(57)【要約】【課題】  バックアップ電源として低電圧電源を使用した場合においても、モータ回転速度の低下を抑制して適正なアシスト機能を得ることができるようにする。【解決手段】  高圧の電源供給を行う主電源部８０と、低圧の電源供給を行う副電源部９０とを並列に接続していずれか一方の電源部から選択的に電動モータ２０に電源供給する電源装置７０を構成する。アシストＥＣＵ４０は、電源出力電圧Ｖｏｕｔが低いほどｄ軸目標電流を増大させる補正係数Ｃｖを算出し、この補正係数Ｃｖをｄ軸目標電流Ｉｄ＊に乗じて最終的な補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’を求める。従って、副電源部９０から電源供給する場合には、弱め界磁制御量が増大し、モータ回転速度の低下を抑制できる。【選択図】  図１
2007326379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの操舵により転舵輪を転舵する転舵機構と、
上記転舵機構に組み付けられ、電源装置から電力供給されて回転し操舵補助力を発生する電動モータと、
上記操舵ハンドルの操舵状態に応じて上記電動モータの作動を制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、
上記電源装置は、主電源部と、上記主電源部よりも出力電圧の低い副電源部との少なくとも２つの電源部を並列に接続して備え、いずれか１つの電源部を択一的に使って上記電動モータに電源供給するように構成され、
上記モータ制御装置は、上記電動モータの回転方向をｑ軸とするとともに上記回転方向と直交する方向をｄ軸とする２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって上記電動モータの回転を制御するベクトル制御手段と、
上記電動モータへの電源供給に上記副電源部が使用されている場合には、上記主電源部が使用されている場合に比べて、弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流を増大して、電源電圧の低下によるモータ回転速度の低下を抑制する回転速度補償手段と
を備えた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】
上記副電源部の副電源出力ラインには、その副電源出力ラインを開閉するスイッチ手段と、上記スイッチ手段より電源側に設けられ副電源出力ラインの電圧上昇を防止する保護回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
上記主電源部は、第１電圧の高圧バッテリとその高圧バッテリの電圧を下げる降圧回路とを備えて上記降圧された電源電圧を出力するように構成され、
上記副電源部は、上記主電源部の降圧された出力電圧よりも低い第２電圧の低圧バッテリを備えて上記第２電圧の電源電圧を出力するように構成され、
上記主電源部と上記副電源部の何れか一方から上記電動モータに電源供給することを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
上記主電源部を使用して上記電動モータに電源供給する場合には、上記主電源部の降圧回路を作動させるとともに上記副電源部のスイッチ手段を開き、上記副電源部を使用して上記電動モータに電源供給する場合には、上記主電源部の降圧回路を停止させるとともに上記副電源部のスイッチ手段を閉じる電源切替制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
上記電源装置の出力電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、
上記回転速度補償手段は、上記電源電圧検出手段により検出した電圧に応じて上記弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流の通電量を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
上記ｄ軸電流の上限値を設定して上記電動モータの永久磁石の減磁を防止する減磁防止手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか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、運転者による操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルに付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じたアシストトルクを電動モータに発生させるようにした車両の電動パワーステアリング装置はよく知られている。
こうした電動パワーステアリング装置は、その電源として車載バッテリが使用される。そして、電源装置の異常に対する配慮から複数のバッテリを備えたものも知られている。例えば、特許文献１のものでは、電動パワーステアリング装置の電動モータを駆動する電源として、高圧バッテリと１２Ｖ系の低圧バッテリとを備え、高圧バッテリからの電源供給が不能になったときに、バックアップ電源として低圧バッテリから電動モータに電源供給するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２３６６２６
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、低圧バッテリにより電動モータに電源供給する場合、速いモータ回転速度が得られなくなる。電動モータで発生させるべき必要トルク（アシストトルク）は、操舵操作に応じて設定される。この場合、図１２に示すように、必要トルクが得られるモータ回転速度は、高圧バッテリを使用した場合の回転速度ω１に比べて、低圧バッテリを使用した場合には回転速度ω２にまで低下してしまう。
運転者がゆっくりハンドル操作した場合には問題ないが、速くハンドル操作した場合には、電動モータの回転が運転者の操舵速度に追従できず、かえって操舵操作の抵抗となってしまう。つまり、電動モータは、転舵輪を転舵する転舵機構に連結されているため、低電圧バッテリの使用により高速回転できない状況においては、速いハンドル操作が行われた場合に、運転者の操舵力で回転することになってしまい適正なアシスト機能が得られない。
【０００４】
そこで、例えば、低圧バッテリの出力側に昇圧回路を設ければ、こうした問題は解決できるものの、今度は、昇圧回路を設けることによるコスト増加、スペース増加といった新たな問題を招いてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、バックアップ電源としての低電圧電源を使用した場合においても、コスト増加、スペース増加を伴わずに適正なアシスト機能を得ることができるようにすることにある。
【０００６】
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により転舵輪を転舵する転舵機構と、上記転舵機構に組み付けられ、電源装置から電力供給されて回転し操舵補助力を発生する電動モータと、上記操舵ハンドルの操舵状態に応じて上記電動モータの作動を制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、上記電源装置は、主電源部と、上記主電源部よりも出力電圧の低い副電源部との少なくとも２つの電源部を並列に接続して備え、いずれか１つの電源部を択一的に使って上記電動モータに電源供給するように構成され、上記モータ制御装置は、上記電動モータの回転方向をｑ軸とするとともに上記回転方向と直交する方向をｄ軸とする２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって上記電動モータの回転を制御するベクトル制御手段と、上記電動モータへの電源供給に上記副電源部が使用されている場合には、上記主電源部が使用されている場合に比べて、弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流を増大して、電源電圧の低下によるモータ回転速度の低下を抑制する回転速度補償手段とを備えたことにある。
