JP4148542B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介してＣＰＵ１２へ入力される。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２へ入力される。
ＣＰＵ１２から出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
【０００３】
ＣＰＵ１２では、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１は、このモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【０００４】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及びフェイルセーフリレー１５ａ間と、ブリッジ回路及び接地端子間とには、それぞれ電流検出用の抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ１の両端電圧は、それぞれモータ電流検出回路２０、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路２０，１７の検出出力は、それぞれＣＰＵ１２へ入力される。モータ電流検出回路１７の検出出力は、モータＭを回転制御するために使用され、モータ電流検出回路２０の検出出力は故障検出のために使用される。
【０００５】
このような電動パワーステアリング装置では、モータＭの端子が地絡するか又はモータ電流検出回路１７が故障すると、舵輪を保舵した状態では、モータＭに実際に流れる電流に対して、モータ電流検出回路１７が検出したモータ電流値は小さくなる。モータＭの端子に地絡が生じると、抵抗Ｒ１に電流が殆ど流れなくなって、モータ電流検出回路１７の検出値が小さくなる。
このとき、モータ電流の目標値に対して、検出したモータ電流値が小さくなっているため、目標値に合わせようとして、モータ駆動電圧を上昇させる（ＰＷＭ信号のデューティファクタを大きくする）。
【０００６】
モータ駆動電圧を増加させると、目標値よりも過大な電流がモータに流れ、過剰アシストとなり、操舵トルクが小さくなる。操舵トルクが小さくなると、モータ電流の目標値が小さくなり、モータ駆動電圧が低下して、モータに流れる電流が減少する。モータに流れる電流が減少すると、アシスト不足となり、操舵トルクが大きくなる。
操舵トルクが大きくなると、モータ電流の目標値は大きくなるが、モータ電流検出回路１７が検出するモータ電流値は小さいので、目標値に合わせようとして、モータ駆動電圧を上昇させる‥‥‥‥。以上を繰り返して、舵輪が振動する。
【０００７】
そこで、この電動パワーステアリング装置では、故障検出のためのモータ電流検出回路２０を設け、モータ電流検出回路２０の検出値とモータ電流検出回路１７の検出値との差が例えば２０Ａより大きくなると、モータＭの端子が地絡したか又はモータ電流検出回路１７が故障したと判断して、フェイルセーフリレー１５ａをオフにし、舵輪へのアシストを停止していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることは、電動パワーステアリング装置の部品コスト及び製造コストを押し上げる要因となっていた。そこで、故障検出のためのモータ電流検出回路を除いて、目標値とモータ電流検出回路１７の検出値との差が例えば２０Ａより大きくなると、故障したと判断するようにすることが考えられる。しかし、目標値に対して検出値が小さくなるのは、急操舵時にも、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなって起きることがあるので、それを区別するために判定時間を長く取らなければならない問題があった。
【０００９】
このような問題に関連する技術として、モータ指令電流値と実際電流値との差が所定値以上のときに異常と判定する、特開昭６３−１８０５６７号公報に記載されたモータ駆動式パワーステアリング制御装置、モータ指令電流値とＰＷＭ指令値とモータ端子電圧とモータ電流値とに基づいてモータのコールド側地絡を判定する、特開平６−２９８１０４号公報に記載された電動式パワーステアリング装置等がある。しかし、前者のモータ駆動式パワーステアリング制御装置では、モータの逆起電力の問題が考慮されておらず、後者の電動式パワーステアリング装置では、モータ端子電圧を検出する手段が必要である。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることなく、短い判定時間で、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障を検出できる安価な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵輪の操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、前記モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、該操舵速度検出手段の検出値を所定値と比較する操舵速度比較手段と、前記目標値の絶対値と前記モータ電流の絶対値との差を所定値と比較するモータ電流比較手段と、前記操舵速度比較手段の比較結果が前記検出値の方が小さく、かつ、前記モータ電流比較手段の比較結果が前記差の方が大きいときに、異常の発生を検出する異常発生検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置では、操舵速度比較手段の比較結果が操舵速度検出手段の検出値の方が小さく、かつ、モータ電流比較手段の比較結果が目標値の絶対値とモータ電流の絶対値との差の方が大きいときに、異常発生検出手段が異常の発生を検出する。
【００１３】
モータ端子の地絡及びモータ電流検出回路の故障等の異常の内で、例えば、モータ端子の地絡が発生すると、地絡側にモータ電流が流れ、目標値に対して検出値が小さくなるが、これは、急操舵時にも、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなって、同様のことが起きることがあり、区別が付かない。
しかし、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなるのは、急操舵時、つまり、モータの回転速度が高いときである。従って、モータの回転速度即ち操舵速度が所定値より小さいという条件を設けることによって、急操舵によるモータの逆起電力が発生した場合とモータ端子の地絡が発生した場合とを区別することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介して、タイマＴＭを内蔵しているＣＰＵ１２ａへ入力される。ＣＰＵ１２ａは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分の故障を検出したときに、その故障状態を示すためのフェイルフラグＦを内蔵している。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２ａへ入力される。
