(57)【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が発生するトルクを舵取り機構に伝達する車両用操舵装置であって、
操舵角を検出する舵角センサと、
車両の速度を検出する車速センサと、
前記モータを制御するモータ制御装置とを含み、
前記モータ制御装置は、
ロータまたはロータとともに回転する部材の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、
所定の低速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する低速域位置推定手段と、
所定の高速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する高速域位置推定手段と、
前記回転速度検出手段によって検出される回転速度、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、および前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、前記ロータの回転位置を求める回転位置演算手段とを含み、
前記回転位置演算手段は、
前記低速域と高速領域との間の中速領域において、前記低速域位置推定手段が求める低速回転位置と、前記高速域位置推定手段が求める高速回転位置とを、前記回転速度検出手段が求める回転速度に応じて内分して内分回転位置を求める内分手段と、
前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、前記内分手段によって求められる内分回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置のいずれかを選択する選択手段とを含み、
前記モータ制御装置は、さらに
前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、ロータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、
前記回転速度推定手段によって推定される推定回転速度と前記回転速度検出手段によって検出される検出回転速度との回転速度差と所定の速度差閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記回転速度差が前記速度差閾値よりも大きい場合に、前記検出回転速度に基づいて、前記回転位置演算手段によって求められる回転位置を修正する位置修正手段とを含み、
前記回転速度検出手段は、前記舵角センサによって検出される操舵角を用いて回転速度を求めるものであり、
前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度と、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とに基づいて、前記ロータの回転位置を求めるものであり、
前記回転位置演算手段は、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が第１閾値以下の低速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いずに、ロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第１閾値を超えており、この第１閾値よりも大きな第２閾値以下の中速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とを前記内分手段で内分してロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第２閾値を超えている高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域または高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段とを含み、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記低速域のときに、前記モータの駆動を停止する手段をさらに含む、
車両用操舵装置。
【請求項２】
前記回転位置演算手段は、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて変化する内分係数を演算する内分係数演算手段をさらに含み、
前記内分手段は、前記内分係数演算手段によって演算される内分係数を用いて、前記低速回転位置と前記高速回転位置とを内分して前記内分回転位置を求める、請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
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が発生するトルクを舵取り機構に伝達する車両用操舵装置であって、
操舵角を検出する舵角センサと、
車両の速度を検出する車速センサと、
前記モータを制御するモータ制御装置とを含み、
前記モータ制御装置は、
ロータまたはロータとともに回転する部材の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、
所定の低速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する低速域位置推定手段と、
所定の高速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する高速域位置推定手段と、
前記回転速度検出手段によって検出される回転速度、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、および前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、前記ロータの回転位置を求める回転位置演算手段とを含み、
前記回転位置演算手段は、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置のいずれかを選択する選択手段を含み、
前記モータ制御装置は、さらに
前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、ロータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、
前記回転速度推定手段によって推定される推定回転速度と前記回転速度検出手段によって検出される検出回転速度との回転速度差と所定の速度差閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記回転速度差が前記速度差閾値よりも大きい場合に、前記検出回転速度に基づいて、前記回転位置演算手段によって求められる回転位置を修正する位置修正手段とを含み、
前記回転速度検出手段は、前記舵角センサによって検出される操舵角を用いて回転速度を求めるものであり、
前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度と、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とに基づいて、前記ロータの回転位置を求めるものであり、
前記回転位置演算手段は、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が第１閾値以下の低速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いずに、ロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第１閾値を超えており、この第１閾値よりも大きな第２閾値以下の中速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置との両方を用いてロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第２閾値を超えている高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段と、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域または高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段とを含み、
前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記低速域のときに、前記モータの駆動を停止する手段をさらに含む、車両用操舵装置。
【請求項４】
前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域のときに、回転速度が小さいほど前記モータを駆動するための駆動指令値を小さくする駆動指令値生成手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項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、ブラシレスモータをセンサレス駆動するためのモータ制御装置を用いた車両用操舵装置に関する。ブラシレスモータは、たとえば、電動パワーステアリング装置その他の車両用操舵装置における操舵力または操舵補助力の発生源として利用される。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータを駆動制御するためのモータ制御装置は、一般に、ロータの回転位置を検出するための位置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。しかし、位置センサの耐環境性が問題となるうえ、高価な位置センサおよびこれに関連する配線がコストの削減を阻害し、かつ、小型化を阻害している。そこで、位置センサを用いることなくブラシレスＤＣ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。
