(57)【要約】【課題】トルクセンサに異常が生じてもアシスト制御を継続し得る電気式動力舵取装置を提供する。【解決手段】トルクセンサ３０の電気的異常が検出された場合には、ヨーレートセンサ７０により検出された車両の上下方向軸回りにおける当該車両の自転速度を示すヨーレート信号Ｙｒの方向、大きさ、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔに基づきアシストトルクＴを設定し、この設定されたアシストトルクＴをアシストモータ４０に発生させるようにＥＣＵ５０により制御する。【選択図】図５
2008183987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーレートセンサを搭載した車両に設けられる電気式動力舵取装置であって、
前記車両のステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータと、
前記ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵トルクに基づいて前記モータによるアシスト力の発生を制御する制御手段と、
前記トルクセンサの電気的異常を検出するトルクセンサ異常検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トルクセンサ異常検出手段により前記トルクセンサの電気的異常が検出された場合には、前記ヨーレートセンサにより検出されるヨーレートに基づき前記モータによるアシスト力の発生を制御することを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項２】
前記ヨーレートセンサの電気的異常を検出するヨーレートセンサ異常検出手段を備え、
前記制御手段は、前記トルクセンサ異常検出手段により前記トルクセンサの電気的異常が検出され、かつ、前記ヨーレートセンサ異常検出手段により前記ヨーレートセンサの電気的異常が検出されない場合には、前記ヨーレートに基づき前記モータによるアシスト力の発生を制御することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヨーレートの方向に基づき前記モータによるアシスト力を発生させる方向を決定することを特徴とする請求項１または２記載の電気式動力舵取装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ヨーレートの大きさが大きいほど前記アシスト力を大きくするように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ヨーレートを微分演算したヨーレート微分演算値に基づき前記アシスト力の発生を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ヨーレート微分演算値が０でないとき、前記ヨーレート微分演算値が０であるときに発生させるアシスト力よりも大きなアシスト力を発生させるように制御することを特徴とする請求項５記載の電気式動力舵取装置。
【請求項７】
前記車両の車速を検出する車速センサを備え、
前記制御手段は、前記車速に基づき前記アシスト力の発生を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気式動力舵取装置は、一般に、ステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータと、ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵トルクに基づいてモータの電流指令値を演算する演算手段と、電流指令値に基づいてモータによるアシスト力の発生を制御する制御手段と、により構成されており、例えば、演算手段はＥＣＵ（Electronic Control Unit ）により、また制御手段はモータ駆動回路により、それぞれ実現されている。
【０００３】
ところで、例えば、断線等によりトルクセンサから出力されるトルク信号が異常となる場合に、この異常なトルク信号に基づきモータの電流指令値を演算すると、不適切なモータ電流がモータに流れることとなりセルフステア等、アシスト制御における誤作動を生じる場合がある。
【０００４】
そのため、このような電気式動力舵取装置においては、例えば、下記特許文献１に開示される「電動パワーステアリング制御装置」のように、トルクセンサからの出力値が異常であると判断される場合、直前に演算されたアシスト量（アシスト力）を保持するとともに、この保持したアシスト量の演算値に基づいて付加するアシスト量を時間に応じて徐々に減少させて０（ゼロ）にするような構成を採っている。
【特許文献１】特開２００５−０６７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のようにトルクセンサからの出力値が異常であると判断されてアシスト制御を停止してしまうと、ステアリングホイールによる操舵が全くアシストされないこととなる。このため、ステアリングホイールの操舵が重くなり、運転者、特に、高齢者や女性は、意図したハンドル角で切り込むことが非常に困難になる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トルクセンサに異常が生じてもアシスト制御を継続し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の電気式動力舵取装置では、ヨーレートセンサを搭載した車両に設けられる電気式動力舵取装置であって、前記車両のステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータと、前記ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記操舵トルクに基づいて前記モータによるアシスト力の発生を制御する制御手段と、前記トルクセンサの電気的異常を検出するトルクセンサ異常検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記トルクセンサ異常検出手段により前記トルクセンサの電気的異常が検出された場合には、前記ヨーレートセンサにより検出されるヨーレートに基づき前記モータによるアシスト力の発生を制御することを技術的特徴とする。