(57)【要約】【課題】精度良くレゾルバの異常判定を行い、運転者に違和感のない操舵補助制御を実行することが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】レゾルバ１００の励磁信号（ＲＥＦ信号）の最大値又は最小値に同期して各レゾルバ出力信号（ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号）をサンプリングし、このサンプリング値をもとに算出したオフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSが異常判定条件であるオフセット閾値ＯＦＳTHを越えているとき、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していると判定する。このとき、レゾルバ１００以外から検出又は推定したモータ回転数Ｎｍが大きいほど、オフセット閾値ＯＦＳTHを大きく設定する。【選択図】図５
2009012664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータのロータ回転角を検出するレゾルバと、少なくとも操舵トルク及びロータ回転角に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記レゾルバの励磁信号の最大値又は最小値に同期して各レゾルバ出力信号をサンプリングし、このサンプリング値が所定の異常判定条件を満たしているとき、前記レゾルバに異常が発生していると判断する異常判定手段と、前記電動モータのモータ回転数を検出又は推定する回転数検出手段と、該回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数に応じて、前記異常判定条件を設定する条件設定手段とを備え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】
前記異常判定手段は、前記サンプリング値のオフセットが所定範囲外にあるときに、前記レゾルバに異常が発生していると判断するものであって、前記条件設定手段は、前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が大きいほど、前記所定範囲を広く設定することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記サンプリング値のオフセットが所定範囲外となってから所定時間が経過したときに、前記レゾルバに異常が発生していると判断するものであって、前記条件設定手段は、前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が大きいほど、前記所定時間を長く設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が所定回転数以上であるとき、前記異常判定手段による前記レゾルバの異常判定を禁止する異常判定禁止手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記回転数検出手段は、前記レゾルバによる検出信号以外の信号を用いてモータ回転数を検出又は推定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記回転数検出手段は、ステアリングアングルセンサによる検出信号を用いてモータ回転数を推定することを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記回転数検出手段は、前記電動モータの逆起電圧を用いてモータ回転数を推定することを特徴とする請求項５に記載の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、操舵系に操舵補助力を与える電動モータを備える電動パワーステアリング装置に関し、特に上記電動モータのロータ回転角を検出するレゾルバの異常判定を行うことができる電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレゾルバの異常検出方法としては、レゾルバの励磁信号の最大値又は最小値に同期して各レゾルバ出力信号をサンプリングし、このサンプリング値のオフセットが０近傍の所定範囲を外れたときに、レゾルバが異常であると判断するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４３２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記サンプリング値にあっては、モータ回転数が早くなるにつれてレゾルバが正常であるにもかかわらずエラー量が大きくなる性質があるため、モータ回転数が早い領域では、レゾルバが正常であるにもかかわらず異常が発生していると誤判定されやすい。
