(57)【要約】【課題】車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力を増大させることなく、モータの回転誤検出の判定精度を確保することができる車両制御装置を提供する。【解決手段】転舵制御部のマイクロコンピュータは、回転検出回路５１により検出される転舵モータの回転数および回転角センサを通じて検出される転舵モータの回転角に基づきピニオンシャフト４３の回転角θｐｂを演算する（Ｓ１０２）。マイクロコンピュータは、トルクアングルセンサ（ＴＡＳ）を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐａを取り込む（Ｓ１０３）。マイクロコンピュータは、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの比較を通じて、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常を判定する（Ｓ１０４、ステップＳ１０６）。【選択図】図６
2020079000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両電源がオンされているときに動作して、転舵機構に付与される動力の発生源であるモータを制御するとともに、前記モータの制御に使用される前記転舵機構における前記モータに連動する第１の機械要素の絶対位置を、センサを通じて検出される前記モータの相対回転角および前記モータの回転数に基づき演算する制御回路と、
車両電源がオフされているときにも動作して、前記センサが前記モータの回転に応じて生成する電気信号である正弦信号および余弦信号を定められたサンプリング周期で取り込み、これら取り込まれる正弦信号および余弦信号の値の正負の組み合わせの変化に基づき前記モータの回転方向および回転数を演算する回転検出回路と、を有し、
前記制御回路は、自己が演算した前記第１の機械要素の絶対位置と、前記転舵機構に設けられる絶対位置センサを通じて検出される前記転舵機構における前記モータに連動する第２の機械要素の絶対位置とを比較することにより、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定する車両制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１の機械要素の絶対位置と前記第２の機械要素の絶対位置との差の絶対値が異常判定しきい値以下ではないとき、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記正弦信号および前記余弦信号の値の正負の組み合わせの変化とは、前記正弦信号および前記余弦信号の値の組である直交座標系における座標の位置する象限が切り替わって遷移することであって、
前記回転検出回路は、前記座標の位置する象限が切り替わるごとに前記モータの回転方向に応じてカウント値を一定値ずつ増加または減少させるとともに、前記カウント値に基づき前記モータの回転数を演算する請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記第１の機械要素および前記第２の機械要素はそれぞれ前記モータに連動して回転する回転軸であって、
前記制御回路は、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定される場合、前記第１の機械要素の絶対回転角と前記第２の機械要素の絶対回転角との差の絶対値が前記モータの１回転である３６０°に対して複数の自然数をそれぞれ乗算して得られる角度を前記第１の機械要素の回転角に換算した角度を基準として余裕幅を持たせて設定される複数の角度しきい値範囲のいずれか１つに属するとき、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨確定する請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記転舵機構は、直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵シャフトと、
前記転舵シャフトに噛み合わせられて前記モータに連動して回転する第１のピニオンシャフトと、
前記転舵シャフトに噛み合わせられた第２のピニオンシャフトと、を備え、
前記第１の機械要素は前記第１のピニオンシャフトであって、前記第２の機械要素は前記第２のピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトである請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記第２のピニオンシャフトは、クラッチにより動力伝達が断続されるステアリングシャフトに連結されるものである請求項５に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによってアシストトルクを発生させる車両用の電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。ＥＰＳの制御装置は、トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに応じて、モータに発生させるトルクを制御する。制御装置は、回転角センサを通じて検出されるモータの回転角に応じて当該モータのコイルに通電する。また制御装置は、回転角センサを通じて検出されるモータの回転角および回転数に基づき操舵軸の回転角である操舵角を演算する。当該操舵角はＥＰＳの制御に使用されたり、他の車載システムの制御に使用されたりする。
【０００３】
ここで、ＥＰＳにおいては、車両の電源スイッチがオフされてアシスト機能が停止されている場合であれ、何らかの外力によって操舵軸が回転されることがある。このため、制御装置として、モータの回転角および回転数に基づき操舵角を演算する構成が採用される場合、電源スイッチがオフされている間においてもモータの回転状態を監視する必要がある。ただしこの場合、車載されるバッテリの電力消費を抑える観点から、電源スイッチがオフされている間における消費電力の低減が求められる。
【０００４】
そこで、特許文献１のＥＰＳでは、電源スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされている間、モータの回転を検出するために回転角センサを間欠動作させる。またモータには、電源スイッチがオフされている間、間欠動作することによりモータの回転を検出する補助回路が設けられている。補助回路は、回転角センサにより生成されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号に基づきモータの回転角の位相が直交座標系の４つの象限のうちのどの象限に該当するかを判定し、その判定される象限の移り変わりに基づきモータの回転方向を判定する。
【０００５】
補助回路は、カウント機能を有していて、モータの位相に対応する象限が切り替わる毎にカウント値をインクリメント（１だけ増加）あるいはデクリメント（１だけ減少）させる。補助回路は、モータの回転方向が正方向であるとき、モータの位相が一象限（９０°）だけ遷移する毎にカウント値をインクリメントする。補助回路は、モータの回転方向が逆方向であるとき、モータの位相が一象限だけ遷移する毎にカウント値をデクリメントする。電源スイッチがオンされたとき、ＥＰＳの制御装置は、補助回路により検出された電源スイッチがオフされている間のカウンタ値を加味して操舵角を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−５９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の補助回路においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、電源スイッチがオフされている状態において何らかの外力によって操舵軸が回転される場合、その操舵軸の回転速度（モータの回転速度）、あるいは補助回路の間欠動作の周期（サンプリング周期）によっては、補助回路が象限の遷移を間違えてカウントすることが懸念される。
【０００８】
たとえば、補助回路の間欠動作の１周期内において、モータの回転角の位相が特定の象限から正方向へ３つ隣の象限へ変化したとき、逆方向へ1つだけ象限が変化したときと同じ状況になる。このため補助回路は、本来であればカウント値を３だけインクリメントするべきところ、実際にはカウント値を１だけデクリメントするおそれがある。そして、補助回路のカウント値が間違っているとき、そのカウント値に基づき演算される操舵角も間違った値となる。
【０００９】
