(57)【要約】【課題】特定素子、特に単一の相に大電流を通電させず、通電電流量を二相以上に分散させることができる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する３相ブラシレスモータ１２を備え、少なくとも操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生させるべく、モータ回転角θを参照して前記モータ１２を駆動制御する。このとき、前記モータ１２が停止状態且つ高負荷状態であることを検出したとき、操舵補助力制御に用いるモータ回転角θをオフセットすることで当該モータ１２を僅かに回転させることで、大電流が通電する相を切り替え、モータ１２からモータ駆動回路までの負荷を分散する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記操舵系に伝達する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値及び前記モータ回転角検出手段で検出したモータ回転角に基づいて、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御を行うモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータが停止状態にあることを検出するモータ停止状態検出手段と、前記電動モータから電動モータ駆動回路までの負荷分散状態を検出する負荷分散状態検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記モータ停止状態検出手段で前記電動モータが停止状態であることを検出し、且つ前記負荷分散状態検出手段で前記電動モータから前記電動モータ駆動回路までの間が高負荷状態となっている要負荷分散状態であることを検出したとき、前記電動モータから前記電動モータ駆動回路までの負荷を分散させる負荷分散処理手段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】
前記負荷分散処理手段は、前記モータ回転角検出手段で検出されたモータ回転角に対し、所定のオフセット値を加算して、前記モータ駆動制御を行うように構成されてい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】
前記負荷分散処理手段は、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクに対し、所定のオフセット値を加算して、前記モータ駆動制御を行うように構成されてい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４】
前記負荷分散処理手段は、前記負荷分散状態検出手段で検出した負荷分散状態に応じて、最大オフセット値を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記最大オフセット値は、前記電動モータの相の数に応じて設定されることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記負荷分散処理手段は、オフセット加算値を、前記最大オフセット値まで徐々に変化させる徐変手段を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記徐変手段は、前記モータ回転角の変化率が所定値以下であるとき、微小オフセット値ずつ加算して前記オフセット加算値を徐々に増加し、前記モータ回転角の変化率が所定値より大きいとき、前記微小オフセット値を減少又は零とすることを特徴とする請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
所定条件を満たしたとき、前記負荷分散処理手段による負荷分散処理を解除する負荷分散処理解除手段を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記電動モータが操舵限界に達して停止状態となったと判断したとき、若しくは前記負荷分散処理手段で決定される最大オフセット値を加算した後の前記電動モータの位置が操舵限界に達すると見込まれるとき、前記負荷分散処理手段による負荷分散処理を禁止する負荷分散処理禁止手段を備えることを特徴とする請求項２〜８の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記負荷分散処理手段は、前記電動モータが操舵限界に達して停止状態となったと判断したとき、若しくは前記負荷分散処理手段で決定される最大オフセット値を加算した後の前記電動モータの位置が操舵限界に達すると見込まれるとき、負荷分散処理で加算するオフセット値を操舵限界とは逆方向に設定することを特徴とする請求項２〜８の何れか１項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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータの回転状態と停止状態とにおいてそれぞれ異なる演算態様で、電動モータのコイルに流れる電流値に基づいて当該電動モータの温度を推定することで、電動モータの回転状態によらずモータ温度の推定を的確に行うというモータ温度推定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の電動パワーステアリング装置として、操舵角が最大操舵角に達したときの三相電流をモニタし、三相電流の何れかが電流最大値の９０％以上に達している場合、ＰＷＭデューティ比を低減することで駆動素子の発熱を低減するというものが知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−２８４３７５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８９２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のモータ温度推定装置にあっては、モータの回転の有無で発熱する素子の温度を推定し、過熱保護を実施することはできるが、素子の過熱そのものを防止することはできない。
また、上記特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、最大操舵角での操舵において発生する一相への過大な通電を、ＰＷＭデューティ比を小さくすることで低減しているため、特定の素子の異常過熱は防止することができるものの、発熱部位を分散させる効果は薄い。
【０００４】
