JPH11147479A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JPH11147479A
JPH11147479A JP9317357A JP31735797A JPH11147479A JP H11147479 A JPH11147479 A JP H11147479A JP 9317357 A JP9317357 A JP 9317357A JP 31735797 A JP31735797 A JP 31735797A JP H11147479 A JPH11147479 A JP H11147479A
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JP
Japan
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motor
current
electric power
target current
driver
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JP9317357A
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English (en)
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Takayuki Kifuku
隆之 喜福
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/049—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting sensor failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ端子電圧検出回路が故障すると、モー
タ角速度推定値が正しく演算されず、運転者の操舵状況
とは無関係にモータに電流が流れることにより、電動パ
ワーステアリング装置による操舵力の制御に異常が生じ
る。 【解決手段】 運転者の操舵力検出値に基づいて決定さ
れる第１のモータ目標電流と、モータの逆起電圧に基づ
いて決定される第２のモータ目標電流とから、運転者の
操舵力を補助するためのモータに通流する第３のモータ
目標電流を決定すると共に第２又は第３の目標電流に上
限値を設ける。又、モータ逆起電圧を演算するに必要な
回路の故障検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータに供給す
る電流または電圧に上限を設定することにより、適切な
フェールセーフ処置を行うことができると共に、操舵感
覚の向上を図ったモータを制御する電動パワーステアリ
ング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５は、特開平８−１７５４０４号公
報に記載された従来の電動パワーステアリング装置にお
けるコントローラの構成を概略的に示す図である。１は
運転者の操舵力を補助するための動力源であるモータ、
２は運転者がステアリングを切る際の操舵力を検出する
トルクセンサ、３はトルクセンサ２の検出信号を後述す
るＡ／Ｄ変換器２１に入力するための入力インターフェ
イス（以下インターフェイスをＩ／Ｆと記す）であり、
直流増幅と位相補償を行うものである。４は車両の走行
速度を検出する車速センサ、５は車速センサ４を後述す
るＩ／Ｏポート２０に入力するための入力Ｉ／Ｆであ
る。６はモータ１に供給される電流（モータ電流）を所
定の電圧に変換して、後述するＡ／Ｄ変換器２１に入力
するためのモータ電流検出回路である。モータ電流検出
回路６は、モータ電流を電圧に変換する電流検出抵抗器
７と、電流検出抵抗器７の両端の電圧を増幅するための
増幅回路８とを備える。９はモータ１の端子電圧の電圧
レベルを変換してＡ／Ｄ変換器２１に入力するためのモ
ータ端子電圧検出回路であり、モータ１を駆動するため
のＰＷＭ搬送波周波数よりも低い周波数帯域を通過させ
る低域通過特性を有するものである。モータ端子電圧検
出回路９は、抵抗器１０ａ〜１０ｆ、コンデンサ１１
ａ、１１ｂを備える。また、モータ１を駆動するための
Ｈ形ブリッジ回路１２は、パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜
１３ｄから構成されている。１４は、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ１３ａ〜１３ｄをそれぞれ駆動するためのＦＥＴドラ
イバ１４ａ〜１４ｄから構成される駆動回路、また、１
５はマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ１６、プログ
ラム等を格納するＲＯＭ１７、データ等を一時的に保持
するＲＡＭ１８、モータ１を駆動するためのパルス信号
を生成するＰＷＭタイマ１９、Ｉ／Ｏポート２０ａ、Ｉ
／Ｏポート２０ｂ、Ａ／Ｄ変換器２１および制御周期の
管理等に使用するためのタイマ２２を備える。ＰＷＭタ
イマ１９には、ＦＥＴドライバ１４ａおよびＦＥＴドラ
イバ１４ｃの入力端が接続されている。また、Ｉ／Ｏポ
ート２０ａにはＦＥＴドライバ１４ｂおよび１４ｄが接
続されており、同様にＩ／Ｏポート２０ｂには、車速セ
ンサ入力Ｉ／Ｆ５を介して車速センサ４が接続されてい
る。Ａ／Ｄ変換器２１には、モータ電流検出回路６およ
びモータ端子電圧検出回路９の出力端が接続されると共
に、トルクセンサ入力Ｉ／Ｆ３を介してトルクセンサ２
の出力端が接続されている。
【０００３】図１６は、図１５に示す従来の電動パワー
ステアリング装置におけるコントローラの機能ブロック
図である。なお、以下に記す操舵力補助電流演算手段２
３、電流制御手段２４、モータ角速度演算手段２５、モ
ータ角加速度演算手段２６、クーロン摩擦補償電流演算
手段２７、粘性摩擦補償電流演算手段２８、慣性補償電
流演算手段２９は、ＲＯＭ１７内に記憶されているプロ
グラムをＣＰＵ１７が実行することによって、その機能
が得られるものである。
【０００４】２３は操舵力を静的に補助するためのモー
タ電流を演算する補助電流演算手段であり、トルクセン
サ２により検出された操舵力に対応する操舵力検出値Ｖ
ｔと、車速センサ４により検出された車速に対応する車
速検出値Ｖｓに基づいて、操舵力補助電流目標値Ｉｓを
演算するものである。２４はモータ１に通流する電流を
制御する電流制御手段であり、モータ電流検出回路６に
より検出されたモータ電流検出値Ｉａsnsがモータ目標
電流Ｉａ１と一致するようにフィードバック制御し、モ
ータ１への印加電圧Ｖａ１を演算するものである。２５
はモータ１の角速度を演算するモータ角速度演算手段で
あり、モータ端子電圧検出回路９により検出されたモー
タ端子電圧Ｖ１２およびＶ２２から求められるモータ端
子間電圧Ｖａsnsと、モータ電流検出回路６により検出
されたモータ電流Ｉａsnsとに基づいてモータ角速度推
定値ωを演算するものである。２６は、モータ角加速度
演算手段であり、モータ角速度演算手段２５により演算
されたモータ角速度推定値ωに基づいて、モータ角加速
度推定値ｄω／ｄｔを演算するものである。２７は、ス
テアリング系のクーロン摩擦を補償するためのモータ電
流を演算するクーロン摩擦補償電流演算手段であり、モ
ータ角速度推定値ωと、車速センサ４により検出された
車速Ｖｓとに基づいて、クーロン摩擦補償電流目標値Ｉ
ｃを演算するものである。２８は、ステアリング系の粘
性摩擦を補償するためのモータ電流を演算する粘性摩擦
補償電流演算手段であり、モータ角速度推定値ωと、車
速センサ４により検出された車速Ｖｓとに基づいて、粘
性摩擦補償電流目標値Ｉｄを演算するものである。２９
は、ステアリング系の慣性モーメントを補償するための
