特許 6195044 電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6195044

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20170904BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20170904BHJP

   H02P 25/22 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/024

   B62D5/04

   H02P25/22

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-533511(P2017-533511)

(86)(22)【出願日】2017年2月10日

(86)【国際出願番号】JP2017004866

【審査請求日】2017年6月20日

(31)【優先権主張番号】特願2016-32587(P2016-32587)

(32)【優先日】2016年2月24日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-32588(P2016-32588)

(32)【優先日】2016年2月24日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(74)【代理人】

【識別番号】100200333

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 真二

(72)【発明者】

【氏名】椿 貴弘

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−２１８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−９７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２８６２４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｈ０２Ｐ ２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２系統モータ巻線を有するモータに対して系統単位で電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいて前記モータを駆動することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵補助指令値及び補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する電流指令値調整部を備え、
前記電流指令値調整部は、
系統毎に設定される正常時に使用する正常時係数及び異常時に使用する異常時係数を有し、
２系統が正常な場合、前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値を加算した値に前記正常時係数を乗算した値を前記電流指令値とし、
いずれかの系統に異常が発生した場合、前記操舵補助指令値に前記異常時係数を乗算した値に前記補償電流指令値を加算した値を正常である系統の前記電流指令値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【請求項2】

前記操舵補助指令値を演算する操舵補助指令値演算部と、
前記補償電流指令値を演算する補償電流指令値演算部と、
いずれかの系統に異常が発生した場合、前記異常を検出し、前記異常が発生した系統を知らせる信号を出力する異常検出部とをさらに備え、
前記電流指令値調整部は、
前記異常検出部からの前記信号の有無及び内容に基づいて、前記操舵補助指令値演算部で演算される前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値演算部で演算される前記補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する請求１に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項3】

前記正常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値であり、
前記異常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値である請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項4】

２系統モータ巻線を有するモータに対して系統単位で電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいて前記モータを駆動することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵補助指令値及び補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する電流指令値調整部を備え、
前記電流指令値調整部は、
系統毎に設定される正常時に使用する正常時係数並びに異常時に使用する異常時係数１及び異常時係数２を有し、
２系統が正常な場合、前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値を加算した値に前記正常時係数を乗算した値を前記電流指令値とし、
いずれかの系統に異常が発生した場合、前記操舵補助指令値に前記異常時係数１を乗算した値と前記補償電流指令値に前記異常時係数２を乗算した値とを加算した値を正常である系統の前記電流指令値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【請求項5】

前記操舵補助指令値を演算する操舵補助指令値演算部と、
前記補償電流指令値を演算する補償電流指令値演算部と、
いずれかの系統に異常が発生した場合、前記異常を検出し、前記異常が発生した系統を知らせる信号を出力する異常検出部とをさらに備え、
前記電流指令値調整部は、
前記異常検出部からの前記信号の有無及び内容に基づいて、前記操舵補助指令値演算部で演算される前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値演算部で演算される前記補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する請求４に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項6】

前記正常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値であり、
前記異常時係数１は０．３以上且つ０．７以下の値であり、
前記異常時係数２は０．７以上且つ１．２以下の値である請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２系統モータ巻線を有するモータに対して系統単位で電流指令値を演算し、その電流指令値に基づいてモータを駆動することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置に関し、特にいずれかの系統に異常が発生したときに正常な系統の電流指令値を変更することにより、操舵感の劣化を抑制する電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の操舵系にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力で、ギア等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与する。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っており、モータとしては耐久性や保守性に優れ、騒音やノイズも少ないブラシレスモータが一般的に使用されている。

【0003】

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速部内の減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧指令値Ｖｒｅｆによって、ＥＰＳ用モータ２０に供給する電流を制御する。

【0004】

なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良く、また、モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転位置センサから操舵角を取得することも可能である。

【0005】

コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）４０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。

【0006】

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。

【0007】

図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ４０からの）車速Ｖｓは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。インバータ３７は駆動素子としてＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。

【0008】

モータ２０にはレゾルバ等の回転位置センサ２１が連結されており、回転位置センサ２１からモータ回転角θｅが出力される。

【0009】

加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。

【0010】

このような電動パワーステアリング装置において、モータ故障（異常を含む）が発生しても、モータ動作を継続できる構成の多系統モータ巻線を有するモータが使用されるケースが増加している。例えば２系統のモータ巻線を有するモータは、ステータのコイルが２系統（Ｕ１〜Ｗ１相とＵ２〜Ｗ２相）に分けられ、１系統が失陥しても残りの１系統でロータを回転させることができ、アシスト制御の継続が可能となる。

【0011】

かかるモータを搭載した電動パワーステアリング装置では、通常、正常動作時は２系統が共同してロータを回転させており、それぞれのモータ巻線に対する電流指令値は分散されている（２系統のモータ巻線の特性が同等の場合は１／２ずつ）。よって、一方の系統に異常が発生した場合、特に何の変更も行わなければ、もう一方の正常な系統のモータ巻線に対する電流指令値は分散された値のままであるため、操舵補助力が低下する可能性がある。電流指令値に補償信号が加算されている場合、補償信号も異常発生時には小さくなるので、収れん性や慣性特性等の改善のための特性補償が十分に行われず、安定性が劣化することで振動が増加し、操舵感の劣化を招くおそれがある。

【0012】

このような多系統でのモータ制御における異常発生時の操舵感劣化に対して、劣化を抑制するための方法が提案されている。例えば、特開２０１５−３９２５６号公報（特許文献１）では、モータ駆動回路とモータ巻線との間に介挿されるモータ電流遮断部やモータ駆動電流又は電圧の異常を検出する異常検出部等を備えることにより、モータ駆動回路にオープン故障やショート故障が生じた場合でもモータの駆動制御を継続できるモータ制御装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２０１５−３９２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

特許文献１に開示された装置では、正常時には正常時操舵補助電流指令値算出マップを使用し、異常時には異常時操舵補助電流指令値算出マップを使用して操舵補助電流指令値を算出することにより、操舵感劣化の抑制を図っている。しかしながら、特許文献１には、補償信号の加算による特性補償等、操舵システム系の特性補償については何も開示されていないので、特性補償不足による操舵感劣化の可能性が残っている。

【0015】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、２系統でのモータ制御においていずれかの系統に異常が発生した場合、正常系統の電流指令値を変更することにより、操舵感の劣化を抑制可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明は、２系統モータ巻線を有するモータに対して系統単位で電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいて前記モータを駆動することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、操舵補助指令値及び補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する電流指令値調整部を備え、前記電流指令値調整部は、系統毎に設定される正常時に使用する正常時係数及び異常時に使用する異常時係数を有し、２系統が正常な場合、前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値を加算した値に前記正常時係数を乗算した値を前記電流指令値とし、いずれかの系統に異常が発生した場合、前記操舵補助指令値に前記異常時係数を乗算した値に前記補償電流指令値を加算した値を正常である系統の前記電流指令値とすることにより達成される。

