JP2008168728A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定すること。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、ＥＰＳ制御装置５０によって制御される。ＥＰＳ制御装置５０は、電動機相電流検出回路６２、６３から検出した電流が異常であると判定した場合には、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態とする。そして、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態にもかかわらず、電動機相電流検出回路６２、６３から電流を検出した場合には電動機相電流検出回路６２、６３の異常であると確定される。一方、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態で、電動機相電流検出回路６２、６３から電流を検出しない場合には、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１の異常であると確定される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、乗用車やトラック等の車両の操舵を電動機によって補助する電動パワーステアリング装置の制御に関する。

乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、電動機によって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置がある。電動パワーステアリング装置は、減速機を介して電動機の駆動力をステアリングシャフトやステアリング機構のラック軸等に付与することで、運転者がステアリングホイールを操作する際の操作力を軽減するものである。

一般に、電動パワーステアリング装置の電動機は、電動機を駆動する電流の値に基づいてフィードバック制御される。そして、電動パワーステアリング装置では、制御装置を含む制御系が故障した場合、危険を回避する観点から、電動機による補助操舵力の付与を停止する。例えば、特許文献１には、補助操舵力を付与する電動機の端子電圧が所定の範囲を逸脱した場合に、制御系の回路に故障が発生したと判定し、電動機への通電を禁止する電動パワーステアリング装置が開示されている。

特開平１１−１４７４７９号公報、段落番号００１５〜００２６

ところで、特許文献１に開示されている技術は、制御系に発生した不具合の箇所は判断しないため、不具合の修正や不具合が発生した原因の解明に手間を要するおそれがある。また、特許文献１に開示されている技術は、制御系に発生した不具合の箇所は判断しないため、操舵補助を継続できる場合であっても、制御系の故障箇所に関わらず一律に電動機への通電を禁止して操舵補助を停止されてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定できる電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、車両のステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機に供給する電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電動機の電流値を検出する電流検出回路と、前記電流指令値と前記電動機の電流値とに基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記電流検出回路から検出した電流が異常であるか否かを判定する電流異常判定手段と、前記異常判定手段が異常であると判定した場合には、前記電流検出回路へ電流が流れない状態とする電流遮断手段と、前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出した場合には、前記電流検出回路の異常であると確定する検出回路異常確定手段と、前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出しない場合には、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定する駆動制御異常確定手段と、を含むことを特徴とする。これによって、電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記検出回路異常確定手段は、前記電流異常判定手段が、前記電流検出回路には流れ得ない限界電流値を超えた電流を検出した場合、前記電流検出回路の異常であると確定することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記検出回路異常確定手段が、前記電流検出回路の異常であると確定した場合、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動機駆動制御手段が、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合は、前記電流検出回路の検出した電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合よりも厳しい制限値で、前記電動パワーステアリング装置を制御することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動機駆動制御手段は、前記電動パワーステアリング装置へ入力されるトルクに基づいたオープンループ制御によって前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電流検出回路が複数存在する場合、前記電動機駆動制御手段は、正常に動作している前記電流検出回路によって検出される電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動機駆動制御手段は、前記電動パワーステアリング装置を搭載する車両の速度が所定の設定値以下になった場合には、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、駆動制御異常確定手段が、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定した場合、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することが望ましい。

上述した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、車両のステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機に供給する電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電動機の電流値を検出する電流検出回路と、前記電流指令値と前記電動機の電流値とに基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備える電動パワーステアリング装置を制御する電動パワーステアリング装置の制御方法において、前記電流検出回路から検出した電流が異常であるか否かを判定する手順と、前記電流検出回路から検出した電流が異常である場合には、前記電流検出回路へ電流が流れない状態とする手順と、前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出した場合には、前記電流検出回路の異常であると確定する手順と、前記電流検出部へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出しない場合には、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定する手順と、を含むことを特徴とする。これによって、電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電流検出回路には流れ得ない限界電流値を超えた電流を前記電流検出回路から検出した場合、前記電流検出回路の異常であると確定することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電流検出回路の異常であると確定した場合、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合は、前記電流検出回路の検出した電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合よりも厳しい制限値で、前記電動パワーステアリング装置を制御することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動パワーステアリング装置へ入力されるトルクに基づいたオープンループ制御によって前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電流検出回路が複数存在する場合、正常に動作している前記電流検出回路によって検出される電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動パワーステアリング装置を搭載する車両の速度が所定の設定値以下になった場合には、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定した場合、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することが望ましい。

本発明に係る電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御方法は、電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定できる。また、本発明に係る電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御方法は、不具合の発生した箇所によっては、操舵補助を継続できる。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）により本発明が限定されるものではない。

本実施形態は、電動パワーステアリング装置において、電流検出回路から検出した電流が異常である場合には、電流検出回路へ電流が流れない状態を意図的に作り出し、電流検出回路へ電流が流れない状態において電流検出回路から検出された電流に基づいて、電流検出回路の異常又は電動パワーステアリング装置の電動機駆動制御手段の異常を確定する点に特徴がある。例えば、電流検出回路へ電流が流れない状態にもかかわらず電流検出回路から電流を検出した場合には、電流検出回路の異常であると確定し、また、電流検出部へ電流が流れない状態で、電流検出回路から電流を検出しない場合には、電動パワーステアリング装置の電動機駆動制御手段の異常であると確定する。

図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステアリングシャフト３、第１ユニバーサルジョイント４Ａ、ステアリングジョイント５、第２ユニバーサルジョイント４Ｂ、ステアリングギヤ入力シャフト６及びステアリングギヤ７、電動パワーステアリング装置の制御装置（以下ＥＰＳ制御装置という）５０を含んで構成される。そして、ステアリングシャフト３、第１ユニバーサルジョイント４Ａ、ステアリングジョイント５、第２ユニバーサルジョイント４Ｂ、ステアリングギヤ入力シャフト６及びステアリングギヤ７が、ステアリング機構１Ｃを構成する。電動パワーステアリング装置１は、電動機９によってステアリング機構１Ｃへ補助操舵力を付与することにより、運転者によるステアリングホイール２の操作を補助する。

電動パワーステアリング装置１は、運転者によってステアリングホイール２に入力される操舵トルクが、入力軸３Ｉと出力軸３Ｅとを有するステアリングシャフト３に伝達される。このステアリングシャフト３は、ステアリング機構１Ｃのケーシングに回転自在に支持される。そして、ステアリングシャフト３は、入力軸３Ｉの一端がステアリングホイール２に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ４０を介して出力軸３Ｅの一端に連結される。ステアリングホイール２に入力される操舵トルクは、まずステアリングシャフト３の入力軸３Ｉへ伝達され、トルクセンサ４０を介して出力軸３Ｅへ伝達される。