モータ電流を演算する慣性補償電流演算手段であり、モ
ータ角加速度推定値ｄω／ｄｔと、車速センサ４により
検出された車速Ｖｓとに基づいて、慣性補償電流目標値
Ｉｊを演算するものである。
【０００５】次に動作について説明を行う。ステアリン
グホイールが操舵され、操舵系に操舵トルクが発生し、
この操舵トルクがトルクセンサ２により検出されると、
操舵トルクに対応する電圧値ＶｔがＡ／Ｄ変換器２１を
介してＣＰＵ１６に入力される。以下、プログラムに従
った処理が行われ、操舵力補助電流演算手段２３は、車
速検出値Ｖｓと操舵力検出値Ｖｔに基づいて、例えば図
１７に示す通り操舵力補助電流目標値Ｉｓを演算し、電
流制御手段２４にモータ目標電流Ｉａ１として供給す
る。電流制御手段２４は、モータ電流検出値Ｉａsnsと
モータ目標電流Ｉａ１が一致するようにフィードバック
制御を行い、モータヘの印加電圧Ｖａ１を演算すると共
に、Ｖａ１をモータ１に印加するために、ＰＷＭタイマ
１９とＩ／Ｏポート２０aから信号をＨ型ブリッジ回路
１２に与え、モータ１を駆動する。
【０００６】モータ１が駆動されると、モータ端子電圧
検出回路９で、モータ１の各端子の電圧Ｖ１２、Ｖ２２
が検出され、Ａ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ１６に入
力される。以下、プログラムに従った処理が行われ、Ｃ
ＰＵ１６は、Ｖａsns＝Ｖ１２−Ｖ２２としてモータ端
子間電圧検出値Ｖａsnsを演算し、この値Ｖａsnsをモー
タ角速度演算手段２５に与える。モータ角速度演算手段
２５では、モータ端子間電圧検出値Ｖａsnsとモータ電
流検出値Ｉａsnsからモータ角速度推定値ωを演算し、
この値ωをモータ角加速度演算手段２６、クーロン摩擦
補償電流演算手段２７、粘性摩擦補償電流演算手段２８
に与える。モータ角加速度演算手段２６では、モータ角
加速度推定値ｄω／ｄｔをモータ角速度推定値ωを微分
処理することによって求め、この値ｄω／ｄｔを慣性補
償電流演算手段２９に与える。クーロン摩擦補償電流演
算手段２７では、車速Ｖｓ、モータ角速度推定値ωから
例えば図１８に示す特性に基づいてクーロン摩擦補償電
流の目標値Ｉｃを演算し、この目標値Ｉｃを操舵力補助
電流目標値Ｉｓに加える。クーロン摩擦補償電流目標値
Ｉｃは、低速時において特に悪化するステアリングホイ
ールの戻りを向上させるものである。粘性摩擦補償電流
演算手段２８では、車速Ｖｓ、モータ角速度推定値ωか
ら例えば図１９に示す特性に基づいて粘性摩擦補償電流
の目標値Ｉａ１を演算し、上記操舵力補助電流目標値Ｉ
ｓに加える。粘性摩擦補償電流の目標値Ｉｄは、操舵フ
ィーリングに粘性感を与えるとともに、特に高速時にお
いて悪化する、ステアリングホイール戻り時の収斂性を
向上させるものである。慣性補償電流演算手段２９で
は、モータ角加速度推定値ｄω／ｄｔから、モータ１の
慣性モーメントの影響により、特に操舵方向反転時に操
舵力が重くなる、いわゆる慣性感を軽減するという効果
がある慣性補償電流の目標値Ｉｊを、例えば図２０に示
す特性に基づいて演算し、上記操舵力補助電流目標値Ｉ
ｓに加える。このように、モータ目標電流Ｉａ１は、操
舵力補助電流目標値Ｉｓと、クーロン摩擦補償電流Ｉｃ
と、粘性摩擦補償電流目標値Ｉｄと、慣性補償電流目標
値Ｉｊから、Ｉａ１＝Ｉｓ＋Ｉｃ＋Ｉａ１＋Ｉｊ（１）
として求められ、この値Ｉａ１は、電流制御手段２４に
与えられ、以下同様にモータ電流が制御される。
【０００７】ここで、モータ角速度演算手段２５につい
て詳しく説明を行う。モータ１を他励直流機とすれば、
電機子の等価回路は図２１のように表すことができる。
ここで、Ｒａ：電機子抵抗、Ｌａ：電機子インダクタン
ス、ｖｅ：モータ誘起電圧、Ｖａ：モータ端子間電圧、
Ｉａ：モータ電流である。図２１において、電機子イン
ダクタンスＬａに基づく過渡的な項を無視すれば、Ｖａ
＝Ｉａ・Ｒａ＋ｖｅ（２）が成り立つ。また、ｖｅ＝Ｋ
ｅ・ωｍ（３）（Ｋｅ：モータ誘起電圧定数、ωｍ：モ
ータ角速度）が成り立つから、（２）式および（３）式
より、ωｍ＝（Ｖａ−Ｉａ・Ｒａ）／Ｋｅ（４）を得
る。ＲａとＫｅは定数であり、ＶａとＩａには検出値を
用いることができるから、ω＝（Ｖａsns−Ｉａsns・Ｒ
ａ）／Ｋｅ（５）（ω：モータ角速度推定値、Ｖ
ａsns：モータ端子間電圧検出値、Ｉａsns：モータ電流
検出値）によってモータ角速度を推定することができ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置は以上のように構成されており、モータ角
速度推定値はモータ端子間電圧に基づいて演算される。
このため、モータ端子電圧検出回路が故障すると、モー
タ角速度推定値が正しく演算されず、運転者の操舵状況
とは無関係にモータに電流が流れてしまうため、電動パ
ワーステアリング装置による操舵力の制御に異常が生じ
るという課題があった。この発明は、上述のような問題
点を解決するためになされたものであり、制御系の回路
に故障が生じた場合においても、ステアリングホイール
の操作に悪影響を及ぼすことがなく、制御系の回路に故
障が発生したと判断した場合は、運転者に警告する等の
適切なフェールセーフ処置を行うことのできる電動パワ
ーステアリング装置を提供することを目的とするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の電動パワース
テアリング装置は、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて決定される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を決定するととも
に、モータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモー
タ目標電流に上限値を設けたことを特徴とする。
【００１０】また、上記第２のモータ目標電流の上限値
を、運転者の操舵力検出値に基づいて変化させることを
特徴とする。
【００１１】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて決定される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を決定するととも
に、第３のモータ目標電流の上限値を操舵力検出値に基
づいて変化させることを特徴とする。
【００１２】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて決定される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を決定すると共にモ
ータの駆動制御を行う第１の制御手段と、少なくとも運
転者の操舵力の検出値に基づいてモータを制御する第２
の制御手段とによって、運転者の操舵力を補助するモー
タの駆動制御を行うと共に、第１の制御手段に設定され
たモータ電流の上限値を第２の制御手段に設定されたモ
ータ電流の上限値以下とすることを特徴とする。
【００１３】また、モータ電流の上限値を、モータ印加
電圧の上限値と置き換えた。
【００１４】また、所定時間以内は、モータ電流ないし
はモータ印加電圧が上限値を越えることを許可する。
【００１５】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて演算される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を演算すると共に、
モータの端子電圧が所定範囲から逸脱した場合に故障と
判断することを特徴とする。
【００１６】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて演算される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を演算すると共に、
