(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりも大きなブレーキトルクを発生させることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング機構にトルクを付与する電動アシストモータと、複数の上アーム／下アーム素子により構成された３相ブリッジ回路ＢＣを有し、上アーム／下アーム素子の各接続点と各相のコイルとが接続されたモータ駆動回路と、モータ駆動回路の上アーム／下アーム素子のオン／オフを切り替えるステアリングＥＣＵと、を備える。ステアリングＥＣＵは、逆入力状態時において、回転速度ωの大きさが第１回転速度閾値ω１ｔｈ未満のとき、上アーム素子及び下アーム素子を交互にオンして各相のコイルを常に相間短絡状態とする常時相間短絡制御を実行し、回転速度ωの大きさが第１回転速度閾値ω１ｔｈ以上のとき、上アーム素子及び下アーム素子を周期Ｔのうち交互に所定のオン時間Ｔonの間だけ導通状態に設定する間欠相間短絡制御を実行する。【選択図】図８
2018098975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルに連結されるステアリングシャフトと前記ステアリングシャフトに連結されるラックバーとを有し前記操舵ハンドルの操作により前記ラックバーを介して車両の操舵輪を操舵するステアリング機構と、
前記ステアリング機構にトルクを付与するように配設された３相ブラシレスモータである電動アシストモータと、
一端に電源電圧が印加される３つの上アームスイッチング素子及び一端が接地された３つの下アームスイッチング素子を含み、前記上アームスイッチング素子の他端と前記下アームスイッチング素子の他端とが接続点にて接続された直列回路を３つ備え、前記上アームスイッチング素子は当該上アームスイッチング素子の前記他端から当該上アームスイッチング素子の前記一端に向かう方向を順方向とするダイオードを含み、前記下アームスイッチング素子は当該下アームスイッチング素子の前記一端から当該下アームスイッチング素子の前記他端に向かう方向を順方向とするダイオードを含み、且つ、前記３つの直列回路の前記接続点のそれぞれが前記電動アシストモータのそれぞれの相のコイルに接続されたモータ駆動回路と、
前記上アームスイッチング素子のそれぞれの状態及び前記下アームスイッチング素子のそれぞれの状態を、導通状態と遮断状態との間で切替えることにより、前記電動アシストモータを制御して前記ステアリング機構に前記トルクを付与するコントローラと、
を備える電動パワーステアリング装置において、
前記コントローラは、
前記電動アシストモータの回転速度を取得する回転速度取得部と、
前記操舵輪から前記ステアリング機構に外部入力が入力されており且つ前記回転速度が逆入力状態判定閾値以上である逆入力状態が発生しているか否かを判定する逆入力状態判定部と、
前記逆入力状態が発生していると判定されている場合に前記回転速度が前記逆入力状態判定閾値よりも高い第１回転速度閾値未満であるとき、前記上アームスイッチング素子の総ての状態を導通状態に設定するとともに前記下アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定することにより前記電動アシストモータの３つの相のコイルを互いに接続させた第１相間短絡状態、及び、前記上アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定するとともに前記下アームスイッチング素子の総ての状態を導通状態に設定することにより前記電動アシストモータの３つの相のコイルを互いに接続させた第２相間短絡状態、の何れかの状態を発生させる、常時相間短絡制御部と、
前記逆入力状態が発生していると判定されている場合に前記回転速度が前記第１回転速度閾値以上であるとき、前記第１相間短絡状態及び前記第２相間短絡状態の何れかが成立している状態と、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定することにより相間非短絡状態が成立している状態と、を繰り返し発生させる、間欠相間短絡制御部と、
を含む
電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アシストモータによりステアリング機構にトルクを付与する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動アシストモータの出力トルクをステアリング機構のステアリングシャフト及びラックバー等に伝達することによって、運転者の操舵を補助（アシスト）する、電動パワーステアリング装置が知られている。車両の走行中において、例えば、操舵輪が縁石に衝突して、操舵輪からステアリング機構に大きな力（以下、「外部入力」とも称呼する。）が入力した場合、ラックバーに大きな軸力が発生する。これにより、運転者の操舵及び／又は電動アシストモータのアシストに関わらず、ラックバーが軸方向に移動し、その結果、電動アシストモータが回転する。このように操舵輪からステアリング機構に外部入力が作用することにより、操舵ハンドル（ステアリングホイール）が回転してしまう状態を逆入力状態と呼ぶ。
【０００３】
そこで、逆入力状態が発生している場合及び／又は発生する可能性が高い場合に、電動アシストモータにブレーキトルクを発生させ、それによって操舵ハンドルの回転速度を低減する装置が提案されている。例えば、そのような装置の一つは、逆入力状態が発生する可能性が高い場合、電動アシストモータの各相のコイルを互いに電気的に接続している状態（以下、「相間短絡状態」とも称呼する。）を発生させることにより、電動アシストモータに外部入力に対するブレーキトルクを発生させている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１６７８８号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、従来装置は、外部入力の大きさが大きく、それに伴って電動アシストモータの回転速度が非常に大きくなる場合、後述する理由により、外部入力に対して発生する電動アシストモータのブレーキトルクが低下するという問題がある。その場合、ラックバーが軸方向に大きく移動することにより、ラックバーがラックバーの移動範囲を制限するストッパ部と高い速度にて衝突し、その結果、ストッパ部が破損する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、外部入力によって電動アシストモータが高速で回転する場合においても、その電動アシストモータに従来よりも大きなブレーキトルクを発生させることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の電動パワーステアリング装置（以下、「本発明装置」とも称呼する）は、
操舵ハンドル（１１）に連結されるステアリングシャフト（１２）と前記ステアリングシャフトに連結されるラックバー（１４）とを有し前記操舵ハンドルの操作により前記ラックバーを介して車両の操舵輪（Ｗｆｌ，Ｗｆｒ）を操舵するステアリング機構（１０）と、
前記ステアリング機構にトルクを付与するように配設された３相ブラシレスモータである電動アシストモータ（２１）と、
