【手続補正書】
【提出日】平成29年2月9日(2017.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトルクセンサを示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る３相電動モータの構成を示す断面図である。
【図４】図３の３相電動モータの巻線構造を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の具体的構成を示す回路図である。
【図６】正常時の操舵トルクと操舵補助電流指令値との関係を示す特性線図である。
【図７】異常時の操舵トルクと操舵補助電流指令値との関係を示す特性線図である。
【図８】本発明の実施形態に係るモータ電気角検出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る相対オフセット量推定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１０】モータ電気角の原点と出力軸回転角検出値の基準値との関係を説明する波形図である。
【図１１】（ａ）は、モータ電気角原点を推定するためのトルク指令値の一例を示す波形図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、ステップ波状の指令値による駆動電流を電動モータに入力時の出力トルクの応答波形の一例を示す波形図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の関係や比率等は現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。
また、以下に示す実施形態は、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、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
そして、ステータ２２ＳのスロットＳＬに、図４に示す２系統で、その各々の同相の磁極がロータ磁石に対し同位相となる多相モータ巻線となる第１の３相モータ巻線Ｌ１と第２の３相モータ巻線Ｌ２とが巻装されている。第１の３相モータ巻線Ｌ１は、Ｕ相コイルＵ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ相コイルＶ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ相コイルＷ１ａ，Ｗ１ｂの各一端が互いに接続されてスター結線とされている。さらに、Ｕ相コイルＵ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ相コイルＶ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ相コイルＷ１ａ，Ｗ１ｂの各他端がモータ制御装置２５に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉ１ｕ、Ｉ１ｖ及びＩ１ｗが供給されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第２の３相モータ巻線Ｌ２は、Ｕ相コイルＵ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ相コイルＶ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ相コイルＷ２ａ，Ｗ２ｂの各一端が互いに接続されてスター結線とされている。さらに、Ｕ相コイルＵ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ相コイルＶ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ相コイルＷ２ａ，Ｗ２ｂの他端がモータ制御装置２５に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｖ及びＩ２ｗが供給されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
そして、第１の３相モータ巻線Ｌ１の各相コイル部Ｕ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂ並びに第２の３相モータ巻線Ｌ２の各相コイル部Ｕ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂは各ティースＴｅを挟むスロットＳＬに通電電流の方向が同一方向となるように巻回されている。
このように第１の３相モータ巻線Ｌ１の各相コイル部Ｕ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂと、第２の３相モータ巻線Ｌ２の各相コイル部Ｕ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂと、が互いに異なる１２本のティースＴｅ１〜Ｔｅ１２に巻装されている。すなわち、１２本のティースＴｅ１〜Ｔｅ１２に、順次第１系統となる相コイルＵ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装し、次いで、第２系統となる相コイルＵ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装している。さらに、第１系統となる相コイルＵ１ａ，Ｕ１ｂ、Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＷ１ａ，Ｗ１ｂを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装し、最後に、第２系統となる相コイルＵ２ａ，Ｕ２ｂ、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ及びＷ２ａ，Ｗ２ｂを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装している。このため、第１の３相モータ巻線Ｌ１及び第２の３相モータ巻線Ｌ２の同相のコイル部がロータ２２Ｒの各磁極の永久磁石ＰＭで形成される同一の磁束に同時に鎖交することがないように巻装されている。したがって、第１の３相モータ巻線Ｌ１の各コイル部と第２の３相モータ巻線Ｌ２の各コイル部とで互いの磁気的な干渉を最小限に抑制する磁気回路を構成している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