そこで、本発明は、特定素子、特に単一の相に大電流を通電させず、通電電流量を二相以上に分散させることができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記操舵系に伝達する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値及び前記モータ回転角検出手段で検出したモータ回転角に基づいて、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御を行うモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータが停止状態にあることを検出するモータ停止状態検出手段と、前記電動モータから電動モータ駆動回路までの負荷分散状態を検出する負荷分散状態検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記モータ停止状態検出手段で前記電動モータが停止状態であることを検出し、且つ前記負荷分散状態検出手段で前記電動モータから前記電動モータ駆動回路までの間が高負荷状態となっている要負荷分散状態であることを検出したとき、前記電動モータから前記電動モータ駆動回路までの負荷を分散させる負荷分散処理手段を備えることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項１に係る発明において、前記負荷分散処理手段は、前記モータ回転角検出手段で検出されたモータ回転角に対し、所定のオフセット値を加算して、前記モータ駆動制御を行うように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項１に係る発明において、前記負荷分散処理手段は、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクに対し、所定のオフセット値を加算して、前記モータ駆動制御を行うように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項４に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記負荷分散処理手段は、前記負荷分散状態検出手段で検出した負荷分散状態に応じて、最大オフセット値を設定することを特徴としている。
さらにまた、請求項５に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項４に係る発明において、前記最大オフセット値は、前記電動モータの相の数に応じて設定されることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項６に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項４又は５に係る発明において、前記負荷分散処理手段は、オフセット加算値を、前記最大オフセット値まで徐々に変化させる徐変手段を備えることを特徴としている。
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項６に係る発明において、前記徐変手段は、前記モータ回転角の変化率が所定値以下であるとき、微小オフセット値ずつ加算して前記オフセット加算値を徐々に増加し、前記モータ回転角の変化率が所定値より大きいとき、前記微小オフセット値を減少又は零とすることを特徴としている。
【０００９】
さらにまた、請求項８に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項１〜７の何れか１項に係る発明において、所定条件を満たしたとき、前記負荷分散処理手段による負荷分散処理を解除する負荷分散処理解除手段を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項９に係る電動パワーステアリグ装置は、請求項２〜８の何れか１項に係る発明において、前記電動モータが操舵限界に達して停止状態となったと判断したとき、若しくは前記負荷分散処理手段で決定される最大オフセット値を加算した後の前記電動モータの位置が操舵限界に達すると見込まれるとき、前記負荷分散処理手段による負荷分散処理を禁止する負荷分散処理禁止手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２〜８の何れか１項に係る発明において、前記負荷分散処理手段は、前記電動モータが操舵限界に達して停止状態となったと判断したとき、若しくは前記負荷分散処理手段で決定される最大オフセット値を加算した後の前記電動モータの位置が操舵限界に達すると見込まれるとき、負荷分散処理で加算するオフセット値を操舵限界とは逆方向に設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、電動モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断したとき、電動モータを僅かに回転させることで、大電流が通電される相を切り替えることができ、操舵フィーリングを悪化させることなく、特に単一の相に連続して大電流が通電されることを防止して、単一相のコイルからモータ駆動回路の素子間の局所過熱を防止することができると共に、発熱部位を分散させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１４】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式で構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１５】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータとしての３相ブラシレスモータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。
【００１６】
また、３相ブラシレスモータ１２は、図２に示すように、Ｕ相コイルＬｕ、Ｖ相コイルＬｖ及びＷ相コイルＬｗの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗの他端が操舵補助制御装置２０に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗが供給される。また、３相ブラシレスモータ１２は、ロータの回転位置を検出するレゾルバ、エンコーダ等で構成されるモータ回転角検出手段としてのロータ位置検出回路１３を備えている。
【００１７】
操舵補助制御装置２０には、図２に示すように、トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ２１で検出された車速検出値Ｖｓが入力されると共に、ロータ位置検出回路１３で検出されたモータ回転角θが入力され、さらに３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを検出するモータ電流検出回路２２から出力されるモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄが入力される。
【００１８】
この操舵補助制御装置２０は、操舵トルクＴ、車速検出値Ｖｓ及びモータ回転角θに基づいて操舵補助目標電流値を演算して、モータ電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを出力する例えばマイクロコンピュータで構成される制御演算装置２３と、３相ブラシレスモータ１２を駆動する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるモータ駆動回路２４と、制御演算装置２３から出力される相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに基づいてモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するＦＥＴゲート駆動回路２５とを備えている。この操舵補助制御装置２０がモータ制御手段に対応している。
【００１９】
制御演算装置２３は、図３に示すように、ベクトル制御の優れた特性を利用してベクトル制御ｄ、ｑ成分の電流指令値を決定した後、この電流指令値を各励磁コイルＬｕ〜Ｌｗに対応した各相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*に変換して出力するベクトル制御相指令値算出回路３０と、このベクトル制御装置指令値算出回路３０から出力される各相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*とモータ電流検出回路２２で検出したモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄとで電流フィードバック処理を行う電流制御回路４０とを備えている。
