(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵輪の操作を、補助トルクを発生して補助する電動機と、
前記電動機の回転角を検出する回転角センサと、
該回転角センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記電動機の誘起電圧に基づいて前記電動機の回転角を推定する回転角推定手段と、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出されない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された前記操舵トルク及び前記回転角センサによって検出された前記回転角に基づいて前記電動機を駆動制御し、前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出された場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された前記操舵トルク及び前記回転角推定手段によって推定された前記回転角に基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、を備える電動パワーステアリング装置において、
前記電動機駆動制御手段は、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出されない場合には、前記操舵トルクに対して前記電動機を駆動しない不感帯を、第１の上限値及び第１の下限値を幅とする第１の不感帯として設定し、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出された場合には、前記不感帯を、第２の上限値及び第２の下限値を幅とする第２の不感帯として、上限値及び下限値とも前記第１の不感帯よりも拡大設定し、
前記回転角推定手段は、
前記検出された操舵トルクが前記拡大された前記第２の不感帯の前記第２の上限値又は前記第２の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による前記電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて前記回転角を推定し、
前記電動機駆動制御手段が、前記推定された回転角に基づいて前記電動機の駆動制御を開始し、
前記電動機駆動制御手段は、車速の増大に応じて、前記不感帯を、第３の不感帯として、上限値及び下限値とも前記第１の不感帯よりも拡大設定し、
前記第３の不感帯の拡大設定に係る限度幅は、前記第２の不感帯の幅に基づいて定められ、前記第３の不感帯の幅が前記第２の不感帯の幅を超える場合に、前記第３の不感帯の拡大設定が禁止され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】
前記電動機駆動制御手段は、
前記操舵トルクセンサにおいて前記第２の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、前記故障検出手段にて前記回転角センサの故障が検出された場合には、前記検出された操舵トルク及び前記推定された回転角に基づいて前記電動機の駆動制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記回転角推定手段は、
前記電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に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】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、電動機（モータ）の回転子（ロータ）の回転角を検出する回転角センサが故障したときに、その後にも電動機による補助トルクを適切に発生させることが可能な電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するものである。操舵トルクと車速によって定まるベース電流（アシストトルク）を、ステアリング系のイナーシャ（慣性）で補償したり、ダンピング補正したりし、この補償及び補正された電流を目標電流として電動機を制御する技術が開示されている（特許文献１，２参照）。
なお、特許文献２の慣性補償電流値決定手段には、操舵トルクセンサからの出力のみが入力されており車速信号が入力されていない。
【０００３】
また、特許文献３には、電動機（ブラシレスモータ）の回転子の回転角を検出する回転角センサが故障したときに、ブラシレスモータのコイルの誘起電圧に基づいて、回転子の回転角を推定し、電動パワーステアリングの制御を行う技術が開示されている。そして、特許文献３の技術においては、コイルの誘起電圧最大値が所定値未満のときは、操舵トルクセンサの検出した操舵方向を判定し、操舵方向に対応した回転方向に回転磁界が発生するように電動機を駆動制御する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献４には、ブラシレスモータの回転制御に回転角センサを用いないセンサレス制御の技術が開示され、特に、ブラシレス直流モータの停止状態から回転駆動させるための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５９８５５号公報（図２）
【特許文献２】特開２０００−１７７６１５号公報（図２）
【特許文献３】特開２００９−４６０１５号公報（図２）
【特許文献４】特開２００９−１４２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の技術においては、ブラシレスモータのコイルの誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクセンサの検出した操舵方向を判定し、操舵方向に対応した回転方向に回転磁界が発生するように制御するため、ブラシレスモータの回転角速度と、回転磁界の回転速度が一致しなかったときや、回転角センサの故障でモータの回転制御を切替えた直後の回転磁界の生成する磁界が回転子の磁極に対して、不適切なときは、運転者に操舵反力の不連続な変化を感じさせる。しかも、回転角センサの故障による電動パワーステアリング制御の故障と運転手が感じていないので、余計に違和感を与えることになる。
【０００７】
特許文献４に記載の技術は、ブラシレスモータの回転制御において、何らかの理由でインバータからの出力が停止されたときに、回転中のブラシレスモータの回転制御を再開するための技術であり、電動パワーステアリング装置において、そのブラシレスモータの回転角センサが故障したときに、回転角センサからの信号を用いないで、電動パワーステアリング装置の制御を再開する目的には、直接用いることができない。
ちなみに、特許文献４には、拡張誘起電圧オブザーバを用いた技術が開示されている。
【０００８】
本発明は、電動パワーステアリング装置の電動機の回転角センサの故障時に、推定された回転角を用いて電動機の制御を行える電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵輪に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵輪の操作を補助トルクを発生して補助する電動機と、電動機の回転角を検出する回転角センサと、回転角センサの故障を検出する故障検出手段と、電動機の誘起電圧に基づいて電動機の回転角を推定する回転角推定手段と、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルク及び回転角センサによって検出された回転角に基づいて電動機を駆動制御し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルク及び回転角推定手段によって推定された回転角に基づいて電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、を備えるものにおいて、
電動機駆動制御手段は、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第１の上限値及び第１の下限値を幅とする第１の不感帯として設定し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、前記不感帯を、第２の上限値及び第２の下限値を幅とする第２の不感帯として、上限値及び下限値とも第１の不感帯よりも幅を拡大設定し、回転角推定手段は、検出された操舵トルクが拡大された第２の不感帯の第２の上限値又は第２の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて回転角を推定し、電動機駆動制御手段が、推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を開始し、電動機駆動制御手段は、車速の増大に応じて、前記不感帯を、第３の不感帯として、上限値及び下限値とも第１の不感帯よりも拡大設定し、該第３の不感帯の拡大設定に係る限度幅は、第２の不感帯の幅に基づいて定められ、第３の不感帯の幅が第２の不感帯の幅を超える場合に、第３の不感帯の拡大設定が禁止されることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、電動機駆動制御手段は、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第１の上限値及び第１の下限値を幅とする第１の不感帯として設定し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第２の上限値及び第２の下限値を幅とする第２の不感帯として、上限値及び下限値とも第１の不感帯よりも幅を拡大設定する。そして、回転角推定手段は、検出された操舵トルクが拡大された第２の不感帯の第２の上限値又は第２の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて回転角を推定する。
従って、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、運転者が操舵輪を手動操作して検出された操舵トルクが拡大された第２の不感帯の第２の上限値又は第２の下限値を超える際に、第１の上限値及び第１の下限値より大きな絶対値の操舵トルクの発生により電動機が操舵輪の手動操作に伴いより高回転速度となる。その結果、電動機の生じるより大きな値の誘起電圧に基づいて回転角をより精度良く推定できる。
【００１１】
そして、検出された操舵トルクが第２の上限値又は第２の下限値を超える際に、推定された精度の良い回転角に基づいて電動機駆動制御手段が、電動機の駆動制御を開始することにより、運転者の操舵輪の操作方向と逆方向の補助トルクを発生することなく、精度良く推定された回転角によって電動機を駆動制御することができる。
請求項１に記載の発明によれば、特許文献３に記載の技術において、誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクが示す操舵輪の操作方向を判定して、一定の回転磁界を発生させる制御のため、例えば、電動機の実際の回転角速度よりも回転磁界の回転速度が遅いとき、逆に操舵反力が増加するというような違和感を運転者に与えるということが解消される。
また、請求項１に係る発明によれば、電動機駆動制御手段は、車速の増大に応じて、前記不感帯を、第３の不感帯として、上限値及び下限値とも第１の不感帯よりも拡大設定し、該第３の不感帯の拡大設定に係る限度幅は、第２の不感帯の幅に基づいて定められ、第３の不感帯の幅が第２の不感帯の幅を超える場合に、第３の不感帯の拡大設定が禁止されるため、車速が高速域、かつ、回転角センサの故障時において、操舵輪の操作感が過度に重くなることを抑止し、これをもって、違和感のない快適な操舵フィーリングを運転者に提供することができる。
