CN108290605A - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

生成与驾驶员的转向转矩相对应的辅助指令的辅助指令生成部在转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时对辅助指令进行限制，故障判定部包括无论辅助指令的限制如何都对故障进行判定的第1故障判定部、以及在辅助指令受到限制时对故障进行判定的第2故障判定部，在由第2故障判定部判定为故障的情况下停止电动机的驱动。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及电动助力转向装置，尤其涉及在产生对驾驶员所进行的车辆转向进行辅助的转矩的电动机或对该电动机进行控制的控制装置中发生了故障了的情况下、快速地使电动机的驱动停止的电动助力转向装置。

背景技术

以往，关于电动助力转向装置，提出了各种各样的技术。例如，专利文献1中公开了将电动机及控制该电动机的控制装置构成为一体而得到的一体型电动助力转向装置。另外，专利文献2中公开了如下电动助力转向装置，即：在从控制装置检测到接地故障的嫌疑后到确定接地故障的正确与否为止的期间，继续驱动控制电动机的开关元件，并限制由供电单元向该开关元件提供的电压。

此外，专利文献3中公开了如下电动助力转向装置，即：通过在电动助力转向装置的工作过程中计算出电动机所固有的电阻值，从而能在电动机的转速在规定值以下且电动机电流在规定值以上时，高精度地对用于驱动电动机的目标电流信号进行减少修正。并且，专利文献4中公开了如下同步电动机的控制装置，该同步电动机的控制装置包括：自适应观测器，该自适应观测器基于旋转双轴坐标(d-q轴)上的电流和旋转双轴坐标(d-q轴)上的电压指令，运算角频率、同步电动机的推测电流、推测转子磁通及推测转速；以及逆变器，该逆变器基于电压指令向所述同步电动机施加电压，在旋转双轴上构成应用观测器，从而在高转速下对同步电动机进行控制。

另外，专利文献5中公开了如下电动助力转向装置，该电动助力转向装置包括：供电部，该供电部向交流电动机提供叠加了与所输入的高频信号相对应的高频分量后的高频电力；以及旋转位置推测部，该旋转位置推测部推测交流电动机的旋转位置，利用旋转位置推测部，基于交流电动机的输出转矩中所包含的输出转矩高频与高频信号之间的相位差来运算交流电动机的旋转位置，从而高精度地推测交流电动机的旋转位置，而不被转速、磁场轴饱和的产生等所限制，从而能高精度地进行交流电动机的控制。

由此，迄今为止，基于各种观点推进了技术开发，并提出了小型、轻量且能高精度地进行控制的电动助力转向装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5621598号公报

专利文献2：日本专利特开2005-212579号公报

专利文献3：日本专利第3104865号公报

专利文献4：日本专利第4672236号公报

专利文献5：国际公开编号WO2014/080497号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

另外，众所周知，电动助力转向装置包括产生对驾驶车辆的驾驶员的转向进行辅助的转矩的电动机、以及对该电动机进行控制的控制装置，然而，若电动机或控制装置发生故障且无法对电动机通上恰当的电流，则电动机成为不进行旋转的锁定状态，驾驶员有时难以进行所希望的转向。因此，众所周知，在电动助力转向装置中，要求在电动机或控制装置发生了故障的情况下，采取快速地使电动机的驱动停止等对策。

另一方面，在电动机或控制装置发生了故障时采取了快速地使电动机的驱动停止的对策的情况下，由于以与电动机的电流成正比的大小产生的外部干扰等的影响，尽管没有发生故障，还是有可能错误地检测出发生了故障，即产生所谓的故障的误检测，从而存在以下问题，即：由于这样的故障的误检测而导致电动机的驱动停止，驾驶员无法得到由电动机提供的转向力的辅助。因此，应当将以与电动机的电流成正比的大小产生的外部干扰等影响考虑在内来构成故障判定单元，以避免故障的误检测，然而在该情况下，存在当实际发生了故障时在检测出故障之前较耗费时间等且故障检测的精度变差等问题。

根据专利文献2所公开的现有的电动助力转向装置，对故障的嫌疑进行判定，并在判定为存在故障的嫌疑的情况下对电动机的驱动进行限制。然而，若在限制电动机的驱动之前进行的故障嫌疑的判定方法与在限制了电动机的驱动之后进行的故障的判定方法相同，则虽然抑制了故障所带来的影响，但如下问题并未得到改善，即：在判定出故障之前需要时间。如上所述，在以避免因外部干扰等而误检测出发生故障的方式构成故障判定方法的情况下，存在如下问题，即：在故障的判定方法与用于限制电动机的驱动的故障嫌疑的判定方法为相同判定方法的情况下，由于在限制电动机的驱动之前需要时间，因此电动机处于锁定状态的时间变长。

本发明是为了解决现有电动助力转向装置中的上述问题而完成的，其目的在于，获得一种电动助力转向装置，在发生了故障的情况下，能避免电动机被锁定而导致转向变得困难的情况，并能迅速且恰当地检测出故障从而停止电动机的驱动。此处，恰当地检测故障是指在发生了故障的情况下可靠地检测出该故障，而在未发生故障的正常的情况下不产生故障的误检测。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的电动助力转向装置的特征在于，包括：

转矩检测部，该转矩检测部检测车辆的驾驶员的转向转矩；

电动机，该电动机对所述驾驶员的转向进行辅助；

辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；

电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及

故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，

所述辅助指令生成部构成为在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上的状态持续时对所述辅助指令进行限制，

所述故障判定部包括：

第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何，都对所述故障进行判定；以及

第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，

构成为在由所述第2故障判定部判定为所述故障的情况下，停止所述电动机的驱动。

发明效果

根据本发明，能提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置能避免电动机处于锁定状态而导致转向变得困难的情况，并能更快更恰当地检测出故障从而停止电动机的驱动。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置的整体结构的示意图。

图2是本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

图3是示出本发明实施方式1所涉及的电动式助力转向装置中的第1故障判定部的动作的流程图。

图4是示出本发明实施方式1所涉及的电动式助力转向装置中的辅助指令及第2故障判定部的动作的流程图。

图5是本发明实施方式2所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

图6是本发明实施方式3所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

图7是本发明实施方式4所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

图8是本发明实施方式5所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

图9是本发明实施方式8所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。

具体实施方式

首先，对于下述情况的理由进行详细说明，即：在电动助力转向装置中，在电动机的电流较小的状态下对电动机或控制装置的故障进行判定能更快更恰当地检测出故障。此处，如上所述，恰当地检测故障是指在发生了故障的情况下可靠地检测出该故障，而在未发生故障的正常的情况下不发生故障的误检测。

电动机的两个旋转轴即d轴和q轴上的电压方程式由下式(1)来表达。

【数学式1】

通常，在设计控制电动机的电流的电流控制器时，从施加于电动机的电压vd、vq到电流id、iq为止的响应大多根据电动机的电阻值R和电感L，基于计算式“1/(L·s+R)”来进行讨论。此时，式(1)的电动机的电压方程式中，对于q轴，“ω·L·id”、“ωφ”为电压外部干扰，对于d轴，“ω·L·iq”为电压外部干扰。其中，“ω·L·id”、“ω·L·iq”是与电流成正比的外部干扰，电流越大则电压外部干扰的影响越大，因此电流控制器的控制精度下降。另外，φ为感应电压常数。

若电流控制器的控制精度下降，则例如目标电流与实际电流之间的电流偏差将变大。另外，在电动机或控制装置发生故障、无法对电动机通上恰当的电流的情况下，电流偏差也将变大。因此，例如存在如下问题，即：当利用在电流偏差较大的情况下判定为故障的故障判定方法或故障判定单元来进行故障判定时，若由于与电动机的电流成正比的电压外部干扰的影响而导致控制精度降低，则尽管没有发生故障，还是会错误地判定为故障、即进行故障的误检测，从而停止电动机的驱动。

若因故障的误检测而导致电动机的驱动停止，则无法获得由电动机提供的转向力的辅助，驾驶员需要用较大的转向力来进行转向，转向将变得困难。如上所述，若因与电流成正比的电压外部干扰的影响而导致控制精度下降，则难以对控制精度的下降与故障进行区别判定。因此，为了对控制精度的下降与故障进行区分判定，一般采用将电压外部干扰考虑在内让用于故障检测和判断的阈值变大等来避免误检测的故障判定方法或故障判定单元。

然而，若采用让用于故障检测的阈值变大等来避免故障的误检测的故障判定方法或故障判定单元，则在实际发生了故障时判定故障的灵敏度将下降，在检测出故障之前较为耗费时间等，故障的检测精度下降。即，提高故障的检测性和避免误检测存在权衡关系，存在两者难以兼顾的问题。

另一方面，在电动机的电流较小的情况下，与电流成正比的电压外部干扰的影响较小、故障检测的精度变高，因此误检测出故障的可能性变得极低，能够设定可以准确地对故障进行判定的判定条件，从而能更快更恰当地检测出故障。

另外，一般已知如下方式，即：运算电动机转子的旋转角度(以下，简称为电动机旋转角度)的推测值，并基于该推测值来向电动机供电，然而在基于所推测出的电动机旋转角度来向电动机供电的情况下，理所当然地，若电动机旋转角度的推测精度下降，则电动机的控制性能下降。因此，在基于所推测出的电动机旋转角度来向电动机供电的情况下，存在如下问题，即：对于因电动机旋转角度的推测精度下降而导致的电动机的控制性能下降与因故障所导致的电动机的控制性能下降的判别变得更加困难。

此外，不论是哪种电动机旋转角度的推测方法，只要推测精度下降，控制性能就下降，特别地，在基于电流来推测电动机旋转角度的情况下，存在如下问题，即：电流越大则推测精度越下降，并导致电动机的控制性能下降。作为基于电流来推测电动机旋转角度的方法，例如，一般已知利用根据上述式(1)所示的电动机的电压方程式求出的电动机的感应电压来推测电动机的转速、旋转位置的方法。该方法是利用电动机的感应电压与电动机转速成正比这一情况来推测电动机旋转角度的方法，是上述专利文献3、专利文献4等所示的方法。

