(57)【要約】      （修正有）【課題】電動モータの１相が通電不良となり２相通電駆動する場合に、電動モータを良好に回転させる。【解決手段】２相通電指令部１１７は、電動モータ３１への通電不良が１相だけ発生しているときに、通電不良が発生していない２相を使って電気角θｅの変化に対して変動しない操舵アシストトルクを発生するための理論上の２相通電用電流演算式と、電動モータ３１の上限電流を規定する最大電流と、２相通電用電流演算式における電気角θｅを進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流を演算する。舵角比変更指令部１２０は、電動モータ３１の回転開始が困難な電気角位置にあるとき、舵角比可変装置に舵角比変更指令を出力する。これにより、電動モータ３１の電気角が変化して回転可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相のモータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、
操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置と
を備えた車両のステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、
前記モータの電気角を検出する電気角検出手段と、
前記モータの各相への通電不良の発生を検出する通電不良検手段と、
前記モータへの通電不良が１相だけ発生しているときに、通電不良が発生していない２相を使って前記モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、前記モータの上限電流を規定する最大電流と、前記２相通電用電流演算式における前記モータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電して前記モータを駆動制御する２相通電制御手段と、
前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、操舵軸に入力される操舵トルクを検出し、操舵トルクが予め設定した判定基準操舵トルク以上であるか否かを判定する操舵トルク判定手段と、
前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、前記モータあるいは操舵軸の回転速度を検出し、回転速度が予め設定した判定基準速度未満であるか否かを判定する回転速度判定手段と、
前記操舵トルク判定手段により前記操舵トルクが前記判定基準操舵トルク以上であると判定され、かつ、前記回転速度判定手段により前記回転速度が前記判定基準速度未満であると判定されたとき、前記舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する舵角比変更指令手段と
を備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置と舵角比可変装置とを備えた車両のステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置とを備えたステアリング装置が知られている。こうしたステアリング装置は、例えば、特許文献１に提案されている。舵角比可変装置は、操舵ハンドルを上端に固定した入力操舵軸と、ラックバーに噛合するピニオンギヤを下端に固定した出力操舵軸との間に設けられ、入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の回転角度を連続的に変更できるようにしたものである。
【０００３】
電動パワーステアリング装置は、操舵アシストトルクを出力するための電動モータをステアリングコラムあるいはラックバーに備え、操舵ハンドルに入力された操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを設定し、設定された目標アシストトルクが得られるように、電動モータの通電量を制御するものである。電動モータとして３相モータを使用した電動パワーステアリング装置も一般化されている。３相モータを使用した場合、電力供給系統の断線、モータ駆動回路のスイッチング素子の故障等により、３相のうちの１相に通電不良が発生したケースであっても、正常な２相を使ってモータを駆動することができる。こうした３相モータの２相通電駆動技術は、例えば、特許文献２に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１５６２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１１９１１号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置では、２相通電駆動時において、通電不良が発生していない２相に正弦波電流を流すため、モータ電気角の変化に伴ってトルクが大きく変動してしまう。これに対して、モータ電気角の変化に対して一定のトルクを発生するための２相通電用電流演算式を用いて通電制御すれば理論的にはトルク変動が生じない。この２相通電用電流演算式は、例えば、次のように表すことができる。
【数１】
2010167881.tif 000003
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の電流演算式であり、Ｔは目標アシストトルク、ｅ0はトルク定数、θｅはモータ電気角を表す。また、Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。
【０００６】
この２相通電用電流演算式によれば、電流値が特定の電気角において無限大になるため、各相の電流を予め設定した最大電流値以下に制限する必要がある。従って、電流波形は、図４（ａ）に示すようになる。このように最大電流の制限が加わると、図４（ｂ）に示すように、特定の電気角領域においてモータトルク不足が発生する。この結果、モータを良好に回転させることができない。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、電動パワーステアリング装置の３相モータの１相が通電不良となり２相通電駆動する場合であっても、モータを良好に回転させることにある。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、３相のモータを駆動制御して操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置と、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置とを備えた車両のステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、前記モータの電気角を検出する電気角検出手段と、前記モータの各相への通電不良の発生を検出する通電不良検手段と、前記モータへの通電不良が１相だけ発生しているときに、通電不良が発生していない２相を使って前記モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、前記モータの上限電流を規定する最大電流と、前記２相通電用電流演算式における前記モータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電して前記モータを駆動制御する２相通電制御手段と、前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、操舵軸に入力される操舵トルクを検出し、操舵トルクが予め設定した判定基準操舵トルク以上であるか否かを判定する操舵トルク判定手段と、前記２相通電制御手段により前記モータが駆動制御されているときに、前記モータあるいは操舵軸の回転速度を検出し、回転速度が予め設定した判定基準速度未満であるか否かを判定する回転速度判定手段と、前記操舵トルク判定手段により前記操舵トルクが前記判定基準操舵トルク以上であると判定され、かつ、前記回転速度判定手段により前記回転速度が前記判定基準速度未満であると判定されたとき、前記舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する舵角比変更指令手段とを備えたことにある。