モータの各端子電圧の差が所定範囲から逸脱した場合に
故障と判断することを特徴とする。
【００１７】また、上記モータの端子電圧ないしはモー
タの各端子電圧の差が、所定の電圧範囲から所定時間以
上継続して逸脱した場合に故障と判断することを特徴と
する。
【００１８】また、上記モータに供給される電源電圧が
所定の電圧範囲から逸脱した場合には故障判定を行わな
い。
【００１９】また、上記モータに供給する電源電圧が所
定の電圧範囲から逸脱した場合にはモータヘの通電を禁
止する。
【００２０】また、上記モータに供給する電源電圧に応
じて、故障判定における所定の電圧範囲を変化させるこ
とを特徴とする。
【００２１】また、故障と判断した場合には上記第２の
モータ目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持
することを特徴とする。
【００２２】また、故障と判断した場合には上記モータ
目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持するこ
とすることを特徴とする。
【００２３】また、故障と判断した場合には上記モータ
印加電圧の上限値を０近傍に設定し、これを保持するこ
とすることを特徴とする。
【００２４】また、上記モータの駆動回路と、電源また
は接地との間にスイッチ手段をさらに備え、故障と判定
した場合にはスイッチ手段を開放し、これを保持するこ
とを特徴とする。
【００２５】また、上記モータを、ステアリングシステ
ムから機械的に連結または遮断するクラッチ手段をさら
に備え、故障と判定した場合にはクラッチ手段を遮断
し、これを保持することを特徴とする。
【００２６】さらに、上記運転者に警報を発するための
警報手段を備え、故障と判断した場合には運転者に警報
を発することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明を行う。なお、従来と同一の部分あるいは相当
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】実施の形態１．図１は、この発明のパワー
ステアリング装置の構成を概略的に示す図である。図２
および図３は、パワーステアリング装置の構成の要部を
概略的に示す図である。図１において、３０は、第１の
制御手段としてのマイクロコンピュータ１５と独立して
運転者の操舵力とモータ電流を監視する第２の制御手段
としての冗長手段であるトルク監視手段である。３１
は、マイクロコンピュータ１５の出力と、トルク監視手
段３０の出力から、モータ１の通電方向を決定するモー
タ駆動論理生成手段である。３２は、Ｈ形ブリッジ回路
１２へ電源を供給または遮断するために設けられたスイ
ッチ手段としてのリレーである。また、図２に示すよう
に、３３は、リレー３２の接点に印加される電圧ＶＢＭ
を分圧し、Ａ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ１６に入力
する電源電圧を検出する電源電圧検出回路である。ま
た、モータ１とステアリングホイール（図示せず）の間
には、これらを機械的に連結または遮断するための電磁
クラッチ（図示せず）が設けられており、図１に示す３
４は、電磁クラッチを駆動するための励磁コイルであ
る。なお、このようにモータとステアリングホイールの
間に用いるクラッチは電磁式のものでなくても良い。ま
た、図３に示す３５は、運転者に警報を発するための警
報手段としてのアラームランプであり、３６は、Ｉ／Ｏ
ポート２０ａの信号を電流増幅して、リレー３２、クラ
ッチ３４、アラームランプ３５を駆動するためのバッフ
ァである。
【００２９】図４は、この発明の電動パワーステアリン
グ装置の機能を示す機能ブロック図である。図４におい
て、各機能ブロックは、ＲＯＭ１７内に記憶されたプロ
グラムがＣＰＵ１６によって実行されることによってそ
の機能が得られるものである。従って、これらの各手段
によって得られる機能は、第１の制御手段としてのマイ
クロコンピュータ１５が備えるものである。
【００３０】モータ端子間電圧演算手段３７は、モータ
端子電圧検出回路９の出力電圧Ｖ１２、Ｖ２２に基づい
てモータ端子間電圧Ｖａsnsの演算を行う。モータ端子
電圧検出回路故障判定手段３８は、モータ端子電圧検出
回路９の出力電圧Ｖ１２、Ｖ２２が所定の電圧範囲から
逸脱した場合に、図１に示す回路が故障していると判断
する。３９は、操舵力検出値Ｖｔと、モータ端子電圧検
出回路故障判定手段３８の故障判定結果から、モータ１
に通流する電流の上限値を設定する最大電流設定手段で
ある。４０は、第１のモータ目標電流としての操舵力補
助電流目標値Ｉｓと、第２のモータ目標電流としてのク
ーロン摩擦補償電流目標値Ｉｃ、粘性摩擦補償電流目標
値Ｉｄおよび慣性補償電流目標値Ｉｊとの各目標電流
と、最大電流設定手段３９によって設定されたモータ電
流の上限値ＩｍａｘＬ、ＩｍａｘＲから、第３のモータ
目標電流としてのモータ目標電流Ｉａ１を演算する目標
電流演算手段である。なお、ＩｍａｘＬは、モータが左
方向に操舵力を補助する場合の電流の上限値を表し、Ｉ
ｍａｘＲは、モータが右方向に操舵力を補助する場合の
電流の上限値を表すものである。
【００３１】次に、図１〜図４を参照しながら動作につ
いて説明を行う。モータ１の端子電圧Ｖ１２、Ｖ２２
は、モータ端子電圧検出回路９で検出されると、それぞ
れマイクロコンピュータ１５に内蔵されたＡ／Ｄ変換器
２１を介してＣＰＵ１６に入力される。
【００３２】以下、ＲＯＭ１７に記憶されているプログ
ラムに従って処理が行われる。モータ端子間電圧演算手
段３７では、モータ端子間電圧検出値ＶａsnsがＶａs ns
＝Ｖ１２−Ｖ２２（６）で演算され、モータ角速度演算
手段２５に入力される。以下、従来と同様に、操舵力補
助電流目標値Ｉｓ、クーロン摩擦補償電流目標値Ｉｃ、
粘性摩擦補償電流目標値Ｉｄおよび慣性摩擦補償電流目
標値Ｉｊがそれぞれ演算され、これらの各値は目標電流
演算手段４０に入力される。
【００３３】モータ端子電圧検出回路故障判定手段３８
では、モータ端子電圧検出回路９で検出されるモータ端
子電圧検出値Ｖ１２、Ｖ２２が適正な範囲内（所定の電
圧範囲内）であるかどうかの判定が行われる。ここで、
モータ端子電圧検出回路９の動作について詳しく説明を
行う。なお、モータ端子電圧Ｖ２１、モータ端子電圧検
出値Ｖ２２と、モータ端子電圧Ｖ１１、モータ端子電圧
検出値Ｖ１２はモータ端子電圧検出回路９内の一対の同
様の回路によって検出される電圧であるので、ここでは
Ｖ１１とＶ１２の関係式について説明を行う。
【００３４】モータ端子電圧Ｖ１１、モータ端子電圧検
出値Ｖ１２の間には、以下の関係が成り立つ。従って、
モータ端子電圧Ｖ２１、モータ端子電圧検出値Ｖ２２の
関係式については、以下に記す式（７）から式（１１）
において、Ｖ１１、Ｖ１２をそれぞれＶ２１、Ｖ２２
に、抵抗値Ｒ１１、Ｒ１２をＲ２１、Ｒ２２に、さら
に、静電容量Ｃ１１をＣ２１にそれぞれ置き換えれば良
い。
【００３５】ここに、モータ端子電圧検出値Ｖ１２は、
Ｖ１２＝（Ｒ１１・Ｒ１２・Ｖ１１＋Ｒ１２・Ｒ１３・
Ｖｃｃ）／［（Ｒ１１・Ｒ１２＋Ｒ１２・Ｒ１３＋Ｒ１
３・Ｒ１１）・｛１＋Ｒ１１・Ｒ１２・Ｒ１３・Ｃ１１
・ｓ／（Ｒ１１・Ｒ１２＋Ｒ１２・Ｒ１３＋Ｒ１３・Ｒ
１１）］（７）ただし、ｓ：ラプラス演算子、ＶＢ：電
源電圧、Ｖｃｃ：Ａ／Ｄ変換器２１の基準電圧である。
【００３６】ここで、端子電圧Ｖ１１として与えられる
電圧範囲は、パワーＭＯＳＦＥＴ１３の寄生ダイオード
の順方向電圧をＶＦとすれば、−ＶＦ≦Ｖ１１≦ＶＢ
（８）である。過渡項を無視すると、（７）式と（８）
式から、端子電圧検出値Ｖ１２の範囲は、（−Ｒ１１・
Ｒ１２・ＶＦ＋Ｒ１２・Ｒ１３・Ｖｃｃ）／（Ｒ１１・
Ｒ１２＋Ｒ１２・Ｒ１３＋Ｒ１３・Ｒ１１）≦Ｖ１２≦
