特許 5961566 トルクセンサの異常診断装置及び異常診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5961566

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】トルクセンサの異常診断装置及び異常診断方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20160719BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20160719BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20160719BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20160719BHJP

【ＦＩ】

   B62D6/00

   B62D5/04

   B62D117:00

   B62D119:00

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-13160(P2013-13160)

(22)【出願日】2013年1月28日

(65)【公開番号】特開2013-216310(P2013-216310A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年7月27日

(31)【優先権主張番号】特願2012-56388(P2012-56388)

(32)【優先日】2012年3月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 和弘

(72)【発明者】

【氏名】石川 久純

(72)【発明者】

【氏名】西尾 大介

【審査官】 飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０７８９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１３５３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２８００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２２７７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４８３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １１７／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

Ｇ０１Ｌ ２５／００

Ｇ０１Ｌ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動パワーステアリング装置のコントローラと２つの系統にて接続されたトルクセンサの異常を診断する異常診断装置であって、
ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの検出結果に基づいて、ステアリングの操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する操舵速度判定部と、
ステアリングが前記所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間内で、前記トルクセンサにて検出された入力トルクの積算値を演算する積算値演算部と、
前記積算値演算部によって演算された入力トルクの前記積算値が予め定められた基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とするトルクセンサの異常診断装置。

【請求項2】

前記サンプリング区間内で、ステアリングが前記所定速度以上で操舵された時点の入力トルクである基準入力トルクと前記トルクセンサにて検出された入力トルクとの偏差の絶対値の最大値を演算する最大値演算部をさらに備え、
前記異常判定部は、前記最大値演算部によって演算された前記最大値が予め定められた基準値以下であり、かつ、前記積算値演算部によって演算された入力トルクの前記積算値が前記基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサの異常診断装置。

【請求項3】

前記積算値演算部は、前記操舵角センサにて検出されたステアリングの操舵角の符号が変化した場合にステアリングが中立位置に戻ったと判定して、前記サンプリング区間内の入力トルクの積算値を演算することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトルクセンサの異常診断装置。

【請求項4】

電動パワーステアリング装置のコントローラと２つの系統にて接続されたトルクセンサの異常を診断する異常診断装置であって、
ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの検出結果に基づいて、ステアリングの操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する操舵速度判定部と、
ステアリングが前記所定速度以上で操舵されてから所定時間が経過するまでのサンプリング区間内で、前記トルクセンサにて検出された入力トルクの積算値を演算する積算値演算部と、
前記サンプリング区間内で、ステアリングが前記所定速度以上で操舵された時点の入力トルクである基準入力トルクと前記トルクセンサにて検出された入力トルクとの偏差の絶対値の最大値を演算する最大値演算部と、
前記最大値演算部によって演算された前記最大値が予め定められた基準値以下であり、かつ、前記積算値演算部によって演算された入力トルクの前記積算値が予め定められた基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とするトルクセンサの異常診断装置。

【請求項5】

前記異常判定部は、入力トルクの積算値が前記基準積算トルク以下となるサンプリング区間が予め定められた所定回数連続した場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のトルクセンサの異常診断装置。

【請求項6】

電動パワーステアリング装置のコントローラと２つの系統にて接続されたトルクセンサの異常を診断する異常診断方法であって、
ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの検出結果に基づいて、ステアリングの操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する操舵速度判定ステップと、
ステアリングが前記所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間内で、前記トルクセンサにて検出された入力トルクの積算値を演算する積算値演算ステップと、
前記積算値演算ステップによって演算された入力トルクの前記積算値が予め定められた基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定する異常判定ステップと、
を含むことを特徴とするトルクセンサの異常診断方法。

【請求項7】

前記サンプリング区間内で、ステアリングが前記所定速度以上で操舵された時点の入力トルクである基準入力トルクと前記トルクセンサにて検出された入力トルクとの偏差の絶対値の最大値を演算する最大値演算ステップをさらに含み、
前記異常判定ステップは、前記最大値演算ステップによって演算された前記最大値が予め定められた基準値以下であり、かつ、前記積算値演算ステップによって演算された入力トルクの前記積算値が前記基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項６に記載のトルクセンサの異常診断方法。

