JP2012025373A - 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（Ｓ２０：ＹＥＳ）、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の上限値である最大電流制限値Ｉｒを故障検出以前の最大電流制限値と同等の値に設定する（Ｓ６０）。その後、ＩＧスイッチがオンで（Ｓ７０：ＹＥＳ）、操舵トルク検出値Ｔｄが所定の閾値Ｔ０を超えたとき（Ｓ８０Ａ：ＹＥＳ）、電流指令値に所定の振幅および周波数を有する振動成分を加算することで、運転者のハンドル操作時にハンドルを回転方向に振動させる（Ｓ９０）。これにより、運転者に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、停車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。

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。また、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「所定の最大電流制限値」に設定するとともに、正常インバータについての電流指令値に所定の振幅および周波数を有する振動成分を加算する「加振処理」を実行する。

加振処理の振動成分は、例えば、振幅を操舵トルク０．５Ｎｍに相当する電流値に設定し、周波数を２０Ｈｚに設定する。ここで、「０．５Ｎｍ」というトルクは、運転者のハンドル操作の妨げにならず、かつ運転者が確実に気付くことができる程度の振動を与えるトルクである。また、「２０Ｈｚ」という周波数は、通常運転者が操舵するときの周波数である０〜２Ｈｚよりも充分に大きい周波数である。

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、正常インバータについての電流指令値に所定の振動成分を加算することで、運転者のハンドル操作時にハンドルを回転方向に振動させる。これにより、運転者に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、正常インバータも故障し、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、制御手段が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。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くなる。

請求項２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。
例えば、インバータおよび巻線組の組合せが２系統あり、そのうち１系統が故障し、残りの１系統が正常であるとする。故障検出以前は、２系統に同等の最大電流値が与えられており、２系統の合計最大電流制限値は、１系統分の最大電流制限値の約２倍であった。したがって、故障検出の後、故障系統については電力供給を遮断し、正常系統については最大電流制限値を「正常時の最大電流制限値」と同等とすることにより、合計最大電流値は約半分に低減する。
これにより、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、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。

請求項３に記載の電動機駆動装置は、さらにトルク検出手段を備える。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。制御手段は、トルク検出手段が検出する操舵トルク検出値が所定のトルク閾値を超えたときに限り加振処理を実行し、操舵トルク検出値が所定のトルク閾値未満のときには加振処理を実行しない。
「所定のトルク閾値」は、例えば１．５Ｎｍに設定される。

直進走行時もしくは曲率半径がほぼ一定の緩いカーブを走行する時のようにハンドルが固定されている時、または微小修正操舵の時には、操舵トルクはほぼゼロである。このような時にまでハンドルを振動させると、たとえわずかな振動でも運転者に違和感を与えるおそれがある。
そこで、操舵トルク検出値が所定のトルク閾値未満のときには加振処理を実行しないことで、運転者に違和感を与えなくすることができる。
また、加振処理を実行する期間を限定することで、制御手段の制御負荷を軽減することができる。

請求項４に記載の電動機駆動装置は、さらに回転角検出手段を備える。回転角検出手段は、運転者が操作するハンドルの中心位置からの回転角を検出する。制御手段は、回転角検出手段が検出する回転角検出値が所定の回転角閾値を超えたときに限り加振処理を実行し、回転角検出値が所定の回転角閾値未満のときには加振処理を実行しない。
所定の回転角閾値は、例えば、ほぼ直線走行時の回転角に相当する５°に設定される。

請求項３に記載の発明に対し、操舵トルク検出値の代わりに回転角検出値に基づいて加振処理の実行可否を決定してもよい。すなわち、回転角検出値が所定の回転角閾値未満のときには加振処理を実行しないことで、運転者に違和感を与えなくすることができる。また、加振処理を実行する期間を限定することで、制御手段の制御負荷を軽減することができる。

さらに、請求項３に記載の発明と請求項４に記載の発明とを組合せ、操舵トルク検出値と回転角検出値との両方に基づいて現在の走行状態を判断することにより、「加振処理を実行したくない場合」をより確実に処理から除外することができる。

請求項５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１〜４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。

