(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの操舵操作により車輪を操舵する操舵機構と、
電源装置から電源供給され操舵ハンドルの操舵操作をアシストするアシスト力を発生する電動モータと、
運転者が操舵ハンドルに入力した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に対応したモータ制御値を設定するアシスト特性を記憶し、前記アシスト特性に基づいてモータ制御値を演算する制御値演算手段と、
前記演算されたモータ制御値に基づいて、前記モータ制御値が大きいほど大きなアシスト力が発生するように前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた車両のステアリング装置において、
前記電源装置の電源供給能力の異常を検出する電源異常検出手段と、
前記電源異常検出手段により前記電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、予め設定した操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたか否かを判定する異常時操舵操作判定手段と、
前記異常時操舵操作判定手段により前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵トルクに対応したモータ制御値を逐次低減する制御値低減手段と
を備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項２】
前記モータ制御値は、前記電動モータの目標電流値であり、
前記アシスト特性は、前記操舵トルクの増加にしたがって前記目標電流値が増加する特性を有するように前記操舵トルクと前記目標電流値との関係を設定するものであり、
前記制御値低減手段は、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側にシフトさせることにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
【請求項３】
前記制御値低減手段は、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側に１段階ずつシフトさせることを特徴とする請求項２記載の車両のステアリング装置。
【請求項４】
前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側に１段階シフトさせるシフト量は、予め設定した設定量であって、運転者が前記アシスト力の減少を感じることのできる量であることを特徴とする請求項３記載の車両のステアリング装置。
【請求項５】
１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、
前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を漸増させることを特徴とする請求項２記載の車両のステアリング装置。
【請求項６】
前記モータ制御値は、前記電動モータの目標電流値であり、
前記アシスト特性は、前記操舵トルクの増加にしたがって前記目標電流値が増加するとともに、前記目標電流値が上限電流値以下に制限されるように前記操舵トルクと前記目標電流値との関係を設定するものであり、
前記制御値低減手段は、前記上限電流値を低減することにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
【請求項７】
前記制御値低減手段は、前記上限電流値を１段階ずつ低減することを特徴とする請求項６記載の車両のステアリング装置。
【請求項８】
１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、
前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記上限電流値を漸減することを特徴とする請求項６記載の車両のステアリング装置。
【請求項９】
前記制御値低減手段は、前記電動モータの消費電力の上限を設定する上限電力値を低減することにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
【請求項１０】
前記制御値低減手段は、前記上限電力値を１段階ずつ低減することを特徴とする請求項９記載の車両のステアリング装置。
【請求項１１】
１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、
前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記上限電力値を漸減することを特徴とする請求項９記載の車両のステアリング装置。
【請求項１２】
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が予め設定した基準操舵速度を超える場合には、前記制御値低減手段の前記モータ制御値を低減する低減量を減少させる低減量制限手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか一項記載の車両のステアリング装置。
【請求項１３】
前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した低減量制限判定トルクを超える場合には、前記制御値低減手段の前記モータ制御値を低減する低減量を減少させる低減量制限手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか一項記載の車両のステアリング装置。
【請求項１４】
前記電源装置は、
前記電動モータを含めた車両内の複数の電気負荷に電源供給する主電源と、
前記主電源と前記電動モータとの間に並列に接続され、主電源の出力する電力を充電し、充電した電力を使って前記電動モータへの電源供給を補助する副電源とを備えており、
前記電源異常検出手段は、前記主電源から前記電動モータへの電源供給の不能状態を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項１３の何れか一項記載の車両のステアリング装置。
【請求項１５】
前記異常時操舵操作判定手段は、前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した基準値を超えた場合に、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定することを特徴とする請求項１ないし請求項１４の何れか一項記載の車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの回動操作に対して操舵アシスト力を付与するように電動モータを備えたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動パワーステアリング装置においては、操舵ハンドルの回動操作に対して操舵アシスト力を付与するように電動モータを備え、この電動モータの通電制御を行って操舵アシスト力を調整する。こうした電動パワーステアリング装置は、車載電源装置から電源供給を受けるが、車載電源装置に異常が発生した場合には、電動モータの制御を適切に行うことができない。そこで、例えば、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、車載電源装置の電源電圧が異常とみなされる設定値に近づくに従って、徐々に１より小さくなり０に至るゲインをアシスト指令値に乗じる構成を採用している。
【特許文献１】特開２００３−３１２５１０
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置は、運転者の操作に関係なく、アシスト指令値に乗じるゲインを漸減していく構成であるため、運転者が操舵操作していないときにおいてもゲインが低下する。このため、運転者が実際に操舵操作を行ったときには、直前回の操舵操作時に比べて大きくゲインが減っているケースが生じる。こうしたケースにおいては、操舵フィーリングが急変して運転者に違和感を与えてしまう。
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、運転者に違和感を与えることなく操舵アシスト力が低減していることを確実に伝えて異常を知らせることを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの操舵操作により車輪を操舵する操舵機構と、電源装置から電源供給され操舵ハンドルの操舵操作をアシストするアシスト力を発生する電動モータと、運転者が操舵ハンドルに入力した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に対応したモータ制御値を設定するアシスト特性を記憶し、前記アシスト特性に基づいてモータ制御値を演算する制御値演算手段と、前記演算されたモータ制御値に基づいて、前記モータ制御値が大きいほど大きなアシスト力が発生するように前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた車両のステアリング装置において、前記電源装置の電源供給能力の異常を検出する電源異常検出手段と、前記電源異常検出手段により前記電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、予め設定した操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたか否かを判定する異常時操舵操作判定手段と、前記異常時操舵操作判定手段により前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵トルクに対応したモータ制御値を逐次低減する制御値低減手段とを備えたことにある。
【０００６】
この場合、前記異常時操舵操作判定手段は、前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した基準値を超えた場合に、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定するとよい。
【０００７】
この発明においては、操舵トルク検出手段が操舵ハンドルに入力された操舵トルクを検出し、制御値演算手段がアシスト特性に基づいて操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクに対応したモータ制御値を演算する。アシスト特性は、例えば、操舵トルクの増加にしたがってアシスト力が増加する特性を有するように操舵トルクとモータ制御値との関係を設定してもよく、参照マップや関数として記憶しておくことができる。このモータ制御値は、少なくとも操舵トルクに対応して設定されるもので、例えば、車速、操舵速度、操舵角等の他の要素を加味して演算されても良い。モータ制御手段は、演算されたモータ制御値に基づいてモータ制御値が大きいほど大きなアシスト力が発生するように電動モータを駆動制御することにより運転者の操舵操作をアシストする。電動モータは、電源装置から電源供給される。電源異常検出手段は、電源装置の電源供給能力の異常を検出する。電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、異常時操舵操作判定手段は、予め設定した操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたか否かを判定する。例えば、操舵ハンドルに入力された操舵トルクが予め設定した基準値を超えた場合に、操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定する。
【０００８】
そして、制御値低減手段は、異常時操舵操作判定手段により操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、操舵トルクに対応したモータ制御値を逐次低減する。例えば、操舵操作が行われたと判定されるたびに、アシスト特性を変更して操舵トルクに対応するモータ制御値を低減する、あるいは、アシスト特性から得られるモータ制御値を低減する。これにより、運転者が実際に操舵操作したときにだけ電動モータの発生するアシスト力が低下する。つまり、運転者の操舵操作にあわせてアシスト力を低下させることができる。このため、運転者が操舵操作しないあいだに急激にアシスト特性が変化してしまい運転者に違和感を与えるといった不具合が無く、しかも、アシスト力の低下を運転者に確実に感じさせて異常を知らせることができる。
【０００９】
