JP2006271153A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フェールセーフリレーの故障を確実に検出でき、かつ電動機に接続される３相ラインの電流をバランスさせることができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 電動機駆動手段１３が目標電流に応じて電動機（３相ブラシレスモータ）３へ電力を供給して電動機３をベクトル制御する。電動機駆動手段１３から電動機３へ電力を供給する３相ラインのうち、Ｕ相ラインに電流センサ１４ａとフェールセーフリレー３５ａを直列にして接続し、Ｗ相ラインに電流センサ１４ｂとフェールセーフリレー３５ｂを直列にして接続する。また、電流センサおよびフェールセーフリレーのないＶ相ラインには電流センサと同じインピーダンス値を持つインピーダンス素子（例えば、抵抗）を挿入する。これによって、フェールセーフリレー３５ａ，３５ｂの故障を確実に検出することができると共に、３相電流のバランスを良好に保つことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車の操舵装置に電動機の動力を付与する電動パワーステアリング装置に関し、特に、３相交流のブラシレスモータを用いて操舵力の制御を行う電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、たとえば電動機で操舵トルクに応じた補助トルクを発生させ、この補助トルクをステアリング系に伝達して操舵トルクの軽減化を図っている。つまり、操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを制御装置の制御によって発生させ、この補助トルクをステアリング系に伝達してステアリングホイールの操舵力を軽減している。このように、電動機の制御によって電動パワーステアリング装置を実現している技術は種々報告されている（例えば、特許文献１参照）。

また、３相ブラシレスモータを用いて補助トルクを発生させ、操舵トルクをアシストする技術も知られている。この技術によれば、３相ブラシレスモータの３相電流をｄ軸（界磁電流），ｑ軸（トルク軸電流）の２軸の電流に変換し、この２軸によってフィードバックしている。そして、フィードバックされたｄ軸電流とｑ軸電流は個別に指令電流と比較制御され、それぞれｄ軸ＰＩ制御とｑ軸ＰＩ制御が行われて、ｄｑ逆変換（２軸３相変換）された後に３相ＰＷＭ信号に変換されて３相ブラシレスモータをデューティ制御している。このようなｄｑ変換手法を用いることによって、２軸のベクトル制御により３相ブラシレスモータをベクトル制御することができるので、制御系が極めて簡素化される。また、３相電流のベクトル和はゼロであるので、３相のうち任意の２相に電流センサを挿入すれば全ての相の電流を検出することができるため、２相の電流を検出して３相ブラシレスモータの電流を制御している（例えば、特許文献２参照）。

なお、電動機電流検出手段（電流検出器）を３相ラインの全ての相に取り付けて３相交流モータのベクトル制御を行う電動パワーステアリングの技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。この技術によれば、３個の電流検出器で３相の電流を検出すれば、装置製造時における検出電流値のゼロ点の微調整や経年変化に対する検出電流値の微調整が不要になる。さらに、目標電流値がゼロのときに各相の電圧が基準電圧から変化することを防止することができる。
特開２０００−２７９０００号公報（段落番号００１０〜００２３、図１〜図５参照） 特開２００４−４０８８３号公報（段落番号００２７〜００３８、図２参照） 特開平８−１１９１２４号公報（段落番号００２５〜００３０、図３〜図５参照）

しかしながら、前記の特許文献２の技術では３相ラインのうちの任意の２相ラインに電流センサを挿入しているが、一般的に、電動パワーステアリング装置を異常停止するときに３相ブラシレスモータへの通電を遮断するためのフェールセーフリレーも３相ラインのうち任意の２相または３相に挿入されている。つまり、電流センサが挿入されている相とフェールセーフリレーが挿入されている相が異なることもある。例えば、電流センサがｕ相とｗ相に挿入されていて、フェールセーフリレーがｕ相とｖ相に挿入されていていることもある（図４参照）。このような場合には、ｕ相ラインは電流センサによってフェールセーフリレーの通電／遮断状態を検出することができるが、ｖ相ラインは電流センサがないのでフェールセーフリレーの通電／遮断状態を検出することはできない。

