电动动力转向装置的制作方法

专利名称：电动动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动动力转向装置。
背景技术：
本申请主张于2009年7月28日提出的日本专利申请号2009-175631的优先权， 并在本申请中援引该日本专利申请的说明书、附图以及摘要的全部内容。在车辆用的动力转向装置中有以电机作为驱动源的电动动力转向装置(EPS)，该 EPS具有布局自由度高且能耗小的特征。因此，近年来，在从小型车辆到大型车辆的广泛的 车种中，对电动动力转向装置的采用不断进展。在EPS中，在执行该动力辅助控制的信息处理装置(微型计算机等)中，进行很多 异常判定处理(诊断处理)。例如、微型计算机由CPU及存储器(RAM及ROM)、以及各种电 子电路(A/D变换器等)构成，但在其起动时(点火起动时)，进行用于确认作为执行程序及 其作业数据的存储区域的存储器是否正常的初始检查。例如、参照日本特开2006-331086 号公报。另外，在起动后，仍监视该微型计算机及其控制下的各种电子电路是否正常发挥作 用。此外，在该异常判定处理中，当检测到某处异常时，迅速实现故障保险，由此来确保高信 赖性及安全性。然而，在EPS中，为了实现更优异的操舵感而执行各种各样的补偿控制，伴随于此 存储器的容量增大，导致上述初始检查所需的时间增长。另外，起动后的功能检查例如通过 设置从执行动力辅助控制的微型计算机(主微型计算机)中独立出来的监视用微型计算机 来进行，但在该情况下，主微型计算机必须实时执行从该监视用微型计算机输送来的试验 运算。而且包括该监视用微型计算机在内，设置新的监视电路(异常判定电路)，使得主微 型计算机中发生需要监视该监视电路是否发挥正常作用等、导致为执行该异常判定所需要 的处理能力被进一步增大、这也进一步助长了制造成本的增加。此外，设置多个监视电路而导致故障发生率随着该构成要素的增加而显著上升， 进而各式各样的异常判定的执行也有可能会将本来在EPS运用上不带来任何影响的细微 的现象判定为异常。此外，将其作为故障进行计数，会引起该故障发生率被进一步提升等的 问题，就该点而言，仍有改善的余地。

发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够解决上述课题的电动动力转向装置。本发明的一个方式的电动动力转向装置，具有操舵力辅助装置，其以电机作为驱 动源对操舵系统赋予用来辅助转向操作的辅助力；和控制器，其控制上述操舵力辅助装置 的动作。上述控制器包括控制信号输出器，其输出电机控制信号以产生与上述辅助力对应 的电机转矩；和驱动电路，其向上述电机供给基于上述电机控制信号的驱动电力，上述控制 信号输出器，基于检测出的操舵转矩对与目标辅助力相当的电流指令值进行运算，进而执 行电流反馈运算，由此生成上述电机控制信号。
上述电机是三相的各电机线圈互不接线的非接线的无刷电机，上述控制器包括 与上述电机的各相对应而独立设置的三系统的上述驱动电路及上述控制信号输出器，上述 各控制信号输出器，通过将与上述目标辅助力相当的二相座标系的电流指令值变换成各相 的相电流指令值，来对所对应的相执行相电流反馈控制，并且对该对应的相以外的二相执 行基于上述相电流指令值和相电流值的偏差的异常判定，在任意二相的上述控制信号输出 器中，当被判定为余下的一相发生了异常时，上述控制器确定该判定。根据上述构成，当在各相的控制系中发生某种异常时，该异常会在各控制信号输 出器运算的各相电流指令值或基于该电流反馈控制的执行而发生的电机的各项电流值中 出现。因此各控制信号输出器，通过分别监视该对应的相以外的相电流偏差，能够检测出其 监视的相中发生的异常。此外，上述各控制信号输出器中的两个，在都判定为余下的一相中 发生了异常的情况下，确定该异常的判定，由此能够确保更高的信赖性。尤其当各控制信号输出器中发生的异常对动力辅助控制造成影响时，该异常必然 会在对应相中的相电流偏差中出现。因此，能够废弃上述的起动时的存储器的初始检查等、 关于构成各控制信号输出器的电子电路的其他异常判定控制，取而代之为基于该各相的电 流偏差的异常判定。此外，由此不仅该起动时间缩短，而且对于控制信号输出单元要求的处 理能力降低，由此能够实现削减成本、并因电路规模的缩小而实现故障发生率的降低。另外，也可以是，上述控制器，在确定发生了上述异常的判定时，仅停止对该发生 异常的相的通电，而继续对余下的二相的通电。无刷电机能够利用二相通电来驱动，且在非接线电机中，即使该任意一相中发生 了异常，该异常也不会对余下的二相进行的通电造成妨碍。因此，像上述构成那样，通过仅 停止对该发生异常的相的通电，不仅能够实现故障保险，而且能够继续进行动力辅助控制。 由此能够兼顾高信赖性和驾驶员的便利性。