此处，为了简化说明，以基于下述式(2)、(3)推测电动机旋转角度的情况为例进行说明。电动机旋转角度的推测值θest如下述式(2)所示，通过对电动机转速的推测值ωest进行积分来得到。电动机转速的推测值ωest根据电压vq、作为参数来设定的电阻值R和感应电压常数φ、以及电流iq，基于下述式(3)来进行推测。

θest＝∫ωest dt........式(2)

ωest＝(vq-R·iq)/φ.....式(3)

作为参数来设定的电阻值R包含真值与所设定的值之间的参数误差ΔR。由于电动机转速ωest基于作为参数而设定的电阻值R和电流iq来进行运算，因此，电动机旋转角度的推测误差与参数误差ΔR和电流iq成正比地变大。由此，特别地，在基于电流来推测电动机旋转角度的情况下，在电流较小时，电动机的旋转角度的推测精度更高，因此，因推测精度的下降而导致的控制性能下降与故障之间的区分变得容易。

接着，对于在驾驶员的转向转矩在规定值以上的情况下在电动机或控制装置中存在故障嫌疑的情况进行说明。电动机对驾驶员的转向力进行辅助，因此，通常转向转矩在规定的值以下。然而，在检测转向转矩的转矩检测部发生了故障的情况下无法得到正确的转向转矩值，因此，电动机能对驾驶员的转向力恰当地进行辅助的情况仅限于转矩检测部正常时。然而，在电动机或电动机的控制装置即ECU发生了故障的情况下，无法对电动机通上恰当的电流，从而产生如下问题，即：电动机产生与驾驶员的转向转矩的方向相反方向的转矩，电动机处于锁定状态，驾驶员难以进行转向。

若电动机变成锁定状态，则转向转矩的值增大并成为规定值的以上的状态将持续。因此，尽管电动机输出了辅助转矩，但在所检测出的转向转矩正常、且转向转矩的值为规定值以上的状态持续时，还是能够判断为电动机或电动机的控制装置即ECU(其中，转矩检测部除外)存在发生了故障的嫌疑。此外，在电动机处于锁定状态的情况下，可以通过使电动机的电流减小并限制电动机的电流来减小电动机的反方向的转矩，因此能避免电动机处于锁定状态。

以上，对于在电动机的电流较小的状态下对电动机或控制装置的故障进行判定能更快更恰当地检测出故障的理由进行了说明。

本发明所涉及的电动助力转向装置解决了上述，具备能更快更恰当地检测出故障的结构。下面，使用附图并按照各实施方式来对本发明所涉及的电动助力转向装置进行说明。另外，在各实施方式中，相同或相当部分用同一标号来示出。

实施方式1.

图1是示出本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置的整体结构的示意图。在图1中，搭载于车辆的电动助力转向装置包括：方向盘101、转向轴103、设置于转向轴103的转矩检测部102、齿条·小齿轮105、车轮104、对驾驶员的转向进行辅助的电动机1、用于提供驱动电动机1的电力并控制电动机1的驱动的控制装置(以下，称为ECU)106、以及检测驾驶员的转向转矩的转矩检测部102。

在如图1所示那样构成的电动助力转向装置中，由未图示的驾驶员向方向盘101施加的转向转矩经由设置于转矩检测部102的扭杆及转向轴103被传递至齿条·小齿轮105中的齿条，从而使车轮104转向。

电动机1所产生的输出转矩被传递至转向轴103，以减轻驾驶员在转向时所施加的转向转矩。电动机1例如使用永磁体同步电动机、DC带电刷电动机、感应电动机等通常已知的电动机即可。实施方式1中，设电动机1是三相交流永磁体同步电动机。

图2是本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。在图2中，ECU106包括：辅助指令生成部2，该辅助指令生成部2生成并输出与转矩检测部102所检测出的驾驶员所施加的转向转矩τ相对应的d轴辅助指令id^*、q轴辅助指令iq^*；电动机驱动部3，该电动机驱动部3基于d轴辅助指令id^*、q轴辅助指令iq^*来驱动电动机1；以及故障判定部4，该故障判定部4对电动机1或电动机驱动部3的故障进行判定。电动机驱动部3由供电部5、电流检测部6以及电动机旋转角度检测部7构成。另外，以下的说明中，有时将d轴辅助指令id^*及q轴辅助指令iq^*综合简称为“辅助指令id^*、iq^*”或“辅助指令”。

从供电部5向故障判定部4输入电动机的d轴电流id、q轴电流iq。该故障判定部4由后述的第1故障判定部和第2故障判定部构成。电动机旋转角度检测部7检测电动机1的转子的旋转角度θ并将其输入至供电部5。电动机旋转角度检测部7例如由旋转变压器、旋转编码器等构成。

辅助指令生成部2根据由转矩检测部102输入的转向转矩τ运算辅助指令id^*、iq^*，并将其输入至供电部5和故障判定部4。辅助指令id^*、iq^*的运算方法并没有特别限定，例如，可以设“id^*＝0”，并将转向转矩τ与比例增益Ka相乘来运算辅助指令iq^*。辅助指令生成部2所输出的辅助指令id^*、iq^*的大小的最大值例如设为电动机1的额定电流。

辅助指令生成部2在由转矩检测部102所检测出的转向转矩τ正常且该值为后述规定的阈值以上的状态持续时，对辅助指令进行限制。由辅助指令生成部2进行的辅助指令的限制例如将辅助指令即iq^*限制为电动机1的额定电流的1/4以下、1/10以下、或零等比辅助指令的最大值要小的值。此时，辅助指令的限制中，可以使辅助指令的限制值立即减小，也可以使辅助指令的限制值以随着时间慢慢变小的方式递减。本实施方式1中，作为辅助指令的限制，构成为使辅助指令逐渐减小至电动机1的额定电流的1/4以下为止。

所谓转矩检测部102所检测出的转向转矩τ正常并不特别限定条件，例如，指由转矩检测部102所检测出的转向转矩τ的大小在成为正常范围的第1转矩阈值β1以下的情况。在所检测出的转向转矩τ正常、且转向转矩τ的大小为第2转矩阈值β2以上的状态持续时，视为在电动机1或电动机驱动部3中存在故障嫌疑，对辅助指令进行限制。其中，β2≤β1。由于在电动机1或电动机驱动部3中发生了故障的情况下无法对电动机1通上恰当的电流，因此，其结果是转向转矩变大。因此，第2转矩阈值β2是能够判定出驾驶员的转向转矩较大的情况的值即可，例如将β2的大小设为β1的0.9倍。此外，辅助指令生成部2在辅助指令id^*、iq^*的限制过程中将辅助指令限制标记F0设为打开并输入至故障判定部4。

接着，对电动机驱动部3进行说明。如上所述，电动机驱动部3由供电部5、电流检测部6以及电动机旋转角度检测部7构成。供电部5基于来自辅助指令生成部2的辅助指令id^*、iq^*和所检测出的三相电流iu、iv、iw，向三相交流永磁体同步电动机即电动机1的电枢线圈施加三相电压vu、vv、vw。电流检测部6对通过从供电部5向电动机1施加了三相电压vu、vv、vw而通电的三相电流iu、iv、iw进行检测。

即，供电部5基于由电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度θ，将由电流检测部6所检测出的三相电流iu、iv、iw从三相坐标变换成两个旋转轴即d轴和q轴上的电流、即d轴电流id和q轴电流iq，并根据辅助指令id^*、iq^*和坐标变换后得到的d轴电流id、q轴电流iq，运算d轴电流偏差Δid(＝id^*-id)以及q轴电流偏差Δiq(＝iq^*-iq)。此外，为了进行控制以使得d轴电流偏差Δid和q轴电流偏差Δiq变小，供电部5通过PI控制器(未图示)运算两个旋转轴即d轴和q轴上的d轴电压vd^*、q轴电压vq^*。另外，这里，将电流控制器设为了PI控制，但并不限于PI控制，也可以是PID控制等其他控制方法。

供电部5根据由电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度θ，将两个旋转轴即d轴和q轴上的电压、即d轴电压vd^*和q轴电压vq^*坐标变换为三相电压vu^*、vv^*、vw^*，并基于该坐标变换后得到的三相电压vu^*、vv^*、vw^*，利用逆变器(未图示)向电动机1施加三相电压vu、vv、vw，从而对电动机1通电三相电流iu、iv、iw，并驱动电动机1。

故障判定部4由第1故障判定部(未图示)和第2故障判定部(未图示)构成。故障判定部4对与电动机1的三相电流iu、iv、iw流过的路径相关的部分、即电动机1与电动机驱动部3中的任一个或多个的故障进行判定。此处，电动机驱动部3的故障意味着供电部5和电流检测部6中的任一个或多个的故障。在由故障判定部4判定为处于与电动机1的三相电流iu、iv、iw流过的路径相关的部分发生了故障的状态的情况下，停止由电动机驱动部3所进行的电动机1的驱动。

本实施方式1中，第1故障判定部在基于电动机驱动部3的状态的第1异常判定状态量大于第1判定阈值α1的情况下，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障，第2故障判定部在第1异常判定状态量大于第2判定阈值α2的情况下，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。此处，设第2判定阈值α2是比第1判定阈值α1要小的值，即α2＜α1。由故障判定部4来进行判定的第1异常判定状态量是如下状态量即可，即：能够判定出与电动机1的三相的电流iu、iv、iw流过的路径相关的部分的故障。例如，是电动机1的三相的电流iu、iv、iw、与该三相电流iu、iv、iw具有相关关系的三相电压vu、vv、vw、或与它们有关系的值即可。

图3是示出本发明实施方式1所涉及的电动式助力转向装置中的、第1故障判定部的动作的流程图。在图3中，第1故障判定部在步骤S11中进行第1故障判定。在步骤S11中进行的第1故障判定无论辅助指令id^*、iq^*的大小如何，都对故障进行判定。由第1故障判定部进行的第1故障判定中，能判定出与电动机1的电流流过的路径相关的部分的故障即可，故障判定条件并没有特别限定。例如，将第1异常判定状态量设为q轴电流偏差Δiq，当q轴电流偏差Δiq为第1判定阈值α1以上的状态持续时判定为故障。这里，将第1故障判定部中的故障判定条件称为第1判定条件。第1判定条件如下所示。

