JP5402414B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

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。

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。
ところが、ハードウェア等の制約により、モータに流せる電流量には限界がある。そのため、電流限界に到達する角度領域では一定のモータトルクが得られず、運転者はハンドル引っかかり感を感じてしまい操舵フィーリングが悪化する。

そこで、一定トルクが得られない角度領域より小さい角度で過アシスト特性を設けて、モータトルクを大きくすると共に、一定トルクが得られない角度領域より大きい角度で減アシスト特性を設けて、モータトルクを小さくする技術がある（例えば、特許文献２参照）。この技術は、一定トルクが得られない角度領域に到達する前にモータの回転を加速させることにより、この角度領域を飛び越えようとするものである。

特開２００９−６９６３号公報 国際公開ＷＯ２００５／０９１４８８明細書

上記特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、切り増し操舵をしており、モータトルク方向及びモータ回転方向が共に正方向である場合、一定トルクが得られない角度領域に達する直前にモータトルクを大きくすることでモータの回転を正方向に加速することができる。ところが、この角度領域を超えた直後にモータトルクを小さくするため、外部負荷によりモータの回転が減速しやすく、一定トルクが得られない角度領域に止まりやすい。

また、切り戻し操舵をしており、モータトルク方向が正方向でモータ回転方向が負方向である場合には、一定トルクが得られない角度領域に達する直前にモータトルクを小さくすることでモータの回転を負方向に加速することができる。しかしながら、この角度領域を超えた直後にモータトルクを大きくするため、これがブレーキトルクとなって一定トルクが得られない角度領域にモータを止めてしまう可能性がある。

その結果、切り戻し→切り増し時にアシスト不足となり、運転者にハンドル引っかかり感を与えてしまう。
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。

上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
前記モータ制御手段は、前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、を備え、前記加速領域は、前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が大きいほど広く設定することを特徴としている。

さらに、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記加速領域は、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が、前記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に達している角度領域の前後を含む角度領域であることを特徴としている。

さらにまた、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、ステアリングホイールに対する操舵操作が切り増し方向であるか切り戻し方向であるかを判定する操舵方向判定手段をさらに備え、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向に応じて、前記異常時相電流指令値の補正方法を変更することを特徴としている。

さらに、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
前記モータ制御手段は、前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、ステアリングホイールに対する操舵操作が切り増し方向であるか切り戻し方向であるかを判定する操舵方向判定手段と、を備え、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向に応じて、前記異常時相電流指令値の補正方法を変更することを特徴としている。
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３又は４に係る発明において、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り増し方向であるとき、前記異常時相電流指令値を増加する補正を行うことを特徴としている。
さらに、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３〜５の何れかに係る発明において、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値以上であるとき、前記異常時相電流指令値を零または略零とする補正を行うことを特徴としている。

また、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３〜６の何れかに係る発明において、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値未満であるとき、前記異常時相電流指令値の符号を反転する補正を行うことを特徴としている。

さらに、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項７に係る発明において、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値未満であるとき、前記異常時相電流指令値の符号を反転すると共に減少する補正を行うことを特徴としている。

また、請求項９に係る電動パワーステアリング装置は、請求項６〜８の何れかに係る発明において、前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であるとき、前記所定値における前記異常時相電流指令値の補正方法の切り替えに際し、前記操舵補助電流指令値に応じて前記異常時相電流指令値の補正量を徐々に変化させる徐変領域を設けることを特徴としている。

さらに、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜９の何れかに係る発明において、車速を検出する車速検出手段をさらに備え、前記モータ制御手段は、前記車速検出手段で検出した車速に応じた電流制限値により、前記異常時相電流指令値の最大値を制限する電流制限手段を備え、当該電流制限手段は、前記車速検出手段で検出した車速が所定値より小さいとき、前記電流制限値を零または略零に設定することを特徴としている。
また、請求項１１に係る電動パワーステアリング装置は、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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
前記モータ制御手段は、前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、車速を検出する車速検出手段と、を備え、前記モータ制御手段は、前記車速検出手段で検出した車速に応じた電流制限値により、前記異常時相電流指令値の最大値を制限する電流制限手段を備え、当該電流制限手段は、前記車速検出手段で検出した車速が所定値より小さいとき、前記電流制限値を零または略零に設定することを特徴としている。
また、請求項１２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜１１の何れかに係る発明において、前記モータ回転加速手段は、所定の変化率制限値により、補正後の前記異常時相電流指令値の変化率の上限を制限することを特徴としている。

また、請求項１３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜１２の何れかに係る発明において、前記モータ制御手段は、前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域外にあると判定したとき、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減少する補正を行う減少補正手段を備えることを特徴としている。

本発明によれば、３相ブラシレスモータで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。また、このとき、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ができる。その結果、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。

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。 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。 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。 操舵補助電流指令値算出マップである。 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。 ｄ−ｑ軸電圧算出用記憶テーブルを示す特性線図である。 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。 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。 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。 切り戻し補正ゲインの例を示す図である。 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。 切り戻し操舵時（高電流）のモータ電流とモータトルクとを示す図である。 切り戻し操舵時（低電流）のモータ電流とモータトルクとを示す図である。 比較例における動作を説明するための図である。 第２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。 最大電流値Ｉｍａｘの例を示す図である。 本発明における変形例を説明するための図である。

