JP2012025372A - 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】いずれかのインバータまたは巻線組が故障したとき、運転者に確実に故障の発生を気付かせる電動機駆動装置を提供する。
【解決手段】２つのインバータおよび２組の巻線組を備える２系統の電動機駆動装置においていずれか１系統のインバータまたは巻線組の故障を検出したとき（Ｓ２０ＹＥＳ）、故障系統の電源リレーを遮断し（Ｓ５０）、正常系統の電流供給制限値を徐々にゼロまで低減する（Ｓ６０）。その後、操舵トルクが所定の閾値を超えたとき（Ｓ７０ＹＥＳ）、正常系統の電流供給制限値を所定量増加する（Ｓ８０）。正常系統の電流供給制限値が最大電流制限値に達したとき、電流供給制限値の増加を中止する（Ｓ９０）。電流供給制限値を一旦ゼロまで低減させた後、徐々に操舵アシストトルクが発生する状況を作り出すことで、運転者に操舵トルクの変化を感じさせ、確実に故障発生を気付かせることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のインバータおよび巻線組により電動機を駆動する電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

複数のインバータを有する電動機駆動装置として、特許文献１に記載された電動機駆動装置は、複数のインバータの一部が異常となった場合、異常インバータから複数の巻線群への電力供給を停止し、異常インバータ以外の正常なインバータから対応する巻線群への電力供給を行う。一部のインバータが故障しても正常なインバータだけで駆動することにより、電動機を継続して運転できるようにしたものである。

特開２００５−３０４１１９号公報

電動機駆動装置において、１つのインバータ、及び、そのインバータと対応する１組の巻線組の組合せの単位を「系統」という。特許文献１の従来技術では、故障検出時に故障系統への電力供給を停止すると、故障と同時に故障系統分の出力が低下するため、故障直後に急な動作変動が生じるという課題がある。したがって、電動機駆動装置を、例えば自動車の電動パワーステアリング装置に適用した場合、急な出力の変動が生じると運転者の意図せぬ動作が起こるおそれがある。
また、急な動作変動を起こさないために、出力低下分を他の正常な系統で補い続ける方法をとると、正常系統のインバータに過剰な負荷がかかって異常発熱するおそれがある。
一方、過剰負荷とならないようにインバータの電力容量を増やすと、インバータが大型もしくは高価になり、小型かつ安価な電動機駆動装置を実現できないという課題がある。

そこで、上記の課題を解決するための発明について、本出願人は先に２件の特許出願を行った。
１つめの特許出願は、特願２００９−２９５５３４である。この出願に係る発明は、従来技術の「故障直後に急な動作変動が生じる」という課題に対する解決手段として、いずれかの系統が故障したとき、故障系統の駆動を停止することによって生ずる動作変動を抑制する電動機駆動装置を提供する。

この出願にかかる発明は、自動車の電動パワーステアリング装置に適用された場合、故障発生時に、故障系統のインバータが供給していた電力を正常系統のインバータが一時的に補うように制御することで動作変動を抑制することができる。しかし、その背反として、運転者の操舵感覚に変化が生じず、運転者が故障発生に気付かないおそれがある。

２系統の電動機駆動装置のうち１系統が故障した状況では、運転者は故障を認知し、一般的に「早期に修理工場まで自動車を届ける」という行動を取ると想定される。その修理工場までの過程で、運転者が故障前と変わらない操舵感覚で運転することができるように、正常な１系統で電動機の駆動を継続することがこの発明の本来の目的である。
ところが、運転者が故障の発生に気付かずそのまま自動車を使用し続けると、やがて正常な１系統も故障し、操舵トルクのアシストが全くできない状況に陥るという問題が生ずる。

２つめの特許出願は、特願２００９−２９５５３４である。この出願に係る発明は、従来技術の「故障発生後、故障前の合計出力を維持しようとすると、正常系統のインバータに過剰な負荷がかかって異常発熱する」という課題に対する解決手段として、故障発生後に正常系統のインバータ（電力変換器）に指令する最大電流指令値を、正常系統のインバータが故障検出以前に巻線に供給していた最大電流供給値と同等にする電動パワーステアリング装置を提供する。

