(57)【要約】電気パワーステアリング・システムにおける故障を検出するための方法及びシステムは、電気パワーステアリングのモータの電圧ベクトルを決定すること、及び、モータの電流ベクトルを測定することを含む。電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係が定義され、次いで、故障を発見するために、角度がその許容可能な角度関係を満たすか否か比較される。加えて、電圧ベクトル及び／又は電流ベクトルの角度の検査に対して、モータの方向及び位置も利用することが可能である。同様に、トルクの方向も利用可能である。このように、幾つかの異なる故障を、過渡的な条件下において動的に判断することが可能である。
2006515500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気パワーステアリング・システムにおける故障を検出するための方法であって、
電気パワーステアリングのモータの電圧ベクトルを決定するステップと、
前記電気パワーステアリングのモータの電流ベクトルを測定するステップと、
前記電圧ベクトルと前記電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義するステップと、
前記測定電流ベクトルと前記決定電圧ベクトルとの間の角度を比較するステップと、
前記角度が前記許容可能な角度関係を満たさない場合は、故障を表示するステップと、を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記決定ステップは、前記モータからの電圧パルス幅出力を測定すること、及び、命令パルス幅に対して、前記測定パルス幅を検査することから成る部分ステップを含み、前記測定パルス幅と前記命令パルス幅との間の差が所定のエラー限度を超過する場合は、故障を表示するステップをさらに備える、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法は、前記電気パワーステアリングのモータの位置を検出するステップをさらに備え、前記定義ステップは、前記モータの位置と前記電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義することを含み、前記比較ステップは、前記測定電流ベクトルと前記検出モータの位置との間の角度を比較することを含み、前記表示ステップは、前記測定電流と前記モータの位置との間の前記角度が、前記測定電流ベクトル及び前記モータの位置に対する前記許容可能な角度関係を満たさない場合は、故障を表示することを含む、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法は、トルク方向を入力するステップをさらに備え、前記定義ステップは、正の入力トルク方向に対しては、前記電流ベクトルの角度が前記モータの位置に比べて電流整合角度だけ先行していなければならないという前記電流ベクトルと前記モータの位置との間の第一の許容可能な角度関係、及び、負の入力トルク方向に対しては、前記電流ベクトルの角度が前記モータの位置に比べて前記電流整合角度だけ遅延していなければならないという前記電流ベクトルと前記モータの位置との間の第二の許容可能な角度関係を含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記測定ステップは、前記モータに対するトルク駆動電流を測定すること、及び、命令トルク駆動電流に対して、前記トルク駆動電流を検査することから成る部分ステップを含み、前記測定トルク駆動電流と前記命令トルク駆動電流との間の差が所定のエラー限度を超過する場合は、故障を表示するステップをさらに備える、方法。
【請求項６】
電気パワーステアリングのモータのための故障検出システムであって、
前記モータに接続され、かつ前記モータの電圧ベクトルを決定する電圧ベクトル検出器と、
前記モータに接続され、かつ前記モータの電流ベクトルを測定する電流ベクトル検出器と、
前記検出器のそれぞれに接続されたプロセッサであって、前記電圧ベクトルと前記電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義し、それらの間の角度を比較するために前記関連検出器からの電圧ベクトル及び電流ベクトルを入力し、前記角度が前記許容可能な角度関係を満たさない場合は、故障を表示する、プロセッサと、を備える故障検出システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記電圧ベクトル検出器は、出力電圧ベクトルを決定するために、前記モータからの電圧パルス幅出力を測定するように動作し、前記プロセッサは、該プロセッサからの命令パルス幅に対して、前記測定パルス幅を検査するように動作し、前記測定パルス幅と前記命令パルス幅との間の差が所定のエラー限度を超過する場合は、前記プロセッサは故障を表示する、システム。