【０００９】
本発明のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置と舵角比可変装置とを備えている。電動パワーステアリング装置は、３相モータの通電を制御することにより操舵アシストトルクをステアリング機構に付与する。例えば、操舵ハンドルに入力された操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを設定し、目標アシストトルクが得られるようにモータの通電量を制御して運転者の操舵操作をアシストする。３相モータとしては、３相ブラシレスモータが好適である。電動パワーステアリング装置は、３相モータへの通電不良が発生した場合でも、正常な２相を使ってモータ駆動できるように、電気角検出手段、通電不良検手段、２相通電制御手段、操舵トルク判定手段、回転速度判定手段、舵角比変更指令手段を備えている。
【００１０】
通電不良検出手段によりモータへの通電不良が１相だけ発生していることが検出された場合、２相通電制御手段が正常な２相を使ってモータを駆動制御する。この場合、２相通電制御手段は、モータの電気角の変化に対して変動しない操舵アシストトルクを出力するための理論上の２相通電用電流演算式と、モータの上限電流を規定する最大電流（最大電流値）と、２相通電用電流演算式におけるモータの電気角を進める進角量とに基づいて、２相通電用の指令電流（指令電流値）を演算し、演算した２相通電用の指令電流にて通電不良の発生していない２相に通電してモータを駆動制御する。
【００１１】
２相通電用電流演算式は、電気角検出手段により検出されるモータの電気角に応じた２相通電用の電流を設定するが、特定の電気角に接近するとき電流の大きさ（絶対値）が急激に増加し、その特定の電気角を通過すると、符号（電流の向き）が反転して電流の大きさ（絶対値）が減少していく。最大電流は、モータおよびモータ駆動回路を保護するために設定されている。従って、特定の電気角近傍領域において、２相通電用の電流は、その大きさ（絶対値）が最大電流に制限される。この電流制限により、モータで発生できるトルクが減少する。また、ステアリング機構には、操舵方向に対してタイヤを戻そうとする反対方向の力となる反力が発生する。従って、通電方向が反転する電気角近傍領域においてモータトルクが不足し、その位置からモータを回転できなくなるおそれがある。このため、運転者の大きな操舵力が必要となる。そこで、本発明においては、２相通電用電流演算式におけるモータの電気角を進めて指令電流を演算する。つまり、２相通電用電流演算式は、モータの電気角からモータに流す電流を求める演算式であるが、２相通電制御手段は、電気角検出手段により検出した実電気角をモータ回転方向に進角量だけ進めた電気角に対する電流を２相通電用電流演算式から演算し、最大電流制限を加えて指令電流を算出する。
【００１２】
２相通電用電流演算式における電気角を進めた場合、モータを電気角が増加する方向に駆動させるケースを考えると、電気角に対するモータトルク特性は、指令電流の通電方向が反転する特定電気角（進角量だけ進められている）より小さい電気角の位置でトルクが増加し、特定電気角を越えると、急激にトルクが減少して逆方向のトルクが発生するようになる。そして、電気角が大きくなるにしたがって逆方向のトルクが弱まり、正方向のトルクに転じて徐々に増大していく。従って、特定電気角を挟んで、反力よりも大きな操舵アシストトルクを発生できる過アシスト領域と、操舵方向に対して反対方向にトルクを発生する逆アシスト領域とが形成される。また、逆アシスト領域よりも電気角の大きくなる領域には、電気角の増加にしたがって操舵方向にトルクを増大させて過アシスト領域に至る不足アシスト領域が形成される。
【００１３】
こうしたモータ特性においては、モータが不足アシスト領域で止まった場合、操舵方向に対してタイヤを戻そうとする反力によりモータが逆方向に回転する。そして、電気角が逆アシスト領域となる回転位置にまで戻されると、モータ自身の発生する逆方向のトルクにより、その回転位置をさらに過アシスト領域にまで逆回転させる。過アシスト領域にまで戻されると、モータは、反力に打ち勝つ大きな操舵方向のトルクを発生させ操舵方向に回転し、過アシスト領域で蓄えた運動エネルギーにより、逆アシスト領域と不足アシスト領域とを通過することができる。これにより、２相を使ってモータを良好に回転させることができる。尚、２相通電用電流演算式は、通電不良の相に応じた位相にて設定されるため、特定の電気角もそれに応じて異なる。
【００１４】
このように、２相通電駆動時においては、過アシスト領域と逆アシスト領域とを設けることによりモータトルクが不足する電気角領域が存在してもモータを回転させることができるが、モータトルク特性と反力との関係から、過アシスト領域と逆アシスト領域（過アシスト領域の回転方向側の逆アシスト領域）とのあいだに不足アシスト領域が生じるケースがある。こうしたケースにおいては、この過アシスト領域と逆アシスト領域とのあいだの不足アシスト領域からモータ回転を開始させる場合、あるいは、極低速操舵によりモータがこの不足アシスト領域を通過しようとする場合に、モータは、自身の発生するトルクでは反力に打ち勝って逆アシスト領域にまで回転することができない。また、反力により逆回転方向に回されても過アシスト領域内にまで戻ることもできない。このため、運転者に一時的に大きな操舵力が必要となり違和感を与えてしまう。
【００１５】
そこで、本発明においては、操舵トルク判定手段が操舵軸に入力される操舵トルクが予め設定した判定基準操舵トルク以上であるか否かを判定し、回転速度判定手段がモータあるいは操舵軸の回転速度が予め設定した判定基準速度未満であるか否かを判定する。操舵トルク判定手段により操舵トルクが判定基準操舵トルク以上であると判定され、かつ、回転速度判定手段によりモータあるいは操舵軸の回転速度が判定基準速度未満であると判定されたとき、モータが過アシスト領域と逆アシスト領域とのあいだの不足アシスト領域から回転開始する状況にあると判断できる。このとき、舵角比変更指令手段が舵角比可変装置に対して舵角比の変更指令を出力する。舵角比変更装置は、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変するものである。例えば、車速に応じて目標舵角比を設定する目標舵角比設定手段と、舵角比を変更する電気アクチュエータと、舵角比が目標舵角比となるように電気アクチュエータを駆動制御する舵角比制御手段とを備える。従って、舵角比変更装置は、舵角比変更指令手段から舵角比の変更指令を入力した場合には、操舵輪を転舵する。これに伴って電動パワーステアリング装置のモータの回転位置が変化する。従って、モータの電気角が過アシスト領域と逆アシスト領域とのあいだの不足アシスト領域から抜け出る。