ステアリングシャフト３の出力軸３Ｅに伝達された操舵トルクは、第１ユニバーサルジョイント４Ａを介してステアリングジョイント５に伝達され、さらに、第２ユニバーサルジョイント４Ｂを介してステアリングギヤ入力シャフト６に伝達される。ステアリングギヤ入力シャフト６に伝達された操舵トルクは、ステアリングギヤ７を介してタイロッド８に伝達され、車両１００の転舵輪、すなわち左側前輪１０１ｌ及び右側前輪１０１ｒを操舵する。ここで、ステアリングギヤ７は、ステアリングギヤ入力シャフト６に連結されたピニオンギヤ７ｐと、このピニオンギヤ７ｐにかみ合うラックギヤ７ｒとを有する、いわゆるラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオンギヤ７ｐの回転運動を、ラックギヤ７ｒで直進運動に変換する。

ステアリングシャフト３の出力軸３Ｅには、減速ギヤ１０が取り付けられており、電動機９の発生する出力は、減速ギヤ１０を介することによって増幅されて、出力軸３Ｅへ伝達される。これによって、電動パワーステアリング装置１のステアリングシャフト３を介して、ステアリング機構１Ｃへ補助操舵力が付与される。

ステアリングシャフト３の入力軸３Ｉに取り付けられるトルクセンサ４０は、ステアリングホイール２を介して入力軸３Ｉに伝達された操舵トルクを検出するものである。トルクセンサ４０は、例えば、ステアリングシャフト３の入力軸３Ｉと出力軸３Ｅとの間に介在させたトーションバーによって、運転者によって入力される操舵トルクを捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位をポテンショメータで検出するように構成される。

図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備えるトルクセンサに入力される操舵トルクと、トルクセンサの出力値との関係を示す概念図である。このトルクセンサ４０は、図２に示すように、運転者によって入力される操舵トルクが０のときには所定の中立電圧Ｖ０を出力し、この状態からステアリングホイール２が右方向へ操作されると、入力される操舵トルクの増加に応じて中立電圧Ｖ０よりも増加する電圧を出力する。また、入力される操舵トルクが０の状態から、ステアリングホイール２が左方向へ操作されると、トルクセンサ４０は、入力される操舵トルクの増加に応じて中立電圧Ｖ０ よりも減少する電圧を出力する。

例えば、運転者が、操舵トルクＴ＿Ｒで電動パワーステアリング装置１のステアリングホイール２を右方向へ操作すると、トルクセンサ４０は、Ｖ＿Ｒの電圧を出力する。また、運転者が、操舵トルクＴ＿Ｌで電動パワーステアリング装置１のステアリングホイール２を左方向へ操作すると、トルクセンサ４０は、Ｖ＿Ｌの電圧を出力する。電動パワーステアリング装置１に入力される操舵トルク及び操舵方向は、トルクセンサ４０が出力する電圧と１対１に対応するので、トルクセンサ４０が出力する電圧の値によって、電動パワーステアリング装置１へ入力される操舵トルクの大きさ、及び電動パワーステアリング装置１の操舵方向を判断することができる。

トルクセンサ４０から出力される電圧値は、図１に示すように、トルク検出値ＴとしてＥＰＳ制御装置５０に入力される。このＥＰＳ制御装置５０には、トルク検出値Ｔの他に、車速センサ４１で検出した車両１００の速度の検出値（以下車速検出値という）ｖ、及び電動機９の電流値、すなわち電動機９に流れて電動機９を駆動する電流、すなわち電動機駆動電流の値（以下駆動電流値という）Ｉ＿ｄが入力される。そして、ＥＰＳ制御装置５０は、トルク検出値Ｔ及び車速検出値ｖに応じた補助操舵力を電動機９に発生させるために必要な、電動機９へ供給する電流の値（以下電流指令値という）Ｉ＿ｃを演算する。ＥＰＳ制御装置５０は、演算した電流指令値Ｉ＿ｃと駆動電流値Ｉ＿ｄとの差分が０になるように、駆動電流値Ｉ＿ｄをフィードバック制御する。ここで、補助操舵力は、減速ギヤ１０を介して出力軸３Ｅに伝達される電動機９の力である。次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１を制御するＥＰＳ制御装置５０の構成を説明する。

図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するＥＰＳ制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。ＥＰＳ制御装置５０は、バス５１、不揮発性メモリ５２、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータ５３、入力インターフェース５４、クロック発生回路５５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５６、ＲＯＭ（Read Only Memory）５７、ＲＡＭ（Random Access Memory）５８、ＲＤ（Resolver Digital）コンバータ５９、プリドライバ６０、電動機駆動回路６１、電動機相電流検出回路６２、６３、全電流検出回路６４、信号増幅手段６５、６６、７０、電動機用リレー６７、６８、電源用リレー６９を含んで構成される。

バス５１は、Ａ／Ｄコンバータ５３、入力インターフェース５４、クロック発生回路５５、ＣＰＵ５６、ＲＯＭ５７、ＲＡＭ５８等の間でデータの送受信を行うためのものである。Ａ／Ｄコンバータ５３は、入力されたトルクセンサ４０から出力されたトルク検出値Ｔ、電動機相電流検出回路６２、６３から検出される駆動電流値、ＲＤコンバータ５９からのモータ回転角信号、電動機９の端子間電圧を、ディジタル信号に変換するためのものである。

入力インターフェース５４は、車速センサ４１からの車速検出値ｖをディジタル信号に変換する。ＲＯＭ５７は、電動機９の制御プログラム、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）の演算プログラム、フェールセーフプログラム等を記憶するためのメモリとして使用される。また、ＲＡＭ５８は、前記のプログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。不揮発性メモリ５２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリ等により構成され、ＥＰＳ制御装置５０の通電が停止された後においても、記憶した内容を保持可能なものである。

プリドライバ６０は、ＣＰＵ５６で演算された、電動機９に発生させるトルクを表す信号、すなわち電流指令値を、パルス幅変調されたデューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕ、Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂに変換するためのものである。ここで、デューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕは正相の三相信号を表し、デューティ指令値Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂは逆相の三相信号を表す。電動機駆動回路６１には、図１に示すように、車両１００が搭載する車載電源１１が接続されており、車載電源１１から、電動機９を駆動するための電力が供給される。電動機駆動回路６１は、Ｗ、Ｖ、Ｕの三相電流を発生させるための３つのインバータ回路より構成されており、各インバータ回路は、電源電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａと、接地電位側のスイッチングトランジスタ６１Ｂとを有している。

電源電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａのゲートには正相のデューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕが入力され、接地電位側のスイッチングトランジスタ６１Ｂには逆相のデューティ指令値Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂが入力されている。すなわち、電源電圧側、接地電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａ、６１Ｂは相補接続されており、交互にオン、オフ動作を繰り返すことにより、トルク検出値Ｔ、車速検出値ｖ、駆動電流値のフィードバック電流値等に基づいてＣＰＵ５６が演算したパルス幅の電動機駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを生成する。

