(57)【要約】【課題】アクチュエータの駆動制御に関わる機能を有する機能部に対して行われる故障診断処理のロバスト性を向上するのに好適な車載電子制御装置を提供する。【解決手段】電動モータ１２の駆動制御に関わる機能部１２０を、主機能部１２０ａと主機能部１２０ａの代替となる代替機能部１２０ｂとから構成し、主機能部１２０ａの故障を診断する主機能診断部１２１と代替機能部１２０ｂの故障を診断する代替機能診断部１２２とを設け、出力選択部１２３において、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の診断結果に基づき、主機能部１２０ａが正常と判定すると、主機能部１２０ａの出力値を後段の制御部に出力し、主機能部１２０ａが故障でかつ代替機能部１２０ｂが正常であると判定すると主機能部１２０ａの出力値に代えて、代替機能部１２０ｂの出力値を後段の制御部に出力し、各診断部の動作保証範囲を各機能部の動作保証範囲よりも広くした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載装置の動作機構に与える駆動力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ制御部と、
前記アクチュエータの駆動制御に関わる機能である第１機能を有する主機能部と、
前記第１機能の代替となる機能である第２機能を有する代替機能部と、
前記主機能部の故障を診断する故障診断部と、を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記主機能部の出力値に基づく制御処理である第１制御処理と前記代替機能部の出力値に基づく制御処理である第２制御処理とを有し、前記故障診断部の診断結果に基づき、前記主機能部が正常であると判定すると前記第１制御処理を実行して前記アクチュエータを駆動制御し、前記主機能部が故障していると判定すると前記第２制御処理を実行して前記アクチュエータを駆動制御し、
前記故障診断部は、前記主機能部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲で前記主機能部を診断可能に設計されていることを特徴とする車載電子制御装置。
【請求項２】
前記故障診断部は、前記主機能部に加えて前記代替機能部の故障を診断し、
前記アクチュエータ制御部は、前記故障診断部の診断結果に基づき、前記主機能部が故障していると判定し、かつ前記代替機能部が正常であると判定すると、前記第２制御処理を実行し、前記主機能部及び前記代替機能部が共に故障していると判定すると、少なくとも、前記第１制御処理及び前記第２制御処理を停止することを特徴とする請求項１に記載の車載電子制御装置。
【請求項３】
前記故障診断部の故障の発生を監視する故障監視部と、
前記故障監視部の監視結果に基づき、前記故障診断部に故障が発生したと判定すると、当該車載電子制御装置の動作を停止する処理を実行する動作停止処理部と、を備え、
前記故障監視部は、前記故障診断部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲で前記故障診断部を診断可能に設計されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載電子制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータの駆動制御に係る物理値を検出する複数種類のセンサを備え、
前記主機能部は、前記第１機能として、前記複数種類のセンサのうち予め設定された種類のセンサの検出値を用いて前記駆動制御に係る値を演算する機能を有し、
前記代替機能部は、前記第２機能として、前記複数種類のセンサのうち予め設定された前記主機能部とは異なる種類のセンサの検出値を用いて前記駆動制御に係る値を演算する機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載電子制御装置。
【請求項５】
前記故障診断部は、前記故障の診断対象で使用される物理値が予め設定された故障検出範囲内の値であるか否かを判定するためのしきい値である故障検出しきい値と、前記物理値とに基づき、該物理値が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、前記故障検出範囲内の値であると判定すると前記診断対象を故障と診断し、前記故障検出範囲外の値であると判定すると前記診断対象を正常と診断するようになっており、
前記物理値に対して予め設定された正常値の範囲と前記故障検出しきい値との間に予め設定された故障の誤検出を抑制する数値範囲である故障検出マージン内の値であって、前記物理値が異常値であるか否かを判定するためのしきい値である異常判定しきい値と、前記物理値とに基づき、該物理値が異常値であるか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部の判定結果に基づき、前記物理値が、前記異常値であると判定すると、該異常値によって生じる前記動作機構の異常挙動を低減する異常挙動低減部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載電子制御装置。
【請求項６】
前記異常挙動低減部は、前記故障の診断対象で使用される物理値を、当該物理値が前記診断対象に入力される前に補正することによって、前記異常挙動を低減することを特徴とする請求項５に記載の車載電子制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ制御部は、プロセッサと、アナログの入力値をディジタルの値に変換して前記プロセッサに入力するＡ／Ｄ変換器と、を含んで構成され、
前記第１機能又は前記第２機能の少なくとも一方は、前記プロセッサによってプログラムを実行することで実現され、
前記物理値は、前記プロセッサに供給されると共に前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧としても使用される電源電圧値を含み、
前記異常挙動検出部は、前記電源電圧値が前記異常値であると判定すると、前記Ａ／Ｄ変換器の出力値を、該出力値が該出力値を使用する前記故障の診断対象に入力される前に補正して、前記異常挙動を低減することを特徴とする請求項６に記載の車載電子制御装置。
【請求項８】
前記異常挙動低減部は、前記故障の診断対象の出力値を補正することによって、前記異常挙動を低減することを特徴とする請求項５に記載の車載電子制御装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ制御部は、プロセッサを含んで構成され、
前記第１機能又は前記第２機能の少なくとも一方は、前記プロセッサの動作クロック信号によってサンプリング周波数が決定される、位相進み特性又は位相遅れ特性を有する機能である位相特性機能であり、
前記物理値は、前記動作クロック信号を含み、
前記異常挙動低減部は、前記動作クロック信号の周波数が前記異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相特性機能を有する機能部の出力値を補正して、前記異常挙動を低減することを特徴とする請求項８に記載の車載電子制御装置。
【請求項１０】
前記動作クロック信号の周波数に対応する前記故障検出しきい値は、前記周波数が低下する側のしきい値である故障検出下限しきい値を含み、
前記動作クロック信号の周波数に対応する前記異常判定しきい値は、前記周波数が低下する側のしきい値である異常判定下限しきい値を含み、
前記故障診断部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記故障検出下限しきい値とに基づき、前記周波数が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、
前記異常判定部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記異常判定下限しきい値とに基づき、前記物理値が異常値であるか否かを判定し、
前記異常挙動低減部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記動作クロック信号の周波数が前記異常判定下限しきい値を低下する側に超えた異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部の出力値を予め設定された値だけ低減させる補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の車載電子制御装置。
【請求項１１】
前記動作クロック信号の周波数に対応する前記故障検出しきい値は、前記周波数が上昇する側のしきい値である故障検出上限しきい値を含み、
前記動作クロック信号の周波数に対応する前記異常判定しきい値は、前記周波数が上昇する側のしきい値である異常判定上限しきい値を含み、
前記故障判定部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記故障検出上限しきい値とに基づき、前記周波数が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、
前記異常判定部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記異常判定上限しきい値とに基づき、前記周波数が異常値であるか否かを判定し、
前記異常挙動低減部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数が前記異常判定上限しきい値を前記上昇する側に超えた異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部の出力値を予め設定された値だけ増加させる補正を行うことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車載電子制御装置。
【請求項１２】
前記異常挙動低減部は、補正対象値に対して最大値を制限するリミッタ処理、補正対象値に対してゲインを乗じるゲイン補正処理、及び補正対象値に対してオフセット値を加算するオフセット補正処理のうちいずれか１の処理を行うことによって、前記異常挙動を低減することを特徴とする請求項５乃至請求項１１のいずれか１項に記載の車載電子制御装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータは電動モータであり、
前記アクチュエータ制御部は、プロセッサと、アナログの入力値をディジタルの値に変換して前記プロセッサに入力するＡ／Ｄ変換器と、を備え、
前記電動モータを構成する回転子の回転位置を検出する位置検出センサを備え、
前記主機能部は、前記第１機能として、前記プロセッサによって、前記物理値である前記位置検出センサで検出した回転位置に基づき前記電動モータの回転角度を算出する機能を有し、
前記代替機能部は、前記第２機能として、前記プロセッサによって、前記物理値である前記電動モータのモータ端子電圧及びモータ電流に基づき前記電動モータの回転角度を推定する機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の車載電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置の動作機構に与える駆動力を発生するアクチュエータと、アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ制御部とを備えた車載電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載のステアリング機構に電動モータによって操舵補助力（アシストトルク）を付与する電動パワーステアリング装置がある。
例えば、特許文献１には、電動パワーステアリング装置において、２系統のトルクセンサを備え、該２系統のトルクセンサのうち異常が発生しているトルクセンサを特定でき、かつ、異常が検出されていない側のトルクセンサの検出値に基づいて、安全に操舵アシストを継続できるようにする技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１の従来技術では、故障監視部において、推定トルク演算部により算出した推定トルクＴｒｘと、トルクセンサにより検出した操舵トルクＴｒ１，Ｔｒ２との偏差（｜Ｔｒ１−Ｔｒｘ｜，｜Ｔｒ２−Ｔｒｘ｜）を信頼度として設定する。そして、信頼度が小さい方のトルクセンサにより検出した操舵トルクを使って目標アシストトルクＴａｓ＊を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０１２−４５９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術において、例えば、トルクセンサの異常を検出する故障監視部の動作保証範囲が、トルクセンサの動作保証範囲よりも狭い場合に、トルクセンサよりも先に故障監視部が異常となって、トルクセンサの故障を正確に検出できない場合がある。この場合、例えば、トルクセンサが両方とも故障しているのに、その故障を検出できず異常値による制御が実施される恐れがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アクチュエータの駆動制御に関わる機能を有する機能部に対して行われる故障診断処理のロバスト性を向上するのに好適な車載電子制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔形態１〕  上記目的を達成するために、形態１の車載電子制御装置は、車載装置の動作機構に与える駆動力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ制御部と、前記アクチュエータの駆動制御に関わる機能である第１機能を有する主機能部と、前記第１機能の代替となる機能である第２機能を有する代替機能部と、
前記主機能部の故障を診断する故障診断部と、を備え、前記アクチュエータ制御部は、前記主機能部の出力値に基づく制御処理である第１制御処理と前記代替機能部の出力値に基づく制御処理である第２制御処理とを有し、前記故障診断部の診断結果に基づき、前記主機能部が正常であると判定すると前記第１制御処理を実行して前記アクチュエータを駆動制御し、前記主機能部が故障していると判定すると前記第２制御処理を実行して前記アクチュエータを駆動制御し、前記故障診断部は、前記主機能部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲で前記主機能部を診断可能に設計されている。
【０００７】
このような構成であれば、主機能部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有する故障診断部によって、主機能部の故障を診断することが可能である。これにより、主機能部の動作が異常となる動作環境や主機能部が破損する動作環境になっても、該動作環境が故障診断部が正常に動作する範囲内の環境であれば、主機能部の故障を正確に診断することが可能となる。加えて、主機能部が故障と診断されても、主機能部の出力値に基づく第１制御処理を代替機能部の出力値に基づく第２制御処理へと切り替えることが可能である。これにより、故障診断部の監視ロジックの誤検出に対する要求を緩和することが可能となる。つまり、ばらつきの大きい低コストの部品を使用して誤検出したとしても代替機能によって、動作を継続させることが可能となる。
【０００８】
〔形態２〕  更に、形態２の車載電子制御装置は、形態１の構成に対して、前記故障診断部は、前記主機能部に加えて前記代替機能部の故障を診断し、前記アクチュエータ制御部は、前記故障診断部の診断結果に基づき、前記主機能部が故障していると判定し、かつ前記代替機能部が正常であると判定すると、前記第２制御処理を実行し、前記主機能部及び前記代替機能部が共に故障していると判定すると、少なくとも、前記第１制御処理及び前記第２制御処理を停止する。
【０００９】
このような構成であれば、故障診断部によって、代替機能部の故障も診断することが可能である。そして、アクチュエータ制御部は、故障診断部において、主機能部が故障と診断され、かつ代替機能部が正常と診断されたと判定すると、第１制御処理を第２制御処理へと切り替えることが可能である。また、アクチュエータ制御部は、故障診断部において、主機能部及び代替機能部が共に故障していると判定すると、少なくとも、第１制御処理及び第２制御処理を停止することが可能である。
これによって、故障診断部は、代替機能部が正常な場合に、第２制御処理の実行中に代替機能部の監視を続けることが可能となる。また、主機能部及び代替機能部が共に故障している場合は、少なくとも、故障した機能部の出力値を用いた制御処理を停止することが可能となる。
【００１０】
〔形態３〕  更に、形態３の車載電子制御装置は、形態１又は２の構成に対して、前記故障診断部の故障の発生を監視する故障監視部と、前記故障監視部の監視結果に基づき、前記故障診断部に故障が発生したと判定すると、当該車載電子制御装置の動作を停止する処理を実行する動作停止処理部と、を備え、前記故障監視部は、前記故障診断部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲で前記故障診断部を診断可能に設計されている。