一端に電源電圧が印加される３つの上アームスイッチング素子（３１ａ、３１ｃ、３１ｅ）及び一端が接地された３つの下アームスイッチング素子（３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ）を含み、前記上アームスイッチング素子の他端と前記下アームスイッチング素子の他端とが接続点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）にて接続された直列回路を３つ備え、前記上アームスイッチング素子は当該上アームスイッチング素子の前記他端から当該上アームスイッチング素子の前記一端に向かう方向を順方向とするダイオードを含み、前記下アームスイッチング素子は当該下アームスイッチング素子の前記一端から当該下アームスイッチング素子の前記他端に向かう方向を順方向とするダイオードを含み、且つ、前記３つの直列回路の前記接続点のそれぞれが前記電動アシストモータのそれぞれの相のコイルに接続されたモータ駆動回路（３０）と、
前記上アームスイッチング素子のそれぞれの状態及び前記下アームスイッチング素子のそれぞれの状態を、導通状態（オン）と遮断状態（オフ）との間で切替えることにより、前記電動アシストモータを制御して前記ステアリング機構に前記トルクを付与するコントローラ（ステアリングＥＣＵ２０、インバータ駆動ＩＣ３２）と、
を備える。
【０００８】
更に、前記コントローラは、
前記電動アシストモータ（２１）の回転速度（ω）を取得する回転速度取得部（２０ａ，ステップ８１０）と、
前記操舵輪（Ｗｆｌ，Ｗｆｒ）から前記ステアリング機構（１０）に外部入力が入力されており且つ前記回転速度が逆入力状態判定閾値（ω０ｔｈ）以上である逆入力状態が発生しているか否かを判定する逆入力状態判定部（２０ｂ，ステップ８４０）と、
前記逆入力状態が発生していると判定されている場合に前記回転速度が前記逆入力状態判定閾値よりも高い第１回転速度閾値（ω１ｔｈ）未満であるとき、前記上アームスイッチング素子の総ての状態を導通状態に設定するとともに前記下アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定することにより前記電動アシストモータの３つの相のコイルを互いに接続させた第１相間短絡状態、及び、前記上アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定するとともに前記下アームスイッチング素子の総ての状態を導通状態に設定することにより前記電動アシストモータの３つの相のコイルを互いに接続させた第２相間短絡状態、の何れかの状態を発生させる、常時相間短絡制御部（２０ｃ，ステップ８７０）と、
を含む
ように構成される。
【０００９】
本発明装置によれば、ステアリング機構にトルク（操舵アシストトルク）を付与するように配設された電動アシストモータのそれぞれの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルは、３つの上アームスイッチング素子及び３つの下アームスイッチング素子の接続点のそれぞれと接続されている。従って、コントローラは周知の手法に従って上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のそれぞれの導通状態及び遮断状態を制御することにより、操舵アシストトルクを発生させることができる。
【００１０】
一方、本発明装置のコントローラは、操舵輪からステアリング機構に外部入力が入力されており且つ電動アシストモータの回転速度が逆入力状態判定閾値以上である状態（即ち、逆入力状態）が発生したと判定した場合、上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子の導通状態と遮断状態とを上述したように設定することにより、電動アシストモータの３つの相のコイルを互いに接続させた相間短絡状態（第１相間短絡状態又は第２相間短絡状態）を実現する回路（電気経路）を構成する。これにより、本発明装置は、逆入力状態が発生した場合、電動アシストモータにブレーキトルクを発生させることができる。
【００１１】
しかしながら、外部入力の大きさが大きく、それに伴って電動アシストモータの回転速度が大きくなると、上記相間短絡状態では、電動アシストモータは十分に大きなブレーキトルクを発生することができない。
【００１２】
そこで、本発明装置のコントローラは、更に、
前記逆入力状態が発生していると判定されている場合に前記回転速度（ω）が前記第１回転速度閾値（ω１ｔｈ）以上であるとき、前記第１相間短絡状態及び前記第２相間短絡状態の何れかが成立している状態と、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の総ての状態を遮断状態に設定することにより相間非短絡状態が成立している状態と、を繰り返し発生させる、間欠相間短絡制御部（２０ｄ，ステップ８７０）と、
を含む
ように構成される。
【００１３】
これにより、後述する理由により、電動アシストモータは、第１相間短絡状態又は第２相間短絡状態のときに比べて、より大きなブレーキトルクを発生させることができる。その結果、本発明装置は、外部入力に起因するラックバーを軸方向に移動させる力を早期に低減できる。従って、例えば、ラックバーがストッパ部と高い速度にて衝突する可能性を低減でき、従って、ストッパ部が破損する可能性を低減することができる。
【００１４】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置（本ステアリング装置）の概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示したモータ駆動回路を示した回路図である。
【図３】図３は、本ステアリング装置が常時相間短絡制御を実行した場合における、総ての上アーム素子及び総ての下アーム素子のＯＮ／ＯＦＦを示した図である。
【図４】図４は、本ステアリング装置が間欠相間短絡制御を実行した場合における、総ての上アーム素子及び総ての下アーム素子のＯＮ／ＯＦＦを示した図である。
【図５】図５は、本ステアリング装置が相間短絡制御、第１間欠相間短絡制御及び第２間欠相間短絡制御を実行した場合における、電動アシストモータの回転速度とｑ軸電流との関係を示した図である。
【図６】図６は、電動アシストモータの回転速度とアーム素子のデューティ比との関係を示した図である。
【図７】図７（Ａ）は、相間短絡状態時に、図１に示したモータ駆動回路を流れる電流を示した図である。図７（Ｂ）は、相間非短絡状態時に、図１に示したモータ駆動回路を流れる電流を示した図である。
【図８】図８は、図１に示したステアリングＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置（以下、「本ステアリング装置」と称呼される場合がある。）について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（構成）
本ステアリング装置は車両に適用される。本ステアリング装置は、所謂ラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置である。本ステアリング装置が搭載された車両は「自車両」とも称呼される。
【００１８】
本ステアリング装置は、図１に示したように、操舵ハンドル（ステアリングホイール）１１の操作（以下、「回転操作」又は「操舵」とも称呼する。）により操舵輪である左前輪Ｗｆｌ及び右前輪Ｗｆｒを転舵（操舵）するステアリング機構１０、ステアリング機構１０に組み付けられアシストトルク及びブレーキトルクを発生する電動アシストモータ２１、電動アシストモータ２１の駆動を制御するステアリングＥＣＵ２０、及び、電動アシストモータ２１を駆動するモータ駆動回路３０、を備える。
