操舵トルク検出装置、操舵トルク検出方法及び電動パワーステアリング装置
【課題】トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法、並びにトルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１の周期と操舵角センサ１８の検出信号Ｓ２との周期をそれぞれカウントし、それぞれの絶対角度を算出する。そして、これらの絶対角度の相対角度から操舵トルクＴ０を算出する。算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、トルクセンサ３の異常を検出し、トルクセンサ３の正常時にはトルク検出値Ｔｉを用いて操舵補助制御を行い、トルクセンサ３の異常発生時には、トルク検出値Ｔｉに代えて操舵トルクＴ０を用いて操舵補助制御を行う。
【解決手段】モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１の周期と操舵角センサ１８の検出信号Ｓ２との周期をそれぞれカウントし、それぞれの絶対角度を算出する。そして、これらの絶対角度の相対角度から操舵トルクＴ０を算出する。算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、トルクセンサ３の異常を検出し、トルクセンサ３の正常時にはトルク検出値Ｔｉを用いて操舵補助制御を行い、トルクセンサ３の異常発生時には、トルク検出値Ｔｉに代えて操舵トルクＴ０を用いて操舵補助制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法、並びに操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵トルク検出用の２つのトルクレゾルバと、モータ回転角センサとしてのモータレゾルバとを備える電動パワーステアリング装置において、トルクレゾルバとモータレゾルバとの検出信号に基づいて、ステアリングホイールの絶対位置を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、操舵トルク検出用の２つのトルクレゾルバ（第１回転角センサ、第２回転角センサ）と、モータ回転角センサとしてのモータレゾルバ（第３回転角センサ）とを備える電動パワーステアリング装置において、これら３つのレゾルバで検出した回転角に基づいて第１回転角センサが正常であると判断した場合には、第１回転角センサによる回転角をステアリングホイールによる操舵角とし、第１回転角センサが異常であると判断した場合には、第１回転角センサによる回転角に代えて、第２回転角センサによる回転角をステアリングホイールによる操舵角するものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８９７９１号公報
【特許文献２】特許第３８９１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ等で検出した操舵トルクに基づいてアシスト力を決定し、電動モータを駆動制御するのが一般的であるが、トルクセンサの異常は操舵に大きな影響を与えるため、２重系を構築することが望ましい。しかしながら、上記各特許文献に記載の技術にあっては、上記２重系が構築されていない。当該２重系を構築するためには、トルクセンサを２つ（操舵トルク検出用のレゾルバを２組）設ける必要があり、コストが嵩む。
そこで、本発明は、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法、並びにトルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る操舵トルク検出装置は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータと、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、を備えることを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
【０００６】
また、上記において、前記操舵トルク算出手段は、前記操舵角センサの検出信号に基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第１の絶対角度算出手段と、前記モータ回転角センサの検出信号と前記減速機の減速比とに基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第２の絶対角度算出手段と、を備え、前記第１の絶対角度算出手段で算出した絶対角度と前記第２の絶対角度算出手段で算出した絶対角度との差分に基づいて、操舵トルクを算出することを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとからそれぞれ算出したステアリングシャフトの絶対回転角度の相対角から操舵トルクを算出するので、比較的簡易な構成で操舵トルクを算出することができる。
【０００７】
また、本発明に係る操舵トルク検出方法は、操舵角センサでステアリングホイールの操舵角を検出し、モータ回転角センサで減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータの回転角を検出し、前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出することを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、前記請求項１又は２に記載の操舵トルク検出装置と、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルク及び前記トルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて算出した操舵トルク及びトルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて操舵補助制御を行うので、例えば信頼性の高い方の操舵トルク値を用いて操舵補助制御を行うことができるなど、安定した制御を行うことができる。
【０００９】
また、上記において、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクと前記トルクセンサで検出した操舵トルクとを比較して、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を非検出であるとき、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御し、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を検出したとき、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することを特徴としている。