【００１１】
このような構成であれば、故障監視部によって、故障診断部の故障を検出することができる。更に、動作停止処理部によって、故障診断部に故障が発生したと判定すると、車載電子制御装置の動作を停止する処理を実行することが可能である。これにより、故障診断部が異常となって、主機能部及び代替機能部の故障を正確に診断できなくなった場合に、車載電子制御装置の動作を停止することが可能となる。つまり、主機能部及び代替機能部よりも動作保証範囲の広い故障診断部が異常である場合は、主機能部及び代替機能部も故障している確率が高いので、このような場合に、安全性を優先して車載電子制御装置の動作を停止する処理を実行する。
【００１２】
また、故障診断部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有する故障監視部によって、故障診断部の故障の発生を監視することが可能である。これにより、故障診断部の動作が異常となる動作環境や故障診断部が破損する動作環境になっても、該動作環境が故障監視部が正常に動作する範囲内の環境であれば、故障診断部の故障を正確に診断することが可能となる。
【００１３】
〔形態４〕  更に、形態４の車載電子制御装置は、形態１乃至３のいずれか１の構成に対して、前記アクチュエータの駆動制御に係る物理値を検出する複数種類のセンサを備え、前記主機能部は、前記第１機能として、前記複数種類のセンサのうち予め設定された種類のセンサの検出値を用いて前記駆動制御に係る値を演算する機能を有し、前記代替機能部は、前記第２機能として、前記複数種類のセンサのうち予め設定された前記主機能部とは異なる種類のセンサの検出値を用いて前記駆動制御に係る値を演算する機能を有する。
このような構成であれば、主機能部及び代替機能部で使用される物理値が異なる物理値となるので、物理値を検出するセンサが故障等した場合に、主機能部及び代替機能部の双方が同時に動作不能（異常状態又は故障状態）に陥ることを回避することが可能となる。
【００１４】
〔形態５〕  更に、形態５の車載電子制御装置は、形態１乃至４のいずれか１の構成に対して、前記故障診断部は、前記故障の診断対象で使用される物理値が予め設定された故障検出範囲内の値であるか否かを判定するためのしきい値である故障検出しきい値と、前記物理値とに基づき、該物理値が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、前記故障検出範囲内の値であると判定すると前記診断対象を故障と診断し、前記故障検出範囲外の値であると判定すると前記診断対象を正常と診断するようになっており、前記物理値に対して予め設定された正常値の範囲と前記故障検出しきい値との間に予め設定された故障の誤検出を抑制する数値範囲である故障検出マージン内の値であって、前記物理値が異常値であるか否かを判定するためのしきい値である異常判定しきい値と、前記物理値とに基づき、該物理値が異常値であるか否かを判定する異常判定部と、前記異常判定部の判定結果に基づき、前記物理値が、前記異常値であると判定すると、該異常値によって生じる前記車載装置の異常挙動を低減する異常挙動低減部と、を備える。
【００１５】
このような構成であれば、故障診断部によって、物理値と故障検出しきい値とに基づき、物理値が故障検出範囲内の値か否かを判定することによって診断対象の故障を診断することが可能である。更に、異常判定部によって、物理値と異常判定しきい値とに基づき、物理値が異常値であるか否かを判定することが可能である。更に、異常挙動低減部によって、異常判定部の判定結果に基づき、物理値が異常値であると判定されると、当該異常値によって生じる挙動である異常挙動を低減することが可能である。
【００１６】
〔形態６〕  更に、形態６の車載電子制御装置は、形態５の構成に対して、前記異常挙動低減部は、前記故障の診断対象で使用される物理値を、当該物理値が前記診断対象に入力される前に補正することによって、前記異常挙動を低減する。
このような構成であれば、異常挙動低減部によって、主機能部又は代替機能部で使用される物理値が故障の診断対象に入力される前に、当該物理値を補正して異常挙動を低減することが可能である。
【００１７】
〔形態７〕  更に、形態７の車載電子制御装置は、形態６の構成に対して、前記アクチュエータ制御部は、プロセッサと、アナログの入力値をディジタルの値に変換して前記プロセッサに入力するＡ／Ｄ変換器と、を含んで構成され、前記第１機能又は前記第２機能の少なくとも一方は、前記プロセッサによってプログラムを実行することで実現され、前記物理値は、前記プロセッサに供給されると共に前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧としても使用される電源電圧値を含み、前記異常挙動検出部は、前記電源電圧値が前記異常値であると判定すると、前記Ａ／Ｄ変換器の出力値を、該出力値が該出力値を使用する前記故障の診断対象に入力される前に補正して、前記異常挙動を低減する。
【００１８】
このような構成であれば、故障診断部によって、プロセッサに供給される電源電圧と故障検出しきい値とに基づき、当該電源電圧が故障検出範囲内の値か否かを判定することが可能である。更に、異常判定部によって、プロセッサに供給される電源電圧と異常判定しきい値とに基づき、当該電源電圧が異常値であるか否かを判定することが可能である。更に、異常挙動低減部によって、電源電圧が異常値であると判定すると、プロセッサに供給される電源電圧を基準電圧として使用するＡ／Ｄ変換器の出力値を、当該出力値が当該出力値を使用する主機能部又は代替機能部に入力される前に補正して、異常挙動を低減することが可能である。
【００１９】
〔形態８〕  更に、形態８の車載電子制御装置は、形態５乃至７のいずれか１の構成に対して、前記異常挙動低減部は、前記故障の診断対象の出力値を補正することによって、前記異常挙動を低減する。
このような構成であれば、異常挙動低減部によって、主機能部又は代替機能部の出力値を補正することによって、異常挙動を低減することが可能である。
【００２０】
〔形態９〕  更に、形態９の車載電子制御装置は、形態８の構成に対して、前記アクチュエータ制御部は、プロセッサを含んで構成され、前記第１機能又は前記第２機能の少なくとも一方は、前記プロセッサの動作クロック信号によってサンプリング周波数が決定される、位相進み特性又は位相遅れ特性を有する機能である位相特性機能であり、前記物理値は、前記動作クロック信号を含み、前記異常挙動低減部は、前記動作クロック信号の周波数が前記異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相特性機能を有する機能部の出力値を補正して、前記異常挙動を低減する。
【００２１】
このような構成であれば、故障診断部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、当該周波数に対して設定された故障検出しきい値とに基づき、当該周波数が故障検出範囲内の値か否かを判定することが可能である。更に、異常判定部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、当該周波数に対して設定された異常判定しきい値とに基づき、当該周波数が異常値であるか否かを判定することが可能である。更に、異常挙動低減部によって、周波数が異常値であると判定すると、位相特性機能を有する機能部の出力値を補正して、異常挙動を低減することが可能である。
【００２２】
〔形態１０〕  更に、形態１０の車載電子制御装置は、形態９の構成に対して、前記動作クロック信号の周波数に対応する前記故障検出しきい値は、前記周波数が低下する側のしきい値である故障検出下限しきい値を含み、前記動作クロック信号の周波数に対応する前記異常判定しきい値は、前記周波数が低下する側のしきい値である異常判定下限しきい値を含み、前記故障診断部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記故障検出下限しきい値とに基づき、前記周波数が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、前記異常判定部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記異常判定下限しきい値とに基づき、前記物理値が異常値であるか否かを判定し、前記異常挙動低減部は、位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記動作クロック信号の周波数が前記異常判定下限しきい値を低下する側に超えた異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相進み特性の前記位相特性機能を有する機能部の出力値を予め設定された値だけ低減させる補正を行う。
【００２３】
このような構成であれば、故障診断部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、故障検出下限しきい値とに基づき、当該周波数が低下する側の故障範囲の値か否かを判定することが可能である。更に、異常判定部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、異常判定下限しきい値とに基づき、当該周波数が低下する側の異常値であるか否かを判定することが可能である。更に、異常挙動低減部によって、周波数が低下する側の異常値であると判定すると、位相進み特性の位相特性機能を有する機能部の出力値を低減させる補正を行って、異常挙動を低減することが可能である。
【００２４】
〔形態１１〕  更に、形態１１の車載電子制御装置は、形態９又は１０の構成に対して、前記動作クロック信号の周波数に対応する前記故障検出しきい値は、前記周波数が上昇する側のしきい値である故障検出上限しきい値を含み、前記動作クロック信号の周波数に対応する前記異常判定しきい値は、前記周波数が上昇する側のしきい値である異常判定上限しきい値を含み、前記故障判定部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記故障検出上限しきい値とに基づき、前記周波数が前記故障検出範囲内の値であるか否かを判定し、前記異常判定部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数と前記異常判定上限しきい値とに基づき、前記周波数が異常値であるか否かを判定し、前記異常挙動低減部は、位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部に対して、前記周波数が前記異常判定上限しきい値を前記上昇する側に超えた異常値であると判定すると、前記アクチュエータ制御部で用いられる前記位相遅れ特性の前記位相特性機能を有する機能部の出力値を予め設定された値だけ増加させる補正を行う。
【００２５】
このような構成であれば、故障診断部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、故障検出上限しきい値とに基づき、当該周波数が上昇する側の故障範囲の値か否かを判定することが可能である。更に、異常判定部によって、プロセッサの動作クロック信号の周波数と、異常判定上限しきい値とに基づき、当該周波数が上昇する側の異常値であるか否かを判定することが可能である。更に、異常挙動低減部によって、周波数が上昇する側の異常値であると判定すると、位相遅れ特性を有する制御部の出力値を上昇させる補正を行って、異常挙動を低減することが可能である。
【００２６】
〔形態１２〕  更に、形態１２の車載電子制御装置は、形態１乃至１１のいずれか１の構成に対して、前記異常挙動低減部は、補正対象値に対して最大値を制限するリミッタ処理、補正対象値に対してゲインを乗じるゲイン補正処理、及び補正対象値に対してオフセット値を加算するオフセット補正処理のうちいずれか１の補正処理を行うことによって、前記異常挙動を低減する。
このような構成であれば、異常挙動低減部によって、補正対象値に対して、最大値を制限するリミッタ処理、ゲインを乗じるゲイン補正処理、及びオフセット値を加算するオフセット補正処理のうちいずれか１の補正処理を行うことによって、異常挙動を低減することが可能である。
【００２７】
〔形態１３〕  更に、形態１３の車載電子制御装置は、形態１乃至１２のいずれか１の構成に対して、前記アクチュエータは電動モータであり、プロセッサと、アナログの入力値をディジタルの値に変換して前記プロセッサに入力するＡ／Ｄ変換器と、前記プロセッサ及び前記Ａ／Ｄ変換器にクロック信号を供給する発振子と、前記電動モータを構成する回転子の回転位置を検出する位置検出センサと、を備え、前記主機能部は、前記第１機能として、前記プロセッサによって、前記物理値である前記位置検出センサで検出した回転位置に基づき前記電動モータの回転角度を算出する機能を有し、前記代替機能部は、前記第２機能として、前記プロセッサによって、前記物理値である前記電動モータのモータ端子電圧及びモータ電流に基づき前記電動モータの回転角度を推定する機能を有する。
【００２８】
このような構成であれば、レゾルバ等の位置検出センサの検出値を用いて電動モータの回転角度を算出する主機能部が故障した場合に、故障診断部において、その故障を正確に診断することが可能である。また、主機能部が故障した場合に、第１制御処理を、電動モータのモータ端子電圧及びモータ電流を用いて電動モータの回転角度を推定する代替機能部の出力値に基づく第２制御処理に切り替えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、アクチュエータの駆動制御に関わる機能を有する主機能部の故障を、該主機能部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有する故障診断部によって診断することができる。これにより、主機能部の動作が異常となる動作環境や主機能部が破損する動作環境になっても、該動作環境が故障診断部が正常に動作する範囲内の環境であれば、主機能部の故障を正確に診断することが可能となる。
【００３０】
更に、故障診断部の異常を、該故障診断部の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有する故障監視部によって検出することができる。更に、故障監視部によって異常が検出された場合に、車載電子制御装置の動作を停止することができる。これにより、故障診断部の動作が異常となる動作環境や故障診断部が破損する動作環境になっても、該動作環境が故障監視部が正常に動作する範囲内の環境であれば、故障診断部の異常を正確に検出することが可能となる。また、故障診断部が異常となって、主機能部及び代替機能部の故障を正確に診断できなくなった場合に、車載電子制御装置を比較的安全な状態に保つことが可能となる。
【００３１】
また、本発明によれば、故障が検出されないギリギリの領域で、主機能部又は代替機能部で使用される物理値が異常値となった場合に、当該異常値によって生じる異常挙動を低減することができる。これにより、高精度、高コストの部品を使用することなく、かつ故障検出マージンを削らなくても、危険挙動が発生する虞れを低減し、車載電子制御装置を含むシステムを安全な状態に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る車載電子制御装置の概略構成を示す 図である。
【図２】ＥＣＵ１５の概略構成図である。
【図３】ロバスト制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図４】ロバスト制御部を構成する各構成部の動作保証範囲の一例を示す概念図である。
【図５】ロバスト制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】ロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合のＥＣＵ１５の具体的な構成例を示す図である。
【図７】モータ駆動回路１０２の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図８】本実施形態のロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合の具体的な構成を示す図である。
【図９】ロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合の各構成部の動作保証範囲の一例を示す概念図である。
【図１０】（ａ）は、設計段階及び製品段階で定義される故障診断に係るしきい値等の一例を示す図であり、（ｂ）は、故障検出しきい値及び異常判定しきい値の設定例を示す図である。
【図１１】主機能診断部１２１Ａの具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１２】主機能診断部１２１Ｂの具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１３】故障検出しきい値に対してギリギリの異常が発生時に危険挙動が発生する場合の第２動作しきい値と故障検出しきい値との関係の一例を示す図である。
【図１４】トルクセンサ電源電圧Ｖtsに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の各しきい値の関係の一例を示す図である。