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項２の電気式動力舵取装置では、請求項１記載の電気式動力舵取装置において、前記ヨーレートセンサの電気的異常を検出するヨーレートセンサ異常検出手段を備え、前記制御手段は、前記トルクセンサ異常検出手段により前記トルクセンサの電気的異常が検出され、かつ、前記ヨーレートセンサ異常検出手段により前記ヨーレートセンサの電気的異常が検出されない場合には、前記ヨーレートに基づき前記モータによるアシスト力の発生を制御することを技術的特徴とする。
【０００９】
特許請求の範囲に記載の請求項３の電気式動力舵取装置では、請求項１または２記載の電気式動力舵取装置において、前記制御手段は、前記ヨーレートの方向に基づき前記モータによるアシスト力を発生させる方向を決定することを技術的特徴とする。
【００１０】
特許請求の範囲に記載の請求項４の電気式動力舵取装置では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置において、前記制御手段は、前記ヨーレートの大きさが大きいほど前記アシスト力を大きくするように制御することを技術的特徴とする。
【００１１】
特許請求の範囲に記載の請求項５の電気式動力舵取装置では、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置において、前記制御手段は、前記ヨーレートを微分演算したヨーレート微分演算値に基づき前記アシスト力の発生を制御することを技術的特徴とする。
【００１２】
特許請求の範囲に記載の請求項６の電気式動力舵取装置では、請求項５記載の電気式動力舵取装置において、前記制御手段は、前記ヨーレート微分演算値が０でないとき、前記ヨーレート微分演算値が０であるときに発生させるアシスト力よりも大きなアシスト力を発生させるように制御することを技術的特徴とする。
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項７の電気式動力舵取装置では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置において、前記車両の車速を検出する車速センサを備え、前記制御手段は、前記車速に基づき前記アシスト力の発生を制御することを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、トルクセンサ異常検出手段によりトルクセンサの電気的異常が検出された場合には、ヨーレートセンサにより検出される車両の上下方向軸回りにおける当該車両の自転速度を示すヨーレートに基づきモータによるアシスト力の発生を制御手段により制御する。
【００１５】
これにより、トルクセンサの電気的異常が検出された場合でもヨーレートセンサによって検出されるヨーレートに基づき制御することで、車両の挙動を考慮したアシスト力の発生を制御することが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じてもアシスト制御を継続することができる。
【００１６】
請求項２の発明では、トルクセンサ異常検出手段によりトルクセンサの電気的異常が検出され、かつ、ヨーレートセンサ異常検出手段によりヨーレートセンサの電気的異常が検出されない場合には、ヨーレートに基づきモータによるアシスト力の発生を制御する。
【００１７】
これにより、トルクセンサの電気的異常が検出された場合でもヨーレートセンサが正常であれば、この正常なヨーレートセンサによって検出されるヨーレートに基づき車両の挙動を考慮したアシスト力の発生を制御することが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じてもアシスト制御を継続することができる。
【００１８】
請求項３の発明では、制御手段は、ヨーレートの方向に基づきモータによるアシスト力を発生させる方向を決定する。これにより、検出されたヨーレートの方向から上下方向軸回りにおける車両の自転方向を推定してこの自転方向に適したアシスト力を発生させるように制御することが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じても、車両の自転方向に適したアシスト制御を継続することができる。
【００１９】
請求項４の発明では、制御手段は、ヨーレートの大きさが大きいほどアシスト力を大きくするように制御する。一般に、ヨーレートの大きさが大きいほど、上下方向軸回りにおける車両の自転速度が高速になる。このように車両の自転速度が高速になると、その操舵をアシストするためにはより大きなアシスト力が必要となる。
【００２０】
このため、ヨーレートセンサにより検出されたヨーレートの大きさが大きいほどモータによるアシスト力を大きくするように制御することにより、車両の自転速度に適したアシスト力を発生させることが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じても、車両の自転速度に適したアシスト制御を継続することができる。
【００２１】
請求項５の発明では、制御手段は、ヨーレートを微分演算したヨーレート微分演算値に基づきアシスト力の発生を制御する。これにより、例えば、ヨーレート微分演算値が大きいほど、即ち、車両の自転速度が高速で変化するほどモータによるアシスト力を大きくするように制御することで、車両の自転速度に適したアシスト力を発生させることが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じても、車両の自転速度に適したアシスト制御を継続することができる。
