JP5720963B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、三相ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置に関する。三相ブラシレスモータは、たとえば、電動パワーステアリング装置における操舵補助力の発生源として利用される。

電動パワーステアリング装置に使用されているブラシレスモータの駆動回路は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチング素子を含んでいる。スイッチング素子に故障が発生すると、ステアリングホイールを操作するときにブラシレスモータが負荷となり、操舵が重くなるおそれがある。このような問題に対処するために、ブラシレスモータと駆動回路との結線にリレーが挿入されている。たとえば、三相ブラシレスモータの場合には、二相のモータ結線にそれぞれリレーを挿入し、無制御時およびスイッチング素子の故障時には、それらのリレーをオフするようにしている。

特開2009-35155号公報 特開2008-99394号公報

上記の先行技術では、モータ駆動回路内のスイッチング素子が故障した時には、リレーをオフしているため、ブラシレスモータを駆動することができない。そのため、電動パワーステアリング装置においては、操舵補助力（アシスト力）を発生させることができない。
この発明の目的は、三相ブラシレスモータの駆動回路内の１つのスイッチング素子が短絡故障した場合に、三相ブラシレスモータを駆動することが可能となるモータ制御装置を提供することである。

この発明による第１のモータ制御装置は、ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータ（１８）を制御するためのモータ制御装置であって、２個のスイッチング素子（３１_ＵＨ，３１_ＵＬ；３１_ＶＨ，３１_ＶＬ；３１_ＷＨ，３１_ＷＬ）が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源（３３）と接地（３４）との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオード（３２_ＵＨ，３２_ＵＬ，３２_ＶＨ，３２_ＶＬ，３２_ＷＨ，３２_ＷＬ）が並列に接続されている駆動回路（３０）と、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段（４１）とを含む。
前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態において前記三相ブラシレスモータのロータが回転されたときに、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れないロータ回転角領域を可能領域とし、２つの正常相のうちのいずれか一方にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域を不定領域とし、２つの正常相の両方に負荷電流が流れるロータ回転角領域を不可領域とすると、前記可能領域および前記不定領域からなる領域または前記可能領域を前記制御可能領域として特定するように構成されている。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この構成では、複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域が、制御可能領域として特定される。これにより、複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障した場合にも、三相ブラシレスモータを駆動することが可能となる。

複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子、たとえば、Ｖ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＶＬ）が短絡故障したとする。この場合には、Ｖ相が故障相となり、他の２つの相、すなわち、Ｕ相およびＷ相が正常相となる。短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態において三相ブラシレスモータのロータが回転されると、ロータが或る第１の回転角領域にあるときに、短絡故障したスイッチング素子（３１_ＶＬ）と、一方の正常相であるＵ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＵＬ）に並列接続された回生ダイオード（３２_ＵＬ）とによって形成される第１の閉回路（６１。図３参照）に負荷電流が流れる。また、ロータが或る第２の回転角領域にあるときに、短絡故障したスイッチング素子（３１_ＶＬ）と、他方の正常相であるＷ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＷＬ）に並列接続された回生ダイオード（３２_ＷＬ）とによって形成される第２の閉回路（６２。図３参照）に負荷電流が流れる。前記第１の回転角領域と前記第２の回転角領域の一部は重複しており、その重複領域においては、Ｕ相およびＷ相の両方に負荷電流が流れる。

そこで、たとえば、Ｖ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＶＬ）が短絡故障した場合には、２つの正常相であるＵ相およびＷ相の両方に負荷電流が流れるロータ回転角領域が「不可領域」として特定され、一方の正常相であるＵ相にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域と他方の正常相であるＷ相にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域とが「不定領域」として特定され、いずれの正常相にも負荷電流が流れないロータ回転角領域が「可能領域」として特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が「制御可能領域」として特定される。

この発明による第２のモータ制御装置は、ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータ（１８）を制御するためのモータ制御装置であって、２個のスイッチング素子（３１ _ＵＨ ，３１ _ＵＬ ；３１ _ＶＨ ，３１ _ＶＬ ；３１ _ＷＨ ，３１ _ＷＬ ）が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源（３３）と接地（３４）との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオード（３２ _ＵＨ ，３２ _ＵＬ ，３２ _ＶＨ ，３２ _ＶＬ ，３２ _ＷＨ ，３２ _ＷＬ ）が並列に接続されている駆動回路（３０）と、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段（４１）とを含み、前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電圧に基づいて、前記制御可能領域を特定するように構成されている。この構成では、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電圧（誘起電圧）に基づいて、制御可能領域が特定される。

たとえば、Ｖ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＶＬ）が短絡故障した場合には、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧（Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗ）が、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）以下となるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれにも負荷電流が流れる領域）が「不可領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧（Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗ）が、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）より大きくなるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれにも負荷電流が流れない領域）が「可能領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電圧が短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）より大きくなり、かつ正常相の他方の相電圧が短絡故障相の相電圧（Ｖ_Ｖ）以下となるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる領域）が「不定領域」として特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が「制御可能領域」として特定される。

一方、Ｖ相のハイサイドスイッチング素子（３１_ＶＨ）が短絡故障した場合には、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧（Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗ）が、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）以上となるロータ回転角領域（図４に示される第３および第４の閉回路（６３，６４）のいずれにも負荷電流が流れる領域）が「不可領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧（Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗ）が、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）より小さくなるロータ回転角領域（前記第３および図４の閉回路（６３，６４）のいずれにも負荷電流が流れない領域）が「可能領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電圧が短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧（Ｖ_Ｖ）より小さくなり、かつ正常相の他方の相電圧が短絡故障相の相電圧（Ｖ_Ｖ）以上となるロータ回転角領域（前記第３および図４の閉回路（６３，６４）のうちいずれか一方にのみ負荷電流が流れる領域）が「不定領域」として特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が、「制御可能領域」として特定される。

この発明による第３のモータ制御装置は、ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータ（１８）を制御するためのモータ制御装置であって、２個のスイッチング素子（３１ _ＵＨ ，３１ _ＵＬ ；３１ _ＶＨ ，３１ _ＶＬ ；３１ _ＷＨ ，３１ _ＷＬ ）が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源（３３）と接地（３４）との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオード（３２ _ＵＨ ，３２ _ＵＬ ，３２ _ＶＨ ，３２ _ＶＬ ，３２ _ＷＨ ，３２ _ＷＬ ）が並列に接続されている駆動回路（３０）と、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段（４１）とを含み、前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電流に基づいて、前記制御可能領域を特定するように構成されている。この構成では、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電流に基づいて、制御可能領域が特定される。

たとえば、Ｖ相のローサイドスイッチング素子（３１_ＶＬ）が短絡故障した場合には、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流（Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗ）が零より大きくなるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれにも負荷電流が流れる領域）が「不可領域」として特定される。また、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流（Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗ）が零以下となるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれにも負荷電流が流れない領域）が「可能領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電流の極性が零以下となり、かつ正常相の他方の相電流が零より大きくなるロータ回転角領域（前記第１および第２の閉回路（６１，６２）のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる領域）が「不定領域」として特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が、「制御可能領域」として特定される。

一方、Ｖ相のハイサイドスイッチング素子（３１_ＶＨ）が短絡故障した場合には、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流（Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗ）が零より小さくなるロータ回転角領域（前記第３および第４の閉回路（６３，６４）のいずれにも負荷電流が流れる領域）が「不可領域」として特定される。また、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流（Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗ）が零以上となるロータ回転角領域（前記第３および第４の閉回路（６３，６４）のいずれにも負荷電流が流れない領域）が「可能領域」として特定される。また、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電流の極性が零以上となり、かつ正常相の他方の相電流が零より小さくなるロータ回転角領域（前記第３および第４の閉回路（６３，６４）のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる領域）が「不定領域」として特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が、「制御可能領域」として特定される。

この発明の一実施形態では、前記第２または第３のモータ制御装置における前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態において前記三相ブラシレスモータのロータが回転されたときに、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れないロータ回転角領域を可能領域とし、２つの正常相のうちのいずれか一方にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域を不定領域とし、２つの正常相の両方に負荷電流が流れるロータ回転角領域を不可領域とすると、前記可能領域および前記不定領域からなる領域または前記可能領域を前記制御可能領域として特定するように構成されている。
この発明の一実施形態では、前記第１のモータ制御装置における前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と、予め作成されかつ短絡故障したスイッチング素子の位置から制御可能領域を特定するための情報とに基づいて、制御可能領域を特定するように構成されている。この構成では、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と、予め作成されかつ短絡故障したスイッチング素子の位置から制御可能領域を特定するための情報とに基づいて、制御可能領域が特定される。

たとえば、スイッチング素子毎に、そのスイッチング素子が短絡故障した場合に対応する「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を記憶したマップが予め作成される。短絡故障時には、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と前記マップとに基づいて、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」が特定される。そして、「可能領域」および「不定領域」からなる領域または「可能領域」が、「制御可能領域」として特定される。

この発明の一実施形態では、前記第１のモータ制御装置における前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と、前記三相ブラシレスモータの回転方向と、予め作成されかつ短絡故障したスイッチング素子の位置および前記三相ブラシレスモータの回転方向から制御可能領域を特定するためのマップとに基づいて、制御可能領域を特定するように構成されている。

