JP2010143494A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆入力状態の判定を適切に行う。
【解決手段】 ｑ軸指令電流Ｉｑ＊と、ｑ軸実電流Ｉｑとを入力し、その電流差ΔＩｑ（｜Ｉｑ＊｜−｜Ｉｑ｜）が判定基準値Ｉrefを越えた場合には、タイヤから逆入力が働いていると判定する。更に、操舵トルクセンサ２２により検出される操舵トルクＴが基準トルクＴrefより大きくなっている状態が基準時間以上継続した場合にも、タイヤから逆入力が働いていると判定する。更に、回転角センサ２１により検出される回転角θｍに基づいて操舵速度ωを算出し、操舵速度ωが判定基準値ωrefを越えた場合にも、タイヤから逆入力が働いていると判定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転者の操舵操作に基づいて電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。

従来から、電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力トルクをステアリング機構のステアリングシャフトやラックバーなどに伝達することによって、運転者の操舵操作をアシストする装置として知られている。こうした電動パワーステアリング装置においては、運転者が行った操舵操作に基づいて目標電流を演算し、演算した目標電流が得られるように電動モータの通電を制御している。

車両の走行中において、例えば、タイヤが縁石に衝突したケースなど、タイヤからステアリング機構に大きな力が加わった場合には、操舵輪が転舵しラックバーに大きな軸力が働く。これにより、ラックバーが軸方向に移動するとともに、ラックバーに連結されたステアリングシャフトが回転する。このようにタイヤからステアリング機構に逆入力が働いて操舵輪が転舵されてしまう状態を逆入力状態と呼ぶ。逆入力が大きい場合には、ラックバーの先端に設けたラックエンド部材が、ラックハウジングに形成されたストッパに衝突し、ステアリング機構に衝撃力が働く。

そこで、例えば、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、逆入力状態であるか否かを判断し、逆入力状態であると判定したときに、逆入力に対向する向きに操舵アシスト用モータを駆動して、操舵感覚の悪化の低減を図ろうとしている。この電動パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトのトーションバーを挟んで入力側の角速度ω１と出力側の角速度ω２とを検出し、車速が比較的大きく、かつ、角速度ω２が角速度ω１より大きい場合に、逆入力状態であると判定している。
特開２００２−２９４３１号公報

しかしながら、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置では、逆入力状態を適切に判定することは困難であった。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、逆入力状態の判定を適切に行うことにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する電動モータと、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトに働く捩り力を操舵トルクとして検出する操舵トルク検出手段と、前記検出した操舵トルクに基づいて目標電流を演算し、演算した目標電流が前記電動モータに流れるように前記電動モータの通電を制御するモータ制御手段と、タイヤからの逆入力により操舵輪が転舵されてしまう逆入力状態を検出する逆入力状態検出手段と、前記逆入力状態が検出されたときに、前記ステアリング機構に働く衝撃を低減する衝撃低減手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記逆入力検出手段は、前記目標電流を表す情報と、前記電動モータに実際に出力された実電流を表す情報とを取得する電流情報取得手段と、前記取得した情報に基づいて、前記実電流が前記目標電流よりも小さく、その差が判定基準値を超えた場合に、前記逆入力状態であると判定する電流判定手段とを備えたことにある。

本発明においては、モータ制御手段が、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクに基づいて目標電流を演算し、演算した目標電流にて電動モータに通電して操舵アシストトルクを発生させる。操舵トルク検出手段は、操舵操作によりステアリングシャフトが捩られるトルクを操舵トルクとして検出する。

逆入力状態検出手段は、タイヤからの逆入力により操舵輪が転舵されてしまう逆入力状態を検出する。この逆入力状態とは、例えば、操舵輪のタイヤが縁石に衝突したケースのように、運転者の操舵操作や電動モータの操舵アシストにかかわらず、強い外力により操舵輪が転舵してしまう状態（ステアリングシャフトや電動モータが回転してしまう状態）を意味し、セルフアライニングトルクのように運転者が保舵できるような弱い外力が働く状態を含むものではない。衝撃低減手段は、逆入力状態が検出されたとき、ステアリング機構に働く衝撃を低減する。

逆入力検出手段は、逆入力状態の検出を適正に行うために、電流情報取得手段と電流判定手段とを備えている。電流情報取得手段は、モータ制御手段が電動モータの通電制御を行うために演算した目標電流を表す情報と、電動モータに実際に出力された（流れた）実電流を表す情報を取得する。実電流は、例えば、電動モータの通電量を検出する電流センサで検出される情報を取得すればよい。電流判定手段は、この情報に基づいて、実電流が目標電流よりも小さく、かつ、その差が判定基準値を超えた場合に、逆入力状態であると判定する。

タイヤの縁石衝突等により逆入力がステアリング機構に働くと、操舵輪が転舵され、それに伴ってステアリングシャフトが急激に捩られながら回転する。ステアリングシャフトが捩られるのは、操舵ハンドルの慣性等により、ステアリングシャフトの車輪側（出力側）に比べて操舵ハンドル側が遅れて回転するためである。モータ制御手段は、このステアリングシャフトの捩れを操舵トルクとして検出して捩り力に対応した高い目標電流を演算し、その目標電流にしたがって電動モータを通電する。

このとき、通常の操舵操作では想定されない速さでステアリングシャフトが高速回転するため、モータ制御手段による電動モータの通電制御に位相遅れが生じてしまい、実際に電動モータに出力された実電流は目標電流に追従できず低い値となってしまう。

そこで、逆入力検出手段は、電流判定手段を使って、実電流が目標電流よりも小さく、その差が判定基準値を超えた場合に、逆入力状態であると判定する。従って、逆入力状態を適正に判定することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記逆入力検出手段は、更に、前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを表す情報を取得するトルク情報取得手段と、前記取得した情報に基づいて、前記操舵トルクが運転者の操舵操作では検出されない大きな値に設定された基準トルクよりも大きな値で基準時間以上継続した場合に、前記逆入力状態であると判定するトルク判定手段とを備えたことにある。