【００１６】
この結果、本発明によれば、電動パワーステアリング装置の３相モータの１相が通電不良となり２相通電駆動する場合であってもモータを良好に回転させることができ、しかも、極低速操舵時において運転者に違和感を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る車両のステアリング装置の概略構成図である。
【図２】操舵アシストＥＣＵのマイコン部の処理を表す機能ブロック図である。
【図３】３相電流波形と、１相断線時のモータトルク特性を表すグラフである。
【図４】２相通電用電流演算式を用いた電流波形と、モータトルク特性を表すグラフである。
【図５】２相通電用電流演算式を用いた電流波形を、進角を与えた場合と進角を与えない場合とで比較するグラフである。
【図６】２相通電用電流演算式に進角を与えた場合のモータトルク特性を表すグラフである。
【図７】加速区間と減速区間とを説明するためのグラフである。
【図８】トルクフィードバックにより減少するモータトルク特性の変化を表すグラフである。
【図９】逆アシスト領域を使って過アシスト領域に逆回転させる動作を説明するグラフである。
【図１０】進角量の設定マップを表すグラフである。
【図１１】トリガトルクの必要性を説明するためのグラフである。
【図１２】回転アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１３】舵角比変更ルーチンを表すフローチャートである。
【図１４】車速−係数マップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る車両のステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両のステアリング装置の概略構成を表している。
【００１９】
車両のステアリング装置は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を操舵軸１２に固定して備えている。操舵軸１２は、操舵ハンドル１１を上端に固定する操舵軸１２ａ（以下、入力操舵軸１２ａと呼ぶ）と、ピニオンギヤ１３を下端に固定する操舵軸１２ｂ（以下、出力操舵軸１２ｂと呼ぶ）とに、上下に２分割されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４のラック歯が噛み合っている。ラックバー１４は、左右方向（車幅方向）に延設され、その両端が、図示しないタイロッドを介して操舵輪としての左右前輪１５ａ，１５ｂのナックルと操舵可能に連結されている。従って、操舵ハンドル１１の回動は、操舵軸１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達されて、ラックバー１４を軸線方向に変位させて、左右前輪１５ａ，１５ｂを操舵する。このような操舵軸１２、ピニオンギヤ１３、ラックバー１４等によりステアリング機構が構成されている。
【００２０】
２分割された操舵軸１２の入力操舵軸１２ａと出力操舵軸１２ｂとの間には、操舵ハンドル１１の操舵角に対する前輪（操舵輪）１５ａ，１５ｂの転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変機構２０が介装されている。舵角比可変機構２０は、入力操舵軸１２ａの下端部に一体回転するように接続された円筒状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１内には、電動モータ２２が固定されている。電動モータ２２の出力軸２２ａは、ケーシング２１に回転可能に支持されていて、下端にて出力操舵軸１２ｂに一体回転可能に接続されている。電動モータ２２は、減速機構を内蔵していて、電動モータ２２の回転は減速されて出力軸２２ａに出力される。
【００２１】
電動モータ２２には、相対角センサ４３が設けられる。相対角センサ４３は、電動モータ２２の出力軸２２ａに組み付けられていて、出力操舵軸１２ｂのケーシング２１に対する回転角に応じた検出信号を出力する。この相対角センサ４３により検出される回転角の値を、以下、相対角Δθｖと呼ぶ。従って、出力操舵軸１２ｂの回転角は、操舵角θｈと相対角Δθｖとの和となる。
【００２２】
ラックバー１４には、操舵アシストトルクを出力して運転者の操舵ハンドルの回動操作を補助するパワーアシスト機構３０が設けられている。パワーアシスト機構３０は、電動モータ３１とボールねじ機構３２とを備えている。電動モータ３１の回転は、ボールねじ機構３２によってラックバー１４の軸線方向の運動に変換されてラックバー１４に伝達され、左右前輪１５ａ，１５ｂに転舵力を付与して運転者の操舵操作をアシストする。
【００２３】
電動モータ３１は、３相ブラシレスモータが使用される。電動モータ３１には、回転制御に必要な回転角センサ４０が設けられる。この回転角センサ４０は、電動モータ３１内に組み込まれ、電動モータ３１の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ４０により検出される回転角の値を、以下、モータ回転角θｍと呼ぶ。モータ回転角θｍは、電動モータ３１の電気角θｅの計算に利用される。
【００２４】
また、ステアリング機構内には、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２が組み付けられている。操舵角センサ４１は、入力操舵軸１２ａに組み付けられていて、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角、すなわち、操舵角に応じた検出信号を出力する。この操舵角センサ４１により検出される回転角の値を、以下、操舵角θｈと呼ぶ。操舵トルクセンサ４２は、出力操舵軸１２ｂに組み付けられており、出力操舵軸１２ｂに作用するトルク、すなわち、左右前輪１５ａ，１５ｂの操舵に伴う操舵トルクを表す検出信号を出力する。この操舵トルクセンサ４２により検出される操舵トルクの値を操舵トルクＴｒと呼ぶ。尚、操舵角θｈ、操舵トルクＴｒおよび相対角Δθｖは、正の値により右方向の角度およびトルクを表し、負の値により左方向の角度およびトルクを表すものとする。
【００２５】
舵角比可変機構２０の電動モータ２２は、舵角比電子制御ユニット５０（以下、舵角比ＥＣＵ５０と呼ぶ）によって駆動制御される。舵角比ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部６０と、モータ駆動回路７０とから構成される。マイコン部６０は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速を検出する車速センサ４４を接続し、操舵角θｈを表す信号、相対角Δθｖを表す信号、車速ｖを表す信号を入力する。また、モータ駆動回路７０は、Ｈブリッジ回路やインバータ回路であって、マイコン部６０から出力されるＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、電動モータ２２の通電量および回転方向を調整する。
【００２６】
