CN103946673A - 旋转角检测装置以及具有旋转角检测装置的电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

轴偏移检测部(122)在检测到磁铁部与传感器部的旋转轴在径向的相对位置的偏移亦即轴偏移发生时，将轴偏移判定标志F(＝1)向修正部(124)与控制变更指令部(1301)输出。修正部(124)计算马达旋转角(θ)以使由轴偏移导致的检测误差减少。控制变更指令部(1301)对辅助扭矩设定部(1011)以及辅助电流指令部(1021)输出变更计算方法以使检测误差的影响减少的指令(Ct、Ci)。

Description

旋转角检测装置以及具有旋转角检测装置的电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及检测马达等的旋转轴的旋转角的旋转角检测装置、以及使用该旋转角检测装置检测马达的旋转角并基于检测出的旋转角对马达进行驱动控制从而产生转向操纵辅助扭矩的电动动力转向装置。

背景技术

一直以来，已知有使用磁传感器来检测旋转轴的旋转角度的旋转角检测装置。例如，在专利文献1中提出有如下的旋转角检测装置，其具有：磁性部件，其被固定于旋转轴，在旋转轴的周向上隔开规定方向的间隔磁化形成N极以及S极；传感器部，其与该磁性部件相向配置，将用于检测N极以及S极所产生的磁场的变化的2个MR传感器设置于在旋转轴的周向上以旋转轴的轴心为对称轴呈180度对称的位置。2个MR传感器分别具有2个磁阻效应元件(MR元件)，该2个磁阻效应元件具有在受到外部磁场时电阻根据磁通密度的大小发生变化的特性。在该MR传感器中，2个MR元件相互串联连接，在其两端施加有规定电压，输出两MR元件间的连接点的电压。

如果旋转轴的中心轴与传感器部的相对位置关系在旋转轴径向发生偏移(以下，将该偏移称为“轴偏移”)，将无法准确地检测旋转角。因此，在专利文献1的旋转角检测装置中，通过使用由2个MR传感器的输出得出的结果的平均值求取旋转角，来消除因轴偏移所产生的旋转角的检测误差。

专利文献1：特开2011-169716号公报

然而，在该专利文献1所提出的旋转角检测装置中，仅仅使用2个MR传感器消除因轴偏移所产生的检测误差，而实际情况下无法检测轴偏移的发生。另外，检测误差的消除只有在轴偏移沿特定方向发生的情况下才进行。因此，在产生大轴偏移并且无法消除检测误差的状态下，仍旧直接使用旋转角的检测值。

例如，在电动动力转向装置中，在对产生转向操纵辅助扭矩的马达(例如，DC无刷马达)进行驱动控制的过程中，检测马达的旋转角，将与该旋转角相应的相位的驱动电压施加于马达。因此，在因轴偏移使旋转角的检测精度降低的状况下，无法恰当地驱动马达，因此需要进行变更马达驱动的控制方式等在马达控制方面做出的应对。但是，在专利文献1所提出的旋转角检测装置中，无法检测轴偏移，因此无法应对这样的轴偏移。另外，假设在能够通过2个MR传感器消除因旋转轴的轴偏移所产生的检测误差的状况下，当一个MR传感器出现故障时，将不再能够消除检测误差。因此，在这种情况下，依旧无法应对轴偏移。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而形成的，其目的在于能够灵活应对轴偏移问题。

为了实现上述目的，本发明的特征为一种旋转角检测装置，具有：磁铁部(210)，其被设置成与旋转轴一体旋转，以被磁化成N极的区域的位置与被磁化成S极的区域的位置伴随着上述旋转轴的旋转而交替地切换的方式被磁化；传感器部(220)，其与上述磁铁部相向配置并具有多个磁传感器(S)，上述多个磁传感器伴随着上述旋转轴的旋转输出因上述磁铁部的磁作用而周期性地变化的周期信号；以及旋转角计算单元(121)，其基于上述传感器部的磁传感器所输出的周期信号来计算上述旋转轴的旋转角，

上述旋转角检测装置具有：轴偏移检测单元(122)，其检测上述磁铁部与上述传感器部的上述旋转轴的径向的相对位置的偏移亦即轴偏移的发生；以及轴偏移信息输出单元(S14、S25、S36、S44)，其输出表示上述轴偏移的发生的轴偏移信息(F)。

在本发明中，旋转角计算单元基于传感器部的磁传感器伴随着磁铁部的旋转而输出的周期信号来计算旋转轴的旋转角。如果在磁铁部与传感器部的旋转轴的径向上发生相对位置的偏移，则磁传感器所输出的周期信号不再合适，将无法准确地计算旋转角。因此，在本发明中，具有轴偏移检测单元与轴偏移信息输出单元。轴偏移检测单元检测磁铁部与传感器部的旋转轴的径向的相对位置的偏移亦即轴偏移的发生，轴偏移信息输出单元输出表示轴偏移的发生的轴偏移信息。因此，根据本发明，能够基于轴偏移信息灵活应对轴偏移。例如，只要旋转角检测装置检测马达的旋转角，便能够基于轴偏移信息将马达的驱动控制变更为与轴偏移对应的控制。

本发明的其他特征是，上述轴偏移检测单元(122)计算表示上述轴偏移的程度的轴偏移程度，在上述轴偏移程度比阈值大的情况下判定为已发生轴偏移(S11～S14、S21～S25、S31～S36、S41～S44、S71)。

在本发明中，轴偏移检测单元计算轴偏移程度，在该轴偏移程度比阈值大的情况下判定为已发生轴偏移。因此，能够合适地检测轴偏移的发生。

本发明的其他特征是，具有旋转角修正单元(124)，在由上述轴偏移检测单元(122)检测到上述轴偏移的发生的情况下，上述旋转角修正单元(124)计算上述旋转轴的旋转角，以使因上述轴偏移所产生的旋转角的检测误差降低。

在本发明中，当检测到已发生轴偏移的情况下，旋转角修正单元计算旋转轴的旋转角，以使因轴偏移所产生的旋转角的检测误差降低。因此，能够抑制因轴偏移所产生的旋转角的检测精度降低。在这种情况下，旋转角修正单元也可以是修正由旋转角计算单元计算出的旋转角的结构，还可以是取代旋转角计算单元转而通过与检测不到轴偏移的发生的情况不同的计算方法计算旋转角的结构。

本发明的其他的特征是，上述传感器部(220)具有4个磁传感器(Ss1、Sc1、Ss2、Sc2)，该4个磁传感器(Ss1、Sc1、Ss2、Sc2)伴随着上述旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号，上述轴偏移检测单元使用上述4个磁传感器的输出信号(Vs1、Vc1、Vs2、Vc2)检测上述轴偏移的发生。

在本发明中，4个磁传感器伴随着旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号。因此，从传感器部得出与旋转轴的旋转同步的sin波信号、cos波信号、将sin波信号翻转得出的-sin波信号、将cos波信号翻转得出的-cos波信号。由此，通过计算相位相互偏移π/2的2个信号的输出值的反正切能够求出旋转角。在这种情况下，旋转角计算单元从多套信号组合中求出多个旋转角的计算值，因此即使某个磁传感器出现故障，仍能够从其余磁传感器计算旋转角。此外，“具有4个磁传感器”是传感器部具有至少4个磁传感器，具有磁传感器的数量并不局限于4个。

在已发生轴偏移的情况下，信号相位变化，4个周期信号的输出值的相互关系发生变化。因此，通过捕捉轴偏移检测单元该输出值的相互关系的变化，能够恰当地检测轴偏移的发生。

本发明的其他的特征是，在第1旋转角与第2旋转角之间的偏差比阈值大的情况下，上述轴偏移检测单元(122)判定为已发生轴偏移(S11～S14)，其中，上述第1旋转角是依据上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号而计算出的，上述第2旋转角是依据上述相位相互偏移π/2的另外2个磁气传感器的输出信号而计算的。

相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号例如可以是Sin波信号与cos波信号。因此，通过计算2个信号的输出值的反正切能够求出旋转角。在计算出依据相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号而计算出的第1旋转角和依据相位相互偏移π/2的另外2个磁传感器的输出信号而计算出的第2旋转角的情况下，如果未发生轴偏移，则第1旋转角与第2旋转角相等，而如果发生轴偏移，则第1旋转角与第2旋转角之间的偏差变大。因此，在本发明中，将第1旋转角与第2旋转角之间的偏差视为轴偏移程度，在偏差比阈值大的情况下，判定为已发生轴偏移。因此，能够恰当地检测轴偏移的发生。

本发明的其他的特征是，基于第1相加值和第2相加值在上述第1相加值与上述第2相加值中的至少一方比阈值大的情况下，上述轴偏移检测单元(122)判定为已发生轴偏移(S21～S25)，其中，上述第1相加值是上述相位相互偏移π的2个磁传感器的输出值的合计，上述第2相加值是上述相位相互偏移π的另外2个磁传感器的输出值的合计。

相位相互偏移π的2个磁传感器的输出信号例如可以是Sin波信号与-sin波信号，相位相互偏移π的另外2个磁传感器的输出信号例如可以是cos波信号与-cos波信号。关于将相位相互偏移π的2个磁传感器的输出值相加得出的第1相加值、将相位相互偏移π的另外2个磁传感器的输出值相加得出的第2相加值，如果未发生轴偏移则上述两个相加值均为零，而在发生轴偏移的情况下，至少一方不为零。因此，在本发明中，将第1相加值与第2相加值视为轴偏移程度，当第1相加值与第2相加值中的至少一方比阈值大的情况下，判定为已发生轴偏移。因此，能够恰当检测轴偏移的发生。

本发明的其他的特征是，上述轴偏移检测单元(122)使用上述4个磁传感器的输出信号来计算表示上述轴偏移的量的轴偏移量，在上述轴偏移量比阈值大的情况下，判定为已发生轴偏移(S31～S36)。

在本发明中，轴偏移检测单元使用4个磁传感器的输出信号计算轴偏移量(磁铁部与传感器部的径向的相对位置的偏移的距离)，在轴偏移量比阈值大的情况下，判定为已发生轴偏移。例如，依据相位相互偏移π的2个磁传感器的输出值的合计值，能够计算从磁铁部的旋转中心到2个磁传感器的磁检测位置的倾斜度(φx)，依据该倾斜度与磁传感器的检测位置能够计算特定方向的轴偏移量(X)。另外，例如依据相位相互偏移π的其他的2个磁传感器的输出值的合计值，能够计算从磁铁部的旋转中心到另外2个磁气传感器的磁检测位置的倾斜度(φy)，能够依据该倾斜度与磁传感器的检测位置计算与上述特定方向正交的方向的轴偏移量(Y)。因此，使用4个磁传感器的输出信号计算两个倾斜度(φx、φy)，由此能够计算偏移量。由此，根据本发明，能够恰当地检测轴偏移的发生。

本发明的其他的特征是，上述传感器部(220)具有4个磁传感器(Ss1、Sc1、Ss2、Sc2)，上述4个磁传感器(Ss1、Sc1、Ss2、Sc2)伴随着上述旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号，上述旋转角修正单元使用上述4个磁传感器的输出信号(Vs1、Vc1、Vs2、Vc2)计算上述旋转轴的旋转角，以使因上述轴偏移所产生的检测误差降低。

在本发明中，4个磁传感器伴随着上述旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号。因此，从传感器部得出与旋转轴的旋转同步的sin波信号、cos波信号、将sin波信号翻转后得出的-sin波信号、将cos波信号翻转后得出的-cos波信号。因此，通过组合周期信号能够计算使因轴偏移所产生的检测误差降低的旋转角。由此，能够抑制因轴偏移所产生的旋转角的检测精度降低。

本发明的其他的特征是，上述旋转角修正单元(124)使用上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的多套组合计算多个旋转角计算值，将上述多个旋转角计算值的平均值作为上述旋转轴的旋转角。

在本发明中，通过计算相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的输出值的反正切能够计算旋转角。因此，能够使用两个磁传感器的输出信号的多套组合计算多个旋转角。在未发生轴偏移的情况下，多个旋转角计算值表示相同的值，而在已发生轴偏移的情况下，旋转角计算值在正常值(未发生轴偏移时的旋转角)中混入大值与小值。因此，在本发明中，计算多个旋转角计算值的平均值，将该平均值作为旋转轴的旋转角。由此，能够简单地降低因轴偏移所产生的检测误差。

本发明的其他的特征是，上述旋转角修正单元(124)在使用上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的多套组合计算出的多个旋转角计算值之中，选择与上述多个旋转角计算值的平均值最接近的旋转角计算值作为上述旋转轴的旋转角(S51～S60)。

在本发明中，使用相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的多套组合计算多个旋转角计算值，并计算其平均值。然后，选择与平均值最接近的旋转角计算值作为旋转轴的旋转角。由此，能够简单地降低因轴偏移所产生的检测误差。

本发明的其他的特征是，上述旋转角修正单元(124)使用4个磁传感器的输出信号计算与上述轴偏移对应的修正角度，以上述修正角度对由上述旋转角计算单元计算出的旋转角进行修正。

在本发明中，旋转角修正单元使用4个磁传感器的输出信号计算与轴偏移对应的修正角度，使用该修正角度修正旋转角。由此，能够简单地降低因轴偏移所产生的检测误差。

本发明的其他的特征为一种电动动力转向装置，具有上述旋转角检测装置，利用上述旋转角检测装置检测转向操纵辅助用的马达(20)的旋转角，基于上述检测出的旋转角对上述马达进行驱动控制，从而产生与转向操纵扭矩相应的转向操纵辅助扭矩，上述电动动力转向装置具有控制方式变更单元(130、1301、1302)，其基于从上述轴偏移信息输出单元(S14、S25、S36、S44)输出的轴偏移信息，变更上述马达的控制方式。

