(57)【要約】  運転者の操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部は、トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したときアシスト指令を制限し、故障判定部は、アシスト指令の制限に依らず故障を判定する第１故障判定部と、アシスト指令が制限されているときに故障を判定する第２故障判定部を備え、第２故障判定部で故障と判定した場合にモータの駆動を停止する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記運転者の操舵を補助するモータと、
前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、
前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ又は前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部と、
を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成され、
前記故障判定部は、
前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、
前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、
を備え、
前記第２故障判定部により前記故障と判定した場合に、前記モータの駆動を停止するように構成されている、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２判定閾値は、前記第１判定閾値よりも小さい値に設定されている、
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。
【請求項３】
前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第２の異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第１異常判定状態量と前記第２異常判定状態量は、互いに異なる状態量であるように構成されている、
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。
【請求項４】
前記アシスト指令の制限中に、前記故障を判定するためのテスト指令を生成するテスト指令生成部を備え、
前記モータ駆動部は、前記テスト指令を加味して前記モータを駆動するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータの応答に前記テスト指令が反映されないとき、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記テスト指令は、前記車両のステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記第２故障判定部は、前記モータの電流の大きさが所定の値より小さい場合に、前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記第２故障判定部は、第１所定時間Ｔ１内の前記モータの各相の電流が、正の所定の閾値以上となる時間と、負の所定の閾値以下となる時間を計測し、前記正の所定の閾値以上となる時間又は前記負の所定の閾値以下となる時間が、第２所定時間Ｔ２以下である場合に前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令の制限中に、前記第２故障判定部により第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記第２故障判定部は、前記アシスト指令の制限中に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障でない正常な状態であることを判定する正常判定部を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限した後、前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合、又は、正常な状態であると判定された場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記モータ駆動部は、
前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、
前記故障判定部は、
前記モータの電流又は電圧に基づいて前記電流検出部又は前記電力供給部の故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記モータ駆動部は、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部と、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、
前記モータ回転角度検出部が正常な場合には、前記検出したモータ回転角度に基づいて前記モータに電力を供給し、
前記角度検出故障判定部が前記モータ回転角度検出部の故障を判定した場合には、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成され、
前記アシスト指令生成部は、
前記モータ回転角度検出部が故障中で、且つ、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上であり、且つ、前記モータの回転速度が所定の閾値以下となる状態が継続したときに前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記アシスト指令生成部は、検出した前記モータの各相の電流の正負に基づいて前記電流の位相の変化が小さいことを判定し、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続し、且つ、前記検出した電流の位相の変化が小さいと判定した場合に、前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１３のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記モータ駆動部は、  前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流と前記検出したモータの回転角度に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部を備え、
前記故障判定部は、前記電流検出部と前記電力供給部と前記モータ回転角度検出部とのうちの少なくとも一つの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項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】
この発明は、電動パワーステアリング装置、特に、運転者による車両の操舵をアシストするトルクを発生するモータ、若しくはそのモータを制御する制御装置に故障が発生した場合に、速やかにモータの駆動を停止させるようにした電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置について様々な技術が提案されている。例えば特許文献1には、モータと、このモータを制御する制御装置とを一体に構成した一体型電動パワーステアリング装置が開示されている。又、特許文献２には、制御装置が地絡の疑義を検出してから地絡の正誤が確定するまでの間、モータを制御するスイッチング素子の駆動を継続すると共に、電力供給手段からそのスイッチング素子に供給する電圧を制限するようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。【０００３】
又、特許文献３には、モータに固有の抵抗値を電動パワーステアリング装置の稼働中に算出することで、モータの回転速度が所定値以下で且つモータ電流が所定値以上のときに、モータを駆動するための目標電流信号を高精度に減少補正することができるようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。更に、特許文献４には、回転二軸座標（ｄ−ｑ軸）上の電流と回転二軸座標（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令とに基づいて、角周波数と同期電動機の推定電流と推定回転子磁束と推定回転速度とを演算する適応オブザーバと、電圧指令に基づいて前記同期電動機に電圧を印加するインバータとを備え、適用オブザーバを回転二軸上で構成し、高い回転速度で同期電動機を制御することができる同期電動機の制御装置が開示されている。【０００４】
又、特許文献５には、入力される高周波信号に対応した高周波成分を重畳した高周波電力を交流モータに供給する電力供給部と、交流モータの回転位置を推定する回転位置推定部を備え、回転位置推定部により、交流モータの出力トルクに含まれている出力トルク高周波と高周波信号との位相差に基づいて交流モータの回転位置を演算することで、回転速度や、界磁の軸飽和の発生等に制約されることなく交流モータの回転位置を精度よく推定し、高精度に交流モータの制御を行い得るようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。【０００５】
このように、従来、様々な観点から技術開発が推進され、小型、軽量で、且つ高精度に制御可能な電動パワーステアリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６２１５９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１２５７９号公報
【特許文献３】特許第３１０４８６５号公報
【特許文献４】特許第４６７２２３６号公報
【特許文献５】国際公開番号WO２０１４／０８０４９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、周知のように電動パワーステアリング装置は、車両を運転する運転者の操舵をアシストするトルクを発生するモータと、このモータを制御する制御装置とを備えているが、モータ若しくは制御装置に故障が発生してモータに適切な電流を通電することができなくなると、モータが回転しなくなるロック状態となり、運転者が意図した操舵を行なうことが困難になる場合がある。そのため、電動パワーステアリング装置には、周知のように、モータ又は制御装置に故障が発生した場合には、速やかにモータの駆動を停止させる等の対策を講じることが要求されている。【０００８】
一方、モータ又は制御装置に故障が発生したときに速やかにモータの駆動を停止させる対策を講じた場合、モータの電流に比例した大きさで発生する外乱等の影響により、故障が発生していないにもかかわらず誤って故障が発生したことを検知する、いわゆる故障の誤検知が発生する可能性があり、このような故障の誤検知によりモータの駆動が停止してしまい、運転者はモータによる操舵力の補助を得られなくなるという課題がある。従って、モータの電流に比例した大きさで発生する外乱等の影響を考慮して、故障の誤検知を避けるように故障判定手段を構成すべきであるが、この場合、実際に故障が発生したときに故障を検知するまでに時間がかかる等、故障検知の精度が悪化する等の課題がある。【０００９】
特許文献２に開示された従来の電動パワーステアリング装置によれば、故障の疑義を判定し、故障の疑いがあると判定した場合はモータの駆動を制限するようにしている。しかし、モータの駆動を制限する前に行われる故障の疑義の判定方法と、モータの駆動を制限した後に行う故障の判定方法が同じであると、故障による影響は抑えられるものの、故障を判定するまでに時間を要するという課題は改善されてない。前述のように外乱等による故障の発生を誤検知することを避けるように故障判定方法を構成した場合、故障の判定方法とモータの駆動を制限するための故障の疑義の判定方法が同じ判定方法である場合は、モータの駆動を制限するまでに時間を要するため、モータがロック状態となる時間が長くなるという課題がある。【００１０】
この発明は、従来の電動パワーステアリング装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、故障が発生した場合に、モータがロックして操舵し難くなることを回避しつつ、迅速に適切に故障を検知してモータの駆動を停止することができる電動パワーステアリング装置を得ることを目的としている。ここで、適切に故障を検知するとは、故障が発生した場合には確実にその故障を検知し、故障が発生していない正常な場合には故障の誤検知を生じないことを意味している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、
車両の運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記運転者の操舵を補助するモータと、
前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、
前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ又は前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部と、
を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成され、
前記故障判定部は、
前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、
前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、
を備え、
前記第２故障判定部により前記故障と判定した場合に、前記モータの駆動を停止するように構成されている、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、モータがロック状態となって操舵し難くなることを回避しつつ、より早く適切に故障を検知してモータの駆動を停止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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、第１故障判定部の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、アシスト指令及び第２故障判定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、電動パワーステアリング装置に於いて、モータの電流が小さい状態でモータ若しくは制御装置の故障を判定した方が、故障をより早く適切に検知できる理由について詳細を説明する。ここで、適切に故障を検知するとは、前述したように、故障が発生した場合には確実にその故障を検知し、故障が発生していない正常な場合には故障の誤検知を生じないことを意味している。
【００１５】
モータの回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の電圧方程式は、次式（１）で表される。
【数１】
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通常、モータの電流を制御する電流制御器を設計する際、モータに印加する電圧ｖｄ、ｖｑから電流ｉｄ、ｉｑまでの応答は、モータの抵抗値ＲとインダクタンスＬから、算式［１／（Ｌ・ｓ＋Ｒ）］に基づいて検討されることが多い。このとき、式（1）のモータの電圧方程式のうち、ｑ軸に対しては、［ω・Ｌ・ｉｄ］、［ωφ］が電圧外乱となり、ｄ軸に対しては、［ω・Ｌ・ｉｑ］が電圧外乱となる。このうち、  ［ω・Ｌ・ｉｄ］、
［ω・Ｌ・ｉｑ］は電流に比例する外乱であり、電流が大きいほど電圧外乱の影響が大きくなるので、電流制御器の制御精度が低下する。尚、φは誘起電圧定数である。
【００１６】
電流制御器の制御精度が低下すると、例えば、目標電流と実際の電流との間の電流偏差が大きくなる。又、モータ若しくは制御装置に故障が発生し、モータに適切な電流が通電できなくなった場合にも、電流偏差が大きくなる。そのため、例えば、電流偏差が大きい場合に故障と判定するようにした故障判定方法若しくは故障判定手段により故障判定を行った場合、モータの電流に比例した電圧外乱の影響により制御精度が低下すると、故障が発生していないにも関わらず、誤って故障であると判定、つまり故障の誤検知を行ない、モータの駆動を停止してしまうという課題がある。
【００１７】
故障の誤検知によりモータの駆動が停止すると、モータによる操舵力の補助が得られなくなり、運転者は大きな操舵力で操舵する必要があり操舵が困難となる。前述のように、電流に比例した電圧外乱の影響により制御精度が低下すると、制御精度の低下と故障とを区別して判定することが困難となる。従って、制御精度の低下と故障とを区別して判定するために、電圧外乱を考慮して故障検知と判断するための閾値を大きくする等、誤検知を回避するような故障判定方法若しくは故障判定手段を採用することが一般的に行われている。
【００１８】
しかしながら、故障検知のための閾値を大きくする等により、故障の誤検知を回避するように故障判定方法若しくは故障判定手段を採用すると、実際に故障が発生した場合に故障を判定する感度が低下し、故障を検知するまでに時間がかかる等、故障の検知精度が低下する。つまり、故障の検知性の向上と誤検知の回避とは、トレードオフの関係があり、両立が難しいという課題がある。
