JP6197493B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

車両の操舵機構にモータのアシスト力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。従来、この種の電動パワーステアリング装置としては、特許文献１に記載の装置がある。この電動パワーステアリング装置は、ホールＩＣからなるトルクセンサと、運転者の操舵トルクに応じた磁束をトルクセンサに付与する磁気回路と、モータの駆動を制御する制御装置とを備えている。この電動パワーステアリング装置では、運転者のステアリング操作に伴い操舵トルクが変化すると、磁気回路からトルクセンサに付与される磁束が変化する。これによりトルクセンサから操舵トルクに応じた検出信号が出力される。制御装置はトルクセンサの検出信号に基づいて操舵トルクを演算し、この操舵トルク検出値に基づいてアシスト指令値を演算する。そして制御装置はモータの出力トルクをアシスト指令値に追従させるべくモータの駆動を制御することにより操舵機構にアシスト力を付与する。

また特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、上記のような磁気回路とは別に、トルクセンサに磁界を周期的に付与する磁界発生装置を備えている。制御装置は、磁界発生装置を通じてトルクセンサに磁界を付与したとき、付与した磁界に応じた信号がトルクセンサから出力されるか否かを判断する。そして制御装置は、付与した磁界に応じた信号がトルクセンサから出力されなかった場合、トルクセンサに異常が生じたと判定する。また制御装置は、磁界発生装置からトルクセンサに磁界を付与する直前にトルクセンサの検出信号に基づいて操舵トルクを検出し、磁界発生装置から磁界を発生させている期間、操舵トルク検出値を保持する。

一方、電動パワーステアリング装置には、操舵トルク検出値に基づいてその１次時間微分値を演算するとともに、演算したトルク微分値に基づいてアシスト指令値に対する補償を行うものがある（例えば特許文献２参照）。

特開２０１１−２０３０９１号公報 特開２００６−１３１１９１号公報

ところで、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、操舵トルク検出値を保持している期間は操舵トルク検出値が一定値となる。その期間に制御装置がトルク微分値を演算すると、トルク微分値が零となり、その状態が継続する。このようにトルク微分値が零に固定されると、トルク微分値に基づく補償を適切に行うことができなくなるため、改善の余地を残すものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵トルク検出値が一定値に保持される期間であっても、トルク微分値に基づく補償系の信頼性を確保することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決する電動パワーステアリング装置は、車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、前記操舵機構に付与される操舵トルクに応じた検出信号を出力するトルクセンサと、前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出信号に基づき操舵トルク検出値及び前記操舵トルク検出値の１次時間微分値であるトルク微分値を演算し、前記操舵トルク検出値に基づく基本アシスト指令値を少なくとも前記トルク微分値に基づく補償値で補償することにより演算されるアシスト指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するものであり、前記操舵トルク検出値が所定時間保持される場合、前記操舵トルク検出値が保持されている期間、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持する。

この構成によれば、操舵トルク検出値が保持されている期間、トルク微分値を実際の値あるいはそれに近い値に保持することができる。そのため、操舵トルク検出値が保持されている期間、操舵トルク検出値が常に零に固定される状況を回避することができる。これによりトルク微分値に基づく補償値をより適切に演算することができるため、補償系の信頼性を確保することができる。

例えば上記電動パワーステアリング装置について、前記制御部は、前記操舵トルク検出値を所定の周期で取得し、前記操舵トルク検出値の今回取得値と前回取得値との差分値を前記所定の周期で除算することにより前記トルク微分値を演算するものであり、前記操舵トルク検出値の今回取得値が保持された値である場合、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することが好ましい。

ところで、操舵トルク検出値が保持されていない期間であっても、トルク微分値の演算に、保持された操舵トルク検出値が用いられると、トルク微分値が異常値になる可能性がある。

そこで上記電動パワーステアリング装置について、前記制御部は、前記操舵トルク検出値が保持されていない期間であっても、前記トルク微分値の演算に前記保持された操舵トルク検出値が必要な場合には、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することが好ましい。

この構成によれば、トルク微分値の演算に、保持された操舵トルク検出値が必要な場合には、トルク微分値が保持されるため、トルク微分値が異常値になることを回避することができる。これにより補償系の信頼性を確保することができる。

