(57)【要約】  通常時および異常発生時におけるハンドル操作を容易に行わせることを目的とし、２組の巻線を有するモータ２と、このモータ２の巻線にそれぞれ制御信号を供給する２組の制御系統を有する制御ユニット１を備え、前記モータ２の１組の巻線又は前記制御ユニット１の内一方の組の系統に異常が発生した場合、異常発生組の巻線への供給電流を０とするとともに、他方の組の巻線へ正常時に必要な所定の供給電流を供給して前記モータ２を駆動するように構成され、かつ、異常が発生していない通常駆動時には、２組の巻線に供給電流を分担して供給し、前記モータ２を駆動するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵機構を回転させる電動式モータと、このモータを駆動する制御ユニットを備え、前記モータは、単一のロータに対向して独立した２組の巻線を備えたステータを有し、前記制御ユニットは、前記モータの巻線にそれぞれ制御信号を供給する２組の制御系統からなる電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、前記モータの１組の巻線又は前記制御ユニットの内一方の組の系統に異常が発生した場合、異常発生組の巻線への供給電流を０とするとともに、他方の組の巻線へ正常時に必要な所定の供給電流を供給して前記モータを駆動するように構成され、かつ、異常が発生していない通常駆動時には、２組の巻線に供給電流を分担して供給し、前記モータを駆動するように構成された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】
異常が発生していない通常駆動時における供給電流を、異常時おける一方の巻線への供給電流の１／２としてそれぞれの巻線に供給し、前記モータを駆動するように構成したことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、異常が発生していない通常駆動時において異常時の１組でのモータ駆動時に対して、その制御変調率を小さくして駆動を行うように構成したことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記モータに電力を供給するインバータ回路を２つ有し、各インバータ回路は、それぞれ１／２の供給電流を受け持つ場合の電流許容容量、又は熱容量に対して２倍の容量を有するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、通常時前記インバータ回路又は前記巻線の温度を検出又は推定し、この温度に沿って分担割合を調整するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、各部の異常を検出する手段を有し、両系統のうち一方が正常で、かつ他方が異常と判断した場合、一方の制御指令を１００％とするとともに、他方が異常であることを報知するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記モータは、一方の系統のみで駆動された場合であっても回転数に対する所望のトルクを出力することができるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記モータは、２組の巻線を所定の位相差を有した分布巻き又は位相差を有しない集中巻きで形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記制御ユニットは、ＣＰＵを搭載した制御回路部と、インバータ回路と、電源リレー部とから構成され、前記ＣＰＵおよび前記インバータ回路を接続する駆動回路、前記ＣＰＵおよび前記電源リレー部をそれぞれ２系統の回路構成として形成したことを特徴とする請求項１または請求項２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、特にモータ及び制御ユニットを冗長系の構成と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】
従来の電動ステアリング装置において、モータに２組のコイル巻線を設け、この２組の巻線を独立に駆動できるインバータ回路を２組有した制御ユニットを備え、２組のインバータ回路を協働して制御し、異常時には正常動作している組のみでモータ駆動を継続するものがあった。さらに、制御ユニットのインバータ回路以外も２重系として故障に備えた電動パワーステアリング装置（特許文献１）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８３９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置においては、通常時（異常未発生時）、モータ駆動を仕様どおり１００％駆動することが可能であるが、異常時には略５０％の駆動しか行うことができず、これでは現実の車両における操舵を充分に行うことができないものであった。特に、低速走行時、非力なドライバーによるハンドル操作ではハンドルを回転させることが不可能で、車両の安全性を確保することが難しいという問題を有していた。【０００５】