【請求項8】

電動パワーステアリング装置のコントローラと２つの系統にて接続されたトルクセンサの異常を診断する異常診断方法であって、
ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの検出結果に基づいて、ステアリングの操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する操舵速度判定ステップと、
ステアリングが前記所定速度以上で操舵されてから所定時間が経過するまでのサンプリング区間内で、前記トルクセンサにて検出された入力トルクの積算値を演算する積算値演算ステップと、
前記サンプリング区間内で、ステアリングが前記所定速度以上で操舵された時点の入力トルクである基準入力トルクと前記トルクセンサにて検出された入力トルクとの偏差の絶対値の最大値を演算する最大値演算ステップと、
前記最大値演算ステップによって演算された前記最大値が予め定められた基準値以下であり、かつ、前記積算値演算ステップによって演算された入力トルクの前記積算値が予め定められた基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定する異常判定ステップと、
を含むことを特徴とするトルクセンサの異常診断方法。

【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用いられるトルクセンサの異常診断装置及び異常診断方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の電動パワーステアリング装置として、ステアリングシャフトに付与される入力トルクをトルクセンサにて検出して、その検出結果を基に電動モータの駆動を制御してドライバがステアリングに加える操舵力をアシストするものがある。

【0003】

この種の電動パワーステアリング装置において、トルクセンサを２系統設け、その２系統のトルクセンサの出力値に所定値以上の差がある場合には、トルクセンサが故障していると判定するものがある。

【0004】

しかし、トルクセンサを２系統設けるものであっても、２系統の双方が断線したような場合には、２系統のトルクセンサの出力値は双方とも操舵トルクの入力がない中立点に対応するものとなるため、上述した２系統の出力値の差に応じて故障を判定する方法では、トルクセンサの２系統双方に故障が発生していることは判定できない。このような事態が発生した場合には、ドライバがステアリングを操作してステアリングシャフトに操舵トルクが発生しているにもかかわらず、トルクセンサの出力値は操舵トルクの入力がない中立点に対応するものであるため、電動モータによるアシストは行われない。したがって、ステアリングは重くなってしまう。

【0005】

特許文献１には、トルクセンサから得られた２つの出力値が基準値付近であり、かつステアリングの操舵角が所定角以上である状態が所定の時間継続した場合に、トルクセンサに異常が生じていると判定する電動パワーステアリング制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−６２６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の電動パワーステアリング制御装置では、ステアリングの操舵角が所定角以上である状態が所定の時間継続することが、判定条件の１つとなっている。しかし、車両が停止中にステアリングが操作され操舵角が所定角以上の状態で長時間停止するような場合には、ステアリングの操舵角が所定角以上であるにもかかわらずトルクセンサには操舵トルクの入力が一定時間ない状態となり、このようなトルクセンサに問題がない状態でも異常と判定されてしまうおそれがある。

【0008】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの異常を精度良く診断することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、電動パワーステアリング装置のコントローラと２つの系統にて接続されたトルクセンサの異常を診断する異常診断装置であって、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサの検出結果に基づいて、ステアリングの操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する操舵速度判定部と、ステアリングが前記所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間内で、前記トルクセンサにて検出された入力トルクの積算値を演算する積算値演算部と、前記積算値演算部によって演算された入力トルクの前記積算値が予め定められた基準積算トルク以下の場合に、前記トルクセンサに異常が発生していると判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ステアリングが所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間の入力トルクの積算値が基準積算トルク以下の場合にトルクセンサに異常が発生していると判定するため、トルクセンサの異常を精度良く診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るトルクセンサの異常診断装置が適用される電動パワーステアリング装置の構成図である。