例えば上記電動パワーステアリング装置について、前記制御部は、前記操舵トルク検出値を所定の周期で取得し、前記操舵トルク検出値の今回取得値と前回取得値との差分値を前記所定の周期で除算することにより前記トルク微分値を演算するものであり、前記操舵トルク検出値の今回取得値が保持された値でなく、且つ、前記操舵トルク検出値の前回取得値が保持された値である場合、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することが好ましい。

そして上記電動パワーステアリング装置について、前記制御部は、前記操舵トルク検出値が保持される直前に演算されたトルク微分値を保持することが好ましい。
この構成によれば、トルク微分値が実際の値により近い直近の演算値に保持されるため、補償系の信頼性を、より的確に確保することができる。

また上記電動パワーステアリング装置について、前記トルクセンサは、前記トルクセンサの異常を判定可能な異常診断信号の出力及び前記検出信号の出力を交互に行い、前記制御部は、前記異常診断信号に基づいて前記トルクセンサの異常を検出するとともに、少なくとも前記トルクセンサから前記異常診断信号が出力されている期間、前記操舵トルク検出値を、前記検出信号が出力されている期間に演算された値に保持することが好ましい。

この構成によれば、トルクセンサの異常の有無を監視しつつ、トルクセンサから異常診断信号が出力されている期間でも補償系の信頼性が確保されたモータの駆動制御を継続することができる。

この電動パワーステアリング装置によれば、操舵トルク検出値が一定値に保持される期間であっても、トルク微分値に基づく補償系の信頼性を確保することができる。

電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 実施形態の電動パワーステアリング装置についてその制御装置の構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は、実施形態の電動パワーステアリング装置におけるトルクセンサへの供給電圧、及びトルクセンサの出力の推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、実施形態の電動パワーステアリング装置におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの状態、フラグＦのセット状態、及びトルク演算部の演算状態を示すタイミングチャート。 実施形態の電動パワーステアリング装置によるトルク微分値を演算する処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態の電動パワーステアリング装置におけるフラグＦのセット状態、操舵トルク検出値τ、及びトルク微分値ｄτの推移を示すタイミングチャート。 電動パワーステアリング装置の他の実施形態によるトルク微分値を演算する処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるフラグＦのセット状態、操舵トルク検出値τ、及びトルク微分値ｄτの推移を示すタイミングチャート。

以下、電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、この電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール２０の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構２、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール２０の回転軸となるステアリングシャフト２１、及びその下端部にラックアンドピニオン機構２２を介して連結されたラックシャフト２３を備えている。操舵機構２では、運転者のステアリングホイール２０の操作に伴いステアリングシャフト２１が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト２３の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド２４を介して転舵輪４に伝達されることにより転舵輪４の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。

アシスト機構３は、ステアリングシャフト２１にアシスト力（アシストトルク）を付与するモータ３０を備えている。モータ３０はブラシレスモータからなる。モータ３０の出力トルクが減速機３１を介してステアリングシャフト２１に伝達されることによりステアリングシャフト２１にアシストトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。

この電動パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール２０の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト２１にはトルクセンサ６が設けられている。トルクセンサ６は、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト２１に付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた電圧信号を検出信号Ｓτとして出力する。またトルクセンサ６は、自身への給電が開始された際に、検出信号Ｓτに代えて、トルクセンサ６の異常の有無を判定可能な異常診断信号Ｓｄを所定時間だけ出力する。車両には車速センサ７が設けられている。車速センサ７は、車両の走行速度を検出し、検出した車速に応じた電圧信号を検出信号Ｓｖとして出力する。モータ３０には回転角センサ８が設けられている。回転角センサ８は、モータ３０の回転角を検出し、検出したモータ回転角に応じた電圧信号を検出信号Ｓθとして出力する。各センサ６〜８から出力される信号は制御装置５に取り込まれる。制御装置５は、各センサ６〜８から出力される信号に基づいてモータ３０の駆動を制御する制御部の一例である。

図２に示すように、制御装置５は、モータ３０に駆動電力を供給する駆動回路５０、及び駆動回路５０を介してモータ３０の駆動を制御するマイコン５１を備えている。
駆動回路５０は、マイコン５１からの制御信号（ＰＷＭ駆動信号）Ｓｃに基づいて電源からの直流電力を三相交流電力に変換し、この三相交流電力を各相の給電線ＷＬを介してモータ３０に供給する。各相の給電線ＷＬには電流センサ５２が設けられている。なお図２では、便宜上、各相の給電線ＷＬ及び各相の電流センサ５２をそれぞれ一つにまとめて図示している。電流センサ５２は、給電線ＷＬを流れる各相電流値を検出し、検出した各相電流値に応じた電圧信号を検出信号Ｓｉとしてマイコン５１に出力する。