このような事象（いわゆる象限の読み飛ばし）の発生を抑制するために、補助回路の間欠動作の周期をより短くすることが考えられるところ、補助回路の間欠動作の周期を短くするほど、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力が増大する。
【００１０】
本発明の目的は、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力を増大させることなく、モータの回転誤検出の判定精度を確保することができる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成し得る車両制御装置は、制御回路と回転検出回路とを有している。制御回路は、車両電源がオンされているときに動作して、転舵機構に付与される動力の発生源であるモータを制御するとともに、前記モータの制御に使用される前記転舵機構における前記モータに連動する第１の機械要素の絶対位置を、センサを通じて検出される前記モータの相対回転角および前記モータの回転数に基づき演算する。回転検出回路は、車両電源がオフされているときにも動作して、前記センサが前記モータの回転に応じて生成する電気信号である正弦信号および余弦信号を定められたサンプリング周期で取り込み、これら取り込まれる正弦信号および余弦信号の値の正負の組み合わせの変化に基づき前記モータの回転方向および回転数を演算する。前記制御回路は、自己が演算した前記第１の機械要素の絶対位置と、前記転舵機構に設けられる絶対位置センサを通じて検出される前記転舵機構における前記モータに連動する第２の機械要素の絶対位置とを比較することにより、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定する。
【００１２】
この構成によれば、車両電源がオフされている期間において、転舵輪に外力が印加されるなどして転舵モータが回転することがあるところ、このときのモータの回転速度によっては、センサにより生成される電気信号である正弦信号および余弦信号の値の正負の組み合わせが急激に変化する。この場合、回転検出回路は、正弦信号および余弦信号を適切に取得することが困難となることによって誤った回転数を演算するおそれがある。そして、この誤った回転数に基づく第１の機械要素の絶対位置についても当然に誤った位置となる。ここで、正弦信号および余弦信号をより確実に取得するために、回転検出回路のサンプリング周期をより短くすることが考えられるものの、サンプリング周期を短くするほど車両電源がオフされている期間における消費電力が増大する。
【００１３】
この点、上記の構成によれば、サンプリング周期をより短くすることなく、回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っていることを判定することができる。すなわち、転舵機構の第１の機械要素および第２の機械要素はそれぞれモータに連動するため、制御回路により演算される第１の機械要素の絶対位置と、絶対位置センサを通じて検出される第２の機械要素の絶対位置との間には相関関係がある。このため、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との関係が本来の関係に保たれていないとき、第１の機械要素の絶対位置または第２の機械要素の絶対位置が誤っている。ここで、絶対位置センサは第２の機械要素の絶対位置を検出するものである。このため、たとえ車両電源がオフされている期間においてモータが高速で回転した場合であれ、再度、車両電源がオンされたとき、絶対位置センサは第２の機械要素の絶対位置を即時に検出することができる。したがって、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との関係が本来の関係に保たれていない場合、第１の機械要素の絶対位置、ひいては回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っている蓋然性が高い。この観点に基づき、制御回路は、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置とを比較して、これら第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との関係が本来の関係と異なるとき、回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っている旨判定することができる。しかも、サンプリング周期をより短くする必要もないので、車両電源がオフされている期間の消費電力が増大することもない。したがって、上記の構成によれば、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力を増大させることなく、モータの回転誤検出の判定精度を確保することができる。
【００１４】
上記の車両制御装置において、前記制御回路は、前記第１の機械要素の絶対位置と前記第２の機械要素の絶対位置との差の絶対値が異常判定しきい値以下ではないとき、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定するようにしてもよい。
【００１５】
第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との間には相関関係がある。このため、第１の機械要素の絶対位置および第２の機械要素の絶対位置が正しければ、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との差の絶対値は常に一定範囲内の値となる。このため、上記の構成によるように、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との差の絶対値が異常判定しきい値以下ではないとき、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との関係が本来の関係と異なることによって、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定することができる。
【００１６】
上記の車両制御装置において、前記正弦信号および前記余弦信号の値の正負の組み合わせの変化とは、前記正弦信号および前記余弦信号の値の組である直交座標系における座標の位置する象限が切り替わって遷移することであって、前記回転検出回路は、前記座標の位置する象限が切り替わるごとに前記モータの回転方向に応じてカウント値を一定値ずつ増加または減少させるとともに、前記カウント値に基づき前記モータの回転数を演算するようにしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、モータの急激な回転に伴い、サンプリング周期（サンプリングタイミング間）において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移した場合、座標の位置が本来の遷移方向とは逆方向の１つ隣の象限へ遷移したときと同じ状態になる。このため、回転検出回路は、モータの回転方向を本来の回転方向とは逆方向と誤認識する。しかも、回転検出回路は、座標の位置が本来の遷移方向とは逆方向の１つ隣の象限へ遷移している旨誤って認識することから、カウント値の増減についても本来とは逆になる。したがって、サンプリング周期内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移した場合、回転検出回路はこのことを異常として判定することができないばかりか、座標の位置が正しく１つ隣の象限へ遷移した旨誤って認識することによってカウント値の計数を誤る。そして、象限遷移のカウント値の計数が誤っていれば、当然にモータの回転数、ひいては第１の機械要素の絶対位置も誤って演算される。したがって、制御回路は、第１の機械要素の絶対位置と第２の機械要素の絶対位置との関係が本来の関係と異なることをもって、回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っている旨判定することができる。ちなみに、サンプリング周期（サンプリングタイミング間）において座標の位置が２つ隣の象限へ遷移することも考えられるところ、この場合には、モータの回転方向が特定できないこと、ひいてはこれに伴いモータの回転数が不明となることに基づき、異常の発生を検出することが可能である。
【００１８】
