(57)【要約】【課題】異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができるモータ制御装置及び該モータ制御装置を備えた車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】マイコン２１は、指令値であるＡＣＴ指令角θta*にフィードバック値であるＡＣＴ角θtaが追従するようにフィードバック演算を実行して電流指令εを算出する位置制御演算部２６と、同電流指令εに基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号出力部３０を備えた。回転角異常判定部４１は、所定周期内でのモータ１３の回転角変化量が変化範囲外である場合に、レゾルバ２７により検出されたモータ回転角θmが異常値であると判定するようにした。【選択図】図２
2009100534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ制御信号を出力する制御手段と、前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給する駆動手段と、前記モータの回転を検出するレゾルバから出力される信号に基づいて所定周期毎にモータ回転角を検出する回転角検出手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ回転角を制御するための指令値に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角に基づいて算出したフィードバック値が追従するように前記モータ制御信号を生成するモータ制御装置であって、
所定のモータ回転角での回転角速度に基づいて、前記モータが前記所定周期内で回転可能な変化範囲を算出する変化範囲演算手段と、
前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内でない場合に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角が異常値であると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
所定のモータ回転角及び該モータ回転角での回転角速度に基づいて、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内である推定モータ回転角を推定する推定手段を備え、
前記制御手段は、前記判定手段により前記回転角検出手段にて検出されたモータ回転角が異常値であると判定された場合には、前記推定モータ回転角に基づいて算出される値と前記指令値とに基づいて前記モータ制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記判定手段により所定回数以上連続して前記モータ回転角が異常値であると判定された場合には、通電相を固定して前記駆動電力を供給する相固定通電を実行するように前記モータ制御信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
ステアリングと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータの回転に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、
モータ制御信号を出力する制御手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の駆動電力を供給する駆動手段と、前記モータの回転を検出するレゾルバから出力される信号に基づいて所定周期毎にモータ回転角を検出する回転角検出手段とを備え、前記制御手段は、車両の状態に基づいて算出した前記第２の舵角の指令値に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角に基づいて算出された前記第２の舵角のフィードバック値が追従するように前記モータ制御信号を生成するモータ制御装置とを備えた車両用操舵装置であって、
所定のモータ回転角での回転角速度に基づいて、前記モータが前記所定周期内で回転可能な変化範囲を算出する変化範囲演算手段と、
前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内でない場合に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角が異常値であると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
前記モータ制御装置は、所定のモータ回転角及び該モータ回転角での回転角速度に基づいて、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内である推定モータ回転角を推定する推定手段を備え、
前記制御手段は、前記判定手段により前記回転角検出手段にて検出されたモータ回転角が異常値であると判定された場合には、前記推定モータ回転角に基づいて算出される値と前記指令値とに基づいて前記モータ制御信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵装置。
