電動パワーステアリング装置
【課題】ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さく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。
【解決手段】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１０と、ラックシャフト２０と、ストッパ４１と、ステアリングシャフト１０にトルクを付与する電動モータ５１と、電動モータ５１の駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置５４とを備える。制御装置５４は、ラックシャフト２０がストッパ４１に衝突したときにステアリングシャフト１０に発生するトルクを慣性トルクとし、慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、ステアリングシャフト１０に補償トルクを付与する電動モータ５１の駆動電流を補償電流とし、補償電流を電動モータ５１に供給するための指令信号を補償指令信号として、慣性トルクが発生しているときに補償指令信号を出力する。
【解決手段】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１０と、ラックシャフト２０と、ストッパ４１と、ステアリングシャフト１０にトルクを付与する電動モータ５１と、電動モータ５１の駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置５４とを備える。制御装置５４は、ラックシャフト２０がストッパ４１に衝突したときにステアリングシャフト１０に発生するトルクを慣性トルクとし、慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、ステアリングシャフト１０に補償トルクを付与する電動モータ５１の駆動電流を補償電流とし、補償電流を電動モータ５１に供給するための指令信号を補償指令信号として、慣性トルクが発生しているときに補償指令信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、ステアリングシャフトのトルクに応じて電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトに入力されるトルクに応じて電動モータから同シャフトに付与するトルクの大きさを制御している。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、転舵輪に対して路面から入力されるトルクの影響を抑制し、ステアリングホイールの操作のアシストを良好なものにするための制御をさらに行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転舵輪に対して路面から入力される力が大きい場合、例えば車両の走行時に転舵輪が車道の縁石に衝突した場合、ラックシャフトがストッパに衝突することがある。そして、ラックシャフトがストッパに衝突した場合には、ステアリングシャフトに過度に大きな慣性トルクが発生するおそれがある。なお、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ラックシャフトがストッパに衝突することを考慮した制御を行なうものではないため、上記慣性トルクが十分に低減されないと考えられる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さく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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、「ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突したときに前記ステアリングシャフトに発生するトルクを慣性トルクとし、この慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記慣性トルクが発生しているときに前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、ステアリングシャフトに慣性トルクが発生しているとき、電動モータにより慣性トルクとは反対の方向のトルクがステアリングシャフトに付与される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることができる。
【０００８】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、「ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ラックシャフトを前記ストッパに向けて移動させる前記ステアリングシャフトの回転方向を制限方向とし、前記ステアリングシャフトを制限方向とは反対の方向に回転させるためのトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突しているときに前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突しているとき、電動モータによりラックシャフトをストッパに向けて移動させるステアリングシャフトの回転方向とは反対の方向のトルクがステアリングシャフトに付与される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることができる。
【００１０】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、「請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１２】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、電動モータの回転速度の減少速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１３】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００１４】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１５】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、指令信号による電動モータの制御が不能な状態から制御が可能な状態に変化するというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１６】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００１７】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１８】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクが過度に大きいというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１９】
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２０】
（７）第７の手段は、請求項７に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００２１】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転するというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００２２】
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２３】
（８）第８の手段は、請求項８に記載の発明すなわち、「請求項１〜７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、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００２４】
この発明によれば、電動モータの動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突した後において、ステアリングホイールに対する適切なアシストを速やかに再開することができる。
【００２５】
（９）第９の手段は、請求項９に記載の発明すなわち、「請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００２６】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの動作状態が衝突発生に応じた状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００２７】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２８】
（１０）第１０の手段は、請求項１０に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００２９】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの回転速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３０】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３１】
（１１）第１１の手段は、請求項１１に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３２】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流とが過度に乖離しているというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が所定の差以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３３】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が所定の差以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３４】
（１２）第１２の手段は、請求項１２に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流が「０」であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３５】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータが制御装置による制御が不能な状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流が「０」のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３６】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流が「０」のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３７】
（１３）第１３の手段は、請求項１３に記載の発明すなわち、「請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３８】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、ラックシャフトの移動速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３９】
本発明においては、この考え方に基づいて、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００４０】
（１４）第１４の手段は、請求項１４に記載の発明すなわち、「請求項１〜１３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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が基準の差以下のとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４１】
制御装置による電動モータの制御が可能なときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との乖離が小さいというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差以下のときには、電動モータの制御が可能な状態にあると考えることができる。
【００４２】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が基準の差以下のとき、ステアリングシャフトのトルクに応じた指令信号の出力を開始する。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えが適切な時期に行なわれる。
【００４３】
（１５）第１５の手段は、請求項１５に記載の発明すなわち、「請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が前記基準の差以下の状態を許容乖離状態として、この許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４４】
電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差よりも大きい状態から基準の差以下の状態に変化した場合において、同電流の差が直ちに基準の差よりも大きい状態に変化することもある。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうためには、上記電流の差が基準の差以下の状態が所定時間以上にわたり継続しているか否かを確認することが好ましい。
【００４５】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差以下の状態を許容乖離状態として、許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、ステアリングシャフトのトルクに応じた指令信号の出力を開始している。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうことができる。
【００４６】
（１６）第１６の手段は、請求項１６に記載の発明すなわち、「請求項１〜１３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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの回転方向が反転したとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４７】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用する電動モータの回転方向が反転するというものが挙げられる。このため、電動モータの回転方向が反転したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。また、ラックシャフトがストッパに衝突したときには電動モータの回転速度が低下するため、制御装置による電動モータの制御が不能な状態から制御が可能な状態に変化している可能性が高い。
【００４８】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転方向が反転したときに補償指令信号を出力している。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうことができる。
【００４９】
（１７）第１７の手段は、請求項１７に記載の発明すなわち、「請求項１〜１６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、前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力する」ことを要旨とする。
【００５０】
（１８）第１８の手段は、請求項１８に記載の発明すなわち、「請求項１〜１７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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なう」ことを要旨とする。
【００５１】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクは、ラックシャフトをストッパに押し付ける方向に作用する。このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置においては、慣性トルクに応じて電動モータからステアリングシャフトに慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフトの移動がストッパにより制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータを駆動した場合には、電動モータとステアリングシャフトとの間で動力を伝達する部品および電動モータに過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフトがストッパに衝突したときには、電動モータのトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータの少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。
