(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、このロータに対向するステータとを備えたモータによって車両の舵取り機構に駆動力を付与する車両用操舵装置であって、
制御上の回転角である制御角に従うγδ回転座標系のγ軸に流すべき電流指令値であるγ軸指示電流値に基いて前記モータを駆動する電流駆動手段と、
前記車両の操向のために操作される操作部材に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
操舵トルクの目標値としての指示操舵トルクを設定する指示トルク設定手段と、
前記指示トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて加算角を演算する加算角演算手段と、
所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、
前記加算角の絶対値を制限値以下に制限する加算角制限手段と、
モータ制御を停止させるときに、前記制限値を零まで漸減させた後に、前記γ軸指示電流値を第１の所定値以下となるまで漸減する停止処理手段とを含む、車両用操舵装置。
【請求項２】
モータ制御を再開させるときに、前記制限値を零に固定した状態で、前記γ軸指示電流値を第２の所定値以上となるまで漸増した後に、前記制限値を第３の所定値以上となるまで漸増する再開処理手段とをさらに含む、請求項１記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用操舵装置に関する。車両用操舵装置の一例は、電動パワーステアリング装置である。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータを駆動制御するためのモータ制御装置は、一般に、ロータの回転角を検出するための回転角センサの出力に応じてモータ電流の供給を制御するように構成されている。回転角センサとしては、一般的には、ロータ回転角（電気角）に対応した正弦波信号および余弦波信号を出力するレゾルバが用いられる。しかし、レゾルバは、高価であり、配線数が多く、また、設置スペースも大きい。そのため、ブラシレスモータを備えた装置のコスト削減および小型化が阻害されるという課題がある。
【０００３】
そこで、回転角センサを用いることなくブラシレスモータを駆動するセンサレス駆動方式が提案されている。センサレス駆動方式は、ロータの回転に伴う誘起電圧を推定することによって、磁極の位相（ロータの電気角）を推定する方式である。ロータ停止時および極低速回転時には、誘起電圧を推定できないので、別の方式で磁極の位相が推定される。具体的には、ステータに対してセンシング信号を注入し、このセンシング信号に対するモータの応答が検出される。このモータ応答に基づいて、ロータ回転位置が推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平10-243699号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のセンサレス駆動方式は、誘起電圧やセンシング信号を用いてロータの回転位置を推定し、その推定によって得られた回転位置に基づいてモータを制御するものである。しかし、この駆動方式は、いずれの用途にも適しているわけではなく、たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置その他の車両用操舵装置の駆動源として用いられるブラシレスモータの制御に適用するための手法は未だ確立されていない。そのため、別の方式によるセンサレス制御の実現が望まれている。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、回転角センサを用いない新たな制御方式でモータを制御することができる車両用操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ロータ（５０）と、このロータに対向するステータ（５５）とを備えたモータ（３）によって車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与する車両用操舵装置であって、制御上の回転角である制御角（θＣ）に従うγδ回転座標系のγ軸に流すべき電流指令値であるγ軸指示電流値（Ｉγ＊）に基いて前記モータを駆動する電流駆動手段（３０〜３６）と、前記車両の操向のために操作される操作部材（１０）に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出手段（１）と、操舵トルクの目標値としての指示操舵トルクを設定する指示トルク設定手段（２１）と、前記指示トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて加算角を演算する加算角演算手段（２２，２３）と、所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段（２６）と、前記加算角の絶対値を制限値以下に制限する加算角制限手段（２４）と、モータ制御を停止させるときに、前記制限値を零まで漸減させた後に、前記γ軸指示電流値を第１の所定値以下となるまで漸減する停止処理手段（４３，４６）とを含む、車両用操舵装置である。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。
【０００８】
この構成によれば、制御角に従うγδ回転座標系（以下「仮想回転座標系」といい、この仮想回転座標系の座標軸を「仮想軸」という。）のγ軸に流すべき電流指令値であるγ軸指示電流値（以下「仮想軸電流値」という。）によってモータが駆動される一方で、制御角は、演算周期毎に加算角を加算することによって更新される。これにより、制御角を更新しながら、すなわち、仮想回転座標系の座標軸（仮想軸）を更新しながら、仮想軸電流値でモータを駆動することによって、必要なトルクを発生させることができる。こうして、回転角センサを用いることなく、モータから適切なトルクを発生させることができる。
【０００９】
この発明では、加算角の絶対値を制限値以下に制限する加算角制限手段が設けられている。そして、モータ制御を停止させるときには、制限値が零まで漸減された後に、γ軸指示電流値が第１の所定値以下となるまで漸減される。この構成によれば、モータ制御を停止させるときには、γ軸指示電流値を瞬時に第１の所定値以下に変化させるのではなく、γ軸指示電流値を第１の所定値以下となるまで漸減させているので、モータ制御を滑らかに停止させることができる。また、モータ制御を停止させるときには、制限値を零まで漸減した後に、γ軸指示電流値を第１の所定値以下となるまで漸減しているので、制御角が変化しないように固定された状態で、γ軸指示電流値が第１の所定値以下となるまで漸減される。このため、γ軸指示電流値が第１の所定値以下となるまで漸減される際に、制御角に不所望な変動が生じるのを抑制できる。
また、この構成によれば、指示操舵トルクが設定され、この指示操舵トルクと操舵トルク（検出値）との偏差に応じて前記加算角が演算される。これにより、操舵トルクが当該指示操舵トルクとなるように加算角が定められ、それに応じた制御角が定められることになる。したがって、指示操舵トルクを適切に定めておくことによって、モータから適切な駆動力を発生させて、これを舵取り機構に付与することができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量（負荷角）が指示操舵トルクに応じた値に導かれる。その結果、適切なトルクがモータから発生され、運転者の操舵意図に応じた駆動力を舵取り機構に付与できる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、モータ制御を再開させるときに、前記制限値を零に固定した状態で、前記γ軸指示電流値を第２の所定値以上となるまで漸増した後に、前記制限値を第３の所定値以上となるまで漸増する再開処理手段とをさらに含む、請求項１記載の車両用操舵装置である。この発明では、モータ制御を再開させるときには、前記制限値を零に固定した状態で、γ軸指示電流値が第２の所定値以上となるまで漸増された後に、制限値が第３の所定値以上となるまで漸増される。
【００１１】
この構成によれば、モータ制御を再開させるときには、γ軸指示電流値を瞬時に第２の所定値に変化させるのではなく、γ軸指示電流値を第２の所定値以上となるまで漸増させているので、モータ制御を滑らかに再開させることができる。また、モータ制御を再開させるときには、制限値を零に固定した状態で、γ軸指示電流値を第２の所定値以上となるまで漸増した後に、制限値を第３の所定値まで漸増しているので、制御角が変化しないように固定された状態で、γ軸指示電流値が第２の所定値以上となるまで漸増される。このため、γ軸指示電流値が第２の所定値以上となるまで漸増される際に、制御角が不所望な変動が生じるのを抑制できる。そして、γ軸指示電流値が第２の所定値以上になった後に、制限値が第３の所定値以上となるまで漸増されるので、モータ制御をスムーズに再開させることができるようになる。
【００１４】
前記車両用操舵装置は、前記モータのステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出手段（１３）をさらに含み、前記電流駆動手段は、仮想軸に流すべき電流値を指示電流値として生成する指示電流生成手段（３０）と、前記電流検出手段によって検出される検出電流値と前記指示電流生成手段によって生成される指示電流値と前記制御角とに応じて、モータのステータ巻線に印加すべき指示電圧を生成する指示電圧生成手段（３１〜３４，３６）とを含むものであってもよい。
