(57)【要約】【課題】操舵系にアシスト力を付与するモータについて、その抵抗値を精確に算出することのできる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】この電動パワーステアリング装置は、電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて外乱オブザーバにより推定誘起電圧ＥＸａを算出する。そして、推定誘起電圧ＥＸａが所定範囲内にあるとき電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて抵抗値を算出する。さらに、最後に取得した電圧値Ｖｍよりも前に取得した電圧値Ｖｍ（過去電圧値）および最後に取得した電流値Ｉｍよりも前に取得した電流値Ｉｍ（過去電流値）に基づいて外乱オブザーバの演算式を補正する。【選択図】図６
2012236531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系にアシスト力を付与するモータを備える電動パワーステアリング装置において、
前記モータの電流の大きさを示す値を電流値とし、前記モータの電圧の大きさを示す値を電圧値とし、前記モータの抵抗の大きさを示す値を抵抗値として、前記電流値および前記電圧値を誘起電圧演算手段に適用して前記モータの誘起電圧を算出すること、
前記誘起電圧が所定範囲内にあるとき、前記電流値および前記電圧値に基づいて前記抵抗値を算出すること、
ならびに、複数の前記電流値のうちの最後に取得した電流値を基準電流値とし、この基準電流値よりも前に取得した電流値を過去電流値とし、複数の前記電圧値のうちの最後に取得した電圧値を基準電圧値とし、この基準電圧値よりも前に取得した電圧値を過去電圧値として、前記過去電流値および前記過去電圧値の少なくとも１つに基づいて誘起電圧演算手段を補正すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流値を取得するための周期を電流取得周期とし、前記電圧値を取得するための周期を電圧取得周期とし、前記誘起電圧を算出するための周期を演算周期として、前記電流取得周期および前記電圧取得周期の少なくとも一方が前記演算周期よりも短い
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記過去電流値の変化パターンおよび前記過去電圧値の変化パターンの少なくとも一方に基づいて、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正値を算出する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、
前記外乱オブザーバの演算において、前記過去電流値および前記過去電圧値に基づいて中間変数を算出すること、
ならびに、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正項として、前記中間変数の算出に用いる前記過去電流値および前記過去電圧値の少なくとも一方を補正する補正項を算出すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、
前記外乱オブザーバの演算において、中間変数と前記基準電流値および前記基準電圧値の少なくとも一方とに基づいて前記誘起電圧を算出すること、
ならびに、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正項として、前記誘起電圧の算出に用いる前記基準電流値および前記基準電圧値の少なくとも一方を補正する補正項を算出すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
複数の前記過去電圧値の平均値を電圧平均値とし、前記複数の過去電圧値のうちの最後に取得した過去電圧値と前記電圧平均値との差を過去電圧値差とし、前記基準電圧値と前記電圧平均値との差を基準電圧値差として、
前記過去電圧値差および前記基準電圧値差の少なくとも一方を前記誘起電圧の算出に用いること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
複数の前記過去電流値の平均値を電流平均値とし、前記複数の過去電流値のうちの最後に取得した過去電流値と前記電流平均値との差を過去電流値差とし、前記基準電流値と前記電流平均値との差を基準電流値差として、
前記過去電流値差および前記基準電流値差の少なくとも一方を前記誘起電圧の算出に用いること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電流値を取得するための周期を電流取得周期として、前記電流値の変化に基づいて前記電流取得周期を変更すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
単位時間あたりの前記電流値の変化量が所定変化量よりも大きいときの前記電流取得周期を電流取得周期Ａとし、単位時間あたりの前記電流値の変化量が前記所定変化量よりも小さいときの前記電流取得周期を電流取得周期Ｂとして、前記電流取得周期Ａを前記電流取得周期Ｂよりも小さくすること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電圧値を取得するための周期を電圧取得周期として、前記電圧値の変化に基づいて前記電圧取得周期を変更すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置において、
単位時間あたりの前記電圧値の変化量が所定変化量よりも大きいときの前記電圧取得周期を電圧取得周期Ｃとし、単位時間あたりの前記電圧値の変化量が前記所定変化量よりも小さいときの前記電圧取得周期を電圧取得周期Ｄとして、前記電圧取得周期Ｃを前記電圧取得周期Ｄよりも小さくすること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記誘起電圧演算手段の演算において、前記複数の過去電流値を含む演算項が用いられること、
ならびに、前記複数の過去電流値の少なくとも１つに異常値が含まれるとき、前記異常値に基づく異常補正値を前記演算項から減算する処理、および前記複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値を前記演算項に加算する処理を行ない、これらの処理を実行した後の前記演算項を前記誘起電圧の算出に用いること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、
複数の前記過去電流値、複数の前記過去電圧値、前記基準電流値、および前回演算周期において算出した中間変数である前回中間変数に基づいて、今回演算周期の中間変数を算出すること、
前記複数の過去電流値を含む演算項が前記前回中間変数に含まれること、
ならびに、前記前回中間変数の算出に用いた前記複数の過去電流値の少なくとも１つに異常値が含まれるとき、前記異常値に基づく異常補正値を前記演算項から減算する処理、および前記複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値を前記演算項に加算する処理を行ない、これらの処理を実行した後の前記演算項を前記今回演算周期の中間変数の算出に用いること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記複数の過去電流値の平均値を過去平均値として、前記複数の過去電流値の１つと前記過去平均値との差が判定値よりも大きいとき、同過去電流値の１つを前記異常値として判定すること
を特徴とする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、操舵系にアシスト力を付与するモータを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１のものが挙げられる。
この装置では、モータにより操舵系にトルクを付与するトルクアシスト制御において、下記式（Ａ）により算出したモータの回転角速度ωを用いてモータの制御を行う。
【０００３】
ω＝（Ｖｍ−Ｒ×Ｉｍ）／Ｋｅ…（Ａ）
上記において、「Ｖｍ」はモータの電圧値、「Ｒ」はモータの抵抗値、「Ｉｍ」はモータの電流値、また「Ｋｅ」は逆起電力定数を示す。
【０００４】
モータの電流および電圧は、モータの回転角速度ωの演算時に取得される。また、抵抗値は、モータの電流値と抵抗値との関係を規定したマップに基づいて算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６６９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記電動パワーステアリング装置においては、モータの回転角速度ωの推定精度がトルクアシスト制御のモータの制御に大きく影響を及ぼすため、回転角速度ωを精度よく推定することが求められる。
【０００７】
