(57)【要約】【課題】マイクロコンピュータが故障した場合においても、操舵トルクに応じた補助操舵力を、簡易・小型かつ信頼性の高い構成で、ステアリング系に付与することを可能とする電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】第１電動機駆動信号（ＰＷＭ信号ＭＣＵ）を発生するフィードバック制御の第１電動機駆動信号発生手段（例えばマイクロコンピュータ１０２）に故障が生じた場合には、第２電動機駆動信号発生手段（例えば、ディスクリート部品によって構成されるＰＷＭ信号発生部６６）による操舵トルク信号ＶＴ３の直接変換によって発生した第２電動機駆動信号（ＰＷＭ信号ＴＳ）に基づいて電動機３６を駆動する。【選択図】図２
2012224298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング系に補助操舵力を付加する電動機と、
前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵トルクセンサが検出したトルクに基づいて操舵トルク信号を発生するトルクセンサ回路と、
前記操舵トルク信号に基づいて第１電動機駆動信号を発生する第１電動機駆動信号発生手段と、
前記第１電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、
を備える電動パワーステアリング装置において、
さらに、前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に直接変換する第２電動機駆動信号発生手段、を備え、
前記電動機駆動手段は、前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が生じた場合には、前記第２電動機駆動信号発生手段によって発生した前記第２電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動する
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】
請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２電動機駆動信号発生手段は、
前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に、前記電動機に通電する目標電流を介することなく直接変換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３】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１電動機駆動信号発生手段は、
前記操舵トルク信号に基づき前記電動機駆動手段を通じて前記電動機をフィードバック制御駆動するための第１電動機駆動信号を発生するものであり、
前記第２電動機駆動信号発生手段は、
前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化させ、前記電動機駆動手段を通じて前記電動機をフィードフォワード駆動する第２電動機駆動信号を発生する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１電動機駆動信号発生手段は、マイクロコンピュータを含んで構成され、
前記第２電動機駆動信号発生手段は、マイクロコンピュータを含まない回路素子で構成される
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１電動機駆動信号発生手段及び前記第２電動機駆動信号発生手段は、それぞれ第１マイクロコンピュータ及び第２マイクロコンピュータにより構成され、
前記第２マイクロコンピュータのデータ処理単位ビット数が、前記第１マイクロコンータのデータ処理単位ビット数より小さい
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１電動機駆動信号発生手段は、前記操舵トルク信号の他、車速信号に基づいて前記第１電動機駆動信号を発生するものであり、
前記第２電動機駆動信号発生手段は、前記操舵トルク信号のみに基づいて前記第２電動機駆動信号を発生するものである
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサ回路は、トルクセンサ回路を複数備え、前記複数のトルクセンサ回路中、１回路のトルクセンサ回路が故障したときには、残りのトルクセンサ回路を用いる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が発生する以前から前記第２電動機駆動信号発生手段が作動状態とされ、
前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が発生した場合には、前記第２電動機駆動信号発生手段によって発生している前記第２電動機駆動信号に瞬時に切り替えられるようにした
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１及び第２電動機駆動信号は、それぞれ、ＰＷＭ信号である
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサは、透磁率が増減することを利用して前記ステアリング系の操舵トルクを検出する磁歪式のトルクセンサである
ことを特徴とする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、操向ハンドル（ステアリングホイール）等の操作部材による車両の操舵時に、電動機の動力を操舵系（ステアリング系）に補助操舵力（操舵アシスト力）として伝え、運転者による操向ハンドル等の操作部材の操作負担を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、操向ハンドルの軽い操舵力で車両を旋回できるように、操向ハンドルによる操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、検出した操舵トルクに応じた補助操舵力を電動機により発生させる電動パワーステアリング装置が広汎に適用されている。
【０００３】
図１７は、マイクロコンピュータ１００８によりＰＷＭ信号を発生する公知の電動パワーステアリング装置１０００の通常の構成を示している。
【０００４】
この電動パワーステアリング装置１０００は、ステアリング系に補助操舵力を付加する電動機１００２と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１００４と、車速を検出する車速センサ１００６と、操舵トルクセンサ１００４からの操舵トルク信号Ｔｓと車速センサ１００６からの車速信号Ｖｓとに基づいて電動機制御信号ＶｏであるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号を発生するマイクロコンピュータ１００８と、電動機制御信号Ｖｏに基づいて電動機１００２を駆動する電動機駆動手段１０１０と、電動機１００２に流れる電動機電流Ｉｍを検出する電流センサ（電動機電流検出手段）１０１２と、を備えている。
【０００５】
