WO2016047384A1 - パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路 - Google Patents

パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路 Download PDF

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power steering
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speed
torque
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佐々木　光雄
信 後藤
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日立オートモティブシステムズステアリング株式会社
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    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators

Definitions

  • the present invention relates to a power steering device and a control circuit for the power steering device.
  • a raindrop sensor is installed in the housing that houses the rack bar to detect an abnormality of the apparatus.
  • An example relating to the technique described above is described in Patent Document 1.
  • An object of the present invention is to detect an abnormality in a power steering apparatus without using a sensor for detecting an abnormality.
  • the abnormality of the apparatus is detected based on the presence or absence of a periodic change within a predetermined frequency range of the rotation speed, steering speed, or steering torque of the electric motor.
  • FIG. 1 is a front view of a power steering device 1 according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1.
  • 2 is a cross-sectional view of a steering mechanism 2.
  • FIG. 3 is a control block diagram of a control unit 6 according to the first embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 1, Example 2, and Example 3.
  • FIG. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 1 and Example 3.
  • FIG. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 1 and Example 2.
  • FIG. 1 is a front view of a power steering device 1 according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1.
  • 2 is a cross-sectional view of a steering mechanism 2.
  • FIG. 3 is a control block diagram of a control unit 6 according to the first embodiment. It is a
  • FIG. 6 is a time chart illustrating an operation when a rust abnormality occurs during a rust abnormality detection control process according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a control block diagram of a control unit 6 of Embodiment 2. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 2.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of rust abnormality detection control processing according to a third embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 4. It is a flowchart which shows the flow of the rust abnormality detection control process of Example 4.
  • FIG. 1 is a front view of a power steering device 1 according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a steering mechanism 2.
  • the power steering apparatus 1 according to the first embodiment includes a steering mechanism 2, an electric motor 3, a ball screw mechanism 4, a torque sensor 5, and a control unit 6.
  • the steering mechanism 2 has a steering shaft 7 and a rack bar 8.
  • the steering shaft 7 includes a steering shaft 9, a pinion shaft 10, and a torsion bar 11.
  • the steering shaft 9 rotates integrally with the steering wheel.
  • the pinion shaft 10 is connected to the steering shaft 9 via a torsion bar 11.
  • the pinion shaft 10 has pinion teeth 10a formed on the outer periphery thereof.
  • the pinion teeth 10a mesh with the rack teeth 8a formed on the outer periphery of the rack bar 8.
  • the rack bar 8 moves in the axial direction in the vehicle body width direction according to the rotation of the steering shaft 7.
  • the rack bar 8 is formed using a ferrous metal material such as a steel material.
  • the ends of the pair of tie rods 12 and 12 are connected to both ends of the rack bar 8.
  • a part of the steering shaft 9, the pinion shaft 10 and the rack bar 8 are accommodated in a gear housing 13.
  • the gear housing 13 is formed using an aluminum alloy.
  • a torque sensor 5 is housed in the gear housing 13.
  • the torque sensor 5 detects the steering torque (torsion bar torque) generated in the steering mechanism 2 based on the amount of twist of the torsion bar 11.
  • the inner ends of the dust boots 14 in the vehicle width direction are fixed to both ends of the gear housing 13 in the vehicle width direction.
  • the dust boot 14 is formed in a bellows ring shape using rubber or the like.
  • the outer end of the dust boot 14 in the vehicle width direction is fixed to the inner end of the tie rod 12 in the vehicle width direction.
  • the electric motor 3 is a three-phase brushless motor.
  • the electric motor 3 applies a steering force to the steering mechanism 2 and includes a motor shaft 15, a rotor 16, and a stator 17. These are accommodated in the motor housing 18.
  • the motor housing 18 is fixed to the gear housing 13.
  • the motor shaft 15 is provided integrally with the rotor 16.
  • An input pulley 19 is attached to the motor shaft 15.
  • a belt 20 is hung on the input pulley 19.
  • the rotor 16 is rotatably supported by the motor housing 18.
  • the stator 17 is fixed to the motor housing 18.
  • the motor housing 18 accommodates the control unit 6.
  • the control unit 6 is a control board that calculates a motor torque command (command current value) for controlling the drive of the electric motor 3 based on the torsion bar torque detected by the torque sensor 5, and assists the control of the electric motor 3.
  • the ball screw mechanism 4 is provided between the steering mechanism 2 and the electric motor 3.
  • the ball screw mechanism 4 is a speed reducer that transmits the rotational force of the electric motor 3 to the steering mechanism 2.
  • the ball screw mechanism 4 includes a steered shaft side ball screw groove 21, a nut 22, a nut side ball screw groove 23, a ball 24, and a tube (circulation member) 25.
  • the steered shaft side ball screw groove 21 is a spiral groove provided on the outer peripheral side of the rack bar 8.
  • the nut 22 is provided so as to surround the rack bar 8.
  • the nut 22 is formed in an annular shape using a steel material.
  • the nut 22 is supported so as to be rotatable with respect to the gear housing 13 and not movable in the axial direction.
  • An output pulley 40 is fixed to the outer periphery of the nut 22.
  • the belt 20 is hung on the output pulley 40.
  • the nut-side ball screw groove 23 is a spiral groove provided on the inner periphery of the nut 22.
  • the nut side ball screw groove 23 and the steered shaft side ball screw groove 21 constitute a ball circulation groove 26.
  • a plurality of balls 24 are provided in the ball circulation groove 26.
  • the ball 24 is formed using a steel material.
  • the tube 25 is provided on the outer peripheral side of the nut 22, and the ball 24 reaching one end side or the other end side of the ball circulation groove 26 is returned to the other end side or one end side of the ball circulation groove 26 via the tube 25. It is.
  • the power steering device 1 transmits the rotational force of the electric motor 3 to the ball screw mechanism 4 via the input pulley 19, the belt 20, and the output pulley 40, and applies an axial driving force to the rack bar 8. This assists the driver's steering.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the control unit 6 according to the first embodiment.
  • the control unit 6 includes an assist control unit (motor control circuit) 29, a motor control unit 30, a rust detection unit (abnormality detection circuit) 31, and a power shutoff device 32.
  • the assist control unit 29 receives the vehicle speed from the vehicle speed sensor 27, the torsion bar torque from the torque sensor 5, and the rudder angle from the rudder angle sensor 28.
  • the assist control unit 29 calculates a motor torque command based on the vehicle speed, the torsion bar torque, and the steering angle, and outputs the motor torque command to the motor control unit 30.
  • the motor control unit 30 calculates a current command value for each phase of the electric motor 3 based on the motor torque command.
  • the motor control unit 30 controls the current of the electric motor 3 so that the motor current value flowing in each phase of the electric motor 3 matches the current command.
  • the motor current value is detected by the current sensor 34.
  • the rust detector 31 is based on the motor rotation speed, the torsion bar torque, and the rudder angle (the rudder angular speed obtained from the rudder angle), an abnormality caused by the occurrence of rust in the ball screw mechanism 4 (hereinafter also referred to as a rust abnormality), specifically.
  • a steering catch associated with a periodic change in the operation load of the ball screw mechanism 4 is detected. Even when the ball screw mechanism 4 is damaged or foreign matter is mixed into the gear housing 13, the operation load of the ball screw mechanism 4 may periodically change as in the case of rusting.
  • the rust detection unit 31 can detect these abnormalities.
  • the motor rotation speed is detected by the rotation speed sensor 35.
  • the rust detection unit 31 includes a low-pass filter 31a that performs low-pass filter processing on the motor rotation number signal and the torsion bar torque signal.
  • the rust detection unit 31 outputs a warning request to the warning device (on-vehicle equipment) 33.
  • the warning device 33 turns on a warning lamp to notify the driver of the abnormality. A warning sound may be emitted.
  • the rust detection unit 31 outputs a power cutoff request to the power cutoff device 32 and stops the assist control.
  • the power cut device 32 cuts off the electric power supplied to the electric motor 3.
  • step S1 the ignition switch is turned on by the driver.
  • step S2 it is determined whether or not a rust abnormality has been established up to the previous time (until the ignition switch is turned on in step S1). If YES, the process proceeds to step S3. If NO, the process proceeds to step S4. Whether or not a rust abnormality has been confirmed is determined by reading a rust abnormality confirmation flag from the EEPROM data and determining that a rust abnormality has been confirmed when the rust abnormality confirmation flag is set.
  • step S3 a power cutoff request is output to the power cutoff device 32, and assist control is stopped (manual steer).
  • step S4 it is determined whether or not a direction determination flag is set. If YES, the process proceeds to step S5. If NO, the process proceeds to step S9. In step S5, it is determined whether or not the motor rotation speed is increasing. If YES, the process proceeds to step S6. If NO, the process proceeds to step S18. The motor rotation speed is increased by comparing the motor rotation speed in the previous calculation cycle with the motor rotation speed in the current calculation cycle. In step S6, the direction determination flag is reset. In step S7, the reset side frequency detection counter of the direction determination flag is counted up. In step S8, the set side frequency detection counter of the direction determination flag is cleared.
  • step S9 it is determined whether or not the rudder angle is within a predetermined range. If YES, the process proceeds to step S10. If NO, the process proceeds to step S31.
  • the predetermined range is a rudder angle range in which the rack bar 8 does not reach the vicinity of the stroke end, and is set to, for example, ⁇ 450 to 450 [deg].
  • step S10 it is determined whether or not the assist limit value has decreased. If YES, the process proceeds to step S11. If NO, the process proceeds to step S31.
  • the assist control unit 29 limits the motor torque command with an assist limit value for motor protection. When the assist limit value is maintained at a normal value (for example, 6.3 [N]), it is determined that the assist limit value has not decreased.
  • step S11 it is determined whether or not the steering angular speed (steering speed) is within a predetermined range. If YES, the process proceeds to step S12. If NO, the process proceeds to step S31.
  • the rudder angular velocity is obtained by differentiating the rudder angle detected by the rudder angle sensor 28.
  • the predetermined range is a rudder angular velocity at which steering is caught due to the occurrence of rust, and is, for example, 5 to 45 [deg / sec].
  • the lower limit (fourth predetermined value) of the predetermined range is set to 5 [deg / sec] because the periodic change of the operating load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust does not occur ( This is to exclude a state of being hardly steered.
  • the upper limit of the predetermined range (fifth predetermined value) is 45 [deg / sec] because the periodic change of the operation load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust does not occur (operation) Is forcibly steered by a person).
  • the torsion bar torque signal (the signal of the torque sensor 5) is low-pass filtered by the low-pass filter 31a.
  • the cut-off frequency of the low-pass filter 31a is a frequency from which noise can be removed, and is, for example, 6 [Hz].
  • the low-pass filter 31a performs low-pass filter processing on the motor rotation number signal.
  • the torsion bar torque is averaged.
  • the averaging process is a process for obtaining an average value of the torsion bar torque within a predetermined calculation cycle.
  • the predetermined value is, for example, 5 [Nm].
  • step S16 it is determined whether the torsion bar torque is increased and the motor rotational speed is decreased. If YES, the process proceeds to step S17. If NO, the process proceeds to step S31.
  • the torsion bar torque is increased by comparing the torsion bar torque in the previous calculation cycle and the torsion bar torque in the current calculation cycle.
  • step S17 a direction determination flag is set.
  • step S18 the set side frequency detection counter of the direction determination flag is counted up.
  • step S19 it is determined whether or not the frequency of the motor rotation speed fluctuation is within a predetermined range. If YES, the process proceeds to step S20. If NO, the process proceeds to step S31.
  • the predetermined range is a range with a margin in the upper and lower limits with respect to the frequency range 2 to 3 [Hz] of the periodic change of the operating load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust. 5 [Hz].