【0017】

また、本発明の上記目的は、操舵補助指令値及び補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算する電流指令値調整部を備え、前記電流指令値調整部は、系統毎に設定される正常時に使用する正常時係数並びに異常時に使用する異常時係数１及び異常時係数２を有し、２系統が正常な場合、前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値を加算した値に前記正常時係数を乗算した値を前記電流指令値とし、いずれかの系統に異常が発生した場合、前記操舵補助指令値に前記異常時係数１を乗算した値と前記補償電流指令値に前記異常時係数２を乗算した値とを加算した値を正常である系統の前記電流指令値とすることにより達成される。

【0018】

本発明の上記目的は、前記操舵補助指令値を演算する操舵補助指令値演算部と、前記補償電流指令値を演算する補償電流指令値演算部と、いずれかの系統に異常が発生した場合、前記異常を検出し、前記異常が発生した系統を知らせる信号を出力する異常検出部とをさらに備え、前記電流指令値調整部は、前記異常検出部からの前記信号の有無及び内容に基づいて、前記操舵補助指令値演算部で演算される前記操舵補助指令値及び前記補償電流指令値演算部で演算される前記補償電流指令値を用いて前記電流指令値を演算することにより、或いは前記正常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値であり、前記異常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値であることにより、或いは前記正常時係数は０．３以上且つ０．７以下の値であり、前記異常時係数１は０．３以上且つ０．７以下の値であり、前記異常時係数２は０．７以上且つ１．２以下の値であることにより、より効果的に達成される。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、２系統でのモータ制御においていずれかの系統に異常が発生した場合、正常な系統に対して、操舵補助指令値に乗算する係数を変更し、補償電流指令値には係数を乗算せずに補償電流指令値をそのまま使用することにより、或いは、正常な系統に対して、操舵補助指令値及び補償電流指令値に正常時とは異なる係数を個別に乗算することにより、特性補償が不足しないようにして、操舵感の劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。

【図2】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明を適用できるモータの構造例を示す一方の断面図である。

【図4】本発明を適用できるモータの巻線構造例を示す模式図である。

【図5】本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。

【図6】操舵補助指令値演算部で使用されるアシストマップの例を示す特性図である。

【図7】補償電流指令値演算部の構成例を示すブロック図である。

【図8】電流制御部の構成例を示すブロック図である。

【図9】モータ駆動部及びモータ電流遮断回路の構成例を示すブロック図である。

【図10】本発明の動作例（第１実施形態）の一部を示すフローチャートである。

【図11】第１実施形態での補償電流指令値演算の動作例を示すフローチャートである。

【図12】第１実施形態での電流指令値算出の動作例を示すフローチャートである。

【図13】第１実施形態での電圧指令値算出の動作例を示すフローチャートである。

【図14】本発明のシミュレーション結果を示す特性図である。

【図15】本発明の構成例（第３実施形態）を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明では、２系統モータ巻線を有するモータを使用し、モータに供給する電流の制御目標値である電流指令値には操舵システム系の特性補償を行うための補償信号（補償電流指令値）が重畳されている電動パワーステアリング装置において、モータ巻線やモータ駆動回路（モータ駆動部）に異常（故障を含む）が発生した場合、異常発生前後で補償電流指令値の大きさが変わらないようにしている。２系統が正常に動作しているときは各系統が分担してモータを駆動するので、電流指令値は各系統に分散される。具体的には、系統毎に係数（正常時係数）を設定しておき、操舵トルク等に基づいて演算される操舵補助指令値に補償電流指令値を加算した値に正常時係数を乗算した値を、その系統の電流指令値とする。いずれかの系統に異常が発生したときは正常な系統のみでモータを駆動するために、電流指令値の算出方法を変える。具体的には、系統毎に正常時係数とは別の係数（異常時係数）を設定しておき、操舵補助指令値に異常時係数を乗算した値に補償電流指令値を加算した値を電流指令値とする。異常が発生したときに電流指令値の算出方法を変えないと、正常な系統での補償電流指令値は正常時係数が乗算された値のままであるが、算出方法を変えることにより、異常発生前後で全体の補償電流指令値の大きさは変わらず、同程度の特性補償が継続して行われるので、安定性劣化による振動を抑制し、操舵感の劣化を抑えることができる。

【0022】

また、本発明では、異常が発生した場合、補償電流指令値を調整できるようにすることも可能である。具体的には、系統毎に正常時係数とは別の係数を操舵補助指令値向け（異常時係数１）と補償電流指令値向け（異常時係数２）とで別々に設定しておき、いずれかの系統に異常が発生したとき、操舵補助指令値に異常時係数１を乗算した値と補償電流指令値に異常時係数２を乗算した値とを加算した値を電流指令値とする。これにより、異常発生前後での全体の補償電流指令値の変動を調整することができるので、特性補償を不足させることなく、安定性劣化による振動を抑制し、操舵感の劣化を抑えることができる。

【0023】

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0024】

先ず本発明を適用できる２系統巻線モータの例を、図３及び図４に示して説明する。本発明は電動モータであるが、以下では単に「モータ」として説明する。

【0025】

３相モータ２００は図３に示すように、内周面に内方に突出形成されてスロットＳＬを形成する磁極となるティースＴを有するステータ１２Ｓと、このステータ１２Ｓの内周側にティースＴと対向して回転自在に配置された永久磁石ＰＭを表面に配置した８極の表面磁石型のロータ１２Ｒとを有するＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータの構成を有する。ここで、ステータ１２ＳのティースＴの数を相数×２ｎ（ｎは２以上の整数）で、例えばｎ＝２に設定して、８極、１２スロットの構成としている。なお、極数及びスロット数は８極及び１２スロットに限定されない。

【0026】

そして、ステータ１２ＳのスロットＳＬに、図４に示す２系統で、その各々の同相の磁極がロータ磁石に対し同位相となる多相モータ巻線となる第１の３相モータ巻線Ｌ１と第２の３相モータ巻線Ｌ２とが巻装されている。第１の３相モータ巻線Ｌ１は、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１及びＷ相コイルＷ１の一端が互いに接続されてスター結線とされ、各相コイルＵ１、Ｖ１及びＷ１の他端が電動パワーステアリング装置の制御部に接続され、個別にモータ駆動電流Ｉ１ｕ、Ｉ１ｖ及びＩ１ｗが供給されている。

【0027】

各相コイルＵ１、Ｖ１及びＷ１には、それぞれ２つのコイル部Ｕ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂが形成されている。これらコイル部Ｕ１ａ，Ｖ１ａ及びＷ１ａは、位置が正三角形を形作るティースＴ１０、Ｔ２及びＴ６に集中巻きで巻装されている。また、コイル部Ｕ１ｂ，Ｖ１ｂ及びＷ１ｂはティースＴ１０、Ｔ２及びＴ６とは時計方向にそれぞれ９０°移動した位置にあるティースＴ１、Ｔ５及びＴ９に集中巻きで巻装されている。

【0028】

また、第２の３相モータ巻線Ｌ２は、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２及びＷ相コイルＷ２の一端が互いに接続されてスター結線とされ、各相コイルＵ２、Ｖ２及びＷ２の他端が電動パワーステアリング装置の制御部に接続され、個別にモータ駆動電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｖ及びＩ２ｗが供給されている。

