WO2017068685A1 - 電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

独立した２組のコイル巻線群を備えたステータを有し、車両の操舵機構を回転させるモータをフィードバック制御するコントローラを備えた電動パワーステアリング装置において、コントローラは、２組の一方の組に故障が発生したことで他方の組による単独制御を継続中に、一方の組が故障から復帰した場合には、２組の協働制御を再開し、協働制御を開始する際に、復帰時における他方の組の実電流値または目標電流値に基づいて、一方の組および他方の組の目標電流値を最終目標電流値とは異なる値に設定して、協働制御のためのそれぞれの制御量を出力する。

Description

電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法

　本発明は、冗長構成の制御系を有する電動パワーステアリング装置であって、特に、１系統が故障から復帰した際の操舵制御性能を改善する電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御方法に関するものである。

　従来の電動パワーステアリング装置において、モータに２組のステータ巻線を有し、制御ユニットにはその２組の巻線を独立に駆動できるインバータ回路を２組有するものがある。そして、この従来の電動パワーステアリング装置は、冗長化された２つの制御系を協働して制御し、一方の制御系が異常時には、正常側の制御系でモータ駆動を継続する。

　また、制御ユニットは、１組のインバータ回路しか有していないが、故障を検出し、この故障から復帰する際に、急激に制御を開始するのではなく、抑制してゆっくり目標電流、回転へ復帰する従来装置も存在する（例えば、特許文献１参照）。また、故障からの復帰時に、ゲインを可変して、いわゆる漸増する従来装置もあった（例えば、特許文献２参照）。

特許第３９４６９９４号公報 特許第５０９８４５４号公報

　しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
　特許文献１、２に開示された従来の構造は、故障からの復帰時に制御の急変を抑制して、漸増しながら目標電流に到達させるように機能するものであった。２組の独立したインバータ回路を有する装置において、このような漸増制御を利用する場合には、両方の組が制御停止している場合には、従来装置の制御方法を単に付加すればよいことが容易に想到できる。

　しかしながら、一方の制御系が通常制御を継続している状態で、他方の制御系が故障から復帰しようとする場合に、復帰しようとする制御系の目標電流を単に漸増すれば、２組の電流のバランスが崩れた状態が継続する期間が長くなってしまう。このため、発熱の偏りが懸念される。そして、発熱の偏りが発生してしまうと、片方の制御系で発熱による電流制限がかかりやすくなり、アシスト性能が低下するおそれがある。

　また、例えば、３０ｄｅｇ位相差のある電流を流している２組のインバータでは、電流がアンバランスであるために、狙いの電気角６次のリプルを低減することができない。また、回転センサが磁気抵抗素子であり、通電している電流が生成した磁界の影響で生じる角度誤差を２組で相殺する設計としている場合にも、電流がアンバランスであるために、期待の相殺効果を得られず、角度誤差が大きくなる。

　３６０ｄｅｇ間のモータ巻線が２組で偏りがある配置となっている場合にも、電流がアンバランスであるために偏った加振力が生じることで、リプルが悪化する。つまり、２組のインバータ回路または２組のモータ巻線によって、リプルの相殺効果、電磁加振力の均等化などを図っている場合には、復帰しようとする制御系の目標電流を単に漸増するだけでは、トルクリプルあるいは騒音など、操舵フィーリングの悪化が懸念される。

　本発明は、以上のような従来装置の問題点を解決するためになされたもので、２組の独立したインバータ回路を有し、モータ巻線組に対応して、一方のインバータ回路による第１制御系が故障したことにより、他方のインバータ回路のみによる第２制御系で制御継続中の状態から、第１制御系が故障から復帰したことにより、２つの制御系による協働制御に戻す際の操舵フィーリングを改善することのできる電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング制御方法を得ることを目的とする。

