(57)【要約】【課題】  電動モータを二相駆動する場合に良好な操舵フィーリングの確保と操作力の低減とを両立させることができる車両の操舵制御装置を提供すること。【解決手段】  三相のＥＰＳモータの各相のうちのいずれかに通電不良が発生したときには、第２電流制御演算部３７が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。このとき、電気角補正部３７１は電気角演算部３４から入力したＥＰＳモータの電気角Θに補正量λを加算して補正した補正後電気角xを演算する。ここで、補正量λはその最適値であるλ０＝０．５５（ｒａｄ）として決定される。相電流演算部３７２は補正量λによって補正された電気角Θを用いて二相駆動時における相電流指令値iX*を演算する。そして、Ｆ／Ｂ制御部３７５は指令値iX*に実相電流iXを追従させるためにフィードバック制御を実行する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与する三相の電動モータと、前記電動モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えた車両の操舵制御装置において、
前記制御手段は、
前記電動モータの各相のうちのいずれかに通電不良が発生した場合に、前記回転角検出手段によって取得された前記電動モータの前記回転角に補正量を加算することにより前記回転角を補正して前記制御量を演算し、前記通電不良の発生した相以外の相に通電する二相駆動により前記演算した前記制御量を用いて前記電動モータを駆動させて前記トルクの付与を継続するものであり、
前記補正量は、
前記操舵ハンドルの回動操作に伴って転舵輪を転舵させるときに発生する転舵負荷である負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記電動モータが発生するトルクの平均値の最大値との間の差を表す第１のトルク、及び、
前記負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記補正量の加算による前記回転角の補正に伴って前記電動モータが発生するトルクに前記操舵ハンドルの回動操作方向に対して反転が生じる領域での反転トルクとの間の差を表す第２のトルク
が一致するときの値として決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両の操舵制御装置において、
前記第１のトルクは前記補正量のＣＯＳ関数として表わされ、
前記第２のトルクは前記補正量のＳＩＮ関数として表わされることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した車両の操舵制御装置において、
前記制御手段は、
前記転舵負荷の大きさの増加に伴って、前記補正量の大きさを前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値まで一様に増大させ、この補正量を付加して前記回転角を補正することを特徴する車両の操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
０．４５（ｒａｄ）から０．６５（ｒａｄ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
０．５０（ｒａｄ）から０．６０（ｒａｄ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵制御装置において、
前記補正量は、
前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値として、０．５５（ｒａｄ）に決定されることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与する三相の電動モータと、前記電動モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えた車両の操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、下記特許文献１に示されているような、モータ制御装置及びこのモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置は知られている。この従来のモータ制御装置は、モータのいずれかの相に通電不良が発生した場合、この通電不良の発生した通電不良発生相以外の二相を通電相とし、各通電相に対して、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ように電流制御を実行することにより、モータ制御信号の出力を継続するようになっている。又、この従来のモータ制御装置は、入力されるモータの回転角を補正（オフセット）する回転角補正制御部を備えており、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、電流制御における電流指令値と実電流値との間の位相のずれを補償すべく、電流制御の基礎となる回転角を補正するようになっている。これにより、通電不良の発生に伴う二相駆動時におけるモータの回転を円滑化して高い出力性能を確保できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７９０５号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記従来の装置（電動パワーステアリング装置）では、二相駆動時において、通電不良の発生に伴うモータ（電動モータ）の回転を円滑化して高い出力性能を確保すべく、モータの回転角（電気角）を補正（オフセット）するようになっている。ところで、電動モータの回転角（電気角）を補正する場合、その補正量を大きくすることによって電動モータの回転を円滑化することが可能となる。しかしながら、補正量を大きくし過ぎると、電動モータが出力するトルクが低下して、運転者が入力する操作力が増大してしまう。すなわち、二相駆動時において、補正量を用いて電動モータの回転角（電気角）を補正する場合には、電動モータの円滑な回転、言い換えれば、運転者が知覚する操舵フィーリングと、電動モータが出力するトルクを確保する、言い換えれば、運転者が入力する操作力の低減とは、互いに二律背反の関係にある。従って、補正量を用いて電動モータの回転角（電気角）を補正する場合には、良好な操舵フィーリングの確保と操作力の低減とを、最大限、両立することができる補正量を決定する必要がある。又、例えば、操作力を低減させるために、単に電動モータを大型化すると、車両の重量増加に伴う燃費の悪化を招いたり、回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を招くおそれもある。
【０００５】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的の一つは、電動モータを二相駆動する場合であっても、良好な操舵フィーリングの確保と操作力の低減とを両立させることができる車両の操舵制御装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明による車両の操舵制御装置は、三相の電動モータと、回転角取得手段と、制御手段とを備えている。前記三相の電動モータは、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するトルクを付与するものである。前記回転角取得手段は、前記電動モータの回転角（電気角）を取得するものである。前記制御手段は、前記操舵ハンドルの回動操作に対して前記電動モータによって付与される前記トルクを制御する制御量を演算し、この演算した制御量を用いて前記電動モータを駆動制御するものである。
【０００７】
