(57)【要約】【課題】通電不良相発生に伴う二相駆動時におけるトルクリップルの発生を効果的に抑制しつつ、高精度の異常検出を可能とするモータ制御装置を提供することにある。【解決手段】マイコンは、通電不良相の発生時、所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*を演算し、当該ｄ軸電流指令値Ｉd*に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、通電不良相以外の二相を通電相としてモータ制御信号の出力を続行する。そして、その二相駆動時において、各相に設定された通電可能な最大値に基づいてその相電流値を制限すべき回転角度範囲内、即ち電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にある場合には、当該各通電相の相電流値が上記最大値で一定となるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。【選択図】図４
2008301658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に基づくｄ／ｑ座標系の電流フィードバック制御の実行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、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備え、前記通電不良の発生が検出された場合には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置において、
前記モータの各相電流値には、その通電可能な最大値が設定されるものであって、
前記電流指令値演算手段は、前記通電不良の発生時には、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値を演算するとともに、前記設定された最大値に基づいて前記相電流値を制限すべき回転角度範囲内にある場合には、前記各通電相の相電流値が前記最大値で一定となるように、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算すること、を特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記電流指令値演算手段は、前記通電不良の発生時には、前記通電不良発生相に応じて、以下の各式、
【数１】
2008301658.tif 000020
（但し、θ：回転角、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、Ｉq*：q軸電流指令値）
に基づき前記ｄ軸電流指令値を演算するともに、
前記相電流値を制限すべき回転角度範囲内にある場合には、以下の各式、
【数２】
2008301658.tif 000021
2008301658.tif 000022
2008301658.tif 000023
2008301658.tif 000024
2008301658.tif 000025
（但し、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、Ｉq*：ｑ軸電流指令値、Ｉx_max：通電可能な電流の最大値）
に基づき前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算すること、
を特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】特開２００３−２６０２０号公報
【特許文献２】特開２００６−６７７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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としてモータ制御を継続する場合に、図１５に示すような該各通電相に対して正弦波通電を行う構成（同図に示される例は、Ｕ相異常、Ｖ，Ｗ相通電時）では、トルクリップルの発生に起因する操舵フィーリングの悪化が避けられない。
【０００５】
即ち、図１６に示すように、従来の二相駆動時におけるモータ電流の推移をｄ／ｑ座標系で表した場合、モータトルクの制御目標値であるｑ軸電流指令値が一定であるにも関わらず、実際のｑ軸電流値は、正弦波状に変化する。つまり、要求トルクに対応したモータ電流が発生しないために本来の出力性能を引き出せない状態で、そのモータ駆動が継続されているという問題がある。
【０００６】
また、多くの場合、駆動回路の故障による過電流の発生やセンサ異常等、制御系の異常検出は、ｄ／ｑ座標系の電流偏差（主にｑ軸電流偏差）と所定の閾値との比較に基づいて行われる（例えば、特許文献２参照）。ところが、上記のように、二相駆動時には、ｄ／ｑ座標系の各電流値が正弦波状に変化するため、異常判定の基礎となる電流偏差は、その異常の有無に関わらず発生することになる。このため、二相駆動時には、異常検出ができなくなるという問題もあり、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。
【０００７】
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、通電不良相発生に伴う二相駆動時におけるトルクリップルの発生を効果的に抑制しつつ、高精度の異常検出を可能とす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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、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、前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に基づくｄ／ｑ座標系の電流フィードバック制御の実行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、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備え、前記通電不良の発生が検出された場合には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置において、前記モータの各相電流値には、その通電可能な最大値が設定されるものであって、前記電流指令値演算手段は、前記通電不良の発生時には、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値を演算するとともに、前記設定された最大値に基づいて前記相電流値を制限すべき回転角度範囲内にある場合には、前記各通電相の相電流値が前記最大値で一定となるように、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算すること、を要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記電流指令値演算手段は、前記通電不良の発生時には、前記通電不良発生相に応じて、以下の各式、
