電動パワーステアリング装置
【課題】３相電動モータで１相に異常が発生したときに、操舵フィーリングを悪化させることなく、残りの２相を用いてモータ駆動を継続できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】異常検出手段で各相コイルのうちの１相の駆動系統に通電異常を検出したとき、異常時モータ指令値算出手段３４で、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて残りの２相のコイルを使用する異常時相電流指令値を算出し、その異常時相電流指令値に基づいて３相電動モータ１２を駆動する。その際、操舵トルク及び前記３相電動モータ１２で発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている。
【解決手段】異常検出手段で各相コイルのうちの１相の駆動系統に通電異常を検出したとき、異常時モータ指令値算出手段３４で、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて残りの２相のコイルを使用する異常時相電流指令値を算出し、その異常時相電流指令値に基づいて３相電動モータ１２を駆動する。その際、操舵トルク及び前記３相電動モータ１２で発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ブラシレスモータを駆動制御して、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、３相ブラシレスモータで１相に異常が発生したとき、残りの２相の逆起電圧情報に基づいて、モータトルクを略一定とする異常時電流指令値を算出し、その異常時電流指令値に基づいて上記モータを継続駆動するものである。
すなわち、異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する電気角を跨ぐ加速領域で、意図的にモータの回転を操舵方向へ加速するので、当該加速領域でのブレーキトルクの発生を防止することにより、モータトルクが低下する不安定出力角度領域をモータ慣性力により効率的に飛び越えることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５１４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、切増操舵中に、モータトルクを全く発生できない又はモータトルクが低下する電気角範囲すなわち故障相を除く２相のコイルでモータトルクを発生しているため、故障相に対応する電気角付近ではモータトルクが低下するトルク低下領域となり、このトルク低下領域を含む加速領域で、モータの回転を操舵方向へ加速してトルク低下領域を飛び越えるようにしている。しかしながら、トルク低下領域で、操舵トルクとブラシレスモータで発生する操舵補助トルクとを加算したトルクが外力（操舵反力）と略等しくなって操舵トルクが釣り合った状態では、トルク低下領域を慣性トルクで飛び越えることができない場合が生じて運転者に引っ掛かり感を与えるという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、３相ブラシレスモータで１相に異常が発生して残りの２相でモータを駆動する際に、トルク低下領域を確実に飛び越えて操舵フィーリングを悪化させることなく、モータ駆動を継続することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、操舵系に対して操舵補助力を付与する各相コイルをスター結線した３相電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記各相コイルの通電異常を検出するコイル通電異常検出手段と、該コイル通電異常検出手段で、１相のコイルの通電異常を検出したときに、残りの２相のコイルに対する異常時相電流指令値を算出する異常時モータ指令値算出手段と、前記異常時相電流指令値に基づいて前記３相電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている。
【０００７】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第２の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域であるモータトルク低下領域に達したときに、前記異常時相電流指令値を低下させるように構成されている。
【０００８】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第３の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時を、前記操舵トルク、前記３相電動モータの回転角及び回転速度に基づいて検出するようにしている。
さらにまた、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第４の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させた後、前記外力によって当該３相電動モータの電気角が戻されて操舵補助トルクを発生可能な電気角に達したときに、前記異常時相電流指令値を増加させるように構成されている。
【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第５の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域である加速領域内にあるか否かを判定する加速領域判定手段と、前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域内にあると判定したときに、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値を増加補正することで、前記３相電動モータの回転を操舵方向へ加速するモータ回転加速手段と、該モータ回転加速手段による前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ加速したときに、前記電気角が前記最小トルク電気角を跨ぎ前記加速領域より広いリトライ領域内を継続しているか否かを判定するリトライ領域判定手段と、該リトライ領域判定手段の判定結果が、前記電気角がリトライ領域内を継続する場合に、前記加速領域を増加させて、前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ再加速するリトライ加速手段とを備えている。
【００１０】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第６の態様は、前記リトライ加速手段が、前記電気角が加速領域内にあり、操舵トルク及び操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を基本電流指令値より低下させ、前記電気角が前記加速領域の境界位置に達したときに、当該異常時相電流指令値を基本電流指令値より増加させて前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速するように構成されている。
【００１１】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第７の態様は、前記３相電動モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、前記リトライ加速手段が、前記操舵トルクと前記モータ回転速度とに基づいて操舵方向が切増方向であるか切戻方向であるかを判定して第１の切戻フラグを設定する切増切戻判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果、前記異常時相電流指令値、前記切戻フラグ及び前記モータ回転速度に基づいてトルク低下領域であるか否かを判定し、トルク低下領域であるときに切戻を指示する第２の切戻フラグを設定するトルク低下領域判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果と前記第２の切戻フラグとに基づいて前記異常時相電流指令値を減少させ、外力により前記電気角を変化させる補正電流指令ゲインを生成する補正電流指令ゲイン生成部とを備えている。
【００１２】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第８の態様は、前記リトライ領域判定手段が、前記リトライ加速手段で前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速した後の前記電気角がリトライ領域を継続する場合に、リトライ回数を計数するリトライ計数部を備えている。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第９の態様は、前記リトライ領域判定手段が、前記電気角及び前記操舵トルクの方向に基づいてリトライ領域を増加させるように構成されている。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１０の態様は、前記リトライ加速手段が、前記リトライ計数部のリトライ回数が閾値を超えたときに、前記加速領域外の前記異常時相電流指令値を当該リトライ回数に応じて高めるように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、３相電動モータで１相に異常が発生した場合には、残りの２相を用いてモータ駆動を継続することができる。このとき、操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、トルク低下領域の乗り越えができないときに、異常時相電流指令値を減少させて外力により電気角を戻してから指令電流値を増加させてモータ加速を行ってトルク低下領域を確実に乗り越えることができる。その結果、操舵トルクが小さい直進走行付近や、車速が低く操舵トルクが大きい時でも、モータトルクが低下するトルク低下領域をモータ慣性力により確実に飛び越えることができ、滑らかな操舵フィーリングとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】操舵補助制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における制御演算装置２３の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】操舵補助電流指令値算出マップである。
【図５】ベクトル相指令値算出回路のｄ軸電流指令値算出部の具体的構成を示すブロック図である。
【図６】ｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルを示す特性線図である。
【図７】正常時の３相ブラシレスモータで発生する誘起電圧波形を示す特性線図である。
【図８】３相ブラシレスモータにおける２相通電時のステータ磁界モデルを示す説明図である。
【図９】３相ブラシレスモータにおける２相通電時のモータ誘起電圧を示す特性線図である。
【図１０】モータ加速領域判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１１】切増切戻判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１２】トルク低下領域判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１３】補正電流指令ゲイン生成部の具体的構成を示すフロック図である。
【図１４】切り戻し補正ゲインの例を示す図である。
【図１５】リトライカウント部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１６】リトライ電流ゲイン生成部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】リトライ領域を示す説明図である。
【図１８】２相制御用電流指令値生成部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１９】相異常時における切り増し操舵時のモータ電流とモータトルクとを示す図である。
【図２０】相異常時における２相の基本電流値とモータトルクとの示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力がステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する。入力軸２ａの一端はステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１６】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
【００１７】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する３相電動モータとしての３相ブラシレスモータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
【００１８】
また、３相ブラシレスモータ１２は、図２に示すように、Ａ相コイルＬａ、Ｂ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの他端が操舵補助制御装置２０に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃが供給されている。また、３相ブラシレスモータ１２は、ロータの回転位置を検出するホール素子、レゾルバ等で構成されるロータ回転角検出回路１３を備えている。
【００１９】
操舵補助制御装置２０には、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ２１で検出された車速Ｖｓが入力されると共に、ロータ回転角検出回路１３で検出されたロータ回転角θｍが入力される。また、この操舵補助制御装置２０には、さらに３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給されるモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを検出するモータ電流検出回路２２から出力されるモータ駆動電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄが入力される。
【００２０】
操舵補助制御装置２０は、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、モータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄ、並びにロータ回転角θｍに基づいて操舵補助電流指令値を演算して、各相モータ電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを出力する制御演算装置２３を備えている。また、操舵補助制御装置２０は、３相ブラシレスモータ１２を駆動する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるモータ駆動回路２４と、制御演算装置２３から出力される相電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに基づいてモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するＦＥＴゲート駆動回路２５とを備えている。さらに、操舵補助制御装置２０は、モータ駆動回路２４及び３相ブラシレスモータ１２との間に接続された遮断用リレー回路２６と、３相ブラシレスモータ１２に供給されるモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃの異常を検出する異常検出回路２７とを備えている。
【００２１】
（制御演算装置２３の構成）
図３は、制御演算装置２３の具体的構成を示すブロック図である。
制御演算装置２３は、図３に示すように、操舵補助電流指令値演算部３１、角度情報演算部３２、正常時モータ指令値算出部３３及び異常時モータ指令値算出部３４で構成される指令値出力部３０と、指令値選択部３５と、モータ電流制御部３６とを備えている。
【００２２】
操舵補助電流指令値演算部３１は、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴと車速センサ２１で検出した車速Ｖｓとを入力し、これらに基づいて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。
角度情報演算部３２は、ロータ回転角検出回路１３で検出したロータ回転角θｍに基づいて、電気角θｅを演算する電気角変換部３２ａと、この電気角変換部３２ａから出力される電気角θｅを例えば微分してモータ回転速度ωｍを算出するモータ回転速度演算部３２ｂとを備えている。
【００２３】
ここで、操舵トルクセンサ３は、例えば、右操舵時の発生トルクは正値、左操舵時の発生トルクは負値として、操舵トルクＴに符号を付与して出力するように構成されている。同様に、３相ブラシレスモータ１２のモータ回転速度演算部３２ｂは、３相ブラシレスモータ１２の回転方向に応じて符号を付与し、例えば、右方向の操舵時に操舵補助力を付与する回転方向の場合には正値、左方向の操舵時に操舵補助力を付与する回転方向の場合には負値、を付与して出力するように構成されている。
【００２４】
正常時モータ指令値算出部３３は、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、電気角θｅ及び電気角速度ωｅに基づいて、３相電流指令値（正常時相電流指令値）Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを算出する。
異常時モータ指令値算出部３４は、後述する異常検出回路２７から入力される相異常検出信号ＡＳ、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、電気角θｅ及び電気角速度ωｅに基づいて正常なコイルＬｉ（ｉ＝ａ〜ｃ）及びＬｊ（ｊ＝ｂ〜ａ）に対する２相電流指令値（異常時相電流指令値）Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを算出する。このとき、基本電流指令値としての２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆは、図１９に示すように、互いに符号が逆で絶対値が等しく算出する。つまり、２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆの和は零であり、これらは共通の電気角θｅで符号が反転することになる。
【００２５】
指令値選択部３５は、相異常検出信号ＡＳに基づいて相異常検出信号ＡＳが“０”であるときに正常時モータ指令値算出部３３から出力される３相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを選択し、相異常検出信号ＡＳが“０”以外の値であるときに異常時モータ指令値算出部３４から出力される２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを選択する。
モータ電流制御部３６は、指令値選択部３５で選択した電流指令値とモータ電流検出回路２２で検出したモータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄとを用いて、電流フィードバック処理を行う。
【００２６】
以下、各ブロックで実行する処理について詳細に説明する。
操舵補助電流指令値演算部３１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓをもとに、図４に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。操舵補助電流指令値算出マップは、図４に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速検出値Ｖｓをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成される。
【００２７】
この特性線図は、操舵トルクＴが"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが"０"を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが急峻に増加するように設定されている。また、この特性曲線は、車速Ｖｓが増加するに従って傾きが小さくなるように設定されている。
角度情報演算部３２は、ロータ回転角検出回路１３で検出したロータ回転角θｍを電気角θｅに変換する電気角変換部３２ａと、この電気角変換部３２ａから出力される電気角θｅを微分してモータ回転速度を表す電気角速度ωｅを算出する微分回路３２ｂとを有する。
【００２８】
正常時モータ指令値算出部３３は、図３に示すように、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆと電気角速度ωｅとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出するｄ軸電流指令値算出部３３ａ、電気角θｅに基づいてｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）を算出するｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂを備えている。また正常時モータ指令値算出部３３は、ｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂから出力されるｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）とｄ軸電流指令値算出部３３ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆと操舵補助電流指令値演算部３１から出力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出するｑ軸電流指令値算出部３３ｃで構成されるｄ−ｑ軸電流指令値算出部３３ｄを備えている。さらに、正常時モータ指令値算出部３３は、ｄ軸電流指令値算出部３３ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとｑ軸電流指令値算出部３３ｃから出力されるｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとを３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに変換する２相／３相変換部３３ｅを備えている。
【００２９】
ｄ軸電流指令値算出部３３ａは、図５に示すように、操舵補助電流指令値演算部３１から出力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを３相ブラシレスモータ１２へのベース角速度ωｂに換算する換算部５１と、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの絶対値｜Ｉｒｅｆ｜を算出する絶対値部５２と、電気角速度ωｅとモータの磁極数Ｐとからモータの機械角速度ωｍ（＝ωｅ／Ｐ）を算出する機械角算出部５３と、ベース角速度ωｂと機械角速度ωｍとに基づいて進角Φ＝ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）を算出するａｃｏｓ算出部５４と、進角Φに基づいてｓｉｎΦを求めるｓｉｎ算出部５５と、絶対値部５２からの絶対値｜Ｉｒｅｆ｜とｓｉｎ算出部５５から出力されるｓｉｎΦとを乗算して−１倍することによりｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ（＝−｜Ｉｒｅｆ｜ｓｉｎΦ）を求める乗算器５６とを備えている。
このようにｄ軸電流指令値算出部３３ａを構成することにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆは、
Ｉｄｒｅｆ＝−｜Ｉｒｅｆ｜・ｓｉｎ（ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）） …………（１）
となる。
【００３０】
上記（１）式のａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）の項に関し、モータの回転速度が高速でない場合、つまり３相ブラシレスモータ１２の機械角速度ωｍがベース角速度ωｂより低速時の場合は、ωｍ＜ωｂとなるのでａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）＝０となり、よってＩｄｒｅｆ＝０となる。しかし、高速回転時、つまり機械角速度ωｍがベース角速度ωｂより高速になると、電流指令値Ｉｄｒｅｆの値が現れて、弱め界磁制御を始める。上記（１）式に表されるように、電流指令値Ｉｄｒｅｆは３相ブラシレスモータ１２の回転速度によって変化するため、高速度回転時の制御をつなぎ目なく円滑に行うことが可能であるという優れた効果がある。
【００３１】
また、別の効果としてモータ端子電圧の飽和の問題に関しても効果がある。モータの相電圧Ｖは、一般的に、
Ｖ＝Ｅ＋Ｒ・Ｉ＋Ｌ（ｄｉ／ｄｔ） …………（２）
