(57)【要約】【課題】車両に既に搭載されているカメラ等の車両情報を利用して、車両が必要であろうアシスト量（操舵力推定値）を推定して実操舵力と比較し、トルクセンサの中立固着を検出できる機能を具備し、手動操舵制御に円滑に移行する電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】トルクセンサからの操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵制御モードと手動操舵制御モードとを相互に切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置において、自動操舵制御モードの自動運転中に、車両情報に基づいて推定された操舵力推定値と、検出された実操舵力との比較によってトルクセンサの故障診断を行い、故障が診断されたときに手動操舵制御モードに移行する。【選択図】図５
2017035979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサからの操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵制御モードと手動操舵制御モードとを相互に切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置において、
前記自動操舵制御モードの自動運転中に、車両情報に基づいて推定された操舵力推定値と、検出された実操舵力との比較によって前記トルクセンサの故障診断を行い、故障が診断されたときに前記手動操舵制御モードに移行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】
前記実操舵力が、前記操舵トルクに基づく入力トルク及び前記モータのモータ電流に基づくモータ出力の加算値である請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記加算値が、所定のスレッショルド以上に変化した時に前記故障と診断する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記車両情報が、少なくともカメラ、レーザレーダ、ＧＰＳ、超音波、車両モデルである請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーテアリング装置。
【請求項５】
前記故障が判定されたときに、前記自動操舵制御モードから前記手動操舵制御モードへの切り換えを徐変で行う切換制御部を具備している請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パワーテアリング装置。
【請求項６】
前記徐変が線形若しくは非線形の特性である請求項５に記載の電動パワーテアリング装置。
【請求項７】
前記故障が判定されたときに、運転者に報知する報知手段を具備している請求項１乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記報知手段が、視覚情報、音、振動の少なくとも１つである請求項７に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】
本発明は、車両の操舵制御において自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの切換機能を有し、トルクセンサの操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に自動操舵制御モードの自動運転中のトルクセンサの故障（異常を含む）を、既存のカメラ等の車両情報による操舵力推定値と実操舵力の比較に基づいて検出して、違和感が少ないように自動操舵制御モードを徐変解除して手動操舵制御モードとすると共に、故障を運転者に報知する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。
【０００３】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル（ステアリングホイール）１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵角θｒを検出する舵角センサ１４及び操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号ＩＧが入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト制御の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ１４からは操舵角θｒが検出されるが、モータ２０に連結された回転センサから得ることもできる。
【０００４】
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller  Area  Network）４０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。