上記の車両制御装置において、前記第１の機械要素および前記第２の機械要素はそれぞれ前記モータに連動して回転する回転軸であってもよい。このとき、前記制御回路は、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨判定される場合、前記第１の機械要素の絶対回転角と前記第２の機械要素の絶対回転角との差の絶対値が前記モータの１回転である３６０°に対して複数の自然数をそれぞれ乗算して得られる角度を前記第１の機械要素の回転角に換算した角度を基準として余裕幅を持たせて設定される複数の角度しきい値範囲のいずれか１つに属するとき、前記回転検出回路により演算される前記モータの回転数が誤っている旨確定するようにしてもよい。
【００１９】
たとえばモータの急激な回転に伴い、サンプリング周期（サンプリングタイミング間）において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移した場合、実際のカウント値は、正しいカウント値に対してちょうどモータの１回転分（４象限分）だけカウント値がずれる。また、モータの急激な回転に起因して、ちょうどモータの２回転分、３回転分、…ｎ回転分（ｎ：自然数）だけカウント値がずれることも考えられる。このことに基づき、上記の構成によるように、第１の機械要素の絶対回転角と第２の機械要素の絶対回転角との差の絶対値が角度しきい値範囲内の値であるとき、回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っている旨確定することができる。このため、回転検出回路により演算されるモータの回転数が誤っていることを、より確実に判定することができる。
【００２０】
上記の車両制御装置において、前記転舵機構は、直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵シャフトと、前記転舵シャフトに噛み合わせられて前記モータに連動して回転する第１のピニオンシャフトと、前記転舵シャフトに噛み合わせられた第２のピニオンシャフトと、を備え、前記第１の機械要素は前記第１のピニオンシャフトであって、前記第２の機械要素は前記第２のピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトであってもよい。
【００２１】
上記の車両制御装置において、前記第２のピニオンシャフトは、クラッチにより動力伝達が断続されるステアリングシャフトに連結されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両制御装置によれば、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力を増大させることなく、モータの回転誤検出の判定精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車両制御装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。
【図２】第１の実施の形態における転舵制御部の制御ブロック図。
【図３】第１の実施の形態における通常の回転検出回路の動作を示すタイムチャート。
【図４】第１の実施の形態における第１の異常発生時の回転検出回路の動作を示すタイムチャート。
【図５】第１の実施の形態における第２の異常発生時の回転検出回路の動作を示すタイムチャート。
【図６】第１の実施の形態におけるピニオンシャフトの回転角に対する異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図７】第２の実施の形態におけるピニオンシャフトの回転角に対する異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
以下、車両制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。
【００２６】
＜クラッチ＞
また、操舵装置１０は、クラッチ２１およびクラッチ制御部２２を有している。
クラッチ２１はステアリングシャフト１２の途中に設けられている。クラッチ２１としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。
【００２７】
クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の断続を制御する。クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の励磁コイルに通電することによってクラッチ２１を接続された状態から切断された状態へ切り替える。また、クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の励磁コイルに対する通電を停止することによってクラッチ２１を切断された状態から接続された状態へ切り替える。
【００２８】
クラッチ２１が接続された状態において、ステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能する。すなわち、ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θｔが変更される。
【００２９】
＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、トルクセンサ３４、および反力制御部３５を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
【００３０】
反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１（正確には、その回転軸）は、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。減速機構３２は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２１よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。反力モータ３１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。
【００３１】
回転角センサ３３は反力モータ３１に設けられている。回転角センサ３３は反力モータ３１の回転角θａに応じた電気信号Ｓａを生成する。
トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈを検出する。トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。
【００３２】
反力制御部３５は、反力モータ３１の駆動制御を通じて操舵トルクＴｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。反力制御部３５は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、および車速センサ３６を通じて検出される車速Ｖに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標操舵角を演算する。また、反力制御部３５は、回転角センサ３３により生成される電気信号Ｓａに基づき反力モータ３１の回転角θａを演算し、当該演算される回転角θａに基づきステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを演算する。ここで、反力モータ３１とステアリングシャフト１２とは減速機構３２を介して連動する。このため、反力モータ３１の回転角θａとステアリングシャフト１２の回転角、ひいてはステアリングホイール１１の回転角である操舵角θｓとの間には相関がある。したがって、反力モータ３１の回転角θａに基づき操舵角θｓを求めることができる。そして反力制御部３５は、目標操舵角と実際の操舵角θｓとの偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ３１に対する給電を制御する。
【００３３】
また、反力制御部３５は、クラッチ接続条件の成否に基づきクラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ接続条件としては、たとえばつぎの（ａ）〜（ｃ）が挙げられる。
【００３４】
ａ．車両の電源スイッチがオフされていること。
ｂ．反力モータ３１を含む操舵反力を発生させるための構成要素に異常が検出されること。
【００３５】
ｃ．転舵モータ４１を含む転舵力を発生させるための構成に異常が検出されること。
反力制御部３５は、クラッチ接続条件が成立するときにはクラッチ２１を接続する旨の指令信号を生成する一方、クラッチ接続条件が成立しないときにはクラッチを切断する旨の指令信号を生成する。クラッチ制御部２２は、反力制御部３５により生成される指令信号に基づきクラッチ２１の断続を制御する。