【００５２】
本発明では、ラックシャフトとストッパとの衝突にともない慣性トルクが発生しているとき、電動モータの駆動を停止するため、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さく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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を示す模式図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「逆入力時慣性補償制御」の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「衝突見込条件判定制御」の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「補償停止条件判定制御」の手順を示すフローチャート。
【図５】比較例の電動パワーステアリング装置について、（ａ）電動モータの回転速度の変化、（ｂ）ステアリングシャフトに作用するトルクの変化、および（ｃ）電動モータの駆動電流の変化を示すタイミングチャート。
【図６】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）電動モータの回転速度の変化、（ｂ）ステアリングシャフトに作用するトルクの変化、および（ｃ）電動モータの駆動電流の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操作に応じて回転するステアリングシャフト１０と、ステアリングシャフト１０から伝達される回転により直線運動するラックシャフト２０とを備えている。またこの他に、ステアリングシャフト１０の回転をラックシャフト２０に伝達するラックアンドピニオン機構３０と、ラックシャフト２０を支持するラックハウジング４０と、ステアリングシャフト１０にトルクを付与するアシスト装置５０とを備えている。
【００５６】
ステアリングシャフト１０は、ステアリングホイール２が固定されるコラムシャフト１１と、ラックアンドピニオン機構３０に回転を伝達するピニオンシャフト１３と、コラムシャフト１１とピニオンシャフト１３とを互いに接続するインターミディエイトシャフト１２とを備えている。
【００５７】
ラックアンドピニオン機構３０は、ピニオンシャフト１３に形成されたピニオン３１と、ラックシャフト２０に形成されたラック３２とを備えている。ピニオン３１およびラック３２は、ラックハウジング４０内において互いに噛み合わせられている。
【００５８】
ラックシャフト２０において、右側の先端を含む右側の端部および左側の先端を含む左側の端部は、ラックハウジング４０から突出している。ラックシャフト２０の右側の端部には、右ラックエンド２１が設けられている。ラックシャフト２０の左側の端部には、左ラックエンド２２が設けられている。
【００５９】
ラックハウジング４０の右側の端部には、軸方向において右ラックエンド２１に対向する右ストッパ４１が設けられている。ラックハウジング４０の左側の端部には、軸方向において左ラックエンド２２に対向する左ストッパ４２が設けられている。
【００６０】
電動パワーステアリング装置１においては、ラックハウジング４０に対するラックシャフト２０の移動が次のように制限される。すなわち、ラックシャフト２０がラックハウジング４０に対して軸方向の左方に移動することにより右ラックエンド２１が右ストッパ４１に接触したとき、ラックハウジング４０に対する軸方向左方への移動が制限される。一方、ラックシャフト２０がラックハウジング４０に対して軸方向の右方に移動することにより左ラックエンド２２が左ストッパ４２に接触したとき、ラックハウジング４０に対する軸方向右方への移動が制限される。
【００６１】
アシスト装置５０は、駆動源としての電動モータ５１と、電動モータ５１のロータの回転角に応じた信号を出力する回転角センサ５１Ａと、電動モータ５１の回転を減速してコラムシャフト１１に伝達する減速機５２と、ステアリングシャフト１０に作用しているトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ５３と、電動モータ５１を制御する制御装置５４とを備えている。
【００６２】
減速機５２は、電動モータ５１の出力軸と一体的に回転するウォームシャフト５２Ａと、コラムシャフト１１と一体的に回転するウォームホイール５２Ｂとを備えている。ウォームホイール５２Ｂとしては、樹脂製のものが用いられている。
【００６３】
制御装置５４は、回転角センサ５１Ａの出力に基づいて、電動モータ５１の回転速度に相当する演算値を算出する。また、トルクセンサ５３の出力に基づいて、ステアリングシャフト１０に作用しているトルクに相当する演算値を算出する。また、トルクアシスト制御、逆入力時慣性補償制御（図２）、衝突見込条件判定制御（図３）、および補償停止条件判定制御（図４）をはじめとする各種の制御を行なう。
【００６４】
トルクアシスト制御では、電動モータ５１に流れている電流（以下、「駆動電流」）、およびトルクの演算値に基づいて、ステアリングシャフト１０のトルクに応じた指令信号（以下、「通常指令信号」）を電動モータ５１の駆動回路に出力する。
【００６５】
逆入力時慣性補償制御では、衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、トルクの演算値とは関係なく予め設定された指令信号（以下、「補償指令信号」）の出力を開始する。また、補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、補償指令信号の出力を停止する。
【００６６】
衝突見込条件判定制御では、衝突見込条件すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するおそれがあることを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ５１の動作状態の１つとしての電動モータ５１の回転速度に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定する。
【００６７】
補償停止条件判定制御では、補償停止条件すなわち、電動モータ５１の動作状態が制御装置５４の指令信号に基づく動作が不能な状態から可能な状態に変化したことを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ５１の動作状態の１つとしての電動モータ５１の駆動電流に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定する。なお、ここでの指令信号は、通常指令信号および補償指令信号を含めて制御装置５４により生成される全ての指令信号を意味する。
【００６８】
電動モータ５１の駆動回路は、制御装置５４の指令信号により指定される電流（以下、「指令電流」）に応じた駆動電流を電動モータ５１に供給する。なお、駆動回路が電動モータ５１に供給することのできる駆動電流には正の方向および負の方向にそれぞれ上限値がある。このため、制御装置５４は、正の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流（以下、「正ガード電流値ＩＰｍａｘ」）、および負の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流（以下、「負ガード電流値ＩＮｍａｘ」）を指令電流のガード値として指令信号を生成する。
【００６９】
電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。
運転者によりステアリングホイール２にトルクが入力されたとき、ステアリングホイール２とともにステアリングシャフト１０が回転する。ステアリングシャフト１０の回転は、ラックアンドピニオン機構３０によりラックシャフト２０の軸方向の直線運動に変換される。ラックシャフト２０は、ラックアンドピニオン機構３０から伝達される力により軸方向に移動する。そして、ラックシャフト２０の軸方向への移動にともない転舵輪３の舵角が変更される。
【００７０】
アシスト装置５０は次のようにステアリングホイール２の操作をアシストする。
運転者によりステアリングホイール２にトルクが入力されているとき、ステアリングシャフト１０に入力されているトルクに応じた信号がトルクセンサ５３から制御装置５４に出力される。
【００７１】
制御装置５４は、トルクセンサ５３の出力に基づいて電動モータ５１に対する指令信号を生成し、この指令信号を電動モータ５１の駆動回路に出力する。駆動回路は、制御装置５４の指令信号により示される指令電流を電動モータ５１に供給する。これにより、電動モータ５１には指令電流に応じた駆動電流が流れる。
【００７２】
そして、電動モータ５１の回転が減速機５２により減速されてステアリングシャフト１０に伝達されることにより、ステアリングシャフト１０にトルクが付与される。これにより、ラックシャフト２０を軸方向に移動させるためにステアリングホイール２の操作に要求される力が小さくなる。すなわち、ステアリングホイール２の操作に必要となる力がアシスト装置５０によりアシストされる。
【００７３】
図２を参照して、逆入力時慣性補償制御の手順について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００７４】
制御装置５４は、以下のように各ステップの処理を行なう。
ステップＳ１１では、図３の衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップＳ１１において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップＳ１６の処理に移行する。一方、ステップＳ１１において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップＳ１２の処理に移行する。
【００７５】
ステップＳ１２では、補償指令信号の出力中か否かを判定する。ステップＳ１２において補償指令信号の出力中の旨判定したとき、ステップＳ１３の処理に移行する。一方、ステップＳ１２において補償指令信号の出力中ではない旨判定したとき、ステップＳ１４の処理に移行する。
【００７６】
ステップＳ１３では、図４の補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップＳ１３において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップＳ１５の処理に移行する。一方、ステップＳ１３において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００７７】
ステップＳ１４では、通常指令信号の出力を開始または継続する。ステップＳ１５では、補償指令信号の出力を停止し、かつ通常指令信号の出力を開始する。ステップＳ１６では、補償指令信号の出力を開始または継続する。
【００７８】
図３を参照して、衝突見込条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００７９】
ステップＳ２１では、電動モータ５１の回転速度が所定の回転速度（以下、「上限回転速度ＲＣ」）以上か否かを判定する。ステップＳ２１において肯定判定したとき、ステップＳ２２に移行する。一方、ステップＳ２１において否定判定したとき、ステップＳ２４に移行する。
【００８０】
上限回転速度ＲＣは、電動モータ５１の回転速度が検出不能領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。検出不能領域は、回転角センサ５１Ａが電動モータ５１の回転角を検出することができない電動モータ５１の回転速度の領域を示すものであり、試験等を実施するにより予め把握することができる。
【００８１】
電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、電動モータ５１の回転角が回転角センサ５１Ａにより検出されない。これにより、電動モータ５１の駆動電流のフィードバック制御を行なうことができなくなるため、制御装置５４の指令信号に応じた駆動電流が電動モータ５１に供給されなくなる。
【００８２】
このため、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のときには、時間の経過にともない電動モータ５１の駆動電流が次第に低下し、最終的には「０」となる。すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、制御装置５４は指令信号により電動モータ５１を制御することができない。
【００８３】
以下では、指令信号による電動モータ５１の制御が不能となる電動モータ５１の動作状態を「制御不可状態」とする。また、指令信号による電動モータ５１の制御が可能な電動モータ５１の動作状態を「制御可能状態」とする。
【００８４】
ステップＳ２２では、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態を「過剰速度状態」として、この過剰速度状態が継続されている時間（以下、「過剰速度継続時間ＴＡ」）が判定時間ＴＡＸ以上か否かを判定する。ステップＳ２２において肯定判定したとき、ステップＳ２３に移行する。一方、ステップＳ２２において否定判定したとき、ステップＳ２４に移行する。
【００８５】
判定時間ＴＡＸは、電動モータ５１の過剰速度状態に起因してラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するおそれがあるか否かについて、これを電動モータ５１の回転速度に基づいて判定するための判定値として予め設定されている。
【００８６】
ステップＳ２３では、衝突見込条件が成立している旨、すなわちラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する条件が成立している旨判定する。ステップＳ２４では、衝突見込条件が成立していない旨判定する。
【００８７】
ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するときに確認できる現象として、電動モータ５１の動作状態が過剰速度状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ５１の動作状態が過剰速度状態のとき、すなわち電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する可能性が高いと考えることができる。また、過剰速度状態が継続されている時間が長くなるにつれてラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する可能性がより高くなる。
【００８８】
このため本衝突見込条件判定制御では、電動モータ５１の過剰速度継続時間ＴＡをカウントし、この過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上のとき、衝突見込条件が成立している旨判定している。
【００８９】
図４を参照して、補償停止条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００９０】
ステップＳ３１では、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差（以下、「判定乖離量ＤＸ」）以上か否かを判定する。ステップＳ３１において肯定判定したとき、ステップＳ３２に移行する。一方、ステップＳ３１において否定判定したとき、ステップＳ３４に移行する。
【００９１】
判定乖離量ＤＸは、駆動電流と指令電流との差が制御不可時乖離領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。制御不可時乖離領域は、電動モータ５１が制御不可状態のときに生じる駆動電流と指令電流との差の領域を示すものであり、試験等を実施することにより予め把握することができる。
【００９２】
ステップＳ３２では、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が判定乖離量ＤＸ未満の状態を「許容乖離状態」として、この許容乖離状態が継続されている時間（以下、「許容乖離継続時間ＴＢ」）が判定時間ＴＢＸ以上か否かを判定する。ステップＳ３２において肯定判定したとき、ステップＳ３３に移行する。一方、ステップＳ３２において否定判定したとき、ステップＳ３４に移行する。
【００９３】
判定時間ＴＢＸは、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に移行しているか否かについて、これを許容乖離継続時間ＴＢに基づいて判定するための判定値として予め設定されている。
【００９４】
ステップＳ３３では、補償停止条件が成立している旨、すなわち電動モータ５１が指令信号に応じて制御することが可能な動作状態にあることを示す条件が成立している旨判定する。ステップＳ３４では、補償停止条件が成立していない旨判定する。
【００９５】
