(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備え、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、
前記通電不良の発生時には、前記モータ制御信号出力手段は、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行し、且つ前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、操舵方向と同一方向に前記回転角を補正すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記操舵方向と前記モータの回転方向とが異なる場合には、遅れ方向に前記回転角を補正すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリングにおいて、
前記モータ制御信号出力手段は、前記操舵方向と前記モータの回転方向とが一致する場合には、進み方向に前記回転角を補正すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリングにおいて、
前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角速度が速いほど、より進み方向に前記回転角を補正すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電動パワーステアリングにおいて、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時における前記電流制御は、電流フィードバック制御であること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記電流制御として、前記通電不良の非発生時にはｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行し、前記通電不良の発生時には相電流フィードバック制御を実行すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等に用いられるモータ制御装置の多くには、電力供給線の断線や駆動回路の接点故障等によってモータの何れかの相（Ｕ，Ｖ，Ｗの何れか）に通電不良が生じた場合に、該異常の発生を検出可能な異常検出手段が設けられている。そして、当該異常の発生を検出した場合には、速やかにモータ制御を停止してフェールセーフを図る構成が一般的となっている。
【０００３】
ところが、ＥＰＳにおいては、こうしたモータ制御の停止に伴い、そのステアリング特性が大きく変化する。即ち、運転者が的確なステアリング操作を行うためには、より大きな操舵力が要求されることになる。この点を踏まえ、従来、上記のように通電不良相の発生を検出した場合であっても、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を継続するモータ制御装置がある（例えば、特許文献１）。そして、これにより、操舵系に対するアシスト力の付与を継続して、フェールセーフに伴う運転者の負担の増大を回避することができる。
【特許文献１】特開２００３−２６０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のように、通電不良相の発生時、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を継続する場合に、図２３に示すような該各通電相に対して正弦波通電を行う構成（同図に示される例は、Ｕ相異常、Ｖ，Ｗ相通電時）では、トルクリップルの発生に起因する操舵フィーリングの悪化が避けられない。
【０００５】
即ち、図２４に示すように、従来の二相駆動時におけるモータ電流の推移をｄ／ｑ座標系で表した場合、モータトルクの制御目標値であるｑ軸電流指令値が一定であるにも関わらず、実際のｑ軸電流値は、正弦波状に変化する。つまり、要求トルクに対応したモータ電流が発生しないために本来の出力性能を引き出せない状態でモータ駆動が継続されることにより、そのアシスト力が大きく変動するという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、通電不良の発生に伴う二相駆動時のモータ回転を円滑化して高い出力性能を確保することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備え、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、前記通電不良の発生時には、前記モータ制御信号出力手段は、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行し、且つ前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、操舵方向と同一方向に前記回転角を補正すること、を要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、漸近線に対応する所定の回転角（各相に通電される相電流値に制限のある場合には、所定の回転角近傍の電流制限範囲）を除いて、要求トルクに対応したモータ電流を発生させることができる。その結果、通電不良相発生時においても、大きなトルクリップルの発生を招くことなく、高い出力性能を確保した状態で、そのモータ駆動を継続することができる。また、所謂引っかかりのない円滑なモータ回転を実現することができるようになる。即ち、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置においては、モータの出力性能、及びその回転の円滑さが操舵フィーリングに与える影響は極めて大きい。この点、上記構成によれば、二相駆動時においても、ステアリング操作に対する追従性に優れ、且つ引っかかり感のない良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記操舵方向と前記モータの回転方向とが異なる場合には、遅れ方向に前記回転角を補正すること、を要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記操舵方向と前記モータの回転方向とが一致する場合には、進み方向に前記回転角を補正すること、
を要旨とする。
【００１１】
電流制御においては、モータの「がた」のような機械的要因や演算時間の遅れ、或いは電流制御の位相遅れ等といった時間的遅れ要素の存在により、モータに通電される実電流の位相が、当該電流制御における電流指令値の位相よりも遅れる傾向がある。従って、二相駆動時における時間的遅れ要素を考慮して進み方向に回転を進めることにより、電流指令値に対する実電流値の位相遅れを補償してモータの回転を円滑化することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角速度が速いほど、より進み方向に前記回転角を補正すること、を要旨とする。
即ち、時間的遅れ要素に起因する電流指令値に対する実電流値の位相遅れは、モータの回転角速度が速いほど、より顕著なものとなる。従って、上記構成によれば、より精度よく、電流指令値に対する実電流値の位相遅れを補償することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時における前記電流制御は、電流フィードバック制御であること、を要旨とする。
即ち、最も影響のある時間的遅れ要素の一つとして、電流フィードバック制御における位相遅れを挙げることができる。従って、上記構成のように、電流フィードバック制御の実行により、通電不良の発生時におけるモータ制御信号の出力（駆動電力の供給）を行うものに適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記電流制御として、前記通電不良の非発生時にはｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行し、前記通電不良の発生時には相電流フィードバック制御を実行すること、を要旨とする。
即ち、相電流フィードバック制御は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御よりも、その位相遅れが大きくなる傾向がある。従って、上記構成のように、二相駆動時、相電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号の出力を行うものに適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通電不良の発生に伴う二相駆動時のモータ回転を円滑化して高い出力性能を確保することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角が変更されるようになっている。
【００１７】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００１８】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００１９】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。