【００１０】
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて算出した操舵トルクとトルクセンサで検出した操舵トルクとを比較することで、トルクセンサで検出した操舵トルクが異常値を示していることを検知することができる。すなわち、操舵補助制御用のトルクセンサとは別に異常検出用のトルクセンサを設けることなく、操舵補助制御用のトルクセンサの異常を検知することができる。そして、トルクセンサに異常が発生した場合であっても、操舵補助制御を継続し電動モータによる操舵補助力の付与を可能とすることができる。このように、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができ、運転者に安定した操舵感を与えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法では、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
したがって、上記操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置では、操舵トルク検出装置で算出した操舵トルクを用いて、操舵補助制御用のトルクセンサの異常を検知することができると共に、トルクセンサの異常を検知した場合には、操舵トルク検出装置で算出した操舵トルクを用いて操舵補助制御を継続することができ、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
【図２】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】センサ出力波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本発明における操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端はトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。これら入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間には図示しないトーションバーが介装されている。また、入力軸２ａには、ステアリングホイール１の舵角を検出する操舵角センサ１８が配設されている。
【００１４】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１５】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結された減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１２とを備えている。すなわち、電動モータ１２は、減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに駆動連結されている。
【００１６】
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔｉは、コントローラ１５に入力される。
【００１７】
コントローラ１５には、トルク検出値Ｔｉの他に、電動モータ１２に付設されたモータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１が入力される。ここで、モータ回転角センサ１３としては、例えばレゾルバや磁気センサ、光学センサ等、角度を検知可能なものを用いることができる。また、コントローラ１５には、操舵角センサ１８の検出信号Ｓ２と車速センサ１６の検出信号Ｖも入力される。ここで、車速センサ１６は、図示しない各車輪の回転速度、所謂車輪速度Ｖｗｊ（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を検出し、例えば、各車輪速度Ｖｗｊのうち、非駆動輪の左右輪速度の平均値から車速Ｖを算出し出力する。
【００１８】
そして、コントローラ１５は、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１に基づいてステアリングシャフト２の回転角を絶対角度で算出すると共に、舵角センサ１８の検出信号Ｓ２に基づいてステアリングシャフト２の回転角を絶対角度で算出する。そして、検出信号Ｓ１に基づいて算出した絶対角度（モータ角度センサ絶対角度）θと、検出信号Ｓ２に基づいて算出した絶対角度（舵角センサ絶対角度）δとの差分に基づいて、操舵トルクＴ０を算出する。このとき、算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、トルク検出値Ｔｉが異常値を示しているか否かを判定し、トルクセンサ３の異常を検知する。
【００１９】
コントローラ１５は、トルクセンサ３に異常が発生していない正常時には、トルク検出値Ｔｉ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助トルク指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御する。一方、トルクセンサ３に異常が発生している異常発生時には、トルク検出値Ｔｉに代えて、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１と舵角センサ１８の検出信号Ｓ２とに基づいて算出した操舵トルクＴ０を用いて、操舵補助制御を行う。
【００２０】
図２は、コントローラ１５の具体的構成を示すブロック図である。
コントローラ１５は、モータ角度センサ絶対角度算出部２１、舵角センサ絶対角度算出部２２、操舵トルク算出部２３、トルクセンサ異常検出部２４、切換部２５、電流指令値算出部２６及びモータ駆動部２７を備える。
モータ角度センサ絶対角度算出部２１は、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１に基づいて、モータ角度センサ絶対角度θを算出する。モータ回転角センサ１３からは、ステアリングシャフト１回転当たり所定周期のＳｉｎ信号およびＣｏｓ信号の２相信号が出力される。モータ角度センサ絶対角度算出部２１は、Ｓｉｎ信号およびＣｏｓ信号から電気角を算出し、周期をカウントすることによって、モータ角度センサ絶対角度θを検出することができる。