【００１２】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、電動機駆動制御手段は、操舵トルクセンサにおいて第２の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、故障検出手段にて回転角センサの故障が検出された場合には、検出された操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を行わないことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、電動機駆動制御手段は、操舵トルクセンサにおいて第２の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、故障検出手段にて回転角センサの故障が検出された場合は、検出された操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を行わない。
【００１４】
従って、故障検出手段にて回転角センサの故障を検出したとき、電動機による補助トルクの出力が喪失したことを、操舵反力の急増により運転者に感じさせて、回転角センサの故障を認知させることができる。
前記した特許文献３に記載の技術のような電動機の駆動制御とする場合は、電動機駆動制御手段が、回転角センサが故障していると判定されるまでは、回転角センサからの電動機の回転角に基づいてそれまで電動機の駆動制御をしていたものが、回転角センサが故障していると判定された直後以降において急に回転角推定手段から出力された推定された電動機の回転角に基づいて電動機の駆動制御を行うことになり、駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操舵輪から操舵反力の不連続を感じさせることになる。
【００１５】
よって、請求項２に記載の発明によれば、そのような駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操舵輪から操舵反力の不連続を感じさせることを防止でき、確実に運転者に回転角センサが故障したことを認知させることができる。
もちろん、その後、操舵トルクの絶対値が減少して、第２の不感帯の範囲内に入り、その後、操舵トルクが第２の不感帯の第２の上限値又は下限値を超えたとき、操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を開始することができる。
【００１８】
請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明の構成に加え、回転角推定手段は、電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、回転角推定手段は、電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むので、故障検出手段において回転角センサの故障を検出した後、運転手が手動のみで操舵輪を操作することで電動機の回転子が回転することにより生じる誘起電圧を拡張誘起電圧オブザーバによって演算して検出し、回転角推定手段は電動機の回転角を誘起電圧に基づいて算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置の電動機の回転角センサの故障時に、誘起電圧に基づいて精度良く回転角の推定を行い、それ以後、推定された回転角を用いて電動機の制御を行え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】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】実施形態の制御装置の機能ブロック構成図である。
【図３】ベース信号演算部が第１ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図である。
【図４】ベース信号演算部が第２ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図である。
【図５】ダンパ補正信号演算部がダンパテーブルを用いてダンパ補正電流値の設定をする方法の説明図である。
【図６】レゾルバが故障したことを検出した場合の電動パワーステアリング装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートの続きである。
【図８】図７のフローチャートの続きである。
【図９】車両の停止状態におけるレゾルバが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、（ａ）は、操舵トルクの時間推移の説明図、（ｂ）は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置の構成図であり、図２は、実施形態の制御装置の機能ブロック構成図である。
【００２３】
《電動パワーステアリング装置の全体構成》
図１において、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル（操舵輪）２が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）４，４によって連結されている。また、ピニオン軸５の下端部に設けられたピニオンギア７は、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の転舵輪１０，１０が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。
ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９は転舵機構を構成する。
なお、ピニオン軸５は、その下部、中間部、上部を軸受６ａ，６ｂ，６ｃを介してステアリングギアボックス２０に支持されている。
【００２４】
また、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２による操舵力を軽減するための補助トルクを供給する電動機１１を備えており、この電動機１１の出力軸に設けられたウォームギア１２が、ピニオン軸５に設けられたウォームホイールギア１３に噛合している。すなわち、ウォームギア１２とウォームホイールギア１３とで減速機構が構成されている。
ここで、電動機１１の回転子と電動機１１に連結されているウォームギア１２とウォームホイールギア１３とピニオン軸５とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９，９等により、ステアリング系が構成される。
電動機１１は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータである。
【００２５】
また、電動パワーステアリング装置１００は、制御装置２００、電動機１１を駆動するインバータ６０、レゾルバ（回転角センサ）５０、ピニオン軸５に加えられるピニオントルク、つまり、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３０と、操舵トルクセンサ３０の出力を増幅する差動増幅回路４０と、車速センサ３５とを備えている。
【００２６】
インバータ６０は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置２００からのＤＵＴＹ（図２中では、「ＤＵＴＹｕ」，「ＤＵＴＹｖ」，「ＤＵＴＹｗ」と表示）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機１１を駆動するものである。また、インバータ６０は、例えば、ホール素子等の電流センサＳIu，ＳIv，ＳIw（図２参照）を用いて３相の実電流値Ｉ（図２中では、「Ｉｕ」，「Ｉｖ」，「Ｉｗ」と表示）を検出して制御装置２００に入力する機能を有している。
【００２７】
インバータ６０は、電動機１１が駆動制御されずに操向ハンドル２の操作により連れ回し回転されるときに生じる誘起電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ個別に検出する電圧センサＳVuvwを内蔵し、前記電圧センサＳVuvwからの電圧信号は制御装置２００の図示しないＡ／Ｄポート（アナログ・デジタル変換ポート）に入力され、後記する回転角推定部２９１の連れ回し時回転角推定部２９１ｂに入力される。
ちなみに、電動機１１の界磁コイルは図示してないがスター結線されており、インバータ６０が駆動電流を出力していないときに、操向ハンドル２を運転者が手動力のみで操作すると電動機１１が回転駆動されて３相の各相の誘起電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが発生するのを個別に検出することができる。図２では、３相の各相の誘起電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ個別に検出する電圧センサをまとめて電圧検出センサＳVuvwで代表して表示してある。
また、図２では、インバータ６０に内蔵されている電流センサＳIu，ＳIv，ＳIw及び電圧センサＳVuvwを分かり易いように、便宜的にインバータ６０の外部に記載してある。
【００２８】
レゾルバ５０は、電動機１１の回転子の回転角θMを検出し、それに対応する角度信号を出力するものであり、例えば、周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に磁気抵抗変化を検出する検出回路を近接させた可変リラクタンス型のレゾルバである。
図２においてレゾルバ５０の励磁巻線は省略してあり、ｓｉｎ出力巻線５０ａ、ｃｏｓ出力巻線５０ｂを示してある。レゾルバ５０に含まれる回転角演算部５０ｃは、ｓｉｎ出力巻線５０ａ及びｃｏｓ出力巻線５０ｂからの出力信号に基づいてａｒｃｔａｎ演算により、回転角θMを算出して、制御装置２００に入力する。
【００２９】
図１に戻って、操舵トルクセンサ３０は、ピニオン軸５に加えられるピニオントルク、つまり、操舵トルクＴを検出するものであり、例えば、ピニオン軸５の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸５に離間して挿入されている。差動増幅回路４０は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、操舵トルクＴを示す信号を制御装置２００に入力する。
【００３０】
車速センサ３５は、車両の車速ＶＳを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速ＶＳを示す信号を出力する。
【００３１】
《制御装置》
次に、図２を参照しながら、適宜、図１、図３、図４、図５を参照して、制御装置２００の構成と機能について説明する。図３は、ベース信号演算部が第１ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図、図４は、ベース信号演算部が第２ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図、図５は、ダンパ補正信号演算部がダンパテーブルを用いてダンパ補正電流値の設定をする方法の説明図である。
