(57)【要約】【課題】製造コストを抑え、小型化が可能な電動パワーステアリング制御装置を提供すること、及び、モータの駆動状態にかかわらず、電流検出器がなくても、Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出することが可能な電動パワーステアリング制御装置を提供すること。【解決手段】Ｈブリッジ型に接続された第１及び第２のアームと、第１のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子と、第２のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子を有し、Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のいずれか１個のスイッチング素子のみをオンすることで、スイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を検出するスイッチング素子故障検出を行なう。【選択図】図５
2011057012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングの操舵機構に動力を与えて前記ステアリングの操舵力を補助するモータと、
ステアリングの操作により発生する操舵トルク及び車両の車速に基づき電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記電流指令値に基づきモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、
前記モータ制御信号に基づき前記モータに対して駆動電力を出力するモータ駆動回路と、を備え、
前記モータ駆動回路は、
Ｈブリッジ型に接続された第１及び第２のアームと、
前記第１のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子と、
前記第２のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子と、
前記第１のアームにおける第１及び第２のスイッチング素子の間の電圧、
並びに、前記第２のアームにおける第１及び第２のスイッチング素子の間の電圧を検出する電圧検出手段と、を有し、
前記モータ制御信号出力手段は、
前記Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のいずれか１個のスイッチング素子のみをオンした場合における前記電圧検出手段の検出電圧値に基づきオンした前記スイッチング素子のオープン故障、又は、同一アームに配置された残りのスイッチング素子のオン故障、の少なくともいずれか一方を検出するスイッチング素子故障検出手段を有し、
前記スイッチング素子故障検出手段によってスイッチング素子の故障が検出された場合に、前記モータに対する駆動電力の出力を制限することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子故障検出手段は、前記モータの駆動状態に関わらず一定周期毎にスイッチング素子の故障を検出す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制御装置。
【請求項３】
前記モータ駆動回路に流れる電流値を検出する電流検出器を有し、
前記モータ制御手段は、前記電流検出器が故障と判断された場合には、前記電流検出器の検出値に基づくフィードバック制御をオープンループ制御に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによってステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動パワーステアリング制御装置は、ステアリングに加えられた操舵トルクを検出し、この検出トルクに応じて定めたモータ駆動電流を直流モータ（以下、モータという）に供給し、モータから発生したモータトルクをアシスト力として操舵系に付与するものが知られている。このような電動パワーステアリング制御装置は、例えば、下記の特許文献１，２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、操舵トルク、車速等に基づいて演算した目標電流指令値とモータ電流検出器が検出した実電流値とを比較し、その差に基づいてモータ制御電圧を算出する（いわゆる電流フィードバック制御）電動パワーステアリング制御装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、モータの非駆動時におけるＦＥＴのオン故障を、モータの電圧から高精度で検出できる電動パワーステアリング制御装置が記載されている。特許文献２の電動パワーステアリング制御装置は、４個のＦＥＴからなるブリッジ回路がモータ駆動回路を構成するとともに、オン故障検出手段を備えている。オン故障検出手段は、ブリッジ回路の少なくとも２個のＦＥＴとそれぞれ並列に接続され、ＦＥＴのオン故障時の抵抗値に比べ十分大きな抵抗値を有する高抵抗と、ブリッジ回路の出力端子間に接続されたモータの電圧を検出する電圧検出手段とを有している。
