(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ回転角センサに異常が発生した場合においても、運転者の感じる違和感を軽減できる電動パワーステアリング装置を得る。【解決手段】トルクセンサ３３により検出された操舵トルクにトーションバーの捩れの弾性係数を除算した値で、操舵角センサ３２により検出された操舵角度を補正した信号に基きモータ回転角推定値を算出するモータ回転角推定手段１８と、モータ回転角センサ３１により検出されたモータ回転角度及びモータ回転角推定値の差分に基き、モータ回転角センサ３１の異常を検出する異常検出手段１３と、モータ回転角センサ３１の異常が検出された場合は、モータ回転角推定値を、モータ回転角度の代わりとして出力する切換え手段１４と、アシスト指令、検出されたモータ電流及びモータ回転角推定値に基き、モータ５の電流を制御する電流制御手段１５とを設けた。【選択図】図２
2010070037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータと、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角センサと、
前記ステアリングシャフトに連結されたステアリングホイールの回転角度である操舵角度を検出する操舵角センサと、
前記ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに前記トルクセンサの所定のゲインを除算した値で、前記操舵角センサにより検出された操舵角度を補正した信号に基づいてモータ回転角推定値を算出するモータ回転角推定手段と、
前記モータ回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記モータ回転角センサの異常が検出された場合には、前記モータ回転角推定手段により算出されたモータ回転角推定値を、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度の代わりとして出力する切換え手段と、
前記操舵トルクに応じた前記モータのトルクを出力すべく、前記アシストトルクの目標値に相当するアシスト指令、前記電流検出回路により検出されたモータ電流及び切換え手段から供給されたモータ回転角推定値に基づいて、前記モータの電流を制御する電流制御手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータと、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角センサと、
前記ステアリングシャフトに連結されたステアリングホイールの回転角度である操舵角度を検出する操舵角センサと、
前記ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに前記トルクセンサの所定のゲインを除算した値で、前記操舵角センサにより検出された操舵角度を補正した信号に基づいて第１のモータ回転角推定値を算出する第１のモータ回転角推定手段と、
電圧指令及び前記電流検出回路により検出されたモータ電流に基づいて第２のモータ回転角推定値を算出する第２のモータ回転角推定手段と、
前記第１又は第２のモータ回転角推定値を微分することにより、モータ回転速度を算出するモータ回転速度算出手段と、
前記モータ回転速度算出手段により算出されたモータ回転速度の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第１のモータ回転角推定手段により算出された第１のモータ回転角推定値を出力し、前記モータ回転速度の絶対値が所定の閾値以上の場合には、前記第２のモータ回転角推定手段により算出された第２のモータ回転角推定値を出力する推定切換え手段と、
前記モータ回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記モータ回転角センサの異常が検出された場合には、前記第１又は第２のモータ回転角推定手段により算出された第１又は第２のモータ回転角推定値を、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度の代わりとして出力する切換え手段と、
前記操舵トルクに応じた前記モータのトルクを出力すべく、前記アシストトルクの目標値に相当するアシスト指令、前記電流検出回路により検出されたモータ電流及び切換え手段から供給された第１又は第２のモータ回転角推定値に基づいて前記電圧指令を算出し、前記モータの電流を制御する電流制御手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータと、
前記モータの回転角度を検出するモータ回転角センサと、
前記ステアリングシャフトに連結されたステアリングホイールの回転角度である操舵角度を検出する操舵角センサと、
前記ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記操舵角センサにより検出された操舵角度に基づいて第１のモータ回転角推定値を算出する第１のモータ回転角推定手段と、
電圧指令及び前記電流検出回路により検出されたモータ電流に基づいて第２のモータ回転角推定値を算出する第２のモータ回転角推定手段と、
前記第１又は第２のモータ回転角推定値を微分することにより、モータ回転速度を算出するモータ回転速度算出手段と、
