(57)【要約】【課題】  バッテリ電圧の変動、モータ整流子やモータリレーの接点に生じる酸化被膜、その他の原因によりモータ電流検出手段を故障とする誤判定を未然に防止できる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  サンプリングしたバッテリ電圧に応じてＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを決定、モータに一定電圧Ｖを印加してモータ電流ｉをサンプリングし、モータ電流予測値ｉｓとモータ電流検出値ｉとの差（ｉｓ−ｉ）の絶対値と許容値Δｉを比較してモータ電流検出手段の故障判定処理を実行する（Ｐ２〜Ｐ１０）。第１回の判定で故障の場合は第２回の故障判定処理を実行、第２回の判定で故障と判定されたときは接点の酸化被膜除去処理を実行（Ｐ１５）、第３回の故障判定処理を実行しても依然故障と判定されたときは故障を確定し、フェールセーフ処理を実行する（Ｐ１７）。【選択図】      図７
2006211825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともステアリングシヤフトに発生する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、
電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータの出力を制御すると共に前記モータ電流検出手段の故障を検出する故障検出手段を備えた制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記故障検出手段によるモータ電流検出手段の故障検出処理を実行するときは、予め設定された故障検出処理に使用する所定の電流指令値に対応したモータ駆動回路のＰＷＭ信号のデューテイ比を前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧に応じて調整し、調整されたデューテイ比に基づいて所定の電圧がモータに印加された期間内に検出したモータ電流検出値とモータ電流予測値とを比較してモータ電流検出手段の故障を検出すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記モータ電流予測値は、モータ印加電圧値とモータの温度変化に伴うモータ内部抵抗の変動を補償した抵抗値とに基づいて予測したモータ電流予測値であることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記モータ電流予測値は、予め設定された所定のモータ電流予測値であることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記故障検出処理を所定の繰り返し周期で１回以上複数回実施し、故障無しと判定されたときはその時点で故障検出処理を終了し、故障発生との判定が所定の複数回連続したときはモータ電流検出手段の故障を確定すること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記制御手段は、制御動作実施中に電源電圧を監視し、電源電圧が許容作動範囲外であることが検出されたときは制御手段による故障検出処理を中止し、最初から故障検出処理を再開すること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記故障検出処理において故障発生との判定が複数回連続したときは故障検出処理を中断してリレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、故障検出処理を再開すること
を特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記所定の電圧がモータに印加される期間Ｔは、モータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe に等しいかこれよりも大きい所定の期間Ｔであり、故障検出処理を繰り返す所定の繰り返し周期Ｔexは、前記所定の期間Ｔに等しいかこれよりも大きい周期に設定すること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記モータ電流を検出するモータ電流サンプリング期間は、前記所定の期間Ｔよりも短い期間であること
を特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記制御手段はさらにフェールセーフ処理手段を備え、モータ電流検出手段の故障が確定されたときは電源からモータへの給電回路に配置されているリレー回路を開き、モータへの給電を遮断すること
を特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記リレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、前記故障検出処理を実行すること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特にそのモータ電流検出手段の故障を検出できる電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基づいてモータを駆動して操向ハンドルの操舵力を補助するものである。このような電動式パワーステアリング装置の制御は電子制御回路で実行されるが、その制御の概要は、トルクセンサで検出された操舵トルクと車速センサで検出された車速に基づいてモータに供給する電流の大きさを演算し、その演算結果に基づいてモータに供給する電流を制御する。
【０００３】
即ち、電子制御回路は、操向ハンドルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された車速が零あるいは低速の場合は大きな操舵補助力を供給し、検出された車速が速い場合は小さな操舵補助力を供給するように操向ハンドルの操舵力と車速に応じてモータに供給する電流を制御することで、走行状態に応じた最適の操舵補助力を与えることができるものである。
【０００４】
この種の装置では、実際にモータに流れる電流が、操舵トルクや車速に基づいて演算されたモータ電流の制御目標値に一致するようフイードバツク制御を行なっており、このためにモータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段を備えている。
【０００５】
前記したモータ電流検出手段が故障した場合は正確なモータ電流を測定することができず、この結果、必要以上の電流がモータに流れて過大な操舵補助力を供給したり、或いはモータに必要なだけの電流が流れず、十分な操舵補助力を供給できないという不都合が発生することになる。
【０００６】
さらに、モータに電流を流してモータ電流検出手段の動作を確認するときにモータが回転してしまうと、モータ軸とステアリング機構が結合している状態では操向ハンドルが回転してしまい、不測の事故が発生するおそれがある。
【０００７】
この課題への対応として本出願人は、モータの電気的時定数よりも十分に大きく、且つモータの機械的時定数よりも十分に小さい時間だけ前記モータに低い電圧を印加したときに予測される電流値と、モータ電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて、モータ電流検出手段の故障を判定する故障判定手段を提案した（特許文献１参照）。
【０００８】
上記故障判定手段では、イグニツシヨンキーをＯＮとしたエンジン始動の直後の限られた時間だけ、即ちモータの電気的時定数よりも十分に大きく、且つモータの機械的時定数よりも十分に小さい時間だけモータに低い電圧を印加して故障を判定しているが、これはエンジン始動直後にモータが回転すると、操向ハンドルが突然回転して不測の事故が発生することを防止するために必要なことである。
【０００９】