【００１５】
ＣＰＵ１２ａから出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
ＣＰＵ１２ａでは、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１はモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【００１６】
モータＭの回転角度を検出するモータ回転センサ２２の検出出力は、インターフェイス回路２３を介してＣＰＵ１２ａへ入力され、舵輪の相対舵角が算出される。
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧は、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力は、ＣＰＵ１２ａへ入力される。
【００１７】
以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を、それを示す図２のフローチャートに基づき説明する。
ＣＰＵ１２ａは、トルクセンサ１０が検出した操舵トルクに基づき、モータ電流目標値を算出し、これをレジスタに読み込んで記憶する（Ｓ１０）。
次に、ＣＰＵ１２ａは、モータ電流検出回路１７が検出したモータ電流検出値をレジスタに読み込んで記憶する（Ｓ１２）。
【００１８】
次に、ＣＰＵ１２ａは、読み込んで記憶した（Ｓ１０）モータ電流目標値と読み込んで記憶した（Ｓ１２）モータ電流検出値とで、｜モータ電流目標値｜−｜モータ電流検出値｜を演算し、この演算値が例えば２０Ａより大きいか否かを比較する（Ｓ１４）。
演算値が２０Ａより大きい場合（Ｓ１４）、故障タイマとしてタイマＴＭのカウンタを１インクリメントする（Ｓ１６）。
次に、故障タイマの計時が開始された直後で、カウンタのカウント値が１であるとき（Ｓ１８）、ＣＰＵ１２ａは、そのときのモータ回転センサ２２の検出出力から算出した舵輪の相対舵角（初期相対舵角）をレジスタに記憶し（Ｓ２０）リターンする。
【００１９】
故障タイマの計時が開始された直後でなく、カウンタのカウント値が１でないとき（Ｓ１８）に、カウンタのカウント値が故障タイマの５ｍｓに相当しないときは（Ｓ２４）リターンする。
カウンタのカウント値が故障タイマの５ｍｓに相当するとき（Ｓ２４）、ＣＰＵ１２ａは、そのときのモータ回転センサ２２の検出出力から算出した舵輪の相対舵角（今回相対舵角）をレジスタに記憶する（Ｓ２６）。
次に、ＣＰＵ１２ａは、記憶した（Ｓ２０）初期相対舵角と記憶した（Ｓ２６）今回相対舵角とで、舵輪の操舵回転速度Δθ＝｜初期相対舵角−今回相対舵角｜を演算する（Ｓ２８）。
【００２０】
次に、ＣＰＵ１２ａは、演算した（Ｓ２８）舵輪の操舵回転速度Δθと例えば０．５°／５ｍｓ（＝１００°／ｓ）とを比較し（Ｓ３０）、舵輪の操舵回転速度Δθが０．５°／５ｍｓ以下のときは（Ｓ３０）、異常、つまり、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障が発生したとして、フェイルフラグＦをセットし（Ｓ３２）リターンする。
ＣＰＵ１２ａは、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ３２）と、リレー制御信号をリレー駆動回路１５へ出力し、リレー駆動回路１５は、このリレー制御信号によりフェイルセーフリレー１５ａをオフにする。
【００２１】
舵輪の操舵回転速度Δθが０．５°／５ｍｓより大きいときは（Ｓ３０）、急操舵時のモータの逆起電力により、演算値が２０Ａより大きくなった（Ｓ１４）のであり、異常が発生したのではないとして、故障タイマをクリアし（Ｓ２２）リターンする。
ＣＰＵ１２ａは、｜モータ電流目標値｜−｜モータ電流検出値｜の演算値が２０Ａ以下の場合（Ｓ１４）、故障タイマをクリアし（Ｓ２２）リターンする。
尚、上記実施の形態では、モータ回転センサ２２の検出出力から操舵速度を求めたが、ステアリングシャフトに設けたロータリエンコーダを用いたり、ラック軸等操舵軸の軸方向移動量を検出するセンサを用いて、操舵速度を検出してもよい。
【００２２】
図４は、今回開示される電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。
操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置では、ハンドル（舵輪）の戻し時には、操舵力補助用モータにハンドル戻し電流を流して、ハンドルの戻し制御をおこなっており、ハンドルが、車両が直進する中立位置（舵角中点）近く迄戻ると、ハンドル戻し電流を０にしている。
【００２３】
また、ハンドルは、中立位置に戻っても、慣性力のために直ちには停止せず、中立位置を行きつ戻りつ時間を掛けて停止するので、速やかにハンドルを中立位置に収斂させるべくハンドルの収斂制御も行っている。
このハンドルの戻し制御及び収斂制御には、舵角中点、絶対舵角及び舵角速度が利用されるが、これらは、モータ回転センサが検出する操舵力補助用モータの回転角度及び回転方向から求めている。この電動パワーステアリング装置は、このモータ回転センサの故障検出機能を備えることを特徴とする。
【００２４】
この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介して、タイマＴＭを内蔵しているＣＰＵ１２ｂへ入力される。ＣＰＵ１２ｂは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分の故障を検出したときに、その故障状態を示すためのフェイルフラグＦを内蔵している。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２ｂへ入力される。
ＣＰＵ１２ｂから出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。フェイルセーフリレー１５ａは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分に故障が発見された場合にオフされる。
【００２５】
ＣＰＵ１２ｂでは、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１はモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
モータＭの回転角度を検出するモータ回転センサ２２の検出出力は、インターフェイス回路２３を介してＣＰＵ１２ｂへ入力され、舵輪の相対舵角が算出される。
【００２６】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧は、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力は、ＣＰＵ１２ｂへ入力される。