｛Ｒ１１・Ｒ１２・ＶＢ＋Ｒ１２・Ｒ１３・Ｖｃｃ｝／
（Ｒ１１・Ｒ１２＋Ｒ１２・Ｒ１３＋Ｒ１３・Ｒ１１）
（９）となる。
【００３７】電源電圧ＶＢとパワーＭＯＳＦＥＴ１３の
寄生ダイオードの順方向電圧ＶＦは、ほぼ一定の値と見
なすことができるので、温度特性等を無視できるものと
すれば、抵抗器１０ａ、１０ｂおよび１０ｃの抵抗値と
基準電圧Ｖｃｃは一定値となるから、（９）式よりＶ１
２は一定範囲内の値となる。従って、Ｖ１２が（９）式
で定められる所定の範囲から逸脱すれば、モータ端子電
圧検出回路９の故障と判断することができる。このよう
な原理に基づいて、モータ端子電圧検出回路故障判定手
段３８はモータ端子電圧検出回路９の故障判定を行う。
【００３８】図５は、この発明の電動パワーステアリン
グ装置におけるモータ端子電圧検出回路故障判定手段３
８の故障判定の流れを説明するフローチャートである。
なお、図５のフローチャートで表されるプログラムは、
ＣＰＵ１６によって、一定周期毎に実行されるものとす
る。また、以下では、操舵力とモータ電流は、中立を０
とし、ステアリングホイールを右方向に切っている場合
を正にとって符号を付すものとする。なお、モータ端子
電圧検出回路９ａ、９ｂは同一の機能を有する回路であ
り、故障検出方法も全く同じであるので、ここでは、モ
ータ端子電圧検出回路９ａによる故障検出について説明
を行う。
【００３９】まず、ステップ１で、Ｖ１１が、予め定め
られた範囲内ＶTHL１＜Ｖ１１＜ＶT HH１にあるかどうか
を調べる。Ｖ１１がこの範囲内にない場合は、ステップ
２で、ＲＡＭ１８内のカウンタを１増加させる。また、
Ｖ１１が上述の範囲内にある場合は、ステップ３で、Ｒ
ＡＭ１８内のカウンタを０にクリアする。
【００４０】ステップ４では、ＲＡＭ１８内のカウンタ
が所定値ｔTH１以上の値であれば、ステップ５でＲＡＭ
１８に設定された故障フラグを１にセットし、一方、カ
ウンタが所定値ｔTH１以下であれば、本プログラムを一
定周期毎に呼び出すプログラムに戻る。なお、故障フラ
グは、電動パワーステアリング装置の電源が投入される
ことによってＣＰＵ１６がリセットされたときに０にク
リアされるものとし、上述したように故障フラグが１に
セットされた後は、電源が遮断されるまで１を保持する
ものである。
【００４１】こうして、モータ端子電圧検出回路故障判
定手段３８によって、モータ端子電圧検出回路９の検出
電圧が所定時間以上継続して所定範囲外にある場合に
は、ＲＡＭ１８内に設けられた所定のフラグに１がセッ
トされ、電動パワーステアリングの電源が遮断されるま
で、故障判定結果が保持される。
【００４２】最大電流設定手段３９は、上述したような
故障判定結果に基づいて、モータ目標電流Ｉａ１に許容
される上限値を設定する。以下、図６のフローチャート
に従って最大電流設定手段３９の動作について説明を行
う。なお、図６に示されたプログラムも、一定周期毎に
呼び出されるものとする。また、図６において、Ｉｍａ
ｘは、モータ１の定格電流を表し、モータ１はＩｍａｘ
を通流時に最大トルクを出力するものである。Ｉｍａｘ
Ｌは、ステアリングホイールを左方向に切る際の操舵力
をモータ１が補助する場合の電流の上限値を表し、Ｉｍ
ａｘＲは、同様に、ステアリングホイールを右方向に切
る際の操舵力をモータ１が補助する場合の電流の上限値
を表すものである。
【００４３】ステップ６から１０までは、操舵力検出値
Ｖｔに基づき、故障時においても、過大な操舵力補助を
行わないようにモータ１に供給される電流値の最大値を
設定するものである。なお、操舵力検出値Ｖｔは、運転
者がステアリングホイールを操舵する力を検出したもの
である。
【００４４】まず、ステップ６において、操舵力検出値
Ｖｔが所定値ＴTHLより小さいかどうかを判定する。こ
の結果、操舵力検出値の方が小さい場合、即ち運転者が
操舵力｜ＴTHL｜以上でステアリングホイールを左方向
に操舵していると考えられる場合には、ステップ７で、
右方向の操舵力補助を禁止し（即ちＩｍａｘＲ＝０とし
て）、左方向の操舵力補助に備え、モータ１に許容され
る最大電流を設定する（ＩｍａｘＬ＝Ｉｍａｘとす
る）。
【００４５】次に、ステップ８において、操舵力検出値
Ｖｔが所定値ＴTHRより大きいかどうかを判定する。こ
の結果、操舵力検出値の方が大きい場合、即ち運転者が
操舵力｜ＴTHR｜以上でステアリングホイールを右方向
に操舵していると考えられる場合には、ステップ９で、
左方向の操舵力補助を禁止し（即ちＩｍａｘＬ＝０とし
て）、右方向の操舵力補助に備え、モータ１に許容され
る最大電流を設定する（ＩｍａｘＲ＝Ｉｍａｘとす
る）。
【００４６】なお、これらの結果、ステップ６とステッ
プ８で、左操舵でも右操舵でもないと判定された場合に
は、ステアリングホイールは、概ね中立付近にあると考
えられる。その場合には、ステップ１０で、モータ電流
が所定値以下に制限され、ＩｍａｘＬ＝ＩＬ１、Ｉｍａ
ｘＲ＝ＩＲ１となる。
【００４７】次に、図７、図８および図９に基づいてス
テップ６からステップ１０における動作について説明を
行う。図７ないし図９は、運転者がステアリングホイー
ルを中立位置で保持して走行している際において、モー
タ端子電圧検出回路９が故障した場合のモータ端子電圧
検出値、モータ角速度推定値およびモータ目標電流の時
間変化をそれぞれ示す特性図である。
【００４８】図７において、時刻ｔ＝０では、モータ端
子電圧検出回路９からは端子電圧Ｖ１２、Ｖ２２として
以下の式（１０）、（１１）に示すようにステアリング
ホイールが中立にあることを示す場合に相当する電圧が
出力されている。 Ｖ１２＝Ｒ１２・Ｖｃｃ／（Ｒ１１＋Ｒ１２）（１
０）、Ｖ２２＝Ｒ２２・Ｖｃｃ／（Ｒ２１＋Ｒ２２）
（１１） また、このときモータ角速度演算手段２５から出力され
るモータ角速度推定値ωは、ω＝０となる。従って、モ
ータ１は通電されておらず、目標電流演算手段４０から
はＩａ１＝０が出力される。
【００４９】時刻ｔ＝ｔ１でモータ端子電圧検出回路９
ａに故障が発生すると、ステアリングホイールが中立位
置にあるにもかかわらず、モータ端子電圧検出回路９の
出力電圧は、Ｖ１２＝Ｖｃｃまで上昇する。このような
故障として考えられるものは、例えば抵抗器１０ａの短
絡である。そして、（５）式および（６）式から、モー
タ角速度演算手段２５は、モータ角速度推定値ωとし
て、正方向即ち右方向の非常に大きな角速度を出力する
（図８参照）。クーロン摩擦補償電流演算手段２７と粘
性摩擦補償電流演算手段２８は、モータ１が非常に大き
な速度で回転しているものと判断し、例えば図１８、１
９の特性に従い、非常に大きな目標電流Ｉｃ、Ｉｄを出
力する。
【００５０】同時に、モータ角加速度演算手段２６は、
モータ角加速度推定値ｄω／ｄｔとして、正方向即ち右
方向の非常に大きな角加速度を出力する。慣性補償電流
演算手段２９は、モータ１が非常に大きな角加速度で加
速しているものと判断し、例えば図２０の特性に従い、
非常に大きな目標電流Ｉｊを出力する。目標電流演算手
段４０は、以上の動作結果にしたがって、（１）式によ
りモータ目標電流Ｉａ１を演算する。
【００５１】図９に示すように、時刻ｔ１でモータ端子
電圧検出回路９に故障が発生することにより、目標電流
演算手段４０が出力する目標電流Ｉａ１が上昇する。即
ち、モータ端子電圧検出回路９に故障が発生した場合、
運転者がステアリングホイールを中立に保持しているに
もかかわらず、モータ１が通電されることが起こりう
る。時刻ｔ＝ｔ２でモータ端子電圧検出回路故障判定手
段３８による故障判定が完了すると、後述するステップ
１１からステップ１２でモータ電流目標値Ｉａ１が適切
な値に制限される。
【００５２】以上の通り、モータ端子電圧検出回路９の
故障を検出しても、所定時間ＴTH１を経過して故障判定
が完了する時刻ｔ２までは、故障に対する処置は講じら
れず、モータ１に電流が流れうる。このとき、図９にお
