(57)【要約】【課題】回転角センサを用いない新たな制御方式でモータを制御することができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】仮想回転座標系であるγδ座標系のγ軸電流Ｉγでモータが駆動される。γδ座標系は、制御上の回転角である制御角θCに従う座標系である。制御角θCとロータ角θMとの差は負荷角θLである。この負荷角θLに応じたアシストトルクＴAが発生する。一方、検出操舵トルクＴがフィードバックされ、指示操舵トルクＴ*に操舵トルクＴを近づけるように、加算角αが生成される。この加算角αが制御角θCの前回値θC(n-1)に加算されることにより、制御角θCの今回値θC(n)が求められる。初期値設定部２７は、複数の参照制御角を設定するとともに、各参照制御角に対応する検出操舵トルクＴを取得する。これに基づいて、制御角演算部２６に適切な初期値を設定する。【選択図】図１
2010098809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、このロータに対向するステータとを備えたモータを制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の軸電流値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、
所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、
前記制御角の初期値を設定するための初期値設定手段とを含む、モータ制御装置。
【請求項２】
前記モータによって駆動される駆動対象に働くトルクを検出するトルク検出手段をさらに含み、
前記初期値設定手段は、複数の制御角において前記トルク検出手段によって検出される検出トルクの値に基づいて前記初期値を設定するものである、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータによって駆動される駆動対象に作用させるべきトルクの指示値である指示トルクを設定する指示トルク設定手段と、
前記駆動対象に働くトルクを検出するトルク検出手段とをさらに含み、
前記初期値設定手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示トルク、および前記トルク検出手段によって検出される検出トルクに基づいて、前記初期値を設定するものである、請求項１記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置に関する。ブラシレスモータは、たとえば、車両用操舵装置の駆動源として使用可能である。車両用操舵装置の一例は、電動パワーステアリング装置である。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータを駆動制御するためのモータ制御装置は、一般に、ロータの回転角を検出するための回転角センサの出力に応じてモータ電流の供給を制御するように構成されている。回転角センサとしては、一般的には、ロータ回転角（電気角）に対応した正弦波信号および余弦波信号を出力するレゾルバが用いられる。しかし、レゾルバは、高価であり、配線数が多く、また、設置スペースも大きい。そのため、ブラシレスモータを備えた装置のコスト削減および小型化が阻害されるという課題がある。
【０００３】
そこで、回転角センサを用いることなくブラシレスモータを駆動するセンサレス駆動方式が提案されている。センサレス駆動方式は、ロータの回転に伴う誘起電圧を推定することによって、磁極の位相（ロータの電気角）を推定する方式である。ロータ停止時および極低速回転時には、誘起電圧を推定できないので、別の方式で磁極の位相が推定される。具体的には、ステータに対してセンシング信号を注入し、このセンシング信号に対するモータの応答が検出される。このモータ応答に基づいて、ロータ回転位置が推定される。
【特許文献１】特開2007-267549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のセンサレス駆動方式は、誘起電圧やセンシング信号を用いてロータの回転位置を推定し、その推定によって得られた回転位置に基づいてモータを制御するものである。しかし、この駆動方式は、いずれの用途にも適しているわけではなく、たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられるブラシレスモータの制御に適用するための手法は未だ確立されていない。そのため、別の方式によるセンサレス制御の実現が望まれている。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、回転角センサを用いない新たな制御方式でモータを制御することができるモータ制御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】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ロータ（５０）と、このロータに対向するステータ（５５）とを備えたモータ（３）を制御するためのモータ制御装置であって、制御上の回転角である制御角（θC）に従う回転座標系の軸電流値（Ｉγ*）で前記モータを駆動する電流駆動手段（３１〜３６）と、所定の演算周期毎に、制御角の前回値に加算角（α）を加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段（２６）と、前記制御角の初期値を設定するための初期設定手段（２７，２８，２９）とを含む、モータ制御装置である。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。以下、この項において同じ。
【０００７】
この構成によれば、制御角に従う回転座標系（γδ座標系。以下「仮想回転座標系」といい、この仮想回転座標系の座標軸を「仮想軸」という。）の軸電流値（以下「仮想軸電流値」という。）によってモータが駆動される一方で、制御角は、演算周期毎に加算角を加算することによって更新される。これにより、制御角を更新しながら、すなわち、仮想回転座標系の座標軸（仮想軸）を更新しながら、仮想軸電流値でモータを駆動することによって、必要なトルクを発生させることができる。こうして、回転角センサを用いることなく、モータから適切なトルクを発生させることができる。前記加算角は、たとえば、モータが発生すべきトルクまたは前記仮想軸電流値に対する前記モータの応答に対応する値とされる。
【０００８】
さらに、この発明では、制御角の初期値を設定する初期値設定手段が設けられているので、制御角に対して適切な初期値を与えることができる。これにより、制御開始から制御角が適値に収束するまでの時間を短縮できるから、モータの発生トルクを速やかに適切な値へと導くことができる。
