(57)【要約】【課題】モータ電気角を高い精度で推定することができるモータ制御装置、電動パワーステアリング装置及び車両を提供する。【解決手段】モータ電気角の推定値であるモータ電気角推定値θｍｅを出力するモータ電気角推定部６３と、ステアリングシャフトの出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値θｍｅとの間に生じる角度誤差と、ステアリングシャフトの入力軸に入力される操舵トルクＴと、の関係に関する情報が予め格納されたＲＯＭ５１と、ＲＯＭ５１に格納された情報とステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクＴとに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する推定値補正部６７と、を備える。【選択図】図１２
2018111469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ電気角の推定値であるモータ電気角推定値を出力するモータ電気角推定部と、
ステアリングシャフトの出力軸の出力軸回転角と前記モータ電気角推定値との間に生じる角度誤差と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力される操舵トルクと、の関係に関する情報が予め格納された記憶部と、
前記記憶部に格納された前記情報と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクとに基づいて前記モータ電気角推定値を補正する推定値補正部と、を備えるモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータ電気角を検出する角度検出部と、
前記角度検出部の正常、異常を判断する判断部と、をさらに備え、
前記判断部によって前記角度検出部が正常であると判断される場合は、前記角度検出部によって検出された前記モータ電気角に基づいてモータをフィードバック制御し、
前記判断部によって前記角度検出部が異常であると判断される場合は、前記推定値補正部によって補正された前記モータ電気角推定値に基づいてモータをフィードバック制御する、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータと前記出力軸とを接続する減速装置の周囲の温度を検出する温度センサ、をさらに備え、
前記記憶部に格納された前記情報は前記温度と関連付けされており、
前記推定値補正部は、
前記記憶部に格納された前記情報と前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記モータ電気角推定値を補正する、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータ電気角推定部が出力するモータ電気角推定値と前記出力軸回転角との間に生じる角度誤差及び前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクに基づいて、前記情報を更新する情報更新部、をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を備える電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
モータと、
減速装置と、
入力軸と出力軸とを有し、前記出力軸が前記減速装置を介して前記モータに接続されるステアリングシャフトと、
モータ制御装置と、を備え、
前記モータ制御装置は、
モータ電気角推定値を出力するモータ電気角推定部と、
前記出力軸の出力軸回転角と前記モータ電気角推定値との間に生じる角度誤差と、前記入力軸に入力される操舵トルクと、の関係に関する情報が予め格納された記憶部と、
前記記憶部に格納された前記情報と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクとに基づいて前記モータ電気角推定値を補正する推定値補正部と、を備え、
前記モータ制御装置は、前記推定値補正部によって補正された前記モータ電気角推定値に基づいてモータをフィードバック制御する、電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の電動パワーステアリング装置、を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、電動パワーステアリング装置及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、モータで生じる補助操舵力によって操舵を補助する電動パワーステアリング装置が搭載される。電動パワーステアリング装置は、モータを制御するためのモータ制御装置を備える。例えば、特許文献１にはモータ制御装置の一例が記載されている。特許文献１に記載されるモータ制御装置は、誘起電圧に基づいてモータ電気角を推定し、推定されたモータ電気角に基づいてモータを制御する。これにより、モータ回転角センサ（レゾルバ等）がない場合、又はモータ回転角センサが故障した場合において、モータの制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
誘起電圧による角度推定が困難な低速操舵時は、コラム出力軸の角度センサからモータ電気角を推定する手法が有効であるが、機械要素には変形や誤差があるため、モータ電気角の推定精度は低い。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、モータ電気角を高い精度で推定することができるモータ制御装置、電動パワーステアリング装置及び車両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】
【０００６】
本発明の一態様に係るモータ制御装置は、モータ電気角の推定値であるモータ電気角推定値を出力するモータ電気角推定部と、ステアリングシャフトの出力軸の出力軸回転角と前記モータ電気角推定値との間に生じる角度誤差と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力される操舵トルクと、の関係に関する情報が予め格納された記憶部と、前記記憶部に格納された前記情報と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクとに基づいて前記モータ電気角推定値を補正する推定値補正部と、を備える。
【０００７】
これにより、モータ電気角推定値は、出力軸回転角とモータ電気角推定値との間に生じる角度誤差と、操舵トルクとの関係に基づいて補正されるので、モータ制御装置はモータの制御に用いられるモータ電気角を高い精度で推定することができる。
【０００８】
モータ制御装置の望ましい態様として、前記モータ電気角を検出する角度検出部と、前記角度検出部の正常、異常を判断する判断部と、をさらに備え、前記判断部によって前記角度検出部が正常であると判断される場合は、前記角度検出部によって検出された前記モータ電気角に基づいてモータをフィードバック制御し、前記判断部によって前記角度検出部が異常であると判断される場合は、前記推定値補正部によって補正された前記モータ電気角推定値に基づいてモータをフィードバック制御することが好ましい。これにより、モータ電気角を検出する角度検出部が異常であると判断される場合でも、角度検出部に依存せずにモータを高い精度でフィードバック制御することができる。
【０００９】
モータ制御装置の望ましい態様として、前記モータと前記出力軸とを接続する減速装置の周囲の温度を検出する温度センサ、をさらに備え、前記記憶部に格納された前記情報は前記温度と関連付けされており、前記推定値補正部は、前記記憶部に格納された前記情報と前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記モータ電気角推定値を補正することが好ましい。これにより、モータ電気角推定値は減速装置の周囲の温度に基づいて補正されるので、モータ制御装置はモータの制御に用いられるモータ電気角を高い精度で推定することができる。
