(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、
前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、
前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、
前記目標収斂電流に基づいて、ハンドルを中立位置に戻すための収斂制御を行う制御手段と、
前記操舵角が異常か否かを判定する操舵角異常判定手段とを備え、
前記操舵角異常判定手段が異常であると判定したときは、前記制御手段による収斂制御を停止する停止手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
中高速の車速及び操舵角速度に応じたダンパ電流を出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向にダンパ電流を加えるダンパ制御手段と、
低速の車速及び操舵角速度に応じたハンドル戻し電流を出力して、ハンドルが戻る方向にアシストを行うハンドル戻し制御手段とを備え、
前記操舵角異常判定手段が異常と判定した際には、前記ダンパ制御手段及びハンドル戻し制御手段にて、制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は、従来の自動車等に使用される電動パワーステアリング装置及びその制御装置１５８の概略を示す。
【０００３】
ステアリングホイール１４１に連結したステアリングシャフト１４２には、トーションバー１４３が設けられている。このトーションバー１４３には、トルクセンサ１４４が装着されている。そして、ステアリングシャフト１４２が回転してトーションバー１４３に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー１４３が捩れ、その捩れをトルクセンサ１４４が検出している。
【０００４】
なお、以下の説明では、ステアリングホイールのことをハンドルと言うことがある（従来の技術及び実施形態についても同様）。
又、ステアリングシャフト１４２には減速機１４５が固着されている。この減速機１４５には、モータ１４６の回転軸に取着したギア１４７が噛合されている。更に、減速機１４５にはピニオンシャフト１４８が固着されている。ピニオンシャフト１４８の先端には、ピニオン１４９が固着されるとともに、このピニオン１４９はラック１５１と噛合している。前記ラック１５１とピニオン１４９とによりラック＆ピニオン機構１５０が構成されている。
【０００５】
ラック１５１の両先端には、タイロッド１５２が固設されている。このタイロッド１５２の両端には、ナックル１５３が回動可能に連結されている。このナックル１５３には、前輪１５４が固着されている。又、ナックル１５３は、クロスメンバ１５５に回動可能に連結されている。
【０００６】
従って、モータ１４６が回転すると、その回転数は減速機１４５によって減少されてピニオンシャフト１４８に伝達され、ラック＆ピニオン機構１５０に伝達される。そして、タイロッド１５２に連結されたナックル１５３は、モータ１４６の回転方向に応じて右方向又は左方向に移動する。尚、前輪１５４には車速センサ１５６が設けられている。そして、モータ１４６の回転数及び回転方向は、モータ駆動装置１５７から供給される正負のアシスト電流によって決定されている。このモータ駆動装置１５７がモータ１４６に供給するアシスト電流は、モータ駆動装置１５７を制御する制御装置１５８によって演算されている。制御装置１５８は、ＣＰＵ１５９、ＲＯＭ１６０、ＲＡＭ１６１等から構成され、トルクセンサ１４４からの検出信号からその時々のステアリングホイール１４１の操舵トルクＴｈを演算するとともに、車速センサ１５６からの検出信号からその時々の車速Ｖを演算する。
【０００７】
そして、制御装置１５８は、この演算した操舵トルクＴｈと車速Ｖに基づいてアシスト電流（アシスト電流指令値）を算出する。この算出は、制御装置１５８内のＲＯＭ１６０に予め記憶したアシストマップから求められる。そして、制御装置１５８はアシストトルクを発生させるモータ１４６の電流を前記アシスト電流（アシスト電流指令値）となるように制御する。
【０００８】
ここで、ＣＰＵ１５９の制御の概要を説明する。
図１７は、従来の制御装置１５８のＣＰＵ１５９の機能ブロック図であり、ＣＰＵ１５９内部においてプログラムで実行される機能を示し、実際のハード構成を意味するものではない。
【０００９】
トルクセンサ１４４で検出した操舵トルクは、系の安定性を高めるために、位相補償器１７０で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴｈが電流指令値演算部１７１に入力される。又、車速センサ１５６で検出された車速Ｖも電流指令値演算部１７１に入力される。電流指令値演算部１７１は、予めＲＯＭ１６０に記憶されているアシストマップに基づいて、車速Ｖ、操舵トルクＴｈに対応したアシスト電流指令値Ｉを演算する。
【００１０】
アシスト電流指令値Ｉは加算器１７２にて、後記するハンドル戻し電流Ｉｈ＊、ダンパ電流Ｉｄ＊を加算して、電流制御部１７３に供給する。電流制御部１７３では、加算器１７２の出力と、モータ駆動電流センサ１７６にて検出した実際のモータ電流（モータ駆動電流）Ｉｍとの差に相当する信号に基づいて、ＰＩ制御値やＰＩＤ制御値を演算し、この制御値をＰＷＭ演算部１７４に出力する。ＰＷＭ演算部１７４では、この制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、その演算結果をモータ駆動装置１５７に供給する。
【００１１】
この結果、モータ駆動装置１５７を介してモータ１４６を駆動制御することにより、モータ１４による適正なアシスト力が得られる。
一方、モータ角速度推定器１７５はモータ駆動電流センサ１７６にて検出したモータ１４６のモータ電流Ｉｍと、モータ１４６の端子間電圧検出回路１７７で検出したモータ端子間電圧Ｖｍに基づいて下記のモータ電圧方程式にて推定モータ角速度ωを推定する。
【００１２】
ω＝｛Ｖｍ−（Ｒ＋ＬＳ）Ｉｍ｝／Ｋｅ
なお、Ｒはモータ抵抗、Ｌはモータインダクタンス、Ｋｅはモータ逆起電力定数、Ｓは微分演算子である。
【００１３】
操舵角速度推定器１７８では、モータ角速度推定器１７５で算出された推定モータ角速度ωに基づいて、減速機１４５の減速比Ｇで除算することにより推定操舵角速度Ｑｓ（＝ω／Ｇ）を推定する。操舵角速度推定器１７８で算出された推定操舵角速度Ｑｓはハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御器１９０に入力される。又、車速センサ１５６で検出された車速Ｖは、ハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御器１９０に入力される。
【００１４】
ここでハンドル戻し制御器１８０の概要を説明する。
ハンドル戻し制御器１８０は、低速走行時のハンドル戻り特性を改善するために、ハンドル戻し状態の時に、車速Ｖ及び推定操舵角速度Ｑｓに応じたハンドル戻し電流Ｉｈ＊を出力して、ハンドル（ステアリングホイール１４１）が戻る方向にアシストを行う。
【００１５】
図１８はハンドル戻し制御器１８０におけるハンドル戻し演算を行う機能ブロック図を示している。
同図に示すように、ハンドル戻し制御器１８０はハンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２、ハンドル戻し判定部１８３及び乗算器１８４を備えている。ハンドル戻し電流演算部１８１は、ハンドル戻し補償マップを備え、推定操舵角速度Ｑｓが入力されると、ハンドル戻し補償マップを参照して、ハンドル戻し電流Ｉｈを読み出し、乗算器１８４に入力する。このハンドル戻し電流Ｉｈは、ハンドルの回転方向にアシストするように、設定されている。
