(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、前記電動機に流れる電動機電流の大きさおよび方向を検出する電動機電流検出手段と、前記ステアリング系に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサからの出力に基づいて前記電動機を制御する制御手段と、前記制御手段からの電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、前記操舵トルクセンサで検出される操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電流検出手段で検出される電動機電流の大きさおよび方向とに基づいて前記電動機の駆動を禁止する駆動禁止手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記駆動禁止手段は、
前記操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電流の大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たすか否かを判定する禁止条件判定手段と、
前記操舵トルクの大きさが減少する場合を除いて、前記禁止条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件を満たしている時間を積算する計時手段と、
前記計時手段からの積算時間が所定時間以上となった場合に、前記電動機の駆動を禁止するための信号を出力する禁止判定手段と、
を備え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】
前記計時手段は、前記操舵トルクの大きさが減少する場合かつ前記操舵トルクの大きさの時間的変化量が所定変化量以上である場合を除いて、前記禁止条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件を満たしている時間を積算する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。
【請求項３】
前記駆動禁止手段は、前記禁止条件判定手段において前記所定の禁止条件が満たされていると判定され、前記操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準値以上および／または前記電動機電流の大きさが電動機電流禁止基準値以上の場合、直ちに前記電動機の駆動を禁止するための信号を出力する補助禁止判定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機パワーをステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、電動機の駆動力を直接利用して補助トルクを発生し、ドライバの操舵力をアシストする。ところが、電動パワーステアリング装置は、制御手段の異常等によって望ましくない補助トルクが発生した場合、ドライバの意思に反して操舵力をアシストする。例えば、制御手段を構成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等が異常の場合、電動機を制御するための電動機制御信号に異常値が設定され、ドライバによる手動の操舵方向とは逆方向の補助トルクを発生する方向に電動機が異常駆動される場合がある。そこで、電動パワーステアリング装置には、望ましくない補助トルク（異常な電動機の駆動状況）を検知し、電動機による駆動を禁止する駆動禁止手段が備わっているものがある。例えば、本願出願人による特開平１１−５９４４６号公報には、補助禁止手段（駆動禁止手段）を備える電動パワーステアリング装置が開示されている。この補助禁止手段は、ドライバによる操舵トルクの方向と電動機による補助トルクの方向とが所定時間以上異なる場合に、電動機の駆動を禁止する。
【０００３】
また、電動パワーステアリング装置は、電動機の駆動を制御するために、まず、操舵トルクや車速等に基づいて電動機に供給する目標電流を設定する。さらに、電動パワーステアリング装置は、操舵フィーリングを向上させるために、ダンピング制御およびイナーシャ制御によって目標電流を補正する。ダンピング制御は、操舵時の安定性を向上させるために、電動機回転速度や車速等に基づいてダンピング補正値を設定し、目標電流を減衰補正する。また、イナーシャ制御は、操舵時の応答性を向上させるために、操舵トルクの微分値や車速等に基づいてイナーシャ補正値を設定し、目標電流に加算補正する。特に、イナーシャ制御は、操舵トルクの微分値に基づいて制御するので、ステアリング操作における切り返し等の操舵トルクが大きく変化する時に有効に作用する。その結果、ダンピング制御やイナーシャ制御が施されると、実際の操舵トルクの方向とは逆方向に目標電流が補正され、操舵トルクの方向と補助トルクの方向とが異なる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した電動パワーステアリング装置に備えられる補助禁止手段では、操舵トルクの方向と補助トルクの方向とが所定時間以上異なっているか否かで電動機の駆動禁止を判定するので、電動パワーステアリング装置での異常を高精度に判定できない。つまり、所定時間を長く設定した場合、実際にＣＰＵ等が異常にも拘わらず、電動機の駆動が禁止されない場合がある。また、所定時間を短く設定した場合、ダンピング制御やイナーシャ制御による正常な制御にも拘わらず、電動機の駆動が禁止されてしまう場合がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、ダンピング制御および／またはイナーシャ制御を行っている場合でも異常判定を高精度に行い、異常時には確実に電動機の駆動を禁止する電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、前記電動機に流れる電動機電流の大きさおよび方向を検出する電動機電流検出手段と、前記ステアリング系に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサからの出力に基づいて前記電動機を制御する制御手段と、前記制御手段からの電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、前記操舵トルクセンサで検出される操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電流検出手段で検出される電動機電流の大きさおよび方向とに基づいて前記電動機の駆動を禁止する駆動禁止手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、前記駆動禁止手段は、前記操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電流の大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たすか否かを判定する禁止条件判定手段と、前記操舵トルクの大きさが減少する場合を除いて、前記禁止条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件を満たしている時間を積算する計時手段と、前記計時手段からの積算時間が所定時間以上となった場合に、前記電動機の駆動を禁止するための信号を出力する禁止判定手段とを備えることを特徴とする。
この電動パワーステアリング装置によれば、計時手段では、操舵トルクの大きさおよび方向と電動機電流の大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たしているにも拘わらず、操作トルクの大きさが減少している場合には異常と判定するための時間を積算しない。つまり、操舵方向が切り変わろうとしている場合、電動機の慣性によって、通常の制御では切り変わる方向に対するアシストに遅れを生じる。そのため、その遅れを解消するために、イナーシャ制御による補正によって、操舵トルクの方向とは逆方向に補助トルクを発生させるための電動機電流を電動機に出力している場合がある。そこで、この電動パワーステアリング装置では、所定の禁止条件を満たしている場合でも操作トルクの大きさが減少している時には正常なアシストとみなし、異常判定の精度を向上させる。その結果、電動パワーステアリング装置は、ダンピング制御やイナーシャ制御による正常制御時には電動機の駆動禁止を防止し、異常時には確実に電動機の駆動を禁止することができる。