在上述方式的电动动力转向装置中，也可以为，上述各控制信号输出器，将关于上 述对应的相以外的二相的异常判定的结果作为状态信号予以输出，上述控制器在各相的每 一相中具有状态判定器和停止器，在关于该相的两个上述状态信号都表示为异常时，该状 态判定器输出表示该异常的确定状态信号，在上述确定状态信号表示为上述异常时，该停 止器停止对该相的通电。根据上述构成，能够利用简单的构成，停止对发生异常的相的通电，并继续对余下 的二相的通电。而且，当在余下的二相的某相中发生了异常时，无需特殊的控制，全相的通 电停止。由此，能够实现更加迅速的故障保险。另外，还可以为，上述各驱动电路，通过施加基于上述电机控制信号的栅极电压， 对对应的相的上述电机线圈进行上述通电，上述控制器具有按照各相独立的预驱动器，该 预驱动器在上述确定状态信号表示为正常时，对对应的相的上述驱动电路施加上述栅极电压。根据上述构成，能够利用简单的构成来构成停止器。本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说 明变得明确，对相同或相当的要素标注相同或相似的符号。


图1是电动动力转向装置(EPS)的概略结构图。图2是表示EPS的电气构成的框图。 图3是表示各相控制系的概略结构的框图。图4是对其他二相进行的状态判定的处理顺序的流程图。图5是表示状态判定器的真值的说明图。
具体实施例方式以下、根据附图对将本发明具体化的一实施方式进行说明。如图1所示，在本实施方式的电动动力转向装置(EPS) 1中，固定有转向盘2的转 向轴3经由齿轮齿条机构4与齿条轴5连结，伴随着转向操作的转向轴3的旋转通过齿轮齿 条机构4变换成齿条轴5的往复直线运动。转向轴3是通过连结转向柱轴3a、中间轴3b、 及小齿轮轴3c而成的。此外，伴随着该转向轴3的旋转的齿条轴5的往复直线运动经由连 结在该齿条轴5的两端的转向拉杆6传递至未图示的转向节，由此来改变转向轮7的舵角。另外，EPSl具备对操舵系赋予用于辅助转向操作的辅助力的作为操舵力辅助装置 的EPS致动器10、和控制该EPS致动器10的动作的作为控制器的E⑶11。EPS致动器10构成为将作为驱动源的电机12经由减速机构13与转向柱轴3a进 行驱动连结的转向柱辅助型的EPS致动器。对于减速机构13采用公知的蜗杆&蜗轮。EPS 致动器10形成为下述构成，使电机12的旋转减速而传递至转向柱轴3a，由此以该电机转矩 作为辅助力赋予给操舵系。转矩传感器14及车速传感器15与E⑶11连接。转矩传感器14具备设置在转向 柱轴3a之中途的扭杆16、根据该扭杆16的扭转输出能够检测出经由转向轴3传递的操舵 转矩τ的传感器信号(Sa、Sb、Sc)的独立的3个传感器单元14a、14b、14c。该转矩传感器，例如能够通过在基于扭杆16的扭转而发生磁通变化的传感器芯 (省略图示)的外周配置3个霍尔集成电路作为成为检测要素的各传感器单元14a、14b、 14c来形成。例如参照日本特开2003-149062号公报、第10图。E⑶11根据由该转矩传感器14检测出的操舵转矩τ ( τ 1、τ 2、τ 3)及由车速传 感器15检测出的车速V来控制通过驱动电力的供给而在电机12所发生的辅助转矩，由此 执行该动力辅助控制。接着，对本实施方式的EPS的电气构成进行说明。如图2所示，对于作为EPS致动器10的驱动源的电机12采用三相(U、V、W)的各 电机线圈12u、12v、12w相互不接线的非接线的无刷电机。ECUll通过对该各相的电机线圈 12uU2vU2w分别独立地通电正弦波，来对该电机12供给三相的驱动电力。详细而言，E⑶11具备与各相的电机线圈12u、12v、12w对应而分别独立设置的3 个驱动电路17u、17v、17w、和与该各驱动电路17u、17v、17w对应而分别独立设置的作为控 制信号输出器的3个微型计算机18u、18v、ISw0此外，在上述各微型计算机18u、18v、18w和 与其对应的各驱动电路17u、17v、17w之间，分别设置有预驱动器19u、19v、19w。基于各微型 计算机18u、18v、18w独立输出的各电机控制信号，使与其对应的各驱动电路17u、17v、17w 分别独立地动作，由此对上述各相的电机线圈12u、12v、12w进行通电。
