(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を制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の軸電流値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、
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、
発熱要素の温度を検出または推定する温度検出／推定手段と、
前記温度検出／推定手段によって検出または推定される温度に応じて前記制御角を補正する制御角補正手段とを含む、モータ制御装置。
【請求項２】
前記制御角補正手段は、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角演算手段によって演算される加算角を間欠的に低減または増加させる加算角補正手段を含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御角補正手段は、前記加算角演算手段によって演算された加算角を加算角ガード値に基づいて制限するための加算角制限手段と、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角ガード値を漸減させるガード値制御手段とを含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記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を検出するためのトルク検出手段と、
前記駆動対象に作用させるべき指示トルクを設定する指示トルク設定手段とをさらに含み、
前記加算角演算手段は、前記トルク検出手段によって検出される検出トルクと、前記指示トルク設定手段によって設定される指示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り、
前記制御角補正手段は、前記温度検出／推定手段によって検出または推定される温度が高くなるに従って、前記指示トルク設定手段によって設定される指示トルクを増加させる手段を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
車両の舵取り機構に駆動力を付与するモータと、
前記モータを制御する請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置とを含む、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、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置およびそれを備えた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、磁極の位相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
【特許文献２】特開2009-124811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モータ制御装置およびそれを備えた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）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（３０，３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２〜３６）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、発熱要素（３，１２）の温度を検出または推定する温度検出／推定手段（４０）と、前記温度検出／推定手段によって検出または推定される温度に応じて前記制御角を補正する制御角補正手段（２１Ａ，２５，２５Ａ，４１，６２，６３）とを含む、モータ制御装置である。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。
【０００９】
さらに、この発明では、発熱要素の温度が温度検出／推定手段によって検出または推定される。そして、制御角補正手段によって、温度検出／推定手段によって検出または推定される温度に応じて制御角が補正される。発熱要素の温度が高くなると、一般に、過熱保護機能により、モータへの電流の供給が停止される。これによりモータの駆動が停止される。このようなモータの駆動停止が、何の予兆も無く行われると、モータの駆動対象によっては、不都合が生じる場合がある。この発明では、温度検出／推定手段によって検出または推定される温度に応じて制御角を補正することができるので、発熱要素の温度が高くなっている場合には、モータトルクを通常時とは異なる態様で制御することが可能となる。これにより、過熱保護機能によってモータの駆動が停止される前に、モータが駆動停止となる予兆を警告することが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記制御角補正手段は、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角演算手段によって演算される加算角を間欠的に低減または増加させる加算角補正手段（２５）を含む、請求項１に記載のモータ制御装置である。この構成では、温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、加算角演算手段によって演算される加算角が間欠的に低減または増加され、その結果、制御角が間欠的に補正されることになる。これにより、発熱要素の温度が高くなっている場合には、モータトルクを通常時とは異なる態様で制御することが可能となる。したがって、過熱保護機能によってモータの駆動が停止される前に、モータが駆動停止となる予兆を警告することが可能となる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記制御角補正手段は、前記加算角演算手段によって演算された加算角を加算角ガード値に基づいて制限するための加算角制限手段（２５Ａ）と、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角ガード値を漸減させるガード値制御手段（４１）とを含む、請求項１に記載のモータ制御装置である。この構成によれば、温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、加算角ガード値が漸減され、これにより、制御角が補正される。これにより、発熱要素の温度が高くなっている場合には、モータトルクを通常時とは異なる態様で制御することが可能となる。したがって、過熱保護機能によってモータの駆動が停止される前に、モータが駆動停止となる予兆を警告することが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記モータによって駆動される駆動対象（２）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、前記駆動対象に作用させるべき指示トルク（Ｔ＊）を設定する指示トルク設定手段（２１Ａ，６２，６３）とをさらに含み、前記加算角演算手段は、前記トルク検出手段によって検出される検出トルクと、前記指示トルク設定手段によって設定される指示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り、前記制御角補正手段は、前記温度検出／推定手段によって検出または推定される温度が高くなるに従って、前記指示トルク設定手段によって設定される指示トルクを増加させる手段（２１Ａ，６２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置である。
【００１３】
この構成では、駆動対象に加えられる、モータトルク以外のトルクがトルク検出手段によって検出される。また、駆動対象に作用させるべき指示トルクが指示トルク設定手段によって設定される。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検出トルクを指示トルク設定手段によって設定される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。
【００１４】
また、この構成では、温度検出／推定手段によって検出または推定される温度が高くなるに従って、指示トルク設定手段によって設定される指示トルクが増加される。その結果、発熱要素の温度に応じて加算角が変化することになり、結果として、制御角が補正される。これにより、発熱要素の温度が高い場合には、通常時とは異なる態様でモータトルクが制御されるようになる。そして、通常時との制御態様の差は、発熱要素の温度が高くなるに従って顕著となる。したがって、過熱保護機能によってモータの駆動が停止される前に、モータが駆動停止となる予兆を警告することが可能となる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、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請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置（５）とを含む、車両用操舵装置である。この発明では、車両の舵取り機構に駆動力を付与するモータが過熱保護機能によって停止される前に、モータが停止状態となる予兆を警告することが可能となる車両用操舵装置が実現する。
【００１６】