マイクロコンピュータ１００８は、データ処理単位ビット数が１６ｂｉｔ以上のものが採用されており、操舵トルク信号Ｔｓと車速信号Ｖｓとに基づいて電動機電流Ｉｍの目標値に対応した目標電流信号Ｉｍｓを決定する目標電流設定手段１０１４と、目標電流信号Ｉｍｓと電流センサ１０１２からの電動機電流信号Ｉｍｏとの偏差を演算して偏差信号ΔＩを出力する偏差演算手段１０１６と、偏差信号ΔＩに、例えば比例（Ｐ）、積分（Ｉ）及び微分（Ｄ）補償を施すＰＩＤ補償手段１０１８と、このＰＩＤ補償手段１０１８からの出力信号Ｉｐｉｄに基づいてＰＷＭ信号である電動機制御信号Ｖｏを発生するＰＷＭ信号発生手段１０２０と、を備えている。マイクロコンピュータ１００８は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、メモリ手段及び処理手段等により構成されている。
【０００６】
目標電流設定手段１０１４はＲＯＭ等のメモリを備え、車速信号Ｖｓをパラメータとした操舵トルク信号Ｔｓと目標電流信号Ｉｍｓの対応データを記憶しており、操舵トルクセンサ１００４からの操舵トルク信号Ｔｓ及び車速センサ１００６からの車速信号Ｖｓに基づいて対応する目標電流信号Ｉｍｓを読み出し、偏差演算手段１０１６に出力する。
【０００７】
偏差演算手段１０１６は減算機能を備え、目標電流信号Ｉｍｓと電流センサ１０１２からのモータ電流（電動機電流信号）Ｉｍｏとの偏差である偏差信号ΔＩを演算し、ＰＩＤ補償手段１０１８に出力する。
【０００８】
ＰＩＤ補償手段１０１８は、比例要素（Ｐ）と積分要素（Ｉ）と微分要素（Ｄ）とから成り、偏差信号ΔＩに比例、積分及び微分補償を施して出力する。
【０００９】
ＰＷＭ信号発生手段１０２０は、ＰＩＤ補償手段１０１８からの出力信号Ｉｐｉｄに基づいたＰＷＭ信号である電動機制御信号Ｖｏを発生する。ＰＷＭ信号発生手段１０２０は、電動機駆動手段１０１０をＰＷＭ制御して偏差信号ΔＩを速やかに０に収束させるような電動機制御信号Ｖｏを電動機駆動手段１０１０に出力する。
【００１０】
電動機駆動手段１０１０は、電動機制御信号Ｖｏに基づいて電動機１００２を駆動し、電動機１００２を電動機駆動電圧ＶｍでＰＷＭ制御する。電動機駆動手段１０１０は、例えばパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、ＰＷＭ信号発生手段１０２０から提供されるＰＷＭ信号からなる電動機制御信号ＶｏでパワーＦＥＴを駆動制御することにより、電動機１００２に供給する電動機駆動電圧Ｖｍに基づいて電動機電流Ｉｍの大きさと方向が設定される。
【００１１】
電流センサ１０１２は差動増幅器等で構成され、電動機１００２と直列に接続された電流検知素子（例えば、抵抗器）を流れる電動機電流Ｉｍの電圧降下を差動増幅し、目標電流信号Ｉｍｓに対応する信号レベルに変換して電動機電流信号Ｉｍｏとして偏差演算手段１０１６に出力する。
【００１２】
この場合、電流センサ１０１２は電流検知素子で検出した電動機電流Ｉｍを電動機電流信号Ｉｍｏに変換してマイクロコンピュータ１００８にフィードバックし、これによりモータ電流制御系の帰還路（フィードバック路：閉ループ）が形成される。
【００１３】
このように従来技術に係る電動パワーステアリング装置１０００は、データ処理単位ビット数が１６ビット以上のマイクロコンピュータ１００８で構成されているので、高度なフィードバック制御、操舵トルクセンサ１００４・車速センサ１００６・電流センサなどのセンサや電動機１００２及び電動機駆動手段１０１０などの正確な故障診断、及び速やかなフェールセーフ処理等が可能である。
【００１４】
また、電源回路（図示せず）によるマイクロコンピュータ１００８のウォッチドッグタイマ監視や、マイクロコンピュータ１００８とは別のマイクロコンピュータ（図示せず）を設けて故障診断機能によりマイクロコンピュータ１００８の故障を検出している。
【００１５】
ところで、別のマイクロコンピュータの故障診断機能により万が一、マイクロコンピュータ１００８の故障を検出した際には、上述のフェールセーフ処理により、マイクロコンピュータ１００８が発生するＰＷＭ信号である電動機制御信号Ｖｏを停止するとともに、図示しないフェールセーフリレー及びパワーリレーを遮断して不要なモータ動力がステアリング系に伝わることが無いように切離していた。
【００１６】
しかし、マイクロコンピュータ１００８が故障した際に、電動パワーステアリング装置が全く作動しなくなると、故障した電動パワーステアリング装置を搭載した車両の運転者等のユーザは、例えば、ディーラー等まで当該故障した電動パワーステアリング装置を搭載した車両を運転する必要が生じる場合があり、たとえ、一時的であるといえども、運転者等のユーザに酷な状況を強いる可能性がある。
【００１７】
特許文献１には、マイクロコンピュータを用いた第１モータ駆動手段と、マイクロコンピュータを用いない非常用の第２モータ駆動手段（冗長系）と、電動機に前記第１及び第２のモータ駆動手段の出力を切り替えて供給するパワーリレーと、を備えた冗長系を有する操舵装置が提案されている。
【００１８】
この特許文献１に記載された操舵装置では、第１モータ駆動手段のマイクロコンピュータが故障した場合には、前記パワーリレーを切り替え、かつ非常用の第２モータ駆動手段を作動させて前記電動機を駆動することで、ステアリング系に電動機から補助操舵力を付与するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００９−６７０７７号公報（［００６１］−［００６４］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献１に係る非常用の第２モータ駆動手段は、操向ハンドルの回転方向のみを検出し、検出した回転方向に対応する極性の直流電圧（バッテリ電圧）を、電動機に印加して補助操舵力を与えるという構成であるので、性能が著しく低く、改善の余地がある。しかも、直流電圧の極性の変更について、操舵の度に大電流を切り替えるための新たな大容量のパワーリレーが必要となり、冗長系の電動パワーステアリング装置を搭載する容積が大きくなるという問題もある。
【００２１】
この発明は、上述の課題を考慮してなされたものであり、主系の第１電動機駆動信号発生手段が故障した場合においても、操舵トルクに応じた補助操舵力を、簡易・小型かつ信頼性の高い構成で、ステアリング系に付与することを可能とする電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助操舵力を付加する電動機と、前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサが検出したトルクに基づいて操舵トルク信号を発生するトルクセンサ回路と、前記操舵トルク信号に基づいて第１電動機駆動信号を発生する第１電動機駆動信号発生手段と、前記第１電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備える電動パワーステアリング装置において、以下の特徴（１）〜（８）を備える。
【００２３】