舵角比可変装置８０は、舵角比可変機構２０と舵角比ＥＣＵ５０と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速センサ４４）とにより構成される。舵角比可変装置８０により調整される舵角比は、入力操舵軸１２ａの回転した角度αに対する前輪１５ａ，１５ｂの転舵した角度βの比（β／α）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく前輪を転舵でき、舵角比が小さいほど前輪を転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。前輪１５ａ，１５ｂの転舵角δは、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutから一義的に決まるため、入力操舵軸１２ａの回転角度（操舵角θｈ）に対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θｈ）を制御することにより舵角比を制御することができる。また、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutは、操舵角θｈと相対角Δθｖとの和に等しい。従って、舵角比ＥＣＵ５０による電動モータ２２の回転角制御により舵角比を目標値に制御することができる。
【００２７】
マイコン部６０は、入力した操舵角θｈおよび車速ｖを用いて、下記式の演算の実行により目標相対角Δθv＊を計算する。なお、下記式中の係数Ｋ１は予め決められた定数である。係数Ｋvは、マイコン部６０のＲＯＭ内に設けられた車速−係数マップ（図１４参照）を参照することにより、車速ｖが増加するに従って「１．０」より大きな所定値から「１．０」に徐々に減少する値に決定される。
Δθv＊＝Ｋ１・(Ｋv−１)・θｈ
【００２８】
マイコン部６０は、算出した目標相対角Δθｖ＊と、相対角センサ４３から入力した実際の相対角Δθｖとの偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）を演算し、偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）に応じたフィードバック制御信号（ＰＷＭ制御信号）をモータ駆動回路７０に出力する。モータ駆動回路７０は、マイコン部６０から出力されたＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比を調整して電動モータ２２を駆動し、操舵軸１２ｂを目標相対角Δθｖ＊まで回転させる。
【００２９】
この状態では、操舵角（すなわち、操舵軸１２ａの基準回転位置からの回転角）がθｈであれば、操舵軸１２ｂの回転角はθｈ＋Δθｖ＊となり、左右前輪１５ａ，１５ｂはこの回転角θｈ＋Δθｖ＊に比例した切れ角だけ操舵される。したがって、車速ｖが小さいほど操舵ハンドル１１の回転に対して左右前輪１５ａ，１５ｂは大きく操舵される。すなわち、舵角比は、車速ｖが小さくなるに従って大きく、車両の小回り性能が良好になる。また、高速走行時における車両の走行安定性が良好になる。
【００３０】
パワーアシスト機構３０の電動モータ３１（３相ブラシレスモータ）は、操舵アシスト電子制御ユニット１００（以下、操舵アシストＥＣＵ１００と呼ぶ）によって駆動制御される。操舵アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部１１０と、３相インバータ回路からなるモータ駆動回路１３０とから構成される。モータ駆動回路１３０には、電動モータ３１の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値に対応した検出信号をマイコン部１１０に出力する電流センサ１３１を備えている。この測定された３相の電流値をモータ電流Ｉuvwと総称し、それぞれの相電流値をＩu，Ｉv，Ｉwにて表す。
【００３１】
マイコン部１１０は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、回転角センサ４０、電流センサ１３１、車速センサ４４を接続し、操舵角θｈを表す信号、操舵トルクＴｒを表す信号、モータ回転角θｍを表す信号、モータ電流Ｉuvwを表す信号、車速ｖを表す信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルクが得られるように電動モータ３１に流す指令電流（目標電流）を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路１３０にＰＷＭ制御信号を出力する。モータ駆動回路１３０は、このＰＷＭ制御信号により３相インバータ回路を構成する各スイッチング素子のデューティ比が制御されて、電動モータ３１の通電量および回転方向を調整する。
【００３２】
また、マイコン部１１０は、電動モータ３１へ電力供給する通電路における不良（通電不良）を各相ごとに区別して検出し、１相だけの通電不良を検出したとき、正常な２相を使って電動モータ３１を駆動する２相通電制御を行う機能を備えている。
【００３３】
電動パワーステアリング装置２００は、パワーアシスト機構３０と操舵アシストＥＣＵ１００と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、回転角センサ４０、電流センサ１３１、車速センサ４４）とにより構成される。また、電動パワーステアリング装置２００のマイコン部１１０は、舵角比可変装置８０のマイコン部６０と通信可能に接続され、互いに制御指令を授受できるようになっている。
【００３４】
次に、電動パワーステアリング装置２００におけるマイコン部１１０の機能について図２を用いて説明する。図２は、マイコン部１１０のプログラム制御により処理される機能を表す機能ブロック図である。マイコン部１１０は、電動モータ３１の各相への通電不良が検出されているか否かに応じてモータ制御形態を切り替える。電動モータ３１への通電が３相すべて正常であれば３相を使ったモータ制御（以下、３相通電制御と呼ぶ）を行い、１相の通電不良が検出されているときには通電不良が検出されていない２相を使ったモータ制御（以下、２相通電制御と呼ぶ）を行うように切り替える。また、２相以上の通電不良が検出されているときにはモータ駆動不能であるためモータ制御を停止する。
【００３５】
図２に示すように、マイコン部１１０は、アシスト電流指令部１１１を備えている。アシスト電流指令部１１１は、操舵トルクセンサ４２から出力される操舵トルクＴｒ及び車速センサ４４から出力される車速ｖを入力して、基本アシストマップを参照することにより基本アシストトルクＴａｓを計算する。基本アシストマップは、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加するとともに車速ｖの増加にしたがって減少する基本アシストトルクＴａｓを設定記憶したものである。また、アシスト電流指令部１１１は、操舵角センサ４１により検出される操舵角θｈを入力し、基本アシストトルクＴａｓに対する補償値Ｔｒｔを計算する。補償値Ｔｒｔは、例えば、操舵角θｈに比例して大きくなる操舵軸１２の基本位置への復帰力と、操舵角θｈを時間微分した操舵速度ωｈに比例して大きくなる操舵軸１２の回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクとの和として計算される。アシスト電流指令部１１１は、計算した基本アシストトルクＴａｓと補償値Ｔｒｔの和を目標アシストトルクＴ＊として設定し、この目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算することにより、ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。