【００１０】
モータ制御装置の望ましい態様として、前記モータ電気角推定部が出力するモータ電気角推定値と前記出力軸回転角との間に生じる角度誤差及び前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクに基づいて、前記情報を更新する情報更新部、をさらに備えることが望ましい。これにより、モータから出力トルクが伝達される機械要素が例えば経年劣化し、角度誤差と操舵トルクとの関係が変化する場合でも、変化後の関係に基づいてモータ電気角推定値を補正することができるので、モータ制御装置はモータの制御に用いられるモータ電気角を高い精度で推定することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、上述したモータ制御装置を備える。言い換えると、電動パワーステアリング装置は、モータと、減速装置と、入力軸と出力軸とを有し、前記出力軸が前記減速装置を介して前記モータに接続されるステアリングシャフトと、モータ制御装置と、を備え、前記モータ制御装置は、モータ電気角推定値を出力するモータ電気角推定部と、前記出力軸の出力軸回転角と前記モータ電気角推定値との間に生じる角度誤差と、前記入力軸に入力される操舵トルクと、の関係に関する情報が予め格納された記憶部と、前記記憶部に格納された前記情報と、前記ステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクとに基づいて前記モータ電気角推定値を補正する推定値補正部と、を備え、前記モータ制御装置は、前記推定値補正部によって補正された前記モータ電気角推定値に基づいてモータをフィードバック制御する。これにより、モータ制御装置は、モータ回転角センサに依存せずにモータ電気角を高い精度で推定することができる。このため、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生じた場合であっても、適切な補助操舵トルクを出力軸に与えることができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る車両は、上述した電動パワーステアリング装置を備える。当該車両によれば、モータ回転角センサに異常が生じた場合であっても、操作者は当該異常が生じる前の状態と同等の操舵力で車両を走行させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータ電気角を高い精度で推定することができるモータ制御装置、電動パワーステアリング装置及び車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るトルクセンサを模式的に示す側面図である。
【図５】図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係るトルクセンサを機能ブロックを用いて示す模式図である。
【図８】図８は、実施形態１に係るトルクセンサを機能ブロックを用いて示す模式図である。
【図９】図９は、実施形態１に係るモータの断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るモータの配線を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係るモータとＥＣＵとの関係を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るモータ電気角演算部を示す模式図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係る相対オフセット量推定部を示す模式図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係る推定値補正部を示す模式図である。
【図１５】図１５は、機械要素の変形量と、機械要素間の隙間の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、モータの出力トルクが伝達される機械要素にかかる荷重と、荷重による機械要素の変形量との関係の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、実施形態１に係るコンプライアンス補償マップの一例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係るモータとＥＣＵとの関係を示す模式図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係る推定値補正部を示す模式図である。
【図２０】図２０は、モータの出力トルクが伝達される機械要素にかかる荷重と、荷重による機械要素の変形量及び温度の関係の一例を示す模式図である。
【図２１】図２１は、実施形態２に係るコンプライアンス補償マップの一例を示す模式図である。
【図２２】図２２は、実施形態３に係るモータ電気角演算部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である
【００１６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。図２は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図１に示すように、車両１０１は、電動パワーステアリング装置８０を搭載している。図２に示すように、電動パワーステアリング装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、を備え、ピニオンシャフト８７に接合されている。また、電動パワーステアリング装置８０は、モータ制御装置としてのＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）９０と、トルクセンサ９４と、を備える。車速センサ９５は、車体に備えられ、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）通信により信号として車速ＶをＥＣＵ９０に出力する。
【００１７】
図２に示すように、ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂと、を備える。入力軸８２ａの一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、入力軸８２ａの他方の端部が出力軸８２ｂに連結される。また、出力軸８２ｂの一方の端部が入力軸８２ａに連結され、出力軸８２ｂの他方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結される。本実施形態では、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂは、機械構造用炭素鋼（ＳＣ材（Carbon  Steel  for  Machine  Structural  Use））又は機械構造用炭素鋼鋼管（いわゆるＳＴＫＭ材（Carbon  Steel  Tubes  for  Machine  Structural  Purposes））等の一般的な鋼材等から形成される。
【００１８】
図２に示すように、ロアシャフト８５は、ユニバーサルジョイント８４を介して出力軸８２ｂに連結される部材である。ロアシャフト８５の一方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結される。また、ピニオンシャフト８７の一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、ピニオンシャフト８７の他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。
