電動パワーステアリング装置
【課題】センサレス制御を行う場合において、操舵フィーリングの低下を抑制する。
【解決手段】不感帯処理部１１２は、誘起電圧演算部１１１で算出した演算誘起電圧ｅ’を入力し、不感帯変更部１１３から出力される不感帯指定信号Ｓにしたがって、操舵トルクＴｒの大きさが設定トルクＴｒ０よりも大きい場合には、不感帯処理マップを参照して演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行い、操舵トルクＴｒの大きさが設定トルクＴｒ０以下の場合には、演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行わない。従って、保舵時において操舵ハンドルが振動しない。また、操舵ハンドルを切り出すときには、推定電気角が固定されないため、操舵操作の引っ掛かり感がなくなる。
【解決手段】不感帯処理部１１２は、誘起電圧演算部１１１で算出した演算誘起電圧ｅ’を入力し、不感帯変更部１１３から出力される不感帯指定信号Ｓにしたがって、操舵トルクＴｒの大きさが設定トルクＴｒ０よりも大きい場合には、不感帯処理マップを参照して演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行い、操舵トルクＴｒの大きさが設定トルクＴｒ０以下の場合には、演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行わない。従って、保舵時において操舵ハンドルが振動しない。また、操舵ハンドルを切り出すときには、推定電気角が固定されないため、操舵操作の引っ掛かり感がなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の操舵操作に基づいて電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動パワーステアリング装置は、運転者が操舵ハンドルに付与した操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた目標操舵アシストトルクを演算し、この目標操舵アシストトルクが得られるように、電動モータの通電量を制御している。電動モータとしてブラシレスＤＣモータを使用した電動パワーステアリング装置も一般化されている。ブラシレスＤＣモータは、インバータのスイッチング制御によりＵ相，Ｖ相，Ｗ相への通電が行われる。従って、ブラシレスＤＣモータを使用する場合には、位相を制御するために、回転子の電気角を検出するための回転角センサが設けられる。
【０００３】
回転角センサが故障した場合には、モータの制御が不能となる。そこで、回転角センサが故障した場合には、モータで発生する誘起電圧（逆起電力）に基づいて電気角を推定し、この推定した電気角（推定電気角）を使ってモータを駆動制御する技術が知られている。一般に、推定電気角を使ったブラシレスＤＣモータの制御は、センサレス制御と呼ばれている。
【０００４】
センサレス制御においては、モータで発生する誘起電圧とモータ角速度とが比例関係を有することを利用して、誘起電圧からモータ角速度を算出する。そして、センサレス制御の演算周期とモータ角速度とから、１周期あたりにモータが回転した角度を求め、１周期前の電気角にこの回転角度を回転方向に加算することで現時点の電気角、つまり、推定電気角を算出する。こうしたセンサレス制御を用いた電動パワーステアリング装置は、例えば、特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８７７５６号公報
【発明の概要】
【０００６】
センサレス制御を行う場合、モータで発生する誘起電圧を計算するが、その計算値には、誘起電圧を算出するために必要な電流値、電圧値等の測定誤差が含まれる。このため、操舵ハンドルを保舵している状態においては、モータの回転が停止していても誘起電圧の計算誤差により電気角が加算されてしまいモータのトルク変動が生じる。このトルク変動が操舵ハンドルに振動として現れる。これを防止するために、誘起電圧の計算値に不感帯を設けることで、誘起電圧の誤差に対しては推定電気角を変化させないようにすることができる。しかしながら、誘起電圧の計算値に不感帯を設けた場合には、運転者が操舵ハンドルを回し始めるときに、推定電気角が進まないため、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。
【０００７】
また、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、誘起電圧から算出されたモータ角速度がゼロ近傍の不感帯内に入っているときに、電気角情報を得るために、正の値のオフセット値と負の値のオフセット値を所定の周期で交互に角速度に加算するようにしてモータ角速度がゼロになることを防止している。しかしながら、この装置では、単にオフセット値（固定値）を正負交互に切り換えて推定角速度に加算するものであるため、保舵中において常にモータが正逆回転することになる。従って、モータの振動が操舵ハンドルに伝わってしまい操舵フィーリングが悪い。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、センサレス制御を行う場合において、操舵フィーリングの低下を抑制することにある。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する永久磁石同期モータと、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど前記操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値を演算するモータ制御値演算手段と、前記永久磁石同期モータの電気角を検出するための回転角センサと、前記回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、前記センサ異常検出手段により前記回転角センサの異常が検出されているとき、前記永久磁石同期モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいて前記永久磁石同期モータの推定電気角を算出する電気角推定手段と、前記モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、前記回転角センサの異常が検出されていないときには前記回転角センサにより検出された電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御し、前記回転角センサの異常が検出されているときには前記電気角推定手段により算出された推定電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電気角推定手段は、前記演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、前記演算誘起電圧が前記不感帯に入る場合に、前記演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする不感帯処理手段と、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって前記不感帯を狭くする不感帯変更手段とを備えたことにある。
【００１０】
本発明の電動パワーステアリング装置においては、ステアリング機構に永久磁石同期モータが設けられており、モータ制御手段が、この永久磁石同期モータを駆動制御することにより操舵アシストトルクを発生させる。モータ制御手段は、モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、回転角センサにより検出された電気角を用いて永久磁石同期モータを駆動制御する。モータ制御値演算手段は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値（例えば、電流指令値）を演算する。
【００１１】
モータ制御手段は、例えば、永久磁石同期モータ（以下、単にモータと呼ぶ）の永久磁石の磁界が貫く方向となるｄ軸と、ｄ軸に直交する方向（ｄ軸からπ／２だけ電気角を進めた方向）となるｑ軸とを定めたｄ−ｑ座標を用いた電流ベクトル制御によりモータを駆動制御する。
【００１２】
回転角センサが故障した場合には、モータを駆動制御することができない。そこで、本発明の電動パワーステアリング装置は、回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、センサ異常検出手段により回転角センサの異常が検出されているときモータの電気角を推定する電気角推定手段を備えている。電気角推定手段は、モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいてモータの推定電気角を算出する。モータで発生する誘起電圧は、モータ角速度に比例する。従って、電気角推定手段は、例えば、所定時間毎に演算誘起電圧からモータの推定角速度を求め、この推定角速度でモータが所定時間当たりに回転する量を電気角加算量として計算し、所定時間前の推定電気角に電気角加算量をモータ回転方向に加算することで推定電気角を算出することができる。モータ制御手段は、回転角センサの異常が検出されているときには電気角推定手段により推定された推定電気角を用いてモータを駆動制御する。つまり、センサレス制御を行う。
【００１３】
演算誘起電圧を求めるには、電流測定、電圧測定が必要となる。このため、演算誘起電圧には、電流測定誤差、電圧測定誤差等による電圧分が含まれてしまい、モータの回転が停止している状態であっても、モータ通電中においては演算誘起電圧がゼロにならない。従って、保舵中（操舵ハンドルを切り込んだ位置で止めている状態）であっても、推定電気角が進められてしまいモータのトルク変動が生じる。このトルク変動は、操舵ハンドルの振動として現れ、運転者の操舵フィーリングを低下させる。そこで、本発明においては、不感帯処理手段が、演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、演算誘起電圧が不感帯に入る場合に、演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする。尚、モータの推定電気角を算出する過程において演算誘起電圧から導き出される値、例えば、モータの推定角速度に不感帯を設けるようにしたものも本発明の不感帯処理手段に相当するものである。この場合、演算誘起電圧の設定電圧に対応する角速度が、推定角速度の不感帯の範囲を設定するものとなる。
【００１４】
演算誘起電圧に不感帯を設定すると、モータの回転が停止している状態においては、推定電気角が変化しないようになる。このため、保舵中においては操舵ハンドルが振動しない。しかし、運転者が操舵ハンドルを切り出すとき（中立位置から回し始めるとき）に推定電気角が進みにくく、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。操舵ハンドルの切り出しにより操舵トルクが検出されてモータコイルが通電されると、回転子に設けた永久磁石がモータコイルで発生する磁界により引き寄せられる。このとき、演算誘起電圧が不感帯を乗り越えられないと推定電気角が進まないため、モータコイルで発生する磁界が回転しない。従って、回転子は、永久磁石がモータコイルの磁界に吸着された位置で落ち着いてしまう。このため、操舵アシストトルクを発生させることができず、操舵操作に引っ掛かり感を与えることになる。
【００１５】
そこで、本発明においては、不感帯変更手段が、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって不感帯を狭くする、つまり、不感帯を設定する演算誘起電圧の設定電圧を小さくする。操舵ハンドルを切り出す瞬間においては、操舵トルクは小さいため不感帯は狭く設定されている。従って、操舵ハンドルの切り出し時においては、演算誘起電圧が不感帯を越えやすいため、推定電気角を進めることができる。これにより、運転者は、操舵ハンドルを切り出すときに、操舵操作に引っ掛かりを感じない。
【００１６】
この結果、本発明によれば、センサレス制御を行う場合において、操舵フィーリングの低下を抑制することができる。
【００１７】
尚、本発明における「操舵トルク」とは、操舵トルクの大きさを表すもので、操舵方向を区別するものではない。また、本発明においては、不感帯変更手段が、操舵トルクが小さくなるにしたがって設定電圧を小さくして不感帯を狭くするが、不感帯の設定（設定電圧の設定）は、操舵トルクに応じてリニアに変化させるもの、操舵トルクに応じて段階的に変更させるもの、いずれでも良い。例えば、操舵トルクが設定トルクより大きいときには広い不感帯(設定電圧の大きな不感帯）を設け、操舵トルクが設定トルク以下となるときには狭い不感帯（設定電圧の小さな不感帯）を設けるようにしてもよい。また、「不感帯を狭くする」とは、不感帯を設けないものも含む。従って、操舵トルクが設定トルクより大きいときには不感帯を設け、操舵トルクが設定トルク以下となるときには不感帯を設けないようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記不感帯変更手段は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが予め設定された設定トルク以下となる場合には前記不感帯を設けないようにすることにある。
【００１９】
本発明によれば、運転者が操舵ハンドルを切り出すときに、確実に、操舵操作に引っ掛かり感を与えないようにすることができる。この場合、設定トルクは、保舵中に運転者が操舵ハンドルに加える操舵トルクより小さい値に設定するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係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】アシストＥＣＵのマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。
【図３】電気角推定部の処理を表す機能ブロック図である。
【図４】ｄ−ｑ座標、γ―δ座標を説明する説明図である。
【図５】アシストマップを表すグラフである。
【図６】誘起電圧の計算に用いる電動モータの回路図である。
【図７】不感帯処理マップを表すグラフである。
【図８】電気角補正量の算出メカニズムを説明するグラフである。
【図９】ｄ−ｑ座標におけるδ軸の設定角度領域を表すグラフである。
【図１０】角度θ１を説明する説明図である。
【図１１】角度θ３を説明する説明図である。
【図１２】検出値ｅγ／ｅと電気角誤差Δθｅとの関係を表すグラフである。
【図１３】電気角補正量算出マップを表すグラフである。
【図１４】電流ベクトルの方向に対するアシストトルク特性を表すグラフである。
【図１５】推定電気角が固着された状態を表す説明図である。
【図１６】電流ベクトルの方向に対するアシストトルク特性を表すグラフである。
【図１７】電流ベクトルをｑ軸方向に向けたときの力の関係を表した説明図である。
【図１８】実モータ角速度と演算誘起電圧との関係を表すグラフである。
【図１９】変形例としての不感帯処理マップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を表している。
【００２２】
この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０を駆動するためのモータ駆動回路３０と、電動モータ２０の作動を制御する電子制御装置１００とを主要部として備えている。以下、電子制御装置１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。
【００２３】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には、タイロッド１５Ｌ，１５Ｒを介して左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲのナックル（図示略）が操舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
【００２４】
ラックバー１４には、電動モータ２０が組み付けられている。電動モータ２０は、本発明の永久磁石同期モータに相当するものであり、本実施形態においては、その代表例である３相ブラシレスＤＣモータが用いられる。電動モータ２０（以下、単にモータ２０と呼ぶ）の回転軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲに転舵力を付与して操舵操作をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、モータ２０の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。
【００２５】
ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ２１が設けられる。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいてステアリングシャフト１２に働いた操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。従って、操舵トルクＴｒの大きさを論じる場合には、その絶対値｜Ｔｒ｜を用いる。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、エンコーダ等の他の回転角センサにより検出することもできる。
【００２６】
モータ２０には、回転角センサ２２が設けられる。この回転角センサ２２は、モータ２０内に組み込まれ、モータ２０の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力するもので、例えば、レゾルバにより構成される。回転角センサ２２は、モータ２０の回転角θｍを表す検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。アシストＥＣＵ１００は、この回転角θｍからモータ２０の電気角θｅを検出する。尚、モータ２０の電気角θｅは、回転角センサ２２により検出された電気角と、後述する推定により求めた電気角との２種類あるため、両者を区別する必要がある場合には、回転角センサ２２により検出された電気角を実電気角θｅａと呼び、推定により求めた電気角を推定電気角θｅｂと呼ぶ。また、本実施形態においては、回転角センサ２２としてレゾルバを使用しているが、エンコーダ等の他の回転角センサを用いることもできる。
【００２７】
モータ駆動回路３０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor Ｆield Ｅffect Ｔransistor）からなる６個のスイッチング素子３１〜３６により３相インバータ回路を構成したものである。具体的には、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２とを直列接続した回路と、第３スイッチング素子３３と第４スイッチング素子３４とを直列接続した回路と、第５スイッチング素子３５と第６スイッチング素子３６とを直列接続した回路とを並列接続し、各直列回路における２つのスイッチング素子間（３１−３２，３３−３４，３５−３６）からモータ２０への電力供給ライン３７を引き出した構成を採用している。
