JP2019119417A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転角センサに異常が生じた場合であっても、適切にモータを制御可能である電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】マイコン５０は、異常監視部５６、回転角演算部５５、および、通電制御部１５０、２５０を有する。異常監視部５６は、回転角センサ３０の異常を監視する。回転角演算部５５は、回転角センサ３０から取得される角度情報θ１Ａ、θ２Ａ、および、回転角センサ３０の異常状態に応じて、電気角θを演算する。通電制御部１５０は、電気角θに基づいて、巻線組１８０、２８０への通電を制御する。回転角演算部５５は、一部のセンサ部１３０、２３０の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の電気角θであるホールド値θｈｏｌｄに基づいて電気角θを演算し、センサ部の異常が確定された場合、正常であるセンサ部の角度情報に基づく電気角θの演算に切り替える。【選択図】 図３

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

従来、モータによってステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１では、トルクセンサの異常検出時に、異常検出前の電流指令値をホールドすることで、ステアリングの挙動を安定化させている。

特許第４３４８８４８号公報

モータの回転角センサに異常が生じたとき、特許文献１のように電流指令値をホールドしても、ステアリングの挙動が安定しない虞がある。本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転角センサに異常が生じた場合であっても、適切にモータを制御可能である電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の電動パワーステアリング装置は、巻線組（１８０、２８０）を有するモータ（８０）の駆動を制御することで運転者の操舵をアシストするものであって、インバータ（１１０、２１０）と、回転角センサ（３０、３００）と、制御部（５０、５１、１６０、２６０）と、を備える。

インバータは、巻線組の通電を切り替える。回転角センサは、複数のセンサ部（１３０、２３０、３１０、３２０、３３０）を有する。センサ部は、モータの回転に応じて変化する信号を検出し、角度情報を出力する。制御部は、異常監視部（５６、１６６、２６６）、回転角演算部（５５、１６５、２６５）、および、通電制御部（１５０、２５０）を有する。異常監視部は、回転角センサの異常を監視する。回転角演算部は、回転角センサから取得される角度情報および回転角センサの異常状態に応じてモータの回転角度を演算する。通電制御部は、回転角度に基づいてインバータを制御する。

第１の態様では、回転角演算部は、一部のセンサ部の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の回転角度であるホールド値に基づいて回転角度を演算し、センサ部の異常が確定された場合、正常であるセンサ部の角度情報に基づく回転角度の演算に切り替える。第２の態様では、モータは、複数の巻線組を有する。また、複数のインバータおよび複数の制御部を有し、インバータ、センサ部および制御部は、巻線組ごとに設けられる。回転角演算部は、対応して設けられるセンサ部の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の回転角度であるホールド値に基づいて回転角度を演算し、当該センサ部の異常が確定された場合、正常であるセンサ部と対応して設けられる制御部での制御を継続する。これにより、回転角センサに異常が発生した場合であっても適切にモータを制御可能であって、異常発生時におけるハンドルショックを低減することができる。

第１実施形態によるステアリングシステムを示す概略構成図である。 第１実施形態による駆動装置を示す断面図である。 第１実施形態による電動パワーステアリング装置を示す説明図である。 第１実施形態による回転角センサを示すブロック図である。 第１実施形態による制御ユニットを示すブロック図である。 第１実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による角度演算処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による電気角を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による角度演算処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態による電気角を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による電気角を説明するタイムチャートである。 第３実施形態による回転角センサを示すブロック図である。 第３実施形態による制御ユニットを示すブロック図である。 第３実施形態による角度演算処理を説明するフローチャートである。 第４実施形態による電動パワーステアリング装置を示す説明図である。

以下、本発明による電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態による電動パワーステアリング装置を図１〜図８に示す。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシステム９０に適用される。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、インターミディエイトシャフト９４、転舵装置９５、タイロッド９６、ナックルアーム９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置１等を備える。

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９３が設けられる。ステアリングシャフト９２と転舵装置９５との間には、インターミディエイトシャフト９４が設けられ、ステアリングシャフト９２の回転運動は、インターミディエイトシャフト９４を経由して、転舵装置９５に伝達される。

転舵装置９５は、ピニオンギア９５１およびラック軸９５２を有する。インターミディエイトシャフト９４を経由して伝達されるステアリングシャフト９２の回転運動は、転舵装置９５にてラック軸９５２の往復運動に変換される。ラック軸９５２の両端には、タイロッド９６が設けられる。タイロッド９６は、ラック軸９５２とともに左右に往復運動し、タイロッド９６を車輪９８との間に設けられるナックルアーム９７を引っ張ったり押したりする。これにより、車輪９８は、ラック軸９５２の変位量に応じた角度に操舵される。

電動パワーステアリング装置１は、駆動装置５、および、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８９、および、トルクセンサ９３等を備える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をラック軸９５２に伝える所謂「ラックアシストタイプ」等としてもよい。

図２に示すように、駆動装置５は、多相回転電機であるモータ８０と、モータ８０の軸方向の一方側に一体に設けられる制御ユニット１０と、を備える。本実施形態の駆動装置５は、制御ユニット１０とモータ８０とが一体となっている「機電一体型」であるが、制御ユニット１０がモータ８０と別途に設けられている「機電別体型」であってもよい。

モータ８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力するものであって、直流電源であるバッテリ５００（図１参照）から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。

図２に示すように、モータ８０は、３相ブラシレスモータであって、巻線組１８０、２８０、ステータ８４０、ロータ８６０、および、それらを収容するハウジング８３０等を備える。ハウジング８３０は、筒状のケース８３１、フロントフレームエンド８３２、および、リアフレームエンド８３３を有する。ケース８３１とフレームエンド８３２、８３３とは、ボルト等により互いに締結される。フロントフレームエンド８３２は、ケース８３１の制御ユニット１０と反対側に設けられる。リアフレームエンド８３３は、ケース８３１の制御ユニット１０側に設けられる。

ステータ８４０は、ケース８３１に固定され、巻線１８０、２８０が巻回される。巻線１８０、２８０からは、それぞれリード線１８９、２８９が取り出される。リード線１８９、２８９は、リアフレームエンド８３３に形成される挿通孔８３４から制御ユニット１０側に取り出され、基板４２０と接続される。ロータ８６０は、ステータ８４０の径方向内側にて、ステータ８４０に対して相対回転可能に設けられる。

シャフト８７０は、ロータ８６０に嵌入され、ロータ８６０と一体に回転する。シャフト８７０は、軸受８３５、８３６により、ハウジング８３０に回転可能に支持される。シャフト８７０の制御ユニット１０側の端部は、リアフレームエンド８３３から制御ユニット１０側に突出する。シャフト８７０の制御ユニット１０側の端部には、マグネット８７５が設けられる。