【００１６】
ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２は、車速Ｖが入力されると、ハンドル戻し補償ゲインマップを参照して車速ゲインＫｈを読み出し、乗算器１８４に供給する。このゲインＫｈは、中高速走行ではハンドル戻し電流を０にし、低速走行のみ、ハンドル戻し制御が効くように設定されている。
【００１７】
又、ハンドル戻し判定部１８３は、ハンドル戻し判定マップを備えており、操舵トルクＴｈが入力されると、マップに基づいて操舵トルクＴｈが０近傍のときには、ゲインＢとして「１」を出力し、操舵トルク｜Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘ（＞０）は閾値）のように、ある値Ｘ以上になると、ゲインＢとして「０」を乗算器１８４に出力する。すなわち、操舵トルクＴｈが閾値以内のときは、ハンドル戻し状態と判定し、閾値を超える場合には、切り込み・保舵状態と判定する。乗算器１８４は、ハンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２、及びハンドル戻し判定部１８３から入力されたＩｈ、Ｋｈ、Ｂを乗算して、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊を加算器１７２に出力する。
【００１８】
従って、車速が低速走行の際に、ハンドル戻し判定部１８３により、ハンドル戻しがされていると判定が行われた場合には、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊がアシスト電流に加算されて、低速走行時のハンドル戻り特性が改善する。
【００１９】
次に、ダンパ制御器１９０について説明する。
ダンパ制御器１９０は、中高速走行時の車両のヨーの収斂性を改善するために、車速Ｖ及び推定操舵角速度Ｑｓに応じたダンパ電流Ｉｄ＊を出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向にダンパ電流Ｉｄ＊を加えてブレーキをかけるためのものである。
【００２０】
図１９はダンパ制御器１９０におけるダンパ電流演算を行う機能ブロック図を示している。同図に示すように、ダンパ制御器１９０はダンパ電流演算部１９１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２、及び乗算器１９３を備えている。ダンパ電流演算部１９１は、ダンパ電流マップを備え、推定操舵角速度Ｑｓが入力されると、ダンパ電流マップを参照して、ダンパ電流Ｉｄを読み出し、乗算器１９３に入力する。なお、ダンパ電流Ｉｄは、操舵角速度を減速する方向に設定されており、ハンドル戻し制御とは極性が逆になっている。
【００２１】
ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２は、車速Ｖが入力されると、ダンパゲインマップを参照してダンパゲインＫｄを読み出し、乗算器１９３に供給する。ダンパゲインＫｄは、低速走行ではダンパ電流が０になるようにし、中高速ではダンパ制御が効くように設定されている。
【００２２】
乗算器１９３は、ダンパ電流演算部１９１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２から入力されたＩｄ、Ｋｄを乗算して、ダンパ電流Ｉｄ＊を加算器１７２に出力する。
【００２３】
従って、車速が中高速の際、ダンパ制御器１９０により、アシスト電流指令値Ｉにダンパ電流Ｉｄ＊が加算されて、中高速時のダンパ特性が改善する。
ところで、上記のようにハンドル戻し制御器１８０、及びダンパ制御器１９０はの各マップは、予めＲＯＭ１６０に記憶されており、ある基準路面で適合された値となっている。それは、通常乾燥アスファルト路面で最適になるように設定された値とされている。
【００２４】
しかしながら、例えば低μ路等の路面反力が低い路面状態で走行すると、低速走行時のハンドル戻し制御器１８０でのハンドル戻し電流Ｉｈ＊の出力が低く、ハンドルが途中で止まり、残留角（中立位置（車両が直進する際のハンドルの位置）を基準として、その位置から外れた角度）が大きくなる問題があった。又、中高速走行時に、低μ路等の路面反力が低い路面状態で走行すると、ダンパ制御器１９０でのダンパ電流Ｉｄ＊の出力が過剰となり、ダンパが効きすぎてしまう問題があった。
【００２５】
そこで、これらのような不具合を解決するために、本出願人は、ハンドル１４１の操舵角を検出する操舵角センサを設け、以下のような制御をする装置を提案している。
【００２６】
即ち、その制御装置１５８においては、操舵角及び車速に基づいてハンドル１４１を中立位置へ戻すための目標操舵角を設定し、同目標操舵角と操舵角の偏差及び車速により、目標操舵角速度を設定し、目標操舵角速度と操舵角速度の偏差及び車速により、目標収斂電流を決定する。そして、この目標収斂電流を利用してハンドル１４１が中立位置へ戻る際の収斂性を向上させるようにモータを制御（以下、この制御を収斂制御という。）する。
【００２７】
この結果、仮に、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度よりも小さい場合には、目標収斂電流が増加して操舵角速度が増速するようにアシストする。反対に、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度よりも大きい場合には、目標収斂電流の極性が反転して操舵角速度が減速する方向に働き、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度に一致するように制御される。
【００２８】
すなわち、この収斂制御によれば、戻すべき操舵角の位置とその時の操舵角速度を同時に制御することができ、路面反力等が変わっても収斂電流を調節する機能が働き、常に安定的に設定された操舵角速度で設定された操舵角までステアリングホイール１４１を収斂させることが可能となる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の収斂制御を行う装置において、仮にステアリングホイール４１をある操舵角θ０まで操舵した状態で、操舵角センサ５９が断線したりして故障したとする。この状態で、ステアリングホイール１４１に対して手放し等すると、ハンドルを中立位置へ戻すために、制御装置１５８においては、収斂制御が行われる。しかし、このとき操舵角（実操舵角）が変わっても、制御装置１５８側では、操舵角θ０のまま変わっていないと判断することになる。
【００３０】
この結果、たとえハンドルが中立位置に戻ったとしても、制御装置１５８側では操舵角がθ０のまま変わっていないと判断し、中立位置に戻すための収斂電流が誤ってモータに通電される。すると、この誤った収斂電流が通電され続けることにより、ハンドルがその回転方向に対して、中立位置を超えてそのままエンド位置、即ち、操舵可能な範囲の最大の位置まで切れてしまうおそれがあった。
【００３１】
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り、その目的は、操舵角センサに異常が生じたりして、異常な操舵角が検出されても、収斂制御の誤動作によるセルフステアを防ぐことができ、安全性を向上できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、前記目標収斂電流に基づいて、ハンドルを中立位置に戻すための収斂制御を行う制御手段と、前記操舵角が異常か否かを判定する操舵角異常判定手段とを備え、前記操舵角異常判定手段が異常であると判定したときは、前記制御手段による収斂制御を停止する停止手段を備えたことを要旨とする。