【００２２】
請求項６の発明では、制御手段は、ヨーレート微分演算値が０でないとき、ヨーレート微分演算値が０であるときに発生させるアシスト力よりも大きなアシスト力を発生させるように制御する。
【００２３】
ヨーレート微分演算値が０でないときとは、ヨーレートが変化しておりステアリングホイールによる操舵が切り込み方向あるいは切り戻し方向に変化しているときであり、ヨーレート微分演算値が０であるときとは、ヨーレートが変化せずステアリングホイールによる操舵が保舵されているときである。
【００２４】
そのため、ステアリングホイールによる操舵が保舵されているときのアシスト力よりも、ステアリングホイールによる操舵が切り込み方向あるいは切り戻し方向に変化しているときのアシスト力を大きくするように制御することが可能となる。したがって、トルクセンサに異常が生じても、ステアリングホイールによる操舵状態を考慮したアシスト制御を継続することができる。
【００２５】
請求項７の発明では、制御手段は、車両の車速に基づきアシスト力の発生を制御する。例えば、車両が低速走行している場合には、アシスト力を大きくするように制御することにより、軽いステアリング操作でも操舵輪は大きく切れる。これにより運転者の操舵を楽にすることができる。一方、車両が高速走行している場合には、アシスト力を小さくすることにより、ステアリング操作が重くなるとともに、たとえステアリングホイールを操作する力が大きくても操舵輪は小さく切れるにとどまる。これにより車両制御の安定性のさらなる向上を期待することができる。したがって、トルクセンサに異常が生じても、車両制御の安定性を向上させるとともにアシスト制御を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。まず、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０の構成を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２７】
図１〜図３に示すように、電気式動力舵取装置１０は、主に、ステアリングホイール２１、ステアリング軸２２、ピニオン軸２３、ラック軸２４、トルクセンサ３０、アシストモータ４０、モータレゾルバ４２、ボールねじ機構４４等を備える操舵機構２０と、この操舵機構２０のアシストモータ４０を駆動制御するモータ制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ）５０とから構成されている。
【００２８】
電気式動力舵取装置１０は、後述するようにトルクセンサ３０等により検出された操舵状態等に基づいて、アシストモータ４０を駆動して運転者による操舵をアシストするものである。なお、ラック軸２４の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の操舵輪が連結されている。
【００２９】
図１に示すように、ステアリングホイール２１には、ステアリング軸２２の一端側が連結され、このステアリング軸２２の他端側には、ピニオンハウジング２５内に収容されたトルクセンサ３０の入力軸２３ａおよび図略のトーションバーが連結されている。またこのトーションバーの他端側には、ピニオン軸２３の出力軸２３ｂがスプライン結合により連結されている。なお、ピニオン軸２３の出力軸２３ｂの端部にはピニオンギヤが形成されている。
【００３０】
トルクセンサ３０は、入力軸２３ａとピニオンハウジング２５との間に介在する第１レゾルバ３５と、出力軸２３ｂとピニオンハウジング２５との間に介在する第２レゾルバ３７とによって構成されている。このトルクセンサ３０は、ステアリングホイール２１による操舵状態（操舵トルクや操舵角）を検出する機能を有するもので、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている（図２参照）。これにより、後述するように、トルクセンサ３０は、第１レゾルバ３５により検出される第１操舵角と第２レゾルバ３７により検出される第２操舵角との角度差や角度比等から得られるトーションバーの捻れ角相当のトルク信号ＴｓをＥＣＵ５０に出力している。
【００３１】
ラック軸２４は、ラックハウジング２６およびモータハウジング２７内に収容されており、ピニオン軸２３のピニオンギヤに噛合可能な図略のラック溝を備えている。これにより、ピニオン軸２３とともにラックアンドピニオン機構を構成している。またラック軸２４の中間部には、螺旋状にボールねじ溝２４ａが形成されている。
【００３２】
アシストモータ４０は、ラック軸２４と同軸に回転可能にベアリング２９により軸受される円筒形状のモータ軸４３、このモータ軸４３の外周に設けられた図略の永久磁石、図略のステータや励磁コイル等により構成されている電動機である。
【００３３】
即ち、このアシストモータ４０は、ステータに巻回された例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分の励磁コイルにより発生する界磁が、回転子に相当するモータ軸４３の永久磁石に作用することよって、モータ軸４３が回転し得るように構成されている。なお、この励磁コイルに印加される電圧を検出し得る図略の電圧センサおよび励磁コイルに流れる電流（Ｕ相実電流値Ｉｕ、Ｖ相実電流値Ｉｖ、Ｗ相実電流値Ｉｗ）を検出し得る電流センサ４７が、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相ごとにアシストモータ４０またはＥＣＵ５０に設けられている。
【００３４】
