(57)【要約】【課題】回転角センサレス制御の実行中であれ運転支援制御を実行することができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】回転角センサレス制御の実行開始の当初において、モータに発生する誘起電圧がしきい値電圧以下である場合、上位制御装置からの指令値Ｓ＊に基づく運転支援制御が実行されるとき、操舵トルクＴｒｑに基づく第１のプレ加算角度β１に代えて、指令値Ｓ＊に基づく第２のプレ加算角度β２が第２の加算角度Δθｍ２として使用される。このため、運転支援が行われることなどに起因して、操舵トルクＴｒｑが検出されない状況が発生した場合であれ、第２の加算角度Δθｍ２が積算されることによりモータの推定電気角が演算される。そして、当該演算される推定電気角に基づき、モータの駆動が制御される。【選択図】図５
2019088115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクに基づき車両の操舵機構に付与する動力の発生源であるモータに対する電流指令値を演算するとともに、前記モータに発生する誘起電圧に基づき前記モータの推定電気角を演算し、この演算される推定電気角を使用して前記モータに対する給電を制御する操舵制御装置において、
前記誘起電圧に基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第１の加算角度を演算する第１の推定電気角演算部と、
前記操舵トルクに基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第２の加算角度を演算する第２の推定電気角演算部と、
前記誘起電圧がしきい値電圧よりも大きいときには前記第１の加算角度を、前記誘起電圧が前記しきい値電圧以下であるときには前記第２の加算角度を選択する選択部と、
前記選択部により選択される前記第１の加算角度または前記第２の加算角度を積算することにより前記推定電気角を演算する積算部と、を有し、
前記第２の推定電気角演算部は、上位制御装置によって前記電流指令値を変化させるために生成される指令値に基づく運転支援制御が実行されるとき、前記操舵トルクに基づく前記第２の加算角度に代えて、前記指令値に基づき演算される前記第２の加算角度を使用する操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記第２の推定電気角演算部は、
前記操舵トルクに基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第１のプレ加算角度を演算する第１の演算部と、
前記指令値に基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第２のプレ加算角度を演算する第２の演算部と、
前記指令値に基づく運転支援制御の実行判定条件が成立しないときには前記第１のプレ加算角度を、前記実行判定条件が成立するときには前記第２のプレ加算角度を前記第２の加算角度として選択するプレ選択部と、を有している操舵制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の操舵制御装置において、
前記第２の推定電気角演算部は、
前記操舵トルクと前記第１のプレ加算角度との関係を規定する第１のマップと、
前記指令値と前記第２のプレ加算角度との関係を規定する第２のマップと、を有し、
前記第２の推定電気角演算部は、前記第１のマップを使用して前記第１のプレ加算角度を、前記第２のマップを使用して前記第２のプレ加算角度を演算する操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記モータに対する給電を制御するために使用する前記モータの電気角として、前記モータに設けられる回転角センサを通じて検出される電気角、および前記積算部により演算される推定電気角のいずれか一を選択する回転角選択部を有し、
前記回転角選択部は、前記回転角センサの異常が検出されないときには前記回転角センサを通じて検出される電気角を、前記回転角センサの異常が検出されるときには前記積算部により演算される推定電気角を選択する操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵機構にモータのトルクをアシスト力として付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）が存在する。たとえば特許文献１に記載されるように、ＥＰＳの制御装置は、回転角センサを通じて検出されるモータの電気角を使用してモータの駆動を制御する。また、制御装置は回転角センサに何らかの異常が発生したとき、回転角センサの検出結果に基づく電気角に代えて、モータで発生する誘起電圧（逆起電圧）に基づき推定される推定電気角を使用してモータの駆動を制御する、いわゆる回転角センサレス制御を実行する。制御装置は、誘起電圧に基づき加算角度（１演算周期の間にモータが回転した電気角）を演算し、当該加算角度を積算することにより推定電気角を演算する。加算角度の正負は、たとえば操舵トルクの正負に基づき推定されるモータの回転方向によって決まる。
【０００３】
近年では、車両の安全性をより向上させるための様々な運転支援機能を実現するＡＤＡＳ（先進運転支援システム）の開発が進められている。ＡＤＡＳの一例としては、たとえば自動駐車システム、および車線逸脱防止支援システムなどが挙げられる。ＡＤＡＳの制御装置は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じてＥＰＳの制御装置を含む各車載システムの制御装置に対して個別の制御を指令する。ＥＰＳの制御装置は、ＡＤＡＳの制御装置により生成される指令値に基づきモータの駆動を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、推定電気角に基づく回転角センサレス制御を実行している場合、ＡＤＡＳの制御装置からの指令値に基づく運転支援制御を実行することが困難となるおそれがある。すなわち、運転支援制御の内容によっては、運転者はステアリングホイールに対して手を添えるだけの状況が想定される。この場合、運転者による積極的なステアリングホイールの操作が行われないため、操舵トルクが検出されないおそれがある。また、モータが回転しないため誘起電圧が発生することもない。したがって、適切な推定電気角を演算することができないことが懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、回転角センサレス制御の実行中であれ運転支援制御を実行することができる操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成し得る操舵制御装置は、少なくとも操舵トルクに基づき車両の操舵機構に付与する動力の発生源であるモータに対する電流指令値を演算するとともに、前記モータに発生する誘起電圧に基づき前記モータの推定電気角を演算し、この演算される推定電気角を使用して前記モータに対する給電を制御することを前提としている。