本发明将上述的旋转角检测装置用于电动动力转向装置的转向操纵辅助用的马达的旋转角检测，因此控制方式变更单元基于轴偏移信息来变更马达的控制方式。因此，能够抑制因轴偏移的发生进行不恰当的转向操纵辅助。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，具有变动检测单元(S41～S42)，其检测伴随着上述轴偏移的发生而产生的物理量的周期性变动，上述轴偏移检测单元基于由上述变动检测单元检测出的物理量的周期性变动来检测轴偏移的发生(S43～S44)。

当在转向操纵辅助用的马达的旋转角检测装置发生轴偏移的情况下，马达旋转角的检测误差周期性地变动，各种物理量随之发生变动。因此，在本发明中，利用变动检测单元检测伴随着轴偏移的发生而产生的物理量的周期性变动，基于该物理量的周期性变动来检测轴偏移的发生。例如，在物理量的变动宽度(振幅)比阈值大的情况下判定为已发生轴偏移。因此，本发明能够恰当地检测轴偏移的发生。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，上述变动检测单元取得上述转向操纵扭矩、流过上述马达的电流、上述马达的控制值、转向操纵角速度、上述马达的角速度、在上述马达产生的感应电压中的至少一个作为上述物理量(41)，并计算上述物理量在由上述旋转角计算单元计算出的旋转角的频率的2倍的频率分量下的振幅(42)，上述轴偏移检测单元基于由上述变动检测单元计算出的上述物理量的上述振幅检测轴偏移的发生(S43～S44)。

在已发生轴偏移的情况下，马达的旋转角的检测误差周期性地变动，伴随着此，转向操纵扭矩、流过马达的电流、马达的控制值、转向操纵角速度、马达的角速度、在马达产生的感应电压发生变动。这些物理量的变动以马达的旋转角的频率(检测旋转角变化1周期量的频率)的2倍的频率发生。因此，在本发明中，变动检测单元取得这些物理量中的至少一个，计算该物理量在马达旋转角的频率的2倍的频率分量下的振幅。该振幅的大小相当于轴偏移程度。轴偏移检测单元基于由变动检测单元计算出的物理量的振宽度检测轴偏移的发生。因此，根据本发明，能够基于在电动动力转向装置内发生的物理量的振动恰当地检测轴偏移的发生。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，上述旋转角修正单元修正由上述旋转角计算单元计算出的旋转角，以使由上述变动检测单元计算出的上述物理量的振幅降低(S71～S78)。

在本发明中，修正由旋转角计算单元计算出的旋转角，以使伴随着轴偏移的发生产生的物理量的振幅降低。因此，在已发生轴偏移的情况下，能够恰当地修正马达的旋转角。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，上述变动检测单元对于上述转向操纵扭矩与上述马达的角速度分别计算由上述旋转角计算单元计算出的旋转角的频率的2倍的频率分量的相位(1242、1243)，上述旋转角修正单元基于上述计算出的上述转向操纵扭矩与上述马达的角速度的上述相位来设定表示使上述旋转角增加或者减少的方向的修正方向(S72～S75)，将由上述旋转角计算单元计算出的旋转角向上述设定的修正方向修正。

在本发明中，对于转向操纵扭矩与马达的角速度分别计算由旋转角计算单元计算出的旋转角的频率的2倍的频率分量的相位。转向操纵扭矩例如只要使用由转向操纵扭矩传感器检测出的值便可，马达的角速度例如可以通过对由旋转角计算单元计算出的旋转角进行微分而求出。依据转向操纵扭矩与马达的角速度在旋转角的频率的2倍的频率分量(以下，称作“旋转2次分量”)下的相位能够设定旋转角的应该修正的方向(确定增加或减少的方向)。因此在本发明中，通过朝修正方向修正由旋转角计算单元计算出的旋转角来修正旋转角。由此，能够恰当地修正旋转角。

例如，在用修正波形来表示用于修正旋转角的修正量的情况下，修正波形的相位能够依据马达的角速度或转向操纵扭矩的旋转2次分量的相位求出。因此，能够设定修正方向与修正波形的相位，因此只要以使上述物理量的旋转2次分量的振幅减少的方式计算修正波形的振幅即可。由此，通过振幅的反馈计算修正量，能够恰当地修正旋转角。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，上述控制方式变更单元(1302、140、150)在检测到已发生上述轴偏移的情况下，切换为不使用由上述旋转角检测装置检测的旋转角而使用基于在上述马达产生的感应电压估算出的估算电角(θe2)对上述马达进行驱动控制的控制方式。

马达的电角能够基于在马达产生的感应电压进行估算。因此，在本发明中，在检测到轴偏移的发生的情况下，不使用由旋转角检测装置检测出的旋转角，而使用基于在马达产生的感应电压估算得出的估算电角对马达进行驱动控制。因此，即使在发生大的轴偏移的情况下，也能够不受轴偏移影响地对马达进行驱动控制。由此，能够持续转向操纵辅助，便利性提高。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元切换为降低根据上述马达的角速度而设定的磁场削弱控制量的控制方式(S91～S93)。

在已发生轴偏移情况下，产生马达的旋转角的检测误差，作为结果马达的角速度的检测精度降低。另外，磁场削弱控制量根据马达的角速度设定，因此在已发生轴偏移的情况下，励磁削弱控制的精度降低。因此，在本发明中，在检测到已发生轴偏移的情况下，切换成降低磁场削弱控制量的控制方式。由此，能够降低轴偏移给励磁削弱控制造成的影响。此外，降低磁场削弱控制量的控制方式还包括不进行励磁削弱控制的控制方式。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元切换为降低根据上述马达的旋转角或角速度设定并附加给上述转向操纵辅助扭矩的补偿扭矩的控制方式(S81～S82)。

在已发生轴偏移情况下，在马达的旋转角产生检测误差，作为结果马达的角速度的检测精度降低。转向操纵辅助扭矩基本上基于转向操纵扭矩设定，但为了获得良好的转向操纵感，有时也不只有转向操纵扭矩，还附加与马达的旋转角、角速度相应的补偿扭矩。在这样的情况下，如果已发生轴偏移，则补偿扭矩的计算精度会降低。因此，在本发明中，在检测到轴偏移的发生的情况下，切换为降低补偿扭矩的控制方式。由此，能够降低轴偏移给转向操纵辅助扭矩造成的影响。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元(130)使转向操纵辅助停止。

在本发明中，在检测到已发生轴偏移的情况下，控制方式变更单元使转向操纵辅助停止。由此，能够提高安全性。另外，通过转向操纵辅助停止，能够向驾驶员通知异常。

本发明的电动动力转向装置的其他的特征是，具有轴偏移报告单元(300、S106、S108)，在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述轴偏移报告单元(300、S106、S108)以根据上述轴偏移的程度而不同的方式向驾驶员报告异常。

在本发明中，以与轴偏移的程度相应的方式向驾驶员报告异常，因此能够向驾驶员通知轴偏移的程度大到急需修理的必要性。

此外，在上述说明中，为了帮助理解发明，对于与实施方式对应的发明的结构，附带括弧地加入在实施方式中使用的附图标记，但发明的各构成要件并不局限于由上述附图标记规定的实施方式。

附图说明

图1为具有本发明的实施方式所涉及的旋转角检测装置的电动动力转向装置的概略结构图。

图2为表示第1实施方式所涉及的辅助ECU的微型计算机的处理的功能框图。

图3为表示基本辅助映射的线形图。

图4为表示减震补偿扭矩映射的线形图。

图5为表示返回补偿扭矩映射的线形图。

图6为表示d轴指令电流映射的线形图。

图7为旋转角传感器的概略立体图。

图8为将各MR传感器的配置以平面坐标呈现的意象图。

图9为MR传感器的等效电路图。

图10为表示传感器部与磁铁部的轴偏移的意象图。

图11为表示由MR传感器检测的检测角度的线形图。

图12为表示轴偏移检测流程(轴偏移检测处理1)的流程图。

图13为表示输出电压Vs1与输出电压Vs2之和同输出电压Vc1与输出电压Vc2之和的特性的线形图。

图14为表示轴偏移检测流程(轴偏移检测处理2)的流程图。

图15为对在x轴方向发生轴偏移的情况(a)与在y轴方向发生轴偏移的情况(b)下的偏移量的计算进行说明的说明图。

图16为表示轴偏移检测流程(轴偏移检测处理3)的流程图。

图17为表示发生轴偏移的情况下的周期变动特性的线形图。

图18为轴偏移检测流程(轴偏移检测处理4)的流程图。

图19为表示第2实施方式所涉及的辅助ECU的微型计算机的处理的功能框图。

图20为表示检测角度与平均值的特性的线形图。

图21为表示旋转角修正流程(旋转角修正处理2)的流程图。

图22为表示发生轴偏移的情况下的周期变动特性的线形图。

图23为执行旋转角修正处理的辅助ECU的修正部的功能框图。

图24为表示修正量计算部所执行的修正量计算流程的流程图。

图25为表示辅助扭矩设定部的处理的流程图。

图26为表示辅助电流指令部的处理的流程图。

图27为表示限制增益映射的线形图。

图28为表示第3实施方式的辅助ECU的微型计算机的处理的功能框图。

图29为表示控制方式切换流程的流程图。

图30为对感应电压进行说明的电路图。

图31为表示作为变形例的旋转角传感器的传感器部与磁铁部的关系的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图对具有本发明的一实施方式的旋转角检测装置的电动动力转向装置进行说明。图1表示该实施方式的车辆的电动动力转向装置的概略结构。

该电动动力转向装置作为主要部分具有：通过方向盘11的转向操纵操作使转向轮转向的转向机构10、安装于转向机构10并产生转向操纵辅助扭矩的马达20、用于驱动马达20的马达驱动电路30以及对马达20的工作进行控制的电子控制装置100。以下，将电子控制装置100称为“辅助ECU100”。

转向机构10为用于通过方向盘11的旋转操作使左右前轮FWL、FWR转向的机构，具有上端连接成与方向盘11一体旋转的转向轴12。在该转向轴12的下端连接成与小齿轮13一体旋转。小齿轮13与形成于齿条杆14的齿条齿14a啮合，与齿条杆14一起构成齿条齿轮机构。在齿条杆14的两端经由横拉球杆17以能够进行转向操纵地连接有左右前轮FWL、FWR的转向节(省略图示)。左右前轮FWL、FWR根据伴随着转向轴12围绕轴线的旋转的齿条杆14的轴线方向的移位而被向左右转向操纵。

在转向轴12经由减速齿轮25安装有马达20。马达20利用该旋转经由减速齿轮25驱动转向轴12绕其轴中心旋转，从而对方向盘11的转动操作施加辅助力。该马达20为3相无刷马达。

在转向轴12设置有转向操纵扭矩传感器21。转向操纵扭矩传感器21例如检测夹装于转向轴12的中间部的扭杆(省略图示)的扭转角度，基于该扭转角检测作用于转向轴12的转向操纵扭矩Tr。转向操纵扭矩Tr通过正负值来识别方向盘11的操作方向。例如，当方向盘11被朝右方向转向操纵时的转向操纵扭矩Tr表示为正值，方向盘11被朝左方向转向操纵时的转向操纵扭矩Tr表示为负值。

在马达20设置有旋转角传感器200。该旋转角传感器200设置于马达20的旋转轴的一端，将电压值伴随马达20的旋转轴的旋转发生周期性变化的4个检测信号Vs1、Vc1、Vs2、Vc2向辅助ECU100输出。辅助ECU100基于该检测信号Vs1、Vc1、Vs2、Vc2计算马达20的旋转角，依据该旋转角求出马达20的电角θe。

马达驱动电路30利用由MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)构成的6个开关元件31～36构成3相逆变电路。具体地说，采用将串联连接第1开关元件31与第2开关元件32的电路、串联连接第3开关元件33与第4开关元件34的电路、串联连接第5开关元件35与第6开关元件36的电路并联连接，并从各串联电路的2个开关元件间(31-32、33-34、35-36)引出朝向马达20的电力供给线37的结构。

在马达驱动电路30设置有检测流过马达20的电流的电流传感器38。该电流传感器38分别检测流过每一相(U相、V相、W相)的电流，并将与该检测出的电流值Iu、Iv、Iw对应的检测信号向辅助ECU100输出。以下，将该测定的3相的电流值统称为“马达电流Iuvw”。另外，在马达驱动电路30设置有检测马达20的端子电压的电压传感器39。电压传感器39分别检测各相(U相、V相、W相)的端子电压，并将与该检测出的电压值Vu、Vv、Vw对应的检测信号向辅助ECU100输出。以下，将该测定的3相端子电压统称为“马达端子电压Vuvw”。

马达驱动电路30的各开关元件31～36各自的栅极连接于辅助ECU100，利用从辅助ECU100输出的PWM控制信号控制占空比。由此将马达20的驱动电压调整为目标电压。

辅助ECU100以由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机作为主要部分构成。辅助ECU100连接转向操纵扭矩传感器21、旋转角传感器200、电流传感器38、电压传感器39以及检测车速的车速传感器25，并输出各自的检测信号。然后，基于输入的检测信号，计算流过马达20的指令电流，以得出与驾驶员的转向操纵操作相应的最佳的转向操纵辅助扭矩(以下，简称为“辅助扭矩”)，并对马达驱动电路30的各开关元件31～36的占空比进行控制，以使该指令电流流动。

马达20如后所述通过流过马达20的电流的反馈控制被驱动。因此，电压传感器39并非必要，而在进行对于马达驱动电路30的电力供给状态的诊断、各开关元件31～36的异常有无的诊断的情况下或者在进行将在后文中叙述的旋转角无传感器控制的情况下使用。