制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory ）等を備えるマイクロコンピュータ、インタフェース回路及びＲＯＭに格納されたプログラムからなり、図２の機能ブロック構成図に記載される機能を実現する。
【００３２】
図２の制御装置２００は、ベース信号演算部２２０、イナーシャ補償信号演算部２１０、ダンパ補正信号演算部２２５、ｑ軸ＰＩ制御部２４０、ｄ軸ＰＩ制御部２４５、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５、ｄ軸電流生成部２８５、故障検出部（故障検出手段）２９０、回転角推定部（回転角推定手段）２９１、回転角信号切替部２９２、回転角速度演算部２９３等を有する。
ここで、イナーシャ補償信号演算部２１０、ベース信号演算部２２０、ダンパ補正信号演算部２２５、ｑ軸ＰＩ制御部２４０、ｄ軸ＰＩ制御部２４５、加算器２５０、減算器２５１，２５２，２５３、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５、回転角信号切替部２９２、回転角速度演算部２９３は、特許請求の範囲に記載の「電動機駆動制御手段」を構成する。
【００３３】
（ベース信号演算部２２０）
ベース信号演算部２２０は、差動増幅回路４０（図１参照）からの操舵トルクＴを示す信号と、車速センサ３５（図１参照）からの車速ＶＳを示す信号に基づいて、電動機１１（図１参照）の出力する補助トルクの基準となる目標値であるベース目標電流値ＩBを生成する。このベース目標電流値ＩBの生成は、操舵トルクＴと車速ＶＳとに基づいて、予め実験測定等によって設定された、レゾルバ５０からの回転角θMの信号が正常に受信されている場合に用いられる第１ベーステーブル２２０ａ、又は、レゾルバ５０からの回転角θMの信号が正常に受信されていない場合に用いられる第２ベーステーブル２２０ｂを参照することによって行われる。
なお、ベース信号演算部２２０は、第２ベーステーブル２２０ｂの車速ＶＳに応じた後記する不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜を回転角信号切替部２９２に入力する。
【００３４】
図３に、第１ベーステーブル２２０ａに格納されているベース目標電流値ＩBの関数を示す。図３では、操舵トルクＴの値が正の場合の例で示してあるが、操舵トルクＴが負の場合は、ベース目標電流値ＩBの値は負になり、不感帯ＲNR1の幅も負側に設定される。右側への転舵操作の操舵トルクＴを正（＋）、左側への転舵操作の操舵トルクＴを負（−）としたとき、以下の説明では、左右の操舵トルクＴによる違いは、±の符号のみであるので、代表して＋側（右側）の説明を行い、左側（−側）については、適宜省略する。
ちなみに、不感帯上限トルク、不感帯下限トルクも±符号の違いであるので、不感帯下限トルクの説明も適宜省略する。
【００３５】
図３に即して操舵トルクＴが正値の場合を例に説明すると、ベース信号演算部２２０は、故障検出部２９０からレゾルバ５０が故障しているとの信号を受信しない限り、レゾルバ５０は正常と判定し、第１ベーステーブル２２０ａを用い、操舵トルクＴの正値が小さいときはベース目標電流値ＩBがゼロに設定される正値側の不感帯ＲNR1が設けられ、操舵トルクＴの値がこの不感帯ＲNR1の正値の上限値である不感帯上限トルクＴNR1以上になると、ベース目標電流値ＩBがゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部２２０は、所定の操舵トルク値で出力はゲインＧ２で増加し、さらに操舵トルク値が増加すると出力が所定の正の飽和値に達する特性を備えている。
【００３６】
ここで、正値側の不感帯ＲNR1及び負値側の不感帯ＲNR1を合わせて、特許請求の範囲に記載の「第１の不感帯」に対応し、以後、単に、「正常時の不感帯ＲNR1」と称する。また、不感帯上限トルクＴNR1及び不感帯下限トルク−ＴNR1は、特許請求の範囲に記載の「第１の上限値」及び「第１の下限値」に対応する。以後、不感帯上限トルクＴNR1及び不感帯下限トルク−ＴNR1を、正負を区別しないで絶対値で表示するとき「不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜」と称する。
【００３７】
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷（路面反力）が異なるため、車速ＶＳにより不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値、ゲインＧ１，Ｇ２、ベース目標電流値｜ＩB｜の飽和値が調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部２２０は、車速ＶＳが大きく高速になるにしたがってゲイン（Ｇ１，Ｇ２）及び飽和値の絶対値を低く、かつ、不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。
すなわち、車速ＶＳの増大に応じてしっかりとした操舵トルクＴの手応え感が付与される。
【００３８】
図４に、第２ベーステーブル２２０ｂに格納されているベース目標電流値ＩBの関数を示す。図４には、例示として車速ＶＳが０ｋｍ／ｈの場合の第２ベーステーブル２２０ｂのベース目標電流値ＩBの関数を示してある。図４では、操舵トルクＴの値が正の場合の例で示してあるが、操舵トルクＴの値が負の場合は、ベース目標電流値ＩBの値は負になり、不感帯ＲNR1、不感帯ＲNR2の幅も負側に設定される。先ず、図４に即して操舵トルクＴが正値の場合を例に説明すると、ベース信号演算部２２０は、故障検出部２９０（図２参照）からレゾルバ５０（図２参照）が故障しているとの信号を受信したとき、レゾルバ５０の故障と判定し、第２ベーステーブル２２０ｂを用い、操舵トルクＴの正値が小さいときはベース目標電流値ＩBがゼロに設定される正値側の不感帯ＲNR2が設けられ、操舵トルクＴの値がこの不感帯ＲNR2の正値の上限値である不感帯上限トルクＴNR2以上になると、図４に示すように不感帯上限トルクＴNR2から直線で所定の正の飽和値にまで増加する。図４では簡単化して不感帯上限トルクＴNR2から直線で所定の正の飽和値にまで増加する表示としているが、図３のように複数の直線を組み合わせゲインＧ１，Ｇ２で直線的に増加して、所定の正の飽和値に達する特性としても良い。
【００３９】
ここで、正値側の不感帯ＲNR2及び負値側の不感帯−ＲNR2を合わせて、特許請求の範囲に記載の「第２の不感帯」に対応し、以後、単に、「故障時の不感帯ＲNR2」と称する。また、不感帯上限トルクＴNR2及び不感帯下限トルク−ＴNR2は、特許請求の範囲に記載の「第２の上限値」及び「第２の下限値」に対応する。以後、不感帯上限トルクＴNR2及び不感帯下限トルク−ＴNR2を、正負を区別しないで絶対値で表示するとき「不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜」と称する。
【００４０】
図４には、比較のため、正常時の不感帯ＲNR1を示している。このように、同一車速ＶＳに対して不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値は、不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値より大きく設定されている。
【００４１】
なお、第２ベーステーブル２２０ｂに格納されているベース目標電流値ＩBの関数は、例えば、車速ＶＳに対しては不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜を固定とするとともに、ゲイン及び所定の飽和値の絶対値を小さくするように設定されているが、車速ＶＳの所定の値以上、例えば、４０ｋｍ／ｈ以上では、不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜は、正常時の不感帯ＲNR1の不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値と同じ値が設定されており、それより早い車速ＶＳに対応するベース目標電流値ＩBの関数は設定されていない。これは、ベース信号演算部２２０は、後記するように、所定の条件が満たされた場合に、レゾルバ５０故障時に用いる第２ベーステーブル２２０ｂを、再度、第１ベーステーブル２２０ａに持ち替える制御をするためである。
【００４２】
なお、前記したように各車速ＶＳに対して不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値は固定値とすることに限定されない。不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値は、操向ハンドル２を電動機１１の駆動制御無しで、電動機１１を連れ回しながら運転者が操作するときに、電動機１１が誘起電圧を生じて、前記した三相の誘起電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを精度良く検出可能となる電動機１１の回転子の回転角速度になるように、車速ＶＳ＝０の場合を考えて実験的に設定されているものである。しかし、車両が停止状態よりも、走行状態の場合の方が転舵輪１０の操舵抵抗が小さいので、電動機１１による補助トルク無しの状態での操舵に必要な操舵トルクＴの絶対値は小さくなり、各車速ＶＳに対応する不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値を、不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値よりも大きな値であって、かつ、車速ＶＳの増加に応じてその値が低減されるように設定しても良い。
【００４３】
（ダンパ補正信号演算部２２５）
図２に戻り、ダンパ補正信号演算部２２５は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補正するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、電動機１１の回転角速度ωMを用いて、ダンパ補正信号演算部２２５のダンパテーブル２２５ａを参照して演算される。図５は、ダンパテーブル２２５ａに格納されているダンパ補正電流値ＩDの関数を示す。図５は、電動機１１の回転角速度ωMの値が正の場合で示してあるが、回転角速度ωMの値が負の場合は、ダンパ補正電流値ＩDの値は負になる。先ず、図５に即して回転角速度ωMの値が正の場合を例に説明すると、電動機１１の回転角速度ωMが増加するほどダンパ補正電流値ＩDが直線的に増加し、所定の回転角速度ωMでダンパ補正電流値が急激に増加し車速ＶＳに応じた所定の正の飽和値となる特性を備えている。
【００４４】
同様に、回転角速度ωMの値が負の場合は、電動機１１の回転角速度ωMが負値方向に増加するほどダンパ補正電流値ＩDが直線的に負値方向に増加し、所定の回転角速度ωMでダンパ補正電流値が負値方向に急激に増加し車速ＶＳに応じた所定の負の飽和値となる特性を備えている。
また、車速ＶＳの値が高いほど、ゲイン、飽和値の絶対値の両方を大きくして電動機１１の回転角速度、すなわち、操舵速度に応じて電動機１１の出力する補助トルクを、減算器２５１でベース目標電流値ＩBからダンパ補正電流値ＩDを減算することで減衰させている。
【００４５】
言い換えれば、切り増し時には、操向ハンドル２の回転速度が高くなるに従って、電動機１１への切り増し方向の補助トルク電流の値を小さくして操向ハンドル２の操舵感を重く切りづらくし、操向ハンドル２の戻し時には電動機１１へ戻し操作に対する反力方向の電流を大きくして戻りづらくしている。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル２の収斂性を向上させ、車両の旋回運動特性を安定化させることができる。