【０００５】
ここで、図７を用いて一般的な電動パワーステアリング制御装置（以下、ＥＣＵという）の説明を行なう。ＥＣＵ３２３は、マイコン３４１、モータ駆動回路３４２及びモータ電流検出器３６０（詳細は、後述する）等から構成されている。モータを駆動するモータ駆動回路３４２は、スイッチング素子（以下、ＦＥＴという）３９１〜３９４をＨブリッジ接続して構成されている。すなわち、モータ駆動回路３４２は、一対のＦＥＴ（３９１，３９２又は３９３，３９４）を直列回路とし、その直列回路２組を互いに並列接続することにより構成されている。そして、各組の直列回路におけるＦＥＴ間の接続部Ｍ１，Ｍ２との間にモータ３２１を介装させている。
【０００６】
マイコン３４１は、電流指令値演算部３４５、加算器３７２、比例・積分補償器３７３、及びＦＥＴ駆動回路３５３を備え、電流フィードバック制御を行う。電流指令値演算部３４５は、操舵トルクτ、車速Ｖ等に基づいて目標電流指令値Ｉｑ＊を演算し、加算器３７２は、目標電流指令値Ｉｑ＊とモータ電流検出器３６０が検出した実電流値Ｉｑとを加算し、比例・積分補償器３７３は、その加算値を比例・積分補償してモータ制御電圧値Ｖｑ＊を生成する。ＦＥＴ駆動回路３５３は、公知のパルス幅変調制御（以下、ＰＷＭ制御という）によりモータ制御電圧値Ｖｑ＊からデューティ比を生成し、ＰＷＭ信号として、モータ駆動回路３４２に出力する。
【０００７】
モータ駆動回路３４２は、ＦＥＴ駆動回路３５３から出力されたデューティ比のＰＷＭ信号に基づいて各ＦＥＴをオンオフ制御（デューティ比制御）することにより、モータを所定の速度で正転又は逆転駆動し、操舵力にアシストトルクを付与するようにされている。
【０００８】
ここで、モータ電流検出器３６０について説明する。モータ電流検出器３６０はモータ電流を測定するシャント抵抗３６１と、シャント抵抗３６１の両端の電圧値を増幅する増幅器３７０と、増幅器３７０から出力されるアナログ信号であるモータ電流値をマイコン３４１に取り込むためにデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器３７１により構成されている。
【０００９】
モータ電流検出器３６０は電流フィードバック制御を構成するモータ電流値の検出を主目的とする（特許文献１）。また、モータ電流検出器３６０は、ＦＥＴ３９２及びＦＥＴ３９４のオン故障検出に使用される場合もある。ここで、ＦＥＴのオン故障とは、ＦＥＴのゲート信号がオフとなってもＦＥＴのドレイン、ソース間をオフにすることができず、オン状態を継続してしまう故障状態をいう。ＦＥＴがオン故障を起こすと相短絡が起こり、ＦＥＴに大電流が流れてＦＥＴを焼損させてしまう可能性がある。ＦＥＴが焼損してしまうと、アシストトルクを発生するモータが制御できなくなるため、操舵感が悪化するという問題がある。このような問題を解決して安定したアシストトルクを継続して発生させるために、例えば、特許文献２のようなオン故障検出方法が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−８１１１０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の電動パワーステアリング制御装置は、モータ電流検出器として、モータ電流を検出するシャント抵抗、増幅器及びＡ／Ｄ変換器を必要とするため、高価であるとともに小形化が困難であるという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング制御装置は、ＦＥＴのオン故障検出のためには、全てのＦＥＴのゲートにオフ信号を印加しなければならないので、モータの駆動時にはＦＥＴのオン故障検出ができないという問題がある。また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング制御装置では、ＦＥＴの故障として検出が重要なＦＥＴオープン故障を検出できないという問題もある。
【００１３】
上記問題を鑑みて提案される本発明は、製造コストを抑え、小型化が可能な電動パワーステアリング制御装置を提供すること、及び、モータの駆動状態にかかわらず、電流検出器がなくても、Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出することが可能な電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ステアリングの操舵機構に動力を与えて前記ステアリングの操舵力を補助するモータと、
ステアリングの操作により発生する操舵トルク及び車両の車速に基づき電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記電流指令値に基づきモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、
前記モータ制御信号に基づき前記モータに対して駆動電力を出力するモータ駆動回路と、を備え、
前記モータ駆動回路は、
