電動パワーステアリング装置
【課題】トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】マイコンは、各出力電圧についての所定の出力範囲からの逸脱判定（ステップ１０２）、及び急変判定（ステップ１０３）により故障したホールＩＣの特定ができなかった場合（ステップ１０３：ＮＯ）、各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合には、これら各出力電圧の平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩漸減する（ステップ１０７）。
【解決手段】マイコンは、各出力電圧についての所定の出力範囲からの逸脱判定（ステップ１０２）、及び急変判定（ステップ１０３）により故障したホールＩＣの特定ができなかった場合（ステップ１０３：ＮＯ）、各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合には、これら各出力電圧の平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩漸減する（ステップ１０７）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
通常、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するためのトルクセンサが設けられている。そして、その検出される操舵トルクに基づいて、操舵系に対するアシスト力付与、即ちパワーアシスト制御が実行される。
【０００３】
また、従来、こうしたＥＰＳ用のトルクセンサには、ステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捻れ角に基づき出力レベル（出力電圧）が変化するホールＩＣ等のセンサ素子を用いて構成されたものがある。そして、例えば、特許文献１に記載のトルクセンサは、そのホールＩＣを二重化することにより信頼性の向上を図る構成となっている。
【０００４】
即ち、このように独立した二系統のセンサ信号を用いることにより、容易且つ高精度にその故障判定を行なうことが可能になる。具体的には、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、その二つセンサ素子の出力特性を相互に反転、つまり操舵トルクの変動に対して出力される信号波形（各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性）が互いに反対となるように設定（配置）する。そして、当該出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabを監視することにより、トルクセンサを構成する各センサ素子の故障を判定することができる。
【０００５】
つまり、その二つのセンサ素子の少なくとも一方に何らかの故障がない限り、図５（ｃ）に示すように、これら各センサ素子の出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabは、その基準値（各出力電圧Ｖa，Ｖbの取り得る値の中間値）である所定電圧Ｖ１の略二倍に相当する所定電圧Ｖ２で略一定となるはずである。従って、このような関係にある各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲（Ｖ２±α、「α」は誤差マージン）を超えた場合には、少なくとも何れか一方のセンサ素子に故障が発生したものと判定することができる。
【０００６】
そして、このように各センサ素子の故障が検出された場合には、速やかにアシスト力付与を停止（急漸減）してフェールセーフを図るとともに、その故障したセンサ素子が特定された場合には、他方の正常なセンサ素子の出力信号に基づき暫定的な操舵トルク（暫定トルク）を演算してパワーアシスト制御を継続（緩漸減）するのである。
【０００７】
しかし、個々のセンサ素子の出力電圧の値のみからその故障状態が把握可能となるのは、図６に示すように、出力電圧が、正常と判定される適正範囲（領域Ｒ１に示される範囲）にある場合、及び完全に異常と判定される範囲（下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱している場合、領域Ｒ２，Ｒ３に示される範囲）にある場合に限られる。このため、その故障したセンサ素子を特定可能な状況は限られており（同図中、斜線部分が特定不能領域）、トルクセンサを構成する各センサ素子に何らかの故障が発生した場合、多くは、その操舵感の急峻な変化により運転者に違和感を与える可能性の高いアシスト力の急漸減が行なわれる結果になってしまうことになる。
【０００８】
このような問題を解消する方法として、例えば、特許文献２に示されるように、各センサ素子の出力電圧について、その単位時間当たりの変化量を監視する方法が考えられる。即ち、通常のステアリング操作により生じうる操舵トルクの変化量には、おのずと限界があり、その限界に対応する範囲を超えて各センサ素子の出力電圧が急峻に変化した場合には、当該センサ素子に故障が発生したものであると判定する。そして、他方の正常な側のセンサ素子の出力信号を用いて上記暫定トルクを演算することにより、当該トルクセンサ故障検出後におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−１４９０６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８５６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このようにセンサ素子の出力電圧が急変する状況は、当該出力電圧が上記所定の出力範囲を逸脱している場合と同様、その故障の程度が比較的重度である場合に限られる。即ち、その誤差が上記正常と判定される適正範囲（図６参照、領域Ｒ１に示される範囲）を若干超えるような多少の誤差が生じた程度の故障では、その故障したセンサ素子の特定はできない。そのため、そのアシスト力付与の継続を拡大する余地もまた自ずと限界のあるものとなっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記トルク検出手段は、独立した二系統のセンサ信号として入力される二つのセンサ素子の出力電圧に基づき前記操舵トルクを演算するとともに、該各センサ素子の故障を検出する故障検出機能を備えた電動パワーステアリング装置において、前記各センサ素子は、その出力特性が相互に反転して設定されるものであって、前記トルク検出手段は、二つの前記出力電圧の合計値が所定の適正範囲から逸脱した場合に各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定し、さらに各出力電圧の一方のみが所定の出力範囲を逸脱、又は該出力電圧の一方のみが前記ステアリング操作により生じうる範囲を超えて急峻に変化した場合には、該出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化に対応するセンサ素子が故障したものと判定して他方の出力電圧に基づき暫定トルクを演算するとともに、前記各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定され、且つ出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化が検出されない場合において、前記各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、該各出力電圧に基づき前記暫定トルクを演算し、前記制御手段は、前記暫定トルクが演算される場合には、該暫定トルクに基づいて前記操舵力補助装置の制御を継続すること、を要旨とする。
【００１２】