【0029】

各相コイルＵ２、Ｖ２及びＷ２には、それぞれ２つのコイル部Ｕ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂが形成されている。これらコイル部Ｕ２ａ，Ｖ２ａ及びＷ２ａは、位置が正三角形を形作るティースＴ４、Ｔ８及びＴ１２に集中巻きで巻装されている。また、コイル部Ｕ２ｂ，Ｖ２ｂ及びＷ２ｂはティースＴ４、Ｔ８及びＴ１２とは、時計方向にそれぞれ９０°移動した位置にあるティースＴ７、Ｔ１１及びＴ３に集中巻きで巻装されている。

【0030】

そして、各相コイルＵ１〜Ｗ１のコイル部Ｕ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂ並びに各相コイルＵ２〜Ｗ２のコイル部Ｕ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂは、各ティースＴを挟むスロットＳＬに通電電流の方向が同一方向となるように巻装されている。

【0031】

このように第１の３相モータ巻線Ｌ１の各相コイルＵ１〜Ｗ１のコイル部Ｕ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂと、第２の３相モータ巻線Ｌ２の各相コイルＵ２〜Ｗ２のコイル部Ｕ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂとが、互いに異なる１２本のティースに巻装されている。

【0032】

このような２系統巻線を有する３相モータに対して、個別のインバータから電流を供給し、一方のインバータのスイッチング手段に導通不可となるＯＦＦ故障（オープン故障）又はＯＮ故障（ショート故障）が生じた場合に、故障が生じたスイッチング手段を特定し、故障スイッチング手段を除くスイッチング手段を制御すると共に、故障スイッチング手段を含む故障インバータ以外の正常インバータを制御する本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成例（第１実施形態）を図５に示して説明する。なお、以下では、３相モータ巻線Ｌ１の系統を「系統１」とし、３相モータ巻線Ｌ２の系統を「系統２」とする。

【0033】

第１実施形態は、系統別の電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出するために、操舵補助指令値Ｉｒ^＊を演算する操舵補助指令値演算部１１０と、補償電流指令値Ｉｃ^＊を演算する補償電流指令値演算部１２０と、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊から電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出する電流指令値調整部１３０とを備えている。そして、電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊に基づいて３相モータ２００を駆動制御するために、系統毎に、電圧指令値を算出する電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂと、電圧指令値を入力するモータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂと、モータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂの出力側と３相モータ２００の第１のモータ巻線Ｌ１及び第２のモータ巻線Ｌ２との間に介挿されたモータ電流遮断回路１８０Ａ及び１８０Ｂとを備えている。さらに、モータ電流遮断回路１８０Ａ及び１８０Ｂに連結した異常検出回路１８１Ａ及び１８１Ｂを備え、異常検出回路１８１Ａ及び１８１Ｂからの出力と電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂからの出力に基づいて異常を検出する異常検出部１４０を備えている。

【0034】

３相モータ２００は、ロータの回転位置を検出するホール素子などの回転位置センサ１０１を備えており、回転位置センサ１０１からの検出値がモータ回転角検出回路１０２に入力され、モータ回転角検出回路１０２でモータ回転角（電気角）θｅが検出され、モータ回転角θｅはモータ角速度演算部１０３に入力され、モータ角速度演算部１０３でモータ角速度ωｅが算出される。また、モータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂには、直流電源としてのバッテリ１０４からノイズフィルタ１０５を経て直流電流が供給されている。

【0035】

操舵補助指令値演算部１１０は、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓに基づいてアシストマップを用いて操舵補助指令値Ｉｒ^＊を演算する。操舵補助指令値演算部１１０で使用されるアシストマップは、図２に示される電流指令値演算部３１で使用されるアシストマップと同様な特性を有し、例えば図６に示されるように、操舵トルクＴｓが増加するに従って操舵補助指令値Ｉｒ^＊も増加するが、操舵トルクＴｓが所定の値以上になると操舵補助指令値Ｉｒ^＊は一定となるような特性である。また、車速Ｖｓが高速になるほど、操舵補助指令値Ｉｒ^＊は小さくなる。なお、操舵補助指令値（操舵補助指令値信号）Ｉｒ^＊に位相のずれが生じる場合、位相補償の処理を施しても良い。

【0036】

補償電流指令値演算部１２０は、操舵トルクＴｓ、モータ角速度演算部１０３で算出されるモータ角速度ωｅ及びＳＡＴ（セルフアライニングトルク）センサ（図示せず）で検出されるＳＡＴ Ｓｔに基づいて補償電流指令値Ｉｃ^＊を演算する。補償電流指令値演算部１２０は、図２に示される補償信号生成部３４と同様に、操舵システム系の特性補償を行うために補償電流指令値Ｉｃ^＊を演算し、補償電流指令値Ｉｃ^＊の使用により収れん性や慣性特性等を改善する。

【0037】

補償電流指令値演算部１２０の構成例を図７に示す。補償電流指令値演算部１２０は、モータ角加速度演算部１２１、ロストルク補償部１２２、収れん性制御部１２３、慣性補償部１２４、微分補償部１２５、ＳＡＴフィードバック補償部１２６、加算部１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃ及び減算部１２７Ｄを備えている。モータ角加速度演算部１２１はモータ角速度ωｅよりモータ角加速度αｅを算出する。ロストルク補償部１２２は、モータ角速度ωｅに基づいて、３相モータ２００のロストルクの発生する方向、つまり３相モータの回転方向に対してロストルク相当のアシストを行うためにロストルク補償信号Ｌｔを出力する。収れん性制御部１２３は、モータ角速度ωｅに基づいて、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるための収れん性信号Ｃｎを出力する。慣性補償部１２４は、３相モータ２００の慣性により発生する力相当分をアシストするものであり、慣性感又は制御の応答性の悪化を防止するために、モータ角加速度αｅに基づいて慣性信号Ｉｎを出力する。微分補償部１２５は、操舵トルクＴｓに対して、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の特性を改善し、特性を改善された操舵トルクＴａを出力する。ＳＡＴフィードバック補償部１２６は、操舵システム系の特性補償を行うためにＳＡＴ Ｓｔをそのままフィードバックするとステアリングが重くなり過ぎ、操舵感覚を向上することができないので、車速感応ゲインと周波数特性を有するフィードバックフィルタを用いてＳＡＴ Ｓｔを信号処理し、ＳＡＴフィードバック信号Ｓｃとして出力することにより、操舵感覚を向上するのに必要十分な情報のみをフィードバックする。なお、ＳＡＴ Ｓｔとして、ＳＡＴセンサから検出される値ではなく、例えば特許第５２５１８９８号公報に記載されているＳＡＴ推定部で実行されている方法等で推定される値を用いても良い。

【0038】

電流指令値調整部１３０は、予め設定されている正常時係数Ｃ１、Ｃ２及び異常時係数Ｃ１’、Ｃ２’を用いて、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊から系統１に対する電流指令値Ｉ１^＊及び系統２に対する電流指令値Ｉ２^＊を算出する。２系統が正常に動作している場合は、下記数１及び数２より電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出する。