　　本発明に係る電動パワーステアリング装置は、少なくとも独立した２組のコイル巻線群を備えたステータを有し、車両の操舵機構を回転させるモータと、モータの２組のコイル巻線群のそれぞれを独立に駆動する駆動制御回路と、フィードバック制御による制御量を演算し、出力することで、駆動制御回路を駆動させるコントローラとを備え、２組を独立または協働で制御する電動パワーステアリング装置において、コントローラは、モータまたは駆動制御回路の故障を検出する故障検出器を有し、故障検出器により２組の一方の組に故障が発生したことが検出された場合には、正常な他方の組による単独での制御を継続するように制御量を出力し、他方の組による単独での制御継続中に、故障検出器により一方の組が故障から復帰したことが検出された場合には、一方の組と他方の組による協働制御を再開し、協働制御を開始する際に、故障からの復帰時における他方の組の実電流値または目標電流値に基づいて、故障から復帰した一方の組の実電流と、他方の組の実電流との和が許容変化量以内となるように、一方の組および他方の組の目標電流値を２組に共通の最終目標電流値とは異なる値に設定して、協働制御のためのそれぞれの制御量を出力するものである。

　また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御方法は、少なくとも独立した２組のコイル巻線群を備えたステータを有し、車両の操舵機構を回転させるモータと、モータの２組のコイル巻線群のそれぞれを独立に駆動する駆動制御回路と、フィードバック制御による制御量を演算し、出力することで、駆動制御回路を駆動させるコントローラとを備え、２組を独立または協働で制御する電動パワーステアリング装置において、コントローラにより実行される電動パワーステアリング装置の制御方法であって、モータまたは駆動制御回路の故障を検出する故障検出ステップと、故障検出ステップにより２組の一方の組に故障が発生したことが検出された場合には、正常な他方の組による単独での制御を継続するように制御量を出力する単独制御ステップと、他方の組による単独での制御継続中に、一方の組が故障から復帰した場合には、一方の組と他方の組による協働制御を再開させる制御変更ステップと、協働制御を開始する際に、故障からの復帰時における他方の組の実電流値または目標電流値に基づいて、故障から復帰した一方の組の実電流と、他方の組の実電流との和が許容変化量以内となるように、一方の組および他方の組の目標電流値を２組に共通の最終目標電流値とは異なる値に設定して、協働制御のためのそれぞれの制御量を出力する第１の協働制御ステップと、協働制御を開始した後、時間経過とともに、一方の組の目標電流値と他方の組の目標電流値を、最終目標電流値に向かって変化させる第２の協働制御ステップとを有するものである。

　本発明によれば、モータ巻線組の１組の制御系が故障し、他方の組の制御系で制御を継続している場合の故障からの復帰時において、その制御性能、操舵フィーリングを考慮して、両組の和電流が許容変化量以内で変化しながら最終目標電流値に近づくように、協働制御を行う構成を備えている。この結果、２つの制御系による協働制御に戻す際の操舵フィーリングを改善することのできる電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置の全体の回路構成図である。 本発明の実施の形態１における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す第１の説明図である。 本発明の実施の形態１における、先の図２における２群電流の制御とは異なる、２群電流の時間変化を示す第２の説明図である。 本発明の実施の形態１における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す第３の説明図である。 本発明の実施の形態２における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す説明図である。

　以下、本発明の電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置の全体の回路構成図である。図１に示した本実施の形態１における電動パワーステアリング装置は、ＣＰＵ１０が搭載された制御回路４が、２つのインバータ回路３ａ、３ｂを介して、３相２組のモータ２を制御することで、車両の操舵機構を回転させる構成を備えている。

　ここで、制御回路４は、コントローラに相当する。また、インバータ回路３ａ、３ｂと、後述する電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂは、コントローラによって制御され、モータ２を駆動する駆動制御部に相当する。

　車両に搭載されたバッテリ６から、電源（＋Ｂ、ＧＮＤ）が制御系に供給される。そして、イグニッションスイッチ７がオンされることにより、電源回路１３を介して制御回路４に電源が投入される。さらに、ハンドルの近傍に搭載された操舵トルクを検出するトルクセンサ、車両の走行速度を検出する速度センサ等による検出情報が、センサ８から制御回路４に入力される。なお、電源経路（＋Ｂ、ＧＮＤ）には、ノイズフィルタ１７も設置されている。

　センサ８からの検出情報は、制御回路４の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１０に伝達される。ＣＰＵ１０は、検出情報から、モータ２を回転させるための電流指令値を演算し、駆動回路１１へ出力する。駆動回路１１は、制御指令値を受け、インバータ回路３ａ、３ｂの各スイッチング素子を駆動する駆動信号を出力する。