即ち、二つのセンサ素子の双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、何れについても重度の故障が検出されず、且つその各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる。つまり、運転者による操舵方向が正しく検出できるのであれば、その大きさが最適であるか否かはともあれ、ステアリング操作を補助する方向にアシスト力を付与することが可能である。従って、上記構成によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することができる。そして、特に、最もアシスト力付与の要求が高い操舵トルクの大きな領域において、より顕著な効果を得ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記暫定トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力を漸減すべく前記制御すること、を要旨とする。
即ち、暫定トルクとしてトルクセンサ故障後に演算される操舵トルクは、やはり非常時の暫定的な使用にのみ用いるのが望ましい。この点、上記構成によれば、操舵フィーリングの違和感等を与えることなく、緩やかにパワーアシスト制御を停止して円滑なフェールセーフを図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００１６】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２２と、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ２３とを備えている。
【００１７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２は、所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、そのモータ２１の回転を減速機構２４により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、モータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００１８】
ＥＣＵ２３には、トルクセンサ３１が接続されている。具体的には、本実施形態のトルクセンサ３１は、コラムシャフト８の途中に設けられたトーションバー３２と、同トーションバー３２の近傍に設けられたマグネット３３及びセンサ素子としてのホールＩＣ３４ａ，３４ｂとにより構成されている。
【００１９】
即ち、回転軸であるステアリングシャフト３へのトルク入力により、そのコラムシャフト８に設けられたトーションバー３２には、当該入力トルクに応じた捻れ角が発生し、これによりマグネット３３の形成する磁界に変化が生ずることになる。そして、本実施形態のトルクセンサ３１は、その磁界の変化、つまりはステアリングシャフト３への入力トルク（操舵トルクτ）に応じて変化する各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧を、出力信号Ｓa，ＳbとしてＥＣＵ２３に出力する構成となっている。
【００２０】
さらに詳述すると、図２に示すように、本実施形態では、センサ部としてのトルクセンサ３１は、電源線３５，３６及び信号線３７ａ，３７ｂを介して、演算部としてのＥＣＵ２３に接続されており、トルクセンサ３１に設けられた二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂは、ともに電源線３５，３６を介したＥＣＵ２３からの電力供給により駆動されている。そして、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbは、当該各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂに対応して個別に設けられた上記各信号線３７ａ，３７ｂを介することにより、それぞれが独立した二系統の出力信号Ｓa，Ｓbとして、ＥＣＵ２３に入力される。
【００２１】
一方、ＥＣＵ２３は、トルク検出手段及び故障検出手段としてのマイコン４０を備えており、同ＥＣＵ２３に入力された各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力信号Ｓa，Ｓbは、このマイコン４０に入力される。そして、マイコン４０は、その入力される出力信号Ｓa，Ｓbの信号レベル、即ち各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて、ステアリングシャフト３に入力された操舵トルクτの演算、及び各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの故障検出を実行する構成となっている。尚、本実施形態では、上記ＥＣＵ２３の制御手段としての機能についても、このマイコン４０が実行するパワーアシスト制御演算により担保されている。
【００２２】
また、ＥＣＵ２３には、車速センサ４１が接続されており、ＥＣＵ２３は、その検出される車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて目標アシスト力を演算する。具体的には、ＥＣＵ２３は、操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが低いほど、より大きな目標アシスト力を演算する。そして、当該目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ２２に発生させるべく、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力の制御を実行する構成になっている。
【００２３】
（トルクセンサ故障判定及びフェールセーフ制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるトルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の態様について説明する。
【００２４】
本実施形態では、トルクセンサ３１を構成する各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂは、入力トルクの変動に対するその出力信号Ｓa，Ｓbの波形、つまり各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性が互いに反対となるように設定（配置）されている（図５（ａ）（ｂ）参照）。そして、マイコン４０は、その各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabを監視することにより、トルクセンサ３１の故障検出を実行する。
【００２５】
即ち、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力信号Ｓa，Ｓbの波形、つまり各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性が互いに反対であるならば、その合計値Ｖabは、それぞれの基準値（各出力電圧Ｖa，Ｖbの取り得る値の中間値）である所定電圧Ｖ１の合計に相当する所定電圧Ｖ２で略一定となる（図５（ｃ）参照）。従って、このような関係にある各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲外（Ｖ２±α、「α」は誤差マージン）にある場合には、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れかが異常であることを示している。そして、本実施形態のマイコン４０は、このような場合には、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定する。
