JP2013188029A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな制御方式で三相ブラシレスモータを二相駆動できるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷは、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷから作成される。逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷは、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷから作成される。正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷは、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷの位相を任意の方向（第１方向）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷは、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷの位相を前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。第１の所定角度および第２の所定角度は、例えば、電気角で３０度に設定される。
【選択図】図６

Description

この発明は、三相ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置に関する。三相ブラシレスモータは、たとえば、電動パワーステアリング装置における操舵補助力の発生源として利用される。

下記特許文献１には、三相ブラシレスモータの駆動回路内の１個のスイッチング素子が開放故障した場合または同相の２つのスイッチング素子が開放故障した場合において、他の正常な二相によって三相ブラシレスモータを駆動（二相駆動）できるモータ制御装置が開示されている。

特開2011-176912号公報

この発明の目的は、新たな制御方式で三相ブラシレスモータを二相駆動できるモータ制御装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、三相ブラシレスモータ（１８）を二相駆動するためのモータ制御装置（１２）であって、２個のスイッチング素子（３１_ＵＨ，３１_ＵＬ；３１_ＶＨ，３１_ＶＬ；３１_ＷＨ，３１_ＷＬ）が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、かつ電源（３３）と接地（３４）においてそれらの直列回路が並列接続されている駆動回路（３０）と、前記三相ブラシレスモータを正転方向に回転させるときには、予め定められた正転用の二相通電パターン（Ｐ２ｖ_ＣＷ；Ｐ２ｗ_ＣＷ；Ｐ２ｕ_ＣＷ）にしたがって前記駆動回路内のスイッチング素子を制御し、前記三相ブラシレスモータを逆転方向に回転させるときには、予め定められた逆転用の二相通電パターン（Ｐ２ｖ_ＣＣＷ；Ｐ２ｗ_ＣＣＷ；Ｐ２ｕ_ＣＣＷ）にしたがって前記駆動回路内のスイッチング素子を制御する制御手段（４３）とを含み、二相駆動時に使用されない相を不使用相とし、１２０度通電方式における正転用の三相通電パターン（Ｐ３_ＣＷ）において、不使用相に対応するスイッチング素子がＰＷＭ制御またはオンされる期間では、不使用相以外の相に電流が流れるように、当該不使用相に対応するスイッチング素子を不使用相以外の相に対応するスイッチング素子に置き換えた通電パターンを正転用の基本二相通電パターン（Ｐ２ｖｏ_ＣＷ；Ｐ２ｗｏ_ＣＷ；Ｐ２ｕｏ_ＣＷ）とし、１２０度通電方式における逆転用の三相通電パターン（Ｐ３_ＣＣＷ）において、不使用相に対応するスイッチング素子がＰＷＭ制御またはオンされる期間では、不使用相以外の相に電流が流れるように、当該不使用相に対応するスイッチング素子を不使用相以外の相に対応するスイッチング素子に置き換えた通電パターンを逆転用の基本二相通電パターン（Ｐ２ｖｏ_ＣＣＷ；Ｐ２ｗｏ_ＣＣＷ；Ｐ２ｕｏ_ＣＣＷ）とすると、前記正転用の二相通電パターンは、前記正転用の基本二相通電パターンの位相を、任意の第１方向に第１の所定角度だけシフトさせた通電パターンであり、前記逆転用の二相通電パターンは、前記逆転用の基本二相通電パターンの位相を、前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせた通電パターンである、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

前記正転用の二相通電パターンおよび前記逆転用の二相通電パターンを用いて、三相ブラシレスモータを二相駆動した場合、所定の２つのロータ回転角位置において、一方の相の界磁巻線に流れる電流によってロータに与えられる回転力と、他方の相の界磁巻線に流れる電流によってロータに与えられる回転力との大きさが同じで方向が逆になる。このようなロータ回転角位置を、「不感点」ということにする。

三相ブラシレスモータが不感点で停止した場合には、２つの相の界磁巻線に電流を流しても、ロータが回転されなくなるおそれがある。しかしながら、三相ブラシレスモータが不感点付近で停止した場合でも、２つの相の界磁巻線に流れる電流の方向が切り換えられると、その過程において、２つの相の界磁巻線に流れる電流によってロータにそれぞれ与えられる回転力の大きさのバランスがくずれる。このため、三相ブラシレスモータは、不感点を脱出できる。

この発明では、不感点を中心とする所定幅の角度範囲においては、正転用の二相用通電パターンと逆転用の二相用通電パターンとが、互いに異なる通電パターンとなる。したがって、不感点付近で、正転用の二相用通電パターンと逆転用の二相用通電パターンとの間で通電パターンが切り換えられた場合には、界磁巻線に流れる電流の方向を確実に切り換えることができる。このため、三相ブラシレスモータが不感点付近で停止したとしても、不感点を脱出しやすくなる。

請求項２記載の発明は、前記第１の所定角度および前記第２の所定角度が、電気角で０度よりも大きく、６０度より小さい、請求項１に記載のモータ制御装置である。
請求項３記載の発明は、前記第１の所定角度および前記第２の所定角度が、電気角で３０度である、請求項２に記載のモータ制御装置である。
請求項４記載の発明は、前記不使用相が、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子または同相の２つのスイッチング素子が開放故障している相である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置である。

