JP7256451B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構にモータのトルクを付与することにより操舵を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。ＥＰＳの制御装置は、トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに応じて、モータに供給する電流を制御する。また、制御装置は、絶対角度センサを通じて検出されるステアリングシャフトの回転角度である操舵角に基づき、ステアリングホイールを中立位置に復帰させるステアリング戻し制御などの補償制御を実行する。

ステアリングシャフトなどの回転軸の絶対角度を検出するセンサとしては、つぎのようなものが存在する。たとえば特許文献１のセンサは、回転軸の回転を、減速機構を介して減速部材の回転に変換し、この変換される減速部材の回転を検出部により検出する。検出部は減速部材の回転に応じた電気信号を生成する。減速機構の減速比が「１／Ｌ」である場合、減速部材の１回転は回転軸のＬ回転に相当する。このため、検出部により生成される電気信号に基づき、回転軸のＬ回転以内の絶対角度を検出することが可能である。

特開２００７－５７２３６号公報

特許文献１のセンサを含め回転軸の回転を他の部材の回転に変換し、この他の部材の回転に基づき回転軸の絶対角度を求めるタイプのセンサにおいては、減速機構を含め回転軸の回転を他の部材の回転に変換する変換機構を設ける必要がある。このため、変換機構における各構成部材の寸法公差または組み立て公差に起因して、回転軸の絶対角度の検出精度が低下するおそれがある。

本発明の目的は、回転検出対象の絶対回転角の検出精度を確保することができるモータ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得るモータ制御装置は、動力源であるモータおよび当該モータに連動して回転する回転検出対象を含む、互いに連動する複数の構成要素を有する機械装置の前記モータを前記回転検出対象の位置に応じて制御する。モータ制御装置は、前記機械装置に設けられる相対角センサを通じて検出される前記機械装置の第１の構成要素の相対回転角と、前記機械装置に設けられる絶対角センサを通じて検出される前記機械装置の第２の構成要素の絶対回転角を前記第１の構成要素の回転数に換算した回転数換算値とを使用して前記回転検出対象の絶対回転角を演算する演算回路を有している。前記演算回路は、前記第１の構成要素の相対回転角と、前記回転数換算値を求める際に得られる前記第１の構成要素の相対回転角に対応する回転角対応値を前記第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値との差が前記第１の構成要素の半回転以内であること、および前記第１の構成要素の相対回転角が正しいことを前提として、前記第１の構成要素の相対回転角と前記回転角換算値との比較に基づき、前記回転数換算値を補正する補正処理部を有している。

この構成によれば、絶対角センサを通じて検出される第２の構成要素の絶対回転角に基づき第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値を得ることができる。絶対角センサは、機械装置の電源がオフからオンへ切り替えられたとき、即時に第２の構成要素の絶対回転角を検出することができる。このため、機械装置の電源がオフからオンへ切り替えられたとき、第２の構成要素の絶対回転角を検出する際の基準位置に対応する第１の構成要素の基準位置を基準とした第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値を即時に演算することができる。したがって、機械装置の電源がオフされている期間、第１の構成要素の回転数を監視する必要がない。このため、機械装置の電源がオフされている期間における消費電力を抑えることができる。また、機械装置の電源がオフからオンへ切り替えられたとき、第１の構成要素の基準位置を基準とした第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値が即時に得られることにより、この第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値、および相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角に基づき、回転検出対象の絶対回転角を即時に得ることができる。

ところが、機械装置における各構成要素の寸法公差あるいは組み立て公差などに起因して、第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値が第１の構成要素の実際の回転数と異なる値になることが懸念される。この場合、実際の回転数と異なる回転数換算値を使用することにより、回転検出対象の絶対回転角の検出精度が低下するおそれがある。

この点、上記の構成では、第１の構成要素の相対回転角と、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転数換算値との比較に基づき、第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値を補正する。これにより、第１の構成要素の実際の回転数に相当する正しい回転数換算値が得られる。そして、この正しい回転数換算値を使用することにより、回転検出対象の正しい絶対回転角を得ることができる。したがって、回転検出対象の絶対回転角の検出精度を確保することができる。ただし、補正処理部による補正は、第１の構成要素の相対回転角と、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値との差が第１の構成要素の半回転以内であること、および第１の構成要素の相対回転角が正しいことを前提として行われる。

ここで、たとえば相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角が第１の構成要素のｎ－１回転目における角度であるのに対し、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値が第１の構成要素のｎ回転目における角度である場合について検討する。

この場合、相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角の位置からみて、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値が、第１の構成要素のｎ－１回転目の値なのかｎ回転目の値なのか不明となることが考えられる。しかし、上記の構成によるように、ここでは相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角と、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値との差が、第１の構成要素の半回転以内の値に収まることを前提としている。このため、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値が、第１の構成要素のｎ－１回転目の角度なのかｎ回転目の角度なのかを特定することが可能である。

ここでは、一例としてつぎの状況を仮定する。すなわち、第１の構成要素のｎ－１回転目における角度は、相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角を基準とする第１の構成要素の半回転の範囲から外れた角度である。これに対して、第１の構成要素のｎ回転目における角度は、相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角を基準とする第１の構成要素の半回転の範囲内の角度である。このため、回転角対応値を第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値は、第１の構成要素のｎ－１回転目の角度ではなく、第１の構成要素のｎ回転目の角度であることが分かる。そして、上記の構成では、相対角センサを通じて検出される第１の構成要素の回転角が正しいことを前提としているため、実際に演算される第１の構成要素の回転数に相当する回転数換算値から１だけ減算することにより、正しい回転数換算値を得ることができる。

上記のモータ制御装置において、前記演算回路は、第１の換算部と第２の換算部とを有していることが好ましい。第１の換算部は、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間の減速比に基づき前記第２の構成要素の絶対回転角を前記第１の構成要素の相対回転角に換算した第１の回転角換算値を演算する。第２の換算部は、前記第１の回転角換算値を前記第１の構成要素の１回転分の回転角である３６０°で除することにより前記回転数換算値を演算する。また、前記補正処理部は、第１の処理部、第２の処理部、および第３の処理部を有していることが好ましい。第１の処理部は、前記回転数換算値を前記第１の構成要素の回転数に対応する整数部分と、前記第１の構成要素の相対回転角に対応する前記回転角対応値としての小数部分とに分離する。第２の処理部は、前記の前提を踏まえて、前記第１の構成要素の相対回転角と、前記小数部分を前記第１の構成要素の相対回転角に変換した第２の回転角換算値との比較に基づき、前記整数部分に対する補正値を演算する。第３の処理部は、前記整数部分の値と前記補正値とを加算することにより、前記回転検出対象の絶対回転角の演算に使用される前記第１の構成要素の最終的な回転数を演算する。

