JP2011109874A - Motor controller and vehicle steering apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of controlling a motor by a new control method without using a rotating angle sensor when the rotating angle sensor fails. <P>SOLUTION: A sensor failure determining unit 40, when it detects an abnormality in an output signal of a resolver 8, switches a motor control mode from a second mode to a first mode. When the control mode is switched to the first mode, it is determined whether or not a q-axis indication current I<SB>q</SB><SP>*</SP>of the resolver 8 before the failure is a negative value. When the q-axis indication current I<SB>q</SB><SP>*</SP>before the resolver fails is zero or a positive value, a rotating angle θ<SB>E</SB>of a rotor before the failure of the resolver that is stored in a buffer 28 is set as a switching initial value for a previous value θ<SB>C</SB>(n-1) of a control angle θ<SB>C</SB>. On the other hand, when the q-axis indication current I<SB>q</SB><SP>*</SP>before the failure of the resolver is a negative value, the rotating angle θ<SB>E</SB>of the rotor immediately before the failure of the resolver that is stored in a buffer 28 and shifted by 180°, that is, a value (θ<SB>E</SB>+π) is set as the switching initial value for the previous value θ<SB>C</SB>(n-1) of the control angle θ<SB>C</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置およびそれを備えた車両用操舵装置に関する。ブラシレスモータは、たとえば、車両用操舵装置の駆動源として使用可能である。車両用操舵装置の一例は、電動パワーステアリング装置である。   The present invention relates to a motor control apparatus for driving a brushless motor and a vehicle steering apparatus including the motor control apparatus. The brushless motor can be used, for example, as a drive source for a vehicle steering apparatus. An example of a vehicle steering device is an electric power steering device.

ブラシレスモータを駆動制御するためのモータ制御装置は、一般に、ロータの回転角を検出するための回転角センサの出力に応じてモータ電流の供給を制御するように構成されている。しかし、回転角センサが故障すると、モータ制御を継続できなくなる。
そこで、回転角センサを用いることなくブラシレスモータを駆動するセンサレス駆動方式が提案されている。センサレス駆動方式は、ロータの回転に伴う誘起電圧を推定することによって、磁極の位相（ロータの電気角）を推定する方式である。ロータ停止時および極低速回転時には、磁極の位相を推定できないので、別の方式で磁極の位相が推定される。具体的には、ステータに対してセンシング信号を注入し、このセンシング信号に対するモータの応答が検出される。このモータ応答に基づいて、ロータ回転位置が推定される。 A motor control device for driving and controlling a brushless motor is generally configured to control the supply of motor current in accordance with the output of a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor. However, if the rotation angle sensor fails, the motor control cannot be continued.
Therefore, a sensorless driving method for driving a brushless motor without using a rotation angle sensor has been proposed. The sensorless driving method is a method for estimating the phase of the magnetic pole (electrical angle of the rotor) by estimating the induced voltage accompanying the rotation of the rotor. Since the phase of the magnetic pole cannot be estimated when the rotor is stopped and when rotating at a very low speed, the phase of the magnetic pole is estimated by another method. Specifically, a sensing signal is injected into the stator, and a motor response to the sensing signal is detected. Based on this motor response, the rotor rotational position is estimated.

特開2007-267549号公報JP 2007-267549 Gazette

上記のセンサレス駆動方式は、誘起電圧やセンシング信号を用いてロータの回転位置を推定し、その推定によって得られた回転位置に基づいてモータを制御するものである。しかし、この駆動方式は、いずれの用途にも適しているわけではなく、たとえば、車両の舵取り機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置その他の車両用操舵装置の駆動源として用いられるブラシレスモータの制御に適用するための手法は未だ確立されていない。そのため、別の方式によるセンサレス制御の実現が望まれている。   The above sensorless driving method estimates the rotational position of the rotor using an induced voltage or a sensing signal, and controls the motor based on the rotational position obtained by the estimation. However, this drive system is not suitable for any use. For example, a brushless motor used as a drive source of an electric power steering apparatus or other vehicle steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle. A method for applying to control has not been established yet. Therefore, realization of sensorless control by another method is desired.

そこで、この発明の目的は、回転角センサが故障したときには、回転角センサを用いない新たな制御方式でモータを制御することができるモータ制御装置およびそれを備えた車両用操舵装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor control device capable of controlling a motor by a new control method that does not use a rotation angle sensor when a rotation angle sensor fails, and a vehicle steering apparatus equipped with the motor control device. It is.

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ロータ（５０）と、このロータに対向するステータ（５５）とを備えたモータ（３）を制御するためのモータ制御装置（５）であって、制御上の回転角である制御角（θＣ）に従う回転座標系の第1軸電流指示値（Ｉγ ＊）で前記モータを駆動する電流駆動手段（３０，３１，３３，３４Ｂ，３４Ｃ，３５，３６Ａ，３６Ｂ）と、前記制御角に加算すべき加算角を演算する加算角演算手段（２２，２３）と、所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって、制御角の今回値を求める制御角演算手段（２６）と、を含む負荷角制御手段と、前記ロータ回転角を検出するための回転角センサ（８）と、前記ロータ回転角に従う回転座標系の第２軸電流指示値（Ｉｑ ＊）を設定するための指示電流設定手段（３２）と、前記回転角センサが故障したことを検出する故障検出手段（４０）と、前記回転角センサの故障が検出されたときに、前記回転角センサの検出値と前記指示電流設定手段の設定値とに基づくモータ制御（第２モード）から、前記負荷角制御手段によるモータ制御（第１モード）に、制御モードを切り換える切換手段（４１，４２）と、前記切換手段によって制御モードが切り換えられたときに、前記制御角の前回値（θＣ(n-1)）の初期値を設定する切換初期値設定手段（２９）とを含み、前記切換初期値設定手段は、前記切換手段によって制御モードが切り換えられたときに、前記回転角センサの故障検出直前の前記第２軸電流指示値の符号が正であるか負であるかを判別する手段（２９，ステップＳ１６）と、故障検出直前の前記第２軸電流指示値が前記第１軸電流指示値と同符号である場合には、故障検出直前に前記回転角センサによって検出されたロータ回転角を、前記制御角の前回値の初期値として設定する手段（２９，ステップＳ１７）と、故障検出直前の前記第２軸電流指示値が前記第１軸電流指示値と異符号である場合には、故障検出直前に前記回転角センサによって検出されたロータ回転角を１８０度ずらした回転角を、前記制御角の前回値の初期値として設定する手段（２９，ステップＳ１８）とを含む、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a motor control device (5) for controlling a motor (3) including a rotor (50) and a stator (55) facing the rotor. The current driving means (30, 31, 33, 34B) that drives the motor with the first axis current instruction value (I γ * ) of the rotating coordinate system according to the control angle (θ C ) that is the control rotation angle. , 34C, 35, 36A, 36B), addition angle calculation means (22, 23) for calculating the addition angle to be added to the control angle, and the addition angle calculation means for each predetermined calculation cycle. Load angle control means including control angle calculation means (26) for obtaining the current value of the control angle by adding the addition angle to the previous value of the control angle, and a rotation angle sensor for detecting the rotor rotation angle (8) and a rotation according to the rotor rotation angle. An instruction current setting means (32) for setting the second axis current instruction value (I q * ) of the rotating coordinate system, a failure detection means (40) for detecting that the rotation angle sensor has failed, and the rotation When a failure of the angle sensor is detected, from the motor control (second mode) based on the detected value of the rotation angle sensor and the set value of the command current setting means, the motor control by the load angle control means (first Mode), the switching means (41, 42) for switching the control mode, and the initial value of the previous value (θ C (n-1)) of the control angle when the control mode is switched by the switching means. Switching initial value setting means (29) for performing, when the switching mode is switched by the switching means, the second axis current instruction value immediately before the rotation angle sensor failure is detected. The sign of is positive If the second axis current instruction value immediately before the failure detection has the same sign as the first axis current instruction value, the means (29, step S16) for determining whether it is negative or negative Means (29, step S17) for setting the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor as the initial value of the previous value of the control angle, and the second axis current indication value immediately before the failure detection is the first axis current. If the instruction value is different from the indicated value, a rotation angle obtained by shifting the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection by 180 degrees is set as an initial value of the previous value of the control angle (29 , Step S18). In addition, although the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later, of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiments. The same applies hereinafter.

この構成によれば、回転角センサの故障が検出されたときに、回転角センサの検出値と指示電流設定手段の設定値とに基づくモータ制御（第２モード）から、負荷角制御手段に基づくモータ制御（第１モード）に、制御モードが切り換えられる。つまり、回転角センサの故障が検出されていないときには、第２モードによるモータ制御が行なわれ、回転角センサの故障が検出されると第１モードによるモータ制御が行なわれる。   According to this configuration, when a failure of the rotation angle sensor is detected, the motor control (second mode) based on the detection value of the rotation angle sensor and the setting value of the instruction current setting unit is based on the load angle control unit. The control mode is switched to motor control (first mode). That is, when the rotation angle sensor failure is not detected, the motor control in the second mode is performed, and when the rotation angle sensor failure is detected, the motor control in the first mode is performed.

第１モードでモータが制御されるときには、制御角に従う回転座標系（γδ座標系。以下「仮想回転座標系」といい、この仮想回転座標系の座標軸を「仮想軸」という。）の第１軸電流指示値（仮想軸電流指示値）によってモータが駆動される一方で、制御角は、演算周期毎に加算角を加算することによって更新される。これにより、制御角を更新しながら、すなわち、仮想回転座標系の座標軸（仮想軸）を更新しながら、仮想軸電流指示値に応じてモータを駆動することによって、必要なトルクを発生させることができる。こうして、回転角センサを用いることなく、モータから適切なトルクを発生させることができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量（負荷角）が適値に導かれることによって、適切なトルクが発生する。モータトルクの大きさは、たとえば、モータのトルク定数をＫＴ、仮想軸の軸電流値をＩγとし、負荷角をθＬとすると、ＫＴ・ＩγsinθＬで表すことができる。負荷角θＬの調整によってモータトルクが制御されるので、第１軸電流指示値は、正または負のいずれか一方の符号を有する。 When the motor is controlled in the first mode, the rotation coordinate system according to the control angle (γδ coordinate system; hereinafter referred to as “virtual rotation coordinate system”, the coordinate axis of this virtual rotation coordinate system is referred to as “virtual axis”). While the motor is driven by the shaft current command value (virtual shaft current command value), the control angle is updated by adding the addition angle every calculation cycle. Thus, the required torque can be generated by driving the motor according to the virtual axis current instruction value while updating the control angle, that is, while updating the coordinate axis (virtual axis) of the virtual rotation coordinate system. it can. Thus, an appropriate torque can be generated from the motor without using a rotation angle sensor. That is, an appropriate torque is generated by introducing a deviation amount (load angle) between the coordinate axis of the rotating coordinate system (dq coordinate system) and the virtual axis according to the magnetic pole direction of the rotor to an appropriate value. Magnitude of the motor torque, for example, a torque constant of the motor and K T, the axis current value of the virtual axis and I gamma, when the load angle and theta L, can be expressed by K T · I γ sinθ L. Since the motor torque is controlled by adjusting the load angle theta L, the first-axis current command value, with a positive or negative one of the codes.

一方、第２モードでモータが制御されるときには、回転角センサによって検出されるロータの回転角と指示電流設定手段の設定値（ロータ回転角に従う回転座標系の第２軸電流指示値）とに基づいて、モータへの通電制御を行なうことによって、モータが駆動される。
この発明では、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときに、制御角の前回値（θＣ(n-1)）の初期値が、切換初期値設定手段によって設定される。具体的には、制御モードが切り換えられたときに、回転角センサの故障検出直前の第２軸電流指示値の符号が正であるか負であるかが判別される。そして、故障検出直前の第２軸電流指示値が第１軸電流指示値と同符号である場合には、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角が、制御角の前回値の初期値として設定される。一方、故障検出直前の第２の軸電流指示値が第１軸電流指示値と異符号である場合には、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角を１８０度ずらした回転角が、制御角の前回値の初期値として設定される。 On the other hand, when the motor is controlled in the second mode, the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor and the set value of the command current setting means (the second axis current command value of the rotating coordinate system according to the rotor rotation angle) are set. Based on this, the motor is driven by performing energization control on the motor.
In the present invention, when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the initial value of the previous value (θ C (n-1)) of the control angle is set by the switching initial value setting means. Specifically, when the control mode is switched, it is determined whether the sign of the second axis current instruction value immediately before the rotation angle sensor failure detection is positive or negative. When the second axis current instruction value immediately before the failure detection has the same sign as the first axis current instruction value, the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection is the previous value of the control angle. Set as initial value. On the other hand, when the second axis current instruction value immediately before the failure detection is different from the first axis current instruction value, the rotation angle obtained by shifting the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection by 180 degrees. Is set as the initial value of the previous value of the control angle.