【請求項８】
請求項６に記載のシステムは、前記モータと前記プロセッサとの間に接続されたモータ位置検出器をさらに備え、前記プロセッサは、前記モータの位置と前記電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義し、前記モータの位置と前記電流ベクトルを入力して、それらの間の角度を比較し、前記測定電流と前記モータの位置との間の前記角度が、前記測定電流ベクトルと前記モータの位置に対する前記許容可能な角度関係を満たさない場合は、前記プロセッサは故障を表示する、システム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムは、トルク方向センサをさらに備え、前記プロセッサは、前記トルク方向センサからの正の方向のトルクに対しては、前記電流ベクトルの角度が前記モータの位置に比べて電流整合角度だけ先行していなければならないという前記電流ベクトルと前記モータの位置との間の第一の許容可能な角度関係、及び、前記トルク・センサからの負の方向のトルクに対しては、前記電流ベクトルの角度が前記モータの位置に比べて前記電流整合角度だけ遅延していなければならないという前記電流ベクトルと前記モータの位置との間の第二の許容可能な角度関係を定義する、システム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記電流センサはトルク検出を含み、前記プロセッサは、前記トルク検出から検出されたトルクを入力し、命令トルク駆動電流に対して、前記トルク駆動電流を検査し、前記測定トルク駆動電流と前記命令トルク駆動電流との間の差が所定のエラー限度を超過する場合は、前記プロセッサは故障を表示する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、電気モータ制御の分野を対象とし、詳細には、自動車のパワーステアリング制御システムを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
現在製造されている自動車の殆どには、パワーステアリング・システムが組み込まれている。そのような自動車において、パワーシステム、例えば、エンジンに装備されたポンプにより電気的に、若しくは機械的に駆動させられる油圧システムによって、ステアリングのために運転手が印加する力はアシストされる。しかしながら、一般的な電気自動車又はハイブリッド車は、移動していない場合には、モータを作動させてないため、油圧システムを駆動させられない。この場合、例えば、駐車場に駐車をしようとする際に、運転手がこれらの自動車の車輪の向きを変えることを補助するパワーアシストは存在しない。電気モータにより油圧システムを駆動してもよいが、これは効率的ではなく、電気システムを直接に使用することによりステアリングのアシストを提供することが可能である。さらに、電気パワーアシストは、油圧システムのように全時間利用可能である必要はなく、駆動時にのみ必要である。その結果として、電力は節約され、全体の燃料効率は向上する。
【０００３】
電気パワーステアリング（ＥＰＳ）システムにおいて、ステアリング・トルクのアシストは、電気モータの駆動によって直接に提供される。従来技術において周知なように、そのモータ自体は、三相永久磁石同期モータを含み得る。再び従来技術において周知なように、このモータは、インバータ・システムを利用することによって、車両のバッテリーにより駆動させられる。この駆動は、一般的に、モータの動作状況を検出するためのセンサを備えた処理ユニットにより監視され、かつ制御される。ＥＰＳ駆動のアシストは、運転手の要求に基づいて使用されるように呼び出される。具体的には、運転手が、一つの方向にステアリングの力を印加すると、ＥＰＳシステムは同方向にさらなるトルクを供給する。しかしながら、システムが故障している場合、ＥＰＳモータからのトルクは意図せぬステアリング・トルクを生成し得る。例えば、運転手は左折しようとしているが、モータの駆動により望まれない右回りのトルクが誤って提供される。
【０００４】
