(57)【要約】【課題】  非常時において人力によるステアリング操作の負荷を軽減するための相開放リレーを、通常時において発熱を抑えることが可能であると共に、安定して閉状態に保持することが可能なステアリングシステムを提供する。【解決手段】  本発明のステアリングシステム１０によれば、ＥＣＵ５０やバッテリー６０の異常時には、相開放リレー５６が開かれ、ステアリング操作に伴うモータ２４の連れ回り抵抗が低減される。一方、通常時には、リレーコイル５９を励磁することで相開放リレー５６を閉じ、モータ２４に給電することで、車両の操舵系にモータ２４によるアシスト力を付与することができる。しかも、リレー制御スイッチ６２及びリレー制御部７１を備えたことで、種々の状況に対応して、相開放リレー５６のリレーコイル５９への駆動電流をＰＷＭ制御することができ、相開放リレー５６の発熱を抑え、かつ安定して閉状態に保持することが可能になる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵系にモータの駆動力を付与可能とすると共に、異常時に、前記モータの電力線を開放するための常開の相開放リレーを設け、通常時には、前記相開放リレーに備えたリレーコイルを励磁することで前記相開放リレーを閉じて、前記モータに給電可能としたステアリングシステムにおいて、
前記リレーコイルに接続されたリレー制御スイッチと、前記リレー制御スイッチをオンオフして前記リレーコイルへの駆動電流をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部とを備えたことを特徴とするステアリングシステム。
【請求項２】
前記ＰＷＭ制御部には前記ＰＷＭ制御で用いる複数のＤＵＴＹが設定され、
それらＤＵＴＹには、開状態の前記相開放リレーを閉じることが可能なオン動作用のＤＵＴＹと、前記オン動作用のＤＵＴＹより小さく設定されかつ、閉状態の前記相開放リレーを閉状態に保持することが可能なオン保持用のＤＵＴＹとが含められ、
前記ＰＷＭ制御部は、始動時に前記オン動作用のＤＵＴＹを用いて常開の前記相開放リレーを閉じ、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いて前記相開放リレーを閉状態に保持するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記ＰＷＭ制御部は、前記オン保持用のＤＵＴＹと前記オン動作用のＤＵＴＹとを切り替えて、前記相開放リレーを閉状態に保持するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のステアリングシステム。
【請求項４】
前記ＰＷＭ制御部は、少なくとも単位時間中の一部の時間帯では、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のステアリングシステム。
【請求項５】
前記相開放リレーに係る衝撃を検出するための衝撃センサを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記衝撃センサが所定の大きさ以上の衝撃を検出した場合に、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のステアリングシステム。
【請求項６】
前記ＰＷＭ制御部は、前記相開放リレーが開放されたか否かを監視し、前記相開放リレーが開放された場合に、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のステアリングシステム。
【請求項７】
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータの相電流に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項８】
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータの相電流が所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記モータの相電流が所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項７に記載のステアリングシステム。
【請求項９】
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータの相電流が徐々に減少した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記モータの相電流が徐々に増加した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項７に記載のステアリングシステム。
【請求項１０】
前記モータは、ブラシレスモータであり、
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項１１】
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載のステアリングシステム。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ制御部は、前記モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に減少した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に増加した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載のステアリングシステム。
【請求項１３】
前記操舵系には、ハンドルに付与される操作トルクを検出するためのトルクセンサが備えられ、前記ＰＷＭ制御部は、前記トルクセンサの検出結果に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項１４】
前記ＰＷＭ制御部は、前記トルクセンサが検出した操作トルクが所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記トルクセンサが検出した操作トルクが所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項１３に記載のステアリングシステム。
【請求項１５】
前記ＰＷＭ制御部は、前記トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に減少した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に増加した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項１３に記載のステアリングシステム。
【請求項１６】
前記ＰＷＭ制御部は、前記操舵系に備えたハンドルの角速度を取得し、そのハンドルの角速度に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至１５の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項１７】
前記モータは、前記ハンドルの操作に連動回転するように前記操舵系に連結され、
前記ＰＷＭ制御部は、前記ハンドルの角速度として前記モータの角速度を取得するように構成されたことを特徴とする請求項１６に記載のステアリングシステム。
【請求項１８】
前記ＰＷＭ制御部は、前記ハンドルの角速度が所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記ハンドルの角速度が所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項１６又は１７に記載のステアリングシステム。
【請求項１９】
前記ＰＷＭ制御部は、前記ハンドルの角速度が徐々に減少した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記ハンドルの角速度が徐々に増加した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項１６又は１７に記載のステアリングシステム。
【請求項２０】
前記ＰＷＭ制御部は、前記車両の走行速度を取得し、その走行速度に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至１９の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項２１】
前記ＰＷＭ制御部は、前記走行速度が所定値を超えた場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記走行速度が所定値以下の場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項２０に記載のステアリングシステム。
【請求項２２】
前記ＰＷＭ制御部は、前記車速が徐々に上がった場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記車速が徐々に下がった場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項２０に記載のステアリングシステム。
【請求項２３】
前記ＰＷＭ制御部は、前記操舵系に備えたハンドルの中立点に対する角度を絶対角として取得し、前記ハンドルの絶対角に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至２２の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項２４】
前記ＰＷＭ制御部は、前記ハンドルの絶対角が所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記ハンドルの絶対角が所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項２３に記載のステアリングシステム。
【請求項２５】
前記ＰＷＭ制御部は、前記ハンドルの絶対角が徐々に下がった場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記ハンドルの絶対角が徐々に上がった場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項２３に記載のステアリングシステム。
【請求項２６】
前記車両には、直進しているか否かを判定するための直進判定手段が備えられ、
前記ＰＷＭ制御部は、前記直進判定手段が直進と判定した場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記直進判定手段が直進と判定しなかった場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項２７】
前記車両には、ヨーレートを演算するためのヨーレート演算部が備えられ、
前記ＰＷＭ制御部は、前記ヨーレート演算部が演算したヨーレートが所定値以下の場合には、前記オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、前記ヨーレート演算部が演算したヨーレートが所定値を超えた場合には、前記オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたことを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項２８】
前記相開放リレーの温度を検出するための温度検出手段を設け、