【００２０】
ベクトル相指令値算出回路３０は、図３に示すように、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴと車速センサ２１で検出した車速Ｖｓとが入力され、これらに基づいて操舵補助電流指令値ＩM*を算出する操舵補助電流指令値演算部３１と、ロータ位置検出回路１３で検出したモータ実回転角θ、及びモータ電流検出回路２２で検出したモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄをもとに制御に用いるモータ回転角θｍを出力するモータ角度出力部３２と、モータ角度出力部３２で出力したモータ回転角θｍを電気角θｅに変換して出力すると共に、当該電気角θｅを微分して電気角速度ωｅを出力する電気角変換部３３と、操舵補助電流指令値ＩM*と電気角速度ωｅとに基づいてｄ軸指令電流Ｉｄ*を算出するｄ軸指令電流算出部３４と、電気角θｅに基づいてｄ軸電圧ｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）を算出するｄ−ｑ軸電圧算出部３５と、ｄ軸電圧ｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）とｄ軸指令電流Ｉｄ*と操舵補助電流指令値ＩM*とに基づいてｑ軸指令電流Ｉｑ*を算出するｑ軸指令電流算出部３６と、ｄ軸指令電流算出部３４から出力されるｄ軸指令電流Ｉｄ*とｑ軸指令電流算出部３６から出力されるｑ軸指令電流Ｉｑ*とを３相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*に変換する２相／３相変換部３７とを備えている。
【００２１】
また、電流制御回路４０は、ベクトル制御相指令値算出部３０から供給される電流指令値Ｉｕ*，Ｉｖ*，Ｉｗ*から電流検出回路２２で検出した各相コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに流れるモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄを減算して各相電流誤差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗを求める減算器４１ｕ、４１ｖ及び４１ｗと、求めた各相電流誤差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗに対して比例積分制御を行って指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出するＰＩ制御部４２と、算出された指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいてモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱｕａ〜Ｑｗｂに対応するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号ＰＷＭｕａ〜ＰＷＭｗｂを形成するＰＷＭ制御部４３とを備えている。
【００２２】
そして、ＰＷＭ制御部４３から出力されるパルス幅変調信号ＰＷＭｕａ〜ＰＷＭｗｂがＦＥＴゲート駆動回路２５に供給される。
このように、操舵トルクＴ及び車速検出値Ｖｓに応じた操舵補助力を発生させるべく、モータ回転角θｍを参照してモータを駆動制御する操舵補助力制御が行われる。モータ回転角θｍはモータ角度出力部３２から出力されるものであって、本実施形態では、モータ角度出力部３２で、３相ブラシレスモータ１２が停止状態でない通常状態では、ロータ位置検出回路１３で検出したモータ実回転角θをそのままモータ回転角θｍとして出力し、これをもとにモータを駆動制御する。
【００２３】
一方、３相ブラシレスモータ１２が停止状態、且つ大電流が通電されている高負荷状態では、モータ角度出力部３２で、通常角度（モータ実回転角θ）に対して所定のオフセット値を加算したモータ回転角θｍを出力し、これをもとにモータを駆動制御する。
図４は、モータ角度出力部３２の詳細な構成を示すブロック図である。ここで、スイッチＡ及びＢは、後述する相電流監視部５２から高負荷状態検出信号Ｆが入力されていないときは実線で示す状態となっており、相電流監視部５２から高負荷状態検出信号Ｆが入力されると、破線で示す状態へ切り換わるようになっている。
【００２４】
モータ停止判定部５１では、モータ実回転角θに基づいて３相ブラシレスモータ１２が停止状態にあるか否かを判定し、モータ停止状態フラグＭＳを出力する。ここでは、モータ実回転角θの変化率が所定時間、所定値以下であるときに、モータ停止状態であると判定してモータ停止状態フラグＭＳをモータ停止状態であることを意味する“１”にセットし、これを出力する。そして、それ以外のときにはモータ停止状態フラグＭＳを“０”にリセットし、これを出力する。
【００２５】
相電流監視部５２では、前記モータ停止判定部５１から出力されるモータ停止状態フラグＭＳと、モータ電流検出回路２２で検出したモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄとに基づいて、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であるか否かを判定し、停止状態且つ高負荷状態であると判定したときに高負荷状態検出信号Ｆを出力する。
【００２６】
この相電流監視部５２は、各相の電流検出値をもとに後述する積算処理を実行して相電流の積算値を出力する積算処理部５２ａ〜５２ｃと、積算処理部５２ａ〜５２ｃから出力される積算値をもとに後述する負荷状態判断処理を実行して、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であるか否かを判断する高負荷状態判断部５２ｄとを備えている。
【００２７】
図５は、積算処理部５２ａ〜５２ｃで夫々実行される積算処理手順を示すフローチャートである。
この積算処理は、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎に処理されるようになっており、先ず、ステップＳ１では、後述するオフセット加算処理部５３で設定されるオフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＯＦＳ＝１であるときにはステップＳ２に移行して、相電流の積算値Ｉaddをリセットしてから積算処理を終了する。
【００２８】
一方、前記ステップＳ１で、オフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中でないことを意味する“０”にリセットされていると判定したときには、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、前記モータ停止判定部５１から出力されるモータ停止状態フラグＭＳが、モータ停止状態であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＭＳ＝１であるときにはステップＳ４に移行し、ＭＳ＝０であるときには前記ステップＳ２に移行する。
【００２９】