【００２１】
ステアリングシャフト１回転におけるモータ回転角センサ１３の出力周期ｎ1は、次式によって表される。
ｎ1＝ｎ0×Ｚ2／Ｚ1 ………（１）
ここで、ｎ0はモータ１回転におけるモータ回転角センサ１３の出力周期、Ｚ1は電動モータ１２に連結される減速ギヤ１１の歯数、Ｚ2はステアリングシャフト２上に固定される減速ギヤ１１の歯数である。
例えば、ｎ0＝３、Ｚ1＝２、Ｚ2＝３７とすると、ｎ1＝５５．５となる。すなわち、この場合、図３の細線に示すように、ステアリングシャフト１回転（３６０°）で５５．５周期のモータ角度センサ出力（検出信号Ｓ１）が得られることになる。
【００２２】
ここで、図３は、モータ回転角センサ１３及び操舵角センサ１８のセンサ出力波形の一例を示す図である。図３において、縦軸は各センサ出力である検出信号Ｓ１，Ｓ２の電圧のレベル、横軸はステアリングシャフト２の回転角を示している。検出信号Ｓ１，Ｓ２は、横軸と直角をなすように形成された直角三角形が複数連なったノコギリ刃状の波形として現われる。
【００２３】
舵角センサ絶対角度算出部２２は、舵角センサ１８の検出信号Ｓ２に基づいて、舵角センサ絶対角度δを算出する。舵角センサ１８からは、ステアリングシャフト１回転当たり所定周期ｎ2のＳｉｎ信号およびＣｏｓ信号の２相信号が出力される。舵角センサ絶対角度算出部２２は、Ｓｉｎ信号およびＣｏｓ信号から電気角を算出し、周期をカウントすることによって、舵角センサ絶対角度δを検出することができる。
例えば、ｎ2＝３とすると、図３の太線に示すように、ステアリングシャフト１回転（３６０°）で３周期の舵角センサ出力（検出信号Ｓ２）が得られることになる。
【００２４】
操舵トルク算出部２３は、モータ角度センサ絶対角度算出部２１で算出した絶対角度θと、舵角センサ絶対角度算出部２２で算出した絶対角度δとの差分（相対角度）を算出し、これを所要レベルまで増幅するなどして操舵トルクＴ０とする。算出した操舵トルクＴ０は、トルクセンサ異常検出部２４に出力すると共に、切換部２５の一方の入力端子に出力する。
【００２５】
トルクセンサ異常検出部２４は、操舵トルク算出部２３で算出した操舵トルクＴ０とトルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉとを比較することにより、トルクセンサ３の異常を検知する。ここでは、例えば操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとの差分が零を含む許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内である場合にはトルク検出値Ｔｉが正常値を示しているとして、トルクセンサ３は正常であると判断する。一方、上記差分が許容範囲外である場合にはトルク検出値Ｔｉが異常値を示しているとして、トルクセンサ３に異常が発生していると判断する。そして、トルクセンサ３が正常であると判断した場合には、切換部２５に対して異常検出フラグＦｌｇ＝０を出力し、トルクセンサ３に異常が発生していると判断した場合には、切換部２５に対して異常検出フラグＦｌｇ＝１を出力する。
【００２６】
切換部２５は、２つの入力端子と１つの出力端子とを有する。２つの入力端子のうち一方の端子には、上述したように操舵トルクＴ０が入力され、他方の端子には、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉが入力される。そして、トルクセンサ異常検出部２４からＦｌｇ＝０が入力されているときは、切換スイッチを実線に示す状態として、トルク検出値Ｔｉを操舵トルクＴとして出力端子から出力する。一方、トルクセンサ異常検出部２４からＦｌｇ＝１が入力されているときは、切換スイッチを破線に示す状態として、操舵トルクＴ０を操舵トルクＴとして出力端子から出力する。出力端子から出力される操舵トルクＴは、電流指令値算出部２６に入力される。
【００２７】
電流指令値算出部２６は、切換部２５から出力された操舵トルクＴと、車速センサ１６で検出した車速Ｖとに基づいて、公知の手順により操舵補助トルク指令値を算出すると共に、その操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とに基づいて、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するための電流指令値Ｉｒを算出する。
モータ駆動部２７は、電流指令値算出部２６から出力される電流指令値Ｉｒに基づいて、電動モータ１２を通電制御する。
【００２８】
なお、図２において、モータ角度センサ絶対角度算出部２１、舵角センサ絶対角度算出部２２及び操舵トルク算出部２３で操舵トルク検出装置を構成している。そして、モータ角度センサ絶対角度算出部２１が第２の絶対角度算出手段に対応し、舵角センサ絶対角度算出部２２が第１の絶対角度算出手段に対応している。また、トルクセンサ異常検出部２４が異常検出手段に対応し、切換部２５、電流指令値算出部２６及びモータ駆動部２７がモータ制御手段に対応している。
【００２９】
（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
トルクセンサ３に異常が発生していない正常時には、トルクセンサ３で検出されたトルク検出値Ｔｉと、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１と舵角センサ１８の検出信号Ｓ２とに基づいて算出された操舵トルクＴ０とが同等の値となる。そのため、コントローラ１５は、トルクセンサ異常検出部２４にてトルクセンサ３が正常であると判断し、異常検出フラグＦｌｇ＝０を切換部２５に対して出力する。そのため、切換部２５は、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉを操舵トルクＴとして電流指令値算出部２６に出力する。
【００３０】
これにより、自車両がカーブ路を旋回走行中である場合、コントローラ１５は、操舵トルクＴ（＝トルク検出値Ｔｉ）及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値を算出し、次いで、操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とに基づいて電流指令値Ｉｒを算出する。そして、算出された電流指令値Ｉｒによって電動モータ１２が駆動制御され、電動モータ１２の発生トルクが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。
【００３１】
