JP4032713B2 - 電気式動力舵取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気式動力舵取装置は、ステアリング軸に発生する操舵トルクをトルクセンサにより検出し、この検出した操舵トルクおよび他のセンサにより検出した車速等に基づいて、モータを駆動する駆動回路に出力する電流指令値を決定し、当該モータに所定のアシストトルクを発生させていた。
【０００３】
即ち、ステアリングホイールに連結された入力軸と操舵機構に連結された出力軸とを相対回転可能に連結したトーションバー等のねじれ量から操舵トルクを検出し、この操舵トルク等に基づいてＣＰＵにより電流指令値を演算し、操舵状態に応じたアシスト力をモータに発生させるアシスト制御をしていた。
【０００４】
ところで、電気式動力舵取装置においては、操舵トルク、車速等に基づくアシスト制御のみならず、ステアリングホイールの操舵角を考慮した制御、例えばセルフアライニング制御を要求される場合もあり、かかる場合には、ステアリング軸の舵角センサにより検出される操舵角データをＣＰＵに入力する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸に取り付けられた舵角センサにより検出される操舵角データを、電気式動力舵取装置の制御装置とは別個に設けられた制御装置を介して受け取らなければならない。そのため、両制御装置間のデータ通信制御を別途設ける必要があるという問題や、当該データ通信の信頼性およびフェールセーフの確保等、種々の問題が発生し、操舵角に基づくアシスト制御は一般には困難であると考えられている。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操舵角に基づくアシスト制御をし得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の電気式動力舵取装置では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第１の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第２の角度検出手段と、
前記第１の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第２の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、ステアリング軸の回転角を第１の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第２の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００１１】
さらに、請求項２の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１３】
さらに、請求項３の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、車速を検出または推定する車速検出推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、車速検出推定手段により検出または推定された車速と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えて車速にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、車速に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１５】
さらに、請求項４の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えてステアリングホイールの角速度にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイールの角速度に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１７】
さらに、請求項５の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、車速を検出または推定する車速検出推定手段と、前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、車速検出推定手段により検出または推定された車速と、ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えて、車速およびステアリングホイールの角速度にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、車速およびステアリングホイールの角速度に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、より適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１９】
さらに、請求項６の電気式動力舵取装置では、請求項２〜５のいずれか一項において、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力を徐々に減少させることを技術的特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともにモータにより発生させるアシスト力を徐々に減少させる。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、時間の経過とともにアシスト力を徐々に減少させるので、アシスト力の急減による操舵の違和感を抑制することができるとともに、操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度検出手段の異常を告知し得る効果がある。
【００２１】
さらに、請求項７の電気式動力舵取装置では、請求項２〜５のいずれか一項において、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力の最大値を徐々に減少させることを技術的特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともにモータにより発生させるアシスト力の最大値を徐々に減少させる。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、時間の経過とともにアシスト力の最大値を徐々に減少させるので、アシストを継続しつつも深い切込みによる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度検出手段の異常を告知し得る効果がある。
【００２３】
さらに、請求項８の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段の少なくとも一方に異常を検出した場合、前記モータによる前記アシスト力の発生を直ちに中止することを技術的特徴とする。
【００２４】
請求項８の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、モータによるアシスト力の発生を直ちに中止する。これにより、モータによるアシスト制御が解除されるので、予定外のアシスト制御の発生を防止することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００２５】
さらに、請求項９の電気式動力舵取装置では、請求項１において、車速を検出または推定する車速検出推定手段を備え、前記アシスト力決定手段は、前記ステアリング軸の回転角および前記操舵機構軸の回転角の少なくとも一方に加え、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速にも基づいて、前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００２６】
請求項９の発明では、アシスト力決定手段は、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角の少なくとも一方に加え、車速検出推定手段により検出または推定された車速にも基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、車速に対応したアシスト制御をすることができるので、例えば、停車時や低速走行時には中速走行時よりもアシスト力を大きく設定し、高速走行時には中速走行時よりもアシスト力を小さく設定することができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果に加え、車速に応じたアシスト制御をし得る効果もある。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明の電気式動力舵取装置を自動車等の車両の電気式動力舵取装置に適用した例を挙げて説明する。
【００７６】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る電気式動力舵取装置１０の主な構成を図１に基づいて説明する。なお、この第１実施形態に係る電気式動力舵取装置１０は、特許請求の範囲に記載の請求項１に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【００７７】
図１に示すように、電気式動力舵取装置１０は、主に、ステアリングホイール１１、ステアリング軸１２、ピニオン軸１３、トーションバー１４、角度センサ１５、１６、減速機１７、ラックピニオン１８、モータ回転角センサ１９、モータＭ、ＥＣＵ２０等から構成されており、ステアリングホイール１１による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力をモータＭにより発生させて操舵をアシストするものである。
【００７８】
即ち、ステアリングホイール１１にはステアリング軸１２の一端側が連結され、このステアリング軸１２の他端側にはトーションバー１４の一端側が連結されている。またこのトーションバー１４の他端側にはピニオン軸１３の一端側が連結され、このピニオン軸１３の他端側にはラックピニオン１８のピニオンギアが連結されている。またステアリング軸１２およびピニオン軸１３には、それぞれの回転角（ステアリング角θ１、θ２）を絶対的あるいは相対的に検出可能な角度センサ１５、１６がそれぞれ設けられており、各々がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。なおこれらの角度センサ１５、１６としては、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
【００７９】
なお、トーションバー１４の両端には、マニュアルストッパと呼ばれる機械的な回転制限部が構成されているため、トーションバー１４のねじれ角は一定角度（例えば±６゜）で規制されている。これにより、ねじれ量の過剰増加によるトーションバー１４の破損を防止している。
【００８０】
これにより、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結することができるとともに、ステアリング軸１２の回転角（ステアリング角θ１ ）を角度センサ１５により、またピニオン軸１３の回転角（ステアリング角θ２ ）を角度センサ１６により、それぞれ検出することができる。そのため、ステアリング軸１２の回転角を角度センサ１５によってステアリング角θ１ として検出することができるとともに、角度センサ１５によるステアリング軸１２のステアリング角θ１ と角度センサ１６によるピニオン軸１３のステアリング角θ２ との角度差（偏差）や角度比等からトーションバー１４のねじれ量をねじれ角として検出することができる。
【００８１】
また、このピニオン軸１３の途中には、モータＭにより発生する駆動力を所定の減速比で伝達する減速機１７が図略のギアを介して噛合されており、当該減速機１７介してモータＭの駆動力、つまりアシスト力をピニオン軸１３に伝え得るように構成されている。さらにこのモータＭにも、その回転角を検出し得るモータ回転角センサ１９が設けられており、このモータ回転角センサ１９もＥＣＵ２０に電気的に接続されている。このモータ回転角センサ１９にも、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
【００８２】
これにより、角度センサ１５、１６、モータ回転角センサ１９により検出された回転角信号をＥＣＵ２０に送出することができるため、ＥＣＵ２０ではこれらの各回転角信号に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を次述するように決定することができる。なお、ラックピニオン１８の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。
【００８３】
次に、電気式動力舵取装置１０を構成するＥＣＵ２０等の電気的構成および動作を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、主に、アシストトルク決定手段２１、電流制御手段２３等により構成されており、具体的にはＣＰＵ、メモリ素子、各種インタフェイス回路等から構成されている。
【００８４】
アシストトルク決定手段２１は、角度センサ１５により検出されたステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出されたステアリング角θ２ とに基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定するものである。例えば、ステアリング角θ１、θ２の角度差（偏差）や角度比等に対応して予め設定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊のマップや所定の演算処理等によって、アシスト電流指令ＩＡ ＊を求めている。
【００８５】
またアシストトルク決定手段２１では、このようなステアリング角θ１、θ２の角度差等に対応して予め設定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊のマップ等とは別に、ステアリング角θ１、θ２のいずれか一方からアシスト電流指令ＩＡ ＊を求め得るマップや所定の演算処理等を設けている。これにより、ステアリング角θ１ またはステアリング角θ２ のいずれか一方から、アシスト電流指令Ｉ Ａ ＊ を求めることもできる。
【００８６】
電流制御手段２３は、アシストトルク決定手段２１により決定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊をモータＭに流れる実電流ＩＡ に基づいて電圧に変換して電圧指令Ｖ＊ を出力するものである。即ち、電流制御手段２３では、モータ電流検出手段２７により検出されたモータＭに流れる実電流ＩＡ を負帰還させることによって目標とする電圧指令Ｖ＊ を出力するように制御している。
【００８７】
モータ駆動手段２５は、ＰＷＭ回路２４とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とにより構成されている。ＰＷＭ回路２４は、ＥＣＵ２０とは異なるハードウェアにより実現されるパルス幅変調回路で、電流制御手段２３から出力される電圧指令Ｖ＊ に応じたパルス幅をもつパルス信号をＵ相、Ｖ相ごとに出力し得るように構成されている。これにより、出力側に接続されるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の各ゲートに対応するＵ相、Ｖ相のパルス信号を与えることができるので、パルス幅に応じてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ動作させることにより、任意にモータＭを駆動制御することができる。
【００８８】
このように第１実施形態による電気式動力舵取装置１０では、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結し、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を角度センサ１５により、またピニオン軸１３のステアリング角θ２ を角度センサ１６により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段２１により、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ およびピニオン軸１３のステアリング角θ２ の少なくとも一方に基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を検出することができるとともに、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との少なくとも一方からトーションバー１４のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール１１の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００８９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る電気式動力舵取装置を図３および図４に基づいて説明する。
【００９０】
図３に示すように、第２実施形態の電気式動力舵取装置では、角度センサ１５により検出したステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出したステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）であるトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ を演算手段３３により求め、このねじれ角ΔθＨ に基づいてアシストトルク決定手段３１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第２実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第２実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【００９１】
