特許 6222427 車両用操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222427

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】車両用操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/06 20060101AFI20171023BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   B62D5/06 Z

   B62D5/04

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-131977(P2013-131977)

(22)【出願日】2013年6月24日

(65)【公開番号】特開2015-6816(P2015-6816A)

(43)【公開日】2015年1月15日

【審査請求日】2016年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100087701

【弁理士】

【氏名又は名称】稲岡 耕作

(74)【代理人】

【識別番号】100101328

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 実夫

(74)【代理人】

【識別番号】100086391

【弁理士】

【氏名又は名称】香山 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】米谷 豪朗

【審査官】 鈴木 敏史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１８４０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３９３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０６３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６４６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５１２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ５／０６

Ｂ６２Ｄ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のトーションバーおよび第２のトーションバーを含み、操舵部材に連結されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵する転舵機構と、
電動パワーステアリング装置と、
油圧式パワーステアリング装置とを含み、
前記電動パワーステアリング装置は、
前記第１のトーションバーと、
前記第１のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングシャフトまたは前記転舵機構に連結され、操舵補助力を発生するための電動モータと、
前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクを用いて、前記電動モータを制御する制御手段とを含み、
前記油圧式パワーステアリング装置は、
前記第２のトーションバーと、
操舵補助力を発生するための油圧ポンプと、
前記転舵機構に結合されたパワーシリンダと、
前記第２のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、前記油圧ポンプから前記パワーシリンダへの作動油の供給を制御するコントロールバルブとを含み、
前記操舵部材に加えられる操舵トルクに対して、前記第１のトーションバーが前記第２のトーションバーよりもねじれにくくなるように、前記第１のトーションバーのばね定数は、前記第２のトーションバーのばね定数よりも大きな値に設定されており、
前記第１のトーションバーのばね定数は、前記油圧式パワーステアリング装置が正常に働いている場合には、前記第１のトーションバーにねじれがほとんど発生しないような値に設定されている、車両用操舵装置。

【請求項2】

前記第２のトーションバーのばね定数が１Ｎｍ／ｄｅｇ以上３Ｎｍ／ｄｅｇ以下であり、前記第１のトーションバーのばね定数が１０Ｎｍ／ｄｅｇ以上３０Ｎｍ／ｄｅｇ以下である、請求項１に記載の車両用操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両用操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

操舵補助力を車両の転舵機構に伝達し、これにより運転者のステアリング操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。パワーステアリング装置には、電動モータによって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置と、油圧ポンプによって操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置とがある。また、電動パワーステアリング装置と油圧式パワーステアリング装置との両方が搭載された車両も提案されている。

【0003】

たとえば、特許文献１には、車速が所定値より高いときには、電動パワーステアリング装置のみによって操舵補助を行い、車速が所定値よりも低い場合には、電動パワーステアリング装置および油圧式パワーステアリング装置の両方によって操舵補助を行う車両用操舵装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１１１１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この発明の目的は、通常時は油圧式パワーステアリング装置のみを働かせ、油圧式パワーステアリング装置に故障が発生したときには、そのことを検出するための特別な装置を設けることなしに、電動パワーステアリング装置を働かせることができるようになる車両用操舵装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の発明は、第１のトーションバー（１２）および第２のトーションバー（３２）を含み、操舵部材（２）に連結されるステアリングシャフト（３）と、前記ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪（７）を転舵する転舵機構（４）と、電動パワーステアリング装置（４０）と、油圧式パワーステアリング装置（５０）とを含み、前記電動パワーステアリング装置は、前記第１のトーションバー（１２）と、前記第１のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（４１）と、前記ステアリングシャフトまたは前記転舵機構に連結され、操舵補助力を発生するための電動モータ（４３）と、前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクを用いて、前記電動モータを制御する制御手段（４２）とを含み、前記油圧式パワーステアリング装置は、前記第２のトーションバー（３２）と、操舵補助力を発生するための油圧ポンプ（５３）と、前記転舵機構に結合されたパワーシリンダ（５２）と、前記第２のトーションバーのねじれの方向および大きさに基づいて、前記油圧ポンプから前記パワーシリンダへの作動油の供給を制御するコントロールバルブ（５１）とを含み、前記操舵部材に加えられる操舵トルクに対して、前記第１のトーションバーが前記第２のトーションバーよりもねじれにくくなるように、前記第１のトーションバーのばね定数は、前記第２のトーションバーのばね定数よりも大きな値に設定されており、前記第１のトーションバーのばね定数は、前記油圧式パワーステアリング装置が正常に働いている場合には、前記第１のトーションバーにねじれがほとんど発生しないような値に設定されている、車両用操舵装置（１）である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

