JP2011037362A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障誤判定を抑制することにより当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供する
【解決手段】ＦＥＴの駆動が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合（ステップＳ２０２でＮＯ）には、モータの端子電圧に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるとき（ステップＳ２０９でＹＥＳ）にのみ、ＦＥＴの駆動制限が解除される。このため、ＦＥＴの駆動が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合に、当該制限が即時に解除されることはない。したがって、故障誤判定が抑制されることにより、当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車両の操舵系にモータによるアシスト力（操舵補助力）を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。

従来、この種の電動パワーステアリング装置の制御装置としては、車速センサを通じて検出される車速及びトルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づきモータを駆動制御するものがよく知られている。このモータの駆動力（回転力）が操舵補助力として歯車等からなる減速機構を介してステアリングシャフトあるいはラック軸に伝達される。これにより、ステアリング操作が補助される。

モータは複数のスイッチング素子等からなるモータ駆動回路を通じてその駆動制御が行われるところ、何らかの原因により、例えばモータとモータ駆動回路のスイッチング素子との間に地絡等の故障が発生することが想定される。この場合には、モータ駆動回路の内部のインピーダンスが著しく低下した状態になるため、過電流がモータ駆動回路に発生し、当該回路を構成するスイッチング素子等が故障するおそれがある。このため、ソフトウェアあるいはハードロジックにより過電流を検出可能とし、過電流が検出された際には、モータ駆動回路等の保護動作としてスイッチング素子の駆動を停止したり、その駆動を制限したりするようにしたものが従来提案されている。

例えば特許文献１の電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータの端子間電圧及びバッテリ電圧に基づき地絡が発生しているおそれの有無を判定し、地絡が発生しているおそれがある旨判定された場合には、スイッチング素子の駆動を制限する。この後、当該制御装置は、先の地絡が発生しているおそれがある旨の判定の正誤を判定する。すなわち、モータの端子間電圧及びバッテリ電圧に基づき地絡が発生しているおそれの有無を再度判定し、ここで地絡が発生しているおそれはない旨判定される場合には、先の地絡が発生しているおそれがある旨の判定は誤りとしてスイッチング素子の駆動制限を解除する。これに対して、地絡が発生しているおそれがある旨判定される状態が所定時間にわたって継続する旨検出された場合には、地絡発生の蓋然性が高いとしてスイッチング素子の駆動を停止する。このようなスイッチング素子の駆動制限あるいは駆動停止を通じて、操舵フィーリング及びアシスト力の低下を抑制しつつスイッチング素子あるいはモータ駆動回路等が好適に保護される。

特開２００４−３３８６１９号公報

ここで、特許文献１の制御装置において、地絡発生のおそれの有無は、正確には次の関係式で示される地絡検出条件の成立の有無に基づき判定される。
（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）−Ｖｂ＜Ｖｈ
ただし、Ｖｍ１はモータの両端電圧のうち上流側（電源側）の電圧、Ｖｍ２は同じく下流側（グランド側）の電圧である。また、Ｖｂはバッテリ電圧、Ｖｈは地絡検出の有無を判定するべく設定される電圧判定閾値（検出スレッショルド電圧）である。

当該制御装置は、前記関係式において、左辺の値（（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）−Ｖｂ）が右辺の値（Ｖｈ）よりも小さい場合には地絡が発生しているおそれがあると判定し、同じく大きい場合には地絡が発生しているおそれはないと判定する。

ところが、こうした地絡発生の有無の判定方法を採用することにより、特許文献１の制御装置には、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１の制御装置は、前述したように、地絡検出に対する信頼性を確保するために、前記関係式が成立する旨判定した場合には即時にスイッチング素子の駆動を停止するのではなく、まずスイッチング素子の駆動を制限する。そしてその後、前述の関係式が所定時間にわたって継続して成立する旨判定してはじめて地絡故障が発生しているとしてスイッチング素子の駆動を停止する。これに対して、スイッチング素子の駆動が制限されてから前記所定時間が経過するまでの間において、前記関係式が成立しない旨判定される場合には制御装置は先の地絡判定が誤っていたとして、スイッチング素子の駆動制限を解除する。

このため、スイッチング素子の駆動が制限されてから前記所定時間が経過するまでの間において、何らかの原因で前記地絡検出条件から外れた場合には、制御装置は地絡事故が発生しているにもかかわらず正常である旨誤判定し、スイッチング素子の駆動制限を解除するおそれがある。そして地絡事故が本当に発生している場合には、モータ駆動回路に過電流が発生してそのスイッチング素子等が故障するおそれがある。

こうした誤判定の発生状況としては、例えばステアリングホイールがロックエンドまで回転操作された状態で、モータとモータ駆動回路のスイッチング素子との間に地絡等の故障が発生する場合が想定される。この場合、本来モータへ供給される電力（電流）がグランドへ供給される。すなわちモータへの給電経路が遮断されるため、当該モータの駆動を通じたステアリング操作の補助（アシスト）が行われなくなる。

そして、ロックエンドに保持されていたステアリングホイールがその中立位置（直進位置）側へ逆回転された場合、当該操作に伴いモータに発生する逆起電圧が、モータの端子電圧として検出される。すなわち、制御装置は、ステアリングホイールの前述した逆回転に伴う操舵補助がなされている正常な状態であると誤判断する。モータの逆起電圧は、モータの回転数に比例するので、ステアリングホイールの操作速度によっては前述した電圧判定閾値（検出スレッショルド電圧Ｖｈ）よりも大きな値になるおそれがある。また、当該逆起電圧がモータの実際の端子電圧に加算されるかたちになることにより、前述した関係式が成立しなくなることも考えられる。

このように、モータに発生する逆起電圧等に起因して、前述した地絡検出条件から外れる旨誤判定される状況が存在する。そして、地絡検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、スイッチング素子の駆動制限が即時に解除される。このため、スイッチング素子、ひいてはモータ駆動回路の保護が好適に行われない状況の発生が依然として懸念される。特許文献１の制御装置は、この点において未だ改善の余地を残すものであった。

なお、前述した逆起電圧に起因する地絡検出条件の誤判定の問題は、ステアリングホイールがロックエンドまで操作されている場合に限らず、例えば車両が縁石等へ乗り上げた場合、同じく段差等へ落ち込んだ場合、あるいは轍にタイヤがとられた場合等、ステアリングホイールの回転トルクに対してモータが逆回転する状況であれば同様に発生し得る。また地絡のみならず、モータ駆動回路の電源側及びグランド側のスイッチング素子（ＦＥＴ）等の短絡あるいは天絡等の故障が発生した場合も同様である。