モータレゾルバ４２は、アシストモータ４０が収容されているモータハウジング２７とモータ軸４３との間に設けられており、モータ軸４３の回転角（以下「モータ回転角」という。）θｍを検出する機能を有するように構成されている。このモータレゾルバ４２も、トルクセンサ３０と同様、ＥＣＵ５０に電気的に接続され（図２参照）、モータ回転角θｍに対応する信号をＥＣＵ５０に出力している。
【００３５】
ボールねじ機構４４は、ラック軸２４とモータ軸４３との間に介在して、モータ軸４３の正逆回転の回転トルクをラック軸２４の軸線方向における往復動に変換する機能を有するものである。これにより、この往復動は、ラック軸２４とともにラックアンドピニオン機構を構成するピニオン軸２３を介してステアリングホイール２１の操舵力を軽減するアシストカにすることができる。
【００３６】
このように操舵機構２０を構成することにより、ステアリングホイール２１による操舵状態をトルクセンサ３０から出力されるトルク信号Ｔｓにより検出することができ、またモータレゾルバ４２から出力されるモータ回転角θｍの信号や電流センサ４７から出力される３相実電流値Ｉｕ,Ｉｖ,Ｉｗによってアシストモータ４０の動作状態を検出することができる。
【００３７】
次に、このような操舵機構２０を構成するアシストモータ４０の駆動制御を担うＥＣＵ５０の電気的構成を図２に基づいて説明する。図２に示すように、ＥＣＵ５０は、主に、インターフェイス５２、インバータ５４、入出力バッファ５６、ＣＰＵ６０等により構成されており、ＣＰＵ６０を中心に入出力バスを介してインターフェイス５２、インバータ５４や入出力バッファ５６が接続されている。
【００３８】
ＣＰＵ６０は、例えば、マイコン、半導体メモリ装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）等から構成されており、電気式動力舵取装置１０の基本的なモータ制御を所定のコンピュータプログラムにより実行する機能を有するものである。即ち、ＣＰＵ６０は、モータレゾルバ４２により検出されたモータ回転角θｍに基づいてアシストモータ４０をベクトル制御する。
【００３９】
インターフェイス５２は、前述したトルクセンサ３０、モータレゾルバ４２あるいは電流センサ４７等から入力される各種センサ信号を、Ａ／Ｄ変換器等を介してＣＰＵ６０の所定ポートに入力したり、またＣＰＵ６０から出力されるレゾルバ励磁信号をＡ／Ｄ変換器等を介してモータレゾルバ４２やトルクセンサ３０（第１レゾルバ３５、第２レゾルバ３７）に出力したりする機能を有するものである。なお、図２では、ＣＰＵ６０からレゾルバに出力されるレゾルバ励磁信号やレゾルバからＣＰＵ６０に入力される sin相信号や cos相信号は、便宜上、入出力バッファ５６を介して入出力されているように図示されているが、この入出力バッファ５６はインターフェイス５２の概念に含まれるものである。
【００４０】
インバータ５４は、直流電源Battから供給される電力を制御可能な３相交流電力に変換する機能を有するもので（図３参照）、ＰＷＭ回路とスイッチング回路等から構成されている。
【００４１】
また、図２に示すように、ＥＣＵ５０には、ヨーレートセンサ７０および車速センサ８０が電気的に接続されている。ヨーレートセンサ７０は、車載される車両の上下方向軸回りにおける当該車両の自転速度（ヨーレート）を検出してヨーレート信号Ｙｒを出力する機能を有するものであり、車速センサ８０は、車両の走行速度（車速）を検出して車速信号Ｖｃを出力する機能を有するものである。
【００４２】
これにより、図３に示すＥＣＵ５０では、後述するアシスト制御により、トルクセンサ３０のトルク信号Ｔｓおよびヨーレートセンサ７０のヨーレート信号Ｙｒのどちらか一方の信号、モータレゾルバ４２のモータ回転角θｍあるいは電流センサ４７の３相実電流値Ｉｕ,Ｉｖ,Ｉｗに基づいて、操舵状態に適したアシストトルクＴをアシストモータ４０に発生させ得るため、電気式動力舵取装置１０の操舵機構２０では、ステアリングホイール２１による運転者の操舵を補助可能にしている。
【００４３】
次に、ＥＣＵ５０によるアシストモータ４０に対するアシスト制御の演算処理の流れを図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この演算処理は、ＥＣＵ５０のＣＰＵ６０により、所定周期（例えば１mSec(ミリ秒)）ごとに実行される、例えばタイマ割り込み処理によって行われている。
【００４４】
まず、ステップＳ１０１において、トルクセンサ３０は正常であるか否かについて判定される。ここで、例えば、トルクセンサ３０からＣＰＵ６０に入力されるトルク信号Ｔｓが所定範囲を超えておらず、トルクセンサ３０は正常であると判定された場合には（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０２にて、通常アシスト制御処理がなされ、アシストモータ４０は、以下に述べるようにＥＣＵ５０によりベクトル制御される。
【００４５】
まず、図３に示すように、トルクセンサ３０からＣＰＵ６０に入力されるトルク信号Ｔｓは、図略のフィルタ回路によりノイズ成分が除去された後、位相補償部６１に入力される。位相補償部６１では、トルクセンサ３０の出力に対する応答性を速くするため位相を進める処理を行った後、位相補償されたトルク信号Ｔｓをアシスト制御部６２に出力する。
【００４６】
アシスト制御部６２では、位相補償部６１から入力されたトルク信号Ｔｓによる検出トルクに基づいて操舵力を補助するため、アシストモータ４０に発生させる二次磁束に対する電流値、つまり界磁電流値（ｄ軸電流指令値Ｉd*）と、アシストトルクＴに対応する電流値、つまりトルク指令電流値（ｑ軸電流指令値Ｉq*）とを設定する処理を行う。例えば、ｄ軸電流指令値Ｉd*は弱め界磁制御による設定が行われ、ｑ軸電流指令値Ｉq*は検出トルクに基づいて所定のマップや演算式による設定が行われる。このように設定されたｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*は、それぞれＰＩ制御部６３、６４の前段に位置する加算部に出力される。
