(57)【要約】【課題】誘起電圧に基づき算出される同期電動機の回転量である推定変化量にガード処理を施す場合であっても、同期電動機が意図せずして回生制御される事態が生じることを抑制できるようにした操舵制御装置を提供する。【解決手段】更新量算出処理部Ｍ５４は、操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊にフィーバック制御するために制御角θｃを更新量Δθｃによって操作する。この際、更新量算出処理部Ｍ５４は、誘起電圧オブザーバＭ４６の推定に基づく速度相当値である推定変化量Δθｃ２を基準として、更新量Δθｃにガード処理を施す。ただし、指令電流設定処理部Ｍ２４が設定する指令電流がゼロの場合、更新量算出処理部Ｍ５４は、推定変化量Δθｃ２にガード処理をした値を更新量Δθｃとする。指令電流がゼロであって更新量Δθｃがガード値に固定される場合、同期電動機とバッテリとの電気経路を遮断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシストトルクを生成する同期電動機と、直流電圧源の電圧を交流電圧に変換して前記同期電動機に印加する電力変換回路と、前記直流電圧源および前記電力変換回路間と前記電力変換回路および前記同期電動機間との少なくとも一方の電気経路を遮断する遮断部と、を備えた操舵装置を操作対象とし、
前記同期電動機を流れる電流を指令値に制御するために前記電力変換回路が前記同期電動機に印加する電圧を操作する電流制御処理部と、
前記同期電動機を流れる電流と前記電力変換回路によって前記同期電動機の各端子に印加される電圧とに基づき誘起電圧を推定し、該推定される誘起電圧に基づき所定時間当たりの前記同期電動機の回転量である推定変化量を算出する推定処理部と、
前記推定変化量にガード処理を施す推定変化量ガード処理部と、
前記電流制御処理部が前記電流を制御するうえで前記同期電動機の回転角度として用いる制御角を前記推定変化量ガード処理部によってガード処理が施された前記推定変化量に基づき操作する制御角操作処理部と、
前記指令値が所定値以下であって且つ、前記推定変化量が前記推定変化量ガード処理部によるガード値に固定されることを条件に、前記遮断部を操作して前記電気経路を遮断する遮断処理部と、を備える操舵制御装置。
【請求項２】
ステアリングに入力されるトルクである操舵トルクを取得するトルク取得処理部と、
前記操舵トルクの目標値である目標トルクを設定する目標トルク設定処理部と、を備え、
前記制御角操作処理部は、
前記電流の指令値が前記所定値を上回ることを条件に、前記制御角の更新量の上限値を、前記推定変化量に第１所定値を加算した値に設定するとともに、前記更新量の下限値を、前記推定変化量に第２所定値を加算した値に設定して、前記トルク取得処理部が取得した操舵トルクを前記目標トルク設定処理部が設定した目標トルクにフィードバック制御するために、前記制御角を前記電流の位相を定めるパラメータとして操作する一方、
前記電流の指令値が前記所定値以下の場合、前記推定変化量ガード処理部によってガード処理が施された前記推定変化量に応じて前記更新量を設定するものである請求項１記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御は、前記操舵トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記制御角の更新量を前記同期電動機の回転方向である正方向の値とするものであり、
前記制御角操作処理部は、
前記電流の指令値が前記所定値を上回って且つ前記操舵トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記第１所定値を所定量および幅規定量の和として且つ前記第２所定値を前記所定量とすることにより、前記推定変化量に前記所定量を加算した値を前記下限値とすることによって前記下限値を前記推定変化量よりも大きい回転量とし、該下限値に前記幅規定量を加算した値を前記上限値とすることによって前記上限値を前記下限値よりも大きい回転量とし、
前記電流の指令値が前記所定値を上回って且つ前記操舵トルクが前記目標トルクよりも小さい場合、前記第２所定値を前記所定量および前記幅規定量の和の「−１」倍の値として且つ前記第１所定値を前記所定量の「−１」倍の値とすることにより、前記推定変化量から前記所定量を減算した値を前記上限値とし、該上限値から幅規定量を減算した値を前記下限値とするものである請求項２記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記電流制御処理部は、前記制御角の変化に応じて回転する回転座標系において前記同期電動機に流れる電流を前記指令値にフィードバック制御するための操作量として前記同期電動機に印加する電圧の指令値である指令電圧を設定する電流フィードバック処理部を備え、
前記電流フィードバック処理部は、前記同期電動機を流れる電流と前記指令値との差を入力とする積分要素に基づき、前記指令電圧を設定する請求項２または３記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記電流の指令値を前記所定値以下とする要求が生じたか否かを判定する判定処理部と、
前記所定値以下とする要求が生じたと判定する場合、前記電流の指令値を前記所定値以下とするのに先立って制御角をトルクが減少する側に徐々に変更する変更処理部と、を備える請求項２〜４のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記同期電動機の温度を取得する温度取得処理部と、
前記温度取得処理部が取得した温度が規定温度以上となる場合、前記電流の指令値を前記所定値以下に制限する制限処理部と、を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングの操舵に応じて操舵をアシストする操舵装置を操作対象とする操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１には、トルクセンサによって検出された操舵トルクを目標トルクにフィードバック制御するために、同期電動機にアシストトルクを生成させるための電流フィードバック制御器の入力となる制御角を操作する制御装置が記載されている。この制御装置は、同期電動機のセンサレス制御として、トルクフィードバック制御をするものであり、制御角θｃによって回転する座標系の座標軸をγ軸およびδ軸とし、γ軸の指令電流値をゼロよりも大きい値とする一方、δ軸の指令電流値をゼロとする。これにより、γ軸とｄ軸とのずれ量に応じて、ｑ軸電流が流れ、ｑ軸電流によって同期電動機のトルクが生成される。ここで、γ軸とｄ軸とのずれ量は、制御角によって操作することができることから、トルクフィードバック制御によって制御角を操作することにより、γ軸とｄ軸とのずれ量を操作することができ、ひいては同期電動機のトルクを制御することができる。
【０００３】
上記装置では、さらに、同期電動機の誘起電圧に基づき所定時間当たりの同期電動機の回転量である推定変化量を算出し、推定変化量に基づき上記トルクフィードバック制御のための操作量である制御角の更新量にガード処理を施している。この際、推定変化量を、所定の条件下補正することも記載されている（段落「００５７」）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４４０８４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記推定変化量の補正処理として、発明者は、ガード処理を追加することを考えた。
一方、上記装置では、推定変化量は、トルクフィードバック制御の操作量のガード処理に利用されるのみであるため、トルクフィードバック制御が機能している場合、推定変化量が正確な回転速度に対応していなくても、真の回転速度から過度にずれない限りは、制御が破綻することはない。しかし、仮に同期電動機を流れる電流の指令値が小さいためにトルクフィードバック制御が十分に機能しない場合には、制御角を上記推定変化量に応じて更新することが望まれる。しかし、この場合、推定変化量がガード処理され続けると、同期電動機のトルクの制御性が低下し、ひいては同期電動機が意図せずして回生制御されるおそれがあることが発明者によって見出された。