しかしながら、モータが新しい場合は特に支障はないが、ある程度の期間使用されるとモータの整流子とブラシとの接触面に電気絶縁特性を持つ酸化被膜が形成され、時間経過と共に酸化被膜が厚くなり電気抵抗が高まる傾向があり、より高い電圧をモータに印加しないとモータ電流が流れなくなる。
【００１０】
このように、故障判定のために短時間だけ低い電圧をモータに印加したのでは、整流子とブラシとの接触面の酸化被膜のためモータ電流が検出されないか、或いは僅かのモータ電流しか検出されず、このためモータ電流検出手段が故障していると誤って判定するおそれがある。
【００１１】
そこで、この課題への対応として本出願人は、モータの電気的時定数よりも十分に大きく、且つモータの機械的時定数よりも十分に小さい時間だけモータ電流指令値を設定すると共にモータ電流指令値に基づく電流制御値を時間の経過と共に変更し、低いモータ印加電圧から出発して時間の経過と共に印加電圧を高めながら、モータ電流予測値とモータ電流検出手段で検出されたモータ電流検出値とを繰り返し比較することによりモータ電流検出手段の故障を検出する故障判定手段を提案した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−９１２３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２３７６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した時間の経過と共に印加電圧を高めながら、繰り返しモータ電流を検出してモータ電流検出手段の故障を検出する故障判定手段では、モータ電流をサンプリングするタイミングはモータに電圧の印加を停止する直前に設定されている。
【００１３】
このため、モータ印加電圧（電源電圧）が正常で、モータには正常な電圧が印加され、モータ電流値も正常で、故障判定の閾値を越えていたものが（この時点ではモータ電流はサンプリングされていないので故障判定は実行されていない）、モータ電圧の印加を停止する直前に、何らかの原因でモータ印加電圧が低下した場合は、サンプリングされたモータ電流検出値が故障判定の閾値を下回るから、モータ電流検出手段は正常であっても、故障判定手段は、モータ電流検出手段が故障していると誤った判定がなされてしまう結果となる。
【００１４】
なお、モータ印加電圧が低下する原因には、何らかの原因で電源電圧（バッテリ電圧）が低下した場合のほか、モータの整流子とブラシとの接触面との間に酸化被膜が形成された場合、モータと制御装置との間のワイヤハーネスの抵抗の増加、モータの整流子とブラシとの接触位置のずれによる抵抗の増加、モータとバッテリの間にモータリレーが配置されているときはモータリレーの接点に酸化被膜が形成された場合、モータリレー接点に異物が付着した場合などが考えられる。この発明は、上記した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、少なくともステアリングシヤフトに発生する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータの出力を制御すると共に前記モータ電流検出手段の故障を検出する故障検出手段を備えた制御手段とを備え、前記制御手段は、前記故障検出手段によるモータ電流検出手段の故障検出処理を実行するときは、予め設定された故障検出処理に使用する所定の電流指令値に対応したモータ駆動回路のＰＷＭ信号のデューテイ比を前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧に応じて調整し、調整されたデューテイ比に基づいて所定の電圧がモータに印加された期間内に検出したモータ電流検出値とモータ電流予測値とを比較してモータ電流検出手段の故障を検出することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【００１６】
そして、前記モータ電流予測値は、モータ印加電圧値とモータの温度変化に伴うモータ内部抵抗の変動を補償した抵抗値とに基づいて予測したモータ電流予測値とする。
【００１７】
また、前記モータ電流予測値は、予め設定された所定のモータ電流予測値であってもよい。
【００１８】
前記制御手段は、前記故障検出処理を所定の繰り返し周期で１回以上複数回実施し、故障無しと判定されたときはその時点で故障検出処理を終了し、故障発生との判定が所定の複数回連続したときはモータ電流検出手段の故障を確定する。
【００１９】
前記制御手段は、制御動作実施中に電源電圧を監視し、電源電圧が許容作動範囲外であることが検出されたときは制御手段による故障検出処理を中止し、最初から故障検出処理を再開するようにするとよい。
【００２０】
また、前記制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記故障検出処理において故障発生との判定が複数回連続したときは故障検出処理を中断してリレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、故障検出処理を再開するようにするとよい。
【００２１】
前記所定の電圧がモータに印加される期間Ｔは、モータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい所定の期間Ｔであり、故障検出処理を繰り返す所定の繰り返し周期Ｔexは、前記所定の期間Ｔに等しいかこれよりも大きい周期に設定するものとする。
【００２２】
前記モータ電流を検出するモータ電流サンプリング期間は、前記所定の期間Ｔよりも短い期間である。
【００２３】
また、前記制御手段はさらにフェールセーフ処理手段を備え、モータ電流検出手段の故障が確定されたときは電源からモータへの給電回路に配置されているリレー回路を開き、モータへの給電を遮断するようにする。
【００２４】
さらに、前記制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記リレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、前記故障検出処理を実行するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
この発明では、故障検出手段によるモータ電流検出手段の故障検出処理を実行するときは、予め設定された故障検出処理に使用する所定の電流指令値に対応したモータ駆動回路のＰＷＭ信号のデューテイ比を前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧に応じて調整し、調整されたデューテイ比に基づいて所定の電圧がモータに印加された期間内に検出したモータ電流検出値とモータ電流予測値とを比較してモータ電流検出手段の故障を検出している。
【００２６】
この構成により、電源電圧（バッテリ電圧）が変動或いは低下しても、モータには所定の電圧が印加され、所定の電圧が印加されている期間内に検出されたモータ電流検出値とモータ電流予測値とを比較してモータ電流検出手段の故障が判定されるから、モータ電圧の低下が原因でモータ電流検出手段が故障しているとの誤った判断を未然に防止することができる。
【００２７】
そして、モータ電流予測値は、モータ印加電圧値とモータの温度変化に伴うモータの内部抵抗の変動を補償した抵抗値に基づいて予測するから、モータの温度が高温にあっても常に正確にモータ電流検出手段の故障を判断することができる。なお、モータ電流予測値は予め設定した予測値を使用しても略同様に機能させることができる。
【００２８】
また、この発明では、モータ電流検出手段の故障検出処理を所定の繰り返し周期で１回以上複数回実施し、故障無しと判定されたときはその時点で故障検出処理を終了し、故障発生との判定が所定の複数回連続したときはモータ電流検出手段の故障を確定する。
【００２９】