例えば、２系統の電動機駆動装置のうち１系統が故障した場合、最大電流指令値を２系統分の値から１系統分の値へ半減させる。これにより、正常系統のインバータに過剰な負荷がかかることを防止し、また、操舵アシストトルクの出力を半分にすることで、運転者の操舵感覚に変化を与えることができる。
さらに補助手段として、故障発生時に警告灯（ウォーニングランプ）やブザーなどで運転者に注意喚起することも提案されている。

しかしながら、電動パワーステアリング装置において要求される出力は、自動車の速度が約４ｋｍ／ｈ以上になると、停止時に要求される出力の１／３程度まで低下する。そのため、走行中に操舵アシストトルクの出力を半分にしたとしても、運転者は、大きな操舵角度まで操舵しない限り操舵感覚の変化を感知できす、故障発生に気付かない可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、いずれかのインバータまたは巻線組が故障したとき、運転者に操舵トルクの変化を感じさせ、確実に故障の発生を気付かせる電動機駆動装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、運転者のハンドル操作を補助するための電動機を駆動する電動機駆動装置に係る発明である。
この電動機駆動装置は、直流電源、複数のインバータ、複数の巻線組、故障検出手段、電力供給遮断手段、制御手段およびトルク検出手段を備える。
複数のインバータは、直流電源の電力を交流電力に変換する。
複数の巻線組は、複数のインバータに対応して設けられ、複数のインバータから電流を出力されて電動機を駆動する。

故障検出手段は、インバータまたは巻線組に流れる電流を検出することでインバータまたは巻線組の故障を検出する。
電力供給遮断手段は、直流電源からインバータへの電力供給を遮断可能である。
制御手段は、インバータから対応する巻線組へ出力する電流指令値を設定するとともに、該電流指令値の上限値である電流供給制限値を設定する。
トルク検出手段は、運転者がハンドルを操作する操舵トルクを検出する。

故障検出手段がいずれかのインバータまたは巻線組の故障を検出したとき、電力供給遮断手段は、故障が検出されたインバータ、または故障が検出された巻線組に対応するインバータへの電力供給を遮断する。そして、制御手段は、電力供給が遮断されたインバータ以外の正常インバータについての電流供給制限値をゼロまで漸減する。その後、トルク検出手段が検出する操舵トルク検出値が「所定の閾値」を超えたとき、正常インバータについての電流供給制限値を所定量増加する。
ここで、「所定の閾値」は、運転者が「ハンドルが重い」と感じる程度の値として、例えば５Ｎｍに設定される。

いずれかのインバータまたは巻線組の故障が検出されたときでも、運転者が故障発生に気付かない可能性がある。本発明では、電流供給制限値を一旦ゼロまで低減する。そして、次に運転者がハンドルを操作しようとするとき、「最初は操舵アシストトルクが全く発生しないが、操舵トルク検出値が所定の閾値を超えたときから徐々に操舵アシストトルクが発生する」という状況を作り出す。これにより、運転者に操舵トルクの変化を感じさせ、確実に故障発生を気付かせることができる。

よって、運転者が故障発生に気付かないまま自動車を使用し続けた結果、正常な系統も故障し、操舵トルクのアシストが全くできなくなるという状況を回避することができる。
また、運転者に操舵トルクの変化を感じさせた後は、電流供給制限値を増加するため、運転者は、修理工場へ行くまでの過程でハンドルを操作するとき、操舵アシストトルクを享受することができる。

請求項２に記載の発明によると、制御手段は、正常インバータについての電流供給制限値に対し、操舵トルク検出値が「所定の閾値」を超えた時間に比例する量を増加する。すなわち、操舵トルク検出値が「所定の閾値」を超えている期間、電流供給制限値の時間微分値を一定とする。
これにより、電流供給制限値の制御が単純となる。

請求項３に記載の発明によると、制御手段は、操舵トルク検出値が「所定の閾値」未満のとき、正常インバータについての電流供給制限値を、操舵トルク検出値が「所定の閾値」を下回る直前の値に維持する。
これにより、電流供給制限値は、操舵トルク検出値が所定の閾値を超えている期間は増加し、操舵トルク検出値が所定の閾値を下回る期間は直前の値が維持される。すなわち、電流供給制限値はステップ状に増加するため、運転者は、最初に一旦「ハンドルが重い」と感じた後、享受できる操舵アシストトルクが徐々に大きくなり、操舵感覚が徐々に快適になる。