なお、電源電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａと接地電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ｂとが同時にオンにならないように、デッドタイム、すなわち両者がオフになる時間が、正相のデューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕのオンの時間と、逆相のデューティ指令値Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂのオンの時間との前後に設けられている。このように、デッドタイムを設けることにより、電源電圧側、接地電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａ、６１Ｂの短絡を回避することができる。ＲＤコンバータ５９は、励磁電流をレゾルバ４２に与えるとともに、レゾルバ４２からの出力信号を回転角信号としてＡ／Ｄコンバータ５３に出力する。

電動機相電流検出回路６２、６３は、電動機駆動電流の値、すなわち駆動電流値を検出する電流検出回路であり、例えば、抵抗のような電流−電圧変換素子を含んで構成される。電動機相電流検出回路６２、６３は、電動機駆動電流Ｉｕ、Ｉｗを検出し、電動機駆動電流Ｉｕ、Ｉｗに応じた電圧を出力する。電動機相電流検出回路６２、６３の出力した電圧は、例えば、オペアンプのような信号増幅手段６５、６６で増幅されてからＡ／Ｄコンバータ５３に入力され、ここでディジタル信号に変換されてＣＰＵ５６に取り込まれる。そして、ＣＰＵ５６内で、電動機相電流検出回路６２、６３の出力した電圧の値が電流値に変換されて、駆動電流値が求められる。

全電流検出回路６４は、電動機駆動回路６１の接地電圧端子側に設けられている。全電流検出回路６４は、電動機駆動回路６１を流れる全電流の値を検出する電流検出回路であり、例えば、抵抗のような電流−電圧変換素子を含んで構成される。全電流検出回路６４は、電動機駆動回路６１を流れる全電流Ｉａを検出し、全電流Ｉａに応じた電圧を出力する。全電流検出回路６４の出力した電圧は、例えば、オペアンプのような信号増幅手段７０で増幅されてからＡ／Ｄコンバータ５３に入力され、ここでディジタル信号に変換されてＣＰＵ５６に取り込まれる。そして、ＣＰＵ５６内で、全電流検出回路６４の出力した電圧の値が電流値に変換されて、全電流値が求められる。

本実施形態において、電流検出回路は、電動機相電流検出回路６２、６３、全電流検出回路６４の他、信号増幅手段６５、６６、７０や、これらの配線を含む。すなわち、本実施形態において、電流検出回路は、電動機相電流検出回路６２、６３や全電流検出回路６４、及びこれらからＣＰＵ５６までの間に存在する素子や配線を含むものである。また、本実施形態において、電動機相電流検出回路６２、６３や全電流検出回路６４は、電動機駆動電流Ｉｕ、Ｉｗや全電流Ｉａに応じた電圧値を出力するが、電動機相電流検出回路６２、６３や全電流検出回路６４に演算機能を備え、直接駆動電流値や全電流値を出力してもよい。

電動機用リレー６７、６８は、電動機駆動回路６１と電動機９との間に設けられており、電源用リレー６９は、車載電源１１と電動機駆動回路６１との間に設けられる。電動機用リレー６７、６８及び電源用リレー６９は、ＣＰＵ５６からの指令で開閉する。電動機９によって図１に示すステアリング機構１Ｃに対して補助操舵力を付与する場合、ＣＰＵ５６は、電動機用リレー６７、６８及び電源用リレー６９を閉じて電動機駆動回路６１と電動機９とを接続する。また、電動機相電流検出回路６２、６３から過電流を検出した場合等に補助操舵力の付与を停止する場合、ＣＰＵ５６は、電動機用リレー６７及び６８、又は電源用リレー６９の少なくとも一方を開いて電動機９に対する電力の供給を遮断する。

図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するＥＰＳ制御装置の機能ブロック図である。図５は、ＥＰＳ制御装置が備える電流異常処理部の処理手順を示すフローチャートである。電流指令値演算部２０、電流指令値制限部２１、ベクトル制御部２２、加算器２３、電流制御部２４、異常処理部２６、電流異常処理部３０の各機能は、ＥＰＳ制御装置５０が備えるＣＰＵ５６によって実現される。

トルクセンサ４０からのトルク検出値ＴはＡ／Ｄ変換された後、電流指令値演算部２０に入力される。電流指令値演算部２０は、トルク検出値Ｔ、車速検出値ｖに基づき、電動機９を駆動するための電流指令値を演算する機能を有している。また、電流指令値演算部２０は、ハンドル戻り補償機能、モータ最大電流制御機能等といった、電動パワーステアリング装置１が搭載される車両１００の操舵フィーリングを向上させる機能や安全性を確保する機能も有している。

電動機相電流検出回路６２、６３は、電動機９に供給されるＵ相、Ｗ相の電動機駆動電流を検出し、検出した電動機駆動電流の大きさに応じた電圧値で表される駆動電流値を出力する。駆動電流値は、アナログの信号増幅手段６５、６６によって増幅され、図３に示すＡ／Ｄコンバータ５３でＡ／Ｄ変換された後、さらにＣＰＵ５６に備えられるディジタルの信号増幅手段７１によって増幅される。

電流指令値制限部２１は、図４に示すように、レゾルバ４２から取得した電動機９の回転数に基づき電流指令値を制限する。また、ベクトル制御部２２は、レゾルバ４２から取得した電動機９の回転角度に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電流指令値を表す三相の電流指令値を出力する。この電流指令値は加算器２３に入力され、電動機相電流検出回路６２、６３から検出された電流検出値と、電流指令値演算部２０によって演算された電流指令値との偏差が０になるようにフィードバック制御が実行される。ベクトル制御部２２と加算器２３との間には、制御切替部２５が設けられている。制御切替部２５は、上述したフィードバック制御とオープンループ制御とを切り替える機能を有する。

電流制御部２４は、電流検出値と電流指令値との偏差、すなわち制御偏差ΔＩに基づき、比例制御及び積分制御を組み合わせた、いわゆるＰＩ制御を実行する。電流制御部２４からの出力信号はプリドライバ６０に出力され、電動機駆動回路６１から三相の駆動電流が電動機９に出力され、電動機９が駆動制御される。

異常処理部２６は、駆動電流値やトルク検出値Ｔ、あるいは電源電圧等を監視することにより、図１に示す電動パワーステアリング装置１の初期診断やフェールセーフ処理を実行するためのものである。例えば、異常処理部２６が、電動機９やトルクセンサ４０等の異常を検出した場合には、電動機９による補助操舵力を漸減させるように電流指令値演算部２０に指示を与える。電流異常処理部３０は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法を実行する部分である。次に、電流異常処理部３０について、電流異常処理部３０の処理手順とともに説明する。