前述したように、制御角（θＣ）は、制御角の前回値（θＣ(n-1)）に加算角（α）が加算されることにより演算される。そこで、この発明では、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときには、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角（θＥ）を、制御角の前回値（θＣ(n-1)）の初期値として設定している。これにより、モード切換時に制御の連続性を確保できる。 As described above, the control angle (θ C ) is calculated by adding the addition angle (α) to the previous value (θ C (n−1)) of the control angle. Therefore, in the present invention, when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the rotor rotation angle (θ E ) detected by the rotation angle sensor immediately before the failure is detected is used as the previous value (θ C ) of the control angle. (n-1)) is set as the initial value. Thereby, continuity of control can be ensured at the time of mode switching.

前述のとおり、第１軸電流指示値は正または負のいずれか一方の符号を有する値（たとえば、零または正の値）とされるのに対して、第２軸電流指示値は、目標とするモータトルクの方向に応じて正または負の値をとる。これは、第１モードでは負荷角の制御によってモータトルクの方向および大きさが制御されるのに対して、第２モードでは軸電流値の方向および大きさによってモータトルクの方向および大きさが制御されるからである。   As described above, the first axis current instruction value is a value having either positive or negative sign (for example, zero or positive value), whereas the second axis current instruction value is the target and It takes a positive or negative value depending on the direction of motor torque. In the first mode, the direction and magnitude of the motor torque are controlled by controlling the load angle, whereas in the second mode, the direction and magnitude of the motor torque are controlled by the direction and magnitude of the axial current value. Because it is done.

回転角センサの故障検出に応答して第２モードから第１モードへの切り換わりが生じるときに、故障直前の第２軸電流指示値が第１軸電流指示値と同符号であれば、故障直前のロータ回転角を制御角前回値に設定することにより、モード切り換え後も妥当なモータトルクを発生させることができる。すなわち、制御の連続性を保つことができる。これに対して、故障直前の第２軸電流指示値が第１軸電流指示値と異符号であるときには、ロータ回転角を制御角前回値に設定することで、モータトルクの方向が反転し、制御の連続性が失われるおそれがある。   If switching from the second mode to the first mode occurs in response to the failure detection of the rotation angle sensor, if the second axis current indication value immediately before the failure has the same sign as the first axis current indication value, the failure By setting the immediately preceding rotor rotation angle to the control angle previous value, it is possible to generate an appropriate motor torque even after mode switching. That is, continuity of control can be maintained. On the other hand, when the second axis current instruction value immediately before the failure is different from the first axis current instruction value, by setting the rotor rotation angle to the control angle previous value, the direction of the motor torque is reversed, Control continuity may be lost.

そこで、この発明では、回転角センサの故障検出直前の第２軸電流指示値が第１軸電流指示値と異符号である場合には、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角を１８０度ずらした回転角（θＥ＋π）を、制御角の前回値（θＣ(n-1)）の初期値として設定するようにしている。これにより、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角をそのまま制御角の前回値（θＣ(n-1)）の初期値として設定する場合に比べて、制御角（θＣ）が１８０度ずれ、従って、負荷角（θＬ）が１８０度ずれる。前述したように、モータトルクは、負荷角θＬを用いて、ＫＴ・ＩγsinθＬで表されるので、負荷角（θＬ）が１８０度ずれると、モータトルクの方向が反転する。この結果、制御モード切換後において第１軸電流指示値に基づくモータ制御が行なわれるようになったときに、モータトルクの方向を制御モード切換前の方向と一致させることができるようになる。したがって、故障検出直前の第２軸電流指示値の符号によらずに、第２モードから第1モードにスムーズに制御モードを移行させることが可能となる。 Therefore, in the present invention, when the second axis current instruction value immediately before the failure detection of the rotation angle sensor is different from the first axis current instruction value, the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection. the so that set 180 degrees shifted rotational angle (θ E + π), as the initial value of the previous value of the control angle (θ C (n-1) ). Thereby, compared with the case where the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection is set as the initial value of the previous control angle (θ C (n-1)) as it is, the control angle (θ C ) Is shifted by 180 degrees, and therefore the load angle (θ L ) is shifted by 180 degrees. As described above, the motor torque is expressed as KT · I γ sinθ L using the load angle θ L , so that the direction of the motor torque is reversed when the load angle (θ L ) is shifted by 180 degrees. As a result, when the motor control based on the first axis current instruction value is performed after the control mode switching, the direction of the motor torque can be matched with the direction before the control mode switching. Therefore, it is possible to smoothly shift the control mode from the second mode to the first mode regardless of the sign of the second axis current instruction value immediately before the failure detection.

請求項２記載の発明は、車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与するモータ（３）と、前記モータを制御するための、請求項１に記載のモータ制御装置とを含む、車両用操舵装置である。この構成によれば、回転角センサの故障が検出されたときに、第２モードから第1モードにスムーズに制御モードを移行させることができる車両用操舵装置を提供できる。   The invention according to claim 2 includes a motor (3) for applying a driving force to the steering mechanism (2) of the vehicle, and a motor control device according to claim 1 for controlling the motor. It is a steering device. According to this configuration, it is possible to provide a vehicle steering apparatus that can smoothly shift the control mode from the second mode to the first mode when a failure of the rotation angle sensor is detected.

前記負荷角制御手段は、モータによって駆動される駆動対象に加えられる、モータトルク以外のトルク（Ｔ）を検出するためのトルク検出手段（１）と、前記駆動対象に加えられるべき指示トルク（Ｔ＊：モータトルク以外のトルクの指示値）を設定する指示トルク設定手段とをさらに含んでいてもよい。この場合、前記加算角演算手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示トルクと前記トルク検出手段によって検出されるトルクとのトルク偏差に応じて前記加算角を演算するものであってもよい。 The load angle control means includes a torque detection means (1) for detecting a torque (T) other than the motor torque applied to a drive target driven by a motor, and an instruction torque (T) to be applied to the drive target. * : An instruction torque setting means for setting an instruction value of torque other than the motor torque) may be further included. In this case, the addition angle calculation means may calculate the addition angle according to a torque deviation between the instruction torque set by the instruction torque setting means and the torque detected by the torque detection means. .

この構成では、第１モードにおいては、駆動対象に加えられるべき指示トルク（モータトルク以外のトルクの指示値）が指示トルク設定手段によって設定される一方で、駆動対象に加えられる、モータトルク以外のトルクがトルク検出手段によって検出される。そして、指示トルクと検出トルクとの偏差（トルク偏差）に応じて加算角が演算される。すなわち、第１モードにおいては、前記検出トルクを前記指示トルクに近づけるように前記加算角を演算するフィードバック制御手段が構成されている。これにより、制御角を適切に制御することができ、モータから指示トルクに応じたモータトルクを発生させることができる。   In this configuration, in the first mode, the command torque to be applied to the drive target (the command value of torque other than the motor torque) is set by the command torque setting means, while the motor torque other than the motor torque applied to the drive target is set. Torque is detected by torque detecting means. Then, the addition angle is calculated according to the deviation (torque deviation) between the command torque and the detected torque. That is, in the first mode, feedback control means for calculating the addition angle so as to bring the detected torque closer to the command torque is configured. As a result, the control angle can be appropriately controlled, and motor torque corresponding to the command torque can be generated from the motor.

前記モータは、車両の舵取り機構（２）に駆動力を付与するものであってもよい。この場合に、前記トルク検出手段は、前記車両の操向のために操作される操作部材（１０）に加えられる操舵トルクを検出するものであってもよい。また、前記指示トルク設定手段は、操舵トルクの目標値としての指示操舵トルクを設定するものであってもよい。そして、前記加算角演算手段は、前記指示トルク設定手段によって設定される指示操舵トルクと前記トルク検出手段によって検出される操舵トルクとの偏差に応じて前記加算角を演算するものであってもよい。   The motor may provide a driving force to the steering mechanism (2) of the vehicle. In this case, the torque detection means may detect a steering torque applied to the operation member (10) operated for steering the vehicle. The command torque setting means may set command steering torque as a target value of steering torque. The addition angle calculation means may calculate the addition angle in accordance with a deviation between the instruction steering torque set by the instruction torque setting means and the steering torque detected by the torque detection means. .

この構成によれば、第１モードにおいては、指示操舵トルクが設定され、この指示操舵トルクと操舵トルク（検出値）との偏差に応じて前記加算角が演算される。これにより、操舵トルクが当該指示操舵トルクとなるように加算角が定められ、それに応じた制御角が定められることになる。したがって、指示操舵トルクを適切に定めておくことによって、モータから適切な駆動力を発生させて、これを舵取り機構に付与することができる。すなわち、ロータの磁極方向に従う回転座標系（ｄｑ座標系）の座標軸と前記仮想軸とのずれ量（負荷角）が指示操舵トルクに応じた値に導かれる。その結果、適切なトルクがモータから発生され、運転者の操舵意図に応じた駆動力を舵取り機構に付与できる。   According to this configuration, in the first mode, the command steering torque is set, and the addition angle is calculated according to the deviation between the command steering torque and the steering torque (detected value). Thus, the addition angle is determined so that the steering torque becomes the command steering torque, and the control angle corresponding to the addition angle is determined. Therefore, by appropriately determining the instruction steering torque, it is possible to generate an appropriate driving force from the motor and apply it to the steering mechanism. That is, the deviation (load angle) between the coordinate axis of the rotating coordinate system (dq coordinate system) and the virtual axis according to the magnetic pole direction of the rotor is led to a value corresponding to the command steering torque. As a result, an appropriate torque is generated from the motor, and a driving force according to the driver's steering intention can be applied to the steering mechanism.

前記モータ制御装置または前記車両用操舵装置は、前記操作部材の操舵角を検出する操舵角検出手段（４）をさらに含み、前記指示トルク設定手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角に応じて指示操舵トルクを設定するものであることが好ましい。この構成によれば、第１モート゛においては、操作部材の操舵角に応じて指示操舵トルクが設定されるので、操舵角に応じた適切なトルクをモータから発生させることができ、運転者が操作部材に加える操舵トルクを操舵角に応じた値へと導くことができる。これにより、良好な操舵感を得ることができる。   The motor control device or the vehicle steering device further includes steering angle detection means (4) for detecting a steering angle of the operation member, and the command torque setting means is a steering angle detected by the steering angle detection means. It is preferable that the command steering torque is set according to the above. According to this configuration, in the first mode, the command steering torque is set according to the steering angle of the operation member, so that an appropriate torque according to the steering angle can be generated from the motor, and the driver can operate The steering torque applied to the member can be led to a value corresponding to the steering angle. Thereby, a favorable steering feeling can be obtained.

前記指示トルク設定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段（６）によって検出される当該車速に応じて指示操舵トルクを設定するものであってもよい。この構成によれば、第１モート゛においては、車速に応じて指示操舵トルクが設定されるので、いわゆる車速感応制御を行うことができる。その結果、良好な操舵感を実現できる。たとえば、車速が大きいほど、すなわち、高速走行時ほど指示操舵トルクを小さく設定することより、すぐれた操舵感が得られる。   The command torque setting means may set the command steering torque according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means (6) for detecting the vehicle speed of the vehicle. According to this configuration, in the first mode, the command steering torque is set according to the vehicle speed, so that so-called vehicle speed sensitive control can be performed. As a result, a good steering feeling can be realized. For example, an excellent steering feeling can be obtained by setting the command steering torque to be smaller as the vehicle speed is higher, that is, at higher speeds.

この発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。1 is a block diagram for explaining an electrical configuration of an electric power steering apparatus to which a motor control device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. モータの構成を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating the structure of a motor. 前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the electric power steering device. 操舵角に対する指示操舵トルクの特性例を示す図である。It is a figure which shows the example of a characteristic of the instruction | indication steering torque with respect to a steering angle. 操舵トルクリミッタの働きを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of a steering torque limiter. 第１モードにおけるγ軸指示電流値の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the (gamma) axis instruction | indication current value in a 1st mode. 第２モードにおけるｑ軸指示電流値の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the q-axis command electric current value in 2nd mode. 加算角リミッタの働きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of an addition angle limiter. センサ故障判定部と切換初期値設定部とによって実行される制御モードの切換処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the switching process of the control mode performed by the sensor failure determination part and the switching initial value setting part.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置の一例）の電気的構成を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール１０に加えられる操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１と、車両の舵取り機構２に減速機構７を介して操舵補助力を与えるモータ３（ブラシレスモータ）と、ステアリングホイール１０の回転角である操舵角を検出する舵角センサ４と、モータ３内のロータの回転角を検出するレゾルバ８（回転角センサ）と、モータ３を駆動制御するモータ制御装置５と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ６とを備えている。レゾルバ８は、ロータ回転角（ロータ回転位置）に対応する正弦波信号および余弦波信号を生成するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an electrical configuration of an electric power steering device (an example of a vehicle steering device) to which a motor control device according to an embodiment of the present invention is applied. This electric power steering apparatus includes a torque sensor 1 for detecting a steering torque T applied to a steering wheel 10 as an operation member for steering the vehicle, and a steering assist force via a speed reduction mechanism 7 to the steering mechanism 2 of the vehicle. Motor 3 (brushless motor) that gives a steering angle, a steering angle sensor 4 that detects a steering angle that is the rotation angle of the steering wheel 10, a resolver 8 (rotation angle sensor) that detects the rotation angle of the rotor in the motor 3, a motor 3 and a vehicle speed sensor 6 for detecting the speed of the vehicle on which the electric power steering device is mounted. The resolver 8 generates a sine wave signal and a cosine wave signal corresponding to the rotor rotation angle (rotor rotation position).