制御ユニット１０は、カバー４１０、基板４２０、および、基板４２０に実装される各種の電子部品等を備える。カバー４１０は、リアフレームエンド８３３に固定され、外部の衝撃から電子部品を保護したり、制御ユニット１０内部への埃や水の浸入を防止したりする。カバー４１０には、図示しないコネクタが設けられる。

基板４２０は、例えばプリント基板であって、リアフレームエンド８３３に固定される。基板４２０のモータ８０側の面であるモータ面４２１には、スイッチング素子１１１〜１１６、２１１〜２１６、電流検出部１２０、２２０、カスタムＩＣ４９、および、回転角センサ３０等が実装される。カスタムＩＣ４９には、プリドライバ４９１および増幅回路４９６（図５参照）等が含まれる。回転角センサ３０は、マグネット８７５と対向する箇所に実装される。

基板４２０のモータ８０と反対側の面であるカバー面４２２には、マイコン５０、および、コンデンサ４３等が実装される。本実施形態では、マイコン５０が「制御部」に対応する。

本実施形態では、１枚の基板４２０に電子部品が実装されているが、複数枚の基板に電子部品を実装するようにしてもよい。図２では、モータ面４２１に実装される電子部品とリアフレームエンド８３３とが離間しているが、スイッチング素子１１１〜１１６、２１１〜２１６等の熱を放熱可能な形状にリアフレームエンド８３３を形成してもよいし、スイッチング素子１１１〜１１６、２１１〜２１６等の熱を放熱させるヒートシンクを設けてもよい。

図３に示すように、第１巻線組１８０は、Ｕ１コイル１８１、Ｖ１コイル１８２およびＷ１コイル１８３を有する。第２巻線組８２は、Ｕ２コイル２８１、Ｖ２コイル２８２およびＷ２コイル２８３を有する。

第１インバータ１１０は、スイッチング素子１１１〜１１６を有し、第１巻線組１８０への電力を変換する。以下、スイッチング素子を「ＳＷ素子」を記す。ＳＷ素子１１１〜１１３は高電位側に接続され、ＳＷ素子１１４〜１１６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子１１１、１１４の接続点には、Ｕ１コイル１８１の一端が接続される。対になるＶ相のＳＷ素子１１２、１１５の接続点には、Ｖ１コイル１８２の一端が接続される。対になるＷ相のＳＷ素子１１３、１１６の接続点には、Ｗ１コイル１８３の一端が接続される。コイル１８１〜１８３の他端は結線される。

第２インバータ２１０は、スイッチング素子２１１〜２１６を有し、第２巻線組２８０への電力を変換する。ＳＷ素子２１１〜２１３は高電位側に接続され、ＳＷ素子２１４〜２１６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子２１１、２１４の接続点には、Ｕ２コイル２８１の一端が接続される。対になるＶ相のＳＷ素子２１２、２１５の接続点には、Ｖ２コイル２８２の一端が接続される。対になるＷ相のＳＷ素子２１３、２１６の接続点には、Ｗ２コイル２８３の一端が接続される。コイル２８１〜２８３の他端は結線される。本実施形態のＳＷ素子１１〜１６、２１１〜２１６はＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。

第１インバータ１１０の低電位側には、第１電流検出部１２０が設けられる。第１電流検出部１２０は、Ｕ１コイル１８１に流れる電流を検出するＵ１電流検出素子１２１、Ｖ１コイル１８２に流れる電流を検出するＶ１電流検出素子１２２、および、Ｗ１コイル１８３に流れる電流を検出するＷ１電流検出素子１２３を有する。

第２インバータ２１０の低電位側には、第２電流検出部２２０が設けられる。第２電流検出部２２０は、Ｕ２コイル２８１に流れる電流を検出するＵ２電流検出素子２２１、Ｖ２コイル２８２に流れる電流を検出するＶ２電流検出素子２２２、および、Ｗ２コイル２８３に流れる電流を検出するＷ２電流検出素子２２３を有する。本実施形態の電流検出素子１２１〜１２３、２２１〜２２３は、シャント抵抗であるが、ホール素子等であってもよい。また、電流検出部１２０、２２０は、電流検出可能ないずれの箇所に設けてもよい。電流検出部１２０、２２０の検出値は、増幅回路４９５を経由して、マイコン５０の３相２相変換部５２１に出力される（図５参照）。

以下、第１巻線組１８０、および、第１巻線組１８０に対応して設けられる第１インバータ１１０等の構成の組み合わせを第１系統とする。また、第２巻線組２８０、および、第２巻線組２８０に対応して設けられる第２インバータ２１０等の構成の組み合わせを第２系統とする。

図４に示すように、回転角センサ３０は、第１センサ部１３０および第２センサ部２３０を有する。図中適宜、第１センサ部１３０を「センサ１」、第２センサ部２３０を「センサ２」と記載する。図２では、第１センサ部１３０および第２センサ部２３０が１つのパッケージに設けられるものとして記載しているが、センサ部１３０、２３０ごとに別途に設けられていてもよい。

第１センサ部１３０は、センサ素子１３１、１３２、および、処理素子１４０等を有する。センサ素子１３１、１３２は、シャフト８７０と一体となって回転するマグネット８７５の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子である。センサ素子１３１、２３２は、例えばＧＭＲ、ＡＭＲ、ＴＭＲ等のＭＲ素子、または、ホール素子等である。

処理素子１４０は、ＡＤ変換部１４１、１４２、角度情報演算部１４３、１４４、自己診断部１４５、および、通信部１４７等を有する。ＡＤ変換部１４１は、センサ素子１３１の検出値をデジタル変換し、角度情報演算部１４３に出力する。角度情報演算部１４３は、センサ素子１３１の検出値に基づき、モータ８０の回転位置に係る情報である角度情報θ１Ａを演算する。ＡＤ変換部１４２は、センサ素子１３２の検出値をデジタル変換し、角度情報演算部１４４に出力する。角度情報演算部１４４は、センサ素子１３２の検出値に基づき、モータ８０の回転位置に係る角度情報θ１Ｂを演算する。

自己診断部１４５は、第１センサ部１３０内における天絡、地絡等の異常を監視する。通信部１４７は、角度情報θ１Ａ、θ１Ｂおよび自己診断結果を、デジタル信号にて、マイコン５０に出力する。

