JP2010221856A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵力を発生する電動モータに高出力が要求されるときに、インバータのスイッチング損失を低減することのできる操舵制御装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１のＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を、搬送波生成部２８が電動モータ１の回転速度ωに応じて制御する。搬送波生成部２８は、電動モータ１を定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域で駆動するときに、電動モータ１を定トルク領域の回転速度で駆動するときよりもキャリア周波数を低く設定することにより、インバータ１３ｂにおけるスイッチング損失を低減して電動モータ１の出力を向上させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の転舵輪を転舵する操舵機構に操舵力を付与するための電動モータを、インバータのＰＷＭ制御によって駆動制御する操舵制御装置に関する。

インバータのＰＷＭ制御によって電動モータを駆動する場合には、インバータがＰＷＭ制御のキャリア周波数に応じてスイッチング動作することによって騒音が発生する。このインバータの騒音を低減するためには、キャリア周波数を可聴周波数よりも高い非可聴周波数に設定することが有効であるが、キャリア周波数を高くすると、上記インバータにおけるスイッチング動作の頻度が増加してスイッチング損失が増加するという問題がある。このように、インバータにおける騒音の低減とスイッチング損失の低減とはトレードオフの関係にあるため、例えば特許文献１に記載の技術では、低損失を重視するか静粛性を重視するかを選択するモード選択スイッチを設けている。

特許文献１に記載の技術は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動する駆動モータを、インバータのＰＷＭ制御によって駆動制御するものであって、上記ハイブリッド自動車の走行モードを、上記モード選択スイッチによって静粛性重視モードと燃費重視モードから選択可能になっている。つまり、モード選択スイッチによって運転者が静粛性重視モードを選択している場合には、キャリア周波数を高くしてインバータの騒音を低減する一方、モード選択スイッチによって運転者が燃費重視モードを選択している場合には、キャリア周波数を低くしてインバータのスイッチング損失を低減するようにしている。

特開２００８−２２６７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では運転者が走行モードを選択するようになっているため、仮にこの技術を操舵制御装置へ単に転用すると、キャリア周波数を車両の走行状態に応じて適切に設定することができず、例えば危険回避時や低速走行時など、操舵力を発生する電動モータに高出力が要求されるときに、インバータのスイッチング損失によってその要求を満たすことができない虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、操舵力を発生する電動モータに高出力が必要なときに、インバータのスイッチング損失を低減することのできる操舵制御装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、電動モータが最大トルクを発生可能な定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域で電動モータを駆動するときに、上記定トルク領域で電動モータを駆動するときよりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、車両の走行速度が所定の設定走行速度以下であるときに、上記走行速度が上記設定走行速度を超えるときよりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明は、ステアリングホイールの回転速度である操舵速度が所定の設定操舵速度を超えるときに、上記操舵速度が上記設定操舵速度以下のときよりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴としている。

請求項１，４，５に記載の発明によれば、電動モータに高出力が必要なときに、スイッチング損失を低減して電動モータの出力を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態として本発明にかかる操舵制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略を示す図。 図１におけるコントロールユニットの詳細を示す図。 図２におけるインバータの詳細を示す図。 同図（ａ）は電動モータのＮ−Ｔ特性を示す図、同図（ｂ）は第１の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 第１の実施の形態における電動モータのＮ−Ｔ特性と、比較例における電動モータのＮ−Ｔ特性と、を示す図。 本発明の第２の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 電動モータの回転速度と一次電流との関係を示す図。 第２の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第３の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 電動モータの回転速度とインバータの入力電圧との関係を示す図。 第３の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第４の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 電動モータの回転速度とｑ軸電流偏差の積分値との関係を示す図。 第４の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第５の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 電動モータの回転速度とｄ軸目標電流との関係を示す図。 第４の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第６の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第６の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第７の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第７の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第８の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第８の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第９の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第９の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第１０の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第１０の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図。 本発明の第１１の実施の形態としてコントロールユニットの詳細を示す図。 第１１の実施の形態におけるキャリア周波数マップを示す図であって、同図（ａ）は走行速度ｖを横軸としてキャリア周波数マップを示す図、同図（ｂ）は操舵速度を横軸としてキャリア周波数マップを示す図。

図１は本発明の第１の実施の形態として、本発明にかかる操舵制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略を示す図である。

図１に示す電動パワーステアリング装置は、三相交流の電力をもって駆動される電動モータ１の発生したアシストトルクを、減速機２を介してステアリングシャフト３に伝えるいわゆるコラムアシスト型のものであって、ステアリングシャフト３の一端に、当該ステアリングシャフト３と一体に回転するステアリングホイール４が設けられている一方で、ステアリングシャフト３の他端にはピニオンシャフト５がユニバーサルジョイント６を介して連結されている。

ピニオンシャフト５は、ラックバー７とともにいわゆるラックアンドピニオン式のステアリングギヤ８を構成している。つまり、ステアリングホイール４をピニオンシャフト５とともに回転させると、ピニオンシャフト５の回転運動がラックバー７の直線運動に変換され、当該ラックバー７と、そのラックバー７の左右両端にそれぞれ接続されたタイロッド９，９とからなる操舵機構としてのリンク機構１０を介して車両の前輪である左右の転舵輪１１，１１がそれぞれ転舵するようになっている。なお、図１における１２，１２はダストブーツであって、このダストブーツ１２内に設けられた図示外のユニバーサルジョイントによってラックバー７の左右両端部と左右のタイロッド９，９とがそれぞれ連結されている。

また、運転者がステアリングホイール４を回転操作する手動操舵トルクは、ステアリングシャフト３に設けられたトルクセンサ１２によって検出され、そのトルクセンサ１２の出力のほか、電動モータ１に付設されたレゾルバ１ａの出力に基づいてコントロールユニット１３が電動モータ１を駆動することになる。これにより、電動モータ１が手動操舵トルクを補助するアシストトルクを発生し、そのアシストトルクがステアリングシャフト３およびステアリングギア８を介してリンク機構１０に操舵力として伝達・付与される。

図２はコントロールユニット１３の詳細を示す図である。この図２に示すように、コントロールユニット１３は、電動モータ１を駆動するためのＰＷＭ制御信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗをトルクセンサ１２およびレゾルバ１ａの出力に基づいて生成する主制御部１３ａと、ＰＷＭ制御信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗに基づくスイッチング動作により、電源であるバッテリ１４から電動モータ１に電力を供給するインバータ１３ｂと、を備えている。なお、バッテリ１４は、ケーブル１４ａを介してインバータ１３ｂに接続されている。