本発明の第１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。 本発明の第１実施形態による電動機駆動装置の制御ブロック図。 本発明の第１実施形態による電動機駆動装置の回路図。 本発明の第１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。 本発明の第１実施形態による電動機駆動装置の故障検出時における操舵トルクおよび電流指令値の波形図。 本発明の第２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。

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。
（第１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。
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。
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」に相当し、回転角センサ８５は、特許請求の範囲に記載の「回転角検出手段」に相当する。
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、本発明の第１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を設定する。
ＩＧスイッチ５２は、運転者がイグニッションキーを操作することでオン／オフする。ＩＧスイッチ５２のオン／オフ信号は、制御手段１０に入力される。

次に、電動機駆動装置２の故障検出時の作動について図４のフローチャートおよび図５を参照して説明する。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。以後、インバータ６０１についての電流供給制限値はゼロとなる。

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を「第２系統のインバータ６０２のみについての最大電流制限値Ｉｒ」に設定する。ここで、最大電流制限値Ｉｒは、故障検出以前に第２系統のインバータ６０２が巻線組８０２に供給していた最大電流制限値と同等である。
故障検出以前には、第１系統のインバータ６０１についても同等の最大電流制限値が与えられていた。すなわち、２系統の合計最大電流制限値Ｉｔは、第２系統１系統分の最大電流制限値Ｉｒの約２倍であった。そこで、Ｓ６０の処理により、電動機駆動装置２全体として電動機８０を駆動するための出力は約半分に低減することになる。

Ｓ７０では、ＩＧスイッチ５２がオンであるか否かを判断する。ＮＯの場合は自動車が停止しているということであり、故障検出時の作動を終了する。Ｓ７０でＹＥＳの場合、Ｓ８０Ａへ移行する。

Ｓ８０Ａでは、現在の操舵トルクＴｄの絶対値がトルク閾値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の絶対値がトルク閾値Ｔ０以上であるとは、ハンドルが右方向または左方向にトルク閾値Ｔ０以上のトルクで回転されつつあることを意味する。トルク閾値Ｔ０は、例えば１．５Ｎｍに設定する。

Ｓ８０ＡでＹＥＳの場合、Ｓ９０に移行する。
Ｓ９０では、電流指令値に所定の振動成分を加算することで、運転者のハンドル操作時にハンドルを回転方向に振動させる。この処理を「加振処理」という。図５に示すように、振動成分は、例えば、振幅を操舵トルク０．５Ｎｍに相当する電流値に設定し、周波数を２０Ｈｚに設定する。ここで、「０．５Ｎｍ」というトルクは、運転者のハンドル操作の妨げにならず、かつ運転者が確実に気付くことができる程度の振動を与えるトルクである。また、「２０Ｈｚ」という周波数は、通常運転者が操舵するときの周波数である０〜２Ｈｚよりも充分に大きい周波数である。

加振処理によって生成された振動は操舵トルクに重畳するため、操舵トルクの波形は、電流指令値の波形と同様になる。加振処理によりハンドルを振動させることで、運転者に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。

Ｓ８０ＡでＮＯの場合、Ｓ９５に移行する。Ｓ８０ＡでＮＯの場合とは、具体的には、直進走行時もしくは曲率半径がほぼ一定の緩いカーブを走行する時のようにハンドルが固定されている時、または微小修正操舵の時に相当する。このような時にまでハンドルを振動させると、たとえわずかな振動でも運転者に違和感を与えるおそれがあるため、加振処理を実行しないようにする。
そこでＳ９５では、電流指令値へ加算する振動成分をゼロとする。
Ｓ９０またはＳ９５の後、Ｓ７０に戻り、ＩＧスイッチ５２のオン／オフを繰り返し判断する。

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、操舵トルクＴｄが閾値Ｔ０未満であれば、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することができる。このとき、ハンドルは振動しない。
一方、左折または右折時など、操舵トルクＴｄが閾値Ｔ０以上となるときは、やはり通常時の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。このときにはハンドルが振動するが、その振動成分はハンドル操作の妨げにならない程度に設定されているため、自動車を違和感なく運転することができる。