第２センサ部２３０は、センサ素子２３１、２３２、および、処理素子２４０等を有する。処理素子２４０は、ＡＤ変換部２４１、２４２、角度情報演算部２４３、２４４、自己診断部２４５、および、通信部２４７等を有する。通信部２４７は、角度情報θ２Ａ、θ２Ｂおよび自己診断結果を、マイコン５０に出力する。第２センサ部２３０の各構成要素は、符号の下２桁が同一である第１センサ部１３０の構成要素と同様であるので、詳細な説明を省略する。本実施形態では、センサ素子１３１、１３２、２３１、２３３、および、角度情報演算部１４３、１４４、２４３、２４４における演算は同様とするが、検出や演算の精度等が異なっていてもよい。以下適宜、角度情報θ１Ａ、θ１Ｂ、θ２Ａ、θ２Ｂが電気角に相当する値であるものとして説明する

図２および図５に示すように、マイコン５０は、通電制御部１５０、２５０、回転角演算部５５、および、異常監視部５６等を有する。第１通電制御部１５０は第１巻線組１８０の通電を制御し、第２通電制御部２５０は第２巻線組２８０の通電を制御する。第１系統における通電制御と第２系統における通電制御とは、詳細は同様であるので、図５では、第２インバータ２１０、第２電流検出部２２０および第２通電制御部２５０等の記載を省略し、第１系統を例に説明する。図１３についても同様である。

通電制御部１５０は、３相２相変換部１５１、減算器１５２、１５３、ＰＩ制御部１５４、１５５、２相３相変換部１５６、および、ＰＷＭ変換部１５７等を有する。３相２相変換部１５１は、電気角θに基づき、３相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄｑ変換し、ｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｄ軸電流検出値Ｉｄを演算する。

減算器１５２は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸電流検出値Ｉｑと偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑを演算する。減算器１５３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸電流検出値Ｉｄとの偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄを演算する。

ＰＩ制御部１５４は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑが０に収束するように、ＰＩ演算等により、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を演算する。ＰＩ制御部１５５は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄが０に収束するように、ＰＩ演算等により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を演算する。

２相３相変換部１５６は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*およびｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を電気角θに基づいて逆ｄｑ変換し、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*を演算する。ＰＷＭ変換部１５７は、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*に基づき、例えば三角波比較等により、デューティ指令値Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを演算し、プリドライバ４９１に出力する。プリドライバ４９１は、デューティ指令値Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに基づいて駆動信号を生成し、第１インバータ１１０に出力する。駆動信号に基づいて第１インバータ１１０を制御することで、モータ８０の駆動が制御される。

回転角演算部５５は、回転角センサ３０から取得される角度情報に基づいて電気角θを演算する。本実施形態では、第１センサ部１３０から取得される角度情報θ１Ａおよび第２センサ部２３０から取得される角度情報θ２Ａを用いるが、角度情報θ１Ｂ、θ２Ｂを用いてもよい。また、本実施形態では、第１センサ部１３０を「メインセンサ部」、第２センサ部２３０を「サブセンサ部」とし、第１センサ部１３０が正常でれば、電気角θの演算に角度情報θ１Ａを用いる。

異常監視部５６は、回転角センサ３０から取得される角度情報θ１Ａ、θ１Ｂ、θ２Ａ、θ２Ｂおよび自己診断結果に基づき、異常判定を行う。異常判定結果は、回転角演算部５５に出力される。回転角演算部５５では、回転角センサ３０の異常状況に応じた角度演算が行われる。

異常監視部５６における異常判定処理について図６のフローチャートに基づいて説明する。センサ部１３０、２３０の異常判定は同様であるので、ここでは、第１センサ部１３０を例に説明する。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。ここで説明する異常判定処理、および、図７に基づいて説明する角度演算処理は一例であって、別の方法であってもよい。後述の実施形態についても同様である。

Ｓ１０１では、異常監視部５６は、第１センサ部１３０の異常判定条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、角度情報θ１Ａ、θ１Ｂの偏差が異常判定閾値ＴＨｅ１より大きい場合、または、第１センサ部１３０から取得した自己診断結果が異常である場合、異常判定条件が成立していると判定する。異常判定閾値は、検出誤差等に応じ、０に近い任意の値に設定される。異常判定条件が成立していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。異常判定条件が成立していると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行し、第１センサ部１３０の異常判定に係る異常カウンタをインクリメントする。

Ｓ１０３では、異常監視部５６は、異常カウンタのカウント値が、異常確定判定閾値ＴＨｃより大きいか否かを判断する。異常確定判定閾値ＴＨｃは、異常検出後、異常を確定させる任意のカウント数に設定される。異常カウンタのカウント値が異常確定判定閾値ＴＨｃより大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行し、異常判定結果を異常確定とする。異常カウンタのカウント値が異常確定判定閾値ＴＨｃ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行し、異常判定結果を異常検出中とする。

異常判定条件が成立していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）に移行するＳ１０６では、異常監視部５６は、異常カウンタをクリアする。Ｓ１０７では、異常監視部５６は、異常判定結果を正常とする。

回転角演算部５５における角度演算処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ５０１では、回転角演算部５５は、第１センサ部１３０が正常か否かを判断する。第１センサ部１３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５０１：ＮＯ）、すなわち第１センサ部１３０が異常検出中または異常確定の場合、Ｓ５０５へ移行する。第１センサ部１３０が正常であると判断された場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、Ｓ５０２へ移行する。

Ｓ５０２では、回転角演算部５５は、第２センサ部２３０が正常か否かを判断する。第２センサ部２３０が正常であると判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、Ｓ５０４へ移行する、第２センサ部２３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、Ｓ５０３へ移行する。

Ｓ５０３では、回転角演算部５５は、第２センサ部２３０の異常が確定しているか否かを判断する。第２センサ部２３０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、すなわち第２センサ部２３０が異常検出中であって異常確定前である場合、Ｓ５１０へ移行する。第２センサ部２３０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、Ｓ５０４へ移行する。

Ｓ５０４では、回転角演算部５５は、電流制御に用いる電気角θを第１角度情報θ１Ａに基づいて演算する。本実施形態では、第１角度情報θ１Ａは電気角に相当する値であるので、θ＝θ１Ａとする。また、演算された電気角θをホールド値θｈｏｌｄとして保持する。

第１センサ部１３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５０１：ＮＯ）に移行するＳ５０５では、第１センサ部１３０の異常が確定しているか否かを判断する。第１センサ部１３０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５０５：ＮＯ）、すなわち第１センサ部１３０の異常検出中であって異常確定前である場合、Ｓ５１０へ移行する。第１センサ部１３０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、Ｓ５０６へ移行する。

Ｓ５０６では、回転角演算部５５は、Ｓ５０２と同様、第２センサ部２３０が正常か否かを判断する。第２センサ部２３０が正常であると判断された場合（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、Ｓ５０８へ移行する。第２センサ部２３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５０６：ＮＯ）、Ｓ５０７へ移行する。