　インバータ回路３ａ、３ｂのそれぞれは、モータ２の３相の巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のための上下アーム用スイッチング素子３１、３２と、モータ巻線との接続・遮断を行うモータリレー用スイッチング素子３４と、電流検出用のシャント抵抗３３と、さらにはノイズ抑制用コンデンサ３０を含んで構成されている。

　駆動回路１１は、制御系に何らかの異常があった場合には、故障した制御系のスイッチング素子３１、３２の駆動を停止し、ＣＰＵ１０に対してエラー情報を送る機能を持つ。

　なお、各相の巻線は、同一な回路構成を有しており、各相巻線に対して独立に電流供給が行える構成となっている。また、図１では、下アーム用スイッチング素子３２の下流に電流検出用のシャント抵抗３３を設置した場合を例示しているが、上アーム用スイッチング素子３１付近や電源ラインにシャント抵抗３３を設置してもよい。

　シャント抵抗３３の両端間の電位差、およびモータ巻線端子の電圧等の検出情報も、入力回路１２に伝達、ＣＰＵ１０に入力される。この結果、ＣＰＵ１０は、演算した電流値と検出値との差異を演算して、いわゆるフィードバック制御を行うことで、所望のモータ電流を供給し、操舵力をアシストする。

　なお、駆動回路１１からは、電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂの駆動信号も出力されている。従って、ＣＰＵ１０は、電源リレーリレー用スイッチング素子５ａ、５ｂを開状態とするように制御することで、モータ２への電流供給を遮断することができる。

　同様に、ＣＰＵ１０は、モータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの開閉制御機能も有している。従って、ＣＰＵ１０は、モータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗを開状態とするように制御することで、各相をそれぞれ独立に遮断することもできる。

　ＣＰＵ１０は、入力した各情報から、インバータ回路３ａ、３ｂ、モータ２のモータ巻線、さらには制御系の他の故障を検出する故障検出機能を有している。そして、ＣＰＵ１０は、故障を検出した場合に、その故障に応じて、例えば、所定の相のみの電流供給を遮断するために、モータリレー用スイッチング素子３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗを選択的にオフする。または、ＣＰＵ１０は、故障を検出した場合に、電源を元から遮断するために、電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂを選択的にオフすることも可能である。

　さらに、ＣＰＵ１０は、故障を検出した場合に、例えば、ランプを点灯させるように、出力回路１６を介して報知手段１５に出力することができる。なお、電源リレー用スイッチング素子５ａ、５ｂのそれぞれは、インバータ回路３ａ、３ｂに包含させる構成としてもよい。

　モータ２は、３相２組の巻線がスター結線されているブラシレスモータである。ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するために、回転センサ９ａ、９ｂが、搭載されている。回転センサ９ａ、９ｂも、冗長系を確保するために、２組のセンサがそれぞれ搭載され、それぞれの回転情報は、各々制御回路４の入力回路１２に伝達されている。

　回転センサ９ａ、９ｂは、例えば、モータの回転軸端に磁石ロータを装着し、その対向位置に回転センサ用ＩＣを搭載するといった構成が考えられる。このように、モータの近傍に回転センサ９ａ、９ｂを搭載することは、装置の小型化を図るためには必須の構成であるが、大電流のオンオフ駆動によるノイズの影響が検出情報に及ぶおそれがあることも考慮しなければならない。

　なお、モータ２は、３相スター結線のブラシレスモータでなくても、デルタ結線であっても、２極２対のブラシ付きモータであってもよい。また、モータ２の巻線仕様は、各組に位相差を設けたものであっても、位相差のないいわゆる多相（６相）巻線であってもよい。

　以上のように、本実施の形態１における電動パワーステアリング装置は、インバータ３ａに接続されたモータ２の１組目のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相を、ＣＰＵ１により制御する第１制御系と、インバータ３ｂに接続されたモータ２の２組目のＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相を、ＣＰＵ２により制御する第２制御系の２つの制御系を有している。換言すると、制御回路４は、それぞれ独立に、入力情報、演算値、検出値を使用して、３相２組のモータ２のそれぞれの組を独立に駆動制御できる構成となっている。

