JP2010110147A - モータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２乗和異常の誤検出を防止して異常検出能力を向上させることが可能なモータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明のモータ駆動制御装置４０は、モータ駆動回路４３に備えたスイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミング、換言すれば、レゾルバ２５の出力信号（ｓｉｎ相信号、ｃｏｓ相信号）にスイッチングノイズが重畳する可能性が低いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値Ｈ１を使用し、スイッチ素子のオンオフタイミング、換言すれば、レゾルバ２５の出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が高いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値Ｈ１にスイッチングノイズ分を上乗せした特別上限値Ｈ２を使用する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ブラシレス交流モータに備えたレゾルバの異常の有無を監視するモータ駆動制御装置及び、そのモータ駆動制御装置を有しかつ、ブラシレス交流モータによってハンドルの操舵を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

この種の従来のモータ駆動制御装置は、正常なレゾルバから出力されるｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号の２乗和（＝ｓｉｎ^２θ＋ｃｏｓ^２θ）が一定値になることを利用し、その２乗和が予め定められた２乗和変動許容範囲から外れたか否かで、２乗和異常の有無を判定していた（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００６−７８３９２号公報（段落［０００８］、第１図） 特開平０９−７２７５８号公報（請求項２、段落［００２０］）

ところで、ブラシレス交流モータを駆動するための交流電流は、スイッチングインバータに備えたスイッチ素子のオンオフによって生成されるが、スイッチ素子がオンオフするタイミングでは、レゾルバの出力信号（ｓｉｎ相信号、ｃｏｓ相信号）にスイッチングノイズが重畳し得る。この場合、２乗和が２乗和許容範囲より大きくなって、本来、正常であるところを異常と誤判定してしまう虞があった。

これに対し、従来のモータ駆動制御装置では、上述した誤判定を防止するために、２乗和許容範囲の上限値を電機角の全角度範囲で一律に、スイッチングノイズ分を上乗せした値に設定していた為、異常検出能力が低いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、２乗和異常の誤判定を防止して異常検出能力を向上させることが可能なモータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るモータ駆動制御装置（４０）は、ブラシレス交流モータ（１９）に備えたレゾルバ（２５）が出力するｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号からブラシレス交流モータ（１９）の回転位置（θ１）を求め、その回転位置（θ１）に応じてスイッチングインバータ（４３）の各スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）をオンオフ制御することで、ブラシレス交流モータ（１９）を駆動するための交流電流を生成すると共に、ｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号の２乗和が予め定められた２乗和変動許容範囲から外れた２乗和異常の有無を監視するモータ駆動制御装置（４０）において、２乗和変動許容範囲の上限値として、通常上限値（Ｈ１）と、通常上限値（Ｈ１）にスイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のスイッチングノイズ分を上乗せした特別上限値（Ｈ２）とが設定され、スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミング以外のタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値（Ｈ１）を使用し、スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として特別上限値（Ｈ２）を使用するところに特徴を有する。

請求項２の発明に係るモータ駆動制御装置（４０）は、ブラシレス交流モータ（１９）に備えたレゾルバ（２５）が出力するｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号からブラシレス交流モータ（１９）の回転位置（θ１）を求め、その回転位置（θ１）に応じてスイッチングインバータ（４３）の各スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）をオンオフ制御することで、ブラシレス交流モータ（１９）を駆動するための交流電流を生成すると共に、ｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号の２乗和が予め定められた２乗和変動許容範囲から外れた２乗和異常の有無を監視するモータ駆動制御装置（４０）において、スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミングで、２乗和異常の有無の判定を禁止し、スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミング以外のタイミングでのみ、２乗和異常の有無の判定を実行するところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置（４０）において、レゾルバ（２５）のうち、ブラシレス交流モータ（１９）のモータロータ（２１）と共に回転するレゾルバロータ（５４）に備えられた入力コイル（５３）には、一定周波数及び一定振幅の正弦波入力信号が入力され、レゾルバ（２５）のうち、ブラシレス交流モータ（１９）のモータステータ（２０）に固定されたレゾルバステータ（５５）に備えられかつ電機角にして９０度ずらされた第１と第２の出力コイル（５１，５２）からは、入力コイル（５３）との間の電磁誘導により、レゾルバステータ（５５）に対するレゾルバロータ（５４）の電機角（θ１）に応じた振幅の正弦波出力信号がそれぞれ出力され、第１の出力コイル（５１）から出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点（Ｐｓ１，Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４）で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｓｉｎ相信号とする一方、第２の出力コイル（５２）から出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点（ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３，Ｐｃ４）で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｃｏｓ相信号とし、第１及び第２の出力コイル（５１，５２）から出力された正弦波出力信号における各４点のサンプリング値をそれぞれ加算して所定の許容範囲で０と一致したか否かによって、ｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の異常の有無を判別すると共に、スイッチングインバータ（４３）のスイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミングで、４点のサンプリング値を取得した場合には、異常の有無の判定を禁止し、スイッチングインバータ（４３）のスイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフタイミング以外のタイミングで４点のサンプリング値を取得した場合にのみ異常の有無の判定を行うところに特徴を有する。