制御角は、演算周期間で加算角だけ変化する。つまり、演算周期当たりの制御角の変化は加算角に等しい。加算角が演算周期当たりのロータの角変位よりも大きいとき、負荷角が増加する。したがって、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合、負荷角の増加に応じてモータトルクが増加する。また、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合には、負荷角の増加に応じてモータトルクが減少する。このように、負荷角とモータトルクとの間には相関関係がある。
【００１７】
駆動対象に対して全体として或るトルクを作用させるべき場合（たとえば、モータトルクによって不足のトルクが補われる場合）、モータトルクが増加することによって、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが減少するので、検出トルクが減少することになる。一方、モータトルクが減少すれば、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが増加するので、検出トルクが増加することになる。
【００１８】
この場合、前記請求項２に記載されている加算角補正手段は、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合において、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角を間欠的に低減させ、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合において、前記温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、前記加算角を間欠的に増加させるものであってもよい。負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合に、加算角が間欠的に低減されると、モータトルクが間欠的に低減される。つまり、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが間欠的に増加する。一方、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合に、加算角が間欠的に増加されると、モータトルクが間欠的に低減される。つまり、駆動対象に加えられるモータトルク以外のトルクが間欠的に増加する。
【００１９】
前記トルク検出手段は、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が高くなり、過熱保護機能により、モータへの電流の供給が停止されると、操舵モードが操舵補助力を伴わないマニュアルステアモードとなる。操舵モードが、操舵補助力を受けられるパワーステアモードからマニュアルステアモードに切り換わると、操舵トルクが急激に変化して、操作部材（たとえば、ステアリングホイール）対して衝撃が不意に発生するおそれがある。そうすると、運転者が驚くおそれがある。
【００２２】
この場合、請求項２に記載の発明を採ると、負荷角とモータトルク（アシストトルク）とに正の相関がある場合において、温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、加算角を間欠的に低減させ、負荷角とモータトルクとに負の相関がある場合において、温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が所定値より高い場合には、加算角を間欠的に増加させることが可能となる。これにより、発熱要素の温度が高い場合には、アシストトルクが間欠的に低減されるので、操作部材（ステアリングホイール）が間欠的に重くなる。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明を採ると、負荷角とモータトルクとに正の相関がある場合において、温度検出／推定手段によって検出または推定された温度が高い場合には、加算角ガード値を漸減させることができる。これにより、発熱要素の温度が高い場合には、アシストトルクが徐々に減少するので、操作部材（ステアリングホイール）が徐々に重くなる。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくる。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明を採ると、温度検出／推定手段によって検出または推定される温度が高くなるに従って、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を増加させることが可能となる。指示操舵トルクが増加されると、アシストトルクが減少する。従って、発熱要素の温度が高くなると、操作部材（ステアリングホイール）が重くなる。また、発熱要素の温度が高くなるに従って、操作部材の重みが増加する。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
【００２５】
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。
【００２６】
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】
【００２７】
【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】加算角補正部の働きを説明するための図である。
【図９】加算角補正部によって実行される加算角補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】モータ推定温度に対するインターバル時間の設定例を示す図である。
【図１１】加算角補正部の他の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】モータ推定温度に対する加算角ゲインの設定例を示す図である。
【図１３】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電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】図１４Ａは、操舵角に対する指示操舵トルクの設定例を示す図であり、図１４Ｂは、モータ推定温度に対するトルクゲインの設定例を示す図である。
【図１５】図１５Ａは、操舵速度に対するダンピングトルク指示値の設定例を示す図であり、図１５Ｂは、モータ推定温度に対するダンピングトルクゲインの設定例を示す図である。
【図１６】この発明の第３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１７】ガード値制御部によって実行されるガード値制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】モータ推定温度に対する過熱保護制限電流の設定例を示す図である。
【図１９】図１７のステップＳ３６で実行される漸減処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１７のステップＳ４１で実行される漸増処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図２１】指示電流ガードによって実行される指示電流ガード処理の手順を示すフローチャートである。
【図２２】加算角ガードによって実行される加算角ガード処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。舵角センサ４は、ステアリングホイール１０の中立位置（基準位置）からのステアリングホイール１０の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、中立位置から右方向への回転量を正の値として出力し、中立位置から左方向への回転量を負の値として出力する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、加算角補正部２５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、温度検出／推定部４０とが含まれている。
【００３４】
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。
【００３５】
操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の出力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Ｔ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Ｔ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Ｔ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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、所定の制限値ωmax（ωmax＞０。たとえばωmaxの既定値＝４５度）に基づいて定められる。この所定の制限値ωmaxの既定値は、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。
【００３８】
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(2)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    …(2)