【００１５】
なお、指示電流生成手段は、たとえば、トルク検出手段によって検出されるトルクに基づいて、指示電流値を生成するものであってもよい。
操作部材と舵取り機構とが機械的に結合された車両用操舵装置（たとえば、電動パワーステアリング装置）では、モータの駆動力は舵取り機構にアシストトルク（操舵補助力）として与えられる。このアシストトルクを、モータ負荷（負荷トルク）から減じた値が、運転者が操作部材に与えるべき操舵トルクとなる。
【００１６】
モータ制御を停止させるときに、γ軸指示電流値を単に漸減させると、γ軸指示電流値の漸減中にモータ負荷に対して必要となるアシストトルクを出力できなくなる。これにより、操舵トルクがトルク検出手段による検出範囲を超えると、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなるおそれがある。そこで、モータ制御を停止させるときに、制限値を零まで漸減した後に、γ軸指示電流値を第１の所定値以下となるまで漸減するようにすると、制御角が変化しないように固定された状態で、γ軸指示電流値が第１の所定値以下となるまで漸減される。これにより、制御角の制限によってモータをスムーズに停止させることができる。そのため、その後に、γ軸指示電流値が第１の所定値以下となるまで漸減される際に、トルクのフィードバック制御が不正常になることによる違和感を抑制できる。つまり、駆動値の不足によって、トルクフィードバック制御が不正常になる場合でも、加算角が零に固定されるため、不正常なトルクフィードバック制御の影響を受けない。
【００１７】
一方、モータ制御を再開させるときに、γ軸指示電流値を単に零から第２の所定値以上となるまで漸増させると、γ軸指示電流値がモータ負荷に対して必要とするアシストトルクを発生できる値に達するまでは、操舵トルクがトルク検出手段による検出範囲を超えて、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなるおそれがある。そこで、モータ制御を再開させるときに、制限値を零に固定した状態で、γ軸指示電流値を第２の所定値以上となるまで漸増させる。これにより、γ軸指示電流値が充分に大きくなるまでは、制御角が変化しないので、たとえ、トルクフィードバック制御が不正常であっても、モータに不所望な挙動が現れることがない。これにより、モータ制御をスムーズに再開させることができる。
【００２０】
前記モータ制御装置または前記車両用操舵装置は、前記操作部材の操舵角を検出する操舵角検出手段（４）をさらに含み、前記指示トルク設定手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角に応じて指示操舵トルクを設定するものであることが好ましい。この構成によれば、操作部材の操舵角に応じて指示操舵トルクが設定されるので、操舵角に応じた適切なトルクをモータから発生させることができ、運転者が操作部材に加える操舵トルクを操舵角に応じた値へと導くことができる。これにより、良好な操舵感を得ることができる。
【００２１】
前記指示トルク設定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段（６）によって検出される当該車速に応じて指示操舵トルクを設定するものであってもよい。この構成によれば、車速に応じて指示操舵トルクが設定されるので、いわゆる車速感応制御を行うことができる。その結果、良好な操舵感を実現できる。たとえば、車速が大きいほど、すなわち、高速走行時ほど指示操舵トルクを小さく設定することより、すぐれた操舵感が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図２】モータの構成を説明するための図解図である。
【図３】前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。
【図４】操舵角に対する指示操舵トルクの特性例を示す図である。
【図５】操舵トルクリミッタの働きを説明するための図である。
【図６】γ軸指示電流値の設定例を示す図である。
【図７】加算角リミッタの働きを説明するためのフローチャートである。
【図８】モータ制御停止・再開タイミング検出部の働きを説明するためのフローチャートである。
【図９】モータ制御停止処理部の働きを説明するためのフローチャートである。
【図１０】モータ制御停止処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１１】モータ制御再開処理部の働きを説明するためのフローチャートである。
【図１２】モータ制御再開処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１３】モータ制御停止・再開タイミング検出部の他の動作例を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１５】モータ制御停止タイミング検出部の働きを説明するためのフローチャートである。
【図１６】モータ制御停止処理部の働きを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置の一例）の電気的構成を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール１０に加えられる操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１と、車両の舵取り機構２に減速機構７を介して操舵補助力を与えるモータ３（ブラシレスモータ）と、ステアリングホイール１０の回転角である操舵角を検出する舵角センサ４と、モータ３を駆動制御するモータ制御装置５と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ６とを備えている。
【００２４】
モータ制御装置５は、トルクセンサ１が検出する操舵トルク、舵角センサ４が検出する操舵角および車速センサ６が検出する車速に応じてモータ３を駆動することによって、操舵状況および車速に応じた適切な操舵補助を実現する。
モータ３は、この実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図２に図解的に示すように、界磁としてのロータ５０と、このロータ５０に対向するステータ５５に配置されたＵ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線５１，５２，５３とを備えている。モータ３は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。
【００２５】
各相のステータ巻線５１，５２，５３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ５０の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ５０の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ５０とともに回転する回転座標系である。ｄｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ５０のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ５０の回転角（ロータ角）θＭは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄｑ座標系は、ロータ角θＭに従う実回転座標系である。このロータ角θＭを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。
【００２６】
一方、この実施形態では、制御上の回転角を表す制御角θＣが導入される。制御角θＣは、Ｕ軸に対する仮想的な回転角である。この制御角θＣに対応する仮想的な軸をγ軸とし、このγ軸に対して９０°進んだ軸をδ軸として、仮想二相回転座標系（γδ座標系。仮想回転座標系）を定義する。制御角θＣがロータ角θＭに等しいとき、仮想回転座標系であるγδ座標系と実回転座標系であるｄｑ座標系とが一致する。すなわち、仮想軸としてのγ軸は実軸としてのｄ軸と一致し、仮想軸としてのδ軸は実軸としてのｑ軸と一致する。γδ座標系は、制御角θＣに従う仮想回転座標系である。ＵＶＷ座標系とγδ座標系との座標変換は、制御角θＣを用いて行うことができる。
【００２７】
制御角θＣとロータ角θＭとの差を負荷角θＬ（＝θＣ−θＭ）と定義する。
制御角θＣに従ってγ軸電流Ｉγをモータ３に供給すると、このγ軸電流Ｉγのｑ軸成分（ｑ軸への正射影）がロータ５０のトルク発生に寄与するｑ軸電流Ｉｑとなる。すなわち、γ軸電流Ｉγとｑ軸電流Ｉｑとの間に、次式(1)の関係が成立する。
Ｉｑ＝Ｉγ・sinθＬ      …(1)
再び図１を参照する。モータ制御装置５は、マイクロコンピュータ１１と、このマイクロコンピュータ１１によって制御され、モータ３に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）１２と、モータ３の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部１３とを備えている。
【００２８】