【０００３】
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、図２(a)に示すように、ロータ５０の回転中心を原点とする固定座標であるαβ座標の原点まわりにロータ５０の回転方向に沿って回転する高周波電圧ベクトル（大きさは一定）が形成されるように、高周波探査電圧がＵ，Ｖ，Ｗ相のステータ巻線５１，５２，５３に印加される。高周波電圧ベクトルは、ロータ５０の回転速度に対して十分に高速に回転する電圧ベクトルである。この高周波電圧ベクトルの印加に伴って、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のステータ巻線５１，５２，５３に電流が流れる。この三相の電流の大きさおよび方向をαβ座標上で表した電流ベクトルは、原点まわりに回転することになる。
【０００４】
ロータ５０のインダクタンスは、磁束方向に沿う磁極軸であるｄ軸と、これに直交するｑ軸（トルク方向に沿う軸）とで異なる値をとる。そのため、電流ベクトルの大きさは、ｄ軸に近い方向の場合に大きく、ｑ軸に近い方向の場合に小さくなる。その結果、図２(b)に示すように、電流ベクトルの終点は、αβ座標上において、ロータ５０のｄ軸方向を長軸とする楕円形の軌跡５５を描く。
【０００５】
したがって、電流ベクトルの大きさは、ロータ５０のＮ極方向およびＳ極方向において極大値を有する。すなわち、電圧ベクトルの大きさが図３(b)のように変化するのに対して、電流ベクトルの大きさは、図３(a)に示すように、その１周期中に、２つの極大値を有する。この場合、電圧ベクトルの大きさが十分に大きければ、ステータの磁気飽和の影響により、ロータ５０のＮ極側の方がＳ極側よりもインダクタンスが小さくなり、Ｎ極方向の電流ベクトルの大きさが最大値をとることになる（曲線Ｌ１参照）。
【０００６】
そこで、十分に大きな高周波電圧ベクトルを印加してＮ極に対応した電流ベクトルの極大を特定しておき、その後は、大きさを小さくした高周波電圧ベクトルを印加し、電流ベクトルの極大値に基づいて、ロータ５０の位相を推定することができる。より具体的には、大きさが最大値をとるときの電流ベクトルのα軸成分Ｉαおよびβ軸成分Ｉβにより、ロータ５０の位相角（電気角）θは、θ＝Ｔan-1（Ｉβ／Ｉα）として求められる。
【特許文献１】特開２００４−３４３９６３号公報
【特許文献２】特開２００３−４０１１９号公報
【非特許文献１】陳 志謙他、「外乱オブザーバと速度適応同定による円筒型ブラシレスＤＣモータの位置・速度センサレス制御」、電気学会論文誌 Ｄ，１１８巻７／８号、平成１０年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
誘起電圧を用いてロータ位置を推定できる高速域においては、高周波探査電圧を用いた位置推定手法を用いることは適切ではない。これは、高周波探査電圧の印加によって効率が低下するおそれがあるうえ、モータの制御に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
そこで、ロータ停止時および極低速回転時には、高周波探査電圧を用いてロータ位置を推定する低速域用位置推定処理を行う一方で、高速域では、誘起電圧を用いてロータ位置を推定する高速域用位置推定処理を行うことが考えられる。この目的のために、推定されたロータ位置を時間微分してロータ回転速度を演算し、この演算されたロータ回転速度の大小に応じて低速域用位置推定処理と高速域用位置推定処理とを切り換えることが考えられる。
【０００８】
しかし、推定されたロータ位置に基づいてロータ回転速度を求める構成では、インパルス的なノイズ等によって、推定ロータ位置の精度が悪くなると、それに応じてロータ回転速度の精度も下がる。そのため、低速域用位置推定処理と高速域用位置推定処理との間で誤った切り換えが生じたりして、位置推定精度が一時的に下がってしまう。
そこで、この発明の目的は、ロータ回転速度に応じて低速域位置推定と高速域位置推定とを適切に用いることができ、これにより、精度良くロータ位置を演算でき、モータの制御精度を向上することができるモータ制御装置を備えた車両用操舵装置を提供することである。
【０００９】
また、この発明の他の目的は、車両の速度およびロータ回転速度に応じて低速域位置推定と高速域位置推定とを適切に用いることができ、これにより、ステアリングにトルクを与えるモータを精度良く制御でき、かつ、操舵フィーリングも向上でき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】
【００１０】
前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（５１〜５３）とを備えたモータ（３）が発生するトルクを舵取り機構（２）に伝達する車両用操舵装置であって、操舵角を検出する舵角センサ（４）と、車両の速度を検出する車速センサ（６）と、前記モータを制御するモータ制御装置（５）とを含む。前記モータ制御装置は、ロータまたはロータとともに回転する部材（１０Ａ）の回転速度を検出するための回転速度検出手段（４，２４）と、所定の低速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する低速域位置推定手段（４１）と、所定の高速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する高速域位置推定手段（４２）と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、および前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、前記ロータの回転位置を求める回転位置演算手段（４３，４４）とを含む。前記回転位置演算手段は、前記低速域と高速領域との間の中速領域において、前記低速域位置推定手段が求める低速回転位置と、前記高速域位置推定手段が求める高速回転位置とを、前記回転速度検出手段が求める回転速度に応じて内分して内分回転位置を求める内分手段（４３）と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、前記内分手段によって求められる内分回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置のいずれかを選択する選択手段（４４）とを含む。そして、前記モータ制御装置は、さらに、前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、ロータの回転速度を推定する回転速度推定手段（２２）と、前記回転速度推定手段によって推定される推定回転速度と前記回転速度検出手段によって検出される検出回転速度との回転速度差と所定の速度差閾値とを比較する比較手段（７２）と、前記比較手段による比較の結果、前記回転速度差が前記速度差閾値よりも大きい場合に、前記検出回転速度に基づいて、前記回転位置演算手段によって求められる回転位置を修正する位置修正手段（７４）と含む。また、前記回転速度検出手段は、前記舵角センサによって検出される操舵角を用いて回転速度を求めるものであり、前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度と、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とに基づいて、前記ロータの回転位置を求めるものである。そして、前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が第１閾値以下の低速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いずに、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ６，Ｓ７）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第１閾値を超えており、この第１閾値よりも大きな第２閾値以下の中速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とを前記内分手段で内分してロータの回転位置を求める手段（Ｓ１０〜Ｓ１３）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第２閾値を超えている高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ８，Ｓ９）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域または高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ１８，Ｓ１９）とを含む。また、前記車両用操舵装置は、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記低速域のときに、前記モータの駆動を停止する手段（Ｓ３４）をさらに含む。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。
【００１１】
