JP5585058B2 - Rotation angle detection device, motor control device, and electric power steering device - Google Patents

Rotation angle detection device, motor control device, and electric power steering device Download PDF

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Description

本発明は、回転機におけるロータの回転角を検出するための回転角検出装置、当該回転角検出装置を用いたモータ制御装置、および当該モータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotor in a rotating machine, a motor control device using the rotation angle detection device, and an electric power steering device using the motor control device.

従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより車両のステアリング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が用いられている。電動パワーステアリング装置の電動モータには従来からブラシ付きモータが広く使用されているが、信頼性および耐久性の向上や慣性の低減などの観点から、近年ではブラシレスモータも使用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by driving an electric motor according to a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver has been used. Conventionally, brush motors have been widely used as electric motors for electric power steering devices. However, brushless motors have also been used in recent years from the viewpoint of improving reliability and durability and reducing inertia.

このブラシレスモータが使用されている電動パワーステアリング装置では、座標変換によるベクトル制御などでブラシレスモータを駆動する方法が一般的である。この方法では、ロータの現時点での回転位置であるロータ回転角を検出するために、ホール素子を含む位置検出センサ（ホールセンサ）が用いられることが多い。このホールセンサは、永久磁石からなるロータの周囲に例えば１２０度または６０度の間隔で配置された３個のホールＩＣから構成される。各ホールＩＣにはホール素子が含まれており、それら３個のホールＩＣから出力される信号に基づき電気角６０度毎のロータ回転角の変化が検出される。   In the electric power steering apparatus in which the brushless motor is used, a method of driving the brushless motor by vector control by coordinate conversion is generally used. In this method, a position detection sensor (hall sensor) including a hall element is often used to detect the rotor rotation angle, which is the current rotational position of the rotor. This Hall sensor is composed of three Hall ICs arranged at intervals of, for example, 120 degrees or 60 degrees around a rotor made of a permanent magnet. Each Hall IC includes a Hall element, and a change in the rotor rotation angle every 60 degrees is detected based on signals output from the three Hall ICs.

ここで、電気角６０度毎の検出情報のみでは、現時点での正確なロータ回転角を得ることができないので、当該検出信号に基づき、現時点でのロータ回転角を推定する計算が行われるのが一般的である。このようなロータ回転角の推定では、検出信号における直前の検出時点からその前の検出時点までの時間間隔とそれらの検出時点間での回転角の変化量とから角速度を求め（以下、この角速度を「前回角速度」という）、その前回角速度で直前の検出時点から次の検出時点までロータが回転しているとみなして現時点でのロータ回転角の推定値が算出される（例えば特許文献１参照）。   Here, since only the detection information for each electrical angle of 60 degrees cannot obtain the exact rotor rotation angle at the present time, calculation for estimating the current rotor rotation angle is performed based on the detection signal. It is common. In such estimation of the rotor rotation angle, the angular velocity is obtained from the time interval from the immediately preceding detection time point in the detection signal to the previous detection time point and the amount of change in the rotation angle between those detection time points (hereinafter referred to as this angular velocity). Is referred to as “previous angular velocity”), and the estimated value of the current rotor rotation angle is calculated assuming that the rotor is rotating from the previous detection time to the next detection time at the previous angular velocity (see, for example, Patent Document 1). ).

特開２００４−２３９７３号公報JP 2004-23973 A

しかし、モータの用途によってはロータの回転が大きく加速または減速する場合があり、その場合には、直前の検出時点後も次の検出時点まで上記の前回角速度で回転しているとみなして現時点の回転角の推定値を算出すると、実際のロータ回転角と大きなずれを生じる可能性がある。特に、ロータの回転速度が急激に変化することが多い電動パワーステアリング装置においては、ロータ回転角の推定値が実際のロータ回転角からずれることによってモータ制御精度が低下し、モータが適切に操舵補助力を発生できなくなるおそれがある。   However, depending on the application of the motor, the rotation of the rotor may be greatly accelerated or decelerated.In this case, it is assumed that the rotor is rotating at the previous angular velocity until the next detection time after the previous detection time. If the estimated value of the rotation angle is calculated, there is a possibility that a large deviation from the actual rotor rotation angle occurs. In particular, in an electric power steering apparatus in which the rotational speed of the rotor often changes abruptly, the motor control accuracy decreases due to the estimated value of the rotor rotational angle deviating from the actual rotor rotational angle, and the motor properly assists steering. There is a risk that force cannot be generated.

そこで本発明の目的は、モータ等の回転機におけるロータの回転速度が変化しても現時点のロータ回転角を正確に推定できる回転角検出装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような回転角検出装置を用いたモータ制御装置を提供することであり、本発明の更に他の目的は、そのようなモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can accurately estimate the current rotor rotation angle even if the rotation speed of the rotor in a rotating machine such as a motor changes. Another object of the present invention is to provide a motor control device using such a rotation angle detection device. Still another object of the present invention is to provide electric power using such a motor control device. A steering device is provided.

第１の発明は、回転機におけるロータの回転角を求めるための回転角検出装置であって、
前記ロータの回転角を所定の角度間隔で離散的に検出する回転角離散検出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、当該回転角の検出時点と前記ロータの回転角の１つ前の検出時点との時間間隔に基づき前記ロータの回転速度を算出する速度算出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、前記速度算出手段により得られた複数の回転速度算出値に基づいて、当該回転角の検出時点である第１の検出時点と次に前記ロータの回転角が検出される第２の検出時点との間での前記ロータの回転速度の推定値を求める速度推定手段と、
前記速度推定手段によって得られる回転速度推定値に基づき、前記ロータの現時点での回転角の推定値を求める回転角推定手段とを備え、
前記速度推定手段は、前記第１の検出時点で前記速度算出手段により得られた回転速度算出値を下記の式に従って補正することにより前記回転速度推定値を求めることを特徴とする：
ωｅ＝ωｃ（ｋ）・｛ωｃ（ｋ）／ωｃ（ｋ−１）｝
ここで、ωｅは、前記回転速度推定値を示す角速度推定値であり、ωｃ（ｋ）は、前記第１の検出時点で前記速度算出手段により得られる回転速度算出値を示す角速度算出値であり、ωｃ（ｋ−１）は、前記第１の検出時点よりも１つ前の前記ロータの回転角の検出時点で前記速度算出手段により得られる回転速度算出値を示す角速度算出値である。
第２の発明は、第１の発明において、
前記回転角推定手段は、前記第１の検出時点後に前記回転角推定手段により得られる回転角推定値が、次に前記回転角離散検出手段によって検出されるべき検出予定回転角に、前記第２の検出時点よりも前に到達した場合には、当該検出予定回転角に到達した時点で前記ロータの回転方向が反転するとみなして前記ロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後で前記第２の検出時点よりも前に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から前記第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定することを特徴とする。 A first invention is a rotation angle detection device for obtaining a rotation angle of a rotor in a rotating machine,
Rotation angle discrete detection means for discretely detecting the rotation angle of the rotor at predetermined angular intervals;
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, the rotation speed of the rotor is calculated based on the time interval between the detection time of the rotation angle and the detection time immediately before the rotation angle of the rotor. Speed calculating means to perform,
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, a first detection time point that is a detection time point of the rotation angle based on a plurality of rotation speed calculation values obtained by the speed calculation means; Next, speed estimation means for obtaining an estimated value of the rotational speed of the rotor between a second detection time point at which the rotational angle of the rotor is detected,
Rotation angle estimation means for obtaining an estimated value of the current rotation angle of the rotor based on the rotation speed estimation value obtained by the speed estimation means ;
The speed estimating means obtains the rotational speed estimated value by correcting the rotational speed calculated value obtained by the speed calculating means at the first detection time according to the following equation :
ωe = ωc (k) · {ωc (k) / ωc (k−1)}
Here, ωe is an angular velocity estimated value indicating the rotational speed estimated value, and ωc (k) is an angular velocity calculated value indicating the rotational speed calculated value obtained by the speed calculating means at the first detection time point. , Ωc (k−1) is an angular velocity calculation value indicating a rotation velocity calculation value obtained by the velocity calculation means at the detection time of the rotation angle of the rotor immediately before the first detection time.
According to a second invention, in the first invention,
The rotation angle estimation means sets the rotation angle estimated value obtained by the rotation angle estimation means after the first detection time to the detection scheduled rotation angle to be detected by the rotation angle discrete detection means next to the second rotation angle. Is reached before the detection point of time, the rotation direction of the rotor is assumed to be reversed when the detection target rotation angle is reached, and the estimated value of the rotation angle of the rotor is obtained. When the predetermined rotation angle is reached before the second detection time after reaching the predetermined rotation angle, the estimated value is calculated from the time when the predetermined rotation angle is reached to the second detection time. The rotation angle is fixed.

第３の発明は、回転機におけるロータの回転角を求めるための回転角検出装置であって、A third invention is a rotation angle detection device for obtaining a rotation angle of a rotor in a rotating machine,
前記ロータの回転角を所定の角度間隔で離散的に検出する回転角離散検出手段と、Rotation angle discrete detection means for discretely detecting the rotation angle of the rotor at predetermined angular intervals;
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、当該回転角の検出時点と前記ロータの回転角の１つ前の検出時点との時間間隔に基づき前記ロータの回転速度を算出する速度算出手段と、When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, the rotation speed of the rotor is calculated based on the time interval between the detection time of the rotation angle and the detection time immediately before the rotation angle of the rotor. Speed calculating means to perform,
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、前記速度算出手段により得られた複数の回転速度算出値に基づいて、当該回転角の検出時点である第１の検出時点と次に前記ロータの回転角が検出される第２の検出時点との間での前記ロータの回転速度の推定値を求める速度推定手段と、When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, a first detection time point that is a detection time point of the rotation angle based on a plurality of rotation speed calculation values obtained by the speed calculation means; Next, speed estimation means for obtaining an estimated value of the rotational speed of the rotor between a second detection time point at which the rotational angle of the rotor is detected,
前記速度推定手段によって得られる回転速度推定値に基づき、前記ロータの現時点での回転角の推定値を求める回転角推定手段とを備え、Rotation angle estimation means for obtaining an estimated value of the current rotation angle of the rotor based on the rotation speed estimation value obtained by the speed estimation means;
前記回転角推定手段は、前記第１の検出時点後に前記回転角推定手段により得られる回転角推定値が、次に前記回転角離散検出手段によって検出されるべき検出予定回転角に、前記第２の検出時点よりも前に到達した場合には、当該検出予定回転角に到達した時点で前記ロータの回転方向が反転するとみなして前記ロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後で前記第２の検出時点よりも前に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から前記第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定することを特徴とする。The rotation angle estimation means sets the rotation angle estimated value obtained by the rotation angle estimation means after the first detection time to the detection scheduled rotation angle to be detected by the rotation angle discrete detection means next to the second rotation angle. Is reached before the detection point of time, the rotation direction of the rotor is assumed to be reversed when the detection target rotation angle is reached, and the estimated value of the rotation angle of the rotor is obtained. When the predetermined rotation angle is reached before the second detection time after reaching the predetermined rotation angle, the estimated value is calculated from the time when the predetermined rotation angle is reached to the second detection time. The rotation angle is fixed.

第４の発明は、電動モータにおけるロータの回転角の推定値を求め、当該推定値に基づき当該電動モータを駆動するモータ制御装置であって、
第１から第３の発明のいずれかに係る回転角検出装置を備え、
前記回転角推定手段は、前記電動モータのロータの現時点での回転角の推定値を求めることを特徴とする。 A fourth invention is a motor control device for obtaining an estimated value of a rotation angle of a rotor in an electric motor and driving the electric motor based on the estimated value,
A rotation angle detection device according to any one of the first to third inventions ,
The rotation angle estimation means obtains an estimated value of the current rotation angle of the rotor of the electric motor.

第５の発明は、車両のステアリング機構に電動モータによって操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
第４の発明に係るモータ制御装置を備え、
前記モータ制御装置は、前記ステアリング機構に操舵補助力を与える電動モータを駆動することを特徴とする。 A fifth aspect of the invention is an electric power steering device that applies a steering assist force to an electric vehicle steering mechanism by an electric motor,
A motor control device according to a fourth invention;
The motor control device drives an electric motor that applies a steering assist force to the steering mechanism.