図４に示すように、第２実施形態では、アシストトルク決定手段３１を位相補償部３１ａとアシスト電流演算部３１ｂとにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段３１にステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）、つまりトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ が入力されると、位相補償部３１ａによってトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθＨ ’に基づいてアシスト電流演算部２１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。ここで、位相補償部２１ａの（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【００９２】
このように第２実施形態による電気式動力舵取装置では、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結し、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を角度センサ１５により、またピニオン軸１３のステアリング角θ２ を角度センサ１６により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段３１により、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）に基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図３参照）。これにより、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を検出することができるとともに、トーションバー１４のねじれ量をねじれ角ΔθＨ として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール１１の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００９３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置を図５および図６に基づいて説明する。なお、この第３実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項２に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【００９４】
図５に示すように、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段４３を備え、この角度センサ異常検出手段４３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段４１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第３実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図５には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【００９５】
図５に示すように、第３実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段４３を備えており、この角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上１２゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【００９６】
図６に示すように、アシストトルク決定手段４１は、位相補償部４１ａ（４１ｃ）とアシスト電流演算部４１ｂ（４１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに位相補償部４１ａ、４１ｃおよびアシスト電流演算部４１ｂ、４１ｄが構成されている。
【００９７】
これにより、例えば図５に示すように、角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図５に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部４１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部４１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。ここで、位相補償部４１ａ（４１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【００９８】
一方、角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部４１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部４１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。
【００９９】
なお、アシスト電流演算部４１ｂ（４１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる点も、本第３実施形態の電気式動力舵取装置の特徴である。
【０１００】
このように第３実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段４３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段４１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図５参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１０１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置を図７および図８に基づいて説明する。なお、この第４実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項３に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１０２】
図７に示すように、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段５３と、車速Ｖを検出または推定する車速センサ５５と、を備え、この角度センサ異常検出手段５３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてアシストトルク決定手段５１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第４実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図７には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１０３】
また、前述した第３実施形態の電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、車速センサ５５を備え、この車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖにも基づいて、アシストトルク決定手段５１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する点が異なる。したがって、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１０４】
図７に示すように、第４実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段５３と車速センサ５５とを備えている。
この角度センサ異常検出手段５３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様、角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視し、当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１０５】
一方、車速センサ５５は、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。車速Ｖの検出または推定も、角度センサ１５、１６の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１０６】
図８に示すように、アシストトルク決定手段５１は、位相補償部５１ａ（５１ｃ）とアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）と車速補正ゲイン演算部５１ｅと乗算器５１ｆとから構成されている。このうち位相補償部５１ａ（５１ｃ）およびアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）は、第３実施形態で説明した位相補償部４１ａ、４１ｃおよびアシスト電流演算部４１ｂ、４１ｄと同様、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。
【０１０７】
また、車速補正ゲイン演算部５１ｅには、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Ｖの増大に対し車速補正ゲインＧＶ が減少する特性（０≦ＧＶ ≦１）を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部５１ｅから出力される車速補正ゲインＧＶ は、乗算器５１ｆを介してアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力している。
【０１０８】
これにより、例えば図７に示すように、角度センサ異常検出手段５３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図７に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部５１ａおよびアシスト電流演算部５１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ に車速補正ゲイン演算部５１ｅによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部５１ａ（５１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１０９】
一方、角度センサ異常検出手段５３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部５１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ に車速補正ゲイン演算部５１ｅによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１１０】
なお、アシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１１１】
このように第４実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段５３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段５１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図７参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えて車速Ｖにも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１１２】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置を図９および図１０に基づいて説明する。なお、この第５実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項４に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１１３】
図９に示すように、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段６３と、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）を推定するステアリング角速度推定手段６５と、を備え、この角度センサ異常検出手段６３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてアシストトルク決定手段６１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第５実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図９には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１１４】
また、前述した第３実施形態の電気式動力舵取装置の電気的構成を比較すると、ステアリング角速度推定手段６５を備え、このステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいて、アシストトルク決定手段６１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する点が異なる。したがって、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１１５】
図９に示すように、第５実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段６３とステアリング角速度推定手段６５とを備えている。
この角度センサ異常検出手段６３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様、角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されており、例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視する。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１１６】
一方、ステアリング角速度推定手段６５は、ステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）を推定し得るもので、例えば角度センサ１５により検出したステアリング角θ１の単位時間当たりの角度変動量から推定した推定信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。このステアリング角速度（dθＳ/dｔ）の推定も、角度センサ１５、１６の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１１７】
図１０に示すように、アシストトルク決定手段６１は、位相補償部６１ａ（６１ｃ）とアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）とステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅ、乗算器６１ｆとから構成されている。このうち位相補償部６１ａ（６１ｃ）およびアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）は、第４実施形態で説明した位相補償部５１ａ、５１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｂ、５１ｄと、それぞれ同様であるので、ここではこれらの説明を省略する。
【０１１８】
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅには、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応して所定の特性、例えばステアリング角速度（dθＳ/dｔ）の増大に対しステアリング角速度補正ゲインＧＳ が増加する特性（０≦ＧＳ ≦１）を有するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、ステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ は、乗算器６１ｆを介してアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、ステアリング角速度に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１１９】
これにより、例えば図９に示すように、角度センサ異常検出手段６３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図９に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部６１ａおよびアシスト電流演算部６１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部６１ａ（６１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１２０】
一方、角度センサ異常検出手段６３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部６１ｃおよびアシスト電流演算部６１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１２１】
なお、アシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１２２】
このように第５実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段６３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段６１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図９参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えてステアリング角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１２３】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１１および図１２に基づいて説明する。なお、この第６実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項５に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１２４】