ＣＰＵ１２ｂから出力されるクラッチ制御信号はクラッチ駆動回路１８へ入力され、その出力により、モータＭの駆動力を操舵機構に伝達または分離する電磁クラッチ１９が駆動されるようになっている。また、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを流れた電流は、電磁クラッチ１９へも分岐され、クラッチ駆動回路１８を通じて流れるようになっている。
【００２７】
図５は、モータ回転センサ２２のインターフェイス回路２３の構成を示したブロック図である。このインターフェイス回路２３は、モータＭの回転によってモータ回転センサ２２に生じるＡ相、Ｂ相の矩形パルス列を、それぞれ、インターフェース２３ａ，２３ｂを介して、カウンタ２３ｃに入力する。
Ａ相、Ｂ相の矩形パルス列は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、１／４周期ずれており、カウンタ２３ｃは、Ａ相、Ｂ相の何れが１／４周期先に入力されるかで回転方向を検出している。例えば、図６では、Ａ相が先に入力され、左回転であることを示す。カウンタ２３ｃは、Ａ相、Ｂ相の何れか先に入力されたパルスの立ち上がりを０として、以後、Ａ相、Ｂ相の両方の立ち上がり及び立ち下がりをカウントし、８ビットの並列信号にして、ＣＰＵ１２ｂへ与える。
【００２８】
カウンタ２３ｃのカウント値及びそれに対応する相対舵角の正負は、モータＭの左右の回転方向に対応させる。
ＣＰＵ１２ｂでは、車速センサ１３が検出した車速が所定値以上あり、トルクセンサ１０が検出した操舵トルクが所定値以下で、モータ回転センサ２２の出力に基づいて算出した舵角速度が所定値以下のとき、車両が直進していると判断して、そのときのカウンタ２３ｃのカウンタ値に対応する舵角を舵角中点（中立位置）としている。
【００２９】
以下に、このような電動パワーステアリング装置の、モータ回転センサ２２の故障検出動作を、図７〜１１に示すフローチャートに基づき説明する。
１．初期診断時のモータ回転センサの故障検出。
この電動パワーステアリング装置は、車両が走行を開始するときに行う初期診断時に、クラッチ１９をオフにして、２０Ａの電流によりモータＭを回転させ、モータＭがロックされていないかを点検するロックチェックを行う。
【００３０】
この場合、ＣＰＵ１２ｂは、モータ回転センサ２２の診断（故障検出）が終わっていないとき（図７、Ｓ４０）、カウンタ２３ｃのカウンタ初期値とこのときの今回カウンタ値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ４２）。次に、この演算した（Ｓ４２）Δθが例えば８以上であるとき（Ｓ４４）、ＣＰＵ１２ｂは、モータ回転センサ２２が正常に作動して、カウンタ２３ｃがモータ回転センサ２２の出力パルスを正常にカウントしているとして、診断終了フラグ（ＣＰＵ１２ｂが内蔵）をセットし（Ｓ４６）、タイマＴＭをクリア（リセット）して（Ｓ４７）リターンする。
診断終了フラグがセットされると（Ｓ４６）、ＣＰＵ１２ｂは、モータＭのロックチェックを終了する。
【００３１】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ４２）Δθが８未満であり（Ｓ４４）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ４８）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ５０）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ４２）Δθが８未満であり（Ｓ４４）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ４８）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ５２）。つまり、モータ回転センサ２２の診断が開始されて１００ｍｓが経過するまでに、Δθが８以上にならない場合は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、診断終了フラグがセットされて（Ｓ４６）、モータ回転センサ２２の診断が終わっているとき（Ｓ４０）、再度のモータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００３２】
２．舵角中点の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、車両が走行中、舵角中点が演算され決定されると（Ｓ５４）、その舵角中点演算値を読込む（図８、Ｓ５６）。その場合、舵角中点初期値が記憶されていないときは（Ｓ５８）、その読込んだ（Ｓ５６）舵角中点演算値を舵角中点初期値として記憶する（Ｓ６６）。
次に、ＣＰＵ１２ｂは、舵角中点初期値と今回の舵角中点演算値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ６０）。
【００３３】
ＣＰＵ１２ｂは、この演算した（Ｓ６０）Δθが５０°未満のとき（Ｓ６２）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、タイマＴＭをクリアして（Ｓ６４）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ６０）Δθが５０°以上であり（Ｓ６２）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ６８）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ７０）リターンする。
【００３４】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ６０）Δθが５０°以上であり（Ｓ６２）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ６８）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ７２）。つまり、Δθが５０°以上の状態が１００ｍｓ継続すると、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ７２）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
ＣＰＵ１２ｂは、舵角中点が決定されないとき（Ｓ５４）は、モータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００３５】