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上述转矩传感器14输出的传感器信号(Sa、Sb、Sc)被输入到各微型计算机18u、 18v、18w。具体而言，构成转矩传感器14的3个传感器单元14a、14b、14c之中，传感器单元 14a所输出的传感器信号Sa被输入到微型计算机18u。同样地，传感器单元14b所输出的 传感器信号Sb被输入到微型计算机18v，传感器单元14c所输出的传感器信号Sc被输入 到微型计算机18w。之后，各微型计算机18u、18v、18w根据从与其对应的传感器单元14a、 14b、14c输入的传感器信号Sa、Sb、Sc，分别独立地检测操舵转矩τ 1、τ 2、τ 3。此外，作为 由上述车速传感器15检测出的车速V，共通的值经由未图示的车内局域网络(CAN)输入到 各微型计算机18u、18v、18w。在本实施方式中，基于上述各状态量(τ 1、τ 2、τ 3、V)，各微型计算机18u、18v、 18w分别独立地对通过该动力辅助控制的执行而应该赋予操舵系的辅助力、目标辅助力进 行运算。此外，各微型计算机18u、18v、18w以上述目标辅助力在该车速V降低时变大，又在 该操舵转矩τ增大时变大的方式对上述目标辅助力进行运算。另外，各微型计算机18u、18v、18w分别独立地对电机12的各相电流值Iu、Iv, Iw 进行检测。之后，各微型计算机18u、18v、18w，为了发生与上述目标辅助力相当的电机转矩， 分别独立地对所对应的相执行相电流反馈控制，由此生成向对应的各驱动电路17u、17v、 17w输出的电机控制信号。详细而言，针对各相中的每一相设置两个用于对电机12的各相电流值Iu、Iv、Iw 进行检测的电流传感器。上述各电流传感器20ua、20ub、20va、20vb、20wa、20wb分别一个一 个地设置在连接各相的电机线圈12u、12v、12w和其所对应的驱动电路17u、17v、17w的各两 根的动力布线 21ua, 21ub、21va，21vb、21wa，2Iwb 上。各微型计算机18u、18v、18w，分别使用在其所对应的相上设置的两个电流传感器 中的设置在一方的动力布线的第1电流传感器(20ua、20va、20wa)，对所对应的相的相电流 值进行检测。之后，针对其对应相以外的二相的相电流值，使用设置在另一方的动力布线的 第2电流传感器(20ub、20vb、20wb)对该相的相电流值进行检测。具体而言，与U相对应的微型计算机18u，使用连接同样与U相对应的驱动电路 17u和U相的电机线圈12u的两根动力布线21ua、21ub中的动力布线2 Iua (该图中，并列的 两根之中的上侧的动力布线)上设置的电流传感器20ua，对作为其对应相的U相的相电流 值Iu进行检测。之后，针对其对应相以外的二相、即V相、W相，通过使用分别设置在上述 各相的动力布线21vb、21wb (该图中，并列的两根之中的下侧的动力布线)的各电流传感器 20vb、20wb对该各相的相电流值Iv' ,Iw'进行检测。同样地，与V相、W相的各相对应的微型计算机18v、18w使用各自的对应相的一个 电流传感器20va、20Wa(该图中，为并列的两根之中的上侧的动力布线)，对其对应相的相 电流值Iv、Iw进行检测。另外，对其对应相以外的二相、与V相对应的微型计算机18v使用 设置在U相、W相的动力布线21ub、21wb (该图中，为并列的两根之中的下侧的动力布线)的 各电流传感器20ub、20wb对该各相的电流指令值Iv' , Iw'进行检测。之后，与W相对应的 微型计算机18w使用设置在U相、V相的动力布线21ub，2Ivb的各电流传感器20ub、20vb (该 图中、为并列的两根之中的下侧的动力布线)对该各相的电流指令值Iu' ,Iv'进行检测。另外，对电机12的旋转角θ进行检测的旋转角传感器22a、22b、22c分别独立地 连接于E⑶11，各微型计算机18u、18v、18w，分别利用其对应的各旋转角传感器22a、22b、22c对旋转角θ ( θ 1、θ 2、θ 3)进行检测(参照图1)。微型计算机18u利用旋转角传感 器22a对旋转角θ 1进行检测，微型计算机18ν利用旋转角传感器22b对旋转角θ 2进行 检测，微型计算机18w利用旋转角传感器22c对旋转角θ 3进行检测。之后，各微型计算机18u、18v、18w，基于如上所述各自独立检测出的电机12的各 相电流值Iu(Iu' ),Iv(Iv' )、Iw(r W)，对其对应相执行相电流反馈控制，由此独立地生 成用于产生与上述目标辅助力相当的电机转矩的电机控制信号。接着，对各相控制系中的电流反馈运算及电机控制信号的输出、以及对电机线圈 进行通电的方式进行说明。为了方便说明，以下会根据情况，将U、V、W相中的任意一相表记为“X相”，并且对 于在该X相中使用的操舵转矩及电机旋转角，分别表记为“ τη”“ θη”(η = 1、2、3)。此外， 还在以该X相为对应相时，将该对应相以外的二相分别表记为“Y相” “Ζ相”。例如，当将U相设为X相时，微型计算机18χ检测出的操舵转矩τ η及电机12的 旋转角θη分别表示“ τ 1”“ θ 1”。此外，U相以外的二相、S卩V相、W相中某一个为“Y相”、 另一个为“Ζ相”。如图3所示，微型计算机18χ具有电流指令值运算部25，基于上述操舵转矩τ η及 车速V的目标辅助力的运算在该电流指令值运算部25中进行。