タイヤの縁石衝突等により逆入力がステアリング機構に働くと、操舵輪が転舵され、それに伴ってステアリングシャフトが急激に捩られる。この捩り力は、操舵トルクとして操舵トルク検出手段により検出されるが、通常の操舵操作では検出されない非常に大きな値となる。そこで、逆入力検出手段は、トルク情報取得手段とトルク判定手段とにより、こうした事象を捉えて逆入力状態を判定する。つまり、トルク情報取得手段が、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを表す情報を取得し、トルク判定手段が、操舵トルクが運転者の操舵操作では検出されない大きな値に設定された基準トルクよりも大きな値で基準時間以上継続した場合に、逆入力状態であると判定する。

従って、本発明によれば、電流判定手段とトルク判定手段との両方に基づいて逆入力状態を判定するため、その判定精度が一層良好なものとなる。例えば、電流判定手段とトルク判定手段のうち何れか一方でも逆入力状態であると判定したときに、逆入力検出手段が逆入力状態である旨の検出結果を出力すれば逆入力状態の検出が遅れない。また、電流判定手段とトルク判定手段との両方が逆入力状態であると判定したときに、逆入力検出手段が逆入力状態である旨の検出結果を出力すれば逆入力状態を確実に検出することができる。この結果、衝撃低減手段によりステアリング機構に働く衝撃を良好に低減することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記逆入力検出手段は、更に、操舵速度を表す情報を取得する操舵速度情報取得手段と、前記取得した情報から、前記操舵速度が運転者の操舵操作では回転できない高速に設定された基準速度よりも大きい場合に、前記逆入力状態であると判定する速度判定手段とを備えたことにある。

タイヤの縁石衝突等により逆入力がステアリング機構に働くと、操舵輪が転舵され、それに伴ってステアリングシャフトが回転する。このときのステアリングシャフトの回転速度は、非常に大きく、運転者の操舵操作では回転できない速さとなる。そこで、逆入力検出手段は、操舵速度情報取得手段と速度判定手段とにより、こうした事象を捉えて逆入力状態を判定する。つまり、操舵速度情報取得手段が、操舵速度を表す情報を取得し、速度判定手段が、操舵速度が運転者の操舵操作では回転できない高速に設定された基準速度よりも大きい場合に、逆入力状態であると判定する。

従って、本発明によれば、電流判定手段と速度判定手段、あるいは、電流判定手段と速度判定手段とトルク判定手段とに基づいて逆入力状態を判定するため、その判定精度が一層良好なものとなる。この場合、電流判定手段と速度判定手段のうち何れか一方でも逆入力状態であると判定したとき、あるいは、電流判定手段と速度判定手段との両方が逆入力状態であると判定したときに、逆入力検出手段が逆入力状態である旨の検出結果を出力する。また、電流判定手段と速度判定手段とトルク判定手段とに基づいて逆入力状態を判定する場合には、その３つの判定手段のうちの１つでも逆入力状態であると判定したとき、あるいは、電流判定手段と速度判定手段とトルク判定手段のうち３つあるいは２つが逆入力状態であると判定したときに、逆入力検出手段が逆入力状態である旨の検出結果を出力する。従って、逆入力状態を良好に検出できるため、衝撃低減手段によりステアリング機構に働く衝撃を良好に低減することができる。尚、操舵速度情報は、ステアリングシャフトの回転角速度に限らず、電動モータの回転角速度を検出することにより取得することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を表している。

この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１１の操舵操作により操舵輪である左前輪Ｗflと右前輪Ｗfrとを転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０を駆動するためのモータ駆動回路３０と、電動モータ２０の作動を制御する電子制御装置１００とを主要部として備えている。以下、電子制御装置１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。

ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回動操作に連動したステアリングシャフト１２の軸線周りの回転をラックアンドピニオン機構１３によりラックバー１４の左右方向のストローク運動に変換して、このラックバー１４のストローク運動により左前輪Ｗflと右前輪Ｗfrとを転舵するようになっている。ステアリングシャフト１２は、操舵ハンドル１１を上端に連結したメインシャフト１２ａと、ラックアンドピニオン機構１３と連結されるピニオンシャフト１２ｃと、メインシャフト１２ａとピニオンシャフト１２ｃとをユニバーサルジョイント１２ｄ，１２ｅを介して連結するインターミディエイトシャフト１２ｂとから構成される。

ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１５内に収納され、その左右両端がラックハウジング１５から露出してタイロッド１６と連結される。左右のタイロッド１６の他端は、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに設けられたナックル１７に接続される。ラックバー１４のタイロッド１６との連結部には、ラックエンド部材１８が設けられている。一方、ラックハウジング１５の両端には、ストッパ部１５ａが形成されている。ラックバー１４は、ラックエンド部材１８とストッパ部１５ａとの当接により、その左右のストローク移動範囲が機械的に制限される。以下、ラックバー１４がストッパ部１５ａにより移動制限される位置をストロークエンドと呼ぶ。また、左前輪Ｗflと右前輪Ｗfrとを単に操舵輪Ｗと呼ぶ。

ステアリングシャフト１２（メインシャフト１２ａ）には減速ギヤ１９を介して電動モータ２０が組み付けられている。電動モータ２０は、例えば、三相ブラシレスモータが使用される。電動モータ２０は、ロータの回転により減速ギヤ１９を介してステアリングシャフト１２をその中心軸周りに回転駆動して、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシストトルクを付与する。

電動モータ２０には、モータ回転角センサ２１が設けられる。このモータ回転角センサ２１は、例えば、レゾルバにより構成され、電動モータ２０のロータの回転角度θｍを表す検出信号を出力する。モータ回転角θｍは、電動モータ２０の電気角θｅの計算に利用される。以下、モータ回転角センサ２１を、単に回転角センサ２１と呼ぶ。

