JP2012065416A - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
通電不良相発生における、特に高速走行中でのトルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることのできるモータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】
ＣＰＵ１７は、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２３と、これらｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*に基づいてｄ/ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部２４とを備える。また、ＣＰＵ１７は、モータ１２の何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常判定部３１を備え、該異常が検出された場合には、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御信号の生成を実行する。そして、車速検出手段１６が検出した車速が所定値以上になった場合には、ｑ軸電流指令値Ｉq*を漸減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等に用いられるモータ制御装置の多くには、電力供給線の断線や駆動回路の接点故障等によってモータの何れかの相（Ｕ、Ｖ、Ｗの何れか）に通電不良が生じた場合に、該異常の発生を検出可能な異常検出手段が設けられている。そして、当該異常の発生を検出した場合には、速やかにモータ制御を停止してフェールセーフを図る構成が一般的となっている。

ところが、ＥＰＳにおいては、こうしたモータ制御の停止に伴い、そのステアリング特性が大きく変化する。即ち、運転者が的確なステアリング操作を行なうためには、より大きな操舵力が要求されることになる。この点を踏まえ、従来、上記のように通電不良相の発生を検出した場合であっても、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を継続するモータ制御装置がある（例えば、特許文献１）。そして、これにより、操舵系に対するアシスト力の付与を継続して、フェールセーフに伴う運転者の負担の増大を回避することができる。

ＷＯ２００５/０９１４８８

しかしながら、上記従来例のように、通電不良相の発生時、当該通電不良発生相
以外の二相を通電相（同図に示される例は、Ｕ相異常、Ｖ、Ｗ相通電時）としてモータ制御を継続する場合に、図１０に示すような、モータ回転角度９０度及び２７０度で発生するトルクリップルに起因する操舵フィーリングの悪化が避けられない。

また、高速走行中では、車速が高ければ高いほど、ハンドルの操舵角範囲は狭くなり、該二相を通電相としてモータ制御を継続する場合に、ハンドルの操舵角範囲にモータトルクを出力できない角度範囲があると、微妙なハンドル操舵が困難となり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、通電不良相発生における、特に高速走行中でのトルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることのできるモータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段（１７）と、前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給するモータ駆動回路（１８）とを有し、前記モータ制御信号出力手段（１７）は、電流指令値としてのｄ/ｑ座標系のｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算する電流指令値演算手段（２３）と、検出されるモータの各相電流値を前記ｄ/ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換し、該ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を前記演算された前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に追従させるべくフィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段（２４）とを備えるとともに、前記モータの何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常検出手段（３１）を備え、前記異常が検出された場合には、該異常発生相以外の相を通電相とする前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置であって、車速を検出する車速検出手段（１６）を備えるとともに、前記電流指令値演算手段（２３）は、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じた所定の回転角を除いて、前記ｑ軸電流指令値に対応した前記ｑ軸電流が発生するように前記ｄ軸電流指令値を演算するとともに、前記車速検出手段（１６）が検出した車速に応じて、前記ｑ軸電流指令値を補正すること、を要旨とする。

上記構成によれば、車速に応じて、ｑ軸電流指令値を補正することができる。
その結果、通電不良相発生時においても、必要な車速に応じて、トルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記電流指令値演算手段（２３）は、前記異常の検出時には、前記車速検出手段（１６）が検出した車速が所定車速値以上になった場合には、前記ｑ軸電流指令値を漸減すること、を要旨とする。

上記構成によれば、車速が所定値以上になった場合には、ｑ軸電流指令値を漸減することができる。
その結果、通電不良相発生時においても、車速が所定値以上の高速走行になった場合には、ｑ軸電流指令値が微少になり、トルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２の何れか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、通電不良相発生時においても、車速に応じて、トルクリップルの発生を抑制することができ、良好な操舵フィーリングを維持したまま、アシスト力の付与を継続することができるようになる。

本発明によれば、通電不良相発生における、特に高速走行中でのトルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることのできるモータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。 異常判定部の構成を示すブロック図。 通電不良相検出の処理手順を示すフローチャート図。 電流指令値演算部の構成を示すブロック図。 電流指令値Ｉq*演算部のアシストマップ 電流指令値Ｉq*演算部のＩq**補正演算部の車速ゲインマップ 電流指令値Ｉq*演算部のＩq**補正演算部の処理手順を示すフローチャート図。 電流指令値Ｉd*演算部の処理手順を示すフローチャート図。 従来の二相駆動時におけるｑ軸電流図。

