CN107207038B - 动力转向装置及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力转向装置及其控制装置，动力转向装置(1)具有设置于控制单元(33)的异常检测电路(50)。上述异常检测电路(50)在20～25Hz的频率范围内周期性变化的转向力矩Tr等频率成分的峰值电平Trpl大于规定值时，判断为装置的异常。

Description

动力转向装置及其控制装置

技术领域

本发明涉及一种应用于车辆的动力转向装置及其控制装置。

背景技术

在专利文献1中公开了动力转向装置，在该动力转向装置中，水滴传感器设置在齿轮壳端部内周。如果利用该水滴传感器检测出附着于齿条部的水滴，则向驾驶者通知在上述动力转向装置产生异常的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-111032号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1那样的动力转向装置中，由于为了检测出因水滴的侵入所导致的异常而需要附加的水滴传感器，所以导致增加上述装置的成本，异常检测电路变得复杂。

用于解决课题的手段

本发明的特征在于，特别是具有异常检测电路，所述异常检测电路在作为转向力信息的转向力矩、电动马达的指令信号、或流向电动马达的马达电流的值在第一频率以上、第二频率以下的规定频率范围内周期性变化、并且上述规定频率范围内的上述转向力信息的值大于规定值时，判定为装置的异常。

发明的效果

根据本发明，由于将上述规定频率范围内的上述转向力信息的值比规定值大的状态作为装置的异常进行异常检测，所以不用水滴传感器这样的其他结构要素，能够基于上述转向力信息的值的变化精度良好地检测装置的异常。

即，在转向机构生锈而上述规定频率范围内的上述转向力信息的值增加且大于上述规定值时，判断为装置的异常，因此能够精度良好地检测装置的异常。

附图说明

图1是本发明的动力转向装置的概要图。

图2是从箭头A方向观察图1所示的动力转向装置的图。

图3是沿图2的B－B线的动力转向装置的剖视图。

图4是图1的控制单元的控制框图。

图5(a)是表示将具有新的滚珠丝杠机构的动力转向装置设置在台上而进行实验时的数据的图表，图5(b)是表示将具有生锈的滚珠丝杠机构的动力转向装置设置在台上而进行实验时的数据的图表。

图6(a)～图6(c)是分别表示在铺设路面上进行实验时的数据的图表，图6(d)～图6(f)是分别表示在具有砂砾的路面上进行实验时的数据的图表。

图7是表示图4中的锈检测部的控制的第一实施例的流程图。

图8是表示图4中的锈检测部的控制的第二实施例的流程图。

图9是表示图4中的锈检测部的控制的第三实施例的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的动力转向装置1的实施例进行说明。

如图1～图3所示，配置于车辆的驾驶室内的方向盘2与作为车辆的前轮的转向轮3A、3B通过转向机构4机械地连结。上述转向机构4具有：转向轴7，其经由万向接头6与中间轴5一体旋转地连结；小齿轮轴8，其经由未图示的扭杆与上述转向轴7连结且由铁系金属材料(钢材)构成；齿条部9，其在外周设置有与设置于上述小齿轮轴8的外周的小齿轮8A咬合的齿条9A且由铁系金属材料(钢材)构成。并且，齿条部9的两端部分别经由球窝关节10、11、横拉杆12、13及转向臂14、15等与对应的转向轮3A、3B连结。

通过这样的结构，如果驾驶者对方向盘2进行旋转操作，则伴随与此中间轴5及转向轴7绕轴旋转而扭转上述扭杆，利用由此产生的扭杆的弹性力，小齿轮轴8跟随转向轴7旋转。并且，上述小齿轮轴8的旋转运动通过由上述齿条9A及小齿轮8A构成的齿轮齿条部机构转换为沿齿条部9的轴向的直线运动，经由球窝关节10、11及横拉杆12、13将转向臂14、15向车宽方向拉伸，从而改变转向轮3A、3B的方向。

另外，在收纳上述转向轴7及小齿轮轴8的传感器壳体16，作为检测各种信息的传感器，设置有检测转向轴7的转向角的转向角传感器17(图4)、基于上述扭杆的扭转所产生的转向轴7与小齿轮轴8的相对旋转角度差检测出输入到转向轴7的转向力矩的转矩传感器18(图4)。

而且，在收纳上述齿条部9的齿轮壳19的轴向两端设置有分别覆盖横拉杆12、13的一端侧外周的波纹状的罩20、21。上述波纹状的罩20、21形成为利用例如合成橡胶材料等确保规定的挠性，防止水和灰尘侵入上述齿条部9和后述的滚珠丝杠机构22。