なお、所定の禁止条件は、操舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる操舵に反するような補助トルクを発生する関係にあることを表す条件であり、条件が満たされた場合には電動機によるアシストを禁止するための条件である。本実施の形態では、図３に示すマップＭのアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ内に操舵トルク（操舵トルク信号Ｔ）の大きさおよび方向と電動機電流（電動機電流信号ＩＭＯ）の大きさおよび方向との関係が位置する場合である。なお、第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂは、領域内に入っている積算時間が１００ｍＳ以上になると電動機によるアシストが禁止される領域である。第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは、領域内に１ｍＳでも入ると電動機によるアシストが禁止される領域である。また、所定時間とは、操舵トルクと電動機電流との関係が所定の禁止条件を満たすが、実際の操舵中には満たされる可能のある条件であるため、所定時間内は所定の禁止条件を満たしても電動機によるアシストを禁止しない許容時間である。本実施の形態では、１００ｍＳである。
【０００７】
さらに、前記電動パワーステアリング装置において、前記計時手段は、前記操舵トルクの大きさが減少する場合かつ前記操舵トルクの大きさの時間的変化量が所定変化量以上である場合を除いて、前記禁止条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件を満たしている時間を積算することを特徴とする。
この電動パワーステアリング装置によれば、計時手段では、操舵トルクの大きさの時間的変化量が所定変化量以上の場合には異常と判定するための時間を積算しない。すなわち、この電動パワーステアリング装置は、操舵トルクの大きさが確実に減少していると判定できる場合のみ正常なアシストとみなし、異常判定精度を一層向上させる。
なお、所定変化量とは、操舵トルクの大きさが減少していることを確実に示す時間経過に伴う操舵トルクの大きさの変化量である。
【０００８】
しかも、前記電動パワーステアリング装置において、前記駆動禁止手段は、前記禁止条件判定手段において前記所定の禁止条件が満たされていると判定され、前記操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準値以上および／または前記電動機電流の大きさが電動機電流禁止基準値以上の場合、直ちに前記電動機の駆動を禁止するための信号を出力する補助禁止判定手段を備えることを特徴とする。
この電動パワーステアリング装置によれば、補助禁止判定手段では、所定の禁止条件を満たしている時に、操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準値以上および／または電動機電流の大きさが電動機電流禁止基準値以上の場合には、直ちに電動機の駆動を禁止する。すなわち、この電動パワーステアリング装置では、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮しても確実に異常と判定できる場合には、迅速に補助トルクによるアシストを禁止する。
なお、操舵トルク禁止基準値とは、操舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる操舵に反するような補助トルクを発生する関係にある場合の操舵トルクであり、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮しても異常時でなければ絶対に検出されない操舵トルクである。また、電動機電流禁止基準値とは、操舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる操舵に反するような補助トルクを発生する関係にある場合の電動機電流であり、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮しても異常時でなければ絶対に検出されない電動機電流である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態について説明する。
【００１０】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、駆動禁止手段によって、正常アシストか異常アシストかを高精度に判定し、異常時には電動機の駆動を禁止する。そのために、駆動禁止手段では、操舵トルクの大きさおよび方向と電動機電流の大きさおよび方向とが所定の禁止条件であるにも拘わらず、操舵トルクの大きさが減少している場合には、正常アシストとみなす。特に、駆動禁止手段では、操舵トルクの大きさの減少の度合を厳密に判定するために、操舵トルクの大きさの時間的変化量が所定変化量以上の場合のみ、正常アシストとみなす。さらに、電動パワーステアリング装置は、駆動禁止手段によって、電動パワーステアリング装置における全ての制御を考慮しても確実に異常アシストと判定できる場合には、直ちに電動機の駆動を禁止する。
【００１１】
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置は、主ＣＰＵを備える制御手段と補助ＣＰＵを備える駆動禁止手段から構成される制御装置を有する。制御手段は電動パワーステアリング装置を統括制御し、駆動禁止手段は主ＣＰＵを含めた電動パワーステアリング装置の異常を監視する。また、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置は、操舵フィーリングを向上させるために、制御手段ではイナーシャ制御およびダンピング制御を行い、目標電流信号を補正する。なお、本実施の形態では、操舵トルクセンサで検出される操舵トルク（操舵トルク信号）は右方向の操舵トルクをプラス値で表し、左方向の操舵トルクをマイナス値で表すので、操舵トルクの大きさの減少は、操舵トルク（操舵トルク信号）の絶対値が減少した場合である。
【００１２】
まず、図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の全体構成について説明する。
【００１３】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール３から操舵輪Ｗ，Ｗに至るステアリング系Ｓに備えられ、手動操舵力発生手段２による操舵力をアシストする。そのために、電動パワーステアリング装置１は、制御装置１２からの電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機駆動手段１３で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧ＶＭによって電動機８を駆動して補助トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力を軽減する。
なお、本実施の形態では、電動機８が特許請求の範囲に記載の電動機に相当し、電動機駆動手段１３が特許請求の範囲に記載の電動機駆動手段に相当する。
【００１４】
手動操舵力発生手段２は、ステアリングホイール３に一体に設けられたステアリング軸４に連結軸５を介してステアリング・ギアボックス６内に設けたラック＆ピニオン機構７のピニオン７ａが連結される。なお、連結軸５は、その両端に自在継ぎ手５ａ，５ｂを備える。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン７ａに噛み合うラック歯７ｂがラック軸９に形成され、ピニオン７ａとラック歯７ｂの噛み合いにより、ピニオン７ａの回転運動をラック軸９の横方向（車両幅方向）の往復運動とする。さらに、ラック軸９には、その両端にタイロッド１０，１０を介して、操舵輪としての左右の前輪Ｗ，Ｗが連結される。
【００１５】
また、電動パワーステアリング装置１は、補助操舵力（補助トルク）を発生させるために、電動機８が、ラック軸９と同軸上に配設される。そして、電動パワーステアリング装置１は、電動機８の回転をラック軸９と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して推力に変換し、この推力をラック軸９（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。
【００１６】