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のＥＰＳ１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角が変更される。

また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ１３と、ＥＰＳアクチュエータ１３の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１３は、コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ１２は、減速機構１４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。ＥＰＳアクチュエータ１３は、モータ１２の回転を減速機構１４により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する。

ＥＣＵ１１には、車速センサ１６、トルクセンサ１５、及びモータ回転角センサ２２が接続されている。ＥＣＵ１１は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速Ｖ、操舵トルクτ、及びモータ回転角θを検出する。例えば、本実施形態のトルクセンサ１５は、一対のレゾルバが図示しないトーションバーの両端に設けられたツインレゾルバ型のトルクセンサである。また、ＥＣＵ１１は、これらの検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、モータ１２への駆動電力の供給を通じて、ＥＰＳアクチュエータ１３の作動、即ち、操舵系に付与するアシスト力を制御する。

次に、本実施形態のＥＰＳ１における電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳ１の制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＰＳ１は、ＥＣＵ１１とモータ１２を備える。モータ１２は、ブラシレスモータであり、モータ回転角θを検出するためのモータ回転角センサ２２を有する。ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するＣＰＵ１７（モータ制御信号出力手段）と、そのモータ制御信号に基づいて、モータ１２に三相の駆動電力を供給するモータ駆動回路１８と、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉwを検出するための電流センサ２１u、２１v、２１wとを備える。モータ駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ等）を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータである。

ＣＰＵ１７は、上記各センサ２１u、２１v、２１w、２２、１５、１６の出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、及びモータ回転角θ、並びに上記操舵トルクτ、及び車速Ｖに基づいて、電流フィードバック制御を実行する。具体的にＣＰＵ１７は、モータ駆動回路１８を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するモータ制御信号をモータ駆動回路１８に出力する。モータ制御信号が印加されると、モータ駆動回路１８では、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフする。これによりモータ駆動回路１８は、バッテリ（図示せず）の電源電圧に基づく三相のモータ駆動電力を生成して、モータ１２へ出力する。

以下に示す各制御ブロックは、ＣＰＵ１７が実行するコンピュータプログラムにより実現される演算処理である。ＣＰＵ１７は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

図２に示すように、ＣＰＵ１７は、モータ１２を制御する電流指令値を演算する電流指令値演算部２３（電流指令値演算手段）と、上記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部２４（モータ制御信号生成手段）とを備える。

電流指令値演算部２３の構成を、図５に基づいて説明する。
電流指令値演算部２３は、モータ回転角θとＸ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）通電正常・異常判定状態フラグＳtmx（後述する）に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する電流指令値Ｉd*演算部２３aと、上記トルクセンサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速センサ１６により検出された車速Ｖ及び上記Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）通電正常・異常判定状態フラグＳtmxに基づいて、ｑ軸軸電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値Ｉq*演算部２３bを有する。

また、上記電流指令値Ｉq*演算部２３bは図６で示されるアシストマップ２３cと、アシストマップ２３cから出力された電流指令値Ｉq**を、図７の車速ゲインマップ２３e（後述する）により補正する電流指令値Ｉq**補正演算部２３dを有する。

上記、電流指令値演算部２３にて演算されたｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*は、モータ制御信号生成部２４に出力される。一方、モータ制御信号生成部２４には、電流指令値演算部２３により算出された、これらｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２１u、２１v、２１wにより検出された各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、及び回転角センサ２２により検出されたモータ回転角θが入力される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、及びモータ回転角θに基づいて、ｄ/ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。

即ち、モータ制御信号生成部２４において、各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉwは、モータ回転角θとともに３相/２相変換部２５に入力され、同３相/２相変換部２５によりｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換される。また、電流指令値演算部２３の出力するｑ軸軸電流指令値Ｉq*は、上記ｑ軸電流値Ｉqとともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流指令値Ｉd*は、ｄ軸電流値Ｉdとともに減算器２６ｄに入力される。

尚、本実施形態では、通常時、電流指令値演算部２３は、ｄ軸電流指令値Ｉd*としてゼロ（Ｉd*＝０）を出力する。これら減算器２６ｄ、２６ｑにおいて演算されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸軸電流偏差ΔＩqは、それぞれ対応するＦ/Ｂ制御部２７ｄ、２７ｑに入力される。そして、これら各Ｆ/Ｂ制御部２７ｄ、２７ｑにおいて、電流指令値演算部２４が出力するｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*に実電流であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸軸電流値Ｉqを追従させるためのフィードバック制御が行われる。