３．絶対舵角の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に、舵角中点からの舵角である絶対舵角を読込み（図９、Ｓ７４）、その絶対値が７００°未満のとき（Ｓ７６）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、タイマＴＭをクリアして（Ｓ７８）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、読込んだ（Ｓ７４）絶対舵角の絶対値が７００°以上であり（Ｓ７６）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ８０）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ８２）リターンする。
【００３６】
ＣＰＵ１２ｂは、読込んだ（Ｓ７４）絶対舵角の絶対値が７００°以上であり（Ｓ７６）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ８０）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ８４）。つまり、絶対舵角の絶対値が７００°以上の状態が１００ｍｓ継続すると、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ８４）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
【００３７】
４．カウンタ値の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に、車速センサ１３が検出した車両の車速を読込み（図１０、Ｓ８６）、その車速が１０ｋｍ／ｈ以上のときは（Ｓ８８）、カウンタ２３ｃのカウンタ値を読込む（Ｓ９０）。次に、前回読込んだカウンタ値とこの今回読込んだカウンタ値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ９２）。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが例えば２以上のときは（Ｓ９４）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、前回読込んだカウンタ前回値を今回読込んだ（Ｓ９０）カウンタ今回値で置き代え（Ｓ９６）、タイマＴＭをクリアして（Ｓ９８）リターンする。
【００３８】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが２未満であり（Ｓ９４）、タイマＴＭの計時時間が１０ｓを経過していないときは（Ｓ１００）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ１０２）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが２未満であり（Ｓ９４）、タイマＴＭの計時時間が１０ｓを経過しているときは（Ｓ１００）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ１０４）。つまり、車両が１０ｋｍ／ｈ以上で走行中に、１０ｓ間モータ回転センサ２２の出力値が所定値以上変化しないとき、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
【００３９】
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ１０４）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
ＣＰＵ１２ｂは、車速センサ１３が検出した車両の車速が１０ｋｍ／ｈ未満のときは（Ｓ８８）、タイマＴＭをクリアして（Ｓ１０６）リターンし、モータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００４０】
５．舵角速度の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に例えば１００ｍｓ毎に、舵角値を読込み（図１１、Ｓ１０６）、その舵角値と前回読込んだ舵角値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ１０８）。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ１０８）Δθが例えば２０００°／ｓ未満のときは（Ｓ１１０）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、前回読込んだ舵角前回値を今回読込んだ（Ｓ１０６）舵角今回値で置き代えて（Ｓ１１２）リターンする。
【００４１】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ１０８）Δθが２０００°／ｓ以上であるときは（Ｓ１１０）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ１１４）。つまり、モータ回転センサ２２の出力値から、通常は考えられないハンドルの舵角速度が演算されたとき、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
以上のように、この開示された電動パワーステアリング装置は、モータ回転センサ２２の異常を検出することができ、ハンドル戻し制御及びハンドル収斂制御が作動しない状態で、車両が運転されることを防止できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることなく、短い判定時間で、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障を判断できる安価な電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】開示された電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】モータ回転センサのインターフェイス回路の構成を示したブロック図である。
【図６】モータ回転センサが出力する矩形パルス列を示す波形図である。
【図７】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ トルクセンサ
１２ａ ＣＰＵ
１７ モータ電流検出回路
２２ モータ回転センサ
Ｍ モータ
Ｐ 電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介してＣＰＵ１２へ入力される。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２へ入力される。
ＣＰＵ１２から出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
【０００３】