上記第１の発明によれば、ロータの回転角が検出されたときに、その検出時点である第１の検出時点以前におけるロータの回転速度を示す複数の回転速度算出値に基づいて回転速度推定値が求められ、その第１の時点から次の検出時点である第２の検出時点までは、その回転速度推定値に基づき現時点のロータの回転角を示す回転角推定値が求められる。これにより、回転角推定値を求めるための回転速度推定値は過去の回転速度の変化を反映したものとなるので、ロータの回転速度が増減しても精度の高い回転角推定値を得ることができる。より具体的には、上記第１の発明によれば、ロータの回転角が検出されたときに、その検出時点である第１の検出時点で得られた回転速度算出値を示す角速度算出値ωｃ（ｋ）と、第１の検出時点よりも１つ前のロータ回転角の検出時点で得られる回転速度算出値を示す角速度算出値ωｃ（ｋ−１）との比に応じて、角速度算出値ωｃ（ｋ）を補正することにより、回転速度推定値を示す角速度推定値ωｅが求められる。これにより、ロータの回転速度が増減しても精度の高い回転角推定値を得ることができる。
上記第２の発明によれば、第１の検出時点後に回転角推定手段により得られる回転角推定値が第２の検出時点よりも前に次の検出予定回転角に到達した場合には、回転角推定手段は、回転角推定値が当該検出予定回転角に到達した時点でロータの回転方向が反転するとみなしてロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定する。これにより、ロータの回転角の第１の検出時点から次の第２の検出時点までにロータの回転方向が反転する場合においてロータの実際の回転角と回転角推定値とのずれが大きくなるのを抑えることができる。 According to the first aspect, when the rotation angle of the rotor is detected, the rotation speed is estimated based on the plurality of calculated rotation speed values indicating the rotation speed of the rotor before the first detection time, which is the detection time. From the first time point to the second detection time point that is the next detection time point, a rotation angle estimation value that indicates the current rotation angle of the rotor is determined based on the rotation speed estimation value. As a result, the rotational speed estimated value for obtaining the rotational angle estimated value reflects a change in the past rotational speed, so that a highly accurate rotational angle estimated value can be obtained even if the rotational speed of the rotor increases or decreases. it can. More specifically, according to the first aspect of the present invention, when the rotation angle of the rotor is detected, the calculated angular velocity value ωc that indicates the calculated rotational velocity value at the first detection time that is the detection time. According to the ratio between (k) and the calculated angular velocity value ωc (k−1) indicating the calculated rotational velocity at the detection time of the rotor rotation angle one before the first detection time, the calculated angular velocity value. By correcting ωc (k), an angular velocity estimated value ωe indicating a rotational speed estimated value is obtained. Thereby, even if the rotational speed of the rotor increases or decreases, a highly accurate rotational angle estimation value can be obtained.
According to the second aspect of the invention, when the estimated rotation angle obtained by the rotation angle estimating means after the first detection time reaches the next scheduled rotation angle before the second detection time, the rotation is performed. The angle estimation means obtains an estimated value of the rotation angle of the rotor on the assumption that the rotation direction of the rotor is reversed when the estimated rotation angle reaches the planned detection rotation angle, and the estimated value reaches the planned detection rotation angle. Then, when the predetermined rotation angle is reached, the estimated value is fixed at the predetermined rotation angle from the time when the predetermined rotation angle is reached until the second detection time point. Thereby, when the rotation direction of the rotor is reversed from the first detection time point of the rotor rotation angle to the next second detection time point, the deviation between the actual rotation angle of the rotor and the estimated rotation angle value becomes large. Can be suppressed .

上記第３の発明によれば、ロータの回転角が検出されたときに、その検出時点である第１の検出時点以前におけるロータの回転速度を示す複数の回転速度算出値に基づいて回転速度推定値が求められ、その第１の時点から次の検出時点である第２の検出時点までは、その回転速度推定値に基づき現時点のロータの回転角を示す回転角推定値が求められる。これにより、回転角推定値を求めるための回転速度推定値は過去の回転速度の変化を反映したものとなるので、ロータの回転速度が増減しても精度の高い回転角推定値を得ることができる。また、上記第３の発明によれば、上記第２の発明と同様、第１の検出時点後に回転角推定手段により得られる回転角推定値が第２の検出時点よりも前に次の検出予定回転角に到達した場合には、回転角推定手段は、回転角推定値が当該検出予定回転角に到達した時点でロータの回転方向が反転するとみなしてロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定する。これにより、ロータの回転角の第１の検出時点から次の第２の検出時点までにロータの回転方向が反転する場合においてロータの実際の回転角と回転角推定値とのずれが大きくなるのを抑えることができる。According to the third aspect of the present invention, when the rotation angle of the rotor is detected, the rotation speed is estimated based on the plurality of calculated rotation speed values indicating the rotation speed of the rotor before the first detection time that is the detection time. From the first time point to the second detection time point that is the next detection time point, a rotation angle estimation value that indicates the current rotation angle of the rotor is determined based on the rotation speed estimation value. As a result, the rotational speed estimated value for obtaining the rotational angle estimated value reflects a change in the past rotational speed, so that a highly accurate rotational angle estimated value can be obtained even if the rotational speed of the rotor increases or decreases. it can. Further, according to the third invention, as in the second invention, the rotation angle estimation value obtained by the rotation angle estimating means after the first detection time is scheduled to be detected next before the second detection time. When the rotation angle has been reached, the rotation angle estimation means determines that the rotation direction of the rotor is reversed when the rotation angle estimation value reaches the detection rotation angle, and obtains an estimated value of the rotation angle of the rotor. When the estimated value reaches the predetermined rotation angle after reaching the predetermined rotation angle, the estimated value is fixed at the predetermined rotation angle from the time when the predetermined rotation angle is reached until the second detection time. Thereby, when the rotation direction of the rotor is reversed from the first detection time point of the rotor rotation angle to the next second detection time point, the deviation between the actual rotation angle of the rotor and the estimated rotation angle value becomes large. Can be suppressed.

上記第４の発明によれば、上記第１から第３の発明と同様の効果を奏し、ロータの回転速度が増減しても精度の高い回転角推定値が得られるので、モータの制御精度を向上させることができる。 According to the fourth aspect of the invention, the same effects as those of the first to third aspects of the invention can be obtained, and a highly accurate rotational angle estimation value can be obtained even if the rotational speed of the rotor is increased or decreased. Can be improved.

上記第５の発明によれば、上記第４の発明と同様の効果を奏し、モータの制御精度が向上するので、電動パワーステアリング装置において良好な操舵感を得ることができる。 According to the fifth aspect , since the same effect as the fourth aspect is obtained and the control accuracy of the motor is improved, a good steering feeling can be obtained in the electric power steering apparatus.

本発明に係るモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electric power steering apparatus using the motor control apparatus which concerns on this invention with the structure of the vehicle relevant to it. 本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 上記電動パワーステアリング装置で使用されるホールセンサを構成するホールＩＣの配置例を示す、モータ軸方向に対する垂直断面図である。It is a vertical sectional view with respect to the motor axial direction showing an arrangement example of Hall ICs constituting the Hall sensor used in the electric power steering apparatus. 上記電動パワーステアリング装置で使用されるホールセンサを構成するホールＩＣの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of Hall IC which comprises the Hall sensor used with the said electric power steering apparatus. 上記実施形態における制御部を実現するためのモータ制御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 motor control process for implement | achieving the control part in the said embodiment. 上記実施形態におけるモータのロータの回転角推定値を算出するための回転角推定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 rotation angle estimation process for calculating the rotation angle estimated value of the rotor of the motor in the said embodiment. 上記実施形態における回転角推定処理を従来の回転角推定処理と比較しつつ説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating comparing the rotation angle estimation process in the said embodiment with the conventional rotation angle estimation process. 上記実施形態およびその変形例においてモータのロータの回転方向が反転する場合の回転角推定値の変化の例を実際のロータ回転角と共に示す波形図（ａ）および（ｂ）である。FIG. 7 is a waveform diagram (a) and (b) showing an example of a change in the estimated rotation angle when the rotation direction of the rotor of the motor is reversed in the embodiment and its modification, together with the actual rotor rotation angle.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、本発明に係るモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１、減速機２、トルクセンサ３、車速センサ４、位置検出センサであるホールセンサ５、および、電子制御ユニット（Electronic Control Unit ：以下「ＥＣＵ」という）１０を備えたコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<1. Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electric power steering device using a motor control device according to the present invention, together with the configuration of a vehicle related thereto. This electric power steering apparatus includes a brushless motor 1, a speed reducer 2, a torque sensor 3, a vehicle speed sensor 4, a hall sensor 5 as a position detection sensor, and an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 10. This is a column assist type electric power steering apparatus.

図１に示すように、ステアリングシャフト１０２の一端にはハンドル（ステアリングホイール）１０１が固着されており、ステアリングシャフト１０２の他端はラックピニオン機構１０３を介してラック軸１０４に連結されている。ラック軸１０４の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材１０５を介して車輪１０６に連結されている。運転者がハンドル１０１を回転させると、ステアリングシャフト１０２は回転し、これに伴いラック軸１０４は往復運動を行う。ラック軸１０４の往復運動に伴い、車輪１０６の向きが変わる。   As shown in FIG. 1, a steering wheel (steering wheel) 101 is fixed to one end of the steering shaft 102, and the other end of the steering shaft 102 is connected to a rack shaft 104 via a rack and pinion mechanism 103. Both ends of the rack shaft 104 are connected to a wheel 106 via a connecting member 105 composed of a tie rod and a knuckle arm. When the driver rotates the handle 101, the steering shaft 102 rotates, and the rack shaft 104 reciprocates accordingly. As the rack shaft 104 reciprocates, the direction of the wheels 106 changes.

電動パワーステアリング装置は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助を行う。トルクセンサ３は、ハンドル１０１の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクＴを検出する。車速センサ４は、車速Ｓを検出する。   The electric power steering device performs the following steering assistance in order to reduce the driver's load. The torque sensor 3 detects a steering torque T applied to the steering shaft 102 by operating the handle 101. The vehicle speed sensor 4 detects the vehicle speed S.

ホールセンサ５は、ホール素子を含む３個のホールＩＣからなり、ブラシレスモータ１のロータの回転位置Ｐを検出する。なお、後述するようにこのホールセンサ５は、連続的にロータの位置を検出可能ないわゆるリニア形式のホールセンサではなく、離散的にロータの位置を検出するスイッチ形式（オンオフ形式）のホールセンサである。   The hall sensor 5 includes three hall ICs including hall elements, and detects the rotational position P of the rotor of the brushless motor 1. As will be described later, the Hall sensor 5 is not a so-called linear Hall sensor that can continuously detect the rotor position, but a switch-type (ON / OFF type) Hall sensor that discretely detects the rotor position. is there.

ＥＣＵ１０は、車載バッテリ１００から電力の供給を受け、操舵トルクＴ、車速Ｓおよび回転位置Ｐに基づきブラシレスモータ１を駆動する。ブラシレスモータ１は、ＥＣＵ１０によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機２は、ブラシレスモータ１とステアリングシャフト１０２との間に設けられる。ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力は、減速機２を介して、ステアリングシャフト１０２を回転させるように作用する。   The ECU 10 is supplied with electric power from the in-vehicle battery 100 and drives the brushless motor 1 based on the steering torque T, the vehicle speed S, and the rotational position P. The brushless motor 1 generates a steering assist force when driven by the ECU 10. The speed reducer 2 is provided between the brushless motor 1 and the steering shaft 102. The steering assist force generated by the brushless motor 1 acts to rotate the steering shaft 102 via the speed reducer 2.

この結果、ステアリングシャフト１０２は、ハンドル１０１に加えられる操舵トルクと、ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力の両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力を車両のステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う。   As a result, the steering shaft 102 is rotated by both the steering torque applied to the handle 101 and the steering assist force generated by the brushless motor 1. As described above, the electric power steering apparatus performs steering assist by applying the steering assist force generated by the brushless motor 1 to the steering mechanism of the vehicle.

