(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータの回転軸の回転に応じてセンサから出力される検出信号である正弦信号及び余弦信号を補正する検出信号補正方法であって、
前記検出信号に基づいて前記回転軸の回転角度を演算し、
前記回転角度に基づいて前記操舵軸の操舵速度を演算し、
前記検出信号の誤差を演算し、
前記操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ前記検出信号の前記誤差が誤差閾値以上である場合に、前記検出信号の前記誤差を補正する、
ことを特徴とする検出信号補正方法。
【請求項２】
更に、前記操舵軸に付与する操舵補助トルクが閾値以上である場合に前記検出信号の前記誤差を補正する、ことを特徴とする請求項１に記載の検出信号補正方法。
【請求項３】
更に、前記車両の車速が車速閾値以下である場合に前記検出信号の前記誤差を補正する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検出信号補正方法。
【請求項４】
前記検出信号の前記誤差は、前記正弦信号もしくは前記余弦信号のオフセット、又は前記正弦信号と前記余弦信号との間の振幅誤差であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出信号補正方法。
【請求項５】
車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータのモータ制御装置であって、
前記モータの回転軸の回転に応じた正弦信号及び余弦信号を含んだ検出信号を出力するセンサと、
前記検出信号に基づいて前記回転軸の回転角度を演算する回転角度演算部と、
前記回転角度に基づいて前記モータを制御する制御部と、
前記回転角度に基づいて前記操舵軸の操舵速度を演算する操舵速度演算部と、
前記検出信号の誤差を演算する誤差演算部と、
前記操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ前記検出信号の前記誤差が誤差閾値以上である場合に、前記検出信号の前記誤差を補正する検出信号補正部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
前記検出信号補正部は、更に、前記操舵軸に付与する操舵補助トルクが閾値以上である場合に前記検出信号の前記誤差を補正することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記検出信号補正部は、更に、前記車両の車速が車速閾値以下である場合に前記検出信号の前記誤差を補正する、ことを特徴とする請求項５又は６に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記検出信号の前記誤差は、前記正弦信号もしくは前記余弦信号のオフセット、又は前記正弦信号と前記余弦信号との間の振幅誤差であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって制御されるモータと、
を備え、前記モータによって車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与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、検出信号補正方法、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵力を軽減するため、モータによって操舵を補助する電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、電動パワーステアリングのモータの回転軸の回転に応じてセンサから出力される正弦信号及び余弦信号に基づいてモータの回転角度を演算し、演算された回転角度に基づいてモータを制御するモータ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−１４４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの回転軸の回転に応じた検出信号を出力するセンサを用いてモータの回転角度を演算する場合に、センサの出荷時に較正を行っても、実際の使用環境（温度等）に応じてセンサの検出信号に誤差が生じる場合がある。
このような誤差を含んだ検出信号に基づいてモータの回転角度を演算すると、回転角度の測定値（測定角度）の直線性（リニアリティ）が低下する。【０００５】
直線性誤差（リニアリティ誤差）を含んだ測定角度に基づいてモータを制御すると、直線性誤差に含まれるモータ回転周期の整数倍の周波数成分の振動がモータに発生する。この周波数と車体の共振周波数とが一致すると、車両が振動して運転者に異音や振動として伝わり、快適性を損ねるおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータを、モータの回転軸の回転に応じてセンサから出力される検出信号に基づいて制御する際に、モータが発生する振動によって車両が共振するのを軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータの回転軸の回転に応じてセンサから出力される検出信号である正弦信号及び余弦信号を補正する検出信号補正方法が与えられる。検出信号補正方法では、検出信号に基づいて回転軸の回転角度を演算し、回転角度に基づいて操舵軸の操舵速度を演算し、検出信号の誤差を演算し、操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ検出信号の誤差が誤差閾値以上である場合に検出信号の誤差を補正する。【０００７】
本発明の他の一態様によれば、車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータのモータ制御装置が与えられる。モータ制御装置は、モータの回転軸の回転に応じた正弦信号及び余弦信号を含んだ検出信号を出力するセンサと、検出信号に基づいて回転軸の回転角度を演算する回転角度演算部と、回転角度に基づいてモータを制御する制御部と、回転角度に基づいて操舵軸の操舵速度を演算する操舵速度演算部と、検出信号の誤差を演算する誤差演算部と、操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ検出信号の誤差が誤差閾値以上である場合に、検出信号の誤差を補正する検出信号補正部と、を備える。