ＣＰＵ１２では、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１は、このモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【０００４】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及びフェイルセーフリレー１５ａ間と、ブリッジ回路及び接地端子間とには、それぞれ電流検出用の抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ１の両端電圧は、それぞれモータ電流検出回路２０、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路２０，１７の検出出力は、それぞれＣＰＵ１２へ入力される。モータ電流検出回路１７の検出出力は、モータＭを回転制御するために使用され、モータ電流検出回路２０の検出出力は故障検出のために使用される。
【０００５】
このような電動パワーステアリング装置では、モータＭの端子が地絡するか又はモータ電流検出回路１７が故障すると、舵輪を保舵した状態では、モータＭに実際に流れる電流に対して、モータ電流検出回路１７が検出したモータ電流値は小さくなる。モータＭの端子に地絡が生じると、抵抗Ｒ１に電流が殆ど流れなくなって、モータ電流検出回路１７の検出値が小さくなる。
このとき、モータ電流の目標値に対して、検出したモータ電流値が小さくなっているため、目標値に合わせようとして、モータ駆動電圧を上昇させる（ＰＷＭ信号のデューティファクタを大きくする）。
【０００６】
モータ駆動電圧を増加させると、目標値よりも過大な電流がモータに流れ、過剰アシストとなり、操舵トルクが小さくなる。操舵トルクが小さくなると、モータ電流の目標値が小さくなり、モータ駆動電圧が低下して、モータに流れる電流が減少する。モータに流れる電流が減少すると、アシスト不足となり、操舵トルクが大きくなる。
操舵トルクが大きくなると、モータ電流の目標値は大きくなるが、モータ電流検出回路１７が検出するモータ電流値は小さいので、目標値に合わせようとして、モータ駆動電圧を上昇させる‥‥‥‥。以上を繰り返して、舵輪が振動する。
【０００７】
そこで、この電動パワーステアリング装置では、故障検出のためのモータ電流検出回路２０を設け、モータ電流検出回路２０の検出値とモータ電流検出回路１７の検出値との差が例えば２０Ａより大きくなると、モータＭの端子が地絡したか又はモータ電流検出回路１７が故障したと判断して、フェイルセーフリレー１５ａをオフにし、舵輪へのアシストを停止していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることは、電動パワーステアリング装置の部品コスト及び製造コストを押し上げる要因となっていた。そこで、故障検出のためのモータ電流検出回路を除いて、目標値とモータ電流検出回路１７の検出値との差が例えば２０Ａより大きくなると、故障したと判断するようにすることが考えられる。しかし、目標値に対して検出値が小さくなるのは、急操舵時にも、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなって起きることがあるので、それを区別するために判定時間を長く取らなければならない問題があった。
【０００９】
このような問題に関連する技術として、モータ指令電流値と実際電流値との差が所定値以上のときに異常と判定する、特開昭６３−１８０５６７号公報に記載されたモータ駆動式パワーステアリング制御装置、モータ指令電流値とＰＷＭ指令値とモータ端子電圧とモータ電流値とに基づいてモータのコールド側地絡を判定する、特開平６−２９８１０４号公報に記載された電動式パワーステアリング装置等がある。しかし、前者のモータ駆動式パワーステアリング制御装置では、モータの逆起電力の問題が考慮されておらず、後者の電動式パワーステアリング装置では、モータ端子電圧を検出する手段が必要である。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることなく、短い判定時間で、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障を検出できる安価な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵輪の操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、前記モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、該操舵速度検出手段の検出値を所定値と比較する操舵速度比較手段と、前記目標値の絶対値と前記モータ電流の絶対値との差を所定値と比較するモータ電流比較手段と、前記操舵速度比較手段の比較結果が前記検出値の方が小さく、かつ、前記モータ電流比較手段の比較結果が前記差の方が大きいときに、異常の発生を検出する異常発生検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置では、操舵速度比較手段の比較結果が操舵速度検出手段の検出値の方が小さく、かつ、モータ電流比較手段の比較結果が目標値の絶対値とモータ電流の絶対値との差の方が大きいときに、異常発生検出手段が異常の発生を検出する。
【００１３】
モータ端子の地絡及びモータ電流検出回路の故障等の異常の内で、例えば、モータ端子の地絡が発生すると、地絡側にモータ電流が流れ、目標値に対して検出値が小さくなるが、これは、急操舵時にも、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなって、同様のことが起きることがあり、区別が付かない。
しかし、モータの逆起電力によってモータに電流が流れにくくなるのは、急操舵時、つまり、モータの回転速度が高いときである。従って、モータの回転速度即ち操舵速度が所定値より小さいという条件を設けることによって、急操舵によるモータの逆起電力が発生した場合とモータ端子の地絡が発生した場合とを区別することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介して、タイマＴＭを内蔵しているＣＰＵ１２ａへ入力される。ＣＰＵ１２ａは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分の故障を検出したときに、その故障状態を示すためのフェイルフラグＦを内蔵している。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２ａへ入力される。
【００１５】
ＣＰＵ１２ａから出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。
ＣＰＵ１２ａでは、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１はモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