一方、モータの抵抗値は、モータ毎に異なる値を示す。その理由としては、モータ自体の温度および周囲の温度の少なくとも一方の影響を受けて抵抗値が変化するものが挙げられる。またその他に、モータ毎の個体差、およびモータの使用にともなう経時変化が挙げられる。
【０００８】
しかし、特許文献１の電動パワーステアリング装置においては、上記各理由に起因するモータ毎の抵抗値の大きさの違いが考慮されていないため、マップに基づいて算出された抵抗値が実際の抵抗値から大きく乖離するおそれがある。そして、算出された抵抗値が実際の抵抗値から大きく乖離している場合には、モータの回転角速度ωの算出精度が低下する。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵系にアシスト力を付与するモータについて、その抵抗値を精確に算出することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、操舵系にアシスト力を付与するモータを備える電動パワーステアリング装置において、前記モータの電流の大きさを示す値を電流値とし、前記モータの電圧の大きさを示す値を電圧値とし、前記モータの抵抗の大きさを示す値を抵抗値として、前記電流値および前記電圧値を誘起電圧演算手段に適用して前記モータの誘起電圧を算出すること、前記誘起電圧が所定範囲内にあるとき、前記電流値および前記電圧値に基づいて前記抵抗値を算出すること、ならびに、複数の前記電流値のうちの最後に取得した電流値を基準電流値とし、この基準電流値よりも前に取得した電流値を過去電流値とし、複数の前記電圧値のうちの最後に取得した電圧値を基準電圧値とし、この基準電圧値よりも前に取得した電圧値を過去電圧値として、前記過去電流値および前記過去電圧値の少なくとも１つに基づいて誘起電圧演算手段を補正することを要旨とする。
【００１１】
モータの抵抗値を算出するための誘起電圧演算手段には、モータの電流値、電圧値、および誘起電圧の項が含まれる。一方、誘起電圧はモータの電圧の一部として変化するため、誘起電圧をモータの電圧から分離して精度よく推定することは難しい。このため、モータの抵抗値を精度よく算出するためには、誘起電圧が抵抗値の推定精度との関係において十分に小さいとき、すなわち誘起電圧が「０」またはその付近のときにモータの抵抗値を算出することが好ましい。
【００１２】
上記発明では、電流値および電圧値に基づいて抵抗値を算出しているため、電動パワーステアリング装置の動作中においてそのときどきの抵抗値の変化をモータの制御に反映することができる。また、誘起電圧が所定範囲内にあるとき、すなわち誘起電圧が十分に小さいときにモータの抵抗値を算出しているため、抵抗値の推定精度が高くなる。また、過去電流値および過去電圧値の少なくとも一方に基づいて誘起電圧を算出しているため、すなわち、モータの誘起電圧に影響を及ぼす過去電流値および過去電圧値の少なくとも一方を反映して誘起電圧を算出しているため、誘起電圧の推定精度が高くなる。
【００１３】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電流値を取得するための周期を電流取得周期とし、前記電圧値を取得するための周期を電圧取得周期とし、前記誘起電圧を算出するための周期を演算周期として、前記電流取得周期および前記電圧取得周期の少なくとも一方が前記演算周期よりも短いことを要旨とする。
【００１４】
上記発明では、演算周期よりも短い周期で電流値または電圧を取得するため、演算周期毎に電流値および電圧値の少なくとも一方を取得しこれに基づいて誘起電圧を算出する構成と比較して、今回演算周期に対してより近い時期に取得した電流値および電圧値の少なくとも一方を誘起電圧の算出に反映することができる。このため、誘起電圧の推定精度がより高められる。
【００１５】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記過去電流値の変化パターンおよび前記過去電圧値の変化パターンの少なくとも一方に基づいて、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正値を算出することを要旨とする。
【００１６】
上記発明では、過去電流値の変化または過去電圧値の変化をパターン化し、これに基づいて誘起電圧演算手段の補正値を算出しているため、過去電流値または過去電圧値の変化を誘起電圧の算出に反映させることができ、これにより、誘起電圧の推定精度がより高められる。
【００１７】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、前記外乱オブザーバの演算において、前記過去電流値および前記過去電圧値に基づいて中間変数を算出すること、ならびに、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正項として、前記中間変数の算出に用いる前記過去電流値および前記過去電圧値の少なくとも一方を補正する補正項を算出することを要旨とする。
【００１８】
上記発明では、過去電流値および過去電圧値の少なくとも一方を補正する補正値を算出しているため、すなわち同少なくとも一方の値が誘起電圧に及ぼす影響を補正値により補正しているため、誘起電圧の推定精度がより高くなる。
【００１９】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、前記外乱オブザーバの演算において、中間変数と前記基準電流値および前記基準電圧値の少なくとも一方とに基づいて前記誘起電圧を算出すること、ならびに、前記誘起電圧演算手段を補正するための補正項として、前記誘起電圧の算出に用いる前記基準電流値および前記基準電圧値の少なくとも一方を補正する補正項を算出することを要旨とする。
【００２０】
上記発明では、基準電流値および基準電圧値の少なくとも一方を補正する補正値を算出しているため、すなわち同少なくとも一方の値が誘起電圧に及ぼす影響を補正値により補正しているため、誘起電圧の推定精度がより高くなる。
【００２１】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、複数の前記過去電圧値の平均値を電圧平均値とし、前記複数の過去電圧値のうちの最後に取得した過去電圧値と前記電圧平均値との差を過去電圧値差とし、前記基準電圧値と前記電圧平均値との差を基準電圧値差として、前記過去電圧値差および前記基準電圧値差の少なくとも一方を前記誘起電圧の算出に用いることを要旨とする。
【００２２】
電動パワーステアリング装置においては、モータの電圧が振動するため、基準電圧値がモータの状態を適切に反映していないこともある。上記発明では、過去電圧値差および基準電圧値差の少なくとも一方を誘起電圧の算出に用いているため、すなわち過去電圧値の大きさを誘起電圧の算出に反映しているため、誘起電圧の推定精度がより高くなる。
【００２３】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、複数の前記過去電流値の平均値を電流平均値とし、前記複数の過去電流値のうちの最後に取得した過去電流値と前記電流平均値との差を過去電流値差とし、前記基準電流値と前記電流平均値との差を基準電流値差として、前記過去電流値差および前記基準電流値差の少なくとも一方を前記誘起電圧の算出に用いることを要旨とする。
【００２４】
電動パワーステアリング装置においては、モータの電流が振動するため、基準電流値がモータの状態を適切に反映していないこともある。上記発明では、過去電流値差および基準電流値差の少なくとも一方を誘起電圧の算出に用いているため、すなわち過去電流値の大きさを誘起電圧の算出に反映しているため、誘起電圧の推定精度がより高くなる。
【００２５】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電流値を取得するための周期を電流取得周期として、前記電流値の変化に基づいて前記電流取得周期を変更することを要旨とする。
【００２６】
電流取得周期を小さくすることにより誘起電圧の推定精度を高めることが可能になる。一方、電流取得周期を小さくすることにともない演算負荷が大きくなる。上記発明では、誘起電圧の推定精度に影響を及ぼす電流値の変化に基づいて電流取得周期を変更しているため、誘起電圧の推定精度と演算負荷とのバランスを取ることができる。
【００２７】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、単位時間あたりの前記電流値の変化量が所定変化量よりも大きいときの前記電流取得周期を電流取得周期Ａとし、単位時間あたりの前記電流値の変化量が前記所定変化量よりも小さいときの前記電流取得周期を電流取得周期Ｂとして、前記電流取得周期Ａを前記電流取得周期Ｂよりも小さくすることを要旨とする。
【００２８】
上記発明では、電流値の変化量が所定変化量よりも大きいとき、すなわち誘起電圧の推定精度に対する電流値の変化の影響が大きいと推定されるとき、電流取得周期を小さく設定している。このため、誘起電圧の推定精度が低下することを抑制することができる。