意図せぬステアリング・トルクを検出する一つの従来技術は、ステアリング・トルク電流と計算された定常状態電流とを比較することである。それらの電流の間の不一致が、所定の時間間隔において、所定の限度を超過する場合には、故障が表示される。この技術の問題は、相対的に長い時間遅延である。特に、この技術は、定常状態の方程式に基づいているため、誤ったトリガーが処理されるのを回避するために、相対的に長い時間遅延を容認しなければならない。さらに、モータが失速した場合は、電流は測定されず、故障は検出されない。
【０００５】
別の従来技術では、センサ信号を受信し、これらのセンサ入力からモータ制御アルゴリズムを計算する二つの平行プロセッサを利用する。この場合、二つのプロセッサからの出力は比較され、それらが一致しない場合には、故障が表示される。この技術は、モータ自体又はモータ駆動ハードウェア（例えば、インバータ）における故障ではなく、処理システムにおける故障の検出に限定される。さらに、二つのプロセッサを使用することにより、著しくコストは増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ、必要とされているものは、意図せぬステアリング・アシストを検出することが可能なＥＰＳ制御装置である。その装置はまた、いかなる意図せぬステアリングをも時間遅延を最小に抑えて検出するという利点を有し、その利点によって、システムによる運転手のステアリング能力の低下が発生する以前に、モータの出力を停止することが可能である。その装置はまた、この利点を安価に提供するという長所も有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
新規であると確信する本発明の特徴は、添付特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、その更なる目的及び利点と共に、以下の説明を添付図面と併せて参照することにより、最良に理解され得る。その添付図面の幾つかの図において、同一の参照番号は、同一の構成要素を特定する。
【０００８】
本発明は、意図せぬステアリング・アシストを検出することが可能な電気パワーステアリング（ＥＰＳ）システム制御装置のための方法及びシステムを提供する。利点としては、本発明は、いかなる意図せぬステアリングをも時間遅延を最小に抑えて検出し、従って、システムによる運転手のステアリング能力の低下が発生する以前に、モータの出力を停止することが可能である。この長所は安価に提供される。
【０００９】
本発明は、全ての電気モータ制御装置に適用可能である。しかしながら、本発明の特定の用途は、パワーステアリングを提供するのに電気モータが利用されている車両用ステアリング・システムにおいて見出される。一般的に、そのようなシステムは、インバータを介して、車両のバッテリーにより駆動させられる三相永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）を内蔵している。本発明は、以下に詳細に説明するように、ステアリング・アシストの動作の故障を検出するのに、モータの電圧、電流、位置、及び／又は方向を巧みに利用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明による電気パワーステアリングのモータのための故障検出システムを示す。好ましい実施形態において、モータ１０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を発生させる三相インバータ１６を介して、バッテリー１８のような車両の電源からのＤＣ電力により駆動させられる三相永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）である。ＰＭＳＭの駆動により的確なパワーステアリング・アシストが提供されている時は、モータの電圧ベクトル、モータの電流ベクトル、及び回転子の位置角の間には特定の角度関係が成立していなければならない。これらの角度関係は過渡的なステアリング状態の間においてすら成立していなければならない。本発明は、その特定の角度関係を監視し、意図せぬステアリングを引き起こし得るいかなる故障をも、システムの定常状態への到達を待機することを必要とせずに、検出される。
【００１１】