Ｈブリッジ型に接続された第１及び第２のアームと、
前記第１のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子と、
前記第２のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子と、
前記第１のアームにおける第１及び第２のスイッチング素子の間の電圧、
並びに、前記第２のアームにおける第１及び第２のスイッチング素子の間の電圧を検出する電圧検出手段と、を有し、
前記モータ制御信号出力手段は、
前記Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のいずれか１個のスイッチング素子のみをオン制御した場合における前記電圧検出手段の検出電圧値に基づきオン制御した前記スイッチング素子のオープン故障、又は、同一アームに配置された残りのスイッチング素子のオン故障、の少なくともいずれか一方を検出するスイッチング素子故障検出手段を有し、
前記スイッチング素子故障検出手段によってスイッチング素子の故障が検出された場合に、前記モータに対する駆動電力の出力を制限することを、要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、電圧検出手段より検出される検出電圧値に基づき、第１または第２のアームに配置された第１及び第２のスイッチング素子のいずれか一方のスイッチング素子の１個のみをオン制御した場合には、オン制御したスイッチング素子のオープン故障を、他方のスイッチング素子のオン故障を検出することができる。その結果、最小限のスイッチング素子の動作で、スイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出できる。また、本発明は、モータを所要の回転速度で駆動するモータ制御信号を生成するのにモータ電流検出器を必要としない。そのため、本発明によれば、安価、小型で信頼性の高い電動パワーステアリング制御装置を構成できる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記スイッチング素子故障検出手段は、前記モータの駆動状態に関わらず一定周期毎にスイッチング素子の故障を検出することを、要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、モータが駆動状態または非動作状態に関わらず、スイッチング素子の故障を検出することができる。その結果、いつでもスイッチング素子の故障を検出することができるので、最短時間周期でスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出することができる。そのため、本発明によれば、電動パワーステアリング制御装置に対する信頼性の向上が期待できる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の発明において、
前記モータ駆動回路に流れる電流値を検出する電流検出器を有し、
前記モータ制御手段は、前記電流検出器が故障と判断された場合には、前記電流検出器の検出値に基づくフィードバック制御をオープンループ制御に切り替えることを、要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、電流検出器を備える従来の電動パワーステアリング制御装置は、電流検出器の検出値に基づきフィードバック制御及びスイッチング素子の故障検出を行なっていた。そのため、従来の電動パワーステアリング制御装置は、電流検出器が故障してしまうと、モータ駆動回路のスイッチング素子の故障検出ができなくなり、操舵を継続することが困難であった。これに対し、本発明の電動パワーステアリング制御装置は、電流検出器を用いずにスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出することができる。そのため、本発明の電動パワーステアリング制御装置は、電流検出器が故障と判断された場合であっても、電流検出器の検出値に基づくフィードバック制御をオープンループ制御に切り替えることで、操舵を継続することが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
電流検出器がなくても、Ｈブリッジ型に接続されたスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出できるようにしたので、安価、小型で信頼性の高い電動パワーステアリング制御装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図である。
【図３】Ｈブリッジ回路の構成図である。
【図４】ＦＥＴ故障検出部のブロック図である。
【図５】ＦＥＴ故障判定部のフローチャート図である。
【図６】第２の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図である。
