制御部３０１の異常を検出する異常診断手段６２Ｃのみを示しているが、トルクセンサ１０の異常を検出する異常検出手段６１Ｃ，モータ２０の異常を検出する異常検出手段６３Ｃを具備している。

図８に示される異常診断手段６２Ｃは、コントロールユニット３０Ｄのモータ駆動制御部３０１の異常診断を行い、確定した異常が検出された場合に異常確定信号ＣＦ２を出力する異常検出部６２１と、異常検出部６２１が確定には至らない不確定異常を検出した回数であるカウント値を記憶するカウント値記憶部６２２と、カウント値記憶部６２２に記憶されたカウント値に基づいてモータ駆動制御部３０１に今後確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をして、異常判断信号Ｊｓ２を出力する判断部６２３とを具備している。

カウント値記憶部６２２は、コントロールユニット３０Ｄが製造された段階の製造時に行った異常診断において、異常検出部６２１が不確定異常を検出した回数であるカウント値Ｎ２ａを記憶するカウント値記憶部（ａ）６２２ａと、電動パワーステアリング装置の製造ラインにおける検査時に行った異常診断において、異常検出部６２１が不確定異常を検出した回数であるカウント値Ｎ２ｂを記憶するカウント値記憶部（ｂ）６２２ｂと、電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階でのアシスト動作時又は動作前に行った異常診断において、異常検出部６２１が不確定異常を検出した回数であるカウント値Ｎ２ｃを記憶するカウント値記憶部（ｃ）６２２ｃとを具備している。

このような構成において、異常診断手段６２Ｃがモータ駆動制御部３０１の異常診断を、（ａ）コントロールユニット３０Ｄが製造された段階の製造時、（ｂ）電動パワーステアリング装置の製造ラインにおける検査時、及び（ｃ）電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階でのアシスト動作時に行う動作例を、図９（ａ）〜（ｃ）のフローチャートを参照して説明する。

コントロールユニット３０Ｄが製造される段階の製造時には、図９（ａ）に示されるフローチャートに従って異常診断を行う。先ず、コントロールユニット３０Ｄの電源をオンにして異常診断手段６２Ｃ等が異常診断を行う準備を行い（ステップＳ４０１）、異常検出部６２１はモータ駆動制御部３０１の異常の検出を行う（ステップＳ４０２）。異常検出部６２１が確定した異常を検出した場合（ステップＳ４０３）、異常確定信号ＣＦ２を検査装置５０或いは記憶検査装置７０に入力し（ステップＳ４０４）、モータ駆動制御部３０１に確定した異常が発生したことを表示部に表示して異常診断を終了する。

上記ステップＳ４０３において異常検出部６２１が確定した異常を検出しなかった場合、カウント値記憶部（ａ）６２２ａは、異常検出部６２１がモータ駆動制御部３０１の不確定異常を検出した回数を「＋１」してカウント値Ｎ２ａとして記憶する。
その後、（ｂ）電動パワーステアリング装置の製造ラインでの異常診断（検査時）に進み、図９（ｂ）に示されるフローチャートに従って異常診断を行う。図９（ａ）のフローチャートと同様に、先ずコントロールユニット３０Ｄの電源をオンにして異常診断の準備を行い（ステップＳ５０１）、異常診断手段６２Ｃの異常検出部６２１はモータ駆動制御部３０１の異常の検出を行う（ステップＳ５０２）。異常検出部６２１が確定した異常を検出した場合（ステップＳ５０３）、異常確定信号ＣＦ２を検査装置５０或いは記憶検査装置７０に入力し（ステップＳ５０４）、モータ駆動制御部３０１に確定した異常が発生したことを表示部に表示して異常診断を終了する。

上記ステップＳ５０３において異常検出部６２１が確定した異常を検出しなかった場合、カウント値記憶部（ｂ）６２２ｂは、異常検出部６２１がモータ駆動制御部３０１の不確定異常を検出した回数を｛＋１｝してカウント値Ｎ２Ｂとして記憶する。そして、（ｃ）電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階でのアシスト動作時における異常診断に進む。

電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階でのアシスト動作時には、図９（ｃ）に示されるフローチャートに従って異常診断を行う。先ずイグニッションキー１１をオンにしてコントロールユニット３０Ｄの電源をオンにし、異常診断を行う準備をする（ステップＳ６０１）。それから、異常診断手段６２Ｃの異常検出部６２１は、モータ駆動制御部３０１の異常の検出を行い（ステップＳ６０２）、確定した異常を検出した場合（ステップＳ６０３）、異常確定信号ＣＦ２を検査装置５０或いは記憶検査装置７０に入力し（ステップＳ６０４）、モータ駆動制御部３０１に確定した異常が発生したことを表示部に表示して異常診断を終了する。

