JP2003048560A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置のモータ駆動系
に故障が発生した場合に、それが致命的なものか否か等
を判定し、その判定結果に応じて安全性確保のための適
切な故障処理を迅速に開始する。 【解決手段】 流入及び流出電流検出回路２３，２６で
検出されるモータ駆動回路３０の流入及び流出電流Ｉ
ａ，Ｉｂの差である検出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜に基づ
き、モータ駆動部２０における故障を検出する。故障が
検出されると、検出モータ端子電圧和ＶＤsumと推定モ
ータ端子電圧和ＶＥsumとの差｜ＶＤsum−ＶＥsum｜に
基づき、その故障が致命的か否かを判定し、その判定結
果に応じて適切な故障処理を選択する。ここで、ＶＤsu
mは、正及び負端子電圧検出回路２４、２５で検出され
る正及び負端子電圧Ｖ_m+，Ｖ_m-の和であり、ＶＥsum
は、電源電圧検出回路２２で検出される電源電圧ＶＢと
モータ駆動回路３０への入力信号のデューティ比とによ
り算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータによっ
て車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パ
ワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、そのよう
な電動パワーステアリング装置におけるモータ駆動部の
故障に対するフェイルセーフ機能に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、運転者がハンドル（ステアリ
ングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータ
を駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を
与える電動パワーステアリング装置が用いられている。
この電動パワーステアリング装置では、操舵のための操
作手段であるハンドルに加えられる操舵トルクを検出す
るトルクセンサが設けられており、そのトルクセンサで
検出される操舵トルクに基づき電動モータに流すべき電
流の目標値が設定される。そして、この目標値と電動モ
ータに実際に流れる電流の検出値との偏差に基づき、電
動モータの駆動手段に与えるべき指令値が生成される。
電動モータの駆動手段は、その指令値に応じたデューテ
ィ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成するＰＷ
Ｍ信号生成回路と、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応
じてオン／オフするパワートランジスタを用いて構成さ
れるモータ駆動回路とから成り、そのデューティ比に応
じた電圧すなわち指令値に応じた電圧を電動モータに印
加する。この電圧印加によって電動モータに流れる電流
は電流検出回路によって検出され、この検出値と上記目
標値との差が上記指令値を生成するための偏差として使
用される。電動パワーステアリング装置では、このよう
にして、操舵トルクに基づき設定される目標値の電流が
電動モータに流れるようにフォードバック制御が行われ
る。

【０００３】このような電動パワーステアリング装置に
おいて、モータ駆動回路や電流検出回路等の故障または
異常に対処するために、それらの故障または異常の検出
に応じて、電動モータによる操舵補助力の付与を停止し
たり、電動モータの制御方式を変更したりする構成が知
られている。

【０００４】例えば特許第２６９８９１４号公報には、
操舵力を補助するための電動モータの駆動回路に流入す
る電流とその駆動回路から流出する電流との差に基づ
き、モータ駆動回路の異常を検出し、その異常検出に基
づいて電動モータによる操舵力補助が禁止されるように
構成された電動パワーステアリング装置が開示されてい
る。そして同公報には、この電動パワーステアリング装
置の効果として、モータ線の地絡等のモータ駆動回路の
異常を短時間に検出することができ、このような異常に
対して、迅速に電動モータによる操舵力補助を禁止でき
るため、モータ駆動素子が破壊したり、運転者の予期し
ない操舵補助力が働いたりすることがない、と記載され
ている。

【０００５】また、特開平１０−１６７０８６号公報に
は、ハンドルの操舵トルクの大きさに応じてステアリン
グシャフトを補助負荷付勢するモータをフィードバック
系で駆動するコントロールユニットを具備した電動パワ
ーステアリング装置の制御装置であって、そのコントロ
ールユニットが、前記モータの電流検出回路と、その電
流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを具備する
と共に、その故障検出回路がその電流検出回路の故障を
検出したときに、前記フィードバック系をオープンルー
プ系に切換えるようになっている電動パワーステアリン
グ装置の制御装置が開示されている。そして同公報に
は、この電動パワーステアリング装置の制御装置の効果
として、電流検出回路の故障が検出されたときには制御
系をフィードバック系からオープンループ系に切換えて
モータ電流を流してフェールセーフ的な安定した制御を
行うことができる、と記載されている。

【０００６】さらに、特開平１−１５６１７２号公報に
は、ステアリングシャフトの入力トルクと車速に応じて
操舵力補助量を制御する車速順応制御手段と、異常を検
出するための異常検出手段と、異常を検出したときに操
舵力補助量を所定の値に切換える異常処理手段とを備え
た電動パワーステアリング装置であって、異常処理手段
が、異常の発生部位が２つの種類のいずれに属するかを
判断し、第１の種類の異常の場合には操舵力補助量をす
ぐに０に切換え、第２の種類の異常の場合には操舵力補
助量を所定の値にまで徐々に変化させるように構成され
た電動パワーステアリング装置が開示されている。そし
て同公報には、この電動パワーステアリング装置の効果
として、例えばモータ電流値の異常、電源ラインの電圧
低下など、操舵力補助量の制御が不可能になるような第
１の種類の異常の場合には、操舵力補助量をすぐに０に
切換えることができるので、安全性がきわめて高く、し
かも、例えばトルクセンサの異常、車速センサの異常な
ど、その他の第２の種類の異常の場合には、操舵力補助
量を所定の値まで徐々に変化させるので、異常発生前後
の必要な操舵力の変化が小さく、違和感を極力小さくす
ることができる、と記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現在、電動パワーステ
アリング装置を搭載する車両は、軽自動車から小型車や
普通車にまで拡大してきている。これに伴って、電動パ
ワーステアリング装置に故障が発生した場合に、操舵補
助力の付与を停止して直ぐにマニュアル操作による操舵
（以下「マニュアル操舵」という）へ移行すること自体
が危険挙動につながるおそれが生じてきている。そこ
で、電動モータによる操舵補助力の制御が不可能になる
故障や出火の可能性がある故障のような致命的な故障が
発生した場合には、直ちにマニュアル操舵に切り換える
一方、それ以外の致命的でない故障が発生した場合に
は、故障発生後も操舵補助力の付与を直ちには停止せず
に徐々にマニュアル操舵に移行させる等の暫定制御を行
うことが必要となる。電動パワーステアリング装置の故
障発生時においてより高い安全性を確保すべく、このよ
うな暫定制御を導入するためには、発生した故障が致命
的か否か等の判定、すなわち故障の程度や種類の判定が
必要となり、そのためには故障部位を一定の範囲で特定
しなければならない。

【０００８】しかし、上記特許第２６９８９１４号公報
で開示された電動パワーステアリング装置では、モータ
駆動回路の異常を検出できるが、その異常（故障）が電
動モータへ電流を供給するラインであるモータ線の地絡
等によるものか、電流検出回路の故障によるものかとい
うような故障発生部位の特定をすることができず、その
結果、検出された異常が致命的なものか否か等を判定す
ることができない。