【０００８】
操舵制御装置は、前記誘起電圧に基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第１の加算角度を演算する第１の推定電気角演算部と、前記操舵トルクに基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第２の加算角度を演算する第２の推定電気角演算部と、前記誘起電圧がしきい値電圧よりも大きいときには前記第１の加算角度を、前記誘起電圧が前記しきい値電圧以下であるときには前記第２の加算角度を選択する選択部と、前記選択部により選択される前記第１の加算角度または前記第２の加算角度を積算することにより前記推定電気角を演算する積算部と、を有している。
【０００９】
前記第２の推定電気角演算部は、上位制御装置によって前記電流指令値を変化させるために生成される指令値に基づく運転支援制御が実行されるとき、前記操舵トルクに基づく前記第２の加算角度に代えて、前記指令値に基づき演算される前記第２の加算角度を使用する。
【００１０】
運転支援制御の内容によっては、運転者はステアリングホイールに対して手を添えるだけの状況が想定される。この場合、運転者による積極的なステアリングホイールの操作が行われないため、操舵トルクが検出されないおそれがある。
【００１１】
この点、上記の構成によれば、モータに発生する誘起電圧がしきい値電圧以下である場合、上位制御装置からの指令値に基づく運転支援制御が実行されるとき、操舵トルクに基づく第２の加算角度に代えて、指令値に基づく第２の加算角度が使用される。このため、たとえば運転支援が行われることなどに起因して、操舵トルクが検出されない状況が発生した場合であれ、指令値に基づく第２の加算角度が積算されることによりモータの推定電気角が演算される。このため、当該演算される推定電気角に基づきモータの駆動を制御することができる。したがって、推定電気角に基づきモータが制御される、いわゆる回転角センサレス制御の実行中であれ運転支援制御を実行することができる。
【００１２】
上記の操舵制御装置において、前記第２の推定電気角演算部は、前記操舵トルクに基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第１のプレ加算角度を演算する第１の演算部と、前記指令値に基づき１演算周期における推定電気角の変化量である第２のプレ加算角度を演算する第２の演算部と、前記指令値に基づく運転支援制御の実行判定条件が成立しないときには前記第１のプレ加算角度を、前記実行判定条件が成立するときには前記第２のプレ加算角度を前記第２の加算角度として選択するプレ選択部と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、指令値に基づく運転支援制御の実行判定条件の成否に基づき、第１のプレ加算角度または第２のプレ加算角度が第２の加算角度として適切に選択される。
上記の操舵制御装置において、前記第２の推定電気角演算部は、前記操舵トルクと前記第１のプレ加算角度との関係を規定する第１のマップと、前記指令値と前記第２のプレ加算角度との関係を規定する第２のマップと、を有していてもよい。前記第２の推定電気角演算部は、前記第１のマップを使用して前記第１のプレ加算角度を、前記第２のマップを使用して前記第２のプレ加算角度を演算することができる。
【００１４】
上記の操舵制御装置において、前記モータに対する給電を制御するために使用する前記モータの電気角として、前記モータに設けられる回転角センサを通じて検出される電気角、および前記積算部により演算される推定電気角のいずれか一を選択する回転角選択部を有していてもよい。前記回転角選択部は、前記回転角センサの異常が検出されないときには前記回転角センサを通じて検出される電気角を、前記回転角センサの異常が検出されるときには前記積算部により演算される推定電気角を選択することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、回転角センサに異常が発生した場合であれ、推定電気角を使用してモータに対する給電を継続して制御することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転角センサレス制御の実行中であれ運転支援制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】操舵制御装置の一実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の概略を示す構成図。
【図２】一実施の形態の電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】一実施の形態の操舵制御装置のマイクロコンピュータの機能ブロック図。
【図４】一実施の形態の操舵制御装置における回転角推定部の機能ブロック図。
【図５】一実施の形態の回転角推定部における第２推定電気角演算部の機能ブロック図。
【図６】一実施の形態の第２推定電気角演算部で使用される第１のマップを示すグラフ。
【図７】一実施の形態の第２推定電気角演算部で使用される第２のマップを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、操舵制御装置の一実施の形態を説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。また、電動パワーステアリング装置１には、操舵制御装置５０が搭載されている。
【００１９】