【0039】

（数１）
Ｉ１^＊＝（Ｉｒ^＊＋Ｉｃ^＊）×Ｃ１

【0040】

（数２）
Ｉ２^＊＝（Ｉｒ^＊＋Ｉｃ^＊）×Ｃ２
系統１に異常が発生した場合は下記数３より電流指令値Ｉ２^＊を算出し、系統２に異常が発生した場合は下記数４より電流指令値Ｉ１^＊を算出する。

【0041】

（数３）
Ｉ２^＊＝Ｉｒ^＊×Ｃ２’＋Ｉｃ^＊

【0042】

（数４）
Ｉ１^＊＝Ｉｒ^＊×Ｃ１’＋Ｉｃ^＊
正常時係数Ｃ１及びＣ２の値は０．３〜０．７の間の値で、Ｃ１＋Ｃ２＝１となるように設定し、熱のばらつきによる配分や各系統のモータへの負荷配分等で値を決定する。異常時係数Ｃ１’及びＣ２’の値も０．３〜０．７の間で設定する。系統１及び系統２のモータ特性が同等の場合、全て０．５として良い。系統１又は／及び系統２に異常が発生したことは、異常検出部１４０から出力される異常検出信号ＡＤより検知する。

【0043】

電流制限部１５０Ａ及び１５０Ｂは、図２に示される電流制限部３３と同様に、電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊の最大電流をそれぞれ制限し、電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びＩ２ｍ^＊を出力する。

【0044】

電流制御部１６０Ａは、電流指令値Ｉ１ｍ^＊、モータ駆動部１７０Ａからフィードバックされる３相のモータ電流（Ｕ相モータ電流Ｉ１ｕｍ、Ｖ相モータ電流Ｉ１ｖｍ、Ｗ相モータ電流Ｉ１ｗｍ）、モータ回転角θｅ及びモータ角速度ωｅに基づいて、モータ駆動部１７０Ａに対する３相の電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ１ｖ^＊、Ｗ相電圧指令値Ｖ１ｗ^＊）を算出する。

【0045】

電流制御部１６０Ａの構成例を図８に示す。電流制御部１６０Ａは、ｄｑ軸電流指令値算出部１６１Ａ、２相／３相変換部１６２Ａ、ＰＩ制御部１６３Ａ、１６４Ａ、１６５Ａ及び減算部１６６Ａ、１６７Ａ、１６８Ａを備えている。ｄｑ軸電流指令値算出部１６１Ａは、電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びモータ角速度ωｅに基づいて、ｄｑ回転座標系の電流指令値であるｄ軸電流指令値Ｉｄ１^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ１^＊を算出する。例えば特許第５２８２３７６号公報に記載されているｄ−ｑ軸電流指令値算出部で実行されている方法等でｄ軸電流指令値Ｉｄ１^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ１^＊を算出する。算出に当たり、モータの機械角に対するモータ角速度が必要な場合は、電気角に対するモータ角速度ωｅに基づいて算出する。２相／３相変換部１６２Ａは、モータ回転角θｅを用いて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ１^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ１^＊からなる２相の電流指令値を、空間ベクトル変調（空間ベクトル変換）により、ＵＶＷ固定座標系の３相の電流指令値（Ｕ相電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ１ｖ^＊、Ｗ相電流指令値Ｉ１ｗ^＊）に変換する。３相の電流指令値は異常検出部１４０に出力されると共に、３相の電流指令値と３相のモータ電流の偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ及びΔＩｗが減算部１６６Ａ、１６７Ａ及び１６８Ａでそれぞれ求められ、各偏差はＰＩ制御部１６３Ａ、１６４Ａ及び１６５Ａにそれぞれ入力される。ＰＩ制御部１６３Ａ、１６４Ａ及び１６５Ａは、図２に示されるＰＩ制御部３５と同様に、偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ及びΔＩｗに基づいて、３相の電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ１ｖ^＊、Ｗ相電圧指令値Ｖ１ｗ^＊）をそれぞれ求める。

【0046】

電流制御部１６０Ｂは、電流制御部１６０Ａと同様の構成及び動作により、電流指令値Ｉ２ｍ^＊、モータ駆動部１７０Ｂからフィードバックされる３相のモータ電流（Ｕ相モータ電流Ｉ２ｕｍ、Ｖ相モータ電流Ｉ２ｖｍ、Ｗ相モータ電流Ｉ２ｗｍ）、モータ回転角θｅ及びモータ角速度ωｅに基づいて、モータ駆動部１７０Ｂに対する３相の電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖ２ｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ２ｖ^＊、Ｗ相電圧指令値Ｖ２ｗ^＊）を算出する。電流制御部１６０Ｂ内で算出される３相の電流指令値（Ｕ相電流指令値Ｉ２ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ２ｖ^＊、Ｗ相電流指令値Ｉ２ｗ^＊）も異常検出部１４０に出力される。

【0047】

異常検出部１４０には、Ｕ相電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ１ｖ^＊及びＷ相電流指令値Ｉ１ｗ^＊並びにＵ相電流指令値Ｉ２ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ２ｖ^＊及びＷ相電流指令値Ｉ２ｗ^＊に加えて、モータ電流遮断回路１８０Ａ及び１８０Ｂと３相モータ２００の第１モータ巻線Ｌ１及び第２モータ巻線Ｌ２との間に設けられた異常検出回路１８１Ａ及び１８１Ｂで検出されるモータ電流検出値Ｉ１ｕｄ、Ｉ１ｖｄ、Ｉ１ｗｄ及びＩ２ｕｄ、Ｉ２ｖｄ、Ｉ２ｗｄが入力される。ここで、モータ駆動部１７０Ａ及びモータ電流遮断回路１８０Ａの構成例を図９（Ａ）に、モータ駆動部１７０Ｂ及びモータ電流遮断回路１８０Ｂの構成例を図９（Ｂ）に示す。モータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂのそれぞれは、電流制御部１６０Ａから出力される３相の電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ１ｖ^＊及びＶ１ｗ^＊と電流制御部１６０Ｂから出力される３相の電圧指令値Ｖ２ｕ^＊、Ｖ２ｖ^＊及びＶ２ｗ^＊とが入力されてゲート信号を形成すると共に、異常時に電流制御部を兼ねるゲート駆動回路１７３Ａ及び１７３Ｂと、これらゲート駆動回路１７３Ａ及び１７３Ｂから出力されるゲート信号が入力されるインバータ１７２Ａ及び１７２Ｂと、電流検出回路１７１Ａ及び１７１Ｂを備えている。異常検出部１４０は、インバータ１７２Ａ及び１７２Ｂを構成するスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６のオープン故障（ＯＦＦ故障）及びショート故障（ＯＮ故障）の検出を、入力されるモータ電流検出値Ｉ１ｕｄ〜Ｉ１ｗｄ及びＩ２ｕｄ〜Ｉ２ｗｄと３相の電流指令値Ｉ１ｕ^＊〜Ｉ１ｗ^＊及びＩ２ｕ^＊〜Ｉ２ｗ^＊とをそれぞれ比較することにより行う。そして、インバータ１７２Ａ及び１７２Ｂを構成するＦＥＴのオープン故障又はショート故障による異常を検出したときに、異常を検出したモータ駆動部１７０Ａ又は１７０Ｂのゲート駆動回路１７３Ａ又は１７３Ｂに対して異常系統遮断指令ＳＡａ又はＳＡｂを出力し、電流指令値調整部１３０に対して異常検出信号ＡＤを出力する。異常検出信号ＡＤにより異常を検出した系統がわかるように、例えば、系統１が異常の場合はＡＤの値を「１」に、系統２が異常の場合はＡＤの値を「２」に、両系統が異常の場合はＡＤの値を「３」にする。