電動モータ２０とステアリングシャフト１２とが減速ギヤ１９を介して連結されていることから、回転角センサ２１で検出されるモータ回転角θｍは、操舵ハンドル１１の操舵角に対応したものとなる。従って、回転角センサ２１は、電動モータ２０の電気角θｅの検出に使用されるだけでなく、操舵角検出用のセンサとしても使用される。以下、舵角中立点を基準とした回転角度に対応した操舵角を操舵角θｈと呼ぶ。また、ステアリングシャフト１２の回転速度である操舵速度は、モータ回転角θｍあるいは操舵角θｈを時間微分演算して求めることができる。以下、このようにして算出される操舵速度を操舵速度ωと呼ぶ。尚、操舵角θｈは、基準舵角中立点に対して右方向の操舵角を正の値で、基準舵角中立点に対して左方向の操舵角を負の値で表すことにする。また、操舵速度ωは、操舵ハンドル１１が右方向に回転しているときの操舵速度を正の値で、操舵ハンドル１１が左方向に回転しているときの操舵速度を負の値で表すことにする。また、操舵角や操舵速度の大きさについて論じる場合には、その絶対値を用いる。

ステアリングシャフト１２（メインシャフト１２ａ）には、操舵ハンドル１１と減速ギヤ２１との間に操舵トルクセンサ２２が設けられている。操舵トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１２（メインシャフト１２ａ）に介装されているトーションバー（図示略）に働いた捩り力を、操舵ハンドル１１に付与された操舵トルクＴとして検出する。例えば、トーションバーの両端にレゾルバを設け、この２つのレゾルバにより検出される回転角度の差に基づいて操舵トルクＴを検出する。

尚、操舵トルクＴは、ステアリングシャフト１２に右回転方向に働くトルク（トーションバーの上部が下部に対して相対的に右回転位置となる捩り状態でのトルク）を正の値で、左回転方向に働くトルク（トーションバーの上部が下部に対して相対的に左回転位置となる捩り状態でのトルク）を負の値で表すことにする。また、操舵トルクの大きさについて論じる場合には、その絶対値を用いる。

モータ駆動回路３０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor Ｆield Ｅffect Ｔransistor）からなる６個のスイッチング素子３１〜３６により３相インバータ回路を構成したものである。具体的には、第１スイッチング素子３１、第３スイッチング素子３３，第５スイッチング素子３５を並列に設けた上アーム回路と、第２スイッチング素子３２、第４スイッチング素子３４，第６スイッチング素子３６を並列に設けた下アーム回路とを直列接続し、上下のアーム回路の間から電動モータ２０への電力供給ライン３７を引き出した構成を採用している。

モータ駆動回路３０には、電動モータ２０に流れる電流を検出する電流センサ３８が設けられる。この電流センサ３８は、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値に対応した検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。以下、この測定された３相の電流値をモータ電流Ｉuvwと総称する。

モータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６は、それぞれゲートがアシストＥＣＵ１００に接続され、アシストＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号によりデューティ比が制御される。これにより電動モータ２０の駆動電圧が目標電圧に調整される。尚、図中に回路記号で示すように、スイッチング素子３１〜３６を構成するＭＯＳＦＥＴには、構造上ダイオードが寄生している。

アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成される。アシストＥＣＵ１００は、回転角センサ２１、操舵トルクセンサ２２、電流センサ３８、および、車速を検出する車速センサ２５を接続し、モータ回転角θｍ、操舵トルクＴ、モータ電流Ｉuvw、車速ｖを表す検出信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルクが得られるように電動モータ２０に流す指令電流（目標電流）を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６のデューティ比を制御する。

また、アシストＥＣＵ１００は、タイヤからの逆入力により操舵輪Ｗが転舵されてしまう逆入力状態を検出する機能と、逆入力状態を検出したときに、ステアリング機構１０（特に、ステアリングシャフト１２）に働く衝撃を低減する機能をも備えている。アシストＥＣＵ１００の機能については後述する。

次に、電動パワーステアリング装置の電源供給系統について説明する。電動パワーステアリング装置は、車載電源装置８０から電源供給される。車載電源装置８０は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリである主バッテリ８１と、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ８２とを並列接続して構成される。車載電源装置８０には、電源供給元ライン８３と接地ライン８４が接続される。電源供給元ライン８３は、制御系電源ライン８５と駆動系電源ライン８６とに分岐する。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００に電源供給するための電源ラインとして機能する。駆動系電源ライン８６は、モータ駆動回路３０とアシストＥＣＵ１００との両方に電源供給する電源ラインとして機能する。

制御系電源ライン８５には、イグニッションスイッチ８７が接続される。駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８が接続される。この主電源リレー８８は、アシストＥＣＵ１００からのオン信号により接点を閉じて電動モータ２０への電力供給回路を形成し、オフ信号により接点を開いて電動モータ２０への電力供給回路を遮断するものである。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００の電源＋端子に接続されるが、その途中で、イグニッションスイッチ８７よりも負荷側（アシストＥＣＵ１００側）においてダイオード８９を備えている。このダイオード８９は、カソードをアシストＥＣＵ１００側、アノードを車載電源装置８０側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。

駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８よりも負荷側において制御系電源ライン８５と接続する連結ライン９０が分岐して設けられる。この連結ライン９０は、制御系電源ライン８５におけるダイオード８９の接続位置よりもアシストＥＣＵ１００側に接続される。また、連結ライン９０には、ダイオード９１が接続される。このダイオード９１は、カソードを制御系電源ライン８５側に向け、アノードを駆動系電源ライン８６側に向けて設けられる。従って、連結ライン９１を介して駆動系電源ライン８６から制御系電源ライン８５には電源供給できるが、制御系電源ライン８５から駆動系電源ライン８６には電源供給できないような回路構成となっている。駆動系電源ライン８６および接地ライン８４は、モータ駆動回路３０の電源入力部に接続される。また、接地ライン８４は、アシストＥＣＵ１００の接地端子にも接続される。

次に、アシストＥＣＵ１００の機能について図２を用いて説明する。図２は、アシストＥＣＵ１００のマイクロコンピュータのプログラム制御により処理される機能を表す機能ブロック図である。

図２に示すように、アシストＥＣＵ１００は、アシスト電流指令部１０１を備えている。アシスト指令部１０１は、後述する逆入力状態判定部１１０により逆入力状態が検出されていないとき（通常時）と、逆入力状態が検出された後とで、その制御形態を切り替える。まず、通常時における制御形態について説明する。アシスト電流指令部１０１は、図３に示すように、操舵トルクＴと車速ｖとに応じて基本アシストトルクＴａｓを設定するための基本アシストトルクテーブルを記憶する。アシスト電流指令部１０１は、操舵トルクセンサ２２から出力される操舵トルクＴ及び車速センサ２５から出力される車速ｖを入力して、この基本アシストトルクテーブルを参照することにより基本アシストトルクＴａｓを計算する。基本アシストトルクＴａｓは、操舵トルクＴの増加にしたがって増加するとともに車速ｖの増加にしたがって減少するように設定されている。尚、図３においては、右方向に操舵したときのアシストトルクテーブルを表しているが、左方向に操舵した場合は、基本アシストトルクＴasの方向が異なるだけで、その大きさは同じである。