そのため、ｖ相ラインのフェールセーフリレーがＯＦＦ状態のままになるようなＯＦＦ故障や、フェールセーフリレーの接点抵抗が高くなるようなＯＮ故障が生じた場合は、ｖ相ラインに電流センサがないためにｖ相ラインの電流異常を検出することが難しい。したがって、ｖ相ラインにあるフェールセーフリレーのＯＦＦ故障やＯＮ故障を検出することが難しい。また、３相ブラシレスモータの場合は３相ラインが１本断線しても２相で回転を継続することができる。つまり、ｖ相ラインのフェールセーフリレーがＯＦＦ故障したりＯＮ故障したりしても３相ブラシレスモータは回転を継続することが可能であるため、３相ブラシレスモータの回転状態からｖ相ラインの断線を検知することは困難であった。

また、電流センサがシャント抵抗で構成される場合には、シャント抵抗の挿入されているライン（例えば、ｕ相ラインとｗ相ライン）とシャント抵抗の挿入されていないライン（例えば、ｖ相ライン）でインピーダンスが異なるため、３相ブラシレスモータへ供給される電流がアンバランスになりやすい。３相ブラシレスモータの各相にアンバランスな電流が流れると、３相ブラシレスモータを円滑に回転制御させることができなくなり、その結果、操舵フィーリングを悪化させるおそれがある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、フェールセーフリレーのＯＦＦ故障やＯＮ故障を確実に検出することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。さらに、電動機に接続される３相全てのラインのインピーダンスをバランスさせることができる電動パワーステアリング装置を提供することも目的とされる。

本発明の電動パワーステアリング装置は、前記の目的を達成するために創案されたものであり、ブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子のスイッチング動作によってステアリング系に操舵力を付与するブラシレスモータを駆動する電動機駆動手段を備え、前記電動機駆動手段が操舵入力の大きさに対応した目標電流に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置であって、
前記電動機駆動手段と前記ブラシレスモータとを接続する複数のラインのうち、任意の１本のラインを除く他の複数のラインに電流検出手段と自己のラインを開閉する開閉手段との双方が直列に挿入されている構成を採っている。

このような構成によれば、例えば、３相ブラシレスモータを駆動する場合は、電動機駆動手段とブラシレスモータとを接続するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相ラインのうち、例えばＶ相ラインを除くＵ相ラインとＷ相ラインに電流検出手段（電流センサ）と開閉手段（フェールセーフリレー）とが直列に挿入されている。これによって、開閉手段（フェールセーフリレー）のＯＮ／ＯＦＦ故障は、対応する電流検出手段（電流センサ）によって確実に検出することができる。また、電流検出手段（電流センサ）とインピーダンス値がほぼ等しいインピーダンス素子が任意の１本のラインに挿入されている構成によれば、電流検出手段（電流センサ）が挿入されていないＶ相ラインには、その電流検出手段（電流センサ）とインピーダンス値がほぼ等しいインピーダンス素子（例えば、抵抗）が挿入されているので、３相ブラシレスモータに供給される３相電流のバランスを良好に保つことができる。

また、前記発明の構成であって、電流検出手段（電流センサ）とインピーダンス値がほぼ等しいインピーダンス素子が任意の１本のラインに挿入されている構成によれば、３相ブラシレスモータへ供給される３相電流のバランスを良好に保つことができるので、３相ブラシレスモータの各電機子へ供給される電力が均一となるため、３相ブラシレスモータを滑らかに回転駆動させることが可能となる。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、電流検出手段（電流センサ）や開閉手段（フェールセーフリレー）の故障を確実に検出することができるのでメンテナンス性の優れた電動パワーステアリング装置を提供することができる。また、任意の１本のラインに電流検出手段とインピーダンス値がほぼ等しいインピーダンス素子を挿入する構成によれば、３相ブラシレスモータへ供給する３相電流のバランスを良好に保つことができるので、３相ブラシレスモータを滑らかに回転駆動させることが可能となる。さらに、３相ラインのうち、電流検出手段（電流センサ）と開閉手段（フェールセーフリレー）が直列に挿入された２つのラインに電流を通電すれば、直ちに、該当する電流検出手段（電流センサ）や開閉手段（フェールセーフリレー）の正常／異常判定を行うことができるので、効率的かつ短時間に故障検出を行うことができる。