＜２．モータ制御装置＞
＜２．１ モータ制御装置の構成＞
図２は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。このモータ制御装置は、上記電動パワーステアリング装置において使用され、ＥＣＵ１０を用いて構成されており、ブラシレスモータ１を駆動する。ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）２０とモータ駆動部とからなる。マイコン２０は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、目標電流演算部１１４と、減算器１２２，１２４と、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８と、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２と、符号反転加算器１３４と、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８と、ロータ回転位置検出部１６２と、ロータ回転角推定部１６４とからなるモータ制御部として機能する。目標電流演算部１１４には、基本アシスト制御部１８０とモータ電流指令値演算部１８８とが含まれている。モータ駆動部は、モータ制御部としてのマイコン２０から出力される電圧指令値に基づき３相のブラシレスモータ１を駆動するハードウェア（回路）であり、ＰＷＭ信号生成回路１５０と、モータ駆動回路１５２と、Ｕ相電流検出器１５４と、Ｖ相電流検出器１５６とから構成される。 <2. Motor control device>
<2.1 Motor controller configuration>
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the embodiment of the present invention. The motor control device is used in the electric power steering device and is configured using the ECU 10 to drive the brushless motor 1. The ECU 10 includes a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 20 and a motor drive unit. The microcomputer 20 executes a predetermined program stored in its internal memory, thereby performing a target current calculation unit 114, subtractors 122 and 124, a d-axis current PI control unit 126, and a q-axis current PI control unit. 128, dq / 3-phase AC coordinate conversion unit 132, sign inversion adder 134, 3-phase AC / dq coordinate conversion unit 138, rotor rotation position detection unit 162, and rotor rotation angle estimation unit 164 It functions as a motor control unit consisting of The target current calculation unit 114 includes a basic assist control unit 180 and a motor current command value calculation unit 188. The motor drive unit is hardware (circuit) that drives the three-phase brushless motor 1 based on a voltage command value output from the microcomputer 20 serving as a motor control unit, and includes a PWM signal generation circuit 150, a motor drive circuit 152, , U phase current detector 154 and V phase current detector 156.

ハンドル１０１が操作されると、トルクセンサ３によって検出される操舵トルクＴがＥＣＵ１０に入力されるとともに、車速センサ４によって検出される車速ＳもＥＣＵ１０に入力される。   When the handle 101 is operated, the steering torque T detected by the torque sensor 3 is input to the ECU 10, and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 4 is also input to the ECU 10.

ロータ回転位置検出部１６２は、ブラシレスモータ１に取り付けられた３個のホールＩＣ５ａ，５ｂ，５ｃからなるホールセンサ５が出力するセンサ信号に基づいて、ブラシレスモータ１のロータである永久磁石の回転位置Ｐである実際のロータ回転角θａに相当する電気角（以下「検出回転角」という）θｒを離散的に検出する。   The rotor rotational position detector 162 is based on the sensor signal output from the Hall sensor 5 composed of the three Hall ICs 5a, 5b, 5c attached to the brushless motor 1, and the rotational position of the permanent magnet that is the rotor of the brushless motor 1. An electrical angle (hereinafter referred to as “detected rotation angle”) θr corresponding to the actual rotor rotation angle θa, which is P, is discretely detected.

図３（ａ）は、モータ１の軸方向に対する垂直断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロータ７が６０度時計回りに回転した時のモータ１の軸方向に対する垂直断面図である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、ホールセンサ５を構成する３個のホールＩＣ５ａ〜５ｃのうち、ホールＩＣ５ａは、ロータ７のＮ極がステータ６ａに最も近接したときに（すなわちロータ７のＮ極がステータ６ａの直下に来たときに）ロータ７のＮ極とＳ極の境界（以下「磁極境界」という）に最も近接する位置に配置されている。また、ホールＩＣ５ｂは、ロータ７のＮ極がステータ６ｂに最も近接したときにロータ７の磁極境界に最も近接する位置に配置されており、ホールＩＣ５ｃは、ロータ７のＮ極がステータ６ｃに最も近接したときにロータ７の磁極境界に最も近接する位置に配置されている。各ホールＩＣ５ａ〜５ｃは、ロータ７の磁極境界が最も接近した時、その出力信号をハイレベル（Ｈレベル）からローレベル（Ｌレベル）またはＬレベルからＨレベルへと変化させる。したがって、ロータ７の実際のロータ回転角θａが６０度変化する毎にこれらホールＩＣ５ａ〜５ｃのうちのいずれか１つから出力される信号がＨレベルからＬレベルへまたはその逆に変化する。以下、図４を参照して、これらホールＩＣ５ａ〜５ｂの動作を更に詳しく説明する。なお以下では、ステータ６ａにロータ７のＮ極が最も接近したときのロータ７の回転角を０度とし、時計回り方向を回転角の正方向とする。   3A is a vertical sectional view with respect to the axial direction of the motor 1, and FIG. 3B is an axial direction of the motor 1 when the rotor 7 shown in FIG. 3A rotates clockwise by 60 degrees. FIG. 3A and 3B, among the three Hall ICs 5a to 5c constituting the Hall sensor 5, the Hall IC 5a is when the N pole of the rotor 7 is closest to the stator 6a (ie, the rotor 7 is disposed at a position closest to the boundary between the N pole and the S pole of the rotor 7 (hereinafter referred to as “magnetic pole boundary”). The Hall IC 5b is disposed at a position closest to the magnetic pole boundary of the rotor 7 when the N pole of the rotor 7 is closest to the stator 6b. The Hall IC 5c is the N pole of the rotor 7 closest to the stator 6c. It is arranged at a position closest to the magnetic pole boundary of the rotor 7 when approaching. Each Hall IC 5a to 5c changes its output signal from a high level (H level) to a low level (L level) or from an L level to an H level when the magnetic pole boundary of the rotor 7 comes closest. Therefore, every time the actual rotor rotation angle θa of the rotor 7 changes by 60 degrees, the signal output from any one of these Hall ICs 5a to 5c changes from the H level to the L level or vice versa. Hereinafter, the operation of the Hall ICs 5a to 5b will be described in more detail with reference to FIG. In the following, the rotation angle of the rotor 7 when the N pole of the rotor 7 is closest to the stator 6a is 0 degree, and the clockwise direction is the positive direction of the rotation angle.

いま、ホールＩＣ５ａに着目し、図４（ａ）に示すようにロータ７が時計回り方向に回転するものとすると、このホールＩＣ５ａは、図４（ｂ）に示すような正弦波状のマグネット磁束変化に基づき図４（ｃ）に示すような２値信号を出力信号Ｓａとして生成する。すなわちホールＩＣ５ａは、上記のマグネット磁束がＮ極のときにはＨレベルとなりＳ極のときにはＬレベルとなる出力信号Ｓａを生成し、この出力信号Ｓａは、上記のマグネット磁束ＳａａがＮ極からＳ極へと変化する時にＨレベルからＬレベルへと変化し、Ｓ極からＮ極へと変化する時にＬレベルからＨレベルへと変化する。したがって、図４（ａ）〜（ｃ）からわかるように、ロータ７が時計回り方向に回転している場合において、ホールＩＣ５ａの出力信号Ｓａは、ロータ７の実際の回転角θａが０度の時にＨレベルからＬレベルへと変化し、１８０度の時にＬレベルからＨレベルへと変化する。同様に、図３に示すように配置されたホールＩＣ５ｃ，５ｂは、図４（ｄ）（ｅ）に示すような出力信号Ｓｃ，Ｓｂをそれぞれ生成する。ホールＩＣ５ｃの出力信号Ｓｃは、ロータ７の実際の回転角θａが６０度の時にＬレベルからＨレベルへと変化し、２４０度の時にＨレベルからＬレベルへと変化する。また、ホールＩＣ５ｂの出力信号Ｓｂは、ロータ７の実際の回転角θａが１２０度の時にＨレベルからＬレベルへと変化し、３００度の時にＬレベルからＨレベルへと変化する。そこで、ロータ回転位置検出部１６２は、これらの出力信号Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃをホールＩＣ５ａ〜５ｂから受け取り、これらの出力信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃの変化に基づきロータ７の回転角θａを判別することで、検出回転角θｒを６０度間隔で離散的に取得する。   Now, paying attention to the Hall IC 5a and assuming that the rotor 7 rotates in the clockwise direction as shown in FIG. 4A, the Hall IC 5a has a sinusoidal magnet magnetic flux change as shown in FIG. 4B. Based on this, a binary signal as shown in FIG. 4C is generated as an output signal Sa. That is, the Hall IC 5a generates an output signal Sa that is H level when the magnet magnetic flux is N pole and L level when the magnet magnetic flux is S pole, and this output signal Sa is output from the N pole to the S pole. Changes from the H level to the L level when changing, and changes from the L level to the H level when changing from the S pole to the N pole. Therefore, as can be seen from FIGS. 4A to 4C, when the rotor 7 rotates in the clockwise direction, the output signal Sa of the Hall IC 5a indicates that the actual rotation angle θa of the rotor 7 is 0 degrees. Sometimes it changes from H level to L level, and when it is 180 degrees, it changes from L level to H level. Similarly, Hall ICs 5c and 5b arranged as shown in FIG. 3 generate output signals Sc and Sb as shown in FIGS. 4 (d) and 4 (e), respectively. The output signal Sc of the Hall IC 5c changes from the L level to the H level when the actual rotation angle θa of the rotor 7 is 60 degrees, and changes from the H level to the L level when it is 240 degrees. The output signal Sb of the Hall IC 5b changes from the H level to the L level when the actual rotation angle θa of the rotor 7 is 120 degrees, and changes from the L level to the H level when it is 300 degrees. Therefore, the rotor rotational position detector 162 receives these output signals Sa, Sb, Sc from the Hall ICs 5a-5b, and determines the rotational angle θa of the rotor 7 based on changes in these output signals Sa, Sb, Sc. Thus, the detected rotation angles θr are obtained discretely at intervals of 60 degrees.

既述の図３（ａ）（ｂ）では、出力信号がＨレベルからＬレベルへまたはその逆に変化するホールＩＣに斜線が付されている。例えば、ロータ７が図３（ａ）に示す回転位置にある場合、ロータ回転位置検出部１６２は、ホールＩＣ５ａの出力信号ＳａのＨレベルからＬレベルへの変化に基づき、ロータ７の回転角θａが０度であることを判別できるので（図４（ｃ））、ロータ回転角推定部１６４に対して検出回転角θｒである０度を与える。さらに、ロータ７が時計回り方向に６０度回転すると、図３（ｂ）に示すように斜線を付されたホールＩＣ５ｃの出力信号Ｓｃは、ＬレベルからＨレベルへと変化する。この場合、ロータ回転位置検出部１６２は、この出力信号Ｓｃの変化に基づき、ロータ７の回転角θａが６０度であることを判別できるので（図４（ｄ））、ロータ回転角推定部１６４に対して検出回転角θｒである６０度を与える。   In FIGS. 3A and 3B, the Hall IC whose output signal changes from H level to L level or vice versa is hatched. For example, when the rotor 7 is at the rotational position shown in FIG. 3A, the rotor rotational position detector 162 determines the rotational angle θa of the rotor 7 based on the change from the H level to the L level of the output signal Sa of the Hall IC 5a. Can be determined to be 0 degree (FIG. 4C), the rotor rotation angle estimation unit 164 is given 0 degree as the detected rotation angle θr. Further, when the rotor 7 rotates 60 degrees in the clockwise direction, the output signal Sc of the hatched IC 5c shown in FIG. 3B changes from the L level to the H level. In this case, since the rotor rotational position detector 162 can determine that the rotational angle θa of the rotor 7 is 60 degrees based on the change in the output signal Sc (FIG. 4D), the rotor rotational angle estimator 164 Is given a detected rotation angle θr of 60 degrees.