このとき、操舵トルクＴ０は、モータ角度センサ絶対角度θと舵角センサ絶対角度δとの相対角度から算出される。すなわち、トルクセンサを用いずに、比較的簡易な手法で操舵トルクＴ０を算出することができる。そして、算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、操舵補助制御用のトルクセンサ３の異常を検知することができる。したがって、異常検出用にトルクセンサを新たに設置することなく、操舵補助制御用のトルクセンサ３の異常を検知することができる。
【００３２】
この状態でトルクセンサ３に異常が発生すると、トルク検出値Ｔｉが異常値を示すことになるため、操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとの差分が許容範囲外となる。そのため、コントローラ１５は、トルクセンサ異常検出部２４にてトルクセンサ３に異常が発生していると判断し、異常検出フラグＦｌｇ＝１を切換部２５に対して出力する。すると、切換部２５は、操舵トルク算出部２３で算出した操舵トルクＴ０を操舵トルクＴとして電流指令値算出部２６に出力する。これにより、コントローラ１５は、操舵トルクＴ（＝操舵トルクＴ０）及び車速Ｖに基づいて操舵補助制御を行う。
このように、トルクセンサ３に異常が発生している場合には、トルク検出値Ｔｉに代えて操舵トルクＴ０を用いることで、操舵補助制御を継続させることができる。したがって、トルクセンサを複数設けることなく、安価な構成で２重系を構築することができる。
【００３３】
（効果）
上記実施形態では、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。このように、一般的な車両制御において利用される操舵角センサと、操舵補助制御における各種補償処理等で利用されるモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを検出することができるので、操舵トルク検出用に特別なセンサを設置する必要がない。
【００３４】
また、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて、それぞれステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出し、これらの相対角度から操舵トルクを算出するので、適切な操舵トルク値を得ることができる。また、絶対角度の算出に際し、センサ出力の周期をカウントする方法を採用するので、比較的簡易に絶対角度の算出及び操舵トルクの算出を行うことができる。
【００３５】
さらに、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて算出した操舵トルクと、トルクセンサで検出したトルク検出値とを比較することで、トルク検出値が異常値となっていることを検知することができる。すなわち、異常検出用のトルクセンサで検出したトルク検出値との比較で操舵補助制御用のトルクセンサで検出したトルク検出値の異常を検知する構成ではないため、操舵補助制御用のトルクセンサとは別に異常検出用のトルクセンサを新たに設置する必要がない。したがって、その分のコストを削減することができる。
【００３６】
また、トルクセンサに異常が発生していない正常時には、トルクセンサで検出したトルク検出値を用いて操舵補助制御を行い、トルクセンサに異常が発生している異常発生時には、トルク検出値に代えて、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて算出した操舵トルクを用いて操舵補助制御を行うことができる。したがって、トルクセンサに異常が発生した場合であっても、操舵補助制御を継続し電動モータによる操舵補助力の付与を可能とすることができる。このように、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができ、運転者に安定した操舵感を与えることができる。
【００３７】
（変形例）
なお、上記実施形態においては、ステアリング角度の絶対角度算出に際し、各センサの出力信号の周期をカウントする方法を採用する場合について説明したが、例えば、４輪の車輪速からそれぞれのセンサの周期を推定する方法を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１３…モータ回転角センサ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１８…操舵角センサ、２１…モータ角度センサ絶対角度算出部、２２…舵角センサ絶対角度算出部、２３…操舵トルク算出部、２４…トルクセンサ異常検出部、２５…切換部、２６…電流指令値算出部、２７…モータ駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法、並びに操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵トルク検出用の２つのトルクレゾルバと、モータ回転角センサとしてのモータレゾルバとを備える電動パワーステアリング装置において、トルクレゾルバとモータレゾルバとの検出信号に基づいて、ステアリングホイールの絶対位置を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、操舵トルク検出用の２つのトルクレゾルバ（第１回転角センサ、第２回転角センサ）と、モータ回転角センサとしてのモータレゾルバ（第３回転角センサ）とを備える電動パワーステアリング装置において、これら３つのレゾルバで検出した回転角に基づいて第１回転角センサが正常であると判断した場合には、第１回転角センサによる回転角をステアリングホイールによる操舵角とし、第１回転角センサが異常であると判断した場合には、第１回転角センサによる回転角に代えて、第２回転角センサによる回転角をステアリングホイールによる操舵角するものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８９７９１号公報
【特許文献２】特許第３８９１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ等で検出した操舵トルクに基づいてアシスト力を決定し、電動モータを駆動制御するのが一般的であるが、トルクセンサの異常は操舵に大きな影響を与えるため、２重系を構築することが望ましい。しかしながら、上記各特許文献に記載の技術にあっては、上記２重系が構築されていない。当該２重系を構築するためには、トルクセンサを２つ（操舵トルク検出用のレゾルバを２組）設ける必要があり、コストが嵩む。
