電動パワーステアリング装置
【課題】電動モータの電気的抵抗が精度良く推定することが可能となる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータ２０の回転速度を算出する。そして、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を推定して更新する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータ２０の回転速度を算出する。そして、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を推定して更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、電動モータに流すべき電流の目標値が、ステアリングシャフトの操舵トルクや車速に加えて、ステアリングホイールの操舵速度に対応する当該電動モータの回転速度に基づいて決定されることが知られている。
【０００３】
電動モータの回転速度の算出においては、記憶装置に予め記憶されている電動モータの抵抗値を用いることが知られている。特許文献１には、回転速度の算出に用いる電動モータの端子間抵抗値を、モータ電流に応じて使い分けることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、電動モータの電流検出値および電圧検出値と、電流−抵抗特性とによって当該電流検出値に対応付けられる抵抗値とに基づいて、電動モータの回転速度を算出すること、並びに、抵抗算出手段により算出される電動モータの抵抗値に基づいて、電流−抵抗特性を更新することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６６９９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定するためには、ステアリングホイールの舵角が保持されている状態、すなわち、ステアリングホイールが保舵されている状態が好ましい。
【０００７】
しかし、分解能の低い舵角センサを用いるとき、舵角センサの出力に基づいてステアリングホイールの舵角が保持されていることを精確に判定できないおそれがある。すなわち、ステアリングホイールの舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサの出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。その結果、ステアリングホイールの舵角が変化しているときに、抵抗値が推定および更新されてしまい、電動モータの電気的抵抗が精度良く推定されないという問題がある。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動モータの電気的抵抗が精度良く推定することが可能となる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置において、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を更新することを要旨としている。
【００１０】
ステアリングホイールの舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサの出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。一方、電動モータの誘起電圧は舵角の速度に比例して変化するため、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角が保持されていないと精確に推測できる。
【００１１】
そこで、上記発明では、電動パワーステアリング装置は、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータの電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
【００１２】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角センサの出力から操舵速度を算出し、前記舵角一定条件には、前記操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれることを要旨としている。
【００１３】
ステアリングホイールが操舵されていなければ、操舵速度は「０」であって、電動モータに生じる誘起電圧も「０」である。
上記発明によれば、舵角一定条件は、舵角一定条件には、操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００１４】
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、電動モータに誘起電圧が生じていないときを基準状態として、この基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。
【００１５】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角一定条件には、前記舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれることを要旨としている。
【００１６】
ステアリングホイールが操舵されていなければ、舵角センサの出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、ステアリングホイールが操舵されていなければ、電動モータに生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。
【００１７】
上記発明によれば、舵角一定条件には、舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００１８】
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、上述のごとく、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、上記基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。また、「舵角センサの出力の変化量」とは、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサの出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、ステアリングホイールが所定位置にあるときを基準状態として、この基準状態からの舵角センサの出力の変化度合いを表すものであってもよい。また、舵角一定時間と比較される所定時間と、誘起電圧一定時間と比較される所定時間とは、異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【００１９】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分けることを要旨としている。
【００２０】
ステアリングホイールの舵角が保持されているときは、電動モータの電圧および電流を演算対象として含む一般的な演算式を用いることにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。この一般的な演算式を第１演算式とする。
【００２１】
上記発明では、電動モータの電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイールの舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第２演算式から電動モータの電気的抵抗を推定することが可能である。
【００２２】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２演算式は、前記電動モータの電流、同電動モータの電圧、同電動モータの誘起電圧定数、および前記舵角の変化量を演算対象として含み、前記舵角一定時間が所定時間以上、かつ、同舵角一定時間に比べて前記誘起電圧一定時間が長いとき、前記第２演算式から前記電動モータの電気的抵抗を推定することを要旨としている。
【００２３】
舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときは、ステアリングホイールが操舵されたものの操舵速度が一定の低速で変化するようなときである。このようなときは、電動モータに生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することができる。電動モータに生じる誘起電圧は、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量とに関連している。
【００２４】
そこで、上記発明では、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いとき、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量を演算対象として含む第２演算式から電動モータの電気的抵抗を推定する。これにより、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量の積を電動モータに生じる誘起電圧に相当するものと推定して、電動モータに生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。従って、ステアリングホイールが操舵されたときであっても、電動モータの電気的抵抗が比較的精度良く推定される。
【００２５】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角一定時間が所定時間未満であるとき、前記電動モータの電気的抵抗の推定を禁止することを要旨としている。
【００２６】
舵角一定時間が微小な時間であれば、その時間においては電動モータの電流および電圧が安定していないおそれがある。
そこで、上記発明では、舵角一定時間が所定時間未満であるとき、電動モータの電気的抵抗の推定が禁止されるため、電動モータの電気的抵抗の推定精度を保証することができる。
【００２７】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、前記外乱として前記誘起電圧を算出することを要旨としている。
【００２８】
上記発明によれば、電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、外乱として電動モータに生じる誘起電圧を算出するため、直接物理量として検出することのできない誘起電圧を算出することができる。
【００２９】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータはブラシ付きのモータであることを要旨としている。
【００３０】
ブラシレスモータには、その回転の制御ために同モータの回転速度が得られるセンサが必ず設けられる構成であるのに対して、ブラシ付きモータには、同モータの回転速度が得られるセンサを設ける必要性が低く、同センサを省略することにより、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。ただし、このようなセンサが省略されると、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出することになり、同電気的抵抗の推定精度が低ければ、電動モータの回転速度を精度良く算出できないという問題がある。
【００３１】
一方、上記発明によれば、電動モータはブラシ付きモータであって、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされるときに電動モータの電気的抵抗の推定値が推定および更新されるため、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することを可能となり、かつ、電動モータの回転速度を精度良く算出することが可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置が備える制御装置の構成を示す模式図。
【図３】同実施形態の制御装置が備える抵抗値更新部の構成を示す模式図。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「抵抗値更新処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態の制御装置が備える抵抗値更新部の構成を示す模式図。