このように、ロータ７が６０度回転する毎に、３つのホールＩＣ５ａ〜５ｃの出力信号Ｓａ〜ＳｃのいずれかがＬレベルからＨレベルへとまたはその逆に変化するので、ロータ回転位置検出部１６２は、これらの出力信号Ｓａ〜Ｓｃの変化に基づき、ロータ回転角推定部１６４に対して検出単位角度である６０度毎に（離散的に）検出回転角θｒを与える。したがって、検出回転角θｒが与えられる場合には、その検出回転角θｒは正確であってそのままロータ回転角として使用することができるが、その値は離散的にしか得られないためその間の値を推定する必要がある。なお、上記説明からわかるように、本実施形態では、３つのホールＩＣ５ａ〜５ｃを含むホールセンサ５とロータ回転位置検出部１６２とにより、ロータ回転角を離散的に検出する回転角離散検出手段が実現されている。   Thus, every time the rotor 7 rotates 60 degrees, any one of the output signals Sa to Sc of the three Hall ICs 5a to 5c changes from the L level to the H level or vice versa. 162 gives the detection rotation angle θr (discretely) every 60 degrees as the detection unit angle to the rotor rotation angle estimation unit 164 based on the change of these output signals Sa to Sc. Therefore, when the detected rotation angle θr is given, the detected rotation angle θr is accurate and can be used as it is as the rotor rotation angle. However, since the value can only be obtained discretely, the value in between is obtained. It is necessary to estimate. As can be seen from the above description, in this embodiment, the rotation angle discrete detection means for discretely detecting the rotor rotation angle by the Hall sensor 5 including the three Hall ICs 5a to 5c and the rotor rotation position detection unit 162 is provided. It has been realized.

以下では、ホールセンサ５を構成するホールＩＣ５ａ〜５ｃは、上記のような交番検知方式の２値信号出力のホールＩＣであって図３に示すように配置されているものとして説明を進める。しかし、本発明で使用可能なホールセンサはこのような構成に限定されるものではなく、ロータ７の回転角を離散的に検出できる構成であってそのために回転角推定が必要であるものであればよい。例えば、ホールＩＣ５ａ〜５ｃに代えて、図４（ｂ）に示すようにロータ７の回転に従って正弦波状のアナログ信号を出力する３個のホール素子によりホールセンサ５を構成し、これら３個のホール素子を図３に示すホールＩＣ５ａ〜５ｃと同様に配置してもよい。この場合、これら３個のホール素子の出力信号（アナログ信号）からなるセンサ信号をマイコン２０が受け取り、マイコン２０に内蔵されたＡＤ変換器でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づきマイコン２０でのソフトウェア処理により検出回転角θｒを離散的に取得する。すなわち、そのソフトウェア処理によりロータ回転位置検出部１６２が実現され、ロータ回転位置検出部１６２は、上記３個のホール素子の出力信号の値が零になる時点（ゼロクロス点）毎に検出回転角θｒを離散的に（６０度毎に）求め、求めた検出回転角θｒをロータ回転角推定部１６４に与える。   In the following description, it is assumed that the Hall ICs 5a to 5c constituting the Hall sensor 5 are Hall ICs with binary signal output of the above-described alternating detection method and are arranged as shown in FIG. However, the Hall sensor that can be used in the present invention is not limited to such a configuration, and may be a configuration that can discretely detect the rotation angle of the rotor 7 and that requires estimation of the rotation angle. That's fine. For example, instead of the Hall ICs 5a to 5c, as shown in FIG. 4B, the Hall sensor 5 is constituted by three Hall elements that output a sinusoidal analog signal according to the rotation of the rotor 7, and the three Halls The elements may be arranged in the same manner as the Hall ICs 5a to 5c shown in FIG. In this case, the microcomputer 20 receives the sensor signal composed of the output signals (analog signals) of these three Hall elements, converts it into a digital signal by an AD converter built in the microcomputer 20, and the microcomputer 20 based on the digital signal. The detected rotation angle θr is obtained discretely by the software processing of That is, the rotor rotational position detecting unit 162 is realized by the software processing, and the rotor rotational position detecting unit 162 detects the detected rotational angle θr every time when the value of the output signal of the three Hall elements becomes zero (zero cross point). Are obtained discretely (every 60 degrees), and the obtained detected rotation angle θr is provided to the rotor rotation angle estimation unit 164.

ロータ回転角推定部１６４は、ロータ回転位置検出部１６２によって検出された検出回転角θｒに対して、現時点におけるロータ回転角を正確に推定する演算を行うことにより、この検出回転角θｒを推定された電気角θｒｅに補正し出力する（この推定された電気角θｒｅは、後述の回転角推定処理等の説明において「回転角推定値θｒｅ」と呼ばれる）。この推定演算については詳しくは後述する。なお本実施形態では、ロータ７の極対数が１であるため、ロータの電気角は機械角に一致している。またこの極対数は２以上であってもよい。   The rotor rotation angle estimation unit 164 estimates the detected rotation angle θr by performing an operation for accurately estimating the current rotor rotation angle with respect to the detected rotation angle θr detected by the rotor rotation position detection unit 162. The electrical angle θre is corrected and output (this estimated electrical angle θre is referred to as a “rotation angle estimated value θre” in the description of a rotation angle estimation process or the like described later). This estimation calculation will be described in detail later. In this embodiment, since the number of pole pairs of the rotor 7 is 1, the electrical angle of the rotor matches the mechanical angle. The number of pole pairs may be 2 or more.

またロータ回転角推定部１６４は、直前（すなわち次回の検出時点から見て１回前）にロータ回転位置検出部１６２から受け取った検出回転角θｒと、その前（２回前）に受け取った検出回転角θｒ’とを記憶するとともに、前回（２回前）の時点から直前（１回前）の時点までの時間間隔（以下「切り換り時間間隔」ともいう）ΔＴk とを記憶する。これらの値はロータ回転角の推定のために使用されるが、詳しくは後述する。 The rotor rotation angle estimation unit 164 also detects the detection rotation angle θr received from the rotor rotation position detection unit 162 immediately before (that is, one time before the next detection time) and the detection received before (two times before). The rotation angle θr ′ is stored, and the time interval (hereinafter also referred to as “switching time interval”) ΔT k from the previous time (two times before) to the previous time (one time before) is stored. These values are used for estimating the rotor rotation angle, which will be described in detail later.

基本アシスト制御部１８０は、アシストマップと呼ばれる、操舵トルクと目標電流値とを対応づけるテーブルを参照し、操舵トルクＴと車速Ｓとに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべき電流の目標値である目標電流値Ｉｔを決定する。モータ電流指令値演算部１８８は、目標電流値Ｉｔに基づいてｑ軸電流指令値ｉｑ*を出力する。このｑ軸電流指令値ｉｑ*は、ブラシレスモータ１が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器１２４に入力される。一方、ｄ軸電流指令値ｉｄ*は、トルクに関与しないのでｉｄ*＝０として、減算器１２２に入力される。 The basic assist control unit 180 refers to a table referred to as an assist map that associates the steering torque with the target current value, and is a target value of the current that should flow through the brushless motor 1 based on the steering torque T and the vehicle speed S. A target current value It is determined. The motor current command value calculation unit 188 outputs a q-axis current command value iq * based on the target current value It. The q-axis current command value iq * is a current value corresponding to the torque that should be generated by the brushless motor 1 and is input to the subtractor 124. On the other hand, the d-axis current command value id * is input to the subtractor 122 as id * = 0 because it does not relate to the torque.

Ｕ相電流検出器１５４およびＶ相電流検出器１５６は、それぞれモータのＵ相、Ｖ相の巻き線（本明細書では単に「Ｕ相、Ｖ相」という）に流れる電流を検出し、Ｕ相電流検出値ｉｕとＶ相電流検出値ｉｖとをそれぞれ電圧信号で出力する。これらのＵ相電流検出器１５４およびＶ相電流検出器１５６は、モータ駆動回路１５２からブラシレスモータ１へ繋がる線に対して配置されるが、モータ駆動回路１５２内の各駆動用素子と接地点との間に配置されてもよい。   The U-phase current detector 154 and the V-phase current detector 156 detect currents flowing in the U-phase and V-phase windings of the motor (referred to simply as “U-phase and V-phase” in this specification), respectively. The current detection value iu and the V-phase current detection value iv are output as voltage signals, respectively. The U-phase current detector 154 and the V-phase current detector 156 are arranged with respect to the line connecting the motor drive circuit 152 to the brushless motor 1, but each drive element in the motor drive circuit 152, the ground point, It may be arranged between.

３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８は、ロータの電気角θｒｅに基づいて、Ｕ相電流検出値ｉｕおよびＶ相電流検出値ｉｖを、ｄ−ｑ座標上の値であるｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑに変換する。このｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑは、減算器１２２および減算器１２４にそれぞれ入力される。   The three-phase AC / dq coordinate conversion unit 138 converts the U-phase current detection value iu and the V-phase current detection value iv into a d-axis motor current that is a value on the dq coordinate, based on the electrical angle θre of the rotor. The value id and the q-axis motor current value iq are converted. The d-axis motor current value id and the q-axis motor current value iq are input to the subtractor 122 and the subtractor 124, respectively.

減算器１２２では、ｄ軸電流指令値ｉｄ*とｄ軸モータ電流値ｉｄとの偏差ｉｄ*−ｉｄが出力される。そして、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６では、その偏差ｉｄ*−ｉｄに基づく比例積分演算によって、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*が出力される。一方、減算器１２４では、ｑ軸電流指令値ｉｑ*とｑ軸モータ電流値ｉｑとの偏差ｉｑ*−ｉｑが出力される。そして、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８では、その偏差ｉｑ*−ｉｑに基づく比例積分演算によって、ｑ軸電圧指令値ｖｑ*が出力される。 The subtractor 122 outputs a deviation id * -id between the d-axis current command value id * and the d-axis motor current value id. Then, the d-axis current PI control unit 126 outputs the d-axis voltage command value vd * by proportional-integral calculation based on the deviation id * -id. On the other hand, the subtractor 124 outputs a deviation iq * -iq between the q-axis current command value iq * and the q-axis motor current value iq. Then, the q-axis current PI control unit 128 outputs the q-axis voltage command value vq * by the proportional integration calculation based on the deviation iq * −iq.

ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２では、ロータ７の電気角θｒｅに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を、３相交流座標上の値であるＵ相電圧指令値ｖｕ*およびＶ相電圧指令値ｖｖ*に変換する。そして、符号反転加算器１３４は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ*およびＶ相電圧指令値ｖｖ*からＷ相電圧指令値ｖｗ*を算出する。 In the dq / 3-phase AC coordinate conversion unit 132, based on the electrical angle θre of the rotor 7, the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * are values on the three-phase AC coordinate. The phase voltage command value vu * and the V phase voltage command value vv * are converted. Then, the sign inversion adder 134 calculates the W-phase voltage command value vw * from the U-phase voltage command value vu * and the V-phase voltage command value vv * .

ＰＷＭ信号生成回路１５０は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値ｖｖ*、Ｗ相電圧指令値ｖｗ*を受け取り、それらの指令値に応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する。モータ駆動回路１５２では、そのＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによってスイッチング素子がオン／オフされ、それにより、デューティ比に応じた電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗがブラシレスモータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ印加される。 The PWM signal generation circuit 150 receives the U-phase voltage command value vu * , the V-phase voltage command value vv * , and the W-phase voltage command value vw *, and the PWM signals Su and Sv whose duty ratio changes according to these command values. , Sw is generated. In the motor drive circuit 152, the switching elements are turned on / off by the PWM signals Su, Sv, Sw, so that the voltages vu, vv, vw according to the duty ratio are the U phase, V phase, W phase of the brushless motor 1. Respectively.