操舵機構２は、ステアリングホイール１０と、ステアリングホイール１０と固定されたステアリングシャフト１１とを備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２に連結されている。ラックシャフト１２の両端には、タイロッド１４を介して、左右の転舵輪１５が連結されている。したがって、ステアリングホイール１０、すなわちステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃ及びラックシャフト１２からなるラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して、左右の転舵輪１５，１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５，１５の転舵角θｔが変更される。
【００２０】
アシスト機構３は、モータ４０を備えている。モータ４０は、操舵機構２に対して付与する動力（アシスト力）の発生源であって、たとえば３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づき回転する３相ブラシレスモータが採用される。モータ４０の回転軸４１は、減速機構４２を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。減速機構４２は、モータ４０（回転軸４１）の回転を減速し、当該減速したモータ４０の回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。コラムシャフト１１ａに伝達される回転力は、ラックアンドピニオン機構１３を介して、ラックシャフト１２の軸方向の力に変換される。当該変換される力がアシスト力としてラックシャフト１２に付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。
【００２１】
操舵制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき、モータ４０の駆動を制御する。各種のセンサとしては、例えば、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、および車速センサ６２がある。トルクセンサ６０は、コラムシャフト１１ａに設けられている。トルクセンサ６０は、運転者のステアリングの操作を通じてステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクＴｒｑを検出する。回転角センサ６１は、モータ４０に設けられている。回転角センサ６１は、モータ４０の電気角（回転角）θｍａを検出する。車速センサ６２は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
【００２２】
ここで、車両には、安全でより良い運転を実現するために運転者の運転操作を支援するＡＤＡＳ（先進運転支援システム）などの協調制御システムが搭載されることがある。この場合、車両においては、操舵制御装置５０と他の車載システムの制御装置との協調制御が行われる。協調制御とは、複数種の車載システムの制御装置が互いに連携して車両の動きを制御する技術をいう。車両には、たとえば各種の車載システムの制御装置を統括制御する上位制御装置１００が搭載される。上位制御装置１００は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各種の車載制御装置に対して個別の制御を指令する。
【００２３】
上位制御装置１００は、たとえば緊急回避制御、レーンキープアシスト制御あるいはパーキングアシスト制御などの運転支援制御を実行するための指令値Ｓ＊を生成する。緊急回避制御とは、緊急時の回避操作を促すために操舵を補助する制御をいう。レーンキープアシスト制御とは、走行中の車両が車線を逸脱しそうなとき、運転者の操舵を補助することにより車両の車線に沿った走行を支援するための制御をいう。パーキングアシスト制御とは、車庫入れなどの駐車の際、運転者の操舵を補助するための制御をいう。操舵制御装置５０は、上位制御装置１００により生成される指令値Ｓ＊を加味してモータ４０を制御する。
【００２４】
指令値Ｓ＊は、運転支援制御の内容によって異なる。たとえば、上位制御装置１００は、レーンキープアシスト制御あるいはパーキングアシスト制御を実行するための指令値として、目標操舵角（角度指令値）を生成する。目標操舵角は、その時々の車両の走行状態に応じて、車両を車線に沿って走行させるため、あるいは所定の駐車位置に車両を駐車するために必要とされる操舵角の目標値である。操舵制御装置５０では、目標操舵角に実際の操舵角θｓを追従させる角度フィードバック制御の実行を通じて付加電流指令値が演算される。当該演算される付加電流指令値は、電流指令値演算部７０により演算される電流指令値に付加される。
【００２５】
ちなみに、実際の操舵角θｓについては、回転角センサ６１を通じて検出されるモータ４０の電気角θｍａに基づき演算してもよい。モータ４０は減速機構４２を介してステアリングシャフト１１に連結されているため、モータ４０の電気角θｍａと、ステアリングホイール１０（ステアリングシャフト１１）の回転角度である操舵角θｓとの間には相関関係がある。このため、モータ４０の電気角θｍａに基づき操舵角θｓを演算することが可能である。また、ステアリングシャフト１１にステアリングセンサが設けられているのであれば、当該ステアリングセンサを通じて操舵角θｓを検出するようにしてもよい。
【００２６】
また、上位制御装置１００は、たとえば緊急回避制御を実行するための指令値として、付加トルク指令値あるいは付加電流指令値を演算する。付加トルク指令値は、モータトルクに対する要求であって、緊急回避のために必要とされるモータトルクを発生させるためのものである。付加トルク指令値は電流値に変換されたうえで、電流指令値演算部７０により演算される電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）に付加される。付加電流指令値は、モータ電流に対する要求であって、電流指令値演算部７０により演算される電流指令値に付加される電流の値である。
【００２７】
上位制御装置１００は、定められた実行判定条件が成立するとき、運転支援制御を実行する。実行判定条件は、運転支援制御による支援内容によって異なるところ、たとえばレーンキープ制御の実行判定条件としては、つぎの条件（Ａ）〜（Ｃ）がある。
【００２８】
（Ａ）運転席などに設けられる図示しないスイッチの操作を通じてレーンキープ制御機能がオンされていること。スイッチはそのオンオフ状態を示す電気信号Ｓｓｗを生成する。