前記マップは、たとえば、前記三相ブラシレスモータの回転方向および前記スイッチング素子別に、各スイッチング素子が短絡故障した場合に対応する制御可能領域を表すものであってもよい。
前記マップは、たとえば、前記三相ブラシレスモータが正転および逆転のいずれか一方の回転方向に回転されているときに、前記複数のスイッチング素子のうちのいずれか１つのスイッチング素子が短絡故障した場合に対応する制御可能領域を表すものであってもよい。この場合、前記制御可能領域特定手段は、たとえば、請求項９に記載されているように、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報、前記三相ブラシレスモータの回転方向および前記マップに基づいて、前記マップによって表されている制御可能領域を、前記短絡故障したスイッチング素子の位置および前記三相ブラシレスモータの回転方向に対応した制御可能領域に変換する手段を含んでいてもよい。

この発明の一実施形態では、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、短絡故障したスイッチング素子の位置を特定するための故障箇所特定手段（４１，Ｓ１２）と、ロータ回転角が前記制御可能領域にあるときに、前記正常相によって前記三相ブラシレスモータを駆動するモータ制御手段（４１，４３，Ｓ１５）とをさらに含む。

複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、短絡故障したスイッチング素子の位置が特定される。たとえば、短絡故障したスイッチング素子の位置に基づいて、三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域が、制御可能領域として特定される。そして、ロータ回転角が制御可能領域にあるときに、三相ブラシレスモータが駆動される。これにより、複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときにおいても、三相ブラシレスモータを駆動させることが可能となる。

本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、この発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、モータ制御装置としてのＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図３は、ローサイドＦＥＴが短絡故障した場合に負荷電流が流れる閉回路を示す電気回路図である。 図４は、ハイサイドＦＥＴが短絡故障した場合に負荷電流が流れる閉回路を示す電気回路図である。 図５は、短絡故障が発生したときの制御部の動作を示すフローチャートである。 図６は、図５のステップＳ２の詳細な手順を示すフローチャートである。 図７Ａは、制御可能領域の特定方法（第１方法）を説明するための説明図である。 図７Ｂは、制御可能領域の特定方法（第１方法）を説明するための説明図である。 図８Ａは、制御可能領域の特定方法（第２方法）を説明するための説明図である。 図８Ｂは、制御可能領域の特定方法（第２方法）を説明するための説明図である。 図９は、制御可能領域の特定方法（第３方法）を説明するための説明図である。 図１０は、制御可能領域の特定方法（第３方法）を説明するための説明図である。 図１１Ａは、制御可能領域の特定方法（第３方法）を説明するための説明図である。 図１１Ｂは、制御可能領域の特定方法（第３方法）を説明するための説明図である。 図１２は、制御可能領域の特定方法（第４方法）を説明するための説明図である。 図１３は、制御可能領域において１２０°矩形駆動方式によって電動モータを駆動するときの、各ＦＥＴのオン・オフのタイミングを説明するための説明図である。 図１４Ａは、Ｕ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１４Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１４Ｃは、Ｗ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。 図１５Ａは、Ｕ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１５Ｂは、Ｖ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１５Ｃは、Ｗ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。 図１６Ａは、Ｕ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１６Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１６Ｃは、Ｗ相のハイサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。 図１７Ａは、Ｕ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１７Ｂは、Ｖ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。図１７Ｃは、Ｗ相のローサイドＦＥＴが短絡故障しており、かつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、電動モータが逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサの出力信号の理論値を示すグラフである。 図１８は、短絡故障ＦＥＴの特定処理の変形例の手順を示すフローチャートである。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

ステアリングシャフト６は、直線状に延びている。また、ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸８および出力軸９は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。

ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクを検出する。トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクは、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）１２に入力される。また、ＥＣＵ１２には、車速センサ２３によって検出される車速が入力される。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が連結されている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向（直進方向に直交する方向）に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機構１９とを含む。電動モータ３は、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。減速機構１９は、ウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機構１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。

ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。
電動モータ１８によってウォーム軸２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２を回転駆動することによって、転舵輪３が転舵されるようになっている。

電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルク、車速センサ２３によって検出される車速等に基づいて、電動モータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ１２では、操舵トルクと目標アシスト量との関係を車速ごとに記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１８の発生するアシスト力が目標アシスト量に近づくように制御する。

図２は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２の電気的構成を示す概略図である。電動モータ１８は、Ｕ相界磁コイル１８Ｕ、Ｖ相界磁コイル１８Ｖ、Ｗ相界磁コイル１８Ｗを有するステータと、これらの界磁コイル１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗからの反発磁界を受ける永久磁石が固定されたロータとを備えている。
ＥＣＵ１２は、電動モータ１８の駆動電力を生成する駆動回路３０と、駆動回路３０を制御するための制御部４０とを備えている。制御部４０は、ＣＰＵとこのＣＰＵの動作プログラム等を記憶したメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等）とを含むマイクロコンピュータで構成されている。

駆動回路３０は、三相ブリッジインバータ回路である。この駆動回路３０では、電動モータ１８のＵ相に対応した一対のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１_ＵＨ，３１_ＵＬの直列回路と、Ｖ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＶＨ，３１_ＶＬの直列回路と、Ｗ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＷＨ，３１_ＷＬの直列回路とが、直流電源３３と接地３４との間に並列に接続されている。また、各ＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬには、それぞれ回生ダイオード３２_ＵＨ〜３２_ＷＬが、接地３４側から直流電源３３側に順方向電流が流れるような向きで、並列に接続されている。

以下において、各相の一対のＦＥＴのうち、電源側のものを「ハイサイドＦＥＴ」または「上段ＦＥＴ」といい、接地３４側のものを「ローサイドＦＥＴ」または「下段ＦＥＴ」という場合がある。また、６つのＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬを総称するときには、「ＦＥＴ３１」ということにする。同様に、６つの回生ダイオード３２_ＵＨ〜３２_ＷＬを総称するときには、「回生ダイオード３２」ということにする。

電動モータ１８のＵ相界磁コイル１８Ｕは、Ｕ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＵＬの間の接続点に接続されている。電動モータ１８のＶ相界磁コイル１８Ｖは、Ｖ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＶＨ，３１_ＶＬの間の接続点に接続されている。電動モータ１８のＷ相界磁コイル１８Ｗは、Ｗ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＷＨ，３１_ＷＬの間の接続点に接続されている。各相の界磁コイル１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗと駆動回路３０とを接続するための各接続線には、各相の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗを検出するための電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗが設けられている。電動モータ１８側には、ロータの回転角（電気角）を検出するためのレゾルバ等の回転角センサ５２が設けられている。

制御部４０は、メモリに格納された所定の動作プログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、制御可能領域特定部４１と、正弦波駆動部４２と、短絡故障時用駆動部４３とが含まれる。
正弦波駆動部４２は、故障が発生していない通常時において、各ＦＥＴ３１を制御することにより、電動モータ１８を１８０°通電正弦波駆動するものである。正弦波駆動部４２には、回転角センサ５２によって検出されるロータ回転角（電気角）と、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクと、車速センサ２３によって検出される車速と、電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗによって検出される各相の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗが入力される。

正弦波駆動部４２は、たとえば、操舵トルクと目標アシスト量（電流目標値）との関係を車速毎に記憶したマップと、トルクセンサ１１によって検出された操舵トルクと、車速センサ２３によって検出された車速とに基づいて、目標アシスト量を決定する。そして、正弦波駆動部４２は、目標アシスト量と、電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗによって検出される各相の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗと、回転角センサ５２によって検出されるロータ回転角（電気角）とに基づいて、電動モータ１８の発生するアシスト力（トルク）が目標アシスト量に近づくように、各ＦＥＴ３１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８の異常が検出されたときに、電動モータ１８の駆動を停止させるための制御と、ＦＥＴ３１に短絡故障が発生しているか否かの判定と、ＦＥＴ３１に短絡故障が発生している場合に短絡故障が発生しているＦＥＴ位置の特定と、制御可能領域の特定とを行う。制御可能領域とは、６つのＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬのうちの１つのＦＥＴが短絡故障した場合に、電動モータ１８を駆動することが可能なロータ回転角領域（電気角領域）をいう。

６つのＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬのうちの１つのＦＥＴが短絡故障した場合に、他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態でロータが回転されたときには、電気角によっては、短絡故障したＦＥＴと、正常なＦＥＴに並列接続された回生ダイオードとによって形成される閉回路に負荷電流が流れる。この実施形態では、制御可能領域特定部４１は、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域を「可能領域」として特定し、２つの正常相のうちのいずれか一方にのみ負荷電流が流れる電気角領域を「不定領域」として特定し、２つの正常相の両方に負荷電流が流れる電気角領域を「不可領域」として特定する。

この実施形態では、「可能領域」と「不定領域」とを合わせた領域が、電動モータ１８を駆動することが可能な制御可能領域として特定され、「不可領域」が電動モータ１８を駆動することが不可能な制御不能領域として特定されることになる。なお、「可能領域」のみを電動モータ１８を駆動することが可能な制御可能領域として特定し、「不定領域」と「不可領域」とを合わせた領域を電動モータ１８を駆動することが不可能な制御不能領域として特定するようにしてもよい。

