JP2012201243A - 電動パワーステアリング装置および禁止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転角度を正確に検出することができない状態でモータにより操舵補助力が与えられることを抑制する技術を提供する。
【解決手段】ステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、電動モータの回転角度に応じた信号を出力するレゾルバと、レゾルバからの出力値に基づいて電動モータの回転角度を算出するモータ角度算出部と、モータ角度算出部が算出した算出回転角度に基づいて電動モータへの目標電流を設定し、電動モータの駆動を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、起動時に、電動モータの実際の回転角度と、レゾルバからの出力値が示す回転角度とが所定の位相差とならない異常が発生しているか否かを診断し、異常が発生している場合には電動モータの駆動を禁止する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置および禁止方法に関する。

近年、電動パワーステアリング装置において、電動モータとして多相のブラシレスモータを用いるとともにこのモータに設けられたレゾルバの信号に基づいて検出したモータの回転角度に基づいてこのモータの駆動を制御する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、操舵補助の制御を行うマイクロコンピュータと、トルクセンサと、マイクロコンピュータの出力を受けてアシストモータである三相のブラシレスモータを駆動する電動機駆動回路と、ブラシレスモータに設けられたレゾルバの信号を受けてブラシレスモータの回転電気角をマイクロコンピュータに入力するレゾルバＩ／Ｆ回路とを備えている。そして、マイクロコンピュータは、トルクセンサから信号を受けてブラシレスモータに供給する電流を演算して指令する目標電流演算手段と、電動機駆動回路を制御する駆動制御手段と、レゾルバＩ／Ｆ回路からの信号によりブラシレスモータの回転電気角を演算する電気角演算手段と、電気角演算手段の出力θを受けてフィードバック電流値を演算し、偏差演算手段に出力するフィードバック電流演算手段とから構成されている。また、駆動制御手段は、偏差演算手段から指令電流値とフィードバック電流値との偏差を入力する電流制御手段と、この電流制御手段の出力と電気角演算手段の出力θとを入力して三相のＰＷＭ信号を出力する三相電圧指令演算手段と、から構成されている。

特開２００２−２９４３２号公報

多相のブラシレスモータのコイルに交流電流を供給するにあたっては、そのロータの位相に同期して交流電流の位相を決定する必要があり、モータの回転軸に設けたレゾルバからの出力信号に基づいてロータの位相を検出している。そのために、レゾルバ付きのモータを組み立てる際には、ロータの位相とレゾルバからの出力信号の位相との間の相関関係に所定の相関関係が成立するように組立てる。
しかしながら、電動パワーステアリング装置が搭載された乗り物の運転中に、モータに負荷が加わることなどにより、所定の相関関係が成立しなくなると、モータに適切に電流が供給されなくなり、動作異常が発生するおそれがある。
本発明は、モータの回転角度を正確に検出することができない状態でモータにより操舵補助力が与えられることを抑制する装置を提案することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、ステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、前記電動モータの回転角度に応じた信号を出力するレゾルバと、前記レゾルバからの出力値に基づいて前記電動モータの回転角度を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した算出回転角度に基づいて前記電動モータへの目標電流を設定し、当該電動モータの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、起動時に、前記電動モータの実際の回転角度と、前記レゾルバからの出力値が示す回転角度とが所定の位相差とならない異常が発生しているか否かを診断し、異常が発生している場合には当該電動モータの駆動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である。

ここで、前記制御装置は、前記電動モータが所定の回転角度で停止するように直流電流を通電したときに前記算出手段が算出する算出回転角度と、記憶領域に予め記憶しておいた基準角度との角度差が許容範囲外である場合に異常が発生していると判定するとよい。
また、前記制御装置は、起動時の初期チェックの一環として異常が発生しているか否かを診断するとよい。

他の観点から捉えると、本発明は、ステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、当該電動モータの回転角度に応じた信号を出力するレゾルバと、当該レゾルバからの出力値に基づいて当該電動モータの回転角度を算出する算出手段と、当該算出手段が算出した算出回転角度に基づいて当該電動モータへの目標電流を設定し、当該電動モータの駆動を制御する制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置による操舵補助を禁止する禁止方法であって、前記制御装置の起動時に、前記電動モータの実際の回転角度と、前記レゾルバからの出力値が示す回転角度とが所定の位相差とならない異常が発生しているか否かを診断し、異常が発生している場合には当該電動モータの駆動を禁止することを特徴とする禁止方法である。