【００３６】
マイコン部１１０は、３相通電制御を行う場合には、電動モータ３１の回転方向をｑ軸とするとともに回転方向と直交する方向をｄ軸とするｄ−ｑ座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ３１の回転を制御する。ｄ軸電流は、電動モータ３１のトルクを発生させるように働かず、弱め界磁制御に使用される。本実施形態においては、アシスト電流指令部１１１は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定する。
【００３７】
このように計算されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、フィードバック制御部１１２に出力される。フィードバック制御部１１２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸実電流Ｉｑを減算した偏差ΔＩｑを算出し、この偏差ΔＩｑを使った比例積分制御によりｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するようにｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を計算する。同様に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸実電流Ｉｄを減算した偏差ΔＩｄを算出し、この偏差ΔＩｄを使った比例積分制御によりｄ軸実電流Ｉｄがｄ軸指令電流Ｉｄ＊に追従するようにｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を計算する。
【００３８】
ｑ軸実電流Ｉｑおよびｄ軸実電流Ｉｄは、電動モータ３１のコイルに実際に流れた３相電流の検出値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流に変換したものである。この３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwからｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相座標変換部１１３によって行われる。３相／２相座標変換部１１３は、回転角変換部１１４から出力されるモータ電気角θｅを入力し、そのモータ電気角θｅに基づいて、電流センサ１３１から出力される３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。回転角変換部１１４は、回転角センサ４０から出力される回転角θｍに基づいて、モータ電気角θｅを算出する電気角検出手段である。以下、モータ電気角θｅを、単に、電気角θｅと呼ぶ。
【００３９】
フィードバック制御部１１２により算出されたｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部１１５に出力される。２相／３相座標変換部１１５は、回転角変換部１１４から出力される電気角θｅに基づいて、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、その変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ信号発生部１１６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１１６は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路１３０の各スイッチング素子に出力する。これにより電動モータ３１が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従した操舵アシストトルクがステアリング機構に付与される。
【００４０】
次に、２相通電制御について説明する。電動モータ３１は、通常、図３（ａ）に示すように、電気角で１２０deg位相をずらした正弦波状の電流を３相に通電する。この場合には、電気角の変化に対して一定のモータトルクが得られる。しかし、３相のうちの１相が断線等により通電不良を生じると、図３（ｂ）に示すように、モータトルクは電気角に応じて大きく変動する。このため、操舵操作に引っ掛かりが発生する。
【００４１】
そこで、２相通電時には、モータ電気角の変化に対してモータトルクが一定となる２相通電用電流演算式を用いて指令電流を演算し、演算された指令電流で２相に通電すれば、理論的には一定のモータトルクが得られる。この２相通電用電流演算式は、次のように表すことができる。
【数２】
2010167881.tif 000004
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の電流演算式であり、ｅ0はトルク定数を表す。また、Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。
【００４２】
この２相通電用電流演算式によれば、電気角θｅが９０degあるいは２７０degとなる回転位置において２相通電用の電流が無限大となるが、電動モータ３１やモータ駆動回路１３０を過電流から保護するために、マイコン部１１０には、電動モータ３１に流すことのできる最大電流が予め設定されている。従って、２相通電時における指令電流の電流波形は、図４（ａ）に示すようになる。図中、破線で囲んだ部分が電流制限の働いた領域である。尚、図４（ａ）は、１相の電流波形を表したもので、もう一方の相の電流波形は、この波形の符号を反転したものとなる。
【００４３】
このような電流を電動モータ３１に通電した場合、電動モータ３１で発生するトルクは図４（ｂ）に示すように、電流制限が働いた領域において減少してしまう。従って、その電気角近傍領域においてモータトルクが不足し、その位置から電動モータ３１を回転できなくなるおそれがある。このため、操舵操作に引っ掛かりが発生する。
【００４４】
そこで、本実施形態においては、電気角θｅを予め設定した進角量θａだけモータ回転方向に進めて指令電流を演算する。つまり、２相通電用の電流を電気角θｅに対して進角量θａだけ前だしするように２相通電用電流演算式の電気角θｅを補正して演算し、この演算して得られた電流に最大電流制限を付加して指令電流を算出する。電気角を進めた指令電流は、図５に実線にて示すような波形となる。この例は、進角量θａを約２０degに設定している。
【００４５】
このように電気角を進めて指令電流を設定すると、モータトルクは、図６に示すような特性となる。図中において、Ｔ０は、予め設定した走行条件下における、操舵方向とは反対方向にタイヤを戻そうとする反力を表している。従って、モータトルクが反力Ｔ０を越えれば、運転者の操舵力なしでも操舵可能であり、モータトルクが反力Ｔ０に満たなければ、その不足分だけ運転者の操舵力が必要となる。この図からわかるように、モータトルクが反力Ｔ０を越える電気角領域と、反力Ｔ０に満たない電気角領域とが存在する。以下、モータトルクが反力Ｔ０を越える電気角領域を過アシスト領域Ａと呼び、反力Ｔ０に満たない電気角領域を不足アシスト領域Ｂと呼ぶ。
【００４６】
また、不足アシスト領域Ｂ内には、モータトルクが操舵方向と逆方向に働く電気角領域も存在する。以下、不足アシスト領域Ｂを、モータトルクが操舵方向と同じ方向に働く電気角領域と、逆方向に働く電気角領域とに分けて説明する場合には、前者の電気角領域を不足アシスト正領域Ｂ１と呼び、後者の電気角領域を逆アシスト領域Ｂ２と呼ぶ。過アシスト領域Ａから逆アシスト領域Ｂ２に切り替わるポイントは、電動モータ３１の相電流の符号が反転する回転位置（電気角）となる。この例では、（９０deg−θａ）および（２７０deg−θａ）の電気角において過アシスト領域Ａから逆アシスト領域Ｂ２に切り替わる。
