JP2013205254A - ツインレゾルバ式トルクセンサ及び電動パワーアシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ツインレゾルバ式トルクセンサ及び電動パワーアシスト装置に係り、一対のレゾルバの出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体でトルクをある程度精度良く検出することにある。
【解決手段】ツインレゾルバ式トルクセンサは、第１及び第２レゾルバの出力信号に基づく入力軸と出力軸との回転角差に基づいて入力軸からトーションバーを介した出力軸へのトルクを検出すると共にトルク検出手段と、第１及び第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段と、を備える。トルク検出手段は、代替手段により代替されて得た一の出力信号の出力値を用いて検出される推定トルクをゲイン補正し、所定電気角付近で推定トルクを所定値で置換すると共に、上記の異常が検出された場合に、ゲイン補正後及び置換後の推定トルクを、検出すべきトルクとして検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ツインレゾルバ式トルクセンサ及び電動パワーアシスト装置に係り、特に、入力軸からトーションバーを介して出力軸に伝達されるトルクを２つのレゾルバを用いて検出するツインレゾルバ式トルクセンサ、及び、検出されるトルクに基づいてアシストモータに流すべき目標モータ電流を算出する電動パワーアシスト装置に関する。

従来、２つのレゾルバを用いて、入力軸からトーションバーを介して出力軸に伝達されるトルクを検出するツインレゾルバ式トルクセンサが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。このツインレゾルバ式トルクセンサにおいて、２のレゾルバはそれぞれ、軸の回転に応じて、振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する。そして、両レゾルバそれぞれにおいて正弦波信号と余弦波信号とに基づいて回転角が検出され、両回転角の差に基づいてトルクが検出される。

上記特許文献１記載のトルクセンサにおいて、２つのレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号が異常となる信号故障が発生した場合は、信号故障が生じたレゾルバの出力信号のうち正常な出力信号の振幅に基づいて、異常な出力信号に異常がないとした場合におけるその出力信号の振幅が推定され、その推定された振幅と正常な出力信号の振幅とに基づいて、信号故障が生じたレゾルバが設けられた側の回転角が演算される。そして、信号故障が生じたレゾルバが設けられた側の回転角と、信号故障が生じてないレゾルバが設けられた側の回転角との差に基づいてトルクが検出される。

また、上記特許文献２記載のトルクセンサにおいて、２つのレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号が異常となる信号故障が発生した場合は、信号故障が生じたレゾルバ側の回転角が、そのレゾルバの正常な出力信号の値と異常発生直前の回転角と信号故障が生じていないレゾルバ側の回転角とに基づいて検出され、トルクの検出が行われる。

従って、上記特許文献１，２のトルクセンサによれば、２つのレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合にも、ある程度精度の良いトルクを検出することができ、その結果として、トルクに応じたモータアシストを継続することが可能である。

特開２０１０−２８６３１０号公報 特開２００３−３３７００６号公報

ところで、２つのレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号が異常となる信号故障が発生した場合、トルクを検出するのに、その信号故障が生じたレゾルバの出力信号を、信号故障が生じていないレゾルバの出力信号で代替することが考えられる。しかし、例えば一方のレゾルバの余弦波信号で異常が発生した場合に他方のレゾルバの余弦波信号で上記の代替が実施されると、９０°及び２７０°の電気角近傍において、両レゾルバによる検出回転角の差がゼロとなり、検出トルクがゼロになる不都合が生ずる。また、一方のレゾルバの正弦波信号で異常が発生した場合に他方のレゾルバの正弦波信号で上記の代替が実施されると、０°及び１８０°の電気角近傍において同様の事態が発生する。このため、単に上記の如き代替を行うだけでは、０°〜３６０°の電気角範囲全体でトルクをある程度正確に求めることは困難である。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、一対のレゾルバの出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体でトルクをある程度精度良く検出することが可能なツインレゾルバ式トルクセンサ、及び、検出トルクに基づく目標モータ電流を０°〜３６０°の電気角範囲全体である程度精度良く求めることが可能な電動パワーアシスト装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、を備えるツインレゾルバ式トルクセンサであって、前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、前記トルク検出手段は、前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される推定トルクをゲイン補正するゲイン補正手段と、所定電気角付近で前記推定トルクを所定値で置換する置換手段と、前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られる推定トルクを前記トルクとして検出する補間後トルク検出手段と、を有するツインレゾルバ式トルクセンサにより達成される。

また、上記の目的は、入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段により検出される前記トルクに基づいて、前記出力軸側に設けられたアシストモータに流すべき目標モータ電流を算出する目標モータ電流算出手段と、を備える電動パワーアシスト装置であって、前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、前記目標モータ電流算出手段は、前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される前記トルクに基づいて算出される算出モータ電流をゲイン補正するゲイン補正手段と、所定電気角付近で前記算出モータ電流を所定値で置換する置換手段と、前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られる前記算出モータ電流を前記目標モータ電流として算出する補間後目標モータ電流算出手段と、を有する電動パワーアシスト装置により達成される。

更に、上記の目的は、入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段により検出される前記トルクに基づいて目標回転角速度を算出する目標回転角速度算出手段と、回転角速度が前記目標回転角速度に一致するように、前記出力軸側に設けられたアシストモータに流すべき目標モータ電流を算出する目標モータ電流算出手段と、を備える電動パワーアシスト装置であって、前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、前記トルク検出手段は、前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される推定トルクをゲイン補正するゲイン補正手段と、所定電気角付近で前記推定トルクを所定値で置換する置換手段と、前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られるトルクを前記トルクとして検出する補間後トルク検出手段と、を有すると共に、前記目標回転角速度算出手段は、前記トルク検出手段により検出される前記トルクが閾値以上である場合に前記目標回転角速度をインクリメントし、一方、前記トルクが前記閾値未満である場合に前記目標回転角速度をディクリメントする電動パワーアシスト装置により達成される。

本発明によれば、一対のレゾルバの出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体でトルクをある程度精度良く検出すること、或いは、検出トルクに基づく目標モータ電流をある程度精度良く求めることができる。