【００２８】
モータ駆動回路３０には、モータ２０に流れる電流を検出する電流センサ３８が設けられる。この電流センサ３８は、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwに対応した検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。以下、この測定された３相の電流値をモータ電流Ｉuvwと総称する。また、モータ駆動回路３０には、モータ２０の端子電圧を検出する電圧センサ３９が設けられる。電圧センサ３９は、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の端子電圧をそれぞれ検出し、その検出した電圧値Ｖu,Ｖv，Ｖwに対応した検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。以下、この測定された３相の端子電圧をモータ端子電圧Ｖuvwと総称する。
【００２９】
モータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６は、それぞれゲートがアシストＥＣＵ１００に接続され、アシストＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号によりデューティ比が制御される。これによりモータ２０の駆動電圧が目標電圧に調整される。
【００３０】
アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成される。アシストＥＣＵ１００は、操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２、電流センサ３８、電圧センサ３９、および、車速を検出する車速センサ２５を接続し、操舵トルクＴｒ、回転角θｍ、モータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉw、モータ端子電圧Ｖu,Ｖv，Ｖw、車速ｖを表す検出信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルク（以下、単にアシストトルクと呼ぶ）が得られるようにモータ２０に流す指令電流を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６のデューティ比を制御する。
【００３１】
次に、電動パワーステアリング装置の電源供給系統について説明する。電動パワーステアリング装置は、車載電源装置８０から電源供給される。車載電源装置８０は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリである主バッテリ８１と、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ８２とを並列接続して構成される。車載電源装置８０には、電源供給元ライン８３と接地ライン８４が接続される。電源供給元ライン８３は、制御系電源ライン８５と駆動系電源ライン８６とに分岐する。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００に電源供給するための電源ラインとして機能する。駆動系電源ライン８６は、モータ駆動回路３０とアシストＥＣＵ１００との両方に電源供給する電源ラインとして機能する。
【００３２】
制御系電源ライン８５には、イグニッションスイッチ８７が接続される。駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８が接続される。この主電源リレー８８は、アシストＥＣＵ１００からの制御信号によりオンしてモータ２０への電力供給回路を形成するものである。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００の電源＋端子に接続されるが、その途中で、イグニッションスイッチ８７よりも負荷側（アシストＥＣＵ１００側）においてダイオード８９を備えている。このダイオード８９は、カソードをアシストＥＣＵ１００側、アノードを車載電源装置８０側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。
【００３３】
駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８よりも負荷側において制御系電源ライン８５と接続する連結ライン９０が分岐して設けられる。この連結ライン９０は、制御系電源ライン８５におけるダイオード８９の接続位置よりもアシストＥＣＵ１００側に接続される。また、連結ライン９０には、ダイオード９１が接続される。このダイオード９１は、カソードを制御系電源ライン８５側に向け、アノードを駆動系電源ライン８６側に向けて設けられる。従って、連結ライン９０を介して駆動系電源ライン８６から制御系電源ライン８５には電源供給できるが、制御系電源ライン８５から駆動系電源ライン８６には電源供給できないような回路構成となっている。駆動系電源ライン８６および接地ライン８４は、モータ駆動回路３０の電源入力部に接続される。また、接地ライン８４は、アシストＥＣＵ１００の接地端子にも接続される。
【００３４】
次に、アシストＥＣＵ１００が行うモータ２０の制御について説明する。アシストＥＣＵ１００は、図４に示すように、モータ２０の回転子に設けられた永久磁石の磁界が貫く方向にｄ軸、ｄ軸に直交する方向（ｄ軸に対して電気角がπ／２だけ進んだ方向）にｑ軸を定めたｄ−ｑ座標を用いた電流ベクトル制御によってモータ２０の回転を制御する。電気角θｅは、Ｕ相コイルを貫く軸とｄ軸との回転角となる。電流ベクトルのｄ軸成分をｄ軸電流と呼び、ｑ軸成分をｑ軸電流と呼ぶ。ｑ軸電流は、ｑ軸方向に磁界が発生するように作用する。従って、ｑ軸電流は、モータトルクを発生させる。一方、ｄ軸電流は、ｄ軸方向に磁界を発生させるため、モータトルクを発生できず、弱め界磁制御に使用される。アシストＥＣＵ１００は、最大のモータトルク効率を得るために、電流ベクトルがｑ軸上を移動するように電流位相を制御する（ｄ軸電流をゼロ）。
【００３５】
アシストＥＣＵ１００は、こうした電流ベクトル制御を行うにあたって、電気角θｅを検出することによりｄ−ｑ座標を定める。この電気角θｅは、回転角センサ２２により検出される回転角信号から求められるが、回転角センサ２２が故障した場合には、電気角θｅを求めることができない。そこで、アシストＥＣＵ１００は、回転角センサ２２が故障した場合には、後述する処理により推定電気角θｅｂを算出し、その推定電気角θｅｂを使って電流ベクトル制御を行う。この場合、ｄ軸を推定した制御上の軸をγ軸と呼び、ｑ軸を推定した制御上の軸をδ軸と呼ぶ。
【００３６】
次に、アシストＥＣＵ１００の機能について図２を用いて説明する。図２は、アシストＥＣＵ１００のマイクロコンピュータのプログラム制御により処理される機能を表す機能ブロック図である。アシストＥＣＵ１００は、アシスト電流指令部１０１を備えている。アシスト電流指令部１０１は、図５に示すように、操舵トルクＴｒと車速ｖとに応じて目標アシストトルクＴ＊を設定するためのアシストマップを記憶する。アシスト電流指令部１０１は、操舵トルクセンサ２１から出力される操舵トルクＴｒ及び車速センサ２５から出力される車速ｖを入力して、このアシストマップを参照することにより目標アシストトルクＴ＊を計算する。この場合、目標アシストトルクＴ＊は、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加するとともに車速ｖの増加にしたがって減少する。尚、図５は、右方向の操舵時におけるアシストマップであって、左方向の操舵時におけるアシストマップは、右方向のものに対して操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴ＊の符号をそれぞれ反対（つまり負）にしたものとなる。アシスト電流指令部１０１は、計算した目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算することにより、ｄ−ｑ座標におけるｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。また、アシスト電流指令部１０１は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定する。
【００３７】
このように計算されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、フィードバック制御部１０２に出力される。フィードバック制御部１０２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸実電流Ｉｑを減算した偏差ΔＩｑを算出し、この偏差ΔＩｑを使った比例積分制御によりｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するようにｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を計算する。同様に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸実電流Ｉｄを減算した偏差ΔＩｄを算出し、この偏差ΔＩｄを使った比例積分制御によりｄ軸実電流Ｉｄがｄ軸指令電流Ｉｄ＊に追従するようにｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を計算する。
【００３８】
ｑ軸実電流Ｉｑおよびｄ軸実電流Ｉｄは、モータ２０のコイルに実際に流れた３相電流の検出値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標の２相電流に変換したものである。この３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwからｄ−ｑ座標の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相座標変換部１０３によって行われる。３相／２相座標変換部１０３は、電気角選択部１２２から出力される電気角θｅを入力し、その電気角θｅに基づいて、電流センサ３８により検出した３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標の２相電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
【００３９】
３相座標からｄ−ｑ座標に変換する変換行列Ｃは次式（１）にて表される。
【数１】
【００４０】
尚、電気角選択部１２２は、後述するが、回転角センサ２２の異常が検出されていないときは、モータ２０の実電気角θｅａを電気角θｅとして出力し、回転角センサ２２の異常が検出されているときは、モータ２０の推定電気角θｅｂを電気角θｅとして出力する。
【００４１】
フィードバック制御部１０２により算出されたｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部１０５に出力される。２相／３相座標変換部１０５は、電気角選択部１２２から出力される電気角θｅに基づいて、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、その変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ信号発生部１０６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１０６は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３６に出力する。これによりモータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。
【００４２】
回転角センサ２２から出力される回転検出信号は、実電気角変換部１２０とセンサ異常検出部１２１とに出力される。実電気角変換部１２０は、回転角センサ２２により出力される回転検出信号からモータ２０の実電気角θｅａを算出し、算出した実電気角θｅａを電気角選択部１２２に出力する。本発明における回転角センサは、この回転角センサ２２と実電気角変換部１２０とから構成される。センサ異常検出部１２１は、回転角センサ２２から出力される回転検出信号に基づいて、回転角センサ２２の異常を検出する。回転角センサ２２としてレゾルバを採用した場合には、レゾルバ内の検出用コイルや励磁用コイルが断線したり絶縁不良を起こしたりすることが考えられる。そこで、センサ異常検出部１２１は、検出用コイルの出力信号の振幅を監視し、その振幅が予め設定した許容範囲から外れた場合には、センサ異常と判定する。また、検出用コイルは、出力信号がπ／２だけ位相がずれるように一対設けられるため、２つの出力信号を比較して異常を検出することもできる。例えば、一方の検出用コイルから正弦波信号が出力されているときに、他方の検出用コイルから一定値信号が出力されているときなど、２つの出力信号の組み合わせが矛盾するケースにおいても異常であると判定することができる。センサ異常検出部１２１は、このようにして回転角センサ２２の異常の有無を判定し、異常の有無を表すセンサ異常判定信号Ｆを出力する。センサ異常検出部１２１は、例えば、異常有りと判定した場合には、センサ異常判定信号Ｆを「１」に設定し、異常無しと判定した場合にはセンサ異常判定信号Ｆを「０」に設定する。
【００４３】
回転角センサ２２に異常が発生した場合には、電気角を検出できなくなるため、電流ベクトル制御にてモータ２０を駆動できなくなる。そこで、アシストＥＣＵ１００には、回転角センサ２２の異常時においてもモータ２０の回転制御を継続できるように、電気角を推定する電気角推定部１１０を備えている。電気角推定部１１０は、センサ異常判定信号（Ｆ＝１）を入力すると作動を開始するもので、プログラム制御により実施される機能に着目すると、図３に示すように、誘起電圧演算部１１１と、不感帯処理部１１２と、不感帯変更部１１３と、推定角速度演算部１１４と、推定電気角演算部１１５と、推定電気角補正部１１６と、回転方向推定部１１７と、電気角誤差検出部１１８と、電気角補正量演算部１１９とから構成される。
【００４４】
誘起電圧演算部１１１は、電圧センサ３９から出力されるモータ端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを表す検出信号と、電流センサ３８から出力されるモータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを表す検出信号とを入力し、モータ２０で発生する誘起電圧ｅ’を以下のように計算する。
【００４５】
図６に示すように、モータ２０のＵ相の誘起電圧をｅu、Ｖ相の誘起電圧をｅv、Ｗ相の誘起電圧をｅwとすると、誘起電圧ｅu，ｅv，ｅwは次式（２），（３），（４）にて求められる。
ｅu＝Ｖu−Ｉu・Ｒ−Ｖm ・・・（２）
ｅv＝Ｖv−Ｉv・Ｒ−Ｖm ・・・（３）
ｅw＝Ｖw−Ｉw・Ｒ−Ｖm ・・・（４）
ここで、Ｖmは中点電圧、Ｒは各相のコイルの巻線抵抗である。中点電圧Ｖmは、Ｖm＝（Ｖu＋Ｖv＋Ｖw）／３として計算すればよい。
【００４６】
この場合、正確には、各相のコイルのインダクタンスＬによる電圧分（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）を加えるべきであるが、誘起電圧の計算においてはインダクタンスＬによる影響が非常に小さいため、本実施形態においてはそれをゼロとみなしている。尚、インダクタンスＬによる電圧分（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）を加味して計算するようにしてもよい。
【００４７】
モータ２０の誘起電圧ｅ’は、次式（５）により、３相の誘起電圧ｅu，ｅv，ｅwを２相のｄ−ｑ座標系における誘起電圧ｅｄ，ｅｑに変換した後に、次式（６）により求められる。
【数２】
【数３】
誘起電圧演算部１１１は、誘起電圧ｅ’の演算結果を不感帯処理部１１２に出力する。以下、誘起電圧演算部１１１により演算された誘起電圧ｅ’を演算誘起電圧ｅ’と呼ぶ。尚、式（５）における電気角θｅは、現時点において推定されている電気角となる。つまり、後述するように所定の短い周期で繰り返し計算される推定電気角θｅｂの最新値が使用される。
【００４８】
不感帯処理部１１２は、誘起電圧演算部１１１から出力される演算誘起電圧ｅ’と、不感帯変更部１１３から出力される不感帯指定信号Ｓを入力する。不感帯処理部１１２は、図７に示すような不感帯処理マップを記憶している。この不感帯処理マップにおいては、横軸が演算誘起電圧ｅ’を表し、縦軸が不感帯処理後の誘起電圧ｅ（ここでは、補正誘起電圧ｅと呼ぶ）を表す。不感帯処理部１１２は、不感帯変更部１１３から不感帯指定信号Ｓを入力し、その不感帯指定信号Ｓが「１」である場合には、この不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行って補正誘起電圧ｅを算出する。また、不感帯指定信号Ｓが「０」である場合には、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行わない。
【００４９】
不感帯変更部１１３は、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒを入力し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が予め設定された設定トルクＴｒ０より大きいか否かを判断する。そして、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が予め設定された設定トルクＴｒ０より大きい場合に、不感帯指定信号Ｓを「１」に設定する。また、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合に、不感帯指定信号Ｓを「０」に設定する。不感帯変更部１１３は、この不感帯指定信号Ｓを不感帯処理部１１２に出力する。
【００５０】
従って、不感帯処理部１１２は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きい場合にのみ、不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行う。この設定トルクＴｒ０は、保舵中に運転者が操舵ハンドル１１に加える操舵トルクより小さな値に予め設定されている。
【００５１】