制御装置１２は、車速センサＶＳ、操舵トルクセンサＴＳ、電動機電流検出手段１４、電動機電圧検出手段１５の各検出信号Ｖ，Ｔ，ＩＭＯ，ＶＭＯが入力される。そして、制御装置１２は、これらの検出信号Ｖ，Ｔ，ＩＭＯ，ＶＭＯに基づいて電動機８に流す電動機電流ＩＭの大きさおよび方向を決定し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。さらに、制御装置１２は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯに基づいて、電動パワーステアリング装置１でのアシストが正常か異常かを判定し、異常時には電動機８の駆動を禁止する。なお、制御装置１２は、各種演算や処理等を行うＣＰＵ、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段等で構成される。ちなみに、制御装置１２は、少なくとも２個のＣＰＵを備え、主ＣＰＵが電動パワーステアリング装置１での主な制御を行い、補助ＣＰＵが電動パワーステアリング装置の異常判定を行う。
なお、本実施の形態では、操舵トルクセンサＴＳが特許請求の範囲に記載の操舵トルクセンサに相当し、電動機電流検出手段１４が特許請求の範囲に記載の電動機電流検出手段に相当する。
【００１７】
車速センサＶＳは、車速を単位時間当たりのパルス数として検出し、検出したパルス数に対応したアナログ電気信号を車速信号Ｖとして制御装置１２に送信する。なお、車速センサＶＳは、電動パワーステアリング装置１の専用センサであってもよいし、他のシステムの車速センサを利用してもよい。
【００１８】
操舵トルクセンサＴＳは、ステアリング・ギアボックス６内に配設され、ドライバによる手動の操舵トルクの大きさおよび方向を検出する。そして、操舵トルクセンサＴＳは、検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号を操舵トルク信号Ｔとして制御装置１２に送信する。なお、操舵トルク信号Ｔは、大きさを示す操舵トルクとトルクの向きを示すトルク方向の情報を含み、トルク方向は操舵トルクのプラス値／マイナス値で表され、プラス値は操舵トルク方向が右方向であり、マイナス値は操舵トルク方向が左方向である。
【００１９】
電動機電流検出手段１４は、電動機８に対して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、電動機８に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさおよび方向を検出する。そして、電動機電流検出手段１４は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御装置１２にフィードバック（負帰還）する。なお、電動機電流信号ＩＭＯは、大きさを示す電動機電流値と電動機電流の向き（補助アシストの方向）を示す電流方向の情報を含み、電流方向は電動機電流値のプラス値／マイナス値で表され、プラス値は補助アシスト方向が右方向であり、マイナス値は補助アシスト方向が左方向である。
【００２０】
電動機電圧検出手段１５は、電動機８の両端の電圧を各々検出し、電動機８に実際に印加されている電動機電圧ＶＭの大きさおよび方向を検出する。そして、電動機電圧検出手段１５は、電動機電圧ＶＭに対応した電動機電圧信号ＶＭＯを制御装置１２に送信する。
【００２１】
電動機駆動手段１３は、電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機電圧ＶＭを電動機８に印加し、電動機８を駆動する。電動機駆動手段１３は、例えば、図５に示すように４個のパワーＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのスイッチング素子からなるブリッジ回路および電源電圧（１２ｖ）１３ｅで構成される。パワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制御信号ＶＯが入力されると、電動機制御信号ＶＯに基づいて電動機８に電動機電圧ＶＭが印加される。すると、電動機８には電動機電流ＩＭが流れ、電動機８は電動機電流ＩＭに比例した補助トルクを発生する。なお、電動機駆動手段１３の動作については後で詳細に説明する。
【００２２】
次に、図２を参照して、制御装置１２の構成について詳細に説明する。
前記したように、制御装置１２は、少なくとも２個のＣＰＵを備え、制御手段２０が主ＣＰＵにより電動パワーステアリング装置１の主な制御を行い、駆動禁止手段３０が補助ＣＰＵにより主ＣＰＵの暴走等による電動パワーステアリング装置１の異常時対応制御を行う。なお、制御装置１２は、操舵トルクセンサＴＳ、車速センサＶＳ、電動機電流検出手段１４および電動機電圧検出手段１５等からの検出信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換手段によりアナログ信号をディジタル信号に変換し、各ＣＰＵに取り込んでいる。
なお、本実施の形態では、制御手段２０が特許請求の範囲に記載の制御手段に相当し、駆動禁止手段３０が特許請求の範囲に記載の駆動禁止手段に相当する。
【００２３】
まず、制御手段２０の構成について説明する。
制御手段２０は、主に、電動機回転速度推定部２１、目標電流信号設定部２２、イナーシャ補正信号設定２３、ダンピング補正信号設定部２４、イナーシャ補正部２５、ダンピング補正部２６、偏差演算部２７および駆動制御部２８から構成される。制御手段２０は、補助トルクを発生させるために、電動機８をフィードバック制御する。さらに、制御手段２０は、操舵フィーリングを向上させるために、イナーシャ制御およびダンピング制御を行う。
【００２４】
電動機回転速度推定部２１は、電動機電流検出手段１４からの電動機電流信号ＩＭＯと電動機電圧検出手段１５からの電動機電圧信号ＶＭＯが入力され、ダンピング補正信号設定部２４に電動機回転速度信号ＲＳを出力する。電動機回転速度推定部２１は、数１の式（１）に基づいて、電動機電流信号ＩＭＯと電動機電圧信号ＶＭＯから電動機回転速度を演算し、電動機回転速度信号ＲＳとして出力する。なお、電動機抵抗と誘起電圧係数は定数である。
【００２５】
【数１】
0003598498.tif 000002
【００２６】
目標電流信号設定部２２は、操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔおよび車速センサＶＳからの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補正部２５に目標電流信号ＩＭＳを出力する。目標電流信号設定部２２は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳを読み出す。なお、目標電流信号ＩＭＳは、電動機８に流す目標の電動機電流を設定する上で基準となる電流の情報を含む信号である。ちなみに、目標電流信号ＩＭＳは、車速信号Ｖに対して、路面反力の大きい低速の場合には大きい値が対応づけられ、走行時の安定性を確保するために高速の場合には小さい値が対応づけられている。また、目標電流信号ＩＭＳは、操舵トルク信号Ｔに対して、操舵トルク信号Ｔが０近傍では０に対応づけられ、所定の操舵トルク信号Ｔ以上になると操舵トルク信号Ｔの増加に従って増加する値に対応づけられる。なお、目標電流信号ＩＭＳは、電動機８に流すことができる最大電流が規定されているので、最大目標電流以下に設定される。
【００２７】
イナーシャ補正信号設定部２３は、操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔおよび車速センサＶＳからの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補正部２５にイナ−シャ補正信号ＩＳを出力する。まず、イナーシャ補正信号設定部２３は、操舵トルク信号Ｔを時間微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、イナーシャ補正信号設定部２３は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖとイナーシャ補正信号ＩＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ補正信号ＩＳを読み出す。ちなみに、イナーシャ補正信号ＩＳは、車速信号Ｖに対して、低速の場合には大きい値が対応づけられ、高速の場合には小さい値が対応づけられている。また、イナーシャ補正信号ＩＳは、操舵トルクの時間微分値に対して、ドライバによるステアリング操作に対しての応答性を向上させるために、この時間微分値が大きいほど大きな値が対応づけられる。
【００２８】
ダンピング補正信号設定部２４は、電動機回転速度推定部２１からの電動機回転速度信号ＲＳおよび車速センサＶＳからの車速信号Ｖが入力され、ダンピング補正部２６にダンピング補正信号ＤＳを出力する。ダンピング補正信号設定部２４は、予め実験値または設計値に基づいて設定した電動機回転速度信号ＲＳおよび車速信号Ｖとダンピング補正信号ＤＳとの対応するデータに基づいて、電動機回転速度信号ＲＳおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応するダンピング補正信号ＤＳを読み出す。ちなみに、ダンピング補正信号ＤＳは、車速信号Ｖに対して、低速の場合には小さい値が対応づけられ、高速の場合には大きい値が対応づけられている。また、ダンピング補正信号ＤＳは、電動機回転速度信号ＲＳに対して、アシストの効き過ぎを減衰するために、電動機回転速度信号ＲＳが大きいほど大きな値が対応づけられる。