【０００９】これに対し、上記特開平１０−１６７０８
６号公報に開示された電動パワーステアリング装置の制
御装置によれば、電流検出回路の故障がモータ駆動回路
自体の故障と区別して検出され、モータの電流検出回路
が故障していてもモータ駆動回路自体が正常である場合
には、操舵補助力を付与するモータがオープンループで
駆動される。しかし、この電動パワーステアリング装置
の制御装置では、まずパラメータ変動によってモータ駆
動系の異常検出を行い、異常が検出されたときに、モー
タ駆動回路の正常／異常を判断し、モータ駆動回路が正
常であれば電流検出回路の故障とみなしており、そこで
のモータ駆動回路の正常／異常の判断は、モータ駆動回
路内のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を全てオフしモ
ータ端子電圧を読み取ることにより行っている。したが
って、故障検出に時間を要し、故障の程度（致命的か否
か）に応じて迅速に故障処理を開始することができな
い。

【００１０】また、上記特開平１−１５６１７２号公報
に開示された電動パワーステアリング装置では、検出さ
れた異常の発生部位が第１および第２の種類のいずれに
属するかが判定され、その判定結果（故障の程度）に応
じた異常処理が行われる。しかし、同公報には、発生し
た故障（異常）の種類の判定の具体的方法についての詳
細な記載がなく、特に、モータ駆動系に異常が発生した
場合に、それがモータ線の地絡等の致命的な故障による
ものか、電流検出回路の故障のように致命的ではないも
のかの判定方法についての記載が見られない。

【００１１】そこで、本発明は、モータ駆動系に故障が
発生した場合に、それが致命的なものか否か等、故障の
種類を判定し、その判定結果に応じて安全性確保のため
の適切な故障処理を迅速に開始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目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、車両操舵のための操作手段に加えられる操舵ト
ルクに応じて電動モータを駆動することにより当該車両
のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワース
テアリング装置であって、前記操舵トルクに応じて算出
される目標電流値と前記電動モータに流れる電流の検出
値との偏差に基づき、前記電動モータの駆動に対するフ
ィードバック制御のための指令値を生成する制御手段
と、前記指令値に応じて前記電動モータを駆動する駆動
手段と、前記駆動手段において故障が発生した場合に、
フェイルセーフのために予め用意された複数の故障処理
のいずれかを選択して実行する故障処理手段とを備え、
前記駆動手段は、前記指令値に基づき前記電動モータに
電圧を印加する駆動回路と、電源ラインから前記駆動回
路への流入電流を検出する第１電流検出手段と、前記駆
動回路から接地ラインへの流出電流を検出する第２電流
検出手段と、前記電動モータの一方側端子電圧を検出す
る第１電圧検出手段と、前記電動モータの他方側端子電
圧を検出する第２電圧検出手段とを含み、前記故障処理
手段は、前記流入電流と前記流出電流との差である検出
電流差、および、前記一方側端子電圧と前記他方側端子
電圧との和である検出電圧和に基づき、前記駆動手段に
おける故障を検出し、当該検出された故障が予め決めら
れた複数種類のいずれに属するかを判定する故障判定手
段と、前記故障判定手段によって故障が検出されたとき
に、実行すべき故障処理を当該検出された故障の種類に
応じて前記複数の故障処理の中から選択する選択手段と
を含むことを特徴とする。

【００１３】このような第１の発明によれば、電動モー
タの駆動回路に対する流入および流出電流並びに電動モ
ータの一方側および他方側端子電圧という常時監視可能
な電流および電圧に基づき、電動モータの駆動手段にお
ける故障の検出および故障の種類の判定が迅速に行わ
れ、その判定結果に応じて、実行すべき故障処理が選択
される。したがって、電動モータの駆動手段において故
障が発生した場合に、安全性確保のための適切な故障処
理をその故障の種類に応じて選択し迅速に開始すること
ができ、その結果、高いフェイルセーフ機能を実現する
ことができる。

【００１４】第２の発明は、第１の発明において、前記
電動モータはブラシモータであり、前記駆動回路は、４
個のスイッチング素子から構成され、電源ラインと接地
ラインとの間に接続されると共に前記電動モータを負荷
とするブリッジ回路を含み、前記指令値に基づく第１お
よび第２のパルス幅変調信号を受け取り、前記４個のス
イッチング素子のうち接地ライン側の１個のスイッチン
グ素子を当該第１のパルス幅変調信号によってオンおよ
びオフさせると共に電源ライン側の１個のスイッチング
素子を当該第２のパルス幅変調信号によってオンおよび
オフさせることにより、当該第１および第２パルス幅変
調信号のデューティ比に応じた電流を前記電動モータに
供給し、前記故障判定手段は、前記検出電流差が予め決
められた第１の閾値を超えるか否かにより前記駆動手段
における故障を検出し、下記の式によって定義される推
定モータ端子電圧和ＶＥsumと前記検出電圧和との差が
予め決められた第２の閾値を超えるか否かにより、前記
検出された故障が前記複数の種類のいずれに属するかを
判定することを特徴とする： ＶＥsum＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ ここで、Ｄ１は前記第１のパルス幅変調信号のデューテ
ィ比であり、Ｄ２は前記第２のパルス幅変調信号のデュ
ーティ比であり、ＶＢは前記電源ラインの電圧である。

【００１５】このような第２の発明によれば、電動モー
タの駆動部における故障を検出電流差によって検出し、
検出した故障が電流検出回路で発生したものか、駆動回
路で発生したものかを、検出電圧和と推定モータ端子電
圧和との差により判定することができる。すなわち、電
動モータが正常に駆動されている場合には、検出電圧和
ＶＤsumは推定モータ端子電圧和ＶＥsumにほぼ等しい
が、モータ線の地絡が発生した場合には検出電圧和ＶＤ
sumが低下し、モータ線の天絡が発生した場合には検出
電圧和ＶＤsumが上昇する。したがって、検出電圧和Ｖ
Ｄsumと推定モータ端子電圧和ＶＥsumとの差｜ＶＤsum
−ＶＥsum｜が第２の閾値よりも大きいときには、モー
タ線の地絡または短絡が発生していると判断することが
できる。このようにして、検出電流差によって検出され
た故障が、電流検出回路の故障という致命的でない故障
か、モータ線の地絡または天絡という致命的な故障かを
判定することができる。

【００１６】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記故障判定手段は、前記検出された故障の程度
が第１のレベルと当該第１のレベルよりも高い第２のレ
ベルのうちのいずれであるかを判定し、前記選択手段
は、前記検出された故障の程度が第１のレベルであると
判定された場合には、前記制御手段によるフィードバッ
ク制御に代えてオープンループ制御を実行する第１の故
障処理を選択し、前記検出された故障の程度が第２のレ
ベルであると判定された場合には、前記電動モータによ
る操舵補助力の付与を直ちに停止させる第２の故障処理
を選択することを特徴とする。

