JP3475354B2 - Variable steering angle ratio steering device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両のステアリン
グ系の舵角比（ステアリングの操舵角に対する操舵輪の
転舵角）を車速等に応じて変化させる可変舵角比操舵装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】可変舵角比操舵装置は、ドライバの操舵
フィーリングをより向上させるために、ステアリングホ
イールの操舵角に対する操舵輪の転舵角である舵角比を
最適な値に変化させる。例えば、可変舵角比操舵装置
は、ステアリングホイールからの操舵トルクの入力軸と
操舵輪に操舵トルクを伝達する出力軸を備え、この入力
軸と出力軸との入出力角比に基づく舵角比をモータ等の
電動機によって可変する。そのために、可変舵角比操舵
装置は、車速やステアリングホイールの操舵角等に基づ
いて目標舵角比を設定する。そして、可変舵角比操舵装
置は、この目標舵角比と舵角比センサで検出した実際の
舵角比とに基づいて、舵角比が目標舵角比になるよう
に、電動機の駆動を制御する。なお、電動機は、４個の
スイッチング素子からなるブリッジ回路で構成される電
動機駆動手段から電動機電流が供給される。 【０００３】さらに、可変舵角比操舵装置は、電動機を
制御する制御装置を備える。一般に、制御装置は、フェ
イルセーフの観点から、１つのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が故障した時のた
めに、複数のＣＰＵを備える。例えば、制御装置は、通
常時に電動機を制御するメインＣＰＵとメインＣＰＵが
故障時に電動機を制御するバックアップＣＰＵを備え
る。さらに、制御装置は、メインＣＰＵが正常時にはメ
インＣＰＵからの制御信号を電動機駆動手段に出力し、
メインＣＰＵが故障時にはバックアップＣＰＵからの制
御信号に切り換えて電動機駆動手段に出力する切換回路
を備える。なお、メインＣＰＵは、自身を故障と判定す
ると、切換回路に対してバックアップＣＰＵに切り換え
るための信号を出力する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バック
アップＣＰＵが故障の場合、バックアップＣＰＵは、正
常な制御信号を生成できない。また、切換回路が故障し
た場合、メインＣＰＵが故障時にバックアップＣＰＵか
らの制御信号に切り換えられない。そのため、バックア
ップＣＰＵまたは／および切換回路が故障した場合、適
切な制御信号が電動機駆動手段に出力されないため、電
動機が正常に駆動制御されない。そこで、メインＣＰＵ
は、バックアップＣＰＵまたは／および切換回路が故障
か正常かを認識しておかなければならない。 【０００５】そこで、本発明の課題は、バックアップＣ
ＰＵまたは／および切換回路の故障判定を行うことがで
きる可変舵角比操舵装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明に係る可変舵角比操舵装置は、ステアリング系の舵角
比を可変にする電動機と、前記電動機に電動機電流を出
力する電動機駆動手段とを備える可変舵角比操舵装置に
おいて、前記電動機を車速に応じて制御するメイン電動
機制御信号を出力するメインＣＰＵと、前記メインＣＰ
Ｕが故障時に、前記舵角比が高車速側に移行するように
前記電動機を制御するバックアップ電動機制御信号を出
力するバックアップＣＰＵと、前記メイン電動機制御信
号と前記バックアップ電動機制御信号とを切り換えて前
記電動機駆動手段に出力する切換回路と、前記電動機に
流れる前記電動機電流を検出する電動機電流検出手段と
を備え、前記メインＣＰＵは、制御開始時に前記切換回
路に擬似故障信号を出力し、その時に前記電動機に所定
値以上の電動機電流が流れない場合、前記バックアップ
ＣＰＵまたは／および前記切換回路が故障と判定するこ
とを特徴とする。この可変舵角比操舵装置によれば、メ
インＣＰＵが、制御開始時に切換回路に擬似故障信号を
出力し、その後電動機電流を監視することによって、バ
ックアップＣＰＵまたは／および切換回路の故障検出を
行うことができる。つまり、切換回路およびバックアッ
プＣＰＵが正常に動作している場合、メインＣＰＵが故
障すると、切換回路の動作によって、電動機に対する制
御がメインＣＰＵからバックアップＣＰＵに切り換わ
る。また、制御開始時は通常停車状態であるので、バッ
クアップＣＰＵは、舵角比を高車速状態にするために、
大きなバックアップ電動機制御信号を出力している。し
たがって、メインＣＰＵが切換回路に擬似故障信号を出
力すると、バックアップＣＰＵからの大きなバックアッ
プ電動機制御信号に基づいて電動機には所定値以上の電
動機電流が流れる。そこで、このメインＣＰＵとバック
アップＣＰＵ間の制御の関連性を利用することによっ
て、特別な故障検出手段を設けることなく、バックアッ
プＣＰＵまたは／および切換回路の故障検出を行うこと
ができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る可変舵角比操舵装置の実施の形態について説明す
る。 【０００８】本発明に係る可変舵角比操舵装置は、メイ
ンＣＰＵが、制御開始時に切換回路に擬似故障信号を出
力した時に電動機に電動機電流が流れない場合には、切
換回路または／およびバックアップＣＰＵが故障と判定
する。つまり、メインＣＰＵが擬似故障信号を出力した
場合、切換回路は、電動機駆動手段に対してバックアッ
プＣＰＵからのバックアップ電動機制御信号を出力す
る。また、制御開始時は通常停車状態であるので、バッ
クアップＣＰＵは、舵角比を高車速状態にするために、
大きなバックアップ電動機制御信号を出力している。し
たがって、切換回路およびバックアップＣＰＵが正常で
あれば、バックアップ電動機制御信号によって電動機に
は所定値以上の電動機電流が流れる。しかし、切換回路
が正常に切り換えを行っていない、あるいはバックアッ
プＣＰＵが正常にバックアップ電動機制御信号を出力し
ていない場合、電動機には電動機電流が流れない。そこ
で、本発明では、このメインＣＰＵ、バックアップＣＰ
Ｕおよび切換回路の制御の関連性を利用することによっ
て、切換回路または／およびバックアップＣＰＵの故障
判定を行う。 【０００９】本実施の形態では、本発明に係る可変舵角
比操舵装置を、ドライバによるステアリングホイール操
作によって操舵輪を転舵させるステアリング系にモータ
の駆動力で舵角比を変える可変舵角比装置を配設し、こ
の可変舵角比装置を制御装置で制御する構成とした。さ
らに、このステアリング系には、ドライバの操舵力をア
シストするためにモータの駆動力で補助操舵トルクを発
生させる電動パワーステアリング装置が配設される。ま
た、本実施の形態では、可変舵角比装置を制御する制御
装置によって、電動パワーステアリング装置も制御す
る。この制御装置は、可変舵角比装置と電動パワーステ
アリング装置を制御するためのメインＣＰＵ、メインＣ
ＰＵを監視するサブＣＰＵ、およびメインＣＰＵまたは
サブＣＰＵ故障時に可変舵角比操舵装置の舵角比を高車
速側に移行させるバックアップＣＰＵを備える。さら
に、制御装置は、可変舵角比装置のモータに対する制御
において、メインＣＰＵおよびサブＣＰＵ正常時にはメ
インＣＰＵによる制御とし、メインＣＰＵまたはサブＣ
ＰＵが故障時にはバックアップＣＰＵによる制御に切り
換える切換回路を備える。 【００１０】なお、本実施の形態に係る可変舵角比装置
は、入力軸と出力軸の入出力角特性に従って舵角比特性
を変える。なお、舵角比は、この舵角比特性に従って、
ステアリングホイールの操舵角に応じて連続的に最適な
値に可変する。つまり、本実施の形態の可変舵角比操舵
装置は、車速に基づいて目標偏心量が決定され、この目
標偏心量に応じて舵角比特性が変わり、さらにステアリ
ングホイールの操舵角に応じて最適な舵角比となる。 【００１１】まず、図１を参照して、可変舵角比操舵装
置１の全体構成について説明する。 【００１２】可変舵角比操舵装置１は、ステアリングホ
イール２から操舵輪Ｗ，Ｗに至るステアリング系Ｓ、こ
のステアリング系Ｓに設けられた可変舵角比装置１０お
よび車速センサＶＳからの車速信号Ｖに基づいて可変舵
角比装置１０を制御する制御装置４０を備える。さら
に、この可変舵角比操舵装置１は、ステアリング系Ｓに
電動パワーステアリング装置Ｅが設けられる。 【００１３】ステアリング系Ｓは、ステアリングホイー
ル２に一体的に設けられたステアリング軸３が自在継手
４ａ，４ｂを有する連結軸４を介して可変舵角比装置１
０の入力軸に連結されている。なお、可変舵角比装置１
０は、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの入
出力角比β／αを連続的に可変できるものを用いてい
る。さらに、ステアリング系Ｓは、可変舵角比装置１０
の出力軸に設けられたピニオン５ａとラック軸６に設け
られたラック歯５ｂとを噛み合させることによって、出
力軸の回転運動をラック軸６の直線運動へ変換する。そ
して、ステアリング系Ｓは、ラック軸６の直線運動をタ
イロッド７，７およびナックルアーム８，８を介して操
舵輪Ｗ，Ｗの転舵運動へ変換する。つまり、出力軸の回
転角βが変化すると、ステアリング系Ｓは、ラック軸６
のストロークＬが変化し、操舵輪Ｗ，Ｗを転舵させる。
なお、可変舵角比操舵装置１の舵角比は、入力軸の回転
角αに対する出力軸の回転角βの入出力角比β／α（可
変）およびピニオン５ａとラック歯５ｂのギア比（固
定）によって決まり、入出力角比β／αによって可変す
る。 【００１４】また、ラック軸６の側方には、補助操舵ト
ルクを発生させるための電動パワーステアリング装置Ｅ
用のモータ（以下「Ｅ用モータ」と記載する）９ｂが、
ラック軸６と同軸上に配設されている。そして、Ｅ用モ
ータ９ｂの回転がラック軸６と同軸に設けられたボール
ネジ機構９を介して推力に変換され、この推力をラック
ボールネジ軸９ａに作用させている。 【００１５】制御装置４０は、車速センサＶＳからの車
速信号Ｖに基づいて決定した目標偏心量（目標舵角比に
相当）と、変位センサ３３によって検出した実偏心量
（実舵角比に相当）ＡＥとを一致させるように、フィー
ドバック制御によって可変舵角比装置１０用のモータ
（以下、「Ｖ用モータ」と記載する）２７の回転駆動を
制御している（図７参照）。また、制御装置４０は、操
舵トルクセンサＴＳからの手動操舵トルク信号Ｔおよび
車速センサＶＳからの車速信号Ｖに基づいて決定した目
標電流と、電動パワーステアリング装置Ｅ用の電動機電
流検出手段（以下、「Ｅ用電動機電流検出手段」と記載
する）７０によって検出したＥ用モータ９ｂに実際に流
れている電動機電流ＥＩＭとを一致させるように、フィ
ードバック制御によってＥ用モータ９ｂの回転駆動を制
御する（図７参照）。なお、制御装置４０については、
後で詳細に説明する。なお、本実施の形態では、Ｖ用モ
ータ２７が、特許請求の範囲に記載の電動機に相当す
る。 【００１６】車速センサＶＳは、スピードメータ（図示
せず）内に配設され、車両の速度を検出する。そして、
車速センサＶＳは、検出した車速に対応したアナログ電
気信号の車速信号Ｖを制御装置４０に送信する。なお、
車速センサＶＳは、可変舵角比操舵装置１の専用のセン
サでも、他のシステムと共用するセンサでもよい。 【００１７】Ｅ用電動機電流検出手段７０は、Ｅ用モー
タ９ｂに対して直列に接続された抵抗またはホール素子
等を備え、Ｅ用モータ９ｂに実際に流れる電動機電流Ｅ
ＩＭの大きさと方向を検出する。そして、Ｅ用電動機電
流検出手段７０は、電動機電流ＥＩＭに対応した電動機
電流信号ＥＩＭＯを制御手段４０にフィードバック（負
帰還）する。 【００１８】可変舵角比装置１０用の電動機電流検出手
段（以下、「Ｖ用電動機電流検出手段」と記載する）８
０は、Ｖ用モータ２７に対して直列に接続された抵抗ま
たはホール素子等を備え、Ｖ用モータ２７に実際に流れ
る電動機電流ＶＩＭの大きさと方向を検出する。そし
て、Ｖ用電動機電流検出手段８０は、電動機電流ＶＩＭ
に対応した電動機電流信号ＶＩＭＯを制御手段４０にフ
ィードバック（負帰還）する。なお、本実施の形態で
は、Ｖ用電動機電流検出手段８０が、特許請求の範囲に
記載の電動機電流検出手段に相当する。 【００１９】次に、図２乃至図４を参照して、本実施の
形態に係る可変舵角比装置１０の一具体例の構造につい
て説明する。 【００２０】図２に示すように、入力軸１１は、玉軸受
け１２を介して上部ケーシング１３ａに回動自在に支持
された支持部材１４の偏心位置に、玉軸受け１５を介し
て回転自在に支持されている。入力軸１１の下部ケーシ
ング１３ｂ内に突入した端部には、出力軸１７に回転力
を伝達するカップリング１６が一体形成されている。ま
た、入力軸１１は、連結軸４（図１参照）に接続されて
おり、ドライバがステアリングホイール２を操舵するこ
とによって、連結軸４を介して回転するようになってい
る。 【００２１】また、出力軸１７は、一対の玉軸受け１８
ａ，１８ｂを介して下部ケーシング１３ｂに回動自在に
支持されている。この出力軸１７の下部には、ラック歯
５ｂに噛み合ったピニオン５ａが一体形成されている。
出力軸１７の端部は下部ケーシング１３ｂ内に突入して
おり、出力軸１７の端部における出力軸１７の中心から
偏心した位置には中間軸１９が突設されている。この中
間軸１９と入力軸１１に一体形成されたカップリング１
６との間は、平型ニードル軸受け２０を介在させたスラ
イダ２１と円錐ころ軸受け２２とを介して互いに連結さ
れている。さらに、入力軸１１と上部ケーシング１３ａ
との間には、可撓性の筒状部を有するシール部材３５が
設けられている。このシール部材３５によって可変舵角
比装置１０内の気密が保持されている。 【００２２】図３に示すように、カップリング１６の下
面には、下方が拡開しかつ開放した台形断面の溝２３が
形成されている。この溝２３に対して、一対の平型ニー
ドル軸受け２０を介在させたスライダ２１が、この溝２
３の互いに対向する斜面を摺動するように係合してい
る。また、スライダ２１の下面の中心部には、円錐ころ
軸受け２２を介して相対回動可能となるように、中間軸
１９が係合している。 【００２３】図２に示すように、下部ケーシング１３ｂ
には、出力軸１７の下端を支持する玉軸受け１８ｂのア
ウタレースに当接するアジャストねじ２４が螺着されて
いる。このアジャストねじ２４を適宜に締め込むことに
より、ピニオン５ａが軸線方向に押圧され、カップリン
グ１６を介した入力軸１１と出力軸１７との間に適度な
プリロードが与えられる。このようにして、カップリン
グ１６のがたを除去して連結剛性を向上させることがで
きる。 【００２４】図４に示すように、支持部材１４の外周部
の一部には、扇型の部分的ウォームホイル２５が設けら
れている。この部分的ウォームホイル２５には、ウォー
ム減速機構２６を介して、Ｖ用モータ２７によって駆動
されるウォーム２８が噛み合っている。そして、Ｖ用モ
ータ２７を回転駆動力によって、支持部材１４に対して
所定の角度範囲にわたって回転運動を与えることができ
るようになっている。なお、ウォーム２８は、偏心カム
を応用したバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケ
ーシング１３ａに支持されている。このバックラッシュ
除去部材２９の端部に形成された六角孔３０に六角棒レ
ンチを係合させて、この六角棒レンチを上部ケーシング
１３ａに対して回動させることにより、その軸芯が移動
して部分的ウォームホイル２５との噛み合いが変化する
ようになっている。また、ウォーム２８の軸芯の移動を
許容するために、ウォーム２８とウォーム減速機構２６
との間は、オルダム継手３１を介して連結されている。 【００２５】さらに、上部ケーシング１３ａには、支持
部材１４の上面に突設されたピン３２に係合する差動ト
ランスなどからなる変位センサ３３が取り付けられてい
る。この変位センサ３３は、支持部材１４の回動角を検
出している。そして、変位センサ３３は、検出した支持
部材１４の回動量、すなわち、支持部材１４に支持され
た入力軸１１の偏心量信号（実偏心量）ＡＥを制御装置
４０に出力している。なお、本実施の形態では、可変舵
角比操舵装置１は、偏心量に応じて舵角比特性が変わ
り、この舵角比特性に基づいてステアリングホイールの
操舵角に応じて舵角比が連続的に最適な値に可変する。
つまり、本実施の形態では、偏心量に応じて舵角比が変
わる。そこで、本実施の形態では、舵角比を直接検出す
るのではなく、実舵角比に相当する実偏心量ＡＥを変位
センサ３３によって検出している。 【００２６】続いて、図５および図６を参照して、可変
舵角比装置１０の作動原理について説明する。 【００２７】図５に示すように、入力軸１１の回転中心
をＡ、出力軸１７の回転中心をＢ、中間軸１９の作用点
をＣとする（図３参照）。また、ＢＣ間寸法をｂ、入力
軸１１と出力軸１７との間の偏心量（ＡＢ間寸法）をａ
とする（図３参照）。さらに、入力軸１１の回転角（ス
テアリングホイール２の操舵角）をα、出力軸１７の回
転角（ピニオン５の回転角）をβとする（図１および図
２参照）。このとき、 ｂ・ｓｉｎβ＝（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）ｔａｎα であるから、 α＝ｔａｎ^-1（ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）） で表わされる。 【００２８】ドライバがステアリングホイール２を操舵
することによって入力軸１１を回転させると、中間軸１
９は、入力軸１１のカップリング１６のスライダ２１と
の係合により、出力軸１７の軸心回りでクランク回転す