マイコン５１には、各センサ６〜８，５２から出力される各種信号が取り込まれる。マイコン５１は、各センサ６〜８，５２から出力される各種信号に基づいて制御信号Ｓｃを生成する。そしてマイコン５１は、この制御信号Ｓｃを駆動回路５０に出力することにより駆動回路５０をＰＷＭ駆動させ、モータ３０を駆動させる。

次に、マイコン５１によるモータ３０の駆動制御について詳述する。
マイコン５１は、各センサ６〜８，５２から出力される検出信号に基づいて各種状態量の検出値を演算する複数の演算部７０〜７３を有している。トルク演算部７０は、トルクセンサ６から出力される検出信号Ｓτに基づいて操舵トルク検出値τを演算する。車速演算部７１は、車速センサ７から出力される検出信号Ｓｖに基づいて車速検出値Ｖを演算する。モータ回転角演算部７２は、回転角センサ８から出力される検出信号Ｓθに基づいてモータ回転角検出値θｍを演算する。相電流値演算部７３は、電流センサ５２から出力される検出信号Ｓｉに基づいて各相電流検出値Ｉを演算する。なお、これら演算部７０〜７３の演算周期は第１演算周期Ｔ１（例えば４００［μｓｅｃ］）に設定されている。

またマイコン５１は、操舵トルク検出値τの１次時間微分値であるトルク微分値ｄτを演算する微分値演算部７４を有している。微分値演算部７４は、トルク演算部７０により演算された操舵トルク検出値τを第１演算周期Ｔ１の２倍の演算周期Ｔ２（例えば８００［μｓｅｃ］）で取得する。そして微分値演算部７４は、以下の式（１）に基づいてトルク微分値ｄτを第２演算周期Ｔ２で演算する。ただし、「τ_ｉ」は操舵トルク検出値τの今回取得値を、「τ_ｉ−１」は操舵トルク検出値τの前回取得値を示す。

ｄτ＝（τ_ｉ−τ_ｉ−１）／Ｔ２ ・・・（１）
なお微分値演算部７４は、トルク演算部７０から取得した操舵トルク検出値τをマイコン５１の記憶部７５に逐次記憶させており、この記憶部７５から操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１を読み込む。

トルク演算部７０により演算された操舵トルク検出値τ、車速演算部７１により演算された車速検出値Ｖ、及び微分値演算部７４により演算されたトルク微分値ｄτは電流指令値演算部７６に取り込まれる。電流指令値演算部７６は、これら操舵トルク検出値τ、車速検出値Ｖ、及びトルク微分値ｄτに基づいて電流指令値Ｉ＊を演算する。電流指令値Ｉ＊はモータ３０を流れる電流の目標値である。本実施形態では、この電流指令値Ｉ＊が、モータ３０の出力トルクの目標値であるアシスト指令値に対応する。電流指令値演算部７６は、操舵トルク検出値τ及び車速検出値Ｖに基づいて基本電流指令値Ｉ１＊を演算する基本アシスト制御部７６ａ、並びにトルク微分値ｄτに基づいて補償値Ｉ２＊を演算するトルク微分制御部７６ｂを有している。

基本アシスト制御部７６ａは、例えば操舵トルク検出値τ、車速検出値Ｖ、及び基本電流指令値Ｉ１＊の関係を示す三次元マップを有しており、このマップに基づいて基本電流指令値Ｉ１＊を演算する。基本電流指令値Ｉ１＊は、操舵トルク検出値τ及び車速検出値Ｖに応じた適切な出力トルクをモータ３０から発生させるための電流指令値Ｉ＊の基礎成分であり、基本アシスト指令値に対応する。基本アシスト制御部７６ａは、例えば操舵トルク検出値τの絶対値が大きくなるほど、また車速検出値Ｖが小さくなるほど基本電流指令値Ｉ１＊の絶対値をより大きい値に設定する。基本アシスト制御部７６ａは、演算した基本電流指令値Ｉ１＊を加算器７６ｃに出力する。