図１は、この発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、モータ制御装置としてのＥＣＵの電気的構成を示す概略図である。 図３は、電動モータの構成を説明するための模式図である。 図４は、故障が発生したときのモータ制御部の動作を示すフローチャートである。 図５は、検出操舵トルクに対する電圧指令値の設定例を示すグラフである。 図６は、Ｖ相が故障相である場合に用いられる正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターン作成方法を説明するための説明図である。 図７は、Ｗ相が故障相である場合に用いられる正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターンの作成方法を説明するための説明図である。 図８、Ｕ相が故障相である場合に用いられる正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターンの作成方法を説明するための説明図である。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト６の周囲には、トルクセンサ１１が配置されている。トルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴを検出する。この実施形態では、トルクセンサ１１の出力信号は、ステアリングホイール２が左方向（正転方向）に操舵された場合には、零以上の値となり、ステアリングホイール２に加えられた操舵トルクが大きいほど大きくなるように変化する。また、トルクセンサ１１の出力信号は、ステアリングホイール２が右方向（逆転方向）に操舵された場合には、零未満の値となり、ステアリングホイール２に加えられた操舵トルクが大きいほど小さくなるように変化する。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端には、ピニオン１６が連結されている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向に沿って直線状にのびている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機構１９とを含む。電動モータ３は、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。電動モータ１８の近傍には、電動モータ１８のロータの回転角（電気角）を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ２３が配置されている。減速機構１９は、ウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギア機構からなる。減速機構１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。

ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。
電動モータ１８によってウォーム軸２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２を回転駆動することによって、転舵輪３が転舵されるようになっている。

電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）１２によって制御される。ＥＣＵ１２には、トルクセンサ１１の出力信号、回転角センサ２３の出力信号、車速センサ２４の出力信号等が入力されている。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルク、車速センサ２４によって検出される車速等に基いて、電動モータ１８を制御する。

図２は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２の電気的構成を示す概略図である。
ＥＣＵ１２は、電動モータ１８の駆動電力を生成する駆動回路３０と、駆動回路３０を制御するための制御部４０とを備えている。制御部４０は、ＣＰＵとこのＣＰＵの動作プログラム等を記憶したメモリとを含むマイクロコンピュータで構成されている。
電動モータ１８は、図３に示すように、Ｕ相界磁巻線１８Ｕ、Ｖ相界磁巻線１８Ｖ、Ｗ相界磁巻線１８Ｗを有するステータ７２と、永久磁石が固定されたロータ７１とを備えている。

駆動回路３０は、三相ブリッジインバータ回路である。この駆動回路３０では、電動モータ１８のＵ相に対応した一対のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１_ＵＨ，３１_ＵＬの直列回路と、Ｖ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＶＨ，３１_ＶＬの直列回路と、Ｗ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＷＨ，３１_ＷＬの直列回路とが、直流電源３３と接地３４との間に並列に接続されている。また、各ＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬには、それぞれ回生ダイオード３２_ＵＨ〜３２_ＷＬが、接地３４側から直流電源３３側に順方向電流が流れるような向きで、並列に接続されている。

以下において、各相の一対のＦＥＴのうち、電源３３側のものを「ハイサイドＦＥＴ」といい、接地３４側のものを「ローサイドＦＥＴ」という場合がある。また、６つのＦＥＴ３１_ＵＨ〜３１_ＷＬを総称する場合には、「ＦＥＴ３１」ということにする。同様に、６つの回生ダイオード３２_ＵＨ〜３２_ＷＬを総称する場合には、「回生ダイオード３２」ということにする。

電動モータ１８のＵ相界磁巻線１８Ｕは、Ｕ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＵＬの間の接続点に接続されている。電動モータ１８のＶ相界磁巻線１８Ｖは、Ｖ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＶＨ，３１_ＶＬの間の接続点に接続されている。電動モータ１８のＷ相界磁巻線１８Ｗは、Ｗ相に対応した一対のＦＥＴ３１_ＷＨ，３１_ＷＬの間の接続点に接続されている。各相の界磁巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗと駆動回路３０とを接続するための各接続線には、各相の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗを検出するための電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗが設けられている。

制御部４０は、メモリに格納された所定の動作プログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、故障判定部４１と、正弦波駆動部４２と、二相駆動部４３とが含まれる。
正弦波駆動部４２は、ＦＥＴ３１に故障が発生していない通常時（正常時）において、各ＦＥＴ３１を制御することにより、電動モータ１８を正弦波駆動方式で三相駆動するものである。正弦波駆動部４２には、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクと、車速センサ２３によって検出される車速と、電流センサ５１_Ｕ，５１_Ｖ，５１_Ｗによって検出される各相の相電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｗと、回転角センサ２３によって検出されるロータ回転角が入力される。正弦波駆動部４２は、たとえば、１８０°通電方式によって電動モータ１８を正弦波駆動するものである。正弦波駆動部４２は、たとえば、操舵トルクと電流指令値（目標アシストトルク）との関係を車速毎に記憶したマップと、トルクセンサ１１によって検出された操舵トルクと、車速センサ２３によって検出された車速とに基づいて、電流指令値を決定する。そして、正弦波駆動部４２は、電流指令値と、相毎に検出される相電流と、回転角センサ２３によって検出されるロータ回転角とに基いて、電動モータ１８に流れるモータ電流が電流指令値に近づくように、各ＦＥＴ３１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

故障判定部４１には、図示しない相電圧検出回路によって検出される各相の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗが入力される。故障判定部４１は、各相の相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗに基づいて、電動モータ１８の異常が検出されたときに、電動モータ１８を停止させるための制御、ＦＥＴ３１に開放故障が発生しているか否かの判定、ＦＥＴ３１に開放故障が発生している場合に開放故障が発生しているＦＥＴ３１の特定等を行う。