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、故障誤判定を抑制することにより当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、前記モータの端子電圧に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除することをその要旨とする。

モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件の成立の有無に基づき故障検出を行う場合には、何らかの原因により発生するモータの逆起電圧が無視できない場合がある。すなわち、モータに発生する逆起電圧等に起因して、故障検出条件から外れる旨誤判定される状況が発生し得る。特に、故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合にはスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにしたものにおいては、スイッチング素子等の保護が好適に行われないおそれがある。これは、故障検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、スイッチング制御の制限が即時に解除されることによる。すなわち、故障が本当に発生している場合には、スイッチング素子に故障電流が発生して当該スイッチング素子等が破壊されるおそれがある。

この点、本発明によれば、スイッチング制御の実行が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、モータの端子電圧に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、スイッチング制御の実行の制限が解除される。このため、当該スイッチング制御の実行が制限された状態で故障検出条件が非成立である旨判定される場合に、当該制限が即時に解除されることはない。したがって、故障誤判定が抑制されることにより、当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記故障検出条件は、前記モータの端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの端子電圧に０より大きく且つ１以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定することをその要旨とする。

本発明によれば、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値の係数が設定される。ここで、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、故障発生の蓋然性が高いといえる。そしてこの故障発生の蓋然性が高い状況において、係数の値が大きな値とされることにより、故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値の値も大きくなる。すなわち、故障検出領域が拡大されることになるので、故障を検出しやすい状態となる。このため、前述したモータの逆起電圧の発生に起因してモータの端子電圧が増大した場合であれ、故障検出条件からはずれにくくなる。したがって、故障誤判定が抑制される。故障検出に対する信頼性がいっそう高められる。

請求項３に記載の発明は、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には前記スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにし、前記故障検出条件は、前記モータの端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの端子電圧に０より大きく且つ１以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定することをその要旨とする。

本発明によれば、スイッチング素子のスイッチング制御の実行が制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合に、当該スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにした場合であれ、故障誤判定が抑制される。すなわち、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値の係数が設定される。ここで、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、故障発生の蓋然性が高いといえる。そしてこの故障発生の蓋然性が高い状況において、係数の値が大きな値とされることにより、故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値の値も大きくなる。すなわち、故障検出領域が拡大されることになるので、故障を検出しやすい状態となる。このため、前述したモータの逆起電圧の発生に起因してモータの端子電圧が増大した場合であれ、故障検出条件からはずれにくくなる。したがって、故障誤判定が抑制されることにより、当該故障検出に対する信頼性を高めつつ故障電流に対する保護機能の向上が図られる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記故障検出条件は、前記モータの端子と前記スイッチング素子との間の地絡故障を検出するべく設定されてなることをその要旨とする。このように、例えば地絡故障を検出してスイッチング素子を保護することもできる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータはブラシ付モータであることをその要旨とする。このように、ブラシ付モータを備えて構成される電動パワーステアリング装置の制御装置として構成することができる。

本発明によれば、地絡等の故障誤判定を抑制して当該故障検出に対する信頼性をよりいっそう高めることにより過電流保護機能の向上が図られる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 電動パワーステアリング装置の電気的な構成を示す回路図。 地絡点の一例を示すモータ駆動回路の回路図。 第１の実施の形態における故障検出処理の手順を示すフローチャート。 同じく故障検出処理の手順を示すフローチャート。 同じく故障検出処理の手順を示すフローチャート。 同じく故障検出処理の手順を示すフローチャート。 同じく故障検出処理の手順を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれＦＥＴのデューティ比と推定端子電圧の値との関係を説明するグラフ。 地絡検出領域を示すＦＥＴのデューティ比と推定端子電圧とのグラフ。 第２の実施の形態における故障検出処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）は電源電圧と検出スレッショルドゲインＧとの関係を示すマップ、（ｂ）は電源電圧及び検出スレッショルドゲインＧの具体的な値の一例を示す表。

以下、本発明をパワーアシストユニット及びその制御装置等がステアリングコラムに設けられる、いわゆるコラム型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第１の実施形態を説明する。

＜概略構成＞
まず電動パワーステアリング装置の概略的な構成について説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール２と一体回転するステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側からコラムシャフト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の順に連結されてなる。ピニオンシャフト１０はこれに直交して設けられるラック軸５のラック部分５ａに噛合されている。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、ピニオンシャフト１０及びラック部分５ａからなる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。当該往復直線運動が、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アームに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角が変更される。

また、電動パワーステアリング装置１は、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（パワーアシストユニット）１３、及び操舵力補助装置１３の作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１４を備えてなる。

操舵力補助装置１３の駆動源であるモータ１５は、歯車等からなる減速機構１６を介してコラムシャフト８に作動連結されている。モータ１５の回転力は減速機構１６により減速されてこれがアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト８に伝達される。電子制御装置１４は、このアシスト力を次のようにして制御する。すなわち、電子制御装置１４は、転舵輪１２等に設けられる車速センサ１７を通じて車速Ｖを取得する。また、電子制御装置１４は、コラムシャフト８に設けられるトルクセンサ１８及び舵角センサ１９を通じて、ステアリングホイール２に印加される操舵トルクτ、及びステアリングホイール２の操舵角（回転角）θｓを取得する。そして電子制御装置１４は、これら車速Ｖ、操舵トルクτ、操舵角θｓに基づき目標アシスト力を算出し、この算出される目標アシスト力を発生させるべくモータ１５の給電制御を行う。このモータ１５の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。なお、本例では、モータ１５として、ブラシ付モータが採用されている。ただし、ブラシレスモータを採用することも可能である。

＜電気的な構成＞
次に、電動パワーステアリング装置の電気的な構成について説明する。図２に示すように、電子制御装置１４は、モータ制御信号を生成するマイクロコンピュータ２０、及び当該モータ制御信号に基づきモータ１５へ電力を供給するモータ駆動回路３０を備えてなる。

マイクロコンピュータ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３を備えてなる。また、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４、第２のカウンタ２５及び第３のカウンタ２６を備えてなる。

ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１が実行する各種の制御プログラム（アシスト制御プログラム及び地絡等の故障検出プログラムを含む）、各種のデータ、及び各種のアシストトルクマップ等が格納されている。このアシストトルクマップは操舵トルクτと当該操舵トルクτに対する最適な目標アシストトルクとの関係を定めたものであり、所定の車速域毎に作成されている。例えば低速域（０〜５Ｋｍ／ｈ）、中低速域（５〜２０Ｋｍ／ｈ）、中高速域（２０〜４０Ｋｍ／ｈ）、高速域（４０〜７０Ｋｍ／ｈ以上）にそれぞれ対応したものが作成されている。アシストトルクマップは、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。ＲＡＭ２３は、ＲＯＭ２２に書き込まれた各種の制御プログラムを展開してＣＰＵ２１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。

ＣＰＵ２１は、車速センサ１７、トルクセンサ１８、電源回路２７、エンジン回転数センサ２８及びモータ駆動回路３０がそれぞれ図示しない入出力インターフェイスを介して接続されてなる。電源回路２７は、電源ラインＬ１を介してバッテリＢＡＴのプラス端子に接続されるとともに、バッテリＢＡＴの電圧（例えば１２Ｖ〜２４Ｖ）を所定電圧（例えば５Ｖ）に変換してこれをマイクロコンピュータ２０の各部に供給する。電源ラインＬ１上には、イグニッションスイッチＩＧが設けられている。イグニッションスイッチＩＧがオン（閉動作）されると電源ラインＬ１は導通状態となり、オフ（開動作）されると電源ラインＬ１は遮断状態となる。エンジン回転数センサ２８は、エンジン（図示略）の回転数ＮＥを検出する。

＜モータ駆動回路＞
モータ駆動回路３０は、４個の電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ３１〜３４」という。）がモータ１５に対してＨブリッジ型に接続されてなる。具体的には、ＦＥＴ３１，３３の直列回路とＦＥＴ３２，３４の直列回路とが並列に接続されている。両ＦＥＴ３１，３３間にはモータ１５のプラス端子が電源ラインＬ２を介して接続されている。両ＦＥＴ３２，３４間にはモータ１５のマイナス端子が電源ラインＬ３を介して接続されている。さらに、モータ１５の両端子はそれぞれ図示しないモータ端子電圧検出回路を介してＣＰＵ２１に接続されている。なお、各ＦＥＴ３１〜３４として、「２００Ａ（アンペア）−１００ｍｓ」の耐電流性能を有するものが採用されている。すなわち、各ＦＥＴ３１〜３４のドレインに流れる電流とチャネル温度とが、ＦＥＴを破壊しない程度に設定されている。また、各ＦＥＴ３１〜３４においては、それらにおける接合温度が素子を破壊しないように設定されている。

電源ラインＬ３上にはモータリレー３６が設けられている。モータリレー３６は、図示しないリレー駆動回路を介してＣＰＵ２１に接続されるとともに、ＣＰＵ２１からの開閉制御信号に基づいて開閉動作する。モータリレー３６がオン（閉動作）すると電源ラインＬ３は導通状態となり、オフ（開動作）すると電源ラインＬ３は遮断状態となる。なお、各ＦＥＴ３１〜３４のゲートはそれぞれ図示しないＰＷＭ（パルス幅変調）駆動回路を介してＣＰＵ２１に接続されている。各ＦＥＴ３１〜３４はそれぞれＣＰＵ２１からＰＷＭ駆動回路を通じて供給されるモータ制御信号（ＰＷＭ駆動信号）に基づきスイッチング動作する。

モータ駆動回路３０の両端、具体的にはＦＥＴ３１，３３の直列回路とＦＥＴ３２，３４の直列回路との両端における接続部分は、それぞれ電源ラインＬ４，Ｌ５を介してバッテリＢＡＴのプラス端子及びマイナス端子（接地端子）に接続されている。電源ラインＬ４上には電源リレー３７及びシャント抵抗３８の直列回路が設けられている。当該シャント抵抗３８の両端は図示しない過電流検出回路を介してＣＰＵ２１に接続されている。電源リレー３７は図示しないリレー駆動回路を介してＣＰＵ２１に接続されるとともに、ＣＰＵ２１からの開閉制御信号に基づいて開閉動作する。電源リレー３７がオン（閉動作）すると電源ラインＬ４は導通状態となり、オフ（開動作）すると電源ラインＬ４は遮断状態となる。電源ラインＬ５上にはシャント抵抗３９が設けられるとともに、当該シャント抵抗３９の両端は図示しないモータ制御電流検出回路を介してＣＰＵ２１に接続されている。

電源リレー３７とシャント抵抗３８との接続点は、電源ラインＬ６を介して、イグニッションスイッチＩＧと電源回路２７との接続点に接続されている。このため、電源リレー３７のオン状態においてはイグニッションスイッチＩＧのオンオフ状態に関わらず、マイクロコンピュータ２０には電源ラインＬ６を介して動作電力が供給される。

マイクロコンピュータ２０（正確にはＣＰＵ２１）は、ＦＥＴ３１，３４がオンのときはＦＥＴ３２，３３がオフとなるように、逆にＦＥＴ３２，３３がオンのときはＦＥＴ３１，３４がオフとなるように、各ＦＥＴ３１〜３４をそれぞれオンオフ制御する。モータ駆動回路３０において、ＦＥＴ３１，３４をオン、ＦＥＴ３２，３３をオフとすれば、モータ１５のプラス端子はバッテリＢＡＴのプラス端子に接続され、モータ１５のマイナス端子はバッテリＢＡＴのマイナス端子に接続されるので、モータ１５は正方向に回転する。これに対して、ＦＥＴ３１，３４をオフ、ＦＥＴ３２，３３をオンとすれば、モータ１５のプラス端子はバッテリＢＡＴのマイナス端子に接続され、モータ１５のマイナス端子はバッテリＢＡＴのプラス端子に接続されるので、モータ１５は逆方向に回転する。

また、マイクロコンピュータ２０（正確には、そのＰＷＭ駆動回路）は、トルクセンサ１８により検出される操舵トルクτに応じたモータ電流を実現するデューティ比（各ＦＥＴ３１〜３４に対し通電すべき時間）のＰＷＭ駆動信号を生成し、これをモータ制御信号として各ＦＥＴ３１〜３４へ供給する。このモータ制御信号に基づく各ＦＥＴ３１〜３４のスイッチングを通じてモータ１５が駆動することにより、操舵トルクτに応じたアシストトルクが発生する。