モータ制御装置５は、レゾルバ８の出力信号、トルクセンサ１が検出する操舵トルク、舵角センサ４が検出する操舵角および車速センサ６が検出する車速に応じてモータ３を駆動することによって、操舵状況および車速に応じた適切な操舵補助を実現する。
モータ３は、この実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図２に図解的に示すように、界磁としてのロータ５０と、このロータ５０に対向するステータ５５に配置されたＵ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線５１，５２，５３とを備えている。モータ３は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。 The motor control device 5 drives the motor 3 in accordance with the output signal of the resolver 8, the steering torque detected by the torque sensor 1, the steering angle detected by the steering angle sensor 4, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6. Realize appropriate steering assistance according to the situation and vehicle speed.
In this embodiment, the motor 3 is a three-phase brushless motor. As schematically shown in FIG. 2, the rotor 50 as a field and a U-phase, V arranged in a stator 55 facing the rotor 50, V Phase and W phase stator windings 51, 52, 53. The motor 3 may be of an inner rotor type in which a stator is disposed facing the outside of the rotor, or may be of an outer rotor type in which a stator is disposed facing the inside of a cylindrical rotor.

各相のステータ巻線５１，５２，５３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ５０の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ５０の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ５０とともに回転する回転座標系である。ｄｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ５０のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ５０の回転角（ロータ角）θＭは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄｑ座標系は、ロータ角θＭに従う実回転座標系である。このロータ角θＭを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。 Three-phase fixed coordinates (UVW coordinate system) are defined in which the U, V, and W axes are taken in the direction of the stator windings 51, 52, and 53 of each phase. Also, a two-phase rotational coordinate system (dq coordinate system) in which the d axis (magnetic pole axis) is taken in the magnetic pole direction of the rotor 50 and the q axis (torque axis) is taken in the direction perpendicular to the d axis in the rotation plane of the rotor 50. The actual rotating coordinate system) is defined. The dq coordinate system is a rotating coordinate system that rotates with the rotor 50. In the dq coordinate system, since only the q-axis current contributes to the torque generation of the rotor 50, the d-axis current may be set to zero and the q-axis current may be controlled according to the desired torque. A rotation angle (rotor angle) θ M of the rotor 50 is a rotation angle of the d-axis with respect to the U-axis. dq coordinate system is an actual rotating coordinate system that rotates in accordance with the rotor angle theta M. With the use of the rotor angle theta M, coordinate conversion may be made between the UVW coordinate system and the dq coordinate system.

一方、この実施形態では、制御上の回転角を表す制御角θＣが導入される。制御角θＣは、Ｕ軸に対する仮想的な回転角である。この制御角θＣに対応する仮想的な軸をγ軸とし、このγ軸に対して９０°進んだ軸をδ軸として、仮想二相回転座標系（γδ座標系。仮想回転座標系）を定義する。制御角θＣがロータ角θＭに等しいとき、仮想回転座標系であるγδ座標系と実回転座標系であるｄｑ座標系とが一致する。すなわち、仮想軸としてのγ軸は実軸としてのｄ軸と一致し、仮想軸としてのδ軸は実軸としてのｑ軸と一致する。γδ座標系は、制御角θＣに従う仮想回転座標系である。ＵＶＷ座標系とγδ座標系との座標変換は、制御角θＣを用いて行うことができる。 On the other hand, in this embodiment, a control angle θ C representing a control rotation angle is introduced. The control angle θ C is a virtual rotation angle with respect to the U axis. A virtual axis corresponding to the control angle θ C is a γ-axis, and an axis advanced by 90 ° with respect to the γ-axis is a δ-axis, and a virtual two-phase rotational coordinate system (γδ coordinate system, virtual rotational coordinate system) is defined. Define. When the control angle θ C is equal to the rotor angle θ M , the γδ coordinate system, which is a virtual rotation coordinate system, matches the dq coordinate system, which is an actual rotation coordinate system. That is, the γ-axis as the virtual axis matches the d-axis as the real axis, and the δ-axis as the virtual axis matches the q-axis as the real axis. γδ coordinate system is an imaginary rotating coordinate system that rotates in accordance with the control angle theta C. Coordinate conversion between the UVW coordinate system and the γδ coordinate system can be performed using the control angle θ C.

制御角θＣとロータ角θＭとの差を負荷角θＬ（＝θＣ−θＭ）と定義する。
制御角θＣに従ってγ軸電流Ｉγをモータ３に供給すると、このγ軸電流Ｉγのｑ軸成分（ｑ軸への正射影）がロータ５０のトルク発生に寄与するｑ軸電流Ｉｑとなる。すなわち、γ軸電流Ｉγとｑ軸電流Ｉｑとの間に、次式(1)の関係が成立する。
Ｉｑ＝Ｉγ・sinθＬ …(1)
再び図１を参照する。モータ制御装置５は、マイクロコンピュータ１１と、このマイクロコンピュータ１１によって制御され、モータ３に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）１２と、モータ３の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部１３とを備えている。 A difference between the control angle θ C and the rotor angle θ M is defined as a load angle θ L (= θ C −θ M ).
When the γ-axis current I γ is supplied to the motor 3 according to the control angle θ C, the q-axis component of the γ-axis current I γ (orthographic projection onto the q-axis) contributes to the q-axis current I q that contributes to the torque generation of the rotor 50. Become. That is, the relationship of the following formula (1) is established between the γ-axis current I γ and the q-axis current I q .
I q = I γ · sin θ L (1)
Refer to FIG. 1 again. The motor control device 5 detects a current flowing in a microcomputer 11, a drive circuit (inverter circuit) 12 that is controlled by the microcomputer 11 and supplies electric power to the motor 3, and a stator winding of each phase of the motor 3. And a current detection unit 13.

電流検出部１３は、モータ３の各相のステータ巻線５１，５２，５３に流れる相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ（以下、総称するときには「三相検出電流ＩＵＶＷ」という。）を検出する。これらは、ＵＶＷ座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、操舵トルクリミッタ２０と、指示操舵トルク設定部２１と、トルク偏差演算部２２と、ＰＩ（比例積分）制御部２３と、加算角リミッタ２４と、制御角演算部２６と、回転角演算部２７と、バッファ部２８と、切換初期値設定部２９と、第１指示電流値生成部３１と、第２指示電流値生成部３２と、電流偏差演算部３０と、ＰＩ制御部３３と、指示電圧反転部３４Ａと、γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂと、αβ／ＵＶＷ変換部３４Ｃと、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部３５と、ＵＶＷ／αβ変換部３６Ａと、αβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂと、センサ故障判定部４０と、指示電流値切換部４１と、角度切換部４２とが含まれている。 The current detection unit 13 uses phase currents I U , I V , I W (hereinafter, collectively referred to as “three-phase detection current I UVW ”) flowing through the stator windings 51, 52, 53 of each phase of the motor 3. To detect. These are current values in the coordinate axis directions in the UVW coordinate system.
The microcomputer 11 includes a CPU and a memory (such as a ROM and a RAM), and functions as a plurality of function processing units by executing a predetermined program. The plurality of function processing units include a steering torque limiter 20, an instruction steering torque setting unit 21, a torque deviation calculation unit 22, a PI (proportional integration) control unit 23, an addition angle limiter 24, and a control angle calculation unit. 26, a rotation angle calculation unit 27, a buffer unit 28, a switching initial value setting unit 29, a first command current value generation unit 31, a second command current value generation unit 32, a current deviation calculation unit 30, PI controller 33, instruction voltage inverter 34A, γδ / αβ (dq / αβ) converter 34B, αβ / UVW converter 34C, PWM (Pulse Width Modulation) controller 35, and UVW / αβ converter 36A, an αβ / γδ (αβ / dq) conversion unit 36B, a sensor failure determination unit 40, an indicated current value switching unit 41, and an angle switching unit 42 are included.

指示操舵トルク設定部２１は、舵角センサ４によって検出される操舵角と、車速センサ６によって検出される車速とに基づいて、指示操舵トルクＴ＊を設定する。たとえば、図４に示すように、操舵角が正の値（右方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ＊は正の値（右方向へのトルク）に設定され、操舵角が負の値（左方向へ操舵した状態）のとき指示操舵トルクＴ＊は負の値（左方向へのトルク）に設定される。そして、操舵角の絶対値が大きくなるに従って、その絶対値が大きくなるように（図４の例では非線型に大きくなるように）指示操舵トルクＴ＊が設定される。ただし、所定の上限値（正の値。たとえば、＋６Ｎｍ）および下限値（負の値。たとえば−６Ｎｍ）の範囲内で指示操舵トルクＴ＊の設定が行われる。また、指示操舵トルクＴ＊は、車速が大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。すなわち、車速感応制御が行われる。 The command steering torque setting unit 21 sets the command steering torque T * based on the steering angle detected by the steering angle sensor 4 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6. For example, as shown in FIG. 4, when the steering angle is a positive value (a state of steering to the right), the command steering torque T * is set to a positive value (torque to the right), and the steering angle is negative. The instruction steering torque T * is set to a negative value (torque in the left direction) when the value is in the state (steered in the left direction). Then, the command steering torque T * is set so that the absolute value of the steering angle increases as the absolute value of the steering angle increases (in a non-linear manner in the example of FIG. 4). However, the command steering torque T * is set within a predetermined upper limit value (positive value, for example, +6 Nm) and lower limit value (negative value, for example, −6 Nm). Further, the command steering torque T * is set such that the absolute value thereof decreases as the vehicle speed increases. That is, vehicle speed sensitive control is performed.

操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の出力を所定の上限飽和値＋Ｔmax（＋Ｔmax＞０。たとえば＋Ｔmax＝７Ｎｍ）と下限飽和値−Ｔmax（−Ｔmax＜０。たとえば−Ｔmax＝−７Ｎｍ）との間に制限する。具体的には、操舵トルクリミッタ２０は、図５に示すように、上限飽和値＋Ｔmaxと下限飽和値−Ｔmaxの間では、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴをそのまま出力する。また、操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴが上限飽和値＋Ｔmax以上であれば、上限飽和値＋Ｔmaxを出力する。そして、操舵トルクリミッタ２０は、トルクセンサ１の検出操舵トルクＴが下限飽和値−Ｔmax以下であれば、下限飽和値−Ｔmaxを出力する。飽和値＋Ｔmaxおよび−Ｔmaxは、トルクセンサ１の出力信号が安定な領域（信頼性のある領域）の境界を画定するものである。つまり、トルクセンサ１の出力信号は、上限飽和値Ｔmaxを超える区間、および下限飽和値−Ｔmaxを下回る区間では不安定であり、実際の操舵トルクに対応しなくなる。換言すれば、飽和値＋Ｔmax，−Ｔmaxは、トルクセンサ１の出力特性に応じて定められる。 The steering torque limiter 20 outputs the output of the torque sensor 1 to a predetermined upper limit saturation value + T max (+ T max > 0. For example, + T max = 7 Nm) and a lower limit saturation value −T max (−T max <0. For example, −T max = -7 Nm). Specifically, as shown in FIG. 5, the steering torque limiter 20 outputs the detected steering torque T of the torque sensor 1 as it is between the upper limit saturation value + T max and the lower limit saturation value −T max . Further, the steering torque limiter 20 outputs the upper limit saturation value + T max when the detected steering torque T of the torque sensor 1 is equal to or higher than the upper limit saturation value + T max . Then, the steering torque limiter 20, the detected steering torque T from the torque sensor 1 is equal to or lower than the lower saturation value -T max, and outputs the lower saturation value -T max. The saturation values + T max and −T max define the boundary of the region (reliable region) where the output signal of the torque sensor 1 is stable. That is, the output signal of the torque sensor 1 is unstable in a section exceeding the upper limit saturation value T max and a section lower than the lower limit saturation value −T max and does not correspond to the actual steering torque. In other words, the saturation values + T max and −T max are determined according to the output characteristics of the torque sensor 1.

トルク偏差演算部２２は、指示操舵トルク設定部２１によって設定される指示操舵トルクＴ＊とトルクセンサ１によって検出され、操舵トルクリミッタ２０による制限処理を受けた操舵トルクＴ（以下、区別するために「検出操舵トルクＴ」という。）との偏差（トルク偏差）ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ＊）を求める。ＰＩ制御部２３は、このトルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行う。すなわち、トルク偏差演算部２２およびＰＩ制御部２３によって、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に導くためのトルクフィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部２３は、トルク偏差ΔＴに対するＰＩ演算を行うことで、制御角θＣに対する加算角αを演算する。したがって、前記トルクフィードバック制御手段は、加算角αを演算する加算角演算手段を構成している。 The torque deviation calculation unit 22 is detected by the command steering torque T * set by the command steering torque setting unit 21 and the steering torque T detected by the torque sensor 1 and subjected to the limiting process by the steering torque limiter 20 (hereinafter, for distinction). A deviation (torque deviation) ΔT (= T−T * ) from “detected steering torque T” is obtained. The PI control unit 23 performs a PI calculation on the torque deviation ΔT. That is, the torque deviation calculation unit 22 and the PI control unit 23 constitute torque feedback control means for guiding the detected steering torque T to the command steering torque T * . The PI control unit 23 calculates the addition angle α for the control angle θ C by performing PI calculation for the torque deviation ΔT. Therefore, the torque feedback control means constitutes an addition angle calculation means for calculating the addition angle α.