また、制御手段は、制御動作実施中に電源電圧を監視し、電源電圧が許容作動範囲外であることが検出されたときは制御手段による故障検出処理を中止し、最初から故障検出処理を再開する。さらに、前記制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記故障検出処理において故障発生との判定が複数回連続したときは故障検出処理を中断してリレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、故障検出処理を再開する。
【００３０】
さらに、制御手段は、電源からモータへの給電回路にリレーが配置されている場合は、前記リレーのＯＮ／ＯＦＦ動作を所定の期間継続した後、前記故障検出処理を実行するようにしてもよい。
【００３１】
この構成により、電源電圧の変動があった場合や、モータの整流子とブラシとの接触面との間に酸化被膜が形成された場合、モータと制御装置との間のワイヤハーネスの抵抗の増加、モータの整流子とブラシとの接触位置のずれによる抵抗の増加、モータリレーの接点に酸化被膜が形成された場合、モータリレー接点に異物が付着した場合などにおいても、モータ電流検出手段が故障しているとの誤った判定を未然に防止でき、故障検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバーサルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラツク機構７を経て操向車輪のタイロツド８に結合されている。軸２には操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が設けられており、また、操舵力を補助するモータ１０がクラツチ９、減速ギア４を介して軸２に結合している。
【００３３】
パワーステアリング装置を制御する電子制御回路１３は、バツテリ１４からイグニッシヨンキー１１を経て、イグニッシヨンキー信号が供給されるとともに、並列の電源ラインから電力が供給される。電子制御回路１３は、トルクセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で検出された車速に基づいて電流指令演算を行い、演算された電流指令値に基づいてモータ１０に供給する電流ｉを制御する。
【００３４】
クラツチ９は電子制御回路１３により制御される。クラツチ９は通常の動作状態では結合しており、電子制御回路１３によりパワーステアリング装置の故障が判断された時及び電源がＯＦＦとなっている時に切離されるが、これを使用しないシステム構成もある。
【００３５】
図２は、制御手段を構成する電子制御回路１３のブロツク図である。この実施の形態では電子制御回路１３は主としてＣＰＵから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される機能を示してある。例えば、位相補償器２１は独立したハードウエアとしての位相補償器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示す。なお、電子制御回路１３をＣＰＵで構成せず、これらの機能要素をそれぞれ独立したハードウエア（電子回路）で構成できることは言うまでもない。
【００３６】
以下、電子制御回路１３の機能と動作を説明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号は、位相補償器２１で操舵系の安定を高めるために位相補償され、電流指令演算器２２に入力される。また、車速センサ１２で検出された車速も電流指令演算器２２に入力される。
【００３７】
電流指令演算器２２は、入力されたトルク信号と車速信号に基づいて所定の演算式によりモータ１０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉを決定する。
【００３８】
比較器２３、微分補償器２４、比例演算器２５及び積分演算器２６から構成される回路は、実際のモータ電流値ｉが電流指令値Ｉに一致するようにフイードバツク制御を行う回路である。
【００３９】
比例演算器２５では、電流指令値Ｉと実際のモータ電流値ｉとの差に比例した比例値が出力される。さらに比例演算器２５の出力信号はフイードバツク系の特性を改善するため積分演算器２６において積分され、差の積分値の比例値が出力される。
【００４０】
微分補償器２４では、電流指令演算器２２で演算された電流指令値Ｉに対する実際にモータに流れるモータ電流値ｉの応答速度を高めるため、電流指令値Ｉの微分値が出力される。
【００４１】
微分補償器２４から出力された電流指令値Ｉの微分値、比例演算器２５から出力された電流指令値と実際のモータ電流値との差に比例した比例値、及び積分演算器２６から出力された積分値は、加算器２７において加算演算され、演算結果である電流制御値Ｅ（モータ印加電圧を決定するＰＷＭ信号のデユーテイ比）がモータ駆動信号としてモータ駆動回路４１に出力される。
【００４２】
なお、モータ電流検出回路４２の故障の検出、及び検出結果に基づくフエールセーフ処理の構成と動作については、後で詳細に説明する。
【００４３】
図３にモータ駆動回路４１の構成の一例を示す。モータ駆動回路４１は加算器２７から入力された電流制御値をＰＷＭ信号と電流方向信号とに分離変換する変換部４４、ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 、及びそれ等のゲートを開閉駆動するＦＥＴゲート駆動回路４５等からなる。昇圧電源４６はＦＥＴ1 、ＦＥＴ2 のハイサイド側を駆動する電源である。
【００４４】
ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）は、Ｈブリツジ接続されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）スイツチング素子ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ2 のゲートを駆動する信号で、加算器２７において演算された電流制御値の絶対値によりＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄ（ＦＥＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦする時間比）が決定される。
【００４５】
なお、通常の走行状態においては、上記したとおり、デユーテイ比Ｄは演算された電流制御値Ｅに基づいて決定されるが、モータ電流検出回路４２の故障を検出するイグニッションキーをＯＮとした起動時には、故障検出のために予め設定された電流制御値Ｅ、即ちＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを、その時点のバッテリ電圧ＶBAに応じて調整するものとする。これについては、後で詳細に説明する。
【００４６】
電流方向信号は、モータに供給する電流の方向を指示する信号で、加算器２７において演算された電流制御値の符号（正負）により決定される信号である。
【００４７】
ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前記したＰＷＭ信号のデユーテイ比に基づいてゲートがＯＮ／ＯＦＦされるスイツチング素子であって、モータに流れる電流の大きさを制御するためのスイツチング素子である。また、ＦＥＴ3 とＦＥＴ4 は前記した電流方向信号に基づいてゲートがＯＮ或いはＯＦＦされる（一方がＯＮの時、他方はＯＦＦとなる）スイツチング素子で、モータに流れる電流の方向、即ちモータの回転方向を切り換えるスイツチング素子である。
【００４８】