【００２０】
次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。
【００２１】
尚、本実施形態の駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる周知のＰＷＭインバータであり、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子のオンｄｕｔｙ比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン／オフすることにより、車載電源（図示略）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２に供給されるようになっている。
【００２２】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ、及びモータ１２の回転角（電気角）θを検出するための回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて駆動回路１８にモータ制御信号を出力する。
【００２３】
詳述すると、本実施形態のマイコン１７は、上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を決定し、当該アシスト力をモータ１２に発生させるべく、上記検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θに基づく電流制御を実行することにより上記モータ制御信号を生成する。
【００２４】
具体的には、マイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力、即ちモータトルクの制御目標値として電流指令値を演算する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部２３と、電流指令値演算部２３により算出された電流指令値に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段としてのモータ制御信号生成部２４とを備えている。
【００２５】
電流指令値演算部２３は、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖに基づき、モータトルクの制御目標値に対応する電流指令値として、ｄ／ｑ座標系のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算し、モータ制御信号生成部２４に出力する。一方、モータ制御信号生成部２４には、電流指令値演算部２３の出力するｑ軸電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角センサ２２により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角θ（電気角）に基づいて、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。
【００２６】
さらに詳述すると、本実施形態のモータ制御信号生成部２４は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御（ｄ／ｑ軸電流Ｆ／Ｂ）の実行により三相の相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する第１電流制御部２４ａを備えている。そして、通常時には、この第１電流制御部２４ａにより演算される各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいて、モータ制御信号を生成する。
【００２７】
図３に示すように、第１電流制御部２４ａに入力された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwは、回転角θとともに３相／２相変換部２５に入力され、同３相／２相変換部２５によりｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換される。そして、ｑ軸電流値Ｉqは、電流指令値演算部２３から入力されたｑ軸電流指令値Ｉq*とともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流値Ｉdは、ｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）とともに減算器２６ｄに入力される。
【００２８】
各減算器２６ｄ，２６ｑにおいて演算されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqは、それぞれ対応するＦ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに入力される。そして、これら各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑにおいて、電流指令値演算部２３が出力するｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に実電流値であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqを追従させるべくフィードバック制御が行われる。
【００２９】
即ち、Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑは、入力されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。演算されたこれらｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角θとともに２相／３相変換部２８に入力され、同２相／３相変換部２８において三相の相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換される。そして、第１電流制御部２４ａは、その各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*をＰＷＭ変換部３０へと出力する。
【００３０】
ＰＷＭ変換部３０は、入力された各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づきｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwを生成し、さらに、これら各ｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwに示されるオンｄｕｔｙ比を有するモータ制御信号を生成する。そして、図２に示すように、マイコン１７は、このモータ制御信号生成部２４において生成されたモータ制御信号を、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子（のゲート端子）に出力することにより、同駆動回路１８の作動、即ちモータ１２への駆動電力の供給を制御する構成となっている。
【００３１】
［異常発生時の制御態様］
図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１では、マイコン１７には、ＥＰＳ１に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部３１が設けられている。そして、ＥＣＵ１１（マイコン１７）は、この異常判定部３１により特定（判定）された異常の態様に応じて、モータ１２の制御モードを変更する。
【００３２】
詳述すると、異常判定部３１には、ＥＰＳアクチュエータ１０の機械系統の異常を検出するための異常信号Ｓ_trが入力されるようになっており、同異常判定部３１は、この入力される異常信号Ｓ_trに基づいて、ＥＰＳ１における機械系統の異常を検出する。また、異常判定部３１には、検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、回転角速度ω、及び上記モータ制御信号生成部２４（第１電流制御部２４ａ）において演算されたｑ軸電流偏差ΔＩq、並びに各相のｄｕｔｙ指令値αu，αv，αw等が入力される。そして、異常判定部３１は、これら各状態量に基づいて、制御系における異常の発生を検出する。
【００３３】
具体的には、本実施形態の異常判定部３１は、トルクセンサ１４の故障や駆動回路１８の故障等、制御系全般に関する異常の発生を検出するために、ｑ軸電流偏差ΔＩqを監視する。即ち、ｑ軸電流偏差ΔＩqと所定の閾値とを比較し、ｑ軸電流偏差ΔＩqが（所定時間以上継続して）当該閾値以上となった場合には、制御系に異常が発生したものと判定する。
【００３４】