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。

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。

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。

また、３相ブラシレスモータ１２は、図２に示すように、Ｕ相コイルＬｕ、Ｖ相コイルＬｖ及びＷ相コイルＬｗの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗ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Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗ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。

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Ｌｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗ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Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄが入力される。

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Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄ、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Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを出力する制御演算装置２３と、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Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗ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Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗの異常を検出する異常検出回路２７とを備えている。

（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。
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及び電気角速度ωｅを算出する。
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）Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆ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＝ｕ〜ｗ）及びＬｊ（ｊ＝ｖ〜ｕ）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、ＩｉｒｅｆとＩｊｒｅｆとを、互いに符号が逆で絶対値が等しく算出する。つまり、ＩｉｒｅｆとＩｊｒｅｆとの和は零であり、これらは共通の電気角θｅで符号が反転することになる。

指令値選択部３５は、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Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆと、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とのうち、何れか一方を選択する。
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Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄとを用いて、電流フィードバック処理を行う。

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。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を微分して電気角速度ωｅを算出する微分回路３２ｂとを有する。
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、及びこの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Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆに変換する２相／３相変換部３３ｅとを備えている。

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。

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。

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。

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。

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Ｕ相ＥＭＦ、Ｖ相ＥＭＦ及びＷ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。

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。

（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Ｕ相コイルＬｕに対する駆動系統に断線が発生して、Ｕ相コイルＬｕ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Ｖ相コイルＬｖ及びＷ相コイルＬｗの２つのコイルとなる。これらＶ相コイルＬｖ及びＷ相コイルＬｗに供給する電流の方向は、Ｖ相コイルＬｖからモータ電流を入力してＷ相コイルＬｗから出力する場合と、逆にＷ相コイルＬｗからモータ電流を入力してＶ相コイルＬｖ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。
そこで、例えばＵ相の駆動系統に通電異常が発生したときに、残りのＶ相及びＷ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ＥＭＦｖ（θｅ）及びＥＭＦｗ（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。

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、加速領域判定部６１と、切り増し切り戻し判定部６２と、誘起電圧算出部６３と、相電流指令値算出部６４と、相電流指令値補正部６５と、電流制限部６６と、２相電流指令値算出部６７とを備える。

加速領域判定部６１は、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ及び電気角θｅを入力する。そして、先ず、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて加速領域を設定する。ここでは、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが大きいほど加速領域を広く設定する。
上記加速領域は、後述する相電流指令値算出部６４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。

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。

次に、加速領域判定部６１は、現在の電気角θｅが上記加速領域内にあるか否かを判定する。そして、加速領域内にある場合には加速領域判定フラグＦａを“１”にセットし、加速領域外にある場合には加速領域判定フラグＦａを“０”にリセットする。

切り増し切り戻し判定部６２は、操舵トルクＴ及び電気角速度ωｅを入力し、これらに基づいて、ステアリングホイールに対する操舵操作が切り増し方向であるか、切り戻し方向であるかを判定する。
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の微分回路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。

したがって、切り増し切り戻し判定部６２では、３相ブラシレスモータ１２の電気角速度ωｅ及び操舵トルクＴの符号が同一であるとき、つまり、共に正又は共に負であるときに切り増しと判定し、これらの符号が異なるときは切り戻しと判定する。そして、操舵方向が切り増し方向であると判定した場合は、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂを“１”にセットし、操舵方向が切り戻し方向であると判定した場合は、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂを“０”にリセットする。

なお、操舵トルクＴの符号と操舵トルク変化率の符号とが同一で、且つ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切り増しと判定し、操舵トルクＴの符号と操舵トルク変化率の符号とが異なり、且つ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切り戻しと判定することもできる。この場合、電気角速度ωｅを用いることなく、操舵トルクＴのみで切り増し／切り戻しを判定することができる。

誘起電圧算出部６３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６３は、Ｖ−Ｗ２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、Ｕ−Ｖ２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Ｕ−Ｗ２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、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。

相電流指令値算出部６４は、誘起電圧算出部６３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６４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。

相電流指令値補正部６５は、相電流指令値算出部６４で算出した相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を入力し、これを補正して補正後の相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を出力する。ここでは、加速領域判定フラグＦａ＝１であるときに、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂ及び操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに応じて、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を増加又は減少する補正を行う。

具体的には、加速領域において、操舵方向が切り増し方向である場合（Ｆａ＝１，Ｆｂ＝１）には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を増加する補正を行う。ここでは、例えば、相電流指令値Ｉｍ(θｅ)に補正ゲインＫ１（＞１）を乗算することで増加補正を行う。
また、加速領域において、操舵方向が切り戻し方向である場合（Ｆａ＝１，Ｆｂ＝０）には、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの絶対値に応じて図１０の特性を持つ切り戻し補正ゲインＫ２を相電流指令値Ｉｍ(θｅ)に乗算することで、当該相電流指令値Ｉｍ(θｅ)の補正を行う。

切り戻し補正ゲインＫ２は、図１０に示すように、Ｉｒｅｆ≧Ｉｒｅｆ_TH2であるときに０（又は略０）となり、Ｉｒｅｆ＜Ｉｒｅｆ_TH1であるときに−Ａとなる。ここで、Ａ≦１である。また、切り戻し補正ゲインＫ２は、Ｉｒｅｆ_TH1≦Ｉｒｅｆ＜Ｉｒｅｆ_TH2であるとき、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが大きくなるにつれて−Ａから０まで徐々に変化するように設定する。