前記初期値設定手段は、制御角の初期値そのものを設定するものであってもよいが、制御角に対する加算角の加算方向（すなわち、加算角の符号）を初期設定する加算方向決定手段（２８）を含むものであってもよく、また、制御角に対して初期補正を行う初期補正手段（２９）を含むものであってもよい。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記モータによって駆動される駆動対象（２）に働くトルクを検出するトルク検出手段（１）をさらに含み、前記初期値設定手段は、複数の制御角において前記トルク検出手段によって検出される検出トルクの値に基づいて前記初期値を設定するものである、請求項１記載のモータ制御装置である。
この構成によれば、駆動対象に働くトルクが、複数の制御角に対して検出され、その検出結果に基づいて制御角の初期値が設定される。
【００１０】
たとえば、複数の制御角（参照制御角）を設定したときのトルク検出結果に基づき、制御角の変化に対してトルクの変化が正の相関を有する角度域に制御角の初期値を設定することができる。これにより、速やかに制御角を適値に導くことができる。
より具体的には、制御角の変化に対して検出トルクが正の相関を示す場合には、前記参照制御角の代表値（中央値、平均値など）を初期値として用いることが適切である。また、制御角の変化に対して検出トルクが負の相関を示す場合には、前記参照制御角の代表値の位相を反転した値（１８０度を加算または減算した値）を初期値とすることが適切である。さらに、制御角の変化に対して、検出トルクが増加傾向から減少傾向へと変化するときには、参照制御角を含む角度域内に検出トルクが極大点を持つことになる。そこで、検出トルクが増加傾向から減少傾向へと反転する極大点付近の参照制御角を用いて代表値を定め、この代表値に対して９０度減算した値を初期値とすればよい。また、制御角の変化に対して、検出トルクが減少傾向から増加傾向へと変化するときには、参照制御角を含む角度域内に検出トルクが極小点を持つことになる。そこで、検出トルクが減少傾向から増加傾向へと反転する極小点付近の参照制御角を用いて代表値を定め、この代表値に対して９０度加算した値を初期値とすればよい。これにより、制御角の変化と検出トルクとの相関が正となる角度域に制御角の初期値を設定することができる。したがって、適切な制御角へと速やかに収束させることができる。
【００１１】
また、所定の基準初期制御角を含む複数の制御角（判定制御角）に対してトルクを検出し、基準初期制御角が負荷角（ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量）とトルクとの間に正の相関がある領域にあるのか、負の相関がある領域にあるのかを判定してもよい。そして、前記基準初期制御角を制御角の初期値として用いる一方で、前記判定の結果に応じて、加算角の加算方向を設定するようにしてもよい。これにより、基準初期制御角における負荷角とトルクとの間の相関が正の相関か負の相関かに応じて加算角の加算方向を適切に設定できるので、制御角を速やかに適値に導くことができる。
【００１２】
たとえば、モータの駆動力を舵取り機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置では、路面反力に対してモータトルク（操舵補助力）と操舵トルクとの和が均衡する。この場合、前記「駆動対象に働くトルク」とは、ステアリングシャフトに加わるトルク、すなわち、操舵トルクであってもよい。操舵トルクは、モータトルクに応じて変化するので、操舵トルクはモータトルクを反映した値となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記モータによって駆動される駆動対象に作用させるべきトルクの指示値である指示トルクを設定する指示トルク設定手段（２１）と、前記駆動対象に働くトルクを検出するトルク検出手段（１）とをさらに含み、前記初期値設定手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示トルク、および前記トルク検出手段によって検出される検出トルクに基づいて、前記初期値を設定するものである、請求項１記載のモータ制御装置である。
【００１４】
この構成によれば、駆動対象に作用させるべきトルクの指示値（目標値）である指示トルクが設定される。したがって、駆動対象に実際に働くトルクの検出値（検出トルク）が指示トルクに一致するように制御角が定められれば、目的とするモータ制御を達成できる。そこで、指示トルクおよび検出トルクに基づいて制御角の初期値が設定される。これにより、制御開始後には、検出トルクが指示トルクに一致するような制御角に速やかに収束するので、モータから速やかに適切なトルクを発生させることができる。
【００１５】
より具体的には、前記初期値設定手段は、所定の初期値を制御角として設定してモータの制御を開始させる一方で、検出トルクを取得し、指示トルクから検出トルクを引いた方向（符号）と、検出トルクの変化量の方向（符号）との一致／不一致に基づいて、制御角を初期補正するものであってもよい。たとえば、指示トルクから検出トルクを引いた値（トルク偏差）の符号と、検出トルクの変化量の符号とが一致していれば、制御角の変化とトルク偏差との間に正の相関がある。この場合には、前記所定の初期値をそのまま用いればよい。これに対して、トルク偏差の符号と検出トルク変化量の符号とが不一致であれば、制御角の変化とトルク偏差との間に負の相関がある。したがって、前記所定の初期値をそのまま用いていては、指示トルクに対応した制御角に収束するまでに長い時間を必要とする。そこで、制御角に対して位相を反転（１８０度を加算または減算した値）する初期補正を施すことが適切である。これにより、制御角の変化とトルク偏差との相関が正となる角度域に制御角の初期値を設定することができる。したがって、適切な制御角へと速やかに収束させることができるから、検出トルクを指示トルクへと速やかに導くことができる。
【００１６】
前記モータ制御装置は、前記加算角を制限するための制限手段（２４）をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、加算角に適切な制限を加えることによって、実際のロータの回転に比して過大な加算角が制御角に加算されることを抑制できる。より具体的には、ロータの回転速度範囲に対して妥当な範囲内で加算角が設定されるように制限を加えることによって、より適切にモータを制御することができる。
【００１７】
前記制限手段は、たとえば、加算角の絶対値を次式の制限値以下に制限するものであってもよい。ただし、次式における「最大ロータ角速度」とは、電気角でのロータ角速度の最大値である。
制限値＝最大ロータ角速度×演算周期
たとえば、モータの回転を所定の減速比の減速機構を介して車両用操舵装置の操舵軸に伝達している場合には、最大ロータ角速度は、最大操舵角速度（操舵軸の最大回転角速度）×減速比×極対数で与えられる。「極対数」とは、ロータが有する磁極対（Ｎ極とＳ極との対）の数である。
【００１８】