【００２９】
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電圧値を取得するための周期を電圧取得周期として、前記電圧値の変化に基づいて前記電圧取得周期を変更することを要旨とする。
【００３０】
電圧取得周期を小さくすることにより誘起電圧の推定精度を高めることが可能になる。一方、電圧取得周期を小さくすることにともない演算負荷が大きくなる。上記発明では、誘起電圧の推定精度に影響を及ぼす電圧値の変化に基づいて電圧取得周期を変更しているため、誘起電圧の推定精度と演算負荷とのバランスを取ることができる。
【００３１】
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置において、単位時間あたりの前記電圧値の変化量が所定変化量よりも大きいときの前記電圧取得周期を電圧取得周期Ｃとし、単位時間あたりの前記電圧値の変化量が前記所定変化量よりも小さいときの前記電圧取得周期を電圧取得周期Ｄとして、前記電圧取得周期Ｃを前記電圧取得周期Ｄよりも小さくすることを要旨とする。
【００３２】
上記発明では、電圧値の変化量が所定変化量よりも大きいとき、すなわち誘起電圧の推定精度に対する電圧値の変化の影響が大きいと推定されるとき、電圧取得周期を小さく設定している。このため、誘起電圧の推定精度が低下することを抑制することができる。
【００３３】
（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記誘起電圧演算手段の演算において、前記複数の過去電流値を含む演算項が用いられること、ならびに、前記複数の過去電流値の少なくとも１つに異常値が含まれるとき、前記異常値に基づく異常補正値を前記演算項から減算する処理、および前記複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値を前記演算項に加算する処理を行ない、これらの処理を実行した後の前記演算項を前記誘起電圧の算出に用いることを要旨とする。
【００３４】
電動パワーステアリング装置においては、電流値が異常値を示すこともある。そして、異常値としての電流値を含めて誘起電圧が算出されるときには、その推定精度が低下するおそれがある。上記発明では、過去電流値に異常値が含まれるとき、異常補正値を演算項から減算しているため、異常値が演算項の算出に及ぼす影響が低減される。また、平均補正値を異常補正値の代用値として演算項に加算しているため、すなわち異常値としての電流値よりも実際の過去電流値に近い平均補正値を演算値に反映しているため、誘起電圧の推定精度が低下することが抑制される。
【００３５】
（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記誘起電圧演算手段として外乱オブザーバを用いること、複数の前記過去電流値、複数の前記過去電圧値、前記基準電流値、および前回演算周期において算出した中間変数である前回中間変数に基づいて、今回演算周期の中間変数を算出すること、前記複数の過去電流値を含む演算項が前記前回中間変数に含まれること、ならびに、前記前回中間変数の算出に用いた前記複数の過去電流値の少なくとも１つに異常値が含まれるとき、前記異常値に基づく異常補正値を前記演算項から減算する処理、および前記複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値を前記演算項に加算する処理を行ない、これらの処理を実行した後の前記演算項を前記今回演算周期の中間変数の算出に用いることを要旨とする。
【００３６】
上記発明では、前回中間変数の算出に用いた複数の過去電流値の少なくとも１つに異常値が含まれるとき、異常値に基づく異常補正値を演算項から減算し、複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値を演算項に加算する。そして、これらの処理により得られた演算項を今回演算周期の中間変数の算出に用いる。これにより、異常値としての電流値よりも実際の過去電流値に近い平均補正値を演算値に反映しているため、誘起電圧の推定精度が低下することが抑制される。
【００３７】
（１４）請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記複数の過去電流値の平均値を過去平均値として、前記複数の過去電流値の１つと前記過去平均値との差が判定値よりも大きいとき、同過去電流値の１つを前記異常値として判定することを要旨とする。
【００３８】
上記発明では、複数の過去電流値の１つと過去平均値との差が判定値よりも大きいとき、同過去電流値の１つを異常値として判定するため、容易に異常値を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、抵抗更新処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、モータの電流値と推定誘起電圧の演算周期との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、モータの電流値の変化パターンを示すパターン図。
【図５】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、モータの電流値の変化パターンと補正値との関係を示すテーブル。
【図６】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、誘起電圧推定処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態の電動パワーステアリング装置について、モータの電圧値と平均値との関係を示すグラフ。
【図８】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、誘起電圧推定処理の手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第３実施形態の電動パワーステアリング装置について、（Ａ）はモータの電流値の変化が小さいときのサンプリング周期を示すグラフ、（Ｂ）はモータの電流値の変化が大きいときのサンプリング周期を示すグラフ。
【図１０】本発明の第４実施形態の電動パワーステアリング装置について、モータの電圧値の変化を示すグラフ。
【図１１】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、推定誘起電圧の演算処理を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリング２の回転を転舵輪３に伝達する操舵角伝達機構１０と、ステアリング２の操作を補助するための力（以下、「アシスト力」）を操舵角伝達機構１０に付与するＥＰＳアクチュエータ２０と、ＥＰＳアクチュエータ２０を制御する電子制御装置３０とを備える。さらに、電動パワーステアリング装置１には、これら装置の動作状態を検出する複数のセンサが設けられている。
【００４１】
操舵角伝達機構１０は、ステアリング２とともに回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１３に伝達するラックアンドピニオン機構１２と、タイロッド１４を操作するラック軸１３と、ナックルを操作するタイロッド１４とを備える。
【００４２】
ＥＰＳアクチュエータ２０は、ステアリングシャフト１１にトルクを付与するモータ２１と、モータ２１の回転を減速する減速機構２２とを備える。モータ２１としては、ブラシ付きのモータ２１が採用されている。このモータ２１の回転は減速機構２２により減速されてステアリングシャフト１１に伝達される。このときにモータ２１からステアリングシャフト１１に付与されるトルクがアシスト力として作用する。
【００４３】
操舵角伝達機構１０は次のように動作する。すなわち、ステアリング２が操作されたとき、アシスト力がステアリングシャフト１１に付与されて、同シャフト１１が回転する。ステアリングシャフト１１の回転は、ラックアンドピニオン機構１２によりラック軸１３の直線運動に変換される。ラック軸１３の直線運動は、同ラック軸１３の両端に連結されたタイロッド１４を介してナックルに伝達される。そして、ナックルの動作にともない転舵輪３の舵角が変更される。
【００４４】
ステアリング２の操舵角は、ステアリング２が中立位置にあるときを基準として定められる。すなわち、ステアリング２が中立位置にあるときの操舵角を「０」として、ステアリング２が中立位置から右方向または左方向に回転したとき、中立位置からの回転角度に応じて操舵角が増加する。
【００４５】
ステアリング２の操舵状態は、「回転状態」と「中立状態」と「保舵状態」との３つに分類される。「回転状態」は、ステアリング２が回転している最中の状態を示す。「中立状態」は、ステアリング２が中立位置にある状態を示す。「保舵状態」は、ステアリング２が中立位置から右方向または左方向に回転した位置にあり、かつその位置に保持されている状態を示す。