る。ここで、支持部材１４を回動させると、支持部材１
４の偏心カム作用により、図３ならびに図４で符号Ａ０
〜Ａ２で示した範囲で入力軸１１の軸心が移動する。こ
の入力軸１１の軸心の移動によって、入出力軸間の偏心
量ａを適宜に定めて入力軸１１と出力軸１７との軸心同
士を互いに偏心させる。すると、入力軸１１の回転角α
に対する出力軸１７の回転角βが不一致となる（例え
ば、図５の入力軸１１の回転角α１と出力軸１７の回転
角β１の関係）。しかも、入力軸１１の回転角αを等角
度毎に回転させた場合（すなわち、ステアリングホイー
ル２の操舵角を等角度毎に変化させた場合）、出力軸１
７の回転角βの変化が漸進的に増大することになる（図
６の太線（ａ１）ならびに細線（ａ２）参照）。つま
り、可変舵角比装置１０は、各偏心量ａ（ａ０〜ａ２）
に応じて、入力軸１１の回転角αに対して連続的に入出
力角比β／αが変化する入出力角特性を各々有する。こ
の入出力角特性は、可変舵角比装置１０の機構上のギア
設定等によって、入力軸１１の回転角α（ステアリング
ホイール２の操舵角）の変化に応じて最適な入出力角比
β／α（ひいては、舵角比）に連続的に変化する特性で
ある。ちなみに、入力軸１１と出力軸１７の軸心が一致
する場合、入力軸１１の回転角αと出力軸１７の回転角
βが一致する。つまり、軸心が一致する場合（偏心量ａ
＝ａ０（＝０）の場合）、入出力角特性は、入力軸１１
の回転角αに関係なく入出力角比β／α（＝１）が一定
となる。（図６の一点鎖線（ａ０）参照）。 【００２９】図６に示すように、入力軸１１と出力軸１
７との軸心の偏心量ａをａ２〜ａ０（ａ２＞ａ１＞ａ０
＝０）の範囲で変化させると、入出力角特性（ひいて
は、舵角比特性）が変化する。なお、前記したように、
舵角比は入出力角比β／αおよび固定比であるピニオン
５ａとラック歯５ｂのギア比で決まるので、入出力角比
β／α（入出力角特性）が変化すると、舵角比（舵角比
特性）が変化する。したがって、偏心量ａに応じて入出
力角特性が決定すると、この入出力角特性に基づいて、
ステアリングホイール２の操舵角に対して最適な舵角比
となる。ここで、入出力軸間の偏心量ａを大きくする
と、入力軸１１の回転角αに対する出力軸１７の回転角
βの変化率（入出力角比β／αの変化率）漸進性が高ま
る。また、入出力軸間の偏心量ａを０にすれば、図６に
一点鎖線（ａ０）で示すように、入力軸１１の回転角α
に対する出力軸１７の回転角βは等しくなる（すなわ
ち、入出力角比β／αが一定となる）。 【００３０】可変舵角比操舵装置１は、車速に応じて最
適な入出力角特性（すなわち、舵角比特性）を得るため
に、低速走行域では偏心量ａをａ０側に、高速走行域で
は偏心量ａをａ２側になるように制御する。そして、可
変舵角比操舵装置１は、低速走行域では偏心量ａを小さ
くし、ステアリングホイール２の操舵角（ただし、操舵
角は０°を中心として所定の角度範囲内）に対するラッ
ク軸６のストロークＬを在来の操舵装置に比して大きく
設定してより一層敏感（クイック）な特性を実現でき
る。つまり、低速走行域では、ステアリングホイール２
の操作は重くなるが、操舵輪Ｗ，Ｗを転舵させるために
ステアリングホイール２の操作量は少なくなる。また、
可変舵角比操舵装置１は、高速走行域では偏心量ａを大
きくし、ステアリングホイール２の操舵角（ただし、操
舵角は０°を中心として所定の角度範囲内）に対するラ
ック軸６のストロークＬを在来の操舵装置に比して小さ
くしてより一層鈍感（ダル）な特性を実現できる。つま
り、高速走行域では、ステアリングホイール２の操作は
軽くなるが、操舵輪Ｗ，Ｗを転舵させるためにステアリ
ングホイール２の操作量は多くなる。したがって、可変
舵角比操舵装置１は、実用上のステアリングホイール２
の操舵角と車速との関係を、フラットな特性とすること
ができる。なお、可変舵角比操舵装置１は、メインＣＰ
Ｕ４６またはサブＣＰＵ４７が故障した場合（図７参
照）、偏心量ａを高車速側に移行し、舵角比特性（ひい
ては、ステアリングホイール２の操舵角に対する最適な
舵角比）を固定する。偏心量ａ（ひいては、舵角比）を
高車速側に移行とは、偏心量ａを大きくして、ステアリ
ングホイール２の操舵角（ただし、操舵角は０°を中心
として所定の角度範囲内）に対する操舵輪Ｗ，Ｗの転舵
角の変化を小さくし、ダル特性（ステアリングホイール
２の操作量に対して操舵輪Ｗ，Ｗの変化が鈍感な特性）
とする。さらに、メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４
７が故障した場合、電動パワーステアリング装置Ｅによ
る補助操舵トルクが発生しないため、ステアリングホイ
ール２の操作が重くなる。そこで、舵角比特性（ひいて
は、舵角比）をダル特性とすることによって、ステアリ
ングホイール２の操作を軽くしている。 【００３１】それでは、図７を参照して、制御装置４０
について詳細に説明する。 【００３２】制御装置４０は、主に、メイン系電源回路
４１、バックアップ系電源回路４２、操舵トルク入力回
路４３、車速入力回路４４、実偏心量入力回路４５、メ
インＣＰＵ４６、サブＣＰＵ４７、バックアップＣＰＵ
４８、ゲート駆動回路４９、切換回路５０、電動パワー
ステアリング装置Ｅ用の電動機駆動手段（以下、「Ｅ用
電動機駆動手段」と記載する）６０および可変舵角比装
置１０用の電動機駆動手段（以下、「Ｖ用電動機駆動手
段」と記載する）６１から構成される。なお、本実施の
形態では、メインＣＰＵ４６が特許請求の範囲に記載の
メインＣＰＵに相当し、バックアップＣＰＵ４８が特許
請求の範囲に記載のバックアップＣＰＵに相当し、切換
回路５０が特許請求の範囲に記載の切換回路に相当し、
Ｖ用電動機駆動手段６１が特許請求の範囲に記載の電動
機駆動手段に相当する。 【００３３】まず、メイン系電源回路４１について説明
する。メイン系電源回路４１は、メインＣＰＵ４６およ
びサブＣＰＵ４７によって可変舵角比装置１０および電
動パワーステアリング装置Ｅを制御するために必要な電
源電圧を制御装置４０内の各部に供給する。そこで、メ
イン系電源回路４１は、主として、メインＣＰＵ４６、
サブＣＰＵ４７、この２つのＣＰＵ４６，４７に対して
入出力する回路４３，４４，４５，４９，５０等に電源
電圧＋５Ｖ、および電動機駆動手段６０，６１に電源電
圧＋１２を供給する。 【００３４】次に、バックアップ系電源回路４２につい
て説明する。バックアップ系電源回路４２は、メインＣ
ＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障した時、バックア
ップＣＰＵ４８によって可変舵角比装置１０を制御する
ために必要な電源電圧を制御装置４０内の各部に供給す
る。そこで、バックアップ系電源回路４２は、バックア
ップＣＰＵ４８、バックアップＣＰＵ４８に対して入出
力する回路４５，５０等に電源電圧＋５Ｖ、およびＶ用
電動機駆動手段６１に電源電圧＋１２を供給する。 【００３５】次に、操舵トルク入力回路４３について説
明する。操舵トルク入力回路４３は、操舵トルクセンサ
ＴＳから入力された手動操舵トルク信号Ｔをアナログ信
号からディジタル信号に変換し、この変換された手動操
舵トルク信号ＴをメインＣＰＵ４６およびサブＣＰＵ４
７に出力する。なお、操舵トルクセンサＴＳは、可変舵
角比装置１０内に配設され、ドライバによる手動操舵ト
ルクの大きさと方向を検出する。そして、操舵トルクセ
ンサＴＳは、検出した手動操舵トルクに対応したアナロ
グ電気信号の手動操舵トルク信号Ｔを制御手段４０に送
信する。 【００３６】次に、車速入力回路４４について説明す
る。車速入力回路４４は、不図示のＦ−Ｖコンバータを
介して車速センサＶＳから入力された車速信号Ｖをアナ
ログ信号からディジタル信号に変換し、このディジタル
変換された車速信号ＶをメインＣＰＵ４６、サブＣＰＵ
４７およびバックアップＣＰＵ４８に出力する。 【００３７】次に、実偏心量入力回路４５について説明
する。実偏心量入力回路４５は、変位センサ３３から入
力された実偏心量ＡＥをアナログ信号からディジタル信
号に変換し、この変換された実偏心量ＡＥをメインＣＰ
Ｕ４６、サブＣＰＵ４７およびバックアップＣＰＵ４８
に出力する。 【００３８】次に、メインＣＰＵ４６について説明す
る。メインＣＰＵ４６は、可変舵角比装置１０のＶ用モ
ータ２７を制御するとともに、電動パワーステアリング
装置ＥのＥ用モータ９ｂを制御する。さらに、メインＣ
ＰＵ４６は、サブＣＰＵ４７およびバックアップＣＰＵ
４８を監視するとともに、自己監視をする。また、メイ
ンＣＰＵ４６は、メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４
７故障時には、切換回路５０によってＶ用モータ２７に
対する制御をバックアップＣＰＵ４８に切り換える。さ
らに、メインＣＰＵ４６は、バックアップＣＰＵ４８ま
たは／および切換回路５０の故障を判定し、故障時には
可変舵角比操舵装置１の舵角比特性がダル側（高車速
側）に移行するように可変舵角比装置１０のＶ用モータ
２７を制御するとともに、電動パワーステアリング装置
Ｅをアシスト補完制御する。 【００３９】可変舵角比装置１０に対する制御では、ま
ず、メインＣＰＵ４６は、予め実験値または設計値に基
づいて設定した車速信号Ｖと目標偏心量の対応するデー
タ（変換テーブル）に基づいて、車速信号Ｖをアドレス
として対応する目標偏心量を読み出す。ちなみに、目標
偏心量は、車速信号Ｖに対して、路面反力の大きい低速
の場合には小さい値が対応づけられ、走行時の安定性を
確保するために高速の場合には大きい値が対応づけられ
ている。そして、メインＣＰＵ４６は、目標偏心量から
実偏心量ＡＥを減算し、偏差を算出する。さらに、メイ
ンＣＰＵ４６は、この偏差にＰ（比例）、Ｉ（積分）お
よびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づけるために
Ｖ用モータ２７に供給する電動機電流の向きと電流値と
を示すＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇ
ｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御信号を生成す
る。続いて、メインＣＰＵ４６は、このＰＩＤ制御信号
に基づいて、Ｖ用モータ２７に供給する電動機電流の向
きと電流値に対応したＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯ
Ｎ、オフ信号ＶＯＦを生成する。 【００４０】ＰＷＭ信号ＶＰＷＭは、Ｖ用電動機駆動手
段６１のパワーＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）６１ａのゲートＧ１またはパワーＦ
ＥＴ６１ｂのゲートＧ２に入力され、偏差の大きさに応
じてパワーＦＥＴ６１ａまたはパワーＦＥＴ６１ｂをＰ
ＷＭ駆動する信号である。なお、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが
ゲートＧ１かゲートＧ２のどちらのゲートに入力される
かは、偏差（ＰＩＤ制御信号）の極性によって決まる。
そして、ゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力される
場合には、パワーＦＥＴ６１ｄのゲートＧ４にオン信号
ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ６１ｄがオン駆動され
る。他方、ゲートＧ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力され
る場合には、パワーＦＥＴ６１ｃのゲートＧ３にオン信
号ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ６１ｃがオン駆動さ
れる。また、ゲートＧ１またはゲートＧ２のうちＰＷＭ
信号ＶＰＷＭが入力されないゲートにはオフ信号ＶＯＦ
が入力され、パワーＦＥＴ６１ａまたはパワーＦＥＴ６
１ｂはオフされる。このとき、ゲートＧ１にオフ信号Ｖ
ＯＦが入力された場合には、パワーＦＥＴ６１ｄのゲー
トＧ４にもオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ６
１ｄもオフされる。他方、ゲートＧ２にオフ信号ＶＯＦ
が入力された場合には、パワーＦＥＴ６１ｃのゲートＧ
３にもオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ６１ｃ
もオフされる。なお、メインＣＰＵ４６によるＶ用モー
タ２７の電動機制御信号（以下、メインＶ用電動機制御
信号と記載する）ＭＶＭＳは、ゲートＧ１〜Ｇ４に出力
するＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号Ｖ
ＯＦで構成され、切換回路５０を介してＶ用電動機駆動
手段６１に供給される。なお、本実施の形態では、メイ
ンＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳが、特許請求の範囲に記
載のメイン電動機制御信号に相当する。 【００４１】電動パワーステアリング装置Ｅに対する制
御では、まず、メインＣＰＵ４６は、予め実験値または
設計値に基づいて設定した手動操舵トルク信号Ｔおよび
車速信号Ｖと目標電流信号の対応するデータ（変換テー
ブル）に基づいて、手動操舵トルク信号Ｔおよび車速信
号Ｖをアドレスとして対応する目標電流を読み出す。そ
して、メインＣＰＵ４６は、この目標電流から電動機電
流信号ＥＩＭＯを減算し、偏差を算出する。さらに、メ
インＣＰＵ４６は、この偏差にＰ（比例）、Ｉ（積分）
およびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づけるため
にＥ用モータ９ｂに供給する電動機電流の向きと電流値
とを示すＰＩＤ制御信号を生成する。続いて、メインＣ
ＰＵ４６は、このＰＩＤ制御信号に基づいて、Ｅ用モー
タ９ｂに供給する電動機電流の向きと電流値に対応した
ＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦ
を生成する。なお、メインＣＰＵ４６によるＥ用モータ
９ｂの電動機制御信号（以下、メインＥ用電動機制御信
号と記載する）ＭＥＭＳは、Ｅ用電動機駆動手段６０の
ゲートＧ１〜Ｇ４に出力するＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン
信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦで構成され、ゲート駆動回
路４９を介してＥ用電動機駆動手段６０に供給される。
なお、メインＥ用電動機制御信号ＭＥＭＳによるＥ用電
動機駆動手段６０の駆動制御は、前記したメインＶ用電
動機制御信号ＭＶＭＳによるＶ用電動機駆動手段６１の
駆動制御と同様なので、詳細な説明を省略する。 【００４２】サブＣＰＵ４７に対する監視では、メイン
ＣＰＵ４６は、サブＣＰＵ４７で演算された車速等を自
己で演算した車速等と比較し、サブＣＰＵ４７を監視
し、サブＣＰＵ４７が正常か故障かを判定する。そし
て、メインＣＰＵ４６は、サブＣＰＵ４７にサブＣＰＵ
監視情報を送信する。また、バックアップＣＰＵ４８に
対する監視では、メインＣＰＵ４６は、バックアップＣ
ＰＵ４８で演算された車速等を自己で演算した車速等と
比較し、バックアップＣＰＵ４８を監視し、バックアッ
プＣＰＵ４８が正常か故障かを判定する。そして、メイ
ンＣＰＵ４６は、バックアップＣＰＵ４８にバックアッ
プＣＰＵ監視情報を送信する。 【００４３】自己監視では、メインＣＰＵ４６は、サブ
ＣＰＵ４７やバックアップＣＰＵ４８からのメインＣＰ
Ｕ監視情報等を利用して、ウォッチドッグタイマによる
自己監視機能によってメイン信号ＳＭを生成し、切換回
路５０に出力する。なお、メイン信号ＳＭは、メインＣ
ＰＵ４６が正常の場合にはＨ信号、メインＣＰＵ４６が
故障の場合にはＬ信号であり、メインＣＰＵ４６が故障
時にバックアップＣＰＵ４８による制御に切り換えるた
めの信号である。なお、本実施の形態では、メイン信号
ＳＭがＬ信号の場合が、特許請求の範囲に記載の擬似故
障信号に相当する。 【００４４】メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７故
障時には、メインＣＰＵ４６は、メイン信号ＳＭとして
Ｌ信号を切換回路５０に出力して可変舵角比装置１０の
制御をバックアップＣＰＵ４８に切り換える。 【００４５】バックアップＣＰＵ４８または／および切
換回路５０の故障時には、メインＣＰＵ４６は、可変舵
角比装置１０と電動パワーステアリング装置Ｅに対し
て、高車速側の制御を行う。可変舵角比装置１０に対す
る制御として、メインＣＰＵ４６は、目標偏心量を最大
量に設定する。そして、メインＣＰＵ４６は、可変舵角
比装置１０の実偏心量ＡＥが最大偏心量になるようにＶ
用モータ２７を制御し、可変舵角比操舵装置１の舵角比
特性をダル特性（すなわち、高車速側の舵角比特性）に
移行させる。電動パワーステアリング装置Ｅに対する制
御として、メインＣＰＵ４６は、アシスト補完制御（す
なわち、通常制御に対して、アシスト量を５０％低減し
た制御）を行う。 【００４６】バックアップＣＰＵ４８または／および切
換回路５０の故障判定では、メインＣＰＵ４６は、メイ
ン系電源回路４１から電力が供給されてメインＣＰＵ４
６が起動し、各部のイニシャライズを行った後（制御開
始時）に、切換回路５０にメイン信号ＳＭとしてＬ信号
（擬似故障信号）を出力し、その時にＶ用電動機電流検
出手段８０からの電動機電流ＶＩＭＯが１Ａ以下の状態
が１０ｍＳ継続した場合（すなわち、Ｖ用モータ２７に
所定値以上の電動機電流ＶＩＭが流れていない場合）、
バックアップＣＰＵ４８または／および切換回路５０が