【００２９】
（Ｂ）車速Ｖがレーンキープ制御機能の作動下限速度以上であること。たとえばレーンキープ制御機能が高速道路および自動車専用道路を対象としている場合、作動下限速度は一般道の法定速度よりも大きな値に設定される。
【００３０】
（Ｃ）操舵トルクＴｒｑの値がしきい値未満（ただし、零ではない。）であること。しきい値は、運転者の積極的なステアリング操作を判定する観点に基づき設定される。レーンキープ制御が実行されている場合、操舵トルクＴｒｑの値がしきい値以上であるとき、レーンキープ制御の実行は停止される。これは、運転者の意思によるステアリング操作を優先させるためである。
【００３１】
ちなみに、レーンキープ制御以外の他の運転支援制御の実行判定条件は支援内容によって異なるものの、これら実行判定条件においても条件（Ａ）、すなわち「運転支援制御機能をオンオフするためのスイッチがオンされていること」を含むことが好ましい。
【００３２】
＜操舵制御装置＞
つぎに、操舵制御装置５０の電気的な構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置５０は、マイコン（マイクロコンピュータ）５１、および駆動回路５２を備えている。マイコン５１は、モータ４０の駆動を制御するためのモータ制御信号を生成する。駆動回路５２は、マイコン５１により生成されるモータ制御信号に基づいてモータ４０に電流を供給する。駆動回路５２とモータ４０との間は、給電線Ｗ１ｕ〜Ｗ１ｗにより接続されている。給電線Ｗ１ｕ〜Ｗ１ｗには、電流センサ５３ｕ，５３ｖ，５３ｗが設けられている。マイコン５１と駆動回路５２との間は、信号線Ｗ２ｕ，Ｗ２ｖ，Ｗ２ｗにより接続されている。信号線Ｗ２ｕ，Ｗ２ｖ，Ｗ２ｗには電圧センサ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗが設けられている。電圧センサ５４ｕ〜５４ｗは、モータ４０における各相の端子電圧を分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を通じて分圧し、それら分圧値に応じた検出信号Ｓｕ〜Ｓｗを生成する。
【００３３】
マイコン５１は、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、および車速センサ６２の検出結果（Ｔｒｑ，θｍａ，Ｖ）を取り込む。また、マイコン５１は、電流センサ５３ｕ，５３ｖ，５３ｗの検出結果（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）、および電圧センサ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの検出結果（検出信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ）を取り込む。マイコン５１は、これら取り込まれる検出結果に基づき、モータ制御信号としてＰＷＭ駆動信号α１〜α６を生成する。ＰＷＭ駆動信号α１〜α６は、駆動回路５２をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動させるための信号である。ただし、マイコン５１は、上位制御装置１００において運転支援制御を実行するための指令値Ｓ＊が生成されるとき、当該指令値Ｓ＊を加味してＰＷＭ駆動信号α１〜α６を生成する。
【００３４】
駆動回路５２は、車載バッテリなどの直流電源（電源電圧「＋Ｖｃｃ」）からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ４０に供給するＰＷＭ方式のインバータ回路である。駆動回路５２は、直列に接続された２つのスイッチング素子を１組とする３組のスイッチングアームが互いに並列に接続されてなる。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２はＵ相に、スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４はＶ相に、スイッチング素子Ｔ５，Ｔ６はＷ相に対応するスイッチングアームを構成する。また、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５は電源側に、スイッチング素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６はグランド側に設けられている。
【００３５】
スイッチング素子Ｔ１とスイッチング素子Ｔ２との中点Ｐｕ、スイッチング素子Ｔ３とスイッチング素子Ｔ４との中点Ｐｖ、およびスイッチング素子Ｔ５とスイッチング素子Ｔ６との中点Ｐｗは、給電線Ｗ１ｕ〜Ｗ１ｗを介してモータ４０の各相のコイルに接続されている。マイコン５１により生成されるＰＷＭ駆動信号α１〜α６に基づいてスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のオンオフが切り替わることによって、直流電源から供給される直流電圧が三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧に変換される。この変換される三相交流電圧が給電線Ｗ１ｕ〜Ｗ１ｗを介してモータ４０の各相のコイルに供給されることによりモータ４０が駆動する。
【００３６】
＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイコン５１について詳細に説明する。
図３に示すように、マイコン５１は、電流指令値演算部７０および制御信号生成部７１を有している。
【００３７】
電流指令値演算部７０は、電流指令値を演算する。電流指令値は、モータ４０に発生させるべきアシスト力に対応した電流量の目標値である。電流指令値演算部７０は、車速Ｖ及び操舵トルクＴｒｑをそれぞれ取り込む。電流指令値演算部７０は、車速Ｖ及び操舵トルクＴｒｑに基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上の電流指令値であるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊、およびｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の電流指令値であるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を演算する。電流指令値演算部７０は、操舵トルクＴｒｑの絶対値が大きいほど、また車速Ｖの値が小さいほど、より大きな絶対値となるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算する。ただし、電流指令値演算部７０は、上位制御装置１００において指令値Ｓ＊が生成されるとき、当該指令値Ｓ＊を加味して電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｄ＊）を演算する。また本例において、電流指令値演算部７０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「０（零値）」に固定する。