【図2】トルクセンサのメイン系統の特性図であり、ステアリングシャフトに付与される入力トルクとトルクセンサの出力電圧との関係を示す。

【図3】トルクセンサのサブ系統の特性図であり、ステアリングシャフトに付与される入力トルクとトルクセンサの出力電圧との関係を示す。

【図4】第１実施形態において、コントローラにて実行されるトルクセンサの異常を判定する手順を示すフローチャートである。

【図5】操舵角センサにて検出されたステアリングの操舵角とトルクセンサにて検出されたステアリングシャフトの入力トルクとの時間変化を示すグラフ図である。

【図6】操舵角センサにて検出されたステアリングの操舵角とトルクセンサにて検出されたステアリングシャフトの入力トルクとの時間変化を示すグラフ図である。

【図7】第２実施形態において、コントローラにて実行されるトルクセンサの異常を判定する手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

【0013】

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るトルクセンサの異常診断装置が適用される電動パワーステアリング装置１００について説明する。

【0014】

電動パワーステアリング装置１００は、ドライバによるステアリング１の操作に伴って回転する入力シャフト７と、上端がトーションバー４を介して入力シャフト７に接続され下端がラック軸５に連係する出力シャフト３とを有し、出力シャフト３の下端に設けられるピニオン３ａと噛合するラック軸５を軸方向に移動させることで車輪６を操舵するものである。入力シャフト７と出力シャフト３とによってステアリングシャフト２が構成される。

【0015】

また、電動パワーステアリング装置１００は、ドライバによるステアリング１の操舵を補助するための動力源である電動モータ１０と、電動モータ１０の回転をステアリングシャフト２に減速して伝達する減速機１１と、入力シャフト７と出力シャフト３との相対回転によってトーションバー４に付与される入力トルクを検出するトルクセンサ１２と、トルクセンサ１２の検出結果に基づいて電動モータ１０の駆動を制御するコントローラ１３とを備える。

【0016】

減速機１１は、電動モータ１０の出力軸に連結されるウォームシャフト１１ａと、出力シャフト３に連結されウォームシャフト１１ａに噛み合うウォームホイール１１ｂとからなる。電動モータ１０が出力するトルクは、ウォームシャフト１１ａからウォームホイール１１ｂに伝達されて出力シャフト３に補助トルクとして付与される。

【0017】

ステアリングシャフト２に付与される入力トルク（操舵トルク）はトルクセンサ１２にて検出され、トルクセンサ１２はその入力トルクに対応する電圧信号をコントローラ１３に出力する。コントローラ１３は、トルクセンサ１２からの電圧信号に基づいて、電動モータ１０が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ１０の駆動を制御する。このように、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングシャフト２に付与される入力トルクをトルクセンサ１２にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ１０の駆動をコントローラ１３にて制御してドライバがステアリング１に加える操舵力をアシストする。

【0018】

ステアリングシャフト２には、ステアリング１の操舵角（絶対操舵角）を検出する操舵角センサ１５が設けられる。ステアリングシャフト２の絶対回転角度とステアリング１の絶対操舵角とは等しいため、操舵角センサ１５にてステアリングシャフト２の回転角度を検出することによってステアリングの操舵角が得られる。操舵角センサ１５の検出結果はコントローラ１３に出力される。操舵角センサ１５は、ステアリング１が中立位置の場合には操舵角として零度を出力する。また、ステアリング１が中立位置から右切り方向に操舵される場合には、ステアリング１の回転に応じて＋の符号の操舵角を出力する一方、ステアリング１が中立位置から左切り方向に操舵される場合には、ステアリング１の回転に応じて−の符号の操舵角を出力する。

【0019】

トルクセンサ１２は、メイン系統とサブ系統の２つの系統にてコントローラ１３に接続される。つまり、トルクセンサ１２とコントローラ１３とは、メイン系統用の第１ケーブル２１とサブ系統用の第２ケーブル２２の２本ケーブルにて接続される。第１ケーブル２１と第２ケーブル２２は、それぞれコネクタを介してコントローラ１３に接続される。

【0020】

コントローラ１３は、電動モータ１０の動作を制御するＣＰＵと、ＣＰＵの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたＲＯＭと、トルクセンサ１２や操舵角センサ１５等の各種センサが検出した情報を一時的に記憶するＲＡＭとを備える。

