JP2015033886A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの不適切な駆動を抑制することのできるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】このモータ制御装置４は、操舵トルクに応じた検出信号Ｓτを出力するトルクセンサ５と、トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づきモータ２０の駆動を制御するマイコン４１とを備える。トルクセンサ５は、検出信号Ｓτの出力と、異常診断信号Ｓｄの出力とを交互に行う。マイコン４１は、トルクセンサ５から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ５の異常の有無を検出する。またマイコン４１は、トルクセンサ５から検出信号Ｓτが出力される期間毎に検出信号Ｓτに基づいてトルクホールド値を設定し、このトルクホールド値に基づいてモータ２０の駆動を制御する。そしてマイコン４１は、検出信号Ｓτに基づいてトルクホールド値の更新値を設定した時点から所定時間経過した後に、トルクホールド値を更新値に更新する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。

車両の操舵機構にモータのアシストトルクを付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。従来、この種の電動パワーステアリング装置としては、特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、ホールＩＣからなるトルクセンサと、運転者により操舵機構に付与される操舵トルクに応じた磁束をトルクセンサに付与する磁気回路と、モータの駆動を制御するモータ制御装置とを備えている。この電動パワーステアリング装置では、運転者のステアリング操作に伴い操舵トルクが変化すると、磁気回路からトルクセンサに付与される磁束が変化する。これによりトルクセンサから操舵トルクに応じた検出信号が出力される。モータ制御装置は、トルクセンサの検出信号に基づいて、操舵トルクに対応したトルク値を検出する。そしてモータ制御装置は、検出したトルク値に基づきアシスト指令値を設定し、モータのアシストトルクをアシスト指令値に追従させるべくモータの駆動を制御する。

また特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、上記のような磁気回路とは別に、トルクセンサに磁界を付与する磁界発生装置を備えている。モータ制御装置は、磁界発生装置を通じてトルクセンサに磁界を付与したとき、付与した磁界に応じた信号がトルクセンサから出力されるか否かを判断する。そしてモータ制御装置は、トルクセンサから出力された信号が、付与した磁界に対応した信号でない場合、トルクセンサに異常が生じたと判定する。またモータ制御装置は、磁界発生装置からトルクセンサに磁界を付与する直前に、トルクセンサの検出信号に基づき検出したトルク値をトルクホールド値としてメモリに予め記憶する。そしてモータ制御装置は、磁界発生装置から磁界を発生させている期間、トルクホールド値に基づいてモータの駆動を制御する。

特開２０１１−２０３０９１号公報

ところで、特許文献１に記載のモータ制御装置では、トルクセンサに何らかの異常が発生すると、トルク検出値が実際の操舵トルクからかけ離れた異常値となる。モータ制御装置が異常なトルク検出値に基づいてトルクホールド値を更新すると、その後に磁界発生装置を用いてトルクセンサの異常が検出されるまでの間、モータ制御装置は異常なトルクホールド値に基づいてモータの駆動制御を行うことになる。そのため、操舵機構に不適切なアシストトルクが付与されることになり、運転者に違和感を与えるおそれがある。

なお、このような課題は、電動パワーステアリング装置に用いられるモータ制御装置に限らず、検出対象の状態量を検出するセンサを有し、このセンサの検出信号に基づきモータの駆動を制御するモータ制御装置に共通する課題である。

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、モータの不適切な駆動を抑制することのできるモータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するモータ制御装置は、検出対象の状態量に応じた検出信号を出力するセンサと、前記検出信号に基づきモータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記センサは、前記検出信号の出力と、前記センサの異常を判定可能な異常診断信号の出力とを交互に行い、前記制御部は、前記異常診断信号に基づき前記センサの異常を判定するとともに、前記センサから前記検出信号が出力される期間毎に前記検出信号に基づいて前記状態量のホールド値を設定し、少なくとも前記センサから前記異常診断信号が出力される期間においては前記ホールド値に基づいて前記モータの駆動を制御するものであり、前記検出信号に基づいて前記ホールド値の更新値を設定した時点から所定時間が経過した後に、前記ホールド値を前記更新値に更新する。

この構成によれば、更新値の設定と同時にホールド値を更新値に更新する場合と比較して、異常な更新値が設定された際に、異常な更新値がホールド値に反映されるまでの時期を所定時間だけ遅らせることができる。すなわちホールド値が異常値に設定される時期を所定時間だけ遅らせることができる。これにより制御部が異常なホールド値に基づいてモータの駆動制御を行う時間を短縮することができるため、モータの不適切な駆動を抑制することができる。

ところで、異常診断信号に検出信号の異常を判定可能な波形が含まれている場合には、異常診断信号に基づいて検出信号に異常が無いことが確認できれば、検出信号に基づき設定された更新値は正常値であると考えられる。

そこで上記モータ制御装置について、前記異常診断信号に、前記センサの異常として、前記検出信号の異常を判定可能な波形が含まれている場合には、前記所定時間が、前記制御部が前記更新値を設定した時点から、前記センサが前記波形の異常診断信号の出力を完了する時点までの時間以上に設定されていることが好ましい。

また上記モータ制御装置について、前記異常診断信号に、前記センサの異常として、前記検出信号の異常を判定可能な波形が含まれている場合には、前記制御部は、前記更新値を設定した後、前記異常診断信号に基づいて前記検出信号に異常が無いと判定されてから、前記ホールド値を前記更新値に更新することが好ましい。