前記モータ回転速度算出手段により算出されたモータ回転速度の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第１のモータ回転角推定手段により算出された第１のモータ回転角推定値を出力し、前記モータ回転速度の絶対値が所定の閾値以上の場合には、前記第２のモータ回転角推定手段により算出された第２のモータ回転角推定値を出力する推定切換え手段と、
前記モータ回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記モータ回転角センサの異常が検出された場合には、前記第１又は第２のモータ回転角推定手段により算出された第１又は第２のモータ回転角推定値を、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度の代わりとして出力する切換え手段と、
前記操舵トルクに応じた前記モータのトルクを出力すべく、前記アシストトルクの目標値に相当するアシスト指令、前記電流検出回路により検出されたモータ電流及び切換え手段から供給された第１又は第２のモータ回転角推定値に基づいて前記電圧指令を算出し、前記モータの電流を制御する電流制御手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度及び前記モータ回転角推定手段により算出されたモータ回転角推定値の差分に基づいて、前記モータ回転角センサの異常を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度及び前記第１又は第２のモータ回転角推定手段により算出された第１又は第２のモータ回転角推定値の差分に基づいて、前記モータ回転角センサの異常を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に搭載される電動パワーステアリング装置に関するものであり、特に、装置の一部が故障した際に運転者が感じる操舵感を改善した電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置においては、モータ回転角センサに異常が発生した場合に、トルクセンサを構成する他の回転角センサで代用して、モータの電流を制御し、モータトルクによる運転者の操舵のアシストを継続するものである（例えば、特許文献１参照）。このトルクセンサは、トーションバーとその両端に備えられた２つの回転角センサで構成されており、モータ回転角センサの異常時には、トルクセンサを構成する回転角センサのうちモータ側の回転角センサを用いて、モータの制御を継続するものである。
【０００３】
また、他の従来の電動パワーステアリング装置においては、モータ回転角センサに異常が発生した場合に、ステアリングホイールの回転角度を検出する操舵角センサで代用して、モータの電流を制御し、モータトルクによる運転者の操舵のアシストを継続するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
なお、電圧指令と電流検出値からモータ回転角度を推定する方法、つまり磁束オブザーバまたは適応オブザーバと呼ばれるものを用いる方法がある（例えば、特許文献３参照）。この方法は、モータ回転速度が速い領域で精度良く推定できることが知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８２９９号公報
【特許文献２】特開平４−２５７７７０号公報
【特許文献３】国際公開第０２／０９１５５８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような従来の電動パワーステアリング装置では、モータ回転角と、トーションバーのモータ側の回転角の間には、ねじれ要素がほとんど無いため、この２つの回転角度ほぼ等しく、この構成は本来等しい回転角度を２つの回転角センサで検出する２重系である。そのため、１つの回転角センサで検出するよりも、構成が複雑になり、また、コストが高くなるという問題点があった。
【０００７】
また、上述したような他の従来の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサのトーションバーよりもステアリングホイール側に操舵角センサがあるため、操舵角とモータ回転角の間にトーションバーが存在し、トーションバーのねじれが大きい場合には、他に何も対策をしなければ、図５で示すようにトルクが大きく乱れることがある。このようなトルクでは、運転者の感じる違和感が増大するという問題点がある。図４は正常時の波形であるが、これに比べて、図５は、操舵トルクが振動的でかつ大きくなっている。また、操舵角センサで検出される操舵角度は、一般的に、モータ回転角センサで検出されるモータ回転角度に比べて、サンプリング周期が長いことがある。そのため、信号として遅れが生じるので、この信号を用いてモータの電流を制御すると、電流にも遅れが生じるため、モータトルクが正しく制御できず、運転者の感じる違和感が増大するという問題点があった。
【０００８】