二相駆動部４３には、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクと、回転角センサ２３によって検出されるロータ回転角が入力される。二相駆動部４３は、故障判定部４１によって、ＦＥＴ３１に開放故障が発生していると判定され、その開放故障が発生しているＦＥＴ３１が特定された場合に、正常な２相で電動モータ１８を駆動させるものである。より具体的には、６つのＦＥＴ３１のうちの１つのＦＥＴ３１または同相の２つのＦＥＴ３１が開放故障した場合において、故障判定部４１によって開放故障が発生しているＦＥＴ３１が特定されたときに、二相駆動部４３は、正常な２相で電動モータ１８を駆動させる。

図４は、故障が発生したときのモータ制御部４０の動作を示すフローチャートである。
故障判定部４１は、電動モータ１８が正弦波駆動部４２によって正弦波駆動されている場合に、電動モータ１８に動作不良（故障）が発生したことを検出すると、正弦波駆動部４２にモータ停止指令に与える（ステップＳ１）。正弦波駆動部４２は、故障判定部４１からのモータ停止指令を受信すると、正弦波駆動を中止して、全てのＦＥＴ３１をオフにさせる。これにより、電動モータ１８が停止する。

この後、故障判定部４１は、相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗに基いて、開放故障が発生している可能性があるか否かを判別する（ステップＳ２）。具体的には、故障判定部４１は、相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗのいずれかが、所定のグランドレベルＶＧ（たとえば０．５［Ｖ］）より大きくかつ所定の電源レベルＶＢ（たとえば５．０［Ｖ］）より低ければ、開放故障が発生している可能性があると判別する。この判別が妥当な理由について、説明する。ハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨのいずれかに短絡故障が生じている場合には、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗは所定の電源レベルＶＢ以上となり、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬのいずれかに短絡故障が生じている場合には、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗは所定のグランドレベルＶＧ以下となる。したがって、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗが、所定のグランドレベルＶＧより大きくかつ所定の電源レベルＶＢより低い場合には、いずれのＦＥＴ３１にも短絡故障が生じていないので、開放故障が発生している可能性があると判別できる。なお、この判別は、全ての相電圧を調べる必要はなく、いずれか一相の相電圧を調べることにより行うことができる。

開放故障が発生している可能性がないと判別された場合には（ステップＳ２:ＮＯ）、故障判定部４１は、後述する二相駆動制御以外の処理（以下、「他の処理」という）を行なう（ステップＳ６）。この「他の処理」には、何ら処理を行なわないことも含まれる。開放故障が発生している可能性があると判別された場合には（ステップＳ２:ＹＥＳ）、故障判定部４１は、故障箇所の特定処理を行なう（ステップＳ３）。具体的には、故障判定部４１は、各ＦＥＴ３１を個別にオンしていく。ハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨを個別にオンした場合に、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗが所定の電源レベルＶＢ以上に変化した場合には、当該ＦＥＴは正常であり、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬを個別にオンした場合に、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗが所定のグラウンドレベルＶＧ以下に変化した場合には、当該ＦＥＴは正常である。したがって、故障判定部４１は、各ＦＥＴ３１を個別にオンしたときに、各相電圧Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ，Ｖ_Ｗに変化がない場合には、当該ＦＥＴが開放故障していると判定する。なお、この判定は、全ての相電圧を調べる必要はなく、いずれか一相の相電圧を調べることにより行うことができる。

故障判定部４１は、故障箇所の特定処理によって開放故障が発生しているＦＥＴ３１を特定できなかった場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、二相駆動制御以外の処理（「他の処理」）を行なう（ステップＳ６）。一方、故障箇所の特定処理によって開放故障が発生しているＦＥＴ３１を特定できた場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、故障判定部４１は二相駆動部４３に二相駆動制御を開始させる（ステップＳ５）。ただし、開放故障が発生しているＦＥＴ３１が１つだけである場合または開放故障が発生しているＦＥＴ３１が同相の２つのＦＥＴ３１だけである場合において、開放故障が発生しているＦＥＴ３１を特定できた場合にのみ、ステップＳ５に移行して二相駆動制御が開始される。３相のうちの２相以上においてＦＥＴが開放故障している場合には、開放故障が発生しているそれらのＦＥＴ３１を特定できた場合であっても、ステップＳ５に移行せずに、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ５においては、具体的には、故障判定部４１は、二相駆動部４３に、開放故障が発生しているＦＥＴ３１に対応する相を通知する。これにより、二相駆動部４３は、二相駆動制御を開始する。以下において、開放故障が発生しているＦＥＴ３１に対応する相を「故障相」といい、それ以外の相を「正常相」という場合がある。
以下、二相駆動部４３による二相駆動制御について説明する。二相駆動部４３は、予め設定された正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターンに従って、電動モータ１８を二相駆動するための制御信号を生成する。この制御信号によって、駆動回路３０内のＦＥＴ３１が制御される。正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターンは、故障相毎に設定されている。

具体的には、二相駆動部４３は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクの方向に基づいて、電動モータ１８を回転させるべき方向を決定する。検出操舵トルクの方向が左方向であれば、左方向の操舵を補助するモータトルクを発生させるための回転方向（正転方向）が電動モータ１８を回転させるべき回転方向として決定され、検出操舵トルクの方向が右方向であれば、右方向の操舵を補助するモータトルクを発生させるための回転方向（逆転方向）が電動モータ１８を回転させるべき回転方向として決定される。