請求項４の発明に係る電動パワーステアリング装置（１１）は、請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動制御装置（４０）を有しかつ、ブラシレス交流モータ（１９）を駆動源として備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、スイッチングインバータのスイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミング、換言すれば、レゾルバの出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が低いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値を使用し、スイッチングインバータのスイッチのオンオフタイミング、換言すれば、レゾルバの出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が高いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、前記２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値にスイッチングノイズ分を上乗せした特別上限値を使用する。

これにより、レゾルバが正常な場合に、スイッチングノイズによって２乗和異常を誤判定することを防止しかつ、スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでは、異常検出能力を従来より向上させることができる。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、スイッチングインバータのスイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミング、換言すれば、レゾルバの出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が低いタイミングで、２乗和異常の有無を判定し、スイッチングインバータのスイッチのオンオフタイミング、換言すれば、レゾルバの出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が高いタイミングでは、２乗和異常の有無を判定を禁止するので、レゾルバが正常な場合に、スイッチングノイズによって２乗和異常を誤判定することを防止しかつ、スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでは、異常検出能力を従来より向上させることができる。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、レゾルバは、ブラシレス交流モータのモータロータと共に回転するレゾルバロータに入力コイルを備え、モータステータに固定されたレゾルバステータに電機角にして９０度ずらされた第１と第２の出力コイルを備えている。入力コイルには、一定周波数及び一定振幅の正弦波入力信号が入力され、モータロータ（レゾルバロータ）が回転すると、第１と第２の出力コイルからレゾルバロータの電機角に応じた振幅の正弦波出力信号がそれぞれ出力される。

第１と第２の出力コイルから出力された正弦波出力信号は、ｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号に変換される。即ち、第１の出力コイルから出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｓｉｎ相信号とする。また、第２の出力コイルから出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｃｏｓ相信号とする。

そして、本発明では、各正弦波出力信号における各４点のサンプリング値をそれぞれ加算して所定の許容範囲で０と一致したか否かによってｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の異常の有無を判別する。

ここで、スイッチングインバータのスイッチ素子のオンオフタイミングで４点のサンプリング値を取得した場合には、各正弦波出力信号にスイッチングノイズが重畳している可能性が高いので、異常の有無の判定を禁止する。これにより、レゾルバが正常な場合に、スイッチングノイズによってｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の異常を誤判定することを防止することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、スイッチングノイズによる２乗和異常の誤判定を防止しかつ、スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでは、異常検出能力を従来より向上させることができるので、電動パワーステアリング装置の信頼性が向上する。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示された車両１０は、電動パワーステアリング装置１１を備え、運転者によるステアリング操作をブラシレス三相交流モータ１９（本発明の「ブラシレス交流モータ」に相当する。以下、単に「モータ１９」という）で補助して転舵輪１２，１２を転舵することができる。具体的には、１対の転舵輪１２，１２の間には、転舵輪間シャフト１６が差し渡され、その転舵輪間シャフト１６は、筒形ハウジング１８の内部に挿通されている。転舵輪間シャフト１６の両端は、タイロッド１７，１７を介して各転舵輪１２，１２に連結され、筒形ハウジング１８は、車両１０の本体に固定されている。また、筒形ハウジング１８の軸方向の中間部分には大径部１８Ｄが備えられ、その大径部１８Ｄにモータ１９が内蔵されている。モータ１９は、筒形ハウジング１８の内面に嵌合固定されたモータステータ２０と、モータステータ２０の内側に遊嵌された筒状のモータロータ２１とを備えてなる。そして、転舵輪間シャフト１６がモータロータ２１の内側を貫通している。