上記のモータ制御装置において、前記演算回路は、回転数演算部と、減算器と、絶対角演算部と、を有していてもよい。回転数演算部は、前記相対角センサを通じて検出される前記第１の構成要素の相対回転角に基づき前記第１の構成要素の回転数を演算する。減算器は、前記補正処理部により演算される最終的な回転数から、前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数を減算することにより、前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数に対する補正値を演算する。絶対角演算部は、前記相対角センサを通じて検出される前記第１の構成要素の相対回転角、および前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数に前記補正値を反映させた後の前記第１の構成要素の最終的な回転数に基づき、前記回転検出対象の絶対回転角を演算する。

上記のモータ制御装置において、前記第１の構成要素は、車両の操舵機構に付与される操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生するアシストモータであり、前記第２の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトであり、前記回転検出対象は、前記転舵シャフトに前記ピニオンシャフトを介して連結されたステアリングシャフトであってもよい。

上記のモータ制御装置において、前記第１の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトとの間の動力伝達が分離されたステアリングシャフトに付与される操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータであり、前記第２の構成要素は、前記転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトであり、前記回転検出対象は、前記ステアリングシャフトであってもよい。

上記のモータ制御装置において、前記第１の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータであり、前記第２の構成要素は、前記転舵シャフトに噛み合う第１のピニオンシャフトであり、前記回転検出対象は、前記転舵シャフトに噛み合う第２のピニオンシャフトであってもよい。

本発明のモータ制御装置によれば、回転検出対象の絶対回転角の検出精度を確保することができる。

モータ制御装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。 モータ制御装置の第１の実施の形態のブロック図。 比較例における演算回路のブロック図。 第１の実施の形態における演算回路のブロック図。 （ａ）は相対角センサを通じて検出されるモータの回転角を示す単位円、（ｂ）は絶対角センサを通じて検出されるピニオンシャフトの回転角に基づき演算されるモータの回転数換算値の小数点部分を示す単位円。 （ａ）は絶対角センサを通じて検出されるピニオンシャフトの回転角に基づき演算されるモータの回転数換算値の小数点部分を示す単位円、（ｂ）は相対角センサを通じて検出されるモータの回転角度を示す単位円。 （ａ）は絶対角センサを通じて検出されるピニオンシャフトの回転角に基づき演算されるモータの回転数換算値の小数点部分を示す単位円、（ｂ）は相対角センサを通じて検出されるモータの回転角を示す単位円。 第１の実施の形態における操舵角とモータの回転角との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態における補正値演算部により実行される補正値の演算処理手順を示すフローチャート。 モータ制御装置の第２の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。

＜第１の実施の形態＞
以下、モータ制御装置を車両の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。ステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４は、車両の操舵機構を構成する。

操舵装置１０は、操舵補助力（アシスト力）を生成するための構成として、アシストモータ２１、減速機構２２、ピニオンシャフト２３、相対角センサ２４、トルクアングルセンサ（以下、「ＴＡＳ２５」という。）、および制御装置２６を有している。

アシストモータ２１は、操舵補助力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。アシストモータ２１は、減速機構２２を介してピニオンシャフト２３に連結されている。ピニオンシャフト２３のピニオン歯２３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。アシストモータ２１の回転は減速機構２２によって減速されるとともに、当該減速された回転力が操舵補助力としてピニオンシャフト２３から転舵シャフト１４を介してピニオンシャフト１３に伝達される。

相対角センサ２４は、アシストモータ２１に設けられている。相対角センサ２４は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを０°から３６０°までの範囲の相対角で検出する。相対角センサ２４としては、たとえばホールセンサあるいはＭＲセンサ（磁気抵抗効果センサ）などの磁気センサ、またはレゾルバなどの種々のタイプが採用される。

ＴＡＳ２５は、ピニオンシャフト１３に設けられている。ＴＡＳ２５は、絶対角センサ２５ａとトルクセンサ２５ｂとが組み合わせられてなる。トルクセンサ２５ｂは、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてピニオンシャフト１３に加わるトルクを操舵トルクＴ_ｈとして検出する。

絶対角センサ２５ａは、ピニオンシャフト１３の３６０°を超える範囲の回転角θ_ｐａを絶対角で検出する。絶対角センサ２５ａとしては、たとえばピニオンシャフト１３と一体回転する主動歯車の回転を、この主動歯車に噛み合う２つの従動歯車の回転角に変換し、これら２つの従動歯車の回転角に基づき主動歯車の回転角を絶対角で求めるタイプが採用される。絶対角センサ２５ａは、車両の直進状態に対応するステアリングホイール１１の操舵中立位置（θ_ｓ＝０°）または転舵シャフト１４の転舵中立位置（θ_ｗ＝０°）を基準としてピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを演算する。このため、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａは、ステアリングホイール１１が操舵中立位置に対応する０°を基準として正方向へ回転するときにはプラス方向へ向けて増大し、逆方向へ回転するときにはマイナス方向へ向けて増大する。

ちなみに、操舵装置１０において、ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１２およびピニオンシャフト１３は一体的に回転する。このため、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａは、ステアリングホイール１１の回転角である操舵角θ_ｓと等しい値となる。

制御装置２６は、ＴＡＳ２５のトルクセンサ２５ｂを通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、および車両に設けられる車速センサ２７を通じて検出される車速Ｖを取り込む。制御装置２６は、アシストモータ２１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに応じた操舵補助力（アシスト力）を発生させるアシスト制御を実行する。

制御装置２６は、ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを操舵角θ_ｓとして取り込む。また、制御装置２６は相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍを取り込む。制御装置２６は、操舵角θ_ｓを使用して、より優れた操舵感を実現するための補償制御を実行する。

ここで、ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａは、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを検出する相対角センサに比べて分解能が低いことがある。このため、制御装置２６は、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍ、およびＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを使用して操舵角θ_ｓを絶対角で演算し、この演算される操舵絶対角を使用して先の補償制御などを実行する。

つぎに、制御装置２６について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置２６は、演算回路３１、駆動回路３２、およびマイクロコンピュータ３３を有している。

演算回路３１、駆動回路３２、およびマイクロコンピュータ３３には、エンジンなどの車両の走行用駆動源を作動させる際に操作される電源スイッチがオンされたことを契機として車載されるバッテリから動作電力が供給される。相対角センサ２４、ＴＡＳ２５、および車速センサ２７を含む各種の車載センサについても、電源スイッチがオンされたことを契機としてバッテリから動作電力が供給される。

演算回路３１は、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍ、およびＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを取り込み、これら取り込まれる回転角θ_ｍ，θ_ｐａを使用して、３６０°を超える範囲の操舵角θ_ｓを絶対角で演算する。演算回路３１については、後に詳述する。