なお、イグニッションスイッチＩＧがオン操作されて、バッテリＢＡＴからの電力が電子制御装置１４の各部へ供給されたとき、マイクロコンピュータ２０は、アシスト起動条件の入力待機状態となる。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、エンジン回転数センサ２８により検出されるエンジンの回転数ＮＥが所定値（例えば４７０ｒｐｍ）に達したとき、アシスト制御を起動する。マイクロコンピュータ２０は、エンジンの回転数ＮＥが所定値に達するまではアシスト起動条件の入力待機状態を維持する。

なお、本例とは異なり、エンジン停止時にアシスト制御を実行する車両も存在するところ、このような車両に適用することも可能である。また、本例では、エンジンを駆動源とする車両への適用を想定しているものの、モータを駆動源とするＥＶ（electric vehicle）若しくはＥＶモードを有する車両に適用することも可能である。そしてこれらの車両に適用する場合には、マイクロコンピュータ２０は、エンジン回転数とは別の信号及び条件によってアシスト制御を起動する。ちなみに、ＥＶモードとは、ガソリンを使用せず、バッテリによりモータのみを駆動させて走行する車両の走行モードをいう。

さらに、電子制御装置１４は、モータリレー３６又は電源リレー３７をオフすることにより過電流あるいは回生ロック等の発生を回避するフェールセーフ機能を備えている。回生ロックとは、各ＦＥＴ３１〜３４のうちいずれかのＦＥＴの短絡故障等によって、モータ１５のコイルの両端子が相互に接続された状態となってモータ１５に回生制動力が発生することにより、モータ１５に作動連結されたステアリングホイール２が操舵困難になる現象をいう。

例えば、前記モータ制御電流検出回路により検出される実際のモータ制御電流値が目標のモータ制御電流値よりも極端に増加し、各ＦＥＴ３１〜３４のうちいずれかのＦＥＴが短絡故障を起こしたと推定される場合、ＣＰＵ２１は電源リレー３７をオフして電源ラインＬ４を瞬時に遮断する。これにより、モータ１５の誤動作や損傷等が回避される（過電流保護機能）。モータ１５とモータ駆動回路３０の各ＦＥＴ３１〜３４との間に地絡故障が発生した場合も同様に前述の過電流保護機能が動作する。なお、この地絡故障の検出処理については、後に詳述する。

またこのとき、ＣＰＵ２１は電源リレー３７をオフすると同時に、モータリレー３６をオフして電源ラインＬ３を遮断する。これにより、モータ１５の回生ロックが回避される。

＜地絡故障の検出処理＞
次に、モータ１５とモータ駆動回路３０の各ＦＥＴ３１〜３４との間に発生する地絡故障の検出処理について図４〜図８のフローチャートに従って説明する。これらフローチャートは、ＲＯＭ２２に格納された故障検出プログラムに基づき実行される。各フローチャートに示される処理は、イグニッションスイッチＩＧがオンされて動作電力が電子制御装置１４の各部に供給されることを契機として、それぞれ並行して実行される。

また、本例では、図３に示されるように、モータ駆動回路３０における上流側（電源ＰＩＧ側）のモータ端子（プラス端子）に地絡故障が発生したものとする。この場合、同図に矢印で示されるように、電源ＰＩＧから供給される電流の経路は、「ＦＥＴ３１→電源ラインＬ２→モータ１５→電源ラインＬ３→グランド」という本来の電流経路ではなく、「ＦＥＴ３１→電源ラインＬ２→地絡点Ｐ」という経路になる。

さて、図４のフローチャートに示されるように、地絡検出処理の実行に際して、マイクロコンピュータ２０は、まず検出スレッショルド電圧を算出する（ステップＳ１０１）。
検出スレッショルド電圧は、地絡故障等に起因してモータ駆動回路３０等に発生する故障電流（ここでは、地絡電流）の有無を検出する際の基準となる値（電圧値）である。この検出スレッショルド電圧Ｖｈは、次式により算出される。

Ｖｈ＝Ｖｍ×Ｇ
ただし、Ｖｍは、モータ１５のプラス端子電圧（推定値）及びマイナス端子電圧（推定値）の和の値（以下、「推定端子電圧和」という。）である。プラス端子電圧及びマイナス端子電圧の推定値は、電源電圧Ｖｐｉｇ（理論値）に駆動側のＦＥＴのデューティ比（図３の例ではＤ２）を乗ずることにより得られる。Ｇは、検出スレッショルドゲイン（係数）である。検出スレッショルドゲインＧは、１よりも小さな値に設定されるところ、本例では０．７に設定されている。

なお、本例では、モータ１５の推定端子電圧和Ｖｍは、モータ１５のプラス端子電圧Ｖｍ１の値とされる。これは、次の理由による。すなわち、地絡故障においては、モータ１５の両端子のうち一方の電位が０ｍＶ近傍の値に低下するという故障モードの特性がある。このため、地絡故障の検出性を高めるために、あえて一方の電位を使用している。逆に、検出スレッショルド電圧Ｖｈを本来のモータ１５の両端子電圧の和（＝Ｖｍ１＋Ｖｍ２）に基づき算出するようにした場合には、地絡故障の検出に関して純粋な誤検出性が高まる。この観点からも、あえて一方の電位のみを使用している。

また、本例では、電源側のＦＥＴ３１のデューティ比をＤ２（％）とグランド側のＦＥＴ３４のデューティ比Ｄ１（％）との和の値に応じて、モータ１５のプラス端子電圧Ｖｍ１、すなわち推定端子電圧和Ｖｍの値を異ならせている。これはＦＥＴ３１，３４のデューティ比Ｄ２，Ｄ１に応じて故障電流の有無を検出する際の基準となる好適な値が異なるからである。

図９（ａ）に示されるように、「１．２５＜Ｄ１＋Ｄ２」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Ｖｍ１及びマイナス端子電圧Ｖｍ２の値は次のようになる。なお、「１．２５」は、「１２５％」を示す。

・Ｖｍ１＝Ｖｐｉｇ
・Ｖｍ２＝（１−Ｄ１）×Ｖｐｉｇ
前述したように、本例ではプラス端子電圧Ｖｍ１を推定端子電圧和Ｖｍとして使用するので、推定端子電圧和Ｖｍは次のように表される。Ｖｐｉｇは、電源電圧（ＰＩＧ電圧）である。

・Ｖｍ＝Ｖｐｉｇ
図９（ｂ）に示されるように、「１≦Ｄ１＋Ｄ２＜１．２５」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Ｖｍ１及びマイナス端子電圧Ｖｍ２の値は次のようになる。なお、「１」は、「１００％」を示す。