図１１に示すように、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段７３と、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）を推定するステアリング角速度推定手段７５と、車速Ｖを検出または推定する車速センサ７７と、を備え、この角度センサ異常検出手段７３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）と、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてアシストトルク決定手段７１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第６実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図１１には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１２５】
また、前述した第４、第５実施形態による電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、第４実施形態による車速センサ５５（図７参照）と第５実施形態によるステアリング角速度推定手段６５（図９参照）とを共に備えた実施形態が、本第６実施形態であることがわかる。即ち、第４実施形態による車速センサ５５は、本第６実施形態による車速センサ７７に対応し、また第５実施形態によるステアリング角速度推定手段６５は、本第６実施形態によるステアリング角速度推定手段７５に対応する。
【０１２６】
したがって、本第６実施形態では、第４、第５実施形態を組み合わせたことにより構成が異なる点を重点的に説明し、第４、第５実施形態と実質的に同一であることから重複する点については、それらの説明を省略する。また、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１２７】
図１１に示すように、第６実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段７３とステアリング角速度推定手段７５と車速センサ７７とを備えている。角度センサ異常検出手段７３は、第３、第４実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３、５３と同様で、異常検出信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。検出タイミング等も第３、第４実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３、５３と同様である。
【０１２８】
ステアリング角速度推定手段７５は、ステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）を推定し得るもので、第４実施形態で説明したステアリング角速度推定手段６５と同様に、推定信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第４実施形態で説明したステアリング角速度推定手段６５と同様である。
【０１２９】
車速センサ７７も、第４実施形態で説明した車速センサ５５と同様、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第３実施形態で説明した車速センサ５５と同様である。
【０１３０】
図１２に示すように、アシストトルク決定手段７１は、位相補償部７１ａ（７１ｃ）とアシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）とステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅと車速補正ゲイン演算部７１ｆ、乗算器７１ｇとから構成されている。このうち位相補償部７１ａ（７１ｃ）およびアシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）は、第４、５実施形態で説明した位相補償部５１ａ、５１ｃ、６１ａ、６１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｂ、５１ｄ、６１ｂ、６１ｄと同様、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。
【０１３１】
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅは、第５実施形態で説明したステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅと同様、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応して所定の特性を有するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ は、乗算器７１ｇに入力される。
【０１３２】
さらに、車速補正ゲイン演算部７１ｆは、第４実施形態で説明した車速補正ゲイン演算部５１ｅと同様、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、車速補正ゲイン演算部７１ｆから出力される車速補正ゲインＧＶ も、乗算器７１ｇに入力される。
【０１３３】
即ち、乗算器７１ｇには、アシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆから出力される車速補正ゲインＧＶ と、の三種類の情報が入力されるので、これらを乗算処理しアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力する。つまり、アシストトルク決定手段７１は、ステアリング角速度および車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１３４】
これにより、例えば図１１に示すように、角度センサ異常検出手段７３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１１に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部７１ａおよびアシスト電流演算部７１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ と、を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部７１ａ（７１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１３５】
一方、角度センサ異常検出手段７３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部７１ｃおよびアシスト電流演算部７１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ と、を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１３６】
なお、アシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１３７】
このように第６実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段７３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段７１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖと、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図１１参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えて車速Ｖおよびステアリング角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、より適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１３８】
［第７実施形態］
次に、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１３および図１４に基づいて説明する。なお、この第７実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項６に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１３９】
図１３に示すように、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段８１によりアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出するばかりでなく、出力制限ゲイン演算部８５および乗算器８７により、時間の経過とともにモータＭにより発生させるアシスト力を徐々に減少させる。この点が、本第７実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図１３には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１４０】
図１３に示すように、第７実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段８３と出力制限ゲイン演算部８５とを備えている。
角度センサ異常検出手段８３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様に、角度センサ１５、１６の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段８１と出力制限ゲイン演算部８５に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１４１】
出力制限ゲイン演算部８５は、角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、乗算部８７に出力する出力制限ゲインの値を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段８３から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間（故障発生時）から所定時間ｔの経過後から、それまでは値「１」を設定していた出力制限ゲインＧＴ を徐々に減少させて乗算部８７に出力するように構成されている（１≧ＧＴ ≧０）。
【０１４２】
乗算部８７は、アシストトルク決定手段８１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ と、出力制限ゲイン演算部８５から出力される出力制限ゲインＧＴ とを乗算処理して電流制御手段２３に出力し得るように構成されている。これにより、出力制限ゲイン演算部８５から出力される出力制限ゲインＧＴ の値を制御することによってアシストトルク決定手段８１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ に対し、出力制御されたアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力することが可能となる。
【０１４３】
なお、出力制限ゲイン演算部８５および乗算部８７は、特許請求の範囲（請求項６）に記載の「前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力を徐々に減少させる」に相当するものである。
【０１４４】
図１４に示すように、アシストトルク決定手段８１は、第３実施形態で説明したアシストトルク決定手段４１と同様に、位相補償部８１ａ（８１ｃ）とアシスト電流演算部８１ｂ（８１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに位相補償部８１ａ、８１ｃおよびアシスト電流演算部８１ｂ、８１ｄが構成されている。
【０１４５】
これにより、例えば図１３に示すように、角度センサ異常検出手段８３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１３に示す角度センサ１６の×印）、アシストトルク決定手段８１および出力制限ゲイン演算部８５に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段８１には、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部８１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部８１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し、乗算部８７に出力する。ここで、位相補償部８１ａ（８１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１４６】
また、出力制限ゲイン演算部８５では、角度センサ異常検出手段８３から異常検出信号が入力されると、乗算部８７に出力していた出力制限ゲインＧＴ の値を、故障発生時から計時して所定経過時間ｔから徐々に減少させる処理を行う。これにより、乗算部８７から電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる出力制御がされる。
【０１４７】
一方、角度センサ異常検出手段８３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部８１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部８１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し乗算部８７に出力するが、この場合も角度センサ１６の異常が検出された場合と同様に、出力制限ゲイン演算部８５により出力される出力制限ゲインＧＴ が徐々に減少するので、乗算部８７から電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる。
【０１４８】
なお、アシスト電流演算部８１ｂ（８１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１４９】
このように第７実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段８１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を、出力制限ゲイン演算部８５および乗算部８７により、時間の経過とともに徐々に減少させる（図１、図１３参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力を徐々に減少させるので、徐々に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ１５、１６に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
【０１５０】
［第８実施形態］
次に、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１５および図１６に基づいて説明する。なお、この第８実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項７に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１５１】
図１５に示すように、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段９１によりアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出するばかりでなく、出力電流最大値制限演算部９７および出力電流最大値制限手段９５により、時間の経過とともにモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を徐々に減少させる。この点が、本第８実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図１５には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１５２】
図１５に示すように、第８実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段９３と出力電流最大値制限手段９５と出力電流最大値制限演算部９７とを備えている。
角度センサ異常検出手段９３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様に、角度センサ１５、１６の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段８１と出力電流最大値制限演算部９７に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１５３】
出力電流最大値制限演算部９７は、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、出力電流最大値制限手段９５に出力する出力電流最大値Ｉｍａｘ を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段９３から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間（故障発生時）から所定時間ｔの経過後から、それまでは値「１」を設定していた出力電流最大値Ｉｍａｘ を徐々に減少させて出力電流最大値制限手段９５に出力するように構成されている（１≧Ｉｍａｘ ≧０）。
【０１５４】