図３に示すように、たとえば、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障した場合に、他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者による操舵によってロータが回転されたとする。そうすると、電動モータ１８に誘起電圧が発生し、この誘起電圧によって、符号６１で示す第１の閉回路や符号６２で示す第２の閉回路に矢印で示す方向に負荷電流が流れるようになる。

第１の閉回路６１は、短絡故障したＶ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬと、正常相であるＵ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬに並列接続された回生ダイオード３２_ＵＬと、Ｕ相界磁コイル１８Ｕと、Ｖ相界磁コイル１８Ｖとを含んでいる。一方、第２の閉回路６２は、短絡故障したＶ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬと、正常相であるＷ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬに並列接続された回生ダイオード３２_ＷＬと、Ｗ相界磁コイル１８Ｗと、Ｖ相界磁コイル１８Ｖとを含んでいる。

したがって、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障した場合には、「不可領域」、「可能領域」および「不定領域」は、次のようになる。すなわち、前記第１の閉回路６１および前記第２の閉回路６２の両方に負荷電流が流れる電気角領域が「不可領域」となる。一方、前記第１の閉回路６１および前記第２の閉回路６２のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域が「可能領域」となる。そして、前記第１の閉回路６１および前記第２の閉回路６２のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる電気角領域が「不定領域」となる。

一方、図４に示すように、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障した場合において、他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者による操舵操作によってロータが回転されたとする。そうすると、電動モータ１８に誘起電圧が発生し、この誘起電圧によって、符号６３で示す第３の閉回路や符号６４で示す第４の閉回路に矢印で示す方向に負荷電流が流れるようになる。

第３の閉回路６３は、短絡故障したＶ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨと、Ｖ相界磁コイル１８Ｖと、Ｕ相界磁コイル１８Ｕと、正常相であるＵ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨに並列接続された回生ダイオード３２_ＵＨとを含んでいる。一方、第４の閉回路６４は、短絡故障したＶ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨと、Ｖ相界磁コイル１８Ｖと、Ｗ相界磁コイル１８Ｗと、正常相であるＷ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨに並列接続された回生ダイオード３２_ＷＨとを含んでいる。

したがって、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障した場合には、「不可領域」、「可能領域」および「不定領域」は、次のようになる。すなわち、前記第３の閉回路６３および前記第４の閉回路６４の両方に負荷電流が流れる電気角領域が「不可領域」となる。一方、前記第３の閉回路６３および前記第４の閉回路６４のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域が「可能領域」となる。そして、前記第３の閉回路６３および前記第４の閉回路６４のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる電気角領域が「不定領域」となる。

図３に示すように、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障している場合において、Ｕ相界磁コイル１８Ｕを含む第１の閉回路６１に矢印で示す方向に負荷電流が流れるためには、短絡故障相であるＶ相の相電圧Ｖ_Ｖが正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_Ｕより高い（大きい）ことが必要となる。また、この場合、駆動回路３０から電動モータ１８に向かって流れる電流の極性を正とすると、正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕの極性は正となる。同様に、Ｗ相界磁コイル１８Ｗを含む第２の閉回路６２に矢印で示す方向に負荷電流が流れるためには、短絡故障相であるＶ相の相電圧Ｖ_Ｖが正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_Ｗより高いことが必要となる。また、この場合、正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗの極性は正となる。

図４に示すように、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障している場合において、Ｕ相界磁コイル１８Ｕを含む第３の閉回路６３に矢印で示す方向に負荷電流が流れるためには、短絡故障相であるＶ相の相電圧Ｖ_Ｖが正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_Ｕより低い（小さい）ことが必要となる。また、この場合、正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕの極性は負となる。同様に、Ｗ相界磁コイル１８Ｗを含む第４の閉回路６４に矢印で示す方向に負荷電流が流れるためには、短絡故障相であるＶ相の相電圧Ｖ_Ｖが正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_Ｗより低いことが必要となる。また、この場合、正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗの極性は負となる。

短絡故障時用駆動部４３は、制御可能領域特定部４１によって特定された「可能領域」および「不定領域」において、電動モータ１８を駆動するための処理を行なうものである。
図５は、故障が発生したときの制御部４０の動作を示すフローチャートである。
制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８が正弦波駆動部４２によって１８０°通電正弦波駆動されている場合に、電動モータ１８に動作不良（故障）が発生したことを検出すると、正弦波駆動部４２にモータ停止指令に与える（ステップＳ１）。正弦波駆動部４２は、故障判定部４１からのモータ停止指令を受信すると、１８０°通電正弦波駆動を中止して、全てのＦＥＴ３１をオフにさせる。これにより、電動モータ１８が停止する。

この後、制御可能領域特定部４１および短絡故障時用駆動部４３は、短絡故障時のモータ制御処理を実行する（ステップＳ２）。短絡故障時のモータ制御処理は、電源オフ指令等の制御停止指令が与えられるまで（ステップＳ３:ＹＥＳ）、継続して行われる。
図６は、短絡故障時のモータ制御処理の手順を示すフローチャートである。
短絡故障時のモータ制御処理においては、制御可能領域特定部４１は、６つのＦＥＴ３１のうちの１つが短絡故障している場合において、短絡故障したＦＥＴ（短絡故障したＦＥＴの位置）が既に特定されているか否かを判別する（ステップＳ１１）。つまり、短絡故障したＦＥＴが、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうちのいずれの相のＦＥＴであり、かつハイサイドまたはローサイドのうちのいずれのサイドのＦＥＴであるかが、既に特定されているか否かが判別される。短絡故障したＦＥＴが特定されていない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御可能領域特定部４１は、各相の相電圧（誘起電圧）Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗに基づいて、短絡故障が発生しているか否か、および短絡故障が発生している場合には短絡故障が発生しているＦＥＴを特定するための処理を行なう（ステップＳ１２）。具体的には、制御可能領域特定部４１は、まず、一次判定処理を行なう。一次判定処理では、制御可能領域特定部４１は、各相の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗを取得する。そして、いずれかの相電圧が所定のグランドレベルＶＧ（たとえば０．５［Ｖ］）以下であるという第１条件を満たしているか否か、およびいずれかの相電圧が所定の電源レベルＶＢ（たとえば５．０［Ｖ］）以上であるという第２条件を満たしているか否かを調べる。第１条件を満たしている場合には、制御可能領域特定部４１は、いずれかの相のローサイドＦＥＴが短絡故障であると判定する。第２条件を満たしている場合には、制御可能領域特定部４１は、いずれかの相のハイサイドＦＥＴが短絡故障であると判定する。第１条件および第２条件のいずれをも満たしていない場合には、制御可能領域特定部４１は、短絡故障が発生していないと判別する。

一次判定処理によって短絡故障が発生しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴであるかローサイドＦＥＴであるかを特定できた場合には、制御可能領域特定部４１は、二次判定処理を行なう。二次判定処理においては、制御可能領域特定部４１は、電気角に応じて各ＦＥＴ３１を制御することにより、電動モータ１８に電流を流す（強制転流制御）。そして、制御可能領域特定部４１は、各相の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗを監視し、それらの電圧波形に基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴの相（短絡故障相）を特定する。これにより、短絡故障が発生している一つのＦＥＴを特定することができる。

前記ステップＳ１２の処理によって短絡故障が発生しているＦＥＴを特定できなかった場合（短絡故障が発生していないと判定した場合も含まれる）には（ステップＳ１３：ＮＯ）、図５のステップＳ３に移行する。ステップＳ３で、制御終了指令が与えられていない場合には、ステップＳ１１に戻る。なお、前記ステップＳ１２の処理の開始時点において短絡故障が発生しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴであるかローサイドＦＥＴであるかが既に特定されている場合には、制御可能領域特定部４１は、一次判定処理を行なうことなく、二次判定処理を開始する。

前記ステップＳ１２の処理によって短絡故障が発生しているＦＥＴを特定できた場合には（ステップＳ１３:ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、制御可能領域特定処理を行なう（ステップＳ１４）。具体的には、制御可能領域特定部４１は、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。電動モータ１８を回転すべき回転方向は、後述するように、たとえば、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて決定される。制御可能領域特定処理の詳細については、後述する。制御可能領域特定処理によって、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が特定されると、制御可能領域特定部４１および短絡故障時用駆動部４３は、特定された「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」のうち、現在の電気角が属する領域に対応したモータ制御を行なう（ステップＳ１５）。具体的には、現在の電気角が「可能領域」または「不定領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は電動モータ１８を駆動する。現在の電気角が「不可領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は電動モータ１８を駆動しない。ステップＳ１５の処理の詳細については、後述する。

前記ステップＳ１１において、短絡故障したＦＥＴが既に特定されていると判別された場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８を回転すべき方向と、既に特定されている所定の情報とに基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を特定した後に、ステップＳ１５に移行する。前記所定の情報は、ステップＳ１４において後述する第１または第２方法が採用されている場合には、ステップＳ１４で既に特定されている短絡故障が発生しているＦＥＴに対応した、回転方向別の各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を表す情報である。ステップＳ１４において後述する第３方法が採用されている場合には、前記所定の情報は、既に特定されている短絡故障ＦＥＴと第３方法で採用されるマップデータ（図９に示されるマップデータ）である。ステップＳ１４において後述する第４方法が採用されている場合には、前記所定の情報は、既に特定されている短絡故障ＦＥＴと第４方法で採用されるマップデータ（電動モータ１８がいずれか一方の回転方向で回転されているときに、いずれか１つのＦＥＴ３１が短絡故障した場合に対応する「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を表すマップデータ）である。