電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるときに確認できる現象として、電動モータ５１の動作状態が許容乖離状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ５１の動作状態が許容乖離状態のとき、すなわち駆動電流と指令電流との差が判定乖離量ＤＸ未満のとき、電動モータ５１が制御可能状態にある可能性が高いと考えることができる。また、許容乖離状態が継続されている時間が長くなるにつれて制御可能状態にある可能性がより高くなる。
【００９６】
このため本補償停止判定制御では、電動モータ５１の許容乖離継続時間ＴＢをカウントし、この許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上のとき、補償停止条件が成立している旨判定している。
【００９７】
図５を参照して、比較例としての電動パワーステアリング装置（以下、「仮想ステアリング装置」）により行なわれる電動モータ５１の制御について説明する。この仮想ステアリング装置は、逆入力時慣性補償制御、衝突見込条件判定制御、および補償停止条件判定制御を実行しない点を除いて本実施形態の電動パワーステアリング装置１と同じ構成を備えているものとする。
【００９８】
なお、図５（ａ）は電動モータ５１の回転速度を、図５（ｂ）はステアリングシャフト１０に作用するトルクを、図５（ｃ）は電動モータ５１の駆動電流をそれぞれ示している。また、図５（ｃ）の二点鎖線は指令信号の指令電流を、また図５（ｃ）の実線は電動モータ５１の駆動電流をそれぞれ示している。
【００９９】
時刻ｔ１１すなわち、車両の転舵輪３が走行路の縁石に衝突したとき、転舵輪３に入力されたトルクに基づいてラックシャフト２０が軸方向の一方に移動する。また、ラックシャフト２０の移動にともないラックアンドピニオン機構３０を介してステアリングシャフト１０にトルクが入力される。
【０１００】
このため、図５（ｂ）に示されるように、ステアリングシャフト１０に作用するトルクは、ラックシャフト２０から入力されるトルクに応じて急激に増加する。また、トルクセンサ５３の出力がステアリングシャフト１０のトルクに応じて変化する。
【０１０１】
制御装置５４は、時刻ｔ１１以降において、図５（ｃ）の実線で示されるようにトルクセンサ５３の出力に応じて指令信号を生成する。このため、電動モータ５１の駆動電流は、指令信号の指令電流に応じて急激に負の方向に増加する。また、この駆動電流の増加にともない、図５（ａ）に示されるように電動モータ５１の回転速度が急激に上昇する。
【０１０２】
時刻ｔ１１以降において、ステアリングシャフト１０のトルクの増加にともない指令電流が負ガード電流値ＩＮｍａｘに達したときには、指令信号として負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０のトルクが大きいことにより、所定期間にわたり負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１０３】
時刻ｔ１２すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣを超えたとき、電動モータ５１の駆動回路が制御装置５４の指令信号に応じた駆動電流を電動モータ５１に供給することができなくなる。このため、図５（ｃ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流（実線）が制御装置５４の指令電流（二点鎖線）に対応する大きさから「０」に向けて急激に変化する。そして、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣを超えてから所定の時間が経過した後、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる。
【０１０４】
時刻ｔ１３すなわち、外部から転舵輪３に入力されるトルクがピークに達したとき、ステアリングシャフト１０に作用するトルクもこれに応じてピークを示す。また、このトルクの増加に対応して、電動モータ５１の回転速度もステアリングシャフト１０からのトルクの入力にともなう変化の範囲において最も大きな回転速度を示す。
【０１０５】
時刻ｔ１３以降において、外部から転舵輪３に入力されるトルクがピークを越えて低下しているとき、これに応じてステアリングシャフト１０のトルクが低下する。一方、ラックシャフト２０は、時刻ｔ１１以降において転舵輪３に入力されたトルクに基づいて、軸方向の一方に継続して移動しているため、ステアリングシャフト１０にはラックシャフト２０から継続してトルクが入力される。これにより、電動モータ５１の動作状態としては、ステアリングシャフト１０から入力されるトルクに基づいて回転する状態が維持される。
【０１０６】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１３以降においてもトルクセンサ５３の出力に応じた指令信号を生成する。一方、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態にあるため、制御装置５４から指令信号が出力されるものの電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が継続される。
【０１０７】
時刻ｔ１４すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突したとき、ラックシャフト２０の移動が停止するため、図５（ｂ）に示されるように、ステアリングシャフト１０にはそれまでに作用していたトルクとは反対の方向に慣性トルクが作用する。また、ラックシャフト２０の移動速度が急激に減少することにともない、ラックシャフト２０に作用する慣性トルクが急激に増加する。また、電動モータ５１の回転がステアリングシャフト１０により妨げられるため、電動モータ５１の回転速度が急激に低下する。
【０１０８】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように時刻ｔ１４以降において、トルクセンサ５３の出力に応じて時刻ｔ１４以前とは反対の方向に電動モータ５１を回転させるための通常指令信号を生成する。一方、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの期間は電動モータ５１の動作状態が依然として制御不可状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が維持される。
【０１０９】
時刻ｔ１５すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態から電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態に変化したとき、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図５（ｂ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ５１が指令電流に応じて回転しはじめる。
【０１１０】
このとき、指令信号としては、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパに押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものが出力されている。
【０１１１】
具体的には、時刻ｔ１４においてラックシャフト２０が右ストッパ４１に衝突している場合、時刻ｔ１４以降に生成される指令信号は、ラックシャフト２０が右ストッパ４１に押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものとなる。一方、時刻ｔ１４においてラックシャフト２０が左ストッパ４２に衝突している場合、時刻ｔ１４以降に生成される指令信号は、ラックシャフト２０が左ストッパ４２に押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものとなる。
【０１１２】
以上のことから、時刻ｔ１４以降の状態は、電動モータ５１のトルクアシスト制御によりステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクがより大きくされている状態、すなわち、トルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト１０により大きな負荷がかけられている状態とみることができる。
【０１１３】
時刻ｔ１５以降において、ステアリングシャフト１０のトルクの増加にともない指令電流が正ガード電流値ＩＰｍａｘに達したときには、指令信号として正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが大きいことにより、所定期間にわたり正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１１４】
時刻ｔ１６すなわち、電動モータ５１の回転速度が「０」に達したとき、電動モータ５１の慣性トルクによりステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクがピークに達する。このとき、ステアリングシャフト１０からの反作用により電動モータ５１に作用するトルクの大きさがそれまでに電動モータ５１に作用していた慣性トルクの大きさを上回る。このため、電動モータ５１が時刻ｔ１６以前の回転方向とは反対の方向に回転する。すなわち、図５（ａ）に示されるように、時刻ｔ１６以降において電動モータ５１の回転速度が負の回転速度を示す。
【０１１５】
時刻ｔ１６以降において、電動モータ５１の回転方向が反転することにともにないステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクが急激に低下する。そして、時刻ｔ１６から所定時間が経過した時刻ｔ１７において、ステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクの方向が反転する。その後、電動モータ５１の回転速度の低下に応じてステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクも小さくなる。
【０１１６】
時刻ｔ１８すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した時刻ｔ１４から所定時間が経過したとき、電動モータ５１の回転速度が「０」となる。そして、電動モータ５１の回転が停止した後、ステアリングシャフト１０に作用するトルクが「０」となる。
【０１１７】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１６以降においてもトルクセンサ５３の出力に応じた指令信号を生成する。また、電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流は、制御装置５４から出力される通常指令信号に応じて変化する。
【０１１８】
時刻ｔ１７以降において、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが負の方向に増加することにともない指令電流が負ガード電流値ＩＮｍａｘに達したとき、指令信号として負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが大きいことにより、所定の期間にわたり負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１１９】
図６を参照して、逆入力時慣性補償制御の実行態様の一例について説明する。
ここでは、図５に示される仮想ステアリング装置においての電動モータ５１の制御を説明した上記の例と同様の状況を前提とし、そのときに行なわれる逆入力時慣性補償制御等による指令信号の生成態様について説明する。なお、図５に示される各時刻と同様の状態を示している時刻については、重複する点の説明を省略する。
【０１２０】
時刻ｔ２２以降において、図３の衝突見込条件判定制御により過剰速度継続時間ＴＡのカウントが開始される。また、この過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上か否かの判定が行なわれる。
【０１２１】
時刻ｔ２４すなわち、過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上となることにより衝突見込条件が成立したとき、補償指令信号の出力が開始される。具体的には、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態から上限回転速度ＲＣ以上の状態に変化した時刻ｔ２２を基準として、時刻ｔ２２から所定時間Δｔ１が経過したとき、制御装置５４により生成される指令信号が通常指令信号から補償指令信号に変更される。このとき、補償指令信号としては、ステアリングシャフト１０のトルクを検出するトルクセンサ５３の出力を反映することなく予め設定されたものが出力される。
【０１２２】
衝突見込条件が成立しているとき、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさを示している。また、ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の大きさを示している。また、電動モータ５１の駆動電流が「０」を示している。
【０１２３】
すなわち制御装置５４は、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも１つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
（Ａ）駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさであること。
（Ｂ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の大きさであること。
（Ｃ）電動モータ５１の駆動電流が「０」であること。
【０１２４】
制御装置５４は、図６（ｃ）に示されるように時刻ｔ２４以降において、負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする補償指令信号を出力する。一方、時刻ｔ２４から時刻ｔ２６までの期間は電動モータ５１の動作状態が制御不可状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が維持される。
【０１２５】
なお、補償指令信号の指令電流の方向は、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向に応じて定められる。このため、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が図６（ｃ）に示される例とは反対の場合、正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とする補償指令信号が出力される。また、ここでは補償指令信号の指令電流の大きさとして、指令電流の最大値が設定されているが、最大値よりも小さい指令電流を設定することもできる。
【０１２６】
時刻ｔ２５すなわち、衝突発生条件が成立したとき、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突したことにともない電動モータ５１の回転速度が急激に低下しはじめる。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転する。
【０１２７】
衝突発生条件が成立しているとき、電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさを示している。また、電動モータ５１の駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化している。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上の大きさを示している。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転している。
【０１２８】
すなわち制御装置５４は、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも１つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
（Ａ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであること。
（Ｂ）駆動電流が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化していること。
（Ｃ）ステアリングシャフト１０のトルクの変化量が所定の変化量以上であること。
（Ｄ）ステアリングシャフト１０のトルクの方向が反転していること。
【０１２９】
時刻ｔ２６すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態から電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態に変化したとき、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図６（ｂ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ５１が指令電流に応じて回転しはじめる。
【０１３０】