【００２６】
また、本実施形態のマイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbが完全に異常と判定される値である（下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱）か否か（図６参照）、及び各出力電圧Ｖa，Ｖbが急変したか否かを判定する。尚、この場合における「急変」とは、各出力電圧Ｖa，Ｖbの単位時間当たりの変化量（絶対値）が所定の閾値を超える場合を示し、その閾値は、ステアリング操作により生じうる操舵トルクの変化量の限界値（人の操舵速度限界にトーションバーのバネ定数を乗じた値、例えば３．４１Ｎ／ｍＳ程度）に設定される。そして、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れかが上記所定の出力範囲を逸脱、又は急変した場合には、当該逸脱又は急変した側のホールＩＣに異常が発生したものと判定する。
【００２７】
本実施形態のマイコン４０は、このようにして上記各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定され、且つ上記各出力電圧Ｖa，Ｖbについての出力範囲の逸脱判定、又は急変判定において当該故障したホールＩＣが特定された場合には、正常な側のホールＩＣの出力電圧の値を用いて操舵トルクτを演算する。尚、説明の便宜のため、以下、このように各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかの故障が検出された後、暫定的に演算される操舵トルクτを暫定トルクとする。
【００２８】
また、本実施形態のマイコン４０では、上記各出力電圧Ｖa，Ｖbについての出力範囲の逸脱判定、又は急変判定において当該故障したホールＩＣが特定できない場合には、更に当該各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクτに換算した場合に、その方向が同一であるか否かを判定する。そして、二つの出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて暫定トルクを演算する。尚、本実施形態では、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算する。
【００２９】
本実施形態のＥＣＵ２３（マイコン４０）は、このようにして暫定的トルクが演算された場合には、当該暫定トルクに基づいて、そのパワーアシスト制御を継続、詳しくは、その操舵系に付与するアシスト力を緩やかに漸減すべく、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。そして、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定し、且つ上記の各判定によってもアシスト制御の継続ができないと判定される場合には、その操舵系に付与するアシスト力を急漸減して当該パワーアシスト制御を停止することにより、速やかにフェールセーフを図る構成になっている。
【００３０】
即ち、図３に示されるように、従来の故障判定方法によって、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの故障状態が把握されるのは、その出力電圧Ｖa，Ｖbが以下に示す範囲にある場合である。尚、同図は、一例として、ホールＩＣ３４ａの出力特性との関係を示す図であり、他方、ホールＩＣ３４ｂについては、上記のようにその出力特性が反転して設定されているのはいうまでもないが、以下、説明の便宜のため、故障判定の詳細については、同図に示されるホールＩＣ３４ａ側についてのみ例示する。
【００３１】
− 正常と判定される適正範囲内にある場合（図３中、領域Ｒ１に示される範囲）
− 完全に異常と判定される範囲にある場合（同図中、下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱している場合、領域Ｒ２，Ｒ３に示される範囲）
− 単位時間当たりの変化量（絶対値）が所定の閾値を超える場合（同図中、領域Ｒ４，領域Ｒ５に示される範囲）
しかしながら、上述のように、上記領域Ｒ２〜領域Ｒ５に示される故障状態は、比較的の重度の場合のみであり、上記領域Ｒ１に示される適正範囲を若干超えるような誤差が生じた程度の故障では、その故障したセンサ素子の特定はできない。そのため、そのパワーアシスト制御の継続可能性の拡大についても自ずと限界のあるものとなっていた。
【００３２】
この点を踏まえ、本実施形態では、上記のように各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて暫定トルクを演算する。
【００３３】
即ち、二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂの双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、その各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる（図３参照、領域Ｒ６〜領域Ｒ９に示される範囲）。
【００３４】
つまり、本実施形態では、操舵方向を正しく検出できる場合であれば、その値に誤差を含む場合であっても、各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定的に操舵トルクを演算する。そして、その暫定トルクに基づきパワーアシスト制御を実行することにより、トルクセンサ故障時におけるその継続可能性の拡大を図る構成となっている。
【００３５】
次に、本実施形態におけるトルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の処理手順について説明する。
図４のフローチャートに示すように、マイコン４０は、先ず各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲外であるか否か、即ちその出力電圧差が過大であるか否かの判定により、少なくとも何れか一方に故障が生じているか否かを判定する（図５（ｃ）参照、ステップ１０１）。
【００３６】
次に、このステップ１０１において、その出力電圧差の過大により少なくとも何れか一方に故障が生じていると判定した場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）、マイコン４０は、次に各出力電圧Ｖa，Ｖbのそれぞれについて、その値が所定の出力範囲外にあるか否か（所定の出力範囲を逸脱しているか否か）を判定する（ステップ１０２）。そして、このステップ１０２において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値が所定の出力範囲内にある場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、更に各出力電圧Ｖa，Ｖbの値が急変したか否かを判定する（ステップ１０３）。
【００３７】
次に、上記ステップ１０２において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの少なくとも一方が所定の出力範囲を逸脱していると判定した場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、又は上記ステップ１０３において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの少なくとも一方が急変したと判定した場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、続いて、その出力範囲から逸脱、又は急変が各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れか一方のみであるか否かを判定する（ステップ１０４）。