前記ステップＳ１４の制御可能領域特定処理について説明する。制御可能領域を特定する方法には、以下の３種類の方法がある。
（ａ）相電圧（誘起電圧）に基づいて制御可能領域を特定する方法（以下、「第１方法」という）。
（ｂ）相電流（負荷電流）に基づいて制御可能領域を特定する方法（以下、「第２方法」という）。
（ｃ）短絡故障が発生したＦＥＴの位置と予め作成されたマップとに基づいて、制御可能領域を特定する方法。この方法には、２つの方法があり、一方を第３方法といい、他方を第４方法ということにする。

第１方法と第２方法とは、誘起電圧が発生している状態で、制御可能領域を特定する方法である。このため、ロータが回転されていることが必要となる。したがって、運転者の操舵操作により電動モータ１８が回転されている場合には、その状態で制御可能領域を特定することが可能であるが、操舵操作により電動モータ１８が回転されていない場合には、制御可能領域特定部４１は、電気角に応じて各ＦＥＴ３１を制御することにより、強制的に電動モータ１８を回転駆動させる必要がある。これに対して、第３方法および第４方法は、予め作成されたマップに基づいて、制御可能領域を特定するものであるため、ロータが回転されている必要はない。

第１方法について説明する。電動モータ１８の回転方向には、正転方向（ＣＷ:clockwise）と逆転方向（ＣＣＷ：counter clockwise）とがある。正転方向と逆転方向とでは、短絡故障が発生したＦＥＴが同じであっても各相の誘起電圧波形が異なるために制御可能領域が異なるが、制御可能領域の特定方法の考え方は同じである。ここでは、ロータの回転方向が、正転方向である場合について説明する。なお、たとえば、操舵操作により電動モータ１８が回転されている場合において、電動モータ１８の回転方向は、回転角センサ５２によって検出される電気角の変化に基づいて特定することができる。たとえば、電気角が増加する方向に変化しているときには、電動モータ１８の回転方向が正転方向であると特定され、電気角が減少している方向に変化しているときには、電動モータ１８の回転方向が逆転方向であると特定される。

短絡故障しているＦＥＴがローサイドＦＥＴである場合と、ハイサイドＦＥＴである場合とに分けて説明する。まず、ローサイドＦＥＴが短絡故障している場合について説明する。ここでは、図３に示されているように、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障している場合を例にとって説明する。図７Ａは、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障している場合に、操舵操作によって電動モータ１８のロータが正転方向に回転されたときの、各相の相電圧（誘起電圧）Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗを示している。

制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗが、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖ以下となる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のいずれにも負荷電流が流れる電気角領域）を「不可領域」として特定する。電気角は、回転角センサ５２から得られる。
また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗが、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖより大きくなる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域）を「可能領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがローサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂで表すと、制御可能領域特定部４１は、「可能領域」のうち、一方の正常相Ａの相電圧が他方の正常相Ｂの相電圧以上となる電気角領域を「可能領域（Ａ）」として特定し、前記他方の正常相Ｂの相電圧が前記一方の正常相Ａの相電圧より大きくなる電気角領域を「可能領域（Ｂ）」として特定してもよい。上記の例では、制御可能領域特定部４１は、「可能領域」のうち、Ｕ相の相電圧Ｖ_ＵがＷ相の相電圧Ｖ_Ｗ以上となる電気角領域を「可能領域（Ｕ）」として特定し、Ｗ相の相電圧Ｖ_ＷがＵ相の相電圧Ｖ_Ｕより大きくなる電気角領域を「可能領域（Ｗ）」として特定してもよい。

また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電圧が短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖより大きくなり、かつ正常相の他方の相電圧が短絡故障相の相電圧Ｖ_Ｖ以下となる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のいずれか一方にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を「不定領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがローサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂ、故障相をＣで表すと、制御可能領域特定部４１は、「不定領域」のうち、一方の正常相Ａの相電圧が故障相Ｃの相電圧より大きくなる電気角領域を「不定領域（Ａ）」として特定し、他方の正常相Ｂの相電圧が故障相Ｃの相電圧より大きくなる電気角領域を「不定領域（Ｂ）」として特定してもよい。

上記の例では、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_ＵがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖより大きく、かつ正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_ＷがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖ以下となる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のうちＷ相界磁コイル１８Ｗを含む第２の閉回路６２にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｕ）」として特定してもよい。一方、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_ＷがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖより大きく、かつ正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_ＵがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖ以下となる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のうちＵ相界磁コイル１８Ｕを含む第１の閉回路６１にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｗ）」として特定してもよい。

ハイサイドＦＥＴが短絡故障している場合について説明する。ここでは、図４に示されているように、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障している場合を例にとって説明する。図７Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障している場合に、操舵操作によって電動モータ１８のロータが正転方向に回転されたときの、各相の相電圧（誘起電圧）Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗを示している。

制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗが、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖ以上となる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のいずれにも負荷電流が流れる電気角領域）を「不可領域」として特定する。
また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）の両方の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｗが、短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖより小さくなる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域）を「可能領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂで表すと、制御可能領域特定部４１は、「可能領域」のうち、一方の正常相Ａの相電圧が他方の正常相Ｂの相電圧以下となる電気角領域を「可能領域（Ａ）」として特定し、前記他方の正常相Ｂの相電圧が前記一方の正常相Ａの相電圧より小さくなる電気角領域を「可能領域（Ｂ）」として特定してもよい。上記の例では、制御可能領域特定部４１は、「可能領域」のうち、Ｕ相の相電圧Ｖ_ＵがＷ相の相電圧Ｖ_Ｗ以下となる電気角領域を「可能領域（Ｕ）」として特定し、Ｗ相の相電圧Ｖ_ＷがＵ相の相電圧Ｖ_Ｕより小さくなる電気角領域を「可能領域（Ｗ）」として特定してもよい。

また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電圧が短絡故障相（この例ではＶ相）の相電圧Ｖ_Ｖより小さくなり、かつ正常相の他方の相電圧が短絡故障相の相電圧Ｖ_Ｖ以上となる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のうちいずれか一方にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を「不定領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂ、故障相をＣで表すと、制御可能領域特定部４１は、「不定領域」のうち、一方の正常相Ａの相電圧が故障相Ｃの相電圧より小さくなる電気角領域を「不定領域（Ａ）」として特定し、他方の正常相Ｂの相電圧が故障相Ｃの相電圧より小さくなる電気角領域を「不定領域（Ｂ）」として特定してもよい。

上記の例では、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_ＵがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖより小さく、かつ正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_ＷがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖ以上となる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のうちＷ相界磁コイル１８Ｗを含む第４の閉回路６４にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｕ）」として特定してもよい。一方、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＷ相の相電圧Ｖ_ＷがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖより小さく、かつ正常相であるＵ相の相電圧Ｖ_ＵがＶ相の相電圧Ｖ_Ｖ以上となる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のうちＵ相界磁コイル１８Ｕを含む第３の閉回路６３にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｗ）」として特定してもよい。

以上のようにして、たとえば、運転者の操舵操作によって、電動モータ１８が正転方向および逆転方向のうちのいずれかの一方の回転方向に回転されているときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」が特定された場合には、制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８が他方の回転方向に回転されるときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。後述するように、電動モータ１８が正転方向に回転される場合の「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」と、電動モータ１８が逆転方向に回転される場合の「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」との間には、それぞれ、電気角において１８０°のずれがある。そこで、電動モータ１８が一方の回転方向に回転されているときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」が特定された場合には、それらの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」に基づいて、電動モータ１８が他方の回転方向に回転されるときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定することができる。

たとえば、運転者の操舵操作によって、電動モータ１８が正転方向に回転されているときの各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が特定されたとする。この場合には、それらの領域を規定している電気角（以下、「領域規定用電気角α」という）を、次式(1)に基づいて変換することにより、電動モータ１８が逆転方向に回転されているときの各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を特定することができる。

１８０°≦α＜３６０°の場合 α＝α−１８０°
０≦α＜１８０°の場合 α＝α−１８０°＋３６０° …(1)
一方、運転者の操舵操作によって、電動モータ１８が逆転方向に回転されているときの各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が特定されたとする。この場合には、これらの領域を規定している電気角（領域規定用電気角α）を、次式(2)に基づいて変換することにより、電動モータ１８が正転方向に回転されているときの各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を特定することができる。

１８０°≦α＜３６０°の場合 α＝α＋１８０°−３６０°
０≦α＜１８０°の場合 α＝α＋１８０° …(2)
制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８を回転すべき回転方向と、第１方法で特定した正転方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）ならびに逆転方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）とに基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。

電動モータ１８を回転すべき回転方向は、たとえば、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて決定される。具体的には、トルクセンサ１１の出力信号が右方向の操舵トルクを表しているか、左方向の操舵トルクを表しているかに基づいて、電動モータ１８を回転すべき方向が決定される。つまり、トルクセンサ１１の出力信号が右方向の操舵トルクを表している場合には、右方向の操舵を補助するトルクを発生させるための回転方向が電動モータ１８を回転すべき回転方向として決定される。一方、トルクセンサ１１の出力信号が左方向の操舵トルクを表している場合には、左方向の操舵を補助するトルクを発生させるための回転方向が電動モータ１８を回転すべき回転方向として決定される。