故障と判定する。つまり、メインＣＰＵ４６が擬似故障
信号を出力した場合、バックアップＣＰＵ４８が、可変
舵角比操舵装置１の舵角比特性（ひいては、ステアリン
グホイール２の操舵角に対する最適な舵角比）を高車速
側に移行させるために、Ｖ用モータ２７の駆動を制御す
る。このとき、バックアップＣＰＵ４８は、目標偏心量
を最大量に設定して制御を行うので、Ｖ用モータ２７に
は大きな電動機電流ＶＩＭが流れる。したがって、メイ
ンＣＰＵ４６が自身の故障を示すためにメイン信号ＳＭ
としてＬ信号を出力した時にＶ用モータ２７に電動機電
流ＶＩＭが流れていない場合、切換回路５０が正常にＶ
用電動機制御信号ＶＭＳをバックアップＶ用電動機制御
信号ＢＶＭＳに切り換えてない、あるいはバックアップ
ＣＰＵ４８が正常なバックアップＶ用電動機制御信号Ｂ
ＶＭＳを出力していないと判定できる。 【００４７】さらに、切換回路５０の故障判定では、メ
インＣＰＵ４６は、切換回路５０にメイン信号ＳＭとし
てＬ信号を出力した時に切換回路５０からのメイン用リ
ターン信号ＲＭ１がＨ信号（または、メイン用リターン
信号ＲＭ２がＬ信号）の状態が１０ｍＳ継続した場合、
切換回路５０が故障と判定する。また、メインＣＰＵ４
６は、サブＣＰＵ４７に切換回路５０をチェックするた
めのリクエスト信号を送信し、サブＣＰＵ４７からサブ
信号ＳＳとしてＬ信号を切換回路５０に出力させる。そ
して、メインＣＰＵ４６は、切換回路５０からのメイン
用リターン信号ＲＭ１がＨ信号（または、メイン用リタ
ーン信号ＲＭ２がＬ信号）の状態が１０ｍＳ継続した場
合、切換回路５０が故障と判定する。ちなみに、メイン
ＣＰＵ４６は、これらの故障判定もイニシャルチェック
として行っている。 【００４８】次に、サブＣＰＵ４７について説明する。
サブＣＰＵ４７は、メインＣＰＵ４６による電動パワー
ステアリング装置Ｅに対する制御の禁止判定をする。ま
た、サブＣＰＵ４７は、メインＣＰＵ４６を監視すると
ともに、自己監視する。さらに、サブＣＰＵ４７は、メ
インＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７故障時には、切換
回路５０によってＶ用モータ２７に対する制御をバック
アップＣＰＵ４８に切り換える。 【００４９】メインＣＰＵ４６の制御の禁止判定では、
サブＣＰＵ４７は、例えば、メインＣＰＵ４６のメイン
Ｅ用電動機制御信号ＭＥＭＳ等を監視してＥ用モータ９
ｂが異常駆動されるか否かを判定あるいは手動操舵トル
ク信号Ｔと電動機電流信号ＥＩＭＯの関係を監視してメ
インＣＰＵ４６の異常出力を判定し、補助禁止信号ＳＢ
をゲート駆動回路４９に出力する。補助禁止信号ＳＢ
は、メインＣＰＵ４６による制御を禁止する場合にはＨ
信号であり、メインＣＰＵ４６による制御を禁止しない
場合にはＬ信号である。 【００５０】メインＣＰＵ４６に対する監視では、サブ
ＣＰＵ４７は、メインＣＰＵ４６で演算された車速等を
自己で演算した車速等と比較し、メインＣＰＵ４６を監
視し、メインＣＰＵ４６が正常か故障かを判定する。そ
して、サブＣＰＵ４７は、メインＣＰＵ４６にメインＣ
ＰＵ監視情報を送信する。 【００５１】自己監視では、サブＣＰＵ４７は、メイン
ＣＰＵ４６からのサブＣＰＵ監視情報等を利用して、ウ
ォッチドッグタイマによる自己監視機能によってサブ信
号ＳＳを生成し、切換回路５０に出力する。なお、サブ
信号ＳＳは、サブＣＰＵ４７が正常の場合にはＨ信号で
あり、サブＣＰＵ４７が故障の場合にはＬ信号である。 【００５２】メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７故
障時には、サブＣＰＵ４７は、サブ信号ＳＳとしてＬ信
号を切換回路５０に出力してバックアップＣＰＵ４８に
Ｖ用モータ２７の制御を切り換える。 【００５３】次に、バックアップＣＰＵ４８について説
明する。バックアップＣＰＵ４８は、常時、偏心量ａ
（すなわち、舵角比特性）が高車速側に移行するように
可変舵角比装置１０のＶ用モータ２７を制御するため
に、Ｖ用モータ２７の電動機制御信号（以下、バックア
ップＶ用電動機制御信号と記載する）ＢＶＭＳを生成す
る。また、バックアップＣＰＵ４８は、メインＣＰＵ４
６またはサブＣＰＵ４７故障時には、偏心量ａ（すなわ
ち、舵角比特性）が高車速側に移行するように可変舵角
比装置１０のＶ用モータ２７を制御する。さらに、バッ
クアップＣＰＵ４８は、自己監視する。なお、本実施の
形態では、バックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳ
が、特許請求の範囲に記載のバックアップ電動機制御信
号に相当する。 【００５４】図８を参照して、バックアップＣＰＵ４８
の内部構成を説明する。バックアップＣＰＵ４８は、主
として、目標偏心量設定部４８ａ、偏差演算部４８ｂ、
ＰＩＤ制御部４８ｃおよび電動機制御信号発生部４８ｄ
から構成される。 【００５５】目標偏心量設定部４８ａは、ＲＯＭ（Ｒｅ
ａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶手段を備え、
目標偏心量ＣＥとして最大偏心量を記憶している。そし
て、目標偏心量設定部４８ａは、目標偏心量ＣＥを偏差
演算部４８ｂに出力する。ちなみに、可変舵角比装置１
０を最大偏心量にすることによって、可変舵角比操舵装
置１の舵角比特性がダル特性となり、ステアリングホイ
ール２の操舵角の変化（ただし、操舵角は０°を中心と
して所定の角度範囲内）に対して操舵輪Ｗ，Ｗの転舵角
が最も変化しない。つまり、ステアリングホイール２の
操作に対して操舵輪Ｗ，Ｗが最も鈍感に転舵するため、
高速走行時等の安全性が確保される。また、バックアッ
プＣＰＵ４８によって可変舵角比装置１０が最大偏心量
に移行するのは、補助操舵トルクが作用していない状態
でもステアリングホイール２の操作を軽くするためであ
る。つまり、メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が
故障時であるため、電動パワーステアリング装置Ｅによ
る補助操舵トルクがステアリング系に作用しない。した
がって、ステアリングホイール２の操作が重くなるが、
可変舵角比装置１０が最大偏心量となることによって
（ひいては、舵角比が小さくなることによって）、マニ
ュアルでのステアリングホイール２の操作が最も軽くな
る。 【００５６】偏差演算部４８ｂは、減算器またはソフト
制御の減算機能を備え、目標偏心量設定部４８ａからの
目標偏心量ＣＥと変位センサ３３からの実偏心量ＡＥが
入力され、ＰＩＤ制御部４８ｃに偏差ΔＥを出力する。
偏差演算部４８ｂは、目標偏心量ＣＥから実偏心量ＡＥ
を減算し、偏差ΔＥ（＝ＣＥ−ＡＥ）を算出する。 【００５７】ＰＩＤ制御部４８ｃは、偏差演算部４８ｃ
からの偏差ΔＥが入力され、電動機制御信号発生部４８
ｄに偏差ΔＥに対するＰＩＤ制御信号ＰＳを出力する。
ＰＩＤ制御部４８ｃは、この偏差ΔＥにＰ（比例）、Ｉ
（積分）およびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づ
けるためにＶ用モータ２７に供給する電動機電流の向き
と電流値とを示すＰＩＤ制御信号ＰＳを生成する。 【００５８】電動機制御信号発生部４８ｄは、ＰＩＤ制
御部４８ｃからのＰＩＤ制御信号ＰＳが入力され、切換
回路５０にバックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳを
出力する。電動機制御信号発生部４８ｄは、ＰＩＤ制御
信号ＰＳに基づいて、Ｖ用モータ２７に供給する電動機
電流の向きと電流値に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オ
ン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを生成する。なお、バッ
クアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳは、Ｖ用電動機駆
動手段６１のゲートＧ１〜Ｇ４に出力するＰＷＭ信号Ｖ
ＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦで構成され
る。なお、バックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳに
よるＶ用電動機駆動手段６１の駆動制御は、前記したメ
インＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳによるＶ用電動機駆動
手段６１の駆動制御と同様なので、詳細な説明を省略す
る。 【００５９】バックアップＣＰＵ４８は、メインＣＰＵ
４６によって可変舵角比装置１０が制御されている時で
も、バックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳを生成
し、切換回路５０に出力する。そして、このバックアッ
プＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳは、切換回路５０によっ
て、メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障の
時、制御装置４０が外部からハードリセットされた時、
あるいはメインＣＰＵ４６が擬似故障信号を出力した時
のみ、Ｖ用電動機駆動手段６１に供給される。なお、バ
ックアップＣＰＵ４８は、切換回路５０からのバックア
ップ用リターン信号ＲＢ１がＬ信号（または、バックア
ップ用リターン信号ＲＢ２がＨ信号）の場合、メインＣ
ＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障あるいは制御装置
４０が外部からハードリセットであると判断できる。 【００６０】自己監視では、バックアップＣＰＵ４８
は、メインＣＰＵ４６からのバックアップＣＰＵ監視情
報等を利用して、ウォッチドッグタイマによる自己監視
機能によって故障か正常かを判定する。 【００６１】次に、図７を参照して、ゲート駆動回路４
９について説明する。ゲート駆動回路４９は、Ｅ用電動
機駆動手段６０の各ゲートＧ１〜Ｇ４にＥ用電動機制御
信号ＥＭＳを出力する。さらに、ゲート駆動回路４９
は、補助禁止信号ＳＢがＨ信号の時、メインＣＰＵ４６
による電動パワーステアリングＥの制御を禁止する。そ
こで、ゲート駆動回路４９は、メインＣＰＵ４６からの
メインＥ用電動機制御信号ＭＥＭＳとサブＣＰＵ４７か
らの補助禁止信号ＳＢが入力され、Ｅ用電動機制御信号
ＥＭＳをＥ用電動機駆動手段６０に出力する。そのため
に、図示しないゲート駆動回路４９は、４つのＮＯＴ回
路と４つのＡＮＤ回路を備える。そして、ゲート駆動回
路４９は、補助禁止信号ＳＢを４つのＮＯＴ回路で４つ
のＡＮＤ回路に反転出力する。さらに、ゲート駆動回路
４９は、４つのＡＮＤ回路にメインＥ用電動機制御信号
ＭＥＭＳのＥ用電動機駆動手段６０のゲートＧ１〜Ｇ４
に対する信号とＮＯＴ回路の反転出力が各々入力され、
４つのＡＮＤ回路からＥ用電動機駆動手段６０のゲート
Ｇ１〜Ｇ４に対してＥ用電動機制御信号ＥＭＳを出力す
る。そして、ゲート駆動回路４９は、補助禁止信号ＳＢ
がＨ信号の時にはＥ用電動機制御信号ＥＭＳとして全て
オフ信号ＶＯＦを出力し、補助禁止信号ＳＢがＨ信号の
時にはＥ用電動機制御信号ＥＭＳとしてメインＥ用電動
機制御信号ＭＥＭＳをそのまま出力する。 【００６２】次に、図９を参照して、切換回路５０につ
いて説明する。切換回路５０は、メインＣＰＵ４６また
はサブＣＰＵ４７が故障時あるいは制御装置４０がハー
ドリセット時に、可変舵角比装置１０の制御をメインＣ
ＰＵ４６からバックアップＣＰＵ４８に切り換える。そ
こで、切換回路５０は、メインＣＰＵ４６からのメイン
Ｖ用電動機制御信号ＭＶＭＳとメイン信号ＳＭ、サブＣ
ＰＵ４７からのサブ信号ＳＳ、ハードリセット信号ＳＨ
およびバックアップＣＰＵ４８からのバックアップＶ用
電動機制御信号ＢＶＭＳが入力され、Ｖ用電動機駆動手
段６１にＶ用電動機制御信号ＶＭＳを出力する。そのた
めに、切換回路５０は、故障判定部５１、メイン出力判
定部５２、バックアップ出力判定部５３およびリターン
信号出力部５４を備える。 【００６３】故障判定部５１は、メインＣＰＵ４６、サ
ブＣＰＵ４７が故障／正常、および制御装置４０に対す
るハードリセットの有無を判定する。そのために、故障
判定部５１は、３つのＡＮＤ回路５１ａ，５１ｂ，５１
ｃおよびＮＯＴ回路５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを備える。
ＡＮＤ回路５１ａは、メイン信号ＳＭとハードリセット
信号ＳＨが入力され、この２つの信号の論理積をＡＮＤ
回路５１ｃに出力する。なお、ハードリセット信号ＳＨ
は、通常時にはＨ信号であり、制御装置４０の外部から
ハードリセットされている時にはＬ信号である。ＡＮＤ
回路５１ｂは、サブ信号ＳＳとハードリセット信号ＳＨ
が入力され、この２つの信号の論理積をＡＮＤ回路５１
ｃに出力する。ＡＮＤ回路５１ｃは、ＡＮＤ回路５１ａ
とＡＮＤ回路５１ｂからの論理積の信号が各々入力さ
れ、この２つの信号の論理積をＮＯＴ回路５１ｄ，５１
ｅに各々出力する。ＮＯＴ回路５１ｄは、ＡＮＤ回路５
１ｃからの論理積出力をメイン出力判定部５２およびリ
ターン信号出力部５４に各々反転出力する。ＮＯＴ回路
５１ｅは、ＡＮＤ回路５１ｃからの論理積出力をＮＯＴ
回路５１ｆに反転出力する。ＮＯＴ回路５１ｆは、ＮＯ
Ｔ回路５１ｅからの反転出力をバックアップ出力判定部
５３およびリターン信号出力部５４に各々反転出力す
る。したがって、メイン信号ＳＭ、サブ信号ＳＳおよび
ハードリセット信号ＳＨが全てＨ信号の場合、故障判定
部５１は、ＡＮＤ回路５１ｃからＨ信号を出力し、メイ
ンＣＰＵ４６およびサブＣＰＵ４７が正常かつハードリ
セット無しと判定する。そして、故障判定部５１は、メ
イン出力判定部５２からメインＶ用電動機制御信号ＭＶ
ＭＳをそのままＶ用電動機制御信号ＶＭＳとして出力さ
せるために、ＡＮＤ回路５１ｃからのＨ信号をＮＯＴ回
路５１ｄによってＬ信号としてメイン出力判定部５２に
出力する。さらに、故障判定部５１は、バックアップ出
力判定部５３でバックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭ
Ｓの出力を停止するために、ＡＮＤ回路５１ｃからのＨ
信号をＮＯＴ回路５１ｅ，５１ｆによってＨ信号として
バックアップ出力判定部５３に出力する。他方、メイン
信号ＳＭ、サブ信号ＳＳおよびハードリセット信号ＳＨ
の少なくとも１つの信号がＬ信号の場合、故障判定部５
１は、ＡＮＤ回路５１ｃからＬ信号を出力し、メインＣ
ＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障あるいはハードリ
セット有りと判定する。そして、故障判定部５１は、メ
イン出力判定部５２でメインＶ用電動機制御信号ＭＶＭ
Ｓの出力を停止するために、ＡＮＤ回路５１ｃからのＬ
信号をＮＯＴ回路５１ｄによってＨ信号としてメイン出
力判定部５２に出力する。さらに、故障判定部５１は、
バックアップ出力判定部５３からバックアップＶ用電動
機制御信号ＢＶＭＳをそのままＶ用電動機制御信号ＶＭ
Ｓとして出力させるために、ＡＮＤ回路５１ｃからのＬ
信号をＮＯＴ回路５１ｅ，５１ｆによってＬ信号として
バックアップ出力判定部５３に出力する。ちなみに、２
つのＮＯＴ回路５１ｅ，５１ｆによって信号の論理を元
の論理に戻しているが、これは、ＮＯＴ回路５１ｅ，５
１ｆをトランジスタ等のスイッチング素子で構成し、一
方がショートしても電気的に他方を絶縁するためであ
る。というのは、制御装置４０は２つの電源回路４１，
４２で構成され、この電源回路４１，４２間の絶縁性を
確保するためである。 【００６４】メイン出力判定部５２は、メインＶ用電動
機制御信号ＭＶＭＳをＶ用電動機駆動手段６１に出力す
るか否かを判定する。そのために、メイン出力判定部５
２は、４つのＮＯＴ回路５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２
ｄと４つのＡＮＤ回路５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ
を備える。ＮＯＴ回路５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ
は、ＮＯＴ回路５１ｄからの信号が入力され、この信号
をＡＮＤ回路５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈに各々反
転出力する。ＡＮＤ回路５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２
ｈは、ＮＯＴ回路５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄから
の信号とメインＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳのＶ用電動
機駆動手段６１の各ゲートＧ１〜Ｇ４に対する信号が各
々入力され、この信号の論理積を出力する。そして、Ｎ
ＯＴ回路５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄに入力される
信号がＨ信号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４６また
はサブＣＰＵ４７が故障あるいはハードリセット有りの
場合）、ＡＮＤ回路５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ
は、全てＬ信号を出力する。他方、ＮＯＴ回路５２ａ，
５２ｂ，５２ｃ，５２ｄに入力される信号がＬ信号の場