前記モータは、車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与するものであってもよい。この場合に、前記モータ制御装置が、前記車両の操向のために操作される操作部材（１０）に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出手段（１）と、指示操舵トルクを設定する指示操舵トルク設定手段（２１）とをさらに含み、前記加算角演算手段が、前記指示操舵トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて前記加算角を演算するもの（２２，２３）であることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、指示操舵トルクが設定され、この指示操舵トルクと操舵トルク（検出値）との偏差に応じて前記加算角が演算される。これにより、操舵トルクが当該指示操舵トルクとなるように加算角が定められ、それに応じた制御角が定められることになる。したがって、指示操舵トルクを適切に定めておくことによって、モータから適切な駆動力を発生させて、これを舵取り機構に付与することができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量（負荷角）が指示操舵トルクに応じた値に導かれる。その結果、適切なトルクがモータから発生され、運転者の操舵意図に応じた駆動力を舵取り機構に付与できる。
【００２０】
操作部材と舵取り機構とが機械的に結合された車両用操舵装置（たとえば、電動パワーステアリング装置）では、仮想軸電流値に対するモータの応答（モータが発生するトルク）は、検出操舵トルクの変化となって現れる。したがって、このような車両用操舵装置においては、検出操舵トルクに応じて加算角を演算することは、仮想軸電流値に対するモータの応答に応じて加算角を演算することになると言うこともできる。
【００２１】
前記モータ制御装置は、前記操作部材の操舵角を検出する操舵角検出手段（４）をさらに含み、前記指示操舵トルク設定手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角に応じて指示操舵トルクを設定するものであることが好ましい。この構成によれば、操作部材の操舵角に応じて指示操舵トルクが設定されるので、操舵角に応じた適切なトルクをモータから発生させることができ、運転者が操作部材に加える操舵トルクを操舵角に応じた値へと導くことができる。これにより、良好な操舵感を得ることができる。
【００２２】
前記指示操舵トルク設定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段（６）によって検出される当該車速に応じて指示操舵トルクを設定するものであってもよい。この構成によれば、車速に応じて指示操舵トルクが設定されるので、いわゆる車速感応制御を行うことができる。その結果、良好な操舵感を実現できる。たとえば、車速が大きいほど、すなわち、高速走行時ほど指示操舵トルクを小さく設定することより、すぐれた操舵感が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置の一例）の電気的構成を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール１０に加えられる操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１と、車両の舵取り機構２に減速機構７を介して操舵補助力を与えるモータ３（ブラシレスモータ）と、ステアリングホイール１０の回転角である操舵角を検出する舵角センサ４と、モータ３を駆動制御するモータ制御装置５と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ６とを備えている。
【００２４】
モータ制御装置５は、トルクセンサ１が検出する操舵トルク、舵角センサ４が検出する操舵角および車速センサ６が検出する車速に応じてモータ３を駆動することによって、操舵状況および車速に応じた適切な操舵補助を実現する。
モータ３は、この実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図２に図解的に示すように、界磁としてのロータ５０と、このロータ５０に対向するステータ５５に配置されたＵ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線５１，５２，５３とを備えている。モータ３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。
【００２５】
各相のステータ巻線５１，５２，５３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５０の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ５０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５０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５０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５０の回転角（ロータ角）θM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θMに従う実回転座標系である。このロータ角θM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。
【００２６】
一方、この実施形態では、制御上の回転角を表す制御角θCが導入される。制御角θCは、Ｕ軸に対する仮想的な回転角である。この制御角θCに対応する仮想的な軸をγ軸とし、このγ軸に対して９０°進んだ軸をδ軸として、仮想二相回転座標系（γδ座標系。仮想回転座標系）を定義する。制御角θCがロータ角θMに等しいとき、仮想回転座標系であるγδ座標系と実回転座標系であるｄｑ座標系とが一致する。すなわち、仮想軸としてのγ軸は実軸としてのｄ軸と一致し、仮想軸としてのδ軸は実軸としてのｑ軸と一致する。γδ座標系は、制御角θCに従う仮想回転座標系である。ＵＶＷ座標系とγδ座標系との座標変換は、制御角θCを用いて行うことができる。
【００２７】
制御角θCとロータ角θMとの差を負荷角θL（＝θC−θM）と定義する。
制御角θCに従ってγ軸電流Ｉγをモータ３に供給すると、このγ軸電流Ｉγのｑ軸成分（ｑ軸への正射影）がロータ５０のトルク発生に寄与するｑ軸電流Ｉqとなる。すなわち、γ軸電流Ｉγとｑ軸電流Ｉqとの間に、次式(1)の関係が成立する。
Ｉq＝Ｉγ・sinθL      …(1)
再び図１を参照する。モータ制御装置５は、マイクロコンピュータ１１と、このマイクロコンピュータ１１によって制御され、モータ３に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）１２と、モータ３の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部１３とを備えている。
【００２８】