・Ｖｍ１＝Ｄ２×Ｖｐｉｇ
・Ｖｍ２＝（１−Ｄ１）×Ｖｐｉｇ
したがって、推定端子電圧和Ｖｍは次のように表される。

・Ｖｍ＝Ｄ２×Ｖｐｉｇ
図９（ｃ）に示されるように、「Ｄ１＋Ｄ２＜１」の関係が成立する場合、モータのプラス端子電圧Ｖｍ１及びマイナス端子電圧Ｖｍ２の値は次のようになる。なお、次の関係式において、「０．５」は係数であって、製品仕様等に応じて適宜変更される。

・Ｖｍ１＝（１−Ｄ１＋Ｄ２）×Ｖｐｉｇ×０．５
・Ｖｍ２＝（１−Ｄ１＋Ｄ２）×Ｖｐｉｇ×０．５
したがって、推定端子電圧和Ｖｍは次のように表される。

・Ｖｍ＝（１−Ｄ１＋Ｄ２）×Ｖｐｉｇ×０．５
また、検出スレッショルド電圧Ｖｈは、図１０のグラフに示されるように、グランド側のＦＥＴ３４のデューティ比Ｄ１と電源側のＦＥＴ３１のデューティ比Ｄ２との和の値と、実際のプラス端子電圧Ｖｍ１及びマイナス端子電圧Ｖｍ２の和の値（以下、「実モータ端子電圧和Ｖａｄｄ」という。）との関数として表される。なお、当該グラフにおいて、横軸は「Ｄ１＋Ｄ２」を、縦軸は実モータ端子電圧和Ｖａｄｄである。また、当該グラフにおいて、上側の折れ線は「Ｄ１＋Ｄ２」の値の変化に対する推定端子電圧和Ｖｍの値の変化を示す。また、同じく下側の折れ線は、「Ｄ１＋Ｄ２」の値の変化に対する検出スレッショルド電圧Ｖｈの値の変化を示す。

当該グラフに示されるように、「Ｄ１＋Ｄ２＜１」のとき、推定端子電圧和Ｖｍの値は、「電源電圧Ｖｐｉｇ×検出スレッショルドゲインＧ」の値以下をとる。また、「１≦Ｄ１＋Ｄ２＜１．２５」のとき、推定端子電圧和Ｖｍの値は、「電源電圧Ｖｐｉｇ×検出スレッショルドゲインＧ」の値を超え、且つ電源電圧Ｖｐｉｇ以下の値をとる。さらに、「１．２５＜Ｄ１＋Ｄ２」のとき、推定端子電圧和Ｖｍの値は、電源電圧Ｖｐｉｇの値と同じになる（一定）。

検出スレッショルド電圧Ｖｈは、前述した推定端子電圧和Ｖｍよりも小さな値をとるとともに、当該推定端子電圧和Ｖｍに沿うかたちで変化する。すなわち、当該グラフに示されるように、「Ｄ１＋Ｄ２＜１」のとき、検出スレッショルド電圧Ｖｈの値は、「電源電圧Ｖｐｉｇ×検出スレッショルドゲインＧ」の値よりも小さな値をとる。また、「１≦Ｄ１＋Ｄ２＜１．２５」のときにも、検出スレッショルド電圧Ｖｈの値は、「電源電圧Ｖｐｉｇ×検出スレッショルドゲインＧ」の値よりも小さな値をとる。ただし、傾きは「Ｄ１＋Ｄ２＜１」の場合に比べて大きくなる。さらに、「１．２５＜Ｄ１＋Ｄ２」のとき、検出スレッショルド電圧Ｖｈの値は、「電源電圧Ｖｐｉｇ×検出スレッショルドゲインＧ」の値と同じになる（一定）。

そして当該グラフにおいて、下側の折れ線よりも下側の部分が、地絡検出領域とされている。すなわち、検出スレッショルド電圧Ｖｈは、地絡故障の検出条件の一つであって、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が、検出スレッショルド電圧Ｖｈの値以下となる場合には、地絡故障が発生しているおそれがある旨判定される。

次に、先のステップＳ１０１の処理を通じて検出スレッショルド電圧Ｖｈの算出を完了したマイクロコンピュータ２０は、地絡検出条件の成立の有無を判断する（ステップＳ１０２）。マイクロコンピュータ２０は、地絡検出条件が成立する旨判断した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）には、第１のカウンタ２４を１だけカウントアップして（ステップＳ１０３）、処理を終了する。これに対し、マイクロコンピュータ２０は、地絡検出条件が成立しない旨判断した場合（ステップＳ１０２でＮＯ）には、第１のカウンタ２４をクリア（リセット）して（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

この第１のカウンタ２４の値は、地絡故障が発生しているおそれがあるかどうかの判断に使用される。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、所定の制御周期で図４のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップＳ１０２における地絡検出条件が継続して成立する旨判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第１のカウンタ２４の値はインクリメントされる。このため、第１のカウンタ２４の値が分かれば、マイクロコンピュータ２０の制御周期（時間）に基づき、前述の地絡検出条件が最初に成立してからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生しているおそれがあるとして設定される地絡検出条件がある程度の時間にわたって成立する旨判断される場合には、地絡故障が発生している蓋然性は高いといえる。

ちなみに、本例では、前述した地絡検出条件として、以下に示す３つの条件が設定されている。これら条件がすべて成立する旨判定されてはじめて地絡故障が発生しているおそれがある旨判定される。

１．実モータ端子電圧和Ｖａｄｄ≦検出スレッショルド電圧Ｖｈ
２．Ｄ１＋Ｄ２≧２０％
３．モータ電流≦２０Ａ
なお、モータ電流は、モータ１５に供給される電流であってその値は、モータ駆動回路３０とグランドとの間に設けられたシャント抵抗３９の両端間の電圧に基づき算出される。

＜故障判定＞
次に、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障が発生していることについての確からしさを判定し、その判定結果に応じた保護機能を実行する。

すなわち、図５のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値及び第３のカウンタ２６の値を読み込む（ステップＳ２０１）。なお、第３のカウンタ２６の値の読み込み処理は、後述するステップＳ２０９における第３のカウンタ２６の値の判断が行われる前であれば、その実行タイミングを適宜変更してもよい。

次に、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値（正確には、当該値に基づき算出される時間）が、例えば１．６ｍｓ以上であるかどうかを判断する（ステップＳ２０２）。

マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上である旨判断した場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、地絡故障検出中である旨示すフラグをＲＡＭ２３の所定領域にセットする（ステップＳ２０３）。