これを改善するために、異常判定閾値を大きく設定したり、異常判定時間を長めに設定したりすることが考えられる。しかしながら、この場合、異常判定閾値を大きく設定すると、異常検出範囲が狭くなってしまい、また、異常判定時間を長めに設定すると、運転者への通知が遅れると共に異常が発生した状態での挙動が長くなってしまい、運転者の違和感が増大してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、精度良くレゾルバの異常判定を行い、運転者に違和感のない操舵補助制御を実行することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータのロータ回転角を検出するレゾルバと、少なくとも操舵トルク及びロータ回転角に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備える電動パワーステアリング装置であって、
前記レゾルバの励磁信号の最大値又は最小値に同期して各レゾルバ出力信号をサンプリングし、このサンプリング値が所定の異常判定条件を満たしているとき、前記レゾルバに異常が発生していると判断する異常判定手段と、前記電動モータのモータ回転数を検出又は推定する回転数検出手段と、該回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数に応じて、前記異常判定条件を設定する条件設定手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記異常判定手段は、前記サンプリング値のオフセットが所定範囲外にあるときに、前記レゾルバに異常が発生していると判断するものであって、前記条件設定手段は、前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が大きいほど、前記所定範囲を広く設定することを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記異常判定手段は、前記サンプリング値のオフセットが所定範囲外となってから所定時間が経過したときに、前記レゾルバに異常が発生していると判断するものであって、前記条件設定手段は、前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が大きいほど、前記所定時間を長く設定することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３の何れか１項に係る発明において、前記回転数検出手段で検出又は推定したモータ回転数が所定回転数以上であるとき、前記異常判定手段による前記レゾルバの異常判定を禁止する異常判定禁止手段を備えることを特徴としている。
さらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４の何れか１項に係る発明において、前記回転数検出手段は、前記レゾルバによる検出信号以外の信号を用いてモータ回転数を検出又は推定することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項５に係る発明において、前記回転数検出手段は、ステアリングアングルセンサによる検出信号を用いてモータ回転数を推定することを特徴としている。
さらにまた、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項５に係る発明において、前記回転数検出手段は、前記電動モータの逆起電圧を用いてモータ回転数を推定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、モータ回転数に応じてレゾルバの異常判定条件を設定するので、モータ回転数が早くなるにつれてレゾルバが正常であるにもかかわらずレゾルバ出力信号のサンプリング値のエラー量が大きくなることに起因する誤判定を抑制することができ、適正にレゾルバの異常判定を行うことができる。その結果、運転者に違和感のない操舵補助制御を実施することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１２】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１３】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔは、コントローラ１５に入力される。
【００１４】
また、コントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に、車速センサ１６から出力される車速検出値Ｖ、図示しない電動モータ１２に流れるモータ電流検出値Ｉｍ、レゾルバ、エンコーダ等で構成される図示しないロータ位置検出回路で検出した電動モータ１２のロータ回転角θ、ステアリングシャフト２に取り付けられた図示しないステアリングアングルセンサで検出した舵角信号δも入力される。