【００４６】
（減算器２５１）
再び図２に戻り、減算器２５１は、ベース信号演算部２２０のベース目標電流値ＩBからダンパ補正信号演算部２２５のダンパ補正電流値ＩDを減算し、その結果を加算器２５０に入力する。
【００４７】
（イナーシャ補償信号演算部２１０）
イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、電動機１１の回転角速度ωM（又は後記する回転角速度ωeM）及び操舵トルクＴを用いて、イナーシャ補償信号演算部２１０のイナーシャテーブル２１０ａを参照して、前記したイナーシャ補償電流値ＩIを演算する。
【００４８】
イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機１１の回転子の慣性による応答性の低下をも補償している。言い換えれば、電動機１１は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機１１の回転方向の切り替わりが操向ハンドル２の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵感を付与している。また、ＦＦ（Front engine Front wheel drive）やＦＲ（Front engine Rear wheel drive）車、ＲＶ（Recreation Vehicle）やセダン等の車両特性や車速、路面などの車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。
【００４９】
（加算器２５０、減算器２５２、ｑ軸ＰＩ制御部２４０）
加算器２５０は、減算器２５１からの入力とイナーシャ補償信号演算部２１０のイナーシャ補償電流値ＩIとを加算するものである。加算器２５０の出力信号であるｑ軸目標電流値Ｉｑ*は、電動機１１の出力トルクを規定するｑ軸電流の目標信号であり、減算器２５２に入力される。
【００５０】
減算器２５２には、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃの信号が入力可能に構成されており、レゾルバ５０が正常であると検出されている場合、演算停止の指令Ｓｃは入力されない。レゾルバ５０が故障と検出されたとき、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが入力される。そして、演算停止の指令Ｓｃにより減算器２５２における減算演算が停止された後、制御装置２００により駆動制御されていない電動機１１が運転者の操向ハンドル２（図１参照）の操作により強制的に連れ回し回転させられ、回転角推定部２９１の後記する連れ回し時回転角推定部２９１ｂにおいて電動機１１の回転子の回転角θMがほぼ正確に推定可能になった場合に、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが解除される。その結果、減算器２５２は、再びｑ軸目標電流値Ｉｑ*から３相２軸変換部２６５が出力したｑ軸実電流値Ｉｑを減算し、その結果の偏差値ΔＩｑ*をｑ軸ＰＩ制御部２４０に入力する。
ちなみに、図２において回転角推定部２９１の連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂ又は回転角推定演算部２９１ｃにおいて推定され、回転角信号切替部２９２から出力された回転角は、推定された回転角θeMとして、レゾルバ５０で検出された回転角θMと区別して表示してある。
【００５１】
減算器２５２に回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが入力されている場合は、前記したｑ軸目標電流値Ｉｑ*からｑ軸実電流値Ｉｑの減算演算をせず、ｑ軸ＰＩ制御部２４０に制御信号である偏差値ΔＩｑ*としては０（ゼロ）信号が入力される。
【００５２】
ｑ軸ＰＩ制御部２４０は、偏差値ΔＩｑ*が減少するように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御のフィードバック制御を行い、ｑ軸目標信号であるｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を得て、２軸３相変換部２６２及び回転角推定部２９１の後記する拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００５３】
（ｄ軸電流生成部２８５、減算器２５３、ｄ軸ＰＩ制御部２４５）
ｄ軸電流生成部２８５は、電動機１１のｄ軸目標電流値Ｉｄ*の目標値として「０」を生成するが、必要に応じｄ軸目標電流値Ｉｄ*を設定することにより、弱め界磁制御を行うことができる。
減算器２５３には、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃの信号が入力可能に構成されている。レゾルバ５０が正常であると検出されている場合、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃは入力されない。レゾルバ５０が故障と検出されたとき、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが入力され、減算器２５３における減算演算が停止される。その後、制御装置２００により駆動制御されていない電動機１１が運転者の操向ハンドル２（図１参照）の操作により強制的に連れ回し回転させられ、回転角推定部２９１において電動機１１の回転子の回転角θMがほぼ正確に推定可能になった場合に、回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが解除される。その結果、減算器２５３は、再びｄ軸磁電流生成部２８５から入力されたｄ軸目標電流値Ｉｄ*から３相２軸変換部２６５から入力されたｄ軸実電流値Ｉｄの減算処理を行い、その結果の偏差値ΔＩｄ*をｄ軸ＰＩ制御部２４５に入力する。
【００５４】
減算器２５３に回転角信号切替部２９２からの演算停止の指令Ｓｃが入力されている場合は、前記したｄ軸目標電流値Ｉｄ*からｄ軸実電流値Ｉｄの減算演算をせず、ｄ軸ＰＩ制御部２４５に制御信号である偏差値ΔＩｄ*としては０（ゼロ）信号が入力される。
ｄ軸ＰＩ制御部２４５は、偏差値ΔＩｄ*が減少するように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御のＰＩフィードバック制御を行い、ｄ軸目標信号であるｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を得て、２軸３相変換部２６２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００５５】
（２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３）
２軸３相変換部２６２は、入力されたｑ軸目標電圧値Ｖｑ*及びｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を、回転角θM又は推定回転角θeMを用いてｄ−ｑ座標系から、３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*に変換する。ここで、ｄ−ｑ座標系は、磁極軸であるｄ軸と、このｄ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるｑ軸との２軸の、回転子に固定されて回転する固定座標系である。
ＰＷＭ変換部２６３は、３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*の大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるＤＵＴＹ信号（図２中では「ＤＵＴＹｕ」，「ＤＵＴＹｖ」，「ＤＵＴＹｗ」と表示）を生成する。
なお、２軸３相変換部２６２及びＰＷＭ変換部２６３には、回転角信号切替部２９２から電動機１１の回転角θM又は推定された回転角θeMを示す信号が入力され、回転子の回転角θM又は推定された回転角θeMに応じた演算や制御がなされる。
以下では、推定された回転角θeMは、単に「推定回転角θeM」と称する。ここで、「推定回転角θeM」が、特許請求範囲に記載の「推定された回転角」に対応する。
【００５６】
（３相２軸変換部２６５）
３相２軸変換部２６５は、インバータ６０の電流センサＳIu，ＳIv，ＳIwが検出する電動機１１の３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、回転角θM又は推定回転角θeMを用いてｄ−ｑ座標系のｄ軸実電流値Ｉｄ及びｑ軸実電流値Ｉｑに変換し、ｄ軸実電流値Ｉｄを減算器２５３及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力し、ｑ軸実電流値Ｉｑを減算器２５２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
ちなみに、電動機１１の発生トルクはｑ軸電流に比例し、ｄ軸実電流値Ｉｄは弱め界磁電流であり、磁石磁界にかける反磁界を表す。
【００５７】
（故障検出部２９０）
故障検出部２９０は、回転角演算部５０ｃに入力されるｓｉｎ出力巻線５０ａ及びｃｏｓ出力巻線５０ｂからの出力信号に基づいて、レゾルバ５０からの出力信号が正常状態であるか、故障状態であるかを監視し、故障状態を検出したときは、ベース信号演算部２２０及び回転角信号切替部２９２にレゾルバ故障を示す信号を入力する。
故障検出部２９０におけるレゾルバ５０の故障判定は、公知技術であり、詳細な説明は省略する。例えば、特開２００９−１２６６４号公報の段落［００１７］〜［００２３］にレゾルバ５０の故障判定方法の技術の記載がある。
【００５８】
（回転角推定部２９１）
回転角推定部２９１は、前記した拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａ、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂ及び回転角推定演算部２９１ｃを含んでいる。
回転角推定部２９１は、故障検出部２９０からのレゾルバ５０の故障判定を受けて、回転角信号切替部２９２から演算開始の指令Ｓｄが入力されるとその機能がスタートし、レゾルバ５０が正常と判定されている間は、その機能は、待機状態になされている。このようにすることでレゾルバ５０が正常の場合は、制御装置２００のマイクロコンピュータのＣＰＵは、回転角推定部２９１の機能の演算を行うことなく、負荷が軽減される。
回転角信号切替部２９２から演算開始の指令Ｓｄを受けて、回転角推定部２９１は、演算をスタートさせる。具体的には、次のような２段階の処理となる。
【００５９】
先ず、第１段階では、回転角信号切替部２９２から演算開始の指令Ｓｄを受けて、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂは、電圧センサＳVUVWからの３相の誘起電圧をフィルタリング処理し、矩形波信号から正弦波信号を抽出してモータ回転角θMの推定演算を開始する。ここでは、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂで推定演算されたモータ回転角θMを、推定回転角θeM1と称する。推定回転角θeM1は、回転角信号切替部２９２に出力される。連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂによる３相の誘起電圧から推定回転角θeM1を推定演算する方法は公知であり詳細な説明は省略する。