筒形ハウジング１８のうち大径部１８Ｄの一端には、本発明に係るレゾルバ２５が設けられ、レゾルバ２５によってモータ１９の回転位置（電機角θ１）を検出している。ここで、本実施形態では、モータ１９の電機角θ１とレゾルバ２５の電機角θ１とは完全に一致している。

モータロータ２１の内面には、ボールネジナット２２が組み付けられている。また、転舵輪間シャフト１６の軸方向の中間部分にはボールネジ部２３が形成されている。これらボールネジナット２２とボールネジ部２３とからボールネジ機構２４が構成され、モータロータ２１と共にボールネジナット２２が回転すると、筒形ハウジング１８に対してボールネジ部２３が直動し、これにより転舵輪１２，１２が転舵する。

転舵輪間シャフト１６の一端部側には、ラック３０が形成され、ステアリングシャフト３２の下端部に備えたピニオン３１がこのラック３０に噛合している。ステアリングシャフト３２の上端部には、ステアリング３３が取り付けられている。

ステアリングシャフト３２には、舵角センサ３４とトルクセンサ３５とが取り付けられ、ステアリング３３の操舵角θ２を検出すると共に、ステアリングシャフト３２にかかる操舵トルクＴｆを検出している。また、転舵輪１２の近傍には、転舵輪１２の回転に基づいて車速Ｖを検出するための車速センサ３６が設けられている。

モータ１９は、モータ駆動制御装置４０によって駆動制御される。図２に示すようにモータ駆動制御装置４０は、モータ駆動回路４３（本発明の「スイッチングインバータ」に相当する）とモータ制御回路４４とを有している。また、モータ制御回路４４は、指令値決定部４１とインバータ制御部４２とを備え、インバータ制御部４２がモータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。

直流電源１４は、バッテリ３８に昇圧回路３９を接続してなり、バッテリ３８の出力電圧を昇圧回路３９で昇圧してモータ駆動回路４３に付与している。また、バッテリ３８は、エンジンに連動するオルタネータ（図示せず）から受電している。

モータ駆動回路４３は、バッテリ３８に接続された昇圧回路３９の正極と負極（ＧＮＤ）との間に、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各スイッチ直列回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗが並列接続された三相ブリッジ回路になっている。Ｕ相のスイッチ直列回路４３Ｕには、上段側のスイッチ素子ＵＨ、下段側のスイッチ素子ＵＬとが直列接続して備えられ、それら両スイッチ素子ＵＨ，ＵＬの中間から分岐した給電ライン４２Ｕにモータ１９のＵ相巻線が接続されている。これと同様に、Ｖ相のスイッチ直列回路４３Ｖには、上段側のスイッチ素子ＶＨ及び下段側のスイッチ素子ＶＬが備えられ、それらの中間から分岐した給電ライン４２Ｖにモータ１９のＶ相巻線が接続されており、Ｗ相のスイッチ直列回路４３Ｗには、上段側のスイッチ素子ＷＨ及び下段側のスイッチ素子ＷＬが備えられ、それらの中間から分岐した給電ライン４２Ｗにモータ１９のＷ相巻線が接続されている。

また、スイッチ素子群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、それらＭＯＳＦＥＴのゲートがモータ制御回路４４に接続されている。さらに、図示しないが、各給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗの途中には、電流センサが備えられている。

モータ制御回路４４のうち指令値決定部４１は、トルクセンサ３５、舵角センサ３４及び車速センサ３６から各検出結果（操舵トルクＴｆ、ステアリング３３の操舵角θ２、車速Ｖ）を取得し、モータ１９に対するモータ駆動電流の指令値Ｉｑ１＊を決定する。

モータ制御回路４４のうちインバータ制御部４２は、指令値決定部４１からモータ駆動電流の指令値Ｉｑ１＊を取得する。そして、指令値Ｉｑ１＊に応じたＵ，Ｖ，Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、レゾルバ２５の検出結果、即ち、モータ１９の電機角θ１に基づいて決定し、それらＵ，Ｖ，Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗがモータ駆動回路４３の給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに通電されるように、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。