（１）さらに、前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に直接変換する第２電動機駆動信号発生手段、を備え、前記電動機駆動手段は、前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が生じた場合には、前記第２電動機駆動信号発生手段によって発生した前記第２電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、電動機駆動手段は、主系の第１電動機駆動信号発生手段に故障が生じた場合には、トルクセンサ回路にて発生された操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に直接変換する冗長系の第２電動機駆動信号発生手段によって発生した前記第２電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動するように構成したので、主系の第１電動機駆動信号発生手段が故障した場合においても、構成が簡易な冗長系の第２電動機駆動信号発生手段を用いることで、操舵トルクに応じた補助操舵力を、簡易・小型かつ信頼性の高い構成（故障の少ない構成）で、ステアリング系に付与することができる。
【００２５】
（２）上記の特徴（１）を備える電動パワーステアリング装置において、前記第２電動機駆動信号発生手段は、前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に、前記電動機に通電する目標電流を介することなく直接変換することを特徴とする。
【００２６】
第２電動機駆動信号発生手段は、操舵トルク信号の大きさに基づく目標電流を算出しないで第２電動機駆動信号を発生するようにしたので、第２電動機駆動信号発生手段の構成を簡易にでき、結果、故障率が少なく信頼性を高くできる。
【００２７】
（３）上記の特徴（２）を備える電動パワーステアリング装置において、前記第１電動機駆動信号発生手段は、前記操舵トルク信号に基づき前記電動機駆動手段を通じて前記電動機をフィードバック制御駆動するための第１電動機駆動信号を発生するものであり、前記第２電動機駆動信号発生手段は、前記トルクセンサ回路にて発生された前記操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化させ、前記電動機駆動手段を通じて前記電動機をフィードフォワード駆動する第２電動機駆動信号を発生することを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、電動機駆動手段は、フィードバック制御を行う第１電動機駆動信号発生手段に故障が生じた場合には、フィードフォワード駆動を行う前記第２電動機駆動信号発生手段によって発生した第２電動機駆動信号に基づいて電動機を駆動するようにしたので、冗長系の第２電動機信号発生手段の構成を簡易・小型かつ高信頼性とすることができる。
【００２９】
（４）上記の特徴（１）〜（３）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記第１電動機駆動信号発生手段は、マイクロコンピュータを含んで構成され、前記第２電動機駆動信号発生手段は、マイクロコンピュータを含まない回路素子で構成されることを特徴とする。マイクロコンピュータを含まない回路素子としての、例えばディスクリート部品には、抵抗器、トランジスタ等の素子、演算増幅器等のアナログＩＣ、及びマルチプレクサ、論理回路等のデジタルＩＣの少なくとも一つが含まれる。もしくは前記第２電動機駆動信号発生手段は、上記素子が内蔵された集積回路により構成される。これらはマイクロコンピュータに比較して回路素子数が極めて少ないため、故障率が低くて信頼性が高い。
【００３０】
（５）上記の特徴（１）〜（３）を備える電動パワーステアリング装置において、前記第１電動機駆動信号発生手段及び前記第２電動機駆動信号発生手段は、それぞれ第１マイクロコンピュータ及び第２マイクロコンピュータにより構成され、前記第２マイクロコンピュータのデータ処理単位ビット数が、前記第１マイクロコンピュータのデータ処理単位ビット数より小さいことを特徴とする。データ処理単位ビット数の小さい第２マイクロコンピュータは、データ処理単位ビット数の大きい第１マイクロコンピュータに比較して、発熱が少なく、故障率も低くて信頼性が高い。
【００３１】
（６）特徴（１）〜（５）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記第１電動機駆動信号発生手段は、前記操舵トルク信号の他、車速信号に基づいて前記第１電動機駆動信号を発生するものであり、前記第２電動機駆動信号発生手段は、前記操舵トルク信号のみに基づいて前記第２電動機駆動信号を発生するものであるとすることにより、第２電動機駆動信号発生手段の構成を簡易にでき、信頼性を高くできる。
【００３２】
（７）特徴（１）〜（６）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記トルクセンサ回路は、トルクセンサ回路を複数備え、前記複数のトルクセンサ回路中、１回路のトルクセンサ回路が故障したときには、残りのトルクセンサ回路を用いることで、より信頼性を高くすることができる。なお、トルクセンサ回路は、操舵トルクセンサとトルクセンサ回路とを接続する配線が存在する場合、その配線の断線を検出することができる。複数のトルクセンサ回路は、同一の回路構成であっても異なる回路構成であってもよい。
【００３３】
（８）特徴（１）〜（７）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が発生する以前から前記第２電動機駆動信号発生手段が作動状態とされ、前記第１電動機駆動信号発生手段に故障が発生した場合には、前記第２電動機駆動信号発生手段によって発生している前記第２電動機駆動信号に瞬時に切り替えられるようにしたので、切り換え時に遅延が発生しなくなり、切り替え前後において、電動パワーステアリング操作の円滑な継続が可能である。
【００３４】
（９）特徴（１）〜（８）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記第１及び第２電動機駆動信号は、それぞれ、ＰＷＭ信号とすることが好ましい。マイクロコンピュータでも、ディスクリート部品からなる回路でも容易にＰＷＭ信号を発生することができる。
【００３５】
（１０）特徴（１）から（９）のいずれかを備える電動パワーステアリング装置において、前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサは、透磁率が増減することを利用して前記ステアリング系の操舵トルクを検出する磁歪式のトルクセンサとすることで、部品点数が少なく小規模の構造でトルクセンサを構成できる。マイクロコンピュータによる制御が停止し、慣性補正制御などのフィール向上制御が停止した場合においても、操作部材と慣性モーメントが大きい電動機との間の捩じり剛性を高めることができるので、操舵の遅れを低減することができ高い操舵フィーリングを維持することができる。
【発明の効果】
【００３６】
この発明によれば、主系の第１電動機駆動信号発生手段に故障が生じた場合には、トルクセンサ回路にて発生された操舵トルク信号を、該操舵トルク信号の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号に直接変換する冗長系の第２電動機駆動信号発生手段によって発生した前記第２電動機駆動信号に基づいて前記電動機を駆動するように構成したので、主系の第１電動機駆動信号発生手段が故障した場合においても、構成が簡易な冗長系の第２電動機駆動信号発生手段を用いることで、操舵トルクに応じた補助操舵力を、簡易・小型かつ信頼性の高い構成（故障の少ない構成）で、ステアリング系に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施形態の第１実施例に係る電動パワーステアリング装置の模式的構成図である。