＜２．２ モータ制御処理＞
図５は、本実施形態においてモータ１の駆動を制御するためのモータ制御部をソフトウェア的に実現するためにマイコン２０によって実行されるモータ制御処理を示すフローチャートである。このモータ制御処理では、まず、車両情報等のモータ制御に必要な情報が取得される（ステップＳ２）。ここで取得される情報には、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６およびｑ軸電流ＰＩ制御部１２８での演算やロータ回転位置検出部１６２での検出回転角θｒの決定に必要なパラメータ値などが含まれる。後述の回転角推定処理（図６）で使用される変数等も当該ステップＳ２で初期化される（例えばｔ＝０、ｔk＝０、ωｅ＝０、ωｃ（０）＝０，θｒ＝θｒｅ＝０、Ｄｉｒ＝１等）。なお、マイコン２０はタイマーを内蔵しており、このタイマーを当該ステップＳ２でスタートさせることにより、時刻を示す変数ｔが０に初期化される。 <2.2 Motor control processing>
FIG. 5 is a flowchart showing a motor control process executed by the microcomputer 20 in order to realize a motor control unit for controlling the driving of the motor 1 in software in the present embodiment. In this motor control process, first, information necessary for motor control such as vehicle information is acquired (step S2). The information acquired here includes a parameter value necessary for calculation in the d-axis current PI control unit 126 and q-axis current PI control unit 128 and determination of the detected rotation angle θr in the rotor rotation position detection unit 162. It is. Variables used in a rotation angle estimation process (FIG. 6) described later are also initialized in step S2 (for example, t = 0, t k = 0, ωe = 0, ωc (0) = 0, θr = θre). = 0, Dir = 1, etc.). Note that the microcomputer 20 has a built-in timer, and a variable t indicating time is initialized to 0 by starting the timer in step S2.

このようなステップＳ２の実行後は、ステップＳ３において、各センサ３，４および電流検出器１５４，１５６からの出力信号に基づき、モータ１に流すべき電流の目標値（電流目標値）Ｉｔを算出する周期である制御周期毎に、操舵トルクＴ，車速Ｓ，Ｕ相電流検出値ｉｕ，Ｖ相電流検出値ｉｖが取得される。またステップＳ３において、ホールＩＣ５ａ〜５ｃの出力信号からなるホールセンサ５のセンサ信号に基づきモータ１におけるロータ７の電気角が離散的に検出される。すなわち、図２に示したロータ回転位置検出部１６２はステップＳ３により実現されている。ここで離散的に検出された当該電気角は、検出回転角θｒとして、後述の回転角推定処理により実現されるロータ回転角推定部１６４に与えられる。以下では、現時点で既に取得されている検出回転角θｒを、現時点以降で取得される検出回転角θｒと区別するために「検出済回転角θｒ」という。なお上記の制御周期は、検出回転角θｒが取得される時間間隔すなわちロータ７の電気角が離散的に検出される時間間隔に比べて非常に短い。   After execution of step S2, the target value (current target value) It of the current to be supplied to the motor 1 is calculated based on the output signals from the sensors 3 and 4 and the current detectors 154 and 156 in step S3. The steering torque T, the vehicle speed S, the U-phase current detection value iu, and the V-phase current detection value iv are acquired for each control cycle that is a cycle to be performed. Further, in step S3, the electrical angle of the rotor 7 in the motor 1 is discretely detected based on the sensor signal of the Hall sensor 5 composed of the output signals of the Hall ICs 5a to 5c. That is, the rotor rotational position detector 162 shown in FIG. 2 is realized by step S3. The electrical angles discretely detected here are given to the rotor rotation angle estimation unit 164 realized by a rotation angle estimation process described later as a detected rotation angle θr. Hereinafter, the detected rotation angle θr already acquired at the present time is referred to as “detected rotation angle θr” in order to distinguish it from the detected rotation angle θr acquired after the current time. The above-described control cycle is very short compared to the time interval at which the detected rotation angle θr is acquired, that is, the time interval at which the electrical angle of the rotor 7 is discretely detected.

次のステップＳ４では、ロータ回転角推定部１６４を実現するための回転角推定処理が実行され、これによりモータ１におけるロータ７の電気角の推定値を示す回転角推定値θｒｅが得られる。   In the next step S4, a rotation angle estimation process for realizing the rotor rotation angle estimation unit 164 is executed, whereby a rotation angle estimated value θre indicating an estimated value of the electrical angle of the rotor 7 in the motor 1 is obtained.

その後、ステップＳ６において、この回転角推定値θｒｅを用いてモータ１の電流制御等のための処理が行われる。すなわちステップＳ６において、操舵トルクＴおよび車速Ｓに基づいて電流目標値Ｉｔが決定され、この電流目標値Ｉｔから、ブラシレスモータ１が発生すべきトルクに対応するｑ軸電流指令値ｉｑ*が決定される。一方、上記の回転角推定値θｒｅを用いて、Ｕ軸電流検出値ｉｕおよびＶ相電流検出値ｉｖがｄ−ｑ座標上の値としてのｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑに変換される。そして、ｄ軸電流指令値ｉｄ*（＝０）およびｑ軸電流指令値ｉｑ*とｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑとに基づく制御演算によってｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*が算出される。これらは、上記の回転角推定値θｒｅを用いて３相交流座標上の値としての各相の電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*に変換され、各相の電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*はマイコン２０から出力されてＰＷＭ信号生成回路１５０に与えられる。このようなステップＳ６の処理により、図２に示す目標電流演算部１１４と、減算器１２２，１２４と、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８と、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２と、符号反転加算器１３４と、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８とがソフトウェア的に実現される。 Thereafter, in step S6, processing for current control of the motor 1 and the like is performed using the rotation angle estimated value θre. That is, in step S6, the current target value It is determined based on the steering torque T and the vehicle speed S, and the q-axis current command value iq * corresponding to the torque to be generated by the brushless motor 1 is determined from the current target value It. The On the other hand, using the rotation angle estimated value θre, the U-axis current detection value iu and the V-phase current detection value iv are converted into the d-axis motor current value id and the q-axis motor current value iq as values on the dq coordinate. Converted. Then, a d-axis voltage command value vd * and q are obtained by a control calculation based on the d-axis current command value id * (= 0) and the q-axis current command value iq * and the d-axis motor current value id and the q-axis motor current value iq. A shaft voltage command value vq * is calculated. These voltage command value of each phase as the value of the three-phase AC coordinates using the rotation angle estimated value θre the vu *, vv *, is converted to vw *, the voltage command value of each phase vu *, vv * And vw * are output from the microcomputer 20 and given to the PWM signal generation circuit 150. By such processing in step S6, the target current calculation unit 114, the subtractors 122 and 124, the d-axis current PI control unit 126, the q-axis current PI control unit 128, and dq / 3 shown in FIG. The phase AC coordinate conversion unit 132, the sign inversion adder 134, and the three phase AC / dq coordinate conversion unit 138 are realized by software.

上記の電流制御等の処理の後は、ステップＳ３へ戻る。以降、電動パワーステアリング装置におけるモータ制御装置（ＥＣＵ）１０が動作している間、上記の制御周期でステップＳ３，Ｓ４，Ｓ６が繰り返し実行される。   After the processing such as the current control described above, the process returns to step S3. Thereafter, while the motor control unit (ECU) 10 in the electric power steering apparatus is operating, steps S3, S4, and S6 are repeatedly executed at the above-described control cycle.

＜２．３ 回転角推定処理＞
図６は、本実施形態におけるロータ回転角推定部１６４をソフトウェア的に実現するための回転角推定処理（図５のステップＳ４）の手順を示すフローチャートである。図７は、本実施形態における回転角推定処理を従来の回転角推定処理と比較しつつ説明するための波形図である。以下、図５〜図７を参照して本実施形態における回転角推定処理について説明する。なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示す信号波形を生成するホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、図３に示すホールＩＣ５ｂ，５ａ，５ｃにそれぞれ対応している。既述のように、図６の回転角推定処理は非常に短い制御周期毎に実行され（図５参照）、この回転角推定処理においてマイコン２０は下記のように動作する。 <2.3 Rotation angle estimation processing>
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the rotation angle estimation process (step S4 in FIG. 5) for realizing the rotor rotation angle estimation unit 164 in the present embodiment in software. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the rotation angle estimation processing in the present embodiment while comparing it with the conventional rotation angle estimation processing. Hereinafter, the rotation angle estimation process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The Hall elements H1, H2, and H3 that generate the signal waveforms shown in FIGS. 7A to 7C correspond to the Hall ICs 5b, 5a, and 5c shown in FIG. 3, respectively. As described above, the rotation angle estimation process of FIG. 6 is executed every very short control cycle (see FIG. 5), and in this rotation angle estimation process, the microcomputer 20 operates as follows.

まず、ステップＳ１０において、ホールセンサ５からのセンサ信号に基づきロータ回転位置検出部１６２（図５のステップＳ３）によって算出され離散的に与えられる検出済回転角θｒを受け取った否かを判定する。これは、ホールセンサ５とロータ回転位置検出部１６２とにより実現される回転角離散検出手段がロータ回転角を検出したか否かを判定することを意味する。ホールセンサ５の信号検出により得られる検出済回転角θｒを受け取らない場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ステップＳ４１に進む。以降のステップＳ４１，Ｓ４２によりロータ回転角が推定される。すなわち、ステップＳ４１およびＳ４２の実行により回転角推定手段が実現される。この推定動作の詳細については後述する。   First, in step S10, it is determined whether or not the detected rotational angle θr calculated by the rotor rotational position detector 162 (step S3 in FIG. 5) based on the sensor signal from the hall sensor 5 and given discretely is received. This means that the rotation angle discrete detection means realized by the Hall sensor 5 and the rotor rotation position detection unit 162 determines whether or not the rotor rotation angle is detected. When the detected rotation angle θr obtained by the signal detection of the hall sensor 5 is not received (step S10: No), the process proceeds to step S41. The rotor rotation angle is estimated by subsequent steps S41 and S42. That is, the rotation angle estimating means is realized by executing steps S41 and S42. Details of this estimation operation will be described later.

ステップＳ１０での判定の結果、ホールセンサ５の信号検出により離散的に得られる検出済回転角θｒを受け取った場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、受け取った検出済回転角θｒをそのまま回転角推定値θｒｅとし（ステップＳ１１）、その回転角推定値θｒｅを出力する。この回転角推定値θｒｅは、ステップＳ６の処理において使用される。すなわち既述のように、この回転角推定値θｒｅは、ステップＳ６の処理によって実現される３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８およびｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２に与えられる。   When the detected rotation angle θr obtained discretely by the signal detection of the hall sensor 5 is received as a result of the determination in step S10 (step S10: Yes), the received detected rotation angle θr is directly estimated as the rotation angle. The value θre is set (step S11), and the rotation angle estimation value θre is output. This estimated rotation angle value θre is used in the process of step S6. That is, as described above, this estimated rotation angle value θre is given to the three-phase AC / dq coordinate conversion unit 138 and the dq / 3-phase AC coordinate conversion unit 132 realized by the process of step S6.

次にステップＳ１２において、ロータ７の回転方向を示す回転方向係数Ｄｉｒに１または−１の値を代入する。具体的には、前回（２回前）の検出時点ｔk-1（ｔn-2）における回転角推定値θｒｅ’と、今回である直前（１回前）の検出時点ｔk（ｔn-1）における回転角推定値θｒｅとに基づき、図３の時計回り方向にロータ７が回転していると判定される場合には回転方向係数Ｄｉｒに１を代入し、反時計回り方向にロータ７が回転していると判定される場合には回転方向係数Ｄｉｒに−１を代入する。またθｒｅ’＝θｒｅである場合には、ロータ７の回転方向が途中で反転しているので、それ以前に得られた回転方向係数Ｄｉｒの値の符号を逆にして再び回転方向係数Ｄｉｒに代入する。なお本明細書では、時計回り方向を正方向としてロータ７の回転角や角速度の値が設定されるものとする。 Next, in step S12, a value of 1 or -1 is substituted for the rotation direction coefficient Dir indicating the rotation direction of the rotor 7. Specifically, the detection time t k (t n and the previous rotational angle estimation value [theta] re 'at the detection time point t k-1 of the (pre twice) (t n-2), (one time before) just before a time -1 ), when it is determined that the rotor 7 is rotating in the clockwise direction in FIG. 3 based on the estimated rotation angle θre, 1 is substituted into the rotation direction coefficient Dir, and the rotor is rotated in the counterclockwise direction. When it is determined that 7 is rotating, −1 is substituted for the rotation direction coefficient Dir. When θre ′ = θre, the rotation direction of the rotor 7 is reversed in the middle, so the sign of the value of the rotation direction coefficient Dir obtained before that is reversed and assigned to the rotation direction coefficient Dir again. To do. In the present specification, the rotation angle and angular velocity values of the rotor 7 are set with the clockwise direction as the positive direction.