で表される。ここで、Ｅは逆起電圧、Ｒは固定抵抗、Ｌはインダクタンスである。逆起電圧Ｅはモータが高速回転になるほど大きくなり、バッテリー電圧などの電源電圧は固定であるから、モータの制御に利用できる電圧範囲が狭くなる。この電圧飽和に達する角速度がベース角速度ωｂで、電圧飽和が生じるとＰＷＭ制御のデューティ比が１００％に達し、それ以上は電流指令値に追従できなくなり、その結果トルクリップルが大きくなる。
【００３２】
しかし、上記（１）式で表される電流指令値Ｉｄｒｅｆは極性が負であり、上記（２）式のＬ（ｄｉ／ｄｔ）に関する電流指令値Ｉｄｒｅｆの誘起電圧成分は、逆起電圧Ｅと極性が反対となる。よって、高速回転になるほど値が大きくなる逆起電圧Ｅを、電流指令値Ｉｄｒｅｆによって誘起される電圧で減じる効果を示す。その結果、３相ブラシレスモータ１２が高速回転になっても、電流指令値Ｉｄｒｅｆの効果によってモータを制御できる電圧範囲が広くなる。つまり、電流指令値Ｉｄｒｅｆの制御による弱め界磁制御によってモータの制御電圧は飽和せず、制御できる範囲が広くなり、モータの高速回転時にもトルクリップルが大きくなることを防止できる効果がある。
【００３３】
さらに、ｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂは、電気角θｅをもとに、図６に示す３相駆動用記憶テーブルとしてのｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルを参照して、ｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）を算出する。ここで、ｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルは、図６に示すように、横軸に電気角θｅをとり、縦軸に各相コイルが発生する誘起電圧波形を回転座標に変換したｄ軸電圧ｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）をとって構成される。３相ブラシレスモータ１２が図７に示すように正常時の誘起電圧波形Ａ相ＥＭＦ、Ｂ相ＥＭＦ及びＣ相ＥＭＦが夫々１２０度位相の異なる正弦波となる正弦波誘起電圧モータである場合には、図６に示すように、電気角θには関係なくｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）が共に一定値となる。
【００３４】
さらにまた、ｑ軸電流指令値算出部３３ｃは、入力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、ｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）、ｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び電気角速度ωｅに基づいて下記（３）式の演算を行ってｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出する。
Ｉｑｒｅｆ＝｛Ｋt×Ｉｒｅｆ×ωe−ｅｄ(θe)×Ｉｄｒｅｆ(θe)｝／ｅｑ(θe)
………………（３）
ここで、Ｋｔはモータトルク定数である。
【００３５】
（異常時モータ指令値算出部３４の構成）
異常時モータ指令値算出部３４は、３相ブラシレスモータ１２の１相のコイルを含む駆動系統に異常が発生した場合に、残りの２相のコイルを使用して３相ブラシレスモータ１２の回転駆動を継続するための相電流指令値を算出するものである。
３相ブラシレスモータ１２では、例えば図８（ａ）に示すようにＡ相コイルＬａに対する駆動系統に断線が発生して、Ａ相コイルＬａにモータ電流を供給できない状態となると、モータ電流を供給可能なコイルはＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃの２つのコイルとなる。これらＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃに供給する電流の方向は、Ｂ相コイルＬｂからモータ電流を入力してＣ相コイルＬｃから出力する場合と、逆にＣ相コイルＬｃからモータ電流を入力してＢ相コイルＬｂから出力する場合の２通りとなる。
これらモータ電流によって発生するステータ合成磁界は、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、１８０度異なる方向にのみ形成することができるだけであるので、これらのステータ合成磁界のみでは３相ブラシレスモータ１２を２相駆動することはできない。
【００３６】
そこで、例えばＡ相の駆動系統に通電異常が発生したときに、残りのＢ相及びＣ相を使用してモータ駆動する場合のモータ誘起電圧を、図９に示すように、電気角θｅに対する特性曲線Ｌ１及びＬ２で示される誘起電圧ＥＭＦｂ（θｅ）及びＥＭＦｃ（θｅ）を合成した特性曲線Ｌ３で示される合成誘起電圧ＥＭＦａとする。そして、この合成誘起電圧ＥＭＦａに基づいて相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出し、この相電流指令値Ｉｍ（θｅ）に基づいて、上述した２相電流指令値を算出する。
ここで、本実施形態では、現在の電気角θｅが後述する所定の加速領域内にあるとき、３相ブラシレスモータ１２を操舵方向へ加速するべく、上記相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を増加又は減少する補正を行うものとする。
【００３７】
次に、異常時モータ指令値算出部３４の具体的構成について説明する。
異常時モータ指令値算出部３４は、図３に示すように、基本電流指令値生成部６０と、基本電流指令ゲイン生成部６１と、補正電流指令ゲイン生成部６２と、リトライ電流指令ゲイン生成部６３と、基本電流指令ゲイン生成部６１から出力される基本電流ゲインＧｉｆと補正電流指令ゲイン生成部６２から出力される補正電流指令ゲインＧｉａとリトライ電流指令ゲイン生成部６３から出力されるリトライ電流指令ゲインＧｉｒとに基づいて２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを生成する２相制御用各相電流指令値生成部６４とを備えている。ここで、補正電流指令ゲイン生成部６２、リトライ電流指令ゲイン生成部６３及び２相制御用各相電流指令値生成部６４で、電流指令値補正手段が構成されている。
【００３８】
基本電流指令値生成部６０は、誘起電圧算出部６０ａと相電流指令値算出部６０ｂとを備えている。誘起電圧算出部６０ａは、電気角θｅ及び後述する異常検出回路２７から出力される相異常検出信号ＡＳに基づいて、合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。
ここで、誘起電圧算出部６０ａは、Ｂ−Ｃ２相で駆動する場合の図９の特性曲線Ｌ３で表される合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を示す合成誘起電圧算出用記憶テーブル、Ａ−Ｂ２相で駆動する場合の合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を表す合成誘起電圧算出テーブル、及びＡ−Ｃ２相で駆動する場合の合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を表す合成誘起電圧算出用記憶テーブルの３つの合成誘起電圧算出用記憶テーブルを有する。そして、相異常検出信号ＡＳに基づいて正常である２相に対応する合成誘起電圧算出用記憶テーブルを選択し、電気角θｅをもとに選択した合成誘起電圧算出用記憶テーブルを参照して合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。
【００３９】
相電流指令値算出部６０ｂは、誘起電圧算出部６０ａで算出した合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ及び電気角速度ωｅに基づいて、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
すなわち、相電流指令値算出部６０ｂは、下記（４）の演算を行って相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
Ｉｍ（θｅ）＝（Ｋｔ２×Ｉｒｅｆ×ωｅ）／ＥＭＦａ（θｅ） ………（４）
ここで、Ｋｔ２は２相通電時のモータトルク定数である。
【００４０】
基本電流指令ゲイン生成部６１は、相異常検出信号ＡＳが“０”以外の値であるときに、異常を検出した相以外の２つの相に対して電気角θｅを０〜１８０°及び１８０°〜３６０°に振り分けるオフセット処理を行う故障相別角度オフセット処理部６５と、このオフセット処理された故障相別シフト後電気角θｅｓと逆誘起電圧特性ゲインとの関係を表す逆誘起圧特性ゲイン算出用記憶テーブルを有する逆ＥＭＦ特性ゲイン算出部６６とを備えている。
【００４１】
そして、逆誘起電圧特性ゲイン算出部６６から故障相別シフト後電気角θｅｓに応じた基本電流ゲインＧｉｆが２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
補正電流指令ゲイン生成部６２は、切増切戻判定部７１と、モータ加速領域判定部７２と、トルク低下領域判定部７３と、補正電流指令ゲイン生成部７４とを備えている。
切増切戻判定部７１は、図１０に示すように、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが入力されて操舵トルクＴの符号を判定する操舵トルク符号判定部７１ａと、この操舵トルク符号判定部７１ａの判定結果と電気角速度ωｅが入力されてブラシレスモータの回転方向を判定する回転方向判定部７１ｂと、この回転方向判定部７１ｂの判定結果と操舵トルク符号判定部７１ａの判定結果とが入力されて切増／切戻を判定して、切戻状態で“１”となる第１の切戻フラグＦｒ１を出力する切増／切戻判定部７１ｃとを備えている。
【００４２】
操舵トルク符号判定部７１ａは、操舵トルクＴが零を含む正値であるときには論理値“１”の符号判定出力Ｓｔが出力され、操舵トルクＴが負値であるときには論理値“０”の符号判定出力Ｓｔが出力される。
回転方向判定部７１ｂは、操舵トルク符号判定部７１ａから入力される符号判定出力Ｓｔが論理値“１”であるときには、回転速度ωｍに予め設定された回転速度ヒステリシスωｈを加算した値の絶対値が回転速度ヒステリシスωｈ１を超えているか否かを判定する。この判定結果が、｜ωｍ＋ωｈ１｜＞ωｈ１である場合には、回転速度ωｍが０を含む正値であるときに論理値“１”の回転方向判定出力Ｓｒを出力し、回転速度ωｍが負値であるときには論理値“０”の回転方向判定出力Ｓｒを出力する。また、｜ωｍ＋ωｈ１｜≦ωｈ１であるときには前回出力を維持する。
【００４３】
また、回転方向判定部７１ｂは、操舵トルク符号判定部７１ａから入力される符号判定出力Ｓｔが論理値“０”であるときには、回転速度ωｍから予め設定された回転速度ヒステリシスωｈ２を減算した値の絶対値が回転速度ヒステリシスωｈ２を超えているか否かを判定する。この判定結果が、｜ωｍ−ωｈ２｜＞ωｈ２である場合には、回転速度ωｍが０を含む正値であるときに論理値“１”の回転方向判定出力Ｓｒを出力し、回転速度ωｍが負値であるときには論理値“０”の回転方向判定出力Ｓｒを出力する。また、｜ωｍ−ωｈ２｜≦ωｈ２であるときには前回出力を維持する。
【００４４】
さらに、切増／切戻判定部７１ｃは、入力される回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔに基づいて回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔが不一致となっている継続時間が切増から切戻に切り換わる切換時間閾値を超えているか否かを判定し、回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔが不一致となっている継続時間が切増から切戻に切り換わる切換時間閾値を超えているときには切戻状態であると判断して第１の切戻フラグＦｒ１を“１”にセットし、上記以外の場合には切増状態であると判断して第１の切戻フラグＦｒ１を“０”にリセットするとともに、内部カウンタを零リセットする。
【００４５】
モータ加速領域判定部７２ｂは、図１９に示す基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）に基づいて電流値の絶対値が最大値Ｉｍａｘから低下する電気角範囲である安定領域角範囲を算出する安定領域角算出部７２ａと、第１の切戻フラグＦｒ１が“１”にセットされている領域に基づいて安定領域角範囲を補正する切戻操舵安定領域補正部７２ｂと、後述するリトライカウント部８１から入力されるリトライ回数Ｎｒに基づいてリトライ切戻操舵による加速領域の増加分を補正するリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃと、このリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃから出力される安定領域角度θｓａと故障相別シフト後電気角θｅｓとに基づいて安定領域角度θｓａ以上の加速度領域内であるか否かを判定し、加速領域判定フラグＦａを出力する加速領域判定部７２ｄとを備えている。
【００４６】
ここで、加速領域判定部７２ｄは、故障相別シフト後電気角θｅｓが安定領域角度θｓａ以上（θｅｓ≧θｓａ）であるときに、加速領域内であると判断して加速領域判定フラグＦａを“１”にセットし、それ以外すなわちθｅｓ＜θｓａであるときには安定領域内であると判断して加速領域判定フラグＦａを“０”にリセットする。
上記加速領域は、前述した相電流指令値算出部６０ｂで算出する相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転する電気角θｅを跨ぐ所定の角度領域に設定する。具体的には、当該加速領域は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が、各相コイルの駆動系統で通電可能な電流値の上限に相当する相電流上限値（モータ駆動回路２４で出力可能な最大電流値Ｉｍａｘ）に達している角度領域の前後を含む角度領域とする。
【００４７】
３相ブラシレスモータ１２の何れか１相に通電異常が発生し、２相電流指令値に基づいて３相ブラシレスモータ１２を回転駆動した場合、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転する電気角θｅでモータトルクが必ず零となる。したがって、上記加速領域は、モータトルクが零となる電気角θｅを跨ぐ角度領域とも言える。
トルク低下領域判定部７３は、図１２に示すように、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆが最大電流値Ｉｍａｘに近い値のトルク低下領域判定電流閾値Ｉｔｄ以上であるか否か判定する電流指令値比較部７３ａと、モータ回転速度ωｍがトルク低下領域判定回転速度閾値ωｔｍ以下であるか否かを判定する回転速度比較部７３ｂと、前述した加速領域判定フラグＦａ、電流指令値比較部７３ａの比較出力及び回転速度比較部７３ｂの比較出力が入力されてトルク低下領域内であるか否かを判定する判定部７３ｃとを備えている。
【００４８】
ここで、電流指令値比較部７３ａは、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆの絶対値がトルク低下領域判定電流閾値Ｉｔｄ以上であるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｉを出力し、それ以外のときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｉを出力する。
回転速度比較部７３ｂは、回転速度ωｍの絶対値がトルク低下領域判定回転速度閾値ωｔｍ以下であるときには論理値“１”の比較出力Ｃｔｖを出力し、それ以外のときには論理値“０”の比較出力Ｃｔｖを出力する。
【００４９】
判定部７３ｃは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ、電流指令値判定出力Ｓｔｉが論理値“１”で、且つ回転速度判定出力Ｓｔｖが論理値“１”であるときの継続時間がトルク低下領域判定時間閾値を超えているとき、又は第１の切戻フラグＦｒ１が“１”にセットされているときには切戻状態であると判断して第２の切戻フラグＦｒ２を“１”にセットし、それ以外の場合には、切増状態であると判断して第２の切戻フラグＦｒ２を“０”にリセットするとともに、内部カウンタを零にリセットする。
【００５０】
補正電流指令ゲイン生成部７４は、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆに基づいて切戻／切増時補正電流ゲインを算出するゲイン算出部７４ａと、加速領域判定フラグＦａ及び第２の切戻フラグＦｒ２が入力される電流ゲイン算出部７４ｂとを備えている。
ここで、ゲイン算出部７４ａは、切戻時に図１４に示すゲイン算出マップを参照して切戻補正電流ゲインＧｉｒｖを算出してゲイン算出部７４ｂに設定するとともに、切増時に予め設定された切増補正電流ゲインをゲイン算出部７４ｂに設定し、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆが安定領域にあるときに予め設定された安定領域補正電流ゲインをゲイン算出部７４ｂに設定する。
【００５１】
ここで、切戻補正電流ゲインＧｉｒｖは、図１４に示すように、｜Ｉｍ（θｅ）｜≧Ｉｍ（θｅ）TH2であるときに０より僅かに大きな正値となり、｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH1であるときに最小値−Ｇｉｒｍｉｎとなる。ここで、Ｇｉｒｍｉｎ≦１である。また、切り戻し補正電流ゲインＧｉｒｖは、Ｉｍ（θｅ）TH1≦｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）ｆTH2であるとき、基本電流指令値｜Ｉｍ（θｅ）｜が大きくなるにつれて−ＧｉｒｍｉｎからＧｉｒｍａｘまで徐々に変化するように設定する。
すなわち、｜Ｉｍ（θｅ）｜≧Ｉｍ（θｅ）TH2である場合には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値を減少させる補正を行う。一方、｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH1である場合には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号を反転すると共に減少させる補正を行う。
【００５２】
また、Ｉｍ（θｅ）TH1≦｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH2である場合には、上記相電流指令値Ｉｍ(θｅ)の補正量を、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを基準に徐変させて急激な変化を防止する。このように、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに応じて相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正量を徐々に変化させる徐変領域を設ける。
ここで、上記閾値Ｉｍ（θｅ）TH1及びＩｍ（θｅ）TH2は、モータに回転力を与える程度のモータに係る外部負荷が発生する操舵補助電流指令値を基準に設定される。
【００５３】
ゲイン算出部７４ｂは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ且つ切戻フラグＦｒが“１”にセットされているときには図１４で算出される切戻補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。また、ゲイン算出部７４ｂは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ且つ切戻フラグＦｒが“０”にリセットされているときに切増補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。さらに、ゲイン算出部７４は、上記の２つの状態以外のときには、安定領域補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。
【００５４】
リトライ電流指令ゲイン生成部６３は、リトライカウント部８１と、リトライ電流指令ゲイン算出部８２とを備えている。リトライカウント部８１は、図１５に示すように、故障相別シフト後電気角θｅｓがリトライ領域内に継続しているかを判定するリトライ継続判定部８１ａと、第２の切戻フラグＦｒ２の切戻状態から切増状態への状態変化を判定して切戻→切増変化フラグＦｒｉを出力する状態変化判定部８１ｂと、リトライ継続判定部８１ａの判定出力Ｓｒｔ及び状態変化判定部８１ｂの切戻−切増変化フラグＦｒｉに基づいてリトライ回数Ｎｒを算出するリトライ回数計数部８１ｃとを備えている。
【００５５】
ここで、リトライ継続判定部８１ａは、操舵トルクＴを操舵トルク閾値Ｔｔと比較するトルク比較部８１ｄと、故障相別シフト後電気角θｅｓと操舵トルクＴとが入力されてリトライ領域電気角θｒｔを算出するリトライ領域電気角算出部８１ｅと、故障相別シフト後電気角θｅｓとリトライ領域電気角θｒｔとを比較するリトライ電気角比較部８１ｆと、このリトライ電気角比較部８１ｆの比較出力Ｃｔｉを１回分遅延させる遅延回路８１ｇと、現在の比較出力Ｃｔｉ(n)と前回の比較出力Ｃｔｉ(n-1)とを比較して両者が一致するか否かを判定する一致検出回路８１ｈと、一致検出回路８１ｈの出力Ｓｃｏとトルク比較部８１ｄの比較出力Ｓｔｃとの論理積を取るアンド回路８１ｉとを備えている。
トルク比較部８１ｄは、操舵トルクＴと操舵トルク閾値とを比較して操舵トルクＴが操舵トルク閾値以上であるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｃをアンド回路８１ｉに出力し、それ以外のときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｃをアンド回路８１ｉに出力する。
【００５６】
リトライ領域電気角算出部８１ｅは、操舵トルクＴが０を含む正値である場合に、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°未満であるときには１８０°にリトライ領域オフセット値Δθｏを加算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°＋Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力し、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°以上であるときには０°にリトライ領域オフセット値Δθｏを加算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝０°＋Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力する。同様に、リトライ領域電気角算出部８１ｅは、操舵トルクＴが負値である場合に、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°未満であるときには１８０°からリトライ領域オフセット値Δθｏを減算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°−Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力し、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°以上であるときには０°からリトライ領域オフセット値Δθｏを減算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝０°−Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力する。
【００５７】
リトライ電気角比較部８１ｆは、故障相別シフト後電気角θｅｓとリトライ領域電気角θｒｔとを比較し、θｅｓ＜θｒｔであるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｉを出力し、θｅｓ≧θｒｔであるときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｉを出力する。
状態変化判定部８１ｂは、第２の切戻フラグＦｒ２が“１”から“０”にすなわち切戻状態から切増状態に状態変化した場合には切戻→切増変化フラグＦｒｉを“１”にセットし、それ以外の場合には切戻→切増変化フラグＦｒｉを“０”にリセットする。
【００５８】
リトライ回数計数部８１ｃは、リトライ継続判定部８１ａの判定結果がリトライ領域電気角内継続であるときに、切戻→切増変化フラグＦｒｉが“１”となる毎にリトライ回数Ｎｒを“１”だけインクリメントし、リトライ継続判定部８１ａの判定結果がリトライ領域電気角内継続ではないときにはリトライ回数Ｎｒを“０”にクリアし、リトライ回数Ｎｒをリトライ電流指令ゲイン生成部８２及び補正電流指令ゲイン生成部６２のモータ加速領域判定部７２に出力する。
【００５９】