本発明による車両の操舵制御装置の特徴の一つは、前記制御手段が、前記電動モータの各相のうちのいずれかに通電不良が発生した場合に、前記回転角検出手段によって取得された前記電動モータの前記回転角に補正量を加算することにより前記回転角を補正して前記制御量を演算し、前記通電不良の発生した相以外の相に通電する二相駆動により前記演算した前記制御量を用いて前記電動モータを駆動させて前記トルクの付与を継続するものであり、前記補正量が、前記操舵ハンドルの回動操作に伴って転舵輪を転舵させるときに発生する転舵負荷である負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記電動モータが発生するトルクの平均値の最大値との間の差を表す第１のトルク、及び、前記負荷トルクと、前記補正量の関数として表されるものであって前記補正量の加算による前記回転角の補正に伴って前記電動モータが発生するトルクに前記操舵ハンドルの回動操作方向に対して反転が生じる領域での反転トルクとの間の差を表す第２のトルクが一致するときの値として決定されることにある。この場合、前記第１のトルクを前記補正量のＣＯＳ関数として表わすことができ、前記第２のトルクを前記補正量のＳＩＮ関数として表すことができる。
【０００８】
又、これらの場合、前記制御手段は、前記転舵負荷の大きさの増加に伴って、前記補正量の大きさを前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値まで一様に増大させ、この補正量を付加して前記回転角を補正することができる。
【０００９】
そして、これらの場合、前記補正量は、０．４５（ｒａｄ）から０．６５（ｒａｄ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、より好ましくは、前記補正量は、０．５０（ｒａｄ）から０．６０（ｒａｄ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、更に、具体的に、前記補正量は、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値として、０．５５（ｒａｄ）に決定されるとよい。尚、この場合、角度の単位として「ｒａｄ」に代えて「ｄｅｇ」を用いる場合には、前記補正量は、２６（ｄｅｇ）から３６（ｄｅｇ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、より好ましくは、前記補正量は、２８（ｄｅｇ）から３４（ｄｅｇ）の範囲内で、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値に決定されるとよく、更に、具体的に、前記補正量は、前記第１のトルクと前記第２のトルクとが一致するときの値として、３１（ｄｅｇ）に決定されるとよい。
【００１０】
これらによれば、通電不良の発生に伴い、電動モータを二相駆動により駆動させて操舵ハンドルの回動操作に対するトルクの付与を継続するときには、電動モータの回転角（電気角）を補正する補正量を、引っ掛かり感のない良好な操舵フィーリングと運転者によって入力される操作力の低減という二律背反事項を最大限に両立させるように、適切に定めることができる。これにより、電動モータを二相駆動により駆動させて、操舵ハンドルの回動操作により入力される操作力を軽減するためのトルク付与（アシスト制御）を継続する場合であっても、運転者は、違和感を覚え難い、極めて良好な操舵フィーリングを知覚しながら、操舵ハンドルを容易に回動操作することができる。
【００１１】
又、このように、良好な操舵フィーリングと操作力の低減とを適切に両立させることができるため、電動モータの出力トルクを必要以上に増大させる必要がない。これにより、電動モータの出力トルクを増大させるためにシステムを肥大化させる必要がなく、その結果、車両の重量増加を抑制して燃費の悪化を防止することができる。更には、出力トルクを増大させるために電動モータを大型化する必要がないため、例えば、電動モータの回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
【００１２】
更に、転舵負荷（負荷トルク）の大きさの増加に伴って補正量を一様に第１のトルクと第２のトルクとが一致するときの値まで増加させるように実施することもできる。これにより、特に、転舵負荷（負荷トルク）が小さいときには、電動モータの回転角（電気角）を補正する補正量の大きさを小さくすることができるため、例えば、電動モータが発生するトルク反転の頻度を抑えることができ、トルク反転に伴う振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る操舵制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１のＥＰＳモータの構成及びｄ／ｑ座標系を説明するための概略図である。
【図３】図１の駆動回路を概略的に示す回路図である。
【図４】図１の電子制御ユニットにより実行されるコンピュータプログラム処理（アシスト制御）を機能的に表す機能ブロック図である。
【図５】図４の第１電流制御演算部及び第２電流制御演算部を機能的に表す機能ブロック図である。
【図６】図４において、Ｕ相に通電不良が発生した場合の二相駆動によるアシスト制御を機能的に表す機能ブロック図である。
【図７】図３において、Ｕ相に通電不良が発生した場合の駆動回路の切替状態を説明するための概略的な回路図である。
【図８】図４（図６）の第２電流制御演算部の電気角補正部によって電気角に加算される補正量を説明するためのグラフである。
【図９】図４（図６）の第２電流制御演算部の相電流演算部によって演算される相電流の電気波形を説明するためのグラフである。
【図１０】二相駆動時において、電気角に補正量を加算しない（オフセットしない）場合すなわち電気角を補正しない場合のＥＰＳモータの出力トルクと相電流指令値との関係を説明するためのグラフである。
【図１１】二相駆動時において、電気角に補正量を加算する（オフセットする）場合すなわち電気角を補正する場合のＥＰＳモータの出力トルクと相電流指令値との関係を説明するためのグラフである。
【図１２】二相駆動時において、電気角を補正して操舵ハンドルが回動操作される場合における負荷トルク、手入力トルク及び負担トルクの関係を説明するためのグラフである。
【図１３】補正量最適値の決定を説明するためのグラフである。
【図１４】本発明の変形例を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵制御装置について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る車両の操舵制御装置を適用可能な電動パワーステアリング装置１０を概略的に示している。
【００１５】
この電動パワーステアリング装置１０は、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は、ステアリングシャフト１２の上端に固定されており、ステアリングシャフト１２の下端は、転舵ギアユニットＵに接続されている。尚、操舵ハンドル１１、ステアリングシャフト１２及び転舵ギアユニットＵを含む系を操舵系とも称呼する。
【００１６】
転舵ギアユニットＵは、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、ステアリングシャフト１２の下端に一体的に組み付けられたピニオンギア１３の回転がラックバー１４に伝達されるようになっている。又、転舵ギアユニットＵには、運転者によって操舵ハンドル１１に入力される操作力（より具体的には、操舵トルク）を軽減する（アシストする）ための電動モータ１５（以下、この電動モータをＥＰＳモータ１５と称呼する。）が設けられている。そして、ＥＰＳモータ１５が発生する出力トルク（より詳しくは、アシストトルク）がラックバー１４に伝達されるようになっている。
【００１７】
ここで、電動パワーステアリング装置１０に搭載されるＥＰＳモータ１５としては、三相ＤＣブラシレスモータを採用する。すなわち、ＥＰＳモータ１５は、図２に概略的に示すように、例えば、永久磁石からなるロータと、このロータを収容するステータ側に組み付けられた巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）を備えている。そして、ＥＰＳモータ１５においては、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）に対して後述する電気制御回路２０の駆動回路２５（インバータ回路）が接続されるようになっている。
【００１８】