駆動回路３２は、直列に接続された２つの電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子を基本単位であるレグとして、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の各相に対応する３つのレグが並列接続されてなるＰＷＭインバータである。駆動回路３２は、マイクロコンピュータ３３により生成される制御信号Ｓ_ｃに基づいて、バッテリから供給される直流電力を三相交流電力に変換する。当該三相交流電力は各相の給電経路を介してアシストモータ２１へ供給される。

マイクロコンピュータ３３は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき目標アシスト力を演算し、この目標アシスト力をアシストモータ２１に発生させるために必要とされる電流の目標値である電流指令値を演算する。マイクロコンピュータ３３は、アシストモータ２１へ供給される実際の電流値を電流指令値に追従させる電流のフィードバック制御の実行を通じて、駆動回路３２に対する制御信号Ｓ_ｃを生成する。この制御信号Ｓ_ｃは、駆動回路３２の各スイッチング素子のデューティ比を規定する。駆動回路３２の各スイッチング素子が制御信号Ｓ_ｃに基づきスイッチングすることによって、アシストモータ２１には電流指令値に応じた電流が供給される。これにより、アシストモータ２１は目標アシスト力に応じた回転力を発生する。

つぎに、演算回路３１について詳細に説明する。演算回路３１としては、たとえばつぎの比較例としての構成を採用することが考えられる。
図３に示すように、演算回路３１は、第１の換算部４１、第２の換算部４２、回転数演算部４３、減算器４４、および絶対角演算部４５を有している。

第１の換算部４１は、ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａをアシストモータ２１の回転角に換算した換算値θ_ｍｐを演算する。ピニオンシャフト１３とアシストモータ２１とは、転舵シャフト１４、ピニオンシャフト２３、および減速機構２２を介して連動するため、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａとアシストモータ２１の回転角θ_ｍとの間には相関関係がある。したがって、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づき、アシストモータ２１の回転角を求めることができる。

第１の換算部４１は、たとえば次式（Ａ）に基づき換算値θ_ｍｐを演算する。
θ_ｍｐ＝θ_ｐａ・Ｇ_ｒ …（Ａ）
ただし、「Ｇ_ｒ」は、ピニオンシャフト１３から減速機構２２までの減速比である。

第２の換算部４２は、たとえば次式（Ｂ）に基づき、第１の換算部４１により演算される換算値θ_ｍｐをアシストモータ２１の回転数に換算した換算値Ｎ_ｍｐを演算する。
Ｎ_ｍｐ＝θ_ｍｐ／３６０° …（Ｂ）
ただし、「３６０°」は、アシストモータ２１が１回転するときの回転角である。

回転数演算部４３は、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍに基づき、アシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを演算する。回転数演算部４３は、たとえば相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍが３６０°を超えるごとにアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍをカウントアップする。回転数演算部４３は、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、アシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを０回転からカウントする。

減算器４４は、次式（Ｃ）で表されるように、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐから回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを減算することによって、当該回転数Ｎ_ｍに対する補正値Ｎ_ｅを演算する。

Ｎ_ｅ＝Ｎ_ｍｐ－Ｎ_ｍ …（Ｃ）
第２の換算部４２により演算されるアシストモータ２１の回転角に相当する換算値Ｎ_ｍｐと、回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍとが同じ値であるとき、補正値Ｎ_ｅは「０」となる。車両の電源スイッチがオフされている期間において、ステアリングホイール１１に外力が付与されることによりステアリングシャフト１２を介してアシストモータ２１が回転した場合、その回転は補正値Ｎ_ｅとして現れる。補正値Ｎ_ｅは、ステアリングシャフト１２、ひいてはアシストモータ２１の回転方向に応じて正の値になることもあれば、負の値になることもある。

絶対角演算部４５は、減算器４４により演算される補正値Ｎ_ｅを使用して、回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを補正する。たとえば絶対角演算部４５は、次式（Ｄ）で表されるように、回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍに、減算器４４により演算される補正値Ｎ_ｅを加算することにより、操舵絶対角の演算に使用する最終的な回転数Ｎ_ｍ′を演算する。

Ｎ_ｍ′＝Ｎ_ｍ＋Ｎ_ｅ …（Ｄ）
ただし、「Ｎ_ｍ」は回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数、「Ｎ_ｅ」は減算器４４により演算される補正値Ｎ_ｅである。

減算器４４により演算される最終的な回転数Ｎ_ｍ′は、ステアリングホイール１１の操舵中立位置または転舵シャフト１４の転舵中立位置に対応するアシストモータ２１の回転角θ_ｍ（以下、「モータ中点」という。）を基準とする回転数となる。

絶対角演算部４５は、補正後の回転数Ｎ_ｍ′および相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍを使用して、操舵角θ_ｓを絶対角で演算する。絶対角演算部４５は、次式（Ｅ）で表されるように、アシストモータ２１のモータ中点を基準点として、その基準点からのアシストモータ２１の回転角θ_ｍの変化量に基づき、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを３６０°を超える範囲の絶対角で演算し、この演算される回転角θ_ｍに基づきピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを操舵角θ_ｓとして演算する。

θ_ｓ＝θ_ｐａ＝（θ_ｍ＋Ｎ_ｍ′・３６０°）／Ｇ_ｒ …（Ｅ）
ただし、「Ｎ_ｍ′」は減算器４４により演算される補正後のアシストモータ２１の回転数である。「Ｇ_ｒ」は、ピニオンシャフト１３から減速機構２２までの範囲における減速比である。この減速比Ｇｒを示す情報は制御装置２６の図示しない記憶装置に記憶されている。

ちなみに、演算回路３１として、回転数演算部４３および減算器４４を割愛した構成を採用することも考えられる。この場合であれ、絶対角演算部４５は、第２の換算部４２により演算されるアシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐ、および相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍに基づき、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを絶対角で演算することが可能である。この場合、先の式（Ｅ）における最終的な回転数Ｎ_ｍ′を第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐに置換する。

このように構成した演算回路３１によれば、ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づき、アシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍに相当する換算値Ｎ_ｍｐを得ることができる。絶対角センサ２５ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、即時にピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを絶対角で検出することができる。このため、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐについても即時に演算することができる。したがって、車両の電源スイッチがオフされている期間、アシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを監視する必要がない。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間における消費電力を抑えることができる。

また、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐを使用して補正することによって、モータ中点を基準としたアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍが即時に得られる。このモータ中点を基準としたアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍ、および相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍに基づき、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａ、ひいては操舵角θ_ｓを絶対角で即時に得ることができる。ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａよりも分解能が細かい相対角センサ２４の回転角θ_ｍを使用することにより、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａ、ひいては操舵角θ_ｓの演算精度が確保される。