【００３８】
そして、同ステップ１０４において、何れか一方のみであると判定した場合（ステップ１０４）には、その異常が検出された側の出力電圧に対応するホールＩＣに故障が生じたものと特定して、他方側の正常なホールＩＣの出力電圧を用いて暫定トルクを演算する。そして、ＥＣＵ２３（マイコン４０）は、その暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０５）。
【００３９】
一方、上記ステップ１０３において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値に急変がない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、即ち上記ステップ１０２及びステップ１０３において、故障したホールＩＣが特定できなかった場合、次に、マイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０７）。
【００４０】
そして、上記ステップ１０４において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの双方が所定の出力範囲を逸脱し、又は急変したと判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ）、若しくは上記ステップ１０６において、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が異なると判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、その操舵系に付与するアシスト力を急漸減して当該パワーアシスト制御を停止する（ステップ１０８）。
【００４１】
尚、上記ステップ１０１において、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲内にある、即ち出力電圧差の過大はないと判定した場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、通常の操舵トルク演算、及びパワーアシスト制御が実行される（ステップ１０９）。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
○マイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbの所定の出力範囲からの逸脱判定（ステップ１０２）、及び急変判定（ステップ１０３）により故障したホールＩＣの特定ができなかった場合（ステップ１０３：ＮＯ）、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０７）。
【００４３】
即ち、二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂの双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、その各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる。
【００４４】
つまり、運転者による操舵方向が正しく検出できるのであれば、その大きさが最適であるか否かはともあれ、ステアリング操作を補助する方向にアシスト力を付与することが可能である。従って、上記構成によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することができる。そして、このような故障検査によっても、アシスト制御の継続ができないと判定される状況は、もともとの操舵トルクが小さい領域である。つまり、最もアシスト力付与の要求が高い操舵トルクの大きな領域において、より顕著な効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値を操舵トルクに換算した場合における両者の方向が同一である場合には、その平均値を用いて暫定トルクを演算することとした。しかし、これに限らず、各出力電圧Ｖa，Ｖbのうちの値（絶対値）の小さい方を用いて暫定トルクを演算する構成としてもよい。即ち、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れか誤差が生じている以上、その付与するアシスト力が必ずしも最適な大きさを有するものであるとは言い切れない。従って、その誤差の影響が小さくなるように操舵系に付与するアシスト力を小さくすることにより、運転者に与える違和感を緩和することができる。
【００４６】
・本実施形態では、本発明をトルクセンサ３１の故障検出に具体化したが、同様に出力信号が二重化されたものであれば、例えば回転角センサ等の故障検出に適用してもよい。
・本実施形態では、トルクセンサ故障発生後におけるパワーアシスト制御の継続時には、その操舵系に付与するアシスト力を緩漸減することとしたが、このようなアシスト力の漸減は行なわない構成に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】トルクセンサとＥＣＵとの接続状態を示す概略構成図。
【図３】本実施形態の故障判定によるホールＩＣの出力電圧と把握可能な故障状態との関係を示す説明図。
【図４】トルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の処理手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）（ｂ）各ホールＩＣの出力電圧の変化特性を示すグラフ、（ｃ）各ホールＩＣの故障判定の態様を示す説明図。
【図６】従来の故障判定によるホールＩＣの出力電圧と把握可能な故障状態との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ステアリングシャフト、８…コラムシャフト、２１…モータ、２３…ＥＣＵ、３１…トルクセンサ、３４ａ，３４ｂ…ホールＩＣ、４０…マイコン、Ｓa，Ｓb…出力信号、Ｖa，Ｖb…出力電圧、τ…操舵トルク、Ｖ１，Ｖ２…所定電圧、Ｖ３…下限値、Ｖ４…上限値、Ｒ１〜Ｒ９…領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
通常、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するためのトルクセンサが設けられている。そして、その検出される操舵トルクに基づいて、操舵系に対するアシスト力付与、即ちパワーアシスト制御が実行される。
【０００３】
また、従来、こうしたＥＰＳ用のトルクセンサには、ステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捻れ角に基づき出力レベル（出力電圧）が変化するホールＩＣ等のセンサ素子を用いて構成されたものがある。そして、例えば、特許文献１に記載のトルクセンサは、そのホールＩＣを二重化することにより信頼性の向上を図る構成となっている。
【０００４】
即ち、このように独立した二系統のセンサ信号を用いることにより、容易且つ高精度にその故障判定を行なうことが可能になる。具体的には、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、その二つセンサ素子の出力特性を相互に反転、つまり操舵トルクの変動に対して出力される信号波形（各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性）が互いに反対となるように設定（配置）する。そして、当該出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabを監視することにより、トルクセンサを構成する各センサ素子の故障を判定することができる。
