技術領域

本發明涉及一種中途故障診斷，其診斷諸如將電動機產生的輔助扭矩賦予車輛的轉向系統的電動助力轉向裝置之類的電氣裝置和電氣設備等的故障(異常)。本發明尤其涉及一種中途故障診斷系統及安裝了該中途故障診斷系統的電動助力轉向裝置。該中途故障診斷系統通過利用統計學的方法(正規分布概率、上下限側概率)來檢測出中途故障，以便抑制意外的系統故障并提高可靠性。

背景技術

作為具備諸如電氣機器、電氣元件之類的電氣裝置和電氣設備等(以下簡單地稱為“電氣裝置”)，利用電動機的旋轉力對車輛的轉向機構施加轉向輔助扭矩(輔助扭矩)的電動助力轉向裝置，將電動機的驅動力經由減速裝置由齒輪或皮帶等傳送機構，向轉向軸或齒條軸施加轉向輔助扭矩。為了準確地產生轉向輔助扭矩，現有的電動助力轉向裝置(EPS)進行電動機電流的反饋控制。反饋控制調整電動機外加電壓，以便使轉向輔助指令值(電流指令值)與電動機電流檢測值之間的差變小。電動機外加電壓的調整一般通過調整PWM(脈沖寬度調制)控制的占空比(Duty)來進行。

如圖1所示，對電動助力轉向裝置的一般結構進行說明。轉向盤(方向盤)1的柱軸(轉向軸或方向盤軸)2經過減速齒輪3、萬向節4a和4b、齒輪齒條機構5、轉向橫拉桿6a和6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設有用于檢測出轉向盤1的轉向扭矩的扭矩傳感器10，對轉向盤1的轉向力進行輔助的電動機20通過減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對用于控制電動助力轉向裝置的控制單元(ECU)30進行供電，同時，經過點火開關11，點火信號被輸入到控制單元30。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩Tr和由車速傳感器12檢測出的車速Vel，進行作為輔助(轉向輔助)指令的電流指令值的運算，根據通過對運算出的電流指令值實施補償等而得到的電流控制值E，來控制供給電動機20的電流。此外，車速Vel也能夠從諸如CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)等處獲得。

在這樣的電動助力轉向裝置中，控制單元30主要由CPU(也包含MPU或MCU等)構成，該CPU內部由程序執行的一般功能具有如圖2所示的構成。

參照圖2來說明控制單元30的功能和動作。如圖2所示，由扭矩傳感器10檢測出并被輸入進來的轉向扭矩Tr和來自車速傳感器12或CAN的車速Vel被輸入到電流指令值運算單元31中。電流指令值運算單元31基于轉向扭矩Tr和車速Vel運算出電流指令值Iref1。運算出的電流指令值Iref1經過用于以過熱保護條件來限制最大值的最大輸出限制單元32被加法輸入到減法單元33。減法單元33求出被限制了最大值的電流指令值Iref2與被反饋回來的電動機電流i之間的偏差Iref3(＝Iref2-i)；PI控制單元34對偏差Iref3進行PI控制；通過PI控制得到的電壓指令值E被輸入到PWM控制單元35中以便運算出占空比；經過諸如逆變器之類的電動機驅動電路36依據PWM信號PS來對電動機20進行PWM驅動。電動機電流檢測器37檢測出電動機20的電動機電流值i，檢測出的電動機電流值i被反饋到減法單元33中。

在確定這樣的諸如電動助力轉向裝置之類的電氣裝置的通常故障的時候，盡管也根據故障部位，在超過某個故障閾值時被檢測出的故障標記在該檢測讀取采樣的時候被連續進行一次到幾千次的計數的情況下，進行諸如確定該故障之類的處理。在不連續的計數的情況下，因為連續標記不被設置，所以很難作為故障來確定。另外，如果減小上述故障閾值的話，盡管不連續標記傾向于連續，但存在很可能變成錯誤檢測的問題。

圖3示出了現有的一般的故障檢測的例子，具體地表示了利用輸出電壓的總和在正常時典型地變為5.10V的性質，上限側的故障閾值被設定為5.35V，下限側的故障閾值被設定為4.85V的概率密度曲線的例子，其橫軸為輸出電壓的總和(診斷值)，其縱軸表示概率密度。