このとき、補償指令信号としては、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパから離間するようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものが出力されている。すなわち、ステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクとは反対の方向のトルクがステアリングシャフト１０に入力されるように電動モータ５１が制御される。
【０１３１】
時刻ｔ２６以降において、電動モータ５１が補償指令信号により駆動されることにより、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後にステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクが仮想ステアリング装置において作用する慣性トルクよりも小さくなる。すなわち、図６（ｂ）に示されるように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１において時刻ｔ２５〜ｔ２９の期間にステアリングシャフト１０に作用する慣性トルク（実線）は、仮想ステアリング装置において時刻ｔ１４〜ｔ１８の期間においてステアリングシャフト１０に作用する慣性トルク（破線）よりも小さくなる。
【０１３２】
時刻ｔ２７すなわち、電動モータ５１の駆動電流が補償指令信号の指令電流と同じ大きさを示すとき、図４の補償停止条件判定制御により許容乖離継続時間ＴＢのカウントが開始される。また、この許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上か否かの判定が開始される。
【０１３３】
時刻ｔ２９すなわち、許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上となることにより補償停止条件が成立したとき、補償指令信号の出力が停止される。具体的には、駆動電流と指令電流との差が所定の差よりも大きい状態から所定の差以下の状態に変化した時刻ｔ２７を基準として、時刻ｔ２７から所定時間Δｔ２が経過したとき、補償指令信号の出力が停止される。また、トルクセンサ５３の出力に基づく通常指令信号の生成が開始される。
【０１３４】
図６（ｃ）に示される例においては、補償指令信号の出力が停止されたときにトルクセンサ５３の出力が「０」を示しているため、通常指令信号として駆動電流を負ガード電流値ＩＮｍａｘから「０」に向けて変化させるものが生成される。なお、時刻ｔ２９において、トルクセンサ５３の出力が「０」よりも大きいときには、通常指令信号として同出力に応じたものが生成される。
【０１３５】
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）電動パワーステアリング装置１は、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突してステアリングシャフト１０に慣性トルクが発生しているとき、補償指令信号を出力する。
この構成によれば、ステアリングシャフト１０に慣性トルクが発生しているとき、電動モータ５１により慣性トルクとは反対の方向のトルク（補償トルク）がステアリングシャフト１０に付与される。このため、ステアリングシャフト１０の慣性トルクを小さくすることができる。
【０１３６】
（２）仮想ステアリング装置においては、時刻ｔ１４以降すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後、電動モータ５１のトルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト１０により大きな負荷がかけられている状態となる。
【０１３７】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１では、時刻ｔ２５以降すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後、上記（１）のとおり補償指令信号が出力されている。すなわち、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパに押し付けられる方向とは反対の方向にステアリングシャフト１０にトルクを入力する補償指令信号が電動モータ５１に出力されている。このため、仮想ステアリング装置と比較してステアリングシャフト１０にかかる負荷が小さくなる。
【０１３８】
（３）電動パワーステアリング装置１は、衝突見込条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を開始する。この構成によれば、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後に電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化したとき、補償指令信号に基づく補償電流の供給が速やかに開始される。このため、ステアリングシャフト１０の慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【０１３９】
（４）電動パワーステアリング装置１は、補償指令信号の出力中かつ補償停止条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を停止する。この構成によれば、電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後において、ステアリングホイール２に対する適切なアシストを速やかに再開することができる。
【０１４０】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を組み合わせて実施することもできる。
【０１４１】
・上記実施形態（図３）では、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態を過剰回転速度状態として、過剰回転速度状態が所定時間以上にわたり継続しているときに補償指令信号の出力を開始しているが、補償指令信号の出力開始時期を次のように変更することもできる。すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、過剰回転速度の継続期間の大きさに関わらず補償指令信号の出力を開始することもできる。
【０１４２】
・上記実施形態（図３）では、電動モータ５１の回転速度および上限回転速度ＲＣに基づいて衝突見込条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置５４により判定する衝突見込条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記（Ａ）〜（Ｆ）は、電動モータ５１の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記（Ｇ）〜（Ｉ）は、電動モータ５１の動作状態とは別の事象に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。
【０１４３】
（Ａ）電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４４】
（Ｂ）上記（Ａ）において、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の状態を電流乖離状態として、この電流乖離状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４５】
（Ｃ）電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差未満の状態から所定の差以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４６】
（Ｄ）電動モータ５１の駆動電流が「０」であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
（Ｅ）上記（Ｄ）において、電動モータ５１の駆動電流が「０」の状態を電流ゼロ状態として、この電流ゼロ状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４７】
（Ｆ）電動モータ５１の駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態から「０」に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４８】
（Ｇ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４９】
（Ｈ）上記（Ｇ）において、ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の状態を過剰移動速度状態として、この過剰移動速度状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５０】
（Ｉ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度未満の状態から所定の移動速度以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。なお、ラックシャフト２０の移動速度については、例えばラックシャフト２０の位置を検出する位置センサの出力に基づいて算出することができる。
【０１５１】
・上記実施形態（図４）では、電動モータ５１の駆動電流および指令信号の指令電流に基づいて補償停止条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置５４により判定する補償停止条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記（Ａ）〜（Ｄ）は、電動モータ５１の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記（Ｅ）〜（Ｇ）は、電動モータ５１の動作状態とは別の事象に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。
【０１５２】
（Ａ）電動モータ５１の回転方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
（Ｂ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５３】
（Ｃ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度未満の状態から所定の減少速度以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５４】
（Ｄ）電動モータ５１の駆動電流が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５５】
（Ｅ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５６】
（Ｆ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量未満の状態から所定の変化量以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５７】
（Ｇ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５８】
・上記実施形態（図２）では、逆入力時慣性補償制御により慣性トルクの発生時に補償指令信号を出力しているが、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ５１の駆動を停止する制御を行なうこともできる。この構成によれば、以下の効果が得られる。
【０１５９】
ラックシャフト２０が右ストッパ４１に衝突したときに発生するステアリングシャフト１０の慣性トルクは、ラックシャフト２０を右ストッパ４１に押し付ける方向に作用する。また、ラックシャフト２０が左ストッパ４２に衝突したときに発生するステアリングシャフト１０の慣性トルクは、ラックシャフト２０を左ストッパ４２に押し付ける方向に作用する。
このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置１においては、慣性トルクに応じて電動モータ５１からステアリングシャフト１０に慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフト２０の移動がストッパ４１，４２により制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータ５１を駆動した場合には、電動モータ５１とステアリングシャフト１０との間で動力を伝達する部品（例えばウォームホイール５２Ｂ）および電動モータ５１に過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフト２０がストッパ４１，４２に衝突したときには、電動モータ５１のトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータ５１の少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。よって、ラックシャフト２０とストッパ４１，４２との衝突にともない慣性トルクが発生しているときに電動モータ５１の駆動を停止することにより、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。
【０１６０】
この点、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ５１の駆動を停止する上記変形例によれば、トルクアシスト制御に起因して上記の問題が生じることを抑制することができる。
【０１６１】
・上記実施形態（図１）では、ウォームホイール５２Ｂとして樹脂製のものが設けられているが、金属製のウォームホイールに変更することもできる。
・上記実施形態（図１）では、コラムシャフト１１に電動モータ５１が取り付けられるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置１に対して本発明を適用した一例を示しているが、本発明の適用が可能な電動パワーステアリング装置は上記実施形態で例示したものに限られない。
【０１６２】
例えば、ラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトに電動モータが取り付けられるピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置、またはラックアンドピニオン機構のラックシャフトに電動モータが取り付けられるラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１６３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…ステアリングシャフト、１１…コラムシャフト、１２…インターミディエイトシャフト、１３…ピニオンシャフト、２０…ラックシャフト、２１…右ラックエンド、２２…左ラックエンド、３０…ラックアンドピニオン機構、３１…ピニオン、３２…ラック、４０…ラックハウジング、４１…右ストッパ、４２…左ストッパ、５０…アシスト装置、５１…電動モータ、５１Ａ…回転角センサ、５２…減速機、５２Ａ…ウォームシャフト、５２Ｂ…ウォームホイール、５３…トルクセンサ、５４…制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、ステアリングシャフトのトルクに応じて電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトに入力されるトルクに応じて電動モータから同シャフトに付与するトルクの大きさを制御している。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、転舵輪に対して路面から入力されるトルクの影響を抑制し、ステアリングホイールの操作のアシストを良好なものにするための制御をさらに行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転舵輪に対して路面から入力される力が大きい場合、例えば車両の走行時に転舵輪が車道の縁石に衝突した場合、ラックシャフトがストッパに衝突することがある。そして、ラックシャフトがストッパに衝突した場合には、ステアリングシャフトに過度に大きな慣性トルクが発生するおそれがある。なお、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ラックシャフトがストッパに衝突することを考慮した制御を行なうものではないため、上記慣性トルクが十分に低減されないと考えられる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さく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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、「ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突したときに前記ステアリングシャフトに発生するトルクを慣性トルクとし、この慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記慣性トルクが発生しているときに前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、ステアリングシャフトに慣性トルクが発生しているとき、電動モータにより慣性トルクとは反対の方向のトルクがステアリングシャフトに付与される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることができる。