そこで、本発明は、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法、並びにトルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る操舵トルク検出装置は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータと、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、を備えることを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
【０００６】
また、上記において、前記操舵トルク算出手段は、前記操舵角センサの検出信号に基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第１の絶対角度算出手段と、前記モータ回転角センサの検出信号と前記減速機の減速比とに基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第２の絶対角度算出手段と、を備え、前記第１の絶対角度算出手段で算出した絶対角度と前記第２の絶対角度算出手段で算出した絶対角度との差分に基づいて、操舵トルクを算出することを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとからそれぞれ算出したステアリングシャフトの絶対回転角度の相対角から操舵トルクを算出するので、比較的簡易な構成で操舵トルクを算出することができる。
【０００７】
また、本発明に係る操舵トルク検出方法は、操舵角センサでステアリングホイールの操舵角を検出し、モータ回転角センサで減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータの回転角を検出し、前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出することを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、前記請求項１又は２に記載の操舵トルク検出装置と、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルク及び前記トルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴としている。
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて算出した操舵トルク及びトルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて操舵補助制御を行うので、例えば信頼性の高い方の操舵トルク値を用いて操舵補助制御を行うことができるなど、安定した制御を行うことができる。
【０００９】
また、上記において、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクと前記トルクセンサで検出した操舵トルクとを比較して、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を非検出であるとき、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御し、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を検出したとき、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することを特徴としている。
【００１０】
このように、操舵角センサとモータ回転角センサとを用いて算出した操舵トルクとトルクセンサで検出した操舵トルクとを比較することで、トルクセンサで検出した操舵トルクが異常値を示していることを検知することができる。すなわち、操舵補助制御用のトルクセンサとは別に異常検出用のトルクセンサを設けることなく、操舵補助制御用のトルクセンサの異常を検知することができる。そして、トルクセンサに異常が発生した場合であっても、操舵補助制御を継続し電動モータによる操舵補助力の付与を可能とすることができる。このように、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができ、運転者に安定した操舵感を与えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の操舵トルク検出装置及び操舵トルク検出方法では、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。
したがって、上記操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置では、操舵トルク検出装置で算出した操舵トルクを用いて、操舵補助制御用のトルクセンサの異常を検知することができると共に、トルクセンサの異常を検知した場合には、操舵トルク検出装置で算出した操舵トルクを用いて操舵補助制御を継続することができ、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
【図２】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】センサ出力波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本発明における操舵トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端はトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。これら入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間には図示しないトーションバーが介装されている。また、入力軸２ａには、ステアリングホイール１の舵角を検出する操舵角センサ１８が配設されている。
【００１４】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１５】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結された減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１２とを備えている。すなわち、電動モータ１２は、減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに駆動連結されている。
【００１６】
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔｉは、コントローラ１５に入力される。