上述したように、電流異常処理部３０の機能は、ＥＰＳ制御装置５０が備えるＣＰＵ５６によって実現される。例えば、電流異常処理部３０の機能を実現するコンピュータプログラムを、ＣＰＵ５６に読み込ませ、ＣＰＵ５６がこのコンピュータプログラムを実行することで実現される。電流異常処理部３０は、電流異常判定手段として機能する電流異常判定部３１と、電流遮断手段として機能する電流遮断部３２と、検出回路異常確定手段として機能する検出回路異常確定部３３と、駆動制御異常確定手段として機能する駆動制御異常確定部３４とを備える。

電流異常判定部３１は、電動機相電流検出回路６２、６３が検出した駆動電流値や、全電流検出回路６４が検出した全電流に基づいて、電動機相電流検出回路６２、６３や全電流検出回路６４から検出した電流が異常であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、電流異常判定部３１は、電動機相電流検出回路６２、６３、全電流検出回路６４のうち、少なくとも一つから検出した電流が異常である場合には、電流検出回路から検出した電流が異常であると判定する（ステップＳ２、Ｙｅｓ）。

電流遮断部３２は、電動機相電流検出回路６２、６３等から検出した電流が異常であると電流異常判定部３１が判定した場合には（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、例えば、電動機用リレー６７及び６８をＯＦＦにしたり、電動機駆動回路６１に供給される駆動電源をＯＦＦにしたり、電流指令値演算部２０の演算する電流指令値を０Ａに設定したりすることによって、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態とする（ステップＳ３、電動機電流遮断）。

検出回路異常確定部３３は、電動機相電流検出回路６２、６３等へ電流が流れない状態としたにも関わらず、電動機相電流検出回路６２、６３等から電流を検出した場合には（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、電動機相電流検出回路６２、６３等の異常であると確定する（ステップＳ５）。この場合、限定的な操舵補助が行われる（ステップＳ６）。限定的な操舵補助は、例えば、電動機相電流検出回路６２、６３等の異常を確定してから車両が停止するまでの間のみ操舵補助を行うものである。

また、駆動制御異常確定部３４は、電動機相電流検出回路６２、６３等へ電流が流れない状態で、電動機相電流検出回路６２、６３等から電流を検出しない場合には（ステップＳ４、Ｎｏ）、電動機駆動制御手段であるプリドライバ６０や電動機駆動回路６１等の異常であると確定する（ステップＳ７）。この場合、電動パワーステアリング装置１の電源がＯＦＦにされて、システム停止の状態になる（ステップＳ８）。

ステップＳ２において、電流異常判定部３１が、電流検出回路から検出した電流は異常でない場合と判断した場合には、電動機相電流検出回路６２、６３、全電流検出回路６４、電動機駆動制御手段であるプリドライバ６０や電動機駆動回路６１等はすべて正常と確定され（ステップＳ９）、通常の操舵補助が継続される（ステップＳ１０）。

ここで、本実施形態において、電動機駆動制御手段とは、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１の他、車載電源１１と電動機駆動回路６１との間に設けられる電源用リレー６９や配線、電動機駆動回路６１と電動機９との間に設けられる電動機用リレー６７、６８や配線を含む。

図６は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。図７〜図１０は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法におけるタイミングチャートである。これらの図を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法による電動パワーステアリング装置１の動作を説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、図３に示す電動機相電流検出回路６２、６３を対象とするが、図３に示す全電流検出回路６４に対しても、電動機相電流検出回路６２、６３と同様に取り扱うことができる。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法を実行するにあたり、図４に示す電流異常処理部３０の電流異常判定部３１が、図３に示す電動機相電流検出回路６２、６３から検出された駆動電流値（以下検出回路電流値という）Ｉを取得する（ステップＳ１０１）。ここで、以下の判定においては、電動機相電流検出回路６２、６３のうち、少なくとも一方が該当すれば判定条件を満たし、電動機相電流検出回路６２、６３の両方が該当しない場合に判定条件を満たさないものとする。

電流異常判定部３１は、予め設定した限界電流値Ｉ＿ｉよりも大きい検出回路電流値Ｉを検出したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２における限界電流値Ｉ＿ｉは、電動機相電流検出回路６２、６３には流れ得ず、電動機相電流検出回路６２、６３からは検出され得ない値に設定される。すなわち、限界電流値Ｉ＿ｉは、電動機９には流れ得ない電流の大きさに設定される。例えば、電動機９の電力供給線が短絡すると、この電力供給線には過電流が流れる。この場合、電動機９へ流れる電流は最も大きくなるが、限界電流値Ｉ＿ｉは、電動機９の電力供給線が短絡した場合であっても電力供給線には流れ得ない大きさの電流値に設定される。すなわち、限界電流値Ｉ＿ｉは、ＥＰＳ制御装置５０や車載電源１１、及び電動機９の仕様から考えて、理論上発生し得ない値に設定される。

Ｉ＞Ｉ＿ｉである場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ、図７のｔ１）、電流異常判定部３１は、Ｉ＞Ｉ＿ｉである状態が、予め設定した第１の診断時間Δｔ１以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。第１の診断時間Δｔ１は、図７に示すように、ｔ２−ｔ１である。Ｉ＞Ｉ＿ｉである状態がΔｔ１未満である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、電流異常判定部３１は、検出回路電流値Ｉが、予め設定した電流異常判定閾値Ｉ＿ｓよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ここで、電流異常判定閾値Ｉ＿ｓは、電動機相電流検出回路６２、６３に異常な電流が流れているか否かを判定するためのものであり、例えば、電動機駆動回路６１の供給可能電力や電動機９の最大許容入力等といった、電動パワーステアリング装置５０の仕様から定まる上限値とする。例えば、電流異常判定閾値Ｉ＿ｓを、電動機９の最大入力電流値に設定すれば、電流異常判定閾値Ｉ＿ｓを超える電流は、電動機９に流すことができない。したがって、電流異常判定閾値Ｉ＿ｓを超える電流が電動機相電流検出回路６２、６３から検出された場合、この電流は異常であると判断できる。ステップＳ１０２における限界電流値Ｉ＿ｉと、電流異常判定閾値Ｉ＿ｓとの関係は、図７に示すようにＩ＿ｉ＞Ｉ＿ｓとなる。なお、図７のＩ＿ｓと、図８のＩ＿ｓとは同じものである。

Ｉ＞Ｉ＿ｓである場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ、図８のｔ１）、電流異常判定部３１は、図８に示すように診断フラグＦ１を発生させて、図３に示すＥＰＳ制御装置５０のＲＡＭ５８へ格納するとともに、Ｉ＞Ｉ＿ｓである状態が、予め設定した第２の診断時間Δｔ２以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第２の診断時間Δｔ２は、図８に示すように、ｔ２−ｔ１である。また、診断フラグＦ１は、電動機９への電力供給系に異常な電流が流れたことを示すものである。診断フラグＦ１が発生することにより、電流異常判定部３１は、ステップＳ１０５に進む。なお、ＲＡＭ５８へ格納された診断フラグＦ１は、異常の発生した箇所が確定した後、図３に示すＥＰＳ制御装置５０の不揮発性メモリ５２へ格納される。