本発明の第１実施例であるツインレゾルバ式トルクセンサを備える電動パワーアシスト装置の構成図である。 本実施例のツインレゾルバ式トルクセンサによるトルク検出原理を説明するための図である。 本実施例の電動パワーアシスト装置の有する演算装置の内部ブロック図である。 本実施例においてレゾルバが正常である場合に検出される操舵トルクの一例の時間波形を表した図である。 本実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図である。 本実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図である。 本実施例における補間処理の効果を説明するための図である。 本発明の第２実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図である。 本実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図である。 本実施例における補間処理の効果を説明するための図である。 本発明の第３実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図である。 本実施例においてレゾルバのすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図である。 本実施例における補間処理の効果を説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るツインレゾルバ式トルクセンサ及び電動パワーアシスト装置の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例であるツインレゾルバ式トルクセンサ１０を備える電動パワーアシスト装置１２の構成図を示す。図２は、本実施例のツインレゾルバ式トルクセンサ１０によるトルク検出原理を説明するための図を示す。また、図３は、本実施例の電動パワーアシスト装置１２の有する演算装置の内部ブロック図を示す。

本実施例の電動パワーアシスト装置１２は、車両操舵のためのステアリング系に搭載される。このステアリング系は、車両運転者により操作されるステアリングホイール１４に接続するステアリングシャフト１６と、ステアリングシャフト１６に設けられたピニオン１８と、ピニオン１８に係合するラック２０と、ラック２０の両端にボールジョイント、タイロッド、及びナックルアームを介して連結された車輪と、を有している。

上記の構成において、車両運転者によりステアリングホイール１４が操作されると、それに伴ってピニオン１８が回転し、ラック２０が車幅方向に沿って長手方向に変位する。ラック２０が車幅方向に沿って変位すると、タイロッド及びナックルアームが動作し、車輪が転舵される。すなわち、ステアリング系は、ピニオン１８の回転運動をラック２０の長手方向の直進運動に変換することで、運転者によるステアリング操作により車輪を転舵させる機能を有している。

電動パワーアシスト装置１２は、車両運転者によるステアリング操作の負担を軽減させるべく、車両運転者がステアリングホイール１４を操作して車輪を転舵させる際に必要なトルクを電動モータを用いてアシストする電動パワーステアリングシステムである。ステアリングシャフト１６は、ステアリングホイール１４側に固定される入力シャフト２２と、ラック２０側に連結する出力シャフト２４と、入力シャフト２２と出力シャフト２４との間に介在するトーションバー２６と、により構成されている。トーションバー２６は、ステアリングホイール１４に加わる操舵トルクに応じたねじれを生ずる。尚、トーションバー２６のねじれ角は、機械的なストッパにより所定の範囲内に制限される。

電動パワーアシスト装置１２は、ステアリングホイール１４に加わる操舵トルクを検出するためのツインレゾルバ式トルクセンサ（以下、単にトルクセンサと称す）１０を備えている。トルクセンサ１０は、入力シャフト２２の回転角θ１と出力シャフト２４の回転角θ２との角度差Δθ（＝θ１−θ２）、すなわち、トーションバー２６のねじれ角Δθに応じた信号を出力する。トーションバー２６のねじれ角Δθは、運転者がステアリングホイール１４を操作した際にステアリングホイール１４に加わる操舵トルクに対応する。従って、トルクセンサ１０は、運転者によるステアリング操作によりステアリングホイール１４に加わる操舵トルクに応じた信号を出力する。

電動パワーアシスト装置１２は、また、操舵トルクの検出演算や目標モータ電流の算出演算などの各種演算を行う演算装置３０を備えている。演算装置３０には、上記したトルクセンサ１０が接続されている。トルクセンサ１０の出力信号は、演算装置３０に供給される。演算装置３０は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニットである。演算装置３０は、トルクセンサ１０の出力信号に基づいてトーションバーのねじれ角Δθを検出し、そのねじれ角Δθの大きさにトーションバーのバネ定数を乗算することによりステアリングホイール１４に加わる操舵トルクＴを検出する。

電動パワーアシスト装置１２は、また、電動モータ３２を備えている。電動モータ３２は、例えば三相交流モータである。電動モータ３２は、ラック２０を覆う車体側のハウジングに固定されたステータと、ラック２０に係合してハウジングにベアリングを介して回転可能に支持されたロータと、を有している。電動モータ３２において、ステータの励磁によりロータが回転すると、ラック２０が車幅方向に沿って長手方向に変位する。すなわち、電動パワーアシスト装置１２において、電動モータ３２は、その回転駆動によりラック２０を車幅方向に沿って変位させるトルク（すなわち、運転者による操舵トルクをアシストするアシストトルク）を発生する。

電動モータ３２の各相にはそれぞれ、演算装置３０が接続されている。演算装置３０は、トルクセンサ１０により検出される操舵トルクＴに基づいてラック２０に付与すべきアシストトルクを演算する。具体的には、操舵トルクＴに比例するアシストトルクを演算する。尚、この演算されるアシストトルクは、車速に応じたものであってもよく、具体的には車速が大きいほど小さくされてもよい。演算装置３０は、アシストトルクを演算すると、そのアシストトルクがラック２０に付与されるように電動モータ３２を駆動するために必要な目標モータ電流を算出する。そして、電動モータ３２にその目標モータ電流が流れるように電源３４から電動モータ３２へ電力を供給する。

演算装置３０は、電動モータ３２の制御方式の簡素化を図るべく、三相交流の電流や電圧を２軸で表したｄｑ変換を行う。電動モータ３２のステータコイルに流す電流制御においては、ロータと共に回転するｄ−ｑ座標系で表した電流値が用いられる。このｄ−ｑ座標系において、ｄ軸はモータロータに取り付けられた磁石により磁束が流れる方向であり、また、ｑ軸はｄ軸に直交する方向である。ステータコイルに流れる電流のうちｄ軸成分を表すｄ軸電流は磁束生成を行う成分であり、また、ｑ軸成分を表すｑ軸電流は回転トルクを発生させる成分である。演算装置３０は、電動モータ３２の各相に目標のモータ電流が流れるように電動モータ３２への電圧印加を指令する。