具体的には、電圧検出器１４はモータ電圧２８を監視する。その電圧検出器は、モータの一相のみを監視することが可能である。しかしながら、モータの全ての相が監視されることは好ましい。実際の電圧２８は、インバータによりモータに供給される電圧で構成されている。次いで、この複合出力電圧２８は、制御装置又はプロセッサ２４によって命令された電圧２６と比較され得る。より詳細には、そのプロセッサは、インバータからモータに至る電圧のパルス幅（三相）をサンプリングし、電圧ベクトル（振幅及び角度）を決定することが可能である。これは、全ての電流ループの測定周期、例えば３００μｓの間に実行される。次いで、プロセッサは、命令パルス幅に対して、その測定パルス幅を検査することが可能である。命令電圧２６及び測定電圧２８は、互いに相対的に接近して追従しているべきである。さもなくば、これは、システムの部品の一つ以上が故障していることを示している。例えば、インバータが故障（短絡又は開放）している場合、この故障は直ちに検出される。それゆえ、本発明の第一の実施形態において、エラー限度が予め定められており、測定電圧のパルス幅と命令電圧のパルス幅との間の差が、予め定められたエラー限度を超過した場合には、故障が表示される。このエラー限度は、その限度を決定するために特定の試験故障を意図的に導入することにより、経験的に決定することが可能である。故障が検出されない場合は、引き続き、以下に説明するような他の故障検出技術を利用することが可能である。
【００１２】
本発明の第二の実施形態において、測定電圧のパルス幅は、モータの出力電圧ベクトルを決定するのに利用される。前述の実施形態において、いかなる故障も検出されなかった場合、その電圧ベクトルは良好な測定値であると確認されたとみなすことが可能であり、この第二の実施形態において利用される。電流検出器１２はモータに接続され、モータの電流ベクトル（振幅及び角度）を測定する。これは、全てのトルク・ループの測定周期、例えば１．２ｍｓの間に実行される。プロセッサ２４は、第一の実施形態により確認された電圧ベクトルと測定電流ベクトルとの間の角度関係を比較する。これは、モータ方向／速度検出器２２と併せて、いつモータが、第一、即ち正（例えば、左折アシスト）の回転方向、又は、第二、即ち負（例えば、右折アシスト）回転方向へのステアリング・アシストを提供するのかを判断するのに利用される。
【００１３】
具体的には、モータの回転方向が正である場合は、その電圧ベクトルは、電流ベクトルに比べて先行していなければならない。これに対して、モータの回転方向が負の場合は、その電圧ベクトルは、電流ベクトルに比べて遅延していなければならない。加えて、回転速度が殆どゼロに近い場合は、その電圧及び電流ベクトルは実質的に同期していなければならない。それゆえ、プロセッサは、電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義するのに利用される。プロセッサは電圧検出器及び電流検出器のそれぞれから電圧ベクトル及び電流ベクトルを入力し、それらの間の角度を比較する。その角度が許容可能な角度関係を満たしていない場合は、プロセッサは故障を表示する。その特定の角度関係は、許容可能な角度関係を試験するために特定の故障を意図的に導入することにより、経験的に決定することが可能である。例えば、モータの位置は殆ど一方向であるものの、電圧／電流位相が、トルクが他方向に印加されていることを示す不適切な先行／遅延関係を有している場合は、これは故障である。故障が検出されない場合は、引き続き、以下に説明するような他の故障検出技術を利用することが可能である。
【００１４】
しかしながら、モータが弱磁束の条件において動作している場合は、上記の角度関係は有効ではない可能性があり、この特定のデフォルトの検査を回避して、本明細書に記載の他の技術を選択することも可能であることに注意するべきである。弱磁束の条件は、モータからの逆起電力（ＥＭＦ）がインバータからモータに供給される電圧に等しいか、或いは超過する場合に発生する。この場合、逆起電力を補償する電流の位相調整が利用されるが、弱磁束の代償として、トルクは低下する。詳細には、さらにモータの速度を上昇させるために、負のｄ軸電流をモータに印加して、回転子の磁束とは反対の方向の磁束を生させることが可能である。その結果として、ｄ軸方向の合計磁束は低下する。低下した磁束は、起電力を低下させ、ライン間起電力が最大の供給電圧（インバータ出力電圧）に到達する以前に、より高速のモータ速度を可能にする。位相調整の利用は、デルタ位相測定であるこの第二の実施形態の機能と整合することが可能である。
【００１５】