特别是如图3所示，向转向机构4施加转向力的电动马达23通过将固定设置于该输出轴24的前端部外周的输入带轮25、和固定设置于齿条部9的外周的输出带轮26经由带27连接，从而与上述齿条部9关联。需要说明的是，利用两个带轮25、26及带27构成传递机构。并且，在上述输出带轮26与齿条部9之间安装有滚珠丝杠机构22，所述滚珠丝杠机构22具有作为减速器的螺旋状的槽形状。

上述滚珠丝杠机构22由如下部件构成：齿条部侧滚珠丝杠槽28，其设置在齿条部9的外周面，并且具有螺旋状的槽形状；螺母29，其以包围上述齿条部9的方式设置为环状，相对于齿条部9旋转自如地设置，并且由铁系金属材料构成；螺母侧滚珠丝杠槽31，其设置于该螺母29的内周面，并且具有与齿条部侧滚珠丝杠槽22一起构成滚珠循环槽30的螺旋状的槽形状；多个滚珠32，其设置于上述滚珠循环槽30内，且由铁系金属材料构成；未图示的管道(循环部件)，其设置于螺母29的径向外侧，以使滚珠32能够从滚珠循环槽30的一端侧向另一端侧循环的方式将滚珠循环槽30的一端侧与另一端侧连接，并且由铁系金属材料构成。一边对经由带27传递的电动马达23的旋转进行减速一边转换为齿条部9的直线运动。

作为控制器单元的控制单元(ECU)33与电动马达23构成一体，具有存储及执行各种控制处理的功能，基于上述转向角、转向力矩及车速等信息，驱动控制向上述转向机构4施加转向助力转矩的电动马达23。以下，基于图4，对这样的控制单元33的具体结构进行详细说明。

图4是表示上述控制单元33的控制结构的详细说明的控制框图。

上述控制单元33由助力电流指令部35和异常检测指令部36构成，所述助力电流指令部35基于转矩传感器18检测到的作为转向力矩的信号的转向力矩信号Tr(以下，称为“转向力矩Tr”)、设置于例如未图示的差速齿轮的车速传感器34检测到的车速信号Vs(以下，称为“车速Vs”)等，运算出驱动电动马达23的驱动电流Io，并将其输出到电动马达23侧，所述异常检测指令部36基于转向力矩Tr等检测上述动力转向装置1的异常，从而控制上述助力电流指令部35等。在此，转矩传感器18与接收来自转矩传感器18的转向力矩Tr且设置于上述控制单元33的转向力矩信号接收部37连接。车速传感器34与接收来自该车速传感器34的车速Vs且同样地设置于控制单元33的车速信号接收部38连接。

上述助力电流指令部35具有：助力电流运算部39，其基于车速Vs、转向角传感器17检测到的转向角信号θang(以下，称为“转向角θang”)和转向力矩Tr，运算出控制电动马达23的马达指令电流信号TRr(以下，称为“马达指令电流TRr”)；限制电路40，其将上述马达指令电流TRr限制为规定上限值以下；马达控制部41，其基于上述马达指令电流TRr生成针对电动马达23的马达驱动信号D；马达驱动部42，其根据上述马达驱动信号D将马达驱动电流Io向电动马达23通电。另外，利用安装在马达驱动部42与电动马达23之间的马达电流检测部43，将作为实际流向上述电动马达23的电流的马达实际电流Ir反馈到马达控制部41。

另外，在上述电动马达23安装有检测输出轴24的转速信号Ms(以下，称为“转速Ms”)的马达转速传感器44。马达转速传感器44连接于设置在控制单元33的马达控制部41及转向速度运算部45两者。上述马达控制部41基于马达转速传感器44检测到的转速Ms调整马达驱动信号D，由此，控制流向上述电动马达23的马达实际电流Ir的量。另外，上述转向速度运算部45基于上述转速Ms，运算出作为方向盘2的转速的转向速度Ss。另外，转向速度运算部45与设置于控制单元33的转向速度信号接收部46连接，该转向速度信号接收部46接收来自上述转向速度运算部45的转向速度Ss。

上述异常检测指令部36由锈检测部47、根据该锈检测部47的处理而在未图示的报警灯(警告灯)进行警告显示的警告指令部48、同样根据锈检测部47的处理切断电动马达23的通电的电源切断部49构成，通过检测基于上述齿条部9及滚珠丝杠机构22中的锈的产生的异常，向驾驶者通知，从而引起注意。

上述锈检测部47具有基于转向速度Ss、作为转向力矩Tr的转向力信息判断动力转向装置1的异常的异常检测电路50。需要说明的是，如果转向力矩Tr增加，则与此相对地马达指令电流TRr也增加，而且，如果马达指令电流TRr增加，则与此相对地马达实际电流Ir也增加，因此，可以将马达指令电流TRr或马达实际电流Ir用作上述转向力信息。在利用限制电路40限制马达指令电流TRr的情况下，因为转向力矩Tr上升，所以上述锈检测部47不将上述转向力信息用于异常判断。