ここで、本実施形態のモータ１９の駆動方式は、所謂「矩形波駆動方式」となっている。具体的には、３つのスイッチ直列回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗのうち、１つのスイッチ直列回路の上側のスイッチ素子と、別の１つのスイッチ直列回路の下側のスイッチ素子とをオンして、その組み合わせをモータ１９の電機角θ１にして６０［ｄｅｇ］毎に順次切り替えていく。つまり、駆動中は常に、モータ１９におけるＵ，Ｖ，Ｗの３相の相巻線のうちの何れか２相だけに通電され、その通電相となる２相の組み合わせ（通電パターン）が順次に切り替わる。

これを図３に示すタイミングチャートに基づいて説明すると、例えば、電機角θ１が０〜６０［ｄｅｇ］の間は、Ｕ相の上側のスイッチ素子ＵＨとＶ相の下側のスイッチ素子ＶＬのみがＯＮしており、Ｕ相からＶ相に電流が流れる。電機角θ１が６０〜１２０［ｄｅｇ］の間は、Ｕ相の上側のスイッチ素子ＵＨとＷ相の下側のスイッチ素子ＷＬのみがＯＮしており、Ｕ相からＷ相に電流が流れる。電機角θ１が１２０〜１８０［ｄｅｇ］の間は、Ｖ相の上側のスイッチ素子ＶＨとＷ相の下側のスイッチ素子ＷＬのみがＯＮしており、Ｖ相からＷ相に電流が流れる。以下、電機角θ１が１８０〜２４０［ｄｅｇ］の間は、Ｖ相からＵ相へ、電機角θ１が２４０〜３００［ｄｅｇ］の間はＷ相からＵ相へ、電気角が３００〜３６０［ｄｅｇ］の間はＷ相からＶ相へと、それぞれ電流が流れる。このように、上述した例では、電機角θ１が６０，１２０，１８０，２４０，３００，３６０（０）［ｄｅｇ］のときに、スイッチ素子がオンオフされ、通電パターン（通電相）が切り替わる。

次に本実施形態のレゾルバ２５を図４に基づいて説明する。レゾルバ２５は、検出器５０と信号処理部６０とを備え、所謂「１相励磁２相出力方式」となっている。即ち、検出器５０は、モータステータ２０に固定されたレゾルバステータ５５に、電機角にして９０度ずらされたｓｉｎ相コイル５１及びｃｏｓ相コイル５２を備え、モータロータ２１と共に回転するレゾルバロータ５４に励磁コイル５３を備えている。ｓｉｎ相コイル５１は本発明の「第１の出力コイル」に相当し、ｃｏｓ相コイル５２は本発明の「第２の出力コイル」に相当し、励磁コイル５３は本発明の「入力コイル」に相当する。

励磁コイル５３には一定周波数及び一定振幅の励磁信号（Ｅｓｉｎωｔ、図５（Ａ）参照）が印可されており、モータロータ２１が回転すると、ｓｉｎ相コイル５１からは励磁信号の振幅を正弦波状に変調させた波形のｓｉｎ波変調信号（Ａｓｉｎθ１・Ｅｓｉｎωｔ、図５（Ｂ）参照）が出力される。また、ｃｏｓ相巻線５２からは、励磁信号の振幅を正弦波状に変調した波形でかつｓｉｎ波変調信号と９０°位相がずれたｃｏｓ波変調信号（Ａｃｏｓθ１・Ｅｓｉｎωｔ、図５（Ｃ）参照）が出力される。なお、図５では、説明の便宜のため、励磁信号、ｓｉｎ波変調信号、ｃｏｓ波変調信号の周波数が実際より小さく（波長が実際より大きく）示されている。励磁信号は、本発明の「正弦波入力信号」に相当し、ｓｉｎ波変調信号及びｃｏｓ波変調信号は、本発明の「正弦波出力信号」に相当する。

これらｓｉｎ波変調信号及びｃｏｓ波変調信号は、レゾルバ２５の信号処理部６０に備えたアンプ６１，６１にて増幅され、それぞれフィルタ回路６２，６２に出力される。各フィルタ回路６２，６２でｓｉｎ波変調信号及びｃｏｓ波変調信号から励磁信号成分が除去（平滑化）されると、ｓｉｎ波変調信号から正弦波状のｓｉｎ相信号（ｓｉｎθ１、図５（Ｂ）の点線のグラフ）が生成され、ｃｏｓ波変調信号からｓｉｎ相信号と９０°位相がずれた正弦波状のｃｏｓ相信号（ｃｏｓθ１、図５（Ｃ）の点線のグラフ）が生成される。