尚、モータ制御値とは、電動モータを駆動制御するための電流値あるいは電圧値を意味するが、最終的に電動モータに通電する電流の値、あるいは、印加する電圧の値だけを意味するのではなく、それらを導き出すための基となる電流値あるいは電圧値であってもよい。また、操舵トルクに対応したモータ制御値を低減するにあたっては、必ずしも、操舵トルクの全域においてモータ制御値を低減する必要はなく、少なくとも操舵トルクの一部の領域（操舵トルクの一部の範囲）において操舵トルクに対応したモータ制御値を低減するものであればよい。
【００１０】
本発明の他の特徴は、前記モータ制御値は、前記電動モータの目標電流値であり、前記アシスト特性は、前記操舵トルクの増加にしたがって前記目標電流値が増加する特性を有するように前記操舵トルクと前記目標電流値との関係を設定するものであり、前記制御値低減手段は、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側にシフトさせることにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することにある。
【００１１】
この発明においては、制御値演算手段が、操舵トルクと目標電流値との関係を設定したアシスト特性に基づいて目標電流値を演算する。このアシスト特性は、操舵トルクの増加にしたがって目標電流値が増加する特性を有するように操舵トルクと目標電流値との関係を設定するもので、例えば、参照マップや関数として記憶しておくことができる。モータ制御手段は、演算された目標電流値に基づいて電動モータを駆動制御する。電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行うと（例えば、基準値を超える操舵トルクを操舵ハンドルに入力すると）、そのたびに、制御値低減手段は、アシスト特性における操舵トルクと目標電流値との対応関係を変更し、目標電流値に対する操舵トルクの値を増大側にシフトさせる。従って、運転者が操舵ハンドルに入力した操舵トルクに対応して設定される目標電流値が電源正常時に比べて小さくなる。逆に言えば、アシスト力を得るために必要となる運転者の入力する操舵トルクが増大する。このため、ハンドル操作が重くなる。これにより、運転者は、ハンドル操作をするたびにアシスト力の低下を適切に感じて異常を認識することができる。
【００１２】
本発明の他の特徴は、前記制御値低減手段は、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側に１段階ずつシフトさせることにある。
【００１３】
この発明においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行うたびに、アシスト特性における目標電流値に対する操舵トルクの値が増大側に１段階ずつシフトする。例えば、運転者が基準値を超える操舵トルクが検出される操舵操作を１回行うたびに、目標電流値に対する操舵トルクの値が増大側に１段階シフトする。従って、運転者は、ハンドル操作をするたびにアシスト力の低下を適切に感じて異常を認識することができる。
【００１４】
本発明の他の特徴は、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を増大側に１段階シフトさせるシフト量は、予め設定した設定量であって、運転者が前記アシスト力の減少を感じることのできる量であることにある。
【００１５】
この発明によれば、アシスト特性における目標電流値に対する操舵トルクの値を１段階シフトさせたときに、運転者に対して確実にアシスト力が減少したことを感じさせることができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記アシスト特性における前記目標電流値に対する前記操舵トルクの値を漸増させることにある。
【００１７】
この発明においては、運転者が操舵操作を行っているあいだ、例えば、運転者が操舵ハンドルに基準値を超える操舵トルクを入力しているあいだ、アシスト特性における目標電流値に対する操舵トルクの値が増大していく。従って、運転者は、ハンドル操作中にアシスト力が徐々に低下していくのを感じて異常を認識することができる。
【００１８】
本発明の他の特徴は、前記モータ制御値は、前記電動モータの目標電流値であり、前記アシスト特性は、前記操舵トルクの増加にしたがって前記目標電流値が増加するとともに、前記目標電流値が上限電流値以下に制限されるように前記操舵トルクと前記目標電流値との関係を設定するものであり、前記制御値低減手段は、前記上限電流値を低減することにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することにある。この場合、制御値低減手段は、前記上限電流値を１段階ずつ低減するとよい。
【００１９】
この発明においては、制御値演算手段が、操舵トルクと目標電流値との関係を設定したアシスト特性に基づいて目標電流値を演算する。このアシスト特性は、操舵トルクの増加にしたがって目標電流値が増加するとともに、目標電流値が上限電流値以下に制限されるように操舵トルクと目標電流値との関係を設定するもので、例えば、参照マップや関数として記憶しておくことができる。モータ制御手段は、演算された目標電流値に基づいて電動モータを駆動制御する。電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われるたびに、制御値低減手段が目標電流値の上限である上限電流値を低減する。一般に電動モータを駆動制御する場合には、電動モータあるいはモータ駆動回路を保護するために、電動モータに流す電流の上限値である上限電流値が設定されている。このため、制御値演算手段は、モータ制御値を演算するにあたって、目標電流値が上限電流値に達した場合には、それ以上操舵トルクが増大しても目標電流値が上限電流値を超えないように制限する。
【００２０】
運転者が強く操舵操作した場合、目標電流値は制限されて上限電流値となるが、電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合には、操舵操作が行われるたびに上限電流値が低減される。従って、高トルク領域において操舵トルクに対応して設定される目標電流値が低減される。こうして、運転者の操舵操作にあわせて次第に電動モータの上限電流値制限が加わるようになりアシスト力が低下していく。これにより、運転者は、ハンドル操作をするたびにアシスト力の低下を適切に感じて異常を認識することができる。
【００２１】
本発明の他の特徴は、１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記上限電流値を漸減することにある。
【００２２】
この発明においては、運転者が操舵操作を行っているあいだ、例えば、運転者が操舵ハンドルに基準値を超える操舵トルクを入力しているあいだ、上限電流値が減少していく。従って、運転者は、ハンドル操作中にアシスト力が徐々に低下していくのを感じて異常を認識することができる。
【００２３】
本発明の他の特徴は、前記制御値低減手段は、前記電動モータの消費電力の上限を設定する上限電力値を低減することにより前記操舵トルクに対応したモータ制御値を低減することにある。この場合、制御値低減手段は、前記上限電力値を１段階ずつ低減するとよい。
【００２４】
この発明においては、電源装置の電源供給能力の異常が検出されている場合、操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われるたびに、制御値低減手段が電動モータの消費電力の上限を設定する上限電力値を低減する。制御値演算手段は、モータ制御値を演算するにあたって、電動モータの消費電力が上限電力値を超えないように演算する。電動モータの出力は、操舵アシストトルクと操舵速度との積に比例する。また、電動モータの出力は、その消費電力を制限することにより制限される。従って、電動モータの消費電力を制限していくと、操舵トルクに対応したモータ制御値が低減され、特に、操舵ハンドルを速く回したときの粘り感が増大する。このため、電源装置の異常時においては、運転者の操舵操作にあわせて、操舵フィーリングにおける粘り感が徐々に増大していき、運転者は、異常を認識することができる。
【００２５】
本発明の他の特徴は、１回の操舵操作の終了を判定する操舵操作終了判定手段を備え、前記制御値低減手段は、前記操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われたと判定されるたびに、前記操舵操作が行われたと判定された時から前記操舵操作の終了が判定されるまでのあいだ、前記上限電力値を漸減することにある。
【００２６】
この発明においては、運転者が操舵操作を行っているあいだ、例えば、運転者が操舵ハンドルに基準値を超える操舵トルクを入力しているあいだ、上限電力値が減少していく。従って、運転者は、ハンドル操作中に粘り感が徐々に増大していくのを感じて異常を認識することができる。
【００２７】
本発明の他の特徴は、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、前記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が予め設定した基準操舵速度を超える場合には、前記制御値低減手段の前記モータ制御値を低減する低減量を減少させる低減量制限手段とを備えたことにある。
【００２８】
上述した発明においては、電源装置の電源供給能力の異常時において、ハンドル操作にあわせてアシスト力が減少するように制御するものであるが、本発明においては、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にあるときには、上述したアシスト力の低減を抑制し、運転者への操舵アシストを優先する。つまり、本発明は、操舵速度が予め設定した基準操舵速度を超える場合に、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にあると推定し、低減量制限手段が、制御値低減手段のモータ制御値を低減する低減量を減少させる。従って、本発明によれば、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にある場合には、適切な操舵アシストが得られ、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて有効であり安全性が向上する。尚、低減量を減少させるとは、低減量をゼロにすること、つまり、モータ制御値を低減させないことも含むものである。
【００２９】
本発明の他の特徴は、前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した低減量制限判定トルクを超える場合には、前記制御値低減手段の前記モータ制御値を低減する低減量を減少させる低減量制限手段を備えたことにある。
【００３０】
この発明においても、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にあるときには、上述したアシスト力の低減を抑制し、運転者への操舵アシストを優先する。本発明では、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した低減量制限判定トルクを超える場合に、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にあると推定し、低減量制限手段が、制御値低減手段のモータ制御値を低減する低減量を減少させる。低減量制限判定トルクは、例えば、運転者の操舵操作の判定を操舵トルクを用いて行う場合、その操舵操作判定用の基準値より大きなトルク値に設定する。従って、本発明によれば、運転者が操舵アシストを特に必要としている状況にある場合には、適切な操舵アシストが得られ、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて有効であり安全性が向上する。尚、低減量を減少させるとは、低減量をゼロにすること、つまり、モータ制御値を低減させないことも含むものである。
【００３１】
本発明の他の特徴は、前記電源装置は、前記電動モータを含めた車両内の複数の電気負荷に電源供給する主電源と、前記主電源と前記電動モータとの間に並列に接続され、主電源の出力する電力を充電し、充電した電力を使って前記電動モータへの電源供給を補助する副電源とを備えており、前記電源異常検出手段は、前記主電源から前記電動モータへの電源供給の不能状態を検出することにある。
【００３２】
この発明においては、電動モータへの電源供給する電源として主電源と副電源とを備えており、断線等により主電源の電動モータへの電源供給能力が失われた場合であっても、副電源から電動モータに電源供給できる。しかし、副電源を使ってそのままアシスト制御（電動モータの制御）を変更せずに継続させてしまうと、運転者に対して主電源の異常を認識させにくい。この場合、副電源の電源供給能力が失われた状況になって急に操舵アシストが得られなくなってしまい、運転者に対して大きな違和感を与えてしまう可能性がある。