电动动力转向装置经由电源供给基础线83与接地线84从车载电源装置80进行电源供给。电源供给基础线83分成控制系电源线85与驱动系电源线86两股线。在控制系电源线85连接点火开关87，在驱动系电源线86连接主电源继电器88。该主电源继电器88通过来自辅助ECU100的控制信号而接通并形成朝向马达20的电力供给电路。驱动系电源线86在主电源继电器88的次级侧(负载侧)通过连结线90与控制系电源线85连接。在控制系电源线85和连结线90设置有单向限制电流流动的二极管89以及二极管91，在控制系电源线85流动的电流被构成不流过驱动系电源线86。因此，控制系电源线85作为用于对辅助ECU100进行电源供给的电源线发挥功能，驱动系电源线86作为向马达驱动电路30与辅助ECU100双方进行电源供给的电源线发挥功能。

接下来，对辅助ECU100所进行的马达20的控制进行说明。辅助ECU100通过电流向量控制来控制马达20的旋转，该电流向量控制使用在设置于马达20的转子的永磁铁的磁场所贯通的方向设定d轴而在与d轴正交的方向(电角相对于d轴前进π/2的方向)设定q轴的d-q坐标系。电角θe用贯通马达20的U相线圈的轴与d轴的夹角表示。将电流向量的d轴分量称作“d轴电流”，q轴分量分称作“q轴电流”。q轴电流作用为在q轴方向产生磁场。因此，q轴电流产生马达扭矩。另一方面，d轴电流由于在d轴方向产生磁场因此不产生马达扭矩，被用于励磁削弱控制。

辅助ECU100在进行这样的电流向量控制时，通过检测电角θe确定d-q坐标轴。该电角θe由基于旋转角传感器200输出的检测信号Vs1、Vc1、Vs2、Vc2计算出的马达旋转角θ求得。

接下来，使用图2对辅助ECU100的功能进行说明。图2为表示通过辅助ECU100的微型计算机的程序控制处理的功能的功能框图。各功能部以规定的短运算周期反复进行该处理。辅助ECU100具有辅助扭矩设定部101。辅助扭矩设定部101计算基本辅助扭矩Ta、补偿扭矩Tb1、Tb2，并将这些值相加进而设定目标辅助扭矩T*(T*＝Ta+Tb1+Tb2)。

辅助扭矩设定部101存储有图3所示的基本辅助映射、图4所示的减震补偿扭矩映射、图5所示的返回补偿扭矩映射。基本辅助映射是针对代表性的多个车速v分别设定转向操纵扭矩Tr与基本辅助扭矩Ta的关系的关联数据，具有设定随着转向操纵扭矩Tr的大小(绝对值)增大而变大并且随着车速v增大而变小的基本辅助扭矩Ta的特性。减震补偿扭矩映射为设定与转向操纵速度对应的马达20的角速度ωm和减震补偿扭矩Tb1的关系的关联数据，具有设定绝对值随着角速度ωm的绝对值增大而变大的减震补偿扭矩Tb1的特性。减震补偿扭矩Tb1被设定为朝与基本辅助扭矩Ta相反的方向作用。

另外，返回补偿扭矩映射是设定转向操纵角θh与返回补偿扭矩Tb2的关系的关联数据，具有设定绝对值随着转向操纵角θh的绝对值增大而变大的返回补偿扭矩Tb2的特性。返回补偿扭矩Tb2被设定为朝与基本辅助扭矩Ta相反的方向作用。此外，在该例子中，对于返回补偿扭矩Tb2设置上限限制，而对于减震补偿扭矩Tb1也可以与返回补偿扭矩Tb2相同设置上限限制。

辅助扭矩设定部101输入由车速传感器25检测的车速v、由转向操纵扭矩传感器21检测的转向操纵扭矩Tr、由将在后文中叙述的角速度计算部108计算的角速度ωm、由将在后文中叙述的转向操纵角计算部109计算的转向操纵角θh，并参照上述3个映射计算目标辅助扭矩T*。

辅助扭矩设定部101将计算出的目标辅助扭矩T*向辅助电流指令部102输出。辅助电流指令部102通过将目标辅助扭矩T*除以扭矩常量而计算d-q坐标系的q轴指令电流Iq*。另外，辅助电流指令部102存储图6所示的d轴指令电流映射，参照该d轴指令电流映射并基于由角速度计算部108计算的角速度ωm计算d轴指令电流Id*。d轴指令电流映射具有角速度ωm越大越增大d轴指令电流Id*，当角速度ωm达到规定基准值以上的情况下将d轴指令电流Id*限制为上限值的特性。该d轴指令电流Id*作为励磁削弱用使用。

这样计算出的q轴指令电流Iq*与d轴指令电流Id*被输出给反馈控制部103。反馈控制部103计算q轴指令电流Iq*与q轴实电流Iq相减后的偏差ΔIq，并通过使用该偏差ΔIq的比例积分控制以使q轴实电流Iq追随于q轴指令电流Iq*的方式计算q轴指令电压Vq*。同样，计算d轴指令电流Id*与d轴实电流Id相减后的偏差ΔId，通过使用该偏差ΔId的比例积分控制以使d轴实电流Id追随于d轴指令电流Id*的方式计算d轴指令电压Vd*。

q轴实电流Iq以及d轴实电流Id是将实际流过马达20的线圈的3相电流的检测值Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标的2相电流而形成的。从该3相电流Iu、Iv、Iw向d-q坐标的2相电流Id、Iq的变换通过3相/2相坐标变换部104进行。3相/2相坐标变换部104输入从将在后文中叙述的电角计算部107输出的电角θe，并基于该电角θe将由电流传感器38检测出的3相电流Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标系的2相电流Id、Iq。

从3相坐标系变换成d-q坐标系的变换矩阵C由下式(1)表示。

[式1]

$C=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θe}& \cos (\mathrm{\θe}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& \cos (\mathrm{\θe}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ -\sin \mathrm{\θe}& -\sin (\mathrm{\θe}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin (\mathrm{\θe}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]\·\·\·\left(1\right)$

由反馈控制部103计算出的q轴指令电压Vq*与d轴指令电压Vd*被输出至2相/3相坐标变换部105。2相/3相坐标变换部105基于从电角计算部107输出的电角θe，将q轴指令电压Vq*与d轴指令电压Vd*变换成3相指令电压Vu*、Vv*、Vw*，并将该变换后的3相指令电压Vu*、Vv*、Vw*向PWM信号发生部106输出。PWM信号发生部106将与3相指令电压Vu*、Vv*、Vw*对应的PWM控制信号向马达驱动电路30的开关元件31～36输出。由此驱动马达20，对转向机构10施加追随于目标辅助扭矩T*的辅助扭矩。

辅助ECU100具有基于旋转角传感器200所输出的检测信号Vs1、Vc1、Vs2、Vc2检测马达旋转角θ的旋转角检测部120。关于旋转角传感器200以及旋转角检测部120的详细说明将在后文中叙述。旋转角检测部120将通过计算求出的马达旋转角θ向电角计算部107、角速度计算部108、转向操纵角计算部109输出，并将轴偏移判定标志F向控制变更指令部130输出。电角计算部107输入从旋转角检测部120输出的马达旋转角θ，并将马达旋转角θ变换为马达20的电角θe。然后，将电角θe向3相/2相坐标变换部104以及2相/3相坐标变换部105输出。

角速度计算部108输入从旋转角检测部120输出的马达旋转角θ，通过按时间对马达旋转角θ进行微分而求出马达旋转速度亦即角速度ωm。角速度计算部108将通过计算求出的角速度ωm向辅助扭矩设定部101与辅助电流指令部102输出。转向操纵角计算部109输入从旋转角检测部120输出的马达旋转角θ，以车辆前进的方向盘11的中立位置为基准，基于从该中立位置起马达20旋转的角度求出转向操纵角θh。

从旋转角检测部120向控制变更指令部130输出的轴偏移判定标志F，利用F＝0表示“无轴偏移”，利用F＝1表示“有轴偏移”。控制变更指令部130输入轴偏移判定标志F，根据该轴偏移判定标志F对用于进行转向操纵辅助控制的各功能部101～109输出指定转向操纵辅助的允许/禁止的指令信号Cs。

控制变更指令部130使用指令信号Cs在轴偏移判定标志F为“0”的情况下允许转向操纵辅助，在轴偏移判定标志F为“1”的情况下禁止转向操纵辅助。各功能部101～109在通过指令信号Cs允许转向操纵辅助的情况下执行上述的处理，在禁止转向操纵辅助的情况下停止上述的处理。因此，在轴偏移判定标志F为“1”的情况下停止转向操纵辅助。

此外，控制变更指令部130在轴偏移判定标志F为“1”的情况下，可以代替上述处理或在上述处理之外还进行将设置于电力供给线37的开闭继电器(省略图示)切换为关闭状态或将主电源继电器88切换为关闭状态等的处理，以此切断对于马达20的电力供给。

如图7所示，旋转角传感器200具有：固定安装于马达20的旋转轴20a的一端的磁铁部210、与磁铁部210相向设置的传感器部220。传感器部220被设置于被固定成与马达20的外壳(省略图示)的相对位置不发生变化的基板230。磁铁部210为与马达20的旋转轴20a设置为同轴状的圆盘形状的磁性部件，其一半的区域211(半月状的区域)被磁化为N极，另一半的区域212(半月状的区域)被磁化为S极。

传感器部220相对于磁铁部210的圆盘状平面被设置为在马达20的旋转轴20a的轴方向留有规定间隙。以下，将马达20的旋转轴20a的轴向简称为“轴向”，将马达20的旋转轴20a的径向简称为“径向”。在传感器部220内置有4个MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2。图8为将各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的配置表现为平面坐标的意象图。图中，附图标记O表示磁铁部210的旋转中心。以下，在未特定MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2中的哪一个的情况下，简称为“MR传感器S”。

MR传感器S由以Si或玻璃基板、在其上形成的Ni、Fe等强磁性金属为主成分的合金的薄膜构成，利用薄膜强磁性金属根据特定方向的磁场的强度其电阻值变化的特性。各MR传感器S具有两个薄膜强磁性金属要素(磁阻效应元件)，如图9所示，各要素Ele1、Ele2以串联的方式连接，在其两端施加有电压Vcc(在串联连接的一方的要素Ele1的端与另一方的要素Ele2的端之间施加电压)，输出表示2个要素Ele1、Ele2的连接点的电位的电压信号Vout。

2个要素Ele1、Ele2被设置为所配设的朝向相互不同。换句话说，设置为相对于在要素Ele1、Ele2作用的磁场的方向电阻值的变化特性不同。因此，如果磁铁部210旋转而作用于各要素Ele1、Ele2的磁场的朝向旋转，则与之同步地MR传感器S的输出信号的电压发生变动。该电压变动量呈与马达20的旋转角度相应的正弦波状变化。此外，在本实施方式中，具有固定于基板230的背面的偏置用磁铁(省略图示)，由此使磁铁部210与偏置用磁铁的合成后的磁场作用于MR传感器S。由此，针对马达20的旋转轴20a的一周旋转，MR传感器S将输出1周期大小的正弦波状的电压信号。

传感器部220的4个MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2被配置为输出伴随着马达20的旋转而电压呈正弦波状变动的周期信号，该输出信号的电压波形的相位逐个偏移π/2。各MR传感器S输出对以串联的方式连接的要素Ele1、Ele2施加的电压Vcc的1/2的电压与正弦波状的电压变动分量相加后得出的电压信号，但只有电压变动部分被用于旋转角的计算，对于直流部分(Vcc/2)而言，在全部的MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2均为相同电压，不用于旋转角的计算，因此后文中为了方便说明，将各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的输出信号作为呈正弦波状变化的电压变动部分的信号进行说明。换句话说，将从实际的输出电压偏移直流部分(Vcc/2)的值作为MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的输出信号进行说明。

如果将MR传感器Ss1的输出电压设为Vs1，MR传感器Sc1的输出电压设为Vc1，MR传感器Ss2的输出电压设为Vs2，MR传感器Sc2的输出电压设为Vc2，则输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2可如下式(2)～(5)所示。

Vs1＝α·sinθ···(2)

Vc1＝α·cosθ···(3)

Vs2＝-α·sinθ···(4)

Vc2＝-α·cosθ···(5)

其中，α表示电压振幅。另外，θ表示从预先设定的磁铁部210与传感器部220的相对旋转基准位置起磁铁部210转过的角度。此外，当MR传感器S为其输出信号相对于马达20的一周旋转以N周期(N：自然数)变动的类型的情况下，只要将实际的马达20的旋转轴20a的旋转角作为马达旋转角θ的1/N进行计算即可。以下，将MR传感器S的输出信号的θ作为马达旋转角θ进行说明。

传感器部220将表示各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2的检测信号向辅助ECU100输出。辅助ECU100具有旋转角检测部120作为与马达旋转角θ的检测相关的个人电脑的功能部。旋转角检测部120为依据各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2通过计算检测马达旋转角θ的功能部。因此，利用旋转角传感器200与旋转角检测部120构成旋转角检测装置。此外，在本实施方式中，作为辅助ECU100的个人电脑的功能设置旋转角检测部120，但旋转角检测部120也可以不设置在辅助ECU100内，而设置存储其他旋转角检测用的控制程序的个人电脑，利用该个人电脑通过计算检测马达旋转角θ。

旋转角检测部120具有：输入各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2并基于该输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2计算马达旋转角θ的旋转角计算部121、检测表示旋转角传感器200的磁铁部210与传感器部220的相对位置在轴方向上偏移的状态的轴偏移的发生的轴偏移检测部122、检测各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的异常的异常检测部123。