【００１７】このような第３の発明によれば、電動モー
タの駆動手段において第１のレベルの故障（例えば致命
的でない故障）が発生した場合には、直ちにマニュアル
操舵へは移行させずに、電動モータの制御方式を検出電
流値に基づくフィードバック制御から検出電流値を使用
しないオープンループ制御へと切り換えて操舵補助力の
付与が継続され、一方、電動モータの駆動手段において
第２のレベルの故障（例えば致命的な故障）が発生した
場合には、電動モータによる操舵補助力の付与が直ちに
停止される。このようにして、致命的な故障のような重
度の故障が発生した場合には、直ちに操舵補助力の付与
を停止してマニュアル操舵へ移行させることで安全性が
確保される一方、致命的でない故障のような軽度の故障
が発生した場合には、オープンループ制御という暫定制
御によって、直ちにマニュアル操舵へ移行させることに
よる危険挙動の発生が防止される。これにより、高いフ
ェイルセーフ機能が実現される。

【００１８】第４の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記故障判定手段は、前記検出された故障の程度
を第１のレベルと当該第１のレベルよりも高い第２のレ
ベルのうちのいずれであるかを判定し、前記選択手段
は、前記検出された故障の程度が第１のレベルであると
判定された場合には、前記電動モータによる操舵補助力
の付与を徐々に低減する第１の故障処理を選択し、前記
検出された故障の程度が第２のレベルであると判定され
た場合には、前記電動モータによる操舵補助力の付与を
直ちに停止させる第２の故障処理を選択することを特徴
とする。

【００１９】このような第４の発明によれば、電動モー
タの駆動手段において第２のレベルの故障すなわち致命
的な故障のような重度の故障が発生した場合には、直ち
に操舵補助力を停止してマニュアル操舵へ移行させるこ
とで安全性が確保される一方、第１のレベルの故障すな
わち致命的でない故障のような軽度の故障が発生した場
合には、操舵補助力の漸次的な低減という暫定制御によ
って、直ちにマニュアル操舵へ移行させることによる危
険挙動の発生が防止される。これにより、高いフェイル
セーフ機能が実現される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。 ＜１．全体構成＞図１は、本発明の一実施形態に係る電
動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車
両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステア
リング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル
（ステアリングホイール）１００に一端が固着されるス
テアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフ
ト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４
と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフ
ト１０２に加えられる操舵トルクを検出するトルクセン
サ３と、ハンドル操作（操舵操作）による運転者の負荷
を軽減するための操舵補助力を発生させるブラシモータ
である電動モータ６と、その操舵補助力をステアリング
シャフト１０２に伝達する減速ギア７と、車載バッテリ
８からイグニションスイッチ９を介して電源の供給を受
け、トルクセンサ３や車速センサ４からのセンサ信号に
基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）５とを備えている。このような電動パワーステア
リング装置を搭載した車両において運転者がハンドル１
００を操作すると、その操作による操舵トルクがトルク
センサ３によって検出され、その検出された操舵トルク
Ｔｓと車速センサ４によって検出された車速Ｖとに基づ
いてＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これにより
モータ６は操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速
ギア７を介してステアリングシャフト１０２に加えられ
ることにより、操舵操作による運転者の負荷が軽減され
る。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵ト
ルクＴｓとモータ６の発生する操舵補助力によるトルク
Ｔａとの和が、出力トルクＴｂとして、ステアリングシ
ャフト１０２を介してラックピニオン機構１０４に与え
られる。これによりピニオン軸が回転すると、その回転
がラックピニオン機構１０４によってラック軸の往復運
動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナ
ックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０
８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪
１０８の向きが変わる。

【００２１】＜２．制御装置の構成＞図２は、上記電動
パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵ
５の構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、マ
イクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）１
０とモータ駆動部２０とから構成される。マイコン１０
は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを
実行することによりモータ制御部として機能する。すな
わち、マイコン１０は、トルクセンサ３によって検出さ
れた操舵トルクＴｓと車速センサ４によって検出された
車速Ｖとに基づき、モータ駆動部２０に与えるべき指令
値を算出する。この指令値は、後述のブリッジ回路とし
て構成されるモータ駆動回路３０を駆動するためのＰＷ
Ｍ信号のデューティ比Ｄ１，Ｄ２およびモータ６の駆動
方向Ｄｉｒを示す。

【００２２】モータ駆動部２０は、ＰＷＭ信号生成回路
２１と、モータ駆動回路３０と、電源電圧検出回路２２
と、流入電流検出回路２３と、流出電流検出回路２６
と、正端子電圧検出回路２４と、負端子電圧検出回路２
５とを備えている。また、このモータ駆動部２０には、
バッテリー８から電源が供給され、電源ラインとモータ
駆動回路３０との間には第１の抵抗３５が、接地ライン
とモータ駆動回路３０との間には第２の抵抗３６が、そ
れぞれ挿入されている。また、電源ラインと接地ライン
との間にはコンデンサ３７が接続されている。

【００２３】ＰＷＭ信号生成回路２１は、モータ制御部
としてのマイコン１０から与えられる指令値（Ｄ１，Ｄ
２，Ｄｉｒ）に応じて、第１および第２の右方向ＰＷＭ
信号SRd1，SRr2と第１および第２の左方向ＰＷＭ信号SL
d1，SLd2とを生成する。ここで、右方向操舵を補助する
方向のトルク（以下「右方向トルク」という）をモータ
６に発生させるべきことを指令値（Ｄｉｒ）が指示して
いる場合、第１および第２の右方向ＰＷＭ信号SRd1，SR
d2は、それぞれ、デューティ比Ｄ１，Ｄ２のパルス信号
であり、第１および第２の左方向ＰＷＭ信号SLd1，SLd2
は、モータ駆動回路３０における後述の電界効果型トラ
ンジスタをオフさせる信号状態（以下「非アクティブ」
という）となる。一方、左方向操舵を補助する方向のト
ルク（以下「左方向トルク」という）をモータ６に発生
させるべきことを指令値（Ｄｉｒ）が指示している場
合、第１および第２の右方向ＰＷＭ信号SRd1，SRd2は非
アクティブであり、第１および第２の左方向ＰＷＭ信号
SLd1，SLd2は、それぞれ、デューティ比Ｄ１，Ｄ２のパ
ルス信号である。

【００２４】モータ駆動回路３０は、４個のスイッチン
グ素子である電力用の電界効果型トランジスタ（以下
「ＦＥＴ」という）３１〜３４によって構成されるブリ
ッジ回路であり、このブリッジ回路はバッテリ８の電源
ラインと接地ラインとの間に接続され、負荷としてモー
タ６が接続されている。すなわち、このブリッジ回路
は、電源ライン側すなわち高圧側のＦＥＴ３１，３２
と、接地ライン側すなわち低圧側のＦＥＴ３３，３４と
からなり、第１の高圧側ＦＥＴ３１と第１の低圧側ＦＥ
Ｔ３３との接続点にはモータ６の正端子が接続され、第
２の高圧側ＦＥＴ３２と第２の低圧側ＦＥＴ３４との接
続点にはモータ６の負端子が接続されている。