そして、第１及び第２のモータ電流遮断回路３３Ａ及び３３Ｂの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３及びＱＢ１〜ＱＢ３がそれぞれの寄生ダイオードＤのカソードを第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂ側として各々が同一向きに接続されている。
また、第１及び第２の電源遮断回路４４Ａ及び４４Ｂのそれぞれは、２つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ＱＣ１，ＱＣ２及びＱＤ１，ＱＤ２がドレイン同士を接続して寄生ダイオードが逆向きとなる直列回路構成を有する。そして、電界効果トランジスタＱＣ１及びＱＤ１のソースが互いに接続されてノイズフィルタ４３の出力側に接続され、電界効果トランジスタＱＣ２及びＱＤ２のソースが第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂの各電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２及びＱ３のソースに接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
レゾルバ異常診断部６１は、レゾルバ２３ａの異常を検出し、異常検出信号ＳＡｒを出力する。
また、サブモータ電気角検出回路２３ｃには、図５では図示省略しているが、出力側回転角センサ１３ｃから出力される出力軸回転角検出値θｏｓと、操舵トルクＴと、ＩＧＮスイッチ２８から出力されるイグニッションのＯＮ／ＯＦＦを示すイグニッション信号ＩＧＮとが入力されている。加えて、角度演算部６０からの第１のモータ電気角θｍ１と、レゾルバ異常診断部６１からの異常検出信号ＳＡｒとが入力されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このサブモータ電気角検出回路２３ｃは、相対オフセット量推定部６２と、モータ電気角推定部６３とを備えている。
相対オフセット量推定部６２は、モータ電気角θｍの原点θｍｄ（以下、「モータ電気角原点θｍｄ」と記載する場合がある）と出力軸回転角検出値θｏｓの基準値θｏｓｒとの相対オフセット量θｏｆｆを推定する。そして、推定した相対オフセット量θｏｆｆをモータ電気角推定部６３に出力する。
モータ電気角推定部６３は、出力側回転角センサ１３ｃの検出した出力軸回転角検出値θｏｓと、ＲＯＭ５１に予め記憶された減速ギア２１の減速比ＲＧｒと、３相電動モータ２２のロータ２２Ｒの極対数Ｐと、相対オフセット量推定部６２で推定した相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角推定値θｍｅを算出する。そして、算出したモータ電気角推定値θｍｅを第２のモータ電気角θｍ２として電気角選択部２３ｄに出力する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ここで、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が正常時は、モータ電気角の原点θｍｄが解るので、出力軸回転角検出値の基準値θｏｓｒとの相対オフセット量を容易に推定することが可能である。
なお、基準値θｏｓｒは、システム起動時（ＩＧＮスイッチ２８がＯＦＦからＯＮになった時）の出力軸回転角検出値に極対数Ｐと減速比ＲＧｒとを乗算したものである。
また、モータ電気角θｍを出力軸回転角検出値θｏｓ・極対数Ｐ・減速比ＲＧｒで補うためには、モータ電気角原点θｍｄ（０度）と出力軸回転角検出値の基準値θｏｓｒとを一致させる必要がある。例えば、図１０中に示すように、基準値θｏｓｒとモータ電気角原点θｍｄとが一致していない場合、同図中の一点鎖線に示すように、同図中の実線に示すモータ電気角θｍに対して出力軸回転角θｏｓ・極対数Ｐ・減速比ＲＧｒ（基準値θｏｓｒからの変位量）に角度誤差が生じる。そのため、実際のモータ電気角θｍに対して大きなずれが生じることになる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
そのため、モータ電気角原点θｍｄに対して、出力軸回転角検出値の基準値θｏｓｒがどれだけずれているかを相対オフセット量として求めておき、モータ電気角を推定時は相対オフセット量を加える（相対オフセット量で補正する）必要がある。
第２相対オフセット量推定部７１は、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態となるシステム停止後からＩＧＮスイッチ２８が再びＯＮ状態となるシステム再起動時のレゾルバ異常診断部６１による初期診断にて異常検出信号ＳＡｒが異常ありを示す値であったときに、第２の相対オフセット量θｏｆｆ２を推定する。そして、推定した第２の相対オフセット量θｏｆｆ２をＲＡＭ５０に記憶する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（実施形態の効果）