この構成により、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に伴うステアリングシャフト１２の回転力がピニオンギア１３を介してラックバー１４に伝達されるとともに、ＥＰＳモータ１５のアシストトルクがラックバー１４に伝達される。これにより、ラックバー１４は、ピニオンギア１３からの回転力及びＥＰＳモータ１５のアシストトルクによって軸線方向に変位する。従って、ラックバー１４の両端に接続された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、左右方向に転舵されるようになっている。
【００１９】
尚、本実施形態における電動パワーステアリング装置１０は、ＥＰＳモータ１５が転舵ギアユニットＵのラックバー１４にアシストトルクを伝達するラックアシストタイプとして実施する。しかし、その他の電動パワーステアリング装置１０として、ＥＰＳモータ１５がピニオンギア１３にアシストトルクを伝達するピニオンアシストタイプや、ＥＰＳモータ１５が所定の減速機構を介してステアリングシャフト１２を形成するコラムメインシャフトにアシストトルクを伝達するコラムアシストタイプを採用して実施可能であることは言うまでもない。
【００２０】
次に、上述したＥＰＳモータ１５の作動を制御する電気制御装置２０について説明する。電気制御装置２０は、車速センサ２１、操舵トルクセンサ２２及び回転角検出手段としてのモータ回転角センサ２３を備えている。車速センサ２１は、車両の車速Vを検出し、この検出した車速Vに応じた信号を出力する。尚、車速Vについては、例えば、外部との通信を介して取得することも可能である。
【００２１】
操舵トルクセンサ２２は、図１に示すように、ステアリングシャフト１２に組み付けられていて、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作してステアリングシャフト１２に入力する操舵トルクThを検出し、この検出した操舵トルクThに応じた信号を出力する。尚、操舵トルクセンサ２２は、例えば、操舵ハンドル１１が右方向に回動操作されたときの操舵トルクThを正の値として出力し、操舵ハンドル１１が左方向に回動操作されたときの操舵トルクThを負の値として出力する。ここで、本実施形態においては、操舵トルクセンサ２２として、例えば、２組のレゾルバセンサを採用して実施する。
【００２２】
モータ回転角センサ２３は、ＥＰＳモータ１５に組み付けられていて、予め設定された基準回転位置からの回転角（電気角）Θを検出し、この電気角Θに応じた信号を出力する。ここで、本実施形態においては、モータ回転角センサ２３は、図２に示すように、ＥＰＳモータ１５のロータ（永久磁石）によって生じる磁界の方向と平行な方向（すなわち、Ｎ極方向）をｄ軸方向とし、ＥＰＳモータ１５のステータにおけるＵ相方向を基準としたときのｄ軸の回転角を電気角Θとして検出する。尚、モータ回転角センサ２３は、ＥＰＳモータ１５の回転方向に関し、例えば、ＥＰＳモータ１５が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を右方向に転舵させるためにラックバー１４に対してアシストトルクを付与するときの電気角Θを正の値として出力し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を左方向に転舵させるためにラックバー１４に対してアシストトルクを付与するときの電気角Θを負の値として出力する。
【００２３】
又、電気制御装置２０は、図１に示すように、ＥＰＳモータ１５の作動を制御する制御手段としての電子制御ユニット２４を備えている。電子制御ユニット２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、ＥＰＳモータ１５の作動を制御する。このため、電子制御ユニット２４の入力側には、少なくとも、上記各センサ２１〜２３が接続されており、これらの各センサ２１〜２３によって検出された各検出値を用いて、後述するように、ＥＰＳモータ１５の駆動を制御する。一方、電子制御ユニット２４の出力側には、ＥＰＳモータ１５を駆動させるための駆動回路２５が接続されている。
【００２４】
駆動回路２５は、図３に示すように、インバータ回路部２５ａとリレー回路部２５ｂとから構成される。インバータ回路部２５ａは、バッテリ（電源）Ｂ及び平滑リアクトルＳから電源リレーＲｄを介して、又は、キャパシタＣから供給される直流電流を三相の交流電流に変換する三相インバータ回路を構成するものである。そして、インバータ回路部２５ａは、スター結線（Ｙ結線）されたＥＰＳモータ１５の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）にそれぞれ対応したスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２を有している。尚、本実施形態においては、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）がスター結線されたＥＰＳモータ１５を用いて実施するが、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）がデルタ結線されたＥＰＳモータを用いて実施することも可能である。
【００２５】
スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２は、それぞれ、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ２１，ＳＷ３１がＨｉｇｈ側（高電位側）、スイッチング素子ＳＷ１２，ＳＷ２２，ＳＷ３２がＬｏ側（低電位側）に対応するとともにＥＰＳモータ１５の３つの相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応し、例えば、ＭＯＳＦＥＴにより構成される。又、インバータ回路部２５ａには、ＥＰＳモータ１５に流れる電流を検出する電流センサ（シャント抵抗）Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が各相に設けられる。そして、これらの電流センサＪ１，Ｊ２，Ｊ３によって検出された電流Iu，Iv，Iwを表す信号は、電子制御ユニット２４の入力側に出力されるようになっている。
【００２６】
リレー回路部２５ｂは、図３に示すように、ＥＰＳモータ１５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相（具体的には、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’））にそれぞれ対応した相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３を有している。相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、それぞれ、インバータ回路部２５ａとＥＰＳモータ１５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相（具体的には、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’））との間の通電を許容又は遮断するメカリレーである。尚、相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３としては、メカリレーに限定されるものではなく、例えば、半導体リレーを採用することも可能である。
【００２７】
このように構成される駆動回路２５においては、電子制御ユニット２４からの信号により、インバータ回路部２５ａがオン・オフ制御されるとともにリレー回路部２５ｂが切替制御される。これにより、電子制御ユニット２４がリレー回路部２５ｂを構成する相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３を通電を許容する状態（閉状態）に切り替え、インバータ回路部２５ａのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２のパルス幅を制御（ＰＷＭ制御）することにより、バッテリＢ又はキャパシタＣからＥＰＳモータ１５に対して三相の駆動電流を供給するようになっている。