次に、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、例えば１０ｍｓ以上であるかどうかを検出する（ステップＳ２０４）。
マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、例えば１０ｍｓ以上である旨判断した場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、地絡故障が発生している蓋然性が高いとして、各ＦＥＴ３１〜３４の駆動、すなわちモータ駆動回路３０のＰＷＭ駆動を停止して（ステップＳ２０５）、処理を終了する。具体的には、各ＦＥＴ３１〜３４のデューティ比を０％とする。先の図３に示される例では、電源側のＦＥＴ３１及びグランド側のＦＥＴ３４のデューティ比をそれぞれ０％にする。

これに対し、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、例えば１０ｍｓ未満である旨判断した場合には（ステップＳ２０４でＮＯ）、各ＦＥＴ３１〜３４の駆動、すなわちモータ駆動回路３０のＰＷＭ駆動を制限して（ステップＳ２０６）、処理を終了する。具体的には、各ＦＥＴ３１〜３４のデューティ比を制限する。先の図３に示される例では、電源側のＦＥＴ３１及びグランド側のＦＥＴ３４のデューティ比をそれぞれ３０％に制限する。

なお、先のステップＳ２０２の判断において、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合には（ステップＳ２０２でＮＯ）、地絡故障の検出判定に誤りのおそれがあるとして、ＰＷＭ駆動制限の解除処理を実行する。なお、このＰＷＭ駆動制限の解除処理については、後に詳述する。

＜地絡確定処理＞
また、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障が発生している旨の判定の正誤を再度確認した上で、地絡故障が発生している旨の判定を確定する地絡確定処理を所定の制御周期で実行する。

＜正誤判定処理＞
すなわち、図６のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障が発生している旨の判定の正誤を再度確認するに際して、第１のカウンタ２４の値に基づき、ＰＷＭ駆動の停止の有無を判断する（ステップＳ３０１）。具体的には、先の図５のフローチャートのステップＳ２０４と同様の判断を行い、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が例えば１０ｍｓ以上である旨判断される場合には、ＰＷＭ駆動が停止されていると判断する。そしてマイクロコンピュータ２０は、ＰＷＭ駆動が停止されている旨判断される場合には（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下であるかどうかを判断する（ステップＳ３０２）。すなわち、当該ステップにおいて、マイクロコンピュータ２０は、次の関係式の成立の有無の判断を通じて地絡故障の発生の有無を再度確認する。

・Ｖａｄｄ＝Ｖｍ１＋Ｖｍ２≦０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ
ただし、右辺の「０．７」は、地絡故障の発生の有無に対する誤判定を回避するために設定される値（係数）であって、「１」より小さな値とされる。

マイクロコンピュータ２０は、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下である旨判断される場合には（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、第２のカウンタ２５をインクリメントして（ステップＳ３０３）、処理を終了する。これに対して、マイクロコンピュータ２０は、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下ではない旨判断される場合には（ステップＳ３０２でＮＯ）、第２のカウンタ２５の値をクリアして（ステップＳ３０４）、処理を終了する。

第２のカウンタ２５の値は、地絡故障が発生している旨確定するために使用される。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、所定の制御周期で図６のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップＳ３０２における判断において、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下である旨継続して判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第２のカウンタ２５の値はインクリメントされる。このため、第２のカウンタ２５の値が分かれば、マイクロコンピュータ２０の制御周期（時間）に基づき、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下である旨最初に判断されてからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生していない場合には、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下になることはない。このため、例えば実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値以下となる状態がある程度の時間継続すれば、地絡故障が発生しているといえる。

＜確定処理＞
そして次に、図７のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障が発生している旨の判定を確定するに際して、まず第２のカウンタ２５の値を読み込む（ステップＳ４０１）。

マイクロコンピュータ２０は、第２のカウンタ２５の値に基づき算出される時間が、例えば５００ｍｓ以上ではない旨判断される場合には（ステップＳ４０２でＮＯ）、地絡故障が発生している旨判定を確定することなく、処理を終了する。

これに対して、マイクロコンピュータ２０は、第２のカウンタ２５の値に基づき算出される時間が、例えば５００ｍｓ以上である旨判断される場合には（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、地絡故障が発生している旨判定を確定して（ステップＳ４０３）、処理を終了する。

なお、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障の発生している旨の判定を確定した場合には、モータ駆動回路３０等の保護機能として、先の図２に示されるモータリレー３６及び電源リレー３７をそれぞれオフ（開動作）する。これにより、モータ１５の誤動作及び損傷等が回避される。モータ１５の回生ロック等も回避される。さらに、地絡故障が発生した旨を車室内に設けられる図示しないランプあるいはブザー等の作動を通じて報知することも可能である。

＜ＰＷＭ駆動制限の解除処理＞
次に、先の図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２の判断において、マイクロコンピュータ２０が、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合（ステップＳ２０２でＮＯ）に実行されるＰＷＭ駆動制限の解除処理について説明する。

さて、図８のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ２０はまず、ＲＡＭ２３の所定領域に、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態（オン状態）かどうかを判断する（ステップＳ５０１）。

マイクロコンピュータ２０は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態（オン状態）である旨判断される場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）には、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値であるかどうかを判断する（ステップＳ５０２）。すなわち、当該ステップにおいて、マイクロコンピュータ２０は、次の関係式の成立の有無の判断を通じて地絡故障が発生していない旨再度確認する。

・Ｖａｄｄ＝Ｖｍ１＋Ｖｍ２＞０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ
ただし、右辺の「０．７」は、地絡故障の発生の有無に対する誤判定を回避するために設定される値（係数）であって、「１」より小さな値とされる。

マイクロコンピュータ２０は、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値である旨判断される場合には（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、地絡故障が発生していないとして、第３のカウンタ２６をインクリメントして（ステップＳ５０３）、処理を終了する。これは、例えばモータ１５のプラス端子側で地絡故障（本例では、短絡部の抵抗値は、０ｍΩとする。）が発生している場合、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄ（＝Ｖｍ１＋Ｖｍ２）の値は、グランド電圧値に相当する値、例えば「０．１×Ｖｐｉｇ」の値以下になる。すなわち、地絡故障が発生している場合には、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄが「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値になることはないからである。

これに対して、マイクロコンピュータ２０は、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値ではない旨判断される場合には（ステップＳ５０２でＮＯ）、第３のカウンタ２６の値をクリアして（ステップＳ５０４）、処理を終了する。

