CN108702128A - 电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置在具有两个系统的电动机绕组的电动机的控制中，当两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，通过变更正常系统的电流指令值，就能够抑制转向感的恶化。本发明的电动助力转向装置针对具有两个系统的电动机绕组的电动机运算出每个系统的电流指令值，该电动助力转向装置具备通过使用转向辅助指令值以及补偿电流指令值来运算出电流指令值的电流指令值调整单元，该电流指令值调整单元具有为每个系统设定的、正常时使用的正常时系数以及异常时使用的异常时系数，在两个系统均正常的情况下，将“转向辅助指令值与补偿电流指令值相加后得到的值”与正常时系数相乘后得到的值作为电流指令值；在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，将“转向辅助指令值与异常时系数相乘后得到的值”与补偿电流指令值相加后得到的值作为两个系统中的正常的系统的电流指令值。

Description

电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置针对具有两个系统的电动机绕组的电动机运算出每个系统的电流指令值，通过基于该电流指令值来驱动电动机，以便对转向系统进行辅助控制。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置在两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，通过变更正常的系统的电流指令值，以便抑制转向感的恶化。
背景技术
利用电动机的旋转力将转向辅助力(辅助力)赋予给车辆的转向系统的电动助力转向装置(EPS)，将由逆变器所供给的电力来控制的电动机的驱动力通过诸如齿轮之类的传送机构作为转向辅助力施加到转向轴或齿条轴。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty ratio)来进行电动机外加电压的调整。作为电动机，通常使用“耐久性、可维修性优异，并且，噪音、噪声小”的无刷电动机。
参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速装置内的减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R相连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出的车速Vs来进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，根据通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压指令值Vref来控制供应给EPS用电动机20的电流。
此外，转向角传感器14并不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。还有，也可以从与电动机20相连接的诸如分解器之类的旋转位置传感器处来获得转向角。
另外，用于收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vs也能够从CAN40处获得。此外，用于收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。
控制单元30主要由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)(也包含MCU(Micro Controller Unit，微控制器单元)、MPU(Micro Processor Unit，微处理器单元)等)来构成，该CPU内部由程序执行的一般功能，如图2所示。
参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts以及由车速传感器12检测出的(或来自CAN40的)车速Vs被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Ts以及车速Vs，并且，使用辅助图(assist map)等，来运算出作为供应给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法单元32A被输入到电流限制单元33中；被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)；该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中经特性改善后得到的电压指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，然后，再经由作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im；由电动机电流检测器38检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B中。还有，逆变器37由作为驱动元件的FET(场效应晶体管)的电桥电路来构成。
诸如分解器之类的旋转位置传感器21被连接到电动机20，旋转位置传感器21输出电动机旋转角θe。
另外，在加法单元32A中对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，从而改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成单元34首先在加法单元344中将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元345中再将在加法单元344中得到的加法结果与收敛性341相加，最后，将在加法单元345中得到的加法结果作为补偿信号CM。
在这样的电动助力转向装置中，使用具备“即使发生了电动机故障(也包含异常)也可以继续进行电动机动作”的结构的具有多个系统的电动机绕组的电动机的实例正在增加。例如，在具有两个系统的电动机绕组的电动机中(即，在具有两套电动机绕组的电动机中)，定子的线圈被分成两个(两套)系统(U1相、V1相以及W1相和U2相、V2相以及W2相)，即使一个(一套)系统失陷，也可以通过剩下的另一个(另一套)系统使转子旋转，从而可以继续进行辅助控制。
在搭载了这样的电动机的电动助力转向装置中，通常，在正常工作时，两个(两套)系统以合作的方式使转子旋转，针对各个电动机绕组的电流指令值为被分散的值(在两个系统的电动机绕组的特性相同的情况下，每个系统为1/2)。因此，在一方的系统发生了异常的情况下，如果不进行变更的话，则因为针对另一方的正常的系统的电动机绕组的电流指令值仍然是被分散的值，所以存在“转向辅助力下降”的可能性。在补偿信号与电流指令值相加的情况下，因为在异常发生时补偿信号也变小，所以存在“不能充分地进行用于改善收敛性和惯性特性等的特性补偿，导致稳定性恶化，从而造成振动增加，并且，导致转向感的恶化”的可能性。