【０００５】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵも含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。
【０００６】
図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮからの）車速Ｖｓは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、過熱保護条件で最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆ３が減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉｒｅｆ４（＝Ｉｒｅｆ３−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉｒｅｆ４が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。
【０００７】
また、モータ２０にはレゾルバ等の回転センサ２１が接続されており、実操舵角θｓが検出される。加算部３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
【０００８】
近年、車両に搭載されているカメラ、レーザレーダ等を利用して、自動的にブレーキをかけて安全に止まることとか、自動運転支援をさせることなど、車両が本来の自動車と呼ばれる言葉の意味に近づいて来ている。自動運転支援は、通常、運転者がハンドル又はその他の装置でトルクを入力することで、電動パワーステアリング装置はトルクセンサで操舵トルクを検出し、その情報を車両や電動パワーステアリング装置内の制御の切換に利用し、自動運転支援を解除して通常のアシスト制御（手動操舵制御）に戻ることが考えられる。
【０００９】
ここで、トルクセンサが何らかの故障や異常で中立(正常センサ電圧範囲)固着してしまっても、車両と電動パワーステアリング装置は運転者の手入力を検出することができず、そのまま自動運転支援を続けてしまう。この挙動は、運転者の意思に反した車両挙動となるため好ましくなく、違和感が大きくなる挙動である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３５７８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のトルクセンサの故障検出は、特許第３５７８４８８号公報（特許文献１）に示されるように、手動操舵制御と自動操舵制御が可能な操舵方式において、自動操舵制御のシステム作動中にハンドル側の操舵角、タイヤ側の転舵角、操舵制御モータの作動をそれぞれ検出するセンサ部を設け、これらセンサ部からの信号パターン又は操舵トルク信号も加えて、モータ部、メカ部又はセンサ部（トルクセンサを含む）の故障の有無を診断するようになっている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１の装置では各部にセンサを設ける必要があり、故障発生時の自動操舵制御から手動操舵制御への違和感のない切換についての言及がない。従って、自動運転中におけるトルクセンサの中立固着の検出と、中立固着が検出されたときに、違和感を感じることなく確実に手動操舵制御に移行することが要請されている。また、トルクセンサが中立固着した場合の検出方法の対策が求められている。
【００１３】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、従来のトルクセンサ周りに付加する回路等はなく、車両に既に搭載されているカメラ、レーザレーダ等の車両情報を利用して、車両が必要であろうアシスト量（操舵力推定値）を推定し、そのときの実操舵力と比較してトルクセンサの中立固着を検出できる機能を具備し、手動操舵制御に円滑に移行する電動パワーステアリング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】
本発明は、トルクセンサからの操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵制御モードと手動操舵制御モードとを相互に切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記自動操舵制御モードの自動運転中に、車両情報に基づいて推定された操舵力推定値と、検出された実操舵力との比較によって前記トルクセンサの故障診断を行い、故障が診断されたときに前記手動操舵制御モードに移行することにより達成される。
【００１５】