【００２８】
一方、電子制御ユニット２４が、リレー回路部２５ｂを構成する相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３のうちのいすれかの相開放リレーを通電を遮断する状態（開状態）に切り替えることにより、開状態に切り替えられた相開放リレー以外の閉状態にある相開放リレーを介してＥＰＳモータ１５に対して駆動電流を供給するようになっている。更に、電子制御ユニット２４は、インバータ回路部２５ａのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２を全てオフ（開状態）に制御することにより、リレー回路部２５ｂの相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３の切替状態に関わらず、ＥＰＳモータ１５に対して駆動電流を供給しないようになっている。
【００２９】
次に、上記のように構成した電気制御装置２０（より詳しくは、電子制御ユニット２４）によるＥＰＳモータ１５の駆動制御、すなわち、アシスト制御について、電子制御ユニット２４内にてコンピュータプログラム処理により実現される機能を表す図４の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御ユニット２４は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に伴う負担を軽減するために、ＥＰＳモータ１５の駆動を制御して適切なアシストトルクを付与する。このため、電子制御ユニット２４は、図４に示すように、適切なアシストトルクを表すアシスト量を演算し、この演算したアシスト量に基づいてＥＰＳモータ１５を駆動制御するアシスト制御部３０を備えている。
【００３０】
アシスト制御部３０は、図４に示すように、車速演算部３１、トルク値演算部３２、電流検出部３３及び電気角演算部３４を備えている。車速演算部３１は、車速センサ２１から出力された車速Vに応じた信号を入力し、車速Vを演算する。トルク値演算部３２は、操舵トルクセンサ２２から出力された操舵トルクThに応じた信号を入力し、操舵トルクThを演算する。電流検出部３３は、駆動回路２５に設けられた電流計Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３から出力されたＥＰＳモータ１５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流Iu，Iv，Iwに応じた信号を入力し、各相の電流Iu，Iv，Iwを検出する。電気角演算部３４は、モータ回転角センサ２３から出力されたＥＰＳモータ１５の回転角である電気角Θに応じた信号を入力し、電気角Θを演算する。
【００３１】
又、アシスト制御部３０は、アシスト電流指令値演算部３５、第１電流制御演算部３６、第２電流制御演算部３７及びＰＷＭ変換部３８を備えている。
【００３２】
アシスト電流指令値演算部３５は、車速演算部３１から車速Vを入力するとともにトルク値演算部３２から操舵トルクThを入力し、これら車速V及び操舵トルクThに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト量（目標アシストトルク）Ta*を決定する。そして、アシスト電流指令値演算部３５は、目標アシスト量Ta*が発生するように、駆動回路２５を介してＥＰＳモータ１５を、所謂、ベクトル制御法に従って駆動制御する。ベクトル制御法は、ＥＰＳモータ１５の三相における電流、電圧を、上述したように定義されるｄ軸方向の成分と、図２に示したように、このｄ軸方向（すなわち、磁界の方向）に直交する方向であるｑ軸方向の成分との二相における値に変換して扱う制御法である。尚、ベクトル制御法自体は周知であるため、三相における電流、電圧を二相に変換する点及び二相における電流、電圧を三相に変換する点については、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
アシスト電流指令値演算部３５は、決定した目標アシスト量Ta*に応じてｄ軸の目標電流Id*及びｑ軸の目標電流Iq*（以下、このｑ軸の目標電流Iq*を、特に、電流指令値irefとも称呼する。）を演算する。尚、本実施形態におけるＥＰＳモータ１５は、三相ブラシレスＤＣモータであるため、ＥＰＳモータ１５が発生するトルク（アシストトルク）は、ｑ軸の電流に比例する。従って、アシスト電流指令値演算部３５は、ｄ軸の目標電流Id*を「０」とするとともに、ｑ軸の目標電流Iq*すなわち電流指令値irefが目標アシスト量Ta*に比例するように演算する。そして、アシスト電流指令値演算部３５は、演算したｄ軸の目標Id*及びｑ軸の目標電流Iq*すなわち電流指令値irefを第１電流制御演算部３６及び第２電流制御演算部３７に出力する。
【００３４】
第１電流制御演算部３６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*を演算するものである。このため、第１電流制御演算部３６は、ＥＰＳモータ１５の三相に対して適切に電流が通電されている通常時において、各相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*を演算し、三相によりＥＰＳモータ１５を駆動させるためにＰＷＭ変換部３８に各相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*を出力する。尚、通常時におけるＥＰＳモータ１５の駆動制御自体は、本発明に直接関係しないため、以下、簡単に説明しておく。
【００３５】
第１電流制御演算部３６は、図５に示すように、三相／二相変換部３６１を備えている。三相／二相変換部３６１は、電流検出部３３からＥＰＳモータ１５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に実際に流れた電流Iu，Iv，Iwを入力するとともに電気角演算部３４から電気角Θを入力し、電気角Θを用いて実電流Iu，Iv，Iwを周知の変換行列に基づいてｄ／ｑ座標における実電流Id，Iqに変換する。そして、ｑ軸の実電流Iqは、アシスト電流指令値演算部３５から出力された電流指令値irefすなわち目標電流Iq*とともに減算器３６２に入力され、ｄ軸の実電流Idは、アシスト電流指令値演算部３５から出力された目標電流Id*（Id*＝０）とともに減算器３６３に入力される。
【００３６】
減算器３６２は、入力した電流指令値irefすなわち目標電流Iq*とｑ軸の実電流Iqとの間のｑ軸電流偏差ΔIqを演算する。そして、減算器３６２は、演算したｑ軸電流偏差ΔIqをｑ軸のＦ／Ｂ制御部３６４に供給する。一方、減算器３６３は、入力した目標電流Id*とｄ軸の実電流Idとの間のｄ軸電流偏差ΔIdを演算する。そして、減算器３６３は、演算したｄ軸電流偏差ΔIdをｄ軸のＦ／Ｂ制御部３６５に供給する。
【００３７】
Ｆ／Ｂ制御部３６４，３６５は、それぞれ、ｑ軸の電流指令値irefすなわち目標電流Iq*に実電流Iqを追従させるとともにｄ軸の目標電流Id*に実電流Idを追従させるために、フィードバック制御を実行する。すなわち、Ｆ／Ｂ制御部３６４，３６５は、それぞれ、減算器３６２，３６３から入力したｑ軸電流偏差ΔIq及びｄ軸電流偏差ΔIdに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｑ軸電圧指令値Vq*及びｄ軸電流指令値Vd*を演算する。そして、Ｆ／Ｂ制御部３６４，３６５は、それぞれ、演算したｑ軸電圧指令値Vq*及びｄ軸電圧指令値Vd*を二相／三相変換部３６６に供給する。
【００３８】
二相／三相変換部３６６は、電気角演算部３４から電気角Θを入力するとともに、Ｆ／Ｂ制御部３６４，３６５からｑ軸電圧指令値Vq*及びｄ軸電圧指令値Vd*を入力する。そして、二相／三相変換部３６６は、入力した電気角Θに基づいて、ｑ軸電圧指令値Vq*及びｄ軸電圧指令値Vd*を三相の相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*に変換する。
【００３９】