インバータ１３ｂは、図３に示すように、Ｕ相アーム１５ｕとＶ相アーム１５ｖおよびＷ相アーム１５ｗをそれぞれ有している。各アーム１５ｕ，１５ｖ，１５ｗは、スイッチング素子たるハイサイドＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとローサイドＦＥＴ１７ｕ，１７ｖ，１７ｗを直列に接続したものであって、それら各アーム１５ｕ，１５ｖ，１５ｗのうちハイサイドＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ側の端部がバッテリ１４に接続されている一方、各アーム１５ｕ，１５ｖ，１５ｗのうちローサイドＦＥＴ１７ｕ，１７ｖ，１７ｗ側の端部が接地されている。さらに、各アーム１５ｕ，１５ｖ，１５ｗのうちハイサイドＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとローサイドＦＥＴ１７ｕ，１７ｖ，１７ｗとの間の中間点が、電動モータ１の各相のコイルにそれぞれ接続されている。そして、周知のように、インバータ１３ｂは、各ＦＥＴのスイッチング動作により、電動モータ１に三相交流の電力を供給することになる。

次に、主制御部１３ａの具体的構成を図２に基づいて説明する。図２に示すように、主制御部１３ａは、電動モータ１の回転方向であるｑ軸と、そのｑ軸に直交するｄ軸とからなる回転座標系を用いたベクトル制御によって電動モータ１を制御するようになっている。

具体的には、主制御部１３ａのアシストトルク算出部１８は、トルクセンサ１２の出力に基づいて目標アシストトルクＴＡを算出し、その目標アシストトルクＴＡを目標電流算出部１９に出力する。

目標電流算出部１９は、目標アシストトルクＴＡのほか、電動モータ１の回転速度ω、すなわち電動モータ１における図示外のロータの回転速度ωに基づいてｄ軸およびｑ軸の目標電流Ｉｄ^*，Ｉｑ^*を算出し、その目標電流Ｉｄ^*，Ｉｑ^*を電流偏差算出部たるｄ軸およびｑ軸の第１演算部２３ｄ，２３ｑに出力する。なお、回転速度ωは、レゾルバ１ａの出力に基づいて算出される。詳しくは、回転位置算出部２１がレゾルバ１ａの出力に基づいて電動モータ１における図示外のロータの回転位置θを算出するとともに、回転速度算出部２２がその回転位置θを微分演算して回転速度ωを算出するようになっている。

ここで、周知のように、ｑ軸目標電流Ｉｑ^*は、回転座標系を用いたベクトル制御におけるｑ軸成分の電流であって、電動モータ１５の発生トルクの大きさを制御するものである。また、ｄ軸目標電流電流Ｉｄ^*は、回転座標系を用いたベクトル制御におけるｄ軸成分の電流であって、電動モータ１５の界磁を弱めるためのものである。つまり、目標電流算出部１９では、電動モータ１の回転速度ωが大きくなるのに伴ってｄ軸目標電流Ｉｄ^*を増大させることで電動モータ１の界磁を弱める、いわゆる弱め界磁制御を行うようになっている。

そして、ｄ軸の第１演算部２３ｄは、ｄ軸の目標電流Ｉｄ^*から電動モータ１に流れるｄ軸の実電流Ｉｄを減算することによってｄ軸の電流偏差ΔＩｄを算出し、そのｄ軸の電流偏差ΔＩｄを操作量算出部たるｄ軸のＰＩ制御部２０ｄに出力する。一方で、ｑ軸の第１演算部２３ｑは、ｑ軸の目標電流Ｉｑ^*からｑ軸の実電流Ｉｑを減算することによってｑ軸の電流偏差ΔＩｑを算出し、そのｑ軸の電流偏差ΔＩｑを操作量算出部たるｑ軸のＰＩ制御部２０ｑに出力する。なお、ｄ軸およびｑ軸の実電流Ｉｄ，Ｉｑは、電動モータ１に供給されている３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、３相−２相変換部２５によって回転座標系に変換したものである。

詳しくは、３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，ＩｗのうちＵ相およびＶ相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖが実電流センサ２５ｕ，２５ｖによって検出される一方、Ｗ相の励磁電流ＩｗはＵ相およびＶ相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて３相−２相変換部２５で算出される。

両ＰＩ制御部２０ｄ，２０ｑは、いわゆるＰＩ制御（比例積分制御）によってｄ軸およびｑ軸の目標供給電圧Ｖｄ^*，Ｖｑ^*を算出するようになっている。詳しくは、ｄ軸のＰＩ制御部２０ｄは、ｄ軸の電流偏差ΔＩｄに比例ゲインＫｐを乗じた比例項と、ｄ軸の電流偏差ΔＩｄの積分値に積分ゲインＫｉを乗じた積分項と、をｄ軸の第２演算部２４ｄにて加算する比例積分演算により、ｄ軸の目標供給電圧Ｖｄ^*を算出する。一方、ｑ軸のＰＩ制御部２０ｑは、ｑ軸の電流偏差ΔＩｑに比例ゲインＫｐを乗じた比例項と、ｑ軸の電流偏差ΔＩｑの積分値に積分ゲインＫｉを乗じた積分項と、をｑ軸の第２演算部２４ｑにて加算する比例積分演算により、ｑ軸の目標供給電圧Ｖｑ^*を算出する。

そして、ｄ軸およびｑ軸の目標供給電圧Ｖｄ^*，Ｖｑ^*は、ｄ軸電流とｑ軸電流との相互干渉を防止すべく、相互干渉電圧補償部２６によって補正目標供給電圧Ｖｄ^**，Ｖｑ^**に補正されてＰＷＭ制御部２７に出力される。具体的には、相互干渉電圧補償部２６は、ｄ軸およびｑ軸の実電流Ｉｄ，Ｉｑおよび電動モータ１の回転速度ωに基づいてｄ軸およびｑ軸の補償電圧を算出するとともに、その補償電圧をｄ軸およびｑ軸の目標供給電圧Ｖｄ^*，Ｖｑ^*にそれぞれ加算することでｄ軸およびｑ軸の補正目標供給電圧Ｖｄ^**，Ｖｑ^**をそれぞれ得るようになっている。