Ｉ＞Ｉ＿ｓである状態がΔｔ２以上継続した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、電動機相電流検出回路６２、６３には、過電流が流れていると判断できる。この場合、電流異常判定部３１は、電動機相電流検出回路６２、６３から検出された電流は異常であると判定するとともに、診断フラグＦ３を発生させて、図３に示すＥＰＳ制御装置５０のＲＡＭ５８へ格納する。診断フラグＦ３は、電動機９への電力供給系に流れる異常な電流が所定時間継続したことから、電動機９の電力供給系に何らかの異常が発生したことを示すものである。診断フラグＦ３が発生することにより、電流異常判定部３１は、ステップＳ１０６に進み、異常の発生した箇所の確定手順へ進む。なお、ＲＡＭ５８へ格納された診断フラグＦ３は、異常の発生した箇所が確定した後、図３に示すＥＰＳ制御装置５０の不揮発性メモリ５２へ格納される。

電動機相電流検出回路６２、６３から、通常の制御時においては流れ得ない大きさの異常な値の電流（過電流）が検出された場合、その原因としては、（１）実際に過電流は流れていないが、電動機相電流検出回路６２、６３の異常によって、電動機相電流検出回路６２、６３による検出回路電流値Ｉが異常な値を示している、（２）実際に過電流は流れていないが、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生している、（３）実際に過電流が流れている、ことが考えられる。いずれの場合であっても、ＥＰＳ制御装置５０に何らかの不具合が発生しているので、安全を確保するため、図１に示す電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力の付与が停止される。また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法では、次の手法により、異常の発生している箇所を判定する。

Ｉ＞Ｉ＿ｓである状態がΔｔ２以上継続した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、電流異常処理部３０の電流遮断部３２は、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出す（ステップＳ１０６、電動機電流遮断）。本実施形態では、電流遮断部３２が、少なくとも、図３に示す電動機駆動回路６１を構成する電源電圧側のスイッチングトランジスタ６１Ａ、接地電圧側のスイッチングトランジスタ６１ＢをＯＦＦにすることで、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出す。

さらに、電動機用リレー６７、６８、及び電源用リレー６９を開いたり、プリドライバ６０をＯＦＦにしたり、図４に示す電流指令値演算部２０の演算する電流指令値を０Ａに設定したりしてもよい。これによって、より確実に、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を作り出すことができる。なお、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を作り出すことにより、電動機９にも電動機駆動電流は流れないので、図１に示す電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力の付与は停止される。

電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態が作り出されたら（ステップＳ１０６）、電流異常処理部３０の検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、電動機相電流検出回路６２、６３から検出回路電流値Ｉを再度取得する（ステップＳ１０７）。そして、検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、検出回路電流値Ｉが、予め設定した電流異常判定下限値Ｉ＿ｍｉよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。図８に示す電流異常判定下限値Ｉ＿ｍｉは、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態にも関わらず電動機相電流検出回路６２、６３から電流が検出された場合に、電動機相電流検出回路６２、６３の異常と判定可能な大きさに設定される。例えば、電流異常判定下限値Ｉ＿ｍｉは、ノイズとして検出される値よりも大きい値に設定する。

Ｉ＞Ｉ＿ｍｉである場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、Ｉ＞Ｉ＿ｍｉである状態が、予め設定した第３の診断時間Δｔ３以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。第３の診断時間Δｔ３は、図８に示すように、ｔ３−ｔ２である。

Ｉ＞Ｉ＿ｍｉである状態がΔｔ３以上継続した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、検出回路異常確定部３３は、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していると確定し（ステップＳ１１０）、診断フラグＦ４を発生させて、図３に示すＥＰＳ制御装置５０の不揮発性メモリ５２へ格納する。これは、ステップＳ１０６において、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出したにもかかわらず、電動機相電流検出回路６２、６３から所定の大きさの電流を検出した場合は、電動機相電流検出回路６２、６３に異常があると判断できるからである。Ｉ＞Ｉ＿ｍｉである状態がΔｔ３以上継続する現象は、例えば、電動機相電流検出回路６２、６３に、ＣＰＵ５６等の駆動電圧がショートしていること（いわゆる天絡）が原因で発生しうる。

ここで、図８に示す診断フラグＦ４は、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していることを示すフラグであり、点検や修理をする際に、不揮発性メモリ５２の記憶内容を読み出すことにより、電動機相電流検出回路６２、６３の異常を知ることができる。このように、本実施形態では、上記判定手順によって電動機相電流検出回路６２、６３の異常を確定することができるので、ＥＰＳ制御装置５０の異常箇所を迅速に特定することができ、点検や修理の効率が向上する。なお、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していると確定した場合、ＣＰＵ５６は、図１に示す車両１００の計器パネルに、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生した旨の警告を表示し、運転者の注意を促すことが好ましい。

電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していると確定された場合（ステップＳ１１０）、電動機９を駆動制御するプリドライバ６０や電動機駆動回路６１には異常が発生していないと判断できる。この場合、異常のないプリドライバ６０や電動機駆動回路６１を用いて電動機９を駆動制御し、電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力の付与を継続することができる。

しかし、電動機相電流検出回路６２、６３には異常が発生しているため、電動機相電流検出回路６２、６３から検出される検出回路電流値Ｉに基づいてフィードバック制御をすることはできない。このため、検出回路電流値Ｉに基づかないで電動機９を駆動制御して、電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力の付与（操舵補助）が再開される（ステップＳ１１１）。

検出回路電流値Ｉに基づかないで電動機９を駆動制御する方法は、例えば、電動機駆動電流のフィードバックを行わず、トルク検出値Ｔ、車速検出値ｖから決定される電流指令値に基づいたオープンループ制御がある。オープンループ制御を実行する場合、図５に示す制御切替部２５は、電動機９の制御を、フィードバック制御からオープンループ制御へ切り替える。これによって、操舵補助が継続されるので、運転者によるステアリングホイール２への入力トルクに対して補助操舵力が付与されるので、運転者に与える違和感を抑制できる。また、補助操舵力の付与によって、操舵補助の停止によってステアリングホイール２の操作が急激に重くなることを抑制できるので、安全性も確保できる。