【００１９】
一方、モータの電流が小さい場合には、電流に比例した電圧外乱の影響が小さく故障検知の精度が良くなるため、故障を誤検知する可能性は極めて低くなり、故障を正確に判定することができる判定条件を設定することができ、故障をより早く適切に検知することができる。
【００２０】
又、モータの回転子の回転角度（以下、単に、モータ回転角度、と称する）の推定値を演算し、その推定値に基づいてモータに電力を供給する方式が一般的に知られているが、推定したモータ回転角度に基づいてモータに電力を供給する場合、当然のことながらモータ回転角度の推定精度が低下すると、モータの制御性能が低下する。そのため、推定したモータ回転角度に基づいてモータに電力を供給する場合には、モータ回転角度の推定精度の低下によるモータの制御性能の低下と故障によるモータの制御性能の低下とを判別することが、より一層難しくなるという課題が存在する。
【００２１】
更に、どのようなモータ回転角度の推定方法であっても、推定精度が低下すれば制御性能が低下するが、特に、電流に基づいてモータ回転角度を推定する場合、電流が大きいほど推定精度が低下してモータの制御性能が低下するという課題がある。電流に基づいてモータ回転角度を推定する方法としては、例えば、前述の式（1）に示されるモータの電圧方程式から求められるモータの誘起電圧を利用してモータの回転速度や回転位置を推定する方法が一般的に知られている。この方法は、モータの誘起電圧がモータ回転速度に比例することを利用してモータ回転角度を推定するもので、前述の特許文献３や、特許文献４等に示されている方法である。
【００２２】
ここでは、説明を簡単にするため、下記の式（２）、（３）に基づいてモータ回転角度を推定する場合を例に説明する。モータ回転角度の推定値θｅｓｔは、下記の式（２）に示すように、モータ回転速度の推定値ωｅｓｔを積分することで得られる。モータ回転速度の推定値ωｅｓｔは、電圧ｖｑと、パラメータとして設定する抵抗値Ｒ及び誘起電圧定数φと、電流ｉｑから、下記の式（３）に基づいて推定する。
θｅｓｔ＝∫  ωｅｓｔ  ｄｔ  ・・・・・・・・式（２）
ωｅｓｔ＝（ｖｑ−Ｒ・ｉｑ）／φ  ・・・・・式（３）
【００２３】
パラメータとして設定した抵抗値Ｒには、真値と設定した値とのパラメータ誤差ΔＲが含まれる。モータ回転速度ωｅｓｔは、パラメータとして設定する抵抗値Ｒと電流ｉｑに基づいて演算するため、パラメータ誤差ΔＲと電流ｉｑに比例して、モータ回転角度の推定誤差が大きくなる。このように、特に、電流に基づいてモータ回転角度を推定する場合、電流が小さい方が、よりモータの回転角度の推定精度が向上するので、推定精度の低下による制御性能の低下と故障との区別がし易くなる。
【００２４】
次に、運転者の操舵トルクが所定の値以上の場合には、モータ若しくは制御装置に故障の疑いがあることについて説明する。モータが運転者の操舵力を補助しているため、通常、操舵トルクは所定の値以下となる。但し、操舵トルクを検出するトルク検出部が故障した場合には正しい操舵トルクの値が得られないため、モータが運転者の操舵力を適正に補助できるのは、トルク検出部が正常である場合に限る。しかしながら、モータ若しくはモータの制御装置であるＥＣＵが故障した場合には、モータに適切に電流を通電できなくなり、モータが運転者の操舵トルクの方向と逆方向のトルクを発生してモータがロック状態となり、運転者が操舵し難くなるという課題が発生する。
【００２５】
モータがロック状態になると、操舵トルクの値が増大し所定の値以上となる状態が継続する。従って、モータが補助トルクを出力しているにも関わらず、検出した操舵トルクが正常で、かつ、操舵トルクの値が所定の値以上となる状態が継続したとき、モータ若しくはモータの制御装置であるＥＣＵ（但し、トルク検出部を除く）が故障している疑いがあると判断することができる。又、モータがロック状態となった場合には、モータの電流を小さくする制限することでモータの逆方向のトルクを小さくすることができるので、モータのロック状態を回避することができる。
【００２６】
以上、モータの電流が小さい状態でモータ若しくは制御装置の故障を判定した方が、故障をより早く適切に検知できる理由について説明した。
【００２７】
この発明による電動パワーステアリング装置は、前述の課題を解決し、故障をより早く適切に検知できる構成を備えている。以下、この発明による電動パワーステアリング装置を、各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態に於いて、同一若しくは相当部分は同一符号で示している。
【００２８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概念図である。図１に於いて、車両に搭載された電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１と、ステアリングシャフト１０３と、ステアリングシャフト１０３に設けられたトルク検出部１０２と、ラック・ピニオンギヤ１０５と、車輪１０４と、運転者の操舵を補助するモータ１と、モータ１を駆動する電力を供給するとともにモータ１の駆動を制御するための制御装置（以下、ＥＣＵ、と称する）１０６と、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部１０２とを含んでいる。
【００２９】
図１に示すように構成された電動パワーステアリング装置に於いて、図示していない運転者からステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクは、トルク検出部１０２に設けられているトーションバー、及びステアリングシャフト１０３を介して、ラック・ピニオンギヤ１０５に於けるラックに伝達され、車輪１０４を転舵させる。
【００３０】
モータ１が発生する出力トルクは、ステアリングシャフト１０３に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。モータ１は、例えば、永久磁石同期電動機、ＤＣブラシ付き電動機、誘導電動機等、一般に良く知られたものを用いればよい。実施の形態１では、モータ１は三相交流永久磁石同期電動機であるものとする。
【００３１】
図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。図２に於いて、ＥＣＵ１０６は、トルク検出部１０２が検出した運転者による操舵トルクτに応じたｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊を生成して出力するアシスト指令生成部２と、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊に基づきモータ１を駆動するモータ駆動部３と、モータ１又はモータ駆動部３の故障を判定する故障判定部４を備える。モータ駆動部３は、電力供給部５と、電流検出部６と、モータ回転角度検出部７により構成される。尚、以下の説明では、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊及びｑ軸アシスト指令ｉｑ＊を総合して、単に、「アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊」、若しくは「アシスト指令」と称することもある。
【００３２】
故障判定部４は、電力供給部５からモータのｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑが入力される。この故障判定部４は、後述する第１故障判定部と第２故障判定部から成る。モータ回転角度検出部７は、モータ１の回転子の回転角度θを検出して電力供給部５に入力する。モータ回転角度検出部７は、例えば、レゾルバやロータリエンコーダ等により構成される。
【００３３】
アシスト指令生成部２は、トルク検出部１０２から入力された操舵トルクτに応じて、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を演算し、電力供給部５と故障判定部４に入力する。アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の演算方法は特に限定されないが、例えば、［ｉｄ＊＝０］とし、操舵トルクτに比例ゲインＫａを乗算してアシスト指令ｉｑ＊を演算する。アシスト指令生成部２が出力するアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさの最大値は、例えば、モータ１の定格電流とする。
【００３４】
アシスト指令生成部２は、トルク検出部１０２で検出した操舵トルクτが正常で且つその値が後述の所定の閾値以上となる状態が継続したとき、アシスト指令を制限する。アシスト指令生成部２によるアシスト指令の制限は、例えば、アシスト指令であるｉｑ＊をモータ１の定格電流の１／４以下や１／１０以下や、零とする等、アシスト指令の最大値より小さい値に制限する。このとき、アシスト指令の制限は、アシスト指令の制限値を即時に小さくしてもよいし、時間と共に徐々に小さくなるように漸減してもよい。この実施の形態１では、アシスト指令の制限として、アシスト指令をモータ１の定格電流の１／４以下まで漸減するように構成されている。
【００３５】
トルク検出部１０２が検出した操舵トルクτが正常であるとは、条件を特に限定しないが、例えば、トルク検出部１０２により検出した操舵トルクτの大きさが正常な範囲となる第１トルク閾値β１以下であることを指す。検出した操舵トルクτが正常で、且つ、操舵トルクτの大きさが第２トルク閾値β２以上となる状態が継続したとき、モータ１又はモータ駆動部３に故障の疑いがあるとして、アシスト指令を制限する。ただし、β２≦β１である。モータ１又はモータ駆動部３に故障した場合にはモータ１に適切な電流を通電できないため、結果として操舵トルクが大きくなる。そのため、第２トルク閾値β２は、運転者の操舵トルクが大きい事を判定できる値であればよく、例えば、β２の大きさをβ１の０．９倍とする。更に、アシスト指令生成部２は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限中にアシスト指令制限フラグＦ０をオンにして故障判定部４に入力する。
【００３６】
次に、モータ駆動部３について説明する。モータ駆動部３は、前述のように電力供給部５と、電流検出部６と、モータ回転角度検出部７により構成される。電力供給部５は、アシスト指令生成部２からのアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊と検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとに基づいて、三相交流永久磁石同期電動機であるモータ１の電機子コイルに、三相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを印加する。電流検出部６は、電力供給部５からモータ１に三相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを印加したことによって通電された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する。
【００３７】
即ち、電力供給部５は、電流検出部６により検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、モータ回転角度検出部７が検出したモータ回転角度θに基づいて、三相から回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の電流であるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑへと座標変換し、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊と座標変換したｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑとから、ｄ軸電流偏差Δｉｄ（＝ｉｄ＊−ｉｄ）と、ｑ軸電流偏差Δｉｑ（＝ｉｑ＊−ｉｑ）を演算する。更に電力供給部５は、ｄ軸電流偏差Δｉｄとｑ軸電流偏差Δｉｑとを小さくするよう制御するために、ＰＩ制御器（図示せず）を通して、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上のｄ軸電圧ｖｄ＊、ｑ軸電圧ｖｑ＊を演算する。尚、ここでは電流制御器をＰＩ制御としたが、ＰＩ制御に限定されるものではなく、ＰＩＤ制御等の他の制御方法であってもよい。
【００３８】
電力供給部５は、モータ回転角度検出部７により検出したモータ回転角度θにより、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の電圧であるｄ軸電圧ｖｄ＊及びｑ軸電圧ｖｑ＊を、三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に座標変換し、この座標変換した三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に基づいて、インバータ（図示せず）によりモータ１に三相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを印加することで、モータ１に三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを通電し、モータ１を駆動する。
【００３９】
故障判定部４は、第１故障判定部（図示せず）と第２故障判定部（図示せず）で構成される。故障判定部４は、モータ１の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分、つまり、モータ１とモータ駆動部３の何れかの故障を判定する。ここで、モータ駆動部３の故障とは、電力供給部５と電流検出部６のうちの何れかの故障を意味する。故障判定部４により、モータ１の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分が故障した状態であると判定された場合、モータ駆動部３によるモータ１の駆動は停止される。
【００４０】
この実施の形態１では、第１故障判定部は、モータ駆動部３の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値α１より大きい場合に、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定し、第２故障判定部は、第１異常判定状態量が第２判定閾値α２より大きい場合に、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。ここで、第２判定閾値α２は、第１判定閾値α１よりも小さい値、即ち、α２＜α１とする。故障判定部４により判定される第１異常判定状態量は、モータ１の三相の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分の故障が判定できる状態量であればよい。例えば、モータ１三相の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗや、この三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに相関関係にある三相電圧、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ、又はそれらに関係する値であればよい。
【００４１】
図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、第１故障判定部の動作を示すフローチャートである。図３に於いて、第１故障判定部は、ステップＳ１１にて第１故障判定を行う。ステップＳ１１で行われる第１故障判定は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさに依らずに故障を判定する。第１故障判定部による第１故障判定は、モータ１の電流が流れる経路に関わる部分の故障が判定できればよく、故障判定条件は特に限定されない。例えば、第１異常判定状態量をｑ軸電流偏差Δｉｑとし、ｑ軸電流偏差Δｉｑが第１判定閾値α１以上となる状態が継続したときに故障と判定する。ここで、第１故障判定部に於ける故障判定条件を第１判定条件と称する。第１判定条件は、下記のように示される。
第１判定条件：ｑ軸電流偏差Δｉｑ＞第１判定閾値α１
【００４２】
ステップＳ１１に於いて、第１判定条件が満たされたか否かの判定を行い、第１判定条件が満たされていればモータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。次にステップＳ１２に進んで、第１故障判定部がモータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定して故障を検知しているか否かを判定し、故障を検知していれば（ＹＥＳ）ステップＳ１３に進んでモータ駆動部３によるモータ１の駆動を停止し、故障が検知されていなければ（ＮＯ）ステップＳ１１に戻り、第１故障判定部による第１故障判定を繰り返す。
【００４３】