不感帯処理マップは、誘起電圧演算部１１１が出力した演算誘起電圧ｅ’から補正誘起電圧ｅを求めるために、演算誘起電圧ｅ’と補正誘起電圧ｅとの関係を予め設定したものである。不感帯処理部１１２は、この不感帯処理マップを参照して、演算誘起電圧ｅ’が第１設定電圧ｅ１以下となる場合（０≦ｅ’≦ｅ１）には、補正誘起電圧ｅを０（ゼロ）に設定する。この演算誘起電圧ｅ’の範囲（０≦ｅ’≦ｅ１）が不感帯Ｙとなる。また、演算誘起電圧ｅ’が第１設定電圧ｅ１より大きく第２設定電圧ｅ２以下となる場合（ｅ１＜ｅ’≦ｅ２）には、演算誘起電圧ｅ’にゲインＫを乗じた値（Ｋ・ｅ’）を補正誘起電圧ｅに設定する。ゲインＫは、演算誘起電圧ｅ’がｅ１〜ｅ２の範囲において大きくなるにしたがって、０から１にまで増大されるように設定されている。従って、この演算誘起電圧ｅ’の範囲（ｅ１＜ｅ’≦ｅ２）は、低感度帯となる。また、演算誘起電圧ｅ’が第２設定電圧ｅ２を越える場合（ｅ’＞ｅ２）には、演算誘起電圧ｅ’をそのまま補正誘起電圧ｅとして設定する。尚、不感帯Ｙは、演算誘起電圧ｅ’の演算誤差を補償するために設けるものであるため、第１設定電圧ｅ１は、演算誤差の程度に応じた大きさ（小さな値）に設定される。
【００５２】
不感帯処理部１１２は、こうした不感帯処理により演算誘起電圧ｅ’を補正した補正誘起電圧ｅを出力する。また、不感帯処理部１１２は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合には、演算誘起電圧ｅ’をそのまま出力する。以下、不感帯処理部１１２の出力（補正誘起電圧ｅあるいは演算誘起電圧ｅ’）を、単に誘起電圧ｅと呼ぶ。
【００５３】
ここで、このような不感帯処理を行う理由について説明する。モータ２０で発生する誘起電圧は、モータ角速度に比例するため、この誘起電圧を検出することにより単位時間当たりのモータ回転角度を推定することができ、回転子の回転に同期させて電気角を進めることができる。しかし、誘起電圧演算部１１１で演算した演算誘起電圧ｅ’には、電流値、電圧値の測定誤差や巻線抵抗値等の誤差による電圧分が含まれるため、図１８に示すように、モータ２０（回転子）が回転していない状態であっても、モータ中電中においては演算誘起電圧ｅ’がゼロにならない。そのため、誘起電圧演算部１１１で演算した演算誘起電圧ｅ’をそのまま使って電気角を推定すると、保舵中に電気角が進められてしまいモータ２０のトルクが変動する。このトルク変動が操舵ハンドル１１に振動として現れる。そこで、誤差による演算誘起電圧ｅ’の出力を抑えるために、演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設ける。
【００５４】
演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設定すると、モータ２０の回転が停止している状態においては、推定電気角が変化しないようになる。このため、保舵中においては操舵ハンドル１１が振動しない。しかし、運転者が操舵ハンドル１１を切り出すとき（中立位置から回し始めるとき）に推定電気角が進みにくく、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。
【００５５】
操舵ハンドル１１の切り出しにより操舵トルクが検出されてモータコイルに通電されると、回転子に設けた永久磁石がモータコイルで発生する磁界により引き寄せられる。このとき、演算誘起電圧ｅ’が不感帯を乗り越えられないと推定電気角が進まないため、モータコイルで発生する磁界が回転しない。従って、図１５に示すように、回転子は、永久磁石がモータコイルの磁界に吸着された位置で落ち着いてしまう。つまり、電流ベクトルがｄ軸方向を向いた状態に保持されてしまう。このため、操舵アシストトルクを発生させることができず、操舵操作に引っ掛かり感を与えることになる。
【００５６】
そこで、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合には、不感帯処理部１１２に対して演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設けないように指令する。従って、運転者が操舵ハンドル１１を中立位置から回し始める瞬間においては、操舵トルクＴｒが小さいため演算誘起電圧ｅ’の不感帯が設定されず、推定電気角が進む。これにより、モータ２０の回転子は、電流ベクトルの移動と同期して回転する。この結果、運転者は、操舵操作に引っ掛かりを感じない。また、操舵ハンドル１１を操作していないときには、操舵トルクＴｒがゼロとなりモータ２０に通電されないため、トルク変動による操舵ハンドル１１の振動は発生しない。
【００５７】
また、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きくなる場合には、不感帯処理部１１２に対して演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設けるように指令する。これにより、保舵中において、推定電気角が変化しないようになり、操舵ハンドル１１に振動が発生しない。
【００５８】
不感帯処理部１１２から出力された誘起電圧ｅは、推定角速度演算部１１４に入力される。推定角速度演算部１１４は、モータ２０で発生する誘起電圧ｅとモータ角速度とが比例関係を有することを利用して、モータ角速度ωを次式（７）により推定する。
ω＝ｅ／Ｋｅ ・・・（７）
Ｋｅは、モータ２０の角速度と誘起電圧との関係を表すモータ誘起電圧定数〔Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）〕である。以下、推定されたモータ角速度ωを推定角速度ωと呼ぶ。
【００５９】
推定角速度演算部１１４は、演算結果である推定角速度ωを推定電気角演算部１１５に出力する。アシストＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータにより所定の短い演算周期にて各種の演算処理を行う。従って、推定角速度ωと演算周期とから、１演算周期の間にモータ２０の回転子が回転した電気角を求めることができる。そこで、推定電気角演算部１１５は、１演算周期の間にモータ２０の回転子が回転した電気角を、電気角加算量Δθａとして計算し、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角に電気角加算量Δθａを加算することで現在の推定電気角を算出する。
【００６０】
この場合、電気角を加算する方向、つまり、モータ２０の回転方向を判別する必要があるため、推定電気角演算部１１５は、回転方向推定部１１７からモータ２０の回転方向を表す情報を入力する。回転方向推定部１１７は、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒの向きをモータ２０の回転方向とみなして、操舵トルクＴｒの向き（符号）を表す情報を出力する。
【００６１】
電気角加算量Δθａは次式（８）により算出される。
Δθａ＝Ｋｆ・ｓｉｇｎ（Ｔｒ）・ω ・・・（８）
ここでＫｆは、モータ角速度（ｒａｄ／ｓ）から１演算周期のあいだにモータ２０の回転子が回転する電気角（ｒａｄ）を求めるための定数であり、演算周期（ｓ）に相当する。また、ｓｉｇｎ（Ｔｒ）は、操舵トルクＴｒの符号（ステアリングシャフト１２に働くトルクの方向）を表し、操舵トルクＴｒが正の値またはゼロであればｓｉｇｎ（Ｔｒ）＝１、操舵トルクＴｒが負の値であればｓｉｇｎ（Ｔｒ）＝−１となる。
【００６２】
推定電気角演算部１１５は、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角を把握する必要があるため、後述する推定電気角補正部１１６の出力する推定電気角θｅｂの最新の値、つまり、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角θｅｂ(n-1)を入力して記憶しており、次式（９）に示すように、この推定電気角θｅｂ(n-1)に電気角加算量Δθａを加算することで現在の推定電気角θｅｂ’を算出する。
θｅｂ’＝θｅｂ(n-1)＋Δθａ ・・・（９）
【００６３】
この場合、推定電気角θｅｂ（n-1)の初期値は、センサ異常検出部１２１により回転角センサ２２の異常が検出される直前の値である。推定電気角演算部１１５は、回転角センサ２２の異常が検出されていない時から、実電気角変換部１２０が出力する実電気角θｅａを入力し、常に最新の実電気角θｅａを記憶更新する。そして、センサ異常検出部１２１の出力するセンサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２の異常を表す「１」に切り替わったことを検出すると、異常検出直前の実電気角θｅａを推定電気角θｅｂ（n-1)に設定して、上述した推定電気角θｅｂ’の演算を開始する。その後、推定電気角演算部１１５は、推定電気角補正部１１６で算出した推定電気角θｅｂを次の演算周期における式（９）での推定電気角θｅｂ（n-1)として使用するために、推定電気角θｅｂを推定電気角θｅｂ（n-1)に置き換えて逐次記憶更新する。
【００６４】
推定電気角演算部１１５は、算出した推定電気角θｅｂ’を推定電気角補正部１１６に出力する。推定電気角補正部１１６は、推定電気角θｅｂ’に加えて、回転方向推定部１１７から出力される回転方向情報と、電気角補正量演算部１１９から出力される電気角補正量Δθｃとを入力する。推定電気角補正部１１６は、後述するモータ２０の脱調に対するロバスト性を向上させるために、推定電気角θｅｂ’に電気角補正量Δθｃを回転方向に加算することで推定電気角θｅｂ’を補正する。つまり、推定電気角補正部１１６は、次式（１０）により推定電気角θｅｂを算出する。この推定電気角θｅｂが最終的な推定電気角となる。
θｅｂ＝θｅｂ’＋ｓｉｇｎ（Ｔｒ）・Δθｃ ・・・（１０）
【００６５】
推定電気角補正部１１６は、算出した推定電気角θｅｂを電気角選択部１２２に出力する。電気角選択部１２２は、実電気角θｅａと推定電気角θｅｂとを入力し、センサ異常検出部１２１からセンサ異常判定信号Ｆを読み込んで、センサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２が異常であることを表す「１」である場合には推定電気角θｅｂを選択する。また、センサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２が正常であることを表す「０」である場合には実電気角θｅａを選択する。電気角選択部１２２は、選択した実電気角θｅａまたは推定電気角θｅｂを電気角θｅとして出力する。
【００６６】
電気角θｅは、３相／２相座標変換部１０３，２相／３相座標変換部１０５に出力され、上述した座標変換演算に用いられる。従って、アシストＥＣＵ１００は、回転角センサ２２の異常が検出されているときは、推定電気角により定義されるｄ−ｑ座標、つまり、γ―δ座標を使って電流ベクトル制御を行う。
【００６７】
次に、電気角補正量Δθｃを算出する構成について説明する。上述したように、アシスト電流指令部１０１は、モータトルク効率を最大にするために、電流ベクトルがｑ軸方向に向くように電流指令値を設定する。この場合、図１７に示すように、アシストトルクＴｍと運転者の操舵力Ｔｓとを合わせた力が、軸力Ｆと釣り合うようにモータコイルの通電量が制御される。この軸力Ｆとは、ラックバー１４を変位させるために必要な力を表す。
【００６８】
軸力が急激に増加してモータ２０で発生するアシストトルクが不足した場合には、回転子が操舵方向に対して逆方向に回される。回転角センサ２２が正常に作動している場合であれば、電気角を高精度に検出できるため、回転子の回転に合わせて電流ベクトルの向きをｑ軸方向に追従させることができる。従って、図１６のＰ１位置に示すように、アシストトルクを最大限発生できる状態を維持できる。この図１６は、電流ベクトルの方向（電気角）に対するアシストトルク（モータトルク）の特性を表す。しかし、回転角センサ２２が故障して推定電気角を用いたセンサレス制御を行っている場合には、操舵トルクの働く方向と回転子の回転方向とが反対となり、相対的に推定角速度ωが大きくなる。このため、図１６の矢印に示すように、推定電気角が回転子に対して進んでしまいモータ２０が脱調する。これにより、モータ２０で発生できるアシストトルクが低下し、電流ベクトルの方向がｄ軸よりも１８０°以上進んだ逆アシスト領域に入ってしまう。この逆アシスト領域におけるアシストトルク特性は、電流ベクトルの向きが０°〜１８０°の範囲のアシストトルク特性に対して符号が反対となる。
【００６９】
また、センサレス制御を行っている場合には、推定電気角の誤差分だけ、実際のｄ−ｑ座標とそれらを推定したγ―δ座標とがずれてしまう。このため、γ−δ座標を基準として電流ベクトル制御を行うと、電流ベクトルの方向がｑ軸方向からずれる。この場合、電流ベクトルがｑ軸よりも遅れた方向に向けられていれば、軸力の増加により回転子が操舵方向に対して逆方向に回されて電気角が相対的に進んでも、モータ２０で発生できるアシストトルクが増加するため回転子の逆回転が抑制されてモータ２０の脱調を防止することができる。しかし、電流ベクトルがｑ軸方向、あるいはｑ軸よりも進んだ方向に向けられている場合には、回転子が逆回転して電気角が相対的に進むと、モータ２０で発生できるアシストトルクが低下する。従って、回転子の逆回転を抑制できずモータ２０が脱調する。
【００７０】
そこで、本実施形態においては、δ軸がｑ軸よりも電気角の遅れた方向を向くように推定電気角を補正する電気角補正量Δθｃを算出し、この電気角補正量Δθｃを推定電気角補正部１１６に供給することでモータ２０の脱調を抑制する。電気角補正量Δθｃは、電気角誤差検出部１１８と電気角補正量演算部１１９とによって算出される。
【００７１】
電気角補正量Δθｃを算出するにあたっては、ｑ軸とδ軸との電気角の相違状態を把握する必要がある。ｑ軸とδ軸との相違状態は、γ軸方向に発生するγ軸誘起電圧（ｑ軸方向に発生する誘起電圧ｅのγ軸方向成分）に基づいて検出することができる。γ軸誘起電圧ｅγは次式（１１）にて表すことができる。
ｅγ＝Ｖγ−Ｒ・Ｉγ＋ω・Ｌ・Ｉδ ・・・（１１）
ここで、Ｖγは電機子電圧のγ軸方向成分、Ｒはコイルの巻線抵抗、Ｉγは電機子電流のγ軸方向成分、Ｌはコイルのインダクタンス、Ｉδは電機子電流のδ軸方向成分を表す。
【００７２】
誘起電圧ｅは必ずｑ軸上に発生する。従って、図８（ａ）に示すように、ｑ軸とδ軸とが一致している場合には、γ軸誘起電圧ｅγはゼロとなる（ｅγ＝０）。また、図８（ｂ）に示すように、ｑ軸に対してδ軸が遅れている場合には、γ軸誘起電圧ｅγの値は負の値となる（ｅγ＜０）。また、図８（ｃ）に示すように、ｑ軸に対してδ軸が進んでいる場合には、γ軸誘起電圧ｅγの値は正の値となる（ｅγ＞０）。
【００７３】
また、ｑ軸とδ軸との電気角誤差も検出することができる。ｑ軸とδ軸との電気角誤差をΔθｅとすると、ｑ軸方向に発生する誘起電圧（実際の誘起電圧）ｅと、γ軸誘起電圧ｅγとの関係は、次式（１２）にて表すことができる。
ｅγ＝ｅ・ｓｉｎΔθｅ ・・・（１２）
従って、
ｓｉｎΔθｅ＝ｅγ／ｅ＝（Ｖγ−Ｒ・Ｉγ＋ω・Ｌ・Ｉδ）／ｅ ・・・（１３）
という関係式（１３）により、電気角誤差Δθｅを求めることができる。
【００７４】
ここで式（１３）の右辺における、Ｖγ，Ｉγ，Ｉδは、３相座標からｄ−ｑ座標に変換する式（１）の変換行列Ｃを用いて、モータ端子電圧Ｖu,Ｖv，Ｖw、モータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwから算出することができる。
【００７５】
ｑ軸とδ軸との電気角誤差Δθｅを検出することができれば、その電気角誤差Δθｅ分だけ推定電気角を補正すれば、δ軸をｑ軸位置にほぼ一致させることができる。しかし、上述したように、δ軸をｑ軸と一致させるように補正してしまうと、モータトルク効率は最大となるものの、軸力の変動によりモータ２０で脱調が発生しやすくなる。そこで、本実施形態においては、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように、つまり、δ軸がｑ軸よりも電気角の遅れた方向を向くように推定電気角θｅｂ’を補正する。この場合、モータ２０脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とをバランス良く確保するために、図９に示すように、δ軸がｄ−ｑ座標における設定角度領域Ａに入るように推定電気角θｅｂ’を補正する。設定角度領域Ａにおいて、ｑ軸からの電気角の遅れが最小となる境界角度を最小遅れ電気角θminと呼び、ｑ軸からの電気角の遅れが最大となる境界角度を最大遅れ電気角θmaxと呼ぶ。
【００７６】
最小遅れ電気角θminは、負荷増加に対する余裕度から設定される角度θ１と、各種誤差分を考慮した角度θ２と、推定電気角補正フィードバックによって補正可能な角度θ３とに基づいて、次のように設定される。
θmin＝θ１+θ２−θ３
尚、角度θ１、θ２、θ３は、ｑ軸から図９の反時計方向（電気角の遅れ方向）に回る方向を正の角度［ｄｅｇ］とする。
【００７７】
電流指令値Ｉｑ＊が大きくなるほどモータ２０の脱調による振動の影響が大きくなる。そこで、角度θ１は、振動の影響が大きくなる電流指令値Ｉｑ＊が所定値Ｉ０となるときの、負荷増加に対してモータ２０で脱調が発生しないような余裕角度を設定したものである。図１０に示すように、電流指令値Ｉｑ＊がＩ０となるときのモータトルクをＴ０、モータトルクＴ０と釣り合う軸力をＦ、予め見込んだ負荷増加量をΔＦ、角度θ１の方向に向いた力でモータトルクＴ０を発生させるモータトルクをＴ１とすると、
Ｆ＝Ｔ０
Ｆ＋ΔＦ＝Ｔ１
Ｔ１・ｃｏｓθ１＝Ｔ０
という関係から、角度θ１は、次式にて表すことができる。
θ１＝ｃｏｓ−１｛（Ｔ０／（Ｔ０＋ΔＦ）｝
【００７８】
また、角度θ２は、各種の演算誤差、電流測定誤差を考慮して設定される。また、角度θ３は、図１１に示すように、電流ベクトルの方向がｑ軸よりも進んでしまっても、後述する推定電気角の補正フィードバックによって電流ベクトルの方向をｑ軸側に戻して脱調しないようにできる補正可能な限界角度を設定したもので、予め実験により求めて設定される。
【００７９】
一方、最大遅れ電気角θmaxは、熱性能とアシスト性能とを考慮して設定される。電流ベクトルの向きをｄ軸側に接近させるほどモータコイルやモータ駆動回路３０が発熱する。従って、センサレス制御を行うときの熱性能を満たす限界となる電流ベクトルのｑ軸からの遅れ角度を角度θ４として設定する。また、電流ベクトルの向きをｄ軸側に接近させるほど、アシストトルクが減少する。従って、センサレス制御を行うときのアシスト性能を満たす限界となる電流ベクトルのｑ軸からの遅れ角度を角度θ５として設定する。センサレス制御を行うときのアシスト性能とは、必要最小限のアシスト性能であって、例えば、車両の走行中に運転者が最大舵角まで操舵操作できるようなアシストトルクを出力できる能力に設定される。最大遅れ電気角θmaxは、熱性能とアシスト性能との両方が満たされるように、角度θ４と角度θ５とのうち、ｑ軸からの遅れ角度が小さい方の角度に設定される。
【００８０】