【００３３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、中高速の車速及び操舵角速度に応じたダンパ電流を出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向にダンパ電流を加えるダンパ制御手段と、低速の車速及び操舵角速度に応じたハンドル戻し電流を出力して、ハンドルが戻る方向にアシストを行うハンドル戻し制御手段とを備え、前記操舵角異常判定手段が異常と判定した際には、前記ダンパ制御手段及びハンドル戻し制御手段にて、制御を行うことを要旨とする。
【００３４】
（作用）
請求項１の発明によれば、目標操舵角設定手段は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する。目標操舵角速度設定手段は、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する。目標収斂電流設定手段は、目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する。制御手段は、目標収斂電流に基づいて収斂制御を行う。操舵角異常判定手段は、前記操舵角が異常か否かを判定する。そして、操舵角が異常であると操舵角異常判定手段が判定した際は、停止手段は、収斂制御を停止させる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、操舵角が異常であると前記操舵角異常判定手段が判定した際は、制御手段による収斂制御の代替として、ダンパ制御手段及びハンドル戻し制御手段による制御が行われる。即ち、ダンパ制御手段は、中高速の車速及び操舵角速度に基づいてダンパ電流を出力するとともに、ハンドル戻り制御手段は、低速の車速及び操舵角速度に基づいてハンドル戻し電流を出力する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車に搭載した電動パワーステアリング装置の制御装置に具体化した実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
【００３７】
図１は、電動パワーステアリング装置及びその制御装置の概略を示す。
ステアリングホイール１に連結したステアリング軸としてのステアリングシャフト２には、トーションバー３が設けられている。このトーションバー３には、トルクセンサ４が装着されている。そして、ステアリングシャフト２が回転してトーションバー３に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー３が捩れ、その捩れ、即ちステアリングホイール１にかかる操舵トルクＴｈをトルクセンサ４が検出している。又、ステアリングシャフト２にはステアリングシャフト２の操舵角θを検出する操舵角センサ１７が装着されている。これらのセンサ出力は制御装置２０へ供給される。
【００３８】
又、ステアリングシャフト２には減速機５が固着されている。この減速機５には電動モータ（以下、モータという）６の回転軸に取着したギア７が噛合されている。更に、減速機５には、ピニオンシャフト８が固着されている。ピニオンシャフト８の先端には、ピニオン９が固着されるとともに、このピニオン９はラック１０と噛合している。前記ラック１０とピニオン９とによりラック＆ピニオン機構１１が構成されている。前記ラック１０の両端には、タイロッド１２が固設されており、そのタイロッド１２の先端部にはナックル１３が回動可能に連結されている。このナックル１３には、タイヤとしての前輪１４が固着されている。又、ナックル１３の一端は、クロスメンバ１５に回動可能に連結されている。
【００３９】
従って、モータ６が回転すると、その回転数は減速機５によって減少されてラック１０に伝達される。そして、ラック１０は、タイロッド１２を介してナックル１３に設けられた前輪１４の向きを変更して車両の進行方向を変えることができる。また、前記モータ６には、モータ回転角θｍを検出するモータ回転角センサ７２が設けられている。
【００４０】
前輪１４には、車速センサ１６が設けられている。
次に、この電動パワーステアリング装置の制御装置２０の電気的構成を図１に示す。
【００４１】
トルクセンサ４は、ステアリングホイール１の操舵トルクＴｈを示す信号を出力している。操舵角センサ１７はステアリングシャフト２の操舵角θを示す操舵角信号を出力している。車速センサ１６は、その時の車速Ｖを示す前輪１４の回転数に相対する検出信号を出力している。モータ回転角センサ７２は、モータ６のモータ回転角θｍを示す信号を制御装置２０へ出力する。又、制御装置２０には、モータ６に流れる駆動電流（モータ電流Ｉｍ、モータ電流値に相当）を検出するモータ駆動電流センサ１８が電気的に接続されており、モータ駆動電流センサ１８からのモータ電流Ｉｍを示す信号が供給されている。端子間電圧検出回路１９はモータ６の端子間電圧Ｖｍを制御装置２０に出力している。
【００４２】
制御装置２０は、制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）２１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２２及びデータを一時記憶する読み出し及び書き込み専用メモリ（ＲＡＭ）２３を備えている。
【００４３】
このＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１により実行される各種制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が演算処理を行うときの演算処理結果等を一時記憶する。
【００４４】
ＣＰＵ２１は、前記各種センサからの検出信号を入力し、アシスト制御、収斂制御等の各種制御プログラムの処理において、それらの検出信号に基づいたモータ指令電流値を演算して、モータ駆動装置２４に出力し、同モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制御する。
【００４５】
前記ＣＰＵ２１は、目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電流設定手段、操舵角異常判定手段、及び停止手段に相当する。
（第１実施形態の作用）
以下のＣＰＵ２１内部の機能の説明では、「車速Ｖ」、「操舵トルクＴｈ」、「操舵角θ」等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの対応する信号の意味として使用するものとする。
【００４６】
図２は、ＣＰＵ２１の機能ブロック図である。この実施形態ではＣＰＵ２１内部は、プログラムで実行される機能を示している。例えば、位相補償器３０は独立したハードウエアではなく、ＣＰＵ２１内部で実行される位相補償機能を示している。同じく図３〜図６及び図８〜図１０は、ＣＰＵ２１がプログラムによって実行する処理機能を機能ブロック図で示しており、実際のハード構成を意味するものではない。
【００４７】
以下、図２〜図１３を参照して、ＣＰＵ２１の機能と動作を説明する。
まず、説明の便宜上、車速感応アシスト制御について説明し、その後、収斂制御について説明する。そして、その後に操舵角の異常判定について説明する。
【００４８】
（車速感応アシスト制御）
ＣＰＵ２１は、図２に示すように位相補償器３０、電流指令値演算部３１、加算器３９、ＰＩ制御部４０、ＰＷＭ演算部３８等の機能を備えている。
【００４９】