之后，电流指令值运算部25 输出d/q坐标系的q轴电流指令值Iq *，作为与该目标辅助力对应的二相坐标系的电流指 令值。S卩，三相交流能够在作为正交坐标的d/q轴上被进行坐标变换，作为d轴电流及q 轴电流的两个直流量予以处理，电机转矩取决于其中的q轴电流值。因此，通过执行以上述 q轴电流指令值Iq*为基础的电流反馈控制，能够发生与目标辅助力相当的电机转矩。在E⑶11中，如上所述，各微型计算机18u、18v、18w分别独立地对其对应相执行相 电流反馈控制，由此对各自对应的各驱动电路17u、17v、17w输出电机控制信号。因此，电流 指令值运算部25输出的q轴电流指令值Iq *，和由与该X相对应的旋转角传感器22m检测 出的电机12的旋转角θ n —起(m =与a、b、c、“n”对应的任一个)，首先被输入二相/三 相变换部26。之后，在该二相/三相变换部26中，通过对该q轴电流指令值Iq*及d轴电 流指令值Id* (IcT=O)进行坐标变换，生成作为其对应相的X相的相电流指令值Ix*。此外，通过该二相/三相变换部26执行的坐标变换，与上述对应相的相电流指令 值Ix* —起对该对应相以外的二相的相电流指令值Iy*、Iz*进行运算，但在本实施方式中， 上述各相电流指令值Iy *、Iz *在后述的状态判定部35中被使用。接着，在二相/三相变换部26中运算得出的相电流指令值Ix*被输入到减法器 27。另外，利用连接X相的电机线圈12x与驱动电路17x的一条动力布线21xa上设置的电 流传感器20xa所检测出的实际的相电流值Ix被输入该减法器27中。动力布线21xb上设 置的电流传感器20xb所检测出的相电流值Ix'被输入到与其他的二相对应的其他微型计 算机(省略图示)。 该减法器27中运算的相电流指令值Ix *与相电流值Ix的偏差Δ Ix被输入F/B控 制部28中，由此对该相电流指令值Ix *执行电流反馈控制，以追随于实际的相电流值Ix。
具体而言，F/B控制部28基于对该输入的偏差Δ Ix乘以比例增益后的比例项、及 对该积分值乘以积分增益后的积分项执行比例/积分控制(PI控制)。之后，利用该反馈控
7制运算算出的相电压指令值Vx 1 皮输出到PWM控制输出部29，该PWM控制输出部29对与该 相电压指令值Vx *对应的DUTY指示值进行运算，由此生成针对X相的电机控制信号。驱动电路17x由将FET31a、31c及FET31b、31d的各组的串联电路并列连接而成， 且FET31a、31c及FET31b、31d的各连接点分别成为输出端子32a、32b。即，驱动电路17x作为公知的H架桥型PWM逆变器而构成，该H架桥型PWM逆变器 以串联连接的一对开关元件为基本单位(开关臂)，将二列的开关臂33a、33b并列连接而 成。各FET31a 31d基于对其栅极端子施加电压而进行0N/0FF，由此通过对与输出 端子32a、32b连接的电机端子施加基于电池34的电压，能够任意地改变其通电方向及通电量。具体而言，微型计算机18x输出的电机控制信号被输入预驱动器19x，该预驱动器 19x根据该电机控制信号对构成驱动电路17x的各FET31a 31d施加栅极电压。之后，按 照该电机控制信号所示的DUTY比，使各输出端子32a、32b的输出电压变化，由此对其对应 的X相的电机线圈12x进行正弦波通电。在U、V、W的各相中，通过进行基于这样的相电流反馈控制的执行的电机控制信号 的输出、及对于其对应相进行正弦波通电，由此进行电机驱动，以发生与上述目标辅助力对 应的电机转矩。接着，对本实施方式的EPS中的异常检测的方式进行说明。如图3所示，在微型计算机18x中设置有状态判定部35，上述二相/三相变换部 26中通过坐标变换的执行而运算得出的各相电流指令值中的对应相以外的二相的相电流 指令值Iy *、Iz1 皮输入到该状态判定部35。该对应相以外的二相的各相电流值Iy'、Iz' 被输入到该状态判定部35。状态判定部35根据该各相电流指令值Iy *、Iz *与各相电流值 Iy' >Iz'的各偏差，执行对该对应相以外的二相的控制系、即Y相、Z相的控制系的异常判 定。如上所述，E⑶11具备与电机12的U、V、W的各相对应地独立设置的各3个驱动电 路17u、17v、17w、预驱动器19u、19v、19w、及微型计算机18u、18v、18w(参照图2)。另外，该 各微型计算机18u、18v、18w分别独立地对操舵转矩τ ( τ 1、τ 2、τ 3)、及电机12的各相电 流值Iu(Iu' )、Iv(Iv' )、IW(I' w)、以及旋转角θ (θ 1、θ 2、θ 3)进行检测。各微型计 算机18u、18v、18w独立地对其对应相执行相电流反馈控制，由此形成针对其对应相的每个 独立的三系统的控制系。因此，只要该各相的控制系正常地发挥作用，各微型计算机18u、18v、18w所检测 出的上述各状态量(操舵转矩、各相电流值、及电机旋转角)全部为近似相同的值，各自独 立运算的各相电流指令值也为近似相同的值。另一方面，当在各相的控制系中发生某种异常时，该异常会在各微型计算机18u、 18vU8w运算的各相电流指令值、或基于该电流反馈控制的执行发生的电机12的各相电流 值中出现。因此，通过由其他二相的微型计算机监视该相电流偏差，能够测出在该相的控制 系中发生的异常。之后，在设置于各微型计算机18u、18v、18w的上述状态判定部35中，通过各自相 互监视其他二相的相电流偏差，来对U、V、W的各相进行该控制系的异常判定。