また、異常判定部３１は、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、回転角速度ω、及び各相のｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwに基づいて、動力線（モータコイルを含む）の断線や駆動回路１８の接点不良等に起因する通電不良相の発生等を検出する。この通電不良相発生の検出は、Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の相電流値Ｉxが所定値Ｉth以下（|Ｉx|≦Ｉth）、且つ回転角速度ωが断線判定の対象範囲内（|ω|≦ω０）である場合に、該相に対応するｄｕｔｙ指令値αxが所定値Ｉth及び判定対象範囲を規定する閾値ω０に対応する所定範囲（αLo≦αx≦αHi）にない状態が継続するか否かにより行われる。
【００３５】
尚、この場合において、上記相電流値Ｉxの閾値となる所定値Ｉthは「０」近傍の値に設定され、回転角速度ωの閾値ω０は、モータの最高回転数に相当する値に設定される。そして、ｄｕｔｙ指令値αxに関する閾値（αLo，αHi）は、それぞれ通常制御においてｄｕｔｙ指令値αxが取り得る下限値よりも小さな値、及び上限値よりも大きな値に設定されている。
【００３６】
即ち、図４のフローチャートに示すように、異常判定部３１は、検出される相電流値Ｉx（の絶対値）が所定値Ｉth以下であるか否かを判定し（ステップ１０１）、所定値Ｉth以下である場合（|Ｉx|≦Ｉth、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、続いて回転角速度ω（の絶対値）が所定の閾値ω０以下であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、回転角速度ωが所定の閾値ω０以下である場合（|ω|≦ω０、ステップ１０２）には、ｄｕｔｙ指令値αxが上記の所定範囲（αLo≦αx≦αHi）内にあるか否かを判定し（ステップ１０３）、所定範囲内にない場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定する（ステップ１０４）。
【００３７】
そして、相電流値Ｉxが所定値Ｉthよりも大きい場合（|Ｉx|＞Ｉth、ステップ１０１：ＮＯ）、回転角速度ωが閾値ω０よりも大きい場合（|ω|＞ω０、ステップ１０２：ＮＯ）、又はｄｕｔｙ指令値αxが上記所定範囲内にある場合（αLo≦αx≦αHi、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、Ｘ相に通電不良が生じていないと判定する（Ｘ相正常、ステップ１０５）。
【００３８】
つまり、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相の何れか）に通電不良（断線）が生じた場合、当該相の相電流値Ｉxは「０」となる。ここで、Ｘ相の相電流値Ｉxが「０」又は「０に近い値」となる場合には、このような断線発生時以外にも以下の二つのケースがありうる。
【００３９】
−  モータの回転角速度が最高回転数に達した場合
−  電流指令自体が略「０」である場合
この点を踏まえ、本実施形態では、先ず、判定対象であるＸ相の相電流値Ｉxを所定値Ｉthと比較することにより、当該相電流値Ｉxが「０」であるか否かを判定する。そして、断線時以外に相電流値Ｉxが「０」若しくは「０に近い値」をとる上記二つのケースに該当するか否かを判定し、当該二つのケースに該当しない場合には、Ｘ相に断線が発生したものと判定する。
【００４０】
即ち、相電流値Ｉxが「０」近傍の所定値Ｉth以下となるほどの回転角速度ωではないにも関わらず、極端なｄｕｔｙ指令値αxが出力されている場合には、当該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定することができる。そして、本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相について、順次、上記判定を実行することにより、通電不良が発生した相を特定する構成となっている。
【００４１】
尚、説明の便宜のため図４のフローチャートでは省略したが、上記判定は、電源電圧がモータ１２を駆動するために必要な規定電圧以上である場合を前提として行われる。そして、最終的な異常検出の判断は、所定ステップ１０４において通電不良が生じているものと判定される状態が所定時間以上継続したか否かにより行われる。
【００４２】
本実施形態では、ＥＣＵ１１（マイコン１７）は、この異常判定部３１における異常判定の結果に基づいて、モータ１２の制御モードを切り替える。具体的には、異常判定部３１は、上記のような通電不良検出を含む異常判定の結果を異常検出信号Ｓ_tmとして出力し、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、その入力される異常検出信号Ｓ_tmに応じた電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。そして、これにより、マイコン１７におけるモータ１２の制御モードが切り替えられるようになっている。
【００４３】
さらに詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１は、通常時の制御モードである「通常制御モード」、及びモータ１２の駆動を停止すべき異常が発生している場合の制御モードである「アシスト停止モード」、並びにモータ１２の各相の何れかに通電不良が生じた場合の制御モードである「二相駆動モード」、以上の大別して３つの制御モードを有している。そして、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「通常制御モード」に対応するものである場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、それぞれ、上記通常時における電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。
【００４４】
一方、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「アシスト停止モード」である場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、モータ１２の駆動を停止すべく、それぞれ電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。尚、「アシスト停止モード」が選択される場合としては、機械系統の異常やトルクセンサ１４に異常が発生した場合のほか、電力供給系統における異常発生時については、過電流が生じた場合等が挙げられる。また、「アシスト停止モード」には、直ちにモータ１２の駆動を停止する場合のほか、モータ１２の出力を徐々に低減する、即ちアシスト力を徐々に低減した後に停止させる場合があり、この場合、モータ制御信号生成部２４は、その電流指令値として出力するｑ軸電流指令値Ｉq*の値（絶対値）を徐々に低減する。そして、マイコン１７は、モータ１２の停止後、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子を開状態とし、図示しない電源リレーを開放する構成となっている。
【００４５】
また、「二相駆動モード」に対応する異常検出信号Ｓ_tmには、通電不良発生相を特定する情報が含まれている。そして、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmがこの「二相駆動モード」に対応するものである場合、モータ制御信号生成部２４は、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ駆動を継続すべく、そのモータ制御信号の生成を実行する。
【００４６】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態のモータ制御信号生成部２４は、上記ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御の実行により各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する第１電流制御部２４ａに加え、相電流フィードバック制御の実行により各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する第２電流制御部２４ｂを備えている。そして、異常判定部３１から入力される異常検出信号Ｓ_tmが上記「二相駆動モード」に対応するものである場合には、この第２電流制御部２４ｂにより演算される各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**に基づいてモータ制御信号の出力を実行する。
【００４７】
さらに詳述すると、図３に示すように、本実施形態の第２電流制御部２４ｂは、検出された通電不良発生相以外の残る二相のうちの一相を制御相として選択する制御相選択部３２と、当該制御相として選択される相についての相電流指令値Ｉx*（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗの何れか）を演算する相電流指令値演算部３３とを備えている。そして、当該制御相として選択された相電流値Ｉxとその相電流指令値Ｉx*（Ｉx**）との偏差に基づく相電流フィードバック制御の実行により、通電不良発生相以外の二相を通電相としたモータ駆動を実行すべく各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する。