上述异常检测电路50是具有设置于控制单元33的未图示的微型计算机内的程序的电路。在上述微型计算机内中，将转向力信息处理为数字数据。另外，上述异常检测电路50具有在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz的频率范围内提取分别周期性变化的转向力信息的频率成分的第一～第三带通滤波器(滤波电路)51a、51b、51c。另外，作为上述20～25Hz的频率范围的上限值的25Hz是作为数字数据的上述转向力信息的分辨率或上述微型计算机的分辨率以下的值。

需要说明的是，上述20Hz及25Hz分别对应于权利要求中记载的第一频率及第二频率。

图5(a)是按照时间曲线地表示将具有新的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1设置在台上而以转向速度30度/秒进行转向时的扭杆的转矩变动的转向力矩Tr的频率成分的峰值电平Trpl的图表。上述峰值电平Trpl是对转向力矩Tr在20～25Hz的频率范围内进行带通滤波处理而提取转矩变动的频率成分，并获得频率成分的峰值Trp的平均值而得的。上述峰值电平Trpl周期性地变化，峰值电平Trpl的值越高，越多包含20～25Hz的频率范围。

另外，图5(b)是按照时间曲线地表示将具有浸在盐水中9天而生锈的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1设置在台上而同样地以转向速度30度/秒转向时的扭杆的转矩变动的转向力矩Tr的频率成分的峰值电平Trpl的图表。上述峰值电平Trpl是对转向力矩Tr同样地在20～25Hz的频率范围内进行带通滤波处理而提取转矩变动的频率成分，并获得该频率成分的峰值Trp的平均值而得的。

如果比较图5(a)和图5(b)，则针对在20～25Hz的频率范围内周期性变化的频率成分的峰值电平Trpl而言，具备有锈的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1的值比具备新的滚珠丝杠机构22的动力转向装置1的值高。也就是说，由于在齿条部9及滚珠丝杠机构22生锈，所以在20～25Hz的频率范围内，扭杆的转矩变动变大。

需要说明的是，针对其他频率范围、即8～12Hz及40～50Hz也实施与上述图5(a)及图5(b)相同的实验，但是，在具备新的滚珠丝杠机构22的动力转向装置1、和具备有锈的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1中，几乎没有频率成分的峰值电平的差。

图6(a)～图6(c)分别是分别按照时间曲线地表示将具有新的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1搭载于车辆并在铺设路面上以规定的转向速度转向时的扭杆的转矩变动的转向力矩Tr的频率成分的峰值电平Trpl的图表。图6(a)～图6(c)的频率成分的峰值电平Trpl是对转向力矩Tr在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz的频率范围内分别进行带通滤波处理而提取转矩变动的频率成分，并获得该频率成分的峰值Trp的平均值而得的。

另外，图6(d)～图6(f)分别是分别按照时间曲线地表示将具有新的齿条部9及滚珠丝杠机构22的动力转向装置1搭载于车辆并在具有砂砾的路面上以规定的转向速度转向时的扭杆的转矩变动的转向力矩Tr的频率成分的峰值电平Trpl的图表。图6(d)～图6(f)的频率成分的峰值电平Trpl是对转向力矩Tr同样在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz的频率范围内分别进行带通滤波处理而提取转矩变动的频率成分，并获取该频率成分的峰值Trp的平均值而得的。

如果比较图6(a)和图6(d)，则针对8～12Hz的频率范围内周期性变化的频率成分的峰值电平Trpl而言，在具有砂砾的路面上转向时的值比在铺设路面上转向时的值高。

同样地，如果比较图6(b)和图6(e)，则针对20～25Hz的频率范围内周期性变化的频率成分的峰值电平Trpl而言，在具有砂砾的路面上转向时的值比在铺设路面上转向时的值高。

同样地，如果比较图6(c)和图6(f)，则针对40～50Hz的频率范围内周期性变化的频率成分的峰值电平Trpl而言，在具有砂砾的路面上转向时的值比在铺设路面上转向时的值高。

这样，在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz的频率范围内，频率成分的峰值电平Trpl都因来自具有砂砾的路面的凹凸而受到振动的影响，从而增加。但是，针对20～25Hz的频率范围，频率成分的峰值电平Trpl也因齿条部9及滚珠丝杠机构22的锈所引起的振动而增加。因此，在本实施例中，将因路面的凹凸而小于规定地产生车辆的振动的路面例如铺设路面设为优良路面，而且将因路面的凹凸而规定以上地产生车辆的振动的路面例如具有砂砾的路面设为恶劣路面，从而预先判断路面状况，在优良路面行驶中，基于20～25Hz的频率范围内的转向力矩的频率成分的峰值电平Trpl的变化，检测基于上述齿条部9及滚珠丝杠机构22的锈的产生的异常。

