JP2008211909A - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通電不良相発生時におけるトルクリップルの発生を抑制することのできるモータ制御装置を提供すること。
【解決手段】マイコン１７は、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２３と、これら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モータ制御信号生成部２４とを備える。また、マイコン１７は、モータ１２の何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常判定部３１を備え、該異常が検出された場合には、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信号の生成を実行する。そして、このとき、マイコン１７は、当該通電不良発生相に応じた所定の回転角を除いて、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したｑ軸電流値Ｉqが発生するようにｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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。
特開２００３−２６０２０号公報

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９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。

即ち、ＥＰＳのような高い静粛性が要求される用途におけるモータ駆動は、通常、所謂正弦波通電により行われ、当該正弦波通電を行うためのモータ制御信号の生成・出力は、多くの場合、検出された各相の相電流値をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換し、当該ｄ／ｑ座標系でのフィードバック制御を実行することにより行われる。

ところが、上記のような二相駆動時には、図１０に示すように、モータトルクの制御目標値であるｑ軸電流指令値を一定にしたとしても、実際のｑ軸電流値は、正弦波状に変化する。即ち、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おり、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。

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、通電不良相発生時におけるトルクリップルの発生を抑制することのでき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。

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、検出されるモータの各相電流値を前記ｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換し該ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を前記演算されたｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に追従させるべくフィードバック制御を実行すること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を備えるとともに、前記モータの何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常検出手段を備え、前記異常が検出された場合には、該異常発生相以外の相を通電相とする前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置であって、前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じた所定の回転角を除いて、前記ｑ軸電流指令値に対応した前記ｑ軸電流が発生するように前記ｄ軸電流指令値を演算すること、を要旨とする。

上記構成によれば、所定の回転角を除いて、ｑ軸電流値がｑ軸電流指令値に追従するようになる。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することができる。

請求項２に記載の発明は、前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記所定の回転角を漸近線とし、前記ｑ軸電流指令値の符号に応じて単調非減少又は単調非増加で変化するように前記ｄ軸電流指令値を演算すること、を要旨とする。

請求項３に記載の発明は、前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記所定の回転角を漸近線として正接曲線状に変化するように前記ｄ軸電流指令値を演算すること、を要旨とする。

請求項４に記載の発明は、前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じて、以下の各式、

（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こと、を要旨とする。

上記各構成によれば、所定の回転角では、ｑ軸電流値は「０」となるものの、モータの回転角がそれ以外の角度にある場合には、目標値であるｑ軸電流指令値に対応したｑ軸電流値を発生させることができる。尚、上記請求項４の構成が、最もｑ軸電流指令値Ｉqに近いｑ軸電流値を発生させることが可能であり、上記請求項２又は請求項３の構成においても、請求項５に記載の各式に基づき演算されるｄ軸電流指令値に近い値が演算されるように設計するほど、より顕著な効果が得られる。

請求項５に記載の発明は、前記電流指令値演算手段は、前記ｄ軸電流指令値を所定範囲内に制限するガード処理を実行すること、を要旨とする。
即ち、多くの場合、各相に通電可能な電流値（の絶対値）には上限があり、該上限を超える通電により、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に発熱が生ずる可能性がある。しかしながら、上記によれば、上記所定の回転角付近において、僅かに、ｑ軸電流指令値に対応するｑ軸電流値を発生させることのできない領域が広がるものの、該領域において、通電相となる二相の電流値が極端に上昇することを防止することができる。その結果、通電不良相発生時においても、より安定的にモータを駆動することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項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、通電不良相発生時においても、トルクリップルの発生を抑制することができ、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。

本発明によれば、通電不良相発生時におけるトルクリップルの発生を抑制することが可能な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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ｑ軸電流指令値Ｉq*は、上記ｑ軸電流値Ｉqとともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流指令値Ｉd*は、ｄ軸電流値Ｉdとともに減算器２６ｄ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）。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。

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。

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３０に入力され、同ＰＷＭ変換部３０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。

（異常発生時の制御態様）
次に、本実施形態のＥＣＵにおける異常発生時の制御態様について説明する。
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。

詳述すると、異常判定部３１には、ＥＰＳアクチュエータ１０の機械的構成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、モータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角速度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、トルクセンサ１４の異常、およびモータ１２への電力供給系統における異常、具体的には、過電流の発生、或いは動力線（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。

例えば、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。

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。

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）。

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）。

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。

− 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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。

ここで、本実施形態では、この「二相駆動モード」において、電流指令値演算部２３は、図４に示すように、通電不良が生じた相に応じた所定の回転角θ１，θ２を除いて、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したｑ軸電流値Ｉqが発生するようにｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。尚、図４は、Ｕ相に通常不良が発生した場合の例であり、この場合の上記所定の回転角θ１，θ２は、それぞれ「９０°」「２７０°」である。そして、Ｖ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θ１，θ２は、それぞれ「３０°」「２１０°」であり、Ｗ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θ１，θ２は、それぞれ「１５０°」「３３０°」となる。

具体的には、本実施形態の電流指令値演算部２３は、検出された異常発生相（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。