【００４７】
ＰＩ制御部６３、６４の前段に位置する加算部では、アシスト制御部６２から出力される電流指令値Ｉd*,Ｉq* と、後述する３相２相変換部６７から帰還されるインバータ５４のｄ軸，ｑ軸実電流値Ｉｄ,Ｉｑとの偏差を求める加算処理を行う。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸実電流値Ｉｄとの偏差およびｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸実電流値Ｉｑとの偏差が、それぞれ算出されてＰＩ制御部６３、６４に出力される。
【００４８】
ＰＩ制御部６３、６４では、比例積分制御が行われる。即ち、ＰＩ制御部６３では、前段の加算部から出力されたｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸実電流値Ｉｄとの偏差に基づいて比例積分演算を行い、目標値に達するまで積分値の訂正動作としてｄ軸の電圧指令値Ｖd*を２相３相変換部６５に出力する処理を行う。つまり、ＰＩ制御部６３は、加算部とともにフィードバック演算処理を行う。またＰＩ制御部６４も同様に、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸実電流値Ｉｑとの偏差に基づいて比例積分演算を行い、目標値に達するまで積分値の訂正動作としてｑ軸の電圧指令値Ｖq*を２相３相変換部６５に出力する処理を行う。
【００４９】
２相３相変換部６５は、ＰＩ制御部６３、６４から、それぞれ入力されたｄ軸の電圧指令値Ｖd*およびｑ軸の電圧指令値Ｖq*をｄｑ逆変換（３相変換）して、各相の電圧指令値Ｖu*,Ｖv*,Ｖw*を演算する処理を行う。２相３相変換部６５により逆変換された電圧指令値は、Ｕ相電圧指令値Ｖu*、Ｖ相電圧指令値Ｖv*、Ｗ相電圧指令値Ｖw*としてＰＷＭ変換部６６に出力される。ＰＷＭ変換部６６では、各相の電圧指令値Ｖu*,Ｖv*,Ｖw*を各相ごとのＰＷＭ指令値ＰＷＭu*,ＰＷＭv*,ＰＷＭw*に変換する処理を行う。
【００５０】
インバータ５４では、ＰＷＭ変換部６６から出力される各相のＰＷＭ信号ＰＷＭu*,ＰＷＭv*,ＰＷＭw*に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ごとに図略のスイッチング回路をオンオフする。これにより、インバータ５４は、直流電源Battから供給される直流電力を３相交流電力に変換してアシストモータ４０に駆動電力を供給するので、トルクセンサ３０により検出された操舵状態に適したアシストトルクＴをアシストモータ４０に発生させる。そして、インバータ５４から出力される出力電流は、各相ごとに電流センサ４７に検出され、それぞれＵ相実電流値Ｉｕ、Ｖ相実電流値Ｉｖ、Ｗ相実電流値Ｉｗとして３相２相変換部６７に出力される。
【００５１】
モータ回転角演算部６９は、モータレゾルバ４２から入力される２相出力信号（ sin相信号、 cos相信号）に基づいてモータ回転角θｍを演算する処理を行う。これにより算出されたモータ回転角θｍは、３相２相変換部６７に出力される。
【００５２】
３相２相変換部６７は、電流センサ４７から、それぞれ入力された各相（３相）の実電流値Ｉｕ,Ｉｖ,Ｉｗをｄｑ変換（２相変換）して、ｄ軸実電流値Ｉｄとｑ軸実電流値Ｉｑとを演算する処理を行う。なおこの３相２相変換部６７には、モータ回転角演算部６９からモータ回転角θｍも入力される。３相２相変換部６７により変換されたインバータ５４の出力電流値は、ｄ軸，ｑ軸実電流値Ｉｄ,Ｉｑ として前述のＰＩ制御部６３、６４の前段に位置する加算部にそれぞれフィードバック入力される。これにより、前述したようにＰＩ制御部６３、６４によるフィードバック演算処理が可能となる。
【００５３】
このように、トルクセンサ３０が正常に動作する正常時においては、アシストモータ４０は、ＥＣＵ５０によりベクトル制御される（通常アシスト制御処理）。
【００５４】
一方、例えば、トルクセンサ３０からＣＰＵ６０に入力されるトルク信号Ｔｓが所定範囲を超えており、トルクセンサ３０は正常であると判定されなかった場合には（Ｓ１０１でＮＯ）、アシストモータ４０はステップＳ１０２における通常アシスト制御処理とは異なり、以下に示すステップに従って電子制御される。なお、このステップＳ１０１は、特許請求の範囲に記載の「トルクセンサ異常検出手段」に相当し得るものである。
【００５５】
上述のような異常時においては、まず、ステップＳ１０３にて、ヨーレートセンサ７０は正常であるか否かについて判定される。ここで、例えば、ヨーレートセンサ７０からＣＰＵ６０に入力されるヨーレート信号Ｙｒが所定範囲を超えておらず、ヨーレートセンサ７０は正常であると判定された場合には（Ｓ１０３でＹＥＳ）、図５に示すアシストトルク設定処理ルーチンＳ２００により、アシストモータ４０に発生させるアシストトルクＴが設定される。
【００５６】
一方、例えば、ヨーレートセンサ７０からＣＰＵ６０に入力されるヨーレート信号Ｙｒが所定範囲を超えており、ヨーレートセンサ７０は正常であると判定されなかった場合には（Ｓ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０４にて、アシストモータ４０によるアシスト処理を停止して、ステップＳ１０６の処理に移行する。なお、上記ステップＳ１０３は、特許請求の範囲に記載の「ヨーレートセンサ異常検出手段」に相当し得るものである。
【００５７】
図５のアシストトルク設定処理ルーチンＳ２００では、まず、ステップＳ２０１にて、アシストモータ４０によるアシストトルクＴを発生させるアシスト方向を、ヨーレート信号Ｙｒから判断されるヨーレートの方向、即ち、車両の上下方向軸回りにおける当該車両の自転速度の方向から決定する。
【００５８】