具体的には、Ｆ/Ｂ制御部２７ｄ、２７ｑは、入力されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸軸電流偏差ΔＩqの所定のＦ/Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。そして、各Ｆ/Ｂ制御部２７ｄ、２７ｑにより演算されたこれらｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角θとともに２相/３相変換部２８に入力され、同２相/３相変換部２８において三相の相電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に変換される。

２相/３相変換部２８において演算された各電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*は、ＰＷＭ変換部３０に入力され、同ＰＷＭ変換部３０において、該各電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に対応するＤＵＴＹ指令値αu、αv、αwが生成される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相ＤＵＴＹ指令値αu、αv、αwに示されるオンＤＵＴＹ比を有するモータ制御信号を生成し、ＣＰＵ１７は、そのモータ制御信号を、モータ駆動回路１８を構成する各スイッチング素子（のゲート端子）に出力することにより、同モータ駆動回路１８の作動、即ちモータ１２への駆動電力の供給を制御する。

（異常発生時の制御態様）
次に、本実施形態のＥＣＵにおける異常発生時の制御態様について説明する。
図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１では、ＣＰＵ１７には、ＥＰＳ１に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部３１（異常検出手段）が設けられている。そして、ＥＣＵ１１は、この異常判定部３１により特定（判定）された異常の態様に応じて、モータ１２の制御モードを変更する。

異常判定部３１には、モータ１２の各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、及び回転角速度ω、並びに各相のＤＵＴＹ指令値αu、αv、αw等が入力される。そして、異常判定部３１は、これら各状態量に基づいて、トルクセンサ１５の異常、及びモータ１２への電力供給系統における異常、具体的には、過電流の発生、或いは動力線（モータコイルを含む）の断線やモータ駆動回路１８の接点不良等に起因する通電不良相の発生等を検出する。

詳述すると、図３で示すように異常判定部３１は、Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の通電異常を判定するＸ相通電異常判定部３１aと、Ｘ相通電異常判定部３１aで判定した、Ｘ相通電正常・異常判定結果を記憶する、Ｘ相通電正常・異常判定記憶部３１bで構成されている。

例えば、Ｘ相通電正常・異常判定記憶部３１bはメモリアドレス１００番地にＵ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmuの内容が記憶されている（状態フラグＳtmuが「０」の場合は、Ｕ相通電が正常状態を、状態フラグＳtmuが「１」の場合は、Ｕ相通電が異常状態をあらわす）。同様に、メモリアドレス１０１番地にＶ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmvの内容が記憶され、メモリアドレス１０２番地にＷ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmwの内容が記憶されている。

次に、Ｘ相通電異常判定部３１aで実施される、Ｘ相通電不良判定方法を説明する。
例えば、通電不良相発生の検出は、Ｘ相の相電流値Ｉxが所定電流値Ｉth以下（｜Ｉx｜≦Ｉth）、且つ回転角速度ωが断線判定の対象範囲内（｜ω｜≦ω０）である場合に、該相に対応するＤＵＴＹ指令値αxが所定電流値Ｉth及び判定対象範囲を規定する所定回転角速度値ω０に対応する所定範囲（αLO≦αx≦αHI）にない状態が継続するか否かにより行なわれる。

尚、この場合において、上記Ｘ相電流値Ｉxの閾値となる所定電流値Ｉthは「０」近傍の値に設定され、回転角速度ωの閾値となる所定回転角速度値ω０は、モータの基底速度（最高回転数）に相当する値に設定される。そして、ＤＵＴＹ指令値αxに関するＤＵＴＹ閾値（αLO、αHI）は、それぞれ通常制御においてＤＵＴＹ指令値αxが取り得る下限値よりも小さな値、及び上限値よりも大きな値に設定されている。