トルク微分制御部７６ｂは、トルク微分値ｄτに基づいて補償値Ｉ２＊を演算する。トルク微分制御部７６ｂは、例えばトルク微分値ｄτ及び補償値Ｉ２＊の関係を示す２次元マップを有しており、このマップに基づいて補償値Ｉ２＊を演算する。この補償値Ｉ２＊を用いて基本電流指令値Ｉ１＊に対する補償を行うことにより、例えば制御系を安定化させたり、転舵輪４から操舵機構２に伝達される逆入力振動を抑制することが可能となる。トルク微分制御部７６ｂは、演算した補償値Ｉ２＊を加算器７６ｃに出力する。

加算器７６ｃは、基本アシスト制御部７６ａにより演算された基本電流指令値Ｉ１＊に、トルク微分制御部７６ｂにより演算された補償値Ｉ２＊を加算することにより基本電流指令値Ｉ１＊に対する補償を行い、その演算結果「Ｉ１＊＋Ｉ２＊」を電流指令値Ｉ＊として出力する。

電流指令値演算部７６により演算された電流指令値Ｉ＊、モータ回転角演算部７２により演算されたモータ回転角検出値θｍ、及び相電流値演算部７３により演算された各相電流検出値Ｉは電流制御部７７に取り込まれる。電流制御部７７は、モータ回転角検出値θｍを用いて各相電流検出値Ｉをｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換する。電流制御部７７は、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を電流指令値Ｉ＊に追従させる電流フィードバック制御を行うことによりｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を算出する。そして電流制御部７７は、モータ回転角検出値θｍを用いてｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を各相電圧指令値に変換する。電流制御部７７は、この各相電圧指令値に基づく制御信号Ｓｃを駆動回路５０に出力することにより駆動回路５０をＰＷＭ駆動させる。これにより制御信号Ｓｃに応じた駆動電力が駆動回路５０からモータ３０に供給され、モータ３０の駆動制御が実行される。

次にトルクセンサ６の動作について詳述する。
制御装置５は、トルクセンサ６に動作電力を供給する電源ＩＣ５３を備えている。電源ＩＣ５３は、車載バッテリなどの電源から供給される電圧をトルクセンサ６に適した動作電圧に調圧し、調圧した動作電圧をトルクセンサ６に印加することによりトルクセンサ６の動作電源を確保する。また電源ＩＣ５３は、マイコン５１からの指令に基づいてトルクセンサ６への給電の遮断及び給電の再開を行う。トルクセンサ６は、給電が開始されたとき、図３に示すように動作する。

図３（ａ）に示すように、トルクセンサ６への給電が時刻ｔ１で開始されたとすると、トルクセンサ６の出力は、図３（ｂ）に示すように変化する。すなわちトルクセンサ６は、まず、トルクセンサ６の異常の有無を判定可能な予め定められた波形からなる異常診断信号Ｓｄを所定時間Ｔ１０だけ出力する。そしてトルクセンサ６は、異常診断信号Ｓｄの出力が完了した時刻ｔ２以降、検出信号Ｓτを出力する。

トルクセンサ６に何らかの異常が生じると、トルクセンサ６は予め定められた波形とは異なる波形の異常診断信号Ｓｄを出力する。これを利用し、マイコン５１は、トルクセンサ６から出力される異常診断信号Ｓｄの変化に基づいてトルクセンサ６の異常を検出する。

次にマイコン５１によるトルクセンサ６の異常検出方法について説明する。
図２に示すように、マイコン５１は、トルクセンサ６の異常を検出する異常検出部７８を有している。異常検出部７８は、電源ＩＣ５３を通じてトルクセンサ６への給電の遮断及び給電の再開を周期的に行うことでトルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄ及び検出信号Ｓτを周期的に出力させる。そして異常検出部７８は、トルクセンサ６から周期的に出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ６の異常を検出する。

