JP4433856B2 - モータ制御装置、車両用操舵装置及び断線検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置、車両用操舵装置及び断線検出方法に関するものである。

近年、車両の操舵系にアシスト力を付与するパワーステアリング装置、或いはステアリングホイールの舵角（操舵角）に対する操舵輪の伝達比（ギヤ比）を可変させるギヤ比可変システムにおいては、その駆動源としてモータを用いるものが増えている。

ところが、こうした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）やギヤ比可変システムでは、電力供給配線（動力線）の断線によりその電力供給が遮断された場合、駆動源であるモータが停止するため、その制御を停止せざるを得ない。そして、特に制御中に動力線に断線が発生した場合、急にステアリング操作が重くなる、或いはその操舵特性が非連続に変化するといった不具合が生ずるおそれがある。

従来、こうした電力供給の遮断に伴う作動停止を回避すべく、動力線を並列に複数本設ける、即ち複線化することにより、その何れかに断線が生じた場合であっても、電力供給を続行可能としたモータがある。そして、このようなモータをＥＰＳやギヤ比可変システムに採用することにより、その信頼性を向上させることができ、上記のような制御停止に伴う不具合の発生を回避することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−８６５８３号公報

しかし、上記のように動力線を複線化したとしても、その何れかに断線が発生した場合、抵抗の増大により発熱が生ずるという問題がある。また、特にブラシレスモータでは、何れかの相の動力線が断線した場合、その電流量の減少によりトルクリップルが発生するため、操舵フィーリングが悪化してしまう。そのため、従来は、安定的にその制御を続行するには至らず、結局のところ、断線検出後は速やかにフェールセーフを図りその制御を停止するにとどまっていた。

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、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することができるモータ制御装置、車両用操舵装置及び断線検出方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複線化された動力線を介して駆動電力を供給することによりモータの作動を制御するモータ制御装置であって、前記動力線の断線状態として少なくとも断線が発生した本数を検出する断線検出手段と、前記検出された断線状態に応じて前記モータの制御量を低減する制御量低減手段と、を備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、各動力線の何れかに断線が発生した場合であっても、その断線状態に応じてモータの制御量が抑制されるため、モータに供給される駆動電力も小さなものとなる。これにより、断線が発生した動力線の発熱を効果的に抑制することができる。また、供給される駆動電力の低減により、その断線が発生した相の巻線コイルと断線が発生していない相の巻線コイルとの間の電流量の差分が小さくなるため、トルクリップルが抑制される。その結果、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することが可能になる。

請求項２に記載の発明は、前記制御量低減手段は、前記動力線が残り１本となった場合には、前記制御量をゼロまで徐々に低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、動力線が完全に断線するおそれがある場合には、速やか且つ円滑にその制御を停止することが可能になる。

請求項３に記載の発明は、各相毎に複線化された動力線を介してモータに三相の駆動電力を供給するモータ制御装置であって、前記動力線の断線状態として断線が発生した相及びその本数を検出する断線検出手段と、前記検出された断線状態に基づいて前記モータの巻線コイルに流れる電流量が平衡となるように前記モータの各相間に印加する線間電圧を変更する電圧制御手段を備えること、を要旨とする。

上記構成によれば、動力線の何れかに断線が発生した場合であっても、モータの各相の巻線コイルに流れる電流が平衡となるため、トルクリップルの発生が防止される。その結果、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することが可能になる。

請求項４に記載の発明は、断線検出手段は、前記モータの端子電圧又は通電される電流に基づいて、前記断線状態を検出すること、を要旨とする。
上記構成によれば、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く検出することが可能になり、その結果、断線状態に応じてモータの制御を柔軟に変更することが可能になる。更に、モータの端子電圧又はモータに通電される電流にて検知する構成であるため、断線前に生ずる部分断線による抵抗の増加やレアショートによる抵抗の低下をも検出することが可能になる。

請求項５に記載の発明は、前記駆動電力は、通電がなされる二相の駆動相を順次切り替える矩形波通電により供給されるものであって、前記断線検出手段は、前記端子電圧が変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を要旨とする。

上記構成によれば、断線発生時に端子電圧が変化する非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なるため、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く特定することが可能になる。

請求項６に記載の発明は、前記断線検出手段は、前記駆動相の切り替えから前記端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に前記非駆動相の端子電圧を検出すること、を要旨とする。

上記構成によれば、相切替に伴う電流の乱れの影響を排除して精度良く非駆動相の端子電圧を検出することが可能になる。
請求項７に記載の発明は、前記断線検出手段は、前記電流のピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を要旨とする。

上記構成によれば、断線発生に伴いそのピーク値が減少する相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なるため、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く特定することが可能になる。

請求項８に記載の発明は、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置を制御する制御手段として、請求項１〜請求項７のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置と、を備えた車両用操舵装置であること、を要旨とする。

上記構成によれば、何れかの動力線に断線が発生した場合であっても安定的に伝達比可変制御を続行することが可能になる。特に請求項１の構成をこの構成に適用することにより、断線状態に応じてモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を低減してトルクリップルの発生に伴う振動を抑制することが可能になり、ひいては断線発生時の操舵フィーリングを改善することが可能になる。加えて、適度にトルクリップルの影響が残ることにより、その操舵フィーリングの変化を通じて運転者に異常の発生を知らしめることが可能になる。また、請求項３の構成をこの構成に適用することにより、断線発生時においてもトルクリップルの発生を防止して操舵フィーリングを好適に維持することが可能になる。

更に、請求項２の構成をこの構成に適用することにより、前記動力線が残り１本となった場合には、前記第２の舵角を速やかにゼロとして伝達比可変装置をロックすることが可能になる。これにより、伝達比可変制御の停止に伴う操舵フィーリングの変化を緩和することが可能になり、更に、前記第２の舵角が残った状態、即ちステアリングがオフセットされた状態のまま伝達比可変装置がロックされることを防止することが可能になる。その結果、伝達比可変制御の停止により運転者が感じる違和感を緩和することが可能になる。加えて、請求項４〜請求項７の構成をこの構成に適用することにより、断線状態を精度良く検出すること可能になり、その結果、断線状態に応じて伝達比可変装置の制御を柔軟に変更することが可能になる。

請求項９に記載の発明は、モータ駆動により車両の操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与するための操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置を制御する制御手段として、請求項１〜請求項７のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置と、を備えた車両用操舵装置であること、を要旨とする。