【００３８】
制御信号生成部７１は、電流指令値に対応するＰＷＭ駆動信号α１〜α６を生成する。制御信号生成部７１は、電流指令値（Ｉｑ＊，Ｉｄ＊）、各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、および電気角θｍａをそれぞれ取り込む。制御信号生成部７１は、モータ４０の実際の電流値（ｑ軸電流値，ｄ軸電流値）を電流指令値（Ｉｑ＊，Ｉｄ＊）に追従させるべく、各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗおよび電気角θｍａに基づく電流フィードバック制御の実行を通じてＰＷＭ駆動信号α１〜α６を生成する。
【００３９】
ちなみに、制御信号生成部７１では、回転角センサ６１を通じて検出される電気角θｍａに代えて、後述する回転角推定部７７により演算される推定電気角θｍｂが使用されることがある。
【００４０】
制御信号生成部７１は、ｄ／ｑ変換部７２、フィードバック制御部（以下「Ｆ／Ｂ制御部」という。）７３、ｄ／ｑ逆変換部７４、およびＰＷＭ変換部７５を有している。
ｄ／ｑ変換部７２は、各相の電流値Ｉｕ，Ｉｗ，Ｉｗ、および電気角θｍａをそれぞれ取り込む。ｄ／ｑ変換部７２は、電気角θｍａに基づいて、各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄ／ｑ座標上に写像することによって、ｄ／ｑ座標系におけるモータ４０の実際の電流値であるｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑを演算する。
【００４１】
Ｆ／Ｂ制御部７３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊からｄ軸電流値Ｉｄを減算することによって得られるｄ軸電流偏差ΔＩｄ、およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｑ軸電流値Ｉｑを減算することによって得られるｑ軸電流偏差ΔＩｑをそれぞれ取り込む。Ｆ／Ｂ制御部７３は、ｄ軸電流値Ｉｄをｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に追従させるべく、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに基づく電流フィードバック制御を実行することによって、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を演算する。また、Ｆ／Ｂ制御部７３は、ｑ軸電流値Ｉｑをｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従させるべく、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに基づく電流フィードバック制御を実行することによって、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を演算する。
【００４２】
ｄ／ｑ逆変換部７４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊、ならびに電気角θｍａをそれぞれ取り込む。ｄ／ｑ逆変換部７４は、電気角θｍａに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を三相の交流座標系上に写像することによって、三相の交流座標系における各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を演算する。
【００４３】
ＰＷＭ変換部７５は、各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をそれぞれ取り込む。ＰＷＭ変換部７５は、各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ変換することによって、ＰＷＭ駆動信号α１〜α６を生成する。これらＰＷＭ駆動信号α１〜α６は、駆動回路５２の対応するスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のゲート端子に対してそれぞれ印加される。
【００４４】
ここで、何らかの原因によって回転角センサ６１に異常が発生した場合、正しい電気角θｍａが検出できないとき、モータ４０を適切に制御することが困難となるおそれがある。そこで本例では、回転角センサ６１に異常が発生した場合、バックアップ制御として、いわゆる回転角センサレス制御を実行する。すなわち、マイコン５１は、モータ４０に発生する誘起電圧（逆起電力）に基づいて電気角を推定し、この推定される電気角（以下、「推定電気角」という。）を使用してモータ４０を継続して制御する。
【００４５】
図３に示すように、マイコン５１は、回転角センサレス制御を実行するための構成として、端子電圧値演算部７６、回転角推定部７７、異常検出部７８、回転角選択部７９、および判定部９０を有している。
【００４６】
判定部９０は、運転支援制御の実行判定条件の成否を判定する。たとえばレーンキープ制御については、運転者がレーンキープ制御機能をオンオフするためのスイッチの状態を示す電気信号Ｓｓｗ、車速Ｖおよび操舵トルクＴｒｑに基づき、前述したレーンキープ制御の実行判定条件（Ａ）〜（Ｃ）の成否を判定する。判定部９０は、実行判定条件の成否の判定結果に基づきフラグＦの値をセットする。判定部９０は、実行判定条件が成立している旨判定されるとき、フラグＦを「１」にセットする。また、判定部９０は、実行判定条件が成立していない旨判定されるとき、フラグＦを「０」にセットする。