【００２９】
イナーシャ補正部２５は、目標電流信号設定部２２からの目標電流信号ＩＭＳおよびイナーシャ補正信号設定部２３からのイナーシャ補正信号ＩＳが入力され、ダンピング補正部２６に補正目標電流信号ＩＭＳ’を出力する。ちなみに、イナーシャ補正信号設定部２３とイナーシャ補正部２５によるイナーシャ制御では、電動機８の回転部分の慣性による応答性の低下を向上させ、操舵フィーリングを向上させる。つまり、電動機８は、正回転から逆回転または逆回転から正回転と回転方向を切り変える際、電動機電圧ＶＭの印加する向きを変えても、電動機８の慣性によって直ぐには回転方向が切り変わらない。そこで、イナーシャ制御では、電動機８の回転方向の切り変わりがステアリングホイール３の回転方向の切り変わるタイミングに一致するように制御している。そのために、イナーシャ制御は、目標電流信号ＩＭＳを、電動機８の慣性を打消すためにイナーシャ補正信号ＩＳ分増加させる。そこで、イナーシャ補正部２５は、目標電流信号ＩＭＳにイナーシャ補正信号ＩＳを加算し、補正目標電流信号ＩＭＳ’を算出する。
【００３０】
ダンピング補正部２６は、イナーシャ補正部２５からの補正目標電流信号ＩＭＳ’およびダンピング補正信号設定部２４からのダンピング補正信号ＤＳが入力され、偏差演算部２７に補正目標電流信号ＩＭＳ”を出力する。ちなみに、ダンピング補正信号設定部２４とダンピング補正部２６によるダンピング制御では、電動機８に大きな電動機電流ＩＭが供給された時の電動機８の回転部分の慣性によるアシストの効き過ぎを減衰し、操舵フィーリングを向上させる。つまり、電動機８は、大きな電動機電流ＩＭが供給されて回転速度が速くなると、電動機８の慣性によって直ぐには回転速度が低下しない。そこで、ダンピング制御では、電動機８の回転速度を抑制制御している。そのために、ダンピング制御は、目標電流信号ＩＭＳをダンピング補正信号ＤＳ分減衰させる。そこで、ダンピング補正部２６は、補正目標電流信号ＩＭＳ’からダンピング補正信号ＤＳを減算し、補正目標電流信号ＩＭＳ”を算出する。
【００３１】
ちなみに、電動パワーステアリング装置１では、イナーシャ制御やダンピング制御を施すことによって、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＳの方向とが異なる場合がある。例えば、ドライバがステアリングホイール３を右回転方向から左回転方向に切り返す場合（つまり、右方向の操舵トルクが減少し、続いて左方向の操舵トルクが増加する場合）において、まだ、右方向の操舵トルク信号Ｔが検出されているとする。そのとき、制御手段２０では、右方向の操舵トルク信号Ｔに対応した目標電流信号ＩＭＳに、操舵トルクの微分値に基づくイナーシャ制御によって左方向の大きなイナーシャ補正信号ＩＳが加算され、さらにダンピング制御によって右方向のダンピング補正信号ＤＳが減算される。その結果、制御手段２０では、右方向の操舵トルク信号Ｔであるにも拘わらず、操舵フィーリングを向上させるために、左方向の補正目標電流信号ＩＭＳ”を設定する場合がある。そのため、電動機８には左方向の電動機電流ＩＭが供給され、電動機電流検出手段１４で左方向の電動機電流信号ＩＭＯが検出される。つまり、正常な制御にも拘わらず、右方向の操舵トルク信号Ｔの大きさが減少している時には、左方向の電動機電流信号ＩＭＯが検出される場合がある。ちなみに、このような場合は、図３に示す第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂにおいて矢印に示す向きに操舵トルク信号Ｔが変化している場合であり、イナーシャ制御やダンピング制御を考慮すると正常な制御である。
【００３２】
偏差演算部２７は、ダンピング補正部２６からの補正目標電流信号ＩＭＳ”と電動機電流検出手段１４からの電動機電流信号ＩＭＯが入力され、駆動制御部２８に偏差信号ΔＩＭを出力する。偏差演算部２７は、補正目標電流信号ＩＭＳ”から電動機電流信号ＩＭＯを減算し、偏差信号ΔＩＭ（＝ＩＭＳ”−ＩＭＯ）を算出する。
【００３３】
駆動制御部２８は、偏差演算部２７からの偏差信号ΔＩＭが入力され、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。そのために、駆動制御部２８は、ＰＩＤコントローラ、ＰＷＭ信号発生部および論理回路等を備える。まず、駆動制御部２８は、偏差信号ΔＩＭにＰ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）制御を行い、偏差を０に近づけるために電動機８に供給する電動機電流ＩＭの向きと電流値とを示すＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御信号を生成する。続いて、駆動制御部２８は、このＰＩＤ制御信号に基づいて、電動機８に供給する電動機電流ＩＭの向きと電流値に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを生成する。ＰＷＭ信号ＶＰＷＭは、電動機駆動手段１３のパワーＦＥＴ１３ａのゲートＧ１またはパワーＦＥＴ１３ｂのゲートＧ２に入力され、偏差信号ΔＩＭの大きさに応じてパワーＦＥＴ１３ａまたはパワーＦＥＴ１３ｂをＰＷＭ駆動する信号である（図５参照）。なお、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭがゲートＧ１かゲートＧ２のどちらのゲートに入力されるかは、偏差信号ΔＩＭの極性によって決まる。また、ゲートＧ１またはゲートＧ２のうちＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力されないゲートにはオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ａまたはパワーＦＥＴ１３ｂはオフされる。そして、ゲートＧ１にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ｄのゲートＧ４にオン信号ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ１３ｄがオン駆動される（図５参照）。また、ゲートＧ１にオフ信号ＶＯＦが入力される場合には、ゲートＧ４にオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ｄはオフされる。他方、ゲートＧ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ｃのゲートＧ３にオン信号ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ１３ｃがオン駆動される（図５参照）。また、ゲートＧ２にオフ信号ＶＯＦが入力される場合には、ゲートＧ３にオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ｃはオフされる。なお、電動機制御信号ＶＯは、電動機駆動手段１３のゲートＧ１〜Ｇ４に出力するＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦで構成される。
【００３４】
さらに、駆動制御部２８は、駆動禁止手段３０からの駆動禁止信号ＳＳが入力され、この駆動禁止信号ＳＳに従って電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する（図４参照）。そのために、駆動制御部２８は、論理回路２８ａを備え、駆動禁止信号ＳＳを論理判定する。そして、駆動禁止信号ＳＳが電動機８によるアシストを許可する信号の場合、駆動制御部２８は、電動機制御信号ＶＯとして偏差信号ΔＩＭの大きさおよび極性に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する（図４、図５参照）。他方、駆動禁止信号ＳＳが電動機８によるアシストを禁止する信号の場合、駆動制御部２８は、電動機制御信号ＶＯとしてオフ信号ＶＯＦを全てのゲートＧ１、Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する（図４、図５参照）。なお、論理回路２８ａの構成については、後で詳細に説明する。
【００３５】
次に、駆動禁止手段３０の構成について説明する。
駆動禁止手段３０は、主に、禁止領域判定部３１、計時部３２、所定時間設定部３３および禁止判定部３４から構成される。駆動禁止手段３０は、制御装置１２の主ＣＰＵの暴走等によって電動機８が異常駆動されることを禁止するために、操舵トルク信号Ｔを基準にして電動機電流信号ＩＭＯを監視する。そして、駆動禁止手段３０は、異常と判定した場合には、電動機８の駆動を禁止するための信号を駆動制御部２８に送信し、電動機８によるアシストを禁止する。