具体而言，如图4的流程图所示，微型计算机18x首先判定Y相的相电流指令值Iy *与相电流值Iy的偏差的绝对值是否超过规定的阈值α (步骤101)。当该偏差(I Iy *-Iy |) 超过阈值α时(|ly*_Iy| > α、步骤101 是)，判定在Y相控制系中发生了某种异常(步 骤 102)。在上述步骤101中，当偏差(|ly*-Iy|)在阈值α以下时(|ly*_Iy| ( α、步骤 101 否)，判定Y相的控制系为正常(步骤103)。接着，微型计算机18χ判定Z相的相电流指令值Iz *与相电流值Iz的偏差的绝对 值是否超过规定的阈值α (步骤104)。之后，当该偏差(I Iz*-Iz I)超过阈值α时(|lz *-Ιζ > α、步骤104:是)，判定在Z相控制系中发生了某种异常(步骤105)。在上述步骤104中，当偏差(I Iz、Ιζ I)在阈值α以下时(| Iz *-Iz |彡α、步骤 101 否)，判定Z相的控制系为正常(步骤106)。另外，当各微型计算机18u、18v、18w之中的两个都判定为余下的一相中发生了异 常时，ECUll确定该相为异常的判定。之后，停止对确定出该异常的相的通电。详细而言，如图2所示，各微型计算机18u、18v、18w将其状态判定部35中的异常 判定的结果作为状态信号(Sst_v_u、Sst_w_u、Sst_u_v、Sst_w_v、Sst_u_w、Sst_v_w)输出。 另外，在E⑶11中设置有与各相对应的3个独立的状态判定器37u、37v、37w，其对应相以外 的二相的各微型计算机输出的各状态信号被输入到上述各状态判定器37u、37v、37w。与V相、W相对应的各微型计算机18v、18w输出的关于U相的各状态信号Sst-u_v、 Sst-u_w被输入到U相的状态判定器37u。同样地，与U相、W相对应的各微型计算机18u、 18w输出的关于V相的各状态信号Sst-V_u、Sst-V_W被输入到V相的状态判定器37v，与U 相、V相对应的各微型计算机18u、18v输出的关于W相的各状态信号Ssti_U、Sst-w_v被 输入到W相的状态判定器37w中。之后，各状态判定器37u、37v、37w，仅在该输入的两个状 态信号的双方表示其对应相中发生了异常时，确定在该对应相中发生了异常的判定。各状态判定器37u、37v、37w，在从其对应相以外的各微型计算机输入的两个状态 信号中至少某一方表示正常时，确定该对应相为正常的判定。另外，该各状态判定器37u，以按上述那样确定的状态判定的结果作为确定状态信 号Sst-u、Sst-v, Sst-w,向其对应的相的预驱动器19u、19v、19w输出。之后，各预驱动器 19u、19v、19w,在该输入的确定状态信号Sst-u、Sst_v、Sst-w表示该相中发生了异常时，停 止对构成其对应的各驱动电路17u、17v、17w的各FET31a 31d(参照图3)施加上述栅极 电压。具体而言，对于各微型计算机18u、18v、18w输出的各状态信号Sst_v_u，Sst_w_u、 Sst_u_v、Sst-w_v, Sst_u_w、Sst-v_w而言，在作为其对象的相为正常时设定为“Hi”、为异 常时设定为“Lo” (参照图4)。此外，上述各状态判定器37u、37v、37w由OR电路构成。如图5所示，当从对应相(X相)以外的二相(Y相、W相)输入的关于该对应相的 两个状态信号Sst-X_y、Sst-X_Z都为Hi或某一方为Hi时，与X相对应的状态判定器输出的 确定状态信号Sst-x为“Hi”。只有在该输入的两个状态信号Sst-x_y、Sst-x_z都为“Lo” 时，与X相对应的状态判定器输出的确定状态信号Sst-x为“Lo”。此外，当该输入的确定状态信号Sst-x为“H”时，本实施方式的各预驱动器19x执 行施加基于上述的电机控制信号的栅极电压，即所谓“Hi激活”。