電流検出部１３は、モータ３の各相のステータ巻線５１，５２，５３に流れる相電流ＩU，ＩV，ＩW（以下、総称するときには「三相検出電流ＩUVW」という。）を検出する。これらは、ＵＶＷ座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ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、指示操舵トルク設定部２１と、トルク偏差演算部２２と、ＰＩ（比例積分）制御部２３と、リミッタ２４と、制御角演算部２６と、初期値設定部２７と、指示電流値生成部３１と、電流偏差演算部３２と、ＰＩ制御部３３と、γδ／ＵＶＷ変換部３４と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部３５と、ＵＶＷ／γδ変換部３６とが含まれている。
【００２９】
指示操舵トルク設定部２１は、舵角センサ４によって検出される操舵角と、車速センサ６によって検出される車速とに基づいて、指示操舵トルクＴ*を設定する。たとえば、図４に示すように、たとえば、操舵角が正の値（右方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ*は正の値（右方向へのトルク）に設定され、操舵角が負の値（左方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ*は負の値（左方向へのトルク）に設定される。そして、操舵角の絶対値が大きくなるに従って、その絶対値が大きくなるように（図４の例では非線型に大きくなるように）指示操舵トルクＴ*が設定される。ただし、所定の上限値（正の値。たとえば、＋６Ｎｍ）および下限値（負の値。たとえば−６Ｎｍ）の範囲内で指示操舵トルクＴ*の設定が行われる。また、指示操舵トルクＴ*は、車速が大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。すなわち、車速感応制御が行われる。
【００３０】
トルク偏差演算部２２は、指示操舵トルク設定部２１によって設定される指示操舵トルクＴ*とトルクセンサ１によって検出される操舵トルクＴ（以下、区別するために「検出操舵トルクＴ」という。）との偏差（トルク偏差）ΔＴを求める。ＰＩ制御部２３は、このトルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行う。すなわち、トルク偏差演算部２２およびＰＩ制御部２３によって、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ*に導くためのトルクフィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部２３は、トルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行うことで、制御角θCに対する加算角αを演算する。
【００３１】
リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αに対して制限を加える制限手段である。より具体的には、リミッタ２４は、所定の上限値ＵＬ（正の値）と下限値ＬＬ（負の値）との間の値に加算角αを制限する。上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、最大操舵角速度に基づいて定められる。最大操舵角速度とは、ステアリングホイール１０の操舵角速度として想定され得る最大値であり、たとえば、８００deg/sec程度である。
【００３２】
最大操舵角速度のときのロータ５０の電気角の変化速度（電気角での角速度。最大ロータ角速度）は、次式(2)のとおり、最大操舵角速度と、減速機構７の減速比と、ロータ５０の極対数との積で与えられる。極対数とは、ロータ５０が有する磁極対（Ｎ極とＳ極との対）の個数である。
最大ロータ角速度＝最大操舵角速度×減速比×極対数    …(2)
制御角θCの演算間（演算周期）におけるロータ５０の電気角変化量の最大値（ロータ角変化量最大値）は、次式(3)のとおり、最大ロータ角速度に演算周期を乗じた値となる。
【００３３】
ロータ角変化量最大値＝最大ロータ角速度×演算周期
＝最大操舵角速度×減速比×極対数×演算周期    …(3)
このロータ角変化量最大値が一演算周期間で許容される制御角θCの最大変化量である。そこで、前記ロータ角変化量最大値をωmax（＞０）と表すと、加算角αの上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、それぞれ次式(4)(5)で表すことができる。
【００３４】
ＵＬ＝＋ωmax    …(4)
ＬＬ＝−ωmax    …(5)
リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αを上限値ＵＬと比較し、加算角αが上限値ＵＬを超えている場合には、上限値ＵＬを加算角αに代入する。したがって、制御角θCに対して上限値ＵＬ（＝＋ωmax）が加算されることになる。一方、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが下限値ＬＬ未満であれば、下限値ＬＬを加算角αに代入する。したがって、制御角θCに対して下限値ＬＬ（＝−ωmax）が加算されることになる。ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが下限値ＬＬ以上上限値ＵＬ以下であれば、その加算角αがそのまま制御角θCへの加算のために用いられる。
【００３５】
このようにして、加算角αを上限値ＵＬと下限値ＬＬとの間に制限することができるので、制御の安定化を図ることができる。より具体的には、電流不足時や制御開始時に制御不安定状態（アシスト力が不安定な状態）が発生しても、この状態から安定な制御状態へと速やかに遷移させることができる。これにより、操舵感を向上することができる。
この制限処理後の加算角αが、制御角演算部２６の加算器２６Ａにおいて、制御角θCの前回値θC(n-1)（ｎは今演算周期の番号）に加算される（Ｚ-1は信号の前回値を表す）。ただし、制御角θCの初期値は予め定められた値（たとえば零）である。
【００３６】
制御角演算部２６は、制御角θCの前回値θC(n-1)にリミッタ２４から与えられる加算角αを加算する加算器２６Ａを含む。すなわち、制御角演算部２６は、所定の演算周期毎に制御角θCを演算する。そして、前演算周期における制御角θCを前回値θC(n-1)とし、これを用いて今演算周期における制御角θCである今回値θC(n)を求める。
初期値設定部２７は、制御角θCの初期値を設定する。より具体的には、初期値設定部２７は、トルクセンサ１によって検出される検出操舵トルクＴに基づいて、制御角θCの初期値を設定する。制御角θCの初期値が妥当な値を持つことにより、制御角θCを速やかに適値に導くことができる。
【００３７】
指示電流値生成部３１は、制御上の回転角である前記制御角θCに対応する仮想回転座標系であるγδ座標系の座標軸（仮想軸）に流すべき電流値を指示電流値として生成するものである。具体的には、γ軸指示電流値Ｉγ*およびδ軸指示電流値Ｉδ*（以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉγδ*という。）を生成する。指示電流値生成部３１は、γ軸指示電流値Ｉγ*を有意値とする一方で、δ軸指示電流値Ｉδ*を零とする。より具体的には、指示電流値生成部３１は、トルクセンサ１によって検出される検出操舵トルクＴに基づいてγ軸指示電流値Ｉγ*を設定する。