また、アシスト電流指令部１０１は、回転角センサ２１により検出されるモータ回転角θｍを舵角中立点を基準とした角度に変換した操舵角θｈ、および、モータ回転角θｍを時間微分した操舵速度ωを算出し、これらを使って、基本アシストトルクＴａｓに対する補償値Ｔｃを計算する。補償値Ｔｃは、例えば、操舵角θｈに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の基本位置への復帰力と操舵速度ωに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクとの和として計算される。アシスト電流指令部１０１は、計算した基本アシストトルクＴａｓと補償値Ｔｃの和を目標アシストトルクＴ＊として設定し、この目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算することにより、ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。

アシストＥＣＵ１００は、３相通電制御を行う場合には、電動モータ２０の回転方向をｑ軸とするとともに回転方向と直交する方向をｄ軸とするｄ−ｑ座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ２０の回転を制御する。ｑ軸電流は、電動モータ２０にトルクを発生させるが、ｄ軸電流は、電動モータ２０にトルクを発生させるものではなく界磁制御に使用される。本実施形態におけるアシスト電流指令部１０１は、逆入力状態が検知されないかぎり、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定する。

このように計算されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、フィードバック制御部１０２に出力される。フィードバック制御部１０２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸実電流Ｉｑを減算した偏差ΔＩｑを算出し、この偏差ΔＩｑを使った比例積分制御によりｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するようにｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を計算する。同様に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸実電流Ｉｄを減算した偏差ΔＩｄを算出し、この偏差ΔＩｄを使った比例積分制御によりｄ軸実電流Ｉｄがｄ軸指令電流Ｉｄ＊に追従するようにｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を計算する。

ｑ軸実電流Ｉｑおよびｄ軸実電流Ｉｄは、電動モータ２０のコイルに実際に流れた３相電流の検出値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流に変換したものである。この３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwからｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相変換部１０３によって行われる。３相／２相変換部１０３は、回転角変換部１０４から出力されるモータ電気角θｅを入力し、そのモータ電気角θｅに基づいて、電流センサ３８から出力される３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標系の２相電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。回転角変換部１０４は、回転角センサ２１から出力される回転角θｍに基づいて、モータ電気角θｅを算出する。

フィードバック制御部１０２により算出されたｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部１０５に出力される。２相／３相座標変換部１０５は、回転角変換部１０４から出力される電気角θｅに基づいて、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、その変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ信号発生部１０６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１０６は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３６に出力する。これにより電動モータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従した操舵アシストトルクがステアリング機構１０に付与される。

次に、逆入力状態の検出機能について説明する。タイヤの縁石衝突等により大きな逆入力がステアリング機構１０に働くと、操舵輪Ｗが転舵され、それに伴ってステアリングシャフト１２が急激に捩られる。これは、操舵ハンドル１１の慣性および電動モータ２０の慣性により、ステアリングシャフト１２のラックバー１４側（出力側）に比べて操舵ハンドル１２側（入力側）が遅れて回転するためである。そして、ステアリングシャフト１２は、トーションバーを強く捩りながら回転速度を急激に増加させて高速で回転する。

こうした逆入力が発生した直後においては、アシスト電流指令部１０１は、操舵トルクＴ（トーションバーの捻れトルク）の急増にしたがって、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊を増加させる。しかし、通常の操舵操作では想定されない速さでステアリングシャフト１２が高速回転するため、電気角θｅの変化が速すぎてアシストＥＣＵ１００による電動モータ２０の通電制御に位相遅れが生じてしまう。このため、図４に示すように、トルク発生方向であるｑ軸方向に流すべき電流がｄ軸方向にずれてしまい、実際に電動モータ２０に出力できるｑ軸実電流Ｉｑが低下する。この結果、図５に示すように、ステアリングシャフト１２の回転数が非常に高速となった時刻ｔ１から、ｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に対して低下していく。尚、図５は、逆入力が発生した直後からのｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｑ軸実電流Ｉｑとの推移を表す。

そこで、アシストＥＣＵ１００は、図２に示すように、逆入力状態判定部１１０を備え、こうした現象を捉えることにより逆入力状態を検出する。

ここで、逆入力状態判定部１１０の処理についてフローチャートを使って説明する。図６は、逆入力判定部１１０の実行する逆入力判定ルーチンを表すフローチャートである。逆入力判定ルーチンは、アシストＥＣＵ１００のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されている。アシストＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ８７の投入により初期診断を行った後に上述した操舵アシスト制御を開始するが、この逆入力判定ルーチンもそれと並行して開始され、所定の短い周期で繰り返される。

逆入力判定ルーチンが開始されると、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ１１において、アシスト電流指令部１０１の出力するｑ軸指令電流Ｉｑ＊と、３相／２相変換部１０３の出力するｑ軸実電流Ｉｑとを読み込む。つまり、ｑ軸における目標電流と実電流とを読み込む。続いて、ステップＳ１２において、電流値の大きさの差である電流差ΔＩｑを算出する。この電流差ΔＩｑは、次式により算出される。
ΔＩｑ＝｜Ｉｑ＊｜−｜Ｉｑ｜
尚、ｑ軸電流は、電動モータ２０に右方向の操舵トルクを発生させるように流れる電流を正の値で、左方向の操舵トルクを発生させるように流れる電流を負の値で表す。従って、ここでは、電流値の大きさを比較するため、絶対値を用いて電流差ΔＩｑを算出する。