【００３６】
＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、ピニオンシャフト４３、回転角センサ４４、トルクアングルセンサ（以下、「ＴＡＳ４６」という。）、および転舵制御部４７を有している。
【００３７】
なお、減速機構４２およびピニオンシャフト４３は、転舵モータ４１が発生する動力を転舵シャフト１４に伝達する伝達機構を構成する。ピニオンシャフト１３、転舵シャフト１４、およびピニオンシャフト４３は転舵機構Ｍ１を構成する。ピニオンシャフト１３、転舵シャフト１４、転舵モータ４１、減速機構４２、ピニオンシャフト４３、および回転角センサ４４は、転舵ユニットＵ２を構成する。転舵ユニットＵ２、ＴＡＳ４６、および転舵制御部４７は、転舵装置１０ｂを構成する。
【００３８】
転舵モータ４１は転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１（正確には、その回転軸）は、減速機構４２を介してピニオンシャフト４３に連結されている。ピニオンシャフト４３のピニオン歯４３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。転舵モータ４１のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト４３を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ４１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。
【００３９】
回転角センサ４４は転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ４４は転舵モータ４１の回転角θｂに応じた電気信号Ｓｂを生成する。回転角センサ４４としては、たとえば磁気センサの一種であるＭＲセンサ（磁気抵抗効果センサ）が採用される。ＭＲセンサは、転舵モータ４１の出力軸の端部に設けられる１対の磁極（Ｎ極、Ｓ極）を有するバイアス磁石の磁界方向に応じた電気信号Ｓｂを生成する。電気信号Ｓｂは、転舵モータ４１の回転角θｂに対して正弦波状に変化する正弦信号（ｓｉｎ信号）、および転舵モータ４１の回転角θｂに対して余弦波状に変化する余弦信号（ｃｏｓ信号）を含む。これら正弦信号および余弦信号は、それぞれ転舵モータ４１がバイアス磁石の１磁極対分に相当する角度（ここでは３６０°）だけ回転する期間を１周期とする信号である。ちなみに、回転角センサ４４として、レゾルバを採用してもよい。レゾルバも転舵モータ４１の回転角θｂに応じた電気信号を生成する。
【００４０】
ＴＡＳ４６は、ピニオンシャフト１３（正確には、転舵シャフト１４と共にピニオンシャフト１３を収容するハウジング）に設けられている。ＴＡＳ４６は、トルクセンサと絶対角センサとが組み合わせられてなる。ＴＡＳ４６は、ピニオンシャフト１３に作用するトルクＴｐを検出する。また、ＴＡＳ４６は、ピニオンシャフト１３の中点角度θ０を検出可能である。中点角度θ０とは、車両の直進状態におけるステアリングホイール１１の操舵中立位置、あるいは転舵シャフト１４の転舵中立位置に対応するピニオンシャフト１３の回転角θｐａをいう。ＴＡＳ４６は、ピニオンシャフト１３の３６０°を超える多回転にわたる絶対回転位置（絶対角）である回転角θｐａを検出する。
【００４１】
転舵制御部４７は、転舵モータ４１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。転舵制御部４７は、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂに基づき転舵モータ４１の回転角を検出し、当該検出される回転角を使用して転舵モータ４１を制御する。転舵制御部４７は、回転角センサ４４を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト４３の実際の回転角θｐｂを演算する。また、転舵制御部４７は、反力制御部３５により演算される目標操舵角を使用してピニオンシャフト４３の目標回転角を演算する。そして転舵制御部４７は、目標回転角と実際の回転角θｐｂとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する。
【００４２】
なお、転舵制御部４７とＴＡＳ４６との間の通信規格としては、たとえばＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）が採用される。ＳＰＩは、同期式のシリアル通信の規格の一種である。
【００４３】
また、転舵制御部４７も先のクラッチ接続条件（ａ）〜（ｃ）の成否に基づきクラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。転舵制御部４７は、クラッチ接続条件が成立するときにはクラッチ２１を接続する旨の指令信号を生成する一方、クラッチ接続条件が成立しないときにはクラッチを切断する旨の指令信号を生成する。指令信号はクラッチ制御部２２に対するものである。
【００４４】
＜転舵制御部＞
つぎに、転舵制御部４７について詳細に説明する。
図２に示すように、転舵制御部４７は、回転検出回路５１、駆動回路５３、およびマイクロコンピュータ５４を有している。
【００４５】
ＴＡＳ４６、回転検出回路５１、駆動回路５３、およびマイクロコンピュータ５４には、それぞれ車両に搭載されるバッテリ（直流電源）から電力が供給される。回転検出回路５１には、バッテリの電力が常時供給される。回転角センサ４４には、回転検出回路５１を通じて電力が供給される。ＴＡＳ４６、駆動回路５３、およびマイクロコンピュータ５４には、車両の走行用駆動源（エンジンなど）を作動させる際に操作される電源スイッチがオンされたことを契機としてバッテリの電力が供給される。
【００４６】
回転検出回路５１は、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂである正弦信号および余弦信号を定められたサンプリング周期で取り込み、当該取り込まれる正弦信号および余弦信号に基づき転舵モータ４１の回転方向および回転数を演算する。回転検出回路５１は、転舵モータ４１の回転数を含む回転検出信号Ｓｎを生成する。ちなみに、サンプリング周期は、回転検出回路５１の間欠動作の周期でもある。
【００４７】
回転検出回路５１は、つぎのようにして転舵モータ４１の回転方向を検出する。すなわち、回転検出回路５１は、正弦信号および余弦信号の値の組である座標（ｃｏｓθｂ，ｓｉｎθｂ）を「ｃｏｓθｂ」と「ｓｉｎθｂ」との直交座標系にプロットし、当該プロットされる座標が位置する象限の移り変わりに基づき転舵モータ４１の回転方向を検出する。回転検出回路５１は、「ｓｉｎθｂ」および「ｃｏｓθｂ」の値の正負に基づき、当該プロットされる座標が位置する象限を判定する。回転検出回路５１は、座標がたとえば第１象限から第２象限へ遷移したとき、転舵モータ４１の回転方向は正方向である旨判定する。また、回転検出回路５１は、座標がたとえば第１象限から第４象限へ遷移したとき、転舵モータ４１の回転方向は逆方向である旨判定する。
【００４８】
回転検出回路５１は、つぎのようにして転舵モータ４１の回転数を検出する。すなわち、回転検出回路５１はカウンタ５１ａを有している。カウンタ５１ａは、正弦信号および余弦信号の値の組である座標（ｃｏｓθｂ，ｓｉｎθｂ）の位置する象限が切り替わる毎にカウント値を一定値（たとえば１，２などの正の自然数）ずつ増加または減少させる。カウンタ５１ａは、転舵モータ４１の回転方向が正方向であるとき、回転検出回路５１は座標が一象限だけ遷移する毎にカウント値を一定値ずつ増加させる。また、カウンタ５１ａは、転舵モータ４１の回転方向が逆方向であるとき、回転検出回路５１は座標が一象限だけ遷移する毎にカウント値を一定値ずつ減少させる。回転検出回路５１は、当該カウント値に基づき転舵モータ４１の回転数を検出する。
【００４９】
また、回転検出回路５１は、異常判定回路５１ｂを有している。異常判定回路５１ｂは、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂ（正弦信号および余弦信号）を定められたサンプリング周期で取り込む。サンプリング周期は、製品仕様などに応じて設定される。異常判定回路５１ｂは、電気信号Ｓｂの座標が位置する象限の移り変わりの状態に基づきカウント値が異常であるかどうかを判定する。異常判定回路５１ｂは、たとえば電気信号Ｓｂの今回値の座標が前回値の座標に対して２象限ずれたとき、いわゆる象限の読み飛ばしが発生したとして、そのときのカウント値は異常である旨判定する。異常判定回路５１ｂは、異常の判定結果を含む異常判定信号Ｓｄを生成する。