ステップＳ４では、前回のサンプリング処理で検出した相電流（前回電流検出値）と今回のサンプリング処理で検出した相電流（今回電流検出値）との偏差、即ち電流の変化率ΔＩを算出し、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、今回電流検出値をメモリに記憶してステップＳ６に移行し、前記ステップＳ４で算出した電流変化率ΔＩが所定の変化率閾値ΔＩTH（例えば、±１Ａ）以下であるか否かを判定する。そして、電流変化率ΔＩが変化率閾値ΔＩTH以下であるときにはステップＳ７に移行し、電流変化率ΔＩが変化率閾値ΔＩTHより大きいときには前記ステップＳ２に移行する。
【００３０】
ここで、前記変化率閾値ΔＩTHは、電流検出値の検出精度によって決定され、電流変化率ΔＩがこの変化率閾値ΔＩTH以下の変化率に留まっている場合、特定相に対し高負荷通電されていると判断できる程度の値に設定する。
ステップＳ７では、今回電流検出値の絶対値｜Ｉ｜が所定の電流閾値ＩTH以上であるか否かを判定する。そして、｜Ｉ｜≧ＩTHであるときにはステップＳ８に移行し、｜Ｉ｜＜ＩTHであるときには前記ステップＳ２に移行する。
【００３１】
ここで、前記電流閾値ＩTHは、連続通電した場合でも、モータから駆動回路間の各部位（又は構成要素）が発熱し難いとされる電流の上限値（例えば、１０Ａ）に設定する。
そして、ステップＳ８では、相電流検出値を積算し、積算値Ｉaddを出力してから積算処理を終了する。つまり、このステップＳ８では、モータ停止状態となってからの相電流の累計を算出している。
【００３２】
なお、ここでは今回電流検出値の絶対値｜Ｉ｜が電流閾値ＩTH以上である時に積算する場合について説明したが、あえて電流閾値ＩTH以上の電流検出値を積算するようにせずとも、今回電流検出値Ｉをそのまま積算してもよい。
図６は、高負荷状態判断部５２ｄで実行される負荷状態判断処理手順を示すフローチャートである。
【００３３】
この負荷状態判断処理は、所定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）毎に処理されるようになっており、先ず、ステップＳ１１で、後述するオフセット加算処理部５３で設定されるオフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＯＦＳ＝１であるときにはそのまま負荷状態判断処理を終了する。
【００３４】
一方、前記ステップＳ１１で、オフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中でないことを意味する“０”にリセットされていると判定したときには、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、積算処理部５２ａ〜５２ｃで夫々算出された相電流の積算値Ｉｕadd、Ｉｖadd及びＩｗaddに対してソート処理を施して最大積算値を選択し、ステップＳ１３に移行する。
【００３５】
ステップＳ１３では、前記ステップＳ１２で選択された最大積算値が所定の高負荷判断閾値以上であるか否かを判定し、最大積算値≧高負荷判断閾値であるときには、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断してステップＳ１４に移行し、最大積算値＜高負荷判断閾値であるときにはそのまま負荷状態判断処理を終了する。
ここで、高負荷判断閾値は、連続通電した場合に、モータから駆動回路間の各部位（又は構成要素）が発熱しやすいと判断される電流積算量に設定する。
【００３６】
ステップＳ１４では、高負荷状態検出信号Ｆを出力してステップＳ１５に移行し、モータ回転角の最大オフセット値を決定してから負荷状態判断処理を終了する。
ここで、前記最大オフセット値は、モータの高負荷状態（積算値の量）及びモータの相の数に応じて設定する。本実施形態のように３相モータの場合、最小で電気角６０ｄｅｇを設定し、高負荷状態であるほど（積算値が大きいほど）、確実に相転流するように６０ｄｅｇの整数倍を最大オフセット値として設定する。このとき、最大オフセット値適用後の角度によるモータへの通電制御によって、再度特定相に対して高負荷通電とならないように配慮するとよい。
【００３７】
図４のオフセット加算処理部５３では、高負荷状態判断部５２ｄでモータが停止状態且つ高負荷状態であると判断されたとき、モータ実回転角θに対してオフセット値を加算したモータ回転角θｍを出力する。
図７は、オフセット加算処理部５３で実行されるオフセット加算処理手順を示すフローチャートである。
【００３８】
このオフセット加算処理は、所定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）毎に処理されるようになっており、先ず、ステップＳ２１で、高負荷状態判断部５２ｄから高負荷状態検出信号Ｆが出力されているか否かを判定する。そして、高負荷状態検出信号Ｆが出力されているときには、モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断してステップＳ２２に移行し、出力されていないときには、そのままオフセット加算処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ２２では、オフセット加算フラグＯＦＳがオフセット加算中であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＯＦＳ＝０であるときには、オフセット加算中でないものと判断してステップＳ２３に移行する。
ステップＳ２３では、現在のモータ回転角θをオフセット加算処理開始時のモータ回転角（初期角度）θ0としてメモリに記憶し、ステップＳ２４に移行する。
【００４０】
ステップＳ２４では、初期角度θ0に前記高負荷状態判断部５２ｄで設定された最大オフセット値を加算した目標モータ回転角θｔを算出する。この目標モータ回転角θｔは、オフセット加算処理におけるモータ回転角θｍの最終到達目標角度に相当する。
次に、ステップＳ２５で、現在のモータ回転角θに対してオフセット加算処理を施す。具体的には、現在のモータ回転角θを微小角度ΔθOFSだけオフセットし、これをモータ回転角θｍとして出力してステップＳ２６に移行する。ここで、上記微小角度オフセット値（±ΔθOFS）とは、オフセットさせたモータ回転角θｍを用いたアシスト制御により、運転者に対して操舵違和感を与えない角度量とし、目標モータ回転角θｔに到達するまでの加算周期を考慮して設定する。
【００４１】
モータ回転角θをオフセットする方向は、予めどちらか一方に設定しておくこともできるが、負荷分散のためにモータ回転角θをオフセットさせた結果としてモータ回転角θが操舵限界を超えないようにするためと、モータ電流を相転流させることによって一方向だけに角度を進めないようにするためにも、本実施形態では、例えば、表１に示すように設定する。
【００４２】
【表１】
2008118729.tif 000003
【００４３】
なお、モータ回転角度をオフセットさせ、モータ電流を相転流させて負荷分散を行わせる場合の条件は、上記表１に限定されるものではなく、電動パワーステアリング装置の特性に応じて最適なパターンを決定することが好ましい。
ステップＳ２６では、現在のモータ回転角θに微小角度オフセット値ΔθOFSを加算した後の角度θOFSをメモリに記憶し、ステップＳ２７に移行する。
【００４４】
ステップＳ２７では、オフセット加算するタイミングを計測するオフセット加算タイマＴOFSを初期化し、次いでステップＳ２８で、オフセット加算フラグＯＦＳを“１”にセットしてからオフセット加算処理を終了する。
一方、前記ステップＳ２２で、ＯＦＳ＝１であると判定されたときには、オフセット加算中であるものと判断してステップＳ２９に移行する。
【００４５】
ステップＳ２９では、オフセット加算解除条件が成立しているか否かを判定し、オフセット加算解除条件が成立していないときにはステップＳ３０に移行し、オフセット加算解除条件が成立しているときには後述するステップＳ３５に移行する。