この構成によれば、回転速度検出手段によってロータまたはロータとともに回転する回転部材の回転速度（以下「ロータ等の回転速度」という。）が検出される。つまり、推定演算によって求められたロータ回転位置を用いた演算によってロータ回転速度を求めるのではなく、ロータ等の回転速度が検出される。この検出されたロータ等の回転速度と、低速域位置推定手段および高速域位置推定手段がそれぞれ推定するロータ回転位置とを用いて、ロータの回転位置が求められる。したがって、低速域位置推定手段または高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置に推定誤差が生じているときでも、ロータ等の回転速度がその影響を受けることがない。そのため、低速域位置推定手段による推定結果と高速域位置推定手段による推定結果とを、ロータ等の回転速度に応じて適切に用いることができるから、回転位置演算手段によって求められるロータ回転位置の精度を高めることができる。
【００１２】
なお、前記低速域位置推定手段は、モータ電流検出手段（９）によって検出されるモータ電流に基づいてモータの回転位置を推定するものであってもよい。また、前記高速域位置推定手段は、モータ電流検出手段によって検出されるモータ電流およびモータ電圧指示手段（１３）によって指示されるモータ電圧に基づいてモータの回転位置を推定するものであってもよい。たとえば、モータ電流とモータ指示電圧とに基づいてモータの誘起電圧を推定し、この推定された誘起電圧に基づいてモータの回転位置を推定することができる。
【００１３】
また、この発明の構成によれば、回転速度検出手段によって検出されたロータ等の回転速度に応じて、低速域位置推定手段と高速域位置推定手段との演算結果を適切に選択でき、この選択に位置推定誤差の影響が影響することがない。これにより、ロータ回転位置の演算精度を高めることができる。
【００１４】
さらに、この発明では、低速域位置推定手段と高速域位置推定手段との演算結果を単純に切り換えるのではなく、中速域においては、内分手段の働きにより、両者を混合して妥当な回転位置を推定する構成となっている。これにより、求められる回転位置に不連続が生じることを抑制または防止できる。これにより、低速域用位置推定と高速域用位置推定との切り換え時における制御の安定性を向上できる。
【００１６】
また、この発明の構成によれば、前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、推定ロータ回転速度が求められる。そして、この推定ロータ回転速度と、回転速度検出手段によって検出された検出回転速度との回転速度差が調べられる。この回転速度差が大きければ、推定されたロータ回転位置の誤差が大きいと考えられる。そこで、当該回転速度差と速度差閾値とが比較され、この回転速度差が速度差閾値を超えていれば、回転位置演算手段によって求められる回転位置が前記検出回転速度に基づいて修正される。これにより、位置推定誤差をさらに低減することができる。とくに、急激な速度変化時や高速回転時には、推定回転位置と実際の回転位置とにずれが生じやすく、トルク脈動が生じるおそれがある。そこで、この発明では、回転速度差が大きいときに、推定回転位置を修正するようにしている。これにより、トルク脈動を抑制できる。
【００１７】
たとえば、前記回転速度検出手段は、所定のサンプリング周期毎に回転速度を検出するものであり、前記回転位置演算手段は前記サンプリング周期毎にロータの回転位置を演算するものであってもよい。この場合に、前記位置修正手段は、前記回転位置演算手段の前回の演算値に対して、前記回転速度検出手段によって検出された回転速度に前記サンプリング周期を乗じた値を加算し、その加算結果を今回の演算値とするものであってもよい。
【００１９】
さらに、この発明によれば、回転速度検出手段は、車両用操舵装置に備えられた舵角センサを用いてロータ等の回転速度を求める。したがって、専用の回転速度検出手段を設ける必要がない。たとえば、この場合、回転速度検出手段は、舵角センサによって検出される操舵角を時間微分することによって、ステアリングシャフトの回転速度を求めるものであってもよい。こうして求められた回転速度は、推定された回転位置を用いておらず、舵角センサで検出された操舵角を用いているため、推定回転位置に含まれる誤差の影響を受けない。
【００２０】
この発明では、さらに、車速センサによって求められる車速を加味してロータの回転位置が求められるようになっている。たとえば、ロータ回転速度が中低速域にあるときには、高速域でロータが回転している場合に比較して、推定されるロータ位置の精度が低いことがある。そのため、中低速域ではモータの制御性能があまり高くなく、舵取り機構に与えられるトルクが不安定になるおそれがある。そこで、車速センサによって検出される車両の速度を加味して、ロータの回転位置が求められる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、前記回転位置演算手段が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて変化する内分係数を演算する内分係数演算手段（４７）をさらに含み、前記内分手段は、前記内分係数演算手段によって演算される内分係数を用いて、前記低速回転位置と前記高速回転位置とを内分して前記内分回転位置を求める、請求項１に記載の車両用操舵装置である。
また、請求項３記載の発明は、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が発生するトルクを舵取り機構に伝達する車両用操舵装置であって、操舵角を検出する舵角センサと、車両の速度を検出する車速センサと、前記モータを制御するモータ制御装置とを含み、前記モータ制御装置は、ロータまたはロータとともに回転する部材の回転速度を検出するための回転速度検出手段と、所定の低速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する低速域位置推定手段と、所定の高速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する高速域位置推定手段と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、および前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、前記ロータの回転位置を求める回転位置演算手段とを含み、前記回転位置演算手段は、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置のいずれかを選択する選択手段を含み、前記モータ制御装置は、さらに、前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、ロータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、前記回転速度推定手段によって推定される推定回転速度と前記回転速度検出手段によって検出される検出回転速度との回転速度差と所定の速度差閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果、前記回転速度差が前記速度差閾値よりも大きい場合に、前記検出回転速度に基づいて、前記回転位置演算手段によって求められる回転位置を修正する位置修正手段とを含み、前記回転速度検出手段は、前記舵角センサによって検出される操舵角を用いて回転速度を求めるものであり、前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度と、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とに基づいて、前記ロータの回転位置を求めるものであり、前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が第１閾値以下の低速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いずに、ロータの回転位置を求める手段と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第１閾値を超えており、この第１閾値よりも大きな第２閾値以下の中速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置との両方を用いてロータの回転位置を求める手段と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第２閾値を超えている高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域または高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段とを含み、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記低速域のときに、前記モータの駆動を停止する手段をさらに含む、車両用操舵装置である。
【００２２】
車両の速度が零のときは、モータが発生するトルクが多少不安定であっても差し支えなく、操舵負担が大きいからモータの発生トルクを積極的に舵取り機構に伝達することが好ましい。そこで、ロータ等の回転速度が低速域のときには、低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いずに、ロータ回転位置が求められる。また、ロータ等の回転速度が中速域のときには、低速域位置推定手段および高速域位置推定手段によってそれぞれ推定されるロータ回転位置の両方を用いて、ロータ回転位置が求められる。さらに、ロータ等の回転速度が高速域のときには、低速域位置推定手段によって推定される回転位置は用いず、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いてロータ回転位置が求められる。こうして求められたロータ回転位置に基づいてモータが駆動されることによって、その発生トルクが舵取り機構に伝達され、操舵または操舵補助が行われる。