【００１９】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１に連結されるステアリングシャフト１２及びステアリングシャフト１２にトルク伝達可能に連結されるラックバー１４を有する。ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作に連動したステアリングシャフト１２の軸線周りの回転をラックアンドピニオン機構１３によりラックバー１４の左右方向のストローク運動（直線運動）に変換して、このラックバー１４のストローク運動により左前輪Ｗｆｌ及び右前輪Ｗｆｒを転舵する。ステアリングシャフト１２は、操舵ハンドル１１を上端に連結したメインシャフト１２ａ、ラックアンドピニオン機構１３と連結されるピニオンシャフト１２ｃ、及び、メインシャフト１２ａとピニオンシャフト１２ｃとをユニバーサルジョイント１２ｄ，１２ｅを介して連結するインターミディエイトシャフト１２ｂから構成される。
【００２０】
ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１５内に収納され、その左右両端がラックハウジング１５から露出して左右のタイロッド１６のそれぞれの一端と連結される。左右のタイロッド１６のそれぞれの他端は、左前輪Ｗｆｌ及び右前輪Ｗｆｒにそれぞれ設けられたナックル１７に接続される。ラックバー１４とタイロッド１６との連結部には、ラックエンド部材１８が設けられている。一方、ラックハウジング１５の両端には、ストッパ部１５ａが形成されている。ラックバー１４は、ラックエンド部材１８とストッパ部１５ａとの当接により、左右の移動範囲が制限される。ラックバー１４がストッパ部１５ａにより移動制限される位置をストロークエンドと称呼する。なお、左前輪Ｗｆｌ及び右前輪Ｗｆｒは、単に操舵輪Ｗとも称呼する。
【００２１】
このように操舵ハンドル１１は、ステアリングシャフト１２、ラックアンドピニオン機構１３及びラックバー１４を介して、操舵輪Ｗの切れ角を決めるタイロッド１６に連結されている。
【００２２】
電動アシストモータ２１は、３相同期式永久磁石モータ（３相ブラシレスモータ）であり、ラックバー１４に減速ギヤ１９を介して組み付けられている。電動アシストモータ２１は、永久磁石を有するロータ（回転子）と、ハウジング内に固定され且つロータに対向したステータと、を備える。電動アシストモータ２１は、ステータに巻かれた各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルに３相電流が流れることにより３相回転磁界を形成する。この３相回転磁界によってロータが回転する。電動アシストモータ２１は、ロータの回転により減速ギヤ１９を介してラックバー１４を左右方向に移動させるアシストトルクを付与する。このアシストトルクは、運転者の操舵ハンドル１１の操舵をアシスト（補助）する。
【００２３】
ステアリングＥＣＵ２０（コントローラ）は、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric  Control  Unit）である。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）及びインターフェースＩ／Ｆ等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。
【００２４】
ステアリングＥＣＵ２０は、以下に列挙するセンサ（スイッチを含む。）と接続されていて、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信する。なお、各センサは、ステアリングＥＣＵ２０以外のＥＣＵに接続されていても良い。その場合、ステアリングＥＣＵ２０は、センサが接続されたＥＣＵから図示しないＣＡＮを介してそのセンサの検出信号又は出力信号を受信する。
【００２５】
回転角センサ２２：回転角センサ２２は、電動アシストモータ２１の内部に組み込まれ、電動アシストモータ２１のロータの回転角θｍを表す信号を出力する。回転角センサ２２は、例えば、レゾルバ又はホールセンサにより構成される。なお、ステアリングＥＣＵ２０は、回転角θｍを表す信号から電動アシストモータ２１の回転速度ωを取得する回転速度取得部２０ａ（図２を参照。）を備える。加えて、ステアリングＥＣＵ２０は、回転角θｍを表す信号から電動アシストモータ２１の電気角θｅを演算する。
【００２６】
操舵トルクセンサ２３：操舵トルクセンサ２３は、ステアリングシャフト１２（メインシャフト１２ａ）に設けられている。操舵トルクセンサ２３は、ステアリングシャフト１２（メインシャフト１２ａ）に介装されている図示しないトーションバーに働いた捩り力を、操舵トルクＴｒとして検出する。例えば、トーションバーの両端にレゾルバを設け、この２つのレゾルバにより検出される回転角度の差に基づいて操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、その大きさだけでなく、トーションバーの捩れ方向である操舵方向が符号（正負）により識別される。
【００２７】
操舵角センサ２４：操舵角センサ２４は、自車両の操舵角θを検出し、操舵角θを表す信号を出力する。操舵角θは、その大きさだけでなく、操舵方向が符号（正負）により識別される。
車速センサ２５：車速センサ２５は、自車両の走行速度（車速）を検出し、車速ＳＰＤを表す信号を出力する。
電流センサ３４：電流センサ３４は、後述するように、電動アシストモータ２１の各相のコイルに流れる電流を検出し、その電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを表す信号を出力する。
【００２８】
加えて、ステアリングＥＣＵ２０は、モータ駆動回路３０に接続されていて、モータ駆動回路３０に指令信号を送出する。モータ駆動回路３０は、各種ＩＣと各種スイッチング素子とを有し、電動アシストモータ２１に接続されている。更に、モータ駆動回路３０は、ステアリングＥＣＵ２０からの指示信号を受けて電動アシストモータ２１に印可する電圧を制御する。詳しくは後述する。
【００２９】
更に、自車両は車載電源３３を備える。車載電源３３は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載用のバッテリにより構成される。車載電源３３は、ステアリングＥＣＵ２０、電動アシストモータ２１及びモータ駆動回路３０に電力を供給する。
【００３０】
＜モータ駆動回路＞
以下、モータ駆動回路３０について、図２を参照して説明する。
モータ駆動回路３０は、主に、６つのアームスイッチング素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ、及び、インバータ駆動ＩＣ３２を有する。以下、アームスイッチング素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの個々を特定する必要がない場合、これらの素子はアーム素子３１と称呼される場合がある。
【００３１】
アーム素子３１は、ＭＯＳ−ＦＥＴから構成されている。アーム素子３１は、３相ブリッジ回路（３相インバータ回路）ＢＣを構成するように接続されている。アーム素子３１のゲートはインバータ駆動ＩＣ３２と接続されている。従って、アーム素子３１の状態は、インバータ駆動ＩＣ３２からの指令信号に応じて、導通状態（オン）及び遮断状態（オフ）の何れかに設定される。インバータ駆動ＩＣ３２は、ステアリングＥＣＵ２０からの指示信号に応じて、上記指令信号を出力する。
【００３２】
なお、アーム素子３１は、ＭＯＳ−ＦＥＴに限らず、その他の電界効果トランジスタ、バイポーラトンジスタ、又は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子であっても良い。但し、アーム素子３１は、図２に示した方向を順方向とするダイオード（ダイオード成分も含める。）が内蔵又は接続されている必要がある。