在此，对优良路面及恶劣路面的判断基准进行说明。

在车辆的直线前进行驶中，在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz这三个频率范围内分别周期性变化的转向力矩的频率成分的峰值电平Trpl都比0.5Nm小时，判断为优良路面。在此，车辆的直线前进行驶的条件是，车速Vs大于15km/h，转向力矩Tr小于1Nm，转向角θang小于30度，并且转向速度Ss小于5度/秒。在上述三个频率范围的频率成分的峰值电平Trpl都比0.5Nm小的状态持续2秒的情况下，在锈检测部的后述的控制中，将优良路面计数器值Cntg设为“1”。

另外，在车辆的直线前进行驶中，在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz这三个频率范围的频率成分的峰值电平Trpl的至少一个在0.5Nm以上时，判断为恶劣路面。此时，在上述控制中，将优良路面计数器值Cntg设为“0”。需要说明的是，针对例如包含高速公路的接缝部分的起伏路，由于转向力矩Tr的频率成分以10Hz的次数(扭杆共振频率的次数成分)变动，所以通过8～12Hz的频率范围内的恶劣路面的判断，能够检测出上述起伏路。

接着，针对基于上述齿条部9及滚珠丝杠机构22的生锈的异常检测的判断基准进行说明。在车辆的优良路面行驶中以转向速度30～90度/秒转向时，在8～12Hz、40～50Hz这两个频率范围内的转向力矩的频率成分的峰值电平Trpl两者都小于0.5Nm，并且20～25Hz的频率范围内的转向力矩的频率成分的峰值电平Trpl大于0.8Nm时，判断上述齿条部9及滚珠丝杠机构22生锈。在这样的状态持续0.5秒的情况下，对锈检测计数器值CnTr进行计数。需要说明的是，转向速度30度/秒及转向速度90度/秒分别与权利要求中记载的第一转向速度及第二转向速度对应。

另外，在车辆的优良路面行驶中以转向速度30～90度/秒转向时，在8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz这三个频率范围的频率成分的峰值电平Trpl都小于0.5Nm时，上述齿条部9及滚珠丝杠机构22没有生锈，对锈检测计数器值CnTr进行减值。

另外，在车辆的优良路面行驶中以转向速度30～90度/秒转向时，在8～12Hz、40～50Hz这两个频率范围的频率成分的峰值电平Trpl的至少一个在0.5Nm以上时，判断为恶劣路面，维持上次的锈检测计数器值CnTr。

需要说明的是，在车速Vs大于15km/h并且扭杆的转矩的方向与转向速度方向一致时，进行上述异常检测的处理。另外，作为8～12Hz的频率范围的下限值的8Hz是比能够人为转向的频率高的值。

接着，参照图7，对锈检测部47的控制的第一实施例进行说明。

首先，从转向角传感器17读取转向角θang(步骤1)，从转矩传感器18读取转向力矩Tr(步骤2A)。接着，在8～12Hz的频率范围(步骤3)、20～25Hz的频率范围(步骤4)及40～50Hz的频率范围(步骤5)内对转向力矩Tr进行带通滤波处理，提取转矩变动的转向力矩Tr的频率成分。接着，算出各频率范围内的频率成分的峰值电平Trpl(步骤6)。接着，从车速传感器34读取车速Vs(步骤7)，判断车速Vs是否比规定值即15km/h大(步骤8)，在15km/h以下的情况下，判断锈检测计数器值CnTr是否在规定值、例如“5”以上(步骤13)。在锈检测计数器值CnTr为“5”以上的情况下，确定基于上述齿条部9及滚珠丝杠机构22的锈的产生的异常(步骤14)，通知驾驶者。另外，在锈检测计数器值CnTr小于“5”的情况下，上述齿条部9及滚珠丝杠机构22没有生锈，结束处理。

另外，在步骤8中，在车速大于15km/h的情况下，判断车辆是否在直线前进行驶中(步骤9)。在直线前进行驶中的情况下，判断车辆是否在恶劣路面行驶中(步骤10)。在恶劣路面行驶中的情况下，将优良路面计数器值Cntg清零(步骤11)，将优良路面行驶计时器Tntg清零(步骤12)，进入步骤13。

另外，在步骤10中，在优良路面行驶中的情况下，判断20～25Hz的频率范围的频率成分的峰值电平Trpl是否大于规定值即0.8Nm(步骤15)。在大于0.8Nm的情况下，峰值电平Trpl的增加不是因为锈而引起的而是因为其他原因而引起，从而将锈检测计数器值CnTr减值或清零(步骤19)，进入步骤13。另外，在步骤15中，在峰值电平Trpl为0.8Nm以下的情况下，将优良路面行驶计时器Tntg增值(步骤16)，判断优良路面行驶计时器Tntg是否为规定值以上(步骤17)。在规定值以上的情况下，对优良路面计数器值Cntg进行计数(步骤18)，进入步骤13。另外，在小于规定值的情况下，进入步骤13。