このように、最小遅れ電気角θminと最大遅れ電気角θmaxとの間に設定された設定角度領域Ａにδ軸が入るように推定電気角θｅｂ’を補正することにより、センサレス制御中において電流ベクトルの方向が設定角度領域Ａに向けられることになる。本実施形態においては、設定角度領域Ａの範囲（最小遅れ電気角θminから最大遅れ電気角θmaxまでの角度θｘ）に比べて、ｑ軸から最小遅れ電気角θminまでの範囲が小さく設定されている。
【００８１】
図３の電気角推定部１１０の説明に戻る。電気角推定部１１０は、電気角誤差検出部１１８と電気角補正量演算部１１９とを備えている。電気角誤差検出部１１８は、電圧センサ３９から出力されるモータ端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを表す検出信号と、電流センサ３８から出力されるモータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを表す検出信号と、不感帯処理部１１２から出力される誘起電圧ｅと、推定角速度演算部１１４から出力される推定角速度ωとを入力し、上述したeγ／ｅの値（ｑ軸方向に発生する誘起電圧ｅに対するγ軸誘起電圧ｅγの比）を計算する。上述したように、ｓｉｎΔθｅ＝ｅγ／ｅという関係が成立する。従って、eγ／ｅは、ｑ軸とδ軸との電気角誤差Δθｅに応じた値となる。そこで、電気角誤差検出部１１８は、電気角誤差Δθｅを計算することなく、eγ／ｅの値を検出値として電気角補正量演算部１１９に出力する。図１２は、検出値ｅ／ｅγと電気角誤差Δθｅとの関係を表す。
【００８２】
電気角補正量演算部１１９は、電気角誤差検出部１１８から出力された検出値eγ／ｅを入力し、電気角補正量算出マップを参照して１演算周期における電気角補正量Δθｃを計算する。電気角補正量算出マップは、図１３に示すように、検出値eγ／ｅと電気角補正量Δθｃとの対応関係を設定したものである。
【００８３】
電気角補正量Δθｃは、脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とを両立させるために、δ軸がｄ−ｑ座標における設定角度領域Ａに入るように推定電気角θｅｂ’を補正する値である。従って、電気角補正量算出マップは、設定角度領域Ａの境界である最小遅れ電気角θminと最大遅れ電気角θmaxとに対応する検出値ｅγ／ｅの範囲において不感帯Ｚが設定されている。ここで、最小遅れ電気角θminに対応する検出値ｅγ／ｅの値をｘ１とし、最大遅れ電気角θmaxに対応する検出値ｅγ／ｅの値をｘ２とする。この場合、検出値ｅγ／ｅの不感帯Ｚは、ｘ１〜ｘ２の間に設定される。このｘ１、ｘ２は、電気角誤差Δθｅと検出値ｅγ／ｅとの関係（式（１３）、図１２参照）から求められて設定される。
【００８４】
検出値ｅγ／ｅが正の値となる場合、δ軸はｑ軸よりも電気角の進んだ方向を向いている。従って、この場合には、電気角補正量Δθｃは、負の値に設定される。また、検出値ｅγ／ｅが負の値となる場合、δ軸はｑ軸よりも電気角の遅れた方向に向いている。この場合、電気角補正量Δθｃは、検出値ｅγ／ｅがｘ１を越える値であれば、モータ２０の脱調に対するロバスト性を向上させるために負の値に設定される。また、検出値ｅγ／ｅがｘ１以下でｘ２以上の場合は、δ軸が設定角度領域Ａに入っているため、電気角補正量Δθｃは、０（ゼロ）に設定される。また、検出値ｅγ／ｅがｘ２未満の場合には、電気角補正量Δθｃは、正の値に設定される。
【００８５】
また、電気角補正量算出マップにおいては、検出値ｅγ／ｅがｘ１より大きなｘ０以上となる場合、および、検出値ｅγ／ｅがｘ２より小さなｘ３以下となる場合に、電気角補正量Δθｃが一定の上限値に制限される。本実施形態においては、図１３に示すように、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の電気角補正量Δθｃの上限値をΔθｃmaxlagとし、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の電気角補正量Δθｃの上限値をΔθｃmaxleadとすると、上限値Δθｃmaxleadのほうが上限値Δθｃmaxlagよりも大きな値に設定されている（絶対値の比較）。
【００８６】
また、電気角補正量Δθｃは、検出値ｅγ／ｅがｘ０〜ｘ１の範囲に入る場合、および、検出値ｅγ／ｅがｘ２〜ｘ３の範囲に入る場合に、検出値ｅγ／ｅが不感帯Ｚから外れている量に比例した大きさの電気角補正量Δθｃが設定される。この場合、電気角の補正感度は、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいるか遅れているかによって異なるように設定されている。電気角の補正感度とは、検出値ｅγ／ｅが不感帯Ｚから外れている量に対する電気角補正量Δθｃの比を表す。本実施形態においては、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合における補正感度（図１３の特性ラインＧ１の傾き）が、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合における補正感度（図１３の特性ラインＧ２の傾き）よりも大きく設定されている。
【００８７】
電気角補正量演算部１１９は、電気角補正量算出マップを参照して電気角補正量Δθｃを計算すると、その計算結果を推定電気角補正部１１６に出力する。推定電気角補正部１１６は、上述したように、推定電気角演算部１１５から出力された推定電気角θｅｂ’に電気角補正量Δθｃを回転方向に加算することで推定電気角θｅｂ’を補正する。そして、補正により得られた推定電気角θｅｂを電気角選択部１２２に出力する。
【００８８】
アシストＥＣＵ１００は、短い演算周期にて上述した処理を繰り返す。従って、回転角センサ２２の異常が検出されていないとき（センサ異常判定信号Ｆ＝０）には、実電気角θｅａに基づいて設定されたｄ−ｑ座標を用いて電流ベクトル制御が行われる。また、回転角センサ２２の異常が検出されているとき（センサ異常判定信号Ｆ＝１）には、電気角推定部１１０が推定電気角θｅｂを算出し、この推定電気角θｅｂによりｄ−ｑ座標を推定したγ−δ座標を用いて電流ベクトル制御が行われる。センサレス制御時においては、電気角補正量算出マップにしたがって電気角補正量Δθｃが演算されて推定電気角θｅｂ’が補正されるため、図９の矢印に示すように、δ軸が設定角度領域Ａに入るようにフィードバック制御される。これにより、電流ベクトルの向きが、実際のｑ軸よりも遅れた方向に向けられる。従って、図１４のＰ２位置に示すように、モータトルク効率は最大にはならないものの、軸力の急増により回転子が逆回転して電流ベクトルの方向が進んでもアシストトルクが増加するため、モータ２０の脱調を抑制することができる。
【００８９】
以上説明した本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、以下の作用効果を奏する。
１．誘起電圧ｅの算出にあたって、操舵トルクＴｒの大きさが小さい場合には、演算誘起電圧ｅ’に不感帯が設定されない。これにより、推定電気角が固定されないため、操舵ハンドル１１を切り出すときに、運転者に操舵操作の引っ掛かりを感じさせない。一方、操舵トルクＴｒの大きさが大きい場合には、演算誘起電圧ｅ’に不感帯が設定される。これにより、推定電気角が変化しなくなり、保舵時において操舵ハンドル１１が振動しない。これらの結果、センサレス制御時での操舵フィーリングの低下を抑制することができる。
２．演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理にあたっては、演算誘起電圧ｅ’が不感帯の境界となる第１設定電圧ｅ１〜第２設定電圧ｅ２の範囲に入る場合には、演算誘起電圧ｅ’の感度を下げるゲインＫ（０〜１）を乗じるようにし、このゲインＫを演算誘起電圧ｅ’の増加に合わせて大きく設定している。従って、演算誘起電圧ｅ’が不感帯Ｙを越えたときに、補正誘起電圧ｅが突然大きな値に変化することはなく、適正な不感帯処理を行うことができる。
３．回転角センサ２２の異常が検出されているときには、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように推定電気角が補正される。従って、軸力が急増してモータ２０の回転子が操舵方向に対して逆方向に回転しても、モータ２０で発生するアシストトルクが増加するため、回転子の逆回転を抑制することができる。この結果、モータ２０の脱調に対するロバスト性が向上する。
４．推定電気角の算出にあたって必要となるモータ回転方向の情報を、操舵トルクセンサ２１により検出された操舵トルクＴｒの方向から取得するため、モータ回転方向を検出するための特別なセンサを要しなく低コストにて実施することができる。操舵トルクＴｒから回転方向の情報を取得する場合には、モータ２０の回転子が操舵方向に対して逆方向に回転したときに、回転子の回転方向と推定電気角を進める方向とが反対となって相対的な推定角速度ωが増大するためモータ２０が脱調しやすい。しかし、本実施形態においては、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように推定電気角を補正するため、回転子の逆回転を抑制することができる。この結果、モータ２０の脱調に対するロバスト性と低コスト化とを両立させることができる。
５．電気角補正量Δθｃは、δ軸の電気角がｑ軸よりも電気角の遅れた設定角度領域Ａに入るように設定される。この設定角度領域Ａは、負荷増加に対する余裕度、各種誤差分、推定電気角補正フィードバックによって補正可能な角度分、熱性能、アシスト性能を考慮して設定されているため、モータ２０の脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とをバランス良く確保することができる。また、必要最小限のアシスト性能を確保することができる。
６．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、δ軸とｑ軸との電気角の相違状態を検出する必要があるが、本実施形態においては、検出値ｅγ／ｅを算出しているため、δ軸とｑ軸との角度差（電気角誤差）まで検出することができる。この結果、δ軸を設定角度領域Ａに適正に維持することができる。また、電気角補正量算出マップを参照して、検出値ｅγ／ｅから電気角補正量Δθｃを算出するため、検出値ｅγ／ｅの不感帯Ｚを設けることで、簡単に設定角度領域Ａを設定することができる。
７．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、推定電気角を１回で補正できる上限値が設定されている。この場合、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の上限値Δθｃmaxlagよりも、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の上限値Δθｃmaxleadのほうが大きな値に設定されている。このため、δ軸の電気角がモータ２０の脱調が発生しやすい領域に入っている場合には、電気角補正量Δθｃを大きく設定できるためモータ２０の脱調を速やかに回避することができる。一方、δ軸の電気角がモータトルク効率の低い領域に入っている場合には、安定した制御速度で推定電気角を補正して、モータトルク効率を高めることができる。
８．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の補正感度よりも、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の補正感度のほうが大きく設定されている。このため、δ軸の電気角がモータ２０の脱調が発生しやすい領域に入っている場合には、電気角補正量Δθｃを大きく設定できるためモータの脱調を速やかに回避することができる。一方、δ軸の電気角がモータトルク効率の低い領域に入っている場合には、安定した制御速度で推定電気角を補正して、モータトルク効率を高めることができる。
９．設定角度領域Ａの範囲（最小遅れ電気角θminから最大遅れ電気角θmaxまでの角度θｘ）に比べて、ｑ軸から最小遅れ電気角θminまでの範囲が小さく設定されている。従って、モータ２０の脱調を抑制しつつ、できるだけモータトルク効率を高い状態に維持することができる。
【００９０】
以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、本実施形態においては、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きい場合に演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行い、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合に不感帯処理を行わないという、２通り制御モードを選択的に切り替えるようにしているが、制御モードを３通り以上に設定することもできる。例えば、図１９に示すように、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１以下となる場合には、最小幅の不感帯Ｙ１を設定し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１より大きく第２設定トルクＴｒ２以下となる場合には、中程度の不感帯Ｙ２を設定し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第２設定トルクＴｒ２より大きくなる場合には、最大幅の不感帯Ｙ３を設定するようにしてもよい。この場合、不感帯処理部１１２は、図１９に示すような３つの不感帯処理マップを記憶する。そして、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜に基づいて、３つの不感帯処理マップのうちの１つを指定する不感帯指定信号Ｓを不感帯処理部１１２に出力する。不感帯変更部１１３は、指定された不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に不感帯処理を行って補正誘起電圧ｅを算出する。
【００９２】
この変形例によれば、より適切な不感帯を設定することができるため不感帯の過不足が生じにくくなり、センサレス制御時での操舵フィーリングの低下を一層抑制することができる。尚、この変形例においても、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１より小さな設定トルク以下となる場合に、不感帯を設けないようにしてもよい。また、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜に応じて、連続的に不感帯の幅を変化させるようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態においては、不感帯の隣に低感度帯を設けた不感帯処理マップを用いているが、低感度帯を設けない不感帯処理マップを用いることもできる。
【００９４】
また、本実施形態においては、推定電気角演算部１１５で算出した推定電気角θｅｂ’を電気角補正量Δθｃを用いて補正するようにしているが、必ずしも、推定電気角θｅｂ’を補正する必要はなく、推定電気角演算部１１５で算出した推定電気角θｅｂ’を電気角選択部１２２に出力するようにしてもよい。この場合には、電気角誤差検出部１１８，電気角補正量演算部１１９、推定電気角補正部１１６を省略した構成となる。
【００９５】
また、本実施形態では、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒの方向をモータ２０の回転方向とみなして推定電気角を演算するが、操舵角センサ等、モータ２０の回転方向を検出できるセンサを備えている場合には、そのセンサの検出値を使ってモータ２０の回転方向を判定するようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態においては、推定電気角の初期値θｅｂ（n-1)として、回転角センサ２２の異常が検出される直前の実電気角θｅａの値を用いているが、それに代えて固定値など任意の値を用いても良い。これは、初期の推定電気角が実電気角と相違していても、モータ２０が回転しているうちに、電流ベクトルの方向に永久磁石が引き寄せられて同期するからである。
【００９７】
また、本実施形態においては、電気角補正量Δθｃの上限値、および、電気角補正感度を、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合と遅れている場合とで異なるように設定しているが、同じ値に設定してもよい。
【００９８】
また、本実施形態においては、設定角度領域Ａを設けて、δ軸の電気角がこの設定角度領域Ａに入るように推定電気角を補正しているが、設定角度領域Ａを設けずにδ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも設定角度遅れるように推定電気角を補正するようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、２０…電動モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…回転角センサ、２５…車速センサ、３０…モータ駆動回路、３８…電流センサ、３９…電圧センサ、１００…電子制御装置（アシストＥＣＵ）、１０１…アシスト電流指令部、１０２…フィードバック制御部、１０３…３相／２相座標変換部、１０５…２相／３相座標変換部、１０６…ＰＷＭ制御信号発生部、１１０…電気角推定部、１１１…誘起電圧演算部、１１２…不感帯処理部、１１３…不感帯変更部、１１４…推定角速度演算部、１１５…推定電気角演算部、１１６…推定電気角補正部、１１７…回転方向推定部、１１８…電気角誤差検出部、１１９…電気角補正量演算部、１２０…実電気角変換部、１２１…センサ異常検出部、１２２…電気角選択部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の操舵操作に基づいて電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動パワーステアリング装置は、運転者が操舵ハンドルに付与した操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた目標操舵アシストトルクを演算し、この目標操舵アシストトルクが得られるように、電動モータの通電量を制御している。電動モータとしてブラシレスＤＣモータを使用した電動パワーステアリング装置も一般化されている。ブラシレスＤＣモータは、インバータのスイッチング制御によりＵ相，Ｖ相，Ｗ相への通電が行われる。従って、ブラシレスＤＣモータを使用する場合には、位相を制御するために、回転子の電気角を検出するための回転角センサが設けられる。
【０００３】
回転角センサが故障した場合には、モータの制御が不能となる。そこで、回転角センサが故障した場合には、モータで発生する誘起電圧（逆起電力）に基づいて電気角を推定し、この推定した電気角（推定電気角）を使ってモータを駆動制御する技術が知られている。一般に、推定電気角を使ったブラシレスＤＣモータの制御は、センサレス制御と呼ばれている。