　図１においては、ＣＰＵ１０、および駆動回路１１が、単一部品として示されている。しかしながら、インバータ回路３ａ、３ｂにそれぞれ対応して、２個のＣＰＵ１０（ＣＰＵ１、ＣＰＵ２）、２個の駆動回路１１を個別に有する構成であってもよい。また、電源回路１３も、各ＣＰＵ１０、駆動回路１１毎に独立で１個ずつ備える構成であってもよい。

　以上のように構成された電動パワーステアリング装置において、ＣＰＵ１０による故障検出処理について説明する。ＣＰＵ１０は、ＣＰＵ１０が起動された初期チェックとして、各スイッチング素子のオン、オフ制御を行い、オン状態とオフ状態での回路上の電圧値を比較することで、スイッチング素子のオープン、ショート故障を検出ことができる。また、ＣＰＵ１０は、モータ２が回転しない程度の小電流を供給することで、シャント抵抗の故障の有無もチェックできる。

　また、ＣＰＵ１０は、制御中においては、両組のインバータ回路３ａ、３ｂによりモータ２巻線群を両組均等に制御し、その際に、互いの各部の電圧、電流、回転位置等を比較することで、それぞれの制御系の異常を検出することが可能である。なお、制御中における故障をすばやく検出すると、誤判定となる場合がある。従って、ＣＰＵ１０は、故障状態があらかじめ決められた故障判断時間分だけ継続することで、故障が発生したと判断するタイマ機能を付加することが多い。

　ただし、この故障判断時間が長いと、その他の部位まで故障が波及すること、あるいは、この故障判断時間の間の制御性能が急速に悪化することも考えられる。従って、故障判断時間を決めるためには、種々の条件を考慮しなければならない。さらに、以上のような条件を加味して故障判定を行ったとしても、例えば、チャタリングのような状況では、故障判定後、正常に復帰する可能性もある。

　ここで、駆動回路１１が何らかの異常を検出して、スイッチング素子３１またはスイッチング素子３２の駆動を停止した場合を考える。図２は、本発明の実施の形態１における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す第１の説明図である。ここでは、第１制御系に関連する電流を１群電流、第２制御系に関連する電流を２群電流と称して説明する。

　図２の上段は、１群電流として、第１制御系における目標電流２０、実電流２１、および電流制限値２４の、それぞれの時間変化を示している。一方、図２の下段は、２群電流として、第２制御系における目標電流２２ａ、実電流２３ａ、および電流制限値２５の、それぞれの時間変化を示している。

　また、図２における時刻ｔ１～ｔ４は、それぞれ、以下の時刻を意味している。
　　ｔ１：１群に故障が発生した時刻
　　ｔ２：１群の目標電流２０と実電流２１の差がある閾値以上大きくなったことで、ＣＰＵ１０により１群に故障が発生したと判断された時刻に相当する。
　　ｔ３：ＣＰＵ１０により１群に発生していた故障が復旧したと判断された時刻に相当する。
　　ｔ４：故障復帰後の制御により、１群に関して、電流制限値２４が目標電流２０に到達するとともに、２群に関して、電流制限値２５が目標電流２２ａに到達した時刻に相当する。

　次に、図２を用いて、時間経過に伴う１群、２群の各電流の変化について、時刻ｔで場合分けして、詳細に説明する。

＜ｔ＜ｔ１における挙動＞
　ＣＰＵ１０は、時間ｔ１までは、故障が発生していない通常の協働制御を行っている。従って、１群の目標電流２０は、電流制限値２４以下になっており、制限後目標電流は、目標電流２０となる。同様に、２群の目標電流２２ａは、電流制限値２５以下になっており、制限後目標電流は、目標電流２２ａとなる。ＣＰＵ１０による制御の結果、制限後目標電流である目標電流２０，２２ａに対して、実電流２１、２３ａが追従できている。

＜ｔ１≦ｔ＜ｔ２における挙動＞
　時刻ｔ１で１群に故障が発生すると、実電流２１がモータ２に供給できなくなる。この結果、モータ２によるアシストトルクが減少し、運転者は、時間ｔ１までと同じように操舵しようとすると、操舵トルクが増加し、ＣＰＵ１０は、さらに目標電流２０を増加させるように出力する。