ところが、この演算回路３１においては、つぎのことが懸念される。すなわち、アシストモータ２１と回転検出対象であるピニオンシャフト１３とは、減速機構２２、ピニオンシャフト２３および転舵シャフト１４を介して機械的に連結されている。このため、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づき演算される換算値Ｎ_ｍｐが、減速機構２２からピニオンシャフト１３までの間の動力伝達経路におけるバックラッシあるいは組み立て公差などの影響を受けるおそれがある。そして当該影響を受けることにより、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の実際の回転数と、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づき得られるアシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐとが異なる値になることが懸念される。この場合、換算値Ｎ_ｍｐを使用して演算される補正値Ｎ_ｅ、ひいては絶対角演算部４５により演算されるピニオン角の回転角θ_ｐａの演算精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施の形態では、演算回路３１として、つぎの構成を採用している。
図４に示すように、演算回路３１は、先の第１の換算部４１、第２の換算部４２、回転数演算部４３、減算器４４、および絶対角演算部４５に加えて、補正処理部５０を有している。補正処理部５０は、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐの補正処理を行う。補正処理部５０は、分離部５１、補正値演算部５２、および加算器５３を有している。

分離部５１は、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐが整数部分と小数部分とからなることを前提として、換算値Ｎ_ｍｐの整数部分Ｎ_ａと小数部分Ｎ_ｂとを分離する。換算値Ｎ_ｍｐの整数部分Ｎ_ａは、アシストモータ２１の回転数に相当する。換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂは、アシストモータ２１の回転角に対応する。すなわち、減速機構２２からピニオンシャフト１３までの間の動力伝達経路におけるバックラッシあるいは組み立て公差などが無く、かつ先の動力伝達経路の各構成部材が剛体であると仮定した場合、アシストモータ２１の回転角θ_ｍは、次式（Ｆ１）で表すことができる。

θ_ｍ＝Ｎ_ｂ・３６０° …（Ｆ１）
ただし、「Ｎ_ｂ」は第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐの小数部分である。「３６０°」はアシストモータ２１が１回転したときの回転角である。

補正値演算部５２は、分離部５１により分離される小数部分Ｎ_ｂがアシストモータ２１の回転角に対応する値であることに着目して、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐに対する補正値Ｎ_ｃを演算する。ただし、補正値演算部５２による補正値Ｎ_ｃの演算は、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍと、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角に換算した換算値θ_ｎｂとの差が、次式（Ｆ２）で表されるように、「±１８０°」の範囲内に収まることを前提として行われる。補正値演算部５２については、後に詳述する。

－１８０°＜θ_ｎｂ－θ_ｍ＜１８０° …（Ｆ２）
ただし、「１８０°」はアシストモータ２１のモータ中点を基準とする正方向へ向けた半回転分の回転角、「－１８０°」はアシストモータ２１のモータ中点を基準とする逆方向へ向けた半回転分の回転角である。

加算器５３は、分離部５１により分離される整数部分Ｎ_ａに対して、補正値演算部５２により演算される補正値Ｎ_ｃを加算することにより、操舵中立位置または転舵シャフト１４の転舵中立位置に対応するモータ中点を基準としたアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｄを演算する。

つぎに、補正値演算部５２について詳細に説明する。補正値演算部５２は、つぎの観点に基づき補正値Ｎ_ｃを演算する。
図５（ａ）に示すように、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値を円周上にプロットするとき、アシストモータ２１の回転角θ_ｍの値はアシストモータ２１の回転に伴い円周上を移動する動点として見ることができる。アシストモータ２１がその中立位置であるモータ中点（θ_ｍ＝０°）を基準として正回転するとき、アシストモータ２１の回転角θ_ｍの値は、円周上を図５（ａ）中の反時計方向へ向けて移動する。アシストモータ２１がその中立位置であるモータ中点を基準として逆回転するとき、アシストモータ２１の回転角θ_ｍの値は、円周上を図５（ａ）中の時計方向へ向けて移動する。図５（ａ）では、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の正方向へ向けた１／４回転ごとの角度９０°，１８０°，２７０°を示す。また、図５（ａ）では、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の逆方向へ向けた１／４回転ごとの角度－９０°，－１８０°，－２７０°を括弧書きで示す。

図５（ｂ）に示すように、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐにおける小数部分Ｎ_ｂの値を円周上にプロットするとき、小数部分Ｎ_ｂの値は円周上を移動する動点として見ることができる。アシストモータ２１がその中立位置であるモータ中点を基準として正回転する場合、アシストモータ２１に連動して回転するピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づく換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値は、円周上を図５（ｂ）中の反時計方向へ向けて移動する。アシストモータ２１がその中立位置であるモータ中点を基準として逆回転する場合、アシストモータ２１に連動して回転するピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づく換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値は、円周上を図５（ｂ）中の時計方向へ向けて移動する。図５（ｂ）では、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の正方向へ向けた１／４回転ごとの角度に対応する小数部分Ｎ_ｂの値、すなわち「０．２５，０．５，０．７５」を示す。また、図５（ｂ）では、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の逆方向へ向けた１／４回転ごとの角度に対応する小数部分Ｎ_ｂの値、すなわち「－０．２５，－０．５，－０．７５」を括弧書きで示す。

小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂの値が正しい場合、この換算値θ_ｎｂは相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍと同じ値となる。すなわち、換算値Ｎ_ｎｂの値が正しい場合、図５（ｂ）のポイントＰ１で示される小数部分Ｎ_ｂの値は、図５（ａ）にポイントＰ１′で示される相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値に対応した値となる。

しかし、実際は先の動力伝達経路における組み立て公差などに起因して、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂの値と、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍとが同じ値にならないことがある。すなわち、換算値Ｎ_ｎｂの値が正しい場合、小数部分Ｎ_ｂの値は、図５（ｂ）のポイントＰ１で示される図５（ａ）のポイントＰ′に対応する値となるところ、実際の小数部分Ｎ_ｂは、たとえば図５（ｂ）のポイントＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５で示される値となる。

この点、本実施の形態によれば、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂと、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍとの比較を通じて、アシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐ、より具体的には換算値Ｎ_ｍｐの整数部分Ｎ_ａに対する補正値Ｎ_ｃを演算することが可能である。ただし、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍが正しいこと、および先の式（Ｆ２）が成立することを前提とする。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１の例として、アシストモータ２１が正回転している状態において、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値が次式（Ｇ１）で表される範囲内の値である場合、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値が次式（Ｇ２）で表される範囲内の値であるとき、アシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐは正しい値であるといえる。このことは、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値Ｎ_ｎｂ（０°～４５°）と、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値との差が許容範囲である±１８０°以内の値であることから、小数部分Ｎ_ｂはアシストモータ２１の回転角θ_ｍと対応した同じ回転数内の値であることが分かる。このため、整数部分Ｎ_ａに対する補正値Ｎ_ｃは「０」に設定すればよい。