本発明の更なる他の一態様による電動パワーステアリング装置は、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御されるモータと、を備え、モータによって車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の操舵軸に操舵補助トルクを付与するモータを、モータの回転軸の回転に応じてセンサから出力される検出信号に基づいて制御する際に、モータが発生する振動によって車両が共振するのを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。
【図２】センサユニットの一例の概略を示す分解図である。
【図３】制御装置の一例の概要を示す構成図である。
【図４】制御装置の機能構成の一例の説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ正弦信号及び余弦信号のオフセット誤差、振幅誤差、位相誤差の説明図である。
【図６】直線性誤差の説明図である。
【図７】モータのロータの回転角度基準とセンサユニットの回転角度基準との間の位相ずれ量（原点誤差）の説明図である。
【図８】図４に示すモータ制御部の一例の機能構成図である。
【図９】図４に示す検出信号補正部の一例の機能構成図である。
【図１０】検出信号補正部の動作モードの一例の状態遷移図である。
【図１１】実施形態の検出信号補正方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（構成）
本実施形態の電動パワーステアリング装置の構成例を図１に示す。操向ハンドル１の操舵軸（例えばコラム軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４Ａ及び４Ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。操舵軸２には、操舵軸２に加えられる操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ７が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ１０が減速ギア３を介して操舵軸２に連結されている。
【００１２】
センサユニット２０は、モータ１０のロータの回転角度θに応じた正弦信号ＳＩＮ１＝Ａ×ｓｉｎθ＋Ｂと余弦信号ＣＯＳ１＝Ａ×ｃｏｓθ＋Ｂを制御装置３０へ出力する。以下、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１を総称して「検出信号」と表記することがある。
制御装置３０は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。
センサユニット２０及び制御装置３０は、特許請求の範囲に記載の「モータ制御装置」の一例である。
【００１３】
制御装置３０には、バッテリ４０から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー４１を経てイグニションキー信号が入力される。なお、操舵補助力を付与する手段は、モータに限られず、様々な種類のアクチュエータを利用可能である。
制御装置３０は、センサユニット２０による検出信号に基づいてモータ１０の回転軸１１の回転角度θを演算する。
【００１４】
制御装置３０は、トルクセンサ７で検出された操舵トルクＴｈと、車速センサ８で検出された車速Ｖｈとに基づいてアシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値の演算を行う。
制御装置３０は、操舵補助指令値とモータ１０の回転角度とに基づいてモータ１０に供給する電流Ｉを制御して、モータ１０を駆動制御する。これにより、モータ１０の発生トルクが、運転者のハンドル操作の補助力（操舵補助力）として操舵系に付与される。
【００１５】
図２を参照してセンサユニット２０を説明する。
センサユニット２０は、磁石２１と、回路基板２２と、支持部材２３とを備える。
磁石２１は、モータ１０の回転軸１１の出力端１２と反対側の端部１４に固定され、回転軸１１の周方向に沿って配列された異なる磁極（Ｓ極及びＮ極）を有している。
回路基板２２には磁束を検出するＭＲ（磁気抵抗：Magnetic Resistance）センサ素子（Integrated Circuit）２４が実装されている。回路基板２２に複数のＭＲセンサ素子を実装して、各々のＭＲセンサ素子の検出信号に基づいて回転軸１１を別個に算出する冗長系を構成してもよい。
【００１６】
回路基板２２は図示しない締結ネジやかしめなどの固定手段によって支持部材２３に固定されている。また、支持部材２３も同様に図示しない固定手段によってモータ１０に固定されている。
回路基板２２が支持部材２３に固定される位置と、支持部材２３がモータ１０に固定される位置は、回路基板２２が支持部材２３に固定され且つ支持部材２３がモータ１０に固定されたときに、支持部材２３とモータ１０との間に回路基板２２が配置されて、ＭＲセンサ素子２４が磁石２１に近接するように決定されている。
【００１７】
モータ１０のロータとともに回転軸１１が回転し、回転軸１１の回転に伴って磁石２１が回転すると、これによりＭＲセンサ素子２４は、回転角度に応じた磁石２１の磁束変化を検出し、モータ１０の回転軸１１の回転に応じた検出信号を出力する。
例えば、ＭＲセンサ素子２４は、モータ１０の回転軸１１の回転角度θに応じた正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１を、モータ１０の回転軸１１の回転に応じた検出信号として出力する。
なお、センサユニット２０は、ＭＲセンサ以外のセンサを備えてもよい。センサユニット２０は、回転軸１１の回転角度θに応じた正弦信号と余弦信号を出力する様々な形式のセンサを採用できる。
【００１８】