ＦＥＴ3 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ1 、モータ１０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ1を経て流れ、モータ１０に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ4 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モータ１０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ2 を経て流れ、モータ１０に負方向の電流が流れる。
【００４９】
モータ電流検出手段を構成するモータ電流検出回路４２は、抵抗Ｒ1 の両端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検出し、また、抵抗Ｒ2 の両端における電圧降下に基づいて負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモータ電流値は比較器２３にフィードバックして入力される（図２参照）。
【００５０】
以上説明した電子制御回路は、操向ハンドルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あるいは低速の場合は電流指令値Ｉを大きく設定し、検出された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い場合は電流指令値Ｉを小さく設定するから、走行状態に応じた最適の操舵補助力を与えることができる。
【００５１】
次に、この発明によるモータ電流検出手段の故障の検出、及び検出結果に基づくフエールセーフ処理について説明する。
【００５２】
この発明では、モータ端子間に電圧を印加してもモータが実質的に回転しない状態で、モータ電流検出値ｉとモータ電流予測値ｉｓとを比較してモータ電流検出手段の故障検出を行なう。まず、モータが実質的に回転しない状態の設定と、その状態におけるモータ電流検出値ｉとモータ電流予測値ｉｓとについて説明する。
【００５３】
イグニツシヨンキー１１をＯＮとし、モータ端子間に電圧（以下、モータ電圧ということがある）Ｖを印加したとき、モータ電圧Ｖとモータに流れる電流ｉとの間には、以下の式（１）の関係がある。
【００５４】
Ｖ＝Ｌ・di／dt＋Ｒｉ＋ｋT ω・・・・・・・・・（１）
但し、Ｖ：モータ電圧（モータ端子間電圧）
ｋT ：モータの逆起電力定数
ω：モータの角速度
Ｌ：モータのインダクタンス
Ｒ：モータの端子間抵抗。
【００５５】
モータの機械的時定数Ｔm はモータの慣性モーメントＪをモータの粘性抵抗Ｂで割った値で、Ｔm ＝Ｊ／Ｂで表され、また、モータの電気的時定数Ｔe はモータのインダクタンスＬをモータの抵抗Ｒで割った値であり、Ｔe ＝Ｌ／Ｒで表される。
【００５６】
モータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe よりも大きい所定の時間Ｔを設定し（Ｔe ＜Ｔ＜＜Ｔm ）、初期状態から所定の時間Ｔだけモータに電圧Ｖを印加した場合の、モータ電流ｉとモータの角速度ωの過渡特性、及びモータ電流をサンプリングする時期を図４により説明する。
【００５７】
即ち、図４（ａ）は、モータ電圧Ｖと時間の関係を示すもので、モータには一定の電圧Ｖが所定の時間Ｔの間印加される。なお、バッテリ電圧ＶBAが何等かの理由で低下すると、モータ電流検出回路４２に所定の電流が流れず、誤ってモータ電流検出手段の故障と判定する可能性があるので、モータを駆動する直前のバッテリ電圧ＶBAを検出し、検出したバッテリ電圧ＶBAに応じてＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを調整し、バッテリ電圧ＶBAの高低に関係なくモータに一定の電圧Ｖが印加されるようにする。これについては、後で詳細に説明する。
【００５８】
また、図４（ｂ）はモータ電流と時間の関係を示すもので、モータに電圧Ｖが印加されるとモータ電流は比較的早い時期（時間Ｔe が経過するまで）に立上がり（Ｔe ＜Ｔ）、定常電流ｉが流れることを示している。なお、ｉs は後述するモータ電流の予測値を示している。
【００５９】
図４（ｃ）はモータの角速度ωと時間の関係を示すもので、モータに電圧Ｖが印加される時間Ｔの範囲では、モータの機械的時定数Ｔm が大きく、モータの角速度ωは殆ど零であること、即ち回転しないことを示している。更に、前記モータ電流の予測値ｉs をステアリング機構の静止摩擦トルクに対応した値以下になるようにモータ電圧Ｖを設定すれば、モータが回転しない条件を完全に達成することができる。
【００６０】
また、図４（ｄ）はモータ電流を検出するサンプリング時期を示すもので、モータに電圧Ｖを印加してモータ電流が立上がった後、時刻Ｔb1からサンプリングを開始することを示している。
【００６１】
上記したモータ電流ｉとモータの角速度ωの過渡特性によれば、モータに電圧Ｖを印加してモータ電流は立ち上がると、モータには定常電流ｉが流れ、且つこの時点ではモータは殆ど回転していないから、角速度ω及びモータ電流ｉの微分値は近似的に零である。
【００６２】
従って、前記式（１）は以下の式（２）で表すことができる。
【００６３】
Ｖ＝Ｒｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
従って、モータ電流の予測値ｉs は、モータ電圧Ｖをモータの内部抵抗Ｒで割った以下の式（３）で表すことができる。
【００６４】
ｉs ＝Ｖ／Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
式（３）から明らかなとおり、モータ電流の予測値ｉs にはモータの逆起電力ｋT ωや、回生電圧Ｌ・di／dtの項を含まないから、モータの逆起電力や回生電圧影響を受けることなくモータ電流の予測値ｉs を推定することができる。
【００６５】
先に説明したとおり、モータにはモータを駆動する直前のバッテリ電圧ＶBAを検出し、検出したバッテリ電圧ＶBAに応じてＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを調整してバッテリ電圧ＶBAの高低に関係なく一定の電圧Ｖが印加されるから、モータ電圧Ｖは、モータに供給されるＰＷＭ信号のデユーテイ比との間に以下の式（４）で示す関係がある。
【００６６】
Ｖ＝ＶBA・Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
但し、Ｖ：モータ電圧（モータ端子間電圧）
ＶBA：バツテリ電圧
Ｄ：ＰＷＭ信号のデユーテイ比。
【００６７】
従って、前記モータ電流の予測値ｉs を示す式（３）は、以下の式（５）で表すことができる。
【００６８】
ｉs ＝（ＶBA・Ｄ）／Ｒ・・・・・・・・・・・・（５）
モータ電流検出手段の故障の検出の詳細を説明する。モータ電流検出手段の故障には、実際にモータ電流検出手段が故障している場合のほか、以下のような場合がある。
【００６９】
第１は、何等かの原因でバッテリ電圧が突然に低下して所定の電圧値がモータに印加されず、モータ電流検出手段は正常であっても僅かのモータ電流しか検出されないため、誤ってモータ電流検出手段が故障していると判定してしまう場合。
【００７０】
第２は、モータの整流子とブラシとの接触面が酸化被膜で覆われてモータ電流が検出されないか或いは僅かのモータ電流しか検出されないため、誤ってモータ電流検出回路４２が故障していると判定してしまう場合。
【００７１】
第３は、モータと電流検出手段間の配線の酸化による抵抗の増加、配線コネクタの接点の酸化による抵抗の増加、モータの整流子とブラシとの接触位置のずれによる抵抗の増加などによりモータ電流が検出されないか或いは僅かのモータ電流しか検出されないため、誤ってモータ電流検出回路４２が故障していると判定してしまう場合。
【００７２】
第４は、バッテリからモータへ給電する回路にモータリレーが配置されているときは、リレー接点に酸化被膜が形成されたり、リレー接点に異物が付着した場合にモータ電流が検出されないか或いは僅かのモータ電流しか検出されないため、誤ってモータ電流検出回路４２が故障していると判定してしまう場合。
【００７３】