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(3)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。
【００３９】
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    …(3)
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値ωmaxの既定値とすればよい。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(4)(5)で表すことができる。
【００４０】
ＵＬ＝＋ωmax    …(4)
ＬＬ＝−ωmax    …(5)
温度検出／推定部４０は、モータ３またはモータ制御部５の温度を検出または推定する。モータ制御部５の温度とは、主として駆動回路１２の温度を意味する。温度検出／推定部４０は、モータ３の温度を検出するものであってもよい。この場合、温度検出／推定部４０は、モータ３の温度を検出するための温度センサ８の出力信号に基づいて、モータ３の温度を検出する。また、温度検出／推定部４０は、駆動回路１２の温度を検出するものであってもよい。この場合、温度検出／推定部４０は、駆動回路１２の温度を検出するための温度センサ１４の出力信号に基づいて、駆動回路１２の温度を検出する。
【００４１】
また、温度検出／推定部４０は、モータ３または駆動回路１２の温度を推定するものであってもよい。この場合には、前述した温度センサ８，１４は不要である。温度検出／推定部４０は、たとえば、モータ３への通電電流、その周波数、外気温度およびモータ３の特性に応じて予め定められる定数を用いることにより、モータ３または駆動回路１２の温度を推定する。また、温度検出／推定部４０は、電流検出部１３によって検出される検出電流ＩＵＶＷの積算値またはＵＶＷ／γδ変換部３６によって得られる二相検出電流Ｉγδの積算値に基づいて、モータ３または駆動回路１２の温度を推定してもよい。温度検出／推定部４０によって検出または推定されたモータ３または駆動回路１２の温度は、加算角補正部２５に与えられる。以下においては、説明の便宜上、温度検出／推定部４０は、モータ３の温度を推定し、得られたモータ推定温度を加算角補正部２５に与えるものとする。
【００４２】
加算角補正部２５は、モータ推定温度が高くなったときに後述する指示電流値変更部３１に電流停止指令を与えて、操舵モードをマニュアルステアモードにする過熱保護機能と、マニュアルステアモードとなる予兆を運転者に警告する予兆付与機能とを備えている。具体的には、加算角補正部２５は、温度検出／推定部４０によって推定されたモータ推定温度に基づいて、加算角リミッタ２４による制限処理後の加算角αを補正するとともに、モータ推定温度に基づいて指示電流値変更部３１を制御する。加算角補正部２５によって実行される処理（加算角補正処理）の詳細については、後述する。
【００４３】
加算角補正部２５による補正処理後の加算角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。
制御角演算部２６は、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)に加算角変更部２５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。
【００４４】
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Ｉγ＊およびδ軸指示電流値Ｉδ＊（以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉγδ＊」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Ｉγ＊を有意値とする一方で、δ軸指示電流値Ｉδ＊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Ｉγ＊を設定する。
【００４５】
検出操舵トルクＴに対するγ軸指示電流値Ｉγ＊の設定例は、図６に示されている。検出操舵トルクＴが零付近の範囲Ｌでは、γ軸指示電流値Ｉγ＊は、小さい値に設定されている。そして、γ軸指示電流値Ｉγ＊は、検出操舵トルクＴが零付近の範囲Ｌ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、γ軸指示電流値Ｉγ＊が低減され、不必要な電力消費が抑制される。
【００４６】
指示電流値変更部３１は、加算角補正部２５からの指示により、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Ｉγ＊を変更する。具体的には、加算角補正部２５は、モータ推定温度が所定温度以上になったときに、過熱保護機能によって、指示電流値変更部３１に電流停止指令を通知する。指示電流値変更部３１は、この電流停止指令を受信すると、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Ｉγ＊を零に変更する。従って、モータ推定温度が所定温度以上となると、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零になるため、操舵モードが操舵補助力を伴わないマニュアルステアモードとなる。
【００４７】
電流偏差演算部３２は、指示電流値生成部３０によって生成され、指示電流値変更部３１による変更処理を受けた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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。この座標変換には、制御角演算部２６で演算された制御角θＣが用いられる。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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
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および加算角補正部２５の機能は省略してある。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
この実施形態では、負荷角θＬとモータトルク（アシストトルク）とが正の相関を有する領域で負荷角θＬが調整されるように、加算角αが制御される。具体的には、ｑ軸電流Ｉｑ＝ＩγsinθＬであるから、−９０°≦θＬ≦９０°となるように、加算角αが制御される。むろん、負荷角θＬとモータトルク（アシストトルク）とが負の相関を有する領域で負荷角θＬが調整されるように、加算角αを制御することもできる。この場合、９０°≦θＬ≦２７０°となるように、加算角αが制御される。ＰＩ制御部２３のゲインを正にすれば正の相関領域での制御となり、ＰＩ制御部２３のゲインを負にすれば負の相関領域での制御となる。
【００５６】
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、加算角補正部２５には、上限値ＵＬ（＝＋ωmax）が与えられることになる。
【００５７】
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、加算角補正部２５には、下限値ＬＬ（＝−ωmax）が与えられることになる。
【００５８】
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がそのまま加算角補正部２５に与えられる。
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。
【００５９】
加算角補正部２５によって実行される加算角補正処理について説明する。前述したように、モータ推定温度が所定温度以上である場合には、過熱保護機能によって、加算角補正部２５から指示電流値変更部３１に電流停止指令が通知され、これにより、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零に変更される。したがって、モータ推定温度が所定温度以上となると、操舵モードが操舵補助力を伴わないマニュアルステアモードとなる。このように、モータ推定温度の上昇により、操舵補助力が受けられているパワーステアモードからマニュアルステアモードに切り換わると、操舵トルクが急激に変化して、ステアリングホイール１０に対して衝撃が不意に発生するおそれがある。そうすると、運転者が驚くおそれがある。加算角補正部２５は、モータ推定温度の上昇によって操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告するために、加算角αを補正する。
【００６０】
加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度以上となると、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を間欠的に低減させる。具体的には、図８に示すように、加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度以上となると、インターバル時間Ｔint毎に、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を一時的に低減させる。なお、図８において、Δｔは、加算角αの演算周期を示している。インターバル時間Ｔintは、加算角αの演算周期Δｔの整数倍（図８の例では、Ｔint＝３・Δｔ）に設定される。