電流指令値演算部３１は、トルクセンサ４から操舵トルクＴｈ、車速センサ１６から車速Ｖを入力し、モータ６に供給する電流の制御目標値である車速感応アシスト指令値（アシスト電流指令値に相当する）Ｉを設定を行う。前記トルクセンサ４から入力された操舵トルクＴｈは、位相補償器３０で操舵系の安定を高めるために位相補償され、電流指令値演算部３１に入力される。
【００５０】
前記電流指令値演算部３１について詳しく説明すると、図３に示すように、操舵トルクＴｈは高速アシストマップ４１に供給されて高速アシスト電流（高速アシスト量）Ｉｄ１が読み出され、又は低速アシストマップ４２に供給されて低速アシスト電流（低速アシスト量）Ｉｄ２が読み出される。読み出された高速アシスト電流Ｉｄ１は乗算器４４に供給され、低速アシスト電流Ｉｄ２は乗算器４５に供給される。
【００５１】
一方、車速Ｖはアシスト車速ゲインマップ４３に供給されて、車速Ｖに基づいてアシスト車速ゲインマップ４３からアシスト車速ゲインｋ１が読み出され、乗算器４５、及び加算器４７に供給される。加算器４７に供給されたアシスト車速ゲインｋ１はその符号が反転された上で「１」が加算されて、（１−ｋ１）として乗算器４４に供給される。
【００５２】
乗算器４４は、供給された（１−ｋ１）を高速アシスト電流Ｉｄ１に乗算した後、その出力値を加算器４６に供給する。又、乗算器４５は供給されたアシスト車速ゲインｋ１を低速アシスト電流Ｉｄ２に乗算した後、その出力値を加算器４６に供給する。加算器４６は乗算器４４，４５で乗算して得た各値を加算して得たアシスト電流指令値Ｉを図２に示す加算器３９に出力する。
【００５３】
加算器３９はこのアシスト電流指令値Ｉと他の部（後記する）からの出力値を加算し、ＰＩ制御部４０に出力する。ＰＩ制御部４０は実際のモータ電流Ｉｍとの差に相当する信号（アシスト電流制御値に相当する）に基づいて公知のＰＩ制御による電流値を算出し、この値をＰＷＭ演算部３８に出力する。ＰＷＭ演算部３８では、ＰＩ制御により得られた値に基づいてＰＷＭ演算を行い、この演算結果をモータ駆動装置２４に供給する。
【００５４】
この結果、モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制御することにより、検出された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに応じてモータ６による適正なアシスト力が得られる。
【００５５】
（推定操舵角速度Ｑｓ）
次に、ＣＰＵ２１は推定操舵角速度Ｑｓを設定するためのモータ角速度推定器６０、操舵角速度推定器６６の機能を備えており、これらについて説明する。
【００５６】
図４に示すように、モータ角速度推定器６０には、端子間電圧検出回路１９からのモータ端子間電圧Ｖｍ及び、モータ駆動電流センサ１８からのモータ電流Ｉｍが入力される。そして、モータ角速度推定器６０は、前記モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍから推定モータ角速度ωを求め、操舵角速度推定器６６はこの推定モータ角速度ωから推定操舵角速度Ｑｓを求める。
【００５７】
なお、推定操舵角速度Ｑｓが「操舵角速度」に相当する。
詳述すると、モータ６の端子間に電圧を印加すると、モータ６は回転するが、モータ６が回転すると、その回転数に比例して逆起電力が発生し、モータ端子間電圧Ｖｍに加算される。モータ端子間電圧Ｖｍとモータ６の逆起電力との関係は、以下の式で表すことができる。
【００５８】
Ｖｍ＝（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ＋Ｋｅ・ω  …（１）
ここで、Ｖｍ：モータ端子間電圧、Ｌ：モータ６のインダクタンス、ｓ：ラプラス演算子、Ｒ：モータ６の端子間抵抗、Ｉｍ：モータ電流、Ｋｅ：モータ６の逆起電力定数、ω：推定モータ角速度である。
【００５９】
従って、上記（１）式をω（推定モータ角速度）で解くと、下記（２）式となる。
ω＝｛Ｖｍ−（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ｝／Ｋｅ  …（２）
そこで、第１演算部６３では、モータ電流Ｉｍに（Ｌｓ＋Ｒ）を乗算し、減算器６４に出力する。減算器６４は、入力したモータ端子間電圧Ｖｍに対して第１演算部６３で演算した値を減算し、第２演算部６５に出力する。第２演算部６５は、減算器６４から入力した値を逆起電力定数Ｋｅで除して推定モータ角速度ωを演算し、操舵角速度推定器６６に出力する。
【００６０】
次いで、操舵角速度推定器６６は、推定モータ角速度ωを減速機５の減速比Ｇで除して、推定操舵角速度Ｑｓを算出する。
このようにして、算出（推定）された推定操舵角速度Ｑｓは収斂制御部８１に供給される。
【００６１】
なお、本明細書では、以下、大文字Ｑは、角速度の意味で使用する。また、第１演算部６３、減算器６４、第２演算部６５とによりモータ角速度推定器６０が構成されている。
【００６２】
（収斂制御）
次に、ＣＰＵ２１は、目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、及び目標収斂電流設定手段としての収斂制御部８１、手放し判定部８２、及び乗算器８３等の機能を備えており、それらについて説明する。
【００６３】
図５に示すように、収斂制御部８１は、目標操舵角設定手段としての目標操舵角設定部８６、目標操舵角速度設定手段としての目標操舵角速度設定部８７、目標収斂電流設定手段としての目標収斂電流設定部８８、位相補償部８９及び減算器９０，９１とを備えている。収斂制御部８１には、車速センサ１６から検出された車速Ｖ、及び操舵角センサ１７から検出された操舵角θが入力される。そして、収斂制御部８１は、入力された車速Ｖ、操舵角θ及び推定操舵角速度Ｑｓに基づいて、ステアリングホイール１を略中立位置まで収束させるための目標収斂電流Ｉｈｄ＊を決定する。
【００６４】
詳しく説明すると、図６に示すように、前記目標操舵角設定部８６は、符号判定部９２、目標操舵絶対角設定部９３、乗算器９４、及び目標操舵角演算部９５とを備えている。
【００６５】
目標操舵絶対角設定部９３は、車速Ｖに基づき、ＲＯＭ２２に予め格納された目標操舵絶対角設定マップを使用して、車速Ｖに応じた目標操舵角θ＊の絶対値、即ち、目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |を求め、乗算器９４に出力する。なお、前記目標操舵角θ＊は、ステアリングホイール１を中立位置へ戻すための値であり、前記中立位置は、所定の残留角範囲を含んでいる。
【００６６】
具体的には、通常、中高速ではハンドル１を中立位置、すなわち、０度までを戻すのが普通であるが、低速では０度まで戻すのは従来の油圧パワーステアリング装置と比較して不自然であるため、完全に中立位置までは戻さずある程度の残留角を持たせるように設定する。
【００６７】
このため、前記目標操舵絶対角設定部９３は、目標操舵絶対角設定マップにて、車両の低速時に、ステアリングホイール１を操舵する場合に、中立位置から所定の残留角範囲内に戻るように目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |を設定する。演算される目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |は、車速Ｖが低速になるほど大きくなり、所定の車速Ｖ以上においては、目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |は０になる。
【００６８】
符号判定部９２は、操舵角θに基づいた符号を判定して、その符号信号を乗算器９４に出力する。即ち、操舵角θが右操舵を示している場合は＋１を乗算器９４に出力する一方で、左操舵を示している場合は−１を乗算器９４に出力する。