Ｓ５０７では、回転角演算部５５は、Ｓ５０３と同様、第２センサ部２３０の異常が確定しているか否かを判断する。第２センサ部２３０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０９へ移行する。第２センサ部２３０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５０７：ＮＯ）、すなわち第２センサ部２３０の異常検出中であって異常確定前である場合、Ｓ５１０へ移行する。

Ｓ５０８では、回転角演算部５５は、電流制御に用いる電気角θを第２角度情報θ２Ａに基づいて演算する。本実施形態では、第２角度情報θ２Ａは電気角に相当する値であるので、θ＝θ２Ａとする。また、演算された電気角θをホールド値θｈｏｌｄとして保持する。

Ｓ５０９では、回転角演算部５５は、電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。また、マイコン５０は、モータ８０の駆動を停止し、アシスト停止とする。

第１センサ部１３０または第２センサ部２３０が異常検出中である場合に移行するＳ５１０では、回転角演算部５５は、電流制御に用いる電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。本実施形態では、第１センサ部１３０の異常検出中は、第２センサ部２３０の状態によらず、電気角θとしてホールド値θｈｏｌｄを用いる。

なお、図７中のＳ５０２およびＳ５０３を省略し、第１センサ部１３０が正常であれば、第２センサ部２３０の状態によらず、第１センサ部１３０の角度情報θ１Ａに基づいて電気角θを演算してもよい。換言すると、サブセンサ部である第２センサ部２３０の異常が検出された場合であってもメインセンサ部である第１センサ部１３０の角度情報を用いた電気角θの演算を継続してもよい、ということである。後述の実施形態についても同様、サブセンサ部の異常時において、メインセンサ部の角度情報に用いた電気角θの演算を継続してもよい。

電流制御に用いる電気角θを、図８のタイムチャートに基づいて説明する。図８では、共通時間軸を横軸とし、上段から、第１角度情報θ１Ａ、第２角度情報θ２Ａ、電流制御に用いる電気角θとする。後述の図１０および図１１も同様である。

図８に示すように、異常が検出される時刻ｘ１０までの期間は、異常判定結果が正常であって、角度情報θ１Ａ、θ１Ｂは、誤差等を無視すれば一致する。本実施形態では、第１角度情報θ１Ａが正常であれば、電気角θを第１角度情報θ１Ａに基づいて演算する。

時刻ｘ１０にて、第１センサ部１３０の異常が検出されると、異常が確定される時刻ｘ１１までの期間、異常判定結果が異常検出中となり、電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。図８では、異常検出中である時刻ｘ１０から時刻ｘ１１までの期間、第２角度情報θ２Ａが正常であるものとして記載しているが、第１角度情報θ１Ａの異常判定結果が異常検出中である間は、第２角度情報θ２Ａの異常状態によらず、電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。

時刻ｘ１１にて、第１センサ部１３０の異常が確定すると、異常判定結果が異常確定となり、電気角θを第２角度情報θ２Ａに基づいて演算する。異常検出中は異常検出前の角度情報であるホールド値θｈｏｌｄを用いて電気角θを演算し、異常確定後に正常である角度情報に基づく演算に切り替えることで、特にハンドル中立時や保舵中に異常が生じた場合のハンドルショックおよび運転者への違和感を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、巻線組１８０、２８０を有するモータ８０の駆動を制御することで運転者の操舵をアシストするものであって、インバータ１１０、２１０と、回転角センサ３０と、マイコン５０と、を備える。インバータ１１０、２１０は、巻線組１８０、２８０の通電を切り替える。回転角センサ３０は、複数のセンサ部１３０、２３０を有する。センサ部１３０、２３０は、モータ８０の回転に応じて変化する信号を検出し、角度情報を出力する。

マイコン５０は、異常監視部５６、回転角演算部５５、および、通電制御部１５０、２５０を有する。異常監視部５６は、回転角センサ３０の異常を監視する。回転角演算部５５は、回転角センサ３０から取得される角度情報θ１Ａ、θ２Ａ、および、回転角センサ３０の異常状態に応じて、モータ８０の回転角度として電気角θを演算する。通電制御部１５０、２５０は、電気角θに基づいて、インバータ１１０、２１０を制御する。

回転角演算部５５は、一部のセンサ部１３０、２３０の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の電気角θであるホールド値θｈｏｌｄに基づいて電気角θを演算し、センサ部１３０、２３０の異常が確定された場合、正常であるセンサ部の角度情報に基づいて電気角θを演算する。なお、回転角演算部５５は、電気角θに替えて、回転角度として機械角を演算してもよい。

例えば、トルクセンサ９３の異常時であれば、電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*をホールドすることで、異常検出時のハンドルショックを和らげることができる。しかしながら、回転角センサ３０の異常時において、電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*をホールドしたとしても、ハンドルショックを低減することができない虞がある。そこで本実施形態では、回転角センサ３０の異常検出中は、異常検出前の電気角θであるホールド値θｈｏｌｄに基づいて電気角θを演算する。本実施形態では、異常検出中において、ホールド値θｈｏｌｄそのものを電気角θとする。これにより、回転角センサ３０に異常が生じた場合であっても、適切にモータ８０を制御可能であって、ステアリングホイール９１の中立時や保舵中に異常が発生した場合におけるハンドルショックを低減することができる。

センサ部には、メインセンサ部である第１センサ部１３０、および、サブセンサ部である第２センサ部２３０が含まれる。回転角演算部５５は、第１センサ部１３０が正常である場合、第１センサ部１３０の角度情報θ１Ａに基づいて電気角θを演算する。回転角演算部５５は、第１センサ部１３０の異常が検出されてから異常確定までの間、ホールド値θｈｏｌｄに基づいて電気角θを演算する。第１センサ部１３０の異常が確定された場合、第２センサ部２３０の角度情報θ２Ａを用いた電気角θの演算に切り替える。これにより、第１センサ部１３０の異常時において、電気角θを適切に演算することができる。

回転角演算部５５は、第２センサ部２３０の異常が検出されてから異常確定までの間、ホールド値θｈｏｌｄに基づいて電気角θを演算し、第２センサ部２３０の異常が確定された場合、第１センサ部１３０の角度情報θ１Ａを用いた電気角θの演算に戻す。また、回転角演算部５５は、第２センサ部２３０の異常が検出された場合、第１センサ部１３０の角度情報に基づく電気角θの演算を継続するようにしてもよい。これにより、第２センサ部２３０の異常時において、電気角θを適切に演算することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図９〜図１１に示す。図９に示すように、本実施形態の角度演算処理は、Ｓ５１０に替えて、Ｓ５１１である点が異なるので、この点を中心に説明する。Ｓ５０３またはＳ５０５にて否定判断された場合に移行するＳ５１１では、回転角演算部５５は、電流制御に用いる電気角θを、ホールド値θｈｏｌｄを補正値θｃで補正した値とする。電気角θを式（１）、補正値θｃを式（２）に示す。式中のωは正常である角度情報から演算される回転角速度、ｔは異常検出からの経過時間である。また、例えばセンサ部１３０、２３０が共に異常検出中の場合等、補正値θｃの演算ができない場合、θｃ＝０とし、ホールド値θｈｏｌｄそのものを電気角θとすればよい。