【図６】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「舵角一定時間計測処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「誘起電圧一定時間計測処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「抵抗値更新処理」について、その手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、電動パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール２の回転力を転舵輪３に伝達する動力伝達機構１０と、動力伝達機構１０に設けられている電動モータ２０と、電動モータ２０を制御する制御装置３０が設けられている。
【００３５】
動力伝達機構１０を構成するステアリングシャフト１１の一端にはステアリングホイール２が固定されるとともに、その他端にはラックピニオン機構１２を介してラック軸１３が接続されている。ラック軸１３の両端にはタイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪３が接続されている。運転者がステアリングホイール２を回転させると、ステアリングシャフト１１が回転する。この回転運動は、ラックピニオン機構１２によりラック軸１３の直線運動に変換され、ラック軸１３の直線運動により転舵輪３の向きが変わる。
【００３６】
また、ステアリングシャフト１１には、ブラシ付きのＤＣモータである電動モータ２０が減速機５１を介して接続されている。電動モータ２０が回転することによって、ステアリングシャフト１１に回転力が付与される。電動モータ２０によりステアリングシャフト１１に付与されるトルクは、運転者の操舵負荷が軽減されるように制御装置３０によって調整される。
【００３７】
制御装置３０には、ステアリングホイール２の操作によってステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ５２と、車速を検出する車速センサ５３と、ステアリングホイール２の舵角を検出する舵角センサ５４とが接続されている。
【００３８】
図２に制御装置３０の構成をブロック図で示す。
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成される制御装置３０は、電流検出部３１、電圧検出部３２、記憶部３３、回転速度算出部３４、目標電流値算出部３５、ＰＷＭ信号生成部３６、およびモータ駆動回路３７を備えている。
【００３９】
電流検出部３１は、電動モータ２０に流れる電流（以下、電動モータ２０の電流という）の大きさを検出する回路により構成されている。また、電圧検出部３２は、電動モータ２０の端子間電圧（以下、電動モータ２０の電圧という）を検出する回路により構成されている。また、記憶部３３は、電動モータ２０の抵抗値や誘起電圧定数等を情報として記憶するメモリにより構成されている。記憶部３３に記憶される情報は、読み書き可能に構成されている。
【００４０】
回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５は演算装置により構成される。回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５は、記憶部３３に記憶されている演算プログラム等に基づいて所定の演算を行う。
【００４１】
回転速度算出部３４は、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値および誘起電圧定数とに基づいて、角速度である電動モータ２０の回転速度（単位：ｒａｄ／ｓ）を算出する。電動モータ２０の回転速度「ω」は、「ω＝（Ｖ−Ｉ×Ｒ）／ｋ」の演算式から算出される。この数式において、「Ｖ」は電圧検出部３２により検出された電動モータ２０の電圧値（単位：Ｖ）、「Ｉ」は電流検出部３１により検出された電動モータ２０の電流値（単位：Ａ）を表している。また、「Ｒ」は電動モータ２０の抵抗値（単位：Ω）、「ｋ」は電動モータ２０の誘起電圧定数（逆起電力定数）（単位：Ｖ／（ｒａｄ／ｓ））を表している。
【００４２】
目標電流値算出部３５は、電流検出部３１による電流の検出結果と、トルクセンサ５２による操舵トルクの検出結果と、車速センサ５３による車速の検出結果と、回転速度算出部３４により算出された電動モータ２０の回転速度とに基づいて、電動モータ２０に流すべき電流の大きさである目標電流値を算出する。
【００４３】
ＰＷＭ信号生成部３６は、算出された目標電流値に基づいてＰＷＭ信号を生成する回路により構成されている。所望の回転方向および回転速度で電動モータ２０を回転させるための信号であるＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号生成部３６からモータ駆動回路３７に出力される。
【００４４】
モータ駆動回路３７は、スイッチング素子であるトランジスタ３７Ａ〜３７Ｄにより構成されたＨ型ブリッジ回路である。トランジスタ３７Ａ〜３７Ｄは、ＯＮ状態になるタイミングを示す信号であるＰＷＭ信号に基づいて、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。トランジスタ３７Ａ，３７ＤがＯＮ状態、かつ、トランジスタ３７Ｂ，３７ＣがＯＦＦ状態になれば、電動モータ２０は一方向に回転する。また、トランジスタ３７Ｂ，３７ＣがＯＮ状態、かつ、トランジスタ３７Ａ，３７ＤがＯＦＦ状態になれば、電動モータ２０は反対方向に回転する。従って、ＯＮ状態になるトランジスタ３７Ａ〜３７Ｄが切り替わることにより電動モータ２０の回転方向が変化する。また、ＯＦＦ状態を維持する時間とＯＮ状態を維持する時間との比、すなわちＰＷＭ信号のデューティ比により電動モータ２０の回転速度が決定される。
【００４５】
さらに、制御装置３０は、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値を書き換える抵抗値更新部４０を備えている。抵抗値更新部４０には電流検出部３１と電圧検出部３２と舵角センサ５４と記憶部３３とが接続されている。抵抗値更新部４０は、電動モータ２０における電気的抵抗の推定値である電動モータ２０の抵抗値を推定して、その推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００４６】
図３に抵抗値更新部４０の構成をブロック図で示す。
抵抗値更新部４０は、操舵速度算出部４１、誘起電圧算出部４２、保舵判定部４３、および抵抗推定部４４を備えている。操舵速度算出部４１および誘起電圧算出部４２および保舵判定部４３および抵抗推定部４４は、回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５と同様に演算装置により構成され、記憶部３３に記憶されている演算プログラムに基づいて所定の演算を行う。
【００４７】
操舵速度算出部４１は、舵角センサ５４による舵角の検出結果と、タイマ（不図示）により計測された時間とに基づいて、所定時間当たりの舵角の変化量、すなわち所定時間当たりのステアリングホイール２の回転量である操舵速度を算出する。
【００４８】
誘起電圧算出部４２は、電動モータ２０に生じる誘起電圧を外乱として観測する外乱オブザーバにより構成され、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値およびインダクタンスとに基づいて、電動モータ２０に生じる誘起電圧（単位：Ｖ）を算出する。誘起電圧「ｅ」は、「Ｖ＝Ｒ×Ｉ＋Ｌ×（ｄＩ／ｄｓ）＋ｅ」の数式から算出される。この数式において、「Ｖ」、「Ｒ」、「Ｉ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の抵抗値、電動モータ２０の電流値を表している。また、「Ｌ」は電動モータ２０のインダクタンス（単位：Ｈ）、「ｄＩ／ｄｓ」は電動モータ２０の電流値の微小変化量と微小時間の比（単位：Ａ／ｓ）を表している。
【００４９】
保舵判定部４３は、操舵速度算出部４１により算出されたステアリングホイール２の操舵速度と、誘起電圧算出部４２により算出された誘起電圧とに基づいて、ステアリングホイール２の舵角が保持されているか、すなわちステアリングホイール２が保舵されているか否かを判断する。例えば、保舵判定部４３は、ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度以下、かつ、算出された誘起電圧の変化量が所定量以下のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定する。この場合、ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度を超える、または、算出された誘起電圧の変化量が所定量を超えるときには、ステアリングホイール２が保舵されていると判定されない。
【００５０】
抵抗推定部４４は、保舵判定部４３により保舵されている旨判定されたとき、すなわち電動モータ２０の抵抗推定可能と判断されたとき、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果とに基づいて、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値である抵抗値を算出する。電動モータ２０の抵抗値「Ｒ」は、「Ｖ＝Ｉ×Ｒ」の一般的な演算式から算出される。この数式において、「Ｖ」、「Ｉ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の電流値を表している。
【００５１】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置１において、抵抗値更新部４０は、抵抗推定部４４により算出された電動モータ２０の抵抗値、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００５２】
図４を参照して、抵抗値を更新するための処理である抵抗値更新処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により所定の周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ１では、操舵速度算出部４１が舵角センサ５４とタイマとを用いてステアリングホイール２の操舵速度を算出する。
【００５３】
ステップＳ２では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
ステップＳ３では、外乱オブザーバである誘起電圧算出部４２が、ステップＳ２において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
【００５４】
ステップＳ４では、ステップＳ１において算出された操舵速度と、ステップＳ３において算出された誘起電圧とに基づいて、ステアリングホイール２が保舵されているか否かを判断する。具体的には、操舵速度が所定速度以下、かつ、算出された誘起電圧の変化量が所定量以下のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定される。ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度を超える、または、算出された誘起電圧の変化量が所定量を超えるときには、ステアリングホイール２が保舵されていないと判定される。
【００５５】
すなわち、ステップＳ４においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たし、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすか否かが判断される。本実施形態において、舵角一定条件には操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれている。
【００５６】
ステップＳ４においてステアリングホイール２が保舵されている旨判定されたとき、ステップＳ５で、抵抗推定部４４が、ステップＳ２において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて電動モータ２０の抵抗値を算出する。
【００５７】
ステップＳ６では、ステップＳ５において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。このように、ステップＳ５およびＳ６においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の抵抗値が推定されて更新される。
【００５８】