支持部材２３は、例えば回路基板２２を覆うカバーである。支持部材２３は、例えば、図２において下方に開口する凹部を有しており、回路基板２２は支持部材２３の凹部内に固定される。支持部材２３をモータ１０に固定すると、支持部材２３の凹部の開口部がモータ１０によって遮蔽され、支持部材２３の凹部とモータ１０によって画成される内部空間内に回路基板２２が収納される。これにより、外部からの衝撃や異物から回路基板２２が保護される。
支持部材２３は、例えばアルミ合金などの熱伝導性のよい金属で形成されて、ヒートシンクとしての役割を果たしてよい。また、支持部材２３はヒートシンクそのものであってもよい。
【００１９】
センサユニット２０とは別体の電子制御ユニットである制御装置３０は、ハーネス２５によりセンサユニット２０と接続される。モータ１０の回転軸１１の回転に応じてＭＲセンサ素子２４から出力される検出信号は、ハーネス２５を経由して制御装置３０に伝達される。
制御装置３０は、ＭＲセンサ素子２４による検出信号に基づいてモータ１０の回転軸１１の回転角度θを演算し、演算した回転角度θに応じてパワー半導体スイッチング素子を制御して、モータ１０を駆動する。
【００２０】
図３を参照して、制御装置３０を説明する。
制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等のプロセッサ３１と、メモリ等である記憶装置３２と、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-Digital Converter）３３及び３４と、駆動回路３５と、電流センサ３６と、Ｉ／Ｆ（インタフェース）回路３７を備える。
以下に説明する制御装置３０の機能は、例えばプロセッサ３１が、記憶装置３２に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００２１】
制御装置３０は、プロセッサ３１に加えて又は代えて、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、制御装置３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えば制御装置３０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。
【００２２】
トルクセンサ７が検出した操舵トルクＴｈと車速センサ８が検出した車速Ｖｈは、Ｉ／Ｆ回路３７を経由して、プロセッサ３１に入力される。プロセッサ３１は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値を演算する。
ＭＲセンサ素子２４から出力される検出信号（すなわち正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１）は、ＡＤＣ３３及びＡＤＣ３４によってディジタル信号に変換されて、プロセッサ３１に入力される。プロセッサ３１は、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１に基づいてモータ１０の回転軸１１の回転角度θの測定値（以下「測定角度θｍ」と表記する）を演算する。さらに制御装置３０は、測定角度θｍの直線性誤差と原点の位相ずれとを補正することにより補正後回転角度θｃを演算する。
【００２３】
駆動回路３５は、プロセッサ３１から出力される制御信号に基づいて、モータ１０を駆動するモータ電流を供給する。駆動回路３５は、例えばモータ電流をオンオフするスイッチング素子を備えるインバータであってよい。
電流センサ３６は、モータ電流を検出する。本実施形態では、モータ１０は３相モータであり、電流センサ３６は、Ｕ相モータ電流Ｉｕｍ、Ｖ相モータ電流Ｉｖｍ及びＷ相モータ電流Ｉｗｍを検出する。なお、本発明の適用対象は３相モータに限定されない。本発明は、様々な相数のモータに適用可能である。
【００２４】
プロセッサ３１は、Ｉ／Ｆ回路３７を経由して、Ｕ相モータ電流Ｉｕｍ、Ｖ相モータ電流Ｉｖｍ及びＷ相モータ電流Ｉｗｍの検出値を読み取る。
プロセッサ３１は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈから演算した操舵補助指令値と、補正後回転角度θｃと、モータ電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ、Ｉｗｍに基づいて、駆動回路３５を制御する制御信号を生成する。
【００２５】
図４を参照して、制御装置３０の機能構成の一例を説明する。制御装置３０は、検出信号補正部５０と、回転角度演算部５１と、直線性補正部５２と、原点補正部５３と、モータ制御部５４と、操舵速度演算部５５と、誤差演算部５６を備える。
検出信号補正部５０は、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１を補正する。具体的には、検出信号補正部５０は、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１のオフセット誤差（図５の（ａ）参照）と、正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１との間の振幅の差である振幅誤差（図５の（ｂ）参照）を補正する。
【００２６】
また、検出信号補正部５０は、オフセット誤差及び振幅誤差が補正された正弦信号と余弦信号との和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）と差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）を演算する。
検出信号補正部５０は、和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）の振幅と差信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）の振幅の差を補正することにより、和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）及び差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）から、正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１との間の位相誤差（図５の（ｃ）参照）の影響を除去する。検出信号補正部５０の構成及び機能については更に後述する。