即ち、図４のフローチャートに示すように、Ｘ相通電異常判定部３１aは、検出されるＸ相電流値Ｉx（の絶対値）が所定電流値Ｉth以下であるか否かを判定し（ステップ１０１）、所定電流値Ｉth以下である場合（｜Ｉx｜≦Ｉth、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、続いて回転角速度ω（の絶対値）が所定回転角速度値ω０以下であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、回転角速度ωが所定回転角速度値ω０以下である場合（｜ω｜≦ω０、ステップ１０２）には、ＤＵＴＹ指令値αxが上記の所定範囲（αLO≦αx≦αHI）内にあるか否かを判定し（ステップ１０３）、所定範囲内にない場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定し、Ｘ相通電正常・異常判定記憶部３１bに「１」を書き込む（Ｘ相通電不良、Ｓtmx＝１、ステップ１０４）。

そして、Ｘ相通電異常判定部３１aは、相電流値Ｉxが所定電流値Ｉthよりも大きい場合（｜Ｉx｜＞Ｉth、ステップ１０１：ＮＯ）、回転角速度ωが所定回転角速度値ω０よりも大きい場合（｜ω｜＞ω０、ステップ１０２：ＮＯ）、又はＤＵＴＹ指令値αxが上記所定範囲内にある場合（αLO≦αx≦αHI、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、Ｘ相は正常であると判定し、Ｘ相通電正常・異常判定記憶部３１bに「０」を書き込む（Ｘ相正常、Ｓtmx＝０、ステップ１０５）。

つまり、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相の何れか）に通電不良（断線）が生じた場合、当該相のＸ相電流値Ｉxは「０」となる。ここで、Ｘ相の相電流値Ｉxが「０」又は「０に近い値」となる場合には、このような断線発生以外にも以下の二つのケースがあり得る。

・モータの回転角速度が基底速度（最高回転数）に達した場合
・電流指令自体が略「０」である場合
この点を踏まえ、本実施形態では、先ず、判定対象であるＸ相の相電流値Ｉxを所定電流値Ｉth と比較することにより、当該相電流値Ｉxが「０」であるか否かを判定する。そして、断線時以外に相電流値Ｉxが「０」若しくは「０に近い値」をとる上記二つのケースに該当するか否かを判定し、当該二つのケースに該当しない場合には、Ｘ相に断線が発生したものと判断する。

即ち、相電流値Ｉxが「０」近傍の所定電流値Ｉth 以下となるほどの回転角速度ω（基底度）ではないにも関わらず、極端なＤＵＴＹ指令値αxが出力されている場合には、当該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定することができる。そして、本実施形態では、異常判定部３１が、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相について、上記判定を実行することにより、通電不良が発生した相を特定する構成となっている。

尚、説明の便宜のため図４のフローチャートでは省略したが、上記判定は、電源電圧がモータ１２を駆動するために必要な規定電圧以上である場合を前提として行なわれる。そして、最終的な異常検出の判定は、所定ステップ１０４において通電不良が生じているものと判定される状態が所定時間以上継続したか否かにより行なわれる。

本実施形態では、ＥＣＵ１１は、この異常判定部３１における異常判定の結果に基づいて、モータ１２の制御モードを切り替える。具体的には、異常判定部３１は、上記のような通電不良検出を含む異常判定の結果をＸ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）通電正常・異常判定状態フラグＳtmxとして出力し、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、その入力されるＸ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxに応じたｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。そして、これにより、ＣＰＵ１１におけるモータ１２の制御モードが切り替えられるようになっている。

さらに詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１は、通常時の制御モードである「通常制御モード」、及びモータ１２の駆動を停止すべき異常が発生している場合の制御モードである「アシスト停止モード」、並びにモータ１２の各相の何れかに通電不良が生じた場合の制御モードである「二相駆動モード」の大別して３つの制御モードを有している。そして、異常判定部３１の出力するＸ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxが「通常制御モード、Ｓtmx＝０」に対応するものである場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、上記のような通常時のｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。

一方、異常判定部３１の出力するＸ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxが「アシスト停止モード、Ｓtmxの２相以上＝１」である場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、モータ１２の駆動を停止すべく、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸軸電流指令値Ｉq*の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。

また、「アシスト停止モード」には、直ちにモータ１２の駆動を停止する場合のほか、モータ１２の出力を徐々に低減する。即ちアシスト力を徐々に低減した後に停止させる場合があり、この場合、モータ制御信号生成部２４は、その出力するｑ軸電流指令値Ｉq*の値（絶対値）を徐々に低減する。そして、ＣＰＵ１１は、モータ１２の停止後、モータ駆動回路１８を構成する各スイッチング素子を開状態とし、図示しない電源リレーを開放する構成となっている。