针对“在这样的具有多个系统的电动机绕组的电动机的控制中产生的异常发生时的转向感恶化”，已经提出了用来抑制恶化的方法。例如，日本特开2015-39256号公报(专利文献1)提出了一种电动机控制装置，在该电动机控制装置中，通过设置“被插入在电动机驱动电路与电动机绕组之间”的电动机电流遮断单元、“用于检测出电动机驱动电流或电压的异常”的异常检测单元等，使得即使在电动机驱动电路中发生了开路故障或短路故障的情况下，也能够继续进行电动机的驱动控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-39256号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1所公开的电动机控制装置中，通过在正常时使用“正常时转向辅助电流指令值计算图”来计算出转向辅助电流指令值；在异常时使用“异常时转向辅助电流指令值计算图”来计算出转向辅助电流指令值，从而实现了转向感恶化的抑制。然而，因为在专利文献1中没有任何关于“诸如通过补偿信号的加法运算来进行的特性补偿之类的转向系统的特性补偿”的披露，所以仍然存在“因特性补偿不足而导致转向感恶化”的可能性。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置在具有两个系统的电动机绕组的电动机的控制中，当两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，通过变更正常系统的电流指令值，就能够抑制转向感的恶化。
解决技术问题的技术方案
本发明涉及一种电动助力转向装置，其针对具有两个系统的电动机绕组的电动机运算出每个系统的电流指令值，通过基于所述电流指令值来驱动所述电动机，以便对转向系统进行辅助控制，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备通过使用转向辅助指令值以及补偿电流指令值来运算出所述电流指令值的电流指令值调整单元，所述电流指令值调整单元具有为每个系统设定的、正常时使用的正常时系数以及异常时使用的异常时系数，在两个系统均正常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述补偿电流指令值相加后得到的值”与所述正常时系数相乘后得到的值作为所述电流指令值，在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述异常时系数相乘后得到的值”与所述补偿电流指令值相加后得到的值作为两个系统中的正常的系统的所述电流指令值。
还有，本发明的上述目的还可以通过下述这样来实现，即：具备通过使用转向辅助指令值以及补偿电流指令值来运算出所述电流指令值的电流指令值调整单元，所述电流指令值调整单元具有为每个系统设定的、正常时使用的正常时系数和异常时使用的第1异常时系数以及第2异常时系数，在两个系统均正常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述补偿电流指令值相加后得到的值”与所述正常时系数相乘后得到的值作为所述电流指令值，在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述第1异常时系数相乘后得到的值”与“所述补偿电流指令值与所述第2异常时系数相乘后得到的值”相加后得到的值作为两个系统中的正常的系统的所述电流指令值。
另外，本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地来实现，即：还具备转向辅助指令值运算单元、补偿电流指令值运算单元和异常检测单元，所述转向辅助指令值运算单元运算出所述转向辅助指令值，所述补偿电流指令值运算单元运算出所述补偿电流指令值，所述异常检测单元在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，检测出所述异常，输出用来通知“发生了所述异常的系统”的信号，所述电流指令值调整单元基于来自所述异常检测单元的所述信号的有无以及内容，并且，使用由所述转向辅助指令值运算单元运算出的所述转向辅助指令值以及由所述补偿电流指令值运算单元运算出的所述补偿电流指令值，来运算出所述电流指令值；或，所述正常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述异常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值；或，所述正常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述第1异常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述第2异常时系数为等于或大于0.7并且等于或小于1.2的值。
发明的效果
根据本发明的电动助力转向装置，在具有两个系统的电动机绕组的电动机的控制中，当两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，通过针对正常的系统，变更与转向辅助指令值相乘的系数，并且，使补偿电流指令值不与系数相乘，原封不动地使用补偿电流指令值，或者，通过针对正常的系统，使转向辅助指令值以及补偿电流指令值分别与“与正常时不同的系数”相乘，这样就不会造成“特性补偿不足”，从而能够抑制转向感的恶化。
附图说明
图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构示例的结构框图。
图3是表示能够应用本发明的电动机的结构示例的单侧剖视图。
图4是表示能够应用本发明的电动机的绕组结构示例的示意图。
图5是表示本发明的结构示例(第1实施方式)的结构框图。
图6是表示被用于转向辅助指令值运算单元的辅助图的示例的特性图。
图7是表示补偿电流指令值运算单元的结构示例的结构框图。
图8是表示电流控制单元的结构示例的结构框图。
图9是表示电动机驱动单元以及电动机电流遮断电路的结构示例的结构框图。
图10是表示本发明的动作示例(第1实施方式)的一部分的流程图。
图11是表示第1实施方式中的补偿电流指令值运算的动作示例的流程图。
图12是表示第1实施方式中的电流指令值计算的动作示例的流程图。
图13是表示第1实施方式中的电压指令值计算的动作示例的流程图。
图14是表示本发明的模拟结果的特性图。
图15是表示本发明的结构示例(第3实施方式)的结构框图。
具体实施方式
在本发明的电动助力转向装置中，使用具有两个系统的电动机绕组的电动机，并且，用来进行转向系统的特性补偿的补偿信号(补偿电流指令值)被叠加在作为供应给电动机的电流的控制目标值的电流指令值上，在电动机绕组、电动机驱动电路(电动机驱动单元)中发生了异常(还包括故障)的情况下，使补偿电流指令值的大小在发生异常之前和之后保持不变。当两个系统均正常地工作的时候，因为各个系统以工作分担的方式来驱动电动机(即，“驱动电动机”是由两个系统来分担的)，所以电流指令值被分散到各个系统。具体而言，针对每个系统，设定系数(正常时系数)，将“基于转向扭矩等而运算出的转向辅助指令值与补偿电流指令值相加后得到的值”与正常时系数相乘后得到的值作为该系统的电流指令值。当两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，因为仅使用正常的系统来驱动电动机，所以改变电流指令值的计算方法。具体而言，针对每个系统，设定“不同于正常时系数”的别的系数(异常时系数)，将“转向辅助指令值与异常时系数相乘后得到的值”与补偿电流指令值相加后得到的值作为电流指令值。当发生了异常的时候，如果不改变电流指令值的计算方法的话，则尽管正常的系统的补偿电流指令值仍然是通过与正常时系数相乘而获得的值，但通过改变计算方法，就能够使全体的补偿电流指令值的大小在发生异常之前和之后保持不变，继续进行相同程度的特性补偿，从而可以抑制起因于稳定性恶化的振动，并且还可以抑制转向感的恶化。