回転角信号切替部２９２は、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂからの推定回転角θeM1の入力を受けて、操舵トルクＴがベース信号演算部２２０から入力された不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値以上になったことを確認して、演算停止の指令Ｓｃを解除する指令を減算器２５２，２５３及び回転角速度演算部２９３に出力するとともに、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂから入力された推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして、回転角速度演算部２９３、２軸３相変換部２６２及びＰＷＭ変換部２６３に入力する。
【００６０】
この後、ｑ軸ＰＩ制御部２４０及びｄ軸ＰＩ制御部２４５には、それぞれ偏差値ΔＩｑ*、偏差値ΔＩｄ*が入力され、ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*、ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を演算し、それが拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａへ再びＣＰＵにおける一定周期で入力開始される。
拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａには、ＣＰＵにおける一定周期での繰り返し演算における１ステップ前のｄ軸目標電圧値Ｖｄ*及びｑ軸目標電圧値Ｖｑ*が２軸３相変換部２６２から入力され、また、ＣＰＵにおける一定周期での繰り返し演算における１ステップ前の回転角速度演算部２９３で演算された推定回転角速度ωeMが入力される。更に、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａには、ｄ軸実電流値Ｉｄ及びｑ軸実電流値Ｉｑが３相２軸変換部２６５から入力される。
【００６１】
そして、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、次式（１）により、ｄ軸の誘起電圧ｅedと、ｑ軸の誘起電圧ｅeqを算出し、回転角推定演算部２９１ｃに入力する。
【数１】
0005570401.tif 000002
そして、ここで、
Ｖｄ  ：ｄ軸電圧値
Ｖｑ  ：ｑ軸電圧値
Ｒａ  ：固定子の巻線抵抗
Ｐ    ：微分演算子
Ｌｄ  ：ｄ軸インダクタンス
Ｌｑ  ：ｑ軸インダクタンス
Ｋｅ  ：速度起電力係数
ωM   ：回転角速度
ｅed ：ｄ軸の誘起電圧
ｅeq ：ｑ軸の誘起電圧
である。
【００６２】
減算器２５２，２５３及び回転角速度演算部２９３が演算を再開すると、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、繰り返し計算により、次のようにｄ軸の誘起電圧ｅed、ｑ軸の誘起電圧ｅeqを演算して、回転角推定演算部２９１ｃに出力する。回転角推定演算部２９１ｃは、ｄ軸の誘起電圧ｅed、ｑ軸の誘起電圧ｅeqに基づいて、電動機１１のモータ回転角を推定演算して（以下、この推定演算されたモータ回転角を推定回転角θeM2と称する）回転角信号切替部２９２に入力する。
式（１）において、ｄ軸電圧値Ｖｄ及びｑ軸電圧値Ｖｑを、ＣＰＵにおける一定周期での繰り返し演算において２軸３相変換部２６２が出力する１ステップ前のｄ軸目標電圧値Ｖｄ*及びｑ軸目標電圧値Ｖｑ*と読み替え、ωMを回転角速度演算部２９３から入力される１ステップ前の角速度ωMに読み替えることにより、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとが容易に拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａで算出でき、回転角推定演算部２９１ｃに入力できる。
そして、第２段階として、回転角推定演算部２９１ｃにおいて、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとに基づいてａｒｃｔａｎ（逆正接関数）演算をして推定回転角θeM2を算出し、回転角信号切替部２９２に入力する。ちなみに、式（１）の右辺第２を一般に「拡張誘起電圧」と称する。
但し、式（１）は、推定誤差が存在している前提の例であるが、推定誤差が存在しない場合は、式（１）の第２項が式（２）のようにｑ軸成分にのみ誘起電圧が発生する。但し、Ｅｅｘは式（３）に記載のものである。
【００６３】
回転角推定演算部２９１ｃは、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａからのｄ軸の誘起電圧ｅed及びｑ軸の誘起電圧ｅeqに基づいて、推定回転角θeM2を算出して回転角信号切替部２９２に出力開始したことを示す信号を連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂに入力し、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂにおける推定回転角θeM1の推定演算を停止させる。
【００６４】
（回転角信号切替部２９２、回転角速度演算部２９３）
回転角信号切替部２９２は、レゾルバ５０からの回転角θMを示す信号と、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂからの推定回転角θeM1を示す信号と、回転角推定演算部２９１ｃからの推定回転角θeM2を示す信号と、故障検出部２９０からのレゾルバ５０の故障検出をした場合の故障検出信号と、操舵トルクセンサ３０（図１参照）からの操舵トルクＴを示す信号が入力される。
そして、レゾルバ５０の故障を検出した信号が故障検出部２９０から入力されない場合は、回転角推定部２９１に対して演算停止の待機状態にするように指令するとともに、レゾルバ５０から入力された回転角θMを回転角速度演算部２９３、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５及びに入力する。
回転角速度演算部２９３は、入力された回転角θMを時間微分して回転角速度ωMを算出し、ダンパ補正信号演算部２２５に入力するとともに、回転角推定部２９１にも入力する。ちなみに、回転角推定部２９１は、待機状態なので、回転角速度ωMを入力されるだけで何等演算しない。
【００６５】
回転角信号切替部２９２は、レゾルバ５０の故障を検出した信号が入力されると、減算器２５２，２５３及び回転角速度演算部２９３に演算停止の指令Ｓｃを出力し、電動機１１の駆動制御を一旦停止させるとともに、回転角推定部２９１に対して演算開始の指令Ｓｄを出力する。その後、第１段階として回転角信号切替部２９２は、操舵トルクＴの絶対値が、前記した第２ベーステーブル２２０ｂに基づいて、そのときの車速ＶＳに応じて決まる不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜を下回った状態から不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上になったとき、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂから入力された推定演算された推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５及び回転角速度演算部２９３出力開始する。同時に、減算器２５２，２５３及び回転角速度演算部２９３へ出力していた演算停止の指令Ｓｃを解除し、演算を再開させ、駆動制御の状態に戻す。つまり、推定回転角θeM及び推定回転角速度ωeMに基づいて、電動機１１の駆動制御を再開させる。
【００６６】
その後、第２段階として回転角推定演算部２９１ｃからの推定回転角θeM2が入力された時点から、回転角推定演算部２９１ｃからの推定演算された推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５及び回転角速度演算部２９３出力切り替えし、推定回転角θeM及び推定回転角速度ωeMに基づいた電動機１１の駆動制御を継続させる。
以後、回転角推定部２９１による電動機１１のセンサレス駆動制御がなされるが、回転角信号切替部２９２は、電動機１１の回転が停止したとき、つまり、推定回転角速度ωeMがゼロを示したときは、再び、前記したレゾルバ５０の故障を検出した信号が入力された状態に戻る。
【００６７】
次に、図６から図９を参照しながら、適宜、図２を参照して、レゾルバ５０が故障した場合の電動機１１の駆動制御の方法について説明する。図６から図８は、レゾルバが故障したことを検出した場合の電動パワーステアリング装置の制御の流れを示すフローチャートである。図９は、車両の停止状態における回転角センサが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵操に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、（ａ）は、操舵トルクの時間推移の説明図、（ｂ）は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。
【００６８】
ステップＳ０１では、回転角信号切替部２９２は、故障検出部２９０からレゾルバ故障の信号を受信したか否かをチェックする。レゾルバ故障の信号を受信した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０４へ進み、レゾルバ故障の信号を受信しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０２へ進む。
ステップＳ０２では、制御装置２００は、通常の電動パワーステアリング制御を実行する（「ＥＰＳ制御を実行する」）。
【００６９】
つまり、回転角信号切替部２９２は、レゾルバ５０から入力される回転角θMを回転角速度演算部２９３に出力して回転角速度ωMを算出させる。イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機１１の回転角速度ωM及び操舵トルクＴを用いてイナーシャテーブル２１０ａを参照し、イナーシャ補償電流値ＩIを演算して、加算器２５０に入力する。
ベース信号演算部２２０は、故障検出部２９０からレゾルバ故障の信号を受信していないので、操舵トルクＴ及び車速ＶＳを用いて、第１ベーステーブル２２０ａを参照してベース目標電流値ＩBを演算して減算器２５１に出力する。ダンパ補正信号演算部２２５は、回転角速度ωMを用いてダンパテーブル２２５ａを参照し、ダンパ補正電流値ＩDを演算し、減算器２５１に入力する。
【００７０】
減算器２５１は、ベース目標電流値ＩBからダンパ補正電流値ＩDを減算して、加算器２５０に入力する。加算器２５０では、イナーシャ補償電流値ＩIとダンパ補正電流値ＩDで補正されたベース目標電流値ＩBを加算して、ｑ軸目標電流値Ｉｑ*として減算器２５２に入力する。
減算器２５２では、ｑ軸目標電流値Ｉｑ*からｑ軸実電流値を減算して偏差値ΔＩｑ*を算出して、ｑ軸ＰＩ制御部２４０に入力する。ｑ軸ＰＩ制御部２４０は、ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算して２軸３相変換部２６２に入力する。
また、ｄ軸電流生成部２８５は、弱め界磁制御でない場合は、ｄ軸目標電流値Ｉｄ*として「ゼロ」を減算器２５３に入力し、減算器２５３は、ｄ軸目標電流値Ｉｄ*からｄ軸実電流値Ｉｄを減算して偏差値ΔＩｄ*を算出して、ｄ軸ＰＩ制御部２４５に入力する。ｄ軸ＰＩ制御部２４５は、ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を演算して２軸３相変換部２６２に入力する。