【請求項６】
前記制御手段は、通電相を固定して前記駆動電力を供給する相固定通電を実行している際に、所定時間以上継続して前記モータ回転角が異常値であるか否かを判定し、
前記制御手段により所定時間以上継続して前記モータ回転角が異常値であると判定された場合に、機械的に前記モータを固定することにより前記第２の舵角を変更不能とするロック装置を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及び車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータの回転に基づく転舵輪の第２の舵角（ＡＣＴ角）を上乗せすることにより、ステアリングの舵角（操舵角）と転舵輪の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置がある。こうした車両用操舵装置に用いられるモータ制御装置では、伝達比可変装置を駆動するモータのモータ回転角をレゾルバからの出力信号に基づいて検出し、ＡＣＴ角の目標値（ＡＣＴ指令角）とモータ回転角から算出した実ＡＣＴ角との偏差に基づくフィードック制御を行うことで、実ＡＣＴ角がＡＣＴ指令角に追従するようにしている。
【０００３】
ところで、レゾルバが故障する等して正確なモータ回転角を検出できない場合には、適切なモータ制御を実行することができなくなるため、レゾルバの異常や検出されたモータ回転角が異常値であるか否かを検出するとともに、そのような異常が発生した際にはモータ制御を停止する等の措置を行う必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載の異常検出装置では、レゾルバから出力される正弦波相出力信号（Ｓｉｎθ）及び余弦波相出力信号（Ｃｏｓθ）の各２乗値の和（Ｓｉｎ２θ＋Ｃｏｓ２θ）が所定範囲内にない場合に、該レゾルバに異常が発生したと判定している。詳しくは、図８に示すように、レゾルバから出力される正弦波相出力信号及び余弦波相出力信号により特定される座標点は、理論的には実線で示す円状に変化する。そのため特許文献１では、レゾルバの構成部品の寸法ばらつき等に起因する出力ばらつきを考慮して、理論値から所定範囲（ハッチングにより示された範囲）内に上記座標点が位置する、即ち正弦波相出力信号及び余弦波相出力信号の各２乗値の和が所定範囲内である場合に、レゾルバが正常であると判定している。
【特許文献１】特開２００６−１７７７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１では、正弦波相出力信号及び余弦波相出力信号の各２乗値の和が所定範囲内であれば、ノイズ等の影響で実際のモータ回転角とは異なる異常値が検出された場合であっても、レゾルバの異常とは判定しない。従って、モータ制御装置は、検出された異常値に基づいてモータ制御を実行するため、滑らかなモータ回転を得ることができず、異音や振動が発生するという問題があった。そして、このようなモータ制御装置により伝達比可変装置のモータを制御すると、モータを滑らかに回転させることができないためにステアリングホイールが振動し、操舵フィーリングが悪化するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができるモータ制御装置及び該モータ制御装置を備えた車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、モータ制御信号を出力する制御手段と、前記モータ制御信号に基づいてモータに三相の駆動電力を供給する駆動手段と、前記モータの回転を検出するレゾルバから出力される信号に基づいて所定周期毎にモータ回転角を検出する回転角検出手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ回転角を制御するための指令値に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角に基づいて算出したフィードバック値が追従するように前記モータ制御信号を生成するモータ制御装置であって、所定のモータ回転角での回転角速度に基づいて、前記モータが前記所定周期内で回転可能な変化範囲を算出する変化範囲演算手段と、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内でない場合に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角が異常値であると判定する判定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、所定周期内でのモータの回転角変化量がその変化範囲を超えている場合には異常値と判定される。