【０００５】
つまり、その二つのセンサ素子の少なくとも一方に何らかの故障がない限り、図５（ｃ）に示すように、これら各センサ素子の出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabは、その基準値（各出力電圧Ｖa，Ｖbの取り得る値の中間値）である所定電圧Ｖ１の略二倍に相当する所定電圧Ｖ２で略一定となるはずである。従って、このような関係にある各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲（Ｖ２±α、「α」は誤差マージン）を超えた場合には、少なくとも何れか一方のセンサ素子に故障が発生したものと判定することができる。
【０００６】
そして、このように各センサ素子の故障が検出された場合には、速やかにアシスト力付与を停止（急漸減）してフェールセーフを図るとともに、その故障したセンサ素子が特定された場合には、他方の正常なセンサ素子の出力信号に基づき暫定的な操舵トルク（暫定トルク）を演算してパワーアシスト制御を継続（緩漸減）するのである。
【０００７】
しかし、個々のセンサ素子の出力電圧の値のみからその故障状態が把握可能となるのは、図６に示すように、出力電圧が、正常と判定される適正範囲（領域Ｒ１に示される範囲）にある場合、及び完全に異常と判定される範囲（下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱している場合、領域Ｒ２，Ｒ３に示される範囲）にある場合に限られる。このため、その故障したセンサ素子を特定可能な状況は限られており（同図中、斜線部分が特定不能領域）、トルクセンサを構成する各センサ素子に何らかの故障が発生した場合、多くは、その操舵感の急峻な変化により運転者に違和感を与える可能性の高いアシスト力の急漸減が行なわれる結果になってしまうことになる。
【０００８】
このような問題を解消する方法として、例えば、特許文献２に示されるように、各センサ素子の出力電圧について、その単位時間当たりの変化量を監視する方法が考えられる。即ち、通常のステアリング操作により生じうる操舵トルクの変化量には、おのずと限界があり、その限界に対応する範囲を超えて各センサ素子の出力電圧が急峻に変化した場合には、当該センサ素子に故障が発生したものであると判定する。そして、他方の正常な側のセンサ素子の出力信号を用いて上記暫定トルクを演算することにより、当該トルクセンサ故障検出後におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−１４９０６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８５６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このようにセンサ素子の出力電圧が急変する状況は、当該出力電圧が上記所定の出力範囲を逸脱している場合と同様、その故障の程度が比較的重度である場合に限られる。即ち、その誤差が上記正常と判定される適正範囲（図６参照、領域Ｒ１に示される範囲）を若干超えるような多少の誤差が生じた程度の故障では、その故障したセンサ素子の特定はできない。そのため、そのアシスト力付与の継続を拡大する余地もまた自ずと限界のあるものとなっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記トルク検出手段は、独立した二系統のセンサ信号として入力される二つのセンサ素子の出力電圧に基づき前記操舵トルクを演算するとともに、該各センサ素子の故障を検出する故障検出機能を備えた電動パワーステアリング装置において、前記各センサ素子は、その出力特性が相互に反転して設定されるものであって、前記トルク検出手段は、二つの前記出力電圧の合計値が所定の適正範囲から逸脱した場合に各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定し、さらに各出力電圧の一方のみが所定の出力範囲を逸脱、又は該出力電圧の一方のみが前記ステアリング操作により生じうる範囲を超えて急峻に変化した場合には、該出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化に対応するセンサ素子が故障したものと判定して他方の出力電圧に基づき暫定トルクを演算するとともに、前記各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定され、且つ出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化が検出されない場合において、前記各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、該各出力電圧に基づき前記暫定トルクを演算し、前記制御手段は、前記暫定トルクが演算される場合には、該暫定トルクに基づいて前記操舵力補助装置の制御を継続すること、を要旨とする。
【００１２】
即ち、二つのセンサ素子の双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、何れについても重度の故障が検出されず、且つその各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる。つまり、運転者による操舵方向が正しく検出できるのであれば、その大きさが最適であるか否かはともあれ、ステアリング操作を補助する方向にアシスト力を付与することが可能である。従って、上記構成によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することができる。そして、特に、最もアシスト力付与の要求が高い操舵トルクの大きな領域において、より顕著な効果を得ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記暫定トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力を漸減すべく前記制御すること、を要旨とする。
即ち、暫定トルクとしてトルクセンサ故障後に演算される操舵トルクは、やはり非常時の暫定的な使用にのみ用いるのが望ましい。この点、上記構成によれば、操舵フィーリングの違和感等を与えることなく、緩やかにパワーアシスト制御を停止して円滑なフェールセーフを図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００１６】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２２と、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ２３とを備えている。
【００１７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２は、所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、そのモータ２１の回転を減速機構２４により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、モータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００１８】
ＥＣＵ２３には、トルクセンサ３１が接続されている。具体的には、本実施形態のトルクセンサ３１は、コラムシャフト８の途中に設けられたトーションバー３２と、同トーションバー３２の近傍に設けられたマグネット３３及びセンサ素子としてのホールＩＣ３４ａ，３４ｂとにより構成されている。
【００１９】