前記ＰＷＭ制御部は、前記温度検出手段の検出温度に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項２乃至２７の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項２９】
前記温度検出手段は、前記リレーコイルに流れる駆動電流から前記相開放リレーの温度を推定するように構成されたことを特徴とする請求項２８に記載のステアリングシステム。
【請求項３０】
前記ＰＷＭ制御部は、前記温度検出手段の検出温度が所定値を超えた場合に、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを下げる一方、前記温度検出手段の検出温度が所定値以下の場合に、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを上げるように構成されたことを特徴とする請求項２８又は２９に記載のステアリングシステム。
【請求項３１】
前記ＰＷＭ制御部は、前記温度検出手段の検出温度が徐々に上昇した場合には、前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、前記温度検出手段の検出温度が徐々に下降した場合に前記ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたことを特徴とする請求項２８又は２９に記載のステアリングシステム。
【請求項３２】
前記ＰＷＭ制御部は、前記リレーコイルの電源の出力電圧を取得し、前記電源の出力電圧の低下に応じて、前記ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３１の何れかに記載のステアリングシステム。
【請求項３３】
前記電源の設計上の出力電圧を、基準電圧Ｖ１とし、
前記ＰＷＭ制御部が取得した実際の前記電源の出力電圧を、実測電圧Ｖ２とし、
前記ＰＷＭ制御で用いる複数のＤＵＴＹは、前記基準電圧Ｖ１に対応させて設定され、  前記ＰＷＭ制御部は、下記式によって補正値βを演算し、
補正値β＝基準電圧Ｖ１／実測電圧Ｖ２、
その補正値βを、前記複数のＤＵＴＹに乗じて、それらＤＵＴＹの補正を行うように構成されたことを特徴とする請求項３２に記載のステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵系にモータの駆動力を付与可能としたステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のステアリングシステムとして知られる電動パワーステアリングでは、１対の操舵輪の間を連結するロッドにアシスト用のモータの出力軸を連結すると共に、ステアリングシャフトに係るトルクをトルクセンサで検出し、運転者のステアリング操作を補助するためのアシスト力をモータから出力する構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１０３３４８号公報（段落［００２５］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記した電動パワーステアリングでは、例えば、モータの駆動回路が失陥した場合には、運転者の人力のみにより操舵輪を転舵することになる。このとき、運転者のステアリング操作に連動してモータも連れ回りして、発電機として機能する。そして、従来のステアリングシステムでは、モータの電力線には、モータ駆動回路及びバッテリーが接続されていたので、これらモータ駆動回路等の電気抵抗が負荷トルクになり、人力のみによるステアリング操作の妨げになっていた。
【０００４】
これに対し、本願出願人は、フェールセーフの観点から、アシスト用のモータには、電力線の途中に常開の相開放リレーを設けた構成を検討した。これにより、異常時には、相開放リレーが開状態になることで、モータの連れ回りによる負荷トルクが抑えられ、人力のみによるステアリング操作に係る負荷の低減を図ることができた。
【０００５】
しかしながら、相開放リレーを備えたシステムでは、車両始動時に相開放リレーにオン動作用電流を流し、通常走行を継続する間、そのオン動作用電流を相開放リレーに流し続ける構成にした場合には、リレーコイルの発熱が懸念される。また、バッテリーの出力が低下した場合には、相開放リレーを閉状態に保持するための磁力の低下が懸念される等の種々の事項があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、非常時において人力によるステアリング操作の負荷を軽減するための相開放リレーを、通常時において発熱を抑えることが可能であると共に、安定して閉状態に保持することが可能なステアリングシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るステアリングシステムは、車両の操舵系にモータの駆動力を付与可能とすると共に、異常時に、モータの電力線を開放するための常開の相開放リレーを設け、通常時には、相開放リレーに備えたリレーコイルを励磁することで相開放リレーを閉じて、モータに給電可能としたステアリングシステムにおいて、リレーコイルに接続されたリレー制御スイッチと、リレー制御スイッチをオンオフしてリレーコイルへの駆動電流をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部とを備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部にはＰＷＭ制御で用いる複数のＤＵＴＹが設定され、それらＤＵＴＹには、開状態の相開放リレーを閉じることが可能なオン動作用のＤＵＴＹと、オン動作用のＤＵＴＹより小さく設定されかつ、閉状態の相開放リレーを閉状態に保持することが可能なオン保持用のＤＵＴＹとが含められ、ＰＷＭ制御部は、始動時にオン動作用のＤＵＴＹを用いて常開の相開放リレーを閉じ、オン保持用のＤＵＴＹを用いて相開放リレーを閉状態に保持するように構成されたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、オン保持用のＤＵＴＹとオン動作用のＤＵＴＹとを切り替えて、相開放リレーを閉状態に保持するように構成されたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、少なくとも単位時間中の一部の時間帯では、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３に記載のステアリングシステムにおいて、相開放リレーに係る衝撃を検出するための衝撃センサを備え、ＰＷＭ制御部は、衝撃センサが所定の大きさ以上の衝撃を検出した場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、相開放リレーが開放されたか否かを監視し、相開放リレーが開放された場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、モータの相電流に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、モータの相電流が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、モータの相電流が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項７に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、モータの相電流が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、モータの相電流が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、モータは、ブラシレスモータであり、ＰＷＭ制御部は、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１０に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項２乃至６の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、操舵系には、ハンドルに付与される操作トルクを検出するためのトルクセンサが備えられ、ＰＷＭ制御部は、トルクセンサの検出結果に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、トルクセンサが検出した操作トルクが所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、トルクセンサが検出した操作トルクが所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項１３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項２乃至１５の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、操舵系に備えたハンドルの角速度を取得し、そのハンドルの角速度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００２３】
請求項１７の発明は、請求項１６に記載のステアリングシステムにおいて、モータは、ハンドルの操作に連動回転するように操舵系に連結され、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの角速度としてモータの角速度を取得するように構成されたところに特徴を有する。
【００２４】
請求項１８の発明は、請求項１６又は１７に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの角速度が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、ハンドルの角速度が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００２５】
請求項１９の発明は、請求項１６又は１７に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの角速度が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、ハンドルの角速度が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００２６】
請求項２０の発明は、請求項２乃至１９の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、車両の走行速度を取得し、その走行速度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００２７】
請求項２１の発明は、請求項２０に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、走行速度が所定値を超えた場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、走行速度が所定値以下の場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００２８】
請求項２２の発明は、請求項２０に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、車速が徐々に上がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、車速が徐々に下がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００２９】