また、二相駆動部４３は、トルクセンサ１１によって検出された操舵トルク（検出操舵トルク）に基づいて電動モータ１８に供給すべき電流に対応した電圧指令値を設定する。この実施形態では、二相駆動部４３は、図５に示すように、検出操舵トルクに比例した電圧指令値を設定する。また、二相駆動部４３は、電圧指令値に応じたＰＷＭデューティを設定し、設定されたデューティでパルス変調された矩形波駆動信号を生成する。そして、この矩形波駆動信号と、電動モータ１８を回転させるべき方向と、故障相に対応した正転用の二相通電パターンおよび逆転用二相通電パターンとに基づいて、二相駆動部４３は二相駆動のための制御信号を生成する。

以下、この実施形態で用いられる正転用の二相通電パターンおよび逆転用の二相通電パターンについて説明する。まず、図６を参照して、Ｖ相が故障相（不使用相）である場合に用いられる正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷの作成方法について説明する。
図６の（ａ）は、正常時に電動モータ１８を正転方向に回転させた場合の誘起電圧波形を示している。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の誘起電圧を、それぞれＥ_Ｕ，Ｅ_Ｖ，Ｅ_Ｗで表すことにする。

図６の（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、１２０度通電方式で電動モータを三相駆動する場合に用いられる一般的な正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷおよび逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷを示している。正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷと逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷとを総称する場合には、「三相通電パターンＰ３」ということにする。

図６の（ｄ）および（ｅ）は、それぞれ、Ｖ相が故障相である場合に用いられる正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷおよび逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷを示している。正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷと逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷとを総称する場合には、「基本二相通電パターンＰ２ｖｏ」ということにする。

図６の（ｆ）および（ｇ）は、それぞれ、Ｖ相が故障相である場合に用いられる正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷを示している。正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷと逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷとを総称する場合には、「二相通電パターンＰ２ｖ」ということにする。
図６の（ｈ）は、Ｖ相が故障相である場合に電動モータ１８を正転方向に回転させた場合の誘起電圧波形を示している。

図６では、正常時に電動モータ１８を正転方向に回転させた場合において、Ｕ相の誘起電圧が負から正へと変化する点がロータ回転角（電気角）の０度として設定されている。なお、電動モータ１８を逆転方向に回転させた場合のロータ回転角に対する各相の誘起電圧波形は、電動モータ１８を正転方向に回転させた場合の対応する相の誘起電圧波形を正負反転させた波形となる。

各通電パターンＰ３_ＣＷ，Ｐ３_ＣＣＷ，Ｐ２ｖｏ_ＣＷ，Ｐ２ｖｏ_ＣＣＷ，Ｐ２ｖ_ＣＷ，Ｐ２ｖ_ＣＣＷの上段は、対応する電気角の区間においてＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨの相（Ｕ，ＶおよびＷ）を表している。各通電パターンＰ３_ＣＷ，Ｐ３_ＣＣＷ，Ｐ２ｖｏ_ＣＷ，Ｐ２ｖｏ_ＣＣＷ，Ｐ２ｖ_ＣＷ，Ｐ２ｖ_ＣＣＷの下段は、対応する電気角の区間においてオンされるローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬの相（Ｕ，ＶおよびＷ）を表している。例えば、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷでは、ロータ回転角が３０度から９０度までの区間では、Ｕ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨがＰＷＭ制御され、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬがオンとされる。

１２０度通電方式で電動モータ１８を三相駆動する場合の一般的な制御方法について説明する。電動モータ１８を正転方向に回転させる場合には、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにしたがって制御信号が生成され、電動モータ１８を逆転方向に回転させる場合には、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにしたがって制御信号が生成される。
いずれの場合にも、各相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨに対して、それぞれ１２０度の電気角の期間に渡って、ＰＷＭパルスからなる矩形波駆動信号が出力されることになる。各相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨにＰＷＭパルスが与えられる１２０度の期間は、１２０度ずつ位相がずれている。つまり、ハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨは、１２０度ずつ位相がずらされた各１２０度の期間に、循環的にＰＷＭ制御される。このＰＷＭ制御される各１２０度の期間に、ＰＷＭデューティに応じた電圧が電動モータ１８の各相に印加される。

一方、各相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬは、各相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨ，３１_ＶＨ，３１_ＷＨがＰＷＭ制御される期間から電気角で６０度シフトされた１２０度の期間に渡ってオン状態とされ、残余の期間はオフ状態とされる。つまり、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬがオン状態となる１２０度の期間は、１２０度ずつ位相がすれている。つまり、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬ，３１_ＶＬ，３１_ＷＬは、１２０度ずつ位相がすらされた各１２０度の期間に、循環的にオン状態となる。したがって、ロータが電気角で６０度回転する毎に、ＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴとオン状態とされるローサイドＦＥＴの組合せが切り替えられる。つまり、ＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴとオン状態とされるローサイドＦＥＴの組合せは、６種類ある。

基本二相通電パターンＰ２ｖｏは、三相通電パターンＰ３に基づいて作成される。基本二相通電パターンＰ２ｖｏは、二相駆動であるため、ＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴとオン状態とされるローサイドＦＥＴの組合せは、２種類のみである。具体的には、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨがＰＷＭ制御され、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされるパターン（以下、「第１ＵＷパターン」という）と、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨがＰＷＭ制御され、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされるパターン（以下、「第２ＵＷパターン」という）とがある。なお、第１ＵＷパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＷＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。また、第２ＵＷパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。