【００６９】
乗算器９４では、前記符号判定部９２からの符号信号、及び目標操舵絶対角設定部９３からの目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |を乗算する。そして、目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |に符号を持たせ、暫定目標操舵角θ＊＊として目標操舵角演算部９５に出力する。
【００７０】
目標操舵角演算部９５は、前記暫定目標操舵角θ＊＊、及び操舵角θに基づいて目標操舵角θ＊を図５に示す減算器９０に出力する。ここで、具体的に、目標操舵角演算部９５における目標操舵角θ＊の設定の仕方を、ＣＰＵ２１が実行する目標操舵角演算ルーチンのフローチャート（図７参照）に従って説明する。
【００７１】
まず、Ｓ２１において、暫定目標操舵角θ＊＊を読込む。次にＳ２２において、実際の操舵絶対角（即ち、操舵角θの絶対値をとった値）| θ |が、暫定目標操舵絶対角（即ち、暫定目標操舵角θ＊＊の絶対値をとった値）| θ＊＊ |より小さいか否かを判定する。即ち、暫定目標操舵角θ＊＊と現在の操舵角θとの大小関係の比較をする。
【００７２】
現在の操舵角θが暫定目標操舵角θ＊＊よりも中立位置側にある場合、換言すれば、操舵絶対角| θ |が暫定目標操舵絶対角| θ＊＊ |より小さい場合は（| θ |＜| θ＊＊ |、即ち、Ｓ２２の判定がＹＥＳ）、Ｓ２３に進む。そして、Ｓ２３において、実際の操舵角θを目標操舵角θ＊として設定し（θ＊＝θ）、出力する。
【００７３】
一方、暫定目標操舵角θ＊＊の方が現在の操舵角θよりも中立位置に近い場合、即ち、操舵絶対角| θ |が、暫定目標操舵絶対角| θ＊＊ |以上の場合は（| θ |≧| θ＊＊ |、即ち、Ｓ２２の判定がＮＯ）は、Ｓ２４に進む。そして、Ｓ２４において、暫定目標操舵角θ＊＊を目標操舵角θ＊として設定し（θ＊＝θ＊＊）、出力する。
【００７４】
図５に示すように、減算器９０には、前記目標操舵角θ＊と、位相補償部８９にて位相を進ませる位相補償をされた後の操舵角θｉが入力される。
前記位相補償部８９について詳しく説明すると、位相補償部８９は、図８に示すように、微分器５６とゲイン乗算部５７と、加算器５８とから構成されている。微分器５６では、操舵角センサ１７からの操舵角θを微分して操舵角速度Ｑを求め、ゲイン乗算部５７では、その操舵角速度Ｑに予め設定したゲインＴを乗算した値ＱＴを加算器５８に出力する。前記ゲインＴは、予め試験によって得られた値に基づいて定められている。加算器５８は、操舵角θに対してＱＴを加算して位相を進ませた値（本実施形態では、これを操舵角θｉという。）とし、減算器９０に出力するようになっている。
【００７５】
そして、減算器９０では、図５に示すように、目標操舵角θ＊と操舵角θｉから、その偏差（以下、「操舵角偏差」という。）Δθを算出し、目標操舵角速度設定部８７に出力する。目標操舵角速度設定部８７は、前記操舵角偏差Δθと、車速Ｖを入力し、ＲＯＭ２２に予め格納された目標操舵角速度設定マップに基づいて、目標操舵角速度Ｑ＊を求め、減算器９１に出力する。前記、目標操舵角速度設定マップは、操舵角偏差Δθと、車速Ｖと、目標操舵角速度Ｑ＊からなる三次元マップであり、操舵角偏差Δθと、車速Ｖに応じて目標操舵角速度Ｑ＊が決定される。
【００７６】
そして、減算器９１には、前記目標操舵角速度Ｑ＊と、操舵角速度推定器６６から入力された推定操舵角速度Ｑｓとが入力される。そして、減算器９１はその偏差（以下、「操舵角速度偏差」という。）ΔＱを算出し、目標収斂電流設定部８８に出力する。
【００７７】
目標収斂電流設定部８８は、第１〜第３収斂電流設定部９６〜９８、積分器９９、微分器１００、及び加算器１０１とを備えている。
第１収斂電流設定部９６には、車速Ｖと、前記操舵角速度偏差ΔＱが入力される。第１収斂電流設定部９６は、ＲＯＭ２２に予め格納された第１収斂電流設定マップを使用して、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊を算出し、加算器１０１に出力する。第１収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差ΔＱと、車速Ｖと、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊からなる三次元マップである。そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差ΔＱに比例した第１収斂電流Ｉｈｄ１＊が設定される。即ち、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊は、第１収斂電流設定部９６により所謂比例制御（以下、「Ｐ制御」という）にて加算器１０１に出力される。
【００７８】
第２収斂電流設定部９７には、車速Ｖと、積分器９９で操舵角速度偏差ΔＱを積分して得た操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱとが入力される。第２収斂電流設定部９７は、ＲＯＭ２２に予め格納された第２収斂電流設定マップを使用して、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を算出し、加算器１０１に出力する。第２収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと、車速Ｖと、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊とからなる三次元マップである。そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱに比例した第２収斂電流Ｉｈｄ２＊が設定される。即ち、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊は、積分器９９及び第２収斂電流設定部９７とにより、所謂積分制御（以下、「Ｉ制御」という）にて加算器１０１に出力される。
【００７９】
第３収斂電流設定部９８には、車速Ｖと、微分器１００で操舵角速度偏差ΔＱを微分して得た操舵角速度偏差微分値d_ΔＱとが入力される。第３収斂電流設定部９８は、ＲＯＭ２２に予め格納された第３収斂電流設定マップを使用して、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を算出し、加算器１０１に出力する。第３収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差微分値d_ΔＱと、車速Ｖと、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊とからなる三次元マップである。そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差微分値d_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差微分値d_ΔＱに比例した第３収斂電流Ｉｈｄ３＊が設定される。即ち、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊は、微分器１００及び第３収斂電流設定部９８とにより、所謂微分制御（以下、「Ｄ制御」という）にて加算器１０１に出力される。
【００８０】
そして、加算器１０１は、前記第１〜第３収斂電流Ｉｈｄ１＊〜Ｉｈｄ３＊を加算して算出される目標収斂電流Ｉｈｄ＊を、図２に示すように、乗算器８３に出力する。
【００８１】