【０００６】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誘起電圧に基づき算出される同期電動機の回転量である推定変化量にガード処理を施す場合であっても、同期電動機が意図せずして回生制御される事態が生じることを抑制できるようにした操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．アシストトルクを生成する同期電動機と、直流電圧源の電圧を交流電圧に変換して前記同期電動機に印加する電力変換回路と、前記直流電圧源および前記電力変換回路間と前記電力変換回路および前記同期電動機間との少なくとも一方の電気経路を遮断する遮断部と、を備えた操舵装置を操作対象とし、前記同期電動機を流れる電流を指令値に制御するために前記電力変換回路が前記同期電動機に印加する電圧を操作する電流制御処理部と、前記同期電動機を流れる電流と前記電力変換回路によって前記同期電動機の各端子に印加される電圧とに基づき誘起電圧を推定し、該推定される誘起電圧に基づき所定時間当たりの前記同期電動機の回転量である推定変化量を算出する推定処理部と、前記推定変化量にガード処理を施す推定変化量ガード処理部と、前記電流制御処理部が前記電流を制御するうえで前記同期電動機の回転角度として用いる制御角を前記推定変化量ガード処理部によってガード処理が施された前記推定変化量に基づき操作する制御角操作処理部と、前記指令値が所定値以下であって且つ、前記推定変化量が前記推定変化量ガード処理部によるガード値に固定されることを条件に、前記遮断部を操作して前記電気経路を遮断する遮断処理部と、を備える。
【０００８】
上記構成において、推定変化量がガード値に固定された状態の場合、同期電動機の実際の回転角度に対する制御角のずれ量が時間とともに変化すると考えられる。この場合、電流制御処理部が、同期電動機を流れる電流を指令値に制御する上で適切な電圧を同期電動機に印加させるように電力変換回路を操作することができない。したがって、同期電動機の回転軸が外部の力によって回される場合、同期電動機が発電機として機能するおそれがある。そこで上記構成では、遮断処理部によって、指令値が所定値以下であって且つ、推定変化量が推定変化量ガード処理部によるガード値に固定されることを条件に、遮断部を操作して電気経路を遮断する。これにより、同期電動機が発電機となって直流電圧源を充電することを妨げることができる。したがって、誘起電圧に基づき算出される同期電動機の回転量である推定変化量にガード処理を施す場合であっても、同期電動機が意図せずして回生制御される事態が生じることを抑制できる。
【０００９】
２．上記１記載の操舵制御装置において、ステアリングに入力されるトルクである操舵トルクを取得するトルク取得処理部と、前記操舵トルクの目標値である目標トルクを設定する目標トルク設定処理部と、を備え、前記制御角操作処理部は、前記電流の指令値が前記所定値を上回ることを条件に、前記制御角の更新量の上限値を、前記推定変化量に第１所定値を加算した値に設定するとともに、前記更新量の下限値を、前記推定変化量に第２所定値を加算した値に設定して、前記トルク取得処理部が取得した操舵トルクを前記目標トルク設定処理部が設定した目標トルクにフィードバック制御するために、前記制御角を前記電流の位相を定めるパラメータとして操作する一方、前記電流の指令値が前記所定値以下の場合、前記推定変化量ガード処理部によってガード処理が施された前記推定変化量に応じて前記更新量を設定するものである。
【００１０】
上記構成の場合、電流の指令値が所定値を上回ることを条件に、推定変化量が、トルクフィードバック制御のための操作量である制御角の更新量の上限値および下限値を設定するために利用される。したがって、この場合、仮に推定変化量がガード値に固定される場合であっても、トルクフィードバック制御によって、制御角は、操舵トルクを目標値とするうえで適切な値に操作されうる。したがって、同期電動機が意図せずして回生制御される事態は生じにくい。
【００１１】
これに対し、電流の指令値が所定値以下の場合、トルクフィードバック制御が十分に機能しないため、推定変化量に応じて更新量を設定することにより、推定変化量を所定時間当たりの同期電動機の実際の回転量として利用する。この場合、推定変化量が、所定時間当たりの同期電動機の実際の回転量からずれる場合には、同期電動機の実際の回転角度に対する制御角のずれ量が時間とともに変化すると考えられる。そしてこの場合には、同期電動機が意図せずして回生制御されるおそれがある。したがって、上記電気経路を遮断する条件に、指令値が所定値以下である旨の条件を含めることの意義が特に大きい。
【００１２】
３．上記２記載の操舵制御装置において、前記フィードバック制御は、前記操舵トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記制御角の更新量を前記同期電動機の回転方向である正方向の値とするものであり、前記制御角操作処理部は、前記電流の指令値が前記所定値を上回って且つ前記操舵トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記第１所定値を所定量および幅規定量の和として且つ前記第２所定値を前記所定量とすることにより、前記推定変化量に前記所定量を加算した値を前記下限値とすることによって前記下限値を前記推定変化量よりも大きい回転量とし、該下限値に前記幅規定量を加算した値を前記上限値とすることによって前記上限値を前記下限値よりも大きい回転量とし、前記電流の指令値が前記所定値を上回って且つ前記操舵トルクが前記目標トルクよりも小さい場合、前記第２所定値を前記所定量および前記幅規定量の和の「−１」倍の値として且つ前記第１所定値を前記所定量の「−１」倍の値とすることにより、前記推定変化量から前記所定量を減算した値を前記上限値とし、該上限値から幅規定量を減算した値を前記下限値とするものである。
【００１３】
上記構成の場合、操舵トルクが目標トルクよりも大きいためにアシストトルクを増加させる必要がある場合には、ガード処理自体によって、指令値の位相がより進角側に操作され、アシストトルクを減少させる必要がある場合には、ガード処理自体によって、指令値の位相がより遅角側に操作される。したがって、トルクフィードバック制御のための操作量として適切な更新量の設定がガード処理によって妨げられる可能性は低くなる。このため、推定変化量がガード値に固定されることにより、推定変化量が所定時間当たりの同期電動機の実際の回転量からずれている場合であっても、推定変化量のガード値の設定が過度に不適切なものである場合を除き、トルクフィードバック制御によって操舵トルクを目標トルクに制御できると考えられる。換言すれば、同期電動機の回生制御が生じない。このため、上記電気経路を遮断する条件に、指令値が所定値以下である旨の条件を含めることの意義が特に大きい。
【００１４】
４．上記２または３記載の操舵制御装置において、前記電流制御処理部は、前記制御角の変化に応じて回転する回転座標系において前記同期電動機に流れる電流を前記指令値にフィードバック制御するための操作量として前記同期電動機に印加する電圧の指令値である指令電圧を設定する電流フィードバック処理部を備え、前記電流フィードバック処理部は、前記同期電動機を流れる電流と前記指令値との差を入力とする積分要素に基づき、前記指令電圧を設定する。
【００１５】
上記構成では、電流フィードバック処理部が積分要素に基づき指令電圧を設定する。このため、制御角が実際の回転角度に対して誤差を有していたとしても、その誤差が一定であるなら、積分要素の出力値が収束することによって、同期電動機を流れる電流を指令値とするうえで必要な指令電圧を設定することができる。
【００１６】
５．上記２〜４のいずれか１つに記載の操舵制御装置において、前記電流の指令値を前記所定値以下とする要求が生じたか否かを判定する判定処理部と、前記所定値以下とする要求が生じたと判定する場合、前記電流の指令値を前記所定値以下とするのに先立って制御角をトルクが減少する側に徐々に変更する。
【００１７】
上記構成において、指令値を所定値以下とする要求が生じる場合に、指令値を漸減させる場合には、同期電動機のトルクを漸減させることが困難である。これは、指令値が小さい場合、トルクフィードバック制御の操作量として制御角の更新量を適切に設定することが困難となるために、指令値を漸減させる期間における制御角を適切な値に操作することが困難となるからである。そこで上記構成では、指令値を所定値以下とするのに先立って、制御角をトルクが減少する側に徐々に変更する。このため、同期電動機のトルクが急激に減少する事態を抑制することができる。