【００１７】
コントローラ１５には、トルク検出値Ｔｉの他に、電動モータ１２に付設されたモータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１が入力される。ここで、モータ回転角センサ１３としては、例えばレゾルバや磁気センサ、光学センサ等、角度を検知可能なものを用いることができる。また、コントローラ１５には、操舵角センサ１８の検出信号Ｓ２と車速センサ１６の検出信号Ｖも入力される。ここで、車速センサ１６は、図示しない各車輪の回転速度、所謂車輪速度Ｖｗｊ（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を検出し、例えば、各車輪速度Ｖｗｊのうち、非駆動輪の左右輪速度の平均値から車速Ｖを算出し出力する。
【００１８】
そして、コントローラ１５は、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１に基づいてステアリングシャフト２の回転角を絶対角度で算出すると共に、舵角センサ１８の検出信号Ｓ２に基づいてステアリングシャフト２の回転角を絶対角度で算出する。そして、検出信号Ｓ１に基づいて算出した絶対角度（モータ角度センサ絶対角度）θと、検出信号Ｓ２に基づいて算出した絶対角度（舵角センサ絶対角度）δとの差分に基づいて、操舵トルクＴ０を算出する。このとき、算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、トルク検出値Ｔｉが異常値を示しているか否かを判定し、トルクセンサ３の異常を検知する。
【００１９】
コントローラ１５は、トルクセンサ３に異常が発生していない正常時には、トルク検出値Ｔｉ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助トルク指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御する。一方、トルクセンサ３に異常が発生している異常発生時には、トルク検出値Ｔｉに代えて、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１と舵角センサ１８の検出信号Ｓ２とに基づいて算出した操舵トルクＴ０を用いて、操舵補助制御を行う。
【００２０】
図２は、コントローラ１５の具体的構成を示すブロック図である。
コントローラ１５は、モータ角度センサ絶対角度算出部２１、舵角センサ絶対角度算出部２２、操舵トルク算出部２３、トルクセンサ異常検出部２４、切換部２５、電流指令値算出部２６及びモータ駆動部２７を備える。
モータ角度センサ絶対角度算出部２１は、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１に基づいて、モータ角度センサ絶対角度θを算出する。モータ回転角センサ１３からは、ステアリングシャフト１回転当たり所定周期のＳｉｎ信号およびＣｏｓ信号の２相信号が出力される。モータ角度センサ絶対角度算出部２１は、Ｓｉｎ信号およびＣｏｓ信号から電気角を算出し、周期をカウントすることによって、モータ角度センサ絶対角度θを検出することができる。
【００２１】
ステアリングシャフト１回転におけるモータ回転角センサ１３の出力周期ｎ1は、次式によって表される。
ｎ1＝ｎ0×Ｚ2／Ｚ1 ………（１）
ここで、ｎ0はモータ１回転におけるモータ回転角センサ１３の出力周期、Ｚ1は電動モータ１２に連結される減速ギヤ１１の歯数、Ｚ2はステアリングシャフト２上に固定される減速ギヤ１１の歯数である。
例えば、ｎ0＝３、Ｚ1＝２、Ｚ2＝３７とすると、ｎ1＝５５．５となる。すなわち、この場合、図３の細線に示すように、ステアリングシャフト１回転（３６０°）で５５．５周期のモータ角度センサ出力（検出信号Ｓ１）が得られることになる。
【００２２】
ここで、図３は、モータ回転角センサ１３及び操舵角センサ１８のセンサ出力波形の一例を示す図である。図３において、縦軸は各センサ出力である検出信号Ｓ１，Ｓ２の電圧のレベル、横軸はステアリングシャフト２の回転角を示している。検出信号Ｓ１，Ｓ２は、横軸と直角をなすように形成された直角三角形が複数連なったノコギリ刃状の波形として現われる。
【００２３】
舵角センサ絶対角度算出部２２は、舵角センサ１８の検出信号Ｓ２に基づいて、舵角センサ絶対角度δを算出する。舵角センサ１８からは、ステアリングシャフト１回転当たり所定周期ｎ2のＳｉｎ信号およびＣｏｓ信号の２相信号が出力される。舵角センサ絶対角度算出部２２は、Ｓｉｎ信号およびＣｏｓ信号から電気角を算出し、周期をカウントすることによって、舵角センサ絶対角度δを検出することができる。
例えば、ｎ2＝３とすると、図３の太線に示すように、ステアリングシャフト１回転（３６０°）で３周期の舵角センサ出力（検出信号Ｓ２）が得られることになる。
【００２４】
操舵トルク算出部２３は、モータ角度センサ絶対角度算出部２１で算出した絶対角度θと、舵角センサ絶対角度算出部２２で算出した絶対角度δとの差分（相対角度）を算出し、これを所要レベルまで増幅するなどして操舵トルクＴ０とする。算出した操舵トルクＴ０は、トルクセンサ異常検出部２４に出力すると共に、切換部２５の一方の入力端子に出力する。
【００２５】
トルクセンサ異常検出部２４は、操舵トルク算出部２３で算出した操舵トルクＴ０とトルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉとを比較することにより、トルクセンサ３の異常を検知する。ここでは、例えば操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとの差分が零を含む許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内である場合にはトルク検出値Ｔｉが正常値を示しているとして、トルクセンサ３は正常であると判断する。一方、上記差分が許容範囲外である場合にはトルク検出値Ｔｉが異常値を示しているとして、トルクセンサ３に異常が発生していると判断する。そして、トルクセンサ３が正常であると判断した場合には、切換部２５に対して異常検出フラグＦｌｇ＝０を出力し、トルクセンサ３に異常が発生していると判断した場合には、切換部２５に対して異常検出フラグＦｌｇ＝１を出力する。
【００２６】