加算角リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αに対して制限を加える加算角制限手段である。より具体的には、加算角リミッタ２４は、所定の上限値ＵＬ（正の値）と下限値ＬＬ（負の値）との間の値に加算角αを制限する。上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、所定の制限値ωmax（ωmax＞０。たとえばωmaxの既定値＝４５度）に基づいて定められる。この所定の制限値ωmaxの既定値は、たとえば、最大操舵角速度に基づいて定められる。最大操舵角速度とは、ステアリングホイール１０の操舵角速度として想定され得る最大値であり、たとえば、８００deg/sec程度である。 The addition angle limiter 24 is addition angle limiting means for limiting the addition angle α obtained by the PI control unit 23. More specifically, the addition angle limiter 24 limits the addition angle α to a value between a predetermined upper limit value UL (positive value) and a lower limit value LL (negative value). The upper limit value UL and the lower limit value LL are determined based on a predetermined limit value ω max (ω max > 0. For example, the default value of ω max = 45 degrees). The predetermined value of the predetermined limit value ω max is determined based on, for example, the maximum steering angular velocity. The maximum steering angular velocity is a maximum value that can be assumed as the steering angular velocity of the steering wheel 10 and is, for example, about 800 deg / sec.

最大操舵角速度のときのロータ５０の電気角の変化速度（電気角での角速度。最大ロータ角速度）は、次式(2)のとおり、最大操舵角速度と、減速機構７の減速比と、ロータ５０の極対数との積で与えられる。極対数とは、ロータ５０が有する磁極対（Ｎ極とＳ極との対）の個数である。
最大ロータ角速度＝最大操舵角速度×減速比×極対数 …(2)
制御角θＣの演算間（演算周期）におけるロータ５０の電気角変化量の最大値（ロータ角変化量最大値）は、次式(3)のとおり、最大ロータ角速度に演算周期を乗じた値となる。 The change speed of the electrical angle of the rotor 50 at the maximum steering angular speed (the angular speed at the electrical angle. The maximum rotor angular speed) is the maximum steering angular speed, the reduction ratio of the speed reduction mechanism 7, and the rotor 50 as shown in the following equation (2). Given by the product of the number of pole pairs. The number of pole pairs is the number of magnetic pole pairs (pairs of N poles and S poles) that the rotor 50 has.
Maximum rotor angular speed = Maximum steering angular speed x Reduction ratio x Number of pole pairs (2)
The maximum value of the electrical angle change amount of the rotor 50 (the maximum value of the rotor angle change amount) during the calculation (control cycle) of the control angle θ C is a value obtained by multiplying the maximum rotor angular velocity by the calculation cycle as shown in the following equation (3). It becomes.

ロータ角変化量最大値＝最大ロータ角速度×演算周期
＝最大操舵角速度×減速比×極対数×演算周期 …(3)
このロータ角変化量最大値が一演算周期間で許容される制御角θＣの最大変化量である。そこで、前記ロータ角変化量最大値を制限値ωmaxの既定値とすればよい。この制限値ωmaxを用いて、加算角αの上限値ＵＬおよび下限値ＬＬは、それぞれ次式(4)(5)で表すことができる。 Maximum value of rotor angle change = Maximum rotor angular speed x Calculation cycle
= Maximum steering angular velocity x reduction ratio x number of pole pairs x calculation cycle (3)
The rotor angle variation maximum value is the maximum variation of the control angle theta C that is permitted within one calculation cycle. Therefore, the maximum value of the rotor angle change may be set as a predetermined value of the limit value ω max . Using the limit value ω max , the upper limit value UL and the lower limit value LL of the addition angle α can be expressed by the following equations (4) and (5), respectively.

ＵＬ＝＋ωmax …(4)
ＬＬ＝−ωmax …(5)
加算角リミッタ２４による制限処理後の加算角αが、制御角演算部２６の加算器２６Ａにおいて、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)（ｎは今演算周期の番号）に加算される（Ｚ−１は信号の前回値を表す）。 UL = + ω max (4)
LL = −ω max (5)
The addition angle α after the limit processing by the addition angle limiter 24 is added to the previous value θ C (n−1) (n is the number of the current calculation cycle) of the control angle θ C in the adder 26A of the control angle calculation unit 26. (Z- 1 represents the previous value of the signal).

制御角演算部２６は、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)に加算角リミッタ２４から与えられる加算角αを加算する加算器２６Ａを含む。すなわち、制御角演算部２６は、所定の演算周期毎に制御角θＣを演算する。そして、前演算周期における制御角θＣを前回値θＣ(n-1)とし、これを用いて今演算周期における制御角θＣである今回値θＣ(n)を求める。
回転角演算部２７は、レゾルバ８の出力信号に基づいてロータ５０の回転角θＥを演算する。バッファ部２８は、回転角演算部２７によって演算されたロータ回転角θＥを、最新のものから過去所定回数前までの複数回分保存する。 The control angle calculation unit 26 includes an adder 26A that adds the addition angle α given from the addition angle limiter 24 to the previous value θ C (n−1) of the control angle θ C. That is, the control angle calculation unit 26 calculates the control angle θ C every predetermined calculation cycle. Then, the control angle θ C in the previous calculation cycle is set as the previous value θ C (n−1), and the current value θ C (n) that is the control angle θ C in the current calculation cycle is obtained.
Rotation angle calculating section 27 calculates the rotation angle theta E of the rotor 50 based on the output signal of the resolver 8. Buffer section 28, a computed by the rotation angle calculator 27 rotor rotation angle theta E, it stores a plurality of times from the latest one to the last predetermined number of times before.

角度切換部４２は、制御角演算部２６によって求められた制御角θＣと、回転角演算部２７によって求められたロータ回転角θＥとのうちのいずれか一方を選択し、座標変換用の変換角θＳとして出力するものである。
第１指示電流値生成部３１は、制御上の回転角である前記制御角θＣに対応する仮想回転座標系であるγδ座標系の座標軸（仮想軸）に流すべき電流値を指示電流値として生成するものである。具体的には、γ軸指示電流値Ｉγ ＊およびδ軸指示電流値Ｉδ ＊（以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉγδ ＊」という。）を生成する。第１指示電流値生成部３１は、γ軸指示電流値Ｉγ ＊を有意値とする一方で、δ軸指示電流値Ｉδ ＊を零とする。より具体的には、第１指示電流値生成部３１は、トルクセンサ１によって検出され、操舵トルクリミッタ２０による制限処理を受けた検出操舵トルクＴに基づいてγ軸指示電流値Ｉγ ＊を設定する。 The angle switching unit 42 selects one of the control angle θ C obtained by the control angle computing unit 26 and the rotor rotation angle θ E obtained by the rotation angle computing unit 27, and performs coordinate conversion. and outputs as the transformation angle theta S.
The first command current value generation unit 31 uses, as the command current value, a current value to be passed through the coordinate axis (virtual axis) of the γδ coordinate system that is a virtual rotation coordinate system corresponding to the control angle θ C that is a control rotation angle. Is to be generated. Specifically, a γ-axis command current value I γ * and a δ-axis command current value I δ * (hereinafter referred to as “two-phase command current value I γδ * ”) are generated. The first command current value generation unit 31 sets the γ-axis command current value I γ * to a significant value, and sets the δ-axis command current value I δ * to zero. More specifically, the first command current value generation unit 31 sets the γ-axis command current value I γ * based on the detected steering torque T detected by the torque sensor 1 and subjected to the limiting process by the steering torque limiter 20. To do.

検出操舵トルクＴに対するγ軸指示電流値Ｉγ ＊の設定例は、図６に示されている。検出操舵トルクＴが零付近の領域には不感帯ＮＲが設定されており、不感帯ＮＲ内ではＩγ ＊＝０である。γ軸指示電流値Ｉγ ＊は、不感帯ＮＲの外側の領域で急峻に立ち上がり、所定のトルク以上でほぼ一定値となるように設定される。これにより、運転者がステアリングホイール１０を操作していないときには、モータ３への通電が停止され、不必要な電力消費が抑制される。このように、この実施形態では、γ軸指示電流値Ｉγ ＊は、零または正の値をとる。 A setting example of the γ-axis command current value I γ * with respect to the detected steering torque T is shown in FIG. A dead zone NR is set in a region where the detected steering torque T is near zero, and I γ * = 0 within the dead zone NR. The γ-axis command current value I γ * rises steeply in a region outside the dead zone NR, and is set to be a substantially constant value above a predetermined torque. Thereby, when the driver is not operating the steering wheel 10, the energization to the motor 3 is stopped, and unnecessary power consumption is suppressed. Thus, in this embodiment, the γ-axis command current value I γ * takes zero or a positive value.

第２指示電流値生成部３２は、ｄｑ座標系の座標軸に流すべき電流値を指示電流値として生成するものである。具体的には、ｄ軸指示電流値Ｉｄ ＊およびｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊（以下、これらを総称するときには「二相指示電流値Ｉｄｑ ＊」という。）を生成する。さらに具体的には、第２指示電流値生成部３２は、ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊を有意値とする一方で、ｄ軸指示電流値Ｉｄ ＊を零とする。より具体的には、第２指示電流値生成部３２は、トルクセンサ１によって検出され、操舵トルクリミッタ２０による制限処理を受けた検出操舵トルクＴに基づいてｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊を設定する。 The second command current value generation unit 32 generates a current value to be passed through the coordinate axes of the dq coordinate system as the command current value. Specifically, a d-axis command current value I d * and a q-axis command current value I q * (hereinafter, collectively referred to as “two-phase command current value I dq * ”) are generated. More specifically, the second command current value generation unit 32 sets the q-axis command current value I q * to a significant value and sets the d-axis command current value I d * to zero. More specifically, the second command current value generation unit 32 sets the q-axis command current value I q * based on the detected steering torque T detected by the torque sensor 1 and subjected to the limiting process by the steering torque limiter 20. To do.

検出操舵トルクＴに対するｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊の設定例は、図７に示されている。検出操舵トルクＴは、たとえば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊は、モータ３から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、モータ３から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊は、検出操舵トルクＴの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクＴが−Ｔ１〜Ｔ１（たとえば、Ｔ１=０．４Ｎ・ｍ）の範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊は零とされる。また、ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊は、車速センサ６によって検出される車速が大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。 A setting example of the q-axis command current value I q * with respect to the detected steering torque T is shown in FIG. For the detected steering torque T, for example, the torque for steering in the right direction is a positive value, and the torque for steering in the left direction is a negative value. The q-axis command current value I q * is a positive value when a steering assist force for rightward steering is to be generated from the motor 3, and a steering assist force for leftward steering is generated from the motor 3. When power is to be negative. The q-axis command current value I q * is positive for a positive value of the detected steering torque T, and is negative for a negative value of the detected steering torque T. When the detected steering torque T is a very small value (torque dead zone) in the range of -T1 to T1 (for example, T1 = 0.4 N · m), the q-axis command current value I q * is set to zero. The q-axis command current value I q * is set to have a smaller absolute value as the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6 is higher. As a result, a large steering assist force can be generated during low-speed traveling, and the steering assist force can be reduced during high-speed traveling.

指示電流切換部４１は、第１指示電流値生成部３１によって生成される二相指示電流値Ｉγδ ＊と、第２指示電流値生成部３２によって生成される二相指示電流値Ｉｄｑ ＊とのうちのいずれか一方を選択し、電流偏差演算部３０に供給するものである。
センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の故障の有無を判定し、その判定結果に応じてモータ３の制御モードの切換を行なうものである。つまり、センサ故障判定部４０は、故障検出手段および切換手段として機能する。たとえば、センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の信号線に導出される信号を監視することによって、レゾルバ８の故障、レゾルバ８の信号線の断線故障、レゾルバ８の信号線の接地故障を検出することができる。センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の故障の有無の判定結果に応じて、第１モードと第２モードとの間で制御モードを切り換え、モード切換指令を生成する。このモード切換指令に応じて、指示電流値切換部４１および角度切換部４２における切換が実行される。 The command current switching unit 41 includes a two-phase command current value I γδ * generated by the first command current value generation unit 31 and a two-phase command current value I dq * generated by the second command current value generation unit 32. Is selected and supplied to the current deviation calculation unit 30.
The sensor failure determination unit 40 determines whether or not the resolver 8 has failed, and switches the control mode of the motor 3 according to the determination result. That is, the sensor failure determination unit 40 functions as a failure detection unit and a switching unit. For example, the sensor failure determination unit 40 detects a failure of the resolver 8, a disconnection failure of the signal line of the resolver 8, and a ground failure of the signal line of the resolver 8 by monitoring a signal derived to the signal line of the resolver 8. be able to. The sensor failure determination unit 40 switches the control mode between the first mode and the second mode according to the determination result of whether or not the resolver 8 has failed, and generates a mode switching command. In response to this mode switching command, switching in the command current value switching unit 41 and the angle switching unit 42 is executed.