一方、ステップＳ４においてステアリングホイール２が保舵されている旨判定されなかったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００５９】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ステアリングホイール２の舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサ５４の出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。一方、電動モータ２０の誘起電圧は舵角の速度に比例して変化するため、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角が保持されていないと精確に推測できる。本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１は、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータ２０の電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。その結果、電動モータ２０の回転速度を精度良く算出することが可能となる。
【００６０】
（２）ステアリングホイール２が操舵されていなければ、操舵速度は「０」であって、電動モータ２０に生じる誘起電圧も「０」である。本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１は、舵角センサ５４の出力から操舵速度を算出し、舵角一定条件には、同操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれる。このため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００６１】
（３）本実施形態においては、電動モータ２０に生じる外乱を観測する外乱オブザーバである誘起電圧算出部４２により、外乱として電動モータ２０に生じる誘起電圧が算出される。このため、直接物理量として検出することのできない誘起電圧を算出することができる。
【００６２】
（４）ブラシレスモータには、その回転の制御ために同モータの回転速度が得られるセンサが必ず設けられる構成であるのに対して、ブラシ付きモータには、同モータの回転速度が得られるセンサを設ける必要性が低く、同センサを省略することにより、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。ただし、このようなセンサが省略されると、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出することになり、同電気的抵抗の推定精度が低ければ、電動モータの回転速度を精度良く算出できないという問題がある。本実施形態においては、電動モータ２０はブラシ付きモータであって、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされるときに電動モータ２０の電気的抵抗の推定値が推定および更新されるため、電動パワーステアリング装置１の製造コストを低減することを可能となり、かつ、電動モータ２０の回転速度を精度良く算出することが可能である。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明するとともに、同一の構成についてはその説明を省略する。
【００６４】
本実施形態においては、図２および図３に示される抵抗値更新部４０に代えて、図５に示される抵抗値更新部６０に、電流検出部３１と電圧検出部３２と舵角センサ５４と記憶部３３とが接続されている。抵抗値更新部６０は、抵抗値更新部４０と同様に、電動モータ２０における電気的抵抗の推定値である電動モータ２０の抵抗値を推定して、その推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００６５】
抵抗値更新部６０は、舵角一定時間計測部６１、誘起電圧一定時間計測部６２、抵抗推定可否判定部６３、および抵抗推定部６４を備えている。舵角一定時間計測部６１および誘起電圧一定時間計測部６２はタイマを含む回路により構成されている。また、誘起電圧一定時間計測部６２および抵抗推定可否判定部６３および抵抗推定部６４は、演算装置により構成され、記憶部３３に記憶されている演算プログラムに基づいて演算を行う。
【００６６】
舵角一定時間計測部６１は、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間を計測する。本実施形態においては、舵角センサ５４の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサ５４の出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものである。舵角センサ５４の出力が所定の範囲を維持し続けるときの時間は、舵角一定時間として計測される。
【００６７】
誘起電圧一定時間計測部６２は、誘起電圧算出部４２と同様に外乱オブザーバにより構成され、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値およびインダクタンスとに基づいて、誘起電圧算出部４２と同様に電動モータ２０に生じる誘起電圧を算出する。そして、誘起電圧一定時間計測部６２は、誘起電圧の算出結果に基づいて、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間を計測する。本実施形態においては、誘起電圧の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものである。誘起電圧が所定の範囲を維持し続けるときの時間は、誘起電圧一定時間として計測される。
【００６８】
抵抗推定可否判定部６３は、舵角一定時間計測部６１により計測された舵角一定時間、および誘起電圧一定時間計測部６２により計測された誘起電圧一定時間に基づいて、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能か否かを判断する。例えば、抵抗推定可否判定部６３は、舵角一定時間と誘起電圧一定時間とが、所定時間以上のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定して、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能であると判定する。また、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときも、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能であると判定する。
【００６９】
抵抗推定部６４は、抵抗推定可否判定部６３により電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能である旨判定されたとき、第１演算式または第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗の推定値である抵抗値を算出する。第１演算式は「Ｖ＝Ｉ×Ｒ」であって、舵角が保持されているときに用いる演算式である。第２演算式は「Ｒ＝（Ｖ−ｋ（α／Ｔ））／Ｉ」であって、舵角が変化したときに用いる演算式である。これらの数式において「Ｖ」、「Ｒ」、「Ｉ」、「ｋ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の抵抗値、電動モータ２０の電流値、電動モータ２０の誘起電圧定数を表している。また、「α」は舵角センサ５４により検出される舵角（単位：ｒａｄ）、「Ｔ」は舵角一定時間計測部６１により計測された舵角一定時間（単位：ｓ）を表している。
【００７０】
図６を参照して、舵角一定時間を計測するための処理である舵角一定時間計測処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により繰り返し実行される。
ステップＳ１１では、舵角一定時間の計測開始に際して舵角一定時間が「０」に設定され、ステップＳ１２では、舵角一定時間の計時が開始される。
【００７１】
ステップＳ１３では、舵角一定時間計測部６１が、舵角センサ５４から舵角情報（舵角の検出結果）を取得し、ステップＳ１４で、繰り返し取得される舵角情報（すなわち、舵角センサ５４の出力）に基づいて、舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下であるか否かを判断する。
【００７２】
ステップＳ１４において舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ１３およびＳ１４が繰り返される。従って、舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下を維持し続ける間、舵角一定時間が積算されていく。
【００７３】
一方、ステップＳ１４において舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下である旨判定されたとき、ステップＳ１５で舵角一定時間の計時が終了される。
そして、ステップＳ１６で、ステップＳ１２からＳ１５までの時間、すなわち舵角一定時間の計測結果が、舵角一定時間計測部６１から抵抗推定可否判定部６３に出力される。
【００７４】
図７を参照して、誘起電圧一定時間を計測するための処理である誘起電圧一定時間計測処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により繰り返し実行される。
ステップＳ２１では、誘起電圧一定時間の計測開始に際して誘起電圧一定時間が「０」に設定され、ステップＳ２２では、誘起電圧一定時間の計時が開始される。
【００７５】
ステップＳ２３では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
ステップＳ２４では、外乱オブザーバにより構成される誘起電圧一定時間計測部６２が、ステップＳ２３において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
【００７６】
ステップＳ２５では、繰り返し検出される電動モータ２０の電流および電圧から算出される誘起電圧に基づいて、誘起電圧の変化量が所定量以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２５において誘起電圧の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ２３およびＳ２４が繰り返される。従って、誘起電圧の変化量が所定量以下を維持し続ける間、誘起電圧一定時間が積算されていく。
【００７７】
一方、ステップＳ２５において誘起電圧の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ２６で誘起電圧一定時間の計時が終了される。
そして、ステップＳ２７で、ステップＳ２２からＳ２６までの時間、すなわち誘起電圧一定時間の計測結果が、誘起電圧一定時間計測部６２から抵抗推定可否判定部６３に出力される。
【００７８】
舵角一定時間計測処理と誘起電圧一定時間計測処理とは平行して実行され、これらの処理が実行されているときに抵抗値更新処理が実行される。
図８を参照して、抵抗値更新処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により所定の周期毎に繰り返し実行される。
【００７９】
ステップＳ３１では、抵抗推定可否判定部６３が、舵角センサ５４から舵角情報（舵角の検出結果）を取得し、ステップＳ３２で、舵角情報に基づいてステアリングホイール２の舵角が変化したか否かを判断する。
【００８０】
ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されなかったとき、ステップＳ３３で、抵抗推定可否判定部６３が、舵角一定時間と誘起電圧一定時間とに基づいて、電動モータ２０の抵抗値が推定可能か否かを判断する。具体的には、舵角一定時間と誘起電圧一定時間が、それぞれ所定時間以上であるとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定され、電動モータ２０の抵抗値が推定可能であると判定される。
【００８１】
すなわち、ステップＳ３２において、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たし、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすか否かが判断される。本実施形態において、舵角一定条件には、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれている。
【００８２】