従って、本実施形態においては、操舵角θ及び車速Ｖに応じて目標操舵角θ＊を設定し、目標操舵角θ＊と操舵角θの偏差（操舵角偏差Δθ）及び車速Ｖにより、目標操舵角速度Ｑ＊を設定し、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑの偏差（操舵角速度偏差ΔＱ）及び車速Ｖにより、目標収斂電流Ｉｈｄ＊を制御（以下、この制御を収斂制御という。）する。
【００８２】
次に、手放し判定部８２について説明する。
手放し判定部８２にはトルクセンサ４から検出された操舵トルクＴｈが入力される。また、図９に示すように、手放し判定部８２は、手放し判定マップを備えている。そして、このマップを使用して、操舵トルクＴｈが０近傍のとき、即ち、ステアリングホイール１に手を軽く触れている程度、又は手放ししている状態のときには、「１」を乗算器８３に出力する。一方、操舵トルク｜Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘは定数）のように、ある値Ｘ以上になると、「０」を乗算器８３に出力するとともに、前述したＩ制御で使用する積分項を０にクリアするためのリセット信号を積分器９９に出力する。
【００８３】
図２に示すように、乗算器８３は、収斂制御部８１からの目標収斂電流Ｉｈｄ＊と手放し判定部８２から出力される「１」又は「０」の出力信号を入力し、乗算する。そして、前記手放し判定部８２からの出力信号が「１」であった場合は、前記目標収斂電流Ｉｈｄ＊を乗算器８４に出力する。一方、手放し判定部８２からの出力信号が「０」であった場合は、「０」という信号を乗算器８４に出力する。
【００８４】
（収斂制御のフローチャート）
次に、ＣＰＵ２１が前記収斂制御において実行する一連の処理のフローチャートについて図１１及び図１２に従って簡潔に説明する。なお、このフローチャートは、収斂制御部８１及び手放し判定部８２にて設定された目標収斂電流Ｉｈｄ＊が、乗算器８４に出力されるまでの処理である。
【００８５】
Ｓ１０１において、車速センサから検出した車速Ｖを演算し、Ｓ１０２において、操舵角センサ１７の検出信号に基づいて操舵角θ、θｉを演算する（位相補償部８９の処理を含む）。
【００８６】
次のＳ１０３では車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵角θ＊を求める（目標操舵角設定部８６の処理）。
次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で求めた目標操舵角θ＊とＳ１０２で求めた操舵角θｉとの操舵角偏差Δθ（＝θ＊−θｉ）を演算する（減算器９０の処理）。そして、Ｓ１０５で車速Ｖ、操舵角偏差Δθに基づいて目標操舵角速度Ｑ＊を演算する（目標操舵角速度設定部８７の処理）。
【００８７】
Ｓ１０６では、目標操舵角速度Ｑ＊と推定操舵角速度Ｑｓとの操舵角速度偏差ΔＱ（＝Ｑ＊−Ｑｓ）を求める（減算器９１の処理）。
そして、Ｓ１０７〜Ｓ１１２にて目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定する。なお、このＳ１０７〜Ｓ１１２は目標収斂電流設定部８８の処理に相当する。
【００８８】
Ｓ１０７では、操舵角速度偏差ΔＱと車速Ｖに基づいて、Ｐ制御を行い、Ｐ制御による第１収斂電流Ｉｈｄ１＊を演算する（第１収斂電流設定部９６の処理）。
【００８９】
Ｓ１０８では、前回制御サイクル時における操舵角速度偏差ΔＱの積分値（即ち操舵角速度偏差積分値）sum_ΔＱに対してΔＱ×ｔを加算して、今回制御サイクル時の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱとして更新する。すなわち、積分処理を行う（積分器９９の処理）。なお、ｔは演算周期（すなわち、この制御フローの制御周期）である。
【００９０】
Ｓ１０９では前記Ｓ１０８で得た今回制御サイクル時における操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと車速Ｖに基づいて、Ｉ制御を行い、Ｉ制御による第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を演算する（第２収斂電流設定部９７の処理）。
【００９１】
Ｓ１１０では、操舵角速度偏差ΔＱの微分値（即ち、操舵角速度偏差微分値）d_ΔＱ＝（ΔＱ−pre_ΔＱ）／ｔを演算する。なお、ΔＱは、今回制御サイクル時の値、pre_ΔＱは前回制御サイクル時の値である。
【００９２】
そして、今回制御サイクル時のΔＱを、前回制御サイクル時のpre_ΔＱとして更新する（微分器１００の処理）。
そして、Ｓ１１１で、操舵角速度偏差微分値d_ΔＱと車速Ｖに基づいてＤ制御を行い、Ｄ制御による第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を演算する（第３収斂電流設定部９８の処理）。
【００９３】
Ｓ１１２でＰＩＤ制御を合成した目標収斂電流Ｉｈｄ＊（＝Ｉｈｄ１＊  ＋Ｉｈｄ２＊  ＋Ｉｈｄ３＊）を求める（加算器１０１の処理）。
Ｓ１１３では操舵トルクＴｈにより、手放し判定を行い、ゲイン（即ち、「０」或いは「１」の値）ηを演算する（手放し判定部８２の処理）。このとき、手放ししていると判定した場合には、ゲインηは「１」、そうでない場合（すなわち、保舵又は操舵している場合）は、ゲインηは「０」とする。
【００９４】
Ｓ１１４では、操舵・保舵中と判定、すなわち、収斂制御の動作を禁止する場合（ゲインη＝０、乗算器８３の処理）、Ｓ１１５でＩ制御で使用する積分項（すなわち、Ｓ１０８で更新した今回制御サイクル時の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱ）を０にクリアする。換言すれば、手放し判定部８２から積分器９９にリセット信号を送信して、再度収斂制御が有効になった時の積分項による誤動作を防止する（手放し判定部８２及び積分器９９の処理）。
【００９５】
Ｓ１１６では、手放し判定で得られたゲインη（＝「１」）で、Ｓ１１２で求めた目標収斂電流Ｉｈｄ＊を補正して最終的な目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求める。すなわち、操舵・保舵中は目標収斂電流Ｉｈｄ＊が０に補正されて収斂制御が禁止される。ハンドルに軽く触れている程度、又は手放しの場合には、収斂制御がなされる。
【００９６】
（異常判定）
ＣＰＵ２１は、操舵角異常判定手段としての操舵角異常検出部７１、及び停止手段としての乗算器８４の機能を備えておりそれらについて説明する。
【００９７】
操舵角異常検出部７１には、操舵角センサ１７から検出された操舵角θ、モータ回転角センサ７２で検出されたモータ回転角θｍが入力される。
操舵角異常検出部７１は、入力された操舵角θ及びモータ回転角θｍに基づいて、入力された前記操舵角θが異常か否かを判定する。そして、「１」又は「０」の信号を乗算器８４に出力する。
【００９８】
操舵角異常検出部７１は、図１０に示すように、操舵角推定部７３及び比較部７４とを備えている。
操舵角推定部７３は、モータ回転角θｍを減速機５の減速比Ｇにて除して、ステアリングホイール１の操舵角（以下、「推定操舵角」という）θｓを算出（推定）して、同推定操舵角θｓを比較部７４に出力する。
【００９９】
比較部７４は、前記操舵角θと推定操舵角θｓとを比較して、操舵角センサ１７からの操舵角θが異常か否かを判定する。即ち、比較部７４は、操舵角θと推定操舵角θｓとが下記の式（α）を満たしているか否かを判定する。
【０１００】
Δθｈ−θｏ≧θ１…（α）
なお、Δθｈは操舵角信号θ＊と推定操舵角θｓとの偏差であり次式（β）にて算出される。
【０１０１】
Δθｈ＝| θｓ−θ＊| …（β）