これらの構成によれば、制御部が検出信号に異常がないことを検出して以降にホールド値が更新されるため、ホールド値を正常な更新値に更新することができる。これによりホールド値が検出対象の実際の状態量からかけはなれた異常値に設定されることがなくなるため、モータの不適切な駆動をより的確に回避することができる。

一方、このようなモータ制御装置では、センサの検出信号に基づいて更新値を設定する際にセンサに発生した異常が、例えば給電経路の瞬断などの発生時間の短い異常である場合、センサは即座に正常な状態に復帰する。このときセンサは、検出信号の出力の際に一旦は異常な状態になるものの、異常診断信号の出力の際には正常な状態に復帰する。そのため、異常診断信号に基づく異常判定だけではセンサの異常を検出することが困難であり、更新値が異常値となる可能性がある。これに起因してホールド値が異常値に更新されると、制御部が異常なホールド値に基づいてモータの駆動制御を継続するおそれがある。

そこで上記モータ制御装置について、前記制御部は、前記更新値を設定した直後に前記センサに瞬断が発生していたか否かを判定し、前記センサに瞬断が発生していたと判定した場合、前記ホールド値を更新しないことが好ましい。

この構成によれば、更新値の設定の際にセンサに瞬断が発生することによりセンサから出力される検出信号に異常が生じた場合、制御部はホールド値を更新しない。これにより、ホールド値が異常な更新値に更新されることを回避することができるため、モータの不適切な駆動を抑制することができる。

また上記モータ制御装置について、前記センサは、自身への給電が開始される毎に異常診断信号を出力し、前記異常診断信号は、前記検出信号の取り得る上限値又は下限値を最初に所定時間出力するものであり、前記制御部は、前記更新値を設定した直後に前記センサから出力される信号が、前記上限値に対応する閾値以上、又は前記下限値に対応する閾値以下となる状態が所定時間継続することをもって、前記センサに瞬断が発生していたと判定することが好ましい。

この構成によれば、センサに瞬断が発生すると、センサから異常診断信号として検出信号の上限値又は下限値に対応した信号が出力される。そのためセンサから出力される信号が、上限値に対応する閾値以上、又は下限値に対応する閾値以下となる状態が所定時間継続することをもって、瞬断の発生を容易に検出することができる。

また上記モータ制御装置について、前記制御部は、前記更新値を設定した直後に前記センサから出力される信号が所定の閾値以下となる状態が所定時間継続することをもって、前記センサに瞬断が発生していたと判定することが好ましい。

この構成によれば、センサに瞬断が発生していたか否かを容易に判定することができる。

このモータ制御装置によれば、モータの不適切な駆動を抑制することができる。

電動パワーステアリング装置の概略構成を示すブロック図。 モータ制御装置の第１実施形態についてその構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は、トルクセンサへの供給電圧、及びトルクセンサの出力信号の推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のモータ制御装置におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの出力信号、及びトルクホールド値の推移を示すタイミングチャート。 第１実施形態のモータ制御装置によるトルクホールド値更新処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のモータ制御装置におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの出力信号、及びトルクホールド値の推移を示すタイミングチャート。 モータ制御装置の第１実施形態の変形例についてトルクホールド値更新処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のモータ制御装置の変形例におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの出力信号、及びトルクホールド値の推移を示すタイミングチャート。 モータ制御装置の第２実施形態についてトルクホールド値更新処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態のモータ制御装置におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの出力信号、及びトルクホールド値の推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、モータ制御装置の他の実施形態におけるトルクセンサへの供給電圧、トルクセンサの出力信号、及びトルクホールド値の推移を示すタイミングチャート。

＜第１実施形態＞
以下、モータ制御装置の第１実施形態について説明する。はじめに、本実施形態のモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置について説明する。

図１に示すように、この電動パワーステアリング装置は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づき転舵輪３を転舵させる操舵機構１、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構２を備えている。

操舵機構１は、ステアリングホイール１０の回転軸となるステアリングシャフト１１、及びその下端部にラックアンドピニオン機構１２を介して連結されたラックシャフト１３を備えている。操舵機構１では、運転者のステアリングホイール１０の操作に伴いステアリングシャフト１１が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構１２を介してラックシャフト１３の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト１３の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド１４を介して転舵輪３に伝達されることにより転舵輪３の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。

アシスト機構２は、ステアリングシャフト１１にアシストトルクを付与するモータ２０を備えている。モータ２０は三相ブラシレスモータからなる。モータ２０の回転が減速機２１を介してステアリングシャフト１１に伝達されることによりステアリングシャフト１１にモータトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。

この電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイール１０の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト１１にはトルクセンサ５が設けられている。トルクセンサ５は、運転者のステアリング操作に際し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し、検出したトルク値に応じた電圧信号を検出信号Ｓτとして出力する。なお検出信号Ｓτの取り得る範囲は「Ｖｍｉｎ≦Ｓτ≦Ｖｍａｘ」に設定されている。下限値Ｖｍｉｎは、グランド電位に相当する０［Ｖ］よりも大きい電圧値に設定されており、本実施形態では０．５［Ｖ］に設定されている。上限値Ｖｍａｘはトルクセンサ５の電源電圧以下の電圧値されており、本実施形態では４［Ｖ］に設定されている。またトルクセンサ５は、自身への給電が開始された際に、検出信号Ｓτに代えて、トルクセンサ５の異常の有無を判定可能な異常診断信号Ｓｄを所定時間出力する。さらにトルクセンサ５には、自身の異常の有無を監視する自己診断機能が搭載されている。自己診断機能は、例えば複数の検出素子により二重化されたトルクセンサ５において各検出素子の出力信号を比較し、出力信号間に所定値以上の差が生じた場合に異常を検出する等の公知の手法が用いられる。本実施形態のトルクセンサ５は、自己診断により自身の異常を検出したとき、例えば０．２［Ｖ］の電圧信号からなる異常検出信号Ｓｅを出力する。