【００１６】
モータＭの回転角度を検出するモータ回転センサ２２の検出出力は、インターフェイス回路２３を介してＣＰＵ１２ａへ入力され、舵輪の相対舵角が算出される。
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧は、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力は、ＣＰＵ１２ａへ入力される。
【００１７】
以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を、それを示す図２のフローチャートに基づき説明する。
ＣＰＵ１２ａは、トルクセンサ１０が検出した操舵トルクに基づき、モータ電流目標値を算出し、これをレジスタに読み込んで記憶する（Ｓ１０）。
次に、ＣＰＵ１２ａは、モータ電流検出回路１７が検出したモータ電流検出値をレジスタに読み込んで記憶する（Ｓ１２）。
【００１８】
次に、ＣＰＵ１２ａは、読み込んで記憶した（Ｓ１０）モータ電流目標値と読み込んで記憶した（Ｓ１２）モータ電流検出値とで、｜モータ電流目標値｜−｜モータ電流検出値｜を演算し、この演算値が例えば２０Ａより大きいか否かを比較する（Ｓ１４）。
演算値が２０Ａより大きい場合（Ｓ１４）、故障タイマとしてタイマＴＭのカウンタを１インクリメントする（Ｓ１６）。
次に、故障タイマの計時が開始された直後で、カウンタのカウント値が１であるとき（Ｓ１８）、ＣＰＵ１２ａは、そのときのモータ回転センサ２２の検出出力から算出した舵輪の相対舵角（初期相対舵角）をレジスタに記憶し（Ｓ２０）リターンする。
【００１９】
故障タイマの計時が開始された直後でなく、カウンタのカウント値が１でないとき（Ｓ１８）に、カウンタのカウント値が故障タイマの５ｍｓに相当しないときは（Ｓ２４）リターンする。
カウンタのカウント値が故障タイマの５ｍｓに相当するとき（Ｓ２４）、ＣＰＵ１２ａは、そのときのモータ回転センサ２２の検出出力から算出した舵輪の相対舵角（今回相対舵角）をレジスタに記憶する（Ｓ２６）。
次に、ＣＰＵ１２ａは、記憶した（Ｓ２０）初期相対舵角と記憶した（Ｓ２６）今回相対舵角とで、舵輪の操舵回転速度Δθ＝｜初期相対舵角−今回相対舵角｜を演算する（Ｓ２８）。
【００２０】
次に、ＣＰＵ１２ａは、演算した（Ｓ２８）舵輪の操舵回転速度Δθと例えば０．５°／５ｍｓ（＝１００°／ｓ）とを比較し（Ｓ３０）、舵輪の操舵回転速度Δθが０．５°／５ｍｓ以下のときは（Ｓ３０）、異常、つまり、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障が発生したとして、フェイルフラグＦをセットし（Ｓ３２）リターンする。
ＣＰＵ１２ａは、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ３２）と、リレー制御信号をリレー駆動回路１５へ出力し、リレー駆動回路１５は、このリレー制御信号によりフェイルセーフリレー１５ａをオフにする。
【００２１】
舵輪の操舵回転速度Δθが０．５°／５ｍｓより大きいときは（Ｓ３０）、急操舵時のモータの逆起電力により、演算値が２０Ａより大きくなった（Ｓ１４）のであり、異常が発生したのではないとして、故障タイマをクリアし（Ｓ２２）リターンする。
ＣＰＵ１２ａは、｜モータ電流目標値｜−｜モータ電流検出値｜の演算値が２０Ａ以下の場合（Ｓ１４）、故障タイマをクリアし（Ｓ２２）リターンする。
尚、上記実施の形態では、モータ回転センサ２２の検出出力から操舵速度を求めたが、ステアリングシャフトに設けたロータリエンコーダを用いたり、ラック軸等操舵軸の軸方向移動量を検出するセンサを用いて、操舵速度を検出してもよい。
【００２２】
図４は、今回開示される電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。
操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置では、ハンドル（舵輪）の戻し時には、操舵力補助用モータにハンドル戻し電流を流して、ハンドルの戻し制御をおこなっており、ハンドルが、車両が直進する中立位置（舵角中点）近く迄戻ると、ハンドル戻し電流を０にしている。
【００２３】
また、ハンドルは、中立位置に戻っても、慣性力のために直ちには停止せず、中立位置を行きつ戻りつ時間を掛けて停止するので、速やかにハンドルを中立位置に収斂させるべくハンドルの収斂制御も行っている。
このハンドルの戻し制御及び収斂制御には、舵角中点、絶対舵角及び舵角速度が利用されるが、これらは、モータ回転センサが検出する操舵力補助用モータの回転角度及び回転方向から求めている。この電動パワーステアリング装置は、このモータ回転センサの故障検出機能を備えることを特徴とする。
【００２４】
この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０の検出トルクが、インターフェイス回路１１を介して、タイマＴＭを内蔵しているＣＰＵ１２ｂへ入力される。ＣＰＵ１２ｂは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分の故障を検出したときに、その故障状態を示すためのフェイルフラグＦを内蔵している。自動車の車速を検出する車速センサ１３の検出出力が、インターフェイス回路１４を介してＣＰＵ１２ｂへ入力される。
ＣＰＵ１２ｂから出力されるリレー制御信号はリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。フェイルセーフリレー１５ａは、電動パワーステアリング装置の何れかの部分に故障が発見された場合にオフされる。
【００２５】
ＣＰＵ１２ｂでは、車速及び検出トルクに応じてモータ制御信号が作成され、このモータ制御信号はＰＷＭ制御部２１へ入力される。ＰＷＭ制御部２１はモータ制御信号に従ってＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号は、ブリッジ接続しているパワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の内、Ｑ１，Ｑ４の対又はＱ２，Ｑ３の対を所要のデューティファクタでスイッチングして、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを通じてモータＭに電流を流し、モータＭを所要の回転方向へ回転駆動させる。
モータＭの回転角度を検出するモータ回転センサ２２の検出出力は、インターフェイス回路２３を介してＣＰＵ１２ｂへ入力され、舵輪の相対舵角が算出される。
【００２６】
パワートランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からなるブリッジ回路及び接地端子間には、電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の両端電圧は、モータ電流検出回路１７へ入力され、モータ電流検出回路１７の検出出力は、ＣＰＵ１２ｂへ入力される。