また、θｏはオフセット値である。すなわち、モータ回転角センサ７２から推定した推定操舵角θｓは常にステアリングホイール１が中立位置にあるとは限らず、絶対角は不明である。そのため、最初に制御装置２０に電源が入った時、推定操舵角θｓは０として、その時に操舵角センサ１７で検出した操舵角θｏをオフセット値としてＲＡＭ２３に記憶している。また、θ１は異常判定閾値であり、予めＲＯＭ２２に記憶している。
【０１０２】
そして、上記の式（α）を満たしている場合（操舵角θが異常な場合）は、「０」を乗算器８４に出力する。一方、一方、上記の式（α）を満たしていない（操舵角θが正常な場合）場合は、「１」を乗算器８４に出力する。
【０１０３】
図２に示すように、乗算器８４は、乗算器８３からの目標収斂電流Ｉｈｄ＊又は「０」の出力信号と、操舵角異常検出部７１から出力される「１」又は「０」の出力信号を入力し、乗算する。そして、前記操舵角異常検出部７１からの出力信号が「１」（即ち、操舵角θに異常無し）であった場合は、前記目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算器３９に出力する。一方、操舵角異常検出部７１からの出力信号が「０」（即ち、操舵角θに異常有り）であった場合は、「０」という信号を加算器３９に出力する。
【０１０４】
なお、この乗算器８４から目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算器３９に出力する場合は、勿論、ハンドルが手放し若しくは、軽く触れられている程度のときである。また、操舵角異常検出部７１からの信号に基づいて、乗算器８４から「０」の信号が加算器３９出力されることが収斂制御の停止動作に相当する。
【０１０５】
この結果、加算器３９は、乗算器８４からの乗算の結果（即ち、目標収斂電流Ｉｈｄ＊又は「０」の出力信号）と電流指令値演算部３１からのアシスト電流指令値Ｉを入力し、加算してＰＩ制御部４０に出力する。
【０１０６】
その後、ＰＩ制御部４０及びＰＷＭ演算部３８を介して、車速感応アシスト制御及び収斂制御とから算出された値に基づいてＣＰＵ２１は、モータ６を駆動制御する。
【０１０７】
（異常判定のフローチャート）
次に、本実施形態における操舵角異常判定処理を図１３に示すフローチャートに従って説明する。尚、以下の説明においては、ステアリングホイール１は手放し、若しくは軽く触れられている程度であるとし、手放し判定部８２からは「１」の信号が乗算器８３に出力されているものとする。
【０１０８】
ＣＰＵ２１はこの異常判定処理を所定時間毎の割り込みにより実行する。
まず、Ｓ５１において、ＣＰＵ２１は、操舵角センサ１７から入力した操舵角θに対して、操舵角異常検出部７１にて、異常か否か判定する。即ち、前述したように、操舵角θと推定操舵角θｓとが式（α）（Δθ−θｏ≧θ１）を満たしているか否かを判定する。そして、前記式（α）を満たさず、入力された操舵角θは正常であると操舵角異常検出部７１が判断した場合は、Ｓ５２に進む。即ち、操舵角異常検出部７１から乗算器８４に対して、「１」の信号が出力され、ＣＰＵ２１は、車速感応アシスト制御と収斂制御を行う。そして、加算器３９にて、各制御にて演算されたアシスト電流指令値Ｉと目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算して、その値に基づいてＣＰＵ２１は、電動モータ６を駆動制御する。
【０１０９】
一方、Ｓ５１において、前記式（α）を満たし、入力された操舵角θが異常であると操舵角異常検出部７１が判断した場合は、Ｓ５３に進む。即ち、操舵角異常検出部７１から乗算器８４に対して、「０」の信号が出力される。そして、乗算器８４にて、収斂制御部８１から出力された目標収斂電流Ｉｈｄ＊が０に補正されて収斂制御が停止される。この結果、加算器３９には、アシスト電流指令値Ｉのみが入力され、ＣＰＵ２１はこのアシスト電流指令値Ｉに基づいて電動モータ６を駆動制御する。
【０１１０】
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、操舵角異常検出部７１を設け、同操舵角異常検出部７１において、同操舵角異常検出部７１に入力された操舵角θが異常であると判断されると、操舵角異常検出部７１から乗算器８４に「０」の出力信号を出力し、収斂制御を停止するようにした。このため、仮にステアリングホイール１をある操舵角θだけ操舵した状態で、操舵角センサ１７の断線や故障等により、異常な操舵角θが入力されても、従来と異なり、収斂制御の誤動作によるセルフステアを防ぐことができ、安全性を向上できる。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図１４、図１５、図１８及び図１９を参照して説明する。本実施形態のハード構成は第１実施形態の図１と同様に構成されており、ソフトウエアの構成が一部異なっている。従って、前記第１実施形態の構成中、同一構成、又は相当する構成については、同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１１２】
図１４は、前記第１実施形態の図２の相当図である。
本実施形態は、第１実施形態の構成に対して、乗算器８４の代わりに、ハンドル戻し制御手段としてのハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御手段としてのダンパ制御器１９０、加算器７６及び制御切換部７７等が設けられているところが異なっている。
【０１１３】
本実施形態のＣＰＵ２１は、さらにハンドル戻し制御手段及びダンパ制御手段に相当する。また、本実施形態においては、前記制御切換部７７が停止手段に相当する。
【０１１４】
前記ハンドル戻し制御器１８０及びダンパ制御器１９０の構成については、図１８及び図１９に示すように、従来の構成と同一であるためその説明を省略する。尚、ハンドル戻し制御器１８０における推定操舵角速度Ｑｓ、車速Ｖ及び操舵トルクＴｈによりハンドル戻し電流Ｉｈを算出する制御を、以下「ハンドル戻し制御」という。一方、ダンパ制御器１９０における推定操舵角速度Ｑｓと車速Ｖによりダンパ電流Ｉｄを算出する制御を、以下「ダンパ制御」という。
【０１１５】
さて、ハンドル戻し制御器１８０及びダンパ制御器１９０より出力されたハンドル戻し電流Ｉｈ＊及びダンパ電流Ｉｄ＊は加算器７６に入力される。そして、加算器７６は、前記ハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄとを加算し、制御切換部７７に出力する。
【０１１６】
制御切換部７７には、前記加算器７６からのハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄとが加算された値（以下、「加算電流Ｉｋ」という）と共に、収斂制御部８１から乗算器８３を介して入力される目標収斂電流Ｉｈｄ＊と、操舵角異常検出部７１からの制御信号が入力される。
【０１１７】
そして、操舵角異常検出部７１からの制御信号に基づいて、制御切換部７７は、前記加算電流Ｉｋ又は目標収斂電流Ｉｈｄ＊の何れかを切換選択し、加算器３９に出力するようになっている。
【０１１８】
なお、前記操舵角異常検出部７１は、前述した式（α）（即ち、Δθ−θｏ≧θ１）を満たした場合（操舵角θが異常な場合）は、制御切換部７７が加算電流Ｉｋを選択するように制御信号を出力する。一方、上記の式（α）を満たしていない場合（操舵角θが正常な場合）は、制御切換部７７が目標収斂電流Ｉｈｄ＊を選択するように制御信号を出力する。
【０１１９】
そして、加算器３９においては、前記制御切換部７７にて切換選択された加算電流Ｉｋ若しくは目標収斂電流Ｉｈｄ＊とアシスト電流指令値Ｉとを加算し、モータを駆動制御する。
【０１２０】