【００４８】
具体的には、相電流指令値演算部３３が出力する相電流指令値Ｉx*は、ガード処理部３４に入力される。そして、ガード処理が施された後の相電流指令値Ｉx**は、制御相選択部３２において制御相として選択された相の相電流値Ｉxとともに、減算器３５に入力される。減算器３５は、相電流指令値Ｉx*から相電流値Ｉxを減算することにより相電流偏差ΔＩxを演算し、その演算された相電流偏差ΔＩxをＦ／Ｂ制御部３６に出力する。そして、Ｆ／Ｂ制御部３６は、入力された相電流偏差ΔＩxに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、当該制御相についての相電圧指令値Ｖx*を演算する。
【００４９】
Ｆ／Ｂ制御部３６において演算された相電圧指令値Ｖx*は、相電圧指令値演算部３７に入力される。そして、相電圧指令値演算部３７は、その制御相についての相電圧指令値Ｖx*に基づいて各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する。
【００５０】
即ち、通電不良発生相は通電不能であり、また二相駆動時の各通電相の位相はπ／２（１８０°）ずれることになる。従って、通電不良発生相の相電圧指令値は「０」、残る他方の通電相の相電圧指令値は、上記制御相に関する相電圧指令値Ｖx*の符号を反転することにより演算可能である。そして、本実施形態の第２電流制御部２４ｂは、このようにして演算された各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を上記ＰＷＭ変換部３０へと出力する構成となっている。
【００５１】
ここで、本実施形態の相電流指令値演算部３３は、二相駆動時、その通電不良発生相に対応する所定の回転角を除いて、要求トルク、即ちモータトルクの制御目標値（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応するモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）が発生するような相電流指令値Ｉx*を演算する。
【００５２】
具体的には、相電流指令値演算部３３は、その通電不良発生相に応じて、以下の（１）〜（３）式に基づいて、残る二相のうちの一相の相電流指令値Ｉx*を演算する。
【００５３】
【数１】
0005470697.tif 000002
即ち、上記（１）〜（３）式により、通電不良発生相に対応する所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として、正割曲線（cosθの逆数（セカント：secθ））、又は余割曲線（sinθの逆数（コセカント：cosecθ））状に変化する相電流指令値Ｉx*が演算される（図５参照）。そして、このような正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値Ｉx*に基づき相電流フィードバック制御を実行することにより、理論上、その漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢを除いて、要求トルク（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応したモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）を発生させることができる（図６参照）。
【００５４】
尚、図５及び図６は、Ｕ相が通電不良相、Ｖ，Ｗ相の二相が通電相となった場合の例であり、上記の各漸近線に対応する二つの回転角のうち、電気角０°〜３６０°の範囲において、その値の小さい方を回転角θＡ、大きい方を回転角θＢとすると、この場合、該各回転角θＡ，θＢは、それぞれ「９０°」「２７０°」となる。そして、Ｖ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「３０°」「２１０°」となり、Ｗ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「１５０°」「３３０°」となる（図示略）。
【００５５】
また、実際には、各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに通電可能な電流（の絶対値）には上限があるため、本実施形態では、上記ガード処理部３４において、相電流指令値演算部３３から出力された相電流指令値Ｉx*を所定範囲内（−Ｉx_max≦Ｉx*≦Ｉx_max）に制限するガード処理が実行される。尚、「Ｉx_max」は、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）に通電可能な電流値の最大値であり、この最大値は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子の定格電流等により規定される。このため、そのガード処理が行われる範囲（電流制限範囲：θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）において、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉx**は、その通電可能な上限値（Ｉx_max）又は下限値（−Ｉx_max）で一定となる。
【００５６】
つまり、本実施形態のマイコン１７は、二相駆動時、各通電相に対して正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく、相電流フィードバック制御を実行することにより、その漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢ近傍に設定された電流制限範囲（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）を除き、要求トルクに対応するモータ電流を発生させる。そして、これにより、通電不良相の発生時においても、大きなトルクリップルの発生を招くことなく、良好な操舵フィーリングを維持したまま、アシスト力付与を継続する構成となっている。
【００５７】
次に、マイコンによる上記異常判定及び制御モードの切り替え、並びに二相駆動時におけるモータ制御信号生成の処理手順について説明する。
図７のフローチャートに示すように、マイコン１７は、先ず何らかの異常が発生したか否かを判定し（ステップ２０１）、異常が発生したと判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、続いてその異常が制御系の異常であるか否かを判定する（ステップ２０２）。次に、ステップ２０２において、制御の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し（ステップ２０３）、二相駆動モードではない場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、当該制御系の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する（ステップ２０４）。そして、通電不良相が発生したと判定した場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）には、当該通電不良相以外の残る二相を通電相とするモータ制御信号の出力を実行する（二相駆動モード、ステップ２０５）。
【００５８】
上述のように、この二相駆動モードにおけるモータ制御信号の出力は、通電不良発生相に応じた所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値を演算し、その相電流指令値に基づく相電流フィードバック制御を実行することにより行われる。
【００５９】
即ち、図８のフローチャートに示すように、マイコン１７は、先ず、通電不良発生相がＵ相であるか否かを判定し（ステップ３０１）、Ｕ相であるである場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、上記（１）式に基づいて、Ｖ相についての相電流指令値Ｉv*を演算する（ステップ３０２）。次に、マイコン１７は、その相電流指令値Ｉv*についてガード処理演算を実行し、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉv**を所定範囲内に制限する（ステップ３０３）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御の実行によりＶ相についての相電圧指令値Ｖv*を演算し（ステップ３０４）、当該相電圧指令値Ｖv*に基づいて、各相の相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝０，Ｖv**＝Ｖv*，Ｖw**＝-Ｖv*、ステップ３０５）。
【００６０】