ＰＷＭ制御部２７は、ｄ軸およびｑ軸の補正目標供給電圧Ｖｄ^**，Ｖｑ^**を３相の目標供給電圧に変換し、その３相の目標供給電圧と後述する搬送波生成部２８で生成した搬送波である三角波状のキャリア信号Ｃとの比較により、パルス状を呈する３相のＰＷＭ制御信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗを生成してインバータ１３ｂに出力する。そして、インバータ１３ｂの各ＦＥＴがＰＷＭ制御信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗによってそれぞれスイッチング動作することで電動モータ１に電力が供給され、その電動モータ１が目標アシストトルクＴＡに応じたアシストトルクを発生することになる。

ここで、キャリア周波数制御部としての搬送波生成部２８によるキャリア信号Ｃの生成について図４に基づいて説明する。なお、図４の（ａ）は電動モータ１のＮ−Ｔ特性（回転速度−トルク特性）を示すグラフであって、図４の（ｂ）は、キャリア信号Ｃのキャリア周波数を設定するためのキャリア周波数マップである。図４の（ａ）に示すように、電動モータ１は、当該電動モータ１の回転速度ωが基底回転速度ω１以下の低速域である定トルク領域Ａ１で、発生可能なトルクが最大となる。また、電動モータ１の回転速度ωが基底回転速度ω１を超える回転速度領域Ａ２では、回転速度ωの増加にともなって発生可能なトルクが減少するようになっており、この回転速度領域Ａ２で電動モータ１が最大の出力を発生可能になっている。なお、当然のことながら、電動モータ１は上述したように減速器２を介してステアリングシャフト３に連結されているため、当該電動モータ１の回転速度ωは、操舵速度、すなわちステアリングホイール４の回転速度に比例している。また、本実施の形態では、電動モータ１に高出力が要求されることになる操舵速度２００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜４００ｄｅｇ／ｓｅｃの領域が、電動モータ１の回転速度に換算して回転速度領域Ａ２に対応するように減速器２の減速比と電動モータ１の特性とを選定してある。操舵速度が２００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜４００ｄｅｇ／ｓｅｃのときに電動モータ１に高出力が要求される理由は、その操舵速度が危険回避時の操舵速度に相当するからである。

そして、搬送波生成部２８は、図４の（ｂ）に示すように、自動車の定常走行時の常用域にあたる定トルク領域Ａ１では、インバータのスイッチング動作によって発生する騒音を低減するため、キャリア周波数を可聴周波数よりも高い非可聴周波数である第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、電動モータ１に高出力が要求される回転速度領域Ａ２では、インバータ１３ｂにおけるスイッチング損失を低減するため、定トルク領域Ａ１よりもキャリア周波数を低く設定してスイッチング損失を低減させるようにしている。具体的には、回転速度領域Ａ２のうち、所定の設定回転速度ω２以下の中速域Ａ３をキャリア周波数漸減領域とし、その中速域Ａ３においては回転速度ωの増加に伴ってキャリア周波数を連続的に漸減させるとともに、電動モータ１の回転速度ωが設定回転速度ω２を超える高速域Ａ４においてはキャリア周波数を可聴周波数である第２設定周波数ｆｃ２に設定するようにしている。なお、両設定周波数としてより具体的には、インバータ１３ｂにおける騒音とスイッチング損失とのバランスを考慮すると、第１設定周波数を２０ｋＨｚ、第２設定周波数を１０ｋＨｚにそれぞれ設定することが好ましい。

図５は、本実施の形態のＮ−Ｔ特性をＣ１、回転速度領域Ａ２においてもキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定するようにした第１比較例のＮ−Ｔ特性をＣ２、スイッチング損失が存在しないものと仮定した第２比較例のＮ−Ｔ特性をＣ３としてそれぞれ図示したものである。この図５に示すように、本実施の形態では、電動モータ１に高出力が要求されない定トルク領域Ａ１においては、スイッチング損失の増大を許容し、キャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定することでインバータ１３ｂの騒音を低減することになる。一方で、電動モータ１に高出力が要求される回転速度領域Ａ２では、スイッチング損失の増大を許容できないことから、キャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２までの範囲で低減することにより、当該インバータ１３ｂにおけるスイッチング損失を低減し、電動モータ１の発生可能なトルクを第１比較例Ｃ２よりも増大させている。

したがって、本実施の形態によれば、電動モータ１に高出力が要求されない定トルク領域Ａ１ではキャリア周波数を非可聴周波数に設定することでインバータ１３ｂの騒音を低減できる一方、電動モータ１に高出力が要求される回転速度領域Ａ２ではキャリア周波数を可聴周波数まで低減することでスイッチング損失を低減し、電動モータ１の出力を向上させることができるようになる。

また、電動モータ１の出力を向上させることで、電動パワーステアリング装置に用いる電動モータ１として小型のものを用いることが可能となり、電動パワーステアリング装置を軽量且つコンパクトなものにすることができるようになるほか、電動パワーステアリング装置を比較的大型の車両に適用可能になるメリットがある。

その上で、中速域Ａ３で回転速度ωの増加に伴ってキャリア周波数を連続的に漸減させるようになっているため、キャリア周波数の急変による操舵フィーリングの悪化を防止できるメリットがある。

さらに、電動モータ１の運転状態を、電動モータ１に付設されたレゾルバ１ａの出力に基づいて算出した回転速度ωによって判定するようになっているため、電動モータ１の運転状態を検出するためのセンサを新たに設ける必要がなく、コスト的に有利になるメリットがある。

図６は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。この図６に示す第２の実施の形態は、ケーブル１４ａを流れる一次電流Ｉｂを検出する電流センサ２９を設け、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部３０が電流センサ２９から受信した一次電流Ｉｂに基づいてキャリア周波数を設定するようにしたものである。なお、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

図７は、発生可能な最大のトルクで電動モータ１を駆動した場合の回転速度ωと一次電流Ｉｂとの関係を、電動モータ１のＮ−Ｔ特性とともに図示したグラフである。ここで、この図７に示すように、一次電流Ｉｂは、電動モータ１における回転速度ωまたは出力の増加にともなって増加することになる。つまり、この第２の実施の形態では、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作しているか否かを一次電流Ｉｂに基づいて判断し、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作している場合に、定トルク領域Ａ１で電動モータ１が動作しているときよりもキャリア周波数を低く設定するようにしている。