【０００７】
上記のように構成した本発明によれば、通常時においては主電源部から電動モータに電源供給されるが、主電源部が異常等により所定の電源供給できなくなった場合には、主電源部に代わって副電源部から電動モータに電源供給される。モータ制御装置は、ベクトル制御手段と回転速度補償手段とを備え、ベクトル制御手段により２相回転磁束座標系（ｄ−ｑ座標）で記述されるベクトル制御により電動モータの回転を制御する。そして、回転速度補償手段は、電動モータへの電源供給に副電源部が使用されている場合には、主電源部が使用されている場合に比べて、弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流を増大する。
【０００８】
ｄ軸電流は、ｑ軸電流がモータトルクを発生させる方向に作用するのに対し、電動モータの永久磁石の磁界を弱める方向に作用し、電動モータの回転により発生する逆起電力を抑える。
このため、副電源部が使用されるときには主電源部が使用される場合に比べて、回転速度が優先されて電動モータが制御されることになる。
この結果、主電源部よりも電源電圧の低い副電源部を使用してもモータ回転速度の低下を抑制することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴は、上記副電源部の副電源出力ラインには、その副電源出力ラインを開閉するスイッチ手段と、上記スイッチ手段より電源側に設けられ副電源出力ラインの電圧上昇を防止する保護回路とを備えたことにある。
【００１０】
この発明によれば、副電源部を使用しない場合には、スイッチ手段を開いておくことで主電源部から副電源部に電流が流れてしまうことがなく、また、スイッチ手段を閉じて副電源部から電動モータに電源供給する場合には、電動モータ側で回生電力が発生しても保護回路により回生電力を吸収することができる。この結果、副電源部および副電源部から電源供給を受ける他の電気負荷を保護することができる。
【００１１】
本発明の他の特徴は、上記主電源部は、第１電圧の高圧バッテリとその高圧バッテリの電圧を下げる降圧回路とを備えて上記降圧された電源電圧を出力するように構成され、上記副電源部は、上記主電源部の降圧された出力電圧よりも低い第２電圧の低圧バッテリを備えて上記第２電圧の電源電圧を出力するように構成され、上記主電源部と上記副電源部の何れか一方から上記電動モータに電源供給することにある。
【００１２】
この発明によれば、主電源部の高圧バッテリから電源供給するが、バッテリ電圧（第１電圧）を降圧回路により電動モータの駆動に適した電圧に降圧して電源供給する。従って、例えば、ハイブリッド車両の主機モータ（車両駆動用モータ）の電源に使われるような高電圧のバッテリを電動パワーステアリング装置の電動モータの電源に利用することができる。しかも、降圧回路により電動モータの駆動に最適な電圧に変換して電源供給できるため、電動パワーステアリング装置の高出力化、高効率化を図ることができる。
【００１３】
一方、副電源部は、主電源部の出力電圧よりも低い第２電圧の低圧バッテリを備えるため、例えば、一般的な１２Ｖ系の電気負荷に使用するバッテリをそのまま利用することができる。そして、主電源部と副電源部との何れか一方から電動モータに電源供給するが、副電源部から電動モータへ電源供給する場合には、主電源部から電源供給する場合に比べて、弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流を増大する。従って、電動モータの永久磁石の磁界を弱める方向にコイルに通電されるため、低電圧電源供給であってもモータ回転速度の低下が抑制される。
【００１４】
本発明の他の特徴は、上記主電源部を使用して上記電動モータに電源供給する場合には、上記主電源部の降圧回路を作動させるとともに上記副電源部のスイッチ手段を開き、上記副電源部を使用して上記電動モータに電源供給する場合には、上記主電源部の降圧回路を停止させるとともに上記副電源部のスイッチ手段を閉じる電源切替制御手段を備えたことにある。
【００１５】
この発明によれば、電源切替制御手段が、主電源部により電動モータに電源供給する場合には副電源部のスイッチ手段を開くため、主電源部から副電源部に電流が流れてしまうことを防止する。一方、副電源部により電動モータに電源供給する場合には、主電源部の降圧回路の作動を停止して主電源部からの電源供給を停止するとともにスイッチ手段を閉じて副電源部からの電源供給回路を形成する。この場合、降圧回路の作動が停止されているため主電源部から副電源部に電流が流れてしまうことがなく、また、電動モータで回生電力が発生した場合でも、副電源部の電源出力ラインに設けた保護回路により回生電力を吸収することができる。従って、低圧バッテリおよび低圧バッテリから電源供給を受ける他の電気負荷を保護することができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、上記電源装置の出力電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、上記回転速度補償手段は、上記電源電圧検出手段により検出した電圧に応じて上記弱め界磁制御電流としてのｄ軸電流の通電量を制御することにある。
【００１７】
この発明によれば、電源電圧検出手段により電源装置の出力電圧を検出し、この検出電圧に応じて回転速度補償手段がｄ軸電流の通電量を制御する。従って、出力電圧の低い副電源部から電動モータに電源供給される場合には、自動的にｄ軸電流量が増大される。このため、例えば、電源供給に使用される電源部の種類に応じて弱め界磁制御を切り替える必要がなく、制御が容易となる。
【００１８】
本発明の他の特徴は、上記ｄ軸電流の上限値を設定して上記電動モータの永久磁石の減磁を防止する減磁防止手段を備えたことにある。
【００１９】
ｄ軸電流を過剰に流した場合、電動モータの永久磁石の磁力が減少してしまう。そこで、この発明では、ｄ軸電流の上限値を設定することで、こうした不具合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る電動パワー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、同実施形態に係る電動パワーステアリング装置を概略的に示している。
【００２１】
この電動パワーステアリング装置は、大別すると、操舵ハンドルの操舵により転舵輪を転舵する転舵機構１０と、転舵機構に組み付けられ操舵補助力を発生する電動モータ２０と、操舵ハンドルの操舵状態に応じて電動モータ２０の作動を制御するモータ制御装置３０と、電動モータ２０およびモータ制御装置３０に電源供給する電源装置７０とから構成される。
【００２２】
転舵機構１０は、操舵ハンドル１１に上端を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、同シャフト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、図示しないタイロッドおよびナックルアームを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２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転舵される。
【００２３】