続いて、ステップＳ１３において、電流差ΔＩｑが判定基準値Ｉref（正の値）より大きいか否かを判断する。逆入力が発生していない場合には、電流フィードバック制御によりｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｑ軸実電流Ｉｑとの差は少ない。しかし、逆入力が発生した場合、上述したようにステアリングシャフト１２が高速回転するため、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊の増加に対してｑ軸実電流Ｉｑが減少していく。従って、ｑ軸実電流Ｉｑの大きさ｜Ｉｑ｜は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊の大きさ｜Ｉｑ＊｜に比べて小さく、しかも、その差が大きくなる。そこで、逆入力状態判定部１１０は、電流差ΔＩｑの大きさに基づいで逆入力が発生したか否かを判定する。

逆入力状態判定部１１０は、電流差ΔＩｑが判定基準値Ｉref以下である場合には、ステップＳ１４において、逆入力が発生していないと判定するとともに、逆入力判定フラグＦを０に設定し（Ｆ＝０）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力する。そして、逆入力判定ルーチンを一旦終了する。逆入力判定ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、逆入力が発生していないと判定されている期間においては、逆入力判定フラグＦ＝０の信号がアシスト電流指令部１０１に出力されることになる。

一方、電流差ΔＩｑが判定基準値Ｉrefを越えた場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１５において、逆入力が発生していると判定するとともに、逆入力判定フラグＦを１に設定し（Ｆ＝１）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力して本ルーチンを一旦終了する。逆入力判定ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行されるため、逆入力が発生していると判定されている期間においては、逆入力判定フラグＦ＝１の信号がアシスト電流指令部１０１に出力されることになる。

アシスト電流指令部１０１は、こうした逆入力状態判定部１１０の判定に応じて制御形態を切り替える。図７は、アシスト電流指令部１０１の実行する制御形態切替ルーチンを表すフローチャートである。制御形態切替ルーチンは、アシストＥＣＵ１００のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、イグニッションスイッチ８７の投入により初期診断を行った後に開始され、所定の短い周期で繰り返される。

本ルーチンが起動すると、アシスト電流指令部１０１は、ステップＳ２１において、逆入力状態判定部１１０から逆入力判定フラグＦを読み込む。続いて、ステップＳ２２において、逆入力判定フラグＦが１に設定されている（Ｆ＝１）か否かを判断する。逆入力判定フラグＦが０に設定されている（Ｆ＝０）場合、つまり、逆入力状態でない場合、ステップＳ２３において、通常の操舵アシスト制御用の電流指令値を出力する制御形態に設定する。従って、アシスト電流指令部１０１は、上述したように、操舵トルクＴと車速ｖとから基本アシストトルクＴａｓを演算するとともに操舵角θｈと操舵速度ωとから補償値Ｔｃを演算し、これらの和（Ｔａｓ＋Ｔｃ）により目標アシストトルクＴ＊を求め、この目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算してｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。また、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロに設定する。

アシスト電流指令部１０１は、ステップＳ２３において操舵アシスト用の電流指令をフィードバック制御部１０２出力すると、制御形態切替ルーチンを一旦終了する。制御形態切替ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。従って、逆入力状態でない期間においては、こうした電流指令値の演算が繰り返され、電流フィードバック制御により適切な操舵アシストトルクが得られる。

一方、逆入力判定フラグＦが１に設定されている場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、つまり、逆入力状態が検出されている場合、アシスト電流指令部１０１は、ステップＳ２４において、衝撃低減用の電流指令を出力する制御形態に設定する。本実施形態においては、図８に示すように、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊をゼロに設定するとともに、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊を電動モータ２０がロックされる方向、つまり、界磁を増加させる方向の一定値Ｉｄｃに設定する。一般に、ｄ軸電流は弱め界磁用に使用されるが、本実施形態においては、その逆方向に流すことで界磁を強める。従って、衝撃低減用の指令電流（Ｉｑ＊＝０、Ｉｄ＊＝Ｉｄｃ）により電動モータ２０の通電が制御され、電動モータ２０の回転に対してブレーキが働く。

操舵輪Ｗのタイヤが縁石に衝突したケースのように、ステアリング機構１０に強い逆入力が働くと、操舵輪Ｗが転舵されラックバー１４が軸方向に移動する。これにより、ラックバー１４の軸方向の運動エネルギーがラックアンドピニオン機構１３を介してステアリングシャフト１２に伝達され、ステアリングシャフト１２が回転する。また、ステアリングシャフト１２の回転により、電動モータ２０のロータが同方向に回されることとなる。そして、ラックバー１４がストロークエンドに達して、ラックバー１４の両端に設けたストッパ１８の一方が、ラックハウジング１５の端部に衝突する。以下、この衝突をストロークエンド衝突と呼ぶ。

ストロークエンド衝突が起きると、ステアリングシャフト１２の出力側の回転はラックバー１４の停止により規制されるが、ステアリングシャフト１２の入力側は、開放されているためハンドル慣性トルクとモータ慣性トルクとにより更に回転する。このため、ストロークエンド衝突時には、ステアリングシャフト１２における減速ギヤ１９より出力側が捩られて大きな衝撃が加わる。特に、本実施形態のように、ステアリングシャフト１２に減速ギヤ１９を介して電動モータ２０を連結しているコラムアシスト方式においては、電動モータ２０の慣性トルクが大きく影響するため衝撃が大きい。従って、ステアリングシャフト１２の強度（インターミディエイトシャフト１２ｂ、ピニオンシャフト１２ｃ、および、それらを連結するユニバーサルジョイント１２ｄ，１２ｅの強度）を高くする必要がある。

そこで、本実施形態においては、逆入力状態を検知したときに、直ちに、衝撃低減用の指令電流（Ｉｑ＊＝０、Ｉｄ＊＝Ｉｄｃ）に切り替えて電動モータ２０の回転に対してブレーキを働かせるため、ストロークエンドに達する前にラックバー１４の移動速度の上昇を抑えることができ、衝突による衝撃を緩和することができる。図９は、逆入力が発生したときのステアリングシャフト１２の回転速度（シャフト回転速度）の推移と、ステアリングシャフト１２に働くトルク(シャフトトルク）の推移とを、本実施形態によりブレーキ制動を加えた場合（実線）と、ブレーキ制動を加えない場合（破線）とについて表したグラフである。図示するように、ブレーキ制動を加えない場合には、モータ回転速度が増加していくため、ストロークエンド衝突時における衝撃（シャフトトルク）が大きいが、ブレーキ制動を加えた場合には、逆入力検出以降においてシャフト回転速度の上昇を抑えることができ、ストロークエンド衝突時における衝撃を弱めることができる。

