(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の前記駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備えてなり、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時には、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行するものであって、前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、該電流制限に起因した前記モータの回転停止を抑制すべく、前記ステアリング操作の方向と前記モータの回転方向とが一致しない場合には、前記ステアリング操作の方向とは逆方向に前記モータを回転させるようなアシストトルクを発生させる逆アシスト制御を実行することにより、前記モータの回転を加速させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記逆アシスト制御は、前記モータの回転角が前記電流制限の行われる範囲内にある場合に実行されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記逆アシスト制御は、前記モータの回転が停止した場合に実行されること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記逆アシスト制御は、前記電流制御の基礎として用いる前記モータの回転角を補正することにより行われること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記回転角の補正は、該補正後の前記回転角との間に、前記漸近線に相当する所定の回転角を挟むよう、前記回転角の位相をずらすものであること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記回転角の補正は、前記回転角と前記漸近線に相当する所定の回転角との差分に基づいて行われること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生に伴う二相駆動時、ステアリング操作の方向と前記モータの回転方向とが一致し、且つ前記モータの回転角速度が前記回転停止の発生する臨界速度以下である場合には、前記ステアリング操作の方向へのアシストトルクを強化するようなアシスト強化制御を実行することにより、前記モータの回転を加速させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角速度が前記臨界速度を大きく下回るほど、より大きく前記アシストトルクを強化するように前記アシスト強化制御を実行すること、を特徴とする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、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等に用いられるモータ制御装置の多くには、電力供給線の断線や駆動回路の接点故障等によってモータの何れかの相（Ｕ，Ｖ，Ｗの何れか）に通電不良が生じた場合に、該異常の発生を検出可能な異常検出手段が設けられている。そして、当該異常の発生を検出した場合には、速やかにモータ制御を停止してフェールセーフを図る構成が一般的となっている。
【０００３】
ところが、ＥＰＳにおいては、こうしたモータ制御の停止に伴い、そのステアリング特性が大きく変化する。即ち、運転者が的確なステアリング操作を行うためには、より大きな操舵力が要求されることになる。この点を踏まえ、従来、上記のように通電不良相の発生を検出した場合であっても、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を継続するモータ制御装置がある（例えば、特許文献１）。そして、これにより、操舵系に対するアシスト力の付与を継続して、フェールセーフに伴う運転者の負担の増大を回避することができる。
【特許文献１】特開２００３−２６０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のように、通電不良相の発生時、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を継続する場合に、図２０に示すような該各通電相に対して正弦波通電を行う構成（同図に示される例は、Ｕ相異常、Ｖ，Ｗ相通電時）では、トルクリップルの発生に起因する操舵フィーリングの悪化が避けられない。
【０００５】
即ち、図２１に示すように、従来の二相駆動時におけるモータ電流の推移をｄ／ｑ座標系で表した場合、モータトルクの制御目標値であるｑ軸電流指令値が一定であるにも関わらず、実際のｑ軸電流値は、正弦波状に変化する。つまり、要求トルクに対応したモータ電流が発生しないために本来の出力性能を引き出せない状態でモータ駆動が継続されることにより、そのアシスト力が大きく変動するという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、通電不良の発生に伴う二相駆動時のモータ回転を円滑化して安定的にアシスト力を付与することのできる電動パワーステアリング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】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の前記駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備えてなり、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時には、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行するものであって、前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、該電流制限に起因した前記モータの回転停止を抑制すべく、前記ステアリング操作の方向と前記モータの回転方向とが一致しない場合には、前記ステアリング操作の方向とは逆方向に前記モータを回転させるようなアシストトルクを発生させる逆アシスト制御を実行することにより、前記モータの回転を加速させること、を要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、漸近線に対応する所定の回転角（各相に通電される相電流値に制限のある場合には、所定の回転角近傍の電流制限範囲）を除いて、要求トルクに対応したモータ電流を発生させることができる。その結果、通電不良相発生時においても、大きなトルクリップルの発生を招くことなく、高い出力性能を確保した状態で、そのモータ駆動を継続することができる。
【０００９】
また、本来、正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流の通電によりモータ制御をする場合において、一定のモータトルクを発生させるためには、理論上、その相電流値（の絶対値）は、上記所定の回転角近傍において無限大まで増大しなければならない。従って、当該所定の回転角近傍において電流制限を行うことにより、その電流制限範囲においては、発生するモータトルク（アシストトルク）がアシスト力目標値を下回ることになる。その結果、操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）が戻し方向の反力トルク（軸力）を下回ることでその操舵速度が減速する区間が現れることとなり、この減速区間が円滑なモータ回転、即ち安定的なアシスト力付与の妨げとなる可能性がある。そして、特に、モータの回転角速度がその減速区間を通過するために必要な臨界速度以下であるような低速操舵時には、その操舵方向のトルクと戻し方向の反力トルク（軸力）とが釣り合う点でモータが回転停止してしまう現象、即ち所謂引っ掛かり状態となるおそれがある。
【００１０】
しかしながら、上記構成による加速制御を実行することにより、モータの回転角速を上昇させて、その引っ掛かりの発生を抑制することができる。その結果、低速操舵時においても、そのモータ回転を円滑化して安定的にアシスト力を付与することができるようになる。
即ち、減速区間への突入速度が臨界速度以下である場合、モータは、当該減速区間の何れかにおいて戻し方向へと逆回転することになる。しかしながら、このとき、上記構成による逆アシスト付与によりその逆回転を補助、即ち逆方向に加速することで、モータは、減速区間の突入位置よりも大きく戻し方向へと逆回転する。そして、その逆回転により生ずる操舵系の捩れに基づく大きなアシスト力によって再び操舵方向に加速されることにより、前回突入時よりも速い突入速度を獲得して当該減速区間を通過することが可能になる。従って、上記構成によれば、効果的に引っ掛かりの発生を抑制して、より安定的にアシスト力付与を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記逆アシスト制御は、前記モータの回転角が前記電流制限の行われる範囲内にある場合に実行されること、を要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、縁石衝突等、転舵輪側からの逆入力印加による逆回転時を除外して、精度よく引っ掛かりの発生を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記逆アシスト制御は、前記モータの回転が停止した場合に実行されること、を要旨とする。