即ち、回転軸であるステアリングシャフト３へのトルク入力により、そのコラムシャフト８に設けられたトーションバー３２には、当該入力トルクに応じた捻れ角が発生し、これによりマグネット３３の形成する磁界に変化が生ずることになる。そして、本実施形態のトルクセンサ３１は、その磁界の変化、つまりはステアリングシャフト３への入力トルク（操舵トルクτ）に応じて変化する各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧を、出力信号Ｓa，ＳbとしてＥＣＵ２３に出力する構成となっている。
【００２０】
さらに詳述すると、図２に示すように、本実施形態では、センサ部としてのトルクセンサ３１は、電源線３５，３６及び信号線３７ａ，３７ｂを介して、演算部としてのＥＣＵ２３に接続されており、トルクセンサ３１に設けられた二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂは、ともに電源線３５，３６を介したＥＣＵ２３からの電力供給により駆動されている。そして、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbは、当該各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂに対応して個別に設けられた上記各信号線３７ａ，３７ｂを介することにより、それぞれが独立した二系統の出力信号Ｓa，Ｓbとして、ＥＣＵ２３に入力される。
【００２１】
一方、ＥＣＵ２３は、トルク検出手段及び故障検出手段としてのマイコン４０を備えており、同ＥＣＵ２３に入力された各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力信号Ｓa，Ｓbは、このマイコン４０に入力される。そして、マイコン４０は、その入力される出力信号Ｓa，Ｓbの信号レベル、即ち各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて、ステアリングシャフト３に入力された操舵トルクτの演算、及び各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの故障検出を実行する構成となっている。尚、本実施形態では、上記ＥＣＵ２３の制御手段としての機能についても、このマイコン４０が実行するパワーアシスト制御演算により担保されている。
【００２２】
また、ＥＣＵ２３には、車速センサ４１が接続されており、ＥＣＵ２３は、その検出される車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて目標アシスト力を演算する。具体的には、ＥＣＵ２３は、操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが低いほど、より大きな目標アシスト力を演算する。そして、当該目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ２２に発生させるべく、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力の制御を実行する構成になっている。
【００２３】
（トルクセンサ故障判定及びフェールセーフ制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるトルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の態様について説明する。
【００２４】
本実施形態では、トルクセンサ３１を構成する各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂは、入力トルクの変動に対するその出力信号Ｓa，Ｓbの波形、つまり各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性が互いに反対となるように設定（配置）されている（図５（ａ）（ｂ）参照）。そして、マイコン４０は、その各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabを監視することにより、トルクセンサ３１の故障検出を実行する。
【００２５】
即ち、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力信号Ｓa，Ｓbの波形、つまり各出力電圧Ｖa，Ｖbの変化特性が互いに反対であるならば、その合計値Ｖabは、それぞれの基準値（各出力電圧Ｖa，Ｖbの取り得る値の中間値）である所定電圧Ｖ１の合計に相当する所定電圧Ｖ２で略一定となる（図５（ｃ）参照）。従って、このような関係にある各出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲外（Ｖ２±α、「α」は誤差マージン）にある場合には、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れかが異常であることを示している。そして、本実施形態のマイコン４０は、このような場合には、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定する。
【００２６】
また、本実施形態のマイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbが完全に異常と判定される値である（下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱）か否か（図６参照）、及び各出力電圧Ｖa，Ｖbが急変したか否かを判定する。尚、この場合における「急変」とは、各出力電圧Ｖa，Ｖbの単位時間当たりの変化量（絶対値）が所定の閾値を超える場合を示し、その閾値は、ステアリング操作により生じうる操舵トルクの変化量の限界値（人の操舵速度限界にトーションバーのバネ定数を乗じた値、例えば３．４１Ｎ／ｍＳ程度）に設定される。そして、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れかが上記所定の出力範囲を逸脱、又は急変した場合には、当該逸脱又は急変した側のホールＩＣに異常が発生したものと判定する。
【００２７】
本実施形態のマイコン４０は、このようにして上記各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定され、且つ上記各出力電圧Ｖa，Ｖbについての出力範囲の逸脱判定、又は急変判定において当該故障したホールＩＣが特定された場合には、正常な側のホールＩＣの出力電圧の値を用いて操舵トルクτを演算する。尚、説明の便宜のため、以下、このように各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかの故障が検出された後、暫定的に演算される操舵トルクτを暫定トルクとする。
【００２８】
また、本実施形態のマイコン４０では、上記各出力電圧Ｖa，Ｖbについての出力範囲の逸脱判定、又は急変判定において当該故障したホールＩＣが特定できない場合には、更に当該各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクτに換算した場合に、その方向が同一であるか否かを判定する。そして、二つの出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて暫定トルクを演算する。尚、本実施形態では、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算する。
【００２９】