【００１９】
図２に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂと、を備える。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に連結される。
【００２０】
図２に示すように、操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、モータ９３と、を備える。モータ９３は、例えばブラシレスモータである。モータ９３は、正弦波駆動の三相交流モータである。減速装置９２は、例えばウォーム減速装置である。モータ９３で生じたトルクは、減速装置９２の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム及びウォームホイール（ウォームギヤ）によって、モータ９３で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置９２は、出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。電動パワーステアリング装置８０は、コラムアシスト方式である。
【００２１】
出力軸８２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント８４を介してロアシャフト８５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント８６を介してピニオンシャフト８７に伝達される。ピニオンシャフト８７に伝達された操舵トルクは、ステアリングギヤ８８を介してタイロッド８９に伝達され、車輪を変位させる。
【００２２】
ＥＣＵ９０は、モータ９３の動作を制御する装置である。イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）からＥＣＵ９０に電力が供給される。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４、車速センサ９５及び回転検出部２３ａ（図１１参照）から信号を取得する。具体的には、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４から操舵トルクＴを取得する。ＥＣＵ９０は、車速センサ９５から車体の車速Ｖを取得する。ＥＣＵ９０は、回転検出部２３ａから出力される情報を動作情報Ｙとして取得する。ＥＣＵ９０は、操舵トルクＴと車速Ｖと動作情報Ｙとに基づいて補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ９３へ供給する電力値Ｘを調節する。
【００２３】
図３は、実施形態１に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。図４は、実施形態１に係るトルクセンサを模式的に示す側面図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。図６は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。トルクセンサ９４は、入力軸８２ａに伝達された操舵トルクＴを検出する。具体的に、トルクセンサ９４は、図３に示すように、トーションバー８２ｃと、第１多極リング磁石１０と、第２多極リング磁石１１と、入力軸回転角センサ１２と、出力軸回転角センサ１３と、を備える。トーションバー８２ｃは、例えば鋼材で形成された弾性部材である。トーションバー８２ｃは、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂを連結している。
【００２４】
第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１は、例えば交互に配置されたＳ極及びＮ極を外周面に有する。第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１には、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等が用いられる。第１多極リング磁石１０は、例えば入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側の端部に取り付けられており、入力軸８２ａと共に回転する。第２多極リング磁石１１は、例えば出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側の端部に取り付けられており、出力軸８２ｂと共に回転する。
【００２５】
入力軸回転角センサ１２は、入力軸８２ａの回転角である入力軸回転角θｉｓ（第１多極リング磁石１０の回転角）を検出する。入力軸回転角センサ１２は、例えば車体に固定されている。入力軸回転角センサ１２は、第１多極リング磁石１０の回転角に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。入力軸回転角センサ１２は、図３に示すように、第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５を備える。第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５は、第１多極リング磁石１０の外周面に対向している。第１ｃｏｓ磁気センサ１５は、第１ｓｉｎ磁気センサ１４に対して、第１多極リング磁石１０の電気角で９０°の位相差を有するように配置されている。第１ｓｉｎ磁気センサ１４は、第１多極リング磁石１０の回転角に応じて、ｓｉｎθｉｓを出力する。第１ｃｏｓ磁気センサ１５は、第１多極リング磁石１０の回転角に応じて、ｃｏｓθｉｓを出力する。
【００２６】
出力軸回転角センサ１３は、出力軸８２ｂの回転角である出力軸回転角θｏｓ（第２多極リング磁石１１の回転角）を検出する。出力軸回転角センサ１３は、例えば車体に固定されている。出力軸回転角センサ１３は、第２多極リング磁石１１の回転角に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。出力軸回転角センサ１３は、図３に示すように、第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７を備える。第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７は、第２多極リング磁石１１の外周面に対向している。第２ｃｏｓ磁気センサ１７は、第２ｓｉｎ磁気センサ１６に対して、第２多極リング磁石１１の電気角で９０°の位相差を有するように配置されている。第２ｓｉｎ磁気センサ１６は、第２多極リング磁石１１の回転角に応じて、ｓｉｎθｏｓを出力する。第２ｃｏｓ磁気センサ１７は、第２多極リング磁石１１の回転角に応じて、ｃｏｓθｏｓを出力する。
【００２７】
第１ｓｉｎ磁気センサ１４、第１ｃｏｓ磁気センサ１５、第２ｓｉｎ磁気センサ１６、及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７には、例えば、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ（Magneto  Resistance  effect）センサ等が用いられる。
【００２８】
図７及び図８は、実施形態１に係るトルクセンサを機能ブロックを用いて示す模式図である。図７に示すように、相対角度演算部１８と、トルク演算部１９と、を備える。
【００２９】
相対角度演算部１８は、入力軸回転角センサ１２及び出力軸回転角センサ１３から入力される信号に基づき、入力軸８２ａに対する出力軸８２ｂの相対角度（第１多極リング磁石１０に対する第２多極リング磁石１１の相対角度）を演算し、演算結果を相対角度Δθｉｏとしてトルク演算部１９に出力する。具体的には、相対角度演算部１８は、図８に示すように、入力軸回転角演算部１８１と、出力軸回転角演算部１８２と、差分演算部１８３と、を備える。