ここで、前記電動モータが所定の回転角度で停止するように直流電流を通電したときに前記算出手段が算出する算出回転角度と、記憶領域に予め記憶しておいた基準角度との角度差が許容範囲外である場合に異常が発生していると判定するとよい。
また、前記制御装置の起動時の初期チェックの一環として異常が発生しているか否かを診断するとよい。

本発明によれば、モータの回転角度を正確に検出することができない状態でモータにより操舵補助力が与えられることを抑制することができる。

実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。 目標電流算出部の概略構成図である。 制御部の概略構成図である。 電動モータのＵ相コイル→Ｖ相コイルに電流を供給した場合の電気角に対する電動モータの線間誘起電圧の変化と、レゾルバの出力信号とを示す図である。 異常診断部が行う異常診断処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係るステアリング装置の作用を時系列に示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては自動車に適用した構成を例示している。

ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。

また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバーを介して下部連結シャフト１０８と連結されている。ステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対角度に基づいて、言い換えればトーションバーの捩れ量に基づいてステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段の一例としてのトルクセンサ１０９が設けられている。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータであり、その回転軸にはレゾルバ１２０（図４参照）が取り付けられている。
そして、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９の出力値、自動車の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０の出力値が入力される。

以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴをトルクセンサ１０９にて検出し、その検出トルクに応じて制御装置１０が電動モータ１１０を駆動制御し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。

次に、制御装置１０について説明する。
制御装置１０は、電動モータ１１０の制御を行う際の演算処理を行うＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ１３と、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory)１４と、を備えている。ＲＯＭ１２には、後述する基準角度θｋが記憶されている。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。

図２は、ステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、トルク信号Ｔｄに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流を算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０と、後述するレゾルバ１２０からの出力信号に基づいて電動モータ１１０の回転角度を正確に検出することができない故障が生じているか否かを診断する異常診断部２００と、を有している。

先ずは、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３などからの出力に基づいて目標電流を決定する目標電流決定部２５を備えている。さらに、目標電流算出部２０は、トルク信号Ｔｄの位相補償を行う位相補償部２６を備えている。

なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、後述するモータ回転速度算出部３７が算出した電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓとが入力される。
なお、制御装置１０には、車速センサ１７０、トルクセンサ１０９などからの信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、目標電流算出部２０に取り込んでいる。

ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流を算出し、このベース電流の情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖとベース電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流を算出する。

イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。

ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖおよび回転速度信号Ｎｍｓと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Ｔｄと車速信号ｖと回転速度信号Ｎｍｓとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。

目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１から出力されたベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流算出部２２から出力されたイナーシャ補償電流信号Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３から出力されたダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて、ｄ−ｑ座標系のｑ軸目標電流Ｉｑｃを算出するｑ軸目標電流算出部２５１を有している。また、目標電流決定部２５は、ｑ軸目標電流算出部２５１が算出したｑ軸目標電流Ｉｑｃと、電動モータ１１０の角速度とに基づいてｄ−ｑ座標系のｄ軸目標電流Ｉｄｃを算出する界磁電流算出部２５２を有している。ｄ−ｑ座標系は、電動モータ１１０のロータと同期して回転するｄ軸およびｑ軸からなる回転直交座標系であり、ｄ軸は、ロータが形成する磁束の方向に沿った軸であり、ｑ軸は、電動モータ１１０が発生するトルクの方向に沿った軸である。ｑ軸目標電流算出部２５１は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、補償電流とｑ軸目標電流Ｉｑｃとの対応を示すマップに代入することにより、ｑ軸目標電流Ｉｑｃを算出する。
そして、目標電流決定部２５は、ｑ軸目標電流算出部２５１が算出したｑ軸目標電流Ｉｑｃの情報を含む信号と、界磁電流算出部２５２が算出したｄ軸目標電流Ｉｄｃの情報を含む信号と、を制御部３０へ出力する。

次に、制御部３０について詳述する。
図４は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、を有している。また、制御部３０は、電動モータ１１０に実際に流れる実電流に応じた値を出力するモータ電流検出部３３と、このモータ電流検出部３３によって検出された電流のオフセットを補正するオフセット補正部３４と、オフセット補正部３４にて補正された３相交流電流をｄ−ｑ座標系の電流に変換する３相２軸変換部３５と、を有している。