この発明は、上述のような従来装置の問題点を解決するためになされたもので、異常時であっても正常時と同様にハンドル操作を容易に行うことが可能な電動パワーステアリング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵機構を回転させる電動式モータと、このモータを駆動する制御ユニットを備え、前記モータは、単一のロータに対向して独立した２組の巻線を備えたステータを有し、前記制御ユニットは、前記モータの巻線にそれぞれ制御信号を供給する２組の制御系統からなる電動パワーステアリング装置において、前記制御ユニットは、前記モータの１組の巻線又は前記制御ユニットの内一方の組の系統に異常が発生した場合、異常発生組のへの供給電流を０とするとともに、他方の組の巻線へ正常時に必要な所定の供給電流を供給して前記モータを駆動するように構成され、かつ、異常が発生していない通常駆動時には、２組の巻線に供給電流を分担して供給し、前記モータを駆動するように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、モータの１組の巻線、又は制御手段の内一方の組に異常が発生した場合、異常発生組のモータへの供給電流を０とし、他方の組で通常時と同様に所定の必要な供給電流でモータを駆動するように構成され、異常が発生していない通常駆動時においては、両者の組によってモータを駆動するように構成したので、異常時であっても正常時と同様にハンドル操作を容易に行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置に用いられるモータの上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
【図５】この発明の電動パワーステアリング装置に用いられる他のモータの構成を示す上面図（図５Ａ）、巻線の結線状態を示す図（図５Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明を実施の形態１を示す図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
図において、制御ユニット１は、３相２組の巻線を備えたモータ２を駆動制御し、ハンドルを操舵するもので、いわゆるインバータ回路３ａ、３ｂと、中央処理装置（以下ＣＰＵと称する）１０ａ、１０ｂを搭載した制御回路部４と、電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂなどから構成されている。また、車両に搭載されたバッテリ６から電源＋Ｂ、ＧＮＤが供給され、イグニッションスイッチ７および電源回路１３を介して制御回路部４に電源が供給され、さらに例えばハンドルの近傍に搭載されてハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサ、車両の走行速度を検出する速度センサ等の情報がセンサ８から制御回路部４に入力される。
【００１０】
センサ８からの情報は、制御回路部４の入力回路１２を介してＣＰＵ１０ａ、１０ｂに伝達され、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、この入力された情報に基づいてモータ２を回転させるための電流値を演算し、駆動回路１１ａ、１１ｂへ制御信号を出力する。駆動回路１１ａ、１１ｂは、それぞれ入力信号を受け、インバータ回路３ａ、３ｂの各スイッチング素子を駆動する制御信号を出力する。
このインバータ回路３ａ、３ｂには、モータ２の３相の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に出力電流を供給する上下アーム用スイッチング素子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ、３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと、モータ２の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１との配線を接続または遮断するモータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗと、電流検出用のシャント抵抗３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗと、ノイズ抑制用コンデンサ３０とが設けられている。なお、インバータ回路３ａ、３ｂは、各相の巻線（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）、（Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）に対して同一の回路構成を有しており、各相巻線に独立して電流供給が行えるように構成されている。
【００１１】