【００３８】
検出操舵トルクＴに対するγ軸指示電流値Ｉγ*の設定例は、図５に示されている。検出操舵トルクＴが零付近の領域には不感帯ＮＲが設定されている。γ軸指示電流値Ｉγ*は、不感帯ＮＲの外側の領域で急峻に立ち上がり、所定のトルク以上でほぼ一定値となるように設定される。これにより、運転者がステアリングホイール１０を操作していないときには、モータ３への通電が停止され、不必要な電力消費が抑制される。
【００３９】
電流偏差演算部３２は、指示電流値生成部３１によって生成されるγ軸指示電流値Ｉγ*に対するγ軸検出電流Ｉγの偏差Ｉγ*−Ｉγと、δ軸指示電流値Ｉδ*（＝０）に対するδ軸検出電流Ｉδの偏差Ｉδ*−Ｉδとを演算する。γ軸検出電流Ｉγおよびδ軸検出電流Ｉδは、ＵＶＷ／γδ変換部３６から偏差演算部３２に与えられるようになっている。
【００４０】
ＵＶＷ／γδ変換部３６は、電流検出部１３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流ＩUVW（Ｕ相検出電流ＩU、Ｖ相検出電流ＩVおよびＷ相検出電流ＩW）をγδ座標系の二相検出電流ＩγおよびＩδ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉγδ」という。）に変換する。これらが電流偏差演算部３２に与えられるようになっている。ＵＶＷ／γδ変換部３６における座標変換には、制御角演算部２６で演算される制御角θCが用いられる。
【００４１】
ＰＩ制御部３３は、電流偏差演算部３２によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行うことにより、モータ３に印加すべき二相指示電圧Ｖγδ*（γ軸指示電圧Ｖγ*およびδ軸指示電圧Ｖδ*）を生成する。この二相指示電圧Ｖγδ*が、γδ／ＵＶＷ変換部３４に与えられる。
γδ／ＵＶＷ変換部３４は、二相指示電圧Ｖγδ*に対して座標変換演算を行うことによって、三相指示電圧ＶUVW*を生成する。三相指示電圧ＶUVW*は、Ｕ相指示電圧ＶU*、Ｖ相指示電圧ＶV*およびＷ相指示電圧ＶW*からなる。この三相指示電圧ＶUVW*は、ＰＷＭ制御部３５に与えられる。
【００４２】
ＰＷＭ制御部３５は、Ｕ相指示電圧ＶU*、Ｖ相指示電圧ＶV*およびＷ相指示電圧ＶW*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１２に供給する。
駆動回路１２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３５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、三相指示電圧ＶUVW*に相当する電圧がモータ３の各相のステータ巻線５１，５２，５３に印加されることになる。
【００４３】
電流偏差演算部３２およびＰＩ制御部３３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、モータ３に流れるモータ電流が、指示電流値生成部３１によって設定される二相指示電流値Ｉγδ*に近づくように制御される。
図３は、前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。ただし、説明を簡単にするために、リミッタ２４の機能は省略してある。
【００４４】
指示操舵トルクＴ*と検出操舵トルクＴとの偏差（トルク偏差）に対するＰＩ制御（ＫPは比例係数、ＫIは積分係数、１／ｓは積分演算子である。）によって、加算角αが生成される。この加算角αが制御角θCの前回値θC(n-1)に対して加算されることによって、制御角θCの今回値θC(n)＝θC(n-1)＋αが求められる。このとき、制御角θCとロータ５０の実際のロータ角θMとの偏差が負荷角θL＝θC−θMとなる。
【００４５】
したがって、制御角θCに従うγδ座標系（仮想回転座標系）のγ軸（仮想軸）にγ軸指示電流値Ｉγ*に従ってγ軸電流Ｉγが供給されると、ｑ軸電流Ｉq＝ＩγsinθLとなる。このｑ軸電流Ｉqがロータ５０の発生トルクに寄与する。すなわち、モータ３のトルク定数ＫTをｑ軸電流Ｉq（＝ＩγsinθL）に乗じた値が、アシストトルクＴA（＝ＫT・ＩγsinθL）として、減速機構７を介して、舵取り機構２に伝達される。このアシストトルクＴAを舵取り機構２からの負荷トルクＴLから減じた値が、運転者がステアリングホイール１０に与えるべき操舵トルクＴである。この操舵トルクＴがフィードバックされることによって、この操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ*に導くように系が動作する。つまり、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ*に一致させるべく、加算角αが求められ、それに応じて制御角θCが制御される。
【００４６】
このように制御上の仮想軸であるγ軸に電流を流す一方で、指示操舵トルクＴ*と検出操舵トルクＴとの偏差ΔＴに応じて求められる加算角αで制御角θCを更新していくことにより、負荷角θLが変化し、この負荷角θLに応じたトルクがモータ３から発生するようになっている。これにより、操舵角および車速に基づいて設定される指示操舵トルクＴ*に応じたトルクをモータ３から発生させることができるので、操舵角および車速に対応した適切な操舵補助力を舵取り機構２に与えることができる。すなわち、操舵角の絶対値が大きいほど操舵トルクが大きく、かつ、車速が大きいほど操舵トルクが小さくなるように、操舵補助制御が実行される。
【００４７】
このようにして、回転角センサを用いることなくモータ３を適切に制御して、適切な操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング装置を実現できる。これにより、構成を簡単にすることができ、コストの削減を図ることができる。
図６は、初期値設定部２７の働きを説明するための図である。初期値設定部２７は、制御開始直後に、制御角θCの初期値（初期制御角）を設定するための処理を実行する。この処理は、制御角θCを変化させながら検出操舵トルクＴをサンプリングし、その結果に応じて、初期値を決定する処理である。
【００４８】
たとえば、図６(a)に示すように、制御角θCを異なる３つの参照制御角θ1，θ2，θ3に設定したときにトルクセンサ１によって検出操舵トルクＴ（＝Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3）をサンプリングしたとする。このときに、制御角θCの変化に対して検出操舵トルクＴが単調に増加していれば（すなわち、Ｔ1＜Ｔ2＜Ｔ3）、制御角θCを変化させた区間内において、制御角θCと検出操舵トルクＴとの間に正の相関があることになる。したがって、当該区間内に制御角θCの初期値を定めればよい。たとえば、当該区間の中点（たとえば、参照制御角θ2）を制御角θCの初期値とすればよい。