【００３０】
入力軸回転角演算部１８１には、第１ｓｉｎ磁気センサ１４から出力されたｓｉｎθｉｓ及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５から出力されたｃｏｓθｉｓが入力される。入力軸回転角演算部１８１は、ｓｉｎθｉｓをｃｏｓθｉｓで除した値の逆正接関数、すなわち下記式（１）により入力軸回転角θｉｓ（ｒａｄ）を演算する。
【数１】
2018111469.tif 000003
【００３１】
出力軸回転角演算部１８２には、第２ｓｉｎ磁気センサ１６から出力されたｓｉｎθｏｓ及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７から出力されたｃｏｓθｏｓが入力される。出力軸回転角演算部１８２は、ｓｉｎθｏｓをｃｏｓθｏｓで除した値の逆正接関数、すなわち下記式（２）により出力軸回転角θｏｓ（ｒａｄ）を演算する。
【数２】
2018111469.tif 000004
【００３２】
差分演算部１８３には、入力軸回転角演算部１８１から出力された入力軸回転角θｉｓと、出力軸回転角演算部１８２から出力された出力軸回転角θｏｓが入力される。差分演算部１８３は、入力軸回転角θｉｓ及び出力軸回転角θｏｓの差分を相対角度Δθｉｏとしてトルク演算部１９に出力する。
【００３３】
トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。例えば、トルク演算部１９は、トーションバー８２ｃの特性によって決まる、相対角度Δθｉｏと操舵トルクＴとの関係を記憶している。トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθｉｏと、記憶された相対角度Δθｉｏと操舵トルクＴとの関係と、に基づいて操舵トルクＴを演算する。
【００３４】
図９は、実施形態１に係るモータの断面図である。図１０は、実施形態１に係るモータの配線を示す模式図である。モータ９３は、図９に示すように、ハウジング９３０と、ステータ９３１と、ロータ９３２と、を備える。ステータ９３１は、円筒状であるステータコア９３１と、複数の第１コイル３７と、複数の第２コイル３８を含む。ステータコア９３１は、環状のバックヨーク９３１ａと、バックヨーク９３１ａの内周面から突出する複数のティース９３１ｂと、を備える。ティース９３１ｂは、周方向に１２個配置されている。ロータ９３２は、ロータヨーク９３２ａと、マグネット９３２ｂとを含む。マグネット９３２ｂは、ロータヨーク９３２ａの外周面に設けられている。マグネット９３２ｂの数は、例えば８つである。
【００３５】
図９に示すように、第１コイル３７は、複数のティース９３１ｂのそれぞれに集中巻きされている。第１コイル３７は、ティース９３１ｂの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。全ての第１コイル３７は、第１インバータ２７（図１１参照）によって励磁される系統である第１コイル系統に含まれる。第１コイル系統は、例えば第１コイル３７を６つ含む。６つの第１コイル３７は、２つの第１コイル３７が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第１コイル３７を１つのグループとした第１コイルグループＧｒ１が、周方向に等間隔に３つ配置されている。すなわち、第１コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた３つの第１コイルグループＧｒ１を備えている。なお、第１コイルグループＧｒ１は、必ずしも３つでなくてもよく、ｎを自然数としたときに周方向に等間隔に３ｎ個配置されていればよい。また、ｎは奇数である方が望ましい。
【００３６】
図９に示すように、第２コイル３８は、複数のティース９３１ｂのそれぞれに集中巻きされている。第２コイル３８は、ティース９３１ｂの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。第２コイル３８が集中巻きされるティース９３１ｂは、第１コイル３７が集中巻きされるティース９３１ｂとは異なるティース９３１ｂである。全ての第２コイル３８は、第２インバータ２９（図１１参照）によって励磁される系統である第２コイル系統に含まれる。第２コイル系統は、例えば第２コイル３８を６つ含む。６つの第２コイル３８は、２つの第２コイル３８が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第２コイル３８を１つのグループとした第２コイルグループＧｒ２が、周方向に等間隔に３つ配置されている。すなわち、第２コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた３つの第２コイルグループＧｒ２を備えている。なお、第２コイルグループＧｒ２は、必ずしも３つでなくてもよく、ｎを自然数としたときに周方向に等間隔に３ｎ個配置されていればよい。また、ｎは奇数である方が望ましい。
【００３７】
図１０に示すように、６つの第１コイル３７は、第１Ｕ相電流Ｉ１ｕにより励磁される２つの第１Ｕ相コイル３７Ｕａ及び第１Ｕ相コイル３７Ｕｂと、第１Ｖ相電流Ｉ１ｖにより励磁される２つの第１Ｖ相コイル３７Ｖａ及び第１Ｖ相コイル３７Ｖｂと、第１Ｗ相電流Ｉ１ｗにより励磁される２つの第１Ｗ相コイル３７Ｗａ及び第１Ｗ相コイル３７Ｗｂと、を含む。第１Ｕ相コイル３７Ｕｂは、第１Ｕ相コイル３７Ｕａに対して直列に接続されている。第１Ｖ相コイル３７Ｖｂは、第１Ｖ相コイル３７Ｖａに対して直列に接続されている。第１Ｗ相コイル３７Ｗｂは、第１Ｗ相コイル３７Ｗａに対して直列に接続されている。第１コイル３７のティース９３１ｂに対する巻き方向は、全て同じ方向である。また、第１Ｕ相コイル３７Ｕｂ、第１Ｖ相コイル３７Ｖｂ及び第１Ｗ相コイル３７Ｗｂは、スター結線（Ｙ結線）で接合されている。
【００３８】
図１０に示すように、６つの第２コイル３８は、第２Ｕ相電流Ｉ２ｕにより励磁される２つの第２Ｕ相コイル３８Ｕａ及び第２Ｕ相コイル３８Ｕｂと、第２Ｖ相電流Ｉ２ｖにより励磁される２つの第２Ｖ相コイル３８Ｖａ及び第２Ｖ相コイル３８Ｖｂと、第２Ｗ相電流Ｉ２ｗにより励磁される２つの第２Ｗ相コイル３８Ｗａ及び第２Ｗ相コイル３８Ｗｂと、を含む。第２Ｕ相コイル３８Ｕｂは、第２Ｕ相コイル３８Ｕａに対して直列に接続されている。第２Ｖ相コイル３８Ｖｂは、第２Ｖ相コイル３８Ｖａに対して直列に接続されている。第２Ｗ相コイル３８Ｗｂは、第２Ｗ相コイル３８Ｗａに対して直列に接続されている。第２コイル３８のティース９３１ｂに対する巻き方向は、全て同じ方向であり、第１コイル３７の巻き方向と同じである。また、第２Ｕ相コイル３８Ｕｂ、第２Ｖ相コイル３８Ｖｂ及び第２Ｗ相コイル３８Ｗｂは、スター結線（Ｙ結線）で接合されている。
【００３９】
図９に示すように、３つの第１コイルグループＧｒ１は、第１ＵＶコイルグループＧｒ１ＵＶと、第１ＶＷコイルグループＧｒ１ＶＷと、第１ＵＷコイルグループＧｒ１ＵＷと、からなる。第１ＵＶコイルグループＧｒ１ＵＶは、周方向で互いに隣接する第１Ｕ相コイル３７Ｕｂおよび第１Ｖ相コイル３７Ｖａを含む。第１ＶＷコイルグループＧｒ１ＶＷは、周方向で互いに隣接する第１Ｖ相コイル３７Ｖｂおよび第１Ｗ相コイル３７Ｗａを含む。第１ＵＷコイルグループＧｒ１ＵＷは、周方向で互いに隣接する第１Ｕ相コイル３７Ｕａおよび第１Ｗ相コイル３７Ｗｂを含む。
【００４０】
図９に示すように、３つの第２コイルグループＧｒ２は、第２ＵＶコイルグループＧｒ２ＵＶと、第２ＶＷコイルグループＧｒ２ＶＷと、第２ＵＷコイルグループＧｒ２ＵＷと、からなる。第２ＵＶコイルグループＧｒ２ＵＶは、周方向で互いに隣接する第２Ｕ相コイル３８Ｕｂおよび第２Ｖ相コイル３８Ｖａを含む。第２ＶＷコイルグループＧｒ２ＶＷは、周方向で互いに隣接する第２Ｖ相コイル３８Ｖｂおよび第２Ｗ相コイル３８Ｗａを含む。第２ＵＷコイルグループＧｒ２ＵＷは、周方向で互いに隣接する第２Ｕ相コイル３８Ｕａおよび第２Ｗ相コイル３８Ｗｂを含む。