  • the reason why the upper limit of the frequency is 5 [Hz] is to prevent confusion with the resonance of the torsion bar 11 (the resonance frequency is higher than 5 [Hz]).
  • the lower limit of the frequency is set to 1 [Hz] or more in order to exclude a straight traveling state of the vehicle in which a periodic change in the operation load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust does not occur.
  • the frequency of the motor speed fluctuation is a value obtained by multiplying the sum of the count value of the reset-side frequency detection counter and the count value of the set-side frequency detection counter from the reset of the direction determination flag to the next reset by the calculation cycle ( The reciprocal of the period).
  • step S20 the frequency detection counter on the rotation speed increase side (direction determination flag reset side) is cleared.
  • step S21 the maximum rotation speed and the minimum rotation speed of the motor rotation speed in one cycle of the motor rotation speed fluctuation are calculated.
  • step S22 it is determined whether or not the sign of the minimum rotational speed matches the sign of the maximum rotational speed. If YES, the process proceeds to step S23, and if NO, the process proceeds to return.
  • the sign of the motor speed does not change. Therefore, when the sign of the motor speed is reversed, there is a high possibility that the motor speed fluctuates due to another factor. In this case, the abnormality detection is canceled and erroneous detection is suppressed.
  • step S23 a rotational speed variation that is a difference between the maximum rotational speed and the minimum rotational speed is calculated.
  • step S24 it is determined whether or not the rotational speed fluctuation is greater than or equal to a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S25, and if NO, the process proceeds to return.
  • the predetermined value is a rotational speed fluctuation that can be predicted that the steering is caught due to the rust abnormality, and is set to 100 [rpm], for example.
  • step S25 the abnormality detection counter is counted up.
  • step S26 it is determined whether or not the abnormality detection counter is greater than or equal to a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S27.
  • step S28 The predetermined value is, for example, 10.
  • step S27 rust abnormality is confirmed.
  • step S28 an abnormality detection counter is held.
  • step S29 a warning request signal is output to the warning device 33 on the vehicle side.
  • step S30 the rust abnormality confirmation flag in the EEPROM data is set, and the fact that the rust abnormality has been confirmed is recorded.
  • step S31 the abnormality detection counter is cleared.
  • the rust abnormality is detected by detecting a periodic change in the operating load of the ball screw mechanism 4.
  • a periodic change in the operation load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust appears as a periodic change in the motor rotational speed, the steering angular speed, and the torsion bar torque. Specifically, when steering is caught due to the occurrence of rust, the torsion bar torque decreases and increases, and the motor rotation speed and the steering angular speed increase and decrease.
  • the motor rotation speed, rudder angular velocity, and torsion bar torque can all be detected or calculated by sensors existing in the power steering apparatus.
  • rust abnormality since rust abnormality is detected based on the periodic change of motor rotation speed and torsion bar torque, rust abnormality can be detected without adding a sensor for abnormality detection.
  • the rust abnormality is not detected when the rudder angular velocity is high, when the steering is forced by the driver, when the rack bar 8 is near the stroke end, and when assist is limited. This can suppress confusion with periodic changes such as the motor rotation speed due to the above factors (such as resonance of the torsion bar), and can improve the abnormality detection accuracy.
  • FIG. 8 is a time chart illustrating an operation when a rust abnormality occurs in the rust abnormality detection control process of the first embodiment.
  • the torsion bar torque increases and the motor rotation speed starts to decrease, so the direction determination flag is set.
  • the set side frequency counter of the direction determination flag is counted up.
  • the direction determination flag is reset, and the set-side frequency counter of the direction determination flag is cleared.
  • the reset-side frequency counter of the direction determination flag is counted up.
  • the torsion bar torque increases and the motor rotation speed starts to decrease, so the direction determination flag is set.
  • the direction determination flag set-side frequency counter is counted up.
  • the direction determination flag is reset and the set side frequency counter of the direction determination flag is cleared.
  • the frequency obtained from the sum of the count value of the reset side frequency counter and the count value of the set side frequency counter when the direction determination flag is reset is within a predetermined range (1 to 5 [Hz]), and the rotation speed Since the fluctuation is equal to or greater than a predetermined value (100 [rpm]), the abnormality detection counter is counted up.
  • the torsion bar torque increases and the motor rotation speed starts to decrease, so the direction determination flag is set.
  • Example 1 A steering mechanism 2 having a steering shaft 7 that rotates as the steering wheel rotates, and a rack bar 8 that moves in the axial direction according to the rotation of the steering shaft 7 and is formed of an iron-based metal material.
  • An electric motor 3 that applies a steering force to the steering mechanism 2, and a speed reducer that is provided between the steering mechanism 2 and the electric motor 3 and transmits the rotational force of the electric motor 3 to the steering mechanism 2.
  • the turning shaft side ball screw groove 21 having a spiral groove shape provided on the outer peripheral side of the ring and provided in an annular shape with an iron-based metal material so as to surround the rack bar 8, and provided rotatably with respect to the rack bar 8.
  • the ball 22 is provided outside the nut 22 in the radial direction with respect to the rotation axis of the ball 22 so that a plurality of balls 24 can circulate from one end side to the other end side of the ball circulation groove 26 between one end side and the other end side
  • a reduction gear including a ball screw mechanism 4 having a tube 25 to be connected, a torque sensor 5 for detecting a torsion bar torque generated in the steering mechanism 2, and a motor torque for driving and controlling the electric motor 3 based on the torsion bar torque
  • a control unit 6 that calculates a command value and outputs the command value to the electric motor 3, and a control unit provided on the control unit, based on the presence or absence
  • the steering mechanism 2 includes the torsion bar 11 provided on the steering shaft 7, and the torque sensor 5 is based on the twist amount of the torsion bar 11.
  • the torsion bar torque is detected, and the predetermined frequency in the rust detector 31 is set to be less than the resonance frequency of the torsion bar 11 (greater than 5 [Hz]). Therefore, confusion with resonance of the torsion bar 11 can be suppressed.
  • the predetermined frequency in the rust detector 31 is set to 5 [Hz] or less.
  • the predetermined frequency in the rust detection unit 31 is set to 5 hertz or less to confuse it with the resonance of the torsion bar 11. Can be suppressed.
  • the predetermined frequency in the rust detector 31 is set to 1 [Hz] or more. In a straight traveling state where the predetermined frequency is less than 1 [Hz], a periodic change in the operating load of the ball screw mechanism 4 due to the occurrence of rust does not occur. Therefore, in the straight traveling state, the abnormality detection accuracy can be improved by not detecting the rust abnormality.
  • the rust detector 31 detects an abnormality of the device based on the torsion bar torque and the motor rotation speed.
  • the motor rotation speed decreases and the torsion bar torque increases.
  • the rust detection unit 31 has a cycle in which the motor rotation speed falls below the first predetermined value, a cycle in which the rudder angular velocity falls below the second predetermined value, Alternatively, the abnormality of the apparatus is detected based on the cycle in which the torsion bar torque increases from the third predetermined value.
  • the motor speed and the steering angular speed are assumed to be normal values (the first predetermined value and the first value) when rust is not generated. 2) and then rises.
  • the torsion bar torque increases from a value (third predetermined value) that is assumed at normal time when rust is not generated, and then decreases.
  • the abnormality detection accuracy can be improved. (7-7)
  • the rust detection unit 31 determines that the device is abnormal when the rudder angular velocity is 5 [deg / sec] or more and 45 [deg / sec] or less. To detect.
  • the rust detector 31 includes the low pass filter 31a provided in the control unit 6, and the rust detection unit 31 includes the low-pass filter 31a. An abnormality of the apparatus is detected based on the rotation speed and torsion bar torque signals. Therefore, high-frequency noise is removed from the motor rotation number signal and the torsion bar torque signal by the low-pass filter 31a, so that the abnormality detection accuracy can be improved.
  • the rust detector 31 detects an abnormality of the device when the average value of the torsion bar torque within a predetermined period is higher than a predetermined value.
  • the average value of the torsion bar torque also increases. Therefore, the abnormality detection accuracy can be improved by further considering the increase in the torsion bar torque.
  • the rust detection unit 31 is in a state where the rack bar 8 has moved to the vicinity of the stroke end (the steering angle is within a predetermined range ( ⁇ 450 to 450 [deg]
  • the information on the motor rotation speed, rudder angular speed and torsion bar torque in the outside) is not used for detecting the abnormality of the device.
  • the motor rotation speed and the steering angular velocity are almost zero, and the torsion bar torque is larger than usual in the abutting state. Since these can be a cause of erroneous detection, it is possible to improve abnormality detection accuracy by not using information in the vicinity of the stroke end for abnormality detection.
  • the rust detection unit 31 In the power steering device described in (1-1) above, when the rust detection unit 31 detects an abnormality in the device, the rust detection unit 31 outputs a signal relating to the abnormality of the device to the warning device 33 that notifies the driver of the abnormality. To do. Therefore, when an abnormality of the device is detected, safety can be improved by notifying the driver with a warning light or a warning sound. (12-14) In the power steering device described in (1-1) above, the rust detection unit 31 limits the motor torque command value to the assist torque limit value for a reason other than the device abnormality detected by the rust detection unit 31.
  • the information on the motor rotation speed, rudder angular speed and torsion bar torque in the state where is applied is not used for detecting an abnormality of the apparatus.
  • the motor torque command value is limited due to a factor different from the abnormal operation of the ball screw mechanism 4, this may cause the motor rotation speed, the steering angular speed, and the torsion bar torque to be affected. Since these can be false detection factors, the accuracy of abnormality detection can be improved by not using information in this state for abnormality detection.
  • Nut side ball screw groove 23 constituting 26 A plurality of balls 24 formed in a ball circulation groove 26 and formed on the outer side of the nut 22 in the radial direction with respect to the rotation axis of the nut 22, and the plurality of balls 24 are arranged at one end side of the ball circulation groove 26.
  • a reduction gear having a ball screw mechanism 4 having a tube 25 that connects one end side and the other end side of the ball circulation groove 26 so as to circulate from the other end side to the other end side, and torsion bar torque generated in the steering mechanism 2 is detected.
  • a torque sensor 5 that calculates a motor torque command value for driving and controlling the electric motor 3 based on the torsion bar torque, and outputs the motor torque command value to the electric motor 3, and a predetermined frequency range of the motor rotation speed.
  • the steering mechanism 2 includes a torsion bar 11 provided on the steering shaft 7, and the torque sensor 5 is a twist of the torsion bar 11. Torsion bar torque is detected based on the amount, and the predetermined frequency in the rust detection unit 31 is set to be less than the resonance frequency of the torsion bar 11 (greater than 5 [Hz]). Therefore, confusion with resonance of the torsion bar 11 can be suppressed.
  • the rust detector 31 detects an abnormality of the apparatus based on the torsion bar torque and the motor rotational speed.
  • the rust detection unit 31 has a cycle in which the motor rotation speed has decreased from the first predetermined value, and the rudder angular velocity has decreased from the second predetermined value. The abnormality of the apparatus is detected based on the cycle in which the torsion bar torque is increased from the third predetermined value.
  • the motor speed and the steering angular speed are assumed to be normal values (the first predetermined value and the first value) when rust is not generated. 2) and then rises.
  • the torsion bar torque increases from a value (third predetermined value) that is assumed at normal time when rust is not generated, and then decreases.
  • the rust detector 31 is configured such that when the rudder angular speed is 5 [deg / sec] or more and 45 [deg / sec] or less, the device Detect abnormalities.