【００１０】
【数１】
2008301658.tif 000003
（但し、θ：回転角、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、Ｉq*：q軸電流指令値）
に基づき前記ｄ軸電流指令値を演算するともに、前記相電流値を制限すべき回転角度範囲内にある場合には、以下の各式、
【００１１】
【数２】
2008301658.tif 000004
2008301658.tif 000005
2008301658.tif 000006
2008301658.tif 000007
2008301658.tif 000008
（但し、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、Ｉq*：ｑ軸電流指令値、Ｉx_max：通電可能な電流の最大値）
に基づき前記ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算すること、を要旨とする。
【００１２】
上記各構成によれば、漸近線に対応する所定の回転角近傍における各相の相電流値を制限すべき回転角度範囲内（電流制限範囲）を除いて、要求トルク（ｑ軸電流指令値）に対応したモータ電流（ｑ軸電流値）を発生させることができる。その結果、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しつつ、そのモータ制御を継続することができるようになる。そして、電流制限範囲においても、通電相の各相電流値をその通電可能な最大値（上限又は下限）で一定とすることにより、最大限のモータ出力性能を引き出すことができるようになる。また、特に、ｄ／ｑ座標系の電流偏差に基づき制御系の異常検出を行うものにおいては、予め、ｄ／ｑ座標系の各電流値が追従可能なｄ軸及びｑ軸電流指令値を演算することで、当該電流制限範囲においても、ｄ／ｑ座標系の電流偏差を基礎とした異常検出判定の信頼性を確保することができる。その結果、二相駆動時においても、より高精度に制御系の異常を検出することができるようになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２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、通電不良相の発生時においても、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。また、二相駆動時においても、高精度の異常検出ができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通電不良相発生に伴う二相駆動時におけるトルクリップルの発生を効果的に抑制しつつ、高精度の異常検出を可能とす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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（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５に連結されており、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５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角が変更されるようになっている。
【００１６】
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操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００１７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００１８】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。
【００１９】
次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、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駆動回路１８とを備えている。
【００２０】
尚、本実施形態の駆動回路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周知のＰＷＭインバータであり、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子のオンｄｕｔｙ比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン／オフすることにより、車載電源（図示略）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２に供給されるようになっている。
【００２１】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、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、及びモータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサ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に基づいて駆動回路１８にモータ制御信号を出力する。
【００２２】
詳述すると、マイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力、即ちモータトルクの制御目標値として電流指令値を演算する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部２３と、電流指令値演算部２３により算出された電流指令値に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段としてのモータ制御信号生成部２４とを備えている。
【００２３】
電流指令値演算部２３は、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算し、モータ制御信号生成部２４に出力する。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、及び回転角θ（電気角）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。
【００２４】