本発明の上記目的は、前記実操舵力が、前記操舵トルクに基づく入力トルク及び前記モータのモータ電流に基づくモータ出力の加算値であることにより、或いは前記加算値が、所定のスレッショルド以上に変化したした時に前記故障と診断することにより、或いは前記車両情報が、少なくともカメラ、レーザレーダ、ＧＰＳ、超音波、車両モデルであることにより、或いは前記故障が判定されたときに、前記自動操舵制御モードから前記手動操舵制御モードへの切り換えを徐変で行う切換制御部を具備していることにより、或いは前記徐変が線形若しくは非線形の特性であることにより、或いは前記故障が判定されたときに、運転者に報知する報知手段を具備していることにより、或いは前記報知手段が、視覚情報、音、振動の少なくとも１つであることにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサからの操舵トルクに基づいてモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵制御モードと手動操舵制御モードとを切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置において、自動操舵制御モードの自動運転中のトルクセンサの故障診断（中立固着）を行い、故障が診断されたときに自動操舵制御を解除し、手動操舵制御に徐変で移行するようになっているので、運転者が違和感を感じることは少ない。また、故障を運転者に報知するようにしているので、運転者が操舵に疑念を抱くこともなくなる。
【００１７】
更に、故障診断を、車両に搭載されているカメラ、レーザレーダ、ＧＰＳ、超音波、車両モデル等の車両情報に基づく操舵力推定値と実操舵力との比較によって行うので、トルクセンサ周りに新たに回路等を付加する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの切換機能有する電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック図である。
【図４】自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの切換機能有する電動パワーステアリング装置の概略動作例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図６】故障判定部の構成例を示すブロック図である。
【図７】比較判定部の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の動作例を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図１０】本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図１１】自動操舵制御から手動操舵制御への徐変切換の特性例（線形）を示すタイムチャートである。
【図１２】自動操舵制御から手動操舵制御への徐変切換の特性例（非線形）を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、車両制御において自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの機能を具備し、両モードを切り換える切換機能を有し、従来のトルクセンサ周りに付加する回路等はなく、自動操舵制御モードの自動運転中のトルクセンサの故障（異常を含む）を、既存のカメラ、レーザレーダ、超音波、ＧＰＳ、車両モデル等の車両情報により推定された操舵力推定値と実操舵力（入力トルク＋モータ出力）との比較に基づいて検出し、違和感が少ないように自動操舵制御モードを徐変解除して手動操舵制御モードに移行すると共に、故障を運転者に報知するようにしている。このため、安価な構成で、運転者に違和感を感じさせることなく、手動操舵制御に円滑に移行することができ、運転者も故障を早期に認識することができる。
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
先ず本発明の前提となる電動パワーステアリング装置、つまり自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの機能を具備し、操舵制御モードを切り換える機能を有する一般的な電動パワーステアリング装置について、図３を参照して説明する。
【００２２】
モータ１５０にはモータ回転角θｓを検出するためのレゾルバ等の回転センサ１５１が接続されており、モータ１５０は車両側ＥＣＵ１３０及びＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）側ＥＣＵ１４０を介して駆動制御される。車両側ＥＣＵ１３０は、運転者の意思を示すボタン、スイッチ等に基づいて、自動操舵制御又は手動操舵制御の切換指令ＳＷを出力する切換指令部１３１と、カメラ（画像）やレーザレーダなどの信号に基づいて目標操舵角θｔを生成する目標操舵角生成部１３２とを具備している。また、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）に設けられた舵角センサ１４で検出された実操舵角θｒは、ＥＣＵ１３０を経てＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力される。
【００２３】
切換指令部１３１は、自動操舵制御に入ることを識別する信号、例えば運転者の意思をダッシュボードやハンドル周辺に設けたボタンやスイッチ、或いはシフトに設けた駐車モードなどによる車両状態の信号を基に切換指令ＳＷを出力し、切換指令ＳＷをＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の切換部１４２に入力する。また、目標操舵角生成部１３２は、カメラ（画像）、レーザレーダなどのデータを基に公知の手法で目標操舵角θｔを生成し、生成された目標操舵角θｔをＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力する。