操舵補助を再開するにあたっては、図８のｔ４〜ｔ５に示すように、電動機９を駆動するための電動機駆動電流の値、すなわち駆動電流値を徐々に増加させることによって、電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力を徐々に大きくすることが好ましい。すなわち、ステアリングホイール２への入力トルクに応じた電動機駆動電流を、操舵補助の再開と同時に電動機９へ供給するのではなく、入力トルクに応じた電流指令値へ、電動機駆動電流を徐々に近づけることが好ましい。これによって、操舵補助を再開した場合に電動機９による補助操舵力が急激に上昇して、図１に示す車両１００の操舵輪の操舵角が急激に増加することを抑制できるので、安全性を向上させることができる。

なお、検出回路電流値Ｉに基づかないで電動機９を駆動制御する場合、検出回路電流値Ｉに基づいて電動機９を駆動制御する場合よりも厳しい条件で、電動パワーステアリング装置１を制御し、電動パワーステアリング装置１の異常を判定することが好ましい。これは、ＥＰＳ制御装置５０に何らかの異常が発生しているため、より安全性を確保する必要があるからである。例えば、検出回路電流値Ｉに基づいて電動機９を駆動制御する場合よりも補助操舵力の最大値を小さくしたり、検出回路電流値Ｉに基づいて電動機９を駆動制御する場合よりも電動機駆動電流や電動機端子電圧等の異常判定値を小さくしたりする。

ステップＳ１１１で操舵補助を再開させたら、ＣＰＵ５６は、操舵補助の停止条件にあるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ＥＰＳ制御装置５０には、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生しているため、無制限に操舵補助を継続させることは好ましくない。したがって、操舵補助を停止しても、十分に安全が確保できる状態となったら、操舵補助を停止する。本実施形態では、図１に示す車両１００の車速が、図８に示す所定の設定値ｖ＿ｃ以下になった場合に、操舵補助の停止条件が満たされたと判定する。

操舵補助の停止条件が満たされていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ＣＰＵ５６は、検出回路電流値Ｉに基づかないで電動機９を駆動制御することによる操舵補助を継続する。操舵補助の停止条件が満たされた場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５６は、制御終了を表す制御終了フラグＦ５発生させ、操舵補助を停止して（ステップＳ１１３）、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法が終了する。

操舵補助を停止する場合、図８のｔ６〜ｔ７に示すように、駆動電流値を徐々に減少させることによって、電動パワーステアリング装置１のステアリング機構１Ｃに対する補助操舵力を徐々に小さくすることが好ましい。すなわち、操舵補助の停止と同時に駆動電流値を０にするのではなく、駆動電流値を徐々に０へ近づけることが好ましい。これによって、操舵補助を停止した場合に電動機９による補助操舵力が急激に低下して、図１に示す電動パワーステアリング装置１のステアリングホイール２が急激に重くなることを抑制できるので、運転者に与える違和感を抑制できる。

次に、ステップＳ１０２に戻って説明する。ステップＳ１０２においてＮｏと判定された場合、すなわち、Ｉ≦Ｉ＿ｉである場合、検出回路電流値Ｉは、ステップＳ１０４における電流異常判定閾値Ｉ＿ｓ以上であることも考えられる。したがって、Ｉ≦Ｉ＿ｉである場合にはステップＳ１０４に進み、ＣＰＵ５６は、上述したステップＳ１０４以降の手順を実行する。

次に、ステップＳ１０３に戻って説明する。ステップＳ１０３においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、Ｉ＞Ｉ＿ｉである状態がΔｔ１以上継続した場合、ステップＳ１１０に進み、検出回路異常確定部３３は、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していると確定する。限界電流値Ｉ＿ｉは、理論上、電動機相電流検出回路６２、６３には流れ得ない大きさなので、このような値が検出されるということは、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１の異常ではなく、電動機相電流検出回路６２、６３の異常と判断する。電動機相電流検出回路６２、６３の異常が確定されたら、ＣＰＵ５６は、ステップＳ１１１以降の手順を実行する。Ｉ＞Ｉ＿ｉである状態がΔｔ１以上継続する現象は、例えば、ＣＰＵ５６等の駆動電圧が電動機相電流検出回路６２、６３にショートする、いわゆる天絡が原因で発生しうる。

このように、電動機相電流検出回路６２、６３には流れ得ない大きさの限界電流値Ｉ＿ｉを用いて、電動機相電流検出回路６２、６３の異常を確定することにより、ステップＳ１０６の電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出す手順、及びその後の異常箇所を確定する手順を実行する必要がなくなる。これによって、迅速に異常の発生箇所を確定して、操舵補助を再開できるので、異常の発生箇所の確定から操舵補助へ移行するまでの時間を短縮でき、操舵補助が実行されない時間を短縮できる。その結果、操舵補助の中断によって運転者に与える違和感をより低減することができ、安全性もより向上する。

次に、ステップＳ１０４に戻って説明する。ステップＳ１０４においてＮｏと判定された場合、すなわち、Ｉ≦Ｉ＿ｓである場合、過電流は発生していないため、電流異常判定部３１は、電動機相電流検出回路６２、６３やプリドライバ６０や電動機駆動回路６１は正常に動作していると判定する（ステップＳ１１４）。この場合、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法は終了する。

次に、ステップＳ１０５に戻って説明する。ステップＳ１０５においてＮｏと判定された場合、すなわち、Ｉ＞Ｉ＿ｓである状態がΔｔ２未満である場合、検出時における誤差等が原因と考えられる。また、実際に過電流が発生したとしても、継続時間が極めて短いため、電動パワーステアリング装置１に対する影響はないと考えられる。したがって、電流異常判定部３１は、電動機相電流検出回路６２、６３やプリドライバ６０や電動機駆動回路６１は正常に動作していると判定する（ステップＳ１１４）。この場合、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法は終了する。

次に、ステップＳ１０８に戻って説明する。ステップＳ１０８においてＮｏと判定された場合、すなわち、Ｉ≦Ｉ＿ｍｉである場合、検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、Ｉ≦Ｉ＿ｍｉである状態が、予め設定した第３の診断時間Δｔ３以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。第３の診断時間Δｔ３は、図９に示すように、ｔ３−ｔ２である。

Ｉ≦Ｉ＿ｍｉである状態がΔｔ３以上継続した場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、駆動制御異常確定部３４は、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１といった電動機駆動制御手段に異常が発生していると確定する（ステップＳ１１６）。そして、図９に示すように診断フラグＦ６を発生させて、図３に示すＥＰＳ制御装置５０の不揮発性メモリ５２へ格納する。この場合、ＣＰＵ５６は、システムを停止、すなわち電動パワーステアリング装置１の電源をＯＦＦとして（ステップＳ１１７）、安全性を確保する。

ここで、診断フラグＦ６は、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生していることを示すフラグであり、点検や修理をする際に、不揮発性メモリ５２の記憶内容を読み出すことにより、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１の異常を知ることができる。このように、本実施形態では、上記判定手順によってプリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生したことを確定できるので、点検や修理においてはＥＰＳ制御装置５０の異常箇所を迅速に特定することができる。その結果、点検や修理の効率が向上する。なお、電動機相電流検出回路６２、６３に異常が発生していると確定した場合、ＣＰＵ５６は、図１に示す車両１００の計器パネルに、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生した旨の警告を表示し、運転者の注意を促すことが好ましい。