【００６１】
この場合、加算角補正部２５は、インターバル時間Ｔintを、モータ推定温度が高いほど短くする。そして、インターバル時間Ｔintが所定のしきい値以下になると、すなわち、モータ推定温度が第１の所定温度より高い第２の所定温度以上となると、加算角補正部２５は、指示電流値変更部３１に電流停止指令を通知する。これにより、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零にされ、操舵モードがマニュアルステアモードとなる。
【００６２】
図９は、加算角補正部２５によって実行される加算角補正処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、加算角の演算周期と同じ演算周期毎に、繰り返し行なわれる。
加算角補正部２５は、まず、温度検出／推定部４０によって推定されたモータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。第１の所定温度Ａ１は、たとえば、１００°Ｃに設定される。モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１未満である場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、加算角補正部２５は、何ら処理を行なうことなく、今演算周期での処理を終了する。この場合には、加算角リミッタ２４から出力された加算角αは、補正されることなく、そのまま制御角演算部２６に与えられる。
【００６３】
前記ステップＳ１１において、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上であると判別された場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、加算角補正部２５は、モータ推定温度に応じてインターバル時間Ｔintを設定する（ステップＳ１２）。モータ推定温度に対するインターバル時間Ｔintの設定例が、たとえば、図１０に示されている。図１０の例では、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１未満ではインターバル時間Ｔintは設定されない。モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上の範囲では、インターバル時間Ｔintは、モータ推定温度が高くなるほど減少する（図１０の例ではリニアに減少する）特性に従って設定される。加算角補正部２５は、図１０に示すようなモータ推定温度とインターバル時間Ｔintとの関係を記憶したマップに基づいて、インターバル時間Ｔintを設定する。なお、インターバル時間Ｔintを演算周期の回数に換算した値をＣintで表すことにする。
【００６４】
加算角補正部２５は、インターバル時間Ｔintを設定すると、設定したインターバル時間Ｔintが所定のしきい値Ｂ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。しきい値Ｂは、図１０に示すように、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１より高い第２の所定温度Ａ２である場合の、インターバル時間Ｔintに相当する。第２の所定温度Ａ２は、たとえば、１８０°Ｃに設定される。インターバル時間Ｔintがしきい値Ｂより大きい場合、すなわち、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２より低い場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、加算角補正部２５は、カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達したか否かを判別する（ステップＳ１４）。カウント値ｃの初期値は零である。カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達していない場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、加算角補正部２５は、カウント値ｃを１だけインクリメントした後（ステップＳ１５）、今演算周期での処理を終了する。この場合には、加算角リミッタ２４から出力された加算角αは、補正されることなく、そのまま制御角演算部２６に与えられる。
【００６５】
前記ステップＳ１４において、カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達したと判別された場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、加算角補正部２５は、加算角リミッタ２４から出力された加算角αに、０より大きくかつ１より小さい所定の加算角ゲインＧα（０＜Ｇα＜１）を乗算することにより、加算角αの絶対値が小さくなるように、加算角αを補正する（ステップＳ１６）。加算角ゲインＧαは、たとえば、０．５〜０．９の範囲内の値に設定される。この後、加算角補正部２５は、カウンタ値ｃをリセット（ｃ＝０）させた後（ステップＳ１７）、今演算周期での処理を終了する。この場合には、加算角リミッタ２４から出力された加算角αは、その絶対値が小さくなるように補正された後に、制御角演算部２６に与えられる。
【００６６】
前記ステップＳ１３において、インターバル時間Ｔintがしきい値Ｂ以下であると判別された場合、すなわち、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２以上である場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、過熱保護機能によって、加算角補正部２５は、指示電流値変更部３１に電流停止指令を通知する（ステップＳ１８）。これにより、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零にされ、操舵モードがマニュアルステアモードとなる。また、加算角補正部２５は、今演算周期での処理を終了する。
【００６７】
以上のように、加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となると、インターバル時間Ｔint毎に、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を一時的に低減させている。加算角αの絶対値が一時的に低減されると、アシストトルクの絶対値が減少するため、操舵トルクの絶対値が一時的に大きくなる。これにより、ハンドル（ステアリングホイール）が一時的に重くなる。
【００６８】
インターバル時間Ｔintは、モータ推定温度が高いほど短くされるので、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１を超えてさらに上昇している場合には、ハンドルが重くなる時間間隔が徐々に短くなる。そして、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２に達すると、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零にされ、操舵モードがマニュアルステアモードとなる。前述したように、操舵モードがパワーステアモードからマニュアルステアモードに切り換わると、操舵トルクが急激に変化して、ステアリングホイール１０に対して衝撃が不意に発生するおそれがある。そうすると、運転者が驚くおそれがある。
【００６９】
この実施形態では、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となると、ハンドルが間欠的に重くなる。そして、モータ推定温度がさらに上昇すると、ハンドルが重くなる時間間隔が徐々に短くなる。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
【００７０】
なお、負荷角θＬとモータトルク（アシストトルク）とが負の相関を有する領域で負荷角θＬが調整されるように加算角αが制御される場合には、加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となった場合に、インターバル時間Ｔint毎に、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を一時的に増加させればよい。つまり、前述した加算角ゲインＧαを１より大きな値、たとえば、１より大きくかつ２より小さな範囲内の値（１＜Ｇα＜２）に設定すればよい。
【００７１】
図１１は、加算角補正部２５の他の動作例を示すフローチャートである。この加算角補正部２５においても、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となると、図８に示すように、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を間欠的に低減させる。ただし、この場合、前述した加算角補正部２５とは異なり、インターバル時間Ｔintは、常に一定である。その代わりに、加算角補正部２５は、加算角ゲインＧα（０＜Ｇα＜１）の値を、モータ推定温度が高いほど小さくさせる。
【００７２】