すなわち、Ｉｒｅｆ≧Ｉｒｅｆ_TH2である場合には、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を０（又は略０）に減少する補正を行う。一方、Ｉｒｅｆ＜Ｉｒｅｆ_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する補正を行う。
また、Ｉｒｅｆ_TH1≦Ｉｒｅｆ＜Ｉｒｅｆ_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Ｉｒｅｆ_TH1及びＩｒｅｆ_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。
また、加速領域判定フラグＦａ＝０であるときには、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂ及び操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆにかかわらず、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少する補正を行う。ここでは、例えば、相電流指令値Ｉｍ(θｅ)に補正ゲインＫ３（＜１）を乗算することで減少補正を行う。

電流制限部６６は、相電流指令値補正部６５で算出した相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を所定の最大電流値Ｉｍａｘで制限する。ここでは、当該最大電流値Ｉｍａｘをモータ駆動回路２４で出力可能な電流上限値に設定する。
２相電流指令値算出部６７は、電流制限部６６で制限された相電流指令値に基づいて該当する２相の相電流指令値を出力する。

ここでは、異常検出回路２７から出力される異常検出信号ＡＳに基づいて、通電する２相を決定すると共に、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）の符号に基づいて通電方向を設定（上記通電する２相のうち何れの側から電流を流すかを設定）する。そして、設定された通電方向に対応する１つの相の電流指令値Ｉｋｒｅｆ（ｋ＝ｕ〜ｗ）を後述する指令値選択部３５に出力する。

指令値選択部３５は、切換スイッチ７１ｕ、７１ｖ及び７１ｗと、これら切換スイッチ７１ｕ、７１ｖ及び７１ｗを切換え制御する選択制御部７２とを備えている。
切換スイッチ７１ｕ、７１ｖ及び７１ｗ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Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆ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Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆが入力される。

選択制御部７２は、異常検出回路２７から出力される異常検出信号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７１ｕ〜７１ｗ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、異常検出信号ＡＳが“０”でないときには、切換スイッチ７１ｕ〜７１ｗ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＝ｕ〜ｗ）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。

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Ｉｕｒｅｆ，Ｉｖｒｅｆ，Ｉｗｒｅｆから電流検出回路２２で検出した各相コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに流れるモータ相電流検出値Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄを減算して各相電流誤差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗを求める減算器８１ｕ、８１ｖ及び８１ｗと、求めた各相電流誤差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗに対して比例積分制御を行って指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出するＰＩ制御部８２とを備えている。

そして、ＰＩ制御部８２から出力される指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ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Ｌｕ、Ｌｖ及びＬｗ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Ｑｕａ，Ｑｕｂ、Ｑｖａ，Ｑｖｂ及びＱｗａ，Ｑｗｂ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Ｑｕａ，Ｑｕｂの接続点、Ｑｖａ，Ｑｖｂの接続点及びＱｗａ，Ｑｗｂの接続点は、夫々相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗの中性点Ｐｎとは反対側に接続されている。

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Ｑｕａ，Ｑｕｂ、Ｑｖａ，Ｑｖｂ及びＱｗａ，Ｑｗｂ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Ｌｕ、Ｌｖ及びＬｗ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Ｑｕａ，Ｑｕｂ、Ｑｖａ，Ｑｖｂ及びＱｗａ，Ｑｗｂ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７２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。

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Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗ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Ｕ相、Ｖ相、及びＷ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、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の全てが正常である場合には、“０”、Ｕ相不導通異常時には“Ｕ１”、Ｕ相短絡異常時には“Ｕ２”、Ｖ相不導通異常時には“Ｖ１”、Ｖ相短絡異常時には“Ｖ２”、Ｗ相不導通異常時には“Ｗ１”、Ｗ相短絡異常時には“Ｗ２”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がコイル駆動系異常検出手段に対応している。
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、誘起電圧算出部６３、相電流指令値算出部６４及び２相電流指令値算出部６７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、加速領域判定部６１が加速領域判定手段に対応し、切り増し切り戻し判定部６２が操舵方向判定手段に対応し、相電流指令値補正部６５がモータ回転加速手段に対応し、電流制限部６６が電流制限手段に対応している。

（動作）
次に、上記第１の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Ｑｕａ〜Ｑｗｂ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Ｌｕ〜Ｌｗ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。

このため、指令値選択部３５の選択制御部７２は論理値“０”の選択信号を切換スイッチ７１ｕ〜７１ｗに出力する。したがって、各切換スイッチ７１ｕ〜７１ｗ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Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆ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。

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Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗ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Ｌｕ、Ｌｖ及びＬｗ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Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆ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Ｌｕ、Ｌｖ及びＬｗに供給されるモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗ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。

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Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆを算出し、これらをモータ電流制御部３６に供給する。

すると、モータ電流制御部３６は、相電流指令値Ｉｕｒｅｆ、Ｉｖｒｅｆ及びＩｗｒｅｆに基づいて指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗ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。

この正常状態から、例えばＵ相コイルＬｕ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Ｑｕａ又はＱｕｂがオフ状態を継続したままとなるか、Ｕ相コイルＬｕを含む通電経路に断線が生じることにより、Ｕ相コイルＬｕ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Ｕ相不導通異常を表す“Ｕ１”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７１ｕ〜７１ｗ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Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆ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Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆに切換えられる。
異常時モータ指令値算出部３４では、異常検出回路２７から入力される異常検出信号ＡＳが“Ｕ１”であるので、誘起電圧算出部６３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６４に供給され、この相電流指令値算出部６４で前記（４）式の演算を行って相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を算出する。