《発明の概要》
本発明は、３相ブラシレスモータによってステアリング系にモータパワーを付与する電動パワーステアリング装置であって、３相ブラシレスモータに電力を供給する３相ラインのうち２相（例えば、Ｕ相とＷ相）のラインに電流センサを配置し、その電流センサのある相（Ｕ相とＷ相）のラインにのみ、故障時にラインを遮断するフェールセーフリレーを挿入する。そして、電流センサおよびフェールセーフリレーのない相（例えば、Ｖ相）のラインには電流センサとほぼ同じインピーダンス値を持つインピーダンス素子（例えば、抵抗）を挿入する。これによって、フェールセーフリレーのＯＦＦ故障やＯＮ故障を確実に検出することができると共に、３相電流のバランスを良好に保つことができる。

なお、本発明の電動パワーステアリング装置では、従来の電動パワーステアリング装置と区別するために、従来の電動パワーステアリング装置で表現していたｄ軸、ｑ軸を、本発明の電動パワーステアリング装置ではＤ軸、Ｑ軸と大文字で表現して弁別することにする。また、本発明の電動パワーステアリング装置ではその他のアルファベット符号も大文字で表現することにする。ただし、数字の添え字はアルファベット符号の小文字を使用する。

《発明の実施形態》
以下、本発明にかかる電動パワーステアリング装置の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に適用される電動パワーステアリング装置の構成図である。まず、図１に示す電動パワーステアリング装置１の全体構成について説明する。図１において、ステアリングホイール３に一体的に設けられたステアリング軸４は、自在継ぎ手５ａ、５ｂを有する連結軸５を介して、ステアリング・ギアボックス６内にあるラック＆ピニオン機構７のピニオン７ａと連結され、手動操舵力発生手段２を構成している。さらに、ピニオン７ａにかみ合うラック歯７ｂと、これらのかみ合いにより往復運動するラック軸９は、その両端にタイロッド１０、１０を介して転動輪としての左右前輪Ｗ、Ｗに連結されて、操舵時にはラック＆ピニオン式のステアリング系を介して前輪Ｗ、Ｗを転動させて車両の方向が変えられるように構成されている。この手動操舵力発生手段２による操舵力を軽減するために補助操舵力を供給する電動機８を設け、操舵トルクＴに応じた補助トルクを制御装置１２の制御によって発生させ、この補助トルクをラック軸９に伝達してステアリングホイール３の操舵力を軽減するように構成されている。

すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール３から前輪Ｗ、Ｗに至るステアリング系Ｓが備えられ、手動操舵力発生手段２によって操舵力をアシストする。そのため、電動パワーステアリング装置１は、制御装置１２からの電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機駆動手段１３で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧ＶＭによって電動機８を駆動して補助トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力をアシストする。なお、本実施形態では、電動機８として３相ブラシレスモータを用い、電動機８の駆動制御としてＤ軸（界磁電流軸）とＱ軸（トルク軸）を制御するＤＱ制御を行っている。

手動操舵力発生手段２は、ステアリングホイール３に一体的に設けられたステアリング軸４に連結軸５を介してステアリング・ギアボックス６内に設けたラック＆ピニオン機構７のピニオン７ａが連結される。なお、連結軸５は、その両端に自在継ぎ手５ａ、５ｂを備えている。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン７ａに噛み合うラック歯７ｂがラック軸９に形成され、ピニオン７ａとラック歯７ｂの噛み合いによりピニオン７ａの回転運動をラック軸９の横方向（車両幅方向）の往復運動にしている。さらに、ラック軸９には、その両端にタイロッド１０、１０を介して、転動輪としての左右の前輪Ｗ、Ｗが連結されている。