上記ステップＳ６０３において異常検出部６２１が確定した異常を検出しなかった場合、カウント値記憶部（ｃ）６２２ｃは、異常検出部６２１がモータ駆動制御部３０１の不確定異常を検出した回数を「＋１」してカウント値Ｎ２ｃとして記憶する（ステップＳ６０５）。その後、異常診断手段６２の判断部６２３は、カウント値記憶部６２２（６２２ａ〜６２２ｃ）に記憶されたカウント値Ｎ２ａ、Ｎ２ｂ、Ｎ２ｃに基づいて、モータ駆動制御部３０１に確定した異常が発生する可能性の程度についての段階的な判断を行う（ステップＳ６０６）。判断部６２３は異常判断信号Ｊｓ２を出力し、検査装置５０或いは記憶検査装置７０に入力し（ステップＳ６０７）、段階的な判断結果を表示部に表示する。

本第４実施形態のように、確定した異常が発生する可能性の程度をレベル“Ａ”〜“Ｃ”の３段階で判断する場合、例えば判断結果がレベル“Ｃ”である場合にはその異常に関連した部品を交換することによって、不具合のある電動パワーステアリング装を搭載した車両を市場に出荷することを防止することができる。また、電動パワーステアリング装置が安全な状態の内に部品を交換することによって、車両の安全性や快適性を高めることができる。

なお、本第４実施形態においても異常診断手段の数は３個に限定されるものではなく、異常診断を行う必要のある電動パワーステアリング装置やセンサの各部に対応する数の異常診断手段を設けるようにしても良い。また、上記例では、（ａ）コントロールユニット（電動パワーステアリング装置）の製造時、（ｂ）電動パワーステアリング装置の製造ラインの検査時、及び（ｃ）電動パワーステアリング装置を車両に搭載した段階での初期診断若しくは通常診断時に異常診断を行うようにしているが、異常診断の回数は３回に限定されるものではなく、他の任意工程で行うようにしても良い。

また、本第４実施形態において、異常診断手段が、電動パワーステアリング装置の各部において確定した異常が発生する可能性の程度について段階的な判断をする際、複数回の異常診断でのカウント値の合計値に基づいて段階的な判断を行っているが、それぞれの異常診断でのカウント値毎に個別の判断基準を用いて、段階的な判断を併せ行うようにしても良い。

個々の異常診断では確定した異常が発生する可能性が高くないと判断された製品でも、（ａ）製造時、（ｂ）製造ラインの検査時及び（ｃ）アシスト動作時の３回の異常診断において不確定異常が検出された総回数で判断をすると、確定した異常が発生する可能性が高いと判断される恐れがある。本第４実施形態ではこのような製品を市場に出荷することがないように、（ａ）製造時、（ｂ）製造ラインの検査時及び（ｃ）アシスト動作時等の、複数回行ったそれぞれの異常診断において不確定異常を検出した回数のカウント値に基づいて、確定した異常を発生する可能性の程度についての段階的な判断を行っている。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１０トルクセンサ
２０モータ
３０、３０Ａ〜３０Ｄコントロールユニット
３０１モータ駆動制御部
５０検査装置
５４、７１表示部
５６入出力ＩＦ部
５７電力供給部
６１Ａ、６１Ｂ、６２Ａ〜６２Ｃ、６３Ａ、６３Ｂ異常診断手段
６１１、６２１異常検出部
６１２、６２２カウント値記憶部
６１３、６２３判断部
７０記憶検査装置

Claims

車両のステアリング機構にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する制御手段と、各部の異常を診断する複数の異常診断手段とを具備した電動パワーステアリング装置において、前記故障診断手段は前記各部の確定には至らない不確定異常を検出し、前記不確定異常を検出した回数をカウント値として記憶し、前記カウント値に基づいて、前記各部に確定した異常が発生する可能性の程度を段階的に判断する機能を具備したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
車両のステアリング機構にアシストトルクを付与するモータを駆動制御する制御手段と、各部の異常を診断する複数の異常診断手段とを具備した電動パワーステアリング装置において、前記異常診断手段は前記各部の確定には至らない不確定異常を検出し、製造時の異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ａと、製造ラインの検査時に行う異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ｂと、前記車両に搭載した段階でのアシスト動作時に行う異常診断において前記不確定異常を検出した回数であるカウント値ｃとを記憶し、前記カウント値ａ、前記カウント値ｂ及び前記カウント値ｃに基づいて、前記各部に確定した異常が発生する可能性の程度を段階的に判断する機能を具備したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記段階的な判断の結果を運転者に知らせる機能を具備した請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。