【００４６】
電動パワーステアリング装置１には、複数のセンサとして、ステアリング２のトルクを検出するトルクセンサ３１および車速を検出する車速センサ３２が設けられている。これらのセンサはそれぞれ次のように監視対象の状態の変化に応じた信号を出力する。
【００４７】
トルクセンサ３１は、ステアリング２の操作によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクの大きさに応じた信号（以下、「出力信号ＳＡ」）を電子制御装置３０に出力する。車速センサ３２は、転舵輪３の回転角速度に応じた信号（以下、「出力信号ＳＢ」）を電子制御装置３０に出力する。車速センサ３２は各後輪に対応して設けられている。
【００４８】
電子制御装置３０は各センサの出力に基づいて以下の各演算値を算出する。
トルクセンサ３１の出力信号ＳＡに基づいて、ステアリング２の操作にともないステアリングシャフト１１に入力されたトルクの大きさに相当する演算値（以下、「操舵トルクτ」）を算出する。車速センサ３２の出力信号ＳＢに基づいて、すなわち各後輪に対応して出力される出力信号ＳＢに基づいて、車両の走行速度に相当する演算値（以下「車速Ｖ」）を算出する。
【００４９】
また、電子制御装置３０は、車速Ｖおよび操舵トルクτの補正値（以下、「補正操舵トルクτａ」）に基づいてアシスト力を調整するためのパワーアシスト制御と、車速Ｖおよび補正操舵トルクτａおよびモータ２１の回転角速度ωｍに基づいて上記補正操舵トルクτａを算出する操舵トルクシフト制御とを行う。
【００５０】
操舵トルクシフト制御で用いられる上記回転角速度ωｍは、モータ方程式としての下記の式（１）に基づいて算出される。
【００５１】
【数１】
2012236531.tif 000003
・「Ｖｍ」は、モータの電圧値（以下、「電圧値Ｖｍ」）を示す。
・「Ｉｍ」は、モータの電流値（以下、「電流値Ｉｍ」）を示す。
・「Ｒｍ」は、モータの抵抗値（以下、「抵抗値Ｒｍ」）を示す。
・「Ｋｅ」は、逆起電力定数を示す。
【００５２】
逆起電力定数Ｋｅとしてはモータ２１に固有の逆起電力定数Ｋｅに相当する値が用いられる。逆起電力定数Ｋｅの値は予め設定され、電子制御装置３０の記憶部に記憶されている。抵抗値Ｒｍは、電子制御装置３０の記憶部に記憶されている値が用いられる。この抵抗値Ｒｍは周期的に更新される。
【００５３】
モータ２１の抵抗値Ｒｍが更新される理由は次の通りである。
モータ２１は、長年の使用あるいは周囲温度等によって抵抗値Ｒｍが変化する。このため、実際のモータ２１の抵抗値Ｒｍが当初記憶部に記憶されている値から乖離することがある。このため、記憶部に記憶されている抵抗値Ｒｍを実際の抵抗値Ｒｍと近い値にするために抵抗値Ｒｍが更新される。
【００５４】
抵抗値Ｒｍは次のように算出される。
誘起電圧が「０」のとき、そのときの抵抗値は式（２）で表される。そして、そのときの電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて実際の抵抗値Ｒｍを算出することができる。
【００５５】
【数２】
2012236531.tif 000004
誘起電圧ＥＸが略「０」と判定することができる状態を、抵抗値Ｒｍを算出することが可能な状態ということができるため、以降の説明では、この状態を「抵抗算出可能状態」という。
【００５６】
図２を参照して、モータ２１の抵抗値Ｒｍを更新する抵抗更新処理の手順について説明する。なお、同処理は電子制御装置３０により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ１１０では、誘起電圧ＥＸを算出する誘起電圧推定処理を実行する。ステップＳ１２０では、抵抗算出可否判定処理を実行する。ステップＳ１３０では、モータ抵抗演算処理を実行する。なお、以降の説明では、上記誘起電圧推定処理により算出される誘起電圧ＥＸを「推定誘起電圧ＥＸａ」とする。
【００５７】
抵抗算出可否判定処理では、推定誘起電圧ＥＸａが判定値ＶＴＡよりも小さいか否かを判定する。この判定が肯定されるとき、モータ２１が抵抗算出可能状態にある旨判定される。この場合、抵抗更新処理が行われる。一方、推定誘起電圧ＥＸａが判定値ＶＴＡ以上のときはモータ２１が抵抗算出可能状態にない旨判定する。この場合、抵抗更新処理は行われず、そのときのモータ２１の抵抗値Ｒｍが維持される。
【００５８】
モータ抵抗演算処理では、モータ２１の電流値Ｉｍの平均値Ｉａｖｅを算出するとともに電圧値Ｖｍの平均値Ｖａｖｅを算出し、式（２）に基づいて抵抗値Ｒｍを算出する。そして、新たに算出された抵抗値Ｒｍと記憶部に記憶されている抵抗値Ｒｍとの差が許容値ＡＸを超えるとき、新たに算出された抵抗値Ｒｍを実際のモータ２１の抵抗を示すものとして記憶する。一方、新たに算出された抵抗値Ｒｍと記憶部に記憶されている抵抗値Ｒｍとの差が許容値ＡＸを超えないとき、記憶部に記憶されている抵抗値Ｒｍが維持される。
【００５９】
次に推定誘起電圧ＥＸａの算出方法について説明する。
誘起電圧ＥＸは、モータ２１の端子間電圧に対して逆起電圧として生じるものであるため、独立して、誘起電圧ＥＸを検出することはできない。そこで、誘起電圧ＥＸをモータ２１の制御における外乱とみなし、外乱オブザーバ（誘起電圧演算手段）を用いて誘起電圧ＥＸを算出する。
【００６０】
推定誘起電圧ＥＸａは次式のように与えられる。
【００６１】
【数３】
2012236531.tif 000005
【００６２】
【数４】
2012236531.tif 000006
・「ξ」は、中間変数を示す。
・「Ｇ」は、オブザーバゲイン（固定値）。
・「Ｉｍ（ｎ）」は、ｎ周期目演算時のモータ２１の電流値（基準電流値）。
・「Ａ１１」は、所定の行列定数。
・「Ａ１２」は、所定の行列定数。
・「Ｂ１」は、所定の行列定数。
・「Ｔｓ」は、推定誘起電圧ＥＸａの演算の演算周期。
・「Ｉｅ」は、単位行列。
・「ｎ」は、初回の演算をｎ＝１としてｎ周期目の演算回数を示す。
・「Ｖｍ（ｎ）」は、ｎ周期目演算時のモータ２１の電圧値。
・「Ｉｍ（ｎ）」は、ｎ周期目演算時のモータ２１の電流値。
【００６３】
なお、電流値Ｉｍ（ｎ）は記憶されている電流値Ｉｍのうち最後に取得されたものであり、基準電流値に対応する。電流値Ｉｍ（ｎ）よりも前に取得された電流値Ｉｍは過去電流値に対応する。また、Ｖｍ（ｎ）は記憶されている電圧値Ｖｍのうち最後に取得されたものであり、基準電圧値に対応する。Ｖｍ（ｎ）よりも前に取得された電圧値Ｖｍは過去電圧値に対応する。
【００６４】
外乱オブザーバでは、推定誘起電圧ＥＸａと中間変数ξ（ｎ）とを所定の演算周期Ｔｓで算出する。推定誘起電圧ＥＸａ（ｎ）は中間変数ξ（ｎ）を演算要素として含む。中間変数ξ（ｎ）は、前回演算時に算出した中間変数ξ（ｎ−１）と、前回演算時に取得された電圧値Ｖｍ（ｎ−１）および電流値Ｉｍ（ｎ−１）とに基づいて算出される。
【００６５】
以上のように、推定誘起電圧ＥＸａ（ｎ）は当該演算時の電流値Ｉｍ（ｎ）だけではなく、当該演算時よりも前に取得された電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍの影響を受ける。このため、演算周期を短くし、電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍを多くすることにより、推定誘起電圧ＥＸａを実際の誘起電圧ＥＸの値に近い値とすることができる。しかし、情報量を多くすると、計算装置の演算処理が間に合わなくなるため、演算周期を短くすることには限界がある。
【００６６】
図３を参照して、モータ２１の電流値Ｉｍと推定誘起電圧ＥＸａの演算周期Ｔｓとの関係について説明する。
同図に示されるように、電流値Ｉｍは、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期Ｔｓよりも短い周期で変動することがある。この場合、演算時にだけ電流値Ｉｍを取得する方法であれば、演算周期の間の電流値Ｉｍの変化が推定誘起電圧ＥＸａに反映されないことになるため、算出による推定誘起電圧ＥＸａと実際の誘起電圧ＥＸとの間に乖離が生じる。この結果、モータ２１が抵抗算出可能状態にあることを精確に判定することが困難となり、抵抗値Ｒｍの値が不精確となる。
【００６７】
そこで、推定誘起電圧ＥＸａの演算式（上記式（３）および式（４））を補正値αと補正値βを用いて以下のように補正する。
【００６８】
【数５】
2012236531.tif 000007
【００６９】
【数６】
2012236531.tif 000008
補正値αと補正値βは、外乱オブザーバの演算式を補正するための値であり、所定演算時とこの演算時より後の所定演算時との間における電流値Ｉｍの変化パターンに関係する値として与えられる。
【００７０】
図４および図５を参照して、電流値Ｉｍの変化パターンの決定方法について説明する。