請求項２３の発明は、請求項２乃至２２の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、操舵系に備えたハンドルの中立点に対する角度を絶対角として取得し、ハンドルの絶対角に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００３０】
請求項２４の発明は、請求項２３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの絶対角が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、ハンドルの絶対角が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００３１】
請求項２５の発明は、請求項２３に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの絶対角が徐々に下がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、ハンドルの絶対角が徐々に上がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００３２】
請求項２６の発明は、請求項２乃至１２の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、車両には、直進しているか否かを判定するための直進判定手段が備えられ、ＰＷＭ制御部は、直進判定手段が直進と判定した場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、直進判定手段が直進と判定しなかった場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００３３】
請求項２７の発明は、請求項２乃至１２の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、車両には、ヨーレートを演算するためのヨーレート演算部が備えられ、ＰＷＭ制御部は、ヨーレート演算部が演算したヨーレートが所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、ヨーレート演算部が演算したヨーレートが所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００３４】
請求項２８の発明は、請求項２乃至２７の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、相開放リレーの温度を検出するための温度検出手段を設け、ＰＷＭ制御部は、温度検出手段の検出温度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００３５】
請求項２９の発明は、請求項２８に記載のステアリングシステムにおいて、温度検出手段は、リレーコイルに流れる駆動電流から相開放リレーの温度を推定するように構成されたところに特徴を有する。
【００３６】
請求項３０の発明は、請求項２８又は２９に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、温度検出手段の検出温度が所定値を超えた場合に、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを下げる一方、温度検出手段の検出温度が所定値以下の場合に、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００３７】
請求項３１の発明は、請求項２８又は２９に記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、温度検出手段の検出温度が徐々に上昇した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、温度検出手段の検出温度が徐々に下降した場合にＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成されたところに特徴を有する。
【００３８】
請求項３２の発明は、請求項１乃至３１の何れかに記載のステアリングシステムにおいて、ＰＷＭ制御部は、リレーコイルの電源の出力電圧を取得し、電源の出力電圧の低下に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するように構成されたところに特徴を有する。
【００３９】
請求項３３の発明は、請求項３２に記載のステアリングシステムにおいて、電源の設計上の出力電圧を、基準電圧Ｖ１とし、ＰＷＭ制御部が取得した実際の電源の出力電圧を、実測電圧Ｖ２とし、ＰＷＭ制御で用いる複数のＤＵＴＹは、基準電圧Ｖ１に対応させて設定され、ＰＷＭ制御部は、下記式によって補正値βを演算し、補正値β＝基準電圧Ｖ１／実測電圧Ｖ２、その補正値βを、複数のＤＵＴＹに乗じて、それらＤＵＴＹの補正を行うように構成されたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００４０】
［請求項１の発明］
請求項１のステアリングシステムでは、異常時には、リレーコイルが励磁されなくなることで、相開放リレーが開かれ、モータに電気的な負荷がかからない状態になる。これにより、ステアリング操作に伴うモータの連れ回り抵抗が低減される。即ち、人力のみでステアリング操作を行う異常時において、モータの連れ回り抵抗を低減することができ、スムーズに異常事態に対処することができる。一方、通常時には、相開放リレーに備えたリレーコイルを励磁することで相開放リレーを閉じ、モータに給電することで、車両の操舵系にモータのアシスト力を付与することができる。しかも、本発明のステアリングシステムには、リレー制御スイッチ及びＰＷＭ制御部を備えたことで、種々の状況に対応して、相開放リレーのリレーコイルへの駆動電流をＰＷＭ制御することができる。
【００４１】
［請求項２の発明］
一般にリレーは、開状態から閉状態にするために必要なオン動作用の駆動電流より、一度閉状態になったリレーを閉状態に保持するために必要なオン保持用の駆動電流の方が小さい。この点に鑑み、請求項２のステアリングシステムでは、オン動作用のＤＵＴＹと、オン動作用のＤＵＴＹより小さいオン保持用のＤＵＴＹとが設定されており、始動時にオン動作用のＤＵＴＹを用いて常開の相開放リレーを閉じてから、オン保持用のＤＵＴＹを用いて相開放リレーを閉状態に保持するので、常時、オン動作用の駆動電流をリレーコイルに流して相開放リレーを閉状態に保持する場合に比べて、省エネ及びリレーコイルの発熱を抑えることができる。
【００４２】
［請求項３，４，５，６の発明］
請求項３のステアリングシステムでは、ＰＷＭ制御部は、オン保持用のＤＵＴＹとオン動作用のＤＵＴＹとを切り替えて、相開放リレーを閉状態に保持するので、振動等により閉状態から開状態に移行しそうになった相開放リレーを、閉状態に留めることができる。具体的には、少なくとも単位時間中の一部の時間帯では、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成すればよい。（請求項４の発明）。なお、その単位時間を切り替えるための時間変更手段を備えて、単位時間を、例えば、１秒、０．１秒、０．０１秒のように変更してもよい。また、相開放リレーに係る衝撃を検出するための衝撃センサを備え、衝撃センサが所定の大きさ以上の衝撃を検出した場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いる構成にしてもよい（請求項５の発明）。さらに、相開放リレーが開放されたか否かを監視し、相開放リレーが開放された場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成してもよい（請求項６の発明）。
【００４３】
［請求項７，８，９の発明］
モータが操舵系に付与するアシスト力は、モータの相電流に相関する。そして、請求項７のステアリングシステムでは、モータの相電流に応じてＤＵＴＹを変更することで、モータの相電流が大きいとき、即ちアシスト力が大きいときに、相開放リレーをより強固に閉状態に保持し、アシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。具体的には、モータの相電流が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、モータの相電流が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項８の発明）。また、ＰＷＭ制御部は、モータの相電流が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、モータの相電流が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項９の発明）。
【００４４】
［請求項１０、１１，１２の発明］
モータがブラシレスモータである場合には、そのモータが操舵系に付与するアシスト力は、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流に相関する。そして、請求項１０のステアリングシステムでは、モータをブラシレスモータとし、そのモータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更することで、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が大きいとき、即ちアシスト力が大きいときに、相開放リレーをより強固に閉状態に保持して、アシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。具体的には、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、モータの相電流が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項１１の発明）。また、ＰＷＭ制御部は、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、モータのｑ軸指令電流又はｑ軸実電流が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項１２の発明）。
【００４５】
［請求項１３，１４，１５の発明］
ハンドルを操作している間は、ハンドルに操作トルクが付与される。そして、請求項１３のステアリングシステムでは、ハンドルに付与される操作トルクをトルクセンサで検出し、その検出結果に応じてＰＷＭで用いるＤＵＴＹを変更することで、ハンドル操作中により強固に相開放リレーを閉状態に保持し、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。具体的には、トルクセンサが検出した操作トルクが所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、トルクセンサが検出した操作トルクが所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項１４の発明）。また、トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、トルクセンサが検出した操作トルクが徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項１５の発明）。
【００４６】
［請求項１６，１７，１８，１９の発明］