【００４１】
第１Ｕ相電流Ｉ１ｕにより励磁される第１コイル３７は、第２Ｕ相電流Ｉ２ｕにより励磁される第２コイル３８に、ステータコア９３１の径方向で対向している。以下の説明において、ステータコア９３１の径方向は、単に径方向と記載される。例えば、図９に示すように、径方向で第１Ｕ相コイル３７Ｕａが第２Ｕ相コイル３８Ｕａに対向し、第１Ｕ相コイル３７Ｕｂが第２Ｕ相コイル３８Ｕｂに対向している。
【００４２】
第１Ｖ相電流Ｉ１ｖにより励磁される第１コイル３７は、第２Ｖ相電流Ｉ２ｖにより励磁される第２コイル３８に、径方向で対向している。例えば、図９に示すように、径方向で第１Ｖ相コイル３７Ｖａが第２Ｖ相コイル３８Ｖａに対向し、第１Ｖ相コイル３７Ｖｂが第２Ｖ相コイル３８Ｖｂに対向している。
【００４３】
第１Ｗ相電流Ｉ１ｗにより励磁される第１コイル３７は、第２Ｗ相電流Ｉ２ｗにより励磁される第２コイル３８に、径方向で対向している。例えば、図９に示すように、径方向で第１Ｗ相コイル３７Ｗａが第２Ｗ相コイル３８Ｗａに対向し、第１Ｗ相コイル３７Ｗｂが第２Ｗ相コイル３８Ｗｂに対向している。
【００４４】
図１１は、実施形態１に係るモータとＥＣＵとの関係を示す模式図である。図１１に示すように、ＥＣＵ９０は、電流指令値演算部２４と、モータ電気角演算部２３と、第１ゲート駆動回路２５と、第２ゲート駆動回路２６と、第１インバータ２７と、第２インバータ２８と、を備えている。電流指令値演算部２４は、モータ電流指令値を演算する。モータ電気角演算部２３は、モータ電気角θｍを演算し、電流指令値演算部２４に出力する。第１ゲート駆動回路２５及び第２ゲート駆動回路２６には、電流指令値演算部２４から出力されるモータ電流指令値が入力される。
【００４５】
モータ９３は、図１１に示すように、モータ回転角センサとして回転検出部２３ａを備えている。回転検出部２３ａは、例えばレゾルバである。回転検出部２３ａの検出値がモータ電気角演算部２３に供給される。モータ電気角演算部２３は、回転検出部２３ａの検出値に基づいてモータ電気角θｍを演算し、電流指令値演算部２４に出力する。
【００４６】
電流指令値演算部２４には、トルクセンサ９４で検出された操舵トルクＴと、車速センサ９５で検出された車速Ｖと、モータ電気角演算部２３から出力されるモータ電気角θｍと、が入力される。電流指令値演算部２４は、操舵トルクＴ、車速Ｖ及びモータ電気角θｍに基づいて電流指令値を算出し、第１ゲート駆動回路２５及び第２ゲート駆動回路２６に出力する。
【００４７】
第１ゲート駆動回路２５は、電流指令値に基づいて第１パルス幅変調信号を演算し、第１インバータ２７に出力する。第１インバータ２７は、第１パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、三相の電流値となるように電界効果トランジスタをスイッチングして第１Ｕ相電流Ｉ１ｕ、第１Ｖ相電流Ｉ１ｖ及び第１Ｗ相電流Ｉ１ｗを含む三相交流を生成する。第１Ｕ相電流Ｉ１ｕが第１Ｕ相コイル３７Ｕａ及び第１Ｕ相コイル３７Ｕｂを励磁し、第１Ｖ相電流Ｉ１ｖが第１Ｖ相コイル３７Ｖａ及び第１Ｖ相コイル３７Ｖｂを励磁し、第１Ｗ相電流Ｉ１ｗが第１Ｗ相コイル３７Ｗａ及び第１Ｗ相コイル３７Ｗｂを励磁する。
【００４８】
第２ゲート駆動回路２６は、電流指令値に基づいて第２パルス幅変調信号を演算し、第２インバータ２８に出力する。第２インバータ２８は、第２パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、３相の電流値となるように電界効果トランジスタをスイッチングして第２Ｕ相電流Ｉ２ｕ、第２Ｖ相電流Ｉ２ｖ及び第２Ｗ相電流Ｉ２ｗを含む三相交流を生成する。第２Ｕ相電流Ｉ２ｕが第２Ｕ相コイル３８Ｕａ及び第２Ｕ相コイル３８Ｕｂを励磁し、第２Ｖ相電流Ｉ２ｖが第２Ｖ相コイル３８Ｖａ及び第２Ｖ相コイル３８Ｖｂを励磁し、第２Ｗ相電流Ｉ２ｗが第２Ｗ相コイル３８Ｗａ及び第２Ｗ相コイル３８Ｗｂを励磁する。
【００４９】
図１２は、実施形態１に係るモータ電気角演算部を示す模式図である。モータ電気角演算部２３は、図１２に示すように、メインモータ電気角演算部２３ｂと、サブモータ電気角演算部２３ｃと、電気角選択部２３ｄと、ＲＡＭ５０と、ＲＯＭ５１と、を備えている。メインモータ電気角演算部２３ｂは、角度演算部６０と、回転検出異常診断部６１と、を備えている。角度演算部６０は、回転検出部２３ａから出力されるモータ９３の回転角に応じたｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいて第１モータ電気角θｍ１を演算する。そして、演算した第１モータ電気角θｍ１を電気角選択部２３ｄに出力する。回転検出異常診断部６１は、回転検出部２３ａ及び角度演算部６０の異常を検出し、異常検出信号ＳＡｒを出力する。
【００５０】
サブモータ電気角演算部２３ｃは、回転検出部２３ａから出力される情報を用いずに、推定値として第２モータ電気角θｍ２を算出する。サブモータ電気角演算部２３ｃは、図１２に示すように、相対オフセット量推定部６２と、モータ電気角推定部６３と、推定値補正部６７と、を備える。
【００５１】
相対オフセット量推定部６２は、モータ電気角θｍの原点θｍｄに対する出力軸回転角θｏｓの基準値θｏｓｒの相対オフセット量θｏｆｆを推定する。以下の説明において、モータ電気角θｍの原点θｍｄは、モータ電気角原点θｍｄと記載される場合がある。基準値θｏｓｒは、システム起動時（イグニッションスイッチ９８がＯＦＦからＯＮになった時刻）の出力軸回転角θｏｓである。そして、相対オフセット量推定部６２は、推定した相対オフセット量θｏｆｆをモータ電気角推定部６３に出力する。
【００５２】
図１３は、実施形態１に係る相対オフセット量推定部を示す模式図である。相対オフセット量推定部６２は、図１３に示すように、第１相対オフセット量推定部６２１と、第２相対オフセット量推定部６２２と、相対オフセット量選択部６２３と、を備えている。第１相対オフセット量推定部６２１は、回転検出部２３ａ及び角度演算部６０が正常である場合に、出力軸回転角センサ１３で検出される出力軸回転角θｏｓと、メインモータ電気角演算部２３ｂで検出される第１モータ電気角θｍ１とに基づき第１の相対オフセット量θｏｆｆ１を推定する。そして、推定した第１の相対オフセット量θｏｆｆ１をＲＡＭ５０に記憶する。
【００５３】
回転検出部２３ａ及び角度演算部６０が正常である場合は、第１相対オフセット量推定部６２１は、モータ電気角原点θｍｄを取得することができるので、第１の相対オフセット量θｏｆｆ１を容易に推定することできる。回転検出部２３ａ又は角度演算部６０に異常があるときには、第１相対オフセット量推定部６２１は、モータ電気角原点θｍｄを取得することができない。回転検出部２３ａ又は角度演算部６０に異常があるときのために、第２相対オフセット量推定部６２２及び相対オフセット量選択部６２３が設けられている。
【００５４】
第２相対オフセット量推定部６２２は、システム再起動時（イグニッションスイッチ９８がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる時刻）の回転検出異常診断部６１による初期診断にて、異常検出信号ＳＡｒが異常ありを示す値であったときに、第２の相対オフセット量θｏｆｆ２を推定する。具体的には、第２相対オフセット量推定部６２２は、モータ電気角原点θｍｄを推定すると共に、推定したモータ電気角原点θｍｄに基づき第２の相対オフセット量θｏｆｆ２を推定する。そして、推定した第２の相対オフセット量θｏｆｆ２をＲＡＭ５０に記憶する。
【００５５】
第２相対オフセット量推定部６２２は、システム再起動時にトルクセンサ９４で検出される操舵トルクＴをトルクオフセット量ＴｏｆｆとしてＲＡＭ５０に記憶する。
【００５６】