θ＝θｈｏｌｄ＋θｃ ・・・（１）
θｃ＝ω×ｔ ・・・（２）

図１０は、異常検出中の回転角速度ωが一定である場合の例であり、図１１は、異常検出中に回転角速度ωが変化する場合の例である。図１０および図１１に示すように、異常検出中における電気角θとして、ホールド値θｈｏｌｄを補正値θｃで補正した値を用いることで、より適切に電気角θを演算することができる。また、回転角速度ωは、角度情報θ１Ａ、θ１Ｂにオフセット誤差があったとしても、同じ値を算出可能であるため、つなぎが連続となり、電気角θが不連続になることによるハンドルショックおよび運転者への違和感を低減することができる。特に、図１１に示すように、異常検出中の時刻ｘ２０にて回転角速度ωが変化した場合であっても、精度よく電気角θを推定可能であるので、電気角θの演算に用いる角度情報の切り替えに伴うハンドルショックおよび運転者への違和感をより低減することができる。

本実施形態では、回転角演算部５５は、一部のセンサ部１３０、２３０の異常検出から異常確定までの間、正常であるセンサ部の角度情報に基づいて演算される回転角速度ωを用いてホールド値θｈｏｌｄを補正した値を電気角θとする。これにより、異常検出中に操舵速度が変化した場合であっても、電気角θを精度よく推定可能であり、ハンドルショックおよび運転者への違和感をより低減することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態を図１２〜図１４に示す。図１２に示すように、回転角センサ３００は、第１センサ部３１０、第２センサ部３２０、および、第３センサ部３３０を有する。第１センサ部３１０は、センサ素子３１１、３１２を有する。センサ素子３１１は、ｓｉｎ信号である角度情報ＳＧＮ＿１Ａをマイコン５１に出力する。センサ素子３１２は、ｃｏｓ信号である角度情報ＳＧＮ＿１Ｂをマイコン５１に出力する。本実施形態では、マイコン５１が「制御部」に対応する。

第２センサ部３２０は、センサ素子３２１、３２２を有する。センサ素子３２１は、ｓｉｎ信号である角度情報ＳＧＮ＿２Ａをマイコン５１に出力する。センサ素子３２２は、ｃｏｓ信号である角度情報ＳＧＮ＿２Ｂをマイコン５１に出力する。第３センサ部３３０は、センサ素子３３１、３３２を有する。センサ素子３３１は、ｓｉｎ信号である角度情報ＳＧＮ＿３Ａをマイコン５１に出力する。センサ素子３３２は、ｃｏｓ信号である角度情報ＳＧＮ＿３Ｂをマイコン５１に出力する。すなわち本実施形態では、回転角センサ３００は、アナログ信号にて、角度情報をマイコン５１に出力する。

マイコン５１は、第１実施形態のマイコン５０の構成に加え、回転角センサ３００からの角度情報をデジタル変換するＡＤ変換部５５１〜５５６を有する。ＡＤ変換部５５１は角度情報ＳＧＮ＿１Ａをデジタル変換し、ＡＤ変換部５５２は角度情報ＳＧＮ＿１Ｂをデジタル変換する。ＡＤ変換部５５３は角度情報ＳＧＮ＿２Ａをデジタル変換し、ＡＤ変換部５５４は角度情報ＳＧＮ＿２Ｂをデジタル変換する。ＡＤ変換部５５５は角度情報ＳＧＮ＿３Ａをデジタル変換し、ＡＤ変換部５５６は角度情報ＳＧＮ＿３Ｂをデジタル変換する。ＡＤ変換部５５１〜５５５にてデジタル信号に変換された角度情報は、回転角演算部５５および異常監視部５６（図１２中は不図示）に出力される。以下、角度情報ＳＧＮ＿１Ａ、ＳＧＮ＿１Ｂ、ＳＧＮ＿２Ａ、ＳＧＮ＿２Ｂ、ＳＧＮ＿３Ａ、ＳＧＮ３Ｂは、デジタル変換後の値とし、図１３では、ＡＤ変換部５５１〜５５６の記載を省略した。

図１３に示すように、回転角演算部５５は、回転角センサ３００から取得される角度情報に基づいて電気角θを演算する。本実施形態では、正常な２つのセンサ部からの角度情報を用いて電気角θを演算する。全てのセンサ部３１０、３２０、３３０が正常である場合、第１センサ部３１０および第２センサ部３２０からの角度情報を用いて電気角θを演算する。

異常監視部５６は、回転角センサ３００から取得される角度情報に基づき、異常判定を行う。異常判定処理は、図６と同様であって、Ｓ１０１における異常判定条件が成立しているか否かの判定内容が異なる。センサ部３１０、３２０、３３０の判定方法は同様であるので、ここでは第１センサ部３１０の異常判定を例に説明する。自身の角度情報と他のセンサ部の角度情報との差を演算する式（３）および式（４）が共に成立する場合、多数決の理論により、角度情報ＳＧＮ＿１Ａが異常であって、異常判定条件が成立していると判定する。また、自身の角度情報と他のセンサ部の角度情報との差を演算する式（５）および式（６）が共に成立する場合、多数決の理論により、角度情報ＳＧＮ＿１Ｂが異常であって、異常判定条件が成立していると判定する。式（３）〜式（６）中の異常判定閾値ＴＨｅ２は、検出誤差等に応じ、０に近い任意の値に設定される。ここでは、式（３）〜式（６）にて同じ値を用いるものとしているが、異なっていてもよい。

｜ＳＧＮ＿１Ａ−ＳＧＮ＿２Ａ｜＞ＴＨｅ２ ・・・（３）
｜ＳＧＮ＿１Ａ−ＳＧＮ＿３Ａ｜＞ＴＨｅ２ ・・・（４）
｜ＳＧＮ＿１Ｂ−ＳＧＮ＿２Ｂ｜＞ＴＨｅ２ ・・・（５）
｜ＳＧＮ＿１Ｂ−ＳＧＮ＿３Ｂ｜＞ＴＨｅ２ ・・・（６）

また、角度情報ＳＧＮ＿１Ａが上限値ＴＨｈｉより大きい場合、または、下限値ＴＨｌｏより小さい場合、角度情報ＳＧＮ＿１Ａが異常であって、異常判定条件が成立していると判定する。同様に、角度情報ＳＧＮ＿１Ｂが上限値より大きい場合、または、下限値より小さい場合、角度情報ＳＧＮ＿１Ｂが、異常判定条件が成立していると判定する。