【００１８】
６．上記１〜５のいずれか１つに記載の操舵制御装置において、前記同期電動機の温度を取得する温度取得処理部と、前記温度取得処理部が取得した温度が規定温度以上となる場合、前記電流の指令値を前記所定値以下に制限する制限処理部と、を備える。
【００１９】
上記構成では、同期電動機の温度が規定温度以上となる場合、電流の指令値が所定値以下に制限される。このため、この場合には、推定変化量に応じて制御角の更新量を設定することが特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態にかかる操舵制御装置を備える操舵システムの構成図。
【図２】同実施形態においてＣＰＵによって実現される処理の一部を示すブロック図。
【図３】同実施形態にかかる更新量算出処理部の処理の手順を示す流れ図。
【図４】同実施形態にかかる更新量算出処理部の処理の手順を示す流れ図。
【図５】同実施形態にかかる過熱判定処理の手順を示す流れ図。
【図６】同実施形態にかかる過熱保護処理の手順を示す流れ図。
【図７】同実施形態にかかる遮断処理の手順を示す流れ図。
【図８】第２の実施形態にかかる操舵制御装置を備える操舵システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、操舵制御装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる操舵装置においては、ステアリングホイール（ステアリング１０）が、ステアリングシャフト１２に固定されており、ステアリングシャフト１２の回転に応じてラック軸２０が軸方向に往復動する。なお、ステアリングシャフト１２は、ステアリング１０側から順にコラム軸１４、中間軸１６、およびピニオン軸１８を連結することにより構成されている。
【００２２】
ピニオン軸１８は、転舵アクチュエータＰＳＡのラック軸２０に動力伝達可能に配置されている。詳しくは、ラック軸２０とピニオン軸１８とは、所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第１ラック歯２０ａとピニオン軸１８に形成されたピニオン歯１８ａとが噛合されることで第１ラックアンドピニオン機構２２が構成されている。また、ラック軸２０の両端には、タイロッド２４が連結されており、タイロッド２４の先端は転舵輪２６が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ステアリング１０の操作に伴うステアリングシャフト１２の回転が第１ラックアンドピニオン機構２２によりラック軸２０の軸方向変位に変換され、この軸方向変位がタイロッド２４を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪２６の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２３】
上記ラック軸２０は、ピニオン軸２８と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第２ラック歯２０ｂとピニオン軸２８に形成されたピニオン歯２８ａとが噛合されることで第２ラックアンドピニオン機構３０が構成されている。ピニオン軸２８は、ウォームアンドホイール等の減速機構３２を介して、同期電動機３４の回転軸３４ａに接続されている。同期電動機３４は、３相の表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）である。
【００２４】
同期電動機３４は、リレーＲＬおよびインバータＩＮＶを介して直流電圧源（バッテリ４０）に接続されている。インバータＩＮＶは、バッテリ４０の正極および負極のそれぞれと同期電動機３４の３個の端子のそれぞれとの間を開閉する回路である。
【００２５】
なお、図１においては、インバータＩＮＶを構成するＭＯＳ電界効果トランジスタ（スイッチング素子）の符号のうち同期電動機３４の３個の端子のそれぞれに接続されるものに、「ｕ，ｖ，ｗ」のそれぞれを付与し、また、上側アームに「ｐ」を、下側アームに「ｎ」を付与している。なお、以下では、「ｕ，ｖ，ｗ」を総括して「￥」と表記し、「ｐ，ｎ」を総括して「＃」と表記する。すなわち、インバータＩＮＶは、バッテリ４０の正極と同期電動機３４の端子との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｐと、バッテリ４０の負極と同期電動機３４の端子との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｎとの直列接続体を備えて構成されている。そして、スイッチング素子Ｓ￥＃には、ダイオードＤ￥＃が逆並列接続されている。
【００２６】
操舵制御装置（制御装置５０）は、中央処理装置（ＣＰＵ５２）およびメモリ５４を備えている。制御装置５０は、同期電動機３４のトルクを制御量とし、インバータＩＮＶを操作することによって、ステアリング１０の操作をアシストするアシスト制御を実行する。この際、制御装置５０は、各種センサの検出値を参照する。これらセンサとしては、たとえば、同期電動機３４の回転軸３４ａの回転角度θｐ０を検出する回転角度センサ５８、ステアリングシャフト１２に加わるトルク（操舵トルクＴｒｑｓ）を検出するトルクセンサ６０、車両の走行速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ６２、同期電動機３４の温度Ｔｍを検出する温度センサ６４などがある。さらに、制御装置５０は、スイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗５６の電圧降下を電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗとして取得し、これらをアシスト制御に利用する。
【００２７】
図２に、制御装置５０が実行する処理の一部を示す。図２は、メモリ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することで実現されるいくつかの処理を、実現される処理の種類毎に記載したものである。
【００２８】
正常時処理部Ｍ１０は、回転角度センサ５８によって検出された回転軸３４ａの回転角度θｐ０や、シャント抵抗５６の電圧降下として検出される同期電動機３４の各相の電流ｉ￥、車速センサ６２によって検出される車速Ｖ、トルクセンサ６０によって検出される操舵トルクＴｒｑｓを入力とし、同期電動機３４のアシストトルクを制御するためのスイッチング素子Ｓ￥＃の操作信号ｇ￥＃を生成する。
【００２９】
センサレス処理部Ｍ２０は、回転角度センサ５８に異常が生じた場合に、回転角度センサ５８による回転角度θｐ０を用いることなく、同期電動機３４のアシストトルクを制御する。
【００３０】
セレクタＭ１２は、回転角度センサ５８の異常の有無に応じて、正常時処理部Ｍ１０による操作信号ｇ￥＃とセンサレス処理部Ｍ２０による操作信号ｇ￥＃とのいずれかをインバータＩＮＶに選択的に出力する。ただし、実際には、回転角度センサ５８に異常が生じる前には、センサレス処理部Ｍ２０が操作信号ｇ￥＃を算出する処理を実行しておらず、また、回転角度センサ５８に異常が生じた後には、正常時処理部Ｍ１０が操作信号ｇ￥＃を算出する処理を実行しない。なお、回転角度センサ５８の異常の有無の判定処理としては、たとえば、操舵トルクＴｒｑｓの絶対値が所定値以上となっているにもかかわらず、回転角度センサ５８の出力値が固定された状態が所定時間以上継続する場合に異常と判定するものとすればよい。
【００３１】
以下、センサレス処理部Ｍ２０について、詳述する。
目標トルク設定処理部Ｍ２２は、目標トルクＴｒｑｓ＊を設定する。指令電流設定処理部Ｍ２４は、回転座標系であるγδ座標系におけるγ軸の指令電流ｉγ＊とδ軸の指令電流ｉδ＊とを設定する。特に、本実施形態では、γ軸の指令電流ｉγ＊を正の値として且つ、δ軸の指令電流ｉδ＊をゼロとする。
【００３２】
γδ変換処理部Ｍ２６は、３相固定座標系の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、回転座標系であるγδ座標系におけるγ軸の電流ｉγとδ軸の電流ｉδとに変換する。ここで、γδ変換処理部Ｍ２６が座標変換に利用する回転角度は、後述する制御角θｃである。
【００３３】