また、制御部３０は、電動モータ１１０の回転角度（以下、「モータ角度θｍ」と称する場合もある。）を算出する算出手段の一例としてのモータ角度算出部３６と、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θｍに基づいて電動モータ１１０の回転速度（以下、「モータ回転速度」と称する場合もある。）を算出するモータ回転速度算出部３７と、を有している。また、制御部３０は、モータ駆動部３２への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦする周知のパワーリレー７１と、このパワーリレー７１のＯＮ／ＯＦＦを制御する周知のリレー駆動回路７２と、を有している。

モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０の目標電流決定部２５にて算出されたｄ軸目標電流Ｉｄｃから、３相２軸変換部３５にて算出されたｄ軸検出電流Ｉｄａを減算するｄ軸減算部４１ｄと、目標電流決定部２５にて算出されたｑ軸目標電流Ｉｑｃから、３相２軸変換部３５にて算出されたｑ軸検出電流Ｉｑａを減算するｑ軸減算部４１ｑとを有している。

また、モータ駆動制御部３１は、ｄ軸減算部４１ｄにて算出された偏差（Ｉｄｃ−Ｉｄａ）に基づいてｄ軸目標電流Ｉｄｃとｄ軸検出電流Ｉｄａとが一致するようにＰＩ（比例積分）制御を行い、ｄ軸目標電圧Ｖｄｃを算出するｄ軸ＰＩ制御部４２ｄと、ｑ軸減算部４１ｑにて算出された偏差（Ｉｑｃ−Ｉｑａ）に基づいてｑ軸目標電流Ｉｑｃとｑ軸検出電流Ｉｑａとが一致するようにＰＩ（比例積分）制御を行い、ｑ軸目標電圧Ｖｑｃを算出するｑ軸ＰＩ制御部４２ｑと、を有している。

また、モータ駆動制御部３１は、ｄ軸ＰＩ制御部４２ｄおよびｑ軸ＰＩ制御部４２ｑにて算出されたｄ軸目標電圧Ｖｄｃ，ｑ軸目標電圧Ｖｑｃを、３相交流座標系のＵ相目標電圧ＶｕｃとＷ相目標電圧Ｖｗｃとに変換する２軸３相変換部５１と、２軸３相変換部５１にて変換されたＵ相目標電圧ＶｕｃとＷ相目標電圧ＶｗｃとからＶ相目標電圧Ｖｖｃを算出するＶ相目標電圧算出部５２とを有している。２軸３相変換部５１は、下記式（１）および式（２）に従って、Ｕ相目標電圧Ｖｕｃ、Ｗ相目標電圧Ｖｗｃに変換する。Ｖ相目標電圧算出部５２は、零からＵ相目標電圧ＶｕｃおよびＷ相目標電圧Ｖｗｃを減算することによりＶ相目標電圧Ｖｖｃを算出する（Ｖｖｃ＝−（Ｖｕｃ＋Ｖｗｃ））。

さらに、モータ駆動制御部３１は、２軸３相変換部５１およびＶ相目標電圧算出部５２にて算出されたＵ相目標電圧Ｖｕｃ，Ｖ相目標電圧Ｖｖｃ，Ｗ相目標電圧Ｖｗｃに基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部６０を有している。

モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。

モータ電流検出部３３は、電動モータ１１０のＵ相に実際に流れる電流であるＵ相実電流を検出するためのＵ相電流検出部と、電動モータ１１０のＷ相に実際に流れる電流であるＷ相実電流を検出するためのＷ相電流検出部と、を有している。Ｕ相電流検出部およびＷ相電流検出部は、それぞれ電動モータ１１０のＵ相、Ｗ相に接続されたいわゆるシャント抵抗の両端に生じる電圧から、各相に流れるモータ電流を電圧信号として検出し、検出した電圧信号を、周知のオペアンプにて増幅して出力する回路である。

オフセット補正部３４は、モータ電流検出部３３によって検出された電流のオフセットを補正するためのオフセット補正値（以下では、Ｕ相検出電流Ｉｕａに対するオフセット補正値をＩｕｏ、Ｗ相検出電流Ｉｗａに対するオフセット補正値をＩｗｏとする。）を記憶する補正値記憶部（不図示）を備えている。この補正値記憶部は、上述したＲＯＭ１２あるいはＥＥＰＲＯＭ１４の一部の領域を用いて構成される。また、オフセット補正部３４は、補正値記憶部に記憶されたオフセット補正値Ｉｕｏ，Ｉｗｏを用いてモータ電流検出部３３からの出力値のオフセット値を補正することによりＵ相補正電流Ｉｕａ´，Ｗ相補正電流Ｉｗａ´を算出する補正電流算出部を備えている。
そして、オフセット補正部３４が算出したＵ相補正電流Ｉｕａ´，Ｗ相補正電流Ｉｗａ´が、電動モータ１１０のＵ相およびＷ相に実際に流れるＵ相実電流，Ｗ相実電流を検出した値となる。