そこで、この発明では、モータ電流検出手段の故障の検出を正確に行なうため、以下の対策を講じた。
【００７４】
対策の第１は、所定の電圧Ｖ（平均値）が安定してモータに印加されるようにしたことである。このために、モータの駆動の直前のバッテリ電圧ＶBAを検出し、検出されたバッテリ電圧ＶBAに応じてモータ駆動回路のＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを調整（バッテリ電圧が低下したときはデューテイ比Ｄを高める）して、バッテリ電圧ＶBAの高低に関係なく所定の電圧Ｖ（平均値）が安定して印加されるようにした。デューテイ比Ｄの調整は、複数回のモータ電流検出手段の故障判定を行うときは、その都度行なうものとする。
【００７５】
対策の第２は、モータ電流検出手段の故障の判定を１回以上所定の回数（ここでは３回）繰り返して実施し、その間に故障無しと判定されたときは故障診断を終了し、故障診断を所定の回数（ここでは３回）繰り返して実施しても故障発生と判定されたときは、故障の発生を確定し、故障発生時の処理（フェールセーフ処理）を行い、故障診断を終了するようにしたことである。
【００７６】
まず、故障判定に不可欠な、モータへの一定電圧Ｖ（平均値）の安定供給について説明する。図５は、バッテリ電圧ＶBAと、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄ、及びモータ電圧Ｖ（平均値）の関係を説明する図で、検出されたバッテリ電圧ＶBAがＶBA1 のときはデューテイ比ＤをＤ1 に設定する。モータには電圧Ｖ（平均値）が印加される。また、バッテリ電圧ＶBAがＶBA2 のときは、デューテイ比ＤをＤ2 に設定する。この場合も、モータには電圧Ｖ（平均値）が印加される。
【００７７】
このように、検出されたバッテリ電圧ＶBAに応じてデューテイ比Ｄを調整することで、バッテリ電圧ＶBAの高低、変動に拘らずモータに所定の電圧Ｖ（平均値）を安定して供給することができる。
【００７８】
図２を参照して、モータ電流検出手段であるモータ電流検出回路４２の故障の判定、及び検出結果に基づくフエールセーフ処理の構成と動作について説明する。
【００７９】
故障検出処理は、後述するように所定のタイミングで繰り返し実行されるので、電子制御回路１３のＣＰＵ内部に設定される複数のタイマを使用してタイミングを管理する。
【００８０】
タイマＴＡは、故障検出処理の最長期間ＴＴを管理するとともに、酸化被膜の破壊、異物の除去処理（モータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理）の時期を管理するタイマである。
【００８１】
タイマＴＢは、繰り返し実行される故障検出周期Ｔexを計時するタイマである。故障検出周期Ｔexは、先に説明したモータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe と等しいかそれよりも大きい所定の周期Ｔex（Ｔe ≦Ｔex＜Ｔm ）に設定されているものとする。故障検出周期Ｔexは、第１周期と、これと異なる第２周期を設定し、最初は第１周期で故障検出を実行し、後述するリレー接点の酸化被膜の破壊、付着した異物を取り除く処理等を実行した後は第２周期で故障検出を実行するようにしてもよい（この実施の形態では、第１周期を２ｍｓ、第２周期を１０ｍｓに設定した）。
【００８２】
故障検出処理は、通常は上記したタイマＴＡで管理される最長期間ＴＴの範囲において故障なしと判定され或いは故障発生と確定されるが、万一この最長期間ＴＴの範囲において故障検出結果が確定されないときは故障検出処理を終了し、異常処理を実行するものとする。
【００８３】
タイマＴＣは、バッテリ電圧のサンプリングの開始及び終了時期の管理、モータ電圧の印加及び終了時期の管理、モータ電流のサンプリングの開始及び終了時期を管理するタイマである。
【００８４】
イグニツシヨンキー１１をＯＮにすると、モータリレー３４がＯＮとなり、バッテリ１４からモータ駆動回路４１を経てモータ１０に給電する給電回路が閉じる。タイマＴＡの計時が開始され、モータ電流検出回路４２の故障検出処理が開始される。イグニツシヨンキー１１のＯＮ信号がＩ．Ｇ．キーＯＮ検出器３１により検出され、検出信号は故障検出器３２に入力される。
【００８５】
故障検出処理は所定の故障検出周期Ｔexで１回以上複数回繰り返されるが、これについては後で説明することとし、ここでは１回の故障検出処理について説明する。
【００８６】
故障検出処理が開始されると、まず、タイマＴＣの管理の下、期間Ｔa1の間バツテリ電圧検出器３６によるバツテリ電圧ＶBAのサンプリングが行われ、サンプリングされたバッテリ電圧ＶBAはデユーテイ比調整器３８に入力される。期間Ｔa1は、前記した所定の故障検出周期Ｔexよりも短い期間に設定される。
【００８７】
なお、バツテリ電圧検出器３６によるバツテリ電圧ＶBA（電源電圧）のサンプリングにおいては、バツテリ電圧ＶBAが監視され、所定の許容作動範囲以外であることが検出された場合は故障検出処理を中止し、最初から故障検出処理を再開するものとする。
【００８８】
デユーテイ比調整器３８は、始動直後のモータ電流検出回路４２の故障検出のために予め設定されている電流制御値Ｅで決定されるＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄ（一定値）をバツテリ電圧ＶBAの高低に応じて調整し、調整されたデユーテイ比Ｄを出力する。調整されたＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄがモータ駆動回路４１に入力され、モータにはバツテリ電圧ＶBAの高低に関係なく一定の電圧Ｖが印加される（図４の（ａ）参照）。
【００８９】
なお、デユーテイ比調整器３８はタイマＴＡで管理される故障検出処理の期間だけ作動し、故障なしと判定されて走行状態に入るときは不作動となる。走行時には、加算器２７から出力された電流制御値Ｅがモータ駆動回路４１に入力され、電流制御値ＥでＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄが決定される。
【００９０】
タイマＴＣ管理の下、予め設定された所定時間Ｔe （Ｔe ＜Ｔ）だけ経過した時点Ｔb1からモータ電流値ｉのサンプリングが開始され、モータ電流検出回路４２により検出されたモータ電流値ｉがサンプル値として故障検出器３２に入力される。サンプリング開始時点を時間Ｔe だけ経過した時点Ｔb1としたのは、モータ電流が立ち上がり、安定したモータ電流を検出するためである。サンプリング終了時点は、モータに電圧Ｖの印加が終了する時点と同一時点とする。
【００９１】
故障検出手段を構成する故障検出器３２は、前記調整されたＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄ、並びにモータ端子間抵抗（モータ内部抵抗）Ｒを前記式（５）に代入してモータ電流の予測値ｉs を演算し、前記モータ電流検出回路４２によりサンプル値として検出されたモータ電流値ｉと比較する。比較の結果、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は、モータ電流検出回路４２が故障であると判定する。比較の結果、（ｉs−ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉに等しいか小さい場合は、モータ電流検出回路４２は正常であると判定する。以上で、１回の故障検出処理が終了する。
【００９２】
なお、モータ内部抵抗Ｒは、モータの温度により変動するからモータ電流の予測値ｉsも変動し、モータ電流検出回路の故障判定結果に影響する。そこでモータ温度を検出し、その検出結果に基づいて温度補償値ΔＲを決定し、モータ内部抵抗Ｒを補償するとよい。モータ内部抵抗Ｒの温度補償の手段は公知の手段によるものとする。
【００９３】