より詳細には、ｓｉｎ波変調信号が入力したフィルタ回路６２では、図６（Ａ）に示すように、ｓｉｎ波変調信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点Ｐｓ１〜Ｐｓ４で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｓｉｎ相信号とする。また、ｃｏｓ波変調信号が入力したフィルタ回路６２では、図６（Ｂ）に示すように、ｃｏｓ波変調信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点Ｐｃ１〜Ｐｃ４で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、ｃｏｓ相信号とする。

これらｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号は演算回路６３に出力される。演算回路６３は、ｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号のアークタンジェント（ａｒｃｔａｎ）からレゾルバ２５の電機角θ１、即ち、モータ１９の電機角θ１を演算する。そして、検出された電機角θ１は、モータ制御回路４４に出力される（図２参照）。

ところで、モータ制御回路４４には、レゾルバ２５の異常の有無を監視するために、異常検出部４５が備えられ、その異常検出部４５が図７に示す異常検出プログラムＰＧ１を所定周期で実行している。この異常検出プログラムＰＧ１については、次述する本実施形態の作用効果の説明と併せて行う。

本実施形態の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態のモータ駆動制御装置４０では、通常、車両１０の走行中は、モータ駆動回路４３で生成したＵ，Ｖ，Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗからなる３相交流電流をモータ１９に通電することでモータ１９を駆動し、操舵を補助する。また、モータ駆動制御装置４０に備えた異常検出部４５は、図示しないイグニッションスイッチのオンにより、図７に示した異常検出プログラムＰＧ１を所定周期で繰り返し実行する。異常検出プログラムＰＧ１では、ｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号の２乗和ＳＱ１（＝ｓｉｎ^２θ１＋ｃｏｓ^２θ１）を予め定めた２乗和許容範囲と比較し、その２乗和許容範囲から外れたか否かで２乗和異常の有無を判定する。なお、以下の説明において、モータ１９の通電パターン（通電相）は、図３のタイミングチャートで示した通り、電機角θ１が６０，１２０，１８０，２４０，３００，３６０（０）［ｄｅｇ］のときにスイッチ素子がオンオフして切り替わるものとする。

異常検出プログラムＰＧ１が実行されると、まず、レゾルバ２５から電機角θ１を取得する（Ｓ１）。

次いで、前回の２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）において異常無し（例えば、異常フラグがオフ）か否か及び、前回と今回との間でモータ１９における通電パターン（通電相）が変化したか否か、換言すれば、モータ駆動回路４３に備えたスイッチ素子のオンオフタイミングか否かを判別する（Ｓ２）。

通電パターンが変化したか否かは、例えば、以下のようにして判定する。即ち、今回取得した電機角θ１と前回取得した電機角θ１とを比較し、前回と今回との間で電機角θ１が、６０，１２０，１８０，２４０，３００，３６０（０）［ｄｅｇ］の何れかを跨いだか否かを判定する。なお、イグニッションスイッチがオンしてから異常検出プログラムＰＧ１が最初に実行されたときは、通電パターンの変化無しであり、ステップＳ２にて「ＮＯ」となる。

ステップＳ２でＮＯの場合、即ち、前回の２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）で異常有りと判定されたか又は、スイッチ素子のオンオフタイミングではない場合には、レゾルバ２５を正常と判定する２乗和許容範囲の上限値として、通常上限値Ｈ１を設定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ１でＹＥＳの場合、即ち、前回の２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）で異常無しと判定されかつ、通電パターンが変化した場合（スイッチ素子のオンオフタイミングである場合）には、２乗和許容範囲の上限値として特別上限値Ｈ２を設定する（Ｓ４）。

ここで、特別上限値Ｈ２は、通常上限値Ｈ１にスイッチングノイズ分を上乗せした値となっている。詳細には、特別上限値Ｈ２は、レゾルバ２５が正常でかつｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の両方に実際にスイッチングノイズが重畳したときに実測されたｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号の２乗和に、所定のマージン値を加算した値となっている。なお、図８には、電機角θ１に応じて上限値が変化する２乗和許容範囲が概念的に図示されており、同図に示すように、２乗和許容範囲の下限値Ｌは、全角度範囲で一定値となっている。