旋转角计算部121利用以下的方法通过计算求出马达旋转角θ。在此，对2套计算处理的实施例进行说明，旋转角计算部121只要使用其中之一进行计算即可。在所有的实施例中，都使用传感器部220的输出信号的正弦波信号与余弦波信号计算反正切，从而计算马达旋转角θ。

＜马达旋转角的计算处理1＞

表示MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2的差(Vs1-Vs2)的电压差Vs1-s2以及表示MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2的差(Vc1-Vc2)的电压差Vc1-c2如下式(6)、(7)所示。

Vs1-s2＝α·sinθ-(-α·sinθ)＝2α·sinθ···(6)

Vc1-c2＝α·cosθ-(-α·cosθ)＝2α·cosθ···(7)

因此，马达旋转角θ能够通过下式(8)计算。

θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)＝tan^-1(Vs1-s2/Vc1-c2)···(8)

旋转角计算部121输入各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2所输出的检测信号(输出电压Vs1、Vc1、Vs2、Vc2)，基于该检测信号使用上式(8)计算马达旋转角θ。

此外，在基于上式(8)的马达旋转角θ的计算中得出两个解，但当Sinθ与cosθ为正值的情况下，选择θ处于第1象限(0°～90°)的角度，当Sinθ为正值、cosθ为负值的情况下，选择θ处于第2象限(90°～180°)的角度，当Sinθ为负值、cosθ为负值的情况下，选择θ处于第3象限(180°～270°)的角度，当Sinθ为负值、cosθ为正值的情况下，选择θ处于第4象限(270°～360°)的角度。以下，在反正切的计算中以此为准则。

＜马达旋转角的计算处理2＞

在该计算处理2中，在4个MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2之中使用相位相互偏移π/2的2个MR传感器S的检测信号。例如，当使用MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Sc1的输出电压Vc1的情况下，可以由下式(9)计算马达旋转角θ。

θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)＝tan^-1(Vs1/Vc1)···(9)

另外，当使用MR传感器Ss2的输出电压Vs2与MR传感器Sc2的输出电压Vc2的情况下，可以通过下式(10)计算马达旋转角θ。

θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)＝tan^-1(Vs2/Vc2)···(10)

另外，当使用MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2的情况下，可以通过下式(11)计算马达旋转角θ。

θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)＝tan^-1(Vs1/-Vc2)···(11)

另外，当使用MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2的情况下，可以通过下式(12)计算马达旋转角θ。

θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)＝tan^-1(-Vs2/Vc1)···(12)

旋转角计算部121输入各MR传感器S输出的检测信号之中、相位相互偏移π/2的2个检测信号，并基于该检测信号的电压值使用上述4个式中的任意一个计算马达旋转角θ。

在为上述计算处理1的情况下，相比计算处理2可以使用2倍的电压值进行计算，因此能够提高计算的马达旋转角θ的分辨率。因此，在本实施方式中，旋转角计算部121通常时使用计算处理1计算马达旋转角θ，当由异常检测部123检测到在4个MR传感器S中的某个发生异常的情况下，使用两个正常的MR传感器S的检测信号通过计算处理2计算马达旋转角θ。

接下来，对轴偏移检测部122进行说明。对于轴偏移检测部122的处理，对4个实施例(轴偏移检测处理1～4)进行说明，但轴偏移检测部122只要使用其中之一即可。

＜轴偏移检测处理1＞

图10是表示传感器部220与磁铁部210与轴偏移的意象的图。在该图中，表示磁铁部210的旋转中心O、换句话说马达20的旋转轴20a的中心O相对于传感器部220的基准位置向MR传感器Ss2侧偏移的例子。在这种情况下，例如如果将使用MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Sc1的输出电压Vc1由上式(9)计算出的马达旋转角设为第1检测角θ1，将使用MR传感器Ss2的输出电压Vs2与MR传感器Sc2的输出电压Vc2由上式(10)计算出的马达旋转角设为第2检测角θ2，则当如图10所示发生轴偏移情况下，第1检测角θ1与第2检测角θ2相对于作用于传感器部220的磁场角度按照图11所示的特性变化。

在轴偏移检测处理1中，利用该特性检测轴偏移的发生。图12表示辅助ECU100的轴偏移检测部122(个人电脑的功能部)所执行的轴偏移检测程序作为轴偏移检测处理1。轴偏移检测程序以规定周期被反复执行。轴偏移检测部122首先在步骤S11中读取MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Sc1的输出电压Vc1，使用上式(9)计算第1检测角θ1。接着，在步骤S12中，读取MR传感器Ss2的输出电压Vs2与MR传感器Sc2的输出电压Vc2，使用上式(10)计算第2检测角θ2。

接着，轴偏移检测部122在步骤S13中，计算第1检测角θ1与第2检测角θ2的偏差Δθ(＝|θ1-θ2|)，判断偏差Δθ是否比判定阈值θref大。该判定阈值θref为判定轴偏移有无发生的基准值，被预先设定。轴偏移检测部122在偏差Δθ比判定阈值θref大的情况下，在步骤S14中将轴偏移判定标志F设定为“1”，结束轴偏移检测程序。另一方面，在偏差Δθ为判定阈值θref以下的情况下，跳过步骤S14的处理，结束轴偏移检测程序。该轴偏移判定标志F，利用F＝0表示“无轴偏移”，利用F＝1表示“有轴偏移”，起动时(点火开关87启动时)的初始值被设定为“0”。轴偏移检测程序以规定短周期反复进行。因此，一旦检测到轴偏移的发生，则会维持“有轴偏移”的判定。轴偏移检测部122将轴偏移判定标志F向控制变更指令部130输出。

根据该轴偏移检测处理1，能够恰当地检测轴偏移的发生。此外，在第1检测角θ1、第2检测角θ2的计算过程中，可以使用上式(11)、(12)进行计算。

＜轴偏移检测处理2＞

接下来，对轴偏移检测处理2进行说明。当未发生轴偏移的情况下，MR传感器Ss1的输出电压Vs1(＝α·sinθ)与MR传感器Ss2的输出电压Vs2(＝-α·sinθ)之和始终为零。另外，MR传感器Sc1的输出电压Vc1(＝α·cosθ)与MR传感器Sc2的输出电压Vc2(＝-α·cosθ)始终为零。换句话说，如果将相位相互偏移π的周期波信号各自的电压值相加，则其计算结果始终为零。但是，在发生轴偏移情况下，该计算结果会出现变化。例如，当如图10所示发生轴偏移情况下，如图13所示，关于MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2之和始终为零，但是关于MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2之和，呈与磁场角度相应的正弦波状变化。

在轴偏移检测处理2中，利用该特性检测轴偏移的发生。图14表示辅助ECU100的轴偏移检测部122(个人电脑的功能部)所执行的轴偏移检测程序作为轴偏移检测处理2。轴偏移检测程序以规定的周期被反复执行。轴偏移检测部122首先在步骤S21中，读取MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2，计算将输出电压Vs1与输出电压Vs2相加的相加值Vs12(＝Vs1+Vs2)。接着，轴偏移检测部122在步骤S22中，判断相加值Vs12是否比判定阈值Vref大。该判定阈值Vref为判定轴偏移有无发生的基准值，被预先设定。

轴偏移检测部122在相加值Vs12为判定阈值Vref以下的情况(S22：No)下，在随后的步骤S23中读取MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2，计算将输出电压Vc1与输出电压Vc2相加的相加值Vc12(＝Vc1+Vc2)。接着，轴偏移检测部122在步骤S24中，判断相加值Vc12是否比判定阈值Vref大。轴偏移检测部122在相加值Vc12为判定阈值Vref以下的情况下暂时结束轴偏移检测程序。

另一方面，当在步骤S22中判定相加值Vs12比判定阈值Vref大的情况下，或者在步骤S24中判定相加值Vc12比判定阈值Vref大的情况下，轴偏移检测部122在步骤S25中，将轴偏移判定标志F设定为“1”，结束轴偏移检测程序。轴偏移判定标志F与上述的轴偏移检测处理1的情况相同，利用F＝0表示“无轴偏移”，利用F＝1表示“有轴偏移”，初期值被设定为“0”。

根据该轴偏移检测处理2，能够恰当地检测轴偏移的发生。

＜轴偏移检测处理3＞

接下来，对轴偏移检测处理3进行说明。该轴偏移检测处理3基于传感器部220的输出信号通过计算求出轴偏移量。例如，如图15(a)所示，考虑在x轴方向发生轴偏移的情况。在此x轴方向是指MR传感器Sc1的磁检测位置与MR传感器Sc2的磁检测位置相连的直线所成的方向。如果磁铁部210与传感器部220的相对位置在x轴方向发生偏移量X的偏移，则各MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2的磁检测位置也相对于磁铁部210相对地沿x轴方向偏移偏移量X。在这种情况下，在MR传感器Ss1、Ss2中，从磁铁部210的旋转中心O到各自的磁检测位置的方向不发生变化，而在MR传感器Sc1、Sc2中，从磁铁部210的旋转中心O到各自的磁检测位置的方向倾斜φx。

在这种情况下，如果将MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2相加的相加值设为Vc12，则Vc12如下式(13)、(14)所示

因此，倾斜度φx能够通过下式(15)、(16)计算。

[式2]

$\mathrm{\φx}={\sin }^{-1}\left\{\frac{V_{c12}}{2\mathrm{\α}\·\sin \mathrm{\θ}}\right\}\·\·\·\left(15\right)$

$\mathrm{\φx}={\sin }^{-1}\left\{\frac{V_{c12}}{2V_{s1}}\right\}\·\·\·\left(16\right)$

由此，使用下式(17)能够计算偏移量X。

[式3]

$X=\frac{L}{\sqrt{2}\·\tan \mathrm{\φx}}\·\·\·\left(17\right)$

其中，L表示输出信号的相位相互偏移π/2的MR传感器S的磁检测位置间的距离。

关于y轴方向的轴偏移，也可以同样考虑。例如，如图15(b)所示，当在y轴方向发生偏移量Y的轴偏移的情况下，在MR传感器Sc1、Sc2中，从磁铁部210的旋转中心O到各自的磁检测位置的方向无变化，而在MR传感器Ss1、Ss2中，从磁铁部210的旋转中心O到各自的磁检测位置的方向倾斜φy。

在这种情况下，如果将MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2相加的相加值设为Vs12，则Vs12如下式(18)、(19)所示

因此，倾斜度φy能够通过下式(20)、(21)计算。

[式4]

$\mathrm{\φy}={\sin }^{-1}\left\{\frac{V_{s12}}{-2\mathrm{\α}\·\cos \mathrm{\θ}}\right\}\·\·\·\left(20\right)$

$\mathrm{\φy}={\sin }^{-1}\left\{\frac{V_{s12}}{2V_{c2}}\right\}\·\·\·\left(21\right)$

由此，使用下式(22)能够计算偏移量Y。

[式5]

$Y=\frac{L\·\tan \mathrm{\φy}}{\sqrt{2}}\·\·\·\left(22\right)$

轴偏移并不仅仅局限于x轴方向、y轴方向，还在倾斜方向产生。在该情况下，虽然产生电压Vs12、电压Vc12双方，但相互影响，因此难以用算式表示轴偏移量。但是，随着轴偏移量变大，相加值Vs12或相加值Vc12也增加的趋势不会改变。因此，预先通过模拟计算用φx与φy表示x轴方向的偏移量X的函数(X＝F(φx，φy))、用φx与φy表示y轴方向的偏移量Y的函数(Y＝G(φx，φy))，进而作为二维映射存储于辅助ECU100，由此轴偏移检测部122能够在马达驱动控制中实时地求出偏移量X以及偏移量Y。

接下来，对于作为轴偏移检测处理3的轴偏移检测部122的处理进行说明。图16表示辅助ECU100的轴偏移检测部122(个人电脑的功能部)所执行的轴偏移检测程序作为轴偏移检测处理3。轴偏移检测程序以规定的周期被反复执行。轴偏移检测部122首先在步骤S31中，读取MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2，使用上式(16)计算倾斜度φx。接着，轴偏移检测部122在步骤S32中，读取MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2，使用上式(21)计算倾斜度φy。

接着，轴偏移检测部122在步骤S33中，参照预先存储的二维映射，依据倾斜度φx与倾斜度φy求出偏移量X与偏移量Y。接着，轴偏移检测部122在步骤S34中，计算表示轴偏移的距离的合成偏移量D。合成偏移量D利用下式(23)通过偏移量X与偏移量Y的平方和的平方根求出。

[式6]

$D=\sqrt{X^2+Y^2}\·\·\·\left(23\right)$

接着，轴偏移检测部122在步骤S35中，判断合成偏移量D是否比判定阈值Dref大。该判定阈值Dref为判定轴偏移有无发生的基准值，被预先设定。当合成偏移量D比判定阈值Dref大的情况下，在步骤S36中将轴偏移判定标志F设定为“1”，结束轴偏移检测程序。另一方面，当合成偏移量D为判定阈值Dref以下的情况下，跳过步骤S36的处理，结束轴偏移检测程序。

根据该轴偏移检测处理3，能够恰当地检测轴偏移的发生。此外，在步骤S34、S35中，如果不计算合成偏移量D，而将偏移量X与偏移量Y的平方和(X²+Y²)同与判定阈值Dref的平方值(Dref²)相当的值进行比较，则计算处理将变得容易。