ここで、オフセット加算解除条件が成立している状態とは、モータに電流が通電されている相が切り替わる所謂相転流が行われた場合を示す。
【００４６】
ステップＳ３０では、オフセット加算タイマＴOFSが所定時間ＴTH（例えば、１００ｍｓｅｃ）以上であるか否かを判定し、ＴOFS≧ＴTHであるときはステップＳ３１に移行し、ＴOFS＜ＴTHであるときはそのままオフセット加算処理を終了する。
ステップＳ３１では、現在のモータ回転角θが、メモリに記憶した微小角度オフセット加算後の目標角度θOFSに一致しているか否かを判定し、θ＝θOFSであるときにはステップＳ３２に移行し、θ≠θOFSであるときには後述するステップＳ３４に移行する。
【００４７】
ステップＳ３２では、現在のモータ回転角θに対してオフセット加算処理を施し、その結果をモータ回転角θｍとして出力してステップＳ３３に移行する。
このとき、モータ回転速度ωが所定値ωTH以下であるか否かを判定し、ω≦ωTHである場合には、現在のモータ回転角θに微小角度オフセット値ΔθOFSを加算し、これをモータ回転角θｍとして出力する。このようにして、ω≦ωTHである場合には、オフセット加算値（初期角度θ0に対して加算した角度）を微小角度ΔθOFSずつ徐々に増加する。
【００４８】
一方、ω＞ωTHである場合には、現在のモータ回転角θに、微小角度オフセット値ΔθOFSより小さいオフセット値を加算し、これをモータ回転角θｍとして出力する。このように、加算するオフセット値を通常のオフセット値（ΔθOFS）より減少してオフセット加算処理を行う。なお、ω＞ωTHである場合にはオフセット値を“０”としてもよい。
ここで、所定値ωTHは、結果的にモータ電流が相転流すると見込まれる程度のモータ回転速度に設定する。
【００４９】
ステップＳ３３では、現在のモータ回転角θに微小角度オフセット値ΔθOFSを加算した後の角度θOFSをメモリに記憶し、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３４では、オフセット加算タイマＴOFSを初期化してからオフセット加算処理を終了する。
ステップＳ３５では、オフセット加算フラグＯＦＳを“０”にリセットすると共に、オフセット加算タイマＴOFSを初期化してからオフセット加算処理を終了する。
【００５０】
図４において、モータ停止判定部５１がモータ停止状態検出手段に対応し、相電流監視部５２が負荷分散状態検出手段に対応し、オフセット加算処理部５３が負荷分散処理手段に対応している。
また、図７において、ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ３０〜Ｓ３３の処理が徐変手段に対応し、ステップＳ２９及びＳ３５の処理が負荷分散処理解除手段に対応している。
【００５１】
次に、第１の実施形態の動作及び効果について説明する。
今、車両がカーブ路を旋回走行中であり、３相ブラシレスモータ１２が停止状態にない状態であるものとすると、モータ停止判定部５１でモータ停止状態フラグＭＳ＝０が出力される。これにより、積算処理部５２ａ〜５２ｃでは、図５のステップＳ３でＮｏと判定されステップＳ２に移行して各相電流の積算値Ｉaddがリセットされる。また、高負荷状態判断部５２ｄでは、図６のステップＳ１３でＮｏと判定されるため、高負荷状態検出信号Ｆは出力されない。したがって、図４のスイッチＡ及びＢは実線で示す状態となり、モータ角度出力部３２は、ロータ位置検出回路１３で検出したモータ実回転角θをそのままモータ回転角θｍとして出力するため、通常の操舵補助制御が実施される。
【００５２】
したがって、操舵演算装置２３は、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴ、車速センサ２１で検出した車速Ｖｓ及びロータ位置検出回路１３で検出したモータ回転角θに基づいて、各相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*を演算し、この各相電流指令値Ｉｕ*、Ｉｖ*及びＩｗ*とモータ電流検出回路２２で検出したモータ電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄとで電流フィードバック処理を行って、相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを算出する。そして、その相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに基づいて算出したＰＷＭ信号ＰＷＭｕａ〜ＰＷＭｗｂをＦＥＴゲート駆動回路２５へ出力する。
【００５３】
ＦＥＴゲート駆動回路２５は、上記ＰＷＭ信号に基づいて、モータ駆動回路２４の電界効果トランジスタのゲート電流を制御する。その結果、３相ブラシレスモータ１２の発生トルクが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。
この状態から、特定の相に連続して大電流が通電する状態となり、モータ回転角θの変化率が所定時間、所定値以下となると、モータ停止判定部５１でモータ停止状態フラグＭＳ＝１を出力する。そして、積算処理部５２ａ〜５２ｃで各相電流の積算値Ｉaddが算出される。このとき、３相ブラシレスモータ１２のＵ相に連続して大電流が通電されているものとすると、高負荷状態判断部５２ｄでは、図６のステップＳ１２におけるソート処理で、Ｕ相電流の積算値Ｉｕaddが最大積算値として選択される。そして、この最大積算値が高負荷判断閾値以上であるものとすると、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行し、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断されてステップＳ１４で高負荷状態検出信号Ｆを出力する。
【００５４】
したがって、図４のスイッチＡ及びＢは破線で示す状態となり、モータ角度出力部３２は、オフセット加算処理部５３の出力結果をモータ回転角θｍとして出力する。
高負荷状態検出信号Ｆが出力されているため、オフセット加算処理部５３では、先ず、図７のステップＳ２１でＹｅｓと判定してステップＳ２２に移行する。このとき、オフセット加算処理が開始されておらず、オフセット加算フラグＯＦＳ＝０であることから、ステップＳ２２からステップＳ２３に移行して、現在のモータ回転角θをオフセット加算処理開始時のモータ回転角（初期角度）θ0としてメモリに記憶する。そして、ステップＳ２４で、３相ブラシレスモータ１２の負荷状態に応じた最大オフセット値及び初期角度θ0に基づいて目標モータ回転角θｔが算出され、次いでステップＳ２５に移行して、モータ回転角θに対して微小角度オフセット値ΔθOFSを加算した値をモータ回転角θｍとして出力する。
【００５５】
これにより、操舵演算装置２３は、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴ、車速センサ２１で検出した車速Ｖｓ及びオフセット加算処理部５３から出力されたオフセット加算後のモータ回転角θｍに基づいて、操舵補助制御が実施される。
その後は、所定時間ＴTH毎に実モータ回転角θに対して微小角度ΔθOFSずつ加算していくことで、目標モータ回転角θｔに向かって段階的にオフセット加算してモータ駆動制御を行う。このとき、段階的に角度変化を行わせる処理も、微小角度とはいえ、実モータ回転角θが追従しているかどうかを確認せずに無作為にモータ駆動制御で用いる角度を更新してしまうと、磁界ベクトルがずれることによってトルク変動（場合によっては意図しない操舵補助）を引き起こす可能性があるため、ステップＳ３１で実モータ回転角θが微小角度オフセット加算後の目標角度θOFSに追従していることを確認しながらオフセット加算を実行する。