上記構成によれば、何れかの動力線に断線が発生した場合であっても安定的にパワーアシスト制御を続行することが可能になる。特に請求項１の構成をこの構成に適用することにより、断線状態に応じてモータが発生するアシストトルクを低減してトルクリップルの発生に伴う振動を抑制することが可能になり、ひいては断線発生時の操舵フィーリングを改善することが可能になる。加えて、適度にトルクリップルの影響が残ることにより、その操舵フィーリングの変化を通じて運転者に異常の発生を知らしめることが可能になる。また、請求項３の構成をこの構成に適用することにより、断線発生時においてもトルクリップルの発生を防止して操舵フィーリングを好適に維持することが可能になる。

更に、請求項２の構成をこの構成に適用することにより、前記動力線が残り１本となった場合には、アシストトルクを速やかにゼロまで低減することが可能になる。その結果、アシスト力の変化を滑らかなものとしてパワーアシスト制御の停止により運転者が感じる違和感を緩和することが可能になる。加えて、請求項４〜請求項７の構成をこの構成に適用することにより、断線状態を精度良く検出すること可能になり、その結果断線状態に応じてパワーアシスト制御を柔軟に変更することが可能になる。

請求項１０に記載の発明は、ブラシレスモータに三相の駆動電力を供給するために設けられ各相毎に複線化された動力線の断線状態を検出するための断線検出方法であって、前記ブラシレスモータの端子電圧又は前記ブラシレスモータに通電される電流に基づいて、断線が発生した前記動力線の相及びその本数を検出すること、を要旨とする。

請求項１１に記載の発明は、前記三相の駆動電力は、通電がなされる二相の駆動相を順次切り替える矩形波通電により供給されるものであって、前記端子電圧が変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を要旨とする。

請求項１２に記載の発明は、前記駆動相の切り替えから前記端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に前記非駆動相の端子電圧を検出すること、を要旨とする。
請求項１３に記載の発明は、前記電流のピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を要旨とする。

上記請求項１０〜請求項１３の構成によれば、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く検出することが可能になる。更に、ブラシレスモータの端子電圧又はブラシレスモータに通電される電流にて検知する構成であるため、断線前に生ずる部分断線による抵抗の増加やレアショートによる抵抗の低下をも検出することが可能になる。

本発明によれば、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することが可能なモータ制御装置、車両用操舵装置及び断線検出方法を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、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、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することで、車両の進行方向が変更される。

本実施形態のステアリング装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する操舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＥＣＵ８とを備えている。そして、本実施形態では、ＥＣＵ８が制御手段及びモータ制御装置を構成する。

詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ７は、第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えている。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、後述する駆動回路１６より三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）する。

つまり、図２及び図３に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に基づく操舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく操舵輪の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する操舵輪６のギヤ比を可変させる。そして、ＥＣＵ８は、モータ１２の作動を制御することによりギヤ比可変アクチュエータ７を制御する。即ち、ＥＣＵ８は、ＡＣＴ角θtaを制御することにより、そのギヤ比を可変させる（ギヤ比可変制御）。

尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する操舵輪６のギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／タイヤ角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（タイヤ角θt大、図２参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（タイヤ角θt小、図３参照）。また、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。

図１に示すように、ＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン１５と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１６とを備えている。
マイコン１５には、操舵角センサ１７、速度センサ１８、及びモータ１２に設けられた回転角センサ１９が接続されており、マイコン１５は、これらの各センサにより検出された操舵角θs、車速Ｖ、及びＡＣＴ角θtaに基づいて駆動回路１６にモータ制御信号を出力する。

駆動回路１６は、ケーブル２０を介してモータ１２と接続されている。図４（ａ）に示すように、本実施形態のケーブル２０は、モータ１２に駆動電力を供給するための各相の動力線２１〜２３が複線化されている。詳しくは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相についてそれぞれ３本の動力線２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ，２３ａ〜２３ｃが設けられている。そして、駆動回路１６は、これらの各動力線２１（２１ａ〜２１ｃ），２２（２２ａ〜２２ｃ），２３（２３ａ〜２３ｃ）を介してモータ１２に三相の駆動電力を供給する。

尚、図４（ａ）に示すケーブル２０は、各動力線２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ，２３ａ〜２３ｃを収容する動力配線部２０ａと各種の信号配線が収容される信号配線部２０ｂとを平面状に配置する一層構造を採用しているが、図４（ｂ）に示すケーブル２４のように動力配線部２４ａと信号配線部２４ｂとが積層された二層構造を採用してもよい。

次に、本実施形態のステアリング装置の制御態様について説明する。
図５は、本実施形態のステアリング装置の制御ブロック図である。尚、図中の各制御ブロックは、マイコン１５が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、本実施形態では、マイコン１５が断線検出手段、及び制御量低減手段を構成する。

同図に示すように、マイコン１５は、ＡＣＴ指令角演算部３１と、ＦＢ制御演算部３２と、モータ制御信号出力部３３とを備えている。
ＡＣＴ指令角演算部３１は、操舵角θs及び車速Ｖに基づいてＡＣＴ角θtaの制御目標量であるＡＣＴ指令角θta*を演算する。図６に示すように、本実施形態では、ＡＣＴ指令角演算部３１は、オリジナルギヤ比、即ちギヤ比可変アクチュエータ７を作動させないときのオーバーオールギヤ比（例えば１８）を「１」とした場合に、これに対する実際のオーバーオールギヤ比の比率、即ちギヤ比可変比率αと車速Ｖとが関係付けられた制御マップ３４を備えている。そして、ＡＣＴ指令角演算部３１は、この制御マップ３４に基づいて、入力された車速Ｖに対応するギヤ比可変比率αを決定する。そして、操舵角θsに基づいて、このギヤ比可変比率αとなるＡＣＴ角θtaの値を演算し、その値をＡＣＴ指令角θta*とする。そして、ＡＣＴ指令角演算部３１は、そのＡＣＴ指令角θta*をＦＢ制御演算部３２に出力する。

尚、本実施形態では、制御マップ３４は、車速Ｖが低いほどギヤ比可変比率αが低く、車速Ｖが高いほどギヤ比可変比率αが高くなるように設定されている。従って、車速Ｖが低いほど、オーバーオールギヤ比を小さく（タイヤ角θt大）するようなＡＣＴ指令角θta*が出力され、車速Ｖが高いほど、オーバーオールギヤ比を大きく（タイヤ角θt小）するようなＡＣＴ指令角θta*が出力される。

図５に示すように、ＦＢ制御演算部３２には、ＡＣＴ指令角θta*及びＡＣＴ角θtaが入力される。そして、ＦＢ制御演算部３２は、ＡＣＴ指令角θta*とＡＣＴ角θtaとの偏差に基づくフィードバック演算により電流指令を算出する。そして、ＦＢ制御演算部３２は、算出した電流指令をモータ制御信号出力部３３に出力し、モータ制御信号出力部３３は、その入力された電流指令に基づいて駆動回路１６にモータ制御信号を出力する。