第1判定条件：q轴电流偏差Δiq＞第1判定阈值α1

在步骤S11中，对是否满足了第1判定条件进行判定，若满足第1判定条件，则判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。接着前进至步骤S12，第1故障判定部判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障并判定是否检测出故障，若检测出故障(是)，则前进至步骤S13并停止由电动机驱动部3所进行的电动机1的驱动，若没有检测出故障(否)，则返回步骤S11，并重复第1故障判定部所进行的第1故障判定。

接着，对第2故障判定部的动作进行说明。图4是示出本发明实施方式1所涉及的电动式助力转向装置中的、辅助指令及第2故障判定部的动作的流程图。图4中，在步骤S21中，判定由转矩检测部102所检测出的转向转矩τ的大小是否在成为正常范围的第1转矩阈值β1以下，并且判定成为第2转矩阈值β2以上的状态是否持续了规定时间以上，若该判定结果为肯定(是)，则前进至步骤S22，视为在电动机1或电动机驱动部3中存在故障嫌疑，使辅助指令id^*、iq^*逐渐减小，并限制辅助指令id^*、iq^*。若在步骤S21中的判定结果为否定(否)，则返回步骤S21，并重复上述判定。

若在步骤S22中使辅助指令id^*、iq^*逐渐减小并限制辅助指令id^*、iq^*，则前进至步骤S23，进行由第2故障判定部进行的第2故障判定。第2故障判定部所进行的第2故障判定在处于如上所述那样使辅助指令id^*、iq^*逐渐减小并限制辅助指令id^*、iq^*的过程中时进行。例如，在使辅助指令id^*、iq^*逐渐减小并限制为电动机1的额定电流的1/4以下之后，进行第2故障判定。由该第2故障判定来进行判定的第1异常判定状态量与由第1故障判定部进行的第1故障判定的情况相同，设为q轴电流偏差Δiq。

在步骤S23中，当q轴电流偏差Δiq为第2判定阈值α2以上的状态持续时，第2故障判定部判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。为了设为比第1判定阈值α1更容易判定出故障的值，第2判定阈值α2设为比第1判定阈值α1要小的值，即α2＜α1。这里，将第2故障判定部中的故障判定条件称为第2判定条件。第2判定条件如下所示。

第2判定条件：q轴电流偏差Δiq＞第2判定阈值α2

第2故障判定部中的第2故障判定中，在第1规定时间T1期间测量满足第2判定条件的时间，若该测量出的时间在第2规定时间T2以上，则判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。该时间的测量例如通过以一定的时间间隔对q轴电流偏差Δiq的值进行采样、并对满足了第2判定条件的次数进行计数来进行。

另外，满足第2判定条件的时间可以不连续、不持续，例如，也可以在第1规定时间T1内对满足了第2判定条件的时间进行积分，在该积分得到的时间在第2规定时间T2以上的情况下，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。由此，例如，在检测噪声混入所检测出的三相电流iu、iv、iw而导致暂时不满足第2判定条件的情况下，也能恰当地判定出故障。

接着，步骤S24中，判定是否由第2故障判定部在第3规定时间T3内判定为故障，在第3规定时间T3内并未由第2故障判定部判定为故障的情况下(否)，前进至步骤S25，解除辅助指令的限制，并返回步骤S21。另外，上述第3规定时间T3例如设定为“T3＝T1”。

若前进至步骤S25，则解除辅助指令id^*、iq^*的限制并进行辅助恢复。辅助指令id^*、iq^*的限制的解除过程中，辅助指令id^*、iq^*的限制值随着时间慢慢变大、即递增，并返回至电动机1的额定值。由于辅助指令限制的解除，驾驶员转向所需的转向转矩减小。

另外，对于辅助指令id^*、iq^*的限制的解除，也可以在第3规定时间T3内未由第2故障判定部判定为故障的情况下，使得辅助指令id^*、iq^*立即从限制值返回至电动机1的额定值。该情况下，具有以下优点，即：可以迅速地获得由电动机1提供的转向转矩的辅助，因此驾驶员转向所需的转向转矩减小。

在步骤S24中，在第3规定时间T3内由第2故障判定部判定为故障的情况下(是)，前进至步骤S26，并停止电动机驱动部3所进行的电动机1的驱动。

如上所述，本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置包括：转矩检测部，该转矩检测部检测驾驶员的转向转矩；电动机，该电动机对驾驶员的转向进行辅助；辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，所述辅助指令生成部在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时限制所述辅助指令，所述故障判定部包括：第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何都对所述故障进行判定；以及第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，构成为在由所述第2故障判定部判定为故障的情况下停止所述电动机的驱动，由此，通过限制辅助指令能使电动机的电流减小，因此能避免电动机变成锁定状态，并且可以利用在辅助指令的限制过程中对故障进行判定的第2故障判定部，来避免因与电流成正比的电压外部干扰的影响而造成的误检测，能更快更恰当地检测出故障，并能提高检测性。

另外，所述第1故障判定部、所述第2故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第1异常判定状态量分别比第1判定阈值、第2判定阈值要大的情况下，判定为电动机或电动机驱动部发生故障，通过将第2判定阈值设为比第1判定阈值要小的值，从而与第1故障判定部相比，第2故障判定部能更容易地判定出发生故障的情况，并能更快更恰当地检测出故障。

并且，在限制所述辅助指令的过程中，在第3规定时间T3内未由所述第1故障判定部或所述第2故障判定部判定为故障的情况下，所述辅助指令生成部解除所述辅助指令的限制，由此，能够在没有故障的情况下，解除辅助指令的限制并恢复由电动机提供的转向力的辅助，因此具有转向所需的力变小的优点。

另外，所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所检测出的电流来向所述电动机进行供电，所述故障判定部构成为基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障，通过使辅助指令减小，从而与电流成正比的电压外部干扰变小，因此能更快更恰当地检测出与电流的通电路径相关的电流检测部或供电部的故障。

本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置中，将辅助指令限制为电动机的额定电流的1/4以下之后再对故障进行判定，然而，也可以使辅助指令递减并限制为零，并在使该辅助指令递减的过程中直至限制为额定电流的1/4以下为止时开始故障的判定。该情况下，在使辅助指令递减的过程中开始故障的判定，因此与将辅助指令限制为零相比，能更快地进行故障的判定。并且，在因电动机发生故障而导致进行反向辅助的情况下，由于将辅助指令限制为比容易进行故障判定的额定电流的1/4以下更小的零，因此，能避免因反向辅助而导致电动机处于锁定状态。

另外，本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置中，设故障判定条件基于电流，然而也可以基于电压来进行判定。例如，作为q轴电流偏差Δiq的替代，也可以基于q轴电压vq^*来进行判定。由于电压与电流具有相关性，因此，能与基于电流来进行判定的情况相同地对故障进行判定。

此外，本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置中，在第3规定时间内未由第2故障判定部判定为故障的情况下，解除辅助指令的限制，然而也可以不解除辅助指令的限制，而使辅助指令的限制持续。在使辅助指令的限制持续的情况下，能维持利用第2故障判定部容易地判定出故障的状态，因此在发生了故障的情况下，能快速地停止电动机的驱动。

实施方式2.

接着，对本发明实施方式2所涉及的电动助力转向装置进行说明。图5是本发明实施方式2所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。实施方式2中，故障判定部中的故障判定的方法与实施方式1的情况不同，但其他结构与实施方式1的情况相同。以下，对与实施方式1的情况不同的部分进行说明。

图5所示的故障判定部4中的第1故障判定中，在基于电动机驱动部3的状态的第1异常判定状态量比第1判定阈值α1要大的情况下，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障，第2故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第2异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为电动机或电动机驱动部发生了故障，设第1异常判定状态量和第2异常判定状态量为不同的状态量。

在电动机1的电阻值伴随温度变化而变化的情况下，可以将电阻值的变化量ΔR2所带来的影响视为与d轴电流id和q轴电流iq成正比的电压外部干扰“ΔR2·id”、“ΔR2·iq”。因此，q轴中，在辅助指令iq^*较大的情况下，进行控制以抵消电压外部干扰“ΔR2·iq”的影响，因而q轴电压vq^*变大。因此，优选在辅助指令iq^*较小的状态下对故障进行判定。因而，第1故障判定部及第2故障判定部采用如下所述的结构。

即，第1故障判定部在不基于辅助指令id^*、iq^*的大小的情况下进行第1故障判定。由第1故障判定部进行的第1故障判定中，能判定出与电动机1的电流流过的路径相关的部分的故障即可，故障判定条件并没有特别限定。例如，设第1异常判定状态量为d轴电压vd^*。然后，在该第1异常判定状态量即d轴电压vd^*为第1判定阈值α1¹以上的状态持续时，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。这里，将第1故障判定部的故障判定条件称为第1判定条件，如下所示。

第1判定条件：vd^*＞第1判定阈值α1¹

与实施方式1的情况相同地，第2故障判定部在d轴辅助指令id^*、q轴辅助指令iq^*的限制过程中对故障进行判定。例如，在使d轴辅助指令id^*、q轴辅助指令iq^*逐渐减小并限制为电动机1的额定电流的1/4以下之后，对故障进行判定。第2异常判定状态量设为与作为第1异常判定状态量的d轴电压vd^*不同的异常判定状态量、即q轴电压vq^*。考虑由于辅助指令“id^*＝0”所以d轴始终较小且相对于q轴独立，无论辅助指令id^*、iq^*的大小如何，都对故障进行判定。然而，由于q轴辅助指令iq^*增大至作为最大值而设定的值(例如电动机1的额定电流)，因此，在将辅助指令限制为例如电动机1的规格的1/4以下的状态下对故障进行判定。在q轴电压vq^*为第2判定阈值α2¹以上的状态持续时，判定为发生了故障。这里，将第2故障判定部的故障判定条件称为第2判定条件，如下所示。

第2判定条件：vq^*＞第2判定阈值α2¹

如上所述，通过将第1异常判定状态量与第2异常判定状态量设定为彼此不同的异常判定状态量，从而可以扩大能对故障进行检测的条件的范围，与仅用第1故障判定部来判定故障的情况相比，更容易检测出故障。