各センサ部３１０、３２０、３３０について、異常判定条件が成立していると判断されると、異常判定カウンタがインクリメントされ、異常判定カウンタのカウント値が確定判定閾値より大きくなると異常が確定され、確定判定閾値以下の間は異常検出中とする。

本実施形態の角度演算処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ５３１では、回転角演算部５５は、第１センサ部３１０が正常か否かを判断する。第１センサ部３１０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５３１：ＮＯ）、Ｓ５３９へ移行する。第１センサ部３１０が正常であると判断された場合（Ｓ５３１：ＹＥＳ）、Ｓ５３２へ移行する。

Ｓ５３２では、回転角演算部５５は、第２センサ部３２０が正常か否かを判断する。第２センサ部２３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５３２：ＮＯ）、Ｓ５３６へ移行する。第２センサ部２３０が正常であると判断された場合（Ｓ５３２：ＹＥＳ）、Ｓ５３３へ移行する。

Ｓ５３３では、回転角演算部５５は、第３センサ部３３０が正常か否かを判断する。第３センサ部３３０が正常であると判断された場合（Ｓ５３３：ＹＥＳ）、Ｓ５３５へ移行する。第３センサ部５３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５３３：ＮＯ）、Ｓ５３４へ移行する。

Ｓ５３４では、回転角演算部５５は、第３センサ部３３０の異常が確定しているか否かを判断する。第３センサ部３３０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５３４：ＮＯ）、すなわち第３センサ部３３０が異常検出中である場合、Ｓ５４６へ移行する。第３センサ部３３０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５３４：ＹＥＳ）、Ｓ５３５へ移行する。

Ｓ５３５では、回転角演算部５５は、第１センサ部３１０の角度情報ＳＧＮ＿１Ａ、ＳＧＮ＿１Ｂ、および、第２センサ部３２０の角度情報ＳＧＮ＿２Ａ、ＳＧＮ＿２Ｂに基づき、電気角θを演算する（式（７）参照）。本実施形態では、ｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号のアークタンジェントにより電気角θを演算する。また、演算された電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。

θ＝ＡＴＡＮ（ＳＧＮ＿１Ａ＋ＳＧＮ＿２Ａ）／（ＳＧＮ＿１Ｂ＋ＳＧＮ＿２Ｂ）
・・・（７）

Ｓ５３２にて否定判断された場合に移行するＳ５３６では、回転角演算部５５は、第２センサ部３２０の異常が確定しているか否かを判断する。第２センサ部３２０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５３６：ＮＯ）、Ｓ５４６へ移行する。第２センサ部３２０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５３６：ＹＥＳ）、Ｓ５３７へ移行する。

Ｓ５３７では、回転角演算部５５は、第３センサ部３３０が正常か否かを判断する。第３センサ部３３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５３７：ＮＯ）、Ｓ５４４へ移行する。第３センサ部３３０が正常であると判断された場合（Ｓ５３７：ＹＥＳ）、Ｓ５３８へ移行し、第１センサ部３１０の角度情報ＳＧＮ＿１Ａ、ＳＧＮ＿１Ｂ、および、第３センサ部３３０の角度情報ＳＧＮ＿３Ａ、ＳＧＮ＿３Ｂに基づき、電気角θを演算する（式（８）参照）。また、演算された電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。

θ＝ＡＴＡＮ（ＳＧＮ＿１Ａ＋ＳＧＮ＿３Ａ）／（ＳＧＮ＿１Ｂ＋ＳＧＮ＿３Ｂ）
・・・（８）

Ｓ５３１にて否定判断された場合に移行するＳ５３９では、回転角演算部５５は、第１センサ部３１０の異常が確定しているか否かを判断する。第１センサ部３１０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５３１：ＮＯ）、Ｓ５４６へ移行する。第１センサ部３１０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５３１：ＹＥＳ）、Ｓ５４０へ移行する。

Ｓ５４０では、回転角演算部５５は、第２センサ部５２０が正常か否かを判断する。第２センサ部３２０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５４０：ＮＯ）、Ｓ５４３へ移行する。第２センサ部３２０が正常であると判断された場合（Ｓ５４０：ＹＥＳ）、Ｓ５４１へ移行する。

Ｓ５４１では、回転角演算部５５は、第３センサ部３３０が正常か否かを判断する。第３センサ部５３０が正常ではないと判断された場合（Ｓ５４１：ＮＯ）、Ｓ５４４へ移行する。第３センサ部３３０が正常であると判断された場合（Ｓ５４１：ＹＥＳ）、Ｓ５４２へ移行し、第２センサ部３２０の角度情報ＳＧＮ＿２Ａ、ＳＧＮ＿２Ｂ、および、第３センサ部３３０の角度情報ＳＧＮ＿３Ａ、ＳＧＮ＿３Ｂに基づき、電気角θを演算する（式（９）参照）。また、演算された電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。

θ＝ＡＴＡＮ（ＳＧＮ＿２Ａ＋ＳＧＮ＿３Ａ）／（ＳＧＮ＿２Ｂ＋ＳＧＮ＿３Ｂ）
・・・（９）

Ｓ５４０で否定判断されて移行するＳ５４３では、回転角演算部５５は、第２センサ部３２０の異常が確定しているか否かを判断する。第２センサ部３２０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５４３：ＮＯ）、Ｓ５４６へ移行する。第２センサ部３２０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５４３：ＹＥＳ）、Ｓ５４５へ移行する。

Ｓ５３７またはＳ５４１にて否定判断された場合に移行するＳ５４４では、回転角演算部５５は、第３センサ部３３０の異常が確定しているか否かを判断する。第３センサ部５３０の異常が確定していないと判断された場合（Ｓ５４４：ＮＯ）、Ｓ５４６へ移行する。第３センサ部５３０の異常が確定していると判断された場合（Ｓ５４４：ＹＥＳ）、Ｓ５４５へ移行する。

センサ部３１０、３２０、３３０のうちの２つの異常が確定している場合に移行するＳ５４５では、回転角演算部５５は、電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。また、マイコン５０は、モータ８０の駆動を停止し、アシスト停止とする。

センサ部３１０、３２０、３３０のいずれかが異常検出中である場合に移行するＳ５４６では、回転角演算部５５は、電流制御に用いる電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。