具体的には、センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の故障が生じていないと判定している場合（通常時）には、制御モードを第２モードに設定する。一方、レゾルバ８の故障が生じていると判定している場合（故障時）には、センサ故障判定部４０は、制御モードを第２モードから第１モードに切り換える。第２モードにおいては、指示電流値切換部４１は第２指示電流値生成部３２が生成する二相指示電流値Ｉｄｑ ＊を選択して出力し、角度切換部４２は回転角演算部２７が生成するロータ回転角θＥを選択して出力する。第１モードにおいては、指示電流値切換部４１は第１指示電流値生成部３１が生成する二相指示電流値γδ ＊を選択して出力し、角度切換部４２は制御角演算部２６が生成する制御角θＣを選択して出力する。 Specifically, when the sensor failure determination unit 40 determines that the resolver 8 has not failed (normal time), the sensor failure determination unit 40 sets the control mode to the second mode. On the other hand, when it is determined that the resolver 8 has failed (at the time of failure), the sensor failure determination unit 40 switches the control mode from the second mode to the first mode. In the second mode, the command current value switching unit 41 selects and outputs the two-phase command current value I dq * generated by the second command current value generation unit 32, and the angle switching unit 42 includes the rotation angle calculation unit 27. The generated rotor rotation angle θ E is selected and output. In the first mode, the command current value switching unit 41 selects and outputs the two-phase command current value γδ * generated by the first command current value generation unit 31, and the angle switching unit 42 is generated by the control angle calculation unit 26. The control angle θ C to be selected is selected and output.

センサ故障判定部４０からの切換指令は、切換初期値設定部２９にも与えられるようになっている。切換初期値設定部２９は、センサ故障判定部４０からの切換指令が、第２モードから第１モードへの切換を指令するものであるとき、当該指令に応答して、ＰＩ制御部３３をリセットするとともに、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値を算出して、制御角演算部２６に設定する。また、切換初期値設定部２９は、当該指令を受信したときにおいて、所定の条件を満たしているときには、指示電圧反転部３４Ａに指示電圧反転指令を与える。切換初期値設定部２９の動作の詳細については、後述する。 電流偏差演算部３０は、指示電流値切換部４１で選択された指示電流値Ｉγδ ＊またはＩｄｑ ＊に対する、二相検出電流Ｉγδ（γ軸検出電流Ｉγおよびδ軸検出電流Ｉδ）またはＩｄｑ（ｄ軸検出電流Ｉｄおよびｑ軸検出電流Ｉｑ）の偏差を演算する。具体的には、指示電流値切換部４１が二相指示電流値Ｉγδ ＊を出力するときには、電流偏差演算部３０は、γ軸指示電流値Ｉγ ＊に対するγ軸検出電流Ｉγの偏差Ｉγ ＊−Ｉγと、δ軸指示電流値Ｉδ ＊（＝０）に対するδ軸検出電流Ｉδの偏差Ｉδ ＊−Ｉδとを演算する。また、指示電流値切換部４１が二相指示電流値Ｉｄｑ ＊を出力するときには、電流偏差演算部３０は、ｄ軸指示電流値Ｉｄ ＊（＝０）に対するｄ軸検出電流Ｉｄの偏差Ｉｄ ＊−Ｉｄと、ｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊に対するｑ軸検出電流Ｉｑの偏差Ｉｑ ＊−Ｉｑとを演算する。γ軸検出電流Ｉγおよびδ軸検出電流Ｉδまたはｄ軸検出電流Ｉｄおよびｑ軸検出電流Ｉｑは、αβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂから偏差演算部３０に与えられるようになっている。 The switching command from the sensor failure determination unit 40 is also given to the switching initial value setting unit 29. When the switching command from the sensor failure determination unit 40 instructs switching from the second mode to the first mode, the switching initial value setting unit 29 resets the PI control unit 33 in response to the command. At the same time, a switching initial value of the previous value θ C (n−1) of the control angle θ C is calculated and set in the control angle calculator 26. Further, when the command is received, the switching initial value setting unit 29 gives an instruction voltage inversion command to the instruction voltage inversion unit 34A when a predetermined condition is satisfied. Details of the operation of the switching initial value setting unit 29 will be described later. The current deviation calculation unit 30 has a two-phase detection current I γδ (γ-axis detection current I γ and δ-axis detection current I δ ) with respect to the command current value I γδ * or I dq * selected by the command current value switching unit 41. Alternatively, the deviation of I dq (d-axis detection current I d and q-axis detection current I q ) is calculated. Specifically, when the command current value switching unit 41 outputs the two-phase command current value I γδ * , the current deviation calculation unit 30 determines the deviation I of the γ-axis detection current I γ from the γ-axis command current value I γ * . γ * −I γ and a deviation I δ * −I δ of the δ axis detection current I δ with respect to the δ axis command current value I δ * (= 0) are calculated. Further, when the command current value switching unit 41 outputs the two-phase command current value I dq * , the current deviation calculation unit 30 deviates the d-axis detection current I d from the d-axis command current value I d * (= 0). I d * -I and d, and calculates the deviation I q * -I q of the q-axis detection current I q with respect to the q-axis command current value I q *. The γ-axis detection current I γ and the δ-axis detection current I δ or the d-axis detection current I d and the q-axis detection current I q are supplied from the αβ / γδ (αβ / dq) conversion unit 36B to the deviation calculation unit 30. It has become.

ＵＶＷ／αβ変換部３６Ａは、電流検出部１３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流ＩＵＶＷ（Ｕ相検出電流ＩＵ、Ｖ相検出電流ＩＶおよびＷ相検出電流ＩＷ）を二相固定座標系であるαβ座標系の二相検出電流ＩαおよびＩβ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉαβ」という。）に変換する。αβ座標系は、図２に示すように、ロータ５０の回転中心を原点として、ロータ５０の回転平面内にα軸およびこれに直交するβ軸（図２の例ではＵ軸と同軸）を定めた固定座標系である。αβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂは、制御モードが第1モードのときには、二相検出電流Ｉαβをγδ座標系の二相検出電流ＩγおよびＩδ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉγδ」という。）に変換する。一方、制御モードが第２モードのときには、αβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂは、二相検出電流Ｉαβをｄｑ座標系の二相検出電流ＩｄおよびＩｑ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉｄｑ」という。）に変換する。これらが電流偏差演算部３０に与えられるようになっている。αβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂにおける座標変換には、角度切換部４２で選択された変換角θＳが用いられる。 The UVW / αβ conversion unit 36A outputs the three-phase detection current I UVW (the U-phase detection current I U , the V-phase detection current I V and the W-phase detection current I W ) of the UVW coordinate system detected by the current detection unit 13. The two-phase detection currents I α and I β (hereinafter collectively referred to as “two-phase detection current I αβ ”) in the αβ coordinate system, which is a phase-fixed coordinate system, are converted. As shown in FIG. 2, the αβ coordinate system defines the α axis and the β axis (in the example of FIG. 2, coaxial with the U axis) orthogonal to the rotation axis of the rotor 50 with the rotation center of the rotor 50 as the origin. It is a fixed coordinate system. When the control mode is the first mode, the αβ / γδ (αβ / dq) conversion unit 36B converts the two-phase detection current I αβ into the two-phase detection currents I γ and I δ (hereinafter referred to as “two-phase” in the γδ coordinate system). It is referred to as “detection current I γδ ”). On the other hand, when the control mode is the second mode, the αβ / γδ (αβ / dq) converter 36B converts the two-phase detection current I αβ into the two-phase detection currents I d and I q (hereinafter collectively referred to as “ It is referred to as “two-phase detection current I dq ”). These are supplied to the current deviation calculation unit 30. For the coordinate conversion in the αβ / γδ (αβ / dq) conversion unit 36B, the conversion angle θ S selected by the angle switching unit 42 is used.

ＰＩ制御部３３は、電流偏差演算部３０によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行うことにより、モータ３に印加すべき二相指示電圧Ｖγδ ＊（γ軸指示電圧Ｖγ ＊およびδ軸指示電圧Ｖδ ＊）または二相指示電圧Ｖｄｑ ＊（ｄ軸指示電圧Ｖｄ ＊およびｑ軸指示電圧Ｖｑ ＊）を生成する。具体的には、ＰＩ制御部３３は、制御モードが第1モードであるときには二相指示電圧Ｖγδ ＊を生成し、制御モードが第２モードてあるときには二相指示電圧Ｖｄｑ ＊を生成する。ＰＩ制御部３３によって生成された二相指示電圧Ｖγδ ＊またはＶｄｑ ＊は、指示電圧反転部３４Ａに与えられる。 指示電圧反転部３４Ａは、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときの初回の演算周期において、切換初期値設定部２９から指示電圧反転指令が通知されたときのみ、ＰＩ制御部３３によって生成された二相指示電圧を反転させる。それ以外のときには、指示電圧反転部３４Ａは、ＰＩ制御部３３によって生成された二相指示電圧Ｖγδ ＊またはＶｄｑ ＊をそのままγδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂに与える。 The PI control unit 33 performs a PI calculation on the current deviation calculated by the current deviation calculation unit 30, so that the two-phase instruction voltage V γδ * (γ-axis instruction voltage V γ * and δ-axis instruction to be applied to the motor 3 is obtained. Voltage V δ * ) or two-phase command voltage V dq * (d-axis command voltage V d * and q-axis command voltage V q * ). Specifically, PI control unit 33 generates two-phase command voltage V γδ * when the control mode is the first mode, and generates two-phase command voltage V dq * when the control mode is the second mode. . The two-phase command voltage V γδ * or V dq * generated by the PI control unit 33 is given to the command voltage inverting unit 34A. The command voltage reversing unit 34A is a PI control unit only when the command voltage reversal command is notified from the switching initial value setting unit 29 in the first calculation cycle when the control mode is switched from the second mode to the first mode. The two-phase indicating voltage generated by 33 is inverted. In other cases, the command voltage inverting unit 34A supplies the two-phase command voltage V γδ * or V dq * generated by the PI control unit 33 to the γδ / αβ (dq / αβ) conversion unit 34B as it is.

γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂは、制御モードが第1モードであるときには二相指示電圧Ｖγδ ＊をαβ座標系の二相指示電圧Ｖαβ ＊に変換し、制御モードが第２モードであるときには二相指示電圧Ｖｄｑ ＊をαβ座標系の二相指示電圧Ｖαβ ＊に変換する。この座標変換には、角度切換部４２で選択された変換角θＳが用いられる。二相指示電圧Ｖαβ ＊は、α軸指示電圧Ｖα ＊およびβ軸指示電圧Ｖβ ＊からなる。αβ／ＵＶＷ変換部３４Ｃは、二相指示電圧Ｖαβ ＊に対して座標変換演算を行うことによって、三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊を生成する。三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊は、Ｕ相指示電圧ＶＵ ＊、Ｖ相指示電圧ＶＶ ＊およびＷ相指示電圧ＶＷ ＊からなる。この三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊は、ＰＷＭ制御部３５に与えられる。 The γδ / αβ (dq / αβ) converter 34B converts the two-phase command voltage V γδ * into the two-phase command voltage V αβ * in the αβ coordinate system when the control mode is the first mode, and the control mode is the second mode. In the mode, the two-phase indicating voltage V dq * is converted into the two-phase indicating voltage V αβ * in the αβ coordinate system. For this coordinate conversion, the conversion angle θ S selected by the angle switching unit 42 is used. The two-phase command voltage V αβ * is composed of an α-axis command voltage V α * and a β-axis command voltage V β * . The αβ / UVW conversion unit 34C generates a three-phase instruction voltage V UVW * by performing a coordinate conversion operation on the two-phase instruction voltage V αβ * . The three-phase command voltage V UVW * includes a U-phase command voltage V U * , a V-phase command voltage V V *, and a W-phase command voltage V W * . The three-phase instruction voltage V UVW * is given to the PWM control unit 35.

ＰＷＭ制御部３５は、Ｕ相指示電圧ＶＵ ＊、Ｖ相指示電圧ＶＶ ＊およびＷ相指示電圧ＶＷ ＊にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路１２に供給する。
駆動回路１２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部３５から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊に相当する電圧がモータ３の各相のステータ巻線５１，５２、５３に印加されることになる。 The PWM control unit 35 includes a U-phase PWM control signal, a V-phase PWM control signal, and a W-phase PWM having a duty corresponding to the U-phase instruction voltage V U * , the V-phase instruction voltage V V *, and the W-phase instruction voltage V W * , respectively. A control signal is generated and supplied to the drive circuit 12.
The drive circuit 12 includes a three-phase inverter circuit corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. The power elements constituting the inverter circuit are controlled by a PWM control signal supplied from the PWM control unit 35, so that a voltage corresponding to the three-phase instruction voltage V UVW * becomes a stator winding 51, 52 for each phase of the motor 3. , 53 is applied.

電流偏差演算部３０およびＰＩ制御部３３は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、モータ３に流れるモータ電流が、指示電流値切換部４１によって選択された二相指示電流値Ｉγδ ＊または二相指示電流値Ｉｄｑ ＊に近づくように制御される。
図３は、前記第１モードのときの前記電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。ただし、説明を簡単にするために、加算角リミッタ２４の機能は省略してある。 The current deviation calculation unit 30 and the PI control unit 33 constitute a current feedback control unit. By the function of the current feedback control means, the motor current flowing through the motor 3 is controlled so as to approach the two-phase command current value I γδ * or the two-phase command current value I dq * selected by the command current value switching unit 41. The
FIG. 3 is a control block diagram of the electric power steering apparatus in the first mode. However, for the sake of simplicity, the function of the addition angle limiter 24 is omitted.