【００２３】
一方、車両の速度が零でないときは、ロータ等の回転速度が中速域または高速域のときに、低速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いず、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いて、ロータ回転位置が求められる。さらに、ロータ等の回転速度が低速域のときには、モータの駆動が停止される。これにより、車両が走行しているときには、精度が得にくい低速域位置推定手段によって推定されるロータ回転速度を用いることなく、モータが制御される。これにより、不安定なトルクが舵取り機構に伝達されることによる違和感を低減または解消できる。その結果、操舵フィーリングを向上できる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域のときに、回転速度が小さいほど前記モータを駆動するための駆動指令値を小さくする駆動指令値生成手段（１１，Ｓ３６）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用操舵装置である。
ロータ等の回転速度が中速域のときには、高速域位置推定手段が推定するロータ回転位置の推定精度は、ロータ回転速度が小さいほど悪くなる。そこで、車両が走行していて、ロータ等の回転速度が中速域のときには、当該回転速度が小さいほど、モータの駆動指令値を小さくする。これにより、モータが発生する不安定なトルクに起因する操舵違和感を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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を検出するトルクセンサ１と、車両の舵取り機構２に操舵補助力を与えるモータ３（電動モータ）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。
【００２６】
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ＤＣモータであり、図２(a)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。
【００２７】
モータ制御装置５は、マイクロコンピュータ７と、このマイクロコンピュータ７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）８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センサ９とを備えている。マイクロコンピュータ７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、電流指令値生成部１１と、ＰＩ（比例積分）制御部１２と、指示電圧生成部１３と、γδ／αβ座標変換部１４と、αβ／ＵＶＷ座標変換部１５と、ＰＷＭ制御部１６と、ＵＶＷ／αβ座標変換部１７と、αβ／γδ座標変換部１８と、偏差演算部１９と、位置推定部２１と、回転速度推定部２２と、高周波電圧発生部２３と、回転速度演算部２４とを備えている。
【００２８】
電流指令値生成部１１は、モータ３のロータ磁極方向に沿うｄ軸電流成分の指令値Ｉd*と、ｄ軸に直交するｑ軸電流成分の指令値Ｉq*を生成する。以下、これらをまとめて言うときには、「電流指令値Ｉdq」という。ただし、ｄｑ座標平面はロータ５０の回転方向に沿う平面であり、ｄ軸およびｑ軸は、ロータ５０とともに回転する回転座標系を規定する（図２参照）。
【００２９】
モータ３のＵ相、Ｖ相およびＷ相に与えるべき電流（正弦波電流）の振幅を表す電流指令値Ｉ*を用いると、ｄ軸電流指令値Ｉd*およびｑ軸電流指令値Ｉq*は、次式(1)(2)のように表される。
【００３０】
【数１】
0005435252.tif 000002
【００３１】
したがって、電流指令値生成部１１は、ｄ軸電流指令値Ｉd*＝０を生成する一方で、トルクセンサ１によって検出される操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速に応じたｑ軸電流指令値Ｉq*を生成する。より具体的には、操舵トルクおよび車速に対応したｑ軸電流指令値Ｉq*を記憶したマップ（テーブル）を用いてｑ軸電流指令値Ｉq*が生成されるようになっていてもよい。モータ３が発生するトルクは、モータ電流に対応するから、電流指令値Ｉdqは、モータ３から発生させるべきトルクを指令するための「トルク指令値」と言い換えることもできる。
【００３２】
電流センサ９は、モータ３のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩVおよびＷ相電流Ｉwを検出する（以下、これらをまとめていうときには「三相検出電流ＩUVW」という）。その検出値は、ＵＶＷ／αβ座標変換部１７に与えられる。
ＵＶＷ／αβ座標変換部１７は、三相検出電流ＩUVWを、二相固定座標系上での電流ＩαおよびＩβ（以下、これらをまとめていうときには「二相検出電流Ｉαβ」という。）に座標変換する。二相固定座標系とは、ロータ５０の回転中心を原点としてα軸およびこれに直交するβ軸を定めた固定座標系である（図２参照）。座標変換された二相検出電流Ｉαβは、αβ／γδ座標変換部１８に与えられる。
【００３３】
αβ／γδ座標変換部１８は、二相検出電流Ｉαβを、位置推定部２１によって推定されるロータ回転位置θ^（以下、「推定回転位置θ^」という。）に従う回転座標系（γ−δ）上での電流ＩγおよびＩδ（以下、これらをまとめていうときには「検出電流Ｉγδ」という。）に座標変換する。この回転座標系（γ−δ）は、推定回転位置θ^にロータ５０がある場合に、ロータ磁極方向に沿うγ軸と、このγ軸に直交するδ軸とによって規定される回転座標系である。推定回転位置θ^に誤差がなく、実際のロータ回転位置と一致しているとき、ｄｑ回転座標系とγδ回転座標系とは一致する。
【００３４】
検出電流Ｉγδは、偏差演算部１９に与えられるようになっている。この偏差演算部１９は、ｄ軸電流指令値Ｉd*に対するγ軸電流Ｉγの偏差、およびｑ軸電流指令値Ｉq*に対するδ軸電流Ｉδの偏差を演算する。これらの偏差がＰＩ制御部１２に与えられてそれぞれＰＩ演算処理を受ける。そして、これらの演算結果に応じて、指示電圧生成部１３によって、γ軸指示電圧Ｖγ*およびδ軸指示電圧Ｖδ*（以下、これらをまとめていうときには「指示電圧Ｖγδ」という。）が生成されて、γδ／αβ座標変換部１４に与えられる。
【００３５】
γδ／αβ座標変換部１４は、γ軸指示電圧Ｖγ*およびδ軸指示電圧Ｖδ*を、二相固定座標系の指示電圧であるα軸指示電圧Ｖα*およびβ軸指示電圧Ｖβ*（以下、これらをまとめていうときには「二相指示電圧Ｖαβ」という。）に座標変換する。この二相指示電圧Ｖαβは、αβ／ＵＶＷ座標変換部１５に与えられる。
αβ／ＵＶＷ座標変換部１５は、α軸指示電圧Ｖα*およびβ軸指示電圧Ｖβ*を三相固定座標系の指示電圧、すなわち、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の指示電圧ＶU*，ＶV*，ＶW*（以下、これらをまとめていうときには「三相指示電圧ＶUVW」という。）に変換する。
【００３６】
ＰＷＭ制御部１６は、三相の指示電圧ＶU*，ＶV*，ＶW*に応じて制御されたデューティ比の駆動信号を生成して駆動回路８に与える。これにより、モータ３の各相には、該当する相の指示電圧ＶU*，ＶV*，ＶW*に応じたデューティ比で電圧が印加されることになる。
このような構成によって、舵取り機構２に結合されたステアリングホイール１０に操舵トルクが加えられると、これがトルクセンサ１によって検出される。そして、その検出された操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速に応じた電流指令値Ｉdqが電流指令値生成部１１によって生成される。この電流指令値Ｉdqと検出電流Ｉγδとの偏差が偏差演算部１９によって求められ、この偏差を零に導くようにＰＩ制御部１２によるＰＩ演算が行われる。この演算結果に対応した指示電圧Ｖγδが指示電圧生成部１３によって生成され、これが、座標変換部１４，１５を経て三相指示電圧ＶUVWに変換される。そして、ＰＷＭ制御部１６の働きによって、その三相指示電圧ＶUVWに応じたデューティ比で駆動回路８が動作することによって、モータ３が駆動され、電流指令値Ｉdqに対応したアシストトルクが舵取り機構２に与えられることになる。こうして、操舵トルクに応じて操舵補助を行うことができる。電流センサ９によって検出される三相検出電流ＩUVWは、座標変換部１７，１８を経て、電流指令値Ｉdqに対応するように回転座標系（γ−δ）で表された検出電流Ｉγδに変換された後に、偏差演算部１９に与えられる。
【００３７】
回転座標系と固定座標系との間での座標変換のためには、ロータ５０の回転位置を表す位相角（電気角）θが必要である。この位相角を表す推定回転位置θ^が位置推定部２１によって生成され、γδ／αβ座標変換部１４およびαβ／γδ座標変換部１８に与えられるようになっている。
高周波電圧発生部２３は、ロータ５０の停止時および極低速回転時（２５０ｒｐｍ以下）においてロータ５０の位相角θを推定するために、モータ３に探査電圧を印加する探査電圧印加手段として機能する。この高周波電圧発生部２３は、モータ３の定格周波数に比較して十分に高い周波数（たとえば、２００Hz）の高周波正弦電圧（図３(b)参照）を、探査電圧として、モータ３のＵ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線５１，５２，５３に印加するための電圧指令値を生成し、ＰＷＭ制御部１６に与える。より具体的には、ロータ５０の回転を引き起こすことのない程度のデューティ比の高周波電圧の印加によって、Ｖ−Ｗ相通電、Ｗ−Ｕ相通電およびＵ−Ｖ相通電を順次繰り返させることにより、ロータ５０の回転中心まわりで空間的に回転する高周波電圧ベクトルを印加する。この高周波電圧ベクトルは、ロータ５０の回転中心を原点とする固定座標であるαβ座標の原点まわりに定速回転する一定の大きさの電圧ベクトルである（図２(a)参照）。