【００２７】
図４を参照する。検出信号補正部５０は、和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）及び差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）を回転角度演算部５１へ出力する。
回転角度演算部５１は、和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）及び差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）に基づいて、モータ１０の回転軸１１の測定角度θｍを演算する。
直線性補正部５２は、測定角度θｍの直線性誤差を補正する。直線性補正部５２は、測定角度θｍの直線性を補正して得られた測定角度θｃ０を出力する。
【００２８】
図６を参照して、測定角度θｍの直線性誤差を説明する。実線は、モータ１０の回転軸１１が１回転する間の測定角度θｍの特性を示し、一点鎖線は、回転角度の所望の演算結果（検出結果）θｄを示す。
直線性誤差ＥＬは、測定角度θｍと所望の演算結果θｄとの間の差分（θｍ−θｄ）であり、直線性補正部５２は、回転角度演算部５１から入力した測定角度θｍから、直線性誤差ＥＬを減算することによって測定角度θｍの直線性誤差を補正する。
【００２９】
図４を参照する。原点補正部５３は、直線性補正部５２が出力する測定角度θｃ０とモータ１０のロータの位相（例えば、ロータの電気角）との間のずれΔθを補正して補正後回転角度θｃを算出する。
図７を参照して、測定角度θｍとロータの位相との間のずれ（以下「位相ずれ量」と表記することがある）Δθを説明する。実線は測定角度θｍを示し、破線はモータ１０のＵ相誘起電圧を示す。図７は、４極対モータのＵ相誘起電圧波形を例として示している。
【００３０】
例えば位相ずれ量Δθは、ロータの回転角度が所定のロータ側回転角度基準であるときのロータの機械角θｒｍと、測定角度θｍが所定のセンサ側回転角度基準であるときのロータの機械角θｒｃとの間の差分として与えられる（Δθ＝θｒｃ−θｒｍ）。ロータ側回転角度基準は、ロータの所定の機械角や、例えば誘起電圧の立ち上がり点又は立ち下がり点（誘起電圧のゼロクロス点）、ロータの所定の電気角（例えば０［ｄｅｇ］）であってよい。センサ側回転角度基準は、例えば所定の測定角度θｍ（例えば０［ｄｅｇ］）であってよい。
【００３１】
図４を参照する。原点補正部５３は、直線性が補正された測定角度θｃ０から位相ずれ量を減算して補正後回転角度θｃ（θｃ＝θｃ０−Δθ）を算出する。
なお、本実施形態では、直線性補正部５２の後段に原点補正部５３を設け、測定角度θｍの直線性を補正した後に、ロータの位相とのずれを補正した。これに代えて、原点補正部５３の後段に直線性補正部５２を設け、測定角度θｍとロータの位相とのずれを補正した後に、直線性を補正してもよい。
【００３２】
原点補正部５３は、補正後回転角度θｃを操舵速度演算部５５へ出力する。操舵速度演算部５５は、減速ギア３のギア比で補正後回転角度θｃを除算することにより、操舵軸２の操舵角θｈを演算し、操舵角θｈを微分して操舵速度ωを演算する。操舵速度演算部５５は、演算した操舵速度ωを検出信号補正部５０へ出力する。
【００３３】
また、原点補正部５３は、補正後回転角度θｃをモータ制御部５４へ出力する。モータ制御部５４には、電流センサ３６が検出したモータ電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ及びＩｗｍの検出値と、トルクセンサ７が検出した操舵トルクＴｈと車速センサ８が検出した車速Ｖｈも入力される。
モータ制御部５４は、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｈと、補正後回転角度θｃと、モータ電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ及びＩｗｍとに基づいて、駆動回路３５を介してモータ１０を駆動するための制御信号を生成する。
【００３４】
図８を参照してモータ制御部５４の機能構成を説明する。モータ制御部５４は、トルク指令値演算部６０と、微分器６１と、電流指令値演算部６２と、３相／２相変換部６３と、減算器６４及び６５と、ＰＩ（比例積分）制御部６６及び６７と、２相／３相変換部６８と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部６９とを備える。
トルク指令値演算部６０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｈに基づいてアシストマップを用いてトルク指令値Ｔｒｅｆを演算する。
【００３５】
微分器６１は、補正後回転角度θｃを微分してモータ１０の回転速度（回転角速度）ωｅを算出する。
電流指令値演算部６２は、トルク指令値Ｔｒｅｆ及び回転速度ωｅを用いて、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出する。ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆは、それぞれ減算器６４及び６５に出力される。また、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆは、図４に示すように検出信号補正部５０にも出力される。
【００３６】
３相／２相変換部６３は、補正後回転角度θｃを用いてモータ電流Ｉｕｍ、Ｉｖｍ及びＩｗｍ）を２相の電流に変換する。具体的には、３相のモータ電流を２相の電流であるｄ軸モータ電流Ｉｄｍ及びｑ軸モータ電流Ｉｑｍに変換する。
減算器６４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとフィードバックされているｄ軸モータ電流値Ｉｄｍとの偏差Ｉｄ（＝Ｉｄｒｅｆ−Ｉｄｍ）を演算する。減算器６５は、ｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとフィードバックされているｑ軸モータ電流値Ｉｑｍとの偏差Ｉｑ（＝Ｉｑｒｅｆ−Ｉｑｍ）を演算する。
【００３７】