次に、異常判定部３１の出力するＸ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxが「二相駆動モード、Ｓtmxの１相＝１」である場合には、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxには、通電不良発生相を特定する情報が含まれている。そして、異常判定部３１の出力するＸ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxがこの「二相駆動モード」に対応するものである場合、モータ制御信号生成部２４は、当該通電不良発生相以外の二相を通電相とするモータ制御信号の生成を実行する。

上記、３つの制御モードを切り替える電流指令値演算部２３の説明をする。
前述したように、電流指令値演算部２３は、電流指令値Ｉq*演算部２３bに電流指令値Ｉq**補正演算部２３dを有する。電流指令値Ｉq**補正演算部２３dの処理を図８のフローチャート図に基づいて詳細に説明する。

図８のフローチャートに示すように、電流指令値Ｉq**補正演算部２３dは、先ず車速Ｖ、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmx及びアシストマップ２３cから出力された電流指令値Ｉq**を読み込む（ステップ２０１）。続いて、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxが「０」か否かを判定する（ステップ２０２）。

次に、ステップ２０２において、通電不良発生相が生じたと判断した場合（ステップ２０２：ＮＯ）、通電不良発生相がＵ相か否かを判定する（ステップ２０３）。通電不良発生相がＵ相の場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）、更に、Ｖ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２０４）。そして、Ｖ相も通電不良発生相だった場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）、更に、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２０５）。そして、Ｗ相も通電不良発生相だった場合（ステップ２０５：ＹＥＳ）、３相とも通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」とし、電流指令値Ｉq*＝０を出力（ステップ２０６）して処理を終わる。

また、Ｗ相が通電不良発生相でなかった場合（ステップ２０５：ＮＯ）、Ｕ相、Ｖ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」とし、電流指令値Ｉq*＝０を出力（ステップ２０６）して処理を終わる。

そして、Ｖ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２０４：ＮＯ）、続いて、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２０７）。そして、Ｗ相が通電不良発生相だった場合（ステップ２０７：ＹＥＳ）、Ｕ相、Ｗ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」とし、電流指令値Ｉq*＝０を出力（ステップ２０６）して処理を終わる。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２０７：ＮＯ）、Ｕ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、車速ゲインＧを決定する（ステップ２０８）。車速ゲインＧは図７で図示されているように、車速が所定車速値Ｖ０以下の場合には、車速ゲインＧ＝１であり、車速が所定車速値Ｖ０以上になった場合には、車速ゲインＧは漸減しゼロに収束する。車速により、車速ゲインＧが決定されたら「二相駆動モード」とし、電流指令値Ｉq*はアシストマップ部２３cから得られた電流指令値Ｉq**に、決定された車速ゲインＧが掛けられ補正される（ステップ２０９）。

次に、Ｕ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２０３：ＮＯ）、Ｖ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２１０）。そして、Ｖ相が通電不良発生相だった場合（ステップ２１０：ＹＥＳ）、続いて、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２１１）。そして、Ｗ相も通電不良発生相だった場合（ステップ２１１：ＹＥＳ）、Ｖ相、Ｗ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」とし、電流指令値Ｉq*＝０を出力（ステップ２０６）して処理を終わる。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２１１：ＮＯ）、Ｖ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、車速ゲインＧを決定する（ステップ２０８）。車速により、車速ゲインＧが決定されたら「二相駆動モード」とし、電流指令値Ｉq*はアシストマップ部２３cから得られた電流指令値Ｉq**に、決定された車速ゲインＧが掛けられ補正される（ステップ２０９）。

次に、Ｖ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２１０：ＮＯ）、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ２１２）。そして、Ｗ相が通電不良発生相だった場合（ステップ２１２：ＹＥＳ）、Ｗ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、車速ゲインＧを決定する（ステップ２０８）。車速により、車速ゲインＧが決定されたら「二相駆動モード」とし、電流指令値Ｉq*はアシストマップ部２３cから得られた電流指令値Ｉq**に、決定された車速ゲインＧが掛けられ補正される（ステップ２０９）。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ２１２：ＮＯ）、全相正常と判断し、「通常制御モード」とし、アシストマップ部２３cから得られた電流指令値Ｉq**を電流指令値Ｉq*として出力（ステップ２１３）して処理を終わる。