上記の構成において、車両乗員によりステアリングホイール１４が操作されると、その操舵トルクＴに応じたアシストトルクがラック２０に付与されるように電動モータ３２が駆動される。具体的には、電動モータ３２の駆動は、操舵トルクＴが大きいほど大きなアシストトルクが発生するように行われる。また、このアシストトルクは、車両の車速に応じた値であってもよく、具体的には、車速が大きいほど小さくなるように設定されてもよい。従って、本実施例の電動パワーアシスト装置１２によれば、電動モータ３２を用いて車両乗員によるステアリング操作の負担を軽減することができる。

本実施例において、トルクセンサ１０は、ステアリングホイール１４に加わる操舵トルクを検出するためのレゾルバ４０を備えている。具体的には、トルクセンサ１０は、入力シャフト２２の回転角θ１に応じた信号を出力する第１レゾルバ４２と、出力シャフト２４の回転角θ２に応じた信号を出力する第２レゾルバ４４とを有している。すなわち、レゾルバ４０は、第１レゾルバ４２と第２レゾルバ４４とからなる。

第１レゾルバ４２は、入力シャフト２２が車体側に対して機械的に一回転する過程においてｍ周期（例えば、５周期等）の信号、すなわち、機械角３６０°／ｍごとに同一レベルの信号を出力するように構成されている。この点、第１レゾルバ４２の出力信号は、軸倍角がｍｘとなる信号である。また、第２レゾルバ４４は、出力シャフト２４が車体側に対して機械的に一回転する過程においてｎ周期（例えば、６周期等）の信号、すなわち、機械角３６０°／ｎごとに同一レベルの信号を出力するように構成されている。この点、第２レゾルバ４４の出力信号は、軸倍角がｎｘとなる信号である。尚、上記の値ｍ及び値ｎは互いに異なる値であることが望ましい。

各レゾルバ４２，４４はそれぞれ、図２に示す如く、一定周波数の励磁信号が印加される励磁コイル４６、並びに、励磁コイル４６への励磁信号の印加により信号を発生するｓｉｎコイル４８及びｃｏｓコイル５０を備えている。ｓｉｎコイル４８とｃｏｓコイル５０とは、互いに直交する向きに延在する。ｓｉｎコイル４８及びｃｏｓコイル５０はそれぞれ、励磁コイル４６に一定周波数の励磁信号（＝Ａ・ｓｉｎωｔ）が供給された際に、対象の回転角度位置θ（すなわち、θ１やθ２）に応じた正弦波状の電流，電圧を発する。具体的には、ｓｉｎコイル４８は、対象の回転角度位置θに応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号（ｓｉｎ相出力；＝ａ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を出力し、また、ｃｏｓコイル５０は、対象の回転角度位置θに応じて振幅が余弦波状に変化する余弦波信号（ｃｏｓ相出力；＝ａ・ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を出力する。この際、ｓｉｎコイル４８とｃｏｓコイル５０とは、機械角３６０°／ｍ又は３６０°／ｎを一周期として、互いに電気角９０°だけ位相のずれた電気信号を出力する。

演算装置３０は、入力側回転角検出部５２と、出力側回転角検出部５４と、を有している。入力側回転角検出部５２は、第１レゾルバ４２のｓｉｎコイル４８及びｃｏｓコイル５０に接続されており、そのｓｉｎコイル４８から供給される正弦波信号ｓｉｎθ１及びｃｏｓコイル５０から供給される余弦波信号ｃｏｓθ１に基づいて入力シャフト２２の回転角θ１を検出する。また、出力側回転角検出部５４は、第２レゾルバ４４のｓｉｎコイル４８及びｃｏｓコイル５０に接続されており、そのｓｉｎコイル４８から供給される正弦波信号ｓｉｎθ２及びｃｏｓコイル５０から供給される余弦波信号ｃｏｓθ２に基づいて出力シャフト２４の回転角θ２を検出する。

演算装置３０は、また、トルク検出部５６と、目標モータ電流算出部５８と、を有している。トルク検出部５６は、入力側回転角検出部５２の出力及び出力側回転角検出部５４の出力に接続されており、入力側回転角検出部５２において検出された入力シャフト２２の回転角θ１と出力側回転角検出部５４において検出された出力シャフト２４の回転角θ２との角度差（回転角差）を算出し、その角度差をトーションバー２６のねじれ角Δθとして検出する。そして、そのねじれ角Δθの大きさにトーションバーのバネ定数を乗算することによりステアリングホイール１４に加わる操舵トルクＴを検出する。目標モータ電流算出部５８は、トルク検出部５６の出力に接続されており、その検出された操舵トルクＴに基づいて適切なアシストトルクがラック２０に付与されるように電動モータ３２を駆動するために必要な目標モータ電流（具体的には、ｑ軸電流）を算出する。

図４は、本実施例においてレゾルバ４０が正常である場合に検出される操舵トルクの一例の時間波形を表した図を示す。また、図５は、本実施例においてレゾルバ４０の第１及び第２レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図を示す。尚、図５には、第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１に異常が発生した状態が示されている。

本実施例において、演算装置３０は、レゾルバ４０の第１及び第２レゾルバ４２，４４の正弦波信号（ｓｉｎ相出力）ｓｉｎθ１，ｓｉｎθ２及び余弦波信号（ｃｏｓ相出力）ｃｏｓθ１，ｃｏｓθ２の異常有無を判定する。例えば、レゾルバ４２，４４の各相の出力が“０”近傍の所定範囲内になく所定しきい値を超えている場合は、レゾルバ４２，４４が正常状態にあると判定し、一方、その出力が“０”近傍の所定範囲内にあり所定しきい値を下回る場合は、レゾルバ４２，４４の何れかの出力信号に断線異常が生じていると判定する。