【0007】

この発明では、操舵部材に加えられる操舵トルクに対して、第１のトーションバーが第２のトーションバーよりもねじれにくくなるように、第１のトーションバーのばね定数は、第２のトーションバーのばね定数よりも大きな値に設定されており、第１のトーションバーのばね定数は、油圧式パワーステアリング装置が正常に働いている場合には、第１のトーションバーにねじれがほとんど発生しないような値に設定されている。これにより、通常時は油圧式パワーステアリング装置のみを働かせることができる。油圧式パワーステアリング装置に故障が発生したときには、油圧式パワーステアリング装置によって操舵補助力が発生しなくなるため、車両を操向するためには運転者は通常よりも大きな操舵力を操作部材に加える必要がある。大きな操舵力が操作部材に加えられると、第１のトーションバーにねじれが発生するので、電動パワーステアリング装置が働くようになる。

【0008】

つまり、この発明によれば、油圧式パワーステアリング装置に故障が発生したときには、そのことを検出するための特別な装置を設けることなしに、電動パワーステアリング装置を働かせることができるようになる。
請求項２記載の発明は、前記第２のトーションバーのばね定数が１Ｎｍ／ｄｅｇ以上３Ｎｍ／ｄｅｇ以下であり、前記第１のトーションバーのばね定数が１０Ｎｍ／ｄｅｇ以上３０Ｎｍ／ｄｅｇ以下である、請求項１に記載のパワーステアリング装置である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、主としてコントロールバルブの構成を示す構成図である。

【図3】図３は、ＥＣＵの電気的構成を示す概略図である。

【図4】図４は、電動モータの構成を図解的に示す模式図である。

【図5】図５は、検出操舵トルクＴｈに対するｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊の設定例を示すグラフである。

【図6】図６は、ステアリングホイールに加えられる実際の操舵トルクと、トルクセンサによって検出される検出操舵トルクＴｈとの関係を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
車両用操舵装置１は、ステアリングホイール（操舵部材）２と、ステアリングシャフト３と、転舵機構４と、電動パワーステアリング装置４０と、油圧パワーステアリング装置５０とを含む。

【0011】

ステアリングシャフト３は、第１のステアリングシャフト１０と、中間軸２０と、第２のステアリングシャフト３０とを含む。第１のステアリングシャフト１０は、ステアリングホイール２に連結された入力軸１１と、中間軸２０に連結された出力軸１３とを含む。入力軸１１と出力軸１３とは、第１のトーションバー１２を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸１１および出力軸１３は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。

【0012】

第２のステアリングシャフト３０は、中間軸２０に連結された入力軸３１と、出力軸（ピニオン軸）３２とを含む。入力軸３１と出力軸３３とは、第２のトーションバー３２を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸３１および出力軸３３は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。

【0013】

転舵機構４は、ステアリングシャフト３０の回転に連動して転舵輪７を転舵する機構である。転舵機構４は、出力軸３３の先端部に設けられたピニオン３３ａと、ピニオン３３ａに噛合するラック５ａを有するラック軸５とを含んでいる。ラック軸５は、車両の左右方向（直進方向に直交する方向）に延びている。ラック軸５の各端部には、タイロッド６およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪７が連結されている。ピニオン３３ａおよびラック５ａによって、出力軸３３の回転がラック軸５の軸方向移動に変換される。ラック軸５を軸方向に移動させることによって、転舵輪７を転舵することができる。

【0014】

ステアリングホイール２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転が、ピニオン３３ａおよびラック５ａによって、ラック軸５の軸方向に沿う直線運動に変換される。これにより、転舵輪７が転舵される。
第１のステアリングシャフト１０の周囲には、トルクセンサ４１が設けられている。トルクセンサ４１は、入力軸１１および出力軸１３の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴｈを検出する。つまり、トルクセンサ４１は、第１のトーションバー１２のねじれの方向および大きさに基づいて、操舵トルクＴｈを検出する。トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴｈは、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）４２に入力される。