すなわち、本実施形態では、センサ部３１０、３２０、３３０がいずれも正常であれば、第１センサ部３１０および第２センサ部３２０の角度情報ＳＧＮ＿１Ａ、ＳＧＮ＿１Ｂ、ＳＧＮ＿２Ａ、ＳＧＮ＿２Ｂを用いて電気角θを演算する。センサ部３１０、３２０、３３０のいずれかの異常が確定している場合、正常である２つのセンサ部からの角度情報を用いて電気角θを演算する。

センサ部３１０、３２０、３３０のいずれかが異常検出中である場合、電気角θをホールド値θｈｏｌｄとする。異常検出中において、第２実施形態のように、正常であるセンサ部の情報に基づいて演算される回転角速度ωによる補正を行ってもよい。第４実施形態も同様である。

本実施形態では、第１センサ部３１０および第２センサ部３２０が「メインセンサ部」に対応し、第３センサ部３３０が「サブセンサ部」に対応する。本実施形態のように、回転角センサ３００から出力される角度情報がアナログ信号であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
第４実施形態による電動パワーステアリング装置を図１５に示す。本実施形態の電動パワーステアリング装置２は、第１実施形態と同様、ステアリングシステム９０に適用され、制御ユニット２０およびモータ８０を備える。制御ユニット２０は、２つのマイコン１６０、２６０が設けられている点が第１実施形態と異なる。

第１マイコン１６０は、通電制御部１５０、角度演算部１６５および異常監視部１６６等を有する。第１マイコン１６０は、第１センサ部１３０から角度情報θ１Ａ、θ１Ｂを取得する。角度演算部１６５は、角度情報θ１Ａに基づき、電気角θ１を演算する。通電制御部１５０は、電気角θ１に基づいて第１巻線組１８０の通電を制御する。異常監視部１６６は、第１センサ部１３０の異常を監視する。

第２マイコン２６０は、通電制御部２５０、角度演算部２６５および異常監視部２６６等を有する。第２マイコン２６０は、第２センサ部２３０から角度情報θ２Ａ、θ２Ｂを取得する。角度演算部２６５は、角度情報θ２Ａに基づき、電気角θ２を演算する、通電制御部２５０は、電気角θ２に基づいて第２巻線組２８０の通電を制御する。異常監視部２６６は、第２センサ部２３０の異常を監視する。通電制御や異常判定の詳細は、上記実施形態と同様である。

本実施形態では、マイコン１６０、２６０を含め、巻線組１８０、２８０の通電制御に係る部品が、巻線組１８０、２８０に対してそれぞれ設けられている「完全冗長」の構成となっている。正常時において、第１マイコン１６０は第１センサ部１３０の情報を用い、第２マイコン２６０は第２センサ部２３０の情報を用いて電流制御を行う。

センサ部１３０、２３０の異常状態に係る情報は、例えばマイコン間通信等により、マイコン１６０、２６０間で共有される。第１センサ部１３０にて異常が検出された場合、第１センサ部１３０が異常である旨の情報が、第１マイコン１６０から第２マイコン２６０に通知される。同様に、第２センサ部２３０にて異常が検出された場合、第２センサ部２３０が異常である旨の情報が、第２マイコン２６０から第１マイコン１６０に通知される。

第１マイコン１６０での処理は、例えば図７中のＳ５０２およびＳ５０３の処理を省略し、第１マイコン１６０は、第１センサ部１３０が正常である場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、角度情報θ１Ａに基づく電気角θ１に基づいて電流制御を行う。第１センサ部１３０の異常検出中であって異常確定前である場合（Ｓ５０１：ＮＯ、Ｓ５０５：ＮＯ）、正常時の値がホールドされ、ホールド値にて電流制御を継続する（Ｓ５１０）。第１センサ部１３０の異常が確定すると（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、第１系統でのアシストを停止し、第２センサ部２３０の値を用いた第２系統による駆動（Ｓ５０８）、すなわち片系統駆動に移行する。

第２マイコン２６０での処理は、例えば図７中のＳ５０２およびＳ５０３の処理を省略し、第１センサ部１３０と第２センサ部２３０とを読み替えればよい。具体的には、第２マイコン２６０は、第２センサ部２３０が正常である場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、角度情報θ２Ａに基づく電気角θ２に基づいて電流制御を行う。第２センサ部２３０の異常検出中であって異常確定前である場合（Ｓ５０１：ＮＯ、Ｓ５０５：ＮＯ）、正常時の値がホールドされ、ホールド値にて電流制御を継続する（Ｓ５１０）。第２センサ部２３０の異常が確定すると（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、第２系統でのアシストを停止し、第１センサ部１３０の値を用いた第１系統による駆動（Ｓ５０８）、すなわち片系統駆動に移行する。

また、Ｓ５０７にて否定判断された場合、Ｓ５０８へ移行するようにし、肯定判断された場合、すなわちセンサ部１３０、２３０が共に異常確定した場合、アシストを停止する（Ｓ５０９）。

なお、異常確定にて正常系統での片系統駆動を継続することは、「センサ部の異常が確定された場合、正常であるセンサ部の角度情報に基づく回転角度の演算に切り替える」の概念にも含まれるものとする。また、異常が確定した場合、片系統駆動への切り替えに替えて、正常系統からマイコン間通信等にて、正常である角度情報または電気角θを取得して第１マイコン１６０及び第２マイコン２６０にて制御を継続するようにしてもよい。本実施形態では、マイコン１６０、２６０が「制御部」に対応する。

ここでは、第１実施形態のように、デジタル信号である角度情報θ１Ａ、θ１Ｂ、θ２Ａ、θ２Ｂがマイコン１６０、２６０に入力されるものとして説明したが、第３実施形態のように、アナログ信号にて角度情報が入力されるようにしてもよい。

本実施形態の電動パワーステアリング装置２は、複数の巻線組１８０、２８０を有するモータ８０の駆動を制御することで運転者の操舵をアシストするものであって、複数のインバータ１１０、２１０と、回転角センサ３０と、マイコン１６０、２６０と、を備える。第１インバータ１１０は第１巻線組１８０の通電を切り替え、第２インバータ２１０は第２巻線組２８０の通電を切り替える。回転角センサ３０は、モータ８０の回転に応じて変化する信号を検出し、角度情報を出力する複数のセンサ部１３０、２３０を有する。

第１マイコン１６０は、対応して設けられる第１センサ部１３０の異常を監視する異常監視部１６６、第１センサ部１３０から取得される角度情報および第１センサ部１３０の異常状態に応じて電気角θ１を演算する回転角演算部１６５、および、電気角θに基づいて第１インバータ１１０を制御する通電制御部１５０を有する。第２マイコン２６０は、対応して設けられる第２センサ部２３０の異常を監視する異常監視部２６６、第２センサ部２３０から取得される角度情報および第２センサ部２３０の異常状態に応じて電気角θ２を演算する回転角演算部２６５、および、電気角θに基づいて第２インバータ２１０を制御する通電制御部２５０を有する。