指示操舵トルクＴ＊と検出操舵トルクＴとの偏差（トルク偏差）ΔＴに対するＰＩ制御（ＫＰは比例係数、ＫＩは積分係数、１／ｓは積分演算子である。）によって、加算角αが生成される。この加算角αが制御角θＣの前回値θＣ(n-1)に対して加算されることによって、制御角θＣの今回値θＣ(n)＝θＣ(n-1)＋αが求められる。このとき、制御角θＣとロータ５０の実際のロータ角θＭとの偏差が負荷角θＬ＝θＣ−θＭとなる。 Command steering torque T * and the deviation (torque deviation) of the detected steering torque T PI control for the [Delta] T (K P is a proportionality coefficient, K I is an integration coefficient, 1 / s is an integration operator.) By the addition angle α Is generated. It is obtained by adding the addition the addition angle alpha control angle theta previous value of C θ C (n-1) , the current value of the control angle θ C θ C (n) = θ C (n-1) + α is Desired. At this time, the deviation between the control angle θ C and the actual rotor angle θ M of the rotor 50 is the load angle θ L = θ C −θ M.

したがって、制御角θＣに従うγδ座標系（仮想回転座標系）のγ軸（仮想軸）にγ軸指示電流値Ｉγ ＊に従ってγ軸電流Ｉγが供給されると、ｑ軸電流Ｉｑ＝ＩγsinθＬとなる。このｑ軸電流Ｉｑがロータ５０の発生トルクに寄与する。すなわち、モータ３のトルク定数ＫＴをｑ軸電流Ｉｑ（＝ＩγsinθＬ）に乗じた値が、アシストトルクＴＡ（＝ＫＴ・ＩγsinθＬ）として、減速機構７を介して、舵取り機構２に伝達される。このアシストトルクＴＡを舵取り機構２からの負荷トルクＴＬから減じた値が、運転者がステアリングホイール１０に与えるべき操舵トルクＴである。この操舵トルクＴがフィードバックされることによって、この操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に導くように系が動作する。つまり、検出操舵トルクＴを指示操舵トルクＴ＊に一致させるべく、加算角αが求められ、それに応じて制御角θＣが制御される。 Accordingly, when the γ-axis current I γ is supplied according to the γ-axis command current value I γ * to the γ-axis (virtual axis) of the γδ coordinate system (virtual rotation coordinate system) according to the control angle θ C , the q-axis current I q = I γ sinθ L This q-axis current I q contributes to the torque generated by the rotor 50. That is, the value obtained by multiplying the torque constant K T of the motor 3 to the q-axis current I q (= I γ sinθ L ) is, as the assist torque T A (= K T · I γ sinθ L), via a speed reduction mechanism 7 And transmitted to the steering mechanism 2. A value obtained by subtracting the assist torque TA from the load torque TL from the steering mechanism 2 is the steering torque T that the driver should apply to the steering wheel 10. As the steering torque T is fed back, the system operates so as to guide the steering torque T to the command steering torque T * . That is, in order to make the detected steering torque T coincide with the command steering torque T * , the addition angle α is obtained, and the control angle θ C is controlled accordingly.

このように制御上の仮想軸であるγ軸に電流を流す一方で、指示操舵トルクＴ＊と検出操舵トルクＴとの偏差ΔＴに応じて求められる加算角αで制御角θＣを更新していくことにより、負荷角θＬが変化し、この負荷角θＬに応じたトルクがモータ３から発生するようになっている。これにより、操舵角および車速に基づいて設定される指示操舵トルクＴ＊に応じたトルクをモータ３から発生させることができるので、操舵角および車速に対応した適切な操舵補助力を舵取り機構２に与えることができる。すなわち、操舵角の絶対値が大きいほど操舵トルクが大きく、かつ、車速が大きいほど操舵トルクが小さくなるように、操舵補助制御が実行される。 In this way, while a current is passed through the γ axis, which is a virtual axis for control, the control angle θ C is updated with the addition angle α obtained according to the deviation ΔT between the command steering torque T * and the detected steering torque T. by going, the load angle theta L is changed, the torque corresponding to the load angle theta L is adapted to generate from the motor 3. As a result, a torque corresponding to the command steering torque T * set based on the steering angle and the vehicle speed can be generated from the motor 3, so that an appropriate steering assist force corresponding to the steering angle and the vehicle speed can be applied to the steering mechanism 2. Can be given. That is, the steering assist control is executed such that the steering torque increases as the absolute value of the steering angle increases, and the steering torque decreases as the vehicle speed increases.

このように、前記第１モードにおいて、回転角センサを用いることなくモータ３を適切に制御して、適切な操舵補助を行うことができる。
一方、前記第２モードにおいては、検出操舵トルクＴに応じた二相指示電流値Ｉｄｑ ＊が設定され、モータ３の電流が当該二相指示電流値Ｉｄｑ ＊に収束するようにフィードバック制御が行なわれる。そして、レゾルバ８の出力信号に基づいてロータ５０の回転角θＥが求められ、この回転角θＥを用いて、γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂおよびαβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂにおける座標変換が行なわれることになる。つまり、第２モードでは、回転角センサであるレゾルバ８を用いてモータ３が制御されることにより、適切な操舵補助が行なわれる。 As described above, in the first mode, it is possible to appropriately control the motor 3 without using the rotation angle sensor and perform appropriate steering assistance.
On the other hand, in the second mode, the two-phase command current value I dq * corresponding to the detected steering torque T is set, and feedback control is performed so that the current of the motor 3 converges to the two-phase command current value I dq *. Done. Then, the rotation angle theta E of the rotor 50 is determined on the basis of the output signal of the resolver 8, by using the rotation angle θ E, γδ / αβ (dq / αβ) converting unit 34B and αβ / γδ (αβ / dq) Coordinate conversion is performed in the conversion unit 36B. That is, in the second mode, appropriate steering assistance is performed by controlling the motor 3 using the resolver 8 which is a rotation angle sensor.

前記第１モードにおいて有効化される構成部分によって第１制御手段（負荷角制御手段）が構成され、前記第２モードにおいて有効化される構成部分によって第２制御手段が構成されている。第１制御手段は、指示操舵トルク設定部２１、操舵トルクリミッタ２０、トルク偏差演算部２２、ＰＩ制御部２３、加算角リミッタ２４、制御角演算部２６、第１指示電流値生成部３１、電流偏差演算部３０、ＰＩ制御部３３、指示電圧反転部３４Ａ、γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂ、αβ／ＵＶＷ変換部３４Ｃ、ＰＷＭ制御部３５、ＵＶＷ／αβ変換部３６Ａおよびαβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂによって構成されている。また、第２制御手段は、回転角演算部２７、操舵トルクリミッタ２０、第２指示電流値生成部３２、電流偏差演算部３０、ＰＩ制御部３３、γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂ、αβ／ＵＶＷ変換部３４Ｃ、ＰＷＭ制御部３５、ＵＶＷ／αβ変換部３６Ａおよびαβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂによって構成されている。すなわち、第１および第２制御手段は、操舵トルクリミッタ２０、電流偏差演算部３０、ＰＩ制御部３３、γδ／αβ（ｄｑ／αβ）変換部３４Ｂ、αβ／ＵＶＷ変換部３４Ｃ、ＰＷＭ制御部３５、ＵＶＷ／αβ変換部３６Ａおよびαβ／γδ（αβ／ｄｑ）変換部３６Ｂを共有している。   The first control means (load angle control means) is configured by the components enabled in the first mode, and the second control means is configured by the components enabled in the second mode. The first control means includes a command steering torque setting unit 21, a steering torque limiter 20, a torque deviation calculation unit 22, a PI control unit 23, an addition angle limiter 24, a control angle calculation unit 26, a first command current value generation unit 31, a current Deviation calculation unit 30, PI control unit 33, instruction voltage inversion unit 34A, γδ / αβ (dq / αβ) conversion unit 34B, αβ / UVW conversion unit 34C, PWM control unit 35, UVW / αβ conversion unit 36A and αβ / γδ It is comprised by the ((alpha) (beta) / dq) conversion part 36B. The second control means includes a rotation angle calculation unit 27, a steering torque limiter 20, a second command current value generation unit 32, a current deviation calculation unit 30, a PI control unit 33, and a γδ / αβ (dq / αβ) conversion unit 34B. , Αβ / UVW converter 34C, PWM controller 35, UVW / αβ converter 36A and αβ / γδ (αβ / dq) converter 36B. That is, the first and second control means are the steering torque limiter 20, the current deviation calculation unit 30, the PI control unit 33, the γδ / αβ (dq / αβ) conversion unit 34B, the αβ / UVW conversion unit 34C, and the PWM control unit 35. The UVW / αβ conversion unit 36A and the αβ / γδ (αβ / dq) conversion unit 36B are shared.

図８は、加算角リミッタ２４の働きを説明するためのフローチャートである。加算角リミッタ２４は、ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αを上限値ＵＬと比較し（ステップＳ１）、加算角αが上限値ＵＬを超えている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、上限値ＵＬを加算角αに代入する（ステップＳ２）。したがって、制御角θＣに対して上限値ＵＬ（＝＋ωmax）が加算されることになる。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the addition angle limiter 24. The addition angle limiter 24 compares the addition angle α obtained by the PI control unit 23 with the upper limit value UL (step S1), and when the addition angle α exceeds the upper limit value UL (step S1: YES), The upper limit value UL is substituted for the addition angle α (step S2). Therefore, the upper limit value UL (= + ω max ) is added to the control angle θ C.

ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが上限値ＵＬ以下であれば（ステップＳ１：ＮＯ）、加算角リミッタ２４は、さらに、その加算角αを下限値ＬＬと比較する（ステップＳ３）。そして、その加算角αが下限値未満であれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、下限値ＬＬを加算角αに代入する（ステップＳ４）。したがって、制御角θＣに対して下限値ＬＬ（＝−ωmax）が加算されることになる。 If the addition angle α obtained by the PI control unit 23 is equal to or smaller than the upper limit value UL (step S1: NO), the addition angle limiter 24 further compares the addition angle α with the lower limit value LL (step S3). If the addition angle α is less than the lower limit value (step S3: YES), the lower limit value LL is substituted for the addition angle α (step S4). Therefore, the lower limit LL (= −ω max ) is added to the control angle θ C.

ＰＩ制御部２３によって求められた加算角αが下限値ＬＬ以上上限値ＵＬ以下（ステップＳ３：ＮＯ）であれば、その加算角αがそのまま制御角θＣへの加算のために用いられる。
このようにして、加算角αを上限値ＵＬと下限値ＬＬとの間に制限することができるので、制御の安定化を図ることができる。より具体的には、電流不足時や制御開始時に制御不安定状態（アシスト力が不安定な状態）が発生しても、この状態から安定な制御状態への遷移を促すことができる。 The addition angle α obtained or lower than the lower limit LL or the upper limit UL by the PI control unit 23: if (step S3 NO), the addition angle α is used as is added to the control angle theta C.
In this way, the addition angle α can be limited between the upper limit value UL and the lower limit value LL, so that the control can be stabilized. More specifically, even if a control unstable state (a state where the assist force is unstable) occurs when the current is insufficient or the control is started, the transition from this state to the stable control state can be promoted.

図９は、センサ故障判定部４０と切換初期値設定部２９とによって実行される制御モードの切換処理の手順を示すフローチャートである。この処理は所定の演算周期毎に繰り返し行なわれる。
センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の故障の有無を判定する（ステップＳ１１）。センサ故障判定部４０は、レゾルバ８の故障が生じていないと判定している場合（センサ故障を検出していない場合）には（ステップＳ１１：ＮＯ）、前記第２モードを選択する（ステップＳ１２）。すなわち、検出操舵トルクＴに対応した二相指示電流値Ｉｄｑ ＊が達成されるように、回転角演算部２７により演算された回転角θＥに基づいて、モータが制御される。 一方、レゾルバ８の故障が発生したと判定した場合（センサ故障を検出した場合）およびレゾルバ８が故障中であると判定した場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、センサ故障判定部４０は、前記第１モードを選択する（ステップＳ１３）。すなわち、指示操舵トルクＴ＊が達成されるように制御角θＣを演算周期毎に更新して負荷角θＬを調整するモータ制御（負荷角調整法）が実行される。 FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of control mode switching processing executed by the sensor failure determination unit 40 and the switching initial value setting unit 29. This process is repeated every predetermined calculation cycle.
The sensor failure determination unit 40 determines whether or not there is a failure in the resolver 8 (step S11). When it is determined that the resolver 8 has not failed (when no sensor failure is detected) (step S11: NO), the sensor failure determination unit 40 selects the second mode (step S12). ). In other words, the motor is controlled based on the rotation angle θ E calculated by the rotation angle calculation unit 27 so that the two-phase command current value I dq * corresponding to the detected steering torque T is achieved. On the other hand, when it is determined that the resolver 8 has failed (when a sensor failure is detected) and when it is determined that the resolver 8 is in failure (step S11: YES), the sensor failure determination unit 40 The first mode is selected (step S13). That is, the command steering torque T * is the control angle theta C updated every calculation cycle adjusting motors controlling the load angle theta L so as to achieve (load angle adjustment method) is executed.