【００４７】
本実施形態においては、モータトルク特性に、過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とを設けることにより、これらの領域Ａ，Ｂ２を利用して引っ掛かりなく電動モータ３１を回転できるようにしている。以下、その理由を説明する。
【００４８】
電動モータ３１は、図７に示す回転方向に回転している場合、過アシスト領域Ａにおいて加速していき運動エネルギーを蓄える。そして、不足アシスト領域Ｂに入ると、今度は反力により減速していく。つまり、過アシスト領域Ａが加速区間となり、不足アシスト領域Ｂが減速区間となる。この場合、過アシスト領域Ａにおいて蓄えた運動エネルギーが、不足アシスト領域Ｂで失う運動エネルギーよりも大きければ、電動モータ３１は、引っ掛かりなく回転することができる。
【００４９】
ただし、操舵速度（モータの回転速度）が遅い場合などでトルクフィードバックが応答してしまった場合には、図８に示すように、モータトルクが減少する。このため、過アシスト領域Ａが減少し、過アシスト領域Ａで十分に加速することができなくなる。十分な加速が得られないと、不足アシスト領域Ｂにおいてモータトルクと操舵力（運転者が操舵ハンドルに加えた操舵力）との合計が反力Ｔ０より小さい場合には、不足アシスト領域Ｂを通過しきれなくなり、反力により電動モータ３１が途中で逆回転する。例えば、図９に示す不足アシスト正領域Ｂ１の電気角θｓで停止し、その位置から矢印方向に逆戻りする。
【００５０】
この場合、電動モータ３１は、必ず逆アシスト領域Ｂ２にまで戻り、そこで操舵方向とは逆方向となるトルクを発生させ、そのトルクと反力との合力により、そのまま過アシスト領域Ａ内にまで一気に戻る。これにより、電動モータ３１は、過アシスト領域Ａにおいて正回転方向にトルクを発生させて加速を開始する。つまり、逆アシスト領域Ｂ２を使って電動モータ３１の回転位置（電気角θｅ）を過アシスト領域Ａにまで戻し、過アシスト領域Ａにおいて再度加速させる。そして、過アシスト領域Ａを通過中に蓄えた運動エネルギーを使って不足アシスト領域Ｂを通過する。これにより、引っ掛かりを発生させることなく電動モータ３１を操舵方向に回転させることができる。尚、過アシスト領域Ａに戻って再加速させても不足アシスト領域Ｂを通過できなかったときには、再度、逆アシスト領域Ｂ２を介して過アシスト領域Ａに戻るため、上述した動作を繰り返すことにより不足アシスト領域Ｂを通過できるようになる。
【００５１】
こうした２相通電制御を行うマイコン部１１０の機能について、図２を用いて説明する。マイコン部１１０は、２相通電指令部１１７および通電不良検出部１１８を備えている。２相通電指令部１１７は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力したときに作動を開始する。
【００５２】
通電不良検出部１１８は、ＰＷＭ信号発生部１１６の出力するＰＷＭ制御信号と、操舵角センサ４１の出力する操舵角θｈと、電流センサ１３１の出力する３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとを入力して、電動モータ３１への通電不良を相別に区別して検出する。電動モータ３１への通電不良とは、電動モータ３１に良好に電力供給できない不良を意味し、例えば、モータ駆動回路１３０内の不良（特に、スイッチング素子の接点不良）、モータ駆動回路１３０から電動モータ３１への電力供給ラインの断線等に起因して発生する不良である。
【００５３】
通電不良検出部１１８は、例えば、電流センサ１３１により検出される相電流が予め設定した基準電流より小さいときに、操舵角θｈを時間微分して得られる操舵速度ωｈの大きさ（絶対値）が基準速度よりも小さく、かつ、ＰＷＭ制御信号により特定されるデューティ比（オンデューティ比）が基準デューティ比よりも大きいか否かを判断する。そして、操舵速度｜ω｜が基準速度よりも小さく、かつ、デューティ比が基準デューティ比よりも大きい場合には、その相に通電不良が発生していると判定する。つまり、操舵速度｜ω｜が小さく逆起電力の発生が少ない状態で、モータ駆動回路１３０に出力したＰＷＭ制御信号により本来流れるはずの相電流が流れない場合に通電不良と判定する。
【００５４】
通電不良検出部１１８は、こうした通電不良判定を各相毎に周期的に行い、通電不良が検出されていないあいだは通電正常信号を出力する。そして、通電不良を検出した場合には、通常正常信号に代えて通電不良相を特定する通電不良検出信号を出力する。また、通電不良検出部１１８は、通電不良を検出した場合、電動モータ３１の電力供給ラインに設けた遮断回路（図示略）の通電不良相に対応するスイッチにオフ信号を出力して、通電不良相の通電を遮断する。以下、通電不良検出部１１８の出力する信号（通電正常信号および通電不良相を特定する通電不良検出信号）を通電判定信号と呼ぶ。
【００５５】
２相通電指令部１１７は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力すると、２相通電用電流演算式と最大電流と進角量θａとに基づいて、２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊を計算する。この場合、通電不良相の指令電流は計算しない。２相通電用電流演算式は、アシスト電流指令部１１１が出力するｑ軸指令電流ｑ＊と、回転角変換部１１４が出力する電気角θｅとを使って次式のように表される。
【数３】
2010167881.tif 000005
この例は、Ｗ相が通電不良となったときのＶ相の２相通電用電流演算式である。Ｕ相は、Ｖ相を反転したもの（Ｉu＝−Ｉv）となる。また、２相通電用電流演算式は、通電不良相に応じて位相が１２０degずれたものとなる。
【００５６】
この演算式と最大電流の制限とにより、２相通電用の指令電流は、図５において実線にて示す波形となる。尚、進角量θａは、一定値でも良いが、本実施形態においては、図１０に示すように、操舵トルクＴｒに応じた値に設定される。この例では、進角量の大きさ｜θａ｜は、操舵トルクＴｒがゼロとなる近傍においては、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加し、操舵トルクＴｒがゼロとなる近傍以外では一定値の２０degに設定される。従って、２相通電指令部１１７は、指令電流の演算にあたっては、操舵トルクセンサ４２から出力される操舵トルクＴｒを読み込んで行う。尚、操舵トルクＴｒが負の方向（左方向）に働く場合には、進角量θａも負の値となる。つまり、電気角が増加する側に電動モータ３１を回転させるときには、正の進角量θａを設定し、電気角が減少する側に電動モータ３１を回転させるときには、負の進角量θａを設定する。これにより、電動モータ３１を回転させる方向に電気角を進めることができる。
【００５７】