如上所述，本发明实施方式2所涉及的电动助力转向装置包括：转矩检测部，该转矩检测部检测驾驶员的转向转矩；电动机，该电动机对驾驶员的转向进行辅助；辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，所述辅助指令生成部在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时限制所述辅助指令，所述故障判定部包括：第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何都对所述故障进行判定；以及第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，构成为在由所述第2故障判定部判定为故障的情况下停止所述电动机的驱动，由此，通过限制辅助指令能使电动机的电流减小，因此能避免电动机变成锁定状态，并且可以利用在辅助指令的限制过程中对故障进行判定的第2故障判定部，来避免因与电流成正比的电压外部干扰的影响而造成的误检测，能更快更恰当地检测出故障，并能提高检测性。

另外，第1故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第1异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，所述第2故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第2异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，通过采用第1异常判定状态量与第2异常判定状态量为不同的异常判定状态量的结构，从而第2故障判定部以与第1故障判定部不同的判定条件来对故障进行判定，因此可以扩大能对故障进行检测的条件的范围，与第1故障判定部相比，更容易检测出故障。

并且，在限制所述辅助指令的过程中，在第3规定时间T3内未由所述第1故障判定部或所述第2故障判定部判定为故障的情况下，所述辅助指令生成部解除所述辅助指令的限制，由此，能够在没有故障的情况下，解除辅助指令的限制并恢复由电动机提供的转向力的辅助，因此转向所需的力变小。

另外，所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所检测出的电流来向所述电动机供电，所述故障判定部基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障，由此，通过使辅助指令减小，从而与电流成正比的电压外部干扰变小，因此能更快更恰当地检测出与电流的通电路径相关的电流检测部或供电部的故障。

实施方式3.

接下来，对本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向装置进行说明。实施方式3中，相对于实施方式1，作为控制装置的ECU的结构不同，其他结构与实施方式1的情况相同。以下，以与实施方式1的情况不同的部分为主进行说明。

图6是本发明实施方式3所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。在图6中，控制装置即ECU106具备测试指令生成部8，该测试指令生成部8在如上述那样对辅助指令id^*、iq^*进行限制的过程中，生成用于判定故障的测试指令idh^*、iqh^*。电动机驱动部3构成为能基于如后文所述那样加上来自测试指令生成部8的测试指令idh^*、iqh^*后而得到的辅助指令来驱动电动机1。在电动机1的响应中没有反映出测试指令idh^*、iqh^*时，故障判定部4中的第2故障判定部判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。

电流检测部6与电动机旋转角度检测部7采用与实施方式1的情况相同的结构。辅助指令生成部2构成为与实施方式1的情况相同，运算并输出与转向转矩τ相对应的辅助指令id^*、iq^*。即，辅助指令生成部2根据由转矩检测部102输入的转向转矩τ来运算辅助指令id^*、iq^*，并将其输入至供电部5。辅助指令id^*、iq^*的运算方法并没有特别限定，例如，可以设“id^*＝0”，并将转向转矩τ与比例增益Ka相乘来运算辅助指令iq^*。辅助指令生成部2所输出的辅助指令id^*、iq^*的大小的最大值例如设为电动机1的额定电流。

与实施方式1的情况相同地，辅助指令生成部2在由转矩检测部102所检测出的转向转矩τ正常且其值为后述规定的阈值以上的状态持续时，对辅助指令进行限制。由辅助指令生成部2进行的辅助指令的限制例如将辅助指令即iq^*限制为电动机1的额定电流的1/4以下、1/10以下等比辅助指令的最大值要小的值。此时，辅助指令的限制中，可以使辅助指令的限制值立即减小，也可以使辅助指令的限制值以随着时间慢慢变小的方式递减。本实施方式3中，作为辅助指令的限制，构成为使辅助指令递减为零。

所谓转矩检测部102所检测出的转向转矩τ正常并不特别限定条件，例如，指由转矩检测部102所检测出的转向转矩τ的大小在成为正常范围的第1转矩阈值β1以下的情况。在所检测出的转向转矩τ正常、且转向转矩τ的大小为第2转矩阈值β2持续时，视为在电动机1或电动机驱动部3中存在故障嫌疑，对辅助指令进行限制。其中，β2≤β1。

此外，辅助指令生成部2在辅助指令id^*、iq^*的限制过程中将测试指令标记F设为开并输入至测试指令生成部8和故障判定部4。测试指令标记F是用于施加测试指令idh^*、iqh^*的标记，上述测试指令idh^*、iqh^*用于对故障进行判定。测试指令标记F例如在使辅助指令id^*、iq^*递减并限制为零之后变为开。

测试指令生成部8在测试指令标记F为开时，生成并输出测试指令idh^*、iqh^*。即，在对辅助指令id^*、iq^*进行限制的过程中生成测试指令idh^*、iqh^*。测试指令idh^*、iqh^*是如下信号：即，该信号相当于以比转向的机械谐振频率要高的频率wh为主要成分的固定坐标轴上的电流。例如，对于机械谐振频率为10[Hz]的转向，在将测试指令idh^*、iqh^*设为具有频率“wh＝125Hz”的振幅Ah的正弦波时，时刻t的测试指令idh^*、iqh^*由下述式(4)、(5)给出。

idh*＝Ah×sin(wh×t).....式(4)

iqh*＝Ah×cos(wh×t).....式(5)

用加法器将测试指令idh^*、iqh^*与辅助指令id^*、iq^*相加并输入至供电部5，以作为“id2^*(＝id^*+idh^*)”、“iq2^*(＝iq^*+iqh^*)”。供电部5基于加上了测试指令后得到的辅助指令“id2^*(＝id^*+idh^*)”、“iq2^*(＝iq^*+iqh^*)”，对电动机1进行驱动。

供电部5基于由电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度θ，将由电流检测部6所检测出的三相电流iu、iv、iw从三相坐标变换成两个旋转轴即d轴和q轴上的电流、即d轴电流id和q轴电流iq，并根据辅助指令id^*、iq^*和坐标变换后得到的d轴电流id、q轴电流iq，运算d轴电流偏差Δid(＝id^*-id)以及q轴电流偏差Δiq(＝iq^*-iq)。此外，为了进行控制以使得d轴电流偏差Δid和q轴电流偏差Δiq变小，供电部5通过PI控制器(未图示)运算两个旋转轴即d轴和q轴上的d轴电压vd^*、q轴电压vq^*。另外，这里，将电流控制器设为了PI控制，但并不限于PI控制，也可以是PID控制等其他控制方法。

供电部5根据由电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度θ，将两个旋转轴即d轴和q轴上的电压、即d轴电压vd^*和q轴电压vq^*坐标变换为三相电压vu^*、vv^*、vw^*，并基于该坐标变换后得到的三相电压vu^*、vv*、vw^*，利用逆变器(未图示)向电动机1施加三相电压vu、vv、vw，从而对电动机1通上三相电流iu、iv、iw，并驱动电动机1。

故障判定部4由第1故障判定部(未图示)和第2故障判定部(未图示)构成。故障判定部4对与电动机1的三相电流iu、iv、iw流过的路径相关的部分、即电动机1与电动机驱动部3中的任一个或多个的故障进行判定。此处，电动机驱动部3的故障意味着供电部5和电流检测部6中的任一个或多个的故障。在由故障判定部4判定为与电动机1的三相电流iu、iv、iw流过的路径相关的部分处于发生了故障的状态的情况下，停止由电动机驱动部3所进行的电动机1的驱动。

第1故障判定部采用与上述实施方式1中的第1故障判定部相同的结构。在电动机1的响应中没有反映出测试指令idh^*、iqh^*时，第2故障判定部判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。本实施方式3中，电动机1的响应中没有反映出测试指令idh^*、iqh^*时意味着与电动机1的响应相关联的值即第2异常判定状态量比第2判定阈值γ要小的状态持续了规定时间。

例如，将第2异常判定状态量设为d轴电流id及q轴电流iq，并将第2判定阈值γ设定为“γ＝Ah/2”，以作为比测试指令的振幅Ah要小的值。在测试指令idh^*、iqh^*为125[Hz]的正弦波的情况下，一周期为8[ms]。因此，若电动机1或电动机驱动部3处于未发生故障的正常状态，则在半周期即4[ms]中，电动机1的响应即d轴电流id和q轴电流iq的大小成为比第2判定阈值γ要大的值。即，在第1规定时间T1内的d轴电流id、q轴电流iq比第2判定阈值γ要小的状态持续了第2规定时间T2以上的情况下，视为在电动机1的响应中未反映出测试指令idh^*、iqh^*，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。

异常判定状态量即d轴电流id、q轴电流iq也可以在利用带通滤波器等进行滤波处理从而提取出高频分量之后用于故障的判定。该情况下，能够将偏移、噪声等影响排除在外来进行判定，因此能更恰当地对故障进行判定。

与实施方式1相同地，在第3规定时间T3内未由第2故障判定部判定为故障的情况下，解除辅助指令id^*、iq^*的限制。由于辅助指令id^*、iq^*限制的解除，由此，可以获得驾驶员转向所需的转向转矩减小的效果。

根据如上所述的本发明实施方式3所涉及的电动助力转向的结构，可以获得如下效果。即，在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时限制所述辅助指令，所述故障判定部包括：第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何都对所述故障进行判定；以及第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，构成为在由所述第2故障判定部判定为故障的情况下停止所述电动机的驱动，由此，通过限制辅助指令能使电动机的电流减小，因此能避免电动机变成锁定状态，并且可以利用在辅助指令的限制过程中对故障进行判定的第2故障判定部，来避免因与电流成正比的电压外部干扰的影响而造成的误检测，能更快更恰当地检测出故障。

此外，具备测试指令生成部，该测试指令生成部在所述辅助指令的限制过程中，生成用于判定所述故障的测试指令，所述电动机驱动部基于所述测试指令来驱动所述电动机，所述第2故障判定部在所述电动机的响应中没有反映出所述测试指令时，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，由此，与第1故障判定部相比，使用测试指令来判定故障的第2故障判定部更容易判定出故障。另外，通过使辅助指令减小，从而易于提取出基于测试指令的响应，不容易产生误判定。