このように、二相／三相変換部３６６によって三相の相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*に変換されると、第１電流制御演算部３６は、変換された相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*をＰＷＭ変換部３８に出力する。ＰＷＭ変換部３８は、相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*を入力し、入力した相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*に基づいて目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*を決定する。そして、ＰＷＭ変換部３８は、決定した目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*に対応する駆動信号を駆動回路２５に出力する。
【００４０】
これにより、駆動回路２５においては、出力された駆動信号すなわち目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*に基づき、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２の開閉をＰＷＭ方式により切替制御することによって三相の相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*を三相の交流電圧Iu，Iv，Iwに変換し、ＥＰＳモータ１５に目標アシスト量Ta*と一致するアシストトルクを発生させる。
【００４１】
ところで、ＥＰＳモータ１５については、電流検出部３３によって出力される各相の電流Iu，Iv，Iwや、電気角演算部３４によって出力される電気角Θ及びこの電気角Θを時間微分した回転角速度dΘ／dt、各相のデューティー比Du*，Dv*，Dw*等に基づくことにより、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）の断線や駆動回路２５の接点不良等に起因した通電不良相の有無を検出することができる。より詳しく、この通電不良相発生の検出では、例えば、Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗのうちのいずれか）の相電流iXが予め設定された所定電流値以下であり、かつ、回転角速度dΘ／dtが断線判定の対象範囲内である場合において、Ｘ相に対応するデューティー比DX*が所定電流値及び対象範囲内に対応する所定範囲内にない状態が継続するときに、Ｘ相に通電不良が発生したことが検出される。
【００４２】
そして、このようにＸ相に通電不良が発生した場合には、アシスト制御部３０は、ＥＰＳモータ１５を、所謂、二相駆動により駆動させるため、図４，５に示すように、第２電流制御演算部３７及びＰＷＭ変換部３８によって駆動信号を生成し、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシストトルク（アシスト量）の付与を継続する。ここで、以下の説明においては、図６に示すように、ＥＰＳモータ１５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうちのＵ相に通電不良が発生し、Ｖ相及びＷ相にのみ通電してＥＰＳモータ１５を駆動させる二相駆動を例示して説明する。
【００４３】
尚、このように、Ｕ相に通電不良が発生した場合には、駆動回路２５を構成するインバータ回路部２５ａのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２のうち、通電不良の発生したＵ相に対応するスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２がオフ（開状態）に維持される、或いは、図７に示すように、リレー回路部２５ｂの相開放リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３のうち、通電不良の発生したＵ相に対応する相開放リレーＲ１が開状態に維持されて、ＥＰＳモータ１５のＵ相に駆動電流が供給されないようになる。従って、図６に示すように、Ｕ相に対応して駆動回路２５に設けられた電流センサＪ１から信号が出力されず、その結果、電流検出部３３は、Ｕ相に流れる電流Iuを、例えば、「０」として出力する。
【００４４】
第２電流制御演算部３７は、相電流フィードバック制御（相電流Ｆ／Ｂ）の実行により、各相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**を演算するものである。このため、第２電流制御演算部３７は、図５に示すように、電気角補正部３７１を備えている。電気角補正部３７１は、二相駆動時の相電流フィードバック制御において、後述するように演算される相電流指令値iX*（＝iv*(x)、又は、iw*(x)）の位相を補正（オフセット）するものである。このため、電気角補正部３７１は、下記式１に従い、電気角演算部３４から入力したＥＰＳモータ１５の電気角Θに補正量λを加算して補正した補正後電気角xを演算する。
【数１】
2014141187.tif 000003
【００４５】
ただし、前記式１中の補正量λは、トルク値演算部３２から入力した操舵トルクThの方向や、電気角演算部３４から入力した電気角Θの変化方向（或いは、回転角速度dΘ／dt）、すなわち、操舵方向に応じて決定されるものであり、例えば、操舵トルクThを用いた場合には下記式２により表される。
【数２】
2014141187.tif 000004
尚、前記式２中の関数sign(Th)は、引数である操舵トルクThの値が正の値であれば「＋１」、負の値であれば「−１」、「０」であれば「０」を出力するものである。又、前記式２中のλ０は、後に詳述する補正量最適値を表す。
【００４６】
ここで、補正値λは、図８に示すように、引数が操舵トルクThである場合には、操舵トルクThの値が負の値であるときには「−λ０」となり、値が「０」であるときには「０」となり、値が正の値であるときには「＋λ０」となる。又、引数が回転角速度dΘ／dtである場合にも、補正値λは、図８に示すように、回転角速度dΘ／dtの値が負の値であるときには「−λ０」となり、値が「０」であるときには「０」となり、値が正の値であるときには「＋λ０」となる。そして、電気角補正部３７１は、補正後電気角xを演算すると、演算した補正後電気角xを相電流演算部３７２に供給する。
【００４７】
相電流演算部３７２は、二相駆動時に、通電不良相に対応する所定の電気角Θ（回転角）を除いて、目標アシスト量Ta*すなわち電流指令値iref（ｑ軸の目標電流Iq*）に対応するｑ軸の実電流IqがＥＰＳモータ１５に発生するように、相電流指令値iX*を演算するものである。具体的に説明すると、本実施形態においては通電不良がＵ相に発生した場合を想定するため、相電流演算部３７２は、Ｕ相を除く非故障相であるＶ相又はＷ相に流す相電流指令値iX*を演算する。この場合、上述したように、通電不良の発生したＵ相は電気的に切り離されており、Ｖ相の相電流とＷ相の相電流は、キルヒホッフの法則からも明らかなように、互いに絶対値が等しく符号が反転した相電流となる。従って、本実施形態においては、相電流演算部３７２は、例示的にＶ相電流を基準とし、すなわち、Ｖ相を制御相として、下記式３に従って相電流指令値iv*(x)を演算する。ここで、相電流指令値iv*(x)は、周期２πの周期関数であり、以下の説明においては０≦x＜２πについて示す。尚、Ｗ相を制御相とした場合には、下記式４に従って相電流指令値iw*(x)を演算することができる。
【数３】
2014141187.tif 000005
【数４】
2014141187.tif 000006
【００４８】