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、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ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*は、上記ｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqとともに、それぞれ対応する減算器２６ｄ，２６ｑに入力される。尚、本実施形態では、通常制御時、電流指令値演算部２３は、ｄ軸電流指令値Ｉd*として「０」を出力する（Ｉd*＝０）。
【００２５】
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２３が出力するｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に実電流であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqを追従させためのフィードバック制御が行われる。
【００２６】
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軸電流偏差ΔＩqに所定の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において三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換される。
【００２７】
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２９に入力され、同ＰＷＭ変換部２９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、マイコン１７は、そのモータ制御信号を、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。
【００２８】
［異常発生時の制御態様］
図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１では、マイコン１７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が設けられている。そして、ＥＣＵ１１（マイコン１７）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。
【００２９】
詳述すると、異常判定部３１には、ＥＰＳアクチュエータ１０の機械系統の異常を検出するための異常信号Ｓ_trが入力されるようになっており、同異常判定部３１は、この入力される異常信号Ｓ_trに基づいて、ＥＰＳ１における機械系統の異常を検出する。また、異常判定部３１には、ｑ軸電流指令値Ｉq*及びｑ軸電流値Ｉq、モータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、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、制御系における異常の発生を検出する。
【００３０】
具体的には、本実施形態の異常判定部３１は、トルクセンサ１４の故障や駆動回路１８の故障等、制御系全般に関する異常の発生を検出するために、ｑ軸電流偏差ΔＩqを監視する。即ち、ｑ軸電流偏差ΔＩqと所定の閾値とを比較し、ｑ軸電流偏差ΔＩqが（所定時間以上継続して）当該閾値以上となった場合には、制御系に異常が発生したものと判定する。
【００３１】
また、異常判定部３１は、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、回転角速度ω、及び各相のｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwに基づいて、動力線（モータコイルを含む）の断線や駆動回路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。この通電不良相発生の検出は、Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の相電流値Ｉxが所定値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が所定値Ｉth及び判定対象範囲を規定する閾値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われる。
【００３２】
尚、この場合において、上記相電流値Ｉxの閾値となる所定値Ｉthは「０」近傍の値に設定され、回転角速度ωの閾値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。
【００３３】
即ち、図３のフローチャートに示すように、異常判定部３１は、検出される相電流値Ｉx（の絶対値）が所定値Ｉth以下であるか否かを判定し（ステップ１０１）、所定値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）が所定の閾値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が所定の閾値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する（ステップ１０４）。
【００３４】
そして、相電流値Ｉxが所定値Ｉthよりも大きい場合（|Ｉx|＞Ｉth、ステップ１０１：ＮＯ）、回転角速度ωが閾値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相に通電不良が生じていないと判定する（Ｘ相正常、ステップ１０５）。
【００３５】
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時以外にも以下の二つのケースがありうる。
【００３６】
−  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定する。
【００３７】
即ち、相電流値Ｉxが「０」近傍の所定値Ｉth以下となるほどの回転角速度ω（基底速度）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。
【００３８】
尚、説明の便宜のため図３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われる。そして、最終的な異常検出の判断は、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われる。
【００３９】