電流検出部１３は、モータ３の各相のステータ巻線５１，５２，５３に流れる相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ（以下、総称するときには「三相検出電流ＩＵＶＷ」という。）を検出する。これらは、ＵＶＷ座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭなど）を備えており、所定の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、操舵トルクリミッタ２０と、指示操舵トルク設定部２１と、トルク偏差演算部２２と、ＰＩ（比例積分）制御部２３と、加算角リミッタ２４と、制御角演算部２６と、指示電流値生成部３０と、指示電流値変更部３１と、電流偏差演算部３２と、ＰＩ制御部３３と、γδ／ＵＶＷ変換部３４と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部３５と、ＵＶＷ／γδ変換部３６と、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１と、モータ制御停止・再開処理部４２とが含まれている。
【００２９】
指示操舵トルク設定部２１は、舵角センサ４によって検出される操舵角と、車速センサ６によって検出される車速とに基づいて、指示操舵トルクＴ＊を設定する。たとえば、図４に示すように、操舵角が正の値（右方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ＊は正の値（右方向へのトルク）に設定され、操舵角が負の値（左方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ＊は負の値（左方向へのトルク）に設定される。そして、操舵角の絶対値が大きくなるに従って、その絶対値が大きくなるように（図４の例では非線型に大きくなるように）指示操舵トルクＴ＊が設定される。ただし、所定の上限値（正の値。たとえば、＋６Ｎｍ）および下限値（負の値。たとえば−６Ｎｍ）の範囲内で指示操舵トルクＴ＊の設定が行われる。また、指示操舵トルクＴ＊は、車速が大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。すなわち、車速感応制御が行われる。
【００３０】
操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の出力ＴＳを所定の上限飽和値＋Ｔmax（＋Ｔmax＞０。たとえば＋Ｔmax＝７Ｎｍ）と下限飽和値−Ｔmax（−Ｔmax＜０。たとえば−Ｔmax＝−７Ｎｍ）との間に制限する。具体的には、操舵トルクリミッタ２０は、図５に示すように、上限飽和値＋Ｔmaxと下限飽和値−Ｔmaxの間では、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴＳをそのまま出力する。また、操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴＳが上限飽和値＋Ｔmax以上であれば、上限飽和値＋Ｔmaxを出力する。そして、操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴＳが下限飽和値−Ｔmax以下であれば、下限飽和値−Ｔmaxを出力する。飽和値＋Ｔmaxおよび−Ｔmaxは、トルクセンサ１の出力信号が安定な領域（信頼性のある領域）の境界を画定するものである。つまり、トルクセンサ１の出力信号は、上限飽和値Ｔmaxを超える区間、および下限飽和値−Ｔmaxを下回る区間では不安定であり、実際の操舵トルクに対応しなくなる。換言すれば、飽和値＋Ｔmax，−Ｔmaxは、トルクセンサ１の出力特性に応じて定められる。
【００３１】
トルク偏差演算部２２は、指示操舵トルク設定部２１によって設定される指示操舵トルクＴ＊とトルクセンサ１によって検出され、操舵トルクリミッタ２０による制限処理を受けた操舵トルクＴ（以下、区別するために「検出操舵トルクＴ」という。）との偏差（トルク偏差）ΔＴ（＝Ｔ＊−Ｔ）を求める。ＰＩ制御部２３は、このトルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行う。すなわち、トルク偏差演算部２２およびＰＩ制御部２３によって、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に導くためのトルクフィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部２３は、トルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行うことで、制御角θＣに対する加算角αを演算する。したがって、前記トルクフィードバック制御手段は、加算角αを演算する加算角演算手段を構成している。
【００３２】
加算角リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αに対して制限を加える加算角制御手段である。より具体的には、加算角リミッタ２４は、所定の上限値ＵＬ（正の値）と下限値ＬＬ（負の値）との間の値に加算角αを制限する。上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、制限値ωmax（ωmax≧０）に基づいて定められる。この制限値ωmaxを用いて、加算角αの上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、それぞれ次式(2)(3)で表すことができる。
【００３３】
ＵＬ＝＋ωmax    …(2)
ＬＬ＝−ωmax    …(3)
制限値ωmaxは、通常時は、所定の基準値Ω（以下、制限基準値という。たとえばΩ＝４５度）に設定されている。制限値ωmaxは、後述するように、モータ制御の停止処理および再開処理において、漸減または漸増される。制限基準値Ωは、たとえば、最大操舵角速度に基づいて定められる。最大操舵角速度とは、ステアリングホイール１０の操舵角速度として想定され得る最大値であり、たとえば、８００deg/sec程度である。
【００３４】
最大操舵角速度のときのロータ５０の電気角の変化速度（電気角での角速度。最大ロータ角速度）は、次式(4)のとおり、最大操舵角速度と、減速機構７の減速比と、ロータ５０の極対数との積で与えられる。極対数とは、ロータ５０が有する磁極対（Ｎ極とＳ極との対）の個数である。
最大ロータ角速度＝最大操舵角速度×減速比×極対数    …(4)
制御角θＣの演算間（演算周期）におけるロータ５０の電気角変化量の最大値（ロータ角変化量最大値）は、次式(5)のとおり、最大ロータ角速度に演算周期を乗じた値となる。
【００３５】
ロータ角変化量最大値＝最大ロータ角速度×演算周期
＝最大操舵角速度×減速比×極対数×演算周期    …(5)
このロータ角変化量最大値が一演算周期間で許容される制御角θＣの最大変化量である。そこで、前記ロータ角変化量最大値を制限基準値Ωとすればよい。
加算角リミッタ２４による制限処理後の加算角αが、制御角演算部２６の加算器２６Ａにおいて、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)（ｎは今演算周期の番号）に加算される（Ｚ−１は信号の前回値を表す）。ただし、制御角θＣの初期値は予め定められた値（たとえば零）である。
【００３６】
制御角演算部２６は、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)に加算角リミッタ２４から与えられる加算角αを加算する加算器２６Ａを含む。すなわち、制御角演算部２６は、所定の演算周期毎に制御角θＣを演算する。そして、前演算周期における制御角θＣを前回値θＣ(n-1)とし、これを用いて今演算周期における制御角θＣである今回値θＣ(n)を求める。
指示電流値生成部３０は、制御上の回転角である前記制御角θＣに対応する仮想回転座標系であるγδ座標系の座標軸（仮想軸）に流すべき電流値を指示電流値として生成するものである。具体的には、γ軸指示電流値Ｉ'γ＊およびδ軸指示電流値Ｉ'δ＊（以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉ'γδ＊」という。）を生成する。指示電流値生成部３０は、γ軸指示電流値Ｉ'γ＊を有意値とする一方で、δ軸指示電流値Ｉ'δ＊を零とする。より具体的には、指示電流値生成部３０は、トルクセンサ１によって検出される検出操舵トルクＴに基づいてγ軸指示電流値Ｉ'γ＊を設定する。
【００３７】
検出操舵トルクＴに対するγ軸指示電流値Ｉ'γ＊の設定例は、図６に示されている。検出操舵トルクＴが零付近の領域には不感帯ＮＲが設定されている。γ軸指示電流値Ｉ'γ＊は、不感帯ＮＲの外側の領域で急峻に立ち上がり、所定のトルク以上でほぼ一定値となるように設定される。これにより、運転者がステアリングホイール１０を操作していないときには、モータ３への通電が停止され、不必要な電力消費が抑制される。
【００３８】
指示電流値変更部３１は、指示電流値生成部３０によって生成された二相指示電流値Ｉ'γδ＊を変更するために設けられている。指示電流値変更部３１は、モータ制御停止・再開処理部４２によって制御される。指示電流値変更部３１は、通常時は、指示電流値生成部３０によって生成される二相指示電流値Ｉ'γδ＊をそのまま出力する。指示電流値変更部３１から出力されるγ軸指示電流値およびδ軸指示電流値をＩγ＊およびＩδ＊で表すことにする。また、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉγδ＊」という。
【００３９】