【００３３】
そこで、本発明においては、電源異常検出手段が、主電源から電動モータへの電源供給の不能状態を検出するようにしている。従って、副電源が正常であっても主電源の電源供給能力の異常を検出した時点から操舵操作にあわせてアシスト力が低減されるような制御に切り替わるため、運転者に異常を早期に認識させることができる。この結果、故障修理への対応が良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態に係る車両のステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態として車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を表している。
【００３５】
この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を操舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０を駆動するためのモータ駆動回路３０と、主電源１００の出力電圧を昇圧してモータ駆動回路３０に電源供給する昇圧回路４０と、昇圧回路４０とモータ駆動回路３０との間の電源供給回路に並列接続される副電源５０と、電動モータ２０および昇圧回路４０の作動を制御する電子制御装置６０とを主要部として備えている。尚、本明細書においては、複数の実施形態を説明するが、それらは、電子制御装置６０の制御処理が異なるだけであって、ハードウエアの構成については同一である。
【００３６】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には、タイロッド１５Ｌ，１５Ｒを介して左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲのナックル（図示略）が操舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
【００３７】
ラックバー１４には、操舵アシスト用の電動モータ２０が組み付けられている。電動モータ２０の回転軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲに転舵力を付与して運転者の操舵操作をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、電動モータ２０の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。
【００３８】
ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ２１が設けられる。操舵トルクセンサ２１は、操舵ハンドル１１の回動操作によってステアリングシャフト１２に作用する操舵トルクに応じた信号を出力する。この操舵トルクセンサ２１から出力される信号により検出される操舵トルクの値を、以下、操舵トルクＴｘと呼ぶ。操舵トルクＴｘは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｘを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｘを負の値で示す。従って、以下、操舵トルクＴｘの大きさを論じる場合は、その絶対値の大きさを用いる。
【００３９】
電動モータ２０には、回転角センサ２２が設けられる。この回転角センサ２２は、電動モータ２０内に組み込まれ、電動モータ２０の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ２２の検出信号は、電動モータ２０の回転角および回転角速度の計算に利用される。一方、この電動モータ２０の回転角は、操舵ハンドル１１の操舵角に比例するものであるので、操舵ハンドル１１の操舵角としても共通に用いられる。また、電動モータ２０の回転角を時間微分した回転角速度は、操舵ハンドル１１の操舵角速度に比例するものであるため、操舵ハンドル１１の操舵速度としても共通に用いられる。以下、回転角センサ２２の出力信号により検出される操舵ハンドル１１の操舵角の値を操舵角θｘと呼び、その操舵角θｘを時間微分して得られる操舵角速度の値を操舵速度ωｘと呼ぶ。操舵角θｘは、正負の値により操舵ハンドル１１の中立位置に対する右方向および左方向の舵角をそれぞれ表す。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、中立位置に対する右方向への舵角を正の値で示し、中立位置に対する左方向への舵角を負の値で示す。
【００４０】
モータ駆動回路３０は、ＭＯＳＦＥＴからなる６個のスイッチング素子３１〜３６により３相インバータ回路を構成したものである。具体的には、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２とを直列接続した回路と、第３スイッチング素子３３と第４スイッチング素子３４とを直列接続した回路と、第５スイッチング素子３５と第６スイッチング素子３６とを直列接続した回路とを並列接続し、各直列回路における２つのスイッチング素子間（３１−３２，３３−３４，３５−３６）から電動モータ２０への電源供給ライン３７を引き出した構成を採用している。
【００４１】
モータ駆動回路３０から電動モータ２０への電源供給ライン３７には、電流センサ３８が設けられる。この電流センサ３８は、各相ごとに流れる電流をそれぞれ検出（測定）し、その検出した電流値に対応した検出信号を電子制御装置６０に出力する。以下、この測定された電流値を、モータ電流ｉuvwと呼ぶ。また、この電流センサ３８をモータ電流センサ３８と呼ぶ。
【００４２】
各スイッチング素子３１〜３６は、それぞれゲートが電子制御装置６０のアシスト制御部６１（後述する）に接続され、アシスト制御部６１からのＰＷＭ制御信号によりデューティ比が制御される。これにより電動モータ２０の駆動電圧が目標電圧に調整される。尚、図中に回路記号で示すように、スイッチング素子３１〜３６を構成するＭＯＳＦＥＴには、構造上ダイオードが寄生している。
【００４３】
次に、電動パワーステアリング装置の電源供給系統について説明する。
電動パワーステアリング装置の電源装置は、主電源１００と、主電源１００の出力電圧を昇圧する昇圧回路４０と、昇圧回路４０とモータ駆動回路３０とのあいだに並列に接続される副電源５０と、電子制御装置６０に設けられ昇圧回路４０の昇圧電圧を制御する電源制御部６２とを備える。
【００４４】
主電源１００は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリである主バッテリ１０１と、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ１０２とを並列接続して構成される。従って、主電源１００は、１４Ｖ系の車載電源を構成している。
【００４５】
主電源１００は、電動パワーステアリング装置だけでなく、ヘッドライト等の他の車載電気負荷への電源供給も共通して行う。主バッテリ１０１の電源端子（＋端子）には、電源供給元ライン１０３が接続され、グランド端子には接地ライン１１１が接続される。
【００４６】
電源供給元ライン１０３は、制御系電源ライン１０４と駆動系電源ライン１０５とに分岐する。制御系電源ライン１０４は、電子制御装置６０のみに電源供給するための電源ラインとして機能する。駆動系電源ライン１０５は、モータ駆動回路３０と電子制御装置６０との両方に電源供給する電源ラインとして機能する。
【００４７】
制御系電源ライン１０４には、イグニッションスイッチ１０６が接続される。駆動系電源ライン１０５には、電源リレー１０７が接続される。この電源リレー１０７は、電子制御装置６０のアシスト制御部６１からの制御信号によりオンして電動モータ２０への電力供給回路を形成するものである。制御系電源ライン１０４は、電子制御装置６０の電源＋端子に接続されるが、その途中で、イグニッションスイッチ１０６よりも負荷側（電子制御装置６０側）においてダイオード１０８を備えている。このダイオード１０８は、カソードを電子制御装置６０側、アノードを主電源１００側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。
【００４８】
駆動系電源ライン１０５には、電源リレー１０７よりも負荷側において制御系電源ライン１０４と接続する連結ライン１０９が分岐して設けられる。この連結ライン１０９は、制御系電源ライン１０４のダイオード１０８接続位置よりも電子制御装置６０側に接続される。また、連結ライン１０９には、ダイオード１１０が接続される。このダイオード１１０は、カソードを制御系電源ライン１０４側に向け、アノードを駆動系電源ライン１０５側に向けて設けられる。従って、連結ライン１０９を介して駆動系電源ライン１０５から制御系電源ライン１０４には電源供給できるが、制御系電源ライン１０４から駆動系電源ライン１０５には電源供給できないような回路構成となっている。駆動系電源ライン１０５および接地ライン１１１は昇圧回路４０に接続される。また、接地ライン１１１は、電子制御装置６０の接地端子にも接続される。
【００４９】
駆動系電源ライン１０５には、昇圧回路４０と電源リレー１０７との間に電圧センサ５１が設けられる。この電圧センサ５１は、主電源１００から電動モータ２０への電源供給不能状態を検出するもので、駆動系電源ライン１０５と接地ライン１１１との間の電圧を検出（測定）し、その検出信号を電源制御部６２、および、電源制御部６２を介してアシスト制御部６１に出力する。以下、この電圧センサ５１を第１電圧センサ５１と呼び、その検出電圧値を主電源電圧ｖ１と呼ぶ。
【００５０】
昇圧回路４０は、駆動系電源ライン１０５と接地ライン１１１との間に設けられるコンデンサ４１と、コンデンサ４１の接続点より負荷側の駆動系電源ライン１０５に直列に設けられる昇圧用コイル４２と、昇圧用コイル４２の負荷側の駆動系電源ライン１０５と接地ライン１１１との間に設けられる第１昇圧用スイッチング素子４３と、第１昇圧用スイッチング素子４３の接続点より負荷側の駆動系電源ライン１０５に直列に設けられる第２昇圧用スイッチング素子４４と、第２昇圧用スイッチング素子４４の負荷側の駆動系電源ライン１０５と接地ライン１１１との間に設けられるコンデンサ４５とから構成される。昇圧回路４０の二次側には、昇圧電源ライン１１２が接続される。
【００５１】
本実施形態においては、この昇圧用スイッチング素子４３，４４としてＭＯＳＦＥＴを用いるが，他のスイッチング素子を用いることも可能である。また、図中に回路記号で示すように、昇圧用スイッチング素子４３，４４を構成するＭＯＳＦＥＴには、構造上ダイオードが寄生している。
【００５２】
昇圧回路４０は、電子制御装置６０の電源制御部６２により昇圧制御される。電源制御部６２は、第１，第２昇圧用スイッチング素子４３，４４のゲートに所定周期のパルス信号を出力して両スイッチング素子４３，４４をオン・オフし、主電源１００から供給された電源を昇圧して昇圧電源ライン１１２に所定の出力電圧を発生させる。この場合、第１，第２昇圧用スイッチング素子４３，４４は、互いにオン・オフ動作が逆になるように制御される。昇圧回路４０は、第１昇圧用スイッチング素子４３をオン、第２昇圧用スイッチング素子４４をオフにして昇圧用コイル４２に短時間だけ電流を流して昇圧用コイル４２に電力をため、その直後に、第１昇圧用スイッチング素子４３をオフ、第２昇圧用スイッチング素子４４をオンにして昇圧用コイル４２にたまった電力を出力するように動作する。
【００５３】
第２昇圧用スイッチング素子４４の出力電圧は、コンデンサ４５により平滑される。従って、安定した昇圧電源が昇圧電源ライン１１２から出力される。この場合、周波数特性の異なる複数のコンデンサを並列に接続して平滑特性を向上させるようにしてもよい。また、昇圧回路４０の入力側に設けたコンデンサ４１により、主電源１００側へのノイズが除去される。
【００５４】
昇圧回路４０の昇圧電圧（出力電圧）は、第１、第２昇圧用スイッチング素子４３，４４のデューティ比の制御（ＰＷＭ制御）により、例えば、２０Ｖ〜５０Ｖの範囲で昇圧電圧を調整できるように構成される。尚、昇圧回路４０として、汎用のＤＣ−ＤＣコンバータを使用することもできる。
【００５５】
昇圧電源ライン１１２は、昇圧駆動ライン１１３と充放電ライン１１４とに分岐する。昇圧駆動ライン１１３は、モータ駆動回路３０の電源入力部に接続される。充放電ライン１１４は、副電源５０のプラス端子に接続される。
【００５６】