切換部２５は、２つの入力端子と１つの出力端子とを有する。２つの入力端子のうち一方の端子には、上述したように操舵トルクＴ０が入力され、他方の端子には、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉが入力される。そして、トルクセンサ異常検出部２４からＦｌｇ＝０が入力されているときは、切換スイッチを実線に示す状態として、トルク検出値Ｔｉを操舵トルクＴとして出力端子から出力する。一方、トルクセンサ異常検出部２４からＦｌｇ＝１が入力されているときは、切換スイッチを破線に示す状態として、操舵トルクＴ０を操舵トルクＴとして出力端子から出力する。出力端子から出力される操舵トルクＴは、電流指令値算出部２６に入力される。
【００２７】
電流指令値算出部２６は、切換部２５から出力された操舵トルクＴと、車速センサ１６で検出した車速Ｖとに基づいて、公知の手順により操舵補助トルク指令値を算出すると共に、その操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とに基づいて、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するための電流指令値Ｉｒを算出する。
モータ駆動部２７は、電流指令値算出部２６から出力される電流指令値Ｉｒに基づいて、電動モータ１２を通電制御する。
【００２８】
なお、図２において、モータ角度センサ絶対角度算出部２１、舵角センサ絶対角度算出部２２及び操舵トルク算出部２３で操舵トルク検出装置を構成している。そして、モータ角度センサ絶対角度算出部２１が第２の絶対角度算出手段に対応し、舵角センサ絶対角度算出部２２が第１の絶対角度算出手段に対応している。また、トルクセンサ異常検出部２４が異常検出手段に対応し、切換部２５、電流指令値算出部２６及びモータ駆動部２７がモータ制御手段に対応している。
【００２９】
（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
トルクセンサ３に異常が発生していない正常時には、トルクセンサ３で検出されたトルク検出値Ｔｉと、モータ回転角センサ１３の検出信号Ｓ１と舵角センサ１８の検出信号Ｓ２とに基づいて算出された操舵トルクＴ０とが同等の値となる。そのため、コントローラ１５は、トルクセンサ異常検出部２４にてトルクセンサ３が正常であると判断し、異常検出フラグＦｌｇ＝０を切換部２５に対して出力する。そのため、切換部２５は、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔｉを操舵トルクＴとして電流指令値算出部２６に出力する。
【００３０】
これにより、自車両がカーブ路を旋回走行中である場合、コントローラ１５は、操舵トルクＴ（＝トルク検出値Ｔｉ）及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値を算出し、次いで、操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とに基づいて電流指令値Ｉｒを算出する。そして、算出された電流指令値Ｉｒによって電動モータ１２が駆動制御され、電動モータ１２の発生トルクが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。
【００３１】
このとき、操舵トルクＴ０は、モータ角度センサ絶対角度θと舵角センサ絶対角度δとの相対角度から算出される。すなわち、トルクセンサを用いずに、比較的簡易な手法で操舵トルクＴ０を算出することができる。そして、算出した操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとを比較することで、操舵補助制御用のトルクセンサ３の異常を検知することができる。したがって、異常検出用にトルクセンサを新たに設置することなく、操舵補助制御用のトルクセンサ３の異常を検知することができる。
【００３２】
この状態でトルクセンサ３に異常が発生すると、トルク検出値Ｔｉが異常値を示すことになるため、操舵トルクＴ０とトルク検出値Ｔｉとの差分が許容範囲外となる。そのため、コントローラ１５は、トルクセンサ異常検出部２４にてトルクセンサ３に異常が発生していると判断し、異常検出フラグＦｌｇ＝１を切換部２５に対して出力する。すると、切換部２５は、操舵トルク算出部２３で算出した操舵トルクＴ０を操舵トルクＴとして電流指令値算出部２６に出力する。これにより、コントローラ１５は、操舵トルクＴ（＝操舵トルクＴ０）及び車速Ｖに基づいて操舵補助制御を行う。
このように、トルクセンサ３に異常が発生している場合には、トルク検出値Ｔｉに代えて操舵トルクＴ０を用いることで、操舵補助制御を継続させることができる。したがって、トルクセンサを複数設けることなく、安価な構成で２重系を構築することができる。
【００３３】
（効果）
上記実施形態では、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて操舵トルクを算出することができるので、トルクセンサを用いずに操舵トルクを検出することができる。このように、一般的な車両制御において利用される操舵角センサと、操舵補助制御における各種補償処理等で利用されるモータ回転角センサとを用いて操舵トルクを検出することができるので、操舵トルク検出用に特別なセンサを設置する必要がない。
【００３４】
また、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて、それぞれステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出し、これらの相対角度から操舵トルクを算出するので、適切な操舵トルク値を得ることができる。また、絶対角度の算出に際し、センサ出力の周期をカウントする方法を採用するので、比較的簡易に絶対角度の算出及び操舵トルクの算出を行うことができる。
【００３５】
さらに、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて算出した操舵トルクと、トルクセンサで検出したトルク検出値とを比較することで、トルク検出値が異常値となっていることを検知することができる。すなわち、異常検出用のトルクセンサで検出したトルク検出値との比較で操舵補助制御用のトルクセンサで検出したトルク検出値の異常を検知する構成ではないため、操舵補助制御用のトルクセンサとは別に異常検出用のトルクセンサを新たに設置する必要がない。したがって、その分のコストを削減することができる。
【００３６】
また、トルクセンサに異常が発生していない正常時には、トルクセンサで検出したトルク検出値を用いて操舵補助制御を行い、トルクセンサに異常が発生している異常発生時には、トルク検出値に代えて、操舵角センサの検出信号とモータ回転角センサの検出信号とに基づいて算出した操舵トルクを用いて操舵補助制御を行うことができる。したがって、トルクセンサに異常が発生した場合であっても、操舵補助制御を継続し電動モータによる操舵補助力の付与を可能とすることができる。このように、トルクセンサを複数設けることなく２重系を構築することができ、運転者に安定した操舵感を与えることができる。