正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷは、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷから作成される。具体的には、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにおいて故障相であるＶ相に対応するＦＥＴ３１_ＶＨ，ＦＥＴ３１_ＶＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｕ相およびＷ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷが作成される。

正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにおいて、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨがＰＷＭ制御される電気角の期間は、１５０度から２１０度までの区間と、２１０度から２７０度までの区間である。正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷでは、１５０度から２１０度までの区間においては、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨに代わってＵ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨがＰＷＭ制御される。そして、２１０度から２７０度までの区間においては、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨに代わってＷ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨがＰＷＭ制御される。

また、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにおいて、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬがオンされる電気角の期間は、３３０度から３０度までの区間（３３０度〜３６０度および０度〜３０度の区間）と、３０度から９０度までの区間である。正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷでは、３３０度から３０度までの区間においては、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬに代わってＵ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされる。そして、３０度から９０度までの区間においては、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬに代わってＷ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされる。

なお、９０度から１５０度までの区間および２７０度から３３０度までの区間においては、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷは、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷと同じである。以上により、Ｖ相が故障相である場合の正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷでは、３０度から２１０度までの期間の通電パターンが第１ＵＷパターンとなり、２１０度から３０度までの期間（２１０度〜３６０度および０度から３０度の期間）の通電パターンが第２ＵＷパターンとなる。

逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷは、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷから作成される。具体的には、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにおいて故障相であるＶ相に対応するＦＥＴ３１_ＶＨ，ＦＥＴ３１_ＶＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｕ相およびＷ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷが作成される。

逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにおいて、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨがＰＷＭ制御される電気角の期間は、３３０度から３０度までの区間（３３０度〜３６０度および０度〜３０度の区間）と、３０度から９０度までの区間である。逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷでは、３３０度から３０度までの区間においては、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨに代わってＵ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨがＰＷＭ制御される。そして、３０度から９０度までの区間においては、Ｖ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨに代わってＷ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨがＰＷＭ制御される。

また、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにおいて、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬがオンされる電気角の期間は、１５０度から２１０度までの区間と、２１０度から２７０度までの区間である。逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷでは、１５０度から２１０度までの区間においては、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬに代わってＵ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされる。そして、２１０度から２７０度までの区間においては、Ｖ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＶＬに代わってＷ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされる。

なお、９０度から１５０度までの区間および２７０度から３３０度までの区間においては、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷは、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷと同じである。以上により、Ｖ相が故障相である場合の逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷでは、２１０度から３０度までの期間（２１０度〜３６０度および０度〜３０度の期間）の通電パターンが第１ＵＷパターンとなり、３０度から２１０度までの期間の通電パターンが第２ＵＷパターンとなる。

正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷは、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷの位相を任意の方向（以下、「第１方向」という。この例では電気角が増加する方向。）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷは、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷの位相を前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。第１の所定角度および第２の所定角度は、この実施形態では、電気角で３０度である。なお、第１の所定角度および第２の所定角度は、電気角で０度より大きく６０度より小さい範囲内の任意の角度に設定することができる。

なお、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷの位相を前記第１方向と反対の第２方向（電気角が減少する方向）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷを作成するとともに、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷの位相を前記第２方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷを作成してもよい。この場合にも、第１および第２の所定角度は、例えば、電気角で３０度に設定される。

この実施形態では、二相駆動部４３は、Ｖ相が故障相である場合には、正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷを用いて、電動モータ１８を二相駆動する。つまり、二相駆動部４３は、電動モータ１８を正転方向に回転させる場合には、正転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＷにしたがって制御信号を生成し、電動モータ１８を逆転方向に回転させる場合には、逆転用の二相通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷにしたがって制御信号を生成する。

電動モータ１８を正転方向に回転させる場合には、ロータ回転角が６０度から２４０度までの期間においては、Ｕ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨに対して、ＰＷＭパルスからなる矩形波駆動信号が出力され、Ｗ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされる。また、ロータ回転角が２４０度から６０度までの期間（２４０度〜３６０度および０度〜６０度の期間）においては、Ｗ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨに対して、ＰＷＭパルスからなる矩形波駆動信号が出力され、Ｕ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされる。

一方、電動モータ１８を逆転方向に回転させる場合には、ロータ回転角が６０度から２４０度までの期間においては、Ｗ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨに対して、ＰＷＭパルスからなる矩形波駆動信号が出力され、Ｕ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされる。また、ロータ回転角が２４０度から６０度までの期間（２４０度〜３６０度および０度〜６０度の期間）においては、Ｕ相に対応するハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨに対して、ＰＷＭパルスからなる矩形波駆動信号が出力され、Ｗ相に対応するローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされる。

以下、この実施形態の利点について説明する。基本二相通電パターンＰ２ｖｏを用いて、電動モータ１８を二相駆動する場合を想定する。この場合には、所定の２つのロータ回転角位置において、正常相の一方の界磁巻線に流れる電流によってロータ７１に与えられる回転力と、正常相の他方の界磁巻線に流れる電流によってロータに与えられる回転力との大きさが同じで方向が逆になる。このようなロータ回転角位置を、「不感点」ということにする。