次に、第２故障判定部の動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、アシスト指令及び第２故障判定部の動作を示すフローチャートである。図４に於いて、ステップＳ２１では、トルク検出部１０２により検出した操舵トルクτの大きさが正常な範囲となる第１トルク閾値β１以下であり、且つ第２トルク閾値β２以上の状態が所定時間以上継続したか否かを判定し、その判定結果が肯定であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２２に進み、モータ１又はモータ駆動部３に故障の疑いがあるとして、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を漸減して制限する。ステップＳ２１での判定の結果が否定（ＮＯ）であれば、ステップＳ２１に戻り、上記の判定を繰り返す。
【００４４】
ステップＳ２２に於いてアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を漸減して制限すれば、ステップＳ２３に進み、第２故障判定部による第２故障判定を行う。第２故障判定部による第２故障判定は、前述のようにアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を漸減して制限中であるときに行われる。例えば、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を漸減し、モータ１の定格電流の１／４以下まで制限した後に第２故障判定を行う。この第２故障判定により判定される第１異常判定状態量は、第１故障判定部による第１故障判定の場合と同じｑ軸電流偏差Δｉｑとする。
【００４５】
ステップＳ２３に於いて、ｑ軸電流偏差Δｉｑが第２判定閾値α２以上となる状態が継続したとき、第２故障判定部は、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。第２判定閾値α２は、第１判定閾値α１よりも故障を判定し易い値とするために、第１判定閾値α１より小さい値、つまり、α２＜α１とする。ここで、第２故障判定部に於ける故障判定条件を第２判定条件と称する。第２判定条件は、下記のように示される。
第２判定条件：ｑ軸電流偏差Δｉｑ＞第２判定閾値α２
【００４６】
第２故障判定部に於ける第２故障判定は、第１所定時間Ｔ１の間に第２判定条件を満たす時間を計測し、その計測した時間が第２所定時間Ｔ２以上であればモータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。この時間の計測は、例えば、ｑ軸電流偏差Δｉｑの値を一定の時間間隔でサンプリングし、第２判定条件を満たした回数をカウントすることで行う。
【００４７】
又、第２判定条件を満たす時間は連続して継続していなくてもよく、例えば、第１所定時間Ｔ１内に第２判定条件を満たした時間を積算し、この積算した時間が第２所定時間Ｔ２以上である場合に、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定してもよい。これにより、例えば、検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに検出ノイズが入って一時的に第２判定条件を逸脱した場合にも、適切に故障を判定することができる。
【００４８】
次に、ステップＳ２４では、第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されたか否かを判定し、第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合（ＮＯ）に、ステップＳ２５に進んでアシスト指令の制限を解除し、ステップＳ２１に戻る。尚、前述の第３所定時間Ｔ３は、例えば、［Ｔ３＝Ｔ１］に設定される。
【００４９】
ステップＳ２５に進むと、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限を解除しアシスト復帰を行なう。アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限の解除は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限値を時間と共に徐々に大きくし、つまり漸増し、モータ１の定格値に戻す。アシスト指令の制限の解除により、運転者が操舵するために必要な操舵トルクが軽くなる。
【００５０】
尚、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限の解除は、第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、即時に、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を、制限値からモータ１の定格値に戻すようにしてもよい。その場合、迅速にモータ１による操舵トルクの補助が得られるので、運転者が操舵するために必要な操舵トルクが軽くなる利点がある。
【００５１】
ステップＳ２４に於いて、第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２６に進んでモータ駆動部３によるモータ１の駆動を停止する。
【００５２】
以上述べたように、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、運転者の操舵を補助するモータと、前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ、または前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部とを備え、前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避できると共に、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避し、故障をより早く適切に検知性を向上できる。
【００５３】
又、前記第１故障判定部、前記第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量がそれぞれ第１判定閾値、第２判定閾値より大きい場合に、モータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも小さい値とすることで、第１故障判定部よりも第２故障判定部の方が故障であることを判定しやすくなり、故障をより早く適切に検知することができる。
【００５４】
更に、前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限中に、前記第１故障判定部、または前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除することで、故障でなかった場合に、アシスト指令の制限を解除してモータによる操舵力の補助を復帰できるので、操舵に必要な力が軽くなる利点を有する。
【００５５】
又、前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と検出した電流に基づいて前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、前記故障判定部は、前記モータの電流または電圧に基づいて前記電流検出部又は前記電力供給部の故障を判定するように構成され、アシスト指令を小さくすることで、電流に比例する電圧外乱が小さくなるので、電流の通電経路に関する電流検出部または電力供給部の故障をより早く適切に検知することができる。
【００５６】
この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置では、モータの定格電流の１／４以下まで制限した後に故障を判定するようにしたが、アシスト指令を漸減して零となるまで制限し、そのアシスト指令を漸減している過程で定格電流の１／４以下まで制限したとき故障の判定を開始するようにしてもよい。その場合、アシスト指令を漸減している過程で故障の判定を開始するため、アシスト指令を零まで制限するよりも早く故障の判定を行うことができる。更に、モータが故障により逆アシストした場合には、アシスト指令を故障の判定を行いやすい定格電流の１／４以下よりも小さい零に制限したので、逆アシストによるモータのロック状態が回避することができる。
【００５７】
尚、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置では、故障判定条件は電流に基づくものとしたが、電圧に基づいて判定してもよい。例えば、ｑ軸電流偏差Δｉｑの代わりに、ｑ軸電圧ｖｑ＊に基づいて判定してもよい。電圧は電流と相関があるため、電流に基づいて判定する場合と同様に、故障を判定することができる。
【００５８】
又、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置では、第２故障判定部で第３所定時間内に故障と判定されない場合に、アシスト指令の制限を解除するようにしたが、アシスト指令を解除せずにアシスト指令の制限を継続させるようにしてもよい。アシスト指令の制限を継続させた場合、第２故障判定部により故障を判定しやすい状態を維持できるので、故障した場合に速やかにモータの駆動を停止できる。
【００５９】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置について説明する。図５は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。実施の形態２では、故障判定部に於ける故障判定の方法が実施の形態１の場合と異なるが、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。以下、実施の形態１の場合とは異なる部分について説明する。
【００６０】
図５に示す故障判定部４に於ける第１故障判定は、モータ駆動部３の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値α１より大きい場合にモータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定し、第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる状態量とする。
【００６１】
温度変化に伴いモータ１の抵抗値が変化した場合、抵抗値の変化量ΔＲ２による影響は、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに比例する電圧外乱［ΔＲ２・ｉｄ］、［ΔＲ２・ｉｑ］とみなすことができる。従って、ｑ軸では、アシスト指令ｉｑ＊が大きいと、電圧外乱［ΔＲ２・ｉｑ］の影響を打ち消すように制御するため、ｑ軸電圧ｖｑ＊が大きくなる。そのため、アシスト指令ｉｑ＊が小さい状態で故障を判定することが望ましい。従って、第１故障判定部、及び第２故障判定部を以下に述べる構成とする。
【００６２】
即ち、第１故障判定部は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさに基づくことなく第１故障判定を行う。第１故障判定部による第１故障判定は、モータ１の電流が流れる経路に関わる部分の故障が判定できればよく、故障判定条件は特に限定しない。例えば、第１異常判定状態量をｄ軸電圧ｖｄ＊とする。そしてこの第１異常判定状態量であるｄ軸電圧ｖｄ＊が第１判定閾値α１１以上となる状態が継続したとき、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。ここで、第１故障判定部の故障判定条件を第１判定条件と称し、下記に示される。
第１判定条件  ：  ｖｄ＊＞  第１判定閾値α１１
【００６３】
第２故障判定部は、実施の形態１の場合と同様に、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊の制限中に故障を判定する。例えば、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊を漸減し、モータ１の定格電流の１／４以下まで制限した後に故障を判定する。第２異常判定状態量は、第１異常判定状態量としてのｄ軸電圧ｖｄ＊とは異なる異常判定状態量であるｑ軸電圧ｖｑ＊とする。ｄ軸は、アシスト指令［ｉｄ＊＝０］で常に小さく、ｑ軸に対して独立していると考えて、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさに依らず故障を判定する。しかし、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊は、最大値として設定した値（例えばモータ１の定格電流）まで大きくなるため、アシスト指令を例えばモータ１の定格の１／４以下まで制限した状態で故障を判定する。ｑ軸電圧ｖｑ＊が第２判定閾値α２１以上となる状態が継続したとき、故障していると判定する。ここで第２故障判定部の故障判定条件を第２判定条件と称し、下記に示される。
第２判定条件：ｖｑ＊＞第２判定閾値α２１
【００６４】
以上述べたように、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量とは、互いに異なる異常判定状態量と設定されていることで、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部だけで故障を判定した場合よりも故障を検知し易くなる。
【００６５】
以上述べたように、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、運転者の操舵を補助するモータと、前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ、または前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部とを備え、前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避できると共に、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避し、故障をより早く適切に検知性を向上できる。
【００６６】
又、第１故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定し、前記第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２の異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる異常判定状態量である構成としたことで、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定するため、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知しやすくなる。
【００６７】
更に、前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限中に、前記第１故障判定部、又は前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除することで、故障でなかった場合に、アシスト指令の制限を解除してモータによる操舵力の補助を復帰できるので、操舵に必要な力が軽くなる。
【００６８】
又、前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と検出した電流に基づいて前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、前記故障判定部は、前記モータの電流又は電圧に基づいて前記電流検出部又は前記電力供給部の故障を判定することで、アシスト指令を小さくしたことにより、電流に比例する電圧外乱が小さくなるので、電流の通電経路に関する電流検出部または電力供給部の故障をより早く適切に検知できる。
【００６９】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態３では、実施の形態１に対して制御装置としてのＥＣＵの構成が異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。以下、実施の形態１の場合とは異なる部分を主体に説明する。
【００７０】
図６は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。図６に於いて、制御装置であるＥＣＵ１０６は、前述のようにしてアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を制限中に、故障を判定するためのテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を生成するテスト指令生成部８を備えている。モータ駆動部３は、後述するようにテスト指令生成部８からのテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を加算したアシスト指令に基づいてモータ１を駆動することができるように構成されている。故障判定部４に於ける第２故障判定部は、モータ１の応答にテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊が反映されないときに、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。
【００７１】