【００３３】
３相ブリッジ回路ＢＣは、上アームスイッチング素子３１ａ，３１ｃ，３１ｅ（以下、これらの個々を特定する必要がない場合「上アーム素子」とも称呼する。）と、上アームスイッチング素子３１ａ，３１ｃ，３１ｅのそれぞれに対応する下アームスイッチング素子３１ｂ，３１ｄ，３１ｆ（以下、これらの個々を特定する必要がない場合「下アーム素子」とも称呼する。）のそれぞれと、が直列接続された直列回路を３つ含む。
【００３４】
即ち、上アーム素子の一端は、車載電源３３の陽極が接続された電源ラインＬＤに接続されている。下アーム素子の一端は、接地されている。上アーム素子の他端と下アーム素子の他端とは接続点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）にて接続されている。
【００３５】
より具体的に述べると、上アーム素子３１ａの一端は、車載電源３３の陽極が接続された電源ラインＬＤに接続されている。上アーム素子３１ａの他端は、接続点Ｐ１に接続されている。上アーム素子３１ａは、その他端からその一端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。下アーム素子３１ｂの一端は接地されている。下アーム素子３１ｂの他端は接続点Ｐ１に接続されている。下アーム素子３１ｂは、その一端からその他端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。上アーム素子３１ａ及び下アーム素子３１ｂは第１の直列回路を構成する。
【００３６】
上アーム素子３１ｃの一端は電源ラインＬＤに接続され、上アーム素子３１ｃの他端は接続点Ｐ２に接続されている。上アーム素子３１ｃは、その他端からその一端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。下アーム素子３１ｄの一端は接地され、下アーム素子３１ｄの他端は接続点Ｐ２に接続されている。下アーム素子３１ｄは、その一端からその他端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。上アーム素子３１ｃ及び下アーム素子３１ｄは第２の直列回路を構成する。
【００３７】
上アーム素子３１ｅの一端は電源ラインＬＤに接続され、上アーム素子３１ｅの他端は接続点Ｐ３に接続されている。上アーム素子３１ｅは、その他端からその一端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。下アーム素子３１ｆの一端は接地され、下アーム素子３１ｆの他端は接続点Ｐ３に接続されている。下アーム素子３１ｆは、その一端からその他端へ向かう方向を順方向とするダイオード成分を含んでいる。上アーム素子３１ｅ及び下アーム素子３１ｆは第３の直列回路を構成する。
【００３８】
接続点Ｐ１は、接続線Ｌ１により電動アシストモータ２１のＶ相のコイル２１ｖの一端と接続されている。
接続点Ｐ２は、接続線Ｌ２により電動アシストモータ２１のＷ相のコイル２１ｗの一端と接続されている。
接続点Ｐ３は、接続線Ｌ３により電動アシストモータ２１のＵ相のコイル２１ｕの一端と接続されている。
コイル（２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）の各他端は互いに接続されている。
【００３９】
前述した電流センサ３４は、実際には、電流センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃを含む。
電流センサ３４ａは、接続線Ｌ１に介装され、接続線Ｌ１に流れる電流（即ち、電動アシストモータ２１のコイル２１ｖに流れるＶ相の電流）ｉｖを検出する。
電流センサ３４ｂは、接続線Ｌ２に介装され、接続線Ｌ２に流れる電流（即ち、電動アシストモータ２１のコイル２１ｗに流れるＷ相の電流）ｉｗを検出する。
電流センサ３４ｃは、接続線Ｌ３に介装され、接続線Ｌ３に流れる電流（即ち、電動アシストモータ２１のコイル２１ｕに流れるＵ相の電流）ｉｕを検出する。
【００４０】
（作動）
次に、本ステアリング装置の作動について説明する。
＜モータの電流ベクトル制御＞
ステアリングＥＣＵ２０は、周知の電流ベクトル制御に則って電動アシストモータ２１を制御することにより、検出された操舵トルクＴｒに応じたトルク（操舵アシストトルク）をステアリング機構１０（実際には、ラックバー１４）に付与する。電流ベクトル制御は、電動アシストモータ２１のロータに設けられた永久磁石の磁界が貫く方向をｄ軸として定め、ｄ軸に直交する方向（ｄ軸に対して電気角がπ／２だけ進んだ方向）をｑ軸として定めたｄ−ｑ座標系である２相回転磁束座標系にて記述される。この電流ベクトル制御によって電動アシストモータ２１の回転速度ωを制御することができる。電流ベクトルのｄ軸成分をｄ軸電流と称呼し、ｑ軸成分をｑ軸電流と称呼する。ここで、ｑ軸電流は、電動アシストモータ２１にトルク（モータトルク）を発生させるように作用する。一方、ｄ軸電流は、モータトルクを発生させるようには作用せず、弱め界磁制御において用いられる。
【００４１】
ステアリングＥＣＵ２０は、上記の電流ベクトル制御を行うにあたって、電気角θｅを検出することによりｄ−ｑ座標を定める。
【００４２】
ｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄは、電動アシストモータ２１の各相のコイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに流れる３相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、ｄ−ｑ座標系の２相電流に変換したものである。この３相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗからｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、電気角θｅに基づいて行われる。ｑ軸電流Ｉｑは、電動アシストモータ２１の回転速度ωの大きさを低下させる向きにトルクを発生させる場合（即ち、電動アシストモータ２１がブレーキトルクを発生する場合）に負の値となり、電動アシストモータ２１の回転速度ωの大きさを増大させる向きにトルクを発生させる場合に正の値となる。
【００４３】
なお、周知であるように、３相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは下記の式（１）によりｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄに変換される。更に、ｑ軸電圧Ｖｑ及びｄ軸電圧Ｖｄは、以下の式（２）及び式（３）により求められる。
【数１】
2018098975.tif 000003
【数２】
2018098975.tif 000004
【数３】
2018098975.tif 000005
ここで、Ｋｅは逆起電圧定数、Ｒは回路の抵抗（電動アシストモータ２１の内部抵抗含む。）、ｐは極対数、Ｌｄは電動アシストモータ２１の内部インダクタンス（ｄ軸）、Ｌｑは電動アシストモータ２１の内部インダクタンス（ｑ軸）を表す。
【００４４】
＜逆入力状態の判定＞
ステアリングＥＣＵ２０は、通常の運転時において、上述した電流ベクトル制御に則って電動アシストモータ２１を制御することにより、操舵アシストトルクをステアリング機構１０（実際には、ラックバー１４）に付与する。その一方、ステアリングＥＣＵ２０（逆入力状態判定部２０ｂ）は逆入力状態が発生したか否かを判定し、逆入力状態が発生したと判定したとき電動アシストモータ２１にブレーキトルクを発生させるための制御を実行する。この逆入力状態は、操舵輪Ｗからステアリング機構１０に外部入力が入力されることにより電動アシストモータ２１の回転速度が高く（大きく）なっている状態である。