【００５６】
このように、実角度θに微小オフセット値を加算した値でモータ駆動を行い、ロータ位置検出回路１３で検出したモータ回転角θが前記ステップＳ２４で算出した目標モータ回転角θｔに到達し、モータ電流の相転流が行われると、オフセット解除条件が成立してステップＳ２９でＹｅｓと判定されるため、オフセット加算処理を終了して通常の操舵補助制御に復帰する。
【００５７】
このように、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断したときには、操舵補助制御に用いる実モータ回転角θに対して微小なオフセット値ΔθOFSを加算させて操舵補助制御を行い、当該モータ１２の実モータ回転角θを僅かに回転させることで、結果的に大電流が通電し高負荷となっている相（コイル〜駆動素子間）を切り替えることができ、負荷分散を実現することができる。
【００５８】
また、モータ回転角θをオフセットする場合には、微小角度オフセット値ΔθOFSを実モータ回転角θに対して加算して実モータ回転角θを目標角度θOFSまで変化させる処理を繰り返すことにより、実モータ回転角θを最終到達目標角度θｔまで非常に緩やかに変化させるので、操舵フィーリングに違和感を与えることなく、確実に負荷分散させることができる。
【００５９】
さらに、モータ回転角θに加算するオフセット値は、モータ回転速度ωに応じて変更する。すなわち、モータ回転速度ωが所定値ωTH以下であり、モータ回転角θの変化が少ない場合には、上記オフセット値を通常の微小角度ΔθOFSとし、モータ回転速度ωが所定値ωTHより大きい場合には、上記オフセット値を通常の微小角度ΔθOFSより小さくする（又は０とする）。
【００６０】
このようにすることで、モータ回転速度ωが比較的大きい場合には、オフセット加算処理を行わなくてもモータ回転角θが更新され、結果的に相転流し、オフセット加算処理を制限（又は停止）することができる。
また、モータ電流の相転流が行われた場合にオフセット解除条件が成立したものと判断するので、運転者のハンドル操作若しくは路面反力を受けてモータが回転し、結果的にモータへの通電電流が相転流した場合でもオフセット解除条件が成立して、運転者の操舵操作に応じた通常の操舵補助制御に移行することができ、違和感のない操舵アシストを確実に提供することができると共に、確実に負荷分散することが可能である。
【００６１】
ところで、多相交流モータを制御するインバータにおいて、単一の相に大電流が連続して通電された場合、一部の素子が異常に発熱する。そこで、モータの回転の有無をもとに発熱する素子の温度を推定し、過熱保護を実施するというものがある。しかしこの場合、素子の過熱そのものを防止することができず、モータ回転時と比較してアシスト力の最大値を制限せずに操舵アシスト制御を継続できる時間を伸ばすことはできない。また、温度の推定ブロックを複数にする必要があり煩雑である。
【００６２】
これを改善する一つの方法として、特定の素子を異常過熱させないために、ストッパーエンド付近の操舵において発生する、一相（駆動素子、モータ含む）への過大な通電を、ＰＷＭデューティ比を小さくすることで低減するというものがある。しかしこの場合、一相に流れる電流量を小さくするだけであるので、発熱部位を分散させる効果は薄い。
また、ラックエンド付近という限られた領域の保護としているが、保護動作が作動する領域が不鮮明であり、操舵フィーリング性能の低下を招くおそれがある。さらに、路面摩擦抵抗が大きい場合、目的とする効果が得られないおそれがある。
【００６３】
また、工場での組み付け作業時に、ストッパーエンド付近で三相電流が最大電流値未満となるようにブラシレスモータ及びレゾルバを組み付けるというものがあるが、この場合、作業のための全工数は（ＥＣＵ台数×１台あたりの作業工数分）必要となり、大量生産する場合、全体としてのコストが高くなる。
これに対して、本実施形態では、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断したとき、当該モータ１２を僅かに回転させることで大電流が通電する相を切り替えるので、単一相のコイル・素子などの局所過熱を確実に防止することができると共に、負荷状態を各相に分散させることができる。また、温度推定ロジックを簡素化することができるので、ソフトウェアを簡素化することができる。
【００６４】
このように、上記第１の実施形態では、電動モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断したとき、電動モータから電動モータ駆動回路までの負荷を分散させる処理を行うので、発熱部位を分散させて、特定相のコイルや素子等の局所過熱を防止することができる。
また、電動モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断したとき、モータ回転角に対し所定のオフセット値を加算してモータ駆動制御を行うので、電動モータを僅かに回転させることで、比較的簡易な構成で確実に大電流が通電される相を切り替えることができ、操舵フィーリングを悪化させることなく、特定の相に連続して大電流が通電されることを防止して、特定相のコイルや素子等の局所過熱を防止することができると共に、負荷状態を各相に分散させることができる。
【００６５】
さらに、電動モータの負荷状態に応じて最大オフセット値を設定するので、モータ回転角を確実に相転流する角度まで変更することができる。
また、電動モータの相の数に応じて最大オフセット値を設定するので、例えば、３相モータの場合、６０ｄｅｇの整数倍を最大オフセット値に設定することで、確実に相転流させることができる。
【００６６】
さらにまた、オフセット加算値を最大オフセット値まで徐々に変化させるので、電動モータを緩やかに回転させることができ、電動モータを瞬時に回転させることに起因する操舵フィーリングの悪化を確実に防止することができる。
また、モータ回転速度が所定値以下であるとき、実モータ回転角に対して微小角度オフセット値ずつ加算してオフセット加算値を増加し、モータ回転速度が所定値より大きいとき、加算するオフセット値を減少又は零とするので、モータ回転速度が比較的大きくオフセット加算処理が実質不必要である場合にはオフセット加算処理を制限又は停止することができるなど、モータ電流を相転流させるためのオフセット加算処理の要否に応じて適切に負荷分散することができる。
【００６７】
さらに、所定条件を満たしたときには負荷分散処理を解除するので、モータ電流の相転流が行われた場合や、運転者のハンドル操作若しくは路面反力を受けてモータが回転し、結果的にモータへの通電電流が相転流した場合には、オフセット加算処理を解除して、不必要にオフセット加算処理を実施することを防止することができると共に、運転者の操舵に応じた違和感のない操舵アシストを提供することができる。
【００６８】
また、最大オフセット値を加算した後のモータの位置が操舵限界に達すると見込まれるときには、オフセット加算処理で加算するオフセット値を操舵限界とは逆方向に設定するので、操舵限界を超えた位置までオフセットさせることに起因する操舵フィーリングの悪化を確実に防止することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、相電流の積算値が所定の高負荷判断閾値以上であるとき、モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断する場合について説明したが、モータ停止状態であると判断されたときに検出された相電流の一定時間における電流値又はその平均値が一定以上であるときに、モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断するようにしてもよい。また、相電流の２乗の積算値又はその平均値が一定以上であるときに、モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記第１の実施形態においては、モータ停止状態を判定した後にモータ相電流の積算値を算出する場合について説明したが、モータ回転角の変化率が所定値以下となった状態から上記積算値を算出することもできる。これにより、モータの高負荷状態をより適切に判断することができる。