上記ステップＳ３又はＳ４において２乗和許容範囲の上限値を設定したら、レゾルバ２５からｓｉｎ相信号（ｓｉｎθ１）及びｃｏｓ相信号（ｃｏｓθ１）を取り込み、それらの２乗和ＳＱ１を演算する（Ｓ５）。

次いで、演算された２乗和ＳＱ１を、ステップＳ３又はＳ４にて上限値が設定された２乗和許容範囲と比較する（Ｓ６）。

２乗和ＳＱ１が２乗和許容範囲に収まっていた場合には、異常無しとして直ちに異常検出プログラムＰＧ１を抜ける。

これに対し、例えば、レゾルバ２５の検出器５０における断線や信号処理部６０のアンプ６１，６１、フィルタ回路６２，６２の異常により、ｓｉｎ相信号又はｃｏｓ相信号の振幅や位相がずれ、その結果、２乗和ＳＱ１が設定された許容範囲から外れた場合には、異常有りとして、例えば、異常フラグをオンすると共に、図示しない警報ランプを点灯させる等の異常対処処理（Ｓ７）を行う。

このように本実施形態によれば、モータ駆動回路４３に備えたスイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミング、換言すれば、レゾルバ２５の出力信号（ｓｉｎ相信号、ｃｏｓ相信号）にスイッチングノイズが重畳する可能性が低いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値Ｈ１を使用し、スイッチ素子のオンオフタイミング、換言すれば、レゾルバ２５の出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が高いタイミングで、２乗和異常の有無を判定する際には、２乗和変動許容範囲の上限値として通常上限値Ｈ１にスイッチングノイズ分を上乗せした特別上限値Ｈ２を使用する。

これにより、レゾルバ２５が正常な場合に、スイッチングノイズによって２乗和異常を誤判定することを防止しかつ、スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでは、レゾルバ２５の異常を見逃すことなく確実に検出することができる。即ち、２乗和許容範囲の上限値を電機角θ１の全角度範囲で一律に、特別上限値Ｈ２に設定した場合に比べて、異常検出能力が向上する。

また、本実施形態の電動パワーステアリング装置１１は、上述したモータ駆動制御装置４０を有しているので、信頼性が向上する。

［第２実施形態］
この第２実施形態は、異常検出プログラムの内容が、上記第１実施形態とは異なる。その他の構成については上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図９に示すように、本実施形態では、２乗和許容範囲の上限値が、スイッチングノイズ分の上乗せが無い通常上限値Ｈ１だけとなっており、第１実施形態のような特別上限値Ｈ２の設定が無くなっている。そして、ステップＳ２でＹＥＳの場合、即ち、スイッチ素子のオンオフタイミングでは、２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）を実行せず、スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでのみ、２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）を実行する。

このように本実施形態によれば、レゾルバ２５の出力信号（ｓｉｎ相信号、ｃｏｓ相信号）にスイッチングノイズが重畳する可能性が高い場合には、２乗和異常の有無の判定（Ｓ６）を実行しないようになっているので、２乗和異常の誤判定を防止することができる。

また、レゾルバ２５の出力信号にスイッチングノイズが重畳する可能性が低い場合には、スイッチングノイズ分の上乗せが無い通常上限値Ｈ１を上限値とした２乗和異常範囲と２乗和とを比較して異常の有無を判定するから、２乗和許容範囲の上限値を電機角θ１の全角度範囲で一律に、スイッチングノイズ分を上乗せした値に設定した場合に比べて、異常検出能力が向上する。