ＣＰＵ１２ｂから出力されるクラッチ制御信号はクラッチ駆動回路１８へ入力され、その出力により、モータＭの駆動力を操舵機構に伝達または分離する電磁クラッチ１９が駆動されるようになっている。また、電源Ｐからフェイルセーフリレー１５ａを流れた電流は、電磁クラッチ１９へも分岐され、クラッチ駆動回路１８を通じて流れるようになっている。
【００２７】
図５は、モータ回転センサ２２のインターフェイス回路２３の構成を示したブロック図である。このインターフェイス回路２３は、モータＭの回転によってモータ回転センサ２２に生じるＡ相、Ｂ相の矩形パルス列を、それぞれ、インターフェース２３ａ，２３ｂを介して、カウンタ２３ｃに入力する。
Ａ相、Ｂ相の矩形パルス列は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、１／４周期ずれており、カウンタ２３ｃは、Ａ相、Ｂ相の何れが１／４周期先に入力されるかで回転方向を検出している。例えば、図６では、Ａ相が先に入力され、左回転であることを示す。カウンタ２３ｃは、Ａ相、Ｂ相の何れか先に入力されたパルスの立ち上がりを０として、以後、Ａ相、Ｂ相の両方の立ち上がり及び立ち下がりをカウントし、８ビットの並列信号にして、ＣＰＵ１２ｂへ与える。
【００２８】
カウンタ２３ｃのカウント値及びそれに対応する相対舵角の正負は、モータＭの左右の回転方向に対応させる。
ＣＰＵ１２ｂでは、車速センサ１３が検出した車速が所定値以上あり、トルクセンサ１０が検出した操舵トルクが所定値以下で、モータ回転センサ２２の出力に基づいて算出した舵角速度が所定値以下のとき、車両が直進していると判断して、そのときのカウンタ２３ｃのカウンタ値に対応する舵角を舵角中点（中立位置）としている。
【００２９】
以下に、このような電動パワーステアリング装置の、モータ回転センサ２２の故障検出動作を、図７〜１１に示すフローチャートに基づき説明する。
１．初期診断時のモータ回転センサの故障検出。
この電動パワーステアリング装置は、車両が走行を開始するときに行う初期診断時に、クラッチ１９をオフにして、２０Ａの電流によりモータＭを回転させ、モータＭがロックされていないかを点検するロックチェックを行う。
【００３０】
この場合、ＣＰＵ１２ｂは、モータ回転センサ２２の診断（故障検出）が終わっていないとき（図７、Ｓ４０）、カウンタ２３ｃのカウンタ初期値とこのときの今回カウンタ値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ４２）。次に、この演算した（Ｓ４２）Δθが例えば８以上であるとき（Ｓ４４）、ＣＰＵ１２ｂは、モータ回転センサ２２が正常に作動して、カウンタ２３ｃがモータ回転センサ２２の出力パルスを正常にカウントしているとして、診断終了フラグ（ＣＰＵ１２ｂが内蔵）をセットし（Ｓ４６）、タイマＴＭをクリア（リセット）して（Ｓ４７）リターンする。
診断終了フラグがセットされると（Ｓ４６）、ＣＰＵ１２ｂは、モータＭのロックチェックを終了する。
【００３１】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ４２）Δθが８未満であり（Ｓ４４）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ４８）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ５０）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ４２）Δθが８未満であり（Ｓ４４）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ４８）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ５２）。つまり、モータ回転センサ２２の診断が開始されて１００ｍｓが経過するまでに、Δθが８以上にならない場合は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、診断終了フラグがセットされて（Ｓ４６）、モータ回転センサ２２の診断が終わっているとき（Ｓ４０）、再度のモータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００３２】
２．舵角中点の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、車両が走行中、舵角中点が演算され決定されると（Ｓ５４）、その舵角中点演算値を読込む（図８、Ｓ５６）。その場合、舵角中点初期値が記憶されていないときは（Ｓ５８）、その読込んだ（Ｓ５６）舵角中点演算値を舵角中点初期値として記憶する（Ｓ６６）。
次に、ＣＰＵ１２ｂは、舵角中点初期値と今回の舵角中点演算値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ６０）。
【００３３】
ＣＰＵ１２ｂは、この演算した（Ｓ６０）Δθが５０°未満のとき（Ｓ６２）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、タイマＴＭをクリアして（Ｓ６４）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ６０）Δθが５０°以上であり（Ｓ６２）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ６８）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ７０）リターンする。
【００３４】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ６０）Δθが５０°以上であり（Ｓ６２）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ６８）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ７２）。つまり、Δθが５０°以上の状態が１００ｍｓ継続すると、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ７２）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
ＣＰＵ１２ｂは、舵角中点が決定されないとき（Ｓ５４）は、モータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００３５】