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は、３相同期式永久磁石モータ（ブラシレスモータ）によって構成されている。この電動モータ２０は、ハウジング内に固定されたステータを備え、ステータに巻かれたコイルに３相電流（電機子電流）を流すことにより３相回転磁界を形成し、この３相磁界内を永久磁石を固着したロータが３相電流に応じて回転するものである。
【００２４】
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ＦＷ１，ＦＷ２の操舵をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速器および回転−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。また、電動モータ２０をラックバー１４に組み付けるのに代えて、電動モータ２０をステアリングシャフト１２に組み付けて、電動モータ２０の回転を減速器を介してステアリングシャフト１２に伝達して同シャフト１２を軸線周りに駆動するように構成してもよい。
【００２５】
次に、電動モータ２０の作動を制御するモータ制御装置３０について説明する。モータ制御装置３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成され操舵アシスト量を演算する電子制御ユニット４０（以下、アシストＥＣＵと４０呼ぶ）と、電動モータ２０の駆動回路であるインバータ３６と、電動モータ２０の通電制御を行うためのセンサとして操舵トルクセンサ３１、車速センサ３２、回転角センサ３３、電圧センサ３４、電流センサ３７を備えている。
【００２６】
操舵トルクセンサ３１は、ステアリングシャフト１２に組み付けられていて、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Ｔを検出する。操舵トルクＴは、正負の値により操舵ハンドル１１の右方向および左方向の操舵時における操舵トルクの大きさをそれぞれ表す。また、操舵トルクセンサ３１をステアリングシャフト１２に組み付けるのに代え、ラックバー１４に組み付けて、ラックバー１４の軸線方向の歪み量から操舵トルクＴをそれぞれ検出するようにしてもよい。
車速センサ３２は、車速Ｖｘを検出して車速Ｖｘを表す検出信号を出力する。
【００２７】
回転角センサ３３は、電動モータ２０内に組み込まれたエンコーダにより構成されており、電動モータ２０の回転子の回転に応じてπ／２ずつ位相の異なる２相パルス列信号と基準回転位置を表す零相パルス列信号を出力する。この回転角センサ３３からの検出信号は、電動モータ２０の回転角θおよび角速度ωの計算に利用される。一方、この電動モータ２０の回転角θは、操舵ハンドル１１の操舵角に比例するものであるので、本明細書では、この回転角θは、操舵ハンドル１１の操舵角としても共通に用いられる。
【００２８】
また、電動モータ２０の回転速度である角速度ωは、操舵ハンドル１１の操舵角速度に比例するものであるので、本明細書では、この角速度ωは、操舵ハンドル１１の操舵角速度としても共通に用いられる。尚、この回転角センサ３３の検出出力を用いるのに代えて、ステアリングシャフト１２の回転角またはラックバー１４の軸線方向の位置を検出するセンサを用意し、そのセンサによって検出された回転角および変位量を操舵ハンドル１１の操舵角として用いるとともに、それらの微分値を操舵ハンドル１１の操舵角速度としてそれぞれ用いるようにしてもよい。このようにして検出された操舵角θおよび操舵角速度ωも、正負の値により、操舵ハンドル１１の右方向および左方向の操舵角および操舵角速度を表す。
【００２９】
インバータ３６は、例えば、３相電圧型ＰＷＭインバータが使用される。このインバータ３６は、電源装置７０から電動モータ２０への電源供給ライン１００に設けられ、アシストＥＣＵ４０からのＰＷＭ制御信号により図示しない３相ブリッジ回路のスイッチング素子をオン・オフ制御して、電動モータ２０のコイルに所定の３相電流を流す。
電流センサ３７は、このインバータ３６から電動モータ２０に流れる電流を検出するもので、３相のうちの２相（例えば、Ｕ相とＷ相）に流れる電流をそれぞれ検出する電流センサ３７ａ、３７ｂを備える。
電圧センサ３４は、電源装置７０からインバータ３６への電源供給ライン１００の出力電圧をＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換して、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔ検出値としてアシストＥＣＵ４０に出力する。
【００３０】
アシストＥＣＵ４０は、これらの操舵トルクセンサ３１、車速センサ３２、回転角センサ３３、電圧センサ３４、電流センサ３７（３７ａ，３７ｂ）の検出信号を入力し、この検出結果に基づいて後述する電動モータ２０の制御電流値を演算する。
【００３１】
電源装置７０は、電動パワーステアリング装置のモータ駆動用主電源となる主電源部８０と、主電源部８０の異常時に電動パワーステアリング装置のバックアップ電源として使用される副電源部９０とから構成される。
主電源部８０は、高圧バッテリ８１と降圧回路８２とからなる。高圧バッテリ８１は、本実施形態においては定格電圧２８８Ｖのバッテリが使用される。本実施形態の電動パワーステアリング装置が搭載される車両は、ハイブリッド車両であり、車両走行用モータ（主機モータ）を駆動する高圧バッテリを備えるため、その高圧バッテリを電動パワーステアリング装置のモータ駆動用に利用する。
電動パワーステアリング装置の高出力化、高効率化といった最近の要求にこたえるためには、電動モータを高電圧で駆動することが好ましい。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、この車両走行用モータの電源として搭載されている高電圧バッテリを主電源として使用する。
【００３２】
降圧回路８２は、高圧バッテリ８１の出力ライン８３に設けられ、バッテリ電圧（２８８Ｖ）を電動パワーステアリング装置の電動モータ２０の駆動に最適な電圧４８Ｖにまで降圧する。
この降圧回路８２の構成については一般的であるため、図面を用いた説明は省略するが、例えば、高圧バッテリ８１の直流電圧をトランジスタブリッジ回路によりいったん交流電圧に変換し、トランスにて低電圧に降圧した後、整流、平滑して直流電圧に変換する電気回路と、この降圧電圧が目標電圧（４８Ｖ）となるようにトランジスタブリッジを制御する降圧制御回路とから構成される。
【００３３】
また、降圧回路８２内には、その出力側に、電動モータ２０で発生した回生電力を吸収する図示しない吸収回路を備える。例えば、この吸収回路としては、降圧回路８２の出力ライン８４をスイッチング素子と抵抗との直列回路で接地し、電動モータ２０で発生した回生電力により出力ライン８４の電圧が上昇したときに、その電圧に応じたデューティ比でスイッチング素子をオンオフするようにして回生電力を吸収するようにする。
【００３４】
副電源部９０は、低圧バッテリ９１と、低圧バッテリ９１の出力ライン９２（本発明の副電源出力ラインに相当する）に設けられる保護回路９３と、切替スイッチ９４とから構成される。低圧バッテリ９１は、車両内の各種電気負荷に電源供給する定格電圧１２Ｖの汎用のバッテリであり、モータ制御装置３０の制御用電源としても使用される。
切替スイッチ９４は、本発明のスイッチ手段に相当するもので、例えば、ＭＯＳＦＥＴが使用され、アシストＥＣＵ４０からの信号によりオン／オフ状態が切り替えられる。つまり、切替スイッチ９４は、電動モータ２０への電源供給を副電源部９０で行うときにはオン（回路閉）、主電源部８０で行うときにはオフ（回路開）に切替制御される。
【００３５】