【００４７】
端子電圧値演算部７６は、電圧センサ５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの検出結果である検出信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗをそれぞれ取り込む。端子電圧値演算部７６は、検出信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗに基づいて、モータ４０における各相の端子電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する。
【００４８】
回転角推定部７７は、各相の端子電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、操舵トルクＴｒｑ、および各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ取り込む。回転角推定部７７は、各相の端子電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、操舵トルクＴｒｑ、および各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、推定電気角θｍｂを演算する。
【００４９】
異常検出部７８は、電気角θｍａを取り込む。異常検出部７８は、電気角θｍａに基づいて回転角センサ６１の異常を検出する。異常検出部７８は、たとえば電気角θｍａの今回値と前回値との差の絶対値が予め定められた許容範囲を逸脱する場合、回転角センサ６１の異常を検出する。許容範囲は、マイコン５１の制御周期あるいは回転角センサ６１の検出公差を考慮して設定される。異常検出部７８は、検出結果に基づき異常検出信号Ｓｅを生成する。異常検出信号Ｓｅは、回転角センサ６１の異常の有無を示す情報を含む。
【００５０】
回転角選択部７９は、回転角推定部７７により演算される推定電気角θｍｂ、異常検出部７８により生成される異常検出信号Ｓｅ、および電気角θｍａをそれぞれ取り込む。回転角選択部７９は、異常検出信号Ｓｅが回転角センサ６１に異常が発生していない旨示すものであるとき、回転角センサ６１の検出結果である電気角θｍａをモータ制御用の電気角として選択する。これに対し、回転角選択部７９は、異常検出信号Ｓｅが回転角センサ６１に異常が発生している旨示すものであるとき、回転角推定部７７により演算される推定電気角θｍｂをモータ制御用の電気角として選択する。
【００５１】
＜回転角推定部＞
つぎに、回転角推定部７７について詳細に説明する。
図４に示すように、回転角推定部７７は、相誘起電圧値演算部８４、誘起電圧値演算部８５、角速度演算部８６、第１推定電気角演算部８０、第２推定電気角演算部８１、選択部としての切替部８２、および積算部８３を有している。
【００５２】
相誘起電圧値演算部８４は、各相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、および各相の端子電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ取り込む。相誘起電圧値演算部８４は、各相の電流値Ｉｕ〜Ｉｗ、および各相の端子電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、三相交流座標系における各相の誘起電圧値ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを演算する。相誘起電圧値演算部８４は、各相の誘起電圧値ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを演算するに際して、モータ４０の各相のコイルの抵抗値を考慮してもよい。
【００５３】
誘起電圧値演算部８５は、相誘起電圧値演算部８４により演算される各相の誘起電圧値ｅｕ，ｅｖ，ｅｗ、および推定電気角θｍｂの前回値（１演算周期前に演算された値）をそれぞれ取り込む。誘起電圧値演算部８５は、推定電気角θｍｂの前回値を使用して各相の誘起電圧値ｅｕ，ｅｖ，ｅｗをｄ／ｑ座標系上の２相のベクトル成分である誘起電圧値（ｅｄ，ｅｑ）に変換する。誘起電圧値演算部８５は、２相の誘起電圧値（ｅｄ，ｅｑ）の２乗和の平方根を誘起電圧（絶対値）Ｅとして演算する。
【００５４】
角速度演算部８６は、誘起電圧値演算部８５により演算される誘起電圧値Ｅを取り込む。角速度演算部８６は、誘起電圧値Ｅに基づいて、モータ４０の電気角θｍａの単位時間当たりの変化量であるモータ４０の角速度の推定値である推定角速度ωｅを演算する。誘起電圧値Ｅと推定角速度ωｅとは、比例関係を有するため、誘起電圧値Ｅを定められた誘起電圧定数（逆起定数）で除算することにより推定角速度ωｅが得られる。
【００５５】
なお、モータ４０の電気角θｍａと、ステアリングホイール１０（ステアリングシャフト１１）の回転角度である操舵角θｓとの間には相関関係がある。このため、モータ４０の角速度と、ステアリングホイール１０の操舵角θｓの単位時間当たりの変化量である操舵速度（ωｓ）との間にも相関関係がある。
【００５６】
第１推定電気角演算部８０は、操舵トルクＴｒｑ、および角速度演算部８６により演算される推定角速度ωｅを取り込む。第１推定電気角演算部８０は、推定角速度ωｅに基づいて、１演算周期における推定電気角θｍｂの変化量である第１の加算角度Δθｍ１を演算する。第１推定電気角演算部８０は、推定角速度ωｅに対して制御周期を乗算することにより第１の加算角度Δθｍ１を演算する。ただし、第１推定電気角演算部８０は、操舵トルクＴｒｑの値の正負をモータ４０の回転方向とみなして、第１の加算角度Δθｍ１の値の正負を設定する。
【００５７】
第２推定電気角演算部８１は、操舵トルクＴｒｑを取り込む。第２推定電気角演算部８１は、操舵トルクＴｒｑに基づいて、１演算周期における推定電気角θｍｂの変化量である第２の加算角度Δθｍ２を演算する。第２推定電気角演算部８１は、操舵トルクＴｒｑの値の正負に基づいて、第２の加算角度Δθｍ２の値の正負を設定する。なお、第２推定電気角演算部８１については後に詳述する。
【００５８】