このとき、電気角θｅが加速領域に達していないものとすると、加速領域判定部６１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、切り増し切り戻し判定部６２は、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂ＝１を出力する。
そのため、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値算出部６４で算出した相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少する補正を行う。補正後の相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）は電流制限部６６に供給する。このとき、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）が最大電流値Ｉｍａｘを超えている場合には、電流制限部６６で、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）をこの最大電流値Ｉｍａｘで制限する。

電流制限部６６が出力する相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）は、２相電流指令値算出部６７に供給される。２相電流指令値算出部６７では、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）の符号に基づいてＶ相及びＷ相の何れの側から電流を流すのかを設定し、それに応じた相電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆを選択スイッチ７１ｕ〜７１ｗに出力する。

このとき、電気角θｅが０°〜９０°であるときには、Ｗ相コイルＬｗからＶ相コイルＬｖに向けて電流を流すように、Ｗ相電流指令値Ｉｗｒｅｆを正値に設定する。なお、電気角θｅが９０°〜２７０°であるときにはＶ相コイルＬｖからＷ相コイルＬｗに向けて電流を流すように、Ｖ相電流指令値Ｉｖｒｅｆを正値に設定する。さらに、電気角θｅが２７０°〜３６０°であるときにはＷ相コイルＬｗからＶ相コイルＬｖに向けて電流を流すように、Ｗ相電流指令値Ｉｗｒｅｆを正値に設定する。また、Ｕ相電流指令値Ｉｕｒｅｆは“０”とする。すなわち、Ｕ相の駆動系統に通電異常が発生している場合には、Ｖ相電流指令値とＷ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。

図１１は、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。また、図中の丸印及び矢印は、モータの状態のイメージを示している。

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の方向は負方向（図１１の右→左）となる。
図１１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、モータ電流が電流上限に達する前の領域（領域Ａに達する前の領域）では、モータ電流は上に凸となる円弧状で負の最大電流値まで増加する。そして、領域Ａ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°より後の領域で正の最大値を維持する。また、領域Ａを超えると、モータ電流は下に凸となる円弧状で正の最大値から減少する。

このときモータトルクは、図１１の破線に示すように、領域Ａ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領域Ａ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、領域Ａ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、領域Ａ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Ａの前後の領域（領域Ｂ，Ｃ）を含む角度領域を加速領域Ｄとする。
電気角θｅが加速領域Ｄに達していない場合、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正した相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を電流制限部６６に出力する。このとき、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）は最大電流値Ｉｍａｘを超えないため、電流制限部６６は、相電流指令値補正部６５から入力した相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）をそのまま２相電流指令値算出部６７に供給する。

このように、加速領域Ｄ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。
その後、電気角θｅが加速領域Ｄに達すると、加速領域判定部６１は加速領域判定フラグＦａ＝１を出力する。このとき、切り増し／切り戻し判定フラグＦｂ＝１であるため、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値算出部６４で算出した相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を増加する補正を行う。

このように、加速領域Ｄ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Ｄ内に存在する間、継続する。
この加速領域Ｄにおいて、相電流指令値補正部６５による増加補正によって、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）が電流最大値Ｉｍａｘを超えると、電流制限部６６により電流制限が行われる。これにより、加速領域Ｄでは、９０°を境にして負の最大値と正の最大値とを維持することになる。すなわち、領域Ａの前後の領域Ｂ及びＣ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、本実施形態では、電流上限に到達する前後の安定出力角度領域、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減する補正を行う。
そして、電気角θｅが加速領域Ｄを超えると、加速領域判定部６１は加速領域判定フラグＦａ＝０を出力する。そのため、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値算出部６４で算出した相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を再び減少する補正を行い、モータトルクを低減する。

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、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領域Ａを飛び越えることができる。また、このとき、加速領域Ｄの手前で相電流を低減し、操舵トルクを上昇させておく。モータに係る外部負荷は、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係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Ｄでのモータ加速を行い易くすることができる。

さらに、加速領域Ｄにおいては、領域Ａを超えた後の領域Ｃでもモータを正方向に加速するので、一度領域Ａを飛び越えた後に、負方向に発生しているモータに係る外部負荷によりモータが領域Ａ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進ませることができる。
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領域Ａを効率良く飛び越えることができる。

次に、運転者が切り戻し操舵を行っている場合について説明する。
この場合、切り増し切り戻し判定部６２で切り増し／切り戻しフラグＦｂ＝０を出力する。このとき、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが閾値Ｉｒｅｆ_TH以上であるものとすると、相電流指令値補正部６５では、加速領域内においてモータ電流を“０”とする補正を行うと共に、加速領域外においてモータ電流を減少する補正を行う。

図１２は、切り戻し操舵（高電流）時のモータ電流とモータトルクとを示す図である。
切り増し操舵を行っている場合、モータトルク方向とモータ回転方向とは一致しない。すなわちモータトルク方向は正方向（図１２の左→右）であるが、モータ回転方向はモータに係る外部負荷の方向と同じ負方向（図１２の右→左）である。
電気角θｅが加速領域Ｄに達する前の領域では、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少する補正を行う。したがって、この加速領域Ｄ前の領域ではモータトルクが低減される。