本実施形態のＥＣＵ２３（マイコン４０）は、このようにして暫定的トルクが演算された場合には、当該暫定トルクに基づいて、そのパワーアシスト制御を継続、詳しくは、その操舵系に付与するアシスト力を緩やかに漸減すべく、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。そして、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの何れかに故障が発生したものと判定し、且つ上記の各判定によってもアシスト制御の継続ができないと判定される場合には、その操舵系に付与するアシスト力を急漸減して当該パワーアシスト制御を停止することにより、速やかにフェールセーフを図る構成になっている。
【００３０】
即ち、図３に示されるように、従来の故障判定方法によって、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの故障状態が把握されるのは、その出力電圧Ｖa，Ｖbが以下に示す範囲にある場合である。尚、同図は、一例として、ホールＩＣ３４ａの出力特性との関係を示す図であり、他方、ホールＩＣ３４ｂについては、上記のようにその出力特性が反転して設定されているのはいうまでもないが、以下、説明の便宜のため、故障判定の詳細については、同図に示されるホールＩＣ３４ａ側についてのみ例示する。
【００３１】
− 正常と判定される適正範囲内にある場合（図３中、領域Ｒ１に示される範囲）
− 完全に異常と判定される範囲にある場合（同図中、下限値Ｖ３から上限値Ｖ４までの所定の出力範囲を逸脱している場合、領域Ｒ２，Ｒ３に示される範囲）
− 単位時間当たりの変化量（絶対値）が所定の閾値を超える場合（同図中、領域Ｒ４，領域Ｒ５に示される範囲）
しかしながら、上述のように、上記領域Ｒ２〜領域Ｒ５に示される故障状態は、比較的の重度の場合のみであり、上記領域Ｒ１に示される適正範囲を若干超えるような誤差が生じた程度の故障では、その故障したセンサ素子の特定はできない。そのため、そのパワーアシスト制御の継続可能性の拡大についても自ずと限界のあるものとなっていた。
【００３２】
この点を踏まえ、本実施形態では、上記のように各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbに基づいて暫定トルクを演算する。
【００３３】
即ち、二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂの双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、その各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる（図３参照、領域Ｒ６〜領域Ｒ９に示される範囲）。
【００３４】
つまり、本実施形態では、操舵方向を正しく検出できる場合であれば、その値に誤差を含む場合であっても、各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定的に操舵トルクを演算する。そして、その暫定トルクに基づきパワーアシスト制御を実行することにより、トルクセンサ故障時におけるその継続可能性の拡大を図る構成となっている。
【００３５】
次に、本実施形態におけるトルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の処理手順について説明する。
図４のフローチャートに示すように、マイコン４０は、先ず各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲外であるか否か、即ちその出力電圧差が過大であるか否かの判定により、少なくとも何れか一方に故障が生じているか否かを判定する（図５（ｃ）参照、ステップ１０１）。
【００３６】
次に、このステップ１０１において、その出力電圧差の過大により少なくとも何れか一方に故障が生じていると判定した場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）、マイコン４０は、次に各出力電圧Ｖa，Ｖbのそれぞれについて、その値が所定の出力範囲外にあるか否か（所定の出力範囲を逸脱しているか否か）を判定する（ステップ１０２）。そして、このステップ１０２において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値が所定の出力範囲内にある場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、更に各出力電圧Ｖa，Ｖbの値が急変したか否かを判定する（ステップ１０３）。
【００３７】
次に、上記ステップ１０２において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの少なくとも一方が所定の出力範囲を逸脱していると判定した場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、又は上記ステップ１０３において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの少なくとも一方が急変したと判定した場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、続いて、その出力範囲から逸脱、又は急変が各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れか一方のみであるか否かを判定する（ステップ１０４）。
【００３８】
そして、同ステップ１０４において、何れか一方のみであると判定した場合（ステップ１０４）には、その異常が検出された側の出力電圧に対応するホールＩＣに故障が生じたものと特定して、他方側の正常なホールＩＣの出力電圧を用いて暫定トルクを演算する。そして、ＥＣＵ２３（マイコン４０）は、その暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０５）。
【００３９】
一方、上記ステップ１０３において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値に急変がない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、即ち上記ステップ１０２及びステップ１０３において、故障したホールＩＣが特定できなかった場合、次に、マイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０７）。
【００４０】
そして、上記ステップ１０４において、各出力電圧Ｖa，Ｖbの双方が所定の出力範囲を逸脱し、又は急変したと判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ）、若しくは上記ステップ１０６において、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が異なると判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、その操舵系に付与するアシスト力を急漸減して当該パワーアシスト制御を停止する（ステップ１０８）。
【００４１】
尚、上記ステップ１０１において、各ホールＩＣ３４ａ，３４ｂの出力電圧Ｖa，Ｖbの合計値Ｖabが、その適正と考えられる範囲内にある、即ち出力電圧差の過大はないと判定した場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、通常の操舵トルク演算、及びパワーアシスト制御が実行される（ステップ１０９）。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
○マイコン４０は、各出力電圧Ｖa，Ｖbの所定の出力範囲からの逸脱判定（ステップ１０２）、及び急変判定（ステップ１０３）により故障したホールＩＣの特定ができなかった場合（ステップ１０３：ＮＯ）、各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、その操舵トルクに換算した場合の方向が同一である場合には、これら各出力電圧Ｖa，Ｖbの平均値を用いて暫定トルクを演算し、当該暫定トルクに基づいて、パワーアシスト制御を継続、詳しくは操舵系に対するアシスト力を緩やかに漸減すべくＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する（ステップ１０７）。