＜轴偏移检测处理4＞

接下来，对轴偏移检测处理4进行说明。例如，如果在图10所示的方向发生轴偏移，则由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ如图17(a)的实线所示产生误差。该马达旋转角θ的误差(称为“角度误差”)周期性地变动。由于马达功率因该角度误差降低，因此当角度误差最大时，辅助扭矩变小，结果，转向操纵扭矩(驾驶员输入的扭矩)变大。因此，由转向操纵扭矩传感器21检测的转向操纵扭矩Tr如图17(b)所示，大致呈正弦波状变动。另外，如图17(c)所示，指令电流Id*、Iq*或实电流Id、Iq也同样随之变动。因此，通过检测转向操纵扭矩或电流检测值或电流指令值的周期变动，能够检测轴偏移的发生。

另外，当发生轴偏移的情况下，不只是这些值，如图17(d)所示，方向盘11的角速度(旋转速度)也会周期性地变动。因此，在能够检测转向操纵角传感器等的转向操纵角的车辆中，通过检测以时间对转向操纵角进行微分的方向盘角速度的周期变动，能够检测轴偏移的发生。另外，方向盘角速度与在马达20产生的感应电压具有相关关系，因此也可以检测感应电压。感应电压只要使用将在后文中叙述的旋转角无传感器控制中计算的感应电压e即可。另外，方向盘角速度还可以利用由角速度计算部108计算的角速度ωm。

接下来，对于作为轴偏移检测处理4的轴偏移检测部122的处理进行说明。图18表示辅助ECU100的轴偏移检测部122(个人电脑的功能部)所执行的轴偏移检测程序作为轴偏移检测处理4。轴偏移检测程序以规定的周期被反复执行。轴偏移检测部122首先在步骤S41中，对对象数据取样。对象数据可以为转向操纵扭矩Tr、d轴指令电流Id*、q轴指令电流Iq*、d轴实电流Id、q轴实电流Iq、方向盘角速度ωh、感应电压e、马达角速度ωm中的任意值。对象数据的取样以由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ为基准，每次马达旋转角θ(360/N)°变化即被进行(N为5以上的任意整数)。轴偏移检测部122如果取得表示马达旋转角θ的360°大小(或者也可是其整数倍)的对象数据的输入信号系列Y(k)，则在随后的步骤S42中使用高速傅里叶变换(FFT)计算输入信号系列Y(k)中的马达旋转角θ的频率(马达旋转角θ变化360°的频率)的2倍的频率的振动分量(以下，称为“旋转2次频率分量”)的振幅A。

轴偏移检测部122在该步骤S42中，首先利用下式(24)、(25)计算表示旋转2次频率分量的sin分量的Ss与表示旋转2次频率分量的cos分量的Sc。

[式7]

$S_s=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(Y\left(k\right)\·\sin (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(24\right)$

$S_c=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(Y\left(k\right)\·\cos (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(25\right)$

轴偏移检测部122使用该计算值利用下式(26)计算旋转2次频率分量的振幅Ay。

[式8]

$\mathrm{Ay}=\frac{2}{N}\sqrt{{S_s}^2+{S_c}^2}\·\·\·\left(26\right)$

轴偏移的程度越大，对象数据的旋转2次频率分量越增加，振幅Ay变大。因此，振幅Ay表示轴偏移的程度(幅度)。

接着，轴偏移检测部122在步骤S43中判断旋转2次频率分量的振幅Ay是否比判定阈值Ayref大。该判定阈值Ayref为判定轴偏移有无发生的基准值，被预先设定。轴偏移检测部122在振幅Ay比判定阈值Ayref大的情况下，在步骤S44中将轴偏移判定标志F设定为“1”，结束轴偏移检测程序。另一方面，在振幅Ay为判定阈值Ayref以下的情况下，跳过步骤S44的处理，结束轴偏移检测程序。

根据该轴偏移检测处理4，不使用旋转角传感器200的检测信号也能够恰当地检测轴偏移的发生。

接下来，对异常检测部123进行说明。异常检测部123输入MR传感器Ss1的输出电压Vs1、MR传感器Ss2的输出电压Vs2、MR传感器Sc1的输出电压Vc1、MR传感器Sc2的输出电压Vc2，基于该输出电压检测MR传感器S各自的异常。例如，如果存在输出电压未进入适当范围内的MR传感器S，则判定在该MR传感器S发生异常。另外，当仅在一部分的MR传感器S未检测到输出电压发生周期变动的(例如，输出电压固定为恒定值)情况下，判定为在未检测到周期变动的MR传感器S发生异常。

异常检测部123在检测出MR传感器S的异常的情况下，将确定发生异常的MR传感器S的异常检测信号fail向旋转角计算部121以及轴偏移检测部122输出。

马达旋转角只要有一组输出电压的相位相互偏移π/2的MR传感器S正常即可计算。因此，旋转角计算部121在未从异常检测部123输出异常检测信号fail的情况下，换句话说当4个MR传感器S为正常的情况下，利用上述的计算处理1计算马达旋转角θ，而当检测到MR传感器S异常的情况下，如果存在一组以上的输出电压的相位相互偏移π/2的正常的MR传感器S，则使用上述的计算处理2计算马达旋转角θ。

另外，在轴偏移检测部122中，当未从异常检测部123输出异常检测信号fail的情况下，换句话说当4个MR传感器S为正常的情况下，使用上述的轴偏移检测处理1～4中任意一个检测轴偏移的发生，而对于轴偏移检测处理2、3而言，由于只有在4个MR传感器全部不正常的情况下才能够被实施，因此当检测到MR传感器S异常的情况下，将实施轴偏移检测处理1、4中的任意一个。在为轴偏移检测处理1的情况下，由于如果存在2组输出电压的相位相互偏移π/2的正常的MR传感器S的组合则能够实施轴偏移检测处理，因此如果是在一个MR传感器S发生异常的状况，则能够始终进行轴偏移检测。另外，当在两个以上的MR传感器S发生异常的情况下，由于不存在2组输出电压的相位相互偏移π/2的正常的MR传感器S，因此无需实施轴偏移检测方法4。

例如，轴偏移检测部122最好将执行轴偏移检测处理1～4的程序全部存储，基于从异常检测部123输出的异常检测信号fail如上所述选择轴偏移检测方法。换句话说，轴偏移检测部122最好具有存储多种轴偏移检测方式，并当检测到传感器异常的情况下根据该传感器异常的发生状况(表示在哪个MR传感器S发生异常的信息)选择轴偏移检测方式的单元。

另外，当1组输出电压的相位相互偏移π/2的正常的MR传感器S都不存在的情况下，成为无法进行马达旋转角θ的计算的状态，因此旋转角计算部121以及轴偏移检测部122中止该处理。另外，轴偏移检测部122将轴偏移判定标志F设定为“1”。由此，控制变更指令部130使用指令信号Cs将转向操纵辅助的停止指令向各功能部101～109输出。

根据具有以上说明的本实施方式的旋转角检测装置的电动动力转向装置，轴偏移检测部122通过计算求出旋转角传感器200的轴偏移的程度，当轴偏移的程度超出阈值的情况下，判断为已发生轴偏移，进而使用轴偏移判定标志F禁止马达20的工作，使转向操纵辅助停止。因此，能够防止因马达旋转角θ的误检测致使进行不恰当的转向操纵辅助，安全性提高。另外，旋转角传感器200具有输出信号的相位逐个偏移π/2的4个MR传感器S，因此能够恰当且用多种方法检测轴偏移的发生，即使在任意的MR传感器S发生异常，仍能够进行与该异常对应的轴偏移检测以及旋转角检测。

另外，在进行马达旋转角θ的计算中，当MR传感器S为正常时，如计算处理1所示，使用输出信号的相位相互偏移π的1对MR传感器S的输出电压的差(Vs1-Vs2)、(Vc1-Vc2)计算马达旋转角θ，因此能够提高分辨率，能够高精度地计算马达旋转角θ。

另外，在轴偏移检测处理4中，通过计算求出因轴偏移所产生的马达旋转角θ的检测误差引起变动的物理量(转向操纵扭矩、马达电流、方向盘角速度、马达角速度、感应电压等)的旋转2次频率分量，由此检测轴偏移的发生。因此，能够与MR传感器S的异常状态无关地检测轴偏移的发生。

接下来，对第2实施方式进行说明。在上述的实施方式(以下，称为“第1实施方式”)中构成为，当检测到轴偏移的发生的情况下，停止转向操纵辅助，而在该第2实施方式中，在检测到已发生轴偏移的情况下不立即停止转向操纵辅助，而是具有变更为减少马达旋转角θ的检测误差带给转向操纵辅助的影响的控制方式，并且将马达旋转角θ修正为恰当值的修正功能。以下，对于与第1实施方式相同的结构，在附图中标注与第1实施方式相同的附图标记并省略对其进行说明。

图19为表示第2实施方式中的辅助ECU100的微型计算机的处理的功能框图。在第2实施方式中，辅助ECU100代替第1实施方式的旋转角检测部120具有旋转角检测部1201。该旋转角检测部1201除了具有与第1实施方式相同的旋转角计算部121、轴偏移检测部122、异常检测部123外，还具有修正部124。

修正部124输入旋转角计算部121计算出的马达旋转角，并且输入从轴偏移检测部122输出的轴偏移判定标志F，当轴偏移判定标志F为“0”的情况下，将从旋转角计算部121输入的马达旋转角直接输出，当轴偏移判定标志F为“1”的情况下，将经过修正以使轴偏移的影响降低的马达旋转角作为最终的马达旋转角θ输出。以下，在该第2实施方式中，为了区分由旋转角计算部121计算出的马达旋转角与由修正部124计算出的马达旋转角，将由旋转角计算部121计算出的马达旋转角称作“马达旋转角θ′”，将由修正部124计算出的旋转角称作“马达旋转角θ”。

另外，在第2实施方式中，代替第1实施方式的辅助扭矩设定部101具有辅助扭矩设定部1011，代替第1实施方式的辅助电流指令部102具有辅助电流指令部1021，代替第1实施方式的控制变更指令部130具有控制变更指令部1301。

对于辅助扭矩设定部1011、辅助电流指令部1021、控制变更指令部1301的处理将在后文中叙述，首先对修正部124的处理进行说明。对于修正部124的处理，以下对4个实施例进行说明，而修正部124只要使用其中之一即可。

＜旋转角修正处理1＞

在该旋转角修正处理1中，轴偏移检测部122实施上述的轴偏移检测处理1。修正部124在轴偏移判定标志F为“1”的情况下，读取由轴偏移检测部122计算出的第1检测角θ1与第2检测角θ2，计算第1检测角θ1与第2检测角θ2的平均值，并将该计算结果((θ1+θ2)/2)作为最终的马达旋转角θ向电角计算部107、角速度计算部108、转向操纵角计算部109输出。因此，如图20所示，第1检测角θ1所含的角度误差与第2检测角θ2所含的角度误差被抵消，将求出角度误差较少的马达旋转角θ。根据该旋转角修正处理1，能够简单地降低因轴偏移所产生的角度误差。

此外，在该旋转角修正处理1中，通过利用由轴偏移检测部122计算出的第1检测角θ1与第2检测角θ2来减轻运算负担，而在进行旋转角修正处理1中，轴偏移检测部122无需一定执行轴偏移检测处理1，也可以执行其他的轴偏移检测处理。在该情况下，修正部124只要计算第1检测角θ1与第2检测角θ2即可。

＜旋转角修正处理1的变形例＞

在上述的旋转角修正处理1中，计算2个检测角θ1、θ2的平均值来求出马达旋转角θ，而马达旋转角θ也可以通过4组MR传感器S的组合来计算。换句话说，可以使用上式(9)～式(12)计算4组马达旋转角θ。因此，在该变形例中，修正部124计算由式(9)求出的第1检测角θ1、由式(10)求出的第2检测角θ2、由式(11)求出的第3检测角θ3、由式(12)求出的第4检测角θ4。然后，计算4个检测角θ1～θ4的平均值，将该计算结果((θ1+θ2+θ3+θ4)/4)作为最终的马达旋转角θ向电角计算部107、角速度计算部108、转向操纵角计算部109输出。因此，根据该变形例，能够求出角度误差更少的马达旋转角θ。此外，在该变形例中，当轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理1的情况下，关于第1检测角θ1与第2检测角θ2，只要利用轴偏移检测部122的计算结果即可。

＜旋转角修正处理2＞

在该旋转角修正处理2中，采用与上述的4个检测角θ1～θ4的平均值最接近的检测角作为马达旋转角θ。图21表示辅助ECU100的修正部124(个人电脑的功能部)所执行的旋转角修正程序作为旋转角修正处理2。旋转角修正程序以规定的周期被反复执行。修正部124首先在步骤S51中，如上述的旋转角修正处理1的变形例所示使用式(9)～式(12)计算第1检测角θ1、第2检测角θ2、第3检测角θ3、第4检测角θ4。换句话说，通过4组MR传感器S的组合计算马达旋转角。接着，在步骤S52中，计算4个检测角θ1～θ4的平均值θave(＝(θ1+θ2+θ3+θ4)/4)。

接着，修正部124在步骤S53中，计算表示平均值θave与第k检测角θk(k＝1、2、3、4)的差的绝对值的偏差θc[k](θc[k]＝|θave-θk|)。其中，从偏差θc[1]计算直至偏差θc[4]。接着，修正部124在步骤S54中，将变量n设定为1，变量N设定为1，在随后的步骤S55中，判断偏差θc[N]是否比偏差θc[n+1]小。在这种情况下，将判断偏差θc[1]是否比偏差θc[2]小。