電流偏差演算部３２は、指示電流値変更部３１から出力されるγ軸指示電流値Ｉγ＊に対するγ軸検出電流Ｉγの偏差Ｉγ＊−Ｉγと、δ軸指示電流値Ｉδ＊（＝０）に対するδ軸検出電流Ｉδの偏差Ｉδ＊−Ｉδとを演算する。γ軸検出電流Ｉγおよびδ軸検出電流Ｉδは、ＵＶＷ／γδ変換部３６から偏差演算部３２に与えられるようになっている。
ＵＶＷ／γδ変換部３６は、電流検出部１３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流ＩＵＶＷ（Ｕ相検出電流ＩＵ、Ｖ相検出電流ＩＶおよびＷ相検出電流ＩＷ）をγδ座標系の二相検出電流ＩγおよびＩδ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉγδ」という。）に変換する。これらが電流偏差演算部３２に与えられるようになっている。ＵＶＷ／γδ変換部３６における座標変換には、制御角演算部２６で演算される制御角θＣが用いられる。
【００４０】
ＰＩ制御部３３は、電流偏差演算部３２によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行うことにより、モータ３に印加すべき二相指示電圧Ｖγδ＊（γ軸指示電圧Ｖγ＊およびδ軸指示電圧Ｖδ＊）を生成する。この二相指示電圧Ｖγδ＊が、γδ／ＵＶＷ変換部３４に与えられる。
γδ／ＵＶＷ変換部３４は、二相指示電圧Ｖγδ＊に対して座標変換演算を行うことによって、三相指示電圧ＶＵＶＷ＊を生成する。三相指示電圧ＶＵＶＷ＊は、Ｕ相指示電圧ＶＵ＊、Ｖ相指示電圧ＶＶ＊およびＷ相指示電圧ＶＷ＊からなる。この三相指示電圧ＶＵＶＷ＊は、ＰＷＭ制御部３５に与えられる。
【００４１】
ＰＷＭ制御部３５は、Ｕ相指示電圧ＶＵ＊、Ｖ相指示電圧ＶＶ＊およびＷ相指示電圧ＶＷ＊にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路１２に供給する。
駆動回路１２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部３５から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧ＶＵＶＷ＊に相当する電圧がモータ３の各相のステータ巻線５１，５２、５３に印加されることになる。
【００４２】
電流偏差演算部３２およびＰＩ制御部３３は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、モータ３に流れるモータ電流が、指示電流値生成部３０によって設定された二相指示電流値Ｉγδ＊に近づくように制御される。
モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、モータ制御を停止させるべきタイミング（モータ制御停止タイミング）と、モータ制御停止後においてモータ制御を再開させるべきタイミング（モータ制御再開タイミング）とを検出する。モータ制御停止・再開タイミング検出部４１の具体的な動作については、後述する。
【００４３】
モータ制御停止・再開処理部４２は、モータ制御停止処理部４３と、モータ制御再開処理部４４とを含んでいる。モータ制御停止処理部４３は、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１によってモータ制御停止タイミングが検出されたことに応答して、モータ制御を停止させるための処理を行なう。モータ制御再開処理部４４は、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１によってモータ制御再開タイミングが検出されたことに応答して、モータ制御を再開させるための処理を行なう。モータ制御停止処理部４３およびモータ制御再開処理部４４の具体的な動作については、後述する。
【００４４】
図３は、前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。ただし、説明を簡単にするために、加算角リミッタ２４の機能は省略してある。
指示操舵トルクＴ＊と検出操舵トルクＴとの偏差（トルク偏差）ΔＴに対するＰＩ制御（ＫＰは比例係数、ＫＩは積分係数、１／ｓは積分演算子である。）によって、加算角αが生成される。この加算角αが制御角θＣの前回値θＣ(n-1)に対して加算されることによって、制御角θＣの今回値θＣ(n)＝θＣ(n-1)＋αが求められる。このとき、制御角θＣとロータ５０の実際のロータ角θＭとの偏差が負荷角θＬ＝θＣ−θＭとなる。
【００４５】
したがって、制御角θＣに従うγδ座標系（仮想回転座標系）のγ軸（仮想軸）にγ軸指示電流値Ｉγ＊に従ってγ軸電流Ｉγが供給されると、ｑ軸電流Ｉｑ＝ＩγsinθＬとなる。このｑ軸電流Ｉｑがロータ５０の発生トルクに寄与する。すなわち、モータ３のトルク定数ＫＴをｑ軸電流Ｉｑ（＝ＩγsinθＬ）に乗じた値が、アシストトルクＴＡ（＝ＫＴ・ＩγsinθＬ）として、減速機構７を介して、舵取り機構２に伝達される。このアシストトルクＴＡを舵取り機構２からの負荷トルクＴＬから減じた値が、運転者がステアリングホイール１０に与えるべき操舵トルクＴである。この操舵トルクＴがフィードバックされることによって、この操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に導くように系が動作する。つまり、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に一致させるべく、加算角αが求められ、それに応じて制御角θＣが制御される。
【００４６】
このように制御上の仮想軸であるγ軸に電流を流す一方で、指示操舵トルクＴ＊と検出操舵トルクＴとの偏差ΔＴに応じて求められる加算角αで制御角θＣを更新していくことにより、負荷角θＬが変化し、この負荷角θＬに応じたトルクがモータ３から発生するようになっている。これにより、操舵角および車速に基づいて設定される指示操舵トルクＴ＊に応じたトルクをモータ３から発生させることができるので、操舵角および車速に対応した適切な操舵補助力を舵取り機構２に与えることができる。すなわち、操舵角の絶対値が大きいほど操舵トルクが大きく、かつ、車速が大きいほど操舵トルクが小さくなるように、操舵補助制御が実行される。
【００４７】
このようにして、回転角センサを用いることなくモータ３を適切に制御して、適切な操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング装置を実現できる。これにより、構成を簡単にすることができ、コストの削減を図ることができる。
図７は、加算角リミッタ２４の働きを説明するためのフローチャートである。加算角リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αを上限値ＵＬと比較し（ステップＳ１）、加算角αが上限値ＵＬを超えている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、上限値ＵＬを加算角αに代入する（ステップＳ２）。したがって、制御角θＣに対して上限値ＵＬ（＝＋ωmax）が加算されることになる。
【００４８】
ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが上限値ＵＬ以下であれば（ステップＳ１：ＮＯ）、加算角リミッタ２４は、さらに、その加算角αを下限値ＬＬと比較する（ステップＳ３）。そして、その加算角αが下限値未満であれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、下限値ＬＬを加算角αに代入する（ステップＳ４）。したがって、制御角θＣに対して下限値ＬＬ（＝−ωmax）が加算されることになる。
【００４９】
ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが下限値ＬＬ以上上限値ＵＬ以下（ステップＳ３：ＮＯ）であれば、その加算角αがそのまま制御角θＣへの加算のために用いられる。
このようにして、加算角αを上限値ＵＬと下限値ＬＬとの間に制限することができるので、制御の安定化を図ることができる。より具体的には、電流不足時や制御開始時に制御不安定状態（アシスト力が不安定な状態）が発生しても、この状態から安定な制御状態への遷移を促すことができる。
【００５０】
図８は、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１の働きを説明するためのフローチャートである。図８に示す処理は、演算周期毎に実行される。モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳ（トルクセンサの出力値）の絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続したときに、モータ制御を停止させるべきタイミング（モータ制御停止タイミング）であると判定する。また、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、モータ制御が停止されている場合において、検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値未満の状態が所定時間以上継続したときに、モータ制御を再開すべきタイミング（モータ制御再開タイミング）であると判定する。
【００５１】
モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、制御停止中フラグＦがセットされているか否かを判別する（ステップＳ１１）。制御停止中フラグＦは、モータ制御が停止状態となっていることを記憶するためのフラグであり、モータ制御が停止状態であればセット（Ｆ＝１）され、モータ制御が停止状態でなければリセット（Ｆ＝０）されている。なお、制御停止中フラグＦの初期値は０である。