従って、異常値が検出された場合には、例えばモータ制御を停止することで、異常なモータ回転角に基づいて算出されたフィードバック値と指令値との偏差に基づくフィードバック演算によりモータ制御信号を生成することが防止されるため、モータ制御装置によって異音や振動のない滑らかな回転が得られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、所定のモータ回転角及び該モータ回転角での回転角速度に基づいて、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内である推定モータ回転角を推定する推定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段により前記回転角検出手段にて検出されたモータ回転角が異常値であると判定された場合には、前記推定モータ回転角に基づいて算出される値と前記指令値とに基づいて前記モータ制御信号を生成することを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、レゾルバにより検出されたモータ回転角が異常値であると判定された場合に、所定周期内でのモータの回転角変化量が変化範囲内である推定モータ回転角に基づいて算出された値と指令値とに基づいて前記モータ制御信号が生成されるため、モータの回転が円滑化されて、より確実に異音や振動のない滑らかな回転が得られる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ制御装置において、前記制御手段は、前記判定手段により所定回数以上連続して前記モータ回転角が異常値であると判定された場合には、通電相を固定して前記駆動電力を供給する相固定通電を実行するように前記モータ制御信号を生成することを要旨とする。上記構成によれば、レゾルバに異常が発生した場合に速やかにフェールセーフを図り、車両の安全性が確保される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、ステアリングと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータの回転に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、モータ制御信号を出力する制御手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の駆動電力を供給する駆動手段と、前記モータの回転を検出するレゾルバから出力される信号に基づいて所定周期毎にモータ回転角を検出する回転角検出手段とを備え、前記制御手段は、車両の状態に基づいて算出した前記第２の舵角の指令値に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角に基づいて算出された前記第２の舵角のフィードバック値が追従するように前記モータ制御信号を生成するモータ制御装置とを備えた車両用操舵装置であって、所定のモータ回転角での回転角速度に基づいて、前記モータが前記所定周期内で回転可能な変化範囲を算出する変化範囲演算手段と、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内でない場合に、前記回転角検出手段により検出されたモータ回転角が異常値であると判定する判定手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、モータ制御装置によって異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができるため、ステアリングの振動が防止されて操舵フィーリングの向上が図られる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の車両用操舵装置において、前記モータ制御装置は、所定のモータ回転角及び該モータ回転角での回転角速度に基づいて、前記所定周期内での前記モータの回転角変化量が前記変化範囲内である推定モータ回転角を推定する推定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段により前記回転角検出手段にて検出されたモータ回転角が異常値であると判定された場合には、前記推定モータ回転角に基づいて算出される値と前記指令値とに基づいて前記モータ制御信号を生成することを要旨とする。上記構成によれば、モータ制御装置によってモータの回転が円滑化されて、より確実に異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができるため、ステアリングの振動が防止されて操舵フィーリングの向上が図られる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の車両用操舵装置において、前記制御手段は、通電相を固定して前記駆動電力を供給する相固定通電を実行している際に、所定時間以上継続して前記モータ回転角が異常値であるか否かを判定し、前記制御手段により所定時間以上継続して前記モータ回転角が異常値であると判定された場合に、機械的に前記モータを固定することにより前記第２の舵角を変更不能とするロック装置を備えたことを要旨とする。上記構成によれば、機械的にモータをロックすることでより確実に車両の安全性が確保される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることが可能なモータ制御装置及び該モータ制御装置を備えた車両用操舵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の車両用操舵装置１の概略構成図、図２は、その制御ブロック図、そして、図３（ａ）（ｂ）は、伝達比可変制御の作用説明図である。