このほか、モータ電流の予測値ｉs は、予め実験により決定した特定の値（固定値）を使用することもできる。
【００９４】
以下、図６のタイミングチャートを参照して、周期Ｔexで１回以上複数回繰り返される故障検出処理と、そのタイミングについて説明する。
【００９５】
イグニツシヨンキー１１のＯＮが検出されると、故障検出処理の開始に先立って故障判定カウンタの計数値のリセット、タイマＴＡのリセットがなされ、また、タイマＴＢ、ＴＣのリセットがなされ、第１回の故障検出処理が開始される。
【００９６】
まず、期間Ｔa1の間、バッテリ電圧（電源電圧）のサンプリングが行なわれ、抽出されたバッテリ電圧ＶBAに応じてＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄが決定され、決定されたデューテイ比Ｄに基づいて決定されたモータ電圧（平均値）Ｖがモータ駆動回路に出力される。バッテリ電圧の高低に関係なくモータには所定の電圧Ｖ（平均値）が供給され、モータの駆動が開始され、モータにはモータ電流ｉが流れる（図４の（ａ）、（ｂ）参照）。
【００９７】
モータに電圧Ｖが印加された期間Ｔの範囲内である時点Ｔb1からモータ電流ｉのサンプリングが開始される（図４の（ｄ）参照）。サンプリングされたモータ電流値ｉはモータ電流検出回路４２により検出され、故障検出手段を構成する故障検出器３２に入力される。
【００９８】
故障検出器３２は、モータ電流の予測値ｉs を演算し（前記式（５）参照）、前記モータ電流検出回路４２によりサンプル値として検出されたモータ電流値ｉと比較する。
【００９９】
比較の結果、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉに等しいか小さい場合は、モータ電流検出回路４２は正常と判定されるから、モータ電流検出回路４２の故障検出処理を終了する。また、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は、モータ電流検出回路４２は故障であると判定される。
【０１００】
故障であると判定されたときは、タイマＴＢで計時されている故障検出処理の経過時間と故障検出周期Ｔexの１周期とを比較し、タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に達したとき或いは越えたときは故障判定カウンタの計数値に１を加算し、タイマＴＢ及びタイマＴＣを初期化し、第２回目の故障検出処理を開始する。タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に満たないときは、上記したバッテリ電圧のサンプリング、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄの決定及びモータ駆動に至る処理を再開する。即ち、タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に満たないときは、繰り返し故障検出を行なうのである。
【０１０１】
第２回目の故障検出処理が開始される。第２回目の故障検出処理は、第１回の故障検出処理と同じ処理を実行する。バッテリ電圧（電源電圧）のサンプリングを行い、抽出されたバッテリ電圧ＶBAに応じたＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを決定し、決定されたデューテイ比Ｄによりモータ駆動回路４１を駆動する。
【０１０２】
モータに所定の電圧Ｖが印加される期間は、第１回の故障検出処理の期間と同じで、モータに電圧Ｖが印加された期間内の時点Ｔb2からモータ電流ｉのサンプリングが開始される。サンプリングされたモータ電流値ｉはモータ電流検出回路４２により検出され、故障検出手段を構成する故障検出器３２に入力される。
【０１０３】
故障検出器３２は、モータ電流の予測値ｉs を演算し、前記モータ電流検出回路４２によりサンプル値として検出されたモータ電流値ｉと比較する。
【０１０４】
比較の結果、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉに等しいか小さい場合は、モータ電流検出回路４２は正常と判定されるから、モータ電流検出回路４２の故障検出処理を終了する。また、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は、モータ電流検出回路４２は故障であると判定される。
【０１０５】
故障であると判定されたときは、タイマＴＢで計時されている故障検出処理の経過時間と故障検出周期Ｔexの１周期とを比較し、タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に達したとき或いは越えたときは故障判定カウンタの計数値に１を加算し、カウンタ計数値を２とする。タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に満たないときは、上記したバッテリ電圧のサンプリング、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄの決定及びモータ駆動に至る処理を再開し、タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期となるまで繰り返し故障検出を行なう。
【０１０６】
以上で第２回の故障検出処理を終了するが、故障判定カウンタの計数値が２、即ち故障であるとの判定結果が２回連続したので（ここでは故障の判定結果が２回として説明したが、故障判定回数は２回に限られるものではなく、任意の回数を設定できる）、リレー接点の酸化被膜を破壊し、また付着した異物を取り除く処理（以下、酸化被膜の除去処理又はモータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理という）を行なう。この処理はモータリレーのＯＦＦ→ＯＮを繰返し行うことで達成でき、その繰返し回数は１回に限られるものではなく、任意の回数を行なうことができ、タイマＴＡで管理される期間Ｔttの間、実行されるものとする。上記した酸化被膜の除去処理については、後で図９を参照してその具体例を説明する。
【０１０７】
このリレーのＯＦＦ→ＯＮを行なう際、確実にリレーがＯＦＦされること、並びにリレーＯＦＦの後に確実にリレーがＯＮされることを保証するため、リレーＯＦＦ後、及びＯＮ後それぞれに所定の時間（実施の形態では１００ｍｓ。この時間は使用するリレーの性能により取り決める）を設ける。
【０１０８】
この後、第３回の故障検出処理を実行する。第３回の故障検出処理は第１回の故障検出処理と同様であるから詳細な説明は省略するが、バッテリ電圧のサンプリングを時点Ｔa3で実行し、時点Ｔb3からモータ電流ｉのサンプリングが開始される。故障検出器３２は、モータ電流の予測値ｉs を演算し（前記式（５）参照）、前記モータ電流検出回路４２によりサンプル値として検出されたモータ電流値ｉと比較する。
【０１０９】
比較の結果、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉに等しいか小さい場合は、モータ電流検出回路４２は正常と判定されるから、モータ電流検出回路４２の故障検出処理を終了する。また、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は、モータ電流検出回路４２は故障であると判定される。
【０１１０】
故障であると判定されたときは、タイマＴＢで計時されている故障検出処理の経過時間と故障検出周期Ｔexの１周期とを比較し、タイマＴＢによる経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に達したとき或いは越えたときは故障判定カウンタの計数値に１を加算し、カウンタ計数値を３とする。故障判定カウンタの計数値が３となったときはモータ電流検出回路４２の故障を確定し、フェールセーフ処理を実行する。即ち、フエールセーフ処理器３３を作動させ、モータリレー３４をＯＦＦとして接点３４ａを開き、モータ１０への給電を断ち、電動パワーステアリング装置を不作動とする。