也就是说，利用预驱动器19x构成停止器，通过停止该预驱动器19x施加栅极电 压，构成该相的驱动电路17x的各FET31a 31d全为OFF (参照图3)。由此，停止对发生了 该异常的相通电，迅速地实现了故障保险，并且继续对余下的二相通电，由此继续该动力辅 助控制。以上、根据本实施方式，能够获得下述的效果。(1)各微型计算机18u、18v、18w分别独立地针对其对应相执行相电流反馈控制， 由此ECUll对非接线电机亦即电机12的各相分别独立地进行正弦波通电。上述各微型计 算机18u、18v、18w,针对其对应相以外的二相，分别监视相电流指令值与实际的电流值的偏 差，当该偏差超过规定的阈值时，判定该相中发生了异常。ECU11，在各微型计算机18u、18v、 18w中的两个都判定为余下的一相中发生了异常时，确定该相为异常的判定。根据上述构成，当各相的控制系中发生了某种异常时，该异常在各微型计算机 18uU8vU8w运算的各相电流指令值、或基于该电流反馈控制的执行发生的电机12的各相 电流值中出现。因此，各微型计算机18u、18v、18w，通过分别对其对应相以外的相电流偏差 进行相互监视，能够测得该监视的相中发生的异常。而且，当上述各微型计算机18u、18v、 18w中的两个都判定为在余下的一相中发生了异常时，通过确定为该异常的判定，能够确保 更高的信赖性。尤其当各微型计算机18u、18v、18w中发生的异常对动力辅助控制造成影响时，该 异常必然在对应相的相电流偏差中出现。因此，能够废弃上述的在起动时进行的存储器的 初始检查等、关于各微型计算机18u、18v、18w的其他的异常判定控制(监视电路)，取而代 之为基于该各相的电流偏差的异常判定。而且，由此，不仅缩短了其起动时间，而且因各微 型计算机18u、18v、18w所要求的处理能力降低，而能够削减成本，以及缩小电路规模，进而 降低故障发生率。(2) E⑶11，在确定某一相为异常的判定时，仅停止对确定了该异常的相进行通电， 继续对余下的二相的通电。无刷电机能够通过二相通电来驱动，而且在非接线电机中，即便在其某一相中发 生异常时，该异常也不会对余下的二相造成通电的障碍。因此，如上述构成那样，通过仅停 止对该发生异常相的通电，能够实现故障保险，并能够继续该动力辅助控制。结果能够兼顾 高信赖性和驾驶员的便利性。(3)在E⑶11中设置有与各相对应的3个独立的状态判定器37u、37v、37w，各微型 计算机18u、18v、18w对其对应相以外的二相的状态判定器输出与该相相关的异常判定的 结果作为状态信号(Sst-v_u，Sst-w_u、Sst-u_v、Sst-w_v、Sst-u_w、Sst_v_w)。另外，在表示 从对应相以外的二相的微型计算机输入的两个状态信号双方为异常的情况时，各状态判定 器37u、37v、37w，对对应的预驱动器输出表示对应相为异常的确定状态信号Sst_u、Sst_v、 Sst-w。之后，在表示该输入的确定状态信号为异常的情况时，各预驱动器19u、19v、19w停 止对其对应的各驱动电路17u、17v、17w施加上述栅极电压。根据上述构成，利用简单的构成，能够停止对发生异常的相通电，而继续对余下的 二相的通电。此外，进而在余下的二相中某一相发生了异常时，能够停止对全相的通电。(4)各状态判定器37u、37v、37w由OR电路构成。即，对于各微型计算机18x输出 的各状态信号Sst-y_X、Sst-Z_X而言，在表示正常时设定为“Hi ”，以及对于各预驱动器19x而言，当输入的确定状态信号Sst-x为“HI”时，执行栅极电压的施加(Hi激活)，由此能够 将OR电路设为上述状态判定器。于是，由此能够容易地形成各状态判定器，并能够使其构 成变得更加简单。(5)设置有微型计算机18x为了对作为对应相的X相的相电流值Ix进行检测而使 用的第1电流传感器(20xa)、和其他相的微型计算机为了对该X相的相电流值Ix'进行检 测而使用的第2电流传感器(20xb)。根据上述构成，当在对其相电流值进行检测的阶段的构成(各电流传感器及该信 号布线)中发生异常时，会在其发生异常相的微型计算机所检测出的该相的相电流值与其 他的二相的微型计算机所检测出的该发生异常相的相电流值间产生差异。结果、与各微型 计算机18u、18v、18w使用共通的值相比，该异常容易在电流偏差中出现，异常检测随之提 前，由此能够实现进一步的信赖性的提高。(6)第1及第2电流传感器(20xa、20xb)，在连接各相的电机线圈12x和与该各电 机线圈12x对应的驱动电路17x的两根动力布线21xa、21xb上分别各设置一个。根据上述构成，各动力布线21xa、21xb中发生的异常也作为相电流偏差出现。结 果能够实现进一步的构成的简单化及信赖性的提高。(7)可对操舵转矩τ进行检测的独立的三系统的传感器信号Sa、Sb、Sc被输入到 E⑶11，各微型计算机18u、18v、18w根据其对应的各传感器信号Sa、Sb、Sc，分别独立地对操 舵转矩τ 、τ2、τ 3进行检测。之后，各微型计算机18u、18v、18w分别独立地执行基于该 操舵转矩τ 、τ2、τ 3的目标辅助力及与之对应的q轴电流指令值Iq*的运算。