【００４５】
より具体的に述べると、ステアリングＥＣＵ２０は、以下に述べる逆入力状態判定条件が成立しているか否かを判定し、当該逆入力状態判定条件が成立していると判定した場合に逆入力状態が発生していると判定する。
（逆入力状態判定条件）
上記電流ベクトル制御中に求められる電動アシストモータ２１への入力電力Ｐо（＝ＶｑＩｑ＋ＶｄＩｄ）が負であり（入力電力Ｐо＜０）、且つ、電動アシストモータ２１の回転速度ω（ωの大きさ）が所定の逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ以上である（ω≧ω０ｔｈ）。
【００４６】
自車両の走行中に操舵輪Ｗが縁石等の路面突起物に衝突したとき、及び、自車両が悪路（オフロード）を走行しているとき等に、操舵輪Ｗからステアリング機構１０に大きな力（外部入力）が加わった場合、操舵輪Ｗが急激に転舵される。このとき、ラックバー１４が軸方向に高速で移動し、その結果、ステアリングシャフト１２及び電動アシストモータ２１等が高速で回転する。
【００４７】
このとき、電動アシストモータ２１への入力電力Ｐо（＝ＶｑＩｑ＋ＶｄＩｄ）は負の値となる。換言すると、入力電力Ｐо＜０となる場合、電動アシストモータ２１はブレーキトルク（電動アシストモータ２１の回転速度を低下する方向のトルク）を発生している。故に、入力電力Ｐо＜０となる場合、操舵輪Ｗからステアリング機構１０に外部入力が入力されていると推定することができる。
【００４８】
更に、逆入力状態判定閾値ω０ｔｈは、運転者による通常の操舵ハンドル１１の操作によっては生じない程度の大きな値に設定される。従って、入力電力Ｐо＜０が成立するのみでなく、回転速度ω≧ω０ｔｈであるという条件も成立したときに、逆入力状態が発生しているとステアリングＥＣＵ２０（逆入力状態判定部２０ｂ）が判定することによって、運転者が操舵ハンドル１１の切り返し操作を行った際に逆入力状態が発生していると誤判定されることを防止することができる。
【００４９】
なお、ステアリングＥＣＵ２０は、操舵トルクＴｒの方向が電動アシストモータ２１の回転方向に対して反対となり、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が所定の閾値トルクより大きく、且つ、回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈより大きいという３つの条件が成立した場合に、逆入力状態が発生していると判定しても良い（例えば特開２０１１−２１８８７８号公報を参照。）。
【００５０】
＜常時相間短絡制御及び間欠相間短絡制御＞
次に、本ステアリング装置が実行する「常時相間短絡制御及び間欠相間短絡制御」の概要について図２、図３及び図４を参照しながら説明する。ステアリングＥＣＵ２０は、逆入力状態が発生したと判定したとき、「相間短絡制御」を実行し、更に、電動アシストモータ２１の回転速度ωが「逆入力状態判定閾値ω０ｔｈよりも大きい第１回転速度閾値ω１ｔｈ」以上である場合、「間欠相間短絡制御」を行う。
なお、「相間短絡制御」は、詳しくは後述する「常時相間短絡制御」と、詳しくは後述する「間欠相間短絡制御」と、を含む。
【００５１】
即ち、ステアリングＥＣＵ２０は、電動アシストモータ２１の回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ以上であり且つ逆入力状態判定閾値ω０ｔｈよりも高い第１回転速度閾値ω１ｔｈ未満である場合、常時相間短絡制御部２０ｃにより「常時相間短絡制御」を実行する。ステアリングＥＣＵ２０は、電動アシストモータ２１の回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈ以上である場合、間欠相間短絡制御部２０ｄにより「間欠相間短絡制御」を実行する。
【００５２】
常時相間短絡制御は、以下に述べる「第１相間短絡状態及び第２相間短絡状態」の何れかの状態を発生させることにより、電動アシストモータ２１に大きなブレーキトルクを発生させる制御である。
【００５３】
第１相間短絡状態は、総ての上アーム素子（３つの上アームスイッチング素子３１ａ，３１ｃ，３１ｅ）の状態を導通状態に設定するとともに、総ての下アーム素子（３つの下アームスイッチング素子３１ｂ，３１ｄ，３１ｆ）の状態を遮断状態に設定した状態である。この状態においては、電動アシストモータ２１の３つの相のコイル（２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）が互いに接続される（短絡される。）。
【００５４】
第２相間短絡状態は、総ての上アーム素子の状態を遮断状態に設定するとともに、総ての下アーム素子の状態を導通状態に設定した状態である。この状態においても、電動アシストモータ２１の３つの相のコイル（２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）が互いに接続される（短絡される。）。
【００５５】
ステアリングＥＣＵ２０は、常時相間短絡制御を実行する場合、実際には、図３の（Ａ１）及び（Ａ２）に示したように、時間Ｔが経過する毎に第１相間短絡状態及び第２相間短絡状態を交互に発生させる。その結果、図３の（Ｂ）に示したように、相間短絡状態が常に成立する。なお、ステアリングＥＣＵ２０は、常時相間短絡制御を実行する場合、図３の（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示したように第１相間短絡状態を発生し続けても良いし、図３の（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示したように第２相間短絡状態を発生し続けても良い。以下、相間短絡状態が発生しているときの回路を「相間短絡回路」とも称呼する。
【００５６】
間欠相間短絡制御は、相間短絡状態と、相間短絡状態が発生していない状態（以下、「相間非短絡状態」と称呼する場合がある。）と、を交互に発生させることにより、電動アシストモータ２１の回転速度ωが非常に大きい場合において、電動アシストモータ２１に大きなブレーキトルクを発生させる制御である。
【００５７】
より具体的に述べると、ステアリングＥＣＵ２０は、図４の（Ａ１）に示したように、総ての上アーム素子の状態を、ある周期Ｔ（例えば、時点ｔ１〜時点ｔ２）のうち所定のオン時間Ｔonの間だけ導通状態に設定し、その周期Ｔのうち残りのオフ時間Ｔoffの間だけ遮断状態に設定するとともに、その周期Ｔの次の周期Ｔ（例えば、時点ｔ２〜時点ｔ３）において遮断状態に設定する。更に、ステアリングＥＣＵ２０は、図４の（Ａ２）に示したように、総ての下アーム素子の状態を、総ての上アーム素子の状態が導通状態に設定されることがある周期Ｔ（例えば、時点ｔ１〜時点ｔ２）において遮断状態に設定し、その周期Ｔの次の周期Ｔ（例えば、時点ｔ２〜時点ｔ３）のうち所定のオン時間Ｔonの間だけ導通状態に設定し且つ残りのオフ時間Ｔoffの間だけ遮断状態に設定する。その結果、図４の（Ｂ）に示したように、周期Ｔのうちオン時間Ｔonの間は相間短絡状態が成立し、周期Ｔのうち残りのオフ時間Ｔoffの間は相間非短絡状態が成立する。以下、この図４の（Ｂ）に示した相間短絡状態と相間非短絡状態とが交互に成立する状態を「間欠相間短絡状態」とも称呼する。
【００５８】