インバータ１２０、２１０、センサ部１３０、２３０、および、マイコン１６０、２６０は、巻線組１８０、２８０ごとに対応して設けられる。すなわち、第１インバータ１２０、第１センサ部１３０および第１マイコン１６０が第１巻線組１８０に対応して設けられ、第２インバータ２１０、第２センサ部２３０および第２マイコン２６０が第２巻線組２８０に対応して設けられる。

回転角演算部１６５は、対応して設けられる第１センサ部１３０の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の電気角であるホールド値に基づいて電気角θ１を演算し、第１センサ部１３０の異常が確定された場合、正常である第２センサ部２３０と対応して設けられる第２マイコン２６０での制御を継続する。

回転角演算部２６５は、対応して設けられる第２センサ部２３０の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の電気角であるホールド値に基づいて電気角θ２を演算し、第２センサ部２３０の異常が確定された場合、正常である第１センサ部１３０と対応して設けられる第１マイコン１６０での制御を継続する。

マイコン１６０、２６０を設けることで、一方のマイコンに異常が生じた場合であっても、他方のマイコンを用い、片系統駆動にてモータ８０の駆動し、アシストを継続することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
第２実施形態では、異常検出中において、回転角速度に基づいてホールド値を補正する。他の実施形態では、異常検出値における角度補正については、回転角速度が所定範囲内である場合にホールド値の補正を行い、回転角速度が所定範囲外である場合、角度補正を行わないようにしてもよい。これにより、回転角速度が速すぎる、或いは、モータが略停止しているときに回転角速度による補正を行うことで、回転角度が不適切な値となるのを防ぐことができる。

他の実施形態では、ノイズ等により頻繁に異常が検出されるのを避けるべく、角度情報が正常である状態からの異常検出に係る判定値と、異常検出時からの正常復帰に係る判定値とを異ならせてもよい。また、意図しないセンサ部の頻繁な切り替えを避けるべく、回転角度の演算に用いられるセンサ部が切り替わった場合、その状態が少なくとも一定期間は継続されるようにマージンを持たせるようにしてもよい。

第１実施形態では、センサ部には自己診断部が設けられる。他の実施形態では、センサ部の自己診断部を省略してもよく、この場合、制御部側にて自己診断部と同様の診断を行うことが望ましい。

上記実施形態では、モータは２組の巻線組を有する。他の実施形態では、巻線組数は、１つであってもよいし、３以上であってもよい。制御部は、１つであってもよいし、複数であってもよい。また、上記実施形態では、回転角センサには２または３のセンサ部が設けられる。他の実施形態では、センサ部の数は４以上であってもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１、２・・・電動パワーステアリング装置
３０、３００・・・回転角センサ
５０、５１、１６０、２６０・・・マイコン（制御部）
５５、１６５、２６５・・・回転角演算部
５６、１６６、２６６・・・異常監視部
８０・・・モータ
１１０、２１０・・・インバータ
１３０、２３０、３１０、３２０、３３０・・・センサ部
１５０、２５０・・・通電制御部
１８０、２８０・・・巻線組

Claims (6)

1. 巻線組（１８０、２８０）を有するモータ（８０）の駆動を制御することで運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング装置であって、
   前記巻線組の通電を切り替えるインバータ（１１０、１２０）と、
   前記モータの回転に応じて変化する信号を検出し、角度情報を出力する複数のセンサ部（１３０、２３０、３１０、３２０、３３０）を有する回転角センサ（３０、３００）と、
   前記回転角センサの異常を監視する異常監視部（５６、１６６、２６６）、前記回転角センサから取得される前記角度情報および前記回転角センサの異常状態に応じて前記モータの回転角度を演算する回転角演算部（５５、１６５、２６５）、ならびに、前記回転角度に基づいて前記インバータを制御する通電制御部（１５０、２５０）を有する制御部（５０、５１、１６０、２６０）と、
   を備え、
   前記回転角演算部は、
   一部の前記センサ部の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の前記回転角度であるホールド値に基づいて前記回転角度を演算し、
   前記センサ部の異常が確定された場合、正常である前記センサ部の前記角度情報に基づく前記回転角度の演算に切り替える電動パワーステアリング装置。
2. 前記センサ部には、メインセンサ部（１３０、３１０、３２０）、および、サブセンサ部（２３０、３３０）が含まれ、
   前記回転角演算部は、
   前記メインセンサ部が正常である場合、前記メインセンサ部の前記角度情報に基づいて前記回転角度を演算し、
   前記メインセンサ部の異常が検出されてから異常確定までの間、前記ホールド値に基づいて前記回転角度を演算し、
   前記メインセンサ部の異常が確定された場合、前記サブセンサ部の前記角度情報を用いた前記回転角度の演算に切り替える請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記回転角演算部は、
   前記サブセンサ部の異常が検出されてから異常確定までの間、前記ホールド値に基づいて前記回転角度を演算し、
   前記サブセンサ部の異常が確定された場合、前記メインセンサ部からの前記角度情報を用いた前記回転角度の演算に戻す請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記回転角演算部は、
   前記サブセンサ部の異常が検出された場合、前記メインセンサ部の前記角度情報に基づく前記回転角度の演算を継続する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 複数の巻線組（１８０、２８０）を有するモータ（８０）の駆動を制御することで運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング装置であって、
   前記巻線組の通電を切り替える複数のインバータ（１１０、１２０）と、
   前記モータの回転に応じて変化する信号を検出し、角度情報を出力する複数のセンサ部（１３０、２３０）を有する回転角センサ（３０）と、
   前記回転角センサの異常を監視する異常監視部（１６６、２６６）、前記回転角センサから取得される前記角度情報および前記回転角センサの異常状態に応じて前記モータの回転角度を演算する回転角演算部（１６５、２６５）、ならびに、前記回転角度に基づいて前記インバータを制御する通電制御部（１５０、２５０）を有する複数の制御部（１６０、２６０）と、
   を備え、
   前記インバータ、前記センサ部および前記制御部は、前記巻線組ごとに対応して設けられ、
   前記回転角演算部は、対応して設けられる前記センサ部の異常が検出された場合、異常検出から確定までの間、異常検出前の前記回転角度であるホールド値に基づいて前記回転角度を演算し、当該センサ部の異常が確定された場合、正常である前記センサ部と対応して設けられる前記制御部での制御を継続する電動パワーステアリング装置。
6. 前記回転角演算部は、一部の前記センサ部の異常検出から異常確定までの間、正常である前記センサ部の前記角度情報に基づいて演算される回転角速度を用いて前記ホールド値を補正した値を前記回転角度とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。

Images