当偏差θc[N]比偏差θc[n+1]小情况下(S55：Yes(是))，在步骤S56中，将N的值设定为n，当偏差θc[N]为偏差θc[n+1]以上的情况下(S55：No(否))，在步骤S57中，将N的值设定为(n+1)。接着，修正部124在步骤S58中，判断变量n是否为3，如果变量n不是3，则在步骤S59中，使变量n增加值“1”，并将该处理返回至步骤S55。修正部124在判定变量n为3之前反复进行从步骤S55到步骤S59的处理。修正部124反复进行这样的处理，当判定变量n为3时(S58：Yes)，在步骤S60中将马达旋转角θ设定为第N检测角θN，结束旋转角修正程序。

在该旋转角修正程序中，偏差θc[k]最小的检测角θk被设定为马达旋转角θ。因此，能将最接近真值的检测角θk设定为马达旋转角θ，能够简单地减少因轴偏移所产生的角度误差。

＜旋转角修正处理3＞

如果发生轴偏移，则在由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′发生误差。该马达旋转角′的误差(称为“角度误差”)例如如图22(a)所示，发生周期性变动(在该例子中，为朝检测角度增大的方向产生误差的例子)。因此，如在轴偏移检测处理4中说明的那样，在转向操纵扭矩、角速度等产生马达旋转角θ′的旋转2次频率分量。因此，在该旋转角修正处理3中，以使该旋转2次频率分量的振幅接近零的方式反馈振幅并计算修正量。角度误差与马达旋转角θ′相应地发生周期性变动。因此，在旋转角修正处理3中，为了简化计算，将修正波形形成为正弦波，计算该修正波形的振幅、相位、修正方向，从而决定修正量。

如果发生轴偏移且如图22(a)所示在马达旋转角θ′产生误差，则如图22(b)所示，对马达旋转角θ′微分后的角速度ω′(＝dθ′/dt)发生周期性变动。认为角速度ω′的变动表现为大致近似正弦波的波形，即当角度误差达到最大时以及为零时，角速度ω′的误差为零。

另外，由于马达功率因角度误差降低，因此当角度误差最大时，辅助扭矩变小，结果转向操纵扭矩Tr变大。因此，转向操纵扭矩Tr的变动如图22(c)所示，表现为大致近似正弦波的波形。在此，受轴偏移的影响例如如图22(a)所示，当朝角度变大的方向产生误差的情况下，按时间对马达旋转角θ′微分后的角速度ω′形成在真实的马达旋转角为45°和225°附近最大、在135°和315°附近最小的旋转2次波形。相反，当朝角度变小的方向产生误差的轴偏移的情况下，形成在真实的马达旋转角为45°和225°附近最小、在135°和315°附近最大的旋转2次波形。

另一方面，转向操纵扭矩Tr与角度误差的方向无关，在真实的马达旋转角为0°和180°附近最小，在90°和270°附近最大。因此，基于角速度ω′与转向操纵扭矩Tr的关系，能够决定修正方向。换句话说，如果角速度ω′的相位相对于转向操纵扭矩Tr提前90°，则将马达旋转角θ′向负方向修正，相反如果角速度ω′的相位相对于转向操纵扭矩Tr滞后90°，则将马达旋转角θ′向正方向修正。

图23为表示执行旋转角修正处理3的辅助ECU100的修正部的功能框图。修正部124具有角速度计算部1241、两个FFT计算部1242、1243、修正量计算部1244、修正波形生成部1245、修正量相加部1246。角速度计算部1241输入由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′，计算按时间对马达旋转角θ′微分后的角速度ω′并向FFT计算部1242输出。FFT计算部1242输入马达旋转角θ′与角速度ω′，每次马达旋转角θ′发生(360/N)°变化，即对角速度ω′取样(N为5以上的任意整数)，在结束对马达旋转角θ′的360°大小(或者可以是其整数倍)的角速度ω′(k)的取样的时刻，使用高速傅立叶变换(FFT)计算角速度ω′的旋转2次频率分量的振幅Aω以及相位φω。

FFT计算部1242通过下式(27)、(28)对表示旋转2次频率分量的sin分量的Sωs和表示旋转2次频率分量的cos分量的Sωc进行FFT计算。

[式9]

$S_{\mathrm{\ωs}}=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ω}}^{\′}\left(k\right)\·\sin (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(27\right)$

$S_{\mathrm{\ωc}}=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ω}}^{\′}\left(k\right)\·\cos (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(28\right)$

FFT计算部1242通过下式(29)、(30)计算旋转2次频率分量的振幅Aω与相位φω。FFT计算部1242将计算出的振幅Aω与相位φω向修正量计算部1244输出。

[式10]

$\mathrm{A\ω}=\frac{2}{N}\sqrt{{S_{\mathrm{\ωs}}}^2+{S_{\mathrm{\ωc}}}^2}\·\·\·\left(29\right)$

$\mathrm{\φ\ω}={\tan }^{-1}(-\frac{S_{\mathrm{\ωc}}}{S_{\mathrm{\ωs}}})\·\·\·\left(30\right)$

另一个FFT计算部1243输入马达旋转角θ′与转向操纵扭矩Tr，每次马达旋转角θ′发生(360/N)°变化，即对转向操纵扭矩Tr取样(N为5以上的任意整数)，在结束对马达旋转角θ′的360°大小(或者可以是其整数倍)的转向操纵扭矩Tr(k)的取样的时刻，使用高速傅立叶变换(FFT)计算转向操纵扭矩Tr的旋转2次频率分量的振幅At以及相位φt。

FFT计算部1243通过下式(31)、(32)对表示旋转2次频率分量的sin分量的Sts、表示旋转2次频率分量的cos分量的Stc进行FFT计算。

[式11]

$S_{\mathrm{ts}}=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Tr}\left(k\right)\·\sin (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(31\right)$

$S_{\mathrm{tc}}=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Tr}\left(k\right)\·\cos (2\mathrm{\π}\·\frac{2k}{N}))\·\·\·\left(32\right)$

FFT计算部通过1243下式(33)、(34)计算旋转2次频率分量的振幅At与相位φt。FFT计算部1243将计算出的振幅At与相位φt向修正量计算部1244输出。

[式12]

$\mathrm{At}=\frac{2}{N}\sqrt{{S_{\mathrm{ts}}}^2+{S_{\mathrm{tc}}}^2}\·\·\·\left(33\right)$

$\mathrm{\φt}={\tan }^{-1}(-\frac{S_{\mathrm{tc}}}{S_{\mathrm{ts}}})\·\·\·\left(34\right)$

使用流程图对修正量计算部1244的处理对进行说明。图24表示修正量计算部1244所执行的修正量计算程序。修正量计算程序以规定的周期被反复执行。修正量计算部1244首先在步骤S71中，判断角速度ω′的旋转2次频率分量的振幅Aω是否比阈值Aωref1大，如果振幅Aω为阈值Aωref1以下，则暂时结束本程序，等待规定间隔后反复进行本程序。

另一方面，当振幅Aω比阈值Aωref1大的情况下，修正量计算部1244随后在步骤S72中，判断转向操纵扭矩Tr的旋转2次频率分量的位相φt与角速度ω′的旋转2次频率分量的相位φω相减的差(φt-φω)是否约为π/2。差约为π/2是指差进入以π/2为中心的正负α的允许范围内(可视为π/2的范围内)。修正量计算部1244在差(φt-φω)约为π/2的情况下，在步骤S73中将修正量的相位φ、换句话说修正波形的相位设定为(φω-90°)，将修正方向s设定为负方向“-1”。

另一方面，当差(φt-φω)不约为π/2的情况下，修正量计算部1244在步骤S74中，判断转向操纵扭矩Tr的旋转2次频率分量的相位φt与角速度ω′的旋转2次频率分量的相位φω相减的差(φt-φω)是否约为-π/2。修正量计算部1244在差(φt-φω)约为-π/2的情况下，在步骤S75中将修正量的相位φ设定为(φω-90°)，将修正方向s设定为正方向“+1”。另外，修正量计算部1244在差(φt-φω)不约为-π/2的情况下，暂时结束本程序，等待规定的间隔后反复进行本程序。

该步骤S72～步骤S75的处理如下：对转向操纵扭矩Tr的相位φt与角速度ω′的相位φω进行比较，当角速度ω′的相位φω相比转向操纵扭矩Tr的相位φt提前约90°的情况下，将马达旋转角θ′的修正方向设定为减少马达旋转角θ′的方向，当角速度ω′的相位φω相比转向操纵扭矩Tr的相位φt滞后约90°的情况下，将马达旋转角θ′的修正方向设定为增加马达旋转角θ′的方向。

接着，修正量计算部1244在步骤S76中，使修正量的振幅A增加预先设定好的恒定值ΔA(A＝A+ΔA)。此外，振幅A的初始值可以为零。接着，在步骤S77中，读取由FFT计算部1242计算出的角速度ω′的旋转2次频率分量的振幅Aω，在步骤S78中，判断振幅Aω是否比预先设定好的阈值Aωref2大。修正量计算部1244在振幅Aω比阈值Aωref2大的情况下，使该处理返回至步骤S76，使修正量的振幅A增加恒定值ΔA。修正量计算部1244反复进行这样的处理(S76～S78)，如果振幅Aω降低至阈值Aωref2以下，则暂时结束本程序。

在执行修正量计算程序时，修正量计算部1244将在步骤S76计算出的修正量的振幅A、在步骤S73、S75计算出的修正量的位相φ、修正方向s(“+1”或者“-1”)向修正波形生成部1245输出。修正波形生成部1245使用下式(35)生成表示修正量(修正角度θa)的修正波形。

修正波形生成部1245将计算出的修正波形向修正量相加部1246输出。修正量相加部1246将由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′与修正角度θa相加，由此计算修正的马达旋转角度(θ′+θa)，并将该计算结果作为马达旋转角θ输出。

根据该旋转角修正处理3，以使角速度ω′的旋转2次频率分量的振幅Aω接近零的方式反馈振幅Aω并计算修正量，因此即使在由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′含有因轴偏移所产生的角度误差，也计算出将该角度误差修正为零的马达旋转角θ。因此，能够计算精度高的马达旋转角θ。另外，由于并非使用MR传感器S的检测信号计算修正量，因此即使在一部分MR传感器S发生异常也能够计算恰当的马达旋转角θ。

＜旋转角修正处理4＞

如在上述的轴偏移检测处理3中说明的那样，当磁铁部210与传感器部220的相对位置在x轴方向上偏移的情况下，从磁铁部210的旋转中心O到MR传感器Sc1、Sc2的磁检测位置的方向变化以式(16)所示的角度φx。另外，当磁铁部210与传感器部220的相对位置在y轴方向上偏移的情况下，从磁铁部210的旋转中心O到MR传感器Ss1、Ss2的磁检测位置的方向变化以式(21)所表示的角度φy。

因此，在旋转角修正处理4中，修正部124当磁铁部210与传感器部220的相对位置仅在x轴方向发生偏移的情况下，设定由式(16)计算出的角度φx与符号“-1”相乘后的值(-φx)作为修正角度，并将由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′与修正角度(-φx)相加来计算马达旋转角θ。另外，修正部124当磁铁部210与传感器部220的相对位置仅在y轴方向发生偏移的情况下，设定由式(21)计算出的角度φy与符号“-1”相乘后的值(-φy)作为修正角度，并将由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′与修正角度(-φy)相加来计算马达旋转角θ。

这样在旋转角修正处理4中，当轴偏移在x轴方向发生的情况下与在y轴方向发生的情况下，计算马达旋转角的相位偏移量(φx或φy)，并通过该相位偏移量修正马达旋转角θ′，由此能够计算恰当的马达旋转角θ。另外，例如如果将修正角度始终存储于存储器并进行更新，则即使处于在部分MR传感器S发生异常而无法继续计算修正角度的状态，也能够使用存储的最新的修正角度，由修正部124进行马达旋转角的修正处理。因此，能够继续在轴偏移基础上进行的转向操纵辅助。

此外，在MR传感器Sc1的输出电压Vc1与MR传感器Sc2的输出电压Vc2相加后的相加值Vc12比阈值大、并且MR传感器Ss1的输出电压Vs1与MR传感器Ss2的输出电压Vs2相加后的相加值Vs12为零附近的情况下，修正部124判定磁铁部210与传感器部220的相对位置仅在x轴方向上发生偏移，相反在相加值Vc12为零附近、并且相加值Vs12比阈值大的情况下，修正部124判定磁铁部210与传感器部220的相对位置仅在y轴方向发生偏移。另外，当相加值Vc12与相加值Vs12都比阈值大的情况下，磁铁部210与传感器部220的相对位置在x轴方向与y轴方向发生偏移，因此不进行马达旋转角θ′的修正。换句话说，当产生相位相互偏移π的2个MR传感器S的输出值的合计比阈值大、并且相位相互偏移π的另外2个磁传感器S的输出值的合计为零附近的轴偏移情况下，计算修正角度。

接下来，对第2实施方式中的辅助扭矩设定部1011、辅助电流指令部1021、控制变更指令部1301的处理进行说明。在此，对于与第1实施方式的辅助扭矩设定部101、辅助电流指令部102、控制变更指令部1301的区别之处进行说明。第2实施方式的控制变更指令部1301在由轴偏移检测部122检测到轴偏移的发生时(F＝1)，并非变更控制方式来停止转向操纵辅助，而是以变更辅助控制量的计算方法进而继续转向操纵辅助的方式进行工作。

控制变更指令部1301输入从轴偏移检测部122输出的轴偏移判定标志F，根据该轴偏移判定标志F对辅助扭矩设定部1011输出用于指定目标辅助扭矩T*的计算方法的指令信号Ct。在该指令信号Ct中直接使用轴偏移判定标志F。图25表示与第1实施方式的辅助扭矩设定部101不同的部分的辅助扭矩设定部1011的处理。辅助扭矩设定部1011在步骤S81中，读取表示轴偏移判定标志F的指令信号Ct，判断轴偏移判定标志F是否为“1”，当轴偏移判定标志F为“1”的情况下，换句话说当检测到已发生轴偏移的情况下，在步骤S82中将减震补偿扭矩Tb1与返回补偿扭矩Tb2设定为零。