【００２５】上記モータ駆動回路３０において、第１の
高圧側ＦＥＴ３１のゲートには第２の右方向ＰＷＭ信号
SRd2が、第２の高圧側ＦＥＴ３２のゲートには第２の左
方向ＰＷＭ信号SLd2が、第１の低圧側ＦＥＴ３３のゲー
トには第１の左方向ＰＷＭ信号SLd1が、第２の低圧側Ｆ
ＥＴ３４のゲートには第１の右方向ＰＷＭ信号SRd1が、
それぞれ印加される。したがって、マイコン１０からの
指令値（Ｄｉｒ）が、右方向トルクをモータ６を発生さ
せるべきことを指示している場合、第１の高圧側ＦＥＴ
３１のゲートにデューティ比Ｄ２のＰＷＭ信号が、第２
の低圧側ＦＥＴ３４のゲートにデューティ比Ｄ１のＰＷ
Ｍ信号がそれぞれ印加され、第２の高圧側ＦＥＴ３２お
よび第１の低圧側ＦＥＴ３３のゲートには非アクティブ
信号が印加される。これにより、第２の高圧側ＦＥＴ３
２および第１の低圧側ＦＥＴ３３はオフ状態となり、第
１の高圧側ＦＥＴ３１はデューティ比Ｄ２に相当するパ
ルス幅の期間だけオンし、第２の低圧側ＦＥＴ３４はデ
ューティ比Ｄ１に相当するパルス幅の期間だけオンす
る。その結果、デューティ比Ｄ１およびＤ２に応じた大
きさの電圧が順方向にモータ６に印加され、モータ６
は、その電圧印加によって流れる電流に応じた大きさの
右方向トルクを発生する。一方、マイコン１０からの指
令値（Ｄｉｒ）が、左方向トルクをモータ６に発生させ
るべきことを指示している場合には、第２の高圧側ＦＥ
Ｔ３２のゲートにデューティ比Ｄ２のＰＷＭ信号が、第
１の低圧側ＦＥＴ３３のゲートにデューティ比Ｄ１のＰ
ＷＭ信号がそれぞれ印加され、第１の高圧側ＦＥＴ３１
および第２の低圧側ＦＥＴ３４のゲートには非アクティ
ブ信号が印加される。これにより、第１の高圧側ＦＥＴ
３１および第２の低圧側ＦＥＴ３４はオフ状態となり、
第２の高圧側ＦＥＴ３２はデューティ比Ｄ２に相当する
パルス幅の期間だけオンし、第１の低圧側ＦＥＴ３３は
デューティ比Ｄ１に相当するパルス幅の期間だけオンす
る。その結果、デューティ比Ｄ１およびＤ２に応じた大
きさの電圧が逆方向にモータ６に印加され、モータ６
は、その電圧印加によって流れる電流に応じた大きさの
左方向トルクを発生する。

【００２６】流入電流検出回路２３は、第１の抵抗３５
の両端間の電圧に基づき、電源ラインからモータ駆動回
路３０に流入する電流Ｉａを検出し、流出電流検出回路
２６は、第２の抵抗３６の両端間の電圧に基づき、モー
タ駆動回路３０から接地ラインへ流出する電流Ｉｂを検
出する。また、正端子電圧検出回路２４はモータ６の正
端子電圧Ｖm+を、負端子電圧検出回路２５はモータ６の
負端子電圧Ｖm-をそれぞれ検出し、電源電圧検出回路２
２は、バッテリ８から供給される電源電圧ＶＢを検出す
る。このようにして流入電流Ｉａ、流出電流Ｉｂ、正端
子電圧Ｖm+、負端子電圧Ｖm-、および電源電圧ＶＢが検
出されると、それらを示すデータがマイコン１０に入力
される。

【００２７】＜３．制御装置の動作＞図３は、本実施形
態におけるマイコン１０によるモータ制御のための処理
を示すフローチャートである。本実施形態では、イグニ
ションスイッチ９がオンされてＥＣＵ５に電源が投入さ
れると、マイコン１０は以下のように動作する。

【００２８】まず、初期化処理を行う（ステップＳ１
０）。この初期化処理では、例えば、モータ駆動回路３
０に印加されるＰＷＭ信号のデューティ比を示す指令値
に対応する変数Ｄ１，Ｄ２を“０”に初期化する。

【００２９】次に、トルクセンサ３から操舵トルクＴｓ
を示すデータを入力し（ステップＳ１２）、続いて、車
速センサ４から車速Ｖを示すデータを入力する（ステッ
プＳ１４）。その後、モータ６に供給すべき目標電流の
値（目標電流値）Ｉｔを算出する（ステップＳ１６）。
具体的には、適切な操舵補助力を発生させるためにモー
タ６に供給すべき目標電流の値Ｉｔと操舵トルクＴｓと
の関係を車速Ｖをパラメータとして示すテーブル（「ア
シストテーブル」と呼ばれる）がマイコン１０内のメモ
リに予め保持されており、このアシストテーブルを参照
して目標電流値Ｉｔを決定する。

【００３０】次に、モータ駆動部２０における故障の発
生および発生した故障の程度（致命的か否か）を判定す
るために故障判定処理を実行する（ステップＳ１８）。
この故障判定処理の詳細については後述する。

【００３１】上記故障判定処理において故障が発生して
いないと判定された場合には、モータ６に実際に流れる
電流の検出値（電流検出値）Ｉｓを用いてフィードバッ
ク制御演算を行う（ステップＳ２０→Ｓ２２）。すなわ
ち、ステップＳ１６で算出された目標電流値Ｉｔと電流
検出値Ｉｓとの偏差Ｉｔ−Ｉｓを算出し、この偏差Ｉｔ
−Ｉｓに基づく制御演算によって、ＰＷＭ信号生成回路
２１に与えるべきフィードバック制御のための指令値
（以下「ＦＢ制御指令値」という）Ｖfbを生成する。そ
して、このＦＢ制御指令値Ｖfbをモータ駆動部２０にお
けるＰＷＭ信号生成回路２１に対して出力する（ステッ
プＳ３０）。このＦＢ制御指令値Ｖfbは、モータ６に目
標電流値Ｉｔの電流が流れるように偏差Ｉｔ−Ｉｓに基
づくフィードバック制御を行うための指令値であり、具
体的には既述のデューティ比およびモータの駆動方向を
示すＤ１，Ｄ２，Ｄｉｒからなる。なお、上記制御演算
のための電流検出値Ｉｓとしては、モータ駆動部２０に
おいて検出される流入電流Ｉａまたは流出電流Ｉｂのい
ずれかを使用すればよい（図２参照）。このようにし
て、上記故障判定処理において故障が発生していないと
判定された場合には、図４に示すような構成のモータ制
御部１０ａがソフトウェア処理によって実現され、操舵
トルクＴｓおよび車速Ｖに応じ、モータ電流の検出値Ｉ
ｓに基づくフィードバック制御により、操舵補助力を発
生させるモータ６が駆動される。なお、図４に示すモー
タ制御部１０ａにおける目標電流演算部１２は、図３の
ステップＳ１６によって実現され、偏差Ｉｔ−Ｉｓを求
める減算部１４およびフィードバック制御演算部（ＦＢ
演算部）１６ａは、ステップＳ２２によって実現され
る。