請求項４に記載の発明によると、制御手段は、正常インバータについての電流供給制限値が「所定の最大電流制限値」に達した後、電流供給制限値を「所定の最大電流制限値」に維持する。
この場合、請求項５に記載の発明によると、「所定の最大電流制限値」は、故障検出以前に正常インバータが対応する巻線組に供給していた「正常時の最大電流制限値」と同等である。

電流供給制限値の上限値として「所定の最大電流制限値」を設定することで、正常インバータに過剰な負荷がかかって異常発熱することを防止することができる。具体的には、「所定の最大電流制限値」を、故障検出以前に正常インバータが対応する巻線組に供給していた「正常時の最大電流制限値」と同等とすることで、正常インバータを故障検出以前と同等以下の負荷で使用することができる。あるいは、異常発熱を回避するために大型もしくは高価なインバータを使用する必要がない。

請求項６に記載の電動パワーステアリング装置は、運転者のハンドル操作を補助するための電動機、電動機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段、及び、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動機駆動装置を備える。
電動パワーステアリング装置は、自動車等のハンドル操作をアシストするための装置であり、本発明の電動機駆動装置の効果が最も有効に発揮される。

本発明の一実施形態による電動機駆動装置が適用される電動パワーステアリング装置の概略構成図。 本発明の一実施形態による電動機駆動装置の制御ブロック図。 本発明の一実施形態による電動機駆動装置の回路図。 本発明の一実施形態による電動機駆動装置の故障検出時のフローチャート。 本発明の一実施形態による電動機駆動装置の故障検出時のタイミングチャート。

自動車等のハンドル操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に本発明を適用した実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１は、電動パワーステアリング装置を備えたステアリングシステムの全体構成を示す。ステアリングシステム９０に備えられる電動パワーステアリング装置１は、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２に操舵トルクを検出するためのトルクセンサ９４を設置している。トルクセンサ９４は、特許請求の範囲に記載の「トルク検出手段」に相当する。
ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。

これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置１は、操舵アシストトルクを発生する電動機８０、電動機８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える減速ギア８９、及び、電動機駆動装置２を備える。電動機８０は３相ブラシレスモータであり、減速ギア８９を正逆回転させる。減速ギア８９は、特許請求の範囲に記載の「動力伝達手段」に相当する。
電動機駆動装置２は、ＥＣＵ５を備え、ＥＣＵ５は、後述する制御手段１０、故障検出手段４０等を含む。電動機駆動装置２は、また、上述のトルクセンサ９４、車速を検出する車速センサ９５、電動機８０の回転角を検出する回転角センサ８５を含む。
この構成により、電動パワーステアリング装置１は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクを発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。

図２は、電動機駆動装置２の制御ブロック図である。
制御手段１０は、電流指令値演算１５、ｄｑ制御手段２０、電流検出器７５、回転角センサ８５、トルクセンサ９４、車速センサ９５等から構成されている。
電流指令値演算１５は、トルクセンサ９４による操舵トルク検出値、及び、車速センサ９５による車速検出値が入力され、ｄｑ制御手段２０に電流指令値を出力する。

ｄｑ制御手段２０は、ｄｑ軸電流変換手段２５、ＰＩ制御演算３０、及び、２相３相変換手段３５から構成される。
ｄｑ軸電流変換手段２５は、電流検出器７５が検出した相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、回転角センサ８５が検出しフィードバックされたモータ電気角θに基づき、磁束の向きに平行なｄ軸電流と、磁束の向きに直交するｑ軸電流とにＤＱ変換する。ｄｑ軸電流変換手段２５が出力するｄ軸電流、ｑ軸電流は、電流指令値演算１５の指令値にフィードバックされ、指令値と検出値との差に基づき、ＰＩ制御演算３０が比例積分制御によって出力値を演算する。
ＰＩ制御演算３０の出力した２相電圧指令値は、２相３相変換手段３５によってＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電圧指令値に変換されてインバータ６０に出力される。回転角センサ８５が検出したモータ電気角θは、２相３相変換手段３５にもフィードバックされる。

インバータ６０が生成した交流電力は巻線組８００に供給され、電動機８０を駆動する。電流検出器７５は、インバータ６０の出力電流を各相毎に検出する。
回転角センサ８５は、モータ電気角θを検出することで、ハンドルの中心位置からの回転角を検出することができる。