アシスト電流指令部１０１は、ステップＳ２４において衝撃低減用の電流指令をフィードバック制御部１０２出力すると、制御形態切替ルーチンを一旦終了する。制御形態切替ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。従って、逆入力状態が検出されている期間においては、電動モータ２０のブレーキ制動が継続される。尚、こうした逆入力の発生を検出した後においては、図示しないウォーニングランプ等を点滅して運転者に点検を促すようにしてもよい。

以上説明した本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、電流差ΔＩｑに基づいて逆入力状態を判定するため、その判定精度が高い。従って、ステアリング機構１０、特に、ステアリングシャフト１２に加わる衝撃を適正に低減することができる。この結果、ステアリング機構１０の耐久性を向上させることができる。また、操舵ハンドル１１から運転者に伝わる衝撃を低減することできる。

次に、逆入力状態判定部１１０の処理に関する他の実施形態について説明する。尚、上述した実施形態を第１実施形態と呼び、以下に示す実施形態を第２実施形態と呼ぶ。また、図２において、第２実施形態に係る特有の構成については、破線にて示している。
第１実施形態においては、電流差ΔＩｑに基づいて逆入力状態を判定したが、この第２実施形態においては、電流差ΔＩｑだけでなく、操舵トルクＴ、および、操舵速度ωに基づいて逆入力状態を判定する。図１０は、第２実施形態としての逆入力判定部１１０の実行する逆入力判定ルーチンを表すフローチャートである。この逆入力判定ルーチンは、アシスト電流指令部１０１の処理と並行して実行され、所定の短い周期で繰り返される。

本ルーチンが開始されると、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ１０において、電流差ΔＩｑに基づく逆入力状態判定処理を行う。このステップＳ１０の処理は、上述した図６に示す実施形態の逆入力判定ルーチンの処理と同じである。ただし、上述したステップＳ１４，１５の処理においては、逆入力判定フラグをＦｉとし、逆入力が発生していると判定したときにはＦｉ＝１、逆入力が発生していないと判定したときにはＦｉ＝０に設定するものとする。

続いて、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ１６において、逆入力判定フラグＦｉが０であるか否かを判断する。逆入力判定フラグＦｉが１に設定されている（Ｆｉ＝１）場合、つまり、電流差ΔＩｑに基づいて逆入力状態であると判定されている場合には、ステップＳ１７において、逆入力判定フラグＦを１に設定し（Ｆ＝１）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力する。

一方、逆入力判定フラグＦｉが０に設定されている（Ｆｉ＝０）場合には、ステップＳ３０の操舵トルクに基づく逆入力判定処理を行う。このステップＳ３０の処理については、図１１のサブルーチンに沿って実行される。まず、ステップＳ３１において、操舵トルクセンサ２２により検出される操舵トルクＴを読み込む。続いて、操舵トルクＴの大きさ｜Ｔ｜が予め設定した判定基準トルクＴrefより大きいか否かを判断する。この判定基準トルクＴrefは、運転者による操舵操作では検出されない大きな値に設定されている。

ここで、操舵トルクＴに基づいて逆入力状態を判定する原理について説明する。操舵輪Ｗのタイヤの縁石衝突等により逆入力がステアリング機構１０に働くと、操舵輪Ｗが転舵され、それに伴ってステアリングシャフト１２のトーションバーが急激に捩られる。この捩り力は、操舵トルクＴとして操舵トルクセンサ２２により検出されるが、通常の操舵操作では検出されない非常に大きな値となる。例えば、図１２に示すように、ステアリングシャフト１２のトーションバーを捩るように働く実際のトルク（破線にて示す）は、操舵トルクセンサ２２の検出可能な範囲を超える。そのため、操舵トルクセンサ２２の検出値Ｔ（実線にて示す）は、最大値を維持した状態が続く。いわゆる、検出値が振り切れた状態である。そこで、判定基準トルクＴrefを操舵トルクセンサ２２にて検出できる最大値近傍（最大値よりやや小さめの値）に設定しておくことで、逆入力状態を判定することができる。

逆入力状態判定部１１０は、操舵トルク｜Ｔ｜が予め設定した判定基準トルクＴref以下であれば（Ｓ３２：Ｎｏ）、ステップＳ３３において、計時用タイマのタイマ値ｔをゼロクリアしたのち、ステップＳ３４において、逆入力が発生していないと判定するとともに、逆入力判定フラグＦｔを０に設定し（Ｆｔ＝０）、このサブルーチンを抜ける。

一方、操舵トルク｜Ｔ｜が予め設定した判定基準トルクＴrefを越えていれば（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ３５において、計時用タイマのタイマ値ｔを値１だけインクリメントし、ステップＳ３６においてタイマ値ｔが判定基準時間ｔupに達したか否かを判断する。タイマ値ｔは、逆入力判定ルーチンの起動時にはゼロに設定されている。従って、このステップＳ３６では、操舵トルク｜Ｔ｜が予め設定した判定基準トルクＴrefを越えている状態が判定基準時間ｔupだけ継続したか否かを判断している。

操舵トルク｜Ｔ｜が判定基準トルクＴrefを越えている連続時間が判定基準時間ｔupに満たない場合は、ステップＳ３４において、逆入力判定フラグＦｔを０に設定し（Ｆｔ＝０）、このサブルーチンを抜ける。

逆入力が発生した場合、ステアリングシャフト１２に働くトルクは、例えば、図１２の破線に示すように操舵トルクセンサ２２の検出範囲を越える大きな値で推移する。従って、操舵トルク｜Ｔ｜が判定基準トルクＴrefを越える状態が連続する。そして、操舵トルク｜Ｔ｜が判定基準トルクＴrefを越える連続時間が判定基準時間ｔupに達すると（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ３７において、逆入力が発生していると判定して逆入力判定フラグＦｔを１に設定し（Ｆｔ＝１）、このサブルーチンを抜ける。