【００３６】
禁止領域判定部３１は、操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔと電動機電流検出手段１４からの電動機電流信号ＩＭＯが入力され、計時部３２に第１禁止領域判定信号ＰＳ１および禁止判定部３４に第２禁止領域判定信号ＰＳ２を出力する。そのために、禁止領域判定部３１は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯの関係を示すマップＭを用い、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係がアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ内にあるか否かを判定する（図３参照）。なお、電動機電流信号ＩＭＯ（電動機電流ＩＭ）の大きさおよび方向は、補助トルクの大きさおよび方向に相当する。したがって、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係を判定することは、操舵トルクの大きさおよび方向と補助トルクの大きさおよび方向との関係を判定することに相当する。
【００３７】
禁止領域判定部３１で使用されるマップは、図３に示すマップＭである。マップＭは、横軸が操舵トルクセンサＴＳで検出した操舵トルク信号Ｔであり、縦軸が電動機電流検出手段１４で検出した電動機電流信号ＩＭＯである。操舵トルク信号Ｔのプラス領域（横軸の原点（０）の右側領域）はステアリングホイール３に右回転方向の操舵トルクが入力された場合に対応し、操舵トルク信号Ｔのマイナス領域（横軸の原点（０）の左側領域）はステアリングホイール３に左回転方向の操舵トルクが入力された場合に対応する。また、電動機電流信号ＩＭＯのプラス領域（縦軸の原点（０）の上側領域）は電動機８によって右回転方向の補助トルクを発生する場合に対応し、電動機電流信号ＩＭＯのマイナス領域（縦軸の原点（０）の下側領域）は電動機８が左回転方向の補助トルクを発生する場合に対応する。
【００３８】
そして、マップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂは、操舵トルク信号Ｔに対して望ましくない電動機電流信号ＩＭＯの領域（つまり、電動機８によるアシストを禁止する領域）であるが、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮すると実際の走行中には入る可能性のある領域である。そこで、駆動禁止手段３０では、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係が第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内に入っている時間が積算して１００ｍＳ以上となると、異常と判定する。なお、第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内に入っている場合でも、操舵トルク信号Ｔの絶対値が減少している場合（図３の矢印方向に操舵トルク信号Ｔが変化する場合）には、時間を積算しない。また、マップＭの第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは、操舵トルク信号Ｔに対して望ましくない電動機電流信号ＩＭＯの領域（つまり、電動機８によるアシストを禁止する領域）であり、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮しても絶対に入る可能性のない領域である。より具体的には、第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは、アシストを禁止する領域の中でも、操舵トルク信号Ｔの絶対値がＴｂ以上および／または電動機電流信号ＩＭＯの絶対値がＩｃ以上の領域である。そこで、駆動禁止手段３０では、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係が第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄ内に入れば、直ちに異常と判定する。なお、操舵トルク信号Ｔの絶対値Ｔｂと電動機電流信号ＩＭＯの絶対値Ｉｃは、電動機８によるアシストを禁止する領域の中でも電動パワーステアリング装置１が正常の場合には絶対に検出されない値であり、電動機８の特性等を考慮して設定される。
なお、本実施の形態では、アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄが特許請求の範囲に記載の所定の禁止条件に相当し、操舵トルク信号Ｔの絶対値Ｔｂが特許請求の範囲に記載の操舵トルク禁止基準値に相当し、電動機電流信号ＩＭＯの絶対値Ｉｃが特許請求の範囲に記載の電動機電流禁止基準値に相当する。
【００３９】
なお、マップＭでは操舵トルク信号Ｔが０とＴａ（または−Ｔａ）との間にも、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの方向が同一にも拘わらず、第１アシスト禁止領域Ｍａ（またはＭｂ）と第２アシスト禁止領域Ｍｃ（またはＭｄ）を設け、操舵トルク信号Ｔが０近傍では電動機８の駆動を禁止する。というのは、操舵トルクが０近傍では、操舵トルクセンサＴＳのセンタ誤差等を考慮し、目標電流信号ＩＭＳを０に設定して不感帯としているからである。また、操舵トルクが０近傍の時に、制御手段２０等の異常による過大な電動機電流ＩＭが出力されるのを防止し、異常な補助トルクによるステアリングホイール３の回転を小さく抑えるためである。
【００４０】
また、マップＭでは電動機電流信号ＩＭＯが０とＩｂ（または−Ｉｂ）または０とＩａ（または−Ｉａ）との間には、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが異なっているにも拘わらず、アシストを禁止する領域を設けず、電動機電流信号ＩＭＯが０近傍では電動機８の駆動を禁止しない。というのは、電動機電流ＩＭが０近傍では、電動機電流検出手段１４の検出誤差等を考慮して、この誤差の影響による電動機８の駆動が禁止される不具合を防止する。ちなみに、操舵トルク信号がＴｂ（または−Ｔｂ）以上になると電動機８の駆動を禁止しない領域を小さく（Ｉａ，−Ｉａに）設定しているが、操舵トルクが大きいほど、操舵トルクとは逆方向の電動機電流ＩＭが流れる可能性が低いからである。
【００４１】
そして、禁止領域判定部３１は、マップＭを検索し、操舵トルク信号ＴＳと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域にある場合には第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル０を設定し、第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ外の場合には第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル１を設定する。さらに、禁止領域判定部３１は、第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄのどちらかの領域にある場合には第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル０を設定し、第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄ外の場合には第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。
なお、本実施の形態では、禁止領域判定部３１が特許請求の範囲に記載の禁止条件判定手段に相当する。
【００４２】