【図１５】故障診断処理Ａの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】（ａ）は、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが低下時に生じる異常の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の異常に対して異常挙動低減処理を施した一例を示す図である。
【図１７】動作クロック周波数ｆに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の各しきい値の関係の一例を示す図である。
【図１８】故障診断処理Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】主機能診断部１２１Ｃの具体的構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】主機能診断部１２１Ｄの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】故障診断処理Ｃの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】電源電圧Ｖccに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の各しきい値の関係の一例を示す図である。
【図２３】故障診断処理Ｄの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１〜図１３は、本発明に係る車載電子制御装置の第１実施形態を示す図である。本実施形態は、本発明に係る車載電子制御装置を車載のステアリング機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態となる。
【００３４】
（構成）
まず、ステアリング機構の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るパワーステアリング装置によって駆動されるステアリング機構の概略構成図である。
図１に示すように、ステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａとこの入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。
【００３５】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達される。さらに、この中間シャフト５に伝達された操舵力は、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構８で車両幅方向の直進運動に変換されて左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。
【００３６】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速機構１１と、この減速機構１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
また、減速機構１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するものである。この操舵トルクセンサ１４は、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
【００３７】
次に、図２に基づき、電動モータ１２を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５の構成を説明する。
図２は、ＥＣＵ１５の概略構成図である。
ＥＣＵ１５は、図２に示すように、電動モータ１２の制御処理を実行するＭＣＵ１００と、ＭＣＵ１００にクロック信号CLK（以下、単にCLKと称す）を供給する発振子１０１と、電動モータ１２を駆動するモータ駆動回路１０２と、ＭＣＵ１００から入力されるＰＷＭ信号から高周波成分（ノイズ成分）を除去してなるレゾルバ励磁信号Ｒｇを出力する２次ＬＰＦ（Low Pass Filter）１０３とを含んで構成される。
【００３８】
ＭＣＵ１００は、車速センサ１６からの車速検出値Ｖsが入力される入力インターフェース部１１０と、アナログの信号をディジタルの信号へと変換するＡ／Ｄ変換器１１１と、を含んで構成される。本実施形態において、Ａ／Ｄ変換器１１１は、操舵トルクセンサ１４からのトルク検出値Ｔ、レゾルバ１７からのレゾルバ出力信号Ｒ、２次ＬＰＦ１０３からのレゾルバ励磁信号Ｒｇ、電動モータ１２からのモータ端子電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍｏ等のアナログ信号をディジタル信号に変換する。
ＭＣＵ１００は、更に、電動モータ１２を駆動制御して、操舵トルクに応じた操舵補助力を発生する操舵補助制御処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１１２を含んで構成される。
【００３９】
ＣＰＵ１１２は、入力インターフェース部１１０からの車速検出値Ｖｓと、Ａ／Ｄ変換器１１１からのディジタル変換値である、トルク検出値Ｔｄ、レゾルバ出力信号値Ｒｄ、レゾルバ励磁信号値Ｒｇｄ、モータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値Ｉｍｏｄとに基づき操舵補助制御処理を実行する。
ここで、本実施形態においては、電動モータ１２の駆動制御に関わる機能部の一部を、第１機能を有する主機能部と、第１機能の代替となる第２機能を有する代替機能部とから構成している。主機能部及び代替機能部は、一方又は双方をソフトウェアで構成してもよいし、一方又は双方をハードウェアで構成してもよい。
【００４０】
ＣＰＵ１１２は、操舵補助制御処理の一部として、ソフトウェアで構成された各機能部の処理を実行する。更に、ＣＰＵ１１２は、主機能部及び代替機能部の故障を診断する故障診断処理を実施する。そして、ＣＰＵ１１２は、故障診断処理の処理結果に基づき、主機能部及び代替機能部のうち正常と診断された方の出力値を用いた制御処理を実行する。
また、本実施形態において、ＥＣＵ１５は、主機能部及び代替機能部の故障を診断する構成部の異常を検出し、該構成部に異常が検出された場合に、電動パワーステアリング装置の動作を停止する機能を有している。
【００４１】
以下、上記一連の処理をロバスト制御処理と称す。
なお、ここでいう故障とは、主機能部又は代替機能部が、例えば、各機能に係る処理を実行する装置や該装置で用いる物理値を提供する装置の損壊などによって動作不能に陥った状態を含む。更に、主機能部又は代替機能部が、動作は実行できるが出力値が異常となる状態を含む。例えば、主機能部又は代替機能部が、動作保証範囲を超える動作環境下で動作する状態等を含む。
【００４２】
また、動作保証範囲は、主機能部もしくは代替機能部で使用される物理値を提供する各種センサの動作保証範囲を含む。更に、動作保証範囲は、主機能部もしくは代替機能部の機能を実現する処理を実行する装置の動作保証範囲を含む。例えば、関連するセンサや装置が正常に動作する、動作温度範囲、動作周波数範囲、動作電圧範囲、動作電流範囲等が該当する。
ＭＣＵ１００は、更に、ＣＰＵ１１２で実行する操舵補助制御処理に必要なプログラム及びデータを記憶する記憶部としてのＲＯＭ１１３を含んで構成される。
【００４３】
ＲＯＭ１１３は、操舵補助制御処理をＣＰＵ１１２に実行させるためのメインプログラムとなる操舵補助制御処理プログラムを格納するプログラム記憶領域を備えている。更に、ＲＯＭ１１３は、ロバスト制御処理をＣＰＵ１１２に実行させるためのサブプログラムとなるロバスト制御処理プログラムを格納するプログラム記憶領域を備えている。さらに、ＲＯＭ１１３は、操舵補助制御処理及びロバスト制御処理に必要とするパラメータ等の、変更することのないデータを記憶するデータ記憶領域を備えている。
【００４４】
ＭＣＵ１００は、更に、ＲＡＭ１１４と、出力インターフェース回路１１５と、ＰＷＭ生成回路１１６と、を含んで構成される。
ＲＡＭ１１４は、本実施形態において、トルク検出値Ｔｄ、レゾルバ出力信号値Ｒｄ、レゾルバ励磁信号値Ｒｇｄ、モータ端子電圧値Ｖｍｄ、モータ電流値Ｉｍｏｄ等の検出データ、ＣＰＵ１１２で実行する上記各種処理の処理過程で必要とするデータや処理結果を記憶する。
【００４５】
出力インターフェース部１１５は、ＣＰＵ１１２で演算された補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ’を、モータ駆動回路１０２に出力する。
ＰＷＭ生成回路１１６は、レゾルバ１７を励磁するレゾルバ励磁信号の基準波形信号となるＰＷＭ信号を生成する。
モータ駆動回路１０２は、ＭＣＵ１００から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ’に基づき電動モータ１２に供給する駆動電流を制御する。
【００４６】
２次ＬＰＦ１０３は、２次のローパスフィルタであり、入力信号における、予め設定されたカットオフ周波数以上の周波数成分を低減するフィルタである。本実施形態では、ＰＷＭ生成回路１１６で生成されたＰＷＭ信号のノイズ成分を除去（低減）する。２次ＬＰＦ１０３は、ノイズ成分の除去されたＰＷＭ信号であるレゾルバ励磁信号Ｒｇをレゾルバ１７に出力する。これにより、レゾルバ１７が励磁され、レゾルバ１７から、電動モータ１２の回転位置に応じたレゾルバ出力信号Ｒが出力される。
【００４７】
次に、図３に基づき、上記したロバスト制御処理を実施するロバスト制御部の具体的な構成について説明する。図３は、ロバスト制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、ロバスト制御部は、電動モータ１２の駆動制御に係る機能部の一部として、機能部１２０を備える。この機能部１２０は、第１機能を有する主機能部１２０ａと、第１機能に代替する第２機能を有する代替機能部１２０ｂと、を備える。
【００４８】
ロバスト制御部は、更に、故障診断部として、主機能部１２０ａで使用される物理値である第１物理値に基づき、主機能部１２０ａの故障を診断する主機能診断部１２１と、代替機能部１２０ｂで使用される物理値である第２物理値に基づき代替機能部１２０ｂの故障を診断する代替機能診断部１２２と、を備える。
ロバスト制御部は、更に、主機能診断部１２１の診断結果と、代替機能診断部１２２の診断結果とに基づき、後段の機能部に出力する出力値を選択し、選択した出力値を該出力値を用いた制御処理を行う後段の機能部に出力する出力選択部１２３を備える。
【００４９】
出力選択部１２３は、具体的に、故障の診断結果に基づき、主機能部が正常であると判定すると、主機能部の出力値を用いた制御処理（以下、第１制御処理と称す）を、代替機能部の出力値を用いた制御処理（以下、第２制御処理と称す）に優先して実行する。一方、出力選択部１２３は、主機能部が故障していると判定し、かつ、代替機能部が正常であると判定すると、第１制御処理に代えて第２制御処理を実行する。また、出力選択部１２３は、主機能部及び代替機能部が共に故障していると判定すると、故障検出信号を不図示の故障対応部に出力する。これにより、故障対応部において、少なくとも、機能部１２０の出力値を用いる第１制御処理及び第２制御処理を停止する。本実施形態では、電動パワーステアリング装置の動作を停止する。
【００５０】
ロバスト制御部は、更に、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の動作に係る物理値に基づき、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の故障の発生を監視する故障監視部１１７を備える。
故障監視部１１７は、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の故障の発生を検出すると、故障検出信号を不図示の故障対応部に出力する。これにより、故障対応部において、電動パワーステアリング装置の動作を停止する。
【００５１】
次に、図４に基づき、ロバスト制御部を構成する各構成部の動作保証範囲について説明する。図４は、ロバスト制御部を構成する各構成部の動作保証範囲の一例を示す概念図である。
図４の例では、主機能部１２０ａ、代替機能部１２０ｂ、主機能診断部１２１、代替機能診断部１２２及び故障監視部１１７について、動作周波数、動作温度及び動作電圧の動作保証範囲の相互関係を概念的に示している。
【００５２】
図４において、横軸が動作周波数、動作温度及び動作電圧の共通の範囲となっており、「Ｎｏｒｍａｌ〜」が、通常時の動作周波数、動作温度及び動作電圧となる。そして、「Ｎｏｒｍａｌ〜」を基準に、「Ｈｉｇｈ〜」が動作周波数、動作温度及び動作電圧の高い側となり、「Ｌｏｗ〜」が動作周波数、動作温度及び動作電圧の低い側となる。
また、主機能部１２０ａ、代替機能部１２０ｂ、主機能診断部１２１、代替機能診断部１２２及び故障監視部１１７の枠線の横幅が、各部の動作保証範囲を示す。
【００５３】
図４に示すように、本実施形態では、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂが同じ動作保証範囲を有している。そして、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２は、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの動作保証範囲に対して、低い側でｄ１だけ広く、高い側でｄ２だけ広い動作保証範囲を有している。更に、故障監視部１１７は、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２に対して、低い側でｄ３だけ広く、高い側でｄ４だけ広い動作保証範囲を有している。
【００５４】
例えば、動作周波数、動作温度及び動作電圧の少なくとも１つが、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂが正常に動作しない範囲の値になったとする。この場合に、動作保証範囲外となった値が、ｄ１の範囲内であるか又はｄ２の範囲内にあれば、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２が正常に動作することができる。従って、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２は、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの故障を正確に診断することができる。一方、動作周波数、動作温度及び動作電圧の少なくとも１つが、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２が正常に動作しない範囲の値となったとする。この場合に、動作保証範囲外となった値が、ｄ３の範囲内又はｄ４の範囲内であれば、故障監視部１１７が正常に動作することができる。従って、故障監視部１１７は、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の故障の発生を正確に検出することができる。
【００５５】
なお、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２を、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂに対して、別の電源や振動子によって独立に動作する構成とすることも可能である。このような構成とすることで、動作周波数や動作電圧について、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂに関連する振動子や電源装置が故障しても、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２を正常に動作させることができる。但し、動作温度等の周辺環境については、独立させることができない場合があるので、図４に示すように、動作保証範囲を故障の診断対象に対して広くする必要がある。同様に、故障監視部１１７についても、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２に対して、別の電源や振動子によって独立に動作する構成とすることで、動作温度環境等の独立とすることが困難な動作保証範囲にのみ留意すればよいことになる。
【００５６】
（ロバスト制御処理）
次に、図５に基づき、本実施形態のロバスト制御処理の処理手順を説明する。図５は、ロバスト制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
ロバスト制御処理は、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２においてＲＯＭ１１３に予め記憶されたロバスト制御処理プログラムを実行することによって開始される。ロバスト制御処理が開始されると、図５に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。ここで、ロバスト制御処理プログラムは、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行される。