いて、時刻ｔ１＜ｔ＜ｔ２では、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｊの設
定によっては、一点鎖線で示すように、モータ目標電流
Ｉａ１がＩｍａｘまで設定される可能性がある。
【００５３】しかし、このような不具合を防止するため
に、例えば、ステアリングホイールが中立付近にある場
合にモータ１を駆動しないような構成では、操舵フィー
リングが悪化する。そこで、ステップ６〜１０に示すよ
うに、少なくともステアリングホイールが中立付近にあ
る場合には、モータ１に通流する電流を所定値以下に制
限することとすれば、故障時にはモータ電流が制限さ
れ、運転者は操舵を阻害されることがない。その結果、
操舵フィーリングを向上させるとともに、故障時に対す
る適切なフェールセーフ処置を備えることができる。
【００５４】また、従来から、電動パワーステアリング
装置においては、安全性を高める手法として、運転者の
操舵状態をトルクセンサの出力に基づいて判断し、操舵
していないと判断される場合にはＨ形ブリッジ回路１２
を遮断し、ステアリングホイールの自転を防止する冗長
手段を、主たるモータ制御手段と独立して設ける手法が
知られている。
【００５５】その手法としては、例えば図１０に示すよ
うに、操舵力検出値Ｖｔに対するＩａsnsの上限値を設
定する場合がある。図１０は、操舵力検出値に対するモ
ータ電流検出値の特性図である。上記冗長手段によって
電流が制限されると、モータ目標電流Ｉａ１とモータ電
流検出値Ｉａsusは一致しなくなる。その状態で例えば
電流制御手段２４でモータ電流をフィードバック制御す
ると、例えば積分制御項が最大値まで増大し、上記冗長
手段による電流制限が解除された後にモータ電流のオー
バーシュートを生じる等の弊害を生じる。
【００５６】これを防止するには、最大電流設定手段３
９による上限値ＩＲ１を、予め冗長手段による上限値Ｉ
Ｒ２以下に設定しておけばよい。これにより、故障時に
運転者が操舵を阻害されないばかりでなく、冗長手段の
不要な動作を防止することもできる。
【００５７】ステップ１１〜ステップ１２までは、モー
タ端子電圧検出回路故障判定手段３８が故障と判断した
場合に、モータ１に通流する電流値を制限するものであ
る。まず、ステップ１１で、モータ端子電圧検出回路故
障判定手段３８の判定結果が保持されたフラグを参照す
る。故障と判定されている場合には、ステップ１２に
て、ＩｍａｘＬ、ＩｍａｘＲをともに０に設定する。故
障と判定されていない場合にはステップ１３に進む。
【００５８】ステップ１３からステップ１４は、電源電
圧ＶＢが変動した場合に、モータ端子電圧検出回路故障
判定手段３８の故障誤判定を防止するものである。ま
ず、（９）式に基づき、故障と判定するＶ１２の電圧に
ついてさらに詳しく説明を行う。
【００５９】本実施の形態のような車載用機器では、電
源はバッテリであり、電源電圧ＶＢは、通常約１２〜１
４（Ｖ）の範囲にある。しかし、バッテリにサージ電圧
が印加される場合には、サージアブソーバが挿入されて
いても、ＶＢは２０〜３０（Ｖ）まで上昇する。
【００６０】このような場合には、モータ端子電圧検出
回路９が正常であるにもかかわらず、Ｖ１２、Ｖ２２が
（９）式に基づいて設定された上限値である故障判定し
きい値を超えてしまう可能性がある。これを防止するた
めには、電源電圧ＶＢを読みとり、サージ電圧が電源に
印加されている場合にはパワーＭＯＳＦＥＴ１３を導通
させることを抑止し、モータ端子電圧検出回路９にサー
ジ電圧が入力されないようにすることが望ましい。
【００６１】次に、図６に戻り、最大電流設定手段３９
の動作について説明を行う。リレー通過後の電圧ＶＢＭ
が電源電圧検出回路３３を介してＡ／Ｄ変換器２１に入
力されており、ＣＰＵ１６に電源電圧検出値として入力
される。ステップ１３では、ＶＢＭが、電源にサージ電
圧が印加されている場合の電圧値ＶＢTHより大き，いか
調べる。その結果、ＶＢTH＜ＶＢＭの場合には、ステッ
プ１４にて、ＩｍａｘＬ、ＩｍａｘＲはともに０に設定
される。
【００６２】後述する電流制御手段２４では、目標電流
Ｉａ１＝０の場合には、パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１
３ｄをすべて遮断するように設定されており、これによ
って、電源電圧にサージが印加された場合にはモータ端
子電圧検出回路９に、故障を誤判定するような過大な電
圧が印加されることが防止される。ＶＢＭ≦ＶＢTHの場
合には、そのままプログラムを終了する。以上の動作に
より、電源にサージが印加された場合においても、モー
タ端子電圧検出回路故障判定手段３８は故障判定を継続
させることができる。
【００６３】図１１は、この発明の電動パワーステアリ
ング装置のモータ端子電圧検出回路の故障判定しきい値
を設定するための特性図である。図１１において、故障
判定しきい値ＶTHL１は、通常動作範囲の下限値に対し
てマージンを設け、低めに設定している。故障判定しき
い値ＶTHH１も、モータ１の駆動を停止する電圧に対し
てマージンを設け、高めに設定している。このようなマ
ージンにより、雑音や、素子の温度特性の影響による故
障の誤判定を避けることができる。
【００６４】目標電流演算手段４０では、以上の通り演
算されたＩｓ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｊ、ＩｍａｘＬ、Ｉｍａ
ｘＲから、モータ１に通流する目標電流を演算し、電流
制御手段２４に与える。以下、目標電流演算手段４０の
動作を、図１２のフローチャートに従って説明を行う。
【００６５】まず、ステップ１５で、各制御電流Ｉｓ、
Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｊを加算し、目標電流Ｉａ１を演算す
る。次に、ステップ１６から１９で、モータ電流の上限
値を設定する。ステップ１６では、右方向の上限値と目
標電流との比較を行う。ステップ１５で演算された目標
電流Ｉａ１が、最大電流設定手段３９で設定されたＩｍ
ａｘＲよりも小さいかを調べ、ＩｍａｘＲ≦Ｉａ１の場
合には、ステップ１７で、Ｉａ１＝ＩｍａｘＲにクリッ
プする。ステップ１８では、左方向の上限値と目標電流
との比較を行う。Ｉａ１≦ＩｍａｘＬの場合には、ステ
ップ１９で、Ｉａ１＝ＩｍａｘＬにクリップする。
【００６６】電流制御手段２４では、従来例と同様に、
以上の通り演算された目標電流Ｉａ１と、モータ電流検
出回路６で検出されたＩａsnsが一致するように制御を
行い、モータヘの印加電圧Ｖａ１を演算し、Ｈ形ブリッ
ジ回路１２でモータ１を駆動する。目標電流Ｉａ１＝０
の場合には、パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄをすべ
てオフし、モータ１への通電を遮断する。
【００６７】以上の通りモータ端子電圧検出回路９の故
障を監視しながら、モータ１を駆動し、ステアリング系
に操舵補助力を与える。モータ端子電圧検出回路故障判
定手段３８がモータ端子電圧検出回路９の故障と判定し
た場合には、以下の通りフェールセーフ処置を講じる。
【００６８】まず、上述の通り、最大電流設定手段３９
が、目標電流Ｉａ１＝０とし、その結果電流制御手段２
４はパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄをすべてオフす
る。同時に、ＣＰＵ１６は、Ｉ／Ｏポート２０を介して
バッファ３６を駆動することによって、リレー３２をオ
フしてＨ形ブリッジ回路１２の電源を遮断し、クラッチ
３４をオフしてモータ１をステアリング系から機械的に
切り離し、アラームランプ３５をオンして警告すること
により、パワーステアリング装置に故障が発生している
ことを運転者に知らせる。
【００６９】このように、モータ１の逆起電圧に基づい