【0048】

モータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂ内のゲート駆動回路１７３Ａ及び１７３Ｂのそれぞれは、電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂから３相の電圧指令値が入力されると、これら電圧指令値と三角波のキャリア信号とを基に６つのＰＷＭ信号（ゲート信号）を形成し、これらＰＷＭ信号をインバータ１７２Ａ及び１７２Ｂに出力する。

【0049】

また、ゲート駆動回路１７３Ａは、異常検出部１４０から異常系統遮断指令ＳＡａが入力されていない正常であるときには、モータ電流遮断回路１８０Ａに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力すると共に、電源遮断回路１７４Ａに対してハイレベルの２つのゲート信号を出力し、異常系統遮断指令ＳＡａが入力された異常であるときには、モータ電流遮断回路１８０Ａに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ電流を遮断すると共に、電源遮断回路１７４Ａに対してローレベルの２つのゲート信号を同時に出力し、バッテリ電力を遮断する。

【0050】

同様に、ゲート駆動回路１７３Ｂは、異常検出部１４０から異常系統遮断指令ＳＡｂが入力されていない正常であるときには、モータ電流遮断回路１８０Ｂに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力すると共に、電源遮断回路１７４Ｂに対してハイレベルの２つのゲート信号を出力し、異常系統遮断指令ＳＡｂが入力された異常であるときには、モータ電流遮断回路１８０Ｂに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ電流を遮断すると共に、電源遮断回路１７４Ｂに対してローレベルの２つのゲート信号を同時に出力し、バッテリ電力を遮断する。

【0051】

インバータ１７２Ａ及び１７２Ｂのそれぞれには、ノイズフィルタ１０５及び電源遮断回路１７４Ａ及び１７４Ｂを介してバッテリ１０４のバッテリ電流が入力され、入力側に平滑用の電解コンデンサＣＡ及びＣＢが接続されている。

【0052】

インバータ１７２Ａ及び１７２Ｂは、６個のスイッチング素子としてのＦＥＴＱ１〜Ｑ６を有し、２つのＦＥＴを直列に接続した３つのスイッチングアーム（インバータ１７２ＡではＳＡｕ、ＳＡｖ及びＳＡｗ、インバータ１７２ＢではＳＢｕ、ＳＢｖ及びＳＢｗ）を並列に接続した構成を有する。そして、各ＦＥＴＱ１〜Ｑ６のゲートにゲート駆動回路１７３Ａ及び１７３Ｂから出力されるＰＷＭ信号が入力されることにより、各スイッチングアームのＦＥＴ間からモータ駆動電流であるＵ相電流Ｉ１ｕ，Ｉ２ｕ、Ｖ相電流Ｉ１ｖ，Ｉ２ｖ及びＷ相電流Ｉ１ｗ，Ｉ２ｗがモータ電流遮断回路１８０Ａ及び１８０Ｂを介して３相モータ２００の第１巻線Ｌ１及び第２巻線Ｌ２に入力される。

【0053】

モータ駆動部１７０Ａ及び１７０Ｂ内の電流検出回路１７１Ａ及び１７１Ｂには、図９には図示されていないがインバータ１７２Ａ及び１７２Ｂの各スイッチングアームと接地との間に介挿されたシャント抵抗の両端電圧が入力され、３相のモータ電流Ｉ１ｕｍ、Ｉ１ｖｍ、Ｉ１ｗｍ及びＩ２ｕｍ、Ｉ２ｖｍ、Ｉ２ｗｍが検出される。

【0054】

モータ電流遮断回路１８０Ａは、３つの電流遮断用のＦＥＴ ＱＡ１、ＱＡ２及びＱＡ３を有し、モータ電流遮断回路１８０Ｂは、３つの電流遮断用のＦＥＴ ＱＢ１、ＱＢ２及びＱＢ３を有する。そして、モータ電流遮断回路１８０Ａ及び１８０ＢのＦＥＴ ＱＡ１〜ＱＡ３及びＱＢ１〜ＱＢ３がそれぞれの寄生ダイオードのカソードをインバータ１７２Ａ及び１７２Ｂ側として、各々が同一向きに接続されている。

【0055】

また、電源遮断回路１７４Ａ及び１７４Ｂのそれぞれは、２つのＦＥＴ ＱＣ１、ＱＣ２及びＱＤ１、ＱＤ２がドレイン同士を接続して寄生ダイオードが逆向きとなる直列回路構成を有する。そして、ＦＥＴ ＱＣ１及びＱＤ１のソースが互いに接続されてノイズフィルタ１０５の出力側に接続され、ＦＥＴ ＱＣ２及びＱＤ２のソースがインバータ１７２Ａ及び１７２Ｂの各ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２及びＱ３のソースに接続されている。

【0056】

このような構成において、その動作例について説明する。

【0057】

動作が開始すると、モータ回転角検出回路１０２は３相モータ２００のモータ回転角θｅを検出し、モータ角速度演算部１０３、電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂに出力する。

【0058】

モータ角速度演算部１０３は、モータ回転角θｅからモータ角速度ωｅを算出し、補償電流指令値演算部１２０、電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂに出力する。

【0059】

操舵補助指令値演算部１１０から異常検出部１４０までの動作例については、図１０〜１３のフローチャートを参照して説明する。

【0060】

操舵補助指令値演算部１１０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖｓを入力し、図６に示されるような特性をもつアシストマップを用いて操舵補助指令値Ｉｒ^＊を算出する（ステップＳ１０）。

【0061】

補償電流指令値演算部１２０は、モータ角速度ωｅ、操舵トルクＴｓ及びＳＡＴ Ｓｔを入力して、補償電流指令値Ｉｃ^＊を演算する（ステップＳ２０）。なお、操舵補助指令値演算部１１０及び補償電流指令値演算部１２０の動作は、順番が入れ替わっても、並行して実行されても良い。