【００２４】
ＥＰＳ側ＥＣＵ１４０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいて演算されたモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを出力するトルク制御部１４１と、目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ、モータ角速度ω及び操舵トルクＴｈに基づいて舵角自動制御のためのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを演算して出力する舵角制御部２００と、切換指令ＳＷによってモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆ及びＩｍｒｅｆを切り換える切換部１４２と、切換部１４２からのモータ電流指令値Ｉｒｅｆ（＝Ｉｔｒｅｆ又はＩｍｒｅｆ）に基づいてモータ１５０を駆動制御する電流制御／駆動部１４３と、回転センサ１５１からのモータ回転角θｓに基づいてモータ角速度ωを演算するモータ角速度演算部１４４とを具備している。切換部１４２は、車両側ＥＣＵ１３０の切換指令部１３１からの切換指令ＳＷに基づいて、トルク制御部１４１によるトルク制御モード（手動操舵制御）と、舵角制御部２００による位置／速度制御モード（自動操舵制御）とを切り換え、手動操舵制御ではモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを出力し、自動操舵制御ではモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを出力する。また、電流制御／駆動部１４３は、ＰＩ電流制御部、ＰＷＭ制御部、インバータ等で構成されている。
【００２５】
このような構成において、その概略動作例を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
操舵系の動作がスタートすると、先ずトルク制御部１４１によるトルク制御（手動操舵制御モード）が実施され（ステップＳ１）、モータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを用いて電流制御/駆動部１４３によりモータ１５０が駆動される（ステップＳ２）。上記手動操舵の動作は切換指令部１３１より、自動操舵制御への切換指令ＳＷが出力されるまで繰り返される（ステップＳ３）。
【００２７】
自動操舵制御モードとなり、切換指令部１３１より切換指令ＳＷが出力されると、目標操舵角生成部１３２から目標操舵角θｔが入力され（ステップＳ４）、舵角センサ１４から実操舵角θｒが入力され（ステップＳ５）、トルクセンサ１５４から操舵トルクＴｈが入力され（ステップＳ６）、モータ角速度演算部１４４からモータ角速度ωが入力され（ステップＳ７）、舵角制御部２００でモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆが生成される（ステップＳ１０）。なお、目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ、操舵トルクＴｈ、モータ角速度ωの入力順番は適宜変更可能である。
【００２８】
その後、切換部１４２が切換指令部１３１からの切換指令ＳＷにより切り換えられ（ステップＳ１１）、舵角制御部２００からのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを用いて電流制御／駆動部１４３によりモータ１５０を駆動し（ステップＳ１２）、上記ステップＳ３にリターンする。モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆによる駆動制御（自動操舵制御）は、切換指令部１３１から切換指令ＳＷが変更されるまで繰り返される。
【００２９】
本発明は、上述した自動操舵制御モード中にトルクセンサ１５４の故障診断（異常を含む）を、トルクセンサ１５４の周りに新たな検出回路を付加することなく行い、トルクセンサ１５４の故障（正常センサ電圧範囲である中立に固着する中立固着）が検出されたときに、違和感が少ないように自動操舵制御を徐変解除し、手動操舵制御に滑らかに移行すると共に、運転者に視覚情報、音、振動等で故障を報知するようにしている。
【００３０】
図５は本発明の実施形態を図３に対応させて示しており、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本発明では、自動操舵制御モードの自動運転中のトルクセンサ１５４の故障（中立固着）を検出し、故障信号ＦＤを出力する故障判定部１６０と、故障信号ＦＤに基づいて操舵切換信号ＳＷＣを出力し、切換部１４２を自動操舵制御から徐々に手動操舵制御に切り換える（徐変切換）制御を行う切換制御部１７０と、故障信号ＦＤにより運転者にトルクセンサ１５４の故障を視覚情報、音、振動等で報知する報知手段１８０とを備えている。
【００３２】