そして、電気角θｅが加速領域Ｄに達すると、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を“０”とする補正を行う。この減少補正は電気角θｅが加速領域Ｄ内に存在する間、継続する。そのため、加速領域Ｄにおいてはモータトルクも“０”となる。
このとき、切り戻し状態において、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが閾値Ｉｒｅｆ_TH2以上である状態は、モータに係る外部負荷が大きい状態とほぼ等しい。したがって、このような場合にはモータ電流を０とし、モータ回転方向とモータに係る外部負荷の方向とが一致していることを利用して、このモータに係る外部負荷を利用してモータを負方向に加速する。

ここで、加速領域Ｄ前の領域では、上述したようにモータトルクを低減しているため、加速領域Ｄに達する前と加速領域Ｄに達した後とで、モータトルクの差が小さい。そのため、モータの状態を丸印ａ→丸印ｂへ移行し易くすることができる。
その後、電気角θｅが加速領域Ｄを超えると、相電流指令値補正部６５は、再び相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正する。これにより、モータトルクが低減される。そのため、この場合にも、加速領域Ｄ内にいるときと加速領域Ｄを超えた後とで、モータトルクの差を小さくすることができ、モータの状態を丸印ｃ→丸印ｄへ移行し易くすることができる。

このように、電流制限により一定のモータトルクが得られない領域Ａを効率良く飛び越えることができる。
一方、切り戻し操舵時において、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが閾値Ｉｒｅｆ_TH1未満である場合には、相電流指令値補正部６５では、加速領域内においてモータ電流を反転・減少する補正を行うと共に、加速領域外においてモータ電流を減少する補正を行う。

図１３は、切り戻し操舵（低電流）時の相電流とモータトルクとを示す図である。
すなわち、電気角θｅが加速領域Ｄに達する前の領域では、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少する補正を行う。したがって、この加速領域Ｄ前の領域ではモータトルクが低減される。
そして、電気角θｅが加速領域Ｄに達すると、相電流指令値補正部６５は、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号を反転すると共に減少する補正を行う。

このとき、切り戻し状態において、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが比較的小さい状態は、モータに係る外部負荷が小さい状態とほぼ等しい。そのため、このモータに係る外部負荷を利用したモータ加速は期待できない。そこで、モータ電流を逆電流とし、逆トルクを発生することでモータを負方向へ加速する。
ここで、加速領域Ｄ前の領域では上述したようにモータトルクを低減しており、加速領域Ｄでも相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正することでモータトルクを低減しているため、加速領域Ｄに達する前と加速領域Ｄに達した後とで、モータトルクの差が小さい。そのため、モータの状態を丸印ａ→丸印ｂへ移行し易くすることができる。

また、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を急激に変化させると、電流フィードバック制御の制御応答性を超えて、過電流となる可能性がある。これに対して、本実施形態では、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号を反転する際に減少する補正を行うので、加速領域Ｄ外⇔加速領域Ｄ内の移行時における相電流の急激な変化を抑えることができ、過電流を抑制することができる。

その後、電気角θｅが加速領域Ｄを超えると、相電流指令値補正部６５は、再び相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を減少補正する。これにより、モータトルクが低減される。そのため、この場合にも、加速領域Ｄにいるときと加速領域Ｄを超えた後とで、モータトルクの差を小さくすることができ、モータの状態を丸印ｃ→丸印ｄへ移行し易くすることができる。

このように、電流制限により一定のモータトルクが得られない領域Ａを効率良く飛び越えることができる。
ところで、領域Ａを飛び越える手法（比較例）として、領域Ａの前に過アシスト特性を設け、領域Ａの後に減アシスト特性を設けるというものがある。
図１４は、上記比較例における動作を説明するための図である。この図１４において、（ａ）は切り増し操舵時の相電流、（ｂ）は切り増し操舵時のモータトルク、（ｃ）は切り戻し操舵時の相電流、（ｄ）は切り戻し操舵時のモータトルクであり、何れもＵ相が断線し、Ｖ相及びＷ相でモータの回転駆動を行う場合について示している。

切り増し操舵時には、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、モータトルクが０になるモータ回転角度（９０°，２７０°）の直前で過アシスト特性によりモータトルクを大きくするため、モータの回転が正方向に加速する。ところが、αに示すように、モータトルクが０になるモータ回転角度（ここでは９０°）の直後で減アシスト特性によりモータトルクが小さくなる。そのため、外部負荷によりモータが減速することでモータ回転角度が９０°に止まったり、外部負荷に負けてモータ回転角度が９０°に戻ったりする可能性がある。

また、切り戻し操舵時には、図１４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、モータトルクが０になるモータ回転角度（９０°，２７０°）の直前で減アシスト特性によりモータトルクを小さくするため、モータの回転が負方向に加速する。ところが、βに示すように、モータトルクが０になるモータ回転角度（ここでは２７０°）の直後で過アシスト特性によりモータトルクが大きくなる。そのため、これがブレーキトルクとなって（トルクの壁となって）、モータ回転角度が２７０°に止まってしまう可能性がある。

したがって、この比較例では、切り戻し→切り増し時にアシスト不足となって大きなハンドル引っかかり感を与えてしまうため、運転者が意図するハンドル操作が行えない可能性があり、操舵フィーリングが悪化する。
また、別の例として、モータ回転数及び操舵トルクに応じて電気角を進角させることで、各相の電流フィードバック制御器の位相遅れを補償しつつ、領域Ａの前に過アシスト特性と逆アシスト特性とを設けるものがある。