【０１１１】
タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期に満たないときは、上記したバッテリ電圧のサンプリング、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄの決定及びモータ駆動に至る処理を再開し、タイマＴＢで計時されている経過時間が故障検出周期Ｔexの１周期となるまで繰り返し故障検出を行なう。
【０１１２】
なお、ここでは故障判定カウンタの計数値を３として説明したが、このカウンタの計数値（故障判定閾値）の上限は３に限られるものではなく、任意の値が設定可能である。
【０１１３】
図７は、故障検出処理を説明するフローチヤートである。まず、検出処理ルーチンの初期化、故障判定カウンタをリセットし、タイマＴＡのリセットと計時を開始する（ステツプＰ１）。タイマＴＢ及びタイマＴＣをリセットし、計時を開始する（ステツプＰ２）。バツテリ電圧値ＶBAを検出し（ステツプＰ３）、バツテリ電圧値ＶBAが許容作動範囲外か否かを判定し（ステツプＰ４）、許容作動範囲外の場合は処理を終了する。許容作動範囲内の場合は故障検出処理を継続する。
【０１１４】
ＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを調整する（ステツプＰ５）。デユーテイ比Ｄの調整によりモータには一定の電圧Ｖが印加される（ステツプＰ６）。タイマＴＣによる所定時間Ｔb1の計時終了（図４の（ｄ）参照）を待ち（ステツプＰ７）、モータ電流検出器４２からモータ電流のサンプル値ｉを読み込む（ステツプＰ８）。
【０１１５】
前記式（５）によりモータ電流の予測値ｉs を演算し（ステツプＰ９）、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きいか否かを判定する（ステツプＰ１０）。ステツプＰ１０の判定で否定的な場合は故障なしと判定して処理を終了する。また、ステツプＰ１０の判定で（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は故障発生と判定し、タイマＴＢの計時終了を判定、即ちタイマＴＢの計時結果と故障検出周期Ｔexの１周期を比較し（ステツプＰ１１）、タイマＴＢが計時終了のとき、即ちタイマＴＢの計時結果が故障検出周期Ｔexの１周期に達したときは、故障判定カウンタの計数値Ｎに１を加算する（ステツプＰ１２）。タイマＴＢが計時終了でないときは、ステツプＰ３に戻り、上記した故障検出処理を繰り返す。
【０１１６】
故障判定カウンタの計数値Ｎが１か否か（Ｎ＝１？）を調べ（ステツプＰ１３）、計数値Ｎが１でない場合は計数値Ｎが２か否か（Ｎ＝２？）を調べる（ステツプＰ１４）。
【０１１７】
ステツプＰ１３の判定で、計数値Ｎが１（Ｎ＝１）の場合はステツプＰ２に戻り、上記したタイマＴＭ及びタイマＴＢ及びタイマＴＣのリセットと故障検出処理を繰り返す。
【０１１８】
ステツプＰ１４の判定で、計数値Ｎが２（Ｎ＝２）の場合は、モータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理を行う期間を管理するタイマＴＡで決定される所定の期間Ｔttの間、リレー接点の酸化被膜の除去処理を実行し（ステツプＰ１５）、ステツプＰ２に戻り、タイマＴＢ及びタイマＴＣのリセットと故障検出処理を繰り返す。
【０１１９】
ステツプＰ１４の判定で、計数値Ｎが２でない場合は、計数値Ｎは３（Ｎ＝３）を意味するから、モータ電流検出器４２の故障を確定し、フェールセーフ処理を実行し（ステツプＰ１６）、故障検出処理を終了する。
【０１２０】
以上説明した処理では、酸化被膜の除去処理は、故障判定カウンタの計数値Ｎが２（Ｎ＝２）の場合に実行し、モータ電流検出器の故障の確定処理は故障判定カウンタの計数値Ｎが３（Ｎ＝３）の場合に実行している例で説明した。
【０１２１】
しかし、酸化被膜の除去処理は故障判定カウンタの計数値Ｎが２の場合に実行することに限られるものではなく、３又はそれ以上であってもよく、また２未満であってもよく、任意の回数を設定することができる。また、モータ電流検出器の故障の確定処理は故障判定カウンタの計数値Ｎが３の場合に実行することに限られるものではなく、４又はそれ以上であってもよくまた、３未満であってもよく、任意の回数を設定することができる。図６のタイミングチャートでは、酸化被膜の除去処理は故障判定カウンタの計数値Ｎが２の場合に実行し、その後、故障判定をｎ回（故障判定カウンタの計数値Ｎ＝ｎ）繰り返しており、その後、モータ電流検出器の故障の確定処理をする例を示している。
【０１２２】
さらに、酸化被膜の除去処理は、故障検出処理の後に実行することに限られるものではなく、故障検出処理の前に実行してもよい。
【０１２３】
図８は、故障検出処理の第２の例を説明するフローチャートで、酸化被膜の除去処理を故障検出処理の前に実行する例である。
【０１２４】
まず、検出処理ルーチンの初期化、故障判定カウンタをリセットし、タイマＴＡのリセットと計時を開始する（ステツプＰ２１）。酸化被膜の除去処理を実行する期間を管理するタイマＴＡで決定される所定の期間Ｔttの間、リレー接点の酸化被膜の除去処理を実行し（ステツプＰ２２）、バツテリ電圧値ＶBAを検出する（ステツプＰ２３）。バツテリ電圧値ＶBAが許容作動範囲外か否かを判定し（ステツプＰ２４）、許容作動範囲外の場合は処理を終了し、許容作動範囲内の場合は故障検出処理を継続する。ＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを調整する（ステツプＰ２５）。デユーテイ比Ｄの調整によりモータには一定の電圧Ｖが印加される（ステツプＰ２６）。
【０１２５】
タイマＴＢ及びタイマＴＣをリセットして計時を開始する（ステツプＰ２７）。タイマＴＣによる所定時間Ｔb1の計時終了（図４の（ｄ）参照）を待ち（ステツプＰ２８）、モータ電流検出器４２からモータ電流のサンプル値ｉを読み込み（ステツプＰ２９）、前記式（５）によりモータ電流の予測値ｉs を演算し（ステツプＰ３０）、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きいか否かを判定する（ステツプＰ３１）。
【０１２６】
ステツプＰ３１の判定で否定的な場合は故障なしと判定して処理を終了する。また、ステツプＰ３１の判定で（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は故障発生と判定する。タイマＴＢの計時終了を判定、即ちタイマＴＢの計時結果と故障検出周期Ｔexの１周期を比較し（ステツプＰ３２）、タイマＴＢが計時終了のとき、即ちタイマＴＢの計時結果が故障検出周期Ｔexの１周期に達したときは、故障判定カウンタの計数値Ｎに１を加算する（ステツプＰ３３）。タイマＴＢが計時終了でないときは、ステツプＰ２２に戻り、ステツプＰ２３以下の処理を繰り返す。
【０１２７】
故障判定カウンタの計数値Ｎが、故障を確定する所定の繰り返し数Ｙに達したか或いは越えたか、即ち（Ｎ≧Ｙ？）を判定し（ステツプＰ３４）、（Ｎ≧Ｙ）の場合はモータ電流検出器４２の故障を確定し、フェールセーフ処理を実行し（ステツプＰ３５）、故障検出処理を終了する。ステツプＰ３４の判定で否定の場合は、ステツプＰ２３に戻り、ステツプＰ２３以下の処理を繰り返す。
【０１２８】
次に、図６のタイミングチャートにおいて、「モータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理」として示した酸化被膜の除去処理（リレー接点の酸化被膜の破壊、付着した異物を取り除く処理）の具体例を説明する。
【０１２９】