第３のカウンタ２６の値は、先の図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２の判断において、地絡故障の検出判定に誤りのおそれがあると判断された場合（ステップＳ２０２でＮＯ）に、当該判定が正しいかどうかを判定するために使用される。すなわち、マイクロコンピュータ２０は、所定の制御周期で図８のフローチャートで示される処理を繰り返す。そして先のステップＳ５０２における判断において、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値である旨継続して判断される場合には、当該処理が繰り返されるたびに第３のカウンタ２６の値はインクリメントされる。このため、第３のカウンタ２６の値が分かれば、マイクロコンピュータ２０の制御周期（時間）に基づき、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値である旨最初に判断されてからの経過時間を求めることが可能となる。地絡故障が発生している場合には、実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値になることはない。このため、例えば実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が「０．７×電源電圧Ｖｐｉｇ」の値よりも大きな値となる状態がある程度の時間継続すれば、地絡故障は発生していないといえる。

そして前述したように、マイクロコンピュータ２０は、先の図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２において、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合には（ステップＳ２０２でＮＯ）、ＰＷＭ駆動制限の解除処理を実行する。

すなわち、図５のフローチャートに示されるように、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合には（ステップＳ２０２でＮＯ）、ＲＡＭ２３の所定領域に、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされた状態（オン状態）かどうかを判断する（ステップＳ２０７）。

マイクロコンピュータ２０は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされていない状態（オフ状態）である旨判断した場合（ステップＳ２０７でＮＯ）には、ＰＷＭ駆動制限を解除して（ステップＳ２０８）、処理を終了する。

これに対して、マイクロコンピュータ２０は、地絡故障検出中である旨示すフラグがセットされている状態（オン状態）である旨判断した場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）には、第３のカウンタ２６の値が、例えば１００ｍｓ以上であるかどうかを判断する（ステップＳ２０９）。

マイクロコンピュータ２０は、第３のカウンタ２６の値に基づき算出される時間が、例えば１００ｍｓ以上ではない旨判断される場合には（ステップＳ２０９でＮＯ）、先のステップＳ２０４へ処理を移行する。これに対して、マイクロコンピュータ２０は、第３のカウンタ２６の値が、例えば１００ｍｓ以上である旨判断される場合には（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、地絡故障検出中である旨示すフラグをオフ状態とする（ステップＳ２１０）。そしてこの後、マイクロコンピュータ２０は、ＰＷＭ駆動制限を解除して（ステップＳ２０８）、処理を終了する。

なお、先のステップＳ２０９において、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第３のカウンタ２６の値に基づき算出される時間（１００ｍｓ）は、各ＦＥＴ３１〜３４の耐電流性能（２００Ａ−１００ｍｓ）に基づき設定される。これにより、各ＦＥＴ３１〜３４を確実に保護可能となる。

ここで、先の図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２の判断において、マイクロコンピュータ２０が、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合（ステップＳ２０２でＮＯ）に、即時にＰＷＭ駆動制限を解除することも考えられる。しかし、この場合には、背景技術の欄にも記載したように、モータ１５に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、前述した地絡検出条件から外れる、正確には先の「１．実モータ端子電圧和Ｖａｄｄ≦検出スレッショルド電圧Ｖｈ」の関係式が成立しない旨誤判定される状況が存在する。先の図３に示される場合には、プラス端子電圧Ｖｍ１の値が増大することにより当該状況が発生し得る。そしてこれも前述したように、地絡検出条件から外れた旨誤判定された場合であれ、各ＦＥＴ３１〜３４の駆動制限（ＰＷＭ制限）が即時に解除されるため、各ＦＥＴ３１〜３４、ひいてはモータ駆動回路３０の保護が好適に行われない状況の発生が懸念される。

この点、本例によれば、地絡検出条件から外れた場合（ステップＳ２０２でＮＯ）に、即時にＰＷＭ駆動制限を解除するのではなく、再度の地絡判定処理を実行することにより、モータ１５に発生する逆起電圧等に起因する誤判定が抑制される。すなわち、このような誤判定が発生する状況としては、前述したように、例えばロックエンドに保持されていたステアリングホイールがその中立位置（直進位置）側へ逆回転された場合が想定されるところ、当該ステアリング操作に伴いモータ１５に逆起電圧が発生する時間はわずかであると考えられる。このため、地絡故障が発生していれば、モータ１５の端子電圧は再びグランド電位まで低下する。したがって、地絡故障の判定期間中に、正常な端子電圧がある程度の時間にわたって検出されたときに、はじめて地絡故障は発生していないとして、ＰＷＭ駆動制限を解除することにより、前述した逆起電圧の発生等に起因して正常と誤認識することを抑制することができる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＰＷＭ駆動制限を、正常と誤認識した瞬間に解除するのではなく、ＰＷＭ駆動制限の解除条件（第３のカウンタ２６の値に基づき算出される時間）を別途設け、正常と誤検出した場合に即時にＰＷＭ駆動制限を解除しないようにした。すなわち、ステアリングホイール２の逆回転による逆起電圧の発生は、長くは継続しないと想定される。すなわち実モータ端子電圧和Ｖａｄｄの値が瞬間的に正常値になったとしても、本当に故障していれば、グランド電位まで再び低下する。これを見てＰＷＭ駆動制限を本当に解除するかどうかを判定することにより、逆起電圧に起因するＰＷＭ駆動制限の解除条件が成立する旨誤判定を抑制することができる。

（２）先のステップＳ２０９（図５参照）において、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第３のカウンタ２６の値に基づき算出される時間（１００ｍｓ）は、各ＦＥＴ３１〜３４の耐電流性能に基づき設定するようにした。本例では、各ＦＥＴ３１〜３４の耐電流性能が２００Ａ−１００ｍｓであるので、地絡故障が発生していない旨再判定する際の基準となる第３のカウンタ２６の値に基づき算出される時間を１００ｍｓ以上とした。これにより、各ＦＥＴ３１〜３４を確実に保護可能となる。
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本例は、基本的には先の図１及び図２に示される構成と同様の構成を備えてなる。また、地絡検出処理の内容についても、基本的には先の図４〜図８のフローチャートに示される処理手順と同様である。

本例は、図１１のフローチャートに示されるように、検出スレッショルド電圧Ｖｈの算出処理（ステップＳ１０１）に先立ち、検出スレッショルドゲインＧの設定処理（ステップＳ１００）を実行する点で、前記第１の実施の形態と異なる。