  • the abnormality detection accuracy can be improved by not detecting the rust abnormality in the non-steering state and the forced steering state.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the predetermined value to be compared with the average value of the torsion bar torque is changed according to the tire air of each wheel in the rust abnormality detection control process.
  • the illustration and description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
  • FIG. 9 is a control block diagram of the control unit 6 of the second embodiment.
  • the control block of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 4 in that a tire pressure monitoring device 36 and a pneumatic signal input unit 37 are added.
  • the tire pressure monitoring device 36 monitors the tire pressure of each wheel and displays the pressure of each tire on a display.
  • the tire pressure monitoring device 36 outputs a pneumatic pressure warning signal to the warning device 33 when the tire pressure is out of the normal range.
  • the warning device 33 turns on a warning light to notify the driver of an abnormality in tire air pressure. An alarm sound may be emitted.
  • the air pressure warning signal is also input to the air pressure signal input unit 37.
  • the rust detection unit 31 is higher in a predetermined value compared with the average value of the torsion bar torque in the rust abnormality detection control process than when the air pressure warning signal is not input. Correct the value.
  • FIG. 7 and FIG. 10 are flowcharts showing the flow of the rust abnormality detection control process executed by the rust detection unit 31 of the second embodiment. Hereinafter, a different part from the rust abnormality detection control process of Example 1 is demonstrated.
  • step S41 it is determined whether or not the tire air pressure is within a normal range. If YES, the process proceeds to step S42, and if NO, the process proceeds to step S43.
  • step S42 the predetermined value used in step S15 is set to a value when the tire air pressure is normal. The value when the tire pressure is normal is, for example, 5 [Nm].
  • step S43 the predetermined value used in step S15 is changed to a value when the tire air pressure is abnormal. The value when the tire pressure is abnormal is higher than the normal value, for example, 6 [Nm].
  • the control unit 6 includes a pneumatic signal input unit 37 to which a pneumatic warning signal that is a signal related to a decrease in tire pneumatic pressure is input, and detects rust.
  • the unit 31 compares a predetermined value to be compared with the average value of the torsion bar torque within a predetermined period, higher than a value (5 [Nm]) when the air pressure warning is not input (6 [ Nm]).
  • the operating load of the ball screw mechanism 4 increases, so even if the ball screw mechanism 4 is not rusted, the average value of the torsion bar torque within a given period May be 5 [Nm] or more. Therefore, when the tire air pressure deviates from the normal range, the predetermined value compared with the average value of the torsion bar torque is corrected to a higher value, so that the operating load of the ball screw mechanism 4 due to the tire air pressure drop is reduced. Abnormality detection can be performed while eliminating or suppressing the influence. Therefore, it is possible to improve the abnormality detection accuracy when the tire air pressure decreases.
  • Example 3 The third embodiment is different from the first embodiment in that the frequency range for determining the rust detection is corrected according to the motor rotation speed in the rust abnormality detection control process.
  • the illustration and description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
  • [Rust abnormality detection control processing] 5, 6 and 11 are flowcharts showing the flow of the rust abnormality detection control process executed by the rust detection unit 31 of the third embodiment.
  • a different part from the rust abnormality detection control process of Example 1 is demonstrated.
  • step S51 the predetermined range used in step S19 is corrected according to the motor speed.
  • the predetermined range is set to a higher value as the motor rotation speed is higher. For example, the motor speed is divided into three areas: low speed, medium speed, and high speed.
  • the predetermined range is 0.8 to 4.8 [Hz] at low speed, and the predetermined range is 1 to 5 [Hz] at medium speed.
  • the predetermined range is 2-6 [Hz].
  • the rust detector 31 corrects the value of the predetermined frequency to a higher value as the motor rotational speed is higher. The higher the motor rotation speed and the steering angular speed, the shorter the generation cycle of the change in the operation load of the ball screw mechanism 4. Therefore, by changing the frequency range in which the abnormality determination is performed according to the motor rotation speed, it is possible to improve the abnormality detection accuracy regardless of the motor rotation speed and the steering angular speed.
  • Example 4 The fourth embodiment is different from the first embodiment in the rust abnormality detection control process. The illustration and description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
  • the vehicle speed is input in addition to the motor rotation speed, the torsion bar torque, and the steering angle, and the ball screw mechanism 4 generates rust based on the motor rotation speed, the torsion bar torque, the steering angle, and the vehicle speed. Detect abnormalities associated with the occurrence.
  • [Rust abnormality detection control processing] 12 and 13 are flowcharts showing the flow of the rust abnormality detection control process executed by the rust detection unit 31 of the fourth embodiment.
  • step S10 it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S62, and if NO, the process proceeds to step S76.
  • the predetermined value is a speed at which it is possible to determine that no stationary or curb ride at the time of stopping has occurred, and is set to 10 [km / h], for example.
  • step S62 When the vehicle speed is less than the predetermined value, the operation load of the ball screw mechanism 4 may be increased due to stationary driving or curb climbing, so that the abnormality detection is canceled and erroneous detection is suppressed.
  • step S62 one turn is calculated from the rudder angle and rudder angular speed (or motor rotation speed). One turn is a time interval from when the steering wheel is operated to the right or left from the steering angle neutral position until the steering wheel returns to the steering angle neutral position again.
  • step S63 the maximum steering angular speed during one turning is detected.
  • step S64 it is determined whether or not the maximum steering angular velocity during one turning is equal to or less than a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S41.
  • the predetermined value is a rudder angular velocity at which steering is caught due to the occurrence of rust, for example, 300 [deg / sec].
  • the maximum rudder angular velocity during one turning is about 400 [deg / sec]. Therefore, when the maximum steering angular velocity is 300 [deg / sec] or less, it can be determined that an abnormality has occurred in the ball screw mechanism 4.
  • the value when the tire pressure is normal is set to 8 [Nm], for example.
  • step S43 the value when the tire air pressure is abnormal is higher than the normal value, for example, 9 [Nm].
  • step S15 it is determined whether or not the torsion bar torque is greater than or equal to a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S65. If NO, the process proceeds to step S66.
  • the predetermined value is, for example, 8 [Nm].
  • the maximum value of the torsion bar torque during one turning is About 5 [Nm].
  • the torsion bar torque is 8 [Nm] or more, it can be determined that there is a high possibility that an abnormality has occurred in the ball screw mechanism 4.
  • step S65 the torque abnormality counter is counted up.
  • step S66 the torque abnormality counter is cleared.
  • step S67 it is determined whether or not the torque abnormality counter is greater than or equal to a predetermined value. If YES, the process proceeds to step S68. If NO, the process proceeds to step S70.
  • the predetermined value is, for example, 10.
  • step S68 the maximum steering angular speed when the torsion bar torque becomes equal to or greater than a predetermined value (8 [Nm]) is maintained.
  • step S69 the normality determination counter is cleared.
  • step S70 it is determined whether or not the abnormality detection counter is greater than zero. If YES, the process proceeds to step S71, and if NO, the process proceeds to step S76.
  • step S71 it is determined whether the rudder angular speed is higher than the maximum rudder angular speed when the torsion bar torque is equal to or greater than a predetermined value (8 [Nm]), and whether the torsion bar torque is equal to or smaller than the predetermined value. If yes, then continue with step S72, otherwise continue with step S76. If the steering catch does not occur when the steering angular speed is higher than the steering angular speed when the steering catch occurs, it can be determined that no abnormality has occurred in the ball screw mechanism 4. In step S72, the normality determination counter is counted up. In step S73, it is determined whether or not the normality determination counter is greater than or equal to a predetermined value.
  • step S74 the abnormality detection counter is cleared.
  • step S75 the maximum steering angular speed when the torsion bar torque becomes a predetermined value or more is cleared.
  • step S76 a normality determination counter is held.
  • the steering angular speed is excessively high, and the rust abnormality is not detected when assist is limited, Mixing with an increase in torsion bar torque due to factors (stationary, curb climbing, etc.) can be suppressed, and abnormality detection accuracy can be improved.
  • it may replace with a rudder angular velocity and you may make it detect abnormality of an apparatus based on a motor rotation speed.
  • Example 4 has the following effects. (20-20) A steering mechanism 2 having a steering shaft 7 that rotates as the steering wheel rotates, and a rack bar 8 that moves in the axial direction according to the rotation of the steering shaft 7 and is formed of an iron-based metal material. An electric motor 3 that applies a steering force to the steering mechanism 2, and a speed reducer that is provided between the steering mechanism 2 and the electric motor 3 and transmits the rotational force of the electric motor 3 to the steering mechanism 2.
  • the turning shaft side ball screw groove 21 having a spiral groove shape provided on the outer peripheral side of the ring and provided in an annular shape with an iron-based metal material so as to surround the rack bar 8, and provided rotatably with respect to the rack bar 8.
  • the ball 22 is provided on the outer side of the nut 22 in the radial direction with respect to the rotation axis of the ball 22 so that a plurality of balls 24 can circulate from one end side to the other end side of the ball circulation groove 26.
  • a reduction gear provided with a ball screw mechanism 4 having a tube 25, a torque sensor 5 for detecting a torsion bar torque generated in the steering mechanism 2, and a motor for driving and controlling the electric motor 3 based on the torsion bar torque
  • a control unit 6 that calculates a torque command value and outputs the torque command value to the electric motor 3, and a control unit 6 that is provided in the control unit 6 so that the rudder angular velocity is within a predetermined range (45 to 300 [deg / sec]) and the torsion bar torque is a predetermined value (8 [Nm]) and an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of the apparatus at the above time. Therefore, it is possible to detect an abnormality of the apparatus with high accuracy without using a sensor for detecting the abnormality.
  • an example is shown in which an abnormality of the device is detected based on whether torsion bar torque increases, decreases, motor rotation speed decreases, and rises in synchronization, but the steering angular speed may be used instead of the motor rotation speed.
  • the example in which the value of the predetermined frequency of the motor rotation speed fluctuation is corrected to a higher value as the motor rotation speed is higher is shown.
  • the steering angular speed may be used instead of the motor rotation speed.
  • the steering angular velocity signal may be low-pass filtered.
  • the motor rotational speed may be used instead of the steering angular velocity.
  • the present invention in the power steering apparatus having a sensor for detecting an abnormality, the present invention may be applied when the sensor fails and the abnormality cannot be detected by the sensor.
  • a power steering device A steering mechanism having a steering shaft that rotates with the rotation of the steering wheel, and a rack bar that is axially moved in accordance with the rotation of the steering shaft and is formed of an iron-based metal material; An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism; A reduction gear provided between the steering mechanism and the electric motor for transmitting the rotational force of the electric motor to the steering mechanism, and having a spiral groove shape provided on an outer peripheral side of the rack bar.
  • a shaft-side ball screw groove a nut formed of an iron-based metal material so as to surround the rack bar, a nut provided rotatably with respect to the rack bar, and a spiral provided on the inner peripheral side of the nut
  • a nut-side ball screw groove that forms a ball circulation groove together with the steered shaft side ball screw groove, and a plurality of balls formed of an iron-based metal material and provided in the ball circulation groove, Provided on the outer side of the nut in the radial direction with respect to the rotation axis of the nut, and connects the one end side and the other end side of the ball circulation groove so that the plurality of balls can circulate from one end side to the other end side of the ball circulation groove
  • You A circulation member, said speed reducer comprising a ball screw mechanism having, A torque sensor for detecting a steering torque generated in the steering mechanism; A control unit that calculates a command current value for driving and controlling the electric motor based on the steering torque, and outputs the command current value to the electric motor; An abnormal
  • An abnormality detection circuit for detecting A power steering apparatus Therefore, the abnormality of the apparatus can be detected with high accuracy without adding a sensor for detecting the abnormality.