また、上述したような従来の電動パワーステアリング装置のような構成であっても、代用信号として、トルクセンサを構成する回転角センサのうちステアリングホイール側の回転角センサで代用すると、トーションバーのねじれが影響し、図５で示したように運転者の感じる違和感が大きくなるという同様な問題点があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、モータ回転角センサに異常が発生した場合においても、コストを増加することなく、モータ回転角センサの信号を代用する信号を精度よく生成し、モータによるアシストトルクを安定して発生させ、運転者の感じる違和感を軽減することができる電動パワーステアリング装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに操舵を補助するアシストトルクを付加するモータと、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角センサと、前記ステアリングシャフトに連結されたステアリングホイールの回転角度である操舵角度を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに前記トルクセンサの所定のゲインを除算した値で、前記操舵角センサにより検出された操舵角度を補正した信号に基づいてモータ回転角推定値を算出するモータ回転角推定手段と、前記モータ回転角センサの異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段により前記モータ回転角センサの異常が検出された場合には、前記モータ回転角推定手段により算出されたモータ回転角推定値を、前記モータ回転角センサにより検出されたモータ回転角度の代わりとして出力する切換え手段と、前記操舵トルクに応じた前記モータのトルクを出力すべく、前記アシストトルクの目標値に相当するアシスト指令、前記電流検出回路により検出されたモータ電流及び切換え手段から供給されたモータ回転角推定値に基づいて、前記モータの電流を制御する電流制御手段とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、モータ回転角センサに異常が発生した場合に、操舵角センサの検出値で代用するが、このときに、トルクセンサ検出値に基づきトーションバーの捩れ量の分を補正し、また、精度が劣る操舵角センサの場合でも、操舵速度が速い場合には、磁束オブザーバ方式に切り替えることにより、コストを増加させることなく、モータ回転角センサの信号を代用する信号を精度よく生成し、モータによるアシストトルクを安定して発生させ、運転者の感じる違和感を軽減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置について図１から図６までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１において、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１と、ステアリングシャフト２と、ラック・ピニオンギヤ３と、車輪４ａ、４ｂと、モータ５と、モータ減速ギヤ６と、電源（バッテリ）７と、コントローラユニット１０と、モータ回転角センサ３１と、操舵角センサ３２と、トルクセンサ３３と、車速センサ３４とが設けられている。
【００１４】
図２は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のコントローラユニットの構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２において、コントローラユニット１０は、アシスト指令演算手段１１と、電流検出回路１２と、異常検出手段１３と、切換え手段１４と、電流制御手段１５と、スイッチング素子駆動回路１６と、インバータ１７と、モータ回転角推定手段１８とが設けられている。なお、コントローラユニット１０の構成要素のうち、電流検出回路１２、スイッチング素子駆動回路１６及びインバータ１７を除くほかの構成要素は、通常、マイコンのソフトウェアとして実装されるものである。
【００１６】
つぎに、この実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１において、図示しない運転者からステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、トルクセンサ３３のトーションバー３３ａ、ステアリングシャフト２を通り、ラック・ピニオンギヤ３を介して、ラックに伝達され、車輪４ａ、４ｂを転舵させる。
【００１８】
モータ５は、モータ減速ギヤ６を介してステアリングシャフト２と連結している。モータ５から発生するアシストトルク（以下モータトルクとも言う）は、モータ減速ギヤ６を介してステアリングシャフト２に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。このモータ５は、ブラシレスモータのような同期モータを使用する。
【００１９】
トルクセンサ３３は、運転者がステアリングホイール１を操舵することによりトーションバー３３ａに加わった操舵トルクを検出する。この操舵トルクによってトーションバー３３ａには操舵トルクにほぼ比例した捩れが生じるので、この捩れ角を捩れ角検出手段３３ｂによって検出し、操舵トルク信号に換算する。
【００２０】
コントローラユニット１０は、トルクセンサ３３で検出した操舵トルク信号と、車速センサ３４で検出した車速に応じて、モータ５が付与するアシストトルクの方向と大きさを決定し、このアシストトルクをモータ５に発生させるべく、モータ回転角センサ３１で検出されたモータ５の回転角度に応じて、電源７からモータ５に流す電流を制御する。
【００２１】