３相２軸変換部３５には、モータ電流検出部３３にて検出されたＵ相検出電流Ｉｕａ，Ｗ相検出電流Ｉｗａがオフセット補正部３４にて補正されたＵ相補正電流Ｉｕａ´，Ｗ相補正電流Ｉｗａ´、およびモータ角度算出部３６にて算出されたモータ角度θｍが入力される。そして、３相２軸変換部３５は、下記式（３），式（４）に従って、Ｕ相補正電流Ｉｕａ´，Ｗ相補正電流Ｉｗａ´をｄ−ｑ座標系の値であるｄ軸検出電流Ｉｄａとｑ軸検出電流Ｉｑａとに変換し、変換したｄ軸検出電流Ｉｄａ，ｑ軸検出電流Ｉｑａを出力する。

モータ角度算出部３６は、電動モータ１１０に設けられたレゾルバ１２０の出力信号に基づいてモータ角度θｍを算出する。このモータ角度θｍは、電動モータ１１０のＵ相電機子巻線の位置を基準とするロータの角度である。また、モータ角度算出部３６は、ＲＯＭ１２に後述する補正角度が記憶されている場合には、レゾルバ１２０の出力信号から算出される角度と、この補正角度とに基づいてモータ角度θｍを算出する。このように、レゾルバ１２０およびモータ角度算出部３６は、電動モータ１１０の回転角度を検出する検出手段の一例である。
モータ回転速度算出部３７は、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θｍに基づいてモータ回転速度Ｎｍを算出し、このモータ回転速度Ｎｍを回転速度信号Ｎｍｓとして出力する。

そして、以上のように構成されたステアリング装置１００においては、モータ角度算出部３６が、電動モータ１１０に設けられたレゾルバ１２０の出力信号に基づいてモータ角度θｍを算出し、モータ駆動制御部３１が、算出されたモータ角度θｍに基づいて電動モータ１１０の各相の目標電圧を算出する。言い換えれば、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０のコイルに交流電流を供給するにあたって、そのロータの位相に同期して交流電流の位相を決定する必要があり、そのために電動モータ１１０の回転軸に設けたレゾルバ１２０でロータの位相を検出している。

したがって、ステアリング装置１００の操舵フィーリングを向上させるには、電動モータ１１０の実際の回転角度であるロータの電気角と、モータ角度算出部３６がレゾルバ１２０の出力信号に基づいて算出したモータ角度θｍとは一致していることが望ましい。そのため、レゾルバ１２０付きの電動モータ１１０を組み立てる際に、電動モータ１１０のロータの電気角とレゾルバ１２０の出力信号が示す電気角とが所定の位相差となるようにする電気角調整を行う。

レゾルバ１２０の電気角調整を行う手法としては、以下の手法を例示することができる。
図５は、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルに電流を供給した場合の電気角に対する電動モータ１１０の線間誘起電圧の変化と、レゾルバ１２０の出力信号とを示す図である。
先ず、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに直流電流を供給する。かかる場合の、Ｕ相−Ｖ相の線間誘起電圧が図５に示されている。Ｕ相コイルおよびＶ相コイルに直流電流を供給したとき、電動モータ１１０がどのような電気角にあっても、電動モータ１１０は線間誘起電圧が零（ゼロ）になる３３０°の電気角まで回転し、３３０°で安定的に止まる。そして、このように電動モータ１１０に直流電流を供給したときのレゾルバ１２０の出力値に基づいて、モータ角度θｍとレゾルバ１２０の出力信号が示す電気角とが所定の位相差となるように、レゾルバ１２０付きの電動モータ１１０を組み立てる。