【００５２】
制御停止中フラグＦがセットされていなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、つまり、モータ制御が実行されているときには、タイミング検出部４１は、第２カウント値Ｋ２を０に設定した後（ステップＳ１２）、検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。この所定値Ｔｔｈは、たとえば、前述した飽和値Ｔmaxと同じ値に設定される。検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ未満であれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していないと判別し、第１カウント値Ｋ１を０に設定した後（ステップＳ１４）、今演算周期での処理を終了する。なお、第１カウント値Ｋ１および第２カウント値Ｋ２の初期値は０である。
【００５３】
一方、検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ以上であると判別された場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していると判別し、第１カウント値Ｋ１を１だけインクリメントする（ステップＳ１５）。そして、タイミング検出部４１は、第１カウント値Ｋ１が所定値Ｎａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。第１カウント値Ｋ１が所定値Ｎａ未満である場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和している状態が所定時間以上継続していないと判別し、今演算周期での処理を終了する。
【００５４】
前記ステップＳ１６において、第１カウント値Ｋ１が所定値Ｎａ以上であると判別された場合には、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和している状態が所定時間以上継続していると判別し、停止タイミング検出フラグＦａをセット（Ｆａ＝１）するとともに、停止処理初回フラグＦasをセット（Ｆas＝１）する（ステップＳ１７）。そして、今演算周期での処理を終了する。
【００５５】
前記ステップＳ１１において、制御停止中フラグＦがセットされていれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、つまり、モータ制御が停止状態となっている場合には、タイミング検出部４１は、第１カウント値Ｋ１を０に設定した後（ステップＳ１８）、検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ１９）。検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ以上であれば（ステップＳ１９：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していると判別し、第２カウント値Ｋ２を０に設定した後（ステップＳ２０）、今演算周期での処理を終了する。
【００５６】
一方、検出操舵トルクＴＳの絶対値が所定値Ｔｔｈ未満であると判別された場合には（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していないと判別し、第２カウント値Ｋ２を１だけインクリメントする（ステップＳ２１）。そして、タイミング検出部４１は、第２カウント値Ｋ２が所定値Ｎｂ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。第２カウント値Ｋ２が所定値Ｎｂ未満である場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していない状態が所定時間以上継続していないと判別し、今演算周期での処理を終了する。
【００５７】
前記ステップＳ２２において、第２カウント値Ｋ２が所定値Ｎｂ以上であると判別された場合には、タイミング検出部４１は、検出操舵トルクＴＳが飽和していない状態が所定時間以上継続していると判別し、再開タイミング検出フラグＦｂをセット（Ｆｂ＝１）するとともに、再開処理初回フラグＦbsをセット（Ｆbs＝１）する（ステップＳ２３）。そして、今演算周期での処理を終了する。
【００５８】
図９は、モータ制御停止処理部４３の働きを説明するためのフローチャートである。モータ制御停止処理部４３は、停止タイミング検出フラグＦａがセットされているか否かを判別する（ステップＳ３１）。停止タイミング検出フラグＦａがセットされていなければ（ステップＳ３１：ＮＯ）、モータ制御停止処理部４３は、モータ制御を停止させるための処理を行なうことなく、今回の処理を終了する。
【００５９】
一方、停止タイミング検出フラグＦａがセットされていれば（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、モータ制御停止処理部４３は、モータ制御を停止させるための処理（以下、「モータ制御停止処理」という）を行なう（ステップＳ３２）。モータ制御停止処理の詳細については、後述する。モータ制御停止処理が終了すると、モータ制御停止処理部４３は、制御停止中フラグＦをセット（Ｆ＝１）する（ステップＳ３３）。そして、今回の処理を終了する。
【００６０】
図１０は、図９のステップＳ３２のモータ制御停止処理の詳細な手順を示すフローチャートである。モータ制御停止処理部４３は、停止処理初回フラグＦasがセット（Ｆas＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ４１）。停止処理初回フラグＦasは、モータ制御停止処理が開始された直後においては、セットされている（図８のステップＳ１７参照）。
【００６１】
停止処理初回フラグＦasがセットされていれば（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、モータ制御停止処理部４３は、指示電流値変更部３１から出力される今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を、指示電流値生成部３０によって生成されたγ軸指示電流値Ｉ’γ＊に設定する（ステップＳ４２）。また、モータ制御停止処理部４３は、加算角リミッタ２４に設定される今回の制限値ωmax(n)を制限基準値Ωに設定した後（ステップＳ４３）、停止処理初回フラグＦasをリセット（Ｆas＝０）する（ステップＳ４４）。そして、ステップＳ５１に移行する。
【００６２】
ステップＳ５１では、モータ制御停止処理部４３は、指示電流値変更部３１から出力された今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)として記憶する。また、モータ制御停止処理部４３は、加算角リミッタ２４に設定された今回の制限値ωmax(n)を、前回の制限値ωmax(n-1)として記憶する（ステップＳ５２）。そして、ステップＳ４１に戻る。
【００６３】
前記ステップＳ４１において、停止処理初回フラグＦasがリセット（Ｆas＝０）されている場合には（ステップＳ４１：ＮＯ）、モータ制御停止処理部４３は、前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ４５）。この所定値Ａは、たとえば、０〜１度程度に設定される。前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ａ以上である場合には（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、モータ制御停止処理部４３は、前回の制限値ωmax(n-1)から所定の漸減量Δωａを減算した値を、今回の制限値ωmax(n)として加算角リミッタ２４に設定する（ステップＳ４６）。そして、ステップＳ５１に移行する。
【００６４】
前記ステップＳ４５において、前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ａ未満であると判別された場合には（ステップＳ４５：ＮＯ）、モータ制御停止処理部４３は、今回の制限値ωmax(n)を０に設定する（ステップＳ４７）。そして、モータ制御停止処理部４３は、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が、所定値Ｂより大きいか否かを判別する（ステップＳ４８）。この所定値Ｂは、たとえば、０に設定される。
【００６５】
前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が、所定値Ｂより大きい場合には（ステップＳ４８：ＹＥＳ）、モータ制御停止処理部４３は、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)から所定の漸減量ΔＩａを減算した値を、指示電流値変更部３１から出力される今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)として設定する（ステップＳ４９）。ただし、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)から所定の漸減量ΔＩａを減算した値が０より小さい場合には、今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)は０に設定される。ステップＳ４９の処理が終了すると、ステップＳ５１に移行する。