即ち、電流制限範囲内でのアシストトルクの強化は不可能であり（電流制限時はその通電量を増加する余地がないため）、且つ上記減速区間内では、操舵トルクよりも戻し方向の反力トルクの方が大きい。従って、上記構成にように、逆アシスト制御を実行した方が、効果的にモータの回転を加速することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記逆アシスト制御は、前記電流制御の基礎として用いる前記モータの回転角を補正することにより行われること、を要旨とする。
請求項５に記載の発明は、前記回転角の補正は、該補正後の前記回転角との間に、前記漸近線に相当する所定の回転角を挟むよう、前記回転角の位相をずらすものであること、を要旨とする。
【００１５】
即ち、二相駆動時には、漸近線に相当する所定の回転角を挟んで各相電流の方向が反転する。従って、上記各構成によれば、簡素な構成にて、上記引っ掛かり抑制のための逆アシスト制御を実行することができるようになる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記回転角の補正は、前記回転角と前記漸近線に相当する所定の回転角との差分に基づいて行われること、を要旨とする。
【００１７】
即ち、基本的に、現在の回転角から上記差分（＋マージン）だけ位相を進める、又は遅らせることにより電流方向が逆転する位置に補正する。従って、上記構成によれば、より精度よく位相補償制御を実行して、より効果的に逆アシスト制御を実行することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生に伴う二相駆動時、ステアリング操作の方向と前記モータの回転方向とが一致し、且つ前記モータの回転角速度が前記回転停止の発生する臨界速度以下である場合には、前記ステアリング操作の方向へのアシストトルクを強化するようなアシスト強化制御を実行することにより、前記モータの回転を加速させること、を要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、アシストトルクの強化によってモータの回転を加速することにより、減速区間への突入速度を上昇させることができ、その結果、効果的に引っ掛かりの発生を抑制することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角速度が前記臨界速度を大きく下回るほど、より大きく前記アシストトルクを強化するように前記アシスト強化制御を実行すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００２１】
上記構成によれば、効果的に引っ掛かりの発生を抑制して、より安定的にアシスト力付与を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、通電不良の発生に伴う二相駆動時のモータ回転を円滑化して安定的にアシスト力を付与することのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角が変更されるようになっている。
【００２５】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２６】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００２７】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。
【００２８】
次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。
【００２９】
尚、本実施形態の駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる周知のＰＷＭインバータであり、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子のオンｄｕｔｙ比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン／オフすることにより、車載電源（図示略）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２に供給されるようになっている。
【００３０】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ、及びモータ１２の回転角（電気角）θを検出するための回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて駆動回路１８にモータ制御信号を出力する。
【００３１】
詳述すると、本実施形態のマイコン１７は、上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を決定し、当該アシスト力をモータ１２に発生させるべく、上記検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θに基づく電流制御を実行することにより上記モータ制御信号を生成する。
【００３２】
具体的には、マイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力、即ちモータトルクの制御目標値として電流指令値を演算する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部２３と、電流指令値演算部２３により算出された電流指令値に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段としてのモータ制御信号生成部２４とを備えている。
【００３３】
電流指令値演算部２３は、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖに基づき、モータトルクの制御目標値に対応する電流指令値として、ｄ／ｑ座標系のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算し、モータ制御信号生成部２４に出力する。一方、モータ制御信号生成部２４には、電流指令値演算部２３の出力するｑ軸電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角センサ２２により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角θ（電気角）に基づいて、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。
【００３４】
さらに詳述すると、本実施形態のモータ制御信号生成部２４は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御（ｄ／ｑ軸電流Ｆ／Ｂ）の実行により三相の相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する第１電流制御部２４ａを備えている。そして、通常時には、この第１電流制御部２４ａにより演算される各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいて、モータ制御信号を生成する。
【００３５】
図３に示すように、第１電流制御部２４ａに入力された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwは、回転角θとともに３相／２相変換部２５に入力され、同３相／２相変換部２５によりｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換される。そして、ｑ軸電流値Ｉqは、電流指令値演算部２３から入力されたｑ軸電流指令値Ｉq*とともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流値Ｉdは、ｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）とともに減算器２６ｄに入力される。
【００３６】
各減算器２６ｄ，２６ｑにおいて演算されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqは、それぞれ対応するＦ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに入力される。そして、これら各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑにおいて、電流指令値演算部２３が出力するｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に実電流値であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqを追従させるべくフィードバック制御が行われる。
【００３７】
即ち、Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑは、入力されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。演算されたこれらｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角θとともに２相／３相変換部２８に入力され、同２相／３相変換部２８において三相の相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換される。そして、第１電流制御部２４ａは、その各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*をＰＷＭ変換部３０へと出力する。