車両には車速センサ６が設けられている。車速センサ６は、車両の走行速度を検出し、検出した走行速度に応じた電圧信号を検出信号Ｓｖとして出力する。モータ２０には回転角センサ７が設けられている。回転角センサ７は、モータ２０の回転角を検出し、検出したモータ回転角に応じた電圧信号を検出信号Ｓθとして出力する。各センサ５〜７から出力される信号はモータ制御装置４に取り込まれる。モータ制御装置４は、各センサ５〜７から出力される信号に基づきモータ２０の駆動を制御する。

図２に示すように、モータ制御装置４は、車載バッテリなどの電源から供給される直流電力を三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の交流電力に変換するインバータ回路４０、及びインバータ回路４０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するマイコン４１を備えている。本実施形態ではマイコン４１が制御部に相当する。

インバータ回路４０は、マイコン４１からの制御信号（ＰＷＭ駆動信号）に基づき、電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。この三相交流電力は各相の給電線ＷＬを介してモータ２０に供給される。各相の給電線ＷＬには電流センサ４２が設けられている。なお図２では、説明の便宜上、各相の給電線ＷＬ及び各相の電流センサ４２をそれぞれ一つにまとめて図示している。電流センサ４２は、給電線ＷＬを流れる各相電流値を検出し、検出した各相電流値に応じた検出信号Ｓｉを出力する。電流センサ４２の検出信号Ｓｉはマイコン４１に取り込まれる。

マイコン４１には、トルクセンサ５の各種出力信号Ｓτ，Ｓｄ，Ｓｅ、車速センサ６の検出信号Ｓｖ、及び回転角センサ７の検出信号Ｓθも取り込まれる。マイコン４１は、各センサ５〜７，４２の検出信号Ｓτ，Ｓｖ，Ｓθ，Ｓｉに基づき、操舵トルクに対応するトルク値、車速、モータ回転角、及び各相電流値を検出する。そしてマイコン４１は、トルク値及び車速に基づき目標アシストトルクを設定する。またマイコン４１は、モータ２０からステアリングシャフト１１に付与されるアシストトルクを目標アシストトルクに追従させるべく、モータ回転角及び各相電流値を用いて、モータ２０を流れる電流をフィードバック制御することにより制御信号を生成する。これによりモータ２０の駆動が制御され、ステアリングシャフト１１にアシストトルクを付与するアシスト制御が実行される。

またモータ制御装置４は、トルクセンサ５に動作電圧を供給する電源ＩＣ４３を備えている。電源ＩＣ４３は、車載バッテリの電源電圧をトルクセンサ５に適した動作電圧に調圧し、調圧された動作電圧をトルクセンサ５に印加する。電源ＩＣ４３は、マイコン４１からの指令に基づいてトルクセンサ５への給電及び給電の遮断を行う。

次に図３を参照してトルクセンサ５の動作について説明する。
図３（ａ）に示すように、トルクセンサ５への給電が時刻ｔ１で開始されたとすると、トルクセンサ５の出力信号（出力電圧）Ｓａは、図３（ｂ）に示すように変化する。すなわちトルクセンサ５は、まず、予め定められた波形からなりトルクセンサ５の出力異常の有無を判定可能な異常診断信号Ｓｄを出力する。具体的には、トルクセンサ５は、給電が開始された時刻ｔ１以降、第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、及び第３信号Ｓ３を順に出力する。第１信号Ｓ１は、検出信号Ｓτの下限値Ｖｍｉｎに対応した出力を所定時間Ｔ１だけ継続する波形からなる。第２信号Ｓ２は、検出信号Ｓτの上限値Ｖｍａｘに対応した出力を所定時間Ｔ２だけ継続する波形からなる。第３信号Ｓ３は、異常検出信号Ｓｅに対応した出力を所定時間Ｔ３だけ継続する波形からなる。なお第３信号Ｓ３は、自己診断により異常が検出される出力をトルクセンサ５が自発的に行うことにより、トルクセンサ５から意図的に出力される信号である。これら第１信号Ｓ１〜第３信号Ｓ３により異常診断信号Ｓｄが構成される。またトルクセンサ５は、異常診断信号Ｓｄの出力が完了した時刻ｔ２以降、検出信号Ｓτを出力する。

そしてマイコン４１は、トルクセンサ５から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ５の異常を検出する。次にマイコン４１によるトルクセンサ５の異常検出方法について説明する。

本実施形態では、トルクセンサ５の出力回路に何らかの異常が生じると、異常診断信号Ｓｄの波形が予め定められた波形からずれる。例えばトルクセンサ５から出力される第１信号Ｓ１が検出信号下限値Ｖｍｉｎからずれるか、あるいは第２信号Ｓ２が検出信号上限値Ｖｍａｘからずれる。そのためマイコン４１は、トルクセンサ５が第１信号Ｓ１として検出信号下限値Ｖｍｉｎを出力していないことをもって、あるいは第２信号Ｓ２として検出信号上限値Ｖｍａｘを出力していないことをもって、トルクセンサ５の出力回路が異常であると判断することができる。またマイコン４１は、トルクセンサ５が第１信号Ｓ１として検出信号下限値Ｖｍｉｎを出力していて、且つ、第２信号Ｓ２として検出信号上限値Ｖｍａｘを出力している場合、トルクセンサ５の出力回路が正常であると判断することができる。