ここで、上記の手法を用いてレゾルバ４２，４４の出力の異常が検知された場合に、対象の回転角θ１，θ２が検出・推定されないものとすると、かかる異常に起因して電動モータ３２を用いたアシストトルクを発生させることが不可能となる。そこで、本実施例のシステムは、レゾルバ４２，４４の各正弦波信号及び各余弦波信号のうち何れか一の信号に断線異常が発生しても、電動モータ３２を用いたアシストトルクを発生させる制御を継続すべく、その異常が生じたレゾルバ４２，４４による対象の回転角を精度よく検出することとしている。以下、本実施例のシステムの特徴部について説明する。

本実施例において、演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じていると判定すると、予め定められた規則に従って、その異常が生じた出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する処理を行う。具体的には、入力シャフト２２側の第１レゾルバ４２の出力信号ｓｉｎθ１，ｃｏｓθ１に異常が生じた場合は出力シャフト２４側の第２レゾルバ４４の出力信号ｓｉｎθ２，ｃｏｓθ２で代替し、一方、出力シャフト２４側の第２レゾルバ４４の出力信号ｓｉｎθ２，ｃｏｓθ２に異常が生じた場合は入力シャフト２２側の第１レゾルバ４２の出力信号ｓｉｎθ１，ｃｏｓθ１で代替する。例えば、第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１に異常が発生した場合は、図５に示す如く、その第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１の出力値を第２レゾルバ４４の余弦波信号ｃｏｓθ２の出力値で代替する。

第１レゾルバ４２の出力信号ｓｉｎθ１，ｃｏｓθ１に異常が生ずると、演算装置３０の入力側回転角検出部５２は、代替値を用いて、入力シャフト２２の回転角θ１として回転角θ１´を推定する。例えば、図５に示す如く、第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１に異常が発生している場合は、第１レゾルバ４２の正弦波信号ｓｉｎθ１と代替値である第２レゾルバ４４の余弦波信号ｃｏｓθ２とに基づいて入力シャフト２２の回転角θ１´を推定する。この場合、トルク検出部５６は、基準検出部５６ａにて、その推定した入力シャフト２２の回転角θ１´と、第２レゾルバ４４の出力信号に基づいて検出した出力シャフト２４の回転角θ２と、の角度差をトーションバー２６のねじれ角Δθ´として推定し、操舵トルクＴ´を推定する。

また、第２レゾルバ４４の出力信号ｓｉｎθ２，ｃｏｓθ２に異常が生ずると、演算装置３０の出力側回転角検出部５４は、代替値を用いて、出力シャフト２４の回転角θ２として回転角θ２´を推定する。例えば、第２レゾルバ４４の正弦波信号ｓｉｎθ２に異常が発生している場合は、第２レゾルバ４４の余弦波信号ｃｏｓθ２と代替値である第１レゾルバ４２の正弦波信号ｓｉｎθ１とに基づいて出力シャフト２４の回転角θ２´を推定する。この場合、トルク検出部５６は、基準検出部５６ａにて、第１レゾルバ４２の出力信号に基づいて検出した入力シャフト２２の回転角θ１と、その推定した出力シャフト２４の回転角θ２´と、の角度差をトーションバー２６のねじれ角Δθ´として推定し、操舵トルクＴ´を推定する。

レゾルバ４２，４４のすべての出力信号の何れにも異常が生じていない場合、トルク検出部５６で検出される操舵トルクＴは、０°〜３６０°の電気角範囲全体において落ち込みが生ずることは無い（図４）。一方、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れかの出力信号に異常が生じている場合、トルク検出部５６で推定される推定操舵トルクＴ´は、０°〜３６０°の電気角範囲において落ち込みが生ずる（図５）。

具体的には、異常発生に伴って正弦波信号ｓｉｎθ１又はｓｉｎθ２が代替された場合は、０°及び１８０°の電気角近傍において推定操舵トルクＴ´の落ち込みが生じ、電気角０°及び１８０°で推定操舵トルクＴ´がゼロとなる。また、異常発生に伴って余弦波信号ｃｏｓθ１又はｃｏｓθ２が代替された場合は、９０°及び２７０°の電気角近傍において推定操舵トルクＴ´の落ち込みが生じ、電気角９０°及び２７０°で推定操舵トルクＴ´がゼロとなる。これら推定操舵トルクＴ´の落ち込みの波形は、異常が生じた出力信号を正常な出力信号のうち同じ正弦波信号又は余弦波信号で代替したことに起因して、電気角に対して正弦波状に形成される。

これに対して、演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じたと判定した場合、その異常が生じた出力信号が正弦波信号（ｓｉｎ相出力）であるか或いは余弦波信号（ｃｏｓ相出力）であるかを判定すると共に、正弦波信号及び余弦波信号が共に正常であるレゾルバ４４，４２の出力信号に基づいて出力シャフト２４又は入力シャフト２２の回転角θ２又はθ１を検出するうえで、その正常なレゾルバ４４，４２における電気角を検出する。

演算装置３０は、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合は、検出した電気角が、０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲内にあるか否かを判別し、一方、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合は、検出した電気角が、９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲内にあるか否かを判別する。尚、この「近傍」とは、基準値に対して予め定められた上下範囲を示すものであって、例えば±１０°などに設定されている。

図６は、本実施例においてレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図を示す。また、図７は、本実施例における補間処理の効果を説明するための図を示す。

演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じたと判定した場合に、上記の如く、基準検出部５６ａにて、回転角θ１と回転角θ２´との角度差に基づいて或いは回転角θ１´と回転角θ２との角度差に基づいて操舵トルクＴ´を推定すると、次に、補間部５６ｂにて、その推定操舵トルクＴ´をゲイン補正する。この補間部５６ｂにおける推定操舵トルクＴ´のゲイン補正は、得られる操舵トルクＴが正弦波状に落ち込むのを抑制すべく電気角に応じてゲインＧを変化させて行われる。