ステップＳ３４、あるいは、ステップＳ３７において、逆入力判定フラグＦｔを設定すると、図１０のステップＳ３８の処理に移行する。逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ３８において、逆入力判定フラグＦｔが０であるか否かを判断する。逆入力判定フラグＦｔが１に設定されている（Ｆｔ＝１）場合、つまり、操舵トルク｜Ｔ｜に基づいて逆入力状態であると判定されている場合には、ステップＳ１７において、逆入力判定フラグＦを１に設定し（Ｆ＝１）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力する。

一方、逆入力判定フラグＦｔが０に設定されている（Ｆｔ＝０）場合には、ステップＳ４０の操舵速度に基づく逆入力判定処理を行う。このステップＳ４０の処理については、図１３のサブルーチンに沿って実行される。まず、ステップＳ４１において、操舵速度ωを操舵速度変換部１０７から読み込む。操舵速度変換部１０７は、図２に破線にて示すように、回転角センサ２１の出力するモータ回転角θｍを入力し、モータ回転角θｍの単位時間当たりの変化量演算、つまり、時間微分することにより操舵速度ωを演算する。尚、逆入力判定部１１０にモータ回転角θｍを入力して、逆入力判定部１１０内にて操舵速度ωを演算するようにしても良い。

続いて、逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ４２において、操舵速度ωの大きさ｜ω｜が予め設定した判定基準速度ωrefを越えているか否かを判断する。この判定基準速度ωrefは、運転者による操舵操作では回転できない高速の値に設定されている。

ここで、操舵速度ωに基づいて逆入力状態を判定する原理について説明する。操舵輪Ｗのタイヤの縁石衝突等により逆入力がステアリング機構１０に働くと、操舵輪Ｗが転舵され、それに伴ってステアリングシャフト１２が回転する。このときのステアリングシャフト１２の回転速度は、非常に大きく、運転者の操舵操作では回転できない速さとなる。図１４は、運転者が操舵ハンドル１１を速く回したときの操舵速度の推移と、逆入力が発生したときの操舵速度の推移とを表している。運転者による操舵操作時においては、大きな操舵速度ωは検出されない。そこで、判定基準速度ωrefを運転者による操舵操作では検出されない高速の値に設定しておくことで、逆入力状態を判定することができる。

逆入力状態判定部１１０は、操舵速度｜ω｜が予め設定した判定基準速度ωref以下であれば（Ｓ４２：Ｎｏ）、ステップＳ４３において、逆入力が発生していないと判定するとともに、逆入力判定フラグＦωを０に設定し（Ｆω＝０）、このサブルーチンを抜ける。

一方、操舵速度｜ω｜が予め設定した判定基準速度ωrefを越えていれば（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、ステップＳ４４において、逆入力が発生していると判定して逆入力判定フラグＦωを１に設定し（Ｆω＝１）、このサブルーチンを抜ける。

ステップＳ４３、あるいは、ステップＳ４４において、逆入力判定フラグＦωを設定すると、図１０のステップＳ４５の処理に移行する。逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ４５において、逆入力判定フラグＦωが０であるか否かを判断する。逆入力判定フラグＦωが１に設定されている（Ｆω＝１）場合、つまり、操舵速度｜ω｜に基づいて逆入力状態であると判定されている場合には、ステップＳ１７において、逆入力判定フラグＦを１に設定し（Ｆ＝１）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力する。

一方、逆入力判定フラグＦωが０に設定されている（Ｆω＝０）場合には、ステップＳ４６において、逆入力判定フラグＦを０に設定し（Ｆ＝０）、その逆入力判定フラグＦをアシスト電流指令部１０１に出力する。

逆入力状態判定部１１０は、ステップＳ１７、あるいは、ステップＳ４６により逆入力判定フラグＦを出力すると、本逆入力判定ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期で同様の処理を繰り返す。

以上説明した第２実施形態としての逆入力判定ルーチンを実行する電動パワーステアリング装置によれば、電流差ΔＩｑだけでなく、操舵トルク｜Ｔ｜、操舵速度｜ω｜の推移をも考慮した３つの逆入力判定処理を行うため、一層、判定精度が向上する。また、判定処理のうち１つでも逆入力の発生が検出された場合には、衝撃低減用の電流指令を出力するため、ステアリング機構１０の衝撃の緩和を遅れることなく一層確実に行うことができる。

尚、逆入力状態の判定に関しては、操舵トルクに基づく逆入力判定処理を省略した構成（ステップＳ３０，Ｓ３８を省略した構成）、あるいは、操舵速度に基づく逆入力判定処理を省略した構成（ステップＳ４０，Ｓ４５を省略した構成）を採用することもできる。

また、上記第２実施形態においては、３つの逆入力判定処理（電流差に基づく逆入力判定処理と、操舵トルクに基づく逆入力判定処理と、操舵速度に基づく逆入力判定処理）のうち何れか１つでも逆入力有りと判定されたときに、逆入力状態である旨の判定結果を出力したが、３つの逆入力判定処理のうちの２つあるいは３つで逆入力有りと判定されたときに、逆入力状態である旨の判定結果を出力するようにしてもよい。例えば、電流差に基づく逆入力判定処理と操舵トルクに基づく逆入力判定処理との両方で逆入力有りと判定されたとき（Ｆｉ＝１、かつ、Ｆｔ＝１）、逆入力状態である旨の判定結果（Ｆ＝１）を出力するようにしてもよい。また、電流差に基づく逆入力判定処理と操舵速度に基づく逆入力判定処理との両方で逆入力有りと判定されたとき（Ｆｉ＝１、かつ、Ｆω＝１）、逆入力状態である旨の判定結果（Ｆ＝１）を出力するようにしてもよい。また、電流差に基づく逆入力判定処理と操舵トルクに基づく逆入力判定処理と操舵速度に基づく逆入力判定処理の全てにおいて逆入力有りと判定されたとき（Ｆｉ＝１、かつ、Ｆｔ＝１、かつ、Ｆω＝１）、逆入力状態である旨の判定結果（Ｆ＝１）を出力するようにしてもよい。図１７は、この３つ目の例について、フローチャートに表したものである。図中において、第２実施形態と同じ処理については、図１０のステップ符号と同じステップＳ符号を使って示している。これによれば、逆入力状態の検出を確実に行うことができる。