【０００８】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、「ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ラックシャフトを前記ストッパに向けて移動させる前記ステアリングシャフトの回転方向を制限方向とし、前記ステアリングシャフトを制限方向とは反対の方向に回転させるためのトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突しているときに前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突しているとき、電動モータによりラックシャフトをストッパに向けて移動させるステアリングシャフトの回転方向とは反対の方向のトルクがステアリングシャフトに付与される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることができる。
【００１０】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、「請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１２】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、電動モータの回転速度の減少速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１３】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００１４】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１５】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、指令信号による電動モータの制御が不能な状態から制御が可能な状態に変化するというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１６】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００１７】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００１８】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクが過度に大きいというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００１９】
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２０】
（７）第７の手段は、請求項７に記載の発明すなわち、「請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とする」ことを要旨とする。
【００２１】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転するというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。
【００２２】
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２３】
（８）第８の手段は、請求項８に記載の発明すなわち、「請求項１〜７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、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００２４】
この発明によれば、電動モータの動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突した後において、ステアリングホイールに対する適切なアシストを速やかに再開することができる。
【００２５】
（９）第９の手段は、請求項９に記載の発明すなわち、「請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００２６】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの動作状態が衝突発生に応じた状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００２７】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００２８】
（１０）第１０の手段は、請求項１０に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００２９】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの回転速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３０】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３１】
（１１）第１１の手段は、請求項１１に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３２】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流とが過度に乖離しているというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が所定の差以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３３】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が所定の差以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３４】
（１２）第１２の手段は、請求項１２に記載の発明すなわち、「請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの駆動電流が「０」であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３５】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータが制御装置による制御が不能な状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流が「０」のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３６】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流が「０」のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００３７】
（１３）第１３の手段は、請求項１３に記載の発明すなわち、「請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とする」ことを要旨とする。
【００３８】
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、ラックシャフトの移動速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。
【００３９】
本発明においては、この考え方に基づいて、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【００４０】
（１４）第１４の手段は、請求項１４に記載の発明すなわち、「請求項１〜１３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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が基準の差以下のとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４１】
制御装置による電動モータの制御が可能なときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との乖離が小さいというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差以下のときには、電動モータの制御が可能な状態にあると考えることができる。
【００４２】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号が指令する駆動電流との差が基準の差以下のとき、ステアリングシャフトのトルクに応じた指令信号の出力を開始する。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えが適切な時期に行なわれる。
【００４３】
（１５）第１５の手段は、請求項１５に記載の発明すなわち、「請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が前記基準の差以下の状態を許容乖離状態として、この許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４４】
電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差よりも大きい状態から基準の差以下の状態に変化した場合において、同電流の差が直ちに基準の差よりも大きい状態に変化することもある。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうためには、上記電流の差が基準の差以下の状態が所定時間以上にわたり継続しているか否かを確認することが好ましい。
【００４５】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差以下の状態を許容乖離状態として、許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、ステアリングシャフトのトルクに応じた指令信号の出力を開始している。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうことができる。
【００４６】
（１６）第１６の手段は、請求項１６に記載の発明すなわち、「請求項１〜１３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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの回転方向が反転したとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する」ことを要旨とする。
【００４７】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用する電動モータの回転方向が反転するというものが挙げられる。このため、電動モータの回転方向が反転したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。また、ラックシャフトがストッパに衝突したときには電動モータの回転速度が低下するため、制御装置による電動モータの制御が不能な状態から制御が可能な状態に変化している可能性が高い。
【００４８】
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転方向が反転したときに補償指令信号を出力している。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からトルクに応じた指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうことができる。
【００４９】
（１７）第１７の手段は、請求項１７に記載の発明すなわち、「請求項１〜１６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、前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力する」ことを要旨とする。
【００５０】
（１８）第１８の手段は、請求項１８に記載の発明すなわち、「請求項１〜１７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、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なう」ことを要旨とする。
【００５１】
ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクは、ラックシャフトをストッパに押し付ける方向に作用する。このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置においては、慣性トルクに応じて電動モータからステアリングシャフトに慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフトの移動がストッパにより制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータを駆動した場合には、電動モータとステアリングシャフトとの間で動力を伝達する部品および電動モータに過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフトがストッパに衝突したときには、電動モータのトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータの少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。
【００５２】
本発明では、ラックシャフトとストッパとの衝突にともない慣性トルクが発生しているとき、電動モータの駆動を停止するため、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さく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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を示す模式図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「逆入力時慣性補償制御」の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「衝突見込条件判定制御」の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、制御装置により実行される「補償停止条件判定制御」の手順を示すフローチャート。
【図５】比較例の電動パワーステアリング装置について、（ａ）電動モータの回転速度の変化、（ｂ）ステアリングシャフトに作用するトルクの変化、および（ｃ）電動モータの駆動電流の変化を示すタイミングチャート。
【図６】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）電動モータの回転速度の変化、（ｂ）ステアリングシャフトに作用するトルクの変化、および（ｃ）電動モータの駆動電流の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操作に応じて回転するステアリングシャフト１０と、ステアリングシャフト１０から伝達される回転により直線運動するラックシャフト２０とを備えている。またこの他に、ステアリングシャフト１０の回転をラックシャフト２０に伝達するラックアンドピニオン機構３０と、ラックシャフト２０を支持するラックハウジング４０と、ステアリングシャフト１０にトルクを付与するアシスト装置５０とを備えている。
【００５６】
ステアリングシャフト１０は、ステアリングホイール２が固定されるコラムシャフト１１と、ラックアンドピニオン機構３０に回転を伝達するピニオンシャフト１３と、コラムシャフト１１とピニオンシャフト１３とを互いに接続するインターミディエイトシャフト１２とを備えている。
【００５７】
ラックアンドピニオン機構３０は、ピニオンシャフト１３に形成されたピニオン３１と、ラックシャフト２０に形成されたラック３２とを備えている。ピニオン３１およびラック３２は、ラックハウジング４０内において互いに噛み合わせられている。
【００５８】
ラックシャフト２０において、右側の先端を含む右側の端部および左側の先端を含む左側の端部は、ラックハウジング４０から突出している。ラックシャフト２０の右側の端部には、右ラックエンド２１が設けられている。ラックシャフト２０の左側の端部には、左ラックエンド２２が設けられている。
【００５９】
ラックハウジング４０の右側の端部には、軸方向において右ラックエンド２１に対向する右ストッパ４１が設けられている。ラックハウジング４０の左側の端部には、軸方向において左ラックエンド２２に対向する左ストッパ４２が設けられている。
【００６０】