【0015】

電動パワーステアリング装置４０は、この実施形態ではコラムアシスト式であり、第１のトーションバー１２と、トルクセンサ４１と、ＥＣＵ４２と、電動モータ４３と、減速機構４４とを含む。電動モータ４３は、操舵補助力を発生するものであり、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。減速機構４４は、電動モータ４３の出力トルクを出力軸１３に伝達するものである。減速機構４４は、ウォーム軸４５と、このウォーム軸４５と噛み合うウォームホイール４６とを含むウォームギヤ機構からなる。ウォームホイール４６は、出力軸１３に一体回転可能に連結されている。減速機構４４は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング４７内に収容されている。

【0016】

電動モータ４３によってウォーム軸４５が回転駆動されると、ウォームホイール４６が回転駆動され、出力軸１３が回転する。そして、出力軸１３の回転は、中間軸２０を介して第２のステアリングシャフト３０に伝達される。そして、第２のステアリングシャフト３０の回転は、ピニオン３３ａおよびラック５ａによって、ラック軸５の軸方向に沿った直線運動に変換される。これにより、転舵輪７が転舵される。すなわち、電動モータ４３によってウォーム軸４５が回転駆動されると、転舵輪７が転舵される。

【0017】

電動モータ４３のロータの回転角（ロータ回転角）θ_Ｓは、レゾルバ等の回転角センサ４８によって検出される。回転角センサ４８の出力信号は、ＥＣＵ４２に入力される。電動モータ４３は、モータ制御装置としてのＥＣＵ４２によって制御される。ＥＣＵ４２は、トルクセンサ４１によって検出される検出操舵トルクＴｈに基づいて、電動モータ４３を制御する。具体的には、ＥＣＵ４２は、トルクセンサ４１によって検出される検出操舵トルクＴｈの方向に応じて電動モータ４３の回転方向を決定し、検出操舵トルクの絶対値が大きくなるほど電動モータ４３の出力トルク大きくなるように、電動モータ４３を駆動する。ＥＣＵ４２の動作の詳細について、後述する。

【0018】

油圧式パワーシリンダ装置５０は、第２のトーションバー３２と、コントロールバルブ５１と、パワーシリンダ５２と、油圧ポンプ５３とを含む。パワーシリンダ５２は、ラック軸５に結合されている。具体的には、パワーシリンダ５２は、ラック軸５に一体的に設けられたピストン６１と、このピストン６１によって区画された一対のシリンダ室６２，６３とを有している。これらのシリンダ室６２，６３は、それぞれ、油路６４，６５を介して、コントロールバルブ５１に接続されている。

【0019】

コントロールバルブ５１は、リザーバタンク５４および油圧ポンプ５３を通る油循環路６６の途中部に介装されている。油圧ポンプ５３は、たとえば、図示しないエンジンによって駆動され、リザーバタンク５４に貯留されている作動油をくみ出してコントロールバルブ５１に供給する。余剰分の作動油は、コントロールバルブ５１から油循環路６６を介してリザーバタンク５４に帰還される。コントロールバルブ５１は、第２のトーションバー３２のねじれの方向および大きさに基づいて、油圧ポンプ５３からパワーシリンダ５２への作動油の供給を制御する。

【0020】

図２は、主としてコントロールバルブ５１の構成を示す構成図である。
コントロールバルブ５１は、ピニオンハウジング７１に結合されたバルブハウジング８１を含んでいる。ピニオンハウジング７１には、第２のステアリングシャフト３０の出力軸３３の大部分が収容されている。バルブハウジング８１には、第２のステアリングシャフト３０の入力軸３１の大部分、第２のトーションバー３２および出力軸３３の一部が収容されている。第２のトーションバー３２の一端部は、ピン３４を介して入力軸３１に連結されている。第２のトーションバー３２の他端部は、セレーション３５を介して出力軸３３に連結されている。