図１に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転がラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換されるとともに、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が変更されて車両進行方向が変更されるようになっている。なお、本実施形態の車両用操舵装置１は、所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）であり、ボール螺子機構（図示略）を介して駆動源であるモータ７の発生するアシストトルクをラック５に伝達することにより、操舵系にアシスト力を付与するようになっている。
【００１７】
また、車両用操舵装置１は、ステアリング２と転舵輪６との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング２の舵角（操舵角）と転舵輪６の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８と、該伝達比可変装置８の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ９とを備えている。
【００１８】
ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト１０とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１１とからなるとともに、伝達比可変装置８は、第１シャフト１０及び第２シャフト１１を連結する差動機構１２と、該差動機構１２を駆動する駆動源としてのモータ１３とを備えている。そして、伝達比可変装置８は、ステアリング操作に伴う第１シャフト１０の回転に、モータ１３の回転を上乗せして第２シャフト１１に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）する。
【００１９】
つまり、図３（ａ），（ｂ）に示すように、伝達比可変装置８は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、ＩＦＳＥＣＵ９は、モータ１３に対する駆動電力の供給を通じて伝達比可変装置８の作動を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する。
【００２０】
なお、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図３（ａ）参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図３（ｂ）参照）。本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。
【００２１】
また、伝達比可変装置８のモータ１３には、ブラシレスモータが採用されている。モータ１３は、ＩＦＳＥＣＵ９から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力が供給されることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＩＦＳＥＣＵ９は、この駆動電力の供給を通じてモータ１３の回転を制御することにより、伝達比可変装置８の作動、即ちＡＣＴ角θtaを制御する。
【００２２】
次に、本実施形態の車両用操舵装置の電気的構成について説明する。
図１に示すように、ＩＦＳＥＣＵ９には、操舵角センサ１４により検出された操舵角θs（操舵速度ωs）、及び車速センサ１５により検出された車速Ｖが入力されるようになっている。そして、ＩＦＳＥＣＵ９は、これら操舵角θs（操舵速度ωs）及び車速Ｖに基づいてモータ１３の回転を制御することにより伝達比可変装置８の作動を実行する。
【００２３】
詳述すると、図２に示すように、ＩＦＳＥＣＵ９は、モータ制御信号を出力する制御装置としてのマイコン２１と、該モータ制御信号に基づいてモータ１３に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。
【００２４】
マイコン２１は、ギヤ比可変制御演算部２３及び微分ステア制御演算部２４を備えている。ギヤ比可変制御演算部２３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力されるとともに、微分ステア制御演算部２４には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部２３は、車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変指令角θgr*を算出し、微分ステア制御演算部２４は、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を算出する。ギヤ比可変制御演算部２３及び微分ステア制御演算部２４により算出されたギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器２５へと入力される。そして、加算器２５は、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*を重畳することによりＡＣＴ角θtaの指令値であるＡＣＴ指令角θta*を算出し、位置制御演算部２６に出力する。