保護回路９３としては、ツェナーダイオードが使用される。本実施形態においては、ツェナー電圧２７Ｖのものが使用される。従って、電動モータ２０で発生する回生電力により副電源部９０の出力ライン９２の電圧が上昇しても、安全レベル（２７Ｖ）で回生電力を吸収することができる。従って、低圧バッテリ９１から電源供給を受ける各種電気負荷を保護することができる。
主電源部８０の出力ライン８４と副電源部の出力ライン９２とは、電源供給ライン１００に接続される。従って、電源装置７０は、主電源部８０と副電源部９０と並列に接続し、いずれか一方の電源部の電力を電源供給ライン１００から出力するように構成される。
【００３６】
次に、電動パワーステアリング装置の動作の概略について説明する。運転者が操舵ハンドル１１を回動操作すると、この回動操作は、ステアリングシャフト１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達されて、ラックバー１４の軸線方向の変位により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。これと同時に、アシストＥＣＵ４０は、操舵トルクセンサ２１からの信号に基づいてステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクＴを検出すると共に車速センサ３２からの信号に基づいて車速Ｖｘを検出し、この２つの検出値からアシストトルクを算出する。そして、アシストＥＣＵ４０は、算出したアシストトルクに応じた通電量で電動モータ２０を駆動制御してラックバー１４を駆動することにより、操舵アシスト力を発生させる。
【００３７】
次に、アシストＥＣＵ４０について説明する。
アシストＥＣＵ４０は、操舵トルクセンサ３１、車速センサ３２、回転角センサ３３、電圧センサ３４、電流センサ３７ａ，３７ｂの検出信号を入力し、この検出結果に基づいて電動モータ２０の制御量を演算するとともに、電源装置７０で使用する電源部を切り替える。
図２は、プログラムの実行によって実現されるアシストＥＣＵ４０のマイクロコンピュータの機能を表す機能ブロック図である。
【００３８】
アシストＥＣＵ４０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相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ２０の回転を制御する。尚、これらのｑ軸およびｄ軸について、表現方法を換えると、ｄ軸が電動モータ２０の永久磁石による界磁方向であり、ｑ軸がそれに直交する方向である。
【００３９】
アシストＥＣＵ４０は、基本アシスト力演算部４１および補償値演算部４２を備えている。基本アシスト力演算部４１は、操舵トルクＴおよび車速Ｖｘに応じて図３の特性グラフに示すように変化する基本アシスト力Ｔasを記憶した基本アシスト力テーブルを有する。基本アシスト力演算部４１は、操舵トルクセンサ３１からの操舵トルクＴ及び車速センサ３２からの車速Ｖｘを入力して、基本アシスト力テーブルを参照することにより基本アシスト力Ｔasを計算する。この場合、基本アシスト力Ｔasは、操舵トルクＴの増加にしたがって増加するとともに車速Ｖｘの増加にしたがって減少する。
【００４０】
尚、図３の特性グラフは、正領域すなわち右方向の操舵トルクＴおよび基本アシスト力Ｔasの関係についてのみ示しているが、負領域すなわち左方向の操舵トルクＴおよび基本アシスト力Ｔasに関しては、前記図３の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移した関係になる。また、本実施形態では、基本アシスト力Ｔasを基本アシスト力テーブルを用いて計算するようにしたが、基本アシスト力テーブルに代えて操舵トルクＴおよび車速Ｖに応じて変化する基本アシスト力Ｔasを定義した関数を用意しておき、同関数を用いて基本アシスト力Ｔasを計算するようにしてもよい。
【００４１】
補償値演算部４２は、車速Ｖｘと共に、後述する電動モータ２０の回転角θ（操舵ハンドル１１の操舵角θに相当）および電動モータ２０の角速度ω（操舵ハンドル１１の操舵角速度ωに相当）を入力し、基本アシスト力Ｔasに対する補償値Ｔrtを計算する。すなわち、補償値演算部４２は、基本的には、操舵角θ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、操舵角速度ωに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクとの和を補償値Ｔrtとして計算する。また、この補償値Ｔrtは、車速Ｖｘの増加に従って増加する。尚、他の各種センサからの信号も加えて、補償値Ｔrtを計算してもよい。
【００４２】
これらの計算された基本アシスト力Ｔasおよび補償値Ｔrtは演算部４３に入力される。演算部４３は、基本アシスト力Ｔasと補償値Ｔrtを加算し、加算結果を目標指令トルクＴ＊としてｑ軸目標電流演算部４４に供給する。ｑ軸目標電流演算部４４は、目標指令トルクＴ＊に比例したｑ軸目標電流Ｉｑ＊を計算する。このｑ軸目標電流Ｉｑ＊は、２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御におけるｑ軸成分電流であり、電動モータ２０によって発生される回転トルクの大きさを制御するものである。
【００４３】
アシストＥＣＵ４０は、電動モータ２０の効率化および小型高出力化のための弱め界磁制御に関係した弱め界磁制御パラメータ演算部４５を備えている。弱め界磁制御パラメータ演算部４５は、詳しくは後述する電動モータ２０の角速度ω、電動モータ２０に対するｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’および電動モータ２０のｑ軸実電流Ｉｑを入力し、第１〜第３パラメータテーブルを参照して、角速度ω、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’およびｑ軸実電流Ｉｑに応じた第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiを計算する。これらの第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiは、ｄ軸目標電流演算部４６に供給される。ｄ軸目標電流演算部４６は、第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiに正の係数ｋを乗算して、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊（＝ｋ・Ｃｗ・Ｃｑ・Ｃi）を計算する。このｄ軸目標電流Ｉｄ＊は、２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御におけるｄ軸成分電流であり、電動モータ２０の界磁を弱めるためのものである。
【００４４】
次に、これらの第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiについて説明しておく。第１パラメータテーブルは、図４の特性グラフに示すように、電動モータ２０の角速度ωが小さい部分では「０」を示し、角速度ωの大きい部分ではほぼ一定の正の値を示す第１パラメータＣｗを記憶している。言い換えれば、角速度ωが大きくなるに従って大きくなる値を示す第１パラメータＣｗを記憶している。したがって、この特性に従って決定される第１パラメータＣｗは、電動モータ２０の回転速度が大きな領域で弱め界磁電流を大きくすることを意味し、電動モータ２０を出力トルク重視の特性から回転速度重視の特性に変更する。また、この第１パラメータＣｗは、電動モータ２０の回転速度が遅いとき、すなわち操舵ハンドル１１の回動速度が遅いときに、無駄な弱め界磁電流が流れることを防止する。
【００４５】