【００３２】上記故障判定処理において故障の発生が検
出されたが、その故障が致命的ではないと判定された場
合は、フェイルセーフのための第１の故障処理としての
暫定制御処理を実行する（ステップＳ２０→Ｓ２４→Ｓ
２６）。ここで、故障が致命的とは、モータ６に電流を
供給するための経路（配線）において接地ラインへの短
絡が発生した場合すなわち地絡の場合や、その経路にお
いて電源ラインへの短絡が発生した場合すなわち天絡の
場合等のように、出火につながったり、運転者の意図に
反したモータ６の駆動が行われたりするような場合をい
う。一方、故障が致命的でないとは、上記以外の場合で
あり、例えば、モータ駆動部２０における流入または流
出電流検出回路２３，２６や正または負端子電圧検出回
路２４，２５等が故障した場合をいう。本実施形態で
は、発生した故障が致命的でない場合には、直ぐに操舵
補助力の付与を停止してマニュアル操舵に移行するので
はなく、暫定制御処理に基づきモータ６を駆動して操舵
補助力をステアリング機構に付与する。この暫定制御と
して、電流検出値Ｉｓを使用しないオープンループ制御
（以下「ＯＬ制御」ともいう）を行う。すなわち、ステ
ップＳ１６で算出された目標電流値Ｉｔに基づき電流検
出値Ｉｓを使用しない制御演算（例えば比例制御演算）
によって、ＰＷＭ信号生成回路２１に与えるべきオープ
ンループ制御のための指令値（以下「ＯＬ制御指令値」
という）Ｖolを生成する。そして、このＯＬ制御指令値
Ｖolをモータ駆動部２０におけるＰＷＭ信号生成回路２
１に対して出力する（ステップＳ３０）。このＯＬ制御
指令値Ｖolは、モータ６に目標電流値Ｉｔの電流が流れ
るようにオープンループ制御を行うための指令値であ
り、具体的には既述のデューティ比およびモータの駆動
方向を示すＤ１，Ｄ２，Ｄｉｒからなる。このようにし
て、上記故障判定処理において致命的ではない故障が発
生したと判定された場合には、図５に示すような構成の
モータ制御部１０ｂがソフトウェア処理によって実現さ
れ、操舵トルクＴｓおよび車速Ｖに応じ、オープンルー
プ制御により、操舵補助力を発生させるモータ６が駆動
される。なお、図５に示すモータ制御部１０ｂにおける
目標電流演算部１２は、図３のステップＳ１６によって
実現され、ＯＬ制御演算部１６ｂは、ステップＳ２６に
よって実現される。

【００３３】上記故障判定処理において故障の発生が検
出され、かつ、その故障が致命的であると判定された場
合は、フェイルセーフのための第２の故障処理としての
操舵補助力停止処理を実行する（ステップＳ２０→Ｓ２
４→Ｓ２８）。すなわち、モータ駆動部２０のＰＷＭ信
号生成回路２１に、デューティ比Ｄ１およびＤ２を共に
“０”とする指令値を与える。これにより、モータ駆動
部２０からモータ６への電流の供給が遮断されるので、
モータ６による操舵補助力の付与が直ちに停止する。ま
た、モータ６への電流供給を遮断するためのリレーが設
けられている場合には、上記処理に代えて、そのリレー
によってモータ６による操舵補助力の付与を停止するよ
うにしてもよい。さらに、モータ６のトルクの減速ギア
７への伝達をオン／オフするクラッチが設けられている
場合には、そのクラッチをオフすることによってモータ
６による操舵補助力の付与を停止するようにしてもよ
い。

【００３４】モータ駆動部２０に指令値（Ｄ１，Ｄ２，
Ｄｉｒ）が出力されると、ステップＳ１２へ戻り、以
降、上記と同様にして、ステップＳ１２〜Ｓ３０を繰り
返し実行する。

【００３５】＜４．故障判定処理＞図２に示すように構
成されたモータ駆動回路３０によりモータ６が正常に駆
動されている場合には、そのモータ駆動回路３０への流
入電流Ｉａとそのモータ駆動回路３０からの流出電流Ｉ
ｂとはほぼ等しくなるが、モータ６に電流を供給する経
路において地絡または天絡が発生した場合には、モータ
駆動回路３０への流入電流Ｉａと流出電流Ｉｂとの差で
ある検出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が急激に大きくなる。し
たがって、この検出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が予め決めた
閾値Ｔｈ１を越える場合には、故障が発生していると判
断することができる。そして、その故障がモータ６への
電流供給経路における地絡または天絡（以下「モータ線
の地絡または天絡」という）である場合には、その故障
は致命的である。しかし、モータ線の地絡または天絡が
発生していない場合であっても、流入電流検出回路２３
または流出電流検出回路２６が故障したときには、検出
電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が上記閾値Ｔｈ１を越えることが
あり、このときの故障は致命的ではない。このため、モ
ータ駆動回路３０に対する検出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜に
基づく従来の判定法（以下「電流法」という）では、発
生した故障が致命的か否か、すなわち発生した故障の程
度を判定することができない。

【００３６】ところで本実施形態では、モータ６が右方
向トルクを発生するように駆動されているときには、第
１の高圧側ＦＥＴ３１のゲートにはデューティ比Ｄ２の
ＰＷＭ信号が、第２の低圧側ＦＥＴ３４のゲートにはデ
ューティ比Ｄ１のＰＷＭ信号が、それぞれ印加される。
このとき、ブラシモータであるモータ６が正常に駆動さ
れていれば、モータ駆動回路３０における第１の高圧側
ＦＥＴ３１と第１の低圧側ＦＥＴ３３との接続点すなわ
ちモータ６の正端子が接続される接続点（以下「正端子
接続点」という）の電圧Ｖ_M+は、 Ｖ_M+＝Ｄ２・ＶＢ …（１） となり、モータ駆動回路３０における第２の高圧側ＦＥ
Ｔ３２と第２の低圧側ＦＥＴ３４との接続点すなわちモ
ータ６の負端子が接続される接続点（以下「負端子接続
点」という）の電圧Ｖ_M-は、 Ｖ_M-＝（１−Ｄ１）・ＶＢ …（２） となる。したがって、 Ｖ_M+＋Ｖ_M-＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ …（３） となる。また、モータ６が左方向トルクを発生するよう
に駆動されているときには、第２の高圧側ＦＥＴ３２の
ゲートにはデューティ比Ｄ２のＰＷＭ信号が、第１の低
圧側ＦＥＴ３３のゲートにはデューティ比Ｄ１のＰＷＭ
信号がそれぞれ印加される。このとき、ブラシモータで
あるモータ６が正常に駆動されていれば、正端子接続点
の電圧Ｖ_M+は、 Ｖ_M+＝（１−Ｄ１）・ＶＢ …（４） となり、負端子接続点の電圧Ｖ_M-は、 Ｖ_M-＝Ｄ２・ＶＢ …（５） となる。したがって、このときも Ｖ_M+＋Ｖ_M-＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ …（６） となる。このように、ブラシモータであるモータ６が正
常に駆動されているときには、その駆動方向が右方向か
左方向かに拘わらず、 Ｖ_M+＋Ｖ_M-＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ …（７） が成立する（以下、上記式（７）の右辺を「推定モータ
端子電圧和」といい、符号“ＶＥsum”で表すものとす
る）。