次に、第２方法について説明する。第２方法を適用する場合には、図２に破線で示すように、電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗによって検出される相電流が、制御可能領域特定部４１に入力される。電動モータ１８が正転方向に回転している場合と逆転方向に回転している場合では、短絡故障が発生したＦＥＴが同じであっても各相の電流波形が異なるために制御可能領域が異なるが、制御可能領域の特定方法の考え方は同じである。ここでは、ロータの回転方向が、正転方向である場合について説明する。

短絡故障しているＦＥＴがローサイドＦＥＴである場合と、ハイサイドＦＥＴである場合とに分けて説明する。まず、ローサイドＦＥＴが短絡故障している場合について説明する。ここでは、図３に示されているように、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障している場合を例にとって説明する。図８Ａは、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障している場合に、操舵操作によって電動モータ１８のロータが正転方向に回転されたときの、各相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗを示している。

制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗが零より大きくなる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のいずれにも負荷電流が流れる電気角領域）を、「不可領域」として特定する。また、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗが零以下となる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域）を、「可能領域」として特定する。

また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電流の極性が零以下となり、かつ正常相の他方の相電流が零より大きくなる電気角領域を「不定領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがローサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂで表すと、制御可能領域特定部４１は、「不定領域」のうち、一方の正常相Ａの相電流が零以下となる電気角領域を「不定領域（Ａ）」として特定し、他方の正常相Ｂの相電流が零以下となる電気角領域を「不定領域（Ｂ）」として特定してもよい。

上記の例では、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕが零以下であり、かつ正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗが零より大きくなる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のうちＷ相界磁コイル１８Ｗを含む第２の閉回路６２にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｕ）」として特定してもよい。一方、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗが零以下であり、かつ正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕが零より大きくなる電気角領域（第１および第２の閉回路６１，６２のうちＵ相界磁コイル１８Ｕを含む第１の閉回路６１にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｗ）」として特定してもよい。

ハイサイドＦＥＴが短絡故障している場合について説明する。ここでは、図４に示されているように、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障している場合を例にとって説明する。図８Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障している場合に、操舵操作によって電動モータ１８のロータが正転方向に回転されたときの、各相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗを示している。

制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗが零より小さくなる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のいずれにも負荷電流が流れる電気角領域）を、「不可領域」として特定する。また、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相およびＷ相の両方の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｗが零以上となる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のいずれにも負荷電流が流れない電気角領域）を、「可能領域」として特定する。

また、制御可能領域特定部４１は、正常相（Ｕ相、Ｗ相）のいずれか一方の相電流の極性が零以上となり、かつ正常相の他方の相電流が零より小さくなる電気角領域を「不定領域」として特定する。なお、短絡故障しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴである場合には、２つの正常相をＡ，Ｂで表すと、制御可能領域特定部４１は、「不定領域」のうち、一方の正常相Ａの相電流が零以上となる電気角領域を「不定領域（Ａ）」として特定し、他方の正常相Ｂの相電流が零以上となる電気角領域を「不定領域（Ｂ）」として特定してもよい。

上記の例では、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕが零以上であり、かつ正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗが零より小さくなる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のうちＷ相界磁コイル１８Ｗを含む第４の閉回路６４にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｕ）」として特定してもよい。一方、制御可能領域特定部４１は、正常相であるＷ相の相電流Ｉ_Ｗが零以上であり、かつ正常相であるＵ相の相電流Ｉ_Ｕが零より小さくなる電気角領域（第３および第４の閉回路６３，６４のうちＵ相界磁コイル１８Ｕを含む第３の閉回路６３にのみ負荷電流が流れる電気角領域）を、「不定領域（Ｗ）」として特定してもよい。

以上のようにして、たとえば、運転者の操舵操作によって、電動モータ１８が正転方向および逆転方向のうちのいずれかの一方の回転方向に回転されているときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」が特定された場合には、制御可能領域特定部４１は、前記第１方法と同様な方法で、電動モータ１８が他方の回転方向に回転されるときの「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。

制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８を回転すべき回転方向と、第２方法で特定した正転方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）ならびに逆転方向に対応した各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）とに基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。電動モータ１８を回転すべき回転方向は、たとえば、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて決定される。

第３方法について説明する。第３方法では、電動モータ１８の回転方向（ＣＷ，ＣＣＷ）およびＦＥＴ別に、各ＦＥＴが短絡故障した場合に対応する「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を表すマップがあらかじめ作成されて、不揮発性メモリに格納される。
図９は、このようなマップの内容例を示している。図９において、ＣＷおよびＣＣＷは、図６のステップＳ１５において電動モータ１８が駆動される際の電動モータ１８の回転方向を表しており、ＣＷは正転方向を、ＣＣＷは逆転方向を表している。Ｕ，Ｖ，Ｗ、上段および下段は、短絡故障したＦＥＴの位置を表している。つまり、Ｕ，Ｖ，Ｗは、短絡故障したＦＥＴに対応する相を表している。上段は、短絡故障したＦＥＴが上段ＦＥＴ（ハイサイドＦＥＴ）であることを表し、下段は、短絡故障したＦＥＴが下段ＦＥＴ（ローサイドＦＥＴ）であることを表している。このようなマップは、理論値または計測データに基づいて作成される。

制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８を回転すべき回転方向と、短絡故障したＦＥＴ３１の位置と、前記マップとに基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴおよび電動モータ１８を回転すべき方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。電動モータ１８を回転すべき回転方向は、たとえば、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて決定される。

マップを、理論値に基づいて作成する場合について説明する。図１０は、通常駆動時の各相の誘起電圧波形Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗおよび電気角θの理論値（シミュレーション値）を示している。この例では、回転方向は、正転方向(ＣＷ)である。また、この例では、通常駆動時において、Ｕ相の誘起電圧波形が正から負へと変化する点が電気角θの０°として設定されている。

通常駆動時の各相の誘起電圧の理論値Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗは、振幅をＥとすると、次式(3)で表される。
Ｖ_Ｕ＝Ｅ・sin（θ−π）
Ｖ_Ｖ＝Ｅ・sin（θ−π−（２／３）π）
Ｖ_Ｗ＝Ｅ・sin（θ−π＋（２／３）π） …(3)
図１１Ａは、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障したと仮定した場合の、電気角θに対する各相の誘起電圧波形Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｖ’，Ｖ_Ｗ’の理論値（シミュレーション値）を示している。この例では、電動モータ１８の回転方向は、正転方向(ＣＷ)であると仮定している。Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障したと仮定した場合の、各相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｖ’，Ｖ_Ｗ’の理論値は、通常駆動時の各相の誘起電圧の理論値Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗを用いて次式(4)で表される。

Ｖ_Ｕ’＝Ｖ_Ｕ−Ｖ_Ｖ
Ｖ_Ｖ’＝０
Ｖ_Ｗ’＝Ｖ_Ｗ−Ｖ_Ｖ …(4)
図１１Ａに示されるような理論値に基づいて、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障した場合の制御可能領域が予め求められる。具体的には、正常相（Ｕ相，Ｖ相）の両方の誘起電圧Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｗ’が、短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’（図１１Ａの例では０）より大きくなる電気角領域（この例では、１５０°〜２７０°）が「可能領域」として求められる。特に、「可能領域」のうち、Ｕ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’がＷ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’以上となる領域（この例では、２１０°〜２７０°）が「可能領域（Ｕ）」として求められ、Ｗ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’がＵ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’より大きくなる領域（この例では、１５０°〜２１０°）が「可能領域（Ｗ）」として求められる。また、正常相（Ｕ相，Ｖ相）の両方の誘起電圧Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｗ’が、短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’以下となる電気角領域（この例では、３３０°〜９０°）が「不可領域」として求められる。

そして、「可能領域」と「不可領域」の中間の電気角領域（９０°〜１５０°，２７０°〜３３０°）が「不定領域」として求められる。特に、「不定領域」のうち、Ｕ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’が短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’より大きくなる電気角領域（２７０°〜３３０°）が「不定領域（Ｕ）」として求められ、Ｗ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’が短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’より大きくなる電気角領域（９０°〜１５０°）が「不定領域（Ｗ）」として求められる。

図１１Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障したと仮定した場合の、電気角θに対する各相の誘起電圧波形Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｖ’，Ｖ_Ｗ’の理論値（シミュレーション値）を示している。この例では、電動モータ１８の回転方向は、正転方向(ＣＷ)であると仮定している。図１１Ｂに示されるような理論値に基づいて、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障した場合の制御可能領域が予め求められる。

具体的には、正常相（Ｕ相，Ｖ相）の両方の誘起電圧Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｗ’が、短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’より小さくなる電気角領域（この例では、３３０°〜９０°）が「可能領域」として求められる。特に、「可能領域」のうち、Ｕ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’がＷ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’以下となる領域（この例では、３０°〜９０°）が「可能領域（Ｕ）」として求められ、Ｗ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’がＵ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’より小さくなる領域（この例では、３３０°〜３０°）が「可能領域（Ｗ）」として求められる。また、正常相（Ｕ相，Ｖ相）の両方の誘起電圧Ｖ_Ｕ’，Ｖ_Ｗ’が、短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’以上となる電気角領域（この例では、１５０°〜２７０°）が「不可領域」として求められる。