またトルクセンサ５の自己診断機能が異常である場合、自己診断により異常検出されるような出力をトルクセンサ５が行っても、トルクセンサ５からは第３信号Ｓ３が出力されない。そのためマイコン４１は、自己診断により異常検出される出力をトルクセンサ５が行っているにもかかわらず、トルクセンサ５が第３信号Ｓ３を出力しない場合には、トルクセンサ５の自己診断機能が異常であると判断することができる。またマイコン４１は、トルクセンサ５が、自己診断により異常検出される出力として第３信号Ｓ３を出力している場合には、トルクセンサ５の自己診断機能が正常であると判断することができる。

本実施形態のマイコン４１は、電源ＩＣ４３を通じてトルクセンサ５への給電の遮断及び給電の再開を周期的に行うことにより、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄ及び検出信号Ｓτを交互に出力させる。そしてマイコン４１は、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄが出力されている期間、上記のような異常検出原理に基づいてトルクセンサ５の異常を検出する。

具体的には、図４（ａ）に示すように、マイコン４１は、時刻ｔ１１でトルクセンサ５への給電を一時的に遮断した後、時刻ｔ１２でトルクセンサ５への給電を再開する。これにより図４（ｂ）に示すように、トルクセンサ５は、給電が開始された時刻ｔ１２以降、異常診断信号Ｓｄをマイコン４１に出力する。このときマイコン４１は、トルクセンサ５への給電を開始した時刻ｔ１２から所定時間Ｔ１０が経過するまでの間、トルクセンサ５が検出信号下限値Ｖｍｉｎを出力したか否かを判断する。マイコン４１は、時刻ｔ１２から所定時間Ｔ１０が経過するよりも前の時刻ｔ１３でトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力を検出すると、次に時刻ｔ１３から所定時間Ｔ１１が経過するまでの間、トルクセンサ５が検出信号上限値Ｖｍａｘを出力したか否かを判断する。そしてマイコン４１は、時刻ｔ１３から所定時間Ｔ１１が経過するよりも前の時刻ｔ１４でトルクセンサ５からの検出信号上限値Ｖｍａｘの出力を検出すると、次に時刻ｔ１４から所定時間Ｔ１２が経過するまでの間、トルクセンサ５が異常検出信号Ｓｅを出力したか否かを判断する。またマイコン４１は、時刻ｔ１４から所定時間Ｔ１２が経過するよりも前の時刻ｔ１６でトルクセンサ５からの異常検出信号Ｓｅの出力を検出すると、次に時刻ｔ１６から所定時間Ｔ１３が経過するまでの間、トルクセンサ５の出力が検出信号Ｓτの取り得る範囲に戻ったか否かを判断する。すなわちマイコン４１は、トルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力する状態に戻ったか否かを判断する。そしてマイコン４１は、時刻ｔ１７でトルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力する状態に戻ったことを検出すると、トルクセンサ５が正常であると判断する。

一方、マイコン４１は、以下の（ａ１）〜（ａ４）のいずれかに該当する場合には、トルクセンサ５に異常が生じたと判断する。
（ａ１）トルクセンサ５への給電を開始した時刻ｔ１２から所定時間Ｔ１０が経過するまでの間にトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力を検出できなかった場合。

（ａ２）トルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力を検出した時刻ｔ１３から所定時間Ｔ１１が経過するまでの間にトルクセンサ５からの検出信号上限値Ｖｍａｘの出力を検出できなかった場合。

（ａ３）トルクセンサ５からの検出信号上限値Ｖｍａｘの出力を検出した時刻ｔ１４から所定時間Ｔ１２が経過するまでの間にトルクセンサ５からの異常検出信号Ｓｅの出力を検出できなかった場合。

（ａ４）トルクセンサ５からの異常検出信号Ｓｅの出力を検出した時刻ｔ１６から所定時間Ｔ１３が経過するまでの間にトルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力する状態に戻ったことを検出できなかった場合。

そしてマイコン４１は、（ａ１）〜（ａ４）のいずれかに該当することによりトルクセンサ５の異常を検出した場合、モータ２０の駆動を制限する。マイコン４１は、例えばモータ２０からステアリングシャフト１１に付与されるアシストトルクを漸減したり、モータ２０の駆動を停止するなどして、モータ２０の駆動を制限する。

一方、マイコン４１は、時刻ｔ１７でトルクセンサ５が正常であることを検出すると、時刻ｔ１７から所定時間Ｔ１４が経過する時刻ｔ１８までの間、トルクセンサ５から出力される検出信号Ｓτに基づいてトルク値を所定の周期で検出する。そしてマイコン４１は、図４（ａ）に示すように時刻ｔ１９でトルクセンサ５への給電を一時的に遮断した後、時刻ｔ２０でトルクセンサ５への給電を再開する。これにより、図４（ｂ）に示すように、トルクセンサ５は、給電が再開された時刻ｔ２０以降、異常診断信号Ｓｄをマイコン４１に再び出力する。このときマイコン４１は、トルクセンサ５から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ５の異常の有無を再度判定する。以降、図４（ａ）に示すように、マイコン４１は、トルクセンサ５への給電の遮断及び給電の再開を周期的に行うことでトルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄを周期的に出力させる。そしてマイコン４１は、トルクセンサ５が異常診断信号Ｓｄの出力を行う毎に、異常診断信号Ｓｄに基づきトルクセンサ５の異常の有無を判定する。