偏差算出処理部Ｍ２８は、γ軸の指令電流ｉγ＊から電流ｉγを減算して出力し、偏差算出処理部Ｍ３０は、δ軸の指令電流ｉδ＊から電流ｉδを減算して出力する。電流フィードバック処理部Ｍ３２は、偏差算出処理部Ｍ２８の出力を取り込み、γ軸の電流ｉγを指令電流ｉγ＊にフィードバック制御するための操作量として、γ軸上の指令電圧ｖγ＊を出力する。電流フィードバック処理部Ｍ３４は、偏差算出処理部Ｍ３０の出力を取り込み、δ軸の電流ｉδを指令電流ｉδ＊にフィードバック制御するための操作量として、δ軸上の指令電圧ｖδ＊を出力する。電流フィードバック処理部Ｍ３２，Ｍ３４は、入力に対する比例要素の出力値および積分要素の出力値の和を操作量として出力するものとすればよい。
【００３４】
αβ変換処理部Ｍ３６は、γδ軸上の指令電圧ｖγ＊，ｖδ＊を、αβ軸上の指令電圧ｖα＊，ｖβ＊に変換して出力する。ここで、α軸は、スイッチング素子Ｓｕ＃に接続される同期電動機３４の端子に接続されたステータコイルに電流が流れた際の磁束の方向であり、β軸は、α軸に対して反時計回りに「９０°」回転した方向である。なお、αβ変換処理部Ｍ３６が座標変換に利用する所定の回転角度は、後述する制御角θｃである。
【００３５】
ｕｖｗ変換処理部Ｍ３８は、αβ軸上の指令電圧ｖα＊，ｖβ＊を、３相固定座標系の指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換する。ＰＷＭ処理部Ｍ４０は、３相の指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に基づき、３相のＰＷＭ信号ｇｕ，ｇｖ，ｇｗを生成する。ＰＷＭ信号ｇ￥は、論理Ｈ期間によって、デッドタイムを除き上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐのオン操作期間を規定する。デッドタイム生成処理部Ｍ４２は、ＰＷＭ信号ｇ￥に基づき、スイッチング素子Ｓ￥＃の操作信号ｇ￥＃を生成し、インバータＩＮＶに出力する。操作信号ｇ￥＃には、上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐと下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎとのいずれか一方がオフ操作からオン操作に切り替わるのに先立って、他方がオフ操作されるようにデットタイムが付与されている。
【００３６】
αβ変換処理部Ｍ４４は、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、αβ座標系の電流ｉα、ｉβに変換する。誘起電圧オブザーバＭ４６は、αβ変換処理部Ｍ４４の出力する電流ｉα，ｉβと、指令電圧ｖα＊，ｖβ＊と、後述する推定変化量Δθｃ２とに基づき、αβ軸上の誘起電圧ｅα，ｅβを推定する。角度算出処理部Ｍ４８は、推定された誘起電圧ｅα，ｅβの比「ｅβ／ｅα」を入力とする逆正接関数の出力値として、推定角度θｅを算出する。速度算出処理部Ｍ５０は、推定角度θｅを入力として、推定変化量Δθｃ２を算出する。ここで、推定変化量Δθｃ２は、所定時間ΔＴ当たりの推定角度θｅの変化量を示す。推定角度θｅの変化速度ωｅを用いると、推定変化量Δθｃ２は、「ωｅ・ΔＴ」となる。
【００３７】
更新量算出処理部Ｍ５４は、制御角θｃを更新するための更新量Δθｃを算出して出力する。更新処理部Ｍ５６は、前回の制御周期における制御角θｃに今回の更新量Δθｃを加算することで、制御角θｃを更新する。なお、上記所定時間ΔＴは、制御周期に一致している。
【００３８】
本実施形態では、同期電動機３４を流れる電流を、回転座標系において、ｄ軸の正側とｑ軸の正側との間の領域に制御することを想定する。換言すれば、電流の位相を、「０〜−９０°」の領域内に制御することを想定する。ここで、ｄ軸の正方向を、磁極の方向とし、ｑ軸の正方向を、ｄ軸に対して同期電動機３４の回転している方向に電気角で９０°ずらした方向とする。また、上記電流の位相を、電流ベクトルの方向（ここでは、γ軸の正方向）とｑ軸とのなす角度であって且つ、ｑ軸から回転方向に行く場合に正と定義する。また、以下では特に断りがない限り、同期電動機３４の回転方向を正とし、回転方向のトルクを正のトルクとする。この場合、電流の位相は、制御角θｃの更新量Δθｃが、所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量に等しい場合には、一定値となる。これに対し、更新量Δθｃが所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量よりも大きい場合には、電流の位相が電流ベクトルを進角させる側に変化する。また、更新量Δθｃが所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量よりも小さい場合には、電流の位相が電流ベクトルを遅角させる側に変化する。このため、本実施形態では、制御角θｃを、電流の位相を定めるパラメータとして、電流の位相を操作するために操作する。
【００３９】
図３に、更新量算出処理部Ｍ５４の処理を示す。なお、この処理は、上記制御周期で繰り返し実行される。
図３に示す一連の処理において、更新量算出処理部Ｍ５４は、まず、推定変化量Δθｃ２が推定用下限値ΔθＬ未満であるか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、推定用下限値ΔθＬ未満であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、推定変化量Δθｃ２にガード処理を施し、ガード処理後の推定変化量Δθｃ２である推定変化量Δθｃ１を、推定用下限値ΔθＬとする（Ｓ１２）。ここで、推定用下限値ΔθＬは、推定変化量Δθｃ２の取りうる値として想定される下限値に設定される。一方、更新量算出処理部Ｍ５４は、推定用下限値ΔθＬよりも大きいと判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、推定変化量Δθｃ２が推定用上限値ΔθＨよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１４）。ここで、推定用上限値ΔθＨは、推定変化量Δθｃ２の取りうる値として想定される上限値に設定される。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、推定用上限値ΔθＨよりも大きいと判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、推定変化量Δθｃ２にガード処理を施し、ガード処理後の推定変化量Δθｃ２である推定変化量Δθｃ１を、推定用上限値ΔθＨとする（Ｓ１６）。これに対し更新量算出処理部Ｍ５４は、推定用上限値ΔθＨ以下であると判定する場合（Ｓ１４：ＮＯ）、推定変化量Δθｃ１を推定変化量Δθｃ２とする（Ｓ１８）。
【００４０】
なお、更新量算出処理部Ｍ５４は、ステップＳ１２，Ｓ１６，Ｓ１８の処理が完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
図４に、更新量算出処理部Ｍ５４が実行する別の処理を示す。この処理は、上記制御周期で繰り返し実行される。
【００４１】
図４に示す一連の処理において、更新量算出処理部Ｍ５４は、まず、操舵トルクＴｒｑｓを取得する（Ｓ２０）。次に、更新量算出処理部Ｍ５４は、誘起電圧ｅα，ｅβのベクトルノルムが規定値Ｅｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。ここで、ベクトルノルムは、同期電動機３４の誘起電圧の振幅の大きさを定量化したパラメータである。ここで、規定値Ｅｔｈは、同期電動機３４の回転速度の絶対値が、誘起電圧オブザーバＭ４６による回転角度や回転速度の推定精度が規定以上の精度となるときの誘起電圧ベクトルのノルムの下限値に設定される。更新量算出処理部Ｍ５４は、規定値Ｅｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、指令電流ｉγ＊がゼロではないか否かを判定する（Ｓ２４）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、ゼロではないと判定する場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値を入力値として、更新量Δθｃ３を算出する（Ｓ２６）。詳しくは、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値を入力値として、ゲインＫｉを用いて積分要素の出力値Ｉを更新するとともに、ゲインＫｐを用いて比例要素の出力値Ｐを更新し、積分要素の出力値Ｉと比例要素の出力値Ｐとの和を更新量Δθｃ３とする。