【0021】

ピニオンハウジング７１の一端部７１ａの内周７２にバルブハウジング８１の一端部８１ａの外周８２が嵌め合わされている。ピニオンハウジング７１の一端部７１ａの内周７２とバルブハウジング８１の一端部８１ａの外周８２との間は、Ｏリング７３によって封止されている。
ピニオンハウジング７１およびバルブハウジング８１の一端部７１ａ，８１ａには、それぞれ環状フランジ７４，８３が形成されている。これらの環状フランジ７４，８３は、互いに突き合わされた状態で、複数のボルト７５により締結されている。

【0022】

入力軸３１は、軸受８４を介してバルブハウジング８１に回転自在に支持されている。出力軸３３は、第１および第２の軸受７６，７７を介してピニオンハウジング７１に回転自在に支持されている。出力軸３３の外周とバルブハウジング８１の一端部８１ａの内周との間をシールするオイルシール８５が、出力軸３３に形成された環状段部と第１の軸受７６との間に設けられている。

【0023】

コントロールバルブ５１は、バルブハウジング８１に相対回転可能に挿入された筒状の第１バルブ部材９１と、第１バルブ部材９１に同軸中心に相対回転可能に挿入された第２バルブ部材９２とを含んでいる。第１バルブ部材９１は、ピン９３によって、出力軸３３に一体回転可能に連結されている。第２バルブ部材９２は、入力軸３１の外周部に一体的に形成されており、入力軸３１と一体的に回転する。したがって、第１バルブ部材９１および第２バルブ部材９２は、第２のトーションバー３２がねじれることにより、同軸中心に相対的に回転する。

【0024】

両バルブ部材９１、９２の間は、弁間油路９４を構成している。この弁間油路９４は、バルブハウジング８１に設けられたポート１０１，１０２，１０３および１０４をそれぞれ介して、パワーシリンダ５２のシリンダ室６２、パワーシリンダ５２のシリンダ室６３、油圧ポンプ５３およびリザーバタンク５４に個別に接続されている。
第１バルブ部材９１の外周面とバルブハウジング８１の内周面とは、出力軸３３と同心の円筒面に沿うととともに微小隙間を介して互いに対向している。その微小隙間は各ポート１０１，１０２，１０３，１０４の間においてシールリング９５によりシールされている。弁間油路９４には、両バルブ部材９１、９２の相対回転量に応じて開度が変化する絞りが設けられている。この絞りによって、作動油の流通方向および流通量が制御される。

【0025】

第２のトーションバー３２に一方の方向のねじれが発生したときには、コントロールバルブ５１は、パワーシリンダ５２のシリンダ室６２、６３のうちの一方に作動油を供給するとともに、他方の作動油をリザーバタンク５４に戻す。また、第２のトーションバー３２に他方の方向のねじれが発生したときには、パワーシリンダ５２のシリンダ室６２、６３のうちの他方に作動油を供給するとともに、一方の作動油をリザーバタンク５４に戻す。

【0026】

第２のトーションバー３２にねじれがほとんど発生していない場合には、コントロールバルブ５１は、いわば平衡状態となり、操舵中立でパワーシリンダ５２の両シリンダ室６２，６３は等圧に維持され、作動油は油循環路６６を循環する。操舵により、第２のトーションバー３２にねじれが発生し、コントロールバルブ５１の両バルブ部材９１、９２が相対回転すると、パワーシリンダ５２のシリンダ室６２、６３のうちのいずれかに作動油が供給され、ピストン６１が車幅方向に移動する。こりにより、ラック軸５に操舵補助力が作用することになる。コントロールバルブ５１としては、一般的な油圧式パワーステアリング装置に用いられている公知のものを用いることができる。

【0027】

前述の油圧式パワーステアリング装置５０に用いられている第２のトーションバー３２のばね定数は、一般的な油圧式パワーステアリング装置に用いられているトーションバーのばね定数とほぼ同様である。具体的には、第２のトーションバー３２のばね定数は、１Ｎｍ／ｄｅｇ以上３Ｎｍ／ｄｅｇ以下である。この実施形態では、第２のトーションバー３２のばね定数は、たとえば、２Ｎｍ／ｄｅｇである。