【００６６】
前記ステップＳ４８において、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が、所定値Ｂ以下であると判別された場合には（ステップＳ４８：ＮＯ）、モータ制御停止処理部４３は、停止タイミング検出フラグＦａをリセット（Ｆａ＝０）した後（ステップＳ５０）、モータ制御停止処理を終了する。
つまり、モータ制御停止処理が開始されると、まず、今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)が指示電流値生成部３０によって生成された指示電流値Ｉγ＊に設定されるとともに、今回の制限値ωmax(n)が制限基準値Ωに設定される（ステップＳ４２、Ｓ４３参照）。この後、制限値ωmax(n)のみが漸減されていく（ステップＳ４５，Ｓ４６参照）。そして、制限値ωmax(n)が所定値Ａ未満になると、制限値ωmax(n)が０に設定される（ステップＳ４５，４７参照）。制限値ωmax(n)が０に設定された後に、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)が漸減されていく（ステップＳ４８，Ｓ４９参照）。そして、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｂ以下になると、停止タイミング検出フラグＦａがリセットされ、モータ制御停止処理が終了する（ステップＳ４８，Ｓ５０参照）。
【００６７】
モータ制御を停止させるときに、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を単に漸減させると、指示電流値Ｉγ＊(n)の漸減中にモータ負荷に対して必要となるアシストトルクを出力できなくなり、トルクセンサ１による検出値が信頼できる範囲を超え、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなる場合がある。
そこで、前記実施形態のように、モータ制御を停止させるときに、制限値ωmax(n)を０まで漸減させた後に、指示電流値Ｉγ＊(n)を所定値Ｂ以下となるまで漸減するようにすると、制御角θＣが変化しないように固定された状態で、指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｂ以下となるまで漸減される。これにより、制御角θＣの制限によってモータ３をスムーズに停止させることができる。制御角θＣが固定されると、モータ３がロック状態となるから、その後に、指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｂ以下となるまで漸減される際に、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなっても、モータ３の挙動に影響しない。
【００６８】
図１１は、モータ制御再開処理部４４の働きを説明するためのフローチャートである。モータ制御再開処理部４４は、再開タイミング検出フラグＦｂがセットされているか否かを判別する（ステップＳ６１）。再開タイミング検出フラグＦｂがセットされていなければ（ステップＳ６１：ＮＯ）、モータ制御再開処理部４４は、モータ制御を再開させるための処理を行なうことなく、今回の処理を終了する。
【００６９】
一方、再開タイミング検出フラグＦｂがセットされていれば（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、モータ制御再開処理部４４は、モータ制御を再開させための処理（以下、「モータ制御再開処理」という）を行なう（ステップＳ６２）。モータ制御再開処理の詳細については、後述する。モータ制御再開処理が終了すると、モータ制御再開処理部４４は、制御停止中フラグＦをリセットする（ステップＳ６３）。そして、今回の処理を終了する。
【００７０】
図１２は、図１１のステップＳ６２のモータ制御再開処理の詳細な手順を示すフローチャートである。モータ制御再開処理部４４は、再開処理初回フラグＦbsがセット（Ｆbs＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ７１）。再開処理初回フラグＦbsは、モータ制御再開処理が開始された直後においては、セットされている（図８のステップＳ２３参照）。
【００７１】
再開処理初回フラグＦbsがセットされていれば（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、モータ制御再開処理部４４は、指示電流値変更部３１から出力される今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を、０に設定する（ステップＳ７２）。また、モータ制御再開処理部４４は、加算角リミッタ２４に設定される今回の制限値ωmax(n)を０に設定した後（ステップＳ７３）、再開処理初回フラグＦbsをリセット（Ｆbs＝０）する（ステップＳ７４）。そして、ステップＳ８１に移行する。
【００７２】
ステップＳ８１では、モータ制御再開処理部４４は、指示電流値変更部３１から出力された今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)として記憶する。また、モータ制御再開処理部４４は、加算角リミッタ２４に設定された今回の制限値ωmax(n)を、前回の制限値ωmax(n-1)として記憶する（ステップＳ８２）。そして、ステップＳ７１に戻る。
【００７３】
前記ステップＳ７１において、再開処理初回フラグＦbsがリセット（Ｆbs＝０）されている場合には（ステップＳ７１：ＮＯ）、モータ制御再開処理部４４は、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が所定値Ｃ未満であるか否かを判別する（ステップＳ７５）。この所定値Ｃは、たとえば、モータ３の定格電流値に設定される。前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が所定値Ｃ未満である場合には（ステップＳ７５：ＹＥＳ）、モータ制御再開処理部４４は、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)に所定の漸増量ΔＩｂを加算した値を、指示電流値変更部３１から出力される今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)として設定する（ステップＳ７６）。また、今回の制限値ωmax(n)を０に設定する（ステップＳ７７）。そして、ステップＳ８１に移行する。
【００７４】
前記ステップＳ７５において、前回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n-1)が所定値Ｃ以上であると判別された場合には（ステップＳ７５：ＮＯ）、モータ制御再開処理部４４は、前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ｄ未満であるか否かを判別する（ステップＳ７８）。所定値Ｄは、たとえば、１４〜１７度程度に設定される。前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ｄ未満である場合には（ステップＳ７８：ＹＥＳ）、モータ制御再開処理部４４は、前回の制限値ωmax(n-1)に所定の漸増量Δωｂを加算した値を、今回の制限値ωmax(n)として加算角リミッタ２４に設定する（ステップＳ７９）。そして、ステップＳ８１に移行する。
【００７５】
前記ステップＳ７８において、前回の制限値ωmax(n-1)が所定値Ｄ以上であると判別された場合には（ステップＳ７８：ＮＯ）、モータ制御再開処理部４４は、再開タイミング検出フラグＦｂをリセット（Ｆｂ＝０）した後（ステップＳ８０）、モータ制御再開処理を終了する。
つまり、モータ制御再開処理が開始されると、まず、今回のγ軸指示電流値Ｉγ＊(n)が０に設定されるとともに、今回の制限値ωmax(n)が０に設定される（ステップＳ７２、Ｓ７３参照）。この後、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)のみが漸増されていく（ステップＳ７５，Ｓ７６参照）。そして、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｃ以上になると、制限値ωmax(n)が漸増されていく（ステップＳ７８，Ｓ７９参照）。そして、制限値ωmax(n)が所定値Ｄ以上になると、再開タイミング検出フラグＦｂがリセットされ、モータ制御再開処理が終了する（ステップＳ７８，Ｓ８０参照）。
【００７６】
モータ制御を再開させるときに、γ軸指示電流値Ｉγ＊(n)を単に０から所定値以上となるまで漸増させると、指示電流値Ｉγ＊(n)がモータ負荷に対して必要とするアシストトルクに対応する値に達するまでは、トルクセンサ１による検出値が信頼できる範囲を超え、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなる場合がある。