ステップＳ３３において抵抗値が推定可能であると判定されたとき、ステップＳ３４では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
【００８３】
ステップＳ３５では、抵抗推定部６４が、ステップＳ３４において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、第１演算式から電動モータ２０の抵抗値を算出する。そして、ステップＳ３６で、ステップＳ３５において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。このように、ステップＳ３５およびＳ３６においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の抵抗値が推定されて更新される。
【００８４】
一方、ステップＳ３３において抵抗値が推定可能であると判定されなかったとき、すなわち、舵角一定時間が所定時間未満であったとき、または誘起電圧一定時間が所定時間未満であったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００８５】
さらに、本実施形態においては、ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されたときであっても、所定条件を満たすことにより第２の演算式から電動モータ２０の抵抗値が算出される。
【００８６】
すなわち、ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されたとき、ステップＳ４１で、抵抗推定可否判定部６３が、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いか否かを判断する。このとき、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長ければ、第２演算式を用いて電動モータ２０の抵抗値が推定可能であると判定される。
【００８７】
ステップＳ４１において抵抗値が推定可能であると判定されたとき、ステップＳ４２では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
【００８８】
次いで、抵抗推定部６４が、ステップＳ４３で、ステップ３２で変化が検出された舵角と、当該舵角の変化が検出されるまでの舵角一定時間とに基づいて、誘起電圧を算出する。この誘起電圧は「ｋ（α／Ｔ）」で表される。
【００８９】
ステップＳ４４では、ステップＳ４２において検出された電動モータ２０の電流および電圧と、ステップＳ４３において算出された誘起電圧「ｋ（α／Ｔ）」に基づいて、第２演算式から電動モータ２０の抵抗値を算出する。
【００９０】
そして、ステップＳ４５で、ステップＳ４４において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。
一方、ステップＳ４１において抵抗値が推定可能であると判定されなかったとき、すなわち、舵角一定時間が所定時間未満であったとき、または誘起電圧一定時間が誘起電圧一定時間未満であったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００９１】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１実施形態による前記（１）および（３）および（４）の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
【００９２】
（５）ステアリングホイール２が操舵されていなければ、舵角センサ５４の出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、同様に、ステアリングホイール２が操舵されていなければ、電動モータ２０に生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。本実施形態においては、舵角一定条件には、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれる。このため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００９３】
（６）ステアリングホイール２の舵角が保持されているときは、電動モータ２０の電圧および電流を演算対象として含む一般的な演算式（第１演算式）を用いることにより、電動モータ２０の電気的抵抗を推定することができる。本実施形態においては、電動モータ２０の電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイール２の舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗を推定することが可能である。
【００９４】
（７）舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときは、ステアリングホイール２が操舵されたものの操舵速度が一定の低速で変化するようなときである。このようなときは、電動モータ２０に生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータ２０の電気的抵抗を精度良く推定することができる。電動モータ２０に生じる誘起電圧は、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量とに関連している。そこで、本実施形態においては、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いとき、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量を演算対象として含む第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗を推定する。これにより、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量の積を電動モータ２０に生じる誘起電圧に相当するものと推定して、電動モータ２０に生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータ２０の電気的抵抗を推定することができる。従って、ステアリングホイール２が操舵されたときであっても、電動モータ２０の電気的抵抗が比較的精度良く推定される。
【００９５】
（８）舵角一定時間が微小な時間であれば、その時間においては電動モータ２０の電流および電圧が安定していないおそれがある。そこで、本実施形態においては、舵角一定時間が所定時間未満であるとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が禁止されるため、電動モータ２０の電気的抵抗の推定精度を保証することができる。
【００９６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施態様にて例示した態様に限定されるものではなく、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、変形例同士を組み合わせて実施してもよい。
【００９７】
・第１実施形態のステップＳ４において、操舵速度が所定速度以下、かつ、誘起電圧が所定電圧以下か否かが判断されてもよい。そして、操舵速度が所定速度以下、かつ、誘起電圧が所定電圧以下であるとき、ステップＳ５以降の動作が行われる構成としてもよい。すなわち、誘起電圧の変化量とは、繰り返し算出される誘起電圧の所定時間当たりの変化度合いを表すものに限定されず、電動モータ２０に誘起電圧が生じていないときを基準状態として、この基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものも含む。同様に、第２実施形態のステップＳ２５において比較演算の対象となる誘起電圧の変化量も、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものに限定されない。
【００９８】
・第２実施形態のステップＳ３３において、舵角一定時間と比較される所定時間、誘起電圧一定時間と比較される所定時間は、舵角が保持されているか否かを判断できれば異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【００９９】
・第２実施形態のステップＳ１４において比較演算の対象となる舵角センサ５４の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサ５４の出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものに限定されない。すなわち、舵角センサ５４の出力の変化量は、ステアリングホイール２が所定位置にあるときを基準状態として、この基準状態からの舵角センサ５４の出力の変化度合いを表すものであってもよい。また、舵角一定時間と比較される所定時間と、誘起電圧一定時間と比較される所定時間は、異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【０１００】
・電動モータ２０の抵抗値を算出に用いられる電動モータ２０の電圧は、電圧検出部３２による電圧の検出結果（すなわち、観測値）でなくてもよい。すなわち、電動モータ２０の抵抗値の算出において、電動モータ２０に印加すべき電圧の目標値を、電動モータ２０の電圧として用いてもよい。
【０１０１】
・第１実施形態において、舵角が変化したと判断されるときに、第２実施形態と同様にして、第２演算式を用いて電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を算出することもできる。すなわち、第１実施形態において、電動モータ２０の抵抗値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分けることもできる。
【０１０２】
・上記の各演算式を適宜変更してもよく、例えば補正係数や補正項を付加してもよい。
・電動モータ２０がブラシレスモータにより構成される場合にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…動力伝達機構、１１…ステアリングシャフト、３０…制御装置、３１…電流検出部、３２…電圧検出部、３３…記憶部、３４…回転速度算出部、３５…目標電流値算出部、３６…ＰＷＭ信号生成部、３７…モータ駆動回路、３７Ａ〜３７Ｄ…トランジスタ、４０…抵抗値更新部、４１…操舵速度算出部、４２…誘起電圧算出部、４３…保舵判定部、４４…抵抗推定部、５１…減速機、５２…トルクセンサ、５３…車速センサ、５４…舵角センサ、６０…抵抗値更新部、６１…舵角一定時間計測部、６２…誘起電圧一定時間計測部、６３…抵抗推定可否判定部、６４…抵抗推定部。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、電動モータに流すべき電流の目標値が、ステアリングシャフトの操舵トルクや車速に加えて、ステアリングホイールの操舵速度に対応する当該電動モータの回転速度に基づいて決定されることが知られている。
【０００３】
電動モータの回転速度の算出においては、記憶装置に予め記憶されている電動モータの抵抗値を用いることが知られている。特許文献１には、回転速度の算出に用いる電動モータの端子間抵抗値を、モータ電流に応じて使い分けることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、電動モータの電流検出値および電圧検出値と、電流−抵抗特性とによって当該電流検出値に対応付けられる抵抗値とに基づいて、電動モータの回転速度を算出すること、並びに、抵抗算出手段により算出される電動モータの抵抗値に基づいて、電流−抵抗特性を更新することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６６９９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定するためには、ステアリングホイールの舵角が保持されている状態、すなわち、ステアリングホイールが保舵されている状態が好ましい。
【０００７】
しかし、分解能の低い舵角センサを用いるとき、舵角センサの出力に基づいてステアリングホイールの舵角が保持されていることを精確に判定できないおそれがある。すなわち、ステアリングホイールの舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサの出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。その結果、ステアリングホイールの舵角が変化しているときに、抵抗値が推定および更新されてしまい、電動モータの電気的抵抗が精度良く推定されないという問題がある。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動モータの電気的抵抗が精度良く推定することが可能となる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置において、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を更新することを要旨としている。