  • the steering mechanism includes a torsion bar provided on the steering shaft, The torque sensor detects the steering torque based on a twist amount of the torsion bar; The power steering device, wherein the predetermined frequency in the abnormality detection circuit is set to be less than a resonance frequency of the torsion bar. Therefore, confusion with resonance of the torsion bar can be suppressed.
  • the power steering device, wherein the predetermined frequency in the abnormality detection circuit is set to 5 hertz or less.
  • the abnormality detection circuit detects an abnormality of the power steering device based on the steering torque and the motor rotation speed or the steering speed.
  • the operation load of the ball screw mechanism 4 is periodically increased due to the occurrence of rust, the motor rotation speed and the steering angular velocity are decreased, and the torsion bar torque is increased.
  • the abnormality detection circuit is based on a cycle in which the rotation speed of the electric motor has decreased from a first predetermined value, a cycle in which the steering speed has decreased from a second predetermined value, or a cycle in which the steering torque has increased from a third predetermined value.
  • a power steering device that detects an abnormality of the power steering device. When a periodic increase in the operating load of the ball screw mechanism occurs due to the occurrence of rust, the motor rotation speed and the steering angular speed are assumed to be normal values (the first predetermined value and the second value) when no rust is generated. Lower than the predetermined value) and then increase.
  • the abnormality detection circuit detects an abnormality of the power steering device when the steering speed is equal to or higher than a fourth predetermined value and equal to or lower than a fifth predetermined value greater than the fourth predetermined value.
  • the abnormality detection circuit corrects the value of the predetermined frequency to a higher value as the motor rotational speed or the steering speed is faster.
  • a low-pass filter provided in the control unit;
  • the abnormality detection circuit detects an abnormality of the power steering apparatus based on a signal of the rotation speed of the electric motor, the steering speed, or the steering torque filtered by the low-pass filter.
  • the abnormality detection circuit detects an abnormality of the power steering device when an average value of the steering torque within a predetermined period is higher than a predetermined value.
  • the average value of the steering torque also increases. Therefore, the abnormality detection accuracy can be improved by further considering the increase in the steering torque.
  • the control unit includes an air pressure signal input unit to which an air pressure warning signal that is a signal related to a decrease in tire air pressure is input.
  • the abnormality detection circuit corrects the predetermined value compared with an average value of the steering torque within a predetermined period to a higher value than when the air pressure warning is not input. apparatus.
  • the steering load increases due to a decrease in tire air pressure.
  • the abnormality detection circuit does not use information on the motor rotation speed, the steering speed, or the steering torque in a state in which the rack bar has moved near the stroke end in detecting the abnormality of the power steering device. apparatus. In the vicinity of the stroke end, the motor rotation speed and the steering angular velocity are almost zero, and the steering torque is larger than usual in the abutting state. Since these can be a cause of erroneous detection, it is possible to improve abnormality detection accuracy by not using information in the vicinity of the stroke end for abnormality detection.
  • the abnormality detection circuit outputs a signal related to an abnormality of the power steering device to a vehicle-mounted device that notifies the driver of the abnormality when the abnormality of the power steering device is detected. Therefore, when an abnormality of the device is detected, safety can be improved by notifying the driver with a warning light or a warning sound.
  • the abnormality detection circuit is information on the motor rotation speed, the steering speed, or the steering torque in a state where the command current value is limited due to a cause other than the abnormality of the power steering device detected by the abnormality detection circuit.
  • the power steering device is A steering mechanism having a steering shaft that rotates with the rotation of the steering wheel, and a rack bar that is axially moved in accordance with the rotation of the steering shaft and is formed of an iron-based metal material; An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism; A reduction gear provided between the steering mechanism and the electric motor for transmitting the rotational force of the electric motor to the steering mechanism, and having a spiral groove shape provided on an outer peripheral side of the rack bar.
  • You A circulation member, said speed reducer comprising a ball screw mechanism having, A torque sensor for detecting a steering torque generated in the steering mechanism;
  • Consisting of The control circuit of the power steering device is A motor control circuit that calculates a command current value for driving and controlling the electric motor based on the steering torque
  • the steering mechanism includes a torsion bar provided on the steering shaft, The torque sensor detects the steering torque based on a twist amount of the torsion bar;
  • the control circuit for a power steering apparatus wherein the predetermined frequency in the abnormality detection circuit is set to be less than a resonance frequency of the torsion bar. Therefore, confusion with resonance of the torsion bar can be suppressed.
  • the abnormality detection circuit is a control circuit for a power steering device that detects an abnormality in the power steering device based on the steering torque and the motor rotation speed or the steering speed.
  • the abnormality detection circuit is based on a cycle in which the rotation speed of the electric motor has decreased from a first predetermined value, a cycle in which the steering speed has decreased from a second predetermined value, or a cycle in which the steering torque has increased from a third predetermined value.
  • a control circuit for the power steering device that detects an abnormality of the power steering device. When a periodic increase in the operating load of the speed reducer occurs due to an abnormality in the apparatus, the motor rotation speed and the steering speed are lower than values (first predetermined value and second predetermined value) assumed at normal time. Then rise.
  • the abnormality detection circuit is a control circuit for a power steering device that detects an abnormality of the power steering device when the steering speed is not less than a fourth predetermined value and not more than a fifth predetermined value that is greater than the fourth predetermined value.
  • the abnormality detection accuracy can be improved by not detecting the rust abnormality in the non-steering state and the forced steering state.
  • (a20) a power steering device A steering mechanism having a steering shaft that rotates with the rotation of the steering wheel, and a rack bar that is axially moved in accordance with the rotation of the steering shaft and is formed of an iron-based metal material; An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism; A reduction gear provided between the steering mechanism and the electric motor for transmitting the rotational force of the electric motor to the steering mechanism, and having a spiral groove shape provided on an outer peripheral side of the rack bar.
  • a shaft-side ball screw groove a nut formed of an iron-based metal material so as to surround the rack bar, a nut provided rotatably with respect to the rack bar, and a spiral provided on the inner peripheral side of the nut
  • a nut-side ball screw groove that forms a ball circulation groove together with the steered shaft side ball screw groove, and a plurality of balls formed of an iron-based metal material and provided in the ball circulation groove, Provided on the outer side of the nut in the radial direction with respect to the rotation axis of the nut, and connects the one end side and the other end side of the ball circulation groove so that the plurality of balls can circulate from one end side to the other end side of the ball circulation groove