０°≦Ｎ_ｂ＜０．１２５ …（Ｇ１）
０°≦θ_ｍ＜４５° …（Ｇ２）
図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２の例として、アシストモータ２１が正回転している状態において、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値が次式（Ｈ１）で表される範囲内の値である場合、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値が次式（Ｈ２）で表される範囲内の値であるとき、アシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐは間違った値であるといえる。このことは、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値Ｎ_ｎｂ（０°～４５°）と、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値との差が許容範囲である「±１８０°」を超える値であることから分かる。また、この場合、アシストモータ２１の回転角θ_ｍは小数部分Ｎ_ｂに対して１回転分だけ少ない回転数内の値であること、たとえばアシストモータ２１がＮ_ｎ－１回転目である場合、小数部分Ｎ_ｂはアシストモータ２１のＮ_ｎ回転目に対応する位置にあることが分かる。このため、整数部分Ｎ_ａに対する補正値Ｎ_ｃは「－１」に設定すればよい。

０°≦Ｎ_ｂ＜０．１２５ …（Ｈ１）
２７０°≦θ_ｍ＜３１５°…（Ｈ２）
このことは、つぎのような見方もできる。

図８のグラフに示すように、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍは、操舵角θ_ｓの変化に伴い「０°～３６０°」の範囲内における立ち上がりと立ち下がりとを所定の周期で繰り返す。ここでは、たとえば相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍがアシストモータ２１のｎ－１回転目における３５０°であるのに対し、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂがアシストモータ２１のｎ回転目における１０°である場合について検討する。この場合、相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの位置からみて、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂである１０°は、アシストモータ２１のｎ－１回転目の値なのかｎ回転目の値なのか不明である。

しかし、ここでは相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍと、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂとの差が「±１８０°」の範囲内に収まることを前提としている。そして、アシストモータ２１のｎ－１回転目における１０°はアシストモータ２１の回転角θ_ｍを基準とする±１８０°の範囲から外れた値である一方、アシストモータ２１のｎ回転目における１０°はアシストモータ２１の回転角θ_ｍを基準とする±１８０°の許容範囲内の値である。このため、小数部分Ｎ_ｂの値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算した換算値θ_ｎｂである１０°は、アシストモータ２１のｎ－１回転目の値ではなく、アシストモータ２１のｎ回転目の値であることが分かる。したがって、換算値Ｎ_ｍｐに対する補正値Ｎ_ｃは「－１」と設定すればよいことが分かる。

＜補正値Ｎ_ｃの演算処理手順＞
つぎに、補正値演算部５２により実行される補正値Ｎ_ｃの演算処理手順を図９のフローチャートに従って説明する。このフローチャートにかかる各処理は、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられることを契機として実行される。

図９のフローチャートに示すように、補正値演算部５２は、次式（Ｉ）で表されるように、ＴＡＳ２５の絶対角センサ２５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａの値が「０」以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。

θ_ｐａ≦０ …（Ｉ）
補正値演算部５２は、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａの値が「０」以上である旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、次式（Ｊ）で表されるように、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値が「０．５」以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。小数部分Ｎ_ｂの値における「０．５」は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍにおける１８０°に対応する値である。

Ｎ_ｂ≦０．５ …（Ｊ）
補正値演算部５２は、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂが「０．５」以下である旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、次式（Ｋ）で表されるように、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。

θ_ｍ＞（Ｎ_ｂ＋０．５）・３６０° …（Ｋ）
補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値である旨判定されるとき（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、補正値Ｎ_ｃとして「－１」を設定し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。この処理は、たとえば先の図７（ａ），（ｂ）に示される状況下で実行される。また、補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０３でＮＯ）、補正値Ｎ_ｃとして「０」を設定し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。この処理は、たとえば先の図６（ａ），（ｂ）に示される状況下で実行される。

補正値演算部５２は、先のステップＳ１０２において、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂが「０．５」以下ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、次式（Ｌ）で表されるように、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。

θ_ｍ＞（Ｎ_ｂ－０．５）・３６０° …（Ｌ）
補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値である旨判定されるとき（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、補正値Ｎ_ｃとして「０」を設定し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。また、補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍが、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０６でＮＯ）、補正値Ｎ_ｃとして「＋１」を設定し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

補正値演算部５２は、先のステップＳ１０１において、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａの値が「０」以上ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＮＯ）、次式（Ｍ）で表されるように、第２の換算部４２により演算される換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値が「－０．５」以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１０９）。

Ｎ_ｂ≧－０．５ …（Ｍ）
補正値演算部５２は、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂが「－０．５」以上である旨判定されるとき（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、次式（Ｎ）で表されるように、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。

θ_ｍ－３６０°＞（Ｎ_ｂ－０．５）・３６０° …（Ｎ）
補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値である旨判定されるとき（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、補正値Ｎ_ｃとして「０」を設定し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。また、補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、小数部分Ｎ_ｂから「０．５」を減算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値ではない旨判定されるとき（ステップＳ１１０でＮＯ）、補正値Ｎ_ｃとして「＋１」を設定し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。

補正値演算部５２は、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂが「－０．５」以上ではない旨判定されるとき（ステップＳ１０９でＮＯ）、次式（Ｏ）で表されるように、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１１３）。

θ_ｍ－３６０°＞（Ｎ_ｂ＋０．５）・３６０° …（Ｏ）
補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値である旨判定されるとき（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、補正値Ｎ_ｃとして「－１」を設定し（ステップＳ１１４）、処理を終了する。また、補正値演算部５２は、アシストモータ２１の回転角θ_ｍから３６０°を減算した値が、小数部分Ｎ_ｂに「０．５」を加算した値をアシストモータ２１の回転角θ_ｍに換算したしきい値よりも大きい値ではない旨判定されるとき（ステップＳ１１３でＮＯ）、補正値Ｎ_ｃとして「０」を設定し（ステップＳ１１５）、処理を終了する。

＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍの値と、換算値Ｎ_ｍｐの小数部分Ｎ_ｂの値に基づき演算されるアシストモータ２１の３６０°以内の回転角θ_ｍに相当する換算値θ_ｎｂとの比較を通じて、換算値Ｎ_ｍｐの整数部分Ｎ_ａに対する補正値Ｎ_ｃが演算される。この補正値Ｎ_ｃが換算値Ｎ_ｍｐの整数部分Ｎ_ａに加算されることにより、モータ中点を基準としたアシストモータ２１のより正確な回転数Ｎ_ｄが得られる。そして、補正処理部５０により演算される回転数Ｎ_ｄと回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍとの差である補正値Ｎ_ｅを使用して、回転数演算部４３により演算されるアシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを補正することによって、モータ中点を基準としたアシストモータ２１のより正確な回転数Ｎ_ｍを得ることができる。このアシストモータ２１のより正確な回転数Ｎ_ｍおよび相対角センサ２４を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍに基づき、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａ、ひいては操舵角θ_ｓを絶対角で得ることができる。絶対角センサ２５ａよりも分解能が細かい相対角センサ２４の回転角θ_ｍを使用することにより、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａ、ひいては操舵角θ_ｓの演算精度を確保することができる。