計時部３２は、禁止領域判定部３１からの第１禁止領域判定信号ＰＳ１および操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔが入力され、計時信号ＣＳを禁止判定部３４に出力する。まず、計時部３２は、第１禁止領域判定信号ＰＳ１の論理レベルが０の場合、操舵トルク信号Ｔが入力される毎に、今回入力された操舵トルク信号Ｔの絶対値から前回入力された操舵トルク信号Ｔの絶対値を減算する。そして、計時部３２は、この減算値を操舵トルク信号Ｔの今回と前回との入力時間間隔で除算する。なお、操舵トルク信号Ｔが一定時間間隔毎に入力される場合には、この一定時間で除算する。さらに、計時部３２は、この除算値がマイナス値でない場合（つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少していない場合）、時間を積算し、計時信号ＣＳに設定する。他方、計時部３２は、この除算値がマイナス値の場合（つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少している場合）、除算値の絶対値が減少基準値以上か否かを判定する。なお、減少基準値は、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少していること（図３の矢印方向）を示す操舵トルク信号Ｔの大きさの時間的変化における減少量であり、ステアリング系Ｓの設定等を考慮して設定される。そして、除算値が減少基準値以上の場合（つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少していると判定でき、ドライバによるステアリング操作において操舵方向に対する手動での操舵力が弱められている場合）、計時部３２は、時間の積算を停止する。他方、除算値が所定変化量未満の場合、（つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少しているか否かを判定できず、ドライバによるステアリング操作において操舵方向に対する手動での操舵力が弱められられているか否か判らない場合）、計時部３２は、時間を積算し、計時信号ＣＳに設定する。なお、計時部３２は、第１禁止領域判定信号ＰＳ１の論理レベルが０から１に変わると、積算した時間をリセットする。
なお、本実施の形態では、計時部３２が特許請求の範囲に記載の計時手段に相当し、減少基準値が特許請求の範囲に記載の操舵トルクの大きさの時間的変化量の所定変化量に相当する。
【００４３】
つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係が第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内にある場合でも（図３参照）、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少している時（図３の矢印の方向に操舵トルク信号Ｔが変化している時）は、イナーシャ制御やダンピング制御を考慮すると正常な制御である。すなわち、ステアリング操作の切り返し時には、電動機８の慣性による逆回転方向のアシストの遅れに対処するために、ステアリング操作の回転方向とは逆回転方向に補助トルクを発生するための電動機電流ＩＭを電動機８に供給する場合がある。そのため、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少している場合には、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが異なる場合がある。そこで、このような場合には、計時部３２では、電動パワーステアリング装置１では正常な制御を行っているとみなし、電動機８の駆動を禁止するための時間の積算を停止する。したがって、電動パワーステアリング装置１では、イナーシャ制御やダンピング制御を行っている場合には、電動機８の駆動禁止を防止することができる。
【００４４】
所定時間設定部３３は、第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂの許容時間Ｔ１として１００ｍＳを禁止判定部３４に出力する。なお、許容時間Ｔ１は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域にあるが、実際の操舵中には満たされる可能のある領域であるため、電動機８によるアシストを許容する時間である。
なお、本実施の形態では、許容時間Ｔ１が特許請求の範囲に記載の所定時間に相当する。
【００４５】
禁止判定部３４は、禁止領域判定部３１からの第２禁止領域判定信号ＰＳ２、計時部３２からの計時信号ＣＳおよび所定時間設定部３３からの許容時間Ｔ１が入力され、駆動制御部２８に駆動禁止信号ＳＳを出力する。まず、禁止判定部３４は、第２禁止領域判定信号ＰＳ２の論理レベルが０の場合、駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定する。そして、第２禁止領域判定信号ＰＳ２の論理レベルが１の場合、禁止判定部３４は、計時信号ＣＳと許容時間Ｔ１を比較する。そして、計時信号ＣＳが許容時間Ｔ１以上となると、禁止判定部３４は、駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定する。他方、計時信号ＣＳが許容時間Ｔ１未満の場合、禁止判定部３４は、駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル０を設定する。すなわち、第２禁止領域判定信号ＰＳ２の論理レベルが０の場合および計時信号ＣＳが許容時間Ｔ１以上となった場合、禁止判定部３４は、制御手段２０等の電動パワーステアリング装置１のシステムに異常がある判定し、電動機８によるアシストを禁止する。なお、駆動禁止信号ＳＳの論理レベルの設定は、前記設定に限定されず、駆動制御部２８の論理回路２８ａ（図４参照）の構成等に対応して設定する。
なお、本実施の形態では、禁止判定部３４が特許請求の範囲に記載の禁止判定手段に相当する。また、本実施の形態では、禁止領域判定部３１と禁止判定部３４が特許請求の範囲に記載の補助禁止判定手段に相当する。
【００４６】
つまり、駆動禁止手段３０は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域にあり、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少していない場合の積算時間が許容時間Ｔ１（１００ｍＳ）以上となると、電動パワーステアリング装置１が異常であると判定する。特に、駆動禁止手段３０は、イナ−シャ制御やダンピング制御によって第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂに入っている場合には積算時間から排除しているので、イナ−シャ制御やダンピング制御による影響で電動機８の駆動が禁止されることはない。さらに、駆動禁止手段３０は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭの第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄのどちらかの領域にある場合には、直ちに、電動パワーステアリング装置１が異常であると判定する。
【００４７】
ここで、制御装置１２による電動パワーステアリング装置１の制御について説明する前に、駆動制御部２８の論理回路２８ａ（図４参照）および電動機駆動手段１３の電子回路（図５参照）について説明する。
【００４８】
まず、図４を参照して、駆動制御部２８の論理回路２８ａの構成について説明する。
論理回路２８ａは、ＮＯＴ回路（反転手段）とＡＮＤ回路（論理積演算手段）からなる論理回路２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅを備える。各ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、２８ｉは、駆動禁止手段３０の禁止判定部３４からの駆動禁止信号ＳＳが入力され、ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍに駆動禁止信号ＳＳの論理レベルを各々反転出力する。各ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍは、各ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、２８ｉの出力とＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制御信号ＶＯを各々出力する。各ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍは、ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、２８ｉの出力が０の場合（すなわち、駆動禁止信号ＳＳの論理レベル１で電動機８の駆動を禁止する場合）には、論理レベル０（オフ信号ＶＯＦ）を各々出力する。他方、各ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍは、ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、２８ｉの出力が１の場合（すなわち、駆動禁止信号ＳＳの論理レベル０で電動機８の駆動を禁止しない場合）には、入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。なお、電動機制御信号ＶＯは、ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍから出力されるＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮおよびオフ信号ＶＯＦであり、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比で電動機電圧ＶＭを決定し、オン信号ＶＯＮとオフ信号ＶＯＦで電動機８の回転方向を決定する。