合（すなわち、メインＣＰＵ４６およびサブＣＰＵ４７
が正常かつハードリセット無しの場合）、ＡＮＤ回路５
２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈは、入力されたメインＶ
用電動機制御信号ＭＶＭＳをそのまま出力する。そし
て、メインＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳが、Ｖ用電動機
制御信号ＶＭＳとしてＶ用電動機駆動手段６１の各ゲー
トＧ１〜Ｇ４に入力される。 【００６５】バックアップ出力判定部５３は、バックア
ップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳをＶ用電動機駆動手段
６１に出力するか否かを判定する。そのために、バック
アップ出力判定部５３は、４つのＮＯＴ回路５３ａ，５
３ｂ，５３ｃ，５３ｄと４つのＡＮＤ回路５３ｅ，５３
ｆ，５３ｇ，５３ｈを備える。ＮＯＴ回路５３ａ，５３
ｂ，５３ｃ，５３ｄは、ＮＯＴ回路５１ｆからの信号が
入力され、この信号をＡＮＤ回路５３ｅ，５３ｆ，５３
ｇ，５３ｈに各々反転出力する。ＡＮＤ回路５３ｅ，５
３ｆ，５３ｇ，５３ｈは、ＮＯＴ回路５３ａ，５３ｂ，
５３ｃ，５３ｄからの信号とバックアップＶ用電動機制
御信号ＢＶＭＳのＶ用電動機駆動手段６１の各ゲートＧ
１〜Ｇ４に対する信号が各々入力され、この信号の論理
積を出力する。そして、ＮＯＴ回路５３ａ，５３ｂ，５
３ｃ，５３ｄに入力される信号がＬ信号の場合（すなわ
ち、メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障ある
いはハードリセット有りの場合）、ＡＮＤ回路５３ｅ，
５３ｆ，５３ｇ，５３ｈは、入力されたバックアップＶ
用電動機制御信号ＢＶＭＳをそのまま出力する。そし
て、バックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳが、Ｖ用
電動機制御信号ＶＭＳとしてＶ用電動機駆動手段６１の
各ゲートＧ１〜Ｇ４に入力される。他方、ＮＯＴ回路５
３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに入力される信号がＨ信
号の場合（すなわち、メインＣＰＵ４６およびサブＣＰ
Ｕ４７が正常かつハードリセット無しの場合）、ＡＮＤ
回路５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈは、全てＬ信号を
出力する。 【００６６】リターン信号出力部５４は、故障判定等に
利用するために、メイン用リターン信号ＲＭ１，ＲＭ２
およびバックアップ用リターン信号ＲＢ１，ＲＢ２を出
力する。そのために、リターン信号出力部５４は、４つ
のＮＯＴ回路５４ａ，５４ｂ５４ｃ，５４ｄを備える。
ＮＯＴ回路５４ａは、ＮＯＴ回路５１ｄからの信号をメ
イン用リターン信号ＲＭ１としてメインＣＰＵ４６に反
転出力する。ＮＯＴ回路５４ｂは、ＮＯＴ回路５１ｄか
らの信号をバックアップ用リターン信号ＲＢ１としてバ
ックアップＣＰＵ４８に反転出力する。ＮＯＴ回路５４
ｃは、ＮＯＴ回路５１ｆからの信号をメイン用リターン
信号ＲＭ２としてメインＣＰＵ４６に反転出力する。Ｎ
ＯＴ回路５４ｄは、ＮＯＴ回路５１ｆからの信号をバッ
クアップ用リターン信号ＲＢ２としてバックアップＣＰ
Ｕ４８に反転出力する。 【００６７】したがって、切換回路５０は、メイン信号
ＳＭ、サブ信号ＳＳおよびハードリセット信号が全てＨ
信号の場合、メインＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳをＶ用
電動機制御信号ＶＭＳとしてＶ用電動機駆動手段６１に
出力する。他方、切換回路５０は、メイン信号ＳＭ、サ
ブ信号ＳＳおよびハードリセット信号の少なくとも１つ
の信号がＬ信号の場合、バックアップＶ用電動機制御信
号ＢＶＭＳをＶ用電動機制御信号ＶＭＳとしてＶ用電動
機駆動手段６１に出力する。 【００６８】次に、図７を参照して、Ｅ用電動機駆動手
段６０について説明する。Ｅ用電動機駆動手段６０は、
ゲート駆動回路４９からＥ用電動機制御信号ＥＭＳが入
力され、このＥ用電動機制御信号ＥＭＳに基づいて電動
機電圧ＥＶＭをＥ用モータ９ｂに印加し、Ｅ用モータ９
ｂに電動機電流ＥＩＭを出力する。Ｅ用電動機駆動手段
６０は、４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのスイッチング素子か
らなるブリッジ回路で構成され、１２Ｖの電圧が供給さ
れる。さらに、Ｅ用電動機駆動手段６０は、Ｅ用モータ
９ｂがパワーＦＥＴ６０ａとパワーＦＥＴ６０ｄの間に
直列にかつパワーＦＥＴ６０ｂとパワーＦＥＴ６０ｃの
間に直列に接続される。パワーＦＥＴ６０ａ，６０ｂ
は、各ゲートＧ１，Ｇ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオ
フ信号ＶＯＦが入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力さ
れて論理レベル１の時にオンする。パワーＦＥＴ６０
ｃ，６０ｄは、各ゲートＧ３，Ｇ４にオン信号ＶＯＮま
たはオフ信号ＶＯＦが入力され、オン信号ＶＯＮが入力
された時にオンする。そして、Ｅ用電動機駆動手段６０
は、パワーＦＥＴ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの各
ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４にＥ用電動機制御信号Ｅ
ＭＳが各々入力されると、Ｅ用電動機制御信号ＥＭＳに
基づいてＥ用モータ９ｂに電動機電圧ＥＶＭを印加す
る。すると、Ｅ用モータ９ｂには電動機電流ＥＩＭが流
れ、Ｅ用モータ９ｂは正転駆動または逆転駆動して電動
機電流ＥＩＭに比例したトルクを発生する。なお、Ｅ用
モータ９ｂに印加される電動機電圧ＥＶＭは、ＰＷＭ信
号ＶＰＷＭのデューティ比によって決定される。そし
て、Ｅ用モータ９ｂに流れる電動機電流ＥＩＭは、電動
機電圧ＥＶＭに対応する。例えば、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭ
のデューティ比が７（論理レベル１）：３（論理レベル
０）の場合、１２Ｖ×（７／１０）＝８．４Ｖが電動機
電圧ＥＶＭとなり、Ｅ用モータ９ｂに連続して８．４Ｖ
が印加されていることになる。 【００６９】次に、図７を参照して、Ｖ用電動機駆動手
段６１について説明する。Ｖ用電動機駆動手段６１は、
切換回路５０からＶ用電動機制御信号ＶＭＳが入力さ
れ、このＶ用電動機制御信号ＶＭＳに基づいて電動機電
圧ＶＶＭをＶ用モータ２７に印加し、Ｖ用モータ２７に
電動機電流ＶＩＭを出力する。Ｖ用電動機駆動手段６１
は、４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６１
ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄのスイッチング素子からな
るブリッジ回路で構成され、１２Ｖの電圧が供給され
る。なお、Ｖ用電動機駆動手段６１は、Ｅ用電動機駆動
手段６０と同様の構成および動作をするので、詳細な説
明は省略する。 【００７０】それでは、図１および図７乃至図９を参照
して、制御装置４０による制御について説明する。ここ
での説明では、メインＣＰＵ４６およびサブＣＰＵ４７
が共に正常時の制御について説明し、さらに、メインＣ
ＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が故障時の制御について
説明する。なお、ここでの説明では、制御装置４０の外
部からのハードリセットは無しとし、ハードリセット信
号ＳＨをＨ信号とする。また、電源立ち上げ時、制御装
置４０のメインＣＰＵ４６によるイニシャルチェックに
ついても説明する。 【００７１】メインＣＰＵ４６およびサブＣＰＵ４７が
正常の場合、制御装置４０は、メインＣＰＵ４６によっ
て、電動パワーステアリング装置Ｅと可変舵角比装置１
０を制御する。そのために、メインＣＰＵ４６は、車速
信号Ｖや手動操舵トルクＴ等に基づいて目標電流信号を
設定し、この目標電流信号とＥ用電動機電流検出手段７
０からの電動機電流信号ＥＩＭＯに基づいて生成したメ
インＥ用電動機制御信号ＭＥＭＳをゲート駆動回路４９
に出力する。さらに、ゲート駆動回路４９は、補助禁止
信号ＳＢに基づいて、Ｅ用電動機制御信号ＥＭＳをＥ用
電動機駆動手段６０の各ゲートＧ１〜Ｇ４に出力する。
そして、Ｅ用電動機駆動手段６０は、Ｅ用電動機制御信
号ＥＭＳに基づいてＥ用モータ９ｂに電動機電圧ＥＶＭ
を印加し、電動機電流ＥＩＭを供給する。すると、この
Ｅ用モータ９ｂの回転駆動力によって、電動パワーステ
アリング装置Ｅの補助操舵トルクが発生し、ドライバの
操舵力をアシストする。 【００７２】さらに、制御装置４０は、メインＣＰＵ４
６によって、車速信号Ｖ等に基づいて目標偏心量を設定
し、この目標偏心量と変位センサ３３からの実偏心量Ａ
Ｅに基づいて生成したメインＶ用電動機制御信号ＭＶＭ
Ｓを出力する。さらに、切換回路５０は、メインＣＰＵ
４６およびサブＣＰＵ４７が正常（すなわち、メイン信
号ＳＭおよびサブ信号ＳＳが共にＨ信号）であるため、
メインＶ用電動機制御信号ＭＶＭＳをＶ用電動機制御信
号ＶＭＳとしてＶ用電動機駆動手段６１の各ゲートＧ１
〜Ｇ４に出力する。そして、Ｖ用電動機駆動手段６１
は、Ｖ用電動機制御信号ＶＭＳに基づいてＶ用モータ２
７に電動機電圧ＶＶＭを印加し、電動機電流ＶＩＭを供
給する。すると、このＶ用モータ２７の回転駆動力によ
って、可変舵角比装置１０の偏心量が目標偏心量とな
り、さらに可変舵角比装置装置１の舵角比特性が最適
（ひいては、ステアリングホイール２の操舵角に対して
最適な舵角比）となる。なお、バックアップＣＰＵ４８
は、常時、バックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳを
切換回路５０に出力している。 【００７３】メインＣＰＵ４６またはサブＣＰＵ４７が
故障時、制御装置４０は、メインＣＰＵ４６およびサブ
ＣＰＵ４７による全機能を停止する。したがって、電動
パワーステアリング装置Ｅの制御が停止されるので、補
助操舵トルクが発生しないためにドライバの操舵力がア
シストされない。しかし、可変舵角比装置１０はバック
アップＣＰＵ４８によって舵角比特性が高車速側に移行
するように制御されるので、可変舵角比操舵装置１の舵
角比特性（ひいては、ステアリングホイール２の操舵角
に対する最適な舵角比）がダル側に移行する。そのた
め、ステアリングホイールの操作量は多くなるが、ステ
アリングホイール２の操作は軽くなる。ちなみに、メイ
ンＣＰＵ４６とサブＣＰＵ４７は、相互通信を行ってい
るので、お互いに故障したことを認識できる。 【００７４】つまり、メインＣＰＵ４６が故障した場合
にはメインＣＰＵ４６がメイン信号ＳＭとしてＬ信号
を、またサブＣＰＵ４７が故障した場合にはサブＣＰＵ
がサブ信号ＳＳとしてＬ信号を出力する。すると、切換
回路５０は、故障判定部５１で故障判定を行い、ＮＯＴ
回路５１ｄからＨ信号およびＮＯＴ回路５１ｆからＬ信
号を出力する。この信号によって、切換回路５０は、メ
イン出力判定部５２でメインＶ用電動機制御信号ＭＶＭ
Ｓの出力を停止するとともに、バックアップ出力判定部
５３でバックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳをその
まま出力し、このバックアップＶ用電動機制御信号ＢＶ
ＭＳをＶ用電動機制御信号ＶＭＳとしてＶ用電動機駆動
手段６１の各ゲートＧ１〜Ｇ４に出力する。なお、バッ
クアップＣＰＵ４８は、常時、最大偏心量に設定された
目標偏心量と変位センサ３３からの実偏心量ＡＥに基づ
いて生成したバックアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳ
を出力している。そして、Ｖ用電動機駆動手段６１は、
Ｖ用電動機制御信号ＶＭＳに基づいてＶ用モータ２７に
電動機電圧ＶＶＭを印加し、電動機電流ＶＩＭを供給す
る。ちなみに、可変舵角比装置１０を最大偏心量に移行
させるので、Ｖ用モータ２７には大きな電動機電流ＶＩ
Ｍが流れる。すると、このＶ用モータ２７の回転駆動力
によって、可変舵角比装置１０の偏心量が最大偏心量と
なり、さらに可変舵角比装置１０の舵角比特性がダル特
性（つまり、ステアリングホイール２の操舵角に対して
高車速側の舵角比）となる。 【００７５】メインＣＰＵ４６によるイニシャルチェッ
クでは、メインＣＰＵ４６は、制御装置４０内の各部が
正常に機能しているかを制御装置４０の起動時にチェッ
クしている。ここでは、バックアップＣＰＵ４９および
切換回路５０が正常に機能しているか否かのイニシャル
チェックについて説明する。 【００７６】まず、メインＣＰＵ４６が、メイン信号Ｓ
ＭとしてＬ信号（すなわち、擬似故障信号）を出力し、
Ｖ用電動機電流検出手段８０からの電動機電流信号ＶＩ
ＭＯを監視し、バックアップＣＰＵ４９および切換回路
５０が正常に機能しているか否かをチェックする。つま
り、メイン信号ＳＭがＬ信号の場合、前記したように、
切換回路５０は、Ｖ用電動機制御信号ＶＭＳとしてバッ
クアップＶ用電動機制御信号ＢＶＭＳを出力する。する
と、制御開始時は通常停車状態なので、バックアップＣ
ＰＵ４９は舵角比を高車速状態にするために可変舵角比
装置１０を最大偏心量に移行させるので、Ｖ用モータ２
７には大きな電動機電流ＶＩＭが流れる。しかし、切換
回路５０が正常に切り換えを行っていなかったり、バッ
クアップＣＰＵ４８が正常にバックアップＶ用電動機制
御信号ＢＶＭＳを出力していなかった場合、Ｖ用モータ
２７には所定値以上の電動機電流ＶＩＭが流れない。そ
こで、メインＣＰＵ４６は、メイン信号ＳＭとしてＬ信
号を出力した時に電動機電流信号ＶＩＭＯが１Ａ以下の
状態が１０ｍＳ継続した場合（すなわち、Ｖ用モータ２
７に所定値以上の電動機電流ＶＩＭが流れていない場
合）、バックアップＣＰＵ４８または／および切換回路
５０が故障と判定する。そして、メインＣＰＵ４６は、
可変舵角比操舵装置１の舵角比特性をダル特性に移行さ
せるとともに、電動パワーステアリング装置Ｅに対して
アシスト補完制御を行う。 【００７７】さらに、メインＣＰＵ４６は、メイン信号
ＳＭとしてＬ信号を出力し、切換回路５０からのメイン
用リターン信号ＲＭ１，ＲＭ２を監視し、切換回路５０
が正常に機能しているか否かをチェックする。つまり、
メイン信号ＳＭがＬ信号の場合、切換回路５０は、故障
判定部５１およびリターン信号出力部５４によって、メ
イン用リターン信号ＲＭ１としてＬ信号を、メイン用リ
ターン信号ＲＭ２としてＨ信号を出力する。しかし、切
換回路５０が正常に機能していない場合、メイン信号Ｓ
ＭがＬ信号でも、メイン用リターン信号ＲＭ１としてＨ
信号あるいはメイン用リターン信号ＲＭ２としてＬ信号
を出力する。そこで、メインＣＰＵ４６は、メイン信号
ＳＭとしてＬ信号を出力した時に切換回路５０からのメ
イン用リターン信号ＲＭ１がＨ信号（または、メイン用
リターン信号ＲＭ２がＬ信号）の状態が１０ｍＳ継続し
た場合、切換回路５０が故障と判定する。そして、メイ
ンＣＰＵ４６は、可変舵角比操舵装置１の舵角比特性を
ダル特性に移行させるとともに、電動パワーステアリン
グ装置Ｅに対してアシスト補完制御を行う。 【００７８】また、メインＣＰＵ４６は、サブＣＰＵ４
７にサブ信号ＳＳとしてＬ信号を出力するようにリクエ
スト信号を出力し、切換回路５０からのメイン用リター
ン信号ＲＭ１，ＲＭ２を監視し、切換回路５０が正常に
機能しているか否かをチェックする。つまり、サブ信号
ＳＳがＬ信号の場合、前記したメイン信号ＳＭがＬ信号
の場合と同様に、切換回路５０が動作する。そこで、メ
インＣＰＵ４６は、サブＣＰＵ４７にサブ信号ＳＳとし
てＬ信号を出力するようにリクエスト信号を出力した
時、切換回路５０からのメイン用リターン信号ＲＭ１が
Ｈ信号（または、メイン用リターン信号ＲＭ２がＬ信
号）の状態が１０ｍＳ継続した場合、切換回路５０が故
障と判定する。そして、メインＣＰＵ４６は、可変舵角
比操舵装置１の舵角比特性をダル特性に移行させるとと
もに、電動パワーステアリング装置Ｅに対してアシスト
補完制御を行う。 【００７９】この可変舵角比操舵装置１によれば、特別
な故障判定手段を追加することなく、切換回路５０によ
るメインＣＰＵ４６とバックアップＣＰＵ４８の切り換
え時の動作を利用してバックアップＣＰＵ４８または／
および切換回路５０の故障判定を行う。そして、可変舵
角比操舵装置１は、バックアップＣＰＵ４８または／お
よび切換回路５０が故障している場合、メインＣＰＵ４
６によって、可変舵角比操舵装置１を高車速側に制御す
る。 【００８０】以上、本発明は、前記の実施の形態に限定
されることなく、様々な形態で実施される。例えば、Ｖ
用モータ２７に所定値以上の電動機電流ＶＩＭが流れて
いない判定基準を電動機電流ＶＩＭが１Ａ以下を１０ｍ
Ｓ継続した場合としたが、電動機電流が流れていないこ
とを判定できれば、この基準に限定されない。 【００８１】 【発明の効果】本発明に係る可変舵角比操舵装置は、メ
インＣＰＵが、切換回路に擬似故障信号を出力し、電動
機電流を監視することによって、バックアップＣＰＵま
たは／および切換回路の故障検出を行うことができる。
つまり、可変舵角比操舵装置は、切換回路を介したメイ
ンＣＰＵとバックアップＣＰＵ間の制御の関連性を利用
することによって、特別な故障検出手段を設けることな
く、バックアップＣＰＵまたは／および切換回路の故障
検出を行うことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle stearin.