【０００４】
センサレス制御においては、モータで発生する誘起電圧とモータ角速度とが比例関係を有することを利用して、誘起電圧からモータ角速度を算出する。そして、センサレス制御の演算周期とモータ角速度とから、１周期あたりにモータが回転した角度を求め、１周期前の電気角にこの回転角度を回転方向に加算することで現時点の電気角、つまり、推定電気角を算出する。こうしたセンサレス制御を用いた電動パワーステアリング装置は、例えば、特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８７７５６号公報
【発明の概要】
【０００６】
センサレス制御を行う場合、モータで発生する誘起電圧を計算するが、その計算値には、誘起電圧を算出するために必要な電流値、電圧値等の測定誤差が含まれる。このため、操舵ハンドルを保舵している状態においては、モータの回転が停止していても誘起電圧の計算誤差により電気角が加算されてしまいモータのトルク変動が生じる。このトルク変動が操舵ハンドルに振動として現れる。これを防止するために、誘起電圧の計算値に不感帯を設けることで、誘起電圧の誤差に対しては推定電気角を変化させないようにすることができる。しかしながら、誘起電圧の計算値に不感帯を設けた場合には、運転者が操舵ハンドルを回し始めるときに、推定電気角が進まないため、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。
【０００７】
また、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、誘起電圧から算出されたモータ角速度がゼロ近傍の不感帯内に入っているときに、電気角情報を得るために、正の値のオフセット値と負の値のオフセット値を所定の周期で交互に角速度に加算するようにしてモータ角速度がゼロになることを防止している。しかしながら、この装置では、単にオフセット値（固定値）を正負交互に切り換えて推定角速度に加算するものであるため、保舵中において常にモータが正逆回転することになる。従って、モータの振動が操舵ハンドルに伝わってしまい操舵フィーリングが悪い。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、センサレス制御を行う場合において、操舵フィーリングの低下を抑制することにある。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する永久磁石同期モータと、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど前記操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値を演算するモータ制御値演算手段と、前記永久磁石同期モータの電気角を検出するための回転角センサと、前記回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、前記センサ異常検出手段により前記回転角センサの異常が検出されているとき、前記永久磁石同期モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいて前記永久磁石同期モータの推定電気角を算出する電気角推定手段と、前記モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、前記回転角センサの異常が検出されていないときには前記回転角センサにより検出された電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御し、前記回転角センサの異常が検出されているときには前記電気角推定手段により算出された推定電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電気角推定手段は、前記演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、前記演算誘起電圧が前記不感帯に入る場合に、前記演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする不感帯処理手段と、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって前記不感帯を狭くする不感帯変更手段とを備えたことにある。
【００１０】
本発明の電動パワーステアリング装置においては、ステアリング機構に永久磁石同期モータが設けられており、モータ制御手段が、この永久磁石同期モータを駆動制御することにより操舵アシストトルクを発生させる。モータ制御手段は、モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、回転角センサにより検出された電気角を用いて永久磁石同期モータを駆動制御する。モータ制御値演算手段は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値（例えば、電流指令値）を演算する。
【００１１】
モータ制御手段は、例えば、永久磁石同期モータ（以下、単にモータと呼ぶ）の永久磁石の磁界が貫く方向となるｄ軸と、ｄ軸に直交する方向（ｄ軸からπ／２だけ電気角を進めた方向）となるｑ軸とを定めたｄ−ｑ座標を用いた電流ベクトル制御によりモータを駆動制御する。
【００１２】
回転角センサが故障した場合には、モータを駆動制御することができない。そこで、本発明の電動パワーステアリング装置は、回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、センサ異常検出手段により回転角センサの異常が検出されているときモータの電気角を推定する電気角推定手段を備えている。電気角推定手段は、モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいてモータの推定電気角を算出する。モータで発生する誘起電圧は、モータ角速度に比例する。従って、電気角推定手段は、例えば、所定時間毎に演算誘起電圧からモータの推定角速度を求め、この推定角速度でモータが所定時間当たりに回転する量を電気角加算量として計算し、所定時間前の推定電気角に電気角加算量をモータ回転方向に加算することで推定電気角を算出することができる。モータ制御手段は、回転角センサの異常が検出されているときには電気角推定手段により推定された推定電気角を用いてモータを駆動制御する。つまり、センサレス制御を行う。
【００１３】
演算誘起電圧を求めるには、電流測定、電圧測定が必要となる。このため、演算誘起電圧には、電流測定誤差、電圧測定誤差等による電圧分が含まれてしまい、モータの回転が停止している状態であっても、モータ通電中においては演算誘起電圧がゼロにならない。従って、保舵中（操舵ハンドルを切り込んだ位置で止めている状態）であっても、推定電気角が進められてしまいモータのトルク変動が生じる。このトルク変動は、操舵ハンドルの振動として現れ、運転者の操舵フィーリングを低下させる。そこで、本発明においては、不感帯処理手段が、演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、演算誘起電圧が不感帯に入る場合に、演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする。尚、モータの推定電気角を算出する過程において演算誘起電圧から導き出される値、例えば、モータの推定角速度に不感帯を設けるようにしたものも本発明の不感帯処理手段に相当するものである。この場合、演算誘起電圧の設定電圧に対応する角速度が、推定角速度の不感帯の範囲を設定するものとなる。
【００１４】
演算誘起電圧に不感帯を設定すると、モータの回転が停止している状態においては、推定電気角が変化しないようになる。このため、保舵中においては操舵ハンドルが振動しない。しかし、運転者が操舵ハンドルを切り出すとき（中立位置から回し始めるとき）に推定電気角が進みにくく、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。操舵ハンドルの切り出しにより操舵トルクが検出されてモータコイルが通電されると、回転子に設けた永久磁石がモータコイルで発生する磁界により引き寄せられる。このとき、演算誘起電圧が不感帯を乗り越えられないと推定電気角が進まないため、モータコイルで発生する磁界が回転しない。従って、回転子は、永久磁石がモータコイルの磁界に吸着された位置で落ち着いてしまう。このため、操舵アシストトルクを発生させることができず、操舵操作に引っ掛かり感を与えることになる。
【００１５】
そこで、本発明においては、不感帯変更手段が、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって不感帯を狭くする、つまり、不感帯を設定する演算誘起電圧の設定電圧を小さくする。操舵ハンドルを切り出す瞬間においては、操舵トルクは小さいため不感帯は狭く設定されている。従って、操舵ハンドルの切り出し時においては、演算誘起電圧が不感帯を越えやすいため、推定電気角を進めることができる。これにより、運転者は、操舵ハンドルを切り出すときに、操舵操作に引っ掛かりを感じない。
【００１６】
この結果、本発明によれば、センサレス制御を行う場合において、操舵フィーリングの低下を抑制することができる。
【００１７】
尚、本発明における「操舵トルク」とは、操舵トルクの大きさを表すもので、操舵方向を区別するものではない。また、本発明においては、不感帯変更手段が、操舵トルクが小さくなるにしたがって設定電圧を小さくして不感帯を狭くするが、不感帯の設定（設定電圧の設定）は、操舵トルクに応じてリニアに変化させるもの、操舵トルクに応じて段階的に変更させるもの、いずれでも良い。例えば、操舵トルクが設定トルクより大きいときには広い不感帯(設定電圧の大きな不感帯）を設け、操舵トルクが設定トルク以下となるときには狭い不感帯（設定電圧の小さな不感帯）を設けるようにしてもよい。また、「不感帯を狭くする」とは、不感帯を設けないものも含む。従って、操舵トルクが設定トルクより大きいときには不感帯を設け、操舵トルクが設定トルク以下となるときには不感帯を設けないようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記不感帯変更手段は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが予め設定された設定トルク以下となる場合には前記不感帯を設けないようにすることにある。
【００１９】
本発明によれば、運転者が操舵ハンドルを切り出すときに、確実に、操舵操作に引っ掛かり感を与えないようにすることができる。この場合、設定トルクは、保舵中に運転者が操舵ハンドルに加える操舵トルクより小さい値に設定するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係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】アシストＥＣＵのマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。
【図３】電気角推定部の処理を表す機能ブロック図である。
【図４】ｄ−ｑ座標、γ―δ座標を説明する説明図である。
【図５】アシストマップを表すグラフである。
【図６】誘起電圧の計算に用いる電動モータの回路図である。
【図７】不感帯処理マップを表すグラフである。
【図８】電気角補正量の算出メカニズムを説明するグラフである。
【図９】ｄ−ｑ座標におけるδ軸の設定角度領域を表すグラフである。
【図１０】角度θ１を説明する説明図である。
【図１１】角度θ３を説明する説明図である。
【図１２】検出値ｅγ／ｅと電気角誤差Δθｅとの関係を表すグラフである。
【図１３】電気角補正量算出マップを表すグラフである。
【図１４】電流ベクトルの方向に対するアシストトルク特性を表すグラフである。
【図１５】推定電気角が固着された状態を表す説明図である。
【図１６】電流ベクトルの方向に対するアシストトルク特性を表すグラフである。
【図１７】電流ベクトルをｑ軸方向に向けたときの力の関係を表した説明図である。
【図１８】実モータ角速度と演算誘起電圧との関係を表すグラフである。
【図１９】変形例としての不感帯処理マップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を表している。
【００２２】
この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０を駆動するためのモータ駆動回路３０と、電動モータ２０の作動を制御する電子制御装置１００とを主要部として備えている。以下、電子制御装置１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。
【００２３】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には、タイロッド１５Ｌ，１５Ｒを介して左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲのナックル（図示略）が操舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
【００２４】
ラックバー１４には、電動モータ２０が組み付けられている。電動モータ２０は、本発明の永久磁石同期モータに相当するものであり、本実施形態においては、その代表例である３相ブラシレスＤＣモータが用いられる。電動モータ２０（以下、単にモータ２０と呼ぶ）の回転軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲに転舵力を付与して操舵操作をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、モータ２０の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。
【００２５】
ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ２１が設けられる。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいてステアリングシャフト１２に働いた操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。従って、操舵トルクＴｒの大きさを論じる場合には、その絶対値｜Ｔｒ｜を用いる。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、エンコーダ等の他の回転角センサにより検出することもできる。
【００２６】
モータ２０には、回転角センサ２２が設けられる。この回転角センサ２２は、モータ２０内に組み込まれ、モータ２０の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力するもので、例えば、レゾルバにより構成される。回転角センサ２２は、モータ２０の回転角θｍを表す検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。アシストＥＣＵ１００は、この回転角θｍからモータ２０の電気角θｅを検出する。尚、モータ２０の電気角θｅは、回転角センサ２２により検出された電気角と、後述する推定により求めた電気角との２種類あるため、両者を区別する必要がある場合には、回転角センサ２２により検出された電気角を実電気角θｅａと呼び、推定により求めた電気角を推定電気角θｅｂと呼ぶ。また、本実施形態においては、回転角センサ２２としてレゾルバを使用しているが、エンコーダ等の他の回転角センサを用いることもできる。
【００２７】
モータ駆動回路３０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor Ｆield Ｅffect Ｔransistor）からなる６個のスイッチング素子３１〜３６により３相インバータ回路を構成したものである。具体的には、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２とを直列接続した回路と、第３スイッチング素子３３と第４スイッチング素子３４とを直列接続した回路と、第５スイッチング素子３５と第６スイッチング素子３６とを直列接続した回路とを並列接続し、各直列回路における２つのスイッチング素子間（３１−３２，３３−３４，３５−３６）からモータ２０への電力供給ライン３７を引き出した構成を採用している。
【００２８】
モータ駆動回路３０には、モータ２０に流れる電流を検出する電流センサ３８が設けられる。この電流センサ３８は、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwに対応した検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。以下、この測定された３相の電流値をモータ電流Ｉuvwと総称する。また、モータ駆動回路３０には、モータ２０の端子電圧を検出する電圧センサ３９が設けられる。電圧センサ３９は、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の端子電圧をそれぞれ検出し、その検出した電圧値Ｖu,Ｖv，Ｖwに対応した検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。以下、この測定された３相の端子電圧をモータ端子電圧Ｖuvwと総称する。
【００２９】
モータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６は、それぞれゲートがアシストＥＣＵ１００に接続され、アシストＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号によりデューティ比が制御される。これによりモータ２０の駆動電圧が目標電圧に調整される。
【００３０】
アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成される。アシストＥＣＵ１００は、操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２、電流センサ３８、電圧センサ３９、および、車速を検出する車速センサ２５を接続し、操舵トルクＴｒ、回転角θｍ、モータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉw、モータ端子電圧Ｖu,Ｖv，Ｖw、車速ｖを表す検出信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルク（以下、単にアシストトルクと呼ぶ）が得られるようにモータ２０に流す指令電流を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路３０の各スイッチング素子３１〜３６のデューティ比を制御する。
【００３１】