一方、駆動回路１６は、モータ１２の相数に対応する複数（６個）のパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＦＥＴ）により構成されており、具体的にはＦＥＴ３５ａ，３５ｄの直列回路、ＦＥＴ３５ｂ，３５ｅの直列回路及びＦＥＴ３５ｃ，３５ｆの直列回路を並列接続することにより構成されている。そして、ＦＥＴ３５ａ，３５ｄの接続点３６ｕは動力線２１を介してモータ１２のＵ相コイルに接続され、ＦＥＴ３５ｃ，３５ｆの接続点３６ｖは動力線２２を介してモータ１２のＶ相コイルに接続されている。そして、ＦＥＴ３５ｂ，３５ｅの接続点３６ｗは動力線２３を介してモータ１２のＷ相コイルに接続されている。

マイコン１５（モータ制御信号出力部３３）が出力するモータ制御信号は、各ＦＥＴ３５ａ〜３５ｆのゲート端子に印加される。そして、このモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ３５ａ〜３５ｆがオン／オフすることにより、直流電源３７から供給される直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２へと供給される。

本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のうち二相を駆動相（通電がなされる相）とする矩形波通電制御が採用されており、マイコン１５は、この駆動相が順次切り替わるようにモータ制御信号を出力することにより、モータ１２の作動を制御する。

また、マイコン１５は、各動力線２１〜２３のうちの何れかに断線が発生した場合に、その断線状態を検出する断線検出部３８を備えている。本実施形態では、各相の出力端子３９ｕ，３９ｖ，３９ｗには電圧センサ４０ｕ，４０ｖ，４０ｗが設けられており、断線検出部３８は、この出力端子３９ｕ，３９ｖ，３９ｗにおける各電圧をモータ１２の端子電圧として検出する。そして、断線検出部３８は、この各相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwに基づいて断線状態を検出する（断線検出処理）。

次に、本実施形態における断線検出の態様について説明する。
図７は正常時の各相の端子電圧の波形図であり、図８はＵ相に断線が生じた場合の各相の端子電圧の波形図である。

図７に示すように、各相の動力線２１〜２３の何れにも断線が発生していない場合、即ち正常時の非駆動相の端子電圧は、駆動相の各端子電圧の中間値となる。例えば、各駆動相の端子電圧をそれぞれ１２Ｖ，０Ｖとすると、非駆動相の端子電圧は６Ｖとなる。

これに対し、図８に示すように、例えば、Ｕ相の動力線２１のうちの何れか１本に断線が発生した場合、その抵抗値の増加により、Ｕ相を駆動相とするとき（Ｕ相−Ｖ相通電時，Ｕ相−Ｗ相通電時）の非駆動相の端子電圧（Ｖw又はＶv）が変化する。

例えば、各相の巻線コイルの抵抗値を４０ｍΩとし、各動力線２１〜２３の抵抗値を３０ｍΩとすると、正常時の各相の合計抵抗値は、それぞれ７０ｍΩとなるのに対し、Ｕ相の動力線２１の何れか１本に断線が生じた場合には、Ｕ相の動力線２１の抵抗値が４５ｍΩとなるため、その合計抵抗値は８５ｍΩとなる。

従って、Ｕ相が駆動相となるときの非駆動相の端子電圧、即ちＵ相−Ｖ相を駆動相とするときのＷ相の端子電圧Ｖw、又はＵ相−Ｗ相を駆動相とするときのＶ相の端子電圧Ｖvは、各駆動相への通電方向に応じて５．４２Ｖ又は６．５８Ｖとなる。また、Ｕ相の動力線２１に２本の断線が発生、即ちＵ相の動力線２１が残り１本になった場合、Ｕ相が駆動相となるときの非駆動相の端子電圧は、４．２Ｖ又は７．８Ｖとなる。

こうした各動力線２１〜２３での断線発生に伴う非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの変化パターン、即ち断線発生時に端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwが変化する非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線状態、即ち断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なる。そして、本実施形態の断線検出部３８は、こうした非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの変化パターンに基づいてその断線状態を検出する。

具体的には、図９に示すように、断線検出部３８は、各動力線２１〜２３に断線が発生した場合に変化する非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの組み合わせ（詳しくは、駆動相への通電方向毎の組み合わせ）及びその変化率βが、その断線状態毎に記録された判定テーブル４１を有している。尚、上記変化する非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの組み合わせ及びその変化率は、実験やシミュレーション等により求められて判定テーブル４１に記録される。

そして、断線検出部３８は、各相が非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwをそれぞれ検出し、該検出された各端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの何れかが正常ではない場合には、その変化パターンを判定テーブル４１に照合することにより、その断線が発生した相及び断線した本数を検出する。

例えば、Ｕ相−Ｖ相を駆動相とするときの非駆動相の端子電圧（Ｖw）が正常であり、Ｕ相からＷ相への通電時の非駆動相の端子電圧（Ｖv）及びＶ相からＷ相への通電時の非駆動相の端子電圧（Ｖu）が正常よりも高く、Ｗ相からＵ相への通電時の非駆動相の端子電圧（Ｖv）及びＷ相からＶ相への通電時の非駆動相の端子電圧（Ｖu）が正常よりも低い。そして、その変化率が±β１である場合には、Ｗ相の動力線２３の何れか１本が断線したと特定することができる。

同様に、端子電圧が変化した非駆動相の組み合わせが上記の例と同一で、その変化率が±β２である場合には、Ｗ相の動力線２３のうちの２本が断線した、即ちＷ相の動力線２３が残り１本であると特定することができる。

また、図８に示すように、本実施形態では、駆動相から非駆動相への切替点ｐから所定の角度（電気角、例えば２０°程度）を過渡項から定常項に移行するまでの整定角度θstaとし、非駆動相の端子電圧の検出点である電圧レベル検出角度θobは、切替点ｐからその位相が整定角度θsta以上進んだ位置に設定されている。

即ち、断線検出部３８は、駆動相の切替からその端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に非駆動相の端子電圧を検出する。これにより、相切替に伴う電流の乱れの影響を排除して精度良く非駆動相の端子電圧を検出することが可能になる。また、本実施形態では、電圧レベル検出角度θobは、整定角度θstaと略等しい角度に設定されているが、これに限らず整定角度θsta以上であればよい。

次に、断線検出部による断線検出の処理手順について詳述する。
図１０のフローチャートに示すように、断線検出部３８は、先ず、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相が非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを検出する。