一方、上記ステップ３０１において、通電不良発生相がＵ相ではないと判定した場合（ステップ３０１：ＮＯ）、マイコン１７は、通電不良発生相がＶ相であるかを判定し（ステップ３０６）、通電不良発生相がＶ相である場合（ステップ３０６：ＹＥＳ）には、上記（２）式に基づいて、Ｕ相についての相電流指令値Ｉu*を演算する（ステップ３０７）。次に、マイコン１７は、その相電流指令値Ｉu*についてガード処理演算を実行し、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉu**を所定範囲内に制限する（ステップ３０８）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御を実行し（ステップ３０９）、該相電流フィードバック制御の実行により演算された相電圧指令値Ｖu*に基づいて、各相の相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝Ｖu*，Ｖv**＝０，Ｖw**＝-Ｖu*、ステップ３１０）。
【００６１】
また、上記ステップ３０６において、通電不良発生相がＶ相ではないと判定した場合（ステップ３０６：ＮＯ）、マイコン１７は、上記（３）式に基づいて、Ｖ相についての相電流指令値Ｉv*を演算し（ステップ３１１）、続いてガード処理演算を実行することにより、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉv**を所定範囲内に制限する（ステップ３１２）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御を実行し（ステップ３１３）、該相電流フィードバック制御の実行により演算された相電圧指令値Ｖv*に基づいて、残る二相（Ｖ，Ｗ相）の相電圧指令値Ｖu**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝-Ｖv*，Ｖv**＝Ｖv*，Ｖw**＝０、ステップ３１４）。
【００６２】
そして、マイコン１７は、上記ステップ３０５、ステップ３１０、又はステップ３１４において演算された各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**に基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路１８に出力する（ステップ３１５）。
【００６３】
尚、上記ステップ２０１において、特に異常はないと判定した場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、マイコン１７は、上述のように、ｄ／ｑ座標系での電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号の出力を実行する（通常制御モード、ステップ２０６）。また、上記ステップ２０２において、制御系以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＮＯ）、ステップ２０３において、既に二相駆動モードであると判定した場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）、又は上記ステップ２０３において、通電不良相の発生以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、マイコン１７は、アシスト停止モードへと移行する（ステップ２０７）。そして、モータ１２の駆動を停止するためのモータ制御信号の出力、及び電源リレーの開放等を実行する。
【００６４】
［回転角補正制御］
次に、本実施形態における二相駆動時の回転角補正（オフセット）制御の態様について説明する。
【００６５】
図３に示すように、本実施形態では、通電不良相発生時の二相駆動に対応する第２電流制御部２４ｂには、上記二相駆動時の相電流フィードバック制御における相電流指令値Ｉx*と相電流値Ｉxとの間の位相のずれを補償すべく、当該第２電流制御部２４ｂに入力されたモータ１２の回転角（電気角）θを補正する回転角補正制御部４０が設けられている。そして、この回転角補正制御部４０において補正された後の回転角θ´に基づいて上記相電流フィードバック制御を実行することにより、当該二相駆動時におけるモータ回転を円滑化して、引っかかり感のない良好な操舵フィーリングの実現を図る構成となっている。
【００６６】
即ち、本実施形態のような、二相駆動時、各通電相に対して正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく電流制御を行う構成においては、その通電相となる各相電流値の符号が、その漸近線に対応する各回転角θＡ，θＢを挟んで反転する（図５参照）。従って、電流指令値としての相電流指令値Ｉx*と実電流である相電流値Ｉxとの間に位相のずれがある場合（図９参照）には、モータ１２の回転角θが、上記漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢを通過する際、当該所定の回転角θＡ，θＢの近傍に、その電流制御における電流指令値の符号と実電流値の符号とが一致しなくなる領域が生ずる。つまり、モータ１２を逆方向に回転させるような電流の発生する領域が存在することになり、当該逆向きの電流の発生によりモータ１２の円滑な回転が妨げられることによって、ステアリング操作に対するモータの追従性が低下し、ひいては運転者に所謂引っ掛かり感を与えてしまうおそれがある。
【００６７】
この点を踏まえ、本実施形態のマイコン１７（第２電流制御部２４ｂ）は、二相駆動時、上記のように、その相電流フィードバック制御における相電流指令値Ｉx*と相電流値Ｉxとの間の位相のずれを補償すべく、当該相電流フィードバック制御の基礎となるモータ１２の回転角θを補正（オフセット）する。
【００６８】
詳述すると、本実施形態では、第２電流制御部２４ｂに設けられた回転角補正制御部４０は、モータ１２の回転方向に応じて、進み方向に回転角θを補正する。そして、相電流指令値演算部３３は、その補正後の回転角θ´に基づいて上記相電流指令値Ｉx*を演算する。
【００６９】
即ち、電流制御においては、モータの「がた」のような機械的要因や演算時間の遅れ、或いは電流制御の位相遅れ等といった時間的遅れ要素の存在により、モータに通電される実電流の位相が、当該電流制御における電流指令値の位相よりも遅れる傾向がある。従って、二相駆動時における時間的遅れ要素を考慮し、その回転方向に応じて進み方向に回転角θを進めることで、相電流指令値Ｉx*に対する相電流値Ｉxの位相遅れを補償することが可能である。そして、本実施形態では、これにより、モータ１２の回転角θが上記漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢを通過する際、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍に生ずる電流指令値の符号と実電流値の符号とが不一致となる領域を縮小して、モータ回転の円滑化及びステアリング操作に対する追従性の向上を図る構成となっている。
【００７０】
さらに詳述すると、図１０に示すように、本実施形態の回転角補正制御部４０は、モータ１２の回転方向に応じて、進み方向に回転角θを補正するための基礎補正量ε１を演算する基礎補正量演算部４１と、モータ１２の回転角速度ωに応じて回転角θを補正するための回転角速度補正量ε２を演算する回転角速度補正量演算部４２とを備えている。
【００７１】
本実施形態の基礎補正量演算部４１には、操舵トルクτが入力されるようになっており、同基礎補正量演算部４１は、当該入力された操舵トルクτ（の符号）に基づいてモータ１２の回転方向を判定する。そして、その判定結果に基づいて、回転角補正制御部４０に入力された回転角θを進み方向に補正するための基礎補正量ε１を演算する。尚、本実施形態では、この基礎補正量演算部４１におけるモータ１２の回転方向判定、及び基礎補正量ε１の演算は、操舵トルクτと基礎補正量ε１とが関連付けられたマップ４１ａを用いたマップ演算により行われる。そして、本実施形態では、そのマップ４１ａにおいて、基礎補正量ε１は、操舵トルクτの符号に応じた一定の値となるように設定されている。
【００７２】
また、回転角速度補正量演算部４２は、検出されるモータ１２の回転角速度ωが速い（絶対値が大きい）ほど、より大きく進み方向に回転角θを補正するような回転角速度補正量ε２を演算する。尚、本実施形態では、回転角速度補正量演算部４２もまた、回転角速度ωと回転角速度補正量ε２とが関連付けられたマップ４２ａを有しており、同マップ４２ａにおいて、回転角速度補正量ε２は、回転角速度ωの絶対値が大となるほど、その絶対値が大となるように設定されている。そして、回転角速度補正量演算部４２は、入力される回転角速度ωを、このマップ４２ａに参照することにより、回転角速度補正量ε２の演算を実行する。
【００７３】
基礎補正量演算部４１により演算された基礎補正量ε１、及び回転角速度補正量演算部４２により演算された回転角速度補正量ε２は、回転角θとともに加算器４３に入力され、同加算器４３において、回転角補正制御部４０に入力された回転角θに加算される。即ち、本実施形態の回転角補正制御部４０は、入力される回転角θを、モータ１２の回転方向に応じて所定角度進み方向に補正するとともに、モータ１２の回転角速度ωが速いほど、より大きく進み方向に補正する。そして、その補正後の回転角θ´を相電流指令値演算部３３へと出力する構成になっている。