次に、電動パワーステアリング装置の電源供給系統について説明する。電動パワーステアリング装置は、車載電源装置８０から電源供給される。車載電源装置８０は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリである主バッテリ８１と、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ８２とを並列接続して構成される。車載電源装置８０には、電源供給元ライン８３と接地ライン８４が接続される。電源供給元ライン８３は、制御系電源ライン８５と駆動系電源ライン８６とに分岐する。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００に電源供給するための電源ラインとして機能する。駆動系電源ライン８６は、モータ駆動回路３０とアシストＥＣＵ１００との両方に電源供給する電源ラインとして機能する。
【００３２】
制御系電源ライン８５には、イグニッションスイッチ８７が接続される。駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８が接続される。この主電源リレー８８は、アシストＥＣＵ１００からの制御信号によりオンしてモータ２０への電力供給回路を形成するものである。制御系電源ライン８５は、アシストＥＣＵ１００の電源＋端子に接続されるが、その途中で、イグニッションスイッチ８７よりも負荷側（アシストＥＣＵ１００側）においてダイオード８９を備えている。このダイオード８９は、カソードをアシストＥＣＵ１００側、アノードを車載電源装置８０側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。
【００３３】
駆動系電源ライン８６には、主電源リレー８８よりも負荷側において制御系電源ライン８５と接続する連結ライン９０が分岐して設けられる。この連結ライン９０は、制御系電源ライン８５におけるダイオード８９の接続位置よりもアシストＥＣＵ１００側に接続される。また、連結ライン９０には、ダイオード９１が接続される。このダイオード９１は、カソードを制御系電源ライン８５側に向け、アノードを駆動系電源ライン８６側に向けて設けられる。従って、連結ライン９０を介して駆動系電源ライン８６から制御系電源ライン８５には電源供給できるが、制御系電源ライン８５から駆動系電源ライン８６には電源供給できないような回路構成となっている。駆動系電源ライン８６および接地ライン８４は、モータ駆動回路３０の電源入力部に接続される。また、接地ライン８４は、アシストＥＣＵ１００の接地端子にも接続される。
【００３４】
次に、アシストＥＣＵ１００が行うモータ２０の制御について説明する。アシストＥＣＵ１００は、図４に示すように、モータ２０の回転子に設けられた永久磁石の磁界が貫く方向にｄ軸、ｄ軸に直交する方向（ｄ軸に対して電気角がπ／２だけ進んだ方向）にｑ軸を定めたｄ−ｑ座標を用いた電流ベクトル制御によってモータ２０の回転を制御する。電気角θｅは、Ｕ相コイルを貫く軸とｄ軸との回転角となる。電流ベクトルのｄ軸成分をｄ軸電流と呼び、ｑ軸成分をｑ軸電流と呼ぶ。ｑ軸電流は、ｑ軸方向に磁界が発生するように作用する。従って、ｑ軸電流は、モータトルクを発生させる。一方、ｄ軸電流は、ｄ軸方向に磁界を発生させるため、モータトルクを発生できず、弱め界磁制御に使用される。アシストＥＣＵ１００は、最大のモータトルク効率を得るために、電流ベクトルがｑ軸上を移動するように電流位相を制御する（ｄ軸電流をゼロ）。
【００３５】
アシストＥＣＵ１００は、こうした電流ベクトル制御を行うにあたって、電気角θｅを検出することによりｄ−ｑ座標を定める。この電気角θｅは、回転角センサ２２により検出される回転角信号から求められるが、回転角センサ２２が故障した場合には、電気角θｅを求めることができない。そこで、アシストＥＣＵ１００は、回転角センサ２２が故障した場合には、後述する処理により推定電気角θｅｂを算出し、その推定電気角θｅｂを使って電流ベクトル制御を行う。この場合、ｄ軸を推定した制御上の軸をγ軸と呼び、ｑ軸を推定した制御上の軸をδ軸と呼ぶ。
【００３６】
次に、アシストＥＣＵ１００の機能について図２を用いて説明する。図２は、アシストＥＣＵ１００のマイクロコンピュータのプログラム制御により処理される機能を表す機能ブロック図である。アシストＥＣＵ１００は、アシスト電流指令部１０１を備えている。アシスト電流指令部１０１は、図５に示すように、操舵トルクＴｒと車速ｖとに応じて目標アシストトルクＴ＊を設定するためのアシストマップを記憶する。アシスト電流指令部１０１は、操舵トルクセンサ２１から出力される操舵トルクＴｒ及び車速センサ２５から出力される車速ｖを入力して、このアシストマップを参照することにより目標アシストトルクＴ＊を計算する。この場合、目標アシストトルクＴ＊は、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加するとともに車速ｖの増加にしたがって減少する。尚、図５は、右方向の操舵時におけるアシストマップであって、左方向の操舵時におけるアシストマップは、右方向のものに対して操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴ＊の符号をそれぞれ反対（つまり負）にしたものとなる。アシスト電流指令部１０１は、計算した目標アシストトルクＴ＊をトルク定数で除算することにより、ｄ−ｑ座標におけるｑ軸指令電流Ｉｑ＊を算出する。また、アシスト電流指令部１０１は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊をゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定する。
【００３７】
このように計算されたｑ軸指令電流Ｉｑ＊とｄ軸指令電流Ｉｄ＊は、フィードバック制御部１０２に出力される。フィードバック制御部１０２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸実電流Ｉｑを減算した偏差ΔＩｑを算出し、この偏差ΔＩｑを使った比例積分制御によりｑ軸実電流Ｉｑがｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するようにｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を計算する。同様に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸実電流Ｉｄを減算した偏差ΔＩｄを算出し、この偏差ΔＩｄを使った比例積分制御によりｄ軸実電流Ｉｄがｄ軸指令電流Ｉｄ＊に追従するようにｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を計算する。
【００３８】
ｑ軸実電流Ｉｑおよびｄ軸実電流Ｉｄは、モータ２０のコイルに実際に流れた３相電流の検出値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標の２相電流に変換したものである。この３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwからｄ−ｑ座標の２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相座標変換部１０３によって行われる。３相／２相座標変換部１０３は、電気角選択部１２２から出力される電気角θｅを入力し、その電気角θｅに基づいて、電流センサ３８により検出した３相電流Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ−ｑ座標の２相電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
【００３９】
３相座標からｄ−ｑ座標に変換する変換行列Ｃは次式（１）にて表される。
【数１】
【００４０】
尚、電気角選択部１２２は、後述するが、回転角センサ２２の異常が検出されていないときは、モータ２０の実電気角θｅａを電気角θｅとして出力し、回転角センサ２２の異常が検出されているときは、モータ２０の推定電気角θｅｂを電気角θｅとして出力する。
【００４１】
フィードバック制御部１０２により算出されたｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部１０５に出力される。２相／３相座標変換部１０５は、電気角選択部１２２から出力される電気角θｅに基づいて、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換して、その変換した３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ信号発生部１０６に出力する。ＰＷＭ信号発生部１０６は、３相指令電圧Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３６に出力する。これによりモータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。
【００４２】
回転角センサ２２から出力される回転検出信号は、実電気角変換部１２０とセンサ異常検出部１２１とに出力される。実電気角変換部１２０は、回転角センサ２２により出力される回転検出信号からモータ２０の実電気角θｅａを算出し、算出した実電気角θｅａを電気角選択部１２２に出力する。本発明における回転角センサは、この回転角センサ２２と実電気角変換部１２０とから構成される。センサ異常検出部１２１は、回転角センサ２２から出力される回転検出信号に基づいて、回転角センサ２２の異常を検出する。回転角センサ２２としてレゾルバを採用した場合には、レゾルバ内の検出用コイルや励磁用コイルが断線したり絶縁不良を起こしたりすることが考えられる。そこで、センサ異常検出部１２１は、検出用コイルの出力信号の振幅を監視し、その振幅が予め設定した許容範囲から外れた場合には、センサ異常と判定する。また、検出用コイルは、出力信号がπ／２だけ位相がずれるように一対設けられるため、２つの出力信号を比較して異常を検出することもできる。例えば、一方の検出用コイルから正弦波信号が出力されているときに、他方の検出用コイルから一定値信号が出力されているときなど、２つの出力信号の組み合わせが矛盾するケースにおいても異常であると判定することができる。センサ異常検出部１２１は、このようにして回転角センサ２２の異常の有無を判定し、異常の有無を表すセンサ異常判定信号Ｆを出力する。センサ異常検出部１２１は、例えば、異常有りと判定した場合には、センサ異常判定信号Ｆを「１」に設定し、異常無しと判定した場合にはセンサ異常判定信号Ｆを「０」に設定する。
【００４３】
回転角センサ２２に異常が発生した場合には、電気角を検出できなくなるため、電流ベクトル制御にてモータ２０を駆動できなくなる。そこで、アシストＥＣＵ１００には、回転角センサ２２の異常時においてもモータ２０の回転制御を継続できるように、電気角を推定する電気角推定部１１０を備えている。電気角推定部１１０は、センサ異常判定信号（Ｆ＝１）を入力すると作動を開始するもので、プログラム制御により実施される機能に着目すると、図３に示すように、誘起電圧演算部１１１と、不感帯処理部１１２と、不感帯変更部１１３と、推定角速度演算部１１４と、推定電気角演算部１１５と、推定電気角補正部１１６と、回転方向推定部１１７と、電気角誤差検出部１１８と、電気角補正量演算部１１９とから構成される。
【００４４】
誘起電圧演算部１１１は、電圧センサ３９から出力されるモータ端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを表す検出信号と、電流センサ３８から出力されるモータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを表す検出信号とを入力し、モータ２０で発生する誘起電圧ｅ’を以下のように計算する。
【００４５】
図６に示すように、モータ２０のＵ相の誘起電圧をｅu、Ｖ相の誘起電圧をｅv、Ｗ相の誘起電圧をｅwとすると、誘起電圧ｅu，ｅv，ｅwは次式（２），（３），（４）にて求められる。
ｅu＝Ｖu−Ｉu・Ｒ−Ｖm ・・・（２）
ｅv＝Ｖv−Ｉv・Ｒ−Ｖm ・・・（３）
ｅw＝Ｖw−Ｉw・Ｒ−Ｖm ・・・（４）
ここで、Ｖmは中点電圧、Ｒは各相のコイルの巻線抵抗である。中点電圧Ｖmは、Ｖm＝（Ｖu＋Ｖv＋Ｖw）／３として計算すればよい。
【００４６】
この場合、正確には、各相のコイルのインダクタンスＬによる電圧分（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）を加えるべきであるが、誘起電圧の計算においてはインダクタンスＬによる影響が非常に小さいため、本実施形態においてはそれをゼロとみなしている。尚、インダクタンスＬによる電圧分（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）を加味して計算するようにしてもよい。
【００４７】
モータ２０の誘起電圧ｅ’は、次式（５）により、３相の誘起電圧ｅu，ｅv，ｅwを２相のｄ−ｑ座標系における誘起電圧ｅｄ，ｅｑに変換した後に、次式（６）により求められる。
【数２】
【数３】
誘起電圧演算部１１１は、誘起電圧ｅ’の演算結果を不感帯処理部１１２に出力する。以下、誘起電圧演算部１１１により演算された誘起電圧ｅ’を演算誘起電圧ｅ’と呼ぶ。尚、式（５）における電気角θｅは、現時点において推定されている電気角となる。つまり、後述するように所定の短い周期で繰り返し計算される推定電気角θｅｂの最新値が使用される。
【００４８】
不感帯処理部１１２は、誘起電圧演算部１１１から出力される演算誘起電圧ｅ’と、不感帯変更部１１３から出力される不感帯指定信号Ｓを入力する。不感帯処理部１１２は、図７に示すような不感帯処理マップを記憶している。この不感帯処理マップにおいては、横軸が演算誘起電圧ｅ’を表し、縦軸が不感帯処理後の誘起電圧ｅ（ここでは、補正誘起電圧ｅと呼ぶ）を表す。不感帯処理部１１２は、不感帯変更部１１３から不感帯指定信号Ｓを入力し、その不感帯指定信号Ｓが「１」である場合には、この不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行って補正誘起電圧ｅを算出する。また、不感帯指定信号Ｓが「０」である場合には、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行わない。
【００４９】
不感帯変更部１１３は、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒを入力し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が予め設定された設定トルクＴｒ０より大きいか否かを判断する。そして、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が予め設定された設定トルクＴｒ０より大きい場合に、不感帯指定信号Ｓを「１」に設定する。また、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合に、不感帯指定信号Ｓを「０」に設定する。不感帯変更部１１３は、この不感帯指定信号Ｓを不感帯処理部１１２に出力する。
【００５０】
従って、不感帯処理部１１２は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きい場合にのみ、不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に対して不感帯処理を行う。この設定トルクＴｒ０は、保舵中に運転者が操舵ハンドル１１に加える操舵トルクより小さな値に予め設定されている。
【００５１】
不感帯処理マップは、誘起電圧演算部１１１が出力した演算誘起電圧ｅ’から補正誘起電圧ｅを求めるために、演算誘起電圧ｅ’と補正誘起電圧ｅとの関係を予め設定したものである。不感帯処理部１１２は、この不感帯処理マップを参照して、演算誘起電圧ｅ’が第１設定電圧ｅ１以下となる場合（０≦ｅ’≦ｅ１）には、補正誘起電圧ｅを０（ゼロ）に設定する。この演算誘起電圧ｅ’の範囲（０≦ｅ’≦ｅ１）が不感帯Ｙとなる。また、演算誘起電圧ｅ’が第１設定電圧ｅ１より大きく第２設定電圧ｅ２以下となる場合（ｅ１＜ｅ’≦ｅ２）には、演算誘起電圧ｅ’にゲインＫを乗じた値（Ｋ・ｅ’）を補正誘起電圧ｅに設定する。ゲインＫは、演算誘起電圧ｅ’がｅ１〜ｅ２の範囲において大きくなるにしたがって、０から１にまで増大されるように設定されている。従って、この演算誘起電圧ｅ’の範囲（ｅ１＜ｅ’≦ｅ２）は、低感度帯となる。また、演算誘起電圧ｅ’が第２設定電圧ｅ２を越える場合（ｅ’＞ｅ２）には、演算誘起電圧ｅ’をそのまま補正誘起電圧ｅとして設定する。尚、不感帯Ｙは、演算誘起電圧ｅ’の演算誤差を補償するために設けるものであるため、第１設定電圧ｅ１は、演算誤差の程度に応じた大きさ（小さな値）に設定される。
【００５２】
不感帯処理部１１２は、こうした不感帯処理により演算誘起電圧ｅ’を補正した補正誘起電圧ｅを出力する。また、不感帯処理部１１２は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合には、演算誘起電圧ｅ’をそのまま出力する。以下、不感帯処理部１１２の出力（補正誘起電圧ｅあるいは演算誘起電圧ｅ’）を、単に誘起電圧ｅと呼ぶ。
【００５３】
ここで、このような不感帯処理を行う理由について説明する。モータ２０で発生する誘起電圧は、モータ角速度に比例するため、この誘起電圧を検出することにより単位時間当たりのモータ回転角度を推定することができ、回転子の回転に同期させて電気角を進めることができる。しかし、誘起電圧演算部１１１で演算した演算誘起電圧ｅ’には、電流値、電圧値の測定誤差や巻線抵抗値等の誤差による電圧分が含まれるため、図１８に示すように、モータ２０（回転子）が回転していない状態であっても、モータ中電中においては演算誘起電圧ｅ’がゼロにならない。そのため、誘起電圧演算部１１１で演算した演算誘起電圧ｅ’をそのまま使って電気角を推定すると、保舵中に電気角が進められてしまいモータ２０のトルクが変動する。このトルク変動が操舵ハンドル１１に振動として現れる。そこで、誤差による演算誘起電圧ｅ’の出力を抑えるために、演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設ける。
【００５４】
演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設定すると、モータ２０の回転が停止している状態においては、推定電気角が変化しないようになる。このため、保舵中においては操舵ハンドル１１が振動しない。しかし、運転者が操舵ハンドル１１を切り出すとき（中立位置から回し始めるとき）に推定電気角が進みにくく、操舵操作に引っ掛かり感を与えてしまう。
【００５５】