しかしながら、この場合にも、切り増し操舵時には、過アシスト特性によりモータが加速するが逆アシスト特性がブレーキトルクとなって、モータが領域Ａに戻され易く、効率的な飛び越え方ではない。また、切り戻し操舵時には、逆アシスト特性によりモータが加速するが過アシスト特性がブレーキトルクとなって、モータが領域Ａに止まり易い。
このように、これら比較例における領域Ａの飛び越え方は、効率的な飛び越え方ではないため、極数が少なく領域Ａが広いブラシレスモータに対する採用が困難となる。

これに対して、本実施形態では、電流制限により一定のモータトルクが得られない領域の前後を含む加速領域において、モータを意図的に操舵方向へ加速するべく相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を補正する。このとき、ステアリングホイール１に対する操舵操作（切り増し／切り戻し）に応じて相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正方法を変更する。そのため、電動パワーステアリングに特有のモータトルク方向とモータ回転方向とが不一致となる状態にも適した構成で、効率良く一定のモータトルクが得られない領域を飛び越えることができる。

なお、異常検出回路２７で検出したＵ相駆動系統の異常がモータ駆動回路２４の電界効果トランジスタＱｕａ又はＱｕｂの短絡異常であるときには、異常検出回路２７は“Ｕ２”で表される異常検出信号ＡＳを出力する。そして、これが指令値選択部３５の選択制御部７２に供給されると、この選択制御部７２はＵ相の遮断用リレーＲＬＹ１を遮断状態とするリレー制御信号を遮断用リレーＲＬＹ１に供給する。これにより、３相ブラシレスモータ１２のＵ相コイルＬｕへの電力供給系統が遮断される。この動作を除いては前述した不導通異常と同様の処理を行って、３相ブラシレスモータ１２を２相通電制御する。したがって、この場合にもモータの回転駆動を継続することができる。

また、Ｕ相の駆動系統以外に、Ｖ相又はＷ相の駆動系統に不導通異常や短絡異常が発生した場合も上記と同様に正常な２相を通電制御することにより、回転駆動を継続することができる。

（効果）
このように、上記第１の実施形態では、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬｕ〜Ｌｗへの駆動系統が正常であるときには、通常通り正常時モータ指令値算出部３３で、各相電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆを算出し、これらに基づいて３相ブラシレスモータ１２をフィードバック制御する。これにより、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓに応じた操舵補助力を３相ブラシレスモータ１２で発生して、最適な操舵補助制御を行うことができる。

一方、３相ブラシレスモータ１２の各相コイルＬｕ〜Ｌｗの何れか１つの駆動系統で異常が発生した場合には、異常時モータ指令値算出部３４で、正常な２相のコイルを使用する相電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆを算出し、これらに基づいて３相ブラシレスモータ１２をフィードバック制御する。これにより、３相ブラシレスモータ１２の駆動を継続することができる。

このとき、異常時相電流指令値の符号が反転し、モータトルクが零となる電気角θｅを跨ぐ角度領域、すなわち一定トルクが得られない角度領域（不安定出力角度領域）の前後を含む加速領域で、意図的に３相ブラシレスモータ１２の回転を操舵方向へ加速するように異常時相電流指令値を補正する。
これにより、不安定出力角度領域に達する前にモータ加速を行うことができる。また、不安定出力角度領域を超えた後にも異常時相電流指令値の増加減補正を行うので、一度不安定出力角度領域を超えた後にトルクが不足し、モータが不安定出力角度領域に再度落ち込むのを防止することができる。さらに、操舵方向へモータを加速するように異常時相電流指令値を増加減補正するので、上記加速領域でのブレーキトルクの発生を防止することができる。

したがって、不安定出力角度領域をモータ慣性力にて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。また、不安定出力角度領域が広いブラシレスモータ（軸倍角が小さいブラシレスモータ）に対しても採用可能となる。
また、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが大きいほど電流上限に達する角度領域幅（不安定出力角度領域幅）が広いことを考慮して、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが大きいほど加速領域を広く設定する。このように、電流上限に達する角度領域の前後を含む領域を確実に加速領域として設定することができる。したがって、不安定出力角度領域の前後のモータトルクを自在に増加減することができる角度領域で異常時相電流指令値の増加減補正を行うことができる。その結果、不安定出力角度領域を飛び越えるためのモータトルク特性を確実に得ることができる。

さらにまた、切り増し操舵時、すなわちモータトルク方向とモータ回転方向とが一致するときは、異常時相電流指令値を増加して過トルクとすることで回転方向にモータを加速する。また、切り戻し操舵時、すなわちモータトルク方向とモータ回転方向とが不一致の場合で、モータに係る外部負荷の大きい場合は、モータに係る外部負荷の方向とモータ回転方向とが一致していることを利用して、異常時相電流指令値を零とすることでモータに係る外部負荷によりモータを回転方向へ加速する。そして、切り戻し操舵時、すなわちモータトルク方向とモータ回転方向とが不一致の場合で、モータに係る外部負荷が小さい場合は、モータに係る外部負荷によるモータ加速が期待できないため、意図的に逆トルクを付与してモータを回転方向に加速する。