【００３７】よって、モータ６が正常に駆動されている
ときは、正端子電圧検出回路２４と負端子電圧検出回路
２５でそれぞれ検出された正端子電圧Ｖ_m+と負端子電圧
Ｖ_m-との和（以下「検出モータ端子電圧和」という）Ｖ
Ｄsum＝Ｖ_m+＋Ｖ_m-は、上記推定モータ端子電圧和（１
＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢにほぼ等しい。これに対し、モー
タ線の地絡が発生した場合は検出モータ端子電圧和ＶＤ
sum＝Ｖ_m+＋Ｖ_m-が低下し、モータ線の天絡が発生した
場合は検出モータ端子電圧和ＶＤsum＝Ｖ_m+＋Ｖ_m-が上
昇する。したがって、検出モータ端子電圧和ＶＤsumと
推定モータ端子電圧和ＶＥsumとの差｜ＶＤsum−ＶＥsu
m｜が予め決めた閾値Ｔｈ２を越える場合には、故障が
発生していると判断することができる。また、このよう
な検出モータ端子電圧和と推定モータ端子電圧和との差
｜ＶＤsum−ＶＥsum｜に基づく判定法（以下「電圧法」
という）によっては、流入電流検出回路２３と流出電流
検出回路２６における故障は検出されない。したがっ
て、前述の電流法によって故障が検出されても電圧法に
よって故障が検出されない場合には、モータ線の地絡ま
たは天絡ではなく、流入電流検出回路２３と流出電流検
出回路２６のいずれかの故障すなわち致命的でない故障
が発生したと判断し、電流法と電圧法のいずれによって
も故障が検出された場合には、モータ線の地絡または天
絡という致命的な故障が発生したと判断することができ
る。

【００３８】そこで本実施形態では、上記の電流法と電
圧法とを組み合わせることにより、モータ駆動部２０に
おける故障を検出するだけでなく、その故障が致命的か
否かという故障の程度をも判定する。以下、このような
本実施形態における故障判定処理（図３のステップＳ１
８）を、図６に示すフローチャートを参照して説明す
る。この故障判定処理においてマイコン１０は下記のよ
うに動作する。

【００３９】まず、モータ駆動部２０内の流入電流検出
回路２３および流出電流検出回路２６によって検出され
た流入電流Ｉａおよび流出電流Ｉｂを示すデータを入力
する（ステップＳ１０２）。次に、これらの入力データ
に基づき、流入電流Ｉａと流出電流Ｉｂとの差である検
出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が予め決められた閾値Ｔｈ１を
越えるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわ
ち、故障が発生したか否かを電流法により判定する。ス
テップＳ１０４での判定の結果、モータ駆動回路３０に
対する検出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が閾値Ｔｈ１以下であ
れば、モータ駆動部２０において故障は発生していない
と判定する（ステップＳ１０６）。この判定の後は故障
判定処理ルーチンを終了し、図３に示したルーチンに復
帰する。

【００４０】ステップＳ１０４での判定の結果、上記検
出電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が閾値Ｔｈ１を越えれば、故障
が発生したか否かを電圧法により判定する。すなわち、
まず、モータ駆動部２０内の正端子電圧検出回路２４、
負端子電圧検出回路２５、および電源電圧検出回路２２
によってそれぞれ検出された正端子電圧Ｖ_m+、負端子電
圧Ｖ_m-、および電源電圧ＶＢを示すデータを入力する
（ステップＳ１１０）。次に、これらの入力データに基
づき、正端子電圧Ｖ_m+と負端子電圧Ｖ_m-との和である検
出モータ端子電圧和すなわち ＶＤsum＝Ｖ_m+＋Ｖ_m- を算出する（ステップＳ１１２）。続いて、モータ駆動
回路３０に印加すべきＰＷＭ信号のデューティ比として
制御演算（ステップＳ２２）で算出されたデューティ比
Ｄ１，Ｄ２（指令値）と、検出された電源電圧ＶＢとを
用いて、次式により推定モータ端子電圧和ＶＥsumを算
出する（ステップＳ１１４）。 ＶＥsum＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ なお、既述のようにマイコン１０においてステップＳ１
２〜Ｓ３０が繰り返し実行されるので（図３参照）、指
令値としてのデューティ比Ｄ１，Ｄ２も繰り返し算出さ
れるが（ステップＳ２２）、上記の推定モータ端子電圧
和ＶＥsumの算出には、最新の指令値の示すデューティ
比Ｄ１，Ｄ２を使用する。

【００４１】上記のようにして検出モータ端子電圧和Ｖ
Ｄsumおよび推定モータ端子電圧和ＶＥsumが算出される
と、それらの差｜ＶＤsum−ＶＥsum｜が予め決められた
閾値Ｔｈ２を越えるか否かを判定する（ステップＳ１１
６）。この判定の結果、検出モータ端子電圧和と推定モ
ータ端子電圧和との差｜ＶＤsum−ＶＥsum｜が閾値Ｔｈ
２以下であれば、電圧法によっては故障が検出されなか
ったことになる。しかし、この場合、既に電流法によっ
ては故障が検出されている（ステップＳ１０４でＹｅｓ
と判定された）ので、流入電流検出回路２３または流出
電流検出回路２６の故障という致命的でない故障が発生
した判定する（ステップＳ１１８）。この判定の後は故
障判定処理ルーチンを終了し、図３に示したルーチンに
復帰する。

【００４２】ステップＳ１１６での判定の結果、検出モ
ータ端子電圧和と推定モータ端子電圧和との差｜ＶＤsu
m−ＶＥsum｜が閾値Ｔｈ２を越えれば、電圧法によって
も故障が検出されたことになる。この場合、電流法と電
圧法のいずれによっても故障が検出されたので、モータ
線の地絡または天絡という致命的な故障が発生したと判
定する（ステップＳ１２０）。この判定の後は故障判定
処理ルーチンを終了し、図３に示したルーチンに復帰す
る。

【００４３】なお、上記故障判定処理では、電流法によ
って故障が検出されない場合（｜Ｉａ−Ｉｂ｜≦Ｔｈ１
の場合）、電圧法による故障検出（ステップＳ１１６参
照）は行われないが、この場合にも電圧法による故障検
出を行うという処理も考えられる。このような処理を採
用した場合において、電流法によっては故障が検出され
ないが電圧法によって故障が検出されたときには、正端
子電圧検出回路２４または負端子電圧検出回路２５の故
障という致命的でない故障が発生したと判定することが
できる。しかし、電圧検出回路２４，２５の故障は、危
険挙動につながるような影響をモータ６の制御動作に与
えることはない。また、一般に電圧は電流に比べてノイ
ズの影響を受けやすいことから、このような処理を採用
すると、実際には故障が発生していないにも拘わらず故
障が検出されるという誤検出の可能性が高くなる。した
がって、本実施形態における故障判定処理では、図６に
示したように、電流法によって故障が検出されたときに
のみ、電圧法による故障検出のための処理を行ってい
る。