リトライ電流指令ゲイン生成部８２は、図１６に示すように、リトライ回数Ｎｒと第２の切戻フラグＦｒ２とが入力されるリトライゲイン出力判定部８２ａと、このリトライゲイン出力判定部８２ａの判定結果とリトライ回数Ｎｒとが入力されるリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂとを備えている。
【００６０】
ここで、リトライゲイン出力判定部８２ａは、リトライ回数Ｎｒが予め設定した閾値Ｎｓ以上で且つ第２の切戻フラグＦｒ２が“１”にセットされて切戻状態である場合にリトライゲインを出力するものと判断して論理値“１”のリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇをリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに出力し、上記以外の場合にリトライゲインを出力しないものと判断して論理値“０”のリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇをリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに出力する。
【００６１】
リトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂは、リトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇが論理値“１”であるときに、予め設定されたリトライ電流指令基準ゲインＧｉｒｂにリトライ回数Ｎｒを乗算した値をリトライ電流指令ゲインＧｉｒ（＝Ｇｉｔｂ＊Ｎｒ）として２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力する。
【００６２】
２相制御用各相電流指令値生成部６４は、図１８に示すように、基本電流指令ゲイン生成部６１から出力される基本電流指令ゲインＧｉｆに補正電流指令ゲイン生成部６２から出力される補正電流ゲインＧｉａを乗算する乗算器６４ａと、この乗算器６４ａの乗算出力をビット調整回路６４ｂでビット調整してからリトライ電流指令ゲイン生成部６３から出力されるリトライ電流指令ゲインＧｉｒを加算する加算器６４ｃと、この加算器６４ｃの加算出力を基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算する乗算器６４ｄと、この乗算器６４ｄの乗算出力をビット調整するビット調整回路６４ｅと、このビット調整回路６４ｅから出力される相電流指令値を最大値で制限する相電流指令値制限回路６４ｆと、この相電流指令値制限回路６４ｆで制限された相電流指令値を変化量を制限するレイトリミッタ６４ｇと、このレイトリミッタ６４ｇから出力される電流指令値Ｉｍと相異常検出信号ＡＳとが入力される各相電流選択演算部６４ｈとから構成されている。
【００６３】
ここで、各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＡ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを０に設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを−Ｉｍに設定し、Ｃ相電流指令値を＋Ｉｍに設定する。また、各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＢ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを＋Ｉｍに設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを０に設定し、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆを−Ｉｍに設定する。さらに各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＣ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを−Ｉｍに設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを＋Ｉｍに設定し、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆを０に設定する。
【００６４】
指令値選択部３５は、切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃと、これら切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃを切換え制御する選択制御部９２とを備えている。
切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃの常閉接点には、正常時モータ指令値算出部３３の２相／３相変換部３３ｅで算出された各相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが入力され、他方の常開接点には異常時モータ指令値算出部３４から出力される各相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが入力される。
【００６５】
選択制御部９２は、異常検出回路２７から出力される相異常検出信号ＡＳが全ての相が正常であることを示す“０”であるとき、切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに対して常閉接点を選択する論理値“０”の選択信号を出力すると共に、後述する遮断リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３に対してこれらをオン状態に制御するリレー制御信号を出力する。一方、相異常検出信号ＡＳが“０”でないときには、切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに対して常開接点を選択する論理値“１”の選択信号を出力すると共に、異常となった駆動系統に対応する遮断リレー回路ＲＬＹｘ（ｘ＝ａ〜ｃ）に対してこれをオフ状態に制御するリレー制御信号を出力する。
【００６６】
モータ電流制御部３６は、指令値選択部３５から供給される各相電流指令値Ｉａｒｅｆ，Ｉｂｒｅｆ，Ｉｃｒｅｆから電流検出回路２２で検出した各相コイルＬａ、Ｌｂ、Ｌｃに流れるモータ相電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ、Ｉｃｄを減算して各相電流誤差ΔＩａ、ΔＩｂ、ΔＩｃを求める減算器１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃと、求めた各相電流誤差ΔＩａ、ΔＩｂ、ΔＩｃに対して比例積分制御を行って指令電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを算出するＰＩ制御部１０２とを備えている。
【００６７】
そして、ＰＩ制御部１０２から出力される指令電圧Ｖａ、Ｖｂ、ＶｃがＦＥＴゲート駆動回路２５に供給される。
モータ駆動回路２４は、図２に示すように、各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに対応して直列に接続されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，Ｑｃｂを並列に接続されたインバータ構成を有する。スイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂの接続点、Ｑｂａ，Ｑｂｂの接続点及びＱｃａ，Ｑｃｂの接続点は、夫々相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの中性点Ｐｎとは反対側に接続されている。
【００６８】
そして、モータ駆動回路２４を構成する各スイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，ＱｃｂのゲートにＦＥＴゲート駆動回路２５から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号が供給される。
さらに、遮断用リレー回路２６は、３相ブラシレスモータ１２の相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの中性点Ｐｎとは反対側の端子と、モータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，Ｑｃｂの接続点との間に個別に介挿されたリレー接点ＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３で構成されている。各リレー接点ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３は、選択制御部９２から出力されるリレー制御信号によってオン／オフ状態が制御される。このとき、異常検出回路２７で全ての相で異常が検出されない正常状態では閉状態（オン状態）に制御され、何れか１つの相で異常が検出されたときに異常となった相のリレー接点ＲＹＬｉ（ｉ＝１〜３）が開状態（オフ状態）に制御される。
【００６９】
さらにまた、異常検出回路２７は、ＦＥＴゲート駆動回路２５に供給する電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃ又はモータ駆動回路２４に供給するパルス幅変調信号と各相のモータ電圧とを比較することによってＡ相、Ｂ相、及びＣ相の不導通及び短絡異常を検出することができる。そして、異常検出回路２７では、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の全てが正常である場合には、“０”、Ａ相不導通異常時には“Ａ１”、Ａ相短絡異常時には“Ａ２”、Ｂ相不導通異常時には“Ｂ１”、Ｂ相短絡異常時には“Ｂ２”、Ｃ相不導通異常時には“Ｃ１”、Ｃ相短絡異常時には“Ｃ２”となる相異常検出信号ＡＳを制御演算装置２３の異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に出力する。
なお、図１の操舵トルクセンサ３が操舵トルク検出手段に対応し、車速センサ２１が車速検出手段に対応し、操舵補助制御装置２０がモータ制御手段に対応し、図２の異常検出回路２７がコイル相異常検出手段に対応している。
【００７０】
また、図３の操舵補助電流指令値演算部３１が操舵補助電流指令値算出手段に対応し、正常時モータ指令値算出部３３が正常時モータ指令値算出手段に対応し、異常時モータ指令値算出部３４が異常時モータ指令値算出手段に対応し、指令値選択部３５及びモータ電流制御部３６がモータ駆動制御手段に対応している。さらに、モータ加速領域判定部７２が加速領域判定手段に対応し、リトライ電流指令ゲイン生成部６３がリトライ加速手段に対応している。
【００７１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
（動作）
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、モータ駆動回路２４を構成する各電界効果トランジスタＱａａ〜Ｑｃｂが正常であると共に、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ〜Ｌｃに断線や地絡が生じていない正常状態であるものとする。この場合には、異常検出回路２７で異常状態が検出されることがないため、異常検出回路２７は“０”を表す相異常検出信号ＡＳを異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に出力する。
【００７２】
このため、指令値選択部３５の選択制御部９２は論理値“０”の選択信号を切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに出力する。したがって、各切換スイッチ９１ａ〜９１ｃが常閉接点側を選択し、正常時モータ指令値算出部３３が出力した相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆがモータ電流制御部３６に供給される。これと同時に各リレー接点ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３に対してこれらを閉状態に制御するリレー制御信号が出力される。
【００７３】
これにより、モータ駆動回路２４から出力したモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃがリレー接点ＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３を介して３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給される。すなわち、３相コイルを使用したモータ駆動制御が行われる。
このとき、車両が停止しており、運転者がステアリングホイール１を操舵していない状態であるとすると、制御演算装置２３の正常時モータ指令値算出部３３は、相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆをそれぞれ“０”に算出する。このとき、３相ブラシレスモータ１２が停止している場合には、各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給されるモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃも“０”となり、３相ブラシレスモータ１２は停止状態を維持する。
【００７４】
このステアリングホイール１の非操舵状態から、車両の停止時にステアリングホイール１を操舵する所謂据え切り状態とすると、これに応じて操舵トルクセンサ３は大きい操舵トルクＴを検出する。したがって、正常時モータ指令値算出部３３は、この操舵トルクＴに応じた相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆを算出し、これらをモータ電流制御部３６に供給する。
【００７５】
すると、モータ電流制御部３６は、相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに基づいて指令電圧Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを算出し、これらをＦＥＴゲート駆動回路２５に供給する。これにより、モータ駆動回路２４の各電界効果トランジスタが制御されて、３相ブラシレスモータ１２が回転駆動される。このため、３相ブラシレスモータ１２は、ステアリングホイール１に入力される操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生し、これが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２に伝達されることにより、運転者はステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。
【００７６】
この正常状態から、例えばＡ相コイルＬａを駆動する駆動系統即ちモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱａａ又はＱａｂがオフ状態を継続したままとなるか、Ａ相コイルＬａを含む通電経路に断線が生じることにより、Ａ相コイルＬａが不導通となる異常が発生したものとする。この場合、当該異常を異常検出回路２７で検出し、異常検出回路２７はＡ相不導通異常を表す“Ａ１”の相異常検出信号ＡＳを異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に供給する。
このため、選択スイッチ９１ａ〜９１ｃが常閉接点側から常開接点側に切換えられる。したがって、モータ電流制御部３６に供給する相電流指令値は、正常時モータ指令値算出部３３が出力する相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆから、異常時モータ指令値算出部３４が出力する相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆに切換えられる。
【００７７】
異常時モータ指令値算出部３４では、異常検出回路２７から入力される相異常検出信号ＡＳが“Ａ１”であるので、誘起電圧算出部６０ａで、角度情報演算部３２から入力される電気角θｅをもとに、Ｖ相誘起電圧とＷ相誘起電圧との合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。そして、算出された合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）が相電流指令値算出部６０ｂに供給され、この相電流指令値算出部６０ｂで前記（４）式の演算を行って基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
【００７８】
この基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）は、図１７（ａ）に示すように、電気角θｅ＝０°で正値の最小値となり、その後電気角θｅが増加するにつれて増加し、電気角θｅが６０°近傍で最大電流値となり、その後電気角θｅが９０°で符号反転して負値の最大値となり、その後、電気角θｅが１１０°近傍で負値の最大値から徐々に減少して電気角θｅが１８０°で絶対値が最小値となる。
【００７９】
この基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）によって、ブラシレスモータ１２で発生するモータトルクは図１７（ｂ）に示すように、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が正値の最大電流値に達するまでは一定値を維持し、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が正値の最大電流値に達すると、電気角θｅの増加に応じて減少し、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が符号反転する電気角θｅが９０°となるときにモータトルクは“０”となる。
【００８０】
その後、電気角θｅが９０°を超えて増加すると電気角θｅの増加に応じてモータトルクも回復して行き、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値が減少し始める時点で一定トルクに復帰し、その後電気角θｅの増加に関わらずモータトルクは一定値を維持する。
ここで、モータトルクが一定値から減少している領域がモータトルク低下領域Ａｔｄとなり、このモータトルク低下領域Ａｔｄとその両側のモータトルクを最大値まで増加可能なモータトルク発生領域Ａｔｇとを含めて加速領域Ａａが設定される。
【００８１】
このとき、ステアリングホイール１を例えば右切りしている状態で、操舵電気角θｅが加速領域に達せず安定領域にあるものとすると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝０を出力する。また、このとき、運転者がステアリングホイール１を切り増し方向に操舵している場合には、切増切戻判定部７１は、第１の切戻フラグＦｒ１を、切増状態を表す“０”にリセットする。
【００８２】
このため、電気角θｅが安定領域にあるので、トルク不足を生じることはなく、トルク低下領域判定部７３では、加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされ、電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値もトルク低下領域判定電流閾値より小さいので、電流指令値比較部７３ａの比較出力Ｃｔｉも論理値“０”であり、モータ回転速度ωｍもトルク低下領域判定回転速度より高くなっている。したがって、判定部７３ｃでは第２の切戻フラグＦｒ２が切増状態を表す“０”にリセットされている。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４では、安定領域補正電流ゲインが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
【００８３】
一方、リトライ電流指令ゲイン生成部６３では、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされている状態が継続しており、状態変化がないので、切戻→切増判定部８１ｂで設定される切戻→切増変化フラグＦｒｉが“０”を維持しており、リトライカウント部８１ｃではリトライ回数Ｎｒが“０”にクリアされた状態を維持する。このとき、リトライ領域継続判定部８１ａでは、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが大きいものとすると、操舵トルク比較部８１ｄから出力される比較出力が論理値“１”となり、リトライ領域電気角演算部８１ｅで算出されるリトライ領域電気角θｒｔは、操舵トルクＴが右切り状態であるので正値となり、電気角θｅが１８０°未満であるとするθｒｔ＝１８０°＋リトライ領域オフセット値Δθｏとなる。このため、リトライ領域は、図１７に示すように、電気角０°〜１８０°の範囲の実線図示の基本リトライ領域に対して点線図示のリトライ領域オフセット値Δθｏ分だけ右側にシフトする。このため、リトライ領域電気角比較部８１ｆでは電気角θｅがリトライ領域電気角θｒｔより小さいので、論理値“１”の比較出力Ｃｔｉ(n)が出力される。このとき、前回の比較出力Ｃｔｉ(n-1)が電気角θｅが１８０°を超えていて３６０°未満であって、論理値“０”であるものとすると一致回路８１ｈで不一致が検出されて、その出力が論理値“０”となり、アンド回路８１ｉの出力は、操舵トルクＴが操舵トルク閾値より大きいかないかにかかわらず論理値“０”となり、リトライ領域電気角内継続状態ではないことを表す。このため、リトライカウント部８１ｃで、リトライ回数Ｎｒが“０”にクリアされる。
このため、リトライ電流ゲイン生成部８２ではリトライ回数Ｎｒが“０”であり、第２の切戻フラグＦｒ２も“０”にリセットされているので、リトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂでリトライ電流指令ゲインＧｉｒが“０”に設定される。
【００８４】
そして、２相制御用各相電流指令値生成部６４では、故障相別シフト後電気角θｅｓに基づいて逆誘起電圧特性ゲイン算出部６７で基本電流ゲインＧｉｆが算出されているのだ、この基本電流ゲインＧｉｆに安定領域補正電流ゲインでなる補正電流指令ゲインＧｉａを乗算してからビット調整を行った値に“０”のリトライ電流指令ゲインＧｉｒを加算し、これを電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算するので、安定領域に対応した電流指令値が得られ、これが相電流指令値制限部６４ｆで最大値が制限されるとともに、レイトリミッタ６４ｇで変化率が制限されて電流指令値Ｉｍとして各相電流選択演算部６４ｈに供給される。
【００８５】
このとき、各相電流選択演算部６４ｈではＡ相が故障しているので、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆが−Ｉｍに設定され、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆが＋Ｉｍに設定される。このため、図２０に示す電流波形がブラシレスモータ１２のＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃに供給される。
このとき、電気角θｅが０°〜９０°であるときには、Ｃ相コイルＬｃからＢ相コイルＬｂに向けて電流を流し、電気角θｅが９０°〜２７０°であるときにはＢ相コイルＬｂからＣ相コイルＬｃに向けて電流を流す。さらに、電気角θｅが２７０°〜３６０°であるときにはＣ相コイルＬｃからＢ相コイルＬｂに向けて電流を流す。また、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆは“０”に設定される。
【００８６】
すなわち、Ａ相の駆動系統に通電異常が発生している場合には、Ｂ相電流指令値とＣ相電流指令値とが互いに逆符号でその絶対値が等しくなるようにする（正常な２相の電流指令値の和が零となるようにする）。
こうして、回転するステータ合成磁界を発生させてロータを回転させることにより、３相ブラシレスモータ１２を２相駆動する。
【００８７】
図１９は、切り増し操舵時のＣ相のモータ電流とモータトルクとを示す図であり、破線は相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正を行わない場合のモータ電流及びモータトルク、実線は上記補正を行った場合のモータ電流及びモータトルクを示している。
ここでは切り増し操舵を行っているため、モータトルク方向とモータ回転方向は共に正方向（図１１の左→右）であり、モータに係る外部負荷（操舵反力）の方向は負方向（図１１の右→左）となる。
【００８８】
図１９の破線に示すように、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正を行わない場合のＣ相電流指令値Ｉｃｒｅｆは、基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）のままであるので、モータ電流が電流上限に達する前の領域（モータトルク低下領域Ａｔｄに達する前の領域）では、基本モータ電流は下に凸となる円弧状で正の最大電流値まで増加する。そして、モータトルク低下領域Ａｔｄでは、９０°より前の領域で負の最大値を維持し、９０°で符号が反転して９０°より後の領域で負の最大値を維持する。また、モータトルク低下領域Ａｔｄを超えると、モータ電流は上に凸となる円弧状で絶対値が最大値から減少する。