副電源５０は、昇圧回路４０から出力される電力を充電し、モータ駆動回路３０で大電力を必要としたときに、主電源１００を補助してモータ駆動回路３０に電源供給する蓄電装置である。また、副電源５０は、主電源１００が失陥（電源供給能力の喪失）したときに、単独でモータ駆動回路３０に電源供給するように使用される。従って、副電源５０は、昇圧回路４０の昇圧電圧相当の電圧を維持できるように複数の蓄電セルを直列に接続して構成される。副電源５０の接地端子は、接地ライン１１１に接続される。この副電源として、例えば、キャパシタ（電気二重層コンデンサ）を用いることができる。
【００５７】
副電源５０は、電子制御装置６０に対しても電源供給できるように構成されており、主電源１００から電子制御装置６０に電源供給を良好に行えなくなったときに、主電源１００に代わって電子制御装置６０に電源供給するように構成されている。尚、電子制御装置６０は、副電源５０から供給される電源の電圧を降圧する図示しない降圧回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を受電部に内蔵しており、この降圧回路により適正電圧に調整する。
【００５８】
昇圧回路４０の出力側には、電圧センサ５２が設けられる。電圧センサ５２は、昇圧電源ライン１１２と接地ライン１１１との間の電圧を検出し、その検出値に応じた信号を電源制御部６２に出力する。この回路構成においては、昇圧電源ライン１１２と充放電ライン１１４とが接続されるため、電圧センサ５２により測定される測定値は、昇圧回路４０の出力電圧（昇圧電圧）と副電源５０の出力電圧（電源電圧）との高い方の電圧値となる。以下、この電圧センサ５２を第２電圧センサ５２と呼び、その検出電圧値を出力電源電圧ｖ２と呼ぶ。
【００５９】
また、昇圧駆動ライン１１３には、モータ駆動回路３０に流れる電流を検出する電流センサ５４が設けられる。電流センサ５４は、電子制御装置６０の電源制御部６２に接続され、電源制御部６２に対して測定値である出力電流ｉ２を表す信号を出力する。以下、この電流センサ５４を出力電流センサ５４と呼ぶ。
【００６０】
また、充放電ライン１１４には、副電源５０に流れる電流を検出する電流センサ５３が設けられる。電流センサ５３は、電子制御装置６０の電源制御部６２に接続され、電源制御部６２に対して測定値である充放電電流ｉsubを表す信号を出力する。電流センサ５３は、電流の向き、つまり、昇圧回路４０から副電源５０に流れる充電電流と、副電源５０からモータ駆動回路３０に流れる放電電流とを区別して、それらの大きさを測定する。充放電電流ｉsubは、充電電流として流れるときには正の値により、放電電流として流れるときには負の値により表される。以下、この電流センサ５３を充放電電流センサ５３と呼び、その検出電流値を実充放電電流ｉsubと呼ぶ。
【００６１】
電子制御装置６０は、メモリ等を内蔵したマイクロコンピュータを主要部として構成され、その機能に着目すると、アシスト制御部６１と電源制御部６２とに大別される。アシスト制御部６１は、操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２、モータ電流センサ３８、車速センサ２３を接続し、操舵トルクＴｘ、操舵角θｘ、モータ電流ｉuvw、車速Ｖｘを表すセンサ信号を入力する。アシスト制御部６１は、これらのセンサ信号に基づいて、モータ駆動回路３０にＰＷＭ制御信号を出力して電動モータ２０を駆動制御し、運転者の操舵操作をアシストする。
【００６２】
電源制御部６２は、昇圧回路４０の昇圧制御を行うことにより副電源５０の充電と放電とを制御する。電源制御部６２は、第１電圧センサ５１，第２電圧センサ５２，充放電電流センサ５３，出力電流センサ５４を接続し、主電源電圧ｖ１，出力電源電圧ｖ２，実充放電電流ｉsub，出力電流ｉ２を表すセンサ信号を入力する。電源制御部６２は、これらセンサ信号に基づいて、副電源５０の充電容量が目標充電容量となるように昇圧回路４０にＰＷＭ制御信号を出力する。昇圧回路４０は、入力したＰＷＭ制御信号にしたがって第１，第２昇圧用スイッチング素子４３，４４のデューティ比を制御することにより、その出力電圧である昇圧電圧を変化させる。尚、電源制御部６２は、主電源１００の失陥が検知されているときには、昇圧回路４０の昇圧動作を停止する。
【００６３】
アシスト制御部６１と電源制御部６２とは、互いに情報の授受が可能となっており、例えば、電源制御部６２で取得した情報（主電源電圧ｖ１，出力電源電圧ｖ２，実充放電電流ｉsub，出力電流ｉ２）をアシスト制御部６１に供給できるようになっている。
【００６４】
次に、電子制御装置６０のアシスト制御部６１が行う操舵アシスト制御処理について説明する。図２は、アシスト制御部６１により実施される操舵アシスト制御ルーチンを表す。操舵アシスト制御ルーチンは、電子制御装置６０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、イグニッションスイッチ１０６の投入（オン）により起動し、所定の短い周期で繰り返し実行される。
【００６５】
本制御ルーチンが起動すると、アシスト制御部６１は、まず、ステップＳ１１において、車速センサ２３によって検出された車速Ｖｘと、操舵トルクセンサ２１によって検出した操舵トルクＴｘとを読み込む。
【００６６】
続いて、アシスト制御部６１は、ステップＳ１２において、アシストマップ設定処理を行う。アシストマップは、車速Ｖｘと操舵トルクＴｘとに基づいて電動モータの目標電流値ｉas＊を設定するための参照マップであり電子制御装置６０のメモリ内に記憶されている。アシストマップは、図３に示すように、操舵トルクＴｘの増加にしたがってアシスト力が増加するように操舵トルクＴｘと目標電流値ｉas＊との関係を設定したものである。この例では、操舵トルクＴｘと目標電流値ｉas＊との関係を、車速Ｖｘに応じても変化させ、車速Ｖｘが低くなるほど目標電流値ｉas＊を大きな値に設定する。このアシストマップでは、操舵トルクＴｘがゼロとなるときに目標電流値ｉas＊をゼロに設定し、操舵トルクＴｘの増加にしたがって目標電流値ｉas＊がゼロから増加するように設定する。また、目標電流値ｉas＊は、操舵トルクＴｘの増加にかかわらず上限電流値以下に制限される。このアシストマップは、本発明における操舵トルクとモータ制御値（目標電流値）との関係を設定したアシスト特性に相当する。尚、図３のアシストマップは、右方向の操舵トルクＴｘに対する目標電流値ｉas＊の特性を表すが、左方向の特性については方向が反対になるだけで絶対値でみれば同じである。以下、目標電流値ｉas＊を目標電流ｉas＊と呼ぶ。
【００６７】
ステップＳ１２のアシストマップ設定処理とは、主電源１００が失陥した場合（電動モータ２０への電源供給能力の喪失時）に、図３に示すアシストマップ（以下、オリジナルマップと呼ぶ場合もある）を変更する処理である。このアシストマップ設定処理については後述する。
【００６８】
アシスト制御部６１は、ステップＳ１２のアシストマップ設定処理を行った後、ステップＳ１３において、アシストマップに基づいて車速Ｖｘと操舵トルクＴｘとに対応した電動モータ２０の目標電流ｉas＊を計算する。この目標電流ｉas＊が、本発明のモータ制御値、あるいは、目標電流値に相当する。尚、この場合、操舵角θｘや操舵速度ωｘ等に基づく補償トルクを加味するために、その分だけ目標電流ｉas＊を補正するようにしてもよい。例えば、操舵角θｘに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の基本位置への復帰力と、操舵速度ωｘに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の回転に対向する抵抗力に対応した戻しトルクとの和を補償トルクとして、この補償トルク分を考慮した目標電流ｉas＊に補正してもよい。この計算に当たっては、回転角センサ２２にて検出した電動モータ２０の回転角（操舵ハンドル１１の操舵角θｘに相当）を入力して行う。また、操舵速度ωｘについては、操舵ハンドル１１の操舵角θｘを時間で微分して求める。
【００６９】
次に、アシスト制御部６１は、ステップＳ１４において、電動モータ２０に流れるモータ電流ｉuvwをモータ電流センサ３８から読み込む。続いて、ステップＳ１５において、このモータ電流ｉuvwと先に計算した目標電流ｉas＊との偏差Δｉを計算し、この偏差Δｉに基づくＰＩ制御（比例積分制御）により指令電圧ｖ＊を計算する。
【００７０】
そして、アシスト制御部６１は、ステップＳ１６において、指令電圧ｖ＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０に出力して本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、本制御ルーチンの実行により、モータ駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３６のデューティ比が制御されて、運転者の操舵操作に応じた所望の操舵アシスト力が得られる。
【００７１】
尚、こうした電動モータ２０のフィードバック制御は、電動モータ２０の回転方向をｑ軸とするとともに回転方向と直交する方向をｄ軸とする２相のｄ−ｑ軸座標系で表されるベクトル制御によって行われる。そのため、アシスト制御部６１は、モータ電流センサ３８で検出される３相のモータ電流ｉuvwをｄ−ｑ軸座標系に変換する３相／２相座標変換部（図示略）を備え、この３相／２相座標変換部によりモータ電流ｉuvwをｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとに変換する。また、目標電流ｉas＊の設定においても、ｄ−ｑ軸座標系における目標電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する。この場合、電動モータ２０にトルクを発生させるｑ軸電流がアシストマップから目標電流ｉas＊として設定されることになる。また、アシスト制御部６１は、偏差（Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑ）に対応した３相の電圧指令値（指令電圧ｖ＊）を算出するために、２相／３相座標変換部（図示略）を備え、この２相／３相座標変換部により３相の指令電圧ｖ＊を演算する。
【００７２】
本願明細書においては、本発明がこうしたｄ−ｑ軸座標系を使った制御に特徴を有するものではないため、目標電流を単にｉas＊として表現し、モータ電流センサ３８で検出されるモータ電流をｉuvwと表現して説明する。
【００７３】
尚、本操舵アシスト制御ルーチンにおいて、アシスト制御部６１がアシストマップに基づいて目標電流ｉas＊を計算する処理（Ｓ１１〜Ｓ１３）が本発明の制御値演算手段に相当し、アシスト制御部６１が目標電流ｉas＊に基づいて電動モータ２０を駆動制御する処理（Ｓ１４〜Ｓ１６）およびモータ駆動回路３０が本発明のモータ制御手段に相当する。
【００７４】
こうした操舵アシスト制御の実行中においては、特に、据え切り操作時や、低速走行でのハンドル操作時において大きな電力が必要とされる。しかし、一時的な大電力消費に備えて主電源１００の大容量化を図ることは好ましくない。そこで、本実施形態の電動パワーステアリング装置においては、主電源１００の大容量化を図らずに、一時的な大電力消費時に電源供給を補助する副電源５０を備える。また、電動モータ２０を効率的に駆動するために昇圧回路４０を備え、昇圧した電力をモータ駆動回路３０および副電源５０に供給するシステムを構成している。
【００７５】
ところで、主電源１００から電動モータ２０への電源供給が不能になる可能性がある。例えば、電源リレー１０７の故障、駆動系電源ライン１０５の断線、電源ラインのコネクタ接続不良等がその原因として挙げられる。こうした場合、本実施形態の電動パワーステアリング装置においては、副電源５０のみで操舵アシスト制御を継続することができる。しかし、電源装置（主電源１００と副電源５０とを有する電源装置）としては異常状態といえる。従って、運転者に電源異常を認識させる必要がある。
【００７６】
一般に、電源異常時においては、ウォーニングランプ等の報知器が作動するが、それだけでは運転者が気がつかない場合もある。そうした場合には、副電源５０の充電容量が消耗していきシステムが停止したときになって急に操舵アシストがなくなるため、運転者に大きな違和感を与えてしまう。そこで本実施形態の電動パワーステアリング装置においては、運転者に大きな違和感を与えることなく確実に電源異常を早期に知らせるために、ステップＳ１２のアシストマップ設定処理を行うようにしている。
【００７７】
図４は、アシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。このアシストマップ設定ルーチンは、図２のステップＳ１２の処理を具体的に表すものである。このアシストマップ設定ルーチンが起動すると、まず、アシスト制御部６１は、ステップＳ２１において、第１電圧センサ５１により検出される主電源電圧ｖ１を読み込む。続いて、ステップＳ２２において、主電源電圧ｖ１が主電源失陥判定電圧ｖref１以下であるか否かを判定する。主電源失陥判定電圧ｖref１は、主電源１００の失陥を判定するための設定電圧であって予め電子制御装置６０のＲＯＭ等に記憶されている。このアシスト制御部６１の行うステップＳ２２の処理が本発明の電源異常検出手段に相当する。