（１）本実施形態に係るモータ制御装置２５は、相対オフセット量推定部６２が、ステアリングの舵角（出力軸回転角検出値θｏｓ）を検出する出力側回転角センサ１３ｃで検出される出力軸回転角検出値の基準値θｏｓｒと操舵補助力を発生する３相電動モータ２２のモータ電気角原点θｍｄとの相対オフセット量θｏｆｆを推定する。モータ電気角推定部６３が、出力軸回転角検出値θｏｓと相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角θｍを推定する。制御演算装置３１及びモータ電気角検出回路２３が、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が正常時はこれらで検出した第１のモータ電気角θｍ１に基づき３相電動モータ２２を駆動制御する。一方、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が異常時はモータ電気角推定部６３で推定した第２のモータ電気角θｍ２に基づき３相電動モータ２２を駆動制御する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
この構成であれば、出力側回転角センサ１３ｃで検出される出力軸回転角検出値θｏｓの基準値θｏｓｒと３相電動モータ２２のモータ電気角原点θｍｄとの相対オフセット量θｏｆｆを推定し、出力軸回転角検出値θｏｓと相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角θｍを推定することが可能である。そして、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常時は、推定したモータ電気角θｍ２に基づき３相電動モータ２２を駆動制御することが可能である。
これにより、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常時でも３相電動モータ２２の駆動を継続して行うことが可能となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
（２）本実施形態に係るモータ制御装置２５は、トルクセンサ１３がステアリング機構に伝達される操舵トルクＴを検出する。出力側回転角センサ１３ｃがステアリングの舵角（出力軸回転角検出値θｏｓ）を検出する。３相電動モータ２２が操舵補助力を発生する。レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が３相電動モータ２２のモータ電気角θｍを検出する。第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂが、３相電動モータ２２に駆動電流を供給する。制御演算装置３１が、トルクセンサ１３で検出した操舵トルクＴとレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０で検出したモータ電気角θｍとに基づき第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂを駆動制御する。レゾルバ異常診断部６１が、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の異常を診断する。相対オフセット量推定部６２が、出力軸回転角検出値の基準値θｏｓｒとモータ電気角原点θｍｄとの相対オフセット量θｏｆｆを推定する。モータ電気角推定部６３が、出力側回転角センサ１３ｃで検出した出力軸回転角検出値θｏｓと相対オフセット量推定部６２で推定した相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角θｍを推定する。制御演算装置３１が、レゾルバ異常診断部６１でレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常と診断されると、トルクセンサ１３で検出した操舵トルクＴとモータ電気角推定部６３で推定した第２のモータ電気角θｍ２とに基づき第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂを駆動制御する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
この構成であれば、出力側回転角センサ１３ｃで検出される出力軸回転角検出値θｏｓの基準値θｏｓｒと３相電動モータ２２のモータ電気角原点θｍｄとの相対オフセット量θｏｆｆを推定し、出力軸回転角検出値θｏｓと相対オフセット量θｏｆｆとに基づきモータ電気角θｍを推定すること可能である。そして、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常時は、推定したモータ電気角θｍ２に基づき多相電動モータを駆動制御することが可能である。
これにより、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常時でも３相電動モータ２２の駆動を継続して行うことが可能となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
（３）本実施形態に係るモータ制御装置２５は、相対オフセット量推定部６２が、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が正常時に、出力側回転角センサ１３ｃで検出される出力軸回転角検出値θｏｓとレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０で検出されるモータ電気角θｍとに基づき第１の相対オフセット量θｏｆｆ１を推定すると共に、推定した第１の相対オフセット量θｏｆｆ１をＲＡＭ５０に記憶する。モータ電気角推定部６３が、システム起動中にレゾルバ異常診断部６１でレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常と診断されると、出力側回転角センサ１３ｃで検出した出力軸回転角検出値θｏｓとＲＡＭ５０に記憶された第１の相対オフセット量θｏｆｆ１とに基づきモータ電気角θｍを推定する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