具体的には、図８に示すように、搬送波生成部３０は、一次電流が所定の第１設定電流Ｉｂ１以下である場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、一次電流Ｉｂが所定の第２設定電流Ｉｂ２を超える場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようにしている。さらに、搬送波生成部３０は、一次電流Ｉｂが第１設定電流Ｉｂ１を超え、且つ第２設定電流Ｉｂ２以下である場合に、一次電流Ｉｂの増加に伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、当然のことながら、第１設定電流Ｉｂ１および第２設定電流Ｉｂ２は回転速度領域Ａ２に対応するように設定してある。

したがって、この第２の実施の形態では、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作していて、且つ電動モータ１の発生トルクが大きい電動モータ１の高出力時に、電動モータ１の低出力時よりも低いキャリア周波数に設定されることになる。つまり、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作している場合であっても、電動モータ１の発生トルクが低い場合には当該電動モータ１の出力が比較的低いことから、一次電流Ｉｂが第１設定電流Ｉｂ１以下となり、キャリア周波数が第１設定周波数ｆｃ１に維持されることになる。換言すれば、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作している場合であっても、電動モータ１の発生トルクが低い場合にはスイッチング損失の増大を許容できるため、キャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に維持してインバータ１３ｂの騒音を抑えるようにしている。

つまり、この第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と略同様な効果が得られるメリットがある上に、電動モータ１の動作状態をより的確に判断してより適切なキャリア周波数に設定できるようになる。

なお、本実施の形態では、一次電流Ｉｂに応じてキャリア周波数を設定するようになっているが、電動モータ１の動作状態をさらに的確に判断可能とすべく、上述した第１の実施の形態で用いた電動モータ１の回転速度ωと一次電流Ｉｂとの両者に応じてキャリア周波数を設定するようになっていてもよいことは言うまでもない。

図９は本発明の第３の実施の形態を示す図である。この図９に示す第３の実施の形態は、インバータ１３ｂに供給される入力電圧Ｖｉを検出する電圧センサ３１を設け、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部３２がその電圧センサ３１の出力に応じてキャリア周波数を設定するようにしたものである。なお、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

図１０は、発生可能な最大のトルクで電動モータ１を駆動した場合の回転速度ωと入力電圧Ｖｉとの関係を、電動モータ１のＮ−Ｔ特性とともに図示したグラフである。ここで、図１０に示すように、電動モータ１における回転速度ωまたは出力が増加すると、ハーネス１４ａに流れる電流が大きくなってハーネス１４ａにおける電圧降下量が増大するため、これによって入力電圧Ｖｉが低下することになる。このように、入力電圧Ｖｉは電動モータ１の回転速度ωまたは出力に応じて変化することから、第３の実施の形態では、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作しているか否かを入力電圧Ｖｉに基づいて判断し、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作している場合に、電動モータ１が定トルク領域Ａ１で動作しているときよりもキャリア周波数を低く設定するようにしている。

具体的には、図１１に示すように、搬送波生成部３２は、入力電圧Ｖｉが所定の第１設定電圧Ｖｉ１以下である場合に場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定する一方で、入力電圧Ｖｉが所定の第２設定電圧Ｖｉ２を超える場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定するようになっている。さらに、搬送波生成部３２は、入力電圧Ｖｉが第１設定電圧Ｖｉ１を超え、且つ第２設定電圧Ｖｉ２以下である場合に、入力電圧Ｖｉの減少に伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、当然のことながら、第１設定電圧Ｖｉ１および第２設定電圧Ｖｉ２は回転速度領域Ａ２に対応するように設定してある。

したがって、この第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作していて、且つ電動モータ１の発生トルクが大きい高出力時に、電動モータ１の低出力時よりも低いキャリア周波数に設定されることになるため、第２の実施の形態と略同様な効果が得られるメリットがある。

なお、本実施の形態では、搬送波生成部３２が入力電圧Ｖｉに応じてキャリア周波数を設定するようにしているが、バッテリ１４の劣化やその充電状態に応じた電圧変化に起因して入力電圧Ｖｉが変化する場合も考えられるため、電動モータ１の運転状態をより的確に判定すべく、バッテリ１４の電圧と入力電圧Ｖｉとの差、すなわちハーネス１４ａにおける電圧降下量に応じてキャリア周波数を設定するように構成してもよい。

図１２に示す第４の実施の形態は、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部３３が、ｑ軸のＰＩ制御部２０ｑで算出されるｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔに基づいてキャリア周波数を設定するようになっているものであって、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

図１３は、電動モータ１を発生可能な最大のトルクで駆動した場合の回転速度ωとｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔとの関係を、電動モータ１のＮ−Ｔ特性とともに図示したグラフである。ここで、図１３に示すように、電動モータ１の回転速度ωまたは出力が増加すると、回転速度領域Ａ２で出力飽和によりｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが立ち上がり、電動モータ１の回転速度ωがさらに増加するのに伴ってｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが増大することになる。このように、ｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔは電動モータ１の回転速度ωに応じて変化することから、第５の実施の形態では、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作しているか否かをｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔに基づいて判断し、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作している場合に、電動モータ１が定トルク領域Ａ１で動作しているときよりもキャリア周波数を低く設定するようにしている。

具体的には、図１４に示すように、搬送波生成部３４は、ｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが所定の第１設定電流偏差Ｉｑ１以下である場合に場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、ｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが所定の第２設定電流偏差Ｉｑ２を超える場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、搬送波生成部３４は、ｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが第１設定電流偏差Ｉｑ１を超え、且つ第２設定電流偏差Ｉｑ２以下である場合に、ｑ軸電流偏差の積分値∫ΔＩｑｄｔが増大するのに伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、当然のことながら、第１設定電流偏差Ｉｑ１および第２設定電流偏差Ｉｑ２は、回転速度領域Ａ２に対応するように設定してある。

したがって、この第４の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作していて、且つ電動モータ１の発生トルクが大きい高出力時に、電動モータ１の低出力時よりも低いキャリア周波数に設定されることになるため、第２の実施の形態と略同様な効果が得られるメリットがある。

図１５に示す第５の実施の形態は、キャリア周波数制御部としての搬送波生成部３４がｄ軸目標電流Ｉｄ^*に基づいてキャリア周波数を変化させるようになっているものであって、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

ここで、ｄ軸目標電流Ｉｄ^*は、上述したように、電動モータ１の回転速度ωが大きくなるのに伴って増大する、いわゆる弱め界磁電流とも称されるものであって、本実施の形態では下記の式によって目標電流算出部１９で算出されることになる。
Ｉｄ^*＝（ω−ωｄ）×Ｉｑ^*×制御係数
なお、上記式におけるωｄは、弱め界磁制御を開始する弱め界磁制御開始回転速度である。つまり、目標電流算出部１９は、電動モータ１の回転速度ωが弱め界磁制御開始回転速度ωｄを超える場合に、ｄ軸目標電流Ｉｄ^*を発生させるようになっている。