【００７８】
アシスト制御部６１は、ステップＳ２２において「Ｎｏ」、つまり、主電源１００が失陥していないと判断した場合は、ステップＳ２３において、変数ｎを値０（ゼロ）に設定する（ｎ＝０）。この変数ｎは、後述する処理からわかるように、アシストマップの特性を図３のオリジナルアシストマップに対してシフトさせる段数を表す数値である。また、本アシストマップ設定ルーチンの起動時においては、変数ｎは値０に設定されている。
【００７９】
アシストマップは、主電源１００の失陥時においては、図５に示すように、オリジナルアシストマップに対して操舵トルクＴｘが増大する方向にシフトするように調整される。つまり、図３の特性波形を、矢印にて示すように操舵トルクＴｘの増大側（グラフの右側）にシフトした特性に調整される。尚、この図５に示すマップは、特定の車速Ｖｘにおけるオリジナルアシストマップと、段階的にシフトされた各アシストマップとを重ねて表している。
【００８０】
アシスト制御部６１は、ステップＳ２３において変数ｎを値０に設定すると、次に、ステップＳ２４において、車速Ｖｘに対応したオリジナルアシストマップから操舵トルクＴｘを増大側にｎ段階シフトしたアシストマップを設定する。アシストマップの特性変更は、１段階あたり操舵トルクＴｘを一定の単位シフト量ΔＴ０だけシフトさせるものである。従って、ステップＳ２４においては、オリジナルアシストマップに対して操舵トルクＴｘをｎ×ΔＴ０分だけシフトさせてアシストマップを設定する。主電源１００が正常の場合には、ｎ＝０であるため、オリジナルアシストマップが選択されることになる。
【００８１】
本アシストマップ設定ルーチンは、ステップＳ２４の処理が完了すると一旦終了し、操舵アシスト制御ルーチン（図２）のステップＳ１３の処理に移行する。本アシストマップ設定ルーチンは、操舵アシスト制御ルーチン内に組み込まれており、所定の短い周期で繰り返される。従って、主電源１００の失陥の有無が所定周期で繰り返し判断されることになる。尚、アシスト制御部６１は、アシストマップ設定ルーチンを抜けるときに、変数ｎの値をメモリ内に記憶する。
【００８２】
アシスト制御部６１は、ステップＳ２２において、「Ｙｅｓ」、つまり、主電源１００が失陥していると判断した場合は、ステップＳ２５において、フラグＦ１が「０」（ゼロ）に設定されているか否かを判断する。このフラグＦ１は、操舵アシスト制御ルーチンの起動時においては「０」に設定されており、後述の操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われるたびに「１」に設定されるものである。
【００８３】
アシスト制御部６１は、ステップＳ２５において、フラグＦ１が「０」であると判定すると、続いて、ステップＳ２６において、操舵トルクセンサ２１にて検出された操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が予め設定した基準値Ｔref１を超えているか否かを判定する。この判定は、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行ったか否かを判定する処理である。従って、アシスト制御部６１の行うステップＳ２６の処理が本発明の異常時操舵操作判定手段に相当する。ステップＳ２６において「Ｎｏ」、つまり、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っていない場合には、その処理をステップＳ２４に進める。この場合、ｎ＝０に設定されているため、オリジナルアシストマップが選択されることになる。
【００８４】
こうして、主電源１００が失陥している間は、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えているか否かの判定が所定周期で繰り返される。そして、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えたことを検出すると（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２７においてフラグＦ１を「１」に設定する。続いて、アシスト制御部６１は、ステップＳ２８において、変数ｎの値が上限値ｎmaxに達しているか否かを判断する。この上限値ｎmaxは、アシストマップの特性をシフトする段数を制限するものである。例えば、図５に示す例では、ｎmax＝６に設定されており、アシストマップの特性をオリジナルアシストマップに対して最大６段階までシフトできるようになっている。
【００８５】
ステップＳ２８において、変数ｎの値が上限値ｎmaxに達していない場合（Ｓ２８：Ｎｏ）は、ステップＳ２９において、変数ｎの値を１だけインクリメントする。また、変数ｎの値が上限値ｎmaxに達している場合（Ｓ２８：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２９の処理をスキップする。主電源１００の失陥が検知された後の最初の操舵操作時には、変数ｎは値０に設定されているため、ステップＳ２９において値１に変更される。こうして、変数ｎが設定されると、ステップＳ２４において、車速Ｖｘに応じたオリジナルアシストマップに対して操舵トルクがｎ段階シフトした特性のアシストマップが設定される。この場合、アシストマップの原点から操舵トルクＴｘをシフトさせた分だけ目標電流ｉas＊がゼロに設定されるトルク領域が広がる。
【００８６】
運転者の操舵操作が検出されて（Ｓ２６：Ｙｅｓ）フラグＦ１が「１」に設定されると、次回（次の制御タイミング）からはステップＳ２５の判断が「Ｎｏ」となり、ステップＳ３０の判断処理が繰り返されることとなる。アシスト制御部６１は、ステップＳ３０において、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１以下にまで低下したか否かを判定する。操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１以下にまで低下していない間（Ｓ３０：Ｎｏ）は、そのまま、ステップＳ２４に処理を進める。従って、変数ｎの値は変更されないため、前回のものと同じ特性のアシストマップが設定されることになる。
【００８７】
こうした処理が繰り返され、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１以下にまで低下すると（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、アシスト制御部６１は、ステップＳ３１において、フラグＦ１を「０」にリセットしてステップＳ２４の処理に移行する。この場合もアシストマップの特性は変更されないが、次回からは、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）の判定（Ｓ２６）が再開されることになる。
【００８８】
つまり、本実施形態においては、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えたときに、運転者の操舵操作が行われたと判定し、その後、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１以下にまで低下したときに、１回の操舵操作が終了したものと判定する。従って、こうした処理が繰り返されることにより、運転者の操舵操作が検出されるたびに、変数ｎの値が１ずつインクリメントされ、それに伴ってアシストマップの特性が１段階ずつシフトされていく。つまり、アシストマップにおける目標電流ｉas＊に対する操舵トルクＴｘの値が増大側に１段階ずつシフトされていく。これにより、操舵トルクＴｘに対応する目標電流ｉas＊が、操舵操作のたびに１段階ずつ低減されていく。
【００８９】
尚、１回の操舵操作が完了したことを判定する基準値（ステップＳ３０におけるＴref１）は、操舵操作の開始を判定する基準値Ｔref１と同じ値にする必要はなく、Ｔref１以下の値であればよい。このステップＳ３０の判定処理は、本発明の操舵操作終了判定手段に相当する。操舵操作終了判定手段は、例えば、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクが予め設定した基準値以下になったときに操舵操作が終了したと判定すればよい。
【００９０】
本実施形態においては、図５に示すように、単位シフト量ΔＴ０は、変数ｎにかかわらず毎回同じ量であり、運転者が１回の特性変更により操舵アシスト力の変更を感じることのできる量に設定されている。本実施形態においては、単位シフト量ΔＴ０を０．３（Ｎ・ｍ）以上に設定する。
【００９１】
図６は、操舵トルクＴｘの推移を表したグラフである。このグラフにおいては、操舵トルクＴｘの大きさ｜Ｔｘ｜が基準値Ｔref１を上回る方向にクロスするたびにインクリメントされる変数ｎの値を、そのクロスポイント上に示している。この例では、変数ｎの上限値ｎmaxが６に設定されているが、変数ｎの上限値ｎmaxを設けずに、アシストマップの特性をシフトさせる段数を制限しないようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態におけるアシストマップ設定処理によれば、主電源１００の失陥が検知された場合、運転者の操舵操作を監視し、運転者が所定の操舵操作を行うたびに、アシストマップの特性を、オリジナルの特性に対して操舵トルクＴｘを増大側に１段階ずつシフトさせる。これにより、操舵操作のたびに、操舵トルクＴｘに対応して設定される目標電流ｉas＊（モータ制御値）が逐次低減される。このことは、操舵アシスト力を得るために必要となる運転者の操舵ハンドル１１に入力する操舵トルクが増大していくことを意味する。このため、運転者がハンドル操作を行うたびに段階的にハンドル操作が重くなる。これにより、運転者は、ハンドル操作したときに毎回アシスト力の低下を適切に感じて異常を認識することができる。従って、運転者は、主電源１００の失陥が検知された後の早い段階で修理等の故障対応を行うことができる。また、操舵アシスト力が急激に低下することがないため、大きな違和感を覚えない。
【００９３】
尚、このアシスト制御部６１の行うアシストマップ設定ルーチンが本発明の制御値低減手段に相当する。
【００９４】
次に、第１実施形態に係る２つの変形例について説明する。この変形例は、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定した場合には、上述したアシストマップの特性のシフト量（目標電流ｉas＊の低減量となる）を少なくして、操舵アシスト力の低減を抑制するものである。
【００９５】
図７は、第１実施形態の第１変形例に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。この第１変形例のアシストマップ設定ルーチンは、第１実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ２６とステップＳ２７との間に、ステップＳ４１〜ステップＳ４４の処理を追加し、ステップＳ２４の処理内容をステップＳ４５に変更したものである。従って、第１実施形態と共通する処理については、図面に第１実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００９６】
アシスト制御部６１は、主電源１００が失陥した状態で、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えたことを検出すると（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４１において、そのときの操舵速度ωｘを算出する。操舵速度ωｘは、回転角センサ２２の出力信号により得られる操舵角θｘを時間微分することにより求めることができる。続いて、ステップＳ４２において、操舵速度ωｘの大きさ｜ωｘ｜が予め設定した基準操舵速度ωrefを超えているか否かを判断する。
【００９７】
操舵速度ωｘの大きさ｜ωｘ｜が基準操舵速度ωrefを超えている場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、運転者が速い操舵操作を行った場合である。この場合には、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定して、ステップＳ４３において、低減係数Ｋをαに設定する。この低減係数Ｋは、アシストマップをオリジナルアシストマップに対して単位シフト量ΔＴ０を減少させるための係数である。また、αは、１未満の数値に予め設定されており、ゼロであってもよい。つまり、αは、０≦α＜１の範囲の数値に設定される。一方、操舵速度ωｘの大きさ｜ωｘ｜が基準操舵速度ωref以下である場合には（Ｓ４２：Ｎｏ）、運転者があまり操舵アシストを必要としていない状況にあると推定して、低減係数Ｋを１に設定する。