【0028】

これに対して、前述の電動パワーステアリング装置４０に用いられている第１のトーションバー１２のばね定数は、第２のトーションバー３２のばね定数よりも大きい。具体的には、第１のトーションバー１２のばね定数は、油圧式パワーステアリング装置５０が正常に働いている場合には、ねじれがほとんど発生しないような値に設定されている。より具体的には、第１のトーションバー１２のばね定数は、１０Ｎｍ／ｄｅｇ以上３０Ｎｍ／ｄｅｇ以下である。この実施形態では、第１のトーションバー１２のばね定数は、たとえば、１５Ｎｍ／ｄｅｇである。

【0029】

図３は、ＥＣＵ４２の電気的構成を示す概略図である。
ＥＣＵ４２は、マイクロコンピュータ１１０と、マイクロコンピュータ１１０によって制御され、電動モータ４３に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）１２１と、電動モータ４３に流れるモータ電流を検出する電流検出部１２２とを備えている。
電動モータ４３は、例えば三相ブラシレスモータであり、図４に図解的に示すように、界磁としてのロータ２００と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線２０１，２０２，２０３を含むステータ２０５とを備えている。電動モータ４３は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。

【0030】

各相のステータ巻線２０１，２０２，２０３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ２００の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ２００の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ２００とともに回転する回転座標系である。ｄｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ２００のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ２００の回転角（電気角）θ_Ｓは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄｑ座標系は、ロータ角θ_Ｓに従う実回転座標系である。このロータ角θ_Ｓを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。

【0031】

図３に戻り、マイクロコンピュータ１１０は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部１１１と、電流偏差演算部１１２と、ＰＩ（比例積分）制御部１１３と、ｄｑ／ＵＶＷ変換部１１４と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部１１５と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部１１６と、回転角演算部１１７とを含む。

【0032】

回転角演算部１１７は、回転角センサ４８の出力信号に基づいて、電動モータ４３のロータの回転角（電気角。以下、「ロータ角θ_Ｓ」という。）を演算する。
電流指令値設定部１１１は、ｄｑ座標系の座標軸に流すべき電流値を電流指令値として設定する。具体的には、電流指令値設定部１１１は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊（以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Ｉ_ｄｑ^＊」という。）を設定する。さらに具体的には、電流指令値設定部１１１は、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を有意値とする一方で、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊を零とする。より具体的には、電流指令値設定部１１１は、トルクセンサ４１によって検出される操舵トルク（検出操舵トルク）Ｔｈに基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を設定する。

【0033】

検出操舵トルクＴｈに対するｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊の設定例は、図５に示されている。検出操舵トルクＴｈは、たとえば、右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊は、電動モータ４３から右方向操舵のための操作補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ４３から左方向操舵のための操作補助力を発生させるべきときには負の値とされる。ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊は、検出操舵トルクＴｈの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴｈの負の値に対しては負をとる。検出操舵トルクＴｈが零のときには、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊は零とされる。そして、検出操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊の絶対値が大きくなるように、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊が設定されている。

【0034】

前述したように第１のトーションバー１２のばね定数は、１０Ｎｍ／ｄｅｇ以上３０Ｎｍ／ｄｅｇ以下という大きな値である。このため、図６に示すように、ステアリングホイール２に加えられる実際の操舵トルクの絶対値が所定値Ａ（Ａ＞０）である場合には、第１のトーションバー１２にねじれが発生しないため、トルクセンサ４１によって検出される検出操舵トルクＴｈは零となる。このため、実際の操舵トルクの絶対値が所定値Ａ以下である場合には、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊は零となる。第１のトーションバー１２のばね定数が１５Ｎｍ／ｄｅｇである場合には、所定値Ａは、例えば、１５Ｎｍ／ｄｅｇ程度となる。

【0035】

電流指令値設定部１１１によって設定された二相電流指令値Ｉ_ｄｑ^＊は、電流偏差演算部１１２に与えられる。
電流検出部１２２は、電動モータ４３のＵ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ（以下、これらを総称するときは、「三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ」という。）を検出する。電流検出部１２２によって検出された三相検出電流Ｉ_ＵＶＷは、ＵＶＷ／ｄｑ変換部１１６に与えられる。