電動パワーステアリング装置１においては、ラックハウジング４０に対するラックシャフト２０の移動が次のように制限される。すなわち、ラックシャフト２０がラックハウジング４０に対して軸方向の左方に移動することにより右ラックエンド２１が右ストッパ４１に接触したとき、ラックハウジング４０に対する軸方向左方への移動が制限される。一方、ラックシャフト２０がラックハウジング４０に対して軸方向の右方に移動することにより左ラックエンド２２が左ストッパ４２に接触したとき、ラックハウジング４０に対する軸方向右方への移動が制限される。
【００６１】
アシスト装置５０は、駆動源としての電動モータ５１と、電動モータ５１のロータの回転角に応じた信号を出力する回転角センサ５１Ａと、電動モータ５１の回転を減速してコラムシャフト１１に伝達する減速機５２と、ステアリングシャフト１０に作用しているトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ５３と、電動モータ５１を制御する制御装置５４とを備えている。
【００６２】
減速機５２は、電動モータ５１の出力軸と一体的に回転するウォームシャフト５２Ａと、コラムシャフト１１と一体的に回転するウォームホイール５２Ｂとを備えている。ウォームホイール５２Ｂとしては、樹脂製のものが用いられている。
【００６３】
制御装置５４は、回転角センサ５１Ａの出力に基づいて、電動モータ５１の回転速度に相当する演算値を算出する。また、トルクセンサ５３の出力に基づいて、ステアリングシャフト１０に作用しているトルクに相当する演算値を算出する。また、トルクアシスト制御、逆入力時慣性補償制御（図２）、衝突見込条件判定制御（図３）、および補償停止条件判定制御（図４）をはじめとする各種の制御を行なう。
【００６４】
トルクアシスト制御では、電動モータ５１に流れている電流（以下、「駆動電流」）、およびトルクの演算値に基づいて、ステアリングシャフト１０のトルクに応じた指令信号（以下、「通常指令信号」）を電動モータ５１の駆動回路に出力する。
【００６５】
逆入力時慣性補償制御では、衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、トルクの演算値とは関係なく予め設定された指令信号（以下、「補償指令信号」）の出力を開始する。また、補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、補償指令信号の出力を停止する。
【００６６】
衝突見込条件判定制御では、衝突見込条件すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するおそれがあることを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ５１の動作状態の１つとしての電動モータ５１の回転速度に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定する。
【００６７】
補償停止条件判定制御では、補償停止条件すなわち、電動モータ５１の動作状態が制御装置５４の指令信号に基づく動作が不能な状態から可能な状態に変化したことを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ５１の動作状態の１つとしての電動モータ５１の駆動電流に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定する。なお、ここでの指令信号は、通常指令信号および補償指令信号を含めて制御装置５４により生成される全ての指令信号を意味する。
【００６８】
電動モータ５１の駆動回路は、制御装置５４の指令信号により指定される電流（以下、「指令電流」）に応じた駆動電流を電動モータ５１に供給する。なお、駆動回路が電動モータ５１に供給することのできる駆動電流には正の方向および負の方向にそれぞれ上限値がある。このため、制御装置５４は、正の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流（以下、「正ガード電流値ＩＰｍａｘ」）、および負の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流（以下、「負ガード電流値ＩＮｍａｘ」）を指令電流のガード値として指令信号を生成する。
【００６９】
電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。
運転者によりステアリングホイール２にトルクが入力されたとき、ステアリングホイール２とともにステアリングシャフト１０が回転する。ステアリングシャフト１０の回転は、ラックアンドピニオン機構３０によりラックシャフト２０の軸方向の直線運動に変換される。ラックシャフト２０は、ラックアンドピニオン機構３０から伝達される力により軸方向に移動する。そして、ラックシャフト２０の軸方向への移動にともない転舵輪３の舵角が変更される。
【００７０】
アシスト装置５０は次のようにステアリングホイール２の操作をアシストする。
運転者によりステアリングホイール２にトルクが入力されているとき、ステアリングシャフト１０に入力されているトルクに応じた信号がトルクセンサ５３から制御装置５４に出力される。
【００７１】
制御装置５４は、トルクセンサ５３の出力に基づいて電動モータ５１に対する指令信号を生成し、この指令信号を電動モータ５１の駆動回路に出力する。駆動回路は、制御装置５４の指令信号により示される指令電流を電動モータ５１に供給する。これにより、電動モータ５１には指令電流に応じた駆動電流が流れる。
【００７２】
そして、電動モータ５１の回転が減速機５２により減速されてステアリングシャフト１０に伝達されることにより、ステアリングシャフト１０にトルクが付与される。これにより、ラックシャフト２０を軸方向に移動させるためにステアリングホイール２の操作に要求される力が小さくなる。すなわち、ステアリングホイール２の操作に必要となる力がアシスト装置５０によりアシストされる。
【００７３】
図２を参照して、逆入力時慣性補償制御の手順について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００７４】
制御装置５４は、以下のように各ステップの処理を行なう。
ステップＳ１１では、図３の衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップＳ１１において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップＳ１６の処理に移行する。一方、ステップＳ１１において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップＳ１２の処理に移行する。
【００７５】
ステップＳ１２では、補償指令信号の出力中か否かを判定する。ステップＳ１２において補償指令信号の出力中の旨判定したとき、ステップＳ１３の処理に移行する。一方、ステップＳ１２において補償指令信号の出力中ではない旨判定したとき、ステップＳ１４の処理に移行する。
【００７６】
ステップＳ１３では、図４の補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップＳ１３において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップＳ１５の処理に移行する。一方、ステップＳ１３において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００７７】
ステップＳ１４では、通常指令信号の出力を開始または継続する。ステップＳ１５では、補償指令信号の出力を停止し、かつ通常指令信号の出力を開始する。ステップＳ１６では、補償指令信号の出力を開始または継続する。
【００７８】
図３を参照して、衝突見込条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００７９】
ステップＳ２１では、電動モータ５１の回転速度が所定の回転速度（以下、「上限回転速度ＲＣ」）以上か否かを判定する。ステップＳ２１において肯定判定したとき、ステップＳ２２に移行する。一方、ステップＳ２１において否定判定したとき、ステップＳ２４に移行する。
【００８０】
上限回転速度ＲＣは、電動モータ５１の回転速度が検出不能領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。検出不能領域は、回転角センサ５１Ａが電動モータ５１の回転角を検出することができない電動モータ５１の回転速度の領域を示すものであり、試験等を実施するにより予め把握することができる。
【００８１】
電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、電動モータ５１の回転角が回転角センサ５１Ａにより検出されない。これにより、電動モータ５１の駆動電流のフィードバック制御を行なうことができなくなるため、制御装置５４の指令信号に応じた駆動電流が電動モータ５１に供給されなくなる。
【００８２】
このため、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のときには、時間の経過にともない電動モータ５１の駆動電流が次第に低下し、最終的には「０」となる。すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、制御装置５４は指令信号により電動モータ５１を制御することができない。
【００８３】
以下では、指令信号による電動モータ５１の制御が不能となる電動モータ５１の動作状態を「制御不可状態」とする。また、指令信号による電動モータ５１の制御が可能な電動モータ５１の動作状態を「制御可能状態」とする。
【００８４】
ステップＳ２２では、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態を「過剰速度状態」として、この過剰速度状態が継続されている時間（以下、「過剰速度継続時間ＴＡ」）が判定時間ＴＡＸ以上か否かを判定する。ステップＳ２２において肯定判定したとき、ステップＳ２３に移行する。一方、ステップＳ２２において否定判定したとき、ステップＳ２４に移行する。
【００８５】
判定時間ＴＡＸは、電動モータ５１の過剰速度状態に起因してラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するおそれがあるか否かについて、これを電動モータ５１の回転速度に基づいて判定するための判定値として予め設定されている。
【００８６】
ステップＳ２３では、衝突見込条件が成立している旨、すなわちラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する条件が成立している旨判定する。ステップＳ２４では、衝突見込条件が成立していない旨判定する。
【００８７】
ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突するときに確認できる現象として、電動モータ５１の動作状態が過剰速度状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ５１の動作状態が過剰速度状態のとき、すなわち電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する可能性が高いと考えることができる。また、過剰速度状態が継続されている時間が長くなるにつれてラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突する可能性がより高くなる。
【００８８】
このため本衝突見込条件判定制御では、電動モータ５１の過剰速度継続時間ＴＡをカウントし、この過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上のとき、衝突見込条件が成立している旨判定している。
【００８９】
図４を参照して、補償停止条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図１の制御装置５４により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
【００９０】
ステップＳ３１では、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差（以下、「判定乖離量ＤＸ」）以上か否かを判定する。ステップＳ３１において肯定判定したとき、ステップＳ３２に移行する。一方、ステップＳ３１において否定判定したとき、ステップＳ３４に移行する。
【００９１】
判定乖離量ＤＸは、駆動電流と指令電流との差が制御不可時乖離領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。制御不可時乖離領域は、電動モータ５１が制御不可状態のときに生じる駆動電流と指令電流との差の領域を示すものであり、試験等を実施することにより予め把握することができる。
【００９２】
ステップＳ３２では、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が判定乖離量ＤＸ未満の状態を「許容乖離状態」として、この許容乖離状態が継続されている時間（以下、「許容乖離継続時間ＴＢ」）が判定時間ＴＢＸ以上か否かを判定する。ステップＳ３２において肯定判定したとき、ステップＳ３３に移行する。一方、ステップＳ３２において否定判定したとき、ステップＳ３４に移行する。
【００９３】
判定時間ＴＢＸは、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に移行しているか否かについて、これを許容乖離継続時間ＴＢに基づいて判定するための判定値として予め設定されている。
【００９４】
ステップＳ３３では、補償停止条件が成立している旨、すなわち電動モータ５１が指令信号に応じて制御することが可能な動作状態にあることを示す条件が成立している旨判定する。ステップＳ３４では、補償停止条件が成立していない旨判定する。
【００９５】
電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるときに確認できる現象として、電動モータ５１の動作状態が許容乖離状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ５１の動作状態が許容乖離状態のとき、すなわち駆動電流と指令電流との差が判定乖離量ＤＸ未満のとき、電動モータ５１が制御可能状態にある可能性が高いと考えることができる。また、許容乖離状態が継続されている時間が長くなるにつれて制御可能状態にある可能性がより高くなる。
【００９６】
このため本補償停止判定制御では、電動モータ５１の許容乖離継続時間ＴＢをカウントし、この許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上のとき、補償停止条件が成立している旨判定している。
【００９７】
図５を参照して、比較例としての電動パワーステアリング装置（以下、「仮想ステアリング装置」）により行なわれる電動モータ５１の制御について説明する。この仮想ステアリング装置は、逆入力時慣性補償制御、衝突見込条件判定制御、および補償停止条件判定制御を実行しない点を除いて本実施形態の電動パワーステアリング装置１と同じ構成を備えているものとする。
【００９８】
なお、図５（ａ）は電動モータ５１の回転速度を、図５（ｂ）はステアリングシャフト１０に作用するトルクを、図５（ｃ）は電動モータ５１の駆動電流をそれぞれ示している。また、図５（ｃ）の二点鎖線は指令信号の指令電流を、また図５（ｃ）の実線は電動モータ５１の駆動電流をそれぞれ示している。
【００９９】
時刻ｔ１１すなわち、車両の転舵輪３が走行路の縁石に衝突したとき、転舵輪３に入力されたトルクに基づいてラックシャフト２０が軸方向の一方に移動する。また、ラックシャフト２０の移動にともないラックアンドピニオン機構３０を介してステアリングシャフト１０にトルクが入力される。
【０１００】
このため、図５（ｂ）に示されるように、ステアリングシャフト１０に作用するトルクは、ラックシャフト２０から入力されるトルクに応じて急激に増加する。また、トルクセンサ５３の出力がステアリングシャフト１０のトルクに応じて変化する。
【０１０１】
制御装置５４は、時刻ｔ１１以降において、図５（ｃ）の実線で示されるようにトルクセンサ５３の出力に応じて指令信号を生成する。このため、電動モータ５１の駆動電流は、指令信号の指令電流に応じて急激に負の方向に増加する。また、この駆動電流の増加にともない、図５（ａ）に示されるように電動モータ５１の回転速度が急激に上昇する。
【０１０２】
時刻ｔ１１以降において、ステアリングシャフト１０のトルクの増加にともない指令電流が負ガード電流値ＩＮｍａｘに達したときには、指令信号として負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０のトルクが大きいことにより、所定期間にわたり負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１０３】
時刻ｔ１２すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣを超えたとき、電動モータ５１の駆動回路が制御装置５４の指令信号に応じた駆動電流を電動モータ５１に供給することができなくなる。このため、図５（ｃ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流（実線）が制御装置５４の指令電流（二点鎖線）に対応する大きさから「０」に向けて急激に変化する。そして、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣを超えてから所定の時間が経過した後、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる。