【００１０】
ステアリングホイールの舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサの出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。一方、電動モータの誘起電圧は舵角の速度に比例して変化するため、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角が保持されていないと精確に推測できる。
【００１１】
そこで、上記発明では、電動パワーステアリング装置は、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータの電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
【００１２】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角センサの出力から操舵速度を算出し、前記舵角一定条件には、前記操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれることを要旨としている。
【００１３】
ステアリングホイールが操舵されていなければ、操舵速度は「０」であって、電動モータに生じる誘起電圧も「０」である。
上記発明によれば、舵角一定条件は、舵角一定条件には、操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００１４】
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、電動モータに誘起電圧が生じていないときを基準状態として、この基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。
【００１５】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角一定条件には、前記舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれることを要旨としている。
【００１６】
ステアリングホイールが操舵されていなければ、舵角センサの出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、ステアリングホイールが操舵されていなければ、電動モータに生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。
【００１７】
上記発明によれば、舵角一定条件には、舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００１８】
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、上述のごとく、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、上記基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。また、「舵角センサの出力の変化量」とは、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサの出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、ステアリングホイールが所定位置にあるときを基準状態として、この基準状態からの舵角センサの出力の変化度合いを表すものであってもよい。また、舵角一定時間と比較される所定時間と、誘起電圧一定時間と比較される所定時間とは、異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【００１９】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分けることを要旨としている。
【００２０】
ステアリングホイールの舵角が保持されているときは、電動モータの電圧および電流を演算対象として含む一般的な演算式を用いることにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。この一般的な演算式を第１演算式とする。
【００２１】
上記発明では、電動モータの電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイールの舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第２演算式から電動モータの電気的抵抗を推定することが可能である。
【００２２】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２演算式は、前記電動モータの電流、同電動モータの電圧、同電動モータの誘起電圧定数、および前記舵角の変化量を演算対象として含み、前記舵角一定時間が所定時間以上、かつ、同舵角一定時間に比べて前記誘起電圧一定時間が長いとき、前記第２演算式から前記電動モータの電気的抵抗を推定することを要旨としている。
【００２３】
舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときは、ステアリングホイールが操舵されたものの操舵速度が一定の低速で変化するようなときである。このようなときは、電動モータに生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することができる。電動モータに生じる誘起電圧は、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量とに関連している。
【００２４】
そこで、上記発明では、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いとき、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量を演算対象として含む第２演算式から電動モータの電気的抵抗を推定する。これにより、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量の積を電動モータに生じる誘起電圧に相当するものと推定して、電動モータに生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。従って、ステアリングホイールが操舵されたときであっても、電動モータの電気的抵抗が比較的精度良く推定される。
【００２５】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記舵角一定時間が所定時間未満であるとき、前記電動モータの電気的抵抗の推定を禁止することを要旨としている。
【００２６】
舵角一定時間が微小な時間であれば、その時間においては電動モータの電流および電圧が安定していないおそれがある。
そこで、上記発明では、舵角一定時間が所定時間未満であるとき、電動モータの電気的抵抗の推定が禁止されるため、電動モータの電気的抵抗の推定精度を保証することができる。
【００２７】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、前記外乱として前記誘起電圧を算出することを要旨としている。
【００２８】
上記発明によれば、電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、外乱として電動モータに生じる誘起電圧を算出するため、直接物理量として検出することのできない誘起電圧を算出することができる。
【００２９】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータはブラシ付きのモータであることを要旨としている。
【００３０】
ブラシレスモータには、その回転の制御ために同モータの回転速度が得られるセンサが必ず設けられる構成であるのに対して、ブラシ付きモータには、同モータの回転速度が得られるセンサを設ける必要性が低く、同センサを省略することにより、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。ただし、このようなセンサが省略されると、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出することになり、同電気的抵抗の推定精度が低ければ、電動モータの回転速度を精度良く算出できないという問題がある。
【００３１】
一方、上記発明によれば、電動モータはブラシ付きモータであって、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされるときに電動モータの電気的抵抗の推定値が推定および更新されるため、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することを可能となり、かつ、電動モータの回転速度を精度良く算出することが可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置について、その全体構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置が備える制御装置の構成を示す模式図。
【図３】同実施形態の制御装置が備える抵抗値更新部の構成を示す模式図。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「抵抗値更新処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態の制御装置が備える抵抗値更新部の構成を示す模式図。
【図６】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「舵角一定時間計測処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「誘起電圧一定時間計測処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の電動パワーステアリング装置により実行される「抵抗値更新処理」について、その手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、電動パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール２の回転力を転舵輪３に伝達する動力伝達機構１０と、動力伝達機構１０に設けられている電動モータ２０と、電動モータ２０を制御する制御装置３０が設けられている。
【００３５】
動力伝達機構１０を構成するステアリングシャフト１１の一端にはステアリングホイール２が固定されるとともに、その他端にはラックピニオン機構１２を介してラック軸１３が接続されている。ラック軸１３の両端にはタイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪３が接続されている。運転者がステアリングホイール２を回転させると、ステアリングシャフト１１が回転する。この回転運動は、ラックピニオン機構１２によりラック軸１３の直線運動に変換され、ラック軸１３の直線運動により転舵輪３の向きが変わる。
【００３６】
また、ステアリングシャフト１１には、ブラシ付きのＤＣモータである電動モータ２０が減速機５１を介して接続されている。電動モータ２０が回転することによって、ステアリングシャフト１１に回転力が付与される。電動モータ２０によりステアリングシャフト１１に付与されるトルクは、運転者の操舵負荷が軽減されるように制御装置３０によって調整される。
【００３７】
制御装置３０には、ステアリングホイール２の操作によってステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ５２と、車速を検出する車速センサ５３と、ステアリングホイール２の舵角を検出する舵角センサ５４とが接続されている。
【００３８】
図２に制御装置３０の構成をブロック図で示す。
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成される制御装置３０は、電流検出部３１、電圧検出部３２、記憶部３３、回転速度算出部３４、目標電流値算出部３５、ＰＷＭ信号生成部３６、およびモータ駆動回路３７を備えている。