図１１に示される処理は、加算角の演算周期と同じ演算周期毎に、繰り返し行なわれる。加算角補正部２５は、まず、モータ推定温度に応じて加算角ゲインＧαを設定する（ステップＳ２１）。モータ推定温度に対する加算角ゲインＧαの設定例が、たとえば、図１２に示されている。図１２の例では、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１未満の範囲では、加算角ゲインＧαは１に設定されている。モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上の範囲では、加算角ゲインＧαは、モータ推定温度が高くなるほど減少する（図１２の例ではリニアに減少する）特性に従って設定される。加算角補正部２５は、図１２に示すようなモータ推定温度と加算角ゲインＧαとの関係を記憶したマップに基づいて、加算角ゲインＧαを設定する。
【００７３】
加算角補正部２５は、加算角ゲインＧαを設定すると、設定した加算角ゲインＧαが所定のしきい値Ｄ以下であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。しきい値Ｄは、図１２に示すように、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１より高い第２の所定温度Ａ２である場合の、加算角ゲインＧαに相当する。加算角ゲインＧαがしきい値Ｄより大きい場合、すなわち、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２より低い場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、加算角補正部２５は、カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達したか否かを判別する（ステップＳ２３）。カウント値ｃの初期値は零である。インターバル時間Ｃintは、一定値であり、予め設定されている。カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達していない場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、加算角補正部２５は、カウント値ｃを１だけインクリメントした後（ステップＳ２６）、今演算周期での処理を終了する。この場合には、加算角リミッタ２４から出力された加算角αは、補正されることなく、そのまま制御角演算部２６に与えられる。
【００７４】
前記ステップＳ２３において、カウント値ｃがインターバル時間Ｃintに達したと判別された場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、加算角補正部２５は、加算角リミッタ２４から出力された加算角αに、前記ステップＳ２１で設定された加算角ゲインＧαを乗算することにより、加算角αを補正する（ステップＳ２４）。この後、加算角補正部２５は、カウンタ値ｃをリセット（ｃ＝０）させた後（ステップＳ２５）、今演算周期での処理を終了する。この場合には、加算角リミッタ２４から出力された加算角αは、加算角補正部２５によって補正された後に、制御角演算部２６に与えられる。特に、モータ推定温度が第１の所定温度より大きい場合には、その絶対値が小さくなるように補正された後に、制御角演算部２６に与えられる。
【００７５】
前記ステップＳ２２において、加算角ゲインＧαがしきい値Ｄ以下であると判別された場合、すなわち、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２以上である場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、過熱保護機能により、加算角補正部２５は、指示電流値変更部３１に電流停止指令を通知する（ステップＳ２７）。これにより、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零にされ、操舵モードがマニュアルステアモードとなる。また、加算角補正部２５は、今演算周期での処理を終了する。
【００７６】
以上のように、加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１より大きくなると、インターバル時間Ｔint毎に、加算角リミッタ２４から出力される加算角αに１より小さな加算角ゲインＧα（０＜Ｇα＜１）を乗算することにより、加算角αの絶対値を一時的に低減させている。これにより、ハンドル（ステアリングホイール）が間欠的に重くなる。
【００７７】
加算角ゲインＧαは、モータ推定温度が高いほど小さくされるので、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１を超えてさらに上昇している場合には、インターバル時間Ｔint毎に付与されるハンドルの重みが徐々に大きくなる。そして、モータ推定温度が第２の所定温度Ａ２に達すると、γ軸指示電流値Ｉγ＊が零にされ、操舵モードがマニュアルステアモードとなる。
【００７８】
この動作例では、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となると、ハンドルが間欠的に重くなる。そして、モータ推定温度がさらに上昇すると、間欠的に付与されるハンドルの重みが徐々に大きくなる。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
【００７９】
なお、負荷角θＬとモータトルク（アシストトルク）とが負の相関を有する領域で負荷角θＬが調整されるように加算角αが制御される場合には、加算角補正部２５は、モータ推定温度が第１の所定温度Ａ１以上となった場合には、モータ推定温度が高いほど、加算角の絶対値を大きくさせればよい。具体的には、前述した加算角ゲインＧαを、たとえば、１以上でかつ２以下の範囲内（１≦Ｇα≦２）において、モータ推定温度が高いほど、大きな値に設定すればよい。
【００８０】
図１３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説明するためのブロック図である。この図１３において、前述の図１の各部に対応する部分には図１と同じ符号を付して示す。
この第２の実施形態では、図１に示されている加算角補正部２５は設けられていない。また、この第２の実施形態では、図１に示されている指示操舵トルク設定部２１の代わりに、指示操舵トルク設定部２１Ａが設けられているとともに、指示電流値変更部３１の代わりに、指示電流値変更部３１Ａが設けられている。さらに、この第２の実施形態では、マイクロコンピュータ１１は、機能処理部として、操舵速度演算部６１と、ダンピングトルク生成部６２と、トルク指示値加算部６３とを備えている。
【００８１】
温度検出／推定部４０は、モータ３またはモータ制御部５の温度（駆動回路１２の温度）を検出または推定するものであるが、この実施形態においても、説明の便宜上、温度検出／推定部４０は、モータ３の温度を推定するものであるとする。
指示操舵トルク設定部２１Ａ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、温度検出／推定部４０によって推定されるモータ推定温度とに基づいて、指示操舵トルクを設定する。指示操舵トルク設定部２１Ａによって設定された指示操舵トルクは、トルク指示値加算部６３に与えられる。
【００８２】
図１４Ａは、操舵角に対する指示操舵トルクの設定例を示している。図１４Ａの設定例では、操舵角が零付近の領域ＬＥ１では指示操舵トルクは零とされ、操舵角が前記領域ＬＥ１より大きい正の領域では指示操舵トルクは正の値（右方向のトルク）とされ、操舵角が前記領域ＬＥ１より小さい負の領域では指示操舵トルクは負の値（左方向のトルク）とされる。また、操舵角が前記領域ＬＥ１の外側にある場合には、操舵角の絶対値が大きくなるに従って、指示操舵トルクの絶対値が単調に大きくなっている。また、指示操舵トルクは、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、車速感応制御が行なわれる。さらに、指示操舵トルクは、モータ推定温度が所定温度より大きい場合には、モータ推定温度が大きいほど、その絶対値が大きくなるように設定される。
【００８３】
具体的には、指示操舵トルク設定部２１Ａは、まず、操舵角および車速に基づいて指示操舵トルクを設定し、設定された指示操舵トルクに、モータ推定温度に応じて設定されるトルクゲインＧＴを乗算することにより、最終的な指示操舵トルクを設定する。なお、指示操舵トルク設定部２１Ａは、まず、操舵角に基づいて第１の指示操舵トルクを設定し、設定された第１の指示操舵トルクに、モータ推定温度に応じて設定されるトルクゲインＧＴを乗算することにより、第２の指示操舵トルクを設定し、第２の指示操舵トルクを車速に応じて補正することにより、最終的な指示操舵トルクを設定するようにしてもよい。
【００８４】
図１４Ｂは、モータ推定温度に対するトルクゲインＧＴの設定例を示している。モータ推定温度が所定温度Ａ１（たとえば、１００°Ｃ）以下である場合には、トルクゲインＧＴは１に設定される。モータ推定温度が所定温度Ａ１よりも大きい場合には、トルクゲインＧＴは、モータ推定温度が大きくなるに従って増加する（図１４Ｂの例ではリニアに増加する）。
【００８５】
操舵速度演算部３１は、舵角センサ４によって検出される操舵角を時間微分することによって、操舵速度を演算する。ダンピングトルク生成部６２は、操舵速度演算部３１によって演算される操舵速度と、温度検出／推定部４０によって推定されるモータ推定温度とに基づいて、ダンピング制御のためのダンピングトルク指示値を生成する。ダンピングトルク生成部６によって生成されたダンピングトルク指示値は、トルク指示値加算部６３に与えられる。トルク指示値加算部６３は、指示操舵トルク設定部２１Ａが設定する指示操舵トルクに、ダンピングトルク生成部６２によって生成されるダンピングトルク指示値を加算する。この加算結果が、ダンピング制御のための補正がされた指示操舵トルクＴ＊として、トルク偏差演算部２２に供給される。したがって、指示操舵トルク設定部２１Ａと、ダンピングトルク生成部６２と、トルク指示値加算部６３とによって、指示操舵トルクＴ＊を設定するための指示トルク設定手段が構成されている。