【００８９】
このときモータトルクは、図１９（ｂ）で破線に示すように、モータトルク低下領域Ａｔｄの前後の角度領域においては一定値となる。そして、相電流が電流上限に達するモータトルク低下領域Ａｔｄではモータトルクが低下し、９０°でモータトルクが零となる。すなわち、モータトルク低下領域Ａｔｄの前後の角度領域は、一定のモータトルクを出力可能な安定出力角度領域であり、モータトルク低下領域Ａｔｄは、モータ駆動回路２４で出力可能な最大電流値Ｉｍａｘで電流が制限されて、一定のモータトルクが得られない不安定出力角度領域となる。
このように、通電異常時に３相ブラシレスモータを駆動制御したとき、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転し、モータトルクが必ず零になる電気角θｅ（９０°，２７０°）が存在する。本実施形態では、その電気角θｅを跨ぐ領域Ａｔｄの前後の領域（領域Ａｔｇ）を含む角度領域を加速領域Ａａとする。
【００９０】
電気角θｅが加速領域Ａａに達していない場合、補正電流指令ゲインＧｉａが安定領域補正電流ゲイン（＜１）に設定されるので、２相制御用各相電流指令値生成部６４では、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正した電流指令値Ｉｍが生成される。
このように、加速領域Ａａに達する前の安定出力角度領域でモータ電流を減少補正することで、この領域ではモータトルクが低減する。これにより、操舵トルクを意図的に上昇させる。
【００９１】
その後、電気角θｅが加速領域Ａａに達すると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝１を出力する。このとき、第１の切戻フラグＦｒ１は“０”にリセットされており、第２の切戻フラグＦｒ２も“０”にリセットされている。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４の補正電流指令ゲイン演算部７４ｂで切増補正電流ゲインＧｉｉ（＞１）が選択され、この切増補正電流ゲインＧｉｉが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力される。
このとき、リトライ電流指令値ゲイン生成部６３では、リトライ電流指令ゲインＧｉｒが“０”を維持する。
【００９２】
このため、２相制御用各相電流指令値生成部６４の乗算器６４ａで基本電流指令ゲインＧｉｆに切増補正電流ゲインＧｉｉでなる補正電流指令ゲインＧｉａが乗算されるので、電流ゲインが増加し、ここの電流ゲインが電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算されるので、電流指令値Ｉｍ（θｅ）′が急増し、相電流指令値制限部６４ｆで最大値に制限されるとともに、レイトリミッタ６４ｇで変化率が制限される。このため、レイトリミッタ６４ｇから出力される電流指令値Ｉｍは図１９に示すように比較的急峻に最大値まで増加する。
このように、加速領域Ａａに達したときにモータ電流を増加補正することで、モータトルクを上昇し３相ブラシレスモータ１２を正方向に加速する。この増加補正は電気角θｅが加速領域Ａａ内に存在する間、継続する。
【００９３】
この加速領域Ａａにおいて、補正電流指令ゲイン生成部７４による補正電流指令ゲインＧｉａが増加されることによって、電流指令値Ｉｍが電流最大値Ｉｍａｘまで増加し、これにより、加速領域Ａａでは、９０°を境にして正の最大値と負の最大値とを維持することになる。すなわち、領域Ａａの前後の領域Ａｔｇでは、破線に示す補正無しの場合と比較してモータ電流が大きくなり、それに伴ってモータトルクも大きくなる。
このように、電流上限に到達する前後の安定出力角度領域Ａｔｇ、すなわちモータトルクを自由に増加減できる角度領域でモータ電流を増加する補正を行う。
【００９４】
そして、電気角θｅが加速領域Ａａを超えると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝０を出力する。そのため、補正電流指令ゲイン生成部７４で安定領域補正電流ゲインが補正電流指令値ゲインＧｉａとして選択されるので、２相制御用各相電流指令値生成部６４で基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）が再度減少する補正が行われて電流指令値Ｉｍが減少し、モータトルクを低減する。
【００９５】
このように、切り増し操舵時は、領域Ａに達する前の領域Ｂでモータを正方向に加速するので、モータの慣性トルクによって、図中丸印ｂ→丸印ｃに示すように、一定のモータトルクが得られないモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越えることができる。また、このとき、加速領域Ａａの手前で相電流指令値を低減し、操舵トルクを上昇させておく。モータに掛かる外部負荷は、車両負荷−操舵力（操舵トルク）であるため、操舵トルクを上昇させることでモータに掛かる外部負荷を小さくしておくことができる。そのため、加速領域Ａａでのモータ加速を行い易くすることができる。
【００９６】
さらに、加速領域Ａａにおいては、領域Ａｔｄを超えた後の領域Ａｔｇでもモータを正方向に加速するので、一度領域Ａｔｄを飛び越えた後に、負方向に発生しているモータに掛かる外部負荷によりモータがモータトルク低下領域Ａｔｄに再度落ち込むのを防ぐことができる。したがって、丸印ｃ→丸印ｄに示すように、適切にモータを正方向に回転させることができる。
このように、３相のうち１相に異常が発生した場合には、残りの２相を使用して３相ブラシレスモータ１２を継続駆動することができる。また、このとき、電流制限により一定のモータトルクが得られないモータトルク低下領域Ａｔｄを効率良く飛び越えることができる。
【００９７】
しかしながら、直進走行時に近い操舵状態では、操舵トルクＴが小さく、これに応じてブラシレスモータ１２で発生される操舵補助トルクも小さく、操舵トルクＴと操舵補助トルクとを加算したトルク合算値が外部負荷（操舵反力）と略一致して釣り合ってしまう場合が生じる。この場合には、上述したように、加速領域Ａａに入った時点で、補正電流指令ゲインＧｉａを増加させて、ブラシレスモータ１２を加速させても、ブラシレスモータ１２で大きな慣性トルクを得ることができず、トルク不足となってモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越えられない状態が発生する。
【００９８】
この場合には、２相制御用各相電流指令値生成部６４で生成される電流指令値Ｉｍは最大値を維持するが、トルク不足により、モータトルク低下領域を飛び越えられないので、故障相別シフト後電気角θｅｓが現在の値近傍に留まることになり、操舵トルクＴが大きくなりながらブラシレスモータ１２の回転速度ωｍが減少することになり、運転者に引っ掛かり感を与えることになる。
【００９９】
このような状態となると、右切り状態であるので、操舵トルクＴが正方向に大きくなり、且つ故障相別シフト後電気角θｅｓがリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°＋Δθｏ）より小さい状態を維持することにより、電気角比較部８１ｆの比較出力Ｃｔｉ(n)が論理値“１”となるとともに、前回の比較主力Ｃｔｉ(n-1)も論理値“１”であるので、一致回路８１ｈから論理値“１”の一致出力がアンド回路８１ｉに供給される。
【０１００】
一方、操舵トルク比較部８１ｄでは、操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜が操舵トルク閾値より大きくなるので、論理値“１”の比較出力Ｃｔｃがアンド回路８１ｉに出力されるので、アンド回路８１ｉの出力がリトライ領域電気角内継続を表す論理値“１”となる。
このとき、トルク低下領域判定部７３では、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされており、電流指令値Ｉｍ（θｅ）が最大値であることから電流指令値比較部７３ａから出力される比較出力Ｃｔｉが論理値“１”となる。また、モータ回転速度ωｍが低下して、略零に近づいて、トルク低下領域判定回転速度閾値以下に低下するので、回転速度比較部７３ｂの比較出力Ｃｔｖも論理値“１”となる。
【０１０１】
そして、この状態がトルク低下領域判定時間閾値を超えて継続すると、判定部７３ｃで、第２の切戻フラグＦｒ２が強制的に切戻状態を表す“１”にセットされる。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４では、加速領域フラグＦａが“１”にセットされ、第２の切戻フラグＦｒ２が“１”にセットされるので、切戻補正電流ゲインＧｉｒｖが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力される。このときの切戻補正電流ゲインＧｉｒｖは、図１４に示すように、電流指令値Ｉｍ（θｅ）が最大値となっているので、“１”より小さく零に近い正値になる。
【０１０２】
この補正電流指令ゲインＧｉａが２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給されて、電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算されるので、補正後の電流指令値Ｉｍ（θｅ）が図１９において矢印Ｙ１で示すように、零に近い値にまで低下される。
このため、ブラシレスモータ１２で発生される操舵補助トルクが略零となるので、操舵トルクＴと操舵補助トルクとを合算したトルクに対して外力（操舵反力）の方が大きな値となることにより、外力によってブラシレスモータ１２が戻されることにより、電気角θｅｓが図１９において矢印Ｙ２で示すように低下する。
【０１０３】
そして、電気角θｅが加速領域Ａａを外れて安定出力領域に移行すると、モータ加速領域判定部７２で加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされる。このため、トルク低下領域判定部７３では加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされることにより、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされる。したがって、補正電流指令ゲイン生成部７４で、加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされ、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされているので、補正電流指令ゲイン演算部７４ｂで安定領域補正電流ゲインが選択されて、この安定領域補正電流ゲインが補正電流ゲインとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
【０１０４】
したがって、前述したと同様に、電流指令値Ｉｍが図１９の矢印Ｙ３で示すように増加する。この電流指令値Ｉｍの増加によってブラシレスモータ１３で発生するモータトルクが増加し、再度切増状態に移行する。これによって、故障相別シフト後電気角θｅｓが増加し、加速領域Ａａに達すると、再度加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされて、上述したと同様のブラシレスモータ１２の加速制御がリトライ加速制御として実行される。
【０１０５】
このとき、リトライカウント部８１では、リトライ領域内電気角継続状態を維持しているので、第２の切戻フラグＦｒ２が切戻状態から切増状態に状態変化したときに、リトライ回数Ｎｒが“０”から“１”にインクリメントされる。
このリトライ加速制御で、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せれば、その後は、２相制御が継続されることになる。
【０１０６】
しかしながら、リトライ加速制御を所定回数繰り返してもモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒが順次増加される。このように、リトライ回数Ｎｒが増加すると、リトライ回数に応じてモータ加速領域判定部７２におけるリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃで図１９に示すように、加速領域Ａａが順次増加される。このため、矢印Ｙ２で示す外力による電気角θｅｓの戻し位置が順次遠くなり、電流指令値が最大値となる電気角θｅｓが小さくなるので、ブラシレスモータ１２の加速制御をより長く行って、ブラシレスモータ１２の慣性トルクを大きくし、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越し易くする。この加速領域Ａａの増加によって、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せれば、前述した通常時の２相制御状態に復帰する。
【０１０７】
しかしながら、この加速領域Ａａの増加によっても、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒが所定閾値となり、且つ第２の切戻フラグＦｒ２が切戻状態を示す“１”にセットされているときには、リトライ電流ゲイン生成部８２のリトライゲイン出力判定部８２ａから出力されるリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇが論理値“１”となる。このリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇがリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに供給されるので、このリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂで、リトライ電流指令基準ゲインＧｉｒｂにリトライ回数Ｎｒを乗算したリトライ電流指令ゲインＧｉｒが増加される。
【０１０８】
このため、２相制御用各相電流指令値生成部６４で基本電流ゲインＧｉｆにリトライ電流指令ゲインＧｉｒが加算されることにより、安定出力領域での電流指令値Ｉｍが図１９で一点鎖線図示のように基本電流指令値を超えて増加される。このため、安定出力領域でのブラシレスモータ１２から出力されるモータトルクも増加されることになり、ブラシレスモータ１２のより大きな電流指令値によるトルク加速制御を行うことができ、モータ慣性トルクを増加させて、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越すことができる。
【０１０９】
このように、上記実施形態によれば、操舵トルクＴとブラシレスモータ１２で発生するモータトルクとの合算値が外力（操舵反力）に釣り合った場合に、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない状態が発生して、電流指令値Ｉｍ（θｗ）が最大値を維持しながらモータ回転速度ωｍが低下して運転者に引っ掛かり感を与える状態となったときに、強制的に第２の切戻フラグＦｒ２を切戻状態を表す“１”にセットすることにより、補正電流指令ゲインＧｉａを切戻補正電流ゲインＧｉｒｖに設定して、補正電流指令ゲインＧｉａを零近くまで低下させる。このため、電流指令値Ｉｍが零近くまで低下することにより、外力によってブラシレスモータ１２が切戻方向に戻されて、再度ブラシレスモータ１２を加速するリトライ加速状態とすることができる。
【０１１０】
このリトライ加速状態を繰り返してもモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒの増加に応じて安定出力領域を縮小して加速領域Ａａを増加させることにより、ブラシレスモータ１２の加速制御時間を増加させて、より大きい慣性トルクを発生するようにブラシレスモータ１２をリトライ加速制御する。
この加速領域Ａａを増加させても、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、最後に安定出力領域で、リトライ電流指令ゲインＧｉｒをリトライ回数Ｎｒに応じて増加させ、これを基準電流指令ゲインＧｉｆに加算することにより、安定出力領域での電流指令値Ｉｍを増加させて、より大きなモータトルクを発生させて、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越す。
【０１１１】
このようにすることにより、リトライ加速制御を行うことにより、操舵トルクＴとモータトルクとの合算値が外力と釣り合った状態で、運転者に引っ掛かり感を与えることを抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、切増切戻判定部７１の操舵トルク符号判定部７１ａで符号判定する場合に、操舵トルクセンサ３のセンサ誤差を考慮してヒステリシスを設定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態においては、トルク低下領域判定部７３で、電流指令値がトルク低下領域判定電流閾値を超え且つモータ回転速度ωｍがトルク低下判定回転速度閾値以下となったときに第２の切戻フラグＦｒ２を、強制的に切戻状態を表す“１”にセットした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、加速領域判定フラグＦａが“１”で、電流指令値がトルク低下領域判定電流閾値を超え且つモータ回転速度ωｍがトルク低下判定回転速度閾値以下となったときに、電流指令値Ｉｍを外力による切戻状態となるように低下できればよく、任意の電流低減手段を適用することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態においては、最大電流値Ｉｍａｘを電流上限値で固定とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車速Ｖｓに応じて最大電流値Ｉｍａｘの大きさを変更するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電気角が加速領域内にあるとき、予め設定した補正ゲインを乗算することで、電流指令値を減少補正する場合について説明したが、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）から補正電流指令ゲインやリトライ補正電流指令ゲインに相当する補正量を減算したり、加算したりすることで増加補正または減少補正することもできる。
【０１１４】
また、上記実施形態においては、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ〜Ｌｃとモータ駆動回路２４との間に遮断用リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３を介挿した場合について説明したが、遮断用リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３の何れか１つを省略することもできる。この場合には、省略した遮断用リレー回路を含む駆動系統におけるモータ駆動回路２４における上アーム又は下アームの電界効果トランジスタにショートが生じた場合には、対応することができなくなり、異常時における３相ブラシレスモータの２相駆動の適用範囲が２個所減少するだけであり、大きな問題とはなることはない。
【０１１５】
さらに、上記各実施形態においては、正常時モータ指令値算出部３３のｄ−ｑ軸電流指令値算出部３３ｄの出力側に２相／３相変換部３３ｅを設けた場合について説明したが、この２相／３相変換部３３ｅを省略することもできる。この場合、これに代えてモータ電流検出回路２２から出力されるモータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄを３相／２相変換部に供給して、回転座標のｄ軸電流Ｉｄｄ及びｑ軸電流Ｉｑｄに変換し、モータ電流制御部３６でｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆからｄ軸電流Ｉｄｄ及びｑ軸電流Ｉｑｄを減算して電流偏差ΔＩｄ及びΔＩｑを算出し、これらをＰＩ制御部６２でＰＩ制御処理してｄ軸指令電圧Ｖｄ及びｑ軸指令電圧Ｖｑを算出し、これらを２相／３相変換部で３相の指令圧Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに変換して、ＦＥＴゲート駆動回路２５に供給するようにして制御演算装置２３全体をベクトル制御系に構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１２…３相ブラシレスモータ、１３…ロータ回転角検出回路、２０…操舵補助制御装置、２１…車速センサ、２２…モータ電流検出回路、２３…制御演算装置、２４…モータ駆動回路、２５…ＦＥＴゲート駆動回路、２６…遮断用リレー回路、２７…異常検出回路、３１…操舵補助電流指令値演算部、３２…角度情報演算部、３２ａ…電気角変換部、３２ｂ…微分回路、３３…正常時モータ指令値算出部、３３ａ…ｄ軸電流指令値算出部、３３ｂ…ｄ−ｑ軸電圧算出部、３３ｃ…ｑ軸電流指令値算出部、３３ｅ…２相／３相変換部、３４…異常時モータ指令値算出部、３５…指令値選択部、３６…モータ電流制御部、６１…基本電流指令ゲイン生成部、６２…補正電流指令ゲイン生成部、６３…リトライ電流指令ゲイン生成部、６４…２相制御用各相電流指令値生成部、６６…故障相別角度オフセット処理部、６７…逆起電圧特性ゲイン算出部、７１…、切増切戻判定部、７２…モータ加速領域判定部、７３…トルク低下領域判定部、７４…補正電流指令ゲイン生成部、８１…リトライカウント部、８２ｄリトライ電流指令ゲイン生成部、９１ａ〜９１ｃ…選択スイッチ、９２…選択制御部、１０１ａ〜１０１ｃ…減算器、１０２…ＰＩ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ブラシレスモータを駆動制御して、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、３相ブラシレスモータで１相に異常が発生したとき、残りの２相の逆起電圧情報に基づいて、モータトルクを略一定とする異常時電流指令値を算出し、その異常時電流指令値に基づいて上記モータを継続駆動するものである。
すなわち、異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する電気角を跨ぐ加速領域で、意図的にモータの回転を操舵方向へ加速するので、当該加速領域でのブレーキトルクの発生を防止することにより、モータトルクが低下する不安定出力角度領域をモータ慣性力により効率的に飛び越えることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５１４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、切増操舵中に、モータトルクを全く発生できない又はモータトルクが低下する電気角範囲すなわち故障相を除く２相のコイルでモータトルクを発生しているため、故障相に対応する電気角付近ではモータトルクが低下するトルク低下領域となり、このトルク低下領域を含む加速領域で、モータの回転を操舵方向へ加速してトルク低下領域を飛び越えるようにしている。しかしながら、トルク低下領域で、操舵トルクとブラシレスモータで発生する操舵補助トルクとを加算したトルクが外力（操舵反力）と略等しくなって操舵トルクが釣り合った状態では、トルク低下領域を慣性トルクで飛び越えることができない場合が生じて運転者に引っ掛かり感を与えるという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、３相ブラシレスモータで１相に異常が発生して残りの２相でモータを駆動する際に、トルク低下領域を確実に飛び越えて操舵フィーリングを悪化させることなく、モータ駆動を継続することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、操舵系に対して操舵補助力を付与する各相コイルをスター結線した３相電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記各相コイルの通電異常を検出するコイル通電異常検出手段と、該コイル通電異常検出手段で、１相のコイルの通電異常を検出したときに、残りの２相のコイルに対する異常時相電流指令値を算出する異常時モータ指令値算出手段と、前記異常時相電流指令値に基づいて前記３相電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている。
【０００７】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第２の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域であるモータトルク低下領域に達したときに、前記異常時相電流指令値を低下させるように構成されている。
【０００８】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第３の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時を、前記操舵トルク、前記３相電動モータの回転角及び回転速度に基づいて検出するようにしている。