并且，所述测试指令以比转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分，由此，与施加了比转向的机械谐振频率要低的频率的情况相比，抑制了对转向的影响。

另外，所述第2故障判定部在电动机的电流的大小比规定值要小的情况下判定为故障，由此，在基于测试指令进行驱动时，视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，能够判定为故障。

另外，在限制所述辅助指令的过程中，在第3规定时间T3内并未由所述第1故障判定部或所述第2故障判定部判定为故障的情况下，所述辅助指令生成部解除所述辅助指令的限制，由此，在没有故障的情况下，能够解除辅助指令的限制并恢复由电动机提供的转向力的辅助，因此转向所需的力变小。

另外，所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所检测出的电流来向所述电动机供电，所述故障判定部基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障，由此，通过使辅助指令减小，从而与电流成正比的电压外部干扰变小，因此能更快更恰当地检测出与电流的通电路径相关的电流检测部或供电部的故障。

另外，如上所述，将测试指令idh^*、iqh^*设为125[Hz]的正弦波，然而只要是以比转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分的信号即可，不限于正弦波。例如，即使用锯齿波、三角波、矩形波、脉冲波等构成测试指令idh^*、iqh^*，也能同样地对故障进行判定。此外，测试指令idh^*、iqh^*的频率也不限于一周期为8[ms]的125[Hz]，只要是比转向的机械谐振频率要高的频率即可。例如，可以设为一周期为16[ms]的62.5[Hz]，也可以设为一周期为4[ms]的250[Hz]。

实施方式4.

接着，对本发明实施方式4所涉及的电动助力转向装置进行说明。本实施方式4中，相对于实施方式3，测定指令生成部与第2故障判定部的结构不同，其他相同。

图7是本发明实施方式4所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。在图7中，测试指令生成部8在测试指令标记F为开时，使用电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度θ来生成测试指令iah^*、ibh^*。即，基于所检测出的电动机旋转角度θ，通过下述式(8)，将下述式(6)、(7)所示的固定坐标轴上的测试指令iah^*、ibh^*转换成两个旋转轴即d轴和q轴上的值idh^*、iqh^*，并设为测试指令。

iah*＝Ah×sin(wh×t)......式(6)

ibh*＝Ah×cos(wh×t)......式(7)

【数学式2】

如上所述，作为测试指令，提供对固定坐标轴的电流iah^*、ibh^*进行坐标变换后而得到的idh^*、iqh^*，由此，能向各相的电流提供指定的频率wh的正弦波信号，从而能根据各相的电流来判定故障。

第2故障判定部测量第1规定时间T1内的三相电流iu、iv、iw成为正的阈值a以上的时间A、以及成为负的阈值b以下的时间B，在时间A或时间B在第2规定时间T2以下的情况下，视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。由此，第2故障判定部的故障判定中，在三相电流iu、iv、iw的大小比规定的值要小的情况下，视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，能够判定为故障。并且，关于三相电流iu、iv、iw，也能判断是发生了与正侧相关的故障、还是发生了与负侧相关的故障。

将第2异常判定状态量设为三相电流iu、iv、iw，并将第2判定阈值γ设为比测试指令的振幅Ah要小的值，例如设为“γ＝Ah/2”。若三相电流iu、v、iw的大小在第2判定阈值γ以下，则视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，能判定为电动机1或电动机驱动部3发生了故障。

此外，通过采用如下所述的方式，能区分正负并判定故障。即，例如，在测试指令iah^*、ibh^*为125[Hz]的正弦波的情况下，一周期为8[ms]，因此，将第1规定时间T1设为“T1＝8ms”。以下，以电流iu为例进行说明，然而也能同样地对电流iv、iw进行判定。将电流iu设为正的阈值“a＝Ah/2”，对电流iu在正的阈值a以上的情况下的时间A进行测量。第2规定时间T2是能够判定为成为正的时间较短的值即可。例如，在设为测试指令iah^*、ibh^*是一周期8[ms]的正弦波的情况下，一周期中成为Ah/2以上的时间为8/3[ms]。因此，将第2规定时间T2设为8/3[ms]以下的2[ms]，在成为正的时间在2[ms]以下的情况下，视为成为正的时间较短，判定为与电流iu的正侧电流的通电路径相关的故障。负的情况也相同，测量成为负的阈值“b＝-Ah/2”以下的时间B并对故障进行判定。若由第2故障判定部判定为故障，则停止电动机1的驱动。

另外，重复N次第1规定时间T1中的故障判定，若在“第1规定时间T1×N”的期间内判定为发生N2次以上故障，则也可以停止电动机1的驱动。此处，N2例如设为(N/2)、(N/3)等。其中，N、N2为整数。在第3规定时间T3内没有判定为故障的情况下，与实施方式1的情况相同地，解除辅助指令的限制。第3规定时间T3例如设为T1×N。

上述本发明实施方式4所涉及的电动助力转向装置以如上所述的方式构成，因此可以获得如下所述的效果。即，在由转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时限制所述辅助指令，所述故障判定部包括：第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何都对所述故障进行判定；以及第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，构成为在由所述第2故障判定部判定为故障的情况下停止所述电动机的驱动，由此，通过限制辅助指令能使电动机的电流减小，因此能避免电动机变成锁定状态，并且可以利用在辅助指令的限制过程中对故障进行判定的第2故障判定部，来避免因与电流成正比的电压外部干扰的影响而造成的误检测，能更快更恰当地检测出故障。

此外，具备测试指令生成部，该测试指令生成部在所述辅助指令的限制过程中，生成用于判定所述故障的测试指令，所述电动机驱动部基于所述测试指令来驱动所述电动机，所述第2故障判定部在所述电动机的响应中没有反映出所述测试指令时，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，由此，与第1故障判定部相比，使用测试指令来判定故障的第2故障判定部更容易判定出故障。另外，通过使辅助指令减小，从而易于提取出基于测试指令的响应，不容易产生误判定。

并且，所述测试指令以比转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分，由此，与施加了比转向的机械谐振频率要低的频率的情况相比，能抑制对转向的影响。

另外，所述第2故障判定部在电动机的电流的大小比规定值要小的情况下判定为故障，由此，在基于测试指令进行驱动时，视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，能够判定为故障。

并且，所述第2故障判定部构成为测量第1规定时间T1内的各相的电流成为正的阈值a以上的时间A、以及成为负的阈值b以下的时间B，在时间A或时间B在第2规定时间T2以下的情况下判定为故障，由此，若测试指令的响应成为正的值即阈值a以上的时间A比第2规定时间T2要短，则能够判定为发生了如下故障，即：无法恰当地在正向上对电流进行通电。同样地，也能对负方向进行判定，能确定正方向和负方向中的哪个方向上发生了故障。

另外，在限制所述辅助指令的过程中，在第3规定时间T3内并未由所述第1故障判定部或所述第2故障判定部判定为故障的情况下，所述辅助指令生成部解除所述辅助指令的限制，由此，在没有故障的情况下，能够解除辅助指令的限制并恢复由电动机提供的转向力的辅助，因此转向所需的力变小。

另外，所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所检测出的电流来向所述电动机进行供电，所述故障判定部基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障，由此，通过使辅助指令减小，从而与电流成正比的电压外部干扰变小，因此能更快更恰当地检测出与电流的通电路径相关的电流检测部或供电部的故障。

实施方式5.

接下来，对本发明的实施方式5所涉及的电动助力转向装置进行说明。实施方式5中，相对于实施方式4的结构，控制装置即ECU内的电动机驱动部及测试指令生成部的结构不同，其他相同。

图8是本发明实施方式5所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。在图8中，与上述实施方式4的情况的不同点在于：具备运算电动机1的旋转角度的推测值的电动机旋转角度推测部9，基于所运算出的电动机旋转角度推测值θest，生成测试指令idh^*、iqh^*并向电动机1供电。

电动机驱动部3包括供电部5、电流检测部6以及电动机旋转角度推测部9。电流检测部6与上述实施方式4中的电流检测部具有相同的结构。本实施方式5中，不在电动机驱动部3中设置电动机旋转角度检测部，取而代之地具备运算电动机旋转角度推测值θest的电动机旋转角度推测部9。电动机旋转角度推测部9的结构并没有特别限定，例如，如专利文献4所公开的那样，基于电流来推测电动机旋转角度。

测试指令生成部8在测试指令标记F打开时，使用电动机旋转角度推测部9运算出的电动机旋转角度推测值θest来代替上述式(8)的电动机旋转角度θ，将上述式(6)、(7)所示的固定坐标轴上的测试指令iah^*、ibh^*坐标变换成两个旋转轴即d轴和q轴上的值idh^*、iqh^*，并设为测试指令，该结构与上述实施方式4中的测试指令生成部的结构不同。

供电部5基于由电动机旋转角度推测部9推测出的电动机旋转角度推测值θest来向电动机1供电。即，供电部5基于由电动机旋转角度推测部9推测出的电动机旋转角度推测值θest，将由电流检测部6检测出的三相电流iu、iv、iw从三相坐标变换成两个旋转轴即d轴和q轴，并运算d轴电流id和q轴电流iq。与实施方式2相同地，基于电流id、iq来运算电压vd^*、vq^*。根据所推测出的电动机旋转角度推测值θest，将两个旋转轴即d轴和q轴上的d轴电压vd^*和q轴电压vq^*坐标变换成三相电压vu^*、vv^*、vw^*。根据坐标变换后得到的三相电压vu^*、vv^*、vw^*，利用逆变器1向电动机1施加电压，从而对电动机通上电流，并驱动电动机。

如上所述，在推测电动机旋转角度并根据所推测出的电动机旋转角度来驱动电动机的情况下，存在如下问题，即：不仅会因与电流成正比的电压外部干扰而导致控制精度下降，还会产生与电流成正比的推测误差从而导致控制精度下降，然而，本发明实施方式5所涉及的电动助力转向装置构成为在电动机驱动部中具备运算电动机旋转角度的推测值的电动机旋转角度推测部，并基于所推测出的电动机旋转角度来供电，由此，在与实施方式4同样的效果的基础上，还能减小与电流成正比的电压外部干扰以及电动机旋转角度的推测误差的影响，并能利用在辅助指令的限制过程中对故障进行判定的第2故障判定部，来高精度地对因与电流成正比的电压外部干扰和旋转角度的推测误差而导致的控制精度的下降、与电动机或电动机驱动部的故障进行区别判定。因此，能更快更恰当地检测出电动机或电动机驱动部的故障，并停止电动机的驱动。

另外，上述结构中，电动机旋转角度推测部采用例如专利文献4所示的结构，然而，例如如专利文献5所示，采用基于电动机的输出转矩中所包含的输出转矩频率与高频信号之间的相位差来推测电动机的旋转角度位置的结构等其他结构，也能获得与实施方式5同样的效果。特别地，在如专利文献4所示的电动机的旋转角度推测装置那样与电流成正比地产生推测误差的情况下，若采用实施方式5所涉及的电动机旋转角度推测部，则可以获得更显著的效果。

实施方式6.