【0062】

補償電流指令値Ｉｃ^＊の演算では、モータ角速度ωｅはロストルク補償部１２２、収れん性制御部１２３及びモータ角加速度演算部１２１に入力され、操舵トルクＴｓは微分補償部１２５に入力され、ＳＡＴ ＳｔはＳＡＴフィードバック補償部１２６に入力される。モータ角加速度演算部１２１は、モータ角速度ωｅからモータ角加速度αｅを算出し（ステップＳ２１０）、慣性補償部１２４に出力する。ロストルク補償部１２２はモータ角速度ωｅに基づいてロストルク補償信号Ｌｔを求める（ステップＳ２２０）。収れん性制御部１２３はモータ角速度ωｅに基づいて収れん性信号Ｃｎを求める（ステップＳ２３０）。慣性補償部１２４はモータ角加速度αｅに基づいて慣性信号Ｉｎを求める（ステップＳ２４０）。微分補償部１２５は、操舵トルクＴｓに対してフィードフォワード系の特性を改善し（ステップＳ２５０）、操舵トルクＴａとして出力する。ＳＡＴフィードバック補償部１２６は、ＳＡＴ Ｓｔに対してフィードバックフィルタを用いた信号処理を施し（ステップＳ２６０）、ＳＡＴフィードバック信号Ｓｃを出力する。そして、減算部１２７Ｄで操舵トルクＴａからＳＡＴフィードバック信号Ｓｃを減算し、減算結果に慣性信号Ｉｎを加算部１２７Ｃで加算し、加算結果に収れん性信号Ｃｎを加算部１２７Ｂで加算し、さらに加算部１２７Ａでロストルク補償信号Ｌｔを加算し、補償電流指令値Ｉｃ^＊として出力する（ステップＳ２７０）。なお、ロストルク補償部１２２、収れん性制御部１２３、慣性補償部１２４、微分補償部１２５及びＳＡＴフィードバック補償部１２６の動作は、順番が入れ替わっても、並行して実行されても良い。

【0063】

操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊は電流指令値調整部１３０に入力され、電流指令値調整部１３０はそれらより電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出する（ステップＳ３０）。

【0064】

電流指令値調整部１３０は、異常検出部１４０から異常検出信号ＡＤを入力していない場合（ステップＳ３１０）、予め設定されている正常時係数Ｃ１、Ｃ２、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊を用いて、数１及び数２より電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出し（ステップＳ３２０）、電流指令値Ｉ１^＊は電流制限部１５０Ａに出力し、電流指令値Ｉ２^＊は電流制限部１５０Ｂに出力する。異常検出信号ＡＤを入力した場合（ステップＳ３１０）、異常検出信号ＡＤの値を確認し（ステップＳ３３０）、異常検出信号ＡＤの値が「１」の場合、系統１に異常が発生したと判断し、予め設定されている異常時係数Ｃ２’、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊を用いて、数３より電流指令値Ｉ２^＊のみ算出し（ステップＳ３４０）、電流制限部１５０Ｂに出力する。異常検出信号ＡＤの値が「２」の場合、系統２に異常が発生したと判断し、予め設定されている異常時係数Ｃ１’、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊を用いて、数４より電流指令値Ｉ１^＊のみ算出し（ステップＳ３５０）、電流制限部１５０Ａに出力する。異常検出信号ＡＤの値が「３」の場合、系統１及び２双方に異常が発生したと判断し、警告を発し（ステップＳ３６０）、必要に応じて対策を講じる。

【0065】

電流制限部１５０Ａは、電流指令値Ｉ１^＊を入力したら、電流指令値Ｉ１^＊が所定の値を超えていた場合、所定の値を電流指令値Ｉ１ｍ^＊として出力し、超えていない場合は電流指令値Ｉ１^＊を電流指令値Ｉ１ｍ^＊として出力する（ステップＳ４０）。同様にして、電流制限部１５０Ｂは、電流指令値Ｉ２^＊を入力したら、電流指令値Ｉ２ｍ^＊を求め、出力する（ステップＳ５０）。

【0066】

電流制御部１６０Ａは、電流指令値Ｉ１ｍ^＊、３相のモータ電流、モータ回転角θｅ及びモータ角速度ωｅに基づいて、３相の電圧指令値を算出する（ステップＳ６０）。

【0067】

電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びモータ角速度ωｅはｄｑ軸電流指令値算出部１６１Ａに入力され、モータ回転角θｅは２相／３相変換部に入力され、３相のモータ電流Ｉ１ｕｍ、Ｉ１ｖｍ及びＩ１ｗｍはそれぞれ減算部１６６Ａ、１６７Ａ及び１６８Ａに減算入力される。ｄｑ軸電流指令値算出部１６１Ａは、電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びモータ角速度ωｅに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ１^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ１^＊を算出し（ステップＳ６１０）、２相／３相変換部１６２Ａに出力する。２相／３相変換部１６２Ａは、モータ回転角θｅを用いて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ１^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ１^＊をＵ相電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ１ｖ^＊及びＷ相電流指令値Ｉ１ｗ^＊に変換する（ステップＳ６２０）。Ｕ相電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｖ相電流指令値Ｉ１ｖ^＊及びＷ相電流指令値Ｉ１ｗ^＊は異常検出部１４０に出力されると共に、減算部１６６Ａ、１６７Ａ及び１６８Ａにそれぞれ加算入力される。加算部１６６ＡではＵ相電流指令値Ｉ１ｕ^＊とモータ電流Ｉ１ｕｍの偏差ΔＩｕが算出され、加算部１６７ＡではＶ相電流指令値Ｉ１ｖ^＊とモータ電流Ｉ１ｖｍの偏差ΔＩｖが算出され、加算部１６８ＡではＷ相電流指令値Ｉ１ｗ^＊とモータ電流Ｉ１ｗｍの偏差ΔＩｗが算出される（ステップＳ６３０）。ＰＩ制御部１６３Ａは偏差ΔＩｕを入力し、ＰＩ制御演算を行ってＵ相電圧指令値Ｖ１ｕ^＊を算出し、ＰＩ制御部１６４Ａは偏差ΔＩｖを入力し、ＰＩ制御演算を行ってＶ相電圧指令値Ｖ１ｖ^＊を算出し、ＰＩ制御部１６５Ａは偏差ΔＩｗを入力し、ＰＩ制御演算を行ってＷ相電圧指令値Ｖ１ｗ^＊を算出する（ステップＳ６４０）。３相の電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ１ｖ^＊及びＶ１ｗ^＊はモータ駆動部１７０Ａに出力される。

【0068】

電流制御部１６０Ｂも、電流制御部１６０Ａと同様の動作により、電流指令値Ｉ２ｍ^＊、３相のモータ電流Ｉ２ｕｍ、Ｉ２ｖｍ及びＩ２ｗｍ、モータ回転角θｅ並びにモータ角速度ωｅに基づいて、３相の電流指令値Ｉ２ｕ^＊、Ｉ２ｖ^＊及びＩ２ｗ^＊並びに３相の電圧指令値Ｖ２ｕ^＊、Ｖ２ｖ^＊及びＶ２ｗ^＊を算出し（ステップＳ７０）、３相の電流指令値Ｉ２ｕ^＊、Ｉ２ｖ^＊及びＩ２ｗ^＊は異常検出部１４０に、３相の電圧指令値Ｖ２ｕ^＊、Ｖ２ｖ^＊及びＶ２ｗ^＊はモータ駆動部１７０Ｂにそれぞれ出力される。