具体的には、図６の（ｈ）に示すように、２つの正常相の誘起電圧（Ｕ相の誘起電圧Ｅ_ＵおよびＷ相の誘起電圧Ｅ_Ｗ）が同じ値となる位置（正常時にはＶ相の誘起電圧Ｅ_Ｖがピーク値となる位置）がそれぞれ不感点となる。したがって、Ｖ相が故障相である場合には、電気角で２１０度の位置および３０度の位置が、それぞれ不感点となる。
図３は、ロータ７１の回転角が２１０度である状態を示している。この状態で、第１ＵＷパターンに従った通電を行なうと、Ｕ相界磁巻線１８ＵおよびＷ相界磁巻線１８Ｗには、矢印Ａで示す方向に電流が流れる。この場合に、Ｕ相界磁巻線１８Ｕとロータ７１のＳ極との間に例えば吸引力が働くとすると、Ｗ相界磁巻線１８Ｗとロータ７１のＮ極との間にも吸引力が働く。そして、それらの吸引力の大きさがほぼ等しくなる。したがって、ロータ７１が図３の状態で停止している場合には、Ｕ相界磁巻線１８ＵおよびＷ相界磁巻線１８Ｗに、矢印Ａで示す方向に電流を流しても、ロータ７１は回転されない。

また、この状態で、第２ＵＷパターンに従った通電を行なうと、Ｕ相界磁巻線１８ＵおよびＷ相界磁巻線１８Ｗには、矢印Ｂで示す方向に電流が流れる。この場合には、Ｕ相界磁巻線１８Ｕとロータ７１のＳ極との間に反発力が働くとともに、Ｗ相界磁巻線１８Ｗとロータ７１のＮ極との間にも反発力が働く。そして、それらの反発力の大きさがほぼ等しくなる。したがって、ロータ７１が図３の状態で停止している場合には、Ｕ相界磁巻線１８ＵおよびＷ相界磁巻線１８Ｗに、矢印Ｂで示す方向に電流を流しても、ロータ７１は回転されない。

電動モータ１８の回転速度が速い場合には、ロータ７１はその慣性力によって不感点を通過する。しかし、不感点付近でロータ７１を停止させるようなステアリング操作が行なわれた場合には、ロータ７１は不感点付近で停止する。そうすると、電動モータ１８に電流が供給されたとしても、ロータ７１が回転されなくなるおそれがある。つまり、アシストトルクが発生されなくなるおそれがある。

電動パワーステアリング装置１においては、ステアリングホイール２を停止させているときにも、実際にはステアリングホイール２に加わる操舵トルクの方向が小刻みに変化していることが多い。このため、ロータ７１が不感点付近で停止しているときにも、電動モータ１８を回転させるべき方向が変化するので、正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷと逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷとの間で通電パターンが切り換えられることになる。

正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷと逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷとでは、同じロータ回転角に対する通電パターンが異なるため、これらの間で通電パターンが切り換えられると、界磁巻線１８Ｕ，１８Ｗに流れる電流の方向が切り換えられるはずである。界磁巻線１８Ｕ，１８Ｗに流れる電流の方向が切り換えられると、その過程において、一方の界磁巻線１８Ｕに流れる電流によってロータ７１に与えられる回転力と、他方の界磁巻線１８Ｕに流れる電流によってロータ７１に与えられる回転力との大きさのバランスがくずれる。このため、ロータ７１が不感点から脱出可能となる。

しかしながら、正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷおよび逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷのいずれにおいても、不感点（３０度または２１０度）を境界として、通電パターンが切り換えられている。したがって、不感点付近において、正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷと逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷとの間で、前記のように通電パターンが切り換えられたとしても、切換え後の通電パターンの内容が同じになる可能性がある。そのため、ロータ７１が不感点から脱出できなくなるおそれがある。

例えば、ロータ回転角が２１０度付近であるときに、正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷの３０度から２１０度までの区間の通電パターンである第１ＵＷパターンが適用されているとする。この状態から、逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷに切り換えられた場合に、逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷの２１０度から３０度までの区間の通電パターンである第１ＵＷパターンが適用される可能性がある。また、その逆方向（逆転用から正転用）への通電パターンの切換えもありうる。

同様に、例えば、ロータ回転角が２１０度付近であるときに、正転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＷの２１０度から３０度までの区間の通電パターンである第２ＵＷパターンが適用されているとする。この状態から、逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷに切り換えられた場合に、逆転用の基本二相用通電パターンＰ２ｖｏ_ＣＣＷの３０度から２１０度までの区間の通電パターンである第２ＵＷパターンが適用される可能性がある。また、その逆方向（逆転用から正転用）への通電パターンの切換えもありうる。

この実施形態における二相用通電パターンＰ２ｖを用いて電動モータ１８を二相駆動する場合にも、電気角の３０度および２１０度の位置に、不感点が生じる。しかしながら、この実施形態における二相用通電パターンＰ２ｖでは、図６の（ｆ），（ｇ）に示すように、不感点（３０度または２１０度）を中心とする所定幅の角度範囲（０度〜６０度または１８０度〜２４０度）においては、正転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＷと逆転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷとは、互いに異なる通電パターンとなっている。

例えば、２１０度の不感点を中心とする１８０度〜２４０度の区間においては、正転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＷは第１ＵＷパターンであり、逆転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷは第２ＵＷパターンである。このため、２１０度の不感点付近で、正転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＷと逆転用の二相用通電パターンＰ２ｖ_ＣＣＷとの間で通電パターンが切り換えられた場合には、確実に通電パターンの内容を切換えることができる。つまり、界磁巻線１８Ｕ，１８Ｗに流れる電流の方向を確実に切り換えることができる。したがって、この実施形態では、基本二相用通電パターンＰ２ｖｏを用いて電動モータ１８を二相駆動する場合に比べて、不感点を脱出しやすいという利点がある。

次に、図７を参照して、Ｗ相が故障相（不使用相）である場合に用いられる正転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷの作成方法について説明する。
図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）と同じである。