操舵ハンドル１１の切り出しにより操舵トルクが検出されてモータコイルに通電されると、回転子に設けた永久磁石がモータコイルで発生する磁界により引き寄せられる。このとき、演算誘起電圧ｅ’が不感帯を乗り越えられないと推定電気角が進まないため、モータコイルで発生する磁界が回転しない。従って、図１５に示すように、回転子は、永久磁石がモータコイルの磁界に吸着された位置で落ち着いてしまう。つまり、電流ベクトルがｄ軸方向を向いた状態に保持されてしまう。このため、操舵アシストトルクを発生させることができず、操舵操作に引っ掛かり感を与えることになる。
【００５６】
そこで、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合には、不感帯処理部１１２に対して演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設けないように指令する。従って、運転者が操舵ハンドル１１を中立位置から回し始める瞬間においては、操舵トルクＴｒが小さいため演算誘起電圧ｅ’の不感帯が設定されず、推定電気角が進む。これにより、モータ２０の回転子は、電流ベクトルの移動と同期して回転する。この結果、運転者は、操舵操作に引っ掛かりを感じない。また、操舵ハンドル１１を操作していないときには、操舵トルクＴｒがゼロとなりモータ２０に通電されないため、トルク変動による操舵ハンドル１１の振動は発生しない。
【００５７】
また、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きくなる場合には、不感帯処理部１１２に対して演算誘起電圧ｅ’に不感帯を設けるように指令する。これにより、保舵中において、推定電気角が変化しないようになり、操舵ハンドル１１に振動が発生しない。
【００５８】
不感帯処理部１１２から出力された誘起電圧ｅは、推定角速度演算部１１４に入力される。推定角速度演算部１１４は、モータ２０で発生する誘起電圧ｅとモータ角速度とが比例関係を有することを利用して、モータ角速度ωを次式（７）により推定する。
ω＝ｅ／Ｋｅ ・・・（７）
Ｋｅは、モータ２０の角速度と誘起電圧との関係を表すモータ誘起電圧定数〔Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）〕である。以下、推定されたモータ角速度ωを推定角速度ωと呼ぶ。
【００５９】
推定角速度演算部１１４は、演算結果である推定角速度ωを推定電気角演算部１１５に出力する。アシストＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータにより所定の短い演算周期にて各種の演算処理を行う。従って、推定角速度ωと演算周期とから、１演算周期の間にモータ２０の回転子が回転した電気角を求めることができる。そこで、推定電気角演算部１１５は、１演算周期の間にモータ２０の回転子が回転した電気角を、電気角加算量Δθａとして計算し、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角に電気角加算量Δθａを加算することで現在の推定電気角を算出する。
【００６０】
この場合、電気角を加算する方向、つまり、モータ２０の回転方向を判別する必要があるため、推定電気角演算部１１５は、回転方向推定部１１７からモータ２０の回転方向を表す情報を入力する。回転方向推定部１１７は、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒの向きをモータ２０の回転方向とみなして、操舵トルクＴｒの向き（符号）を表す情報を出力する。
【００６１】
電気角加算量Δθａは次式（８）により算出される。
Δθａ＝Ｋｆ・ｓｉｇｎ（Ｔｒ）・ω ・・・（８）
ここでＫｆは、モータ角速度（ｒａｄ／ｓ）から１演算周期のあいだにモータ２０の回転子が回転する電気角（ｒａｄ）を求めるための定数であり、演算周期（ｓ）に相当する。また、ｓｉｇｎ（Ｔｒ）は、操舵トルクＴｒの符号（ステアリングシャフト１２に働くトルクの方向）を表し、操舵トルクＴｒが正の値またはゼロであればｓｉｇｎ（Ｔｒ）＝１、操舵トルクＴｒが負の値であればｓｉｇｎ（Ｔｒ）＝−１となる。
【００６２】
推定電気角演算部１１５は、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角を把握する必要があるため、後述する推定電気角補正部１１６の出力する推定電気角θｅｂの最新の値、つまり、１周期前の演算タイミングで算出した推定電気角θｅｂ(n-1)を入力して記憶しており、次式（９）に示すように、この推定電気角θｅｂ(n-1)に電気角加算量Δθａを加算することで現在の推定電気角θｅｂ’を算出する。
θｅｂ’＝θｅｂ(n-1)＋Δθａ ・・・（９）
【００６３】
この場合、推定電気角θｅｂ（n-1)の初期値は、センサ異常検出部１２１により回転角センサ２２の異常が検出される直前の値である。推定電気角演算部１１５は、回転角センサ２２の異常が検出されていない時から、実電気角変換部１２０が出力する実電気角θｅａを入力し、常に最新の実電気角θｅａを記憶更新する。そして、センサ異常検出部１２１の出力するセンサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２の異常を表す「１」に切り替わったことを検出すると、異常検出直前の実電気角θｅａを推定電気角θｅｂ（n-1)に設定して、上述した推定電気角θｅｂ’の演算を開始する。その後、推定電気角演算部１１５は、推定電気角補正部１１６で算出した推定電気角θｅｂを次の演算周期における式（９）での推定電気角θｅｂ（n-1)として使用するために、推定電気角θｅｂを推定電気角θｅｂ（n-1)に置き換えて逐次記憶更新する。
【００６４】
推定電気角演算部１１５は、算出した推定電気角θｅｂ’を推定電気角補正部１１６に出力する。推定電気角補正部１１６は、推定電気角θｅｂ’に加えて、回転方向推定部１１７から出力される回転方向情報と、電気角補正量演算部１１９から出力される電気角補正量Δθｃとを入力する。推定電気角補正部１１６は、後述するモータ２０の脱調に対するロバスト性を向上させるために、推定電気角θｅｂ’に電気角補正量Δθｃを回転方向に加算することで推定電気角θｅｂ’を補正する。つまり、推定電気角補正部１１６は、次式（１０）により推定電気角θｅｂを算出する。この推定電気角θｅｂが最終的な推定電気角となる。
θｅｂ＝θｅｂ’＋ｓｉｇｎ（Ｔｒ）・Δθｃ ・・・（１０）
【００６５】
推定電気角補正部１１６は、算出した推定電気角θｅｂを電気角選択部１２２に出力する。電気角選択部１２２は、実電気角θｅａと推定電気角θｅｂとを入力し、センサ異常検出部１２１からセンサ異常判定信号Ｆを読み込んで、センサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２が異常であることを表す「１」である場合には推定電気角θｅｂを選択する。また、センサ異常判定信号Ｆが回転角センサ２２が正常であることを表す「０」である場合には実電気角θｅａを選択する。電気角選択部１２２は、選択した実電気角θｅａまたは推定電気角θｅｂを電気角θｅとして出力する。
【００６６】
電気角θｅは、３相／２相座標変換部１０３，２相／３相座標変換部１０５に出力され、上述した座標変換演算に用いられる。従って、アシストＥＣＵ１００は、回転角センサ２２の異常が検出されているときは、推定電気角により定義されるｄ−ｑ座標、つまり、γ―δ座標を使って電流ベクトル制御を行う。
【００６７】
次に、電気角補正量Δθｃを算出する構成について説明する。上述したように、アシスト電流指令部１０１は、モータトルク効率を最大にするために、電流ベクトルがｑ軸方向に向くように電流指令値を設定する。この場合、図１７に示すように、アシストトルクＴｍと運転者の操舵力Ｔｓとを合わせた力が、軸力Ｆと釣り合うようにモータコイルの通電量が制御される。この軸力Ｆとは、ラックバー１４を変位させるために必要な力を表す。
【００６８】
軸力が急激に増加してモータ２０で発生するアシストトルクが不足した場合には、回転子が操舵方向に対して逆方向に回される。回転角センサ２２が正常に作動している場合であれば、電気角を高精度に検出できるため、回転子の回転に合わせて電流ベクトルの向きをｑ軸方向に追従させることができる。従って、図１６のＰ１位置に示すように、アシストトルクを最大限発生できる状態を維持できる。この図１６は、電流ベクトルの方向（電気角）に対するアシストトルク（モータトルク）の特性を表す。しかし、回転角センサ２２が故障して推定電気角を用いたセンサレス制御を行っている場合には、操舵トルクの働く方向と回転子の回転方向とが反対となり、相対的に推定角速度ωが大きくなる。このため、図１６の矢印に示すように、推定電気角が回転子に対して進んでしまいモータ２０が脱調する。これにより、モータ２０で発生できるアシストトルクが低下し、電流ベクトルの方向がｄ軸よりも１８０°以上進んだ逆アシスト領域に入ってしまう。この逆アシスト領域におけるアシストトルク特性は、電流ベクトルの向きが０°〜１８０°の範囲のアシストトルク特性に対して符号が反対となる。
【００６９】
また、センサレス制御を行っている場合には、推定電気角の誤差分だけ、実際のｄ−ｑ座標とそれらを推定したγ―δ座標とがずれてしまう。このため、γ−δ座標を基準として電流ベクトル制御を行うと、電流ベクトルの方向がｑ軸方向からずれる。この場合、電流ベクトルがｑ軸よりも遅れた方向に向けられていれば、軸力の増加により回転子が操舵方向に対して逆方向に回されて電気角が相対的に進んでも、モータ２０で発生できるアシストトルクが増加するため回転子の逆回転が抑制されてモータ２０の脱調を防止することができる。しかし、電流ベクトルがｑ軸方向、あるいはｑ軸よりも進んだ方向に向けられている場合には、回転子が逆回転して電気角が相対的に進むと、モータ２０で発生できるアシストトルクが低下する。従って、回転子の逆回転を抑制できずモータ２０が脱調する。
【００７０】
そこで、本実施形態においては、δ軸がｑ軸よりも電気角の遅れた方向を向くように推定電気角を補正する電気角補正量Δθｃを算出し、この電気角補正量Δθｃを推定電気角補正部１１６に供給することでモータ２０の脱調を抑制する。電気角補正量Δθｃは、電気角誤差検出部１１８と電気角補正量演算部１１９とによって算出される。
【００７１】
電気角補正量Δθｃを算出するにあたっては、ｑ軸とδ軸との電気角の相違状態を把握する必要がある。ｑ軸とδ軸との相違状態は、γ軸方向に発生するγ軸誘起電圧（ｑ軸方向に発生する誘起電圧ｅのγ軸方向成分）に基づいて検出することができる。γ軸誘起電圧ｅγは次式（１１）にて表すことができる。
ｅγ＝Ｖγ−Ｒ・Ｉγ＋ω・Ｌ・Ｉδ ・・・（１１）
ここで、Ｖγは電機子電圧のγ軸方向成分、Ｒはコイルの巻線抵抗、Ｉγは電機子電流のγ軸方向成分、Ｌはコイルのインダクタンス、Ｉδは電機子電流のδ軸方向成分を表す。
【００７２】
誘起電圧ｅは必ずｑ軸上に発生する。従って、図８（ａ）に示すように、ｑ軸とδ軸とが一致している場合には、γ軸誘起電圧ｅγはゼロとなる（ｅγ＝０）。また、図８（ｂ）に示すように、ｑ軸に対してδ軸が遅れている場合には、γ軸誘起電圧ｅγの値は負の値となる（ｅγ＜０）。また、図８（ｃ）に示すように、ｑ軸に対してδ軸が進んでいる場合には、γ軸誘起電圧ｅγの値は正の値となる（ｅγ＞０）。
【００７３】
また、ｑ軸とδ軸との電気角誤差も検出することができる。ｑ軸とδ軸との電気角誤差をΔθｅとすると、ｑ軸方向に発生する誘起電圧（実際の誘起電圧）ｅと、γ軸誘起電圧ｅγとの関係は、次式（１２）にて表すことができる。
ｅγ＝ｅ・ｓｉｎΔθｅ ・・・（１２）
従って、
ｓｉｎΔθｅ＝ｅγ／ｅ＝（Ｖγ−Ｒ・Ｉγ＋ω・Ｌ・Ｉδ）／ｅ ・・・（１３）
という関係式（１３）により、電気角誤差Δθｅを求めることができる。
【００７４】
ここで式（１３）の右辺における、Ｖγ，Ｉγ，Ｉδは、３相座標からｄ−ｑ座標に変換する式（１）の変換行列Ｃを用いて、モータ端子電圧Ｖu,Ｖv，Ｖw、モータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwから算出することができる。
【００７５】
ｑ軸とδ軸との電気角誤差Δθｅを検出することができれば、その電気角誤差Δθｅ分だけ推定電気角を補正すれば、δ軸をｑ軸位置にほぼ一致させることができる。しかし、上述したように、δ軸をｑ軸と一致させるように補正してしまうと、モータトルク効率は最大となるものの、軸力の変動によりモータ２０で脱調が発生しやすくなる。そこで、本実施形態においては、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように、つまり、δ軸がｑ軸よりも電気角の遅れた方向を向くように推定電気角θｅｂ’を補正する。この場合、モータ２０脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とをバランス良く確保するために、図９に示すように、δ軸がｄ−ｑ座標における設定角度領域Ａに入るように推定電気角θｅｂ’を補正する。設定角度領域Ａにおいて、ｑ軸からの電気角の遅れが最小となる境界角度を最小遅れ電気角θminと呼び、ｑ軸からの電気角の遅れが最大となる境界角度を最大遅れ電気角θmaxと呼ぶ。
【００７６】
最小遅れ電気角θminは、負荷増加に対する余裕度から設定される角度θ１と、各種誤差分を考慮した角度θ２と、推定電気角補正フィードバックによって補正可能な角度θ３とに基づいて、次のように設定される。
θmin＝θ１+θ２−θ３
尚、角度θ１、θ２、θ３は、ｑ軸から図９の反時計方向（電気角の遅れ方向）に回る方向を正の角度［ｄｅｇ］とする。
【００７７】
電流指令値Ｉｑ＊が大きくなるほどモータ２０の脱調による振動の影響が大きくなる。そこで、角度θ１は、振動の影響が大きくなる電流指令値Ｉｑ＊が所定値Ｉ０となるときの、負荷増加に対してモータ２０で脱調が発生しないような余裕角度を設定したものである。図１０に示すように、電流指令値Ｉｑ＊がＩ０となるときのモータトルクをＴ０、モータトルクＴ０と釣り合う軸力をＦ、予め見込んだ負荷増加量をΔＦ、角度θ１の方向に向いた力でモータトルクＴ０を発生させるモータトルクをＴ１とすると、
Ｆ＝Ｔ０
Ｆ＋ΔＦ＝Ｔ１
Ｔ１・ｃｏｓθ１＝Ｔ０
という関係から、角度θ１は、次式にて表すことができる。
θ１＝ｃｏｓ−１｛（Ｔ０／（Ｔ０＋ΔＦ）｝
【００７８】
また、角度θ２は、各種の演算誤差、電流測定誤差を考慮して設定される。また、角度θ３は、図１１に示すように、電流ベクトルの方向がｑ軸よりも進んでしまっても、後述する推定電気角の補正フィードバックによって電流ベクトルの方向をｑ軸側に戻して脱調しないようにできる補正可能な限界角度を設定したもので、予め実験により求めて設定される。
【００７９】
一方、最大遅れ電気角θmaxは、熱性能とアシスト性能とを考慮して設定される。電流ベクトルの向きをｄ軸側に接近させるほどモータコイルやモータ駆動回路３０が発熱する。従って、センサレス制御を行うときの熱性能を満たす限界となる電流ベクトルのｑ軸からの遅れ角度を角度θ４として設定する。また、電流ベクトルの向きをｄ軸側に接近させるほど、アシストトルクが減少する。従って、センサレス制御を行うときのアシスト性能を満たす限界となる電流ベクトルのｑ軸からの遅れ角度を角度θ５として設定する。センサレス制御を行うときのアシスト性能とは、必要最小限のアシスト性能であって、例えば、車両の走行中に運転者が最大舵角まで操舵操作できるようなアシストトルクを出力できる能力に設定される。最大遅れ電気角θmaxは、熱性能とアシスト性能との両方が満たされるように、角度θ４と角度θ５とのうち、ｑ軸からの遅れ角度が小さい方の角度に設定される。
【００８０】
このように、最小遅れ電気角θminと最大遅れ電気角θmaxとの間に設定された設定角度領域Ａにδ軸が入るように推定電気角θｅｂ’を補正することにより、センサレス制御中において電流ベクトルの方向が設定角度領域Ａに向けられることになる。本実施形態においては、設定角度領域Ａの範囲（最小遅れ電気角θminから最大遅れ電気角θmaxまでの角度θｘ）に比べて、ｑ軸から最小遅れ電気角θminまでの範囲が小さく設定されている。
【００８１】
図３の電気角推定部１１０の説明に戻る。電気角推定部１１０は、電気角誤差検出部１１８と電気角補正量演算部１１９とを備えている。電気角誤差検出部１１８は、電圧センサ３９から出力されるモータ端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwを表す検出信号と、電流センサ３８から出力されるモータ電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを表す検出信号と、不感帯処理部１１２から出力される誘起電圧ｅと、推定角速度演算部１１４から出力される推定角速度ωとを入力し、上述したeγ／ｅの値（ｑ軸方向に発生する誘起電圧ｅに対するγ軸誘起電圧ｅγの比）を計算する。上述したように、ｓｉｎΔθｅ＝ｅγ／ｅという関係が成立する。従って、eγ／ｅは、ｑ軸とδ軸との電気角誤差Δθｅに応じた値となる。そこで、電気角誤差検出部１１８は、電気角誤差Δθｅを計算することなく、eγ／ｅの値を検出値として電気角補正量演算部１１９に出力する。図１２は、検出値ｅ／ｅγと電気角誤差Δθｅとの関係を表す。
【００８２】
電気角補正量演算部１１９は、電気角誤差検出部１１８から出力された検出値eγ／ｅを入力し、電気角補正量算出マップを参照して１演算周期における電気角補正量Δθｃを計算する。電気角補正量算出マップは、図１３に示すように、検出値eγ／ｅと電気角補正量Δθｃとの対応関係を設定したものである。
【００８３】
電気角補正量Δθｃは、脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とを両立させるために、δ軸がｄ−ｑ座標における設定角度領域Ａに入るように推定電気角θｅｂ’を補正する値である。従って、電気角補正量算出マップは、設定角度領域Ａの境界である最小遅れ電気角θminと最大遅れ電気角θmaxとに対応する検出値ｅγ／ｅの範囲において不感帯Ｚが設定されている。ここで、最小遅れ電気角θminに対応する検出値ｅγ／ｅの値をｘ１とし、最大遅れ電気角θmaxに対応する検出値ｅγ／ｅの値をｘ２とする。この場合、検出値ｅγ／ｅの不感帯Ｚは、ｘ１〜ｘ２の間に設定される。このｘ１、ｘ２は、電気角誤差Δθｅと検出値ｅγ／ｅとの関係（式（１３）、図１２参照）から求められて設定される。
【００８４】
検出値ｅγ／ｅが正の値となる場合、δ軸はｑ軸よりも電気角の進んだ方向を向いている。従って、この場合には、電気角補正量Δθｃは、負の値に設定される。また、検出値ｅγ／ｅが負の値となる場合、δ軸はｑ軸よりも電気角の遅れた方向に向いている。この場合、電気角補正量Δθｃは、検出値ｅγ／ｅがｘ１を越える値であれば、モータ２０の脱調に対するロバスト性を向上させるために負の値に設定される。また、検出値ｅγ／ｅがｘ１以下でｘ２以上の場合は、δ軸が設定角度領域Ａに入っているため、電気角補正量Δθｃは、０（ゼロ）に設定される。また、検出値ｅγ／ｅがｘ２未満の場合には、電気角補正量Δθｃは、正の値に設定される。
【００８５】