演算周期の間の電流値Ｉｍの変化を推定誘起電圧ＥＸａの演算に反映させるために、電流値Ｉｍのサンプリング周期を推定誘起電圧ＥＸａの演算周期よりも短くする。そして、これらの電流値Ｉｍを電子制御装置３０の記憶部に記憶する。さらに、前回の演算時から今回の演算時までの間の電流値Ｉｍに基づいて電流値Ｉｍの最大値、最小値、傾き、極大値、および極小値を算出し、これらのパラメータに基づいて電流値Ｉｍの変化パターンを決定する。
【００７１】
以下、パターンの例を挙げる。
図４に示すように、前回演算時から今回演算時までの間に極大値と極小値とがそれぞれ１つある場合には、電流値Ｉｍの変化パターンをパターンＡと判定する。前回演算時から今回演算時までの間に極大値が１つである場合には、電流値Ｉｍの変化パターンをパターンＢと判定する。前回演算時から今回の演算時までの間に極小値が１つである場合には、電流値Ｉｍの変化パターンをパターンＣと判定する。
【００７２】
図５に示すように、補正値αと補正値βは電流値Ｉｍの変化パターンと対応付けされている。これにより、このテーブルに基づいて変化パターンから補正値αおよび補正値βを決定することができる。そして、これらの補正値αと補正値βとを用いて上記式（５）および式（６）に基づいて推定誘起電圧ＥＸａを算出する。
【００７３】
なお、補正値αと補正値βはシミュレーションに基づいて計算される。すなわち、モータ２１の誘起電圧ＥＸの変化に追従することができる程度に十分に高速高容量の計算装置により、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期を十分に短くして推定誘起電圧ＥＸａを算出する。これらのデータを記憶して完全推定データとして再現できるようにする。一方、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期を比較的長く設定するとともに予め用意した複数種類のパターンを用いて上記方法により推定誘起電圧ＥＸａを算出し、推定データを得る。
【００７４】
そして、完全推定データと推定データが近似するように、各パターンに対して補正値αと補正値βとを求める。このようにして実際の誘起電圧ＥＸと推定誘起電圧ＥＸａとの乖離を小さくするように外乱オブザーバの演算式を補正する補正値αと補正値βとが求められる。
【００７５】
図６を参照して、上記誘起電圧推定処理の処理手順について説明する。なお、同処理は、電子制御装置３０により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ２１０において電流値Ｉｍを取得する。ステップＳ２２０において、電流値Ｉｍの変化パターンを決定するためのパラメータを算出する。すなわち、前回推定誘起電圧ＥＸａの演算時からこの時点までの電流値Ｉｍの蓄積データに基づいて、電流値Ｉｍの最大値、最小値、傾き、極大値、および極小値を算出する。
【００７６】
ステップＳ２３０において、推定誘起電圧ＥＸａの演算時期にあるか否かを判定する。推定誘起電圧ＥＸａの演算時期にあるときは、次のステップに移行する。一方、推定誘起電圧ＥＸａの演算時期にないときは、ステップＳ２１０に戻る。
【００７７】
ステップＳ２４０において、電流値Ｉｍの各パラメータに基づいて電流値Ｉｍの変化パターンを選択する。そして、ステップＳ２５０において、選択したパターンに対応する補正値αと補正値βを用いて中間変数ξおよび推定誘起電圧ＥＸａを算出する。
【００７８】
補正値αと補正値βは、実際の誘起電圧ＥＸと推定誘起電圧ＥＸａとの乖離を小さくするように外乱オブザーバの演算式を補正する値であるため、変化パターンに基づいて補正値αおよび補正値βを決定し、これら値を用いることにより推定誘起電圧ＥＸａの精度を高めることができる。また、補正値αと補正値βは、演算周期Ｔｓの間にサンプリングされた電流値Ｉｍの変化パターンに対応する値として与えられるものであり、かつ変化パターンの特定は演算周期Ｔｓの間に１回行われるものであるため演算負荷を増大させることはないため、高速の演算装置を用いることなく推定誘起電圧ＥＸａの精度を高めることができる。
【００７９】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａが所定範囲内にあるときに電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて抵抗値Ｒｍを算出するとともに、過去に取得した電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて演算式を補正する。
【００８０】
すなわち、電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて抵抗値Ｒｍを算出しているため、電動パワーステアリング装置１の動作中においてそのときどきの抵抗値Ｒｍの変化をモータ２１の制御に反映することができる。また、推定誘起電圧ＥＸａが所定範囲内にあるとき、すなわち誘起電圧ＥＸが十分に小さいときに抵抗値Ｒｍを算出しているため、抵抗値Ｒｍの推定精度が高くなる。
【００８１】
また、過去に取得した電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍに基づいて推定誘起電圧ＥＸａを算出しているため、すなわち、モータ２１の推定誘起電圧ＥＸａに影響を及ぼす過去の電流値Ｉｍおよび電圧値Ｖｍを反映させて推定誘起電圧ＥＸａを算出しているため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度が高くなる。
【００８２】
（２）本実施形態では、サンプリング周期を演算周期よりも短くする。この構成によれば、演算周期毎に電流値Ｉｍを取得しこれに基づいて推定誘起電圧ＥＸａを算出する構成と比較して、今回演算に対してより近い時期に取得した電流値Ｉｍを推定誘起電圧ＥＸａの算出に反映することができる。このため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度がより高められる。
【００８３】
（３）本実施形態では、過去に取得した電流値Ｉｍの変化パターンに基づいて演算式を補正するための補正値αと補正値βを求める。この構成では、過去の電流値Ｉｍの変化をパターン化し、これに基づいて演算式の補正値αおよび補正値βを選択しているため、過去の電流値Ｉｍの変化を推定誘起電圧ＥＸａの算出に反映させることができ、これにより、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度がより高められる。
【００８４】
（４）本実施形態では、外乱オブザーバの演算において、過去の電流値Ｉｍおよび過去の電圧値Ｖｍに基づいて中間変数ξを算出する。そして、外乱オブザーバにおいて、過去の電流値Ｉｍおよび過去の電圧値Ｖｍにより構成される項（式（６）参照）を補正するための補正値αを、過去の電流値Ｉｍの変化パターンに基づいて求める。さらに、過去の電流値Ｉｍおよび過去の電圧値Ｖｍが推定誘起電圧ＥＸａに及ぼす影響を補正値αにより補正する。これにより、過去の情報を推定誘起電圧ＥＸａの算出に反映させることができるため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度をより高くすることができる。
【００８５】
（５）本実施形態では、外乱オブザーバの演算において、中間変数ξと今回演算に用いる電流値Ｉｍ（基準電流値）とに基づいて推定誘起電圧を算出する。そして、外乱オブザーバにおいて、推定誘起電圧ＥＸａの算出に用いる上記電流値Ｉｍの項（式（５）参照）を補正する補正値βを、過去の電流値Ｉｍの変化パターンに基づいて求める。そして、過去の電流値Ｉｍおよび過去の電圧値Ｖｍが推定誘起電圧ＥＸａに及ぼす影響をこの補正値βにより補正する。これにより、過去の情報を推定誘起電圧ＥＸａの算出に反映させることができるため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度をより高くすることができる。
【００８６】
（第２実施形態）
図７および図８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、推定誘起電圧ＥＸａの算出精度を向上させるために、第１実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期間における電流値Ｉｍのデータに基づいて電流値Ｉｍの変化パターンを把握するとともにこのパターンに基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。
【００８７】
これに対して、本実施形態では、電圧値Ｖｍの振動による影響を補正することにより、推定誘起電圧ＥＸａの算出精度を高める。以下、この変更にともない生じる前記第１実施形態の構成からの詳細な変更について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００８８】
図７を参照して、電圧値Ｖｍの変動について説明する。