てモータ１を制御するとともに、適切なフェールセーフ
処置を講じることによって、安全性と操舵フィーリング
を両立させた電動パワーステアリング装置を実現するこ
とが可能となる。また、モータ目標電流に操舵トルクに
応じた上限値を設定することで、操舵フィーリングを悪
化させることなく、故障発生から上記フェールセーフ処
置が講じられるまでの間にもモータ電流を制限すること
ができ、さらに安全性を高めることができる。なお、故
障判定を行わないときにモータ目標電流に上限値を設定
してもよい。
【００７０】実施の形態２．実施の形態１の最大電流設
定手段３９においては、図６のステップ６〜１０に示す
ように、第３のモータ目標電流としてのモータ目標電流
Ｉａ１に上限値を設定したが、実施の形態２では、モー
タ角速度推定値ωに基づいて演算される第２のモータ目
標電流であるクーロン摩擦補償電流目標値Ｉｃ、粘性摩
擦補償電流目標値Ｉｄおよび慣性補償電流目標値Ｉｊの
うちのいずれか、または、これらの総和が所定値以下と
なるように上限値（ＩｍａｘＬ、ＩｍａｘＲ）を設定す
る。このような場合においても、実施の形態１と同様
に、モータ端子電圧検出回路９の故障時のモータ電流の
上昇を抑制する効果を得ることができる。
【００７１】さらにまた、実施の形態２においても実施
の形態１と同様に、モータ目標電流の上限値を操舵力検
出値Ｖｔに基づいて変化させてもよい。例えば、操舵力
が大きいときに上限値を増加させるように設定すれば、
ステアリングホイールを急に反転させ、モータ１の慣性
モーメントの影響で操舵力が増加したような場合におい
ても、上限値が増加しているので、十分な慣性補償電流
Ｉｊを通流させることができ、操舵フィーリングをさら
に向上させることができる。
【００７２】また、故障発生から故障判定が終了するま
での間にのみ、即ち、ｔ１〜ｔ２の期間のうちの期間ｔ
TH１にのみ、モータ角速度推定値ωに上限値を設定して
もよく、モータ端子電圧検出回路９の故障時におけるモ
ータ電流の抑制効果は同様である。この場合には、故障
時以外はモータ角速度推定値ωに基づく制御を十分に行
うことができるので、操舵フィーリングがさらに向上す
る。
【００７３】また、図６のステップ１１〜ステップ１２
に示すように、モータ端子電圧検出回路９が故障してい
ると判定した後には、モータ目標電流Ｉａ１に上限値を
設定していたが、これも同様に、モータ角速度推定値ω
に基づいて演算される制御電流であるクーロン摩擦補償
電流目標値Ｉｃ、粘性摩擦補償電流目標値Ｉｄおよび慣
性補償電流目標値Ｉｊのうちのいずれか、または、これ
らの総和に上限値を設定するようにしてもよい。この場
合には、故障と判定された後も、運転者の操舵力に基づ
く制御は継続されるので、静的な操舵力は変化しない。
したがって、当該故障によって操舵力が急変することを
防止することができる。
【００７４】また、以上のようなクリップ処理を、モー
タ角速度推定値ωに対して施しても同様の効果を奏する
ことは言うまでもない。
【００７５】また、モータ角速度推定値ωが一時的に上
限値を超えることを許可する構成としてもよい。このよ
うな設定を行うことにより、例えばステアリングホイー
ルを急に反転させた瞬間には、モータ１の慣性モーメン
トの影響を抑えるに十分な慣性補償電流Ｉｊを通流させ
ることが可能となり、操舵フィーリングをより向上させ
ることができる。なお、このように、モータ角速度推定
値ωの上限値の超越を許可する時間は、安全面を考慮し
た上で操舵フィーリングを向上させるに十分な時間（た
とえば５０ｍｓ）としておけばよい。
【００７６】また、上限値をモータ印加電圧Ｖａ１に対
して設定してもよい。これにより、例えばモータ電流を
オープンループで制御している場合にも本発明を適用す
ることが可能となる。
【００７７】実施の形態３．実施の形態１のモータ端子
電圧検出回路故障判定手段３８においては、図５に示し
たように、モータ１の各端子電圧が所定の範囲内にある
かどうかを判定していたが、実施の形態３においては、
各端子電圧の差としての端子間電圧Ｖａsns（＝Ｖ１２
−Ｖ２２）が所定の電圧範囲内にあるか否かによって、
故障判定を行うように構成してもよい。
【００７８】電動パワーステアリングの用途では、モー
タ１を、例えば無負荷回転数を超えるような高速で回転
させることは、運転者の操舵速度の限界を超えているた
め、不可能である。従って、モータの逆起電圧は自ずと
所定の範囲内にあり、モータ端子電圧検出回路９が正常
である限りは、モータ端子間電圧演算手段３７の出力で
あるＶａsn s（＝Ｖ１２−Ｖ２２）も所定の電圧範囲内
にある。
【００７９】しかし、モータ端子電圧検出回路９ａまた
は９ｂが故障し、Ｖ１１またはＶ１２が例えばＶｃｃに
固定されると、モータ端子電圧検出値Ｖａsnsは上昇
し、所定の電圧範囲から外れることになる。このような
場合は、実施の形態１と同様に、モータ端子電圧検出回
路９の故障と判定される。
【００８０】上述の故障判定方法は、実施の形態１のよ
うにＶａsnsをソフトウエアで演算する場合には、実施
の形態１の方法と比べて特に利点はないが、ハードウェ
アで演算する場合にはモータ端子電圧検出回路９の追加
やＡ／Ｄ変換器２１のチャンネル数の追加を抑えること
ができるという効果がある。
【００８１】図１３は、この発明の実施の形態３に係る
電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示す図で
ある。図において、４１はモータ１の端子間電圧Ｖａ
snsを演算するモータ端子間電圧検出回路、４２はＯＰ
アンプである。その他の構成は、実施の形態１、実施の
形態２および従来技術に準ずるものであり、同一部分あ
るいは相当部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。
【００８２】モータ端子間電圧検出回路４１において、
例えば抵抗器１０ｇが断線すると、モータ端子間電圧検
出値ＶａsnsはＯＰアンプ４２の電源電圧付近まで上昇
するか、あるいは、接地電位付近まで低下することによ
り、正常な動作状態と区別することができる。従って、
実施の形態１と同様に故障の判定を行うことにより、同
様の故障判定を行うことができる。また、モータ角速度
推定値ωが所定範囲外となった場合に故障と判定しても
同様の効果を得ることができる。
【００８３】実施の形態４．実施の形態１においては、
電源電圧ＶＢが上昇した場合に、モータ１の通電を中止
し、モータ端子電圧検出回路９の故障判定を継続させて
いたが、電源電圧ＶＢが所定の範囲から外れた場合にモ
ータ端子電圧検出回路故障判定手段３８の故障判定を中
止するように構成してもよい。
【００８４】また、図１４に示すように、前述した
（９）式に基づいて、故障判定しきい値ＶTHH１とＶTHL
１を電源電圧ＶＢに応じて変化させてもよい。この場合
には、電源にサージが印加されている場合においても、
モータ１を駆動しながら故障判定を継続することができ
る。
【００８５】
【発明の効果】この発明の電動パワーステアリング装置
は、少なくとも運転者の操舵力検出値に基づいて決定さ
れる第１のモータ目標電流と、少なくともモータの逆起
電圧に基づいて決定される第２のモータ目標電流とか
ら、運転者の操舵力を補助するためのモータに通流する
第３のモータ目標電流を決定するとともに、モータの逆
起電圧に基づいて決定される第２のモータ目標電流に上
限値を設けたことを特徴とするので、操舵感覚を向上さ
せることができると共に、故障時にも過大なモータ電流
が流れることがない。
【００８６】また、上記第２のモータ目標電流の上限値
を、運転者の操舵力検出値に基づいて変化させることを
特徴とするので、操舵感覚をさらに向上させることがで
きる。
【００８７】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて決定される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を決定するととも