还有，在本发明中，在发生了异常的情况下，也可以使补偿电流指令值成为可以调整的补偿电流指令值。具体而言，针对每个系统，将“不同于正常时系数”的别的系数分别设定成“面向转向辅助指令值的系数”(第1异常时系数)和“面向补偿电流指令值的系数”(第2异常时系数)，当两个系统中的某一个系统发生了异常的时候，将“转向辅助指令值与第1异常时系数相乘后得到的值”与“补偿电流指令值与第2异常时系数相乘后得到的值”相加后得到的值作为电流指令值。通过这样做，就能够调整发生异常之前和之后的全体的补偿电流指令值的变动，从而不会造成“特性补偿不足”，就能够抑制起因于稳定性恶化的振动，并且还能够抑制转向感的恶化。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，参照图3以及图4，对能够应用本发明的、具有两个系统的绕组的电动机的示例进行说明。还有，在本发明中使用的是“electric motor”，下面将其称为“电动机”。
如图3所示，三相电动机200为具备定子12S和转子12R的SPM(Surface PermanentMagnet，表面永久磁铁)电动机的结构，其中，定子12S具有朝内侧突出地被形成在内周表面上的作为用于形成槽SL的磁极的齿T；转子12R为将被旋转自如地配置在该定子12S的内周一侧并且被配置成与齿T相对的永久磁铁PM配置在表面上的8极的表面磁铁型的转子。在这里，将定子12S的齿T的个数设定为相数×2n(在这里，n为等于或大于2的整数。)，例如，在将n设定为2的情况下，三相电动机200具有8极和12槽的结构。此外，三相电动机200的极数并不限于8极，还有，电动机200的槽数也不限于12槽。
另外，如图4所示，作为两个系统(两套系统)的每个系统的同相的磁极相对于转子磁铁为同相位的多相电动机绕组的第1系统的三相电动机绕组L1和第2系统的三相电动机绕组L2被卷绕安装在定子12S的槽SL上。在第1系统的三相电动机绕组L1中，U相线圈U1、V相线圈V1以及W相线圈W1的一端被相互连接成星形接线；各相线圈U1、V1以及W1的另一端被连接到电动助力转向装置的控制单元，并且，电动机驱动电流I1u、I1v以及I1w被分别供应给各相线圈U1、V1以及W1的另一端。
各相线圈U1、V1以及W1分别形成有两个线圈部U1a、U1b、V1a、V1b以及W1a、W1b。这些线圈部U1a、V1a以及W1a通过集中绕组的方式被卷绕安装在位置形成了一个等边三角形的齿T10、T2以及T6上。还有，线圈部U1b、V1b以及W1b通过集中绕组的方式被卷绕安装在分别位于“从齿T10、T2以及T6沿顺时针方向分别移动了90度”的位置的齿T1、T5以及T9上。
还有，在第2系统的三相电动机绕组L2中，U相线圈U2、V相线圈V2以及W相线圈W2的一端被相互连接成星形接线；各相线圈U2、V2以及W2的另一端被连接到电动助力转向装置的控制单元，并且，电动机驱动电流I2u、I2v以及I2w被分别供应给各相线圈U2、V2以及W2的另一端。
各相线圈U2、V2以及W2分别形成有两个线圈部U2a、U2b、V2a、V2b以及W2a、W2b。这些线圈部U2a、V2a以及W2a通过集中绕组的方式被卷绕安装在位置形成了一个等边三角形的齿T4、T8以及T12上。还有，线圈部U2b、V2b以及W2b通过集中绕组的方式被卷绕安装在分别位于“从齿T4、T8以及T12沿顺时针方向分别移动了90度”的位置的齿T7、T11以及T3上。
另外，各相线圈U1～W1的线圈部U1a、U1b、V1a、V1b以及W1a、W1b和各相线圈U2～W2的线圈部U2a、U2b、V2a、V2b以及W2a、W2b以通电电流的方向变成同一方向的方式被卷绕安装在夹着各个齿T的槽SL上。
就这样，第1系统的三相电动机绕组L1的各相线圈U1～W1的线圈部U1a、U1b、V1a、V1b以及W1a、W1b和第2系统的三相电动机绕组L2的各相线圈U2～W2的线圈部U2a、U2b、V2a、V2b以及W2a、W2b分别被卷绕安装在相互不同的12个齿上。
参照图5对本发明的电动助力转向装置的结构示例(第1实施方式)进行说明。在如图5所示的本发明的电动助力转向装置的结构示例(第1实施方式)中，从各自的逆变器分别将电流供应给这样的具有两个系统的绕组的三相电动机，在一方的逆变器的开关元件发生了不能导通的OFF故障(开路故障)或ON故障(短路故障)的情况下，确定“发生了故障”的故障开关元件，并且，对除了故障开关元件之外的开关元件进行控制，同时，还对除了包含故障开关元件在内的故障逆变器之外的正常逆变器进行控制。此外，下面，将“三相电动机绕组L1的系统”称为“第1系统”，还有，将“三相电动机绕组L2的系统”称为“第2系统”。
为了计算出第1系统的电流指令值I1*以及第2系统的电流指令值I2*，第1实施方式具备用于运算出转向辅助指令值Ir*的转向辅助指令值运算单元110、用于运算出补偿电流指令值Ic*的补偿电流指令值运算单元120和用于基于转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*来计算出电流指令值I1*以及电流指令值I2*的电流指令值调整单元130。还有，为了基于电流指令值I1*以及电流指令值I2*来对三相电动机200进行驱动控制，第1实施方式针对第1系统具备用于计算出电压指令值的电流控制单元160A、用于输入电压指令值的电动机驱动单元170A和被插入在电动机驱动单元170A的输出一侧与三相电动机200的第1系统的电动机绕组L1之间的电动机电流遮断电路180A，并且，针对第2系统具备用于计算出电压指令值的电流控制单元160B、用于输入电压指令值的电动机驱动单元170B和被插入在电动机驱动单元170B的输出一侧与三相电动机200的第2系统的电动机绕组L2之间的电动机电流遮断电路180B。另外，第1实施方式具备与电动机电流遮断电路180A相连接的异常检测电路181A、与电动机电流遮断电路180B相连接的异常检测电路181B和“基于来自异常检测电路181A以及异常检测电路181B的输出和来自电流控制单元160A以及电流控制单元160B的输出来检测出异常”的异常检测单元140。
三相电动机200具备用于检测出转子的旋转位置的诸如霍尔元件之类的旋转位置传感器101，来自旋转位置传感器101的检测值被输入到电动机旋转角检测电路102中，电动机旋转角检测电路102检测出电动机旋转角(电角度)θe，检测出的电动机旋转角θe被输入到电动机角速度运算单元103中，电动机角速度运算单元103计算出电动机角速度ωe。还有，从作为直流电源的电池104经由噪声滤波器105将直流电流供应给电动机驱动单元170A以及电动机驱动单元170B。
转向辅助指令值运算单元110基于转向扭矩Ts以及车速Vs并且使用辅助图，来运算出转向辅助指令值Ir*。转向辅助指令值运算单元110中所使用的辅助图具有与如图2所示的电流指令值运算单元31中所使用的辅助图的特性相同的特性，例如，如图6所示那样，为这样一种特性，即，尽管随着转向扭矩Ts增加，转向辅助指令值Ir*也增加，但是当转向扭矩Ts变成等于或大于所规定的值的时候，转向辅助指令值Ir*变成一定值。还有，车速Vs越高，则转向辅助指令值Ir*变得越小。此外，在转向辅助指令值(转向辅助指令值信号)Ir*发生了相位的偏移的情况下，也可以实施相位补偿的处理。
补偿电流指令值运算单元120基于转向扭矩Ts、由电动机角速度运算单元103计算出的电动机角速度ωe以及由SAT(自对准扭矩)传感器(未在图中示出)检测出的自对准扭矩St，来运算出补偿电流指令值Ic*。还有，与如图2所示的补偿信号生成单元34相同，补偿电流指令值运算单元120为了进行转向系统的特性补偿而运算出补偿电流指令值Ic*，并且，通过使用补偿电流指令值Ic*来改善收敛性和惯性特性等。