また、電動パワーステアリング装置１は、補助操舵力（補助トルク）を発生させるために、電動機８がラック軸９と同軸上に配設されている。そして、電動パワーステアリング装置１は、電動機８の回転をラック軸９と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して推力に変換し、この推力をラック軸９（ボールねじ軸１１ａ）に作用させている。

制御装置１２には、車速センサＶＳ、図示しない操舵トルクセンサ、電動機電流検出手段１４の各検出信号Ｖ、Ｔ、ＩＭＯ、および電動機電圧検出手段１５の出力信号ＶＭＯが入力される。そして、制御装置１２は、これらの検出信号Ｖ、Ｔ、ＩＭＯ、ＶＭＯに基づいて電動機８にかける電動機電流ＩＭの大きさおよび方向を決定し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力している。さらに、制御装置１２は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯに基づいて、電動パワーステアリング装置１でのアシストを判定して電動機８の駆動を制御している。なお、制御装置１２は、各種演算や処理等を行うＣＰＵ、入力信号変換手段、信号発生手段、および記憶手段などで構成されている。ちなみに、制御装置１２はＣＰＵを備え、そのＣＰＵは電動パワーステアリング装置１での主な制御を行う。

車速センサＶＳは、車速を単位時間当たりのパルス数として検出し、検出したパルス数に対応したアナログ電気信号を車速信号Ｖとして制御装置１２に送信する。なお、車速センサＶＳは、電動パワーステアリング装置１の専用センサであってもよいし、他のシステムの車速センサを利用してもよい。

操舵トルクセンサはステアリング・ギアボックス６内に配設され、ドライバによる手動の操舵トルクの大きさおよび方向を検出する。そして、操舵トルクセンサは、検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号を操舵トルク信号Ｔとして制御装置１２に送信する。なお、操舵トルク信号Ｔは、大きさを示す操舵トルクとトルクの向きを示すトルク方向の情報を含む。トルク方向は操舵トルクのプラス値／マイナス値で表され、プラス値は操舵トルク方向が右方向であり、マイナス値は操舵トルク方向が左方向である。

電動機電流検出手段１４は、例えば、電動機８の各巻線ごとに設けられたカレントトランスフォーマ（ＣＴ）で形成され、電動機８に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさおよび方向を検出する。そして、電動機電流検出手段１４は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御装置１２にフィードバック（負帰還）する。

電動機駆動手段１３は、電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機電圧ＶＭを電動機８に印加して電動機８を駆動する。電動機駆動手段１３は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のデューティに応じて電動機駆動手段１３内のプリドライブ回路およびＦＥＴブリッジを介して電動機８の各巻線に例えば正弦波電流を通電してベクトル制御を行う。

次に、図１の制御装置１２について詳細に説明する。図２は、図１に示す電動パワーステアリング装置における制御装置とその周辺の構成を示すブロック図である。制御装置１２は、相電流検出手段２１、３相２軸変換手段２２、レゾルバ２３、角度算出手段２４、電動機速度算出手段２５、界磁電流手段２６、Ｑ軸ＰＩ制御手段２７、Ｄ軸ＰＩ制御手段２８、２軸３相変換手段２９、ＰＷＭ変換手段３０、および非干渉制御手段３１を備えた構成となっている。また、周辺機器として、電動機８、電動機駆動手段１３、および電流センサ１４ａ、１４ｂを有する電動機電流検出手段１４を備えている。なお、制御装置１２はＣＰＵからの指令信号によって動作を行うが、この図ではＣＰＵは図示されていない。

このような制御装置１２は、２相回転磁束座標系（以下、ＤＱ座標系という）で表わされるベクトル制御によって指令トルクに応じた電動機８のベクトル制御を行っている。すなわち、ステアリング系Ｓのハンドルに加わる操舵トルクＴを操舵トルクセンサにより検出し、この検出した操舵トルクＴに応じたアシストトルクが得られるように、電動機８をベクトル制御することにより操舵のアシストを行っている。