【００３８】
ＰＷＭ変換部３０は、入力された各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づきｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwを生成し、さらに、これら各ｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwに示されるオンｄｕｔｙ比を有するモータ制御信号を生成する。そして、図２に示すように、マイコン１７は、このモータ制御信号生成部２４において生成されたモータ制御信号を、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子（のゲート端子）に出力することにより、同駆動回路１８の作動、即ちモータ１２への駆動電力の供給を制御する構成となっている。
【００３９】
［異常発生時の制御態様］
図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１では、マイコン１７には、ＥＰＳ１に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部３１が設けられている。そして、ＥＣＵ１１（マイコン１７）は、この異常判定部３１により特定（判定）された異常の態様に応じて、モータ１２の制御モードを変更する。
【００４０】
詳述すると、異常判定部３１には、ＥＰＳアクチュエータ１０の機械系統の異常を検出するための異常信号Ｓ_trが入力されるようになっており、同異常判定部３１は、この入力される異常信号Ｓ_trに基づいて、ＥＰＳ１における機械系統の異常を検出する。また、異常判定部３１には、検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、回転角速度ω、及び上記モータ制御信号生成部２４（第１電流制御部２４ａ）において演算されたｑ軸電流偏差ΔＩq、並びに各相のｄｕｔｙ指令値αu，αv，αw等が入力される。そして、異常判定部３１は、これら各状態量に基づいて、制御系における異常の発生を検出する。
【００４１】
具体的には、本実施形態の異常判定部３１は、トルクセンサ１４の故障や駆動回路１８の故障等、制御系全般に関する異常の発生を検出するために、ｑ軸電流偏差ΔＩqを監視する。即ち、ｑ軸電流偏差ΔＩqと所定の閾値とを比較し、ｑ軸電流偏差ΔＩqが（所定時間以上継続して）当該閾値以上となった場合には、制御系に異常が発生したものと判定する。
【００４２】
また、異常判定部３１は、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、回転角速度ω、及び各相のｄｕｔｙ指令値αu，αv，αwに基づいて、動力線（モータコイルを含む）の断線や駆動回路１８の接点不良等に起因する通電不良相の発生等を検出する。この通電不良相発生の検出は、Ｘ相（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の相電流値Ｉxが所定値Ｉth以下（|Ｉx|≦Ｉth）、且つ回転角速度ωが断線判定の対象範囲内（|ω|≦ω０）である場合に、該相に対応するｄｕｔｙ指令値αxが所定値Ｉth及び判定対象範囲を規定する閾値ω０に対応する所定範囲（αLo≦αx≦αHi）にない状態が継続するか否かにより行われる。
【００４３】
尚、この場合において、上記相電流値Ｉxの閾値となる所定値Ｉthは「０」近傍の値に設定され、回転角速度ωの閾値ω０は、モータの最高回転数に相当する値に設定される。そして、ｄｕｔｙ指令値αxに関する閾値（αLo，αHi）は、それぞれ通常制御においてｄｕｔｙ指令値αxが取り得る下限値よりも小さな値、及び上限値よりも大きな値に設定されている。
【００４４】
即ち、図４のフローチャートに示すように、異常判定部３１は、検出される相電流値Ｉx（の絶対値）が所定値Ｉth以下であるか否かを判定し（ステップ１０１）、所定値Ｉth以下である場合（|Ｉx|≦Ｉth、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、続いて回転角速度ω（の絶対値）が所定の閾値ω０以下であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、回転角速度ωが所定の閾値ω０以下である場合（|ω|≦ω０、ステップ１０２：ＹＥＳ）には、ｄｕｔｙ指令値αxが上記の所定範囲（αLo≦αx≦αHi）内にあるか否かを判定し（ステップ１０３）、所定範囲内にない場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定する（ステップ１０４）。
【００４５】
そして、相電流値Ｉxが所定値Ｉthよりも大きい場合（|Ｉx|＞Ｉth、ステップ１０１：ＮＯ）、回転角速度ωが閾値ω０よりも大きい場合（|ω|＞ω０、ステップ１０２：ＮＯ）、又はｄｕｔｙ指令値αxが上記所定範囲内にある場合（αLo≦αx≦αHi、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、Ｘ相に通電不良が生じていないと判定する（Ｘ相正常、ステップ１０５）。
【００４６】
つまり、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相の何れか）に通電不良（断線）が生じた場合、当該相の相電流値Ｉxは「０」となる。ここで、Ｘ相の相電流値Ｉxが「０」又は「０に近い値」となる場合には、このような断線発生時以外にも以下の二つのケースがありうる。
【００４７】
−  モータの回転角速度が最高回転数に達した場合
−  電流指令自体が略「０」である場合
この点を踏まえ、本実施形態では、先ず、判定対象であるＸ相の相電流値Ｉxを所定値Ｉthと比較することにより、当該相電流値Ｉxが「０」であるか否かを判定する。そして、断線時以外に相電流値Ｉxが「０」若しくは「０に近い値」をとる上記二つのケースに該当するか否かを判定し、当該二つのケースに該当しない場合には、Ｘ相に断線が発生したものと判定する。
【００４８】
即ち、相電流値Ｉxが「０」近傍の所定値Ｉth以下となるほどの回転角速度ωではないにも関わらず、極端なｄｕｔｙ指令値αxが出力されている場合には、当該Ｘ相に通電不良が生じているものと判定することができる。そして、本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相について、順次、上記判定を実行することにより、通電不良が発生した相を特定する構成となっている。
【００４９】
尚、説明の便宜のため図４のフローチャートでは省略したが、上記判定は、電源電圧がモータ１２を駆動するために必要な規定電圧以上である場合を前提として行われる。そして、最終的な異常検出の判断は、所定ステップ１０４において通電不良が生じているものと判定される状態が所定時間以上継続したか否かにより行われる。
【００５０】
本実施形態では、ＥＣＵ１１（マイコン１７）は、この異常判定部３１における異常判定の結果に基づいて、モータ１２の制御モードを切り替える。具体的には、異常判定部３１は、上記のような通電不良検出を含む異常判定の結果を異常検出信号Ｓ_tmとして出力し、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、その入力される異常検出信号Ｓ_tmに応じた電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。そして、これにより、マイコン１７におけるモータ１２の制御モードが切り替えられるようになっている。
【００５１】
さらに詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１は、通常時の制御モードである「通常制御モード」、及びモータ１２の駆動を停止すべき異常が発生している場合の制御モードである「アシスト停止モード」、並びにモータ１２の各相の何れかに通電不良が生じた場合の制御モードである「二相駆動モード」、以上の大別して３つの制御モードを有している。そして、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「通常制御モード」に対応するものである場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、それぞれ、上記通常時における電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。
【００５２】
一方、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmが「アシスト停止モード」である場合には、電流指令値演算部２３及びモータ制御信号生成部２４は、モータ１２の駆動を停止すべく、それぞれ電流指令値の演算、及びモータ制御信号の生成を実行する。尚、「アシスト停止モード」が選択される場合としては、機械系統の異常やトルクセンサ１４に異常が発生した場合のほか、電力供給系統における異常発生時については、過電流が生じた場合等が挙げられる。また、「アシスト停止モード」には、直ちにモータ１２の駆動を停止する場合のほか、モータ１２の出力を徐々に低減する、即ちアシスト力を徐々に低減した後に停止させる場合があり、この場合、モータ制御信号生成部２４は、その電流指令値として出力するｑ軸電流指令値Ｉq*の値（絶対値）を徐々に低減する。そして、マイコン１７は、モータ１２の停止後、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子を開状態とし、図示しない電源リレーを開放する構成となっている。