電動モータ１１０のロータの電気角とレゾルバ１２０の出力信号が示す電気角との位相差は零であることが好ましいが、電動モータ１１０とレゾルバ１２０とのレイアウトの関係上、レゾルバ１２０付きの電動モータ１１０が組み立てられた後において、必ずしも位相差が零となるとは限らない。つまり、電動モータ１１０のロータの電気角とレゾルバ１２０の出力信号が示す電気角との間に差が生じる場合がある。本実施の形態に係る制御装置１０においては、この位相差を補正角度としてＲＯＭ１２に記憶しておく。そして、モータ角度算出部３６は、レゾルバ１２０の出力信号から算出した角度（レゾルバ１２０の出力信号が示す電気角）とこの補正角度とに基づいて、例えば、レゾルバ１２０の出力信号から算出した角度にこの補正角度を加算あるいは減算することにより、モータ角度θｍを算出する。

以上のように構成されたステアリング装置１００において、このステアリング装置１００が搭載された乗り物の運転中に電動モータ１１０に負荷が加わることなどにより、電動モータ１１０の組み立て時に成立させたモータ角度θｍとレゾルバ１２０の出力信号が示す回転角度とが所定の位相差とならなくなるおそれがある。その結果、電動モータ１１０に適切な電流が供給されなくなり操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
そこで、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００においては、制御装置１０に異常診断部２００を備え、上記所定の位相差とならなくなる異常が生じているか否かを診断し、異常が生じている場合にはステアリング装置１００の機能を停止する異常診断処理を実行する。

次に、フローチャートを用いて、異常診断部２００が行う異常診断処理の手順について説明する。
図６は、異常診断部２００が行う異常診断処理の手順を示すフローチャートである。異常診断部２００は、制御装置１０に電力が供給開始された直後に行う起動時の初期チェックの一環としてこの異常診断処理を行う。

先ず、異常診断部２００は、制御装置１０が起動時の初期チェック中であるか否かを判別する（ステップ（以下、単に、「Ｓ」と記す。）６０１）。これは、制御装置１０の起動時に制御装置１０が行うべき初期チェックとして予め定められている項目全てを、制御装置１０が終えたか否かを判別し、終えていない場合は初期チェック中であると判定し、終えた場合は初期チェック中ではなく、通常の制御中であると判定する。

初期チェック中である場合（Ｓ６０１でＹｅｓ）、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに直流電流を供給する（Ｓ６０２）。これは、目標電流算出部２０の目標電流決定部２５がＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに所定の目標電流を供給すると決定するように、異常診断部２００が目標電流決定部２５に対してコマンドを送る処理である。その後、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに目標電流が供給されているか否かを判別する（Ｓ６０３）。これは、モータ電流検出部３３の検出値に基づいて判別する処理である。

そして、目標電流が供給されていない場合（Ｓ６０３でＮｏ）、Ｓ６０２以降の処理を実行する。他方、目標電流が供給されている場合（Ｓ６０３でＹｅｓ）、レゾルバ１２０の出力信号に基づいてモータ角度算出部３６が算出したモータ角度θｍを読み込む（Ｓ６０４）。その後、Ｓ６０４にて読み込んだモータ角度θｍと、ＲＯＭ１２に予め記憶された基準角度θｋとの角度差Δθを演算する（Ｓ６０５）。ＲＯＭ１２には、基準角度θｋとして、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルに直流電流を供給したときに電動モータ１１０のロータが安定的に止まる角度である３３０°が予め記憶されている。
その後、Ｓ６０５にて演算した角度差Δθが許容範囲内か否かを判別する（Ｓ６０６）。これは、Ｓ６０５にて演算した角度差Δθの絶対値が予め定められた規定値以下であるか否かを判別し、規定値以下であれば許容範囲内であると判定し、規定値よりも大きい場合は許容範囲外であると判定する処理である。

そして、角度差Δθが許容範囲内ではない場合（Ｓ６０６でＮｏ）、異常が生じていると判定し、電動モータ１１０による操舵補助を禁止するべくパワーリレー７１をＯＦＦにする（Ｓ６０７）。また、このステアリング装置１００が搭載された乗り物に表示される警告灯をＯＮにしたまま（点灯したまま）とする（Ｓ６０７）。他方、角度差Δθが許容範囲内である場合（Ｓ６０６でＹｅｓ）、異常は生じていないと判定し、パワーリレー７１をＯＮにしたままにするとともに警告灯をＯＦＦにする（Ｓ６０８）。