まず、図示しないＣＰＵ内において、操舵トルクセンサが検出して出力した操舵トルクＴ、操舵角速度、および車速センサＶＳが検出して出力した車速信号Ｖなどから指令トルクが求められ、さらに、この指令トルクはトルク電流変換によってＱ軸電流指令値に変換され、制御装置１２のＱ軸ＰＩ制御手段２７へ入力される。また、ＣＰＵからの指令信号と電動機速度算出手段２５からの速度信号が界磁電流手段２６へ入力され、Ｄ軸電流指令値に変換されてＤ軸ＰＩ制御手段２８へ入力される。

また、電動機８の各相電流（例えば、Ｕ相電流ＩＵ、Ｗ相電流ＩＷ）が電動機電流検出手段１４の電流センサ（ＣＴ）１４ａ、１４ｂで検出され、相電流検出手段２１によって所定の周期でサンプリングされる。そして、相電流検出手段２１から出力された各相電流（ＩＵ、ＩＷ）は３相２軸変換手段２２へ入力される。一方、レゾルバ２３が検出した電動機８の回転位置は角度算出手段２４によって角度信号に変換され、その角度信号が３相２軸変換手段２２へ入力される。そして、３相２軸変換手段２２は、入力された角度信号に基づいて各相電流（ＩＵ、ＩＷ）をＤＱ変換してＤ軸電流（ＩＤ）とＱ軸電流（ＩＱ）を出力する。

次に、Ｑ軸ＰＩ制御手段２７は、ＣＰＵから入力されたＱ軸電流指令値とフィードバック系によって入力されたＱ軸電流（ＩＱ）とに基づいて、Ｐ（Proportional：比例）制御処理およびＩ（Integral：積分）制御処理を実行し、その結果としてＱ軸に対しての指令電圧ＶＱを生成して、この指令電圧ＶＱを２軸３相変換手段２９へ入力する。また、Ｄ軸ＰＩ制御手段２８は、界磁電流手段２６から入力されたＤ軸電流指令値とフィードバック系によって入力されたＤ軸電流（ＩＤ）とに基づいて、Ｐ（比例）制御処理およびＩ（積分）制御処理を実行し、その結果としてＤ軸に対しての指令電圧ＶＤを生成して、この指令電圧ＶＤを２軸３相変換手段２９へ入力する。

すると、２軸３相変換手段２９は、これらの指令電圧ＶＱ、ＶＤに対してＤＱ逆変換を行って電動機８のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対するそれぞれの指令電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷに変換する。そして、これらの指令電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷはＰＷＭ変換手段３０でＰＷＭデュ−ティ信号となり、このＰＷＭデューティ信号が電動機駆動手段１３内の図示しないプリドリブ回路およびＦＥＴブリッジ回路を制御する。これによって、ブラシレスモータなどの電動機８の各相巻線にはＰＷＭ制御された正弦波電流が通電され、電動機８に対して所定のベクトル制御を行う。

なお、非干渉制御手段３１は、Ｑ軸ＰＩ制御手段２７とＤ軸ＰＩ制御手段２８のように複数の制御入力と複数の制御量との間に相互干渉がある場合に、１つの制御入力の影響が１つの制御量だけに及ぶように相互干渉を絶つ働きをする。図２の例では、非干渉制御手段３１は、電動機角速度と電動機電流のフィードバックループを小さくする（つまり、フィードバックループの応答速度を早くする）ために用いられている。

図３は、図２に示す電動パワーステアリング装置における電動機駆動手段１３と電動機電流検出手段１４の周辺を示す回路図である。図３では、電動機８として３相ブラシレスモータを駆動する駆動回路の例を示している。電動機駆動手段１３は、６個のＦＥＴ１〜６によって３相ブリッジ回路が構成されていて、図２のＰＷＭ変換手段３０からのＰＷＭ信号によって各ＦＥＴ１〜６を交互にスイッチングすることにより電動機８へ３相の交流電流を供給することができる。このような３相ブリッジ回路のＰＷＭ制御によって３相交流を生成することは周知の技術であるのでその説明は省略する。