第２パラメータテーブルは、図５の特性グラフに示すように、電動モータ２０のｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’が小さい部分では「０」を示し、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’の大きい部分ではほぼ一定の正の値を示す第２パラメータＣｑを記憶している。言い換えれば、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’が大きくなるに従って大きくなる値を示す第２パラメータＣｑを記憶している。このｑ軸指令電圧Ｖｑが大きいことは、詳しくは後述するｑ軸指令電流ΔＩｑが大きいこと、すなわちｑ軸目標電流Ｉｑ＊（補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’）と電動モータ２０の実ｑ軸電流Ｉｑとの偏差が大きいことを意味し、その偏差が大きくなるに従って電動モータ２０の弱め界磁電流は大きくなる。これにより、第２パラメータＣｑは、車両走行中に操舵ハンドル１１をゆっくりかつ小さく回動操作した場合に、前記偏差が大きなときに弱め界磁制御を行って電動モータ２０の回転速度を上昇させ、前記偏差が小さなときには無駄な弱め界磁電流が流れることを防止する。
【００４６】
第３パラメータテーブルは、図６の特性グラフに示すように、ｑ軸実電流Ｉｑの小さい部分ではほぼ一定の正の値を示すとともにｑ軸実電流Ｉｑの大きい部分では「０」を示す第３パラメータＣiを記憶している。言い換えれば、ｑ軸実電流Ｉｑが大きくなるに従って小さくなる値を示す第１パラメータＣiを記憶している。この第３パラメータＣiは、電動モータ２０の角速度ωが大きな状態で、操舵ハンドル１１をさらに速く回動操作した場合に、電動モータ２０による操舵アシスト力が減少制御されて、操舵ハンドル１１の操舵トルクが増加することを回避する。尚、本実施形態では、これらの第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiを第１〜第３パラメータテーブルを用いて計算するようにしたが、これらのテーブルに代えて角速度ω、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊’およびｑ軸実電流Ｉｑに応じて変化する第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiをそれぞれ定義した関数を用意しておき、同関数を用いて第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiを計算するようにしてもよい。
【００４７】
アシストＥＣＵ４０は、ｄ軸目標電流演算部４６により算出されたｄ軸目標電流Ｉｄ＊を、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔに応じて補正するための補正係数を算出するｄ軸電流補正係数演算部４７を備える。
このｄ軸電流補正係数演算部４７は、電源装置７０の出力電圧を検出する電圧センサ３４の検出信号Ｖｏｕｔを入力し、補正係数算出テーブルを参照して補正係数Ｃｖを求める。
【００４８】
補正係数算出テーブルは、図７の特性グラフに示すように、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ１以上あれば補正係数Ｃｖを値１（Ｃｖ＝１）に設定し、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ１未満であれば、補正係数Ｃｖを値１より大きな値に設定する。言い換えれば、ｄ軸電流補正係数演算部４７は、出力電圧Ｖｏｕｔが低くなる従って大きくなる値を示す補正係数Ｃｖを記憶している。この例では、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ１より低い所定電圧Ｖｒ２以下となる範囲においては、補正係数Ｃｖは一定の値（例えば、Ｃｖ＝２）に設定される。
また、この基準電圧Ｖｒ１の値としては、例えば３０Ｖに設定される。
尚、本実施形態では、補正係数Ｃｖを補正係数テーブルを用いて計算するようにしたが、補正係数テーブルに代えて出力電圧Ｖｏｕｔに応じて変化する補正係数Ｃｖを定義した関数を用意しておき、同関数を用いて補正係数Ｃｖを計算するようにしてもよい。
【００４９】
ｄ軸目標電流演算部４６で算出されたｄ軸目標電流Ｉｄ＊と、ｄ軸電流補正係数演算部４７で算出された補正係数Ｃｖとは、ｄ軸目標電流補正演算部４８に入力される。
ｄ軸目標電流補正演算部４８では、入力されたｄ軸目標電流Ｉｄ＊と補正係数Ｃｖとを乗算することにより、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’を求める（Ｉｄ＊’＝Ｉｄ＊×Ｃｖ）。従って、電源電圧Ｖｏｕｔが低い場合には、ｄ軸目標電流Ｉｄ＊を増加させるように補正して電動モータ２０の界磁を弱める。
【００５０】
また、ｄ軸目標電流補正演算部４８で算出される補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’は、上限値設定部４９により予め設定されている上限値Ｉｄｍａｘ以下に制限される。ｄ軸電流を過剰に流した場合、電動モータ２０の永久磁石の保有する磁力が減少してしまう。そこで、こうした減磁を防止するように、ｄ軸電流の上限値Ｉｄｍａｘを設定している。
【００５１】
ｑ軸目標電流演算部４４にて計算されたｑ軸目標電流Ｉｑ＊、および、ｄ軸目標電流補正演算部４８で計算された補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’は、ｑ軸目標電流補正演算部５０に入力される。
ｑ軸目標電流補正演算部５０は、図８のｑ軸電流補正演算プログラムに実行により、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’を用いてｑ軸目標電流Ｉｑ＊を補正する。すなわち、ｑ軸目標電流補正演算部５０は、ｑ軸目標電流演算部４４からｑ軸目標電流Ｉｑ＊を入力し（Ｓ１１）、ｄ軸目標電流補正演算部４８から補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’を入力（Ｓ１２）する。そして、ｑ軸目標電流補正演算部５０は、補正係数テーブルを参照して、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’に対応した補正係数αを計算する（Ｓ１３）。補正係数テーブルは、ｑ軸目標電流補正演算部５０に内蔵されており、図９の特性グラフに示すように、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’の増加に従って減少する正の補正係数αを記憶している。尚、本実施形態では、補正係数αを補正係数テーブルを用いて計算するようにしたが、補正係数テーブルに代えて補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’に応じて変化する補正係数αを定義した関数を用意しておき、同関数を用いて補正係数αを計算するようにしてもよい。
【００５２】
次に、ｑ軸目標電流補正演算部５０は、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊を前記計算した補正係数αで除算することにより、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊を補正した補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’を計算して（Ｓ１４）、同計算した補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’を演算部５１に出力する（Ｓ１５）。これにより、補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’は、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’が大きくなるにしたがってｑ軸目標電流Ｉｑ＊を大きくなる側に補正した値を示す。