具体的には、断線検出部３８は、先ず、Ｕ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われたか否かを判定し（ステップ１０１）、その切り替えが行われた場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）にはＵ相の端子電圧Ｖuを検出する（ステップ１０２）。詳しくは、切替点ｐから整定角度θstaを経過した後にＵ相の端子電圧Ｖuを検出する（以下、Ｖ相，Ｗ相の端子電圧Ｖv，Ｖwについても同様）。

一方、上記ステップ１０１において、Ｕ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われなかった場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、次にＶ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われたか否かを判定し（ステップ１０３）、その切り替えが行われた場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）にはＶ相の端子電圧Ｖvを検出する（ステップ１０４）。

そして、上記ステップ１０３において、Ｖ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われなかった場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、次にＷ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われたか否かを判定し（ステップ１０５）、その切り替えが行われた場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）にはＷ相の端子電圧Ｖwを検出する（ステップ１０６）。

尚、上記ステップ１０５において、Ｗ相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われなかった場合（ステップ１０５：ＮＯ）、Ｕ，Ｖ，Ｗの何れかの相について駆動相から非駆動相への切り替えが行われるまで上記ステップ１０１，１０３，１０５の判定処理を繰り返す。

次に、上記ステップ１０２，１０４，１０６においてＵ，Ｖ，Ｗの何れかの相について、非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを検出した場合、断線検出部３８は、続いてＵ，Ｖ，Ｗの全ての相について、非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを検出したか否かを判定する（ステップ１０７）。そして、このステップ１０７において、Ｕ，Ｖ，Ｗの全ての相について、非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを検出したと判定する（ステップ１０７：ＹＥＳ）まで、上記ステップ１０１〜ステップ１０７の処理を繰り返す。

上記ステップ１０１〜ステップ１０７の処理によりＵ，Ｖ，Ｗの全ての相について、非駆動相となったときのその端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを検出すると、次に、断線検出部３８は、検出されたこれら非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの全ての値が正常であるか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの全ての値が正常である場合（ステップ１０８：ＹＥＳ）には、各動力線２１〜２３に断線は発生していない、即ち「断線なし」と判定する（ステップ１０９）。

一方、上記ステップ１０８において、非駆動相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの値の何れかが正常ではないと判定した場合（ステップ１０８：ＮＯ）には、その端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwが変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて、断線が発生した動力線の相及びその断線した本数を判定する（ステップ１１０）。そして、断線検出部３８は、上記ステップ１０９における判定結果又はこのステップ１１０における判定結果を検出結果として出力する（ステップ１１１）。

次に、本実施形態における断線検出後の制御態様について説明する。
図５に示すように、本実施形態では、マイコン１５は、車両の搭乗者に異常の発生を告知する告知制御を行う告知制御部４２及びギヤ比可変アクチュエータ７をロックするためのロック制御を行うロック制御部４３を備えており、断線検出部３８による上記の断線検出の結果（検出結果）は、これら告知制御部４２及びロック制御部４３に入力される。

そして、告知制御部４２は、その検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかに断線が発生したとするものである場合、車室に設けられたウォーニングランプ４４を点灯させ、ロック制御部４３は、その検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものである場合にはギヤ比可変アクチュエータ７をロックする。

また、断線検出部３８は、上記の検出結果をＡＣＴ指令角演算部３１に出力する。そして、ＡＣＴ指令角演算部３１は、その検出結果、即ち断線状態に応じてＡＣＴ角θtaの制御目標量、即ちＦＢ制御演算部３２に出力するＡＣＴ指令角θta*を低減する。

さらに詳述すると、図１１に示すように、本実施形態のＡＣＴ指令角演算部３１は、正常時に用いる上述の制御マップ３４以外に、制御マップ３４よりもギヤ比可変比率αの変化の割合が小さい、即ち、正常時の制御マップ３４を用いた場合よりも小さなＡＣＴ指令角θta*が演算されるよう設定された制御マップ３４ａを備えている。

そして、ＡＣＴ指令角演算部３１は、断線検出部３８から入力された検出結果が各相の動力線２１〜２３の何れかに断線が発生したとするものである場合には、この制御マップ３４ａを使用することによりＦＢ制御演算部３２に出力するＡＣＴ指令角θta*を低減する。

これにより、ＡＣＴ角θtaの制御量が低減され、モータ１２に供給される駆動電力も小さなものとなるため、動力線の発熱が抑制される。また、供給される駆動電力の低減により、その断線が発生した相と発生していない相との間の電流量の差分が小さくなり、トルクリップルが抑制されるため、断線発生時の操舵フィーリングが改善される。加えて、適度にトルクリップルの影響が残ることにより、その操舵フィーリングの変化を通じて運転者に異常の発生を知らしめることが可能になる。

また、ＡＣＴ指令角演算部３１は、断線検出部３８から入力された検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかの残り本数が１本であるとするものである場合には、ＡＣＴ指令角θta*をゼロまで徐々に低減する。即ちＡＣＴ指令角θta*をゼロまで徐変する。

更に本実施形態では、ロック制御部４３には、断線検出部３８による検出結果に加えて、ＡＣＴ角θtaが入力される。そして、ロック制御部４３は、断線検出部３８による検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかの残り本数が１本であるとするものであり、且つＡＣＴ角θtaがゼロである場合には、ギヤ比可変アクチュエータ７をロックする。

これにより、各相の動力線２１〜２３の何れかの残り本数が１本となった場合には、速やかにＡＣＴ角θtaをゼロとしてギヤ比可変アクチュエータ７をロックすることが可能になる。その結果、ギヤ比可変アクチュエータ７をロックする際の操舵フィーリングの変化を小さなものとすることができる。

次に、本実施形態における断線検出後の処理手順について説明する。
図１２のフローチャートに示すように、マイコン１５は、断線検出処理を実行（ステップ２０１）し、先ず、その検出結果が「断線あり」とするものであるか否かについて判定する（ステップ２０２）。そして、上記ステップ２０２において、検出結果が「断線あり」とするものである場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）には、先ず、車両の搭乗者に異常の発生を告知すべくウォーニングランプ４４を点灯させる（ステップ２０３）。尚、上記ステップ２０２において、検出結果が「断線なし」とするものである場合（ステップ２０２：ＮＯ）には、マイコン１５は、このステップ２０３以下の処理を実行しない。

次に、マイコン１５は、上記ステップ２０１の検出結果が各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものであるか否かについて判定する（ステップ２０４）。そして、その検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものである場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）には、ギヤ比可変アクチュエータ７をロックし、ギヤ比可変制御を停止する（ステップ２０５）。