ここで、前記式３中のirefは、アシスト電流指令値演算部３５から供給される電流指令値を表し、前記式３中のimaxは、Ｖ相に通電可能な電流の最大値を表す。又、前記式３中のxは、電気角補正部３７１から供給される補正後電気角を表す。更に、前記式３にて補正後電気角xの範囲を決定するθ１は、後述する式９により表わされるものである。これにより、Ｕ相に通電不良が発生した場合に、前記式３によって表される相電流指令値iv*(x)（或いは、前記式４によって表される相電流指令値iw*(x)）に従う電流波形は、図９に示すように、電気角Θの「π／２（９０ｄｅｇ）」と「３π／２（２７０ｄｅｇ）」とを漸近線とする正割曲線状に変化するものとなる。このように、制御相の相電流指令値iX*として、相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)を演算すると、相電流演算部３７２は、演算した相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)を減算器３７４に供給する。
【００４９】
又、第２電流制御演算部３７は、制御相選択部３７３を備えている。制御相選択部３７３は、通電不良の発生した相（本実施形態においては、Ｕ相）以外の残る二相（Ｖ相及びＷ相）のうちの一相（Ｖ相又はＷ相）を制御相として選択する。そして、制御相選択部３７３は、制御相と選択した相（Ｖ相又はＷ相）の実相電流iX（＝Iv又はIw）を電流検出部３３から取得して減算器３７４に供給する。
【００５０】
減算器３７４は、入力した相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)から実相電流iX（＝Iv又はIw）を減算することにより、相電流偏差ΔiXを演算する。そして、減算器３７４は、演算した相電流偏差ΔiXをＦ／Ｂ制御部３７５に供給する。
【００５１】
Ｆ／Ｂ制御部３７５は、相電流指令値iX*すなわち相電流指令値iv*(x)又は相電流指令値iw*(x)に実相電流iX（＝Iv又はIw）を追従させるために、フィードバック制御を実行する。すなわち、Ｆ／Ｂ制御部３７５は、減算器３７４から入力した相電流偏差ΔiXに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩケイン）を乗ずることにより、制御相（Ｖ相又はＷ相）についての相電圧指令値VX*（＝VV*又はVW*）を演算する。そして、Ｆ／Ｂ制御部３７５は、演算した相電圧指令値VX*（＝VV*又はVW*）を相電圧指令値演算部３７６に供給する。
【００５２】
相電圧指令値演算部３７６は、制御相（Ｖ相又はＷ相）についての相電圧指令値VX*（＝VV*又はVW*）に基づいて各相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**を演算する。すなわち、通電不良の発生した相は通電不能であり、二相駆動時の各通電相の位相はπ／２ずれることになる。従って、通電不良の発生した相の相電圧指令値は「０」となり、残る二つの通電相の相電圧指令値は、制御相についての相電圧指令値VX*の符号を反転することにより演算可能となる。このため、本実施形態においては、Ｕ相に通電不良が発生しており、制御相としてＶ相を選択するため、相電圧指令値演算部３７６は、各相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**をVu**＝０、Vv**＝VX*（＝VV*）、Vw**＝−VX*（＝VV*）と演算する。
【００５３】
このように、相電圧指令演算部３７６によって各相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**が演算されると、第２電流制御演算部３７は、演算された各相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**をＰＷＭ変換部３８に出力する。ＰＷＭ変換部３８においては、第１電流制御演算部３６から相電圧指令値Vu*，Vv*，Vw*が出力された場合と同様に、相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**に基づいて目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*を決定する。そして、ＰＷＭ変換部３８は、決定した目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*に対応する駆動信号を駆動回路２５に出力する。
【００５４】
これにより、駆動回路２５においては、出力された駆動信号すなわち目標デューティー比Du*，Dv*，Dw*に基づき、スイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２の開閉をＰＷＭ方式により切替制御することによって相電圧指令値Vu**，Vv**，Vw**を三相の交流電圧Iu(=0)，Iv，Iwに変換し、ＥＰＳモータ１５に目標アシスト量Ta*と一致するアシストトルクを発生させる。
【００５５】
ところで、上述したように、第２電流制御演算部３７においては、電気角補正部３７１がＥＰＳモータ１５の電気角Θに補正量λ（補正量最適値λ０）を加算して補正後電気角xを演算する。以下、電気角Θを補正するために加算される補正量λ及び補正量最適値λ０について、具体的に説明する。
【００５６】
上述したように、二相駆動時においては、電気角補正部３７１が補正後電気角xを演算し、この補正後電気角xを用いて相電流演算部３７２が目標アシスト量Ta*すなわち電流指令値irefに対応するｑ軸の実電流IqがＥＰＳモータ１５に発生するように、相電流指令値iX*を演算する。このように、補正後電気角xを用いて相電流指令値iX*を演算し、相電流フィードバック制御を実行する場合には、二相駆動時におけるＥＰＳモータ１５の回転を円滑化することができ、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作する際に、所謂、引っ掛かり感のない良好な操舵フィーリングを知覚することができる。
【００５７】
このことを説明するにあたり、今、電気角補正部３７１が電気角Θを補正しない場合、すなわち、相電流演算部３７２が電気角演算部３４から出力された電気角Θをそのまま用いて相電流指令値iX*を演算し、相電流フィードバック制御が実行される状況を想定する。図９に示したように、二相駆動時において演算される相電流指令値iX*の電流波形は、その原理上、例えば、Ｕ相に通電不良が発生すると、電気角Θでπ／２（９０ｄｅｇ）と３π／２（２７０ｄｅｇ）が漸近線となり、無限大の電流が必要となる。しかし、現実には、ＥＰＳモータ１５には定格電流値が存在し、又、各相の電流を制限する必要もあるため、無限大の電流をＥＰＳモータ１５に流すことは不能である。従って、上述したように、Ｕ相に通電不良が発生した場合には、制御相であるＶ相の電気角Θでπ／２（９０ｄｅｇ）と３π／２（２７０ｄｅｇ）近傍の相電流ivを、Ｖ相に通電可能な電流の最大値imaxによって制限する。
【００５８】
ところが、このように、例えば、制御相であるＶ相の相電流ivを制限すると、図１０に示すように、ＥＰＳモータ１５が発生する出力トルクが制限されて低下する。その結果、ＥＰＳモータ１５が付与するアシストトルクが不足する（或いは、アシストトルクがゼロとなる）状況が生じ得る。そして、このアシストトルクが不足する状況では、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に合わせてＥＰＳモータ１５の電気角Θがπ／２（９０ｄｅｇ）と３π／２（２７０ｄｅｇ）近傍に差し掛かると、転舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるときに発生する転舵負荷が大きくなる、より具体的には、操舵ハンドル１１の回動操作に必要な操作力（操作トルクTh）が大きくなるために、運転者は引っ掛かり感を覚える。
【００５９】
これに対し、電気角補正部３７１が、ＥＰＳモータ１５の回転方向に補正量λを加算して、ＥＰＳモータ１５の電気角Θを補正する、より詳しくは、電気角Θの位相を補正量λだけ進める側にオフセットして補正すると、図１１に示すように、ＥＰＳモータ１５の回転方向に出力トルクが増加するトルク増加領域と、ＥＰＳモータ１５の回転方向に対して出力トルクが反転するトルク反転領域とを意図的に出現させることができる。尚、図１１においては、補正量λ＝２０ｄｅｇとした場合を例示的に示している。
【００６０】