に、第３のモータ目標電流の上限値を操舵力検出値に基
づいて変化させることを特徴とするので、操舵感覚をさ
らに向上させることができる。
【００８８】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて決定される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を決定すると共にモ
ータの駆動制御を行う第１の制御手段と、少なくとも運
転者の操舵力の検出値に基づいてモータを制御する第２
の制御手段とによって、運転者の操舵力を補助するモー
タの駆動制御を行うと共に、第１の制御手段に設定され
たモータ電流の上限値を第２の制御手段に設定されたモ
ータ電流の上限値以下とすることを特徴とするので、操
舵感覚を向上させることができると共に、故障時にも過
大なモータ電流が流れることがない。
【００８９】また、モータ電流の上限値を、モータ印加
電圧の上限値と置き換えたので、モータ電流をオープン
ループで制御する場合にも容易に適用することができ
る。
【００９０】また、所定時間以内は、モータ電流ないし
はモータ印加電圧が上限値を越えることを許可するの
で、操舵感覚をさらに向上させることができる。
【００９１】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて演算される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を演算すると共に、
モータの端子電圧が所定範囲から逸脱した場合に故障と
判断することを特徴とするので、モータの端子電圧検出
回路が故障した場合においても適切なフェールセーフ処
置を講じることができる。
【００９２】また、少なくとも運転者の操舵力検出値に
基づいて演算される第１のモータ目標電流と、少なくと
もモータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ
目標電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモー
タに通流する第３のモータ目標電流を演算すると共に、
モータの各端子電圧の差が所定範囲から逸脱した場合に
故障と判断することを特徴とするので、モータの端子電
圧検出回路が故障した場合においても適切なフェールセ
ーフ処置を講じることができる。
【００９３】また、上記モータの端子電圧ないしはモー
タの各端子電圧の差が、所定の電圧範囲から所定時間以
上継続して逸脱した場合に故障と判断することを特徴と
するので、雑音等の影響による故障の誤判定を効果的に
防止することができる。
【００９４】また、上記モータに供給する電源電圧が所
定の電圧範囲から逸脱した場合には故障判定を行わない
ので、電源電圧変動の影響による故障の誤判定を効果的
に防止することができる。
【００９５】また、上記モータに供給する電源電圧が所
定の電圧範囲から逸脱した場合にはモータヘの通電を禁
止するので、電源電圧変動の影響による故障の誤判定を
効果的に防止することができる。
【００９６】また、上記モータに供給する電源電圧に応
じて、故障判定における所定の電圧範囲を変化させるこ
とを特徴とするので、電源電圧変動の影響による故障の
誤判定を効果的に防止することができる。
【００９７】また、故障と判断した場合には上記第２の
モータ目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持
することを特徴とするので、運転者が操舵を阻害される
ことがない。
【００９８】また、故障と判断した場合には上記第３の
モータ目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持
することを特徴とするので、運転者が操舵を阻害される
ことがない。
【００９９】また、故障と判断した場合には上記モータ
印加電圧の上限値を０近傍に設定し、これを保持するこ
とを特徴とするので、運転者が操舵を阻害されることが
ない。
【０１００】また、上記モータの駆動回路と、電源また
は接地との間にスイッチ手段をさらに備え、故障と判定
した場合にはスイッチ手段を開放するようにしたので、
上記故障と同時にモータ駆動回路の故障が発生している
場合でも、運転者は操舵を阻害されることがない。
【０１０１】また、上記モータを、ステアリングシステ
ムから機械的に連結または遮断するクラッチ手段をさら
に備え、故障と判定した場合にはクラッチ手段を遮断
し、これを保持することを特徴とするので、故障時でも
運転者は操舵時にモータの慣性モーメントの影響を受け
ることがない。
【０１０２】さらに、上記運転者に警報を発するための
警報手段を備え、故障と判断した場合には運転者に警報
を発することを特徴とするので、故障判定時に運転者に
注意を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の電動パワーステアリング装置の構
成を概略的に示す図である。
【図２】 この発明の電動パワーステアリング装置の構
成の要部を概略的に示す図である。
【図３】 この発明の電動パワーステアリング装置の構
成の要部を概略的に示す図である。
【図４】 この発明の電動パワーステアリング装置の機
能を示す機能ブロック図である。
【図５】 この発明の電動パワーステアリング装置のモ
ータ端子電圧検出回路故障判定手段の動作内容を示すフ
ローチャートである。
【図６】 この発明の電動パワーステアリング装置の最
大電流設定手段の動作内容を示すフローチャートであ
る。
【図７】 この発明の電動パワーステアリング装置にお
けるモータ端子電圧検出回路が故障している時のモータ
端子電圧を示す特性図である。
【図８】 この発明の電動パワーステアリング装置にお
けるモータ端子電圧検出回路が故障している時のモータ
角速度推定値を示す特性図である。
【図９】 この発明の電動パワーステアリング装置にお
けるモータ端子電圧検出回路が故障している時のモータ
目標電流を示す特性図である。
【図１０】 この発明の電動パワーステアリング装置の
モータ電流の上限値の設定方法を示す図である。
【図１１】 この発明の電動パワーステアリング装置の
モータ端子電圧検出回路の故障判定しきい値を設定する
ための特性図である。
【図１２】 この発明の電動パワーステアリング装置に
おける目標電流演算手段の動作内容を示すフローチャー
トである。
【図１３】 この発明の電動パワーステアリング装置の
他の実施の形態における構成を概略的に示す図である。
【図１４】 この発明の電動パワーステアリング装置の
他の実施の形態における電源電圧に対する故障判定しき
い値の変化の様子を示す特性図である。
【図１５】 従来の電動パワーステアリング装置の構成
を概略的に示す図である。
【図１６】 従来の電動パワーステアリング装置の機能
を示す機能ブロック図である。
【図１７】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る操舵力補助電流目標値の一例を示す図である。
【図１８】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
るクーロン摩擦力補償電流目標値の一例を示す図であ
る。
【図１９】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る粘性摩擦力補償電流目標値の一例を示す図である。
【図２０】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る慣性補償電流目標値の一例を示す図である。
【図２１】 他励直流機の電機子の等価回路を示す図で
ある。
【符号の説明】
１５ マイクロコンピュータ（第１の制御手段）、３０