【００５０】
駆動回路５３は、直列に接続された２つの電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子を基本単位であるレグとして、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の各相に対応する３つのレグが並列接続されてなるＰＷＭインバータである。駆動回路５３は、マイクロコンピュータ５４により生成される制御信号に基づいて、バッテリから供給される直流電力を三相交流電力に変換する。当該三相交流電力は各相の給電経路を介して転舵モータ４１（正確には、各相のモータコイル）に供給される。
【００５１】
マイクロコンピュータ５４は、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂである正弦信号および余弦信号の逆正接値を演算することにより転舵モータ４１の回転角θｂを演算する。ただし、電気信号Ｓｂ（正弦信号および余弦信号）に基づき演算される転舵モータ４１の回転角θｂは３６０°の範囲の相対角である。
【００５２】
また、マイクロコンピュータ５４は、回転角センサ４４を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂ（相対角）と、ＴＡＳ４６を通じて取得されるピニオンシャフト１３の中点角度θ０とから、転舵モータ４１におけるモータ中点を演算する。モータ中点とは、車両の直進状態におけるステアリングホイール１１の操舵中立位置、あるいは転舵シャフト１４の転舵中立位置に対応する転舵モータ４１の回転角θｂをいう。
【００５３】
マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１のモータ中点および転舵モータ４１の回転角θｂ（相対角）に基づき、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂを絶対角で演算する。すなわち、マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１のモータ中点を基準点として、基準点からの転舵モータ４１の回転角θｂの変化量に基づき、転舵モータ４１の回転角θｂを３６０°を超える範囲の絶対角で演算し、この演算される回転角θｂ（絶対角）に基づきピニオンシャフト４３の回転角θｐｂを絶対角で演算する。転舵モータ４１とピニオンシャフト４３とは減速機構４２を介して連動するため、転舵モータ４１の回転角θｂとピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとの間には相関関係がある。したがって、転舵モータ４１の回転角θｂ（絶対角）に基づきピニオンシャフト４３の回転角θｐｂを絶対角で求めることができる。
【００５４】
マイクロコンピュータ５４は、車両の走行状態（たとえば車速Ｖ）に応じて操舵角θｓに対する転舵角θｔの比である舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じてピニオンシャフト４３の目標回転角を演算する。マイクロコンピュータ５４は、車速Ｖが遅くなるほど操舵角θｓに対する転舵角θｔがより大きくなるように、また車速Ｖが速くなるほど操舵角θｓに対する転舵角θｔがより小さくなるように、ピニオンシャフト４３の目標回転角を演算する。マイクロコンピュータ５４は、車両の走行状態に応じて設定される舵角比を実現するために、反力制御部３５により演算される目標操舵角θ＊に対する補正角度を演算し、この演算される補正角度を目標操舵角θ＊に加算することにより舵角比に応じたピニオンシャフト４３の目標回転角を演算する。
【００５５】
マイクロコンピュータ５４は、ピニオンシャフト４３の実際の回転角θｐｂを目標回転角に追従させるべく回転角θｐｂのフィードバック制御を通じて転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１に供給される実際の電流値を電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することにより駆動回路５３に対する制御信号Ｓｃを生成する。この制御信号Ｓｃは、駆動回路５３の各スイッチング素子のデューティ比を規定する。駆動回路５３の各スイッチング素子が制御信号Ｓｃに基づきスイッチングすることによって、転舵モータ４１（正確には、各相のモータコイル）には電流指令値に応じた電流が供給される。
【００５６】
また、マイクロコンピュータ５４は、たとえば操舵反力を発生させるための構成要素（反力モータ３１、回転角センサ３３、および反力制御部３５）に異常が検出されるとき、クラッチ２１を接続させる。そしてマイクロコンピュータ５４は、ＴＡＳ４６を通じて検出されるトルクＴｐに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を発生させるべく転舵モータ４１に対する給電を制御する。転舵モータ４１のトルクが減速機構４２を介して転舵シャフト１４に付与されることにより、ステアリングホイール１１の操作が補助される。すなわち、操舵装置１０は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として機能する。
【００５７】
＜車両の電源スイッチがオフされるとき＞
また、マイクロコンピュータ５４は車両の電源スイッチがオフされるとき、その直前における転舵モータ４１の回転角θｂおよび回転検出回路５１を通じて取得される転舵モータ４１の回転数を図示しない記憶装置に記憶する。これは、車両の電源スイッチが再びオンされたとき、正確なピニオンシャフト４３の回転角θｐｂを演算するためである。
【００５８】
ところが、車両の電源スイッチがオフされている間、何らかの理由によりステアリングホイール１１が操作されることが懸念される。車両の電源スイッチがオフされるとき、クラッチ２１が接続されるため、ステアリングホイール１１の操作に伴い転舵輪１６，１６も転舵する。この場合、マイクロコンピュータ５４への給電が停止される直前に記憶装置に記憶された転舵モータ４１の回転角θｂおよび回転数が実際の回転角θｂおよび回転数と異なることにより、車両の電源スイッチが再びオンされたとき、正確なピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが得られないおそれがある。
【００５９】
このため、車両の電源スイッチがオフされているときであれ、回転検出回路５１および回転角センサ４４への給電を継続することにより、転舵モータ４１の回転数を計数し続ける。車両の電源スイッチがオフされている間の転舵モータ４１の回転数（カウント値）が分かれば、前回電源スイッチがオフされてから今回電源スイッチがオンされるまでの間の回転角θｂが分かる。マイクロコンピュータ５４は、車両の電源スイッチがオフされた後、再び電源スイッチがオンされたとき、前回電源スイッチがオフされるときに記憶した回転角θｂ（相対角）に、電源スイッチがオフされている間の回転角（変化角度）を加算することにより、現在の回転角θｂを検出する。マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１の現在の回転角θｂを使用してピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ（絶対角）を演算する。
【００６０】
＜回転検出回路の動作＞
つぎに、回転検出装置の動作について詳細に説明する。車両の電源スイッチはオフされた状態であって、クラッチ２１は接続された状態に維持されている。またここでは、回転検出回路５１（カウンタ５１ａ）は、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂにおける正弦信号および余弦信号の値の組である座標（ｃｏｓθｂ，ｓｉｎθｂ）の位置する象限が切り替わる毎にカウント値を「１」だけ増加または減少させる。
【００６１】
図３に示すように、回転検出回路５１は、回転角センサ４４により生成される電気信号Ｓｂ（正弦信号および余弦信号）をサンプリング周期Ｔｓで取り込む。
時刻ｔ１において、回転検出回路５１は、座標がたとえば第１象限に位置している旨認識する。時刻ｔ１におけるカウント値は、たとえば「５」である。
【００６２】
時刻ｔ２において、回転検出回路５１は、座標が第１象限に維持されている旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置する象限が切り替わっていないため、転舵モータ４１は回転していない旨判定する。座標の位置する象限が切り替わっていないため、カウント値が変化することもない。時刻ｔ２におけるカウント値は「５」に維持される。