【００８６】
図１５Ａは、操舵速度に対するダンピングトルク指示値の設定例を示している。図１５Ａの設定例では、操舵速度が零付近の領域ＬＥ２ではダンピングトルク指示値は零とされ、操舵速度が前記領域ＬＥ２より大きい正の領域ではダンピングトルク指示値は正の値とされ、操舵速度が前記領域ＬＥ２より小さい負の領域ではダンピングトルク指示値は負の値とされる。また、操舵速度が前記領域ＬＥ２の外側にある場合には、操舵速度の絶対値が大きくなるに従って、ダンピングトルク指示値の絶対値が単調に大きくなっている。これにより、ステアリングホイール１０の操舵速度が速いときほど、ダンピングトルク指示値の絶対値が大きくなる。このようなダンピングトルク指示値が、指示操舵トルク設定部２１Ａが設定する指示操舵トルクに加算されるので、操舵速度の絶対値が大きいほど、指示操舵トルクＴ＊の絶対値が大きくなる。これによりモータトルク（アシストトルク）が低減され、ダンピング制御が実現される。
【００８７】
ダンピングトルク指示値は、さらに、モータ推定温度が所定温度より大きい場合には、モータ推定温度が大きいほど、その絶対値が大きくなるように設定される。具体的には、ダンピングトルク生成部６２は、まず、操舵速度に基づいてダンピングトルク指示値を設定し、設定されたダンピングトルク指示値に、モータ推定温度に応じて設定されるダンピングトルクゲインＧＤＴを乗算することにより、最終的なダンピングトルク指示値を設定する。
【００８８】
図１５Ｂは、モータ推定温度に対するダンピングトルクゲインＧＤＴの設定例を示している。モータ推定温度が所定温度Ａ１以下である場合には、ダンピングトルクゲインＧＤＴは１に設定される。モータ推定温度が所定温度Ａ１よりも大きい場合には、ダンピングトルクゲインＧＤＴは、モータ推定温度が大きくなるに従って増加する（図５Ｂの例ではリニアに増加する）。
【００８９】
指示電流値変更部３１Ａは、トルク指示値加算部６３から出力される指示操舵トルクＴ＊に基づいて、指示電流値生成部３０によって生成されたγ軸指示電流Ｉγ＊を変更する。具体的には、指示電流値変更部３１Ａは、指示操舵トルクＴ＊の絶対値が所定のしきい値Ｅ以上になると、過熱保護機能によって、指示電流値生成部３０によって生成されたγ軸指示電流Ｉγ＊を零に変更する。したがって、指示操舵トルクＴ＊の絶対値が所定のしきい値Ｅ以上になると、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる。しきい値Ｅは、たとえば、７Ｎｍに設定される。
【００９０】
指示操舵トルク設定部２１Ａによって設定される指示操舵トルクの絶対値は、モータ推定温度が所定温度Ａ１よりも大きくなると、モータ推定温度が高くなるに従って大きくなる。一方、ダンピングトルク生成部６２によって生成されるダンピングトルク指示値の絶対値も、モータ推定温度が所定温度Ａ１よりも大きくなると、モータ推定温度が高くなるに従って大きくなる。指示操舵トルク設定部２１Ａによって設定される指示操舵トルクとダンピングトルク生成部６２によって生成されるダンピングトルク指示値とが、トルク指示値加算部６３によって加算されることにより、指示操舵トルクＴ＊が生成されるので、指示操舵トルクＴ＊の絶対値は、モータ推定温度が高くなるに従って大きくなる。
【００９１】
指示操舵トルクＴ＊の絶対値が大きくなると、アシストトルクの絶対値が減少するため、ハンドル(ステアリングホイール)が重くなる。つまり、モータ推定温度が所定温度Ａ１よりも高くなっている場合には、モータ推定温度が比較的低い場合に比べて、ハンドルが重くなる。そして、モータ推定温度が高くなるに従って、ハンドルの重みが増加する。モータ推定温度がさらに高くなり、指示操舵トルクＴ＊の絶対値が所定のしきい値Ｅを越えると、指示電流値変更部３１Ａによってγ軸指示電流Ｉγ＊が零に変更される。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換われる。
【００９２】
この第２の実施形態では、モータ推定温度が上昇して所定温度Ａ１以上となると、ハンドルが重くなる。そして、モータ推定温度がさらに上昇すると、モータ推定温度の上昇に従ってハンドルがさらに重くなっていく。これにより、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
【００９３】
前記第２の実施形態では、指示操舵トルク設定部２１Ａおよびダンピングトルク生成部６２のいずれにおいても、モータ推定温度が所定温度よりも大きい場合には、モータ推定温度が高くなるに従ってトルク指示値（指示操舵トルク，ダンピングトルク指示値）の絶対値が大きくなるように、トルク指示値を設定している。しかし、指示操舵トルク設定部２１Ａおよびダンピングトルク生成部６２のいずれか一方のみに、モータ推定温度に応じたトルク指示値の設定を行わせるようにしてもよい。
【００９４】
図１６は、この発明の第３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説明するためのブロック図である。この図１６において、前述の図１の各部に対応する部分には図１と同じ符号を付して示す。
この第３の実施形態では、図１に示されている加算角補正部２５および指示電流値変更部３１は設けられていない。この第３の実施形態では、マイクロコンピュータ１１は、機能処理部として、加算角ガード２５Ａと、指示電流リミッタ３１Ｂと、指示電流ガード３１Ｃと、ガード値制御部４１とを備えている。
【００９５】
温度検出／推定部４０は、モータ３またはモータ制御部５の温度（駆動回路１２の温度）を検出または推定するものであるが、この実施形態においても、説明の便宜上、温度検出／推定部４０は、モータ３の温度を推定するものであるとする。
ガード値制御部４１は、温度検出／推定部４０によって推定されるモータ推定温度と、舵角センサ４によって検出される操舵角とに基づいて、ガード値制御処理を行なう。ガード値制御処理の詳細については後述する。
【００９６】
指示電流リミッタ３１Ｂは、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Ｉγ＊を、ガード値制御部４１によって設定される過熱保護制限電流値以下に制限する。
指示電流ガード３１Ｃは、指示電流リミッタ３１Ｂから出力されるγ軸指示電流値Ｉγ＊を、ガード値制御部４１によって設定される指示電流ガード値μ（μ＞０）に基づいて補正する。具体的には、指示電流ガート３１Ｃは、γ軸指示電流値Ｉγ＊を指示電流ガード値μ以下に補正（制限）する。
【００９７】
加算角ガード２５Ａは、加算角リミッタ２４から出力される加算角αの絶対値を、ガード値制御部４１によって設定される加算角ガード値λ（λ＞０）に基づいて補正する。具体的には、加算角ガード２５Ａは、加算角αの絶対値を、加算角ガード値λ以下に補正（制限）する。
図１７は、ガード値制御部４１によって実行されるガード値制御処理の手順を示すフローチャートである。図１７の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９８】
ガード値制御部４１は、温度検出／推定部４０によって推定されたモータ推定温度に基づいて過熱保護制限電流値を演算し、指示電流リミッタ３１Ｂに設定する（ステップＳ３１）。指示電流リミッタ３１Ｂは、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Ｉγ＊を、ガード値制御部４１によって設定された過熱保護制限電流値以下に制限する。具体的には、指示電流リミッタ３１Ｂは、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Ｉγ＊が過熱保護制限電流値以下であれば、そのγ軸指示電流値Ｉγ＊をそのまま出力する。一方、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Ｉγ＊が過熱保護制限電流値より大きいときには、当該過熱保護制限電流値をγ軸指示電流値Ｉγ＊として出力する。
【００９９】
図１８は、モータ推定温度に対する過熱保護制限電流の設定例を示している。モータ推定温度が所定温度Ｆ１未満である場合には、過熱保護制限電流値は比較的大きな値Ｊ３に設定される。所定温度Ｆ１は、たとえば、１００°Ｃに設定される。モータ推定温度が所定温度Ｆ１より大きな所定温度Ｆ３より大きい場合には、過熱保護制限電流値は比較的小さな値Ｊ１に設定される。モータ推定温度が所定温度Ｆ１以上で所定温度Ｆ３以下の範囲内にある場合には、過熱保護制限電流値は、モータ推定温度が大きくなるほど小さくなる（図１８の例ではリニアに減少する）。なお、所定温度Ｆ１と所定温度Ｆ３とのほぼ中間値Ｆ２に対応する過熱保護制限電流値がＪ２として設定されている。中間値Ｆ２の温度は、たとえば、１４０°Ｃに設定される。
【０１００】
前記ステップＳ３１の処理が終了すると、ガード値制御部４１は、前記ステップＳ３１で演算された過熱保護制限電流値が所定値Ｊ２（図１８参照）未満であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。過熱保護制限電流値が所定値Ｊ２以上である場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、すなわち、モータ推定温度が所定温度Ｆ２（図１８参照）以下である場合には、ガード値制御部４１は、過熱保護制限電流値が所定値Ｊ３（図１８参照）未満であるか否かを判別する（ステップＳ３３）。