【００９８】
アシスト制御部６１は、このような低減計数Ｋの設定を行った後、第１実施形態と同様に、変数ｎの値を設定し（Ｓ２８〜Ｓ２９）、ステップＳ４５においてアシストマップを設定する。この場合、オリジナルアシストマップに対する操舵トルクＴｘのシフト量が、ｎ×ΔＴ０×Ｋに設定される。従って、運転者が速い操舵操作を行った場合（Ｋ＝α）には、そうでない場合（Ｋ＝１）に比べてシフト量が低減され、目標電流ｉas＊の低減量が少なくなる。この結果、主電源１００の失陥時であっても、特に操舵アシストを必要としている状況にある場合には、良好な操舵アシストが得られる。従って、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて安全性が向上する。
【００９９】
尚、この第１変形例においては、運転者が速い操舵操作を行った場合（Ｋ＝α）でも、変数ｎが大きくなるほど得られる操舵アシスト力が少なくなるが、常に大きな操舵アシスト力を得たい場合には、αの値を０に設定すればよい。また、この第１変形例においては、全体のシフト量（ｎ×ΔＴ０）に低減係数Ｋを乗じているが、速い操舵操作が検出されたときの１回のシフト量分だけに低減係数Ｋを乗じるようにしても良い。
【０１００】
アシスト制御部６１の行うステップＳ４１〜Ｓ４５の処理が、本発明の低減量制限手段に相当する。
【０１０１】
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。図８は、第１実施形態の第２変形例に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。この第２変形例においては、操舵ハンドル１１に強い操舵トルクが入力されたときに、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定し、操舵アシスト力の低減を抑制する。そのため、第１実施形態で用いた基準値Ｔref１よりも大きな基準値Ｔref２（＞Ｔref１）を用い、操舵トルクＴｘが基準値Ｔref２を超えた場合に、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定する。以下、基準値Ｔref１を第１基準値Ｔref１と呼び、基準値Ｔref２を第２基準値Ｔref２と呼ぶ。
【０１０２】
第２変形例は、操舵トルクＴｘの大きさの判断に基づいて低減係数Ｋを設定するが、操舵トルクＴｘが第２基準値Ｔref２を超えたか否かの判断は、操舵トルクＴｘが第１基準値Ｔref１を超えたことの検出より後になる。従って、アシストマップの特性変更のタイミングが第１実施形態とは異なる。以下、第１実施形態、および、その第１変形例と共通する処理については、図面にそれらと同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【０１０３】
アシスト制御部６１は、第１実施形態と同様に、主電源１００の失陥が検出されていない間は、変数ｎの値を０に設定してオリジナルアシストマップを選択する（Ｓ２２〜Ｓ２３，Ｓ４５）。主電源１００の失陥が検出された場合には、フラグＦ１の状態を確認し（Ｓ２５）、フラグＦ１＝０との判断により（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１を超えているか否かの判断をする。操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１を超えていない間は、そのままオリジナルアシストマップを選択する（Ｓ４５）。そして、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１を超えたと判断すると（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、フラグＦ１を「１」に設定する。
【０１０４】
アシスト制御部６１は、フラグＦ１を「１」に設定した後は、ステップＳ３０において、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１にまで低下したか否かを判断する。操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１にまで低下していない間は（Ｓ３０：Ｎｏ）、ステップＳ５１において、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が予め設定した第２基準値Ｔref２を上回るまで上昇したか否かを判断する。つまり、このステップＳ５１は、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１よりも更に上昇して２基準値Ｔref２を超える状態になったか否かを判断することにより、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあるか否かを推定する処理である。
【０１０５】
操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第２基準値Ｔref２を上回っていない場合は、そのままステップＳ４５の処理を行って本ルーチンを一旦終了する。本ルーチンは、所定の短い周期で繰り返されるため、それ以降、主電源１００が失陥しているかぎり、ステップＳ３０とステップＳ５１との判断が繰り返されることになる。
【０１０６】
アシスト制御部６１は、こうした判断を繰り返し、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第２基準値Ｔref２を上回った場合には、ステップＳ５２において、フラグＦ２を「１」に設定する。そして、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第１基準値Ｔref１にまで低下すると（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ３１に進める。一方、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が第２基準値Ｔref２を上回ることなく第１基準値Ｔref１にまで低下した場合には、フラグＦ２を「１」に設定することなく、その処理をステップＳ３１に進める。このフラグＦ２は、本ルーチンの起動時においては「０」に設定されており、１回の操舵操作において、その操舵トルクＴｘが第２基準値Ｔref２を上回るたび、つまり、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定されるたびに「１」に設定されるものである。
【０１０７】
アシスト制御部６１は、ステップＳ３１において、フラグＦ１を「０」にリセットする。続いて、ステップＳ５３において、フラグＦ２が「１」に設定されているか否かを判断する。フラグＦ２＝１である場合には、ステップＳ４３において、低減係数Ｋをα（０≦α＜１）に設定し、ステップＳ５４において、フラグＦ２を「０」にリセットする。一方、フラグＦ２＝０である場合には、ステップＳ４４において、低減係数Ｋを１に設定する。
【０１０８】
アシスト制御部６１は、このような低減計数Ｋの設定を行った後、第１実施形態と同様に、変数ｎの値を設定し（Ｓ２８〜Ｓ２９）、ステップＳ４５においてアシストマップを設定する。この場合、オリジナルアシストマップに対して操舵トルクＴｘのシフト量が、ｎ×ΔＴ０×Ｋに設定される。従って、運転者が強く操舵操作を行った場合（Ｋ＝α）には、そうでない場合（Ｋ＝１）に比べてシフト量が低減され、目標電流ｉas＊の低減量が少なくなる。この結果、主電源１００の失陥時であっても、特に操舵アシストを必要としている状況にある場合には、良好な操舵アシストが得られる。従って、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて安全性が向上する。
【０１０９】
尚、この第２変形例においては、運転者が強く操舵操作を行った場合（Ｋ＝α）でも、変数ｎが大きくなるほど得られる操舵アシスト力が少なくなるが、常に大きな操舵アシスト力を得たい場合には、αの値を０に設定すればよい。また、この第２変形例においては、全体のシフト量（ｎ×ΔＴ０）に低減係数Ｋを乗じているが、速い操舵操作が検出されたときの１回のシフト量分だけに低減係数Ｋを乗じるようにしても良い。
【０１１０】
アシスト制御部６１の行うステップＳ５１〜５３，Ｓ４３〜Ｓ４５の処理が、本発明の低減量制限手段に相当する。
【０１１１】
次に、第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態およびその変形例においては、操舵アシストを行うための制御値を低減させるために、アシストマップの特性を操舵トルクＴｘが増大する側にシフトさせる構成であったが、この第２実施形態においては、アシストマップにおける目標電流ｉas＊の上限値を段階的に低減する構成を備えている。
【０１１２】
図９は、第２実施形態に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。この第２実施形態のアシストマップ設定ルーチンは、第１実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ２４の処理をステップＳ６１に変更したものである。従って、第１実施形態と共通する処理については、図面に第１実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【０１１３】
アシスト制御部６１は、主電源１００の失陥が検出された場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えたか否かを判断し（Ｓ２６）、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えるたびに（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、変数ｎを値１ずつインクリメントする（Ｓ２８〜Ｓ２９）。そして、変数ｎが設定されると、ステップＳ６１において、その変数ｎに応じたアシストマップを設定する。
【０１１４】
上述したアシストマップは、操舵トルク｜Ｔｘ｜の増大に対して目標電流ｉas＊が増大しない領域、つまり、目標電流ｉas＊の上限値ｉmax（本発明の上限電流値に相当する）が設定されている。この第２実施形態におけるステップＳ６１では、図１０に示すように、オリジナルアシストマップの上限値ｉmax０に対して、変数ｎに単位低減量Δｉ０を乗じた値（ｎ×Δｉ０）だけ低減した上限値ｉmaxを設定する（ｉmax＝ｉmax０−ｎ×Δｉ０）。尚、この例では、上限値ｉmaxの単位低減量Δｉ０を一定値に設定しているが、必ずしも一定値にする必要はなく変数ｎに応じて増減させるようにしても良い。
【０１１５】
従って、主電源１００の失陥時においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行うたびに、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxが１段階ずつ低減される。このため、高トルク領域において操舵トルクＴｘに対応して設定される目標電流ｉas＊が１段階ずつ低減される。また、目標電流ｉas＊が上限値ｉmaxにより制限される操舵トルクＴｘの領域（高トルク領域）も低トルク側に広がっていく。これにより、目標電流ｉas＊が上限値ｉmaxにより制限される頻度が増大し、運転者に対してアシスト力が徐々に減少していることを認識させることができる。この結果、運転者は、主電源１００の失陥が検知された後の早い段階で修理等の故障対応を行うことができる。また、アシスト力が急激に低下することがないため、大きな違和感を覚えない。
【０１１６】
尚、この第２実施形態においても、第１実施形態の変形例１，２と同様に、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定した場合に、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxの低減量を減らすようにしてもよい。例えば、図７（変形例１）あるいは図８（変形例２）に示すアシストマップ設定ルーチンにおいて、ステップＳ４５の処理に代えて、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxを、オリジナルアシストマップの上限値ｉmax０に対して（ｎ×Δｉ０×Ｋ）だけ低減するように設定する。これによれば、主電源１００の失陥時であっても、特に操舵アシストを必要としている状況にある場合には、上限電流制限が弱まり、良好な操舵アシストが得られる。従って、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて安全性が向上する。