図４（ａ）に示すように、異常検出部７８は、例えば時刻ｔ１０でトルクセンサ６への給電を一時的に遮断した後、時刻ｔ１１でトルクセンサ６への給電を再開する。これにより図４（ｂ）に示すようにトルクセンサ６は一旦シャットダウンした後、異常診断信号Ｓｄの出力を開始する。トルクセンサ６は、給電が開始される時刻ｔ１１から所定時間Ｔ１０が経過する時刻ｔ１２までの期間、異常診断信号Ｓｄを出力する。このとき異常検出部７８は、トルクセンサ６から出力された異常診断信号Ｓｄが予め定められた波形であるか否かを判断する。異常検出部７８は、異常診断信号Ｓｄが予め定められた波形である場合、トルクセンサ６が正常であると判定し、異常診断信号Ｓｄが予め定められた波形でない場合、トルクセンサ６が異常であると判定する。トルクセンサ６が正常な場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、時刻ｔ１２から所定時間Ｔ１１が経過する時刻ｔ１３まで、異常検出部７８はトルクセンサ６への給電を継続するため、トルクセンサ６は検出信号Ｓτを出力する。そして異常検出部７８は時刻ｔ１３で再びトルクセンサ６への給電を遮断した後、時刻ｔ１４でトルクセンサ６への給電を再開する。これにより、トルクセンサ６は、時刻ｔ１３でシャットダウンした後に時刻ｔ１４で異常診断信号Ｓｄを再び出力する。このとき異常検出部７８は、トルクセンサ６から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ６の異常の有無を再度判定する。以降、異常検出部７８は、トルクセンサ６への給電の遮断及び給電の開始を周期的に行うことでトルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄ及び検出信号Ｓτを交互に出力させる。また異常検出部７８は、トルクセンサ６が異常診断信号Ｓｄの出力を行う毎にトルクセンサ６の異常の有無を判定する。

異常検出部７８は、トルクセンサ６から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ６の異常を検出した場合、図２に示すように、異常検出信号Ｓｅを電流制御部７７に出力する。電流制御部７７は、異常検出部７８からの異常検出信号Ｓｅを受け取ると、電動パワーステアリング装置１の安全性を確保すべく、例えば駆動回路５０の駆動を停止するなどのフェイルセーフ制御を実行する。

なお図２に示すように、マイコン５１は、異常検出部７８により第１演算周期Ｔ１でフラグＦのセットが行われるフラグレジスタ７９を有している。図４（ｃ）に示すように、異常検出部７８は、トルクセンサ６への給電を遮断した時点から、トルクセンサ６から検出信号Ｓτの出力が開始されたことを確認するまでの期間、フラグＦをオン状態に設定する。また異常検出部７８は、トルクセンサ６が検出信号Ｓτを出力している期間、フラグＦをオフ状態に設定する。このフラグＦのセット状態に基づいてトルク演算部７０が操舵トルク検出値τの演算及び保持を行う。

次に、トルク演算部７０による操舵トルク検出値τの演算方法について詳述する。
図４（ｄ）に示すように、トルク演算部７０は、フラグＦがオフ状態の場合にはトルクセンサ６の検出信号Ｓτに基づいて操舵トルク検出値τを演算し、フラグＦがオン状態の場合には操舵トルク検出値τとしてその前回値を保持する。これにより例えばトルクセンサ６への給電が遮断される時刻ｔ１３から、トルクセンサ６から検出信号Ｓτの出力が開始される時刻ｔ１５までの期間、操舵トルク検出値τは、時刻ｔ１３の直前に演算された値に保持される。したがってマイコン５１では、トルクセンサ６がシャットダウンしている間も、またトルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄが出力されている期間も、モータ３０の駆動制御を継続することができる。

次に微分値演算部７４によるトルク微分値ｄτの演算方法について詳述する。
微分値演算部７４は、トルク演算部７０により演算された操舵トルク検出値τを取得する際に、フラグレジスタ７９からフラグＦのセット状態も同時に取得し、操舵トルク検出値τ及びフラグＦのセット状態を関連付けして記憶部７５に記憶させる。これにより微分値演算部７４は、例えば操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１に関連付けされたフラグＦのセット状態を確認することで、前回取得値τ_ｉ−１が保持された値であるか否かを判断することができる。そして微分値演算部７４は、この記憶部７５に記憶された情報を利用して図５に示す処理を第２演算周期Ｔ２で繰り返し実行することにより、トルク微分値ｄτを演算する。

図５に示すように、微分値演算部７４は、まず、操舵トルク検出値の今回値τ_ｉを取得するとともに（ステップＳ１）、フラグＦの現在のセット状態を取得する（ステップＳ２）。そして微分値演算部７４は、フラグＦの現在のセット状態に基づいて操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値であるか否かを判断する（ステップＳ３）。微分値演算部７４は、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、トルク微分値の今回値ｄτ_ｉを前回値ｄτ_ｉ−１に保持する（ステップＳ７）。

また微分値演算部７４は、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値でない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、記憶部７５に記憶されたフラグＦの前回のセット状態に基づいて、操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１が保持された値であるか否かを判断する（ステップＳ４）。微分値演算部７４は、操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１が保持された値である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、トルク微分値の今回値ｄτ_ｉを前回値ｄτ_ｉ−１に保持する（ステップＳ７）。