图7示出了补偿电流指令值运算单元120的结构示例。如图7所示，补偿电流指令值运算单元120具备电动机角加速度运算单元121、损失扭矩补偿单元122、收敛性控制单元123、惯性补偿单元124、微分补偿单元125、SAT反馈补偿单元126、加法单元127A、加法单元127B、加法单元127C以及减法单元127D。电动机角加速度运算单元121基于电动机角速度ωe来计算出电动机角加速度αe。为了针对发生三相电动机200的损失扭矩的方向进行相当于损失扭矩的辅助，也就是说，为了针对三相电动机200的旋转方向进行相当于损失扭矩的辅助，损失扭矩补偿单元122基于电动机角速度ωe来输出损失扭矩补偿信号Lt。还有，收敛性控制单元123基于电动机角速度ωe来输出“为了改善车辆的横摆的收敛性，而对转向盘的摆动动作进行制动”的收敛性信号Cn。惯性补偿单元124进行相当于“因三相电动机200的惯性而产生的”力的辅助，为了防止惯性感或控制的响应性的恶化，惯性补偿单元124基于电动机角加速度αe来输出惯性信号In。还有，微分补偿单元125针对转向扭矩Ts改善用于提高响应速度的前馈系统的特性，并且，输出经特性改善后得到的转向扭矩Ta。因为为了进行转向系统的特性补偿，如果原封不动地反馈自对准扭矩St的话，则转向盘会变得太重，导致不能提高转向感，所以，SAT反馈补偿单元126通过使用具有车速感应增益和频率特性的反馈滤波器来对自对准扭矩St进行信号处理，并且，输出经信号处理后得到的SAT反馈信号Sc，这样就能够仅反馈对于提高转向感来说是必要且充分的信息。此外，作为自对准扭矩St，也可以使用“通过由例如日本专利第5251898号公报所记载的SAT估计单元来执行的方法来估计出”的值，而不是使用“由SAT传感器检测出的”的值。
电流指令值调整单元130通过使用预先设定好的正常时系数C1、C2以及异常时系数C1’、C2’，并且，基于转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，来计算出针对第1系统的电流指令值I1*以及针对第2系统的电流指令值I2*。在两个系统均正常地工作的情况下，按照下述式1以及式2来计算出电流指令值I1*以及电流指令值I2*。
式1
I1*＝(Ir*+Ic*)×C1
式2
I2*＝(Ir*+Ic*)×C2
在第1系统发生了异常的情况下，按照下述式3来计算出电流指令值I2*；在第2系统发生了异常的情况下，按照下述式4来计算出电流指令值I1*。
式3
I2*＝Ir*×C2’+Ic*
式4
I1*＝Ir*×C1’+Ic*
将正常时系数C1以及C2的值设定为介于0.3～0.7之间的值，并且，设定正常时系数C1以及C2的值使其满足C1+C2＝1的关系。基于起因于热的变动的分配、各个系统的施加到电动机上的负载的分配等，来决定正常时系数C1以及C2的值。还有，将异常时系数C1’以及C2’的值也设定为介于0.3～0.7之间的值。在第1系统的电动机特性与第2系统的电动机特性同等的情况下，也可以将所有的系数都设定为0.5。通过从异常检测单元140输出的异常检测信号AD，来检测出“第1系统或/和第2系统发生了异常”。
与如图2所示的电流限制单元33相同，电流限制单元150A限制电流指令值I1*的最大电流，并且，输出电流指令值I1m*；电流限制单元150B限制电流指令值I2*的最大电流，并且，输出电流指令值I2m*。
电流控制单元160A基于电流指令值I1m*、从电动机驱动单元170A反馈回来的三个相的电动机电流(U相电动机电流I1um、V相电动机电流I1vm以及W相电动机电流I1wm)、电动机旋转角θe以及电动机角速度ωe，来计算出针对电动机驱动单元170A的三个相的电压指令值(U相电压指令值V1u*、V相电压指令值V1v*以及W相电压指令值V1w*)。
图8示出了电流控制单元160A的结构示例。如图8所示，电流控制单元160A具备dq轴电流指令值计算单元161A、2相/3相变换单元162A、PI控制单元163A、PI控制单元164A、PI控制单元165A、减法单元166A、减法单元167A以及减法单元168A。dq轴电流指令值计算单元161A基于电流指令值I1m*以及电动机角速度ωe，来计算出作为dq旋转坐标系的电流指令值的d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*。例如，dq轴电流指令值计算单元161A通过由日本专利第5282376号公报所记载的d－q轴电流指令值计算单元来执行的方法，来计算出d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*。当计算d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*的时候，在需要针对电动机的机械角度的电动机角速度的情况下，基于针对电角度的电动机角速度ωe，来计算出针对电动机的机械角度的电动机角速度。还有，2相/3相变换单元162A使用电动机旋转角θe，并且，通过空间矢量调制(空间矢量变换)，来将由d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*来构成的两个相的电流指令值变换成UVW固定坐标系的三个相的电流指令值(U相电流指令值I1u*、V相电流指令值I1v*以及W相电流指令值I1w*)。三个相的电流指令值被输出到异常检测单元140，并且，减法单元166A、减法单元167A以及减法单元168A分别求得三个相的电流指令值与三个相的电动机电流之间的偏差ΔIu、ΔIv以及ΔIw，各个偏差分别被输入到PI控制单元163A、PI控制单元164A以及PI控制单元165A中。与如图2所示的PI控制单元35相同，PI控制单元163A、PI控制单元164A以及PI控制单元165A基于偏差ΔIu、ΔIv以及ΔIw，分别求得三个相的电压指令值(U相电压指令值V1u*、V相电压指令值V1v*以及W相电压指令值V1w*)。
电流控制单元160B通过与电流控制单元160A相同的结构以及动作，基于电流指令值I2m*、从电动机驱动单元170B反馈回来的三个相的电动机电流(U相电动机电流I2um、V相电动机电流I2vm以及W相电动机电流I2wm)、电动机旋转角θe以及电动机角速度ωe，来计算出针对电动机驱动单元170B的三个相的电压指令值(U相电压指令值V2u*、V相电压指令值V2v*以及W相电压指令值V2w*)。在电流控制单元160B内计算出的三个相的电流指令值(U相电流指令值I2u*、V相电流指令值I2v*以及W相电流指令值I2w*)也被输出到异常检测单元140。