ＰＩ制御部６６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとｄ軸モータ電流Ｉｄｍとの偏差Ｉｄに基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆを求める。同様に、ＰＩ制御部６７は、ｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとｑ軸モータ電流Ｉｑｍとの偏差Ｉｑに基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを求める。
２相／３相変換部６８は、補正後回転角度θｃを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆからなる２相の電圧を、例えば空間ベクトル変調（空間ベクトル変換）により、３相の電圧（Ｕ相電圧指令値Ｖｕｒｅｆ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖｒｅｆ及びＷ相電圧指令値Ｖｗｒｅｆ）に変換する。
【００３８】
ＰＷＭ制御部６９は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕｒｅｆ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖｒｅｆ及びＷ相電圧指令値Ｖｗｒｅｆに基づいて、ＰＭＷ制御により駆動回路３５を制御する制御信号を生成する。
以上により、制御装置３０は、モータ１０の回転軸１１の回転角度に応じてモータ１０を駆動する。
【００３９】
次に、検出信号補正部５０の詳細について説明する。検出信号補正部５０は「通常モード」と「補正実施モード」の少なくとも２つの動作モードを有する。
通常モードにおいて検出信号補正部５０は、製品出荷時の校正作業で得られた補正データに基づいて、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１のオフセット誤差（図５の（ａ）参照）と、正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１との間の振幅誤差（図５の（ｂ）参照）を補正する。
【００４０】
以下、製品出荷時の校正作業で得られた補正データに基づいてオフセット誤差及び振幅誤差が補正された正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１を、それぞれ「校正済正弦信号ＳＩＮ２」及び「校正済余弦信号ＣＯＳ２」と表記する。
校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２には、実際の使用環境（周囲温度、ＭＲセンサ素子２４への応力、電磁妨害（ＥＭＩ：Electromagnetic Interference）等）の影響によって、一時的にオフセット誤差や振幅誤差が生じることがある。
【００４１】
このような誤差を有する信号に基づいて測定角度θｍを演算すると、これら誤差の影響により測定誤差の直線性が低下する。例えば、オフセット誤差は、モータ１０の回転周期と等しい成分である１次成分の誤差を生じ、振幅誤差は、モータ１０の回転周期の２倍の周期の成分である２次成分の誤差を生じる。
これらの直線性誤差の１次成分及び／又は２次成分と車体の共振周波数とが一致すると、車両が振動して運転者に異音や振動として伝わり、快適性を損ねるおそれがある。
【００４２】
そこで、図４に示す誤差演算部５６は、校正済正弦信号ＳＩＮ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｃ及び校正済正弦信号ＳＩＮ２と校正済余弦信号ＣＯＳ２との振幅誤差Ｅａを演算する。
補正実施モードにおいて検出信号補正部５０は、校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ及び振幅誤差Ｅａを補正する。
【００４３】
図９は、検出信号補正部５０の一例の機能構成図である。検出信号補正部５０は、第１正弦オフセット補正部７０と、第１余弦オフセット補正部７１と、第１振幅誤差補正部７２と、補正制御部７３と、第２正弦オフセット補正部７４と、第２余弦オフセット補正部７５と、第２振幅誤差補正部７６と、加算器７７と、減算器７８と、位相誤差補正部７９を備える。
【００４４】
第１正弦オフセット補正部７０は、製品出荷時の校正作業で得られた補正データである第１正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ０に基づいて正弦信号ＳＩＮ１のオフセット誤差を補正する。具体的には、正弦信号ＳＩＮ１から第１正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ０を減算することにより、校正済正弦信号ＳＩＮ２を演算する。
第１余弦オフセット補正部７１は、製品出荷時の校正作業で得られた補正データである第１余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ０に基づいて余弦信号ＣＯＳ１のオフセット誤差を補正する。
【００４５】
また、第１振幅誤差補正部７２は、製品出荷時の校正作業で得られた補正データである第１振幅補正ゲインＧ１に基づいて正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１との間の振幅誤差を補正する。
具体的には、第１余弦オフセット補正部７１は、余弦信号ＣＯＳ１から第１余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ０を減算し、第１振幅誤差補正部７２が、その減算結果に第１振幅補正ゲインＧ１を乗算することによって、校正済余弦信号ＣＯＳ２を演算する。
【００４６】
補正制御部７３は、検出信号補正部５０の動作モードを通常モードと補正実施モードとの間で切り換える。
具体的には、検出信号補正部５０が通常モードで動作している状態で所定の補正実施条件が成立すると、補正制御部７３は、検出信号補正部５０の動作モードを通常モードから補正実施モードに切り換える。また、検出信号補正部５０が補正実施モードで動作している状態で所定の補正無効条件が成立すると、補正制御部７３は、検出信号補正部５０の動作モードを補正実施モードから通常モードに切り換える。
検出信号補正部５０の動作モードの状態遷移図の例を図１０に示す。
【００４７】