【００５３】
尚、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’は後述するｄ軸実電流Ｉｄとほぼ同じであるので、ｑ軸目標電流補正演算部５０は、図２に破線で示すように、補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’に代えてｄ軸実電流Ｉｄを用いて、ｑ軸目標電流Ｉｑ＊を補正した補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’を計算するようにしてもよい。この場合、補正係数テーブルは、図９の括弧書きで示すように、ｄ軸実電流Ｉｄに応じて前記補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’の場合と同様に変化する補正係数αを記憶している。そして、ｑ軸目標電流補正演算部５０は、図８のステップＳ１２にて括弧書きで示すように、ｄ軸実電流Ｉｄを入力して、ステップＳ１３にて前記変更した補正係数テーブルを用いて補正係数αを計算する。
【００５４】
演算部５１は補正ｑ軸目標電流Ｉｑ＊’からｑ軸実電流Ｉｑを減算し、減算結果をｑ軸指令電流ΔＩｑとして比例積分制御部（ＰＩ制御部）５３に供給する。演算部５２は補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’からｄ軸実電流Ｉｄを減算し、減算結果をｄ軸指令電流ΔＩｄとして比例積分制御部（ＰＩ制御部）５４に供給する。比例積分制御部５３，５４は、ｑ軸指令電流ΔＩｑおよびｄ軸指令電流ΔＩｄに基づいて、比例積分演算により、ｑ軸及びｄ軸実電流Ｉｑ，Ｉｄがｑ軸及びｄ軸指令電流Ｉｑ＊’，Ｉｄ＊’にそれぞれ追従するようにｑ軸及びｄ軸指令電圧Ｖｑ＊，Ｖｄ＊を計算する。
【００５５】
これらのｑ軸及びｄ軸指令電圧Ｖｑ＊，Ｖｄ＊は、非干渉補正値演算部５５及び演算部５６，５７により補正されてｑ軸及びｄ軸補正指令電圧Ｖｑ＊'，Ｖｄ＊'として２相／３相座標変換部５８に供給される。非干渉補正値演算部５５は、ｑ軸及びｄ軸実電流Ｉｑ，Ｉｄ及び回転子の角速度ωに基づいて、ｑ軸及びｄ軸指令電圧Ｖｑ＊，Ｖｄ＊のための非干渉補正値−ω・(φa＋Ｌa・Ｉｄ)，ω・Ｌa・Ｉｑを計算する。尚、前記インダクタンスＬa及び磁束φaは、予め決められた定数である。演算部５６、５７は、ｑ軸及びｄ軸指令電圧Ｖｑ＊，Ｖｄ＊から非干渉補正値−ω・(φa＋Ｌa・Ｉｄ)，ω・Ｌa・Ｉｑをそれぞれ減算して、ｑ軸及びｄ軸補正指令電圧Ｖｑ＊'＝Ｖｑ＊＋ω・(φa＋Ｌa・Ｉｄ)，Ｖｄ＊'＝Ｖｄ＊−ω・Ｌa・Ｉｑを算出する。
【００５６】
２相／３相座標変換部５８は、ｑ軸及びｄ軸補正指令電圧Ｖｑ＊'，Ｖｄ＊'を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、同変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ電圧発生部５９に供給する。ＰＷＭ電圧発生部５９は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御電圧信号Ｕｕ，Ｖｕ，Ｗｕをインバータ３６に出力する。インバータ３６は、前記ＰＷＭ制御電圧信号Ｕｕ，Ｖｕ，Ｗｕに対応した３相の励磁電圧信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生して、同励磁電圧信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを３相の励磁電流路を介して電動モータ２０にそれぞれ供給する。３相の励磁電流路のうちの２つには電流センサ３７ａ，３７ｂが設けられ、各電流センサ３７ａ，３７ｂは、電動モータ２０に対する３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２つの励磁電流Ｉｕ，Ｉｗを検出して３相／２相座標変換部６０に出力する。この３相／２相座標変換部６０には、演算部６１にて前記実電流Ｉｕ，Ｉｗに基づいて計算された励磁電流Ｉｖも供給されている。３相／２相座標変換部６０は、これらの３相実電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを２相実電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
【００５７】
また、回転角センサ３３からの２相パルス列信号及び零相パルス列信号は、所定のサンプリング周期で電気角変換部６２に連続的に供給されている。電気角変換部６２は、前記各パルス列信号に基づいて電動モータ２０における回転子の固定子に対する電気角を計算して、角速度変換部６３に供給する。角速度変換部６３は、前記電気角を微分して回転子の固定子に対する角速度を計算する。これらの電気角および角速度が電動モータ２０の回転角（操舵ハンドル１１の操舵角）θおよび角速度（操舵ハンドル１１の操舵角速度）ωに対応するもので、これらの回転角θおよび角速度ωは、前述した補償値演算部４２、弱め界磁制御パラメータ演算部４５、２相／３相座標変換部５８および３相／２相座標変換部６０などにも供給されて利用される。
【００５８】
更に、アシストＥＣＵ４０は、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔに応じて電源切替指令を出力する電源切替指令部６４を備える。電源装置７０は、主電源部８０と副電源部９０とを備え、何れか一方の電源部から電動モータ２０に電源供給するように構成されるが、この電源切替指令部６４は、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔに応じて、電源供給に使用する電源部を切り替える。
【００５９】
電源切替指令部６４は、主電源部８０から電源供給する場合には、降圧回路８２に動作指令を出力するとともに、副電源部の切替スイッチ９４を開くオフ信号を出力する。また、副電源部９０から電源供給する場合には、降圧回路８２に作動停止指令を出力するとともに、副電源部の切替スイッチ９４を閉じるオン信号を出力する。
【００６０】
電源切替指令部６４は、通常は主電源部８０から電動モータ２０に電源供給するが、主電源部８０の異常（高圧バッテリ８１の電圧異常、断線異常、降圧回路８２の動作異常）、あるいは、図示しないハイブリッド制御部からの高圧電源使用禁止指令等により高圧バッテリ８１の出力ライン８３が遮断されている場合には、電動モータ２０の電源を副電源部９０に切り替える。この場合、電動モータ２０は、その駆動に適した４８Ｖよりも低い電圧にて電源供給されるため、高速で回転することができなくなる。そこで、ｄ軸電流補正係数演算部４７は、電源電圧Ｖｏｕｔに応じてｄ軸目標電流Ｉｄ＊を補正して弱め界磁制御量を増大する。
【００６１】
ここで、電源切替指令部６４とｄ軸電流補正係数演算部４７とが協調して行う電源切替・弱め界磁補正制御処理について説明する。
図１０は、アシストＥＣＵ４０の主に電源切替指令部６４とｄ軸電流補正係数演算部４７とが実施する電源切替・弱め界磁補正制御ルーチンを表す。
この制御ルーチンは、制御プログラムとしてアシストＥＣＵ４０のＲＯＭ内に記憶され、イグニッションスイッチのオン操作により起動し、短い周期で繰り返し実施される。
尚、本制御ルーチンの起動時においては、主電源部８０の降圧回路８２は作動状態におかれ、また副電源部９０の切替スイッチ９４はオフ状態に設定される。
【００６２】