  • You A circulation member, said speed reducer comprising a ball screw mechanism having, A torque sensor for detecting a steering torque generated in the steering mechanism; A control unit that calculates a command current value for driving and controlling the electric motor based on the steering torque, and outputs the command current value to the electric motor;

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Abstract

　電動モータの回転数、操舵速度、または操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づきパワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路。

Description

パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路
　本発明は、パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御回路に関する。
　従来のパワーステアリング装置では、ラックバーを収容するハウジング内に雨滴センサを設置して装置の異常を検出している。上記説明の技術に関係する一例が特許文献１に記載されている。
特開2006-111032号公報
　上述の従来装置において、異常検出のためのセンサを用いることなく装置の異常を検出して欲しいとのニーズがある。
　本発明の目的は、パワーステアリング装置において、異常検出のためのセンサを用いることなく装置の異常を検出することにある。
　本発明の一側面によれば、電動モータの回転数、操舵速度、または操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき装置の異常を検出する。
実施例１のパワーステアリング装置1の正面図である。 図１の一部断面図である。 操舵機構2の断面図である。 実施例１のコントロールユニット6の制御ブロック図である。 実施例１、実施例２および実施例３の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１および実施例３の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１および実施例２の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の錆異常検出制御処理時の錆異常発生時における動作を示すタイムチャートである。 実施例２のコントロールユニット6の制御ブロック図である。 実施例２の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例４の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例４の錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。
　〔実施例１〕
  以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づく実施例を用いて説明する。
  ［パワーステアリング装置の構成］
  図１は実施例１のパワーステアリング装置1の正面図、図２は図１の一部断面図、図３は操舵機構2の断面図である。
  実施例1のパワーステアリング装置1は、操舵機構2、電動モータ3、ボールねじ機構4、トルクセンサ5およびコントロールユニット6を備える。
  操舵機構2は、操舵軸7およびラックバー8を有する。操舵軸7は、ステアリングシャフト9、ピニオンシャフト10およびトーションバー11を有する。ステアリングシャフト9は、ステアリングホイールと一体に回転する。ピニオンシャフト10は、トーションバー11を介してステアリングシャフト9と接続されている。ピニオンシャフト10は、の外周には、ピニオン歯10aが形成されている。ピニオン歯10aは、ラックバー8の外周に形成されたラック歯8aと噛み合っている。ラックバー8は、操舵軸7の回転に応じて車体幅方向に軸方向運動する。ラックバー8は、鋼材等の鉄系金属材料を用いて形成されている。ラックバー8の両端には、一対のタイロッド12,12の端部が接続されている。ステアリングシャフト9の一部、ピニオンシャフト10およびラックバー8は、ギアハウジング13に収容されている。ギアハウジング13は、アルミニウム合金を用いて形成されている。ギアハウジング13には、トルクセンサ5が収容されている。トルクセンサ5は、トーションバー11の捩じれ量に基づいて操舵機構2に発生する操舵トルク（トーションバートルク）を検出する。ギアハウジング13の車幅方向両端には、ダストブーツ14の車幅方向内側端が固定されている。ダストブーツ14は、ゴム等を用いて蛇腹環状に形成されている。ダストブーツ14の車幅方向外側端は、タイロッド12の車幅方向内側端に固定されている。
　電動モータ3は、三相ブラシレスモータである。電動モータ3は、操舵機構2に操舵力を付与するもので、モータシャフト15、ロータ16およびステータ17を有する。これらは、モータハウジング18に収容されている。モータハウジング18は、ギアハウジング13に固定されている。モータシャフト15は、ロータ16と一体に設けられている。モータシャフト15には、入力プーリ19が取り付けられている。入力プーリ19には、ベルト20が掛けられている。ロータ16は、モータハウジング18に回転可能に支持されている。ステータ17は、モータハウジング18に固定されている。モータハウジング18には、コントロールユニット6が収容されている。コントロールユニット6は、制御基板であり、トルクセンサ5により検出されたトーションバートルク等に基づき、電動モータ3を駆動制御するモータトルク指令（指令電流値）を演算し、電動モータ3を制御するアシスト制御を実施する。
  ボールねじ機構4は、操舵機構2と電動モータ3との間に設けられている。ボールねじ機構4は、電動モータ3の回転力を操舵機構2に伝達する減速機である。ボールねじ機構4は、転舵軸側ボールねじ溝21、ナット22、ナット側ボールねじ溝23、ボール24およびチューブ（循環部材）25を有する。転舵軸側ボールねじ溝21は、ラックバー8の外周側に設けられた螺旋状の溝である。ナット22は、ラックバー8を包囲するように設けられている。ナット22は、鋼材を用いて環状に形成されている。ナット22は、ギアハウジング13に対し回転可能、かつ、軸方向移動不能に支持されている。ナット22の外周には、出力プーリ40が固定されている。出力プーリ40には、ベルト20が掛けられている。ナット側ボールねじ溝23は、ナット22の内周に設けられた螺旋状の溝である。ナット側ボールねじ溝23は、転舵軸側ボールねじ溝21と共にボール循環溝26を構成する。ボール24は、ボール循環溝26内に複数設けられている。ボール24は、鋼材を用いて形成されている。チューブ25は、ナット22の外周側に設けられ、ボール循環溝26の一端側または他端側に達したボール24は、チューブ25を介してボール循環溝26の他端側または一端側へと戻される。
  実施例1のパワーステアリング装置1は、電動モータ3の回転力を、入力プーリ19、ベルト20、出力プーリ40を介してボールねじ機構4に伝達し、ラックバー8に軸方向駆動力を付与することで運転者の操舵をアシストする。
　図４は、実施例１のコントロールユニット6の制御ブロック図である。
  コントロールユニット6は、アシスト制御部（モータ制御回路）29、モータ制御部30、錆検出部（異常検出回路）31および電源遮断装置32を有する。アシスト制御部29は、車速センサ27からの車速、トルクセンサ5からのトーションバートルクおよび舵角センサ28からの舵角が入力される。アシスト制御部29は、車速、トーションバートルクおよび舵角に基づいてモータトルク指令を演算し、モータ制御部30に出力する。モータ制御部30は、モータトルク指令に基づいて電動モータ3の各相へ電流指令値を演算する。モータ制御部30は、電動モータ3の各相に流れるモータ電流値が電流指令と一致するように電動モータ3の電流を制御する。モータ電流値は、電流センサ34により検出される。
  錆検出部31は、モータ回転数、トーションバートルクおよび舵角（舵角から求まる舵角速度）に基づき、ボールねじ機構4において錆の発生に起因する異常（以下、錆異常とも言う。）、具体的には、ボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化に伴う操舵の引っ掛かりを検出する。なお、ボールねじ機構4の破損やギアハウジング13内への異物混入時においても、錆の発生時と同様にボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化が発生することがある。よって、錆検出部31では、これらの異常についても検出可能である。モータ回転数は、回転数センサ35により検出される。錆検出部31は、モータ回転数信号およびトーションバートルク信号をローパスフィルタ処理するローパスフィルタ31aを有する。錆検出部31は、異常が検出された場合、警告装置（車載搭載機器）33に対し警告要求を出力する。警告装置33は、例えば、警告灯を点灯させて運転者に異常を知らせる。警告音を発してもよい。また、錆検出部31は、異常が検出された場合、次にイグニッションスイッチがオンされたとき、電源遮断装置32に対し電源遮断要求を出力し、アシスト制御を中止する。電源遮断装置32は、電源遮断要求を受けた場合、電動モータ3に供給される電力を遮断する。
　［錆異常検出制御処理］
  図５、図６および図７は、実施例１の錆検出部31により実行される錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。
  ステップS1では、運転者によってイグニッションスイッチがオンされる。
  ステップS2では、前回まで（ステップS1でイグニッションスイッチがオンされる前まで）に錆異常が確定しているか否かを判定する。YESの場合はステップS3へ進み、NOの場合はステップS4へ進む。錆異常が確定しているか否かは、EEPROMデータから錆異常確定フラグを読み込み、錆異常確定フラグがセットされている場合に錆異常が確定していると判定する。
  ステップS3では、電源遮断装置32に対し電源遮断要求を出力し、アシスト制御を中止する（マニュアルステア）。
  ステップS4では、方向判断フラグがセットされているか否かを判定する。YESの場合はステップS5へ進み、NOの場合はステップS9へ進む。
  ステップS5では、モータ回転数が上昇しているか否かを判定する。YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS18へ進む。モータ回転数の増加は、前回の演算周期におけるモータ回転数と今回の演算周期におけるモータ回転数の比較により行う。
  ステップS6では、方向判断フラグをリセットする。
  ステップS7では、方向判断フラグのリセット側周波数検出カウンタをカウントアプする。
  ステップS8では、方向判断フラグのセット側周波数検出カウンタをクリアする。
  ステップS9では、舵角が所定範囲内であるか否かを判定する。YESの場合はステップS10へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。所定範囲は、ラックバー8がストロークエンド付近に到達しない舵角の範囲であって、例えば-450～450[deg]とする。
  ステップS10では、アシスト制限値が低下していないか否かを判定する。YESの場合はステップS11へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。アシスト制御部29は、電動モータ3の電圧や温度が高くなると、モータ保護のためにモータトルク指令をアシスト制限値により制限している。アシスト制限値が正常値（例えば6.3[N]）を維持している場合は、アシスト制限値が低下していないと判定する。
　ステップS11では、舵角速度（操舵速度）が所定範囲内であるか否かを判定する。YESの場合はステップS12へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。舵角速度は、舵角センサ28により検出された舵角を微分して求める。所定範囲は、錆の発生に伴う操舵の引っ掛かりが発生する舵角速度であって、例えば5～45[deg/sec]とする。ここで、所定範囲の下限（第４所定値）を5[deg/sec]としているのは、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化が生じない非操舵状態（ほとんど操舵されていない状態）を除外するためである。また、所定範囲の上限（第５所定値）を45[deg/sec]としているのは、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化が生じない強制操舵状態（運転者により強制的に操舵されている状態）を除外するためである。
  ステップS12では、ローパスフィルタ31aによってトーションバートルク信号（トルクセンサ5の信号）をローパスフィルタ処理する。ローパスフィルタ31aのカットオフ周波数は、ノイズを除去することができる周波数であって、例えば6[Hz]とする。
  ステップS13では、ローパスフィルタ31aによってモータ回転数信号をローパスフィルタ処理する。
  ステップS14では、トーションバートルクに平均化処理を行う。平均化処理は、所定演算周期内のトーションバートルクの平均値を求める処理である。
  ステップS15では、トーションバートルクの平均値が所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS16へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。所定値は、例えば5[Nm]とする。ここで、ボールねじ機構4に錆等の異常が生じていない正常時において、舵角速度が5～45[deg/sec]の範囲にある場合、トーションバートルクの平均値は4[Nm]程度である。よって、トーションバートルクの平均値が5[Nm]以上である場合には、ボールねじ機構4に異常が発生していると判定できる。
  ステップS16では、トーションバートルクが増加し、かつ、モータ回転数が低下しているか否かを判定する。YESの場合はステップS17へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。トーションバートルクの増加は、前回の演算周期におけるトーションバートルクと今回の演算周期におけるトーションバートルクの比較により行う。モータ回転数の低下判定についても同様である。
  ステップS17では、方向判断フラグをセットする。
  ステップS18では、方向判断フラグのセット側周波数検出カウンタをカウントアップする。
  ステップS19では、モータ回転数変動の周波数が所定範囲内であるか否かを判定する。YESの場合はステップS20へ進み、NOの場合はステップS31へ進む。所定範囲は、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化の周波数範囲2～3[Hz]に対し、上下限にマージンを持たせた範囲であって、例えば1～5[Hz]とする。ここで、周波数の上限を5[Hz]としているのは、トーションバー11の共振（共振周波数は5[Hz]よりも大きい）との混同を抑制するためである。また、周波数の下限を1[Hz]以上としているのは、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化が発生しない車両の直進状態を除外するためである。モータ回転数変動の周波数は、方向判断フラグがリセットされてから次回リセットされるまでの、リセット側周波数検出カウンタのカウント値とセット側周波数検出カウンタのカウント値の和に演算周期を乗じた値（周期）の逆数とする。
　ステップS20では、回転数増加側（方向判断フラグのリセット側）の周波数検出カウンタをクリアする。
  ステップS21では、モータ回転数変動の１周期におけるモータ回転数の最大回転数および最小回転数を算出する。
  ステップS22では、最小回転数の符号と最大回転数の符号とが一致しているか否かを判定する。YESの場合はステップS23へ進み、NOの場合はリターンへ進む。錆異常に伴う操舵の引っ掛かりが発生しているとき、モータ回転数の符号は変化しない。よって、モータ回転数の符号が反転した場合には、別の要因によってモータ回転数が変動している可能性が高いため、この場合は異常検出をキャンセルし、誤検出を抑制する。
  ステップS23では、最大回転数と最小回転数との差である回転数変動を算出する。
  ステップS24では、回転数変動が所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS25へ進み、NOの場合はリターンへ進む。所定値は、錆異常に伴う操舵の引っ掛かりが発生していると予測することができる回転数変動であって、例えば100[rpm]とする。
  ステップS25では、異常検出カウンタをカウントアップする。
  ステップS26では、異常検出カウンタが所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS27へ進み、NOの場合はステップS28へ進む。所定値は、例えば10とする。
  ステップS27では、錆異常を確定する。
  ステップS28では、異常検出カウンタを保持する。
  ステップS29では、車両側の警告装置33に対し警告要求信号を出力する。
  ステップS30では、EEPROMデータの錆異常確定フラグをセットし、錆異常が確定したことを記録する。
  ステップS31では、異常検出カウンタをクリアする。
　［実施例１の錆異常検出方法について］
  パワーステアリング装置において、ダストブーツの破損等によりラックバーを収容するハウジングに水やダストが侵入すると、鋼材を用いて形成された減速機（ボールねじ機構）に錆が発生する。錆が進行すると、ステアリングロックのおそれがあるため、錆の発生を検出してパワーステアリング機能の停止や運転者への警告を行う必要がある。この対策として、従来のパワーステアリング装置では、ハウジング内に雨滴センサを設置してハウジング内への水の浸入を検出している。しかしながら、この構成を採用した場合、雨滴センサの追加を強いられ、コストアップ等のデメリットがある。