除了U相电流指令值I1u*、V相电流指令值I1v*以及W相电流指令值I1w*和U相电流指令值I2u*、V相电流指令值I2v*以及W相电流指令值I2w*之外，由被设置在电动机电流遮断电路180A与三相电动机200的第1系统的电动机绕组L1之间的异常检测电路181A检测出的电动机电流检测值I1ud、I1vd、I1wd以及由被设置在电动机电流遮断电路180B与三相电动机200的第2系统的电动机绕组L2之间的异常检测电路181B检测出的电动机电流检测值I2ud、I2vd、I2wd也被输入到异常检测单元140中。在这里，图9(A)示出了电动机驱动单元170A以及电动机电流遮断电路180A的结构示例；图9(B)示出了电动机驱动单元170B以及电动机电流遮断电路180B的结构示例。如图9(A)所示，电动机驱动单元170A具备了栅极驱动电路173A、逆变器172A和电流检测电路171A，其中，栅极驱动电路173A输入从电流控制单元160A输出的三个相的电压指令值V1u*、V1v*以及V1w*，形成栅极信号，并且，在异常时还兼任电流控制单元(即，在异常时还作为电流控制单元发挥作用)；逆变器172A输入从栅极驱动电路173A输出的栅极信号。还有，如图9(B)所示，电动机驱动单元170B具备了栅极驱动电路173B、逆变器172B和电流检测电路171B，其中，栅极驱动电路173B输入从电流控制单元160B输出的三个相的电压指令值V2u*、V2v*以及V2w*，形成栅极信号，并且，在异常时还兼任电流控制单元(即，在异常时还作为电流控制单元发挥作用)；逆变器172B输入从栅极驱动电路173B输出的栅极信号。异常检测单元140通过对被输入进来的电动机电流检测值I1ud、I1vd、I1wd以及电动机电流检测值I2ud、I2vd、I2wd与被输入进来的三个相的电流指令值I1u*、I1v*、I1w*以及三个相的电流指令值I2u*、I2v*、I2w*分别进行比较，来检测出用来构成逆变器172A以及逆变器172B的、作为开关元件的场效应晶体管(FET)Q1～Q6的开路故障(OFF故障)以及短路故障(ON故障)。还有，当检测出起因于“用来构成逆变器172A以及逆变器172B的FET的开路故障或短路故障”的异常的时候，异常检测单元140针对检测出异常的电动机驱动单元170A或电动机驱动单元170B的栅极驱动电路173A或栅极驱动电路173B输出异常系统遮断指令SAa或SAb，并且，针对电流指令值调整单元130输出异常检测信号AD。还有，例如，在第1系统发生了异常的情况下，将异常检测信号AD的值设定为“1”；在第2系统发生了异常的情况下，将异常检测信号AD的值设定为“2”；在两个系统均发生了异常的情况下，将异常检测信号AD的值设定为“3”，就这样，通过确认异常检测信号AD的值，就能够知道“到底是哪个系统为检测出异常的系统”。
当来自电流控制单元160A以及电流控制单元160B的三个相的电压指令值被分别输入到电动机驱动单元170A以及电动机驱动单元170B中的时候，电动机驱动单元170A以及电动机驱动单元170B内的栅极驱动电路173A以及栅极驱动电路173B基于这些电压指令值和三角波的载波信号来分别形成6个PWM信号(即，6个栅极信号)，并且，将这些PWM信号分别输出到逆变器172A以及逆变器172B。
还有，当异常系统遮断指令SAa没有从异常检测单元140被输入到栅极驱动电路173A的正常的时候，栅极驱动电路173A针对电动机电流遮断电路180A输出3个高电平栅极信号，并且，针对电源遮断电路174A输出2个高电平栅极信号；当异常系统遮断指令SAa从异常检测单元140被输入到栅极驱动电路173A的异常的时候，栅极驱动电路173A针对电动机电流遮断电路180A同时输出3个低电平栅极信号并遮断电动机电流，并且，针对电源遮断电路174A同时输出2个低电平栅极信号并遮断电池电力。
同样地，当异常系统遮断指令SAb没有从异常检测单元140被输入到栅极驱动电路173B的正常的时候，栅极驱动电路173B针对电动机电流遮断电路180B输出3个高电平栅极信号，并且，针对电源遮断电路174B输出2个高电平栅极信号；当异常系统遮断指令SAb从异常检测单元140被输入到栅极驱动电路173B的异常的时候，栅极驱动电路173B针对电动机电流遮断电路180B同时输出3个低电平栅极信号并遮断电动机电流，并且，针对电源遮断电路174B同时输出2个低电平栅极信号并遮断电池电力。
电池104的电池电流经由噪声滤波器105和电源遮断电路174A以及电源遮断电路174B被分别输入到逆变器172A以及逆变器172B中，平滑用的电解电容器CA以及CB被分别连接到逆变器172A以及逆变器172B的输入一侧。
逆变器172A以及逆变器172B均具有这样的结构，即，具有作为开关元件的6个FETQ1～Q6，并且，并联连接了3个开关臂(在逆变器172A中，3个开关臂为SAu、SAv以及SAw；在逆变器172B中，3个开关臂为SBu、SBv以及SBw)。在这里，开关臂SAu、SAv以及SAw和开关臂SBu、SBv以及SBw均为串联连接了2个FET的结构。另外，通过从栅极驱动电路173A以及栅极驱动电路173B输出的PWM信号被输入到各个FETQ1～Q6的栅极，这样就使得作为电动机驱动电流的U相电流I1u、I2u、V相电流I1v、I2v以及W相电流I1w、I2w从各个开关臂的FET之间经由电动机电流遮断电路180A以及电动机电流遮断电路180B被分别输入到三相电动机200的第1系统的电动机绕组L1以及第2系统的电动机绕组L2中。
尽管未在图9中示出，被插入在逆变器172A以及逆变器172B的各个开关臂与接地之间的分流电阻的两端电压被分别输入到电动机驱动单元170A以及电动机驱动单元170B内的电流检测电路171A以及电流检测电路171B中。还有，如图9(A)所示，电流检测电路171A检测出三个相的电动机电流I1um、I1vm以及I1wm；如图9(B)所示，电流检测电路171B检测出三个相的电动机电流I2um、I2vm以及I2wm。
电动机电流遮断电路180A具有3个电流遮断用的FETQA1、QA2以及QA3；电动机电流遮断电路180B具有3个电流遮断用的FETQB1、QB2以及QB3。还有，针对电动机电流遮断电路180A以及电动机电流遮断电路180B的FETQA1～QA3以及QB1～QB3，将它们的各自的寄生二极管的阴极作为逆变器172A一侧以及逆变器172B一侧，每一个都被连接成同一方向。
还有，电源遮断电路174A具有这样的串联电路结构，即，2个FETQC1以及QC2的漏极彼此相互被连接在一起，并且，它们的寄生二极管彼此方向相反；电源遮断电路174B具有这样的串联电路结构，即，2个FETQD1以及QD2的漏极彼此相互被连接在一起，并且，它们的寄生二极管彼此方向相反。另外，FETQC1以及QD1的源极彼此相互被连接在一起后被连接到噪声滤波器105的输出一侧；FETQC2以及QD2的源极被连接到逆变器172A以及逆变器172B的各个FETQ1、Q2以及Q3的源极。
在这样的结构中，对其动作示例进行说明。
当动作开始的时候，电动机旋转角检测电路102检测出三相电动机200的电动机旋转角θe，并且，将检测出的电动机旋转角θe输出到电动机角速度运算单元103、电流控制单元160A以及电流控制单元160B。
电动机角速度运算单元103基于电动机旋转角θe来计算出电动机角速度ωe，并且，将计算出的电动机角速度ωe输出到补偿电流指令值运算单元120、电流控制单元160A以及电流控制单元160B。
参照图10～图13的流程图，对从转向辅助指令值运算单元110到异常检测单元140的动作示例进行说明。
转向辅助指令值运算单元110输入由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts以及由车速传感器12检测出的车速Vs，使用具有如图6所示那样的特性的辅助图来计算出转向辅助指令值Ir*(步骤S10)。
补偿电流指令值运算单元120输入电动机角速度ωe、转向扭矩Ts以及自对准扭矩St，运算出补偿电流指令值Ic*(步骤S20)。此外，也可以改变转向辅助指令值运算单元110的动作以及补偿电流指令值运算单元120的动作的顺序，还有，也可以并行执行转向辅助指令值运算单元110的动作以及补偿电流指令值运算单元120的动作。