なお、ステアリングＥＣＵ２０は、間欠相間短絡制御を実行する場合、図４の（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示したように、総ての上アーム素子の状態を遮断状態に設定し、且つ、総ての下アーム素子の状態を、各周期Ｔにおいてオン時間Ｔonの間だけ導通状態に設定し且つ残りのオフ時間Ｔoffの間だけ遮断状態に設定してもよい。同様に、ステアリングＥＣＵ２０は、間欠相間短絡制御を実行する場合、図４の（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示したように、総ての下アーム素子の状態を遮断状態に設定し、且つ、総ての上アーム素子の状態を、各周期Ｔにおいてオン時間Ｔonの間だけ導通状態に設定し且つ残りのオフ時間Ｔoffの間だけ遮断状態に設定してもよい。これらによっても、図４の（Ｂ）に示した「間欠相間短絡状態」が実現される。
【００５９】
以下、周期Ｔに対するオン時間Ｔonの比を、「デューティ比Ｄon」又は「オンデューティ比Ｄon」と称呼する（Ｄon＝Ｔon／Ｔ）。この称呼方法によれば、図３に示した常時相間短絡状態は、デューティ比Ｄonが「１」である状態と言い換えることができる。
【００６０】
次に、逆入力状態が発生したと判定された場合にステアリングＥＣＵ２０が常時相間短絡制御及び間欠相間短絡制御の何れかを回転速度ωに応じて切り替えて実行する理由について説明する。
【００６１】
操舵輪Ｗからステアリング機構１０に入力される外部入力により電動アシストモータ２１が回転速度ωで回転しているときの電動アシストモータ２１のｑ軸電流Ｉｑは、式（４）により示される。更に、電動アシストモータ２１の各相のコイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを短絡（相間短絡）したときの電動アシストモータ２１のｑ軸電流Ｉｑは、Ｖｑ＝Ｖｄ＝０を式（４）に代入した式（５）により示される。これらの式における変数は上述したとおりである。
【数４】
2018098975.tif 000006
【数５】
2018098975.tif 000007
【００６２】
上記の式（５）は、常時相間短絡制御中は、常に相間短絡状態であるため成立する。一方、間欠相間短絡制御中においても、相間短絡状態が成立している期間及び車載電源３３に流れる電流経路が成立している期間がある。従って、上記の式（５）は、間欠相間短絡制御中の相間短絡状態のときにおいても成立する。
【００６３】
図５は、上記の式（５）に基づき、電動アシストモータ２１の回転速度ωとｑ軸電流Ｉｑとの関係を模式的に示した図である。図５において、各曲線は次のとおりである。
一点鎖線Ｗ１：常時相間短絡制御を実行したときの（即ち、デューティ比Ｄonを「１」に設定したときの）ｑ軸電流Ｉｑを示した曲線。以下、一点鎖線Ｗ１により示されるｑ軸電流Ｉｑを、便宜上、「第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１」とも称呼する。
破線Ｗ２：デューティ比Ｄonを「０．５」に設定した間欠相間短絡制御（以下、「第１間欠相間短絡制御」とも称呼する。）を実行したときのｑ軸電流Ｉｑを示した曲線。以下、破線Ｗ２により示されるｑ軸電流Ｉｑを、便宜上、「第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２」とも称呼する。
実線Ｗ３：デューティ比Ｄonを「０．１」に設定した間欠相間短絡制御（以下、「第２間欠相間短絡制御」とも称呼する。）を実行したときのｑ軸電流Ｉｑを示した曲線。以下、実線Ｗ３により示されるｑ軸電流Ｉｑを、便宜上、「第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３」とも称呼する。
【００６４】
図５から次にのべる事象が発生していることが理解される。
第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１の大きさは、電動アシストモータ２１の回転速度ωが「ω１」のときに最大値Ｉｑ１となり（点Ｑ１を参照。）、回転速度ωとω１との差の大きさが大きくなるに従い小さくなる。
第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２の大きさは、電動アシストモータ２１の回転速度ωが「ω１よりも大きいω２」のときに最大値Ｉｑ２となり（点Ｑ２を参照。）、回転速度ωとω２との差の大きさが大きくなるに従い小さくなる。
第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の大きさは、電動アシストモータ２１の回転速度ωが「ω２よりも大きいω３」のときに最大値Ｉｑ３となり（点Ｑ３を参照。）、回転速度ωとω３との差の大きさが大きくなるに従い小さくなる。
【００６５】
第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１と第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２とは、回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈであるときに同じ値になっている。
第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２と第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３とは、回転速度ωが第２回転速度閾値ω２ｔｈであるときに同じ値になっている。
回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈよりも小さい場合、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１の大きさは、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２の大きさ及び第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の大きさの何れよりも大きい。
回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈ以上であり且つ第２回転速度閾値ω２ｔｈ未満である場合、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２の大きさは、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１の大きさ及び第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の大きさの何れよりも大きい。
回転速度ωが第２回転速度閾値ω２ｔｈ以上である場合、第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の大きさは、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１の大きさ及び第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２の大きさの何れよりも大きい。
【００６６】
ところで、電動アシストモータ２１の状態が相間短絡状態又は相間非短絡状態にあるとき、操舵輪Ｗからステアリング機構１０に入力される外部入力により回転する電動アシストモータ２１のブレーキトルクの大きさ（即ち、電動アシストモータ２１の回転を抑制するトルクの大きさ）は、式（６）により表される。
【数６】
2018098975.tif 000008
【００６７】