さらにまた、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第４の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させた後、前記外力によって当該３相電動モータの電気角が戻されて操舵補助トルクを発生可能な電気角に達したときに、前記異常時相電流指令値を増加させるように構成されている。
【０００９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第５の態様は、前記電流指令値補正手段が、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域である加速領域内にあるか否かを判定する加速領域判定手段と、前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域内にあると判定したときに、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値を増加補正することで、前記３相電動モータの回転を操舵方向へ加速するモータ回転加速手段と、該モータ回転加速手段による前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ加速したときに、前記電気角が前記最小トルク電気角を跨ぎ前記加速領域より広いリトライ領域内を継続しているか否かを判定するリトライ領域判定手段と、該リトライ領域判定手段の判定結果が、前記電気角がリトライ領域内を継続する場合に、前記加速領域を増加させて、前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ再加速するリトライ加速手段とを備えている。
【００１０】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第６の態様は、前記リトライ加速手段が、前記電気角が加速領域内にあり、操舵トルク及び操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を基本電流指令値より低下させ、前記電気角が前記加速領域の境界位置に達したときに、当該異常時相電流指令値を基本電流指令値より増加させて前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速するように構成されている。
【００１１】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第７の態様は、前記３相電動モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、前記リトライ加速手段が、前記操舵トルクと前記モータ回転速度とに基づいて操舵方向が切増方向であるか切戻方向であるかを判定して第１の切戻フラグを設定する切増切戻判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果、前記異常時相電流指令値、前記切戻フラグ及び前記モータ回転速度に基づいてトルク低下領域であるか否かを判定し、トルク低下領域であるときに切戻を指示する第２の切戻フラグを設定するトルク低下領域判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果と前記第２の切戻フラグとに基づいて前記異常時相電流指令値を減少させ、外力により前記電気角を変化させる補正電流指令ゲインを生成する補正電流指令ゲイン生成部とを備えている。
【００１２】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第８の態様は、前記リトライ領域判定手段が、前記リトライ加速手段で前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速した後の前記電気角がリトライ領域を継続する場合に、リトライ回数を計数するリトライ計数部を備えている。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第９の態様は、前記リトライ領域判定手段が、前記電気角及び前記操舵トルクの方向に基づいてリトライ領域を増加させるように構成されている。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１０の態様は、前記リトライ加速手段が、前記リトライ計数部のリトライ回数が閾値を超えたときに、前記加速領域外の前記異常時相電流指令値を当該リトライ回数に応じて高めるように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、３相電動モータで１相に異常が発生した場合には、残りの２相を用いてモータ駆動を継続することができる。このとき、操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、トルク低下領域の乗り越えができないときに、異常時相電流指令値を減少させて外力により電気角を戻してから指令電流値を増加させてモータ加速を行ってトルク低下領域を確実に乗り越えることができる。その結果、操舵トルクが小さい直進走行付近や、車速が低く操舵トルクが大きい時でも、モータトルクが低下するトルク低下領域をモータ慣性力により確実に飛び越えることができ、滑らかな操舵フィーリングとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】操舵補助制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における制御演算装置２３の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】操舵補助電流指令値算出マップである。
【図５】ベクトル相指令値算出回路のｄ軸電流指令値算出部の具体的構成を示すブロック図である。
【図６】ｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルを示す特性線図である。
【図７】正常時の３相ブラシレスモータで発生する誘起電圧波形を示す特性線図である。
【図８】３相ブラシレスモータにおける２相通電時のステータ磁界モデルを示す説明図である。
【図９】３相ブラシレスモータにおける２相通電時のモータ誘起電圧を示す特性線図である。
【図１０】モータ加速領域判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１１】切増切戻判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１２】トルク低下領域判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１３】補正電流指令ゲイン生成部の具体的構成を示すフロック図である。
【図１４】切り戻し補正ゲインの例を示す図である。
【図１５】リトライカウント部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１６】リトライ電流ゲイン生成部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】リトライ領域を示す説明図である。
【図１８】２相制御用電流指令値生成部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１９】相異常時における切り増し操舵時のモータ電流とモータトルクとを示す図である。
【図２０】相異常時における２相の基本電流値とモータトルクとの示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力がステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する。入力軸２ａの一端はステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１６】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
【００１７】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する３相電動モータとしての３相ブラシレスモータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
【００１８】
また、３相ブラシレスモータ１２は、図２に示すように、Ａ相コイルＬａ、Ｂ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの他端が操舵補助制御装置２０に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃが供給されている。また、３相ブラシレスモータ１２は、ロータの回転位置を検出するホール素子、レゾルバ等で構成されるロータ回転角検出回路１３を備えている。
【００１９】
操舵補助制御装置２０には、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ２１で検出された車速Ｖｓが入力されると共に、ロータ回転角検出回路１３で検出されたロータ回転角θｍが入力される。また、この操舵補助制御装置２０には、さらに３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給されるモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを検出するモータ電流検出回路２２から出力されるモータ駆動電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄが入力される。
【００２０】
操舵補助制御装置２０は、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、モータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄ、並びにロータ回転角θｍに基づいて操舵補助電流指令値を演算して、各相モータ電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを出力する制御演算装置２３を備えている。また、操舵補助制御装置２０は、３相ブラシレスモータ１２を駆動する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるモータ駆動回路２４と、制御演算装置２３から出力される相電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに基づいてモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するＦＥＴゲート駆動回路２５とを備えている。さらに、操舵補助制御装置２０は、モータ駆動回路２４及び３相ブラシレスモータ１２との間に接続された遮断用リレー回路２６と、３相ブラシレスモータ１２に供給されるモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃの異常を検出する異常検出回路２７とを備えている。
【００２１】
（制御演算装置２３の構成）
図３は、制御演算装置２３の具体的構成を示すブロック図である。
制御演算装置２３は、図３に示すように、操舵補助電流指令値演算部３１、角度情報演算部３２、正常時モータ指令値算出部３３及び異常時モータ指令値算出部３４で構成される指令値出力部３０と、指令値選択部３５と、モータ電流制御部３６とを備えている。
【００２２】
操舵補助電流指令値演算部３１は、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴと車速センサ２１で検出した車速Ｖｓとを入力し、これらに基づいて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。
角度情報演算部３２は、ロータ回転角検出回路１３で検出したロータ回転角θｍに基づいて、電気角θｅを演算する電気角変換部３２ａと、この電気角変換部３２ａから出力される電気角θｅを例えば微分してモータ回転速度ωｍを算出するモータ回転速度演算部３２ｂとを備えている。
【００２３】
ここで、操舵トルクセンサ３は、例えば、右操舵時の発生トルクは正値、左操舵時の発生トルクは負値として、操舵トルクＴに符号を付与して出力するように構成されている。同様に、３相ブラシレスモータ１２のモータ回転速度演算部３２ｂは、３相ブラシレスモータ１２の回転方向に応じて符号を付与し、例えば、右方向の操舵時に操舵補助力を付与する回転方向の場合には正値、左方向の操舵時に操舵補助力を付与する回転方向の場合には負値、を付与して出力するように構成されている。
【００２４】
正常時モータ指令値算出部３３は、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、電気角θｅ及び電気角速度ωｅに基づいて、３相電流指令値（正常時相電流指令値）Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを算出する。
異常時モータ指令値算出部３４は、後述する異常検出回路２７から入力される相異常検出信号ＡＳ、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、電気角θｅ及び電気角速度ωｅに基づいて正常なコイルＬｉ（ｉ＝ａ〜ｃ）及びＬｊ（ｊ＝ｂ〜ａ）に対する２相電流指令値（異常時相電流指令値）Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを算出する。このとき、基本電流指令値としての２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆは、図１９に示すように、互いに符号が逆で絶対値が等しく算出する。つまり、２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆの和は零であり、これらは共通の電気角θｅで符号が反転することになる。
【００２５】
指令値選択部３５は、相異常検出信号ＡＳに基づいて相異常検出信号ＡＳが“０”であるときに正常時モータ指令値算出部３３から出力される３相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを選択し、相異常検出信号ＡＳが“０”以外の値であるときに異常時モータ指令値算出部３４から出力される２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを選択する。
モータ電流制御部３６は、指令値選択部３５で選択した電流指令値とモータ電流検出回路２２で検出したモータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄとを用いて、電流フィードバック処理を行う。
【００２６】
以下、各ブロックで実行する処理について詳細に説明する。
操舵補助電流指令値演算部３１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓをもとに、図４に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。操舵補助電流指令値算出マップは、図４に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速検出値Ｖｓをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成される。
【００２７】
この特性線図は、操舵トルクＴが"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが"０"を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが急峻に増加するように設定されている。また、この特性曲線は、車速Ｖｓが増加するに従って傾きが小さくなるように設定されている。
角度情報演算部３２は、ロータ回転角検出回路１３で検出したロータ回転角θｍを電気角θｅに変換する電気角変換部３２ａと、この電気角変換部３２ａから出力される電気角θｅを微分してモータ回転速度を表す電気角速度ωｅを算出する微分回路３２ｂとを有する。
【００２８】
正常時モータ指令値算出部３３は、図３に示すように、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆと電気角速度ωｅとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出するｄ軸電流指令値算出部３３ａ、電気角θｅに基づいてｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）を算出するｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂを備えている。また正常時モータ指令値算出部３３は、ｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂから出力されるｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）とｄ軸電流指令値算出部３３ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆと操舵補助電流指令値演算部３１から出力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出するｑ軸電流指令値算出部３３ｃで構成されるｄ−ｑ軸電流指令値算出部３３ｄを備えている。さらに、正常時モータ指令値算出部３３は、ｄ軸電流指令値算出部３３ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとｑ軸電流指令値算出部３３ｃから出力されるｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとを３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに変換する２相／３相変換部３３ｅを備えている。
【００２９】
ｄ軸電流指令値算出部３３ａは、図５に示すように、操舵補助電流指令値演算部３１から出力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを３相ブラシレスモータ１２へのベース角速度ωｂに換算する換算部５１と、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの絶対値｜Ｉｒｅｆ｜を算出する絶対値部５２と、電気角速度ωｅとモータの磁極数Ｐとからモータの機械角速度ωｍ（＝ωｅ／Ｐ）を算出する機械角算出部５３と、ベース角速度ωｂと機械角速度ωｍとに基づいて進角Φ＝ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）を算出するａｃｏｓ算出部５４と、進角Φに基づいてｓｉｎΦを求めるｓｉｎ算出部５５と、絶対値部５２からの絶対値｜Ｉｒｅｆ｜とｓｉｎ算出部５５から出力されるｓｉｎΦとを乗算して−１倍することによりｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ（＝−｜Ｉｒｅｆ｜ｓｉｎΦ）を求める乗算器５６とを備えている。
このようにｄ軸電流指令値算出部３３ａを構成することにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆは、
Ｉｄｒｅｆ＝−｜Ｉｒｅｆ｜・ｓｉｎ（ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）） …………（１）
となる。
【００３０】
上記（１）式のａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）の項に関し、モータの回転速度が高速でない場合、つまり３相ブラシレスモータ１２の機械角速度ωｍがベース角速度ωｂより低速時の場合は、ωｍ＜ωｂとなるのでａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）＝０となり、よってＩｄｒｅｆ＝０となる。しかし、高速回転時、つまり機械角速度ωｍがベース角速度ωｂより高速になると、電流指令値Ｉｄｒｅｆの値が現れて、弱め界磁制御を始める。上記（１）式に表されるように、電流指令値Ｉｄｒｅｆは３相ブラシレスモータ１２の回転速度によって変化するため、高速度回転時の制御をつなぎ目なく円滑に行うことが可能であるという優れた効果がある。
【００３１】
また、別の効果としてモータ端子電圧の飽和の問題に関しても効果がある。モータの相電圧Ｖは、一般的に、
Ｖ＝Ｅ＋Ｒ・Ｉ＋Ｌ（ｄｉ／ｄｔ） …………（２）
で表される。ここで、Ｅは逆起電圧、Ｒは固定抵抗、Ｌはインダクタンスである。逆起電圧Ｅはモータが高速回転になるほど大きくなり、バッテリー電圧などの電源電圧は固定であるから、モータの制御に利用できる電圧範囲が狭くなる。この電圧飽和に達する角速度がベース角速度ωｂで、電圧飽和が生じるとＰＷＭ制御のデューティ比が１００％に達し、それ以上は電流指令値に追従できなくなり、その結果トルクリップルが大きくなる。
【００３２】
しかし、上記（１）式で表される電流指令値Ｉｄｒｅｆは極性が負であり、上記（２）式のＬ（ｄｉ／ｄｔ）に関する電流指令値Ｉｄｒｅｆの誘起電圧成分は、逆起電圧Ｅと極性が反対となる。よって、高速回転になるほど値が大きくなる逆起電圧Ｅを、電流指令値Ｉｄｒｅｆによって誘起される電圧で減じる効果を示す。その結果、３相ブラシレスモータ１２が高速回転になっても、電流指令値Ｉｄｒｅｆの効果によってモータを制御できる電圧範囲が広くなる。つまり、電流指令値Ｉｄｒｅｆの制御による弱め界磁制御によってモータの制御電圧は飽和せず、制御できる範囲が広くなり、モータの高速回転時にもトルクリップルが大きくなることを防止できる効果がある。
【００３３】
さらに、ｄ−ｑ軸電圧算出部３３ｂは、電気角θｅをもとに、図６に示す３相駆動用記憶テーブルとしてのｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルを参照して、ｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）を算出する。ここで、ｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルは、図６に示すように、横軸に電気角θｅをとり、縦軸に各相コイルが発生する誘起電圧波形を回転座標に変換したｄ軸電圧ｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）をとって構成される。３相ブラシレスモータ１２が図７に示すように正常時の誘起電圧波形Ａ相ＥＭＦ、Ｂ相ＥＭＦ及びＣ相ＥＭＦが夫々１２０度位相の異なる正弦波となる正弦波誘起電圧モータである場合には、図６に示すように、電気角θには関係なくｅｄ（θ）及びｑ軸電圧ｅｑ（θ）が共に一定値となる。
【００３４】
さらにまた、ｑ軸電流指令値算出部３３ｃは、入力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、ｄ軸電圧ｅｄ（θｅ）、ｑ軸電圧ｅｑ（θｅ）、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び電気角速度ωｅに基づいて下記（３）式の演算を行ってｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出する。
Ｉｑｒｅｆ＝｛Ｋt×Ｉｒｅｆ×ωe−ｅｄ(θe)×Ｉｄｒｅｆ(θe)｝／ｅｑ(θe)
………………（３）
ここで、Ｋｔはモータトルク定数である。
【００３５】
（異常時モータ指令値算出部３４の構成）
異常時モータ指令値算出部３４は、３相ブラシレスモータ１２の１相のコイルを含む駆動系統に異常が発生した場合に、残りの２相のコイルを使用して３相ブラシレスモータ１２の回転駆動を継続するための相電流指令値を算出するものである。
３相ブラシレスモータ１２では、例えば図８（ａ）に示すようにＡ相コイルＬａに対する駆動系統に断線が発生して、Ａ相コイルＬａにモータ電流を供給できない状態となると、モータ電流を供給可能なコイルはＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃの２つのコイルとなる。これらＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃに供給する電流の方向は、Ｂ相コイルＬｂからモータ電流を入力してＣ相コイルＬｃから出力する場合と、逆にＣ相コイルＬｃからモータ電流を入力してＢ相コイルＬｂから出力する場合の２通りとなる。
これらモータ電流によって発生するステータ合成磁界は、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、１８０度異なる方向にのみ形成することができるだけであるので、これらのステータ合成磁界のみでは３相ブラシレスモータ１２を２相駆動することはできない。
【００３６】
そこで、例えばＡ相の駆動系統に通電異常が発生したときに、残りのＢ相及びＣ相を使用してモータ駆動する場合のモータ誘起電圧を、図９に示すように、電気角θｅに対する特性曲線Ｌ１及びＬ２で示される誘起電圧ＥＭＦｂ（θｅ）及びＥＭＦｃ（θｅ）を合成した特性曲線Ｌ３で示される合成誘起電圧ＥＭＦａとする。そして、この合成誘起電圧ＥＭＦａに基づいて相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出し、この相電流指令値Ｉｍ（θｅ）に基づいて、上述した２相電流指令値を算出する。