【００５３】
また、「二相駆動モード」に対応する異常検出信号Ｓ_tmには、通電不良発生相を特定する情報が含まれている。そして、異常判定部３１の出力する異常検出信号Ｓ_tmがこの「二相駆動モード」に対応するものである場合、モータ制御信号生成部２４は、当該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ駆動を継続すべく、そのモータ制御信号の生成を実行する。
【００５４】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態のモータ制御信号生成部２４は、上記ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御の実行により各相電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する第１電流制御部２４ａに加え、相電流フィードバック制御の実行により各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する第２電流制御部２４ｂを備えている。そして、異常判定部３１から入力される異常検出信号Ｓ_tmが上記「二相駆動モード」に対応するものである場合には、この第２電流制御部２４ｂにより演算される各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**に基づいてモータ制御信号の出力を実行する。
【００５５】
さらに詳述すると、図３に示すように、本実施形態の第２電流制御部２４ｂは、検出された通電不良発生相以外の残る二相のうちの一相を制御相として選択する制御相選択部３２と、当該制御相として選択される相についての相電流指令値Ｉx*（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗの何れか）を演算する相電流指令値演算部３３とを備えている。そして、当該制御相として選択された相電流値Ｉxとその相電流指令値Ｉx*（Ｉx**）との偏差に基づく相電流フィードバック制御の実行により、通電不良発生相以外の二相を通電相としたモータ駆動を実行すべく各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する。
【００５６】
具体的には、相電流指令値演算部３３が出力する相電流指令値Ｉx*は、ガード処理部３４に入力される。そして、ガード処理が施された後の相電流指令値Ｉx**は、制御相選択部３２において制御相として選択された相の相電流値Ｉxとともに、減算器３５に入力される。減算器３５は、相電流指令値Ｉx*から相電流値Ｉxを減算することにより相電流偏差ΔＩxを演算し、その演算された相電流偏差ΔＩxをＦ／Ｂ制御部３６に出力する。そして、Ｆ／Ｂ制御部３６は、入力された相電流偏差ΔＩxに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、当該制御相についての相電圧指令値Ｖx*を演算する。
【００５７】
Ｆ／Ｂ制御部３６において演算された相電圧指令値Ｖx*は、相電圧指令値演算部３７に入力される。そして、相電圧指令値演算部３７は、その制御相についての相電圧指令値Ｖx*に基づいて各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する。
【００５８】
即ち、通電不良発生相は通電不能であり、また二相駆動時の各通電相の位相はπ／２（１８０°）ずれることになる。従って、通電不良発生相の相電圧指令値は「０」、残る他方の通電相の相電圧指令値は、上記制御相に関する相電圧指令値Ｖx*の符号を反転することにより演算可能である。そして、本実施形態の第２電流制御部２４ｂは、このようにして演算された各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を上記ＰＷＭ変換部３０へと出力する構成となっている。
【００５９】
ここで、本実施形態の相電流指令値演算部３３は、二相駆動時、その通電不良発生相に対応する所定の回転角を除いて、要求トルク、即ちモータトルクの制御目標値（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応するモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）が発生するような相電流指令値Ｉx*を演算する。
【００６０】
具体的には、相電流指令値演算部３３は、その通電不良発生相に応じて、以下の（１）〜（３）式に基づいて、残る二相のうちの一相の相電流指令値Ｉx*を演算する。
【００６１】
【数１】
0005029312.tif 000002
即ち、上記（１）〜（３）式により、通電不良発生相に対応する所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として、正割曲線（cosθの逆数（セカント：secθ））、又は余割曲線（sinθの逆数（コセカント：cosecθ））状に変化する相電流指令値Ｉx*が演算される（図５参照）。そして、このような正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値Ｉx*に基づき相電流フィードバック制御を実行することにより、理論上、その漸近線に相当する所定の回転角θＡ，θＢを除いて、要求トルク（ｑ軸電流指令値Ｉq*）に対応したモータ電流（ｑ軸電流値Ｉq）を発生させることができる（図６参照）。
【００６２】
尚、図５及び図６は、Ｕ相が通電不良相、Ｖ，Ｗ相の二相が通電相となった場合の例であり、上記の各漸近線に相当する二つの回転角のうち、電気角０°〜３６０°の範囲において、その値の小さい方を回転角θＡ、大きい方を回転角θＢとすると、この場合、該各回転角θＡ，θＢは、それぞれ「９０°」「２７０°」となる。そして、Ｖ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「３０°」「２１０°」となり、Ｗ相が通電不良発生相である場合の所定の回転角θＡ，θＢは、それぞれ「１５０°」「３３０°」となる（図示略）。
【００６３】
また、実際には、各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに通電可能な電流（の絶対値）には上限があるため、本実施形態では、上記ガード処理部３４において、相電流指令値演算部３３から出力された相電流指令値Ｉx*を所定範囲内（−Ｉx_max≦Ｉx*≦Ｉx_max）に制限するガード処理が実行される。尚、「Ｉx_max」は、Ｘ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）に通電可能な電流値の最大値であり、この最大値は、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子の定格電流等により規定される。このため、そのガード処理が行われる範囲（電流制限範囲：θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）において、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉx**は、その通電可能な上限値（Ｉx_max）又は下限値（−Ｉx_max）で一定となる。
【００６４】
つまり、本実施形態のマイコン１７は、二相駆動時、各通電相に対して正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく、相電流フィードバック制御を実行することにより、その漸近線に相当する所定の回転角θＡ，θＢ近傍に設定された電流制限範囲（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）を除き、要求トルクに対応するモータ電流を発生させる。そして、これにより、通電不良相の発生時においても、大きなトルクリップルの発生を招くことなく、良好な操舵フィーリングを維持したまま、アシスト力付与を継続する構成となっている。
【００６５】
次に、マイコンによる上記異常判定及び制御モードの切り替え、並びに二相駆動時におけるモータ制御信号生成の処理手順について説明する。
図７のフローチャートに示すように、マイコン１７は、先ず何らかの異常が発生したか否かを判定し（ステップ２０１）、異常が発生したと判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、続いてその異常が制御系の異常であるか否かを判定する（ステップ２０２）。次に、ステップ２０２において、制御の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し（ステップ２０３）、二相駆動モードではない場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、当該制御系の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する（ステップ２０４）。そして、通電不良相が発生したと判定した場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）には、当該通電不良相以外の残る二相を通電相とするモータ制御信号の出力を実行する（二相駆動モード、ステップ２０５）。
【００６６】
上述のように、この二相駆動モードにおけるモータ制御信号の出力は、通電不良発生相に応じた所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値を演算し、その相電流指令値に基づく相電流フィードバック制御を実行することにより行われる。