式（６）から理解されるように、上記外部入力に対するブレーキトルクの大きさは、ｑ軸電流Ｉｑ（＜０）の大きさに比例する。従って、図６の線ＬＤ１によりに示したように、電動アシストモータ２１の回転速度ωの大きさが第１回転速度閾値ω１ｔｈ未満の場合には、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１が得られるように、ステアリングＥＣＵ２０はデューティ比Ｄonの値を「１」に設定した常時相間短絡制御を実行する。更に、電動アシストモータ２１の回転速度ωの大きさが第１回転速度閾値ω１ｔｈ以上であり且つ第２回転速度閾値ω２ｔｈ未満の場合には、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２が得られるように、ステアリングＥＣＵ２０はデューティ比Ｄonを「０．５」に設定した間欠相間短絡制御（第１間欠相間短絡制御）を実行する。加えて、電動アシストモータ２１の回転速度ωの大きさが第２回転速度閾値ω２ｔｈ以上である場合には、第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３が得られるように、ステアリングＥＣＵ２０はデューティ比Ｄonを「０．１」に設定した間欠相間短絡制御（第２間欠相間短絡制御）を実行する。これにより、回転速度ωが高くなった場合においても、大きいブレーキトルクを得ることができる。なお、理想的には、図６の曲線ＬＤ２により示したデューティ比とするのが、大きいブレーキトルクを得ることができる最適な値となる。
【００６８】
次に、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２及び第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の間の大小関係が図５に示したように回転速度ωに応じて変化する理由について図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【００６９】
電動アシストモータが回転速度ωで回転している場合、電動アシストモータ２１には逆起電圧Ｖｉｎ（＝ωＫｅ）が発生する。そのため、相間短絡状態（図７（Ａ）は第２相間短絡状態）が生じている場合、電動アシストモータ２１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）から図７（Ａ）の矢印により示したように、逆起電圧Ｖｉｎの大きさに基づく３相電流が相間短絡回路に流れる。
【００７０】
上記式（５）に示したように、常時相間短絡状態のとき、ｑ軸電流Ｉｑの値は、電動アシストモータ２１の回転速度ω、相間短絡回路の抵抗Ｒにより変動する。上記式（５）から理解されるように、ｑ軸電流Ｉｑの値は、回転速度ωが小さい場合は、分母側に示された抵抗Ｒの影響が大きいため、抵抗Ｒの大きさが小さいほど、ｑ軸電流Ｉｑの大きさは大きくなる。従って、回転速度ωが小さい場合、回路の抵抗値が最も小さい値となる相間短絡状態のときのｑ軸電流Ｉｑの大きさ、即ち、一点鎖線Ｗ１により示された第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１の大きさが、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２の大きさ及び第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３の大きさに比べて大きくなる。
【００７１】
更に、上記式（５）から理解されるように、回転速度ωが非常に大きくなると、
式（５）は、Ｉｑ＝−ＫｅＲ／ｐ２ωＬｄＬｑ
が実質的に成立するので、ｑ軸電流Ｉｑの大きさは、式（５）の分子側に示された−ＫｅＲの影響を強く受ける。従って、回転速度ωが小さい場合とは異なり、回転速度ωが大きい場合のｑ軸電流Ｉｑの値の大きさは、−ＫｅＲの大きさが相対的に大きい方が大きくなることが起こりえる。
【００７２】
ところで、上アーム素子及び下アーム素子の総てが共に遮断状態（オフ）となるとき、電動アシストモータ２１の逆起電圧Ｖｉｎ（後述する昇圧した逆起電圧も含む。）が車載電源３３の電圧（１２Ｖ）よりも大きい場合に限り、電動アシストモータ２１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）から図７（Ｂ）の矢印により示したように、逆起電圧Ｖｉｎの大きさに基づく３相電流が相間短絡回路に流れる（図５の点Ｑ４、Ｑ５を参照。）。
【００７３】
更に、上アーム素子と下アーム素子が共に遮断状態（オフ）から、上アーム素子又は下アーム素子が導通状態（オン）となる場合、電動アシストモータ２１の逆起電圧Ｖｉｎは昇圧される。そのときの昇圧した逆起電圧（以下、「昇圧電圧」とも称呼する。）Ｖｕｐは、一般的にＶｕｐ＝Ｖｉｎ（１／１−Ｄon）で表され、デューティ比Ｄonが大きいほど昇圧電圧Ｖｕｐは大きくなる。例えば、デューティ比Ｄonを「０．５」に設定したとき（破線Ｗ２を参照。）、昇圧電圧Ｖｕｐは逆起電圧Ｖｉｎの２倍の大きさとなる。故に、そのときの逆起電圧定数Ｋｅは、一時的に２倍になっていると見做せると考えられる。
【００７４】
更に、昇圧電圧Ｖｕｐにより電流が継続して流れるために、常時相間短絡制御のときとは異なり、ｄ軸電圧Ｖｄが発生する。加えて、電動アシストモータ２１の回転速度ωによりｄ軸電圧Ｖｄは変動する。回転速度ωが小さいときは、デューティ比Ｄonを大きくすることにより、大きいｑ軸電流Ｉｑの値が得られる。一方で、回転速度ωが大きくなるに従い、デューティ比Ｄonを徐々に小さくすることにより、大きいｑ軸電流Ｉｑの値が得られる。故に、第１ｑ軸電流Ｉｑｗ１と第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２との大小関係が、回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈとなったときに反転するのは、このためと考えられる。また、第２ｑ軸電流Ｉｑｗ２と第３ｑ軸電流Ｉｑｗ３との大小関係が、回転速度ωが第２回転速度閾値ω２ｔｈとなったときに反転するのも、上述した理由によると考えられる。
【００７５】
＜具体的作動＞
次に、ステアリングＥＣＵ２０のＣＰＵ（単に「ＣＰＵ」と称呼する場合がある。）の具体的作動について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図８のフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
【００７６】
ＣＰＵは、所定のタイミングになると、ステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進み、回転速度取得部２０ａにより電動アシストモータ２１の回転速度ωを取得する。前述したように、ＣＰＵは、回転角センサ２２が出力する回転角θｍを表す信号から回転速度取得部２０ａにより回転速度ωを取得する。
【００７７】
次いで、ＣＰＵはステップ８２０に進み、ブレーキ制御フラグＸｂの値が「０」であるか否かを判定する。ブレーキ制御フラグＸｂの値は、逆入力状態が発生して「常時相間短絡制御」及び「間欠相間短絡制御」の何れかが実行されているとき「１」に設定され（ステップ８４０、ステップ８９０、ステップ８７０、ステップ８８０を参照。）、逆入力状態が発生しておらず「常時相間短絡制御」及び「間欠相間短絡制御」の何れもが実行されていないとき「０」に設定される（ステップ８４０、ステップ８９０、ステップ８５０を参照。）。なお、ブレーキ制御フラグＸｂの値は、自車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置になったときにＣＰＵにより実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。