【0021】

図２はトルクセンサ１２のメイン系統の出力特性図であり、図３はトルクセンサ１２のサブ系統の出力特性図である。双方の出力特性図とも、ステアリングシャフト２に付与される入力トルクとトルクセンサ１２の出力電圧との関係を示す。

【0022】

図２に示すように、メイン系統の出力特性は、ステアリング１が操舵されておらずステアリングシャフト２に付与される入力トルクが零の場合には、出力電圧は出力範囲の中間値である２．５Ｖである。また、ステアリング１が中立位置から右切り方向に操舵される場合には入力トルクの増大に応じて出力電圧が２．５Ｖから０Ｖに減少する一方、ステアリング１が中立位置から左切り方向に操舵される場合には入力トルクの増大に応じて出力電圧が２．５Ｖから５Ｖまで増大する。

【0023】

図３に示すように、サブ系統の出力特性は、ステアリング１が操舵されておらずステアリングシャフト２に付与される入力トルクが零の場合には、出力電圧はメイン系統と同様に出力範囲の中間値である２．５Ｖである。また、ステアリング１が中立位置から右切り方向に操舵される場合には入力トルクの増大に応じて出力電圧が２．５Ｖから５．０Ｖまで増大する一方、ステアリング１が中立位置から左切り方向に操舵される場合には入力トルクの増大に応じて出力電圧が２．５Ｖから０Ｖまで減少する。

【0024】

コントローラ１３による電動モータ１０の制御には、トルクセンサ１２のメイン系統から出力される出力電圧が用いられる。サブ系統から出力される出力電圧は、電動モータ１０の制御には用いられず、トルクセンサ１２の異常を診断するために用いられる。具体的には、コントローラ１３は、メイン系統から出力された出力電圧をサブ系統から出力された出力電圧と比較し、その差が予め定められた許容差以上であると判断した場合には、トルクセンサ１２に異常が発生していると判定する。

【0025】

ここで、トルクセンサ１２は、第１及び第２ケーブル２１，２２が断線した場合や、第１及び第２ケーブル２１，２２のコネクタが外れた場合には、入力トルクが零に対応する２．５Ｖの出力電圧となる回路に構成されている。したがって、第１及び第２ケーブル２１，２２の双方が断線した場合や、第１及び第２ケーブル２１，２２の双方のコネクタが外れた場合には、メイン系統とサブ系統の出力電圧は同じになるため、コントローラ１３は、メイン系統から出力された出力電圧とサブ系統から出力された出力電圧との差が許容差未満であると判断し、トルクセンサ１２の異常を判定することができない。

【0026】

しかし、本実施形態では、このようなメイン系統とサブ系統の双方に異常が発生した場合でも、以下に説明する方法によってトルクセンサ１２の異常を判定することができる。図４及び図５を参照して、その方法について説明する。図４は、コントローラ１３にて実行されるトルクセンサ１２の異常を判定する手順を示すフローチャートである。図５は、操舵角センサ１５にて検出されたステアリング１の操舵角とトルクセンサ１２のメイン系統にて検出されたステアリングシャフト２の入力トルクとの時間変化を示すグラフ図である。図５において、操舵角は実線にて示し、入力トルクは点線にて示す。

【0027】

図４及び図５を参照して、コントローラ１３にて実行されるトルクセンサ１２の異常を判定する手順について説明する。

【0028】

ステップ１では、操舵角センサ１５にて検出されたステアリング１の操舵角の一定時間の変化量、つまり、操舵角の変化速度が予め定められた所定速度以上であるか否かを判定する。ステアリング１の操舵角の変化速度が所定速度以上であると判定された場合には、ステップ２へ進む。ステップ１がコントローラ１３の操舵速度判定部にて実行される操舵速度判定ステップに該当する。