【００４３】
即ち、二つのホールＩＣ３４ａ，３４ｂの双方において、同時に重度の故障が発生する可能性は極めて小さい。従って、その各出力電圧Ｖa，Ｖbを操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一であれば、その出力電圧に誤差が生じた程度の比較的軽い故障が発生したものと推定することができる。
【００４４】
つまり、運転者による操舵方向が正しく検出できるのであれば、その大きさが最適であるか否かはともあれ、ステアリング操作を補助する方向にアシスト力を付与することが可能である。従って、上記構成によれば、トルクセンサ故障時におけるアシスト力付与の継続可能性を拡大することができる。そして、このような故障検査によっても、アシスト制御の継続ができないと判定される状況は、もともとの操舵トルクが小さい領域である。つまり、最もアシスト力付与の要求が高い操舵トルクの大きな領域において、より顕著な効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、各出力電圧Ｖa，Ｖbの値を操舵トルクに換算した場合における両者の方向が同一である場合には、その平均値を用いて暫定トルクを演算することとした。しかし、これに限らず、各出力電圧Ｖa，Ｖbのうちの値（絶対値）の小さい方を用いて暫定トルクを演算する構成としてもよい。即ち、各出力電圧Ｖa，Ｖbの何れか誤差が生じている以上、その付与するアシスト力が必ずしも最適な大きさを有するものであるとは言い切れない。従って、その誤差の影響が小さくなるように操舵系に付与するアシスト力を小さくすることにより、運転者に与える違和感を緩和することができる。
【００４６】
・本実施形態では、本発明をトルクセンサ３１の故障検出に具体化したが、同様に出力信号が二重化されたものであれば、例えば回転角センサ等の故障検出に適用してもよい。
・本実施形態では、トルクセンサ故障発生後におけるパワーアシスト制御の継続時には、その操舵系に付与するアシスト力を緩漸減することとしたが、このようなアシスト力の漸減は行なわない構成に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】トルクセンサとＥＣＵとの接続状態を示す概略構成図。
【図３】本実施形態の故障判定によるホールＩＣの出力電圧と把握可能な故障状態との関係を示す説明図。
【図４】トルクセンサ故障判定及び故障検出後のフェールセーフ制御の処理手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）（ｂ）各ホールＩＣの出力電圧の変化特性を示すグラフ、（ｃ）各ホールＩＣの故障判定の態様を示す説明図。
【図６】従来の故障判定によるホールＩＣの出力電圧と把握可能な故障状態との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ステアリングシャフト、８…コラムシャフト、２１…モータ、２３…ＥＣＵ、３１…トルクセンサ、３４ａ，３４ｂ…ホールＩＣ、４０…マイコン、Ｓa，Ｓb…出力信号、Ｖa，Ｖb…出力電圧、τ…操舵トルク、Ｖ１，Ｖ２…所定電圧、Ｖ３…下限値、Ｖ４…上限値、Ｒ１〜Ｒ９…領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記トルク検出手段は、独立した二系統のセンサ信号として入力される二つのセンサ素子の出力電圧に基づき前記操舵トルクを演算するとともに、該各センサ素子の故障を検出する故障検出機能を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記各センサ素子は、その出力特性が相互に反転して設定されるものであって、
前記トルク検出手段は、二つの前記出力電圧の合計値が所定の適正範囲から逸脱した場合に各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定し、さらに各出力電圧の一方のみが所定の出力範囲を逸脱、又は該出力電圧の一方のみが前記ステアリング操作により生じうる範囲を超えて急峻に変化した場合には、該出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化に対応するセンサ素子が故障したものと判定して他方の出力電圧に基づき暫定トルクを演算するとともに、前記各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定され、且つ出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化が検出されない場合において、前記各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、該各出力電圧に基づき前記暫定トルクを演算し、
前記制御手段は、前記暫定トルクが演算される場合には、該暫定トルクに基づいて前記操舵力補助装置の制御を継続すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記暫定トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力を漸減すべく前記制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記トルク検出手段は、独立した二系統のセンサ信号として入力される二つのセンサ素子の出力電圧に基づき前記操舵トルクを演算するとともに、該各センサ素子の故障を検出する故障検出機能を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記各センサ素子は、その出力特性が相互に反転して設定されるものであって、
前記トルク検出手段は、二つの前記出力電圧の合計値が所定の適正範囲から逸脱した場合に各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定し、さらに各出力電圧の一方のみが所定の出力範囲を逸脱、又は該出力電圧の一方のみが前記ステアリング操作により生じうる範囲を超えて急峻に変化した場合には、該出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化に対応するセンサ素子が故障したものと判定して他方の出力電圧に基づき暫定トルクを演算するとともに、前記各センサ素子の少なくとも一方に故障が発生したものと判定され、且つ出力範囲の逸脱又は前記出力電圧の急峻な変化が検出されない場合において、前記各出力電圧を操舵トルクに換算した場合におけるその方向が同一である場合には、該各出力電圧に基づき前記暫定トルクを演算し、
前記制御手段は、前記暫定トルクが演算される場合には、該暫定トルクに基づいて前記操舵力補助装置の制御を継続すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記暫定トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力を漸減すべく前記制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７６６３７（Ｐ２０１０−７６６３７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４８２３８（Ｐ２００８−２４８２３８）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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