【００６７】
即ち、図８のフローチャートに示すように、マイコン１７は、先ず、通電不良発生相がＵ相であるか否かを判定し（ステップ３０１）、Ｕ相であるである場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、上記（１）式に基づいて、Ｖ相についての相電流指令値Ｉv*を演算する（ステップ３０２）。次に、マイコン１７は、その相電流指令値Ｉv*についてガード処理演算を実行し、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉv**を所定範囲内に制限する（ステップ３０３）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御の実行によりＶ相についての相電圧指令値Ｖv*を演算し（ステップ３０４）、当該相電圧指令値Ｖv*に基づいて、各相の相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝０，Ｖv**＝Ｖv*，Ｖw**＝-Ｖv*、ステップ３０５）。
【００６８】
一方、上記ステップ３０１において、通電不良発生相がＵ相ではないと判定した場合（ステップ３０１：ＮＯ）、マイコン１７は、通電不良発生相がＶ相であるかを判定し（ステップ３０６）、通電不良発生相がＶ相である場合（ステップ３０６：ＹＥＳ）には、上記（２）式に基づいて、Ｕ相についての相電流指令値Ｉu*を演算する（ステップ３０７）。次に、マイコン１７は、その相電流指令値Ｉu*についてガード処理演算を実行し、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉu**を所定範囲内に制限する（ステップ３０８）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御を実行し（ステップ３０９）、該相電流フィードバック制御の実行により演算された相電圧指令値Ｖu*に基づいて、各相の相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝Ｖu*，Ｖv**＝０，Ｖw**＝-Ｖu*、ステップ３１０）。
【００６９】
また、上記ステップ３０６において、通電不良発生相がＶ相ではないと判定した場合（ステップ３０６：ＮＯ）、マイコン１７は、上記（３）式に基づいて、Ｖ相についての相電流指令値Ｉv*を演算し（ステップ３１１）、続いてガード処理演算を実行することにより、当該ガード処理後の相電流指令値Ｉv**を所定範囲内に制限する（ステップ３１２）。そして、そのガード処理後の相電流指令値Ｉv**に基づく相電流フィードバック制御を実行し（ステップ３１３）、該相電流フィードバック制御の実行により演算された相電圧指令値Ｖv*に基づいて、残る二相（Ｖ，Ｗ相）の相電圧指令値Ｖu**，Ｖw**を演算する（Ｖu**＝-Ｖv*，Ｖv**＝Ｖv*，Ｖw**＝０、ステップ３１４）。
【００７０】
そして、マイコン１７は、上記ステップ３０５、ステップ３１０、又はステップ３１４において演算された各相電圧指令値Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**に基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路１８に出力する（ステップ３１５）。
【００７１】
尚、上記ステップ２０１において、特に異常はないと判定した場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、マイコン１７は、上述のように、ｄ／ｑ座標系での電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号の出力を実行する（通常制御モード、ステップ２０６）。また、上記ステップ２０２において、制御系以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０２：ＮＯ）、ステップ２０３において、既に二相駆動モードであると判定した場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）、又は上記ステップ２０３において、通電不良相の発生以外の異常が発生したと判定した場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、マイコン１７は、アシスト停止モードへと移行する（ステップ２０７）。そして、モータ１２の駆動を停止するためのモータ制御信号の出力、及び電源リレーの開放等を実行する。
【００７２】
［低速操舵時の引っ掛かり抑制制御］
次に、本実施形態における低速操舵時の引っ掛かり抑制制御の態様について説明する。
上記のように、二相駆動時には、正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流指令値Ｉx*によって、電力供給線や各スイッチング素子等の許容範囲を超えるような相電流値Ｉxが発生することを防止すべく、相電流指令値Ｉx*を所定範囲内（−Ｉx_max≦Ｉx*≦Ｉx_max）に制限する電流制限が行われる。従って、その漸近線に相当する所定の回転角θＡ，θＢ近傍に設定された電流制限範囲（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）おいては、相電流指令値Ｉx*（相電流値Ｉx）の値が、その通電可能な上限値（Ｉx_max）又は下限値（−Ｉx_max）で一定の値となる（図５参照）。
【００７３】
しかしながら、本来、このような正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流の通電によりモータ制御をする場合において、一定のモータトルクを発生させるためには、理論上、その相電流値Ｉx（の絶対値）は、上記所定の回転角θＡ，θＢ近傍において無限大まで増大しなければならない。従って、上記のような電流制限を実行した場合には、その電流制限範囲において、その発生するモータトルクがアシスト力目標値を下回ることになり、ひいては、これが円滑なモータ回転の妨げとなる可能性がある。
【００７４】
詳述すると、図９に示すように、二相駆動時、上記電流制限に伴うモータトルク（アシストトルク）の低下より、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍には、操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）が戻し方向の反力トルク（軸力）を下回ることによりその操舵速度が減速する区間が現れる（減速区間：θa＜θ＜θa´，θb＜θ＜θb´）。
【００７５】
即ち、減速区間への突入速度を「ωin」、脱出速度を「ωout」、及びモータ慣性を「Ｊm」とし、当該減速区間における減速エネルギーを「−Ｅn」とすると、エネルギー保存法則から、次の（４）式が成立する。
【００７６】
【数２】
0005029312.tif 000003
尚、この場合における「突入速度」とは、例えば、図９中、操舵方向が「左から右」である場合における回転角θaにおける回転角速度ωの値あり、「脱出速度」とは、同じく回転角θa´における回転角速度ωの値である。
【００７７】
従って、脱出速度ωoutが「０」を超える、即ちこの減速区間を停止することなく通過するためには、その突入速度ωinが次の（５）式に示される臨界速度ωcrよりも速くなけらばならない。
【００７８】
【数３】
0005029312.tif 000004
つまり、図１０に示すように、その回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であるような低速操舵時（ω≦ωcr）には、上記減速区間を通過することができず、例えば、当該減速区間の脱出位置である回転角θa´よりも手前（突入角となる回転角θa側）の回転角θpで、その回転角速度ωは「０」となる。ここで、この減速区間では、操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）よりも戻し方向のトルク（反力トルク）の方が大きい（「操舵トルク」＋「アシストトルク」＜「反力トルク（軸力）」）。そのため、モータは、同回転角θpで一度停止した後、戻し方向へと逆回転する。そして、最終的には、操舵方向のトルクと戻し方向のトルクとが釣り合う回転角θaにおいて回転停止することとなる（操舵トルクに特別の変化がない場合）。
【００７９】
図１１は、二相駆動時における操舵トルクτとモータの回転角速度ωとの関係、即ちステアリング操作に対するモータの追従性を示すグラフであり、同図において、破線に示す波形Ｌは操舵トルクτの推移を示し、実線に示す波形Ｍはモータの回転角速度ωの推移を示している。そして、同図中、区間ｔ１では、試験者（運転者）は、回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であるような低速操舵（ω≦ωcr）、即ちゆっくりとステアリング操作を行っている。
【００８０】
同図に示すように、このような低速操舵時には、操舵トルクτの値がその検出限界（|τ０|）まで到達しているにも関わらず、極めて小さな回転角速度ωしか出ていない。つまり、モータがほとんど回転せず、所謂引っ掛かりが発生した状態となっている。そして、このような引っ掛かり発生の主な要因は、上記電流制限の実行による減速区間の存在であると考えられる。
【００８１】
この点を踏まえ、本実施形態のマイコン１７は、二相駆動時には、こうした電流制限の実行による低速操舵時の引っ掛かりを抑制すべく、モータ１２の回転を加速させる制御を実行する（加速制御）。