具体的には、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合は、ゲインＧは、電気角０°近傍から１８０°近傍にかけては０°近傍から９０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ９０°から１８０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角１８０°近傍で非常に大きくなり、また、電気角１８０°近傍から３６０°（＝０°）近傍にかけては１８０°近傍から２７０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ２７０°から３６０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角３６０°近傍で非常に大きくなる。

一方、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合は、ゲインＧは、図６に示す如く、電気角０°から９０°近傍にかけては“１”から徐々に大きくなり電気角９０°近傍で非常に大きくなり、電気角９０°近傍から２７０°近傍にかけては９０°近傍から１８０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ１８０°から２７０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角２７０°近傍で非常に大きくなり、また、電気角２７０°近傍から３６０°（＝０°）にかけては徐々に“１”に向けて小さくなる。

このように補間部５６ｂにて推定操舵トルクＴ´のゲイン補正が行われると、推定操舵トルクＴ´が検出電気角に応じて補間されることで、正弦波状に落ち込むのが抑制された操舵トルクＴが得られることとなる（Ｔ＝Ｇ・Ｔ´）。このため、本実施例によれば、レゾルバ４２，４４の何れかの出力信号が上記の如く代替されても、得られる操舵トルクＴが正弦波状に落ち込むのは抑制される。

また、演算装置３０は、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合において、検出電気角が０°の電気近傍範囲又は１８０°の電気近傍範囲内にないと判別するときは、補間部５６ｂにて上記のゲイン補正を行う。一方、検出電気角が０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲内にあると判別するときは、補間部５６ｂにて、基準検出部５６ａからの推定操舵トルクＴ´を用いることなく操舵トルクＴの検出を行う。具体的には、基準検出部５６ａからの推定操舵トルクＴ´を所定値で置換し、例えば、電気角がその０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲に入る直前に得られた操舵トルクＴの値（前回値）を保持し或いはその前回値を更に補正して、今回の操舵トルクＴとして検出する。

演算装置３０は、また、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合において、検出電気角が９０°の電気近傍範囲又は２７０°の電気近傍範囲内にないと判別するときは、補間部５６ｂにて上記のゲイン補正を行う。一方、検出電気角が９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲内にあると判別するときは、補間部５６ｂにて、基準検出部５６ａからの推定操舵トルクＴ´を用いることなく操舵トルクＴの検出を行う。具体的には、基準検出部５６ａからの推定操舵トルクＴ´を所定値で置換し、例えば、電気角がその９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲に入る直前に得られた操舵トルクＴの値（前回値）を保持し或いはその前回値を更に補正して、今回の操舵トルクＴとして検出する。

このように補間部５６ｂにて、推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍では、ゼロを超える前回値などが操舵トルクＴとして用いられる。このため、本実施例によれば、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号が異常に起因して上記の如く正常な出力信号のうち同じ正弦波信号又は余弦波信号で代替された場合に、推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍においても、得られる操舵トルクＴがゼロとなるのは回避される（図７参照）。

トルク検出部５６は、レゾルバ４２，４４の何れかの出力信号に異常が生じた場合に補間部５６ｂにて操舵トルクＴを検出すると、その操舵トルクＴの値を目標モータ電流算出部５８に向けて出力する。そして、目標モータ電流算出部５８は、その操舵トルクＴに基づいて電動モータ３２を駆動するための目標モータ電流を算出する。

従って、本実施例によれば、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号のうち一つのレゾルバ４２，４４の正弦波信号（ｓｉｎ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、０°及び１８０°の電気角近傍で、目標モータ電流を算出するうえで用いられる操舵トルクＴがゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができ、また、何れかのレゾルバ４２，４４の余弦波信号（ｃｏｓ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、９０°及び２７０°の電気角近傍で、目標モータ電流を算出するうえで用いられる操舵トルクＴがゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができる。

この点、本実施例のトルクセンサ１０によれば、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体で操舵トルクＴをある程度精度良く検出することが可能である。また、０°〜３６０°の電気角範囲全体で、得られる操舵トルクＴが過大となるのは回避される。このため、検出操舵トルクＴに基づく目標モータ電流を０°〜３６０°の電気角範囲全体である程度精度良く求めることができ、その結果として、電動モータ３２を用いて運転者によるステアリング操作をアシストするアシストトルクを発生させることができ、電動モータ３２を用いた運転者によるステアリング操作の負担を軽減させるアシスト制御を暫定的に継続させることが可能である。

尚、上記の第１実施例においては、演算装置３０のトルク検出部５６が特許請求の範囲に記載した「トルク検出手段」に、演算装置３０がレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち異常が生じた一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替することが特許請求の範囲に記載した「代替手段」に、補間部５６ｂが推定操舵トルクＴ´のゲイン補正を行うことが特許請求の範囲に記載した「ゲイン補正手段」に、補間部５６ｂが推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍で推定操舵トルクＴ´を前回値などで置換することが特許請求の範囲に記載した「置換手段」に、補間部５６ｂがゲイン補正により得た値、及び、推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍で置換されて得た値を操舵トルクＴとして検出することが特許請求の範囲に記載した「補間後トルク検出手段」に、それぞれ相当している。

上述した第１実施例では、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうちの一の出力信号が代替された後に推定される推定操舵トルクＴ´を補間することとした。これに対して、本発明の第２実施例は、上記図１〜図３に示す構成において、トルク検出部５６での推定操舵トルクＴ´の補間に代えて目標モータ電流算出部５８での目標モータ電流の補間を行うことにより実現される。

図８は、本実施例においてレゾルバ４０の第１及び第２レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図を示す。尚、図８には、第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１に異常が発生した状態が示されている。