【００４２】
ここで、本実施形態は、ゲインＫｐ，Ｋｉを正の値とし、同期電動機３４のアシストトルクを増大させるときに、制御角θｃを増大させる。これは、上述したように、同期電動機３４を流れる電流を、回転座標系において、ｄ軸の正側とｑ軸の正側との間の領域に制御することを想定したことに対応する。上記領域内に電流を制御する場合、電流ベクトルを進角させるほど、電流ベクトルのｑ軸の正方向の成分が大きくなる。操舵トルクＴｒｑｓの方が目標トルクＴｒｑｓ＊よりも大きい場合には、操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊に制御する上で同期電動機３４のアシストトルクが不足している。したがって、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値が正である場合、更新量Δθｃを正とする。
【００４３】
次に、更新量算出処理部Ｍ５４は、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値が正であるか否かを判定する（Ｓ２８）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、正であると判定する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、更新量算出処理部Ｍ５４の出力値である更新量Δθｃの下限値ΔＭｉｎを、推定変化量Δθｃ１に、所定量Δａ（＞０）を加算した値とし、更新量Δθｃの上限値ΔＭａｘを、下限値ΔＭｉｎに幅規定量Δｂ（＞０）を加算した値とする（Ｓ３０）。この処理は、操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊に制御するための操作量として、更新量Δθｃの適切な範囲を規定するためのものである。すなわち、ステップＳ２８において肯定判定されている場合、アシストトルクが不足している。一方、上述したように、同期電動機３４を流れる電流の位相を進角させるほど、同期電動機３４のアシストトルクが増大する。このため、同期電動機３４を流れる電流の位相を進角させるために、制御角θｃの更新量Δθｃは、所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量よりも大きくする必要がある。そして、実際の回転量は、推定変化量Δθｃ１相当であると考えられることから、下限値ΔＭｉｎや上限値ΔＭａｘを、推定変化量Δθｃ１よりも大きい回転量とする。
【００４４】
一方、更新量算出処理部Ｍ５４は、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値が正ではないと判定する場合（Ｓ２８：ＮＯ）、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値が負であるか否かを判定する（Ｓ３２）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、負であると判定する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、更新量算出処理部Ｍ５４の出力値である更新量Δθｃの上限値ΔＭａｘを、推定変化量Δθｃ１から、所定量Δａを減算した値とし、更新量Δθｃの下限値ΔＭｉｎを、上限値ΔＭａｘから幅規定量Δｂを減算した値とする（Ｓ３４）。この処理は、同期電動機３４のアシストトルクが過剰であるときにおいて、操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊に制御するための操作量として、更新量Δθｃの適切な範囲を規定するためのものである。
【００４５】
これに対し、更新量算出処理部Ｍ５４は、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値が負ではないと判定する場合（Ｓ３２：ＮＯ）、上限値ΔＭａｘと下限値ΔＭｉｎとの双方を、推定変化量Δθｃ１とする（Ｓ３６）。
【００４６】
次に、更新量算出処理部Ｍ５４は、更新量Δθｃ３が、上限値ΔＭａｘを超えているか否かを判定する（Ｓ３８）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、上限値ΔＭａｘを超えていると判定する場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、ガード処理として更新量算出処理部Ｍ５４が出力する更新量Δθｃを上限値ΔＭａｘとする処理を実行して且つ、積分要素のワインドアップ対策として積分要素の出力値Ｉを、「Δθｃ−ΔＭａｘ」だけ減算補正する（Ｓ４０）。
【００４７】
一方、更新量算出処理部Ｍ５４は、上限値ΔＭａｘを超えていないと判定する場合（Ｓ３８：ＮＯ）、更新量Δθｃ３が、下限値ΔＭｉｎ未満であるか否かを判定する（Ｓ４２）。そして、更新量算出処理部Ｍ５４は、下限値ΔＭｉｎ未満であると判定する場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、ガード処理として更新量算出処理部Ｍ５４が出力する更新量Δθｃを下限値ΔＭｉｎとする処理を実行して且つ、積分要素のワインドアップ対策として積分要素の出力値Ｉを、「Δθｃ１−ΔＭｉｎ」だけ減算補正する（Ｓ４４）。
【００４８】
また、更新量算出処理部Ｍ５４は、下限値ΔＭｉｎ未満ではないと判定する場合（Ｓ４２：ＮＯ）、更新量算出処理部Ｍ５４が出力する更新量ΔθｃをステップＳ２６において算出された更新量Δθｃ３とする（Ｓ４６）。また、更新量算出処理部Ｍ５４は、指令電流ｉγ＊がゼロであると判定する場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、更新量Δθｃを推定変化量Δθｃ１とする（Ｓ４８）。
【００４９】
一方、更新量算出処理部Ｍ５４は、規定値Ｅｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ２２：ＮＯ）、換言すれば推定される回転速度が所定速度を下回ると判定する場合、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値を入力値として、更新量Δθｃを算出する（Ｓ４９）。詳しくは、操舵トルクＴｒｑｓから目標トルクＴｒｑｓ＊を減算した値を入力値として、ゲインＫｉ０を用いて積分要素の出力値Ｉを更新するとともに、ゲインＫｐを用いて比例要素の出力値Ｐを更新し、積分要素の出力値Ｉと比例要素の出力値Ｐとの和を更新量Δθｃとする。なお、本実施形態では、ゲインＫｉ０をゲインＫｉとは相違させる。
【００５０】
なお、更新量算出処理部Ｍ５４は、ステップＳ４０，Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ４８，Ｓ４９の処理が完了する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、実際には、ステアリング１０の右旋回操作時と左旋回操作時とでは、同期電動機３４の回転軸３４ａの回転方向が逆となる。しかし、図４に示す処理では、同期電動機３４の回転方向がいずれの方向であるかにかかわらず、同期電動機３４の回転軸３４ａの回転方向を正としたロジックを示している。ただし、図２の更新処理部Ｍ５６に更新量Δθｃを出力するに際しては、符号の変更等、適宜の処理を施して、同期電動機３４の回転方向がいずれの方向であっても、たとえばステップＳ３０においては、同期電動機３４の実際の回転量（推定変化量Δθｃ２）を上回る回転量に下限値ΔＭｉｎを設定する。
【００５１】
上記ステップＳ２４において否定判定される状況、すなわち、指令電流ｉγ＊がゼロとされる状況は、たとえば、同期電動機３４の過熱保護の要求によって生じる。次にこれについて説明する。
【００５２】