「可能領域」と「不可領域」の中間の電気角領域（９０°〜１５０°，２７０°〜３３０°）が「不定領域」として求められる。特に、「不定領域」のうち、Ｕ相の誘起電圧Ｖ_Ｕ’が短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’より小さくなる電気角領域（９０°〜１５０°）が「不定領域（Ｕ）」として求められ、Ｗ相の誘起電圧Ｖ_Ｗ’が短絡故障相（Ｖ相）の誘起電圧Ｖ_Ｖ’より小さくなる電気角領域（２７０°〜３３０°）が「不定領域（Ｗ）」として求められる。

同様にして、電動モータ１８の回転方向が正転方向(ＣＷ)である場合において、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬが短絡故障した場合の各領域、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ_ＵＨが短絡故障した場合の各領域、Ｗ相のローサイドＦＥＴ_ＷＬが短絡故障した場合の各領域およびＷ相のローサイドＦＥＴ_ＷＬが短絡故障した場合の各領域が求められる。このようにして求められた各領域に基づいて、電動モータ１８の回転方向が正転方向(ＣＷ)である場合のマップが予め作成される。また、同様な方法により、電動モータ１８の回転方向が逆転方向(ＣＣＷ)である場合のマップが予め作成される。これにより、図９に示すようなマップが得られる。

第４方法について説明する。第４方法では、電動モータ１８が正転（ＣＷ）および逆転（ＣＣＷ）のいずれか一方の回転方向で回転されているときに、いずれか１つのＦＥＴ３１が短絡故障した場合に対応する「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を表すマップがあらかじめ作成されて、不揮発性メモリに格納される。そして、制御可能領域特定部４１は、このマップと、短絡故障していると特定されたＦＥＴ３１の位置情報と、電動モータ１８を回転させるべき回転方向とに基づいて、短絡故障しているＦＥＴ３１および電動モータ１８の回転方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を特定する。電動モータ１８を回転すべき方向は、たとえば、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて決定される。短絡故障していると特定されたＦＥＴ３１の位置情報は、当該ＦＥＴ３１に対応する相（短絡故障相）がＵＶＷのいずれの相であるかを示す情報と、当該ＦＥＴ３１が上段または下段のいずれのＦＥＴ３１であるかを示す情報とからなる。

図１２は、第４方法による制御可能領域特定処理の手順を示している。
この実施形態では、図９に示されているマップデータのうち、短絡故障対象のＦＥＴ３１がＶ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬであり、かつ電動モータの回転方向が正転方向（ＣＷ）である場合に対応する「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」を表すデータ（以下、「基準データ」という）のみがマップとして不揮発性メモリに格納されているものとする。

制御可能領域特定部４１は、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が正転方向（ＣＷ）であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。電動モータ１８を回転させるべき回転方向が正転方向（ＣＷ）である場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、ステップＳ２３に移行する。
一方、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）である場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御可能領域特定部４１は、基準データにおいて、各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を規定している電気角（領域規定用電気角α）を次式(5)に基づいて変換する（ステップＳ２２）。

１８０°≦α＜３６０°の場合 α＝α−１８０°
０≦α＜１８０°の場合 α＝α−１８０°＋３６０° …(5)
これにより、各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が変換される。変換後の各領域を規定している電気角が領域規定用電気角αとされる。この後、ステップＳ２３に移行する。

図９から分かるように、同じ位置（相および上下段が同じ）のＦＥＴ３１に対応する各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）は、正転方向（ＣＷ）と逆転方向（ＣＣＷ）との間では、電気角において１８０°ずれている。この実施形態では、基準データが正転方向（ＣＷ）に対応するデータであるため、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）である場合には、領域規定用電気角αがα−１８０゜に変換される。ただし、変換後の電気角αが負の値になる場合には、領域規定用電気角αがα−１８０°＋３６０°に変換される。

ステップＳ２３では、制御可能領域特定部４１は、既に特定されている短絡故障相がＶ相であるか否かを判別する。既に特定されている短絡故障相がＶ相である場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、ステップＳ２７に移行する。
既に特定されている短絡故障相がＶ相ではないと判別された場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、制御可能領域特定部４１は、既に特定されている短絡故障相がＵ相であるか否かを判別する（ステップＳ２４）。既に特定されている短絡故障相がＵ相である場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、領域規定用電気角αを次式(6)に基づいて変換する（ステップＳ２５）。

１２０°≦α＜３６０°の場合 α＝α−１２０°
０≦α＜１２０°の場合 α＝α−１２０°＋３６０° …(6)
これにより、各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が変換される。変換後の各領域を規定している電気角が領域規定用電気角αとされる。この後、ステップＳ２７に移行する。

既に特定されている短絡故障相がＵ相でない場合、つまり、既に特定されている短絡故障相がＷ相である場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、制御可能領域特定部４１は、領域規定用電気角αを次式(7)に基づいて変換する（ステップＳ２６）。
０°≦α＜２４０°の場合 α＝α＋１２０°
２４０°≦α＜３６０°の場合 α＝α＋１２０°−３６０° …(7)
これにより、各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が変換される。変換後の各領域を規定している電気角が領域規定用電気角αとされる。この後、ステップＳ２７に移行する。

図９から分かるように、電動モータ１８の回転方向および上下段の位置が同じＦＥＴ３１に対応する各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）は、短絡故障相によって電気角がずれている。この実施形態では、基準データがＶ相に対応するデータであるため、短絡故障相がＵ相である場合には、領域規定用電気角αがα−１２０゜に変換される。ただし、変換後の電気角αが負の値になる場合には、領域規定用電気角αがα−１２０°＋３６０°に変換される。

また、短絡故障相がＷ相である場合には、領域規定用電気角αがα＋１２０゜に変換される。ただし、変換後の電気角αが３６０°以上となる場合には、領域規定用電気角αがα＋１２０°−３６０°に変換される。
ステップＳ２７では、制御可能領域特定部４１は、既に特定されている短絡故障ＦＥＴ３１が下段（ローサイド）ＦＥＴであるか否かを判別する。既に特定されている短絡故障ＦＥＴ３１が下段ＦＥＴである場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、今回の制御可能領域特定処理を終了する。

一方、既に特定されている短絡故障ＦＥＴ３１が上段（ハイサイド）ＦＥＴである場合には（ステップＳ２７：ＮＯ）、領域規定用電気角αを次式(8)に基づいて変換する（ステップＳ２５）。
１８０°≦α＜３６０°の場合 α＝α−１８０°
０≦α＜１８０°の場合 α＝α−１８０°＋３６０° …(8)
これにより、各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）が変換される。この後、制御可能領域特定部４１は、今回の制御可能領域特定処理を終了する。

図９から分かるように、電動モータ１８の回転方向および短絡故障相が同じＦＥＴ３１に対応する各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）は、短絡故障ＦＥＴの上下段位置によって電気角が１８０°ずれている。この実施形態では、基準データが下段ＦＥＴに対応するデータであるため、短絡故障ＦＥＴが上段ＦＥＴである場合には、領域規定用電気角αがα−１２０゜に変換される。ただし、変換後の電気角αが負の値になる場合には、領域規定用電気角αがα−１２０°＋３６０°に変換される。

このように、基準データにおいて各領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を規定している領域規定用電気角αが変換されることにより、短絡故障しているＦＥＴ３１および電動モータ１８を回転させるべき回転方向に対応した、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」が求められる。
たとえば、短絡故障しているＦＥＴ３１がＵ相の上段であり、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）である場合を例にとって説明する。

基準データでは、「可能領域」は１５０°〜２７０°の範囲である。この例では、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）であるので、前記ステップＳ２２により、「可能領域」は３３０°〜９０°の範囲に変換される。また、この例では、短絡故障相はＵ相であるため、前記ステップＳ２５により、「可能領域」は２１０°〜３３０°の範囲に変換される。さらに、この例では、短絡故障ＦＥＴ３１が上段であるため、前記ステップＳ２８により、「可能領域」は３０°〜１５０°の範囲に変換される。図９において、短絡故障しているＦＥＴ３１がＵ相の上段であり、電動モータ１８の回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）である場合の「可能領域」は３０°〜１５０°の範囲であり、上記演算結果と一致する。

また、基準データでは、「不定領域」は、９０°〜１５０°の範囲（一方の不定領域）と、２７０°〜３３０°の範囲（他方の不定領域）である。この例では、電動モータ１８を回転させるべき回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）であるので、前記ステップＳ２２により、一方の不定領域は２７０°〜３３０°の範囲に変換され、他方の不定領域は９０°〜１５０°の範囲に変換される。また、この例では、短絡故障相はＵ相であるため、前記ステップＳ２５により、一方の不定領域は１５０°〜２１０°の範囲に変換され、他方の不定領域は３３０°〜３０°の範囲に変換される。さらに、この例では、短絡故障ＦＥＴ３１が上段であるため、前記ステップＳ２８により、一方の不定領域は３３０°〜３０°の範囲に変換され、他方の不定領域は、１５０°〜２１０°の範囲に変換される。図９において、短絡故障しているＦＥＴ３１がＵ相の上段であり、電動モータ１８の回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）である場合の「不定領域」は、１５０°〜２１０°の範囲と、３３０°〜３０°の範囲であり、上記演算結果と一致する。