今回の演算周期において、センサ故障判定部４０によって制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられた場合、すなわち、制御モードが第２モードから第１モードに切り換わった初回である場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、切換初期値設定部２９は、ＰＩ制御部３３をリセットする（ステップＳ１５）。具体的には、切換初期値設定部２９は、ＰＩ制御部３３の積分項及び比例項を零にする。ただし、今演算周期でのＰＩ演算の結果（Ｖｄｑ ＊）は、保持されて、今演算周期におけるモータ制御のために用いられる。 In this calculation cycle, when the control mode is switched from the second mode to the first mode by the sensor failure determination unit 40, that is, when the control mode is the first time when the control mode is switched from the second mode to the first mode. (Step S14: YES), the switching initial value setting unit 29 resets the PI control unit 33 (Step S15). Specifically, the switching initial value setting unit 29 sets the integral term and proportional term of the PI control unit 33 to zero. However, the result (V dq * ) of the PI calculation in the current calculation cycle is retained and used for motor control in the current calculation cycle.

そして、切換初期値設定部２９は、レゾルバ８の故障直前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊が負の値であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。この実施形態では、切換初期値設定部２９は、第２指示電流値生成部３２から現在出力されているｑ軸指示電流Ｉｑ ＊を、レゾルバ８の故障直前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊とみなしている。なお、切換初期値設定部２９は、第２指示電流値生成部３２から出力されるｑ軸指示電流Ｉｑ ＊を最新のものから過去所定回数前までの複数回分を保存するようにし、保存しているｑ軸指示電流Ｉｑ ＊の中からレゾルバ８の故障直前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊を選択するようにしてもよい。 Then, the switching initial value setting unit 29 determines whether or not the q-axis command current I q * immediately before the failure of the resolver 8 is a negative value (step S16). In this embodiment, switching換初phase value setting unit 29, a q-axis command current I q * currently being output from the second command current value preparation unit 32, the q-axis instruction immediately before the failure of the resolver 8 current I q * and I consider it. The switching initial value setting unit 29 stores the q-axis command current I q * output from the second command current value generation unit 32 so as to store a plurality of times from the latest to a predetermined number of times before. The q-axis command current I q * immediately before the failure of the resolver 8 may be selected from the q-axis command current I q * .

前記レゾルバ故障前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊が零以上（零または正）の値である場合（つまり、γ軸指示電流Ｉγ ＊と同符号の場合）には（ステップＳ１６：ＮＯ）、切換初期値設定部２９は、バッファ部２８内に保存されているレゾルバ故障直前のロータ回転角θＥを、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値として制御角演算部２６に設定する（ステップＳ１７）。この後、切換初期値設定部２９は、今演算周期の処理を終了する。 If the q-axis command current I q * before the resolver failure is a value greater than or equal to zero (zero or positive) (that is, the same sign as the γ-axis command current I γ * ) (step S16: NO), switching換初phase value setting unit 29, a rotor rotation angle theta E resolver fault immediately before stored in the buffer section 28, the control angle calculation as switching換初phase value of the previous value of the control angle θ C θ C (n-1 ) Set in the unit 26 (step S17). Thereafter, the switching initial value setting unit 29 ends the processing of the current calculation cycle.

制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときには、制御角の前回値θＣ(n-1)は不明である。そこで、この実施形態では、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときには、故障検出直前にレゾルバ８によって検出されたロータ回転角θＥを、制御角の前回値θＣ(n-1)の切換初期値として設定している。制御モードが切り換えられたときの加算角αの初期値として、零または比較的小さい値が設定されるとすると、制御角θＣは故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角θＥとほぼ等しくなる。この実施形態では、制御モード切換後の加算角αの初期値は零に設定される。 When the control mode is switched from the second mode to the first mode, the previous value θ C (n−1) of the control angle is unknown. Therefore, in this embodiment, when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the rotor rotation angle θ E detected by the resolver 8 immediately before the failure is detected is used as the previous value θ C (n− It is set as the initial switching value of 1). Assuming that zero or a relatively small value is set as the initial value of the addition angle α when the control mode is switched, the control angle θ C is the rotor rotation angle θ E detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection. Is almost equal to In this embodiment, the initial value of the addition angle α after switching the control mode is set to zero.

制御モード切換後の初回においては、指示電流がｄ軸指示電流Ｉｄ ＊からγ軸指示電流Ｉγ ＊に切り換えられたとしても、ＰＩ制御部３３は直ちに切換後の二相指示電流Ｉγδ ＊と検出電流Ｉγδとの偏差に応じたＰＩ制御に移行しない。このため、ＰＩ制御部３３からは、モード切換直前の二相指示電流Ｉｄｑ ＊に応じて演算された二相指示電圧Ｖｄｑ ＊が出力される。この結果、制御モード切換後の初回の演算周期においては、モード切換直前のｄ軸指示電流Ｉｄ ＊に応じて演算された二相指示電圧Ｖｄｑ ＊に対して、制御角θＣを用いた二相／三相変換が行われる。そして、制御モード切換後の初回の制御角θＣは、故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角θＥとほぼ等しいので、前記二相／三相変換によって、故障検出直前とほぼ同じ大きさの三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊が得られる。そのため、故障検出直前のモータトルク(アシストトルク)とほぼ同じ大きさのモータトルクを発生できるようになる。これにより、レゾルバ８の故障検出直前のｄ軸指示電流Ｉｄ ＊が零または正であった場合において、制御モードが切り換えられた際のモータトルクの変動を抑制または防止できるようになる。したがって、第２モードから第1モードにスムーズに制御モードを移行させることができる。 In the first time after switching the control mode, even if the command current is switched from the d-axis command current I d * to the γ-axis command current I γ * , the PI control unit 33 immediately switches the two-phase command current I γδ * after switching . And PI control according to the deviation between the detected current I γδ and the detected current I γδ does not occur. For this reason, the PI control unit 33 outputs the two-phase command voltage V dq * calculated according to the two-phase command current I dq * immediately before the mode switching. As a result, in the first calculation cycle after the control mode switching, the control angle θ C is used for the two-phase command voltage V dq * calculated according to the d-axis command current I d * immediately before the mode switching. Two-phase / three-phase conversion is performed. Since the initial control angle θ C after switching the control mode is substantially equal to the rotor rotation angle θ E detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection, the two-phase / three-phase conversion causes the control angle θ C to be almost the same as immediately before the failure detection. A three-phase indicating voltage V UVW * of the same magnitude is obtained. For this reason, it is possible to generate a motor torque having substantially the same magnitude as the motor torque (assist torque) immediately before the failure detection. As a result, when the d-axis command current I d * immediately before detecting the failure of the resolver 8 is zero or positive, it is possible to suppress or prevent fluctuations in motor torque when the control mode is switched. Therefore, the control mode can be smoothly shifted from the second mode to the first mode.

前記ステップＳ１６において、前記レゾルバ故障前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊が負の値であると判別された場合（つまり、γ軸指示電流Ｉγ ＊と異符号の場合）には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、切換初期値設定部２９は、バッファ部２８内に保存されているレゾルバ故障直前のロータ回転角θＥを１８０°ずらした値（θＥ＋πまたはθＥ−π）を、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値として制御角演算部２６に設定する（ステップＳ１８）。 When it is determined in step S16 that the q-axis command current I q * before the resolver failure is a negative value (that is, when the γ-axis command current I γ * has a different sign) (step S16: YES), the switching initial value setting unit 29 sets the value (θ E + π or θ E −π) obtained by shifting the rotor rotation angle θ E stored in the buffer unit 28 immediately before the resolver failure by 180 ° to the control angle θ. It is set in the control angle calculation unit 26 as a switching initial value of the previous value θ C (n−1) of C (step S18).

また、切換初期値設定部２９は、指示電圧反転指令を指示電圧反転部３４Ａに通知する（ステップＳ１９）。そして、今演算周期の処理を終了する。指示電圧反転部３４Ａは、指示電圧反転指令が通知されると、ＰＩ制御部３３から生成された二相指示電圧Ｖγδ ＊（Ｖｄｑ ＊）の符号を反転させる。
前記ステップＳ１８において、レゾルバ故障前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊が負の値であると判別された場合に、レゾルバ故障直前のロータ回転角を１８０°ずらした値を、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値として設定している理由と、前記ステップＳ１９において、ＰＩ制御部３３から生成された二相指示電圧Ｖγδ ＊（Ｖｄｑ ＊）の符号を反転させている理由について説明する。 In addition, the switching initial value setting unit 29 notifies the instruction voltage inversion unit 34A of the instruction voltage inversion command (step S19). Then, the processing of the current calculation cycle is finished. When the instruction voltage inversion unit 34A is notified of the instruction voltage inversion command, the instruction voltage inversion unit 34A inverts the sign of the two-phase instruction voltage V γδ * (V dq * ) generated from the PI control unit 33.
When it is determined in step S18 that the q-axis command current I q * before the resolver failure is a negative value, the value obtained by shifting the rotor rotation angle immediately before the resolver failure by 180 ° is used as the previous control angle θ C. The reason why the value θ C (n−1) is set as the initial switching value and the sign of the two-phase instruction voltage V γδ * (V dq * ) generated from the PI control unit 33 in the step S19 are reversed. Explain why.

第２モード時に用いられるｑ軸指示電流Ｉｑ ＊は、図７に示されるように、正の値をとる場合と負の値をとる場合とがある。これに対して、第１モード時に用いられるγ軸指示電流Ｉγ ＊は、図６に示されるように、零または正の値をとり、負の値になることはない。
レゾルバ故障前のｑ軸指示電流Ｉｑ ＊が負の値である場合に、第２モードから第１モードに切り換えられると、指示電流値がｑ軸指示電流Ｉｑ ＊からγ軸指示電流Ｉγ ＊に切り換わるため、指示電流値が負から正に切り換わる。そして、切換後の二相指示電流Ｉγδ ＊と検出電流Ｉγδとの偏差に応じたＰＩ制御が行なわれるようになると、二相指示電圧Ｖγδ ＊の符号が制御モード切換前の二相指示電圧Ｖｄｑ ＊の符号と反転する。 As shown in FIG. 7, the q-axis command current I q * used in the second mode may take a positive value or a negative value. On the other hand, the γ-axis command current I γ * used in the first mode takes zero or a positive value and does not become a negative value as shown in FIG.
When the q-axis command current I q * before the resolver failure is a negative value, when the second mode is switched to the first mode, the command current value is changed from the q-axis command current I q * to the γ-axis command current I γ. The indicator current value switches from negative to positive because it switches to * . When PI control is performed according to the deviation between the two-phase command current I γδ * after detection and the detected current I γδ , the sign of the two-phase command voltage V γδ * is changed to the two-phase command before the control mode is switched. Inverted with the sign of the voltage V dq * .

このように、第２モードから第１モードに切り換えられることにより、指示電流値が負から正に反転し、これに伴って二相指示電圧Ｖγδ ＊（Ｖｄｑ ＊）の符号が反転する場合において、レゾルバ故障直前のロータ回転角θＥを制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値として設定すると、モータトルク（アシストトルク）の方向が、正負反転してしまう。 As described above, when the second mode is switched to the first mode, the command current value is inverted from negative to positive, and the sign of the two-phase command voltage V γδ * (V dq * ) is inverted accordingly. in, setting the resolver fault immediately before the rotor rotation angle theta E as switching換初phase value of the previous value of the control angle θ C θ C (n-1 ), the direction of the motor torque (assist torque), resulting in positive and negative reversed.

そこで、この実施形態では、レゾルバ８の故障検出直前のｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊が負である場合には、レゾルバ８の故障直前のロータ回転角θＥを１８０度ずらした値（θＥ＋π）を、制御角θＣの前回値θＣ(n-1)の切換初期値として設定するようにしている。これにより、レゾルバ８の故障検出直前に回転角センサによって検出されたロータ回転角θＥをそのまま制御角の前回値θＣ(n-1)として設定する場合に比べて、制御角θＣが１８０度ずれ、この結果、負荷角θＬが１８０度ずれる。前述したように、モータトルクは、負荷角θＬを用いて、ＫＴ・ＩγsinθＬで表されるので、負荷角θＬが１８０度ずれると、モータトルクの方向が反転する。この結果、制御モード切換後において二相指示電流Ｉγδ ＊と検出電流Ｉγδとの偏差に応じたＰＩ制御が行なわれるようになったときに、モータトルクの方向を制御モード切換前の方向と一致させることができるようになる。したがって、レゾルバ８の故障検出直前のｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊が負である場合においても、第２モードから第1モードにスムーズに制御モードを移行させることができる。 Therefore, in this embodiment, when the q-axis command current value I q * immediately before failure detection of the resolver 8 is negative, the rotor rotational angle θ E immediately before failure of the resolver 8 is a value (θ E + Π) is set as a switching initial value of the previous value θ C (n−1) of the control angle θ C. Thus, the control angle θ C is 180 as compared with the case where the rotor rotation angle θ E detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection of the resolver 8 is set as the previous value θ C (n−1) of the control angle as it is. time displacement, as a result, the load angle theta L is shifted 180 degrees. As described above, the motor torque is expressed as KT · I γ sinθ L using the load angle θ L , so that the direction of the motor torque is reversed when the load angle θ L is shifted by 180 degrees. As a result, when the PI control corresponding to the deviation between the two-phase indicating current I γδ * and the detected current I γδ is performed after the control mode switching, the direction of the motor torque is changed to the direction before the control mode switching. Can be matched. Therefore, even when the q-axis command current value I q * immediately before the failure detection of the resolver 8 is negative, the control mode can be smoothly shifted from the second mode to the first mode.