例えば補正実施条件は、少なくとも次の条件（Ａ１）及び（Ａ２）の両方を満足することであってよい。
（Ａ１）操舵速度ωが第１操舵速度閾値Ｔｈω１以上である。
（Ａ２）校正済正弦信号ＳＩＮ２のオフセット誤差Ｅｏｓの絶対値｜Ｅｏｓ｜又は校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｃの絶対値｜Ｅｏｃ｜が誤差閾値Ｔｅｏ以上である。
【００４８】
第１操舵速度閾値Ｔｈω１は、例えば車両の共振周波数や減速ギア３のギア比に応じて適宜設定してよい。これら共振周波数やギア比は車両の車種によって異なる。
例えば下記の表１に示すとおり共振周波数の範囲は２０［Ｈｚ］〜４０［Ｈｚ］の範囲にあり、減速ギア３のギア比の範囲は１８．５〜２０．５の範囲が一般的である。
【００４９】
【表１】
0006885531.tif 000002
【００５０】
この場合、車両の共振周波数の振動をモータ１０が発生する操舵速度ωが最も低くなる条件は、共振周波数が２０［Ｈｚ］であり、ギア比が２０．５であり、測定角度θｍの直線性誤差の２次成分により共振する場合である。この場合の操舵速度ωは１７５［ｄｅｇ／秒］となる。
一方で、車両の共振周波数の振動をモータ１０が発生する操舵速度ωが最も高くなる条件は、共振周波数が４０［Ｈｚ］であり、ギア比が１８．５であり、測定角度θｍの直線性誤差の１次成分により共振する場合である。この場合の操舵速度ωは７７８［ｄｅｇ／秒］となる。
したがって、例えば第１操舵速度閾値Ｔｈω１は、１７５［ｄｅｇ／秒］〜７７８［ｄｅｇ／秒］の範囲の値となるように適宜設定してよい。例えば、ギア比が２０．５、共振周波数が２５Ｈｚ、１次成分の誤差が主に生じる場合を考える。共振周波数２５Ｈｚに相当する操舵速度は、３６０［ｄｅｇ］×２５［Ｈｚ］／２０．５＝４３９［ｄｅｇ／秒］となる。第１操舵速度閾値Ｔｈω１を４３９［ｄｅｇ／秒］より低い４００［ｄｅｇ／秒］としてよい。
【００５１】
また、誤差閾値Ｔｅｏについてもシステムに応じて適宜設定してよい。例えば、正常な正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１が、２．５［Ｖ］を基準に振幅１．５［Ｖ］で増減する信号である場合（すなわち、ＳＩＮ１＝１．５×ｓｉｎθ＋２．５［Ｖ］，ＣＯＳ１＝１．５×ｃｏｓθ＋２．５［Ｖ］）である場合に、誤差閾値Ｔｅｏを１０［ｍＶ］に設定してよい。
このように、オフセット誤差の絶対値｜Ｅｏｓ｜、｜Ｅｏｃ｜が誤差閾値Ｔｅｏ以上の場合に補正実施モードに遷移することにより、誤差が通常のばらつき範囲内である場合には補正を抑制する。これにより頻繁な補正により、かえって快適性を損ねることを防止できる。
【００５２】
また、補正実施条件は、条件（１）及び（２）に加えて、次の条件（Ａ３）及び（Ａ４）の一方又は両方を満足することであってもよい。
（Ａ３）電流指令値Ｉｒｅｆ＝（Ｉｄｒｅｆ２＋Ｉｑｒｅｆ２）１／２が電流閾値Ｔｉ以上である。
（Ａ４）車速Ｖｈが車速閾値Ｔｖ以下である。
【００５３】
条件（Ａ３）に関して、電流指令値Ｉｒｅｆはモータ１０が発生する操舵補助トルクと等価である。したがって、電流指令値Ｉｒｅｆが電流閾値Ｔｉ以上である場合に補正実施モードに遷移することにより、モータ１０からの出力トルクが大きく、大きな振動が発生しやすい状態において、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１の誤差による振動を抑制できる。
電流閾値Ｔｉはシステムに応じて適宜設定してよく、例えば２０［Ａ］であってよい。電流指令値Ｉｒｅｆに代えて、トルク指令値Ｔｒｅｆが閾値以上であることを条件（Ａ３）としてもよい。
【００５４】
また条件（Ａ４）に関して、車速Ｖｈが車速閾値Ｔｖ以下である場合に補正実施モードに遷移することにより、大きな操舵補助力が必要でありモータ１０から生じる振動が大きくなり易い低速時に、正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１の誤差による振動を抑制できる。車速閾値Ｔｖはシステムに応じて適宜設定してよく、例えば１５［ｋｍ／ｈ］であってよい。
【００５５】
また上記の条件（Ａ２）を、以下の条件（Ａ５）に置き換えてもよい。
（Ａ５）校正済正弦信号ＳＩＮ２と校正済余弦信号ＣＯＳ２との振幅誤差Ｅａが誤差閾値Ｔｅａ以上である。
誤差閾値Ｔｅａについてもシステムに応じて適宜設定してよい。例えば、正常な正弦信号ＳＩＮ１及び余弦信号ＣＯＳ１の振幅の約０．６％に設定してよい。
また上記の条件（Ａ２）を、以下の条件（Ａ６）に置き換えてもよい。
（Ａ６）オフセット誤差の絶対値｜Ｅｏｓ｜又は｜Ｅｏｃ｜が誤差閾値Ｔｅｏ以上であり、且つ振幅誤差Ｅａが誤差閾値Ｔｅａ以上である。
【００５６】
一方で、例えば補正無効条件は、次の条件（Ｂ１）を満足することであってよい。
（Ｂ１）操舵速度ωが第２操舵速度閾値Ｔｈω２未満である。
第２操舵速度閾値Ｔｈω２は、第１操舵速度閾値Ｔｈω１と同じ値であってもよく、第２操舵速度閾値Ｔｈω２を第１操舵速度閾値Ｔｈω１よりも小さな値に設定して、動作モードにヒステリシス特性を持たせてもよい。例えば、第１操舵速度閾値Ｔｈω１が４００［ｄｅｇ／秒］である場合に、第２操舵速度閾値Ｔｈω２を３００［ｄｅｇ／秒］に設定してよい。
【００５７】
図９を参照する。補正実施モードにおいて補正制御部７３は、オフセット誤差Ｅｏｓ、オフセット誤差Ｅｏｃ、振幅誤差Ｅａを、それぞれ第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２として出力する。
なお、補正制御部７３は、第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２の大きさを、それぞれの上限値以下に制限してもよい。これにより、センサの故障による誤差を補正してしまうのを防止できる。
【００５８】
第２正弦オフセット補正部７４は、第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１に基づいて校正済正弦信号ＳＩＮ２を補正する。具体的には、校正済正弦信号ＳＩＮ２から第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１を減算することにより、正弦信号ＳＩＮを演算する。