【００１５】
そして、コントローラ１５は、入力されるトルク検出値Ｔ、車速検出値Ｖ及びロータ回転角θに基づいて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値とモータ電流検出値Ｉｍとにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するためのモータ駆動電流を算出する。これにより、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるようになっている。
【００１６】
また、本実施形態では、コントローラ１５でロータ位置検出回路の異常判定を行い、ロータ位置検出回路に異常が発生していると判定した場合には、運転者にこれを報知し、操舵補助制御を停止するようになっている。
図２は、コントローラ１５の構成を示すブロック図である。この図２に示すように、レゾルバ１００は、ｓｉｎコイル及びｃｏｓコイルを有し、励磁信号（ＲＥＦ信号）が印加されてレゾルバ１００の出力信号であるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を発生する。これら２つの信号は、アンプ（レゾルバ信号検出回路）２０，２１を介して異常判定部３０に入力され、アナログデジタル変換器にてデジタル変換される。
【００１７】
また、ＲＥＦ信号は、アンプ２２を介してコンパレータ等で構成される同期信号出力回路２３に入力され、この同期信号出力回路２３では、ＲＥＦ信号の最大値または最小値のタイミングで同期信号を異常判定部３０に対して出力する。
そして、異常判定部３０では、電動モータ１２の回転中に、同期信号出力回路２３から出力される同期信号に基づいて、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のサンプリングを行い、サンプリングした値をもとに後述する異常判定処理を実行し、レゾルバ信号検出回路２０，２１の異常判定を行うようになっている。
【００１８】
一方、アンプ２０，２１を介して入力されるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、角度変換部４０に入力される。この角度変換部４０では、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の各ピーク値を検出してＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を求めると共に、ＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号をもとにｔａｎ-1θを求めることによりレゾルバ１００で測定している回転角θを算出し、回転角θを操舵補助制御部５０に出力する。
【００１９】
そして、操舵補助制御部５０では、異常判定部３０からレゾルバ信号検出回路２０，２１が正常であることを示す正常信号（ＦＬＧ＝０）が入力されているとき、上述した運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるための操舵補助制御が実行されるようになっている。また、異常判定部３０からレゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していることを示す異常信号（ＦＬＧ＝１）が入力されたときには、上記操舵補助制御の実施を禁止するようになっている。
【００２０】
図３は、レゾルバ信号検出回路２０，２１の正常時におけるサンプリング波形を示す図である。この図３において、（ａ）は励磁信号、（ｂ）は出力信号（ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号）であり、励磁信号の周期を２λとしたとき、３λ毎にｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をサンプリングした場合について示している。
なお、ここでは、サンプリング周期を３λとしているが、サンプリング周期は、サンプリング信号の最大値と最小値とを交互に検出できる周期であればよく、励磁信号の１／２周期であるλの奇数倍、即ち（２ｎ＋１）λであればよい。ここで、ｎは自然数である。
【００２１】
サンプリング信号の最大値をＳＩＮ１，ＣＯＳ１、サンプリング信号の最小値をＳＩＮ２，ＣＯＳ２とすると、基準電圧Ｖ0を例えば２．５Ｖとした場合、以下の関係式が成り立つ。
｜（ＳＩＮ１＋ＳＩＮ２）／２−２．５｜≒０Ｖ，
｜（ＣＯＳ１＋ＣＯＳ２）／２−２．５｜≒０Ｖ  ………（１）
このように、正常時には、レゾルバ１００の各出力信号の最大値と最小値との中間値と、基準電圧Ｖ0との差が０近傍の値となる、即ち、各出力信号のオフセットは０近傍の値となる。
【００２２】