出力電流最大値制限手段９５は、アシストトルク決定手段９１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ が、出力電流最大値制限演算部９７から出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を超えないように出力制限し得るように構成されている。これにより、出力電流最大値制限演算部９７から出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を制御することによって、アシストトルク決定手段９１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ に対し、出力制御することが可能となる。
【０１５５】
図１６に示すように、アシストトルク決定手段９１は、第３実施形態で説明したアシストトルク決定手段４１と同様に、位相補償部９１ａ（９１ｃ）とアシスト電流演算部９１ｂ（９１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１ 、θ２ ごとに位相補償部９１ａ、９１ｃおよびアシスト電流演算部９１ｂ、９１ｄが構成されている。
【０１５６】
これにより、例えば図１５に示すように、角度センサ異常検出手段９３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１５に示す角度センサ１６の×印）、アシストトルク決定手段９１および出力電流最大値制限演算部９７に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段９１には、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部９１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部９１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し、出力電流最大値制限手段９５に出力する。ここで、位相補償部９１ａ（９１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１５７】
また、出力電流最大値制限演算部９７では、角度センサ異常検出手段９３から異常検出信号が入力されると、出力電流最大値制限手段９５に出力していた出力電流最大値Ｉｍａｘ を、故障発生時から計時して所定経過時間ｔから徐々に減少させる処理を行う。これにより、出力電流最大値Ｉｍａｘ 、即ち電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の両極方向の上限値は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる制御がされるので、ステアリングホイール１１を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
【０１５８】
一方、角度センサ異常検出手段９３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部９１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部９１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し出力電流最大値制限手段９５に出力する。しかし、この場合も角度センサ１６の異常が検出された場合と同様に、出力電流最大値制限演算部９７により出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ が当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られるので、ステアリングホイール１１を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
【０１５９】
なお、アシスト電流演算部９１ｂ（９１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１６０】
このように第８実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段９１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段９５および出力電流最大値制限演算部９７により、時間の経過とともに徐々に減少させる（図１、図１５参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力の最大値を徐々に減少させるので、左右の深い切込み時に急に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ１５、１６に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
【０１６１】
［第９実施形態］
次に、第９実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１５に基づいて説明する。なお、この第９実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項８に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１６２】
第９実施形態による電気式動力舵取装置は、前述した第８実施形態の電気式動力舵取装置を構成する出力電流最大値制限演算部９７の特性に変更を加えた点が第８実施形態のものと相違する。したがって、他の構成部分は第８実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成を採るため、それらの説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１６３】
第９実施形態による電気式動力舵取装置は、出力電流最大値制限演算部９７により出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を経過時間ｔにかかわらず、常に零（Ｉｍａｘ ＝０）に設定する。このように構成することにより、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段９１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段９５および出力電流最大値制限演算部９７により、時間の経過にかかわらず零に減少させる（図１参照）。つまり、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、モータＭによるアシスト力の発生を直ちに中止する。これにより、モータＭによるアシスト制御が解除されるので、予定外のアシスト制御の発生を防止することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１６４】
［第１０実施形態］
次に、第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１７および図１８に基づいて説明する。なお、この第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項９に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１６５】
図１７に示すように、第１０実施形態の電気式動力舵取装置では、角度センサ１５により検出したステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出したステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）であるトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ を演算手段１１３により求め、また車速センサ１１５により車速Ｖを検出または推定し、ねじれ角ΔθＨ と車速Ｖとに基づいてアシストトルク決定手段１１１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第１０実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。
【０１６６】
つまり、第１０実施形態による電気式動力舵取装置は、図３を参照して説明した第２実施形態による電気式動力舵取装置の構成に車速センサ１１５を加え、この車速センサ１１５による車速Ｖにも基づいてアシストトルク決定手段１１１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出するものである。したがって、第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１６７】
図１７に示すように、車速センサ１１５は、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段１１１に送出し得るように構成されている。車速Ｖの検出または推定は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１６８】
図１８に示すように、第１０実施形態では、アシストトルク決定手段１１１を位相補償部１１１ａとアシスト電流演算部１１１ｂと車速補正ゲイン演算部１１１ｃと乗算部１１１ｄにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段１１１にステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）、つまりトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ が入力されると、位相補償部１１１ａによってトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθＨ ’に基づいてアシスト電流演算部１１１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出する。ここで、位相補償部１１１ａの（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１６９】
一方、車速補正ゲイン演算部１１１ｃには、車速センサ１１５により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Ｖの増大に対し車速補正ゲインＧＶ が減少する特性（０≦ＧＶ ≦１）を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部１１１ｃから出力される車速補正ゲインＧＶ は、乗算器１１１ｄを介してアシスト電流演算部１１１ｂから出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力している。
【０１７０】
このように第１０実施形態による電気式動力舵取装置では、アシストトルク決定手段１１１は、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ およびピニオン軸１３のステアリング角θ２ の少なくとも一方に加え、車速センサ１１５により検出または推定された車速Ｖにも基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、車速Ｖに対応したアシスト制御をすることができるので、例えば、停車時や低速走行時には中速走行時よりもアシスト力を大きく設定し、高速走行時には中速走行時よりもアシスト力を小さく設定することができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果に加え、車速Ｖに応じたアシスト制御をし得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の主な構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示すＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の第３実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】 図５に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第４実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図８】 図７に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図９】 本発明の第５実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の第６実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】 図１１に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】 本発明の第７実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】 図１３に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明の第８実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１７】 本発明の第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１８】 図１７に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 電気式動力舵取装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸
１３ ピニオン軸 （操舵機構軸）
１４ トーションバー （弾性部材）
１５ 角度センサ （第１の角度検出手段）
１６ 角度センサ （第２の角度検出手段）
１８ ラックピニオン （操舵機構）
１９ モータ回転角センサ （モータ回転角検出推定手段）
２０ ＥＣＵ
２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１
アシストトルク決定手段（アシスト力決定手段）
２３ 電流制御手段
２５ モータ駆動手段
２７ モータ電流検出手段
４３、５３、６３、７３、８３、９３、１２３、１３３
角度センサ異常検出手段（異常検出手段）
５５、７７ 車速センサ （車速検出推定手段）
６５、７５ ステアリング角速度推定手段
８５ 出力制限ゲイン演算部
９５ 出力電流最大値制限手段
９７ 出力電流最大値制限演算部
１２７ ステアリング角度推定手段
Ｍ モータ
θ１ ステアリング軸の回転角
θ２ ピニオン軸の回転角 （操舵機構軸の回転角）
ΔθＨ トーションバーねじれ角（偏差）
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気式動力舵取装置は、ステアリング軸に発生する操舵トルクをトルクセンサにより検出し、この検出した操舵トルクおよび他のセンサにより検出した車速等に基づいて、モータを駆動する駆動回路に出力する電流指令値を決定し、当該モータに所定のアシストトルクを発生させていた。
【０００３】
即ち、ステアリングホイールに連結された入力軸と操舵機構に連結された出力軸とを相対回転可能に連結したトーションバー等のねじれ量から操舵トルクを検出し、この操舵トルク等に基づいてＣＰＵにより電流指令値を演算し、操舵状態に応じたアシスト力をモータに発生させるアシスト制御をしていた。
【０００４】
ところで、電気式動力舵取装置においては、操舵トルク、車速等に基づくアシスト制御のみならず、ステアリングホイールの操舵角を考慮した制御、例えばセルフアライニング制御を要求される場合もあり、かかる場合には、ステアリング軸の舵角センサにより検出される操舵角データをＣＰＵに入力する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気式動力舵取装置によると、ステアリング軸に取り付けられた舵角センサにより検出される操舵角データを、電気式動力舵取装置の制御装置とは別個に設けられた制御装置を介して受け取らなければならない。そのため、両制御装置間のデータ通信制御を別途設ける必要があるという問題や、当該データ通信の信頼性およびフェールセーフの確保等、種々の問題が発生し、操舵角に基づくアシスト制御は一般には困難であると考えられている。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操舵角に基づくアシスト制御をし得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の電気式動力舵取装置では、
操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第１の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第２の角度検出手段と、
前記第１の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第２の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、ステアリング軸と操舵機構軸とを弾性部材により相対回転可能に連結し、ステアリング軸の回転角を第１の角度検出手段により、また操舵機構軸の回転角を第２の角度検出手段により、それぞれ検出する。そして、アシスト力決定手段により、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、ステアリング軸の回転角を検出することができるとともに、ステアリング軸の回転角と操舵機構軸の回転角とのいずれか一方から弾性部材のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、ステアリングホイールの操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００１１】
さらに、請求項２の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１３】