本実施例において、演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じていると判定すると、上記した第１実施例と同様に、予め定められた規則に従って、その異常が生じた出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する処理を行う。具体的には、第１レゾルバ４２の出力信号ｓｉｎθ１，ｃｏｓθ１に異常が生ずると、演算装置３０の入力側回転角検出部５２は、代替値を用いて、入力シャフト２２の回転角θ１として回転角θ１´を推定し、トルク検出部５６は、その推定した入力シャフト２２の回転角θ１´と、第２レゾルバ４４の出力信号に基づいて検出した出力シャフト２４の回転角θ２と、の角度差をトーションバー２６のねじれ角Δθとして検出し、操舵トルクＴを検出する。また、第２レゾルバ４４の出力信号ｓｉｎθ２，ｃｏｓθ２に異常が生ずると、演算装置３０の出力側回転角検出部５４は、代替値を用いて、出力シャフト２４の回転角θ２として回転角θ２´を推定し、トルク検出部５６は、第１レゾルバ４２の出力信号に基づいて検出した入力シャフト２２の回転角θ１と、その推定した出力シャフト２４の回転角θ２´と、の角度差をトーションバー２６のねじれ角Δθとして検出し、操舵トルクＴを検出する。

演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じたと判定した場合、その異常が生じた出力信号が正弦波信号（ｓｉｎ相出力）であるか或いは余弦波信号（ｃｏｓ相出力）であるかを判定すると共に、正弦波信号及び余弦波信号が共に正常であるレゾルバ４４，４２の出力信号に基づいて出力シャフト２４又は入力シャフト２２の回転角θ２又はθ１を検出するうえで、その正常なレゾルバ４４，４２における電気角を検出する。

演算装置３０は、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合は、検出した電気角が、０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲内にあるか否かを判別し、一方、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合は、検出した電気角が、９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲内にあるか否かを判別する。尚、この「近傍」とは、基準値に対して予め定められた上下範囲を示すものであって、例えば±１０°などに設定されている。

図９は、本実施例においてレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図を示す。また、図１０は、本実施例における補間処理の効果を説明するための図を示す。

トルク検出部５６で検出された操舵トルクＴの情報は、目標モータ電流算出部５８に供給される。演算装置３０は、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が生じたと判定した場合、目標モータ電流算出部５８にて、まず、トルク検出部５６からの操舵トルクＴに基づいて適切なアシストトルクがラック２０に付与されるように電動モータ３２を駆動するために必要な基準となる目標モータ電流Ｉｂａｓｅを算出する。そして、その基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅをゲイン補正する。この基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅのゲイン補正は、得られる目標モータ電流Ｉが操舵トルクＴの正弦波状の落ち込みに伴って正弦波状に落ち込むのを抑制すべく電気角に応じてゲインＧを変化させて行われる。

具体的には、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合は、ゲインＧは、電気角０°近傍から１８０°近傍にかけては０°近傍から９０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ９０°から１８０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角１８０°近傍で非常に大きくなり、また、電気角１８０°近傍から３６０°（＝０°）近傍にかけては１８０°近傍から２７０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ２７０°から３６０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角３６０°近傍で非常に大きくなる。

一方、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合は、ゲインＧは、電気角０°から９０°近傍にかけては“１”から徐々に大きくなり電気角９０°近傍で非常に大きくなり、電気角９０°近傍から２７０°近傍にかけては９０°近傍から１８０°までは徐々に“１”に向けて小さくなりかつ１８０°から２７０°近傍までは“１”から徐々に大きくなり電気角２７０°近傍で非常に大きくなり、また、電気角２７０°近傍から３６０°（＝０°）にかけては徐々に“１”に向けて小さくなる。

このように目標モータ電流算出部５８にて基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅのゲイン補正が行われると、基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅが検出電気角に応じて補間されることで、正弦波状に落ち込むのが抑制された目標モータ電流Ｉが得られることとなる（Ｉ＝Ｇ・Ｉｂａｓｅ）。このため、本実施例によれば、レゾルバ４２，４４の何れかの出力信号が上記の如く代替されることで得られる操舵トルクＴが正弦波状に落ち込んでも、電動モータ３２に供給すべき目標モータ電流Ｉが正弦波状に落ち込むのは抑制される。

また、演算装置３０は、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の正弦波信号である場合において、検出電気角が０°の電気近傍範囲又は１８０°の電気近傍範囲内にないと判別するときは、目標モータ電流算出部５８にて上記のゲイン補正を行う。一方、検出電気角が０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲内にあると判別するときは、目標モータ電流算出部５８にて、操舵トルクＴに基づく基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅを用いることなく目標モータ電流Ｉの算出を行う。具体的には、トルク検出部５６からの操舵トルクＴに基づく基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅを所定値で置換し、例えば、電気角がその０°の電気角近傍範囲又は１８０°の電気角近傍範囲に入る直前に得られた目標モータ電流Ｉの値（前回値）を保持し或いはその前回値を更に補正して、今回の目標モータ電流Ｉとして算出する。

演算装置３０は、また、異常が生じた出力信号がレゾルバ４２又は４４の余弦波信号である場合において、検出電気角が９０°の電気近傍範囲又は２７０°の電気近傍範囲内にないと判別するときは、目標モータ電流算出部５８にて上記のゲイン補正を行う。一方、検出電気角が９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲内にあると判別するときは、目標モータ電流算出部５８にて、操舵トルクＴに基づく基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅを用いることなく目標モータ電流Ｉの算出を行う。具体的には、トルク検出部５６からの操舵トルクＴに基づく基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅを所定値で置換し、例えば、電気角がその９０°の電気角近傍範囲又は２７０°の電気角近傍範囲に入る直前に得られた目標モータ電流Ｉの値（前回値）を保持し或いはその前回値を更に補正して、今回の目標モータ電流Ｉとして算出する。

このように目標モータ電流算出部５８にて、検出操舵トルクＴ及び基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅがゼロとなる電気角近傍では、ゼロを超える前回値などが目標モータ電流Ｉとして用いられる。このため、本実施例によれば、レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号が異常に起因して上記の如く正常な出力信号のうち同じ正弦波信号又は余弦波信号で代替された場合に、検出操舵トルクＴ及び基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅがゼロとなる電気角近傍においても、得られる目標モータ電流Ｉがゼロとなるのは回避される（図１０参照）。

従って、本実施例によれば、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号のうち一つのレゾルバ４２，４４の正弦波信号（ｓｉｎ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、０°及び１８０°の電気角近傍で、算出される目標モータ電流がゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができ、また、何れかのレゾルバ４２，４４の余弦波信号（ｃｏｓ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、９０°及び２７０°の電気角近傍で、算出される目標モータ電流がゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができる。