Steering angle ratio of steering system (steering wheel
Variable steering angle ratio steering device that changes the steering angle) according to the vehicle speed etc.
About the installation. 2. Description of the Related Art A variable steering angle ratio steering apparatus is used for steering of a driver.
To improve the feeling, the steering wheel
The steering angle ratio, which is the steering angle of the steered wheels with respect to the steering angle of
Change to the optimal value. For example, a variable steering angle ratio steering device
Is the input shaft of the steering torque from the steering wheel.
An output shaft for transmitting steering torque to the steered wheels is provided.
The steering angle ratio based on the input / output angle ratio between the shaft and output shaft is
Variable by motor. Therefore, variable steering angle ratio steering
The device is based on vehicle speed, steering wheel steering angle, etc.
To set the target steering angle ratio. And a variable steering angle ratio steering system.
The actual steering angle detected by the target steering angle ratio and the steering angle ratio sensor is
The steering angle ratio is set to the target steering angle ratio based on the steering angle ratio.
Next, the drive of the electric motor is controlled. In addition, the electric motor has four
A power supply consisting of a bridge circuit consisting of switching elements
The motor current is supplied from the motive drive means. Further, the variable steering angle ratio steering device uses an electric motor.
A control device for controlling is provided. Generally, the control device
One CPU (Central
When the Processing Unit fails
For this purpose, a plurality of CPUs are provided. For example, the control
The main CPU and the main CPU that always control the motor
Equipped with a backup CPU that controls the motor in case of failure
You. Further, when the main CPU is operating normally, the control device displays a message.
Output a control signal from the in-CPU to the motor driving means,
When the main CPU fails, control from the backup CPU
Switching circuit that switches to control signals and outputs to motor drive means
Is provided. The main CPU determines that the main CPU itself has failed.
Then, the switching circuit switches to the backup CPU.
Output a signal for [0004] However, the back
If the up CPU fails, the backup CPU
Unable to generate normal control signal. Also, if the switching circuit fails,
If the main CPU fails,
Cannot switch to these control signals. Therefore,
If the CPU and / or switching circuit fails,
Power is not output to the motor drive means.
The motive is not controlled normally. So, the main CPU
Indicates that the backup CPU and / or the switching circuit has failed.
Or normal. Therefore, an object of the present invention is to provide a backup C
PU and / or switching circuit failure judgment can be performed.
And a variable steering angle ratio steering device. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has solved the above-mentioned problems.
The variable steering angle ratio steering device according to
A motor for changing the ratio, and outputting a motor current to the motor.
Variable steering angle ratio steering device comprising
The main electric motor controls the electric motor according to the vehicle speed.
A main CPU for outputting a machine control signal;
When U fails, the steering angle ratio shifts to the high vehicle speed side.
Outputs a backup motor control signal for controlling the motor.
And the main motor control signal.
Signal and the backup motor control signal
A switching circuit for outputting to the motor driving means;
Motor current detecting means for detecting the flowing motor current;
The main CPU has the switching circuit at the start of control.
Outputs a simulated fault signal to the road,
If the motor current does not exceed the value, the backup
The CPU and / or the switching circuit is determined to be faulty.
And features. According to this variable steering angle ratio steering device,
The CPU sends a simulated fault signal to the switching circuit at the start of control.
Output and then monitoring the motor current to
Backup CPU or / and switching circuit failure detection
It can be carried out. That is, the switching circuit and the backup
If the main CPU is operating normally,
In the event of a failure, the switching circuit operates to control the motor.
Is switched from the main CPU to the backup CPU
You. At the start of control, the vehicle is normally stopped.
The backup CPU sets the steering angle ratio to a high vehicle speed state,
It outputs a large backup motor control signal. I
Therefore, the main CPU issues a simulated fault signal to the switching circuit.
When you press this button, a large backup
Based on the motor control signal, the motor
Motivation current flows. Therefore, this main CPU and back
By utilizing the control relevance between the CPUs
Backup without any special failure detection means.
To detect failure of CPU and / or switching circuit
Can be. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0007] FIG.
An embodiment of such a variable steering angle ratio steering device will be described.
You. [0008] The variable steering angle ratio steering apparatus according to the present invention comprises a
The CPU outputs a simulated fault signal to the switching circuit at the start of control.
If motor current does not flow through the motor when
Replacement circuit and / or backup CPU determined to be faulty
I do. That is, the main CPU has output the pseudo failure signal.
In this case, the switching circuit is
Output the backup motor control signal from the CPU
You. At the start of control, the vehicle is normally stopped.
The backup CPU sets the steering angle ratio to a high vehicle speed state,
It outputs a large backup motor control signal. I
Therefore, the switching circuit and the backup CPU are normal.
If there is, the motor is controlled by the backup motor control signal.
, A motor current of a predetermined value or more flows. However, the switching circuit
Is not switching normally or backup
CPU outputs backup motor control signal normally
Otherwise, no motor current flows through the motor. There
In the present invention, the main CPU and the backup CP
U and the switching relevance of the switching circuit
Failure of the switching circuit and / or backup CPU
Make a decision. In this embodiment, the variable steering angle according to the present invention is
The relative steering device is operated by the driver for steering wheel operation.
A motor in the steering system that steers the steered wheels
A variable steering angle ratio device that changes the steering angle ratio with the driving force of
The variable steering angle ratio device is controlled by a control device. Sa
In addition, this steering system applies the steering force of the driver.
Auxiliary steering torque is generated by the driving force of the motor
An electric power steering device for generating power is provided. Ma
In the present embodiment, the control for controlling the variable steering angle ratio device is performed.
The device also controls the electric power steering device.
You. This control device has a variable steering angle ratio device and an electric power
Main CPU and main C for controlling the ringing device
A sub CPU that monitors the PU, and a main CPU or
Increase the steering angle ratio of the variable steering angle ratio steering device when the sub CPU fails.
A backup CPU for shifting to the higher speed side is provided. Further
The control device controls the motor of the variable steering angle ratio device.
When the main CPU and sub CPU are normal,
In CPU control, main CPU or sub C
If a PU fails, control is switched to the backup CPU.
A switching circuit is provided. The variable steering angle ratio device according to the present embodiment
Is the steering angle ratio characteristic according to the input and output angle characteristics of the input and output shafts.
change. The steering angle ratio is determined according to the steering angle ratio characteristic.
Continuously optimal according to the steering angle of the steering wheel
Varies to a value. In other words, the variable steering angle ratio steering of the present embodiment
The device determines the target eccentricity based on the vehicle speed.
The steering angle ratio characteristics change according to the target eccentricity,
The optimum steering angle ratio is obtained according to the steering angle of the steering wheel. First, referring to FIG. 1, a variable steering angle ratio steering system will be described.
The overall configuration of the device 1 will be described. The variable steering angle ratio steering device 1 includes a steering wheel
The steering system S from the wheel 2 to the steered wheels W, W
Variable steering angle ratio device 10 and 10 provided in the steering system S
Variable steering based on the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor VS
A control device 40 for controlling the angle ratio device 10 is provided. Further
In addition, the variable steering angle ratio steering device 1
An electric power steering device E is provided. The steering system S includes a steering wheel.
The steering shaft 3 integrated with the steering wheel 2 is a universal joint
Variable steering angle ratio device 1 via connecting shaft 4 having 4a, 4b
0 is connected to the input shaft. The variable steering angle ratio device 1
0 is the input of the rotation angle β of the output shaft with respect to the rotation angle α of the input shaft.
The output angle ratio β / α can be continuously varied.
You. Further, the steering system S includes a variable steering angle ratio device 10.
The pinion 5a provided on the output shaft and the rack shaft 6
By engaging the rack teeth 5b that have been
The rotational motion of the force shaft is converted into the linear motion of the rack shaft 6. So
Then, the steering system S responds to the linear motion of the rack shaft 6.
Maneuvering through the rods 7, 7 and the knuckle arms 8, 8
The steering wheel W is converted into a steering motion. In other words, the rotation of the output shaft
When the turning angle β changes, the steering system S moves
, The steered wheels W, W are steered.
Note that the steering angle ratio of the variable steering angle ratio steering device 1 is determined by the rotation of the input shaft.
Input / output angle ratio β / α of rotation angle β of output shaft to angle α (possible
Change) and the gear ratio between the pinion 5a and the rack teeth 5b (fixed).
Variable depending on the input / output angle ratio β / α
You. On the side of the rack shaft 6, an auxiliary steering wheel is provided.
Electric power steering device E for generating lux
Motor 9b (hereinafter referred to as “motor for E”)
It is arranged coaxially with the rack shaft 6. And for E
Ball in which the rotation of the rotor 9b is provided coaxially with the rack shaft 6.
It is converted to thrust through the screw mechanism 9 and this thrust is
It acts on the ball screw shaft 9a. [0015] The control device 40 is adapted to detect the vehicle speed from the vehicle speed sensor VS.
The target eccentricity (based on the target steering angle ratio) determined based on the speed signal V
Equivalent) and the actual eccentricity detected by the displacement sensor 33
(Equivalent to the actual steering angle ratio)
Motor for variable steering angle ratio device 10 by feedback control
(Hereinafter referred to as “V motor”)
Is controlled (see FIG. 7). In addition, the control device 40
A manual steering torque signal T from the steering torque sensor TS;
Eye determined based on vehicle speed signal V from vehicle speed sensor VS
Target current and electric motor power for electric power steering device E
Flow detection means (hereinafter referred to as "E motor current detection means")
To the E motor 9b detected by 70).
To match the motor current EIM
The rotation drive of the E motor 9b is controlled by feedback control.
(See FIG. 7). In addition, about the control apparatus 40,
Details will be described later. In the present embodiment, the V module
Motor 27 corresponds to the electric motor described in the claims.
You. The vehicle speed sensor VS is a speedometer (shown in the figure).
), And detects the speed of the vehicle. And
The vehicle speed sensor VS is an analog electronic device corresponding to the detected vehicle speed.
The vehicle speed signal V of the air signal is transmitted to the control device 40. In addition,
The vehicle speed sensor VS is a dedicated sensor of the variable steering angle ratio steering device 1.
Or a sensor shared with another system. The E motor current detecting means 70 is an E mode motor.
Resistor or Hall element connected in series with the resistor 9b
The motor current E actually flowing through the E motor 9b is provided.
Detect the size and direction of the IM. And E motor
The flow detecting means 70 is a motor corresponding to the motor current EIM.
The current signal EIMO is fed back to the control means 40 (negative
Return). Motor current detecting means for variable steering angle ratio device 10
Stage (hereinafter referred to as “V motor current detecting means”) 8
0 is the resistance connected in series with the V motor 27.
Or a Hall element, etc., and actually
The magnitude and direction of the motor current VIM are detected. Soshi
The V motor current detecting means 80 detects the motor current VIM
Motor current signal VIMO corresponding to the
Feedback (negative feedback). In the present embodiment,
Means that the V motor current detecting means 80
It corresponds to the motor current detecting means described above. Next, referring to FIG. 2 to FIG.
About the structure of a specific example of the variable steering angle ratio device 10 according to the embodiment,
Will be explained. As shown in FIG. 2, the input shaft 11 is a ball bearing.
Rotatably supported on the upper casing 13a via the bracket 12
Via the ball bearing 15 at the eccentric position of the support member 14
Supported rotatably. Lower case of input shaft 11
At the end protruding into the ring 13b, a rotational force is applied to the output shaft 17.
Is integrally formed. Ma
The input shaft 11 is connected to the connecting shaft 4 (see FIG. 1).
The driver steers the steering wheel 2
With this, it rotates through the connecting shaft 4.
You. The output shaft 17 has a pair of ball bearings 18.
a, 18b to be rotatable to the lower casing 13b
Supported. The lower part of the output shaft 17 has rack teeth
A pinion 5a meshed with 5b is integrally formed.
The end of the output shaft 17 protrudes into the lower casing 13b.
From the center of the output shaft 17 at the end of the output shaft 17
An intermediate shaft 19 protrudes from the eccentric position. In this
Coupling 1 integrally formed with intermediate shaft 19 and input shaft 11
6 and a slider with a flat needle bearing 20 interposed therebetween.
Are connected to each other via an iron 21 and a tapered roller bearing 22.
Have been. Further, the input shaft 11 and the upper casing 13a
And a sealing member 35 having a flexible tubular portion.
Is provided. The variable steering angle is controlled by the seal member 35.
The airtightness in the ratio device 10 is maintained. As shown in FIG.
On the surface, there is a groove 23 having a trapezoidal cross section that is expanded and opened downward.
Is formed. A pair of flat knees is
The slider 21 with the dollar bearing 20 interposed between the groove 2
3 are slidably engaged on opposite slopes.
You. A tapered roller is provided at the center of the lower surface of the slider 21.
An intermediate shaft is provided so as to be relatively rotatable via the bearing 22.
19 are engaged. As shown in FIG. 2, the lower casing 13b
Of the ball bearing 18b supporting the lower end of the output shaft 17
The adjustment screw 24 that comes into contact with the lace is screwed
I have. Tightening this adjustment screw 24 appropriately
As a result, the pinion 5a is pressed in the axial direction,
Between the input shaft 11 and the output shaft 17 via the
Preload is given. In this way,
To improve the connection rigidity by removing the backlash
Wear. As shown in FIG. 4, an outer peripheral portion of the support member 14 is provided.
Is partially equipped with a fan-shaped partial worm wheel 25
Have been. This partial worm wheel 25 has a warm
Driven by the V motor 27 via the speed reduction mechanism 26
The worm 28 is engaged. And the model for V
The motor 27 is rotated against the support
Can provide rotational movement over a range of angles
It has become so. The worm 28 is an eccentric cam.