【0069】

３相の電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｉ１ｖ^＊及びＩ１ｗ^＊並びにＩ２ｕ^＊、Ｉ２ｖ^＊及びＩ２ｗ^＊を入力した異常検出部１４０は、異常検出回路１８１Ａ及び１８１Ｂで検出されたモータ電流検出値Ｉ１ｕｄ、Ｉ１ｖｄ及びＩ１ｗｄ並びにＩ２ｕｄ、Ｉ２ｖｄ及びＩ２ｗｄも入力し、インバータ１７２Ａ及び１７２Ｂを構成するＦＥＴのオープン故障又はショート故障を検出する。３相の電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｉ１ｖ^＊及びＩ１ｗ^＊とモータ電流検出値Ｉ１ｕｄ、Ｉ１ｖｄ及びＩ１ｗｄを比較して異常を検出したら（ステップＳ８０）、異常系統遮断指令ＳＡａをモータ駆動回路１７０Ａに出力する（ステップＳ９０）。３相の電流指令値Ｉ２ｕ^＊、Ｉ２ｖ^＊及びＩ２ｗ^＊とモータ電流検出値Ｉ２ｕｄ、Ｉ２ｖｄ及びＩ２ｗｄを比較して異常を検出したら（ステップＳ１００）、異常系統遮断指令ＳＡｂをモータ駆動回路１７０Ｂに出力する（ステップＳ１１０）。そして、異常系統遮断指令ＳＡａ又は／及びＳＡｂを出力していたら（ステップＳ１２０）、即ち、インバータ１７２Ａと１７２Ｂのいずれか又は両方での異常を検出していたら、電流指令値調整部１３０に対して異常検出信号ＡＤを出力する（ステップＳ１３０）。この際、異常を検出したのがインバータ１７２Ａのみの場合は異常検出信号ＡＤの値を「１」に、インバータ１７２Ｂのみの場合は「２」に、両方の場合は「３」にする。この異常検出信号ＡＤがステップＳ３１０及びＳ３３０での条件判定に使用される。

【0070】

モータ駆動部１７０Ａでは、３相の電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ１ｖ^＊及びＶ１ｗ^＊がゲート駆動回路１７３Ａに入力され、異常検出部１４０が異常系統遮断指令ＳＡａを出力していたら、異常系統遮断指令ＳＡａもゲート駆動回路１７３Ａに入力される。ゲート駆動回路１７３Ａは、３相の電圧指令値が入力されたら、３相の電圧指令値と三角波のキャリア信号とを基に６つのＰＷＭ信号を形成し、ＰＷＭ信号をインバータ１７２Ａに出力する。そして、異常系統遮断指令ＳＡａが入力されていないときには、ゲート駆動回路１７３Ａはモータ電流遮断回路１８０Ａ及び電源遮断回路１７４Ａに対してハイレベルのゲート信号を出力する。これにより、モータ電流遮断回路１８０ＡのＦＥＴ ＱＡ１、ＱＡ２及びＱＡ３がオン状態となり、インバータ１７２Ａと３相モータ２００の第１巻線Ｌ１との間が導通状態となり、さらに、電源遮断回路１７４ＡのＦＥＴ ＱＣ１及びＱＣ２がオン状態となり、バッテリ１０４からの直流電流がノイズフィルタ１０５を介してインバータ１７２Ａに供給される。よって、ゲート駆動回路１７３Ａから出力されたＰＷＭ信号がインバータ１７２ＡのＦＥＴ Ｑ１〜Ｑ６のゲートに入力され、各スイッチングアームＳＡｕ、ＳＡｖ及びＳＡｗのＦＥＴ間からＵ相電流Ｉ１ｕ、Ｖ相電流Ｉ１ｖ及びＷ相電流Ｉ１ｗが３相モータ２００の第１巻線Ｌ１に入力される。異常系統遮断指令ＳＡａが入力されているときには、ゲート駆動回路１７３Ａはモータ電流遮断回路１８０Ａ及び電源遮断回路１７４Ａに対してローレベルのゲート信号を出力する。これにより、モータ電流遮断回路１８０ＡのＦＥＴ ＱＡ１、ＱＡ２及びＱＡ３がオフ状態となり、３相モータ２００の第１巻線Ｌ１に対する通電が遮断され、さらに、電源遮断回路１７４ＡのＦＥＴ ＱＣ１及びＱＣ２がオフ状態となり、バッテリ１０４からのインバータ１７２Ａへの直流電流供給が遮断される。

【0071】

モータ駆動部１７０Ｂにおいても、モータ駆動部１７０Ａと同様の動作により、３相モータ２００の第２巻線Ｌ２に入力される各相電流が制御される。

【0072】

なお、系統１での動作と系統２での動作は、順番が入れ替わっても、並行して実行されても良い。また、２相／３相変換部では３相の電流指令値を個別に算出しているが、１相の電流指令値を他の２相の電流指令値の合計値を基に算出しても良い。これにより、演算量を削減することができる。さらに、電流制御部にはＰＩ制御部が複数（３つ）備えられているが、入出力データが異なるだけで、基本的に動作は同じであるから、１つに纏めても良い。

【0073】

本実施形態の効果を図１４に示す。図１４は、縦軸を操舵トルク［Ｎｍ（ニュートンメートル）］、横軸を時間［ｓｅｃ（秒）］とし、周波数が０．０５Ｈｚで大きさが１０Ｎｍの正弦波のトルクをハンドルインプットトルクとして入力した場合の操舵シミュレーション結果を示した図である。正常時係数Ｃ１及びＣ２は共に０．５であり、異常時係数Ｃ１’及びＣ２’も共に０．５である。図１４から、異常発生時に電流指令値の算出方法を変えない場合（改善前）より、本実施形態の方が振動を抑制しているのが確認できる。

【0074】

本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の構成例（第２実施形態）について説明する。

【0075】

第２実施形態では、異常が発生した場合の電流指令値調整部での電流指令値の算出方法が第１実施形態と異なる。その他は第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。

【0076】

第２実施形態での電流指令値調整部は、予め設定されている正常時係数Ｃ１、Ｃ２、異常時係数１ Ｃ１’、Ｃ２’及び異常時係数２ Ｃ１”、Ｃ２”を用いて、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊から系統１に対する電流指令値Ｉ１^＊及び系統２に対する電流指令値Ｉ２^＊を算出する。２系統が正常に動作している場合は、第１実施形態の場合と同様に、数１及び数２より電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を算出するが、系統１に異常が発生した場合は下記数５より電流指令値Ｉ２^＊を算出し、系統２に異常が発生した場合は下記数６より電流指令値Ｉ１^＊を算出する。

【0077】

（数５）
Ｉ２^＊＝Ｉｒ^＊×Ｃ２’＋Ｉｃ^＊×Ｃ２”

【0078】

（数６）
Ｉ１^＊＝Ｉｒ^＊×Ｃ１’＋Ｉｃ^＊×Ｃ１”
異常時係数１ Ｃ１’及びＣ２’の値は、第１実施形態の場合と同様に、０．３〜０．７の間で設定する。異常時係数２ Ｃ１”、Ｃ２”は、異常時のアシスト力（アシスト電流）の減少（０．３〜０．７）に伴うフィールを最適化するために範囲を持たせて設定され、値は０．７〜１．２の間で設定する。