図５に、加熱判定処理の手順を示す。この処理は、ＣＰＵ５２によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず温度センサ６４によって検出される温度Ｔｍを取得する（Ｓ５０）。次に、ＣＰＵ５２は、過熱フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ５２）。過熱フラグＦは、同期電動機３４の過熱保護処理が実行されている場合に「１」となり、実行されていない場合に「０」となる。そして、ＣＰＵ５２は、過熱フラグＦが「１」ではないと判定する場合（Ｓ５２：ＮＯ）、温度Ｔｍが規定温度ＴｔｈＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ５４）。ここで規定温度ＴｔｈＨは、同期電動機３４の過熱保護処理が要求される温度の下限値に設定される。そしてＣＰＵ５２は、規定温度ＴｔｈＨ以上であると判定する場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、過熱フラグＦを「１」とする（Ｓ５６）。
【００５３】
これに対し、ＣＰＵ５２は、過熱フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、温度Ｔｍが規定温度ＴｔｈＨよりも低い復帰温度ＴｔｈＬ以下であるか否かを判定する（Ｓ５８）。そして、ＣＰＵ５２は、復帰温度ＴｔｈＬ以下であると判定する場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、過熱フラグＦをゼロとする（Ｓ６０）。
【００５４】
なお、ＣＰＵ５２は、ステップＳ５６，Ｓ６０の処理を完了する場合や、ステップＳ５４，Ｓ５８において否定判定する場合には、図５に示す一連の処理を一旦終了する。
図６に、過熱保護処理の手順を示す。この処理は、ＣＰＵ５２によってたとえば所定周期で繰り返し実行される。
【００５５】
図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず過熱フラグＦが「１」であることと、指令電流ｉγ＊がゼロではないこととの論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ７０）。この処理は、加熱処理の要求が生じているにもかかわらず、指令電流ｉγ＊が未だゼロとされていない状態にあるか否かを判定するためのものである。そして、ＣＰＵ５２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、今回の更新量Δθｃ（ｎ）を、前回の更新量Δθｃ（ｎ−１）から規定量ΔΔを減算した値とする（Ｓ７２）。この処理が実行される場合には、図４の処理によって求められる更新量Δθｃが無効とされる。すなわち、ステップＳ７２の処理を実行するのは、更新量算出処理部Ｍ５４であり、更新量算出処理部Ｍ５４は、ステップＳ７２によって算出した値を、更新処理部Ｍ５６に出力する。続いてＣＰＵ５２は、今回の更新量Δθｃ（ｎ）がゼロ以下であるか否かを判定する（Ｓ７４）。この処理は、指令電流ｉγ＊をゼロとするタイミングとなったか否かを判定するためのものである。
【００５６】
そして、ＣＰＵ５２は、今回の更新量Δθｃ（ｎ）がゼロ以下であると判定する場合（Ｓ７４：ＹＥＳ）、指令電流ｉγ＊をゼロとする（Ｓ７８）。これに対し、ＣＰＵ５２は、今回の更新量Δθｃ（ｎ）がゼロよりも大きいと判定する場合（Ｓ７４：ＮＯ）、変数ｎを更新する（Ｓ７６）。これにより、今回の更新量Δθｃ（ｎ）は、前回の更新量Δθｃ（ｎ−１）とされる。
【００５７】
また、ＣＰＵ５２は、論理積が偽であると判定する場合（Ｓ７０：ＮＯ）、過熱フラグＦが「０」であるか否かを判定する（Ｓ８０）。この処理は、過熱保護処理の解除条件が成立したか否かを判定するためのものである。そして、ＣＰＵ５２は、過熱フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）、指令電流ｉγ＊をゼロよりも大きい値に復帰させる（Ｓ８２）。
【００５８】
なお、ＣＰＵ５２は、ステップＳ７６，Ｓ７８，Ｓ８２の処理が完了する場合や、ステップＳ８０において否定判定する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
このように、指令電流ｉγ＊がゼロとされると、図４に示した処理によって、更新量算出処理部Ｍ５４は、トルクフィードバック制御を停止する。そして、この場合、制御角θｃは、推定変化量Δθｃ１を更新量Δθｃとして更新される。これにより、制御角θｃは、同期電動機３４の回転速度に応じて更新されていくようになる。したがって、同期電動機３４を流れる電流をゼロに制御することができる。すなわち、同期電動機３４のｄｑ軸上の電圧方程式は、以下の式（ｃ１），（ｃ２）となる。
【００５９】
ｖｄ＝Ｒ・ｉｄ−ω・Ｌ・ｉｑ          …（ｃ１）
ｖｑ＝ω・Ｌ・ｉｄ＋Ｒ・ｉｑ＋Φ・ω  …（ｃ２）
なお、上記においては、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、逆起電圧定数Φ、および電気角速度ωを用いた。ここで、電流ｉｄ，ｉｑがゼロに制御される場合、ｄｑ軸上の電圧（ｖｄ，ｖｑ）は、（０，Φ・ω）に制御される。このため、たとえばγ軸がｄ軸に一致する場合には、電流フィードバック処理部Ｍ３２，Ｍ３４における積分要素の出力値が収束することによって、指令電圧ｖγ＊，ｖδ＊が、（０，Φ・ω）に収束して、同期電動機３４を流れる電流が定常的にゼロに制御される。一方、γ軸がｄ軸からずれている場合には、指令電圧ｖγ＊，ｖδ＊が、ベクトル（０，Φ・ω）をずれ量だけ回転させた値に収束して、同期電動機３４を流れる電流が定常的にゼロに制御される。
【００６０】
このため、制御角θｃが同期電動機３４の電気角に一致するか、電気角からのずれ量が一定である場合には、同期電動機３４を流れる電流をゼロに制御することができる。
これに対し、実際の電気角に対する制御角θｃのずれ量が一定とならない場合には、制御が破綻し、指令電圧ｖγ＊，ｖδ＊が同期電動機３４を流れる電流をゼロとするうえで適切な値とならないおそれがある。そして、この場合、同期電動機３４が意図せずして回生制御されるおそれがある。これに対し、スイッチング素子Ｓ￥＃の全てを閉状態としたとしても、同期電動機３４が回生制御されるおそれがある事態は解消しない。これは、同期電動機３４からダイオードＤ￥ｐ、バッテリ４０およびダイオードＤ￥ｎを介して同期電動機３４へと流れる電流の電気経路が閉ループとなっているからである。そこで、本実施形態では、リレーＲＬの遮断処理を実行する。
【００６１】
図７に、遮断処理の手順を示す。この処理は、ＣＰＵ５２によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
図７に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず、指令電流ｉγ＊が所定値Ｉｔｈ以下であって且つ、推定変化量Δθｃ１が、推定用下限値ΔθＬまたは推定用上限値ΔθＨとなる状態が一定時間継続したか否かを判定する（Ｓ９０）。この処理は、制御角θｃが推定変化量Δθｃ１に応じて更新されているときに、推定変化量Δθｃ１が、同期電動機３４の電気角の所定時間ΔＴ当たりの回転量を精度良く表現しないか否か判定するためのものである。すなわち、推定変化量Δθｃ１が、推定用下限値ΔθＬまたは推定用上限値ΔθＨとなる場合、誘起電圧に基づき推定された推定変化量Δθｃ２と推定変化量Δθｃ１とが継続して一致しない。このため、この場合には、同期電動機３４の電気角に対する制御角θｃのずれ量が定常的に変動するおそれがある。
【００６２】
ＣＰＵ５２は、一定時間継続すると判定する場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、リレーＲＬを開操作するために、リレーＲＬに操作信号ＭＳを出力する（Ｓ９２）。なお、ＣＰＵ５２は、ステップＳ９２の処理が完了する場合や、ステップＳ９０において否定判定する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００６３】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
過熱保護処理によって指令電流ｉγ＊がゼロとされているときに推定変化量Δθｃ１がガード値（推定用下限値ΔθＬまたは推定用上限値ΔθＨ）に固定される場合、リレーＲＬが開操作される。このため、ステアリング１０の操作によって回転軸３４ａが回された場合に、同期電動機３４からインバータＩＮＶを介してバッテリ４０を充電する電気経路が遮断される。
【００６４】