しかし、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられた初回の演算周期においては、指示電流がｄ軸指示電流Ｉｄ ＊からγ軸指示電流Ｉγ ＊に切り換えられることにより、指示電流値の符号が負から正に反転したとしても、ＰＩ制御部３３は直ちにγ軸指示電流Ｉγ ＊と検出電流Ｉγδとの偏差に応じたＰＩ制御に移行しない。このため、ＰＩ制御部３３からは、モード切換直前のｄ軸指示電流Ｉｄ ＊に応じて演算された二相指示電圧Ｖｄｑ ＊が出力される。そこで、レゾルバ８の故障検出直前のｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊が負である場合には、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられた初回の演算周期に限って、ＰＩ制御部３３から出力される二相指示電圧Ｖｄｑ ＊の符号を反転させているのである。 However, in the first calculation cycle when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the command current value is changed by switching the command current from the d-axis command current I d * to the γ-axis command current I γ *. Even if the sign of is inverted from negative to positive, the PI control unit 33 does not immediately shift to PI control according to the deviation between the γ-axis command current I γ * and the detected current I γδ . For this reason, the PI control unit 33 outputs the two-phase command voltage V dq * calculated according to the d-axis command current I d * immediately before the mode switching. Therefore, when the q-axis command current value I q * immediately before the failure detection of the resolver 8 is negative, the PI control unit is limited to the first calculation cycle when the control mode is switched from the second mode to the first mode. The sign of the two-phase indicating voltage V dq * output from 33 is inverted.

制御モードが第１モードに切り換えられる直前において回転角演算部２７によって検出されたロータ回転角をθＥとすると、二相指示電圧Ｖｄｑ ＊を三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊に変換するための変換式は、次式(6),(7),(8)で表される。 When the control mode is the rotor rotation angle detected by the rotation angle calculator 27 and the theta E immediately before being switched to the first mode, conversion for converting the two-phase command voltage V dq * into three-phase command voltage V UVW * The expression is expressed by the following expressions (6), (7), (8).

Figure 2011109874
Figure 2011109874

前述したように、レゾルバ８の故障検出直前のｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊が負であったために、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときに、ロータ回転角θＥが１８０度ずれた値（θＥ＋π）に変更されたとする。この実施形態では、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられた場合、加算角αの初期値は零に設定されるので、制御角θＣは、θＣ＝θＥ＋πとなる。また、前述したように、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられときの初回においては、ＰＩ制御部３３からは、モード切換直前のｄ軸指示電流Ｉｄ ＊に応じて演算された二相指示電圧Ｖｄｑ ＊が出力されているものとする。 As described above, since the q-axis command current value I q * immediately before the detection of the failure of the resolver 8 is negative, the rotor rotation angle θ E is changed when the control mode is switched from the second mode to the first mode. It is assumed that the value is changed to a value (θ E + π) shifted by 180 degrees. In this embodiment, when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the initial value of the addition angle α is set to zero, so the control angle θ C is θ C = θ E + π. In addition, as described above, in the first time when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the PI control unit 33 calculates in accordance with the d-axis command current I d * immediately before the mode switching. Assume that the two-phase indicating voltage V dq * is output.

この二相指示電圧Ｖｄｑ ＊を前記制御角θＣ（＝θＥ＋π）を用いて二相／三相変換することにより得られるＵ相の指示電圧Ｖ'Ｕ ＊は、次式(9)で示されるようになる。具体的には、Ｕ相の指示電圧Ｖ'Ｕ ＊は、前記式(6)にθＥ=θＥ＋πを代入することにより、求められる。 The U-phase command voltage V ′ U * obtained by performing two-phase / three-phase conversion on the two-phase command voltage V dq * using the control angle θ C (= θ E + π) is expressed by the following equation (9). As shown in Specifically, the U-phase command voltage V ′ U * is obtained by substituting θ E = θ E + π into the equation (6).

Figure 2011109874
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前記二相指示電圧Ｖｄｑ ＊を前記制御角θＣを用いて二相／三相変換することにより得られるＶ相およびＷ相の指示電圧Ｖ'Ｖ ＊，Ｖ'Ｗ ＊も、式(7)，(8)にそれぞれθＥ=θＥ＋πを代入することにより、Ｖ'Ｖ ＊＝−ＶＶ ＊，Ｖ'Ｗ ＊＝−ＶＷ ＊となる。つまり、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときの初回においては、ＰＩ制御部３３から出力される二相指示電圧Ｖｄｑ ＊が制御角θＣ（＝θＥ＋π）を用いて二相／三相変換されると、それによって得られる三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊の符号が制御モードの切換前の三相指示電圧ＶＵＶＷ ＊に比べて反転してしまう。 The V-phase and W-phase indicating voltages V ′ V * and V ′ W * obtained by performing the two-phase / three-phase conversion on the two-phase indicating voltage V dq * using the control angle θ C are also expressed by the formula (7 ) And (8) by substituting θ E = θ E + π, respectively, V ′ V * = − V V * , V ′ W * = − V W * . That is, at the first time when the control mode is switched from the second mode to the first mode, the two-phase command voltage V dq * output from the PI control unit 33 uses the control angle θ C (= θ E + π). When the two-phase / three-phase conversion is performed, the sign of the three-phase instruction voltage V UVW * obtained thereby is inverted as compared with the three-phase instruction voltage V UVW * before switching the control mode.

そこで、レゾルバ８の故障検出直前のｑ軸指示電流値Ｉｑ ＊が負であった場合、制御モードが第２モードから第１モードに切り換えられたときの初回の演算周期においては、ＰＩ制御部３３から出力される二相指示電圧Ｖｄｑ ＊の符号を反転させた後に、二相／三相変換を行うようにしている。これにより得られるＵ相の指示電圧Ｖ''Ｕ ＊は、次式(10)で示されるように、前記式（9)において、Ｖｄ ＊＝−Ｖｄ ＊，Ｖｑ ＊＝−Ｖｑ ＊を代入することにより、求められる。 Therefore, when the q-axis command current value I q * immediately before the failure detection of the resolver 8 is negative, the PI control unit in the first calculation cycle when the control mode is switched from the second mode to the first mode. Two-phase / three-phase conversion is performed after inverting the sign of the two-phase indicating voltage V dq * output from 33. The U-phase indicated voltage V ″ U * obtained in this way is expressed by the following equation (9): V d * = − V d * , V q * = − V q It is obtained by substituting * .

Figure 2011109874
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この場合、Ｖ相およびＷ相の指示電圧Ｖ''Ｖ ＊，Ｖ''Ｗ ＊も、式(7)，(8)にそれぞれθＥ=θＥ＋πを代入することにより、Ｖ''Ｖ ＊＝ＶＶ ＊，Ｖ''Ｗ ＊＝ＶＷ ＊となる。つまり、制御モードが第１モードに切り換えられる前のＵ相の指示電圧ＶＵと同じ値になる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ＰＩ制御部２３によって加算角αを求めているが、ＰＩ制御部２３に代えて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算部を用いて加算角αを求める構成とすることもできる。 In this case, V-phase and command voltage V of the W-phase '' V *, V '' W * also, Equation (7), by substituting the respective θ E = θ E + π to (8), V '' V * = V V *, V ' ' W * = a V W *. That is, the control mode is the same value as the command voltage V U of the U-phase prior to being switched to the first mode.
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the addition angle α is obtained by the PI control unit 23. However, instead of the PI control unit 23, the addition angle α is obtained by using a PID (proportional / integral / derivative) operation unit. You can also

さらに、前述の実施形態では、電動パワーステアリング装置にこの発明が適用された例について説明したが、この発明は、電動ポンプ式油圧パワーステアリング装置のためのモータの制御や、パワーステアリング装置以外にも、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システム、可変ギヤレシオ（ＶＧＲ）ステアリングシステムその他の車両用操舵装置に備えられたブラシレスモータの制御のために用いることができる。むろん、車両用操舵装置に限らず、他の用途のモータの制御のためにも本発明のモータ制御装置を適用できる。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electric power steering apparatus has been described. However, the present invention is not limited to the motor control for the electric pump type hydraulic power steering apparatus or the power steering apparatus. It can be used for control of a brushless motor provided in a steer-by-wire (SBW) system, a variable gear ratio (VGR) steering system and other vehicle steering devices. Of course, the motor control device of the present invention can be applied not only to the vehicle steering device but also to control a motor for other purposes.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

１…トルクセンサ、３…モータ、５…モータ制御装置、１１…マイクロコンピュータ、２３…ＰＩ制御部、２６…制御角演算部、４０…センサ故障判定部、４１…指示電流切換部、４２…角度切換部、５０…ロータ、５１，５２，５３…ステータ巻線、５５…ステータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torque sensor, 3 ... Motor, 5 ... Motor control apparatus, 11 ... Microcomputer, 23 ... PI control part, 26 ... Control angle calculating part, 40 ... Sensor failure determination part, 41 ... Indication current switching part, 42 ... Angle Switching unit, 50 ... rotor, 51, 52, 53 ... stator winding, 55 ... stator

Claims (2)

ロータと、このロータに対向するステータとを備えたモータを制御するためのモータ制御装置であって、
制御上の回転角である制御角に従う回転座標系の第１軸電流指示値で前記モータを駆動する電流駆動手段と、前記制御角に加算すべき加算角を演算する加算角演算手段と、所定の演算周期毎に、前記加算角演算手段によって演算された加算角を制御角の前回値に加算することによって制御角の今回値を求める制御角演算手段と、を含む負荷角制御手段と、
前記ロータ回転角を検出するための回転角センサと、
前記ロータ回転角に従う回転座標系の第２軸電流指示値を設定するための指示電流設定手段と、
前記回転角センサが故障したことを検出する故障検出手段と、
前記回転角センサの故障が検出されたときに、前記回転角センサの検出値と前記指示電流設定手段の設定値とに基づくモータ制御から、前記負荷角制御手段によるモータ制御に、制御モードを切り換える切換手段と、
前記切換手段によって制御モードが切り換えられたときに、前記制御角の前回値の初期値を設定する切換初期値設定手段とを含み、
前記切換初期値設定手段は、
前記切換手段によって制御モードが切り換えられたときに、前記回転角センサの故障検出直前の前記第２軸電流指示値の符号が正であるか負であるかを判別する手段と、
故障検出直前の前記第２軸電流指示値が前記第１軸電流指示値と同符号である場合には、故障検出直前に前記回転角センサによって検出されたロータ回転角を、前記制御角の前回値の初期値として設定する手段と、
故障検出直前の前記第２軸電流指示値が前記第１軸電流指示値と異符号である場合には、故障検出直前に前記回転角センサによって検出されたロータ回転角を１８０度ずらした回転角を、前記制御角の前回値の初期値として設定する手段とを含む、を含むモータ制御装置。 A motor control device for controlling a motor including a rotor and a stator facing the rotor,
A current driving means for driving the motor with a first axis current instruction value in a rotating coordinate system according to a control angle that is a control rotation angle; an addition angle calculating means for calculating an addition angle to be added to the control angle; Load angle control means including a control angle calculation means for obtaining a current value of the control angle by adding the addition angle calculated by the addition angle calculation means to the previous value of the control angle for each calculation cycle;
A rotation angle sensor for detecting the rotor rotation angle;
A command current setting means for setting a second axis current command value of a rotating coordinate system according to the rotor rotation angle;
Failure detection means for detecting that the rotation angle sensor has failed; and
When a failure of the rotation angle sensor is detected, the control mode is switched from motor control based on the detected value of the rotation angle sensor and the set value of the command current setting means to motor control by the load angle control means. Switching means;
Switching initial value setting means for setting an initial value of the previous value of the control angle when the control mode is switched by the switching means;
The switching initial value setting means includes:
Means for determining whether the sign of the second axis current indication value immediately before the rotation angle sensor failure detection is positive or negative when the control mode is switched by the switching means;
When the second axis current instruction value immediately before the failure detection has the same sign as the first axis current instruction value, the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection is set to the previous control angle. Means for setting the initial value of the value;
When the second axis current instruction value immediately before the failure detection is different from the first axis current instruction value, the rotation angle obtained by shifting the rotor rotation angle detected by the rotation angle sensor immediately before the failure detection by 180 degrees And a means for setting as an initial value of the previous value of the control angle. 車両の舵取り機構に駆動力を付与するモータと、
前記モータを制御する請求項１に記載のモータ制御装置とを含む、車両用操舵装置。 A motor for applying a driving force to the steering mechanism of the vehicle;
A vehicle steering apparatus comprising: the motor control apparatus according to claim 1 that controls the motor.
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