図１６は、電動モータ１を発生可能な最大のトルクで電動モータ１を駆動した場合の回転速度ωとｄ軸目標電流Ｉｄ^*との関係を、電動モータ１のＮ−Ｔ特性とともに図示したグラフである。この図１６を参照してｄ軸目標電流Ｉｄ^*についてより詳しく説明すると、電動モータ１における回転速度ωが増加し、回転速度領域Ａ２の回転速度に設定された界磁制御開始回転速度ωｄに達すると弱め界磁制御が開始され、その界磁制御開始回転速度ωｄから電動モータの回転速度ωが大きくなるのに伴ってｄ軸目標電流の絶対値｜Ｉｄ^*｜が増大することになる。このように、ｄ軸目標電流Ｉｄ^*は電動モータ１の回転速度ωに応じて変化することから、第５の実施の形態では、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作しているか否かをｄ軸目標電流Ｉｄ^*に基づいて判断し、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作している場合に、電動モータ１が定トルク領域Ａ１で動作しているときよりもキャリア周波数を低く設定することになる。

具体的には、図１７に示すように、搬送波生成部３４は、ｄ軸目標電流の絶対値｜Ｉｄ^*｜が所定の第１設定目標電流Ｉｄ１以下である場合に場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、ｄ軸目標電流の絶対値｜Ｉｄ^*｜が所定の第２設定目標電流Ｉｄ２を超える場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、搬送波生成部３４は、ｄ軸目標電流の絶対値｜Ｉｄ^*｜が第１設定目標電流Ｉｄ１を超え、且つ第２設定目標電流Ｉｄ２以下である場合に、ｄ軸目標電流の絶対値｜Ｉｄ^*｜が増大するのに伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、両設定目標電流Ｉｄ１，Ｉｄ２は回転速度領域Ａ２に対応するように設定してあることは言うまでもない。

したがって、この第５の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作していて、且つ電動モータ１の発生トルクが大きい高出力時に、電動モータ１の低出力時よりも低いキャリア周波数に設定されることになるため、第２の実施の形態と略同様な効果が得られるメリットがある。

図１８に示す第６の実施の形態は、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部３５が、ＰＷＭ制御部２７においてＰＷＭ制御信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗ生成の基礎となる変調率Ｍ、すなわち電動モータ１への目標供給電圧に応じてキャリア周波数を変化させるようにしたものであって、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。つまり、変調率Ｍは、電動モータ１の回転速度ωまたは出力が高くなるにしたがって増大することになるため、本実施の形態では、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作しているか否かを変調率Ｍに基づいて判断し、電動モータ１が回転速度領域Ａ２で動作している場合に、電動モータ１が定トルク領域Ａ１で動作しているときよりもキャリア周波数を低く設定するようにしている。

具体的には、図１９に示すように、搬送波生成部３５は、変調率Ｍが所定の第１設定変調率Ｍ１以下である場合に場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、変調率Ｍが所定の第２設定変調率Ｍ２を超える場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、搬送波生成部３５は、変調率Ｍが第１設定変調率Ｍ１を超え、且つ第２設定変調率Ｍ２以下である場合に、変調率Ｍが増大するのに伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、当然のことながら、両設定変調率Ｍ１，Ｍ２は回転速度領域Ａ２に対応するように設定してある。また、両設定変調率Ｍ１，Ｍ２としてより具体的には、第１設定変調率Ｍ１を１００％、第２設定変調率Ｍ２を１２０％にそれぞれ設定するとよい。

したがって、この第６の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、回転速度領域Ａ２の回転速度ωで電動モータ１が動作していて、且つ電動モータ１の発生トルクが大きい高出力時に、電動モータ１の低出力時よりも低いキャリア周波数に設定されることになるため、第２の実施の形態と略同様な効果が得られるメリットがある。

図２０に示す第７の実施の形態は、車両の走行速度ｖを検出する車速センサ３６を設けたものであって、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部３７が、その車速センサ３６の出力に基づいてキャリア周波数を変化させるようになっている。また、車速センサ３６の出力はアシストトルク算出部１８にも提供され、アシストトルク算出部１８は、車両が低速走行中または停止状態のときにおける手動操舵トルクを低減すべく、走行速度ｖの低下に伴って目標アシストトルクＴＡを増大させるようになっている。なお、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

この第７の実施の形態における搬送波生成部３７は、図２１に示すように、車両の走行速度ｖが所定の第１設定走行速度ｖ１以下である場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定する一方で、車両の走行速度ｖが所定の第２設定走行速度ｖ２を超える場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定するようにしている。さらに、搬送波生成部３７は、車両の走行速度ｖが第１設定走行速度ｖ１を超え、且つ第２設定走行速度ｖ２以下である場合に、走行速度ｖの低下に伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。

つまり、車両の低速走行時および停止時には、大きなアシストトルクを発生させるべく電動モータ１に高出力が要求されることになるから、このときにキャリア周波数を低減することでインバータ１３ｂにおけるスイッチング損失を低減し、電動モータ１の出力を高めるようになっている。なお、第１設定走行速度ｖ１および第２設定走行速度ｖ２としてより具体的には、車両の走行速度と操舵力との関係を考慮すると、第１設定走行速度ｖ１を５ｋｍ／ｈ，第２設定走行速度ｖ２を１０ｋｍ／ｈにそれぞれ設定することが好ましい。

したがって、この第７の実施の形態によれば、電動モータ１に高出力が要求される車両の低速走行時および停止時にキャリア周波数を低く設定することで、このときに電動モータ１の出力を向上させることができる一方で、電動モータ１に高出力が要求されない車両の高速走行時にはキャリア周波数を高く設定することでインバータの騒音を低減させることができる。

図２２に示す第８の実施の形態は、第７の実施の形態を基本として第３の実施の形態における電圧センサ３１を加えたものであって、搬送波生成部３８が、車速センサ３６と電圧センサ３１のそれぞれの出力に応じてキャリア周波数を変化させるようになっている。他の部分は上述した第７の実施の形態と同様である。