【００２５】
また、ＩＦＳＥＣＵ９には、モータ１３の回転角を検出するレゾルバ２７が接続されるとともに、所定周期（例えば、２００μｓ）毎にレゾルバ２７からの出力信号に基づいてモータ回転角θmを算出する回転角検出手段としてのモータ回転角演算部２８と、同モータ回転角に基づいてＡＣＴ角θtaを算出するＡＣＴ角演算部２９とが備えられている。本実施形態では、レゾルバ２７は、２相出力型のレゾルバであり、モータの回転角に応じた出力信号として、振幅の変化が互いにπ／２だけ位相が異なる正弦波相出力信号Ｓｓ及び余弦波相出力信号Ｓｃをモータ回転角演算部２８に出力する。具体的には、正弦波相出力信号Ｓｓ及び余弦波相出力信号Ｓｃは次の式（１）及び式（２）により表される。
【００２６】
Ｓｓ＝ＡＳｉｎθm    （１）
Ｓｃ＝ＡＣｏｓθm    （２）
なお、式（１），（２）における「Ａ」は、レゾルバ２７及びその周辺回路の回路電圧によって決まる値である。
【００２７】
位置制御演算部２６には、加算器２５において算出されたＡＣＴ指令角θta*とともに、ＡＣＴ角演算部２９において算出されたＡＣＴ角θtaが入力される。位置制御演算部２６は、指令値であるＡＣＴ指令角θta*にフィードバック値であるＡＣＴ角θtaを追従させるべく、ＡＣＴ指令角θta*とＡＣＴ角θtaとの偏差に基づいてフィードバック演算を実行し、これにより得られる電流指令εをモータ制御信号出力部３０に出力する。
【００２８】
そして、モータ制御信号出力部３０は、電流指令εに基づき生成されたモータ制御信号を駆動回路２２に出力し、そのモータ制御信号に基づく駆動電力が駆動回路２２からモータ１３に供給されることにより、同モータ１３、即ち伝達比可変装置８の作動が制御されるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態の伝達比可変装置８は、ＡＣＴ角θtaを変更不能にロック可能なロック装置３１を備えている。そして、ＩＦＳＥＣＵ９は、伝達比可変装置８に何らかの異常が発生した場合などに、このロック装置３１を作動させ、ＡＣＴ角θtaを機械的にロックすることにより、フェールセーフを図るようになっている。
【００３０】
詳述すると、ＩＦＳＥＣＵ９は、上記モータ駆動用の駆動回路２２に加え、ロック装置３１の駆動源であるソレノイド３２に駆動電力を供給するロック制御用の駆動回路３３と、同駆動回路３３の作動を制御するためのロック制御信号を生成するロック制御部３４とを備えている。ロック制御部３４は、レゾルバ２７の異常が検知された旨を示す異常検知信号Ｓ_trが入力された場合には、駆動回路３３に対し、ロック装置３１をロック作動させるべき旨を示すロック制御信号を出力する。
【００３１】
次に、レゾルバ２７により検出されるモータ回転角θmの異常値判定及びレゾルバ２７の異常検知について説明する。
マイコン２１は、モータ回転角θmが異常値であるか否かを判定する変化範囲演算手段及び判定手段としての回転角異常判定部４１と、推定モータ回転角θmeを算出する推定手段としての推定モータ回転角演算部４２とを備えている。
【００３２】
詳述すると、回転角異常判定部４１には、モータ回転角演算部２８により算出されたモータ回転角θm及び回転角速度ωmが入力される。回転角異常判定部４１は、最新のモータ回転角θmから直前のモータ回転角θmを減算した差分、即ち所定周期内でのモータ１３の回転角変化量を算出する。なお、本実施形態では、差分が正の値の場合には、モータ１３が時計回りに回転し、差分が負の値の場合にはモータ１３が反時計回りに回転したものとする。また、回転角異常判定部４１は、所定のモータ回転角θｍ（本実施形態では、直前のモータ回転角θm）での回転角速度ωmに基づいて、モータ１３が所定周期内に回転可能な変化範囲を算出し、上記差分が変化範囲内にあるか否かを判定する。そして、回転角異常判定部４１は、差分が変化範囲である場合には、検出されたモータ回転角θmが異常値でないと判定し、モータ回転角θmが異常値でない旨の制御信号をＡＣＴ角演算部２９及び推定モータ回転角演算部４２に出力する。一方、回転角異常判定部４１は、差分が変化範囲内にない場合には、検出されたモータ回転角θmが異常値であると判定し、モータ回転角θmが異常値である旨の制御信号をＡＣＴ角演算部２９及び推定モータ回転角演算部４２に出力する。
【００３３】
本実施形態では、変化範囲は、所定周期内にモータ１３が回転可能な最大の回転角変化量（例えば、機械角で±５．５°）と、モータ１３の回転角速度ωmとに基づいて定められる。具体的には、モータ１３は、その回転角速度ωmが大きい程、同じ回転方向に対して回転しやすく、逆の回転方向に対して回転し難くなる。従って、モータ１３の変化範囲は、図４に示すように、モータ１３の回転角速度ωmに応じて変化し、直線Ｌａ，Ｌｂにて囲まれたハッチングで示す範囲内になる。なお、図４に示された正負の符号は、モータ１３の回転方向を示す。
【００３４】