在运算补偿电流指令值Ic*的时候，电动机角速度ωe被输入到损失扭矩补偿单元122、收敛性控制单元123以及电动机角加速度运算单元121中，转向扭矩Ts被输入到微分补偿单元125中，自对准扭矩St被输入到SAT反馈补偿单元126中。电动机角加速度运算单元121基于电动机角速度ωe来计算出电动机角加速度αe(步骤S210)，并且，将计算出的电动机角加速度αe输出到惯性补偿单元124。损失扭矩补偿单元122基于电动机角速度ωe来求得损失扭矩补偿信号Lt(步骤S220)。收敛性控制单元123基于电动机角速度ωe来求得收敛性信号Cn(步骤S230)。惯性补偿单元124基于电动机角加速度αe来求得惯性信号In(步骤S240)。微分补偿单元125针对转向扭矩Ts改善前馈系统的特性(步骤S250)，并且，输出经特性改善后得到的转向扭矩Ta。SAT反馈补偿单元126针对自对准扭矩St实施使用了反馈滤波器的信号处理(步骤S260)，并且，输出SAT反馈信号Sc。还有，减法单元127D从转向扭矩Ta中减去SAT反馈信号Sc，加法单元127C将在减法单元127D中得到的减法结果与惯性信号In相加，加法单元127B将在加法单元127C中得到的加法结果与收敛性信号Cn相加，然后，加法单元127A将在加法单元127B中得到的加法结果与损失扭矩补偿信号Lt相加，将在加法单元127A中得到的加法结果作为补偿电流指令值Ic*来输出(步骤S270)。此外，也可以改变损失扭矩补偿单元122的动作、收敛性控制单元123的动作、惯性补偿单元124的动作、微分补偿单元125的动作以及SAT反馈补偿单元126的动作的顺序，还有，也可以并行执行损失扭矩补偿单元122的动作、收敛性控制单元123的动作、惯性补偿单元124的动作、微分补偿单元125的动作以及SAT反馈补偿单元126的动作。
转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*被输入到电流指令值调整单元130中，电流指令值调整单元130基于转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*来计算出电流指令值I1*以及电流指令值I2*(步骤S30)。
电流指令值调整单元130在没有输入来自异常检测单元140的异常检测信号AD的情况下(步骤S310)，使用预先设定好的正常时系数C1、C2、转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，并且，按照式1以及式2，来计算出电流指令值I1*以及电流指令值I2*(步骤S320)，将计算出的电流指令值I1*输出到电流限制单元150A，将计算出的电流指令值I2*输出到电流限制单元150B。电流指令值调整单元130在输入了异常检测信号AD的情况下(步骤S310)，确认异常检测信号AD的值(步骤S330)，在异常检测信号AD的值为“1”的情况下，判断为“第1系统发生了异常”，使用预先设定好的异常时系数C2’、转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，并且，按照式3，只计算出电流指令值I2*(步骤S340)，将计算出的电流指令值I2*输出到电流限制单元150B。在异常检测信号AD的值为“2”的情况下，判断为“第2系统发生了异常”，使用预先设定好的异常时系数C1’、转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，并且，按照式4，只计算出电流指令值I1*(步骤S350)，将计算出的电流指令值I1*输出到电流限制单元150A。在异常检测信号AD的值为“3”的情况下，判断为“第1系统和第2系统均发生了异常”，发出警告(步骤S360)，必要时采取措施。
电流限制单元150A在输入电流指令值I1*之后，在电流指令值I1*超过了所规定的值的情况下，将所规定的值作为电流指令值I1m*来输出；在电流指令值I1*没有超过所规定的值的情况下，将电流指令值I1*作为电流指令值I1m*来输出(步骤S40)。同样地，电流限制单元150B在输入电流指令值I2*之后，求得电流指令值I2m*并将其输出(步骤S50)。
电流控制单元160A基于电流指令值I1m*、三个相的电动机电流、电动机旋转角θe以及电动机角速度ωe，来计算出三个相的电压指令值(步骤S60)。
电流指令值I1m*以及电动机角速度ωe被输入到dq轴电流指令值计算单元161A中，电动机旋转角θe被输入到2相/3相变换单元中，三个相的电动机电流I1um、I1vm以及I1wm被分别减法输入到减法单元166A、减法单元167A以及减法单元168A中。dq轴电流指令值计算单元161A基于电流指令值I1m*以及电动机角速度ωe来计算出d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*(步骤S610)，并且，将计算出的d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*输出到2相/3相变换单元162A。2相/3相变换单元162A使用电动机旋转角θe，将d轴电流指令值Id1*以及q轴电流指令值Iq1*变换成U相电流指令值I1u*、V相电流指令值I1v*以及W相电流指令值I1w*(步骤S620)。U相电流指令值I1u*、V相电流指令值I1v*以及W相电流指令值I1w*被输出到异常检测单元140，并且，U相电流指令值I1u*、V相电流指令值I1v*以及W相电流指令值I1w*还被分别加法输入到减法单元166A、减法单元167A以及减法单元168A中。减法单元166A计算出U相电流指令值I1u*与电动机电流I1um之间的偏差ΔIu；减法单元167A计算出V相电流指令值I1v*与电动机电流I1vm之间的偏差ΔIv；减法单元168A计算出W相电流指令值I1w*与电动机电流I1wm之间的偏差ΔIw(步骤S630)。PI控制单元163A输入偏差ΔIu，进行PI控制运算，计算出U相电压指令值V1u*；PI控制单元164A输入偏差ΔIv，进行PI控制运算，计算出V相电压指令值V1v*；PI控制单元165A输入偏差ΔIw，进行PI控制运算，计算出W相电压指令值V1w*(步骤S640)。三个相的电压指令值V1u*、V1v*以及V1w*被输出到电动机驱动单元170A。
电流控制单元160B通过与电流控制单元160A相同的动作，基于电流指令值I2m*、三个相的电动机电流I2um、I2vm以及I2wm、电动机旋转角θe以及电动机角速度ωe，来计算出三个相的电流指令值I2u*、I2v*以及I2w*和三个相的电压指令值V2u*、V2v*以及V2w*(步骤S70)，三个相的电流指令值I2u*、I2v*以及I2w*被输出到异常检测单元140，三个相的电压指令值V2u*、V2v*以及V2w*被输出到电动机驱动单元170B。
输入了三个相的电流指令值I1u*、I1v*以及I1w*和三个相的电流指令值I2u*、I2v*以及I2w*的异常检测单元140还输入由异常检测电路181A检测出的电动机电流检测值I1ud、I1vd、I1wd和由异常检测电路181B检测出的电动机电流检测值I2ud、I2vd、I2wd，检测出用来构成逆变器172A以及逆变器172B的FET的开路故障或短路故障。异常检测单元140在通过对三个相的电流指令值I1u*、I1v*以及I1w*与电动机电流检测值I1ud、I1vd、I1wd进行比较而检测出异常的时候(步骤S80)，将异常系统遮断指令SAa输出到电动机驱动单元170A(步骤S90)。异常检测单元140在通过对三个相的电流指令值I2u*、I2v*以及I2w*与电动机电流检测值I2ud、I2vd、I2wd进行比较而检测出异常的时候(步骤S100)，将异常系统遮断指令SAb输出到电动机驱动单元170B(步骤S110)。还有，当异常检测单元140输出了异常系统遮断指令SAa或/和异常系统遮断指令SAb的时候(步骤S120)，也就是说，当异常检测单元140检测出逆变器172A和逆变器172B中的某一个逆变器的异常或逆变器172A和逆变器172B双方的异常的时候，异常检测单元140针对电流指令值调整单元130输出异常检测信号AD(步骤S130)。在这种情况下，检测出异常的逆变器仅为逆变器172A的场合，将异常检测信号AD的值设定为“1”；检测出异常的逆变器仅为逆变器172B的场合，将异常检测信号AD的值设定为“2”；检测出异常的逆变器为逆变器172A和逆变器172B双方的场合，将异常检测信号AD的值设定为“3”。在步骤S310以及步骤S330的条件判定中，使用这个异常检测信号AD。