さらに、請求項３の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、車速を検出または推定する車速検出推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、車速検出推定手段により検出または推定された車速と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えて車速にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、車速に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１５】
さらに、請求項４の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えてステアリングホイールの角速度にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイールの角速度に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１７】
さらに、請求項５の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、車速を検出または推定する車速検出推定手段と、前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、車速検出推定手段により検出または推定された車速と、ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出された回転角に加えて、車速およびステアリングホイールの角速度にも基づいてモータにより発生させるアシスト力を決定するので、車速およびステアリングホイールの角速度に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、より適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００１９】
さらに、請求項６の電気式動力舵取装置では、請求項２〜５のいずれか一項において、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力を徐々に減少させることを技術的特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともにモータにより発生させるアシスト力を徐々に減少させる。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、時間の経過とともにアシスト力を徐々に減少させるので、アシスト力の急減による操舵の違和感を抑制することができるとともに、操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度検出手段の異常を告知し得る効果がある。
【００２１】
さらに、請求項７の電気式動力舵取装置では、請求項２〜５のいずれか一項において、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力の最大値を徐々に減少させることを技術的特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともにモータにより発生させるアシスト力の最大値を徐々に減少させる。これにより、第１の角度検出手段または第２の角度検出手段のいずれか一方に異常が生じても、時間の経過とともにアシスト力の最大値を徐々に減少させるので、アシストを継続しつつも深い切込みによる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度検出手段の異常を告知し得る効果がある。
【００２３】
さらに、請求項８の電気式動力舵取装置では、請求項１において、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段の少なくとも一方に異常を検出した場合、前記モータによる前記アシスト力の発生を直ちに中止することを技術的特徴とする。
【００２４】
請求項８の発明では、異常検出手段により、第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、モータによるアシスト力の発生を直ちに中止する。これにより、モータによるアシスト制御が解除されるので、予定外のアシスト制御の発生を防止することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【００２５】
さらに、請求項９の電気式動力舵取装置では、請求項１において、車速を検出または推定する車速検出推定手段を備え、前記アシスト力決定手段は、前記ステアリング軸の回転角および前記操舵機構軸の回転角の少なくとも一方に加え、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速にも基づいて、前記アシスト力を決定することを技術的特徴とする。
【００２６】
請求項９の発明では、アシスト力決定手段は、ステアリング軸の回転角および操舵機構軸の回転角の少なくとも一方に加え、車速検出推定手段により検出または推定された車速にも基づいて、モータにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、車速に対応したアシスト制御をすることができるので、例えば、停車時や低速走行時には中速走行時よりもアシスト力を大きく設定し、高速走行時には中速走行時よりもアシスト力を小さく設定することができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果に加え、車速に応じたアシスト制御をし得る効果もある。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明の電気式動力舵取装置を自動車等の車両の電気式動力舵取装置に適用した例を挙げて説明する。
【００７６】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る電気式動力舵取装置１０の主な構成を図１に基づいて説明する。なお、この第１実施形態に係る電気式動力舵取装置１０は、特許請求の範囲に記載の請求項１に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【００７７】
図１に示すように、電気式動力舵取装置１０は、主に、ステアリングホイール１１、ステアリング軸１２、ピニオン軸１３、トーションバー１４、角度センサ１５、１６、減速機１７、ラックピニオン１８、モータ回転角センサ１９、モータＭ、ＥＣＵ２０等から構成されており、ステアリングホイール１１による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力をモータＭにより発生させて操舵をアシストするものである。
【００７８】
即ち、ステアリングホイール１１にはステアリング軸１２の一端側が連結され、このステアリング軸１２の他端側にはトーションバー１４の一端側が連結されている。またこのトーションバー１４の他端側にはピニオン軸１３の一端側が連結され、このピニオン軸１３の他端側にはラックピニオン１８のピニオンギアが連結されている。またステアリング軸１２およびピニオン軸１３には、それぞれの回転角（ステアリング角θ１、θ２）を絶対的あるいは相対的に検出可能な角度センサ１５、１６がそれぞれ設けられており、各々がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。なおこれらの角度センサ１５、１６としては、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
【００７９】
なお、トーションバー１４の両端には、マニュアルストッパと呼ばれる機械的な回転制限部が構成されているため、トーションバー１４のねじれ角は一定角度（例えば±６゜）で規制されている。これにより、ねじれ量の過剰増加によるトーションバー１４の破損を防止している。
【００８０】
これにより、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結することができるとともに、ステアリング軸１２の回転角（ステアリング角θ１ ）を角度センサ１５により、またピニオン軸１３の回転角（ステアリング角θ２ ）を角度センサ１６により、それぞれ検出することができる。そのため、ステアリング軸１２の回転角を角度センサ１５によってステアリング角θ１ として検出することができるとともに、角度センサ１５によるステアリング軸１２のステアリング角θ１ と角度センサ１６によるピニオン軸１３のステアリング角θ２ との角度差（偏差）や角度比等からトーションバー１４のねじれ量をねじれ角として検出することができる。
【００８１】
また、このピニオン軸１３の途中には、モータＭにより発生する駆動力を所定の減速比で伝達する減速機１７が図略のギアを介して噛合されており、当該減速機１７介してモータＭの駆動力、つまりアシスト力をピニオン軸１３に伝え得るように構成されている。さらにこのモータＭにも、その回転角を検出し得るモータ回転角センサ１９が設けられており、このモータ回転角センサ１９もＥＣＵ２０に電気的に接続されている。このモータ回転角センサ１９にも、例えばアブソリュートエンコーダ、レゾルバ等の絶対角度センサや、インクリメンタルエンコーダ等の相対角度センサが用いられる。
【００８２】
これにより、角度センサ１５、１６、モータ回転角センサ１９により検出された回転角信号をＥＣＵ２０に送出することができるため、ＥＣＵ２０ではこれらの各回転角信号に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を次述するように決定することができる。なお、ラックピニオン１８の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。
【００８３】
次に、電気式動力舵取装置１０を構成するＥＣＵ２０等の電気的構成および動作を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、主に、アシストトルク決定手段２１、電流制御手段２３等により構成されており、具体的にはＣＰＵ、メモリ素子、各種インタフェイス回路等から構成されている。
【００８４】
アシストトルク決定手段２１は、角度センサ１５により検出されたステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出されたステアリング角θ２ とに基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定するものである。例えば、ステアリング角θ１、θ２の角度差（偏差）や角度比等に対応して予め設定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊のマップや所定の演算処理等によって、アシスト電流指令ＩＡ ＊を求めている。
【００８５】
またアシストトルク決定手段２１では、このようなステアリング角θ１、θ２の角度差等に対応して予め設定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊のマップ等とは別に、ステアリング角θ１、θ２のいずれか一方からアシスト電流指令ＩＡ ＊を求め得るマップや所定の演算処理等を設けている。これにより、ステアリング角θ１ またはステアリング角θ２ のいずれか一方から、アシスト電流指令Ｉ Ａ ＊ を求めることもできる。
【００８６】
電流制御手段２３は、アシストトルク決定手段２１により決定されたアシスト電流指令ＩＡ ＊をモータＭに流れる実電流ＩＡ に基づいて電圧に変換して電圧指令Ｖ＊ を出力するものである。即ち、電流制御手段２３では、モータ電流検出手段２７により検出されたモータＭに流れる実電流ＩＡ を負帰還させることによって目標とする電圧指令Ｖ＊ を出力するように制御している。
【００８７】
モータ駆動手段２５は、ＰＷＭ回路２４とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とにより構成されている。ＰＷＭ回路２４は、ＥＣＵ２０とは異なるハードウェアにより実現されるパルス幅変調回路で、電流制御手段２３から出力される電圧指令Ｖ＊ に応じたパルス幅をもつパルス信号をＵ相、Ｖ相ごとに出力し得るように構成されている。これにより、出力側に接続されるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の各ゲートに対応するＵ相、Ｖ相のパルス信号を与えることができるので、パルス幅に応じてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ動作させることにより、任意にモータＭを駆動制御することができる。
【００８８】
このように第１実施形態による電気式動力舵取装置１０では、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結し、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を角度センサ１５により、またピニオン軸１３のステアリング角θ２ を角度センサ１６により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段２１により、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ およびピニオン軸１３のステアリング角θ２ の少なくとも一方に基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を検出することができるとともに、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との少なくとも一方からトーションバー１４のねじれ量をねじれ角として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール１１の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００８９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る電気式動力舵取装置を図３および図４に基づいて説明する。
【００９０】
図３に示すように、第２実施形態の電気式動力舵取装置では、角度センサ１５により検出したステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出したステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）であるトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ を演算手段３３により求め、このねじれ角ΔθＨ に基づいてアシストトルク決定手段３１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第２実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第２実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【００９１】
図４に示すように、第２実施形態では、アシストトルク決定手段３１を位相補償部３１ａとアシスト電流演算部３１ｂとにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段３１にステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）、つまりトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ が入力されると、位相補償部３１ａによってトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθＨ ’に基づいてアシスト電流演算部２１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。ここで、位相補償部２１ａの（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【００９２】
このように第２実施形態による電気式動力舵取装置では、ステアリング軸１２とピニオン軸１３とをトーションバー１４により相対回転可能に連結し、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を角度センサ１５により、またピニオン軸１３のステアリング角θ２ を角度センサ１６により、それぞれ検出する。そして、アシストトルク決定手段３１により、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）に基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図３参照）。これにより、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ を検出することができるとともに、トーションバー１４のねじれ量をねじれ角ΔθＨ として検出することができるので、例えばセルフアライニング制御を要求される場合等において、ステアリングホイール１１の操舵角を考慮したアシスト制御をすることができる。したがって、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果がある。
【００９３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置を図５および図６に基づいて説明する。なお、この第３実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項２に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【００９４】
図５に示すように、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段４３を備え、この角度センサ異常検出手段４３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段４１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第３実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図５には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【００９５】