本発明の第三の実施形態において、プロセッサは、入力トルク方向に関するモータの電流ベクトルと回転子の位置角との間の角度関係を監視する。前述の実施形態において、いかなる故障も検出されなかったか、或いは、いかなる弱磁束の条件にも遭遇しなかった場合、その測定電流ベクトルは良好な測定値であると確認されたとみなすことが可能であり、この第三の実施形態において利用される。モータの位置角は、ＰＭＳＭ駆動の回転子の位置を検出する位置検出器２０により決定される。これは、トルク・センサ３２と併せて、ユーザ（運転手）に、ステアリング・ホイールに印加された第一、即ち正（例えば、左折アシスト）の回転方向トルク、又は、ステアリング・ホイールに印加された第二、即ち負（例えば、右折アシスト）回転方向トルクを示すステアリング入力を提供するのに利用される。これらの測定は全てのトルク・ループの測定周期、例えば１．２ｍｓの間に実行される。
【００１６】
具体的には、入力トルクの回転方向が正（例えば、左折アシスト）の場合、電流ベクトルは、回転子の位置に比べて９０度に逆起電力を補償するために使用される電流先行角度を加えた分だけ先行していなければならない。その合計角度は、電流の位相がモータからの逆起電力の位相と実質的に整合し、結果として最大のトルクが生じるように選択される。この合計角度は、本明細書において使用されるように「電流整合角度」と参照される。これに対して、入力トルクの回転方向が負（例えば、右折アシスト）の場合、電流ベクトルは、回転子の位置に比べて９０度に電流先行角度を加えた分、即ち、電流整合角度だけ遅延していなければならない。例えば、１０度の電流先行角度（１００度の電流整合角度）が与えられた場合、正の入力トルク方向に対しては、電流ベクトルは回転子の位置に比べて１００度だけ先行しており、負の入力トルク方向に対しては、電流ベクトルは、回転子の位置に比べて１００度だけ遅延している。
【００１７】
プロセッサは、モータの位置と電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義するのに利用される。プロセッサは位置検出器２０及び電流検出器１２のそれぞれからモータの位置及び電流ベクトルを入力し、それらの間の角度を比較する。その角度が許容可能な角度関係を満たしていないのならば、プロセッサは故障を表示する。例えば、モータの位置及び電流の位相が不適当な先行／遅延関係を有している場合は、トルクが不正確に印加されていることを示し（即ち、車両の運転手は悪戦苦闘中）、これは故障である。その特定の角度関係は、電流整合角度が与えられると、許容可能な角度関係を判断するために特定の試験故障を意図的に導入することにより、経験的に決定することが可能である。故障が検出されない場合は、モータの位置は確認され、引き続き、以下に説明するような他の故障検出技術を利用することが可能である。
【００１８】
第四の実施形態において、トルク駆動電流が計算され、命令トルク駆動電流に対して検査される。測定トルク駆動電流と命令トルク駆動電流との間の差が予め定められたエラー限度を超過している場合は、故障が表示される。この実施形態は、大振幅のエラー又は飽和状態の制御装置をもたらす故障を対象としており、全てのトルク・ループの測定周期、例えば１．２ｍｓの間に実行される。トルク駆動電流は、単にモータに供給される三相電流ベクトルであるモータ電流とは異なるように定義される。代わりに、トルク駆動電流Ｉｑは、従来技術において周知のクラーク変換及びパーク変換により変換された電流ベクトルとして定義され、モータ・トルクに比例する電流パラメータＩｑを提供する。換言すれば、Ｉｑはモータ・トルクを発生させる三相における電流成分である。そのトルク駆動電流に対する特定のエラー限度は、許容可能なエラー限度を試験するために特定の故障を意図的に導入することにより、経験的に決定することが可能である。
【００１９】
動作の間、電圧、電流、及びトルク駆動電流の測定は、クラーク及びパーク変換を用いることにより実行される。クラーク変換は、以下のように、ｉ（ａ，ｂ，ｃ）のような三相電流（又は電圧）を二相の形式ｉ（α，β）に変換する。
【００２０】
【数１】
2006515500.tif 000003
は、回転ベクトルｉ（ａ，ｂ，ｃ）に対する静止座標系ｉ（α，β）を示す図２に表されているように描写される。第二の実施形態の電流ベクトルの測定は、クラーク変換の後に実行される。
【００２１】
パーク変換は、以下のように、二相クラークの形式ｉ（α，β）を回転二相の形式（ｉｑ，ｉｄ）に変換する。
【００２２】
【数２】
2006515500.tif 000004
ここで、θは回転子の磁束の位置を表す。静止ベクトルｉ（α，β）に対する回転座標系（ｉｑ，ｉｄ）を表す図３に示すように、この変換は、電流ｉｑをＱ軸に沿ったモータのトルクに直接に比例させる。第四の実施形態のトルク電流の測定は、パーク変換の後に実行される。加えて、上記クラーク及びパーク変換の逆変換が、前述の命令電流（又は電圧）に対するフィードバックのために使用される。