【0079】

第２実施形態の動作では、図１２に示される第１実施形態の電流指令値調整部での電流指令値算出におけるステップＳ３４０及びＳ３５０の動作が異なる。即ち、異常検出信号ＡＤを入力した場合（ステップＳ３１０）、異常検出信号ＡＤの値を確認し（ステップＳ３３０）、異常検出信号ＡＤの値が「１」の場合、系統１に異常が発生したと判断し、予め設定されている異常時係数１ Ｃ２’、異常時係数２ Ｃ２”、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊を用いて、数５より電流指令値Ｉ２^＊のみ算出し、電流制限部１５０Ｂに出力する。異常検出信号ＡＤの値が「２」の場合、系統２に異常が発生したと判断し、予め設定されている異常時係数１ Ｃ１’、異常時係数２ Ｃ１”、操舵補助指令値Ｉｒ^＊及び補償電流指令値Ｉｃ^＊を用いて、数６より電流指令値Ｉ１^＊のみ算出し、電流制限部１５０Ａに出力する。

【0080】

第１及び第２実施形態では系統毎に電流制限部及び電流制御部を備えているが、電流制限部及び電流制御部をそれぞれ１つに纏めた構成としても良い。１つに纏めることにより、装置のコンパクト化が図れる。

【0081】

第１実施形態に対して、電流制限部及び電流制御部をそれぞれ１つ纏めた本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成例（第３実施形態）のブロック図を図１５に示す。図５に示される第１実施形態と比べると、電流制限部及び電流制御部がそれぞれ１つとなっており、第１実施形態での電流制限部１５０Ａ及び１５０Ｂに対する全ての入出力データは電流制限部２５０に対する入出力データとなり、電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂに対する全ての入出力データは電流制御部２６０に対する入出力データとなっている。電流制限部２５０は基本的には電流制限部１５０Ａ及び１５０Ｂと同様の構成であり、電流制御部２６０も基本的には電流制御部１６０Ａ及び１６０Ｂと同様の構成であるが、入出力データが系統１のデータか系統２のデータかを区別するために、入出力データに系統を示すデータを付加する、入出力のインタフェースを系統毎に用意する、入出力する順序を固定化する等の処置が施される。

【0082】

第３実施形態の動作は、電流制限部２５０及び電流制御部２６０の動作を除いて、第１実施形態と同じである。電流制限部２５０の動作は、電流制限部１５０Ａの動作と電流制限部１５０Ｂの動作を合わせたものとなる。即ち、電流制限部２５０は、電流指令値調整部１３０が出力した電流指令値Ｉ１^＊及びＩ２^＊を入力し、図１０に示されるフローチャート中のステップＳ４０及びＳ５０を実行し、電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びＩ２ｍ^＊を出力する。電流制御部２６０の動作は、電流制御部１６０Ａの動作と電流制御部１６０Ｂの動作を合わせたものとなる。即ち、電流制御部２６０は、電流指令値Ｉ１ｍ^＊及びＩ２ｍ^＊、モータ回転角検出回路１０２が出力したモータ回転角θｅ、モータ角速度演算部１０３が出力したモータ角速度ωｅ、モータ駆動部１７０Ａが出力した３相のモータ電流Ｉ１ｕｍ、Ｉ１ｖｍ及びＩ１ｗｍ並びにモータ駆動部１７０Ｂが出力した３相のモータ電流Ｉ２ｕｍ、Ｉ２ｖｍ及びＩ２ｗｍを入力し、図１０に示されるフローチャート中のステップＳ６０及びＳ７０を実行し、モータ駆動部１７０Ａに対する３相の電圧指令値Ｖ１ｕ^＊、Ｖ１ｖ^＊及びＶ１ｗ^＊、モータ駆動部１７０Ｂに対する３相の電圧指令値Ｖ２ｕ^＊、Ｖ２ｖ^＊及びＶ２ｗ^＊並びに３相の電流指令値Ｉ１ｕ^＊、Ｉ１ｖ^＊、Ｉ１ｗ^＊、Ｉ２ｕ^＊、Ｉ２ｖ^＊及びＩ２ｗ^＊を出力する。

【0083】

なお、上述の実施形態（第１〜第３実施形態）では、電流制御部はｄｑ回転座標系からＵＶＷ固定座標系への２相／３相変換を電流指令値に対して行っているが、電圧指令値に対して行っても良い。この場合、モータ駆動部からフィードバックされる３相のモータ電流及び異常検出回路で検出される３相のモータ電流検出値をｄｑ回転座標系の２相の電流に変換する３相／２相変換部が必要となり、異常検出部は２相の電流指令値と２相のモータ電流検出値とを比較することにより異常の検出を行うことになる。また、上述の実施形態では、検出する故障としてモータ駆動回路のインバータの故障を対象としているが、モータ巻線が故障した場合も本発明は適用できる。さらに、コイルの結線方法はスター結線であるが、デルタ結線でも良い。

【符号の説明】

【0084】

１ ハンドル
２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１４ 舵角センサ
２０ モータ
２１、１０１ 回転位置センサ
３０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１ 電流指令値演算部
３３、１５０Ａ、１５０Ｂ、２５０ 電流制限部
３５、１６３Ａ、１６４Ａ、１６５Ａ ＰＩ制御部
１０２ モータ回転角検出回路
１０３ モータ角速度演算部
１０４ バッテリ
１０５ ノイズフィルタ
１１０ 操舵補助指令値演算部
１２０ 補償電流指令値演算部
１２１ モータ角加速度演算部
１２２ ロストルク補償部
１２３ 収れん性制御部
１２４ 慣性補償部
１２５ 微分補償部
１２６ ＳＡＴフィードバック補償部
１３０ 電流指令値調整部
１４０ 異常検出部
１６０Ａ、１６０Ｂ、２６０ 電流制御部
１６１Ａ ｄｑ軸電流指令値算出部
１６２Ａ ２相／３相変換部
１７０Ａ，１７０Ｂ モータ駆動部
１７１Ａ，１７１Ｂ 電流検出回路
１７２Ａ，１７２Ｂ インバータ
１７３Ａ，１７３Ｂ ゲート駆動回路
１７４Ａ，１７４Ｂ 電源遮断回路
１８０Ａ，１８０Ｂ モータ電流遮断回路
１８１Ａ，１８１Ｂ 異常検出回路
２００ ３相モータ（２系統巻線モータ）

【要約】

【課題】２系統でのモータ制御においていずれかの系統に異常が発生した場合、正常系統の電流指令値を変更することにより、操舵感の劣化を抑制可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】２系統モータ巻線を有するモータに対して系統単位で電流指令値を演算する電動パワーステアリング装置において、操舵補助指令値及び補償電流指令値を用いて電流指令値を演算する電流指令値調整部を備え、電流指令値調整部は、系統毎に設定される正常時に使用する正常時係数及び異常時に使用する異常時係数を有し、２系統が正常な場合、操舵補助指令値及び補償電流指令値を加算した値に正常時係数を乗算した値を電流指令値とし、いずれかの系統に異常が発生した場合、操舵補助指令値に異常時係数を乗算した値に補償電流指令値を加算した値を正常である系統の電流指令値とする。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】