根据上述构成，当在对操舵转矩τ进行检测的阶段的构成(转矩传感器及其信 号)中发生了异常时，会在其发生异常相的微型计算机运算的目标辅助力及基于该目标辅 助力的电流指令值、和其他的二相的微型计算机运算的电流指令值之间产生差异。结果，与 各微型计算机18u、18v、18w使用共通的值的情况相比，该异常容易在电流偏差中出现，异 常检测随之提前，能够实现进一步的信赖性的提高。(8)转矩传感器14具备设置在转向柱轴3a中途的扭杆16、和独立的3个传感器 单元14a、14b、14c，该3个传感器单元14a、14b、14c输出可对经由该扭杆16的扭转、即转向 轴3而传递的操舵转矩τ进行检测的传感器信号Sa、Sb、Sc。即，含有扭杆的转矩传感器的机械构成大多极为坚固。因此，如上所述，通过使用 仅将其电气构成设为三重系的转矩传感器14，能够确保信赖性，同时实现其构成的简单化。另外，上述实施方式也可以进行下述变更。·在上述实施方式中，虽然将本发明具体化为转向柱辅助型的EPS，但也可以将本 发明应用在齿条辅助型的EPS、小齿轮辅助型的EPS中。 在上述实施方式中，设置有微型计算机18x为了对作为对应相的X相的相电流值 Ix进行检测而使用的第1电流传感器(20xa)、和其他相的微型计算机为了对该X相的相电 流值Ix'进行检测而使用的第2电流传感器(20xb)。但是，并不局限于此，各微型计算机 18u、18v、18w也可以使用共通的值作为各相电流值Iu、Iv, Iw。进而，对于设置这样的第1及第2电流传感器(20xa、20xb)的情况而言，亦可不必 在各相的两根动力布线21xa、21xb上分别各设置一个。作为该构成，亦可基于针对各相的 每个独立的电流反馈控制、及该相电流偏差进行异常检测。
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然而，从执行更高信赖性及高精度的异常判定的观点出发，如上所述设置第1及 第2电流传感器。而且，将它们在各相的两根动力布线21xa、21xb上分别各设置一个的构 成更为优选。·在上述实施方式中，设定为使用具备输出可对操舵转矩τ进行检测的传感器 信号Sa、Sb、Sc的独立的3个传感器单元14a、14b、14c的转矩传感器14，各微型计算机18u、 18v、18w根据其对应的各传感器信号Sa、Sb、Sc，来分别独立地对操舵转矩τ 1、τ 2、τ3进 行检测。但是，并不局限于此，亦可构成为设置独立的3个转矩传感器，而将各自的信号 输入到对应的各微型计算机中。另外，只要可担保转矩检测的信赖性，亦可构成为各微型计 算机18u、18v、18w使用共通的操舵转矩τ。同样地，对于电机12的旋转角θ亦可使用共 通的值。·在上述实施方式中，对于微型计算机18Χ输出的各状态信号Sst-y_X，Sst-z_x 而言，在表示正常时设定为“Hi”，对于预驱动器19x而言，在输入的确定状态信号Sst-x为 “Hi”时，执行栅极电压的施加(Hi激活)。并且利用OR电路构成各状态判定器37u、37v、 37w0但是，并不局限于此，亦可在表示正常时将状态信号设定为“Lo”，而且预驱动器亦 可为“Lo激活”。即，各状态判定器不一定局限于OR电路，只要是在表示输入的两个状态信 号双方为异常时，对对应的预驱动器输出表示其对应相为异常的情况的确定状态信号的构 成即可。因此，例如当表示异常时的状态信号为“Hi”、表示异常的确定状态信号为“Hi”时， 能够将AND电路设为状态判定器。 在上述实施方式中，ECU11，在确定某一相为异常的判定时，会停止对确定出该异 常的相的通电，并继续对余下的二相的通电。但是，并不局限于此，对于电机12的各相，亦 可停止该通电、即停止驱动电力的供给本身。此时，对于过渡至该供给停止的阶段而言，例 如，可以逐渐降低对余下的二相的通电量等、导入渐变控制。·在上述实施方式中，电流指令值运算部25对q轴电流指令值Iq*进行运算而作 为与该目标辅助力对应的二相坐标系的电流指令值，并且将d轴电流指令值设为“0”进行 随后的二相/三相变换。但是，并不局限于此，亦可对q轴电流指令值及d轴电流指令值进 行运算，作为与目标辅助力对应的二相坐标系的电流指令值。接着，记载能够从以上的实施方式中掌握的技术思想及效果。1) 一种电动动力转向装置，其特征在于，在电动动力转向装置中，在各相中的每一 相中具备该相的上述各控制信号输出器在其相电流检测中使用的第1电流传感器、和该相 以外的二相的上述控制信号输出器在该相的相电流检测中使用的第2电流传感器。根据上述构成，当在对其相电流值进行检测的阶段的构成(各电流传感器及该信 号布线)中发生异常时，会在该发生异常相的控制信号输出器所检测出的该相的相电流值 与其他的二相的控制信号输出器所检测出的该发生异常相的相电流值间产生差异。结果、 与各控制信号输出器使用共通的值相比，该异常容易在电流偏差中出现，异常检测随之提 前，由此能够实现进一步的信赖性的提高。2) 一种电动动力转向装置，其特征在于，在上述1)所记载的电动动力转向装置 中，上述各电流传感器分别在连接各相的上述电机线圈和与该各电机线圈对应的上述驱动