また、電気角補正量算出マップにおいては、検出値ｅγ／ｅがｘ１より大きなｘ０以上となる場合、および、検出値ｅγ／ｅがｘ２より小さなｘ３以下となる場合に、電気角補正量Δθｃが一定の上限値に制限される。本実施形態においては、図１３に示すように、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の電気角補正量Δθｃの上限値をΔθｃmaxlagとし、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の電気角補正量Δθｃの上限値をΔθｃmaxleadとすると、上限値Δθｃmaxleadのほうが上限値Δθｃmaxlagよりも大きな値に設定されている（絶対値の比較）。
【００８６】
また、電気角補正量Δθｃは、検出値ｅγ／ｅがｘ０〜ｘ１の範囲に入る場合、および、検出値ｅγ／ｅがｘ２〜ｘ３の範囲に入る場合に、検出値ｅγ／ｅが不感帯Ｚから外れている量に比例した大きさの電気角補正量Δθｃが設定される。この場合、電気角の補正感度は、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいるか遅れているかによって異なるように設定されている。電気角の補正感度とは、検出値ｅγ／ｅが不感帯Ｚから外れている量に対する電気角補正量Δθｃの比を表す。本実施形態においては、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合における補正感度（図１３の特性ラインＧ１の傾き）が、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合における補正感度（図１３の特性ラインＧ２の傾き）よりも大きく設定されている。
【００８７】
電気角補正量演算部１１９は、電気角補正量算出マップを参照して電気角補正量Δθｃを計算すると、その計算結果を推定電気角補正部１１６に出力する。推定電気角補正部１１６は、上述したように、推定電気角演算部１１５から出力された推定電気角θｅｂ’に電気角補正量Δθｃを回転方向に加算することで推定電気角θｅｂ’を補正する。そして、補正により得られた推定電気角θｅｂを電気角選択部１２２に出力する。
【００８８】
アシストＥＣＵ１００は、短い演算周期にて上述した処理を繰り返す。従って、回転角センサ２２の異常が検出されていないとき（センサ異常判定信号Ｆ＝０）には、実電気角θｅａに基づいて設定されたｄ−ｑ座標を用いて電流ベクトル制御が行われる。また、回転角センサ２２の異常が検出されているとき（センサ異常判定信号Ｆ＝１）には、電気角推定部１１０が推定電気角θｅｂを算出し、この推定電気角θｅｂによりｄ−ｑ座標を推定したγ−δ座標を用いて電流ベクトル制御が行われる。センサレス制御時においては、電気角補正量算出マップにしたがって電気角補正量Δθｃが演算されて推定電気角θｅｂ’が補正されるため、図９の矢印に示すように、δ軸が設定角度領域Ａに入るようにフィードバック制御される。これにより、電流ベクトルの向きが、実際のｑ軸よりも遅れた方向に向けられる。従って、図１４のＰ２位置に示すように、モータトルク効率は最大にはならないものの、軸力の急増により回転子が逆回転して電流ベクトルの方向が進んでもアシストトルクが増加するため、モータ２０の脱調を抑制することができる。
【００８９】
以上説明した本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、以下の作用効果を奏する。
１．誘起電圧ｅの算出にあたって、操舵トルクＴｒの大きさが小さい場合には、演算誘起電圧ｅ’に不感帯が設定されない。これにより、推定電気角が固定されないため、操舵ハンドル１１を切り出すときに、運転者に操舵操作の引っ掛かりを感じさせない。一方、操舵トルクＴｒの大きさが大きい場合には、演算誘起電圧ｅ’に不感帯が設定される。これにより、推定電気角が変化しなくなり、保舵時において操舵ハンドル１１が振動しない。これらの結果、センサレス制御時での操舵フィーリングの低下を抑制することができる。
２．演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理にあたっては、演算誘起電圧ｅ’が不感帯の境界となる第１設定電圧ｅ１〜第２設定電圧ｅ２の範囲に入る場合には、演算誘起電圧ｅ’の感度を下げるゲインＫ（０〜１）を乗じるようにし、このゲインＫを演算誘起電圧ｅ’の増加に合わせて大きく設定している。従って、演算誘起電圧ｅ’が不感帯Ｙを越えたときに、補正誘起電圧ｅが突然大きな値に変化することはなく、適正な不感帯処理を行うことができる。
３．回転角センサ２２の異常が検出されているときには、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように推定電気角が補正される。従って、軸力が急増してモータ２０の回転子が操舵方向に対して逆方向に回転しても、モータ２０で発生するアシストトルクが増加するため、回転子の逆回転を抑制することができる。この結果、モータ２０の脱調に対するロバスト性が向上する。
４．推定電気角の算出にあたって必要となるモータ回転方向の情報を、操舵トルクセンサ２１により検出された操舵トルクＴｒの方向から取得するため、モータ回転方向を検出するための特別なセンサを要しなく低コストにて実施することができる。操舵トルクＴｒから回転方向の情報を取得する場合には、モータ２０の回転子が操舵方向に対して逆方向に回転したときに、回転子の回転方向と推定電気角を進める方向とが反対となって相対的な推定角速度ωが増大するためモータ２０が脱調しやすい。しかし、本実施形態においては、δ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも遅れるように推定電気角を補正するため、回転子の逆回転を抑制することができる。この結果、モータ２０の脱調に対するロバスト性と低コスト化とを両立させることができる。
５．電気角補正量Δθｃは、δ軸の電気角がｑ軸よりも電気角の遅れた設定角度領域Ａに入るように設定される。この設定角度領域Ａは、負荷増加に対する余裕度、各種誤差分、推定電気角補正フィードバックによって補正可能な角度分、熱性能、アシスト性能を考慮して設定されているため、モータ２０の脱調に対するロバスト性とモータトルク効率とをバランス良く確保することができる。また、必要最小限のアシスト性能を確保することができる。
６．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、δ軸とｑ軸との電気角の相違状態を検出する必要があるが、本実施形態においては、検出値ｅγ／ｅを算出しているため、δ軸とｑ軸との角度差（電気角誤差）まで検出することができる。この結果、δ軸を設定角度領域Ａに適正に維持することができる。また、電気角補正量算出マップを参照して、検出値ｅγ／ｅから電気角補正量Δθｃを算出するため、検出値ｅγ／ｅの不感帯Ｚを設けることで、簡単に設定角度領域Ａを設定することができる。
７．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、推定電気角を１回で補正できる上限値が設定されている。この場合、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の上限値Δθｃmaxlagよりも、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の上限値Δθｃmaxleadのほうが大きな値に設定されている。このため、δ軸の電気角がモータ２０の脱調が発生しやすい領域に入っている場合には、電気角補正量Δθｃを大きく設定できるためモータ２０の脱調を速やかに回避することができる。一方、δ軸の電気角がモータトルク効率の低い領域に入っている場合には、安定した制御速度で推定電気角を補正して、モータトルク効率を高めることができる。
８．電気角補正量Δθｃの算出にあたっては、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも遅れている場合の補正感度よりも、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合の補正感度のほうが大きく設定されている。このため、δ軸の電気角がモータ２０の脱調が発生しやすい領域に入っている場合には、電気角補正量Δθｃを大きく設定できるためモータの脱調を速やかに回避することができる。一方、δ軸の電気角がモータトルク効率の低い領域に入っている場合には、安定した制御速度で推定電気角を補正して、モータトルク効率を高めることができる。
９．設定角度領域Ａの範囲（最小遅れ電気角θminから最大遅れ電気角θmaxまでの角度θｘ）に比べて、ｑ軸から最小遅れ電気角θminまでの範囲が小さく設定されている。従って、モータ２０の脱調を抑制しつつ、できるだけモータトルク効率を高い状態に維持することができる。
【００９０】
以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、本実施形態においては、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０より大きい場合に演算誘起電圧ｅ’の不感帯処理を行い、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が設定トルクＴｒ０以下となる場合に不感帯処理を行わないという、２通り制御モードを選択的に切り替えるようにしているが、制御モードを３通り以上に設定することもできる。例えば、図１９に示すように、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１以下となる場合には、最小幅の不感帯Ｙ１を設定し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１より大きく第２設定トルクＴｒ２以下となる場合には、中程度の不感帯Ｙ２を設定し、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第２設定トルクＴｒ２より大きくなる場合には、最大幅の不感帯Ｙ３を設定するようにしてもよい。この場合、不感帯処理部１１２は、図１９に示すような３つの不感帯処理マップを記憶する。そして、不感帯変更部１１３は、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜に基づいて、３つの不感帯処理マップのうちの１つを指定する不感帯指定信号Ｓを不感帯処理部１１２に出力する。不感帯変更部１１３は、指定された不感帯処理マップを使って、演算誘起電圧ｅ’に不感帯処理を行って補正誘起電圧ｅを算出する。
【００９２】
この変形例によれば、より適切な不感帯を設定することができるため不感帯の過不足が生じにくくなり、センサレス制御時での操舵フィーリングの低下を一層抑制することができる。尚、この変形例においても、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜が第１設定トルクＴｒ１より小さな設定トルク以下となる場合に、不感帯を設けないようにしてもよい。また、操舵トルクＴｒの大きさ｜Ｔｒ｜に応じて、連続的に不感帯の幅を変化させるようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態においては、不感帯の隣に低感度帯を設けた不感帯処理マップを用いているが、低感度帯を設けない不感帯処理マップを用いることもできる。
【００９４】
また、本実施形態においては、推定電気角演算部１１５で算出した推定電気角θｅｂ’を電気角補正量Δθｃを用いて補正するようにしているが、必ずしも、推定電気角θｅｂ’を補正する必要はなく、推定電気角演算部１１５で算出した推定電気角θｅｂ’を電気角選択部１２２に出力するようにしてもよい。この場合には、電気角誤差検出部１１８，電気角補正量演算部１１９、推定電気角補正部１１６を省略した構成となる。
【００９５】
また、本実施形態では、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒの方向をモータ２０の回転方向とみなして推定電気角を演算するが、操舵角センサ等、モータ２０の回転方向を検出できるセンサを備えている場合には、そのセンサの検出値を使ってモータ２０の回転方向を判定するようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態においては、推定電気角の初期値θｅｂ（n-1)として、回転角センサ２２の異常が検出される直前の実電気角θｅａの値を用いているが、それに代えて固定値など任意の値を用いても良い。これは、初期の推定電気角が実電気角と相違していても、モータ２０が回転しているうちに、電流ベクトルの方向に永久磁石が引き寄せられて同期するからである。
【００９７】
また、本実施形態においては、電気角補正量Δθｃの上限値、および、電気角補正感度を、δ軸の電気角が設定角度領域Ａよりも進んでいる場合と遅れている場合とで異なるように設定しているが、同じ値に設定してもよい。
【００９８】
また、本実施形態においては、設定角度領域Ａを設けて、δ軸の電気角がこの設定角度領域Ａに入るように推定電気角を補正しているが、設定角度領域Ａを設けずにδ軸の電気角がｑ軸の電気角よりも設定角度遅れるように推定電気角を補正するようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、２０…電動モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…回転角センサ、２５…車速センサ、３０…モータ駆動回路、３８…電流センサ、３９…電圧センサ、１００…電子制御装置（アシストＥＣＵ）、１０１…アシスト電流指令部、１０２…フィードバック制御部、１０３…３相／２相座標変換部、１０５…２相／３相座標変換部、１０６…ＰＷＭ制御信号発生部、１１０…電気角推定部、１１１…誘起電圧演算部、１１２…不感帯処理部、１１３…不感帯変更部、１１４…推定角速度演算部、１１５…推定電気角演算部、１１６…推定電気角補正部、１１７…回転方向推定部、１１８…電気角誤差検出部、１１９…電気角補正量演算部、１２０…実電気角変換部、１２１…センサ異常検出部、１２２…電気角選択部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する永久磁石同期モータと、
操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど前記操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値を演算するモータ制御値演算手段と、
前記永久磁石同期モータの電気角を検出するための回転角センサと、
前記回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、
前記センサ異常検出手段により前記回転角センサの異常が検出されているとき、前記永久磁石同期モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいて前記永久磁石同期モータの推定電気角を算出する電気角推定手段と、
前記モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、前記回転角センサの異常が検出されていないときには前記回転角センサにより検出された電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御し、前記回転角センサの異常が検出されているときには前記電気角推定手段により算出された推定電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電気角推定手段は、
前記演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、前記演算誘起電圧が前記不感帯に入る場合に、前記演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする不感帯処理手段と、
前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって前記不感帯を狭くする不感帯変更手段と
を備えた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】
前記不感帯変更手段は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが予め設定された設定トルク以下となる場合には前記不感帯を設けないようにすることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生する永久磁石同期モータと、
操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが大きくなるほど前記操舵アシストトルクが大きくなるようにモータ制御値を演算するモータ制御値演算手段と、
前記永久磁石同期モータの電気角を検出するための回転角センサと、
前記回転角センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、
前記センサ異常検出手段により前記回転角センサの異常が検出されているとき、前記永久磁石同期モータで発生する誘起電圧を演算により求め、その演算値である演算誘起電圧に基づいて前記永久磁石同期モータの推定電気角を算出する電気角推定手段と、
前記モータ制御値演算手段により演算されたモータ制御値にしたがって、前記回転角センサの異常が検出されていないときには前記回転角センサにより検出された電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御し、前記回転角センサの異常が検出されているときには前記電気角推定手段により算出された推定電気角を用いて前記永久磁石同期モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電気角推定手段は、
前記演算誘起電圧が設定電圧以下となる範囲を不感帯として設定して、前記演算誘起電圧が前記不感帯に入る場合に、前記演算誘起電圧に応じて推定電気角が変化しないようにする不感帯処理手段と、
前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが小さくなるにしたがって前記不感帯を狭くする不感帯変更手段と
を備えた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】
前記不感帯変更手段は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクが予め設定された設定トルク以下となる場合には前記不感帯を設けないようにすることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１３１６４３（Ｐ２０１１−１３１６４３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１０１１（Ｐ２００９−２９１０１１）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]