【００３７】
（変形例）
なお、上記実施形態においては、ステアリング角度の絶対角度算出に際し、各センサの出力信号の周期をカウントする方法を採用する場合について説明したが、例えば、４輪の車輪速からそれぞれのセンサの周期を推定する方法を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１３…モータ回転角センサ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１８…操舵角センサ、２１…モータ角度センサ絶対角度算出部、２２…舵角センサ絶対角度算出部、２３…操舵トルク算出部、２４…トルクセンサ異常検出部、２５…切換部、２６…電流指令値算出部、２７…モータ駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータと、
前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、を備えることを特徴とする操舵トルク検出装置。
【請求項２】
前記操舵トルク算出手段は、
前記操舵角センサの検出信号に基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第１の絶対角度算出手段と、
前記モータ回転角センサの検出信号と前記減速機の減速比とに基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第２の絶対角度算出手段と、を備え、
前記第１の絶対角度算出手段で算出した絶対角度と前記第２の絶対角度算出手段で算出した絶対角度との差分に基づいて、操舵トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の操舵トルク検出装置。
【請求項３】
操舵角センサでステアリングホイールの操舵角を検出し、
モータ回転角センサで減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータの回転角を検出し、
前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出することを特徴とする操舵トルク検出方法。
【請求項４】
操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、
前記請求項１又は２に記載の操舵トルク検出装置と、
ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルク及び前記トルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、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。
【請求項５】
前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクと前記トルクセンサで検出した操舵トルクとを比較して、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を非検出であるとき、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御し、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を検出したとき、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータと、
前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、を備えることを特徴とする操舵トルク検出装置。
【請求項２】
前記操舵トルク算出手段は、
前記操舵角センサの検出信号に基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第１の絶対角度算出手段と、
前記モータ回転角センサの検出信号と前記減速機の減速比とに基づいて、ステアリングシャフトの回転角を絶対角度で算出する第２の絶対角度算出手段と、を備え、
前記第１の絶対角度算出手段で算出した絶対角度と前記第２の絶対角度算出手段で算出した絶対角度との差分に基づいて、操舵トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の操舵トルク検出装置。
【請求項３】
操舵角センサでステアリングホイールの操舵角を検出し、
モータ回転角センサで減速機を介してステアリングシャフトに駆動連結された電動モータの回転角を検出し、
前記操舵角センサの検出信号と前記モータ回転角センサの検出信号とに基づいて、操舵トルクを算出することを特徴とする操舵トルク検出方法。
【請求項４】
操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、
前記請求項１又は２に記載の操舵トルク検出装置と、
ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルク及び前記トルクセンサで検出した操舵トルクの何れか一方に基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、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。
【請求項５】
前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクと前記トルクセンサで検出した操舵トルクとを比較して、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を非検出であるとき、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御し、前記異常検出手段で前記トルクセンサの異常を検出したとき、前記操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２８９２２（Ｐ２０１２−２２８９２２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７６３６（Ｐ２０１１−９７６３６）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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