【００６３】
時刻ｔ３において、回転検出回路５１は、座標が第２象限に位置している旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置が第１象限から第２象限へ遷移したことにより、転舵モータ４１の回転方向が正方向である旨判定する。時刻ｔ３におけるカウント値は、前回値（時刻ｔ２）である「５」から「１」だけ増加されて「６」となる。
【００６４】
時刻ｔ４において、回転検出回路５１は、座標が第２象限に維持されている旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置する象限が切り替わっていないため、転舵モータ４１は回転していない旨判定する。座標の位置する象限が切り替わっていないため、カウント値が変化することもない。時刻ｔ４におけるカウント値は「６」に維持される。
【００６５】
時刻ｔ５において、回転検出回路５１は、座標が第３象限に維持されている旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置が第２象限から第３象限へ遷移したことにより、転舵モータ４１の回転方向が正方向である旨判定する。時刻ｔ５におけるカウント値は、前回値（時刻ｔ４）である「６」から「１」だけ増加されて「７」となる。
【００６６】
このように、車両の電源スイッチがオフされている間において、ステアリングホイール１１の回転に連動する転舵モータ４１が想定される回転速度で回転する場合、サンプリング周期Ｔｓごとに座標の位置が一象限ずつ遷移する。このため、回転検出回路５１は、電源スイッチがオフされている間における転舵モータ４１の回転に応じた適切なカウント値を得ることができる。したがって、車両の電源スイッチがオンされたとき、マイクロコンピュータ５４は、適切なカウント値に基づき転舵モータ４１の回転角θｂ、ひいてはピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ（絶対角）を正確に検出することができる。
【００６７】
ここで、車両の電源スイッチがオフされている状態において、ステアリングホイール１１の回転に連動する転舵モータ４１の回転速度、あるいは回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓによっては、回転検出回路５１が転舵モータ４１の回転方向を判定できない状況が想定される。具体的な一例は、つぎの通りである。
【００６８】
図４に示すように、時刻ｔ１１において、回転検出回路５１は、座標がたとえば第１象限に位置している旨認識する。時刻ｔ１１におけるカウント値は、たとえば「５」である。
【００６９】
時刻ｔ１２において、回転検出回路５１は、座標が第１象限に維持されている旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置する象限が切り替わっていないため、転舵モータ４１は回転していない旨判定する。座標の位置する象限が切り替わっていないため、カウント値が変化することもない。時刻ｔ１２におけるカウント値は「５」に維持される。
【００７０】
ここで、たとえば時刻ｔ１２と時刻ｔ１３との間の期間において、ステアリングホイール１１が急激に回転されることなどに伴い転舵モータ４１が想定以上に高速で回転した場合、座標の位置が時刻ｔ１２における象限（第１象限）を基準として２つ隣の象限へ遷移するおそれがある。
【００７１】
この場合、時刻ｔ１３において、回転検出回路５１は、座標が第３象限に位置している旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置が第１象限から第３象限へ遷移したことは認識することができるものの、転舵モータ４１の回転方向を判定することはできない。これは、転舵モータ４１が正方向へ回転した場合であれ、逆方向へ回転した場合であれ、座標が第１象限を基準として２つの象限だけ遷移したとき、座標の位置はいずれも第３象限となるからである。このため、時刻ｔ３において、回転検出回路５１（カウンタ５１ａ）は、カウント値を増加させればよいのか、減少させればよいのかを判定することができない。したがって、図４の最下段に記号「？（疑問符）」で示すように、時刻ｔ１３においてカウント値は不明となる。
【００７２】
この後、たとえば時刻ｔ１４、さらには時刻ｔ１５において、回転検出回路５１は、座標の位置が第３象限に維持されている旨認識される場合、座標の位置する象限が切り替わっていないため、転舵モータ４１は回転していない旨判定することはできる。しかし、時刻ｔ１４および時刻ｔ１５のいずれにおいてもカウント値は依然として不明のままである。
【００７３】
このように、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が２つ隣の象限へ遷移した場合、回転検出回路５１は転舵モータ４１の回転方向を認識することができないため、カウント値は不明となる。ただし、回転検出回路５１の異常判定回路５１ｂは、転舵モータ４１の回転方向を認識することができないこと、ひいてはカウント値が不明となることをもって、異常（転舵モータ４１の高速回転に起因する、いわゆる象限の読み飛ばし）が発生した旨判定することができる。
【００７４】
異常判定回路５１ｂは、異常が発生した旨判定されるとき、その旨示す異常判定信号Ｓｄを生成する。マイクロコンピュータ５４は、異常判定回路５１ｂにより生成される異常判定信号Ｓｄが異常の発生を示すものである場合、定められたフェールセーフ処理を実行する。たとえばマイクロコンピュータ５４は、フェールセーフ処理として、車両の電源スイッチがオンされたとき、たとえば回転検出信号Ｓｎに基づくピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ（絶対角）に代えてＴＡＳ４６により検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐａを使用する。
【００７５】
このように、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が２つ隣の象限へ遷移した場合には、そのことを異常として判定することができるため、何らかの対処を行うことが可能である。しかし、ステアリングホイール１１の回転に連動する転舵モータ４１の回転速度、あるいは回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓによっては、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移することも考えられるところ、この場合にはそのことを異常として判定することが困難である。具体的な一例は、つぎの通りである。
【００７６】
図５に示すように、時刻ｔ２１において、回転検出回路５１は、座標がたとえば第１象限に位置している旨認識する。時刻ｔ１１におけるカウント値は、たとえば「５」である。
【００７７】
時刻ｔ２２において、回転検出回路５１は、座標が第１象限に維持されている旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置する象限が切り替わっていないため、転舵モータ４１は回転していない旨判定する。座標の位置する象限が切り替わっていないため、カウント値が変化することもない。時刻ｔ２２におけるカウント値は「５」に維持される。
【００７８】
ここで、たとえば時刻ｔ２２と時刻ｔ２３との間の期間において、ステアリングホイール１１が急激に回転されることなどに伴い転舵モータ４１が想定以上に高速で正方向へ回転することによって、座標の位置が時刻ｔ２２における象限（第１象限）を基準として３つ隣の象限へ遷移したとする。
【００７９】
この場合、時刻ｔ２３において、回転検出回路５１は、座標が第４象限に位置している旨認識する。本来、座標の位置が第１象限から第２象限および第３象限を経て第４象限へ至っているにもかかわらず、回転検出回路５１は、座標の位置が第１象限から第４象限へ１つの象限だけ遷移したと誤認識することにより、転舵モータ４１の回転方向が逆方向である旨誤って判定する。このため、時刻ｔ２３におけるカウント値は、前回値（時刻ｔ２２）である「５」から「１」だけ減少されて「４」となる。
【００８０】
ちなみに、実際には転舵モータ４１は正方向へ回転している。このため、正しいカウント値は、前回値（時刻ｔ２２）である「５」から「３」だけ増加されて「８」となる。
この後、転舵モータ４１が想定される回転速度でさらに正方向へ回転して、座標の位置が時刻ｔ２３における象限（第４象限）を基準として１つ隣の象限へ遷移したとする。
【００８１】