また、シャント抵抗３３の両端間の電位差、及び例えばモータ２の巻線端子の電圧等も入力回路１２に入力されている。これらの情報は、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂにも入力され、演算した電流値に対応する検出値との差異を演算して、いわゆるフィードバック制御を行うように構成されており、所望のモータ電流を供給して操舵力をアシストする。なお、電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂの制御信号も出力されており、この電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂによりモータ２への電流供給を遮断することができる。同様に、モータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗも各相の出力をそれぞれ独立して遮断することができる。
【００１２】
ところで、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、入力された各種情報からインバータ回路３ａ、３ｂ、モータ２の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２等の異常を検出する異常検出機能を備えており、異常を検出した場合、その異常に応じて、モータリレー用スイッチング素子３４の所定の相のみをオフして電流供給を遮断する。または、バッテリ６を元から遮断するために電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂをオフすることも可能である。さらに、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂにより異常を検出した場合、駆動回路１６を介して例えばランプなどの報知装置１５に電力を供給して点灯させる。なお、電源リレー用スイッチンング素子５ａ、５ｂは、それぞれインバータ回路３ａ、３ｂ内に包含させてもよい。
【００１３】
一方、モータ２は、３相２組の巻線がデルタ結線されているブラシレスモータであり、ロータの回転位置を検出するための回転センサ９ａ、９ｂが搭載されている。この回転センサ９ａ、９ｂも冗長系を確保するために２組のセンサがそれぞれの巻線に搭載され、その回転情報は、それぞれ制御回路部４の入力回路１２に伝達されている。なお、モータ２は、３相デルタ結線のブラシレスモータでなく、スター結線のブラシレスモータであってもよく、２極２対のブラシ付きモータであってもよい。
【００１４】
以上のように、制御ユニット１は、それぞれ独立に入力情報、演算値、検出値を使用して独立にモータ２を駆動できる構成となっている。また、両ＣＰＵ１０ａ、１０ｂ間にはデータ、情報を授受できるように通信ライン１４が接続されている。この通信ライン１４による情報の授受により相手方ＣＰＵ１０ａ、１０ｂの動作状態を把握することができる。例えば、ＣＰＵ１０ａが異常を検出し、所定のスイッチング素子をオフしたことをＣＰＵ１０ｂへ伝達することができる。もし、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂ自体が異常を発生した場合は、所定のフォーマットによる定期的な通信信号を授受することができなくなり、これにより一方のＣＰＵが他方の異常発生を把握することもできる。
【００１５】
次に、モータ２の構造について図２を用いて説明する。
図２は、モータ２を出力軸２４側から見たものである。ステータ２０は、多数（図２では４８個）のスロット２１が円周状に配置された薄板鋼板を積層して構成されている。このステータ２０の中心に同心円状にロータ２３が配置され、ロータ２３の周囲には永久磁石２２がＮ極、Ｓ極の順序で所定の位置に配置されている（図２では８極）。ロータ２３の中心には出力軸２４が延出されており、この出力軸２４の先にはハンドルの操舵装置に連結されたギアが配設されている。このため、出力軸２４の回転によりハンドルを操作するアシスト力が発揮されることになる。したがって、所望のアシスト力が得られるように出力軸２４の回転を制御することが必要であり、その仕様に合致したモータ２および制御ユニット１を構成することが必要となる。
【００１６】
ステータ２０のスロット２１には、複数、例えば４本のコイルが配置されている。このスロット２１から延出したコイルは、巻回されており、その状態を図２の左半分に一部示している。図１の回路図に示したように、３相２組の巻線となっているが、第１系統の巻線と第２系統の巻線は、それぞれ隣同士のスロット２１に配置されている。
すなわち、Ｕ１相のコイルで見ると、所定のスロット２１に挿入されて延出されたコイルは、５個のスロットを越えた６個目のスロット２１に再度挿入されていることを示している。同様に第１系統Ｕ１の隣のスロット２１には、第２系統のＵ２コイル、その隣には第１系統のＶ１コイル、第２系統のＶ２コイル、第１系統のＷ１コイル、第２系統のＷ２コイルの順に規則正しく挿入されている。
【００１７】
コイルは、以上のように分布巻きに巻装され、それぞれの終端がデルタ結線となるように接続されており、かつ、コイルの終端部は、インバータ回路３ａ、３ｂのモータリレー用スイッチング素子３４に接続されている。この終端は、各系統に３本ずつ存在し、それぞれが独立してインバータ回路３ａ、３ｂに接続されている。なお、単一ロータに対してステータの巻線を２組としたが、ステータ自体を２組直列に構成するいわゆるダンデムタイプのモータとしてもよい。ただし、ダンデムタイプであれば、１組のモータと比較してモータ長さが略２倍の規模となってしまい、車両に搭載する場合に装置全体が大型化して非常に不利となる。