尚、本実施形態においては、操舵角異常検出部７１からの信号に基づく制御切換部７７による加算電流Ｉｋの切換選択が収斂制御の停止動作に相当する。
（異常判定のフローチャート）
次に、本実施形態における操舵角異常判定処理を図１５に示すフローチャートに従って説明する。尚、以下の説明においては、ステアリングホイール１は手放し、若しくは軽く触れられている程度であるとし、手放し判定部８２からは「１」の信号が乗算器８３に出力されているものとする。
【０１２１】
まず、Ｓ５１において、ＣＰＵ２１は、操舵角センサ１７から入力した操舵角θに対して、操舵角異常検出部７１にて、異常か否か判定する。前述した式（α）（Δθ−θｏ≧θ１）を満たさず、入力された操舵角θは正常であると操舵角異常検出部７１が判断した場合は、Ｓ５２に進む。このとき、操舵角異常検出部７１から制御切換部７７に対して、同制御切換部７７が目標収斂電流Ｉｈｄ＊を選択するように、制御信号が出力される。そして、ＣＰＵ２１は、車速感応アシスト制御と収斂制御を行う。即ち、各制御にて演算されたアシスト電流指令値Ｉと目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算して、この値に基づいて電動モータ６を駆動制御する。
【０１２２】
一方、Ｓ５１において、前記式（α）を満たし、入力された操舵角θが異常であると操舵角異常検出部７１が判断した場合は、Ｓ５４に進む。このとき、操舵角異常検出部７１から制御切換部７７に対して、同制御切換部７７がハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄとを加算した加算電流Ｉｋを選択するように制御信号が出力される。そして、ＣＰＵ２１は、車速感応アシスト制御、ハンドル戻し制御、及びダンパ制御を行う。即ち、各制御にて演算されたアシスト電流指令値Ｉと加算電流Ｉｋ（ハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄ）を加算して、この値に基づいて電動モータ６を駆動制御する。
【０１２３】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（２）上記実施形態では、操舵角異常検出部７１を設け、同操舵角異常検出部７１に入力された操舵角θが異常であると判断すると、制御切換部７７にて加算器３９に出力する電流値を切換え、収斂制御を停止して車速Ｖ及びモータ電圧Ｖｍから算出される推定操舵角速度Ｑｓに応じたハンドル戻し制御及びダンパ制御を行うようにした。従って、第１実施形態における（１）の効果と同様の効果を奏す。
【０１２４】
（３）上記実施形態では、低速時において、操舵角異常検出部７１に異常な操舵角θが検出されて、収斂制御が停止されても、モータ電流Ｉｍと、モータ端子間電圧Ｖｍとから算出された推定操舵角速度Ｑｓと車速Ｖに基づいて演算されるハンドル戻し制御が働くため、電動パワーステアリング装置の内部摩擦によりステアリングホイール１が中立位置の方向に戻らないというおそれはない。
【０１２５】
（４）また、高速時においては、操舵角異常検出部７１に異常な操舵角θが検出されて、収斂制御が停止されても、前記推定操舵角速度Ｑｓと車速Ｖに基づいて演算されるダンパ制御が働くため、モータ６の慣性によりステアリングホイール１がふらつき、操舵性に欠けることはない。
【０１２６】
（５）また、本第２実施形態は、異常な操舵角θが検出時に収斂制御を停止させるだけの第１実施形態と比較して、ハンドル戻し制御及びダンパ制御を代替として行うことで、ステアリングホイール１の収斂性が極力損なわれないようにすることができる。
【０１２７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１及び第２実施形態では、操舵角異常検出部７１による操舵角θの異常判定は、操舵角θとモータ回転角θｍに基づいた推定操舵角θｓとの比較により行われたが、複数の操舵角センサ１７を設け、それぞれから検出される操舵角の偏差を算出し、その偏差が所定値を超えると異常を判定する方法をとってもよい。
【０１２８】
・上記第１及び第２実施形態では、収斂制御部８１の目標収斂電流設定部８８において、ＰＩＤ制御を行い、目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求めたが、各制御のうち、Ｐ制御、ＰＩ制御、又はＰＤ制御にて目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求めてもよい。
【０１２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、異常な操舵角が検出されても、収斂制御の誤動作によるセルフステアを防ぐことができ、安全性を向上できる。
【０１３０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、収斂制御が停止されてもハンドル戻し制御手段、及びダンパ制御手段による制御が代替制御として働き、ハンドルの収斂性が極力損なわれないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電動パワーステアリング装置及びその制御装置の概略図。
【図２】同じく制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。
【図３】同じく電流指令値演算部のブロック図。
【図４】同じくモータ角速度推定器及び操舵角速度推定器のブロック図。
【図５】同じく収斂制御部のブロック図。
【図６】同じく目標操舵角設定部のブロック図。
【図７】同じく目標操舵角演算ルーチンのフローチャート。
【図８】同じく位相補償部のブロック図。
【図９】同じく手放し判定部のブロック図。
【図１０】同じく操舵角異常検出部のブロック図。
【図１１】同じく収斂制御において実行する処理のフローチャート。
【図１２】同じく収斂制御において実行する処理のフローチャート。
【図１３】同じく操舵角異常判定処理を示すフローチャート。
【図１４】第２実施形態における電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図。
【図１５】同じく操舵角異常判定処理を示すフローチャート。
【図１６】従来の電動パワーステアリング装置及びその制御装置の概略図。
【図１７】従来の制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。
【図１８】ハンドル戻し制御器におけるハンドル戻し演算を行う機能ブロック図。
【図１９】ダンパ制御器におけるダンパ電流演算を行う機能ブロック図。
【符号の説明】
１…ステアリングホイール（ハンドル）、
２１…ＣＰＵ（制御手段、目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電流設定手段、操舵角異常判定手段、停止手段、ダンパ制御手段、ハンドル戻し制御手段）、
８１…収斂制御部（目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電流設定手段）、
８６…目標操舵角設定部（目標操舵角設定手段）、
８７…目標操舵角速度設定部（目標操舵角速度設定手段）、
８８…目標収斂電流設定部（目標収斂電流設定手段）、
７１…操舵角異常検出部（操舵角異常判定手段）、
８４…乗算器（停止手段）、
１８０…ハンドル戻し制御器（ハンドル戻し制御手段）、
１９０…ダンパ制御器（ダンパ制御手段）。
【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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