【００７１】
２軸３相変換部２６２は、回転角θMを用いて３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*に変換し、ＰＷＭ変換部２６３に入力する。ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、待機状態であり、ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*とｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を入力されるだけで何等演算はしない。
ＰＷＭ変換部２６３は、回転角θMを用いて３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*の大きさに応じたＤＵＴＹ信号（図２中では「ＤＵＴＹｕ」，「ＤＵＴＹｖ」，「ＤＵＴＹｗ」と表示）を生成し、インバータ６０に入力する。インバータ６０は、ＤＵＴＹ信号に応じた３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの各相電流を電動機１１に供給し、駆動する。
【００７２】
３相２軸変換部２６５は、回転角θMを用いて電流センサＳIu，ＳIv，ＳIwで検出された３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてｄ軸実電流値Ｉｄ、ｑ軸実電流値Ｉｑを算出し、ｄ軸実電流値Ｉｄを減算器２５３及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力するとともに、ｑ軸実電流値Ｉｑを減算器２５２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００７３】
ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、待機状態であり、ｄ軸実電流値Ｉｄ、及びｑ軸実電流値Ｉｑが入力されるだけで何等演算はしない。
【００７４】
レゾルバ５０は回転角θMを検出して、回転角信号切替部２９２に入力し、回転角信号切替部２９２は、その入力された回転角θMを２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５、及び回転角速度演算部２９３に入力する。回転角速度演算部２９３は、回転角θMを時間微分して回転角速度ωMを算出し、ダンパ補正信号演算部２２５及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、待機状態であり、回転角速度ωMを入力されるだけで何等演算はしない。
【００７５】
そして、ステップＳ０３では、制御装置２００は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。このイグニッション・オフ信号は、図２において図示しないエンジンＥＣＵからのＣＡＮ（Controller Area Network）通信で取得される。イグニッション・オフを検出した場合（Ｙｅｓ）は、制御を終了し、検出しなかった場合（Ｎｏ）はステップＳ０１に戻る。
【００７６】
ステップＳ０１からステップＳ０４に進むと、回転角信号切替部２９２は、電動アシストを停止させ、回転角推定部２９１の機能を起動させる。具体的には、回転角信号切替部２９２は、減算器２５２，２５３及び回転角速度演算部２９３に演算停止の指令Ｓｃを入力し、演算を停止させる。更に、回転角信号切替部２９２は、回転角θMの２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３への出力も停止する。これにより、ＰＷＭ変換部２６３に入力される信号の元となる偏差値ΔＩｑ*，ΔＩｄ*が生成されず、２軸３相変換部２６２、及びＰＷＭ変換部２６３に回転角θM又は推定回転角θeMも入力されないので、それらも演算を停止、インバータ６０から電動機１１への３相の駆動電流は供給されない。つまり、電動アシストが停止される。
【００７７】
また、回転角信号切替部２９２は、回転角推定部２９１に演算開始の指令Ｓｄを入力しその機能をそれまでの待機状態から演算実行状態に移行させる。
電動パワーステアリング装置１００（図１参照）の電動アシストがステップＳ０４において停止されても、運転者が操向ハンドル２（図１参照）を操作して、電動機１１を連れ回し回転させることにより、電動機１１の３相巻き線には、誘起電圧が発生し、それが回転角推定部２９１に入力されることにより、ステップＳ０５では、連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂは、電圧センサＳVuvwが検出した３相の誘起電圧に基づき、推定回転角θeM1の推定演算を開始する。推定演算された推定回転角θeM1は、回転角信号切替部２９２入力される。
【００７８】
この段階では、まだ電動機１１の回転角速度が小さいため、連れ回し時回転角推定部２９１ｂにおいては、精度の良い推定回転角θeM1の値が得られておらず、回転角信号切替部２９２は、推定回転角θeMとして２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、回転角速度演算部２９３に出力しない。
【００７９】
ステップＳ０６では、ベース信号演算部２２０は、故障検出部２９０からのレゾルバ故障の信号を受信して、ベーステーブルを第１ベーステーブル２２０ａから第２ベーステーブル２２０ｂに持ち替える。そして、操舵トルクＴを用いて第２ベーステーブル２２０ｂを参照してベース目標電流値ＩBを演算する。その演算された結果のベース目標電流値ＩBを減算器２５１に出力する。また、そのときの車速ＶＳに応じた第２ベーステーブル２２０ｂの不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値を回転角信号切替部２９２に入力する。
ステップＳ０７では、回転角信号切替部２９２は、操舵トルクＴの絶対値が第２ベーステーブル２２０ｂの不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜未満に下回った状態から不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上を示したか（｜Ｔ｜≧｜±ＴNR2｜？）をチェックする。操舵トルクＴの絶対値が第２ベーステーブル２２０ｂの不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜未満に下回った状態から不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上を示した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０８へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０７を繰り返す。
【００８０】
ステップＳ０８では、回転角信号切替部２９２は、連れ回し時回転角推定部２９１ｂからの推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、回転角速度演算部２９３に出力開始するとともに、回転角速度演算部２９３、減算器２５２，２５３に出力していた演算停止の指令Ｓｃを解除する。
【００８１】
ステップＳ０９では、回転角速度演算部２９３は、ステップＳ０８で入力された推定回転角θeMを時間微分して推定回転角速度ωeMを演算する。演算された推定回転角速度ωeMは、回転角速度ωMの代替値としてイナーシャ補償信号演算部２１０及びダンパ補正信号演算部２２５に入力される。
ステップＳ１０では、ベース信号演算部２２０が、第２ベーステーブル２２０ｂを用いて、操舵トルクＴと車速ＶＳに基づいてベース目標電流値ＩBを演算して、減算器２５１に入力する。
ステップＳ１１では、ダンパ補正信号演算部２２５が、ダンパテーブル２２５ａを用いて、推定回転角速度ωeM、車速ＶＳに基づいてダンパ補正電流値ＩDを演算し、減算器２５１に出力し、減算器２５１においてベース目標電流値ＩBからダンパ補正電流値ＩDを減算し、その結果を加算器２５０に出力する。
【００８２】
ステップＳ１２では、イナーシャ補償信号演算部２１０が、イナーシャテーブル２１０ａを用いて、推定回転角速度ωeM、操舵トルクＴに基づいてイナーシャ補償電流値ＩIを演算し、加算器２５０に入力する。その後、結合子（Ａ）に従って、図７のステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、加算器２５０は、ステップＳ１１における減算器２５１の結果と、ステップＳ１２におけるナーシャ補償電流値ＩIとを加算し、ｑ軸目標電流値Ｉｑ*を得る。ステップＳ１４では、減算器２５２が、ｑ軸目標電流値Ｉｑ*から３相２軸変換部２６５より入力されたｑ軸実電流値Ｉｑ（この繰り返しの最初の段階では、まだｑ軸実電流値Ｉｑ＝０）を減算して、偏差値ΔＩｑ*を得て、ｑ軸ＰＩ制御部２４０に入力する。そして、ステップＳ１５では、ｑ軸ＰＩ制御部２４０がｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算し、２軸３相変換部２６２、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する（「ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算」）。
【００８３】
ｄ軸電流生成部２８５は、弱め界磁制御でない場合は、ｄ軸目標電流値Ｉｄ*として「ゼロ」を減算器２５３に入力し、ステップＳ１６では、減算器２５３が、ｄ軸目標電流値Ｉｄ*から３相２軸変換部２６５から入力されたｄ軸実電流値Ｉｄ（この繰り返しの最初の段階では、まだｄ軸実電流値Ｉｄ＝０）を減算して、偏差値ΔＩｄ*を得て、ｄ軸ＰＩ制御部２４５に入力する。そして、ステップＳ１７では、ｄ軸ＰＩ制御部２４５がｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を演算し、２軸３相変換部２６２、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する（「ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を演算」）。
【００８４】
その後、ステップＳ１８では、電動機１１を駆動開始する。具体的には、３相２軸変換部２６５は、推定回転角θeMを用いて３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*の大きさに応じたＤＵＴＹ信号（図２中では「ＤＵＴＹｕ」，「ＤＵＴＹｖ」，「ＤＵＴＹｗ」と表示）を生成し、インバータ６０に入力する。そして、インバータ６０は、ＤＵＴＹ信号に応じた３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの各相電流を電動機１１に供給し、駆動を開始する。３相２軸変換部２６５は、推定回転角θeMを用いて電流センサＳIu，ＳIv，ＳIwで検出された３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてｄ軸実電流値Ｉｄ、ｑ軸実電流値Ｉｑを算出し、ｄ軸実電流値Ｉｄを減算器２５３及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力するとともに、ｑ軸実電流値Ｉｑを減算器２５２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００８５】