そこで、前記実施形態のように、モータ制御を再開させるときに、制限値ωmax(n)を０に固定した状態で、指示電流値Ｉγ＊(n)を所定値Ｃ以上となるまで漸増させると、制御角θＣが変化しないように固定された状態で、指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｃ以上となるまで漸増される。制御角θＣが固定されると、モータ３がロック状態となるから、指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｃ以上となるまで漸増される際に、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくても、モータ３の挙動に影響がない。このようにして、指示電流値Ｉγ＊(n)が所定値Ｃ以上になるまで漸増された後に、制限値ωmax(n)を所定値Ｄ以上となるまで漸増させるので、モータ制御をスムーズに再開させることができる。
【００７７】
図１３は、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１の他の動作例を示すフローチャートである。この動作例では、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、車両が停車状態になったときに、モータ制御を停止すべきタイミングであると判定する。また、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、モータ制御が停止されている場合において、車両が停止状態から走行状態に変化したときに、モータ制御を再開すべきタイミングであると判定する。車両が停車状態になったか否か、車両が停止状態から走行状態に変化したか否かは、車速センサ６によって検出される車速（以下、「検出速度Ｖ」という）に基づいて判別される。
【００７８】
モータ制御停止・再開タイミング検出部４１は、制御停止中フラグＦがセットされているか否かを判別する（ステップＳ９１）。制御停止中フラグＦがセットされていなければ（ステップＳ９１：ＮＯ）、つまり、モータ制御が実行されているときには、タイミング検出部４１は、検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＬ未満であるか否かを判別する（ステップＳ９２）。この所定値ＴｔｈＬは、たとえば、０に近い値に設定される。検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＬ以上であれば（ステップＳ９２：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、車両が停止状態になっていないと判別し、今演算周期での処理を終了する。
【００７９】
一方、検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＬ未満であれば、タイミング検出部４１は、車両が停止状態になったと判別し、停止タイミング検出フラグＦａをセット（Ｆａ＝１）するとともに、停止処理初回フラグＦasをセット（Ｆas＝１）する（ステップＳ９３）。そして、今演算周期での処理を終了する。
前記ステップＳ９１において、制御停止中フラグＦがセットされていれば（ステップＳ９１：ＹＥＳ）、つまり、モータ制御が停止状態となっている場合には、タイミング検出部４１は、検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＨ以上であるか否かを判別する（ステップＳ９４）。この所定値ＴｔｈＨは、所定値ＶｔｈＬより、若干大きな値に設定されている。検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＨ未満であれば（ステップＳ９４：ＮＯ）、タイミング検出部４１は、車両が走行状態になっていないと判別し、今演算周期での処理を終了する。
【００８０】
一方、検出速度Ｖが所定値ＶｔｈＨ以上であると判別された場合には（ステップＳ９４：ＹＥＳ）、タイミング検出部４１は、車両が走行状態になったと判別し、再開タイミング検出フラグＦｂをセット（Ｆｂ＝１）するとともに、再開処理初回フラグＦbsをセット（Ｆbs＝１）する（ステップＳ９５）。そして、今演算周期での処理を終了する。
図１４は、この発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すためのブロック図である。この図１４において、前述の図１に示された各部に対応する部分には同一参照符号を付して示す。
【００８１】
この実施形態では、モータ制御停止・再開タイミング検出部４１およびモータ制御停止・再開処理部４２は備えられていない。この実施形態では、モータ制御停止タイミング検出部４５およびモータ制御停止処理部４６がマイクロコンピュータ１１の機能処理部として備えられている。
図１５は、モータ制御停止タイミング検出部４５の働きを説明するためのフローチャートである。図１５の処理は、演算周期毎に実行される。モータ制御停止タイミング検出部４５は、部品の故障を検出すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、停止タイミング検出フラグＦａをセット（Ｆａ＝１）するとともに、停止処理初回フラグＦasをセット（Ｆas＝１）する（ステップＳ１０２）。部品の故障には、たとえば、トルクセンサ１の故障、電流検出部１３の故障、モータ線の断線などが含まれる。
【００８２】
図１６は、モータ制御停止処理部４６の働きを説明するためのフローチャートである。モータ制御停止処理部４６は、停止タイミング検出フラグＦａがセット（Ｆａ＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ１１１）。停止タイミング検出フラグＦａがリセット（Ｆａ＝０）されている場合には（ステップＳ１１１：ＮＯ）、モータ制御停止処理部４６は、モータ制御を停止させるための処理を行なうことなく、今回の処理を終了する。一方、停止タイミング検出フラグＦａがセット（Ｆａ＝１）されている場合には（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、モータ制御停止処理部４６は、モータ制御停止処理を行なう（ステップＳ１１２）。モータ制御停止処理が終了すると、今回の処理を終了する。
【００８３】
前記ステップＳ１１２で実行されるモータ制御停止処理は、前述した図９のステップＳ３２で実行されるモータ制御停止処理と同じである。つまり、ステップＳ１１２で実行されるモータ制御停止処理は、図１０を用いて説明したモータ制御停止処理と同様である。
以上、この発明のいくつかの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、モータ制御停止処理部４３，４６およびモータ制御再開処理部４４は、指示電流値Ｉγδ＊をモータ３の駆動値として漸減または漸増させているが、指示電流値Ｉγδ＊の代わりに指示電圧Ｖγδ＊，ＶＵＶＷ＊をモータ３の駆動値として漸減または漸増させるようにしてもよい。
【００８４】
また、前述の実施形態では、回転角センサを備えずに、専らセンサレス制御によってモータ３を駆動する構成について説明したが、レゾルバ等の回転角センサを備え、この回転角センサの故障時に前述のようなセンサレス制御を行う構成としてもよい。これにより、回転角センサの故障時にもモータ３の駆動を継続できるから、操舵補助を継続できる。
この場合、回転角センサを用いるときには、指示電流値生成部３０において、操舵トルクおよび車速に応じて、所定のアシスト特性に従ってδ軸指示電流値Ｉδ＊を発生させるようにすればよい。
【００８５】
さらに、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動ポンプ式油圧パワーステアリング装置のためのモータの制御や、パワーステアリング装置以外にも、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システム、可変ギヤレシオ（ＶＧＲ）ステアリングシステムその他の車両用操舵装置に備えられたブラシレスモータの制御のために用いることができる。むろん、車両用操舵装置に限らず、他の用途のモータの制御のためにも本発明のモータ制御装置を適用できる。
【００８６】
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。
この明細書からはさらに以下のような特徴が抽出され得る。なお、括弧内の英数字は前述の実施形態等における対応構成要素等を示す。
１．ロータ（５０）と、このロータに対向するステータ（５５）とを備えたモータ（３）を制御するためのモータ制御装置（５）であって、制御上の回転角である制御角（θＣ）に従う回転座標系の軸電流値（Ｉγ＊）で前記モータを駆動する電流駆動手段（３０〜３６）と、前記制御角に加算すべき加算角を演算する加算角演算手段（２２，２３）と、所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段（２６）と、前記加算角の絶対値を制限値以下に制限する加算角制限手段（２４）と、モータ制御を停止させるときに、前記制限値を零まで漸減させた後に、前記モータの駆動値（Ｉγ＊）を所定値以下まで漸減する停止処理手段（４３，４６）とを含む、モータ制御装置。
この構成によれば、制御角に従う回転座標系（γδ座標系。以下「仮想回転座標系」といい、この仮想回転座標系の座標軸を「仮想軸」という。）の軸電流値（以下「仮想軸電流値」という。）によってモータが駆動される一方で、制御角は、演算周期毎に加算角を加算することによって更新される。これにより、制御角を更新しながら、すなわち、仮想回転座標系の座標軸（仮想軸）を更新しながら、仮想軸電流値でモータを駆動することによって、必要なトルクを発生させることができる。こうして、回転角センサを用いることなく、モータから適切なトルクを発生させることができる。