図７の（ｄ）および（ｅ）は、それぞれ、Ｗ相が故障相である場合に用いられる正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷおよび逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷを示している。正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷと逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷとを総称する場合には、「基本二相通電パターンＰ２ｗｏ」ということにする。

図７の（ｆ）および（ｇ）は、それぞれ、Ｗ相が故障相である場合に用いられる正転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷを示している。正転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＷと逆転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷとを総称する場合には、「二相通電パターンＰ２ｗ」ということにする。
図７の（ｈ）は、Ｗ相が故障相である場合に電動モータ１８を正転方向に回転させた場合の誘起電圧波形を示している。

基本二相通電パターンＰ２ｗｏは、三相通電パターンＰ３に基づいて作成される。基本二相通電パターンＰ２ｗｏは、二相駆動であるため、ＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴとオン状態とされるローサイドＦＥＴの組合せは、２種類のみである。具体的には、Ｕ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨがＰＷＭ制御され、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬがオンされるパターン（以下、「第１ＵＶパターン」という）と、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨがＰＷＭ制御され、Ｕ相のローサイドＦＥＴ３１_ＵＬがオンされるパターン（以下、「第２ＵＶパターン」という）とがある。なお、第１ＵＶパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＶＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＵＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。また、第２ＵＶパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＵＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。

正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷは、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷから作成される。具体的には、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにおいて故障相であるＷ相に対応するＦＥＴ３１_ＷＨ，ＦＥＴ３１_ＷＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｕ相およびＶ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷが作成される。

図７（ｄ）に示すように、Ｗ相が故障相である場合の正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷでは、３３０度から１５０度までの期間（３３０度〜３６０度および０度〜１５０度の期間）の通電パターンが第１ＵＶパターンとなり、１５０度から３３０度までの期間の通電パターンが第２ＵＶパターンとなる。
逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷは、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷから作成される。具体的には、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにおいて故障相であるＷ相に対応するＦＥＴ３１_ＷＨ，ＦＥＴ３１_ＷＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｕ相およびＶ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷが作成される。

図７（ｅ）に示すように、Ｗ相が故障相である場合の逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷでは、１５０度から３３０度までの期間の通電パターンが第１ＵＶパターンとなり、３３０度から１５０度までの期間（３３０度〜３６０度および０度〜１５０度の期間）の通電パターンが第２ＵＶパターンとなる。
正転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＷは、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷの位相を任意の方向（以下、「第１方向」という。この例では電気角が増加する方向。）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。逆転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷは、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷの位相を前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。第１の所定角度および第２の所定角度は、この実施形態では、電気角で３０度である。なお、第１の所定角度および第２の所定角度は、電気角で０度より大きく６０度より小さい範囲内の任意の角度に設定することができる。

なお、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＷの位相を前記第１方向と反対の第２方向（電気角が減少する方向）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、正転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＷを作成するとともに、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｗｏ_ＣＣＷの位相を前記第２方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、逆転用の二相通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷを作成してもよい。この場合にも、第１および第２の所定角度は、例えば、電気角で３０度に設定される。

電動モータ１８を、二相通電パターンＰ２ｗを用いて二相駆動する場合には、電気角の１５０度の位置と３３０度の位置とに不感点が生じる。しかしながら、二相用通電パターンＰ２ｗでは、図７の（ｆ），（ｇ）に示すように、不感点（１５０度または３３０度）を中心とする所定幅の角度範囲（１２０度〜１８０度または３００度〜３６０度）においては、正転用の二相用通電パターンＰ２ｗ_ＣＷと逆転用の二相用通電パターンＰ２ｗ_ＣＣＷとは、互いに異なる通電パターンとなっている。このため、不感点を脱出しやすくなる。

次に、図８を参照して、Ｕ相が故障相（不使用相）である場合に用いられる正転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷの作成方法について説明する。
図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）と同じである。

図８の（ｄ）および（ｅ）は、それぞれ、Ｕ相が故障相である場合に用いられる正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷおよび逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷを示している。正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷと逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷとを総称する場合には、「基本二相通電パターンＰ２ｕｏ」ということにする。

図８の（ｆ）および（ｇ）は、それぞれ、Ｕ相が故障相である場合に用いられるの正転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＷおよび逆転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷを示している。正転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＷと逆転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷとを総称する場合には、「二相通電パターンＰ２ｕ」ということにする。
図８の（ｈ）は、Ｕ相が故障相である場合に電動モータ１８を正転方向に回転させた場合の誘起電圧波形を示している。

基本二相通電パターンＰ２ｕｏは、三相通電パターンＰ３に基づいて作成される。基本二相通電パターンＰ２ｕｏは、二相駆動であるため、ＰＷＭ制御されるハイサイドＦＥＴとオン状態とされるローサイドＦＥＴの組合せは、２種類のみである。具体的には、Ｖ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨがＰＷＭ制御され、Ｗ相のローサイドＦＥＴ３１_ＷＬがオンされるパターン（以下、「第１ＶＷパターン」という）と、Ｗ相のハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨがＰＷＭ制御され、Ｖ相のローサイドＦＥＴ３１_ＶＬがオンされるパターン（以下、「第２ＶＷパターン」という）とがある。なお、第１ＶＷパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＷＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＶＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。また、第２ＶＷパターンにおいて、ローサイドＦＥＴ３１_ＶＬを、ハイサイドＦＥＴ３１_ＷＨと同様にＰＷＭ制御してもよい。