次にステップＳ１４において、ホールセンサ５の信号検出による検出済回転角θｒの取得時点（以下「回転角検出時点」または単に「検出時点」という）ｔk（ｔn-1）までのロータ回転角の検出結果としての検出時点間の間隔に基づき、過去の検出時点間でロータ７の角速度を示す回転角速度算出値を更新する。 Next, in step S14, the rotor rotation angle up to t k (t n-1 ) at which the detected rotation angle θr is detected by the signal detection of the hall sensor 5 (hereinafter referred to as “rotation angle detection time point” or simply “detection time point”). Based on the interval between the detection points as the detection result, the rotation angular velocity calculation value indicating the angular velocity of the rotor 7 is updated between the past detection points.

本実施形態における回転角推定処理では、ロータ回転角が検出される毎に（検出済回転角が新たに取得される毎に）、その検出時点とその前の検出時点との間隔に基づき角速度算出値が算出される（後述の式（２）参照）。ステップＳ１４へ進んだ時点では、直前の検出時点ｔkの前の検出時点（２回前の検出時点）ｔk-1で算出された角速度算出値がωｃ（ｋ）として与えられているので、まず、これをωｃ（ｋ−１）に置き換える。すなわち、
ωｃ（ｋ−１）←ωｃ（ｋ） …（１）
とする。次に、直前の検出時点ｔkと２回前の検出時点ｔk-1との時間間隔ΔＴkと上記の回転方向係数Ｄｉｒを用いて、下記式により新たに角速度算出値ωｃ（ｋ）を求める。
ωｃ（ｋ）＝Ｄｉｒ・６０／ΔＴk …（２）
この角速度算出値ωｃ（ｋ）は、２回前の検出時点ｔk-1から直前の検出時点ｔkまでの期間（以下、この期間も記号“ΔＴk”で示すものとする）におけるロータ７の角速度の平均値（ホールセンサ５の信号検出による実測に基づく平均値）を示している。 In the rotation angle estimation process in the present embodiment, every time the rotor rotation angle is detected (each time a detected rotation angle is newly acquired), the angular velocity is calculated based on the interval between the detection time and the previous detection time. A value is calculated (see formula (2) described later). At the time of proceeding to step S14, since the angular velocity calculation value calculated at the detection time point before the previous detection time point t k (the detection time point two times before) tk −1 is given as ωc (k), First, this is replaced with ωc (k−1). That is,
ωc (k−1) ← ωc (k) (1)
And Next, using the time interval ΔT k between the immediately preceding detection time t k and the previous detection time t k−1 and the rotation direction coefficient Dir, a new angular velocity calculation value ωc (k) is obtained by the following equation. Ask.
ωc (k) = Dir · 60 / ΔT k (2)
The angular velocity calculation value .omega.c (k) is the period from the previous two detection time t k-1 to the detection time t k of the immediately preceding (hereinafter, this period is also intended to indicate by the symbol "ΔT k") rotor 7 in The average value of the angular velocities (average value based on actual measurement by signal detection of the Hall sensor 5) is shown.

次にステップＳ１６において、上記式（１）（２）により得られる２つの角速度算出値ωｃ（ｋ−１），ωｃ（ｋ）を用いて、下記式により角速度推定値ωｅを算出する。
ωｅ＝ωｃ（ｋ）・｛ωｃ（ｋ）／ωｃ（ｋ−１）｝ …（３）
この角速度推定値ωｅは、後述のように、直前の検出時点ｔkから次の検出時点ｔk+1までにおいて回転角推定値θｒｅを算出するために使用される。上記式（３）により算出される角速度推定値ωｅは、直前の検出時点ｔkで得られた角速度算出値ωｃ（ｋ）を、その直前の２つの期間ΔＴk-1，ΔＴkについての角速度算出値ωｃ（ｋ），ωｃ（ｋ−１）が示す角速度の変化に応じて補正したものとなっている。 Next, in step S16, the angular velocity estimated value ωe is calculated by the following equation using the two angular velocity calculated values ωc (k−1) and ωc (k) obtained by the equations (1) and (2).
ωe = ωc (k) · {ωc (k) / ωc (k−1)} (3)
The angular velocity estimated value ωe is used to calculate the rotational angle estimated value θre from the immediately preceding detection time t k to the next detection time t k + 1 as described later. The angular velocity estimated value ωe calculated by the above equation (3) is obtained by calculating the angular velocity calculated value ωc (k) obtained at the immediately preceding detection time t k as the angular velocity for the two preceding periods ΔT k−1 and ΔT k. The calculated values ωc (k) and ωc (k−1) are corrected according to changes in angular velocity.

上記のようにして角速度推定値ωｅが得られると、次のステップＳ１８では、次の制御周期以降での回転角推定処理において回転角推定値θｒｅを算出するための時間的基準を与えるべく、直前の検出時点を示す変数ｔkに現時点の時刻ｔ（タイマーが示す時刻ｔ）を代入する。なお上記説明からわかるように、ステップＳ１４の実行により、過去の検出時点間でのロータ７の角速度を示す角速度算出値ωｃ（ｋ）を求める速度算出手段が実現され、ステップＳ１６の実行により、直前の検出時点ｔkから次の検出時点ｔk+1までにおいてロータ７の回転速度を示す角速度推定値ωｅを求める速度推定手段が実現される。 When the estimated angular velocity value ωe is obtained as described above, in the next step S18, in order to provide a temporal reference for calculating the estimated rotational angle value θre in the estimated rotational angle after the next control cycle, the immediately preceding value is obtained. The current time t (time t indicated by the timer) is substituted into a variable t k indicating the detection time of. As can be seen from the above description, the execution of step S14 realizes a speed calculation means for obtaining an angular speed calculation value ωc (k) indicating the angular speed of the rotor 7 between the past detection points. From this detection time t k to the next detection time t k + 1 , speed estimation means for obtaining an angular speed estimation value ωe indicating the rotational speed of the rotor 7 is realized.

上記のステップＳ１８を終了すると、図６の回転角推定処理から図５のモータ制御処理のルーチンに復帰する。   When step S18 is completed, the routine returns from the rotation angle estimation process of FIG. 6 to the motor control process routine of FIG.

その後、モータ制御処理におけるステップＳ６を実行し、ステップＳ３に戻る。そして、ステップＳ３を実行した後、再びステップＳ４を実行する。このとき実行されるステップＳ４の回転角推定処理では、ホールセンサ５の信号検出により得られる検出済回転角θｒを受け取らないので（図６のステップＳ１０：Ｎｏ）、ステップＳ４１へ進む。   Thereafter, step S6 in the motor control process is executed, and the process returns to step S3. And after performing step S3, step S4 is performed again. In the rotation angle estimation process of step S4 executed at this time, since the detected rotation angle θr obtained by the signal detection of the hall sensor 5 is not received (step S10: No in FIG. 6), the process proceeds to step S41.

ステップＳ４１では、現時点での回転角推定値θｒｅすなわちステップＳ４２の直近の実行により（またはステップＳ２で初期値として）設定された回転角推定値θｒｅの検出済回転角θｒからの偏差（回転角推定値θｒｅと検出済回転角θｒとの差の絶対値）｜θｒｅ−θｒ｜が６０度以上であるか否かを判定する。この判定の結果、当該偏差｜θｒｅ−θｒ｜が６０度よりも小さい場合には、ステップＳ４２へ進む。   In step S41, the current rotation angle estimated value θre, that is, the deviation (rotation angle estimation) of the rotation angle estimated value θre set by the most recent execution of step S42 (or as an initial value in step S2) from the detected rotation angle θr. It is determined whether or not the absolute value of the difference between the value θre and the detected rotation angle θr) | θre−θr | As a result of the determination, if the deviation | θre−θr | is smaller than 60 degrees, the process proceeds to step S42.

ステップＳ４２では、上記の検出済回転角θｒおよび角速度推定値ωｅと現時点の時刻ｔを用いて、下記式で示される推定演算により回転角推定値θｒｅを算出する。
θｒｅ＝θｒ＋ωｅ・（ｔ−ｔk） …（４）
これは、ロータ７が角速度推定値ωｅの速度で回転するものとして回転角θｒの検出時点ｔk以降におけるロータ７の回転角を推定することを意味する（図７（ｇ）（ｉ）参照）。 In step S42, using the detected rotation angle θr and angular velocity estimated value ωe and the current time t, a rotation angle estimated value θre is calculated by an estimation calculation represented by the following equation.
θre = θr + ωe · (t−t k ) (4)
This means that the rotation angle of the rotor 7 after the detection time t k of the rotation angle θr is estimated assuming that the rotor 7 rotates at the speed of the estimated angular velocity value ωe (see FIGS. 7G and 7I). .

ステップＳ４２を終了すると、図６の回転角推定処理から図５のモータ制御処理のルーチンに復帰し、ステップＳ６以降の処理を実行する。   When step S42 ends, the routine returns from the rotation angle estimation process of FIG. 6 to the motor control process routine of FIG. 5, and the processes after step S6 are executed.

その後、次の制御周期において回転角推定処理（Ｓ４）が開始されると、まず、図６のステップＳ１０において、ホールセンサ５の信号検出により得られる新たな検出済回転角θｒを受け取ったか否かを判定する。既述のように、ロータ回転角は６０度毎に離散的に得られるので、一旦、ホールセンサ５の信号検出により得られる検出済回転角θｒを受け取ると、次に新たな検出済回転角θｒを受け取るまでは、ステップＳ１０でＮｏと判定されて、制御周期毎に図６の回転角推定処理におけるステップＳ４１→Ｓ４２を実行する。   Thereafter, when the rotation angle estimation process (S4) is started in the next control cycle, first, in step S10 of FIG. 6, whether or not a new detected rotation angle θr obtained by signal detection of the Hall sensor 5 has been received. Determine. As described above, since the rotor rotation angle is obtained discretely every 60 degrees, once the detected rotation angle θr obtained by the signal detection of the Hall sensor 5 is received, a new detected rotation angle θr is next received. Is received in step S10, and steps S41 → S42 in the rotation angle estimation process of FIG. 6 are executed for each control period.

その結果、制御周期毎にステップＳ４２において推定演算（式（４））により回転角推定値θｒｅが更新されていく。そして、回転角推定値θｒｅが、次にホールセンサ５の信号検出により取得されると予想される検出回転角（以下「検出予定回転角θｎｘ」という）に達すると、上記偏差｜θｒｅ−θｒ｜が６０度となるので、ステップＳ４１においてＹｅｓと判定される。これにより、推定演算処理（式（４））を行うことなく、図６の回転角推定処理から図５のモータ制御処理のルーチンに復帰する。   As a result, the rotation angle estimated value θre is updated by the estimation calculation (Equation (4)) in step S42 every control cycle. When the estimated rotation angle θre reaches a detected rotation angle that is expected to be acquired next by signal detection of the Hall sensor 5 (hereinafter referred to as “scheduled rotation angle θnx”), the deviation | θre−θr | Since it becomes 60 degrees, it determines with Yes in step S41. Thus, the routine returns to the motor control process routine of FIG. 5 from the rotation angle estimation process of FIG. 6 without performing the estimation calculation process (formula (4)).

以降の制御周期では、新たにロータ回転角が検出されるまでは、回転角推定処理においてステップＳ４１でＹｅｓと判定され、ステップＳ４２（推定演算）は実行されないので、回転角推定値θｒｅは変化しない。   In the subsequent control cycle, until a new rotor rotation angle is detected, it is determined Yes in step S41 in the rotation angle estimation process, and step S42 (estimation calculation) is not executed, so the rotation angle estimation value θre does not change. .