【図７】従来のＥＰＳの制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）に具体化した本発明の第１の実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のＥＰＳ１において、ステアリング２が固定されたステアリングリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角が変更されるようになっている。
【００２３】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリングリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２２と、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ２３とを備えている。
【００２４】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２は、コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。尚、本実施形態では、モータ２１には、ブラシ付きの直流モータが用いられている。また、減速機構２４には、周知のウォーム＆ホイールが用いられている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２４により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２５】
一方、ＥＣＵ２３には、車速センサ２７及びトルクセンサ２８が接続されており、ＥＣＵ２３は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクτを検出する。尚、トルクセンサ２８はツインレゾルバ型のトルクセンサである。ＥＣＵ２３は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号Ｓａ、Ｓｂに基づいて操舵トルクτを演算する。また、ＥＣＵ２３は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。
【００２６】
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ２３は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン４１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１に駆動電力を供給するモータ駆動回路（Ｈブリッジ）４２とを備えて構成されている。
【００２７】
図３に示すように、モータ駆動回路４２は、２つのアーム８０，８１を並列接続してなるＨブリッジ型ＰＷＭインバータである。それぞれのアーム８０，８１は、直列に接続された一対のスイッチング素子（９１，９２または９３，９４）を有する。本実施形態では、スイッチング素子としてＦＥＴ９１〜９４が用いられる。ＦＥＴ９１，９３のドレイン側はバッテリ６０に接続され、ＦＥＴ９１のソース側はモータ２１の端子Ｍ１が、ＦＥＴ９３のソース側はモータ２１の端子Ｍ２が接続されている。
【００２８】
また、マイコン４１の出力するモータ制御信号は、モータ駆動回路４２を構成する各ＦＥＴ９１〜９４のオンデューティ比を規定する。各ＦＥＴ９１〜９４のゲート端子にモータ制御信号が印加されると、モータ制御信号に応答して、各ＦＥＴ９１〜９４がオン／オフする。これにより、モータ駆動回路４２はバッテリ６０の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ２１へと出力する。
【００２９】
尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン４１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン４１は、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００３０】
図２に示すように、マイコン４１は、操舵トルクτを演算する操舵トルク演算部４９と、モータ２１を制御する電流指令値を演算する電流指令値演算部４５（電流指令値演算手段）と、上記モータ駆動回路４２を制御するモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部４６（モータ制御信号出力手段）と、を備えている。
【００３１】
操舵トルク演算部４９は、レゾルバ２８の各出力信号Ｓａ、Ｓｂを入力信号として、操舵トルクτを演算する。
【００３２】
電流指令値演算部４５には、操舵トルク演算部４９にて演算された操舵トルクτと、車速Ｖが入力されるようになっている。そして、電流指令値演算部４５は、上記操舵トルクτと車速Ｖによって構成されるアシストマップから導出される目標電流指令値Ｉｑ＊をモータ制御信号出力部４６に出力する。
【００３３】