本実施形態では、ＥＣＵ１１（マイコン１７）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異常検出信号Ｓ_tm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、その入力される異常検出信号Ｓ_tmに応じた電流指令値の演算、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、マイコン１７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。
【００４０】
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」、以上の大別して３つの制御モードを有している。そして、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「通常制御モード」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。
【００４１】
一方、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「アシスト停止モード」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。尚、「アシスト停止モード」が選択される場合としては、機械系統の異常やトルクセンサ１４に異常が発生した場合のほか、電力供給系統における異常発生時については、過電流が生じた場合等が挙げられる。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、マイコン１７は、モータ１２の停止後、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。
【００４２】
また、「二相駆動モード」に対応する異常検出信号Ｓ_tm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の出力する異常検出信号Ｓ_tm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。
【００４３】
具体的には、本実施形態の電流指令値演算部２３は、この「二相駆動モード」においては、その検出された通電不良発生相に応じて、以下の（１）〜（３）式に基づきｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。
【００４４】
【数３】
2008301658.tif 000009
これにより、図４〜図６に示されるような、所定の回転角θＡ，θＢを漸近線としてｑ軸電流指令値Ｉq*の符号に応じて単調非減少（Ｉq*＞０の場合）、又は単調非増加（Ｉq*＜０の場合）で変化、より詳しくは正接曲線（タンジェント：tanθ）状に（正接曲線を描くように）変化するｄ軸電流指令値Ｉd*が演算される。
【００４５】
尚、本稿では、説明の便宜上、以下、上記の各漸近線に対応する二つの回転角のうち、電気角０°〜３６０°の範囲において、その値の小さい方を回転角θＡ、大きい方を回転角θＢとして説明する。つまり、図４に示すように、Ｕ相の異常によりＶ，Ｗ相の二相に通電する場合には、上記所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「９０°」「２７０°」となる。また、図５に示すように、Ｖ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「３０°」「２１０°」である。そして、図６に示すように、Ｗ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「１５０°」「３３０°」となる。
【００４６】
また、上記（１）〜（３）式によりｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する場合におけるｑ軸電流指令値Ｉq*の値は、通常時（通電不良非発生時）におけるｑ軸電流指令値Ｉq*と同一の値、即ちモータトルクの目標値に対応する本来の値「Ｉq_as*」となっている。
【００４７】
そして、本実施形態のモータ制御信号生成部２４は、このようにして演算された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、通電不良発生相以外の二相を通電相とした二相駆動制御を実行するためのモータ制御信号を生成する。
【００４８】
即ち、二相駆動時、上記（１）〜（３）式により演算された正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*に基づく電流フィードバック制御を実行することで、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相には、以下に示す（４）〜（９）式に示されるような上記所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として、正割曲線、又は余割曲線状に変化する相電流が発生する（図７〜図９参照）。尚、通電不良発生相の相電流値は「０」である。また、正割曲線は、sinθの逆数（コセカント：cosecθ）、余割曲線は、cosθの逆数（セカント：secθ）である。
【００４９】
【数４】
2008301658.tif 000010
その結果、ｄ／ｑ座標系においては、理論上、上記所定の回転角θＡ，θＢを除きｑ軸電流指令値Ｉq*に追従するようなｑ軸電流値Ｉqが発生する。
【００５０】
つまり、理論上、モータ１２の回転角θが上記所定の回転角θＡ，θＢ以外にある場合には、要求トルク、即ちモータトルクの目標値であるｑ軸電流指令値Ｉq*に対応した（略ｑ軸電流指令値Ｉq*どおりの）ｑ軸電流値Ｉqを発生させることができる。そして、本実施形態では、これにより、二相駆動時においても、当該二相駆動に伴うトルクリップルの発生を抑制して、良好な操舵フィーリングを維持したまま、そのアシスト力の付与を継続する構成となっている。
【００５１】
ここで、実際には、各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに通電可能な電流（の絶対値）には上限（最大値Ｉx_max）があり、仮に、全回転角領域において上記のような正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*に基づく電流フィードバック制御を実行した場合、当該通電可能な最大値Ｉx_maxを超える相電流が発生してしまう。
【００５２】
この点を踏まえ、本実施形態の電流指令値演算部２３は、二相駆動時、通電相となる二相の相電流値が、最大でもその通電可能な上限（Ｉx_max）又は下限（-Ｉx_max）となるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。そして、これにより、最大限のモータ出力性能を引き出しつつ、通電可能な最大値Ｉx_maxを超えた通電による駆動回路（を構成する各スイッチング素子）や各相のモータコイルの発熱を抑制して安定的にモータを駆動する構成となっている。