【０１１７】
次に、第３実施形態について説明する。上述した第１実施形態およびその変形例においては、操舵アシストを行うためのモータ制御値を低減させるために、アシストマップの特性を操舵トルクＴｘの増大する側にシフトさせる構成であったが、この第３実施形態においては、電動モータ２０の消費電力を制限する上限電力Ｐmaxを段階的に低減する構成を備えている。
【０１１８】
電動モータ２０の出力は、操舵アシストトルクと操舵速度との積に比例する。また、電動モータ２０の出力は、その消費電力を制限することにより制限される。このため、電動モータ２０の消費電力を制限していくと、操舵速度が速くなるほど、それに反比例して操舵アシストトルクが低下する。これにより、運転者が速い速度で操舵ハンドル１１を回したときの粘り感が増大する。このことを利用して、第３実施形態では、主電源１００の失陥時に、電動モータ２０の上限電力Ｐmaxを操舵操作のたびに低減して粘り感を増大させ、運転者に異常を認識させるものである。
【０１１９】
図１１は、第３実施形態における、上限電力設定ルーチンを表すフローチャートである。この上限電力設定ルーチンは、後述する操舵アシスト制御ルーチン(図１３）にステップＳ１０２として組み込まれるものである。まず、上限電力設定ルーチンから説明する。この上限電力設定ルーチンは、第１実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ２４の処理をステップＳ６２に変更したものである。従って、第１実施形態と共通する処理については、図面に第１実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【０１２０】
アシスト制御部６１は、主電源１００の失陥が検出された場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えたか否かを判断し（Ｓ２６）、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えるたびに（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、変数ｎを値１ずつインクリメントする（Ｓ２８〜Ｓ２９）。そして、変数ｎが設定されると、ステップＳ６２において、その変数ｎに応じた電動モータ２０の上限電力Ｐmaxを設定する。電動モータ２０の上限電力Ｐmaxとは、電動モータ２０の消費電力の上限値を表す。
【０１２１】
ステップＳ６２においては、主電源１００の失陥が検出されていないときに設定されている上限電力Ｐmax０（以下、オリジナル上限電力Ｐmax０と呼ぶ）に対して、変数ｎに単位低減量ΔＰ０を乗じた値（ｎ×ΔＰ０）だけ低減した上限電力Ｐmaxを設定する（Ｐmax＝Ｐmax０−ｎ×ΔＰ０）。従って、主電源１００の失陥時には、図１２に示すように、変数ｎが増加するたびに、上限電力Ｐmaxが単位低減量ΔＰ０だけ低減されていく。尚、この例では、上限値Ｐmaxの単位低減量ΔＰ０を一定値に設定しているが、必ずしも一定値にする必要はなく変数ｎに応じて増減させるようにしても良い。
【０１２２】
この上限電力設定ルーチンは、図１３に示す操舵アシスト制御ルーチンのステップＳ１０２として組み込まれている。以下、第３実施形態に係る操舵アシスト制御ルーチンについて説明する。操舵アシスト制御ルーチンは、電子制御装置６０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、イグニッションスイッチ１０６の投入（オン）により起動し、所定の短い周期で繰り返し実行される。
【０１２３】
本制御ルーチンが起動すると、アシスト制御部６１は、まず、ステップＳ１０１において、車速センサ２３によって検出された車速Ｖｘと、操舵トルクセンサ２１によって検出した操舵トルクＴｘとを読み込む。続いてステップＳ１０２において、上述した上限電力設定処理を行う。
【０１２４】
次に、アシスト制御部６１は、ステップＳ１０３において、アシストマップに基づいて車速Ｖｘと操舵トルクＴｘとに対応した電動モータ２０の目標電流ｉas＊を計算する。この場合、アシストマップは、図３に示すオリジナルアシストマップを使用する。尚、操舵角θｘや操舵速度ωｘ等に基づく補償トルクを加味するために、アシストマップから得られた目標電流ｉas＊をその分だけ補正するようにしてもよい。
【０１２５】
次に、アシスト制御部６１は、ステップＳ１０４において、電動モータ２０に流れるモータ電流ｉuvwをモータ電流センサ３８から読み込む。続いて、ステップＳ１０５において、このモータ電流ｉuvwと先に計算した目標電流ｉas＊との偏差Δｉを計算し、この偏差Δｉに基づくＰＩ制御（比例積分制御）により中間指令電圧ｖ＊’を計算する。
【０１２６】
続いて、アシスト制御部６１は、ステップＳ１０６において、電動モータ２０で消費されている電力（実電力Ｐｘと呼ぶ）を計算する。この場合、第２電圧センサ５２により検出される出力電源電圧ｖ２と、出力電流センサ５４により検出される出力電流ｉ２とを読み込み、出力電源電圧ｖ２と出力電流ｉ２との積（ｖ２×ｉ２）から実電力Ｐｘを計算する。
【０１２７】
続いて、アシスト制御部６１は、その処理をステップＳ１０７に進め、実電力Ｐｘが上限電力Ｐmaxを上回っているか否かを判断する。この上限電力Ｐmaxは、ステップＳ１０２で設定された値が用いられる。そして、実電力Ｐｘが上限電力Ｐmaxを上回っていない場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）には、ステップＳ１０８において、先にステップＳ１０５で計算した中間指令電圧ｖ＊’を指令電圧ｖ＊として設定する。一方、実電力Ｐｘが上限電力Ｐmaxを上回っている場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０９において、実電力Ｐｘと上限電力Ｐmaxとの偏差ΔＰを計算し、この偏差ΔＰに基づくＰＩ制御（比例積分制御）により指令電圧ｖ＊を計算する。つまり、偏差ΔＰがゼロになるように指令電圧ｖ＊をフィードバック制御する。この場合、指令電圧ｖ＊が中間指令電圧ｖ＊’よりも低下し、実電力Ｐｘが上限電力Ｐmaxを超えないように制限される。
【０１２８】
こうして指令電圧ｖ＊が計算されると、次に、ステップＳ１１０において、指令電圧ｖ＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０に出力して本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、本制御ルーチンの実行により、モータ駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３６のデューティ比が制御されて、運転者の操舵操作に応じた操舵アシスト力が得られる。また、電動モータ２０の消費電力が上限電力Ｐmaxを超えないようにフィードバック制御される。
【０１２９】
この第３実施形態によれば、主電源１００の失陥時においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行うたびに、電動モータ２０の消費電力の上限値Ｐmaxが単位低減量ΔＰだけ低減され、これにあわせて操舵ハンドル１１を回したときの粘り感が徐々に増大する。この結果、運転者に異常を認識させることができる。また、操舵アシスト力が急激に低下することがないため、運転者に大きな違和感を与えない。この第３実施形態においても、操舵操作判定条件を満たす操舵操作が行われるたびに、アシストマップにて設定される操舵トルクＴｘに対応した目標電流ｉas＊が低減されることとなる。
【０１３０】
尚、この第３実施形態においても、第１実施形態の変形例１，２と同様に、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると推定した場合に、電動モータ２０の消費電力の上限値Ｐmaxの低減量を減らすようにしてもよい。例えば、図７（変形例１）あるいは図８（変形例２）に示すアシストマップ設定ルーチンにおいて、ステップＳ４５の処理に代えて、電動モータ２０の消費電力の上限値Ｐmaxを、オリジナル上限電力Ｐmax０に対して（ｎ×ΔＰ０×Ｋ）だけ低減するように設定する。これによれば、主電源１００の失陥時であっても、特に操舵アシストを必要としている状況にある場合には、電動モータ２０の出力制限が弱まり、良好な操舵アシストが得られる。従って、例えば、車両の接触回避等のために緊急な操舵操作が必要となるケースにおいて安全性が向上する。
【０１３１】
次に、第４実施形態について説明する。上述した第１〜第３実施形態においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす１回の操舵操作を行うたびに、段階的にモータ制御値を低減する構成であったが、この第４実施形態においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、アシストマップの特性を連続的に変更する構成を備えている。
【０１３２】
図１４は、第４実施形態に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。このアシストマップ設定ルーチンは、第１実施形態と同様に、図２の操舵アシスト制御ルーチンにおけるステップＳ１２の処理を表すものである。以下、この第４実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおいて、第１実施形態のアシストマップ設定ルーチンと共通する処理については、図面に第１実施形態と同一のステップ番号を付して簡単な説明にとどめる。
【０１３３】
本アシストマップ設定ルーチンが起動すると、アシスト制御部６１は、主電源電圧ｖ１を読み込み（Ｓ２１）、主電源電圧ｖ１が主電源失陥判定電圧ｖref１以下であるか否かを判定する（Ｓ２２）。主電源電圧ｖ１が主電源失陥判定電圧ｖref１を超えていれば（Ｓ２２：Ｎｏ）、ステップＳ７１において、アシストマップの特性を図３のオリジナルアシストマップに対して、操舵トルクＴｘを増大方向にシフトさせるシフト量Ｔshを値０（ゼロ）に設定する。
【０１３４】
アシスト制御部６１は、ステップＳ７１においてシフト量Ｔshを値０に設定すると、次に、ステップＳ７２において、車速Ｖｘに対応したオリジナルアシストマップからシフト量Ｔshだけ操舵トルクＴｘを増大側にシフトしたアシストマップを設定し、本ルーチンを一旦終了する。この場合、シフト量Ｔsh＝０であるため、オリジナルアシストマップが選択されることになる。つまり、主電源１００が正常の場合には、オリジナルアシストマップが選択される。
【０１３５】
本アシストマップ設定ルーチンは、操舵アシスト制御ルーチン内に組み込まれており、所定の短い周期で繰り返される。アシスト制御部６１は、アシストマップ設定ルーチンを一旦終了するときに、シフト量Ｔshの値をメモリ内に記憶する。
【０１３６】
一方、主電源電圧ｖ１が主電源失陥判定電圧ｖref１以下である場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、つまり主電源１００が失陥している場合には、ステップＳ２６において、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えているか否かを判定する。操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えていない場合は、そのままステップＳ７２の処理に移行する。ステップＳ７２においては、直前回の本ルーチン終了時に記憶されたシフト量Ｔshを使ってアシストマップの設定が行われる。従って、主電源１００が失陥した直後で、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っていない状況においては、シフト量Ｔsh＝０であるためオリジナルアシストマップが選択される。
【０１３７】
主電源１００が失陥している間は、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えているか否かの判定が所定周期で繰り返される。そして、操舵トルクＴｘの大きさ（｜Ｔｘ｜）が基準値Ｔref１を超えた場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７３において、シフト量Ｔshが最大シフト量Ｔshmax未満であるか否かを判断し、シフト量Ｔshが最大シフト量Ｔshmax未満であれば（Ｓ７３：Ｙｅｓ）、ステップＳ７４において、シフト量Ｔshを単位シフト量ΔＴshだけ増加する。シフト量Ｔshが最大シフト量Ｔshmax以上であれば（Ｓ７３：Ｎｏ）、シフト量Ｔshを増加しない。この単位シフト量ΔＴshは、本アシストマップ設定ルーチンが非常に短い周期で繰り返されることから、微細な量に設定されている。