Through the backlash removing member 29 to which the
Supporting 13a. This backlash
A hexagonal hole is formed in the hexagonal hole 30 formed at the end of the removing member 29.
The hexagon wrench to the upper casing.
By rotating with respect to 13a, its axis moves.
And the engagement with the partial worm wheel 25 changes
It has become. Also, the movement of the axis of the worm 28
To allow, worm 28 and worm reduction mechanism 26
Are connected via an Oldham coupling 31. Further, the upper casing 13a has a support.
A differential gear engaged with a pin 32 projecting from the upper surface of the member 14
A displacement sensor 33 composed of a lance or the like is attached.
You. The displacement sensor 33 detects the rotation angle of the support member 14.
Is out. The displacement sensor 33 detects the detected support.
The amount of rotation of the member 14, that is,
Eccentricity signal (actual eccentricity) AE of input shaft 11
40. In this embodiment, the variable rudder
In the angle ratio steering device 1, the steering angle ratio characteristic changes according to the amount of eccentricity.
Of the steering wheel based on this steering angle ratio characteristic.
The steering angle ratio continuously changes to an optimum value according to the steering angle.
That is, in the present embodiment, the steering angle ratio changes according to the amount of eccentricity.
Wrong. Therefore, in the present embodiment, the steering angle ratio is directly detected.
Instead, the actual eccentric amount AE corresponding to the actual steering angle ratio is displaced.
It is detected by the sensor 33. Subsequently, referring to FIG. 5 and FIG.
The operation principle of the steering angle ratio device 10 will be described. As shown in FIG. 5, the rotation center of the input shaft 11 is
A, the center of rotation of the output shaft 17 is B, and the action point of the intermediate shaft 19
Is C (see FIG. 3). Also, input the dimension between BC as b.
The amount of eccentricity (dimension between AB) between the shaft 11 and the output shaft 17 is a
(See FIG. 3). Furthermore, the rotation angle of the input shaft 11 (s
The steering angle of the steering wheel 2) is α, and the rotation of the output shaft 17 is
The turning angle (rotation angle of the pinion 5) is β (see FIGS. 1 and 2).
2). At this time, since b · sin β = (b · cos β−a) tan α, α = tan ^-1 (B · sin β / (b · cos β-a)). The driver steers the steering wheel 2
When the input shaft 11 is rotated by the
9 is a slider 21 of the coupling 16 of the input shaft 11
, The crank rotates around the axis of the output shaft 17.
You. Here, when the support member 14 is rotated, the support member 1 is rotated.
4 and the reference numeral A0 in FIGS.
The axis of the input shaft 11 moves within the range indicated by A2. This
Eccentricity between input and output shafts due to the movement of the axis of input shaft 11
The amount a is appropriately determined, and the axes of the input shaft 11 and the output shaft 17 are aligned.
Eccentric to each other. Then, the rotation angle α of the input shaft 11
The rotation angle β of the output shaft 17 with respect to
For example, the rotation angle α1 of the input shaft 11 and the rotation of the output shaft 17 in FIG.
Angle β1). Moreover, the rotation angle α of the input shaft 11 is set to be equal.
When rotated every degree (that is, the steering wheel
When the steering angle of the steering wheel 2 is changed every equal angle), the output shaft 1
7, the change of the rotation angle β gradually increases (see FIG.
6 (see thick line (a1) and thin line (a2)). Toes
In addition, the variable steering angle ratio device 10 calculates the eccentricity a (a0 to a2)
According to the rotation angle α of the input shaft 11
Each has input / output angle characteristics in which the power angle ratio β / α changes. This
The input / output angle characteristics of the gears on the mechanism of the variable rudder angle ratio device 10
The rotation angle α of the input shaft 11 (steering
Optimal input / output angle ratio according to changes in steering angle of wheel 2)
With a characteristic that continuously changes to β / α (hence, the steering angle ratio)
is there. By the way, the axes of the input shaft 11 and the output shaft 17 match.
The rotation angle α of the input shaft 11 and the rotation angle of the output shaft 17
β matches. In other words, when the axes coincide (the amount of eccentricity a
= A0 (= 0)), the input / output angle characteristic is the input shaft 11
Input / output angle ratio β / α (= 1) is constant regardless of the rotation angle α
Becomes (See the dashed line (a0) in FIG. 6). As shown in FIG. 6, the input shaft 11 and the output shaft 1
The amount of eccentricity a of the shaft center with respect to 7 is a2 to a0 (a2>a1> a0).
= 0), the input / output angle characteristics (and thus the
Changes the steering angle ratio characteristic). In addition, as described above,
Steering angle ratio is input / output angle ratio β / α and fixed ratio pinion
The input / output angle ratio is determined by the gear ratio between the gear 5a and the rack teeth 5b.
When β / α (input / output angle characteristic) changes, the steering angle ratio (steering angle ratio
Characteristics) change. Therefore, the entrance and exit depend on the eccentricity a.
When the power angle characteristics are determined, based on the input / output angle characteristics,
Optimal steering angle ratio for steering angle of steering wheel 2
Becomes Here, the eccentricity a between the input and output shafts is increased.
And the rotation angle of the output shaft 17 with respect to the rotation angle α of the input shaft 11
β rate of change (change rate of input / output angle ratio β / α)
You. Further, if the eccentricity a between the input and output shafts is set to 0, FIG.
As indicated by the dashed line (a0), the rotation angle α of the input shaft 11 is
, The rotation angle β of the output shaft 17 becomes equal (that is,
That is, the input / output angle ratio β / α is constant). The variable rudder angle ratio steering device 1 has a maximum steering angle depending on the vehicle speed.
To obtain appropriate input / output angle characteristics (ie, steering angle ratio characteristics)
In the low-speed running range, the eccentricity a is set to the a0 side, and in the high-speed running range,
Controls the eccentricity a to be on the a2 side. And yes
The steering angle ratio steering device 1 reduces the amount of eccentricity a in a low speed traveling range.
Comb, steering angle of steering wheel 2 (however,
The angle is within a predetermined angle range around 0 °).
The stroke L of the shaft 6 is larger than that of a conventional steering system.
Can be set to achieve more sensitive (quick) characteristics
You. That is, in the low-speed driving range, the steering wheel 2
Operation becomes heavy, but in order to steer the steered wheels W, W
The operation amount of the steering wheel 2 is reduced. Also,
The variable steering angle ratio steering device 1 increases the eccentricity a in a high-speed traveling range.
The steering angle of the steering wheel 2 (however,
The steering angle is within a predetermined angle range around 0 °).
Stroke L of the lock shaft 6 is smaller than that of a conventional steering system.
As a result, it is possible to realize a more insensitive (dull) characteristic. Toes
In a high-speed driving range, the operation of the steering wheel 2 is
It becomes lighter, but steerable to steer the steered wheels W and W.
The operation amount of the steering wheel 2 increases. Therefore, variable
The steering angle ratio steering device 1 includes a practical steering wheel 2.
The relationship between steering angle and vehicle speed should be flat.
Can be. In addition, the variable steering angle ratio steering device 1 includes a main CP.
If U46 or sub CPU 47 fails (see FIG. 7)
), The eccentricity a is shifted to the high vehicle speed side, and the steering angle ratio characteristic (
The optimum steering angle for the steering wheel 2
Steering angle ratio) is fixed. The amount of eccentricity a (and hence the steering angle ratio)
Shifting to a higher vehicle speed side means increasing the eccentricity a and
Steering angle of steering wheel 2 (However, the steering angle is centered on 0 °
Of the steered wheels W, W with respect to a predetermined angle range
Minimize the change in the angle, dull characteristics (steering wheel
(Characteristic that the change of the steered wheels W, W is insensitive to the operation amount of 2)
And Further, the main CPU 46 or the sub CPU 4
7 has failed, the electric power steering device E
Steering torque is not generated.
The operation of the rule 2 becomes heavy. Therefore, the steering angle ratio characteristics (
The steering angle ratio) is made to have a dull characteristic,
Operation of the steering wheel 2 is lightened. Now, referring to FIG.
Will be described in detail. The control device 40 is mainly composed of a main power supply circuit.
41, backup system power supply circuit 42, steering torque input circuit
Road 43, vehicle speed input circuit 44, actual eccentricity input circuit 45,
In CPU 46, sub CPU 47, backup CPU
48, gate drive circuit 49, switching circuit 50, electric power
Motor driving means for the steering device E (hereinafter referred to as “E
60) and variable steering angle ratio device
Motor driving means (hereinafter referred to as “V motor driving
Stage 61). Note that this implementation
In the embodiment, the main CPU 46 is provided in the claims.
Equivalent to main CPU, backup CPU 48 patented
Corresponds to the backup CPU described in the claims, and is switched
The circuit 50 corresponds to the switching circuit described in the claims,
The V motor driving means 61 is an electric motor as defined in the claims.
Device driving means. First, the main power supply circuit 41 will be described.
I do. The main power supply circuit 41 includes a main CPU 46 and a main CPU 46.
The variable steering angle ratio device 10 and the electric
Required to control the dynamic power steering device E
The source voltage is supplied to each unit in the control device 40. Then,
The in-system power supply circuit 41 mainly includes a main CPU 46,
Sub CPU 47, for these two CPUs 46, 47
Power supply for input / output circuits 43, 44, 45, 49, 50, etc.
Voltage + 5V and power supply to the motor driving means 60 and 61
Supply pressure +12. Next, the backup power supply circuit 42 will be described.
Will be explained. The backup system power supply circuit 42
When PU 46 or sub CPU 47 fails,
The variable steering angle ratio device 10 is controlled by the CPU 48.
Supply the necessary power supply voltage to each unit in the control device 40.
You. Thus, the backup power supply circuit 42
In / out of backup CPU 48 and backup CPU 48
Supply voltage + 5V for circuits 45, 50, etc.
The power supply voltage +12 is supplied to the motor driving means 61. Next, the steering torque input circuit 43 will be described.
I will tell. The steering torque input circuit 43 is a steering torque sensor.
The manual steering torque signal T input from the TS is converted to an analog signal.
Signal into a digital signal, and the converted manual operation
The main CPU 46 and the sub CPU 4
7 is output. Note that the steering torque sensor TS is a variable rudder.
It is disposed in the angle ratio device 10 and is manually operated by a driver.
Detect the size and direction of the luc. And the steering torque
The sensor TS is an analog device corresponding to the detected manual steering torque.
A manual steering torque signal T of the electric signal to the control means 40.
I believe. Next, the vehicle speed input circuit 44 will be described.
You. The vehicle speed input circuit 44 includes an FV converter (not shown).
The vehicle speed signal V input from the vehicle speed sensor VS via the
The log signal is converted to a digital signal, and this digital
The converted vehicle speed signal V is transmitted to the main CPU 46 and the sub CPU
47 and the backup CPU 48. Next, the actual eccentricity input circuit 45 will be described.
I do. The actual eccentricity input circuit 45 is input from the displacement sensor 33.
The applied actual eccentricity AE is converted from analog signal to digital signal.
And the converted actual eccentricity AE is converted to the main CP
U46, sub CPU 47 and backup CPU 48
Output to Next, the main CPU 46 will be described.
You. The main CPU 46 controls the V mode of the variable steering angle ratio device 10.
Motor 27 and electric power steering.
The E motor 9b of the device E is controlled. Furthermore, the main C
PU 46 is a sub CPU 47 and a backup CPU
48 and self-monitoring. Also, Mei
The main CPU 46 or the sub CPU 4
7 In the event of a failure, the switching circuit 50
The corresponding control is switched to the backup CPU 48. Sa
In addition, the main CPU 46 is
Or / and the failure of the switching circuit 50 is determined.
The steering angle ratio characteristic of the variable steering angle ratio steering device 1 is on the dull side (high vehicle speed).
Side) so as to shift to the V motor of the variable steering angle ratio device 10.
27, and an electric power steering device
E is assist-assisted. In the control of the variable steering angle ratio device 10,
Main CPU 46 based on experimental values or design values in advance.
Corresponding to the vehicle speed signal V and the target eccentricity set
Address of the vehicle speed signal V based on the data (conversion table).
And reads the corresponding target eccentricity. By the way, the goal
The amount of eccentricity is low relative to the vehicle speed signal V
In the case of, a small value is associated and stability during driving is
In order to ensure high speed, large values are mapped
ing. Then, the main CPU 46 calculates the target eccentricity from
The actual eccentricity AE is subtracted to calculate a deviation. In addition, Mei
The CPU 46 calculates P (proportional), I (integral) and
And D (differential) control to make the deviation close to 0
The direction and current value of the motor current supplied to the V motor 27
PID (Proportional Integra)
ral Differential) control signal
You. Subsequently, the main CPU 46 sends the PID control signal
Of the motor current supplied to the V motor 27 based on the
And PWM (Pulse Width) corresponding to the current value
Modulation) signal VPWM, ON signal VO
N, an off signal VOF is generated. The PWM signal VPWM is a motor driver for the V motor.
Power FET (FieldEffect Tr) of stage 61
anistor) 61a gate G1 or power F
The signal is input to the gate G2 of the ET 61b, and responds to the magnitude of the deviation.
Power FET 61a or power FET 61b
This is a signal for WM driving. Note that the PWM signal VPWM is
Input to either gate G1 or gate G2
This depends on the polarity of the deviation (PID control signal).
Then, the PWM signal VPWM is input to the gate G1.
In this case, the ON signal is supplied to the gate G4 of the power FET 61d.
VON is input and the power FET 61d is turned on.
You. On the other hand, the PWM signal VPWM is input to the gate G2.
In this case, the ON signal is supplied to the gate G3 of the power FET 61c.
Signal VON is input and the power FET 61c is turned on.
It is. In addition, PWM of the gate G1 or the gate G2
An off signal VOF is applied to a gate to which the signal VPWM is not input.
Is input, and the power FET 61a or the power FET 6
1b is turned off. At this time, the off signal V is supplied to the gate G1.
When OF is input, the gate of the power FET 61d is
The off signal VOF is also input to the gate G4 and the power FET 6
1d is also turned off. On the other hand, the off signal VOF is supplied to the gate G2.
Is input, the gate G of the power FET 61c is
3, the OFF signal VOF is also input to the power FET 61c.
Is also turned off. Note that the V CPU mode by the main CPU 46 is used.
Motor control signal of the motor 27 (hereinafter referred to as the main V motor control signal).
MVMS outputs to the gates G1 to G4
PWM signal VPWM, ON signal VON, OFF signal V
OF, driven by a V motor via a switching circuit 50
It is supplied to the means 61. In the present embodiment, the main
The V motor control signal MVMS is described in the claims.
This corresponds to the main motor control signal described above. Control for Electric Power Steering Apparatus E
First, the main CPU 46 sets the experimental values or
The manual steering torque signal T set based on the design value and
The corresponding data of the vehicle speed signal V and the target current signal (conversion data
) Based on the manual steering torque signal T and the vehicle speed signal.
The corresponding target current is read using the signal V as an address. So
Then, the main CPU 46 calculates the motor power from the target current.
The flow signal EIMO is subtracted to calculate a deviation. In addition,
The CPU 46 calculates P (proportional), I (integral)
And D (differential) control to make the deviation close to 0
Direction and current value of the motor current supplied to the E motor 9b
Is generated. Then, the main C
The PU 46 controls the E mode based on the PID control signal.
Corresponding to the direction and current value of the motor current supplied to the motor 9b.
PWM signal VPWM, ON signal VON, OFF signal VOF
Generate The motor for E by the main CPU 46
9b (hereinafter referred to as the main E motor control signal).
MEMS) of the E motor drive means 60
PWM signal VPWM output to gates G1 to G4, ON
Signal VON and off signal VOF
It is supplied to the E motor drive means 60 via the path 49.
Note that the main E motor control signal MEMS causes the E
The drive control of the motive drive means 60 is performed by the main V
The motor drive means 61 for V is controlled by the motive control signal MVMS.
Since it is the same as the drive control, detailed description is omitted. In monitoring the sub CPU 47, the main CPU
The CPU 46 automatically calculates the vehicle speed and the like calculated by the sub CPU 47.
Monitor the sub CPU 47 by comparing it with the vehicle speed etc. calculated by yourself
Then, it is determined whether the sub CPU 47 is normal or has failed. Soshi
The main CPU 46 has a sub CPU 47
Send monitoring information. Also, the backup CPU 48
In monitoring the main CPU 46, the backup C
The vehicle speed calculated by PU48 and the vehicle speed calculated by itself
Compare, monitor the backup CPU 48, and
It is determined whether the CPU 48 is normal or has failed. And May
The backup CPU 46 makes a backup to the backup CPU 48.
Send CPU monitoring information. In self-monitoring, the main CPU 46
Main CP from CPU 47 and backup CPU 48
U Watchdog timer using U monitoring information
The main signal SM is generated by the self-monitoring function,
Output to the road 50. Note that the main signal SM is
When the PU 46 is normal, the H signal is
In the case of a failure, the signal is an L signal, and the main CPU 46 fails.
When switching to control by backup CPU 48
Signal. In the present embodiment, the main signal
The case where the SM is an L signal is a pseudo fault described in the claims.