【０１０１】
過熱保護制限電流値が所定値Ｊ３以上である場合には（ステップＳ３３：ＮＯ）、すなわち、モータ推定温度が所定温度Ｆ１（図１８参照）以下である場合（比較的低温となっている場合）には（ステップＳ３３：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、漸減実施中フラグＦａがセット（Ｆａ＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ３４）。漸減実施中フラグＦａは、後述する漸減処理（ステップＳ３６の処理）が実施中であることを記憶するためのフラグであり、漸減処理が実施中であればセットされた状態（Ｆａ＝１）となり、実施中でなければリセットされた状態（Ｆａ＝０）となる。
【０１０２】
漸減実施中フラグＦａがリセットされている場合には（ステップＳ３４：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、漸減実施済フラグＦｂがセット（Ｆｂ＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ３５）。漸減実施済フラグＦｂは、漸減処理が実施されたことを記憶するフラグである。漸減実施済フラグＦｂは、後述する漸減処理（ステップＳ３６の処理）が実施されて完了したときにセット（Ｆｂ＝１）され、後述する漸増処理（ステップＳ４１の処理）が実施されて完了したときにリセット（Ｆｂ＝０）されるフラグである。
【０１０３】
漸減実施済フラグＦｂがリセット（Ｆｂ＝０）されている場合には（ステップＳ３５：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λを加算角ガード２５Ａに設定するとともに、現在保持している指示電流ガード値μ（γ軸指示電流ガード値）を指示電流ガード３１Ｃに設定する（ステップＳ４２）。そして、今演算周期での処理を終了する。なお、加算角ガード値λの初期値は、たとえば、その上限値λmaxに設定され、指示電流ガード値μの初期値は、たとえば、その上限値μmaxに設定される。
【０１０４】
前記ステップＳ３２において、過熱保護制限電流値が所定値Ｊ２未満であると判別された場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、すなわち、モータ推定温度が所定温度Ｆ２（図１８参照）を超えている場合（比較的高温となっている場合）には、ガード値制御部４１は、加算角ガード値λおよび指示電流ガード値μを漸減させるための漸減処理を行なう（ステップＳ３６）。漸減処理の詳細については、後述する。この後、ガード値制御部４１は、カウンタ値ｃをリセット（ｃ＝０）する。（ステップＳ３７）。そして、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λを加算角ガード２５Ａに設定するとともに、現在保持している指示電流ガード値μを指示電流ガード３１Ｃに設定した後（ステップＳ４２）、今演算周期での処理を終了する。
【０１０５】
前記ステップＳ３３において、過熱保護制限電流値が所定値Ｊ３未満である場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、すなわち、モータ推定温度が所定温度Ｆ１（図１８参照）以上でかつ所定温度Ｆ２以下である場合（中温である場合）には、ガード値制御部４１は、検出操舵トルクＴの絶対値が所定のしきい値Ｐ未満でかつ操舵速度の絶対値が所定のしきい値Ｑ未満であるという条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３８）。つまり、ガード値制御部４１は、ステアリングホイール１０がほぼ中立位置にありかつステアリングホイール１０に操舵力が働いていないという条件を満たしているか否かを判別する。しきい値Ｐは、たとえば、０．５Ｎｍに設定される。また、しきい値Ｑたとえば、１０deg/secに設定される。なお、操舵速度は、たとえば、舵角センサ４によって検出される操舵角を時間微分することによって演算することができる。操舵速度の代わりに、モータ３の誘起電圧の大きさを用いてもよい。モータ３の誘起電圧の大きさは、たとえば、ＰＩ制御部３３から出力される指示電圧Ｖγδ＊とＵＶＷ／γδ変換部３６から出力される検出電流Ｉγδとに基づいて推定することができる。
【０１０６】
前記ステップＳ３８の条件を満たしている場合、すなわち、ステアリングホイール１０がほぼ中立位置にありかつステアリングホイール１０に操舵力が働いていない場合には（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、ステップＳ３６に移行し、漸減処理を行なう。
前記ステップＳ３８において、前記条件を満たしていないと判別された場合、すなわち、ステアリングホイール１０が中立位置にないか、またはステアリングホイール１０に操舵力が働いている場合には（ステップＳ３８：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、運転手がステアリングホイール１０を操作していると判断し、ステップＳ３６には移行せず、ステップＳ３４に移行する。
【０１０７】
前記ステップＳ３４において、漸減実施中フラグＦａがセットされていると判別された場合には（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、漸減処理が実施中であるため、ガード値制御部４１は、ステップＳ３６に移行し、漸減処理を行なう。
前記ステップＳ３５において、漸減実施済フラグＦｂがセットされていると判別された場合には（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、カウント値ｃが所定のしきい値Ｈより大きいか否かを判別する（ステップＳ３９）。しきい値Ｈは、たとえば、３０秒に相当する値に設定される。カウント値ｃがしきい値Ｈ以下である場合には（ステップＳ３９：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、カウント値ｃを１だけインクリメントする（ステップＳ４０）。そして、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λを加算角ガード２５Ａに設定するとともに、現在保持している指示電流ガード値μを指示電流ガード３１Ｃに設定した後（ステップＳ４２）、今演算周期での処理を終了する。
【０１０８】
前記ステップＳ３９において、カウント値ｃがしきい値Ｈを越えていると判別された場合には（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、モータ推定温度がＦ１以下の低温となっておりかつ漸減処理が完了してから少なくとも所定時間が経過していると判別し、加算角ガード値λおよび指示電流ガード値μを漸増させるための漸増処理を行なう（ステップＳ４１）。そして、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λを加算角ガード２５Ａに設定するとともに、現在保持している指示電流ガード値μを指示電流ガード３１Ｃに設定した後（ステップＳ４２）、今演算周期での処理を終了する。
【０１０９】
図１９は、図１７のステップＳ３６で実行される漸減処理の詳細な手順を示すフローチャートである。この漸減処理は、加算角ガート値λを零まで漸減させた後に、指示電流ガード値μを零まで漸減させるための処理である。
ガード値制御部４１は、まず、漸減実施中フラグＦａをセットする（ステップＳ５１）。また、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λから所定の漸減値Δλｄ（Δλｄ＞０）を減算することにより、加算角ガード値λを更新する（ステップＳ５２）。そして、ガード値制御部４１は、更新後の加算角ガード値λが零以下であるか否かを判別する（ステップＳ５３）。更新後の加算角ガード値λが零より大きい場合には（ステップＳ５３：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、図１７のステップＳ３７に移行する。この場合は、漸減処理は実施中の状態であり、完了していない。
【０１１０】
前記ステップＳ５３において、更新後の加算角ガード値λが零以下であると判別された場合には（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、加算角ガード値λを零に設定する（ステップＳ５４）。また、ガード値制御部４１は、現在保持している指示電流ガード値μから所定の漸減値Δμｄを減算することにより、指示電流ガード値μを更新する（ステップＳ５５）。そして、ガード値制御部４１は、更新後の指示電流ガード値μが零以下であるか否かを判別する（ステップＳ５６）。更新後の指示電流ガード値μが零より大きい場合には（ステップＳ５６：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、図１７のステップＳ３７に移行する。この場合は、漸減処理は、実施中の状態であり、完了していない。
【０１１１】
前記ステップＳ５６において、更新後の指示電流ガード値μが零以下であると判別された場合には（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、指示電流ガード値μを零に設定する（ステップＳ５７）。これにより、漸減処理が完了するので、ガード値制御部４１は、漸減実施中フラグＦａをリセット（Ｆａ＝０）するとともに（ステップＳ５８）、漸減実施済フラグＦｂをセット（Ｆｂ＝１）する（ステップＳ５９）。そして、図１７のステップＳ３７に移行する。