【００４９】
次に、図５を参照して、電動機駆動手段１３の回路の構成について説明する。
電動機駆動手段１３は、４個のパワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄでブリッジ回路が構成され、電源電圧１３ｅから１２Ｖの電圧が供給される。さらに、電動機駆動手段１３は、電動機８がパワーＦＥＴ１３ａとパワーＦＥＴ１３ｄの間に直列にかつパワーＦＥＴ１３ｂとパワーＦＥＴ１３ｃの間に直列に接続される。パワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂは、各ゲートＧ１，Ｇ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入力されて論理レベル１の時にオンする。パワーＦＥＴ１３ｃ，１３ｄは、各ゲートＧ３，Ｇ４にオン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、オン信号ＶＯＮが入力された時にオンする。そして、電動機駆動手段１３では、パワーＦＥＴ１３ａとパワーＦＥＴ１３ｄによって電動機８を正回転方向（発生する補助トルクが右方向）にＰＷＭ駆動し、パワーＦＥＴ１３ｂとパワーＦＥＴ１３ｃによって電動機８を逆回転方向（発生する補助トルクが左方向）にＰＷＭ駆動する。なお、電動機８に印加される電動機電圧ＶＭは、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比によって決定される。そして、電動機８に流れる電動機電流ＩＭは、電動機電圧ＶＭに対応する。例えば、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比が７（論理レベル１）：３（論理レベル０）の場合、１２Ｖ×（７／１０）＝８．４Ｖが電動機電圧ＶＭとなり、電動機８に平均して８．４Ｖが印加されていることになる。
【００５０】
それでは、図１乃至図５を参照して、制御装置１２による電動パワーステアリング装置１での制御について説明する。ここでは、ドライバが右回転方向から左回転方向にステアリングホイール３を切り返し操作する場合の制御と電動パワーステアリング装置１のシステムに異常がある場合の制御について説明する。
【００５１】
まず、切り返し操作の場合について説明する。
ドライバによるステアリングホイール３への右回転方向の操舵力が弱められ、右方向の操舵トルク信号Ｔが急激に減少する。このとき、制御手段２０では、目標電流信号設定部２２で操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいて目標電流信号ＩＭＳを設定し、イナーシャ補正信号設定部２３で操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいてイナ−シャ補正信号ＩＳを設定し、ダンピング補正信号設定部２４で電動機回転速度信号ＲＳと車速信号Ｖに基づいてダンピング補正信号ＤＳを設定する。さらに、制御手段２０では、目標電流信号ＩＭＳ、イナ−シャ補正信号ＩＳおよびダンピング補正信号ＤＳから補正目標電流信号ＩＭＳ”を演算する。なお、右方向の操舵トルク信号Ｔが減少し始めると、右方向の補正目標電流信号ＩＭＳ”が減少し始める。そして、制御手段２０では、偏差演算部２７で補正目標電流信号ＩＭＳ”と電動機電流信号ＩＭＯから偏差信号ΔＩＭを演算する。さらに、制御手段２０では、駆動制御部２８で正回転方向の電動機電流ＩＭを減少させるための電動機制御信号ＶＯを生成し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。すると、電動機駆動手段１３では電動機制御信号ＶＯに対応して電動機８を正回転方向（発生する補助トルクが右方向）にＰＷＭ駆動するが、正回転方向（発生する補助トルクが右方向）の電動機電流ＩＭは徐々に減少している。そのため、電動パワーステアリング装置１では、電動機８の正回転方向の駆動力が弱まり、ステアリング系Ｓに付加される右方向の補助トルクが小さくなる。
【００５２】
このとき、電動機電流検出手段１４では、右方向の電動機電流ＩＭを検出し、プラス値の電動機電流信号ＩＭＯを出力する。したがって、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが共に右方向となるため、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭでは第１象限となる。そのため、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル１および第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。そして、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル０を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。その結果、駆動制御部２８では、論理回路２８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。
【００５３】
やがて、イナーシャ補正信号ＩＳ等の影響により、操舵トルク信号Ｔが右方向にも拘わらず、左方向の補正目標電流信号ＩＭＳ”が演算される。すると、制御手段２０では、駆動制御部２８で逆回転方向の電動機電流ＩＭを増加させるための電動機制御信号ＶＯを生成し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。そして、電動機駆動手段１３では電動機制御信号ＶＯに対応して電動機８を逆回転方向（発生する補助トルクが左方向）にＰＷＭ駆動し、逆回転方向（発生する補助トルクが左方向）の電動機電流ＩＭが増加し始める。
【００５４】
このとき、電動機電流検出手段１４では、左方向の電動機電流ＩＭを検出し、マイナス値の電動機電流信号ＩＭＯを出力する。そのため、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが一致しなくなり、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭでは第１アシスト禁止領域Ｍｂとなる。したがって、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル０および第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。しかし、右方向の操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少しているので、駆動禁止手段３０では、第１禁止領域判定信号ＰＳ１の論理レベルが０であるが、計時部３２で時間を積算していない。つまり、駆動禁止手段３０では、電動パワーステアリング装置１での制御としては正常とみなしている。そのため、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル０を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。その結果、駆動制御部２８では、論理回路２８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。
【００５５】
その後、ドライバによるステアリングホイール３への右回転方向の操舵力から左回転方向の操舵力に移り、左方向の操舵トルク信号Ｔが増加する。制御手段２０では、駆動制御部２８で逆回転方向の電動機電流ＩＭを増加させるための電動機制御信号ＶＯを生成し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。そして、電動機駆動手段１３では電動機制御信号ＶＯに対応して電動機８を逆回転方向（発生する補助トルクが左方向）にＰＷＭ駆動し、逆回転方向（発生する補助トルクが左方向）の電動機電流ＩＭが増加していく。すると、電動パワーステアリング装置１では、電動機８の逆回転方向の駆動力が強まり、ステアリング系Ｓに付加される左方向の補助トルクが大きくなる。
【００５６】