【0036】

ＵＶＷ／ｄｑ変換部１１６は、電流検出部１２２によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ（Ｕ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ）を、ｄｑ座標系の二相検出電流Ｉ_ｄおよびＩ_ｑ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉ_ｄｑ」という。）に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部１１７によって演算されたロータ角θ_Ｓが用いられる。

【0037】

電流偏差演算部１１２は、電流指令値設定部１１１によって設定される二相電流指令値Ｉ_ｄｑ^＊と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部１１６から与えられる二相検出電流Ｉ_ｄｑとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部１１２は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊に対するｄ軸検出電流Ｉ_ｄの偏差およびｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊に対するｑ軸検出電流Ｉ_ｑの偏差を演算する。これらの偏差は、ＰＩ制御部１１３に与えられる。

【0038】

ＰＩ制御部１１３は、電流偏差演算部１１２によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行なうことにより、電動モータ４３に印加すべき二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ^＊（ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ^＊およびｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑ^＊）を生成する。この二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ^＊は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部１１４に与えられる。
ｄｑ／ＵＶＷ変換部１１４は、二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ^＊を三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ^＊に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部１１７によって演算されたロータ角θ_Ｓが用いられる。三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ^＊は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_Ｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ_Ｖ^＊およびＷ相電圧指令値Ｖ_Ｗ^＊からなる。この三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ^＊は、ＰＷＭ制御部１１５に与えられる。

【0039】

ＰＷＭ制御部１１５は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_Ｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ_Ｖ^＊およびＷ相電圧指令値Ｖ_Ｗ^＊にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路１２１に供給する。
駆動回路１２１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部１１５から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ^＊に相当する電圧が電動モータ４３の各相のステータ巻線２０１，２０２，２０３に印加されることになる。

【0040】

電流偏差演算部１１２およびＰＩ制御部１１３は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ４３に流れるモータ電流が、電流指令値設定部１１１によって設定された二相電流指令値Ｉ_ｄｑ^＊に近づくように制御される。
この実施形態では、前述したように、第１のトーションバー１２のばね定数は、第２のトーションバー３２のばね定数よりも大きい。より具体的には、第１のトーションバー１２のばね定数は、油圧式パワーステアリング装置５０が正常に働いている場合には、ねじれがほとんど発生しないような値に設定されている。このため、通常時は、油圧式パワーステアリング装置５０のみが働き、電動パワーステアリング装置４０は働かない。つまり、通常時は、油圧式パワーステアリング装置５０のみによって操舵補助力が発生される。

【0041】

油圧式パワーステアリング装置５０に故障が発生したときには、油圧式パワーステアリング装置５０によって操舵補助力が発生しなくなるので、車両を操向するためには運転者は通常時より大きな操舵力をステアリングホイール２に加えなければならなくなる。通常時より大きな操舵力がステアリングホイール２に加えられると、第１のトーションバー１２にねじれが発生し、電動パワーステアリング装置４０が働くようになる。

【0042】

つまり、この実施形態によれば、油圧式パワーステアリング装置５０に故障が発生したときには、そのことを検出するための特別の装置を設けることなしに、電動パワーステアリング装置４０を働かせることができるようになる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前記実施形態では、電流指令値設定部１１１は、トルクセンサ４１によって検出される操舵トルクＴｈのみに基づいてｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を設定しているが、車速を検出するための車速センサを設け、トルクセンサ４１によって検出される操舵トルクＴｈと車速センサによって検出される車速とに基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を設定してもよい。この場合、基本的には、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほどｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊の絶対値が大きくなるようにｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊が設定されるが、車速が大きくなるほどｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊の絶対値が小さくされる。

【0043】

前記実施形態では、電動パワーステアリング装置４０はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式であってもよい。電動パワーステアリング装置がラックアシスト式である場合には、操舵補助力を発生する電動モータは、たとえば、ボールねじ機構を介してラック軸５に連結される。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0044】

１…車両用操舵装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、４…転舵機構、７…転舵輪、１２…第１のトーションバー、３２…第２のトーションバー、４１…トルクセンサ、４５…ＥＣＵ、４３…電動モータ、４０…電動パワーステアリング装置、５０…油圧式パワーステアリング装置、５１…コントロールバルブ、５２…パワーシリンダ、５３…油圧ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】