【０１０４】
時刻ｔ１３すなわち、外部から転舵輪３に入力されるトルクがピークに達したとき、ステアリングシャフト１０に作用するトルクもこれに応じてピークを示す。また、このトルクの増加に対応して、電動モータ５１の回転速度もステアリングシャフト１０からのトルクの入力にともなう変化の範囲において最も大きな回転速度を示す。
【０１０５】
時刻ｔ１３以降において、外部から転舵輪３に入力されるトルクがピークを越えて低下しているとき、これに応じてステアリングシャフト１０のトルクが低下する。一方、ラックシャフト２０は、時刻ｔ１１以降において転舵輪３に入力されたトルクに基づいて、軸方向の一方に継続して移動しているため、ステアリングシャフト１０にはラックシャフト２０から継続してトルクが入力される。これにより、電動モータ５１の動作状態としては、ステアリングシャフト１０から入力されるトルクに基づいて回転する状態が維持される。
【０１０６】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１３以降においてもトルクセンサ５３の出力に応じた指令信号を生成する。一方、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態にあるため、制御装置５４から指令信号が出力されるものの電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が継続される。
【０１０７】
時刻ｔ１４すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突したとき、ラックシャフト２０の移動が停止するため、図５（ｂ）に示されるように、ステアリングシャフト１０にはそれまでに作用していたトルクとは反対の方向に慣性トルクが作用する。また、ラックシャフト２０の移動速度が急激に減少することにともない、ラックシャフト２０に作用する慣性トルクが急激に増加する。また、電動モータ５１の回転がステアリングシャフト１０により妨げられるため、電動モータ５１の回転速度が急激に低下する。
【０１０８】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように時刻ｔ１４以降において、トルクセンサ５３の出力に応じて時刻ｔ１４以前とは反対の方向に電動モータ５１を回転させるための通常指令信号を生成する。一方、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの期間は電動モータ５１の動作状態が依然として制御不可状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が維持される。
【０１０９】
時刻ｔ１５すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態から電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態に変化したとき、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図５（ｂ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ５１が指令電流に応じて回転しはじめる。
【０１１０】
このとき、指令信号としては、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパに押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものが出力されている。
【０１１１】
具体的には、時刻ｔ１４においてラックシャフト２０が右ストッパ４１に衝突している場合、時刻ｔ１４以降に生成される指令信号は、ラックシャフト２０が右ストッパ４１に押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものとなる。一方、時刻ｔ１４においてラックシャフト２０が左ストッパ４２に衝突している場合、時刻ｔ１４以降に生成される指令信号は、ラックシャフト２０が左ストッパ４２に押し付けられるようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものとなる。
【０１１２】
以上のことから、時刻ｔ１４以降の状態は、電動モータ５１のトルクアシスト制御によりステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクがより大きくされている状態、すなわち、トルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト１０により大きな負荷がかけられている状態とみることができる。
【０１１３】
時刻ｔ１５以降において、ステアリングシャフト１０のトルクの増加にともない指令電流が正ガード電流値ＩＰｍａｘに達したときには、指令信号として正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが大きいことにより、所定期間にわたり正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１１４】
時刻ｔ１６すなわち、電動モータ５１の回転速度が「０」に達したとき、電動モータ５１の慣性トルクによりステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクがピークに達する。このとき、ステアリングシャフト１０からの反作用により電動モータ５１に作用するトルクの大きさがそれまでに電動モータ５１に作用していた慣性トルクの大きさを上回る。このため、電動モータ５１が時刻ｔ１６以前の回転方向とは反対の方向に回転する。すなわち、図５（ａ）に示されるように、時刻ｔ１６以降において電動モータ５１の回転速度が負の回転速度を示す。
【０１１５】
時刻ｔ１６以降において、電動モータ５１の回転方向が反転することにともにないステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクが急激に低下する。そして、時刻ｔ１６から所定時間が経過した時刻ｔ１７において、ステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクの方向が反転する。その後、電動モータ５１の回転速度の低下に応じてステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクも小さくなる。
【０１１６】
時刻ｔ１８すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した時刻ｔ１４から所定時間が経過したとき、電動モータ５１の回転速度が「０」となる。そして、電動モータ５１の回転が停止した後、ステアリングシャフト１０に作用するトルクが「０」となる。
【０１１７】
制御装置５４は、図５（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１６以降においてもトルクセンサ５３の出力に応じた指令信号を生成する。また、電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流は、制御装置５４から出力される通常指令信号に応じて変化する。
【０１１８】
時刻ｔ１７以降において、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが負の方向に増加することにともない指令電流が負ガード電流値ＩＮｍａｘに達したとき、指令信号として負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とするものが生成される。図５（ｃ）に示される例においては、ステアリングシャフト１０の慣性トルクが大きいことにより、所定の期間にわたり負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする指令信号が生成される。
【０１１９】
図６を参照して、逆入力時慣性補償制御の実行態様の一例について説明する。
ここでは、図５に示される仮想ステアリング装置においての電動モータ５１の制御を説明した上記の例と同様の状況を前提とし、そのときに行なわれる逆入力時慣性補償制御等による指令信号の生成態様について説明する。なお、図５に示される各時刻と同様の状態を示している時刻については、重複する点の説明を省略する。
【０１２０】
時刻ｔ２２以降において、図３の衝突見込条件判定制御により過剰速度継続時間ＴＡのカウントが開始される。また、この過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上か否かの判定が行なわれる。
【０１２１】
時刻ｔ２４すなわち、過剰速度継続時間ＴＡが判定時間ＴＡＸ以上となることにより衝突見込条件が成立したとき、補償指令信号の出力が開始される。具体的には、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態から上限回転速度ＲＣ以上の状態に変化した時刻ｔ２２を基準として、時刻ｔ２２から所定時間Δｔ１が経過したとき、制御装置５４により生成される指令信号が通常指令信号から補償指令信号に変更される。このとき、補償指令信号としては、ステアリングシャフト１０のトルクを検出するトルクセンサ５３の出力を反映することなく予め設定されたものが出力される。
【０１２２】
衝突見込条件が成立しているとき、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさを示している。また、ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の大きさを示している。また、電動モータ５１の駆動電流が「０」を示している。
【０１２３】
すなわち制御装置５４は、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも１つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
（Ａ）駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさであること。
（Ｂ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の大きさであること。
（Ｃ）電動モータ５１の駆動電流が「０」であること。
【０１２４】
制御装置５４は、図６（ｃ）に示されるように時刻ｔ２４以降において、負ガード電流値ＩＮｍａｘを指令電流とする補償指令信号を出力する。一方、時刻ｔ２４から時刻ｔ２６までの期間は電動モータ５１の動作状態が制御不可状態にあるため、電動モータ５１の駆動電流が「０」となる状態が維持される。
【０１２５】
なお、補償指令信号の指令電流の方向は、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向に応じて定められる。このため、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が図６（ｃ）に示される例とは反対の場合、正ガード電流値ＩＰｍａｘを指令電流とする補償指令信号が出力される。また、ここでは補償指令信号の指令電流の大きさとして、指令電流の最大値が設定されているが、最大値よりも小さい指令電流を設定することもできる。
【０１２６】
時刻ｔ２５すなわち、衝突発生条件が成立したとき、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突したことにともない電動モータ５１の回転速度が急激に低下しはじめる。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転する。
【０１２７】
衝突発生条件が成立しているとき、電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさを示している。また、電動モータ５１の駆動電流の絶対値が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化している。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上の大きさを示している。また、ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転している。
【０１２８】
すなわち制御装置５４は、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも１つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
（Ａ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであること。
（Ｂ）駆動電流が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化していること。
（Ｃ）ステアリングシャフト１０のトルクの変化量が所定の変化量以上であること。
（Ｄ）ステアリングシャフト１０のトルクの方向が反転していること。
【０１２９】
時刻ｔ２６すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態から電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ未満の状態に変化したとき、電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図６（ｂ）に示されるように、電動モータ５１の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ５１が指令電流に応じて回転しはじめる。
【０１３０】
このとき、補償指令信号としては、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパから離間するようにステアリングシャフト１０にトルクを入力するものが出力されている。すなわち、ステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクとは反対の方向のトルクがステアリングシャフト１０に入力されるように電動モータ５１が制御される。
【０１３１】
時刻ｔ２６以降において、電動モータ５１が補償指令信号により駆動されることにより、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後にステアリングシャフト１０に作用する慣性トルクが仮想ステアリング装置において作用する慣性トルクよりも小さくなる。すなわち、図６（ｂ）に示されるように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１において時刻ｔ２５〜ｔ２９の期間にステアリングシャフト１０に作用する慣性トルク（実線）は、仮想ステアリング装置において時刻ｔ１４〜ｔ１８の期間においてステアリングシャフト１０に作用する慣性トルク（破線）よりも小さくなる。
【０１３２】
時刻ｔ２７すなわち、電動モータ５１の駆動電流が補償指令信号の指令電流と同じ大きさを示すとき、図４の補償停止条件判定制御により許容乖離継続時間ＴＢのカウントが開始される。また、この許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上か否かの判定が開始される。
【０１３３】
時刻ｔ２９すなわち、許容乖離継続時間ＴＢが判定時間ＴＢＸ以上となることにより補償停止条件が成立したとき、補償指令信号の出力が停止される。具体的には、駆動電流と指令電流との差が所定の差よりも大きい状態から所定の差以下の状態に変化した時刻ｔ２７を基準として、時刻ｔ２７から所定時間Δｔ２が経過したとき、補償指令信号の出力が停止される。また、トルクセンサ５３の出力に基づく通常指令信号の生成が開始される。
【０１３４】
図６（ｃ）に示される例においては、補償指令信号の出力が停止されたときにトルクセンサ５３の出力が「０」を示しているため、通常指令信号として駆動電流を負ガード電流値ＩＮｍａｘから「０」に向けて変化させるものが生成される。なお、時刻ｔ２９において、トルクセンサ５３の出力が「０」よりも大きいときには、通常指令信号として同出力に応じたものが生成される。
【０１３５】
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）電動パワーステアリング装置１は、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突してステアリングシャフト１０に慣性トルクが発生しているとき、補償指令信号を出力する。
この構成によれば、ステアリングシャフト１０に慣性トルクが発生しているとき、電動モータ５１により慣性トルクとは反対の方向のトルク（補償トルク）がステアリングシャフト１０に付与される。このため、ステアリングシャフト１０の慣性トルクを小さくすることができる。
【０１３６】
（２）仮想ステアリング装置においては、時刻ｔ１４以降すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後、電動モータ５１のトルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト１０により大きな負荷がかけられている状態となる。