次に、ステップＳ２０２にて、ヨーレート信号Ｙｒを微分した後、ステップＳ２０３にて、このヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）に等しいか否かについて判定される。ここで、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔ＝０（ゼロ）であれば（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ステップＳ２０４にて、後述する図６（Ａ）に示すヨーレート−アシストトルクマップを参照することにより、上記ヨーレート信号Ｙｒに対応するアシストトルクＴが求められる。
【００５９】
一方、ステップＳ２０２にて演算されたヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）に等しくない場合には（Ｓ２０３でＮＯ）、ステップＳ２０５にて、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）よりも大きいか否かについて判定される。
【００６０】
ここで、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）よりも大きい場合には（Ｓ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０６にて、後述する図６（Ｂ）に示すヨーレート−アシストトルクマップを参照することにより、上記ヨーレート信号Ｙｒに対応するアシストトルクＴが求められる。
【００６１】
一方、ステップＳ２０２にて演算されたヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）よりも大きくない場合には（Ｓ２０５でＮＯ）、ステップＳ２０７にて、後述する図６（Ｃ）に示すヨーレート−アシストトルクマップを参照することにより、上記ヨーレート信号Ｙｒに対応するアシストトルクＴが求められる。
【００６２】
ここで、上述した図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すヨーレート−アシストトルクマップについて説明する。本実施形態では、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）である場合、即ち、ステアリングホイール２１による操舵が保舵されている場合であれば、図６（Ａ）に示すように、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値以下までの範囲においては、ヨーレート信号Ｙｒが増加するに従ってアシストトルクＴが増加するようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。一方、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値を超える範囲においては、ヨーレート信号ＹｒにかかわらずアシストトルクＴが一定になるようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。
【００６３】
また、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）よりも大きい場合、即ち、ステアリングホイール２１による操舵が切り込み方向に変化している場合であれば、図６（Ｂ）に示すように、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値以下までの範囲においては、ヨーレート信号Ｙｒが増加するに従ってアシストトルクＴが上記切り込み方向に増加するようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。一方、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値を超える範囲においては、ヨーレート信号ＹｒにかかわらずアシストトルクＴが一定になるようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。
【００６４】
また、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）よりも小さい場合、即ち、ステアリングホイール２１による操舵が切り戻し方向に変化している場合であれば、図６（Ｃ）に示すように、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値以下までの範囲においては、ヨーレート信号Ｙｒが増加するに従ってアシストトルクＴが切り戻し方向に増加するようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。一方、ヨーレート信号Ｙｒが所定の閾値を超える範囲においては、ヨーレート信号ＹｒにかかわらずアシストトルクＴが一定になるようにヨーレート−アシストトルクマップが設定されている。
【００６５】
ここで、図６（Ａ）〜（Ｃ）から判るように、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）でないとき（図６（Ｂ）（Ｃ）参照）、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０（ゼロ）であるとき（図６（Ａ）参照）に適用されるアシストトルクよりも大きなアシストトルクが発生するように設定されている。なお、ヨーレートセンサ７０のノイズを考慮して車両が僅かに自転した程度の値の場合には、不用意にアシストしないように、上記各ヨーレート−アシストトルクマップでは、例えばアシストトルクＴを０（ゼロ）にする不感帯を設定している。また、上記各ヨーレート−アシストトルクマップは、ＣＰＵ６０のメモリに予め記憶されている。
【００６６】