この構成であれば、レゾルバ２３ａ及び角度演算部６０が正常時に、出力側回転角センサ１３ｃで検出される出力軸回転角検出値θｏｓとレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０で検出されるモータ電気角θｍとに基づき第１の相対オフセット量θｏｆｆ１を推定しＲＡＭ５０に記憶することが可能である。
これにより、システム起動中にレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方に異常が生じても、ＲＡＭ５０に記憶された第１の相対オフセット量θｏｆｆ１から正確なモータ電気角を推定することが可能となる。
これにより、システム起動中にレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常時でも３相電動モータ２２の駆動を継続して行うことが可能となる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
（４）本実施形態に係るモータ制御装置２５は、相対オフセット量推定部６２が、システム起動時のレゾルバ異常診断部６１による初期診断でレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常と診断されると、制御演算装置３１及び第１及び第２のインバータ回路４２Ａ及び４２Ｂを介して正負に振動するモータ駆動電流（例えば、ステップ波状のモータ駆動電流）を３相電動モータ２２に流し、このモータ駆動電流を流したときにトルクセンサ１３で検出される操舵トルクＴの振幅に基づきモータ電気角原点θｍｄを推定し、推定したモータ電気角原点θｍｄに基づき第２の相対オフセット量θｏｆｆ２を推定する。モータ電気角推定部６３が、レゾルバ異常診断部６１による初期診断でレゾルバ２３ａ及び角度演算部６０の少なくとも一方が異常と診断されると、出力側回転角センサ１３ｃで検出した出力軸回転角検出値θｏｓと第２の相対オフセット量θｏｆｆ２とに基づきモータ電気角θｍを推定する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
（変形例）
（１）上記実施形態においては、トルクセンサ１３を構成する出力側回転角センサ１３ｃで検出した出力軸回転角検出値θｏｓに基づきモータ電気角を推定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、入力側回転角センサ１３ｂで検出した入力軸回転角θｉｓに基づきモータ電気角を推定するなど、ステアリングホイール１１の操作に伴って回転する軸の回転角を検出するセンサであれば他のセンサで検出した回転角に基づきモータ電気角を推定してもよい。
（２）上記実施形態においては、制御演算装置３１の操舵補助制御処理で、操舵補助電流指令値に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*を算出し、これらをｄｑ相−３相変換してＵ相電流指令値Ｉｕ*、Ｖ相電流指令値Ｉｖ*及びＷ相電流指令値Ｉｗ*を算出し、これらと電流検出値の相毎の加算値との電流偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ及びΔＩｗを算出する場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、電流検出値の相毎の加算値をｄｑ軸変換し、これらとｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*との偏差ΔＩｄ及びΔＩｑを算出し、偏差ΔＩｄ及びΔＩｑをｄｑ相−３相変換するようにしてもよい。
（３）上記実施形態においては、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、この構成に限らず、例えば、ラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用する構成としてもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ステアリングの舵角を検出するステアリング舵角検出部で検出される前記舵角の基準値と操舵補助力を発生する多相電動モータのモータ電気角の原点との相対オフセット量を推定するオフセット量推定部と、
前記ステアリング舵角検出部で検出した舵角と前記オフセット量推定部で推定した前記相対オフセット量とに基づき前記モータ電気角を推定するモータ電気角推定部と、
前記モータ電気角を検出するモータ電気角検出部が正常時は該モータ電気角検出部で検出したモータ電気角に基づき前記多相電動モータを駆動制御し、前記モータ電気角検出部が異常時は前記モータ電気角推定部で推定したモータ電気角推定値に基づき前記多相電動モータを駆動制御するモータ駆動制御部と、を備えるモータ制御装置。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2017036001.tif 000001
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2017036001.tif 000002
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2017036001.tif 000003
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2017036001.tif 000004