第２余弦オフセット補正部７５は、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１に基づいて校正済余弦信号ＣＯＳ２を補正する。具体的には、校正済余弦信号ＣＯＳ２から第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１を減算することにより、余弦信号ＣＯＳ３を演算する。
第２振幅誤差補正部７６は、第２振幅補正ゲインＧ２に基づいて校正済正弦信号ＳＩＮ２と校正済余弦信号ＣＯＳ２との間の振幅誤差を補正する。
【００５９】
具体的には、第２余弦オフセット補正部７５から出力された余弦信号ＣＯＳ３に第２振幅補正ゲインＧ２を乗算することによって、余弦信号ＣＯＳを演算する。
以上により、補正実施モードにおいて検出信号補正部５０は、校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ及び振幅誤差Ｅａを補正する。
【００６０】
一方で、通常モードにおいて補正制御部７３は、第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１及び第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１の値を「０」に設定し、第２振幅補正ゲインＧ２の値を「１」に設定する。このため、第２正弦オフセット補正部７４及び第２振幅誤差補正部７６からは、校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２が補正されずに正弦信号ＳＩＮ及び余弦信号ＣＯＳとして出力される。すなわち、オフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ及び振幅誤差Ｅａは補正されない。
【００６１】
加算器７７は、正弦信号ＳＩＮと余弦信号ＣＯＳとの和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）を演算し、回転角度演算部５１（図４参照）に出力する。
減算器７８は、正弦信号ＳＩＮと余弦信号ＣＯＳとの差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）を演算し、位相誤差補正部７９に出力する。
位相誤差補正部７９は、差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）に位相補正ゲインＧ３を乗算することによって、和信号（ＣＯＳ＋ＳＩＮ）及び差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）から、正弦信号ＳＩＮ１と余弦信号ＣＯＳ１との間の位相誤差の影響を除去する。位相誤差補正部７９は、差信号（ＣＯＳ−ＳＩＮ）を回転角度演算部５１に出力する。
【００６２】
（動作）
次に、図１１を参照して実施形態の検出信号補正方法の一例を説明する。
ステップＳ１において回転角度演算部５１は、モータ１０の回転軸の回転角度の測定値である測定角度θｍを演算する。直線性補正部５２及び原点補正部５３は、それぞれ測定角度θｍの直線性誤差及び位相ずれ量を補正することにより補正後回転角度θｃを演算する。
【００６３】
ステップＳ２において操舵速度演算部５５は、減速ギア３のギア比で補正後回転角度θｃを除算することにより操舵軸２の操舵角θｈを演算し、操舵角θｈを微分して操舵速度ωを演算する。
ステップＳ３において、車速センサ８は、車両の車速Ｖｈを検出する。
【００６４】
ステップＳ４において、トルク指令値演算部６０はトルク指令値Ｔｒｅｆを演算し、電流指令値演算部６２は、トルク指令値Ｔｒｅｆに応じたｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出する。
ステップＳ５において誤差演算部５６は、校正済正弦信号ＳＩＮ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｃ及び校正済正弦信号ＳＩＮ２と校正済余弦信号ＣＯＳ２との振幅誤差Ｅａを演算する。検出信号補正部５０の補正制御部７３は、オフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ、振幅誤差Ｅａを、それぞれ第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２として学習する。
【００６５】
ステップＳ６において補正制御部７３は、検出信号補正部５０の動作モードが通常モードであるか否かを判定する。動作モードが通常モードである場合（ステップＳ６：Ｙ）に処理はステップＳ７へ進む。動作モードが通常モードでなく補正実施モードである場合（ステップＳ６：Ｎ）に処理はステップＳ１１へ進む。
ステップＳ７において補正制御部７３は、補正実施条件が成立するか否かを判定する。補正実施条件が成立する場合（ステップＳ７：Ｙ）に処理はステップＳ８へ進む。補正実施条件が成立しない場合（ステップＳ７：Ｎ）に処理はステップＳ１０へ進む。
【００６６】
ステップＳ８において補正制御部７３は、検出信号補正部５０の動作モードを補正実施モードに遷移させる。
ステップＳ９において第２正弦オフセット補正部７４、第２余弦オフセット補正部７５及び第２振幅誤差補正部７６は、学習した第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２により、校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ及び振幅誤差Ｅａを補正する。その後に処理はステップＳ１５へ進む。
一方で、ステップＳ１０において補正制御部７３は、学習した第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２を破棄する。具体的には、補正制御部７３は、第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１及び第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１の値を「０」に設定し、第２振幅補正ゲインＧ２の値を「１」に設定することにより補正しないようにする。その後に処理はステップＳ１５へ進む。
【００６７】