  ボールねじ機構に錆が発生した場合、操舵時にボールねじ機構の作動負荷が周期的に変化することで、操舵の引っ掛かりが発生する。そこで、実施例１のパワーステアリング装置1では、ボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化を検出することにより、錆異常を検出する。錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化は、モータ回転数、舵角速度およびトーションバートルクの周期的な変化として現れる。具体的には、錆の発生に起因する操舵の引っ掛かりが発生している場合、トーションバートルクの下降、上昇とモータ回転数および舵角速度の上昇、下降とが同期して発生する。モータ回転数、舵角速度およびトーションバートルクは、いずれもパワーステアリング装置に既存のセンサによって検出または算出可能である。実施例１では、モータ回転数およびトーションバートルクの周期的な変化に基づいて錆異常を検出しているため、異常検出のためのセンサを追加することなく錆異常を検出することができる。さらに、舵角速度が高い状態、ほとんど操舵していない状態、運転者によって強制的に操舵されている状態、ラックバー8がストロークエンド付近にある状態およびアシスト制限時には錆異常を検出しないことにより、別の要因（トーションバーの共振等）によるモータ回転数等の周期的な変化との混同を抑制することができ、異常検出精度の向上を図ることができる。
　図８は、実施例１の錆異常検出制御処理時の錆異常発生時における動作を示すタイムチャートである。
  時点t1では、トーションバートルクが増加しており、かつ、モータ回転数が低下し始めるため、方向判断フラグがセットされる。時点t1～t2の区間では、方向判断フラグのセット側周波数カウンタがカウントアップされる。
  時点t2では、モータ回転数が上昇を開始するため、方向判断フラグがリセットされ、方向判断フラグのセット側周波数カウンタがクリアされる。時点t2～t3の区間では、方向判断フラグのリセット側周波数カウンタがカウントアップされる。
  時点t3では、トーションバートルクが増加しており、かつ、モータ回転数が低下し始めるため、方向判断フラグがセットされる。時点t3～t4の区間では、方向判断フラグのセット側周波数カウンタがカウントアップされる。
  時点t4では、モータ回転数が上昇を開始するため、方向判断フラグがリセットされ、方向判断フラグのセット側周波数カウンタがクリアされる。このとき、方向判断フラグがリセットされたときのリセット側周波数カウンタのカウント値とセット側周波数カウンタのカウント値との和から求まる周波数は所定範囲(1～5[Hz])内であり、回転数変動が所定値(100[rpm])以上であるため、異常検出カウンタがカウントアップされる。
  時点t5では、トーションバートルクが増加しており、かつ、モータ回転数が低下し始めるため、方向判断フラグがセットされる。
  時点t5以降は、時点t3～t4の処理が繰り返され、異常検出カウンタが所定値(10)となった時点で、錆異常が確定され、EEPROMデータの錆異常確定フラグがセットされると共に、警告装置33により運転者に錆異常の警告がなされる。
　実施例１にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
  (1-1) ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸7と、操舵軸7の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバー8と、を有する操舵機構2と、操舵機構2に操舵力を付与する電動モータ3と、操舵機構2と電動モータ3の間に設けられ、電動モータ3の回転力を操舵機構2に伝達する減速機であって、ラックバー8の外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝21と、ラックバー8を包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、ラックバー8に対し回転自在に設けられたナット22と、ナット22の内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し転舵軸側ボールねじ溝21と共にボール循環溝26を構成するナット側ボールねじ溝23と、鉄系金属材料で形成されボール循環溝26内に設けられた複数のボール24と、ナット22の回転軸に対する径方向においてナット22の外側に設けられ、複数のボール24がボール循環溝26の一端側から他端側へ循環可能にボール循環溝26の一端側と他端側とを接続するチューブ25と、を有するボールねじ機構4を備える減速機と、操舵機構2に発生するトーションバートルクを検出するトルクセンサ5と、トーションバートルクに基づき、電動モータ3を駆動制御するモータトルク指令値を演算し、電動モータ3に出力するコントロールユニット6と、コントロールユニットに設けられ、モータ回転数の所定周波数範囲(1～5[Hz])内における周期的な変化の有無に基づき装置の異常（錆異常）を検出する錆検出部31と、を有する。
  よって、異常検出のためのセンサを用いることなく装置の異常を高精度に検出することができる。
　(2-2) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、操舵機構2は、操舵軸7に設けられたトーションバー11を備え、トルクセンサ5は、トーションバー11の捩じれ量に基づきトーションバートルクを検出し、錆検出部31における所定周波数は、トーションバー11の共振周波数（5[Hz]超）未満に設定される。
  よって、トーションバー11の共振との混同を抑制することができる。
  (3-3) 上記(2-2)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31における所定周波数は、5[Hz]以下に設定される。
  パワーステアリング装置に用いられるトーションバー11の共振周波数（5[Hz]超）を考慮した場合、錆検出部31における所定周波数を5ヘルツ以下に設定することにより、トーションバー11の共振との混同を抑制することができる。
  (4-4) 上記(2-2)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31における所定周波数は、1[Hz]以上に設定される。
  所定周波数が1[Hz]未満となる直進状態では、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、直進状態では、錆異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (5-5) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、トーションバートルクおよびモータ回転数に基づき装置の異常を検出する。
  錆の発生に起因してボールねじ機構4の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数は下降し、トーションバートルクは上昇する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(6-6) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、モータ回転数が第１所定値より下降した周期、舵角速度が第２所定値より下降した周期、またはトーションバートルクが第３所定値より上昇した周期に基づき装置の異常を検出する。
  錆の発生に起因してボールねじ機構4の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数および舵角速度は錆が発生していない正常時に想定される値（第１所定値および第２所定値）よりも下降し、その後上昇する。一方、トーションバートルクは錆が発生していない正常時に想定される値（第３所定値）よりも上昇し、その後下降する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (7-7) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、舵角速度が5[deg/sec]以上かつ45[deg/sec]以下のとき、装置の異常を検出する。
  舵角速度が5[deg/sec]未満となる非操舵状態、および舵角速度が45[deg/sec]を超える強制操舵状態では、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、非操舵状態および強制操舵状態では錆異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (8-9) 上記(1-1)に記載の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6に設けられたローパスフィルタ31aを備え、錆検出部31は、ローパスフィルタ31aによりフィルタ処理された電動モータ3の回転数およびトーションバートルクの信号に基づき装置の異常を検出する。
  よって、ローパスフィルタ31aによりモータ回転数信号およびトーションバートルク信号から高周波ノイズが除去されるため、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(9-10) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、トーションバートルクの所定期間内における平均値が所定値より高いとき装置の異常を検出する。
  ボールねじ機構4の作動に異常が生じたときは、トーションバートルクの平均値も上昇するため、このトーションバートルクの上昇もさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (10-12) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、ラックバー8がストロークエンド付近まで移動した状態（舵角が所定範囲(-450～450[deg])外）におけるモータ回転数、舵角速度およびトーションバートルクの情報を装置の異常の検出に使用しない。
  ストロークエンド付近では、モータ回転数および舵角速度はほぼゼロとなり、また突き当て状態ではトーションバートルクが通常よりも大きくなる。これらは誤検出要因となり得るため、ストロークエンド付近における情報を異常検出に使用しないことにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (11-13) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、装置の異常を検出したとき、運転者に異常を知らせる警告装置33に装置の異常に関する信号を出力する。
  よって、装置の異常が検出されたときは、警告灯や警告音で運転者に知らせることにより、安全性を高めることができる。
  (12-14) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、錆検出部31によって検出された装置の異常以外の原因でモータトルク指令値にアシスト制限値による制限が掛かった状態におけるモータ回転数、舵角速度およびトーションバートルクの情報を装置の異常の検出に使用しない。
  ボールねじ機構4の作動の異常とは異なる要因でモータトルク指令値に制限が掛かった状態では、それが原因となりモータ回転数、舵角速度およびトーションバートルクに影響が出る可能性がある。これらは誤検出要因となり得るため、この状態における情報を異常検出に使用しないことにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(13-15) パワーステアリング装置の制御回路であって、パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸7と、操舵軸7の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバー8と、を有する操舵機構2と、操舵機構2に操舵力を付与する電動モータ3と、操舵機構2と電動モータ3の間に設けられ、電動モータ3の回転力を操舵機構2に伝達する減速機であって、ラックバー8の外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝21と、ラックバー8を包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、ラックバー8に対し回転自在に設けられたナット22と、ナット22の内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し転舵軸側ボールねじ溝21と共にボール循環溝26を構成するナット側ボールねじ溝23と、鉄系金属材料で形成されボール循環溝26内に設けられた複数のボール24と、ナット22の回転軸に対する径方向においてナット22の外側に設けられ、複数のボール24がボール循環溝26の一端側から他端側へ循環可能にボール循環溝26の一端側と他端側とを接続するチューブ25と、を有するボールねじ機構4を備える減速機と、操舵機構2に発生するトーションバートルクを検出するトルクセンサ5と、から構成され、トーションバートルクに基づき、電動モータ3を駆動制御するモータトルク指令値を演算し、電動モータ3に出力するアシスト制御部29と、モータ回転数の所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき装置の異常を検出する錆検出部31と、を有する。
  よって、異常検出のためのセンサを用いることなく装置の異常を高精度に検出することができる。
　(14-16) 上記(13-15)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、操舵機構2は、操舵軸7に設けられたトーションバー11を備え、トルクセンサ5は、トーションバー11の捩じれ量に基づきトーションバートルクを検出し、錆検出部31における所定周波数は、トーションバー11の共振周波数（5[Hz]よりも大きい）未満に設定される。
  よって、トーションバー11の共振との混同を抑制することができる。
  (15-17) 上記(13-15)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、錆検出部31は、トーションバートルクおよびモータ回転数に基づき装置の異常を検出する。
  錆の発生に起因してボールねじ機構4の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数は下降し、トーションバートルクは上昇する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (16-18) 上記(13-15)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、錆検出部31は、モータ回転数が第１所定値より下降した周期、舵角速度が第２所定値より下降した周期、またはトーションバートルクが第３所定値より上昇した周期に基づき装置の異常を検出する。
  錆の発生に起因してボールねじ機構4の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数および舵角速度は錆が発生していない正常時に想定される値（第１所定値および第２所定値）よりも下降し、その後上昇する。一方、トーションバートルクは錆が発生していない正常時に想定される値（第３所定値）よりも上昇し、その後下降する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (17-19) 上記(13-15)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、錆検出部31は、舵角速度が5[deg/sec]以上かつ45[deg/sec]以下のとき、装置の異常を検出する。
  舵角速度が5[deg/sec]未満となる非操舵状態、および舵角速度が45[deg/sec]を超える強制操舵状態では、錆の発生に起因するボールねじ機構4の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、非操舵状態および強制操舵状態では錆異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
　〔実施例２〕
  実施例２は、錆異常検出制御処理において、各車輪のタイヤ空気に応じてトーションバートルクの平均値と比較する所定値を変更する点で実施例１と相違する。実施例１と同じ構成については図示および説明を省略する。
  図９は、実施例２のコントロールユニット6の制御ブロック図である。
  実施例２の制御ブロックは、図４に示した実施例１の構成に対し、タイヤ空気圧モニター装置36および空気圧信号入力部37を追加した点で相違する。
  タイヤ空気圧モニター装置36は、各車輪のタイヤの空気圧を監視し、各タイヤの空気圧をディスプレイに表示する。また、タイヤ空気圧モニター装置36は、タイヤの空気圧が正常範囲から外れた場合、警告装置33に空気圧警告信号を出力する。警告装置33は、空気圧警告信号を入力したとき、例えば、警告灯を点灯させて運転者にタイヤの空気圧の異常を知らせる。警報音を発してもよい。空気圧警告信号は、空気圧信号入力部37にも入力される。
  錆検出部31は、空気圧信号入力部37に空気圧警告信号が入力された場合、錆異常検出制御処理においてトーションバートルクの平均値と比較する所定値を、空気圧警告信号が入力されない場合よりも高い値に補正する。
　［錆異常検出制御処理］
  図５、図７および図１０は、実施例２の錆検出部31により実行される錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、実施例１の錆異常検出制御処理と異なる部分について説明する。
  ステップS41では、タイヤの空気圧が正常範囲内であるか否かを判定する。YESの場合はステップS42へ進み、NOの場合はステップS43へ進む。
  ステップS42では、ステップS15で用いられる所定値をタイヤ空気圧正常時の値に設定する。タイヤ空気圧正常時の値は、例えば5[Nm]とする。
  ステップS43では、ステップS15で用いられる所定値をタイヤ空気圧異常時の値に変更する。タイヤ空気圧異常時の値は、正常時よりも高い値であって、例えば6[Nm]とする。
　実施例２にあっては、実施例１の効果に加え、以下の効果を奏する。
  (18-11) 上記(9-10)に記載の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6は、タイヤの空気圧の低下に関する信号である空気圧警告信号が入力される空気圧信号入力部37を備え、錆検出部31は、空気圧警告信号が入力されるとき、トーションバートルクの所定期間内における平均値と比較する所定値を、空気圧警告が入力されないときの値(5[Nm])より高い値(6[Nm])に補正する。