另外，在步骤9中，在车辆不是直线前进行驶中的情况下(即，正在进行转向的情况)，判断转向速度Ss是否在规定范围内即30～90度/秒的范围内(步骤20)。在没有在30～90度/秒的范围内时，进入步骤13。另外，在位于30～90度/秒的范围内时，判断优良路面计数器值Cntg是否在规定值即“1”以上(步骤21)。在小于“1”的情况下，进入步骤13。在“1”以上的情况下，判断8～12Hz、20～25Hz、40～50Hz这三个频率范围的频率成分的峰值电平Trpl是否全部小于规定值即0.5Nm。在三个峰值电平Trpl全小于0.5Nm的情况下，将锈检测计数器值CnTr减值或清零(步骤27)，将锈检测计时器TnTr清零(步骤28)，进入步骤13。

另外，在步骤22中，在没有满足三个峰值电平Trpl全小于0.5Nm这样的条件的情况下，判断是否仅20～25Hz的频率范围的频率成分的峰值电平Trpl大于规定值即0.8Nm(步骤23)。在0.8Nm以下的情况下，将锈检测计时器TnTr清零(步骤28)，进入步骤13。在大于0.8Nm的情况下，将锈检测计时器TnTr增量(步骤24)，判断锈检测计时器TnTr是否为规定值、例如“5”以上(步骤25)。在“5”以上的情况下，进入步骤13。在比“5”小的情况下，对锈检测计数器值CnTr进行计数(步骤26)，进入步骤13。

需要说明的是，在上述实施例中，在车速大于15km/h的情况下，检测基于上述齿条部9及滚珠丝杠机构22的锈的产生的异常，但是在车速为较高的规定车速、例如高速公路行驶中的80km/h以上的车速时，希望不将20～25Hz的频率范围的频率成分的峰值电平Trpl用于异常判断。这是因为，由于在例如高速公路行驶中这样的规定车速以上时几乎不进行转向操作的可能性高，所以不将此时的峰值电平Trpl的值用于异常判断。由此，能够提高异常判断的精度。

需要说明的是，上述较高的规定车速与专利文献中记载的规定车速对应。

根据以上那样构成的动力转向装置1，由于将规定频率范围内的转向力信息的值大于规定值的状态作为装置的异常进行异常判断，所以不使用水滴传感器这样的其他结构要素，能够基于上述转向力信息的值的变化而精度良好地判断装置的异常。

即，在转向机构生锈，规定频率范围内的上述转向力信息的值增加而比上述规定值大时，判断装置的异常，因此，能够精度良好地判断装置的异常。

另外，对于基于锈的产生的装置的异常判断，由于利用规定频率范围内的频率成分的峰值电平Trpl即峰值Trp的平均值，所以能够抑制因噪音等影响使频率成分增加所导致的误判。

而且，在上述实施例中，由于在路面状况的判断中没有使用比20Hz低的频率，所以抑制在引起驾驶者的注意用的路面上的凹凸部行驶时产生的比20Hz低的频率所导致的误判，能够提高装置的异常判断的精度。

另外，因为比上述20Hz低的频率高于能够人为地转向的频率，所以能够抑制由驾驶者进行周期性转向操作的情况下的转向速度所导致的误判。

而且，在上述实施例中，由于在基于锈的产生的装置的异常判断没有使用比25Hz高的频率，所以通过在更窄的频率范围内检测锈的产生，能够提高装置的异常判断的精度。

另外，在上述实施例中，没有将转向速度Ss小于30度/秒时的转向力信息的值用于异常判断。这是因为，在如车辆的直线前进状态、方向盘2的保舵状态那样的转向速度Ss较低的状态下，因为很难产生引起装置的异常的转向力信息的值的周期性变化，所以不将此时的转向力信息的值用于异常判断。由此，抑制锈的产生以外的原因、例如路面的凹凸等振动所导致的误判，能够提高异常判断的精度。

而且，在上述实施例中，没有将车辆直线前进状态时的转向力信息的值用于异常判断。这是因为，即使在车辆直线前进状态下，在带排水槽的路面上行驶时，该路面所带来的转向力信息的值的变化可能进入规定频率范围内，因此不将此时的转向力信息的值用于异常判断。由此，能够抑制带排水槽的路面所导致的误判。

另外，在上述实施例中，由于基于电动马达23的转速运算转向速度Ss，所以不用另行设置传感器等就能够获得转向速度Ss。

而且，在上述实施例中，不将转向速度Ss大于90度/秒时的转向力信息的值用于异常判断。这是因为，在转向速度Ss是较大的急转向时，由于无论装置是否异常，都有转向力信息的值上升的倾向，因此不将此时的转向力信息的值用于异常判断。由此，能够提高异常判断的精度。