推定モータ回転角演算部４２には、モータ回転角演算部２８により算出されたモータ回転角θm及び回転角速度ωmとともに、回転角異常判定部４１からの制御信号が入力される。推定モータ回転角演算部４２は、回転角異常判定部４１からモータ回転角θmが異常値である旨の制御信号が入力された場合には、回転角異常判定部４１で算出された変化範囲を参照してモータ１３の回転角変化量を推定し、その推定した回転角変化量と直前のモータ回転角θmとから推定モータ回転角θmeを演算する。具体的には、モータ１３の回転角速度ωmに応じて、変化範囲の中間値（図４において直線Ｌｃで示す値）分だけ、直前のモータ回転角θmからモータ１３が回転したと推定する。そして、推定モータ回転角演算部４２は、算出した推定モータ回転角θmeをＡＣＴ角演算部２９に出力する。なお、推定モータ回転角演算部４２は、モータ回転角θmが異常値でない旨の制御信号が入力された場合には、推定モータ回転角θmeを算出しない。
【００３５】
ＡＣＴ角演算部２９には、モータ回転角演算部２８により算出されたモータ回転角θmとともに、推定モータ回転角演算部４２により算出された推定モータ回転角θme及び回転角異常判定部４１からの制御信号が入力される。そして、ＡＣＴ角演算部２９は、回転角異常判定部４１からモータ回転角θmが異常値でない旨の制御信号が入力された場合には、モータ回転角θmに基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、位置制御演算部２６に出力する。一方、回転角異常判定部４１からモータ回転角θmが異常値である旨の制御信号が入力された場合には、推定モータ回転角θmeに基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、位置制御演算部２６に出力する。
【００３６】
また、マイコン２１は、レゾルバ２７の異常を検知するレゾルバ異常検知部４３を備えている。レゾルバ異常検知部４３には、回転角異常判定部４１から出力された制御信号が入力される。レゾルバ異常検知部４３は、モータ回転角θmが異常値となる回数を計測しており、連続して所定回数（例えば、３回）以上、モータ回転角θmが異常値となった場合には、レゾルバ２７に異常が発生したと判断して、異常検知信号Ｓ_trをモータ制御信号出力部３０に出力する。そして、モータ制御信号出力部３０は、異常検知信号Ｓ_trが入力されると、通電相を固定して駆動電力を供給する相固定通電を行い、直前に算出された推定モータ回転角θmeにてモータ１３を固定する。さらに、相固定通電を行っている状態で、所定時間継続して、モータ回転角θmが異常値であると判定された場合には、レゾルバ異常検知部４３は、異常検知信号Ｓ_trをロック制御部３４に出力する。ロック制御部３４は、異常検知信号Ｓ_trが入力されると、ロック装置３１を作動させてＡＣＴ角θtaを機械的にロックする。
【００３７】
次に、図５に示すフローチャートに従って、マイコン２１におけるモータ制御の処理手順について説明する。先ず、マイコン２１は、レゾルバ２７から出力される正弦波相出力信号Ｓｓ及び余弦波相出力信号Ｓｃに基づいてモータ回転角θmを算出し（ステップ１０１）、レゾルバ２７により検出されたモータ回転角θmが異常値であるか否かの判定を行う（ステップ１０２）。
【００３８】
モータ回転角θmの判定について図６のフローチャートに従って説明する。先ず、回転角異常判定部４１は、最新のモータ回転角θmから直前のモータ回転角θmを減算して所定周期内でのモータ１３の回転角変化量を算出し（ステップ２０１）、直前の回転角速度ωmに基づいて変化範囲を算出する（ステップ２０２）。続いて、回転角異常判定部４１は、所定周期内でのモータ１３の回転角変化量が変化範囲内であるか否かを判定（ステップ２０３）し、変化範囲内である場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）には、検出されたモータ回転角θmが正常値であると判定する（ステップ２０４）。一方、回転角異常判定部４１は、変化範囲内でない場合（ステップ２０３：ＮＯ）には、検出されたモータ回転角θmが異常値であると判定する（ステップ２０５）。
【００３９】
マイコン２１は、上記のようにステップ１０２で行った判定の結果に基づいてモータ回転角θmが異常値であるか否かを判定し（ステップ１０３）、モータ回転角θmが異常値でない場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、連続してモータ回転角θmが異常値である回数を示すカウンタｎをリセットする（ｎ＝０、ステップ１０４）。そして、レゾルバ２７により検出されたモータ回転角θmに基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、該ＡＣＴ角θtaとＡＣＴ指令角θta*との偏差に基づいてフィードバック演算を行う通常制御を実行する（ステップ１０５）。
【００４０】
一方、マイコン２１は、モータ回転角θmが異常値である場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）には、直前のモータ回転角θm及び直前の回転角速度ωmから推定モータ回転角θmeを推定し（ステップ１１１）、カウンタｎが所定回数ｎｃ以上であるか否かを判定する（ステップ１１２）。続いて、マイコン２１は、カウンタｎが所定回数ｎｃよりも小さい場合（ステップ１１２：ＮＯ）には、カウンタｎをインクリメントする（ｎ＝ｎ＋１、ステップ１１３）。そして、マイコン２１は、推定モータ回転角演算部４２により算出された推定モータ回転角θmeに基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、該ＡＣＴ角θtaとＡＣＴ指令角θta*との偏差に基づいてフィードバック演算を行う暫定制御を実行する（ステップ１１４）。