（２）絶対角センサ２５ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、即時にピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを絶対角で検出する。このため、演算回路３１は、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、モータ中点を基準とするアシストモータ２１の回転数に相当する換算値Ｎ_ｍｐを即時に演算することができる。したがって、演算回路３１は、車両の電源スイッチがオフされている期間、アシストモータ２１の回転数Ｎ_ｍを監視する必要がない。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間における消費電力を抑えることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、モータ制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第２の実施の形態を説明する。

図１０に示すように、車両の操舵装置１００は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。

また、操舵装置１００は、クラッチ６１およびクラッチ制御部６２を有している。
クラッチ６１はステアリングシャフト１２の途中に設けられている。クラッチ６１としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。クラッチ６１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ６１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。

クラッチ制御部６２は、クラッチ６１の断続を制御する。クラッチ制御部６２は、クラッチ６１の励磁コイルに通電することによってクラッチ６１を接続された状態から切断された状態へ切り替える。また、クラッチ制御部６２は、クラッチ６１の励磁コイルに対する通電を停止することによってクラッチ６１を切断された状態から接続された状態へ切り替える。

クラッチ６１が接続された状態において、ステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能する。すなわち、ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗが変更される。

また、操舵装置１００は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ７１、減速機構７２、相対角センサ７３、ＴＡＳ７４、および反力制御部７５を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。

反力モータ７１は、操舵反力の発生源である。反力モータ７１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ７１は、減速機構７２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。減速機構７２は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ６１とステアリングホイール１１との間の部分に設けられている。反力モータ７１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。

相対角センサ７３は反力モータ７１に設けられている。相対角センサ７３は、反力モータ７１の回転角θ_ａを０°から３６０°までの範囲の相対角で検出する。相対角センサ７３としては、たとえばホールセンサあるいはＭＲセンサ（磁気抵抗効果センサ）などの磁気センサ、またはレゾルバなどの種々のタイプが採用される。

ＴＡＳ７４は、ステアリングシャフト１２における減速機構７２とステアリングホイール１１との間の部分に設けられている。ＴＡＳ７４は先の図１に示される第１の実施の形態のＴＡＳ２５と同一の構成を有している。ＴＡＳ７４は、絶対角センサ７４ａとトルクセンサ７４ｂとが組み合わせられてなる。絶対角センサ７４ａは、ステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓを３６０°を超える範囲の絶対角で検出する。ステアリングシャフト１２にはステアリングホイール１１が連結されるため、ステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓは、ステアリングホイール１１の回転角である操舵角θ_ｓと等しい値となる。トルクセンサ７４ｂは、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１２に加わるトルクを操舵トルクＴ_ｈとして検出する。

反力制御部７５は、反力モータ７１の駆動制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。反力制御部７５は、ＴＡＳ７４のトルクセンサ７４ｂを通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、および車速センサ２７を通じて検出される車速Ｖに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標操舵角を演算する。また、反力制御部７５は、相対角センサ７３を通じて検出される反力モータ７１の回転角θ_ａに基づきステアリングホイール１１の実際の操舵角θ_ｓを演算する。そして反力制御部７５は、目標操舵角と実際の操舵角θ_ｓとの偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ７１に対する給電を制御する。

また、反力制御部７５は、クラッチ接続条件の成否に基づきクラッチ６１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ接続条件としては、たとえばつぎの３つの条件（ａ），（ｂ），（ｃ）が挙げられる。

ａ．車両の電源スイッチがオフされていること。
ｂ．反力モータ７１を含む操舵反力を発生させるための構成要素の異常が検出されること。

ｃ．後述する転舵モータ８１を含む転舵力を発生させるための構成の異常が検出されること。
反力制御部７５は、クラッチ接続条件が成立するときにはクラッチ６１を接続する旨の指令信号を生成する一方、クラッチ接続条件が成立しないときにはクラッチを切断する旨の指令信号を生成する。クラッチ制御部６２は、反力制御部７５により生成される指令信号に基づきクラッチ６１の断続を制御する。

また、操舵装置１００は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ８１、減速機構８２、ピニオンシャフト８３、相対角センサ８４、ＴＡＳ８５、および転舵制御部８６を有している。

転舵モータ８１は転舵力の発生源である。転舵モータ８１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ８１は、減速機構８２を介してピニオンシャフト８３に連結されている。ピニオンシャフト８３のピニオン歯８３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。転舵モータ８１のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト８３を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ８１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。

相対角センサ８４は転舵モータ８１に設けられている。相対角センサ８４は、転舵モータ８１の回転角θ_ｂを０°から３６０°までの範囲の相対角で検出する。相対角センサ８４としては、たとえばホールセンサあるいはＭＲセンサ（磁気抵抗効果センサ）などの磁気センサ、またはレゾルバなどの種々のタイプが採用される。

ＴＡＳ８５は、ピニオンシャフト１３に設けられている。ＴＡＳ８５は先の図１に示される第１の実施の形態のＴＡＳ２５と同一の構成を有している。ＴＡＳ８５は、絶対角センサ８５ａとトルクセンサ８５ｂとが組み合わせられてなる。絶対角センサ８５ａは、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを３６０°を超える範囲の絶対角で検出する。トルクセンサ８５ｂは、ピニオンシャフト１３に作用するトルクＴ_ｐを検出する。

転舵制御部８６は、転舵モータ８１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。転舵制御部８６は、相対角センサ８４を通じて検出される転舵モータ８１の回転角θ_ｂを検出し、当該検出される回転角θ_ｂを使用して転舵モータ８１を制御する。転舵制御部８６は、相対角センサ８４を通じて検出される転舵モータ８１の回転角θ_ｂに基づきピニオンシャフト８３の実際の回転角θ_ｐｂを演算する。また、転舵制御部８６は、反力制御部７５により演算される目標操舵角を使用して目標ピニオン角を演算する。そして転舵制御部８６は、目標ピニオン角と実際のピニオンシャフト８３の回転角θ_ｐｂとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ８１に対する給電を制御する。

また、転舵制御部８６も先のクラッチ接続条件（ａ）～（ｃ）の成否に基づきクラッチ６１の断続を切り替える断続制御を実行する。転舵制御部８６は、クラッチ接続条件が成立するときにはクラッチ６１を接続する旨の指令信号を生成する一方、クラッチ接続条件が成立しないときにはクラッチを切断する旨の指令信号を生成する。指令信号はクラッチ制御部６２に対するものである。

つぎに、反力制御部７５について詳細に説明する。
反力制御部７５は、基本的には先の図２に示される第１の実施の形態の制御装置２６と同様の構成を有している。図２に括弧書きの符号で示すように、反力制御部７５は、演算回路７５ａ、マイクロコンピュータ７５ｂおよび駆動回路７５ｃを有している。