切替部８２は、第１の加算角度Δθｍ１、第２の加算角度Δθｍ２、および誘起電圧値Ｅを取り込む。切替部８２は、誘起電圧値Ｅとしきい値電圧（正値）との比較を通じて、積算部８３へ供給する加算角度を第１の加算角度Δθｍ１と第２の加算角度Δθｍ２との間で切り替える。切替部８２は、誘起電圧値Ｅがしきい値電圧値よりも大きいとき、第１の加算角度Δθｍ１を積算部８３へ供給する。切替部８２は、誘起電圧値Ｅがしきい値電圧以下であるとき、第２の加算角度Δθｍ２を積算部８３へ供給する。
【００５９】
しきい値電圧は、誘起電圧値Ｅに基づき演算される推定電気角θｍｂの誤差が、製品仕様などに基づき要求される許容範囲内の値となるかどうか、換言すれば、製品仕様などに基づき要求される推定電気角θｍｂの演算精度が確保できるかどうかの観点に基づき設定される。
【００６０】
誘起電圧値Ｅとモータ４０の角速度との間、ならびにモータ４０の角速度と操舵速度との間には相関関係がある。このため、操舵速度が速いときほど、誘起電圧値Ｅはより大きな値となる。逆に、操舵速度が遅いときほど、誘起電圧値Ｅはより小さな値となる。したがって、操舵速度がより遅い状況であるとき、誘起電圧値Ｅはしきい値電圧以下の値となる。この状況下においては、各センサ（５３ｕ〜５３ｗ，５４ｕ〜５４ｗ）の検出値に含まれるノイズの影響が大きくなりやすいため、推定電気角θｍｂの演算精度を確保することが困難である。これに対して、モータ４０の角速度、ひいては操舵速度がより速い状況であるとき、誘起電圧値Ｅはしきい値電圧よりも大きな値となる。この状況下においては、推定電気角θｍｂの演算精度を確保することができる。
【００６１】
積算部８３は、切替部８２から供給される第１の加算角度Δθｍ１または第２の加算角度Δθｍ２を取り込む。積算部８３は、推定電気角θｍｂの前回値（１演算周期前の値）を記憶する記憶部８３ａを有している。積算部８３は、記憶部８３ａに記憶されている推定電気角θｍｂの前回値に対して、第１の加算角度Δθｍ１または第２の加算角度Δθｍ２を積算することによって、推定電気角θｍｂを演算する。
【００６２】
したがって、回転角推定部７７は、推定電気角θｍｂの演算精度を確保できる状況であるとき（誘起電圧値Ｅ＞しきい値電圧）、誘起電圧値Ｅに基づいて推定電気角θｍｂを演算する。すなわち、回転角推定部７７は、第１推定電気角演算部８０により演算される第１の加算角度Δθｍ１を積算することによって推定電気角θｍｂを演算する。これに対し、回転角推定部７７は、推定電気角θｍｂの演算精度を確保できない状況であるとき（誘起電圧値Ｅ≦しきい値電圧）、誘起電圧値Ｅに代えて、操舵トルクＴｒｑに基づいて推定電気角θｍｂを演算する。すなわち、回転角推定部７７は、第２推定電気角演算部８１により演算される第２の加算角度Δθｍ２を積算することによって推定電気角θｍｂを演算する。
【００６３】
ここで、推定電気角θｍｂを使用してモータ４０を制御する回転角センサレス制御が実行されている場合、上位制御装置１００により生成される指令値Ｓ＊に基づく運転支援制御を実行することが困難となる状況が考えられる。たとえば、運転支援制御の内容によっては、運転者はステアリングホイール１０に対して手を添えるだけの状況が想定される。この場合、運転者による積極的なステアリングホイール１０の操作が行われないため、操舵トルクＴｒｑが検出されないおそれがある。また、モータ４０が回転しないため誘起電圧が発生することもない。したがって、適切な推定電気角θｍｂを演算することができないことが懸念される。そこで、本例では第２推定電気角演算部８１をつぎのように構成している。
【００６４】
＜第２推定電気角演算部＞
図５に示すように、第２推定電気角演算部８１は、第１の演算部９１、第２の演算部９２、およびプレ選択部としての切替部９３を有している。
【００６５】
第１の演算部９１は、操舵トルクＴｒｑに基づいて第１のプレ加算角度β１を演算する。第１の演算部９１は第１のマップＭ１を有し、当該第１のマップＭ１を使用して第１のプレ加算角度β１を演算する。
【００６６】
図６のグラフに示すように、第１のマップＭ１は、横軸を操舵トルクＴｒｑ、縦軸を第１のプレ加算角度β１とするマップであって、操舵トルクＴｒｑと第１のプレ加算角度β１との関係を規定する。第１のマップＭ１は、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵トルクＴｒｑの絶対値が第１のしきい値Ｔｒｑ１以上であるとき、第１のプレ加算角度β１の絶対値は、操舵トルクＴｒｑの絶対値が増大するにつれて増加し、第２のしきい値Ｔｒｑ２（＞Ｔｒｑ１）を境として一定値に維持される。第１のプレ加算角度β１の正負は、操舵トルクＴｒｑの正負と一致する。操舵トルクＴｒｑの絶対値の「０」近傍（より正確には、第１のしきい値Ｔｒｑ１未満）の領域には、第１のプレ加算角度β１の値を「０」とする不感帯が設けられている。
【００６７】
図５に示すように、第２の演算部９２は、上位制御装置１００により生成される指令値Ｓ＊に基づいて第２のプレ加算角度β２を演算する。第２の演算部９２は第２のマップＭ２を有し、当該第２のマップＭ２を使用して第２のプレ加算角度β２を演算する。
【００６８】
図７のグラフに示すように、第２のマップＭ２は、横軸を指令値Ｓ＊、縦軸を第２のプレ加算角度β２とするマップであって、指令値Ｓ＊と第２のプレ加算角度β２との関係を規定する。第２のマップＭ２は、つぎのような特性を有する。すなわち、指令値Ｓ＊の絶対値がしきい値Ｓｔｈ以上であるとき、第２のプレ加算角度β２の絶対値は、指令値Ｓ＊の絶対値が増大するにつれて増加する。第２のプレ加算角度β２の正負は、指令値Ｓ＊の正負と一致する。指令値Ｓ＊の絶対値の「０」近傍（より正確には、しきい値Ｓｔｈ未満）の領域には、第２のプレ加算角度β２の値を「０」とする不感帯が設けられている。
【００６９】
図５に示すように、切替部９３は、データ入力として、第１の演算部９１により演算される第１のプレ加算角度β１、および第２の演算部９２により演算される第２のプレ加算角度β２を取り込む。また、切替部９３は、制御入力として、判定部９０によりセットされるフラグＦの値を取り込む。切替部９３は、フラグＦの値に基づき、第２の加算角度Δθｍ２として積算部８３へ供給する値を、第１のプレ加算角度β１と第２のプレ加算角度β２との間で切り替える。切替部９３は、フラグＦの値が「０」であるとき、第１のプレ加算角度β１を第２の加算角度Δθｍ２として切替部８２へ供給する。切替部９３は、フラグＦの値が「１」であるとき（より正確には、フラグＦの値が「０」ではないとき）、第２のプレ加算角度β２を第２の加算角度Δθｍ２として切替部８２へ供給する。
【００７０】