【0029】

ステップ２では、トルクセンサ１２の検出結果に基づいて、入力トルクのサンプリングを開始する（図５の時間ｔ１）。

【0030】

ステップ３では、サンプリングした入力トルクを積算する。具体的には、入力トルクの関数を積分することによって積算する。

【0031】

ステップ４では、操舵角センサ１５の検出結果に基づいて、ステアリング１が中立位置であるか否かを判定する。具体的には、操舵角センサ１５が出力する操舵角が零度の場合に、ステアリング１が中立位置であると判定する。これに代わり、操舵角センサ１５が出力する操舵角の符号が変化した場合に、ステアリング１が中立位置であると判定するようにしてもよい。ステアリング１が中立位置（操舵角が零度の点）を跨ぐ際には、操舵角センサ１５が出力する操舵角は符号が＋から−又は−から＋へと変化する。したがって、操舵角の符号の変化によってもステアリング１が中立位置であることを判定することができる。ステップ４にてステアリング１が中立位置でないと判定された場合には、ステップ３へ戻り入力トルクの積算を継続する。

【0032】

ステップ４にてステアリング１が中立位置であると判定された場合には、ステップ５へ進み、入力トルクのサンプリングを終了する（図５の時間ｔ２）。ステップ２から５までが、コントローラ１３の積算値演算部にて実行される積算値演算ステップに該当する。

【0033】

ステップ６では、ステアリング１が所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間（図５の時間ｔ１からｔ２の区間）内の入力トルクの積算値が予め定められた基準積算トルク以下であるか否かを判定する。

【0034】

ステップ６にて入力トルクの積算値が基準積算トルク以下であると判定された場合には、ドライバがステアリング１を操舵しているにもかかわらず、ステアリングシャフト２への入力トルクが検出できていない異常な状態であり、ステップ８へ進む。このような状態では、電動モータ１０によるアシストは行われず、ステアリング１は重くなってしまう。

【0035】

一方、ステップ６にて入力トルクの積算値が基準積算トルクを超えていると判定された場合には、ステアリングシャフト２への入力トルクが検出できている正常な状態であり、ステップ７へ進み、トルクセンサ１２が正常であると判定する。図５に示す入力トルクの曲線は、ステアリングシャフト２への入力トルクが検出できている正常な状態を示すものである。一方、トルクセンサ１２のメイン系統の第１ケーブル２１が断線した場合のような異常な状態では、ドライバがステアリング１を操舵しているにもかかわらず、メイン系統の出力電圧は２．５Ｖとなり、入力トルクは零を示すことになる。

【0036】

ステップ６の判定に用いる入力トルクの基準値である基準積算トルクは、トルクセンサ１２の異常が判定できる値に設定される。基準値としては、例えば、ドライバがステアリング１に加える操舵力をアシストする際に電動モータ１０にて発生しなければならない最小のトルクよりも大きな値等を採用するとよい。

【0037】

ステップ８では、入力トルクの総和が基準積算トルク以下となるサンプリング区間が予め定められた所定回数連続したか否かを判定する。所定回数連続していないと判定された場合にはステップ１へ戻る。一方、所定回数連続したと判定された場合にはステップ９へ進む。具体的には、図５に示すように、サンプリング区間１，２，３・・・のように連続したサンプリング区間で入力トルクの積算値が基準積算トルク以下となるサンプリング区間が複数回連続した場合にはステップ９へ進む。

【0038】

ステップ９では、トルクセンサ１２に異常が発生していると判定し、コントローラ１３の異常履歴にトルクセンサ１２の異常診断情報を記録する。具体的には、トルクセンサ１２のメイン系統とサブ系統の双方に異常があることを示す情報を、コントローラ１３を構成するＲＯＭに記録する。これにより、コントローラ１３の異常履歴を見ることによって、ステアリング１が重くなった原因が、トルクセンサ１２のメイン系統とサブ系統の双方の異常であることがわかり、第１及び第２ケーブル２１の断線やコネクタの外れ等の不具合に迅速に対処することができる。ステップ６，８，９が、コントローラ１３の異常判定部にて実行される異常判定ステップに該当する。

【0039】

ステップ８では、トルクセンサ１２の異常を判定する条件として、入力トルクの積算値が基準積算トルク以下となるサンプリング区間が複数回連続していることを条件とした。しかし、入力トルクの積算値が基準積算トルク以下となるサンプリング区間が１回あった場合に、トルクセンサ１２を異常と判定するようにしてもよい。ただし、この場合には、誤ってトルクセンサ１２を異常と判定するおそれがあるため、判定の精度を上げるためには複数回連続していることを判定の条件とするのが望ましい。