Ｉ≦Ｉ＿ｍｉである状態がΔｔ３未満である場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ、図１０）、検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、電動機相電流検出回路６２、６３又はプリドライバ６０や電動機駆動回路６１のいずれか一方に異常が発生していると確定し（ステップＳ１１８）、図１０に示すように診断フラグＦ７を発生させて、図３に示すＥＰＳ制御装置５０の不揮発性メモリ５２へ格納する。その後、ＣＰＵ５６は、システムを停止し（ステップＳ１１７）、安全性を確保する。

ステップＳ１０６において、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出したが、電動機相電流検出回路６２、６３から電流が検出されない時間が第３の診断時間Δｔ３に満たない場合、ステップＳ１０４でＩ＞Ｉ＿ｓとなった原因は、電動機相電流検出回路６２、６３又はプリドライバ６０や電動機駆動回路６１のいずれか一方に異常があることが原因であると判断することが適切だからである。この場合、ＣＰＵ５６は、システムを停止し（ステップＳ１１７）、安全性を確保する。

ここで、診断フラグＦ７は、電動機相電流検出回路６２、６３及びプリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生していることを示すフラグであり、点検や修理をする際に、不揮発性メモリ５２の記憶内容を読み出すことにより、電動機相電流検出回路６２、６３及びプリドライバ６０や電動機駆動回路６１の異常を知ることができる。このように、本実施形態では、ＥＰＳ制御装置５０に異常が発生した可能性のある箇所を確定できるので、ＥＰＳ制御装置５０の異常箇所を迅速に特定することができ、点検や修理の効率が向上する。なお、電動機相電流検出回路６２、６３及びプリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生していると確定した場合、ＣＰＵ５６は、図１に示す車両１００の計器パネルに、電動機相電流検出回路６２、６３及びプリドライバ６０や電動機駆動回路６１に異常が発生した旨の警告を表示し、運転者の注意を促すことが好ましい。

次に、ステップＳ１０９に戻って説明する。ステップＳ１０９においてＮｏと判定された場合、すなわち、すなわち、Ｉ＞Ｉ＿ｍｉである状態の継続時間がΔｔ３未満である場合、検出回路異常確定部３３及び駆動制御異常確定部３４は、電動機相電流検出回路６２、６３及びプリドライバ６０や電動機駆動回路６１の両方に異常が発生していると確定し（ステップＳ１１８）、図１０に示すように診断フラグＦ７を発生させる。診断フラグＦ７は、上述した通りである。

ステップＳ１０６において、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を意図的に作り出すことにより、電動機相電流検出回路６２、６３から所定の大きさの電流が検出されたが、その時間が第３の診断時間Δｔ３に満たない場合、ステップＳ１０４でＩ＞Ｉ＿ｓとなった原因は、電動機相電流検出回路６２、６３又はプリドライバ６０や電動機駆動回路６１のいずれか一方に異常があることが原因であると判断することが適切だからである。この場合、ＣＰＵ５６は、システムを停止し（ステップＳ１１７）、安全性を確保する。

上述した電動機９は、ブラシレスの電動機でもよいし、ブラシを備える電動機でもよい。また、上述した第１の診断時間Δｔ１〜第３の診断時間Δｔ３は、実験や解析等により設定される。第１の診断時間Δｔ１〜第３の診断時間Δｔ３は、すべて同じ時間でもよいし、それぞれが異なっていてもよい。また、上述した説明では、電動機相電流検出回路６２、６３の異常を判定したが、同様の手法で、全電流検出回路６４の異常も判定できる。また、本実施形態では、電動機相電流検出回路６２、６３及び全電流検出回路６４によって、それぞれ独立に電流を検出できるので、電動機相電流検出回路６２、６３及び全電流検出回路６４の異常は、それぞれ独立に判定できる。

検出回路電流値Ｉには基づかないで電動機９を駆動制御する場合、正常に動作している電流検出回路から検出される電動機駆動電流に基づいて、電動機９をフィードバック制御してもよい。例えば、電動機相電流検出回路６２、６３へ電流が流れない状態を作り出したときに、電動機相電流検出回路６２、６３のうち、一方の電動機送電流検出回路から電流異常判定下限値Ｉ＿ｍｉ以上の電流が第３の診断時間Δｔ３以上検出された場合、電流の検出された電動機相電流検出回路に異常が発生したと判断できる。

したがって、正常に動作している電動機相電流検出回路と、図３に示す全電流検出回路６４とを用いて、異常が発生した電動機相電流検出回路を流れる電動機駆動電流の値を推定して、電動機駆動電流のフィードバック制御をする。このようにすれば、電動パワーステアリング装置１の操作フィーリングを向上させることができるので、運転者に与える違和感をより低減できる。さらに、検出回路電流値Ｉには基づかないで電動機９を駆動制御する場合、図３に示すレゾルバ４２を用いた電動機９の回転角位置制御によって電動機９を制御してもよい。

ステップＳ１０２やステップＳ１０４等の判定にあたっては、検出回路電流値Ｉの瞬時値を用いることができる。このようにすれば、処理速度を向上させることができる。また、ステップＳ１０２やステップＳ１０４等の判定にあたっては、所定時間における検出回路電流値Ｉの平均値や積分値を用いてもよい。このようにすれば、判定の精度を向上させることができる。

上記説明では、電動機相電流検出回路６２、６３から過大な電流を検出した場合における異常箇所の確定手順を説明した。電動機相電流検出回路６２、６３の異常に起因して電動機相電流検出回路６２、６３から過大な電流を検出した場合は、電動機相電流検出回路６２、６３にＣＰＵ５６等の駆動電圧がショートする、いわゆる天絡が原因の場合が多い。一方、電流検出回路６２、６３の地絡や断線によって、電動機９が駆動されているにもかかわらず、電動機相電流検出回路６２、６３からは電流が検出されない異常もある。これは、電動機相電流検出回路６２、６３やこれらの配線がアースに接触したような場合、すなわち、いわゆる地絡が発生した場合に起こりうる。

この場合、例えば、電動機相電流検出回路６２、６３を流れる電流と、電動機相電流検出回路６２、６３から出力される電圧との関係をオフセットさせる。例えば、電動機相電流検出回路６２、６３が０Ｖ（ボルト）から５Ｖ（ボルト）の電圧を出力する場合、２．５Ｖ（ボルト）を０Ａとし、５Ｖ（ボルト）を正の最大電流Ｉ＿ｍａｘ、０Ｖ（ボルト）を負の最大電流−Ｉ＿ｍａｘに設定する。このようにすれば、電流検出回路６２、６３の地絡や断線によって、電動機相電流検出回路６２、６３からは０Ｖ（ボルト）が出力される場合には、見かけ上、負の最大電流−Ｉ＿ｍａｘが検出されることになる。