次に、第２相対オフセット量推定部６２２は、現在のモータ電気角θｍを仮定モータ電気角θＸと仮定し、仮定モータ電気角θＸに対応するステップ波状の電流をモータ９３に入力するように電流出力指令Ｉｏｉを電流指令値演算部２４に出力する。電流指令値演算部２４は、サブモータ電気角演算部２３ｃからの電流出力指令Ｉｏｉの入力に応じて、仮定モータ電気角θＸに対応するステップ波状の電流をモータ９３に入力する。第２相対オフセット量推定部６２２は、ステップ波状の電流のモータ９３への入力に応じてトルクセンサ９４で検出される操舵トルクＴを取得する。
【００５７】
次に、第２相対オフセット量推定部６２２は、取得した操舵トルクＴからトルクオフセット量Ｔｏｆｆを減算する。システム起動時において、イグニッションスイッチ９８がＯＮ状態になる際にドライバがステアリングホイール８１に力をかけている場合等に、操舵トルクＴが０でない可能性がある。第２相対オフセット量推定部６２２は、システム起動時の操舵トルクＴをトルクオフセット量Ｔｏｆｆとして予め記憶しておき、システム起動後に検出される操舵トルクＴから差し引く。
【００５８】
次に、第２相対オフセット量推定部６２２は、トルクオフセット量Ｔｏｆｆが減算された後の操舵トルクＴについてトルク波形の対称性を判定する。第２相対オフセット量推定部６２２は、トルク波形の振幅が正負で同等か否かを判定する。第２相対オフセット量推定部６２２は、振幅が正負で同等であると判定した場合のモータ電気角θｍをモータ電気角原点θｍｄであると推定する。
【００５９】
一方、減算後の操舵トルクＴにおいてトルク波形の振幅が正負で同等ではない（トルク指令通りの出力ではない）と判定した場合は、そのときのモータ電気角θｍはモータ電気角原点θｍｄではない。この場合、第２相対オフセット量推定部６２２は、振幅が正負で異なるトルク波形の形状から、仮定モータ電気角θＸを所定角度シフトさせて更新した仮定モータ電気角θＸとし、更新した仮定モータ電気角θＸに対応するステップ波状の電流をモータ９３に入力するように電流出力指令Ｉｏｉを電流指令値演算部２４に出力する。第２相対オフセット量推定部６２２は、このような処理をトルク波形の振幅が正負で同等と判定されるまで繰り返し実行する。
【００６０】
相対オフセット量選択部６２３は、システム起動中に異常検出信号ＳＡｒが異常ありを示す値となった場合に、第１の相対オフセット量θｏｆｆ１を選択する。相対オフセット量選択部６２３は、システム再起動後の初期診断で異常検出信号ＳＡｒが異常ありを示す値となった場合に、第２の相対オフセット量θｏｆｆ２を選択する。第１の相対オフセット量θｏｆｆ１及び第２の相対オフセット量θｏｆｆ２のうち選択した方をＲＡＭ５０から読み出し、相対オフセット量θｏｆｆとしてモータ電気角推定部６３に出力する。
【００６１】
モータ電気角推定部６３は、出力軸回転角センサ１３が検出した出力軸回転角θｏｓと、ＲＯＭ５１に予め記憶された減速装置９２（図２参照）の減速比ＲＧｒ及びロータ９３２（図９参照）の極対数Ｐと、相対オフセット量推定部６２で推定した相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角推定値θｍｅを算出する。そして、算出したモータ電気角推定値θｍｅを推定値補正部６７に出力する。
【００６２】
具体的に、モータ電気角推定部６３は、下記式（３）にしたがって、モータ電気角推定値θｍｅ（ｒａｄ）を算出する。
【数３】
2018111469.tif 000005
【００６３】
推定値補正部６７は、後述するコンプライアンス補償マップと、操舵トルクＴとに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する。そして、補正後のモータ電気角推定値θｍｅを第２モータ電気角θｍ２として電気角選択部２３ｄに出力する。
【００６４】
図１４は、実施形態１に係る推定値補正部を示す模式図である。図１５は、機械要素の変形量と、機械要素間の隙間の一例を示す模式図である。図１６は、モータの出力トルクが伝達される機械要素にかかる荷重と、荷重による機械要素の変形量との関係の一例を示す模式図である。図１７は、実施形態１に係るコンプライアンス補償マップの一例を示す模式図である。推定値補正部６７は、図１４に示すように、角度誤差算出部６７１と、補正部６７２とを備えている。
【００６５】
出力軸８２ｂとモータ９３との間には、減速装置９２のウォームギヤ等の機械要素が介在している。モータ９３から出力トルクが伝達される機械要素の全てが剛体でかつ、機械要素間が隙間のない状態であれば、操作者が任意の操舵を行ったときのモータ電気角θｍの変化量と出力軸回転角θｏｓの変化量は一致する（上記式（３））。
【００６６】
しかし、機械要素同士が噛合う箇所には隙間が存在し、また、機械要素の力がかかる箇所には変形が生じる。例えば、図１５に示すように、機械要素として、金属製の第１歯車Ｇ１と樹脂製の第２歯車Ｇ２とが存在し、第１歯車Ｇ１と第２歯車Ｇ２とが噛合って互いに反対方向へ回転する場合を想定する。この場合、第１歯車Ｇ１よりも第２歯車Ｇ２の方が柔らかい材質で構成されているため、第２歯車Ｇ２の歯Ｇ２ｔは第１歯車Ｇ１の歯Ｇ１ｔに押圧されて変形量ΔＧ２ｔだけ変形する場合がある。また、第１歯車Ｇ１の歯Ｇ１ｔと第２歯車Ｇ２の歯Ｇ２ｔとの間に隙間Ｇ１２が生じている場合もある。このような場合、第１歯車Ｇ１の回転角度θ１と第２歯車Ｇ２の回転角度θ２は一致しない。
【００６７】
このように、モータ９３から出力トルクが伝達される機械要素には変形や隙間が生じるため、操作者が任意の操舵を行ったときのモータ電気角θｍの変化量と出力軸回転角θｏｓの変化量は実際には一致しない。このため、出力軸回転角θｏｓから演算されるモータ電気角推定値θｍｅと、実際のモータ電気角θｍとの間には、下記式（４）に示すように、角度誤差α（ｒａｄ）が生じる。
【数４】
2018111469.tif 000006
【００６８】
図１６において、横軸は機械要素にかかる荷重であり、縦軸は荷重による機械要素の変形量である。モータ９３から出力トルクが伝達される機械要素、例えばウォームギヤにおいて、荷重と変形量との関係は、図１６に示すように非線形であり、荷重が増加するにつれて変形量が大きくなる。ウォームギヤの変形量が増加すると、モータ電気角θｍの変化量と出力軸回転角θｏｓの変化量との乖離が増大し、出力軸回転角θｏｓから演算されるモータ電気角推定値θｍｅに含まれる角度誤差αが大きくなる。
【００６９】
本実施形態では、機械要素の変形、機械要素間の隙間など、上記式（４）の角度誤差αの原因となる機械要素の変形特性をコンプライアンスと称する。減速装置９２のウォームギヤ等において、ウォームとウォームホイールとの間にはコンプライアンスの影響が出る。
【００７０】
そこで、本実施形態では、推定値補正部６７が、コンプライアンスを補償して、モータ電気角推定値θｍｅの推定精度を高める。具体的には、推定値補正部６７が、図１７に例示されるコンプライアンス補償マップと操舵トルクＴとに基づいて角度誤差αを算出し、算出した角度誤差αに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する。
【００７１】
図１７において、横軸は操舵トルクＴ（Ｎ・ｍ）を示し、縦軸は上記式（４）の角度誤差α（ｒａｄ）を示す。例えば、横軸のプラス側は操作者から見てステアリングホイールを時計周りに回転させた場合の操舵トルクＴを示し、横軸のマイナス側は操作者から見てステアリングホイールを反時計周りに回転させた場合の操舵トルクＴを示す。実施形態１では、図１７に示すコンプライアンス補償マップＭｐ１が、ＲＯＭ５１（図１２参照）に予め格納されている。コンプライアンス補償マップＭｐ１は、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値ｍｅとの間に生じる角度誤差αと、操舵トルクＴとの関係に関する情報である。図１７において、操舵トルクＴの絶対値は図１６に示した荷重に比例し、角度誤差αの絶対値は図１６に示した変形量に比例する。