【００４９】
一方、図６(b)に示すように、制御角θCの変化に対して検出操舵トルクＴが単調に減少していれば（すなわち、Ｔ1＞Ｔ2＞Ｔ3）、制御角θCを変化させた区間内において、制御角θCと検出操舵トルクＴとの間に負の相関があることになる。そこで、当該区間から１８０度位相をずらして制御角θCの初期値を定めればよい。たとえば、当該区間の中点（たとえば、参照制御角θ2）に対して１８０度を加算または減算した値を制御角θCの初期値とする。これにより、制御角θCと検出操舵トルクＴとの間に正の相関がある区間内に制御角θCの初期値を設定することができる。
【００５０】
図６(c)は、制御角θCを変化させた区間内において、検出操舵トルクＴが極大値を有する場合（すなわち、Ｔ2＞Ｔ1，Ｔ3）を示す。すなわち、制御角θCを増加させたときに、検出操舵トルクＴが増加していき、その後、減少に転じる変化を示す場合である。このときには、当該区間とは９０度位相を遅らせて制御角θCの初期値を定めればよい。たとえば、当該区間の中点（たとえば、参照制御角θ2）に対して９０度を減算した値を制御角θCの初期値とする。これにより、制御角θCと検出操舵トルクＴとの間に正の相関がある区間内に制御角θCの初期値を設定することができる。
【００５１】
図６(d)は、制御角θCを変化させた区間内において、検出操舵トルクＴが極小値を有する場合（すなわち、Ｔ2＜Ｔ1，Ｔ3）である。すなわち、制御角θCを増加させたときに、検出操舵トルクＴが減少していき、その後、増加に転じる変化を示す場合である。このときには、当該区間よりも９０度位相を進めて制御角θCの初期値を定めればよい。たとえば、当該区間の中点（たとえば、参照制御角θ2）に対して９０度位相を進めて制御角θCの初期値を定めればよい。これにより、制御角θCと検出操舵トルクＴの間に正の相関がある区間内に制御角θCの初期値を設定することができる。
【００５２】
図７は、初期値設定部２７による処理をまとめたフローチャートである。初期値設定部２７は、制御角θCを順に参照制御角θ1，θ2，θ3，……，θmに設定する（ステップＳ１）。ただし、θ1＜θ2＜θ3＜……＜θmであり、ｍは３以上の整数である。さらに、初期値設定部２７は、各制御角θCが設定されたときの検出操舵トルクＴ1，Ｔ2，Ｔ3，……，Ｔmをサンプリングする（ステップＳ２）。次に、初期値設定部２７は、参照制御角θ1，θ2，θ3，……，θmと検出操舵トルクＴ1，Ｔ2，Ｔ3，……，Ｔmとの組み合わせ（θi，Ｔi（ただし、ｉは整数で、１≦ｉ≦ｍである。）を参照制御角の小さい方から昇順に並び替える（ステップＳ３）。これにより、参照制御角と検出操舵トルクＴとの組み合わせは、（θ1，Ｔ1），（θ2，Ｔ2），（θ3，Ｔ3），……，（θm，Ｔm）のように並ぶことになる。
【００５３】
次に、初期値設定部２７は、２≦ｋ≦ｍを満たす全ての整数ｋについて、検出操舵トルクの差分Ｔk−Ｔk-1＞０が成立するかどうかを調べる（ステップＳ４）。これが成立するなら（ステップＳ４：ＹＥＳ）、初期値設定部２７は、θ1とθmとの間の代表値θR（θ1，θ2，θ3，……，θmの中央値、平均値その他の代表値）を制御角θCの初期値として設定する（ステップＳ５）。ステップＳ４の条件が成立するのは、図６(a)の状況である。
【００５４】
また、初期値設定部２７は、前記全ての整数ｋについて、検出操舵トルクの差分Ｔk−Ｔk-1＜０が成立するかどうかを調べる（ステップＳ６）。これが成立するなら（ステップＳ６：ＹＥＳ）、初期値設定部２７は、θ1とθmとの間の代表値θRに１８０度程度の所定値を加えた（または減じた）値を制御角θCの初期値として設定する（ステップＳ７）。ステップＳ６の条件が成立するのは、図６(b)の状況である。
【００５５】
さらに、初期値設定部２７は、整数ｋを増加させていく過程で、検出操舵トルクの差分Ｔk−Ｔk-1の値が正から負に変化するかどうかを調べる（ステップＳ８）。これに該当する場合には、差分Ｔk−Ｔk-1の値が負に変化する直前のθkおよびθk-1のうち大きい方を参照制御角θPmaxとして、または差分Ｔk−Ｔk-1の値が負に変化したときのθkおよびθk-1のうち小さい方を参照制御角θNminとして、それから９０度程度の所定値を減じた値を制御角θCの初期値として設定する（ステップＳ９）。ステップＳ８の条件に該当するのは、図６(c)の状況である。
【００５６】
また、初期値設定部２７は、整数ｋを増加させていく過程で、検出操舵トルクの差分Ｔk−Ｔk-1の値が負から正に変化するかどうかを調べる（ステップＳ１０）。これに該当する場合には、差分Ｔk−Ｔk-1の値が正に変化する直前のθkおよびθk-1のうち大きい方を参照制御角θNmaxとして、または差分Ｔk−Ｔk-1の値が正に変化したときのθkおよびθk-1のうち小さい方を参照制御角θPminとして、それに９０度程度の所定値を加算した値を制御角θCの初期値として設定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０の条件に該当するのは、図６(d)の状況である。
【００５７】
たとえば、θ1＝−４５度、θ2＝０度、θ3＝＋４５度として、３つの参照制御角θ1，θ2，θ3に対して検出操舵トルクＴ1，Ｔ2，Ｔ3を取得し、参照制御角と検出操舵トルクの組（−４５度，２Ｎｍ），（０度，３Ｎｍ），（＋４５度，１．２Ｎｍ）が得られたとする。この場合は、図６(c)の状況となるので、差分Ｔk−Ｔk-1が正である場合の最も大きな制御角θ2＝０度から９０度を減算して、−９０度を制御角θCの初期値として設定することになる。
【００５８】
このように、この実施形態では、モータ３の制御を開始するのに際して、複数の参照制御角が試験的に設定され、各参照制御角に対する検出操舵トルクＴが取得される。そして、制御角θCの増加に対する検出操舵トルクＴの変動傾向に応じて、制御角θCの初期値が設定される。より具体的には、制御角θCの初期値は、制御角θCと検出操舵トルクＴとの間に正の相関のある領域（負荷角θLが−９０度〜＋９０度となる角度域）に設定される。これにより、加算角αを制御角θCの前回値に加算していく動作を繰り返すことによって、検出操舵トルクＴを速やかに指示操舵トルクＴ*へと収束させることができる。すなわち、指示操舵トルクＴ*が達成される制御角θCへと速やかに収束することになる。その結果、モータ３から適切なトルクを速やかに発生させることができ、適切な操舵補助を行うことができる。
【００５９】
図８は、この発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。この図８において、前述の図１に示された各部の対応部分には同一参照符号を付して示す。
この実施形態では、初期値設定部２７は備えられておらず、加減係数乗算部２５と、加算方向決定部２８とが備えられている。
【００６０】
加減係数乗算部２５は、加算角αに対して加算係数「＋１」または減算係数「−１」を乗じる。この加算係数または減算係数が乗じられた加算角αが、制御角演算部２６の加算器２６Ａにおいて、制御角θCの前回値θC(n-1)（ｎは今演算周期の番号）に加算される。つまり、加算角αに加算係数「＋１」が乗じられたときには、制御角θCの今回値θC(n)＝θC(n-1)＋αとなる。これに対して、加算角αに減算係数「−１」が乗じられたときには、制御角θCの今回値θC(n)＝θC(n-1)−αとなる。ただし、制御角θCの初期値は予め定められた基準初期制御角θ0とされる。