なお、推定変化量Δθｃ１がガード値に固定される状況は、たとえば、メモリ５４に記憶された推定用下限値ΔθＬや推定用上限値ΔθＨの値が不適切な値となる場合に生じうる。すなわち、たとえば同期電動機３４の制御が正常であるときに取りうる実際の下限値よりも推定用下限値ΔθＬがわずかに大きかったり、実際の上限値よりも推定用上限値ΔθＨがわずかに小さかったりする場合に生じる。このため、制御装置５０は、ステップＳ９０において肯定判定した場合、その旨を外部に通知することが望ましい。ちなみに、推定用上限値ΔθＨや推定用下限値ΔθＬが正常時に取りうる値から過度にずれている場合には、トルクフィードバック制御すら成立しない。本実施形態では、こうした過度に異常な値が記憶された場合ではなく、一見すると正常か異常かの識別が困難なレベルにある値が記憶された場合の対処を想定している。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）指令電流ｉγ＊が所定値Ｉｔｈ以下であって且つ、推定変化量Δθｃ１がガード値（推定用上限値θＨ、推定用下限値θＬ）に固定されることを条件に、リレーＲＬを開操作した。これにより、同期電動機３４が発電機となってバッテリ４０を充電することを妨げることができる。したがって、誘起電圧に基づき算出される同期電動機３４の回転量である推定変化量Δθｃ２にガード処理を施す場合であっても、同期電動機３４が意図せずして回生制御される事態が生じることを抑制できる。
【００６６】
（２）指令電流ｉγ＊がゼロではないことを条件に、トルクフィードバック制御の操作量として制御角θｃの更新量Δθｃを操作するとともに、そのガード処理に推定変化量Δθｃ１を利用した。トルクフィードバック制御がなされている場合、仮に推定変化量Δθｃ１がガード値に固定される場合であっても、トルクフィードバック制御によって、制御角θｃは、操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊とするうえで適切な値に操作される。したがって、同期電動機３４が意図せずして回生制御される事態は生じにくい。これに対し、指令電流ｉγ＊がゼロである場合、トルクフィードバック制御が十分に機能しないため、推定変化量Δθｃ１に応じて更新量Δθｃを設定することにより、推定変化量Δθｃ１を所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量として利用する。この場合、推定変化量Δθｃ１が、所定時間ΔＴ当たりの同期電動機３４の実際の回転量からずれる場合には、同期電動機３４の実際の回転角度に対する制御角θｃのずれ量が時間とともに変化すると考えられる。したがって、リレーＲＬを開操作する条件に、指令電流ｉγ＊が所定値Ｉｔｈ以下である条件を設けることの意義が特に大きい。
【００６７】
（３）アシストトルクが不足する場合、下限値ΔＭｉｎを推定変化量Δθｃ１よりも大きい回転量とし、アシストトルクが過剰である場合、上限値ΔＭａｘを推定変化量Δθｃ１よりも小さい回転量とした。この場合、アシストトルクを増加させる必要がある場合には、ガード処理自体によって、指令電流ｉγ＊の位相がより進角側に操作され、アシストトルクを減少させる必要がある場合には、ガード処理自体によって、指令電流ｉγ＊の位相がより遅角側に操作される。したがって、トルクフィードバック制御のための操作量として適切な更新量Δθｃ３がガード処理によって不適切な値とされる可能性は低くなる。このため、推定変化量Δθｃ１がガード値に固定されることにより、推定変化量Δθｃ１が同期電動機の実際の回転量からずれている場合であっても、推定変化量Δθｃ１のガード値の設定が過度に不適切なものである場合を除き、トルクフィードバック制御によって操舵トルクＴｒｑｓを目標トルクＴｒｑｓ＊に制御できると考えられる。したがって、リレーＲＬを開操作する条件に、指令電流ｉγ＊が所定値Ｉｔｈ以下となる条件を含めることの意義が特に大きい。
【００６８】
（４）電流フィードバック処理部Ｍ３２，Ｍ３４に、積分要素を備えた。この場合、制御角θｃが実際の回転角度に対して誤差を有していたとしても、その誤差が一定であるなら、積分要素の出力値が収束することによって、同期電動機３４を流れる電流を指令電流ｉγ＊，ｉδ＊とするうえで必要な指令電圧ｖγ＊，ｖδ＊を設定することができる。
【００６９】
（５）過熱フラグＦが１となることにより指令電流ｉγ＊をゼロとする要求が生じた場合、指令電流ｉγ＊をゼロとするのに先立って制御角θｃをトルクが減少する側に徐々に変更した。これにより、指令電流ｉγ＊をゼロとする要求が生じた場合、同期電動機３４のトルクの減少速度を緩和することができる。ちなみに、制御角θｃを徐々に変更する代わりに指令電流ｉγ＊をゼロへと漸減させる場合、指令電流ｉγ＊が小さくなると、トルクフィードバック制御の操作量として制御角θｃの更新量Δθｃを適切に設定することが困難となるため、同期電動機３４のトルクを漸減させることが困難である。
【００７０】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７１】
図８に、本実施形態にかかる操舵制御装置および操舵装置を示す。なお、図８において、図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
図８に示すように、本実施形態では、インバータＩＮＶとバッテリ４０との間を開閉するリレーＲＬを備える。そして、本実施形態では、ＣＰＵ５２は、図７のステップＳ９２の処理として、リレーＲＬを開操作する。
【００７２】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。以下において、「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項を項目立てするとともに上記実施形態における事項との対応関係を符号等によって例示した部分があるが、これには、項目立てした事項を対応関係を例示した実施形態中の事項に限定する意図はない。なお、「課題を解決するための手段」の欄に記載したトルク取得処理部は、メモリ５４に記憶されたプログラムに従ってステップＳ２０の処理を実行するＣＰＵ５２に対応する。また、遮断処理部は、メモリ５４に記憶されたプログラムに従って図７の処理を実行するＣＰＵ５２に対応する。
【００７３】
・「電流制御処理部について」
上記実施形態では、指令電流設定処理部Ｍ２４、γδ変換処理部Ｍ２６、偏差算出処理部Ｍ２８，Ｍ３０、電流フィードバック処理部Ｍ３２，Ｍ３４、αβ変換処理部Ｍ３６、ｕｖｗ変換処理部Ｍ３８、ＰＷＭ処理部Ｍ４０，およびデッドタイム生成処理部Ｍ４２によって、電流制御処理部を構成したが、これに限らない。たとえば、電流フィードバック処理部Ｍ３２，Ｍ３４を、積分要素のみから構成してもよく、また、比例要素、積分要素および微分要素から構成してもよい。
【００７４】
・「推定変化量ガード処理部（図３）について」
上記実施形態では、図３に示す処理を実行する更新量算出処理部Ｍ５４によって、推定変化量ガード処理部を構成したがこれに限らない。たとえば、前回の推定変化量Δθｃ２（ｎ−１）に所定量ΔＸを加算した値「Δθｃ２（ｎ−１）＋ΔＸ」を上限値とし、前回の推定変化量Δθｃ２（ｎ−１）から所定量ΔＸを減算した値「Δθｃ２（ｎ−１）−ΔＸ」を下限値としてガード処理を実行してもよい。またたとえば、図３に示した固定値である推定用上限値ΔθＨおよび推定用下限値ΔθＬによるガード処理と、「Δθｃ２（ｎ−１）＋ΔＸ」を上限値とし、「Δθｃ２（ｎ−１）−ΔＸ」を下限値とするガード処理との双方を実行してもよい。
【００７５】
・「推定処理部について」
上記実施形態では、αβ変換処理部Ｍ４４、誘起電圧オブザーバＭ４６、角度算出処理部Ｍ４８、および速度算出処理部Ｍ５０によって、推定処理部を構成したが、これに限らない。たとえば、推定変化量Δθｃ２に応じて回転する回転座標系における電流と、同座標系における指令電圧とに基づき、誘起電圧を推定するものであってもよい。
【００７６】
・「同期電動機３４を流れる電流の位相について」
上記実施形態では、同期電動機３４を流れる電流が、回転座標系において、ｄ軸の正側とｑ軸の正側とによって挟まれる領域内に収まることを想定したがこれに限らない。たとえば、ｑ軸の正側とｄ軸の負側とによって挟まれる領域内に収まるように制御してもよい。この場合、ｄ軸電流が負となるため、弱め界磁制御がなされることから、高回転において同期電動機３４のトルクを生成しやすい。
【００７７】