ハンドルを回転操作している間は、ハンドルの角速度が変化する。請求項１６のステアリングシステムでは、ハンドルの角速度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更することで、ハンドル操作中により強固に相開放リレーを閉状態に保持して、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。ここで、モータが、ハンドルの操作に連動回転するように操舵系に連結されたものでは、ＰＷＭ制御部は、ハンドルの角速度としてモータの角速度を取得するように構成することができる（請求項１７の発明）。また、制御における具体的な構成としては、ハンドルの角速度が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、ハンドルの角速度が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項１８の発明）。さらに、ハンドルの角速度が徐々に減少した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、ハンドルの角速度が徐々に増加した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項１９の発明）。
【００４７】
［請求項２０，２１，２２の発明］
請求項２０のステアリングシステムでは、車両の走行速度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更することで、ハンドル操作が頻繁に行われる低速走行中に、より強固に相開放リレーを閉状態に保持して、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。具体的には、走行速度が所定値を超えた場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、走行速度が所定値以下の場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項２１の発明）。また、車速が徐々に上がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、車速が徐々に下がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項２２の発明）。
【００４８】
［請求項２３，２４，２５の発明］
請求項２３のステアリングシステムでは、ハンドルの絶対角に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更することで、ハンドルを切った状態で、より強固に相開放リレーを閉状態に保持して、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。具体的には、ハンドルの絶対角が所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹを用いる一方、ハンドルの絶対角が所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成することができる（請求項２４の発明）。また、ハンドルの絶対角が徐々に下がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、ハンドルの絶対角が徐々に上がった場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項２５の発明）。
【００４９】
［請求項２６の発明］
請求項２６のステアリングシステムでは、ハンドル操作により車両が非直進状態の場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いることで、強固に相開放リレーを閉状態に保持して、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００５０】
［請求項２７の発明］
請求項２７のステアリングシステムでは、ヨーレートが所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いることで、ヨーレートが所定値を超えたときに強固に相開放リレーを閉状態に保持して、モータによるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００５１】
［請求項２８，２９，３０，３１の発明］
請求項２８のステアリングシステムでは、温度検出手段にて検出した相開放リレーの温度に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更するので、相開放リレーの温度が高いときにＤＵＴＹを下げ、相開放リレーの温度上昇を抑えることができる。ここで、温度検出手段は、リレーコイルに流れる駆動電流から相開放リレーの温度を推定するように構成することができる（請求項２９の発明）。そして、制御における具体的な構成としては、温度検出手段の検出温度が所定値を超えた場合に、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを下げる一方、温度検出手段の検出温度が所定値以下の場合に、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを上げるように構成することができる（請求項３０の発明）。また、温度検出手段の検出温度が徐々に上昇した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に下げる一方、温度検出手段の検出温度が徐々に下降した場合には、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹを徐々に上げるように構成してもよい（請求項３１の発明）。
【００５２】
［請求項３２，３３の発明］
請求項３２のステアリングシステムでは、電源の出力電圧の低下に応じて、ＰＷＭ制御で用いるＤＵＴＹを変更することで、電源の出力電圧の低下を補って、相開放リレーを閉状態に安定して保持することができる。具体的には、電源の設計上の出力電圧を、基準電圧Ｖ１とし、ＰＷＭ制御部が取得した実際の電源の出力電圧を、実測電圧Ｖ２とし、ＰＷＭ制御で用いる複数のＤＵＴＹは、基準電圧Ｖ１に対応させて設定され、ＰＷＭ制御部は、下記式によって補正値βを演算し、補正値β＝基準電圧Ｖ１／実測電圧Ｖ２、その補正値βを、複数のＤＵＴＹに乗じて、それらＤＵＴＹの補正を行うように構成することができる（請求項３３の発明）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１には、本実施形態のステアリングシステム１０の全体構成が示されている。このステアリングシステム１０は、ハンドル１１に連結されたステアリングシャフト１２の先端に、本発明に係るトルクセンサ１３の一端を連結して備え、ハンドル１１に付与される操作トルクが検出可能となっている。
【００５４】
トルクセンサ１３は、図２に詳細形状が示されている。同図に示すように、トルクセンサ１３は、筒形ケース１４の内側に、ステアリングシャフト１２に回転連動するトーションバー１５を軸支して備える。また、筒形ケース１４とトーションバー１５との間には、１対のレゾルバ１６，１７が設けられている。そして、筒形ケース１４に対し、トーションバー１５の一端部の回転角を一方のレゾルバ１６で検出すると共に、トーションバー１５の他端部の回転角を他方のレゾルバ１７で検出し、これら両レゾルバ１６，１７での検出角の差分と、トーションバー１５の捩れ剛性とに基づいて、ステアリングシャフト１２に係るトルクが検出される。また、トーションバー１５におけるステアリングシャフト１２と反対側の端部には、ピニオンギヤ１８が固定されている。
【００５５】
図１に示すように、トルクセンサ１３の筒形ケース１４は、操舵輪１９，１９の間に差し渡されたアクチュエータ２０のラックケース２１に固定されている。そして、ラックケース２１の内部に備えたラック２２と、トルクセンサ１３に備えた前記ピニオンギヤ１８とが噛合している。これにより、ハンドル１１の操作によってアクチュエータ２０内でトーションバー１５の回転に伴いピニオンギヤ１８が回転して、ラックケース２１内をラック２２が直動する。さらに、図１に示すように、ラック２２の両端と操舵輪１９，１９との間は、タイロッド２３，２３によって連結されている。これにより、ハンドル１１の操作によりラック２２が直動することで操舵輪１９，１９が転舵される。なお、図５における右下部分には、アクチュエータ２０にトルクセンサ１３を取り付けた状態の外観詳細形状が示されている。
【００５６】
アクチュエータ２０には、ステアリング操作を補助するためのモータ２４が内蔵されている。このモータ２４のロータ２５は、図３の断面図に示すように円筒状をなし、その外周面に複数の界磁用マグネット２６を備える。また、ロータ２５の内側には、前記したラック２２が貫通し、このラック２２とロータ２５との間には図示しないボールネジ機構が備えられている。そして、このボールネジ機構によりロータ２５の回転をラック２２の軸方向の推力に変換し、操舵輪１９を転舵するための補助力を操舵系に付与している。
【００５７】
モータ２４は、車両に搭載されたＥＣＵ５０によって駆動制御されている（図１参照）。詳細には、モータ２４は、三相ブラシレスモータであって、モータ２４のステータ２７（図３参照）に備えた複数のティース２７Ｔには、Ｕ相と、Ｖ相と、Ｗ相とのステータコイル２８が巻回されている。そして、図４に示すように、モータ２４のステータコイル２８を構成する３本の電線２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗが、ＥＣＵ５０に備えたモータ駆動回路５１に接続されている。
【００５８】
モータ駆動回路５１は、所謂、三相ブリッジ回路であって、１対のＦＥＴ５２，５２を接続してなるＦＥＴ直列回路を３つ並列にしてバッテリー６０の正極とグランドＧＮＤとの間に接続した構成になっている。そして、モータ駆動回路５１の各ＦＥＴ直列回路における両ＦＥＴ５２，５２の間に、モータ２４のステータコイル２８を構成する３本の電線２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗがそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ５０に備えたマイコン５３により、モータ駆動回路５１における各ＦＥＴ５２をＰＷＭ制御によりオンオフさせ、電線２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗに流す三相交流電流を生成し、モータ２４をＰＩ制御（比例積分制御）している。
【００５９】
図５には、マイコン５３に備えたモータ制御部７０の構成がブロック図にして示されている。同図に示すように、アクチュエータ２０には、モータ２４の回転角を検出する回転角センサ５４が備えられており、この回転角センサ５４の検出結果がＥＣＵ５０に備えられた回転角センサ回路インターフェース５４Ａを通すことでデジタル信号に変換されてマイコン５３に取り込まれている。また、モータ駆動回路５１に接続されたＵ相及びＶ相の電線２８Ｕ，２８Ｖの途中には、電流センサ５５が備えられ、各電流センサ５５の検出結果が電流検出回路インターフェース５５Ａを通すことでデジタル信号に変換されてマイコン５３に取り込まれている。さらに、前記したトルクセンサ１３の検出結果も、トルクセンサ回路インターフェース１３Ａを通すことでデジタル信号に変換されてマイコン５３に取り込まれている。
【００６０】