【００７４】
（検証）
次に、上記回転角補正制御の効用について検証する。
図１１及び図１２は、ともに、二相駆動時における操舵トルクτとモータの回転角速度ωとの関係、即ちステアリング操作に対するモータの追従性を示すグラフであり、図１１は上記回転角補正制御を行わない場合のグラフ、図１２は上記回転角補正制御を行った場合のグラフである。尚、これら各図において、破線に示す波形Ｌは操舵トルクτの推移を示し、実線に示す波形Ｍはモータの回転角速度ωの推移を示している。
【００７５】
図１１に示すように、上記回転角補正制御を行わない場合には、左右に比較的ゆっくりステアリング操作を行った場合（区間ｔ２）、及び左右に素早くステアリング操作を行った場合（区間ｔ３）、ともに操舵トルクτの推移に対するモータの回転角速度ωの追従性が低い。そして、特に、ゆっくりとステアリング操作を行った場合（区間ｔ１）には、操舵トルクτの値がその検出限界（|τ０|）まで到達しているにも関わらず、極めて小さな回転角速度ωしか出ていない。つまり、モータがほとんど回転せず、所謂引っかかりが発生した状態となっている。
【００７６】
これに対し、上記回転角補正制御を行った場合には、図１２に示すように、左右に比較的ゆっくりステアリング操作を行った場合（区間ｔ５，ｔ７）、及び左右に素早くステアリング操作を行った場合（区間ｔ６，ｔ８）、ともに操舵トルクτの推移に対するモータの回転角速度ωの追従性が高い。そして、特に、ゆっくりステアリング操作を行った場合（区間ｔ４）でも、そのステアリング操作にモータの回転角速度ωが追従していることが読み取れる。
【００７７】
つまり、上記回転角補正制御の実行により、モータ１２の回転角θが上記漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢを通過する際、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍に生ずる電流指令値の符号と実電流値の符号とが不一致となる領域を縮小して、モータ１２を逆方向に回転させるような電流の発生を抑制することができる。そして、これにより、円滑なモータ回転を担保されることによって、上記のようなステアリング操作に対する優れた追従性が実現されているものと推測することができる。また、図１２のグラフには、回転角速度ω（の絶対値）の上昇を伴わない操舵トルクτの検出限界（|τ０|）への到達もみられない。従って、この点からも、引っかかり感のない良好な操舵フィーリングが実現されているということができる。
【００７８】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン１７は、モータ１２の何れかの相に通電不良が発生した場合には、当該通電不良発生相以外の二相を通電相として、該各通電相に、その通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を発生させるべく電流制御を実行することにより、そのモータ制御信号の出力を継続する。また、マイコン１７は、入力されたモータ１２の回転角θを補正（オフセット）可能な回転角補正制御部４０を備える。そして、上記通電不良発生相以外の二相を通電相とする二相駆動時には、その電流制御における電流指令値としての相電流指令値Ｉx*と実電値流である相電流値Ｉxとの間の位相のずれを補償すべく、当該電流制御の基礎となる回転角θを補正する。
【００７９】
上記構成によれば、漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢ（及びその近傍に設定された電流制限範囲）を除いて、要求トルク（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応したモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）を発生させることができる。その結果、通電不良相発生時においても、大きなトルクリップルの発生を招くことなく、高い出力性能を確保した状態でのモータ駆動、即ちアシスト力の付与を継続することができる。また、二相駆動時における電流指令値と相電流値との間の位相のずれを補償することで、回転角θが上記漸近線に対応する所定の回転角θＡ，θＢを通過する際、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍に生ずる電流指令値の符号と実電流値の符号とが不一致となる領域を縮小して、モータ１２を逆方向に回転させるような電流の発生を抑制することができる。そして、これにより、円滑なモータ回転を担保して、ステアリング操作に対する追従性に優れ、且つ引っかかり感のない良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
【００８０】
（２）回転角補正制御部４０は、モータ１２の回転方向に応じて、進み方向に回転角θを補正する。
即ち、電流制御においては、モータの「がた」のような機械的要因や演算時間の遅れ、或いは電流制御の位相遅れ等といった時間的遅れ要素の存在により、モータに通電される実電流の位相が、当該電流制御における電流指令値の位相よりも遅れる傾向がある。従って、二相駆動時における時間的遅れ要素を考慮し、その回転方向に応じて進み方向に回転角θを進めることで、電流指令値に対する実電流値の位相遅れを補償することができる。
【００８１】
（３）回転角補正制御部４０は、モータ１２の回転角速度ωが速いほど、より大きく進み方向に回転角θを補正する。
即ち、時間的遅れ要素に起因する電流指令値に対する実電流値の位相遅れは、モータ１２の回転角速度ωが速いほど、より顕著なものとなる。従って、上記構成によれば、より精度よく、電流指令値に対する実電流値の位相遅れを補償することができる。
【００８２】
（４）マイコン１７は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御の実行により三相の相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する第１電流制御部２４ａと、相電流フィードバック制御の実行により各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する第２電流制御部２４ｂとを備える。そして、通常時には、第１電流制御部２４ａにより演算される各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいてモータ制御信号の出力を実行し、通電不良発生に伴う二相駆動時には、第２電流制御部２４ｂにより演算される各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**に基づいてモータ制御信号の出力を実行する。
【００８３】
即ち、最も影響のある時間的遅れ要素の一つとして、電流フィードバック制御における位相遅れを挙げることができる。そして、特に、相電流フィードバック制御は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御よりも、その位相遅れが大きくなる傾向がある。従って、上記構成のように、二相駆動時、相電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号の出力を行うものについて、上記（１）〜（３）の構成を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００８４】
（低速操舵時における効用）
次に、上記本実施形態の構成による回転角補正制御について、その低速操舵時の効用を詳述する。
【００８５】
図１２中、上記回転角補正制御時、ゆっくりとステアリング操作を行った場合、即ち低速操舵時に対応する区間ｔ４における各波形Ｍ，Ｌの推移に注目されたい。この区間ｔ４では、操舵トルクτ及び回転角速度ωの変化に対応する波形Ｍ，Ｌが小刻みに振動しているのがわかる。しかながら、この振動は試験者（運転者）のステアリング操作に起因するものではない。
【００８６】
即ち、上記本実施形態の構成による回転角補正を行わない場合（図１１参照、区間ｔ１）と同様のステアリング操作を行っているにも関わらず、回転角補正を行うことにより、その回転角速度ωの変化を示す波形Ｍは「０」を挟んで振動する。つまり、上記回転角補正制御の実行により、モータ１２の回転方向が小刻みに切り替わる現象が生じている。そして、低速操舵時においては、こうした回転方向が小刻みに切り替わる反転動作が、その引っかかりの発生を抑制する主たるメカニズムとなっている。
【００８７】
詳述すると、図１３に示すように、二相駆動時、上記所定の回転角θＡ，θＢ付近において電流制限を行うことにより、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍には、その操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）が戻し方向の反力トルク（軸力）を下回る回転角範囲、即ちその操舵速度が減速する区間が現れる（減速区間：θa＜θ＜θa´，θb＜θ＜θb´）。そして、低速操舵時には、この減速区間の存在が、上記引っ掛かりの発生要因となっている。