12电路的各两根动力布线上各设置一个。根据上述构成，各动力布线中发生的异常也作为相电流偏差出现。结果，能够实现 进一步的构成的简单化及信赖性的提高。3) 一种电动动力转向装置，其特征在于，在上述1)、2)中任一个所记载的动力转 向装置中，可检测上述操舵转矩的独立的三系统的传感器信号被输入到上述控制器，并且 上述各控制信号输出器根据由对应的上述传感器信号检测出的操舵转矩，分别独立地对上 述电流指令值进行运算。根据上述构成，当出现在对操舵转矩进行检测的阶段的构成(转矩传感器及其信 号)中发生了异常时，会在该发生异常相的控制信号输出器运算的目标辅助力及基于该目 标辅助力的电流指令值、和其他的二相的控制信号输出器运算的电流指令值之间产生差 异。结果，与控制信号输出器使用共通的值的情况相比，该异常容易在电流偏差中出现，异 常检测随之提前，能够实现进一步的信赖性的提高。4) 一种电动动力转向装置，其特征在于，在上述3)所记载的电动动力转向装置 中，具备转矩传感器，其根据设置在转向轴中途的扭杆的扭转而输出可检测上述操舵转矩 的独立的三系统的传感器信号。即，含有扭杆的转矩传感器的机械构成大多极为坚固。因 此，通过使用仅将其电气构成设为三重系的转矩传感器，能够确保信赖性，同时实现其构成 的简单化。S卩，含有扭杆的转矩传感器的机械构成大多极为坚固。因此，如上所述，通过使用 仅将其电气构成设为三重系的转矩传感器，能够确保信赖性，同时实现其构成的简单化。
权利要求
一种电动动力转向装置，其特征在于，具备操舵力辅助装置，其以电机作为驱动源对操舵系统赋予用来辅助转向操作的辅助力；和控制器，其控制所述操舵力辅助装置的动作，所述控制器包括控制信号输出器，其输出电机控制信号以产生与所述辅助力对应的电机转矩；和驱动电路，其向所述电机供给基于所述电机控制信号的驱动电力，所述控制信号输出器，基于检测出的操舵转矩对与目标辅助力相当的电流指令值进行运算，进而执行电流反馈运算，由此生成所述电机控制信号，所述电机是三相的各电机线圈互不接线的非接线的无刷电机，所述控制器包括与所述电机的各相对应而独立设置的三系统的所述驱动电路及所述控制信号输出器，所述各控制信号输出器，通过将与所述目标辅助力相当的二相座标系的电流指令值变换成各相的相电流指令值，来对所对应的相执行相电流反馈控制，并且对该对应的相以外的二相执行基于所述相电流指令值和相电流值的偏差的异常判定，在任意二相的所述控制信号输出器中，当被判定为余下的一相发生了异常时，所述控制器确定该判定。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述控制器，在确定发生了所述异常的判定时，仅停止对该发生异常的相的通电，而继 续对余下的二相的通电。
3.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述各控制信号输出器，将关于所述对应的相以外的二相的异常判定的结果作为状态 信号予以输出，所述控制器在各相的每一相中具有状态判定器和停止器，在关于该相的两个所述状态信号都表示为异常时，该状态判定器输出表示该异常的确 定状态信号，在所述确定状态信号表示为所述异常时，该停止器停止对该相的通电。
4.根据权利要求3所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述各驱动电路，通过施加基于所述电机控制信号的栅极电压，对对应的相的所述电 机线圈进行所述通电，所述控制器具有按照各相独立的预驱动器，该预驱动器在所述确定状态信号表示为正 常时，对对应的相的所述驱动电路施加所述栅极电压。
全文摘要
本发明提供一种电动动力转向装置，控制其动作的ECU(11)，通过各微型计算机(18u、18v、18w)分别独立地对所对应的相执行相电流反馈控制，来对作为非接线电机的电机(12)的各相分别独立地进行正弦波通电。另外，上述各微型计算机(18u、18v、18w)，对该对应的相以外的二相，分别监视相电流指令值与实际的电流值的偏差，当该偏差超过规定的阈值时，判定为该相中发生了异常。之后，ECU(11)，在各微型计算机(18u、18v、18w)中的两个都判定为余下的一相发生了异常时，确定该相为异常的判定。
文档编号B62D101/00GK101985303SQ20101023839
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月28日
发明者里则岳 申请人:株式会社捷太格特