図５に示すように、マイコン５３では、三相交流機としてのモータ２４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の変数をｄ−ｑ軸変換した後、ＰＩ制御を行っている。具体的には、トルクセンサ１３が検出したハンドル１１の操作トルクＴｈに基づいて、モータ２４の出力トルクに係るｑ軸電流Ｉｑ＊（本発明における「ｑ軸指令電流」に相当する）を決定する。また、図示しない演算部がｄ軸電流Ｉｄ＊を決定する。そして、これらｑ軸電流Ｉｑ＊と実電流Ｉｑの差ΔＩｑ、ｄ軸電流Ｉｄ＊と実電流Ｉｄの差ΔＩｄを、比例（Ｐ）及び積分（Ｉ）し、かつ、Ｕ相制御電圧、Ｖ相制御電圧、Ｗ相制御電圧に逆変換し、これらＵ相制御電圧、Ｖ相制御電圧、Ｗ相制御電圧に応じたＤＵＴＹでモータ駆動回路５１の各ＦＥＴ５２をオンオフする。これにより、モータ２４にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流が流される。実際にモータ２４に流されたＵ相及びＶ相の電流Ｉｕ，Ｉｖは、電流センサ５５により検出されると共に、モータ２４のモータ回転角θが回転角センサ５４により検出され、これら電流Ｉｕ，Ｉｖを、モータ回転角θを使ってｄ−ｑ変換して求めたｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとがフィードバックされる。
【００６１】
以上の構成により運転者がハンドル１１を操作すると、その操作トルクＴｈと運転状況とに応じてモータ２４が操舵系に補助力を付与する。そして、運転者による人力と、モータ２４の補助トルクとの合力により操舵輪１９，１９が転舵される。
【００６２】
ところで、モータ２４を電気駆動することができなくなった場合には、運転者による人力のみにより操舵輪１９，１９を転舵する必要がある。しかしながら、このときモータ２４も連れ回りする。具体的には、運転者がハンドル１１を回転動作すると、ラック２２が直動する。すると、このラック２２の直動に連動して、ボールネジ機構がラック２２の軸移動を、モータ２４におけるロータ２５の回転運動に変換する。これにより、モータ２４は発電機として作動し、電線２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗを通してモータ駆動回路５１に三相交流電流が流される。ここで、モータ駆動回路５１の各ＦＥＴ５２には、図示しない寄生ダイオードが備えられており、この寄生ダイオードを通してバッテリー６０に電流が流れ、バッテリー６０には、モータ２４によって発電された電力が給電されることになる。即ち、モータ２４が発電機として作動したときには、電気抵抗としてのバッテリー６０に給電するための電気エネルギーが、ロータ２５を回転させるための運動エネルギーとして必要とされ、これがロータ２５の回転抵抗になる。そして、このロータ２５の回転抵抗が、ボールネジ機構によって増幅されてハンドル１１の回転抵抗になる。
【００６３】
そこで、本実施形態では、図４に示すように、モータ２４を駆動するための部位が失陥した場合に備え、モータ２４とモータ駆動回路５１との間における電線２８Ｕ，２８Ｖの途中に相開放リレー５６，５６がそれぞれ設けられている。
【００６４】
相開放リレー５６は、電磁吸引形リレー（継電器）であって、１対のリレー端子５８，５８と、それらリレー端子５８，５８の両方に接続可能な可動導電部５７とを対向配置して備える。そして、一方の電線２８Ｕの途中部分を切断して、両切断部分が相開放リレー５６のリレー端子５８，５８に接続されると共に、他方の電線２８Ｖも同様に途中部分を切断して、両切断部分が別の相開放リレー５６のリレー端子５８，５８に接続されている。
【００６５】
また、可動導電部５７は、図示しない弾性部材（例えば、圧縮コイルバネ、板バネ）によって、常には１対のリレー端子５８，５８から離間した位置に保持されている。さらに、相開放リレー５６には、鉄心に電線を巻回してなるリレーコイル５９が備えられ、このリレーコイル５９に駆動電流を流して励磁すると、可動導電部５７が弾性部材に抗して移動する。
【００６６】
リレーコイル５９は、可動電動部５７をリレー端子５８，５８から離れている位置（リレーオフ位置）から、リレー端子５８，５８に接続している位置（リレーオン位置）へ移動する磁力より少ない磁力で、リレーオン位置に保持できる。このため、リレーコイル５９に流す駆動電流値は、可動電動部５７をリレーオン位置で保持する方が少なくできる。具体的には、リレーコイル５９に流れる駆動電流値が所定の第１基準電流値を超えた場合には、可動電動部５７がリレーオフ位置からリレーオン位置まで移動して、相開放リレー５６が閉状態となる。そして、相開放リレー５６が閉状態になると、リレーコイル５９に流す駆動電流を、前記した第１基準電流値より小さい所定の第２基準電流値まで下げても、相開放リレー５６を閉状態（可動電動部５７がリレーオン位置）に保持することができる。なお、本実施形態の相開放リレー５６では、第２基準電流値を、第１基準電流値の例えば１／２とする。
【００６７】
リレーコイル５９，５９は、バッテリー６０に対して並列に配されており、バッテリー６０の正極とグランドＧＮＤとの間に接続されてなる。詳細には、バッテリー６０には、大電流が流される車両駆動用ライン６０Ａと、小電流が流される車両制御用ライン６０Ｂとが並列に接続されている。そして、車両制御用ライン６０Ｂには、イグニッションスイッチ６６と電源ＩＣ６７とが直列に配され、それらイグニッションスイッチ６６と電源ＩＣ６７との間から分岐した電力ラインが、リレーコイル５９，５９に接続されている（図４における２つの「Ｖｂ」参照）。なお、電源ＩＣ６７は、例えば、バッテリー６０の出力電圧を変圧し、マイコン５３に給電すると共に、制御用のバックアップ電源６８を充電している。
【００６８】
車両駆動用ライン６０Ａには、電源リレー６５が配され、前記したモータ駆動回路５１に接続されている。また、電源リレー６５とイグニッションスイッチ６６との共通接続部と、電源ＩＣ６７との間には、車両駆動用ライン６０Ａから車両制御用ライン６０Ｂ側に電流を流すためのダイオード６９が設けられている。そして、イグニッションスイッチ６６のオン操作により車両制御用ライン６０Ｂが通電状態となると共に、このオン操作に連動して電源リレー６５もオンし、車両駆動用ライン６０Ａが通電状態になる。
【００６９】
リレーコイル５９，５９との共通接続部分とグランドＧＮＤとの間には、リレー制御スイッチ６２とコンデンサ６３とが並列接続されている。リレー制御スイッチ６２は、例えば、ＭＯＳ形ＮチャンネルのＦＥＴであって、ドレインＤがリレーコイル５９側に接続される一方、ソースＳがグランドＧＮＤ側に接続され、さらに、ゲートＧがマイコン５３に備えたリレー制御部７１（本発明に「ＰＷＭ制御部」に相当する）に接続されている。なお、コンデンサ６３は、リレーコイル５９の励磁を停止した際に逆起電流を流すために設けられている。
【００７０】
リレー制御部７１は、図６に制御構成の詳細をブロック線図にして示されている。同図に示すように、リレー制御部７１には、例えば、第１及び第２のＤＵＴＹパラメータ８１，８２が設定されている。そして、何れかのＤＵＴＹパラメータ８１，８２に基づいて所定のＤＵＴＹが決定され、その決定されたＤＵＴＹに応じて、ＰＷＭ出力部８６が所定幅に矩形波を生成し、その矩形波をリレー制御スイッチ６２のゲートＧに付与してリレー制御スイッチ６２をオンオフする。
【００７１】
具体的には、ＰＷＭ出力部８６は、所謂、ＰＷＭモジュールであって、例えば、図７（Ａ）に示すように、所定周期で連続した基準三角波８６Ａを出力する基準回路（図示せず）と、決定されたＤＵＴＹに基づいて、所定のＤＵＴＹ指令電圧８６Ｂを出力する指令電圧回路（図示せず）とを備える。そして、同図に示すように、ＤＵＴＹ指令電圧８６Ｂが、１周期毎の基準三角波８６Ａを横切る交点の位相Ｐ１，Ｐ２が求められ、それぞれの基準三角波８６Ａにおける２つの交点Ｐ１，Ｐ２の位相差を幅とした所定周期の連続矩形波８６Ｃ（図７（Ｂ）参照）がＰＷＭ出力部８６から出力される。
【００７２】
従って、５０％のＤＵＴＹでは、ＤＵＴＹ指令電圧８６Ｂの電圧は、例えば図７（Ａ）においては基準三角波８６Ａのピーク電圧の半分となり、基準三角波８６Ａの１／２の高さの部分で交差する。そして、ＰＷＭ出力部８６の出力は、所定周期でオンオフが反転して繰り返されかつ、オン時間とオフ時間が共に５０％の矩形が出力される。また、１００％のＤＵＴＹでは、ＤＵＴＹ指令電圧８６Ｂの電圧は、例えば０［Ｖ］となって基準三角波８６Ａの底辺部分で交差し、ＰＷＭ出力部８６の出力が連続してオンとなる。これらの結果、５０％のＤＵＴＹでリレー制御部７１（詳細には、ＰＷＭ出力部８６）がリレー制御スイッチ６２を駆動した場合に相開放リレー５６のリレーコイル５９に流れる駆動電流は、１００％のＤＵＴＹでリレー制御部７１がリレー制御スイッチ６２を駆動した場合に相開放リレー５６のリレーコイル５９に流れる駆動電流に対して半分になる。
【００７３】
ここで、相開放リレー５６には、前述したようにオフ状態（開状態）からオン状態（閉状態）にする場合にリレーコイル５９に必要な駆動電流としての第１基準電流値と、オン状態（閉状態）に保持する場合にリレーコイル５９必要な駆動電流としての第２基準電流値とが設定されている。そして、本実施形態では、バッテリー６０が正常時であり、かつリレー制御部７１が８０％Ｄｕｔｙでリレー制御スイッチ６２を駆動したとき、リレーコイル５９に流れる駆動電流が第１基準電流値となる。また、バッテリー６０が正常であり、かつリレー制御部７１が４０％Ｄｕｔｙでリレー制御スイッチ６２を駆動したとき、リレーコイル５９に流れる駆動電流が第２基準電流値となるスペックの相開放リレー５６が選定されている。そして、図６に示す第１ＤＵＴＹパラメータ８１には、ＤＵＴＹとして８０％が設定され、第２ＤＵＴＹパラメータ８２には、ＤＵＴＹとして４０％が設定されている。
【００７４】
ところで、バッテリー６０の出力電圧が低下した場合には、バッテリー６０が正常時の場合と同じＤＵＴＹでリレー制御部７１がリレー制御スイッチ６２を駆動しても、相開放リレー５６のリレーコイル５９に流れる駆動電流も低下する。そこで、リレー制御部７１の補正値演算部８５は、バッテリー６０の出力電圧（図４のＶｂ）を取り込み、ＤＵＴＹを補正するための補正値βを演算している。具体的には、補正値演算部８５には、バッテリー６０の設計上の出力電圧（正常時の出力電圧）が基準電圧Ｖ１として記憶されている。ここで、バッテリー６０の実際の出力電圧を実測電圧Ｖ２とすると、補正値演算部８５では、次式（１）によって補正値βを演算している。
【００７５】
補正値β＝基準電圧Ｖ１／実測電圧Ｖ２        ・・・・・（１）
【００７６】
これにより、バッテリー６０の出力電圧の低下の有無とは無関係に、リレー制御部７１がβ×８０％のＤＵＴＹでリレー制御スイッチ６２をＰＷＭ駆動したとき、リレーコイル５９に流れる駆動電流が、常に第１基準電流値となり、リレー制御部７１がβ×４０％のＤＵＴＹでリレー制御スイッチ６２をＰＷＭ駆動した場合に、リレーコイル５９に流れる駆動電流が、常に第２基準電流値となる。そして、本実施形態では、このβ×８０％のＤＵＴＹが、本発明に係る「オン動作用のＤＵＴＹ」に相当し、β×４０％のＤＵＴＹが、本発明に係る「オン保持用のＤＵＴＹ」に相当する。
【００７７】
ここで具体例をあげると、バッテリー６０が正常状態における設計上の出力電圧、即ち、上記式（１）における基準電圧Ｖ１を１２［Ｖ］とし、実測電圧Ｖ２が１０［Ｖ］であったとする。すると、この場合には、下記式（２）から補正値β＝１．２、になる。
【００７８】
補正値β＝１２［Ｖ］／１０［Ｖ］＝１．２            ・・・・・（２）
そして、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）は、９６％（＝１．２×８０％）になり、このＤＵＴＹにてＰＷＭ制御が行われる。
【００７９】
また、例えば、バッテリー６０の出力電圧が低下して実測電圧Ｖ２＝８［Ｖ］になった場合には、下記式（３）から補正値β＝１．５、になる。