この場合、回転検出回路５１は、時刻ｔ２４において、座標が第１象限に位置している旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置が第４象限から第１象限へ遷移したことにより、転舵モータ４１の回転方向が正方向である旨判定する。時刻ｔ２４におけるカウント値は、前回値（時刻ｔ２３）である「４」から「１」だけ増加されて「６」となる。
【００８２】
ちなみに、時刻ｔ２３における正しいカウント値は「８」である。このため、時刻ｔ２４における正しいカウント値は、本来の前回値（時刻ｔ２３）である「８」から「１」だけ増加されて「９」となる。
【００８３】
この後、転舵モータ４１が想定される回転速度でさらに正方向へ回転して、座標の位置が時刻ｔ２４における象限（第１象限）を基準として１つ隣の象限へ遷移したとする。
この場合、回転検出回路５１は、時刻ｔ２５において、座標が第２象限に位置している旨認識する。回転検出回路５１は、座標の位置が第１象限から第２象限へ遷移したことにより、転舵モータ４１の回転方向が正方向である旨判定する。時刻ｔ２５におけるカウント値は、前回値（時刻ｔ２４）である「５」から「１」だけ増加されて「６」となる。
【００８４】
ちなみに、時刻ｔ２４における正しいカウント値は「９」である。このため、時刻ｔ２５における正しいカウント値は、本来の前回値（時刻ｔ２４）である「９」から「１」だけ増加されて「１０」となる。
【００８５】
このように、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移した場合、座標の位置が本来の遷移方向とは逆方向の１つ隣の象限へ遷移したときと同じ状態になる。このため、回転検出回路５１は、転舵モータ４１の回転方向を本来の回転方向とは逆方向と誤認識する。しかも、回転検出回路５１は、座標の位置が本来の遷移方向とは逆方向の１つ隣の象限へ遷移している旨誤って認識することから、カウント値の増減についても本来とは逆になる。すなわち、本来カウント値を増加させるべきところ、実際にはカウント値を減少させる。したがって、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移した場合、回転検出回路５１はこのことを異常として判定することができないばかりか、座標の位置が正しく１つ隣の象限へ遷移した旨誤って認識することによってカウント値の計数を誤って行う（カウントミス）。
【００８６】
このような回転検出回路５１におけるカウントミスの発生を抑制するために、転舵モータ４１の高速回転に備えて、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓをより短く設定することが考えられる。サンプリング周期Ｔｓを短くするほど、転舵モータ４１のより早い回転に対応することが可能である。しかし、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓを短くするほど、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力が増大する。
【００８７】
そこで、マイクロコンピュータ５４は、サンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移することに起因して発生する異常（カウントミス）を検出するための異常判定処理を実行する。
【００８８】
＜異常判定処理＞
つぎに、マイクロコンピュータ５４により実行される異常判定処理を図６のフローチャートに従って説明する。このフローチャートの各処理は、車両の電源スイッチがオンされたことを契機として実行される。
【００８９】
図６のフローチャートに示すように、マイクロコンピュータ５４は、回転検出回路５１に異常がないとき（ステップＳ１０１）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ（絶対角）を演算する（ステップＳ１０２）。
【００９０】
ちなみに、マイクロコンピュータ５４は、回転検出回路５１の異常判定回路５１ｂにより生成される異常判定信号Ｓｄに基づき回転検出回路５１の異常の有無を判定する。また、マイクロコンピュータ５４は、回転検出回路５１により生成される回転検出信号Ｓｎに含まれる転舵モータ４１の回転数に基づき、前回電源スイッチがオフされてから今回電源スイッチがオンされるまでの間の回転角θｂを演算する。マイクロコンピュータ５４は、前回電源スイッチがオフされるときに記憶した回転角θｂ（相対角）に、電源スイッチがオフされている間の回転角（変化角度）を加算することにより現在の回転角θｂを検出する。マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１の現在の回転角θｂおよびＴＡＳ４６を通じて取得されるピニオンシャフト１３の中点角度θ０を使用して転舵モータ４１のモータ中点を演算し、当該モータ中点および回転角センサ４４を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ（絶対角）を演算する。
【００９１】
つぎに、マイクロコンピュータ５４は、ＴＡＳ４６により検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐａ（絶対角）を取り込み（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４へ処理を移行する。
【００９２】
ステップＳ１０４において、マイクロコンピュータ５４は、先のステップＳ１０２で演算したピニオンシャフト４３の回転角θｐｂと、先のステップＳ１０３で取り込んだピニオンシャフト１３の回転角θｐａ（絶対角）との関係が正しいかどうかを判定する。このステップＳ１０４の処理は、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの間には相関関係があるところ、これら回転角θｐｂ，回転角θｐａの関係が本来の関係に保たれているかどうかを判定する観点に基づき実行される。具体的には、つぎの通りである。
【００９３】
すなわち、マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ１０４において、異常判定条件である次式（Ａ）が成立するかどうかを判定する。
│θｐｂ−θｐａ│≦θｔｈ  …（Ａ）
ただし、「θｔｈ」は角度しきい値（異常判定しきい値）である。角度しきい値θｔｈは、つぎの観点に基づき設定される。すなわち、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの間には相関関係がある。このため、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂおよびピニオンシャフト１３の回転角θｐａがいずれも正常であるとき、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの差は、基本的には一定の値（理想的には「０」）となる。角度しきい値θｔｈは、この一定の値を基準として設定される。
【００９４】
マイクロコンピュータ５４は、式（Ａ）が成立する旨判定されるとき（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂは正常である旨判定し（ステップＳ１０５）、異常判定処理を終了する。
【００９５】
マイクロコンピュータ５４は、式（Ａ）が成立しない旨判定されるとき（ステップＳ１０４でＮＯ）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂは異常である旨判定し（ステップＳ１０６）、異常判定処理を終了する。
【００９６】
ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの差の絶対値が角度しきい値θｔｈを超える状況としては、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂまたはピニオンシャフト１３の回転角θｐａが異常な値を示している場合が考えられる。ここで、ＴＡＳ４６はピニオンシャフト１３の回転角θｐａを絶対角で検出する。このため、たとえ車両の電源スイッチがオフされている期間において、ステアリングホイール１１が急激に回転されることなどに伴いピニオンシャフト１３が想定以上に高速で回転した場合であれ、再度電源スイッチがオンされたとき、ＴＡＳ４６はピニオンシャフト１３の回転角θｐａを絶対角で即時に検出することができる。したがって、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの差の絶対値が角度しきい値θｔｈを超える場合、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である蓋然性が高い。この観点に基づき、マイクロコンピュータ５４は、マイクロコンピュータ５４は、式（Ａ）が成立しない旨判定されるとき、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である旨判定する。