ステップＳ１９では、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａと回転角推定演算部２９１ｃにおいて、推定回転角θeM2の演算を開始し、回転角信号切替部２９２に入力する。そして、回転角信号切替部２９２は推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして出力を開始する（「推定回転角θeM2の演算開始」）。具体的には、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａが、ｑ軸ＰＩ制御部２４０及びｄ軸ＰＩ制御部２４５からそれぞれ入力されたｑ軸目標電圧値Ｖｑ*、ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*並びに３相２軸変換部２６５から入力されたｄ軸実電流値Ｉｄ、ｑ軸実電流値Ｉｑに基づいて、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとを演算し、回転角推定演算部２９１ｃに入力する。そして、回転角推定演算部２９１ｃは、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとに基づいて推定回転角θeM2を演算開始する。このとき、回転角推定演算部２９１ｃからの推定回転角θeM2を演算開始の信号を受け連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂは、推定回転角θeM1の演算を停止する。
その後、ステップＳ２０では、推定回転角θeM、推定回転角速度ωeMに基づいて電動機１１のセンサレス制御を実行する。
具体的には、ベース信号演算部２２０においてベーステーブルとして第２ベーステーブル２２０ｂが用いられ、ｑ軸ＰＩ制御部２４０は、ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算し、２軸３相変換部２６２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。ｄ軸ＰＩ制御部２４５は、ｄ軸目標電圧値Ｖｄ*を演算して３相２軸変換部２６２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００８６】
２軸３相変換部２６２は、推定回転角θeMを用いてｄ軸目標電圧値Ｖｄ*とｑ軸目標電圧値Ｖｑ*に基づいて３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*に変換し、ＰＷＭ変換部２６３及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに出力する。ＰＷＭ変換部２６３は、推定回転角θeMを用いて３相信号Ｕｕ*，Ｕｖ*，Ｕｗ*の大きさに応じたＤＵＴＹ信号（図２中では「ＤＵＴＹｕ」，「ＤＵＴＹｖ」，「ＤＵＴＹｗ」と表示）を生成し、インバータ６０に入力する。インバータ６０は、ＤＵＴＹ信号に応じた３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの各相電流を電動機１１に供給し、駆動する。
【００８７】
３相２軸変換部２６５は、推定回転角θeMを用いて電流センサＳIu，ＳIv，ＳIwで検出された３相の実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてｄ軸実電流値Ｉｄ及びｑ軸実電流値Ｉｑに座標変換演算し、ｄ軸実電流値Ｉｄを減算器２５３及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力するとともに、ｑ軸実電流値Ｉｑを減算器２５２及び拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａに入力する。
【００８８】
そして、拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａは、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとを演算し回転角推定演算部２９１ｃに入力する。回転角推定演算部２９１ｃは、ｄ軸の誘起電圧ｅedとｑ軸の誘起電圧ｅeqとに基づいてａｒｃｔａｎ（逆正接関数）演算をして推定回転角θeMを算出し、回転角信号切替部２９２に入力する。回転角信号切替部２９２は、回転角速度演算部２９３、２軸３相変換部２６２、ＰＷＭ変換部２６３、３相２軸変換部２６５及びに推定回転角θeMを示す信号を入力する。このように、回転角推定部２９１による電動機１１のセンサレス駆動制御がなされる。
【００８９】
ステップＳ２１では、回転角推定演算部２９１ｃから入力される推定回転角速度ωeMがゼロになったか否かをチェックする（「ωeM＝０？」）。具体的には、推定回転角速度ωeMの絶対値がゼロに近い所定の閾値よりも小さくなったときにωeM＝０と判定する。ωeM＝０の場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｂ）に従って、図６のステップＳ０１へ戻り、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２では、制御装置２００は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。イグニッション・オフを検出した場合（Ｙｅｓ）は、制御を終了し、検出しなかった場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｃ）に従って、図８のステップＳ２３に進む。
【００９０】
ステップＳ２３では、ベース信号演算部２２０は、車速ＶＳが増加して、第１ベーステーブル２２０ａの不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜が第２ベーステーブル２２０ｂの不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上になったか否かをチェックする。第１ベーステーブル２２０ａの不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜が第２ベーステーブル２２０ｂの不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上になった場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｄ）に従って、図７のステップＳ２０へ戻る。
【００９１】
ステップＳ２４では、ベース信号演算部２２０は、操舵トルクＴの絶対値が第１ベーステーブル２２０ａの不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜未満か否かをチェックする（｜Ｔ｜＜｜±ＴNR1｜？）。操舵トルクＴの絶対値が第１ベーステーブルの不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜未満の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２５へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｄ）に従って、図７のステップＳ２０へ戻る。
ステップＳ２５では、ベース信号演算部２２０は、ベーステーブルを第２ベーステーブル２２０ｂから第１ベーステーブル２２０ａに持ち替える。
ステップＳ２６では、推定回転角θeM、推定回転角速度ωeMに基づいて電動機１１のセンサレス制御によるＥＰＳ制御を実行する。このステップＳ２６の処理は、「ベース信号演算部２２０においてベーステーブルとして第２ベーステーブル２２０ｂが用いられ、ｑ軸ＰＩ制御部２４０は、ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算し、」を、「ベース信号演算部２２０においてベーステーブルとして第１ベーステーブル２２０ａが用いられ、ｑ軸ＰＩ制御部２４０は、ｑ軸目標電圧値Ｖｑ*を演算し、」に読み替え、前記したステップＳ２０の処理を行うものであるので重複する説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ２７では、回転角推定演算部２９１ｃから入力される推定回転角速度ωeMがゼロになったか否かをチェックする（「ωeM＝０？」）。このステップＳ２７は前記したステップＳ２１と同じ内容の処理である。ωeM＝０の場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｂ）に従って、図６のステップＳ０１へ戻り、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２８へ進む。
【００９３】
ステップＳ２８では、制御装置２００は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。イグニッション・オフを検出した場合（Ｙｅｓ）は、制御を終了し、検出しなかった場合（Ｎｏ）はステップＳ２６を続ける。
【００９４】
次に、図９を参照しながら、適宜、図１、図２、図４を参照してレゾルバ５０（図２参照）が正常時と故障時のベース信号演算部２２０における補助トルクを出力させる（アシストする）制御の説明をする。図９は、車両の停止状態におけるレゾルバが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、（ａ）は、操舵トルクの時間推移の説明図、（ｂ）は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。ここでは、車速ＶＳが０ｋｍ／ｈの操向ハンドル２（図１参照）の据え切り操作の場合の例である。
【００９５】
レゾルバ５０が正常時の場合、図９の（ａ）に時間ｔ２で運転者が操向ハンドル２の操舵を開始すると、中太実線で示すように操舵トルクＴの絶対値が時間ｔ２から増加する。操舵トルクＴの絶対値がベース信号演算部２２０の第１ベーステーブル２２０ａ（図２参照）の車速ＶＳ＝０ｋｍ／ｈに対応した不感帯ＲNR1（図４参照）の不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜以上になった時間ｔ３から、ベース信号演算部２２０は、ベース目標電流値ＩBを出力し始める。つまり、図９の（ｂ）に破線で示すように時間ｔ３から電動機駆動電流が立ち上がる。そして、この電動機駆動電流が立ち上がるときの電動機１１（図２参照）の回転角速度ωMは、図９の（ｂ）にωM1で示した値である。
【００９６】
そして、レゾルバ５０が故障時の場合、図２の（ａ）において時間ｔ１で故障が発生したとすると、ベース信号演算部２２０は第２ベーステーブル２２０ｂ（図２参照）を用いるように切り替わり、時間ｔ２で運転者が操向ハンドル２の操舵を開始すると、中太実線で示すように操舵トルクＴが時間ｔ２から増加する。操舵トルクＴがベース信号演算部２２０の第２ベーステーブル２２０ｂの車速ＶＳ＝０ｋｍ／ｈに対応した不感帯ＲNR2（図４参照）の不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上になった時間ｔ４から、ベース信号演算部２２０は、ベース目標電流値ＩBを出力し始める。つまり、図９の（ｂ）に中太実線で示すように時間ｔ４から電動機駆動電流が立ち上がる。そして、この電動機駆動電流が立ち上がるときの電動機１１（図２参照）の回転角速度ωMは、図９の（ｂ）にωM3で示した値である。
【００９７】