［第３実施形態］
この第３実施形態では、２乗和異常に加えて、ｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の異常の有無を監視している。具体的には、図１０のフローチャートに示すように、ステップＳ６の処理に次いで、通電パターンが変化したか否か（Ｓ８）、即ち、スイッチ素子のオンオフタイミングか否かを判定し、通電パターンが変化した場合（Ｓ８でＹＥＳ）には、直ちに異常検出プログラムＰＧ３を抜ける。一方、通電パターンが変化していない場合（Ｓ８でＮＯ）には、ｓｉｎ波変調信号をｓｉｎ相信号に変換する際にサンプリングした１周期当たり４点Ｐｓ１〜Ｐｓ４のサンプリング値を全て加算する（Ｓ９）。次いで、その合計値が所定の許容範囲（±α）で０と一致したか否かを判定する（Ｓ１０）。ｓｉｎ波変調信号が正負の一方側にオフセットしている場合には、サンプリング値の合計が所定の許容範囲で０と一致しないのでステップＳ１０でＮＯ、即ち、ｓｉｎ相信号に異常有りとなり、異常対処処理（Ｓ７）を実行する。

次に、ｃｏｓ波変調信号をｃｏｓ相信号に変換する際にサンプリングした１周期当たり４点Ｐｃ１〜Ｐｃ４のサンプリング値を全て加算する（Ｓ１１）。そして、合計値が所定の許容範囲（±β）で０と一致したか否かを判定する（Ｓ１２）。ｃｏｓ波変調信号が正負の一方側にオフセットしている場合には、サンプリング値Ｐｃ１〜Ｐｃ４の合計が所定の許容範囲で０と一致しないので、ステップＳ１２でＮＯ、即ち、ｃｏｓ相信号に異常有りとなり、異常対処処理（Ｓ７）を実行する。

本実施形態によれば、モータ駆動回路４３のスイッチ素子のオンオフタイミングで、ｓｉｎ波変調信号及びｃｏｓ波変調信号からサンプリング値を取得した場合には、ｓｉｎ波変調信号及びｃｏｓ波変調信号にスイッチングノイズが重畳している可能性が高いので、異常の有無の判定を禁止する。これにより、レゾルバ２５が正常な場合に、スイッチングノイズによってｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号の異常の有無を誤判定することを防止することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１〜第３実施形態では、ボールネジ機構で筒型のモータ１９と転舵輪間シャフト１６とを連結した所謂ラック電動パワーステアリング装置１１に本発明を適用した例を示したが、ラックアンドピニオン機構でモータを転舵輪間シャフト１６に連結したピニオン電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよいし、ステアリングシャフト３２の途中にモータをギヤ連結したコラム電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。

（２）前記第１〜第３実施形態では、異常検出部４５をモータ制御回路４４に設けていたが、レゾルバ２５の信号処理部６０に設けてもよい。また、演算回路６３にて異常検出プログラムＰＧ１，ＰＧ２を実行して、異常検出を行うようにしてもよい。

（３）上記第１及び第３実施形態では、レゾルバ２５が検出した電機角θ１からモータ１９における通電パターン（通電相）が変化したか否かを判定して、変化した場合に、２乗和許容範囲の上限値を特別上限値Ｈ２に設定していたが、検出された電機角θ１が通電パターンが切り替わる前後の所定角度範囲となった場合、具体的には、通電パターンが図３に示すタイミングチャートで切り替わる場合において、検出された電機角θ１が、例えば、６０±γ［ｄｅｇ］，１２０±γ［ｄｅｇ］，１８０±γ［ｄｅｇ］，２４０±γ［ｄｅｇ］，３００±γ［ｄｅｇ］，３６０±γ［ｄｅｇ］の何れかの角度範囲に含まれるときに、特別上限値Ｈ２を設定し、その他の角度の場合に、通常上限値Ｈ１を設定するようにしてもよい。ここで、γの値は一定値でもよいが、モータ駆動電流の大きさに応じて適宜変更してもよい。

（４）前記第１〜第３実施形態では、２乗和許容範囲における特別上限値Ｈ２を一定値としていたが、電機角θ１によってスイッチングノイズの強度が異なる場合には、スイッチングノイズの強度に応じて異ならせてもよい。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両の概念図 モータ駆動制御装置の回路図 スイッチ素子群のオンオフタイミングを示したタイミングチャート レゾルバの回路図 （Ａ）励磁信号のグラフ、（Ｂ）ｓｉｎ波変調信号及びｓｉｎ相信号のグラフ、Ｃ）ｃｏｓ波変調信号及びｃｏｓ相信号のグラフ （Ａ）ｓｉｎ波変調信号の１周期に相当するグラフ、（Ｂ）ｃｏｓ波変調信号の１周期に相当するグラフ 異常検出プログラムのフローチャート 電気角に応じた２乗和許容範囲の変化を示す図 第２実施形態に係る異常検出プログラムのフローチャート 第３実施形態に係る異常検出プログラムのフローチャート