【００８２】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態では、電流指令値演算部２３には、上記操舵トルクτ及び車速Ｖに加え、モータ１２の回転角θ及び回転角速度ω、並びに現在の制御モードを示すモード信号Ｓ_cmが入力されるようになっている。そして、電流指令値演算部２３は、これら各状態量に基づいて、上記加速制御を実行する。
【００８３】
図１２のフローチャートに示すように、電流指令値演算部２３は、先ず、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し（ステップ４０１）、二相駆動モードである場合（ステップ４０１：ＹＥＳ）には、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致するか否かを判定する（ステップ４０２）。
【００８４】
尚、本実施形態では、このステップ４０２における回転方向の判定は、操舵トルクτ及びモータ１２の回転角速度ωの符号が一致するか否かに基づいて行われる。そして、上記ステップ４０１において二相駆動モードではないと判定した場合（ステップ４０１：ＮＯ）には、このステップ４０２、及び以下に示すステップ４０３〜ステップ４０７の処理は実行されない。
【００８５】
上記ステップ４０２において、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致すると判定した場合（ステップ４０２：ＹＥＳ）、電流指令値演算部２３は、次に、モータ１２の回転角速度ωが上記臨界速度ωcrよりも速いか否かを判定する（ステップ４０３）。そして、回転角速度ωが上記臨界速度ωcr以下である場合（ω≦ωcr、ステップ４０３：ＮＯ）には、続いて回転角θが上記電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にあるか否かを判定し（ステップ４０４）、当該電流制限範囲内にない場合（ステップ４０４：ＮＯ）には、その操舵方向へのアシストトルクを強化するようなｑ軸電流指令値Ｉq*_upを演算する（アシスト強化制御、ステップ４０５）。
【００８６】
具体的には、図１３に示すように、本実施形態の電流指令値演算部２３は、回転角速度ωと上記臨界速度ωcrとの差分速度（|ωcr−ω|）に基づいて、補正係数Ｋ１を演算する。尚、本実施形態では、この補正係数Ｋ１は、回転角速度ωと上記臨界速度ωcrとの差分速（|ωcr−ω|）が大きいほど、より大きな「１．０以上」の値となっている。即ち回転角速度ωが臨界速度ωcrを大きく下回るほど、より大きくｑ軸電流指令値Ｉq*_up（の絶対値）を増大させるような補正係数Ｋ１を演算する。そして、電流指令値演算部２３は、この補正係数Ｋ１を、その当初に演算したｑ軸電流指令値Ｉq*に乗ずることにより、上記操舵方向へのアシストトルクを強化するようなｑ軸電流指令値Ｉq*_upを演算する（Ｉq*_up＝Ｉq*×Ｋ１）。
【００８７】
即ち、通電量の増加により操舵方向へのアシストトルクの強化が可能な場合には、当該アシストトルクの強化によってモータ１２の回転を加速する。そして、上記減速区間への突入速度ωinを上昇させることにより、上記のような引っ掛かりの発生を抑制する。
【００８８】
一方、上記ステップ４０２において、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致しないと判定した場合（ω＝０を含む、ステップ４０２：ＮＯ）、電流指令値演算部２３は、続いて、回転角θが上記電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にあるか否かを判定する（ステップ４０６）。そして、当該電流制限範囲内にある場合（ステップ４０６：ＹＥＳ）には、その操舵方向とは逆方向にアシストトルクを発生させるようなｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを演算する（逆アシスト制御、ステップ４０７）。
【００８９】
具体的には、本実施形態の電流指令値演算部２３は、上記ステップ４０７において、「−１．０以下」の値を有する所定の補正係数Ｋ２を、その当初に演算したｑ軸電流指令値Ｉq*に乗ずることにより、上記操舵方向とは逆方向にアシストトルクを発生させるようなｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを演算する（Ｉq*_dw＝Ｉq*×Ｋ２）。
【００９０】
即ち、図１４に示すように、減速区間への突入速度ωin（例えば、回転角θaにおける回転角速度ω）が臨界速度ωcr以下である場合には、当該減速区間を通過することができない。そして、途中の回転角θp１で停止した後、戻し方向へと逆回転することになる（図１０参照）。
【００９１】
しかしながら、図１４に示すように、逆アシスト付与によりその逆回転を補助、即ち逆方向に加速することで、当該逆回転時には、その突入速度ωinよりも速い回転角速度ωで減速区間への突入位置（回転角θa（θp０））を通過することになる。そして、当該突入位置よりも大きく戻し方向に位置する回転角θp２まで戻された後、再び操舵方向へと回転する。このとき、その戻し方向への逆回転によって、操舵系は捩れた状態となり、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクτの絶対値が大となる。そして、その操舵トルクτに基づき演算される大きなアシスト力によって再び操舵方向に加速されることにより、前回突入時よりも速い突入速度ωin、即ち前回突入時の最大到達点である回転角θp１よりも進み方向に位置する回転角θp３まで到達可能な突入速度ωinを獲得する。
【００９２】
そして、その再突入時の突入速度ωinが臨界速度ωcr以下である場合、即ち最大到達点である回転角θp３が減速区間内である場合には、こうした反転動作及び逆アシスト付与による加速を繰り返すことによって、臨界速度ωcrよりも速い突入速度ωinを獲得し、当該減速区間を通過することにより、上記のような引っ掛かりの発生を抑制する。
【００９３】
尚、電流制限範囲においてモータ１２が停止した場合（回転角速度ω＝０）には「逆アシスト制御（ステップ４０７）」を行うとしたのは、電流制限範囲内でのアシストトルクの強化は不可能であり（電流制限時はその通電量を増加する余地がないため）、且つ上記減速区間内では、操舵トルクよりも戻し方向の反力トルクの方が大きいためである。
【００９４】
そして、電流指令値演算部２３は、次のステップ４０８において、上記ステップ４０５におけるアシスト強化制御によりｑ軸電流指令値Ｉq*_upを演算した場合には当該ｑ軸電流指令値Ｉq*_upを、上記ステップ４０７における逆アシスト制御によりｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを演算した場合には当該ｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを出力する。
【００９５】
尚、上記ステップ４０３において、回転角速度ωが上記臨界速度ωcrよりも速いと判定した場合（ω＞ωcr、ステップ４０３：ＹＥＳ）、又は上記ステップ４０４において、回転角θが電流制限範囲内であると判定した場合（ステップ４０４：ＹＥＳ）には、上記ステップ４０５におけるアシスト強化制御処理は実行されない。また、上記ステップ４０６において、電流制限範囲内にないと判定した場合（ステップ４０６：ＮＯ）には、上記ステップ４０７における逆アシスト制御処理は実行されない。そして、このように上記ステップ４０５におけるアシスト強化制御、又は上記ステップ４０７における逆アシスト制御を実行しない場合には、ステップ４０８において、通常どおりのｑ軸電流指令値Ｉq*を出力する構成となっている。
【００９６】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン１７は、二相駆動時には、こうした電流制限の実行による低速操舵時の引っ掛かりを抑制すべく、モータの回転を加速させる制御を実行する（加速制御）。
【００９７】
即ち、本来、正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流の通電によりモータ制御をする場合において、一定のモータトルクを発生させるためには、理論上、その相電流値Ｉx（の絶対値）は、上記所定の回転角θＡ，θＢ近傍において無限大まで増大しなければならない。従って、当該所定の回転角θＡ，θＢ近傍において電流制限を行うことにより、その電流制限範囲においては、発生するモータトルクがアシスト力目標値を下回ることになる。その結果、操舵方向のトルク（操舵トルクとアシストトルクとの和）が戻し方向の反力トルク（軸力）を下回ることでその操舵速度が減速する区間が現れることとなり、この減速区間が円滑なモータ回転、即ち安定的なアシスト力付与の妨げとなる可能性がある。そして、特に、モータの回転角速度ωがその減速区間を通過するために必要な臨界速度ωcr以下であるような低速操舵時には、その操舵方向のトルクと戻し方向の反力トルク（軸力）とが釣り合う点でモータ１２が回転停止してしまう現象、即ち所謂引っ掛かり状態となるおそれがある。
【００９８】
しかしながら、上記のような加速制御を実行することにより、モータ１２の回転角速度ωを上昇させて、その引っ掛かりの発生を抑制することができる。その結果、低速操舵時においても、そのモータ回転を円滑化して安定的にアシスト力を付与することができるようになる。
【００９９】