図４は、レゾルバ信号検出回路２０，２１の異常発生時におけるサンプリング波形を示す図である。この図４において、（ａ）は励磁信号、（ｂ）は出力信号（ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号）を示している。なお、ここでは、ｃｏｓ信号検出回路２１に異常が発生した場合について説明する。
ｃｏｓ信号検出回路２１に異常が発生すると、ＣＯＳ信号は図の上方向にシフトし、シフトした分だけオフセットが発生する。
【００２３】
このとき、ＣＯＳ信号の最大値と最小値との中間値と、基準電圧Ｖ0との関係式は、次のようになる。
｜（ＣＯＳ１＋ＣＯＳ２）／２−２．５｜＞０Ｖ  ………（２）
以上より、レゾルバ１００のＲＥＦ信号の最大値または最小値に同期してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をサンプリングし、このサンプリング値のオフセットを監視することで、ｃｏｓ信号検出回路２１に異常が発生しているか否かを判定することができる。
【００２４】
図５は、異常判定部３０で実行される異常判定処理手順を示すフローチャートである。この異常判定処理は、所定時間毎に実行され、先ず、ステップＳ１では、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のサンプリングが行われる。
次に、ステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１でサンプリングされた値をメモリに格納し、ステップＳ３に移行する。
【００２５】
ステップＳ３では、前記ステップＳ２で格納したｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のサンプリング値のうち、前回値ＳＩＮ１，ＣＯＳ１及び今回値ＳＩＮ２，ＣＯＳ２に基づいて、それぞれのオフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSを算出する。具体的には、基準電圧をＶ0（本実施形態では２．５Ｖ）としたとき、次式をもとに算出する。
ＯＦＳSIN＝｜（ＳＩＮ１＋ＳＩＮ２）／２−Ｖ0｜，
ＯＦＳCOS＝｜（ＣＯＳ１＋ＣＯＳ２）／２−Ｖ0｜  ………（３）
次に、ステップＳ４に移行して、ステアリングアングルセンサの舵角信号δを読み込み、これをもとにモータ回転数Ｎｍを算出し、ステップＳ５に移行する。
【００２６】
ステップＳ５では、前記ステップＳ４で算出したモータ回転数Ｎｍに基づいてオフセット閾値ＯＦＳTHを設定する。具体的には、図６に示すオフセット閾値算出マップを参照し、モータ回転数Ｎｍをもとにオフセット閾値ＯＦＳTHを算出する。
ここで、オフセット閾値算出マップは、横軸にモータ回転数Ｎｍ、縦軸にオフセット閾値ＯＦＳTHをとり、モータ回転数Ｎｍが所定値Ｎｍ１までの範囲ではＯＦＳTHは０近傍の最小値ＯＦＳ１に固定され、モータ回転数Ｎｍが所定値Ｎｍ１より高い範囲では、モータ回転数Ｎｍが高くなるほどオフセット閾値ＯＦＳTHが最小値ＯＦＳ１から比例的に大きく算出するように設定されている。
【００２７】
なお、オフセット閾値算出マップは、図６に示すものに限定されるものではなく、モータ回転数Ｎｍが高いほど、オフセット閾値ＯＦＳTHが大きく算出されるものであればよい。
例えば、オフセット閾値ＯＦＳTHを最小値ＯＦＳ１に固定する領域を設けず、モータ回転数Ｎｍが０より大きくなったら直ぐに、オフセット閾値ＯＦＳTHを最小値ＯＦＳ１より大きく算出するように設定することもできる。
【００２８】
次に、ステップＳ６に移行して、前記ステップＳ３で算出した各オフセットが所定範囲内にあるか否か、すなわち各オフセットが前記ステップＳ５で設定されたオフセット閾値ＯＦＳTH以下であるか否かを判定し、各オフセットが所定範囲内にあるときには、レゾルバ信号検出回路２０，２１は正常であるものと判断してステップＳ７に移行し、正常信号（ＦＬＧ＝０）を出力してから異常判定処理を終了する。
【００２９】
一方、前記ステップＳ６で、少なくとも一方のオフセットが所定範囲内にないと判定したときには、ステップＳ８に移行し、オフセットが所定範囲外となってから所定の異常判定時間ＴTHが経過したか否かを判定する。そして、異常判定時間ＴTHが経過していないときには前記ステップＳ７に移行し、異常判定時間ＴTHが経過したときには、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生しているものと判断してステップＳ９に移行し、異常信号（ＦＬＧ＝１）を出力してから異常判定処理を終了する。
【００３０】
このように、ステップＳ５においてモータ回転数Ｎｍが高いほどオフセット閾値ＯＦＳTHを大きく設定することで、モータ回転数Ｎｍが高いほど異常判定条件が緩くなり、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していると誤判断し難くなる。