符号の説明

１１ 電動パワーステアリング装置
１９ ブラシレス三相交流モータ（ブラシレス交流モータ）
２０ モータステータ
２１ モータロータ
２５ レゾルバ
４０ モータ駆動制御装置
４３ モータ駆動回路（スイッチングインバータ）
４４ モータ制御回路
４５ 異常検出部
５０ 励磁コイル（入力コイル）
５１ ｓｉｎ相コイル（第１の出力コイル）
５２ ｃｏｓ相コイル（第２の出力コイル）
５４ レゾルバロータ
５５ レゾルバステータ
Ｈ１ 通常上限値
Ｈ２ 特別上限値
ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３ 異常検出プログラム
ＳＱ ２乗和
ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ スイッチ素子
θ１ 電気角（回転位置）

Claims (4)

1. ブラシレス交流モータに備えたレゾルバが出力するｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号から前記ブラシレス交流モータの回転位置を求め、その回転位置に応じてスイッチングインバータの各スイッチ素子をオンオフ制御することで、前記ブラシレス交流モータを駆動するための交流電流を生成すると共に、前記ｓｉｎ相信号と前記ｃｏｓ相信号の２乗和が予め定められた２乗和変動許容範囲から外れた２乗和異常の有無を監視するモータ駆動制御装置において、
   前記２乗和変動許容範囲の上限値として、通常上限値と、前記通常上限値に前記スイッチ素子のスイッチングノイズ分を上乗せした特別上限値とが設定され、
   前記スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングで、前記２乗和異常の有無を判定する際には、前記２乗和変動許容範囲の上限値として前記通常上限値を使用し、
   前記スイッチ素子のオンオフタイミングで、前記２乗和異常の有無を判定する際には、前記２乗和変動許容範囲の上限値として前記特別上限値を使用することを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. ブラシレス交流モータに備えたレゾルバが出力するｓｉｎ相信号とｃｏｓ相信号から前記ブラシレス交流モータの回転位置を求め、その回転位置に応じてスイッチングインバータの各スイッチ素子をオンオフ制御することで、前記ブラシレス交流モータを駆動するための交流電流を生成すると共に、前記ｓｉｎ相信号と前記ｃｏｓ相信号の２乗和が予め定められた２乗和変動許容範囲から外れた２乗和異常の有無を監視するモータ駆動制御装置において、
   前記スイッチ素子のオンオフタイミングで、前記２乗和異常の有無の判定を禁止し、前記スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングでのみ、前記２乗和異常の有無の判定を実行することを特徴とするモータ駆動制御装置。
3. 前記レゾルバのうち、前記ブラシレス交流モータのモータロータと共に回転するレゾルバロータに備えられた入力コイルには、一定周波数及び一定振幅の正弦波入力信号が入力され、
   前記レゾルバのうち、前記ブラシレス交流モータのモータステータに固定されたレゾルバステータに備えられかつ電機角にして９０度ずらされた第１と第２の出力コイルからは、前記入力コイルとの間の電磁誘導により、前記レゾルバステータに対する前記レゾルバロータの電機角に応じた振幅の正弦波出力信号がそれぞれ出力され、
   前記第１出力コイルから出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、前記ｓｉｎ相信号とする一方、
   前記第２出力コイルから出力された正弦波出力信号の１周期の波形のうち１／４波長間隔で配置された４点で検出したサンプリング値を利用して最小２乗法により演算した振幅を、前記ｃｏｓ相信号とし、
   前記第１及び第２の出力コイルから出力された正弦波出力信号における各４点のサンプリング値をそれぞれ加算して所定の許容範囲で０と一致したか否かによって、前記ｓｉｎ相信号及び前記ｃｏｓ相信号の異常の有無を判別すると共に、
   前記スイッチングインバータの前記スイッチ素子のオンオフタイミングで、前記４点のサンプリング値を取得した場合には、前記異常の有無の判定を禁止し、前記スイッチングインバータの前記スイッチ素子のオンオフタイミング以外のタイミングで前記４点のサンプリング値を取得した場合にのみ前記異常の有無の判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動制御装置を有しかつ、前記ブラシレス交流モータを駆動源として備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。