【００２３】
好ましい実施形態において、ＰＭＳＭの駆動に対する高速かつ堅固な故障診断システムを形成するために、かつ、複数の起こり得る故障モードを検出するために、前述の実施形態の全ては互いに相補的に組み合わされる。より好ましくは、故障検出の際に利用される許容可能な角度関係及び関連するエラー限度は、一つ以上の種々の実施形態において、ステアリング条件に依存して動的に調整可能である。相対的に定常的な状態のステアリング条件の下では、狭い限度を課し、変化し得るステアリング条件の下ではより広い限度を利用することが可能である。又、例えばエラー・カウンタにおいて、故障が特定の回数繰り返された場合にのみ、故障表示が発せられ得るというのも好ましい。その特定の回数は、ノイズ又は測定エラーによる誤報の問題を緩和するように、或いは、角度パラメータの試験されたエラー限度が狭くなるように、経験的に決定することが可能である。
【００２４】
上記実施形態は、モータが定常状態の条件に到達する以前であってもこれらの監視機能は有効であるという事実により検出遅延が低減されることによって、従来技術を超える改良となっている。換言すれば、本発明の方法及びシステムは、モータ速度、位置、起電力、及び入力が急速に変化する過渡的な条件下において有効である。
【００２５】
電圧、電流、トルク、位置、及び速度、並びに、図の他の全てのブロックに含まれる機能を決定するための実際の装置は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又はアナログ・デジタル混合の特定用途向け集積回路、即ち、ＡＳＩＣを利用することにより構成可能である。本発明のシステムは、以下に説明する方法の特定のステップをエミュレートするアーキテクチャを有する。
【００２６】
本発明はまた、図４に示すような電気パワーステアリングのモータための故障検出の方法を包含している。その方法は、電気パワーステアリングのモータの電圧ベクトルを決定する最初のステップ１０２を含む。電圧ベクトルの実際の測定は従来技術において周知であり、その説明は簡略化のためにここでは行わない。
【００２７】
次に、電気パワーステアリングのモータの電流ベクトルを測定するステップ１０４が含まれる。電流ベクトルの実際の測定は従来技術において周知であり、その説明は簡略化のためにここでは行わない。
【００２８】
次に、電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義するステップ１０６が含まれる。これらの角度関係は、既に定義したように経験的に決定され、過渡的なステアリング条件に対して動的に調整可能である。
【００２９】
次に、測定電流ベクトルのパラメータと決定電圧ベクトルのパラメータとの間の角度を比較するステップ１０８が含まれる。
次に、その角度が許容可能な角度関係を満たさない場合は、故障を表示するステップ１１０が含まれる。好ましくは、このステップは、その故障が特定の回数繰り返された場合にのみ、故障を表示する。これは、エラー・カウンタによって判断することが可能であり、異なるエラーを同一の故障とカウントするのではなく、同一又は同種のエラーが繰り返すことによって判断可能である。
【００３０】
好ましくは、この方法は、電気パワーステアリングのモータの回転方向を検出するステップ１１２をさらに含む。この場合、定義ステップは、正のモータの回転方向に対しては、電圧ベクトルの角度が電流ベクトルの角度に比べて先行していなければならないという第一の許容可能な角度関係、負のモータの回転方向に対しては、電圧ベクトルの角度が電流ベクトルの角度に比べて遅延していなければならないという第二の許容可能な角度関係、及び、実質的にゼロのモータの回転方向に対しては、電圧ベクトルの角度と電流ベクトルの角度とは実質的に同期しているという第三の許容可能な角度関係を含む。しかしながら、前述したように、モータが弱磁束の条件下で動作していない場合にのみ、この筋書きは実行される。
【００３１】
より好ましくは、図５を参照すると、決定ステップ１０２は、モータからの電圧のパルス幅出力を測定する部分ステップ２０２、及び、命令パルス幅に対して、その測定パルス幅を検査する部分ステップ２０４を含む。好ましくは、その測定パルス幅は、モータの出力電圧ベクトルを決定する際に利用される。ステップ２０６において、その測定パルス幅と命令パルス幅との間の差が所定のエラー限度を超過する場合、故障を表示するステップ２０８がさらに存在する。さもなくば、この方法は、他の故障検出に戻る。
【００３２】