【００８０】
補正値β＝１２［Ｖ］／８［Ｖ］＝１．５            ・・・・・（３）
すると、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）は、１２０％（＝１．５×８０％）になり、ＰＷＭ制御を行うことができなくなる。そこで、上記したＰＷＭ出力部８６では、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）と、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）とが、１００％を超えた場合には、そのＤＵＴＹが１００％であるものとして、ＰＷＭ制御用の矩形波を生成するように構成されている。
【００８１】
リレー制御部７１におけるＤＵＴＹ決定部８０は、第１ＤＵＴＹパラメータ８１及び第２ＤＵＴＹパラメータ８２のうち何れかのＤＵＴＹを用いるかを決定する。上記した補正値演算部８５及びＤＵＴＹ決定部８０は、リレー制御部７１が実行するリレー制御プログラムＰＧ１によって構成されており、図８には、そのリレー制御プログラムＰＧ１の構成がフローチャートにして示されている。
【００８２】
このリレー制御プログラムＰＧ１は、マイコン５３に備えた図示しないＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチ６６のオン操作により、ＥＣＵ５０が受電すると、マイコン５３によって実行される。すると、マイコン５３は、バッテリー６０の実測電圧Ｖ２に基づいて、上記式（１）から補正値βを演算する（Ｓ１）。そして、補正値βと第１ＤＵＴＹパラメータ８１に設定された値である８０％との積（＝β×８０％）から求められるＤＵＴＹ、即ち、オン動作用のＤＵＴＹを決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ２）。これにより、ＰＷＭ出力部８６が、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレー制御スイッチ６２をオンオフし、リレーコイル５９に流れる駆動電流が、相開放リレー５６の第１基準電流値となり、オフ状態の相開放リレー５６がオン状態になる。
【００８３】
次いで、前記した補正値βを再度演算して求めてから（Ｓ３）、相開放リレー５６が開状態（オフ状態）になっているか否かをチェックする（Ｓ４）。具体的には、リレー制御部７１には、図５に示すように、電流センサ５５の検出結果を取り込んで、電線２８Ｕ，２８Ｖが絶縁状態か否かをチェックすることで、相開放リレー５６が開状態（オフ状態）になっているか否かをチェックしている。そして、相開放リレー５６が開状態になっていた場合には（Ｓ４でＹＥＳ）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）を決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。即ち、本実施形態では、相開放リレー５６が開状態になっていた場合には、即座に、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）で、相開放リレー５６のリレーコイル５９が励磁される。即ち、リレー制御プログラムＰＧ１の実行周期が、長くても例えば０．０２秒だとすると、相開放リレー５６が何らかの原因で開状態になっていた時点から０．０２秒以内にオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９が励磁され、相開放リレー５６が閉状態に戻される。
【００８４】
相開放リレー５６が開状態になってなかった場合には（Ｓ４でＮＯ）、リレー制御部７１は、カウンタＣの値を取り込み、このカウンタＣの１０進法における３桁目が０であるか否かをチェックする（Ｓ５）。ここで、カウンタＣは、リレー制御プログラムＰＧ１の実行サイクルとは別個に、１ｍｓｅｃ（０．００１秒）毎に１インクリメントされている。従って、カウンタＣは、１秒ごとに１０００ずつ増加するので、１秒の周期のうち０．１秒間だけカウンタＣの値の３桁目が０となる。そして、カウンタＣの値の３桁目が０の場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）をＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。即ち、本ステップＳ５を設けたことにより、少なくとも１秒のうち０．１秒間は必ず、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９が励磁される。
【００８５】
カウンタＣの値の３桁目が０でなかった場合には（Ｓ５でＮＯ）、リレー制御部７１は、車速センサ７３（図１参照）が検出した左右の操舵輪１９の平均角速度を車速ｖとして取り込み、この車速ｖが、基準値ｖ１より低いか否かをチェックする（Ｓ６）。そして、車速ｖが基準値ｖ１より低かった場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。ここで、ステアリング操作が頻繁に行われるのは低速走行中であるので、本ステップＳ６を設けたことにより、低速走行時には、必ずオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁することで、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持して、モータ２４によるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００８６】
車速ｖが基準値ｖ１以上の場合には（Ｓ６でＮＯ）、リレー制御部７１は、トルクセンサ１３の両レゾルバ１６，１７の検出角を平均して、これをハンドル絶対角θａｂとして取り込み、このハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えたか否かをチェックする（Ｓ７）。ここで、ハンドル絶対角θａｂは、車両を直進する際のハンドルの中立位置が０度となっており、ハンドル１１が中立位置から回転した角度として求められる。そして、ハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えていた場合には（Ｓ７でＹＥＳ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。即ち、本ステップＳ７を設けたことにより、ハンドル１１を所定角以上に切った状態では、必ずオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁することで、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持して、モータ２４によるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００８７】
ハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えていなかった場合には（Ｓ７でＮＯ）、リレー制御部７１は、前記したハンドル絶対角θａｂを微分してハンドル角速度ωを求め、ハンドル角速度ωが、基準値ω１を超えたか否かをチェックする（Ｓ８）。そして、ハンドル角速度ωが、基準値ω１を超えていた場合には（Ｓ８でＹＥＳ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。ここで、ハンドル１１を急峻に切った場合に、ハンドル角速度ωは基準値ω１を超える。そして、本ステップＳ８を設けたことにより、急峻なステアリング操作を行っている際中では、必ずオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁することで、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持して、モータ２４によるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００８８】
ハンドル角速度ωが、基準値ω１を超えていなかった場合には（Ｓ８でＮＯ）、リレー制御部７１は、トルクセンサ１３が検出した操作トルクＴｈを取り込み、その操作トルクＴｈが、基準値Ｔｈ１を超えたか否かをチェックする（Ｓ９）。そして、操作トルクＴｈが、基準値Ｔｈ１を超えていた場合には（Ｓ９でＹＥＳ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。ここで、運転者がハンドル１１を切るために大きな力をかけた場合には、操作トルクＴｈが上昇するので、モータ２４のアシスト力は必要になる。そして、本ステップＳ９を設けたことにより、運転者がハンドル１１を切るために大きな力をかけた場合には、必ずオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁することで、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持して、モータ２４によるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００８９】
操作トルクＴｈが、基準値Ｔｈ１を超えていなかった場合には（Ｓ９でＮＯ）、リレー制御部７１は、モータ制御部７０から本発明のおける「ｑ軸指令電流」としてのｑ軸電流Ｉｑ＊を取り込み、そのｑ軸電流Ｉｑ＊が、基準値Ｉｑ１を超えたか否かをチェックする（Ｓ１０）。そして、ｑ軸電流Ｉｑ＊が、基準値Ｉｑ１を超えていた場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。ここで、モータ２４が所定値以上のアシスト力を出力している場合には、ｑ軸電流Ｉｑ＊が基準値Ｉｑ１を超える。一方、ｑ軸電流Ｉｑ＊が、基準値Ｉｑ１を超えていなかった場合には（Ｓ１０でＮＯ）、ＰＷＭ制御用のＤＵＴＹをオン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１１）。即ち、本ステップＳ１０を設けたことにより、モータ２４が所定値以上のアシスト力を出力している場合には、必ずオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁することで、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持して、モータ２４によるアシスト力を確実に操舵系に付与することが可能になる。
【００９０】
そして、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）又はオン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）の何れかのＤＵＴＹに決定してＰＷＭ出力部８６に付与してから（Ｓ１２、Ｓ１１）、再び、前記したステップＳ３に戻り、以下、同じ動作を繰り返す。
【００９１】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
車両からイグニッションキーを抜いた状態では、イグニッションスイッチ６６及び電源リレー６５によって、バッテリー６０とＥＣＵ５０との間が絶縁されている。そして、車両にイグニッションキーを挿入してイグニッションスイッチ６６をオン操作すると、イグニッションスイッチ６６及び電源リレー６５がオンして、バッテリー６０からＥＣＵ５０への給電が開始される。この給電開始を条件にして、ＥＣＵ５０に備えたマイコン５３が、各部位の異常チェックを行ってからリレー制御プログラムＰＧ１を実行する。すると、まずは、バッテリー６０の実測電圧Ｖ２に基づいて、上記式（１）から補正値βを演算する（図８のＳ１）。