【００５３】
詳述すると、本実施形態の電流指令値演算部２３は、先ず、検出されるモータ１２の回転角θが、仮に、全回転角領域において上記のような正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*に基づく電流フィードバック制御を実行した場合に、各通電相にその通電可能な相電流値の最大値Ｉx_maxを超える相電流が発生する回転角範囲にあるか否かを判定する。
【００５４】
具体的には、各相に通電される電流値を制限すべき回転角度範囲、即ち電流制限範囲は、相電流値が、その通電可能な電流の最大値Ｉx_max以上となる範囲（Ｉx≧Ｉx_max、Ｉx≦−Ｉx_max）、つまり、漸近線に対応する二つの回転角θＡ，θＢ近傍の回転角θ１〜回転角θ２まで、又は回転角θ３〜回転角θ４までの二つの回転角度範囲である。従って、上記（４）〜（９）式に、当該最大値Ｉx_maxに対応する上限値（＋Ｉx_max）及び下限値（−Ｉx_max）を代入し、これらの各式を回転角θについて解くことで当該電流制限範囲を規定する４つの回転角θ１，θ１，θ２，θ３を特定することができる。
【００５５】
具体的には、Ｕ相が通電不良発生相である場合（Ｕ相通電不良時）、上記（４）式に、その通電可能な相電流値の上限値及び下限値を代入した（１０）（１１）及び（１２）（１３）式を解くことで、漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢのうちの一方、回転角θＡ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ１，θ２を求めることができる。
【００５６】
【数５】
2008301658.tif 000011
ここで、上記（１０）〜（１３）式の解、即ち回転角θ１，θ２は、cosθの逆関数（アークコサイン）によって表される。従って、cos（-θ）＝cosθ、及びcos（θ＋２π）＝cosθより、上記の回転角θＡから位相が２πずれた他方側の所定の回転角、即ち回転角θＢ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ３，θ４は、次の（１４）（１５）式により求めることができる。
【００５７】
【数６】
2008301658.tif 000012
同様に、Ｖ相が通電不良発生相である場合（Ｖ相通電不良時）には、上記（６）式に、その通電可能な相電流値の上限値及び下限値を代入した（１６）（１７）及び（１８）（１９）式を解くことで、漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢのうちの一方、回転角θＡ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ１，θ２を求めることができる。
【００５８】
【数７】
2008301658.tif 000013
ここで、上記（１６）〜（１９）式の解、即ち回転角θ１，θ２は、sinθの逆関数（アークサイン）によって表される。従って、sin（π−θ）＝sinθより、上記回転角θＡ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ１，θ２と、その回転角θＡから位相が２πずれた他方側の所定の回転角、即ち回転角θＢ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ３，θ４との間には、次の（２０）（２１）式が成立する。そして、これら（２０）（２１）式を解くことにより、残る回転角θ３，θ４を求めることができる。
【００５９】
【数８】
2008301658.tif 000014
また、Ｗ相が通電不良発生相である場合（Ｗ相通電不良時）には、上記（９）式に、その通電可能な相電流値の上限値及び下限値を代入した（２２）（２３）及び（２４）（２５）式を解くことで、漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢのうちの一方、回転角θＢ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ３，θ４を求めることができる。
【００６０】
【数９】
2008301658.tif 000015
ここで、上記（２３）〜（２５）式の解、即ち回転角θ３，θ４は、sinθの逆関数（アークサイン）によって表される。従って、sin（π−θ）＝sinθより、上記回転角θＢ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ３，θ４と、その回転角θＢから位相が２πずれた他方側の所定の回転角、即ち回転角θＡ近傍の電流制限範囲を規定する回転角θ１，θ２との間には、次の（２６）（２７）式が成立する。
【００６１】
【数１０】
2008301658.tif 000016
そして、これら（２６）（２７）式を解くことにより、残る回転角θ１，θ２を求めることができる。
【００６２】
このように、本実施形態の異常判定部３１は、二つの漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢ近傍の各電流制限範囲を規定する各回転角θ１，θ２，θ３，θ４を演算する。そして、検出されるモータ１２の回転角θが何れかの電流制限範囲内にある場合（θ１＜θ＜θ２、又はθ３＜θ＜θ４）には、通電相の各相電流値が、その通電可能な上限（Ｉx_max）又は下限（-Ｉx_max）で一定となるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。
【００６３】
具体的には、本実施形態の異常判定部３１は、検出された通電不良発生相、及びｑ軸電流指令値Ｉq*の符号に応じた、以下の（２８）〜（５１）式から、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。
【００６４】
【数１１】
2008301658.tif 000017
2008301658.tif 000018
2008301658.tif 000019
そして、これにより、最大限のモータ出力性能を引き出しつつ安定的にモータ制御を継続するとともに、より高精度に制御系の異常検出を行う構成となっている。
【００６５】
即ち、例えば、図１０に示すように、単純に、各電流制限範囲（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）において、ｄ軸電流指令値Ｉd*（及びｑ軸電流指令値Ｉq*)を一定として電流フィードバック制御を実行した場合、ｄ軸電流値Ｉdはｄ軸電流指令値Ｉd*に追従しない（同図は、Ｕ相通電不良時の例）。つまり、本来（通電不良非発生時）は、モータ１２の各相に、図１１に示すような各相電流が発生することにより、当該ｄ軸電流指令値Ｉd*に追従したｄ軸電流値Ｉdが発生する。ところが、通電不良相の発生に伴う二相駆動時には、当該通電不良相の電流値が「０」となり、それに伴い各通電相の相電流値の波形は、図１２に示すようになる。その結果、ｄ軸電流値Ｉdはｄ軸電流指令値Ｉd*に追従せず、これにより、最大限のモータ出力を発生させることができなくなる。