この点、本実施例の電動パワーアシスト装置１２によれば、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体で目標モータ電流Ｉをある程度精度良く算出することが可能である。また、０°〜３６０°の電気角範囲全体で、得られる目標モータ電流Ｉが過大となるのは回避される。このため、電動モータ３２を用いて運転者によるステアリング操作をアシストするアシストトルクを発生させることができ、電動モータ３２を用いた運転者によるステアリング操作の負担を軽減させるアシスト制御を暫定的に継続させることが可能である。また、電動モータ３２へのモータ電流の変動量が小さいため、ステアリング操作過程で引っ掛かりが生ずるのを改善することができる。

尚、上記の第２実施例においては、演算装置３０のトルク検出部５６が特許請求の範囲に記載した「トルク検出手段」に、目標モータ電流算出部５８が特許請求の範囲に記載した「目標モータ電流算出手段」に、演算装置３０がレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち異常が生じた一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替することが特許請求の範囲に記載した「代替手段」に、目標モータ電流算出部５８が操舵トルクＴに基づく基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅのゲイン補正を行うことが特許請求の範囲に記載した「ゲイン補正手段」に、目標モータ電流算出部５８が基準目標モータ電流がゼロとなる電気角近傍で基準目標モータ電流Ｉｂａｓｅを前回値などで置換することが特許請求の範囲に記載した「置換手段」に、目標モータ電流算出部５８がゲイン補正により得た値、及び、基準目標モータ電流がゼロとなる電気角近傍で置換されて得た値を目標モータ電流として算出することが特許請求の範囲に記載した「補間後目標モータ電流算出手段」に、それぞれ相当している。

上述した第１及び第２実施例では、操舵トルクＴに比例したアシストトルクが演算され、そのアシストトルクがラック２０に付与されるように電動モータ３２を駆動するために必要な目標モータ電流を算出し、電動モータ３２にその目標モータ電流が流れるようにアシスト制御が実施される。これに対して、本発明の第３実施例は、上記図１〜図３に示す構成において、操舵トルクＴに応じて目標操舵角速度を求め、実際の操舵角速度がその目標操舵角速度に一致するように電動モータ３２に流すべき目標モータ電流を算出し、電動モータ３２にその目標モータ電流が流れるようにアシスト制御を実施することにより実現される。

図１１は、本実施例においてレゾルバ４０の第１及び第２レゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち何れか一の出力信号に異常が発生した場合に実現される処理の流れを表した図を示す。尚、図１１には、第１レゾルバ４２の余弦波信号ｃｏｓθ１に異常が発生した状態が示されている。図１２は、本実施例においてレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうちの一の出力信号の異常時に行われる補間処理を説明するための図を示す。また、図１３は、本実施例における補間処理の効果を説明するための図を示す。

本実施例において、演算装置３０は、上記第１実施例のものと同様に、トルク検出部５６にて操舵トルクＴを検出する。一対のレゾルバ４２，４４の出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、操舵トルクＴを上記の如くゲイン補正などを施して補間する。そして、その操舵トルクＴの値を目標モータ電流算出部５８に向けて出力する。目標モータ電流算出部５８は、その操舵トルクＴに基づいて電動モータ３２を駆動するための目標モータ電流を算出する。

具体的には、目標モータ電流算出部５８は、まず、トルク検出部５６からの操舵トルクＴに応じて、ステアリングシャフト１６などのステアリング系の目標操舵角速度を求める。トルク検出部５６からの操舵トルクＴが予め定められた閾値以上であるか否かを判別し、目標操舵角速度の初期値をゼロとして、操舵トルクがその閾値以上であると判別したときは目標操舵角速度を所定量だけインクリメントし、一方、操舵トルクがその閾値未満であると判別したときは目標操舵角速度を所定量だけディクリメントする。

目標モータ電流算出部５８には、ステアリング系に実際に生じている操舵角速度の情報が入力される。目標モータ電流算出部５８は、上記の如く算出した目標操舵角速度に実際の操舵角速度が一致するように、電動モータ３２に流すべき目標モータ電流を算出する。

従って、本実施例においても、上記第１実施例と同様に、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号のうち一つのレゾルバ４２，４４の正弦波信号（ｓｉｎ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、０°及び１８０°の電気角近傍で、目標モータ電流を算出するうえで用いられる操舵トルクＴがゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができ、また、何れかのレゾルバ４２，４４の余弦波信号（ｃｏｓ相出力）に断線などの異常が生じた場合は、９０°及び２７０°の電気角近傍で、目標モータ電流を算出するうえで用いられる操舵トルクＴがゼロ近傍の小さい値となるのを回避することができる。

この点、本実施例のトルクセンサ１０によれば、一対のレゾルバ４２，４４の出力信号の何れか一つで異常が生じた場合にも、０°〜３６０°の電気角範囲全体で操舵トルクＴをある程度精度良く検出することが可能である。また、０°〜３６０°の電気角範囲全体で、得られる操舵トルクＴが過大となるのは回避される。このため、ステアリング系の操舵角速速度が検出操舵トルクＴに基づく目標操舵角速度に一致するようにフィードバック制御を行って目標モータ電流を電動モータ３２に流すことで、電動モータ３２を用いて運転者によるステアリング操作をアシストするアシストトルクを発生させることができ、電動モータ３２を用いた運転者によるステアリング操作の負担を軽減させるアシスト制御を暫定的に継続させることが可能である。また、操舵角速度のフィードバック制御が行われるため、ステアリングシャフト１６のハンドル戻りが悪化するのを改善することができる。