　しかしながら、ＣＰＵ１０は、時刻ｔ１～ｔ２では、まだ故障と判断していない状態である。故障の可能性のある１群の実電流２１は、故障発生により、時刻ｔ１からほぼ零に急減している。

　一方、正常な２群では、制限後目標電流となる目標電流２２ａが増加し、これに追従するように、実電流２３ａも増加するように動作している。

＜ｔ２≦ｔ＜ｔ３における挙動＞
　時刻ｔ２の時点で、ＣＰＵ１０は、１群の目標電流２０と実電流２１の差が大であることから、１群故障と判断する。そして、ＣＰＵ１０は、目標電流２０の値をこれ以上更新しても無駄であると判断し、例えば、時間とともに電流制限値２４を、ｔ２～ｔ３の区間で漸減させている。

　図２では、電流制限値２４を故障判定前の制限後目標電流Ｉ３から漸減しているが、Ｉ０から漸減する、ほぼ零に急減する、Ｉ０のままとするなど、他の制限値としてもよい。

＜ｔ３≦ｔにおける挙動＞
　次に、ＣＰＵ１０は、時刻ｔ３付近で、１群が故障から復帰したと判断すると、また、両群で協働してモータ２に電流を供給するように、２つの制御系統による通常制御に回復させる必要がある。なお、ＣＰＵ１０は、故障からの復帰の判定として、１群の電圧あるいは電流、またはインバータ回路３ｂにあるスイッチング素子３１を駆動する駆動回路１１の信号など、いずれの値を用いてもよい。

　ここで、２群の目標電流２２ａは、時刻ｔ３時点での目標電流Ｉ２であり、実電流２３ａも、ほぼＩ２であった。そこで、ＣＰＵ１０は、両群に対する制限後目標電流が、Ｉ２の略半分のＩ１となるように分割する。

　具体的には、１群では、制限後目標電流は、Ｉ２から零までの間のいずれかに設定されていたが、時刻ｔ３で故障から復帰すると、ＣＰＵ１０は、電流制限値２４をＩ１とし、制限後目標電流をＩ１に再設定する。同様に、２群では、ＣＰＵ１０は、電流制限をＩ１とし、制限後目標電流をＩ１へ減少させることになる。

　時刻ｔ３以降は、両群に再設定された電流制限値を漸増させていくことで、それぞれ操舵に必要とされる電流値へ向けて、制限後目標電流が漸増していく。故障から復帰した時刻ｔ３以降の過渡状態において、制御が連続性を有することにより、操舵トルクの急変を抑制することができる。そして、漸増していく制限後目標電流は、時刻ｔ４で目標電流に到達する。

　以下の説明では、この時刻ｔ４での目標電流２０、２２ａのことを、最終目標電流と述べるものとする。時刻ｔ１～ｔ３の期間が短い場合であれば、操舵状態の変化が小さいと考えられる。このため、最終目標電流は、故障発生前に出力していた電流Ｉ３に近い値となることが多い。

　一方、時刻ｔ１～ｔ３の期間が長い場合には、故障復帰までに操舵状態が変化する可能性がある。このため、最終目標電流は、時刻ｔ３で復帰する直前に正常群に流れている電流の半分以上の値となることが多い。つまり、最終目標電流は、故障前や故障からの復帰直前の状態量などによって推定できることとなる。

　次に、図２の下段で示した２群電流の制御とは異なる制御状況について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における、先の図２における２群電流の制御とは異なる、２群電流の時間変化を示す第２の説明図である。

　故障が発生していない第２制御系の２群電流に関しては、図３に示したような制御を採用することも考えられる。図３において、時刻ｔ２で故障判定後、正常側の２群でのみ制御を継続すると、片群のみでは充分な制御ができず、電流供給不足に陥ることが考えられる。図３中の２群の電流制限値２５ａは、例えば、スイッチング素子、モータ巻線等の許容電流値、発熱による温度制限等により、決定されている。

　時刻ｔ２以降も、２群は、大電流を供給し続けている。このため、電流制限値２５ａは、徐々に低下しており、ついに目標電流値２２ｂが電流制限値２５ａと同値となる。さらに、電流制限値２５ａは、実電流２３ｂと同等の値となっており、この様子が、ｔ２～ｔ３間に示されている。