図２において、アシストトルクの目標値に相当するアシスト指令を算出するアシスト指令演算手段１１は、トルクセンサ３３で検出した操舵トルク信号と、車速センサ３４で検出した車速信号に応じたモータトルクの方向と大きさを決定し、アシスト指令を算出する。
【００２２】
電流検出回路１２は、モータ５の各相に流れる電流を検出する。異常検出手段１３は、モータ回転角センサ３１の異常を検出するものであり、ここで、異常が検出されていない場合には、切換え手段１４は、モータ回転角センサ３１で検出されたモータ回転角度信号を選択し、電流制御手段１５に供給する。
【００２３】
電流制御手段１５は、アシスト指令、モータ５の検出電流、モータ回転角度に応じて電圧指令を算出する。その算出方法は、一般的な手法で良く、例えば、ｄｑ制御などが挙げられる。この方法は、ブラシレスモータのような同期モータに対して、モータ回転角度に依存した位相の電流を流すことで、モータ５のトルクを制御するものである。
【００２４】
スイッチング素子駆動回路１６は、この電圧指令をＰＷＭ変調してインバータ１７へスイッチング操作を指示する。インバータ１７は、スイッチング操作信号を受けてスイッチング素子１７１ａ〜１７３ａ、１７１ｂ〜１７３ｂのチョッパ制御を実現し、電源７から供給される電力により、モータ５に電流を流す。この電流によって、モータトルクすなわちアシストトルクが発生する。
【００２５】
操舵角センサ３２は、ステアリングホイール１の回転角度を検出するものであり、様々な制御に利用される。本実施の形態では示していないが、例えば、横滑り防止装置のようなものに使用される。
【００２６】
モータ回転角センサ３１に異常が生じていない場合は、以上のような制御が実施され、運転者の操舵トルクをモータトルクすなわちアシストトルクにより補助し、図４に示すように、違和感のないフィーリングを得ることができる。図４は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの正常状態の時間応答波形を示す図である。図４において、（ａ）は全体波形を示し、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は操舵角（ｄｅｇ）、操舵トルク（Ｎｍ）、アシストトルク（Ｎｍ）をそれぞれ示す。また、（ｂ）は拡大波形を示し、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は操舵トルク（Ｎｍ）、アシストトルク（Ｎｍ）、モータ電流（Ａ）、モータ回転角度（ｄｅｇ）、モータ回転角度（３６０ｄｅｇ表示）をそれぞれ示す。
【００２７】
ここで、モータ回転角推定手段１８と異常検出手段１３の動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角推定手段の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、ステップ１８１において、モータ回転角推定手段１８は、操舵角センサ３２から操舵角度信号θｈと、トルクセンサ３３から操舵トルク信号Ｔｓを読み込む。
【００２９】
次に、ステップ１８２において、モータ回転角推定手段１８は、トーションバー３３ａの捩れ角を演算する。前述したように、操舵トルク信号はトーションバー３３ａの捩れ角にほぼ比例し、その比例ゲインはトーションバー３３ａの捩れの弾性係数Ｋｔｓである。
【００３０】
すなわち、Ｔｓ＝Ｋｔｓ×θｈ、という関係式が成り立つ。
【００３１】
これに従い、ステップ１８２の演算では、操舵トルク信号Ｔｓをトーションバー３３ａの捩れの弾性係数Ｋｔｓで除算した値を、捩れ補正量θｃとして算出する。
【００３２】
すなわち、θｃ＝Ｔｓ／Ｋｔｓ、という関係式である。
【００３３】
そして、ステップ１８３において、モータ回転角推定手段１８は、モータ回転角推定値θｅＡを算出する。操舵角度信号θｈからトーションバーの捩れ補正量θｃを減算した値を、モータ減速ギヤ６のギヤ比Ｇｇで除算することで、トーションバー捩れ分を補正し、モータ回転角度の推定値を得ることができる。
【００３４】
すなわち、θｅＡ＝（θｈ−θｃ）／Ｇｇ、という関係式である。
【００３５】
異常検出手段１３は、モータ回転角センサ３１で検出されたモータ回転角度信号と、モータ回転角推定手段１８で演算されたモータ回転角推定値θｅＡに基づいて、モータ回転角センサ３１の異常を判定する。その方法は、例えば、モータ回転角度信号からモータ回転角推定値を減算した値の絶対値が、あらかじめ定めた値以上に達したときに、モータ回転角センサ３１に異常が発生したと判定する方法で実施される。
【００３６】
異常検出手段１３で異常が検出されると、切換え手段１４は、モータ回転角推定手段１８で算出されるモータ回転角推定値θｅＡを選択し、これをモータ回転角度信号の代用信号として電流制御手段１５に供給する。電流制御手段１５は、このモータ回転角推定値θｅＡをモータ回転角度信号として代用し、上述したようなｄｑ制御などの方式で、電圧指令を算出する。
【００３７】
以上のような構成により、モータ回転角センサ３１に異常が発生した場合の時間応答波形を図６に示す。また、図５には、モータ回転角推定手段１８において、トーションバー捩れ角を補正しない構成の場合、すなわち、モータ回転角推定値として、操舵角信号θｈをギヤ比Ｇｇで除算した値を用いた場合の波形を示す。
【００３８】
このときの関係式は、θｅＡ＝θｈ／Ｇｇである。
【００３９】