図５に示すように、第３実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段４３を備えており、この角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上１２゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【００９６】
図６に示すように、アシストトルク決定手段４１は、位相補償部４１ａ（４１ｃ）とアシスト電流演算部４１ｂ（４１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに位相補償部４１ａ、４１ｃおよびアシスト電流演算部４１ｂ、４１ｄが構成されている。
【００９７】
これにより、例えば図５に示すように、角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図５に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部４１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部４１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。ここで、位相補償部４１ａ（４１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【００９８】
一方、角度センサ異常検出手段４３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部４１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部４１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。
【００９９】
なお、アシスト電流演算部４１ｂ（４１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる点も、本第３実施形態の電気式動力舵取装置の特徴である。
【０１００】
このように第３実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段４３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段４１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図５参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１０１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置を図７および図８に基づいて説明する。なお、この第４実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項３に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１０２】
図７に示すように、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段５３と、車速Ｖを検出または推定する車速センサ５５と、を備え、この角度センサ異常検出手段５３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてアシストトルク決定手段５１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第４実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図７には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１０３】
また、前述した第３実施形態の電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、車速センサ５５を備え、この車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖにも基づいて、アシストトルク決定手段５１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する点が異なる。したがって、第４実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１０４】
図７に示すように、第４実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段５３と車速センサ５５とを備えている。
この角度センサ異常検出手段５３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様、角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視し、当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１０５】
一方、車速センサ５５は、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。車速Ｖの検出または推定も、角度センサ１５、１６の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１０６】
図８に示すように、アシストトルク決定手段５１は、位相補償部５１ａ（５１ｃ）とアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）と車速補正ゲイン演算部５１ｅと乗算器５１ｆとから構成されている。このうち位相補償部５１ａ（５１ｃ）およびアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）は、第３実施形態で説明した位相補償部４１ａ、４１ｃおよびアシスト電流演算部４１ｂ、４１ｄと同様、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。
【０１０７】
また、車速補正ゲイン演算部５１ｅには、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Ｖの増大に対し車速補正ゲインＧＶ が減少する特性（０≦ＧＶ ≦１）を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部５１ｅから出力される車速補正ゲインＧＶ は、乗算器５１ｆを介してアシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力している。
【０１０８】
これにより、例えば図７に示すように、角度センサ異常検出手段５３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図７に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部５１ａおよびアシスト電流演算部５１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ に車速補正ゲイン演算部５１ｅによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部５１ａ（５１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１０９】
一方、角度センサ異常検出手段５３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部５１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ に車速補正ゲイン演算部５１ｅによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１１０】
なお、アシスト電流演算部５１ｂ（５１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１１１】
このように第４実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段５３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段５１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、車速センサ５５により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図７参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えて車速Ｖにも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定することができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１１２】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置を図９および図１０に基づいて説明する。なお、この第５実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項４に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１１３】
図９に示すように、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段６３と、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）を推定するステアリング角速度推定手段６５と、を備え、この角度センサ異常検出手段６３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてアシストトルク決定手段６１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第５実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図９には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１１４】
また、前述した第３実施形態の電気式動力舵取装置の電気的構成を比較すると、ステアリング角速度推定手段６５を備え、このステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいて、アシストトルク決定手段６１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する点が異なる。したがって、第５実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１１５】
図９に示すように、第５実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段６３とステアリング角速度推定手段６５とを備えている。
この角度センサ異常検出手段６３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様、角度センサ１５、１６の異常を検出し、検出信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されており、例えば所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視する。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１１６】
一方、ステアリング角速度推定手段６５は、ステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）を推定し得るもので、例えば角度センサ１５により検出したステアリング角θ１の単位時間当たりの角度変動量から推定した推定信号をアシストトルク決定手段４１に送出し得るように構成されている。このステアリング角速度（dθＳ/dｔ）の推定も、角度センサ１５、１６の異常検出と同様、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１１７】
図１０に示すように、アシストトルク決定手段６１は、位相補償部６１ａ（６１ｃ）とアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）とステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅ、乗算器６１ｆとから構成されている。このうち位相補償部６１ａ（６１ｃ）およびアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）は、第４実施形態で説明した位相補償部５１ａ、５１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｂ、５１ｄと、それぞれ同様であるので、ここではこれらの説明を省略する。
【０１１８】
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅには、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応して所定の特性、例えばステアリング角速度（dθＳ/dｔ）の増大に対しステアリング角速度補正ゲインＧＳ が増加する特性（０≦ＧＳ ≦１）を有するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、ステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ は、乗算器６１ｆを介してアシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、ステアリング角速度に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１１９】
これにより、例えば図９に示すように、角度センサ異常検出手段６３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図９に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部６１ａおよびアシスト電流演算部６１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部６１ａ（６１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１２０】
一方、角度センサ異常検出手段６３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部６１ｃおよびアシスト電流演算部６１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１２１】
なお、アシスト電流演算部６１ｂ（６１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１２２】
このように第５実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段６３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段６１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、ステアリング角速度推定手段６５により推定されたステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図９参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えてステアリング角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度センサに異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１２３】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１１および図１２に基づいて説明する。なお、この第６実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項５に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１２４】
図１１に示すように、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段７３と、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）を推定するステアリング角速度推定手段７５と、車速Ｖを検出または推定する車速センサ７７と、を備え、この角度センサ異常検出手段７３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θと、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）と、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖと、に基づいてアシストトルク決定手段７１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第６実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。なお、図１１には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１２５】
また、前述した第４、第５実施形態による電気式動力舵取装置の電気的構成と比較すると、第４実施形態による車速センサ５５（図７参照）と第５実施形態によるステアリング角速度推定手段６５（図９参照）とを共に備えた実施形態が、本第６実施形態であることがわかる。即ち、第４実施形態による車速センサ５５は、本第６実施形態による車速センサ７７に対応し、また第５実施形態によるステアリング角速度推定手段６５は、本第６実施形態によるステアリング角速度推定手段７５に対応する。
【０１２６】
したがって、本第６実施形態では、第４、第５実施形態を組み合わせたことにより構成が異なる点を重点的に説明し、第４、第５実施形態と実質的に同一であることから重複する点については、それらの説明を省略する。また、第６実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１２７】