そして、負の電流の限界電流値−Ｉ＿ｉを、電動機９への電力供給線には流れ得ない大きさに定める。ここで、−Ｉ＿ｍａｘ＜−Ｉ＿ｉである。電流検出回路６２、６３の地絡や断線によって、電動機相電流検出回路６２、６３からは０Ｖ（ボルト）が出力された場合には、電動機相電流検出回路６２、６３から負の最大電流−Ｉ＿ｍａｘが検出される。−Ｉ＿ｍａｘ＜−Ｉ＿ｉの関係があるので、負の最大電流−Ｉ＿ｍａｘが検出された場合には、見かけ上、電動機９への電力供給線には流れ得ない電流が流れていることになり、このような値が検出されるということは、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１の異常ではなく、電動機相電流検出回路６２、６３の異常と判断する。

また、電動機９に電力が供給され、レゾルバ４２からの検出値から電動機９が駆動されていることが確認できるにもかかわらず、電流検出回路６２、６３の地絡や断線によって、電動機相電流検出回路６２、６３からは０Ｖ（ボルト）が出力された場合には、電動機相電流検出回路６２、６３の異常であると確定してもよい。この場合、電動機９が駆動されているため、プリドライバ６０や電動機駆動回路６１は正常に動作していると判断できるため、それにもかかわらず電動機相電流検出回路６２、６３からは０Ｖ（ボルト）が出力された場合には、電動機相電流検出回路６２、６３の異常と判断する。このような手法により、電流検出回路６２、６３の地絡や断線による電動機相電流検出回路６２、６３等の異常が発生した場合でも、これを確定することができる。

以上、本実施形態では、電動パワーステアリング装置において、電流検出回路から検出した電流が異常である場合には、電流検出回路へ電流が流れない状態を意図的に作り出し、電流検出回路へ電流が流れない状態において電流検出回路から検出された電流に基づいて、電流検出回路の異常又は電動パワーステアリング装置の電動機駆動制御手段の異常を確定する。これによって、電動パワーステアリング装置の制御系に不具合が発生した場合に、不具合の発生した箇所を判定し、確定できる。

以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御方法は、電動パワーステアリング装置に対して有用であり、特に、制御系に発生した不具合の箇所を判定することに適している。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備えるトルクセンサに入力される操舵トルクと、トルクセンサの出力値との関係を示す概念図である。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するＥＰＳ制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するＥＰＳ制御装置の機能ブロック図である。 ＥＰＳ制御装置が備える電流異常処理部の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法におけるタイミングチャートである。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法におけるタイミングチャートである。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法におけるタイミングチャートである。 本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御方法におけるタイミングチャートである。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
１Ｃ ステアリング機構
２ ステアリングホイール
９ 電動機
１１ 車載電源
２０ 電流指令値演算部
２１ 電流指令値制限部
２２ ベクトル制御部
２３ 加算器
２４ 電流制御部
２５ 制御切替部
２６ 異常処理部
３０ 電流異常処理部
３１ 電流異常判定部
３２ 電流遮断部
３３ 検出回路異常確定部
３４ 駆動制御異常確定部
４０ トルクセンサ
４１ 車速センサ
４２ レゾルバ
５０ 電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＰＳ制御装置）
５６ ＣＰＵ
６０ プリドライバ
６１ 電動機駆動回路
６２、６３ 電動機相電流検出回路
６４ 全電流検出回路
６７、６８ 電動機用リレー
６９ 電源用リレー
１００ 車両

Claims (16)

1. 車両のステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機に供給する電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電動機の電流値を検出する電流検出回路と、前記電流指令値と前記電動機の電流値とに基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
   前記電流検出回路から検出した電流が異常であるか否かを判定する電流異常判定手段と、
   前記異常判定手段が異常であると判定した場合には、前記電流検出回路へ電流が流れない状態とする電流遮断手段と、
   前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出した場合には、前記電流検出回路の異常であると確定する検出回路異常確定手段と、
   前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出しない場合には、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定する駆動制御異常確定手段と、
   を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記検出回路異常確定手段は、前記電流異常判定手段が、前記電流検出回路には流れ得ない限界電流値を超えた電流を検出した場合、前記電流検出回路の異常であると確定する
   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装置。
3. 前記検出回路異常確定手段が、前記電流検出回路の異常であると確定した場合、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記電動機駆動制御手段が、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合は、前記電流検出回路の検出した電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合よりも厳しい制限値で、前記電動パワーステアリング装置を制御することを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記電動機駆動制御手段は、
   前記電動パワーステアリング装置へ入力されるトルクに基づいたオープンループ制御によって前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記電流検出回路が複数存在する場合、前記電動機駆動制御手段は、正常に動作している前記電流検出回路によって検出される電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項３〜請求項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。
7. 前記電動機駆動制御手段は、
   前記電動パワーステアリング装置を搭載する車両の速度が所定の設定値以下になった場合には、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することを特徴とする請求項３〜請求項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。
8. 駆動制御異常確定手段が、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定した場合、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
9. 車両のステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機に供給する電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電動機の電流値を検出する電流検出回路と、前記電流指令値と前記電動機の電流値とに基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備える電動パワーステアリング装置を制御する電動パワーステアリング装置の制御方法において、
   前記電流検出回路から検出した電流が異常であるか否かを判定する手順と、
   前記電流検出回路から検出した電流が異常である場合には、前記電流検出回路へ電流が流れない状態とする手順と、
   前記電流検出回路へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出した場合には、前記電流検出回路の異常であると確定する手順と、
   前記電流検出部へ電流が流れない状態で、前記電流検出回路から電流を検出しない場合には、前記電動機駆動制御手段の異常であると確定する手順と、
   を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。
10. 前記電流検出回路には流れ得ない限界電流値を超えた電流を前記電流検出回路から検出した場合、前記電流検出回路の異常であると確定することを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
11. 前記電流検出回路の異常であると確定した場合、前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
12. 前記電流検出回路の検出した電流値には基づかないで前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合は、前記電流検出回路の検出した電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行う場合よりも厳しい制限値で、前記電動パワーステアリング装置を制御することを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
13. 前記電動パワーステアリング装置へ入力されるトルクに基づいたオープンループ制御によって前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
14. 前記電流検出回路が複数存在する場合、正常に動作している前記電流検出回路によって検出される電流値に基づいて前記電動機を駆動制御して、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を行うことを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
15. 前記電動パワーステアリング装置を搭載する車両の速度が所定の設定値以下になった場合には、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。
16. 前記電動機駆動制御手段の異常であると確定した場合、前記ステアリング機構に対する補助操舵力の付与を停止することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。

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