【図２】第１実施例に係る電動パワーステアリング装置の回路ブロック構成図である。
【図３】電動パワーステアリング装置中、トルクセンサ回路の詳細回路構成図である。
【図４】図４Ａは、主系の信号発生部で発生される、操舵トルクに対応する検出電圧図、図４Ｂは、冗長系の信号発生部で発生される、操舵トルクに対応する検出電圧図である。
【図５】ディスクリート部品等により構成されるＰＷＭ信号発生部の一例の回路図である。
【図６】図６Ａは、トルク信号に対応するローパスフィルタ出力の特性図、図６Ｂは、前記ローパスフィルタ出力に対応する折れ線回路出力の特性図、図６Ｃは、前記ローパスフィルタ出力に対応するＰＷＭデューティの特性図である。
【図７】図５に示したＰＷＭ信号発生部により発生されるＰＷＭ信号の説明図である。
【図８】ディスクリート部品等により構成されるＰＷＭ信号発生部の他の例の回路図である。
【図９】図９Ａは、トルク信号に対応するローパスフィルタの出力の特性図、図９Ｂは、前記ローパスフィルタの出力に対応する絶対値回路出力の特性図、図９Ｃは、前記ローパスフィルタの出力に対応する折れ線回路の出力の特性図、図９Ｄは、前記ローパスフィルタの出力に対応するＰＷＭデューティの特性図、図９Ｅは、前記ローパスフィルタの出力に対応する左右判別信号の特性図である。
【図１０】図８に示したＰＷＭ信号発生部により発生されるＰＷＭ信号の説明図である。
【図１１】図２中のマイクロコンピュータが実現する機能手段の一部のブロック図である。
【図１２】図１２Ａは、右アシストの場合のＦＥＴブリッジの駆動状態説明図、図１２Ｂは、左アシストの場合のＦＥＴブリッジの駆動状態説明図である。
【図１３】マイクロコンピュータに故障が発生したときのＰＷＭ信号の交替の説明図である。
【図１４】この発明の実施形態の第２実施例に係る電動パワーステアリング装置の模式的構成図である。
【図１５】第２実施例に係る電動パワーステアリング装置の回路ブロック構成図である。
【図１６】この発明の実施形態の第３実施例に係る電動パワーステアリング装置の回路ブロック構成図である。
【図１７】マイクロコンピュータによりＰＷＭ信号を発生する一般的な電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
［第１実施例］
図１は、この発明の第１実施例に係る電動パワーステアリング装置１０の模式的構成を示している。
【００４０】
図２は、第１実施例に係る電動パワーステアリング装置１０の回路ブロック構成を示している。
【００４１】
図３は、図２に示すトルクセンサ回路１００の詳細回路構成を示している。
【００４２】
図１において、電動パワーステアリング装置１０は、操向ハンドル１２に連結されたステアリング軸１４を備えている。ステアリング軸１４は、操向ハンドル１２に一体結合されたメインステアリングシャフト１６と、ラック＆ピニオン機構１８のピニオンギア２０が設けられたピニオン軸２２とが、自在継ぎ手２４によって連結された構成にされている。
【００４３】
ピニオン軸２２はその下部、中間部、上部を軸受２６ａ、２６ｂ、２６ｃによって支持されており、ピニオンギア２０はピニオン軸２２の下端部に設けられている。ピニオンギア２０は、車幅方向に往復動し得るラック軸２８のラックギヤ３０に噛合し、ラック軸２８の両端には、タイロッド３２を介して転舵輪としての左右の前輪３４が連結されている。
【００４４】
この構成により、操向ハンドル１２の操舵時に通常のラック＆ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪３４を転舵させて車両の向きを変えることができる。ここで、ラック軸２８、ラックギヤ３０、タイロッド３２は転舵機構３３を構成する。
【００４５】
転舵機構３３と、ステアリング軸１４（自在継ぎ手２４によって連結されたメインステアリングシャフト１６と、ラック＆ピニオン機構１８のピニオンギア２０が設けられたピニオン軸２２）と、操向ハンドル１２とによりステアリング系が構成される。
【００４６】
また、電動パワーステアリング装置１０は、操向ハンドル１２による操舵力を軽減するための補助操舵力をピニオン軸２２に供給する電動機（モータ）３６を備えており、この電動機３６の出力軸に設けられたウォームギヤ３８が、ピニオン軸２２の中間部の軸受２６ｂの下側に設けられたウォームホイールギヤ４０に噛合している。ウォームギヤ３８とウォームホイールギヤ４０により減速機構４２が構成される。減速機構４２は、電動機３６の回転・駆動力をピニオン軸２２の回転・駆動力に滑らかにかつ倍力変換する。
【００４７】
また、ピニオン軸２２の中間部の軸受２６ｂと上部の軸受２６ａとの間には、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてピニオン軸２２（ステアリング軸１４）のトルクを検出する磁歪式トルクセンサ４４が配置されている。
【００４８】
図１〜図３に示すように、磁歪式トルクセンサ４４は、ピニオン軸２２の表面に膜厚約４０μｍのＮｉ（６５％）−Ｆｅ（３５％）めっきの磁歪膜を上下２箇所軸方向所定幅で設け、この磁歪膜に上下でそれぞれ逆方向の磁気異方性となるように異方性Ａ、Ｂを付与してトルクセンサとして作用するようにしている。
【００４９】
このためにまず、ピニオン軸２２に所定トルク（１０ｋｇｍ）を加えた状態で、上側の磁歪膜（Ｎｉ−Ｆｅめっき）を高周波加熱によってキュリー点温度以下の約３００℃まで加熱し、その後冷却し、冷却後所定トルクを取り除くことによって異方性を付与する。そして磁歪膜に操舵トルクが作用した時、磁気異方性に基づいて発生する逆磁歪特性を、磁歪膜の周囲に配設された４つのコイル５１〜５４の交流抵抗等を利用して検知する。
【００５０】
４つのコイル５１〜５４は、配線を介してトルクセンサ回路１００に接続されている。トルクセンサ回路１００は、図２に示すように、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）１１０内部に配置され、図３に示すように、信号発生部６０と故障検出部６２と信号選択部６４及びＰＷＭ信号発生部６６により構成されている。トルクセンサ回路１００は、後述するように、主系と冗長系とで、同一のトルク信号ＶＴ３となる検出電圧ＶＴ３−１及びＶＴ３−２を発生する。
【００５１】
信号発生部６０には、前記の４つのコイル５１〜５４が接続されており、このコイル５１〜５４を、操向ハンドル１２側（ピニオンギヤ２０と反対側）より、第１コイル５１、第２コイル５２、第３コイル５３、第４コイル５４と呼ぶ。
【００５２】
第１及び第３コイル５１、５３の一端をそれぞれプルアップ抵抗７０を介して５Ｖにプルアップし、第１及び第３コイル５１、５３の他端をオープンコレクタのスイッチングトランジスタ６８に接続し、該スイッチングトランジスタ６８を１３〜１４ｋＨｚの矩形波で駆動し、ＧＮＤに短絡させて、第１及び第３コイル５１、５３に交流電流を通電させる。
【００５３】
このとき第１及び第３コイル５１、５３と各プルアップ抵抗７０の間の電圧は過渡応答を示し、この電圧の最低値を、主系の信号発生部６０Ａのボトムホールド回路８１〜８４によりボトムホールドすることにより図４Ａに示す電圧ＶＴ１−１及び電圧ＶＴ２−１を発生する。
【００５４】
そして、主系の信号発生部６０Ａでは、電圧ＶＴ１−１及び電圧ＶＴ２−１から増幅回路８６により（１）式に示す電圧ＶＴ３−１（図４Ａ参照）を演算する。
ＶＴ３−１＝ｋ｛（ＶＴ１−１）−（ＶＴ２−１）｝＋２．５［Ｖ］…（１）