推定誘起電圧ＥＸａは、上記式（３）および式（４）に示すように、電圧値Ｖｍおよび電流値Ｉｍに基づいて算出される。しかし、電圧値Ｖｍは振動するため、仮に誘起電圧ＥＸの算出のとき電圧値Ｖｍの平均値から離れた値が用いられると、推定誘起電圧ＥＸａと実際の誘起電圧ＥＸとの間に誤差が生じる。そして、このような演算が繰り返されると、推定誘起電圧ＥＸａが実際の誘起電圧ＥＸから大きく乖離する。そこで、推定誘起電圧ＥＸａを算出するときに、過去の電圧値Ｖｍの平均値に基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。以下、具体的な補正方法について説明する。
【００８９】
図７および図８を参照して誘起電圧推定処理について説明する。
ステップＳ３１０において電流値Ｉｍを取得する。次に、ステップＳ３２０において、（ｎ−ｍ１−ｍ２）周期前から（ｎ−ｍ１）周期前までの電圧値Ｖｍの電圧平均値Ｖｍａｔを算出する。
【００９０】
ステップＳ３３０において、推定誘起電圧ＥＸａの演算時にあるか否かを判定する。すなわち、前回の演算時からの経過時間が推定誘起電圧ＥＸａの演算周期になっているか否かを判定する。推定誘起電圧ＥＸａの演算時にあるときは、次のステップに移行する。一方、推定誘起電圧ＥＸａの演算時以前にあるときは、ステップＳ３１０に戻る。
【００９１】
ステップＳ３４０において、上記電圧値Ｖｍの電圧平均値Ｖｍａｔと（ｎ−ｍ１）周期前の電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ１）との差（過去電圧値差）を算出し、この差に基づいて下記の式（７）を用いて中間変数ξを算出し、さらに、当該中間変数ξの値を用いて推定誘起電圧ＥＸａを算出する。なお、この式（７）は、上記式（４）に補正項「Ｅ１・{Ｖｍａｔ−Ｖｍ（ｎ−ｍ１）}」を追加したものである。
【００９２】
【数７】
2012236531.tif 000009
・「Ｅ１」は補正定数。
・「Ｖｍ（ｎ−ｍ１）」は、（ｎ−ｍ１）周期目演算時の電圧値Ｖｍ。
【００９３】
このように中間変数の算出のとき、過去の電圧値Ｖｍである電圧平均値Ｖｍａｔと今回演算に近い電圧値Ｖｍとの差に基づく値が補正項として加えられる。すなわち、演算時に近い電圧値Ｖｍと電圧平均値Ｖｍａｔとの間の差が大きいときは、補正項の値が大きくなるため、中間変数ξが大きく補正される。一方、演算時に近い電圧と電圧平均値Ｖｍａｔとの差が小さいときは、補正項の値が小さくなるため、中間変数ξが殆ど補正されない。これにより、電圧値Ｖｍの振動に起因する演算誤差が全体を通じて小さくなるため、推定誘起電圧ＥＸａと実際の誘起電圧ＥＸとの間の乖離が拡大することが抑制される。
【００９４】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（５）の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
（６）本実施形態では、上記過去電圧値差を推定誘起電圧ＥＸａの算出に用いる。一般に、モータ２１の電圧が振動するため、演算に用いるために取得された電圧値Ｖｍがモータ２１の状態を適切に反映していないことがある。
【００９５】
上記構成では、過去電圧値差を推定誘起電圧ＥＸａの算出に用いて、過去の電圧値Ｖｍの大きさを推定誘起電圧ＥＸａの算出に反映するため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度がより高くなる。
【００９６】
（第３実施形態）
図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、誘起電圧ＥＸの精度を向上させるために、第１実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期間における電流値Ｉｍのデータに基づいて電流値Ｉｍの変化パターンを把握するとともにこのパターンに基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。そして変化パターンを求めるために電流値Ｉｍを所定の周期でサンプリングしている。
【００９７】
これに対して、本実施形態では、電流値Ｉｍを電流値Ｉｍの変化率に応じてサンプリング周期（電流取得周期）を変更する。以下、この変更にともない生じる前記第１実施形態の構成からの詳細な変更について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００９８】
電流値Ｉｍの変化率に対するサンプリング周期は次のように変更される。なお、以降の説明では、電流値Ｉｍの単位時間あたりの電流変化量を変化率とする。
図９（Ａ）に示されるように、電流値Ｉｍの変化率が規定値ＢＸ（所定変化量）以内にあるときは、サンプリング周期を電流取得周期Ｂにする。この場合、サンプリングによる電流値Ｉｍと、前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの間における実際の電流値Ｉｍの差の最大値は誤差Ｄ１となる。
【００９９】
図９（Ｂ）に示されるように、電流値Ｉｍの変化率が規定値ＢＸ（所定変化量）を超えるときは、サンプリング周期を電流取得周期Ｂよりも短い電流取得周期Ａにする。この場合、サンプリングによる電流値Ｉｍと、前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの間における実際の電流値Ｉｍの差の最大値は誤差Ｄ２となる。一方、サンプリング周期を電流取得周期Ｂに維持しているとき、前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの間における実際の電流値Ｉｍの差の最大値は誤差Ｄ３となる。この誤差Ｄ３は誤差Ｄ２よりも大きい。
【０１００】
なお、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期Ｔｓと電流値Ｉｍのサンプリング周期との関係は次のように設定されている。
電流取得周期Ｂを、この電流取得周期Ｂ内に外乱オブザーバによる演算処理を完了させることができる長さに設定する場合、この電流取得周期Ｂと同じ周期で推定誘起電圧ＥＸａの演算を実行する。すなわち、サンプリングの電流取得周期Ｂと推定誘起電圧ＥＸａの演算周期Ｔｓは一致する。
【０１０１】
電流取得周期Ａを、この電流取得周期Ａ内に外乱オブザーバによる演算処理を完了させることができない長さに設定する場合、推定誘起電圧ＥＸａの演算はサンプリングの電流取得周期Ａとは異なる周期で行う。すなわち、サンプリングの電流取得周期Ａは、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期Ｔｓよりも短い場合、電流取得周期Ａの間は電流値Ｉｍのデータ蓄積のみを行う。そして、推定誘起電圧ＥＸａの演算時に、第１実施形態のように蓄積したデータを用いて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。
【０１０２】
以上のように、サンプリング周期を電流値Ｉｍの変化率に応じて変化させることにより、実際の電流値と取得した電流値Ｉｍとの間のずれが大きくなることを抑制することができる。また、推定誘起電圧ＥＸａよりも短い周期でサンプリングするときはデータの蓄積のみを行うため、演算負荷が過大となることが抑制される。
【０１０３】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（５）の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
（７）本実施形態では、モータ２１の電流のサンプリング周期（電流取得周期）を電流値の変化に基づいて変更する。電流のサンプリング周期を小さくすることにより推定誘起電圧ＥＸａの推定精度を高めることが可能になる。一方、電流のサンプリング周期を小さくすることにともない演算負荷が大きくなる。上記構成では、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度に影響を及ぼす電流値Ｉｍの変化に基づいてサンプリング周期を変更しているため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度と演算負荷とのバランスを取ることができる。
【０１０４】
（８）本実施形態では、電流の変化率が規定値ＢＸよりも大きいときの電流のサンプリング周期を電流取得周期Ａとし、電流の変化率が規定値ＢＸよりも小さいときの電流のサンプリング周期を電流取得周期Ｂとして、電流取得周期Ａを電流取得周期Ｂよりも小さくする。これにより、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度が低下することを抑制することができる。
【０１０５】
（第４実施形態）
図１０および図１１を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、推定誘起電圧ＥＸａの算出精度を向上させるために、第１実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの演算周期間における電流値Ｉｍのデータに基づいて電流値Ｉｍの変化パターンを把握するとともにこのパターンに基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。