図３は、本発明の一実施形態としての２系統電動機駆動装置の回路図を示す。ここで、「系統」とは、１つのインバータ、及び、そのインバータと対応する１組の巻線組の組合せの単位をいう。第１系統は、インバータ６０１と巻線組８０１とから構成され、第２系統は、インバータ６０２と巻線組８０２とから構成される。
他の実施形態では、電動機駆動装置は３系統以上のＮ系統（Ｎは３以上の整数）で構成されてもよい。その場合、図３において同様の系統が第Ｎ系統まで並列に追加される。

図３に示すように、電動機駆動装置２の直流電源５０は、第１系統のインバータ６０１および第２系統のインバータ６０２に並列に電力を供給する。電源リレー５５１、５５２は、直流電源５０からインバータ６０１、６０２への電力供給を導通または遮断する。電源リレー５５１、５５２は、特許請求の範囲に記載の「電力供給遮断手段」に相当する。

第１系統および第２系統のインバータおよび巻線は同様の構成であるため、以下、第１系統を例として説明する。なお、第２系統については、第１系統の構成要素に対し符号の末尾の数字を「１」から「２」に変えた構成要素が、それぞれ、第１系統の構成要素に対応する。

インバータ６０１は、電圧形ＰＷＭインバータであり、直流電力からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流電力を生成する。インバータ６０１は、電源電圧側のスイッチング素子である上ＭＯＳ６１１、６２１、６３１、及び、グランド側のスイッチング素子である下ＭＯＳ６４１、６５１、６６１を有するブリッジ回路で構成される。

上ＭＯＳ６１１、６２１、６３１は、ドレインが電源リレー５５１後の電源ラインに接続され、ソースがそれぞれ下ＭＯＳ６４１、６５１、６６１のドレインに接続されている。下ＭＯＳ６４１、６５１、６６１のソースは、それぞれ、シャント抵抗７５１を介して接地されている。電流検出器７５（図２参照）としてのシャント抵抗７５１は、後述するＵ１巻線８１１、Ｖ１巻線８２１、Ｗ１巻線８３１に流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出する。

Ｕ相において、上ＭＯＳ６１１のソースと下ＭＯＳ６４１のドレインとはＵ１端子６７１に接続されており、Ｕ１端子６７１はＵ１巻線８１１の一端に接続されている。Ｖ相において、上ＭＯＳ６２１のソースと下ＭＯＳ６５１のドレインとはＶ１端子６８２に接続されており、Ｖ１端子６８２はＶ１巻線８２１の一端に接続されている。Ｗ相において、上ＭＯＳ６３１のソースと下ＭＯＳ６６１のドレインとはＷ１端子６９１に接続されており、Ｗ１端子６９１はＷ１巻線８３１の一端に接続されている。

電動機８０は、ロータ側に磁極を有し、ステータ側に３相巻線としてＵ１巻線８１１、Ｖ１巻線８２１、Ｗ１巻線８３１を有している。ここで、例えば「Ｕ１巻線」は第１系統のＵ相の巻線を示す。Ｕ１巻線８１１、Ｖ１巻線８２１およびＷ１巻線８３１は、デルタ結線され、巻線組８０１を構成する。巻線組８０１は、インバータ６０１から３相交流電力を供給され、第２系統の巻線組８０２とともに電動機８０を駆動する。

故障検出手段４０は、各相の端子６７１、６７２、６７３から巻線８１１、８２１、８３１に流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１をシャント抵抗７５１により検出することで、インバータ６０１または巻線８０１の故障を検出する。
制御手段１０は、故障検出手段４０からの信号、及び、操舵トルク検出値、車速検出値、回転角検出値等に基づき、インバータ６０１から巻線組８０１に出力する電流指令値を設定するとともに、電流指令値の上限値である電流供給制限値Ｉｓを設定する。

次に、電動機駆動装置２の故障検出時の作動を図４のフローチャートに基づいて説明する。以下のフローチャートの説明で記号Ｓは「ステップ」を示す。
電動機８０が駆動しているとき、Ｓ１０では、故障検出手段４０は、電流検出器７５の検出信号を制御手段１０に伝達する。
Ｓ２０では、故障検出手段４０がインバータ６０１、６０２または巻線８０１、８０２の故障を検出したか否かを判断する。ＮＯの場合、Ｓ３０へ移行し、制御手段１０は、通常通り２系統で電動機８０を駆動する。Ｓ２０でＹＥＳの場合、Ｓ４０へ移行し、制御手段１０は故障系統を特定する。