一方、上記ステップ２０４において、上記検出結果が各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものではない場合（ステップ２０４：ＮＯ）、マイコン１５は、続いて、その検出結果が、各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものであるか否かを判定する（ステップ２０６）。そして、各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものである場合（ステップ２０６：ＹＥＳ）には、制御目標量であるＡＣＴ指令角θta*を低減する（ステップ２０７）。

また、マイコン１５は、上記ステップ２０６において、上記検出結果が各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものでない場合、即ち、何れかの残り本数が１本であるとするものである場合（ステップ２０６：ＮＯ）には、制御目標量であるＡＣＴ指令角θta*をゼロに徐変する（ステップ２０８）。そして、ＡＣＴ角θtaがゼロであるか否かを判定し（ステップ２０９）、ＡＣＴ角θtaがゼロであると判定した場合（ステップ２０９：ＹＥＳ）には、ギヤ比可変アクチュエータ７をロックし、ギヤ比可変制御を停止する（ステップ２１０）。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）マイコン１５は、各動力線２１〜２３の何れかに断線が発生した場合にその断線状態を検出する断線検出部３８を備え、断線検出部３８は、その検出結果をＡＣＴ指令角演算部３１に出力する。そして、ＡＣＴ指令角演算部３１は、その検出された断線状態に応じてＡＣＴ角θtaの制御目標量であるＡＣＴ指令角θta*を低減する。

このような構成とすれば、各動力線の何れかに断線が発生した場合であっても、その断線状態に応じてモータ１２の制御量が抑制されるため、モータ１２に供給される駆動電力も小さなものとなる。これにより、断線が発生した動力線の発熱を効果的に抑制することができる。また、供給される駆動電力の低減により、その断線が発生した相の巻線コイルと断線が発生していない相の巻線コイルとの間の電流量の差分が小さくなるため、トルクリップルが抑制される。これにより、断線発生時の操舵フィーリングを改善することができる。その結果、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することができるようになる。加えて、適度にトルクリップルの影響が残ることにより、その操舵フィーリングの変化を通じて運転者に異常の発生を知らしめることができる。

（２）断線検出部３８は、端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwが変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて各動力線２１〜２３の断線状態を検出する。
このような構成とすれば、断線発生時に端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwが変化する非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線状態、即ち断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なるため、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く特定することができる。これにより、断線状態に応じてモータ１２及びギヤ比可変アクチュエータ７の制御を柔軟に変更できるようになる。更に、断線発生に伴う動力線２１〜２３の抵抗値の変化を非駆動相の端子電圧の変化及びその値により検出する構成であるため、断線する前に生ずる部分断線による抵抗の増加やレアショートによる抵抗の低下をも検出することが可能になる。

（３）断線検出部３８は、駆動相の切替からその端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に非駆動相の端子電圧を検出する。これにより、相切替に伴う電流の乱れの影響を排除して精度良く非駆動相の端子電圧を検出することができる。

（４）ＡＣＴ指令角演算部３１は、断線検出部３８から入力された検出結果が、各相の動力線２１〜２３の何れかの残り本数が１本であるとするものである場合には、ＡＣＴ指令角θta*をゼロに徐変する。

このような構成とすれば、動力線２１〜２３の何れかが完全に断線するおそれがある場合には、速やかにＡＣＴ角θtaをゼロとしてギヤ比可変アクチュエータ７をロックすることができる。従って、ギヤ比可変制御の停止に伴う操舵フィーリングの変化を緩和することができ、更に、ＡＣＴ角θtaが残った状態、即ちステアリング２がオフセットされた状態のままギヤ比可変アクチュエータ７がロックされることを防止することができる。その結果、ギヤ比可変制御の停止により運転者が感じる違和感を緩和することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、本実施形態のステアリング装置４５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としてのＥＰＳアクチュエータ４７と、該ＥＰＳアクチュエータ４７の作動を制御するＥＣＵ４８と備えた電動パワーステアリング装置である。そして、本実施形態では、ＥＣＵ４８が制御手段及びモータ制御装置を構成する。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ４７は、その駆動源であるモータ５２がラック５と同軸に配置される所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ５２が発生するアシストトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ５２は、上記第１の実施形態と同様にブラシレスモータであり、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、ＥＣＵ４８は、このモータ５２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。

ＥＣＵ４８は、モータ制御信号を出力するマイコン５５と、モータ制御信号に基づいてモータ５２に三相の駆動電力を供給する駆動回路５６とを備えている。尚、駆動回路５６は、第１の実施形態と同様に複線化された動力線２１〜２３を有するケーブル２０を介してモータ５２と接続されている。

本実施形態では、マイコン５５には、トルクセンサ５７、速度センサ５８及びモータ５２に設けられた回転角センサ５９が接続されており、マイコン５５は、これらの各センサにより検出された操舵トルクτ、車速Ｖ、及びモータ回転角（電気角）θmに基づいて駆動回路５６にモータ制御信号を出力する。そして、駆動回路５６は、このモータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ５２に供給する。

次に、本実施形態のステアリング装置の制御態様について説明する。
図１４は、本実施形態のステアリング装置の制御ブロック図である。尚、図中の各制御ブロックは、第１の実施形態と同様にマイコン５５が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、本実施形態では、マイコン５５が断線検出手段、及び制御量低減手段を構成する。

同図に示すように、マイコン５５は、電流指令演算部６１と、相電圧指令演算部６２と、モータ制御信号出力部６３とを備えている。
電流指令演算部６１には、操舵トルクτ及び車速Ｖが入力される。そして、電流指令演算部６１は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいてパワーアシスト制御の目標量、即ちモータ５２が発生するアシストトルクの制御目標量となるアシスト電流指令Ｉq*を演算し、そのアシスト電流指令Ｉq*を相電圧指令演算部６２に出力する。

相電圧指令演算部６２には、上記アシスト電流指令Ｉq*に加えてモータ回転角θmが入力される。そして、相電圧指令演算部６２は、これらのアシスト電流指令Ｉq*及びモータ回転角θmに基づいてＵ，Ｖ，Ｗの相電圧指令Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する。尚、これら各相電圧指令Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*は、公知のモータ電圧方程式を解くことにより求められる。そして、相電圧指令演算部６２は、その演算により算出された各相電圧指令Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*をモータ制御信号出力部６３に出力する。

モータ制御信号出力部６３は、これら各相電圧指令Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいて駆動回路５６にモータ制御信号を出力する。尚、本実施形態では、モータ制御信号出力部６３は、正弦波通電がなされるようモータ制御信号を出力する。そして、駆動回路５６は、そのモータ制御信号に基づいてモータ５２に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する。

次に、本実施形態における断線検出の態様について説明する。
本実施形態では、断線検出部６８には、上記の各電流センサ６４ｕ，６４ｖ，６４ｗにより検出された各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。そして、断線検出部６８は、この各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwに基づいて断線状態を検出する。