【００９２】
ここで、バッテリー６０が正常状態における設計上の出力電圧、即ち、上記式（１）における基準電圧Ｖ１が、例えば１２［Ｖ］であるとすると、実測電圧Ｖ２＝１２［Ｖ］、の場合には、下記式（４）から、補正値β＝１、になる。また、実測電圧Ｖ２＝１０［Ｖ］、の場合には、下記式（５）から、補正値β＝１．２、になる。さらに、通常と異なる誤ったバッテリー６０が取り付けられていた場合などで、例えば、実測電圧Ｖ２＝１５［Ｖ］、になった場合には、下記式（６）から、補正値β＝０．８、になる。
【００９３】
補正値β＝１２［Ｖ］／１２［Ｖ］＝１            ・・・・・（４）
補正値β＝１２［Ｖ］／１０［Ｖ］＝１．２        ・・・・・（５）
補正値β＝１２［Ｖ］／１５［Ｖ］＝０．８        ・・・・・（６）
【００９４】
そして、このようにして求めた補正値βを要素として含む、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレー制御スイッチ６２がオンオフされ、リレーコイル５９に駆動電流が流される。即ち、バッテリー６０の出力電圧に応じた補正値βを演算してオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）を決定する要素とすることで、バッテリー６０の出力電圧がどのような状態であっても、常に、同じ大きさの駆動電流がリレーコイル５９に流され、相開放リレー５６が安定して、オフ状態からオン状態に切り替わる。また、以下説明するように、相開放リレー５６をオン状態に保持する場合も、バッテリー６０の出力電圧に応じた補正値βを要素に含む、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）及びオン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）を用いるので、バッテリー６０の出力電圧がどのような状態であっても、常に同じ大きさの駆動電流がリレーコイル５９に流され、相開放リレー５６が安定して、オン状態に保持される。
【００９５】
ところで、車両を停車状態から発進する低速走行時には、中高速走行時に比べて、進行方向を変更するために、ステアリング操作を行う頻度が高い。即ち、低速走行時には、モータ２４のアシスト力が必要になる頻度が高い。これに対し、本実施形態のステアリングシステム１０では、車両が停車している場合も含め低速走行時には、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）で相開放リレー５６がオン状態に保持されているから（Ｓ６のＹＥＳからＳ１２）、モータ２４に確実に相電流が流れ、モータ２４のアシスト力を得ながら、容易にステアリング操作を行うことができる。
【００９６】
車両が低速走行を脱し、中高速域における直進状態になると、ステアリング操作を行う頻度、即ち、モータ２４のアシスト力が必要になる頻度が低くなる。これに対し、本実施形態のステアリングシステム１０では、車両が中高速域における直進状態になると、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）で相開放リレー５６をオン状態に保持する。つまり、相開放リレー５６をオフ状態からオン動作させるときにリレーコイル５９に必要な駆動電流に対して、その半分の駆動電流をリレーコイル５９に流して相開放リレー５６をオン状態に保持する。これにより、リレーコイル５９の発熱を抑えることができる。
【００９７】
また、車両が中高速域で直進走行していても、振動が相開放リレー５６にかかることで、相開放リレー５６がオン状態からオフ状態に切り替わってしまうことが懸念される。しかしながら、車両が中高速域で直進走行している際に、急峻にハンドル１１を切ることは極めて希であるから、かりに、相開放リレー５６がオン状態からオフ状態に切り替わっても影響はない。なぜなら、本実施形態のステアリングシステム１０では、万が一、相開放リレー５６がオン状態からオフ状態に切り替わった場合には、即座に（前述したように０．０２秒以内に）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）をリレーコイル５９に流して、相開放リレー５６をオン状態に戻すからである（Ｓ４のＹＥＳからＳ１２）。さらに、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）で相開放リレー５６をオン状態に保持している間も、１秒毎の０．１秒間を、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）で相開放リレー５６をオン状態に保持するので（Ｓ５のＹＥＳからＳ１２）、振動等がかかっても、相開放リレー５６がオン状態からオフ状態に切り替わることを未然に防ぐこともできる。
【００９８】
これに対し、車両を中高速域で走行している間に、不意な飛び出しに応じてハンドル１１を急峻に切った場合や（Ｓ８でＹＥＳ）、オーバルコースを走行するときのように、ハンドル１１を大きく切ったまま保持した場合や（Ｓ７でＹＥＳ）、その他不測の事態により、ハンドル１１に大きな操作トルクをかけた場合（Ｓ９でＹＥＳ）、例えばボールネジ機構の破損等からモータ２４に大きなトルクを出力する必要が生じた場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、直ちに、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）で相開放リレー５６をオン状態に保持するので（Ｓ１２）、ステアリング操作が必要な状況で確実にモータ２４から操舵系にアシスト力が付与され、運転者はスムーズにステアリング操作を行うことができる。
【００９９】
さて、走行中にＥＣＵ５０が失陥した場合、モータ２４に給電することができなくなる。しかしながら、運転者がハンドル１１を操作した際には、モータ２４のロータ２５が連れ回りするので、そのモータ２４の回転抵抗を可能な限り低くする必要がある。これに対し、本実施形態のステアリングシステム１０では、相開放リレー５６が常開のリレーになっているので、ＥＣＵ５０やバッテリー６０が失陥し、相開放リレー５６のリレーコイル５９に給電が行われなくなると、相開放リレー５６が開状態になって、モータ２４の給電ラインとしての電線２８Ｕ，２８Ｖが断絶状態になる。これにより、モータ２４に電気抵抗としてのバッテリー６０等が接続されていない状態となり、モータ２４の回転抵抗が低減される。従って、運転者は、人力のみでハンドル１１を操作することが可能となり、例えば、道路の路肩等に避難することができる。
【０１００】
このように本実施形態のステアリングシステム１０によれば、ＥＣＵ５０やバッテリー６０の異常時には、相開放リレー５６が開かれ、ステアリング操作に伴うモータ２４の連れ回り抵抗が、モータ２４に電気抵抗としてのバッテリー６０等が接続されている場合に比べて低くなる。一方、通常時には、リレーコイル５９を励磁することで相開放リレー５６を閉じ、モータ２４に給電することで、車両の操舵系にモータ２４によるアシスト力を付与することができる。しかも、リレー制御スイッチ６２及びリレー制御部７１（本発明に係る「ＰＷＭ制御部」）を備えたことで、種々の状況に対応して、相開放リレー５６のリレーコイル５９への駆動電流をＰＷＭ制御することができ、相開放リレー５６の発熱を抑え、かつ安定して閉状態に保持することが可能になる。
【０１０１】
なお、本実施形態では、「ｑ軸指令電流」としてのｑ軸電流Ｉｑ＊を取り込み、そのｑ軸電流Ｉｑ＊と、基準値Ｉｑ１との大小を比較する構成であったが、実際にモータ２４に流されたモータ相電流と基準値との大小を比較する構成にしてもよい。また、実際にモータ２４に流されたモータ相電流をｑ軸実電流に換算し、そのｑ軸実電流と基準値との大小を比較する構成にしてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態では、トルクセンサ１３の両レゾルバ１６，１７の検出角を平均してハンドル絶対角θａｂを演算していたが、ステアリングシャフト１２に、ハンドル１１の絶対角を検出するための角度センサを別途設けてもよい。さらに、本実施形態では、モータ２４に備えた回転角センサ５４が、ハンドル１１に連動する構成であるから、回転角センサ５４の検出結果に基づいて、ハンドル絶対角θａｂを演算してもよい。そして、このように本実施形態と異なる構成によって求めたハンドル絶対角θａｂを微分してハンドル角速度ωを求めてもよい。
【０１０３】
［第２実施形態］
本実施形態は、図９及び図１０に示されている。以下、前記第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、同一の構成の部位に関しては、同一符合を付して重複説明は省略する。
【０１０４】
本実施形態のステアバイワイヤシステムでは、図９に示すように温度センサ７２（例えば、サーミスタ）にて相開放リレー５６の周辺温度を実測し、その実測値をＡ／Ｄ変換してリレー制御部７１に取り込んでいる。また、リレー制御部７１には、リレーコイル５９を構成する電線の外皮であるエナメルの融解温度に基づいて、所定の基準温度Ｔｍｐ１が設定されている。さらに、本実施形態のリレー制御プログラムＰＧ２は、図１０に示すように、第１実施形態のリレー制御プログラムＰＧ１のうちステップＳ１０とステップＳ１１との間にステップＳ１３を設けた構成になっている。
【０１０５】
この構成により、本実施形態では、前記第１実施形態で説明したｑ軸電流Ｉｑ＊が、基準値Ｉｑ１を超えていなかった場合には（Ｓ１０でＮＯ）、リレー制御部７１は、温度センサ７２にて実測した相開放リレー５６の周辺温度を取り込んで相開放リレー５６の温度Ｔｍｐ（以下、「リレー温度Ｔｍｐ」という）を推測する。そして、その推定したリレー温度Ｔｍｐが、基準温度Ｔｍｐ１を超えたか否かをチェックする（Ｓ１３）。ここで、リレー温度Ｔｍｐが、基準温度Ｔｍｐ１を超えていた場合には（Ｓ１３でＹＥＳ）、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与し（Ｓ１１）、基準温度Ｔｍｐ１を超えていなかった場合には（Ｓ１３でＮＯ）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。即ち、本ステップＳ１３を設けたことにより、リレーの発熱が問題ない範囲であれば、必ず、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）でリレーコイル５９を励磁して、強固に相開放リレー５６を閉状態に保持することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、温度センサ７２により相開放リレー５６の周辺温度を検出する構成であったが、リレーコイル５９に流れる電流に基づいて、リレーコイル５９の発熱温度を演算し、その発熱量と気温とからリレー温度Ｔｍｐを推定する構成としてもよい。
【０１０７】
［第３実施形態］
本実施形態は、前記第２実施形態と同様に、温度センサ７２にて相開放リレー５６の周辺温度を実測し、その実測値をＡ／Ｄ変換してリレー制御部７１に取り込んでいる。そして、本実施形態では、前記第２実施形態のリレー制御プログラムＰＧ２に代えて、図１１に示したリレー制御プログラムＰＧ３をマイコン５３が実行する。
【０１０８】