以下、第１系統のインバータ６０１または巻線組８０１が故障したものとして説明する。
Ｓ５０では、制御手段１０は、故障した第１系統に対応する電源リレー５５１をオフすることによって直流電源５０からインバータ６０１への通電を遮断する。続くＳ６０では、制御手段１０は、正常な第２系統のインバータ６０２についての電流供給制限値Ｉｓを徐々にゼロまで低減する。

Ｓ７０では、現在の操舵トルクＴｄの絶対値が閾値Ｔ０以上であるか否かを判断する。ここで操舵トルクの値は、例えばハンドルを右方向に回転させたときに正の値を取り、左方向に回転させたときに負の値を取るというように定義する。すなわち、操舵トルクＴｄの絶対値が閾値Ｔ０以上であるとは、ハンドルが右方向または左方向に閾値Ｔ０以上のトルクで回転されつつあることを意味する。また、閾値Ｔ０は、例えば５Ｎｍに設定する。「５Ｎｍ」という操舵トルクは、運転者が「ハンドルが重い」と感じる程度の値である。
Ｓ７０でＹＥＳの場合、Ｓ８０へ移行する。Ｓ７０でＮＯの場合、操舵トルクＴｄの現在値を繰り返し検出する。

Ｓ８０では、Ｓ６０にて一旦ゼロまで低減したインバータ６０２への電流供給制限値Ｉｓを所定量増加し、正常な第２系統のみで電動機８０を駆動する。運転者は、Ｓ７０にて操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０未満のとき「ハンドルが重い」と感じる。その後、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上になると操舵アシストトルクが発生するため、運転者は、「ハンドルが少し軽くなった」と感じるようになる。
操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上の状態が続くと、電流供給制限値Ｉｓはその時間に比例して増加する。

Ｓ９０では、電流供給制限値Ｉｓの現在値が所定の最大電流制限値Ｉｒ以下であるか否かを判断する。ＮＯの場合、Ｓ７０に戻り、操舵トルクＴｄの現在値を繰り返し検出する。ＹＥＳの場合、電流供給制限値Ｉｓを増加させる処理を終了する。

続いて、電動機駆動装置２の故障検出時のタイミングチャートを図５に示す。ここでは電動機駆動装置２の第１系統のインバータ６０１または巻線組８０１が故障したものとして説明する。
時刻ｔｆで故障が検出されるまで、第１系統および第２系統の電流供給制限値Ｉｓ１、Ｉｓ２は、いずれも正常時の最大電流制限値Ｉｒに設定されている。そして、電動機８０は、第１系統と第２系統との合計出力により駆動されている。

時刻ｔｆにて、故障検出手段４０が第１系統のインバータ６０１または巻線８０１が故障したことを検出すると、制御手段１０は、第１系統の電源リレー５５１をオフして、直流電源５０から第１系統のインバータ６０１への通電を遮断する。その結果、第１系統の電流供給制限値Ｉｓ１はゼロとなる。

また、制御手段１０は、正常な第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２を最大電流制限値Ｉｒから徐々に低減する。時刻ｔ０で第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２はゼロになる。すなわち、電動パワーステアリング装置１の操舵アシストトルクが全く発生しない状態となる。

そして、時刻ｔ１で操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上になると、制御手段１０は、第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２の増加を開始する。このときの増加量は、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０を超えている時間に比例して与えられる。すなわち、電流供給制限値の時間微分値（ｄＩ／ｄｔ）を比例定数Ｋとしている。この増加は、時刻ｔ２で、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０を下回るまで続けられる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までに、電流供給制限値Ｉｓ２は増分ΔＩｓ２１だけ増加する。

時刻ｔｆで故障が検出された時点で直進走行している場合など、操舵トルクが発生しないため、運転者が故障発生に気付かない可能性がある。ところが、時刻ｔ０後、運転者がハンドルを操作し始めると、通常時のように操舵アシストトルクが得られず、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０に近づくにつれ、運転者は「ハンドルが重い」と感じるようになる。ここで、閾値Ｔ０は、運転者が「ハンドルが重い」と感じる程度の値として、例えば５Ｎｍに設定される。その後、時刻ｔ１から操舵アシストトルクが発生し、運転者は「ハンドルが少し軽くなった」と感じるようになる。このように、運転者に操舵トルクの変化を感じさせ、確実に故障発生を気付かせることができ、早期に修理工場へ行くことを動機づける。