【００４４】＜５．効果＞上記実施形態によれば、電流
法と電圧法とを組み合わせた故障検出処理により、モー
タ駆動部２０における故障の発生が検出されるだけでな
く、その故障が致命的か否かが判定される。そして、致
命的な故障が発生したと判定された場合には、直ちにモ
ータ６の駆動を停止してマニュアル操舵へ移行させるこ
とで、安全性が確保される。一方、致命的でない故障
（電流検出回路２３または２６の故障）が発生したと判
定された場合には、直ちにマニュアル操舵へは移行させ
ずに、モータ６の制御方式を検出電流値Ｉｓに基づくフ
ィードバック制御から検出電流値Ｉｓを使用しないオー
プンループ制御へと切り換えてモータ６による操舵補助
力の付与が継続される。このような暫定制御により、直
ちにモータ６の駆動を停止してマニュアル操舵へ移行さ
せることによる危険挙動の発生が防止されるので、より
確実に安全性が確保される。また、上記実施形態によれ
ば、モータ駆動回路３０につき検出回路２２〜２６によ
って常時監視可能な電圧および電流に基づき故障が検出
され且つ検出された故障の程度が的確に判定されるの
で、発生した故障の致命度に応じた適切な故障処理を迅
速に開始することができる。このように、モータ駆動部
２０における故障が発生した場合に、安全性確保のため
の適切な故障処理がその故障の程度（致命的か否か）に
応じて選択されて迅速に開始されるので、高いフェイル
セーフ機能を実現することができる。

【００４５】＜６．変形例＞上記実施形態では、故障判
定処理（図３のステップＳ１８、図６）により致命的で
ない故障が発生したと判定された場合に実行される暫定
制御処理（図３のステップＳ２６）では、ＯＬ制御演算
（開ループ制御演算）が実行され、それにより、モータ
６の制御方式がフィードバック制御からオープンループ
制御に切り換わる（図５）。しかし、暫定制御処理は、
このようなオープンループ制御のための演算処理に限定
されるものではなく、例えば、モータ６の駆動によって
付与される操舵補助力を徐々に低減するための処理であ
ってもよい。図７は、このような暫定制御処理のルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。以下、この暫定
制御処理について説明する。

【００４６】この暫定制御処理では、モータ６の駆動に
よる操舵補助力を徐々に低減すべく目標電流値Ｉｔを徐
々に小さくする。このために、変数Ｋが導入されてお
り、この変数Ｋは、初期化処理（図３のステップＳ１
０）において所定の正値Ｋ０に設定される。そして、こ
の暫定制御処理のルーチンが呼び出されると、マイコン
１０は下記のように動作する。

【００４７】まず、変数Ｋが“０”か否かを判定し（ス
テップＳ２０２）、変数Ｋが“０”であればステップＳ
２０６へ進み、変数Ｋが“０”でなければ、ステップＳ
２０４で変数Ｋの値を１だけ減じた後に、ステップＳ２
０６へ進む。

【００４８】ステップＳ２０６では、図３のステップＳ
１６で算出された目標電流値ＩｓにＫ／Ｋ０を乗じた値
を新たな目標電流値Ｉｓとする。次に、その新たな目標
電流値Ｉｓに基づく制御演算を行い、ＰＷＭ信号生成回
路２１に与えるべき暫定制御のための指令値（具体的に
は、デューティ比Ｄ１，Ｄ２および駆動方向Ｄｉｒ）を
生成する（ステップＳ２０８）。ここでの制御演算処理
としては、図３のステップＳ２２におけるフィードバッ
ク制御演算を行ってもよいが、上記実施形態におけるオ
ープンループ制御演算などのように電流検出値Ｉｓを使
用しない制御演算を行うのが好ましい。このような制御
演算の実行後は、この暫定制御処理のルーチンを終了
し、図３に示したルーチンに復帰する。

【００４９】本変形例においても、その後、上記実施形
態と同様、ステップＳ１２〜Ｓ３０が繰り返し実行され
るので、致命的でない故障が検出されている間は、上記
暫定制御処理も繰り返し実行される。したがって、ステ
ップＳ２０４によって変数Ｋの値は徐々に小さくなり
（ただし、負の値にはならない）、その結果、モータ６
による操舵補助力が徐々に低減される。

【００５０】上記のような暫定制御処理を採用すると、
致命的でない故障が発生したと判定された場合には、直
ちにマニュアル操舵へは移行せず、モータ６による操舵
補助力が徐々に低減されていく。これにより、その故障
の発生前後での操舵力の変化が小さく、直ちにモータ６
の駆動を停止してマニュアル操舵へ移行させることによ
る危険挙動の発生が防止されるので、より高い安全性が
確保される。

【００５１】＜７．その他＞上記実施形態では、モータ
駆動回路３０において高圧側ＦＥＴ３１，３２のゲート
に印加されるＰＷＭ信号のデューティ比Ｄ２と低圧側Ｆ
ＥＴ３３，３４のゲートに印加されるＰＷＭ信号のデュ
ーティ比Ｄ１とが異なっている場合を想定しているが、
これらのデューティ比Ｄ１とＤ２が同一の場合には、推
定モータ端子電圧和ＶＥsubは電源電圧ＶＢに等しくな
る（式（７）参照）。したがって、この場合、電圧法に
よる故障判定は、検出モータ端子電圧和ＶＤsum＝Ｖ_m+
＋Ｖ_m-と電源電圧ＶＢとの差が閾値Ｔｈ２を越えるか否
かにより行われる。

【００５２】また、上記実施形態におけるモータ駆動回
路３０では、スイッチング素子としてＦＥＴが使用され
ているが、使用可能なスイッチング素子はこれに限定さ
れるものでなく、バイポーラパワートランジスタ等、他
の電力用スイッチング素子を使用してもよい。

【００５３】更にまた、上記実施形態では、発生した故
障を致命的でない故障と致命的な故障という２種類の故
障に分類しているが、故障の程度に応じて３種類以上の
故障に分類し、各種故障に応じて適切な故障処理を選択
するようにしてもよい。さらに、発生した故障をその故
障の程度（致命的か否か）によって分類するのではな
く、故障部位や原因等の他の基準に基づいて分類しても
よい。例えば、モータ線の地絡と天絡とは共に致命的な
故障であるが、地絡か天絡かに応じて異なる故障処理を
実行するのが適切な場合には、これらを互いに異なる種
類の故障として扱うようにしてもよい。この場合、｜Ｖ
Ｄsum−ＶＥsum｜がＴｈ２を越えるか否かの判定（ステ
ップＳ１１６）に代えて、ＶＤsumがＶＥsum＋Ｔｈ２を
越えるか否か、および、ＶＤsumがＶＥsum−Ｔｈ２より
も小さいか否かを判定すればよい。そして、ＶＤsum＞
ＶＥsum＋Ｔｈ２であればモータ線の天絡が発生したと
判定し、ＶＤsum＜ＶＥsum−Ｔｈ２であればモータ線の
地絡が発生したと判定し、それ以外すなわちＶＥsum−
Ｔｈ２≦ＶＤsum≦ＶＥsum＋Ｔｈ２であれば、致命的な
故障は発生していないと判定すればよい。