【０１０６】
これに対して、本実施形態では、電圧値Ｖｍが異常値にあるとき、この異常値を考慮して推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。以下、この変更にともない生じる前記第１実施形態の構成からの詳細な変更について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【０１０７】
図１０を参照して、電圧値Ｖｍの変動について説明する。
推定誘起電圧ＥＸａは、上記式（３）および式（４）に示すように、電圧値Ｖｍおよび電流値Ｉｍに基づいて算出される。しかし、電圧値Ｖｍは、モータ２１の回転状態に起因しないノイズが含まれることがある。例えば、ステータの異常な動きに起因して電圧値Ｖｍが瞬間的に変化する。
【０１０８】
電圧値Ｖｍの異常値は推定誘起電圧ＥＸａの推定精度を低下させる。このため、推定誘起電圧ＥＸａの算出のときには、この異常値を除外することが好ましい。しかし、電圧値Ｖｍが異常な値であるか否かは、電圧値Ｖｍの異常が発生した時点の前後の電圧値Ｖｍと比較しなければ判定することができない。このため、従来、異常値を除去していなかったため、推定誘起電圧ＥＸａに異常値が反映されていた。
【０１０９】
そこで、本実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの算出時よりも前の情報に基づいて電圧値Ｖｍの異常値について検出し、電圧値Ｖｍが異常値であった場合には、推定誘起電圧ＥＸａの算出のとき異常である当該電圧値Ｖｍが寄与する部分を除外する補正を行う。以下、推定誘起電圧ＥＸａの演算式の補正について説明する。
【０１１０】
まず、中間変数ξに与える電圧値Ｖｍの寄与について説明する。
上記中間変数ξの式（４）を簡略化するために式（８）のようにおく。式（８）を当該式（８）に基づいてξ（ｎ）の項目を展開すると式（９）のようになる。
【０１１１】
【数８】
2012236531.tif 000010
・「Ｃ」は、Ｔｓ・Ｇ・Ａ１２＋Ｉｅを示す。
・「Ｄ１」は、Ｔｓ・Ｇ・Ｂ１を示す。
・「Ｄ２」は、Ｔｓ・Ｇ・（Ａ１１・Ｉｅ−Ｇ・Ａ１２）を示す。
・「ξ（ｎ＋１）」は、今回演算周期の中間変数（今回中間変数）を示す。
・「ξ（ｎ）」は、前回演算周期の中間変数（前回中間変数）を示す。
【０１１２】
【数９】
2012236531.tif 000011
すなわち、中間変数ξには、演算時の電圧値Ｖｍおよび電流値Ｉｍだけではなく、過去の電圧値Ｖｍおよび過去の電流値Ｉｍの値が反映される。例えば、（ｎ−ｍ）周期の電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）は、中間変数ξ（ｎ＋１）に対してＡｍ・Ｃ１・Ｖｍ（ｎ−ｍ）の影響を与える。
【０１１３】
仮に、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）の値が異常値であったときには、Ａｍ・Ｃ１・Ｖｍ（ｎ−ｍ）を異常補正値ＨＸとし、この異常補正値ＨＸを当該時期の電圧値Ｖｍの平均値に基づく値（平均補正値ＨＹ）に置き換えることにより、推定誘起電圧ＥＸａと実際の誘起電圧ＥＸの値との差を小さくすることができる。
【０１１４】
具体的には、過去の電圧値Ｖｍのデータから異常値を検出する。そして、異常値が取得される時期の前後の期間における電圧値Ｖｍの平均値（以下、「過去平均値Ｖｍａ」）を算出する。そして、異常値と過去平均値Ｖｍａとの差に基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正する。
【０１１５】
図１１を参照して、上記補正を行う外乱オブザーバについて説明する。
同図の一点鎖線で囲まれた演算部Ａは、上記式（３）および式（４）をブロック図化したものである。すなわち、図中左から入力される電流値Ｉｍと電圧値Ｖｍとに基づいて中間変数ξ（ｎ）および推定誘起電圧ＥＸａ（ｎ）を算出する。なお、Ｚ−１は前回の演算処理により算出した中間変数ξを記憶する。
【０１１６】
同図の一点鎖線で囲まれた演算部Ｂは、異常である電圧値Ｖｍの検出および補正値ＨＡを算出する。具体的には、演算部Ｂは、所定期間の電圧値Ｖｍ（ｎ）の平均値を算出する電圧平均演算と、電圧値Ｖｍ（ｎ）を一時的に記憶する電圧ラッチ処理と、電圧値Ｖｍが異常であるか否かを判定する異常判定と、所定演算値を記憶する演算値ラッチ処理と、これらの値から補正値ＨＡを算出する補正演算とを実行する。
【０１１７】
電圧平均処理では、推定誘起電圧ＥＸａの演算処理に対応して取得される電圧値Ｖｍのうち、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ−ｚ）から電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ＋ｚ）までのデータを記憶し、これらのデータの平均値を過去平均値Ｖｍａとして算出する。
【０１１８】
電圧ラッチ処理では、電圧平均処理に用いられるデータを記憶する。すなわち、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ−ｚ）から電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ＋ｚ）までのデータを記憶する。そして、この中間値である電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）を選択する。
【０１１９】
異常判定では、過去平均値Ｖｍａと、電圧ラッチ処理で記憶されている値の中間にある値、すなわち電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）とを比較し、その差の絶対値が判定値ＣＸを超えるか否かを判定する。過去平均値Ｖｍａと電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）との差の絶対値が判定値ＣＸを超えるとき、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）が異常である旨判定する。一方、過去平均値Ｖｍａと電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）との差の絶対値が判定値ＣＸ以下のとき、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）が異常でない旨判定する。さらに、この判定時における過去平均値Ｖｍａと電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）とを補正値ＨＡの算出のために記憶する。
【０１２０】
演算値ラッチ処理では、式（４）の電流値Ｉｍの項と電圧値Ｖｍの項の和に相当する値、すなわち、以下式（１０）の値を記憶する。なお、式（１０）が複数の過去電流値を含む演算項に相当する。
【０１２１】
【数１０】
2012236531.tif 000012
補正演算では、異常判定で電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ）が異常である旨判定したとき、式（１０）の値に、以下式（１１）に与えられる補正値ＨＡを加えて、当該式（１０）の値を補正する。すなわち、式（４）に補正値ＨＡを加えた補正式を外乱オブザーバの演算式とする。
【０１２２】
【数１１】
2012236531.tif 000013
・「γ」は、補正定数。
・「γ・Ｃｍ・Ｄ１・Ｖｍａ（ｎ−ｍ）」は、平均補正値ＨＹ。
・「γ・Ｃｍ・Ｄ１・Ｖｍ（ｎ−ｍ）」は、異常補正値ＨＸ。
【０１２３】
上記外乱オブザーバは次のように動作する。
電圧ラッチ処理により電圧値Ｖｍを記憶する。一方、電圧平均処理により電圧値Ｖｍの平均値（過去平均値Ｖｍａ）を算出する。そして、上記異常判定により電圧値Ｖｍが異常にあるか否かについて判定する。電圧値Ｖｍに異常がある旨判定するとき、補正演算により補正値ＨＡを算出するとともに、上記式（１０）の値を補正値ＨＡにより補正して、推定誘起電圧ＥＸａを算出する。
【０１２４】
このように、電圧値Ｖｍに異常値を検出したときには、中間変数ξの算出の際、当該異常値である電圧値Ｖｍが反映されている項を減算するとともに、これに代えてに異常値が発生した前後期間における過去平均値Ｖｍａを加算することにより、異常値の影響を小さくすることができる。このため、電圧値Ｖｍの異常値に基づく推定誘起電圧ＥＸａの推定精度の低下が抑制される。
【０１２５】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（５）の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