尚、上記の第３実施例においては、演算装置３０のトルク検出部５６が特許請求の範囲に記載した「トルク検出手段」に、演算装置３０がレゾルバ４２，４４のすべての出力信号のうち異常が生じた一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替することが特許請求の範囲に記載した「代替手段」に、補間部５６ｂが推定操舵トルクＴ´のゲイン補正を行うことが特許請求の範囲に記載した「ゲイン補正手段」に、補間部５６ｂが推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍で推定操舵トルクＴ´を前回値などで置換することが特許請求の範囲に記載した「置換手段」に、補間部５６ｂがゲイン補正により得た値、及び、推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍で置換されて得た値を操舵トルクＴとして検出することが特許請求の範囲に記載した「補間後トルク検出手段」に、それぞれ相当している。

また、上記の第３実施例においては、目標モータ電流算出手段５８がトルク検出部５６からの操舵トルクＴに応じてステアリング系の目標操舵角速度を求めることが特許請求の範囲に記載した「目標回転角速度算出手段」に、目標モータ電流算出部５８が実際の操舵角速度がその目標操舵角速度に一致するように電動モータ３２に流すべき目標モータ電流を算出することが特許請求の範囲に記載した「目標モータ電流算出手段」に、それぞれ相当している。

また、上記の第３実施例においては、第１実施例と同様にトルク検出部５６からの操舵トルクＴについてゲイン補正などの補間を行ったうえで、その操舵トルクＴに応じて目標操舵角速度を求め、実際の操舵角速度がその目標操舵角速度に一致するように電動モータ３２に流すべき目標モータ電流を算出し、電動モータ３２にその目標モータ電流が流れるようにアシスト制御を実施する。しかし、ゲイン補正などの補間を行うことなく推定操舵トルクＴ´に応じて目標操舵角速度を求め、推定操舵トルクＴ´がゼロとなる電気角近傍において電気角がその電気角近傍範囲に入る直前に得られる目標操舵角速度の値（前回値）を保持し或いはその前回値を更に補正して、今回の目標操舵角速度として検出することとしてもよい。

ところで、上記の第１〜第３実施例においては、ツインレゾルバ式トルクセンサ１０及び電動パワーアシスト装置１２が車両に搭載されるパワーステアリング系に適用されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両以外の他のシステムに適用されるものとしてもよい。

１０ ツインレゾルバ式トルクセンサ
１２ 電動パワーアシスト装置
２２ 入力シャフト
２４ 出力シャフト
２６ トーションバー
３０ 演算装置
３２ 電動モータ
４０ レゾルバ
４２ 第１レゾルバ
４４ 第２レゾルバ
５２ 入力側回転角検出部
５４ 出力側回転角検出部
５６ トルク検出部
５６ａ 基準検出部
５６ｂ 補間部
５８ 目標モータ電流算出部

Claims (7)

1. 入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、を備えるツインレゾルバ式トルクセンサであって、
   前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、
   前記トルク検出手段は、
   前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される推定トルクをゲイン補正するゲイン補正手段と、
   所定電気角付近で前記推定トルクを所定値で置換する置換手段と、
   前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られる推定トルクを前記トルクとして検出する補間後トルク検出手段と、
   を有することを特徴とするツインレゾルバ式トルクセンサ。
2. 前記置換手段は、所定電気角付近で前記推定トルクを前回値で置換して保持することを特徴とする請求項１記載のツインレゾルバ式トルクセンサ。
3. 前記ゲイン補正手段は、前記推定トルクを電気角に応じたゲインで補正することを特徴とする請求項１又は２記載のツインレゾルバ式トルクセンサ。
4. 入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段により検出される前記トルクに基づいて、前記出力軸側に設けられたアシストモータに流すべき目標モータ電流を算出する目標モータ電流算出手段と、を備える電動パワーアシスト装置であって、
   前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、
   前記目標モータ電流算出手段は、
   前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される前記トルクに基づいて算出される算出モータ電流をゲイン補正するゲイン補正手段と、
   所定電気角付近で前記算出モータ電流を所定値で置換する置換手段と、
   前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られる前記算出モータ電流を前記目標モータ電流として算出する補間後目標モータ電流算出手段と、
   を有することを特徴とする電動パワーアシスト装置。
5. 前記置換手段は、所定電気角付近で前記算出モータ電流を前回値で置換して保持することを特徴とする請求項４記載の電動パワーアシスト装置。
6. 前記ゲイン補正手段は、前記算出モータ電流を電気角に応じたゲインで補正することを特徴とする請求項４又は５記載の電動パワーアシスト装置。
7. 入力軸の回転に応じて振幅が正弦波状に変化する正弦波信号及び振幅が余弦波状に変化する余弦波信号を出力する第１レゾルバと、前記入力軸にトーションバーを介して連結された出力軸の回転に応じて前記正弦波信号及び前記余弦波信号を出力する第２レゾルバと、前記第１レゾルバの出力信号に基づく前記入力軸の回転角と前記第２レゾルバの出力信号に基づく前記出力軸の回転角との差に基づいて前記入力軸から前記トーションバーを介して前記出力軸に伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段により検出される前記トルクに基づいて目標回転角速度を算出する目標回転角速度算出手段と、回転角速度が前記目標回転角速度に一致するように、前記出力軸側に設けられたアシストモータに流すべき目標モータ電流を算出する目標モータ電流算出手段と、を備える電動パワーアシスト装置であって、
   前記第１レゾルバ及び前記第２レゾルバの出力信号のうち何れか一の出力信号についての異常が検出された場合に、該一の出力信号の出力値を他の出力信号の出力値で代替する代替手段を備え、
   前記トルク検出手段は、
   前記代替手段により代替されて得た前記一の出力信号の出力値を用いて検出される推定トルクをゲイン補正するゲイン補正手段と、
   所定電気角付近で前記推定トルクを所定値で置換する置換手段と、
   前記異常が検出された場合に、前記ゲイン補正手段及び前記置換手段により得られるトルクを前記トルクとして検出する補間後トルク検出手段と、
   を有すると共に、
   前記目標回転角速度算出手段は、前記トルク検出手段により検出される前記トルクが閾値以上である場合に前記目標回転角速度をインクリメントし、一方、前記トルクが前記閾値未満である場合に前記目標回転角速度をディクリメントすることを特徴とする電動パワーアシスト装置。

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