【００５７】
ステップＳ１００では、主機能診断部１２１において、主機能部１２０ａで使用する第１物理値を読み込んで、ステップＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０２では、主機能診断部１２１において、第１故障診断処理を実行して、ステップＳ１０４に移行する。
第１故障診断処理では、予めＲＯＭ１１３に記憶された、各物理値に対応した故障診断用の故障検出しきい値と、読み込んだ第１物理値とを比較する。そして、第１物理値が、故障検出しきい値以上であるか否かを判定することで、主機能部１２０ａの故障を診断する。つまり、第１物理値が故障検出しきい値以上であると判定した場合は、故障であると診断し、故障検出しきい値未満であると判定した場合は、正常であると診断する。
【００５８】
主機能診断部１２１は、診断結果を、出力選択部１２３に出力する。
ステップＳ１０４では、出力選択部１２３において、ステップＳ１０２の診断結果に基づき、主機能部１２０ａが正常か否かを判定する。そして、正常であると判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０６に移行し、故障であると判定した場合(No)は、ステップＳ１１０に移行する。
【００５９】
ステップＳ１０６に移行した場合は、出力選択部１２３において、主機能部１２０ａからの入力値を選択し、選択した入力値を後段の制御部に出力する。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
一方、ステップＳ１０８に移行した場合は、代替機能診断部１２２において、代替機能部１２０ｂで使用する第１物理値を読み込んで、ステップＳ１１０に移行する。
【００６０】
ステップＳ１１０では、代替機能診断部１２２において、第２故障診断処理を実行して、ステップＳ１１２に移行する。なお、第２故障診断処理は、第１故障診断処理と同様の処理となる。代替機能診断部１２２は、診断結果を、出力選択部１２３に出力する。
ステップＳ１１２では、出力選択部１２３において、ステップＳ１０８の診断結果に基づき、代替機能部１２０ｂが正常か否かを判定する。そして、正常であると判定した場合(Yes)は、ステップＳ１１４に移行し、故障であると判定した場合(No)は、ステップＳ１１６に移行する。
【００６１】
ステップＳ１１４に移行した場合は、出力選択部１２３において、代替機能部１２０ｂの入力値を選択し、選択した入力値を後段の制御部に出力する。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。なお、後段の制御部は、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの双方に共通の制御部となる。
一方、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂが共に故障しておりステップＳ１１６に移行した場合は、出力選択部１２３において、故障検出信号を故障対応部に出力する。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
これにより、故障対応部によって、電動パワーステアリング装置の動作が停止される。
【００６２】
次に、図６に基づき、上記構成のロバスト制御部を、図２に示す電動パワーステアリング装置のモータ回転角度θを検出する機能部に適用した場合の構成を説明する。図６は、ロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合のＥＣＵ１５の具体的な構成例を示す図である。
ＥＣＵ１５は、具体的な機能構成部として、図６に示すように、回転情報演算部２０と、操舵補助トルク指令値演算部２１と、トルク指令値補償部２２と、ＳＡＴ（セルフアライニングトルク）推定フィードバック部２３と、逆起電圧算出部２５と、加算部４６とを備えている。
【００６３】
なお、本実施形態において、上記各部の機能は、ＭＣＵ１００によってプログラムを実行することによって実現されるもの、ハードウェア構成のみで実現されるもの、及びプログラムの実行によってハードウェアを制御することで実現されるものが混在する。
回転情報演算部２０は、モータ角速度ωを算出するモータ角速度演算部２０１と、このモータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出するモータ角加速度演算部２０２とを備えている。
【００６４】
操舵補助トルク指令値演算部２１は、トルク指令値算出部３１１と、位相補償部３１２と、センタ応答性改善部３１３と、加算部３１４とを備えている。
トルク指令値算出部３１１は、操舵トルクＴｄ及び車速Ｖsをもとに不図示の操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを算出する。操舵補助トルク指令値算出マップは、例えば、横軸に操舵トルクＴｄをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂをとると共に、車速Ｖsをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成される。
【００６５】
位相補償部３１２は、トルク指令値算出部３１１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂの位相補償を行って位相補償値Ｉｒｅｆｂ′を算出する。
センタ応答性改善部３１３は、Ａ／Ｄ変換器１１１から入力される操舵トルクＴｄに基づき、操舵トルクＴｄを微分演算処理して、アシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Ｉｒを算出する。このセンタ応答性改善指令値Ｉｒによる補償は、ステアリング中立付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現することを目的としている。
加算部３１４は、位相補償部３１２の位相補償出力とセンタ応答性改善部３１３のセンタ応答性改善指令値Ｉｒとを加算して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出する。
【００６６】
トルク指令値補償部２２は、収斂性補償部４３と、慣性補償部４４と、加算部４５とを少なくとも有する。
収斂性補償部４３は、回転情報演算部２０のモータ角速度演算部２０１で演算されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する。具体的に、収斂性補償部４３は、モータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωが入力され、ステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωに収斂性制御ゲインＫｃを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。この収斂性補償値Ｉｃにより、車両のヨーの収斂性を改善する。
【００６７】
慣性補償部４４は、回転情報演算部２０のモータ角加速度演算部２０２で演算されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償する慣性補償値Ｉｉを算出する。この慣性補償値Ｉｉにより、慣性感又は制御応答性の悪化を防止する。
加算部４５は、慣性補償部４４で算出された慣性補償値Ｉｉと収斂性補償部４３で算出された収斂性補償値Ｉｃとを加算して、指令補償値Ｉｃｏｍを算出する。加算部４５は、算出した指令補償値Ｉｃｏｍを加算部４６に出力する。
ＳＡＴ推定フィードバック部２３は、操舵トルクＴｄ、モータ角速度ω、モータ角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部２１で算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。
【００６８】
セルフアライニングトルクＳＡＴが発生する原理を説明すると、ドライバがステアリングホイール１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ１２がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、転舵輪ＷＬ，ＷＲが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。また、その際、電動モータ１２の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
J・α+ Fr・sign(ω) + SAT = Tm + T …（１）
【００６９】
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + T(s) - J・α(s) + Fr・sign(ω(s)) …（２）
上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、モータ角加速度α、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴ（本実施形態ではＴｄ’）よりセルフアライニングトルクＳＡＴを推定することができる。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを適用する。
【００７０】
加算部４６は、加算部４５で算出された指令補償値Ｉｃｏｍと、操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆと、ＳＡＴ推定フィードバック部２３から出力されるＳＡＴとを加算して、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出する。加算部４６は、算出した補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′をモータ駆動回路１０２に出力する。
【００７１】
逆起電圧算出部２５は、モータ角速度演算部２０１からのモータ角速度ωに予め設定された誘起電圧定数Ｋｅを乗算することで、逆起電圧ＥＦＭを算出する。
ここで、電動モータ１２の電圧、電流の関係を式で表わすと下記（３）式のごとく表現できる。
Vm = EMF・(R + s・L)・I …（３）
【００７２】
ここで、Ｖｍはモータの端子電圧、ＥＭＦはモータの逆起電圧、Ｉはモータ巻線電流、Ｒはモータ巻線抵抗値、Ｌはモータの巻線インダクタンス値である。ｓはラプラス演算子でｄ／ｄｔを表わす。なお、ＥＭＦは下記（４）式で表される。
EMF = Ke・ω …（４）
【００７３】
逆起電圧算出部２５は、算出したＥＭＦをモータ駆動回路１０２の後述する加算部２４２に出力する。
ここで、図７は、モータ駆動回路１０２の具体的な構成例を示すブロック図である。
モータ駆動回路１０２は、図７に示すように、減算部２４０と、電流制御部２４１と、加算部２４２と、ＰＷＭ制御部２４３と、インバータ回路２４４と、モータ電流検出部２４５とを備えている。
【００７４】
減算部２４０は、加算部４６から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ’からモータ電流検出部２４５で検出されるモータ電流Ｉｍを減算して電流偏差ΔＩｒｅｆ’を算出する。減算部２４０は、算出した電流偏差ΔＩｒｅｆ’を電流制御部２４１に出力する。
電流制御部２４１は、減算部２４０から出力される電流偏差ΔＩｒｅｆに基づき比例積分制御を行って電圧指令値Ｖｒｅｆを算出する。電流制御部２４１は、算出した電圧指令値Ｖｒｅｆを加算部２４２に出力する。
【００７５】
加算部２４２は、電流制御部２４１から出力される電圧指令値Ｖｒｅｆと、逆起電圧算出部２５から出力される逆起電圧ＥＭＦを加算する。これにより逆起電圧補償が行われ補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’が算出される。加算部２４２は、算出した補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’をＰＷＭ制御部２４３に出力する。
ＰＷＭ制御部２４３は、インバータ回路２４４に印加される電圧を、加算部２４２から出力される補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’で割ってＰＷＭデユーティーに変換する。ＰＷＭ制御部２４３は、このＰＷＭデューティーに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号Ｄｕを形成する。ＰＷＭ制御部２４３は、形成したパルス幅変調信号Ｄｕを、インバータ回路２４４に出力する。
【００７６】
インバータ回路２４４は、ＰＷＭ制御部２４３から出力されるパルス幅変調信号によって電界効果トランジスタのゲートを制御して、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに応じたモータ電流Ｉｍを、電動モータ１２に供給する。
図６に戻って、ＥＣＵ１５は、更に、ロバスト制御部として、モータ回転角検出部１２０と、レゾルバ診断部１２１と、モータ診断部１２２と、出力選択部１２３とを備えている。
【００７７】
ここで、図８は、本実施形態のロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合の具体的な構成を示す図である。
本実施形態において、ロバスト制御部は、図８に示すように、モータ回転角検出部１２０と、レゾルバ診断部１２１と、モータ診断部１２２と、出力選択部１２３とが、ＣＰＵ１１２において専用のソフトウェアを実行することで実現される機能部となる。
【００７８】
更に、本実施形態において、ロバスト制御部は、故障監視部として、モータ回転角検出部１２０と、レゾルバ診断部１２１と、モータ診断部１２２と、出力選択部１２３とは独立して動作するＣＰＵ監視回路１１７を備えている。
図８に示すように、モータ回転角検出部１２０は、主機能部としてのモータ角度検出部１２０ａと、代替機能部としてのモータ角度推定部１２０ｂとを備えている。
【００７９】
モータ角度検出部１２０ａは、レゾルバ１７からのレゾルバ出力信号Ｒのディジタル値であるレゾルバ出力信号値Ｒｄに基づき、電動モータ１２の回転角度θを検出（算出）する第１機能を有している。
モータ角度推定部１２０ｂは、電動モータ１２からのモータ端子電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍｏのディジタル値であるモータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値Ｉｍｏｄとに基づき、電動モータ１２の回転角度θを推定する（推定値θ’を算出する）第２機能を有している。
【００８０】
つまり、モータ角度検出部１２０ａとモータ角度推定部１２０ｂとは、異なる物理値を用いて、同等の機能を実現するように構成されている。
レゾルバ診断部１２１は、主機能診断部に対応し、レゾルバ出力信号値Ｒｄ及びレゾルバ励磁信号値Ｒｇｄとに基づき、レゾルバ１７の故障を診断することで、モータ角度検出部１２０ａの故障を診断する。
【００８１】
モータ診断部１２２は、代替診断部に対応し、モータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値Ｉｍｏｄとに基づき、電動モータ１２の故障を診断することで、モータ角度推定部１２０ｂの故障を診断する。
出力選択部１２３は、レゾルバ診断部１２１からの診断結果と、モータ診断部１２２からの診断結果とに基づき、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂのいずれか一方からの入力値を選択し、選択した入力値を後段の制御部である回転情報演算部２０に出力する。また、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂが共に故障していると判定した場合は、故障検出信号Ｅｒを故障対応部に出力する。
【００８２】
ＣＰＵ監視回路１１７は、ＣＰＵ１１２の故障の発生を監視する。ＣＰＵ監視回路１１７は、ＣＰＵ１１２に故障が発生したと判定すると、故障検出信号Ｅｒを故障対応部に出力して、電動パワーステアリング装置の動作を停止させる。
つまり、ＣＰＵ１１２によってソフトウェアを実行することで機能を実現するモータ回転角検出部１２０と、レゾルバ診断部１２１と、モータ診断部１２２と、出力選択部１２３とは、ＣＰＵ１１２自体が故障することで、全ての機能が異常状態又は停止状態となる。従って、ＣＰＵ１１２自体が故障したことを検出すると、安全性を優先して電動パワーステアリング装置の動作を停止させる。
【００８３】
ここで、図９は、ロバスト制御部をモータ回転角度検出部に適用した場合の各構成部の動作保証範囲の一例を示す概念図である。
図９の例は、各軸の内容、動作保証対象が上記図４の例と同様となっている。