ここで、本実施形態では、現在の電気角θｅが後述する所定の加速領域内にあるとき、３相ブラシレスモータ１２を操舵方向へ加速するべく、上記相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を増加又は減少する補正を行うものとする。
【００３７】
次に、異常時モータ指令値算出部３４の具体的構成について説明する。
異常時モータ指令値算出部３４は、図３に示すように、基本電流指令値生成部６０と、基本電流指令ゲイン生成部６１と、補正電流指令ゲイン生成部６２と、リトライ電流指令ゲイン生成部６３と、基本電流指令ゲイン生成部６１から出力される基本電流ゲインＧｉｆと補正電流指令ゲイン生成部６２から出力される補正電流指令ゲインＧｉａとリトライ電流指令ゲイン生成部６３から出力されるリトライ電流指令ゲインＧｉｒとに基づいて２相電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆを生成する２相制御用各相電流指令値生成部６４とを備えている。ここで、補正電流指令ゲイン生成部６２、リトライ電流指令ゲイン生成部６３及び２相制御用各相電流指令値生成部６４で、電流指令値補正手段が構成されている。
【００３８】
基本電流指令値生成部６０は、誘起電圧算出部６０ａと相電流指令値算出部６０ｂとを備えている。誘起電圧算出部６０ａは、電気角θｅ及び後述する異常検出回路２７から出力される相異常検出信号ＡＳに基づいて、合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。
ここで、誘起電圧算出部６０ａは、Ｂ−Ｃ２相で駆動する場合の図９の特性曲線Ｌ３で表される合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を示す合成誘起電圧算出用記憶テーブル、Ａ−Ｂ２相で駆動する場合の合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を表す合成誘起電圧算出テーブル、及びＡ−Ｃ２相で駆動する場合の合成誘起電圧ＥＭＦａと電気角θｅとの関係を表す合成誘起電圧算出用記憶テーブルの３つの合成誘起電圧算出用記憶テーブルを有する。そして、相異常検出信号ＡＳに基づいて正常である２相に対応する合成誘起電圧算出用記憶テーブルを選択し、電気角θｅをもとに選択した合成誘起電圧算出用記憶テーブルを参照して合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。
【００３９】
相電流指令値算出部６０ｂは、誘起電圧算出部６０ａで算出した合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ及び電気角速度ωｅに基づいて、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
すなわち、相電流指令値算出部６０ｂは、下記（４）の演算を行って相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
Ｉｍ（θｅ）＝（Ｋｔ２×Ｉｒｅｆ×ωｅ）／ＥＭＦａ（θｅ） ………（４）
ここで、Ｋｔ２は２相通電時のモータトルク定数である。
【００４０】
基本電流指令ゲイン生成部６１は、相異常検出信号ＡＳが“０”以外の値であるときに、異常を検出した相以外の２つの相に対して電気角θｅを０〜１８０°及び１８０°〜３６０°に振り分けるオフセット処理を行う故障相別角度オフセット処理部６５と、このオフセット処理された故障相別シフト後電気角θｅｓと逆誘起電圧特性ゲインとの関係を表す逆誘起圧特性ゲイン算出用記憶テーブルを有する逆ＥＭＦ特性ゲイン算出部６６とを備えている。
【００４１】
そして、逆誘起電圧特性ゲイン算出部６６から故障相別シフト後電気角θｅｓに応じた基本電流ゲインＧｉｆが２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
補正電流指令ゲイン生成部６２は、切増切戻判定部７１と、モータ加速領域判定部７２と、トルク低下領域判定部７３と、補正電流指令ゲイン生成部７４とを備えている。
切増切戻判定部７１は、図１０に示すように、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが入力されて操舵トルクＴの符号を判定する操舵トルク符号判定部７１ａと、この操舵トルク符号判定部７１ａの判定結果と電気角速度ωｅが入力されてブラシレスモータの回転方向を判定する回転方向判定部７１ｂと、この回転方向判定部７１ｂの判定結果と操舵トルク符号判定部７１ａの判定結果とが入力されて切増／切戻を判定して、切戻状態で“１”となる第１の切戻フラグＦｒ１を出力する切増／切戻判定部７１ｃとを備えている。
【００４２】
操舵トルク符号判定部７１ａは、操舵トルクＴが零を含む正値であるときには論理値“１”の符号判定出力Ｓｔが出力され、操舵トルクＴが負値であるときには論理値“０”の符号判定出力Ｓｔが出力される。
回転方向判定部７１ｂは、操舵トルク符号判定部７１ａから入力される符号判定出力Ｓｔが論理値“１”であるときには、回転速度ωｍに予め設定された回転速度ヒステリシスωｈを加算した値の絶対値が回転速度ヒステリシスωｈ１を超えているか否かを判定する。この判定結果が、｜ωｍ＋ωｈ１｜＞ωｈ１である場合には、回転速度ωｍが０を含む正値であるときに論理値“１”の回転方向判定出力Ｓｒを出力し、回転速度ωｍが負値であるときには論理値“０”の回転方向判定出力Ｓｒを出力する。また、｜ωｍ＋ωｈ１｜≦ωｈ１であるときには前回出力を維持する。
【００４３】
また、回転方向判定部７１ｂは、操舵トルク符号判定部７１ａから入力される符号判定出力Ｓｔが論理値“０”であるときには、回転速度ωｍから予め設定された回転速度ヒステリシスωｈ２を減算した値の絶対値が回転速度ヒステリシスωｈ２を超えているか否かを判定する。この判定結果が、｜ωｍ−ωｈ２｜＞ωｈ２である場合には、回転速度ωｍが０を含む正値であるときに論理値“１”の回転方向判定出力Ｓｒを出力し、回転速度ωｍが負値であるときには論理値“０”の回転方向判定出力Ｓｒを出力する。また、｜ωｍ−ωｈ２｜≦ωｈ２であるときには前回出力を維持する。
【００４４】
さらに、切増／切戻判定部７１ｃは、入力される回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔに基づいて回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔが不一致となっている継続時間が切増から切戻に切り換わる切換時間閾値を超えているか否かを判定し、回転方向判定出力Ｓｒ及び符号判定出力Ｓｔが不一致となっている継続時間が切増から切戻に切り換わる切換時間閾値を超えているときには切戻状態であると判断して第１の切戻フラグＦｒ１を“１”にセットし、上記以外の場合には切増状態であると判断して第１の切戻フラグＦｒ１を“０”にリセットするとともに、内部カウンタを零リセットする。
【００４５】
モータ加速領域判定部７２ｂは、図１９に示す基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）に基づいて電流値の絶対値が最大値Ｉｍａｘから低下する電気角範囲である安定領域角範囲を算出する安定領域角算出部７２ａと、第１の切戻フラグＦｒ１が“１”にセットされている領域に基づいて安定領域角範囲を補正する切戻操舵安定領域補正部７２ｂと、後述するリトライカウント部８１から入力されるリトライ回数Ｎｒに基づいてリトライ切戻操舵による加速領域の増加分を補正するリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃと、このリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃから出力される安定領域角度θｓａと故障相別シフト後電気角θｅｓとに基づいて安定領域角度θｓａ以上の加速度領域内であるか否かを判定し、加速領域判定フラグＦａを出力する加速領域判定部７２ｄとを備えている。
【００４６】
ここで、加速領域判定部７２ｄは、故障相別シフト後電気角θｅｓが安定領域角度θｓａ以上（θｅｓ≧θｓａ）であるときに、加速領域内であると判断して加速領域判定フラグＦａを“１”にセットし、それ以外すなわちθｅｓ＜θｓａであるときには安定領域内であると判断して加速領域判定フラグＦａを“０”にリセットする。
上記加速領域は、前述した相電流指令値算出部６０ｂで算出する相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転する電気角θｅを跨ぐ所定の角度領域に設定する。具体的には、当該加速領域は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が、各相コイルの駆動系統で通電可能な電流値の上限に相当する相電流上限値（モータ駆動回路２４で出力可能な最大電流値Ｉｍａｘ）に達している角度領域の前後を含む角度領域とする。
【００４７】
３相ブラシレスモータ１２の何れか１相に通電異常が発生し、２相電流指令値に基づいて３相ブラシレスモータ１２を回転駆動した場合、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転する電気角θｅでモータトルクが必ず零となる。したがって、上記加速領域は、モータトルクが零となる電気角θｅを跨ぐ角度領域とも言える。
トルク低下領域判定部７３は、図１２に示すように、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆが最大電流値Ｉｍａｘに近い値のトルク低下領域判定電流閾値Ｉｔｄ以上であるか否か判定する電流指令値比較部７３ａと、モータ回転速度ωｍがトルク低下領域判定回転速度閾値ωｔｍ以下であるか否かを判定する回転速度比較部７３ｂと、前述した加速領域判定フラグＦａ、電流指令値比較部７３ａの比較出力及び回転速度比較部７３ｂの比較出力が入力されてトルク低下領域内であるか否かを判定する判定部７３ｃとを備えている。
【００４８】
ここで、電流指令値比較部７３ａは、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆの絶対値がトルク低下領域判定電流閾値Ｉｔｄ以上であるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｉを出力し、それ以外のときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｉを出力する。
回転速度比較部７３ｂは、回転速度ωｍの絶対値がトルク低下領域判定回転速度閾値ωｔｍ以下であるときには論理値“１”の比較出力Ｃｔｖを出力し、それ以外のときには論理値“０”の比較出力Ｃｔｖを出力する。
【００４９】
判定部７３ｃは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ、電流指令値判定出力Ｓｔｉが論理値“１”で、且つ回転速度判定出力Ｓｔｖが論理値“１”であるときの継続時間がトルク低下領域判定時間閾値を超えているとき、又は第１の切戻フラグＦｒ１が“１”にセットされているときには切戻状態であると判断して第２の切戻フラグＦｒ２を“１”にセットし、それ以外の場合には、切増状態であると判断して第２の切戻フラグＦｒ２を“０”にリセットするとともに、内部カウンタを零にリセットする。
【００５０】
補正電流指令ゲイン生成部７４は、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆに基づいて切戻／切増時補正電流ゲインを算出するゲイン算出部７４ａと、加速領域判定フラグＦａ及び第２の切戻フラグＦｒ２が入力される電流ゲイン算出部７４ｂとを備えている。
ここで、ゲイン算出部７４ａは、切戻時に図１４に示すゲイン算出マップを参照して切戻補正電流ゲインＧｉｒｖを算出してゲイン算出部７４ｂに設定するとともに、切増時に予め設定された切増補正電流ゲインをゲイン算出部７４ｂに設定し、電流指令値Ｉｉｒｅｆ及びＩｊｒｅｆが安定領域にあるときに予め設定された安定領域補正電流ゲインをゲイン算出部７４ｂに設定する。
【００５１】
ここで、切戻補正電流ゲインＧｉｒｖは、図１４に示すように、｜Ｉｍ（θｅ）｜≧Ｉｍ（θｅ）TH2であるときに０より僅かに大きな正値となり、｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH1であるときに最小値−Ｇｉｒｍｉｎとなる。ここで、Ｇｉｒｍｉｎ≦１である。また、切り戻し補正電流ゲインＧｉｒｖは、Ｉｍ（θｅ）TH1≦｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）ｆTH2であるとき、基本電流指令値｜Ｉｍ（θｅ）｜が大きくなるにつれて−ＧｉｒｍｉｎからＧｉｒｍａｘまで徐々に変化するように設定する。
すなわち、｜Ｉｍ（θｅ）｜≧Ｉｍ（θｅ）TH2である場合には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値を減少させる補正を行う。一方、｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH1である場合には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号を反転すると共に減少させる補正を行う。
【００５２】
また、Ｉｍ（θｅ）TH1≦｜Ｉｍ（θｅ）｜＜Ｉｍ（θｅ）TH2である場合には、上記相電流指令値Ｉｍ(θｅ)の補正量を、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを基準に徐変させて急激な変化を防止する。このように、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに応じて相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正量を徐々に変化させる徐変領域を設ける。
ここで、上記閾値Ｉｍ（θｅ）TH1及びＩｍ（θｅ）TH2は、モータに回転力を与える程度のモータに係る外部負荷が発生する操舵補助電流指令値を基準に設定される。
【００５３】
ゲイン算出部７４ｂは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ且つ切戻フラグＦｒが“１”にセットされているときには図１４で算出される切戻補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。また、ゲイン算出部７４ｂは、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされ且つ切戻フラグＦｒが“０”にリセットされているときに切増補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。さらに、ゲイン算出部７４は、上記の２つの状態以外のときには、安定領域補正電流ゲインを補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４へ出力する。
【００５４】
リトライ電流指令ゲイン生成部６３は、リトライカウント部８１と、リトライ電流指令ゲイン算出部８２とを備えている。リトライカウント部８１は、図１５に示すように、故障相別シフト後電気角θｅｓがリトライ領域内に継続しているかを判定するリトライ継続判定部８１ａと、第２の切戻フラグＦｒ２の切戻状態から切増状態への状態変化を判定して切戻→切増変化フラグＦｒｉを出力する状態変化判定部８１ｂと、リトライ継続判定部８１ａの判定出力Ｓｒｔ及び状態変化判定部８１ｂの切戻−切増変化フラグＦｒｉに基づいてリトライ回数Ｎｒを算出するリトライ回数計数部８１ｃとを備えている。
【００５５】
ここで、リトライ継続判定部８１ａは、操舵トルクＴを操舵トルク閾値Ｔｔと比較するトルク比較部８１ｄと、故障相別シフト後電気角θｅｓと操舵トルクＴとが入力されてリトライ領域電気角θｒｔを算出するリトライ領域電気角算出部８１ｅと、故障相別シフト後電気角θｅｓとリトライ領域電気角θｒｔとを比較するリトライ電気角比較部８１ｆと、このリトライ電気角比較部８１ｆの比較出力Ｃｔｉを１回分遅延させる遅延回路８１ｇと、現在の比較出力Ｃｔｉ(n)と前回の比較出力Ｃｔｉ(n-1)とを比較して両者が一致するか否かを判定する一致検出回路８１ｈと、一致検出回路８１ｈの出力Ｓｃｏとトルク比較部８１ｄの比較出力Ｓｔｃとの論理積を取るアンド回路８１ｉとを備えている。
トルク比較部８１ｄは、操舵トルクＴと操舵トルク閾値とを比較して操舵トルクＴが操舵トルク閾値以上であるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｃをアンド回路８１ｉに出力し、それ以外のときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｃをアンド回路８１ｉに出力する。
【００５６】
リトライ領域電気角算出部８１ｅは、操舵トルクＴが０を含む正値である場合に、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°未満であるときには１８０°にリトライ領域オフセット値Δθｏを加算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°＋Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力し、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°以上であるときには０°にリトライ領域オフセット値Δθｏを加算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝０°＋Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力する。同様に、リトライ領域電気角算出部８１ｅは、操舵トルクＴが負値である場合に、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°未満であるときには１８０°からリトライ領域オフセット値Δθｏを減算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°−Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力し、故障相別シフト後電気角θｅｓが１８０°以上であるときには０°からリトライ領域オフセット値Δθｏを減算した値をリトライ領域電気角θｒｔ（＝０°−Δθｏ）としてリトライ電気角比較部８１ｆに出力する。
【００５７】
リトライ電気角比較部８１ｆは、故障相別シフト後電気角θｅｓとリトライ領域電気角θｒｔとを比較し、θｅｓ＜θｒｔであるときに論理値“１”の比較出力Ｃｔｉを出力し、θｅｓ≧θｒｔであるときに論理値“０”の比較出力Ｃｔｉを出力する。
状態変化判定部８１ｂは、第２の切戻フラグＦｒ２が“１”から“０”にすなわち切戻状態から切増状態に状態変化した場合には切戻→切増変化フラグＦｒｉを“１”にセットし、それ以外の場合には切戻→切増変化フラグＦｒｉを“０”にリセットする。
【００５８】
リトライ回数計数部８１ｃは、リトライ継続判定部８１ａの判定結果がリトライ領域電気角内継続であるときに、切戻→切増変化フラグＦｒｉが“１”となる毎にリトライ回数Ｎｒを“１”だけインクリメントし、リトライ継続判定部８１ａの判定結果がリトライ領域電気角内継続ではないときにはリトライ回数Ｎｒを“０”にクリアし、リトライ回数Ｎｒをリトライ電流指令ゲイン生成部８２及び補正電流指令ゲイン生成部６２のモータ加速領域判定部７２に出力する。
【００５９】
リトライ電流指令ゲイン生成部８２は、図１６に示すように、リトライ回数Ｎｒと第２の切戻フラグＦｒ２とが入力されるリトライゲイン出力判定部８２ａと、このリトライゲイン出力判定部８２ａの判定結果とリトライ回数Ｎｒとが入力されるリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂとを備えている。
【００６０】
ここで、リトライゲイン出力判定部８２ａは、リトライ回数Ｎｒが予め設定した閾値Ｎｓ以上で且つ第２の切戻フラグＦｒ２が“１”にセットされて切戻状態である場合にリトライゲインを出力するものと判断して論理値“１”のリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇをリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに出力し、上記以外の場合にリトライゲインを出力しないものと判断して論理値“０”のリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇをリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに出力する。
【００６１】
リトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂは、リトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇが論理値“１”であるときに、予め設定されたリトライ電流指令基準ゲインＧｉｒｂにリトライ回数Ｎｒを乗算した値をリトライ電流指令ゲインＧｉｒ（＝Ｇｉｔｂ＊Ｎｒ）として２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力する。
【００６２】
２相制御用各相電流指令値生成部６４は、図１８に示すように、基本電流指令ゲイン生成部６１から出力される基本電流指令ゲインＧｉｆに補正電流指令ゲイン生成部６２から出力される補正電流ゲインＧｉａを乗算する乗算器６４ａと、この乗算器６４ａの乗算出力をビット調整回路６４ｂでビット調整してからリトライ電流指令ゲイン生成部６３から出力されるリトライ電流指令ゲインＧｉｒを加算する加算器６４ｃと、この加算器６４ｃの加算出力を基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算する乗算器６４ｄと、この乗算器６４ｄの乗算出力をビット調整するビット調整回路６４ｅと、このビット調整回路６４ｅから出力される相電流指令値を最大値で制限する相電流指令値制限回路６４ｆと、この相電流指令値制限回路６４ｆで制限された相電流指令値を変化量を制限するレイトリミッタ６４ｇと、このレイトリミッタ６４ｇから出力される電流指令値Ｉｍと相異常検出信号ＡＳとが入力される各相電流選択演算部６４ｈとから構成されている。
【００６３】
ここで、各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＡ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを０に設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを−Ｉｍに設定し、Ｃ相電流指令値を＋Ｉｍに設定する。また、各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＢ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを＋Ｉｍに設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを０に設定し、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆを−Ｉｍに設定する。さらに各相電流選択演算部６４ｈは、相異常検出信号ＡＳがＣ相故障を表しているときには、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆを−Ｉｍに設定し、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆを＋Ｉｍに設定し、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆを０に設定する。
【００６４】
指令値選択部３５は、切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃと、これら切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃを切換え制御する選択制御部９２とを備えている。
切換スイッチ９１ａ、９１ｂ及び９１ｃの常閉接点には、正常時モータ指令値算出部３３の２相／３相変換部３３ｅで算出された各相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが入力され、他方の常開接点には異常時モータ指令値算出部３４から出力される各相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが入力される。
【００６５】
選択制御部９２は、異常検出回路２７から出力される相異常検出信号ＡＳが全ての相が正常であることを示す“０”であるとき、切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに対して常閉接点を選択する論理値“０”の選択信号を出力すると共に、後述する遮断リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３に対してこれらをオン状態に制御するリレー制御信号を出力する。一方、相異常検出信号ＡＳが“０”でないときには、切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに対して常開接点を選択する論理値“１”の選択信号を出力すると共に、異常となった駆動系統に対応する遮断リレー回路ＲＬＹｘ（ｘ＝ａ〜ｃ）に対してこれをオフ状態に制御するリレー制御信号を出力する。