詳述すると、図１５に示すように、各相の動力線２１〜２３の何れにも断線が発生していない場合、即ち正常時の各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwは平衡である。つまり、そのピーク値Ｉup，Ｉvp，Ｉwpが互いに等しくなっている。

これに対し、例えば、Ｕ相の動力線２１のうちの何れか１本に断線が発生した場合、図１６に示すように、その抵抗値の増加によりＵ相以外の相電流Ｉv，Ｉwに電流低下が発生し、そのピーク値Ｉvp，Ｉwpが減少する。即ち、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが平衡ではなくなる。尚、線間電流では、断線が生じたＵ相を含む線間電流が減少する。また、ここでいう「ピーク値」はその絶対値であることはいうまでもない。

こうした各動力線２１〜２３での断線発生に伴う各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの変化パターン、即ち断線発生時にそのピーク値が減少する相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線状態、即ち断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なる。そして、本実施形態の断線検出部６８は、こうした各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの変化パターンに基づいてその断線状態を検出する。

尚、本実施形態の断線検出部６８は、断線発生時に相電流のピーク値が減少する相の組み合わせ及びその変化率が、その断線状態毎に記録された判定テーブルを有しており、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが平衡ではない場合には、その変化パターンをこの判定テーブルに照合することにより、その断線が発生した相及び断線した本数を検出する。

本実施形態では、断線検出部６８による上記の断線検出の結果（検出結果）は、告知制御部４２及び電流指令演算部６１に入力される。そして、告知制御部４２は、その検出結果に基づいてウォーニングランプ４４を点灯させ、電流指令演算部６１は、その検出結果、即ち断線状態に応じてアシストトルクの制御目標量であるアシスト電流指令Ｉq*を低減する。

次に、本実施形態における断線検出及び断線検出後の処理手順について説明する。
図１７のフローチャートに示すように、マイコン５５は、先ず、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出し（ステップ３０１）、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが平衡であるか否か、詳しくはそのピーク値Ｉup，Ｉvp，Ｉwpが互いに等しいか否かを判定する（ステップ３０２）。

そして、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが平衡ではない場合（ステップ３０２：ＮＯ）には、各相の動力線２１〜２３の何れかに断線が発生したものとして、車両の搭乗者に異常の発生を告知すべくウォーニングランプ４４を点灯させる（ステップ３０３）。尚、マイコン５５は、このステップ３０２において、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが平衡であると判定した場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）には、このステップ３０３以下の処理を実行しない。

次に、マイコン５５は、各相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの変化、詳しくはそのピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて、断線が発生した動力線２１〜２３の相及びその本数の検出を行う（ステップ３０４）。そして、その検出結果が各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものであるか否かについて判定し（ステップ３０５）、各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものである場合（ステップ３０５：ＹＥＳ）には、パワーアシスト制御を停止する（ステップ３０６）。

一方、上記ステップ３０５において、上記検出結果が各相の動力線２１〜２３の何れかが完全に断線したとするものではない場合（ステップ３０５：ＮＯ）、マイコン５５は、続いて、その検出結果が、各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものであるか否かを判定する（ステップ３０７）。そして、各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものである場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）には、目標アシストトルク、即ちアシストトルクの制御目標量であるアシスト電流指令Ｉq*を低減する（ステップ３０８）。

そして、マイコン５５は、上記ステップ３０７において、上記検出結果が各相の動力線２１〜２３が少なくとも２本以上残っているとするものでない場合、即ち、何れかの残り本数が１本であるとするものである場合（ステップ３０７：ＮＯ）には、パワーアシスト制御を停止する。詳しくは、アシスト電流指令Ｉq*をゼロまで徐々に低減、即ちゼロに徐変した後にパワーアシスト制御を停止する（ステップ３０９）。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）電流指令演算部６１は、検出された各動力線２１〜２３の断線状態に応じてアシストトルクの制御目標量であるアシスト電流指令Ｉq*を低減する。

このような構成とすれば、各動力線の何れかに断線が発生した場合であっても、その断線状態に応じてモータ５２の制御量が抑制されるため、モータ５２に供給される駆動電力も小さなものとなる。これにより、断線が発生した動力線の発熱を効果的に抑制することができる。また、供給される駆動電力の低減により、その断線が発生した相の巻線コイルと断線が発生していない相の巻線コイルとの間の電流量の差分が小さくなるため、トルクリップルが抑制される。これにより、断線発生時の操舵フィーリングを改善することができる。その結果、動力線に断線が発生した場合であっても安定的にその制御を続行することができるようになる。

（２）マイコン５５は、各相の動力線２１〜２３の何れかの残り本数が１本であるとするものである場合には、パワーアシスト制御を停止する。詳しくは、アシストトルクの制御目標量であるアシスト電流指令Ｉq*をゼロまで徐々に低減、即ちゼロに徐変した後にパワーアシスト制御を停止する。これにより、そのアシスト力の変化を滑らかなものとしてパワーアシスト制御の停止により運転者が感じる違和感を緩和することができる。

（３）断線検出部６８は、相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwのピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて各動力線２１〜２３の断線状態を検出する。
このような構成とすれば、断線発生に伴いその相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwのピーク値が減少する相の組み合わせ及びその変化後の値は、その断線が発生した相及び断線した本数ごとに異なるため、断線が発生した動力線の相及びその本数を精度良く特定することができる。また、レアショートをも検出することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１８は、本実施形態のステアリング装置の制御ブロック図である。同図に示すように、本実施形態のステアリング装置７１のハードウェア構成は、上記第１の実施形態のステアリング装置１と同一であり、ＥＣＵ７２、詳しくはマイコン７５内の制御ブロックのみが相違する。そして、本実施形態では、マイコン７５が断線検出手段、及び電圧制御手段を構成する。尚、図中の各制御ブロックは、第１の実施形態と同様にマイコン７５が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

本実施形態では、断線検出部７８は、断線検出の結果をモータ制御信号出力部８３に出力する。そして、モータ制御信号出力部８３は、入力された検出結果、即ち各動力線２１〜２３の断線状態に基づいて、モータ１２の各巻線コイルに流れる電流が平衡となるようにその各相間に印加する線間電圧を変更すべくモータ制御信号を出力する。

詳述すると、各相の動力線２１〜２３の何れかに断線が発生した場合、その抵抗値の増加により駆動相の巻線コイルに流れる電流が平衡ではなくなる。本実施形態のモータ制御信号出力部８３は、こうした断線発生時においても各相の巻線コイルに流れる電流が平衡となるように、各相間に印加する線間電圧を変更すべくモータ制御信号を出力する。具体的には、断線発生により巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相のその電流量に、その他の駆動相の電流量が等しくなるようにモータ１２の各相間に印加する線間電圧を変更する。