【0040】

以上にて説明したトルクセンサ１２の異常診断は、メイン系統にて検出された入力トルクとサブ系統にて検出された入力トルクとの差を監視し、その差が許容差以上であるか否かを判断してトルクセンサ１２の異常を判定する異常診断とは別に行われる。メイン系統のみに異常が発生した場合には、メイン系統とサブ系統の入力トルクの差が許容差以上になるため、両者の入力トルクの差を監視することによって、その異常を判定することができる。しかし、メイン系統とサブ系統の双方に異常が発生した場合には、両者の入力トルクの差を監視しても異常を判定することができない。その場合には、上記ステップ１〜９による異常診断にて、メイン系統とサブ系統の双方に異常が発生したことを判定することができる。

【0041】

以上では、メイン系統の入力トルクを監視することによってトルクセンサ１２の異常診断を行う場合について説明した。しかし、サブ系統の入力トルクを監視することによってトルクセンサ１２の異常診断を行うようにしてもよく、また、メイン系統とサブ系統の双方の入力トルクを監視することによってトルクセンサ１２の異常診断を行うようにしてもよい。

【0042】

ここで、ステアリング１を操舵して中立位置に戻さずに車両を長時間離れるような場合には、図４に示した手順では、入力トルクのサンプリングが終了しないため、ステップ６へと進みことができない。このような所定時間経過してもステアリング１が中立位置に戻らない場合には、図６に示すように、所定時間経過時点（ｔ２）でサンプリングを終了する。そして、ステアリング１が所定速度以上で操舵されてから所定時間が経過するまでのサンプリング区間（図６の時間ｔ１からｔ２の区間）内の入力トルクの積算値が予め定められた基準積算トルク以下である場合には、トルクセンサ１２に異常が発生していると判定する。

【0043】

ステアリング１を操舵して中立位置に戻さずに車両を長時間離れるような場合でも、トルクセンサ１２が正常な状態であれば、図６に示すように、サンプリング区間にて入力トルクが検出されているはずであるため、このような方法でもトルクセンサ１２の異常を判定することができる。

【0044】

以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0045】

第１実施形態に係る異常診断装置は、ステアリング１が所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間の入力トルクの積算値が基準積算トルク以下の場合にトルクセンサ１２に異常が発生していると判定するものであるため、トルクセンサ１２のメイン系統とサブ系統の双方に異常が発生しているか否かを精度良く診断することができる。

【0046】

＜第２実施形態＞
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るトルクセンサの異常診断装置について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点について説明する。

【0047】

ステアリング１が所定速度以上で操舵されてから中立位置に戻るまでのサンプリング区間が短い場合には、トルクセンサ１２が正常であるにもかかわらず、サンプリング区間内の入力トルクの積算値が基準積算トルク以下となってしまい、第１実施形態で示した判定方法ではトルクセンサ１２が異常と判定されるおそれがある。そこで、判定の基準となる基準積算トルクを小さい値に設定することが考えられる。

【0048】

ここで、トルクセンサ１２の第１及び第２ケーブル２１，２２が断線した場合や、第１及び第２ケーブル２１，２２のコネクタが外れた場合には、トルクセンサ１２の出力電圧は、本来であれば、上述したように２．５Ｖとなる。しかし、トルクセンサ１２の個体差や経年変化に起因して、実際には、トルクセンサ１２の出力電圧が２．５Ｖよりも僅かに大きな値となる場合がある。トルクセンサ１２の個体差や経年変化に起因して生じる出力電圧のずれは僅かであり、メイン系統から出力された出力電圧とサブ系統から出力された出力電圧との差が許容差以上となってトルクセンサ１２が異常と判定される程度の量ではない。このようなずれが生じる場合において、基準積算トルクを小さい値に設定して第１実施形態で示した方法で判定を行うと、トルクセンサ１２が異常であるにもかかわらず、入力トルクの積算値が基準積算トルクよりも大きくなってしまい、トルクセンサ１２が正常と判定されるおそれがある。