回転角推定部２９１の連れ回し時推定回転角演算部２９１ｂ（図２参照）において演算された推定回転角θeM1の値が、実験的に精度良く演算できる回転角速度ωM2（図９の（ｂ）参照）に対して、ωM3が十分上回るように不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値を試験データに基づいて設定する。その結果、回転角速度ωM3は十分大きな値となり、連れ回し時回転角推定部２９１ｂは推定回転角θeM1を精度良く演算できる。
ちなみに、車両が走行を開始すると据え切り状態よりも電動機１１の補助トルク無しでの操舵トルクＴの絶対値は、前記した推定回転角θeM1の値が実験的に精度良く演算できる回転角速度ωM2のときの操舵トルクＴの絶対値よりも低減するので、不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値を低く設定できる。従って、前記したように車速ＶＳが増大しても不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値は、不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値のように車速ＶＳに応じて操舵感を重く運転者に感じさせるように車速ＶＳの増大に応じて増加させる必要はなく、そのまま固定値とするか、逆に低下させるように設定可能である。従って、フローチャートのステップＳ１８，Ｓ１９のように不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜の値が不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値以上になり、ベーステーブルを第２ベーステーブル２２０ｂから第１ベーステーブル２２０ａに持ち替えることができる。
【００９８】
本実施形態によれば、制御装置２００（図２参照）は、故障検出部２９０（図２参照）によってレゾルバ５０（図２参照）の故障が検出されない場合には、ベース信号演算部２２０は、操舵トルクＴに対して電動機１１を駆動しない不感帯を、不感帯上限トルクＴNR1及び不感帯下限トルク−ＴNR1を幅とする正常時の不感帯ＲNR1として設定し、故障検出部２９０によってレゾルバ５０の故障が検出された場合には、操舵トルクＴに対して電動機１１を駆動しない不感帯を、不感帯上限トルクＴNR2及び不感帯下限トルク−ＴNR2を幅とする故障時の不感帯ＲNR2として、不感帯上限トルク及び不感帯下限トルクとも第１の不感帯ＲNR1よりも幅を拡大設定する。
従って、故障検出部２９０によってレゾルバ５０の故障が検出された場合には、運転者が操向ハンドル２を手動操作して検出された操舵トルクＴが拡大された第２の不感帯ＲNR2の不感帯上限トルクＴNR2及び不感帯下限トルク−ＴNR2を超える際に、第１の不感帯ＲNR1の不感帯上限トルクＴNR1及び不感帯下限トルク−ＴNR1を超える際より大きな絶対値の操舵トルクＴの発生により電動機１１をより高回転速度とする。その結果、電動機１１の生じるより大きな値の誘起電圧に基づいて回転角推定部２９１の連れ回し時回転角推定演算部２９１ｂにおいて推定回転角θeM1をより精度良く推定演算できる状態となる。
【００９９】
そして、検出された操舵トルクＴの絶対値が不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜を超える際に、推定回転角θeM1を推定回転角θeMとし、それに基づいて制御装置２００が、電動機１１の駆動制御を再開することにより、精度の良い推定回転角θeMによって運転者の操向ハンドル２の操作方向と逆方向の補助トルクを発生することなく、電動機１１を駆動制御することができる。
本実施形態によれば、特許文献３に記載の技術において、電動機１１の誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクＴが示す操向ハンドル２の操作方向を判定して、一定の回転磁界を発生させる制御のため、例えば、電動機の実際の回転角速度よりも回転磁界の回転速度が遅いとき、逆に操舵反力が増加するというような違和感を運転者に与えるということが解消される。
【０１００】
また、制御装置２００は、フローチャートの図６のステップＳ０８に示したように操舵トルクセンサ３０（図１参照）において不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜以上の操舵トルクＴの絶対値を検出している状態で、故障検出部２９０にてレゾルバ５０の故障が検出された場合は、検出された操舵トルクＴ及び推定回転角θeMに基づいて電動機１１の駆動制御を行わない。
【０１０１】
従って、故障検出部２９０にてレゾルバ５０の故障を検出したとき、電動機１１による補助トルクの出力が喪失したことを、操舵反力の急増により運転者に感じさせて、レゾルバ５０の故障を認知させることができる。
前記した特許文献３に記載の技術のような電動機の駆動制御とする場合は、制御装置２００は、レゾルバ５０が故障していると判定されるまでは、レゾルバ５０からの回転角θMに基づいてそれまで電動機１１の駆動制御をしていたものが、レゾルバ５０が故障していると判定された直後以降において急に回転角推定部２９１から出力された推定回転角θeMに基づいて電動機１１の駆動制御を行うことになり、電動機１１の駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操向ハンドル２から操舵反力の不連続を感じさせることになる。
【０１０２】
よって、本実施形態によれば、そのような駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操向ハンドル２から操舵反力の不連続を感じさせることを防止でき、確実に運転者にレゾルバ５０が故障したことを認知させることができる。
もちろん、その後、操舵トルクＴの絶対値が減少して、不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜未満となり、故障時の不感帯ＲNR2の操舵トルクの幅の範囲に入った後、操舵トルクＴの絶対値が不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜の値を超えたとき、操舵トルクＴ及び推定回転角θeMに基づいて電動機１１の駆動制御を開始することができる。
【０１０３】
制御装置２００は、少なくとも正常時の不感帯ＲNR1の操舵トルク幅を、車速ＶＳの増大に応じて拡大設定し、レゾルバ５０の故障が検出された場合に適用される故障時の不感帯ＲNR2の上限値である不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜に対し、正常時の不感帯ＲNR1の上限値である不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜がそれ以上の値になったとき、故障時の不感帯ＲNR2として正常時の不感帯ＲNR1を用いる。
【０１０４】
もし、制御装置２００が、レゾルバ５０が故障と判定されて、推定回転角θeM及び操舵トルクＴに基づいて電動機１１の駆動制御を継続している場合に、従来から車速ＶＳに応じて車速ＶＳが増大するほど正常時の不感帯ＲNR1の幅を拡大するように設定されているものを、同一の車速ＶＳに対して故障時の不感帯ＲNR2を正常時の不感帯ＲNR1よりも操舵トルク幅の広いものに設定することにすると、つまり、同一の車速ＶＳに対して故障時の不感帯ＲNR2の不感帯上限トルク｜±ＴNR2｜を正常時の不感帯ＲNR1の不感帯上限トルク｜±ＴNR1｜より大きな設定とすると、車速ＶＳが中、高車速の領域で、レゾルバ５０が故障時の推定回転角θeMを電動機１１の駆動制御に用いていると、通常時の操舵感覚に対し運転者に操舵力を重く感じさせ違和感を与えることになる。
【０１０５】
従って、本実施形態によれば、それを防止することができる。例えば、高速走行中のレーンチェンジ時の操向ハンドル２の操作において、レゾルバ５０が正常に動作して、操舵トルクＴ及び回転角θMに基づいて、電動機１１の駆動制御がなされる場合と、レゾルバ５０が故障していて、操舵トルクＴ及び推定回転角θeMに基づいて、電動機１１の駆動制御がなされる場合とで運転者に与える操作感覚を同じにできる。
【０１０６】
更に、本実施形態では、回転角推定部２９１は、電動機１１の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａを含むので、故障検出部２９０においてレゾルバ５０の故障を検出した後、運転手が手動のみで操向ハンドル２を操作することによって電動機１１の回転子が回転することによって生じる誘起電圧を拡張誘起電圧オブザーバ２９１ａによって演算して検出し、回転角推定部２９１は電動機１１の推定回転角θeMを誘起電圧に基づいて、繰り返し計算により正確に算出することができる。
【０１０７】
本実施形態では、レゾルバ５０が正常な場合、回転角推定部２９１は、演算動作せず待機状態としたが、それに限定されるものではなく、回転角推定部２９１は演算しているが、回転角信号切替部２９２において回転角推定部２９１からの出力である推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして採用し出力することをしないとしても良い。
【符号の説明】
【０１０８】
２      操向ハンドル（操舵輪）
１０    転舵輪
１１    電動機
３０    操舵トルクセンサ
３５    車速センサ
５０    レゾルバ（回転角センサ）
６０    インバータ
１００  電動パワーステアリング装置
２００  制御装置
２１０  イナーシャ補償信号演算部（電動機駆動制御手段）
２２０  ベース信号演算部（電動機駆動制御手段）
２２０ａ  第１ベーステーブル
２２０ｂ  第２ベーステーブル
２２５  ダンパ補正信号演算部（電動機駆動制御手段）
２４０  ｑ軸ＰＩ制御部（電動機駆動制御手段）
２４５  ｄ軸ＰＩ制御部（電動機駆動制御手段）
２５０  加算器（電動機駆動制御手段）
２５１，２５２，２５３  減算器（電動機駆動制御手段）
２６２  ２軸３相変換部（電動機駆動制御手段）
２６３  ＰＷＭ変換部（電動機駆動制御手段）
２６５  ３相２軸変換部（電動機駆動制御手段）
２８０  電動機速度演算部（電動機駆動制御手段）
２９０  故障検出部（故障検出手段）
２９１  回転角推定部（回転角推定手段）
２９１ａ  拡張誘起電圧オブザーバ
２９１ｂ  連れ回し時推定回転角演算部
２９１ｃ  推定回転角演算部
２９２  回転角信号切替部（電動機駆動制御手段）
２９３  回転角速度演算部（電動機駆動制御手段）
ＲNR1  正常時の不感帯（第１の不感帯）
ＲNR2  故障時の不感帯（第２の不感帯）
−ＴNR1  不感帯下限トルク（第１の下限値）
ＴNR1  不感帯上限トルク（第１の上限値）
−ＴNR2  不感帯下限トルク（第２の下限値）
ＴNR2  不感帯上限トルク（第２の上限値）
【図１】
0005570401.tif 000003
【図２】
0005570401.tif 000004
【図３】
0005570401.tif 000005
【図４】
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【図５】
0005570401.tif 000007
【図６】
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【図７】
0005570401.tif 000009
【図８】
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【図９】
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