本制御ルーチンが起動すると、アシストＥＣＵ４０は、電圧センサ３４の出力信号から電源出力電圧Ｖｏｕｔを検出する（Ｓ２１）。続いて、フラグＦが「１」にセットされているか否かを判断する（Ｓ２２）。このフラグＦは、電動モータ２０への供給電源が副電源部９０に切り替えられているときにＦ＝１に設定されるもので、本制御ルーチンの起動時にはＦ＝０に設定されている。
従って、本制御ルーチンの起動時においては、次のステップＳ２３の判断処理に移行する。ステップＳ２３においては、検出した出力電圧Ｖｏｕｔが切替電圧Ｖｓ未満か否かを判断する。この切替電圧Ｖｓは、電源装置７０の出力電圧低下に基づいて電源切替を行うための判定電圧であり予め設定記憶されている。本実施形態においては、この切替電圧Ｖｓを１２Ｖに設定するが、１２Ｖ〜４８Ｖの範囲で任意の値に設定することができる。
【００６３】
主電源部８０が正常であれば、Ｖｏｕｔ＝４８Ｖの出力電圧が得られる。この場合には、Ｖｏｕｔ≧Ｖｓであるため、ステップＳ２３の判断は「ＮＯ」となり、ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理を飛ばして、ステップＳ２８の処理に進む。
このステップＳ２８は、ｄ軸電流補正係数演算部４７が行う処理で、図７に示す補正係数算出テーブルを参照して補正係数Ｃｖを算出する。主電源部８０が正常であれば、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ１（例えば３０Ｖ）以上となるため、補正係数ＣｖはＣｖ＝１に設定される。
続いて、ステップＳ２９において、この算出された補正係数Ｃｖ（Ｃｖ＝１）をｄ軸目標電流補正演算部４８に出力して本制御ルーチンを一旦抜ける。従って、弱め界磁制御量は、実質的に補正されない。
【００６４】
本制御ルーチンは、繰り返し実行されるため、電源出力電圧Ｖｏｕｔを常時監視していることになる。従って、図７の補正係数算出テーブルから分かるように、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ１以上に維持されているあいだは、補正係数Ｃｖが値１に設定される。そして、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔが切替電圧Ｖｓにまで低下しなくても、基準電圧Ｖｒ１を下回った場合には、ステップＳ２８において算出される補正係数Ｃｖが値１よりも大きな値に設定される。従って、弱め界磁制御量が増大補正される。
【００６５】
こうした電源電圧の監視中に、電源装置７０（主電源部８０）の出力電圧が切替電圧Ｖｓを下回るとステップＳ２３の判断は「ＹＥＳ」となり、その処理をステップＳ２４に進める。
【００６６】
高圧バッテリ８１は、ハイブリッドシステムの走行駆動用モータへの電源供給を主目的として搭載されているが、電動パワーステアリング装置の電動モータ２０の電源としても利用される。こうした電源供給システムにおいては、ハイブリッドシステムを統括するハイブリッドコントローラ（図示略）が高圧バッテリ８１の使用許可を与える。そして、ハイブリッドコントローラから高圧バッテリ８１の使用禁止指令が出力されたときには、高圧バッテリの出力ライン８３に設けた電源リレー（図示略）がオフされて主電源部８０の出力が停止する。
また、高圧バッテリ８１の容量不足、電源ラインの断線、降圧回路８２の異常等によっても主電源部８０の出力電圧が切替電圧Ｖｓを下回ることもある。
【００６７】
こうしたケースにおいては、ステップＳ２３の判断が「ＹＥＳ」となる。この判断がなされると、アシストＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ２４に進め、電源出力電圧Ｖｏｕｔが切替電圧Ｖｓを下回る状態が所定時間継続したか判断する。継続していないうちは、上述したステップＳ２８に進む。この所定時間は、例えば５００ミリ秒程度に設定される。瞬時的な電源電圧低下であれば、出力電圧Ｖｏｕｔは切替電圧Ｖｓを下回っても所定時間以内に復帰するが、電源出力電圧Ｖｏｕｔの低下が所定時間継続した場合には、以下、ステップＳ２５からの処理を行う。
【００６８】
ステップＳ２５においては、電源切替指令部６４から降圧回路８２に対して作動停止指令を出力する。従って、降圧回路８２の降圧動作が停止され主電源部８０から電動モータ２０への電源供給が遮断される。
続いて、ステップＳ２６において、電源切替指令部６４から副電源部９０の切替スイッチ９４にオン信号を出力する。従って、副電源部９０から電動モータ２０への電源供給回路が形成される。この場合、主電源部８０の作動が停止しているため、主電源部８０から副電源部９０に電流が逆流することはない。
【００６９】
続いて、ステップＳ２７において、フラグＦを「１」に設定し、上述したステップＳ２８の補正係数Ｃｖの算出処理に移行する。
この場合、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔは、副電源部９０の出力電圧である１２Ｖとなる。従って、ｄ軸電流補正係数演算部４７にて算出される補正係数Ｃｖは、値１よりも大きな値に設定される。例えば、図７に示す補正係数算出テーブルにおいて、基準電圧Ｖｒ２を１２Ｖに設定した場合には（Ｖｒ２＝１２Ｖ）、補正係数Ｃｖは最大値（例えばＣｖ＝２）に設定される。
このように、電動モータ２０への電源として副電源部９０が使用される場合には、主電源部８０が使用される場合に比べて、大きな補正係数Ｃｖが設定される。
そして、この算出された補正係数Ｃｖは、ステップＳ２９においてｄ軸目標電流補正演算部４８に出力される。従って、副電源部９０が使用される場合には、主電源部８０が使用される場合に比べて弱め界磁制御量が増大補正される。
【００７０】
アシストＥＣＵ４０は、このステップ２９の処理を行うと一旦本制御ルーチンを抜ける。そして、所定周期で本制御ルーチンを繰り返し実行する。この場合、フラグＦがＦ＝１に設定されているため、一旦、電動モータ２０への供給電源が主電源部８０から副電源部９０に切り替わった後は、本制御ルーチンが再起動するまで（イグニッションスイッチが再度オンするまで）電源部の切替は行われない。
例えば、高圧バッテリ８１の出力電圧が低下したのち復帰するケースがある。こうしたケースでは、高圧バッテリ８１から安定した電力供給できないことがあり、高圧バッテリ８１の電圧復帰を検出して副電源部９０から主電源部８０に切り替えてしまうと、その途端に出力電圧の低下を生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、主電源部８０から副電源部９０に切り替わった後は、その状態を維持する。
【００７１】
図１１は、モータ回転速度とモータ出力トルクとの関係を表す。図中において、実線は、弱め界磁制御を行わずに電動モータを１２Ｖと４８Ｖで駆動したときの２通りの特性を表し、破線は、弱め界磁制御を行って電動モータを１２Ｖで駆動したときの特性を表す。この図からわかるように、弱め界磁制御を行わない場合、必要トルクが得られるモータ回転速度は、モータ駆動電圧が低いとかなり低下してしまう。この例では、電動モータを１２Ｖで駆動した場合の回転速度は、４８Ｖで駆動した場合の回転速度ω１に対してω２にまで低下している。
【００７２】
これに対して、弱め界磁制御を行って電動モータを駆動した場合には、駆動電圧が１２Ｖであっても回転速度をω３にまで増加させることができる。
そこで、本実施形態においては、副電源部９０を使って電動モータ２０に電源供給する場合には、ｄ軸目標電流を補正して弱め界磁制御量を増大することにより、破線にて示すような特性に切り替える。従って、副電源部９０にて電源供給する場合でも、モータ回転速度をω３にまで増大させることができる。
【００７３】