電流検出部６とモータ回転角度検出部７は、実施の形態１の場合と同様の構成とする。アシスト指令生成部２は、実施の形態１の場合と同様に構成され、操舵トルクτに応じたアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を演算し、出力する。即ち、アシスト指令生成部２は、トルク検出部１０２から入力された操舵トルクτに応じて、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を演算し、電力供給部５に入力する。アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の演算方法は特に限定されないが、例えば、［ｉｄ＊＝０］とし、操舵トルクτに比例ゲインＫａを乗算してアシスト指令ｉｑ＊を演算する。アシスト指令生成部２が出力するアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさの最大値は、例えば、モータ１の定格電流とする。
【００７２】
アシスト指令生成部２は、実施の形態１の場合と同様に、トルク検出部１０２で検出した操舵トルクτが正常で且つその値が後述の所定の閾値以上となる状態が継続したとき、アシスト指令を制限する。アシスト指令生成部２によるアシスト指令の制限は、例えば、アシスト指令であるｉｑ＊をモータ１の定格電流の１／４以下や１／１０以下とする等、アシスト指令の最大値より小さい値に制限する。このとき、アシスト指令の制限は、アシスト指令の制限値を即時に小さくしてもよいし、時間と共に徐々に小さくなるように漸減してもよい。この実施の形態３では、アシスト指令の制限として、アシスト指令を零に漸減するように構成されている。
【００７３】
トルク検出部１０２が検出した操舵トルクτが正常であるとは、条件を特に限定しないが、例えば、トルク検出部１０２により検出した操舵トルクτの大きさが正常な範囲となる第１トルク閾値β１以下であることを指す。検出した操舵トルクτが正常で、且つ、操舵トルクτの大きさが第２トルク閾値β２が継続したとき、モータ１又はモータ駆動部３に故障の疑いがあるとして、アシスト指令を制限する。ただし、β２≦β１である。
【００７４】
更に、アシスト指令生成部２は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限中にテスト指令フラグＦをオンにしてテスト指令生成部８及び故障判定部４に入力する。テスト指令フラグＦは、故障を判定するためのテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を印加するためのフラグである。テスト指令フラグＦは、例えば、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を漸減して零に制限してからオンにされる。
【００７５】
テスト指令生成部８は、テスト指令フラグＦがオンのとき、テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を生成し、出力する。つまり、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を制限中にテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を生成する。テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊は、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数ｗｈを主成分とする固定座標軸上の電流に相当する信号である。例えば、機械的共振周波数が１０［Ｈｚ］であるステアリングに対して、テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を周波数［ｗｈ＝１２５Ｈｚ］を有する振幅Ａｈの正弦波であるとしたとき、時刻ｔのテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊は、下記の式（４）、（５）で与えられる。
ｉｄｈ＊＝Ａｈ×ｓｉｎ（ｗｈ×ｔ）    ・・・・・式（４）
ｉｑｈ＊＝Ａｈ×ｃｏｓ（ｗｈ×ｔ）    ・・・・・式（５）
【００７６】
テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊をアシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊に加算器で加算し、［ｉｄ２＊（＝ｉｄ＊＋ｉｄｈ＊）］、［ｉｑ２＊（＝ｉｑ＊＋ｉｑｈ＊）］として電力供給部５に入力する。電力供給部５は、テスト指令が加算されたアシスト指令［ｉｄ２＊（＝ｉｄ＊＋ｉｄｈ＊）］、［ｉｑ２＊（＝ｉｑ＊＋ｉｑｈ＊）］に基づいてモータ１を駆動する。
【００７７】
電力供給部５は、電流検出部６により検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、モータ回転角度検出部７が検出したモータ回転角度θに基づいて、三相から回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の電流であるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑへと座標変換し、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊と座標変換したｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑとから、ｄ軸電流偏差Δｉｄ（＝ｉｄ＊−ｉｄ）と、ｑ軸電流偏差Δｉｑ（＝ｉｑ＊−ｉｑ）を演算する。更に電力供給部５は、ｄ軸電流偏差Δｉｄとｑ軸電流偏差Δｉｑとを小さくするよう制御するために、ＰＩ制御器（図示せず）を通して、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上のｄ軸電圧ｖｄ＊、ｑ軸電圧ｖｑ＊を演算する。尚、ここでは電流制御器をＰＩ制御としたが、ＰＩ制御に限定されるものではなく、ＰＩＤ制御等の他の制御方法であってもよい。
【００７８】
電力供給部５は、モータ回転角度検出部７により検出したモータ回転角度θにより、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の電圧であるｄ軸電圧ｖｄ＊及びｑ軸電圧ｖｑ＊を、三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に座標変換し、この座標変換した三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に基づいて、インバータ（図示せず）によりモータ１に三相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを印加することで、モータ１に三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを通電し、モータ１を駆動する。
【００７９】
故障判定部４は、第１故障判定部（図示せず）と第２故障判定部（図示せず）で構成される。故障判定部４は、モータ１の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分、つまり、モータ１とモータ駆動部３の何れかの故障を判定する。ここで、モータ駆動部３の故障とは、電力供給部５と電流検出部６のうちの何れかの故障を意味する。故障判定部４により、モータ１の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分が故障した状態であると判定された場合、モータ駆動部３によるモータ１の駆動は停止される。
【００８０】
第１故障判定部は、前述の実施の形態１に於ける第１故障判定部と同様の構成とする。第２故障判定部は、モータ１の応答にテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊が反映されないとき、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。この実施の形態３では、モータ１の応答にテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊が反映されないときとは、モータ１の応答に関連する値である第２異常判定状態量が、第２判定閾値γより小さい状態が所定時間継続するときを意味する。
【００８１】
例えば、第２異常判定状態量をｄ軸電流ｉｄ、及びｑ軸電流ｉｑとし、第２判定閾値γを、テスト指令の振幅Ａｈより小さい値として、［γ＝Ａｈ／２］に設定する。テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊が１２５［Ｈｚ］の正弦波である場合、１周期が８［ｍｓ］である。そのため、モータ１又はモータ駆動部３が故障していない正常な状態であれば、半周期である４［ｍｓ］中にモータ１の応答であるｄ軸電流ｉｄ、及びｑ軸電流ｉｑの大きさが第２判定閾値γよりも大きい値となる。つまり、第１所定時間Ｔ１内のｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑが第２判定閾値γよりも小さい状態が第２所定時間Ｔ２以上継続した場合に、モータ１の応答にテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊が反映されないとして、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。
【００８２】
異常判定状態量であるｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑは、バンドパスフィルタ等のフィルタ処理によって、高周波成分を抽出してから故障の判定に用いてもよい。その場合、オフセットやノイズ等の影響を除外して判定できるので、より適切に故障の判定を行うことができる。
【００８３】
実施の形態１と同様に、第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されなかった場合に、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限を解除する。アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の制限の解除により、運転者が操舵するために必要な操舵トルクが軽くなるという効果が得られる。
【００８４】
以上述べたこの発明の実施の形態３による電動パワーステアリングの構成により、下記の効果が得られる。即ち、トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避しつつ、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避しつつ、故障をより早く適切に検知できる。
【００８５】
又、前記アシスト指令の制限中に、前記故障を判定するためのテスト指令を生成するテスト指令生成部を備え、前記モータ駆動部は、前記テスト指令に基づいて前記モータを駆動し、前記第２故障判定部は、前記モータの応答に前記テスト指令が反映されないとき、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定することで、テスト指令を用いて故障を判定する第２故障判定部の方が、第１故障判定部よりも故障を判定しやすくなる。又、アシスト指令を小さくしたことで、テスト指令による応答が抽出しやすくなり、誤判定しにくくなる。
【００８６】
更に、前記テスト指令は、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とすることで、それよりも低い周波数を印加した場合に比べて、操舵への影響を抑えられる。
【００８７】
又、前記第２故障判定部は、モータの電流の大きさが所定の値より小さい場合に故障と判定することで、テスト指令により駆動している時に、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、故障と判定することができる。
【００８８】
又、前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限中に、前記第１故障判定部、又は前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除することで、故障でなかった場合に、アシスト指令の制限を解除してモータによる操舵力の補助を復帰できるので、操舵に必要な力が軽くなる。
【００８９】
更に、前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と検出した電流に基づいて前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、前記故障判定部は、前記モータの電流または電圧に基づいて前記電流検出部または前記電力供給部の故障を判定することで、アシスト指令を小さくしたことにより、電流に比例する電圧外乱が小さくなるので、電流の通電経路に関する電流検出部または電力供給部の故障をより早く適切に検知できる。
【００９０】
尚、前述ではテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊を、１２５［Ｈｚ］の正弦波としたが、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とする信号であれば、正弦波に限られるものではない。例えば、テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊をのこぎり波、三角波、矩形波、パルス波等で構成しても、同様に故障を判定することができる。又、テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊の周波数も１周期が８［ｍｓ］となる１２５「Ｈｚ」に限定されるものではなく、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数であればよい。例えば、１周期が１６［ｍｓ］となる６２．５［Ｈｚ］としてもよいし、１周期が４［ｍｓ］となる２５０［Ｈｚ］としてもよい。
【００９１】
実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置について説明する。この実施の形態４では、実施の形態３に対して、テスト指令生成部と第２故障判定部の構成が異なり、他は同様である。
【００９２】
図７は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。図７に於いて、テスト指令生成部８は、テスト指令フラグＦがオンのとき、モータ回転角度検出部７が検出したモータ回転角度θを用いてテスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊を生成する。即ち、下記の式（６）、（７）に示す固定座標軸上のテスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊を、検出したモータ回転角度θに基づき下記の式（８）によって回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の値ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊に変換してテスト指令とする。
ｉａｈ＊＝Ａｈ×ｓｉｎ（ｗｈ×ｔ）    ・・・・・・式（６）
ｉｂｈ＊＝Ａｈ×ｃｏｓ（ｗｈ×ｔ）    ・・・・・・式（７）
【数２】
2017094141.tif 000004
テスト指令を上記のように固定座標軸の電流ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊を座標変換したｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊として与えることで、各相の電流に指定の周波数ｗｈの正弦波の信号を与えることができ、各相の電流から故障を判定することができる。
【００９３】
第２故障判定部は、第１所定時間Ｔ１内の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが、正の閾値ａ以上となる時間Ａと、負の閾値ｂ以下となる時間Ｂを計測し、時間Ａ又は時間Ｂが第２所定時間Ｔ２以下である場合に、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。これにより、第２故障判定部の故障判定は、三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの大きさが所定の値より小さい場合に、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、故障と判定することができる。更に、三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗについて、正側と負側のどちらに関係する故障が発生しているかを判別することができる。
【００９４】
第２異常判定状態量を三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとし、第２判定閾値γを、テスト指令の振幅Ａｈより小さい値として、例えば、［γ＝Ａｈ／２］とする。三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの大きさが、第２判定閾値γ以下であれば、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定することができる。
【００９５】