検出信号補正部５０の動作モードが補正実施モードである場合（ステップＳ６：Ｎ）、ステップＳ１１において補正制御部７３は、補正無効条件が成立するか否かを判定する。補正無効条件が成立する場合（ステップＳ１１：Ｙ）に処理はステップＳ１２へ進む。補正無効条件が成立しない場合（ステップＳ１１：Ｎ）に処理はステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１２において補正制御部７３は、学習した第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２を破棄する。具体的には、補正制御部７３は、第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１及び第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１の値を「０」に設定し、第２振幅補正ゲインＧ２の値を「１」に設定することにより補正しないようにする。
ステップＳ１３において検出信号補正部５０の動作モードを通常モードに遷移させる。その後に処理はステップＳ１５へ進む。
【００６８】
一方で、ステップＳ１４において第２正弦オフセット補正部７４、第２余弦オフセット補正部７５及び第２振幅誤差補正部７６は、学習した第２正弦オフセット補正値Ｃｏｆｓ１、第２余弦オフセット補正値Ｃｏｆｃ１、第２振幅補正ゲインＧ２により、校正済正弦信号ＳＩＮ２及び校正済余弦信号ＣＯＳ２のオフセット誤差Ｅｏｓ、Ｅｏｃ及び振幅誤差Ｅａを補正する。その後に処理はステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５において制御装置３０は、イグニションキー信号がオフになったか否かを判定する。イグニションキー信号がオフになっていない場合（ステップＳ１５：Ｎ）に処理はステップＳ１へ戻る。イグニションキー信号がオフになった場合（ステップＳ１５：Ｙ）に処理は終了する。
【００６９】
（実施形態の効果）
（１）センサユニット２０は、車両の操舵軸２に操舵補助トルクを付与するモータ１０の回転軸１１の回転に応じた正弦信号及び余弦信号を出力する。回転角度演算部５１は、正弦信号及び余弦信号に基づいて回転軸１１の回転角度を演算する。操舵速度演算部５５は、回転角度に基づいて操舵軸２の操舵速度を演算する。誤差演算部５６は、正弦信号及び余弦信号の誤差を演算する。検出信号補正部５０は、操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ正弦信号及び余弦信号の誤差が誤差閾値以上である場合に、正弦信号及び余弦信号の誤差を補正する。
【００７０】
これにより、車両の共振周波数の振動が発生しやすい操舵速度において、正弦信号及び余弦信号の誤差によるモータ１０の振動を抑制できる。この結果、モータ１０が発生する振動によって車両が共振し、運転者に異音や振動として伝わって快適性を損ねることを軽減できる。
【００７１】
（２）検出信号補正部５０は、更に操舵軸２に付与する操舵補助トルクが閾値以上である場合に、正弦信号及び余弦信号の誤差を補正してよい。これにより、モータ１０からの出力トルクが大きく、大きな振動が発生しやすい状態において、正弦信号及び余弦信号の誤差による振動を抑制できる。
【００７２】
（３）検出信号補正部５０は、更に車両の車速が車速閾値以下である場合に、正弦信号及び余弦信号の誤差を補正してよい。これにより、大きな操舵補助力が必要でありモータ１０から生じる振動が大きくなり易い低速時に、正弦信号及び余弦信号の誤差による振動を抑制できる。
【００７３】
（４）正弦信号及び余弦信号の上記の誤差は、正弦信号及び余弦信号のオフセット、又は正弦信号と余弦信号との間の振幅誤差であってよい。これにより、正弦信号及び余弦信号に基づいて演算される回転角度の直線性誤差の１次成分及び２次成分に、それぞれ影響を与えるオフセット及び振幅誤差を補正できる。
【符号の説明】
【００７４】
１...操向ハンドル、２...操舵軸、３...減速ギア、４Ａ、４Ｂ...ユニバーサルジョイント、５...ピニオンラック機構、６...タイロッド、７...トルクセンサ、８...車速センサ、１０...モータ、１１...回転軸、２０...センサユニット、２１...磁石、２２...回路基板、２３...支持部材、２４...ＭＲセンサ素子、２５...ハーネス、３０...制御装置、３１...プロセッサ、３２...記憶装置、３３、３４...アナログディジタル変換器、３５...駆動回路、３６...電流センサ、３７...Ｉ／Ｆ回路、４０...バッテリ、４１...キー、５０...検出信号補正部、５１...回転角度演算部、５２...直線性補正部、５３...原点補正部、５４...モータ制御部、５５...操舵速度演算部、５６...誤差演算部、６０...トルク指令値演算部、６１...微分器、６２...電流指令値演算部、６３...３相／２相変換部、６４、６５、７８...減算器、６６、６７...ＰＩ制御部、６８...２相／３相変換部、６９...ＰＷＭ制御部、７０...第１正弦オフセット補正部、７１...第１余弦オフセット補正部、７２...第１振幅誤差補正部、７３...補正制御部、７４...第２正弦オフセット補正部、７５...第２余弦オフセット補正部、７６...第２振幅誤差補正部、７７...加算器、７９...位相誤差補正部
【要約】
検出信号補正方法では、センサ（２０）の検出信号に基づいてモータ（１０）の回転軸の回転角度を演算し（Ｓ１）、回転角度に基づいて操舵軸の操舵速度を演算し（Ｓ２）、検出信号の誤差を演算し（Ｓ５）、操舵速度が操舵速度閾値以上であり且つ検出信号の誤差が誤差閾値以上である場合に検出信号の誤差を補正する（Ｓ７、Ｓ９）。【図１】
0006885531.tif 000003
【図２】
0006885531.tif 000004
【図３】
0006885531.tif 000005
【図４】
0006885531.tif 000006
【図５】
0006885531.tif 000007
【図６】
0006885531.tif 000008
【図７】
0006885531.tif 000009
【図８】
0006885531.tif 000010
【図９】
0006885531.tif 000011
【図１０】
0006885531.tif 000012
【図１１】
0006885531.tif 000013