このように、操舵状態に応じて適切にモータ加速を行うことができる。したがって、電動パワーステアリング装置特有の操舵状態、すなわちモータトルク方向とモータ回転方向とが不一致となる状態に対しても、不安定出力角度領域を飛び越える加速力を得ることができる。
さらに、切り戻し操舵時でモータに係る外部負荷が小さい場合は、異常時相電流指令値を反転すると共に減少する補正を行うので、加速領域外から加速領域内（又はその逆）に移行する際のモータトルクの段差を抑制することができ、安定領域に移行しやすい。また、急激なモータ電流の変動を抑制することができるので、過電流の発生を抑制することができる。

さらに、切り戻し操舵時でモータに係る外部負荷が大→小、又は小→大に変化する際には、異常時相電流指令値の補正量を徐々に変化させるので、滑らかな操舵を維持し違和感を防止することができる。
また、加速領域外では異常時相電流指令値を減少する補正を行うので、切り増し操舵では、電気角が加速領域に達する前の角度領域において、操舵トルクを意図的に高くしておくことでモータに係る外部負荷を小さくしておくことができ、モータ加速を行い易くすることができる。さらに、切り戻し操舵では、電気角が加速領域に達する前の角度領域においてモータトルクを低減することで、安定出力角度領域から加速領域（又はその逆）に移行する際のモータトルクの段差を抑制でき、安定領域に移行しやすい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、最大電流値Ｉｍａｘを電流上限値で固定としているのに対し、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たものである。

（構成）
図１５は、第２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。
この第２の実施形態における制御演算装置２３は、電流制御部６６に車速センサ２１で検出した車速Ｖｓを入力していることを除いては、図３に示す制御演算装置２３と同様の構成を有する。したがって、ここでは構成の異なる部分を中心に説明する。

電流制御部６６は、相電流指令値補正部６５で算出した相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を最大電流値Ｉｍａｘで制限する。このとき、車速Ｖｓが小さいほど最大電流値Ｉｍａｘを小さく設定するものとし、車両停止状態を含む低車速時に最大電流値Ｉｍａｘ＝０（又は略０）となるようにする。すなわち、最大電流値Ｉｍａｘは、例えば、図１６に示すように設定される。
なお、最大電流値Ｉｍａｘの特性は、上記低車速時に最大電流値Ｉｍａｘ＝０（又は略０）となるように設定されていれば、図１６に示す特性に限定されない。

（動作）
今、３相ブラシレスモータ１２の１相に異常が発生している状態で、切り増し方向へ据え切り操舵を行っているものとする。この場合、車速Ｖｓ＝０であるため、異常時モータ指令値算出部３４の電流制限部６６で最大電流値Ｉｍａｘを“０”に設定する。そのため、電流制限部６６は相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を“０”に制限し、これを２相電流指令値算出部６７に供給する。

したがって、各相電流指令値Ｉｕｒｅｆ〜Ｉｗｒｅｆがそれぞれ“０”となり、操舵アシストが“０”となってマニュアルステアリングの状態となる。
据え切り操舵時は、車両走行状態に対してモータに係る外部負荷が非常に大きい。このため、一定のモータトルクが得られない角度領域を飛び越えるための加速エネルギーが非常に大きくなる。すなわち、加速領域を設定し、前述した第１の実施形態のように当該加速領域でモータの回転を加速したとしても、一定のモータトルクが得られない角度領域を飛び越えることができず、運転者に大きな引っ掛かり感を与えてしまう可能性がある。このとき、車両挙動には反映されないが、急激なハンドル負荷変動により、運転者の指がハンドルに引っかかるなどの事態が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態では、車速Ｖｓが小さいほど電流制限部６６で電流制限に使用する最大電流値Ｉｍａｘを小さく設定する。このとき、車速Ｖｓが所定車速以下の低車速時には、最大電流値Ｉｍａｘを“０”に設定して操舵アシストを“０”とする。したがって、据え切り操舵時において、一定のモータトルクが得られない角度領域を飛び越えられないことに起因して急激なハンドル負荷変動が生じるのを抑制することができる。

（効果）
このように、上記第２の実施形態では、異常時相電流指令値の最大値を所定の最大電流値（電流制限値）で制限する。このとき、車速が所定車速以下であるときには最大電流値を零として、操舵アシストを零とする。
したがって、車両停止状態での切り増し操舵時に、モータに係る外部負荷が非常に大きいために一定のモータトルクが得られない領域を飛び越えられないことに起因して、急激なハンドル負荷変動が生じるのを防止することができる。これにより、操舵者の指がハンドルに引っかかるなどの事態が生じるのを防止することができる。

（変形例）
なお、上記各実施形態においては、図１３に示すように、切り戻し操舵時に加速領域内で相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の符号を反転した際に減少補正を施すことで、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）の急激な変動を抑制する場合について説明したが、同様の目的で、電流制御の応答性に応じて、補正後の相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）の変化率に制限を設ける（レイトリミットする）ようにしてもよい。

図１７は、レイトリミットした場合のモータ電流を示す図である。ここでは、切り戻し操舵時（低電流）の場合のモータ電流を示している。
このように、補正後の相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）をレイトリミットすることで、加速領域Ｄ外⇔加速領域Ｄ内の移行時や、相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）の符号が反転するときのモータ電流の変化を緩やかにすることができる。その結果、モータ電流の急激な変動に起因して過電流が発生するのを抑制することができる。