さらにより好ましくは、図４に戻って参照すると、この方法は、電気パワーステアリングのモータの位置を検出するステップ１１４をさらに含む。この場合、定義ステップ１０６は、モータの位置と電流ベクトルとの間の許容可能な角度関係を定義することを含み、比較ステップ１０８は、測定電流ベクトルと検出モータの位置との間の角度を比較することを含む。次いで、表示ステップ１１０は、その測定電流ベクトルとモータの位置との間の角度が、測定電流ベクトル及びモータの位置に対する許容可能な角度関係を満たさない場合は、故障を表示することを含む。
【００３３】
さらにより好ましくは、この方法は、トルク方向を入力するステップ１１６をさらに含む。この場合、定義ステップ１０６は、正の入力トルク方向に対しては、電流ベクトルの角度がモータの位置に比べて電流整合角度だけ先行していなければならないという電流ベクトルとモータの位置との間の第一の許容可能な角度関係、及び、負の入力トルク方向に対しては、電流ベクトルの角度がモータの位置に比べて電流整合角度だけ遅延していなければならないという電流ベクトルとモータの位置との間の第二の許容可能な角度関係を含む。
【００３４】
さらにより好ましくは、図６を参照すると、測定ステップ１０４は、モータに対するトルク駆動電流を測定する部分ステップ３０２、及び、命令トルク駆動電流に対して、そのトルク駆動電流を検査する部分ステップ３０４を含む。ステップ３０６において、その測定トルク駆動電流と命令トルク駆動電流との間の差が所定のエラー限度を超過する場合、故障を表示するステップ３０８がさらに存在する。さもなくば、この方法は、連続監視のために繰り返される。
【００３５】
実施例
シミュレーションされた種々の故障モードを用いて、試験が行われた。特に、前述したような本発明の第二の実施形態、第三の実施形態、及び第四の実施形態が試験された。一つの試験では、モータの一相において、開放がシミュレーションされた。この場合、上述の第二の実施形態では、２７ｍｓ以内に故障を検出し、電気パワーステアリングのモータを停止させることが可能であった。加えて、本発明の第三の実施形態では、３０ｍｓ以内に故障を検出し、電気パワーステアリングのモータを停止させることが可能であった。これは、従来技術にはない早さである。同様の結果は、モータの一相において、短絡がシミュレーションされた場合にも得られた。
【００３６】
別の故障モードは、システムのソフトウェアのエラー又は誤りに関するものであり、パーク変換における符号の反転によってシミュレーションされた。この場合、本発明の第三の実施形態では、１５ｍｓ以内に故障を検出し、電気パワーステアリングのモータを停止させることが可能であった。別のソフトウェアのエラーは、位置の読み出しエラーをシミュレーションすることにより導入された。この場合、本発明の第二の実施形態では、２０ｍｓ以内に故障を検出し、電気パワーステアリングのモータを停止させることが可能であった。別のソフトウェアのエラーは、読み出し速度をゼロに固定することをシミュレーションすることにより導入された。この場合、本発明の第四の実施形態では、２０ｍｓ以内に故障を検出し、電気パワーステアリングのモータを停止させることが可能であった。これは、従来技術にはない早さである。
【００３７】
要約すると、上述の方法を適用することによって、意図せぬステアリング・アシストの検出において著しい改善を達成した。本発明では、インバータ・ハードウエアの故障、ソフトウェアの誤り、センサの故障等を含む広範囲にわたるシステムの故障を対象とすることが可能である。
【００３８】
本発明の特定の部品及び機能を上述したが、当業者は、より少数の機能又は追加の機能を利用することが可能であり、それらは本発明の範囲内にある。本発明は、添付請求項によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の故障検出システムの実施形態を示す簡略ブロック図。
【図２】本発明に従って使用されるクラーク変換を示すグラフ。
【図３】本発明に従って使用されるパーク変換を示すグラフ。
【図４】本発明による故障検出の第二、第三の実施形態を示すフローチャート。
【図５】本発明による故障検出の第一の実施形態を示すフローチャート。
【図６】本発明による故障検出の第四の実施形態を示すフローチャート。
【図１】
2006515500.tif 000005
【図２】
2006515500.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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