なお、図２の異常判定部３０が異常判定手段に対応し、操舵補助制御部５０がモータ制御手段に対応し、図５のステップＳ４が回転数検出手段に対応し、ステップＳ５が条件設定手段に対応している。
【００３１】
次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。
今、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していない状態で、電動モータ１２が停止状態にあるものとする。この状態でレゾルバ１００にＲＥＦ信号が印加されると、それに応じたｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号が出力され、これらが異常判定部３０に入力される。このとき、レゾルバ信号検出回路２０，２１には異常が発生していないことから、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は前述した図３に示すようにオフセットが発生していない状態となる。
【００３２】
したがって、図５の異常判定処理では、ステップＳ３でオフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSが“０”に算出されるため、各オフセットがオフセット閾値ＯＦＳTHを越えることはなく、ステップＳ６でオフセット値が正常であると判定する。その結果、異常判定部３０でレゾルバ信号検出回路２０，２１が正常であると判定されて、正常信号（ＦＬＧ＝０）が出力されるため、通常の操舵補助制御が継続可能となる。
【００３３】
このとき、車両が停車中であり運転者がステアリングホイール１を操舵していないものとすると、トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが“０”、車速センサ１６で検出される車速Ｖが“０”となるため、これに基づいて算出される操舵補助指令値も“０”となる。これにより、電動モータ１２は停止状態を維持する。
この状態から、運転者がステアリングホイール１を例えば左方向へ操舵する所謂据え切りを行うと、これに伴ってトルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが操舵補助制御部５０に入力される。そして、この操舵トルクＴに応じた操舵補助指令値が算出され、これに基づいて電動モータ１２が駆動制御される。その結果、電動モータ１２でステアリングホイール１に作用された操舵トルクに応じた左方向の操舵補助力を発生させ、これが、減速ギヤ１１を介して出力軸２ｂに伝達されて、運転者は軽い操舵を行うことができる。
【００３４】
この状態で、アンプ２１のｃｏｓ信号検出回路などの故障が発生したものとすると、このときのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、前述した図４に示すように、ｃｏｓ信号にオフセットが発生した状態となる。このとき、ｓｉｎ信号にはオフセットは発生しない。
したがって、図５の異常判定処理では、ステップＳ３でオフセットＯＦＳSINが“０”に算出されると共に、オフセットＯＦＳCOSは０より大きい値に算出される。このとき、モータ回転数Ｎｍが所定値Ｎｍ１より小さい低速回転状態にあるものとすると、ステップＳ４で、ステアリングアングルセンサから検出される舵角信号δに基づいて、モータ回転数Ｎｍが所定値Ｎｍ１より小さい値に算出される。そのため、ステップＳ５では、図６に示すオフセット閾値算出マップを参照し、オフセット閾値ＯＦＳTHが最小値ＯＦＳ１に設定される。
【００３５】
このとき、オフセットＯＦＳSINはオフセット閾値ＯＦＳTHを越えることはないが、オフセットＯＦＳCOSがオフセット閾値ＯＦＳTHを越えることにより、ステップＳ６でオフセット値が正常でないと判定する。その結果、異常判定部３０でレゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していると判定されて、異常信号（ＦＬＧ＝１）が出力されるため、操舵補助制御が継続不能な状態となる。
【００３６】
このように、サンプリング信号のオフセットによりレゾルバ信号検出回路２０，２１の異常を検出するので、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生しているときには運転者にこれを速やかに報知することができると共に、操舵補助制御の実施を禁止することができ、操舵補助制御が適切に動作しないことに起因する運転者の違和感を抑制することができる。
【００３７】
ところで、電動モータ１２が停止している場合、図３に示すように、ＣＯＳ１とＣＯＳ２との関係及びＳＩＮ１とＳＩＮ２との関係は、基準電圧Ｖ0に対する振幅がほぼ同じであるが、電動モータ１２が高速で回転している場合、角度の影響を受けることにより、基準電圧Ｖ0に対する振幅が異なる（エラー量が大きくなる）。