【００６６】
モータ電流制御部３６は、指令値選択部３５から供給される各相電流指令値Ｉａｒｅｆ，Ｉｂｒｅｆ，Ｉｃｒｅｆから電流検出回路２２で検出した各相コイルＬａ、Ｌｂ、Ｌｃに流れるモータ相電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ、Ｉｃｄを減算して各相電流誤差ΔＩａ、ΔＩｂ、ΔＩｃを求める減算器１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃと、求めた各相電流誤差ΔＩａ、ΔＩｂ、ΔＩｃに対して比例積分制御を行って指令電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを算出するＰＩ制御部１０２とを備えている。
【００６７】
そして、ＰＩ制御部１０２から出力される指令電圧Ｖａ、Ｖｂ、ＶｃがＦＥＴゲート駆動回路２５に供給される。
モータ駆動回路２４は、図２に示すように、各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに対応して直列に接続されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，Ｑｃｂを並列に接続されたインバータ構成を有する。スイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂの接続点、Ｑｂａ，Ｑｂｂの接続点及びＱｃａ，Ｑｃｂの接続点は、夫々相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの中性点Ｐｎとは反対側に接続されている。
【００６８】
そして、モータ駆動回路２４を構成する各スイッチング素子Ｑａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，ＱｃｂのゲートにＦＥＴゲート駆動回路２５から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号が供給される。
さらに、遮断用リレー回路２６は、３相ブラシレスモータ１２の相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃの中性点Ｐｎとは反対側の端子と、モータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱａａ，Ｑａｂ、Ｑｂａ，Ｑｂｂ及びＱｃａ，Ｑｃｂの接続点との間に個別に介挿されたリレー接点ＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３で構成されている。各リレー接点ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３は、選択制御部９２から出力されるリレー制御信号によってオン／オフ状態が制御される。このとき、異常検出回路２７で全ての相で異常が検出されない正常状態では閉状態（オン状態）に制御され、何れか１つの相で異常が検出されたときに異常となった相のリレー接点ＲＹＬｉ（ｉ＝１〜３）が開状態（オフ状態）に制御される。
【００６９】
さらにまた、異常検出回路２７は、ＦＥＴゲート駆動回路２５に供給する電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃ又はモータ駆動回路２４に供給するパルス幅変調信号と各相のモータ電圧とを比較することによってＡ相、Ｂ相、及びＣ相の不導通及び短絡異常を検出することができる。そして、異常検出回路２７では、Ａ相、Ｂ相及びＣ相の全てが正常である場合には、“０”、Ａ相不導通異常時には“Ａ１”、Ａ相短絡異常時には“Ａ２”、Ｂ相不導通異常時には“Ｂ１”、Ｂ相短絡異常時には“Ｂ２”、Ｃ相不導通異常時には“Ｃ１”、Ｃ相短絡異常時には“Ｃ２”となる相異常検出信号ＡＳを制御演算装置２３の異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に出力する。
なお、図１の操舵トルクセンサ３が操舵トルク検出手段に対応し、車速センサ２１が車速検出手段に対応し、操舵補助制御装置２０がモータ制御手段に対応し、図２の異常検出回路２７がコイル相異常検出手段に対応している。
【００７０】
また、図３の操舵補助電流指令値演算部３１が操舵補助電流指令値算出手段に対応し、正常時モータ指令値算出部３３が正常時モータ指令値算出手段に対応し、異常時モータ指令値算出部３４が異常時モータ指令値算出手段に対応し、指令値選択部３５及びモータ電流制御部３６がモータ駆動制御手段に対応している。さらに、モータ加速領域判定部７２が加速領域判定手段に対応し、リトライ電流指令ゲイン生成部６３がリトライ加速手段に対応している。
【００７１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
（動作）
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、モータ駆動回路２４を構成する各電界効果トランジスタＱａａ〜Ｑｃｂが正常であると共に、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ〜Ｌｃに断線や地絡が生じていない正常状態であるものとする。この場合には、異常検出回路２７で異常状態が検出されることがないため、異常検出回路２７は“０”を表す相異常検出信号ＡＳを異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に出力する。
【００７２】
このため、指令値選択部３５の選択制御部９２は論理値“０”の選択信号を切換スイッチ９１ａ〜９１ｃに出力する。したがって、各切換スイッチ９１ａ〜９１ｃが常閉接点側を選択し、正常時モータ指令値算出部３３が出力した相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆがモータ電流制御部３６に供給される。これと同時に各リレー接点ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３に対してこれらを閉状態に制御するリレー制御信号が出力される。
【００７３】
これにより、モータ駆動回路２４から出力したモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃがリレー接点ＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３を介して３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給される。すなわち、３相コイルを使用したモータ駆動制御が行われる。
このとき、車両が停止しており、運転者がステアリングホイール１を操舵していない状態であるとすると、制御演算装置２３の正常時モータ指令値算出部３３は、相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆをそれぞれ“０”に算出する。このとき、３相ブラシレスモータ１２が停止している場合には、各相コイルＬａ、Ｌｂ及びＬｃに供給されるモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃも“０”となり、３相ブラシレスモータ１２は停止状態を維持する。
【００７４】
このステアリングホイール１の非操舵状態から、車両の停止時にステアリングホイール１を操舵する所謂据え切り状態とすると、これに応じて操舵トルクセンサ３は大きい操舵トルクＴを検出する。したがって、正常時モータ指令値算出部３３は、この操舵トルクＴに応じた相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆを算出し、これらをモータ電流制御部３６に供給する。
【００７５】
すると、モータ電流制御部３６は、相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに基づいて指令電圧Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを算出し、これらをＦＥＴゲート駆動回路２５に供給する。これにより、モータ駆動回路２４の各電界効果トランジスタが制御されて、３相ブラシレスモータ１２が回転駆動される。このため、３相ブラシレスモータ１２は、ステアリングホイール１に入力される操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生し、これが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２に伝達されることにより、運転者はステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。
【００７６】
この正常状態から、例えばＡ相コイルＬａを駆動する駆動系統即ちモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱａａ又はＱａｂがオフ状態を継続したままとなるか、Ａ相コイルＬａを含む通電経路に断線が生じることにより、Ａ相コイルＬａが不導通となる異常が発生したものとする。この場合、当該異常を異常検出回路２７で検出し、異常検出回路２７はＡ相不導通異常を表す“Ａ１”の相異常検出信号ＡＳを異常時モータ指令値算出部３４及び指令値選択部３５に供給する。
このため、選択スイッチ９１ａ〜９１ｃが常閉接点側から常開接点側に切換えられる。したがって、モータ電流制御部３６に供給する相電流指令値は、正常時モータ指令値算出部３３が出力する相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆから、異常時モータ指令値算出部３４が出力する相電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆに切換えられる。
【００７７】
異常時モータ指令値算出部３４では、異常検出回路２７から入力される相異常検出信号ＡＳが“Ａ１”であるので、誘起電圧算出部６０ａで、角度情報演算部３２から入力される電気角θｅをもとに、Ｖ相誘起電圧とＷ相誘起電圧との合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）を算出する。そして、算出された合成誘起電圧ＥＭＦａ（θｅ）が相電流指令値算出部６０ｂに供給され、この相電流指令値算出部６０ｂで前記（４）式の演算を行って基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。
【００７８】
この基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）は、図１７（ａ）に示すように、電気角θｅ＝０°で正値の最小値となり、その後電気角θｅが増加するにつれて増加し、電気角θｅが６０°近傍で最大電流値となり、その後電気角θｅが９０°で符号反転して負値の最大値となり、その後、電気角θｅが１１０°近傍で負値の最大値から徐々に減少して電気角θｅが１８０°で絶対値が最小値となる。
【００７９】
この基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）によって、ブラシレスモータ１２で発生するモータトルクは図１７（ｂ）に示すように、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が正値の最大電流値に達するまでは一定値を維持し、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が正値の最大電流値に達すると、電気角θｅの増加に応じて減少し、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）が符号反転する電気角θｅが９０°となるときにモータトルクは“０”となる。
【００８０】
その後、電気角θｅが９０°を超えて増加すると電気角θｅの増加に応じてモータトルクも回復して行き、基本相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値が減少し始める時点で一定トルクに復帰し、その後電気角θｅの増加に関わらずモータトルクは一定値を維持する。
ここで、モータトルクが一定値から減少している領域がモータトルク低下領域Ａｔｄとなり、このモータトルク低下領域Ａｔｄとその両側のモータトルクを最大値まで増加可能なモータトルク発生領域Ａｔｇとを含めて加速領域Ａａが設定される。
【００８１】
このとき、ステアリングホイール１を例えば右切りしている状態で、操舵電気角θｅが加速領域に達せず安定領域にあるものとすると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝０を出力する。また、このとき、運転者がステアリングホイール１を切り増し方向に操舵している場合には、切増切戻判定部７１は、第１の切戻フラグＦｒ１を、切増状態を表す“０”にリセットする。
【００８２】
このため、電気角θｅが安定領域にあるので、トルク不足を生じることはなく、トルク低下領域判定部７３では、加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされ、電流指令値Ｉｍ（θｅ）の絶対値もトルク低下領域判定電流閾値より小さいので、電流指令値比較部７３ａの比較出力Ｃｔｉも論理値“０”であり、モータ回転速度ωｍもトルク低下領域判定回転速度より高くなっている。したがって、判定部７３ｃでは第２の切戻フラグＦｒ２が切増状態を表す“０”にリセットされている。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４では、安定領域補正電流ゲインが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
【００８３】
一方、リトライ電流指令ゲイン生成部６３では、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされている状態が継続しており、状態変化がないので、切戻→切増判定部８１ｂで設定される切戻→切増変化フラグＦｒｉが“０”を維持しており、リトライカウント部８１ｃではリトライ回数Ｎｒが“０”にクリアされた状態を維持する。このとき、リトライ領域継続判定部８１ａでは、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが大きいものとすると、操舵トルク比較部８１ｄから出力される比較出力が論理値“１”となり、リトライ領域電気角演算部８１ｅで算出されるリトライ領域電気角θｒｔは、操舵トルクＴが右切り状態であるので正値となり、電気角θｅが１８０°未満であるとするθｒｔ＝１８０°＋リトライ領域オフセット値Δθｏとなる。このため、リトライ領域は、図１７に示すように、電気角０°〜１８０°の範囲の実線図示の基本リトライ領域に対して点線図示のリトライ領域オフセット値Δθｏ分だけ右側にシフトする。このため、リトライ領域電気角比較部８１ｆでは電気角θｅがリトライ領域電気角θｒｔより小さいので、論理値“１”の比較出力Ｃｔｉ(n)が出力される。このとき、前回の比較出力Ｃｔｉ(n-1)が電気角θｅが１８０°を超えていて３６０°未満であって、論理値“０”であるものとすると一致回路８１ｈで不一致が検出されて、その出力が論理値“０”となり、アンド回路８１ｉの出力は、操舵トルクＴが操舵トルク閾値より大きいかないかにかかわらず論理値“０”となり、リトライ領域電気角内継続状態ではないことを表す。このため、リトライカウント部８１ｃで、リトライ回数Ｎｒが“０”にクリアされる。
このため、リトライ電流ゲイン生成部８２ではリトライ回数Ｎｒが“０”であり、第２の切戻フラグＦｒ２も“０”にリセットされているので、リトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂでリトライ電流指令ゲインＧｉｒが“０”に設定される。
【００８４】
そして、２相制御用各相電流指令値生成部６４では、故障相別シフト後電気角θｅｓに基づいて逆誘起電圧特性ゲイン算出部６７で基本電流ゲインＧｉｆが算出されているのだ、この基本電流ゲインＧｉｆに安定領域補正電流ゲインでなる補正電流指令ゲインＧｉａを乗算してからビット調整を行った値に“０”のリトライ電流指令ゲインＧｉｒを加算し、これを電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算するので、安定領域に対応した電流指令値が得られ、これが相電流指令値制限部６４ｆで最大値が制限されるとともに、レイトリミッタ６４ｇで変化率が制限されて電流指令値Ｉｍとして各相電流選択演算部６４ｈに供給される。
【００８５】
このとき、各相電流選択演算部６４ｈではＡ相が故障しているので、Ｂ相電流指令値Ｉｂｒｅｆが−Ｉｍに設定され、Ｃ相電流指令値Ｉｃｒｅｆが＋Ｉｍに設定される。このため、図２０に示す電流波形がブラシレスモータ１２のＢ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃに供給される。
このとき、電気角θｅが０°〜９０°であるときには、Ｃ相コイルＬｃからＢ相コイルＬｂに向けて電流を流し、電気角θｅが９０°〜２７０°であるときにはＢ相コイルＬｂからＣ相コイルＬｃに向けて電流を流す。さらに、電気角θｅが２７０°〜３６０°であるときにはＣ相コイルＬｃからＢ相コイルＬｂに向けて電流を流す。また、Ａ相電流指令値Ｉａｒｅｆは“０”に設定される。
【００８６】
すなわち、Ａ相の駆動系統に通電異常が発生している場合には、Ｂ相電流指令値とＣ相電流指令値とが互いに逆符号でその絶対値が等しくなるようにする（正常な２相の電流指令値の和が零となるようにする）。
こうして、回転するステータ合成磁界を発生させてロータを回転させることにより、３相ブラシレスモータ１２を２相駆動する。
【００８７】
図１９は、切り増し操舵時のＣ相のモータ電流とモータトルクとを示す図であり、破線は相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正を行わない場合のモータ電流及びモータトルク、実線は上記補正を行った場合のモータ電流及びモータトルクを示している。
ここでは切り増し操舵を行っているため、モータトルク方向とモータ回転方向は共に正方向（図１１の左→右）であり、モータに係る外部負荷（操舵反力）の方向は負方向（図１１の右→左）となる。
【００８８】
図１９の破線に示すように、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正を行わない場合のＣ相電流指令値Ｉｃｒｅｆは、基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）のままであるので、モータ電流が電流上限に達する前の領域（モータトルク低下領域Ａｔｄに達する前の領域）では、基本モータ電流は下に凸となる円弧状で正の最大電流値まで増加する。そして、モータトルク低下領域Ａｔｄでは、９０°より前の領域で負の最大値を維持し、９０°で符号が反転して９０°より後の領域で負の最大値を維持する。また、モータトルク低下領域Ａｔｄを超えると、モータ電流は上に凸となる円弧状で絶対値が最大値から減少する。
【００８９】
このときモータトルクは、図１９（ｂ）で破線に示すように、モータトルク低下領域Ａｔｄの前後の角度領域においては一定値となる。そして、相電流が電流上限に達するモータトルク低下領域Ａｔｄではモータトルクが低下し、９０°でモータトルクが零となる。すなわち、モータトルク低下領域Ａｔｄの前後の角度領域は、一定のモータトルクを出力可能な安定出力角度領域であり、モータトルク低下領域Ａｔｄは、モータ駆動回路２４で出力可能な最大電流値Ｉｍａｘで電流が制限されて、一定のモータトルクが得られない不安定出力角度領域となる。
このように、通電異常時に３相ブラシレスモータを駆動制御したとき、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号が反転し、モータトルクが必ず零になる電気角θｅ（９０°，２７０°）が存在する。本実施形態では、その電気角θｅを跨ぐ領域Ａｔｄの前後の領域（領域Ａｔｇ）を含む角度領域を加速領域Ａａとする。
【００９０】
電気角θｅが加速領域Ａａに達していない場合、補正電流指令ゲインＧｉａが安定領域補正電流ゲイン（＜１）に設定されるので、２相制御用各相電流指令値生成部６４では、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正した電流指令値Ｉｍが生成される。
このように、加速領域Ａａに達する前の安定出力角度領域でモータ電流を減少補正することで、この領域ではモータトルクが低減する。これにより、操舵トルクを意図的に上昇させる。
【００９１】
その後、電気角θｅが加速領域Ａａに達すると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝１を出力する。このとき、第１の切戻フラグＦｒ１は“０”にリセットされており、第２の切戻フラグＦｒ２も“０”にリセットされている。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４の補正電流指令ゲイン演算部７４ｂで切増補正電流ゲインＧｉｉ（＞１）が選択され、この切増補正電流ゲインＧｉｉが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力される。
このとき、リトライ電流指令値ゲイン生成部６３では、リトライ電流指令ゲインＧｉｒが“０”を維持する。
【００９２】
このため、２相制御用各相電流指令値生成部６４の乗算器６４ａで基本電流指令ゲインＧｉｆに切増補正電流ゲインＧｉｉでなる補正電流指令ゲインＧｉａが乗算されるので、電流ゲインが増加し、ここの電流ゲインが電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算されるので、電流指令値Ｉｍ（θｅ）′が急増し、相電流指令値制限部６４ｆで最大値に制限されるとともに、レイトリミッタ６４ｇで変化率が制限される。このため、レイトリミッタ６４ｇから出力される電流指令値Ｉｍは図１９に示すように比較的急峻に最大値まで増加する。
このように、加速領域Ａａに達したときにモータ電流を増加補正することで、モータトルクを上昇し３相ブラシレスモータ１２を正方向に加速する。この増加補正は電気角θｅが加速領域Ａａ内に存在する間、継続する。
【００９３】
この加速領域Ａａにおいて、補正電流指令ゲイン生成部７４による補正電流指令ゲインＧｉａが増加されることによって、電流指令値Ｉｍが電流最大値Ｉｍａｘまで増加し、これにより、加速領域Ａａでは、９０°を境にして正の最大値と負の最大値とを維持することになる。すなわち、領域Ａａの前後の領域Ａｔｇでは、破線に示す補正無しの場合と比較してモータ電流が大きくなり、それに伴ってモータトルクも大きくなる。
このように、電流上限に到達する前後の安定出力角度領域Ａｔｇ、すなわちモータトルクを自由に増加減できる角度領域でモータ電流を増加する補正を行う。
【００９４】
そして、電気角θｅが加速領域Ａａを超えると、モータ加速領域判定部７２は加速領域判定フラグＦａ＝０を出力する。そのため、補正電流指令ゲイン生成部７４で安定領域補正電流ゲインが補正電流指令値ゲインＧｉａとして選択されるので、２相制御用各相電流指令値生成部６４で基本電流指令値Ｉｍ（θｅ）が再度減少する補正が行われて電流指令値Ｉｍが減少し、モータトルクを低減する。
【００９５】
このように、切り増し操舵時は、領域Ａに達する前の領域Ｂでモータを正方向に加速するので、モータの慣性トルクによって、図中丸印ｂ→丸印ｃに示すように、一定のモータトルクが得られないモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越えることができる。また、このとき、加速領域Ａａの手前で相電流指令値を低減し、操舵トルクを上昇させておく。モータに掛かる外部負荷は、車両負荷−操舵力（操舵トルク）であるため、操舵トルクを上昇させることでモータに掛かる外部負荷を小さくしておくことができる。そのため、加速領域Ａａでのモータ加速を行い易くすることができる。
【００９６】
さらに、加速領域Ａａにおいては、領域Ａｔｄを超えた後の領域Ａｔｇでもモータを正方向に加速するので、一度領域Ａｔｄを飛び越えた後に、負方向に発生しているモータに掛かる外部負荷によりモータがモータトルク低下領域Ａｔｄに再度落ち込むのを防ぐことができる。したがって、丸印ｃ→丸印ｄに示すように、適切にモータを正方向に回転させることができる。
このように、３相のうち１相に異常が発生した場合には、残りの２相を使用して３相ブラシレスモータ１２を継続駆動することができる。また、このとき、電流制限により一定のモータトルクが得られないモータトルク低下領域Ａｔｄを効率良く飛び越えることができる。
【００９７】
しかしながら、直進走行時に近い操舵状態では、操舵トルクＴが小さく、これに応じてブラシレスモータ１２で発生される操舵補助トルクも小さく、操舵トルクＴと操舵補助トルクとを加算したトルク合算値が外部負荷（操舵反力）と略一致して釣り合ってしまう場合が生じる。この場合には、上述したように、加速領域Ａａに入った時点で、補正電流指令ゲインＧｉａを増加させて、ブラシレスモータ１２を加速させても、ブラシレスモータ１２で大きな慣性トルクを得ることができず、トルク不足となってモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越えられない状態が発生する。