【０１３８】
そして、ステップＳ７２において、車速Ｖｘに対応したオリジナルアシストマップからシフト量Ｔshだけ操舵トルクＴｘを増大側にシフトしたアシストマップを設定し、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３９】
従って、このアシストマップ設定ルーチンが繰り返されることで、主電源１００が失陥している期間においては、運転者が基準値Ｔref１を超える操舵トルクを操舵ハンドル１１に入力しているあいだ中、アシストマップの特性が連続的に変更され、目標電流ｉas＊に対する操舵トルクＴｘが漸増する。また、運転者が基準値Ｔref１を超える操舵トルクを操舵ハンドルに入力していないあいだは、アシストマップの特性は変更されない。尚、本第4実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ２６の判定処理は、本発明の異常時操舵操作判定手段および操舵操作終了判定手段に相当する。
【０１４０】
図１５は、主電源１００の失陥時における操舵トルクＴｘの推移と、それに応じて増大するシフト量Ｔshの推移とを表したグラフである。また、図１６は、そのシフト量Ｔshに応じて特性が変更されたアシストマップを表す。図１５中において、ｔｎ（ｎ＝１〜６）は、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っている期間を表し、ｎは主電源１００が失陥してからの操舵操作回数を表す。また、図１６中においては、１回の操舵操作が終了したときのアシストマップを重ねて表している。
【０１４１】
このように、主電源１００が失陥している期間においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、アシストマップの特性が変更されて、操舵トルクＴｘに対して算出される目標電流ｉas＊が減少していく。このため、運転者は、ハンドル操作を行うたびに、そのハンドル操作中において操舵アシスト力が低減されていくことを確実に感じて異常を認識することができる。従って、運転者は、主電源１００の失陥が検知された後の早い段階で修理等の故障対応を行うことができる。また、操舵アシスト力が急激に低下することがないため、大きな違和感を覚えない。
【０１４２】
以上、本発明の実施形態としての電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態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。
【０１４３】
例えば、第２実施形態においては、目標電流ｉas＊の上限値を段階的に低減する構成を備えているが、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、目標電流ｉas＊の上限値を連続的に低減する構成であってもよい。ここで、第２実施形態の変形例について、図１７に示すフローチャートを使って説明する。この第２実施形態の変形例のアシストマップ設定ルーチンは、第４実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ７１〜Ｓ７４を、ステップＳ８１〜Ｓ８４に代えたもので、他の処理については第４実施形態と同一である。従って、第４実施形態と共通する処理については、図面に第４実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【０１４４】
この変形例においては、主電源１００が失陥していない場合には、ステップＳ８１において、オリジナルアシストマップに対して目標電流ｉas＊の上限値ｉmax０を低減させる低減量ｉshを値０に設定する。一方、主電源１００が失陥している場合には、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っている場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ８３において、低減量ｉshが最大低減量ｉshmax未満であるか否かを判断し、低減量ｉshが最大低減量ｉshmax未満であれば（Ｓ８３：Ｙｅｓ）、ステップＳ８４において、低減量ｉshを単位低減量Δｉsh（微少量）だけ増加させる。低減量ｉshが最大低減量ｉshmax以上であれば（Ｓ８３：Ｎｏ）、低減量ｉshを増加させない。そして、ステップＳ８２において、車速Ｖｘに対応したオリジナルアシストマップから目標電流ｉas＊の上限値ｉmax０を低減量ｉshだけ減少させたアシストマップを設定する。
【０１４５】
従って、この変形例においては、主電源１００が失陥している期間においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxが漸減する。この結果、運転者に対して操舵アシスト力が徐々に減少していることを認識させることができ、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１４６】
同様に、第３実施形態においても、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、電動モータ２０の上限電力Ｐmaxを連続的に低減する構成を採用することができる。ここで、第２実施形態の変形例について、図１８に示すフローチャートを使って説明する。この第３実施形態の変形例の上限電力設定ルーチンは、第４実施形態のアシストマップ設定ルーチンにおけるステップＳ７１〜Ｓ７４を、ステップＳ９１〜Ｓ９４に代えたもので、他の処理については第４実施形態と同一である。従って、第４実施形態と共通する処理については、図面に第４実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【０１４７】
この変形例においては、主電源１００が失陥していない場合には、ステップＳ９１において、オリジナル上限電力Ｐmax０に対して低減する低減量Ｐshを値０に設定する。一方、主電源１００が失陥している場合には、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っている場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ９３において、低減量Ｐshが最大低減量Ｐshmax未満であるか否かを判断し、低減量Ｐshが最大低減量Ｐshmax未満であれば（Ｓ９３：Ｙｅｓ）、ステップＳ９４において、低減量Ｐshを単位低減量ΔＰsh（微少量）だけ増加させる。低減量Ｐshが最大低減量Ｐshmax以上であれば（Ｓ９３：Ｎｏ）、低減量Ｐshを増加させない。そして、ステップＳ９２において、電動モータ２０の上限電力Ｐmaxを、オリジナル上限電力Ｐmax０から低減量Ｐshだけ低減した上限値Ｐmaxに設定する。
【０１４８】
従って、この変形例においては、主電源１００が失陥している期間においては、運転者が操舵操作判定条件を満たす操舵操作を行っているあいだ中、電動モータ２０の上限電力Ｐmaxが漸減する。この結果、操舵ハンドル１１を回したときの粘り感が徐々に増大していき、運転者に対して異常を認識させることができ、第３実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１４９】
また、第１実施形態、第４実施形態においては、アシストマップの特性の変更を操舵トルクＴｘを増大側にシフトすることにより行っているが、例えば、オリジナルアシストマップの目標電流ｉasに低減係数Ａ（０≦Ａ＜１）を乗じて、操舵アシスト力の発生を低減するようにしてもよい。
【０１５０】
また、本実施形態は、電源装置として主電源１００と副電源５０とを備えているが、副電源５０を備えない構成であってもよい。この場合、主電源１００の異常、例えば、電源電圧の低下等を検出して、上述した操舵アシスト制御を行うようにすればよい。
【０１５１】
また、本実施形態においては、操舵トルクＴｘと目標電流ｉas＊との関係を設定したアシストマップをアシスト特性として記憶しているが、操舵トルクＴｘから目標電流ｉas＊を導く関数などをアシスト特性として記憶するようにしてもよい。
【０１５２】
また、例えば、第４実施形態においては、単位シフト量ΔＴshが一定値に設定されているが、操舵速度ωｘに基づいて、単位シフト量ΔＴshを可変にしてもよい。つまり、操舵速度ωｘの大きさ｜ωｘ｜が基準操舵速度ωrefを上回る場合には、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると判断して、単位シフト量ΔＴshに低減係数Ｋ（０≦Ｋ＜１）を乗じるようにして、アシストマップの特性変更量を低減するようにしてもよい。また、単位シフト量ΔＴshに代えて、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxの単位低減量Δｉshに適用することもできる。また、単位シフト量ΔＴshに代えて、上限電力Ｐmaxの単位低減量ΔＰshに適用することもできる。
【０１５３】
同様に、第４実施形態において、操舵トルクＴｘに基づいて、単位シフト量ΔＴshを可変にしてもよい。つまり、操舵トルクＴｘの大きさ｜Ｔｘ｜が第２基準値Ｔref２を上回る場合には、運転者が特に操舵アシストを必要としている状況にあると判断して、｜Ｔｘ｜が第２基準値Ｔref２を上回った時点から単位シフト量ΔＴshに低減係数Ｋ（０≦Ｋ＜１）を乗じるようにして、アシストマップの特性変更量を低減するようにしてもよい。また、単位シフト量ΔＴshに代えて、目標電流ｉas＊の上限値ｉmaxの単位低減量Δｉshに適用することもできる。また、単位シフト量ΔＴshに代えて、上限電力Ｐmaxの単位低減量ΔＰshに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略システム構成図である。
【図２】第１実施形態に係る操舵アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係るアシストマップを表す特性図である。
【図４】第１実施形態に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るアシストマップの推移を示す特性図である。
【図６】第１実施形態に係る操舵トルクの推移を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の第１変形例にかかるアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の第２変形例にかかるアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係るアシストマップにおける上限電流の推移を示す特性図である。
【図１１】第３実施形態に係る上限電力設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１２】第３実施形態に係る上限電力の推移を示すグラフである。
【図１３】第３実施形態に係る操舵アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１４】第４実施形態に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１５】第４実施形態に係るアシストマップのシフト量の推移を示すグラフである。
【図１６】第４実施形態に係るアシストマップの推移を示す特性図である。
【図１７】第２実施形態の変形例に係るアシストマップ設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１８】第３実施形態の変形例に係る上限電力設定ルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５５】
１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、２０…電動モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…回転角センサ、２３…車速センサ、３０…モータ駆動回路、３８…モータ電流センサ、４０…昇圧回路、５０…副電源、５１…第１電圧センサ、５２…第２電圧センサ、５３…充放電電流センサ、５４…出力電流センサ、６０…電子制御装置、６１…アシスト制御部、６２…電源制御部、１００…主電源、１０１…主バッテリ、１０２…オルタネータ。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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