　時刻ｔ３で故障から復帰した場合に、電流制限値２５ａは、略半値に再設定され、その後、最終目標電流に向かって増加していくように設定される。

　一方、１群の電流制限値２４も、２群の電流低下によりゆっくり再上昇して、制限後目標電流は、最終目標電流に向かって漸増することになる（図２参照）。

　このような状況であっても、時刻ｔ４において、制限後目標電流値と実電流値がほぼ同値である。すなわち、制限後目標電流値および実電流値のいずれかの略半値を故障復帰時に制限後目標電流値と設定することで、制御の連続性を確保することができる。

　なお、上述した具体例では、両群の制限後目標電流値を、ほぼ同値として再設定した。しかしながら、故障群であった１群の再設定値を、正常側の２群よりも少し大きめに設定することも可能である。また、逆に、１群の再設定値を、２群よりも小さい値に設定することも可能である。

　また、電流とトルクは、ほぼ比例関係にある。このため、両群の再設定値の大小関係がいずれの場合であっても、復帰時の両群の実電流を加算すると、復帰前の実電流の和と、ほぼ同等となる。従って、トルクの急変を伴わずに、通常動作への復帰を行うことができる。

　なお、再設定時に実電流の和の急変を伴わない設計とすることで、その後に漸増する期間、あるいは傾きを、各群で独立に設定することも可能である。

　なお、本実施の形態１では、目標電流２０と電流制限値２４の最小値選択で１群の制限後目標電流を算出し、目標電流２２ａと電流制限値２５の最小値選択で２群の制限後目標電流を算出する方式とした。しかしながら、制限後目標電流が同様の動きをするのであれば、それぞれの意味合いは、変更しても、同様の効果を得られることはいうまでもない。そこで、以降説明では、目標電流と電流制限値の区別をせずに、制限後目標電流として説明を行う。

　また、時刻ｔ２以降である故障発生後において、正常側の２群のみで充分な制御はできないが、電流制限値以内の制御を行うことも考えられる。図４は、本発明の実施の形態１における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す第３の説明図である。図４において、１群電流に関しては、制限後目標電流２６と、実電流２１ａが示されており、２群電流に関しては、制限後目標電流２７と、実電流２３ｃが示されている。

　１群が時刻ｔ１で故障となることで、制限後目標電流２６は、次第に増加し、実電流２１ａは、ほぼ零に落ちている。

　一方、正常側の２群では、要求された電流を、時刻ｔ１以降、片群のみで供給しなければならない。このため、制限後目標電流２７、実電流２３ｃともに、時刻ｔ１以降、上昇し始める。

　しかしながら、片群のみでは、電圧飽和などによって、必要な電流を確保できず、制限後目標電流２７と実電流２３ｃとに差異が発生する。このとき、実電流は、電流値Ｉ４を流している。時刻ｔ３で故障から復帰すると、故障側の１群では、２群の実電流値Ｉ４の略半値を目標電流値Ｉ１として再設定する。

　一方、２群も、同様に、半値を再設定することもできる。しかしながら、この半値と最終目標電流値と比較した場合、半値の方が低く、かつ実電流値２３ｃは、半値である最終目標電流値よりも高い状態である。このため、最終目標電流値を半値とすると、一旦電流を減らした後に、増やすことになる。この結果、制御の円滑さ、目標電流への到達性も悪くなる。

　そこで、このような場合、図４においては、２群の最終目標電流値を、半値ではなく、実電流値と最終目標電流値との間の値としている。その後、ゆっくり最終目標値に変更するように設定すると、トルク変動を極力抑えた制御とすることができる。復帰時のトルク変動は、時刻ｔ３における制限後目標電流値であるＩ５の設定によって調整可能である。具体的には、Ｉ５をＩ１と等しくすれば、トルク変動は小さくなり、Ｉ５をＩ４と等しくすれば、トルク変動は大きくなる。

　１群は、時刻ｔ３で、２群の実電流値２３ｃの略半値Ｉ１に制限後目標電流値を設定することができる。さらに、時刻ｔ３以降では、最終目標電流値に到達させるために、一定の漸増ではなく、初期はより早く到達するように、目標電流値を急峻に設定する、または、制御ゲインをアップさせることも可能である。