This corresponds to a fault signal. For the main CPU 46 or the sub CPU 47
In the event of a failure, the main CPU 46 outputs the main signal SM
The L signal is output to the switching circuit 50 and the variable steering angle ratio device 10
The control is switched to the backup CPU 48. Backup CPU 48 and / or off
When the switching circuit 50 fails, the main CPU 46
For the angle ratio device 10 and the electric power steering device E
Control on the high vehicle speed side. For the variable steering angle ratio device 10
The main CPU 46 controls the target eccentric amount to the maximum
Set to quantity. Then, the main CPU 46 controls the variable steering angle.
V so that the actual eccentricity AE of the ratio device 10 becomes the maximum eccentricity.
Of the variable steering angle ratio steering device 1 by controlling the motor 27 for
Characteristics to dull characteristics (that is, steering angle ratio characteristics on the high vehicle speed side)
Migrate. Control for electric power steering device E
The main CPU 46 controls the assist complement control (
That is, the assist amount is reduced by 50% compared to the normal control.
Control). Backup CPU 48 and / or off
In determining the failure of the switching circuit 50, the main CPU 46
Power is supplied from the power supply circuit 41 to the main CPU 4.
6 starts and after each part is initialized (control open
At the start), the switching circuit 50 supplies the L signal as the main signal SM.
(Pseudo failure signal), and at that time V motor current detection
State in which the motor current VIMO from the output means 80 is 1 A or less
Continues for 10 ms (that is, the V motor 27
When the motor current VIM equal to or more than the predetermined value does not flow),
The backup CPU 48 and / or the switching circuit 50
Judge as failure. That is, if the main CPU 46
When a signal is output, the backup CPU 48
The steering angle ratio characteristics of the steering angle ratio steering device 1 (and, consequently,
The optimum steering angle ratio to the steering angle of the wheel 2)
Side, the drive of the V motor 27 is controlled.
You. At this time, the backup CPU 48 sets the target eccentricity
Is set to the maximum amount and control is performed.
A large motor current VIM flows. Therefore, Mei
The main signal SM is used by the CPU 46 to indicate its own failure.
When the L signal is output to the V motor 27
When the flow VIM is not flowing, the switching circuit 50
Motor control signal VMS for backup V motor control
Not switched to signal BVMS or backup
The CPU 48 controls the backup V motor control signal B normally.
It can be determined that VMS is not output. Further, when the failure of the switching circuit 50 is determined,
The in-CPU 46 supplies the switching circuit 50 with the main signal SM.
Output from the switching circuit 50 when the L signal is output.
Turn signal RM1 is H signal (or return for main)
When the state of the signal RM2 is L signal) continues for 10 ms,
The switching circuit 50 determines that a failure has occurred. Also, the main CPU 4
6 checks the switching circuit 50 with the sub CPU 47.
Request signal from the sub CPU 47
The switching circuit 50 outputs an L signal as the signal SS. So
Then, the main CPU 46 outputs the main
Return signal RM1 is H signal (or main
Signal RM2 is L signal) for 10 ms.
In this case, the switching circuit 50 determines that a failure has occurred. By the way, main
The CPU 46 also performs an initial check on these failure determinations.
Have gone. Next, the sub CPU 47 will be described.
The sub CPU 47 is electrically powered by the main CPU 46.
It is determined that control of the steering device E is prohibited. Ma
When the sub CPU 47 monitors the main CPU 46,
Both self-monitoring. Further, the sub CPU 47
When the in-CPU 46 or sub-CPU 47 fails, switch
Control over V motor 27 by circuit 50
The mode is switched to the up CPU 48. In the prohibition judgment of the control of the main CPU 46,
The sub CPU 47 is, for example, a main CPU of the main CPU 46.
The E motor 9 is monitored by monitoring the E motor control signal MEMS and the like.
b is abnormally driven or not, or a manual steering torque
Monitor the relationship between the motor signal T and the motor current signal EIMO.
The abnormal output of the in-CPU 46 is determined, and the auxiliary inhibition signal SB
Is output to the gate drive circuit 49. Auxiliary inhibit signal SB
Is H when control by the main CPU 46 is prohibited.
This is a signal and does not prohibit control by the main CPU 46.
In this case, it is an L signal. In monitoring the main CPU 46, the sub
The CPU 47 calculates the vehicle speed and the like calculated by the main CPU 46.
The main CPU 46 is compared with the vehicle speed calculated by itself.
It is determined whether the main CPU 46 is normal or has failed. So
Then, the sub CPU 47 sends the main C
Transmit PU monitoring information. In self-monitoring, the sub CPU 47
Utilizing the sub CPU monitoring information from the CPU 46,
The sub-communication function by the watchdog timer
A signal SS is generated and output to the switching circuit 50. The sub
The signal SS is an H signal when the sub CPU 47 is normal.
If the sub CPU 47 is out of order, the signal is an L signal. For the main CPU 46 or the sub CPU 47
In the event of a failure, the sub CPU 47 outputs the L signal as the sub signal SS.
Signal to the switching circuit 50 and to the backup CPU 48
The control of the V motor 27 is switched. Next, the backup CPU 48 will be described.
I will tell. The backup CPU 48 always has the eccentricity a
(That is, the steering angle ratio characteristic) shifts to the high vehicle speed side.
To control the V motor 27 of the variable steering angle ratio device 10
The motor control signal for the V motor 27 (hereinafter referred to as the backup
Generate BVMS)
You. The backup CPU 48 is connected to the main CPU 4.
6 or when the sub CPU 47 fails, the eccentricity a (
Variable steering angle so that the steering angle ratio characteristic shifts to the high vehicle speed side.
The V motor 27 of the ratio device 10 is controlled. In addition,
The backup CPU 48 monitors itself. Note that this implementation
In the embodiment, the backup V motor control signal BVMS
Is the backup motor control signal described in the claims.
Number. Referring to FIG. 8, backup CPU 48
Will be described. The backup CPU 48
The target eccentricity setting unit 48a, the deviation calculating unit 48b,
PID controller 48c and motor control signal generator 48d
Consists of The target eccentricity setting section 48a stores the ROM (Re
ad Only Memory).
The maximum eccentricity is stored as the target eccentricity CE. Soshi
The target eccentricity setting unit 48a calculates the target eccentricity CE by a deviation.
It outputs to the operation part 48b. By the way, the variable steering angle ratio device 1
By setting 0 to the maximum eccentricity, the variable steering angle ratio steering
The steering angle ratio characteristic of the position 1 becomes a dull characteristic, and the steering wheel
Of the steering angle of the wheel 2 (however, the steering angle is centered on 0 °
(Within a predetermined angle range).
Does not change the most. In other words, the steering wheel 2
Since the steered wheels W, W are steered most insensitively to the operation,
Safety during high-speed driving is ensured. Also, backup
The variable steering angle ratio device 10 is controlled by the CPU 48 to
Shifts to when the auxiliary steering torque is not acting
But to make the steering wheel 2 lighter
You. That is, the main CPU 46 or the sub CPU 47
Since it is a failure, the electric power steering device E
Auxiliary steering torque does not act on the steering system. did
As a result, the operation of the steering wheel 2 becomes heavy,
When the variable steering angle ratio device 10 has the maximum amount of eccentricity,
(In turn, due to a smaller steering angle ratio)
Operation of the steering wheel 2 in manual
You. The deviation calculator 48b is provided with a subtractor or a software.
A control subtraction function is provided, and the
The target eccentricity CE and the actual eccentricity AE from the displacement sensor 33 are:
The deviation ΔE is input to the PID control unit 48c.
The deviation calculator 48b calculates the actual eccentricity AE from the target eccentricity CE.
Is subtracted to calculate the deviation ΔE (= CE−AE). The PID control unit 48c includes a deviation calculation unit 48c
ΔE from the motor control signal generator 48
The PID control signal PS corresponding to the deviation ΔE is output to d.
The PID control unit 48c adds P (proportional), I
(Integral) and D (differential) control to reduce the deviation to 0
Direction of the motor current supplied to the V motor 27
And a PID control signal PS indicating a current value. The motor control signal generator 48d is a PID system.
The PID control signal PS from the control unit 48c is input, and switching is performed.
The backup V motor control signal BVMS is supplied to the circuit 50.
Output. The motor control signal generator 48d performs PID control.
An electric motor supplied to the V motor 27 based on the signal PS
PWM signal VPWM corresponding to the current direction and current value,
Signal VON and an off signal VOF. Note that the battery
The motor control signal BVMS for the backup V
PWM signal V output to gates G1 to G4 of moving means 61
It consists of PWM, ON signal VON and OFF signal VOF
You. The backup V motor control signal BVMS is
The drive control of the V motor drive means 61 by the
Drive of V motor by in-V motor control signal MVMS
Since it is the same as the drive control of the means 61, detailed description is omitted.
You. The backup CPU 48 is a main CPU
When the variable steering angle ratio device 10 is controlled by 46,
Also generates backup V motor control signal BVMS
Then, the signal is output to the switching circuit 50. And this backup
The V motor control signal BVMS is output by the switching circuit 50.
The main CPU 46 or sub CPU 47
When the control device 40 is hard reset externally,
Or when the main CPU 46 outputs a pseudo failure signal
Only the electric power is supplied to the V motor driving means 61. Note that
The backup CPU 48 performs the backup from the switching circuit 50.
Backup return signal RB1 is L signal (or
Main return signal RB2 is the H signal).
The PU 46 or the sub CPU 47 fails or the control device
It can be determined that 40 is a hard reset from outside. In self-monitoring, the backup CPU 48
Is the backup CPU monitoring information from the main CPU 46.
Self-monitoring by watchdog timer using information
It is determined whether the function is faulty or normal. Next, referring to FIG.
9 will be described. The gate drive circuit 49 is an electric motor for E
E motor control for each gate G1 to G4 of the machine drive means 60
The signal EMS is output. Further, the gate drive circuit 49
When the auxiliary inhibition signal SB is the H signal, the main CPU 46
Control of the electric power steering E is prohibited. So
Here, the gate drive circuit 49 receives a signal from the main CPU 46.
Main E motor control signal MEMS and sub CPU 47
The auxiliary prohibition signal SB is input and the E motor control signal
The EMS is output to the E motor driving means 60. for that reason
The gate drive circuit 49 (not shown) has four NOT operations.
Path and four AND circuits. And the gate drive times
The path 49 uses four NOT circuits to output four auxiliary inhibition signals SB.
And inverts the output to the AND circuit. In addition, the gate drive circuit
49 is a main E motor control signal for the four AND circuits.
Gates G1 to G4 of E motor drive means 60 for MEMS
And the inverted output of the NOT circuit are input, respectively.
Gates of E motor drive means 60 from four AND circuits
Output E motor control signal EMS to G1 to G4
You. Then, the gate drive circuit 49 outputs the auxiliary inhibition signal SB
Is the H signal, the motor control signal EMS for E is all
An off signal VOF is output, and the auxiliary inhibition signal SB
Sometimes the E motor control signal EMS is used as the main E motor
The machine control signal MEMS is output as it is. Next, referring to FIG.
Will be described. The switching circuit 50 is connected to the main CPU 46 or
Indicates that the sub CPU 47 has failed or the
At the time of reset, the control of the variable steering ratio
Switching from PU 46 to backup CPU 48. So
Here, the switching circuit 50 outputs the main
V motor control signal MVMS, main signal SM, sub C
Sub signal SS from PU 47, hard reset signal SH
And for backup V from backup CPU 48
The motor control signal BVMS is input, and the motor driver for V
The stage 61 outputs the V motor control signal VMS. That
For example, the switching circuit 50 includes a failure determination unit 51 and a main output determination unit.
Setting unit 52, backup output determination unit 53, and return
The signal output unit 54 is provided. The failure determination unit 51 includes a main CPU 46,
CPU 47 is faulty / normal, and
The presence or absence of a hard reset is determined. Because of that, breakdown
The determination unit 51 includes three AND circuits 51a, 51b, 51
c and NOT circuits 51d, 51e and 51f.
The AND circuit 51a is connected to the main signal SM and a hard reset.
The signal SH is input, and the logical product of these two signals is ANDed.
Output to the circuit 51c. Note that the hard reset signal SH
Is an H signal at normal times, and is
When the hard reset is performed, the signal is an L signal. AND
The circuit 51b includes a sub signal SS and a hard reset signal SH.
Is input to the AND circuit 51.
output to c. The AND circuit 51c is an AND circuit 51a.
And the logical product signal from the AND circuit 51b are input respectively.
The logical product of these two signals is calculated by NOT circuits 51d and 51d.
e respectively. The NOT circuit 51d includes the AND circuit 5
1c from the main output determination unit 52 and the
The output is inverted to the turn signal output unit 54. NOT circuit
51e is the NOT output of the logical product output from the AND circuit 51c.
The output is inverted to the circuit 51f. The NOT circuit 51f outputs NO
A backup output judging unit for inverting the output from the T circuit 51e
53 and a return signal output unit 54.
You. Therefore, the main signal SM, the sub signal SS and
Failure determination if all hard reset signals SH are H signals
The unit 51 outputs an H signal from the AND circuit 51c,
CPU 46 and sub CPU 47 are normal and hardware
It is determined that there is no setting. Then, the failure determination unit 51
Motor output signal MV from the main output V
MS is output as V motor control signal VMS as it is.
Signal from the AND circuit 51c for NOT times.
The main output determination unit 52 as an L signal by the road 51d
Output. Further, the failure determination unit 51
In the power determination unit 53, the backup V motor control signal BVM
To stop the output of S, H from the AND circuit 51c is output.
The signal is converted into an H signal by NOT circuits 51e and 51f.
The output is output to the backup output determination unit 53. On the other hand, the main
Signal SM, sub signal SS and hard reset signal SH
If at least one of the signals is an L signal, the failure determination unit 5
1 outputs an L signal from the AND circuit 51c and outputs
If the PU 46 or sub CPU 47 fails or
It is determined that there is a set. Then, the failure determination unit 51
The main output motor control signal MVM
In order to stop the output of S, L from the AND circuit 51c is
The signal is output as H signal by the NOT circuit 51d.
Output to the force determination unit 52. Further, the failure determination unit 51
From the backup output determination unit 53 to the backup V
V motor control signal VM as V machine control signal BVMS
In order to output as S, L from the AND circuit 51c
The signal is converted into an L signal by NOT circuits 51e and 51f.
The output is output to the backup output determination unit 53. By the way, 2
The logic of the signal is determined by the two NOT circuits 51e and 51f.
This is because the NOT circuits 51e, 5e
1f is composed of a switching element such as a transistor.
Even if one is short-circuited, it electrically insulates the other.
You. This is because the control device 40 has two power supply circuits 41,
42, and the insulation between the power supply circuits 41 and 42 is
This is to ensure. The main output determination section 52 is a main V
Output the motor control signal MVMS to the V motor drive means 61
Is determined. Therefore, the main output determination unit 5
2, four NOT circuits 52a, 52b, 52c, 52
d and four AND circuits 52e, 52f, 52g, 52h
Is provided. NOT circuits 52a, 52b, 52c, 52d
Is a signal input from the NOT circuit 51d,
To the AND circuits 52e, 52f, 52g, and 52h, respectively.
Output. AND circuits 52e, 52f, 52g, 52
h is from the NOT circuits 52a, 52b, 52c, 52d
Signal and main V motor control signal MVMS V motor
The signals to the gates G1 to G4 of the
And outputs a logical product of the signals. And N
Input to OT circuits 52a, 52b, 52c, 52d
When the signal is an H signal (that is, the main CPU 46 or
Indicates that the sub CPU 47 has failed or has a hard reset
Case), AND circuits 52e, 52f, 52g, 52h
Output all L signals. On the other hand, the NOT circuit 52a,
The signals input to 52b, 52c, 52d are L signal
(Ie, the main CPU 46 and the sub CPU 47).
Is normal and there is no hard reset), AND circuit 5
2e, 52f, 52g, 52h are the input main V
The motor control signal MVMS is output as it is. Soshi
When the main V motor control signal MVMS is
Each of the V motor drive means 61
G1 to G4. The backup output judging section 53
V motor drive control means for converting the V motor control signal BVMS
61 is determined. For that, back
The up output determination section 53 includes four NOT circuits 53a, 53
3b, 53c, 53d and four AND circuits 53e, 53
f, 53g and 53h. NOT circuits 53a, 53
b, 53c and 53d output signals from the NOT circuit 51f.
This signal is input to AND circuits 53e, 53f, 53
g and 53h, respectively. AND circuits 53e, 5
3f, 53g, 53h are NOT circuits 53a, 53b,
Signal from 53c, 53d and motor control for backup V
Each gate G of the motor drive means 61 for V of the control signal BVMS
1 to G4 are input, and the logic of this signal is
Output the product. And NOT circuits 53a, 53b, 5
When the signals input to 3c and 53d are L signals (that is,
The main CPU 46 or the sub CPU 47 has a failure.
Or with a hard reset), AND circuit 53e,
53f, 53g and 53h indicate the inputted backup V
The motor control signal BVMS is output as it is. Soshi
The backup V motor control signal BVMS
As the motor control signal VMS, the V motor drive means 61
It is input to each of the gates G1 to G4. On the other hand, NOT circuit 5
The signals input to 3a, 53b, 53c and 53d are H signals.
(Ie, the main CPU 46 and the sub CP
When U47 is normal and there is no hard reset), AND
The circuits 52e, 52f, 52g, and 52h all output the L signal.