演算回路７５ａは、基本的には先の図４に示される第１の実施の形態の演算回路３１と同様の構成を有している。先の演算回路３１がアシストモータ２１の回転角θ_ｍおよびピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを取り込むのに対し、演算回路７５ａは相対角センサ７３を通じて検出される反力モータ７１の回転角θ_ａおよびＴＡＳ７４の絶対角センサ７４ａを通じて検出されるステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓを取り込む。演算回路７５ａは、これら取り込まれる回転角θ_ａ，θ_ｓｓを使用して、３６０°を超える範囲の操舵角θ_ｓを絶対角で演算する。

演算回路７５ａにおいては、先の図９のフローチャートと同様の処理手順で、ステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓに基づき演算される反力モータ７１の回転数に対する補正値Ｎｃを演算する。ただし、ここでは図９のフローチャートの各処理において、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａをステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓと読み替える。また、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを反力モータ７１の回転角θ_ａと読み替える。

マイクロコンピュータ７５ｂは、ＴＡＳ７４のトルクセンサ７４ｂを通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、および車速センサ２７を通じて検出される車速Ｖに基づき目標操舵反力を演算し、これら目標操舵反力、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標操舵角を演算する。マイクロコンピュータ７５ｂは、目標操舵角と、演算回路７５ａにより演算される操舵角θ_ｓ（絶対角）との偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ７１に対する給電を、駆動回路７５ｃを介して制御する。

つぎに、転舵制御部８６について詳細に説明する。
転舵制御部８６は、基本的には先の図２に示される第１の実施の形態の制御装置２６と同様の構成を有している。図２に括弧書きの符号で示すように、転舵制御部８６は、演算回路８６ａ、マイクロコンピュータ８６ｂおよび駆動回路８６ｃを有している。

演算回路８６ａは、基本的には先の図４に示される第１の実施の形態の演算回路３１と同様の構成を有している。先の演算回路３１がアシストモータ２１の回転角θ_ｍおよびピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを取り込むのに対し、演算回路８６ａは相対角センサ８４を通じて検出される転舵モータ８１の回転角θ_ｂおよびＴＡＳ８５の絶対角センサ８５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを取り込む。演算回路８６ａは、これら取り込まれる回転角θ_ｂ，θ_ｐａを使用して、ピニオンシャフト８３の３６０°を超える範囲の回転角θ_ｐｂを絶対角で演算する。

ちなみに、転舵シャフト１４のラック歯１４ａ，１４ｂの諸元（歯のピッチおよび圧力角など）が同一の値に設定される場合、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａおよびピニオンシャフト８３の回転角θ_ｐｂは互いに同じ値になる。

演算回路８６ａは、先の図９のフローチャートと同様の処理手順で、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを変換することによって得られる転舵モータ８１の回転数に対する補正値Ｎｃを演算する。ただし、ここでは図９のフローチャートの各処理において、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを転舵モータ８１の回転角θ_ｂと読み替える。演算回路８６ａは、転舵モータ８１のモータ中点を基準とするより正確な回転数、および転舵モータ８１の回転角θ_ｂに基づき、ピニオンシャフト８３の回転角θ_ｐｂを絶対角で演算する。

マイクロコンピュータ８６ｂは、反力制御部７５により演算されるステアリングホイール１１の目標操舵角をピニオンシャフト８３の目標回転角として取り込む。マイクロコンピュータ７５ｂは、ピニオンシャフト８３の目標回転角と、演算回路８６ａにより演算されるピニオンシャフト８３の回転角θ_ｐｂ（絶対角）との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ８１に対する給電を、駆動回路８６ｃを介して制御する。

また、マイクロコンピュータ８６ｂは、たとえば操舵反力を発生させるための構成要素（反力モータ７１、相対角センサ７３、および反力制御部７５）に異常が検出されるとき、クラッチ６１を接続させる。そしてマイクロコンピュータ８６ｂは、ＴＡＳ８５を通じて検出されるトルクＴ_ｐに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を発生させるべく転舵モータ８１に対する給電を制御する。転舵モータ８１のトルクが減速機構８２を介して転舵シャフト１４に付与されることにより、ステアリングホイール１１の操作が補助される。すなわち、操舵装置１００は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として機能する。

したがって、第２の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態における（１），（２）と同様の以下の効果を得ることができる。
（３）ＴＡＳ７４の絶対角センサ７４ａを通じて検出されるステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓを換算することにより得られる反力モータ７１のモータ中点を基準とする回転数を、相対角センサ７３を通じて検出される反力モータ７１の回転数を使用して補正する。ステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓに基づく反力モータ７１のモータ中点を基準とするより正確な回転数を使用することにより、操舵角θ_ｓの演算精度を確保することができる。

（４）車両の電源スイッチがオフされている期間において、ステアリングホイール１１に外力が付与されることにより、ステアリングホイール１１が回転するおそれがある。この点、ＴＡＳ７４の絶対角センサ７４ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、即時にステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓを絶対角で検出する。このため、演算回路７５ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、ステアリングシャフト１２の回転角θ_ｓｓを反力モータ７１のモータ中点を基準とする回転数に即時に換算することができる。したがって、演算回路７５ａは、車両の電源スイッチがオフされている期間、反力モータ７１の回転数を監視する必要がない。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間における消費電力を抑えることができる。

（５）ＴＡＳ８５の絶対角センサ８５ａを通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを換算することにより得られる転舵モータ８１のモータ中点を基準とする回転数を、相対角センサ８４を通じて検出される転舵モータ８１の回転数を使用して補正する。ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａに基づく転舵モータ８１のモータ中点を基準とするより正確な回転数を使用することにより、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａ、ひいてはピニオンシャフト８３の回転角θ_ｐｂの演算精度を確保することができる。

（６）車両の電源スイッチがオフされるとき、クラッチ６１が接続される。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間において、ステアリングホイール１１に外力が付与されたとき、ステアリングホイール１１の回転に伴い転舵輪１６，１６が転舵するおそれがある。この点、ＴＡＳ８５の絶対角センサ８５ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、即時にピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを絶対角で検出する。このため、演算回路８６ａは、車両の電源スイッチがオフからオンへ切り替えられたとき、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐａを転舵モータ８１のモータ中点を基準とする回転数に即時に換算することができる。したがって、演算回路８６ａは、車両の電源スイッチがオフされている期間、転舵モータ８１の回転数を監視する必要がない。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間における消費電力を抑えることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、制御装置２６が搭載されるＥＰＳは、ステアリングシャフト１２にアシスト力を付与するタイプであってもよい。

・第２の実施の形態において、クラッチ制御部６２、反力制御部７５および転舵制御部８６は、単一の制御装置として構成してもよい。
・第２の実施の形態において、操舵装置１００として、クラッチ６１およびクラッチ制御部６２を割愛した構成を採用してもよい。この場合、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に常に分離された状態に維持される。