更に、次に述べるようにすることで、正負を区別して故障の判定ができる。即ち、例えば、テスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊が１２５［Ｈｚ］の正弦波の場合、１周期が８［ｍｓ］であるので、第１所定時間Ｔ１を、［Ｔ１＝８ｍｓ］として設定する。以下、電流ｉｕを例に説明するが、電流ｉｖ、ｉｗも同様に判定することができる。電流ｉｕが正の閾値［ａ＝Ａｈ／２］として、正の閾値ａ以上の場合の時間Ａを計測する。第２所定時間Ｔ２は、正となる時間が短いと判定できる値であればよい。例えば、テスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊が１周期８［ｍｓ］の正弦波であるとした場合、１周期でＡｈ／２以上となる時間は、８／３［ｍｓ］となる。そのため、第２所定時間Ｔ２を、８／３［ｍｓ］以下の２［ｍｓ］とし、正となる時間が２［ｍｓ］以下の場合に、正となる時間が短いとして、電流ｉｕの正側の電流の通電経路に関する故障と判定する。負の場合も同様に、負の閾値［ｂ＝−Ａｈ／２］以下となる時間Ｂを計測して故障を判定する。第２故障判定部で故障と判定すれば、モータ１の駆動を停止する。
【００９６】
又、第１所定時間Ｔ１での故障の判定をＮ回繰り返し、［第１所定時間Ｔ１×Ｎ］の間にＮ２回以上、故障と判定すればモータ１の駆動を停止するとしてもよい。ここで、Ｎ２は、例えば、（Ｎ／２）や（Ｎ／３）等とする。ただし、Ｎ、Ｎ２は整数である。第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合には、実施の形態１の場合と同様に、アシスト指令の制限を解除する。第３所定時間Ｔ３は、例えば、Ｔ１×Ｎとする。
【００９７】
以上述べたこの発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置は、前述のように構成されているので、次に述べる効果が得られる。即ち、トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避しつつ、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避しつつ、故障をより早く適切に検知することができる。
【００９８】
又、前記アシスト指令の制限中に、前記故障を判定するためのテスト指令を生成するテスト指令生成部を備え、前記モータ駆動部は、前記テスト指令に基づいて前記モータを駆動し、前記第２故障判定部は、前記モータの応答に前記テスト指令が反映されないとき、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定することで、テスト指令を用いて故障を判定する第２故障判定部の方が、第１故障判定部よりも故障を判定しやすくなる。又、アシスト指令を小さくしたことで、テスト指令による応答が抽出しやすくなり、誤判定しにくくなる。
【００９９】
更に、前記テスト指令は、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とすることで、それよりも低い周波数を印加した場合に比べて、操舵への影響を抑えることができる。
【０１００】
又、前記第２故障判定部は、モータの電流の大きさが所定の値より小さい場合に故障と判定することで、テスト指令により駆動している時に、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、故障と判定することができる。
【０１０１】
更に、前記第２故障判定部は、第１所定時間Ｔ１内の各相の電流が、正の閾値ａ以上となる時間Ａと、負の閾値ｂ以下となる時間Ｂを計測し、時間Ａまたは時間Ｂが第２所定時間Ｔ２以下である場合に故障と判定する構成としたことで、テスト指令の応答が、正の値である閾値ａ以上となった時間Ａが第２所定時間Ｔ２より短ければ、電流が正方向に適切に通電できていない故障と判定できる。同様に、負方向も判定でき、正方向と負方向のどちらが故障しているか特定することができる。
【０１０２】
又、前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限中に、前記第１故障判定部、または前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除することで、故障でなかった場合に、アシスト指令の制限を解除してモータによる操舵力の補助を復帰できるので、操舵に必要な力が軽くなる。
【０１０３】
又、前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と検出した電流に基づいて前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、前記故障判定部は、前記モータの電流または電圧に基づいて前記電流検出部または前記電力供給部の故障を判定することで、アシスト指令を小さくしたことにより、電流に比例する電圧外乱が小さくなるので、電流の通電経路に関する電流検出部または電力供給部の故障をより早く適切に検知することができる。
【０１０４】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態５では、実施の形態４の構成に対して、制御装置であるＥＣＵ内のモータ駆動部及びテスト指令生成部の構成が異なり、他は同様である。
【０１０５】
図８は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。図８に於いて、モータ１の回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部９を備え、演算したモータ回転角度推定値θｅｓｔに基づいて、テスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊の生成とモータ１への電力の供給を行うことが、前述の実施の形態４の場合と異なる。
【０１０６】
モータ駆動部３は、電力供給部５と、電流検出部６と、モータ回転角度推定部９とを備える。電流検出部６は、前述の実施の形態４に於ける電流検出部と同様の構成とする。この実施の形態５では、モータ駆動部３にはモータ回転角度検出部が設けられておらず、それに代えて、モータ回転角度推定値θｅｓｔを演算するモータ回転角度推定部９を備えている。モータ回転角度推定部９の構成は特に限定されないが、例えば、特許文献４に開示されているように、電流に基づいてモータ回転角度を推定する。
【０１０７】
テスト指令生成部８は、テスト指令フラグＦがオンのとき、前述の式（６）、（７）に示す固定座標軸上のテスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊を、前述の式（８）のモータ回転角度θの代わりにモータ回転角度推定部９が演算したモータ回転角度推定値θｅｓｔを用いて、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上の値ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊に座標変換してテスト指令とするものであり、この構成が前述の実施の形態４に於けるテスト指令生成部の構成とは異なる。
【０１０８】
電力供給部５は、モータ回転角度推定部９により推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔに基づいてモータ１に電力を供給する。即ち、電力供給部５は、電流検出部６が検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、モータ回転角度推定部９が推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔに基づいて、三相から回転二軸であるｄ軸及びｑ軸へと座標変換し、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑを演算する。電流ｉｄ、ｉｑに基づき、実施の形態２と同様に、電圧ｖｄ＊,  ｖｑ＊を演算する。推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔにより、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上のｄ軸電圧ｖｄ＊及びｑ軸電圧ｖｑ＊を、三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に座標変換する。個の座標変換した三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊から、インバータによりモータ１に電圧を印加することで、モータに電流を通電し、モータを駆動する。
【０１０９】
前述のように、モータ回転角度を推定し、推定したモータ回転角度によりモータを駆動する場合には、電流に比例した電圧外乱により制御精度が低下するだけでなく、電流に比例した推定誤差が発生して制御精度が低下するという課題があるが、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置は、モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部をモータ駆動部に備えており、推定したモータ回転角度に基づいて電力を供給する構成としたことで、実施の形態４と同様の効果に加えて、電流に比例した電圧外乱およびモータ回転角度の推定誤差の影響を小さくでき、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱およびモータ回転角度の推定誤差による制御精度の低下と、モータまたはモータ駆動部の故障とを精度良く区別して判定できる。そのため、モータまたはモータ駆動部の故障を、より早く適切に検知して、モータの駆動を停止することができる。
【０１１０】
尚、前述の構成では、モータ回転角度推定部を例えば特許文献４に示されている構成としたが、例えば特許文献５に示されているようにモータの出力トルクに含まれる出力トルク周波数と高周波信号との位相差に基づいてモータの回転角度位置を推定する構成とする等、他の構成でも実施の形態５と同様の効果が得られる。特に、特許文献４に示されたモータの回転角度推定装置のように電流に比例して推定誤差が生じるような場合に、実施の形態５によるモータ回転角度推定部を用いればより顕著な効果が得られる。
【０１１１】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態６では、実施の形態５の構成に加え、モータ駆動部は、モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部とを備える。更に、モータ駆動部及びテスト指令生成部は、モータ回転角度検出部が正常な場合には、検出したモータ回転角度に基づいて電力供給部での座標変換を行い、角度検出故障判定部によりモータ回転角度検出部が故障であると判定した場合には、モータ回転角度推定部により推定したモータ回転角度に基づいて電力供給部及びテスト指令の座標変換をするようにした点が、前述の実施の形態５と異なるが、他の構成は実施の形態５と同様である。以下の説明では、前述の実施の形態５に於ける図８を援用して説明する。
【０１１２】
ここで、先ず、モータ回転角度検出部が正常な場合について説明する。電力供給部５は、モータ回転角度検出部が正常な場合には、実施の形態２の場合と同様に、検出したモータ回転角度にθに基づいて三相と回転二軸であるｄ軸及びｑ軸との座標変換を行い、モータに電力を供給する。モータ回転角度検出部が正常な場合には、操舵トルクに基づくアシスト電流の制限は実施しない。故障判定部４は、実施の形態１の第１故障判定部により、モータ１の電流が流れる経路に関わる部分の故障を判定する。
【０１１３】
次に、モータ回転角度検出部が故障した場合について説明する。モータ回転角度検出部が故障しているか否かは、角度検出故障判定部により判定する。その判定する条件は特に限定されず、モータ回転角度検出部の故障が適切に検知できればよい。例えば、実施の形態５と同様の方法でモータ回転角度を推定し、検出したモータ回転角度と推定したモータ回転角度の偏差の絶対値が閾値以上ならば故障と判定する。
【０１１４】
角度検出故障判定部によりモータ回転角度検出部が故障と判定されれば、モータ回転角度推定部９によりモータ回転角度の推定値を演算する。モータ回転角度の推定は、実施の形態５と同様の方法で行う。電力供給部５は、検出したモータ回転角度の代わりに、実施の形態５の場合と同様に、推定したモータ回転角度に基づいて三相と回転二軸であるｄ軸及びｑ軸との座標変換を行い、モータに電力を供給する。
【０１１５】
テスト指令生成部８は、実施の形態５の場合と同様に、固定座標軸上のテスト指令ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊を、推定したモータ回転角度に基づいて、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上のテスト指令ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊に座標変換する。
【０１１６】
アシスト指令生成部２は、モータ回転角度検出部が故障中で、かつ、トルク検出部１０２により検出した操舵トルクτが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したときアシスト指令を制限する。
【０１１７】
故障判定部４は、実施の形態２に於ける第１故障判定部、第２故障判定部により、モータの電流が流れる経路に関わる部分、つまり、モータまたは電流検出部または電力供給部の故障を判定する。
【０１１８】
以上述べたように、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置によれば、モータ駆動部は、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部と、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、前記モータ回転角度検出部が正常な場合には、検出したモータ回転角度に基づいて電力を供給し、前記角度検出故障判定部が故障を判定した場合には、推定したモータ回転角度に基づいて電力を供給し、前記アシスト指令生成部は、前記モータ回転角度検出部が故障中で、かつ、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成されているので、実施の形態５の効果に加えて、モータ角度検出部が故障してもバックアップ制御として、モータ角度推定部で推定したモータ回転角度によりモータを駆動できるので、モータによる補助を継続できる。
【０１１９】
更に、モータ角度検出部が故障し、推定したモータ回転角度によりモータを駆動する場合には、実施の形態５と同様に、第２故障判定部によって、アシスト指令の制限中に故障を判定することで、バックアップ制御となってから推定角度の誤差によって生じる制御精度の低下と、故障とを区別することができるので、故障を適切に判定できる。したがって、モータまたは電流検出部または電力供給部の故障を判定しやすくなり、故障が生じた場合に、より早く故障を検知してモータの駆動を停止するとともに、故障が生じていない場合に、誤って故障と判定することを回避することができる。
【０１２０】
実施の形態７．
次にこの発明の実施の形態７による電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態７は、第２故障判定部に故障でない正常な状態であることを判定する正常判定部を備える点が実施の形態１と異なり、他は実施の形態１と同様である。実施の形態７では、前述の実施の形態１の構成の第２故障判定部に、第２故障判定部で故障を判定する対象が正常な状態であることを判定する正常判定部を加えた構成とする。正常判定部で正常な状態であると判定された場合に、アシスト指令の制限を解除する。例えば、ｑ軸電流偏差Δｉｑが正常判定閾値α３よりも小さいことを正常判定条件として、正常判定条件を第４所定時間Ｔ４以上満たした場合に、正常と判定する。ここで、正常判定閾値α３は、下記に示すように第２判定閾値α２より小さい値、つまり、α３＜α２とする。
正常判定条件  ：  ｑ軸電流偏差Δｉｑ  ＜  正常判定閾値α３
【０１２１】
第４所定時間Ｔ４を第３所定時間Ｔ３より短い時間に設定し、正常判定部で正常と判定してアシスト指令の制限を解除することで、さらに早くモータによるトルクの補助が得られるので、運転者が操舵するために必要な操舵トルクが軽くなる利点がある。
【０１２２】
以上述べたように、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング装置によれば、第２故障判定部は、前記アシスト指令の制限中にモータまたはモータ駆動部が故障でない正常な状態であることを判定する正常判定部を備え、前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限した後、前記第１故障判定部、または前記第２故障判定部で所定時間内に故障と判定されない場合、または、正常な状態であると判定された場合に、前記アシスト指令の制限を解除する構成としたことで、正常判定部により、故障でなかった場合にアシストをより早く復帰できるという効果が得られる。
【０１２３】
尚、実施の形態７では、実施の形態１の構成に正常判定部を備えたが、他の何れの実施の形態に正常判定部を備えても、同様の効果が得られる。
【０１２４】