（効果）
次に、上述の第１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後の作動において、制御手段１０は、正常な第２系統のインバータ６０２についての電流指令値に所定の振動成分を加算する「加振処理」を実行し、運転者のハンドル操作時にハンドルを回転方向に振動させる。これにより、運転者に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）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の上限値としての最大電流制限値Ｉｒを、「故障検出以前に第２系統のインバータ６０２が巻線組８０２に供給していた最大電流制限値と同等」の値に設定することにより、インバータ６０２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。よって、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。

（３）制御手段１０は、操舵トルク検出値Ｔｄがトルク閾値Ｔ０以上のときに限り加振処理を実行し、操舵トルク検出値Ｔｄがトルク閾値Ｔ０未満のときには加振処理を実行しない。これにより、ハンドルが固定されている時、または微小修正操舵の時など、運転者に違和感を与えなくすることができる。
また、加振処理を実行する期間を限定することで、制御手段１０の制御負荷を軽減することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電動機駆動装置２の故障検出時の作動について図６のフローチャートを参照して説明する。
第２実施形態は、第１実施形態のＳ８０Ａに代えてＳ８０Ｂを実行する以外は第１実施形態と同様である。
Ｓ８０Ｂでは、「現在の操舵トルクＴｄの絶対値がトルク閾値Ｔ０以上かつ現在の回転角Ｒｄの絶対値が回転角閾値Ｒ０以上」であるか否かを判断する。トルク閾値Ｔ０は、例えば１．５Ｎｍに設定し、回転角閾値Ｒ０は、例えば５°に設定する。回転角検出値Ｒｄが「５°未満」の場合は、ほぼ直進走行時に相当する。ほぼ直進走行時には、また、操舵トルク検出値Ｔｄも「１．５Ｎｍ未満」となる。
Ｓ８０ＢでＹＥＳの場合およびＮＯの場合の処理は、第１実施形態と同様である。

上述のように、ハンドルが固定されている時、または微小修正操舵の時には、加振処理を実行しないようにすることが好ましい。そこで、操舵トルク検出値Ｔｄと回転角検出値Ｒｄとの両方に基づいて現在の走行状態を判断することにより、「加振処理を実行したくない場合」をより確実に処理から除外することができる。

（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がトルク閾値Ｔ０に等しい場合を「操舵トルク検出値Ｔｄがトルク閾値Ｔ０を超えたとき」に含め、「操舵トルク検出値Ｔｄがトルク閾値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がトルク閾値Ｔ０に等しい場合を、「操舵トルク検出値Ｔｄがトルク閾値Ｔ０未満のとき」に含めて処理しても現実の作用には何ら違いはない。回転角についても同様である。

（イ）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する。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。

（ウ）上記の実施形態では、操舵トルク検出値Ｔｄまたは回転角検出値Ｒｄによって加振処理の実行可否を決定する。しかし、いずれかの系統の故障検出時、操舵トルク検出値Ｔｄまたは回転角検出値Ｒｄによらず、常に加振処理を実行してもよい。

（エ）上記の第２実施形態では、操舵トルク検出値Ｔｄによる判断と回転角検出値Ｒｄによる判断とを組み合わせて加振処理の実行可否を決定する。しかし、回転角検出値Ｒｄによる判断のみで加振処理の実行可否を決定してもよい。

（オ）上記の実施形態に対し、ＩＧスイッチのオン／オフ判断をしなくてもよい。
（カ）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
５２ ・・・ＩＧスイッチ
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（回転角検出手段）
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 ・・・電流供給制限値
Ｉｒ ・・・最大電流制限値
Ｉｔ ・・・合計最大電流制限値
Ｔｄ ・・・操舵トルク、操舵トルク検出値
Ｔ０ ・・・トルク閾値
Ｒｄ ・・・回転角、回転角検出値
Ｒ０ ・・・回転角閾値

Claims (5)

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、
   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所定の最大電流制限値に設定するとともに、前記正常インバータについての前記電流指令値に所定の振幅および周波数を有する振動成分を加算する加振処理を実行することを特徴とする電動機駆動装置。
2. 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１に記載の電動機駆動装置。
3. 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を備え、
   前記制御手段は、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トルク閾値を超えたときに限り前記加振処理を実行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. 運転者が操作するハンドルの中心位置からの回転角を検出する回転角検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記回転角検出手段が検出する回転角検出値が所定の回転角閾値を超えたときに限り前記加振処理を実行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. 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１〜４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。

Images