【００３８】
高周波電圧発生部２３は、ロータ５０の停止時および極低速回転時において、前述のような高周波電圧（探査電圧）の印加のための指令値を生成してＰＷＭ制御部１６に与える。ロータ５０の回転が十分に速くなると（たとえば、２５０ｒｐｍを超えると）、高周波電圧発生部２３は、高周波電圧指令の発生を停止する。
回転速度推定部２２は、位置推定部２１から所定の制御周期Ｔ毎に与えられる推定回転位置θ^の差分Δθ^を求めることにより、ロータ５０の推定回転速度ω^（＝Δθ^）を生成する。
【００３９】
回転速度演算部２４は、舵角センサ４によって検出される操舵角を時間微分することによって、ステアリングシャフト１０Ａの回転速度（操舵角速度）を求め、これをモータ３の回転速度ωに換算するものである。
図４は、位置推定部２１の構成を説明するためのブロック図である。位置推定部２１は、モータ３に流れるモータ電流（この実施形態では二相検出電流Ｉαβ）と、モータ３に印加されるモータ電圧（この実施形態では二相指示電圧Ｖαβ）とに基づいて、ロータ５０の回転位置を推定するものである。この位置推定部２１は、低速域位置推定部４１と、高速域位置推定部４２と、内分処理部４３と、切り換え部４４と、内分係数演算部４７とを備えている。さらに、位置推定部２１は、回転速度差演算部７１と、比較部７２と、位置変化量演算部７３と、位置修正部７４とを含む。
【００４０】
低速域位置推定部４１は、モータ３の停止時および極低速回転時（たとえば、０〜１００ｒｐｍ）におけるロータ５０の位置推定に適合するように設計されており、ＵＶＷ／αβ座標変換部１７が出力する二相検出電流Ｉαβと、γδ／αβ座標変換部１４が生成する二相指示電圧Ｖαβとに基づいて、ロータ５０の回転位置を推定する。
高速域位置推定部４２は、モータ３の高速回転時（たとえば、２００ｒｐｍ以上）におけるロータ５０の位置推定に適合するように設計されており、ＵＶＷ／αβ座標変換部１７が出力する二相検出電流Ｉαβと、γδ／αβ座標変換部１４が生成する二相指示電圧Ｖαβとに基づいて、ロータ５０の回転位置を推定する。
【００４１】
内分処理部４３は、低速域位置推定部４１によって求められた低速推定回転位置θ^Lと、高速域位置推定部４２によって求められた高速推定回転位置θ^Hとを内分して、内分推定回転位置θ^Mを求める。この内分処理部４３における内分処理のために用いられる内分係数αが、内分係数演算部４７によって求められるようになっている。
切り換え部４４は、低速推定回転位置θ^L、高速推定回転位置θ^Hおよび内分推定回転位置θ^Mのうちのいずれか一つを選択し、推定回転位置θ^として出力する。
【００４２】
回転速度差演算部７１は、回転速度演算部２４によって求められる回転速度ωと回転速度推定部２２によって求められる推定回転速度ω＾との回転速度差Δω（＝ω−ω＾）を求める。この回転速度差Δωが、比較部７２によって所定の速度差閾値と大小比較され、その比較結果が比較部７２から出力される。
位置変化量演算部７３は、回転速度演算部２４によって求められる回転速度ωに制御周期Ｔを乗じることによって、位置変化量Δθを求める。マイクロコンピュータ７は、電流センサ９の出力信号を制御周期Ｔ毎に取り込み、この制御周期Ｔ毎に、位置推定部２１によってロータ回転位置の推定を行う。この制御周期Ｔを回転速度ωに乗じることによって位置変化量Δθ（＝ω×Ｔ）が求められる。この位置変化量Δθは、制御周期Ｔの期間におけるロータ回転位置θの変化量に対応する。
【００４３】
位置修正部７４は、比較部７２による比較結果に基づき、回転速度差ωが前記速度差閾値を超えている場合には、今回の制御周期ｎで切り換え部４４で選択された推定回転位置θ^を破棄し、前回の制御周期（ｎ−１）で求められた推定回転位置θ＾(n-1)に対して位置変化量Δθを加算し、これにより、修正後の推定回転位置θ＾(n)を求める。すなわち、修正後の推定回転位置θ＾(n)＝θ＾(n-1)＋Δθである。このような修正を行うことにより、推定回転位置θ＾と実際の回転位置とがずれていることに起因するトルク脈動を低減できるので、操舵フィーリングを向上することができる。
【００４４】
図５は、低速域位置推定部４１の構成例を説明するためのブロック図である。低速域位置推定部４１は、高周波応答抽出部３８と、ロータ位置推定部３９とを備えている。高周波応答抽出部３８には、ＵＶＷ／αβ座標変換部１７が出力する二相検出電流Ｉαβが与えられるようになっている。高周波応答抽出部３８は、たとえば、ハイパスフィルタであり、高周波電圧発生部２３が発生する高周波電圧の周波数に対応した周波数成分をＵＶＷ／αβ座標変換部１７の出力信号から抽出するフィルタ処理を実行する。ロータ位置推定部３９は、高周波応答抽出部３８によって抽出される高周波成分に基づいてロータ位相角θを推定する。この推定手法は、図２および図３を用いて前述したとおりである。低速推定回転位置θ^Lは、たとえば、電流ベクトルの大きさが極大値をとるときの二相指示電圧Ｖα*，Ｖβ*を用いて、次の(3)式に従って求められるようになっている。
【００４５】
θ^L＝Ｔan-1（Ｖβ*／Ｖα*）        …(3)
むろん、前述のようにθ^L＝Ｔan-1（Ｉβ／Ｉα）によって低速推定回転位置θ^Lを求める構成とすることもできる。
図６は、高速域位置推定部４２の構成例を示すブロック図である。高速域位置推定部４２は、信号処理部４８と、ロータ位置推定部４９とを備えている。信号処理部４８は、二相指示電圧Ｖαβの高周波成分を除去する低域通過フィルタで構成された電圧フィルタ３１と、二相検出電流Ｉαβの高周波成分を除去する低域通過フィルタで構成された電流フィルタ３２とを有している。ロータ位置推定部４９には、信号処理部４８によって信号処理（フィルタリング）された後の二相指示電圧Ｖαβおよび二相検出電流Ｉαβが与えられるようになっている。ロータ位置推定部４９は、モータ３の数学モデルであるモータモデルに基づき、モータ３の誘起電圧を外乱として推定する外乱オブザーバ２５と、この外乱オブザーバ２５が出力する推定誘起電圧から高周波成分を除去する低域通過フィルタで構成された推定値フィルタ２６と、この推定値フィルタ２６が出力する推定誘起電圧（フィルタリング後の値）に基づいて、ロータ５０の高速推定回転位置θ^Hを生成する推定位置生成部２７とを有している。そして、信号処理部４８の電圧フィルタ３１によってフィルタリングされた二相指示電圧Ｖαβと、電流フィルタ３２によってフィルタリングされた二相検出電流Ｉαβとが、ロータ位置推定部４９の外乱オブザーバ２５にそれぞれ入力されるようになっている。
【００４６】
図７は、外乱オブザーバ２５およびこれに関連する構成の一例を説明するためのブロック図である。モータ３の数学モデルであるモータモデルは、たとえば、（Ｒ＋ｐＬ）-1と表すことができる。ただし、Ｒは電機子巻線抵抗、Ｌはαβ軸インダクタンス、ｐは微分演算子である。モータ３には、二相指示電圧Ｖαβと誘起電圧Ｅαβ（α軸誘起電圧Ｅαおよびβ軸誘起電圧Ｅβ）とが印加されると考えることができる。
【００４７】
外乱オブザーバ２５は、二相検出電流Ｉαβを入力としてモータ電圧を推定する逆モータモデル（モータモデルの逆モデル）３５と、この逆モータモデル３５によって推定されるモータ電圧と二相指示電圧Ｖαβとの偏差を求める電圧偏差演算部３６とで構成することができる。電圧偏差演算部３６は、二相指示電圧Ｖαβに対する外乱を求めることになるが、図７から明らかなとおり、この外乱は誘起電圧Ｅαβに相当する推定値Ｅ^αβ（α軸誘起電圧推定値Ｅ^αおよびβ軸誘起電圧推定値Ｅ^β（以下、まとめて「推定誘起電圧Ｅ^αβ」という。）になる。逆モータモデル３５は、たとえば、Ｒ＋ｐＬで表される。
【００４８】
推定値フィルタ２６は、たとえば、ａ／（ｓ＋ａ）で表される低域通過フィルタで構成することができる。ａは、設計パラメータであり、この設計パラメータａにより、推定値フィルタ２６の遮断周波数ωcが定まる。
誘起電圧Ｅαβは、次の(4)式で表すことができる。ただし、ＫEは誘起電圧定数、θはロータ回転位置、ωはロータ回転速度である。
【００４９】
【数２】
0005435252.tif 000003
【００５０】
したがって、推定誘起電圧Ｅ^αβが求まれば、次の(5)式に従って、高速推定回転位置θ^Hが求まる。この演算が、推定位置生成部２７によって行われるようになっている。
【００５１】
【数３】
0005435252.tif 000004
【００５２】
図８は、内分処理部４３および切り換え部４４による処理を説明するための図であり、横軸はモータ３の回転速度を表し、縦軸は、高速域位置推定部４２によって求められる高速推定回転位置θ^Hの使用率を表している。ただし、この図８には、車速センサ６によって検出される車速が零のとき、すなわち、車両が停止中のときの動作が示されている。
モータ３の回転速度ω（回転速度演算部２４によって演算される回転速度ω）の速度域は、停止状態から第１閾値ωTLまでの低速域（ω≦ωTL）、第１閾値ωTL〜第２閾値ωTH（ただし、ωTH＞ωTL）の中速域（ωTL＜ω≦ωTH）、第２閾値ωTHを超える高速域（ωTH＜ω）に分けられている。
【００５３】
低速域位置推定部４１は、低速域および中速域において、所定の精度範囲内でロータ回転位置を推定できるように設計されている。また、高速域位置推定部４２は、中速域および高速域において、所定の精度範囲内でロータ回転位置を推定できるように設計されている。したがって、中速域においては、低速域位置推定部４１および高速域位置推定部４２の両方が、ロータ位置推定演算を行うことができるが、これらの演算結果は必ずしも一致するわけではなく、むしろ、両者の演算結果には齟齬が生じるのが通常である。