　以上のように、正常側の制御状況に応じて、故障から復帰した際の制限後目標電流値の再設定値を適切に選択することで、その後の連続した制御性を確保する構成を備えている。

　より具体的には、一方の制御系が故障から復帰したことで協働制御を開始する際に、故障時に制御を継続していた他方の制御系の実電流値または目標電流値に基づいて、両制御系の実電流の和が許容変化量以内となるように、それぞれの制御系の目標電流値を最終目標電流値とは異なる値に設定し、協働制御を開始した後、時間経過とともに、それぞれの制御系の目標電流値を、最終目標電流値に向かって変化させる構成を備えている。

　この結果、操舵トルク、操舵フィーリングのスムーズ性をもたらすとともに、２群間の目標電流を早期に均等配分することができ、熱的均衡、２群での相殺効果を享受することができる。さらに、復帰時の操舵トルクの急変を抑制でき、ドライバーに不快感を与えることがなくなる。

　実施の形態２．
　図５は、本発明の実施の形態２における２つの制御系の各群電流の時間変化を示す説明図である。なお、時刻ｔ２までは、先の実施の形態１における図２、図４と同等である。

　本実施の形態２は、時刻ｔ２で故障判定され、２群のみで制御を継続した後、時刻ｔ３の時点で故障から復帰した場合の制限後目標電流値の再設定が、先の実施の形態１と異なる。

　時刻ｔ３において、１群は、実電流値２１ｂよりも大きく、最終目標電流値よりも小さい中間値Ｉ６に、制限後目標電流値が再設定される。その後、時刻ｔ５に向かって早めに漸増し、さらに、時刻ｔ４に向かって時刻ｔ５までの漸増率よりも小さい量で漸増する。すなわち、時刻ｔ３と時刻ｔ４の間に、時刻ｔ５を設定し、２段階の漸増傾向を示すように、制限後目標電流値が再設定される。

　一方、正常側の２群は、時刻ｔ３から時刻ｔ５に向かって漸減し、さらに時刻ｔ５から時刻ｔ４に向かって漸減している。なお、２群における時刻ｔ３～ｔ４と時刻ｔ４～ｔ５の２段階の漸減率は、ほぼ同等であっても、一方が他方より大きくてもよい。

　つまり、故障から復帰する１群側は、より早く復帰するように、制限後目標電流値の漸増率を高めとして設定する一方で、正常な２群側は、制限後目標電流値の漸減率の変化を低めとして設定するものである。換言すると、両群の協働制御にもっていくまでの時刻ｔ３～ｔ４の過渡状態において、復帰時である時刻ｔ３での実電流と最終目標電流値との差異が大きい方を、他方と比べて変化率を大きくするように、制限後目標電流値を設定するものである。

　このように、目標電流値と実電流値との差異に対応して、漸増率、または漸減率を変更することにより、操舵トルクの急変を抑制しつつ、目標電流値へより早く到達するように制御することが可能である。また、目標電流値への到達は、通常、電流の漸減方向の方が、漸増方向よりも早いことが多い。このため、漸増率の絶対値を、漸減率の絶対値よりも高めとすることができる。

　また、故障時からの復帰時に再設定される目標電流値を、故障側と正常側で変更する代わりに、同一の目標電流値を設定することもできる。この場合には、故障側の漸増率を高めとするために、制御量を増加する、または制御ゲインを大きくすることで、異なる目標電流値を設定した場合と同様の効果を得ることができる。

　さらに、正常側の２群の目標電流値が所定値以下の小電流領域である場合に故障から復帰した際には、実電流値と復帰後の最終目標電流値との差が大きくない。そこで、この場合には、両群とも同等の再設定値により制御を継続する、あるいは制御量の変化を同等とすることもできる。すなわち、小電流領域では、復帰後の操舵トルク急変が発生しないため、通常の復帰作動とし、大電流領域では、漸増率、漸減率を変更することもできる。

Claims (6)