【００５５】
同様にして、冗長系の信号発生部６０Ｂでは、第２及び第４コイル５２、５４により図４Ｂに示す電圧ＶＴ１−２と電圧ＶＴ２−２を発生し、増幅回路８８により式（２）に示す電圧ＶＴ３−２（図４Ｂ参照）を演算する。
ＶＴ３−２＝ｋ｛（ＶＴ１−２）−（ＶＴ２−２）｝＋２．５［Ｖ］…（２）
【００５６】
前記のボトムホールド回路８１〜８４はコンパレータ及びＲＣ回路等により構成される。
電圧ＶＴ３−１と電圧ＶＴ３−２は、同一の操舵トルク信号ＶＴ３となるので、トルクセンサ回路１００は、実質的に複数のトルクセンサ回路を備えているといえる。複数のトルクセンサ回路は、同一回路構成でも異なる回路構成でもよい。
【００５７】
故障検出部６２の主系の故障検出回路９０及び冗長系の故障検出回路９２では、それぞれ、まず、（３）式及び（４）式に示す電圧を演算する。
（ＶＴ１−１）＋（ＶＴ２−１）                              …（３）
（ＶＴ１−２）＋（ＶＴ２−２）                              …（４）
【００５８】
（３）式及び（４）の値は、磁歪式トルクセンサ４４が正常時には、ほぼ一定の値となるため、故障検出回路９０では、（ＶＴ１−１）＋（ＶＴ２−１）の値が、故障検出回路９２では、（ＶＴ１−２）＋（ＶＴ２−２）の値が、それぞれ所定の範囲から外れた場合には故障と判定することができる。
【００５９】
また、故障検出回路９０、９２は、増幅回路８６、８８回路により演算された電圧ＶＴ３−１、ＶＴ３−２の値と故障検出回路９０、９２により演算した電圧ＶＴ３−１、ＶＴ３−２をそれぞれ比較して増幅回路８６、８８の故障を診断する。
【００６０】
故障検出回路９０、９２は、故障を検出した場合には、それぞれ、故障検出信号Ｆａｉｌ（例えば、正常時０で故障時１）を信号選択部６４のインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路７４に出力する。
【００６１】
前記の故障検出回路９２、９４は、それぞれ、加減算器、乗算器、及び比較器等により構成することができる。
【００６２】
信号選択部６４は、マルチプレクサ７２及びインタフェース回路７４により構成され、インタフェース回路７４は、故障検出信号Ｆａｉｌが全く入力されていないときにはマルチプレクサ７２を操作して電圧ＶＴ３−１をトルク信号ＶＴ３として出力し、いずれかの故障検出信号Ｆａｉｌが入力された場合には電圧ＶＴ３−１と電圧ＶＴ３−２中、故障していない側をトルク信号ＶＴ３として出力するようにマルチプレクサ７２を操作する一方、故障検出信号Ｆａｉｌ（正常と故障、及び主系と冗長系を区別する、例えば２ビットの信号）をマイクロコンピュータ１０２に出力し、かつリレー信号Ｒｅｌをリレー駆動回路１４０（図２参照）に出力する。
【００６３】
トルクセンサ回路１００を構成する信号発生部６０、故障検出部６２、信号選択部６４、及び詳細を後述するＰＷＭ信号発生部６６は、抵抗器、トランジスタ等の素子、演算増幅器等のアナログＩＣ、マルチプレクサ、論理回路等のデジタルＩＣ等の素子により、マイクロコンピュータと比較して極少ない素子数にて、ディスクリート回路（ディスクリート部品）や集積回路に構成することができるので、信頼性が高い。なお、ディスクリード回路や集積回路に限らず、データ処理単位ビット数が８ビット程度以下のビット数の少ないマイクロコンピュータを用いても、低コストで信頼性の高いトルクセンサ回路１００を構築することができる。
【００６４】
図５は、アナログ回路で構成したＰＷＭ信号発生部６６の一例の回路を示している。ＰＷＭ信号発生部６６は、トルク信号ＶＴ３の高域のノイズを遮断する抵抗とコンデンサにより構成されるＬＰＦ（低域通過フィルタ）２０２と、ノイズ遮断後のトルク信号ＶＴ３である信号ａ１（図６Ａ参照）を、トルク信号ＶＴ３（操舵トルク［ｋｇｆｃｍ］）に応じた信号ａ２（図６Ｂ参照）に変換するＯＰアンプと抵抗およびダイオードにより構成される折れ線回路２０４と、折れ線出力である信号ａ２（図７参照）と三角波発生回路２０６で発生された三角波信号ａ３（図７参照）とを比較してＰＷＭ信号ＴＳ（図７参照）を出力するコンパレータにより構成される比較器２０８と、を備える。なお、図６Ｃは、比較器２０８による比較結果としての、ＰＷＭ信号ＴＳのデューティ（ＰＷＭデューティ［％］）と信号ａ１との関係を示している。
【００６５】
図６Ｃに示す折れ線出力である信号ａ２の０〜２．５〜５［Ｖ］に操舵トルク−１００〜０〜１００［ｋｇｆｃｍ］が対応し、折れ線出力である信号ａ２にＰＷＭ信号ＴＳのＰＷＭデューティ０〜５０〜１００［％］が対応する。
【００６６】
このようにして、少数の回路素子により簡易にＰＷＭ信号ＳＴを発生するＰＷＭ信号発生部６６の構成とすることができる。
【００６７】
図８は、ＰＷＭ信号発生部６６をアナログ回路で構成した他の例のＰＷＭ信号発生部６６Ａの回路を示している。このＰＷＭ信号発生部６６Ａは、ＰＷＭ信号ＴＳの他、左右判別信号Ｓｒｌを出力する。
【００６８】
この図８例に示すＰＷＭ信号発生部６６Ａは、トルク信号ＶＴ３の高域のノイズを遮断する抵抗およびコンデンサにより構成されるＬＰＦ２０２と、ノイズ遮断後のトルク信号ＶＴ３である信号ａ１（図９Ａ参照、図６Ａと同じ）の絶対値信号である信号ｂ１（図９Ｂ参照）を出力するＯＰアンプと抵抗およびダイオードにより構成される絶対値回路２１０と、信号ｂ１を折れ線出力である信号ｂ２に変換するＯＰアンプと抵抗およびダイオードにより構成される折れ線回路２１２（図９Ｃ参照）と、折れ線出力である信号ｂ２（図１０参照）と三角波発生回路２０６で発生された三角波信号ａ３（図１０参照）とを比較してＰＷＭ信号ＴＳ（図１０参照）を出力するコンパレータにより構成される比較器２０８と、信号ａ１を基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆ＝２．５［Ｖ］）と比較して、左右判別信号Ｓｒｌ｛右アシストの場合５［Ｖ］＝１（ハイレベル）、左アシストの場合０［Ｖ］＝０（ローレベル）、図９Ｅ参照｝を出力する判別回路２１４（比較回路）とを備える。
【００６９】
なお、図９Ｄは、比較器２０８による比較結果としての、ＰＷＭ信号ＴＳのデューティ（ＰＷＭデューティ［％］）と信号ａ１との関係を示している。
【００７０】
上述したように、ＰＷＭ信号発生部６６、６６Ａは、簡易な構成であるので、データ処理単位ビット数が８ビット以下のマイクロコンピュータで構成することもできる。
【００７１】
図１１は、図２に示したデータ処理単位数ビット数が１６ビット又は３２ビット程度以上の高性能のマイクロコンピュータ１０２がプログラムを実行することによって電動パワーステアリング装置の機能を実現する機能手段（機能部）の一部を示している。
【００７２】
マイクロコンピュータ１０２は、図１７に示したマイクロコンピュータ１００８が達成する機能に対応する機能である、目標電流設定手段１０１４と、偏差演算手段１０１６と、ＰＩＤ補償手段１０１８と、ＰＷＭ信号発生手段１０２０とを備える。
【００７３】
マイクロコンピュータ１０２には、トルクセンサ回路１００からのトルクセンサ故障信号Ｆａｉｌ及びトルク信号ＶＴ３の他、車速センサ２２２からの車速信号Ｖｓ、モータ回転速度センサ２２４からモータ回転信号Ｎｍが入力され、フィルタ処理された後、演算処理されて目標電流（目標モータ電流）Ｉｍｓが決定される。
【００７４】