＜実施の形態の作用および効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
（１）運転支援制御の内容によっては、運転者による積極的なステアリングホイール１０の操作が行われないことなどに起因して、操舵トルクＴｒｑが検出されないおそれがある。この点、本例では回転角センサレス制御の実行開始の当初において、誘起電圧値Ｅがしきい値電圧以下である場合、上位制御装置１００からの指令値Ｓ＊に基づく運転支援制御が実行されるとき、操舵トルクＴｒｑに基づく第１のプレ加算角度β１に代えて、指令値Ｓ＊に基づく第２のプレ加算角度β２が第２の加算角度Δθｍ２として使用される。このため、操舵トルクＴｒｑが検出されない状況であれ、第２の加算角度Δθｍ２が積算されることにより推定電気角θｍｂが演算される。このため、当該演算される推定電気角θｍｂに基づき、モータ４０の駆動を制御することができる。この後、誘起電圧値Ｅがしきい値電圧よりも大きくなったとき、第２の加算角度Δθｍ２に代えて、第１の加算角度Δθｍ１が積算されることにより推定電気角θｍｂが演算されるとともに、当該演算される推定電気角θｍｂに基づきモータ４０の駆動が制御される。したがって、回転角センサレス制御が実行されている場合であれ、運転支援制御を実行することができる。
【００７１】
（２）第２推定電気角演算部８１は、第１の演算部９１、第２の演算部９２およびプレ選択部としての切替部９３を有している。第１の演算部９１は、操舵トルクＴｒｑに基づき第１のプレ加算角度β１を演算する。第２の演算部９２は、指令値Ｓ＊に基づき第２のプレ加算角度β２を演算する。切替部９３は、指令値Ｓ＊に基づく運転支援制御の実行判定条件が成立しないときには第１のプレ加算角度β１を、実行判定条件が成立するときには第２のプレ加算角度β２を第２の加算角度Δθｍ２として選択する。この構成によれば、運転支援制御の実行判定条件の成否に基づき、第１のプレ加算角度β１または第２のプレ加算角度β２が第２の加算角度Δθｍ２として適切に選択される。
【００７２】
（３）操舵制御装置５０は、回転角選択部７９を有している。回転角選択部７９は、モータ４０に対する給電を制御するために使用するモータ４０の電気角として、モータ４０に設けられる回転角センサ６１を通じて検出される電気角θｍａ、および積算部８３により演算される推定電気角θｍｂのいずれか一を選択する。回転角選択部７９は、回転角センサ６１の異常が検出されないときには回転角センサ６１を通じて検出される電気角θｍａを、回転角センサ６１の異常が検出されるときには積算部８３により演算される推定電気角θｍｂを選択する。この構成によれば、回転角センサ６１に異常が発生した場合であれ、推定電気角θｍｂを使用してモータ４０に対する給電を継続して制御することができる。
【００７３】
（４）第２推定電気角演算部８１は、操舵トルクＴｒｑと第１のプレ加算角度β１との関係を規定する第１のマップＭ１と、指令値Ｓ＊と第２のプレ加算角度β２との関係を規定する第２のマップＭ２と、を有している。第２推定電気角演算部８１は、第１のマップＭ１を使用して第１のプレ加算角度β１を、第２のマップＭ２を使用して第２のプレ加算角度β２を簡単に演算することができる。
【００７４】
（５）第１のマップＭ１において、操舵トルクＴｒｑの絶対値が第１のしきい値Ｔｒｑ１未満であるとき、第１のプレ加算角度β１の値は「０」に設定される。このような不感帯を設けることにより、操舵トルクＴｒｑの値が「０」付近において正の値と負の値との間で細かく繰り返し切り替わる事象、すなわち第１のプレ加算角度β１の値が正の値と負の値との間で細かく繰り返し切り替わる事象の影響が抑えられる。このため、第１のプレ加算角度β１の演算精度を確保することができる。
【００７５】
（６）第２のマップＭ２において、指令値Ｓ＊の絶対値がしきい値Ｓｔｈ未満であるとき、第２のプレ加算角度β２の値は「０」に設定される。このような不感帯を設けることにより、ノイズなどの影響に起因して、指令値Ｓ＊の値が「０」付近において正の値と負の値との間で細かく繰り返し切り替わる事象、すなわち第２のプレ加算角度β２の値が正の値と負の値との間で細かく繰り返し切り替わる事象の影響が抑えられる。このため、第２のプレ加算角度β２の演算精度を確保することができる。
【００７６】
＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１のマップＭ１および第２のマップＭ２として、不感帯を割愛した構成を採用してもよい。
【００７７】
・本例では、回転角センサ６１に異常が発生した場合のバックアップ制御として推定電気角θｍｂに基づきモータ４０を制御する回転角センサレス制御を実行したが、バックアップ制御としてではなく、常時、回転角センサ６１を使用せずにモータ４０を制御するようにしてもよい。この場合、回転角センサ６１を割愛してもよい。
【００７８】
・本例では、ステアリングシャフト１１（コラムシャフト１１ａ）にアシスト力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に操舵制御装置５０を適用したが、ラックシャフト１２にアシスト力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に操舵制御装置５０を適用してもよい。この場合、トルクセンサ６０をピニオンシャフト１１ｃに設けてもよい。
【００７９】
＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記第１のマップおよび前記第２のマップには、零値を含む所定範囲において不感帯が設定されていること。
【符号の説明】
【００８０】
２…操舵機構、４０…モータ、５０…操舵制御装置、６１…回転角センサ、７９…回転角選択部、８０…第１の推定電気角演算部、８１…第２の推定電気角演算部、８２…切替部（選択部）、８３…積算部、９１…第１の演算部、９２…第２の演算部、９３…切替部（プレ選択部）、Ｉｑ＊…ｑ軸電流指令値、Ｉｄ＊…ｄ軸電流指令値、Ｅ…誘起電圧値、Ｔｒｑ…操舵トルク、Ｍ１…第１のマップ、Ｍ２…第２のマップ、β１…第１のプレ加算角度、β２…第２のプレ加算角度、θｍｂ…推定電気角、Δθｍ１…第１の加算角度、Δθｍ２…第２の加算角度。
【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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