一方、微分値演算部７４は、操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１が保持された値でない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、上記式（１）に基づいてトルク微分値の今回値ｄτ_ｉを演算する（ステップＳ５）。そして微分値演算部７４は、演算されたトルク微分値の今回値ｄτ_ｉを前回値ｄτ_ｉ−１として記憶部７５に記憶させる（ステップＳ６）。

次に図６を参照して本実施形態の電動パワーステアリング装置１の作用について説明する。なお図６（ｂ）では、トルク演算部７０により演算される操舵トルク検出値τを黒丸の点で、またその推移を実線で示すとともに、操舵トルクの実際の値を三角の点で、またその推移を一点鎖線で示す。さらに図６（ｃ）では、本実施形態の微分値演算部７４により演算されるトルク微分値ｄτの推移を黒丸の点で、またその推移を実線で示すとともに、上記式（１）に基づいてトルク微分値ｄτを演算し続けた場合の演算結果を三角の点で、またその推移を一点鎖線で示す。

図６（ａ）に示すように、例えば時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までの期間、フラグＦがオン状態に設定され、図６（ｂ）に示すように、トルク演算部７０が、その期間、操舵トルク検出値τを保持したとする。このとき微分値演算部７４は、図６（ｃ）に示すように、時刻ｔ２１でトルク微分値ｄτを演算するとき、フラグＦのセット状態に基づいて、操舵トルク検出値の今回取得値τ２と、時刻ｔ２０で得た前回取得値τ１とが共に保持された値でないと判断する。そのため微分値演算部７４は、それらの差分値（τ２−τ１）を第２演算周期Ｔ２で除算することによりトルク微分値の今回値ｄτ１を演算する。

続いて微分値演算部７４は、時刻ｔ２３でトルク微分値ｄτを演算するとき、フラグＦのセット状態に基づいて、操舵トルク検出値の今回取得値τ２が保持された値であると判断する。そのため微分値演算部７４は、トルク微分値の前回値ｄτ１をそのまま今回値として用いる。同様に微分値演算部７４は、時刻ｔ２４でも、トルク微分値の前回値ｄτ１をそのまま今回値として用いる。

また微分値演算部７４は、時刻ｔ２５でトルク微分値ｄτを演算するとき、フラグＦのセット状態に基づいて、操舵トルク検出値の今回取得値τ３が保持された値でなく、且つ、時刻ｔ２４で得た前回取得値τ２が保持された値であると判断する。そのため微分値演算部７４は、時刻ｔ２５でもトルク微分値の前回値ｄτ１をそのまま今回値として用いる。

さらに微分値演算部７４は、時刻ｔ２６でトルク微分値ｄτを演算するとき、フラグＦのセット状態に基づいて、操舵トルク検出値の今回取得値τ４と、時刻ｔ２５で得た前回取得値τ３とが共に保持された値でないと判断する。そのため微分値演算部７４は、それらの差分値（τ４−τ３）を第２演算周期Ｔ２で除算することによりトルク微分値の今回値ｄτ１を演算する。

このような構成によれば、図６（ｃ）に示すように、操舵トルク検出値τが保持される時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までの期間、トルク微分値ｄτが実際の値τ１に保持される。そのため図６（ｃ）に三角の点で示すようにトルク微分値ｄτが零に固定されるような状況を回避することができる。

また、上記式（１）に基づいてトルク微分値ｄτを演算し続けた場合、時刻ｔ２５のような状況、すなわち操舵トルク検出値の今回取得値τ３が保持された値でなく、且つ、前回取得値τ２が保持された値となるような状況では、図６（ｃ）に三角の点で示すようにトルク微分値ｄτが実際の値から大きくずれた異常値ｄτｅとなる。この点、本実施形態では、この時刻ｔ２５で演算されるトルク微分値ｄτも実際の値τ１あるいはそれに近い値に保持されるため、トルク微分値ｄτが異常値になることを回避することができる。