【００７２】
角度誤差算出部６７１は、コンプライアンス補償マップＭｐ１をＲＯＭ５１から取得する。また、角度誤差算出部６７１は、操舵トルクＴに関する情報をトルクセンサ９４（図１１参照）から取得する。そして、角度誤差算出部６７１は、コンプライアンス補償マップＭｐ１とトルクセンサ９４（図１１参照）から取得した操舵トルクＴとに基づいて、角度誤差αを算出する。
【００７３】
補正部６７２は、角度誤差算出部６７１が算出した角度誤差αを取得する。また、補正部６７２は、モータ電気角推定部６３（図１２参照）が推定したモータ電気角推定値θｍｅを取得する。そして、補正部６７２は、モータ電気角推定値θｍｅと角度誤差αとを上記式（４）に代入して、モータ電気角推定値θｍｅの補正値である第２モータ電気角θｍ２を算出する。補正部６７２は、補正後のモータ電気角推定値θｍｅを第２モータ電気角θｍ２として電気角選択部２３ｄ（図１２参照）に出力する。
【００７４】
電気角選択部２３ｄは、回転検出異常診断部６１から出力される異常検出信号ＳＡｒが異常なしを示す場合に、メインモータ電気角演算部２３ｂから出力される第１モータ電気角θｍ１を選択する。電気角選択部２３ｄは、第１モータ電気角θｍ１をモータ電気角θｍとして電流指令値演算部２４（図１１参照）に出力する。一方、電気角選択部２３ｄは、異常検出信号ＳＡｒが異常ありを示す場合に、サブモータ電気角演算部２３ｃから出力される第２モータ電気角θｍ２を選択する。電気角選択部２３ｄは、第２モータ電気角θｍ２をモータ電気角θｍとして電流指令値演算部２４に出力する。
【００７５】
そして、電流指令値演算部２４は、操舵トルクＴ、車速Ｖ及びモータ電気角θｍ（第１モータ電気角θｍ１又は第２モータ電気角θｍ２）に基づいて電流指令値を算出する。これにより、仮に回転検出部２３ａに異常が生じた場合であっても、ＥＣＵ９０はモータ９３を適切に制御することができる。
【００７６】
なお、モータ９３は、必ずしも第１コイル系統及び第２コイル系統を備えていなくてもよい。すなわち、モータ９３が有するコイル系統の数が１つであってもよい。また、回転検出部２３ａは、必ずしもレゾルバでなくてもよく、例えばロータリーエンコーダ又はＭＲセンサ等の他のセンサであってもよい。
【００７７】
なお、ＥＣＵ９０は、必ずしも回転検出部２３ａを備えるモータ９３の制御に適用されなくてもよく、回転検出部２３ａを有さないモータにも適用することができる。この場合、モータ電気角演算部２３は、メインモータ電気角演算部２３ｂ及び電気角選択部２３ｄを有していなくてもよい。
【００７８】
実施形態１では、回転検出部２３ａが本発明の「角度検出部」に対応し、回転検出異常診断部６１が本発明の「判断部」に対応している。
【００７９】
以上説明したように、実施形態１に係るモータ制御装置（ＥＣＵ９０）は、モータ電気角の推定値であるモータ電気角推定値θｍｅを出力するモータ電気角推定部６３と、コンプライアンス補償マップＭｐ１が予め格納された記憶装置としてのＲＯＭ５１と、ＲＯＭ５１に格納されたコンプライアンス補償マップＭｐ１とステアリングシャフトの入力軸に入力された操舵トルクＴとに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する推定値補正部６７と、を備える。コンプライアンス補償マップＭｐ１は、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値θｍｅとの間に生じる角度誤差αと、ステアリングシャフト８２の入力軸８２ａに入力される操舵トルクＴとの関係に関する情報である。ステアリングシャフト８２の入力軸８２ａに入力された操舵トルクＴは、トルクセンサ９４（図１１参照）から出力される。推定値補正部６７は、トルクセンサ９４から出力される操舵トルクＴを取得する。
【００８０】
これにより、ＥＣＵ９０は、出力軸回転角θｏｓに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを演算する。そして、ＥＣＵ９０は、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値ｍｅとの間に生じる角度誤差αと操舵トルクＴとの関係、例えば図１７に示したコンプライアンス補償マップＭｐ１に基づいて、モータ電気角推定値ｍｅを補正する。これにより、ＥＣＵ９０は、モータ９３の制御に用いられる第２モータ電気角θｍ２を高い精度で推定することができる。
【００８１】
また、ＥＣＵ９０は、モータ電気角を検出する回転検出部２３ａと、回転検出部２３ａの正常、異常を判断する回転検出異常診断部６１と、をさらに備える。回転検出異常診断部６１によって回転検出部２３ａが正常であると判断される場合は、ＥＣＵ９０は、回転検出部２３ａによって検出された第１モータ電気角θｍ１に基づいてモータ９３をフィードバック制御する。回転検出異常診断部６１によって回転検出部２３ａが異常であると判断される場合は、ＥＣＵ９０は、推定値補正部６７によって補正された第２モータ電気角θｍ２に基づいてモータ９３をフィードバック制御する。これにより、回転検出部２３ａが異常であると判断される場合でも、ＥＣＵ９０は、回転検出部２３ａに依存せずにモータを高い精度でフィードバック制御することができる。
【００８２】
（実施形態２）
図１８は、実施形態２に係るモータとＥＣＵとの関係を示す模式図である。図１８に示すように、実施形態２に係るＥＣＵ９０Ａは、電流指令値演算部２４と、モータ電気角演算部２３と、第１ゲート駆動回路２５と、第２ゲート駆動回路２６と、第１インバータ２７と、第２インバータ２８と、温度センサ２９とを備えている。温度センサ２９は、例えば減速装置９２（図２参照）の周囲に配置されており、減速装置９２の周囲の温度Ｔｐを検出する機能を有する。温度センサ２９は、検出した温度Ｔｐに関する情報をモータ電気角演算部２３に出力する。
【００８３】
図１９は、実施形態２に係る推定値補正部を示す模式図である。図２０は、モータの出力トルクが伝達される機械要素にかかる荷重と、荷重による機械要素の変形量及び温度の関係の一例を示す模式図である。図２１は、実施形態２に係るコンプライアンス補償マップの一例を示す模式図である。実施形態２に係る推定値補正部６７は、図１９に示すように、角度誤差算出部６７１と、補正部６７２とを備えている。
【００８４】
図２０において、横軸はモータ９３の機械要素にかかる荷重であり、縦軸はモータ９３の機械要素の変形量である。また、図２０において、Ｔｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３はそれぞれ機械要素の周囲の温度であり、例えば、ウォームギヤを含む減速装置９２の周囲の温度である。温度Ｔｐ１は、温度Ｔｐ２よりも低く、温度Ｔｐ３よりも高い。一般に、樹脂は温度が高いほど軟化しやすい性質があるため、温度が高いほど、機械要素の荷重に対する変形量は大きくなる。モータ９３の機械要素として、例えば、ウォームギヤのウォームが金属等の剛体で構成され、ウォームホイールが樹脂で構成されている場合も、図２０に示すように、荷重に対するウォームホイールの変形量は温度が高いほど大きくなる。
【００８５】
図２１において、横軸は操舵トルクＴ（Ｎ・ｍ）を示し、縦軸は上記式（４）の角度誤差α（ｒａｄ）を示す。例えば、横軸のプラス側は操作者から見てステアリングホイールを時計周りに回転させた場合の操舵トルクＴを示し、横軸のマイナス側は操作者から見てステアリングホイールを反時計周りに回転させた場合の操舵トルクＴを示す。実施形態２では、図２１に示すコンプライアンス補償マップＭｐ２が、ＲＯＭ５１（図１２参照）に予め格納されている。コンプライアンス補償マップＭｐ２は、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値ｍｅとの間に生じる角度誤差αと、操舵トルクＴとの関係に関する情報である。
【００８６】