【００６１】
加算方向決定部２８は、加減係数乗算部２５において加算角αに乗じるべき係数を、加算係数「＋１」または減算係数「-１」のいずれとすべきかを決定する。より具体的には、加算方向決定部２８は、モータ３の制御を行うのに際して、複数の判定制御角を順に制御角θCとして設定する。さらに、加算方向決定部２８は、各判定制御角を設定したときにトルクセンサ１によって検出される検出操舵トルクＴを取得し、その結果に基づいて、加算角αに加算係数「＋１」を乗じるべきか、減算係数「−１」を乗じるべきかを決定する。
【００６２】
図９は、加算方向決定部２８による具体的な処理例を説明するためのフローチャートである。加算方向決定部２８は、たとえば、基準初期制御角θ0を一つの判定制御角とし、この基準初期制御角θ0よりも所定値だけ大きな角度を別の判定制御角θ+とし、基準初期制御角θ0よりも所定値だけ小さな角度をさらに別の判定制御角θ-とする。すなわち、加算方向決定部２８は、これらの判定制御角θ-，θ0，θ+を制御角θCとして制御角演算部２６に順に設定する（ステップＳ１１）。そして、加算方向決定部２８は、これらの判定制御角θ-，θ0，θ+に対応する検出操舵トルクτ-，τ0，τ+を取得する（ステップＳ１２）。
【００６３】
次に、加算方向決定部２８は、検出操舵トルクτ-，τ0，τ+の大小関係を調べる。τ+＞τ0＞τ-であるとき（ステップＳ１３：ＹＥＳ）は、図１０(a)に示すように、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に正の相関がある区間に基準初期制御角θ0が存在する場合である。したがって、このときには、加算係数「＋１」が加減係数乗算部２５に設定される（ステップＳ１４）。また、τ+＜τ0＜τ-であるとき（ステップＳ１５：ＹＥＳ）は、図１０(b)に示すように、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に負の相関がある区間に基準初期制御角θ0が存在する場合である。そこで、このときには、減算係数「−１」が加減係数乗算部２５に設定される（ステップＳ１６）。
【００６４】
τ+＞τ0＞τ-およびτ+＜τ0＜τ-のいずれもが不成立の場合（ステップＳ１３：ＮＯ、ステップＳ１５：ＮＯ）は、たとえば、τ+とτ-との大小関係に基づいて、加算係数または減算係数を加減係数乗算部２５に設定する（ステップＳ１７）。具体的には、τ-＜τ+＜τ0の場合には、図１０(c)に示すように、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に正の相関がある区間にθ-，θ0が存在し、それらの間に負の相関がある区間にθ+が存在する。そこで、この場合には、加算係数「＋１」が加減係数乗算部２５に設定される。一方、τ0＞τ-＞τ+の場合には、図１０(d)に示すように、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に正の相関がある区間にθ-が存在し、それらの間に負の相関がある区間にθ0，θ+が存在する。そこで、この場合には、減算係数「−１」が加減係数乗算部２５に設定される。
【００６５】
ステップＳ１７での処理は、τ+とτ0との大小関係で加減係数を決定したり、τ-とτ0との大小関係に応じて加減係数を決定したりする処理としてもよい。すなわち、それらの大小関係に応じて、基準初期制御角θ0が、正の相関区間に存在するのか、負の相関区間に存在するのかを判断するようにしてもよい。
モータ３の制御は、制御角θCの初期値を基準初期制御角θ0に設定して開始される。このとき、基準初期制御角θ0が、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に正の相関のある範囲にあるときは、加算係数「＋１」が加減係数乗算部２５に設定される。また、基準初期制御角θ0が、負荷角θLと検出操舵トルクＴとの間に負の相関のある範囲にあるときには、減算係数「−１」が加減係数乗算部２５に設定される。その結果、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ*に速やかに近づける方向に制御角θCが変化していくことになる。これにより、制御角θCが速やかに適値へと収束し、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ*へと速やかに収束させることができる。
【００６６】
たとえば、基準初期制御角θ0＝１３５度で、制御角θCの収束値が７０度または１１０度である場合を想定する。この場合、制御角θCの変化方向（加算角αの符号）が正であると、仮想軸γは２９５度（＝（７０度＋３６０度）−１３５度）だけ回転しなければならない。これに対して、制御角θCの変化方向（加算角αの符号）が負であれば、仮想軸γは２５度（＝１３５度−１１０度）だけ回転すればよい。このような状況において、この実施形態では、加算角αに減算係数「−１」が乗じられる。これにより、制御角θCを速やかに適値に収束させることができる。
【００６７】
図１１は、加算方向決定部２８による他の処理例を説明するためのフローチャートである。この図１１において、前述の図９に示した各ステップと同様の処理が行われるステップには、同一参照符号を付して示す。この処理例では、τ+＞τ0＞τ-およびτ+＜τ0＜τ-のいずれもが不成立の場合（ステップＳ１３：ＮＯ、ステップＳ１５：ＮＯ）の処理が異なる。すなわち、基準初期制御角θ0を変更して（ステップＳ１９）、ステップＳ１１からの処理が繰り返される。これにより、負荷角θLと検出操舵トルクＴとが正の相関または負の相関を有する範囲で確実に基準初期制御角θ0が設定され、いずれの相関領域に基準初期制御角θ0が存在するかに応じて、加算係数「＋１」または減算係数「−１」のいずれかが加減係数乗算部２５に設定されることになる。
【００６８】
なお、この実施形態では、加算角αの符号を変更する構成としているが、ＰＩ制御部２３に入力されるトルク偏差ΔＴの符号を変更する構成とすることもできる。すなわち、負荷角θLと検出操舵トルクＴとが正の相関を持つ領域に基準初期制御角θ0があるときには、トルク偏差ΔＴに係数「＋１」を乗じ、それらが負の相関を持つ領域に基準初期制御角θ0があるときには、トルク偏差ΔＴに係数「−１」を乗じることとすればよい。これにより、実質的に、加算角αの加算方向を変化させることができる。
【００６９】
図１２は、この発明の第３の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。この図１２において、前述の図１に示された各部の対応部分には同一参照符号を付して示す。