【０１１２】
図２０は、図１７のステップＳ４１で実行される漸増処理の詳細な手順を示すフローチャートである。この漸増処理は、加算角ガート値λを零にした状態で指示電流ガード値μをその上限値μmaxまで漸増させた後に、加算角ガート値λをその上限値λmaxまで漸増させるための処理である。
ガード値制御部４１は、まず、現在保持している指示電流ガード値μに所定の漸増値Δμｕ（Δμｕ＞０）を加算することにより、指示電流ガード値μを更新する（ステップＳ６１）。そして、ガード値制御部４１は、更新後の指示電流ガード値μが上限値μmax以上であるか否かを判別する（ステップＳ６２）。更新後の指示電流ガード値μが上限値μmax未満である場合には（ステップＳ６２：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、加算角ガード値λを零に設定した後（ステップＳ６３）、図１７のステップＳ４２に移行する。この場合は、漸増処理は実施中の状態である。
【０１１３】
前記ステップＳ６２において、更新後の指示電流ガード値μが上限値μmax以上であると判別された場合には（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、指示電流ガード値の上限値μmaxを、指示電流ガード値μとして設定する（ステップＳ６４）。また、ガード値制御部４１は、現在保持している加算角ガード値λに所定の漸増値Δλｕ（＞０）を加算することにより、加算角ガード値λを更新する（ステップＳ６５）。そして、ガード値制御部４１は、更新後の加算角ガード値λが上限値λmax以上であるか否かを判別する（ステップＳ６６）。
【０１１４】
更新後の加算角ガード値λが上限値λmax未満である場合には（ステップＳ６６：ＮＯ）、ガード値制御部４１は、図１７のステップＳ４２に移行する。この場合は、漸増処理は実施中の状態である。
前記ステップＳ６６において、更新後の加算角ガード値λが上限値λmax以上であると判別された場合には（ステップＳ６６：ＹＥＳ）、ガード値制御部４１は、加算角ガード値の上限値λmaxを加算角ガード値λとして設定する（ステップＳ６７）。これにより、漸増処理が完了するので、ガード値制御部４１は、漸減実施済フラグＦｂをリセット（Ｆｂ＝０）する（ステップＳ６８）。そして、図１７のステップＳ４２に移行する。
【０１１５】
図２１は、指示電流ガード３１Ｃによって実行される指示電流ガード処理の手順を示すフローチャートである。
指示電流ガード３１Ｃは、指示電流リミッタ３１Ｂから与えられたγ軸指示電流Ｉγ＊が、ガード値制御部４１によって設定された指示電流ガード値μより大きいか否かを判別する（ステップＳ７１）。γ軸指示電流Ｉγ＊が指示電流ガード値μ以下である場合には（ステップＳ７１：ＮＯ）、指示電流ガード３１Ｃは、γ軸指示電流Ｉγ＊が零より小さいか否かを判別する（ステップＳ７２）。γ軸指示電流Ｉγ＊が零以上である場合には（ステップＳ７２：ＮＯ）、指示電流ガード３１Ｃは、指示電流リミッタ３１Ｂから与えられたγ軸指示電流Ｉγ＊をそのまま出力する（ステップＳ７３）。
【０１１６】
前記ステップＳ７２において、γ軸指示電流Ｉγ＊が零より小さいと判別された場合には（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、指示電流ガード３１Ｃは、γ軸指示電流Ｉγ＊を零に設定変更して出力する（ステップＳ７４）。前記ステップＳ７１において、γ軸指示電流Ｉγ＊が指示電流ガード値μより大きいと判別された場合には（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、指示電流ガード３１Ｃは、γ軸指示電流Ｉγ＊を指示電流ガード値μに設定変更して出力する（ステップＳ７５）。
【０１１７】
図２２は、加算角ガート２５Ａによって実行される加算角ガード処理の手順を示すフローチャートである。
加算角ガート２５Ａは、加算角リミッタ２４から与えられた加算角αが、ガード値制御部４１によって設定された加算角ガード値λより大きいか否かを判別する（ステップＳ８１）。加算角αが加算角ガード値λ以下である場合には（ステップＳ８１：ＮＯ）、加算角ガート２５Ａは、加算角αが、加算角ガード値λに−１を乗算した値−λより小さいか否かを判別する（ステップＳ８２）。加算角αが、加算角ガード値λに−１を乗算した値−λ以上である場合、すなわち、加算角αの絶対値が加算角ガード値λ以下である場合には（ステップＳ８２：Ｎ０）、加算角ガート２５Ａは、加算角リミッタ２４から与えられた加算角αをそのまま出力する（ステップＳ８３）。
【０１１８】
前記ステップＳ８２において、加算角αが、加算角ガード値λに−１を乗算した値−λより小さいと判別された場合（ステップＳ８２：ＹＥＳ）、すなわち、加算角αが負の値でありかつその絶対値が加算角ガード値λより大きい場合には、加算角ガート２５Ａは、加算角αを、加算角ガード値λに−１を乗算した値−λに設定変更して出力する（ステップＳ８４）。前記ステップＳ８１において、加算角αが加算角ガード値λより大きいと判別された場合（ステップＳ８１：ＹＥＳ）、すなわち、加算角αが正の値でありかつその絶対値が加算角ガード値λより大きい場合には、加算角ガート２５Ａは、加算角αを加算角ガード値λに設定変更して出力する（ステップＳ８５）。
【０１１９】
この第３の実施形態では、モータ推定温度がＦ２（図１８参照）より高くなり（高温となり）、過熱保護制限電流がＪ２より小さくなると、漸減処理が行なわれる（図１７のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３６）。漸減処理では、加算角ガート値λが零まで漸減された後に、指示電流ガード値μが零まで漸減される。これにより、加算角αが零まで漸減された後、γ軸指示電流Ｉγ＊が零まで漸減される。したがって、モータ推定温度がＦ２より高くなった場合には、アシストトルクが徐々に減少していく。これにより、ハンドル（ステアリングホイール）が徐々に重くなる。そして、指示電流Ｉγ＊が零になると、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる。
【０１２０】
このため、操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わる前に、その予兆を運転者に警告することができるので、マニュアルステアモードへの切り換わりを予告することができる。従って、その後に操舵モードがマニュアルステアモードに切り換わることにより衝撃が発生したとしても、運転者はこのような衝撃を予測できるため、驚かなくなる。
また、過熱保護制限電流が所定値Ｊ２（図１８参照）以上でかつ所定値Ｊ３未満の場合、すなわち、モータ推定温度が所定温度Ｆ２以下でかつ所定温度Ｆ１より大きい場合（中温の場合）において、ステアリングホイール１０がほぼ中立位置にありかつステアリングホイール１０に操舵力が働いていないという条件を満たすと、図１７のステップＳ３８でＹＥＳとなり、漸減処理が行なわれる。
【０１２１】
つまり、モータ推定温度が中温である場合において、運転手がステアリングホイール１０を操作していないときには、指示電流値Ｉγ＊が低減される。これにより、モータ３に流れる電流が減少するから、モータ３の温度が上昇して高温になるのを抑制または防止できる。
漸減処理の実施が完了し、図１７のステップＳ３９の所定値Ｈで規定される所定時間が経過したときにおいてモータ推定温度がＦ１以下になっている場合、またはそれ以後においてモータ推定温度がＦ１以下に低下した場合には、漸増処理が行なわれる（図１７のステップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ３５，Ｓ３９，Ｓ４１参照）。この漸増処理では、加算角ガート値λが零の状態で指示電流ガード値μが上限値μmaxまで漸増された後に、加算角ガート値λが上限値λmaxまで漸増される。これにより、指示電流値Ｉγ＊が所定値まで増加するので、操舵モードがマニュアルステアモードからパワーステアモードに切り換わる。ただし、漸増処理の実施中において、モータ推定温度が上昇することにより、前記ステップＳ３８でＹＥＳとなった場合または前記ステップＳ３２でＹＥＳとなった場合には、漸減処理が行なわれる。
【０１２２】
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、ＰＩ制御部２３によって加算角αを求めているが、ＰＩ制御部２３に代えて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算部を用いて加算角αを求める構成とすることもできる。
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。
【０１２３】
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。
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。
【０１２４】
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。
【符号の説明】
【０１２５】
１…トルクセンサ、３…モータ、５…モータ制御装置、１０…ステアリングホイール、１１…マイクロコンピュータ、２３…ＰＩ制御部、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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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