図９に示すように、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂが同じ動作保証範囲を有しており、最も狭い動作保証範囲となっている。そして、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２は、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂの動作保証範囲に対して、低い側でｄ１だけ広く、高い側でｄ２だけ広い動作保証範囲を有している。更に、ＣＰＵ監視回路１１７は、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２に対して、低い側でｄ３だけ広く、高い側でｄ４だけ広い動作保証範囲を有している。
【００８４】
ここで、動作周波数、動作温度及び動作電圧の少なくとも１つが、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂが正常に動作しない範囲の値になったとする。この場合、動作保証範囲外となった値が、例えば、ｄ１の範囲内であるか又はｄ２の範囲内であれば、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２は正常に動作する。そのため、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂの故障を正確に診断することが可能である。
【００８５】
一方、動作周波数、動作温度及び動作電圧の少なくとも１つが、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２が正常に動作しない範囲の値になったとする。この場合、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２は、モータ角度検出部１２０ａ及びモータ角度推定部１２０ｂの故障を正確に診断することができなくなる。この動作保証範囲外となった値が、ｄ３の範囲内又はｄ４の範囲内であれば、ＣＰＵ監視回路１１７は正常に動作する。そのため、ＣＰＵ監視回路１１７によって、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２の故障の発生を正確に検出することができる。そして、故障を検出時は、電動パワーステアリング装置の動作を停止することができる。
【００８６】
（動作）
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
イグニッションがオンとなって車両の電源がオンされると、各種センサや電動モータ１２、ＥＣＵ１５等が動作を開始する。これにより、操舵トルクセンサ１４、車速センサ１６、レゾルバ１７、電動モータ１２等からの各検出値が、ＭＣＵ１００に入力される。これら検出値のうち、車速検出値Ｖｓは、入力インターフェース部１１０を介してＣＰＵ１１２に入力される。一方、トルク検出値Ｔ、レゾルバ出力信号Ｒ、レゾルバ励磁信号Ｒｇ、モータ端子電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍｏは、Ａ／Ｄ変換器１１１において、ディジタル値に変換される。そして、これらディジタル値となった、トルク検出値Ｔｄ、レゾルバ出力信号値Ｒｄ、レゾルバ励磁信号値Ｒｇｄ、モータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値ＩｍｏｄがＣＰＵ１１２に入力される。
【００８７】
ＣＰＵ１１２は、モータ角度検出部１２０ａにおいて、レゾルバ信号値Ｒｄに基づき、モータ回転角度θを演算する。そして、演算したモータ回転角度θを、出力選択部１２３に出力する。一方、ＣＰＵ１１２は、モータ角度推定部１２０ｂにおいて、モータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値Ｉｍｏｄに基づき、モータ回転角度θの推定値θ’を演算する。そして、演算したモータ回転角度θ’を出力選択部１２３に出力する。
【００８８】
上記のモータ回転角度θ及びθ’の演算処理は、予め設定されたサンプリング周期で繰り返し実行される。
また、ＣＰＵ１１２は、レゾルバ診断部１２１において、Ａ／Ｄ変換器１１１のバッファメモリ（不図示）から、レゾルバ信号値Ｒｄ及びレゾルバ励磁信号値Ｒｇｄを読み込む（Ｓ１００）。そして、読み込んだレゾルバ信号値Ｒｄ及びレゾルバ励磁信号値Ｒｇｄに基づき、レゾルバ１７が故障しているか否かを判定することで、モータ角度検出部１２０ａが故障しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００８９】
ここでは、レゾルバ１７が正常動作をしており、モータ角度検出部１２０ａが正常に動作をしていると判定したとする（Ｓ１０２のYes）。これにより、正常に動作していることを示す診断結果が出力選択部１２３に入力される。出力選択部１２３は、この診断結果に基づき、モータ角度検出部１２０ａが正常であると判断して、モータ角度検出部１２０ａで演算されたモータ回転角度θを、回転情報演算部２０に出力する（Ｓ１０６）。
これにより、回転情報演算部２０では、モータ回転角度θを用いた演算処理が実施される。
【００９０】
一方、発振子１０１の故障によって、CLKの周波数がＰＷＭ生成回路１１６の動作保証範囲を超えたとする。この場合、レゾルバ１７の励磁を正常に行えなくなるため、レゾルバ１７の動作に異常が生じることになる。このとき、CLKの周波数は、レゾルバ診断部１２１の動作に係る、ＡＤ変換器１１１、ＣＰＵ１１２の動作保証範囲を超えていないこととする。従って、レゾルバ診断部１２１は正常に動作をすることができる。つまり、ＣＰＵ監視回路１１７において、レゾルバ診断部１２１の故障が検出されない。
【００９１】
ＣＰＵ１１２は、レゾルバ診断部１２１において、ＡＤ変換器１１１から、レゾルバ出力信号値Ｒｄ及びレゾルバ励磁信号値Ｒｇｄを読み込み（Ｓ１００）、読み込んだ信号値に基づき第１故障診断処理を実行する（Ｓ１０２）。そして、モータ角度検出部１２０ａ（厳密にはレゾルバ１７の故障）が故障であると診断する（Ｓ１０４のNo）。この診断結果は、出力選択部１２３に入力される。
【００９２】
また、CLKの周波数がＡＤ変換器１１１、ＣＰＵ１１２の動作保証範囲を超えていないことから、モータ診断部１２２及びモータ角度推定部１２０ｂは正常に動作をすることができる。
ＣＰＵ１１２は、モータ診断部１２２において、ＡＤ変換器１１１から、モータ端子電圧値Ｖｍｄ及びモータ電流値Ｉｍｏｄを読み込み（Ｓ１０８）、読み込んだ値に基づき第２故障診断処理を実行する（Ｓ１１０）。そして、モータ角度推定部１２０ｂが正常であると診断する（Ｓ１１２のYes）。この診断結果は、出力選択部１２３に入力される。
【００９３】
これにより、出力選択部１２３は、以降は、モータ角度検出部１２０ａからのモータ回転角度θに代えて、モータ角度推定部１２０ｂからのモータ回転角度θ’を、回転情報演算部２０に出力する（Ｓ１１４）。このようにして、代替機能部であるモータ角度推定部１２０ｂの出力値によって制御処理を継続することができる。
更に、電動モータ１２に異常が発生したとする。この場合は、モータ診断部１２２において、モータ角度推定部１２０ｂが故障と診断される（Ｓ１１２のNo）。モータ診断部１２２は、モータ角度推定部１２０ｂを故障と診断すると、故障検出信号Ｅｒを故障対応部に送信する。これにより、電動パワーステアリング装置の動作が停止される。
【００９４】
一方、電動モータ１２が正常なままで、発振子１０１の故障が進行して、CLKの周波数が、ＡＤ変換器１１１、ＣＰＵ１１２の動作保証範囲を超えたとする。この場合は、レゾルバ診断部１２１及びモータ診断部１２２が正常に動作をすることができなくなる。本実施形態では、このような場合に、ＣＰＵ１１２とは独立に構成されたＣＰＵ監視回路１１７が、ＣＰＵ１１２の故障の発生を検出し、故障対応部に対して故障検出信号Ｅｒを送信する。これにより、電動パワーステアリング装置の動作が停止される。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、電動モータ１２の駆動制御に係る機能部１２０を、第１機能を有する主機能部１２０ａと、第１機能の代替となる第２機能を有する代替機能部１２０ｂとから構成した。更に、主機能部１２０ａの故障を診断する主機能診断部１２１と、代替機能部１２０ｂの故障を診断する代替機能診断部１２２とを設けた。更に、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２を、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有するように構成した。そして、出力選択部１２３において、主機能診断部１２１によって主機能部１２０ａが故障したと診断され、かつ代替機能診断部１２２によって代替機能部１２０ｂが正常であると診断されると、主機能部１２０ａからの出力値に代えて、代替機能部１２０ｂからの出力値を後段の制御部に出力することが可能である。
【００９６】
これにより、主機能部１２０ａが故障しても、代替機能部１２０ｂによって制御処理を継続することが可能である。加えて、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの動作保証範囲を超える動作環境になった場合でも、該動作環境が、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の動作保証範囲内であれば、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの故障を正確に診断することが可能である。
【００９７】
更に、本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の故障の発生を監視する故障監視部１１７を設けた。加えて、故障監視部１１７を、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の動作保証範囲よりも広い動作保証範囲を有するように構成した。そして、故障監視部１１７において、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２に故障が発生したと検出した場合に、電動パワーステアリング装置の動作を停止することが可能である。
【００９８】
これにより、主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２の動作保証範囲を超える動作環境になった場合でも、該動作環境が、故障監視部１１７の動作保証範囲内であれば、主機能部１２０ａ及び代替機能部１２０ｂの故障を正確に診断して、電動パワーステアリング装置の動作を停止することが可能である。
ここで、上記説明において、主機能部１２０ａが主機能部に対応し、代替機能部１２０ｂが代替機能部に対応する。主機能診断部１２１及び代替機能診断部１２２は故障診断部に対応する。ＥＣＵ１５は、アクチュエータ制御部に対応する。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づき説明する。図１０〜図１８は、本発明に係る車載電子制御装置の第２実施形態を示す図である。
（構成）
本実施形態は、上記第１実施形態のロバスト制御部の故障診断部（主機能診断部及び代替機能診断部）において、電動モータ１２の駆動制御に関わる機能部において使用される物理値又は該物理値を出力するセンサ等で用いられる物理値に基づき、故障診断処理に加えて、異常挙動低減処理を実施する点が異なる。
【０１００】
ここで、物理値としては、例えば、操舵トルクセンサ１４の電源電圧、ＭＣＵ１００の電源電圧、ＭＣＵ１００の動作クロック周波数、各センサの検出値等がある。
具体的に、故障診断部は、各物理値が、予め設定された異常判定しきい値を超える値か否か、及び予め設定された故障検出しきい値を超える値か否かを判定する。そして、異常判定しきい値を超える値であると判定すると、後述する異常挙動低減処理を実施する。
一方、故障診断部は、物理値が、故障検出しきい値を超えたと判定すると、故障を示す診断結果を出力する。
【０１０１】
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
以下、図１０に基づき、故障検出しきい値及び異常判定しきい値について説明する。
図１０（ａ）は、設計段階及び製品段階で定義される故障診断に係るしきい値等の一例を示す図であり、（ｂ）は、故障検出しきい値及び異常判定しきい値の設定例を示す図である。
まず、電動モータ１２の駆動制御に関わる各機能部に係る物理値（操舵トルクセンサ１４の電源電圧Ｖts、ＭＣＵ１００の電源電圧Ｖcc、ＭＣＵ１００の動作クロック周波数CLK、各センサの検出値など）に対して、図１０（ａ）に示す、〔１〕〜〔４〕の４つの値を定義する。ここで、図１０における縦軸は故障診断対象の検出値（物理値）となる。
【０１０２】
〔１〕第１動作しきい値：正常な操舵性が得られる正常動作範囲の物理値と、性能は劣化するが危険挙動ではない動作範囲（許容できる操舵挙動となる動作範囲）の物理値との境界値。
〔２〕第２動作しきい値：許容できる操舵挙動となる動作範囲の物理値と、危険挙動となる動作範囲の物理値との境界値。
〔３〕ハードウェア（Ｈ／Ｗ）設計値：Ｈ／Ｗの設計上とりうる限界値。
〔４〕故障検出しきい値：予め設定された故障検出マージンの値と、故障として検出される範囲の物理値との境界の値。
【０１０３】
なお、上記〔１〕及び〔２〕は、実際の製品に対して定義される値であり、上記〔３〕及び〔４〕は、製品の設計段階において定義される値である。
なお、上記故障検出マージンは、故障の誤検出を抑制するために設けられるマージンである。
上記各値が、〔２〕＞〔４〕＞〔１〕＞〔３〕、または〔３〕＞〔１〕＞〔４〕＞〔２〕の関係となるようにシステムを設計することが望ましい。
【０１０４】
ここで、故障検出しきい値をＨ／Ｗ設計値に近づけると、故障検出マージンが小さくなり、誤検出に対する耐性が悪化する。これを防ぐためには高精度な部品が必要となる（コスト上昇）。また、逆に故障検出マージンを大きくすると故障の検出性が悪化する。つまり、故障の検出性と、誤検出耐性とはトレードオフの関係にある。
図１０（ａ）の例では、故障検出しきい値が、第２動作しきい値よりも物理値の正常値の範囲側に設定されているので、診断対象の物理値が危険挙動領域に入る前に先に故障として検出される。一方、例えば、故障検出しきい値が、第２動作しきい値よりも正常範囲から離れている場合は、診断対象の物理値が故障として検出されないギリギリの領域において危険挙動が発生する可能性がある。
【０１０５】
そこで、本実施形態においては、故障検出マージンの範囲内において、図１０（ａ）に示す範囲Ｗ内に、異常判定しきい値を設定した。そして、異常判定しきい値を超える物理値（以下、異常値と称す）について、当該異常値によって生じる操舵の異常挙動を低減する処理（異常挙動低減処理）を実施するようにした。つまり、異常判定しきい値によって、危険挙動領域に入ってしまう可能性があるが、故障として検出されない異常値を検出したことに応じて異常挙動を低減する処理を実施する。これにより、故障検出しきい値はそのままで、第２動作しきい値を引き上げることが可能となる。
【０１０６】
異常判定しきい値は、例えば、図１０（ｂ）に示すように、故障検出マージンを挙動低減範囲として、挙動低減範囲と正常範囲との境界に設定する。
なお、本実施形態では、上記の故障診断機能及び異常挙動低減機能を、操舵トルクセンサ１４の検出値Ｔを用いた処理を行う主機能部と、モータ回転角度θを用いた処理を行う主機能部とに適用する。
【０１０７】
つまり、上記第１実施形態の第１故障診断処理に、異常挙動低減処理を組み込む。
具体的に、操舵トルクセンサ１４の電源電圧Ｖtsが異常判定しきい値を超えている（異常値である）と判定した場合に、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される操舵トルクＴｄに対して異常挙動低減処理を実施する。また、ＭＣＵ１００の動作クロック信号CLKの周波数が異常値であると判定した場合に、モータ角速度演算部２０１で演算されるモータ角速度ωに対して異常挙動低減処理を実施する。
【０１０８】
図１１は、主機能診断部１２１Ａの具体的な構成例を示すブロック図である。
本実施形態において、ＥＣＵ１５は、図１１に示すように、操舵トルクセンサ１４の検出値Ｔを用いた処理を行う主機能部（例えば、操舵補助トルク指令値演算部２１、ＳＡＴ推定フィードバック部２３等）１２０Ａａの故障を診断すると共に、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されるトルク検出値Ｔｄに対して異常挙動低減処理を実施する主機能診断部１２１Ａを備えている。なお、本実施形態において、ＥＣＵ１５は、主機能部１２０Ａａに対する代替機能部１２０Ａｂを備える（不図示）。
【０１０９】
主機能診断部１２１Ａは、図１１に示すように、故障診断処理部５００と、異常挙動低減部５０１とを含んで構成される。