以下に、電動モータ１２の高速回転時にエラー量が大きくなる原理について、図７を参照して説明する。
【００３８】
図７（ａ）は電動モータ１２の回転数が高いときのｃｏｓ信号及びＣＯＳ信号、図７（ｂ）は電動モータ１２の回転数が低いときのｃｏｓ信号及びＣＯＳ信号を示している。
ここで、細線が一定周期１００μｓ（１０ｋＨｚ）で振幅しているｃｏｓ信号、太線がｃｏｓ信号のピーク値をプロットしたＣＯＳ信号であり、２５０μｓ毎にｃｏｓ信号のサンプリングを行う場合について示している。
【００３９】
この図７からも明らかなように、電動モータ１２の回転数が低い場合には、前回（２５０μｓ前）のサンプリング値ＣＯＳ１の基準電圧Ｖ0に対する振幅と、今回のサンプリング値ＣＯＳ２の基準電圧Ｖ0に対する振幅とはほぼ同じとなるが（図７（ｂ））、電動モータ１２の回転数が高い場合には、サンプリング値ＣＯＳ１の基準電圧Ｖ0に対する振幅と、サンプリング値ＣＯＳ２の基準電圧Ｖ0に対する振幅とは大きく異なる（図７（ａ））。また、モータ回転数が高くなるほどＣＯＳ信号の周期は短くなるため、上述した振幅のずれ量は、モータ回転数が高くなるほど大きくなることになる。
【００４０】
したがって、図７（ａ）に示す状態で上記（３）式をもとにオフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSを求めると、各オフセットが０近傍の値とならない。その結果、レゾルバ信号検出回路２０，２１が正常であるにもかかわらず、異常が発生していると誤判定されてしまう。
この対策として、電動モータ１２の高回転時におけるエラー量の増加分を考慮し、異常判定条件としてのオフセット閾値ＯＦＳTHを予め大きく設定したり、異常判定時間ＴTHを予め長めに設定したりすることが考えられる。
【００４１】
しかしながら、この場合、オフセット閾値ＯＦＳTHを大きく設定すると異常検出範囲が狭くなり、異常判定時間ＴTHを長く設定すると異常発生時の挙動が長くなると共に運転者への通知が遅れてしまう。その結果、運転者への違和感が増大してしまう。さらに、路面からの反力まで考慮すると、電動パワーステアリング装置に搭載されている電動モータの最大回転数を規定することは困難であり、根本的な解決にはならない。
【００４２】
そこで、本実施形態では、レゾルバ１００以外からモータ回転数Ｎｍを求め、そのモータ回転数Ｎｍに基づいて異常判定条件（オフセット閾値ＯＦＳTH）を設定する。
すなわち、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していない状態で、電動モータ１２が高速で回転しているものとすると、図５の異常判定処理では、ステップＳ４でステアリングアングルセンサの検出信号をもとにモータ回転数Ｎｍが比較的大きい値に算出される。そのため、ステップＳ５では、図６のオフセット閾値算出マップを参照し、オフセット閾値ＯＦＳTHがモータ回転数Ｎｍに応じて初期値ＯＦＳ１より大きい値に設定される。
【００４３】
上述したように、電動モータ１２が高速回転している場合には、ステップＳ３で上記（３）式をもとに算出されるオフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSが０近傍の値とならず、初期値ＯＦＳ１を上回ってしまうが、前記ステップＳ５でオフセット閾値ＯＦＳTHが初期値ＯＦＳ１より大きい値に設定されることで、オフセットＯＦＳSIN及びＯＦＳCOSがオフセット閾値ＯＦＳTHを上回ることがなく、ステップＳ６ではオフセットが正常値であると判定されて、レゾルバ信号検出回路２０，２１が正常であると判定される。
【００４４】
したがって、電動モータ１２が高速回転しており、オフセットが０近傍の値とならなくても、レゾルバ信号検出回路２０，２１に異常が発生していると誤判定されることを防止することができる。そのため、運転者に対して誤判定の結果を通知してしまうことを防止することができると共に、適切に操舵補助制御の実施を継続させることができ、運転者への違和感を抑制することができる。
【００４５】
このように、上記実施形態では、レゾルバの励磁信号の最大値又は最小値に同期して各レゾルバ出力信号をサンプリングし、このサンプリング値が所定の異常判定条件を満たしているとき、前記レゾルバが異常であると判断するので、比較的簡易な演算によりレゾルバの異常判定を行うことができる。その結果、レゾルバの異常を適正に検出し、操舵補助制御の誤動作を防止して運転者の違和感を低減させることができる。
【００４６】
また、モータ回転数に応じてレゾルバの異常判定条件を設定するので、モータ回転数が早くなるにつれてレゾルバが正常であるにもかかわらずレゾルバ出力信号のサンプリング値のエラー量が大きくなることに起因する誤判定を防止することができ、適正にレゾルバの異常判定を行うことができる。