而且，在上述实施例中，作为20～25Hz的频率范围的上限值的25Hz是作为数字数据的上述转向力信息的分辨率或上述微型计算机的分辨率以下的值。这是因为，在使上述上限值比上述转向力信息的分辨率或上述微型计算机的分辨率高的情况下，由于在微型计算机中不能适当地判断上述上限值，所以将上限值设为上述值。由此，能够在微型计算机的能力的范围以内适当地进行异常判断。

另外，在上述实施例中，在上述转向力信息的值在上述规定频率范围内大于上述规定值时，不能直接判断装置的异常，在异常判断计数器的计数器值增加而达到规定值时，判断为装置的异常，因此，能够抑制噪音等所导致的误判。

而且，在上述实施例中，在上述转向力信息的值恢复到与锈的产生无关的值的情况下，通过减小计数器值，能够抑制噪音所导致的计数器值的存储。

另外，在上述实施例中，在对限制电路40中的电动马达23的马达指令电流TRr进行制限时，由于转向力矩Tr上升，所以不使用此时的转向力信息的值，从而能够提高异常判断的精度。

而且，在上述实施例中，能够利用上述滤波电路，容易且适当地提取规定频率范围内的转向力信息。

图8表示锈检测部47的控制的第二实施例。该控制从图7的第一实施例的控制中省略步骤15、19。

另外，图9表示锈检测部47的控制的第三实施例。该控制从图7的第一实施例的控制省略步骤15、19，而且，将图7的控制的步骤2A的“读取转向力矩”替换为步骤2B的“读取马达转速”。如上所述，作为判断动力转向装置1的异常的转向力信息，能够代替转向力矩Tr而使用马达实际电流Ir。如图4的实施例所说明的那样，通过来自马达转速传感器44的转速Ms，控制上述马达实际电流Ir。因此，在步骤2B中，代替转向力矩Tr而读取马达转速Ms，从而获得被控制的马达实际电流Ir，能够将其用作转向力信息。

需要说明的是，在以从车辆的点火装置开启至点火装置关闭期间为一个行程时，在多个行程中检测到异常的情况下，能够使用上述各控制来确定动力转向装置1的异常。因此，因为基于更多的信息判断装置的异常，所以能够提高异常判断的精度。

作为基于以上说明的实施例的动力转向装置，考虑例如以下所述方式的动力转向装置。

动力转向装置在一个方式中，具有：转向机构，其具有伴随着方向盘的旋转而旋转的转向轴、根据上述转向轴的旋转而轴向运动并且由铁系金属材料构成的齿条部；电动马达，其向上述转向机构施加转向力；滚珠丝杠机构，其设置在上述转向机构与上述电动马达之间，是将上述电动马达的旋转力传递给上述转向机构的减速器，由转向轴侧滚珠丝杠槽、螺母、螺母侧滚珠丝杠槽、多个滚珠、循环部件构成，所述转向轴侧滚珠丝杠槽设置于上述齿条部的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母以包围上述齿条部的方式设置为环状，由被设置为相对于上述齿条部自如旋转的铁系金属材料构成，所述螺母侧滚珠丝杠槽设置于上述螺母的内周侧且具有螺旋状的槽形状，并与上述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由设置于上述滚珠循环槽内的铁系金属材料构成，所述循环部件在相对于上述螺母的旋转轴的径向设置于上述螺母的外侧，并且以使上述多个滚珠能够从上述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环的方式将上述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧连接；控制单元，其对上述电动马达进行驱动控制。在上述控制单元设置有：转向力矩信号接收部，其接收产生于上述转向机构的转向力矩的信号；指令信号运算部，其基于上述转向力矩的信号运算上述电动马达的指令信号；异常检测电路，其在作为转向力信息的上述转向力矩、电动马达的指令信号或流向上述电动马达的马达电流的值在第一频率以上、第二频率以下的规定频率范围内进行周期性变化、并且上述规定频率范围内的上述转向力信息的值大于规定值时，判断为装置的异常。