また、第１、第２実施形態、および、上記第２実施形態の逆入力判定の変形例において、更に、操舵速度ωに基づいて、操舵方向が中立位置から遠ざかる向きとなっているか否かを判定し、操舵方向が中立位置から遠ざかる向きとなっていることを逆入力判定のアンド条件として加えるようにしてもよい。この場合には、逆入力状態の判定精度が更に向上する。

次に、逆入力状態が検出されているときにアシスト電流指令部１０１が行う衝撃低減用の指令電流の演算処理の変形例について説明する。上述した実施形態においては、逆入力状態が検出されている場合には、衝撃低減用の指令電流としてｑ軸指令電流Ｉｑ＊＝０、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊＝Ｉｄｃ（モータロック方向の一定値）に設定したが、例えば、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊を一定値にするのではなく、図１５に示すように、モータ回転速度に応じて変化するように設定してもよい。モータ回転速度は、操舵速度ωに比例するものであるため、操舵速度検出部１０７の出力する操舵速度ωに基づいてｄ軸指令電流Ｉｄ＊を設定すればよい。この例では、モータ回転速度が増加するにしたがって増加するモータロック方向のｄ軸指令電流Ｉｄ＊が設定される。これによれば、モータ回転速度が速いほど大きなブレーキを発生させることができるため、更に適正な衝撃緩和を行うことができる。

また、他の変形例として、図１６に示すように、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊についても、モータ回転速度に応じて変化するように設定してもよい。この場合、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊は、モータ回転速度が増加するにしたがって増加する大きさであって、逆入力により電動モータ２０が回転してしまう方向とは逆方向のトルクを発生する向きに設定される。これによれば、モータ回転速度が速いほど大きなブレーキを発生させることができるため、更に適正な衝撃緩和を行うことができる。

また、他の変形例として、逆入力状態が検出されたとき、電動モータ２０の３相間（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を短絡させることにより、発電によるブレーキを働かせるようにしても良い。例えば、逆入力状態が検出された場合、指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊の演算を停止して、モータ駆動回路３０の上アーム回路のスイッチング素子３１，３３，３５をオン（デューティ比１００％）、下アーム回路のスイッチング素子３２，３４，３６６をオフ（デューティ比０％）にするＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０に出力する。これにより、電動モータ２０の３相間が短絡され、逆入力によるロータの回転でモータコイルに発電電流が流れて電動モータ２０にブレーキが働く。

以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、電動モータ２０の回転角を検出する回転角センサ２１により操舵角θおよび操舵速度ωを検出するようにしているが、例えば、ステアリングシャフト１２に回転角センサを設けて、ステアリングシャフト１２の回転角度および回転角速度により操舵角θおよび操舵速度ωを検出する構成でもよい。

また、本実施形態においては、モータ駆動回路３０のスイッチング素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いているが、他のスイッチング素子を用いることも可能である。また、モータ駆動回路３０の入力側に、車載電源装置８０から供給される電源を昇圧する昇圧回路を設けて電動モータ２０の大出力化を図るようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 アシストＥＣＵのマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。 基本アシストトルクテーブルを表すグラフである。 ｑ軸電流の位相遅れを表すグラフである。 逆入力状態における指令電流と実電流との推移を表すグラフである。 逆入力判定ルーチン（第１実施形態）を表すフローチャートである。 制御形態切替ルーチンを表すフローチャートである。 指令電流の変化を表すグラフである。 逆入力状態におけるシャフト回転速度とシャフトトルクの変化を表すグラフである。 逆入力判定ルーチン（第２実施形態）を表すフローチャートである。 操舵トルクに基づく逆入力判定サブルーチンを表すフローチャートである。 逆入力状態における実トルクと検出トルクとの推移を表すグラフである。 操舵速度に基づく逆入力判定サブルーチンを表すフローチャートである。 通常操舵時と逆入力時とにおける操舵速度の推移を表すグラフである。 変形例としての指令電流の設定マップを表すグラフである。 他の変形例としての指令電流の設定マップを表すグラフである。 逆入力判定ルーチン（第２実施形態の変形例）を表すフローチャートである。

１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、２０…電動モータ、２１…回転角センサ、２２…操舵トルクセンサ、２５…車速センサ、３０…モータ駆動回路、３７…電力供給ライン、３８…電流センサ、８８…主電源リレー、１００…電子制御装置（アシストＥＣＵ）、１０１…アシスト電流指令部、１０２…フィードバック制御部、１０３…３相／２相変換部、１０４…回転角変換部、１０５…３相／２相座標変換部、１０６…ＰＷＭ制御信号発生部、１０７…操舵速度検出部、１１０…逆入力状態検出部。

Claims (3)

1. ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する電動モータと、
   操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトに働く捩り力を操舵トルクとして検出する操舵トルク検出手段と、
   前記検出した操舵トルクに基づいて目標電流を演算し、演算した目標電流が前記電動モータに流れるように前記電動モータの通電を制御するモータ制御手段と、
   タイヤからの逆入力により操舵輪が転舵されてしまう逆入力状態を検出する逆入力状態検出手段と、
   前記逆入力状態が検出されたときに、前記ステアリング機構に働く衝撃を低減する衝撃低減手段と
   を備えた電動パワーステアリング装置において、
   前記逆入力検出手段は、
   前記目標電流を表す情報と、前記電動モータに実際に出力された実電流を表す情報とを取得する電流情報取得手段と、
   前記取得した情報に基づいて、前記実電流が前記目標電流よりも小さく、その差が判定基準値を超えた場合に、前記逆入力状態であると判定する電流判定手段と
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記逆入力検出手段は、更に、
   前記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを表す情報を取得するトルク情報取得手段と、
   前記取得した情報に基づいて、前記操舵トルクが運転者の操舵操作では検出されない大きな値に設定された基準トルクよりも大きな値で基準時間以上継続した場合に、前記逆入力状態であると判定するトルク判定手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記逆入力検出手段は、更に、
   操舵速度を表す情報を取得する操舵速度情報取得手段と、
   前記取得した情報から、前記操舵速度が運転者の操舵操作では回転できない高速に設定された基準速度よりも大きい場合に、前記逆入力状態であると判定する速度判定手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置。

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