さらに、モータ回転数が大きいほど異常判定条件であるオフセット閾値を大きく設定するので、電動モータの高速回転時に、電動モータの停止時と比較してオフセット値が大きい値となった場合であっても、当該オフセット値がオフセット閾値を上回らないようにすることができ、レゾルバが正常であるにもかかわらず異常が発生していると誤判定されることを確実に防止することができる。
【００４７】
さらにまた、レゾルバ以外からモータ回転数を求め、これに基づいて異常判定条件を設定する方が望ましく、これにより、レゾルバに異常が発生している場合であっても、適切に異常判定条件を設定することができる。
また、ステアリングアングルセンサの検出信号や、電動モータの逆起電圧を用いてモータ回転数を推定し、これに基づいて異常判定条件を設定するので、比較的簡易な演算回路によりモータ回転数を推定することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、モータ回転数Ｎｍが高いほどオフセット閾値ＯＦＳTHを大きい値に設定する場合について説明したが、モータ回転数Ｎｍが高いほど異常判定時間ＴTHを長く設定することもできる。この場合にも、電動モータの高速回転時に、レゾルバが正常であるにもかかわらず異常が発生していると誤判定されることを防止することができる。
【００４９】
さらに、上記実施形態においては、モータ回転数Ｎｍが、電動モータが高速で回転していると判定することができる程度の所定回転数を超えたとき、レゾルバ信号検出回路２０，２１の異常判定処理の実施を禁止する異常判定禁止手段を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ステアリングアングルセンサを用いてモータ回転数Ｎｍを算出する場合について説明したが、レゾルバ１００以外であればどのような検出信号を用いてもよく、例えば、電動モータ１２の逆起電圧をもとにモータ回転数Ｎｍを算出することもできる。以下、電動モータ１２の逆起電圧をもとにモータ回転数Ｎｍを算出する方法について詳述する。
【００５０】
線間の逆起電圧は、次式で表される。
ＥＭＦａｂ＝（Ｖａ−Ｖｂ）−（（Ｒａ＋ｓ・Ｌａ）・Ｉａ−（Ｒｂ＋ｓ・Ｌｂ）・Ｉｂ），
ＥＭＦｂｃ＝（Ｖｂ−Ｖｃ）−（（Ｒｂ＋ｓ・Ｌｂ）・Ｉｂ−（Ｒｃ＋ｓ・Ｌｃ）・Ｉｃ），
ＥＭＦｃａ＝（Ｖｃ−Ｖａ）−（（Ｒｃ＋ｓ・Ｌｃ）・Ｉｃ−（Ｒａ＋ｓ・Ｌａ）・Ｉａ）  ………（４）
ここで、ＥＭＦａｂはＡ−Ｂ相間逆起電圧、ＥＭＦｂｃはＢ−Ｃ相間逆起電圧、ＥＭＦｃａはＣ−Ａ相間逆起電圧、ＲａはＡ相抵抗、ＲｂはＢ相抵抗、ＲｃはＣ相抵抗、ＶａはＡ相端子電圧、ＶｂはＢ相端子電圧、ＶｃはＣ相端子電圧、ＬａはＡ相インダクタンス、ＬｂはＢ相インダクタンス、ＬｃはＣ相インダクタンス、ＩａはＡ相電流、ＩｂはＢ相電流、ＩｃはＣ相電流、ｓはラプラス変換子である。
【００５１】
しかしながら、本発明で用いるモータ回転数Ｎｍは極端な精度を必要としないため、上記（４）式を簡略化して（インダクタンスを無視し、各相抵抗値を固定（同じ）として）、次式を用いるものとする。
ＥＭＦａｂ＝（Ｖａ−Ｖｂ）−（Ｉａ−Ｉｂ）・Ｒ，
ＥＭＦｂｃ＝（Ｖｂ−Ｖｃ）−（Ｉｂ−Ｉｃ）・Ｒ，
ＥＭＦｃａ＝（Ｖｃ−Ｖａ）−（Ｉｃ−Ｉａ）・Ｒ  ………（５）
次に、モータ逆起電圧ＥＭＦを求めるには、通常下記（６）式を用いるが、これも簡略化して下記（７）式を用いる。
【００５２】
ＥＭＦ2＝ＥＭＦａｂ2＋ＥＭＦｂｃ2＋ＥＭＦｃａ2  ………（６）
ＥＭＦ＝｜ＥＭＦａｂ｜＋｜ＥＭＦｂｃ｜＋｜ＥＭＦｃａ｜  ………（７）
最後に、上記（７）式をもとに求まったモータ逆起電圧ＥＭＦより、モータ回転数Ｎｍに変換すればよい。このように、電動モータの逆起電圧を用いる場合にも、比較的簡易な演算によりモータ回転数を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】正常時におけるＲＥＦ信号、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を示す図である。
【図４】異常発生時におけるＲＥＦ信号、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を示す図である。
【図５】異常判定部で実行される異常判定処理手順を示すフローチャートである。
【図６】オフセット閾値算出マップである。
【図７】高モータ回転数時と低モータ回転数時におけるＣＯＳ信号を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、２０，２１…アンプ、２２…アンプ、２３…同期信号出力回路、３０…異常判定部、４０…角度変換部、５０…操舵補助制御部、１００…レゾルバ
【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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