故障判定部１６０の詳細は図６に示す構成であり、故障判定部１６０は、操作力として操舵トルクＴｈ［Ｎ］を入力し、ハンドル半径［ｍ］に基づいて運転者の入力トルクＴｃｉ［Ｎｍ］を演算する入力トルク演算部１６１と、モータ電流Ｉｍ（実電流）に基づいてモータ出力Ｔｍｃを演算するモータ出力演算部１６２と、カメラ、レーザレーダ等の車両情報に基づいて操舵力を推定する操舵力推定部１６３と、入力トルクＴｃｉ及びモータ出力Ｔｍｃを加算する加算部１６４と、加算結果である操舵力ＴＱ１及び操舵力推定部１６３からの操舵力推定値ＳＴｅを入力して比較判定し、判定信号ＤＣを出力する比較判定部１６６と、比較判定部１６６からの判定信号ＤＣを切換信号ＳＷに応じて出力する出力部１６７とで構成されている。比較判定部１６６には、所定のスレッショルドＴＨｒが入力されている。
【００３３】
また、比較判定部１６６は図７に示すような構成であり、操舵力ＴＱ１及び操舵力推定値ＳＴｅを比較して比較結果（偏差）ＤＲを出力する比較部１６６−１と、比較結果ＤＲを所定のスレッショルドＴＨｒと比較し、比較結果ＤＲがスレッショルドＴＨｒ未満である場合（ＴＱ１≒ＳＴｅ）には、正常を示す例えば論理「０」の判定信号ＤＣを出力し、比較結果ＤＲがスレッショルドＴＨｒ以上である場合（ＴＱ１≠ＳＴｅ）には、故障を示す論理「１」の判定信号ＤＣを出力する判定部１６６−２とで構成されている。
【００３４】
車両の操舵力推定部１６３は、車両に搭載されているカメラ、レーザレーダ、超音波、高精度ＧＰＳ、車両モデル、車速センサ等の車両情報を入力して、今後必要となる車両の車線維持に必要な操舵力ＳＴｅを推定する。つまり、操舵力推定部１６３からの操舵力推定値ＳＴｅは、車両が車線維持のために必要な操舵力であり、加算部１６４からの操舵力ＴＱ１は、ＥＰＳが出力している操舵力（モータ出力Ｔｍｃ）＋手入力トルクＴｃｉであり、正常時には、
（数１）
ＳＴｅ≒ＴＱ１
となるはずであるが、故障した場合には、演算上は入力トルクＴｃｉ＝０となるので、比較推定部１６６における比較は、
（数２）
ＳＴｅ  対  Ｔｍｃ＋Ｔｃｉ（＝０）
となる。そして、ハンドル手放しであれば操舵トルクＴｈ＝０であるので、
（数３）
ＳＴｅ＝Ｔｍｃ
となり、故障判定とはならない。しかし、トルクセンサ１５４に中立固着が生じると、モータ出力Ｔｍｃは操舵トルクＴｈ分だけ増減し、
（数４）
ＳＴｅ≠Ｔｍｃ
となるので、故障（中立固着）を検出することができる。
【００３５】
以下に、中立固着検出の詳細を説明する。
【００３６】
正常時には、ハンドルからの手入力（操舵トルクＴｈ）は下記数５で表され、モータ電流Ｉｍは下記数６で表わされる。
（数５）
手入力[Ｎｍ]＝ハンドル半径[ｍ]×操作力[Ｎ]＝運転者の入力トルク[Ｎｍ]＝トルクセンサ１５４で検出される操舵トルクＴｈ
（数６）
モータ電流Ｉｍ＝Ｉｒｅｆ［Ａ］＝アシストマップ(数５の手入力vsモータ電流Ｉｍ)
また、モータ１５０のモータトルク定数をＫｔ、ウォームとウォームホイールのギア比をＧｎ、ウォームホイールのギア効率をＧζ、ラックアンドピニオンのギア効率をＧξとしたとき、アクチュエータ出力[Ｎｍ]であるモータ出力Ｔｍｃ[Ｎｍ]は下記数７で表わされる。
（数７）
モータ出力Ｔｍｃ[Ｎｍ]＝Ｋｔ×Ｉｍ×Ｇｎ×Ｇζ＝アシスト力[Ｎｍ]
そして、コラムタイプ電動パワーステアリングでの操舵力ＴＱ１[Ｎｍ]は下記数８で表わされ、ラックタイプ電動パワーステアリングでの操舵力ＴＱ１[Ｎｍ]は下記数９で表わされる。
（数８）
操舵力ＴＱ１[Ｎｍ]＝運転者の入力トルクＴｃｉ＋モータ出力Ｔｍｃ        
（数９）
操舵力ＴＱ１［Ｎ］＝（モータ出力Ｔｍｃ＋運転者の入力トルクＴｃｉ）２π×Ｇξ／ラックアンドピニオン比［ｍｍ］
また、操舵力推定値ＳＴｅは下記数１０で表わされる。
（数１０）
操舵力推定値ＳＴｅ[Ｎｍ]＝推定値                 
上記数１０において、推定値はカメラ等から計算される車線維持に必要な力であるため、運転者の入力トルクは関係していない。
【００３７】
ここにおいて、正常時は、数８≒数１０、或いは数９≒数１０となっている。つまり、下記数１１又は数１２が成立している。
（数１１）
操舵力ＴＱ１[Ｎｍ]＝運転者の入力トルクＴｃｉ＋モータ出力Ｔｍｃ≒操舵力推定値ＳＴｅ[Ｎｍ]
（数１２）
操舵力ＴＱ１［Ｎ］＝（モータ出力Ｔｍｃ＋運転者の入力トルクＴｃｉ）２π×Ｇξ／ラックアンドピニオン比［ｍｍ］≒操舵力推定値ＳＴｅ[Ｎｍ]
そして、自動運転中にトルクセンサ１５４が中立で固着した際、運転者がハンドル入力を行った場合、上記数１１又は数１２の関係は、下記数１３のように変化する。
（数１３）
運転者の実入力トルクＴｃｉ（増大↑）＋モータ出力Ｔｍｃ（減少↓）
数１３となるが、中立固着で検出入力トルクＴｃｉは０なので、数１１は
（数１４）
運転者の入力トルクＴｃｉ（０）＋モータ出力Ｔｍｃ（減少）＜操舵力推定値ＳＴｅ（変化なし）
となって、故障を検出することができる。本実施形態では、モータ出力Ｔｍｃ（減少）が変動してスレッショルドＴＨｒよりも小さくなった時に、故障信号ＦＤを出力している。
【００３８】