【００１８】
次に、以上の回路構成およびモータ構造における制御動作について説明する。
装置の制御は、殆どＣＰＵ１０のプログラムに従って処理されるため、図３のＣＰＵのフローチャートに沿って説明する。なお、両ＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、ほぼ同一の処理を行っているため、一方のＣＰＵ１０ａについて説明する。
イグニッションスイッチ７が投入されると、ＣＰＵ１０ａに電源が供給され、処理が開始される。まず、ステップＳ１においては、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、入出力ポート等を初期化する。次に、ステップＳ２で入力回路１２を介して入力されたあらゆる情報を入手し、格納する。その情報の中には相手方のＣＰＵ１０ｂの通信データも含まれている。
【００１９】
ステップＳ３において、相手方のＣＰＵ１０ｂでの異常検出の有無をチェックする。相手方の異常の有無は、相手方ＣＰＵ１０ｂとの通信データを解読することで判別することができる。相手方ＣＰＵ１０ｂに異常が発生していない場合（Ｎ：Ｎｏ）、ステップＳ４に進み、次に自分の異常の有無をチェックする。ここで、自分のＣＰＵ１０ａに異常が検知されていない場合（Ｎ）、ステップＳ５に進み、異常が両ＣＰＵ１０ａ、１０ｂとも発生していない通常の制御量１を演算する。
【００２０】
一方、ステップＳ３において、相手方に異常が発生している場合（Ｙ：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進み、ステップＳ４と同様に自分の異常の有無をチェックする。ここで、自分に異常が発生している場合（Ｙ）、ステップＳ１１へ進み、自己異常時の処理を行う。自分に異常がない場合（Ｎ）、ステップＳ７に進み、相手方異常、自己正常の条件における制御量２を演算する。その後、ステップＳ８へ進む。
【００２１】
次に、ステップＳ４あるいはステップＳ６において、ＣＰＵ１０ａ自体に異常が発生していると判断した場合、ステップＳ１１に進み、駆動回路１１ａへの出力を停止するように制御信号を出力する。なお、発生した異常に基づき複数のレベルに分類してもよい。例えば、モータ２の巻線又はインバータ回路３ａ、３ｂのスイッチング素子の地絡あるいは天絡の場合、電源リレー用スイッチング素子５ａを含む全スイッチング素子をオフとするように制御信号を出力する。また、インバータ回路３ａ、３ｂの上下アームのスイッチング素子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗの１個、又はモータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗがオープン故障を生じている場合、その異常が発生している相のみスイッチング素子の駆動を停止し、その他の相は通常どおり制御指令を出力することも可能である。したがって、ステップ１１では、全面停止状態の異常時の処理以外に一部の制御を継続処理できるように設定されている。なお、前述のような２相駆動できる場合は、制御量の演算処理も必要なため、ステップＳ５、Ｓ７で処理した方が効率的な場合もある。
【００２２】
次に、ステップＳ１２において、異常の状態を通信ライン１４を使用してデータを送信する。そのデータには、異常のレベル、例えば、全スイッチング素子がオフ状態であることも含んで送信する。また、ある相のみオフした状態で、その場合の制御量の正常時と比較した割合等も含んで送信することもできるが、このような異常内容の通信は、ステップＳ９およびステップＳ１０を通して処理することも可能である。これにより、相手方が異常の内容まで把握することができることになる。したがって、相手方の異常に応じて自己の制御量を補正して出力することが可能となる。
【００２３】
次に、ステップＳ５において、両制御ユニットとも異常が発生していない通常時の制御量の演算方法について説明する。
このステップＳ５では、従来装置と同様に、車速及びトルクに応じて要求される電流値を算出し、これを１／２に分割する。この１／２の電流値が１方の制御ユニットが受け持つ制御量である。さらに、現在供給している電流をシャント抵抗３３の電位差から検出し、目標値とこの検出値との差異に応じて、制御指令値として出力する。
【００２４】
一方、ステップＳ７においては、相手方系統に異常が発生しているため、自分の系統のみで要求される電流値を制御量演算２として供給する必要がある。または、相手方系統が１相のみ異常で２相駆動されている場合であれば、略２／３の電流値を供給するように算出し、これにより算出された制御指令値を出力する。また、相手方系統が全くモータを駆動できる状態にないならば、算出した制御量すべてを自己の系統で出力するように制御することになる。さらに、前述したように１相のみ異常が発生している場合は、ステップＳ５又はステップＳ７にて２相駆動用の制御量を演算することができる。すなわち、通常時と殆ど同様な手順で演算し、最後に２相駆動用に補正することによって制御量を求めることができる。
【００２５】