モータ制御信号出力部４６は、モータ駆動回路４２を構成するＦＥＴの故障を検出するＦＥＴ故障検出部５０（スイッチング素子故障検出手段）と、切替制御部５１と、モータモデル部５２と、ＦＥＴ駆動回路５３とを備えている。ここで、モータモデル部５２はモータを構成するパラメータであるインダクタンスＬｍ、巻線抵抗Ｒｍ、ラプラス演算子Ｓから構成される公知の演算式である。
【００３４】
次に、モータ制御信号出力部４６には、電流指令値演算部４５が出力する目標電流指令値Ｉｑ＊が入力されるとともに、Ｈブリッジを構成しているモータ駆動回路４２のＦＥＴの故障を検出するＦＥＴ故障検出部５０から出力されるＦＬＧ（ＦＥＴ故障判別フラグ：メモリ）の値が切替制御部５１に入力される。
【００３５】
図４に示すように、ＦＥＴ故障検出部５０は、Ｍ１電圧検出部６７、Ｍ２電圧検出部６８、及びＦＥＴ故障判定部６９で構成されている。Ｍ１電圧検出部６７は、上記モータ２１の端子Ｍ１に接続され、端子Ｍ１におけるＭ１電圧値を検出する。また、Ｍ２電圧検出部６８は、モータ２１の端子Ｍ２に接続され、端子Ｍ２におけるＭ２電圧値を検出する。そしてＭ１電圧検出部６７及びＭ２電圧検出部６８のそれぞれの検出電圧は、ＦＥＴ故障判定部６９に入力される。
【００３６】
（ＦＥＴ故障検出部）
ＦＥＴ故障判定部６９からは、モータ駆動回路４２を構成するＦＥＴ９１〜９４のオン故障又は、オープン故障を検出するためのＣＳ信号（ＦＥＴ故障チェック信号）が、ＦＥＴ駆動回路５３に出力される。ＦＥＴ駆動回路５３は、モータの駆動状態に関わらず一定周期毎に、モータ駆動回路４２を構成するＦＥＴ９１〜９４のいずれか１個のＦＥＴのみをオン制御、残りの３個をオフ制御し、上記Ｍ１電圧検出部６７から入力したＭ１電圧値及び上記Ｍ２電圧検出部６８から入力したＭ２電圧値を所定値と比較することで、ＦＥＴのオン故障又は、オープン故障を検出する。
【００３７】
具体的に、ＦＥＴ故障判定部６９が、モータ駆動回路４２を構成するＦＥＴ９１〜９４の４個のＦＥＴの故障を判定する判定方法を説明する。ここでは、図３に示す第１アームの上段ＦＥＴ９１をオン制御し、下段ＦＥＴ９２をオフ制御した場合を例にあげて説明する。この場合、ＦＥＴ９１、９２がともに正常であれば、上記Ｍ１電圧値は所定値α１以上となる。しかし、ＦＥＴ９１が正常であり、ＦＥＴ９２がオン故障した状態であれば、ＦＥＴ９１、９２がともにオン状態となるため、上記Ｍ１電圧値は所定値α１より小さな値となる。また、ＦＥＴ９１がオープン故障した状態であり、ＦＥＴ９２が正常であれば、ＦＥＴ９１、９２がともにオフ状態となるため、上記Ｍ１電圧値は所定値α１より小さな値となる。
【００３８】
これに対し、第１アームの上段ＦＥＴ９１をオフ制御し、下段ＦＥＴ９２をオン制御した場合、ＦＥＴ９１、９２がともに正常な場合であれば、上記Ｍ１電圧値はＧＮＤ値に近い値となる。また、ＦＥＴ９１が正常で、ＦＥＴ９２がオープン故障した場合であれば、上記Ｍ１電圧値は所定値α２より大きな値となる。さらに、ＦＥＴ９１がオン故障した状態であり、ＦＥＴ９２が正常であれば、上記Ｍ１電圧値は所定値α２より大きな値となる。ＦＥＴ故障判定部６９は上記記載のように、モータの駆動状態に関係なく、所定の周期でＦＥＴ９１〜９４を順次１個ずつオン制御していくことによって、ＦＥＴのオープン故障又は、オン故障を検出する。
【００３９】
次に、ＦＥＴ故障判定部６９における制御プロセスの詳細を、図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９１をオン制御、ＦＥＴ９２，９３，９４をオフ制御して（ステップＳ２００）、Ｍ１電圧値が所定値α１以上か否かを判定する（ステップＳ２０１）。Ｍ１電圧値が所定値α１以上の場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９２をオン制御するとともに、ＦＥＴ９１，９３，９４をオフ制御して（ステップＳ２０２）、Ｍ１電圧値が所定値α２以下か否かを判定する（ステップＳ２０３）。Ｍ１電圧値が所定値α２以下の場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９３をオン制御するとともに、ＦＥＴ９１，９２，９４をオフ制御して（ステップＳ２０４）、Ｍ２電圧値が所定値α１以上か否かを判定する（ステップＳ２０５）。Ｍ２電圧値が所定値α１以上の場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９４をオン制御するとともに、ＦＥＴ９１，９２，９３をオフ制御して（ステップＳ２０６）、Ｍ２電圧値が所定値α２以下か否かを判定する（ステップＳ２０７）。Ｍ２電圧値が所定値α２以下の場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＬＧに０を書き込み（ステップＳ２０８）、この処理を終わる。
【００４０】
一方、上記ステップＳ２０１で、Ｍ１電圧値が所定値α１より小さい場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９１がオープン故障またはＦＥＴ９２がオン故障であると判定し（ステップＳ２０９）、ＦＬＧに１を書き込み（ステップＳ２１０）、この処理を終わる。
【００４１】