  タイヤ（特に操向輪）の空気圧が低下した場合、ボールねじ機構4の作動負荷が増大するため、ボールねじ機構4に錆が発生していなくても、トーションバートルクの所定期間内における平均値が5[Nm]以上となることがある。そこで、タイヤの空気圧が正常範囲から外れた場合には、トーションバートルクの平均値と比較する所定値をより高い値に補正することにより、タイヤの空気圧低下によるボールねじ機構4の作動負荷への影響を排除または抑制して異常検出を行うことができる。よって、タイヤの空気圧低下時における異常検出精度の向上を図ることができる。
　〔実施例３〕
  実施例３は、錆異常検出制御処理において、錆検出を判定するための周波数範囲をモータ回転数に応じて補正する点で実施例１と相違する。実施例１と同じ構成については図示および説明を省略する。
  ［錆異常検出制御処理］
  図５、図６および図１１は、実施例３の錆検出部31により実行される錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、実施例１の錆異常検出制御処理と異なる部分について説明する。
  ステップS51では、モータ回転数に応じて、ステップS19で用いられる所定範囲を補正する。所定範囲は、モータ回転数が高いほど高い値とする。例えば、モータ回転数を低速、中速、高速の３つの領域に分割し、低速時は所定範囲を0.8～4.8[Hz]とし、中速時は所定範囲を1～5[Hz]とし、高速時は所定範囲を2～6[Hz]とする。
  実施例３にあっては、実施例１の効果に加え、以下の効果を奏する。
  (19-8) 上記(1-1)に記載のパワーステアリング装置において、錆検出部31は、モータ回転数が高いほど、所定周波数の値をより高い値に補正する。
  モータ回転数や舵角速度が高いほど、ボールねじ機構4の作動負荷変化の発生周期は短くなる。よって、モータ回転数に応じて異常判定を行う周波数範囲を変化させることにより、モータ回転数や舵角速度にかかわらず、異常検出精度の向上を図ることができる。
　〔実施例４〕
  実施例４は、錆異常検出制御処理が実施例１と相違する。実施例１と同じ構成については図示および説明を省略する。
  実施例４の錆検出部31では、モータ回転数、トーションバートルク、舵角に加えて車速を入力し、モータ回転数、トーションバートルク、舵角および車速に基づき、ボールねじ機構4において錆の発生に伴う異常を検出する。
  ［錆異常検出制御処理］
  図１２および図１３は、実施例４の錆検出部31により実行される錆異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５、図６、図７および図１０に示したフローチャートと同様の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付し、重複する説明は省略する。
  ステップS10およびステップS9でNOと判定された場合にはステップS76へ進む。
  ステップS61では、車速が所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS62へ進み、NOの場合はステップS76へ進む。所定値は、停車時の据え切りや縁石乗り上げ等が発生していないと判定できる速度であって、例えば10[km/h]とする。車速が所定値未満の場合には、据え切りや縁石乗り上げによってボールねじ機構4の作動負荷が大きくなっている可能性があるため、異常検出をキャンセルし、誤検出を抑制する。
  ステップS62では、舵角、舵角速度（またはモータ回転数）から一回の転舵を算出する。一回の転舵とは、ステアリングホイールを舵角中立位置から右または左に操作した後、ステアリングホイールが再び舵角中立位置に戻るまでの時間的な区間とする。
  ステップS63では、一回の転舵中の最大舵角速度を検出する。
  ステップS64では、一回の転舵中の最大舵角速度が所定値以下であるか否かを判定する。YESの場合はステップS41へ進み、NOの場合はステップS66へ進む。所定値は、錆の発生に伴う操舵の引っ掛かりが発生する舵角速度であって、例えば300[deg/sec]とする。ここで、ボールねじ機構4に錆等の異常が生じていない正常時において、一回の転舵中における最大舵角速度は400[deg/sec]程度である。よって、最大舵角速度が300[deg/sec]以下である場合には、ボールねじ機構4に異常が発生していると判定できる。
  ステップS42では、タイヤ空気圧正常時の値を、例えば8[Nm]とする。
  ステップS43では、タイヤ空気圧異常時の値を、正常時よりも高い値であって、例えば9[Nm]とする。
　ステップS15では、トーションバートルクが所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS65へ進み、NOの場合はステップS66へ進む。所定値は、例えば8[Nm]とする。ここで、ボールねじ機構4に錆等の異常が生じていない正常時において、舵角速度が45[deg/sec]を超える範囲にある場合、一回の転舵中におけるトーションバートルクの最大値は5[Nm]程度である。トーションバートルクが8[Nm]以上となった場合には、ボールねじ機構4に異常が発生している可能性が高いと判定できる。
  ステップS65では、トルク異常カウンタをカウントアップする。
  ステップS66では、トルク異常カウンタをクリアする。
  ステップS67では、トルク異常カウンタが所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS68へ進み、NOの場合はステップS70へ進む。所定値は、例えば10とする。
  ステップS68では、トーションバートルクが所定値(8[Nm])以上となったときの最大舵角速度を保持する。
  ステップS69では、正常判断カウンタをクリアする。
  ステップS70では、異常検出カウンタが0よりも大きいか否かを判定する。YESの場合はステップS71へ進み、NOの場合はステップS76へ進む。
  ステップS71では、トーションバートルクが所定値(8[Nm])以上となったときの最大舵角速度よりも高い舵角速度、かつ、トーションバートルクが所定値以下であるか否かを判定する。YESの場合はステップS72へ進み、NOの場合はステップS76へ進む。操舵の引っ掛かりが生じたときの舵角速度よりも高い舵角速度のときに操舵の引っ掛かりが発生しない場合、ボールねじ機構4に異常が発生していないと判定できる。
  ステップS72では、正常判断カウンタをカウントアップする。
  ステップS73では、正常判断カウンタが所定値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS74へ進み、NOの場合はステップS76へ進む。所定値は、例えば10とする。
  ステップS74では、異常検出カウンタをクリアする。
  ステップS75では、トーションバートルクが所定値以上となったときの最大舵角速度をクリアする。
  ステップS76では、正常判断カウンタを保持する。
　［実施例４の錆異常検出方法について］
  モータ回転数または舵角速度が高い状態では、低μ路面や高速走行状態と同様にボールねじ機構4の作動負荷は低くなる。よって、この状態でトーションバートルクが高くなるということは、ボールねじ機構4において錆等による異常が発生している可能性が高い。したがって、舵角速度が高く、かつ、トーションバートルクが高い状態が継続した場合には錆異常と判定することにより、異常検出のためのセンサを用いることなく錆異常を検出することができる。さらに、ほとんど操舵していない状態、運転者によって強制的に操舵されている状態、車速が所定値以下の状態、舵角速度が過度に高い状態およびアシスト制限時には錆異常を検出しないことにより、別の要因（据え切り、縁石乗り上げ等）によるトーションバートルクの増大との混合を抑制することができ、異常検出精度の向上を図ることができる。尚、舵角速度に代え、モータ回転数に基づき装置の異常を検出するようにしてもよい。
　実施例４にあっては、以下の効果を奏する。
  (20-20) ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸7と、操舵軸7の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバー8と、を有する操舵機構2と、操舵機構2に操舵力を付与する電動モータ3と、操舵機構2と電動モータ3の間に設けられ、電動モータ3の回転力を操舵機構2に伝達する減速機であって、ラックバー8の外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝21と、ラックバー8を包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、ラックバー8に対し回転自在に設けられたナット22と、ナット22の内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し転舵軸側ボールねじ溝21と共にボール循環溝26を構成するナット側ボールねじ溝23と、鉄系金属材料で形成されボール循環溝26内に設けられた複数のボール24と、ナット22の回転軸に対する径方向においてナット22の外側に設けられ、複数のボール24がボール循環溝26の一端側から他端側へ循環可能にボール循環溝26の一端側と他端側とを接続するチューブ25と、を有するボールねじ機構4を備える減速機と、操舵機構2に発生するトーションバートルクを検出するトルクセンサ5と、トーションバートルクに基づき、電動モータ3を駆動制御するモータトルク指令値を演算し、電動モータ3に出力するコントロールユニット6と、コントロールユニット6に設けられ、舵角速度が所定範囲(45～300[deg/sec])内およびトーションバートルクが所定値(8[Nm])以上のとき、装置の異常を検出する異常検出回路と、を有する。
  よって、異常検出のためのセンサを用いることなく装置の異常を高精度に検出することができる。
　〔他の実施例〕
  以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
  例えば、実施例ではモータ回転数の所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき装置の異常を検出する例を示したが、モータ回転数に代えて舵角速度またはトーションバートルクを用いてもよい。
  実施例では、トーションバートルクの上昇、下降とモータ回転数の下降、上昇の同期の有無に基づいて装置の異常を検出する例を示したが、モータ回転数に代えて舵角速度を用いてもよい。
  実施例３では、モータ回転数が高いほど、モータ回転数変動の所定周波数の値をより高い値に補正する例を示したが、モータ回転数に代えて、舵角速度を用いてもよい。
  舵角速度の信号をローパスフィルタ処理してもよい。
  実施例４では、舵角速度が所定範囲内およびトーションバートルクが所定値以上のとき装置の異常を検出する例を示したが、舵角速度に代えてモータ回転数を用いてもよい。
  何れの実施例においても、異常検出のためのセンサを有するパワーステアリング装置において、このセンサが失陥しセンサによる異常検出ができない場合において本発明を適用するようにしてもよい。
　以下に、実施例から把握される技術的思想の一例について説明する。
　(a1)パワーステアリング装置であって、
　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有するボールねじ機構を備える前記減速機と、
　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するコントロールユニットと、
　前記コントロールユニットに設けられ、前記電動モータの回転数、前記操舵軸の回転数である操舵速度、または前記操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
　を有するパワーステアリング装置。
　よって、異常検出のためのセンサを追加することなく装置の異常を高精度に検出することができる。
　(a2)　(a1)に記載のパワーステアリング装置において、
　前記操舵機構は、前記操舵軸に設けられたトーションバーを備え、
　前記トルクセンサは、前記トーションバーの捩じれ量に基づき前記操舵トルクを検出し、
　前記異常検出回路における前記所定周波数は、前記トーションバーの共振周波数未満に設定されるパワーステアリング装置。
　よって、トーションバーの共振との混同を抑制することができる。
  (a3) (a2)に記載のパワーステアリング装置において、
  前記異常検出回路における前記所定周波数は、5ヘルツ以下に設定される、パワーステアリング装置。
  パワーステアリング装置に用いられるトーションバーの共振周波数を考慮した場合、異常検出回路における所定周波数を5ヘルツ以下に設定することにより、トーションバーの共振との混同を抑制することができる。
  (a4) (a2)に記載のパワーステアリング装置において、
  前記異常検出回路における前記所定周波数は、1ヘルツ以上に設定される、パワーステアリング装置。
  所定周波数が1ヘルツ未満となる直進状態では、装置の異常に起因する減速機の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、直進状態では、異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a5)　(a1)ないし(a4)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
　前記異常検出回路は、前記操舵トルクおよび前記モータ回転数または前記操舵速度に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
　錆の発生に起因してボールねじ機構4の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数及び操舵角速度は下降し、トーションバートルクは上昇する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a6)　(a1)ないし(a5)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
　前記異常検出回路は、前記電動モータの回転数が第１所定値より下降した周期、前記操舵速度が第２所定値より下降した周期、または前記操舵トルクが第３所定値より上昇した周期に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
　錆の発生に起因してボールねじ機構の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数および舵角速度は錆が発生していない正常時に想定される値（第１所定値および第２所定値）よりも下降し、その後上昇する。一方、トーションバートルクは錆が発生していない正常時に想定される値（第３所定値）よりも上昇し、その後下降する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a7)　(a1)ないし(a6)に記載のパワーステアリング装置において、
　前記異常検出回路は、前記操舵速度が第４所定値以上かつ前記第４所定値より大きい第５所定値以下のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
　よって、ほとんど操舵されていない状態（操舵速度が第４所定値未満）、および運転者によって強制的に操舵されている状態（操舵速度が第５所定値超）では、装置の異常に起因する減速機の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、非操舵状態および強制操舵状態では錆異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a8)　(a1)ないし(a7)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
　前記異常検出回路は、前記モータ回転数または前記操舵速度が速いほど、前記所定周波数の値をより高い値に補正する、パワーステアリング装置。
　モータ回転数や舵角速度が高いほど、ボールねじ機構の作動負荷の発生周期は短くなる。よって、モータ回転数に応じて異常判定を行う周波数範囲を変化させることにより、モータ回転数や舵角速度にかかわらず、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a9)　(a1)ないし(a8)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
　前記コントロールユニットに設けられたローパスフィルタを備え、
　前記異常検出回路は、前記ローパスフィルタによりフィルタ処理された前記電動モータの回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの信号に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
　よって、ローパスフィルタにより電動モータの回転数、操舵速度、または操舵トルクの信号から高周波ノイズが除去されるため、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a10)　(a1)ないし(a9)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
　前記異常検出回路は、前記操舵トルクの所定期間内における平均値が所定値より高いとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
　ボールねじ機構の作動に異常が生じたときは、操舵トルクの平均値も上昇するため、この操舵トルクの上昇もさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a11)　(a10)に記載のパワーステアリング装置において、
　前記コントロールユニットは、タイヤの空気圧の低下に関する信号である空気圧警告信号が入力される空気圧信号入力部を備え、
　前記異常検出回路は、前記空気圧警告信号が入力されるとき、前記操舵トルクの所定期間内における平均値と比較する前記所定値を、前記空気圧警告が入力されないときより高い値に補正する、パワーステアリング装置。  
　空気圧警告信号が入力される状態においては、タイヤの空気圧の低下が原因でも操舵負荷が増大するが、上記のように構成することにより、この空気圧の低下による操舵負荷の増大との混同を抑制することができる。
　(a12) (a1)ないし(a11)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
  前記異常検出回路は、前記ラックバーがストロークエンド付近まで移動した状態における前記モータ回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの情報を、前記パワーステアリング装置の前記異常の検出に使用しない、パワーステアリング装置。