具体的には図２３に示すように、搬送波生成部３８は、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下である場合のキャリア周波数を、入力電圧Ｖｉの低下に伴って低減させるようになっている。つまり、電動モータ１の高出力時には上述したように入力電圧Ｖｉが低下することになるため、この入力電圧Ｖｉに応じてキャリア周波数を設定するようにしている。

より詳しくは、入力電圧Ｖｉが第２設定電圧Ｖｉ２を超える場合には、電動モータ１に高出力が要求されていないことから、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下であってもキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に維持し、インバータ１３ｂの騒音を低減するようになっている。一方で、車両の走行速度ｖが第１設定走行速度ｖ１以下であって、且つ入力電圧Ｖｉが第１設定電圧Ｖｉ１以下である場合には、電動モータ１に高出力が要求されることになるから、キャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下であるとともに、入力電圧Ｖｉが第１設定電圧Ｖｉ１を超え、且つ第２設定電圧Ｖ２以下である場合には、入力電圧Ｖｉの低下に伴ってキャリア周波数を連続的に低下させるようになっている。

したがって、この第８の実施の形態によれば、上述した第７の実施の形態と略同様な効果が得られる上に、搬送波生成部３８が車両の走行速度ｖのほか入力電圧Ｖｉに応じてキャリア周波数を設定するようになっているため、そのキャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになる。

図２４に示す第９の実施の形態は、ステアリングホイール４の回転位置を検出する操舵角センサ３９と、その操舵角センサ３９の出力である操舵角θｓに基づいてステアリングホイール４の回転速度である操舵速度ωｓを算出する操舵速度検出部としての操舵速度算出部４０と、をそれぞれ設けたものであって、キャリア周波数制御部たる搬送波生成部４１が操舵速度ωｓに基づいてキャリア周波数を変化させるようになっている。なお、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。

つまり、本実施の形態では、例えば危険回避時など操舵速度ωｓが大きいときに電動モータ１に高出力が要求されるため、このような場合にキャリア周波数を低く設定することでスイッチング損失を低減し、もって電動モータ１の出力を高める一方、通常走行時のように操舵速度ωｓが小さいときにはキャリア周波数を高く設定してインバータ１３ｂの騒音を低減するようになっている。

より具体的には図２５に示すように、搬送波生成部４１は、操舵速度ωｓが所定の第１設定操舵速度ωｓ１以下である場合にキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に設定する一方で、操舵速度ωｓが所定の第２操舵速度ωｓ２を超える場合にキャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようにしている。さらに、搬送波生成部４１は、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１を超え、且つ第２設定送舵速度ωｓ２以下である場合に、操舵速度ωｓの増加に伴ってキャリア周波数を連続的に低減させるようになっている。なお、両設定操舵速度ωｓ１，ωｓ２としてより具体的には、危険回避時の操舵速度ωｓが２００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜４００ｄｅｇ／ｓｅｃであることから、第１設定操舵速度ωｓ１を２００ｄｅｇ／ｓｅｃ、第２設定操舵速度ωｓ２を３００ｄｅｇ／ｓｅｃに設定するとよい。

したがって、この第９の実施の形態によれば、電動モータ１に高出力が要求される危険回避時に、キャリア周波数を低く設定することで電動モータ１の出力を向上させることができる一方で、通常運転時にはキャリア周波数を高く設定することでインバータ１３ｂの騒音を低減することができる。

なお、本実施の形態では、操舵速度算出部４０が操舵角センサ３９の出力に基づいて操舵速度ωｓを算出しているが、この操舵速度ωｓは、上述したように電動モータ１の回転速度ωに比例しているため、この回転速度ωに基づいて操舵速度ωｓを算出することも可能である。この場合には、舵角センサ３９が不要になるため、コスト的に有利となる上、操舵制御装置のコンパクト化および軽量化を図る上で有利となるメリットがある。

図２６に示す第１０の実施の形態は、第９の実施の形態を基本として第３の実施の形態における電圧センサ３１を加えたものであって、搬送波生成部４２が、操舵速度ωｓと入力電圧Ｖｉとのそれぞれに応じてキャリア周波数を変化させるようになっている。なお、当然のことながら、他の部分は上述した第９の実施の形態と同様である。

具体的には図２７に示すように、搬送波生成部３８は、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１以上である場合のキャリア周波数を、入力電圧Ｖｉの低下に伴って低減させるようになっている。つまり、電動モータ１の高出力時には上述したように入力電圧Ｖｉが低下することになるため、この入力電圧Ｖｉに応じてキャリア周波数を設定するようにしている。

より詳しくは、入力電圧Ｖｉが第２設定電圧Ｖｉ２を超える場合には、電動モータ１に高出力が要求されていないことから、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１を超えていてもキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に維持し、インバータ１３ｂの騒音を低減するようになっている。一方で、操舵速度ωｓが第２設定操舵速度ωｓ２以下であって、且つ入力電圧Ｖｉが第１設定電圧Ｖｉ１以下である場合には、電動モータ１に高出力が要求されることになるから、キャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１を超えているとともに、入力電圧Ｖｉが第１設定電圧Ｖｉ１を超え、且つ第２設定電圧Ｖ２以下である場合には、入力電圧Ｖｉの低下に伴ってキャリア周波数を連続的に低下させるようになっている。

したがって、この第１０の実施の形態によれば、上述した第９の実施の形態と略同様な効果が得られる上に、搬送波生成部４２が操舵速度ωｓのほか入力電圧Ｖｉに応じてキャリア周波数を設定するようになっているため、そのキャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになる。

図２８に示す第１１の実施の形態は、第７の実施の形態における車速センサ３６と、第９の実施の形態における操舵角センサ３９および操舵速度算出部４０と、を組み合わせて用いたものであって、キャリア周波数制御部である搬送波生成部４３が、車両の走行速度ｖと操舵速度ωｓのそれぞれに応じてキャリア周波数を変化させるようになっている。なお、他の部分は上述した第７の実施の形態と同様である。

具体的には図２９の（ａ），（ｂ）に示すように、搬送波生成部４３は、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下である場合のキャリア周波数を、操舵速度ωｓの増大に伴って低減させるようになっている。なお、図２９の（ａ）は、走行速度ｖを横軸としたキャリア周波数マップを示すグラフであって、図２９の（ｂ）は、操舵速度ωｓを横軸としたキャリア周波数マップを示すグラフである。