前述したように、電流指令値演算部２３は、電流指令値Ｉq*演算部２３bとともに、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する電流指令値Ｉd*演算部２３aを有する。電流指令値Ｉd*演算部２３aもまた、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxによって処理が選択される。電流指令値Ｉd*演算部２３aの処理を図９のフローチャート図に基づいて詳細に説明する。

図９のフローチャートに示すように、電流指令値Ｉd*演算部２３aは、先ずモータ回転角θ、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmx及び電流指令値Ｉq**補正演算部２３dから出力された電流指令値Ｉq*を読み込む（ステップ３０１）。続いて、Ｘ相通電正常・異常判定状態フラグＳtmxが「０」か否かを判定する（ステップ３０２）。

次に、ステップ３０２において、通電不良発生相が生じたと判断した場合（ステップ３０２：ＮＯ）、通電不良発生相がＵ相か否かを判定する（ステップ３０３）。通電不良発生相がＵ相の場合（ステップ３０３：ＹＥＳ）、更に、Ｖ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３０４）。そして、Ｖ相も通電不良発生相だった場合（ステップ３０４：ＹＥＳ）、更に、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３０５）。そして、Ｗ相も通電不良発生相だった場合（ステップ３０５：ＹＥＳ）、３相とも通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」として処理を終わる（ステップ３０６）。

また、Ｗ相が通電不良発生相でなかった場合（ステップ３０５：ＮＯ）、Ｕ相、Ｖ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」として処理を終わる（ステップ３０６）。

そして、Ｖ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３０４：ＮＯ）、続いて、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３０７）。そして、Ｗ相が通電不良発生相だった場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）、Ｕ相、Ｗ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」として処理を終わる（ステップ３０６）。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３０７：ＮＯ）、Ｕ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、電流指令値Ｉd*を演算する（ステップ３０８：Ｉd*＝Ｉq*・tanθ）。電流指令値Ｉd*が演算されたら「二相駆動モード」とし、処理を終わる（ステップ３０９）。

次に、Ｕ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３０３：ＮＯ）、Ｖ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３１０）。そして、Ｖ相が通電不良発生相だった場合（ステップ３１０：ＹＥＳ）、続いて、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３１１）。そして、Ｗ相も通電不良発生相だった場合（ステップ３１１：ＹＥＳ）、Ｖ相、Ｗ相の二相に通電不良発生と判断し、「アシスト停止モード」として処理を終わる（ステップ３０６）。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３１１：ＮＯ）、Ｖ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、電流指令値Ｉd*を演算する（ステップ３１２：Ｉd*＝Ｉq*・tan（θ−２π/３））。電流指令値Ｉd*が演算されたら「二相駆動モード」とし、処理を終わる（ステップ３０９）。

次に、Ｖ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３１０：ＮＯ）、Ｗ相が通電不良発生相か否かを判定する（ステップ３１３）。そして、Ｗ相が通電不良発生相だった場合（ステップ３１３：ＹＥＳ）、Ｗ相のみ通電不良発生と判断し、「二相駆動モード」に対応するため、電流指令値Ｉd*を演算する（ステップ３１４：Ｉd*＝Ｉq*・tan（θ＋２π/３））。電流指令値Ｉd*が演算されたら「二相駆動モード」とし、処理を終わる（ステップ３０９）。

次に、Ｗ相が通電不良発生相でない場合（ステップ３１３：ＮＯ）、全相正常と判断し、「通常制御モード」とし、Ｉd*＝０を出力して処理を終わる（ステップ３１５）。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
ＣＰＵ１７は、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２３と、これらｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に基づいて、ｄ/ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部２４とを備える。また、ＣＰＵ１７は、モータ１２の何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常判定部３１を備え、該異常が検出された場合には、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御信号の生成を実行する。そして、このとき、ＣＰＵ１７は、当該通電不良発生相に応じた所定の回転角を除いて、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したｑ軸電流値Ｉqが発生するようにｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。また、車速検出手段が検出した車速Ｖが所定車速値Ｖ０以上になった場合には、ｑ軸電流指令値Ｉq*を漸減する。

上記構成によれば、通電不良相発生時においても、トルクリップルの発生を抑制することができるとともに、特に、高速走行中では、アシストトルクの発生を違和感なく極力抑制することができる。その結果、通電不良相発生における、操舵状態全般においてトルクリップルの発生を抑制し、微妙なハンドル操舵を容易にすることのできるようになる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化したが、ＥＰＳ以外の用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。