在上述动力转向装置的优选方式中，上述异常检测电路基于上述转向力矩、上述电动马达的指令信号、或上述马达电流的规定频率范围内的值的峰值的平均值，判断装置的异常。

在其他优选方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常检测电路将比上述第一频率低的值用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述控制单元具备接收作为上述方向盘的转速的转向速度的信号的转向速度信号接收部，上述第一频率被设定为比能够人为转向的频率高的值。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常检测电路不将比上述第二频率高的值用作异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，动力转向装置具有接收转向速度的信号的转向速度信号接收部，上述异常检测电路不将上述转向速度比第一转向速度小时的上述转向力信息的值用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常检测电路不将车辆直线前进行驶中时的上述转向力信息的值用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，基于上述电动马达的转速运算上述转向速度的信号。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述控制单元具有接收转向速度的信号的转向速度信号接收部，上述异常检测电路不将上述转向速度为第二转向速度以上时的上述转向力信息的值用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常检测电路具有异常判断计数器，所述异常判断计数器在上述转向力信息的值在规定频率范围内大于上述规定值时，对异常判断用的计数器值进行计数，在异常判断计数器的计数器值达到规定计数器值时，判断为装置的异常。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常判断计数器在上述转向力信息的值在规定频率范围内小于规定值时，减少上述异常判断用的计数器值。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，在将从车辆的点火装置开启至点火装置关闭的期间设为一个行程时，在上述异常检测电路在多个行程中检测到装置的异常时，确定装置的异常。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述控制单元具有限制电路，所述限制电路进行限制，以使得上述电动马达的指令信号为规定上限值以下，上述异常检测电路不将上述限制电路限制上述电动马达的指令信号时的上述转向力信息的值用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述异常检测电路具有提取上述规定频率范围内的上述转向力信息的滤波电路。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述控制单元具有被输入车速的信号的车速信号接收部，上述异常检测电路不将上述车速为规定车速以上时的上述转向力信息用于异常判断。

在另外的其他方式中，在上述动力转向装置的任一方式的基础上，上述控制单元具有微型计算机，上述异常检测电路是具有设置于上述微型计算机内的程序的电路，上述转向力信息在上述微型计算机内作为数字数据被处理，上述第二频率是作为数字数据的上述转向力信息的分辨率或上述微型计算机的分辨率以下的值。

另外，作为基于以上说明的实施例的动力转向装置的控制装置，考虑例如以下所述方式的动力转向装置的控制装置。

动力转向装置具有：转向机构，其具有伴随着方向盘的旋转而旋转的转向轴、根据上述转向轴的旋转而轴向运动并且由铁系金属材料构成的齿条部；电动马达，其向上述转向机构施加转向力；滚珠丝杠机构，其设置在上述转向机构与上述电动马达之间，是将上述电动马达的旋转力传递给上述转向机构的减速器，由转向轴侧滚珠丝杠槽、螺母、螺母侧滚珠丝杠槽、多个滚珠、循环部件构成，所述转向轴侧滚珠丝杠槽设置于上述齿条部的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母以包围上述齿条部的方式设置为环状，并且由被设置为相对于上述齿条部自如旋转的铁系金属材料构成，所述螺母侧滚珠丝杠槽设置于上述螺母的内周侧且具有螺旋状的槽形状，并与上述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由设置于上述滚珠循环槽内的铁系金属材料构成，所述循环部件在相对于上述螺母的旋转轴的径向设置于上述螺母的外侧，以使上述多个滚珠能够从上述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环的方式将上述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧连接。该动力转向装置的控制装置具有：转向力矩信号接收部，其接收产生于上述转向机构的转向力矩的信号；指令信号运算部，其基于上述转向力矩的信号运算上述电动马达的指令信号；异常检测电路，其在作为转向力信息的上述转向力矩、上述电动马达的指令信号、或流向上述电动马达的马达电流的值在第一频率以上、第二频率以下的规定频率范围内周期性变化、并且上述规定频率范围内的上述转向力信息的值大于规定值时，判断为装置的异常。

在上述动力转向装置的控制装置的优选方式中，上述异常检测电路不将比上述第二频率高的值用于异常判断。

Claims (18)

1.一种动力转向装置，具有：

转向机构，其具有伴随着方向盘的旋转而旋转的转向轴、根据所述转向轴的旋转而轴向运动并且由铁系金属材料构成的齿条部；

电动马达，其对所述转向机构施加转向力；

该动力转向装置的特征在于，具有：

滚珠丝杠机构，其设置在所述转向机构与所述电动马达之间，是将所述电动马达的旋转力传递给所述转向机构的减速器，由转向轴侧滚珠丝杠槽、螺母、螺母侧滚珠丝杠槽、多个滚珠、循环部件构成，所述转向轴侧滚珠丝杠槽设置于所述齿条部的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母以包围所述齿条部的方式设置为环状，由被设置为相对于所述齿条部自如旋转的铁系金属材料构成，所述螺母侧滚珠丝杠槽设置于所述螺母的内周侧并具有螺旋状的槽形状且与所述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由设置于所述滚珠循环槽内的铁系金属材料构成，所述循环部件在相对于所述螺母的旋转轴的径向上设置于所述螺母的外侧，以使所述多个滚珠能够从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环的方式将所述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧连接；