この場合、目標ベース電流決定手段２５０によりトルク信号ＶＴ３と車速信号Ｖｓに基づいて目標ベース電流Ｉｂが決定される。例えば、目標ベース電流Ｉｂは、ブロック中に描いた特性図に示すように、トルク信号ＶＴ３が大きく車速信号Ｖｓが低いほど、大きな操舵補助力を発生するのに対応した大きな目標ベース電流Ｉｂとされる。
【００７５】
また、目標慣性補償電流決定手段２５２により車速信号Ｖｓとモータ回転信号Ｎｍに基づいて、電動機３６の慣性モーメントの影響を回避して切り出し時を滑らかにする補助操舵力に係る目標慣性補正電流Ｉｉが決定される。
【００７６】
さらに、ステアリングの収束をよくする等の目標ダンピング補正電流決定手段２５４により車速信号Ｖｓとモータ回転信号Ｎｍに基づいて目標ダンピング補正電流Ｉｄが決定される。
【００７７】
目標ベース電流Ｉｂと目標慣性補正電流Ｉｉと目標ダンピング補正電流Ｉｄを加算手段２２６により加算して、最終目標電流Ｉｍｓを演算する。そしてこの最終目標電流Ｉｍｓと電流センサ（電動機電流検出手段）１０１２によって検出されたモータ電流Ｉｍｏとの偏差演算手段１０１６による偏差信号ΔＩがゼロになるようにＰＩＤ補償手段１０１８によりＰＩＤ制御が行われる。
【００７８】
すなわち、最終目標電流Ｉｍｓと電流センサ１０１２によって検出されたモータ電流Ｉｍｏとの偏差信号ΔＩがＰＩＤ処理され、モータ駆動電圧が決定される。
【００７９】
ＰＷＭ信号発生手段１０２０は、このモータ駆動電圧をモータ駆動デュティーに変換し、ＰＷＭ信号ＭＣＵ（ＰＷＭ／ＭＣＵともいう。）を、ＦＥＴ駆動回路（ＰＷＭ駆動回路ともいう。）１０４（図２参照）に出力する。
【００８０】
ＦＥＴ駆動回路１０４では、ＰＷＭ信号ＭＣＵを、次段のＦＥＴブリッジ回路１０６の回路構成に適合したゲート駆動信号Ｄに変換してＦＥＴブリッジ回路１０６に供給する。
【００８１】
ＦＥＴブリッジ回路１０６は、上述した最終目標電流Ｉｍｓを流すべきモータ駆動電圧を電動機３６に印加する。
【００８２】
またマイクロコンピュータ１０２では、各センサ、ＦＥＴブリッジ回路１０６、電動機３６及びマイクロコンピュータ１０２自身の故障検出を行う。
【００８３】
例えば、信号発生部６０と磁歪式トルクセンサ４４との間の配線が断線したこと等によって、故障検出部６２によって磁歪式トルクセンサ４４の一部の故障が検出された場合には、上述したように、電圧ＶＴ３−１と電圧ＶＴ３−２のうち、故障していない側がトルク信号ＶＴ３として出力されるので、このトルク信号ＶＴ３に基づいて、電動パワーステアリング制御を継続することができる。
【００８４】
この場合、トルクセンサ回路１００から故障検出信号Ｆａｉｌが得られるで、マイクロコンピュータ１０２はトルクセンサ回路１００の一系統が故障したことを認識でき、警告灯２３０を点灯する。このとき目標電流Ｉｍｓを、正常時より小さくして運転者に警告しても良い。
【００８５】
マイクロコンピュータ１０２が電流センサ１０１２の故障を検出した場合には、電流センサ１０１２の出力を用いる電流フィードバック制御から、トルクセンサ回路１００の出力に基づいてモータ駆動電流を決定するフィードフォワード制御に移行する。これとともに、警告灯２３０を点灯する。このときも、目標電流Ｉｍｓを通常時より小さくして運転者に警告しても良い。
【００８６】
マイクロコンピュータ１０２には、第１〜第３の故障検出処理が実行される。
【００８７】
第１の故障検出処理は、電源回路（５Ｖ電源回路）１２０によるマイクロコンピュータ１０２のウォッチドッグタイマ監視である。マイクロコンピュータ１０２は正常時には周期的にウォッチドッグタイマＷＤＴを発生し、電源回路１２０がこれを監視している。電源回路１２０は所定の時間が経過してもウォッチドッグタイマＷＤＴの入力が無い場合にはマイクロコンピュータ１０２の故障と判断し、ＦＥＴ駆動回路１０４にマイクロコンピュータ１０２からのＰＷＭ信号ＭＣＵを受け付けない、あるいはＦＥＴ駆動回路１０４を構成するＦＥＴの駆動を禁止する禁止信号Ｓｆをオア回路１２６を通じて出力するとともに、マイクロコンピュータ１０２に対してリセット信号Ｒｓを発生する。マイクロコンピュータ１０２がリセット信号Ｒｓによって正常に復帰し、ウォッチドッグタイマＷＤＴの入力が確認された場合には、ＦＥＴ駆動回路１０４に出力した禁止信号Ｓｆを解除し通常制御に復帰する。
【００８８】
リセット信号Ｒｓの出力開始より所定時間が経過してもマイクロコンピュータ１０２が復帰しない場合には、サブマイクロコンピュータ１２２は警告灯２３０を点灯する。そして後述するマイクロコンピュータ１０２の故障時モードへ移行する。
【００８９】
第２の故障検出処理は、マイクロコンピュータ１０２内部でのウォッチドッグタイマ監視である。マイクロコンピュータ１０２内のウォッチドッグタイマ監視部１２４は所定の時間が経過してもウォッチドッグタイマＷＤＴの入力が無い場合にはマイクロコンピュータ１０２の故障と判断し、マイクロコンピュータ１０２のＰＷＭ信号ＭＣＵの出力を停止するとともに、リセット信号を発生する。マイクロコンピュータ１０２がリセット信号によって正常に復帰し、ウォッチドッグタイマＷＤＴの入力が確認された場合には通常制御に復帰する。リセット信号出力開始より所定時間が経過してもマイクロコンピュータ１０２が復帰しない場合には、サブマイクロコンピュータ１２２が警告灯２３０を点灯する。そして、後述するマイクロコンピュータ１０２の故障時モードへ移行する。
【００９０】
第３の故障検出処理は、サブマイクロコンピュータ１２２による監視である。マイクロコンピュータ１０２とサブマイクロコンピュータ１２２はトルク信号ＶＴ３などの入力信号より所定の同じ値を演算して結果を出力し、互いに相手の演算値と自身の演算値を比較している。
【００９１】
サブマイクロコンピュータ１２２が比較結果の相違を検出した場合には、ＦＥＴ駆動回路１０４にマイクロコンピュータ１０２からのＰＷＭ信号ＭＣＵを受け付けない、あるいはＦＥＴ駆動回路１０４を構成するＦＥＴの駆動を禁止する禁止信号Ｓｆをオア回路１２６を通じて出力する。
【００９２】
この際、電源回路１２０に停止信号を出力して、電源回路１２０がマイクロコンピュータ１０２への電源供給を停止し、マイクロコンピュータ１０２の機能を停止させても良い。そして後述するマイクロコンピュータ１０２の故障時モードへ移行する。
【００９３】
一方、マイクロコンピュータ１０２がサブマイクロコンピュータ１２２の演算結果との比較結果の相違を検出した場合には、マイクロコンピュータ１０２は警告灯２３０を点灯するとともに、ＰＷＭ信号ＭＣＵの出力を停止する。そして後述するマイクロコンピュータ１０２の故障時モードへ移行する。
【００９４】
なお、マイクロコンピュータ１０２の正常時モードにおいては、電動パワーステアリング制御は、目標電流Ｉｍｓが算出されるフィードバック制御により実行されるが、マイクロコンピュータ１０２の故障時モードでは、以下に説明するように、目標電流Ｉｍｓが算出されないフィードフォワード駆動（直接変換駆動）により実行される。
【００９５】
［マイクロコンピュータ１０２の故障時モード］
次に、マイクロコンピュータ１０２の故障時モードについて説明する。マイクロコンピュータ１０２の正常時にはマイクロコンピュータ１０２はスイッチ信号Ｓｗを発生し、トランジスタ１３０をオン状態としてノーマリークローズの半導体素子等（ＭＯＳ  ＦＥＴ等）により構成されるスイッチ手段（ゲート手段、ゲート素子）１３２を「開」状態に保持し、トルクセンサ回路１００のＰＷＭ信号発生部６６で発生されているＰＷＭ信号ＴＳがＦＥＴ駆動回路１０４に入力されることを禁止している。