故障診断処理部５００は、操舵トルクセンサ１４の電源電圧であるトルクセンサ電源電圧Ｖtsと、予め設定された異常判定しきい値Ｔhv1とを比較して、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが、異常判定しきい値Ｔhv1を超えているか否かを判定する。これにより、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが、異常判定しきい値Ｔhv1を超えていると判定した場合は、異常挙動の低減指令を異常挙動低減部５０１に出力する。一方、トルクセンサ電源電圧Ｖｔｓが、異常判定しきい値Ｔhv1を超えていないと判定した場合は、正常通知を異常挙動低減部５０１に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力する。
【０１１０】
故障診断処理部５００は、更に、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが、予め設定された故障検出しきい値Ｔhv1eを超えているか否かを判定する。これにより、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが、故障検出しきい値Ｔhv1eを超えていると判定した場合は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力する。一方、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが、故障検出しきい値Ｔhv1eを超えていないと判定した場合は、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力する。
【０１１１】
異常挙動低減部５０１は、故障診断処理部５００から低減指令を受信した場合、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される操舵トルクＴｄに対して異常挙動低減処理を実施する。具体的には、操舵トルクＴｄを、操舵の異常挙動が低減されるように補正する。補正方法としては、例えば、操舵トルクＴｄの最大値を制限する、操舵トルクＴｄにオフセット値を加算する、操舵トルクＴｄにゲインを乗じるなどの方法がある。
【０１１２】
異常挙動低減部５０１は、異常挙動低減処理を施した操舵トルクＴｄ’を、主機能部１２０Ａａに出力する。なお、異常挙動低減部５０１は、故障診断処理部５００から正常通知を受信した場合、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される操舵トルクＴｄに補正を施さずに、そのままＴｄ’＝Ｔｄとして主機能部１２０Ａａに出力する。
以下、主機能診断部１２１Ａで行われる故障診断処理及び異常挙動低減処理を故障診断処理Ａと称す。
【０１１３】
次に、図１２に基づき、主機能診断部１２１Ｂの構成を説明する。図１２は、主機能診断部１２１Ｂの具体的な構成例を示すブロック図である。
本実施形態において、ＥＣＵ１５は、図１２に示すように、モータ角速度ωを用いて動作する主機能部である主機能部１２０Ｂａ（例えば、トルク指令値補償部２２、ＳＡＴ推定フィードバック部２３、逆起電圧算出部２５、モータ角加速度演算部２０２等）の故障を診断すると共に、モータ角速度演算部２０１から出力されるモータ角速度ωに対して異常挙動低減処理を実施する主機能診断部１２１Ｂを備えている。なお、本実施形態において、ＥＣＵ１５は、主機能部１２０Ｂａに対する代替機能部１２０Ｂｂを備える（不図示）。
【０１１４】
主機能診断部１２１Ｂは、図１２に示すように、故障診断処理部５０２と、異常挙動低減部５０３とを含んで構成される。
ここで、ＭＣＵ１００の動作クロック信号CLKが異常になると、サンプリング周波数が変化するため、制御特性が変化する。特に位相進み特性又は位相遅れ特性を有する制御機能は大きな影響を受ける。モータ角速度演算部２０１は、モータ回転角検出部１２０で検出したモータ回転角θ（又はθ’）を微分してモータ角速度ωを演算するため位相進み（微分）特性を有している。そのため、動作クロック信号CLKの影響を大きく受ける。
【０１１５】
故障診断処理部５０２は、ＭＣＵ１００の動作クロック信号CLK（以下、単にCLKと称す）を読み込み、当該CLKの周波数を検出する。本実施形態では、このCLKとして、外部のクロックジェネレータ（発振子１０１）で生成された基準クロック信号CLKを読み込む。また、故障診断処理部５０２をＭＣＵ１００の外部に設けて独立に動作させる構成としてもよい。
【０１１６】
故障診断処理部５０２は、検出した周波数ｆと、異常判定しきい値Ｔhfとを比較して、周波数ｆが、予め設定された異常判定しきい値Ｖtfを超えているか否かを判定する。これにより、周波数ｆが、異常判定しきい値Ｖtfを超えていると判定した場合は、異常挙動の低減指令を異常挙動低減部５０３に出力する。一方、周波数ｆが、異常判定しきい値Ｖtfを超えていないと判定した場合は、正常通知を異常挙動低減部５０３に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力する。
【０１１７】
故障診断処理部５０２は、更に、周波数ｆが、故障検出しきい値Ｖtfeを超えているか否かを判定する。これにより、周波数ｆが、故障検出しきい値Ｖtfeを超えていると判定した場合は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力する。一方、周波数ｆが、故障検出しきい値Ｖtfeを超えていないと判定した場合は、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力する。
異常挙動低減部５０３は、故障診断処理部５０２から低減指令を受信した場合、角速度演算部２１０から出力されるモータ角速度ωに対して異常挙動低減処理を実施する。具体的に、モータ角速度ωを、操舵の異常挙動が低減するように補正する。補正方法としては、上記操舵トルクＴｄの場合と同様の方法が採用可能である。
【０１１８】
異常挙動低減部５０３は、異常挙動低減処理を施したモータ角速度ω’を、主機能部１２０Ｂａに出力する。なお、異常挙動低減部５０３は、故障診断処理部５０２から正常通知を受信した場合、角速度演算部２１０から出力されるモータ角速度ωに補正を施さずに、そのままω’＝ωとして主機能部１２０Ｂａに出力する。
以下、故障診断処理部５０２及び異常挙動低減部５０３で行われる故障診断処理及び異常挙動低減処理を故障診断処理Ｂと称す。
【０１１９】
（動作）
次に、図１３〜図１８に基づき、本実施形態の動作を説明する。
図１３は、故障検出しきい値に対してギリギリの異常が発生時に危険挙動が発生する場合の第２動作しきい値と故障検出しきい値との関係の一例を示す図である。図１４は、トルクセンサ電源電圧Ｖtsに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の第１及び第２動作しきい値と、Ｈ／Ｗ設計値と、異常判定しきい値と、故障検出しきい値との関係の一例を示す図である。図１５は、トルクセンサ電源電圧値に対する故障診断処理Ａの処理手順の一例を示すフローチャートである。図１６（ａ）は、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが低下時に生じる異常の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の異常に対して異常挙動低減処理を施した一例を示す図である。図１７は、動作クロック周波数ｆに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の第１及び第２動作しきい値と、Ｈ／Ｗ設計値と、異常判定しきい値と、故障検出しきい値との関係の一例を示す図である。図１８は、故障診断処理Ｂの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２０】
まず、操舵トルクセンサ１４のトルクセンサ電源電圧Ｖtsに対して実施される故障診断処理Ａの動作を説明する。
ここでは、操舵トルクセンサ１４のトルクセンサ電源電圧Ｖtsに対して、例えば、図１３に示す関係で、上記〔１〕〜〔４〕の値が設定されているとする。
図１３に示すように、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は４．９[Ｖ]に設定されており、故障検出しきい値Ｔhv1eは４．７[Ｖ]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は４．８５[Ｖ]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は４．７５[Ｖ]となっている。
【０１２１】
従って、故障検出しきい値Ｔhv1eのギリギリ手前の異常の発生時（例えば、４．７２[Ｖ]）において、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが第２動作しきい値Ｔhm2を超えてしまうため、操舵の挙動が危険挙動の領域に入ってしまう。これにより、故障が検出されない状態で、危険な操舵挙動が発生する恐れがある。
そこで、ここでは、図１４に示すように、異常判定しきい値Ｔhv1を４．８[Ｖ]に設定した。
いま、主機能診断部１２１Ａにおいて、予め設定された割込みタイミングで、故障診断処理Ａが実行されたとする。故障診断処理Ａは、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２においてＲＯＭ１１３に予め記憶された故障診断処理Ａプログラムを実行することによって開始される。
【０１２２】
図１５に示すように、ＭＣＵ１００は、故障診断処理部５００において、まず、操舵トルクセンサ１４に供給されているトルクセンサ電源電圧Ｖtsを読み込む（Ｓ２００）。例えば、電圧検出回路等を介してトルクセンサ電源電圧Ｖtsを読み込む。ここでは、例えば、「Ｖts＝４．９５[Ｖ]」が読み込まれたとする。故障診断処理部５００は、読み込んだＶts（４．９５[Ｖ]）と、異常判定しきい値Ｔhv1（４．８[Ｖ]）とを比較する（Ｓ２０２）。なお、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが正常値（５［Ｖ］）に対して低くなるほど危険挙動が発生するため、ここでは、ＶtsがＴhv1未満になった場合にＶtsがＴhv1を超えたとして、Ｖtsが異常値であると判定する。同様に、Ｖtsが故障検出しきい値Ｔhv1e未満になった場合にＶtsがＴhv1eを超えたとして、Ｖtsが故障として検出される範囲の値であると判定する。
【０１２３】
トルクセンサ電源電圧Ｖtsが４．９５[Ｖ]の場合、ＶtsがＴhv1（４．８[Ｖ]）以上となるので、故障診断処理部５００は、ＶtsがＴhv1を超えていないと判定する（Ｓ２０４のNo）。従って、故障診断処理部５００は正常通知を異常挙動低減部５０１に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力する（Ｓ２２０）。
これにより、異常挙動低減部５０１は、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される操舵トルクＴｄを読み込み（Ｓ２２２）、読み込んだＴｄをそのまま低減処理後の操舵トルクＴｄ’として、主機能部１２０Ａａに出力する（Ｓ２２４）。
【０１２４】
一方、読み込んだトルクセンサ電源電圧Ｖtsが４．７５[Ｖ]の場合、ＶtsがＴhv1（４．８[Ｖ]）未満となるので、故障診断処理部５００は、ＶtsがＴhv1を超えていると判定する（Ｓ２０４のYes）。従って、故障診断処理部５００は、次に、トルクセンサ電源電圧Ｖts（４．７５[Ｖ]）と、故障検出しきい値Ｔhv1e（４．７[Ｖ]）とを比較する（Ｓ２０６）。Ｖtsが４．７５[Ｖ]、Ｔhv1eが４．７[Ｖ]となっているので、ＶtsがＴhv1eを超えていないと判定する（Ｓ２０８のNo）。これにより、故障診断処理部５００は、低減指令を異常挙動低減部５０１に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力する（Ｓ２１８）。
【０１２５】
異常挙動低減部５０１は、故障診断処理部５００からの低減指令に応じて、操舵トルクＴｄを読み込み（Ｓ２１２）、読み込んだＴｄに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ２１４）。
ここで、操舵トルクセンサ１４が、操舵トルクの「−１０[Ｎｍ]〜＋１０[Ｎｍ]」の範囲を、「０〜５[Ｖ]」で出力することとする。この場合、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが低下すると、図１６（ａ）に示すように、中立点（０[Ｎｍ]、２．５[Ｖ]）がずれる。つまり、トルクを入力していなくても２．５[Ｖ]より低い電圧が検出されるため、マイナスのトルクとして認識されてしまう。
【０１２６】
ここで、異常挙動低減部５０１は、図１６（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器１１１から読み込んだ操舵トルクセンサ１４の検出値Ｔのディジタル値Ｔｄ（以下、単に検出値Ｔｄと称す）に対して、予め設定されたオフセット値を加算して、異常値による操舵挙動への影響を低減する。なお、オフセット値の加算に限らず、検出値Ｔｄに対して、予め設定されたゲインを乗じて、異常値による操舵挙動への影響を低減してもよい。または、操舵トルクＴｄの上限に制限を設けて、制限値を超える場合に制限値以下に補正することで、異常値による操舵挙動への影響を低減してもよい。
【０１２７】
このようにして、検出値Ｔｄに対して異常挙動低減処理を実施すると、異常挙動低減部５０１は、低減処理の施された操舵トルクＴｄ’を、主機能部１２０Ａａに出力する（Ｓ２１６）。
異常挙動低減処理を施すことによって、図１６に示すように、故障検出しきい値Ｔhv1eを変更することなく、第２動作しきい値Ｔm2を４．７５[Ｖ]から４．５[Ｖ]まで引き上げることができる。つまり、異常挙動低減処理を施すことによって、危険挙動が発生する限界値を引き上げることができる。
【０１２８】
また、読み込んだトルクセンサ電源電圧Ｖtsが４．６８[Ｖ]の場合、ＶtsがＴhv1（４．８[Ｖ]）未満となるので、故障診断処理部５００は、ＶtsがＴhv1を超えていると判定する（Ｓ２０４のYes）。従って、故障診断処理部５００は、次に、Ｖts（４．６８[Ｖ]）と、故障検出しきい値Ｔhv1e（４．７[Ｖ]）とを比較する（Ｓ２０６）。トルクセンサ電源電圧Ｖtsが４．６８[Ｖ]、Ｔhv1eが４．７[Ｖ]となっているので、ＶtsがＴhv1e未満であると判定する（Ｓ２０８のYes）。これにより、故障診断処理部５００は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ａに出力すると共に、低減指令を異常挙動低減部５０１に出力する。なお、故障が検出された場合でも、異常挙動低減処理を実施するように構成したが、この構成に限らない。故障が検出された場合は、異常挙動低減処理を実施しない構成としてもよい。
【０１２９】
異常挙動低減部５０１は、故障診断処理部５００からの低減指令に応じて、操舵トルクＴｄを読み込み（Ｓ２１２）、読み込んだＴｄに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ２１４）。そして、異常低減処理の施された検出値Ｔｄ’を、主機能部１２０Ａａに出力する（Ｓ２１６）。
【０１３０】
次に、ＭＣＵ１００の動作クロック周波数ｆに基づき実施される故障診断処理Ｂの動作を説明する。ここでは、例えば、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は±２[％]に設定されており、故障検出しきい値Ｔhfeは±１０[％]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は±５[％]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は±９[％]となっている。例えば、動作クロック周波数が１００[ＭＨｚ]であれば、故障検出しきい値Ｔhfeは１１０[ＭＨｚ]及び９０[ＭＨｚ]が設定される。
【０１３１】
具体的に、周波数が上昇する側では、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は１０２[％]に設定され、故障検出しきい値Ｔhfeは１１０[％]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は１０５[％]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は１０９[％]となっている。
一方、周波数が低下する側では、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は９８[％]に設定され、故障検出しきい値Ｔhfeは９０[％]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は９５[％]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は９１[％]となっている。
【０１３２】
従って、故障検出しきい値Ｔhfeのギリギリ手前の異常の発生時（例えば、１０９．５[％]）において、クロック周波数ｆが第２動作しきい値Ｔhm2を超えてしまうため、操舵の挙動が危険挙動の領域に入ってしまう。これにより、故障が検出されない状態で、危険な操舵挙動が発生する恐れがある。
そこで、ここでは、異常判定しきい値Ｔhfを±７[％]に設定した。