（９）本実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの演算では、複数の過去の電流値Ｉｍを含む演算項（式（１０））を用いる。そして、複数の過去の電流値Ｉｍに異常値が含まれるとき、異常値に基づく異常補正値ＨＸを上記演算項から減算し、かつ複数の過去の電流値の平均値に基づく平均補正値ＨＹを上記演算項に加算する。そして、このように補正した演算項を推定誘起電圧ＥＸａの算出に用いる。
【０１２６】
これにより、異常値としての電流値Ｉｍよりも実際の過去の電流値Ｉｍに近い平均補正値ＨＹを演算値に反映しているため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度が低下することが抑制される。
【０１２７】
（１０）本実施形態では、外乱オブザーバの要素である中間変数ξ（ｎ−１）のうち複数の過去の電流値Ｉｍを含む演算項（式（１０））に対して次の補正を行う。すなわち、前回中間変数ξ（ｎ−１）の算出に用いた複数の過去の電流値Ｉｍに異常値が含まれるとき、異常値に基づく異常補正値ＨＸを演算項から減算し、および複数の過去電流値の平均値に基づく平均補正値ＨＹを演算項に加算する。そして、これらの処理を実行した後の演算項を今回演算周期の中間変数ξ（ｎ）の算出に用いる。これにより、異常値としての電流値Ｉｍよりも実際の過去の電流値Ｉｍに近い平均補正値ＨＹを演算値に反映するため、推定誘起電圧ＥＸａの推定精度が低下することが抑制される。
【０１２８】
（１１）本実施形態では、複数の過去の電流値の１つと過去平均値Ｖｍａとの差が判定値ＣＸよりも大きいとき、同過去の電流値の１つを異常値として判定する。この構成では、複数の過去の電流値Ｉｍの１つと過去平均値Ｖｍａとの差が判定値ＣＸよりも大きいとき、この電流値Ｉｍを異常値として判定するため、これにより、容易に異常値を検出することができる。
【０１２９】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１３０】
・上記第１実施形態では、抵抗値Ｒｍとして定期的に更新するが、電流値Ｉｍの大きさに関係なく記憶部に記憶されている値を用いている。しかし、抵抗値Ｒｍは電流値Ｉｍに依存する。そこで、回転角速度ωｍを算出するとき、抵抗値Ｒｍを電流値Ｉｍに基づいて更に補正してもよい。この補正は、例えば、抵抗値Ｒｍと電流値Ｉｍとの関係を示すマップを用いて行うことができる。
【０１３１】
・上記第１実施形態では、モータ２１が抵抗算出可能状態にあるか否かを判定する判定条件として、推定誘起電圧ＥＸａが判定値ＶＴＡよりも小さいか否か（以下、「第１条件」）により判定するが、これに代えて、次のように判定することができる。すなわち、第１条件に加えて、電流値Ｉｍの変化率が判定値ＩＴＡよりも小さいことを第２条件として加え、両条件が成立したとき、モータ２１が抵抗算出可能状態にあると判定する。このように条件を付加することにより、抵抗算出可能状態を更に精確に判定することができる。
【０１３２】
・上記第１実施形態では、推定誘起電圧ＥＸａの演算式の補正を電流値Ｉｍの変化パターンに基づいて行っている。一方、電圧値Ｖｍの変化パターンに基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式の補正を行うこともできる。この場合、電圧値Ｖｍのサンプリング周期を推定誘起電圧ＥＸａの演算周期よりも短くする。また、電流値Ｉｍの変化パターンおよび電圧値Ｖｍの変化パターンに基づいて推定誘起電圧ＥＸａの演算式を補正してもよい。
【０１３３】
・上記第１実施形態では、式（６）のように、過去の電圧値Ｖｍと過去の電流値Ｉｍとを含む項を補正値αにより補正しているが、この補正方法に代えて、過去の電圧値Ｖｍの項（「Ｔｓ・Ｇ・Ｂ１・Ｖｍ（ｎ−１）」）のみ補正してもよい。また、過去の電流値Ｉｍの項（「Ｔｓ・Ｇ・（Ａ１１・Ｉｅ−Ｇ・Ａ１２）」）のみ補正してもよい。
【０１３４】
・上記第１実施形態では、式（５）のように、今回演算に用いる電流値Ｉｍを含む項を補正値βにより補正するが、この補正方法に代えて、次のように補正することもできる。例えば、推定誘起電圧ＥＸａの演算式に今回演算に用いる電圧値Ｖｍの項が含まれる場合、電圧値Ｖｍを含む項を補正してもよい。さらに、電流値Ｉｍを含む項および電圧値Ｖｍを含む項の両方を補正してもよい。
【０１３５】
・上記第２実施形態では、中間変数ξを、式（４）に対してＥ１・{Ｖｍａｔ−Ｖｍ（ｎ−ｍ１）}の項目を加えた式（７）に基づいて算出しているが、この式（７）を以下のように変形することもできる。すなわち、上記追加項目を、Ｅ１・{ε１・Ｖｍａｔ−ε２・Ｖｍ（ｎ−ｍ１）}、ε１とε２はそれぞれ０〜１の間の値、とする。この構成では、電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ１）と、電圧平均値Ｖｍａｔとの重みを変えて推定誘起電圧ＥＸａの値が実際の誘起電圧ＥＸに近づくようにε１とε２とを設定することができるため、推定誘起電圧ＥＸａをさらに精確な値とすることができる。
【０１３６】
・上記第２実施形態では、過去の所定期間の電圧値Ｖｍの平均値である電圧平均値Ｖｍａｔと、当該所定期間の最後の電圧値Ｖｍ（ｎ−ｍ１）との差により、中間変数ξを補正する。これに対して、上記電圧平均値Ｖｍａｔと今回演算の電圧値Ｖｍ（ｎ）との差（基準電圧値差）により、中間変数ξを補正してもよい。
【０１３７】
・上記第２実施形態では、電圧値Ｖｍの振動を考慮するために過去の電圧値Ｖｍの平均値に基づいて中間変数ξを補正するが、このような補正方法は、電流値Ｉｍが振動する場合にも適用することができる。すなわち、過去の電流値Ｉｍの平均値（電流平均値）に基づいて中間変数ξを補正することができる。また、電圧値Ｖｍおよび電流値Ｉｍがともに振動する場合には、それぞれについて第２実施形態に準じた補正を行ってもよい。
【０１３８】
・上記第３実施形態では、サンプリング周期を２段階に区分しているが、この区分の数を３区分以上としてもよい。この場合、実際の電流値Ｉｍと取得した電流値Ｉｍとの誤差をさらに小さくすることができる。
【０１３９】
・上記第３実施形態では、電流値Ｉｍのサンプリングについて周期を変更しているが、電圧値Ｖｍのサンプリングについて周期を変更してもよい。例えば、電圧値Ｖｍの変化率が規定値ＤＸ（所定変化量）よりも大きいときの電圧取得周期を電圧取得周期Ｃとし、電圧値Ｖｍの変化率が規定値ＤＸ（所定変化量）よりも小さいときの電圧取得周期を電圧取得周期Ｄとするとき、電圧取得周期Ｃを電圧取得周期Ｄよりも小さくする。
【０１４０】
・上記第４実施形態では、電流値Ｉｍの変化パターンと補正値αと補正値βとの関係をシミュレーションにより求めたが、同実施形態の外乱オブザーバを実際のモータ２１に適用して補正値αと補正値βとを求めてもよい。
【０１４１】
・上記各実施形態では、上記外乱オブザーバを用いて推定誘起電圧ＥＸａを算出するが、外乱オブザーバは上記モデルに限定されない。すなわち、誘起電圧ＥＸを外乱要素としてみなしてモータ方程式をモデル化して導かれる外乱オブザーバであれば、推定誘起電圧ＥＸａを算出する算出方法としてその外乱オブザーバを採用することができる。
【０１４２】
・上記各実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ２０のモータ２１としてのブラシ付きモータを備える電動パワーステアリング装置１に抵抗更新処理を適用しているが、ブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置１にも抵抗更新処理を適用することができる。
【０１４３】
・上記実施形態では、コラム型の電動パワーステアリング装置１に本発明を適用したが、ピニオン型およびラックアシスト型の電動パワーステアリング装置１に対して本発明を適用することもできる。この場合にも、上記実施形態に準じた構成を採用することにより、同実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【０１４４】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング、３…転舵輪、１０…操舵角伝達機構（操舵系）、１１…ステアリングシャフト、１２…ラックアンドピニオン機構、１３…ラック軸、１４…タイロッド、２０…ＥＰＳアクチュエータ、２１…モータ、２２…減速機構、３０…電子制御装置、３１…トルクセンサ、３２…車速センサ。
【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】
2012236531.tif 000019
【図７】
2012236531.tif 000020
【図８】
2012236531.tif 000021
【図９】
2012236531.tif 000022
【図１０】
2012236531.tif 000023
【図１１】
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