なお、図２において、ＰＷＭ信号ＴＳは、理解の便宜のために１本の信号線で示しているが、実際には、ＦＥＴブリッジ回路１０６のアームの数だけ存在する。例えば、モータ３６がブラシ付きモータである場合には、４本必要となる。
【００９６】
マイクロコンピュータ１０２が故障した際、もしくはサブマイクロコンピュータ１２２の故障を検出してマイクロコンピュータ１０２によるＰＷＭ信号ＭＣＵの出力を停止した際には、スイッチ信号Ｓｗは停止しトランジスタ１３０はオフ状態となり、ノーマリークローズのスイッチ手段１３２は、「閉」状態になる。
【００９７】
この場合、トルクセンサ回路１００の出力のトルク信号ＶＴ３をＰＷＭ信号発生部６６で直接ＰＷＭ信号ＴＳに変換し、該直接変換されて発生されているＰＷＭ信号ＴＳがスイッチ手段１３２を通じてＦＥＴ駆動回路１０４に入力され、ＦＥＴブリッジ回路１０６を通じて電動機３６が駆動制御されることで、操向ハンドル１２の操作に対して補助操舵力による操舵力軽減効果が維持される。
【００９８】
マイクロコンピュータ１０２の故障時においては、パワーリレー１３４及びフェールセーフリレー１３６はトルクセンサ回路１００が出力するリレー信号Ｒｅｌに基づきリレー駆動回路１４０を通じて閉状態に保持される。
【００９９】
ＦＥＴ駆動回路１０４はＦＥＴブリッジ回路１０６を構成するＦＥＴを充分にオン・オフ駆動できるようにＰＷＭ信号ＭＣＵ又はＰＷＭ信号ＴＳのレベル変換を行い、ＦＥＴのゲートに駆動信号Ｄを出力する。ＦＥＴの低電位・高電位側双方のＰＷＭ信号（レベル変換後のＰＷＭ信号ＭＣＵ又はＰＷＭ信号ＴＳ）ともバッファを介して駆動電流容量を増大させるとともに、高電位側ＦＥＴに対しては昇圧した駆動信号Ｄを出力する。
【０１００】
ＦＥＴ駆動回路１０４の入力段にはマイクロコンピュータ１０２からのＰＷＭ信号ＭＣＵの入力を、外部（サブマイクロコンピュータ１２２、電源回路１２０）からの禁止信号Ｓｆによって禁止する機能を有している。
【０１０１】
ＦＥＴブリッジ回路１０６は、電動機３６がＤＣブラシ付きモータの場合には、図１２Ａ、図１２ＢのＦＥＴブリッジの駆動状態の説明図に示すように、４組のＦＥＴ（ここでは、並列パワーＭＯＳＦＥＴ）１〜４によって４辺のブリッジ回路を構成し電動機３６をＰＷＭ駆動する。
【０１０２】
右にアシストする場合には、図１２Ａに示すように、ＦＥＴ１をオン状態として、ＦＥＴ４をＰＷＭ駆動することで、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ信号ＭＣＵ又はＰＷＭ信号ＴＳ）がオン（ハイレベル）のときには、ＦＥＴ１とＦＥＴ４が導通し、電動機３６に電流が流れる一方、ＰＷＭ信号がオフ（ローレベル）のときには、モータ電流が、ＦＥＴ１、電動機３６、及びＦＥＴ２の逆方向ダイオードを通じて流れ続ける。
【０１０３】
左にアシストする場合には、図１２Ｂに示すように、ＦＥＴ２をオン状態として、ＦＥＴ３をＰＷＭ駆動することで、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ信号ＭＣＵ又はＰＷＭ信号ＴＳ）がオン（ハイレベル）のときには、ＦＥＴ２とＦＥＴ３が導通し、電動機３６に電流が流れる一方、ＰＷＭ信号がオフ（ローレベル）のときには、モータ電流が、ＦＥＴ２、電動機３６、及びＦＥＴ１の逆方向ダイオードを通じて流れ続ける。
【０１０４】
マイクロコンピュータ１０２の故障時にＰＷＭ信号ＭＣＵからＰＷＭ信号ＴＳに瞬時に切り替える点について、右アシストの場合を例として詳しく説明する。図１３の、マイクロコンピュータ１０２に故障が発生したときのＰＷＭ信号の切替（ＰＷＭ信号ＭＣＵからＰＷＭ信号ＴＳへの切替）の説明に供されるタイミングチャートに示すように、時点ｔ０にて、マイクロコンピュータ１０２の故障が確定（ＭＣＵ１０２故障確定）すると、スイッチ信号Ｓｗは、ハイレベルからローレベルに遷移してトランジスタ１３０はオフ状態となり、ノーマリークローズのスイッチ手段１３２は、「開」状態から「閉」状態に遷移する。
【０１０５】
一方、時点ｔ０以前では、マイクロコンピュータ１０２から出力されるＰＷＭ信号ＭＣＵに係るゲート駆動信号Ｄと、トルクセンサ回路１００のＰＷＭ信号発生部６６から出力されるＰＷＭ信号ＴＳに係るゲート駆動信号Ｄとは、図示しないクロック同期して、同一のＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の駆動信号（ＦＥＴ１はハイレベル、ＦＥＴ２と３はオフ（ローレベル）、ＦＥＴ４は、ＰＷＭ信号）を出力しているが、時点ｔ０以前では、マイクロコンピュータ１０２から出力されるＰＷＭ信号ＭＣＵに係るゲート信号ＤがＦＥＴ駆動回路１０４を介してＦＥＴブリッジ回路１０６に出力され、時点ｔ０以降では、瞬時に切り替わり、トルクセンサ回路１００のＰＷＭ信号発生部６６から出力されるＰＷＭ信号ＴＳに係るゲート駆動信号ＤがＦＥＴ駆動回路１０４を介してＦＥＴブリッジ回路１０６に出力される。
【０１０６】
なお、左にアシストする場合には、上述した図１２Ｂに示すように駆動されるが、マイクロコンピュータ１０２の故障確定時の動作は、図１３を参照して説明したのと同様であるので省略する。
【０１０７】
電動機３６がＤＣブラシレスモータの場合には、６個のＦＥＴ（ハイサイドＦＥＴ３個、ローサイドＦＥＴ３個）によって３相ブリッジ回路を構成し、ＰＷＭ駆動する。
【０１０８】
電流センサ１０１２は電動機３６がＤＣブラシ付きモータの場合には１つ、ＤＣブラシレスモータの場合には２つ設けられ、電流検出値をマイクロコンピュータ１０２に電流信号（モータ電流Ｉｍｏ）として出力する。
【０１０９】
なお、電動機３６が、ＤＣブラシレスモータの場合には、ロータの回転角を検出するためのレゾルバやホールセンサなどの回転センサを有する。回転センサは回転角を検出しマイクロコンピュータ１０２に回転角信号を出力する。この場合、マイクロコンピュータ１０２は前記回転角信号と前記電流信号に基づいてｄ−ｑ変換を行い、電動機３６をベクトル制御する。
【０１１０】
電動機３６が、ＤＣブラシレスモータの場合には、また、前記回転角信号をトルクセンサ回路１００のＰＷＭ信号発生部６６にも入力し、トルク信号ＶＴ３と回転角信号に基づいてＰＷＭ信号ＴＳを発生するようにしてもよい。このときトルク信号ＶＴ３に基づいてＰＷＭ信号の大きさ（最大Ｄｕｔｙ）を設定し、回転角度に基づいてＰＷＭ信号ＴＳのモータ３６のロータに対する位相を設定する。マイクロコンピュータ１０２が故障した際にはブラシ付モータの場合と同様に、スイッチ手段１３２を介してＰＷＭ信号ＴＳがＦＥＴ駆動回路１０４に入力される。
【０１１１】
ＥＣＵ１１０には、バッテリからの電源、接地ＧＮＤ、警告灯信号、車速センサ２２２からの車速信号Ｖｓの他、車内制御デバイス間の通信のためのＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）信号（通信信号）などが接続されている。
【０１１２】
電動パワーステアリング（ＥＰＳ）の機能がマイクロコンピュータ１０２の故障時モード（図１３中、時点ｔ０以降）に移行したことは、前記のＣＡＮ通信を用いて車内の他のシステム、たとえば車線維持システム（レーンキープ）や駐車支援システム（パーキングアシスト）や車両挙動安定化システム（ビークルスタビリティアシスト）に伝わり、ＥＰＳの機能の一部が使えなくなったことを教示する。他のシステムはそれぞれが劣化モードに移行する。
【０１１３】
［第２実施例］
図１４は、この発明の第２実施例に係る電動パワーステアリング装置１０Ａの模式的構成を示している。