より詳しくは、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１以下である場合には、電動モータ１に高出力が要求されていないことから、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下であってもキャリア周波数を第１設定周波数ｆｃ１に維持し、インバータ１３ｂの騒音を低減するようになっている。一方で、車両の走行速度ｖが第１設定走行速度ｖ１以下であって、且つ操舵速度ωｓが第２設定操舵速度ωｓ２を超える場合には、電動モータ１に高出力が要求されることになるから、キャリア周波数を第２設定周波数ｆｃ２に設定するようになっている。さらに、車両の走行速度ｖが第２設定走行速度ｖ２以下であるとともに、操舵速度ωｓが第１設定操舵速度ωｓ１を超え、且つ第２設定操舵速度ωｓ２以下である場合には、操舵速度ωｓの増大に伴ってキャリア周波数を連続的に低下させるようになっている。

したがって、この第１１の実施の形態によれば、上述した第７の実施の形態と略同様な効果が得られる上に、搬送波生成部４３が車両の走行速度ｖのほか操舵速度ωｓに応じてキャリア周波数を設定するようになっているため、そのキャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになる。

ここで、上記各実施の形態から把握される技術的思想であって、特許請求の範囲に記載していないものを、その効果とともに以下に記載する。

（１）上記回転速度検出部は、電動モータに付設されたレゾルバの出力信号に基づいて上記電動モータの回転速度を算出するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の操舵制御装置。

この構成によれば、上記電動モータの回転速度を検出するためのセンサを新たに設ける必要がないため、コスト的に有利となるメリットがある。

（２）上記インバータにケーブルを介して接続され、そのインバータに電力を供給する電源と、上記インバータの入力電圧を検出する電圧センサと、をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記インバータの入力電圧が所定の設定電圧以下である場合に、上記インバータの入力電圧が上記設定電圧を超える場合よりもキャリア周波数を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記電動モータに高出力が要求されるときに、上記ケーブルに流れる電流の増大によって当該ケーブルにおける電圧降下量が増大し、上記インバータの入力電圧が電源電圧よりも低下することになるため、上記定トルク領域よりも回転速度の高い回転速度領域で電動モータが動作しているか否かを上記インバータの入力電圧に基づいて判断するようにしている。したがって、この構成によれば、電動モータの運転状態に応じて適切にキャリア周波数を設定できるようになる。

（３）上記インバータにケーブルを介して接続され、そのインバータに電力を供給する電源と、上記ケーブルに流れる一次電流を検出する電流センサと、をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記一次電流が所定の設定電流を超える場合に、上記一次電流が上記設定電流以下である場合よりもキャリア周波数を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記電動モータに高出力が要求されるときに上記一次電流が増大することになるため、上記定トルク領域よりも回転速度の高い回転速度領域で電動モータが動作しているか否かを上記一次電流に基づいて判断するようにしている。したがって、この構成によれば、電動モータの運転状態に応じて適切にキャリア周波数を設定できるようになる。

（４）上記電動モータに供給すべき目標電流を算出する目標電流算出部と、上記電動モータに流れる実電流を検出する実電流センサと、上記目標電流と実電流との差であって、且つ上記操作量算出の基礎となる電流偏差を算出する電流偏差算出部と、をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記電流偏差が所定の設定電流偏差を超えた場合に、上記電流偏差が上記設定電流偏差以下である場合よりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記電動モータに高出力が要求されるときには上記電流偏差が増大することになるため、上記定トルク領域よりも回転速度の高い回転速度領域で電動モータが動作しているか否かを上記電流偏差に基づいて判断するようにしている。したがって、この構成によれば、電動モータの運転状態に応じて適切にキャリア周波数を設定できるようになる。

（５）回転座標系における上記電動モータの回転方向であるｑ軸の目標電流と、上記回転座標系においてｑ軸に直交するｄ軸の目標電流と、を上記操作量算出の基礎としてそれぞれ算出する目標電流算出部をさらに備え、その目標電流算出部が、電動モータの回転速度に応じてｄ軸目標電流を変化させ、もって電動モータの界磁を弱める弱め界磁制御を行うようになっている一方、上記キャリア周波数制御部は、上記ｄ軸の目標電流に基づいてキャリア周波数を設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、ｄ軸の目標電流が電動モータの回転速度に応じて変化するようになっているため、上記定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域で電動モータが動作しているか否かを上記ｄ軸の目標電流に基づいて判断するようにしている。したがって、この構成によれば、電動モータの運転状態に応じて適切にキャリア周波数を設定できるようになる。

（６）上記目標電流算出部は、電動モータの回転速度が所定の弱め界磁制御開始回転速度を超える場合にｄ軸の目標電流を発生させるようになっているとともに、上記弱め界磁制御開始回転速度を上記定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域に設定していることを特徴とする（５）に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記弱め界磁制御開始回転速度を上記定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域に設定しているため、上記定トルク領域よりも回転速度が高い領域で電動モータが動作しているか否かをより確実に判断できるようになる。

（７）上記キャリア周波数制御部は、上記ＰＷＭ制御部におけるＰＷＭ制御の変調率が所定の設定変調率を超える場合に、上記変調率が設定変調率以下である場合よりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記電動モータに高出力が要求されるときに上記変調率が増大することになるため、上記定トルク領域よりも回転速度の高い回転速度領域で電動モータが動作しているか否かを上記変調率に基づいて判断するようにしている。したがって、この構成によれば、電動モータの運転状態に応じて適切にキャリア周波数を設定できるようになる。

（８）上記キャリア周波数制御部は、上記電動モータを上記定トルク領域で駆動するときに、可聴周波数よりも周波数の高い非可聴周波数にキャリア周波数を設定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記電動モータに高出力が要求されない定トルク領域で、スイッチング損失の増大を許容してキャリア周波数を非可聴周波数に設定することにより、上記電動モータの駆動に伴って発生するインバータの騒音を低減することができる。

（９）上記操舵機構に連結されたステアリングホイールと、そのステアリングホイールの回転角速度である操舵速度を検出または算出する操舵速度検出部と、をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、車両の走行速度が上記設定走行速度以下である場合に、上記操舵速度の増加に伴ってキャリア周波数を低減させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記操舵速度の増加に伴って上記電動モータに要求される出力が増大することになるため、車両の走行速度に加えて上記操舵速度を考慮してキャリア周波数を設定するようにしている。したがって、この構成によれば、キャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになる。