【００３９】
電流検出部３１は、電動モータ２０に流れる電流（以下、電動モータ２０の電流という）の大きさを検出する回路により構成されている。また、電圧検出部３２は、電動モータ２０の端子間電圧（以下、電動モータ２０の電圧という）を検出する回路により構成されている。また、記憶部３３は、電動モータ２０の抵抗値や誘起電圧定数等を情報として記憶するメモリにより構成されている。記憶部３３に記憶される情報は、読み書き可能に構成されている。
【００４０】
回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５は演算装置により構成される。回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５は、記憶部３３に記憶されている演算プログラム等に基づいて所定の演算を行う。
【００４１】
回転速度算出部３４は、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値および誘起電圧定数とに基づいて、角速度である電動モータ２０の回転速度（単位：ｒａｄ／ｓ）を算出する。電動モータ２０の回転速度「ω」は、「ω＝（Ｖ−Ｉ×Ｒ）／ｋ」の演算式から算出される。この数式において、「Ｖ」は電圧検出部３２により検出された電動モータ２０の電圧値（単位：Ｖ）、「Ｉ」は電流検出部３１により検出された電動モータ２０の電流値（単位：Ａ）を表している。また、「Ｒ」は電動モータ２０の抵抗値（単位：Ω）、「ｋ」は電動モータ２０の誘起電圧定数（逆起電力定数）（単位：Ｖ／（ｒａｄ／ｓ））を表している。
【００４２】
目標電流値算出部３５は、電流検出部３１による電流の検出結果と、トルクセンサ５２による操舵トルクの検出結果と、車速センサ５３による車速の検出結果と、回転速度算出部３４により算出された電動モータ２０の回転速度とに基づいて、電動モータ２０に流すべき電流の大きさである目標電流値を算出する。
【００４３】
ＰＷＭ信号生成部３６は、算出された目標電流値に基づいてＰＷＭ信号を生成する回路により構成されている。所望の回転方向および回転速度で電動モータ２０を回転させるための信号であるＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号生成部３６からモータ駆動回路３７に出力される。
【００４４】
モータ駆動回路３７は、スイッチング素子であるトランジスタ３７Ａ〜３７Ｄにより構成されたＨ型ブリッジ回路である。トランジスタ３７Ａ〜３７Ｄは、ＯＮ状態になるタイミングを示す信号であるＰＷＭ信号に基づいて、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。トランジスタ３７Ａ，３７ＤがＯＮ状態、かつ、トランジスタ３７Ｂ，３７ＣがＯＦＦ状態になれば、電動モータ２０は一方向に回転する。また、トランジスタ３７Ｂ，３７ＣがＯＮ状態、かつ、トランジスタ３７Ａ，３７ＤがＯＦＦ状態になれば、電動モータ２０は反対方向に回転する。従って、ＯＮ状態になるトランジスタ３７Ａ〜３７Ｄが切り替わることにより電動モータ２０の回転方向が変化する。また、ＯＦＦ状態を維持する時間とＯＮ状態を維持する時間との比、すなわちＰＷＭ信号のデューティ比により電動モータ２０の回転速度が決定される。
【００４５】
さらに、制御装置３０は、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値を書き換える抵抗値更新部４０を備えている。抵抗値更新部４０には電流検出部３１と電圧検出部３２と舵角センサ５４と記憶部３３とが接続されている。抵抗値更新部４０は、電動モータ２０における電気的抵抗の推定値である電動モータ２０の抵抗値を推定して、その推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００４６】
図３に抵抗値更新部４０の構成をブロック図で示す。
抵抗値更新部４０は、操舵速度算出部４１、誘起電圧算出部４２、保舵判定部４３、および抵抗推定部４４を備えている。操舵速度算出部４１および誘起電圧算出部４２および保舵判定部４３および抵抗推定部４４は、回転速度算出部３４および目標電流値算出部３５と同様に演算装置により構成され、記憶部３３に記憶されている演算プログラムに基づいて所定の演算を行う。
【００４７】
操舵速度算出部４１は、舵角センサ５４による舵角の検出結果と、タイマ（不図示）により計測された時間とに基づいて、所定時間当たりの舵角の変化量、すなわち所定時間当たりのステアリングホイール２の回転量である操舵速度を算出する。
【００４８】
誘起電圧算出部４２は、電動モータ２０に生じる誘起電圧を外乱として観測する外乱オブザーバにより構成され、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値およびインダクタンスとに基づいて、電動モータ２０に生じる誘起電圧（単位：Ｖ）を算出する。誘起電圧「ｅ」は、「Ｖ＝Ｒ×Ｉ＋Ｌ×（ｄＩ／ｄｓ）＋ｅ」の数式から算出される。この数式において、「Ｖ」、「Ｒ」、「Ｉ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の抵抗値、電動モータ２０の電流値を表している。また、「Ｌ」は電動モータ２０のインダクタンス（単位：Ｈ）、「ｄＩ／ｄｓ」は電動モータ２０の電流値の微小変化量と微小時間の比（単位：Ａ／ｓ）を表している。
【００４９】
保舵判定部４３は、操舵速度算出部４１により算出されたステアリングホイール２の操舵速度と、誘起電圧算出部４２により算出された誘起電圧とに基づいて、ステアリングホイール２の舵角が保持されているか、すなわちステアリングホイール２が保舵されているか否かを判断する。例えば、保舵判定部４３は、ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度以下、かつ、算出された誘起電圧の変化量が所定量以下のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定する。この場合、ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度を超える、または、算出された誘起電圧の変化量が所定量を超えるときには、ステアリングホイール２が保舵されていると判定されない。
【００５０】
抵抗推定部４４は、保舵判定部４３により保舵されている旨判定されたとき、すなわち電動モータ２０の抵抗推定可能と判断されたとき、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果とに基づいて、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値である抵抗値を算出する。電動モータ２０の抵抗値「Ｒ」は、「Ｖ＝Ｉ×Ｒ」の一般的な演算式から算出される。この数式において、「Ｖ」、「Ｉ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の電流値を表している。
【００５１】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置１において、抵抗値更新部４０は、抵抗推定部４４により算出された電動モータ２０の抵抗値、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００５２】
図４を参照して、抵抗値を更新するための処理である抵抗値更新処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により所定の周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ１では、操舵速度算出部４１が舵角センサ５４とタイマとを用いてステアリングホイール２の操舵速度を算出する。
【００５３】
ステップＳ２では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
ステップＳ３では、外乱オブザーバである誘起電圧算出部４２が、ステップＳ２において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
【００５４】
ステップＳ４では、ステップＳ１において算出された操舵速度と、ステップＳ３において算出された誘起電圧とに基づいて、ステアリングホイール２が保舵されているか否かを判断する。具体的には、操舵速度が所定速度以下、かつ、算出された誘起電圧の変化量が所定量以下のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定される。ステアリングホイール２の操舵速度が所定速度を超える、または、算出された誘起電圧の変化量が所定量を超えるときには、ステアリングホイール２が保舵されていないと判定される。
【００５５】
すなわち、ステップＳ４においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たし、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすか否かが判断される。本実施形態において、舵角一定条件には操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれている。
【００５６】
ステップＳ４においてステアリングホイール２が保舵されている旨判定されたとき、ステップＳ５で、抵抗推定部４４が、ステップＳ２において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて電動モータ２０の抵抗値を算出する。
【００５７】
ステップＳ６では、ステップＳ５において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。このように、ステップＳ５およびＳ６においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の抵抗値が推定されて更新される。
【００５８】
一方、ステップＳ４においてステアリングホイール２が保舵されている旨判定されなかったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００５９】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ステアリングホイール２の舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサ５４の出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。一方、電動モータ２０の誘起電圧は舵角の速度に比例して変化するため、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角が保持されていないと精確に推測できる。本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１は、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータ２０の電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。その結果、電動モータ２０の回転速度を精度良く算出することが可能となる。
【００６０】
（２）ステアリングホイール２が操舵されていなければ、操舵速度は「０」であって、電動モータ２０に生じる誘起電圧も「０」である。本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１は、舵角センサ５４の出力から操舵速度を算出し、舵角一定条件には、同操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれる。このため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００６１】
（３）本実施形態においては、電動モータ２０に生じる外乱を観測する外乱オブザーバである誘起電圧算出部４２により、外乱として電動モータ２０に生じる誘起電圧が算出される。このため、直接物理量として検出することのできない誘起電圧を算出することができる。
【００６２】