この構成では、加算角の絶対値を制限値以下に制限する加算角制限手段が設けられている。そして、モータ制御を停止させるときには、制限値が零まで漸減された後に、モータの駆動値が所定値以下となるまで漸減される。この構成によれば、モータ制御を停止させるときには、モータの駆動値を瞬時に所定値以下に変化させるのではなく、モータの駆動値を所定値以下となるまで漸減させているので、モータ制御を滑らかに停止させることができる。また、モータ制御を停止させるときには、制限値を零まで漸減した後に、モータの駆動値を所定値以下となるまで漸減しているので、制御角が変化しないように固定された状態で、モータの駆動値が所定値以下となるまで漸減される。このため、モータの駆動値が所定値以下となるまで漸減される際に、制御角に不所望な変動が生じるのを抑制できる。
２．モータ制御を再開させるときに、前記制限値を零に固定した状態で、前記モータの駆動値を所定値以上となるまで漸増した後に、前記制限値を所定値以上となるまで漸増する再開処理手段とをさらに含む、前記１．に記載のモータ制御装置である。この構成では、モータ制御を再開させるときには、前記制限値を零に固定した状態で、モータの駆動値が所定値以上となるまで漸増された後に、制限値が所定値以上となるまで漸増される。
この構成によれば、モータ制御を再開させるときには、モータの駆動値を瞬時に所定値に変化させるのではなく、モータの駆動値を所定値以上となるまで漸増させているので、モータ制御を滑らかに再開させることができる。また、モータ制御を再開させるときには、制限値を零に固定した状態で、モータの駆動値を所定値以上となるまで漸増した後に、制限値を所定値まで漸増しているので、制御角が変化しないように固定された状態で、モータの駆動値が所定値以上となるまで漸増される。このため、モータの駆動値が所定値以上となるまで漸増される際に、制御角が不所望な変動が生じるのを抑制できる。そして、モータの駆動値が所定値以上になった後に、制限値が所定値以上となるまで漸増されるので、モータ制御をスムーズに再開させることができるようになる。
３．車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与するモータ（３）と、前記モータを制御する前記１．または２．に記載のモータ制御装置とを含む、車両用操舵装置。
この構成によれば、車両の舵取り機構に駆動力を付与するモータの制御を、スムーズに停止させることができるとともに、スムーズに再開させることができる車両用操舵装置を実現できる。これにより、モータ制御の停止／再開に伴う違和感を抑制できる。
前記モータ制御装置は、モータによって駆動される駆動対象に加えられる、モータトルク以外のトルク（Ｔ）を検出するためのトルク検出手段（１）と、前記駆動対象に加えられるべき指示トルク（Ｔ＊：モータトルク以外のトルクの指示値）を設定する指示トルク設定手段（２１）とをさらに含んでいてもよい。この場合、前記加算角演算手段は、たとえば、トルク検出手段によって検出されるトルクを指示トルクに一致させるべく、加算角を演算するように動作する。これにより、指示トルクに応じたトルク（モータトルク以外のトルク）が駆動対象に加えられる状態となるように、モータトルクが制御（フィードバック制御）される。モータトルクは、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量である負荷角に対応する。負荷角は、制御角とロータ角との差で表される。モータトルクの制御は、負荷角を調整することによって達成され、この負荷角の調整が加算角を制御することによって達成される。
前記モータ制御装置は、前記モータのステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出手段（１３）をさらに含み、前記電流駆動手段は、仮想軸に流すべき電流値を指示電流値として生成する指示電流生成手段（３０）と、前記電流検出手段によって検出される検出電流値と前記指示電流生成手段によって生成される指示電流値と前記制御角とに応じて、モータのステータ巻線に印加すべき指示電圧を生成する指示電圧生成手段（３１〜３４，３６）とを含むものであってもよい。
この場合、前記モータの駆動値は、たとえば、指示電流生成手段によって生成される指示電流値であってもよいし、指示電圧生成手段によって生成される指示電圧値であってもよい。なお、指示電流生成手段は、たとえば、トルク検出手段によって検出されるトルクに基づいて、指示電流値を生成するものであってもよい。
操作部材と舵取り機構とが機械的に結合された車両用操舵装置（たとえば、電動パワーステアリング装置）では、モータの駆動力は舵取り機構にアシストトルク（操舵補助力）として与えられる。このアシストトルクを、モータ負荷（負荷トルク）から減じた値が、運転者が操作部材に与えるべき操舵トルクとなる。
モータ制御を停止させるときに、モータの駆動値（たとえば、電流指示値）を単に漸減させると、モータの駆動値の漸減中にモータ負荷に対して必要となるアシストトルクを出力できなくなる。これにより、操舵トルクがトルク検出手段による検出範囲を超えると、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなるおそれがある。そこで、モータ制御を停止させるときに、制限値を零まで漸減した後に、モータの駆動値を所定値以下となるまで漸減するようにすると、制御角が変化しないように固定された状態で、モータの駆動値が所定値以下となるまで漸減される。これにより、制御角の制限によってモータをスムーズに停止させることができる。そのため、その後に、モータの駆動値が所定値以下となるまで漸減される際に、トルクのフィードバック制御が不正常になることによる違和感を抑制できる。つまり、駆動値の不足によって、トルクフィードバック制御が不正常になる場合でも、加算角が零に固定されるため、不正常なトルクフィードバック制御の影響を受けない。
一方、モータ制御を再開させるときに、モータの駆動値（たとえば、電流指示値）を単に零から所定値以上となるまで漸増させると、モータの駆動値がモータ負荷に対して必要とするアシストトルクを発生できる値に達するまでは、操舵トルクがトルク検出手段による検出範囲を超えて、トルクのフィードバック制御が正常に動作しなくなるおそれがある。そこで、モータ制御を再開させるときに、制限値を零に固定した状態で、モータの駆動値を所定値以上となるまで漸増させる。これにより、駆動値が充分に大きくなるまでは、制御角が変化しないので、たとえ、トルクフィードバック制御が不正常であっても、モータに不所望な挙動が現れることがない。これにより、モータ制御をスムーズに再開させることができる。
前記モータは、車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与するものであってもよい。この場合に、前記トルク検出手段は、前記車両の操向のために操作される操作部材（１０）に加えられる操舵トルクを検出するものであってもよい。また、前記指示トルク設定手段は、操舵トルクの目標値としての指示操舵トルクを設定するものであってもよい。そして、前記加算角演算手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて前記加算角を演算するものであってもよい。
この構成によれば、指示操舵トルクが設定され、この指示操舵トルクと操舵トルク（検出値）との偏差に応じて前記加算角が演算される。これにより、操舵トルクが当該指示操舵トルクとなるように加算角が定められ、それに応じた制御角が定められることになる。したがって、指示操舵トルクを適切に定めておくことによって、モータから適切な駆動力を発生させて、これを舵取り機構に付与することができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量（負荷角）が指示操舵トルクに応じた値に導かれる。その結果、適切なトルクがモータから発生され、運転者の操舵意図に応じた駆動力を舵取り機構に付与できる。
前記モータ制御装置または前記車両用操舵装置は、前記操作部材の操舵角を検出する操舵角検出手段（４）をさらに含み、前記指示トルク設定手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角に応じて指示操舵トルクを設定するものであることが好ましい。この構成によれば、操作部材の操舵角に応じて指示操舵トルクが設定されるので、操舵角に応じた適切なトルクをモータから発生させることができ、運転者が操作部材に加える操舵トルクを操舵角に応じた値へと導くことができる。これにより、良好な操舵感を得ることができる。
前記指示トルク設定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段（６）によって検出される当該車速に応じて指示操舵トルクを設定するものであってもよい。この構成によれば、車速に応じて指示操舵トルクが設定されるので、いわゆる車速感応制御を行うことができる。その結果、良好な操舵感を実現できる。たとえば、車速が大きいほど、すなわち、高速走行時ほど指示操舵トルクを小さく設定することより、すぐれた操舵感が得られる。
【符号の説明】
【００８７】
１…トルクセンサ、３…モータ、５…モータ制御装置、１１…マイクロコンピュータ、２６…制御角演算部、５０…ロータ、５１，５２，５３…ステータ巻線、５５…ステータ
【図１】
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【図２】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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