コンプライアンス補償マップＭｐ２では、角度誤差αと操舵トルクＴとの関係が温度と関連付けされている。例えば、コンプライアンス補償マップＭｐ２は、温度Ｔｐ１の場合の角度誤差αと操舵トルクＴとの関係を示す補償マップと、温度Ｔｐ２の場合の角度誤差αと操舵トルクＴとの関係を示す補償マップ、温度Ｔｐ３の場合の角度誤差αと操舵トルクＴとの関係を示す補償マップと、を含む。図２１において、操舵トルクＴの絶対値は図２０に示した荷重に比例し、角度誤差αの絶対値は図２０に示した変形量に比例する。操舵トルクＴの絶対値に対する角度誤差αの絶対値は、温度が高いほど大きい。
【００８７】
実施形態２では、角度誤差算出部６７１は、コンプライアンス補償マップＭｐ２をＲＯＭ５１から取得する。また、角度誤差算出部６７１は、操舵トルクＴに関する情報をトルクセンサ９４（図１１参照）から取得する。また、角度誤差算出部６７１は、温度Ｔｐに関する情報を温度センサ２９から取得する。そして、角度誤差算出部６７１は、コンプライアンス補償マップＭｐ２と操舵トルクＴ及び温度Ｔｐに基づいて、角度誤差αを算出する。
【００８８】
補正部６７２は、角度誤差算出部６７１が算出した角度誤差αを取得する。また、補正部６７２は、モータ電気角推定部６３（図１８参照）が推定したモータ電気角推定値θｍｅを取得する。そして、補正部６７２は、モータ電気角推定値θｍｅと角度誤差αとを上記式（４）に代入して、モータ電気角推定値θｍｅの補正値である第２モータ電気角θｍ２を算出する。補正部６７２は、補正後のモータ電気角推定値θｍｅを第２モータ電気角θｍ２として電気角選択部２３ｄ（図１２参照）に出力する。
【００８９】
なお、図２０では、コンプライアンス補償マップＭｐ２が温度Ｔｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３別に３つの補償マップを有する場合を示しているが、これはあくまで一例である。コンプライアンス補償マップＭｐ２は２つの温度に対応する２つの補償マップを有していてもよいし、４つ以上の温度に対応する４つ以上の補償マップを有していてもよい。
【００９０】
以上説明したように、実施形態２に係るＥＣＵ９０は、モータ９３と出力軸８２ｂとを接続する減速装置９２の周囲の温度を検出する温度センサ２９、を備える。ＲＯＭ５１に格納されたコンプライアンス補償マップＭｐ２は温度Ｔｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３と関連付けされており、温度別に異なる補償マップを選択するようになっている。推定値補正部６７は、ＲＯＭ５１に格納されたコンプライアンス補償マップＭｐ２と、温度センサ２９が検出した温度Ｔｐとに基づいて、温度Ｔｐに最も近い温度に対応した補償マップを選択する。そして、推定値補正部６７は、選択した補償マップと、操舵トルクＴに関する情報とに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する。
【００９１】
例えば、温度Ｔｐが、温度Ｔｐ２と同じ又はほぼ同じ場合は、推定値補正部６７は、コンプライアンス補償マップＭｐ２の中から温度Ｔｐ２に対応する補償マップを選択する。そして、推定値補正部６７は、選択した補償マップと操舵トルクＴとに基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する。これにより、ＥＣＵ９０は、モータ９３の制御に用いられる第２モータ電気角θｍ２を高い精度で推定することができる。
【００９２】
（実施形態３）
図２２は、実施形態３に係るモータ電気角演算部を示す模式図である。図２２に示すように、実施形態３に係るモータ電気角演算部２３は、メインモータ電気角演算部２３ｂと、サブモータ電気角演算部２３ｃと、電気角選択部２３ｄと、ＲＡＭ５０と、ＲＯＭ５１と、情報更新部５２と、を備えている。情報更新部５２は、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値θｍｅと、相対オフセット量θｏｆｆ及び操舵トルクＴを取得する。情報更新部５２が、出力軸回転角θｏｓとモータ電気角推定値θｍｅ及び操舵トルクＴを取得するタイミングは、例えば、ドライバがステアリングホイール８１を据え切りしたときのタイミングなど、測定に適したタイミングとする。
【００９３】
情報更新部５２は、出力軸回転角θｏｓと、出力軸回転角θｏｓが検出されたときのモータ電気角推定値θｍｅ及び相対オフセット量θｏｆｆを上記式（４）に代入して、角度誤差αとして算出する。また、情報更新部５２は、算出した角度誤差αと、算出した角度誤差αが生じたときの操舵トルクＴとに基づいて、コンプライアンス補償マップＭｐ３を生成する。情報更新部５２は、生成したコンプライアンス補償マップＭｐ３を、実施形態１で説明したコンプライアンス補償マップＭｐ１（図１７参照）の更新情報として、ＲＯＭ５１に出力する。ＲＯＭ５１は、コンプライアンス補償マップＭｐ１を、コンプライアンス補償マップＭｐ３に置き換えて格納する。推定値補正部６７は、ＲＯＭ５１に格納された更新後のコンプライアンス補償マップＭｐ１、すなわちコンプライアンス補償マップＭｐ３に基づいて、モータ電気角推定値θｍｅを補正する。
【００９４】
なお、情報更新部５２は、温度センサ２９（図１８参照）から温度Ｔｐに関する情報を取得してもよい。そして、温度Ｔｐに関する情報に基づいて、コンプライアンス補償マップＭｐ３を生成してもよい。この場合は、実施形態２で説明したコンプライアンス補償マップＭｐ２（図２１参照）の更新情報として、ＲＯＭ５１に出力してもよい。
【００９５】
以上説明したように、実施形態３に係るモータ電気角演算部２３は、モータ電気角推定部６３が出力するモータ電気角推定値θｍｅと出力軸回転角θｏｓとの間に生じる角度誤差α及びステアリングシャフト３２の入力軸３２ａに入力された操舵トルクＴに基づいて、コンプライアンス補償マップＭｐ１又はＭｐ２を更新する情報更新部５２、を備える。これにより、モータ９３から出力トルクが伝達される機械要素、例えば減速装置９２のウォームギヤが経年劣化し、角度誤差αと操舵トルクＴとの関係が変化する場合でも、ＥＣＵ９０は、更新されたコンプライアンス補償マップＭｐ３に基づいてモータ電気角推定値θｍｅを補正する。このため、ＥＣＵ９０は、モータ９３の制御に用いられる第２モータ電気角θｍ２を高い精度で推定することができる。
【００９６】
以上、本発明の実施形態１から３について説明したが、本発明は、実施形態１から３に限定されるものではない。例えば、実施形態２では、ＥＣＵ９０が温度センサ２９を備える構成として説明したが、温度センサ２９はＥＣＵ９０の外部に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１２  入力軸回転角センサ
１３  出力軸回転角センサ
２３  モータ電気角演算部
２３ａ  回転検出部
２３ｂ  メインモータ電気角演算部
２３ｃ  サブモータ電気角演算部
２３ｄ  電気角選択部
２９  温度センサ
５１  ＲＯＭ
５２  情報更新部
６０  角度演算部
６３  モータ電気角推定部
６７  推定値補正部
８０  電動パワーステアリング装置
８１  ステアリングホイール
８２  ステアリングシャフト
８２ａ  入力軸
８２ｂ  出力軸
８２ｃ  トーションバー
９０  ＥＣＵ（モータ制御装置）
９２  減速装置
９３  モータ
９４  トルクセンサ
９５  車速センサ
９８  イグニッションスイッチ
９９  電源装置
１０１  車両
Ｍｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３  コンプライアンス補償マップ
【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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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