このように本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、操舵トルク検出値τが保持される時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までの期間、トルク微分値ｄτが、操舵トルク検出値τを保持する直前にあたる時刻ｔ２１で演算された値ｄτ１に保持される。これによりトルク微分値ｄτを実際の値あるいはそれに近い値に保持することができるため、補償値Ｉ２＊をより適切に演算することができる。そのため補償系の信頼性を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば以下の効果が得られる。
（１）制御装置５では、操舵トルク検出値τが保持されている期間、トルク微分値ｄτを、操舵トルク検出値τが保持される直前に演算された値に保持することとした。具体的には、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値である場合、トルク微分値ｄτを、操舵トルク検出値τが保持される直前に演算された値に保持することとした。これにより補償値Ｉ２＊をより適切に演算することができるため、補償系の信頼性を確保することができる。また、トルク微分値ｄτが実際の値により近い直近の演算値に保持されるため、補償系の信頼性を、より的確に確保することができる。

（２）制御装置５では、操舵トルク検出値τが保持されていない期間であっても、トルク微分値ｄτの演算に、保持された操舵トルク検出値τが必要な場合には、トルク微分値ｄτを、操舵トルク検出値τが保持される直前に演算された値に保持することとした。具体的には、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値でなく、且つ、前回取得値τ_ｉ−１が保持された値である場合、トルク微分値ｄτを、操舵トルク検出値τが保持される直前に演算された値に保持することとした。これによりトルク微分値ｄτが異常値τｅになることを回避することができるため、補償系の信頼性を向上させることができる。

（３）トルクセンサ６では、検出信号Ｓτ及び異常診断信号Ｓｄを交互に出力することとした。そして制御装置５では、異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ６の異常を検出することとした。また制御装置５では、トルクセンサ６がシャットダウンしている期間、及びトルクセンサ６が異常診断信号Ｓｄを出力している期間、操舵トルク検出値τを保持することとした。これにより制御装置５は、トルクセンサ６の異常を監視しつつ、トルクセンサ６がシャットダウンしている期間も、またトルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄが出力されている期間も、モータ３０の駆動制御を継続することができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第１演算周期Ｔ１及び第２演算周期Ｔ２のそれぞれの設定値は適宜変更可能である。
・上記実施形態では、トルク微分値ｄτを、操舵トルク検出値τを保持する直前に演算された値に保持することとしたが、トルク微分値ｄτは、操舵トルク検出値τを保持する前に演算された任意の値に保持することが可能である。例えばトルク微分値ｄτを、図６（ｃ）に示す時刻ｔ２１よりも前の時刻ｔ２０で演算された値に保持してもよい。

・図７に示すように、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、あるいは操舵トルク検出値の前回取得値τ_ｉ−１が保持された値である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、トルク微分値の今回値τ_ｉを零に設定してもよい（ステップＳ８）。このような構成によれば、図８に示すように、少なくとも時刻ｔ２５でトルク微分値ｄτが異常値ｄτｅになることを回避することができるため、補償系の信頼性を確保することが可能である。

・図５に示す処理においてステップＳ４の処理を省略してもよい。すなわち制御装置５は、操舵トルク検出値の今回取得値τ_ｉが保持された値でない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、上記式（１）に基づいてトルク微分値の今回値ｄτ_ｉを演算してもよい（ステップＳ５）。このような構成であっても、少なくともトルク微分値ｄτが零に固定されることを回避することができるため、補償系の信頼性を向上させることは可能である。

・上記実施形態では、保持される操舵トルク検出値τとして、トルクセンサ６への給電が遮断される直前の値を用いたが、トルクセンサ６から検出信号Ｓτが出力されている期間に演算された操舵トルク検出値τに基づくものであれば、適宜の値を用いてもよい。例えば、検出信号Ｓτが出力されている期間における操舵トルク検出値τの平均値を用いてもよい。

・上記実施形態では、トルクセンサ６が自身への給電開始に基づき自発的に異常診断信号Ｓｄを出力するものであったが、トルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄを出力させる構成は適宜変更可能である。例えばトルクセンサ６は、マイコン５１からの指令信号に基づいて異常診断信号Ｓｄを出力するものであってもよい。この場合、トルクセンサ６をシャットダウンさせる必要がないため、トルクセンサ６から異常診断信号Ｓｄが出力されている期間にのみトルク検出値τを保持すればよい。すなわち、制御装置５は、少なくともトルクセンサから異常診断信号Ｓｄが出力されている期間、操舵トルク検出値τを保持するものであればよい。

・上記実施形態では、トルクセンサ６が異常診断信号Ｓｄ及び検出信号Ｓτを交互に出力するものであったが、トルクセンサ６は検出信号Ｓτのみを出力するものであってもよい。この場合、制御装置５は、トルクセンサ６の異常として、トルクセンサ６の周辺回路の異常、例えばトルクセンサ６に動作電源を供給する電源ＩＣ５３の異常を検出してもよい。このような実施形態では、制御装置５が電源ＩＣ５３の異常の有無を判定している期間、操舵トルク検出値τを保持してもよい。