（２）マイコン１７の電流指令値演算部２３は、二相駆動時、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致する場合において、モータ１２の回転角速度ωが臨界速度ωcr以下である場合（ω≦ωcr）には、その操舵方向へのアシストトルクを強化するようなｑ軸電流指令値Ｉq*_upを演算する（アシスト強化制御）。
【０１００】
即ち、通電量の増加により操舵方向へのアシストトルクの強化が可能な場合には、当該アシストトルクの強化によってモータ１２の回転を加速する。そして、上記減速区間への突入速度ωinを上昇させることにより、引っ掛かりの発生を抑制することができる。
【０１０１】
（３）電流指令値演算部２３は、回転角速度ωと臨界速度ωcrとの差分速度（|ωcr−ω|）が大きいほど、即ち回転角速度ωが臨界速度ωcrを大きく下回るほど、より大きくｑ軸電流指令値Ｉq*_up（の絶対値）を増大させる。これにより、効果的に引っ掛かりの発生を抑制して、より安定的にアシスト力付与を行うことができるようになる。
【０１０２】
（４）電流指令値演算部２３は、二相駆動時、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致せず、且つモータ１２の回転角θが電流制限範囲内にある場合には、その操舵方向とは逆方向にアシストトルクを発生させるようなｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを演算する（逆アシスト制御）。
【０１０３】
即ち、減速区間への突入速度ωinが臨界速度ωcr以下である場合、モータ１２は、当該減速区間の何れかにおいて戻し方向へと逆回転することになる。しかしながら、このとき、上記構成による逆アシスト付与によりその逆回転を補助、即ち逆方向に加速することで、モータ１２は、減速区間の突入位置よりも大きく戻し方向へと逆回転する。そして、その逆回転により生ずる操舵系の捩れに基づく大きなアシスト力によって再び操舵方向に加速されることにより、前回突入時よりも速い突入速度ωinを獲得して当該減速区間を通過することが可能になる。従って、上記構成によれば、効果的に引っ掛かりの発生を抑制して、より安定的にアシスト力付与を行うことができるようになる。
【０１０４】
（５）電流指令値演算部２３は、二相駆動時、モータ１２の回転角θが電流制限範囲内にある場合において、モータ１２が停止した場合（回転角速度ω＝０）には、逆アシスト制御を実行する。
【０１０５】
即ち、電流制限範囲内でのアシストトルクの強化は不可能であり（電流制限時はその通電量を増加する余地がないため）、且つ上記減速区間内では、操舵トルクよりも戻し方向の反力トルクの方が大きい。従って、上記構成にように、逆アシスト制御を実行した方が、効果的にモータ１２の回転を加速することができる。
【０１０６】
（第２の実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。
【０１０７】
尚、本実施形態と上記第１の実施形態との主たる相違点は、電流制限の実行による低速操舵時の引っ掛かりを抑制するための加速制御の態様のみである。このため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態では、電流制限の実行に起因する低速操舵時の引っ掛かりを抑制するための加速制御として、上記操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致しない場合の逆アシスト制御（図１４参照）のみを実行する。そして、本実施形態の特徴は、その逆アシスト制御の態様にある。
【０１０９】
詳述すると、図１５に示すように、本実施形態では、その二相駆動時に相電流フィードバック制御を実行する第２電流制御部２４ｂには、当該第２電流制御部２４ｂに入力されるモータ１２の回転角θを補正する回転角補正制御部４０が設けられている。この回転角補正制御部４０には、回転角θとともに、操舵トルクτ及び回転角速度ωが入力されるようになっており、当該回転角補正制御部４０は、これら各状態量に基づいて回転角θを補正し、その補正後の回転角θ´を相電流指令値演算部３３に出力する。
【０１１０】
ここで、本実施形態では、上記第１の実施形態のような電流指令値演算部２３における加速制御を実行するための特殊な（アシスト強化用、又は逆アシスト用の）ｑ軸電流指令値Ｉq*_up，Ｉq*_dwの出力は行われない。つまり、電流指令値演算部２３は、常に、通常時と同様のｑ軸電流指令値Ｉq*を出力する。そして、本実施形態では、この回転角補正制御部４０における回転角θの補正により、上記逆アシスト制御を行う。
【０１１１】
即ち、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、二相駆動時には、上記漸近線に相当する所定の回転角θvを挟んで各相電流の方向が反転する（θv＝θＡ又はθＢ）。従って、モータ１２の回転方向に向かって、補正後の回転角θ´との間に所定の回転角θvを挟むよう回転角θの位相をずらす、具体的には、その位相を進める（図１６（ａ）参照）、或いはその位相を遅らせる（図１６（ｂ）参照）ことにより、本来の回転角θに対応する電流方向とは逆向きの電流を流すことができる。そして、本実施形態では、これを利用して、上記操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致しない場合において操舵方向とは逆方向のアシストトルクを発生させる逆アシスト制御を実行する構成となっている（図１７参照）。
【０１１２】
さらに詳述すると、図１８のフローチャートに示すように、回転角補正制御部４０は、先ず、操舵方向とモータ回転方向とが不一致であるか否かを判定し（ステップ５０１）、不一致である場合（ステップ５０１：ＹＥＳ）には、続いて回転角θが上記電流制限範囲内（θ１＜θ＜θ２，θ３＜θ＜θ４）にあるか否かを判定する（ステップ５０２）。そして、回転角θが電流制限範囲内にあると判定した場合（ステップ５０２：ＹＥＳ）には、その位相補正制御を実行するための基礎補正量εとして、回転角θと上記漸近線に相当する所定の回転角θv（図１６（ａ）（ｂ）参照）との差分（絶対値）を演算する（ε＝|θv−θ|、ステップ５０３）。
【０１１３】
尚、上記ステップ５０１における回転方向の判定は、操舵トルクτ及びモータ１２の回転角速度ωの符号が一致するか否かに基づいて行われ、その場合における「不一致」には、上記第１の実施形態と同様に、モータ１２が停止している場合（回転角速度ω＝０）も含まれる。また、上記ステップ５０２において、基礎補正量εとして、現在の回転角θと所定の回転角θvとの差分を演算するのは、基本的には、現在の回転角θから上記差分（＋マージン）だけ位相を進める、又は遅らせることにより電流方向が逆転する位置に補正することができるためである。そして、上記ステップ５０１において、操舵方向とモータ回転方向とが一致すると判定した場合（ステップ５０１：ＮＯ）、又は上記ステップ５０２において、回転角θが上記電流制限範囲にはないと判定した場合（ステップ５０２：ＮＯ）には、回転角補正制御部４０は、以下に示すステップ５０３〜ステップ５０４の処理を実行しない。
【０１１４】
次に、回転角補正制御部４０は、現在の回転角θが上記所定の回転角θvよりもモータ回転方向、即ち操舵方向に対して逆回転方向側にあるか否かを判定する（ステップ５０４）。尚、このステップ５０４において、「モータ回転側にない（ステップ５０４：ＮＯ）」とは、モータ回転方向に向かって、回転角θが上記所定の回転角θvよりも手前となる場合であり、「モータ回転側にある（ステップ５０４：ＹＥＳ）」とは、モータ回転方向に向かって、回転角θが上記所定の回転角θvよりも奥側となる場合を指す。そして、モータ回転方向にない場合（ステップ５０４：ＮＯ）には、補正後の回転角θ´の位相をモータ回転方向側に進める進み位相制御を実行し（ステップ５０５、図１６（ａ）参照）、モータ回転方向にある場合（ステップ５０４：ＹＥＳ）には、モータ回転方向側に対して遅らせる遅れ位相制御を実行する（ステップ５０６、図１６（ｂ）参照）。
【０１１５】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）第２電流制御部２４ｂには、当該第２電流制御部２４ｂに入力されるモータ１２の回転角θを補正する回転角補正制御部４０が設けられる。そして、回転角補正制御部４０は、操舵方向とモータ回転方向とが不一致である場合には、モータ１２の回転方向に向かって、補正後の回転角θ´との間に所定の回転角θvを挟むよう回転角θの位相をずらす、具体的には、その位相を進める（図１６（ａ）参照）、或いはその位相を遅らせる（図１６（ｂ）参照）。
【０１１６】
即ち、二相駆動時には、漸近線に相当する所定の回転角θvを挟んで各相電流の方向が反転する（θv＝θＡ又はθＢ）。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、上記引っ掛かり抑制のための逆アシスト制御を実行することができるようになる。
【０１１７】
（２）回転角補正制御部４０は、位相補正制御を実行するための基礎補正量εとして、回転角θと上記漸近線に相当する所定の回転角θv（図１６（ａ）（ｂ）参照）との差分（絶対値）を演算する。
【０１１８】
即ち、基本的に、現在の回転角θから上記差分（＋マージン）だけ位相を進める、又は遅らせることにより電流方向が逆転する位置に補正する。従って、上記構成によれば、より精度よく位相補償制御を実行して、より効果的に逆アシスト制御を実行することができる。