【００４１】
また、マイコン２１は、カウンタｎが所定回数ｎｃ以上の場合（ステップ１１２：ＹＥＳ）には、相固定通電をすることでモータ１３を電気的にロックして伝達比可変装置８を停止させる停止制御中であることを示す停止フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１２１）。停止フラグがセットされていない場合（ステップ１２１：ＮＯ）には、マイコン２１は、停止制御を実行する（ステップ１２２）とともに停止フラグをセットし（ステップ１２３）し、停止制御を実行してからの経過時間計測用のタイマをリセットする（ｔ＝０、ステップ１２４）。続いて、マイコン２１は、タイマをインクリメントして（ｔ＝ｔ＋１、ステップ１２５）、経過時間ｔが所定時間ｔｃ以上であるが否かを判定し（ステップ１２６）、経過時間ｔが所定時間ｔｃよりも小さい場合（ステップ１２６：ＮＯ）には、処理を終了する。また、マイコン２１は、停止フラグがセットされている場合（ステップ１２１：ＹＥＳ）にも、ステップ１２５，１２６の処理を実行する。そして、マイコン２１は、経過時間ｔが所定時間ｔｃ以上の場合（ステップ１２６：ＹＥＳ）には、停止フラグをクリアし（ステップ１２７）、ロック装置３１を作動させてモータ１３を機械的にロックする（ステップ１２８）とともにモータ制御を停止する（ステップ１２９）。
【００４２】
上記従来の構成では、上記式（１）及び式（２）で表される正弦波相出力信号Ｓｓ及び余弦波相出力信号Ｓｃにより特定される座標点（モータ回転角）が、図８に示すように、理論値から所定範囲（ハッチングにより示された範囲）内に位置する場合には、レゾルバの異常はないとして、検出されたモータ回転角θmに基づいてモータ制御を続行する。つまり、上記座標点が図８に示す所定範囲内であれば、レゾルバの異常とは判定されず、検出されたモータ回転角θmに基づいて算出されたＡＣＴ角θtaとＡＣＴ指令角θta*との偏差に基づいてモータ制御が実行される。従って、例えば検出されたモータ回転角が変化範囲を超えている場合には、ＩＦＳＥＣＵ９は、急激にモータ回転角を変更しようとして滑らかなモータ回転を得ることができず、異音や振動が発生するという問題が生じる。
【００４３】
この点、本実施形態では、マイコン２１は、所定周期内でのモータ１３の回転角変化量が変化範囲を超えている場合には異常値と判定する。例えば、図７に示すように、モータ１３が所定の回転角速度で反時計回りに回転している場合には、検出された最新のモータ回転角θmが変化範囲（回転角速度ωmに応じて反時計回りには大きく、時計回りには小さい範囲）内でないと、該最新のモータ回転角θmは異常値であると判定される。そのため、変化範囲外で検出されたモータ回転角に基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、該ＡＣＴ角θtaとＡＣＴ指令角θta*との偏差に基づくフィードバック演算によりモータ制御信号が生成されることが防止され、ＩＦＳＥＣＵ９により異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができる。
【００４４】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
（１）マイコン２１は、指令値であるＡＣＴ指令角θta*にフィードバック値であるＡＣＴ角θtaが追従するようにフィードバック演算を実行して電流指令εを算出する位置制御演算部２６と、同電流指令εに基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号出力部３０を備えた。回転角異常判定部４１は、所定周期内でのモータ１３の回転角変化量が変化範囲外である場合に、レゾルバ２７により検出されたモータ回転角θmが異常値であると判定するようにした。そのため、ＩＦＳＥＣＵ９は、異常なモータ回転角θmに基づいて算出されたＡＣＴ角θtaとＡＣＴ指令角θta*との偏差に基づくフィードバック演算によりモータ制御信号を生成することが防止されるため、異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができる。
【００４５】
（２）推定モータ回転角演算部４２は、モータ回転角θmが異常値である場合には、直前の回転角速度ωmに基づいてモータ１３の回転角変化量を推定し、その推定した回転角変化量と直前のモータ回転角θmとから推定モータ回転角θmeを算出するようにした。そして、ＡＣＴ角演算部２９は、推定モータ回転角θmeに基づいてＡＣＴ角θtaを算出し、位置制御演算部２６に出力するようにした。従って、所定周期内でのモータ１３の回転角変化量が変化範囲内である推定モータ回転角θmeに基づいてフィードバック演算をするため、モータ１３の回転が円滑化されて、より確実に異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることができる。