図１１に示すように、第６実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段７３とステアリング角速度推定手段７５と車速センサ７７とを備えている。角度センサ異常検出手段７３は、第３、第４実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３、５３と同様で、異常検出信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。検出タイミング等も第３、第４実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３、５３と同様である。
【０１２８】
ステアリング角速度推定手段７５は、ステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）を推定し得るもので、第４実施形態で説明したステアリング角速度推定手段６５と同様に、推定信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第４実施形態で説明したステアリング角速度推定手段６５と同様である。
【０１２９】
車速センサ７７も、第４実施形態で説明した車速センサ５５と同様、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段７１に送出し得るように構成されている。推定タイミング等も第３実施形態で説明した車速センサ５５と同様である。
【０１３０】
図１２に示すように、アシストトルク決定手段７１は、位相補償部７１ａ（７１ｃ）とアシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）とステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅと車速補正ゲイン演算部７１ｆ、乗算器７１ｇとから構成されている。このうち位相補償部７１ａ（７１ｃ）およびアシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）は、第４、５実施形態で説明した位相補償部５１ａ、５１ｃ、６１ａ、６１ｃおよびアシスト電流演算部５１ｂ、５１ｄ、６１ｂ、６１ｄと同様、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。
【０１３１】
また、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅは、第５実施形態で説明したステアリング角速度補正ゲイン演算部６１ｅと同様、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応して所定の特性を有するステアリング角速度補正ゲインＧＳ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ は、乗算器７１ｇに入力される。
【０１３２】
さらに、車速補正ゲイン演算部７１ｆは、第４実施形態で説明した車速補正ゲイン演算部５１ｅと同様、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定され、車速補正ゲイン演算部７１ｆから出力される車速補正ゲインＧＶ も、乗算器７１ｇに入力される。
【０１３３】
即ち、乗算器７１ｇには、アシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）から出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と、ステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅから出力されるステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆから出力される車速補正ゲインＧＶ と、の三種類の情報が入力されるので、これらを乗算処理しアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力する。つまり、アシストトルク決定手段７１は、ステアリング角速度および車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１３４】
これにより、例えば図１１に示すように、角度センサ異常検出手段７３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１１に示す角度センサ１６の×印）、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部７１ａおよびアシスト電流演算部７１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ と、を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。ここで、位相補償部７１ａ（７１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１３５】
一方、角度センサ異常検出手段７３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部７１ｃおよびアシスト電流演算部７１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出し、このアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ にステアリング角速度補正ゲイン演算部７１ｅによるステアリング角速度（dθＳ/dｔ）に対応するステアリング角速度補正ゲインＧＳ と、車速補正ゲイン演算部７１ｆによる車速Ｖに対応する車速補正ゲインＧＶ と、を乗じてアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力する。
【０１３６】
なお、アシスト電流演算部７１ｂ（７１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１３７】
このように第６実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段７３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段７１は、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）と、車速センサ７７により検出または推定された車速Ｖと、ステアリング角速度推定手段７５により推定されたステアリングホイール１１のステアリング角速度（dθＳ/dｔ）と、に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定する（図１、図１１参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に加えて車速Ｖおよびステアリング角速度（dθＳ/dｔ）にも基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を決定するので、ステアリングホイール１１の角速度（dθＳ/dｔ）に対応したアシスト制御をすることができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、より適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１３８】
［第７実施形態］
次に、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１３および図１４に基づいて説明する。なお、この第７実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項６に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１３９】
図１３に示すように、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段８１によりアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出するばかりでなく、出力制限ゲイン演算部８５および乗算器８７により、時間の経過とともにモータＭにより発生させるアシスト力を徐々に減少させる。この点が、本第７実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第７実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図１３には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１４０】
図１３に示すように、第７実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段８３と出力制限ゲイン演算部８５とを備えている。
角度センサ異常検出手段８３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様に、角度センサ１５、１６の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段８１と出力制限ゲイン演算部８５に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１４１】
出力制限ゲイン演算部８５は、角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、乗算部８７に出力する出力制限ゲインの値を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段８３から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間（故障発生時）から所定時間ｔの経過後から、それまでは値「１」を設定していた出力制限ゲインＧＴ を徐々に減少させて乗算部８７に出力するように構成されている（１≧ＧＴ ≧０）。
【０１４２】
乗算部８７は、アシストトルク決定手段８１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ と、出力制限ゲイン演算部８５から出力される出力制限ゲインＧＴ とを乗算処理して電流制御手段２３に出力し得るように構成されている。これにより、出力制限ゲイン演算部８５から出力される出力制限ゲインＧＴ の値を制御することによってアシストトルク決定手段８１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ に対し、出力制御されたアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力することが可能となる。
【０１４３】
なお、出力制限ゲイン演算部８５および乗算部８７は、特許請求の範囲（請求項６）に記載の「前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力を徐々に減少させる」に相当するものである。
【０１４４】
図１４に示すように、アシストトルク決定手段８１は、第３実施形態で説明したアシストトルク決定手段４１と同様に、位相補償部８１ａ（８１ｃ）とアシスト電流演算部８１ｂ（８１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１、θ２ごとに位相補償部８１ａ、８１ｃおよびアシスト電流演算部８１ｂ、８１ｄが構成されている。
【０１４５】
これにより、例えば図１３に示すように、角度センサ異常検出手段８３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１３に示す角度センサ１６の×印）、アシストトルク決定手段８１および出力制限ゲイン演算部８５に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段８１には、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部８１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部８１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し、乗算部８７に出力する。ここで、位相補償部８１ａ（８１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１４６】
また、出力制限ゲイン演算部８５では、角度センサ異常検出手段８３から異常検出信号が入力されると、乗算部８７に出力していた出力制限ゲインＧＴ の値を、故障発生時から計時して所定経過時間ｔから徐々に減少させる処理を行う。これにより、乗算部８７から電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる出力制御がされる。
【０１４７】
一方、角度センサ異常検出手段８３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部８１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部８１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し乗算部８７に出力するが、この場合も角度センサ１６の異常が検出された場合と同様に、出力制限ゲイン演算部８５により出力される出力制限ゲインＧＴ が徐々に減少するので、乗算部８７から電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる。
【０１４８】
なお、アシスト電流演算部８１ｂ（８１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１４９】
このように第７実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段８３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段８１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力を、出力制限ゲイン演算部８５および乗算部８７により、時間の経過とともに徐々に減少させる（図１、図１３参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力を徐々に減少させるので、徐々に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ１５、１６に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
【０１５０】
［第８実施形態］
次に、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１５および図１６に基づいて説明する。なお、この第８実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項７に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１５１】
図１５に示すように、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置では、角度センサ１５、１６のそれぞれの異常を検出する角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、正常な角度センサにより検出されたステアリング角θに基づいてアシストトルク決定手段９１によりアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出するばかりでなく、出力電流最大値制限演算部９７および出力電流最大値制限手段９５により、時間の経過とともにモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を徐々に減少させる。この点が、本第８実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。したがって、第８実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。なお、図１５には、角度センサ１６に異常を生じた場合の例が示されている。
【０１５２】
図１５に示すように、第８実施形態の電気式動力舵取装置は、角度センサ異常検出手段９３と出力電流最大値制限手段９５と出力電流最大値制限演算部９７とを備えている。
角度センサ異常検出手段９３は、第３実施形態で説明した角度センサ異常検出手段４３と同様に、角度センサ１５、１６の異常を検出するとともに、検出信号をアシストトルク決定手段８１と出力電流最大値制限演算部９７に送出し得るように構成されている。角度センサ１５、１６の異常検出は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行され、角度センサ１５、１６から出力される回転角（ステアリング角θ１、θ２）の値が一定の範囲内（例えば０゜以上２０゜以下）にあるか否かを監視することにより行われる。当該所定範囲内になければ当該角度センサに異常が生じたものと判断する。
【０１５３】
出力電流最大値制限演算部９７は、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５、１６のいずれか一方に異常を検出した場合、出力電流最大値制限手段９５に出力する出力電流最大値Ｉｍａｘ を時間の経過とともに減少させ得るよう構成されている。即ち、角度センサ異常検出手段９３から異常検出信号が入力されると、例えば、その入力された時間（故障発生時）から所定時間ｔの経過後から、それまでは値「１」を設定していた出力電流最大値Ｉｍａｘ を徐々に減少させて出力電流最大値制限手段９５に出力するように構成されている（１≧Ｉｍａｘ ≧０）。
【０１５４】
出力電流最大値制限手段９５は、アシストトルク決定手段９１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ が、出力電流最大値制限演算部９７から出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を超えないように出力制限し得るように構成されている。これにより、出力電流最大値制限演算部９７から出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を制御することによって、アシストトルク決定手段９１から出力されるアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ に対し、出力制御することが可能となる。