さらに、上記第１の実施形態においては、図７のステップＳ２９でオフセット加算解除条件が成立したときに相転流完了フラグをＯＮし、この相転流完了フラグＯＮ後、例えば１ｓｅｃ経過するまでに再度特定相に大きな電流が通電した場合、上記表１に基づいて次回オフセット加算処理でのオフセット方向を決定することもできる。
【００７０】
また、上記第１の実施形態においては、図７のステップＳ３１で、θ＝θOFSであるときに実角度θが目標角度θOFSに追従していると判断してオフセット加算処理を実行する場合について説明したが、モータ１２のロータとステータとの磁界ベクトルのずれがあっても、磁界ベクトルずれを起因とするトルク変動が運転者に違和感を与えない範囲であれば、θ≒θOFSであってもオフセット加算処理を実行するようにしてもよい。
【００７１】
この場合、オフセット加算処理中に解除条件が成立した場合（ステップＳ２９でＹｅｓの場合）には、ステップＳ３５の処理を実行した後、実角度θと目標角度θOFSとのずれを段階的に戻すような処理を追加することもできる。
また、上記第１の実施形態においては、３相ブラシレスモータ１２が操舵限界に達して停止状態となったと判断したとき、若しくは最大オフセット値を加算した後のモータの位置が操舵限界に達すると見込まれるときには、オフセット加算処理の作動を禁止する負荷分散処理禁止手段を設けることもできる。これにより、オフセット加算処理を適切な状況下でのみ作動することができ、操舵フィーリングをより向上させることができる。
【００７２】
さらにまた、上記第１の実施形態においては、３相ブラシレスモータ１２が操舵限界に達して停止状態となったと判断したときには、オフセット加算処理で加算するオフセット値を操舵限界とは逆方向に設定することもできる。この場合にも、操舵フィーリングをより向上させることができる。
さらに、上記第１の実施形態においては、相転流させるために実角度にオフセット値を加算している最中は電流積算を行わない場合について説明したが、相転流させるためのオフセット加算中も電流値を積算して各相の負荷状態を監視し、状況に応じてオフセットさせる角度の符号を変更するなどして、さらに効果のある負荷分散処理を行うこともできる。
【００７３】
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、相電流の積算値が一定以上であるときにモータが高負荷状態であると判断しているのに対し、操舵トルク値の絶対値が一定以上であるときにモータが高負荷状態であると判断するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態の相電流監視部５２では、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔが入力されて図８に示す負荷状態判断処理を実行する。この相電流監視部５２の処理以外は前述した第１の実施形態と同様の処理を実行するため、処理の異なる部分を中心に説明する。
【００７４】
先ず、図８のステップＳ４１では、オフセット加算処理部５３で設定されるオフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＯＦＳ＝１であるときには負荷状態判断処理を終了する。
一方、前記ステップＳ４１で、オフセット加算フラグＯＦＳが、オフセット加算中でないことを意味する“０”にリセットされていると判定したときには、ステップＳ４２に移行する。
【００７５】
ステップＳ４２では、前記モータ停止判定部５１から出力されるモータ停止状態フラグＭＳが、モータ停止状態であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、ＭＳ＝１であるときにはステップＳ４３に移行し、ＭＳ＝０であるときにはそのまま負荷状態判断処理を終了する。
ステップＳ４３では、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔを読み込み、ステップＳ４４に移行する。
【００７６】
ステップＳ４４では、前記ステップＳ４３で読み込んだトルク検出値Ｔの絶対値が、所定のトルク閾値Ｔ１以上である否かを判定する。ここで、トルク閾値Ｔ１は、運転者が大きな操舵操作をしており３相ブラシレスモータ１２が高負荷状況にあると判断できる程度の値に設定する。
そして、このステップＳ４４で、｜Ｔ｜≧Ｔ１であると判定したときには、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断してステップＳ４５に移行し、｜Ｔ｜＜Ｔ１であると判定したときにはそのまま負荷状態判断処理を終了する。
【００７７】
ステップＳ４５では、高負荷状態検出信号Ｆを出力してステップＳ４６に移行し、モータ回転角のオフセット値を決定してから負荷状態判断処理を終了する。ここで、前記オフセット値は、モータの高負荷状態及びモータの相の数に応じて設定する。
次に、第２の実施形態の動作及び効果について説明する。
今、車両が直進走行中であり、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔが略零であるものとする。この場合には、モータ停止判定部５１で３相ブラシレスモータ１２が停止状態にあると判定された場合であっても、相電流監視部５２では、図８のステップＳ４４でＮｏと判定されて３相ブラシレスモータ１２が高負荷状態にないと判断されるため、高負荷状態検出信号Ｆを出力することはない。
【００７８】
したがって、図４のスイッチＡ及びＢは実線で示す状態となり、モータ角度出力部３２は、ロータ位置検出回路１３で検出したモータ実回転角θをそのままモータ回転角θｍとして出力するため、通常の操舵補助制御が実施される。
一方、運転者が比較的大きなステアリング操作を行っている場合には、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔの絶対値が所定値Ｔ１以上となるため、モータ停止判定部５１で３相ブラシレスモータ１２が停止状態にあると判定されると、相電流監視部５２では、図８のステップＳ４４でＹｅｓと判定し、ステップＳ４５で高負荷状態検出信号Ｆを出力する。
【００７９】
したがって、図４のスイッチＡ及びＢは破線で示す状態となり、モータ角度出力部３２は、モータ実回転角θに対してオフセット加算処理を施した値をモータ回転角θｍとして出力する。そして、このモータ回転角θｍをもとに操舵補助制御が実施される。
このように、上記第２の実施形態では、電動モータが停止状態にあると判断されたときの操舵トルク値の絶対値が所定値以上であるときに、当該モータが高負荷状態にあると判断するので、電動モータの負荷状態を判断するロジックを簡素化することができる。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第１及び第２の実施形態において、操舵補助力制御で用いるモータ回転角をオフセットすることでモータの通電相を切り替えているのに対し、操舵補助力制御で用いる操舵トルクをオフセットすることでモータの通電相を切り替えるようにしたものである。