次に、図６のステップＳ１５のモータ制御処理について説明する。このモータ制御処理においては、制御可能領域特定部４は、まず、現在の電気角が属している領域（「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」）を判別する。そして、現在の電気角が属している領域に応じて、短絡故障時用駆動部４３を制御する。
現在の電気角が「不可領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は電動モータ１８を駆動しない。現在の電気角が「可能領域」に属している場合または「不定領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は、電動モータ１８を駆動する。たとえば、現在の電気角が「可能領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は、１２０°矩形駆動方式、１２０°片側ＰＷＭ駆動方式等によって、電動モータ１８を駆動する。また、現在の電気角が「不定領域」に属している場合には、短絡故障時用駆動部４３は、矩形波駆動方式、１２０°矩形駆動方式等によって、電動モータ１８を駆動する。

以下、現在の電気角が「可能領域」または「不定領域」に属している場合に、１２０°矩形駆動方式によって、電動モータ１８を駆動する場合について説明する。
図１３は、電動モータ１８が１２０°矩形駆動方式によって正転方向に回転駆動される場合において、各ＦＥＴ３１がオン状態にされるタイミングを説明するための説明図である。図１３には、通常時において電動モータ１８を駆動した場合の電気角θに対する各相の誘起電圧波形Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗが示されているとともに、通常時において電動モータ１８を１２０°矩形駆動する場合の電気角θに対する各ＦＥＴ３１のオン・オフのタイミングが示されている。

各ＦＥＴ３１のオン・オフのタイミングを表す帯状のタイミング図のうち、上段はハイサイドＦＥＴに対するオン・オフのタイミングを表し、下段はローサイドＦＥＴに対するオン・オフのタイミングを表している。３６０゜の電気角範囲が、６０°毎の６つの小領域に分割されている。そして、各小領域には、オン状態にされるＦＥＴに対応する相を表す文字（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が記入されている。

このタイミング図によれば、通常時に１２０°矩形駆動方式で電動モータ１８を駆動する場合、各小領域とその小領域においてオンされるＦＥＴ３１との関係は、次のようになる。
３３０°〜 ３０°：Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨ，Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬ
３０°〜 ９０°：Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨ，Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ
９０°〜１５０°：Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨ，Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ
１５０°〜２１０°：Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨ，Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬ
２１０°〜２７０°：Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬ
２７０°〜３３０°：Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬ
６個のＦＥＴ３１のうちの１つに短絡故障が発生した場合には、短絡故障時用駆動部４３は、現在の電気角が「可能領域」または「不定領域」にあるときには、前記タイミング図において現在の電気角に対してオン状態となるべき２つのＦＥＴをオンさせる。たとえば、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障した場合には、電動モータ１８の回転方向が正転方向であるとすると、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」は、次のようになる。

「可能領域（Ｕ）」：２１０°〜２７０°
「可能領域（Ｗ）」：１５０°〜２１０°
「不定領域（Ｕ）」：２７０°〜３３０°
「不定領域（Ｗ）」：９０°〜１５０°
「不可領域」：３３０°〜９０°
したがって、現在の電気角が「不可領域」である３３０°〜９０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は短絡故障したＦＥＴ以外のＦＥＴの全てをオフ状態とする。この場合には、電動モータ１８は駆動されない。

現在の電気角が「不定領域（Ｗ）」である９０°〜１５０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨとＵ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬとをオンさせる。この場合には、図２または図３を参照して、電源３３からＷ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｗ，１８Ｕ，１８Ｖ）を経由した後、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬおよびＶ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬを介して接地３４へと流れる。これにより、電動モータ１８が駆動され、アシスト力が発生する。

現在の電気角が「可能領域（Ｗ）」である１５０°〜２１０の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨとＶ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬとをオンさせる。この場合には、電源３３からＷ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｗ，１８Ｖ）を経由した後、Ｖ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬを介して接地３４へと流れる。これにより、電動モータ１８が駆動され、アシスト力が発生する。

現在の電気角が「可能領域（Ｕ）」である２１０°〜２７０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨとＶ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬとをオンさせる。この場合には、電源３３からＵ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｕ，１８Ｖ）を経由した後、Ｖ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬを介して接地３４へと流れる。これにより、電動モータ１８が駆動され、アシスト力が発生する。

現在の電気角が「不定領域（Ｕ）」である２７０°〜３３０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨとＷ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬをオンさせる。この場合には、電源３３からＵ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｕ，１８Ｗ，１８Ｖ）を経由した後、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬおよびＶ相のローサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＬを介して接地３４へと流れる。

一方、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障した場合には、電動モータ１８の回転方向が正転方向であるとすると、「可能領域」、「不定領域」および「不可領域」は、次のようになる。
「可能領域（Ｗ）」：３３０°〜３０°
「可能領域（Ｕ）」：３０°〜９０°
「不定領域（Ｕ）」：９０°〜１５０°
「不定領域（Ｗ）」：２７０°〜３３０°
「不可領域」：１５０°〜２７０°
したがって、現在の電気角が「可能領域（Ｗ）」である３３０°〜３０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨとＷ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬとをオンさせる。この場合には、図２または図４を参照して、電源３３からＶ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｖ，１８Ｗ）を経由した後、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬを介して接地３４へと流れる。

現在の電気角が「可能領域（Ｕ）」である３０°〜９０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨとＵ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬとをオンさせる。この場合には、電源３３からＶ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｖ，１８Ｕ）を経由した後、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬを介して接地３４へと流れる。

現在の電気角が「不定領域（Ｕ）」である９０°〜１５０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨとＵ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬとをオンさせる。この場合には、電源３３からＷ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｗ，１８Ｕを経由した後、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_Ｕを介して接地３４へと流れるとともに、電源３３からＶ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｖ，１８Ｕ）を経由した後、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_Ｕを介して接地３４へと流れる。

現在の電気角が「不可領域」である１５０°〜２７０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は短絡故障したＦＥＴ以外のＦＥＴの全てをオフ状態とする。
現在の電気角が「不定領域（Ｗ）」である２７０°〜３３０°の電気角領域に属しているときには、短絡故障時用駆動部４３は、図１３のタイミング図に従って、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨとＷ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬとをオンさせる。この場合には、電源３３からＵ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｕ，１８Ｗ）を経由した後、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬを介して接地３４へと流れるとともに、電源３３からＶ相のハイサイドＦＥＴ（故障ＦＥＴ）３１_ＶＨを通過した電流は、電動モータ１８（界磁コイル１８Ｖ，１８Ｗ）を経由した後、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬを介して接地３４へと流れる。

なお、電動モータ１８を逆転方向に回転駆動させる場合には、現在の電気角が「可能領域」または「不定領域」にあるときに、通常時において電動モータ１８を１２０°矩形駆動方式によって逆転方向に駆動する場合において現在の電気角に対してオン状態となるべき２つのＦＥＴをオンさせればよい。
上記実施の形態によれば、駆動回路３０内の６つのＦＥＴ３１のうち、１つのＦＥＴに短絡故障が発生した場合において、電動モータ１８を駆動させることが可能な電気角領域（ロータ回転角領域）を、制御可能領域として特定できるようになる。これにより、現在の電気角が制御可能領域に属しているか否かを判定でき、現在の電気角が制御可能領域に属しているときに、電動モータ１８を駆動させることができるようになる。この結果、１つのＦＥＴが゛短絡故障した場合にも、電動モータ１８による操舵のアシストが可能となる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、図６のステップＳ１２において、制御可能領域特定部４１は、まず、一次判定処理を行なうことによって、短絡故障が発生しているＦＥＴがハイサイドＦＥＴであるかローサイドＦＥＴであるかを特定し、次に、制御可能領域特定部４１は、二次判定処理を行なうことによって、短絡故障が発生しているＦＥＴ３１の相（短絡故障相）を特定している。二次判定処理においては、制御可能領域特定部４１は、電気角に応じて各ＦＥＴ３１を制御することにより、電動モータ１８に電流を流し、各相の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗの電圧波形に基づいて、短絡故障相を特定している。

しかし、次に示すような短絡故障ＦＥＴの特定処理の変形例に基づいて、短絡故障しているＦＥＴを特定してもよい。短絡故障ＦＥＴの特定処理の変形例の考え方について説明する。１つのＦＥＴ３１が短絡故障した場合において、他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者による操舵操作によってロータが回転されると、前述したように、電動モータ１８に誘起電圧が発生し、この誘起電圧によって不可領域または不定領域において負荷電流が流れるようになる（例えば、図３，図４参照）。負荷電流が流れると、モータ負荷となる。前述したように、不可領域においては２つの閉回路に負荷電流が流れ、不定領域においては１つの閉回路に負荷電流が流れるので、不可領域におけるモータ負荷は不定領域におけるモータ負荷よりも大きくなる。このため、不可領域における操舵トルクが大きくなる。

不可領域は、電動モータ１８の回転方向および短絡故障しているＦＥＴ３１によって異なる。このため、操舵トルクの絶対値が最大となるロータの回転角（モータ電気角）は、電動モータ１８の回転方向および短絡故障しているＦＥＴ３１に対応した不可領域内の回転角となる。そこで、電動モータ１８の回転方向と、操舵トルクの絶対値が最大となるモータ電気角を特定することによって、短絡故障しているＦＥＴ３１を特定することができる。なお、電動モータ１８の回転方向は、回転角センサ５２によって検出される電気角の変化に基づいて特定することができる。たとえば、電気角が増加する方向に変化しているときには、電動モータ１８の回転方向が正転方向であると特定され、電気角が減少している方向に変化しているときには、電動モータ１８の回転方向が逆転方向であると特定される。