電動機電流検出手段１４は、３相ラインのうちＵ相とＷ相にそれぞれ電流センサ１４ａ，１４ｂが挿入された構成となっている。つまり、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相でブラシレスレスモータ（電動機８）を駆動する場合、３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷのベクトル和はゼロ（すなわち、ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０）の関係があるので、３相ラインのうちＵ相とＷ相に電流センサ１４ａ，１４ｂを挿入すれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相から電動機８へ供給される電流を検出することができる。

また、電流センサ１４ａが配置されているＵ相にはフェールセーフリレー３５ａが直列に挿入されて電動機８に接続され、電流センサ１４ｂが配置されているＷ相にはフェールセーフリレー３５ｂが直列に挿入されて電動機８に接続されている。これらのフェールセーフリレー３５ａ、３５ｂは、電動パワーステアリング装置の異常停止のときや通常停止を行うときに電動機８への通電を遮断するためのリレーである。

さらに、電流センサが配置されていないＶ相には抵抗などのインピーダンス素子３６が挿入されて電動機８に接続されている。通常、電流センサ１４ａ、１４ｂはＣＴ、シャント抵抗、またはホール素子などによって構成され、またフェールセーフリレーが配置されるため、各相のラインインピーダンスを揃えて３相電流をバランスさせるために、Ｕ相の電流センサ１４ａおよびＷ相の電流センサ１４ｂとインピーダンスがほぼ等しいインピーダンス素子３６を電流センサが配置されていないＶ相に挿入する。これによって、電動機８へ供給される３相電流のバランスを良好に保つことができる。

また、外部回路として、電動機８の駆動電源となるバッテリ１９から入力インピーダンス３７および入力リレー３８を介して電動機駆動手段１３の各ＦＥＴに電力が供給されるように配線されている。なお、図３の入力インピーダンス３７は、バッテリ１９から電動機駆動手段１３までの各要素のインピーダンスを等価的に表わしたものである。また、入力リレー３８は電動パワーステアリング装置を起動／停止するためのリレーである。

図３のような構成により、バッテリ１９から供給された電力は３相のＦＥＴブリッジからなる電動機駆動手段１３でＰＷＭ制御され、ＩＵ，ＩＶ，ＩＷの３相電流によって電動機８をベクトル制御することができる。すなわち、Ｕ相の電流ＩＵとＷ相の電流ＩＷを電流センサ１４ａ，１４ｂで検出し、前記のように３相２軸変換（ＤＱ変換）してＤ軸電圧、Ｑ軸電圧を生成する。さらに、Ｄ軸電圧およびＱ軸電圧に基づいてＰＷＭ制御された３相電流が電動機８に供給されて電動機８をベクトル制御することができる。

ここで、フェールセーフリレー３５ａ、３５ｂが挿入されている相（つまり、Ｕ相およびＷ相）にそれぞれ電流センサ１４ａ，１４ｂが配置されているので、フェールセーフリレー３５ａ、３５ｂの通電／遮断状態を確実に検出することができる。つまり、フェールセーフリレー３５ａ、３５ｂが、ＯＦＦ状態のままになるようなＯＦＦ故障や接点抵抗が高くなるようなＯＮ故障を生じた場合には、それぞれ対応する電流センサ１４ａ，１４ｂが正常時とは異なる電流を検出するので、確実にフェールセーフリレー３５ａ、３５ｂの故障を検出することができる。

これによって、いずれかのフェールセーフリレー３５ａ、３５ｂがＯＦＦ故障やＯＮ故障を起こした状態で電動機８（つまり、３相ブラシレスモータ）が２相運転で回転しているときでも、直ちに異常状態を検知することができる。また、電流センサ１４ａ，１４ｂまたはフェールセーフリレーの配置されていない相（つまり、Ｖ相）には電流センサ１４ａ，１４ｂまたはフェールセーフリレーとほぼ等しいインピーダンス素子３６が挿入されているので、３相電流のバランスによって各相の電機子に均一な電力が供給されるため、電動機８は滑らかに回転駆動することができる。