【０１５５】
図１６に示すように、アシストトルク決定手段９１は、第３実施形態で説明したアシストトルク決定手段４１と同様に、位相補償部９１ａ（９１ｃ）とアシスト電流演算部９１ｂ（９１ｄ）とから構成され、角度センサ１５、１６から入力されるステアリング角θ１、θ２ごとに用意されている。即ち、角度センサ１５、１６のうち、正常な角度センサから入力される一方のステアリング角に基づいてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出することができるように、ステアリング角θ１ 、θ２ ごとに位相補償部９１ａ、９１ｃおよびアシスト電流演算部９１ｂ、９１ｄが構成されている。
【０１５６】
これにより、例えば図１５に示すように、角度センサ異常検出手段９３により角度センサ１６の異常が検出された場合には（図１５に示す角度センサ１６の×印）、アシストトルク決定手段９１および出力電流最大値制限演算部９７に異常検出信号が入力される。このため、アシストトルク決定手段９１には、正常な角度センサ１５からステアリング角θ１ が入力されるので、位相補償部９１ａによりステアリング角θ１ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ１ ’に基づいてアシスト電流演算部９１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し、出力電流最大値制限手段９５に出力する。ここで、位相補償部９１ａ（９１ｃ）の（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１５７】
また、出力電流最大値制限演算部９７では、角度センサ異常検出手段９３から異常検出信号が入力されると、出力電流最大値制限手段９５に出力していた出力電流最大値Ｉｍａｘ を、故障発生時から計時して所定経過時間ｔから徐々に減少させる処理を行う。これにより、出力電流最大値Ｉｍａｘ 、即ち電流制御手段２３に出力されるアシスト電流指令ＩＡ ＊の両極方向の上限値は、当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られる制御がされるので、ステアリングホイール１１を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
【０１５８】
一方、角度センサ異常検出手段９３により角度センサ１５の異常が検出された場合には、正常な角度センサ１６からステアリング角θ２ が入力されるので、位相補償部９１ｃによりステアリング角θ２ について位相補償した後、位相補償されたステアリング角θ２ ’に基づいてアシスト電流演算部９１ｄによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ１ ＊ を算出し出力電流最大値制限手段９５に出力する。しかし、この場合も角度センサ１６の異常が検出された場合と同様に、出力電流最大値制限演算部９７により出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ が当該所定時間ｔの経過後から徐々に絞られるので、ステアリングホイール１１を左右に深く切込んだときに与えられるアシスト力が制限される。
【０１５９】
なお、アシスト電流演算部９１ｂ（９１ｄ）で用いられるマップや所定の演算処理等は、正常な一方のステアリング角θ１（θ２）からアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を求めるものである。そのため、前述した第１実施形態によるアシスト電流演算部３１ｂによるものよりも、算出されるアシスト電流指令ＩＡ ＊ の精度が低下する場合もあり得るが、故障した他方の角度センサが回復するまでの間、暫定的にアシスト電流指令ＩＡ ＊を求めてモータＭによるアシスト力を発生させることができる。
【０１６０】
このように第８実施形態による電気式動力舵取装置では、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段９１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段９５および出力電流最大値制限演算部９７により、時間の経過とともに徐々に減少させる（図１、図１５参照）。これにより、角度センサ１５または角度センサ１６のいずれか一方に異常が生じても、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてアシスト力を決定することができるとともに、時間の経過とともにアシスト力の最大値を徐々に減少させるので、左右の深い切込み時に急に重くなる操舵感を介して故障等の発生を運転者に知らせることができる。したがって、角度センサ１５、１６に異常が生じても、適切なアシスト制御をしながら、運転者に角度センサの異常を告知し得る効果がある。
【０１６１】
［第９実施形態］
次に、第９実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１５に基づいて説明する。なお、この第９実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項８に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１６２】
第９実施形態による電気式動力舵取装置は、前述した第８実施形態の電気式動力舵取装置を構成する出力電流最大値制限演算部９７の特性に変更を加えた点が第８実施形態のものと相違する。したがって、他の構成部分は第８実施形態の電気式動力舵取装置と実質的に同一の構成を採るため、それらの説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１６３】
第９実施形態による電気式動力舵取装置は、出力電流最大値制限演算部９７により出力される出力電流最大値Ｉｍａｘ を経過時間ｔにかかわらず、常に零（Ｉｍａｘ ＝０）に設定する。このように構成することにより、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、アシストトルク決定手段９１により決定された、正常な他方により検出されたステアリング角θ１（θ２）に基づいてモータＭにより発生させるアシスト力の最大値を、出力電流最大値制限手段９５および出力電流最大値制限演算部９７により、時間の経過にかかわらず零に減少させる（図１参照）。つまり、角度センサ異常検出手段９３により、角度センサ１５および角度センサ１６のいずれか一方に異常を検出した場合、モータＭによるアシスト力の発生を直ちに中止する。これにより、モータＭによるアシスト制御が解除されるので、予定外のアシスト制御の発生を防止することができる。したがって、一の角度検出手段に異常が生じても、適切なアシスト制御をし得る効果がある。
【０１６４】
［第１０実施形態］
次に、第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置を図１７および図１８に基づいて説明する。なお、この第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置は、特許請求の範囲に記載の請求項９に係る電気式動力舵取装置に相当するものである。
【０１６５】
図１７に示すように、第１０実施形態の電気式動力舵取装置では、角度センサ１５により検出したステアリング角θ１ と角度センサ１６により検出したステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）であるトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ を演算手段１１３により求め、また車速センサ１１５により車速Ｖを検出または推定し、ねじれ角ΔθＨ と車速Ｖとに基づいてアシストトルク決定手段１１１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出する。この点が、本第１０実施形態のＥＣＵの電気的構成において、第１実施形態のＥＣＵ２０の電気的構成と異なる。
【０１６６】
つまり、第１０実施形態による電気式動力舵取装置は、図３を参照して説明した第２実施形態による電気式動力舵取装置の構成に車速センサ１１５を加え、この車速センサ１１５による車速Ｖにも基づいてアシストトルク決定手段１１１によりアシスト電流指令ＩＡ ＊を算出するものである。したがって、第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置の機械的な構成は、第１実施形態の電気式動力舵取装置１０と同様であるので、その説明を省略し、また必要に応じて図１を援用して説明する。
【０１６７】
図１７に示すように、車速センサ１１５は、車速Ｖを検出あるいは推定し得るもので、検出信号または推定信号をアシストトルク決定手段１１１に送出し得るように構成されている。車速Ｖの検出または推定は、例えば、所定間隔ごとに行われるタイマ割り込み処理により実行される。
【０１６８】
図１８に示すように、第１０実施形態では、アシストトルク決定手段１１１を位相補償部１１１ａとアシスト電流演算部１１１ｂと車速補正ゲイン演算部１１１ｃと乗算部１１１ｄにより構成する。これにより、アシストトルク決定手段１１１にステアリング軸１２のステアリング角θ１ とピニオン軸１３のステアリング角θ２ との偏差（θ１−θ２）、つまりトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ が入力されると、位相補償部１１１ａによってトーションバー１４のねじれ角ΔθＨ ついて位相補償した後、位相補償されたねじれ角ΔθＨ ’に基づいてアシスト電流演算部１１１ｂによりマップや所定の演算処理等にてアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ を算出する。ここで、位相補償部１１１ａの（（１＋Ｔ２ ・Ｓ）／（１＋Ｔ１ ・Ｓ））において、Ｔ１ 、Ｔ２ はフィルタ定数を示し、Ｓは微分演算子を示す。
【０１６９】
一方、車速補正ゲイン演算部１１１ｃには、車速センサ１１５により検出または推定された車速Ｖに対応して所定の特性、例えば一定以上の車速Ｖの増大に対し車速補正ゲインＧＶ が減少する特性（０≦ＧＶ ≦１）を有する車速補正ゲインＧＶ を出力し得るマップや所定の演算処理等が予め設定されている。そして、車速補正ゲイン演算部１１１ｃから出力される車速補正ゲインＧＶ は、乗算器１１１ｄを介してアシスト電流演算部１１１ｂから出力されるアシスト電流指令ＩＡ０ ＊ と乗算処理されてアシスト電流指令ＩＡ ＊として出力される。つまり、車速に基づくアシスト電流指令ＩＡ ＊を出力している。
【０１７０】
このように第１０実施形態による電気式動力舵取装置では、アシストトルク決定手段１１１は、ステアリング軸１２のステアリング角θ１ およびピニオン軸１３のステアリング角θ２ の少なくとも一方に加え、車速センサ１１５により検出または推定された車速Ｖにも基づいて、モータＭにより発生させるアシスト力を決定する。これにより、車速Ｖに対応したアシスト制御をすることができるので、例えば、停車時や低速走行時には中速走行時よりもアシスト力を大きく設定し、高速走行時には中速走行時よりもアシスト力を小さく設定することができる。したがって、操舵角に基づくアシスト制御をし得る効果に加え、車速Ｖに応じたアシスト制御をし得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の主な構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示すＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の第３実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】 図５に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第４実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図８】 図７に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図９】 本発明の第５実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の第６実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】 図１１に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】 本発明の第７実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】 図１３に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明の第８実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１７】 本発明の第１０実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図１８】 図１７に示すアシストトルク決定手段の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 電気式動力舵取装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸
１３ ピニオン軸 （操舵機構軸）
１４ トーションバー （弾性部材）
１５ 角度センサ （第１の角度検出手段）
１６ 角度センサ （第２の角度検出手段）
１８ ラックピニオン （操舵機構）
１９ モータ回転角センサ （モータ回転角検出推定手段）
２０ ＥＣＵ
２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１１１、１２１、１３１
アシストトルク決定手段（アシスト力決定手段）
２３ 電流制御手段
２５ モータ駆動手段
２７ モータ電流検出手段
４３、５３、６３、７３、８３、９３、１２３、１３３
角度センサ異常検出手段（異常検出手段）
５５、７７ 車速センサ （車速検出推定手段）
６５、７５ ステアリング角速度推定手段
８５ 出力制限ゲイン演算部
９５ 出力電流最大値制限手段
９７ 出力電流最大値制限演算部
１２７ ステアリング角度推定手段
Ｍ モータ
θ１ ステアリング軸の回転角
θ２ ピニオン軸の回転角 （操舵機構軸の回転角）
ΔθＨ トーションバーねじれ角（偏差）
Claims (9)
- 操舵状態を検出し、該操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と操舵機構に連結された操舵機構軸とを相対回転可能に連結する弾性部材と、
前記ステアリング軸の回転角を検出する第１の角度検出手段と、
前記操舵機構軸の回転角を検出する第２の角度検出手段と、
前記第１の角度検出手段により検出された前記ステアリング軸の回転角および前記第２の角度検出手段により検出された前記操舵機構軸の回転角のいずれか一方に基づいて、前記モータにより発生させる前記アシスト力を決定するアシスト力決定手段と、を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 - 前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。 - 前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、
車速を検出または推定する車速検出推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。 - 前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、
前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。 - 前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、
車速を検出または推定する車速検出推定手段と、
前記ステアリングホイールの角速度を推定するステアリング角速度推定手段と、を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、前記アシスト力決定手段は、正常な他方により検出された回転角と、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速と、前記ステアリング角速度推定手段により推定されたステアリングホイールの角速度と、に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。 - 前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力を徐々に減少させることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
- 前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のいずれか一方に異常を検出した場合、時間の経過とともに前記モータにより発生させる前記アシスト力の最大値を徐々に減少させることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
- 前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段により、前記第１の角度検出手段および第２の角度検出手段の少なくとも一方に異常を検出した場合、前記モータによる前記アシスト力の発生を直ちに中止することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。 - 車速を検出または推定する車速検出推定手段を備え、
前記アシスト力決定手段は、前記ステアリング軸の回転角および前記操舵機構軸の回転角の少なくとも一方に加え、前記車速検出推定手段により検出または推定された車速にも基づいて、前記アシスト力を決定することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
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