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置について説明する。図９は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置の構成図である。実施の形態８は、制御装置であるＥＣＵ内の故障判定部の構成が実施の形態１と異なり、他は実施の形態１と同様である。
【０１２５】
図９に於いて、実施の形態８に於ける故障判定部４は、モータ回転角度検出部７の故障を判定する。モータ回転角度検出部７は、例えば、下記の式（９）、（１０）、（１１）に示される、位相の異なる２種類の交流電圧Ｅ１、Ｅ２からモータの回転角度θを検出するレゾルバにより構成される。
Ｅ１＝Ａｒ×ｓｉｎθ      ・・・・・・・・式（９）
Ｅ２＝Ａｒ×ｃｏｓθ      ・・・・・・・・式（１０）
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅ１／Ｅ２）  ・・・・・式（１１）
【０１２６】
故障判定部４は、例えば、交流電圧Ｅ１、Ｅ２の振幅から、モータ回転角度検出部の故障を判定する。但し、アシスト指令が大きい場合には、モータの電流によって生じる電磁ノイズが大きいため、モータ回転角度検出部７の信号に加わるノイズが大きくなる。モータ回転角度検出部の信号に加わるノイズが大きいと、誤ってモータ回転角度検出部が故障であると判定する可能性がある。そこで、アシスト指令生成部は、トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき、モータ回転角度検出部の故障の疑いがあるとして、アシスト指令を制限する。
【０１２７】
第１故障判定部は、下記のように、第１判定閾値Ａｔｈ１により、第１判定条件を所定時間継続して満たす場合、故障と判定する。
第１判定条件：｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＞Ａｔｈ１
【０１２８】
第２故障判定部は、アシスト指令の制限中に、第２判定閾値Ａｔｈ２により、下記に示すように、第２判定条件を所定時間継続して満たす場合、故障と判定する。ただし、アシスト指令を制限したことにより、モータに通電される電流が小さくなりモータ回転角度検出部の信号に加わるノイズが小さくなるため、第２判定閾値Ａｔｈ２は、第１判定閾値Ａｔｈ１よりも小さい値、つまり、Ａｔｈ２＜Ａｔｈ１とする。
第２判定条件  ：  ｜Ｅ１＾２＋Ｅ２＾２｜＞Ａｔｈ２
【０１２９】
以上述べたように、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置によれば、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、運転者の操舵を補助するモータと、前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ、または前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部を備え、前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の制限中に前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令の大きさが小さい時に前記故障を判定する第２故障判定部を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止するように構成されている。
【０１３０】
更に、前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記アシスト指令と検出した電流と検出したモータ回転角度に基づいて前記モータに電力を供給する電力供給部を備え、前記故障判定部は、前記電流検出部、前記電力供給部、または、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する構成とした。この構成により、アシスト指令を制限したことで、故障によって逆アシストが生じた場合に、モータのロック状態を回避できる。また、アシスト指令を制限したことで、モータ角度検出部への電磁ノイズの影響が低減できるので、第２故障判定部の判定閾値を第１判定閾値よりも小さい値にでき、故障を判定し易くすることができる。
【０１３１】
尚、この実施の形態８では、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも小さい値としたが、故障判定条件によっては、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも大きい値としてもよい。例えば、以下の第１、第２判定条件により故障を判定する場合には、交流電圧Ｅ１、Ｅ２の振幅で故障を判定しているが、振幅が小さいことで故障を判定するため、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも大きい値となる。この場合も同様に、アシスト指令を制限して第２故障判定部により故障を判定することで、誤って故障を判定することなく、故障したことをより早く判定することができる。
第１判定条件：｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＜Ａｔｈ１２
第２判定条件：｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＜Ａｔｈ２２
【０１３２】
尚、上記では、故障判定部によりモータ回転角度検出部の故障を判定するとしたが、実施の形態１等の他の実施の形態のように、モータの電流または電圧に基づいて電流検出部又は電力供給部の故障を判定するものと組み合わせて、電流検出部、電力供給部、又は、モータ回転角度検出部の故障を判定するとしてもよい。その場合、より多くの部分の故障を判定することができる。
【０１３３】
又、第２故障判定部に於いて、実施の形態５のようにモータ回転角度を推定し、検出したモータ回転角度θと推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔとの差から、モータ回転角度検出部の故障を判定してもよい。例えば、第２故障判定部では、検出したモータ回転角度θと推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔとの差の絶対値が第２判定閾値Ａｔｈ２３より大きい場合、故障と判定する。
第２判定条件  ：  ｜θ−θｅｓｔ｜＞Ａｔｈ２３
【０１３４】
以上述べたように、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置によれば、第１故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２の異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる状態量である構成としたので、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定することで、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知し易くすることができる。
【０１３５】
実施の形態９．
次にこの発明の実施の形態９による電動パワーステアリング装置について説明する。この実施の形態９では、図８に示す前述の実施の形態５の構成に於けるアシスト指令生成部２を、トルク検出部１０２で検出した操舵トルクτが正常且つ大きさが所定の閾値以上であり、且つ、モータ１の回転速度が所定の閾値以下となる状態が継続したとき、アシスト指令を制限するように、構成を変更したものである。
【０１３６】
モータ１の回転速度は、モータ回転角度推定部９で推定したモータ回転速度を用いる、又は、モータ回転角度推定値を微分して演算する。モータ１の回転速度の閾値は、モータ１がロックしていると判定できる程度の小さい値とする。ロックしていると判定できる程度の小さい値としては、ほぼ零の値を設定すれば良いが、推定したモータ回転速度は実際のモータ回転速度に対して誤差を有することを考慮して、例えば、３０［ｒｐｍ］以下とする。
【０１３７】
この実施の形態９の構成により、アシスト指令生成部２は、トルク検出部１０２で検出した操舵トルクτが正常かつ大きさが所定の閾値以上であり、且つ、モータ１の回転速度が所定の閾値以下となる状態が継続したときアシスト指令を制限する構成としたことで、操舵トルクτが大きく、且つ、モータ回転速度が零に近い値である時、モータ１がロック状態である可能性が非常に高いので、モータ１のロック状態を適切に判定できる。モータ１のロック状態を適切に判定できるということは、つまり、ロック状態が発生していない場合に誤ってアシスト指令を制限してしまうことを回避することができることになる。
【０１３８】
尚、モータ回転角度はモータ回転角度推定部９により推定したモータ回転角度推定値としたが、例えば実施の形態１の構成のように、モータ回転角度検出部７により検出したモータ回転角度としてもよい。
【０１３９】
実施の形態１０．
次にこの発明の実施の形態１０による電動パワーステアリング装置について説明する。この実施の形態１０では、アシスト指令生成部の構成が図７に示す実施の形態５の場合と異なるが、他の構成は実施の形態５と同様である。
【０１４０】
実施の形態１０に於いて、アシスト指令生成部２は、検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの正負に基づいて電流の位相の変化が小さいことを判定し、トルク検出部１０２で検出した操舵トルクτが正常かつ大きさが所定の閾値以上となる状態が継続し、且つ、検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの位相の変化が小さいと判定した場合に、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を制限する。電流の位相の変化が小さいことは、即ち、モータ１が回転していないロック状態の可能性があるということを意味する。
【０１４１】
検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの正負に基づいて電流の位相の変化が小さいことは、所定時間中の電流が正となる時間Ｔｉｐと、電流が負となる時間Ｔｉｍを測定し、ＴｉｐとＴｉｍの割合で判定する。所定時間内の電流が常に正、つまり、時間Ｔｉｍが零である場合、電流が正となる位相で留まっており、検出した電流の位相の変化が小さいと判定する。電流が正となる位相で留まっていることは、即ち、モータ１の回転角度が、電流が正となる角度で留まっていることを示している。
【０１４２】
又、モータ１が回転している場合、［Ｔｉｐ：Ｔｉｍ］は、［１：１］、［１：２］、又は［１：３］となるため、電流が正となる時間Ｔｉｐが電流が負となる時間Ｔｉｍの４倍以上となる場合も、電流の位相の変化が小さいと判定する。これと正と負の関係が逆の場合も同様に、電流の位相の変化が小さいと判定する。
【０１４３】
以上述べたように、この発明の実施の形態１０による電動パワーステアリング装置によれば、アシスト指令生成部は、検出した各相の電流の正負に基づいて電流の位相の変化が小さいことを判定し、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続し、且つ、検出した電流の位相の変化が小さいと判定した場合に、前記アシスト指令を制限する構成としたことで、モータがロック状態であるか否かを適切に判定することができる。検出したモータ速度には検出誤差があり、推定したモータ速度には推定誤差があるため、各相の電流の位相の変化が小さいことを確認することによって、より適切にモータがロック状態であるか否かを判定することができる。
【０１４４】
以上述べたこの発明の各実施の形態による電動パワーステアリング装置は、下記の発明のうち少なくとも一つを具体化したものである。
（１）車両の運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記運転者の操舵を補助するモータと、
前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、
前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ又は前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部と、
を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成され、
前記故障判定部は、
前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、
前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、
を備え、
前記第２故障判定部により前記故障と判定した場合に、前記モータの駆動を停止するように構成されている、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、電流を制限することでモータがロック状態になることを回避できる。又、アシスト指令が小さいときに限定した故障判定部を備えることで、電流に比例した外乱の影響による誤検知を排除し易くなるとともに、故障を検知しやすくできる。
【０１４５】
（２）前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２判定閾値は、前記第１判定閾値よりも小さい値に設定されている、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、第２故障判定部の閾値を第１故障判定部よりも小さい値とすることで、第１故障判定部よりも故障であることを判定しやすくなる効果がある。
【０１４６】
（３）前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第２の異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第１異常判定状態量と前記第２異常判定状態量は、互いに異なる状態量であるように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定することで、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知し易くなる効果がある。
【０１４７】
（４）前記アシスト指令の制限中に、前記故障を判定するためのテスト指令を生成するテスト指令生成部を備え、
前記モータ駆動部は、前記テスト指令を加味して前記モータを駆動するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータの応答に前記テスト指令が反映されないとき、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（３）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、テスト指令を用いて故障を判定する第２故障判定部の方が、第１故障判定部よりも故障を判定し易くなる。又、アシスト指令を小さくしたことで、テスト指令による応答が抽出しやすくなり、誤判定しにくくなる効果がある。
【０１４８】
（５）前記テスト指令は、前記車両のステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とするように構成されている、
ことを特徴とする上記（４）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、ステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とすることで、ステアリングの機械的共振周波数よりも低い周波数を印加した場合に比べて、操舵への影響を抑えられる効果がある。
【０１４９】
（６）前記第２故障判定部は、前記モータの電流の大きさが所定の値より小さい場合に、前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、テスト指令により駆動している時に、モータの応答にテスト指令が反映されていないとして、故障と判定することができる。
【０１５０】
（７）前記第２故障判定部は、第１所定時間Ｔ１内の前記モータの各相の電流が、正の所定の閾値以上となる時間と、負の所定の閾値以下となる時間を計測し、前記正の所定の閾値以上となる時間又は前記負の所定の閾値以下となる時間が、第２所定時間Ｔ２以下である場合に前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、テスト指令の応答が、正の値である閾値ａ以上となった時間Ａが第２所定時間Ｔ２より短ければ、電流が正方向に適切に通電できていない故障と判定できる。同様に、負方向も判定でき、正方向と負方向のどちらが故障しているか特定できる効果がある。
【０１５１】
（８）前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令の制限中に、前記第２故障判定部により第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（７）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、故障でなかった場合に、アシストを復帰できるので、操舵に必要な力が軽くなる効果がある。
【０１５２】