そして、このようなトルク増加領域とトルク反転領域とを意図的に出現させることにより、トルク増加領域ではＥＰＳモータ１５の回転運動にエネルギーを蓄えることができてＥＰＳモータ１５の回転を操舵方向に加速させることができる。一方、トルク反転領域では、逆に、ＥＰＳモータ１５の回転を減速させ、電気角Θをトルク増加領域方向に戻すエネルギーを蓄えることができる。従って、例えば、ＥＰＳモータ１５の操舵方向への回転（電気角Θ）がトルク増加領域からトルク反転領域に入ることによって減速され、回転に勢いがなくなって、出力トルクが低下するアシスト低下領域を飛び越えることができないときには、ＥＰＳモータ１５は操舵方向とは逆方向に回転されて再びトルク増加領域に戻される。
【００６１】
これにより、ＥＰＳモータ１５は、戻されたトルク増加領域で操舵方向に回転するエネルギーを蓄えて回転に勢いを付け、勢いが不足すれば、再びトルク反転領域からトルク増加領域に戻され、再度トルク増加領域で操舵方向に回転するエネルギーを蓄えて回転に勢いを付けることができる。このようなトルク増加領域とトルク反転領域との間を繰り返し行き来することにより、ＥＰＳモータ１５は、その慣性によってアシスト低下領域を飛び越えることが可能となり、運転者によって知覚される引っ掛かり感を低減することができる。
【００６２】
ところで、上述したようなアシスト低下領域の飛び越え、言い換えれば、引っ掛かり感を確実に防止するためには、電気角Θに加算する補正量λを大きくすれば、トルク増加領域とトルク反転領域とを確実に出現させることができて有効である。一方で、電気角Θに加算する補正量λを大きくし過ぎると、後述するように、ＥＰＳモータ１５が発生可能なトルクが低下するために、運転者が入力する操作力（操舵トルクTh）が増大するという背反が生じる。このため、引っ掛かり感の防止と操作力の低減とは、互いに二律背反の関係にあると言える。
【００６３】
すなわち、通常時に比して電流制限に伴う最大出力が制限される二相駆動状態であっても、転舵負荷が小さいときには、ＥＰＳモータ１５が発生できるトルクに余裕があるために、例えば、引っ掛かり感の防止を優先して補正量λを大きく設定することが可能である。しかしながら、転舵負荷が増大してＥＰＳモータ１５が発生できるトルクに余裕がなくなる状況では、引っ掛かり感の防止を優先して補正量λを大きく設定すると、運転者が入力する操舵トルクThが増大してしまい、負担を強いる可能性がある。
【００６４】
従って、引っ掛かり感の防止と操作力の低減とを最大限に両立させることができる補正量λ、より詳しくは、補正量最適値λ０を決定する必要がある。このため、本願発明者は、以下に詳細に説明するように、補正量λ（補正量最適値λ０）を決定した。
【００６５】
上述した図１１のようなトルク増加領域とトルク反転領域とが出現するときに、ＥＰＳモータ１５が発生するトルクTout（以下、発生トルクToutと称呼する。）は、下記式５によって表すことができる。尚、発生トルクToutは、周期πの周期関数であり、以下の説明においては（π／２）−λ≦θ＜（３π／２）−λについて示す。
【数５】
2014141187.tif 000007
ただし、前記式５中のKtは、Kt＝Th／irefで決定されるトルク定数を表す。
【００６６】
この場合、ＥＰＳモータ１５が発生するトルクの平均値Tavg（以下、発生トルク平均値Tavgと称呼する。）は、下記式６に示すように、発生トルクToutを電気角Θで積分したものと考えることができる。
【数６】
2014141187.tif 000008
ここで、上述したように、前記式１に従って電気角Θに補正量λを加算した補正後電気角xを計算する。このため、発生トルク平均値Tavgの演算については、発生トルクToutがπ（１８０ｄｅｇ）の周期を持っているため、下記式７に示すように、−π／２〜π／２の範囲においてxについて積分して平均化すれば良い。
【数７】
2014141187.tif 000009
尚、前記式７中の電流指令値irefの最大値iref(max)及びθ１の各変数は、下記式８及び式９により定義される。
【数８】
2014141187.tif 000010
【数９】
2014141187.tif 000011
【００６７】
ところで、前記式７からも明らかなように、ＥＰＳモータ１５の発生トルク平均値Tavgは、補正量λの関数として表すことができる。このことは、図１１にて説明したように、補正量λを用いて電気角Θを補正すると、トルク増加領域とトルク反転領域とが出現することからも理解することができる。そして、前記式７に従って補正量λのＣＯＳ関数として演算される発生トルク平均値Tavgにおいて、その最大値Tavg(max)は、電流指令値irefに最大値iref(max)を代入するとともに、又、前記式９に従ってθ１＝π／６となるため、下記式１０により表すことができる。
【数１０】
2014141187.tif 000012
【００６８】
今、転舵負荷TL（以下、負荷トルクTLとも称呼する。）が一定であるとすると、電流指令値irefが最大値iref(max)で飽和した状態で、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作して転舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために必要な第１のトルクとしての操舵トルクTh1（以下、手入力トルクTh1と称呼する。）は、下記式１１に従って演算することができる。
【数１１】
2014141187.tif 000013
ただし、この場合、上述したように、アシスト電流指令値演算部３５によって演算される電流指令値irefは運転者が操舵ハンドル１１を介して入力する操舵トルクThすなわち手入力トルクTh1の関数となる。このため、二相駆動状態におけるＥＰＳモータ１５の出力トルクが負荷トルクTLに対して十分な余裕があるときには、通常時と同様に電流指令値iref（出力トルク）と転舵トルクTLとがバランスするポイントで操舵トルクTh（すなわち手入力トルクTh1）が決定される。一方で、負荷トルクTLが二相駆動時における出力上限である前記式１０により表される最大値Tavg(max)を上回る場合には、電流指令値irefが最大値iref(max)で飽和して固定されるため、発生トルク平均値Tavgは、補正量λに応じた最大値Tavg(max)となる。
【００６９】
ところで、上述したように、ＥＰＳモータ１５がある程度の回転数（回転速度）で回転しているときには、トルク増加領域での加速により、トルク反転領域を飛び越えることができる。しかし、ＥＰＳモータ１５の回転数（回転速度）が低下すると、トルク増加領域とトルク反転領域の間の電気角Θで負荷トルクTLと釣り合って停止してしまう可能性がある。
【００７０】
具体的に、図１２を用いて説明すると、今、ａ．安定点でＥＰＳモータ１５の回転が停止したとする。このａ．安定点においては、ＥＰＳモータ１５の出力トルクと手入力トルクTh1との和と負荷トルクTLとが釣り合う。このａ．安定点において、運転者が図１２にて右方向に操舵しようとすると、ＥＰＳモータ１５の出力トルクが減少するため、この出力トルクの減少分を運転者が手入力トルクTh1（操舵トルクTh）によって補いながら、ｂ．トルク反転点まで電気角Θを進める必要がある。ここで、以下の説明においては、ａ．安定点からｂ．トルク反転点に到達するまでに必要な第２のトルクとしての操舵トルクThを負担トルクTh2と称呼する。
【００７１】
負担トルクTh2が入力されることにより、ＥＰＳモータ１５の電気角Θがトルク反転領域内に入ると、上述したように、一旦逆方向に加速し、図１２に示すｃ．加速開始点まで戻る。そして、再び、操舵方向（図１２にて右方向）に回転を開始するが、このときのＥＰＳモータ１５の出力トルクの大きさは負荷トルクTLの大きさよりも大きいため、ＥＰＳモータ１５は慣性（勢い）により、トルク反転領域を飛び越えて回転を継続することができる。
【００７２】
すなわち、ＥＰＳモータ１５の回転が停止したとしても、ａ．安定点からｂ．トルク反転点に進むことさえできれば、トルク反転領域を飛び越えて回転を継続することができる。そして、このようにＥＰＳモータ１５の回転を継続させるために必要な負担トルクTh2が大きいと、結果として、運転者が引っ掛かり感を覚えるような操舵フィーリングとなってしまう。この場合、図１２に示すように、補正量λが大きいほど、電気角Θでｂ．トルク反転点がａ．安定点に向けて（図１２にて左方向）に移動する、言い換えれば、電気角Θの位相を進めるため、負担トルクTh2は小さくなる。