【００６６】
しかしながら、上記（２８）〜（５１）式に基づき演算されたｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、上記電流制限範囲においても、ｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqは、それぞれｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に追従した値となる。即ち、電流制限範囲における通電相の各相電流値は、その通電可能な上限（Ｉx_max）又は下限（-Ｉx_max）で一定となる。その結果、最大限のモータ出力性能を引き出すことができるようになる。
【００６７】
更に、電流制限範囲においても、予め、ｑ軸電流値Ｉqの追従可能な範囲のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算することで、当該電流制限範囲におけるｑ軸電流偏差ΔＩqを基礎とした異常検出の信頼性を確保することができる。その結果、二相駆動時においても、より高精度に制御系の異常を検出することができるようになる。
【００６８】
次に、マイコンによる上記異常判定及び制御モードの切り替え（並びにモータ制御信号の生成）の処理手順について説明する。
図１３のフローチャートに示すように、マイコン１７は、先ず何らかの異常が発生したか否かを判定し（ステップ２０１）、異常が発生したと判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、続いてその異常が制御系の異常であるか否かを判定する（ステップ２０２）。次に、ステップ２０２において、制御系の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し（ステップ２０３）、二相駆動モードではない場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、当該制御系の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する（ステップ２０４）。そして、通電不良相が発生したと判定した場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）には、当該通電不良相以外の残る二相を通電相とするモータ制御信号の出力を実行する（二相駆動モード、ステップ２０５）。
【００６９】
上述のように、このステップ２０５においては、マイコン１７は、検出された異常発生相、及び検出される回転角θが上記各電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にあるか否かに応じて、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。
【００７０】
即ち、図１４のフローチャートに示すように、マイコン１７は、検出された回転角θが、上記電流制限範囲内にあるか否かを判定し（ステップ３０１）、当該電流制限範囲内にない場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、上記（１）〜（３）に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する（ステップ３０２）。尚、この場合、ｑ軸電流指令値Ｉq*としては、通常時（通電不良非発生時）におけるｑ軸電流指令値Ｉq*と同一の値、即ちモータトルクの目標値に対応する本来の値が演算される（Ｉq*＝Ｉq_as*）。
【００７１】
そして、上記ステップ３０１において、検出された回転角θが、上記電流制限範囲内にある場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、上記（２８）〜（５１）式に基づき演算されたｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する（ステップ３０３）。
【００７２】
一方、上記ステップ２０１において、特に異常はないと判定した場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、マイコン１７は、通常のモータ制御信号の出力を実行する（Ｉd*＝０、通常制御モード、ステップ２０６）。また、上記ステップ２０２において、制御系以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＮＯ）、ステップ２０３において、既に二相駆動モードであると判定した場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）、又は上記ステップ２０３において、通電不良相の発生以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、マイコン１７は、アシスト停止モードへと移行する（ステップ２０７）。そして、モータ１２の駆動を停止するためのモータ制御信号の出力、及び電源リレーの開放等を実行する。
【００７３】
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。
○マイコン１７は、通電不良相の発生時、所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として正接曲線状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*を演算し、当該ｄ軸電流指令値Ｉd*に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、通電不良相以外の二相を通電相としてモータ制御信号の出力を続行する。そして、この二相駆動時において、各相に設定された通電可能な最大値に基づいてその相電流値を制限すべき回転角度範囲内、即ち電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にある場合には、当該各通電相の相電流値が上記最大値で一定となるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。
【００７４】