その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０未満の期間は、電流供給制限値Ｉｓ２は、時刻ｔ２の値を維持する。そして、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、再び操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上となると、電流供給制限値Ｉｓ２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間に比例定数Ｋを乗じた増分ΔＩｓ２２だけ増加する。

その後、時刻ｔ４から時刻ｔ５まで、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０未満の期間は、電流供給制限値Ｉｓ２は、時刻ｔ４の値を維持する。このように、電流供給制限値Ｉｓ２は、ステップ状に増加する。

次に、時刻ｔ５で操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上となり、再び電流供給制限値Ｉｓ２は増加する。しかし、電流供給制限値Ｉｓ２が時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間に増分ΔＩｓ２３だけ増加し、時刻ｔ６で正常時の最大電流制限値Ｉｒに到達すると、制限手段１０は、電流供給制限値Ｉｓ２の増加を中止する。よって、時刻ｔ６以降、電流供給制限値Ｉｓ２は正常時の最大電流制限値Ｉｒを維持する。

運転者は、修理工場へ行くまでの過程でハンドルを操作する必要が生じた場合、時刻ｔ１以降、第２系統のインバータ６０２が電流供給制限値Ｉｓ２以下の電流指令値により電動機８０を駆動するため、いくらかの操舵アシストトルクを享受してハンドルを操作することができる。
また、運転者は、時刻ｔ６以降、第２系統のインバータ６０２が正常時の最大電流値制限値Ｉｒ以下の電流指令値により電動機８０を駆動するため、通常時の２系統分のうち１系統分、すなわち約半分の操舵アシストトルクを享受してハンドルを操作することができる。
このようにして、運転者は、通常時よりも小さい操舵アシストトルクによってハンドルを操作して修理工場まで自動車を運転することができる。

（効果）
次に、上述の一実施形態の説明に則して電動機駆動装置２の効果を説明する。
（１）第１系統のインバータ６０１または巻線組８０１の故障が検出されたとき、制御手段１０は、正常な第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２を一旦ゼロまで低減する。そして、次に運転者がハンドルを操作しようとするとき、「最初は操舵アシストトルクが全く発生しないが、操舵トルク検出値Ｔｄが所定の閾値Ｔ０を超えたときから徐々に操舵アシストトルクが発生する」という状況を作り出す。これにより、運転者に操舵トルクの変化を感じさせ、確実に故障発生を気付かせることができる。
よって、運転者が故障発生に気付かないまま自動車を使用し続けた結果、第２系統も故障し、操舵トルクのアシストが全くできなくなるという状況を回避することができる。

（２）運転者に操舵トルクの変化を感じさせた後は、第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２を増加するため、運転者は、修理工場へ行くまでの過程でハンドルを操作するとき、操舵アシストトルクを享受することができる。

（３）操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上のとき、第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２の増加量は、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０を超えている時間に比例して与えられるため、電流供給制限値Ｉｓ２の制御が単純となる。

（４）操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０未満のとき、第２系統の電流供給制限値Ｉｓ２を直前の値に維持するため、電流供給制限値Ｉｓ２はステップ状に増加する。これにより、運転者は、最初に一旦「ハンドルが重い」と感じた後、享受できる操舵アシストトルクが徐々に大きくなり、操舵感覚が徐々に快適になる。

（５）電流供給制限値Ｉｓ２の上限値として最大電流制限値Ｉｒを設定することで、正常系統のインバータ６０２に過剰な負荷がかかって異常発熱することを防止することができる。具体的には、最大電流制限値Ｉｒを、故障検出以前にインバータ６０２が巻線組８０２に供給していた「正常時の最大電流制限値Ｉｒ」と同等とすることで、インバータ６０２は故障検出以前と同等以下の負荷で使用することができる。

（その他の実施形態）
（ア）上記の実施形態では、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０に等しい場合を「操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０を超えたとき」に含め、「操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以上のとき」として処理している。しかし、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０に等しい場合を「操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０未満のとき」に含め、「操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０以下のとき」として処理しても現実の作用には何ら違いはない。