上述のように、ステップＳ２０４、Ｓ２０６あるいはＳ２０７における処理が終了すると、ステップＳ２０８にて、アシストトルク補正処理がなされる。この処理では、図７に示す車速−アシストトルクゲインマップを参照することにより、車速センサ８０により検出される車速信号Ｖｃに対応するゲインＧを求め、このゲインＧをステップＳ２０４、Ｓ２０６あるいはＳ２０７にて求められたアシストトルクＴに乗算することにより当該アシストトルクＴを補正する。
【００６７】
ここで、上述した図７に示す車速−アシストトルクゲインマップについて説明する。図７に示すように、本実施形態では、車速センサ８０により検出される車速信号Ｖｃが低速である場合には、アシストトルクＴを補正せず（ゲインＧ＝１）、車速信号Ｖｃが低速でない場合には、車速信号Ｖｃが増加するに従ってゲインＧを減少させるように車速−アシストトルクゲインマップが設定されている。また、車速信号Ｖｃが０（ゼロ）である場合には、アシストトルクＴを０（ゼロ）にするようにゲインＧ＝０（ゼロ）に設定されている。なお、上記車速−アシストトルクゲインマップは、ＣＰＵ６０のメモリに予め記憶されている。
【００６８】
以上のようにしてステップＳ２０８の処理が終了すると、アシストトルク設定処理ルーチンＳ２００の処理を終了して、図４のステップＳ１０５の処理に移行する。ステップＳ１０５では、アシストトルク設定処理ルーチンＳ２００にて決定されたアシスト方向（Ｓ２０１）およびアシストトルクＴ（Ｓ２０８）に対応する駆動電流を、インバータ５４を介してアシストモータ４０に供給することによりアシスト制御が継続される。
【００６９】
上述のようにステップＳ１０４あるいはステップＳ１０５における処理が終了すると、ステップＳ１０６では、図略の警告灯を点灯して運転者にトルクセンサ３０の異常を報知する。
【００７０】
このように本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、図４のステップＳ１０１にてトルクセンサ３０の電気的異常が検出された場合には、ヨーレートセンサ７０により検出される車両の上下方向軸回りにおける当該車両の自転速度を示すヨーレート信号Ｙｒに基づきアシストモータ４０によるアシストトルクＴの発生をＥＣＵ５０により制御する。
【００７１】
これにより、トルクセンサ３０の電気的異常が検出された場合でもヨーレートセンサ７０によって検出されるヨーレート信号Ｙｒに基づき制御することで、車両の挙動を考慮したアシストトルクＴの発生を制御することが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じてもアシスト制御を継続することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、図４のステップＳ１０１にてトルクセンサ３０の電気的異常が検出され、かつ、ステップＳ１０３にてヨーレートセンサ７０の電気的異常が検出されない場合には、ヨーレートセンサ７０により検出されるヨーレート信号Ｙｒに基づきアシストモータ４０に発生させるべきアシストトルクＴの発生をＥＣＵ５０により制御する。
【００７３】
これにより、トルクセンサ３０の電気的異常が検出された場合でもヨーレートセンサ７０が正常であれば、この正常なヨーレートセンサ７０によって検出されるヨーレート信号Ｙｒに基づき車両の挙動を考慮したアシストトルクＴの発生を制御することが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じてもアシスト制御を継続することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、ＥＣＵ５０は、ヨーレート信号Ｙｒの方向に基づきアシストモータ４０によるアシストトルクＴを発生させる方向を決定する。これにより、ヨーレート信号Ｙｒの方向から上下方向軸回りにおける車両の自転方向を推定してこの自転方向に適したアシストトルクＴを発生させるように制御することが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じても車両の自転方向に適したアシスト制御を継続することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、ＥＣＵ５０は、ヨーレート信号Ｙｒを微分演算したヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔに基づきアシストトルクＴの発生を制御する。これにより、例えば、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが大きくなるほど、即ち、車両の自転速度が高速で変化するほどアシストモータ４０によるアシストトルクを大きくするように制御することで、車両の自転速度に適したアシスト力を発生させることが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じても、車両の自転速度に適したアシスト制御を継続することができる。
【００７６】
さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、ＥＣＵ５０は、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０でないとき、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０であるときに発生させるアシストトルクよりも大きなアシストトルクを発生させるように制御する。
【００７７】
ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０でないときとは、ヨーレート信号Ｙｒが変化しておりステアリングホイール２１による操舵が切り込み方向あるいは切り戻し方向に変化しているときであり、ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔが０であるときとは、ヨーレート信号Ｙｒが変化せずステアリングホイール２１による操舵が保舵されているときである。