【００８８】
即ち、減速区間への突入速度を「ωin」、脱出速度を「ωout」、及びモータ慣性を「Ｊm」とし、当該減速区間における減速エネルギーを「−Ｅn」とすると、エネルギー保存法則から、次の（４）式が成立する。
【００８９】
【数２】
0005470697.tif 000003
尚、この場合における「突入速度」とは、例えば、図１３中、操舵方向が「左から右」である場合における回転角θaにおける回転角速度ωの値あり、「脱出速度」とは、同じく回転角θa´における回転角速度ωの値である。
【００９０】
従って、脱出速度ωoutが「０」より大きい、即ちこの減速区間を停止することなく通過するためには、その突入速度ωinが次の（５）式に示される臨界速度ωcrよりも速くなければならない。
【００９１】
【数３】
0005470697.tif 000004
つまり、図１４に示すように、その回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であるような低速操舵時（ω≦ωcr）には、上記減速区間を通過することができず、例えば、当該減速区間の脱出位置である回転角θa´よりも手前（突入角となる回転角θa側）の回転角θpで、その回転角速度ωは「０」となる。ここで、この減速区間では、操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）よりも戻し方向のトルク（反力トルク）の方が大きい（「操舵トルク」＋「アシストトルク」＜「反力トルク（軸力）」）。そのため、モータは、同回転角θpで一度停止した後、戻し方向へと逆回転する。そして、最終的には、操舵方向のトルクと戻し方向のトルクとが釣り合う回転角θaにおいて静止することとなり（操舵トルクに特別の変化がない場合）、その結果、図１１の区間ｔ１に示されるような、ステアリング操作に対してモータの回転が追従しない所謂引っ掛かりが発生した状態となる。
【００９２】
一方、図１２の区間ｔ４に示されるように、上記回転角補正制御の実行時には、図１１の区間ｔ１に示されるような引っ掛かりの発生はみられない。そして、その代わりに、モータの回転方向が小刻みに切り替わる上記のような反転動作が認められる。
【００９３】
図１５は、回転角補正制御時におけるモータ回転角（電気角）及びモータ回転角速度の推移を示す波形図である。同図に示されるように、このようなモータの反転動作は、各相電流値の符号が反転する上記所定の回転角θＡ，θＢ付近で発生している。そして、その反転作動を繰り返すことによりモータの回転角速度ωが増大しているのが分かる。
【００９４】
即ち、上記本実施形態の構成による回転角補正制御を実行することで、回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であるような低速操舵時（ω≦ωcr）、モータは、上記所定の回転角θＡ，θＢ付近で反転動作を繰り返す。そして、その反転動作の繰り返すなかで回転角速度ωを上昇させ、臨界速度ωcrよりも速い突入速度ωinを獲得することにより、上記所定の回転角θＡ，θＢ近傍に生ずる減速区間を通過する、即ち引っ掛かりの発生を抑制する構成となっている。
【００９５】
更に詳述すると、上述のように、本実施形態の回転角補正制御部４０は、操舵トルクτ（の符号）、即ちステアリング操作の方向（操舵方向）に応じた所定の基礎補正量ε１、及びモータ１２の回転角速度ωに応じた回転角速度補正量ε２の二つ補正量を演算する（図１０参照）。そして、図１６（ａ）（ｂ）は、これらを基礎補正量ε１及び回転角速度補正量ε２を重畳した場合、即ち、これら各補正量の合計と回転角速度ωとの関係を、その操舵方向毎に示したものである。
【００９６】
図１６（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の回転角補正制御部４０は、モータ１２の通常回転時、即ちモータ１２が操舵方向へと回転する通常状態には、その進み方向に回転角θを補正するような補正量を演算する構成となっているが、例外的に、遅れ方向に回転角θを補正するような補正量を演算する場合がある。
【００９７】
具体的には、基礎補正量演算部４１により演算される基礎補正量ε１の値は、その操舵方向（操舵トルクτの符号）に応じて一定であるが、回転角速度補正量演算部４２により演算される回転角速度補正量ε２の値は、回転角速度ω（の絶対値）の上昇に従い増加する。従って、操舵方向とモータ１２の回転方向とが逆向きであり、且つ回転角速度ωの小さな領域では、その補正量の符号が回転角θの符号とは異なる、即ち遅れ方向に回転角θを補正するような補正量が演算される。そして、本実施形態では、この遅れ方向への回転角補正により、上記所定の回転角θＡ，θＢ近傍の減速区間における反転動作の繰り返し、及びそれによる回転角速度ωの上昇が実現されている。
【００９８】
即ち、遅れ方向に回転角θを補正する場合ことにより、上記所定の回転角θＡ，θＢの付近において、操舵方向とは逆向きにモータ１２を回転させるような実電流が発生する（図９参照）。そして、本実施形態では、これより、所定の回転角θＡ，θＢ近傍の減速区間においてモータの回転方向が反転した場合に、その逆回転を補助するような操舵方向とは逆向きのアシスト力（逆アシスト）を付与する構成となっている。
【００９９】
尚、図１７は、操舵方向にモータを回転させるべき電流指令値としてのｑ軸電流指令値Ｉq*、及び実電流値としてのｑ軸電流値Ｉqの推移を、その回転角θ（電気角）毎に示した波形図であるが、この図１７においても、所定の回転角θＡ，θＢ付近における逆アシストの発生が確認できる。
【０１００】
そして、上記のような反転動作を繰り返すなかで、逆アシストとして与えられるエネルギーを回転角速度ωに変換し、臨界速度ωcrを超える突入速度ωinを獲得することにより、当該減速区間を通過する構成となっている。
【０１０１】
つまり、上述のように、減速区間への突入速度ωin（例えば、回転角θaにおける回転角速度ω）が臨界速度ωcr以下である場合には、当該減速区間を通過することができない。そして、途中の回転角θp１で停止した後、戻し方向へと逆回転する（図１４参照）。
【０１０２】
しかしながら、図１８に示すように、上記のように逆アシスト力付与によりその逆回転を補助することで、当該逆回転時には、その突入速度ωinよりも速い回転角速度ωで減速区間への突入位置（回転角θa（θp０））を通過することになる。そして、当該突入位置よりも大きく戻し方向に位置する回転角θp２まで戻された後、再び操舵方向へと回転する。このとき、その戻し方向への逆回転によって、操舵系は捩れた状態となり、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクτの絶対値が大となる。そして、その操舵トルクτに基づき演算される大きなアシスト力よって再び操舵方向に加速されることにより、前回突入時よりも速い突入速度ωin、即ち前回突入時の最大到達点である回転角θp１よりも進み方向に位置する回転角θp３まで到達可能な突入速度ωinを獲得する。
【０１０３】
そして、その再突入時の突入速度ωinが臨界速度ωc以下である場合、即ち最大到達点である回転角θp３が減速区間内である場合には、こうした反転動作及び逆アシスト付与による加速を繰り返すことにより、臨界速度ωcrよりも速い突入速度ωinを獲得し、当該減速区間を通過する構成となっている。
【０１０４】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化したが、ＥＰＳ以外の用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。
【０１０５】
・本実施形態では、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、大別して、「通常制御モード」、「アシスト停止モード」、及び「二相駆動モード」の３つの制御モードを有することとした。しかし、異常発生時におけるモータ制御の形態は、これらのモードに限るものではない。つまり、通電不良相発生時に該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を実行する構成であれば、どのようなものに適用してもよい。また、異常検出（判定）の方法についても、本実施形態の構成に限るものではない。
【０１０６】
・本実施形態では、電流指令値演算部２３は、二相駆動時、通電不良発生相以外の二相のうちの一相についての相電流指令値を出力し、モータ制御信号生成部２４は、当該相についての相電圧指令値を演算した後に、これに基づいて他相の相電圧指令値を演算することとした。しかし、これに限らず、電流指令値演算部２３が、通電不良発生相以外の二相の両方についての相電流指令値を出力する構成としてもよい。
【０１０７】
・また、本実施形態では、上記（１）〜（３）式に基づいて、Ｕ相又はＷ相の異常時には、Ｖ相の相電流指令値Ｉv*を演算し、Ｖ相の異常時には、Ｕ相の相電流指令値Ｉu*を演算することとした。しかし、これに限らず、Ｕ相又はＶ相の異常時には、Ｗ相の相電流指令値（Ｉw*）を演算し、Ｗ相の異常時には、Ｕ相の相電流指令値（Ｉu*）を演算する等の構成としてもよい。尚、この場合における各相電流指令値は、上記（１）〜（３）式の符号を逆にすることで演算可能である。