【００５４】なお、図３および図４に示したモータ制御
部１０ａ，１０ｂの機能的構成は、本発明に直接に関係
しない部分を省略した簡略的なものであり、実際の電動
パワーステアリング装置では、操舵の安定性を向上させ
るための位相補償や、制御応答性を向上させるためのフ
ィードフォワード制御等も行われる。

【００５５】また、上記実施形態は、モータ駆動回路３
０に関する故障にのみ注目して説明されているが、実際
の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサの故
障など他の故障も検出され、かつ、それが致命的か否か
が判定され、故障が検出されない場合にはフィードバッ
ク制御演算が、致命的でない故障が検出された場合には
暫定制御処理が、致命的な故障が検出された場合には操
舵補助力停止処理が、それぞれ実行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリ
ング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概
略図である。

【図２】上記実施形態に係る電動パワーステアリング装
置における制御装置であるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図３】上記実施形態におけるマイコンによるモータ制
御のための処理を示すフローチャートである。

【図４】上記実施形態における正常状態でのモータ制御
部の機能的構成を示すブロック図である。

【図５】上記実施形態において致命的でない故障が発生
した場合のモータ制御部の機能的構成を示すブロック図
である。

【図６】上記実施形態における故障判定処理の手順を示
すフローチャートである。

【図７】上記実施形態の変形例における暫定制御処理の
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３ …トルクセンサ ４ …車速センサ ５ …電子制御ユニット（ＥＣＵ） ６ …モータ ８ …バッテリ １０ …マイクロコンピュータ（マイコン） １０ａ，１０ｂ …モータ制御部 ２０ …モータ駆動部 ２１ …ＰＷＭ信号生成回路 ２２ …電源電圧検出回路 ２３ …流入電流検出回路 ２４ …正端子電圧検出回路 ２５ …負端子電圧検出回路 ２６ …流出電流検出回路 ３０ …モータ駆動回路（ブリッジ回路） ３１ …第１の高圧側ＦＥＴ ３２ …第２の高圧側ＦＥＴ ３３ …第１の低圧側ＦＥＴ ３４ …第２の低圧側ＦＥＴ ＶＢ …電源電圧（検出値） Ｉａ …流入電流（検出値） Ｉｂ …流出電流（検出値） Ｉ_m+ …正端子電圧（検出値） Ｉ_m- …負端子電圧（検出値） Ｉｔ …目標電流値 Ｉｓ …電流検出値（モータ電流） Ｄ１，Ｄ２ …デューティ比 Ｄｉｒ …駆動方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両操舵のための操作手段に加えられる
   操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより当
   該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パ
   ワーステアリング装置であって、 前記操舵トルクに応じて算出される目標電流値と前記電
   動モータに流れる電流の検出値との偏差に基づき、前記
   電動モータの駆動に対するフィードバック制御のための
   指令値を生成する制御手段と、 前記指令値に応じて前記電動モータを駆動する駆動手段
   と、 前記駆動手段において故障が発生した場合に、フェイル
   セーフのために予め用意された複数の故障処理のいずれ
   かを選択して実行する故障処理手段とを備え、 前記駆動手段は、 前記指令値に基づき前記電動モータに電圧を印加する駆
   動回路と、 電源ラインから前記駆動回路への流入電流を検出する第
   １電流検出手段と、 前記駆動回路から接地ラインへの流出電流を検出する第
   ２電流検出手段と、 前記電動モータの一方側端子電圧を検出する第１電圧検
   出手段と、 前記電動モータの他方側端子電圧を検出する第２電圧検
   出手段とを含み、 前記故障処理手段は、 前記流入電流と前記流出電流との差である検出電流差、
   および、前記一方側端子電圧と前記他方側端子電圧との
   和である検出電圧和に基づき、前記駆動手段における故
   障を検出し、当該検出された故障が予め決められた複数
   種類のいずれに属するかを判定する故障判定手段と、 前記故障判定手段によって故障が検出されたときに、実
   行すべき故障処理を当該検出された故障の種類に応じて
   前記複数の故障処理の中から選択する選択手段とを含む
   ことを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記電動モータはブラシモータであり、 前記駆動回路は、 ４個のスイッチング素子から構成され、電源ラインと接
   地ラインとの間に接続されると共に前記電動モータを負
   荷とするブリッジ回路を含み、 前記指令値に基づく第１および第２のパルス幅変調信号
   を受け取り、前記４個のスイッチング素子のうち接地ラ
   イン側の１個のスイッチング素子を当該第１のパルス幅
   変調信号によってオンおよびオフさせると共に電源ライ
   ン側の１個のスイッチング素子を当該第２のパルス幅変
   調信号によってオンおよびオフさせることにより、当該
   第１および第２パルス幅変調信号のデューティ比に応じ
   た電流を前記電動モータに供給し、 前記故障判定手段は、 前記検出電流差が予め決められた第１の閾値を超えるか
   否かにより前記駆動手段における故障を検出し、 下記の式によって定義される推定モータ端子電圧和ＶＥ
   sumと前記検出電圧和との差が予め決められた第２の閾
   値を超えるか否かにより、前記検出された故障が前記複
   数の種類のいずれに属するかを判定することを特徴とす
   る、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置： ＶＥsum＝（１＋Ｄ２−Ｄ１）・ＶＢ ここで、Ｄ１は前記第１のパルス幅変調信号のデューテ
   ィ比であり、Ｄ２は前記第２のパルス幅変調信号のデュ
   ーティ比であり、ＶＢは前記電源ラインの電圧である。
3. 【請求項３】 前記故障判定手段は、前記検出された故
   障の程度が第１のレベルと当該第１のレベルよりも高い
   第２のレベルのうちのいずれであるかを判定し、 前記選択手段は、 前記検出された故障の程度が第１のレベルであると判定
   された場合には、前記制御手段によるフィードバック制
   御に代えてオープンループ制御を実行する第１の故障処
   理を選択し、 前記検出された故障の程度が第２のレベルであると判定
   された場合には、前記電動モータによる操舵補助力の付
   与を直ちに停止させる第２の故障処理を選択することを
   特徴とする、請求項１または２に記載の電動パワーステ
   アリング装置。
4. 【請求項４】 前記故障判定手段は、前記検出された故
   障の程度を第１のレベルと当該第１のレベルよりも高い
   第２のレベルのうちのいずれであるかを判定し、 前記選択手段は、 前記検出された故障の程度が第１のレベルであると判定
   された場合には、前記電動モータによる操舵補助力の付
   与を徐々に低減する第１の故障処理を選択し、 前記検出された故障の程度が第２のレベルであると判定
   された場合には、前記電動モータによる操舵補助力の付
   与を直ちに停止させる第２の故障処理を選択することを
   特徴とする、請求項１または２に記載の電動パワーステ
   アリング装置。