【０１１９】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、大別して、「通常制御モード」、「アシスト停止モード」、及び「二相駆動モード」の３つの制御モードを有することとした。しかし、異常発生時におけるモータ制御の形態は、これらのモードに限るものではない。つまり、通電不良相発生時に該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を実行する構成であれば、どのようなものに適用してもよい。また、異常検出（判定）の方法についても、本実施形態の構成に限るものではない。
【０１２０】
・上記各実施形態では、電流指令値演算部２３は、二相駆動時、通電不良発生相以外の二相のうちの一相についての相電流指令値を出力し、モータ制御信号生成部２４は、当該相についての相電圧指令値を演算した後に、これに基づいて他相の相電圧指令値を演算することとした。しかし、これに限らず、電流指令値演算部２３が、通電不良発生相以外の二相の両方についての相電流指令値を出力する構成としてもよい。
【０１２１】
・また、上記各実施形態では、上記（１）〜（３）式に基づいて、Ｕ相又はＷ相の異常時には、Ｖ相の相電流指令値Ｉv*を演算し、Ｖ相の異常時には、Ｕ相の相電流指令値Ｉu*を演算することとした。しかし、これに限らず、Ｕ相又はＶ相の異常時には、Ｗ相の相電流指令値（Ｉw*）を演算し、Ｗ相の異常時には、Ｕ相の相電流指令値（Ｉu*）を演算する等の構成としてもよい。尚、この場合における各相電流指令値は、上記（１）〜（３）式の符号を逆にすることで演算可能である。
【０１２２】
・さらに、通電不良発生時における相電流指令値は、必ずしも上記（１）〜（３）式により演算した場合と完全には同一でなくともよい。即ち、所定の回転角を漸近線として略正割曲線又は略余割曲線状に変化する、或いはこれに近似して変化するような相電流指令値を演算しても、上記各実施形態に近い効果を得ることができる。但し、上記（１）〜（３）式に基づき相電流指令値を演算した場合が、最も要求トルクに近いモータ電流を発生させることが可能であり、該各式に基づき演算される相電流指令値に近い値が演算される方法ほど、より顕著な効果が得られることはいうまでもない。
【０１２３】
・上記第１の実施形態では、電流制限の実行による低速操舵時の引っ掛かりを抑制するための加速制御として、アシスト強化制御及び逆アシスト制御の両方を行うこととした。しかし、これに限らず、アシスト強化制御又は逆アシスト制御の何れか一方を行う構成としてもよい。
【０１２４】
・上記第１の実施形態では、操舵方向とモータ１２の回転方向とが一致しない場合には、モータ１２が停止している場合（ω＝０）も含むものとし、逆回転している場合と同様の補正係数Ｋ２を乗ずることによりｑ軸電流指令値Ｉq*_dwを演算することとした（図１２参照、ステップ４０７）。しかし、これに限らず、モータ１２が停止している場合（ω＝０）の補正係数と逆回転している場合の補正係数とは異なる構成としてもよい。
【０１２５】
・上記第２の実施形態では、逆アシスト制御を実行するための位相補償制御として、進み位相補正及び遅れ位相補正の両方を行うこととした（図１８参照）。しかし、これに限らず、進み位相補正及び遅れ位相補正の何れか一方のみを行う構成としてもよい。
【０１２６】
・上記第２の実施形態では、回転角補正制御部４０は、位相補正制御を実行するための基礎補正量εとして、回転角θと上記漸近線に相当する所定の回転角θvとの差分（絶対値）を演算することとした。しかし、これに限らず、位相補正量は固定値であってもよい。
【０１２７】
・上記第２の実施形態では、回転角補正制御部４０は、第２電流制御部２４ｂ内に設けれらることとしたが、当該第２電流制御部２４ｂの外部に設ける構成としてもよい。また、その場合、上記第１の実施形態と同様の判定処理を実行し逆アシスト制御を行うとした場合において（図１２参照、ステップ４０７）、補正係数Ｋ２を乗ずる代わりに、位相補正後の回転角θ´を用いてｑ軸電流指令値を演算することにより、その逆アシスト制御を実現する構成としてもよい。
【０１２８】
・上記各実施形態では、逆アシスト制御の実行の際、回転角θが電流制限範囲内にあるか否かの判定を行うこととした（図１２参照、ステップ４０６、及び図１８参照、ステップ５０２）。この判定は、縁石衝突等、転舵輪側からの逆入力印加による逆回転時を除外するための処理であるが、必ずしも行わなくともよい。
【０１２９】
・また、上記第１の実施形態においては、回転角速度ωが臨界速度ωcr以下であり（図１２参照、ステップ４０３：ＮＯ）、且つ回転角θが電流制限範囲内にない場合（ステップ４０４：ＮＯ）に、アシスト強化制御（ステップ４０５）を実行することとした。しかしながら、回転角θが電流制限範囲内にある場合には、通電量の増大は不可能であることから、回転角θが電流制限範囲内にあるか否かの判定処理（ステップ４０４）は、省略してもよい。
【０１３０】
・また、電流制御の形態としては、必ずしも、上記各実施形態のような三相交流座標（Ｕ，Ｖ，Ｗ）における相電流フィードバック制御でなくともよい。例えば、以下に示す（６）〜（８）式により、通電不良発生相に応じた所定の回転角θＡ，θＢを漸近線として、正接曲線（タンジェント）状に変化するｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。そして、該ｄ軸電流指令値Ｉd*に基づくｄ／ｑ座標系の電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する構成に適用してもよい（図１９参照、同図はＵ相通電不良時の例）。また、フィードバック制御に限らず、オープン制御の実行によりモータ制御信号の出力を実行するものに適用してもよい。
【０１３１】
【数４】
0005029312.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態のマイコン（モータ制御信号生成部）の制御ブロック図。
【図４】通電不良相検出の処理手順を示すフローチャート。
【図５】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）における各相電流の推移を示す説明図。
【図６】二相駆動時（Ｕ相通電不良時）におけるｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図７】異常判定及び制御モードの切り替えの処理手順を示すフローチャート。
【図８】二相駆動時におけるモータ制御信号生成の処理手順を示すフローチャート。
【図９】各相電流の方向が切り替わる所定の回転角近傍の減速区間を示す説明図。
【図１０】低速操舵時における引っ掛かりの発生メカニズムを示す説明図。
【図１１】二相駆動時の操舵トルクとモータの回転角速度との関係を示すグラフ。
【図１２】加速制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】アシスト強化制御用の補正係数と差分速度との関係を示す説明図。
【図１４】逆アシスト制御による回転角速度の加速のメカニズムを示す説明図。
【図１５】第２の実施形態のマイコン（モータ制御信号生成部）の制御ブロック図。
【図１６】（ａ）（ｂ）位相補正制御による逆アシストの原理説明図。
【図１７】位相補正による逆アシスト制御の態様を示す説明図。
【図１８】位相補正による逆アシスト制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１９】別例の二相駆動時（Ｕ相通電不良時）におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の推移を示す説明図。
【図２０】従来の通電不良発生相以外の二相を通電相とする二相駆動の態様を示す説明図。
【図２１】従来の二相駆動時におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の推移を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３３】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ…モータコイル、１７…マイコン、１８…駆動回路、２３…電流指令値演算部、２４…モータ制御信号生成部、２４ａ…第１電流制御部、２４ｂ…第２電流制御部、３１…異常判定部、３３…相電流指令値演算部、３６…Ｆ／Ｂ制御部、３７…相電圧指令値演算部、４０…回転角補正制御部、Ｉx，Ｉu，Ｉv，Ｉw…相電流値、Ｉx*，Ｉu*，Ｉv*，Ｉw*…相電流指令値、Ｉx_max…最大値、Ｖx*，Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*，Ｖu**，Ｖv**，Ｖw**…相電圧指令値、Ｉd…ｄ軸電流値、Ｉq…ｑ軸電流値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq*，Ｉq*_up，Ｉq*_dw…ｑ軸電流指令値、θ，θ´，θＡ，θＢ，θv，θa，θa´，θb，θb´，θp，θp０，θp１，θp２，θp３…回転角、ω…回転角速度、ωin…突入速度、ωout…脱出速度、ωcr…臨界速度、Ｋ１，Ｋ２…補正係数、ε…基礎補正量。
【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】
0005029312.tif 000020
【図１６】
0005029312.tif 000021
【図１７】
0005029312.tif 000022
【図１８】
0005029312.tif 000023
【図１９】
0005029312.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
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