【０１０８】
・さらに、通電不良発生時における相電流指令値は、必ずしも上記（１）〜（３）式により演算した場合と完全には同一でなくともよい。即ち、所定の回転角を漸近線として略正割曲線又は略余割曲線状に変化する、或いはこれに近似して変化するような相電流指令値を演算しても、本実施形態に近い効果を得ることができる。但し、上記（１）〜（３）式に基づき相電流指令値を演算した場合が、最も要求トルクに近いモータ電流を発生させることが可能であり、該各式に基づき演算される相電流指令値に近い値が演算される方法ほど、より顕著な効果が得られることはいうまでもない。
【０１０９】
・本実施形態では、操舵トルクτ（の符号）、即ちステアリング操作の方向（操舵方向）に基づく基礎補正量ε１は、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致する場合、及び不一致である場合の何れにおいても一定とした（図１０及び図１６（ａ）（ｂ）参照）。しかし、これに限らず、操舵方向とモータ回転方向とが一致する場合と異なる場合とで、基礎補正量ε１の大きさを変える構成としてもよい。例えば、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、操舵方向とモータ回転方向とが異なる場合には、同一である場合よりも基礎補正量ε１を増やす構成とするとよい。
【０１１０】
・また、本実施形態では、各相電流の方向が切り替わる所定の回転角θＡ，θＢ近傍の減速区間を通過可能な突入速度ωin、即ち、回転角速度ωが臨界速度ωcrよりも速く、操舵方向とモータ回転方向とが一致する場合には、進み方向に回転角θを補正することにより、逆アシストの発生を抑制して円滑な回転を確保する。そして、回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であり、操舵方向とモータ回転方向とが異なる場合には、遅れ方向に回転角θを補正し、それにより生ずる逆アシスト力を回転角速度ωに変換することにより、突入速度ωinを臨界速度ωcrよりも速い速度に上昇させて引っ掛かりの発生を抑制する構成とした。しかし、これに限らず、図２０（ａ）（ｂ）に示すように、操舵方向とモータ回転方向とが一致する場合における進み方向への回転角補正のみを行う、或いは図２１（ａ）（ｂ）に示すように、操舵方向とモータ回転方向とが異なる場合における遅れ方向への回転角補正のみを行う構成としてもよい。
【０１１１】
・また、電流制御の形態としては、必ずしも、本実施形態のような三相交流座標（Ｕ，Ｖ，Ｗ）における相電流フィードバック制御でなくともよい。例えば、以下に示す（６）〜（８）式により、通電不良発生相に応じた所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として、正接曲線（タンジェント）状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。そして、該ｄ軸電流指令値Ｉd*に基づくｄ／ｑ座標系の電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する構成に適用してもよい（図２２参照、同図はＵ相通電不良時の例）。また、フィードバック制御に限らず、オープン制御の実行によりモータ制御信号の出力を実行するものに適用してもよい。
【０１１２】
【数４】
0005470697.tif 000005
【０１１３】
・本実施形態では、回転角補正制御部４０は、モータ１２の回転方向に応じて、進み方向に回転角θを補正するための基礎補正量ε１を演算する基礎補正量演算部４１と、モータ１２の回転角速度ωに応じて回転角θを補正するための回転角速度補正量ε２を演算する回転角速度補正量演算部４２とを備えることとした。しかし、これに限らず、モータ１２の回転方向に応じた回転角θの補正、又は回転角速度ωに応じた回転角θの補正のみを行う構成に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。
【図３】マイコン（モータ制御信号生成部）の制御ブロック図。
【図４】通電不良相検出の処理手順を示すフローチャート。
【図５】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）における各相電流の推移を示す説明図。
【図６】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）におけるｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図７】異常判定及び制御モードの切り替えの処理手順を示すフローチャート。
【図８】二相駆動時におけるモータ制御信号生成の処理手順を示すフローチャート。
【図９】電流制御における電流指令値に対する実電流値の位相遅れを示す説明図。
【図１０】回転角補正制御部の制御ブロック図。
【図１１】二相駆動時（回転角補正なし）における操舵トルクとモータの回転角速度との関係を示すグラフ。
【図１２】二相駆動時（回転角補正あり）における操舵トルクとモータの回転角速度との関係を示すグラフ。
【図１３】各相電流の方向が切り替わる所定の回転角近傍の減速区間を示す説明図。
【図１４】低速操舵時における引っ掛かりの発生メカニズムを示す説明図。
【図１５】回転角補正制御時におけるモータ回転角（電気角）及びモータ回転角速度の推移を示す波形図。
【図１６】（ａ）（ｂ）補正量と回転角速度との関係を操舵方向毎に示した図。
【図１７】電流指令値としてのｑ軸電流指令値及び実電流値としてのｑ軸電流値の推移を回転角（電気角）毎に示す波形図。
【図１８】反転動作の繰り返しによる回転角速度上昇のメカニズムを示す説明図。
【図１９】（ａ）（ｂ）別例の補正量と回転角速度との関係を操舵方向毎に示した図。
【図２０】（ａ）（ｂ）別例の補正量と回転角速度との関係を操舵方向毎に示した図。
【図２１】（ａ）（ｂ）別例の補正量と回転角速度との関係を操舵方向毎に示した図。
【図２２】別例の二相駆動時（Ｕ相通電不良時）におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図２３】従来の通電不良発生相以外の二相を通電相とする二相駆動の態様を示す説明図。
【図２４】従来の二相駆動時におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の推移を示す説明図。
【符号の説明】
【０１１５】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ…モータコイル、１７…マイコン、１８…駆動回路、２３…電流指令値演算部、２４…モータ制御信号生成部、２４ａ…第１電流制御部、２４ｂ…第２電流制御部、３１…異常判定部、３３…相電流指令値演算部、３６…Ｆ／Ｂ制御部、３７…相電圧指令値演算部、４０…回転角補正制御部、４１…基礎補正量演算部、４２…回転角速度補正量演算部、Ｉx，Ｉu，Ｉv，Ｉw…相電流値、Ｉx*，Ｉu*，Ｉv*，Ｉw*…相電流指令値、Ｉx_max…最大値、Ｖx*，Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*，Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**…相電圧指令値、Ｉd…ｄ軸電流値、Ｉq…ｑ軸電流値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、θ，θ´，θＡ，θＢ…回転角、ω…回転角速度。
【図１】
0005470697.tif 000006
【図２】
0005470697.tif 000007
【図３】
0005470697.tif 000008
【図４】
0005470697.tif 000009
【図５】
0005470697.tif 000010
【図６】
0005470697.tif 000011
【図７】
0005470697.tif 000012
【図８】
0005470697.tif 000013
【図９】
0005470697.tif 000014
【図１０】
0005470697.tif 000015
【図１１】
0005470697.tif 000016
【図１２】
0005470697.tif 000017
【図１３】
0005470697.tif 000018
【図１４】
0005470697.tif 000019
【図１５】
0005470697.tif 000020
【図１６】
0005470697.tif 000021
【図１７】
0005470697.tif 000022
【図１８】
0005470697.tif 000023
【図１９】
0005470697.tif 000024
【図２０】
0005470697.tif 000025
【図２１】
0005470697.tif 000026
【図２２】
0005470697.tif 000027
【図２３】
0005470697.tif 000028
【図２４】
0005470697.tif 000029