【００７８】
そのため、ステアリングホイール２１による操舵が保舵されているときのアシストトルクよりもステアリングホイール２１による操舵が切り込み方向あるいは切り戻し方向に変化しているときのアシストトルクを大きくするように制御することが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じても、ステアリングホイール２１による操舵状態を考慮したアシスト制御を継続することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０では、ＥＣＵ５０は、車速センサ８０により検出される車速信号Ｖｃに基づきアシストトルクＴの発生を制御する。例えば、車両が低速走行している場合には、アシストトルクＴを高めることにより、軽いステアリング操作でも操舵輪は大きく切れる。これにより運転者の操舵を楽にすることができる。一方、車両が高速走行している場合には、アシストトルクＴを小さくすることにより、ステアリング操作が重くなるとともに、たとえステアリングホイール２１を操舵する力が大きくても操舵輪は小さく切れるにとどまる。これにより車両制御の安定性のさらなる向上を期待することができる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じても、車両制御の安定性を向上させるとともにアシスト制御を継続することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果が得られる。
（１）ヨーレート微分演算値ｄｒ／ｄｔに基づき図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すヨーレート−アシストトルクマップを参照することにより、ヨーレート信号Ｙｒに対応するアシストトルクＴを求めることに限らず、ヨーレート信号Ｙｒの大きさが大きいほどアシストトルクＴを大きくするようにしてもよい。
一般に、ヨーレートの大きさが大きいほど、上下方向軸回りにおける車両の自転速度が高速になる。このように車両の自転速度が高速になると、その操舵をアシストするためにはより大きなアシストトルクが必要となる。このため、ヨーレートセンサ７０により検出されたヨーレート信号Ｙｒの大きさが大きいほどアシストモータ４０によるアシストトルクＴを大きくするように制御することにより、車両の自転速度に適したアシストトルクＴを発生させることが可能となる。したがって、トルクセンサ３０に異常が生じても、車両の自転速度に適したアシスト制御を継続することができる。
【００８１】
（２）上記図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すヨーレート−アシストトルクマップに示すように、ヨーレート信号Ｙｒが上記所定の閾値を超える範囲においては、ヨーレート信号ＹｒにかかわらずアシストトルクＴが一定になるようにヨーレート−アシストトルクマップを設定することに限らず、ヨーレート信号Ｙｒが上記所定の閾値を超える範囲においては、ヨーレート信号Ｙｒが大きいほどアシストトルクＴを小さくするようにヨーレート−アシストトルクマップを設定してもよい。これにより、ヨーレート信号Ｙｒが大きくなるような運転状況であっても、車両のスピンを未然に防ぐことができる。
【００８２】
（３）上述のようにトルクセンサ３０が異常であると判定される場合には、ステアリングホイール２１による操舵角を、ヨーレートセンサ７０により検出されるヨーレート信号Ｙｓおよび車速センサ８０により検出される車速信号Ｖｃに基づき推定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。
【図２】電気式動力舵取装置のＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態によるモータのアシスト制御に関する機能ブロック図である。
【図４】本実施形態に係るアシスト制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】図４中のアシストトルク設定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６（Ａ）は、図５のステップＳ２０４におけるアシストトルク設定処理に用いられるヨーレート−アシストトルクマップの一例を示す説明図であり、図６（Ｂ）は、図５のステップＳ２０６におけるアシストトルク設定処理に用いられるヨーレート−アシストトルクマップの一例を示す説明図であり、図６（Ｃ）は、図５のステップＳ２０７におけるアシストトルク設定処理に用いられるヨーレート−アシストトルクマップの一例を示す説明図である。
【図７】図５のアシストトルク補正処理に用いられる車速−アシストトルクゲインマップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…電気式動力舵取装置
２０…操舵機構
２１…ステアリングホイール
３０…トルクセンサ
４０…アシストモータ（モータ）
５０…ＥＣＵ（制御手段）
６０…ＣＰＵ
７０…ヨーレートセンサ
８０…車速センサ
ｄｒ／ｄｔ…ヨーレート微分演算値
Ｇ…ゲイン
Ｔ…アシストトルク（アシスト力）
Ｔｓ…トルク信号（操舵トルク）
Ｖｃ…車速信号（車速）
Ｙｒ…ヨーレート信号（ヨーレート）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008183987.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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