また、電流制御の応答性に応じてレイトリミット値を設定する（例えば、応答性が悪いほど変化率が緩やかになるように制限する）ことで、より確実に過電流を抑制することができる。
なお、ここでは、切り戻し操舵時（低電流）のモータ電流をレイトリミットする場合について説明したが、切り増し操舵時や切り戻し操舵時（高電流）のモータ電流をレイトリミットするようにしてもよい。これらの場合にも、モータ電流の急激な変動を抑制して過電流を抑制することができる。

（応用例）
なお、上記第２の実施形態においては、切り増し操舵時にのみ、車速Ｖｓに応じた最大電流値Ｉｍａｘで相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）を制限し、切り戻し操舵時には最大電流値Ｉｍａｘを電流上限で固定するようにしてもよい。これにより、切り戻し操舵時には、前述した第１の実施形態と同様に、大きなモータに係る外部負荷を利用してモータを操舵方向へ加速することができ、適切な操舵補助制御を行うことができる。

なお、上記各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、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）を一定の割合で増加補正または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）に一定の補正量を加算したり、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）から一定の補正量を減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。また、補正後の相電流指令値Ｉｍ^*（θｅ）が予め設定した所定値となるように増加補正または減少補正することもできる。さらには、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの大きさに応じて、相電流指令値Ｉｍ（θｅ）の補正量を変更することもできる。

また、上記各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Ｌｕ〜Ｌｗ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。

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Ｉｕｄ、Ｉｖｄ及びＩｗｄ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Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗ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。

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…加速領域判定部、６２…切り増し切り戻し判定部、６３…誘起電圧算出部、６４…相電流指令値算出部、６５…相電流指令値補正部、６６…電流制限部、６７…相電流指令値算出部、７１ｕ〜７１ｗ…選択スイッチ、７２…選択制御部、８１ｕ〜８１ｗ…減算器、８２…ＰＩ制御部

Claims (13)

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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
   前記モータ制御手段は、
   前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、
   前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、
   前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、
   前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、
   前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、
   前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、を備え、
   前記加速領域は、前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が大きいほど広く設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記加速領域は、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が、前記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に達している角度領域の前後を含む角度領域であ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。
3. ステアリングホイールに対する操舵操作が切り増し方向であるか切り戻し方向であるかを判定する操舵方向判定手段をさらに備え、
   前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向に応じて、前記異常時相電流指令値の補正方法を変更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。
4. 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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
   前記モータ制御手段は、
   前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、
   前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、
   前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、
   前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、
   前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、
   前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、
   ステアリングホイールに対する操舵操作が切り増し方向であるか切り戻し方向であるかを判定する操舵方向判定手段と、を備え、
   前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向に応じて、前記異常時相電流指令値の補正方法を変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り増し方向であるとき、前記異常時相電流指令値を増加する補正を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値以上であるとき、前記異常時相電流指令値を零または略零とする補正を行うことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値未満であるとき、前記異常時相電流指令値の符号を反転する補正を行うことを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であり、且つ前記操舵補助電流指令値算出手段で算出した操舵補助電流指令値が所定値未満であるとき、前記異常時相電流指令値の符号を反転すると共に減少する補正を行うことを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記モータ回転加速手段は、前記操舵方向判定手段で判定した操舵方向が切り戻し方向であるとき、前記所定値における前記異常時相電流指令値の補正方法の切り替えに際し、前記操舵補助電流指令値に応じて前記異常時相電流指令値の補正量を徐々に変化させる徐変領域を設けることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
    前記モータ制御手段は、前記車速検出手段で検出した車速に応じた電流制限値により、前記異常時相電流指令値の最大値を制限する電流制限手段を備え、当該電流制限手段は、前記車速検出手段で検出した車速が所定値より小さいとき、前記電流制限値を零または略零に設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
11. 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相ブラシレスモータと、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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記３相ブラシレス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、
    前記モータ制御手段は、
    前記各相コイルの駆動系統の通電異常を検出するコイル駆動系異常検出手段と、
    前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助電流指令値を算出する操舵補助電流指令値算出手段と、
    前記コイル駆動系異常検出手段で各相コイルの駆動系統の異常を非検出であるとき、前記操舵補助電流指令値に基づいて３相コイルを使用する正常時相電流指令値を算出する正常時モータ指令値算出手段と、
    前記コイル駆動系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、前記操舵補助電流指令値に基づいて残りの２相の相電流指令値の和が零となるような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、
    前記正常時モータ指令値算出手段で算出した正常時相電流指令値及び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何れか一方を選択し、選択した相電流指令値に基づいて前記３相ブラシレスモータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、
    前記３相ブラシレスモータの電気角が、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、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補正することで、前記３相ブラシレス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、
    車速を検出する車速検出手段と、を備え、
    前記モータ制御手段は、前記車速検出手段で検出した車速に応じた電流制限値により、前記異常時相電流指令値の最大値を制限する電流制限手段を備え、当該電流制限手段は、前記車速検出手段で検出した車速が所定値より小さいとき、前記電流制限値を零または略零に設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
12. 前記モータ回転加速手段は、所定の変化率制限値により、補正後の前記異常時相電流指令値の変化率の上限を制限することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
13. 前記モータ制御手段は、前記加速領域判定手段で前記電気角が前記加速領域外にあると判定したとき、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減少する補正を行う減少補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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