　ストロークエンド付近では、モータ回転数および舵角速度はほぼゼロとなり、また突き当て状態では操舵トルクが通常よりも大きくなる。これらは誤検出要因となり得るため、ストロークエンド付近における情報を異常検出に使用しないことにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a13) (a1)ないし(a12)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
  前記異常検出回路は、前記パワーステアリング装置の異常を検出したとき、運転者に異常を知らせる車両搭載機器に、前記パワーステアリング装置の異常に関する信号を出力する、パワーステアリング装置。
  よって、装置の異常が検出されたときは、警告灯や警告音で運転者に知らせることにより、安全性を高めることができる。
  (a14) (a1)ないし(a13)の何れかに記載のパワーステアリング装置において、
  前記異常検出回路は、前記異常検出回路によって検出された前記パワーステアリング装置の異常以外の原因で前記指令電流値に制限がかかった状態における前記モータ回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの情報を、前記パワーステアリング装置の前記異常の検出に使用しない、パワーステアリング装置。
  装置の異常とは異なる要因で指令電流値に制限が掛かった状態では、それが原因となりモータ回転数、操舵速度および操舵トルクに影響が出る可能性がある。これらは誤検出要因となり得るため、この状態における情報を異常検出に使用しないことにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a15)　パワーステアリング装置の制御回路であって、
　前記パワーステアリング装置は、
　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有するボールねじ機構を備える前記減速機と、
　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
　から構成され、
　前記パワーステアリング装置の前記制御回路は、
　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するモータ制御回路と、
　前記電動モータの回転数、前記操舵軸の回転数である操舵速度、または前記操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
　を有する、パワーステアリング装置の制御回路。
　よって、異常検出のためのセンサを追加することなく装置の異常を高精度に検出することができる。
  (a16) (a15)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
  前記操舵機構は、前記操舵軸に設けられたトーションバーを備え、
  前記トルクセンサは、前記トーションバーの捩じれ量に基づき前記操舵トルクを検出し、
  前記異常検出回路における前記所定周波数は、前記トーションバーの共振周波数未満に設定される、パワーステアリング装置の制御回路。
  よって、トーションバーの共振との混同を抑制することができる。
　(a17) (a15)または(a16)に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
  前記異常検出回路は、前記操舵トルクおよび前記モータ回転数または前記操舵速度に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  装置の異常に起因して減速機の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数および操舵速度は下降し、操舵トルクは上昇する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (a18)(a15)ないし(a17)の何れかに記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
  前記異常検出回路は、前記電動モータの回転数が第１所定値より下降した周期、前記操舵速度が第２所定値より下降した周期、または前記操舵トルクが第３所定値より上昇した周期に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  装置の異常に起因して減速機の作動負荷の周期的な増大が生じた場合、モータ回転数および操舵速度は正常時に想定される値（第１所定値および第２所定値）よりも下降し、その後上昇する。一方、操舵トルクは正常時に想定される値（第３所定値）よりも上昇し、その後下降する。この下降と上昇の組み合わせをさらに考慮することにより、異常検出精度の向上を図ることができる。
  (a19) (a15)ないし(a18)の何れかに記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
  前記異常検出回路は、前記操舵速度が第４所定値以上かつ前記第４所定値より大きい第５所定値以下のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  よって、ほとんど操舵されていない状態（操舵速度が第４所定値未満）、および運転者によって強制的に操舵されている状態（操舵速度が第５所定値超）では、装置の異常に起因する減速機の作動負荷の周期的な変化は発生しない。よって、非操舵状態および強制操舵状態では錆異常を検出しないことで、異常検出精度の向上を図ることができる。
　(a20)　パワーステアリング装置であって、
　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有するボールねじ機構を備える前記減速機と、
　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するコントロールユニットと、
　前記コントロールユニットに設けられ、前記電動モータの回転数が所定回転数範囲内または前記操舵軸の回転数である操舵速度が所定範囲内、および前記操舵トルクが所定値以上のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
　を有するパワーステアリング装置。
　よって、異常検出のためのセンサを追加することなく装置の異常を高精度に検出することができる。
　上記実施形態によれば、異常検出のためのセンサを追加することなく装置の異常を検出することができる。
　以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。
　以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
　本願は、２０１４年９月２４日付の日本国特許出願２０１４－１９３９０２号に基づく優先権を主張する。２０１４年９月２４日付の日本国特許出願２０１４－１９３９０２号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に援用される。
　特開2006-111032号公報（特許文献１）の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示は、参照により全体として本願に組み込まれる。
1　パワーステアリング装置2　操舵機構3　電動モータ4　ボールねじ機構5　トルクセンサ6　コントロールユニット7　操舵軸8　ラックバー21　転舵軸側ボールねじ溝22　ナット23　ナット側ボールねじ溝24　ボール25　チューブ（循環部材）29　アシスト制御部（モータ制御回路）31　錆検出部（異常検出回路）
 

Claims (20)

  1. 　パワーステアリング装置であって、
    　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
    　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
    　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、ボールねじ機構を備え、前記ボールねじ機構は、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有する、前記減速機と、
    　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
    　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するコントロールユニットと、
    　前記コントロールユニットに設けられ、前記電動モータの回転数、前記操舵軸の回転数である操舵速度、または前記操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
    　を有するパワーステアリング装置。
  2. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記操舵機構は、前記操舵軸に設けられたトーションバーを備え、
    　前記トルクセンサは、前記トーションバーの捩じれ量に基づき前記操舵トルクを検出し、
    　前記異常検出回路における前記所定周波数は、前記トーションバーの共振周波数未満に設定されるパワーステアリング装置。
  3. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路における前記所定周波数は、5ヘルツ以下に設定される、パワーステアリング装置。
  4. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路における前記所定周波数は、1ヘルツ以上に設定される、パワーステアリング装置。
  5. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記操舵トルクおよび前記モータ回転数または前記操舵速度に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
  6. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記電動モータの回転数が第１所定値より下降した周期、前記操舵速度が第２所定値より下降した周期、または前記操舵トルクが第３所定値より上昇した周期に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
  7. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記操舵速度が第４所定値以上かつ前記第４所定値より大きい第５所定値以下のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
  8. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記モータ回転数または前記操舵速度が速いほど、前記所定周波数の値をより高い値に補正する、パワーステアリング装置。
  9. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記コントロールユニットに設けられたローパスフィルタを備え、
    　前記異常検出回路は、前記ローパスフィルタによりフィルタ処理された前記電動モータの回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの信号に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
  10. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記操舵トルクの所定期間内における平均値が所定値より高いとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置。
  11. 　請求項１０に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記コントロールユニットは、タイヤの空気圧の低下に関する信号である空気圧警告信号が入力される空気圧信号入力部を備え、
    　前記異常検出回路は、前記空気圧警告信号が入力されるとき、前記操舵トルクの所定期間内における平均値と比較する前記所定値を、前記空気圧警告が入力されないときより高い値に補正する、パワーステアリング装置。
  12. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記ラックバーがストロークエンド付近まで移動した状態における前記モータ回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの情報を、前記パワーステアリング装置の前記異常の検出に使用しない、パワーステアリング装置。
  13. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記パワーステアリング装置の異常を検出したとき、運転者に異常を知らせる車両搭載機器に、前記パワーステアリング装置の異常に関する信号を出力する、パワーステアリング装置。
  14. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記異常検出回路は、前記異常検出回路によって検出された前記パワーステアリング装置の異常以外の原因で前記指令電流値に制限がかかった状態における前記モータ回転数、前記操舵速度、または前記操舵トルクの情報を、前記パワーステアリング装置の前記異常の検出に使用しない、パワーステアリング装置。
  15. 　パワーステアリング装置の制御回路であって、
    　前記パワーステアリング装置は、
    　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
    　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
    　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、ボールねじ機構を備え、前記ボールねじ機構は、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有する、前記減速機と、
    　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
    　から構成され、
    　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するモータ制御回路と、
    　前記電動モータの回転数、前記操舵軸の回転数である操舵速度、または前記操舵トルクの所定周波数範囲内における周期的な変化の有無に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
    　を有する、パワーステアリング装置の制御回路。
  16. 　請求項１５に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
    　前記操舵機構は、前記操舵軸に設けられたトーションバーを備え、
    　前記トルクセンサは、前記トーションバーの捩じれ量に基づき前記操舵トルクを検出し、
    　前記異常検出回路における前記所定周波数は、前記トーションバーの共振周波数未満に設定される、パワーステアリング装置の制御回路。
  17. 　請求項１５に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
    　前記異常検出回路は、前記操舵トルクおよび前記モータ回転数または前記操舵速度に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  18. 　請求項１５に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
    　前記異常検出回路は、前記電動モータの回転数が第１所定値より下降した周期、前記操舵速度が第２所定値より下降した周期、または前記操舵トルクが第３所定値より上昇した周期に基づき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  19. 　請求項１５に記載のパワーステアリング装置の制御回路において、
    　前記異常検出回路は、前記操舵速度が第４所定値以上かつ前記第４所定値より大きい第５所定値以下のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する、パワーステアリング装置の制御回路。
  20. 　パワーステアリング装置であって、
    　ステアリングホイールの回転に伴い回転する操舵軸と、前記操舵軸の回転に応じて軸方向運動すると共に鉄系金属材料で形成されたラックバーと、を有する操舵機構と、
    　前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
    　前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する減速機であって、ボールねじ機構を備え、前記ボールねじ機構は、前記ラックバーの外周側に設けられ螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、前記ラックバーを包囲するように鉄系金属材料によって環状に設けられ、前記ラックバーに対し回転自在に設けられたナットと、前記ナットの内周側に設けられ螺旋状の溝形状を有し前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、鉄系金属材料で形成され前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、前記ナットの回転軸に対する径方向において前記ナットの外側に設けられ、前記複数のボールが前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環可能に前記ボール循環溝の一端側と他端側とを接続する循環部材と、を有する、前記減速機と、
    　前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
    　前記操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動制御する指令電流値を演算し、前記電動モータに出力するコントロールユニットと、
    　前記コントロールユニットに設けられ、前記電動モータの回転数が所定回転数範囲内または前記操舵軸の回転数である操舵速度が所定範囲内、および前記操舵トルクが所定値以上のとき、前記パワーステアリング装置の異常を検出する異常検出回路と、
    　を有するパワーステアリング装置。
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