図５は、従来の電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの異常状態の時間応答波形を示す図である。また、図６は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの異常状態の時間応答波形を示す図である。図５及び図６において、（ａ）は全体波形を示し、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は操舵角（ｄｅｇ）、操舵トルク（Ｎｍ）、アシストトルク（Ｎｍ）をそれぞれ示す。また、（ｂ）は拡大波形を示し、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は操舵トルク（Ｎｍ）、アシストトルク（Ｎｍ）、モータ電流（Ａ）、モータ回転角度（ｄｅｇ）、モータ回転角度（３６０ｄｅｇ表示）をそれぞれ示す。
【００４０】
図６では、アシストトルクすなわちモータトルクは、振動的になるものの、平均的には操舵トルクと同じ方向に発生しハンドル操作を補助するようなトルクとして働いており、操舵トルクの大きさは図４に示す正常時と同等にできている。
【００４１】
図５では、約１．９秒以前の領域では、比較的良好なアシストを得られているが、約１．９秒以降においてモータトルクが大きく乱れている。この方法では、違和感が小さくできる操舵状態もあるが、違和感を増大させてしまう操舵状態もあるということである。これは、図５のモータ回転角推定方式では、トーションバーの捩れを考慮していないため、図５（ｂ）の拡大波形に示すように、実際のモータ回転角度すなわち真値と推定値の差が大きくなることがあり、モータ電流の制御時に誤った方向に電流を流してしまうからである。その結果、図５は、モータトルクが大きく乱れ、操舵トルクが大きな値になっており運転者の感じる違和感が大きい。
【００４２】
図６は、操舵トルクが小さく、また、操舵トルクの振動振幅も小さいため、運転者の感じる違和感が小さい。なお、アシストトルクとは、モータトルクにギヤ比Ｇｇを乗じた値であり、モータトルクと基本的に等価である。
【００４３】
このように、本実施の形態１に示した構成であれば、モータ回転角センサ３１を２重に備えるなどして、コストを増加することもなく、モータ回転角センサ３１に異常が生じた場合でも、モータ回転角度を精度良く推定することができるため、モータ制御が安定し、運転者の感じる違和感を小さくすることができる。
【００４４】
なお、［発明が解決しようとする課題］の段落で既に簡単に触れたが、各センサの検出信号のサンプリング周期が異なることに起因して生じる問題を説明しておく。
【００４５】
各センサで検出される信号は、その用途に応じて、信号ごとにサンプリング周期が異なる。電流やモータ回転角度などは、速い応答が必要なモータ制御に用いるため、サンプリング周期は最も短く、高速のサンプリングを実施している。一方、横滑り防止装置など応答の遅い車両運動の制御に用いる操舵角などの信号は、サンプリング周期が長い場合も多く、電流やモータ回転角度に比べて１００倍ほどの長さとなっていることがある。サンプリング周期が長いということは、信号として遅れが生じる。
【００４６】
また、遅い応答だけしか必要ないので、操舵角センサそのものも高周波応答を低下させた応答の遅い安価なもので構成されていることがある。モータの電流を制御する際に、このような性質の操舵角信号を用いると、モータの回転速度が速い場合、すなわち、モータ回転角度の単位時間当たりの変化率が大きい場合には、遅れの大きな操舵角信号に基づく推定値と、実際のモータ回転角度の誤差が大きくなる。推定誤差が大きくなると、モータ電流の制御時に誤った方向に電流を流してしまう場合があり、モータトルクが乱れて、運転者の感じる違和感が大きくなることがある。
【００４７】
この後の実施の形態２では、操舵角度信号のサンプリング周期がモータ回転角度信号のそれに比べて長い場合など、操舵角信号に遅れがある場合に生じる問題にも対応する実施の形態について説明している。
【００４８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置のコントローラユニットの構成を示すブロック図である。なお、電動パワーステアリング装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【００４９】
図７において、コントローラユニット１０Ａは、アシスト指令演算手段１１と、電流検出回路１２と、異常検出手段１３と、切換え手段１４と、電流制御手段１５と、スイッチング素子駆動回路１６と、インバータ１７と、モータ回転角推定手段（第１のモータ回転角推定手段）１８と、モータ回転角推定手段（第２のモータ回転角推定手段）２１と、推定切換え手段２２と、モータ回転速度算出手段２３とが設けられている。
【００５０】
図２の実施の形態１との相違点は、モータ回転角推定手段２１と、推定切換え手段２２と、モータ回転速度算出手段２３とをさらに設け、これらによる処理を追加したことである。
【００５１】
つぎに、この実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の推定切換え手段の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
モータ回転角推定手段２１は、電流制御手段１５により算出された電圧指令と、電流検出回路１２により検出されたモータ５の各相に流れる電流値からモータ回転角度を推定する方式であり、公知の手法でよい（例えば、特許文献３参照）。このような方法により、モータ回転角推定値θｅＢを算出する。