制御周期毎に上記のような図６の回転角推定処理（図５のステップＳ４）を繰り返し実行している間に、ホールセンサ５の信号検出により得られる新たな検出済回転角を受け取ると、ステップＳ１０で再びＹｅｓと判定される。この新たな検出済回転角は、２つの検出時点ｔk-1とｔkの間（期間ΔＴk）でロータ７の回転方向が反転していない場合は、θｎｘ＝θｒ＋Ｄｉｒ・６０であり、反転している場合は、後述の図８（ａ）に示すように、θｒである。また、回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘに達する前にロータ回転角が新たに検出されると、その検出時点ｔk+1において回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘ（＝新たな検出済回転角）へと直ちに変更され、一方、ロータ回転角が新たに検出される前に（次の検出時点ｔk+1までに）回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘに達すると（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、既述のように、その後は次の検出時点ｔk+1まで回転角推定値θｒｅが変化しない。 When the rotation angle estimation process of FIG. 6 as described above (step S4 of FIG. 5) is repeatedly executed every control cycle, when a new detected rotation angle obtained by signal detection of the Hall sensor 5 is received, In step S10, it is determined again as Yes. This new detected rotation angle is θnx = θr + Dir · 60 when the rotation direction of the rotor 7 is not reversed between the two detection times t k−1 and t k (period ΔT k ). In this case, θr as shown in FIG. Further, if a rotor rotation angle is newly detected before the rotation angle estimated value θre reaches the detection detection rotation angle θnx, the rotation angle estimation value θre is detected at the detection time t k + 1 at the detection time t k + 1 (= new detection rotation angle θnx). On the other hand, the rotation angle estimated value θre reaches the scheduled rotation angle θnx before the rotor rotation angle is newly detected (by the next detection time t k + 1 ). Then (step S41: Yes), as described above, thereafter, the estimated rotation angle θre does not change until the next detection time t k + 1 .

図６の回転角推定処理におけるステップＳ１０で再びＹｅｓと判定された場合には、上記の直前検出時点ｔkを２回前の検出時点ｔk-1に置き換えると共に、新たな検出時点ｔk+1を直前検出時点ｔkに置き換え、かつ、新たなロータ回転角の検出前に検出された上記検出回転角θｒを２回前の検出済回転角θｒ’に置き換えると共に、新たに検出されたロータ回転角を検出済回転角θｒとして、ステップＳ１１以降の既述の処理を実行する。 If it is determined again as Yes in step S10 in the rotation angle estimation process of FIG. 6, the immediately preceding detection time t k is replaced with the previous detection time t k−1 and a new detection time t k +. 1 is replaced with the immediately preceding detection time t k , and the detected rotation angle θr detected before the detection of the new rotor rotation angle is replaced with the detected rotation angle θr ′ of the previous two times, and the newly detected rotor With the rotation angle as the detected rotation angle θr, the above-described processing after step S11 is executed.

以上説明した図６の回転角推定処理は、本実施形態に係るモータ制御装置が動作している間、制御周期毎に実行され（図５）、制御周期毎に得られる回転角推定値θｒｅを用いてモータ１の電流制御が行われる（図２、図５）。   The rotation angle estimation process of FIG. 6 described above is executed for each control cycle while the motor control device according to the present embodiment is operating (FIG. 5), and the rotation angle estimation value θre obtained for each control cycle is calculated. Using this, current control of the motor 1 is performed (FIGS. 2 and 5).

＜２．４ 効果＞
ホールセンサのようにロータ回転角を離散的に検出する検出手段によって得られる検出回転角を用いて、現時点の回転角を示す回転角推定値を算出する場合には、直前の検出時点ｔkから次の検出時点ｔk+1までのロータの角速度を推定する必要がある。これに対し、従来は、図７（ｅ）（ｆ）に示すように、２回前の検出時点ｔk-1から直前の検出時点ｔkまでの期間ΔＴkにおける角速度の平均値に相当する角速度算出値ωｃ（ｋ）が、角速度推定値ωｅとして使用されていた（式（２）参照）。なお図７（ｅ）〜（ｇ）では、期間ΔＴｉでの角速度の平均値に相当する角速度算出値を記号“ωｃ（ｉ）”で示し、期間ΔＴｉでの回転角推定値θｒｅの算出に使用する角速度推定値を記号“ωｅ（ｉ）”で示すものとする（ｉ＝０，１，２，…）。このような従来の回転角推定値θｒｅの算出法によれば、図７（ｈ）に示すように、時点ｔ１でロータ回転角が検出された後、次にロータ回転角が検出される時点ｔ２よりもかなり前の時点ｔ12で回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘ（＝１２０°）に達したり、時点ｔ２でロータ回転角が検出された後、回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘ（＝１８０°）に達するよりもかなり前の時点ｔ３でロータ回転角が新たに検出されたりすることがある。この現象は、ロータの回転が加速したり減速したりしている場合に生じ、このような場合、回転角推定値θｒｅと実際の回転角とのずれが大きくなってモータの制御精度が低下する。 <2.4 Effect>
When calculating a rotation angle estimated value indicating a current rotation angle using a detection rotation angle obtained by a detection unit that discretely detects a rotor rotation angle, such as a hall sensor, from the immediately preceding detection time t k It is necessary to estimate the angular velocity of the rotor up to the next detection time t k + 1 . In contrast, conventionally, as shown in FIG. 7 (e) (f), corresponding to an average value of the angular velocity in the period [Delta] T k from the two previous detection time t k-1 to the detection time t k of the immediately preceding The calculated angular velocity value ωc (k) was used as the estimated angular velocity value ωe (see formula (2)). In FIGS. 7E to 7G, an angular velocity calculation value corresponding to the average value of the angular velocity in the period ΔTi is indicated by the symbol “ωc (i)” and used for calculating the rotation angle estimated value θre in the period ΔTi. The estimated angular velocity value is indicated by the symbol “ωe (i)” (i = 0, 1, 2,...). According to such a conventional method for calculating the estimated rotation angle θre, as shown in FIG. 7 (h), after the rotor rotation angle is detected at time t1, the next time t2 when the rotor rotation angle is detected is detected. The estimated rotation angle θre reaches the scheduled rotation angle θnx (= 120 °) at a time point t12 considerably earlier than that, or after the rotor rotation angle is detected at the time point t2, the estimated rotation angle value θre becomes the planned rotation angle. In some cases, the rotor rotation angle is newly detected at a time point t3 before reaching θnx (= 180 °). This phenomenon occurs when the rotation of the rotor is accelerated or decelerated. In such a case, a deviation between the estimated rotation angle θre and the actual rotation angle becomes large, and the control accuracy of the motor decreases. .

これに対し上記実施形態では、回転角推定値θｒｅの算出に使用する角速度推定値ωｅが式（３）で与えられる。すなわち図７（ｆ）（ｇ）に示すように、直前の検出時点ｔkから次の検出時点ｔk+1までの期間ΔＴk+1での回転角推定値θｒｅの算出に使用する角速度推定値ωｅ（ｋ＋１）は、期間ΔＴkでの角速度平均値に相当する角速度算出値ωｃ（ｋ）と期間ΔＴk-1での角速度平均値に相当する角速度算出値ωｃ（ｋ−１）との比に応じて角速度算出値ωｃ（ｋ）を補正したものとなっている。このため、上記式（３）で与えられる角速度推定値ωｅ＝ωｅ（ｋ＋１）は、ロータ７の回転の加減速（角速度の増減）を考慮したものとなり、ロータ７の角速度が増減しても、図７（ｉ）に示すように、回転角推定値θｒｅが検出予定回転角θｎｘに達する時点と次にロータ回転角が検出される時点とのずれが抑制される。その結果、モータの制御精度が向上し、本実施形態に係るモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置において良好な操舵感を得ることができる。 On the other hand, in the above embodiment, the angular velocity estimated value ωe used for calculating the rotation angle estimated value θre is given by the equation (3). That is, as shown in FIGS. 7F and 7G, the angular velocity estimation used to calculate the rotation angle estimated value θre in the period ΔT k + 1 from the immediately preceding detection time t k to the next detection time t k + 1. The value ωe (k + 1) is an angular velocity calculated value ωc (k) corresponding to the average angular velocity value during the period ΔT k and an angular velocity calculated value ωc (k−1) corresponding to the average angular velocity value during the period ΔT k−1 . The angular velocity calculation value ωc (k) is corrected according to the ratio. Therefore, the estimated angular velocity value ωe = ωe (k + 1) given by the above equation (3) takes into account the acceleration / deceleration (increase / decrease in angular velocity) of the rotation of the rotor 7, and even if the angular velocity of the rotor 7 increases / decreases, As shown in FIG. 7I, the difference between the time when the estimated rotation angle value θre reaches the scheduled rotation angle θnx and the next time when the rotor rotation angle is detected is suppressed. As a result, the motor control accuracy is improved, and a good steering feeling can be obtained in the electric power steering apparatus including the motor control apparatus according to the present embodiment.

＜３．他の実施形態および変形例など＞
上記実施形態では、回転角推定値θｒｅの算出（式（４））に使用する角速度推定値ωｅは、角速度の増減を考慮すべく、式（３）に示すように、直前の検出時点ｔkで得られた角速度算出値ωｃ（ｋ）を、その角速度算出値ωｃ（ｋ）と２回前の検出時点ｔk-1で得られた角速度算出値ωｃ（ｋ−１）との比に応じて補正したものとなっている。この補正は、直前の検出時点ｔkの直前における角速度の増減（ロータ回転の加減速）を考慮するためのものである。しかし、このようにロータ回転の加減速を考慮する手法は、過去の２つの角速度算出値の比ωｃ（ｋ）／ωｃ（ｋ−１）を用いるものに限定されない。例えば、直前の検出時点ｔkで既に得られている２つの角速度算出値の差ωｃ（ｋ）−ωｃ（ｋ−１）を用いてロータ回転の加減速を考慮し、上記式（３）に代えて下記式により角速度推定値ωｅを算出するようにしてもよい。
ωｅ＝ωｃ（ｋ）＋｛ωｃ（ｋ）−ωｃ（ｋ−１）｝ …（５）
上記式（３）（５）は、より一般的には、過去の２つの角速度算出値ωｃ（ｋ），ωｃ（ｋ−１）に基づいて角速度推定値ωｅを決定するものと言える（図７（ｆ）（ｇ）参照）。なお、上記演算に使用する過去の角速度算出値（過去のロータ回転角の検出結果に基づき算出された角速度値）は２つに限定されず、３つ以上の過去の角速度算出値に基づいて角速度推定値ωｅを決定するようにしてもよい。なお、上記式（３）（５）は、補正前の過去の角速度値を用いてロータ回転の加減速を考慮するものと言えるが、補正後の過去の角速度値を用いてロータ回転の加減速を考慮するようにしてもよい。 <3. Other Embodiments and Modifications>
In the above embodiment, the angular velocity estimation value ωe used in calculating (equation (4)) of the rotational angle estimated value θre, in order to consider the increase and decrease of the angular velocity, as shown in equation (3), immediately before the detection time point t k The angular velocity calculated value ωc (k) obtained in the above is calculated according to the ratio between the angular velocity calculated value ωc (k) and the angular velocity calculated value ωc (k-1) obtained at the detection time t k-1 two times before. Corrected. This correction is for taking into account the increase / decrease in angular velocity (acceleration / deceleration of rotor rotation) immediately before the immediately preceding detection time t k . However, the method of considering the acceleration / deceleration of the rotor rotation in this way is not limited to the method using the ratio ωc (k) / ωc (k−1) of the past two angular velocity calculation values. For example, considering the acceleration / deceleration of the rotor rotation using the difference ωc (k) −ωc (k−1) between the two calculated angular velocity values already obtained at the immediately preceding detection time t k , Instead, the estimated angular velocity value ωe may be calculated by the following equation.
ωe = ωc (k) + {ωc (k) −ωc (k−1)} (5)
The above formulas (3) and (5) can be said to more generally determine the angular velocity estimated value ωe based on the past two calculated angular velocity values ωc (k) and ωc (k−1) (FIG. 7). (Refer to (f) and (g)). In addition, the past angular velocity calculation value (the angular velocity value calculated based on the detection result of the past rotor rotation angle) used for the above calculation is not limited to two, but the angular velocity based on three or more past angular velocity calculation values. The estimated value ωe may be determined. In addition, although said Formula (3) (5) can be said to consider acceleration / deceleration of rotor rotation using the past angular velocity value before correction | amendment, acceleration / deceleration of rotor rotation using the past angular velocity value after correction | amendment is considered. May be considered.