Output. The return signal output unit 54 is used for failure determination and the like.
For use, the main return signals RM1, RM2
And return signals RB1 and RB2 for backup.
Power. Therefore, four return signal output units 54
Of NOT circuits 54a, 54b 54c, 54d.
The NOT circuit 54a receives a signal from the NOT circuit 51d.
As a return signal RM1 for in
Output. The NOT circuit 54b is connected to the NOT circuit 51d.
These signals are used as backup return signal RB1.
The output is inverted to the backup CPU 48. NOT circuit 54
c is the signal from the NOT circuit 51f for the main return
The signal is inverted and output to the main CPU 46 as a signal RM2. N
The OT circuit 54d backs up the signal from the NOT circuit 51f.
Backup CP as return signal RB2 for backup
The inverted output is output to U48. Therefore, the switching circuit 50 outputs the main signal
SM, sub signal SS and hard reset signal are all H
In the case of a signal, the main V motor control signal MVMS is
V motor drive means 61 as motor control signal VMS
Output. On the other hand, the switching circuit 50 outputs the main signal SM and the
Signal SS and / or hard reset signal
Is the L signal, the backup V motor control signal
No. BVMS as V motor control signal VMS
To the machine driving means 61. Next, referring to FIG.
Step 60 will be described. The E motor driving means 60 is
The E motor control signal EMS is input from the gate drive circuit 49.
The motor is controlled based on the E motor control signal EMS.
The machine voltage EVM is applied to the E motor 9b.
b to output the motor current EIM. Motor drive means for E
Reference numeral 60 denotes four power FETs (field effect transistors)
60a, 60b, 60c, 60d switching element
And a 12V voltage supply.
It is. Further, the E motor driving means 60 is an E motor
9b is between the power FET 60a and the power FET 60d
The power FET 60b and the power FET 60c are connected in series.
Connected in series. Power FET 60a, 60b
Is applied to each gate G1, G2 by a PWM signal VPWM or an
Signal VOF is input, and PWM signal VPWM is input.
To turn on when the logic level is 1. Power FET60
c and 60d apply an ON signal VON to each gate G3 and G4.
Or an OFF signal VOF is input and an ON signal VON is input
Turn on when done. And the E motor driving means 60
Are the power FETs 60a, 60b, 60c, and 60d.
E motor control signal E for gates G1, G2, G3 and G4
When each MS is input, the motor control signal for E
The motor voltage EVM is applied to the E motor 9b based on the
You. Then, the motor current EIM flows through the E motor 9b.
The E motor 9b is driven forward or reverse to
A torque proportional to the machine current EIM is generated. For E
The motor voltage EVM applied to the motor 9b is a PWM signal.
No. VPWM is determined by the duty ratio. Soshi
The motor current EIM flowing through the E motor 9b is
It corresponds to the machine voltage EVM. For example, the PWM signal VPWM
Duty ratio of 7 (logic level 1): 3 (logic level
In the case of 0), 12V × (7/10) = 8.4V is the motor
The voltage becomes EVM, and 8.4 V continues to the E motor 9b.
Is applied. Next, with reference to FIG.
Step 61 will be described. The motor drive means 61 for V
The V motor control signal VMS is input from the switching circuit 50.
The motor power is controlled based on the V motor control signal VMS.
The voltage VVM is applied to the V motor 27 and
It outputs the motor current VIM. V motor drive means 61
Are four power FETs (field effect transistors) 61
a, 61b, 61c and 61d.
And a 12V voltage is supplied.
You. The V motor driving means 61 is provided for driving the E motor.
Since the configuration and operation are the same as those of the means 60, a detailed explanation will be given.
Description is omitted. Now, refer to FIG. 1 and FIGS. 7 to 9.
Then, control by the control device 40 will be described. here
In the description below, the main CPU 46 and the sub CPU 47
Explain the control at the time of normal operation.
Control when PU 46 or sub CPU 47 fails
explain. In the description here, the outside of the control device 40 is assumed.
There is no hard reset from the
The signal SH is an H signal. Also, when the power is turned on,
Initial check by the main CPU 46 of the device 40
It will be explained. The main CPU 46 and the sub CPU 47
In the normal case, the control device 40 is controlled by the main CPU 46.
And the electric power steering device E and the variable steering angle ratio device 1
Control 0. Therefore, the main CPU 46 determines the vehicle speed.
The target current signal is calculated based on the signal V, the manual steering torque T, etc.
The target current signal and the E motor current detecting means 7 are set.
0 based on the motor current signal EIMO from
The gate drive circuit 49 sends the in-E motor control signal MEMS
Output to Further, the gate drive circuit 49 disables the auxiliary
Based on the signal SB, the E motor control signal EMS
It outputs to each gate G1-G4 of the motor drive means 60.
Then, the E motor driving means 60 outputs the E motor control signal.
No. EMS, the motor voltage EVM is supplied to the E motor 9b.
To supply the motor current EIM. Then this
The electric power stage is driven by the rotational driving force of the E motor 9b.
When the auxiliary steering torque of the aligning device E is generated,
Assist steering force. Further, the control device 40 includes a main CPU 4
6, the target eccentricity is set based on the vehicle speed signal V, etc.
The target eccentricity and the actual eccentricity A from the displacement sensor 33
Motor control signal MVM for main V generated based on E
Output S. Further, the switching circuit 50 includes a main CPU
46 and the sub CPU 47 are normal (that is, the main
Signal SM and sub-signal SS are both H signals)
The main V motor control signal MVMS is converted to the V motor control signal.
Each gate G1 of the motor drive means 61 for V as a number VMS
To G4. Then, the V motor driving means 61
Is the V motor 2 based on the V motor control signal VMS.
7, the motor voltage VVM is applied, and the motor current VIM is supplied.
Pay. Then, the rotational driving force of the V motor 27
Therefore, the eccentric amount of the variable steering angle ratio device 10 becomes the target eccentric amount.
In addition, the steering angle ratio characteristics of the variable steering angle ratio device 1 are optimal.
(Consequently, for the steering angle of the steering wheel 2,
(Optimum steering angle ratio). The backup CPU 48
Always outputs the backup V motor control signal BVMS
The signal is output to the switching circuit 50. The main CPU 46 or the sub CPU 47
At the time of failure, the control device 40 controls the main CPU 46 and the sub CPU
All functions by the CPU 47 are stopped. Therefore, electric
Since the control of the power steering device E is stopped,
Since no steering torque is generated, the driver's steering force increases.
Not cyst. However, the variable steering angle ratio device 10
The steering angle ratio characteristic shifts to the high vehicle speed side by the up CPU 48
Control of the variable steering angle ratio steering device 1
Angle ratio characteristics (therefore, the steering angle of the steering wheel 2)
The optimum steering angle ratio with respect to is shifted to the dull side. That
Therefore, the amount of steering wheel operation increases,
The operation of the ringing wheel 2 becomes lighter. By the way, Mei
The CPU 46 and the sub CPU 47 communicate with each other.
Therefore, they can recognize that they have failed. That is, when the main CPU 46 breaks down.
The main CPU 46 outputs the L signal as the main signal SM.
If the sub CPU 47 fails, the sub CPU
Outputs an L signal as the sub signal SS. Then switch
The circuit 50 performs a failure determination in the failure determination unit 51 and performs a NOT determination.
H signal from the circuit 51d and L signal from the NOT circuit 51f
Output a signal. With this signal, the switching circuit 50
The main output motor control signal MVM
S output is stopped and a backup output determination unit
At 53, the backup V motor control signal BVMS is
The backup V motor control signal BV
Drives the motor for V using MS as the motor control signal VMS for V
It outputs to each gate G1-G4 of the means 61. Note that the battery
The backup CPU 48 is always set to the maximum eccentric amount.
Based on the target eccentricity and the actual eccentricity AE from the displacement sensor 33,
Motor control signal BVMS for backup V generated
Is output. The V motor driving means 61
The V motor 27 is controlled based on the V motor control signal VMS.
Apply motor voltage VVM and supply motor current VIM
You. By the way, the variable steering angle ratio device 10 is shifted to the maximum eccentricity.
The V motor 27 has a large motor current VI.
M flows. Then, the rotational driving force of the V motor 27
As a result, the eccentric amount of the variable steering angle ratio device 10 is equal to the maximum eccentric amount.
And the steering angle ratio characteristics of the variable steering angle ratio device 10
(That is, for the steering angle of the steering wheel 2)
(Steering angle ratio on the high vehicle speed side). The initial check by the main CPU 46
In the case of the main CPU 46, each part in the control device 40
Check whether the controller 40 is functioning properly when starting up the controller 40.
I'm Here, the backup CPU 49 and
Initial whether the switching circuit 50 is functioning normally
The check will be described. First, the main CPU 46 sets the main signal S
Output an L signal (ie, a pseudo failure signal) as M;
Motor current signal VI from V motor current detecting means 80
MO monitoring, backup CPU 49 and switching circuit
Check if 50 is functioning properly. Toes
Therefore, when the main signal SM is an L signal, as described above,
The switching circuit 50 outputs a battery as the V motor control signal VMS.
It outputs a motor control signal BVMS for the backup V. Do
When the control is started, the vehicle is normally stopped.
PU49 is a variable steering angle ratio to make the steering angle ratio high.
Since the device 10 is shifted to the maximum eccentric amount, the V motor 2
7, a large motor current VIM flows. But switching
If the circuit 50 is not switching normally,
Backup CPU 48 normally operates the backup V motor
If the control signal BVMS has not been output, the motor for V
No motor current VIM exceeding a predetermined value flows through 27. So
Here, the main CPU 46 outputs the L signal as the main signal SM.
When the motor current signal VIMO is less than 1A
When the state continues for 10 ms (that is, the V motor 2
7 when the motor current VIM of a predetermined value or more is not flowing.
Case), backup CPU 48 and / or switching circuit
50 determines that it is faulty. Then, the main CPU 46
The steering angle ratio characteristic of the variable steering angle ratio steering device 1 is shifted to the dull characteristic.
And the electric power steering device E
Perform assist complement control. Further, the main CPU 46 outputs a main signal
The L signal is output as SM, and the main signal from the switching circuit 50 is output.
Monitoring the return signals RM1 and RM2 for
Check if is working properly. That is,
When the main signal SM is an L signal, the switching circuit 50
The determination unit 51 and the return signal output unit 54
The L signal is used as the return signal for
An H signal is output as the turn signal RM2. However,
When the conversion circuit 50 is not functioning properly, the main signal S
Even if M is an L signal, H is used as the main return signal RM1.
L signal as signal or main return signal RM2
Is output. Therefore, the main CPU 46
When the L signal is output as SM, the message from the switching circuit 50 is output.
The in-return signal RM1 is the H signal (or the main
(Return signal RM2 is L signal) for 10 ms
In this case, the switching circuit 50 determines that a failure has occurred. And May
The CPU 46 adjusts the steering angle ratio characteristics of the variable steering angle ratio steering device 1.
Dust characteristics and electric power stearin
Assist assist control is performed on the driving device E. The main CPU 46 is connected to the sub CPU 4
7 so as to output the L signal as the sub signal SS.
And a main signal from the switching circuit 50.
Monitor signals RM1 and RM2, and the switching circuit 50 operates normally.
Check if it works. That is, the sub signal
When SS is an L signal, the main signal SM is an L signal
The switching circuit 50 operates as in the case of (1). Then,
The in-CPU 46 sends a sub signal SS to the sub CPU 47.
Request signal to output L signal
The main return signal RM1 from the switching circuit 50
H signal (or main return signal RM2 is L signal)
Signal state continues for 10 ms, the switching circuit 50
Judge as a failure. Then, the main CPU 46 controls the variable steering angle.
When the steering angle ratio characteristic of the specific steering device 1 is shifted to the dull characteristic,
Assistance for electric power steering device E
Perform complementary control. According to the variable steering angle ratio steering apparatus 1, special
The switching circuit 50 does not require any additional failure determination means.
Switching between main CPU 46 and backup CPU 48
The backup CPU 48 or /
Then, a failure determination of the switching circuit 50 is performed. And the variable rudder
The angle ratio steering device 1 is connected to the backup CPU 48 or /
When the switching circuit 50 is out of order, the main CPU 4
6, the variable steering angle ratio steering device 1 is controlled to the high vehicle speed side.
You. As described above, the present invention is limited to the above-described embodiment.
It is implemented in various forms without being performed. For example, V
Motor current VIM that is equal to or greater than a predetermined value
If the motor current VIM is 1A or less,
S, but the motor current is not flowing.
Is not limited to this criterion. The variable steering angle ratio steering apparatus according to the present invention has a
The CPU outputs a pseudo failure signal to the switching circuit,
By monitoring the machine current, the backup CPU and
And / or fault detection of the switching circuit.
That is, the variable rudder angle ratio steering device uses the main circuit via the switching circuit.
Utilizes control relevance between backup CPU and backup CPU
Therefore, no special fault detection means should be provided.
Of backup CPU and / or switching circuit
Detection can be performed.

【図面の簡単な説明】 【図１】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の全体
構成図である。 【図２】本実施の形態に係る可変舵角比装置の正断面図
である。 【図３】本実施の形態に係る可変舵角比装置の軸部の分
解斜視図である。 【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 【図５】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の作動
原理を示す説明図である。 【図６】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の舵角
比特性を示す入出力角特性図である。 【図７】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の制御
装置のブロック構成図である。 【図８】図７のバックアップＣＰＵの内部ブロック構成
図である。 【図９】図７の切換回路の論理回路図である。 【符号の説明】 １・・・可変舵角比操舵装置 ２７・・・可変舵角比装置用モータ（電動機） ４６・・・メインＣＰＵ ４８・・・バックアップＣＰＵ ５０・・・切換回路 ６１・・・可変舵角比装置用電動機駆動手段（電動機駆
動手段） ８０・・・可変舵角比装置用電動機電流検出手段（電動
機電流検出手段） Ｓ・・・ステアリング系BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable steering angle ratio steering device according to the present embodiment. FIG. 2 is a front sectional view of the variable steering angle ratio device according to the embodiment. FIG. 3 is an exploded perspective view of a shaft portion of the variable steering angle ratio device according to the present embodiment. FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2; FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation principle of the variable steering angle ratio steering device according to the present embodiment. FIG. 6 is an input / output angle characteristic diagram showing a steering angle ratio characteristic of the variable steering angle ratio steering device according to the present embodiment. FIG. 7 is a block diagram of a control device of the variable steering angle ratio steering device according to the present embodiment. FIG. 8 is an internal block diagram of the backup CPU of FIG. 7; FIG. 9 is a logic circuit diagram of the switching circuit of FIG. 7; [Description of Signs] 1 ... Variable steering angle ratio steering device 27 ... Variable steering angle ratio device motor (electric motor) 46 ... Main CPU 48 ... Backup CPU 50 ... Switching circuit 61 ...・ Motor driving means for variable steering angle ratio device (motor driving means) 80 ・ ・ ・ Motor current detecting means for variable steering angle ratio device (motor current detecting means) S ・ ・ ・ Steering system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 113:00 113:00 119:00 119:00 (56)参考文献 特開 平11−78943（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−127408（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−91604（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41960（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−115575（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/04 B62D 5/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI // B62D 101: 00 B62D 101: 00 113: 00 113: 00 119: 00 119: 00 (56) References JP-A-11- 78943 (JP, A) JP-A-6-127408 (JP, A) JP-A-11-91604 (JP, A) JP-A-4-41960 (JP, A) JP-A-3-115575 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) B62D 6/00 B62D 5/04 B62D 5/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ステアリング系の舵角比を可変にする電
動機と、前記電動機に電動機電流を出力する電動機駆動
手段とを備える可変舵角比操舵装置において、 前記電動機を車速に応じて制御するメイン電動機制御信
号を出力するメインＣＰＵと、 前記メインＣＰＵが故障時に、前記舵角比が高車速側に
移行するように前記電動機を制御するバックアップ電動
機制御信号を出力するバックアップＣＰＵと、 前記メイン電動機制御信号と前記バックアップ電動機制
御信号とを切り換えて前記電動機駆動手段に出力する切
換回路と、 前記電動機に流れる前記電動機電流を検出する電動機電
流検出手段とを備え、 前記メインＣＰＵは、制御開始時に前記切換回路に擬似
故障信号を出力し、その時に前記電動機に所定値以上の
電動機電流が流れない場合、前記バックアップＣＰＵま
たは／および前記切換回路が故障と判定することを特徴
とする可変舵角比操舵装置。(57) A variable steering angle ratio steering device comprising: a motor for varying a steering angle ratio of a steering system; and a motor driving means for outputting a motor current to the motor. A main CPU for outputting a main motor control signal for controlling the electric motor according to the vehicle speed; and a backup motor control signal for controlling the electric motor such that the steering angle ratio shifts to a higher vehicle speed when the main CPU fails. A backup CPU, a switching circuit for switching between the main motor control signal and the backup motor control signal and outputting the signal to the motor driving means, and a motor current detecting means for detecting the motor current flowing to the motor. The main CPU outputs a simulated fault signal to the switching circuit at the start of control, and at that time, the motor has a predetermined value or more. If the motive current does not flow, the variable gear ratio steering device, characterized in that said backup CPU and / or the switching circuit determines that a fault.