次に、ステップＳ８においては、制御指令値に基づき各スイッチング素子を駆動できるように制御指令を出力する。インバータ回路３ａ、３ｂの上下スイッチング素子は、ＰＷＭ（pulse  width  modulation）駆動されているため、これに応じた制御信号を出力する。ステップＳ９においては、異常の有無をチェックする。具体的には、各スイッチング素子を駆動して流れる電流をシャント抵抗３３で検出する方法、ならびにモータ２の巻線端子電圧をモニタし、所定の電圧がスイッチング素子の駆動に応じて出現することをモニタすることにより異常を検出することができる。
さらに、目標電流値に対して検出電流値との差異が所定時間経った後にも接近しない場合、漏電の可能性もあるので、異常と判断することもできる。
以上のように、各部の電圧、電流をモニタして異常を検出することによって、１相のみの異常であっても検出することができる。
【００２６】
このような異常を検出した場合、ＣＰＵ１０ａは、その異常状態も含めて記憶しておき、ステップＳ１０において、異常状態を通信ライン１４を介して相手方ＣＰＵ１０ｂに通信する。その他に必要な情報があれば、この処理に含めて送信すると効率的である。例えば、入力回路１２の情報、制御量情報を授受して互いの制御量演算の正確性をチェックすることも可能である。
次に、ステップＳ１３においては、所定時間、例えば５ｍ秒間経つまで待機し、所定時間が経ったならば（Ｙ）、ステップＳ２へ戻って再度同様な手順で処理を進めることになる。
【００２７】
以上のようなＣＰＵ１０ａの処理動作は、ＣＰＵ１０ｂも同様に実行されており、２重の冗長系を成している。
したがって、異常のない通常状態においては、各制御ユニットが１／２ずつ受け持ってモータ２の制御を行うが、一方に異常が発生した場合、最悪の場合であっても正常なＣＰＵが１００％の制御を継続することができるので、ドライバーの操舵が困難となる状況に陥ることがない。また、自己系統のみならず相手方系統の異常についても報知する機能を付加することが可能で、異常発生時のドライバーへの報知が確実となり、どちら側のモータ２が異常かをも知ることができる。この報知は、例えば、ステップＳ９またはステップＳ１１の異常時の出力に基づいて、ステップＳ１０またはステップＳ１２において行わせることにより実現することができる。
【００２８】
また、異常が発生していない通常時であっても、例えば一方の制御ユニットの温度が他方より高い場合、１／３対２／３のように不平衡の制御を行うことも可能である。このような状況は、通信ライン１４を介して一方が他方に助けを求める情報を送信し、相手方に知らせることで可能となる。また、自己も高温に曝されているときは、両者がともに高負荷状態であるので、互いに目標値を低減して故障の発生を予防することも可能となる。さらに、制御量の分担割合は、どのようにも変更することは理論的には可能であるが、２、３段階の有段のみとすることは、制御仕様の簡略化、及びＣＰＵのプログラムの簡略化、さらにはＣＰＵ自体の異常時の対応の面から有利である。例えば、正常側は５０、６５％、１００％、異常側は５０％、３５％、０％の３段階レベルとすることもできる。
【００２９】
なお、上述の実施例においては、ステップＳ１０、Ｓ１２の通信１、通信２を独立して２カ所に設けているが、これは異常が発生していることを考慮して出力系を独立させたものであって、まとめて１個であってもよい。また、ステップＳ９の異常検出手段を出力ステップＳ８の後に配置したが、例えばステップＳ２とステップＳ３の間に設けてもよい。さらに、例えばインバータ回路３ａ、３ｂに温度検出手段であるサーミスタを搭載しておき、この温度検出手段による検出温度を両ＣＰＵ１０ａ、１０ｂに入力して温度差を把握し、温度がより低い方の制御量を高い方より多くした制御量を出力することも可能である。ここで、温度検出手段を複数個搭載することは現実的ではないので、設置場所以外ではこの値を基に、又は供給電流を基に温度を推定する方法であってもよい。特に、車両に搭載した場合、その搭載場所、向きにより放熱性の違いが発生することがあるため、できれば最も発熱の多い、インバータ回路３ａ、３ｂまたはモータ２の巻線の近傍に温度検出手段を設置することが望ましい。
【００３０】
さらにまた、モータ２の駆動は、第１系統と第２系統が図２に示すように電気角３０度ずれて配置された構造となっており、第１系統と第２系統は、制御指令の出力をこの構造に沿ってずらせて出力することが必要である。これによりノイズ、振動を３０度位相差制御により低減できる効果が得られる。
【００３１】
また、各制御ユニットにおける特にスイッチング素子は、１００％駆動された場合を考慮してその放熱性を充分に確保する必要がある。具体的には素子自体の電流容量及び放熱用ヒートシンク構造を考慮して設計する必要がある。また、モータにおいても１組の３相のみで所望の回転数に対する最大トルクを出力できるように、コイル、磁石仕様、各部品の規模を設計する必要がある。
【００３２】
実施の形態２．  
次に、この発明の実施の形態２について図４を用いて説明する。
実施の形態１においては、２個のＣＰＵ１０ａ、１０ｂを用いて制御ユニット１を構成したが、実施の形態２においては、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂを単一のＣＰＵ１０で構成したものである。その他の構成は、実施の形態１と同一であり、同一符号を付してその説明を省略する。