ところで、図４（ｂ）に示すようにトルクセンサ５が異常診断信号Ｓｄ及び検出信号Ｓτを交互に出力する場合、マイコン４１は、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄが出力されている間、トルク値を検出することができない。そこで図４（ｃ）に黒丸の点で示すように、本実施形態のマイコン４１は、トルクセンサ５から検出信号Ｓτが出力されている期間に検出したトルク値に基づいてトルクホールド値τｈを設定する。そしてマイコン４１は、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄが出力されている期間及び検出信号Ｓτが出力されている期間のいずれにおいても、メモリ４１ａに記憶されたトルクホールド値τｈに基づいて目標アシストトルクを設定し、モータ２０の駆動を制御する。

次に、図５を参照して、マイコン４１により行われるトルクホールド値τｈの更新処理について説明する。なおマイコン４１は、図５に示す処理を、異常診断信号Ｓｄに基づく異常判定が完了した後、トルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力する状態に戻ったと判断したときに実行する。

図５に示すように、マイコン４１は、まず、トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づくトルク値の周期的な検出を開始した後（ステップＳ１）、トルク値の周期的な検出を開始した時点から所定時間Ｔ１４が経過したか否かを判断する（ステップＳ２）。マイコン４１は、トルク値の周期的な検出を開始した時点から所定時間Ｔ１４が経過したとき（ステップＳ２：ＹＥＳ）、その時点でトルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて検出されたトルク値をトルクホールド値τｈの更新値τａとして設定し（ステップＳ３）、その更新値τａをメモリ４１ａに記憶する（ステップＳ４）。そしてマイコン４１は、トルク値の周期的な検出を停止する（ステップＳ５）。続いてマイコン４１は、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄを出力させるべく、トルクセンサ５への給電を一時的に遮断し、トルクセンサ５への給電を再開した後（ステップＳ６）、更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１５が経過したか否かを判断する（ステップＳ７）。なお所定時間Ｔ１５は、マイコン４１が更新値τａを設定した時点から、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄの第２信号Ｓ２の出力が完了する時点までの時間以上となるように予め実験などにより設定されている。マイコン４１は、更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１５が経過した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、トルクホールド値τｈを、メモリ４１ａに記憶された更新値τａに更新する（ステップＳ８）。

次に図４を参照して、本実施形態のモータ制御装置４の作用について説明する。
図４（ｃ）に黒丸の点で示すように、マイコン４１は、時刻ｔ１０でトルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて検出されたトルク値τ１を新たな更新値τａとして設定し、この更新値τａ（＝τ１）をメモリ４１ａに記憶する。そしてマイコン４１は、更新値τａを設定した時刻ｔ１０から所定時間Ｔ１５が経過した時刻ｔ１５の時点で、トルクホールド値τｈを、メモリ４１ａに記憶された更新値τａ（＝τ１）に更新する。すなわちマイコン４１は、時刻ｔ１３でトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力を確認して、且つ、時刻ｔ１４でトルクセンサ５からの検出信号上限値Ｖｍａｘの出力を確認した後にトルクホールド値τｈを更新する。これによりマイコン４１は、時刻ｔ１４でトルクセンサ５の検出信号Ｓτが正常であることを確認した後にトルクホールド値τｈを更新することができる。その後、マイコン４１は、時刻ｔ１７でトルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力する状態に戻ったことを検出すると、図４（ｃ）に黒丸の点で示すように、時刻ｔ１８でトルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて検出したトルク値τ２を新たな更新値τａとして設定し、この更新値τａ（＝τ２）をメモリ４１ａに記憶する。またマイコン４１は、時刻ｔ１９でトルクセンサ５への給電を一時的に遮断した後、時刻ｔ２０でトルクセンサ５への給電を開始する。その後、マイコン４１は、時刻ｔ２１及び時刻ｔ２２でトルクセンサ５から検出信号下限値Ｖｍｉｎ及び検出信号上限値Ｖｍａｘのそれぞれの出力を確認した後、時刻ｔ２３でトルクホールド値τｈを、メモリ４１ａに記憶された更新値τａ（＝τ２）に更新する。以降、マイコン４１は同様の動作を繰り返す。

このように本実施形態のマイコン４１は、時刻ｔ１４あるいは時刻ｔ２２でトルクセンサ５が正常であることを確認した後にトルクホールド値τｈを更新する。これにより、トルクセンサ５の異常により更新値τａが異常値に設定されてしまった場合でも、モータ２０の不適切な駆動を回避することができる。