また、上記ステップＳ２０３で、Ｍ１電圧値が所定値α２より大きい場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９２がオープン故障またはＦＥＴ９１がオン故障であると判定し（ステップＳ２１１）、ＦＬＧに１を書き込み（ステップＳ２１２）、この処理を終わる。
【００４２】
また、上記ステップＳ２０５で、Ｍ２電圧値が所定値α１より小さい場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９３がオープン故障またはＦＥＴ９４がオン故障であると判定し（ステップＳ２１３）、ＦＬＧに１を書き込み（ステップＳ２１４）、この処理を終わる。
【００４３】
さらに、上記ステップＳ２０７で、Ｍ２電圧値が所定値α２より大きい場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ＦＥＴ故障判定部６９は、ＦＥＴ９４がオープン故障またはＦＥＴ９３がオン故障であると判定し（ステップＳ２１５）、ＦＬＧに１を書き込み（ステップＳ２１６）、この処理を終わる。
【００４４】
図２に示すように、切替制御部５１は、接点Ｐを接点Ａ又は接点Ｂのいずれかに短絡させる切り替えスイッチＳＷ１を有する。接点Ｐは、電流指令演算部４２と接続され、接点Ａは、モータモデル部５２と接続されている。また接点Ｂは開放されている。
【００４５】
ＦＥＴ故障検出部５０から出力されるＦＬＧが０の場合、切替制御部５１は、モータ駆動回路４２のＦＥＴが全て正常であると判断し、切り替えスイッチＳＷ１を接点Ａ側に切り替える。これにより、切替制御部５１における接点Ｐ、Ａが短絡し、切替制御部５１は、目標電流指令値Ｉｑ＊をモータモデル部５２に出力する。これに対し、ＦＥＴ故障検出部５０から出力されるＦＬＧが１の場合、切替制御部５１は、モータ駆動回路４２のＦＥＴが、オン故障またはオープン故障していると判断し、切り替えスイッチＳＷ１を接点Ｂ側に切り替える。これにより、切替制御部５１における接点Ｐ、Ｂが短絡し、目標電流指令値Ｉｑ＊がモータモデル部５２に出力されない。
【００４６】
モータモデル部５２は、目標電流指令値Ｉｑ＊とモータモデル部５２のパラメータとに基づき目標電圧指令値Ｖｑ＊を演算する。演算された目標電圧指令値Ｖｑ＊はＦＥＴ駆動回路５３に入力される。
【００４７】
ＦＥＴ駆動回路５３は、目標電圧指令値Ｖｑ＊に基づきＰＷＭ制御のデューティ比を生成し、ＦＥＴ駆動回路４２に出力する。なお、切替制御部５１の、切り替えスイッチＳＷ１が接点Ｂ側に切り替えられると、モータモデル部５２には、目標電流指令値Ｉｑ＊が入力されないので、モータモデル部５２において目標電圧指令値Ｖｑ＊が演算されず、ＦＥＴ駆動回路５３においてもＰＷＭ制御のデューティ比が生成されない。その結果、モータ駆動回路の全ＦＥＴ９１〜９４のゲート信号がオフ状態になりモータ２１は停止する。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
１）Ｈブリッジ型モータ駆動回路４２を構成している、４個のＦＥＴのオン故障又はオープン故障を検出するにあたって、第１アーム８０のＦＥＴ９１，９２の中間点電圧Ｍ１と、第２アーム８１のＦＥＴ９３，９４の中間点電圧Ｍ２との電圧値を検出する。次に、第１アーム８０に配置された第１のＦＥＴ９１のみをオン制御し、他の３個のＦＥＴ９２，９３，９４をオフ制御する。そして、中間点電圧Ｍ１を所定値と比較することにより、ＦＥＴ９１のオープン故障又はＦＥＴ９２のオン故障が検出できる。この方法を４個のＦＥＴに順次繰り返すことにより、全ての故障診断を確実に行なうことができる。また、本発明は、モータを所要の回転速度で駆動するモータ制御信号を生成するのにモータ電流検出器を必要としない。そのため、本発明によれば、安価、小型で信頼性の高い電動パワーステアリング制御装置を構成できる。
２）Ｈブリッジ型モータ駆動回路４２を構成している、４個のＦＥＴのオン故障又はオープン故障を、１個のＦＥＴのみをオン制御し、残りの３個のＦＥＴをオフ制御することで検出できるようにした。その結果、モータが駆動状態または非動作状態に関わらず、いつでもスイッチング素子の故障を検出することができるので、最短時間周期でスイッチング素子のオン故障又はオープン故障の少なくともいずれか一方を確実に検出することができる。そのため、本発明によれば、電動パワーステアリング制御装置に対する信頼性の向上が期待できる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態のモータ制御信号出力部１４６には、上記第１の実施形態のモータ制御信号出力部４６に対して、電流検出器１００、電流検出器故障検出部１０１、切替制御部１０２、加算器１０４及び比例・積分補償器１０３を含む電流フィードバック制御部が追加されている。
【００５０】
切替制御部１０２は、接点Ｐを接点Ｃ、接点Ｂ又は接点Ａのいずれかに短絡させる切り替えスイッチＳＷ２を有する。接点Ｐは、電流指令演算部４２と接続され、接点Ｃは、加算器１０４に、接点Ａは、モータモデル部５２と接続されている。また接点Ｂは開放されている。