（９）前記第２故障判定部は、前記アシスト指令の制限中に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障でない正常な状態であることを判定する正常判定部を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限した後、前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合、又は、正常な状態であると判定された場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（７）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、正常判定部により、故障でなかった場合に正常であることを早く判定でき、アシストをより早く復帰できる効果がある。
【０１５３】
（１０）前記モータ駆動部は、
前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、
前記故障判定部は、
前記モータの電流又は電圧に基づいて前記電流検出部又は前記電力供給部の故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（９）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、アシスト指令を小さくしたことで、電流に比例する電圧外乱が小さくなるので、電流の通電経路に関する故障の誤判定をし難くなる効果がある。
【０１５４】
（１１）前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（１０）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、電流に比例した外乱および推定角度の誤差による制御精度の低下と、故障とを区別して判定できる効果がある。
【０１５５】
（１２）前記モータ駆動部は、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部と、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記前記モータ駆動部は、
前記モータ回転角度検出部が正常な場合には、前記検出したモータ回転角度に基づいて前記モータに電力を供給し、
前記角度検出故障判定部が前記モータ回転角度検出部の故障を判定した場合には、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成され、
前記アシスト指令生成部は、
前記モータ回転角度検出部が故障中で、且つ、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（１０）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、モータ角度検出部が故障してもバックアップ制御としてモータ角度推定部により動作でき、アシストを継続でき、又、バックアップ制御となってから推定角度の誤差によって生じる制御精度の低下と、故障とを区別して判定できる効果がある。
【０１５６】
（１３）前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上であり、且つ、前記モータの回転速度が所定の閾値以下となる状態が継続したときに前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（１２）のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、操舵トルクが大きく、かつ、モータ回転速度が零に近い値である時、モータがロック状態である可能性が高いので、モータのロック状態を適切に判定できる。モータのロック状態を適切に判定できるということは、つまり、ロック状態が発生していない場合に誤ってアシスト指令を制限してしまうことを回避することができる効果がある。
【０１５７】
（１４）前記アシスト指令生成部は、検出した前記モータの各相の電流の正負に基づいて前記電流の位相の変化が小さいことを判定し、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続し、且つ、前記検出した電流の位相の変化が小さいと判定した場合に、前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（１３）のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、検出したモータ速度には検出誤差があり、推定したモータ速度には推定誤差があるため、各相の電流の位相の変化が小さいことを確認することによって、モータがロック状態であるか否かを判定することができる効果がある。
【０１５８】
（１５）前記モータ駆動部は、  前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流と前記検出したモータ回転角度に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部を備え、
前記故障判定部は、前記電流検出部と前記電力供給部と前記モータ回転角度検出部とのうちの少なくとも一つの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（９）のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、アシスト指令を小さくしたことで、モータに通電する電流が小さくなるので、電流がつくる電磁波の影響による回転角検出部のノイズが小さくなり、誤判定し難くなる効果がある。
【０１５９】
尚、この発明は、前述の各実施の形態による電動パワーステアリング装置に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたり、その構成に一部変形を加えたり、構成を一部省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
この発明は、自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置の分野、ひいては、その電動パワーステアリング装置を搭載する自動車等の車両の分野に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  モータ、２  アシスト指令生成部、３  モータ駆動部、４  故障判定部、５  電力供給部、６  電流検出部、７  モータ回転角度検出部、８  テスト指令生成部、９  モータ回転角度推定部、１０１  ステアリングホイール、１０２  トルク検出部、１０３  ステアリングシャフト、１０４  車輪、１０５  ラック・ピニオンギヤ、１０６  制御装置（ＥＣＵ）、ｉｄ＊  ｄ軸アシスト指令、ｉｑ＊  ｑ軸アシスト指令、ｉｄ  ｄ軸電流、ｉｑ  ｑ軸電流、ｖｄ＊  ｄ軸電圧、ｖｑ＊  ｑ軸電圧、ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊  座標変換した三相電圧、τ  操舵トルク、Ｋａ  比例ゲイン、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ  三相電流、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ  三相電圧、Δｉｄ  ｄ軸電流偏差、Δｉｑ  ｑ軸電流偏差ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊  座標変換した三相電圧、α１、Ａｔｈ１  第１判定閾値、α２、γ、Ａｔｈ２  第２判定閾値、α３  正常判定閾値、β１  第１トルク閾値、β２  第２トルク閾値、Ｔ  第１所定時間、Ｔ２  第２所定時間、Ｔ３  第３所定時間、Ｔ４  第４所定時間、ΔＲ２  抵抗値の変化量、ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊、ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊  テスト指令、Ｆ  テスト指令フラグ、Ｆ０  アシスト指令制限フラグ、θｅｓｔ  モータ回転角度推定値、Ｅ１、Ｅ２  交流電圧
【図１】
2017094141.tif 000005
【図２】
2017094141.tif 000006
【図３】
2017094141.tif 000007
【図４】
2017094141.tif 000008
【図５】
2017094141.tif 000009
【図６】
2017094141.tif 000010
【図７】
2017094141.tif 000011
【図８】
2017094141.tif 000012
【図９】
2017094141.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月8日(2018.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記運転者の操舵を補助するモータと、
前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、
前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ又は前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部と、
を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成され、
前記故障判定部は、
前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、
前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、
を備え、
前記第２故障判定部により前記故障と判定した場合に、前記モータの駆動を停止するように構成されている、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２判定閾値は、前記第１判定閾値よりも小さい値に設定されている、
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。
【請求項３】
前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第１異常判定状態量と前記第２異常判定状態量は、互いに異なる状態量であるように構成されている、
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。
【請求項４】
前記アシスト指令の制限中に、前記故障を判定するためのテスト指令を生成するテスト指令生成部を備え、
前記モータ駆動部は、前記テスト指令を加味して前記モータを駆動するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータの応答に前記テスト指令が反映されないとき、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記テスト指令は、前記車両のステアリングの機械的共振周波数よりも高い周波数を主成分とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記第２故障判定部は、前記モータの電流の大きさが所定の値より小さい場合に、前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記第２故障判定部は、第１所定時間Ｔ１内の前記モータの各相の電流が、正の所定の閾値以上となる時間と、負の所定の閾値以下となる時間を計測し、前記正の所定の閾値以上となる時間又は前記負の所定の閾値以下となる時間が、第２所定時間Ｔ２以下である場合に前記故障と判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令の制限中に、前記第２故障判定部により第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記第２故障判定部は、前記アシスト指令の制限中に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障でない正常な状態であることを判定する正常判定部を備え、
前記アシスト指令生成部は、前記アシスト指令を制限した後、前記第２故障判定部で第３所定時間Ｔ３内に故障と判定されない場合、又は、正常な状態であると判定された場合に、前記アシスト指令の制限を解除するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記モータ駆動部は、
前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部とを備え、
前記故障判定部は、
前記モータの電流又は電圧に基づいて前記電流検出部又は前記電力供給部の故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記モータ駆動部は、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部と、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、
前記モータ回転角度検出部が正常な場合には、前記検出したモータ回転角度に基づいて前記モータに電力を供給し、
前記角度検出故障判定部が前記モータ回転角度検出部の故障を判定した場合には、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成され、
前記アシスト指令生成部は、
前記モータ回転角度検出部が故障中で、且つ、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上であり、且つ、前記モータの回転速度が所定の閾値以下となる状態が継続したときに前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記アシスト指令生成部は、検出した前記モータの各相の電流の正負に基づいて前記電流の位相の変化が小さいことを判定し、前記トルク検出部により検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続し、且つ、前記検出した電流の位相の変化が小さいと判定した場合に、前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１３のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記モータ駆動部は、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記アシスト指令と前記検出した電流と前記検出したモータの回転角度に基づいて、前記モータに電力を供給する電力供給部を備え、
前記故障判定部は、前記電流検出部と前記電力供給部と前記モータ回転角度検出部とのうちの少なくとも一つの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
又、特許文献３には、モータに固有の抵抗値を電動パワーステアリング装置の稼働中に算出することで、モータの回転速度が所定値以下で且つモータ電流が所定値以上のときに、モータを駆動するための目標電流信号を高精度に減少補正することができるようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。更に、特許文献４には、回転二軸座標（ｄ−ｑ軸）上の電流と回転二軸座標（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令とに基づいて、角周波数と同期電動機の推定電流と推定回転子磁束と推定回転速度とを演算する適応オブザーバと、電圧指令に基づいて前記同期電動機に電圧を印加するインバータとを備え、適応オブザーバを回転二軸上で構成し、高い回転速度で同期電動機を制御することができる同期電動機の制御装置が開示されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
又、特許文献５には、入力される高周波信号に対応した高周波成分を重畳した高周波電力を交流モータに供給する電力供給部と、交流モータの回転位置を推定する回転位置推定部を備え、回転位置推定部により、交流モータの出力トルクに含まれている出力トルク高周波と高周波信号との位相差に基づいて交流モータの回転位置を演算することで、回転速度、界磁の磁気飽和の発生等に制約されることなく交流モータの回転位置を精度よく推定し、高精度に交流モータの制御を行い得るようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献２に開示された従来の電動パワーステアリング装置によれば、故障の疑義を判定し、故障の疑いがあると判定した場合はモータの駆動を制限するようにしている。しかし、モータの駆動を制限する前に行われる故障の疑義の判定方法と、モータの駆動を制限した後に行う故障の判定方法が同じであると、故障による影響は抑えられるものの、故障を判定するまでに時間を要するという課題は改善されない。前述のように外乱等による故障の発生を誤検知することを避けるように故障判定方法を構成した場合、故障の判定方法とモータの駆動を制限するための故障の疑義の判定方法が同じ判定方法である場合は、モータの駆動を制限するまでに時間を要するため、モータがロック状態となる時間が長くなるという課題がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