另一方面，当轴偏移判定标志F为“0”的情况(S81：No(否))下，换句话说当未检测到已发生轴偏移的情况下，辅助扭矩设定部1011跳过步骤S82的处理。因此，在这种情况下，基于图4、5所示的减震补偿扭矩映射、返回补偿扭矩映射设定减震补偿扭矩Tb1与返回补偿扭矩Tb2。

减震补偿扭矩Tb1以及返回补偿扭矩Tb2分别基于由马达旋转角θ计算的角速度ωm以及转向操纵角θh进行计算。因此，在该辅助扭矩设定部1011中，当检测到已发生轴偏移的情况下，通过将减震补偿扭矩Tb1以及返回补偿扭矩Tb2设定为零，能够降低轴偏移带给辅助扭矩的影响。

另外，控制变更指令部1301输入从轴偏移检测部122输出的轴偏移判定标志F，根据该轴偏移判定标志F对辅助电流指令部1021输出用于指定电流指令值(d轴指令电流Id*)的计算方法的指令信号Ci。在该指令信号Ci中除了从轴偏移检测部122输入的轴偏移判定标志F外，还包括表示轴偏移程度Q的信息。因此，在该第2实施方式中，除了轴偏移判定标志F外，轴偏移检测部122还将表示轴偏移程度Q的信息向控制变更指令部1301输出。

图26表示与第1实施方式的辅助电流指令部102不同的部分的辅助电流指令部1021的处理。辅助电流指令部1021在步骤S91中，读取表示轴偏移判定标志F以及轴偏移程度Q的指令信号C，判断轴偏移判定标志F是否为“1”，当轴偏移判定标志F为“1”的情况下，在步骤S92中，基于轴偏移程度Q计算限制增益G。

除了图6所示的d轴指令电流映射外，辅助电流指令部1021还存储图27所示的限制增益映射。该限制增益映射具有如下特性：在轴偏移程度Q为阈值Qref1以下的范围内，将限制增益G设定为值“1.0”，在轴偏移程度Q超出阈值Qref1的范围内，设定随着轴偏移程度Q的增加而减少至值“0”的限制增益G。

例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理1的情况，则轴偏移程度Q可以使用第1检测角θ1与第2检测角θ2的偏差Δθ(＝|θ1-θ2|)。在这种情况下，轴偏移程度Q的阈值Qref1设定为判定阈值θref即可。

另外，例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理2的情况，则轴偏移程度Q可以使用相加值Vs12(＝Vs1+Vs2)与相加值Vc12(＝Vc1+Vc2)之中较大的值。在这种情况下，轴偏移程度Q的阈值Qref1设定为判定阈值Vref即可。

另外，例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理3的情况，则轴偏移程度Q可以使用表示轴偏移的距离的合成偏移量D。在这种情况下，轴偏移程度Q的阈值Qref1设定为判定阈值Dref即可。

另外，例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理4的情况，则轴偏移程度Q可以使用振幅Ay。在这种情况下，轴偏移程度Q的阈值Qref1设定为判定阈值Ayref即可。

如果在步骤S92中计算出限制增益G，则辅助电流指令部1021在随后的步骤S93中，将参照图6所示的d轴指令电流映射计算的d轴指令电流Id*与限制增益G(＜1)相乘后的值设定为最终的d轴指令电流Id*(Id*＝G·Id*)。换句话说，辅助电流指令部1021将基于角速度ωm计算出的d轴指令电流Id*修正为根据轴偏移程度Q减少。

另一方面，当轴偏移判定标志F为“0”的情况(S91：No)下，换句话说当未检测到已发生轴偏移的情况下，辅助电流指令部1021跳过步骤S92、S93的处理。因此，在这种情况下，d轴指令电流Id*未被减少修正。

d轴指令电流Id*基于由马达旋转角θ计算的角速度ωm进行计算。因此，在该辅助电流指令部1021中，当检测到已发生轴偏移的情况下，通过以轴偏移程度Q越大越减少d轴指令电流Id*的方式进行修正，从而降低轴偏移带给励磁削弱控制的影响。

根据具有以上说明的第2实施方式的旋转角检测装置的电动动力转向装置，在由轴偏移检测部122检测到已发生轴偏移的情况下，修正部124以减少因轴偏移所产生的角度误差的方式计算马达旋转角θ，并使用该马达旋转角θ对马达20进行驱动控制。因此，使转向操纵辅助持续，便于驾驶员操控。另外，当检测到已发生轴偏移的情况下，减少与马达旋转角θ相关设定的控制量(补偿扭矩Tb1、Tb2、d轴指令电流Id*)，因此能够降低轴偏移带给转向操纵辅助的影响。

接下来，对第3实施方式进行说明。该第3实施方式基于轴偏移程度Q将转向操纵辅助的控制方式切换成三套方式。以下，对于与第2实施方式相同的结构，在附图标注与第2实施方式相同的附图标记并省略对其进行说明。

图28为表示第3实施方式的辅助ECU100的微型计算机的处理的功能框图。第3实施方式的辅助ECU100除了第2实施方式的结构之外，还具有电角估算部140与电角选择部150。另外，代替第2实施方式的角速度计算部108、转向操纵角计算部109、控制变更指令部1301，具有角速度计算部1081、转向操纵角计算部1091、控制变更指令部1302。

电角估算部140基于由马达20产生的感应电压(逆电动势)估算马达20的电角，并该估算出的电角向电角选择部150输出。另一方面，电角计算部107基于从旋转角检测部1201输出的马达旋转角θ计算电角，将该电角向电角选择部150输出。在此，为了区分2个电角，将由电角估算部140基于感应电压估算的电角称为“估算电角θe2”，将由电角计算部107计算出的电角称为“传感器电角θe1”。

电角选择部150输入传感器电角θe1与估算电角θe2，选择其中任意一方并输出。该选择的电角成为被最终用于转向操纵辅助控制的电角θe。从电角选择部150输出的电角θe向3相/2相坐标变换部104以及2相/3相坐标变换部105输出，并且向角速度计算部1081以及转向操纵角计算部1091输出。角速度计算部1081输入电角θe，通过按时间对电角θe进行微分而求出角速度ωm。另外，转向操纵角计算部1091输入电角θe，以方向盘11的中立位置为基准，基于从该中立位置起马达20转过的电角θe求出转向操纵角θh。

电角估算部140利用由马达20产生的感应电压与角速度具有比例关系而依据感应电压计算马达角速度。然后，依据运算周期与马达角速度与求出1运算周期马达20转过的角度，通过将1运算周期前的电角的旋转角度与马达旋转方向相加而计算当前时刻的电角，换句话说计算估算电角。将通过这样的估算电角驱动马达的控制称作“旋转角无传感器控制”。

在此，对电角估算部140所进行的估算电角θe2的计算处理进行说明。电角估算部140输入表示从电压传感器39输出的马达端子电压Vu、Vv、Vw的检测信号、表示从电流传感器38输出的马达电流Iu、Iv、Iw的检测信号，计算由马达20产生的感应电压e。在计算感应电压e时，如图30所示，将马达20的U相的感应电压设为eu、V相的感应电压设为ev，W相的感应电压设为ew，利用下式(36)、(37)、(38)计算感应电压eu、Ev、Ew。

eu＝Vu-Iu·R-Vm···(36)

ev＝Vv-Iv·R-Vm···(37)

ew＝Vw-Iw·R-Vm···(38)

在此，Vm为中点电压，R为各相线圈的绕组电阻。中点电压Vm通过Vm＝(Vu+Vv+Vw)/3计算即可。

马达20的感应电压e在使用下式(39)将3相的感应电压eu、Ev、Ew变换为2相的d-q坐标系的感应电压ed、Eq后，可以使用下式(40)进行计算。

[式13]

$\left[\begin{array}{c}{e}_d\\ e_q\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θe}& \cos (\mathrm{\θe}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& \cos (\mathrm{\θe}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ -\sin \mathrm{\θe}& -\sin (\mathrm{\θe}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin (\mathrm{\θe}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_M\\ e_V\\ e_W\end{array}\right]\·\·\·\left(39\right)$

[式14]

$e=\sqrt{{e_d}^2+{e_q}^2}\·\·\·\left(40\right)$

由马达20产生的感应电压e与马达角速度具有比例关系。因此，马达角速度ω能够通过下式(41)估算。

ω＝e/Ke···(41)

在此，Ke为表示马达20的角速度与感应电压的关系的马达感应电压常量〔V/(rad/s)〕。以下，将估算的马达角速度ω称为“估算角速度ω”。

电角估算部140依据估算角速度ω与运算周期通过下式(42)计算1个运算周期期间马达20的转子转过的电角变化量|Δθe|。

|Δθe|＝Kf·ω···(42)

在此，Kf依据马达角速度(rad/s)用于求出在1个运算周期期间马达20的转子所旋转的电角(rad)的常量，与运算周期相当。

电角估算部140存储在1个周期前的运算时刻计算出的估算电角θe2(n-1)，将该估算电角θe2(n-1)与电角变化量|Δθe|根据马达旋转方向进行加减运算，由此计算当前的估算电角θe2(n)。马达20的旋转方向例如可以通过转向操纵扭矩Tr的符号(正负)判定。因此，如果将转向操纵扭矩Tr的符号设为S(Tr)，则估算电角θe2(n)由下式(43)表示。

θe2(n)＝θe2(n-1)+S(Tr)·|Δθe|···(43)

在这种情况下，估算电角θe2(n-1)的初始值使用在电角估算部140即将开始运算之前检测出的传感器电角θe1即可。

接下来，对控制变更指令部1302进行说明。控制变更指令部1302输入表示从轴偏移检测部122输出的轴偏移判定标志F以及轴偏移程度Q的信息。然后，当判定标志F为“1”的情况下，与第2实施方式相同，对辅助扭矩设定部1011输出用于变更目标辅助扭矩T*的计算方法的指令信号Ct，对辅助电流指令部1021输出用于变更电流指令值的计算方法的指令信号Ci。在轴偏移程度Q大的情况下，控制变更指令部1302代替由电角计算部107计算的传感器电角θe1，切换成使用由电角估算部140估算的估算电角θe2驱动马达20的控制方式。

图29表示控制变更指令部1302(个人电脑的功能部)所执行的控制方式切换程序。控制方式切换程序以规定周期被反复执行。控制变更指令部1302首先在步骤S101中，读取从轴偏移检测部122输出的轴偏移程度Q。接着，在步骤S102中，判定轴偏移程度Q的大小是为第1阈值Qref1以下，还是大于第1阈值Qref1且为第2阈值Qref2(＞Qref1)以下，或是比第2阈值Qref2大。控制变更指令部1302在判定轴偏移程度Q为第1阈值Qref1以下的情况下，在步骤S103中将马达20的控制方式设定为普通控制，在步骤S104中，将设置于车厢内的仪表盘的指示器300维持为关闭(熄灭)状态。

该轴偏移程度Q与第2实施方式中的轴偏移程度Q相同，例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理1的情况，则相当于第1检测角θ1与第2检测角θ2的偏差Δθ(＝|θ1-θ2|))，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理2的情况，则相当于相加值Vs12(＝Vs1+Vs2)与相加值Vc12(＝Vc1+Vc2)之中较大的值，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理3的情况，则相当于表示轴偏移的距离的合成偏移量D，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理4的情况，则相当于旋转2次周波数分量的振幅Ay。

另外，第1阈值Qref1相当于轴偏移检测部122将轴偏移判定标志F从“0”切换成“1”的阈值，例如如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理1的情况，则相当于判定阈值θref，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理2的情况，则相当于判定阈值Vref，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理3的情况，则相当于判定阈值Dref，如果是轴偏移检测部122实施轴偏移检测处理4的情况，则相当于判定阈值Ayref。

因此，控制变更指令部1302在轴偏移少且轴偏移判定标志F为“0”的状况下，将马达20的控制方式设定为普通控制。普通控制是指不进行使用由旋转角检测部1201检测出的马达旋转角θ驱动控制马达20并且不进行由轴偏移检测限制转向操纵辅助的、通常的控制方式。

控制变更指令部1302在将马达20的控制方式设定为普通控制时，对于辅助扭矩设定部1011使用指令信号Ct指定普通控制，对于辅助电流指令部1021使用指令信号Ci指定普通控制，对于电角估算部140以及电角选择部150使用指令信号Ce指定普通控制。

如果普通控制被指定，则辅助扭矩设定部1011计算编入补偿扭矩Tb1、Tb2的目标辅助扭矩T*。另外，辅助电流指令部1021将限制增益G设定为值“1.0”。另外，电角估算部140不进行估算电角θe2的计算处理。另外，电角选择部150选择由电角计算部107输出的传感器电角θe1，并作为电角θe输出。

另外，当设定普通控制的情况下，轴偏移判定标志F为“0”，因此在旋转角检测部1201中，不对由旋转角计算部121计算出的马达旋转角θ′进行修正而作为马达旋转角θ输出。

另一方面，控制变更指令部1302，当在步骤S102中判定轴偏移程度Q比第1阈值Qref1大并且为第2阈值Qref2以下的情况下，在步骤S105中将马达20的控制方式设定为轴偏移修正控制，在步骤S106中将设置于车厢内的仪表盘的指示器300以黄色点亮，以提醒驾驶员注意。