（イ）上記の実施形態では、電流供給制限値Ｉｓを、操舵トルク検出値Ｔｄが閾値Ｔ０を超えている時間に比例する量だけ増加させ、電流供給制限値の時間微分値（ｄＩ／ｄｔ）を一定としている。しかし、これに限らず、電流供給制限値の時間微分値（ｄＩ／ｄｔ）を時間経過に伴い増加または減少させてもよい。当該値を時間経過に伴い増加させれば、電流供給制限値は、最初緩やかに増加し、次第に増加の勾配が大きくなる。また、当該値を時間経過に伴い減少させれば、電流供給制限値は、最初急激に増加し、次第に増加の勾配が緩やかになる。このような条件設定については、運転者に故障発生を気付かせるために最適な条件を選択することが好ましい。

（ウ）上記の実施形態では、電流供給制限値の上限値である最大電流制限値を、故障検出以前に正常系統のインバータが巻線に出力していた正常時最大電流制限値と同等としている。しかし、これに限らず、別の最大電流制限値を設定してもよい。この最大電流制限値は、少なくともインバータに過剰な負荷がかからない値であることが好ましい。

（エ）故障検出時、上記の実施形態における処理と併行して、警告灯やブザー等の注意喚起手段により運転者に注意喚起を行ってもかまわない。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１ ・・・電動パワーステアリング装置
２ ・・・電動機駆動装置
１０ ・・・制御手段
４０ ・・・故障検出手段
５０ ・・・直流電源
５５１、５５２ ・・・電源リレー（電力供給遮断手段）
６０、６０１、６０２ ・・・インバータ
７５ ・・・電流検出器
８０ ・・・電動機
８００、８０１、８０２・・・巻線組
８５ ・・・回転角センサ
８９ ・・・減速ギア（動力伝達手段）
９４ ・・・トルクセンサ（トルク検出手段）
９５ ・・・車速センサ
Ｉｓ、Ｉｓ１、Ｉｓ２ ・・・電流供給制限値
Ｉｒ ・・・最大電流制限値
Ｔｄ ・・・操舵トルク、操舵トルク検出値
Ｔ０ ・・・閾値

Claims (6)

1. 運転者のハンドル操作を補助するための電動機を駆動する電動機駆動装置であって、
   直流電源と、
   前記直流電源の電力を交流電力に変換する複数のインバータと、
   前記複数のインバータに対応して設けられ、前記複数のインバータから電流を出力されて電動機を駆動する複数の巻線組と、
   前記インバータまたは前記巻線組に流れる電流を検出することで前記インバータまたは前記巻線組の故障を検出する故障検出手段と、
   前記直流電源から前記インバータへの電力供給を遮断可能な電力供給遮断手段と、
   前記インバータから対応する前記巻線組へ出力する電流指令値を設定するとともに、該電流指令値の上限値である電流供給制限値を設定する制御手段と、
   運転者がハンドルを操作する操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
   を備え、
   前記故障検出手段がいずれかの前記インバータまたは前記巻線組の故障を検出したとき、
   前記電力供給遮断手段は、故障が検出された前記インバータ、または故障が検出された前記巻線組に対応する前記インバータへの電力供給を遮断し、
   前記制御手段は、電力供給が遮断された前記インバータ以外の正常インバータについての前記電流供給制限値をゼロまで漸減し、その後、前記トルク検出手段が検出する操舵トルク検出値が所定の閾値を超えたとき、前記正常インバータについての前記電流供給制限値を所定量増加することを特徴とする電動機駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記正常インバータについての前記電流供給制限値に対し、前記操舵トルク検出値が前記所定の閾値を超えた時間に比例する量を増加することを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記操舵トルク検出値が前記所定の閾値未満のとき、前記正常インバータについての前記電流供給制限値を、前記操舵トルク検出値が前記所定の閾値を下回る直前の値に維持することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記正常インバータについての前記電流供給制限値が所定の最大電流制限値に達した後、前記電流供給制限値を前記所定の最大電流制限値に維持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
5. 前記所定の最大電流制限値は、故障が検出される以前に前記正常インバータが対応する前記巻線組に供給していた最大電流制限値と同等であることを特徴とする請求項４に記載の電動機駆動装置。
6. 運転者のハンドル操作を補助するための電動機と、
   前記電動機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段と、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動機駆動装置と、
   を備えた電動パワーステアリング装置。

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