・上記実施形態では、トルク検出値τ及び車速検出値Ｖに基づいて基本電流指令値Ｉ１＊を設定したが、例えばトルク検出値τのみに基づいて基本電流指令値Ｉ１＊を設定してもよい。

・上記実施形態の電流指令値演算部７６では、基本電流指令値Ｉ１＊に対する補償成分として補償値Ｉ２＊だけを用いたが、それ以外の適宜の補償成分を更に用いてもよい。
・上記実施形態では、マイコン５１がトルク演算部７０を有していたが、トルク演算部をトルクセンサ６がそれぞれ有していてもよい。この場合、トルクセンサ６のトルク演算部及びマイコン５１により制御部が構成される。またトルクセンサ６がトルク演算部を有する場合には、微分値演算部をトルクセンサ６に設けてもよい。この場合、トルクセンサ６のトルク演算部及び微分値演算部、並びにマイコン５１により制御部が構成される。

・上記実施形態では、モータ３０としてブラシレスモータを用いたが、ブラシ付きのモータを用いてもよい。
・上記実施形態の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト２１にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置であったが、例えばラックシャフト２３にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置にも適用可能である。

τ…操舵トルク検出値、ｄτ…トルク微分値、Ｉ＊…電流指令値（アシスト指令値）、Ｓτ…検出信号、Ｉ１＊…基本電流指令値（基本アシスト指令値）、Ｉ２＊…補償値、１…電動パワーステアリング装置、２…操舵機構、３…アシスト機構、５…制御装置（制御部）、６…トルクセンサ、３０…モータ。

Claims (6)

1. 車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、
   前記操舵機構に付与される操舵トルクに応じた検出信号を出力するトルクセンサと、
   前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記検出信号に基づき操舵トルク検出値及び前記操舵トルク検出値の１次時間微分値であるトルク微分値を演算し、
   前記操舵トルク検出値に基づく基本アシスト指令値を少なくとも前記トルク微分値に基づく補償値で補償することにより演算されるアシスト指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するものであり、
   前記操舵トルク検出値が所定時間保持される場合、前記操舵トルク検出値が保持されている期間、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御部は、前記操舵トルク検出値が保持されていない期間であっても、前記トルク微分値の演算に前記保持された操舵トルク検出値が必要な場合には、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御部は、
   前記操舵トルク検出値を所定の周期で取得し、前記操舵トルク検出値の今回取得値と前回取得値との差分値を前記所定の周期で除算することにより前記トルク微分値を演算するものであり、
   前記操舵トルク検出値の今回取得値が保持された値である場合、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、
   前記操舵機構に付与される操舵トルクに応じた検出信号を出力するトルクセンサと、
   前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記検出信号に基づき操舵トルク検出値及び前記操舵トルク検出値の１次時間微分値であるトルク微分値を演算し、
   前記操舵トルク検出値に基づく基本アシスト指令値を少なくとも前記トルク微分値に基づく補償値で補償することにより演算されるアシスト指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するものであり、
   前記操舵トルク検出値が所定時間保持される場合、前記操舵トルク検出値が保持されている期間、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持し、
   前記操舵トルク検出値が保持されていない期間であっても、前記トルク微分値の演算に前記保持された操舵トルク検出値が必要な場合には、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持するとともに、
   前記制御部は、
   前記操舵トルク検出値を所定の周期で取得し、前記操舵トルク検出値の今回取得値と前回取得値との差分値を前記所定の周期で除算することにより前記トルク微分値を演算するものであり、
   前記操舵トルク検出値の今回取得値が保持された値でなく、且つ、前記操舵トルク検出値の前回取得値が保持された値である場合、前記トルク微分値を、前記操舵トルク検出値が保持される前に演算された値に保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御部は、前記操舵トルク検出値が保持される直前に演算されたトルク微分値を保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記トルクセンサは、前記トルクセンサの異常を判定可能な異常診断信号の出力及び前記検出信号の出力を交互に行い、
   前記制御部は、
   前記異常診断信号に基づいて前記トルクセンサの異常を検出するとともに、
   少なくとも前記トルクセンサから前記異常診断信号が出力されている期間、前記操舵トルク検出値を、前記検出信号が出力されている期間に演算された値に保持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。