【００５４】
低速域では、切り換え部４４は、低速域位置推定部４１によって求められた低速推定回転位置θ^Lを選択して出力する。したがって、高速推定回転位置θ^Hの使用率は零である。中速域では、切り換え部４４は、内分処理部４３が求めた内分推定回転位置θ^Mを選択して出力する。高速域では、切り換え部４４は、高速域位置推定部４２によって求められた高速推定回転位置θ^Hを選択して出力する。したがって、高速推定回転位置θ^Hの使用率は「１」（１００％）である。
【００５５】
よって、内分処理部４３が実質的に機能するのは、中速域である。内分処理部４３は、次の(6)式に従って内分推定回転位置θ^Mを求める。
θ^M＝(１−α)・θ^L＋α・θ^H            …(6)
内分係数αは、内分係数演算部４７によって演算され、高速推定回転位置θ^Hの使用率を表す。そして、（１−α）は低速推定回転位置θ^Lの使用率を表すことになる。内分係数αは、回転速度演算部２４によって演算される回転速度ωに応じて可変設定される。より具体的には、内分係数αは、回転速度ωが大きいほど大きくなるように、内分係数演算部４７によって演算され、内分処理部４３に与えられるようになっている。さらに具体的には、内分係数αは、たとえば、第１閾値ωTL〜第２閾値ωTHの間で回転速度ωに応じて、０〜１の範囲でリニアに変化するように設定される。
【００５６】
図９は、マイクロコンピュータ７によるロータ回転位置推定演算の流れを説明するためのフローチャートであり、主として位置推定部２１によって制御周期ごとに繰り返し実行される処理の流れが示されている。
ＵＶＷ／αβ座標変換部１７で演算された二相検出電流Ｉαβおよびγδ／αβ座標変換部１４で演算された二相指示電圧Ｖαβは、低速域位置推定部４１および高速域位置推定部４２に入力される（ステップＳ１）。また、回転速度演算部２４は、今制御周期ｎにおいて舵角センサ４により検出された操舵角と、前制御周期ｎ−１において舵角センサ４により検出された操舵角との差分に基づいて操舵角速度を求め、これをさらにロータの回転速度ωに換算する（ステップＳ２）。
【００５７】
一方、車速センサ６によって検出される車両の速度Ｖが零かどうかが判断される（ステップＳ３）。
車両の速度Ｖが零のとき（ステップＳ３：ＹＥＳ）、すなわち、車両が停止中の場合には、回転速度ωが、前述の低速域、中速域、および高速域のいずれであるかが判定される（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００５８】
回転速度ωが低速域の値（ω≦ωTL）であるときは（ステップＳ４：ＹＥＳ）、低速域位置推定部４１によって低速推定回転位置θ^Lが求められ（ステップＳ６）、この低速推定回転位置θ^Lが推定回転位置θ^として切り換え部４４から生成される（ステップＳ７）。
回転速度ωが高速域の値（ω＞ωTH）であるときは（ステップＳ５：ＹＥＳ）、高速域位置推定部４２によって高速推定回転位置θ^Hが求められ（ステップＳ８）、この高速推定回転位置θ^Hが推定回転位置θ^として切り換え部４４から出力される（ステップＳ９）。
【００５９】
回転速度ωが中速域の値（ωTL＜ω≦ωTH）であるときは（ステップＳ５：ＮＯ）、低速域位置推定部４１によって低速推定回転位置θ^Lが求められるとともに（ステップＳ１０）、高速域位置推定部４２によって高速推定回転位置θ^Hが求められる（ステップＳ１１）。そして、内分処理部４３により、低速推定回転位置θ^Lおよび高速推定回転位置θ^Hの内分点が求められて、内分推定回転位置θ^Mが演算され（ステップＳ１２）、これが推定回転位置θ^として切り換え部４４から出力される（ステップＳ１３）。
【００６０】
こうして、切り換え部４４から推定回転位置θ＾が出力されると、回転速度推定部２２は、今制御周期ｎにおいて求められた当該推定回転位置θ^(n)と前制御周期ｎ−１において求められた推定回転位置θ^(n-1)との差分Δθ＾（＝θ^(n)−θ^(n-1)）を求め、これを推定回転速度ω^として生成する（ステップＳ１４）。
次いで、回転速度差演算部７１は、推定回転速度ω＾と回転速度演算部２４によって求められたロータ回転速度ωとの回転速度差Δωを求める（ステップＳ１５）。そして、比較部７２は、回転速度差Δωと速度差閾値（たとえば、１制御周期間の回転角度差ΔωＴに換算して１０度に相当する値。）とを比較する（ステップＳ１６）。回転速度差Δωが速度差閾値以下であれば（ステップＳ１６：ＮＯ）、切り換え部４４から出力された今制御周期ｎの推定回転位置θ＾(n)をそのまま用いる。回転速度差Δωが速度差閾値を超えていれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、今制御周期ｎで切り換え部４４が出力した推定回転位置θ＾(n)を破棄し、位置修正部７４によって求めた推定回転位置θ＾(n)（＝θ＾(n-1)＋Δθ）に修正する（ステップＳ１７）。
【００６１】
一方、車速センサ６によって検出される車両の速度が零でないとき（ステップＳ３：ＮＯ）、すなわち、車両が走行中であれば、切り換え部４４は、さらに、回転速度ωが第１閾値ωTL以下かどうか、すなわち、回転速度ωが低速域の値かどうかを判断する（ステップＳ１８）。回転速度ωが第１閾値ωTLを超えていれば（ステップＳ１８：ＮＯ）、すなわち、回転速度ωが中速域または高速域の値であれば、切り換え部４４は、高速推定回転位置θ＾Ｈを選択し、これを今制御周期における推定回転位置θ＾(n)とする（ステップＳ１９）。この後は、ステップＳ１４からの処理を行う。回転速度ωが第１閾値ωTL以下であれば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、すなわち、回転速度ωが低速域の値であれば、切り換え部２４は、いずれの推定回転位置をも選択せずに、当該制御周期での処理を終える。
【００６２】
図１０は、車両の速度Ｖおよびロータ回転速度ωに基づく電流指令値Ｉdqの設定を説明するためのフローチャートである。電流指令値生成部１１は、所定のアシストマップに従って、トルクセンサ１によって検出される操舵トルクおよび車速センサ６によって検出される車速Ｖに基づき、電流指令値Ｉdqを設定する（ステップＳ３１）。電流指令値生成部１１は、車速Ｖが零かどうかを判断する（ステップＳ３２）。車速Ｖが零であれば（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ１で求めた電流指令値Ｉdqをそのまま用いる。車速Ｖが零でなければ（ステップＳ３２：ＮＯ）、電流指令値生成部１１は、さらに、回転速度ωが第１閾値ωTL以下かどうか、すなわち、低速域かどうかを判断する（ステップＳ３３）。車速Ｖが零でなく、かつ、回転速度ωが低速域の値であるときには（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、電流指令値生成部１１は、電流指令値Ｉdqを零にする（ステップＳ３４）。すなわち、モータ３を駆動しない。
【００６３】
一方、車速Ｖが零でなく、かつ、回転速度ωが第１閾値ωTLを超えているとき（ステップＳ３３：ＮＯ）、すなわち、中速域または高速域のときは、電流指令値生成部１１はさらに回転速度ωが第２閾値ωTHを超えているかどうかを判断する（ステップＳ３５）。この判断が肯定されれば、すなわち、回転速度ωが高速域のときには、ステップＳ１で求めた電流指令値Ｉdqをそのまま用いる。一方、ステップＳ３５の判断が否定され、回転速度ωが中速域の値であると判断されると、ステップＳ１で求めた電流指令値Ｉdqが、所定の補正係数Ｃω（０＜Ｃω≦１）を乗じた値に補正される（ステップＳ３６）。この補正係数Ｃωは、回転速度ωが小さいほど小さな値となるように設定される。したがって、中速域では、回転速度ωが小さいほど電流指令値Ｉdqが小さくなる。
【００６４】
以上のようにこの実施形態によれば、舵角センサ４の出力信号を利用してロータの回転速度ωを求め、これに基づいて、低速推定回転位置θ^L、高速推定回転位置θ^Hおよび内分推定回転位置θ^Mのいずれかを選択するようにしている。また、内分推定回転位置θ^Mを求めるための内分係数αが、当該回転速度ωに基づいて定められるようになっている。これにより、推定回転位置θ＾に誤りが生じても、その影響を受けない回転速度ωに基づいて、適切な推定値を選択することができ、かつ、適切な内分処理を行うことができる。その結果、ロータ位置の推定精度を高めることができる。
【００６５】
また、車両が停止しているときには、推定回転位置θ＾を積極的に用いてモータ３の制御を行う一方で、車両が走行しているときには、ロータ回転速度ωの低速側では、位置推定精度があまりよくないことから、推定回転位置θ＾を用いたモータ制御を抑制するようにしている。これにより、車両停止時にはモータ３の駆動によって適切に操舵補助を行うことができる一方で、車両走行時における操舵違和感を低減することができる。これにより、操舵フィーリングを向上することができる。
【００６６】
以上、この発明の一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、低速域位置推定部４１の構成は、図１１に示す構成とすることもできる。この例では、高周波応答抽出部３８の出力信号を、さらにフィルタ４０でフィルタリングした後に、ロータ位置推定部３９に入力する構成となっている。フィルタ４０は、高周波電圧発生部２３によって印加される高周波電圧の２倍前後の通過帯域を有するフィルタである。前述の図３から理解されるとおり、高周波回転電圧に対する応答電流波形は、ロータのＮ極およびＳ極に対応した山ができるので、高周波回転電圧のほぼ２倍の周波数を有している。そのため、高周波回転電圧の周波数に対して２倍の周波数に対してゲインが大きくなるフィルタを検出電流に作用させることにより、必要な周波数の信号を増幅して検出できる。