在电动机驱动单元170A中，三个相的电压指令值V1u*、V1v*以及V1w*被输入到栅极驱动电路173A中，当异常检测单元140输出了异常系统遮断指令SAa的时候，异常系统遮断指令SAa也被输入到栅极驱动电路173A中。当三个相的电压指令值被输入到栅极驱动电路173A中的时候，栅极驱动电路173A基于三个相的电压指令值和三角波的载波信号来形成6个PWM信号，并且，将这6个PWM信号输出到逆变器172A。还有，当异常系统遮断指令SAa没有被输入到栅极驱动电路173A中的时候，栅极驱动电路173A针对电动机电流遮断电路180A以及电源遮断电路174A，输出高电平栅极信号。通过这样做，就能够让电动机电流遮断电路180A的FETQA1、QA2以及QA3均处于导通状态，从而逆变器172A与三相电动机200的第1系统的绕组L1之间就会变成导通状态，并且，还能够让电源遮断电路174A的FETQC1以及QC2均处于导通状态，从而来自电池104的直流电流就会经由噪声滤波器105被供应给逆变器172A。因此，从栅极驱动电路173A输出的PWM信号被输入到逆变器172A的FETQ1～Q6的栅极，U相电流I1u、V相电流I1v以及W相电流I1w从各个开关臂SAu、SAv以及SAw的FET之间被输入到三相电动机200的第1系统的绕组L1中。还有，当异常系统遮断指令SAa被输入到栅极驱动电路173A中的时候，栅极驱动电路173A针对电动机电流遮断电路180A以及电源遮断电路174A，输出低电平栅极信号。通过这样做，就能够让电动机电流遮断电路180A的FETQA1、QA2以及QA3均处于关断状态，从而针对三相电动机200的第1系统的绕组L1的通电就会被遮断，并且，还能够让电源遮断电路174A的FETQC1以及QC2均处于关断状态，从而从电池104到逆变器172A的直流电流供应就会被遮断。
在电动机驱动单元170B中，通过与电动机驱动单元170A相同的动作，对被输入到三相电动机200的第2系统的绕组L2的各相电流进行控制。
此外，也可以改变第1系统的动作以及第2系统的动作的顺序，还有，也可以并行执行第1系统的动作以及第2系统的动作。还有，尽管2相/3相变换单元单独地计算出三个相的电流指令值，但也可以基于两个相的电流指令值的合计值来计算出剩下的一个相的电流指令值。通过这样做，就能够削减运算量。还有，尽管电流控制单元具备了多个(3个)PI控制单元，但由于对于这些PI控制单元来说，只是输入/输出数据不同而已，它们的动作基本上是相同的，所以也可以将它们合并成一个单元。
图14示出了本实施方式的效果。图14是表示“将纵轴设定为转向扭矩[Nm(牛顿米)]，将横轴设定为时间[sec(秒)]，输入了作为被输入到转向盘的扭矩的频率为0.05Hz并且幅度为10Nm的正弦波的扭矩”的场合的转向模拟结果的图。正常时系数C1以及C2均为0.5，还有，异常时系数C1’以及C2’也均为0.5。从图14中可以确认，与“异常发生时不改变电流指令值的计算方法”的场合(改善前)相比，本实施方式抑制了振动。
对本发明的电动助力转向装置的其他的结构示例(第2实施方式)进行说明。
在第2实施方式中，在发生了异常的情况下的电流指令值调整单元中的电流指令值的计算方法与第1实施方式不同。因为其他与第1实施方式相同，所以省略其说明。
第2实施方式中的电流指令值调整单元通过使用预先设定好的正常时系数C1、C2、第1异常时系数C1’、C2’以及第2异常时系数C1”、C2”，并且，基于转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，来计算出针对第1系统的电流指令值I1*以及针对第2系统的电流指令值I2*。在两个系统均正常地工作的情况下，与第1实施方式的场合相同，按照式1以及式2来计算出电流指令值I1*以及电流指令值I2*。但是，在第1系统发生了异常的情况下，按照下述式5来计算出电流指令值I2*；在第2系统发生了异常的情况下，按照下述式6来计算出电流指令值I1*。
式5
I2*＝Ir*×C2’+Ic*×C2”
式6
I1*＝Ir*×C1’+Ic*×C1”
与第1实施方式的场合相同，将第1异常时系数C1’以及C2’的值设定为介于0.3～0.7之间的值。为了最优化“伴随异常时的辅助力(辅助电流)的减少(0.3～0.7)而产生”的感觉，第2异常时系数C1”以及C2”被设定成拥有一个范围，还有，将第2异常时系数C1”以及C2”的值设定为介于0.7～1.2之间的值。
在第2实施方式的动作中，如图12所示的第1实施方式的电流指令值调整单元中的计算电流指令值时的步骤S340以及步骤S350的动作是不同的。也就是说，在输入了异常检测信号AD的情况下(步骤S310)，确认异常检测信号AD的值(步骤S330)，在异常检测信号AD的值为“1”的情况下，判断为“第1系统发生了异常”，使用预先设定好的第1异常时系数C2’、第2异常时系数C2”、转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，并且，按照式5，只计算出电流指令值I2*，将计算出的电流指令值I2*输出到电流限制单元150B。在异常检测信号AD的值为“2”的情况下，判断为“第2系统发生了异常”，使用预先设定好的第1异常时系数C1’、第2异常时系数C1”、转向辅助指令值Ir*以及补偿电流指令值Ic*，并且，按照式6，只计算出电流指令值I1*，将计算出的电流指令值I1*输出到电流限制单元150A。
尽管在第1实施方式和第2实施方式中，针对每个系统，都具备了电流限制单元以及电流控制单元，但也可以采用“将两个系统所具备的两个电流限制单元合并成一个电流限制单元，并且，将两个系统所具备的两个电流控制单元合并成一个电流控制单元”的结构。通过采用这样的结构，就能够实现装置的紧致化。
图15示出了“针对第1实施方式，将两个系统所具备的两个电流限制单元合并成一个电流限制单元，并且，将两个系统所具备的两个电流控制单元合并成一个电流控制单元”的本发明的电动助力转向装置的结构示例(第3实施方式)的结构框图。与如图5所示的第1实施方式相比，在第3实施方式中，只有一个电流限制单元和一个电流控制单元，针对第1实施方式中的电流限制单元150A以及电流限制单元150B的所有的输入/输出数据都成为针对电流限制单元250的输入/输出数据，针对第1实施方式中的电流控制单元160A以及电流控制单元160B的所有的输入/输出数据都成为针对电流控制单元260的输入/输出数据。尽管电流限制单元250基本上为与电流限制单元150A以及电流限制单元150B相同的结构，电流控制单元260也基本上为与电流控制单元160A以及电流控制单元160B相同的结构，但为了区别“输入/输出数据到底是第1系统的数据还是第2系统的数据”，采取诸如“将表示系统的数据添加到输入/输出数据中”、“为每个系统都准备输入/输出接口”、“固定输入/输出的顺序”之类的措施。