３．絶対舵角の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に、舵角中点からの舵角である絶対舵角を読込み（図９、Ｓ７４）、その絶対値が７００°未満のとき（Ｓ７６）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、タイマＴＭをクリアして（Ｓ７８）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、読込んだ（Ｓ７４）絶対舵角の絶対値が７００°以上であり（Ｓ７６）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過していないときは（Ｓ８０）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ８２）リターンする。
【００３６】
ＣＰＵ１２ｂは、読込んだ（Ｓ７４）絶対舵角の絶対値が７００°以上であり（Ｓ７６）、タイマＴＭの計時時間が１００ｍｓを経過しているときは（Ｓ８０）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ８４）。つまり、絶対舵角の絶対値が７００°以上の状態が１００ｍｓ継続すると、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ８４）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
【００３７】
４．カウンタ値の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に、車速センサ１３が検出した車両の車速を読込み（図１０、Ｓ８６）、その車速が１０ｋｍ／ｈ以上のときは（Ｓ８８）、カウンタ２３ｃのカウンタ値を読込む（Ｓ９０）。次に、前回読込んだカウンタ値とこの今回読込んだカウンタ値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ９２）。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが例えば２以上のときは（Ｓ９４）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、前回読込んだカウンタ前回値を今回読込んだ（Ｓ９０）カウンタ今回値で置き代え（Ｓ９６）、タイマＴＭをクリアして（Ｓ９８）リターンする。
【００３８】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが２未満であり（Ｓ９４）、タイマＴＭの計時時間が１０ｓを経過していないときは（Ｓ１００）、タイマＴＭのカウンタをインクリメントして（Ｓ１０２）リターンする。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ９２）Δθが２未満であり（Ｓ９４）、タイマＴＭの計時時間が１０ｓを経過しているときは（Ｓ１００）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ１０４）。つまり、車両が１０ｋｍ／ｈ以上で走行中に、１０ｓ間モータ回転センサ２２の出力値が所定値以上変化しないとき、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
【００３９】
ＣＰＵ１２ｂは、フェイルフラグＦがセットされると（Ｓ１０４）、アラームランプ（図示せず）を点灯させる。
ＣＰＵ１２ｂは、車速センサ１３が検出した車両の車速が１０ｋｍ／ｈ未満のときは（Ｓ８８）、タイマＴＭをクリアして（Ｓ１０６）リターンし、モータ回転センサ２２の診断は行わない。
【００４０】
５．舵角速度の監視によるモータ回転センサの故障検出。
ＣＰＵ１２ｂは、周期的に例えば１００ｍｓ毎に、舵角値を読込み（図１１、Ｓ１０６）、その舵角値と前回読込んだ舵角値との差の絶対値Δθを演算する（Ｓ１０８）。
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ１０８）Δθが例えば２０００°／ｓ未満のときは（Ｓ１１０）、モータ回転センサ２２は正常と判断し、前回読込んだ舵角前回値を今回読込んだ（Ｓ１０６）舵角今回値で置き代えて（Ｓ１１２）リターンする。
【００４１】
ＣＰＵ１２ｂは、演算した（Ｓ１０８）Δθが２０００°／ｓ以上であるときは（Ｓ１１０）、フェイルフラグＦをセットする（Ｓ１１４）。つまり、モータ回転センサ２２の出力値から、通常は考えられないハンドルの舵角速度が演算されたとき、モータ回転センサ２２は故障していると判断する。
以上のように、この開示された電動パワーステアリング装置は、モータ回転センサ２２の異常を検出することができ、ハンドル戻し制御及びハンドル収斂制御が作動しない状態で、車両が運転されることを防止できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、故障検出のためのモータ電流検出回路を設けることなく、短い判定時間で、モータ端子の地絡又はモータ電流検出回路の故障を判断できる安価な電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】開示された電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】モータ回転センサのインターフェイス回路の構成を示したブロック図である。
【図６】モータ回転センサが出力する矩形パルス列を示す波形図である。
【図７】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図４に示す電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ トルクセンサ
１２ａ ＣＰＵ
１７ モータ電流検出回路
２２ モータ回転センサ
Ｍ モータ
Ｐ 電源
Claims (1)
- 舵輪の操舵トルクの検出値に基づいて操舵力補助用モータのモータ電流の目標値を決定し、モータ電流が目標値になるように、前記モータを回転駆動し、操舵力補助を行う電動パワーステアリング装置において、
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、該操舵速度検出手段の検出値を所定値と比較する操舵速度比較手段と、前記目標値の絶対値と前記モータ電流の絶対値との差を所定値と比較するモータ電流比較手段と、前記操舵速度比較手段の比較結果が前記検出値の方が小さく、かつ、前記モータ電流比較手段の比較結果が前記差の方が大きいときに、異常の発生を検出する異常発生検出手段とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18647596A JP4148542B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18647596A JP4148542B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 電動パワーステアリング装置 |
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