すなわち、ステップＳ１００において、マイクロコンピュータ２０は、図１２（ａ）に示されるマップに基づき、電源電圧Ｖｐｉｇの値に応じて検出スレッショルドゲインＧの値を設定する。具体的には、図１２（ｂ）の表に示されるように、マイクロコンピュータ２０は、電源電圧Ｖｐｉｇの値が８Ｖ未満である場合には、検出スレッショルドゲインＧの値を１．０とし、電源電圧Ｖｐｉｇの値が８Ｖ以上である場合には、検出スレッショルドゲインＧの値を０．７とする。ちなみに、前記第１の実施の形態においては、検出スレッショルドゲインＧの値は一律に０．７とされていた。なお、図１２（ａ）に示されるマップは、ＲＯＭ２２（図２参照）に格納される。

この構成によれば、電源電圧Ｖｐｉｇの値が小さい領域（本例では、８Ｖ未満）における地絡検出領域が拡大される。換言すれば、地絡等の故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値（本例では８Ｖ）として、実際の電源電圧Ｖｐｉｇの値が境界値未満である場合には、同じく境界値以上である場合よりも大きな値に、検出スレッショルドゲインＧの値が設定される。すなわち、電源電圧Ｖｐｉｇの値が８Ｖ未満の領域においては、検出スレッショルドゲインＧの値が大きくされる分、ステップＳ１０１で算出される検出スレッショルド電圧Ｖｈの値が大きくなる。換言すれば、先の図３に示される下側の折れ線を上側へシフトする。このため、地絡故障をいっそう検出しやすい状態とすることができる。このため、前述した逆起電力の発生に起因して例えばプラス端子電圧Ｖｍ１の値が増大した場合であれ、地絡検出条件からはずれにくくなる。したがって、モータ１５に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、地絡検出条件から外れた旨誤判定することが抑制される。また、故障の検出精度が高められる。故障の早期検出も可能になる。

なお、図１２（ｂ）に示される検出スレッショルドゲインＧの値は適宜変更して設定してもよい。本例では、地絡故障が発生した場合には、電源電圧Ｖｐｉｇの値が例えば８Ｖ以下の値に低下することに基づき、電源電圧Ｖｐｉｇの値が８Ｖになったときを境として、検出スレッショルドゲインＧの値を増大させている。

＜他の実施の形態＞
なお、前記両実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本例では、地絡故障が発生した場合について説明したが、例えば天絡故障（ＦＥＴと電源との間の短絡）等の検出に適用することも可能である。また、グランド側且つ非駆動側のＦＥＴの短絡故障の検出に適用することも可能である。故障判定条件等については、製品仕様等（マイクロコンピュータの内部抵抗、スイッチング素子性能、バッテリと電子制御装置との間のハーネス抵抗、モータと電子制御装置との間のハーネス抵抗等）に応じて適宜設定する。

・前記第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態を前提として構成したが、次のようにしてもよい。すなわち、先の図５のフローチャートにおけるステップＳ２０２の判断において、マイクロコンピュータ２０は、第１のカウンタ２４の値に基づき算出される時間が、１．６ｍｓ以上ではない旨判断した場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、即時にＰＷＭ駆動制限を解除する（ステップＳ２０８）。この場合、図５のフローチャートにおけるステップＳ２０３、ステップＳ２０７、ステップＳ２０９、ステップＳ２１０の各処理、並びに図８のフローチャートに係る全ての処理を省略することができる。このため、マイクロコンピュータ２０による故障検出処理に係る処理負担が軽減される。なお、このようにした場合であれ、図１２（ａ）に示されるマップに基づき、電源電圧Ｖｐｉｇの値に応じて検出スレッショルドゲインＧの値が設定されるので、前述した逆起電力の発生に起因して例えばプラス端子電圧Ｖｍ１の値が増大した場合であれ、地絡検出条件からはずれにくくなるという効果を得ることができる。したがって、モータ１５に発生する逆起電圧等に起因して、地絡事故が発生しているにもかかわらず、地絡検出条件から外れた旨誤判定することが抑制される。

・本例では、第１〜第３のカウンタ２４〜２６のカウントアップ時の増分を「１」としたが、この増分は「１」以外の値でもよい。例えば第１〜第３のカウンタ２４〜２６の増分を、「２」あるいは「３」等の値に設定してもよい。また、第１〜第３のカウンタ２４〜２６のクリアについては、他のカウンタの状態によって、クリアまたは「１」あるいは「１」以外の値にカウントダウンするようにしてもよい。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・請求項１又は請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記制限解除条件は、前記モータの端子電圧が故障発生時には取り得ない電圧値となる状態が一定時間にわたって継続して検出されることを含んで設定されてなる電動パワーステアリング装置の制御装置。この構成によれば、故障検出条件から外れた旨の誤判定を好適に抑制することができる。

１…電動パワーステアリング装置、１５…モータ、３１，３２，３３，３４…ＦＥＴ（スイッチング素子）、２０…マイクロコンピュータ（制御装置）。

Claims (5)

1. 複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には、前記モータの端子電圧に基づき設定される制限解除条件が成立する旨判定されるときにのみ、前記スイッチング制御の実行の制限を解除する電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記故障検出条件は、前記モータの端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの端子電圧に０より大きく且つ１以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定する電動パワーステアリング装置の制御装置。
3. 複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータの駆動を制御することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記モータの端子電圧に基づき設定される故障検出条件が成立する旨判定される状態が一定時間にわたって検出される場合には前記スイッチング素子のスイッチング制御の実行を制限するとともに、当該制限された状態で前記故障検出条件が非成立である旨判定される場合には前記スイッチング制御の実行の制限を即時に解除するようにし、
   前記故障検出条件は、前記モータの端子電圧が故障発生の有無の判定基準となる電圧判定閾値以下であることを含み、当該電圧判定閾値は電源電圧の理論値及び前記スイッチング素子のデューティ比に基づき推定されるその時々の前記モータの端子電圧に０より大きく且つ１以下の値である係数を乗じることにより一定の制御周期毎に算出される値であって、当該係数は、故障が発生した際に想定される電源電圧の値を境界値として、実際の電源電圧の値が前記境界値未満である場合には、同じく前記境界値以上である場合よりも大きな値に設定する電動パワーステアリング装置の制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記故障検出条件は、前記モータの端子と前記スイッチング素子との間の地絡故障を検出するべく設定されてなる電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータはブラシ付モータである電動パワーステアリング装置の制御装置。

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