・第２の実施の形態において、反力制御部７５の演算回路７５ａおよび転舵制御部８６の演算回路８６ａの少なくとも一方として、補正処理部５０を割愛した構成を採用してもよい。

・第１および第２の実施の形態において、操舵装置１０，１００には、絶対角センサ２５ａ，７４ａ，８５ａおよびトルクセンサ２５ｂ，７４ｂ，８５ｂが組み合わせられたＴＡＳ２５，７４，８５を設けたが、これら絶対角センサ２５ａ，７４ａ，８５ａおよびトルクセンサ２５ｂ，７４ｂ，８５ｂをそれぞれ独立した別個のセンサとして設けてもよい。この場合、第２の実施の形態において、ピニオンシャフト１３にはトルクセンサ８５ｂを設けなくてもよい。

・第１および第２の実施の形態において、演算回路３１，７５ａ，８６ａは、マイクロコンピュータ３３，７５ｂ，８６ｂの機能部分としてマイクロコンピュータ３３，７５ｂ，８６ｂに組み込んでもよい。

・第１および第２の実施の形態において、アシストモータ２１および転舵モータ８１が発生する動力を転舵シャフト１４に伝達する伝達機構として、減速機構２２，８２およびピニオンシャフト２３，８３に代えて、ベルト伝動機構およびボールねじ機構を採用してもよい。

・第１および第２の実施の形態において、制御装置２６、反力制御部７５あるいは転舵制御部８６は、操舵装置１０，１００に限らず、モータを動力源とする他の機械装置の制御装置に具体化してもよい。この場合、機械装置は、その回転検出対象に連動する第１の回転体の相対回転角を検出する相対角センサ、および回転検出対象に連動する第２の回転体の絶対回転角を検出する絶対角センサを有することを前提とする。

１０，１００…操舵装置（機械装置）、１２…ステアリングシャフト（回転検出対象）、１３…ピニオンシャフト（第２の構成要素）、１４…転舵シャフト、２１…アシストモータ（第１の構成要素）、２４，７３，８４…相対角センサ、２５ａ，７４ａ，８５ａ…絶対角センサ、２６…制御装置（モータ制御装置）、３１，７５ａ，８６ａ…演算回路、４１…第１の換算部、４２…第２の換算部、４３…回転数演算部、４４…減算器、４５…絶対角演算部、５０…補正処理部、５１…分離部（第１の処理部）、５２…補正値演算部（第２の処理部）、５３…加算器（第３の処理部）、７５…反力制御部（モータ制御装置）、８６…転舵制御部（モータ制御装置）、７１…反力モータ（第１の構成要素）、８１…転舵モータ（第１の構成要素）、８３…ピニオンシャフト（回転検出対象）、Ｇ_ｒ…減速比、θ_ｍｐ…換算値（第１の回転角換算値）、θ_ｎｂ…換算値（第２の回転角換算値）、Ｎ_ｍｐ…換算値（回転数換算値）、Ｎ_ａ…整数部分、Ｎ_ｂ…小数部分（回転角対応値）、Ｎ_ｅ…補正値、Ｎ_ｄ…回転数、θ_ｍ，θ_ａ，θ_ｂ…回転角（相対回転角）、θ_ｓ…操舵角、θ_ｐａ…回転角（絶対回転角）。

Claims (6)

1. 動力源であるモータおよび当該モータに連動して回転する回転検出対象を含む、互いに連動する複数の構成要素を有する機械装置の前記モータを前記回転検出対象の位置に応じて制御するモータ制御装置であって、
   前記機械装置に設けられる相対角センサを通じて検出される前記機械装置の第１の構成要素の相対回転角と、前記機械装置に設けられる絶対角センサを通じて検出される前記機械装置の第２の構成要素の絶対回転角を前記第１の構成要素の回転数に換算した回転数換算値とを使用して前記回転検出対象の絶対回転角を演算する演算回路を有し、
   前記演算回路は、前記第１の構成要素の相対回転角と、前記回転数換算値を求める際に得られる前記第１の構成要素の相対回転角に対応する回転角対応値を前記第１の構成要素の相対回転角に換算した回転角換算値との差が前記第１の構成要素の半回転以内であること、および前記第１の構成要素の相対回転角が正しいことを前提として、前記第１の構成要素の相対回転角と前記回転角換算値との比較に基づき、前記回転数換算値を補正する補正処理部を有しているモータ制御装置。
2. 前記演算回路は、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間の減速比に基づき前記第２の構成要素の絶対回転角を前記第１の構成要素の相対回転角に換算した第１の回転角換算値を演算する第１の換算部と、
   前記第１の回転角換算値を前記第１の構成要素の１回転分の回転角である３６０°で除することにより前記回転数換算値を演算する第２の換算部と、を有し、
   前記補正処理部は、前記回転数換算値を前記第１の構成要素の回転数に対応する整数部分と、前記第１の構成要素の相対回転角に対応する前記回転角対応値としての小数部分とに分離する第１の処理部と、
   前記の前提を踏まえて、前記第１の構成要素の相対回転角と、前記小数部分を前記第１の構成要素の相対回転角に変換した第２の回転角換算値との比較に基づき、前記整数部分に対する補正値を演算する第２の処理部と、
   前記整数部分の値と前記補正値とを加算することにより、前記回転検出対象の絶対回転角の演算に使用される前記第１の構成要素の最終的な回転数を演算する第３の処理部と、を有している請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記演算回路は、前記相対角センサを通じて検出される前記第１の構成要素の相対回転角に基づき前記第１の構成要素の回転数を演算する回転数演算部と、
   前記補正処理部により演算される最終的な回転数から、前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数を減算することにより、前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数に対する補正値を演算する減算器と、
   前記相対角センサを通じて検出される前記第１の構成要素の相対回転角、および前記回転数演算部により演算される前記第１の構成要素の回転数に前記補正値を反映させた後の前記第１の構成要素の最終的な回転数に基づき、前記回転検出対象の絶対回転角を演算する絶対角演算部と、を有している請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記第１の構成要素は、車両の操舵機構に付与される操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生するアシストモータであり、
   前記第２の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトであり、
   前記回転検出対象は、前記転舵シャフトに前記ピニオンシャフトを介して連結されたステアリングシャフトである請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 前記第１の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトとの間の動力伝達が分離されたステアリングシャフトに付与される操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータであり、
   前記第２の構成要素は、前記転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトであり、
   前記回転検出対象は、前記ステアリングシャフトである請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記第１の構成要素は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータであり、
   前記第２の構成要素は、前記転舵シャフトに噛み合う第１のピニオンシャフトであり、
   前記回転検出対象は、前記転舵シャフトに噛み合う第２のピニオンシャフトである請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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