【００８１】
すなわち、第３の実施形態の制御演算装置２３の具体的構成を図９に示すように、前述した第１及び第２の実施形態の制御演算装置２３において、モータ角度出力部３２を削除し、電気角変換部３３ではロータ位置検出回路１３で検出したモータ回転角θ（＝θｍ）をもとに電気角θｅ及び電気角速度ωｅを出力するようにする。また、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴが入力されて、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断したときに操舵トルクＴをオフセットした値を出力する操舵トルク出力部３８を追加する。そして、それ以外は図３と同様の処理を実行するため、処理の異なる部分を中心に説明する。
【００８２】
操舵トルク出力部３８では、前述した第１又は第２の実施形態のモータ停止判定部５１及び相電流監視部５２と同様に、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であるか否かを判定し、停止状態且つ高負荷状態でないと判定した場合には、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴをそのまま操舵補助電流指令値演算部３１に出力する。
一方、停止状態且つ高負荷状態であると判定した場合には、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴにゲインＧを乗じた値を操舵補助電流指令値演算部３１に出力する。
【００８３】
ここで、ゲインＧは、モータ回転速度ωが“０”である場合には、この状態が継続する時間に応じて、その初期値（例えば、Ｇ＝１）に対して小さくする。また、０＜ω≦ωTHである場合には、先に算出されたゲインを維持する。
なお、ゲインＧは、前記回転速度閾値ωTHより小さい回転速度閾値ω１を用いて、モータ回転速度ωが０≦ω≦ω１である場合に、この状態が継続する時間に応じてその初期値に対して小さくし、モータ回転速度ωがω１＜ω≦ωTHである場合に、先に算出されたゲインを維持するようにすることもできる。
【００８４】
また、この操舵トルクＴに対するゲイン倍処理は、所定の高負荷状態解除条件が成立したときに解除する（Ｇ＝１とする）ものとする。ここで、上記高負荷状態解除条件が成立した状態とは、モータ回転速度ωが回転速度閾値ωTHより大きい状態をいう。
この高負荷状態解除条件が成立すると、トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴに乗じるゲインＧは“１”に戻される。ゲインＧを“１”に戻す場合、戻す前のゲインとの間に一定以上の差があり、ゲインＧを瞬時に“１”まで戻すと操舵の違和感を生じさせるおそれがある場合には、操舵トルクＴやゲイン倍処理の継続時間、オフセット値等の関数を用いて段階的にゲインＧを“１”まで戻すようにする。
【００８５】
なお、ゲインＧの変化リミッタを用いるなどにより、急激なゲイン変化を防止するようにしてもよい。
次に、第３の実施形態の動作及び効果について説明する。
今、モータ回転角θの変化率が所定時間“０”となって、モータが停止状態であると判断されたものとする。このとき、運転者が比較的大きなステアリング操作を行っており、操舵トルクＴのトルク閾値｜Ｔ｜が所定値Ｔ１以上であるものとすると、３相ブラシレスモータ１２が停止状態且つ高負荷状態であると判断される。
【００８６】
このとき、モータ回転速度ωは“０”であるので、操舵トルク出力部３８では、ゲインＧを初期値に対して小さく算出し、そのゲインＧをトルクセンサ３で検出した操舵トルクＴに乗じた値を操舵補助電流指令値演算部３１に出力する。したがって、ゲインＧを乗じた操舵トルクＴと車速Ｖｓとに基づいて、操舵補助力制御が実施される。
その後もω＝０の状態が継続すると、操舵トルク出力部３８は、ゲインＧを初期値に対して徐々に小さい値に算出する。これにより、操舵トルク出力部３８から出力される操舵トルクＴは、トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴに対して徐々に大きな値となる。
【００８７】
その後、モータ回転速度ωが徐々に大きくなって回転速度閾値ωTHより大きくなると、高負荷状態解除条件が成立したものと判断されて、ゲインＧを初期値“１”に戻す処理が行われる。これにより、通常の操舵補助力制御に復帰し、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴがそのまま操舵補助力制御に用いられる。
このように、上記第３の実施形態では、電動モータが停止状態且つ高負荷状態であると判断したとき、操舵補助力制御に用いる操舵トルクをゲイン倍することで電動モータを回転させるので、比較的簡易な構成で、確実に大電流が通電する相を切り替えることができる。
【００８８】
なお、上記第３の実施形態においては、ゲインＧをその初期値に対して徐々に小さくすることで操舵トルクＴの量を徐々に大きくする場合について説明したが、ゲインＧをその初期値に対して徐々に大きくすることで操舵トルクＴに対する量を徐々に大きくすることもできる。また、このゲインＧの変化方向は、ゲイン倍処理前の操舵トルクＴの変化方向等に応じて決定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態における車両の概略構成図である。
【図２】操舵補助制御装置の一例を示すブロック図である。
【図３】図２の制御演算装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】図３のモータ角度出力部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】積算処理部で実行する積算処理を示すフローチャートである。
【図６】高負荷状態判断部で実行する負荷状態判断処理を示すフローチャートである。
【図７】オフセット加算処理部で実行するオフセット加算処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態の相電流監視部で実行する負荷状態判断処理を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態における制御演算装置の具体的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…３相ブラシレスモータ、１３…ロータ位置検出回路、２０…操舵補助制御装置、２１…車速センサ、３１…操舵補助電流指令値演算部、３２…モータ角度出力部、３４…ｄ軸指令電流算出部、３５…ｄ−ｑ軸電圧算出部、３６…ｑ軸指令電流算出部、３７…２相／３相変換部、３８…操舵トルク出力部、４２…ＰＩ制御部、４３…ＰＷＭ制御部、５１…モータ停止判定部、５２…相電流監視部、５２ａ〜５２ｃ…積算処理部、５２ｄ…高負荷状態判断部、５３…オフセット加算処理部
【図１】
2008118729.tif 000004
【図２】
2008118729.tif 000005
【図３】
2008118729.tif 000006
【図４】
2008118729.tif 000007
【図５】
2008118729.tif 000008
【図６】
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【図７】
2008118729.tif 000010
【図８】
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【図９】
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