控制单元，其对所述电动马达进行驱动控制；

转向力矩信号接收部，其设置于所述控制单元，接收产生于所述转向机构的转向力矩的信号；

指令信号运算部，其设置于所述控制单元，基于所述转向力矩的信号运算所述电动马达的指令信号；

异常检测电路，其设置于所述控制单元，在作为转向力信息的所述转向力矩、电动马达的指令信号、或流向所述电动马达的马达电流的值在第一频率即20Hz以上、第二频率即25Hz以下的规定频率范围内周期性变化、并且所述规定频率范围内的所述转向力信息的值大于规定值时，判断为在动力转向装置的所述齿条部和所述滚珠丝杠机构生锈的异常。

2.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路基于所述转向力矩、所述电动马达的指令信号、或所述马达电流的规定频率范围内的值的峰值的平均值，判断装置的异常。

3.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路不将比所述第一频率低的值用于异常判断。

4.如权利要求3所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有转向速度信号接收部，所述转向速度信号接收部接收作为所述方向盘的转速的转向速度的信号，

所述第一频率被设定为比能够人为转向的频率高的值。

5.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路不将比所述第二频率高的值用于异常判断。

6.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

具有接收转向速度的信号的转向速度信号接收部，

所述异常检测电路不将所述转向速度小于第一转向速度时的所述转向力信息的值用于异常判断。

7.如权利要求6所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路不将车辆直线前进行驶中时的所述转向力信息的值用于异常判断。

8.如权利要求7所述的动力转向装置，其特征在于，

基于所述电动马达的转速，运算所述转向速度的信号。

9.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有接收转向速度的信号的转向速度信号接收部，

所述异常检测电路不将所述转向速度为第二转向速度以上时的所述转向力信息的值用于异常判断。

10.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路具有异常判断计数器，所述异常判断计数器在所述转向力信息的值在规定频率范围内大于所述规定值时，对异常判断用的计数器值进行计数，在异常判断计数器的计数器值达到规定计数器值时，判断为装置的异常。

11.如权利要求10所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常判断计数器在所述转向力信息的值在规定频率范围内小于规定值时，减小所述异常判断用的计数器值。

12.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

在将从车辆的点火装置开启至点火装置关闭的期间设为一个行程时，

在所述异常检测电路在多个行程中检测到装置的异常时，确定装置的异常。

13.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有限制电路，所述限制电路进行限制，以使得所述电动马达的指令信号为规定上限值以下，

所述异常检测电路不将所述限制电路限制所述电动马达的指令信号时的所述转向力信息的值用于异常判断。

14.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述异常检测电路具有滤波电路，所述滤波电路提取所述规定频率范围内的所述转向力信息。

15.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有被输入车速的信号的车速信号接收部，

所述异常检测电路不将所述车速为规定车速以上时的所述转向力信息用于异常判断。

16.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，

所述控制单元具有微型计算机，

所述异常检测电路是具有设置于所述微型计算机内的程序的电路，

所述转向力信息在所述微型计算机内被处理为数字数据，

所述第二频率是作为数字数据的所述转向力信息的分辨率或所述微型计算机的分辨率以下的值。

17.一种动力转向装置的控制装置，其特征在于，

动力转向装置具有：

转向机构，其具有伴随着方向盘的旋转而旋转的转向轴、根据所述转向轴的旋转而轴向运动并且由铁系金属材料构成的齿条部；

电动马达，其向所述转向机构施加转向力；

滚珠丝杠机构，其设置在所述转向机构与所述电动马达之间，是将所述电动马达的旋转力传递给所述转向机构的减速器，由转向轴侧滚珠丝杠槽、螺母、螺母侧滚珠丝杠槽、多个滚珠、循环部件构成，所述转向轴侧滚珠丝杠槽设置于所述齿条部的外周侧并且具有螺旋状的槽形状，所述螺母以包围所述齿条部的方式设置为环状，由被设置为相对于所述齿条部自如旋转的铁系金属材料构成，所述螺母侧滚珠丝杠槽设置于所述螺母的内周侧并具有螺旋状的槽形状且与所述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽，所述多个滚珠由设置于所述滚珠循环槽内的铁系金属材料构成，所述循环部件在相对于所述螺母的旋转轴的径向上设置于所述螺母的外侧，以使所述多个滚珠能够从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环的方式将所述滚珠循环槽的一端侧与另一端侧连接；

所述动力转向装置的控制装置具有：

转向力矩信号接收部，其接收产生于所述转向机构的转向力矩的信号；

指令信号运算部，其基于所述转向力矩的信号，运算所述电动马达的指令信号；

异常检测电路，其在作为转向力信息的所述转向力矩、所述电动马达的指令信号、或流向所述电动马达的马达电流的值在第一频率即20Hz以上、第二频率即25Hz以下的规定频率范围内周期性变化、并且所述规定频率范围内的所述转向力信息的值大于规定值时，判断为在动力转向装置的所述齿条部和所述滚珠丝杠机构生锈的异常。

18.如权利要求17所述的动力转向装置的控制装置，其特征在于，

所述异常检测电路不将比所述第二频率高的值用于异常判断。