例えば、各相の巻線コイルの抵抗値を４０ｍΩ、各動力線２１〜２３の抵抗値を３０ｍΩとし、各駆動相の端子電圧を各１２Ｖ，０Ｖ、即ち駆動相に印加する線間電圧を１２Ｖとすると、正常時の駆動相の合計抵抗値は何れも１４０ｍΩであり、各相の巻線コイルに流れる電流は平衡となる。

［例１］
これに対し、Ｕ相の動力線２１の何れか１本に断線が生じた場合（Ｕ相１本断線時）、駆動相の合計抵抗値は、その組み合わせにより以下のようになる。

・Ｕ相−Ｖ相が駆動相であるとき：１５５ｍΩ
・Ｕ相−Ｗ相が駆動相であるとき：１５５ｍΩ
・Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるとき：１４０ｍΩ
従って、Ｕ相−Ｖ相，Ｕ相−Ｗ相が駆動相であるときには、その巻線コイルに流れる電流量は、Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるときの値の約９０．３％となる。

このとき、Ｖ相−Ｗ相に印加する線間電圧を１０．８４Ｖ（１２Ｖ×０．９０３）に低減する、即ちＶ相−Ｗ相が駆動相であるときの各端子電圧を１０．８４Ｖ，０Ｖとすることで、その巻線コイルに流れる電流量を、巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相であるＵ相−Ｖ相，Ｕ相−Ｗ相と等しくすることができる。

［例２］
同様に、Ｕ相，Ｖ相の動力線２１，２２に各１本の断線が生じた場合（Ｕ，Ｖ相各１本断線時）、駆動相の合計抵抗は、その組み合わせにより以下のようになる。

・Ｕ相−Ｖ相が駆動相であるとき：１７０ｍΩ
・Ｕ相−Ｗ相が駆動相であるとき：１５５ｍΩ
・Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるとき：１５５ｍΩ
従って、Ｕ相−Ｖ相が駆動相であるときには、その巻線コイルに流れる電流量は、Ｕ相−Ｗ相，Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるときの値の約９１．２％となる。

この場合、Ｕ相−Ｗ相，Ｖ相−Ｗ相に印加する線間電圧を１０．９４Ｖ（１２Ｖ×０．９１２）に低減する、即ちＵ相−Ｗ相，Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるときの各端子電圧を１０．９４Ｖ，０Ｖとすることにより、その巻線コイルに流れる電流量を、巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相であるＵ相−Ｖ相の値と等しくすることができる。

つまり、断線発生により巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相のその電流量とその他の駆動相の電流量との比率（相対的電流量比率）に基づいて、その他の駆動相に印加する線間電圧を低減することにより、各相の巻線コイルに流れる電流を平衡とすることができる。

図１９に示すように、本実施形態のモータ制御信号出力部８３は、こうした断線発生時の相対的電流量比率γがその断線状態毎に記録された制御テーブル８４を有している。
具体的には、例えば、上記「例１（Ｕ相１本断線時）」の場合、その断線により合計抵抗の変わらなかったＶ相−Ｗ相が駆動相であるときに、その巻線コイルに流れる電流量を「１」とすれば、それに対するＵ相−Ｖ相，Ｕ相−Ｗ相が駆動相であるときのその巻線コイルに流れる電流量の相対的電流量比率γ１は「０．９０３」である。

また、上記「例２（Ｕ，Ｖ相各１本断線時）」の場合、その巻線コイルに流れる電流量が最も高くなるＵ相−Ｗ相，Ｖ相−Ｗ相が駆動相であるときのその値を「１」とすれば、それに対するＵ相−Ｖ相が駆動相であるときのその巻線コイルに流れる相対的電流量比率γ３は「０．９１２」である。そして、制御テーブル８４には、このような相対的電流量比率γ（γ１，γ２，γ３，γ４，…）がその断線状態毎に記録されている。

モータ制御信号出力部８３は、この制御テーブル８４及び断線検出部７８から入力される検出結果に基づいて、各相の巻線コイルに流れる電流が平衡となるようにモータ１２に印加する線間電圧を変更すべくモータ制御信号を出力する。

具体的にはモータ制御信号出力部８３は、制御テーブル８４に記憶された相対的電流量比率γに基づいて、断線発生により巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相以外の駆動相に印加する線間電圧を低減するようモータ制御信号を出力する。そして、このモータ制御信号に基づいて、駆動回路１６がモータ１２に駆動電力を供給することにより、モータ１２の各相の巻線コイルに流れる電流が平衡となる。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）モータ制御信号出力部８３は、検出された各動力線２１〜２３の断線状態に基づいて、各相の巻線コイルに流れる電流が平衡となるようにモータ１２の各相間に印加する線間電圧を変更すべくモータ制御信号を出力する。

このような構成とすれば、動力線２１〜２３の何れかに断線が発生した場合であっても、モータ１２の各相の巻線コイルに流れる電流は平衡となるため、トルクリップルの発生を防止して操舵フィーリングを好適に維持することができる。

（２）モータ制御信号出力部８３は、相対的電流量比率γに基づいて、断線発生により巻線コイルに流れる電流量が最も減少する駆動相以外の駆動相に印加する線間電圧を低減するようモータ制御信号を出力する。これにより、モータ１２の各相の巻線コイルに流れる電流を平衡とすることができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、各動力線２１〜２３は、各３本に複線化されることとしたが、その複線化の程度は、２本でも４本以上であってもよい。

・上記第１及び第３の実施形態では、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置に具体化し、上記第２の実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した。しかし、これに限らず、本発明の構成は、どのようなモータ制御装置に具体化してもよい。例えば、モータに供給される電流に基づいて断線検出を行う構成をギヤ比可変アクチュエータのＥＣＵに適用してもよく、モータの端子電圧に基づいて断線検出を行う構成や、断線状態に応じてモータに印加する線間電圧を変更する構成をＥＰＳアクチュエータのＥＣＵに適用してもよい。

・上記第１及び第２の実施形態では、モータ１２（５２）は、三相の駆動電力が供給されるブラシレスモータとした。しかし、これに限らず、その断線検出後の制御（制御目標量の低減）については、ＤＣブラシ付きモータの制御装置（ＥＣＵ）にて具体化してもよく、その場合には、例えば少なくとも動力線の断線本数を検出し、その断線本数に応じて制御量を低減する構成とすればよい。

・上記第２の実施形態では、モータに供給する電流に基づいて断線検出について、正弦波通電制御による場合に具体化したが、矩形波通電制御による場合に用いてもよく、その場合には、電流のピーク値として駆動相の電流量を検出する構成とすればよい。