【００６８】
さらに、前述の実施形態では、中速域において、低速推定回転位置θ＾Lと高速推定回転位置θ＾Hとを内分して推定回転位置θ＾を求めているが、このような内分処理を行わずに、切り換え部４４によって、低速推定回転位置θ＾Lと高速推定回転位置θ＾Hとのうちのいずれか一方を選択する構成としてもよい。
また、探査用高周波電圧は、前述の実施形態では、三相指示電圧ＶUVWに重畳しているが、指示電圧生成部１３が生成する指示電圧Ｖγδに重畳する構成としてもよい。
【００６９】
また、前述の図４の構成では、回転速度推定部２２は、位置推定部２１が生成する推定回転位置θ＾を用いて推定回転速度ω＾を求めているが、高速域位置推定部４２が生成する高速推定回転位置θ＾Hを用いて推定回転速度ω＾を求めるようにしてもよい。この場合、位置修正部７４による推定回転位置θ＾の修正は、中高速域でロータが回転している場合に限定してもよい。推定回転位置θ＾とロータの実際の回転位置との位置ずれは、急激な速度変化時や高速回転時に生じやすいので、上記の構成によっても、推定回転位置θ＾を効果的に修正でき、位置ずれに起因するトルク脈動を効果的に抑制できる。
【００７０】
また、舵角センサ４が検出する操舵角を用いてロータ回転速度ωを求めることができるので、このロータ回転速度ωを用いて、さらに、ロータ回転位置θを求めることもできる。より具体的には、ロータ初期位置を検出し、このロータ初期位置とロータ回転速度ωとに基づいて、ロータ回転位置θを求めることができる。ロータ初期位置の検出は、たとえば、ステアリングホイール１０の中立位置付近で出力が得られる位置にホールセンサを取り付けておくことによって行える。ホールセンサの取り付け位置をステアリングホイール１０の中立位置付近とするのは、ホールセンサの出力信号を安定して得ることができ、また、車両のイグニッションスイッチを導通させたときにステアリングホイール１０が中立位置にあることが多いことから、ロータ初期位置を速やかに得ることができると考えられるからである。ロータ初期位置が得られたら、このロータ初期位置に対してロータ回転速度ωと制御周期Ｔとの積ω・Ｔを加えることによって、ロータ回転位置θが求められる。次の制御周期以降は、直前の制御周期におけるロータ回転位置θ(n-1)に対して、当該制御周期ｎで求められたロータ回転速度ω(n)と制御周期Ｔとの積ω(n)・Ｔを加算してロータ回転位置θ(n)＝θ(n-1)＋ω(n)・Ｔを求めればよい。たとえば、ロータ回転位置を検出する位置センサ（レゾルバや複数のホールセンサ等）を備えた構成において、この位置センサが故障したときに、舵角センサ４の出力を用いてロータ回転位置θを求めることができる。そして、こうして求められたロータ回転位置θを用いることによって、ブラシレスモータの制御を引き続き行うことができる。舵角センサ４の出力からロータ回転速度θを求めることが不可能な極低速域では、トルクセンサ１の出力信号に応じて、モータ３を一定回転速度で回転させてアシスト制御を行うようにすればよい。
【００７１】
また、ロータ回転速度ωを求めるには、舵角センサ４の出力の代わりに、トルクセンサ１の出力を用いることもできる。トルクセンサ１は、たとえば、ステアリングシャフト１０Ａに介装されたトーションバーの入力軸側回転角Θｉおよび出力軸側回転角Θｏの角度差を検出するものである。トーションバーのばね定数ｋにより、操舵トルクＴｈは、Ｔｈ＝ｋ（Θｉ−Θｏ）と表される。これを時間微分して整理すると、Ｔｈ′／ｋ＋Ωｏ＝Ωｉ（ただし、Ωｉは入力軸側回転速度、Ωｏは出力軸側回転速度）となる。したがって、トルクセンサ１が検出する操舵トルクＴｈの変化速度（または変化加速度）からステアリングシャフト１０Ａの回転速度Ωｉを求めることができ、これをロータ回転速度ωに換算することができる。
【００７２】
トルクセンサ１の出力に基づいて求められるロータ回転速度ωを用いることにより、舵角センサ４の出力信号を用いる場合と同様にして、ロータ回転位置θを演算することもできる。この場合に、ロータ初期位置の検出は、たとえば、操舵トルクが発生していないときに、高周波電圧発生部２３から高周波信号を印加し、その際の電流応答を調べることによって行うことができる。ロータ初期位置の検出は、たとえば、トルクセンサ１からの検出信号が一定時間以上なかった場合に定期的に行い、複数回に渡って求められた値のうちの中央値をロータ初期位置としてもよい。
【００７３】
さらにまた、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動源としてのモータ３を制御するために本発明が適用された場合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の用途のモータ制御にも適用することができる。
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。
この明細書および添付図面の記載から、以下のような特徴が抽出され得る。
Ａ１．ロータ（５０）と、このロータに対向するステータ（５１〜５３）とを備えたモータ（３）を制御するためのモータ制御装置（５）であって、ロータまたはロータとともに回転する部材（１０Ａ）の回転速度を検出するための回転速度検出手段（４，２４）と、所定の低速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する低速域位置推定手段（４１）と、所定の高速域に適合するように設計され、前記ロータの回転位置を推定する高速域位置推定手段（４２）と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置、および前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、前記ロータの回転位置を求める回転位置演算手段（４３，４４）とを含む、モータ制御装置。なお、括弧内の英数字は前述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下同じ。
この構成によれば、回転速度検出手段によってロータまたはロータとともに回転する回転部材の回転速度（以下「ロータ等の回転速度」という。）が検出される。つまり、推定演算によって求められたロータ回転位置を用いた演算によってロータ回転速度を求めるのではなく、ロータ等の回転速度が検出される。この検出されたロータ等の回転速度と、低速域位置推定手段および高速域位置推定手段がそれぞれ推定するロータ回転位置とを用いて、ロータの回転位置が求められる。したがって、低速域位置推定手段または高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置に推定誤差が生じているときでも、ロータ等の回転速度がその影響を受けることがない。そのため、低速域位置推定手段による推定結果と高速域位置推定手段による推定結果とを、ロータ等の回転速度に応じて適切に用いることができるから、回転位置演算手段によって求められるロータ回転位置の精度を高めることができる。
なお、前記低速域位置推定手段は、モータ電流検出手段（９）によって検出されるモータ電流に基づいてモータの回転位置を推定するものであってもよい。また、前記高速域位置推定手段は、モータ電流検出手段によって検出されるモータ電流およびモータ電圧指示手段（１３）によって指示されるモータ電圧に基づいてモータの回転位置を推定するものであってもよい。たとえば、モータ電流とモータ指示電圧とに基づいてモータの誘起電圧を推定し、この推定された誘起電圧に基づいてモータの回転位置を推定することができる。
Ａ２．前記回転位置演算手段は、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度に応じて、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置のいずれかを選択する選択手段（４４）を含む、Ａ１記載のモータ制御装置。この構成によれば、回転速度検出手段によって検出されたロータ等の回転速度に応じて、低速域位置推定手段と高速域位置推定手段との演算結果を適切に選択でき、この選択に位置推定誤差の影響が影響することがない。これにより、ロータ回転位置の演算精度を高めることができる。
なお、低速域位置推定手段と高速域位置推定手段との演算結果を単純に切り換えるのではなく、両者を混合して妥当な回転位置を推定する構成とすることもできる。このようにすれば、求められる回転位置に不連続が生じることを抑制または防止できる。これにより、低速域用位置推定と高速域用位置推定との切り換え時における制御の安定性を向上できる。
より具体的には、前記回転位置演算手段は、前記低速域と高速領域との間の中速領域において、前記低速域位置推定手段が求める低速回転位置と、前記高速域位置推定手段が求める高速回転位置とを、回転速度検出手段が求める回転速度に応じて内分して内分回転位置を求める内分手段（４３）を含むものであってもよい。
Ａ３．前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、ロータの回転速度を推定する回転速度推定手段（２２）と、前記回転速度推定手段によって推定される推定回転速度と前記回転速度検出手段によって検出される検出回転速度との回転速度差と所定の速度差閾値とを比較する比較手段（７２）と、前記比較手段による比較の結果、前記回転速度差が前記速度差閾値よりも大きい場合に、前記検出回転速度に基づいて、前記回転位置演算手段によって求められる回転位置を修正する位置修正手段（７４）とをさらに含む、Ａ２記載のモータ制御装置。