【００５３】
モータ回転速度算出手段２３は、推定切換え手段２２が出力するモータ回転角推定値を微分することで、モータ回転速度信号ωｅを算出する。
【００５４】
まず、ステップ２２１において、推定切換え手段２２は、モータ回転速度信号ωｅの絶対値をあらかじめ定めた閾値αと比較し、小さいかどうかを判別する。モータ回転速度信号ωｅの絶対値が閾値αよりも小さい場合（ＹＥＳ）は、ステップ２２２へ進み、モータ回転速度信号ωｅの絶対値が閾値αよりも等しいか大きい場合（ＮＯ）には、ステップ２２３へ進む。
【００５５】
次に、ステップ２２２において、推定切換え手段２２は、モータ回転角推定手段１８が出力するモータ回転角推定値θｅＡをモータ回転角推定値として算出する。
【００５６】
一方、ステップ２２３において、推定切換え手段２２は、モータ回転角推定手段２１が出力するモータ回転角推定値θｅＢをモータ回転角推定値θｅとして算出する。
【００５７】
なお、推定切換え手段２２で用いるモータ回転速度信号ωｅは、代数ループを回避するためには、１サンプル遅れのものを用いる。
【００５８】
異常検出手段１３で異常が検出されていないときには、切換え手段１４は、モータ回転角センサ３１で検出されたモータ回転角度信号を選択し、電流制御手段１５に供給する。一方、異常検出手段１３で異常が検出されると、切換え手段１４は、推定切換え手段２２が出力するモータ回転角推定値θｅを選択し、これをモータ回転角度信号の代用信号として電流制御手段１５に供給する。
【００５９】
電流制御手段１５は、このモータ回転角推定値をモータ回転角度信号として代用し、上述したようなｄｑ制御などの方式で、電圧指令を算出する。
【００６０】
このようにして、モータの回転速度が遅い場合は、回転速度が遅いときに精度の良い操舵角度信号を用いたモータ回転角推定手段１８を用い、モータの回転速度が速い場合は、回転速度が速いときに精度の良いモータ回転角推定手段２１を用いることで、あらゆるときに精度良くモータ回転角度を推定することが可能となる。
【００６１】
このように、この実施の形態２で示すような構成であれば、操舵角信号のサンプリング周期がモータ回転角度信号に比べて１００倍ほどの長さとなっているような場合や、操舵角センサ３２の応答が遅い安価なものの場合であっても、サンプリング周期を短くしたり、操舵角センサ３２の応答を速くしたり、モータ回転角センサ３１を２重に備えるなど、ハードウェアの追加や変更をしてコストを増加することもなく、モータ回転角センサ３１に異常が生じたときにも、モータ回転角度を精度良く推定することができるため、モータ制御が安定し、運転者の感じる違和感を小さくすることができる。
【００６２】
なお、上記の実施の形態１で説明した、トーションバー捩れ角を補正しない構成の場合、すなわち、モータ回転角推定手段１８が操舵角信号θｈをギヤ比Ｇｇで除算した値を、モータ回転角推定値として算出する場合にも、この実施の形態２を適用することができる。操舵角信号のサンプリングが遅いときなど遅れがあるときでも、ハードウェアを追加変更してコストを増加することもなく、モータ回転角センサ３１の異常時に、高速回転時でもモータ回転角度を精度良く推定することができるため、モータ制御が安定し、運転者の感じる違和感を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のコントローラユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角推定手段の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの正常状態の時間応答波形を示す図である。
【図５】従来の電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの異常状態の時間応答波形を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のモータ回転角センサの異常状態の時間応答波形を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置のコントローラユニットの構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の推定切換え手段の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１  ステアリングホイール、２  ステアリングシャフト、３  ラック・ピニオンギヤ、４ａ、４ｂ  車輪、５  モータ、６  モータ減速ギヤ、７  電源、１０  コントローラユニット、１０Ａ  コントローラユニット、１１  アシスト指令演算手段、１２  電流検出回路、１３  異常検出手段、１４  切換え手段、１５  電流制御手段、１６  スイッチング素子駆動回路、１７  インバータ、１８  モータ回転角推定手段、２１  モータ回転角推定手段、２２  推定切換え手段、２３  モータ回転速度算出手段、３１  モータ回転角センサ、３２  操舵角センサ、３３  トルクセンサ、３３ａ  トーションバー、３３ｂ  捩れ角検出手段、３４  車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010070037.tif 000009
【図８】
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