【００７３】
ここで、トルク反転点においてＥＰＳモータ１５が出力トルクTrev（以下、反転トルクTrevと称呼する。）を出力するとすると、負担トルクTh2は、下記式１２に従って演算することができる。
【数１２】
2014141187.tif 000014
ただし、反転トルクTrevは、下記式１３に従って補正量λのＳＩＮ関数として表すことができる。
【数１３】
2014141187.tif 000015
【００７４】
ところで、前記式１０，１１によって表される手入力トルクTh1と前記式１２，１３によって表される負担トルクTh2とを対比すると、手入力トルクTh1は補正量λのＣＯＳ関数として表されるために補正量λの増大に伴って増加する傾向を示す一方で、負担トルクTh2は補正量λのＳＩＮ関数として表されるために補正量λの増大に伴って減少する傾向を示す。このため、任意の負荷トルク（転舵負荷）TLが与えられたときに、補正量λの変化に対する手入力トルクTh1及び負担トルクTh2をプロットすると、図１３に示すようになる。
【００７５】
図１３において、補正量λ（オフセット）を２０ｄｅｇとする「Ａ」においては、手入力トルクTh1に比して負担トルクTh2が大きいため、ＥＰＳモータ１５が回転状態を維持している間は小さな手入力トルクTh1により操舵ハンドル１１を回動操作することができる。しかし、ＥＰＳモータ１５の回転が停止した状態から再び操舵するとき（すなわち、図１２におけるａ．安定点からｂ．トルク反転点まで進むとき）には、大きな負担トルクTh2を入力する必要があり、操舵ハンドル１１の回動操作において運転者は引っ掛かり感を覚え易くなる。
【００７６】
一方、図１３において、補正量λ（オフセット量）を略３１ｄｅｇとする「Ｂ」においては、手入力トルクTh1と負担トルクTh2とが等しくなる。このため、ＥＰＳモータ１５が回転状態にあるときには、上記「Ａ」の場合に比して手入力トルクTh1が大きくなる分、運転者は操舵ハンドル１１の回動操作に重さを感じる。しかしながら、ＥＰＳモータ１５の回転中（操舵ハンドル１１の回動操作中）と、ＥＰＳモータ１５の回転が停止した状態から再び操舵するとき（すなわち、図１２におけるａ．安定点からｂ．トルク反転点まで進むとき）とでは、運転者は、ほぼ同じ重さを感じるために引っ掛かり感を覚え難くなる。
【００７７】
このため、上記「Ｂ」における補正量λは、前記式１０〜式１３を用いて、下記式１４に示すように１つの最適値に決定することが可能となる。
【数１４】
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【００７８】
ただし、実際の電動パワーステアリング装置１０に設けられるモータ回転角センサ２３は、通常、検出誤差を有して電気角Θを検出する。このため、補正量λについては、上述したアシスト制御を実施する上で許容されるモータ回転角センサ２３の検出誤差、言い換えれば、モータ回転角センサ２３の検出精度を勘案して、前記式１４に従って決定される補正量最適値λ０＝０．５５ｒａｄを含む範囲を設定することが適切である。具体的には、補正量λとして許容される範囲として、０．４５ｒａｄ＜λ＜０．６５ｒａｄに設定することが好ましく、モータ回転角センサ２３がより高い検出精度を有している場合には０．５０ｒａｄ＜λ＜０．６０ｒａｄに設定することがより好ましい。
【００７９】
尚、角度の単位として「ｒａｄ」に代えて「ｄｅｇ」を用いる場合には、近似値として補正量最適値λ０＝３１ｄｅｇとなる。そして、補正量λの設定範囲は、２６ｄｅｇ＜λ＜３６ｄｅｇに設定することが好ましく、モータ回転角センサ２３の検出精度が高い場合には２８ｄｅｇ＜λ＜３４ｄｅｇに設定することがより好ましい。
【００８０】
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、二相駆動時におけるＥＰＳモータ１５の電気角Θを補正する補正量λ（最適補正量λ０）を、引っ掛かり感の抑制と操作力（操舵トルクTh）の低減という二律背反事項を最大限に両立させるように、適切に定めることができる。これにより、ＥＰＳモータ１５を二相駆動により駆動させてアシスト制御を継続する場合であっても、運転者は、違和感を覚え難い、極めて良好な操舵フィーリングを知覚しながら、操舵ハンドル１１を回動操作することができる。
【００８１】
又、このように、引っ掛かり感の抑制と操作力（操舵トルクTh）の低減とを適切に両立させることができるため、ＥＰＳモータ１５の出力トルクを必要以上に増大させる必要がない。これにより、ＥＰＳモータ１５の出力トルクを増大させるために電動パワーステアリング装置１０のシステムを肥大化させる必要がなく、例えば、車両の重量増加を抑制して燃費の悪化を防止することができる。更には、出力トルクを増大させるためにＥＰＳモータ１５を大型化する必要がないため、例えば、ＥＰＳモータ１５の回転部分の慣性増加に伴う操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
【００８２】
＜変形例＞
上記実施形態においては、図８に示したように、操舵トルクThや回転角速度dΘ／dtに対して常に一定の補正量λ（補正量最適値λ０）を電気角Θに加算して補正するように実施した。ところで、電気角Θの補正は、操舵トルクThや、電流指令値irefの大きさから推定することができる転舵負荷TL（負荷トルクTL）が大きいときに必要となる。このため、上記実施形態のように常に一定の補正量λ（補正量最適値λ０）を電気角Θに加算することに代えて、転舵負荷TL（負荷トルクTL）の大きさ（すなわち、操舵トルクThの大きさや電流指令値irefの大きさ）の増加に伴って補正量λを一様に補正量最適値λ０まで増加させるように実施することも可能である。この場合においては、特に、転舵負荷TL（負荷トルクTL）が小さいときに電気角Θを補正する補正量λの大きさを小さくすることができるため、例えば、上述したようなトルク反転の頻度を抑えることができ、トルク反転に伴う振動を効果的に抑制することが可能である。その他の効果については、上記実施形態と同様である。
【００８３】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００８４】
例えば、上記実施形態及び変形例においては、モータ回転角センサ２３から出力された電気信号を用いて電気角演算部３４が電気角Θを演算するように実施した。この場合、ＥＰＳモータ１５の電気角Θ（回転角）を直接的に検出することに代えて、又は、加えて、例えば、車両に搭載されている他のセンサによる検出値を用いてＥＰＳモータ１５の電気角Θ（回転角）を推定したり、或いは、他の制御によって演算された演算値を用いてＥＰＳモータ１５の電気角Θ（回転角）を推定したりして実施することも可能である。このように、ＥＰＳモータ１５の電気角Θ（回転角）を推定して実施する場合であっても、例えば、上述したように、適切に範囲設定された補正量λを用いて電気角Θを補正することができるため、上記実施形態及び変形例と同等の効果が期待できる。
【符号の説明】
【００８５】
ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、１０…電動パワーステアリング装置、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンギア、１４…ラックバー、１５…ＥＰＳモータ、２０…電気制御装置、２１…車速センサ、２２…操舵トルクセンサ、２３…モータ回転角センサ、２４…電子制御ユニット、２５…駆動回路、３０…アシスト制御部、３１…車速演算部、３２…トルク値演算部、３３…電流検出部、３４…電気角演算部、３５…アシスト電流指令値演算部、３６…第１電流制御演算部、３７…第２電流制御演算部、３７１…電気角補正部、３７２…相電流演算部、３７３…制御相選択部、３８…ＰＷＭ変換部、Ｕ…転舵ギアユニット
【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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