パラメータとして設定した抵抗値Ｒには、真値と設定した値とのパラメータ誤差ΔＲが含まれる。モータ回転速度の推定値ωｅｓｔは、パラメータとして設定する抵抗値Ｒと電流ｉｑに基づいて演算するため、パラメータ誤差ΔＲと電流ｉｑに比例して、モータ回転角度の推定誤差が大きくなる。このように、特に、電流に基づいてモータ回転角度を推定する場合、電流が小さい方が、よりモータの回転角度の推定精度が向上するので、推定精度の低下による制御性能の低下と故障との区別がし易くなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
この実施の形態１では、第１故障判定部は、モータ駆動部３の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値α１より大きい場合に、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定し、第２故障判定部は、第１異常判定状態量が第２判定閾値α２より大きい場合に、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。ここで、第２判定閾値α２は、第１判定閾値α１よりも小さい値、即ち、α２＜α１とする。故障判定部４により判定される第１異常判定状態量は、モータ１の三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる経路に関わる部分の故障が判定できる状態量であればよい。例えば、モータ１三相の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、この三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに相関関係にある三相電圧、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ、又はそれらに関係する値であればよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
以上述べたように、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、運転者の操舵を補助するモータと、前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ、または前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部とを備え、前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避できると共に、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避し、故障をより早く適切に検知することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図５に示す故障判定部４に於ける第１故障判定は、モータ駆動部３の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値α１１より大きい場合にモータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定し、第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値α２２より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる状態量とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
即ち、第１故障判定部は、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさに基づくことなく第１故障判定を行う。第１故障判定部による第１故障判定は、モータ１の電流が流れる経路に関わる部分の故障が判定できればよく、故障判定条件は特に限定しない。例えば、第１異常判定状態量をｄ軸電圧ｖｄ＊とする。そしてこの第１異常判定状態量であるｄ軸電圧ｖｄ＊が第１判定閾値α１１以上となる状態が継続したとき、モータ１又はモータ駆動部３が故障していると判定する。ここで、第１故障判定部の故障判定条件を第１判定条件と称し、下記に示される。
第１判定条件  ：  ｖｄ＊＞  第１判定閾値α１１
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
第２故障判定部は、実施の形態１の場合と同様に、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊の制限中に故障を判定する。例えば、ｄ軸アシスト指令ｉｄ＊、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊を漸減し、モータ１の定格電流の１／４以下まで制限した後に故障を判定する。第２異常判定状態量は、第１異常判定状態量としてのｄ軸電圧ｖｄ＊とは異なる異常判定状態量であるｑ軸電圧ｖｑ＊とする。ｄ軸は、アシスト指令［ｉｄ＊＝０］で常に小さく、ｑ軸に対して独立していると考えて、アシスト指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の大きさに依らず故障を判定する。しかし、ｑ軸アシスト指令ｉｑ＊は、最大値として設定した値（例えばモータ１の定格電流）まで大きくなるため、アシスト指令を例えばモータ１の定格の１／４以下まで制限した状態で故障を判定する。ｑ軸電圧ｖｑ＊が第２判定閾値α２２以上となる状態が継続したとき、故障していると判定する。ここで第２故障判定部の故障判定条件を第２判定条件と称し、下記に示される。
第２判定条件：ｖｑ＊＞第２判定閾値α２２
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
以上述べたように、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクを検出するトルク検出部と、運転者の操舵を補助するモータと、前記操舵トルクに応じたアシスト指令を生成するアシスト指令生成部と、前記アシスト指令に基づき前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ、または前記モータ駆動部の故障を判定する故障判定部とを備え、前記アシスト指令生成部は、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避できると共に、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避し、故障をより早く適切に検知することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
又、第１故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定し、前記第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる異常判定状態量である構成としたことで、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定するため、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知しやすくなる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
以上述べたこの発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置の構成により、下記の効果が得られる。即ち、トルク検出部で検出した操舵トルクが正常かつ大きさが閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限し、前記故障判定部は、前記アシスト指令の前記制限に依らず前記故障を判定する第１故障判定部と、前記アシスト指令が前記制限されているときに前記故障を判定する第２故障判定部と、を備え、前記第２故障判定部で故障と判定した場合に前記モータの駆動を停止する構成としたことで、アシスト指令を制限することでモータの電流を小さくできるので、モータがロック状態になることを回避しつつ、アシスト指令の制限中に故障を判定する第２故障判定部によって、電流に比例した電圧外乱の影響による誤検知を回避しつつ、故障をより早く適切に検知できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
電力供給部５は、モータ回転角度推定部９により推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔに基づいてモータ１に電力を供給する。即ち、電力供給部５は、電流検出部６が検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、モータ回転角度推定部９が推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔに基づいて、三相から回転二軸であるｄ軸及びｑ軸へと座標変換し、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑを演算する。ｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑに基づき、実施の形態２と同様に、ｄ軸電圧ｖｄ＊、ｑ軸電圧ｖｑ＊を演算する。推定したモータ回転角度推定値θｅｓｔにより、回転二軸であるｄ軸及びｑ軸上のｄ軸電圧ｖｄ＊及びｑ軸電圧ｖｑ＊を、三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に座標変換する。個の座標変換した三相電圧ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊から、インバータによりモータ１に電圧を印加することで、モータに電流を通電し、モータを駆動する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
第２故障判定部は、アシスト指令の制限中に、第２判定閾値Ａｔｈ２により、下記に示すように、第２判定条件を所定時間継続して満たす場合、故障と判定する。ただし、アシスト指令を制限したことにより、モータに通電される電流が小さくなりモータ回転角度検出部の信号に加わるノイズが小さくなるため、第２判定閾値Ａｔｈ２は、第１判定閾値Ａｔｈ１よりも小さい値、つまり、Ａｔｈ２＜Ａｔｈ１とする。
第２判定条件  ：  ｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＞Ａｔｈ２
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
尚、この実施の形態８では、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも小さい値としたが、故障判定条件によっては、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも大きい値としてもよい。例えば、以下の第１判定条件、第２判定条件により故障を判定する場合には、交流電圧Ｅ１、Ｅ２の振幅で故障を判定しているが、振幅が小さいことで故障を判定するため、第２判定閾値は、第１判定閾値よりも大きい値となる。この場合も同様に、アシスト指令を制限して第２故障判定部により故障を判定することで、誤って故障を判定することなく、故障したことをより早く判定することができる。
第１判定条件：｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＜Ａｔｈ１２
第２判定条件：｜Ｅ１２＋Ｅ２２｜＜Ａｔｈ２２
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
以上述べたように、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング装置によれば、第１故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第２故障判定部は、モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合にモータまたはモータ駆動部が故障と判定し、第１異常判定状態量と第２異常判定状態量は異なる状態量である構成としたので、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定することで、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知し易くすることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
（３）前記第１故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第１異常判定状態量が第１判定閾値より大きい場合に、前記モータ又は前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第２故障判定部は、前記モータ駆動部の状態に基づく第２異常判定状態量が第２判定閾値より大きい場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部が故障と判定するように構成され、
前記第１異常判定状態量と前記第２異常判定状態量は、互いに異なる状態量であるように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、第２故障判定部を第１故障判定部と異なる判定条件で故障を判定することで、故障を検知できる条件の範囲を広げることができ、第１故障判定部よりも故障を検知し易くなる効果がある。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５５】
（１２）前記モータ駆動部は、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度検出部と、前記モータ回転角度検出部の故障を判定する角度検出故障判定部と、前記モータの回転角度の推定値を演算するモータ回転角度推定部を備え、
前記モータ駆動部は、
前記モータ回転角度検出部が正常な場合には、前記検出したモータ回転角度に基づいて前記モータに電力を供給し、
前記角度検出故障判定部が前記モータ回転角度検出部の故障を判定した場合には、前記モータの回転角度の前記推定値に基づいて前記モータに電力を供給するように構成され、
前記アシスト指令生成部は、
前記モータ回転角度検出部が故障中で、且つ、前記トルク検出部で検出した操舵トルクが正常であり且つその大きさが所定の閾値以上となる状態が継続したとき前記アシスト指令を制限するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（１０）のうちの何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
この発明によれば、モータ角度検出部が故障してもバックアップ制御としてモータ角度推定部により動作でき、アシストを継続でき、又、バックアップ制御となってから推定角度の誤差によって生じる制御精度の低下と、故障とを区別して判定できる効果がある。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
１  モータ、２  アシスト指令生成部、３  モータ駆動部、４  故障判定部、５  電力供給部、６  電流検出部、７  モータ回転角度検出部、８  テスト指令生成部、９  モータ回転角度推定部、１０１  ステアリングホイール、１０２  トルク検出部、１０３  ステアリングシャフト、１０４  車輪、１０５  ラック・ピニオンギヤ、１０６  制御装置、ｉｄ＊  ｄ軸アシスト指令、ｉｑ＊  ｑ軸アシスト指令、ｉｄ  ｄ軸電流、ｉｑ  ｑ軸電流、ｖｄ＊  ｄ軸電圧、ｖｑ＊  ｑ軸電圧、ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊  座標変換した三相電圧、τ  操舵トルク、Ｋａ  比例ゲイン、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ  三相電流、ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ  三相電圧、Δｉｄ  ｄ軸電流偏差、Δｉｑ  ｑ軸電流偏差、α１、α１１、Ａｔｈ１  第１判定閾値、α２、α２２、γ、Ａｔｈ２  第２判定閾値、α３  正常判定閾値、β１  第１トルク閾値、β２  第２トルク閾値、Ｔ１  第１所定時間、Ｔ２  第２所定時間、Ｔ３  第３所定時間、Ｔ４  第４所定時間、ΔＲ２  抵抗値の変化量、ｉａｈ＊、ｉｂｈ＊、ｉｄｈ＊、ｉｑｈ＊  テスト指令、Ｆ  テスト指令フラグ、Ｆ０  アシスト指令制限フラグ、ωｅｓｔ  モータ回転速度の推定値、θｅｓｔ  モータ回転角度の推定値、Ｅ１、Ｅ２  交流電圧
【国際調査報告】
2017094141.tif 000014
2017094141.tif 000015
2017094141.tif 000016
2017094141.tif 000017
2017094141.tif 000018
2017094141.tif 000019
2017094141.tif 000020
2017094141.tif 000021
2017094141.tif 000022
2017094141.tif 000023