除了电流限制单元250以及电流控制单元260的动作之外，第3实施方式的动作与第1实施方式相同。将电流限制单元150A的动作和电流限制单元150B的动作合并起来，就成为电流限制单元250的动作。也就是说，电流限制单元250输入从电流指令值调整单元130输出的电流指令值I1*以及电流指令值I2*，执行如图10所示的流程图中的步骤S40以及步骤S50，输出电流指令值I1m*以及电流指令值I2m*。还有，将电流控制单元160A的动作和电流控制单元160B的动作合并起来，就成为电流控制单元260的动作。也就是说，电流控制单元260输入电流指令值I1m*以及电流指令值I2m*、从电动机旋转角检测电路102输出的电动机旋转角θe、从电动机角速度运算单元103输出的电动机角速度ωe、从电动机驱动单元170A输出的三个相的电动机电流I1um、I1vm以及I1wm和从电动机驱动单元170B输出的三个相的电动机电流I2um、I2vm以及I2wm，执行如图10所示的流程图中的步骤S60以及步骤S70，输出针对电动机驱动单元170A的三个相的电压指令值V1u*、V1v*以及V1w*、针对电动机驱动单元170B的三个相的电压指令值V2u*、V2v*以及V2w*、三个相的电流指令值I1u*、I1v*以及I1w*和三个相的电流指令值I2u*、I2v*以及I2w*。
此外，尽管在上述实施方式(第1实施方式～第3实施方式)中，电流控制单元针对电流指令值进行从dq旋转坐标系到UVW固定坐标系的2相/3相变换，但也可以针对电压指令值进行从dq旋转坐标系到UVW固定坐标系的2相/3相变换。在这种情况下，需要“用来将从电动机驱动单元反馈回来的三个相的电动机电流以及由异常检测电路检测出的三个相的电动机电流检测值变换成dq旋转坐标系的两个相的电流”的2相/3相变换单元，并且，异常检测单元通过对两个相的电流指令值与两个相的电动机电流检测值进行比较，来检测出异常。还有，尽管在上述实施方式中，作为要检测出的故障，以“电动机驱动电路的逆变器的故障”为对象，但在电动机绕组发生了故障的情况下，也可以应用本发明。另外，尽管线圈的接线方法为星形接线，但线圈的接线方法也可以为三角形接线。
附图标记说明
1 转向盘(方向盘)
2 柱轴(转向轴或方向盘轴)
10 扭矩传感器
12 车速传感器
14 转向角传感器
20 电动机
21、101 旋转位置传感器
30 控制单元(ECU)
31 电流指令值运算单元
33、150A、150B、250 电流限制单元
35、163A、164A、165A PI控制单元
102 电动机旋转角检测电路
103 电动机角速度运算单元
104 电池
105 噪声滤波器
110 转向辅助指令值运算单元
120 补偿电流指令值运算单元
121 电动机角加速度运算单元
122 损失扭矩补偿单元
123 收敛性控制单元
124 惯性补偿单元
125 微分补偿单元
126 SAT反馈补偿单元
130 电流指令值调整单元
140 异常检测单元
160A、160B、260 电流控制单元
161A dq轴电流指令值计算单元
162A 2相/3相变换单元
170A、170B 电动机驱动单元
171A、171B 电流检测电路
172A、172B 逆变器
173A、173B 栅极驱动电路
174A、174B 电源遮断电路
180A、180B 电动机电流遮断电路
181A、181B 异常检测电路
200 三相电动机(具有两个系统的绕组的电动机)

Claims (6)

1.一种电动助力转向装置，其针对具有两个系统的电动机绕组的电动机运算出每个系统的电流指令值，通过基于所述电流指令值来驱动所述电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：
具备通过使用转向辅助指令值以及补偿电流指令值来运算出所述电流指令值的电流指令值调整单元，
所述电流指令值调整单元具有为每个系统设定的、正常时使用的正常时系数以及异常时使用的异常时系数，
在两个系统均正常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述补偿电流指令值相加后得到的值”与所述正常时系数相乘后得到的值作为所述电流指令值，
在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述异常时系数相乘后得到的值”与所述补偿电流指令值相加后得到的值作为两个系统中的正常的系统的所述电流指令值。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：
还具备转向辅助指令值运算单元、补偿电流指令值运算单元和异常检测单元，
所述转向辅助指令值运算单元运算出所述转向辅助指令值，
所述补偿电流指令值运算单元运算出所述补偿电流指令值，
所述异常检测单元在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，检测出所述异常，输出用来通知“发生了所述异常的系统”的信号，
所述电流指令值调整单元基于来自所述异常检测单元的所述信号的有无以及内容，并且，使用由所述转向辅助指令值运算单元运算出的所述转向辅助指令值以及由所述补偿电流指令值运算单元运算出的所述补偿电流指令值，来运算出所述电流指令值。
3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述正常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述异常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值。
4.一种电动助力转向装置，其针对具有两个系统的电动机绕组的电动机运算出每个系统的电流指令值，通过基于所述电流指令值来驱动所述电动机，以便对转向系统进行辅助控制，其特征在于：
具备通过使用转向辅助指令值以及补偿电流指令值来运算出所述电流指令值的电流指令值调整单元，
所述电流指令值调整单元具有为每个系统设定的、正常时使用的正常时系数和异常时使用的第1异常时系数以及第2异常时系数，
在两个系统均正常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述补偿电流指令值相加后得到的值”与所述正常时系数相乘后得到的值作为所述电流指令值，
在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，将“所述转向辅助指令值与所述第1异常时系数相乘后得到的值”与“所述补偿电流指令值与所述第2异常时系数相乘后得到的值”相加后得到的值作为两个系统中的正常的系统的所述电流指令值。
5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于：
还具备转向辅助指令值运算单元、补偿电流指令值运算单元和异常检测单元，
所述转向辅助指令值运算单元运算出所述转向辅助指令值，
所述补偿电流指令值运算单元运算出所述补偿电流指令值，
所述异常检测单元在两个系统中的某一个系统发生了异常的情况下，检测出所述异常，输出用来通知“发生了所述异常的系统”的信号，
所述电流指令值调整单元基于来自所述异常检测单元的所述信号的有无以及内容，并且，使用由所述转向辅助指令值运算单元运算出的所述转向辅助指令值以及由所述补偿电流指令值运算单元运算出的所述补偿电流指令值，来运算出所述电流指令值。
6.根据权利要求4或5所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述正常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述第1异常时系数为等于或大于0.3并且等于或小于0.7的值，所述第2异常时系数为等于或大于0.7并且等于或小于1.2的值。
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