具体的には、図６（ｂ）に示すように、例えばマイコン４１が更新値τａを設定する時刻ｔ１８の直前の時刻ｔ３０でトルクセンサ５の給電経路に断線が生じることにより、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが時刻ｔ３０から急降下したとする。この場合、図６（ｃ）に黒丸の点で示すように、マイコン４１が時刻ｔ１８でトルクセンサ５の出力信号Ｓａに基づいて検出したトルク値τｅを更新値τａとして設定すると、更新値τａが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値となる。このとき、マイコン４１は、異常な更新値τａを設定した時刻ｔ１８の時点ではトルクホールド値τｈを更新しないため、トルクホールド値τｈは前回の更新値τａ（＝τ１）に設定されたままである。その後、マイコン４１は、トルクセンサ５への給電の再開を指示する時刻ｔ２０から所定時間Ｔ１０が経過する時刻ｔ３１までの間にトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力を検出できないと、トルクセンサ５に異常が生じたと判断し、時刻ｔ３１でモータ２０の駆動を制限する。したがってマイコン４１は、モータ２０の駆動を制限するまでの間、異常な更新値τａ（＝τｅ）をトルクホールド値τｈに設定することがない。すなわちトルクホールド値τｈが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値に設定されることがないため、モータ２０の不適切な駆動を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置４によれば以下の効果が得られる。
（１）トルクセンサ５は、検出信号Ｓτの出力と、異常診断信号Ｓｄの出力とを交互に行うこととした。一方、マイコン４１は、トルクセンサ５から出力される異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ５の異常を判定することとした。またマイコン４１は、トルクセンサ５から検出信号Ｓτが出力される期間毎に検出信号Ｓτに基づいてトルクホールド値τｈを設定し、このトルクホールド値τｈに基づいてモータ２０の駆動を制御することとした。そしてマイコン４１は、検出信号Ｓτに基づいてトルクホールド値τｈの更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１５が経過した後に、トルクホールド値τｈを更新値τａに更新することとした。また所定時間Ｔ１５を、マイコン４１が更新値τａを設定した時点から、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄの第２信号Ｓ２の出力が完了する時点までの時間以上となるように設定することとした。これによりトルクホールド値τｈが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値に設定されることがないため、モータ２０の不適切な駆動を回避することができる。

（変形例）
次に第１実施形態のモータ制御装置４の変形例について説明する。
この変形例では、マイコン４１が、図５に例示した処理に代えて、図７に示す処理を実行する。なお図７では、図５と同一の処理については同一の符号を付すことによりその説明を割愛する。図７に示すように、マイコン４１は、トルクセンサ５への給電を一時的に遮断し、トルクセンサ５への給電を再開した後（ステップＳ６）、異常診断信号Ｓｄに基づく異常判定においてトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎ及び検出信号上限値Ｖｍａｘのそれぞれの出力を検出したか否かを判断する（ステップＳ９）。そしてマイコン４１は、トルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎ及び検出信号上限値Ｖｍａｘのそれぞれの出力を検出した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、すなわちトルクセンサ５の検出信号Ｓτが正常である場合には、トルクホールド値τｈを、メモリ４１ａに記憶された更新値τａに更新する（ステップＳ８）。一方、マイコン４１は、異常診断信号Ｓｄに基づく異常判定においてトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎの出力、あるいは検出信号上限値Ｖｍａｘの出力を検出できなかった場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、トルクホールド値τｈを更新することなく一連の処理を終了する。

次に図８を参照して、この変形例のモータ制御装置４の作用について説明する。
図８（ｃ）に示すように、この変形例のマイコン４１は、異常診断信号Ｓｄに基づく異常判定においてトルクセンサ５からの検出信号下限値Ｖｍｉｎ及び検出信号上限値Ｖｍａｘのそれぞれの出力を確認した時刻ｔ１４及び時刻ｔ２２で、トルクホールド値τｈを、その時点での更新値τａに更新する。このような構成によれば、第１実施形態と同様にトルクホールド値τｈが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値に設定されることを回避することができる。そのため、モータ２０をより適切に駆動させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、モータ制御装置の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて更新値τａを設定する際にトルクセンサ５に発生した異常が、例えば給電経路の瞬断などの発生時間の非常に短い異常の場合、トルクセンサ５は即座に正常な状態に復帰する。このときトルクセンサ５は、検出信号Ｓτの出力の際に一旦は異常な状態になるものの、異常診断信号Ｓｄの出力の際には正常な状態に復帰する。そのため、第１実施形態のように異常診断信号Ｓｄに基づいてトルクセンサ５の異常を検出するという方法では、トルクセンサ５の異常を検出することが困難であり、更新値τａが異常値となる可能性がある。これに起因してトルクホールド値τｈが異常値に更新されると、マイコン４１が異常なトルクホールド値τｈに基づいてモータ２０の駆動制御を継続するおそれがある。

そこで本実施形態のマイコン４１は、トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて更新値τａを設定して以降もトルクセンサ５から検出信号Ｓτを所定時間Ｔ１６だけ出力させ、その間にトルクセンサ５から出力される信号Ｓａに基づいてトルクセンサ５に瞬断が発生していたか否かを判定する。そしてマイコン４１は、トルクセンサ５に瞬断が発生していなかったと判定することを条件に、トルクホールド値τｈを更新値τａに更新する。次に、図９を参照して、この処理の詳細を説明する。なお図９では、図５と同一の処理については同一の符号を付すことによりその説明を割愛する。

図９に示すように、マイコン４１は、トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づくトルク値の周期的な検出を停止した後（ステップＳ５）、更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１６が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０）。マイコン４１は、更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１６が経過していない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが予め定められた閾値Ｖａ以下である状態が所定時間Ｔ１７以上継続しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。なお閾値Ｖａは、検出信号下限値Ｖｍｉｎよりも若干大きい値に設定されている。また所定時間Ｔ１７は、所定時間Ｔ１６よりも短い時間に設定されている。マイコン４１は、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが予め定められた閾値Ｖａ以下である状態が所定時間Ｔ１７以上継続することなく（ステップＳ１１：ＮＯ）、更新値τａを設定した時点から所定時間Ｔ１６が経過した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、トルクセンサ５に瞬断が発生していなかったと判定して、ステップＳ８以降の処理を実行する。すなわちマイコン４１は、トルクホールド値τｈを、メモリ４１ａに記憶された更新値τａに更新する（ステップＳ８）。またマイコン４１は、トルクセンサ５から異常診断信号Ｓｄを出力させるべく、トルクセンサ５への給電を一時的に遮断した後、トルクセンサ５への給電を再開する（ステップＳ６）。