即ち、これら各式に基づく演算により、図４に示すように、上記所定の回転角θ１，θ２を漸近線とし、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*が演算される。そして、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*）に基づき、モータ制御信号生成部２４が、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、実際のｑ軸電流値Ｉqが、所定の回転角を除いてｑ軸電流指令値Ｉq*に追従するようになる。

つまり、上記所定の回転角θ１，θ２では、ｑ軸電流値Ｉqは「０」となるものの、モータ１２の回転角θがそれ以外の角度にある場合には、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。尚、このとき、二つの通電相（Ｖ，Ｗ相）における相電流値は、図５に示すように、所定の回転角θ１，θ２を漸近線として正割曲線状に変化することになる（cosθの逆数（セカント：secθ）をとる）。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することができ、これにより、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可能な構成となっている。

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処理について説明する。
図６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、続いてその異常が電力供給系統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、電力供給系統の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、マイコン１７は、当該電力供給系統の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する（ステップ２０３）。そして、通電不良相が発生したと判定した場合（ステップ２０３：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し、その際におけるｄ軸電流指令値Ｉd*は、上述のように、検出された異常発生相に応じて、上記（１）〜（３）式に基づいて演算する（二相駆動モード、ステップ２０４）。

尚、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２０５）。一方、上記ステップ２０２において、電力供給系統以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＮＯ）、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２０６）。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。

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、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２３と、これら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モータ制御信号生成部２４とを備える。また、マイコン１７は、モータ１２の何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常判定部３１を備え、該異常が検出された場合には、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信号の生成を実行する。そして、このとき、マイコン１７は、当該通電不良発生相に応じた所定の回転角を除いて、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したｑ軸電流値Ｉqが発生するようにｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。

上記構成によれば、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することができる。その結果、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。

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。

・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。

・本実施形態では、電流指令値演算部２３は、二相駆動時、検出された異常発生相（通電不良発生相）に応じて、上記（１）〜（３）式に基づきｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。しかし、これらの式に限らず、所定の回転角θ１，θ２を漸近線とし、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）で変化するようにｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。或いは、所定の回転角θ１，θ２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*を演算する構成としても、ある程度、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したｑ軸電流値Ｉqを発生させることが可能である。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。

・また、上記のような二相駆動時、電流指令値演算部２３は、その出力するｄ軸電流指令値Ｉd*（の絶対値）を所定範囲内に制限するガード処理を実行する構成としてもよい。具体的には、例えば、ｄ軸電流指令値Ｉd*を下記（４）式に示される範囲に制限するとよい。

尚、上記（４）式中、「Ｉx_max」は、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）に通電可能な電流値の上限値であり、この上限値は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子の定格電流等により規定される。そして、（４）式は、このような上限値がある場合において、ｑ軸電流値Ｉqを発生させようとした場合に（ｑ軸電流指令値Ｉq*）、ｄ軸電流指令値Ｉd*が満たすべき条件に関する関係式である。

即ち、多くの場合、各相に通電可能な電流値（の絶対値）には上限があり、該上限を超える通電により、駆動回路１８（を構成する各スイッチング素子）や各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに発熱が生ずる可能性がある。この点、上記のようなガード処理を施すことにより、図７に示すように、上記所定の回転角θ１，θ２付近において、僅かに、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応するｑ軸電流値Ｉqを発生させることのできない領域が広がるものの、図８に示すように、該領域において、通電相となる二相（Ｖ相，Ｗ相）の電流値が極端に上昇することを防止することができる（図４及び図５参照）。その結果、通電不良相発生時においても、より安定的にモータを駆動することができるようになる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。 通電不良相検出の処理手順を示すフローチャート。 本実施形態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。 本実施形態の二相駆動時における各相電流の推移を示す説明図。 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。 別例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。 別例の二相駆動時における各相電流の推移を示す説明図。 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。 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

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、Ｉq…ｑ軸電流値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、θ，θ１，θ２…回転角。

Claims (6)

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、検出されるモータの各相電流値を前記ｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換し該ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を前記演算されたｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に追従させるべくフィードバック制御を実行すること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を備えるとともに、前記モータの何れかの相に通電不良が発生した場合に該異常の発生を検出可能な異常検出手段を備え、前記異常が検出された場合には、該異常発生相以外の相を通電相とする前記モータ制御信号の出力を実行するモータ制御装置であって、
   前記電流指令値演算手段は、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じた所定の回転角を除いて、前記ｑ軸電流指令値に対応した前記ｑ軸電流が発生するように前記ｄ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。
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、前記異常の検出時には、前記所定の回転角を漸近線とし、前記ｑ軸電流指令値の符号に応じて単調非減少又は単調非増加で変化するように前記ｄ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。
3. 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、前記異常の検出時には、前記所定の回転角を漸近線として正接曲線状に変化するように前記ｄ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。
4. 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、前記異常の検出時には、前記異常発生相に応じて、
   以下の各式、
   

   

   （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こと、を特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項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ｄ軸電流指令値を所定範囲内に制限するガード処理を実行すること、を特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項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。

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