接下来，对本发明的实施方式6所涉及的电动助力转向装置进行说明。实施方式6中，在实施方式5的结构的基础上，电动机驱动部还包括检测电动机的旋转角度的电动机旋转角度检测部、以及判定电动机旋转角度检测部的故障的角度检测故障判定部。此外，与上述实施方式5不同的点在于：电动机驱动部及测试指令生成部在电动机旋转角度检测部正常的情况下，基于所检测出的电动机旋转角度来进行供电部中的坐标变换，而在由角度检测故障判定部判定为电动机旋转角度检测部发生故障的情况下，基于电动机旋转角度推测部所推测出的电动机旋转角度来进行供电部和测试指令的坐标变换，其他结构与实施方式5相同。以下说明中，引用上述实施方式5中的图8来进行说明。

这里，首先，对电动机旋转角度检测部正常的情况进行说明。供电部5在电动机旋转角度检测部正常的情况下，与实施方式2的情况相同地，基于所检测出的电动机旋转角度θ，在三相与两个旋转轴即d轴和q轴之间进行坐标变换，并向电动机供电。在电动机旋转角度检测部正常的情况下，不实施基于转向转矩的辅助电流的限制。故障判定部4中，由实施方式1的第1故障判定部对与电动机1的电流流过的路径相关的部分的故障进行判定。

接着，对电动机旋转角度检测部发生了故障的情况进行说明。电动机旋转角度检测部是否发生了故障由角度检测故障判定部来进行判定。该进行判定的条件没有特别限定，能恰当地检测出电动机旋转角度检测部的故障即可。例如，以与实施方式5同样的方法推测电动机旋转角度，若所检测出的电动机旋转角度与所推测出的电动机旋转角度之间的偏差的绝对值在阈值以上，则判定为故障。

若由角度检测故障判定部判定为电动机旋转角度检测部发生故障，则利用电动机旋转角度推测部9来运算电动机旋转角度的推测值。电动机旋转角度的推测利用与实施方式5同样的方法来进行。作为所检测出的电动机旋转角度的替代，与实施方式5的情况相同地，供电部5基于所推测出的电动机旋转角度，在三相与两个旋转轴即d轴和q轴之间进行坐标变换，并向电动机供电。

与实施方式5的情况相同地，测试指令生成部8基于所推测出的电动机旋转角度，将固定坐标轴上的测试指令iah^*、ibh^*坐标变换成两个旋转轴即d轴和q轴上的测试指令idh^*、iqh^*。

辅助指令生成部2在电动机旋转角度检测部处于故障中、并且由转矩检测部102检测出的转向转矩τ正常且大小为阈值以上的状态持续时，对辅助指令进行限制。

故障判定部4中，由实施方式2中的第1故障判定部、第2故障判定部对与电动机的电流流过的路径相关的部分、即电动机或电流检测部或供电部的故障进行判定。

如上所述，根据本发明实施方式6所涉及的电动助力转向装置，电动机驱动部包括检测所述电动机的旋转角度的电动机旋转角度检测部、判定所述电动机旋转角度检测部的故障的角度检测故障判定部、以及运算所述电动机的旋转角度的推测值的电动机旋转角度推测部，在所述电动机旋转角度检测部正常的情况下，基于所检测出的电动机旋转角度来供电，而在由所述角度检测故障判定部判定为故障的情况下，基于所推测出的电动机旋转角度来供电，所述辅助指令生成部构成为在所述电动机旋转角度检测部处于故障中、并且由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时对所述辅助指令进行限制，因此，在实施方式5的效果的基础上，即使电动机角度检测部发生故障，作为备份控制，也能根据由电动机角度推测部推测出的电动机旋转角度来驱动电动机，因而能继续由电动机提供的辅助。

此外，在电动机角度检测部发生故障、并根据所推测出的电动机旋转角度来驱动电动机的情况下，与实施方式5同样地，利用第2故障判定部在辅助指令的限制过程中对故障进行判定，由此，能在成为备份控制之后对因推测角度的误差而产生的控制精度的下降与故障进行区分，因而能恰当地判定出故障。因此，易于对电动机、电流检测部或供电部的故障进行判定，能在发生了故障时更快地检测出故障从而停止电动机的驱动，并且能避免在没有发生故障时错误地判定为故障的情况。

实施方式7.

接着，对本发明实施方式7所涉及的电动助力转向装置进行说明。实施方式7与实施方式1的不同点在于：具备正常判定部，该正常判定部对第2故障判定部处于没有发生故障的正常状态的情况进行判定，其他结构与实施方式1相同。实施方式7中，采用对上述实施方式1的结构的第2故障判定部追加正常判定部的结构，该正常判定部对第2故障判定部中判定故障的对象处于正常状态的情况进行判定。在由正常判定部判定为处于正常状态的情况下，解除辅助指令的限制。例如，以q轴电流偏差Δiq比正常判定阈值α3要小的情况为正常判定条件，在满足了正常判定条件的时间为第4规定时间T4以上的情况下，判定为正常。这里，如下所示，将正常判定阈值α3设为比第2判定阈值α2要小的值、即α3＜α2。

正常判定条件：q轴电流偏差Δiq＜正常判定阈值α3

将第4规定时间T4设定为比第3规定时间T3要短的时间，并由正常判定部判定为正常从而解除辅助指令的限制，由此，可以更快地获得由电动机提供的转矩的辅助，因此，具有驾驶员转向所需的转向转矩减小的优点。

如上所述，根据本发明实施方式7所涉及的电动助力转向装置，第2故障判定部具备正常判定部，该正常判定部在所述辅助指令的限制过程中对电动机或电动机驱动部处于没有故障的正常状态的情况进行判定，所述辅助指令生成部构成为在限制了所述辅助指令之后，在规定时间内并未由所述第1故障判定部或所述第2故障判定部判定为故障的情况下，或者在判定为处于正常状态的情况下，解除所述辅助指令的限制，由此，可获得如下效果，即：能利用正常判定部在没有发生故障的情况下更快地恢复辅助。

另外，实施方式7中，在实施方式1的结构中具备正常判定部，然而即使在其他任意实施方式中具备正常判定部，也能得到同样的效果。

实施方式8.

接下来，对本发明的实施方式8所涉及的电动助力转向装置进行说明。图9是本发明实施方式8所涉及的电动助力转向装置中的控制装置的结构图。实施方式8的控制装置即ECU内的故障判定部的结构与实施方式1不同，其他结构与实施方式1相同。

在图9中，实施方式8中的故障判定部4判定电动机旋转角度检测部7的故障。电动机旋转角度检测部7例如由下述式(9)、(10)、(11)所示的根据相位不同的两种交流电压E1、E2来检测电动机的旋转角度θ的旋转变压器来构成。

E1＝Ar×sinθ........式(9)

E2＝Ar×cosθ........式(10)

θ＝arctan(E1/E2).....式(11)

故障判定部4例如根据交流电压E1、E2的振幅来判定电动机旋转角度检测部的故障。然而，在辅助指令较大的情况下，因电动机的电流而产生的电磁噪声较大，因此，施加于电动机旋转角度检测部7的信号的噪声变大。若施加于电动机旋转角度检测部的信号的噪声较大，则有可能错误地判定为电动机旋转角度检测部发生故障。因此，辅助指令生成部在由转矩检测部检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时，视为电动机旋转角度检测部存在故障嫌疑，从而对辅助指令进行限制。

如下所示，根据第1判定阈值Ath1，在满足了第1判定条件并持续规定时间的情况下，第1故障判定部判定为故障。

第1判定条件：|E1²+E2²|＞Ath1

如下所示，在辅助指令的限制过程中，根据第2判定阈值Ath2，在满足了第2判定条件并持续规定时间的情况下，第2故障判定部判定为故障。然而，通过限制辅助指令，在电动机中通电的电流变小从而施加于电动机旋转角度检测部的信号的噪声变小，因此，第2判定阈值Ath2设为比第1判定阈值Ath1要小的值、即Ath2＜Ath1。

第2判定条件：|E1＾2+E2＾2|＞Ath2

如上所述，根据本发明实施方式8所涉及的电动助力转向装置，构成为包括：转矩检测部，该转矩检测部检测驾驶员的转向转矩；电动机，该电动机对驾驶员的转向进行辅助；辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，所述辅助指令生成部在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续时限制所述辅助指令，所述故障判定部包括：第1故障判定部，该第1故障判定部在所述辅助指令的限制过程中对所述故障进行判定；以及第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令的大小较小时对所述故障进行判定，在由所述第2故障判定部判定为故障的情况下，停止所述电动机的驱动。

此外，所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；电动机旋转角度检测部，该电动机旋转角度检测部检测所述电动机的旋转角度；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令、所检测出的电流及所检测出的电动机旋转角度来向所述电动机进行供电，所述故障判定部构成为对所述电流检测部、所述供电部或所述电动机旋转角度检测部的故障进行判定。根据该结构，通过限制辅助指令，从而能在因故障而导致产生反向辅助的情况下，避免电动机处于锁定状态。此外，通过限制辅助指令，从而能降低电磁噪声对电动机角度检测部的影响，因此，能将第2故障判定部的判定阈值设为比第1判定阈值要小的值，并能容易地判定出故障。