・「制御角操作処理部について」
上記実施形態では、図４のステップＳ２２〜Ｓ４９の処理を実行する更新量算出処理部Ｍ５４によって、制御角操作処理部を構成したがこれに限らない。たとえば、更新量Δθｃ３を、目標トルクＴｒｑｓ＊と操舵トルクＴｒｑｓとの差を入力とする比例要素のみから算出するものとしてもよく、またたとえば、積分要素のみから算出するものとしてもよく、さらにたとえば、比例要素、積分要素、および微分要素を用いて算出するものとしてもよい。
【００７８】
たとえば、ステップＳ２８の処理に代えて、目標トルクＴｒｑｓ＊が操舵トルクＴｒｑｓ以上となる場合に、ステップＳ３０の処理を実行することとして且つ、ステップＳ３６の処理を削除してもよい。
【００７９】
さらに、予め定められた値Ｘを用いて、推定変化量Δθｃ２に対して第１所定値としての値Ｘを加算したものを上限値ΔＭａｘとし、推定変化量Δθｃ２に対して第２所定値としての「−Ｘ」を加算したものを下限値ΔＭｉｎとするものであってもよい。
【００８０】
上記「同期電動機３４を流れる電流の位相について」の欄に記載した位相を想定する場合、次のようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ５２は、図３のステップＳ２８において肯定判定する場合に、ステップＳ３４の処理を実行し、ステップＳ３２において肯定判定する場合に、ステップＳ３０の処理を実行してもよい。また、予め定められた値Ｘを用いて、推定変化量Δθｃ２に対して第１所定値としての値Ｘを加算したものを上限値ΔＭａｘとし、推定変化量Δθｃ２に対して第２所定値としての「−Ｘ」を加算したものを下限値ΔＭｉｎとするものであってもよい。
【００８１】
指令電流ｉγ＊がゼロではない場合、推定変化量Δθｃ１をガード処理に利用するものに限らない。たとえば、推定変化量Δθｃ１にトルクフィードバック制御の操作量（Δθｃ３）を加算してもよい。この場合、指令電流ｉγ＊が所定値以下の場合、トルクフィードバック制御の操作量を推定変化量Δθｃ１に加算する処理を停止すればよい。
【００８２】
トルクフィードバック制御が停止される条件は、指令電流ｉγ＊がゼロである旨の条件等、所定値Ｉｔｈ以下である旨の条件に限らない。たとえば、過熱フラグＦが１である旨の条件としてもよい。
【００８３】
もっとも、トルクフィードバック制御自体、必須ではない。すなわち、推定変化量Δθｃ１に基づき制御角θｃを更新するものであるなら、推定変化量Δθｃ１が同期電動機３４の実際の回転量から継続してずれることにより、同期電動機３４を適切に制御できなくなり、回生制御がなされるおそれがあるため、図７の処理は有効である。
【００８４】
・「判定処理部について」
上記実施形態では、メモリ５４に記憶されたプログラムに従ってステップＳ７０の処理を実行するＣＰＵ５２によって、判定処理部を構成したが、これに限らない。たとえば、トルクセンサ６０に異常が生じる場合に指令電流ｉγ＊を所定値以下とする設定とし、トルクセンサ６０に異常が生じるときに、指令電流ｉγ＊を所定値以下とする要求が生じたと判定するものであってもよい。なお、トルクセンサ６０に異常が生じることは、たとえば、車両の走行状態において、トルクセンサ６０の検出値がゼロで固定されることに基づき検出すればよい。
【００８５】
・「変更処理部について」
上記実施形態では、メモリ５４に記憶されたプログラムに従ってステップＳ７２〜Ｓ７６の処理を実行するＣＰＵ５２によって、変更処理部を構成したが、これに限らない。たとえば、更新量Δθｃをステップ的にゼロに変化させてもよい。この場合であっても、上記実施形態の電流の位相を想定するなら、制御角θｃは、トルクが減少する側に徐々に変更されることとなる。
【００８６】
なお、「同期電動機３４を流れる電流の位相について」の欄に記載した位相を想定する場合、制御角θｃを所定期間にわたって推定変化量Δθｃ２よりも大きい値によって徐々に進角側に補正する処理としてもよい。
【００８７】
・「温度取得処理部について」
上記実施形態では、メモリ５４に記憶されたプログラムに従ってステップＳ５０の処理を実行するＣＰＵ５２によって、温度取得処理部を構成したがこれに限らない。たとえば、同期電動機３４が制御装置５０と同一の筐体内に収容される場合において、制御装置５０の温度を検出するセンサを筐体内に備える場合、そのセンサの検出値を取得するものとしてもよい。
【００８８】
・「制限処理部について」
上記実施形態では、メモリ５４に記憶されたプログラムに従ってステップＳ７８の処理を実行するＣＰＵ５２によって、制限処理部を構成したが、これに限らない。たとえば、指令電流ｉγ＊をゼロとする代わりに、ゼロよりもわずかに大きい規定値としてもよい。この場合、図７の所定値Ｉｔｈは、規定値以上の値に設定する。
【００８９】
・「同期電動機の電流を所定値以下とする処理について」
同期電動機３４の温度Ｔｍが規定温度Ｔｔｈ以上となることを条件に、指令電流ｉγ＊を所定値以下（ゼロ）とするものに限らない。たとえば、バッテリ４０の充電率が低下したことを条件に、指令電流ｉγ＊を所定値以下とするものであってもよい。この場合であっても、指令電流ｉγ＊を所定値以下としているときには、同期電動機３４のトルクをゼロとしたいため、回生制御を回避する上で、図７の処理が有効である。
【００９０】
・「遮断部（ＲＬ）について」
上記第１の実施形態では、同期電動機３４の３つの端子のそれぞれとインバータＩＮＶとの電気経路を開閉するリレーＲＬを設けたが、３つの端子のうちの２個とインバータＩＮＶとの電気経路を開閉するリレーであってもよい。ただし、この場合のリレーは、閉状態において双方向の電流を全て遮断するものである必要がある。これに対し、上記第１の実施形態のリレーＲＬは、たとえばＭＯＳ電界効果トランジスタのように、寄生ダイオードによって双方向のうちの一方向の電流の流れを許容するものであってもよい。また、上記第２の実施形態では、リレーＲＬをバッテリ４０の正極側に接続したが、これに限らず、たとえば負極側に接続してもよい。また、図１に示したリレーＲＬと図８に示したリレーＲＬとの双方を備えてもよい。
【００９１】
・「目標トルク設定処理部（Ｍ２２）について」
上記実施形態では、目標トルクＴｒｑｓ＊を固定値としたが、これに限らない。たとえば車速Ｖに応じて可変設定してもよい。具体的には、たとえば、車速Ｖが高い場合に低い場合よりも目標トルクＴｒｑｓ＊を大きくすればよい。
【００９２】
・「操舵制御装置について」
ＣＰＵ５２とメモリ５４とを備えて、ソフトウェア処理のみを実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、専用のハードウェア（ＡＳＩＣ）にて処理してもよい。すなわち、たとえば、上記推定処理部の処理については、ハードウェア処理とし、推定変化量Δθｃ２をハードウェアからＣＰＵ５２が取得するようにしてもよい。
【００９３】
・「電力変換回路（ＩＮＶ）について」
上記インバータＩＮＶに限らない。たとえば、３レベルインバータであってもよい。こうした場合であっても、スイッチング素子を閉状態としても、それらに逆並列接続されたダイオードを介してバッテリ４０を充電する電気経路が形成されるなら、リレーＲＬを開操作することは有効である。
【００９４】
・「同期電動機について」
ＳＰＭＳＭに限らず、埋込磁石同期電動機であってもよい。
・「操舵装置について」
転舵アクチュエータとして、ラックアンドピニオン型のものを備えるものに限らない。たとえば、ラッククロス型のものや、ラックパラレル型、ラック同軸型のものなどを備えてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０…ステアリング、１２…ステアリングシャフト、１４…コラム軸、１６…中間軸、１８…ピニオン軸、１８ａ…ピニオン歯、２０…ラック軸、２０ａ…第１ラック歯、２０ｂ…第２ラック歯、２２…第１ラックアンドピニオン機構、２４…タイロッド、２６…転舵輪、２８…ピニオン軸、２８ａ…ピニオン歯、３０…第２ラックアンドピニオン機構、３２…減速機構、３４…同期電動機、３４ａ…回転軸、４０…バッテリ、５０…制御装置、５２…ＣＰＵ、５４…メモリ、５６…シャント抵抗、５８…回転角度センサ、６０…トルクセンサ、６２…車速センサ、６４…温度センサ。
【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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