上記実施形態のように、ホールセンサによってロータ回転角を離散的に検出することにより得られる検出回転角を用いて、現時点の回転角を示す回転角推定値を算出する構成において、直前の検出時点ｔkから次の検出時点ｔk+1までにロータの回転方向が反転する場合がある。この場合、ロータの実際の回転角θａは、例えば図８（ａ）において１点鎖線で示すように変化するのに対し、上記実施形態における回転角推定値θｒｅは、図８（ａ）において実線で示すように変化する。すなわち、本実施形態における回転角推定値θｒｅは、次の検出時点ｔk+1（ｔn+2）よりも前に検出予定回転角θｎｘに達し、その時点ｔnから次の検出時点ｔk+1（ｔn+2）までは一定となり、実際の回転角θａとのずれが大きくなる。これを改善するには、例えば図８（ｂ）に示すように、回転角推定値θｒｅが次の検出時点ｔk+1（ｔn+2）よりも前に検出予定回転角θｎｘに達した場合に戻し処理を行い、その戻し処理において回転角推定値θｒｅが所定の回転角（典型的には、検出済回転角θｒと検出予定回転角θｎｘとの間を２等分した角度に相当する回転角）に達すると、その時点ｔn+1以降は次の検出時点ｔk+1（ｔn+2）まで回転角推定値θｒｅが一定となるようにすればよい（例えば特許文献１参照）。 In the configuration for calculating the rotation angle estimation value indicating the current rotation angle using the detected rotation angle obtained by discretely detecting the rotor rotation angle by the Hall sensor as in the above embodiment, the immediately preceding detection time point In some cases, the rotational direction of the rotor is reversed from t k to the next detection time t k + 1 . In this case, the actual rotation angle θa of the rotor changes as shown by a one-dot chain line in FIG. 8A, for example, whereas the estimated rotation angle θre in the above embodiment is a solid line in FIG. It changes as shown in. That is, the estimated rotation angle θre in the present embodiment reaches the scheduled detection rotation angle θnx before the next detection time t k + 1 (t n + 2 ), and from that time t n to the next detection time t k. Up to +1 (t n + 2 ) is constant, and the deviation from the actual rotation angle θa becomes large. In order to improve this, for example, as shown in FIG. 8B, the rotation angle estimated value θre has reached the scheduled rotation angle θnx before the next detection time t k + 1 (t n + 2 ). In this case, the estimated rotation angle θre corresponds to a predetermined rotation angle (typically, an angle obtained by dividing the interval between the detected rotation angle θr and the scheduled rotation angle θnx into two equal parts. When the rotation angle is reached, after that time t n + 1, the rotation angle estimation value θre may be constant until the next detection time t k + 1 (t n + 2 ) (see, for example, Patent Document 1). ).

上記実施形態では、ブラシレスモータ１の電気角を示す回転角推定値θｒｅを算出するように構成されているが、本発明は、電気角の推定に限定されるものではなく、電気角か機械角かに拘わらずロータの回転角を推定する場合に適用可能である。また本発明は、ロータの回転角推定値に基づき駆動される、ブラシレスモータ以外の電動モータのモータ制御装置にも適用でき、更には、電動モータ以外の回転機におけるロータの回転角を求める回転角検出装置にも適用できる。   In the above embodiment, the rotation angle estimated value θre indicating the electrical angle of the brushless motor 1 is calculated. However, the present invention is not limited to the estimation of the electrical angle. Regardless of this, the present invention is applicable when estimating the rotation angle of the rotor. The present invention can also be applied to a motor control device for an electric motor other than a brushless motor that is driven based on an estimated value of the rotation angle of the rotor, and further, a rotation angle for obtaining the rotation angle of the rotor in a rotating machine other than the electric motor. It can also be applied to a detection device.

なお本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置にも適用できる。また本発明は、電動パワーステアリング装置以外に用いられるモータ制御装置にも適用できる。   The present invention can be applied not only to the above-described column assist type electric power steering apparatus but also to a pinion assist type or rack assist type electric power steering apparatus. The present invention can also be applied to a motor control device used in addition to the electric power steering device.

５ａ〜５ｃ…ホールＩＣ、６ａ〜６ｃ…ステータ、７…ロータ、２０…マイコン。   5a-5c ... Hall IC, 6a-6c ... Stator, 7 ... Rotor, 20 ... Microcomputer.

Claims (5)

回転機におけるロータの回転角を求めるための回転角検出装置であって、
前記ロータの回転角を所定の角度間隔で離散的に検出する回転角離散検出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、当該回転角の検出時点と前記ロータの回転角の１つ前の検出時点との時間間隔に基づき前記ロータの回転速度を算出する速度算出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、前記速度算出手段により得られた複数の回転速度算出値に基づいて、当該回転角の検出時点である第１の検出時点と次に前記ロータの回転角が検出される第２の検出時点との間での前記ロータの回転速度の推定値を求める速度推定手段と、
前記速度推定手段によって得られる回転速度推定値に基づき、前記ロータの現時点での回転角の推定値を求める回転角推定手段と
を備え、
前記速度推定手段は、前記第１の検出時点で前記速度算出手段により得られた回転速度算出値を下記の式に従って補正することにより前記回転速度推定値を求めることを特徴とする、回転角検出装置：
ωｅ＝ωｃ（ｋ）・｛ωｃ（ｋ）／ωｃ（ｋ−１）｝
ここで、ωｅは、前記回転速度推定値を示す角速度推定値であり、ωｃ（ｋ）は、前記第１の検出時点で前記速度算出手段により得られる回転速度算出値を示す角速度算出値であり、ωｃ（ｋ−１）は、前記第１の検出時点よりも１つ前の前記ロータの回転角の検出時点で前記速度算出手段により得られる回転速度算出値を示す角速度算出値である。 A rotation angle detection device for obtaining a rotation angle of a rotor in a rotating machine,
Rotation angle discrete detection means for discretely detecting the rotation angle of the rotor at predetermined angular intervals;
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, the rotation speed of the rotor is calculated based on the time interval between the detection time of the rotation angle and the detection time immediately before the rotation angle of the rotor. Speed calculating means to perform,
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, a first detection time point that is a detection time point of the rotation angle based on a plurality of rotation speed calculation values obtained by the speed calculation means; Next, speed estimation means for obtaining an estimated value of the rotational speed of the rotor between a second detection time point at which the rotational angle of the rotor is detected,
Rotation angle estimation means for obtaining an estimated value of the current rotation angle of the rotor based on the rotation speed estimation value obtained by the speed estimation means ;
The speed estimation means obtains the rotational speed estimated value by correcting the rotational speed calculated value obtained by the speed calculating means at the first detection time according to the following formula: Equipment :
ωe = ωc (k) · {ωc (k) / ωc (k−1)}
Here, ωe is an angular velocity estimated value indicating the rotational speed estimated value, and ωc (k) is an angular velocity calculated value indicating the rotational speed calculated value obtained by the speed calculating means at the first detection time point. , Ωc (k−1) is an angular velocity calculation value indicating a rotation velocity calculation value obtained by the velocity calculation means at the detection time of the rotation angle of the rotor immediately before the first detection time. 前記回転角推定手段は、前記第１の検出時点後に前記回転角推定手段により得られる回転角推定値が、次に前記回転角離散検出手段によって検出されるべき検出予定回転角に、前記第２の検出時点よりも前に到達した場合には、当該検出予定回転角に到達した時点で前記ロータの回転方向が反転するとみなして前記ロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後で前記第２の検出時点よりも前に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から前記第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定することを特徴とする、請求項１に記載の回転角検出装置。The rotation angle estimation means sets the rotation angle estimated value obtained by the rotation angle estimation means after the first detection time to the detection scheduled rotation angle to be detected by the rotation angle discrete detection means next to the second rotation angle. Is reached before the detection point of time, the rotation direction of the rotor is assumed to be reversed when the detection target rotation angle is reached, and the estimated value of the rotation angle of the rotor is obtained. When the predetermined rotation angle is reached before the second detection time after reaching the predetermined rotation angle, the estimated value is calculated from the time when the predetermined rotation angle is reached to the second detection time. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation angle detection device is fixed to a rotation angle. 回転機におけるロータの回転角を求めるための回転角検出装置であって、
前記ロータの回転角を所定の角度間隔で離散的に検出する回転角離散検出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、当該回転角の検出時点と前記ロータの回転角の１つ前の検出時点との時間間隔に基づき前記ロータの回転速度を算出する速度算出手段と、
前記回転角離散検出手段により前記ロータの回転角が検出されると、前記速度算出手段により得られた複数の回転速度算出値に基づいて、当該回転角の検出時点である第１の検出時点と次に前記ロータの回転角が検出される第２の検出時点との間での前記ロータの回転速度の推定値を求める速度推定手段と、
前記速度推定手段によって得られる回転速度推定値に基づき、前記ロータの現時点での回転角の推定値を求める回転角推定手段と
を備え、
前記回転角推定手段は、前記第１の検出時点後に前記回転角推定手段により得られる回転角推定値が、次に前記回転角離散検出手段によって検出されるべき検出予定回転角に、前記第２の検出時点よりも前に到達した場合には、当該検出予定回転角に到達した時点で前記ロータの回転方向が反転するとみなして前記ロータの回転角の推定値を求め、当該推定値が当該検出予定回転角に到達した後で前記第２の検出時点よりも前に所定の回転角に達すると、当該所定の回転角に達した時点から前記第２の検出時点まで当該推定値を当該所定の回転角に固定することを特徴とする、回転角検出装置。 A rotation angle detection device for obtaining a rotation angle of a rotor in a rotating machine,
Rotation angle discrete detection means for discretely detecting the rotation angle of the rotor at predetermined angular intervals;
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, the rotation speed of the rotor is calculated based on the time interval between the detection time of the rotation angle and the detection time immediately before the rotation angle of the rotor. Speed calculating means to perform,
When the rotation angle of the rotor is detected by the rotation angle discrete detection means, a first detection time point that is a detection time point of the rotation angle based on a plurality of rotation speed calculation values obtained by the speed calculation means; Next, speed estimation means for obtaining an estimated value of the rotational speed of the rotor between a second detection time point at which the rotational angle of the rotor is detected,
Rotation angle estimation means for obtaining an estimated value of the current rotation angle of the rotor based on the rotation speed estimation value obtained by the speed estimation means ;
The rotation angle estimation means sets the rotation angle estimated value obtained by the rotation angle estimation means after the first detection time to the detection scheduled rotation angle to be detected by the rotation angle discrete detection means next to the second rotation angle. Is reached before the detection point of time, the rotation direction of the rotor is assumed to be reversed when the detection target rotation angle is reached, and the estimated value of the rotation angle of the rotor is obtained. When the predetermined rotation angle is reached before the second detection time after reaching the predetermined rotation angle, the estimated value is calculated from the time when the predetermined rotation angle is reached to the second detection time. A rotation angle detecting device, wherein the rotation angle is fixed to a rotation angle. 電動モータにおけるロータの回転角の推定値を求め、当該推定値に基づき当該電動モータを駆動するモータ制御装置であって、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の回転角検出装置を備え、
前記回転角推定手段は、前記電動モータのロータの現時点での回転角の推定値を求めることを特徴とする、モータ制御装置。 A motor control device for obtaining an estimated value of a rotation angle of a rotor in an electric motor and driving the electric motor based on the estimated value,
A rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 3 ,
The motor control device according to claim 1, wherein the rotation angle estimation means obtains an estimated value of a current rotation angle of the rotor of the electric motor. 車両のステアリング機構に電動モータによって操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
請求項４に記載のモータ制御装置を備え、
前記モータ制御装置は、前記ステアリング機構に操舵補助力を与える電動モータを駆動することを特徴とする、電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device for applying a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by an electric motor,
A motor control device according to claim 4 ,
The electric power steering apparatus, wherein the motor control apparatus drives an electric motor that applies a steering assist force to the steering mechanism.
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