【0049】

このような事情から基準積算トルクは小さい値に設定することができないため、上述のように、サンプリング区間が短い場合には、第１実施形態で示した判定方法ではトルクセンサ１２の状態を正確に判定できないおそれがある。そこで、本第２実施形態では、第１実施形態の判定方法に加えて、以下の手順が行われる。

【0050】

図７に示すように、本第２実施形態では、第１実施形態のステップ２とステップ３の間でステップ１０が行われると共に、ステップ５とステップ６の間でステップ１１が行われる。それ以外のステップは第１実施形態と同じである。

【0051】

ステップ１０では、サンプリング区間内で、ステアリング１が所定速度以上で操舵された時点の入力トルクを基準入力トルクとして記憶する。具体的には、ステップ１でステアリング１の操舵角の変化速度が所定速度以上であると判定された時点の入力トルクを基準入力トルクとして記憶する。図５においては、基準入力トルクはT-baseである。

【0052】

ステップ１１では、サンプリング区間内での基準入力トルクとトルクセンサ１２にて検出された入力トルクとの偏差の絶対値の最大値を演算する。これが、コントローラ１３の最大値演算部にて実行される最大値演算ステップに該当する。そして、演算した最大値が予め定められた基準値以下であるか否かを判定する。ステップ１１にて最大値が基準値を超えていると判定された場合には、トルクセンサ１２が入力トルクを正常に検出できているといえるため、ステップ７へ進み、トルクセンサ１２が正常であると判定する。ステップ１１の判定に用いる基準値は、トルクセンサ１２の異常が判定できる値に設定される。基準値としては、例えば、コントローラ１３がステアリング１が中立位置であると判断する際の公差に余裕を加えた値に設定される。少なくとも、トルクセンサ１２の出力電圧の想定される最大のずれ量に対応するトルク値よりも大きい値に設定される。

【0053】

サンプリング区間が短い場合には、ステップ６のみでは、トルクセンサ１２が正常であるにもかかわらずトルクセンサ１２が異常と判定され、トルクセンサ１２の状態を正確に判定できないおそれがある。しかし、ステップ６に先立ってステップ１１を実行することによって、このような誤判定を防止することができる。

【0054】

ステップ１１にて最大値が基準値以下であると判定された場合には、トルクセンサ１２が入力トルクを正常に検出できていない可能性があるため、ステップ６に進み、サンプリング区間内の入力トルクの積算値が基準積算トルク以下であるか否かを判定する。ステップ６にて入力トルクの積算値が基準積算トルク以下であると判定された場合には、ステアリングシャフト２への入力トルクが検出できていない異常な状態であり、ステップ８へ進む。このように、第２実施形態では、ステップ１１にて最大値が基準値以下であると判定され、かつ、ステップ６にて入力トルクの積算値が基準積算トルク以下であると判定された場合に、トルクセンサ１２に異常が発生していると判定されることになる。

【0055】

トルクセンサ１２が正常であっても、ステアリング１がゆっくり操舵されるような場合には、ステップ１１にて最大値が基準値以下であると判定される可能性がある。しかし、このような場合には、サンプリング区間が長くなって入力トルクの積算値が大きくなるため、ステップ６にて入力トルクの積算値が基準積算トルクを超えていると判定されることになる。そして、ステップ７へ進み、トルクセンサ１２が正常であると判定される。

【0056】

以上のように、第１実施形態の判定方法に、ステップ１０と１１を加えることによって、トルクセンサの異常をより精度良く診断することができる。

【0057】

本第２実施形態は、ステアリング１が所定速度以上で操舵されてから所定時間が経過するまでをサンプリング区間と設定する場合（図６に示す場合）にも適用することができる。

【0058】

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明は、電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサの異常診断装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１００ 電動パワーステアリング装置
１ ステアリング
２ ステアリングシャフト
１０ 電動モータ
１２ トルクセンサ
１３ コントローラ
１５ 操舵角センサ
２１ 第１ケーブル
２２ 第２ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】