1. 　少なくとも独立した２組のコイル巻線群を備えたステータを有し、車両の操舵機構を回転させるモータと、
   　前記モータの前記２組のコイル巻線群のそれぞれを独立に駆動する駆動制御回路と、
   　フィードバック制御による制御量を演算し、出力することで、前記駆動制御回路を駆動させるコントローラと
   　を備え、前記２組を独立または協働で制御する電動パワーステアリング装置において、
   　前記コントローラは、
   　　前記モータまたは前記駆動制御回路の故障を検出する故障検出器を有し、
   　　前記故障検出器により前記２組の一方の組に故障が発生したことが検出された場合には、正常な他方の組による単独での制御を継続するように制御量を出力し、
   　　前記他方の組による単独での制御継続中に、前記故障検出器により前記一方の組が前記故障から復帰したことが検出された場合には、前記一方の組と前記他方の組による協働制御を再開し、
   　　前記協働制御を開始する際に、前記故障からの復帰時における前記他方の組の実電流値または目標電流値に基づいて、前記故障から復帰した前記一方の組の実電流と、前記他方の組の実電流との和が許容変化量以内となるように、前記一方の組および前記他方の組の目標電流値を前記２組に共通の最終目標電流値とは異なる値に設定して、前記協働制御のためのそれぞれの制御量を出力する
   　電動パワーステアリング装置。
2. 　前記コントローラは、前記故障からの復帰時において、
   　　前記他方の組の目標電流値を、前記故障からの復帰時における前記他方の組の実電流値または目標電流値の半分以上の値に設定し、
   　　前記一方の組の目標電流値を、前記最終目標電流値の半分以下の値に設定し、
   　　時間経過とともに、前記一方の組の目標電流値と前記他方の組の目標電流値を、前記最終目標電流値に向かって変化させる
   　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 　前記コントローラは、前記故障からの復帰時において、
   　　前記他方の組の目標電流値を、前記故障からの復帰時における前記他方の組の実電流値または目標電流値の半分以下の値に設定し、
   　　前記一方の組の目標電流値を、前記最終目標電流値の半分以上の値に設定し、
   　　時間経過とともに、前記一方の組の目標電流値と前記他方の組の目標電流値を、前記最終目標電流値に向かって変化させる
   　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 　前記コントローラは、前記故障からの復帰後に前記最終目標電流値に向かって前記協働制御を行う際に、前記故障から復帰した前記一方の組が前記他方の組よりも早く目標電流値に追随するように、目標電流値を変化させる、または制御量を出力する
   　請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
5. 　前記コントローラは、前記故障からの復帰時における前記他方の組の実電流値が、前記最終目標電流値の半値以上の場合には、前記一方の組の目標電流値が前記最終目標電流値に漸増していくように変化させ、前記他方の組の目標電流値が前記最終目標電流値に漸減していくように変化させ、前記協働制御を行う
   　請求項２から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 　少なくとも独立した２組のコイル巻線群を備えたステータを有し、車両の操舵機構を回転させるモータと、
   　前記モータの前記２組のコイル巻線群のそれぞれを独立に駆動する駆動制御回路と、
   　フィードバック制御による制御量を演算し、出力することで、前記駆動制御回路を駆動させるコントローラと
   　を備え、前記２組を独立または協働で制御する電動パワーステアリング装置において、前記コントローラにより実行される電動パワーステアリング装置の制御方法であって、
   　前記モータまたは前記駆動制御回路の故障を検出する故障検出ステップと、
   　前記故障検出ステップにより前記２組の一方の組に故障が発生したことが検出された場合には、正常な他方の組による単独での制御を継続するように制御量を出力する単独制御ステップと、
   　前記他方の組による単独での制御継続中に、前記一方の組が前記故障から復帰した場合には、前記一方の組と前記他方の組による協働制御を再開させる制御変更ステップと、
   　前記協働制御を開始する際に、前記故障からの復帰時における前記他方の組の実電流値または目標電流値に基づいて、前記故障から復帰した前記一方の組の実電流と、前記他方の組の実電流との和が許容変化量以内となるように、前記一方の組および前記他方の組の目標電流値を前記２組に共通の最終目標電流値とは異なる値に設定して、前記協働制御のためのそれぞれの制御量を出力する第１の協働制御ステップと、
   　協働制御を開始した後、時間経過とともに、前記一方の組の目標電流値と前記他方の組の目標電流値を、前記最終目標電流値に向かって変化させる第２の協働制御ステップと
   　を有する電動パワーステアリング装置の制御方法。

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