正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷは、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷから作成される。具体的には、正転用の三相通電パターンＰ３_ＣＷにおいて故障相であるＵ相に対応するＦＥＴ３１_ＵＨ，ＦＥＴ３１_ＵＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｖ相およびＷ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷが作成される。

図８（ｄ）に示すように、Ｕ相が故障相である場合の正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷでは、９０度から２７０度までの期間の通電パターンが第１ＶＷパターンとなり、２７０度から９０度までの期間（２７０度〜３６０度および０度〜９０度の期間）の通電パターンが第２ＶＷパターンとなる。
逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷは、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷから作成される。具体的には、逆転用の三相通電パターンＰ３_ＣＣＷにおいて故障相であるＵ相に対応するＦＥＴ３１_ＵＨ，ＦＥＴ３１_ＵＬがＰＷＭ制御またはオンされる期間では、正常相（Ｖ相およびＷ相）に電流が流れるように、故障相に対応するＦＥＴが正常相に対応するＦＥＴに置き換えられる。これにより、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷが作成される。

図８（ｅ）に示すように、Ｕ相が故障相である場合の逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷでは、２７０度から９０度までの期間（２７０度〜３６０度および０度〜９０度の期間）の通電パターンが第１ＶＷパターンとなり、９０度から２７０度までの期間の通電パターンが第２ＶＷパターンとなる。
正転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＷは、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷの位相を任意の方向（以下、「第１方向」という。この例では電気角が増加する方向。）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。逆転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷは、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷの位相を前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、作成されている。第１の所定角度および第２の所定角度は、この実施形態では、電気角で３０度である。なお、第１の所定角度および第２の所定角度は、電気角で０度より大きく６０度より小さい範囲内の任意の角度に設定することができる。

なお、正転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＷの位相を前記第１方向と反対の第２方向（電気角が減少する方向）に第１の所定角度だけシフトさせることにより、正転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＷを作成するとともに、逆転用の基本二相通電パターンＰ２ｕｏ_ＣＣＷの位相を前記第２方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせることにより、逆転用の二相通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷを作成してもよい。この場合にも、第１および第２の所定角度は、例えば、電気角で３０度に設定される。

電動モータ１８を、二相通電パターンＰ２ｕを用いて二相駆動する場合には、電気角の９０度の位置と２７０度の位置とに不感点が生じる。しかしながら、二相用通電パターンＰ２ｕでは、図８の（ｆ），（ｇ）に示すように、不感点（９０度または２７０度）を中心とする所定幅の角度範囲（６０度〜１２０度または２４０度〜３００度）においては、正転用の二相用通電パターンＰ２ｕ_ＣＷと逆転用の二相用通電パターンＰ２ｕ_ＣＣＷとは、互いに異なる通電パターンとなっている。このため、不感点を脱出しやすくなる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応するＦＥＴ３１のうちの１つの相に対応するＦＥＴ３１が開放故障した場合に、電動モータ１８を２相駆動する場合について説明したが、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応するＦＥＴ３１が全て正常な場合に、電動モータ１８を２相駆動させる場合にもこの発明を適用することができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
また、この発明は、電動パワーステアリング装置以外の用途に使用されている電動モータに対しても、適用することが可能である。

１２…ＥＣＵ、１８…電動モータ、３０…駆動回路、３１ …ＦＥＴ、３３…電源、３４…接地、４０…制御部、４３…二相駆動部

Claims (4)

1. 三相ブラシレスモータを二相駆動するためのモータ制御装置であって、
   ２個のスイッチング素子が直列に接続された直列回路を三相の各相に対応して３組備え、かつ電源と接地間においてそれらの直列回路が並列接続されている駆動回路と、
   前記三相ブラシレスモータを正転方向に回転させるときには、予め定められた正転用の二相通電パターンにしたがって前記駆動回路内のスイッチング素子を制御し、前記三相ブラシレスモータを逆転方向に回転させるときには、予め定められた逆転用の二相通電パターンにしたがって前記駆動回路内のスイッチング素子を制御する制御手段とを含み、
   二相駆動時に使用されない相を不使用相とし、１２０度通電方式における正転用の三相通電パターンにおいて、不使用相に対応するスイッチング素子がＰＷＭ制御またはオンされる期間では、不使用相以外の相に電流が流れるように、当該不使用相に対応するスイッチング素子を不使用相以外の相に対応するスイッチング素子に置き換えた通電パターンを正転用の基本二相通電パターンとし、１２０度通電方式における逆転用の三相通電パターンにおいて、不使用相に対応するスイッチング素子がＰＷＭ制御またはオンされる期間では、不使用相以外の相に電流が流れるように、当該不使用相に対応するスイッチング素子を不使用相以外の相に対応するスイッチング素子に置き換えた通電パターンを逆転用の基本二相通電パターンとすると、前記正転用の二相通電パターンは、前記正転用の基本二相通電パターンの位相を、任意の第１方向に第１の所定角度だけシフトさせた通電パターンであり、前記逆転用の二相通電パターンは、前記逆転用の基本二相通電パターンの位相を、前記第１方向と同じ方向に第２の所定角度だけシフトさせた通電パターンである、モータ制御装置。
2. 前記第１の所定角度および前記第２の所定角度が、電気角で０度よりも大きく、６０度より小さい、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記第１の所定角度および前記第２の所定角度が、電気角で３０度である、請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記不使用相が、前記複数のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子または同相の２つのスイッチング素子が開放故障している相である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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