まず、リレーのＯＮ／ＯＦＦの実行は、通電していない状態で実行してもよく、また通電状態で実行してもよいものとする。通電状態でリレーのＯＮ／ＯＦＦを実行させる場合は、次のいずれかの通電／非通電状態で実行し、モータが回転してしまうような長時間にわたり連続通電することは避ける。
【０１３０】
ａ．非通電状態で実行するときは、リレー接点が機械的にカチカチと解放／接触するだけであり、機械的な接点の接触性が改善されるだけである。付着した異物の除去ができるが、酸化被膜の除去効果はあまり高くない。
【０１３１】
ｂ．通電状態で実行するときは、通電状態の下でリレー接点を解放／接触させる。以下の動作モードがあり、非通電状態で実行する場合よりも酸化被膜の除去効果が高い。
【０１３２】
リレーＯＮ→ＯＦＦ時のリレーの作動タイミングをｔoff 、リレーＯＦＦ→ＯＮ時の作動タイミングをｔonとすると、以下のような３つの実施例がある。
【０１３３】
(1) リレーＯＮ→ＯＦＦ時、及びリレーＯＦＦ→ＯＮ時、共に通電する。
【０１３４】
ＯＮ→ＯＦＦ時はｔoff ５ｍｓ前から通電し、５ｍｓ後に通電を遮断する。
【０１３５】
ＯＦＦ→ＯＮ時はｔon ５ｍｓ前から通電し、５ｍｓ後に通電を遮断する。
【０１３６】
図９のタイミングチャートは、図６のタイミングチャートの「モータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理」として示した部分を拡大したもので、上記(1) の実施例を示している。
【０１３７】
(2) リレーＯＮ→ＯＦＦ時のみ通電し、リレーＯＦＦ→ＯＮ時は通電しない。
【０１３８】
ＯＮ→ＯＦＦ時はｔoff ５ｍｓ前から通電し、５ｍｓ後に通電を遮断する。
【０１３９】
ＯＦＦ→ＯＮ時は通電しない。
【０１４０】
(3) リレーＯＮ→ＯＦＦ時は通電せず、リレーＯＦＦ→ＯＮ時のみ通電する。
【０１４１】
ＯＮ→ＯＦＦ時は通電しない。
【０１４２】
ＯＦＦ→ＯＮ時はｔon ５ｍｓ前から通電し、５ｍｓ後に通電を遮断する。
【０１４３】
上記したリレー通電期間として、ｔoff ５ｍｓ前から通電、５ｍｓ後に通電遮断、などとして示した通電期間は実施例として例示したものであり、通電期間はこれに限られるものではない。
【０１４４】
また、上記したリレーの通電期間やＯＮ／ＯＦＦの使用の態様は、制御装置の単位毎にそれぞれ決定してもよく、また、１つの制御装置で複数回実行されるリレーのＯＮ／ＯＦＦ制御のとき、適宜組み合わせて使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
車両の起動時に、操舵補助用のモータにモータが回転しない程度の僅かの電流を流し、モータ電流検出手段の故障を検出することができる電動パワーステアリング装置であって、バッテリ電圧の変動、モータの整流子との接触面やモータリレーの接点に生じる酸化被膜その他の原因によるモータ電流検出手段が故障であると誤った判定を未然に防止し、モータ電流検出手段の故障を正確に検出できる電動パワーステアリング装置である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図。
【図２】この発明の実施例の電子制御回路のブロツク図。
【図３】モータ駆動回路の構成の一例を示すブロツク図。
【図４】モータ電流ｉとモータの角速度ωの過渡特性、及びモータ電流ｉのサンプリング時期を説明する図。
【図５】バッテリ電圧ＶBA、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄ、及びモータ電圧Ｖ（平均値）の関係を説明する図。
【図６】繰り返し周期Ｔexで実行される故障検出処理のタイミングを説明するタイミングチャート。
【図７】故障検出処理を説明するフローチヤート。
【図８】故障検出処理の第２の例を説明するフローチヤート。
【図９】故障検出処理中に実行される酸化被膜の除去処理の実施例を説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１４７】
３  トルクセンサ
１０  モータ
１１  イグニツシヨンキー
１２  車速センサ
１３  電子制御回路
２１  位相補償器
２２  電流指令演算器
２３  比較器
２４  微分補償器
２５  比例演算器
２６  積分演算器
２７  加算器
３１  Ｉ．Ｇ．キーＯＮ検出器
３２  故障検出器
３３  フエールセーフ処理器
３４  モータリレー
３６  バツテリ電圧検出器
３８  デューテイ比調整器
４１  モータ駆動回路
４２  モータ電流検出回路
【図１】
2006211825.tif 000003
【図２】
2006211825.tif 000004
【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】
2006211825.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月31日(2006.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
図７は、故障検出処理の第１の例を説明するフローチヤートである。まず、検出処理ルーチンの初期化、故障判定カウンタをリセットし、タイマＴＡのリセットと計時を開始する（ステツプＰ１）。繰り返し周期を計時するタイマＴＢ及びタイマＴＣをリセットし、計時を開始する（ステツプＰ２）。バツテリ電圧値ＶBAを検出し（ステツプＰ３）、バツテリ電圧値ＶBAが許容作動範囲外の場合は処理を終了する。許容作動範囲内の場合は故障検出処理を継続する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
ＰＷＭ信号のデユーテイ比Ｄを調整する（ステツプＰ４）。デユーテイ比Ｄの調整によりモータには一定の電圧Ｖが印加される（ステツプＰ５）。タイマＴＭによる所定時間Ｔb1の計時終了（図４の（ｄ）参照）を待ち（ステツプＰ６）、モータ電流検出器４２からモータ電流のサンプル値ｉを読み込む（ステツプＰ７）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
前記式（５）によりモータ電流の予測値ｉs を演算し（ステツプＰ８）、（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きいか否かを判定する（ステツプＰ９）。ステツプＰ９の判定で否定的な場合は故障なしと判定して処理を終了し、通常処理へ移る。また、ステツプＰ９の判定で（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δｉよりも大きい場合は故障発生と判定し、故障判定カウンタの計数値Ｎに１を加算する（ステツプＰ１０）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
故障判定カウンタの計数値Ｎが３か否かを調べ（ステツプＰ１１）、計数値Ｎが３でない場合は計数値Ｎが２か否か（Ｎ＝２？）を調べる（ステツプＰ１２）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
ステツプＰ１２の判定で、計数値Ｎが２（Ｎ＝２）の場合は、モータリレーのＯＮ／ＯＦＦ処理を行う期間を管理するタイマＴＡで決定される所定の期間Ｔttの間、リレー接点の酸化被膜の除去処理を実行する（ステツプＰ１３）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
タイマＴＭ及びタイマＴＢ及びタイマＴＣの計時終了を待ち（ステツプＰ１４）、計時終了のときはステツプＰ２に戻り、上記したタイマＴＭ及びタイマＴＢ及びタイマＴＣのリセットと故障検出処理を繰り返す。ステツプＰ１２の判定で計数値Ｎが２でない場合はステツプＰ１４に移る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
ステツプＰ１１の判定で、計数値Ｎが３の場合は、モータ電流検出器４２の故障を確定し、フェールセーフ処理を実行し（ステツプＰ１５）、故障検出処理を終了する。