・本実施形態では、電流指令値Ｉq*はアシストマップ２３cから得られた電流指令値Ｉq**に、決定された車速ゲインＧを掛けることにより補正することとした。そして、車速Ｖが所定車速値Ｖ０以上になった場合には、車速ゲインＧは漸減しゼロに収束させることにより、特に、高速走行中では、アシストトルクの発生を違和感なく極力抑制することができるようにした。しかし、高速走行中でのアシストトルクの発生を違和感なく極力抑制する方法はこれに限ったことではなく、例えば図６のアシストマップ２３cの高速領域を初めからゼロにしたアシストマップ（図示せず）を別に用意しておき、通常制御モード時ではアシストマップ２３cを、二相駆動モード時ではアシストマップを切り替えて使用するようにしても勿論よい。

１：電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２：ステアリング、
３：ステアリングシャフト、４：ラックアンドピニオン機構、５：ラック軸、
６：タイロッド、７：転舵輪、８：コラムシャフト、９：インターミディエイトシャフト、１０：ピニオンシャフト、１１：ＥＣＵ、１２：モータ、１３：ＥＰＳアクチュエータ、１４：減速機構、１５：トルクセンサ、１６：車速センサ、１７：ＣＰＵ、
１８：モータ駆動回路、２１u、２１v、２１w：電流センサ、２２：モータ回転角センサ、２３：電流指令値演算部、２３a：電流指令値Ｉd*演算部、
２３b：電流指令値Ｉq*演算部、２３c：アシストマップ、
２３d：電流指令値Ｉq**補正演算部、２３e:車速ゲインマップ、
２４：モータ制御信号生成部、２５：３相/２相変換部、２６ｄ、２６ｑ：減算器、
２７ｄ、２７ｑ：Ｆ/Ｂ制御部、２８：２相/３相変換部、３０：ＰＷＭ変換部、
３１：異常判定部、３１a：Ｘ相通電異常判定部、
３１b：Ｘ相通電正常・異常判定記憶部、
Ｖ：車速、τ：操舵トルク、θ：モータ回転角、
Ｉu、Ｉv、Ｉw：各相電流値、Ｉq*：ｑ軸電流指令値、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、
Ｉd：ｄ軸電流値、Ｉq：ｑ軸電流値、ΔＩd：ｄ軸電流偏差、ΔＩq：ｑ軸軸電流偏差、
Ｖd*：ｄ軸電圧指令値、Ｖq*：ｑ軸電圧指令値、
Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*：各相電圧指令値、αu、αv、αw：各相ＤＵＴＹ指令値、
αx：Ｘ相ＤＵＴＹ指令値、αLO、αHI：ＤＵＴＹ閾値、Ｇ：車速ゲイン、
Ｖ０：所定車速値、Ｉx：Ｘ相電流値、Ｉth：所定電流値、
ω：回転角速度、ω０：所定回転角速度値、δ：三角波（搬送波）、
Ｓtmx：Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）通電正常・異常判定状態フラグ、
Ｓtmu：Ｕ相通電正常・異常判定状態フラグ、
Ｓtmv：Ｖ相通電正常・異常判定状態フラグ、
Ｓtmw：Ｗ相通電正常・異常判定状態フラグ

Claims (3)

1. モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、
   前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給する駆動回路とを有し、前記モータ制御信号出力手段は、電流指令値としてのｄ/ｑ座標系のｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
   検出されるモータの各相電流値を前記ｄ/ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換し、該ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を前記演算された前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に追従させるべくフィードバック制御を実行することにより前記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段とを備えるとともに、
   前記モータの何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常検出手段を備え、
   前記異常が検出された場合には、該異常発生相以外の相を通電相とする前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置であって、
   車速を検出する車速検出手段を備えるとともに、
   前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じた所定の回転角を除いて、前記ｑ軸電流指令値に対応した前記ｑ軸電流が発生するように前記ｄ軸電流指令値を演算するとともに、
   前記車速検出手段が検出した車速に応じて、前記ｑ軸電流指令値を補正すること、を特徴とするモータ制御装置。
2. 前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記車速検出手段が検出した車速が所定車速値以上になった場合には、前記ｑ軸電流指令値を漸減すること、
   を特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 請求項１または請求項２の何れか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。

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