トルク監視手段（第２の制御手段）、３４ クラッチ
（クラッチ手段）、３５ アラームランプ（警報手
段）。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも運転者の操舵力検出値に基づ
    いて決定される第１のモータ目標電流と、少なくともモ
    ータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ目標
    電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモータに
    通流する第３のモータ目標電流を決定するとともに、モ
    ータの逆起電圧に基づいて決定される上記第２のモータ
    目標電流に上限値を設けたことを特徴とする電動パワー
    ステアリング装置。
  2. 【請求項２】 上記第２のモータ目標電流の上限値を、
    上記運転者の操舵力検出値に基づいて変化させることを
    特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装
    置。
  3. 【請求項３】 少なくとも運転者の操舵力検出値に基づ
    いて決定される第１のモータ目標電流と、少なくともモ
    ータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ目標
    電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモータに
    通流する第３のモータ目標電流を決定するとともに、上
    記第３のモータ目標電流の上限値を上記操舵力検出値に
    基づいて変化させることを特徴とする電動パワーステア
    リング装置。
  4. 【請求項４】 少なくとも運転者の操舵力検出値に基づ
    いて決定される第１のモータ目標電流と、少なくともモ
    ータの逆起電圧に基づいて決定される第２のモータ目標
    電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモータに
    通流する第３のモータ目標電流を決定すると共にモータ
    の駆動制御を行う第１の制御手段と、少なくとも運転者
    の操舵力の検出値に基づいてモータを制御する第２の制
    御手段とを備え、これら第１および第２の制御手段によ
    って、運転者の操舵力を補助するモータの駆動制御を行
    うと共に、上記第１の制御手段に設定されたモータ電流
    の上限値を上記第２の制御手段に設定されたモータ電流
    の上限値以下とすることを特徴とする電動パワーステア
    リング装置。
  5. 【請求項５】 上記モータ電流の上限値を、モータ印加
    電圧の上限値と置き換えた請求項１ないし請求項４のい
    ずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
  6. 【請求項６】 所定時間以内は、上記モータ電流ないし
    は上記モータ印加電圧が上限値を越えることを許可する
    講求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電動パワー
    ステアリング装置。
  7. 【請求項７】 少なくとも運転者の操舵力検出値に基づ
    いて演算される第１のモータ目標電流と、少なくともモ
    ータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ目標
    電流とから、運転者の操舵力を補助するためのモータに
    通流する第３のモータ目標電流を演算すると共に、モー
    タの端子電圧が所定範囲から逸脱した場合に故障と判断
    することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  8. 【請求項８】 少なくとも運転者の操舵力検出値に基づ
    いて演算される第１のモータ目標電流と、少なくともモ
    ータの逆起電圧に基づいて演算される第２のモータ目標
    電流とから、運転者の操舵力を補助するための第３のモ
    ータ目標電流を演算すると共に、モータの各端子電圧の
    差が所定範囲から逸脱した場合に故障と判断することを
    特徴とする電動パワーステアリング装置。
  9. 【請求項９】 モータの端子電圧ないしはモータの各端
    子電圧の差が、所定の電圧範囲から所定時間以上継続し
    て逸脱した場合に故障と判断することを特徴とする請求
    項７または請求項８に記載の電動パワーステアリング装
    置。
  10. 【請求項１０】 モータに供給する電源電圧が所定の電
    圧範囲から逸脱した場合には故障判定を行わない請求項
    ７ないし請求項９のいずれかに記載の電動パワーステア
    リング装置。
  11. 【請求項１１】 モータに供給する電源電圧が所定の電
    圧範囲から逸脱した場合にはモータヘの通電を禁止する
    請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の電動パワー
    ステアリング装置。
  12. 【請求項１２】 モータに供給する電源電圧に応じて、
    上記故障判定における所定の電圧範囲を変化させること
    を特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載
    の電動パワーステアリング装置。
  13. 【請求項１３】 故障と判断した場合には上記第２のモ
    ータ目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持す
    ることを特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれ
    かに記載の電動パワーステアリング装置。
  14. 【請求項１４】 故障と判断した場合には上記第３のモ
    ータ目標電流の上限値を０近傍に設定し、これを保持す
    ることを特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれ
    かに記載の電動パワーステアリング装置。
  15. 【請求項１５】 故障と判断した場合にはモータ印加電
    圧の上限値を０近傍に設定し、これを保持することを特
    徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれかに記載の
    電動パワーステアリング装置。
  16. 【請求項１６】 上記モータの駆動回路と、電源または
    接地との間にスイッチ手段をさらに備え、故障と判定し
    た場合には上記スイッチ手段を開放し、これを保持する
    ことを特徴とする請求項７ないし請求項１５のいずれか
    に記載の電動パワーステアリング装置。
  17. 【請求項１７】 上記モータを、ステアリングシステム
    から機械的に連結または遮断するクラッチ手段をさらに
    備え、故障と判定した場合には上記クラッチ手段を遮断
    し、これを保持することを特徴とする請求項７ないし請
    求項１５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装
    置。
  18. 【請求項１８】 運転者に警報を発するための警報手段
    をさらに備え、故障と判断した場合には運転者に警報を
    発することを特徴とする請求項７ないし請求項１７のい
    ずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
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