上記構成によれば、漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢ近傍の電流制限範囲（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）を除いて、要求トルク（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応したモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）を発生させることができる。その結果、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して、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。そして、電流制限範囲においても、通電相の各相電流値をその通電可能な上限（Ｉx_max）又は下限（-Ｉx_max）で一定とすることにより、最大限のモータ出力性能を引き出すことができるようになる。更に、予め、ｑ軸電流値Ｉqの追従可能なｑ軸電流指令値Ｉq*を演算することで、当該電流制限範囲においても、ｑ軸電流偏差ΔＩqを基礎とした異常検出判定の信頼性を確保することができる。その結果、二相駆動時においても、より高精度に制御系の異常を検出することができるようになる。
【００７５】
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。
【００７６】
・本実施形態では、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、大別して、「通常制御モード」、「アシスト停止モード」、及び「二相駆動モード」の３つの制御モードを有することとした。しかし、異常発生時におけるモータ制御の形態は、これらのモードに限るものではない。つまり、通電不良相発生時に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実行する構成であれば、どのようなものに適用してもよい。また、異常検出（判定）の方法についても、本実施形態の構成に限るものではない。
【００７７】
・二相駆動時に演算される所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として正接曲線状に（正接曲線を描くように）変化するようなｄ軸電流指令値Ｉd*は、必ずしも上記（１）〜（３）式に基づき演算されるものと完全に同一でなくともよい。但し、上記（１）〜（３）式に基づきｄ軸電流指令値Ｉd*を演算した場合が、最もｑ軸電流指令値Ｉq*に近いｑ軸電流値Ｉqを発生させることができる。そして、該各式に基づき演算されるｄ軸電流指令値Ｉd*に近い値が演算される方法ほど、より顕著な効果が得られることはいうまでもない。
【００７８】
・本実施形態では、制御系の異常判定は、ｑ軸電流偏差ΔＩqを基礎として行うこととした。しかし、これに限らず、本発明は、ｄ／ｑ座標系の電流偏差に基づき制御系の異常判定を行うものであれば、ｄ軸電流偏差ΔＩd、又はｄ／ｑ座標系における合成ベクトル偏差に基づき行うものに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。
【図３】通電不良相検出の処理手順を示すフローチャート。
【図４】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）におけるｄ／ｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図５】二相駆動時（Ｖ相通電不良時）におけるｄ／ｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図６】二相駆動時（Ｗ相通電不良時）におけるｄ／ｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図７】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）における各相電流の推移を示す説明図。
【図８】二相駆動時（Ｖ相通電不良時）における各相電流の推移を示す説明図。
【図９】二相駆動時（Ｗ相通電不良時）における各相電流の推移を示す説明図。
【図１０】通電不良発生（Ｕ相通電不良）時、電流制限範囲においてｄ軸電流指令値Ｉd*（及びｑ軸電流指令値Ｉq*)を一定として電流フィードバック制御を実行した場合のｄ／ｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図１１】通電不良非発生時にＵ相通電不良時のｄ軸電流指令値を用いて電流フィードバック制御を実行した場合の各相電流の推移を示す説明図。
【図１２】通電不良発生（Ｕ相通電不良）時、電流制限範囲においてｄ軸電流指令値Ｉd*（及びｑ軸電流指令値Ｉq*)を一定として電流フィードバック制御を実行した場合の各相電流の推移を示す説明図。
【図１３】異常判定及び制御モードの切り替えの処理手順を示すフローチャート。
【図１４】電流制限範囲におけるｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*の演算処理の態様を示すフローチャート。
【図１５】従来の通電不良発生相以外の二相を通電相とする二相駆動の態様を示す説明図。
【図１６】従来の二相駆動時におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の推移を示す説明図。
【符号の説明】
【００８０】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＰＳＥＣＵ、１２…モータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ…モータコイル、１７…マイコン、１８…駆動回路、２３…電流指令値演算部、２４…モータ制御信号生成部、３１…異常判定部、Ｉx，Ｉu，Ｉv，Ｉw…相電流値、Ｉx_max…最大値、Ｉd…ｄ軸電流値、Ｉq…ｑ軸電流値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、ΔＩd…ｄ軸電流偏差、ΔＩq…ｑ軸電流偏差、θ，θＡ，θＢ，θ１，θ２，θ３，θ４…回転角。
【図１】
2008301658.tif 000026
【図２】
2008301658.tif 000027
【図３】
2008301658.tif 000028
【図４】
2008301658.tif 000029
【図５】
2008301658.tif 000030
【図６】
2008301658.tif 000031
【図７】
2008301658.tif 000032
【図８】
2008301658.tif 000033
【図９】
2008301658.tif 000034
【図１０】
2008301658.tif 000035
【図１１】
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【図１２】
2008301658.tif 000037
【図１３】
2008301658.tif 000038
【図１４】
2008301658.tif 000039
【図１５】
2008301658.tif 000040
【図１６】
2008301658.tif 000041