図８は本発明の動作例を示しており、図８（Ｂ）に示すように時点ｔ１においてトルクセンサ１５４が故障すると検出トルクＴｃｉが“０”になるので、図８（Ａ）に示すようにモータ１５０の出力推定値（＝Ｔｍｃ＋Ｔｃｉ）が変動する。このため、操舵力推定値ＳＴｅと実操舵力（＝Ｔｍｃ＋Ｔｃｉ）の比較で、トルクセンサ１５４の故障を検出することができる。つまり、操舵力推定値ＳＴｅと実操舵力（＝Ｔｍｃ＋Ｔｃｉ）の偏差が所定値（スレッショルドＴＨｒ）以上となった場合、トルクセンサ故障として検出する。
【００３９】
次に、本発明の動作例を図９及び図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、本発明に関連しない部分の動作は図４のフローチャートで説明しているので、省略する。
【００４０】
本発明は自動操舵制御モードにおけるトルクセンサ１５４の中立固着の検出と操舵制御モードの切換であるので、故障判定部１６０及び切換制御部１７０は、切換指令ＳＷによって自動操舵制御モードになっているときに動作する（ステップＳ２０）。
【００４１】
自動操舵制御モードになると、先ず入力トルク演算部１６１は操舵トルクＴｈ及びハンドル半径から入力トルクＴｃｉを演算し（ステップＳ２１）、モータ出力演算部１６２はモータ電流Ｉｍに基づいてモータ出力Ｔｍｃを演算し（ステップＳ２２）、操舵力推定部１６３はカメラ、レーザレーダ、ＧＰＳ等の車両情報に基づいて操舵力推定値ＳＴｅを推定する（ステップＳ２３）。入力トルクＴｃｉの演算、モータ出力Ｔｍｃの演算及び操舵力推定値ＳＴｅの推定の順番は適宜変更可能である。
【００４２】
その後、入力トルクＴｃｉ及びモータ出力Ｔｍｃは加算部１６４で加算され（ステップＳ２４）、加算部１６４の加算結果である操舵力ＴＱ１及び操舵力推定部１６３からの操舵力推定値ＳＴｅは比較判定部１６６内の比較部１６６−１に入力されて比較され（ステップＳ２５）、操舵力ＴＱ１及び操舵力推定値ＳＴｅの比較結果ＤＲが判定部１６６−２に入力され、比較結果ＤＲがスレッショルドＴＨｒと比較される（ステップＳ２６）。比較結果ＤＲがスレッショルドＴＨｒ未満である場合には、正常であるので上記ステップＳ２１にリターンして上記動作を繰り返す。
【００４３】
また、上記ステップＳ２６において、比較結果ＤＲがスレッショルドＴＨｒ以上である場合には故障であるので、故障検出の判定信号ＤＣを出力する（ステップＳ３０）。判定信号ＤＣは出力部１６７に入力され、本件の場合には切換信号ＳＷが自動操舵制御モードになっているので、出力部１６７から故障信号ＦＤが出力される（ステップＳ３１）。故障信号ＦＤが出力されると報知手段１８０が視覚情報、音、振動などで運転者に故障を報知すると共に（ステップＳ３２）、切換制御部１７０から操舵切換信号ＳＷＣを出力して切換部１４２を手動操舵制御モードに切り換える（ステップＳ３３）。この切換を図１１に示すような徐変処理により行う（ステップＳ３４）。即ち、時点ｔ１０までは自動操舵制御モードが１００％（手動操舵制御０％）の状態であり、時点ｔ１０において故障信号ＦＤが出力されると、自動操舵制御から徐々に（線形に）手動操舵制御に移行し、時点ｔ１１において手動操舵制御が１００％（自動操舵制御０％）となる（ステップＳ３５）。
【００４４】
なお、徐変処理は、図１２の特性Ａ，Ｂに示すような非線形な特性であっても良く、報知と操舵切換の順番は逆であっても良い。
【００４５】
また、判定部１６６−２の判定信号ＤＣを正常時に論理「０」、故障（異常）時に論理「１」としているが、逆であっても良い。更に上述の実施形態では、定数、効率等は便宜上係数として表わしているが、温度、摩擦、速度等に関連する関数或いはマップであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１                    ハンドル（ステアリングホイール）
２                    コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０、１５４          トルクセンサ
１２                  車速センサ
１３                  バッテリ
１４                  舵角センサ
２０、１５０          モータ
３０                  コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１                  電流指令値演算部
３３                  電流制限部
３４                  補償部
３５                  ＰＩ制御部
３６                  ＰＷＭ制御部
３７                  インバータ
１３０                車両側ＥＣＵ
１４０                ＥＰＳ側ＥＣＵ
１６０                故障判定部
１７０                切換制御部
１８０                報知手段
２００                舵角制御部
【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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