このように単一のＣＰＵ１０とすることによって、通信ライン１４を使用することなく、インバータ回路３ａ、３ｂ、モータ２の巻線、駆動回路１１ａ、１１ｂの状態を把握することが可能となり、その処理工程を簡略化することができる。したがって、制御ユニット１からの出力を速やかに発生させることができ、ハンドル操作の遅れを回避できる効果がある。
【００３３】
なお、単一のＣＰＵ１０によって構成した場合であっても、ソフトウエアの構成を独立して設け、しかも、その制御指令値などの演算結果値も別々に格納することによって、冗長系を形成することができる。また、ＣＰＵ１０の出力ポートを異なるポートに分離することにより、一方のポートが異常になった場合であっても、他方のポートで駆動回路１１ａ、１１ｂへの出力を継続することができる。さらに、ＣＰＵ１０を単一化して集約することによって実施の形態１と比較して規模を縮小することができ、また、通信ライン１４を省くことによってノイズ等による通信エラーの発生を防ぎ、信頼性を強化することができる。
【００３４】
図５は、図２におけるモータ２と異なるモータ２の構造を示すもので、スター結線の巻線が２組であるため、３相２組となっている。図５Ａは、モ−タの上面図であり、図５Ｂは巻線の結線図である。
モータ２のコイル巻装方法については、実施の形態１と大きく異なっており、図５Ａに示すように、モータ２のステータ２０は、１０極１２スロットで構成され、巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は、第１系統と第２系統がそれぞれ集まり合って巻装されている。ここで、第１系統は、図中左側の６スロットずつに挿入され、第２系統は、右側の６スロットずつに挿入されていることを示している。また、各巻線は、１個のティースを囲むような多数の集中巻きである。
【００３５】
このように巻線を配置することによって、実施の形態１に示した３０度の位相差制御や巻線の系統間干渉対策の必要がなくなり、その結果、２系統のＣＰＵの厳格な同期を取る必要がなくなる。また、ステータ２０全体を２分割し、それぞれを各系統の巻線に分配したが、４分割して各系統は隣接の３スロットずつを使用した巻装も採用可能である。さらに、デルタ結線であってもよい。
【００３６】
上述したように、モータ２、制御ユニット１は、それぞれが独立に最大仕様限界まで制御できるように構成されているため、異常が発生した場合であっても片方の制御系統のみによって所望のアシスト力を発揮することができる。
したがって、ドライバーは、安全に運転を継続することができる。
また、異常が発生していない通常時には、各系統の持つ能力の約半分を使用していることになり、従来装置と比較して、例えば温度、負荷により最大定格が低く抑制されることもなく、余裕を持って制御を継続させることができる。
【００３７】
さらに、インバータ回路３ａ、３ｂにおけるスイッチング素子は、ＰＷＭ制御を行っており、異常時と通常時ではその変調率が大きく変化し、通常時では変調率を小さく抑えて制御しているため、２組のインバータ回路を有していても、異常時、通常時の変調率はさほど変化がない。これは、両インバータ回路の最大電流供給量を合計したものが、従来装置の電流供給量に相当するためである。
【００３８】
以上のように、一方の制御系統のみであっても１００％の電流供給を賄えるように設計し、通常時には、２つの制御系統がそれぞれの動作状態に応じて分担してモータを駆動するとともに、一方の制御系統に異常が発生した場合には、他方の正常側制御系統のみを用いて１００％の駆動を行うように構成することによって、ドライバーの操舵操作に対するアシスト力を継続して制御することができ、より安全な運転を実現することができる。
なお、ドライバーが異常に気付かない場合が想定されるので、異常時には駆動回路１６を介して報知装置１５を動作させ、ドライバーに異常状態を報知するように構成しておくことも有効である。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：制御ユニット、    ２：モータ、    ３ａ，３ｂ：インバータ回路、
４：制御回路部、    ５ａ，５ｂ：電源用リレー、    ８：センサ、
９ａ，９ｂ：回転センサ、
１０，１０ａ，１０ｂ：中央処理装置（ＣＰＵ）、
１１ａ，１１ｂ：駆動回路、  １２：入力回路、    １３：電源回路、
１４：通信ライン、          ２０：ステータ、    ２１：スロット、
２２：磁石、                ２３：ロータ、      ２４：出力軸。
【図１】
2016063368.tif 000003
【図２】
2016063368.tif 000004
【図３】
2016063368.tif 000005
【図４】
2016063368.tif 000006
【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置に用いられるモータの上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
【図５】この発明の電動パワーステアリング装置に用いられる他のモータの構成を示す上面図（図５Ａ）、巻線の結線状態を示す図（図５Ｂ）である。
【国際調査報告】
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