図１４Ａ〜図１４Ｃは、１つのハイサイドＦＥＴ３１が短絡故障しておりかつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者による操舵操作によって電動モータ１８が正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値（シミュレーション値）を示すグラフである。なお、図１４Ａ〜図１７Ｃに示されるモータ電気角は、図１０に示されるように、通常駆動時において、Ｕ相の誘起電圧波形が正から負へと変化する点を０°にとった場合の電気角である。

この例では、トルクセンサ１１の出力信号は、＋２．５±２．５［Ｖ］の範囲をとるものとする。また、運転者による操舵操作によって電動モータ１８が正転方向（ＣＷ）に回転されている場合には、トルクセンサ１１の出力信号は、＋２．５［Ｖ］〜０．５［Ｖ］の範囲をとり、トルクセンサ１１の出力信号が小さいほど、操舵トルクの絶対値が大きくなるものとする。また、運転者による操舵操作によって電動モータ１８が逆転方向（ＣＣＷ）に回転されている場合には、トルクセンサ１１の出力信号は、＋５．０［Ｖ］〜２．５［Ｖ］の範囲をとり、トルクセンサ１１の出力信号が大きいほど、操舵トルクの絶対値が大きくなるものとする。

図１４Ａは、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が９０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１４Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が２１０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。

図１４Ｃは、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が３３０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１５Ａ〜図１５Ｃは、１つのローサイドＦＥＴ３１が短絡故障しておりかつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者の操舵操作によって電動モータ１８が正転方向（ＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示すグラフである。

図１５Ａは、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が２７０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１５Ｂは、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が３０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。

図１５Ｃは、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が１５０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１６Ａ〜図１６Ｃは、１つのハイサイドＦＥＴ３１が短絡故障しておりかつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者の操舵操作によって電動モータ１８が逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示すグラフである。

図１６Ａは、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が２７０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１６Ｂは、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が３０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。

図１６Ｃは、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が１５０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１７Ａ〜図１７Ｃは、１つのローサイドＦＥＴ３１が短絡故障しておりかつ他のＦＥＴの全てがオフとなっている状態で、運転者の操舵操作によって電動モータ１８が逆転方向（ＣＣＷ）に回転された場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示すグラフである。

図１７Ａは、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が９０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１７Ｂは、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が２１０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。

図１７Ｃは、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬが短絡故障したと仮定した場合のモータ電気角に対するトルクセンサ１１の出力信号の理論値を示している。モータ電気角が３３０°のときに、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの絶対値が最大となる。
図１４Ａ〜図１７Ｃにより、電動モータの回転方向と操舵トルクの絶対値が最大となるときのモータ電気角（以下、「トルク最大時のモータ電気角」という）との組合せと、短絡故障しているＦＥＴとの関係は、表１に示されるような関係となる。

図１８は、短絡故障ＦＥＴの特定処理の変形例の手順を示すフローチャートである。
まず、運転者によってステアリングホイール２が操舵されるのを待つ（ステップＳ３１）。ステアリングホイール２が操作されると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクと、回転角センサ５２によって検出されるロータの回転角（モータ電気角）とを取り込み、両者を関連付けて記憶する（ステップＳ３２）。そして、制御可能領域特定部４１は、ロータの１回転分以上に相当する操舵トルクが取り込まれたか否かを判別する（ステップＳ３３）。ロータの１回転分以上に相当する操舵トルクが取り込まれていないときには（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３２に戻り、再度、操舵トルクおよびモータ電気角を取り込んで記憶する。

前記ステップＳ３３において、ロータの１回転分以上に相当する操舵トルクが取り込まれたと判別された場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、制御可能領域特定部４１は、操舵トルクの絶対値が最大となるときのモータ電気角をトルク最大時のモータ電気角として特定する（ステップＳ３４）。そして、制御可能領域特定部４１は、特定されたトルク最大時のモータ電気角と、電動モータ１８の回転方向と、前記表１の内容とに基づいて、短絡故障しているＦＥＴ３１を特定する（ステップＳ３５）。

前記ステップＳ３４によって特定されるトルク最大時のモータ電気角には多少の誤差が含まれると考えられる。そこで、次のようにして、特定されたトルク最大時のモータ電気角が前記表１内のいずれのトルク最大時のモータ電気角に該当するかを判定することが好ましい。すなわち、前記表１内の各トルク最大時のモータ電気角に対して、そのモータ電気角を中心とした幅（たとえば±３０°の幅）を持たせた電気角範囲をそれぞれ設定しておく。そして、特定されたトルク最大時のモータ電気角がいずれの電気角範囲に含まれるかを判定することにより、特定されたトルク最大時のモータ電気角が前記表１内のいずれのトルク最大時のモータ電気角に該当するかを判定する。

なお、制御可能領域特定部４１は、前記一次判定処理によって短絡故障が発生していると判定された後に、前記二次判定処理の代わりとして、図１８を用いて説明した短絡故障ＦＥＴの特定処理を行なうようにしてもよい。
この発明は、電動パワーステアリング装置以外の用途に使用されている三相ブラシレスモータに対しても、適用することができる。

本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
この出願は、２０１０年３月２９日に日本国特許庁に提出された特願２０１０−７５７３９号および２０１０年９月２７日に日本国特許庁に提出された特願２０１０−２１５８５３号に対応しており、これらの出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。

１８…電動モータ、３０…駆動回路、３１…ＦＥＴ、３２…回生ダイオード、３３…電源、３４…接地、４０…制御部

Claims (10)

1. ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータを制御するためのモータ制御装置であって、
   ２個のスイッチング素子が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源と接地との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオードが並列に接続されている駆動回路と、
   前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段とを含み、
   前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態において前記三相ブラシレスモータのロータが回転されたときに、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れないロータ回転角領域を可能領域とし、２つの正常相のうちのいずれか一方にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域を不定領域とし、２つの正常相の両方に負荷電流が流れるロータ回転角領域を不可領域とすると、前記可能領域および前記不定領域からなる領域または前記可能領域を前記制御可能領域として特定するように構成されている、モータ制御装置。
2. ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータを制御するためのモータ制御装置であって、
   ２個のスイッチング素子が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源と接地との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオードが並列に接続されている駆動回路と、
   前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段とを含み、
   前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電圧に基づいて、前記制御可能領域を特定するように構成されている、モータ制御装置。
3. ロータおよび界磁コイルを有する三相ブラシレスモータを制御するためのモータ制御装置であって、
   ２個のスイッチング素子が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、電源と接地との間においてそれらの直列回路が並列接続されており、各スイッチング素子に回生ダイオードが並列に接続されている駆動回路と、
   前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、前記三相ブラシレスモータの駆動が可能となるロータ回転角領域を、制御可能領域として特定する制御可能領域特定手段とを含み、
   前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態での各相の相電流に基づいて、前記制御可能領域を特定するように構成されている、モータ制御装置。
4. 前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子以外の全てのスイッチング素子がオフとなっている状態において前記三相ブラシレスモータのロータが回転されたときに、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れないロータ回転角領域を可能領域とし、２つの正常相のうちのいずれか一方にのみ負荷電流が流れるロータ回転角領域を不定領域とし、２つの正常相の両方に負荷電流が流れるロータ回転角領域を不可領域とすると、前記可能領域および前記不定領域からなる領域または前記可能領域を前記制御可能領域として特定するように構成されている、請求項２または３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と、予め作成されかつ短絡故障したスイッチング素子の位置から制御可能領域を特定するための情報とに基づいて、制御可能領域を特定するように構成されている、請求項１に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報と、前記三相ブラシレスモータの回転方向と、予め作成されかつ短絡故障したスイッチング素子の位置および前記三相ブラシレスモータの回転方向から制御可能領域を特定するためのマップとに基づいて、制御可能領域を特定するように構成されている、請求項１に記載のモータ制御装置。
7. 前記マップは、前記三相ブラシレスモータの回転方向および前記スイッチング素子別に、各スイッチング素子が短絡故障した場合に対応する制御可能領域を表すものである、請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記マップは、前記三相ブラシレスモータが正転および逆転のいずれか一方の回転方向に回転されているときに、前記複数のスイッチング素子のうちのいずれか１つのスイッチング素子が短絡故障した場合に対応する制御可能領域を表すものである、請求項６に記載のモータ制御装置。
9. 前記制御可能領域特定手段は、短絡故障したスイッチング素子の位置を表す情報、前記三相ブラシレスモータの回転方向および前記マップに基づいて、前記マップによって表されている制御可能領域を、前記短絡故障したスイッチング素子の位置および前記三相ブラシレスモータの回転方向に対応した制御可能領域に変換する手段を含む、請求項８に記載のモータ制御装置。
10. 前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子が短絡故障したときに、短絡故障したスイッチング素子の位置を特定するための故障箇所特定手段と、
    ロータ回転角が前記制御可能領域にあるときに、前記正常相によって前記三相ブラシレスモータを駆動するモータ制御手段とをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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