另外，本实施方式8中，第2判定阈值设为比第1判定阈值要小的值，然而根据故障判定条件，第2判定阈值也可以设为比第1判定阈值要大的值。例如，在根据以下的第1、第2判定条件来判定故障的情况下，用交流电压E1、E2的振幅来判定故障，但由于根据振幅较小的情况来判定故障，因此第2判定阈值成为比第1判定阈值要大的值。该情况下，也同样通过限制辅助指令并利用第2故障判定部来判定故障，由此，能更快地判定出发生了故障的情况，而不会错误地对故障进行判定。

第1判定条件：|E1²+E2²|＜Ath12

第2判定条件：|E1²+E2²|＜Ath22

另外，如上所述，设为利用故障判定部来判定电动机旋转角度检测部的故障，然而，也可以与实施方式1等其他实施方式所示那样基于电动机的电流或电压来判定电流检测部或供电部的故障的方式相组合，来对电流检测部、供电部或电动机旋转角度检测部的故障进行判定。该情况下，能对更多部分的故障进行判定。

此外，在第2故障判定部中，也可以如实施方式5那样，推测电动机旋转角度，并根据所检测出的电动机旋转角度θ与所推测出的电动机旋转角度推测值θest之差，来判定电动机旋转角度检测部的故障。例如，第2故障判定部中，在所检测出的电动机旋转角度θ与所推测出的电动机旋转角度推测值θest之差的绝对值比第2判定阈值Ath23要大的情况下，判定为故障。

第2判定条件：|θ-θest|＞Ath23

如上所述，根据本发明实施方式8所涉及的电动助力转向装置，第1故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第1异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为电动机或电动机驱动部发生故障，第2故障判定部在基于电动机驱动部的状态的第2异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为电动机或电动机驱动部发生故障，由于采用第1异常判定状态量与第2异常判定状态量为不同的状态量的结构，因此第2故障判定部以与第1故障判定部不同的判定条件来对故障进行判定，由此，可以扩大能对故障进行检测的条件的范围，与第1故障判定部相比，能更容易地对故障进行检测。

实施方式9.

接着，对本发明实施方式9所涉及的电动助力转向装置进行说明。本实施方式9中，将图8所示的上述实施方式5的结构中的辅助指令生成部2变更为如下结构，即：在由转矩检测部102检测出的转向转矩τ正常且大小为规定的阈值以上、并且电动机1的转速为规定的阈值以下的状态持续时，对辅助指令进行限制。

电动机1的转速使用由电动机旋转角度推测部9推测出的电动机转速，或者对电动机旋转角度推测值进行微分来运算。电动1的转速的阈值设为能够判定为电动机1被锁定的程度的较小的值。作为能够判定为被锁定的程度的较小的值，设定大约为零的值即可，然而，也可以将所推测出的电动机转速相对于实际的电动机转速具有误差考虑在内，从而设为例如30[rpm]以下。

根据本实施方式9的结构，辅助指令生成部2构成为在由转矩检测部102检测出的转向转矩τ正常且大小为规定的阈值以上、并且电动机1的转速为规定的阈值以下的状态持续时对辅助指令进行限制，由此，在转向转矩τ较大且电动机转速为接近于零的值时，电动机1处于锁定状态的可能性非常高，因此，能恰当地判定出电动机1的锁定状态。所谓能恰当地判定出电动机1的锁定状态是指能够避免以下情况，即：在没有产生锁定状态的情况下，错误地对辅助指令进行限制。

另外，电动机旋转角度设为由电动机旋转角度推测部9所推测出的电动机旋转角度推测值，然而，也可以如实施方式1的结构那样，设为由电动机旋转角度检测部7所检测出的电动机旋转角度。

实施方式10.

接着，对本发明实施方式10所涉及的电动助力转向装置进行说明。本实施方式10中，辅助指令生成部的结构与图7所示的实施方式5的情况不同，但其他结构与实施方式5相同。

在实施方式10中，辅助指令生成部2基于所检测出的三相电流iu、iv、iw的正负对电流相位的变化较小的情况进行判定，在由转矩检测部102检测出的转向转矩τ正常且大小为规定的阈值以上的状态持续、并且判定为所检测出的三相电流iu、iv、iw的相位的变化较小的情况下，对辅助指令id^*、iq^*进行限制。电流相位的变化较小意味着存在以下可能性，即：电动机1处于不旋转的锁定状态。

对于基于所检测出的三相电流iu、iv、iw的正负对电流相位的变化较小的情况，测量规定时间中的电流为正的时间Tip、以及电流为负的时间Tim，并根据Tip和Tim的比例来进行判定。在规定时间内的电流始终为正、即时间Tim为零的情况下，电流位于正的相位中，判定为所检测出的电流相位的变化较小。电流位于正的相位中即表示电动机1的旋转角度位于电流为正的角度中。

另外，在电动机1旋转时，“Tip：Tim”为“1：1”、“1：2”或“1：3”，因此，即使在电流为正的时间Tip是电流为负的时间Tim的4倍以上的情况下，也能判定为电流相位的变化较小。在正负关系与上述情况相反的情况下，也同样能判定为电流相位的变化较小。

如上所述，根据本发明实施方式10所涉及的电动助力转向装置，辅助指令生成部构成为基于所检测出的各相电流的正负对电流相位的变化较小的情况进行判定，在由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且大小为阈值以上的状态持续、并且判定为所检测出的电流相位的变化较小的情况下，对所述辅助指令进行限制，由此，能恰当地判定电动机是否处于锁定状态。由于所检测出的电动机速度存在检测误差、所推测出的电动机速度存在推测误差，因此，通过对各相的电流相位的变化较小的情况进行确认，从而能更恰当地判定电动机是否处于锁定状态。

如上所述的本发明各实施方式所涉及的电动助力转向装置是对下述发明中的至少一个进行具体化而得到的。

(1)一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：转矩检测部，该转矩检测部检测车辆的驾驶员的转向转矩；

电动机，该电动机对所述驾驶员的转向进行辅助；

辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；

电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及

故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，

所述辅助指令生成部构成为在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上的状态持续时，对所述辅助指令进行限制，

所述故障判定部包括：

第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何，都对所述故障进行判定；以及

第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，

构成为在由所述第2故障判定部判定为所述故障的情况下，停止所述电动机的驱动。

根据本发明，能通过限制电流来避免电动机成为锁定状态。另外，通过具备限于辅助指令较小时的故障判定部，从而能容易地排除因与电流成正比的外部干扰的影响而导致的误检测，并容易检测出故障。

(2)如上述发明(1)所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2判定阈值设定为比所述第1判定阈值要小的值。

根据本发明，通过将第2故障判定部的阈值设为比第1故障判定部要小的值，从而具有与第1故障判定部相比更容易判定出故障的效果。

(3)如上述发明(1)所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的第1异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的第2异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第1异常判定状态量和所述第2异常判定状态量构成为是彼此不同的状态量。

根据本发明，第2故障判定部以与第1故障判定部不同的判定条件来判定故障，由此可以扩大能对故障进行检测的条件的范围，具有与第1故障判定部相比更容易检测出故障的效果。

(4)如上述发明(1)至(3)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

包括测试指令生成部，该测试指令生成部在所述辅助指令的限制过程中，生成用于判定所述故障的测试指令，

所述电动机驱动部构成为将所述测试指令考虑在内来驱动所述电动机，

所述第2故障判定部构成为在所述电动机的响应中没有反映出所述测试指令时，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障。

根据本发明，使用测试指令来判定故障的第2故障判定部比第1故障判定部更容易判定出故障。另外，通过使辅助指令减小，从而具有以下效果，即：易于提取出基于测试指令的响应，不容易产生误判定。

(5)如上述发明(4)所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述测试指令构成为以比所述车辆的转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分。

根据本发明，以比转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分，由此，具有以下效果，即：与施加了比转向的机械谐振频率要低的频率的情况相比，更能抑制对转向的影响。

(6)如上述发明(4)或(5)所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部构成为在所述电动机的电流的大小比规定的值要小的情况下，判定为所述故障。

根据本发明，在基于测试指令进行驱动时，视为在电动机的响应中没有反映出测试指令，能够判定为故障。

(7)如上述发明(4)或(5)所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部构成为测量第1规定时间T1内的所述电动机各相的电流成为正的规定阈值以上的时间、以及成为负的规定阈值以下的时间，在成为所述正的规定阈值以上的时间或成为所述负的规定阈值以下的时间在第2规定时间T2以下的情况下，判定为所述故障。

根据本发明，若测试指令的响应成为正值即阈值a以上的时间A比第2规定时间T2要短，则能够判定为发生了无法恰当地在正向上对电流进行通电这样的故障。同样地，也能对负方向进行判定，具有能确定正方向和负方向中的哪个方向上发生了故障的效果。

(8)如上述发明(1)至(7)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为在所述辅助指令的限制过程中，在第3规定时间T3内并未由所述第2故障判定部判定为故障的情况下，解除所述辅助指令的限制。

根据本发明，能够在没有故障的情况下恢复辅助，因此具有转向所需的力变小的效果。

(9)如上述发明(1)至(7)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部包括正常判定部，该正常判定部在所述辅助指令的限制过程中，对所述电动机或所述电动机驱动部处于没有故障的正常状态的情况进行判定，

所述辅助指令生成部构成为在限制了所述辅助指令之后，在第3规定时间T3内并未由所述第2故障判定部判定为故障的情况下，或者在判定为处于正常状态的情况下，解除所述辅助指令的限制。

根据本发明，利用正常判定部，能在没有发生故障的情况下快速地判定出为正常，具有能更快地恢复辅助的效果。

(10)如上述发明(1)至(9)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电动机驱动部包括：

电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所述检测出的电流，来向所述电动机进行供电，

所述故障判定部构成为

基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障。

根据本发明，通过使辅助指令减小，从而与电流成正比的电压外部干扰变小，因此，具有不容易产生与电流的通电路径相关的故障的误判定的效果。

(11)如上述发明(1)至(10)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括电动机旋转角度推测部，该电动机旋转角度推测部运算所述电动机的旋转角度的推测值，