また、Ｕ相のラインに電流センサ１４ａとフェールセーフリレー３５ａの組が挿入され、Ｗ相のラインに電流センサ１４ｂとフェールセーフリレー３５ｂの組が挿入されているので、電動機駆動手段１３のＦＥＴ１とＦＥＴ６とをＯＮして図の破線のようにＵ相とＷ相のラインに通電すれば、一度の通電によって電流センサ１４ａ，１４ｂの故障チェックとフェールセーフリレー３５ａ、３５ｂの故障チェックを行うことができる。これによって、効率的かつ短時間に電流センサおよびフェールセーフリレーの故障チェックを行うことができるので、メンテナンス性に優れた電動パワーステアリング装置を実現することができる。

すなわち、本発明の電動パワーステアリング装置によれば、３相ラインのうち２つのラインにのみそれぞれ電流センサとフェールセーフリレーを直列に配置しているので、フェールセーフリレーの故障を確実に検出することができる。さらに、電流センサまたはフェールセーフリレーのないラインにも電流センサまたはフェールセーフリレーと同じインピーダンス値を持つインピーダンス素子が挿入されているので、３相ブラシレスモータに供給する３相電流のバランスを保つことができ、３相ブラシレスモータの回転駆動をスムーズに行うことができる。

前記実施形態は、中性線Ｎを設けていない３相電動機について説明したが、これに限られず、５相電動機等の多相電動機にも適用可能である。なお、本発明は、ステアリング系Ｓにおけるステアリングホイールと前輪（転動輪）とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（Steer＿By＿Wire）にも適用可能である。

本発明の実施形態に適用される電動パワーステアリング装置の構成図である。 図１に示す電動パワーステアリング装置における制御装置とその周辺の構成を示すブロック図である。 図２に示す電動パワーステアリング装置における電動機駆動手段と電動機電流検出手段の周辺を示す回路図である。 他の電動パワーステアリング装置における制御装置とその周辺の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置
２…手動操舵力発生手段
３…ステアリングホイール
４…ステアリング軸
５…連結軸
５ａ、５ｂ…自在継ぎ手
６…ステアリング・ギアボックス
７…ラック＆ピニオン機構
７ａ…ピニオン
８…電動機
９…ラック軸
１０…タイロッド
１１…ボールねじ機構
１２…制御装置
１３…電動機駆動手段
１４…電動機電流検出手段
１４ａ，１４ｂ，１１４ａ，１１４ｂ…電流センサ（電流検出手段）
１５…電動機電圧検出手段
１９，１４１…バッテリ
２１…相電流検出手段
２２…３相２軸変換手段
２３…レゾルバ
２４…角度算出手段
２５…電動機速度算出手段
２６…界磁電流手段
２７…Ｑ軸ＰＩ制御手段
２８…Ｄ軸ＰＩ制御手段
２９…２軸３相変換手段
３０…ＰＷＭ変換手段
３１…非干渉制御手段
３５ａ，３５ｂ，１４０ａ，１４０ｂ…フェールセーフリレー（開閉手段）
３６…インピーダンス素子
３７，１４２…入力インピーダンス
３８，１４３…入力リレー
１１３…駆動回路
Ｓ…ステアリング系
ＶＳ…車速センサ
Ｗ…前輪

Claims (4)

1. ブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子のスイッチング動作によってステアリング系に操舵力を付与するブラシレスモータを駆動する電動機駆動手段を備え、前記電動機駆動手段が操舵入力の大きさに対応した目標電流に基づいて前記ブラシレスモータを駆動する電動パワーステアリング装置であって、
   前記電動機駆動手段と前記ブラシレスモータとを接続する複数のラインのうち、任意の１本のラインを除く他の複数のラインに電流検出手段と自己のラインを開閉する開閉手段との双方が直列に挿入されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記任意の１本のラインには、前記電流検出手段とインピーダンス値がほぼ等しいインピーダンス素子が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記複数のラインは３相ラインであることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記３相ラインのうち、前記電流検出手段と前記開閉手段とが直列に挿入された２つのラインに所定の電流を通電して、当該電流検出手段および当該開閉手段の正常／異常判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。

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