（４）ブラシレスモータには、その回転の制御ために同モータの回転速度が得られるセンサが必ず設けられる構成であるのに対して、ブラシ付きモータには、同モータの回転速度が得られるセンサを設ける必要性が低く、同センサを省略することにより、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。ただし、このようなセンサが省略されると、電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出することになり、同電気的抵抗の推定精度が低ければ、電動モータの回転速度を精度良く算出できないという問題がある。本実施形態においては、電動モータ２０はブラシ付きモータであって、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされるときに電動モータ２０の電気的抵抗の推定値が推定および更新されるため、電動パワーステアリング装置１の製造コストを低減することを可能となり、かつ、電動モータ２０の回転速度を精度良く算出することが可能である。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明するとともに、同一の構成についてはその説明を省略する。
【００６４】
本実施形態においては、図２および図３に示される抵抗値更新部４０に代えて、図５に示される抵抗値更新部６０に、電流検出部３１と電圧検出部３２と舵角センサ５４と記憶部３３とが接続されている。抵抗値更新部６０は、抵抗値更新部４０と同様に、電動モータ２０における電気的抵抗の推定値である電動モータ２０の抵抗値を推定して、その推定結果を記憶部３３に記憶させる。
【００６５】
抵抗値更新部６０は、舵角一定時間計測部６１、誘起電圧一定時間計測部６２、抵抗推定可否判定部６３、および抵抗推定部６４を備えている。舵角一定時間計測部６１および誘起電圧一定時間計測部６２はタイマを含む回路により構成されている。また、誘起電圧一定時間計測部６２および抵抗推定可否判定部６３および抵抗推定部６４は、演算装置により構成され、記憶部３３に記憶されている演算プログラムに基づいて演算を行う。
【００６６】
舵角一定時間計測部６１は、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間を計測する。本実施形態においては、舵角センサ５４の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサ５４の出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものである。舵角センサ５４の出力が所定の範囲を維持し続けるときの時間は、舵角一定時間として計測される。
【００６７】
誘起電圧一定時間計測部６２は、誘起電圧算出部４２と同様に外乱オブザーバにより構成され、電流検出部３１による電流の検出結果と、電圧検出部３２による電圧の検出結果と、記憶部３３に記憶されている電動モータ２０の抵抗値およびインダクタンスとに基づいて、誘起電圧算出部４２と同様に電動モータ２０に生じる誘起電圧を算出する。そして、誘起電圧一定時間計測部６２は、誘起電圧の算出結果に基づいて、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間を計測する。本実施形態においては、誘起電圧の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものである。誘起電圧が所定の範囲を維持し続けるときの時間は、誘起電圧一定時間として計測される。
【００６８】
抵抗推定可否判定部６３は、舵角一定時間計測部６１により計測された舵角一定時間、および誘起電圧一定時間計測部６２により計測された誘起電圧一定時間に基づいて、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能か否かを判断する。例えば、抵抗推定可否判定部６３は、舵角一定時間と誘起電圧一定時間とが、所定時間以上のとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定して、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能であると判定する。また、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときも、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能であると判定する。
【００６９】
抵抗推定部６４は、抵抗推定可否判定部６３により電動モータ２０の電気的抵抗の推定が可能である旨判定されたとき、第１演算式または第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗の推定値である抵抗値を算出する。第１演算式は「Ｖ＝Ｉ×Ｒ」であって、舵角が保持されているときに用いる演算式である。第２演算式は「Ｒ＝（Ｖ−ｋ（α／Ｔ））／Ｉ」であって、舵角が変化したときに用いる演算式である。これらの数式において「Ｖ」、「Ｒ」、「Ｉ」、「ｋ」は、それぞれ、上記数式と同様に、電動モータ２０の電圧値、電動モータ２０の抵抗値、電動モータ２０の電流値、電動モータ２０の誘起電圧定数を表している。また、「α」は舵角センサ５４により検出される舵角（単位：ｒａｄ）、「Ｔ」は舵角一定時間計測部６１により計測された舵角一定時間（単位：ｓ）を表している。
【００７０】
図６を参照して、舵角一定時間を計測するための処理である舵角一定時間計測処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により繰り返し実行される。
ステップＳ１１では、舵角一定時間の計測開始に際して舵角一定時間が「０」に設定され、ステップＳ１２では、舵角一定時間の計時が開始される。
【００７１】
ステップＳ１３では、舵角一定時間計測部６１が、舵角センサ５４から舵角情報（舵角の検出結果）を取得し、ステップＳ１４で、繰り返し取得される舵角情報（すなわち、舵角センサ５４の出力）に基づいて、舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下であるか否かを判断する。
【００７２】
ステップＳ１４において舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ１３およびＳ１４が繰り返される。従って、舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下を維持し続ける間、舵角一定時間が積算されていく。
【００７３】
一方、ステップＳ１４において舵角センサ５４の出力の変化量が所定量以下である旨判定されたとき、ステップＳ１５で舵角一定時間の計時が終了される。
そして、ステップＳ１６で、ステップＳ１２からＳ１５までの時間、すなわち舵角一定時間の計測結果が、舵角一定時間計測部６１から抵抗推定可否判定部６３に出力される。
【００７４】
図７を参照して、誘起電圧一定時間を計測するための処理である誘起電圧一定時間計測処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により繰り返し実行される。
ステップＳ２１では、誘起電圧一定時間の計測開始に際して誘起電圧一定時間が「０」に設定され、ステップＳ２２では、誘起電圧一定時間の計時が開始される。
【００７５】
ステップＳ２３では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
ステップＳ２４では、外乱オブザーバにより構成される誘起電圧一定時間計測部６２が、ステップＳ２３において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
【００７６】
ステップＳ２５では、繰り返し検出される電動モータ２０の電流および電圧から算出される誘起電圧に基づいて、誘起電圧の変化量が所定量以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２５において誘起電圧の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ２３およびＳ２４が繰り返される。従って、誘起電圧の変化量が所定量以下を維持し続ける間、誘起電圧一定時間が積算されていく。
【００７７】
一方、ステップＳ２５において誘起電圧の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップＳ２６で誘起電圧一定時間の計時が終了される。
そして、ステップＳ２７で、ステップＳ２２からＳ２６までの時間、すなわち誘起電圧一定時間の計測結果が、誘起電圧一定時間計測部６２から抵抗推定可否判定部６３に出力される。
【００７８】
舵角一定時間計測処理と誘起電圧一定時間計測処理とは平行して実行され、これらの処理が実行されているときに抵抗値更新処理が実行される。
図８を参照して、抵抗値更新処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置３０により所定の周期毎に繰り返し実行される。
【００７９】
ステップＳ３１では、抵抗推定可否判定部６３が、舵角センサ５４から舵角情報（舵角の検出結果）を取得し、ステップＳ３２で、舵角情報に基づいてステアリングホイール２の舵角が変化したか否かを判断する。
【００８０】
ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されなかったとき、ステップＳ３３で、抵抗推定可否判定部６３が、舵角一定時間と誘起電圧一定時間とに基づいて、電動モータ２０の抵抗値が推定可能か否かを判断する。具体的には、舵角一定時間と誘起電圧一定時間が、それぞれ所定時間以上であるとき、ステアリングホイール２が保舵されていると判定され、電動モータ２０の抵抗値が推定可能であると判定される。
【００８１】
すなわち、ステップＳ３２において、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たし、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすか否かが判断される。本実施形態において、舵角一定条件には、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれている。
【００８２】
ステップＳ３３において抵抗値が推定可能であると判定されたとき、ステップＳ３４では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
【００８３】
ステップＳ３５では、抵抗推定部６４が、ステップＳ３４において検出された電動モータ２０の電流および電圧に基づいて、第１演算式から電動モータ２０の抵抗値を算出する。そして、ステップＳ３６で、ステップＳ３５において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。このように、ステップＳ３５およびＳ３６においては、舵角センサ５４の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ２０の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ２０の抵抗値が推定されて更新される。
【００８４】
一方、ステップＳ３３において抵抗値が推定可能であると判定されなかったとき、すなわち、舵角一定時間が所定時間未満であったとき、または誘起電圧一定時間が所定時間未満であったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００８５】
さらに、本実施形態においては、ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されたときであっても、所定条件を満たすことにより第２の演算式から電動モータ２０の抵抗値が算出される。
【００８６】
すなわち、ステップＳ３２において舵角が変化した旨判定されたとき、ステップＳ４１で、抵抗推定可否判定部６３が、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いか否かを判断する。このとき、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長ければ、第２演算式を用いて電動モータ２０の抵抗値が推定可能であると判定される。
【００８７】
ステップＳ４１において抵抗値が推定可能であると判定されたとき、ステップＳ４２では、電流検出部３１が電動モータ２０の電流を検出するとともに、電圧検出部３２が電動モータ２０の電圧を検出する。
【００８８】
次いで、抵抗推定部６４が、ステップＳ４３で、ステップ３２で変化が検出された舵角と、当該舵角の変化が検出されるまでの舵角一定時間とに基づいて、誘起電圧を算出する。この誘起電圧は「ｋ（α／Ｔ）」で表される。
【００８９】
ステップＳ４４では、ステップＳ４２において検出された電動モータ２０の電流および電圧と、ステップＳ４３において算出された誘起電圧「ｋ（α／Ｔ）」に基づいて、第２演算式から電動モータ２０の抵抗値を算出する。
【００９０】
そして、ステップＳ４５で、ステップＳ４４において算出された電動モータ２０の抵抗値が記憶部３３に記憶されて、電動モータ２０の抵抗値が更新される。