【００４６】
（３）モータ１３の回転が円滑化されて、より確実に異音や振動のない滑らかなモータ回転を得ることが可能なため、ステアリング２の振動を防止して操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００４７】
（４）モータ回転角θmが連続して所定回数以上異常値となった場合には、通電相を固定して駆動電力を供給する相固定通電を行い、直前に算出されたモータ回転角θmにてモータ回転角を固定するようにした。そのため、レゾルバ２７に異常が発生した場合に速やかにフェールセーフを図り、車両の安全性を確保することができる。
【００４８】
（５）所定時間以上継続してモータ回転角θmが異常値である場合には、ロック装置３１により機械的にモータ１３をロックするため、より確実に車両の安全性を確保することができる。
【００４９】
なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・本実施形態では、変化範囲を所定周期内にモータ１３が回転可能な最大の回転角変化量と、モータ１３の回転角速度ωmとに基づいて定めたが、これに限らず、所定周期内にモータ１３が回転可能な最大の回転角変化量よりも小さい変化量と回転角速度ωmとに基づいて定めてもよい。
【００５０】
・本実施形態では、モータ１３の回転角速度ωmに応じて、変化範囲の中間値（図４において直線Ｌｃで示す値）だけ、直前のモータ回転角θmからモータ１３が回転したと推定するようにした。しかし、これに限らず、直前のモータ回転角θmからモータ１３が回転したと推定する回転角変化量は、モータ１３の回転角速度ωmに応じた変化範囲内であれば、どのような値であってもよい。
【００５１】
・本実施形態では、直前のモータ回転角θmでの回転角速度ωmに基づいてモータ１３が所定周期内に回転可能な変化範囲を算出したが、これに限らず、その他の時点のモータ回転角θmでの回転角速度ωmに基づいてモータ１３が所定周期内に回転可能な変化範囲を算出してもよい。
【００５２】
・本実施形態では、モータ回転角θmが連続して所定回数以上異常値となった場合に、相固定通電を行い、この状態で所定時間以上継続してモータ回転角θmが異常値である場合に、ロック装置３１により機械的にモータ１３をロックするようにした。しかし、これに限らず、モータ回転角θmが連続して所定回数以上異常値となった場合に、ロック装置３１により機械的にモータ１３をロックするようにしてもよい。
【００５３】
・本実施形態では、モータ回転角θmが連続して所定回数以上異常値となった場合に、相固定通電を行ったが、これに限らず、駆動回路２２に出力するモータ制御信号をモータ１３の各相間を短絡させる信号に切り替えて、同モータ１３を発電機として機能させる回生制御を行うようにしてもよい。回生制御を行うことで、回転により生ずる逆起電力に基づく回生ブレーキ作用があり、これによりフェールセーフを図ることができる。
【００５４】
・本実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ９は、モータ回転角θmが異常値と判定された場合には、推定モータ回転角θmeに基づいてモータ制御を実行したが、これに限らず、ＩＦＳＥＣＵ９は、推定モータ回転角θmeに基づいてモータ制御を実行することなく相固定通電によりモータ１３を電気的にロックしてもよい。このようにしても、異常なモータ回転角θmに基づいてモータ制御信号を生成することが防止されるため、ステアリング２の振動を防止して操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００５５】
・本実施形態では、本発明を車両用操舵装置１に設けられた伝達比可変装置８を制御するＩＦＳＥＣＵ９に具体化したが、これ以外の用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図３】（ａ），（ｂ）ギヤ比可変制御の説明図。
【図４】回転角速度とモータの回転角変化量との関係を示す説明図。
【図５】レゾルバの異常検知の処理手順を示すフローチャート。
【図６】回転角異常判定部の処理手順を示すフローチャート。
【図７】モータ回転角の異常を判定する原理を説明するための模式図。
【図８】従来のレゾルバの異常を検出する原理を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００５７】
１…車両用操舵装置、２…ステアリング、６…転舵輪、８…伝達比可変装置、１３…モータ、２２…駆動回路、２７…レゾルバ、２８…モータ回転角演算部、２９…ＡＣＴ角演算部、３１…ロック装置、４１…回転角異常判定部、４２…推定モータ回転角演算部、４３…レゾルバ異常検知部、θm…モータ回転角、θme…推定モータ回転角、ωm…回転角速度。
【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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【図８】
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