【０１３３】
図１７は、周波数が上昇する側（＋側）の場合の、上記〔１〕〜〔４〕の値と、異常判定しきい値Ｖtfとの関係の一例を示す図である。
図１７の例では、異常判定しきい値Ｔhfは、１０７[％]に設定される。
いま、主機能診断部１２１Ｂにおいて、予め設定された割込みタイミングで、故障診断処理Ｂが実行されたとする。故障診断処理Ｂは、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２においてＲＯＭ１１３に予め記憶された故障診断処理Ｂプログラムを実行することによって開始される。
【０１３４】
図１８に示すように、ＭＣＵ１００は、故障診断処理部５０２において、まず、ＭＣＵ１００に供給されている動作クロック信号CLKを読み込み（Ｓ３００）、読み込んだCLKに基づき動作クロック周波数ｆを検出する（Ｓ３０２）。ここでは、例えば、１００[％]の動作クロック周波数が１００[ＭＨｚ]であるとして、「ｆ＝１０６[ＭＨｚ]」が検出されたとする。故障診断処理部５０２は、「ｆ＝１０６[ＭＨｚ]」と、異常判定しきい値Ｔhf（＝１０７[ＭＨｚ]）とを比較する（Ｓ３０４）。ここでは、周波数ｆが上昇する側の異常判定しきい値をＴhfuとし、低下する側の異常判定しきい値をＴhfdとする。同様に、周波数ｆが上昇する側の故障検出しきい値をＴhfueとし、低下する側の故障検出しきい値をＴhfdeとする。
【０１３５】
そして、周波数ｆが、Ｔhfuを超えた場合に、周波数ｆが異常値であると判定する。また、周波数ｆがＴhfd未満となった場合に、周波数ｆが異常値であると判定する。同様に、周波数ｆが故障検出しきい値Ｔhfueを超えた場合に、周波数ｆが故障として検出される範囲の値であると判定する。また、周波数ｆが故障検出しきい値Ｔhfde未満となった場合に、周波数ｆが故障として検出される範囲の値であると判定する。
【０１３６】
周波数ｆが１０６[ＭＨｚ]の場合、周波数ｆがＴhfu（１０７[ＭＨｚ]）以下となるので、故障診断処理部５００は、周波数ｆがＴhfuを超えていないと判定する（Ｓ３０６のNo）。従って、故障診断処理部５００は正常通知を異常挙動低減部５０３に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力する（Ｓ３２２）。
これにより、異常挙動低減部５０３は、モータ角速度演算部２０１から出力されるモータ角速度ωを読み込み（Ｓ３２４）、読み込んだωをそのまま低減処理後のモータ角速度ω’として、主機能部１２０Ｂａに出力する（Ｓ３２６）。
【０１３７】
一方、検出した周波数ｆが１０８[ＭＨｚ]の場合、周波数ｆがＴhfu（１０７[ＭＨｚ]）を超えるので、故障診断処理部５００は、周波数ｆがＴhfuを超えていると判定する（Ｓ３０６のYes）。従って、故障診断処理部５０２は、次に、周波数ｆ（１０８[ＭＨＺ]）と、故障検出しきい値Ｔhfue（１１０[ＭＨｚ]）とを比較する（Ｓ３０８）。周波数ｆが１０８[ＭＨｚ]、Ｔhfueが１１０[ＭＨｚ]となっているので、周波数ｆがＴhfueを超えていないと判定する（Ｓ３１０のNo）。これにより、故障診断処理部５０２は、低減指令を異常挙動低減部５０３に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力する（Ｓ３２０）。
【０１３８】
異常挙動低減部５０３は、故障診断処理部５０２からの低減指令に応じて、モータ角速度ωを読み込み（Ｓ３１４）、読み込んだωに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ３１６）。
ここで、異常挙動低減部５０３は、モータ角速度ωに予め設定されたゲインを乗じて、異常値による操舵挙動への影響を低減する。なお、ゲインを乗じる構成に限らず、モータ角速度ωに対して、予め設定されたオフセット値を加算して、異常値による操舵挙動への影響を低減してもよい。
【０１３９】
このようにして、モータ角速度ωに対して異常挙動低減処理を実施すると、異常挙動低減部５０３は、低減処理の施されたモータ角速度ω’を、主機能部１２０Ｂａに出力する（Ｓ３１８）。
異常挙動低減処理を施すことによって、図１７に示すように、故障検出しきい値Ｔhfueを変更することなく、第２動作しきい値Ｔm2を１０９[％]から１２０[％]まで引き上げることができる。
【０１４０】
また、検出した周波数ｆが１１１[ＭＨｚ]の場合、周波数ｆがＴhfu（１０７[ＭＨｚ]）を超えるので、故障診断処理部５０２は、周波数ｆがＴhfuを超えていると判定する（Ｓ３０６のYes）。従って、故障診断処理部５０２は、次に、周波数ｆ（１１１[ＭＨｚ]）と、故障検出しきい値Ｔhfue（１１０[ＭＨｚ]）とを比較する（Ｓ３０８）。周波数ｆが１１１[ＭＨｚ]、Ｔhfueが１１０[ＭＨｚ]となっているので、周波数ｆがＴhfueを超えていると判定する（Ｓ３１０のYes）。これにより、故障診断処理部５０２は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ｂに出力すると共に、低減指令を異常挙動低減部５０３に出力する（Ｓ３１２）。なお、故障が検出された場合でも、異常挙動低減処理を実施するように構成したが、この構成に限らない。故障が検出された場合は、異常挙動低減処理を実施しない構成としてもよい。
【０１４１】
異常挙動低減部５０３は、故障診断処理部５０２からの低減指令に応じて、モータ角速度ωを読み込み（Ｓ３１４）、読み込んだωに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ３１６）。そして、異常低減処理の施されたモータ角速度ω’を、主機能部１２０Ｂａに出力する（Ｓ３１８）。
以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ１５によれば、故障検出しきい値とＨ／Ｗ設計値との間に設定された、故障検出マージン内に異常判定しきい値を設定した。更に、検出した物理値（トルクセンサ電源電圧Ｖts、動作クロック周波数ｆ）と、異常判定しきい値とを比較して、物理値が異常値であるか否かを判定する。そして、物理値が異常値であると判定した場合に、当該異常値によって生じる操舵の異常挙動を低減する処理を実施する。具体的に、物理値がトルクセンサ電源電圧Ｖtsの場合は、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される操舵トルクＴｄに対して、予め設定されたオフセット値を加算する。また、物理値が動作クロック周波数ｆの場合は、モータ角速度演算部２０１から出力されるモータ角速度ωに対して、予め設定されたゲインを乗じる。
【０１４２】
これにより、故障が検出されないギリギリの領域で物理値が異常値となった場合に、異常挙動を低減することができるので、実質的に第２動作しきい値を引き上げることが可能となる。つまり、高コストの部品の追加も無く、かつ故障検出マージンを削らなくても、危険挙動が発生する限界値を引き上げることが可能である。
ここで、上記説明において、故障診断処理部５００，５０２は、故障診断部及び異常判定部を構成する。異常挙動低減部５０１，５０３は、異常挙動低減部を構成する。
【０１４３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づき説明する。図１９〜図２３は、本発明に係る車載電子制御装置の第３実施形態を示す図である。
（構成）
本実施形態は、主機能診断部１２１Ｃを、操舵トルクセンサ１４の検出値を用いた処理を行う主機能部である操舵補助トルク指令値演算部２１（以下、主機能部１２０Ｃａと称す）の後段に設けて、補正対象を操舵トルクＴｄに代えて、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆにした点が上記第２実施形態と異なる。更に、主機能診断部１２１Ｄを、主機能部であるＰＷＭ制御部２４３（以下、主機能部１２０Ｄａと称す）の後段に設けて、ＰＷＭ制御部２４３から出力されるパルス幅変調信号Ｄｕを補正して異常挙動を低減する点が上記各実施形態と異なる。
【０１４４】
以下、上記各実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
ここで、図１９は、主機能診断部１２１Ｃの具体的な構成の一例を示すブロック図である。図２０は、本実施形態のモータ駆動回路１０２の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【０１４５】
本実施形態において、ＥＣＵ１５は、主機能部１２０Ｃａ（操舵補助トルク指令値演算部２１）の故障を診断すると共に、主機能部１２０Ｃａの出力値に対して異常挙動低減処理を実施する主機能診断部１２１Ｃを備えている。なお、本実施形態において、ＥＣＵ１５は、主機能部１２０Ｃａに対する代替機能部１２０Ｃｂを備えている（不図示）。主機能診断部１２１Ｃは、図１９に示すように、主機能部１２０Ｃａの後段に設けられる。
【０１４６】
更に、主機能診断部１２１Ｃは、図１９に示すように、故障診断処理部５０６と、異常挙動低減部５０７とを備えている。
故障診断処理部５０６は、上記第２実施形態の故障診断処理部５００と同様の構成となるので記載を省略する。なお、故障診断処理部５０６は、診断結果を、出力選択部１２３Ｃに出力する。
【０１４７】
異常挙動低減部５０７は、故障診断処理部５０６から低減指令を受信した場合、主機能部１２０Ｃａから出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して異常挙動低減処理を実施する。具体的には、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを、操舵の異常挙動が低減されるように補正する。補正方法としては、例えば、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆの最大値を制限する、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆにオフセット値を加算する、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆにゲインを乗じるなどの方法がある。
【０１４８】
異常挙動低減部５０７は、異常挙動低減処理を施した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｃを、出力選択部１２３Ｃに出力する。なお、異常挙動低減部５０７は、故障診断処理部５０６から正常通知を受信した場合、主機能部１２０Ｃａから出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに補正を施さずに、そのままＩｒｅｆｃ＝Ｉｒｅｆとして出力選択部１２３Ｃに出力する。
以下、本実施形態の主機能診断部１２１Ｃで行われる故障診断処理及び異常挙動低減処理を故障診断処理Ｃと称す。
【０１４９】
次に、本実施形態のモータ駆動回路１０２の詳細な構成を説明する。
本実施形態のモータ駆動回路１０２は、図２０に示すように、主機能部１２０Ｄａ（ＰＷＭ制御部２４３）の故障を診断すると共に、主機能部１２０Ｄａの出力値に対して異常挙動低減処理を実施する主機能診断部１２１Ｄを備えている。なお、本実施形態において、モータ駆動回路１０２は、主機能部１２０Ｄａに対する代替機能部１２０Ｄｂを備えている（不図示）。
【０１５０】
主機能診断部１２１Ｄは、図２０に示すように、故障診断処理部５０８と、異常挙動低減部５０９とを備えている。更に、異常挙動低減部５０９は、図２０に示すように、主機能部１２０Ｄａと、出力選択部１２３Ｄとの間に設けられている。
ここで、ＥＣＵ１５の備えるＭＣＵ１００に供給される電源電圧Ｖcc（以下、電源電圧Ｖccと称す）は、同じくＥＣＵ１５の備えるＡ／Ｄ変換器（例えば、Ａ／Ｄ変換器１１１）の基準電圧としても使用される。従って、電源電圧Ｖccのずれは、全てのＡ／Ｄ変換器の出力値のずれとして影響する。
【０１５１】
また、ＭＣＵ１００の電源電圧Ｖccのずれに過敏に影響される機能として、逆起電圧補償がある。逆起電圧補償は、逆起電圧算出部２５で算出された逆起電圧ＥＭＦを、電圧指令値Ｖｒｅｆに加算することで行われる補償である。これにより補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’が算出される。この補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’は、ＰＷＭ制御部２４３において、インバータ回路２４４に印加される電圧で割ってＰＷＭデューティーに変換される。ＰＷＭ制御部２４３は、このＰＷＭデューティーに基づきパルス変調信号Ｄｕを生成する。
従って、電源電圧Ｖccが、正常値よりも高い場合に、インバータ電圧が低く検出され、ＰＷＭデューティーが高くなる。これにより、アシスト過多の状態が生じる。
【０１５２】
故障診断処理部５０８は、ＭＣＵ１００の電源電圧であるＶccと、予め設定された異常判定しきい値Ｔhv2とを比較して、電源電圧Ｖccが、異常判定しきい値Ｔhv2を超えているか否かを判定する。本実施形態において、故障診断処理部５０８は、電源電圧Ｖccの代替として、外部で生成された他の基準電圧を電源電圧Ｖccとして入力する。または、故障診断処理部５０８をＭＣＵ１００の外部で独立して動作させる構成としてもよい。この構成では、異常挙動低減部５０９は、外部の故障診断処理部５０８から診断結果を受信して、異常挙動低減処理を実施する。
【０１５３】
故障診断処理部５０８は、電源電圧Ｖccが、異常判定しきい値Ｔhv2を超えていると判定した場合は、異常挙動の低減指令を異常挙動低減部５０９に出力する。一方、電源電圧Ｖccが、異常判定しきい値Ｔhv2を超えていないと判定した場合は、正常通知を異常挙動低減部５０９に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｄ（不図示）に出力する。
【０１５４】
故障診断処理部５０８は、更に、電源電圧Ｖccが、予め設定された故障検出しきい値Ｔhv2eを超えているか否かを判定する。これにより、電源電圧Ｖccが、故障検出しきい値Ｔhv2eを超えていると判定した場合は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ｄに出力する。
異常挙動低減部５０９は、主機能診断部１２１Ｃから低減指令を受信した場合、主機能部１２０Ｄａから出力されるパルス変調信号Ｄｕに対して異常挙動低減処理を実施する。具体的には、パルス変調信号Ｄｕを、操舵の異常挙動が低減されるように補正する。補正方法としては、例えば、パルス変調信号Ｄｕにゲインを乗じるなどの方法がある。
【０１５５】
異常挙動低減部５０９は、異常挙動低減処理を施したパルス変調信号Ｄｕ’を、出力選択部１２３Ｄに出力する。なお、異常挙動低減部５０９は、主機能診断部１２１Ｃから正常通知を受信した場合、主機能部１２０Ｄａから出力されるパルス変調信号Ｄｕに補正を施さずに、そのままＤｕ’＝Ｄｕとして出力選択部１２３Ｄに出力する。
以下、本実施形態の主機能診断部１２１Ｃ及び異常挙動低減部５０９で行われる故障診断処理及び異常挙動低減処理を故障診断処理Ｄと称す。
【０１５６】
（動作）
次に、図２１〜図２３に基づき、本実施形態の動作を説明する。
ここで、図２１は、故障診断処理Ｃの処理手順の一例を示すフローチャートである。図２２は、電源電圧Ｖccに対して異常判定しきい値を設定して異常挙動低減処理を実施した場合の第１及び第２動作しきい値と、Ｈ／Ｗ設計値と、異常判定しきい値と、故障検出しきい値との関係の一例を示す図である。図２３は、故障診断処理Ｄの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１５７】
まず、故障診断処理Ｃの動作を説明する。
ここで、故障診断処理Ｃの動作については、異常挙動低減処理を行う対象が異なるのみで、上記第１及び第２動作しきい値と、Ｈ／Ｗ設計値と、故障検出しきい値、異常判定しきい値Ｔhv1の設定内容は上記第１実施形態の故障診断処理Ａと同様となる。また、動作内容についても、上記第１実施形態の故障診断処理Ａの動作と一部同様となる。以下、異なる部分のみを詳細に説明する。
【０１５８】
いま、主機能診断部１２１Ｃにおいて、予め設定された割込みタイミングで、故障診断処理Ｃが実行されたとする。故障診断処理Ｃは、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２においてＲＯＭ１１３に予め記憶された故障診断処理Ｃプログラムを実行することによって開始される。
ここで、ステップＳ４００〜Ｓ４１０の処理は、上記第１実施形態の故障診断処理部５００で行われるステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理と同様となるので説明を省略する。
【０１５９】
まず、ＭＣＵ１００が、故障診断処理部５０６において、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが異常判定しきい値Ｔhv1を超えていないと判定して、正常通知を異常挙動低減部５０７に出力し、正常の診断結果を出力選択部１２３Ｃに出力したとする（Ｓ４２０）。