・上記第２の実施形態では、相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwに基づいて断線検出を行うこととしたが、線間電流に基づいて断線検出を行う構成としてもよい。
・上記第３の実施形態では、断線検出後の線間電圧の変更について、矩形波通電制御による場合に具体化した。しかし、これに限らず、その制御方法が電流フィードバックを伴わないものであれば正弦波通電制御による場合に用いてもよい。

・上記各実施形態における断線検出、及び上記第３の実施形態における線間電圧の変更は、上述の判定テーブルや制御テーブル以外のテーブル、例えば、各動力線２１〜２３の抵抗値、及びモータ１２（５２）の各巻線コイルの抵抗値に関するテーブルを用いて逐次演算することに行う構成としてもよい。

・上記第１の実施形態では、各相の動力線２１〜２３の何れかに断線が発生した場合には、使用する制御マップを制御マップ３４ａに切り替えることとしたが、断線発生時に使用する制御マップを複数備えることとし、その断線状態に応じて使用する制御マップを切り替える構成としてもよい。

・また、断線状態に応じて所定の係数を乗ずることにより制御目標量を低減する構成としてもよい。
次に、以上の実施形態から把握することができる請求項以外の技術的思想を記載する。

（イ）請求項３に記載のモータ制御装置において、前記三相の駆動電力は、通電がなされる二相の駆動相を順次切り替える矩形波通電により供給されるものであって、前記電圧制御手段は、前記電流量が最も減少する前記駆動相の前記電流量とそれ以外の前記駆動相の前記電流量との相対的比率に基づいて、前記電流量が最も減少する駆動相以外の駆動相に印加する線間電圧を低減すること、を特徴とするモータ制御装置。このような構成とすれば、モータの各相の巻線コイルに流れる電流を平衡とすることができる。

第１の実施形態のステアリング装置の概略構成図。 ギヤ比可変制御の説明図。 ギヤ比可変制御の説明図。 （ａ）（ｂ）ケーブルの断面図。 第１の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。 正常時に使用する制御マップの概略構成を示す説明図。 正常時の各相の端子電圧の波形図。 Ｕ相に断線が生じた場合の各相の端子電圧の波形図。 判定テーブルの概略構成を示す説明図。 第１の実施形態における断線検出の処理手順を示すフローチャート。 断線発生時に使用する制御マップの概略構成を示す説明図。 第１の実施形態における断線検出後の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態のステアリング装置の概略構成図。 第２の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。 正常時の相電流の波形図。 Ｕ相に断線が生じた場合の相電流の波形図。 第２の実施形態における断線検出及び断線検出後の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。 制御テーブルの概略構成を示す説明図。

符号の説明

１，４５，７１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール（ステアリング）、６…操舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８，４８，７２…ＥＣＵ、１２，５２…モータ、１５，５５，７５…マイコン、２１（２１ａ〜２１ａ），２２（２２ａ〜２２ａ），２３（２３ａ〜２３ａ）…動力線、３１…ＡＣＴ指令角演算部、３８，６８…断線検出部、３９ｕ，３９ｖ，３９ｗ…出力端子、４０ｕ，４０ｖ，４０ｗ…電圧センサ、４７…ＥＰＳアクチュエータ、６１…電流指令演算部、６４ｕ，６４ｖ，６４ｗ…電流センサ、８３…モータ制御信号出力部、θta…ＡＣＴ角、θta*…ＡＣＴ指令角、Ｉq*…アシスト電流指令、Ｖu，Ｖv，Ｖw…端子電圧、ｐ…切替点、θsta…整定角度、θob…電圧レベル検出角度、Ｉu，Ｉv，Ｉw…相電流、Ｉup，Ｉvp，Ｉwp…ピーク値、θs…操舵角、θts…ステア転舵角。

Claims (13)

1. 複線化された動力線を介して駆動電力を供給することによりモータの作動を制御するモータ制御装置であって、
   前記動力線の断線状態として少なくとも断線が発生した本数を検出する断線検出手段と、
   前記検出された断線状態に応じて前記モータの制御量を低減する制御量低減手段と、
   を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記制御量低減手段は、前記動力線が残り１本となった場合には、前記制御量をゼロまで徐々に低減すること、を特徴とするモータ制御装置。
3. 各相毎に複線化された動力線を介してモータに三相の駆動電力を供給するモータ制御装置であって、
   前記動力線の断線状態として断線が発生した相及びその本数を検出する断線検出手段と、
   前記検出された断線状態に基づいて前記モータの巻線コイルに流れる電流量が平衡となるように前記モータの各相間に印加する線間電圧を変更する電圧制御手段を備えること、
   を特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置において、
   断線検出手段は、前記モータの端子電圧又は前記モータに通電される電流に基づいて、前記断線状態を検出すること、を特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記駆動電力は、通電がなされる二相の駆動相を順次切り替える矩形波通電により供給されるものであって、
   前記断線検出手段は、前記端子電圧が変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項５に記載のモータ制御装置において、
   前記断線検出手段は、前記駆動相の切り替えから前記端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に前記非駆動相の端子電圧を検出すること、
   を特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記断線検出手段は、前記電流のピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を特徴とするモータ制御装置。
8. ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、
   前記伝達比可変装置を制御する制御手段として、請求項１〜請求項７のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置と、を備えた車両用操舵装置。
9. モータ駆動により車両の操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与するための操舵力補助装置と、
   前記操舵力補助装置を制御する制御手段として、請求項１〜請求項７のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置と、を備えた車両用操舵装置。
10. ブラシレスモータに三相の駆動電力を供給するために設けられ各相毎に複線化された動力線の断線状態を検出するための断線検出方法であって、
    前記ブラシレスモータの端子電圧又は前記ブラシレスモータに通電される電流に基づいて、断線が発生した前記動力線の相及びその本数を検出すること、
    を特徴とする断線検出方法。
11. 請求項１０に記載の断線検出方法において、
    前記三相の駆動電力は、通電がなされる二相の駆動相を順次切り替える矩形波通電により供給されるものであって、
    前記端子電圧が変化した非駆動相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を特徴とする断線検出方法。
12. 請求項１１に記載の断線検出方法において、
    前記駆動相の切り替えから前記端子電圧が整定される所定の角度以上経過した後に前記非駆動相の端子電圧を検出すること、を特徴とする断線検出方法。
13. 請求項１０に記載の断線検出方法において、
    前記電流のピーク値が減少した相の組み合わせ及びその変化後の値に基づいて前記断線状態を検出すること、を特徴とする断線検出方法。

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