この実施形態では、初期値設定部２７に代えて、制御角θCを補正するための制御角初期補正部２９が備えられている。制御角初期補正部２９は、モータ３の制御が開始された直後の期間において、制御角θCを補正する。より具体的には、制御角初期補正部２９は、指示操舵トルク設定部２１が設定する指示操舵トルクＴ*と、トルクセンサ１が検出する検出操舵トルクＴとに基づいて、必要に応じて、制御角θCの位相を１８０度ずらす（１８０度加算または１８０度減算する）初期補正を行う。
【００７０】
図１３は、制御角初期補正部２９の動作を説明するためのフローチャートである。所定の初期値を制御角θCに設定してモータ３の制御が開始されると、制御角初期補正部２９は、指示操舵トルクＴ*から検出操舵トルクＴを引いた方向（すなわちトルク偏差ΔＴ（＝Ｔ*−Ｔ）の符号）と、検出操舵トルクＴの変化量δＴの方向（すなわち、前制御周期からの検出操舵トルク変化量の符号）とが同じかどうかを判断する（ステップＳ２１）。これらが同じ方向であれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、図１４(a)に示すように、検出操舵トルクＴが指示操舵トルクＴ*へと向かって変化している状況である。そこで、この場合には、制御角θCを補正することなく、処理を終了する。
【００７１】
一方、トルク偏差ΔＴの方向と検出操舵トルク変化量δＴの方向とが異なるときには（ステップＳ２１：ＮＯ）、図１４(b)に示すように、検出操舵トルクＴが指示操舵トルクＴ*から離れる方向に変化している状況である。そこで、この場合には、制御角θCに対して１８０度の加算補正または１８０度の減算補正が行われる（ステップＳ２２）。これにより、制御角θCは、加算角αの加算によって、検出操舵トルクＴが指示操舵トルクＴ*へと接近する角度域の値に補正されることになる。
【００７２】
制御角θCに１８０度増減することは、制御角演算部２６の中のパラメータ（積分器の持っている数値）を書き換えるか、または、制御角演算部２６の中にオフセットを持たせ、その値を増減することによって行える。また、制御角θCを１８０度増減する代わりに、γ軸電流の符号を反転し、これにより、モータ３が発生するトルクの方向を反転してもよい。このようにしても、制御角θCを１８０度増減補正するのと同じ効果が得られる。
【００７３】
上記の動作は、指示操舵トルクＴ*の方向とアシストトルク（モータ３が舵取り機構２に与えるトルク）の方向とを一致させることを目的に制御角初期補正部２９を動作させるものである。しかし、大きな外力が加わった場合などには、指示操舵トルクＴ*の方向とアシストトルクの方向とが一致しない場合があり、制御角θCに１８０度の補正を行う動作が繰り返される可能性がある。これに対処するために、ある期間内には１度しか補正を許容しないこととしたり、補正後においてもトルク偏差ΔＴの方向と検出操舵トルク変化量δＴの方向とが不一致の場合には当該補正を取り消すこととしたりしてもよい。これにより、大きな外力が加わった場合の誤動作を抑制できる。
【００７４】
指示操舵トルクＴ*および検出操舵トルクＴの情報は、そのまま用いてもよいし、フィルタ処理を施した値を用いてもよい。
以上、この発明の３つ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。たとえば、前述の実施形態では、回転角センサを備えずに、専らセンサレス制御によってモータ３を駆動する構成について説明したが、レゾルバ等の回転角センサを備え、この回転角センサの故障時に前述のようなセンサレス制御を行う構成としてもよい。これにより、回転角センサの故障時にもモータ３の駆動を継続できるから、操舵補助を継続できる。
【００７５】
この場合、回転角センサを用いるときには、指示電流値生成部３１において、操舵トルクおよび車速に応じて、所定のアシスト特性に従ってδ軸指示電流値Ｉδ*を発生させるようにすればよい。
回転角センサの出力信号を用いる場合には、ロータ角θMが求まるので制御角θCを導入する必要がなく、制御角θCに従う仮想回転座標系を用いる必要がない。つまり、ｄ軸電流およびｑ軸電流を制御すればよい。しかし、γδ軸に従って電流制御を行うγδ電流制御部と、ｄｑ軸に従って電流制御を行うｄｑ電流制御部との両方を備えると、マイクロコンピュータ１１においてプログラムを記憶するためのメモリ（ＲＯＭ）の多くの領域を使用することになる。そこで、角度変数を共用化することによって、γδ電流制御部とｄｑ電流制御部との共通化を図ることが好ましい。具体的には、共通化した電流制御部の角度変数を、回転角センサが正常なときにはｄｑ座標用角度として用い、回転角センサの故障時にはγδ座標用角度として用いるように切り換えればよい。これにより、メモリの使用量を抑制できるから、それに応じてメモリ容量を削減でき、コストダウンを図ることができる。
【００７６】
さらに、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動ポンプ式油圧パワーステアリング装置のためのモータの制御や、パワーステアリング装置以外にも、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システム、可変ギヤレシオ（ＶＧＲ）ステアリングシステムその他の車両用操舵装置に備えられたブラシレスモータの制御のために用いることができる。むろん、車両用操舵装置に限らず、他の用途のモータの制御のためにも本発明のモータ制御装置を適用できる。
【００７７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図２】モータの構成を説明するための図解図である。
【図３】前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。
【図４】操舵角に対する指示操舵トルクの特性例を示す図である。
【図５】γ軸指示電流値の設定例を示す図である。
【図６】初期値設定部の働きを説明するための図である。
【図７】初期値設定部による処理をまとめたフローチャートである。
【図８】この発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】加算方向決定部による具体的な処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】加算方向決定部の働きを説明するための図である。
【図１１】加算方向決定部による他の処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１３】制御角初期補正部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】制御角初期補正部の働きを説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…トルクセンサ、３…モータ、４…舵角センサ、５…モータ制御装置、１１…マイクロコンピュータ、２６…制御角演算部、５０…ロータ、５１，５２，５２…ステータ巻線、５５…ステータ
【図１】
2010098809.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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