【００５１】
次に、電流検出器１００が故障した場合についての処理を説明する。電流検出器１００は、図７で示した従来技術の電流検出器３６０と同じ構成となっている。電流検出器故障検出部１０１も公知技術であり、例えば電流指令値Ｉｑ＊に対して実電流値Ｉｑが所定値以上または所定値以下の場合、電流検出器故障と判断する方法が一般的である。電流検出器故障検出部１０１により、電流検出器故障が検出された場合には、電流検出器故障信号（ＳＳ）が切替制御部１０２に入力され、切替制御部１０２は、切り替えスイッチＳＷ２を接点Ｐ、接点Ｃの短絡から、接点Ｐ、接点Ａの短絡に切り替えて、オープンループ制御を実施する。
【００５２】
詳述すると、電流検出器故障検出部１０１及びＦＥＴ故障検出部５０から異常が検出されない場合には、切替制御部１０２は、切り替えスイッチＳＷ２を接点Ｃ側に切り替え、接点Ｐ、Ｃを短絡し、目標電流指令値Ｉｑ＊を加算器１０４に入力する。また、モータ駆動回路４２に流れるモータ電流値Ｉｍは、電流検出器１００によって実電流値Ｉｑとして、加算器１０４に入力される。加算器１０４は上記目標電流指令値Ｉｑ＊と実電流値Ｉｑの値を加算して、比例・積分補償器１０３で比例・積分補償されモータ制御電圧値Ｖｑ＊を生成して、ＦＥＴ駆動回路５３に出力される。ＦＥＴ駆動回路５３からはモータ制御信号がモータ駆動回路４２に出力され、モータ２１を駆動する。
【００５３】
次に、上記電流検出器故障検出部１０１が電流検出器１００の異常を検出した場合には、電流検出器故障検出信号ＳＳが切替制御部１０２に出力される。電流検出器故障検出信号ＳＳを検出すると、切替制御部１０２は切り替えスイッチＳＷ２を接点Ａ側に切り替え、接点Ｐ、Ａを短絡し、第１実施事例のモータ制御信号出力部４６と同一の機能を実施する。
【００５４】
また、上記ＦＥＴ故障検出部５０がモータ駆動回路４２のＦＥＴのオン故障又は、オープン故障を検出した場合には、ＦＥＴ故障検出フラグ（ＦＬＧ）が１となり、切替制御部１０２に出力される。ＦＥＴ故障を検出すると、切替制御部１０２は切り替えスイッチＳＷ２を接点Ｂ側に切り替え、接点Ｐ、Ｂを短絡し、目標電流指令値Ｉｑ＊をモータモデル部５２に出力しない。その結果、ＰＷＭ制御のデューティ比がＦＥＴ駆動回路４２に出力されず、モータ駆動回路の全ＦＥＴのゲート信号がオフとなりモータ２１は停止する。
【００５５】
以上、本実施形態の構成によれば、上記第１の実施形態の構成により得られる作用・効果に加え、次のような作用・効果を得ることができる。
３）電流検出器を使用しなくてもスイッチング素子のオン故障又はオープン故障を確実に検出できるようにした。その結果、電流検出器が故障と判断された場合には、電流検出器の検出値に基づくフィードバック制御をオープンループ制御に切り替えることで操舵を継続することができる。
【００５６】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、スイッチング素子故障検出手段によってスイッチング素子の故障が検出された場合に、モータに対する駆動電力の出力を制限することとしたが、出力を漸減してもよいし、即、停止してもよい。
【００５７】
・本実施形態では、ＦＥＴ故障判定時、ＦＥＴ９１〜９４の順にオン制御を実施したが、オン制御するＦＥＴの順番は、この順番に限ったことではなく、どのような順番にオン制御してもよい。
【００５８】
・本実施形態では、操舵トルク検出をレゾルバで構成したが、ホールセンサや歪みセンサを使用するようにしてもよい。
【００５９】
・本実施形態では、本発明をコラムアシストＥＰＳに具体化したが、本発明をラックアシストＥＰＳやピニオンアシストＥＰＳに適用してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１：電動パワーステアリング装置、２：ステアリング、３：ステアリングシャフト、
１２：転舵輪、２１：モータ、２２：ＥＰＳアクチュエータ、２３：ＥＣＵ、
２７：車速センサ、２８：トルクセンサ（レゾルバ式）、４１：マイコン、
４２：モータ駆動回路（Ｈブリッジ）、４５：電流指令値演算部、
４６：モータ制御信号出力部、４９：操舵トルク検出部、５０：ＦＥＴ故障検出部、５１：切替制御部、５２：モータモデル部、５３：ＦＥＴ駆動回路、
６０：バッテリ、６７：Ｍ１電圧検出部、６８：Ｍ２電圧検出部、
６９：ＦＥＴ故障判定部、９１，９２，９３，９４：ＦＥＴ（スイッチング素子）、
１０１：電流検出器故障検出部、１０３：比例・積分補償器
３６０：電流検出器、３６１：シャント抵抗、３７０：増幅器、
３７１：Ａ／Ｄ変換器、
τ：操舵トルク、Ｖ：車速、Ｉｑ＊：目標電流指令値、Ｉｑ：実電流値、
Ｖｑ＊：目標電圧指令値。
【図１】
2011057012.tif 000003
【図２】
2011057012.tif 000004
【図３】
2011057012.tif 000005
【図４】
2011057012.tif 000006
【図５】
2011057012.tif 000007
【図６】
2011057012.tif 000008
【図７】
2011057012.tif 000009