この場合、異常挙動低減部５０７は、故障診断処理部５０６からの正常通知に応じて、主機能部１２０Ｃａから出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを読み込み（Ｓ４２２）、読み込んだＩｒｅｆをそのまま低減処理後の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｃとして、出力選択部１２３Ｃに出力する（Ｓ４２４）。
【０１６０】
次に、故障診断処理部５０６において、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが異常判定しきい値Ｔhv1を超えていると判定し（Ｓ４０４のYes）、かつ、Ｖtsが故障検出しきい値Ｔhv1eを超えていないと判定して（Ｓ４０４のNo）、低減指令を異常挙動低減部５０７に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｃに出力したとする（Ｓ４１８）。
異常挙動低減部５０７は、故障診断処理部５０６からの低減指令に応じて、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを読み込み（Ｓ４１２）、読み込んだＩｒｅｆに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ４１４）。
【０１６１】
ここで、異常挙動低減部５０７は、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して、予め設定されたゲインを乗じて、異常値による操舵挙動への影響を低減する。なお、ゲインを乗じる方法に限らず、上記第２実施形態で説明した他の方法を用いてもよい。
このようにして、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して異常挙動低減処理を実施すると、異常挙動低減部５０７は、低減処理の施された操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｃを、出力選択部１２３Ｃに出力する（Ｓ４１６）。
【０１６２】
異常挙動低減処理を施すことによって、故障検出しきい値Ｔhv1eを変更することなく、第２動作しきい値Ｔm2を引き上げることができる。つまり、異常挙動低減処理を施すことによって、危険挙動が発生する限界値を引き上げることができる。
また、故障診断処理部５０６において、トルクセンサ電源電圧Ｖtsが異常判定しきい値Ｔhv1を超えていると判定し（Ｓ４０４のYes）、かつ、Ｖtsが故障検出しきい値Ｔhv1eを超えていると判定したとする（Ｓ４０８のYes）。
【０１６３】
これにより、故障診断処理部５０６は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ｃに出力すると共に、低減指令を異常挙動低減部５０７に出力する（Ｓ４１０）。なお、故障が検出された場合でも、異常挙動低減処理を実施するように構成したが、この構成に限らない。故障が検出された場合は、異常挙動低減処理を実施しない構成としてもよい。
異常挙動低減部５０７は、故障診断処理部５０６からの低減指令に応じて、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを読み込み（Ｓ４１２）、読み込んだＩｒｅｆに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ４１４）。そして、異常低減処理の施された操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｃを、出力選択部１２３Ｃに出力する（Ｓ４１６）。
【０１６４】
次に、故障診断処理Ｄの動作を説明する。
ここでは、例えば、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は±２[％]に設定されており、故障検出しきい値Ｔhv2eは±２０[％]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は±５[％]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は±１５[％]となっている。例えば、電源電圧Ｖccが５[Ｖ]であれば、故障検出しきい値Ｔhv2eは６[Ｖ]及び４[Ｖ]が設定される。
【０１６５】
具体的に、電圧が上昇する側では、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は５．１[Ｖ]に設定され、故障検出しきい値Ｔhv2eは６[Ｖ]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は５．２５[Ｖ]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は５．７５[Ｖ]となっている。
一方、電圧が低下する側では、設計段階において、Ｈ／Ｗ設計値は４．９[Ｖ]に設定され、故障検出しきい値Ｔhv2eは４[Ｖ]に設定されている。また、製品において、第１動作しきい値Ｔhm1は４．７５[Ｖ]となっており、第２動作しきい値Ｔhm2は４．２５[Ｖ]となっている。
【０１６６】
従って、故障が検出されるまでに約２０％のアシスト過多状態となる。そのため、ここでは、このぶれ幅を抑えることも考慮して、異常判定しきい値Ｔhv2として、電圧が上昇する側で５．５[Ｖ]を設定し、電圧が低下する側で４．５[Ｖ]を設定する。
図２２は、電圧が上昇する側（＋側）の場合の、上記〔１〕〜〔４〕の値と、異常判定しきい値Ｔhv2との関係の一例を示す図である。
いま、主機能診断部１２１Ｄにおいて、予め設定された割込みタイミングで、故障検出処理Ｄが実行されたとする。故障診断処理Ｄは、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２においてＲＯＭ１１３に予め記憶された故障診断処理Ｄプログラムを実行することによって開始される。
【０１６７】
故障診断処理部５０８は、まず、外部からの基準電圧値を電源電圧値Ｖccとして読み込む（Ｓ５００）。ここでは、例えば、「Ｖcc＝５．２５[Ｖ]」が読み込まれたとする。故障診断処理部５０８は、読み込んだＶcc（５．２５[Ｖ]）と、異常判定しきい値Ｔhv2（５．５[Ｖ]）とを比較する（Ｓ５０２）。なお、電源電圧値Ｖccが正常値（５［Ｖ］）に対して高くなるほど危険挙動が発生する可能性が上昇するため、ここでは、ＶccがＴhv2を超えた場合に、Ｖccが異常値であると判定する。同様に、Ｖccが故障検出しきい値Ｔhv2e未満になった場合にＶccがＴhv2eを超えたとして、Ｖccが故障として検出される範囲の値であると判定する。
【０１６８】
電源電圧値Ｖccが５．２５[Ｖ]の場合、ＶccがＴhv2（５．５[Ｖ]）以下となるので、故障診断処理部５０８は、ＶccがＴhv2を超えていないと判定する（Ｓ５０４のNo）。従って、故障診断処理部５０８は正常通知を異常挙動低減部５０９に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｄに出力する（Ｓ５２０）。
これにより、異常挙動低減部５０９は、主機能部１２０Ｄａ（ＰＷＭ制御部２４３）から出力されるパルス変調信号Ｄｕを読み込み（Ｓ５２２）、読み込んだＤｕをそのまま低減処理後のパルス変調信号Ｄｕ’として、出力選択部１２３Ｄに出力する（Ｓ５２４）。
【０１６９】
一方、読み込んだ電源電圧値Ｖccが５．７５[Ｖ]の場合、ＶccがＴhv2（５．５[Ｖ]）を超えるので、故障診断処理部５０８は、ＶccがＴhv2を超えていると判定する（Ｓ５０４のYes）。従って、故障診断処理部５０８は、次に、電源電圧値Ｖcc（５．７５[Ｖ]）と、故障検出しきい値Ｔhv2e（６[Ｖ]）とを比較する（Ｓ５０６）。Ｖccが５．７５[Ｖ]、Ｔhv2eが６[Ｖ]となっているので、ＶccがＴhv2eを超えていないと判定する（Ｓ５０８のNo）。これにより、故障診断処理部５０８は、低減指令を異常挙動低減部５０９に出力すると共に、正常を示す診断結果を出力選択部１２３Ｄに出力する（Ｓ５１８）。
【０１７０】
この場合、異常挙動低減部５０９は、主機能診断部１２１Ｃからの低減指令に応じて、パルス変調信号Ｄｕを読み込み（Ｓ５１２）、読み込んだＤｕに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ５１４）。
ここで、異常挙動低減部５０９は、主機能部１２０Ｄａから読み込んだパルス変調信号Ｄｕに対して、予め設定されたゲインを乗じて、異常値による操舵挙動への影響を低減する。なお、ゲインを乗じる方法に限らず、上記第２実施形態で説明した他の方法を用いてもよい。
【０１７１】
このようにして、パルス変調信号Ｄｕに対して異常挙動低減処理を実施すると、異常挙動低減部５０９は、低減処理の施されたパルス変調信号Ｄｕ’を、出力選択部１２３Ｄに出力する（Ｓ５１６）。
異常挙動低減処理を施すことによって、図２２に示すように、故障検出しきい値Ｔhv2eを変更することなく、第２動作しきい値Ｔhm2を５．７５[Ｖ]から６．５[Ｖ]まで引き上げることができる。つまり、異常挙動低減処理を施すことによって、危険挙動が発生する限界値を引き上げることができる。
【０１７２】
また、読み込んだ電源電圧値Ｖccが６．１[Ｖ]の場合、ＶccがＴhv2（５．５[Ｖ]）を超えるので、故障診断処理部５０８は、ＶccがＴhv2を超えていると判定する（Ｓ５０４のYes）。従って、故障診断処理部５０８は、次に、Ｖcc（６．１[Ｖ]）と、故障検出しきい値Ｔhv2e（６[Ｖ]）とを比較する（Ｓ５０６）。電源電圧値Ｖccが６．１[Ｖ]、Ｔhv2eが６[Ｖ]となっているので、ＶccがＴhv2e未満であると判定する（Ｓ５０８のYes）。これにより、故障診断処理部５０８は、故障を示す診断結果を出力選択部１２３Ｄに出力すると共に、低減指令を異常挙動低減部５０９に出力する（Ｓ５１０）。なお、故障が検出された場合でも、異常挙動低減処理を実施するように構成したが、この構成に限らない。故障が検出された場合は、異常挙動低減処理を実施しない構成としてもよい。
異常挙動低減部５０９は、故障診断処理部５０８からの低減指令に応じて、操舵トルクＴｄを読み込み（Ｓ５１２）、読み込んだＴｄに対して異常挙動低減処理を実施する（Ｓ５１４）。そして、異常低減処理の施された検出値Ｔｄ’を、出力選択部１２３Ｄに出力する（Ｓ５１６）。
【０１７３】
以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ１５によれば、故障検出しきい値とＨ／Ｗ設計値との間に設定された、故障検出マージン内に異常判定しきい値を設定した。更に、検出した物理値（トルクセンサ電源電圧Ｖts、動作クロック周波数ｆ）と、異常判定しきい値とを比較して、物理値が異常値であるか否かを判定する。そして、物理値が異常値であると判定した場合に、当該異常値によって生じる操舵の異常挙動を低減する処理を実施する。具体的に、物理値がトルクセンサ電源電圧Ｖtsの場合は、主機能部１２０Ｃａ（操舵補助トルク指令値演算部２１）から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに対して、予め設定されたゲインを乗じる。また、物理値が電源電圧Ｖccの場合は、主機能部１２０Ｄａ（ＰＷＭ制御部２４３）から出力されるパルス変調信号Ｄｕに対して、予め設定されたゲインを乗じる。
【０１７４】
これにより、故障が検出されないギリギリの領域で物理値が異常値となった場合に、異常挙動を低減することができるので、実質的に第２動作しきい値を引き上げることが可能となる。つまり、高コストの部品の追加も無く、かつ故障検出マージンを削らなくても、危険挙動が発生する限界値を引き上げることが可能である。
ここで、上記説明において、故障診断処理部５０６，５０８は、故障診断部及び異常判定部を構成する。異常挙動低減部５０７，５０９は、異常挙動低減部を構成する。
【０１７５】
（変形例）
（１）上記第２及び第３実施形態では、主機能部及び代替機能部を有するロバスト制御部に対して、上記故障診断処理及び上記異常挙動低減処理を実施する構成としたが、この構成に限らない。主機能部のみを備えた機能部に対しても、上記故障診断処理及び上記異常挙動低減処理を実施する構成としてもよい。
【０１７６】
（２）上記第２及び第３実施形態では、操舵トルクセンサ１４の検出値Ｔを用いた処理を行う主機能部Ａａ及びＣａ、モータ回転角度を用いた処理を行う主機能部Ｂａ、逆起電圧補償を行って算出される補償後電圧指令値Ｖｒｅｆ’を用いた処理を行う主機能部１２０Ｄａに対して、上記故障診断処理及び上記異常挙動低減処理を実施する構成としたが、この構成に限らない。
例えば、上記第１実施形態のレゾルバ出力信号値Ｒｄを用いてモータ回転角度θを検出するモータ角度検出部１２０ａなど他の主機能部に対して、上記故障診断処理及び上記異常挙動低減処理を実施する構成としてもよい。
【０１７７】
（３）上記第２実施形態では、操舵トルクセンサ１４の電源電圧Ｖtsに基づき、上記故障診断処理Ａを実施する構成としたが、この構成に限らない。Ａ／Ｄ変換器１１１の基準電圧となる電源電圧Ｖｃｃに基づき、主機能部１２０Ａａの故障を診断すると共に、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力値Ｔｄに対して異常挙動低減処理を実施する構成としてもよい。この場合は、上記故障診断処理Ａにおいて、電源電圧Ｖtsを電源電圧Ｖccに置き換えただけで、処理内容は同様となる。
【０１７８】
（４）上記第２実施形態では、位相進み特性を有する主機能部であるモータ角速度演算部２０１の出力値であるモータ角速度ωに対して異常挙動低減処理を実施する構成としたが、この構成に限らない。例えば、位相遅れ特性（積分演算）を行う主機能部を有している場合は、当該主機能部の出力値に対して異常挙動低減処理を実施する構成としてもよい。
【０１７９】
（５）上記実施形態では、各故障診断部で行われる処理を、ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１２において、専用のプログラムを実行することで実現する構成としたが、この構成に限らない。各故障診断部の一部又は全部をハードウェア主体で構成してもよい。特に、異常挙動低減部は、オフセットの加算やゲインの乗算等を行って各低減対象の補正を行うので、ハードウェアで構成することが容易である。このことは、回転情報演算部２０、操舵補助トルク指令値演算部２１、トルク指令値補償部２２、ＳＡＴ推定フィードバック部２３、逆起電圧算出部２５、モータ駆動回路１０２の機能についても同様であり、これらの全てをハードウェア主体で構成してもよいし、ソフトウェア主体で処理するように構成してもよい。
【０１８０】
（６）上記実施形態において、本発明に係る車載電子制御装置を電動パワーステアリング装置に適用する例を説明したが、この構成に限らない。車載の動作機構部をアクチュエータを用いて駆動制御する装置であれば、他の装置に適用してもよい。
【０１８１】
また、上記実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、均等物等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１８２】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ機構、９…タイロッド、ＷＬ，ＷＲ…転舵輪、１０…操舵補助機構、１１…減速機構、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…ＥＣＵ、１６…車速センサ、２０…回転情報演算部、２５…逆起電圧算出部、２０１…モータ角速度演算部、２０２…モータ角加速度演算部、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…ＳＡＴ推定フィードバック部、１００…ＭＣＵ、１０１…発振子、１０２…モータ駆動回路、１１０…入力インターフェース部、１１１…Ａ／Ｄ変換器、１１２…中央処理装置、１１３…ＲＯＭ、１１４…ＲＡＭ、１１５…出力インターフェース部、１１６…ＰＷＭ生成回路、１２０…機能部、１２０ａ，１２０Ａａ〜Ｄａ…主機能部、１２０ｂ…代替機能部、１２１，１２１Ａ〜Ｄ…主機能診断部、１２２…代替機能診断部、１２３，１２３Ａ〜Ｄ…出力選択部、２４０…減算部、２４１…電流制御部、２４２…加算部、２４３…ＰＷＭ制御部、２４４…インバータ回路、２４５…モータ電流検出部、３１２…位相補償部、３１３…センタ応答性改善部、３１４…加算部、４３…収斂性補償部、４４…慣性補償部、４５，４６…加算部、５００，５０２，５０６，５０８…故障診断部、５０１，５０３，５０７，５０９…異常挙動低減部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014054876.tif 000017
【図１６】
2014054876.tif 000018
【図１７】
2014054876.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2014054876.tif 000021
【図２０】
2014054876.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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