一方、マイコン４１は、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが予め定められた閾値Ｖａ以下である状態が所定時間Ｔ１７以上継続した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定する。この場合、マイコン４１は、トルクホールド値τｈを更新することなく、ステップＳ６の処理を実行する。

次に図１０を参照して、本実施形態のモータ制御装置４の作用について説明する。
図１０（ｃ）に黒丸の点で示すように、マイコン４１は、時刻ｔ４０でトルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて検出されたトルク値τ１を新たな更新値τａとして設定すると、この更新値τａ（＝τ１）をメモリ４１ａに記憶する。その後、マイコン４１は、時刻ｔ４０から所定時間Ｔ１６が経過する時刻ｔ４１までの間、トルクセンサ５の検出信号Ｓτが予め定められた閾値Ｖａ以下となり、且つ、その状態が所定時間Ｔ１７継続するか否かを判断する。そしてマイコン４１は、更新値τａを設定した時刻ｔ４０から所定時間Ｔ１６が経過する時刻ｔ４１までに、トルクセンサ５の検出信号Ｓτが予め定められた閾値Ｖａ以下となる状態が所定時間Ｔ１７継続していないことを確認すると、時刻ｔ４１でトルクホールド値τｈを更新値τａ（＝τ１）に更新する。

一方、図１０（ａ）に示すように、時刻ｔ４２でトルクセンサ５の給電経路に瞬断が発生した場合、図１０（ｂ）に示すように、トルクセンサ５の出力信号Ｓａは、瞬断が発生した時刻ｔ４２以降、正常値から０［Ｖ］へと急降下する。そして、図１０（ａ）に示すように、時刻ｔ４４でトルクセンサ５への給電が復帰すると、図１０（ｂ）に示すように、トルクセンサ５は、時刻ｔ４４から給電開始時と同様、異常診断信号Ｓｄの第１信号Ｓ１の出力を行う。このような状況では、図１０（ｃ）に黒丸の点で示すように、トルクセンサ５に瞬断が発生した時刻ｔ４２の直後の時刻ｔ４３でマイコン４１がトルクセンサ５の出力信号Ｓａに基づいて検出した異常値τｅを更新値τａとして設定すると、更新値τａが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値となる。

そこで、本実施形態のマイコン４１は、図１０（ｂ）に示すように、更新値τａが異常値τｅに設定された時刻ｔ４３から所定時間Ｔ１７が経過する時刻ｔ４５までの間、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが閾値Ｖａ以下である状態が継続すると、トルクホールド値τｈの更新を行わない。すなわちトルクホールド値τｈは前回の更新値τａ（＝τ１）に設定されたままとなる。そのため、トルクホールド値τｈが実際の操舵トルクからかけ離れた異常値に設定されることがないため、モータ２０の不適切な駆動を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置４によれば以下の効果が得られる。
（２）マイコン４１は、更新値τａを設定した直後にトルクセンサ５に瞬断が発生していたか否かを判定し、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定した場合、トルクホールド値τｈを更新しないこととした。これにより、トルクホールド値τｈが異常値に設定されることがないため、モータ２０の不適切な駆動を回避することができる。

（３）マイコン４１は、更新値τａを設定した直後にトルクセンサ５から出力される信号Ｓａが所定の閾値Ｖａ以下となる状態が所定時間Ｔ１７継続することをもって、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定することとした。これによりトルクセンサ５の瞬断を容易に検出することができる。

＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記第２実施形態では、閾値Ｖａを検出信号下限値Ｖｍｉｎよりも若干大きい値に設定したが、閾値Ｖａは任意の値に設定可能である。例えば閾値Ｖａを「０＜Ｖａ≦Ｖｍｉｎ」の範囲に設定してもよい。

・上記第１の実施形態、あるいはその変形例の構成と、第２実施形態の構成とを組み合わせても良い。
・上記第１実施形態の変形例、及び第２実施形態では、トルクセンサ５や検出信号Ｓτに異常がないと判定した時点でトルクホールド値τｈを更新したが、トルクセンサ５や検出信号Ｓτに異常がないと判定した時点から所定時間経過した後にトルクホールド値τｈを更新してもよい。

・トルクホールド値τｈを更新値τａに更新する時期は、更新値τａを設定した後であれば、任意の時期に設定することが可能である。例えばトルクセンサ５が異常診断信号Ｓｄとして第１信号Ｓ１を出力している途中でトルクホールド値τｈを更新してもよい。またトルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて更新値τａの現在値を設定したときに、トルクホールド値τｈを更新値τａの前回値に更新してもよい。すなわちトルクホールド値τｈを更新する時期を、更新値τａの設定周期の一周期分だけ遅れた時期に設定してもよい。要は、トルクセンサ５の検出信号Ｓτに基づいて更新値τａを設定した時点から所定時間経過した後に、トルクホールド値τｈを更新値τａに更新するものであればよい。このような構成であれば、異常な更新値τａが設定された際に、更新値τａの設定と同時にトルクホールド値τｈを更新値τａに更新する場合と比較して、異常な更新値τａがトルクホールド値τｈに反映されるまでの時間を遅らせることができる。すなわちトルクホールド値τｈが異常値に設定される時期を遅らせることができる。これによりマイコン４１が異常なトルクホールド値τｈに基づいてモータ２０の駆動制御を行う時間を短縮することができるため、モータ２０の不適切な駆動を抑制することができる。