【００７８】
現時点で、ブレーキ制御フラグＸｂの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３０に進み、上述した入力電力Ｐｏに、上述した電流ベクトル制御中における現時点の「ＶｑＩｑ＋ＶｄＩｄ」の値を演算して、その値を代入する。
【００７９】
次いで、ＣＰＵはステップ８４０に進み、上述した逆入力状態判定条件が成立しているか否かを判定することにより、逆入力状態が発生しているか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ（逆入力状態判定部２０ｂ）は、ステップ８４０にて、「電流ベクトル制御中に求められる電動アシストモータ２１への入力電力Ｐо（＝ＶｑＩｑ＋ＶｄＩｄ）が負であり（入力電力Ｐо＜０）、且つ、電動アシストモータ２１の回転速度ωが所定の逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ以上である（ω≧ω０ｔｈ）」という逆入力状態判定条件が成立するか否かを判定する。
【００８０】
ＣＰＵは、逆入力状態判定条件が成立せずに逆入力状態が発生していないと判定した場合、ステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定して以下に述べるステップ８５０乃至８６０の処理を順に行い、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ８５０：ＣＰＵは、ブレーキ制御フラグＸｂの値を「０」に設定（クリア）する。
ステップ８６０：ＣＰＵは、通常の電流ベクトル制御を実行して、ステータに３相回転磁界を発生させることにより、アシストトルクを発生させる。
【００８１】
これに対し、ＣＰＵは逆入力状態判定条件が成立しており逆入力状態が発生していると判定した場合、ステップ８４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ８７０及びステップ８８０の処理を順に行い、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ８７０：ＣＰＵは、通常の電流ベクトル制御を停止するとともに、「相間短絡制御」を実行して、ブレーキトルクを発生させる。このとき、ＣＰＵは、回転速度ωに基づいて「常時相間短絡制御」又は「間欠相間短絡制御」を実行する。より詳しくは、ＣＰＵは、モータ制御マップＭａｐ（ω）に基づいて、回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ以上且つ第１回転速度閾値ω１ｔｈ未満である場合に「常時相間短絡制御」を実行する。更に、ＣＰＵは、回転速度ωが第１回転速度閾値ω１ｔｈ以上且つ第２回転速度閾値ω２ｔｈ未満である場合に「第１間欠相間短絡制御」を実行し、回転速度ωが第２回転速度閾値ω２ｔｈ以上である場合に「第２間欠相間短絡制御」を実行する。
ステップ８８０：ＣＰＵは、ブレーキ制御フラグＸｂを「１」に設定する。
【００８２】
一方、ステップ８８０にてブレーキ制御フラグＸｂが「１」に設定された後、ＣＰＵがステップ８１０に進むと、ＣＰＵはそのステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８９０に進む。ＣＰＵは、ステップ８９０にて電動アシストモータ２１の回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ未満であるか否か判定する。
【００８３】
回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ未満である場合、ＣＰＵはステップ８９０にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップ８５０及びステップ８６０の処理を実行した後、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、ブレーキ制御フラグＸｂが「１」に設定されている場合に回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ未満になると、ＣＰＵはステップ８６０にて「相間短絡制御」を停止して通常の電流ベクトル制御を実行する。
【００８４】
一方、ＣＰＵがステップ８９０の処理を実行する時点において、電動アシストモータ２１の回転速度ωが逆入力状態判定閾値ω０ｔｈ以上である場合、ＣＰＵはそのステップ８９０にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップ８７０及びステップ８８０の処理を実行した後、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８５】
以上、説明したように、本ステアリング装置は、逆入力状態が発生した場合、回転速度ωに応じて、「常時相間短絡制御」、又は、「間欠相間短絡制御（第１間欠相間短絡制御、第２間欠相間短絡制御）」を実行する。従って、外部入力に抗する大きなブレーキトルクを発生させることができるので、ラックバー１４がストッパ部１５ａと高い速度にて衝突する可能性を低減でき、従って、ストッパ部１５ａが破損する可能性を低減することができる。
【００８６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本ステアリング装置は、ラックバー１４に電動アシストモータ２１を組みつけたラックアシストタイプであるが、ステアリングシャフト１２に電動アシストモータ２１を組みつけたコラムアシストタイプを適用しても良い。更に、ラック同軸式の電動式パワーステアリング装置のように、他の型式の電動式パワーステアリング装置であっても良い。
【００８７】
更に、インバータ駆動ＩＣ３２は、ステアリングＥＣＵ２０に統合されていても良い。
【００８８】
更に、第１回転速度閾値ω１ｔｈは、常時相間短絡制御の実行中に電動アシストモータ２１が発生するブレーキトルクの大きさが最大値となる回転速度ω１よりも高い（大きい）回転速度であれば良い。即ち、例えば図６の曲線ＬＤ２に示したように、回転速度ωが第１回転速度ω１を僅かに超えた値となった場合に間欠相間短絡制御が開始されても良く、その場合間欠相間短絡制御時におけるデューティ比は回転速度ωが大きくなるほど連続的に小さくなるように変更されても良い。
【符号の説明】
【００８９】
１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル（ステアリングホイール）、１２…ステアリングシャフト、１４…ラックバー、１６…タイロッド、２０…ステアリングＥＣＵ、２１…電動アシストモータ、２２…回転角センサ、２３…操舵トルクセンサ、３０…モータ駆動回路、３１…アームスイッチング素子、３３…車載電源、３４…電流センサ。
【図１】
2018098975.tif 000009
【図２】
2018098975.tif 000010
【図３】
2018098975.tif 000011
【図４】
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【図５】
2018098975.tif 000013
【図６】
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【図７】
2018098975.tif 000015
【図８】
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