このとき、電動機電流検出手段１４では、左方向の電動機電流ＩＭを検出し、マイナス値の電動機電流信号ＩＭＯを出力する。そのため、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが共に左方向となるため、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭでは第３象限となる。したがって、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル１および第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。そして、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル０を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。そのため、駆動制御部２８では、論理回路２８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。
【００５７】
次に、電動パワーステアリング装置１のシステムに異常がある場合について説明する。
なお、電動パワーステアリング装置１のシステムの異常は、制御手段２０の主ＣＰＵの暴走等により正常な電動機制御信号ＶＯが生成されない場合、電動機駆動手段１３のパワーＦＥＴ１３ａ〜１３ｄがオン故障した場合、電動機電流検出手段１４が故障した場合等の様々な場合を対象とする。このような場合、ドライバによるステアリング操作によって操舵トルクが変化しても、操舵トルク信号Ｔに対応して正常に電動機８に流れる電流が変化しない。
【００５８】
そのため、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが異なり、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭではアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄのいずれかの領域内に入る。すると、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル０または第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル０を設定する。第１禁止領域判定信号ＰＳ１が論理レベル０の場合、駆動禁止手段３０では、計時部３２で操舵トルク信号Ｔの大きさが減少していない時には時間を積算する。なお、電動パワーステアリング装置１のシステムに異常があるので、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係が第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内にある場合でも、操舵トルク信号Ｔの大きさが一定であったり増加したりする。そのため、積算時間が許容時間Ｔ１以上になり、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。他方、第２禁止領域判定信号ＰＳ２が論理レベル０の場合、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で直ちに駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。
【００５９】
この場合、制御手段２０では、論理回路２８ａの全ＮＯＴ回路２８ｆ〜２８ｉに論理レベル１が入力され、全ＮＯＴ回路２８ｆ〜２８ｉから論理レベル０を出力する。さらに、制御手段２０では、論理回路２８ａの全ＡＮＤ回路２８ｊ〜２８ｍに論理レベル０が入力されるため、全ＡＮＤ回路２８ｊ〜２８ｍから論理レベル０（すなわち、オフ信号ＶＯＦ）を各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する。すると、電動機駆動手段１３では、全パワーＦＥＴ１３ａ〜１３ｄがオフし、電動機８に電動機電圧ＶＭを印加しない。したがって、電動パワーステアリング装置１では、電動機８に電動機電流ＩＭが流れないため、電動機８が回転駆動されず、補助トルクが発生しない。
【００６０】
この電動パワーステアリング装置１によれば、駆動禁止手段３０によって電動パワーステアリング装置１によるアシストが正常か異常かを判定し、異常の場合には電動機８の駆動を禁止して補助トルクを発生しない。特に、駆動禁止手段３０では、マップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂにおける操舵トルク信号Ｔの大きさの時間的変化に着目し、電動パワーステアリング装置１での制御が正常か否かを判断する。そのため、電動パワーステアリング装置１は、イナーシャ制御やダンピング制御を確実に正常な制御と判定し、異常判定精度を向上させている。さらに、電動パワーステアリング装置１は、マップＭに第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄを設け、電動パワーステアリング装置１での全ての制御を考慮しても異常と判定できる場合には直ちに電動機８の駆動を禁止して補助トルクを発生しない。
【００６１】
以上、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では駆動禁止手段３０から駆動制御部２８に駆動禁止信号ＳＳを出力する構成としたが、本発明に係る電動パワーステアリング装置では駆動禁止手段から電動機駆動手段に駆動禁止信号を出力する等の電動機の駆動を禁止することができる構成であればよい。
また、本実施の形態では計時部３２において操舵トルク信号Ｔの絶対値が減少する場合かつ操舵トルク信号Ｔの絶対値の時間的変化量が減少基準値以上である場合には時間を積算しなかったが、本発明に係る電動パワーステアリング装置では操舵トルクの絶対値が減少する場合のみ時間を積算しないように構成してもよい。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置では制御手段および／または駆動禁止手段を、アナログ回路で構成してもよい。
また、本実施の形態では許容時間（所定時間）Ｔ１を１００ｍＳに設定したが、本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成に応じて所定時間を適宜設定してよい。特に、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、イナーシャ制御やダンピング制御を確実に正常な制御と判定することができるので、所定時間を短く設定することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクと電動機電流との関係が所定の禁止条件を満たしている場合でも操作トルクの大きさが減少している時には正常な制御とみなし、異常判定の精度を向上させる。そのため、電動パワーステアリング装置は、ダンピング制御および／またはイナーシャ制御による正常制御時には電動機の駆動禁止を防止し、異常時には確実に電動機の駆動を禁止することができる。
【００６３】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、特に、操舵トルクの大きさが確実に減少していると判定できる場合のみ正常なアシストとみなし、異常判定精度を一層向上させる。
【００６４】
本発明の請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、ダンピング制御および／またはイナーシャ制御を考慮しても確実に異常と判定できる場合には、直ちに電動機の駆動を禁止し、異常時に迅速に対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図である。
【図３】図２の制御装置の禁止領域判定部での電動機によるアシストを禁止する領域を検索するマップである。
【図４】図２の制御装置の駆動制御部内の論理回路図である。
【図５】図１の電動パワーステアリング装置の電動機駆動手段の回路図である。
【符号の説明】
１・・・電動パワーステアリング装置
８・・・電動機
１２・・・制御装置
１３・・・電動機駆動手段
１４・・・電動機電流検出手段
２０・・・制御手段
２８・・・駆動制御部
２８ａ・・・論理回路
３０・・・駆動禁止手段
３１・・・禁止領域判定部（禁止条件判定手段、補助禁止判定手段）
３２・・・計時部（計時手段）
３３・・・所定時間設定部
３４・・・禁止判定部（禁止判定手段、補助禁止判定手段）
Ｓ・・・ステアリング系
ＴＳ・・・操舵トルクセンサ
【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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