所述电动机驱动部构成为基于所述电动机的旋转角度的所述推测值来向所述电动机进行供电。

根据本发明，具有如下效果，即：能对因与电流成正比的外部干扰和推测角度的误差而造成的控制精度的下降与故障进行区别判定。

(12)如上述发明(1)至(10)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电动机驱动部包括：

电动机旋转角度检测部，该电动机旋转角度检测部对所述电动机的旋转角度进行检测；角度检测故障判定部，该角度检测故障判定部对所述电动机旋转角度检测部的故障进行判定；以及电动机旋转角度推测部，该电动机旋转角度推测部对所述电动机的旋转角度的推测值进行运算，

所述电动机驱动部构成为

在所述电动机旋转角度检测部为正常的情况下，基于所述检测出的电动机旋转角度来向所述电动机进行供电，

在所述角度检测故障判定部判定出所述电动机旋转角度检测部的故障的情况下，基于所述电动机的旋转角度的所述推测值来向所述电动机进行供电，

所述辅助指令生成部构成为

在所述电动机旋转角度检测部处于故障中、并且所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且其大小在规定的阈值以上的状态持续时，对所述辅助指令进行限制。

根据本发明，即使电动机角度检测部发生故障，作为备份控制，也能利用电动机角度推测部进行动作，从而具有如下效果，即：能继续辅助，此外，能在成为备份控制之后对因推测角度的误差而产生的控制精度的下降与故障进行区别判定。

(13)如上述发明(1)至(12)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为在由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上、并且所述电动机的转速为规定的阈值以下的状态持续时，对所述辅助指令进行限制。

根据本发明，在转向转矩较大且电动机转速为接近于零的值时，电动机处于锁定状态的可能较高，因此，能恰当地判定出电动机的锁定状态。能恰当地判定出电动机的锁定状态这一情况具有如下效果，即：够避免在没有产生锁定状态的情况下，错误地对辅助指令进行限制。

(14)如上述发明(1)至(13)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为基于所检测出的所述电动机的各相电流的正负对所述电流相位的变化较小的情况进行判定，在由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上的状态持续、并且判定为所述检测出的电流相位的变化较小的情况下，对所述辅助指令进行限制。

根据本发明，由于所检测出的电动机速度存在检测误差，所推测出的电动机速度存在推测误差，因此，通过对各相的电流相位的变化较小的情况进行确认，从而具有能对电动机是否处于锁定状态进行判定的效果。

(15)如上述发明(1)至(9)的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括：电流检测部，该电流检测部对所述电动机的电流进行检测；电动机旋转角度检测部，该电动机旋转角度检测部对所述电动机的旋转角度进行检测；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令、所述检测出的电流及所述检测出的电动机旋转角度来向所述电动机进行供电，

所述故障判定部构成为对所述电流检测部、所述供电部以及所述电动机旋转角度检测部中的至少一个的故障进行判定。

根据本发明，通过使辅助指令减小，从而在电动机中通电的电流变小，因此，因电流所产生的电磁波的影响而导致的旋转角度检测部的噪声变小，具有不容易产生误判定的效果。

另外，本发明并不限于上述各实施方式所涉及的电动助力转向装置，可在不脱离本发明主旨的范围内，对各实施方式的结构进行适当组合，对其结构施加部分变形，或省略结构的一部分。

工业上的实用性

本发明可适用于搭载于汽车等车辆的电动助力转向装置领域，进而能适用于搭载该电动助力转向装置的汽车等车辆领域。

标号说明

1 电动机

2 辅助指令生成部

3 电动机驱动部

4 故障判定部

5 供电部

6 电流检测部

7 电动机旋转角度检测部

8 测试指令生成部

9 电动机旋转角度推测部

101 方向盘

102 转矩检测部

103 转向轴

104 车轮

105 齿条·小齿轮

106 控制装置(ECU)

id^* d轴辅助指令

iq^* q轴辅助指令

id d轴电流

iq q轴电流

vd^* d轴电压

vq^* q轴电压

vu^*、vv^*、vw^* 坐标变换后的三相电压

τ 转向转矩

Ka 比例增益

iu、iv、iw 三相电流

vu、vv、vw 三相电压

Δid d轴电流偏差

Δiq q轴电流偏差

vu^*、vv^*、vw^* 坐标变换后的三相电压

α1、Ath1 第1判定阈值

α2、γ、Ath2 第2判定阈值

α3 正常判定阈值

β1 第1转矩阈值

β2 第2转矩阈值

T 第1规定时间

T2 第2规定时间

T3 第3规定时间

T4 第4规定时间

ΔR2 电阻值的变化量

iah^*、ibh^*、idh^*、iqh^* 测试指令

F 测试指令标记

F0 辅助指令限制标记

θest 电动机旋转角度推测值

E1、E2 交流电压

Claims (15)

1.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：

转矩检测部，该转矩检测部检测车辆的驾驶员的转向转矩；

电动机，该电动机对所述驾驶员的转向进行辅助；

辅助指令生成部，该辅助指令生成部生成与所述转向转矩相对应的辅助指令；

电动机驱动部，该电动机驱动部基于所述辅助指令驱动所述电动机；以及

故障判定部，该故障判定部对所述电动机或所述电动机驱动部的故障进行判定，

所述辅助指令生成部构成为在由所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上的状态持续时，对所述辅助指令进行限制，

所述故障判定部包括：

第1故障判定部，该第1故障判定部无论所述辅助指令的所述限制如何，都对所述故障进行判定；以及

第2故障判定部，该第2故障判定部在所述辅助指令受到所述限制时对所述故障进行判定，

构成为在由所述第2故障判定部判定为所述故障的情况下，停止所述电动机的驱动。

2.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2判定阈值设定为比所述第1判定阈值要小的值。

3.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的第1异常判定状态量比第1判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

所述第2故障判定部构成为在基于所述电动机驱动部的状态的第2异常判定状态量比第2判定阈值要大的情况下，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障，

构成为所述第1异常判定状态量和所述第2异常判定状态量是彼此不同的状态量。

4.如权利要求1至3的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

包括测试指令生成部，该测试指令生成部在所述辅助指令的限制过程中，生成用于判定所述故障的测试指令，

所述电动机驱动部构成为将所述测试指令考虑在内来驱动所述电动机，

所述第2故障判定部构成为在所述电动机的响应中没有反映出所述测试指令时，判定为所述电动机或所述电动机驱动部发生故障。

5.如权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，

构成为所述测试指令以比所述车辆的转向的机械谐振频率要高的频率为主要成分。

6.如权利要求4或5所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部构成为在所述电动机的电流的大小比规定的值要小的情况下，判定为所述故障。

7.如权利要求4或5所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部构成为测量第1规定时间T1内的所述电动机各相的电流成为正的规定阈值以上的时间、以及成为负的规定阈值以下的时间，在成为所述正的规定阈值以上的时间或成为所述负的规定阈值以下的时间在第2规定时间T2以下的情况下，判定为所述故障。

8.如权利要求1至7的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为在所述辅助指令的限制过程中，在第3规定时间T3内并未由所述第2故障判定部判定为故障的情况下，解除所述辅助指令的限制。

9.如权利要求1至7的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第2故障判定部包括正常判定部，该正常判定部在所述辅助指令的限制过程中，对所述电动机或所述电动机驱动部处于没有故障的正常状态的情况进行判定，

所述辅助指令生成部构成为在限制了所述辅助指令之后，在第3规定时间T3内并未由所述第2故障判定部判定为故障的情况下，或者在判定为处于正常状态的情况下，解除所述辅助指令的限制。

10.如权利要求1至9的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括：

电流检测部，该电流检测部检测所述电动机的电流；以及供电部，该供电部基于所述辅助指令和所述检测出的电流，来向所述电动机进行供电，

所述故障判定部构成为

基于所述电动机的电流或电压来判定所述电流检测部或所述供电部的故障。

11.如权利要求1至10的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括电动机旋转角度推测部，该电动机旋转角度推测部运算所述电动机的旋转角度的推测值，

所述电动机驱动部构成为基于所述电动机的旋转角度的所述推测值来向所述电动机进行供电。

12.如权利要求1至10的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括：

电动机旋转角度检测部，该电动机旋转角度检测部对所述电动机的旋转角度进行检测；

角度检测故障判定部，该角度检测故障判定部对所述电动机旋转角度检测部的故障进行判定；以及

电动机旋转角度推测部，该电动机旋转角度推测部对所述电动机的旋转角度的推测值进行运算，

所述电动机驱动部构成为

在所述电动机旋转角度检测部正常的情况下，基于所述检测出的电动机旋转角度来向所述电动机进行供电，

在所述角度检测故障判定部判定出所述电动机旋转角度检测部的故障的情况下，基于所述电动机的旋转角度的所述推测值来向所述电动机进行供电，

所述辅助指令生成部构成为

在所述电动机旋转角度检测部处于故障中、并且所述转矩检测部所检测出的转向转矩正常且其大小在规定的阈值以上的状态持续时，对所述辅助指令进行限制。

13.如权利要求1至12的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为在由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上、并且所述电动机的转速为规定的阈值以下的状态持续时，对所述辅助指令进行限制。

14.如权利要求1至13的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述辅助指令生成部构成为基于所检测出的所述电动机的各相电流的正负对所述电流相位的变化较小的情况进行判定，在由所述转矩检测部检测出的转向转矩正常且其大小为规定的阈值以上的状态持续、并且判定为所述检测出的电流相位的变化较小的情况下，对所述辅助指令进行限制。

15.如权利要求1至9的任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括：

电流检测部，该电流检测部对所述电动机的电流进行检测；

电动机旋转角度检测部，该电动机旋转角度检测部对所述电动机的旋转角度进行检测；以及

供电部，该供电部基于所述辅助指令、所述检测出的电流及所述检测出的电动机的旋转角度来向所述电动机进行供电，

所述故障判定部构成为对所述电流检测部、所述供电部以及所述电动机旋转角度检测部中的至少一个的故障进行判定。