次に、本実施の形態に係るステアリング装置１００の作用について説明する。
図７は、本実施の形態に係るステアリング装置１００の作用を時系列に示す図である。図７においては、ステアリング装置１００が搭載された乗り物として、熱機関を用いるエンジンの動力を利用して走行する自動車を例示している。
先ず、自動車のイグニッション（ＩＧ）がＯＮにされ（（ａ）参照）、エンジンが回転し始めた後（（ｂ）参照）、パワーリレー７１がＯＮにされる（（ｃ）参照）。また、自動車のイグニッションがＯＮにされると、ステアリング装置１００に関する警告灯がＯＮにされる（（ｇ）参照）。そして、制御装置１０の起動時の初期チェックの一環として、異常診断部２００が行う異常診断処理において、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに供給される電流の目標電流が図７（ｄ）に示すように設定される（Ｓ６０２）。その結果、電動モータ１１０のＵ相コイル→Ｖ相コイルのラインに実際に供給される電流が図７（ｅ）に示すように変化する。

そして、電動モータ１１０に実際に流れる電流が目標電流となったときにモータ角度算出部３６が算出したモータ角度θｍと基準角度θｋとの角度差Δθが許容範囲内か否かが判別され（Ｓ６０６）、図７（ｆ）に示すように許容範囲内ではない場合（Ｓ６０６でＮｏ）、異常が生じているとして、パワーリレー７１がＯＦＦにされ（（ｃ）参照）、警告灯がＯＮされたままとなる（（ｇ）参照）（Ｓ６０７）。

このように、本実施の形態に係るステアリング装置１００においては、電動モータ１１０の組み立て時に成立させたモータ角度θｍとレゾルバ１２０の出力信号が示す回転角度とが所定の位相差であるか否かを容易に診断することが可能である。また、その診断を、制御装置１０の起動時に行い、両角度の差が所定の位相差ではない場合にはパワーリレー７１をＯＦＦにするので、ステアリング装置１００による操舵補助機能を禁止することが可能となる。すなわち、電動モータ１１０の回転角度を正確に検出することができない状態で電動モータ１１０による操舵補助が与えられることを抑制することができる。
また、かかる異常診断を行うことで、上記所定の位相差であり続けるようにレゾルバ１２０付きの電動モータ１１０を構成する部品を機械的に強固に固定する必要がないので、機械的に強固に固定された電動モータ１１０を組み立てるのと比べると製造時の工数を削減することができる。

１０…制御装置、２０…目標電流算出部、３０…制御部、３１…モータ駆動制御部、３２…モータ駆動部、３３…モータ電流検出部、３６…モータ角度算出部、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１１０…電動モータ、１２０…レゾルバ、２００…異常診断部

Claims (6)

1. ステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、
   前記電動モータの回転角度に応じた信号を出力するレゾルバと、
   前記レゾルバからの出力値に基づいて前記電動モータの回転角度を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した算出回転角度に基づいて前記電動モータへの目標電流を設定し、当該電動モータの駆動を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、起動時に、前記電動モータの実際の回転角度と、前記レゾルバからの出力値が示す回転角度とが所定の位相差とならない異常が発生しているか否かを診断し、異常が発生している場合には当該電動モータの駆動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。
2. 前記制御装置は、前記電動モータが所定の回転角度で停止するように直流電流を通電したときに前記算出手段が算出する算出回転角度と、記憶領域に予め記憶しておいた基準角度との角度差が許容範囲外である場合に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記制御装置は、起動時の初期チェックの一環として異常が発生しているか否かを診断することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. ステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、当該電動モータの回転角度に応じた信号を出力するレゾルバと、当該レゾルバからの出力値に基づいて当該電動モータの回転角度を算出する算出手段と、当該算出手段が算出した算出回転角度に基づいて当該電動モータへの目標電流を設定し、当該電動モータの駆動を制御する制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置による操舵補助を禁止する禁止方法であって、
   前記制御装置の起動時に、前記電動モータの実際の回転角度と、前記レゾルバからの出力値が示す回転角度とが所定の位相差とならない異常が発生しているか否かを診断し、異常が発生している場合には当該電動モータの駆動を禁止することを特徴とする禁止方法。
5. 前記電動モータが所定の回転角度で停止するように直流電流を通電したときに前記算出手段が算出する算出回転角度と、記憶領域に予め記憶しておいた基準角度との角度差が許容範囲外である場合に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項４に記載の禁止方法。
6. 前記制御装置の起動時の初期チェックの一環として異常が発生しているか否かを診断することを特徴とする請求項４又は５に記載の禁止方法。

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