・上記各実施形態では、更新値τａを、トルクセンサ５が検出信号Ｓτの出力を停止する直前に検出されたトルク値に設定したが、更新値τａを検出するタイミングは適宜変更可能である。また更新値τａとして、トルクセンサ５が検出信号Ｓτを出力している期間に検出される複数のトルク値の平均値を用いてもよい。

・上記各実施形態では、トルクセンサ５から出力される異常診断信号Ｓｄの波形として、図３（ｂ）の波形を例示したが、異常診断信号Ｓｄの波形は適宜変更可能である。異常診断信号Ｓｄの波形として、例えば第２信号Ｓ２、第１信号Ｓ１、異常検出信号Ｓｅの順に出力する波形を用いてもよい。またトルクセンサ５に自己診断機能が搭載されていない場合には、異常診断信号Ｓｄから第３信号Ｓ３の波形を省略してもよい。

・上記第２実施形態では、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが所定の閾値Ｖａ以下となる状態が所定時間Ｔ１７継続することをもって、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定することとした。これに代えて、給電開始時にトルクセンサ５から最初に出力される信号が上限値Ｖｍａｘ付近の信号である場合には、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが所定の閾値以上となる状態が所定時間継続することをもって、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定することも可能である。例えばトルクセンサ５が、異常診断信号Ｓｄとして、第２信号Ｓ２、第１信号Ｓ１、異常検出信号Ｓｅを順に出力する場合、瞬断後の給電開始時にトルクセンサ５から最初に出力される信号は第２信号Ｓ２となる。このような場合には、図１１に示すように、閾値Ｖａを検出信号上限値Ｖｍａｘよりも若干小さい値に設定する。またマイコン４１は、更新値τａを設定した時刻ｔ５０の直後に、トルクセンサ５の出力信号Ｓａが所定の閾値Ｖａ以上となる状態が所定時間Ｔ１７以上継続したか否かを判断する。そしてマイコン４１は、図中に示すように時刻ｔ５１から所定時間Ｔ１７が経過する時刻ｔ５２までの間、トルクセンサ５から出力される信号Ｓａが所定の閾値Ｖａ以上となる状態が継続したとき、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定してもよい。マイコン４１は、このような方法で更新値τａを設定した直後にトルクセンサ５に瞬断が発生していたか否かを判定し、トルクセンサ５に瞬断が発生していたと判定した場合、トルクホールド値τｈを更新しなければ、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記各実施形態では、トルクセンサ５が自身への給電開始に基づき異常診断信号Ｓｄを出力するものであったが、トルクセンサ５は、例えばマイコン４１からの指令信号に基づいて異常診断信号Ｓｄを出力するものであってもよい。

・上記各実施形態では、検出信号及び異常診断信号を出力するセンサとしてトルクセンサ５を例示したが、検出信号及び異常診断信号を出力するセンサはこれに限定されない。例えば回転角センサ７に対して上記各実施形態の構成を適用し、回転角センサ７から検出信号及び異常診断信号を出力させてもよい。

・上記各実施形態のモータ制御装置４は、電動パワーステアリング装置のモータ制御装置に限らず、適宜のモータ制御装置に適用可能である。適用可能なモータ制御装置は、検出対象の状態量に応じた検出信号を出力するセンサを備え、センサの検出信号に基づきモータの駆動を制御するものであればよい。

τａ…更新値、Ｓτ…検出信号、Ｓｄ…異常診断信号、１…操舵機構、４…モータ制御装置、５…トルクセンサ、２０…モータ、４１…マイコン（制御部）。

Claims (6)

1. 検出対象の状態量に応じた検出信号を出力するセンサと、
   前記検出信号に基づきモータの駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記センサは、
   前記検出信号の出力と、前記センサの異常を判定可能な異常診断信号の出力とを交互に行い、
   前記制御部は、
   前記異常診断信号に基づき前記センサの異常を判定するとともに、
   前記センサから前記検出信号が出力される期間毎に前記検出信号に基づいて前記状態量のホールド値を設定し、少なくとも前記センサから前記異常診断信号が出力される期間においては前記ホールド値に基づいて前記モータの駆動を制御するものであり、
   前記検出信号に基づいて前記ホールド値の更新値を設定した時点から所定時間が経過した後に、前記ホールド値を前記更新値に更新することを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記異常診断信号には、前記センサの異常として、前記検出信号の異常を判定可能な波形が含まれ、
   前記所定時間は、前記制御部が前記更新値を設定した時点から、前記センサが前記波形の異常診断信号の出力を完了する時点までの時間以上に設定されていることを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記異常診断信号には、前記センサの異常として、前記検出信号の異常を判定可能な波形が含まれ、
   前記制御部は、
   前記更新値を設定した後、前記異常診断信号に基づいて前記検出信号に異常が無いと判定されてから、前記ホールド値を前記更新値に更新することを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
   前記制御部は、
   前記更新値を設定した直後に前記センサに瞬断が発生していたか否かを判定し、前記センサに瞬断が発生していたと判定した場合、前記ホールド値を更新しないことを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記センサは、自身への給電が開始される毎に異常診断信号を出力し、
   前記異常診断信号は、前記検出信号の取り得る上限値又は下限値を最初に所定時間出力するものであり、
   前記制御部は、
   前記更新値を設定した直後に前記センサから出力される信号が、前記上限値に対応する閾値以上、又は前記下限値に対応する閾値以下となる状態が所定時間継続することをもって、前記センサに瞬断が発生していたと判定することを特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記制御部は、
   前記更新値を設定した直後に前記センサから出力される信号が所定の閾値以下となる状態が所定時間継続することをもって、前記センサに瞬断が発生していたと判定することを特徴とするモータ制御装置。