以上説明したアシストＥＣＵ４０によれば、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相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ２０の回転が制御される。そして、このベクトル制御においては、ｄ軸目標電流演算部４６が弱め界磁制御パラメータ演算部４５にて計算された第１〜第３パラメータＣｗ，Ｃｑ，Ｃiに基づいてｄ軸目標電流Ｉｄ＊を計算して、電動モータ２０のｄ軸電流を角速度ω、ｑ軸指令電圧Ｖｑおよびｑ軸実電流Ｉｑに応じて弱め界磁制御を行っている。したがって、電動モータ２０の効率化および小型高出力化が弱め界磁制御によって期待されるとともに、無駄な弱め界磁電流が流れることも回避される。
【００７４】
しかも、このｄ軸目標電流Ｉｄ＊は、電源装置７０の出力電圧Ｖｏｕｔに応じて補正される。つまり、ｄ軸電流補正係数演算部４７が出力電圧Ｖｏｕｔに応じて補正係数Ｃｖを算出し、ｄ軸目標電流補正演算部４８がｄ軸目標電流Ｉｄ＊に補正係数Ｃｖを乗じることにより、最終的な弱め界磁制御量としての補正ｄ軸目標電流Ｉｄ＊’を設定している。
このため、副電源部９０をバックアップ電源として使用する場合においても適度なモータ回転速度が得られ、運転者の操舵操作への追従性が向上する。従って、運転者が速いハンドル操作を行っても電動モータ２０が抵抗にならず、操舵フィーリングの低下を抑制することができる。
【００７５】
しかも、主電源部８０のバックアップ電源として、車両の一般負荷への電源供給に使用される１２Ｖ汎用バッテリをそのまま使用できるため低コストにて実施できる。
例えば、主電源部８０をバックアップする電源として、主電源部８０と同程度の出力電圧を有するものを用意すれば、電源バックアップ時においても電動モータ２０の追従性を確保することができる。しかし、そのためには、別の高圧バッテリを用意する必要がある。あるいは、低圧バッテリをバックアップ電源とした場合には昇圧回路を設ける必要がある。従って、このようにバックアップ電源の高電圧化を図るとコストが増大してしまう。また、昇圧回路を設けた場合には、その分スペースが増大するとともに、昇圧に伴う発熱を処理する放熱板等が必要となる。
【００７６】
これに対して、本実施形態によれば、弱め界磁制御量を補正することにより低圧バッテリ９１をバックアップ電源としてそのまま利用することが可能となり、コスト増大や大型化といった問題を招かない。
【００７７】
また、副電源部９０から電源供給しているときに、電動モータ２０で回生電力が発生した場合でも、保護回路９３により回生電力を吸収することができる。従って、低圧バッテリ９１から電源供給を受ける種々の電気負荷を保護することができる。しかも、この保護回路９３をツェナーダイオードで構成しているため、制御回路が不要であり低コストで実施できる。尚、副電源部９０を使用しているときにも、主電源部８０の降圧回路８２に設けられる図示しない回生吸収回路を作動させておいて回生電力を吸収するようにしてもよい。
【００７８】
更に、電源装置７０の電源部の切替状態にかかわらず電源出力電圧Ｖｏｕｔに応じた弱め界磁制御量（ｄ軸目標電流）の補正を行うため、使用する電源部の種類に応じて弱め界磁制御を切り替える必要がなく制御が容易となる。
【００７９】
また、弱め界磁制御量を増大補正するにあたって、ｄ軸電流の上限値を設定しているため、電動モータ２０の永久磁石の磁力低下を防止することができる。
更に、ハイブリッドシステムに使用する高圧バッテリ８１を電動パワーステアリング装置の駆動電源として利用するため、電動モータ２０の駆動に適した電圧電源を得ることができる。このため、電動パワーステアリング装置の高出力化、高効率化を図ることができる。
【００８０】
以上、本実施形態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。
例えば、本実施形態においては、電源部の切替判断を電源装置７０の出力電圧に基づいて行っているが（図１０：ステップＳ２３参照）、主電源部８０と副電源部９０の出力電圧を比較し、主電源部８０の出力電圧が副電源部９０の出力電圧を下回ったときに、電動モータ２０への電源供給を主電源部８０から副電源部９０に切り替えるようにしてもよい。
また、切替スイッチ９４に代えてダイオードを設け、出力電圧が高いほうの電源部が電動モータ２０の電源として自動的に選択されるように構成してもよい。この場合、ダイオードは、アノードを低圧バッテリ９１側に向けて、負荷側にのみ電流が流れるようにする。
また、降圧回路８２の入力電圧が所定電圧以下にまで低下したときに、電動モータ２０への電源供給を主電源部８０から副電源部９０に切り替えるようにしても良い。
【００８１】
尚、本実施形態におけるアシストＥＣＵ４０のｄ軸補正係数演算部４７およびｄ軸目標電流補正演算部４８が本発明の回転速度補償手段に相当し、本実施形態のアシストＥＣＵ４０の上限設定部４９が本発明の減磁防止手段に相当し、本実施形態のアシストＥＣＵ４０の電源切替指令部６４が本発明の電源切替制御手段に相当し、演算部４７，４８、上限設定部４９、電源切替指令部６４を除くアシストＥＣＵ４０の機能部４１〜６３が本発明のベクトル制御手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【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全体構成図である。
【図２】アシストＥＣＵの機能を表す機能ブロック図である。
【図３】操舵トルクと基本アシスト力との関係を示す特性グラフである。
【図４】電動モータの角速度と弱め界磁制御パラメータ中の第１パラメータＣｗとの関係を示す特性グラフである。
【図５】電動モータのｑ軸指令電圧と弱め界磁制御パラメータ中の第２パラメータＣｑとの関係を示す特性グラフである。
【図６】電動モータのｑ軸実電流と弱め界磁制御パラメータ中の第３パラメータＣｉとの関係を示す特性グラフである。
【図７】電源出力電圧と補正係数Ｃｖとの関係を示す特性グラフである。
【図８】ｑ軸電流補正演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】補正ｄ軸目標電流と補正係数αとの関係を示すグラフである。
【図１０】電源切替・弱め界磁補正制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】電動モータの回転速度と出力トルクとの関係を示すグラフである。
【図１２】電動モータの回転速度と出力トルクとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０…転舵機構、１１…操舵ハンドル、２０…電動モータ、３０…モータ制御装置、３１…操舵トルクセンサ、３２…車速センサ、３３…回転角センサ、３４…電圧センサ、３６…インバータ、３７…電流センサ、４０…アシストＥＣＵ、４７…ｄ軸電流補正係数演算部、４８…ｄ軸目標電流補正演算部、４９…上限値設定部、６４…電源切替指令部、７０…電源装置、８０…主電源部、８１…高圧バッテリ、８２…降圧回路、９０…副電源部、９１…低圧バッテリ、９３…保護回路（ツェナーダイオード）、９４…切替スイッチ、１００…電源供給ライン。
【図１】
2007326379.tif 000003
【図２】
2007326379.tif 000004
【図３】
2007326379.tif 000005
【図４】
2007326379.tif 000006
【図５】
2007326379.tif 000007
【図６】
2007326379.tif 000008
【図７】
2007326379.tif 000009
【図８】
2007326379.tif 000010
【図９】
2007326379.tif 000011
【図１０】
2007326379.tif 000012
【図１１】
2007326379.tif 000013
【図１２】
2007326379.tif 000014