このリレー制御プログラムＰＧ３は、前記第１実施形態のリレー制御プログラムＰＧ１のステップＳ４〜Ｓ１２に代えて、ステップＳ３０〜Ｓ３３を備え、リレー温度Ｔｍｐのみに基づいてＰＷＭ出力部８６に付与するＤＵＴＹを切り替える構成になっている。具体的には、リレー制御部７１には、第１の基準温度Ｔｍｐ１１（例えば、７０度）と、その第１の基準温度Ｔｍｐ１１より低い第２の基準温度Ｔｍｐ１２（例えば、５０度）とが設定されている。そして、リレー制御プログラムＰＧ３が実行されると、リレー温度Ｔｍｐが、第１の基準温度Ｔｍｐ１１に達したか否かをチェックし（Ｓ３０）、次にリレー温度Ｔｍｐが第２の基準温度Ｔｍｐ１２以下になったか否かをチェックする（Ｓ３１）。そして、リレー温度Ｔｍｐが、第１の基準温度Ｔｍｐ１１に達した場合には（Ｓ３０でＹＥＳ）、リレー温度Ｔｍｐが第２の基準温度Ｔｍｐ１２以下まで下がらない限り、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与し続ける（Ｓ３０，Ｓ３３を含むループ）。また、リレー温度Ｔｍｐが、第２の基準温度Ｔｍｐ１２以下まで下がった場合には（Ｓ３１でＹＥＳ）、リレー温度Ｔｍｐが第１の基準温度Ｔｍｐ１１に達しない限り、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与し続ける（Ｓ３１，Ｓ３２を含むループ）。
【０１０９】
このように、第１基準温度Ｔｍｐ１１と第２基準温度Ｔｍｐ１２とでヒステリシスをとることにより、リレー温度Ｔｍｐにより決定されるオン動作用のＤｕｔｙ（β×８０％）とオン保持用のＤｕｔｙ（β×４０％）との切替が緩やかになる。つまり、リレー温度ＴｍｐによるＤｕｔｙ値の振幅を抑えることができる。
【０１１０】
本実施形態のように構成することで、リレー温度Ｔｍｐの過度の上昇と、リレーコイル５９の磁力の過度の低下を抑えることができ、かつリレー温度ＴｍｐによるＤｕｔｙ値の振幅を抑え、相開放リレー５６をオン状態に安定させることが可能になる。
【０１１１】
［第４実施形態］
本実施形態は、前記第２実施形態と同様に、温度センサ７２にて相開放リレー５６の周辺温度を実測し、その実測値をＡ／Ｄ変換してリレー制御部７１に取り込んでいる。そして、本実施形態では、前記第２実施形態のリレー制御プログラムＰＧ２に代えて、図１２に示したリレー制御プログラムＰＧ４をマイコン５３が実行する。また、リレー制御部７１には、図１３に示すように、各リレー温度Ｔｍｐと基本ＤＵＴＹとを対応させたマップが設定されている。
【０１１２】
本実施形態では、マイコン５３は、所定周期でリレー制御プログラムＰＧ４のステップＳ３４を実行するたびに、リレー温度Ｔｍｐに対応した基本ＤＵＴＹを、図１３に示したマップから読み込み、補正値βと基本ＤＵＴＹとの積として求めたＤＵＴＹに決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ３５）。このマップでは、下方基準温度以下のリレー温度Ｔｍｐに対しては、基本ＤＵＴＹが８０％で一定値に設定され、下方基準温度と上方基準温度との間のリレー温度Ｔｍｐに対しては、例えば、リレー温度Ｔｍｐの上昇に応じてリニアに基本ＤＵＴＹが下がるように設定され、さらに、上方基準温度を超えたリレー温度Ｔｍｐに対しては、基本ＤＵＴＹが４０％で一定値に設定されている。
この構成により、リレー温度Ｔｍｐに適切なＤｕｔｙを決定し、相開放リレー５６をオン状態に安定させることが可能になる。
【０１１３】
なお、本実施形態では、リレー温度Ｔｍｐが徐々に変化した場合には、ＤＵＴＹも徐々に変化させる構成であったが、モータの相電流、ｑ軸指令電流、ｑ軸実電流、ハンドルトルク、ハンドルの絶対角、ハンドル角速度、車速に関しても、それら相電流、ｑ軸指令電流等が徐々に変化した場合に、ＤＵＴＹも徐々に変化させる構成としてもよい。
【０１１４】
［第５実施形態］
本実施形態は、図１４に示されており、前記第１実施形態とはリレー制御プログラムＰＧ１の構成のみが異なる。即ち、本実施形態のリレー制御プログラムＰＧ５では、第１実施形態のリレー制御プログラムＰＧ１におけるステップ６，７を削除し、代わりにステップＳ１０とステップＳ１１との間にステップＳ１４とＳ１５とを設けた点が異なる。以下、前記第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、同一の構成の部位に関しては、同一符合を付して重複説明は省略する。
【０１１５】
本実施形態のリレー制御プログラムＰＧ５では、車速ｖが基準値ｖ１より低い場合にのみ（Ｓ１４でＹＥＳ）、このハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えたか否かをチェックし（Ｓ１５）、車速ｖが基準値ｖ１以上の場合には（Ｓ１４でＮＯ）、ハンドル絶対角θａｂに関するチェックを行わず、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する一方（Ｓ１１）、車速ｖが基準値ｖ１より低く（Ｓ１４でＹＥＳ）、かつハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えていた場合には（Ｓ１５でＹＥＳ）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。また、ハンドル絶対角θａｂが、基準値θａｂ１を超えていなかった場合には（Ｓ１５でＮＯ）、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１１）。
【０１１６】
この構成により、ステアリング操作が頻繁に行われ得る低速走行中にのみ、ハンドル絶対角θａｂに関するチェックを行い、低速走行中であってもステアリングが切られていない場合（即ち、ハンドル絶対角θａｂが基準値θａｂ１を超えていない場合）には、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与するので、低速走行中であれば無条件にオン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する構成のものに比べて、相開放リレー５６の発熱を抑えることができる。
【０１１７】
［第６実施形態］
本実施形態では、ＥＣＵ５０は、図１５に示した直進状態検出プログラムＰＧ７（本発明に係る「直進判別手段」に相当する）を所定周期で実行している。この直進状態検出プログラムＰＧ７が実行されると、ハンドル絶対角θａｂが、所定の基準値θａｂ１以下であるかがチェックされる（Ｓ２０）。ここで、ハンドル絶対角θａｂが基準値θａｂ１以下であった場合には（Ｓ２０でＹＥＳ）、ハンドル絶対角θａｂの継続時間を所定のタイマーにて測定し、その計測時間が基準時間を越えたか否かをチェックする（Ｓ２１）。具体的には、ハンドル絶対角θａｂが基準値θａｂ１以下になったときに、タイマーが計測を行っていなければ計測を開始し、この直進状態検出プログラムＰＧ７から抜ける（Ｓ２１のＮＯ）。そして、所定周期で直進状態検出プログラムＰＧ７が繰り返される間に、ハンドル絶対角θａｂが基準値θａｂ１以下の状態が継続して、タイマーの計測時間が基準時間を越えたときに（Ｓ２１のＹＥＳ）、「車両が直進状態である」と判定する（Ｓ２２）。一方、所定周期で直進状態検出プログラムＰＧ７が繰り返される間に、ハンドル絶対角θａｂが基準値θａｂ１以下ではなくなった場合に（Ｓ２０でＮＯ）、「車両が直進状態でない」と判定する（Ｓ２３）。
【０１１８】
また、本実施形態のリレー制御プログラムＰＧ６は、図１６に示すように、第１実施形態のリレー制御プログラムＰＧ１におけるステップ７に代えてステップＳ１６を備えた構成になっている。このステップＳ１６が実行されると、直進状態検出プログラムＰＧ７の判定結果を取得し、「車両が直進状態でない」という判定結果の場合には（Ｓ１６でＮＯ）、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する（Ｓ１２）。また、「車両が直進状態である」という判定結果の場合には（Ｓ１６でＹＥＳ）、次のステップＳ８に進む。このような構成にしても前記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１１９】
本実施形態では、ＥＣＵ５０が実行する直進状態検出プログラムＰＧ７の判定結果に基づいて、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）とオン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）とに切り替える構成であったが、ＥＣＵ５０にヨーレート演算プログラム（図示せず）を実行させ、ヨーレートが所定値以下の場合には、オン保持用のＤＵＴＹ（β×４０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する一方、ヨーレートが所定値を超えた場合には、オン動作用のＤＵＴＹ（β×８０％）に決定してＰＷＭ出力部８６に付与する構成にしてもよい。
【０１２０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【０１２１】
（１）前記各実施形態において、オン動作用のＤｕｔｙとオン保持用のＤＵＴＹとに補正値βを掛けているが、バッテリ６０の信頼性が高いものであれば補正値βを掛けなくてもよい。
【０１２２】
（２）前記各実施形態において、オン動作用のＤＵＴＹは、８０％又はβ×８０％に限定されるものではなく、それ以外の値であってもよい。同様に、オン保持用のＤＵＴＹも、４０％又はβ×４０％に限定されるものではない。
【０１２３】
（３）前記各実施形態の他に、相開放リレーに係る衝撃を検出するための衝撃センサを備え、その衝撃センサが所定の大きさ以上の衝撃を検出した場合に、オン動作用のＤＵＴＹを用いるように構成してもよい。
【０１２４】
（４）前記各実施形態において、相開放リレーの導電状況により、相開放リレーの開閉状況を監視し、相開放リレーが開状態となった場合には、オン動作用のＤＵＴＹを用いて閉状態にする構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステアリングシステムの概念図
【図２】トルクセンサの断面図
【図３】モータの断面図
【図４】ステアリングシステムの電気的な構成を示すブロック図
【図５】モータ制御部の電気的な構成を示すブロック図
【図６】リレー制御部の電気的な構成を示すブロック図
【図７】ＰＷＭ出力部の信号処理の構成を説明するためのグラフ
【図８】リレー制御プログラムのフローチャート
【図９】第２実施形態のステアリングシステムの電気的な構成を示すブロック図
【図１０】リレー制御プログラムのフローチャート
【図１１】第３実施形態のリレー制御プログラムのフローチャート
【図１２】第４実施形態のリレー制御プログラムのフローチャート
【図１３】基本ＤＵＴＹとリレー温度の対応を示したグラフ
【図１４】第５実施形態のリレー制御プログラムのフローチャート
【図１５】第６実施形態の直進状態検出プログラムのフローチャート
【図１６】第６実施形態のリレー制御プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【０１２６】
１０    ステアリングシステム
１１    ハンドル
１３    トルクセンサ  
１９    操舵輪
２４    モータ
２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗ    電線
５３    マイコン
５５    電流センサ
５６    相開放リレー
５７    可動導電部
５９    リレーコイル
６０    バッテリー
６２    リレー制御スイッチ
７１    リレー制御部
７２    温度センサ
７３    車速センサ
８６    ＰＷＭ出力部
ＰＧ１〜ＰＧ６    リレー制御プログラム
ＰＧ７    直進状態検出プログラム（直進判別手段）
【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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