（１０）上記インバータにケーブルを介して接続され、そのインバータに電力を供給する電源と、上記インバータの入力電圧を検出する電圧センサと、をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記走行速度が上記設定走行速度以下である場合に、上記入力電圧の低下に伴ってキャリア周波数を低減させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記入力電圧が低くなると電動モータの発生可能なトルクが低下するため、車両の走行速度に加えて上記入力電圧を考慮してキャリア周波数を設定するようにしている。したがって、この構成によれば、キャリア周波数を車両の運転状態に応じてより適切に設定できるようになる。

（１１）上記キャリア周波数制御部は、上記走行速度が上記設定走行速度を超える場合に、可聴周波数よりも周波数の高い非可聴周波数にキャリア周波数を設定することを特徴とする請求項４に記載の操舵制御装置。

この構成では、車両の走行速度が上記設定走行速度を超える場合には上記電動モータに高出力が要求されないことから、この場合に、スイッチング損失の増大を許容してキャリア周波数を非可聴周波数に設定することで、上記電動モータの駆動に伴って発生するインバータの騒音を低減することができる。

（１２）上記操舵速度検出部は、上記ステアリングホイールの回転位置を検出する操舵角センサの出力に基づいて上記操舵速度を算出するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の操舵制御装置。

この構成によれば、上記操舵速度を容易に得ることができるようになる。

（１３）車両の走行速度を検出して上記キャリア周波数制御部に出力する車速センサをさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記操舵速度が上記設定操舵速度を超える場合に、上記走行速度が低くなるのに伴ってキャリア周波数を低減させるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の操舵制御装置。

この構成では、車両の走行速度が低くなるのに伴って電動モータに要求される出力が増大することになるため、上記操舵速度に加えて車両の走行速度を考慮してキャリア周波数を設定するようにしている。したがって、この構成によれば、キャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになるメリットがある。

（１４）上記インバータにケーブルを介して接続され、そのインバータに電力を供給する電源と、上記インバータの入力電圧を検出して上記キャリア周波数制御部に出力する電圧センサと、を備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記操舵速度が上記設定操舵速度を超える場合に、上記入力電圧が低くなるのに伴ってキャリア周波数を低減させるようになっていることことを特徴とする請求項５に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記入力電圧が低くなると電動モータの発生可能なトルクが低下するため、上記操舵速度に加えて上記入力電圧を考慮してキャリア周波数を設定するようにしている。したがって、この構成によれば、キャリア周波数を車両の走行状態に応じてより適切に設定できるようになる。

（１５）上記キャリア周波数制御部は、上記操舵速度が上記設定操舵速度以下である場合に、可聴周波数よりも周波数の高い非可聴周波数にキャリア周波数を設定することを特徴とする請求項５に記載の操舵制御装置。

この構成では、上記操舵速度が上記設定操舵速度以下である場合には上記電動モータに高出力が要求されないことから、この場合に、スイッチング損失の増大を許容してキャリア周波数を非可聴周波数に設定することで、上記電動モータの駆動に伴って発生するインバータの騒音を低減することができる。

１…電動モータ
１ａ…レゾルバ（回転位置センサ）
４…ステアリングホイール
１０…リンク機構（操舵機構）
１１…転舵輪
１３ｂ…インバータ
１４…バッテリ（電源）
１４ａ…ケーブル
１８…アシストトルク算出部
１９…目標電流算出部
２０ｄ…ｄ軸のＰＩ制御部（操作量算出部）
２０ｑ…ｑ軸のＰＩ制御部（操作量算出部）
２２…回転速度算出部（回転速度検出部）
２７…ＰＷＭ制御部
２８…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３０…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３２…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３３…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３４…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３５…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３６…車速センサ
３７…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
３８…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
４０…操舵速度算出部（操舵速度検出部）
４１…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
４２…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）
４３…搬送波生成部（キャリア周波数制御部）

Claims (5)

1. 車両の転舵輪を転舵する操舵機構に操舵力を付与するための電動モータを駆動制御する操舵制御装置において、
   上記電動モータの操作量を算出する操作量算出部と、
   上記操作量に基づいてＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部と、
   上記ＰＷＭ制御信号に基づくスイッチング動作をもって上記電動モータに電力を供給するインバータと、
   上記ＰＷＭ制御信号のキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御部と、
   を備えていて、
   上記キャリア周波数制御部は、上記電動モータが最大トルクを発生可能な定トルク領域よりも回転速度が高い回転速度領域で電動モータを駆動するときに、上記定トルク領域で電動モータを駆動するときよりもキャリア周波数を低く設定するようになっていることを特徴とする操舵制御装置。
2. 上記電動モータの回転速度を検出または算出する回転速度検出部をさらに備えていて、上記キャリア周波数制御部は、上記回転速度検出部の出力に基づいてキャリア周波数を設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 上記キャリア周波数制御部は、上記定トルク領域よりも上記電動モータの回転速度が高速な回転速度領域に、上記電動モータの回転速度の増加に伴ってキャリア周波数を漸次減少させるキャリア周波数漸減領域を設定していることを特徴とする請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 車両の転舵輪を転舵する操舵機構に操舵力を付与するための電動モータを駆動制御する操舵制御装置において、
   車両の走行速度を検出する車速センサと、
   上記電動モータの操作量を算出する操作量算出部と、
   上記操作量に基づいてＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部と、
   上記ＰＷＭ制御信号に基づくスイッチング動作をもって上記電動モータへ電力を供給するインバータと、
   上記走行速度に基づいて上記ＰＷＭ制御信号のキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御部と、
   を備えていて、
   上記キャリア周波数制御部は、上記走行速度が所定の設定走行速度以下であるときに、上記走行速度が上記設定走行速度を超えるときよりもキャリア周波数を低く設定することを特徴とする操舵制御装置。
5. 車両の転舵輪を転舵する操舵機構に操舵力を付与するための電動モータを、ステアリングホイールの回転操作に応じて駆動制御する操舵制御装置において、
   上記ステアリングホイールの回転速度である操舵速度を検出または算出する操舵速度検出部と、
   上記電動モータの操作量を算出する操作量算出部と、
   上記操作量に基づいてＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部と、
   上記ＰＷＭ制御信号に基づくスイッチング動作をもって上記電動モータへ電力を供給するインバータと、
   上記操舵速度に基づいて上記ＰＷＭ制御信号のキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御部と、
   を備えていて、
   上記キャリア周波数制御部は、上記操舵速度が所定の設定操舵速度を超えるときに、上記操舵速度が上記設定操舵速度以下のときよりもキャリア周波数を低く設定することを特徴とする操舵制御装置。

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