当轴偏移程度Q比第1阈值Qref1大的情况下，轴偏移判定标志F被设定为“1”。因此，当马达20的控制方式被设定为轴偏移修正控制的情况下，在旋转角检测部1201中，修正部124执行上述的旋转角修正处理1～4的任意处理，由此输出使伴有轴偏移的角度误差降低的马达旋转角θ。

控制变更指令部1302在将控制方式设定为轴偏移修正控制时对于辅助扭矩设定部1011使用指令信号Ct指定轴偏移修正控制，对于辅助电流指令部1021使用指令信号Ci指定轴偏移修正控制，对于电角估算部140以及电角选择部150使用指令信号Ce指定轴偏移修正控制。

辅助扭矩设定部1011在轴偏移修正控制被指定后，计算使补偿扭矩Tb1、Tb2为零(Tb1＝0、Tb2＝0)的目标辅助扭矩T*。另外，辅助电流指令部1021参照限制增益映射基于角速度ωm设定限制增益G，利用该限制增益G以使d轴指令电流Id*降低的方式进行修正。另外，电角估算部140与普通控制同样地不进行估算电角θe2的计算处理。另外，电角选择部150与普通控制同样地选择由电角计算部107输出的传感器电角θe1，作为电角θe输出。

在该轴偏移修正控制中，由于与马达旋转角θ相关地设定的控制量(补偿扭矩Tb1、Tb2、d轴指令电流Id*)被降低，因此能够降低轴偏移带给转向操纵辅助的影响。另外，由于不停止地持续进行转向操纵辅助，因此便于驾驶员操控。另外，由于指示器以黄色点亮，因此能够向驾驶员通知异常。

另外，控制变更指令部1302，当在步骤S102中判定为轴偏移程度Q比第2阈值Qref2大的情况下，在步骤S107中将马达20的控制方式设定为旋转角无传感器控制，并在步骤S108中使设置于车厢内的仪表盘的指示器300以红色点亮，提醒驾驶员增强注意。此外，除了指示器300的点亮外，还可以使报警蜂鸣器(省略图示)鸣响。

控制变更指令部1302在将控制方式设定为旋转角无传感器控制时，对于辅助扭矩设定部1011使用指令信号Ct指定旋转角无传感器控制，对于辅助电流指令部1021使用指令信号Ci指定旋转角无传感器控制，对于电角估算部140以及电角选择部150使用指令信号Ce指定旋转角无传感器控制。

辅助扭矩设定部1011以及辅助电流指令部1021在旋转角无传感器控制被指定的情况下进行与轴偏移修正控制被指定的情况相同的处理。另一方面，如果旋转角无传感器控制被指定，则电角估算部140开始上述的估算电角θe2的计算处理，将计算出的估算电角θe2向电角选择部150输出。如果旋转角无传感器控制被指定，则电角选择部150在从电角估算部140输出的估算电角θe2与从旋转角检测部1201输出的传感器电角θe1中选择估算电角θe2，并作为电角θe输出。

当旋转角无传感器控制被实施的情况下，由旋转角检测部1201检测出的马达旋转角θ将不被用于马达20的驱动控制，因此在旋转角检测部1201中，中止旋转角计算部121以及修正部124的计算处理。

在该旋转角无传感器控制中，不使用旋转角检测装置(旋转角传感器200与旋转角检测部1201)，而基于由马达20产生的感应电压估算马达20的电角，并基于该估算的估算电角θe2对马达20进行驱动控制。因此，即使在旋转角传感器200发生大的轴偏移，也能够与轴偏移无关地对马达20进行驱动控制。因此，使转向操纵辅助持续，便于驾驶员操控。另外，当为旋转角无传感器控制的情况下，与旋转角检测装置恰当工作的情况相比，电角的检测精度降低。因此，在该实施方式中，通过降低与马达旋转角θ(与电角θe对应)相关地设定的控制量(补偿扭矩Tb1、Tb2、d轴指令电流Id*)，能够抑制进行不恰当的转向操纵辅助。

根据具有以上说明的第3实施方式的旋转角检测装置的电动动力转向装置，由于根据轴偏移程度Q切换马达20的控制方式，因此能够执行与旋转角传感器200的轴偏移状态相应的恰当的转向操纵辅助控制。另外，由于与马达20的控制方式的切换相应地切换指示器300的工作方式，因此能够对驾驶员通知轴偏移程度越大越需要修理的必要性。

此外，当轴偏移程度Q比第2阈值Qref2大的情况下，可以在步骤S107中停止转向操纵辅助。另外，也可以将马达20的控制方式形成为普通控制与旋转角无传感器控制这两组，在轴偏移程度Q比第1阈值Qref1大的情况下设定旋转角无传感器控制。

以上，对具有3个实施方式的旋转角检测装置的电动动力转向装置进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，只要在不脱离本发明的目的能够进行种种变更。

例如，在本实施方式中，具有检测MR传感器S的异常的异常检测部123，但不一定要设置异常检测部123。即便不设置异常检测部123，当在MR传感器S发生异常情况下，轴偏移检测部122也会检测到大的轴偏移的发生，因此利用该轴偏移的发生的检测能够变更转向操纵辅助的控制方式(停止或向旋转角无传感器控制变更)，能够应对MR传感器S的异常。

另外，例如在第1实施方式中，当检测到已发生轴偏移的情况(F＝1)下，停止转向操纵辅助控制，但也可以如第2实施方式那样，设置辅助扭矩设定部1011、辅助电流指令部1021、控制变更指令部1301，切换转向操纵辅助的控制量的计算方法来使转向操纵辅助持续。

另外，本实施方式的旋转角传感器200使用被磁化成N极的区域211与被磁化成S极的区域212各设置一个的磁铁部210，但例如如图31所示，也可以使用N极与S极在多个区域被交替磁化的磁铁部210。另外，如图31所示，传感器部220也可以与磁铁部210的外周面相向地沿其周向将MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2以规定间隔配设。在这种情况下，MR传感器Ss1、Sc1、Ss2、Sc2只要配置为输出相位逐个偏移π/2的检测信号即可。

另外，本实施方式的旋转角传感器200具有4个MR传感器S，但MR传感器S的数目并不局限于4个。例如，当具有如图31所示被磁化的磁铁部210的情况下，还可以追加以虚线示出的传感器部220，将2组传感器部220设置于在周向上相互偏移180°的位置。在这种情况下，即使一个传感器部220出现故障，也可以使用另一个传感器部220。

另外，在轴偏移检测处理4中，作为计算振幅的对象数据，使用转向操纵扭矩Tr、d轴指令电流Id*、q轴指令电流Iq*、d轴实电流Id、q轴实电流Iq、方向盘角速度ωh、感应电压e、马达角速度ωm中任意一个，但也可以计算上述数据中的多种振幅，基于计算出的多种振幅判断轴偏移。例如，可以使用多种振幅的最大值或最小值或平均值等判断轴偏移。

另外，在第2实施方式的辅助扭矩设定部1011中，当检测到已发生轴偏移的情况下，将减震补偿扭矩Tb1以及返回补偿扭矩Tb2设定为零，但无需一定设置为零，只要是修正使得它们降低的值即可。

另外，在旋转角修正处置3中，计算修正量θ以使角速度ω′的旋转2次频率分量的振幅Aω降低至阈值Aωref2以下，但也可以代替角速度ω′，而采用伴随着轴偏移的发生产生旋转2次频率分量的振动的其他物理量。

另外，在本实施方式中，虽然对将马达20所产生的扭矩施加给齿条杆14的齿条辅助式电动动力转向装置进行了说明，但也可以是将马达所产生的扭矩施加给转向轴12的管柱辅助式电动动力转向装置。

Claims (21)

1.一种旋转角检测装置，具有：

磁铁部，其被设置成与旋转轴一体旋转，以被磁化成N极的区域的位置与被磁化成S极的区域的位置伴随着上述旋转轴的旋转而交替地切换的方式被磁化；

传感器部，其与上述磁铁部相向配置并具有多个磁传感器，上述多个磁传感器伴随着上述旋转轴的旋转输出因上述磁铁部的磁作用而周期性地变化的周期信号；以及

旋转角计算单元，其基于上述传感器部的磁传感器所输出的周期信号来计算上述旋转轴的旋转角，

上述旋转角检测装置的特征在于，具有：

轴偏移检测单元，其检测上述磁铁部与上述传感器部的上述旋转轴的径向的相对位置的偏移亦即轴偏移的发生；以及

轴偏移信息输出单元，其输出表示上述轴偏移的发生的轴偏移信息。

2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述轴偏移检测单元计算表示上述轴偏移的程度的轴偏移程度，在上述轴偏移程度比阈值大的情况下判定为已发生轴偏移。

3.根据权利要求1或2所述的旋转角检测装置，其特征在于，

具有旋转角修正单元，在由上述轴偏移检测单元检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述旋转角修正单元计算上述旋转轴的旋转角，以使因上述轴偏移所产生的旋转角的检测误差降低。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述传感器部具有4个磁传感器，上述4个磁传感器伴随着上述旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号，

上述轴偏移检测单元使用上述4个磁传感器的输出信号来检测上述轴偏移的发生。

5.根据权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在于，

在第1旋转角与第2旋转角之间的偏差比阈值大的情况下，上述轴偏移检测单元判定为已发生轴偏移，其中，上述第1旋转角是依据上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号而计算出的，上述第2旋转角是依据上述相位相互偏移π/2的另外2个磁气传感器的输出信号而计算的。

6.根据权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在于，

基于第1相加值和第2相加值在上述第1相加值与上述第2相加值中的至少一方比阈值大的情况下，上述轴偏移检测单元判定为已发生轴偏移，其中，上述第1相加值是上述相位相互偏移π的2个磁传感器的输出值的合计，上述第2相加值是上述相位相互偏移π的另外2个磁传感器的输出值的合计。

7.根据权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述轴偏移检测单元使用上述4个磁传感器的输出信号来计算表示上述轴偏移的量的轴偏移量，在上述轴偏移量比阈值大的情况下，判定为已发生轴偏移。

8.根据权利要求3所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述传感器部具有4个磁传感器，上述4个磁传感器伴随着上述旋转轴的旋转以信号的相位逐个偏移π/2的方式输出呈正弦波状变化的周期信号，

上述旋转角修正单元使用上述4个磁传感器的输出信号计算上述旋转轴的旋转角，以使因上述轴偏移所产生的检测误差降低。

9.根据权利要求8所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述旋转角修正单元使用上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的多套组合计算多个旋转角计算值，将上述多个旋转角计算值的平均值作为上述旋转轴的旋转角。

10.根据权利要求8所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述旋转角修正单元在使用上述相位相互偏移π/2的2个磁传感器的输出信号的多套组合计算出的多个旋转角计算值之中，选择与上述多个旋转角计算值的平均值最接近的旋转角计算值作为上述旋转轴的旋转角。

11.根据权利要求8所述的旋转角检测装置，其特征在于，

上述旋转角修正单元使用4个磁传感器的输出信号来计算与上述轴偏移对应的修正角度，以上述修正角度对由上述旋转角计算单元计算出的旋转角进行修正。

12.一种电动动力转向装置，具有权利要求1～11中任意一项所述的旋转角检测装置，利用上述旋转角检测装置检测转向操纵辅助用的马达的旋转角，基于上述检测出的旋转角对上述马达进行驱动控制，从而产生与转向操纵扭矩相应的转向操纵辅助扭矩，上述电动动力转向装置的特征在于，

具有控制方式变更单元，上述控制方式变更单元基于从上述轴偏移信息输出单元输出的轴偏移信息来变更上述马达的控制方式。

13.根据权利要求12所述的电动动力转向装置，其特征在于，

具有变动检测单元，上述变动检测单元检测伴随着上述轴偏移的发生而产生的物理量的周期性变动，

上述轴偏移检测单元基于由上述变动检测单元检测出的物理量的周期性变动来检测轴偏移的发生。

14.根据权利要求13所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述变动检测单元取得上述转向操纵扭矩、流过上述马达的电流、上述马达的控制值、转向操纵角速度、上述马达的角速度、在上述马达产生的感应电压中的至少一个作为上述物理量，并计算上述物理量在由上述旋转角计算单元计算出的旋转角的频率的2倍的频率分量下的振幅，

上述轴偏移检测单元基于由上述变动检测单元计算出的上述物理量的上述振幅检测轴偏移的发生。

15.根据权利要求14所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述旋转角修正单元修正由上述旋转角计算单元计算出的旋转角，以使由上述变动检测单元计算出的上述物理量的振幅减少。

16.根据权利要求15所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述变动检测单元对于上述转向操纵扭矩与上述马达的角速度分别计算由上述旋转角计算单元计算出的旋转角的频率的2倍的频率分量的相位，

上述旋转角修正单元基于上述计算出的上述转向操纵扭矩与上述马达的角速度的上述相位来设定表示使上述旋转角增加或者减少的方向的修正方向，将由上述旋转角计算单元计算出的旋转角向上述设定的修正方向修正。

17.根据权利要求12～16中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元切换为不使用由上述旋转角检测装置检测的旋转角，而使用基于在上述马达产生的感应电压估算出的估算电角对上述马达进行驱动控制的控制方式。

18.根据权利要求12～17中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元切换为降低与上述马达的角速度相应设定的磁场削弱控制量的控制方式。

19.根据权利要求12～18中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元切换为降低根据上述马达的旋转角或角速度设定并附加给上述转向操纵辅助扭矩的补偿扭矩的控制方式。

20.根据权利要求12～16中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

在检测到已经发生上述轴偏移的情况下，上述控制方式变更单元使转向操纵辅助停止。

21.根据权利要求12～20中任意一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，

具有轴偏移报告单元，在检测到已发生上述轴偏移的情况下，上述轴偏移报告单元以根据上述轴偏移的程度而不同的方式向驾驶员报告异常。