このように計算された２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊（３相のうち正常相となる２相に流す指令電流）は、２相通電用フィードバック制御部１１９に出力される。２相通電用フィードバック制御部１１９は、通電不良検出部１１８から１相の通電不良検出信号を入力すると作動を開始する。このとき通電不良検出信号は、フィードバック制御部１１２にも出力される。フィードバック制御部１１２は、通電不良検出信号を入力すると、その作動を停止する。従って、１相の通電不良が検出された場合には、ｄ−ｑ座標系による電流フィードバック制御に代わって、２相通電用の電流フィードバック制御が開始される。
【００５８】
２相通電用フィードバック制御部１１９は、電流センサ１３１から出力される３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉw（３相のうち正常相となる２相に流れる実電流）を入力し、２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊（３相のうち正常相となる２相分の指令電流）との偏差ΔＩu，ΔＩv，ΔＩwを算出し、この偏差ΔＩu，ΔＩv，ΔＩwを使った比例積分制御により３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが２相通電用の指令電流Ｉu＊，Ｉv＊，Ｉw＊に追従するように２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊（３相のうち正常相となる２相分の指令電圧）を算出する。
【００５９】
２相通電用フィードバック制御部１１９は、算出した２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊をＰＷＭ信号発生部１１６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１１６は、２相通電用の指令電圧Ｖu＊，Ｖv＊，Ｖw＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路１３０に出力する。これにより電動モータ３１が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従した操舵アシストトルクがステアリング機構に付与される。この場合、２相通電用電流演算式の電気角θｅを進角量θａだけ進めているため、電動モータ３１の回転が引っかからず、良好な操舵アシストを行うことができる。
【００６０】
ところで、電動モータ３１の２相通電時においては、上述したように電気角を進めることにより過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とを設けて電動モータ３１を良好に回転させることができるが、図１１に示すように、モータトルク特性と反力との関係から、過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２（過アシスト領域Ａの回転方向側の逆アシスト領域Ｂ２）とのあいだに不足アシスト領域Ｃが生じるケースがある。そして、この過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とのあいだの不足アシスト領域Ｃからモータ回転を開始させる場合、あるいは、極低速操舵により電動モータ３１がこの不足アシスト領域Ｃに到達した場合には、電動モータ３１は、自身の発生するトルクでは反力に打ち勝って逆アシスト領域Ｂ２にまで回転することができないし、反力により逆回転方向に回されても過アシスト領域Ａ内にまで戻ることもできない。従って、例えば、図１１における電気角θ１から電動モータ３１を回転させるためには、逆アシスト領域にまで進めるためのトリガトルクＴtrが必要となり、その分だけ、運転者に一時的に大きな操舵力が必要となり違和感を与えてしまう。
【００６１】
そこで、本実施形態においては、こうした状況が発生したときの違和感を防止するために、マイコン部１１０に舵角比変更指令部１２０を備えている。舵角比変更指令部１２０は、通電不良検出部１１８から出力される通電判定信号と、操舵トルクセンサ４２から出力される操舵トルクＴｒと、回転角変換部１１４から出力される電気角θｅを入力し、通電判定信号が通電不良検出信号となった場合に作動を開始する。
【００６２】
舵角比変更指令部１２０の機能については、図１２に示すフローチャートを使って説明する。このフローチャートは、舵角比変更指令部１２０の実行する回転アシスト制御ルーチンを表し、マイコン部１１０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、通電判定信号として通電不良検出信号が入力されているあいだ、所定の短い周期で繰り返し実行される。
【００６３】
回転アシスト制御ルーチンが起動すると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１１において、回転角変換部１１４により検出される電気角θｅを読み込み、続くステップＳ１２において、電気角θｅの変化の大きさを表す電気角速度｜ωｅ｜を算出する。電気角速度｜ωｅ｜は、電気角θｅを時間微分することにより求めることができる。この電気角速度｜ωｅ｜は、電動モータ３１の回転速度を表すものである。
【００６４】
続いて、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において、検出された電気角速度｜ωｅ｜が判定基準速度ωｅ０よりも小さいか否かを判定する。判定基準速度ωｅ０は、極低速操舵操作（操舵ハンドル１１が回動していない場合も含む）を判定するための閾値であるため、非常に小さな値に設定されている。
【００６５】
舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において極低速操舵操作中ではないと判定した場合には、ステップＳ１４において、舵角比変更フラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この舵角比変更フラグＦは、後述する舵角比変更指令が出力されているときに「１」に設定されるもので、回転アシスト制御ルーチンの起動時においては「０」に設定されている。従って、ここでは、Ｆ＝０であるため「Ｎｏ」と判定され、回転アシスト制御ルーチンを一旦終了する。回転アシスト制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。従って、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の処理が繰り返されることになる。
【００６６】
そして、ステップＳ１３において極低速操舵操作中であると判定されると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１５において、操舵トルクセンサ４２により検出される操舵トルクＴｒを読み込み、続くステップＳ１６において、操舵トルクＴｒが判定基準操舵トルクＴｒ０以上であるか否かを判断する。例えば、図１１に示す電気角θ１からモータ回転を開始させる場合、あるいは、極低速操舵操作で不足アシスト領域Ｃに入った場合には、モータトルク不足が発生し操舵トルクＴｒが大きくなる。この場合には、ステップＳ１６の判断は「Ｙｅｓ」となり、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１７において、舵角比可変装置８０のマイコン部６０に対して舵角比変更指令を出力して振動停止制御ルーチンを一旦終了する。この舵角比変更指令は、舵角比変更フラグＦを「１」に設定することにより行われる。
【００６７】