この構成によれば、前記回転位置演算手段によって演算されるロータの回転位置、または前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置に基づいて、推定ロータ回転速度が求められる。そして、この推定ロータ回転速度と、回転速度検出手段によって検出された検出回転速度との回転速度差が調べられる。この回転速度差が大きければ、推定されたロータ回転位置の誤差が大きいと考えられる。そこで、当該回転速度差と速度差閾値とが比較され、この回転速度差が速度差閾値を超えていれば、回転位置演算手段によって求められる回転位置が前記検出回転速度に基づいて修正される。これにより、位置推定誤差をさらに低減することができる。とくに、急激な速度変化時や高速回転時には、推定回転位置と実際の回転位置とにずれが生じやすく、トルク脈動が生じるおそれがある。そこで、この発明では、回転速度差が大きいときに、推定回転位置を修正するようにしている。これにより、トルク脈動を抑制できる。
たとえば、前記回転速度検出手段は、所定のサンプリング周期毎に回転速度を検出するものであり、前記回転位置演算手段は前記サンプリング周期毎にロータの回転位置を演算するものであってもよい。この場合に、前記位置修正手段は、前記回転位置演算手段の前回の演算値に対して、前記回転速度検出手段によって検出された回転速度に前記サンプリング周期を乗じた値を加算し、その加算結果を今回の演算値とするものであってもよい。
Ａ４．モータが発生するトルクを舵取り機構（２）に伝達する車両用操舵装置であって、操舵角を検出する舵角センサ（４）と、車両の速度を検出する車速センサ（６）と、前記モータを制御するＡ１〜Ａ３のいずれか一項に記載のモータ制御装置（５）とを含み、前記回転速度検出手段は、前記舵角センサによって検出される操舵角を用いて回転速度を求めるものであり、前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度と、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度と、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置とに基づいて、前記ロータの回転位置を求めるものである、車両用操舵装置。
この構成によれば、回転速度検出手段は、車両用操舵装置に備えられた舵角センサを用いてロータ等の回転速度を求める。したがって、専用の回転速度検出手段を設ける必要がない。たとえば、この場合、回転速度検出手段は、舵角センサによって検出される操舵角を時間微分することによって、ステアリングシャフトの回転速度を求めるものであってもよい。こうして求められた回転速度は、推定された回転位置を用いておらず、舵角センサで検出された操舵角を用いているため、推定回転位置に含まれる誤差の影響を受けない。
この発明では、さらに、車速センサによって求められる車速を加味してロータの回転位置が求められるようになっている。たとえば、ロータ回転速度が中低速域にあるときには、高速域でロータが回転している場合に比較して、推定されるロータ位置の精度が低いことがある。そのため、中低速域ではモータの制御性能があまり高くなく、舵取り機構に与えられるトルクが不安定になるおそれがある。そこで、車速センサによって検出される車両の速度を加味して、ロータの回転位置が求められる。
Ａ５．前記回転位置演算手段は、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が第１閾値以下の低速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いずに、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ６，Ｓ７）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第１閾値を超えており、この第１閾値よりも大きな第２閾値以下の中速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置と、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置との両方を用いてロータの回転位置を求める手段（Ｓ１０〜Ｓ１３）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零の場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記第２閾値を超えている高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ８，Ｓ９）と、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域または高速域のときに、前記低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いず、前記高速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用いて、ロータの回転位置を求める手段（Ｓ１８，Ｓ１９）とを含み、前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記低速域のときに、前記モータの駆動を停止する手段（Ｓ３４）をさらに含む、Ａ４記載の車両用操舵装置。
車両の速度が零のときは、モータが発生するトルクが多少不安定であっても差し支えなく、操舵負担が大きいからモータの発生トルクを積極的に舵取り機構に伝達することが好ましい。そこで、ロータ等の回転速度が低速域のときには、低速域位置推定手段によって推定されるロータの回転位置を用い、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いずに、ロータ回転位置が求められる。また、ロータ等の回転速度が中速域のときには、低速域位置推定手段および高速域位置推定手段によってそれぞれ推定されるロータ回転位置の両方を用いて、ロータ回転位置が求められる。さらに、ロータ等の回転速度が高速域のときには、低速域位置推定手段によって推定される回転位置は用いず、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いてロータ回転位置が求められる。こうして求められたロータ回転位置に基づいてモータが駆動されることによって、その発生トルクが舵取り機構に伝達され、操舵または操舵補助が行われる。
一方、車両の速度が零でないときは、ロータ等の回転速度が中速域または高速域のときに、低速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いず、高速域位置推定手段によって推定されるロータ回転位置を用いて、ロータ回転位置が求められる。さらに、ロータ等の回転速度が低速域のときには、モータの駆動が停止される。これにより、車両が走行しているときには、精度が得にくい低速域位置推定手段によって推定されるロータ回転速度を用いることなく、モータが制御される。これにより、不安定なトルクが舵取り機構に伝達されることによる違和感を低減または解消できる。その結果、操舵フィーリングを向上できる。
Ａ６．前記車速センサによって検出される車両の速度が零でない場合に、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が前記中速域のときに、回転速度が小さいほど前記モータを駆動するための駆動指令値を小さくする駆動指令値生成手段（１１，Ｓ３６）をさらに含む、Ａ５記載の車両用操舵装置。
ロータ等の回転速度が中速域のときには、高速域位置推定手段が推定するロータ回転位置の推定精度は、ロータ回転速度が小さいほど悪くなる。そこで、車両が走行していて、ロータ等の回転速度が中速域のときには、当該回転速度が小さいほど、モータの駆動指令値を小さくする。これにより、モータが発生する不安定なトルクに起因する操舵違和感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【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】高周波電圧ベクトルおよび電流ベクトルの回転を説明するための図である。
【図３】高周波電圧ベクトルの印加によるロータ位相角推定動作を説明するための図である。
【図４】位置推定部の構成例を説明するためのブロック図である。
【図５】低速域位置推定部の構成例を説明するためのブロック図である。
【図６】高速域位置推定部の構成例を示すブロック図である。
【図７】外乱オブザーバおよびこれに関連する構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図８】内分処理部および切り換え部による処理を説明するための図である。
【図９】ロータ回転位置推定演算の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】車速およびロータ回転速度に応じた電流指令値の設定を説明するためのフローチャートである。
【図１１】低速域位置推定部の他の構成例を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…トルクセンサ、４…舵角センサ、５…モータ制御装置、７…マイクロコンピュータ、９…電流センサ
【図１】
0005435252.tif 000005
【図２】
0005435252.tif 000006
【図３】
0005435252.tif 000007
【図４】
0005435252.tif 000008
【図５】
0005435252.tif 000009
【図６】
0005435252.tif 000010
【図７】
0005435252.tif 000011
【図８】
0005435252.tif 000012
【図９】
0005435252.tif 000013
【図１０】
0005435252.tif 000014
【図１１】
0005435252.tif 000015