【０１３７】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１では、時刻ｔ２５以降すなわち、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後、上記（１）のとおり補償指令信号が出力されている。すなわち、ラックシャフト２０の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト２０が同ストッパに押し付けられる方向とは反対の方向にステアリングシャフト１０にトルクを入力する補償指令信号が電動モータ５１に出力されている。このため、仮想ステアリング装置と比較してステアリングシャフト１０にかかる負荷が小さくなる。
【０１３８】
（３）電動パワーステアリング装置１は、衝突見込条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を開始する。この構成によれば、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後に電動モータ５１の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化したとき、補償指令信号に基づく補償電流の供給が速やかに開始される。このため、ステアリングシャフト１０の慣性トルクをより的確に小さくすることができる。
【０１３９】
（４）電動パワーステアリング装置１は、補償指令信号の出力中かつ補償停止条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を停止する。この構成によれば、電動モータ５１の動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフト２０が右ストッパ４１または左ストッパ４２に衝突した後において、ステアリングホイール２に対する適切なアシストを速やかに再開することができる。
【０１４０】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を組み合わせて実施することもできる。
【０１４１】
・上記実施形態（図３）では、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上の状態を過剰回転速度状態として、過剰回転速度状態が所定時間以上にわたり継続しているときに補償指令信号の出力を開始しているが、補償指令信号の出力開始時期を次のように変更することもできる。すなわち、電動モータ５１の回転速度が上限回転速度ＲＣ以上のとき、過剰回転速度の継続期間の大きさに関わらず補償指令信号の出力を開始することもできる。
【０１４２】
・上記実施形態（図３）では、電動モータ５１の回転速度および上限回転速度ＲＣに基づいて衝突見込条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置５４により判定する衝突見込条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記（Ａ）〜（Ｆ）は、電動モータ５１の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記（Ｇ）〜（Ｉ）は、電動モータ５１の動作状態とは別の事象に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。
【０１４３】
（Ａ）電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４４】
（Ｂ）上記（Ａ）において、電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の状態を電流乖離状態として、この電流乖離状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４５】
（Ｃ）電動モータ５１の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差未満の状態から所定の差以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４６】
（Ｄ）電動モータ５１の駆動電流が「０」であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
（Ｅ）上記（Ｄ）において、電動モータ５１の駆動電流が「０」の状態を電流ゼロ状態として、この電流ゼロ状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４７】
（Ｆ）電動モータ５１の駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態から「０」に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４８】
（Ｇ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１４９】
（Ｈ）上記（Ｇ）において、ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度以上の状態を過剰移動速度状態として、この過剰移動速度状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５０】
（Ｉ）ラックシャフト２０の移動速度が所定の移動速度未満の状態から所定の移動速度以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。なお、ラックシャフト２０の移動速度については、例えばラックシャフト２０の位置を検出する位置センサの出力に基づいて算出することができる。
【０１５１】
・上記実施形態（図４）では、電動モータ５１の駆動電流および指令信号の指令電流に基づいて補償停止条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置５４により判定する補償停止条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記（Ａ）〜（Ｄ）は、電動モータ５１の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記（Ｅ）〜（Ｇ）は、電動モータ５１の動作状態とは別の事象に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。
【０１５２】
（Ａ）電動モータ５１の回転方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
（Ｂ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５３】
（Ｃ）電動モータ５１の回転速度の減少速度が所定の減少速度未満の状態から所定の減少速度以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５４】
（Ｄ）電動モータ５１の駆動電流が「０」の状態から「０」よりも大きい状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５５】
（Ｅ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５６】
（Ｆ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの変化量が所定の変化量未満の状態から所定の変化量以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５７】
（Ｇ）ステアリングシャフト１０に作用するトルクの方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置５４により判定する。
【０１５８】
・上記実施形態（図２）では、逆入力時慣性補償制御により慣性トルクの発生時に補償指令信号を出力しているが、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ５１の駆動を停止する制御を行なうこともできる。この構成によれば、以下の効果が得られる。
【０１５９】
ラックシャフト２０が右ストッパ４１に衝突したときに発生するステアリングシャフト１０の慣性トルクは、ラックシャフト２０を右ストッパ４１に押し付ける方向に作用する。また、ラックシャフト２０が左ストッパ４２に衝突したときに発生するステアリングシャフト１０の慣性トルクは、ラックシャフト２０を左ストッパ４２に押し付ける方向に作用する。
このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置１においては、慣性トルクに応じて電動モータ５１からステアリングシャフト１０に慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフト２０の移動がストッパ４１，４２により制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータ５１を駆動した場合には、電動モータ５１とステアリングシャフト１０との間で動力を伝達する部品（例えばウォームホイール５２Ｂ）および電動モータ５１に過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフト２０がストッパ４１，４２に衝突したときには、電動モータ５１のトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータ５１の少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。よって、ラックシャフト２０とストッパ４１，４２との衝突にともない慣性トルクが発生しているときに電動モータ５１の駆動を停止することにより、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。
【０１６０】
この点、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ５１の駆動を停止する上記変形例によれば、トルクアシスト制御に起因して上記の問題が生じることを抑制することができる。
【０１６１】
・上記実施形態（図１）では、ウォームホイール５２Ｂとして樹脂製のものが設けられているが、金属製のウォームホイールに変更することもできる。
・上記実施形態（図１）では、コラムシャフト１１に電動モータ５１が取り付けられるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置１に対して本発明を適用した一例を示しているが、本発明の適用が可能な電動パワーステアリング装置は上記実施形態で例示したものに限られない。
【０１６２】
例えば、ラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトに電動モータが取り付けられるピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置、またはラックアンドピニオン機構のラックシャフトに電動モータが取り付けられるラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１６３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…ステアリングシャフト、１１…コラムシャフト、１２…インターミディエイトシャフト、１３…ピニオンシャフト、２０…ラックシャフト、２１…右ラックエンド、２２…左ラックエンド、３０…ラックアンドピニオン機構、３１…ピニオン、３２…ラック、４０…ラックハウジング、４１…右ストッパ、４２…左ストッパ、５０…アシスト装置、５１…電動モータ、５１Ａ…回転角センサ、５２…減速機、５２Ａ…ウォームシャフト、５２Ｂ…ウォームホイール、５３…トルクセンサ、５４…制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突したときに前記ステアリングシャフトに発生するトルクを慣性トルクとし、この慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記慣性トルクが発生しているときに前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ラックシャフトを前記ストッパに向けて移動させる前記ステアリングシャフトの回転方向を制限方向とし、前記ステアリングシャフトを制限方向とは反対方向に回転させるためのトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突しているときに前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７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、
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流が「０」であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が基準の差以下のとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が前記基準の差以下の状態を許容乖離状態として、この許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
請求項１〜１３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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの回転方向が反転したとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６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、
前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なう
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突したときに前記ステアリングシャフトに発生するトルクを慣性トルクとし、この慣性トルクとは反対の方向のトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記慣性トルクが発生しているときに前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ラックシャフトを前記ストッパに向けて移動させる前記ステアリングシャフトの回転方向を制限方向とし、前記ステアリングシャフトを制限方向とは反対方向に回転させるためのトルクを補償トルクとし、前記ステアリングシャフトにこの補償トルクを付与する前記電動モータの駆動電流を補償電流とし、この補償電流を前記電動モータに供給するための指令信号を補償指令信号として、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突しているときに前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「０」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７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、
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項８または９に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータの駆動電流が「０」であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が基準の差以下のとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記電動モータの駆動電流と前記指令信号の指令電流との差が前記基準の差以下の状態を許容乖離状態として、この許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
請求項１〜１３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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力しているとき、かつ前記電動モータの回転方向が反転したとき、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６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、
前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７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、
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なう
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４０５３７（Ｐ２０１２−２４０５３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１７８５（Ｐ２０１１−１１１７８５）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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