【０１１４】
図１５は、第２実施例に係る電動パワーステアリング装置１０Ａの回路ブロック構成を示している。
【０１１５】
なお、図１４、図１５において、上記図１、図２に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１４、図１５において、トルクセンサ回路１００は、ＥＣＵ１１０Ａの外部に配置され、磁歪式トルクセンサ４４の検出コイル５１〜５４のアセンブリと一体的に、耐熱性・難燃性・電気特性に優れたＰＰＳ樹脂（機能性樹脂）などによって成型されたケースに収納されている。検出コイル５１〜５４とトルクセンサ回路１００との間の配線は、外部に露出することなく配索されている。
【０１１７】
トルクセンサ回路１００が除かれたＥＣＵ１１０Ａは、図１４に示すように、電動機３６のケースに一体的に成型された、もしくはネジ等で固定されたケースに収納される。
【０１１８】
ＥＣＵ１１０Ａと電動機３６間の信号、電力供給線や回転センサの線等は外部に露出することなく配索される。
【０１１９】
ＥＣＵ１１０Ａとトルクセンサ回路１００との間には、電源、グランド、トルク信号ＶＴ３、故障検出信号Ｆａｉｌ、ＰＷＭ信号ＴＳなどの信号が通線される。さらに、ＥＣＵ１１０Ａには、電源、グランド、警告灯信号、車速信号Ｖｓ、ＣＡＮ信号などが接続される。
【０１２０】
［第３実施例］
図１６は、第３実施例に係る電動パワーステアリング装置１０Ｂの回路ブロック構成を示している。
【０１２１】
なお、図１６において、上記図２、図１５に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【０１２２】
この場合、トルク信号ＶＴ３に応じたＰＷＭ信号ＴＳを発生し出力するＰＷＭ信号発生部６６が、モータ・ＥＣＵ一体型のＥＣＵ１１０Ｂ内に配置されている。これによりトルクセンサ回路１００ＢとＥＣＵ１１０Ｂの間に通線される回路数を削減することができる。
【０１２３】
以上説明したように上述した実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、ステアリング系（この実施形態ではピニオン軸２２）に補助操舵力を付加する電動機３６と、前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（上述した実施形態では、磁歪式トルクセンサ４４であるがトーションバー式トルクセンサを用いることもできる。）と、操舵トルクセンサ（磁歪式トルクセンサ４４）が検出したトルクに基づいて操舵トルク信号ＶＴ３を発生するトルクセンサ回路１００と、操舵トルク信号ＶＴ３に基づいて第１電動機駆動信号（第１ＰＷＭ信号であるＰＷＭ信号／ＭＣＵ）を発生する第１電動機駆動信号発生手段（マイクロコンピュータ１０２）と、前記第１電動機駆動信号（ＰＷＭ信号／ＭＣＵ）に基づいて電動機３６を駆動する電動機駆動手段（ＦＥＴ駆動回路１０４とＦＥＴブリッジ回路１０６の直列回路）と、を備える。
【０１２４】
さらに、電動パワーステアリング装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、トルクセンサ回路１００にて発生された操舵トルク信号ＶＴ３を、該操舵トルク信号ＶＴ３の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号（第２ＰＷＭ信号であるＰＷＭ信号ＴＳ）に直接変換する第２電動機駆動信号発生手段（ＰＷＭ信号発生部６６、６６Ａ）、を備え、電動機駆動手段（ＦＥＴ駆動回路１０４とＦＥＴブリッジ回路１０６の直列回路）は、第１電動機駆動信号発生手段（マイクロコンピュータ１０２）に故障が生じた場合には、第２電動機駆動信号発生手段（ＰＷＭ信号発生部６６、６６Ａ）によって発生した第２電動機駆動信号（ＰＷＭ信号ＴＳ）に基づいて電動機３６を駆動するようにしている。
【０１２５】
この実施形態によれば、電動機駆動手段（ＦＥＴ駆動回路１０４とＦＥＴブリッジ回路１０６の直列回路）は、主系の第１電動機駆動信号発生手段（マイクロコンピュータ１０２）に故障が生じた場合には、トルクセンサ回路１００にて発生された操舵トルク信号ＶＴ３を、該操舵トルク信号ＶＴ３の大きさに応じて変化する第２電動機駆動信号（ＰＷＭ信号ＴＳ）に、電動機３６に通電する目標電流Ｉｍｓを介することなく直接変換する冗長系の第２電動機駆動信号発生手段（ＰＷＭ信号発生部６６）によって発生した第２電動機駆動信号（ＰＷＭ信号ＴＳ）に基づいて電動機３６を駆動するように構成したので、主系の第１電動機駆動信号発生手段（マイクロコンピュータ１０２）が故障した場合においても、構成が簡易な冗長系の第２電動機駆動信号発生手段（ＰＷＭ信号発生部６６、６６Ａ）を用いることで、操舵トルクに応じた補助操舵力を、簡易・小型かつ信頼性の高い構成（故障の少ない構成）で、ステアリング系に付与することができる。
【０１２６】
また、上述した実施形態によれば、操舵トルク信号ＶＴ３に基づいて電動機３６をフィードバック制御するためのＰＷＭ信号ＭＣＵ（第１電動機駆動信号、第１ＰＷＭ信号）を発生するマイクロコンピュータ（第１電動機駆動信号発生手段、第１ＰＷＭ信号発生手段）１０２に対して、操舵トルク信号ＶＴ３に基づいて電動機３６をフィードフォワード駆動するためのＰＷＭ信号ＴＳ（第２電動機駆動信号、第２ＰＷＭ信号）を発生するＰＷＭ信号発生部（第２電動機駆動信号発生手段、第２ＰＷＭ信号発生手段）６６又は６６Ａを、スイッチ手段１３２により切換可能に備える。
【０１２７】
前記電動機駆動手段（ＦＥＴ駆動回路１０４とＦＥＴブリッジ回路１０６）は、マイクロコンピュータ（第１電動機駆動信号発生手段、第１ＰＷＭ信号発生手段）１０２に故障が生じた場合には、ＰＷＭ信号ＭＣＵを、ＰＷＭ信号発生部（第２電動機駆動信号発生手段、第２ＰＷＭ信号発生手段）６６又は６６Ａによって発生したＰＷＭ信号ＴＳ（第２電動機駆動信号、第２ＰＷＭ信号）にスイッチ手段１３２によって切り替え、ＰＷＭ信号ＴＳに基づいて電動機３６を駆動する。
【０１２８】
このように、ＰＷＭ信号発生部（第２電動機駆動信号発生手段、第２ＰＷＭ信号発生部）６６又は６６Ａは、操舵トルク信号ＶＴ３を直接（フィードフォワード駆動で）ＰＷＭ信号ＴＳ（第２電動機駆動信号、第２ＰＷＭ信号）に変換するので、目標電流Ｉｍｓの算出などが必要のない構成となる。このため、マイクロコンピュータ（第１電動機駆動信号発生手段、第１ＰＷＭ信号発生手段）１０２に比較して簡易な構成で、結果として信頼性高く、電動パワーステアリング操作機能を継続することができる。
【０１２９】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採りうることができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…電動パワーステアリング装置  
１２…操向ハンドル                  １４…ステアリング軸
３３…転舵機構                      ３６…電動機（モータ）
４２…減速機構                      ４４…磁歪式トルクセンサ
６６、６６Ａ…ＰＷＭ信号発生部      １００…トルクセンサ回路
１０２…マイクロコンピュータ
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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