一方、ステップＳ４１において抵抗値が推定可能であると判定されなかったとき、すなわち、舵角一定時間が所定時間未満であったとき、または誘起電圧一定時間が誘起電圧一定時間未満であったとき、電動モータ２０の抵抗値の算出、すなわち電動モータ２０の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ２０の抵抗値の更新が行われない。
【００９１】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１実施形態による前記（１）および（３）および（４）の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
【００９２】
（５）ステアリングホイール２が操舵されていなければ、舵角センサ５４の出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、同様に、ステアリングホイール２が操舵されていなければ、電動モータ２０に生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。本実施形態においては、舵角一定条件には、舵角センサ５４の出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれる。このため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
【００９３】
（６）ステアリングホイール２の舵角が保持されているときは、電動モータ２０の電圧および電流を演算対象として含む一般的な演算式（第１演算式）を用いることにより、電動モータ２０の電気的抵抗を推定することができる。本実施形態においては、電動モータ２０の電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイール２の舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗を推定することが可能である。
【００９４】
（７）舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いときは、ステアリングホイール２が操舵されたものの操舵速度が一定の低速で変化するようなときである。このようなときは、電動モータ２０に生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータ２０の電気的抵抗を精度良く推定することができる。電動モータ２０に生じる誘起電圧は、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量とに関連している。そこで、本実施形態においては、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いとき、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量を演算対象として含む第２演算式から電動モータ２０の電気的抵抗を推定する。これにより、電動モータ２０の誘起電圧定数と舵角の変化量の積を電動モータ２０に生じる誘起電圧に相当するものと推定して、電動モータ２０に生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータ２０の電気的抵抗を推定することができる。従って、ステアリングホイール２が操舵されたときであっても、電動モータ２０の電気的抵抗が比較的精度良く推定される。
【００９５】
（８）舵角一定時間が微小な時間であれば、その時間においては電動モータ２０の電流および電圧が安定していないおそれがある。そこで、本実施形態においては、舵角一定時間が所定時間未満であるとき、電動モータ２０の電気的抵抗の推定が禁止されるため、電動モータ２０の電気的抵抗の推定精度を保証することができる。
【００９６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施態様にて例示した態様に限定されるものではなく、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、変形例同士を組み合わせて実施してもよい。
【００９７】
・第１実施形態のステップＳ４において、操舵速度が所定速度以下、かつ、誘起電圧が所定電圧以下か否かが判断されてもよい。そして、操舵速度が所定速度以下、かつ、誘起電圧が所定電圧以下であるとき、ステップＳ５以降の動作が行われる構成としてもよい。すなわち、誘起電圧の変化量とは、繰り返し算出される誘起電圧の所定時間当たりの変化度合いを表すものに限定されず、電動モータ２０に誘起電圧が生じていないときを基準状態として、この基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものも含む。同様に、第２実施形態のステップＳ２５において比較演算の対象となる誘起電圧の変化量も、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものに限定されない。
【００９８】
・第２実施形態のステップＳ３３において、舵角一定時間と比較される所定時間、誘起電圧一定時間と比較される所定時間は、舵角が保持されているか否かを判断できれば異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【００９９】
・第２実施形態のステップＳ１４において比較演算の対象となる舵角センサ５４の出力の変化量は、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサ５４の出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものに限定されない。すなわち、舵角センサ５４の出力の変化量は、ステアリングホイール２が所定位置にあるときを基準状態として、この基準状態からの舵角センサ５４の出力の変化度合いを表すものであってもよい。また、舵角一定時間と比較される所定時間と、誘起電圧一定時間と比較される所定時間は、異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
【０１００】
・電動モータ２０の抵抗値を算出に用いられる電動モータ２０の電圧は、電圧検出部３２による電圧の検出結果（すなわち、観測値）でなくてもよい。すなわち、電動モータ２０の抵抗値の算出において、電動モータ２０に印加すべき電圧の目標値を、電動モータ２０の電圧として用いてもよい。
【０１０１】
・第１実施形態において、舵角が変化したと判断されるときに、第２実施形態と同様にして、第２演算式を用いて電動モータ２０の電気的抵抗の推定値を算出することもできる。すなわち、第１実施形態において、電動モータ２０の抵抗値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分けることもできる。
【０１０２】
・上記の各演算式を適宜変更してもよく、例えば補正係数や補正項を付加してもよい。
・電動モータ２０がブラシレスモータにより構成される場合にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…動力伝達機構、１１…ステアリングシャフト、３０…制御装置、３１…電流検出部、３２…電圧検出部、３３…記憶部、３４…回転速度算出部、３５…目標電流値算出部、３６…ＰＷＭ信号生成部、３７…モータ駆動回路、３７Ａ〜３７Ｄ…トランジスタ、４０…抵抗値更新部、４１…操舵速度算出部、４２…誘起電圧算出部、４３…保舵判定部、４４…抵抗推定部、５１…減速機、５２…トルクセンサ、５３…車速センサ、５４…舵角センサ、６０…抵抗値更新部、６１…舵角一定時間計測部、６２…誘起電圧一定時間計測部、６３…抵抗推定可否判定部、６４…抵抗推定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置において、
舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を推定して更新する
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】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角センサの出力から操舵速度を算出し、
前記舵角一定条件には、前記操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、
前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角一定条件には、前記舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、
前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分ける
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２演算式は、前記電動モータの電流、同電動モータの電圧、同電動モータの誘起電圧定数、および前記舵角の変化量を演算対象として含み、
前記舵角一定時間が所定時間以上、かつ、同舵角一定時間に比べて前記誘起電圧一定時間が長いとき、前記第２演算式から前記電動モータの電気的抵抗を推定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角一定時間が所定時間未満であるとき、前記電動モータの電気的抵抗の推定を禁止する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、前記外乱として前記誘起電圧を算出する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータはブラシ付きモータである
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて同電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置において、
舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を推定して更新する
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】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角センサの出力から操舵速度を算出し、
前記舵角一定条件には、前記操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、
前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角一定条件には、前記舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、
前記誘起電圧一定条件には、前記誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第１演算式と、舵角が変化したときに用いる第２演算式を使い分ける
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２演算式は、前記電動モータの電流、同電動モータの電圧、同電動モータの誘起電圧定数、および前記舵角の変化量を演算対象として含み、
前記舵角一定時間が所定時間以上、かつ、同舵角一定時間に比べて前記誘起電圧一定時間が長いとき、前記第２演算式から前記電動モータの電気的抵抗を推定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記舵角一定時間が所定時間未満であるとき、前記電動モータの電気的抵抗の推定を禁止する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、前記外乱として前記誘起電圧を算出する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータはブラシ付きモータである
ことを特徴とする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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４０６５６（Ｐ２０１２−２４０６５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６０８７（Ｐ２０１１−１１６０８７）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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