【００９８】
この場合には、２相制御用各相電流指令値生成部６４で生成される電流指令値Ｉｍは最大値を維持するが、トルク不足により、モータトルク低下領域を飛び越えられないので、故障相別シフト後電気角θｅｓが現在の値近傍に留まることになり、操舵トルクＴが大きくなりながらブラシレスモータ１２の回転速度ωｍが減少することになり、運転者に引っ掛かり感を与えることになる。
【００９９】
このような状態となると、右切り状態であるので、操舵トルクＴが正方向に大きくなり、且つ故障相別シフト後電気角θｅｓがリトライ領域電気角θｒｔ（＝１８０°＋Δθｏ）より小さい状態を維持することにより、電気角比較部８１ｆの比較出力Ｃｔｉ(n)が論理値“１”となるとともに、前回の比較主力Ｃｔｉ(n-1)も論理値“１”であるので、一致回路８１ｈから論理値“１”の一致出力がアンド回路８１ｉに供給される。
【０１００】
一方、操舵トルク比較部８１ｄでは、操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜が操舵トルク閾値より大きくなるので、論理値“１”の比較出力Ｃｔｃがアンド回路８１ｉに出力されるので、アンド回路８１ｉの出力がリトライ領域電気角内継続を表す論理値“１”となる。
このとき、トルク低下領域判定部７３では、加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされており、電流指令値Ｉｍ（θｅ）が最大値であることから電流指令値比較部７３ａから出力される比較出力Ｃｔｉが論理値“１”となる。また、モータ回転速度ωｍが低下して、略零に近づいて、トルク低下領域判定回転速度閾値以下に低下するので、回転速度比較部７３ｂの比較出力Ｃｔｖも論理値“１”となる。
【０１０１】
そして、この状態がトルク低下領域判定時間閾値を超えて継続すると、判定部７３ｃで、第２の切戻フラグＦｒ２が強制的に切戻状態を表す“１”にセットされる。
このため、補正電流指令ゲイン生成部７４では、加速領域フラグＦａが“１”にセットされ、第２の切戻フラグＦｒ２が“１”にセットされるので、切戻補正電流ゲインＧｉｒｖが補正電流指令ゲインＧｉａとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に出力される。このときの切戻補正電流ゲインＧｉｒｖは、図１４に示すように、電流指令値Ｉｍ（θｅ）が最大値となっているので、“１”より小さく零に近い正値になる。
【０１０２】
この補正電流指令ゲインＧｉａが２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給されて、電流指令値Ｉｍ（θｅ）に乗算されるので、補正後の電流指令値Ｉｍ（θｅ）が図１９において矢印Ｙ１で示すように、零に近い値にまで低下される。
このため、ブラシレスモータ１２で発生される操舵補助トルクが略零となるので、操舵トルクＴと操舵補助トルクとを合算したトルクに対して外力（操舵反力）の方が大きな値となることにより、外力によってブラシレスモータ１２が戻されることにより、電気角θｅｓが図１９において矢印Ｙ２で示すように低下する。
【０１０３】
そして、電気角θｅが加速領域Ａａを外れて安定出力領域に移行すると、モータ加速領域判定部７２で加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされる。このため、トルク低下領域判定部７３では加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされることにより、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされる。したがって、補正電流指令ゲイン生成部７４で、加速領域判定フラグＦａが“０”にリセットされ、第２の切戻フラグＦｒ２が“０”にリセットされているので、補正電流指令ゲイン演算部７４ｂで安定領域補正電流ゲインが選択されて、この安定領域補正電流ゲインが補正電流ゲインとして２相制御用各相電流指令値生成部６４に供給される。
【０１０４】
したがって、前述したと同様に、電流指令値Ｉｍが図１９の矢印Ｙ３で示すように増加する。この電流指令値Ｉｍの増加によってブラシレスモータ１３で発生するモータトルクが増加し、再度切増状態に移行する。これによって、故障相別シフト後電気角θｅｓが増加し、加速領域Ａａに達すると、再度加速領域判定フラグＦａが“１”にセットされて、上述したと同様のブラシレスモータ１２の加速制御がリトライ加速制御として実行される。
【０１０５】
このとき、リトライカウント部８１では、リトライ領域内電気角継続状態を維持しているので、第２の切戻フラグＦｒ２が切戻状態から切増状態に状態変化したときに、リトライ回数Ｎｒが“０”から“１”にインクリメントされる。
このリトライ加速制御で、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せれば、その後は、２相制御が継続されることになる。
【０１０６】
しかしながら、リトライ加速制御を所定回数繰り返してもモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒが順次増加される。このように、リトライ回数Ｎｒが増加すると、リトライ回数に応じてモータ加速領域判定部７２におけるリトライ切戻操舵安定領域補正部７２ｃで図１９に示すように、加速領域Ａａが順次増加される。このため、矢印Ｙ２で示す外力による電気角θｅｓの戻し位置が順次遠くなり、電流指令値が最大値となる電気角θｅｓが小さくなるので、ブラシレスモータ１２の加速制御をより長く行って、ブラシレスモータ１２の慣性トルクを大きくし、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越し易くする。この加速領域Ａａの増加によって、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せれば、前述した通常時の２相制御状態に復帰する。
【０１０７】
しかしながら、この加速領域Ａａの増加によっても、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒが所定閾値となり、且つ第２の切戻フラグＦｒ２が切戻状態を示す“１”にセットされているときには、リトライ電流ゲイン生成部８２のリトライゲイン出力判定部８２ａから出力されるリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇが論理値“１”となる。このリトライゲイン出力判定信号Ｓｒｇがリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂに供給されるので、このリトライ電流指令ゲイン演算部８２ｂで、リトライ電流指令基準ゲインＧｉｒｂにリトライ回数Ｎｒを乗算したリトライ電流指令ゲインＧｉｒが増加される。
【０１０８】
このため、２相制御用各相電流指令値生成部６４で基本電流ゲインＧｉｆにリトライ電流指令ゲインＧｉｒが加算されることにより、安定出力領域での電流指令値Ｉｍが図１９で一点鎖線図示のように基本電流指令値を超えて増加される。このため、安定出力領域でのブラシレスモータ１２から出力されるモータトルクも増加されることになり、ブラシレスモータ１２のより大きな電流指令値によるトルク加速制御を行うことができ、モータ慣性トルクを増加させて、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越すことができる。
【０１０９】
このように、上記実施形態によれば、操舵トルクＴとブラシレスモータ１２で発生するモータトルクとの合算値が外力（操舵反力）に釣り合った場合に、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない状態が発生して、電流指令値Ｉｍ（θｗ）が最大値を維持しながらモータ回転速度ωｍが低下して運転者に引っ掛かり感を与える状態となったときに、強制的に第２の切戻フラグＦｒ２を切戻状態を表す“１”にセットすることにより、補正電流指令ゲインＧｉａを切戻補正電流ゲインＧｉｒｖに設定して、補正電流指令ゲインＧｉａを零近くまで低下させる。このため、電流指令値Ｉｍが零近くまで低下することにより、外力によってブラシレスモータ１２が切戻方向に戻されて、再度ブラシレスモータ１２を加速するリトライ加速状態とすることができる。
【０１１０】
このリトライ加速状態を繰り返してもモータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、リトライ回数Ｎｒの増加に応じて安定出力領域を縮小して加速領域Ａａを増加させることにより、ブラシレスモータ１２の加速制御時間を増加させて、より大きい慣性トルクを発生するようにブラシレスモータ１２をリトライ加速制御する。
この加速領域Ａａを増加させても、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越せない場合には、最後に安定出力領域で、リトライ電流指令ゲインＧｉｒをリトライ回数Ｎｒに応じて増加させ、これを基準電流指令ゲインＧｉｆに加算することにより、安定出力領域での電流指令値Ｉｍを増加させて、より大きなモータトルクを発生させて、モータトルク低下領域Ａｔｄを飛び越す。
【０１１１】
このようにすることにより、リトライ加速制御を行うことにより、操舵トルクＴとモータトルクとの合算値が外力と釣り合った状態で、運転者に引っ掛かり感を与えることを抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、切増切戻判定部７１の操舵トルク符号判定部７１ａで符号判定する場合に、操舵トルクセンサ３のセンサ誤差を考慮してヒステリシスを設定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態においては、トルク低下領域判定部７３で、電流指令値がトルク低下領域判定電流閾値を超え且つモータ回転速度ωｍがトルク低下判定回転速度閾値以下となったときに第２の切戻フラグＦｒ２を、強制的に切戻状態を表す“１”にセットした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、加速領域判定フラグＦａが“１”で、電流指令値がトルク低下領域判定電流閾値を超え且つモータ回転速度ωｍがトルク低下判定回転速度閾値以下となったときに、電流指令値Ｉｍを外力による切戻状態となるように低下できればよく、任意の電流低減手段を適用することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態においては、最大電流値Ｉｍａｘを電流上限値で固定とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車速Ｖｓに応じて最大電流値Ｉｍａｘの大きさを変更するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電気角が加速領域内にあるとき、予め設定した補正ゲインを乗算することで、電流指令値を減少補正する場合について説明したが、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）から補正電流指令ゲインやリトライ補正電流指令ゲインに相当する補正量を減算したり、加算したりすることで増加補正または減少補正することもできる。
【０１１４】
また、上記実施形態においては、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬａ〜Ｌｃとモータ駆動回路２４との間に遮断用リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３を介挿した場合について説明したが、遮断用リレー回路ＲＬＹ１〜ＲＬＹ３の何れか１つを省略することもできる。この場合には、省略した遮断用リレー回路を含む駆動系統におけるモータ駆動回路２４における上アーム又は下アームの電界効果トランジスタにショートが生じた場合には、対応することができなくなり、異常時における３相ブラシレスモータの２相駆動の適用範囲が２個所減少するだけであり、大きな問題とはなることはない。
【０１１５】
さらに、上記各実施形態においては、正常時モータ指令値算出部３３のｄ−ｑ軸電流指令値算出部３３ｄの出力側に２相／３相変換部３３ｅを設けた場合について説明したが、この２相／３相変換部３３ｅを省略することもできる。この場合、これに代えてモータ電流検出回路２２から出力されるモータ電流検出値Ｉａｄ、Ｉｂｄ及びＩｃｄを３相／２相変換部に供給して、回転座標のｄ軸電流Ｉｄｄ及びｑ軸電流Ｉｑｄに変換し、モータ電流制御部３６でｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆからｄ軸電流Ｉｄｄ及びｑ軸電流Ｉｑｄを減算して電流偏差ΔＩｄ及びΔＩｑを算出し、これらをＰＩ制御部６２でＰＩ制御処理してｄ軸指令電圧Ｖｄ及びｑ軸指令電圧Ｖｑを算出し、これらを２相／３相変換部で３相の指令圧Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに変換して、ＦＥＴゲート駆動回路２５に供給するようにして制御演算装置２３全体をベクトル制御系に構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１２…３相ブラシレスモータ、１３…ロータ回転角検出回路、２０…操舵補助制御装置、２１…車速センサ、２２…モータ電流検出回路、２３…制御演算装置、２４…モータ駆動回路、２５…ＦＥＴゲート駆動回路、２６…遮断用リレー回路、２７…異常検出回路、３１…操舵補助電流指令値演算部、３２…角度情報演算部、３２ａ…電気角変換部、３２ｂ…微分回路、３３…正常時モータ指令値算出部、３３ａ…ｄ軸電流指令値算出部、３３ｂ…ｄ−ｑ軸電圧算出部、３３ｃ…ｑ軸電流指令値算出部、３３ｅ…２相／３相変換部、３４…異常時モータ指令値算出部、３５…指令値選択部、３６…モータ電流制御部、６１…基本電流指令ゲイン生成部、６２…補正電流指令ゲイン生成部、６３…リトライ電流指令ゲイン生成部、６４…２相制御用各相電流指令値生成部、６６…故障相別角度オフセット処理部、６７…逆起電圧特性ゲイン算出部、７１…、切増切戻判定部、７２…モータ加速領域判定部、７３…トルク低下領域判定部、７４…補正電流指令ゲイン生成部、８１…リトライカウント部、８２ｄリトライ電流指令ゲイン生成部、９１ａ〜９１ｃ…選択スイッチ、９２…選択制御部、１０１ａ〜１０１ｃ…減算器、１０２…ＰＩ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に対して操舵補助力を付与する各相コイルをスター結線した３相電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記各相コイルの通電異常を検出するコイル通電異常検出手段と、該コイル通電異常検出手段で、１相のコイルの通電異常を検出したときに、残りの２相のコイルに対する異常時相電流指令値を算出する異常時モータ指令値算出手段と、前記異常時相電流指令値に基づいて前記３相電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている
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】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域であるモータトルク低下領域に達したときに、前記異常時相電流指令値を低下させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時を、前記操舵トルク、前記３相電動モータの回転角及び回転速度に基づいて検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させた後、前記外力によって当該３相電動モータの電気角が戻されて操舵補助トルクを発生可能な電気角に達したときに、前記異常時相電流指令値を増加させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記電流指令値補正手段は、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域である加速領域内にあるか否かを判定する加速領域判定手段と、
前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域内にあると判定したときに、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値を増加補正することで、前記３相電動モータの回転を操舵方向へ加速するモータ回転加速手段と、
該モータ回転加速手段による前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ加速したときに、前記電気角が前記最小トルク電気角を跨ぎ前記加速領域より広いリトライ領域内を継続しているか否かを判定するリトライ領域判定手段と、
該リトライ領域判定手段の判定結果が、前記電気角がリトライ領域内を継続する場合に、前記加速領域を増加させて、前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ再加速するリトライ加速手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記リトライ加速手段は、前記電気角が加速領域内にあり、操舵トルク及び操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を外力により前記電気角が変化するように低下させ、前記電気角が前記加速領域の境界位置に達したときに、当該異常時相電流指令値を基本電流指令値より増加させて前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記３相電動モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、
前記リトライ加速手段は、前記操舵トルクと前記モータ回転速度とに基づいて操舵方向が切増方向であるか切戻方向であるかを判定して第１の切戻フラグを設定する切増切戻判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果、前記異常時相電流指令値、前記切戻フラグ及び前記モータ回転速度に基づいてトルク低下領域であるか否かを判定し、トルク低下領域であるときに切戻を指示する第２の切戻フラグを設定するトルク低下領域判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果と前記第２の切戻フラグとに基づいて前記異常時相電流指令値を減少させ、外力により前記電気角を変化させる補正電流指令ゲインを生成する補正電流指令ゲイン生成部とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記リトライ領域判定手段は、前記リトライ加速手段で前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速した後の前記電気角がリトライ領域を継続する場合に、リトライ回数を計数するリトライ計数部を備えることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記リトライ領域判定手段は、前記電気角及び前記操舵トルクの方向に基づいてリトライ領域を増加させるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記リトライ加速手段は、前記リトライ計数部のリトライ回数が閾値を超えたときに、前記加速領域外の前記異常時相電流指令値を当該リトライ回数に応じて高めるように構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
操舵系に対して操舵補助力を付与する各相コイルをスター結線した３相電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記各相コイルの通電異常を検出するコイル通電異常検出手段と、該コイル通電異常検出手段で、１相のコイルの通電異常を検出したときに、残りの２相のコイルに対する異常時相電流指令値を算出する異常時モータ指令値算出手段と、前記異常時相電流指令値に基づいて前記３相電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させる電流指令値補正手段を備えている
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】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域であるモータトルク低下領域に達したときに、前記異常時相電流指令値を低下させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時を、前記操舵トルク、前記３相電動モータの回転角及び回転速度に基づいて検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電流指令値補正手段は、前記操舵トルク及び前記３相電動モータで発生する操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を低下させた後、前記外力によって当該３相電動モータの電気角が戻されて操舵補助トルクを発生可能な電気角に達したときに、前記異常時相電流指令値を増加させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記電流指令値補正手段は、前記３相電動モータの電気角が、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値の符号が反転する最小トルク電気角を跨ぐ所定の角度領域である加速領域内にあるか否かを判定する加速領域判定手段と、
前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域内にあると判定したときに、前記異常時モータ指令値算出手段で算出した異常時相電流指令値を増加補正することで、前記３相電動モータの回転を操舵方向へ加速するモータ回転加速手段と、
該モータ回転加速手段による前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ加速したときに、前記電気角が前記最小トルク電気角を跨ぎ前記加速領域より広いリトライ領域内を継続しているか否かを判定するリトライ領域判定手段と、
該リトライ領域判定手段の判定結果が、前記電気角がリトライ領域内を継続する場合に、前記加速領域を増加させて、前記３相ブラシレスモータの回転を操舵方向へ再加速するリトライ加速手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記リトライ加速手段は、前記電気角が加速領域内にあり、操舵トルク及び操舵補助トルクの和と外力との釣合い時に、前記異常時相電流指令値を外力により前記電気角が変化するように低下させ、前記電気角が前記加速領域の境界位置に達したときに、当該異常時相電流指令値を基本電流指令値より増加させて前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記３相電動モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段を備え、
前記リトライ加速手段は、前記操舵トルクと前記モータ回転速度とに基づいて操舵方向が切増方向であるか切戻方向であるかを判定して第１の切戻フラグを設定する切増切戻判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果、前記異常時相電流指令値、前記切戻フラグ及び前記モータ回転速度に基づいてトルク低下領域であるか否かを判定し、トルク低下領域であるときに切戻を指示する第２の切戻フラグを設定するトルク低下領域判定部と、前記加速領域判定手段の判定結果と前記第２の切戻フラグとに基づいて前記異常時相電流指令値を減少させ、外力により前記電気角を変化させる補正電流指令ゲインを生成する補正電流指令ゲイン生成部とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記リトライ領域判定手段は、前記リトライ加速手段で前記３相電動モータの回転を操舵方向へ再加速した後の前記電気角がリトライ領域を継続する場合に、リトライ回数を計数するリトライ計数部を備えることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記リトライ領域判定手段は、前記電気角及び前記操舵トルクの方向に基づいてリトライ領域を増加させるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記リトライ加速手段は、前記リトライ計数部のリトライ回数が閾値を超えたときに、前記加速領域外の前記異常時相電流指令値を当該リトライ回数に応じて高めるように構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１２８９（Ｐ２０１３−１２８９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５６５８（Ｐ２０１１−１３５６５８）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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