舵角比可変装置８０のマイコン部６０は、通常時においては、上述したように車速vに応じて設定される目標相対角Δθｖ＊が得られるように電動モータ２２を駆動制御するが、マイコン部１１０の舵角比変更指令部１２０から舵角比変更指令（Ｆ＝１）を入力した場合には、目標相対角Δθｖ＊を変更する。図１３は、舵角比可変装置８０のマイコン部６０の実行する舵角比変更ルーチンを表す。舵角比変更ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。マイコン部６０は、ステップＳ２１において、電動パワーステアリング装置２００のマイコン部１１０（舵角比変更指令部１２０）から出力される舵角比変更フラグＦを読み込み、舵角比変更フラグＦが「１」であるか否かを判断する。そして、舵角比変更フラグＦが「０」であれば、そのまま舵角比変更ルーチンを終了する。
【００６８】
一方、舵角比変更フラグＦが「１」であれば、ステップＳ２２において、目標相対角Δθｖ＊に予め設定した回転アシスト用角度θvaだけ加算した角度を、あらたな目標相対角Δθｖ＊として設定する。従って、舵角比変更フラグＦが「０」から「１」に切り替わったときには、電動モータ２２が回転アシスト用角度θvaだけ回転することになる。この回転アシスト用角度θvaは、電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１の電気角が、逆アシスト領域Ｂ２にまで移動するだけの微小角度に設定されている。従って、舵角比可変装置８０の電動モータ２２が回転アシスト用角度θvaだけ回転することにより、電動モータ３１のロータがステアリング機構を介して回されることになる。これにより、電動モータ３１は、図１１に示すように、その電気角が不足アシスト領域Ｃから逆アシスト領域Ｂ２にまで進む。従って、逆アシスト領域Ｂ２で操舵方向とは逆方向となるトルクを発生させ、そのトルクと反力との合力により、過アシスト領域Ａ内にまで一気に戻る。そして、過アシスト領域Ａにおいて正回転方向にトルクを発生させて加速を開始し、そこで蓄えた運動エネルギーにより不足アシスト領域Ｃ、逆アシスト領域Ｂ２、不足アシスト領域Ｂ１を通過する。これにより、引っ掛かりを発生させることなく電動モータ３１を操舵方向に回転させることができる。尚、回転アシスト用角度θvaは、電動モータ３１の電気角を隣の逆アシスト領域Ｂ２へ進めるだけの角度、あるいは、それよりも操舵方向に進めるような角度に設定すればよい。
【００６９】
図１２の回転アシスト制御ルーチンの説明に戻る。回転アシスト制御ルーチンは、舵角比変更フラグＦを「１」に切り替えた後においても繰り返し実施される。舵角比変更フラグＦを「１」に切り替えた場合には、舵角比可変装置８０の作動により電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１が回されるため、電気角速度｜ωｅ｜は増加して判定基準速度ωｅ０よりも大きくなる。従って、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１３において「Ｎｏ」と判定し、続くステップＳ１４において舵角比変更フラグＦが「１」であるか否かについて判断する。この場合、舵角比変更フラグＦが「１」に設定されているため、次に、ステップＳ１８において、電気角速度｜ωｅ｜が判定基準速度ωｅ０よりも大きい状態で舵角比変更フラグＦが「１」となっている時間が予め設定した所定時間に達したか否かを判断する。所定時間に達しないあいだは、回転アシスト制御ルーチンをそのまま抜ける。そして、電気角速度｜ωｅ｜が判定基準速度ωｅ０よりも大きい状態で舵角比変更フラグＦが「１」となっている時間が所定時間に達すると、舵角比変更指令部１２０は、ステップＳ１９において舵角比戻し指令を舵角比可変装置８０のマイコン部６０に出力して回転アシスト制御ルーチンを一旦終了する。この舵角比戻し指令は、舵角比変更フラグＦを「０」にリセットすることにより行われる。
【００７０】
舵角比可変装置８０のマイコン部６０は、舵角比変更フラグＦが「０」にリセットされると、舵角比変更ルーチンにおけるステップＳ２１の判断が「Ｎｏ」となり、目標相対角Δθｖ＊に対する回転アシスト用角度θvaの加算補正を行わないようになる。従って、目標相対角Δθｖ＊がオリジナルの目標相対角Δθｖ＊に戻される。このため、電動モータ２２は、回転アシスト用角度θvaだけ逆方向に回転することになる。この場合、それに伴って電動パワーステアリング装置２００の電動モータ３１も回されることになるが、ステップＳ１８の時間経過処理により、すでに電動モータ３１がある程度回転しているため、電動モータ３１が同じ電気角度位置に戻ることはない。また、電動モータ２２の回転は、回転アシスト用角度θvaが微小角度であるため、運転者には何ら違和感を与えるものではない。
【００７１】
以上説明した本実施形態の車両のステアリング装置によれば、電動パワーステアリング装置２００における電動モータ３１の１相の通電不良が発生した場合であっても、進角量θａを与えた２相通電制御を行うことにより、電動モータ３１を良好に回転させることができる。これにより、２相通電制御時における操舵操作フィーリングの低下を抑制することができる。また、電動モータ３１が過アシスト領域Ａと逆アシスト領域Ｂ２とのあいだの不足アシスト領域Ｃの位置から回転開始する場合には、舵角比可変装置８０に舵角比変更指令を出力して電動モータ３１の電気角をずらすため、電動モータ３１をスムーズに回転させることができる。従って、運転者に違和感を与えないようにすることができる。
【００７２】
以上、本実施形態の車両のステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７３】
例えば、本実施形態においては、電動モータ３１の回転速度を電気角速度ωｅにて検出しているが、電気角速度ωｅの検出に代えて操舵速度ωｈの検出を行うようにしてもよい。この場合、ステップＳ１３における判定基準速度ωｅ０に代えて、極低速操舵操作を判定する判定基準速度ωｈ０を用いるようにすればよい。
【００７４】
また、本実施形態においては、電動モータ３１の発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置を備えているが、電動モータの発生するトルクを操舵軸１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を備えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、２０…舵角比可変機構、２２…電動モータ、３０…パワーアシスト機構、３１…電動モータ、４０…回転角センサ、４１…操舵角センサ、４２…操舵トルクセンサ、４３…相対角センサ、４４…車速センサ、５０…舵角比ＥＣＵ、６０…マイコン部、１００…操舵アシストＥＣＵ、１１０…マイコン部、１１１…アシスト電流指令部、１１２…フィードバック制御部、１１３…３相／２相座標変換部、１１４…回転角変換部、１１５…２相／３相座標変換部、１１６…ＰＷＭ制御信号発生部、１１７…２相通電指令部、１１８…通電不良検出部、１１９…２相通電用フィードバック制御部、１２０…舵角比変更指令部、１３０…モータ駆動回路、１３１…電流センサ。
【図１】
2010167881.tif 000006
【図２】
2010167881.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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