【００９７】
ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの値が異常を示す一因として、先の図３に示されるようなサンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置がたとえば３つ隣の象限へ遷移することによる象限遷移のカウント値の誤計数（カウントミス）が含まれる。象限遷移のカウント値の計数が誤っていれば、当然に転舵モータ４１の回転角θｂ、ひいてはピニオンシャフト４３の回転角θｐｂも誤った値となる。したがって、先の図６に示される異常判定処理を通じて、従来判定することが困難であった異常、すなわちサンプリング周期Ｔｓ内において座標の位置が３つ隣の象限へ遷移することに起因して発生するピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常を検出することができる。
【００９８】
ちなみに図６のフローチャートに二点鎖線で示すように、マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ１０６でピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である旨判定されたとき、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８の処理を実行するようにしてもよい。ステップＳ１０７において、マイクロコンピュータ５４は、自己の記憶装置に格納されているピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの値をリセットする。ステップＳ１０８において、マイクロコンピュータ５４は、回転検出回路５１を再起動させる。これにより回転検出回路５１のカウンタ５１ａのカウント値がクリアされる。以後、回転検出回路５１は、転舵モータ４１の回転数の演算を再び開始する。
【００９９】
＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ５４は、転舵モータ４１の回転数および転舵モータ４１の回転角θｂに基づき演算されるピニオンシャフト４３の回転角θｐｂと、ＴＡＳ４６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの比較を通じて、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常であるかどうかを判定することができる。この異常の原因には、従来検出することが困難であった、３象限のいわゆる読み飛ばしの発生に伴う転舵モータ４１の回転数の誤検出に起因するピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常も含まれる。したがって、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓを短くすることなく、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常の検出精度を向上させることができる。また、サンプリング周期Ｔｓを短くする必要がないため、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電力が増大することもない。
【０１００】
（２）ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの間には相関関係がある。このため、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂおよびピニオンシャフト１３の回転角θｐａがいずれも正常であるとき、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの差は、基本的には一定の値（理想的には「０」）となる。したがって、先の式（Ａ）で表される異常判定条件が成立しないとき、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの関係が本来の関係と異なる旨判定することができる。そして、ピニオンシャフト１３の回転角θｐａは絶対角センサとしての機能を有するＴＡＳ４６を通じて検出されるものであることを鑑みると、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの関係が本来の関係と異なる場合、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂ、ひいては回転検出回路５１により演算される転舵モータ４１の回転数が異常である旨判定することができる。
【０１０１】
（３）マイクロコンピュータ５４は、３象限のいわゆる読み飛ばしの発生に伴う転舵モータ４１の回転数の誤検出に起因するピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常を検出することができる。このため、車両の電源スイッチがオフされている期間において、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓをより長く設定することも可能である。これは、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓがより長い時間に設定されるほど象限の読み飛ばしが発生しやすくなるものの、この象限の読み飛ばしによる回転角θｐｂの異常はマイクロコンピュータ５４により検出されて何らかの対処がなされるからである。回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓをより長く設定するほど、車両の電源スイッチがオフされている間の消費電流を低減することができる。
【０１０２】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、車両制御装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１および図２に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、マイクロコンピュータ５４により実行される先の図６のフローチャートに示される異常判定処理において異常判定に対する信頼性を確保するための処理が付加されている点で第１の実施の形態と異なる。
【０１０３】
図７のフローチャートに示すように、マイクロコンピュータ５４は、異常判定処理においてステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の各処理に加えて、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２の処理を実行する。ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の各処理の内容は、先の図６のフローチャートで示される第１の実施の形態における異常判定処理と同じである。
【０１０４】
マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ１０６でピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である旨判定されるとき、ステップＳ２０１へ処理を移行する。
マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ２０１において、異常確定条件である次式（Ｂ）が成立するかどうかを判定する。
【０１０５】
│θｐｂ−θｐａ│＝（３６０°／Ｇｒ）±α  …（Ｂ）
ただし、「θｐｂ」は、マイクロコンピュータ５４により演算されるピニオンシャフト４３の回転角（絶対角）である。「θｐａ」は、ＴＡＳ４６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角（絶対角）である。「Ｇｒ」は、減速機構４２の減速比である。「３６０°／Ｇｒ」は、転舵モータ４１（正確には、その回転軸）の１回転（３６０°）をピニオンシャフト４３の回転角に換算した角度値である。「α」は、定められた余裕角度（許容角度）である。
【０１０６】
ちなみに、式（Ｂ）で表される異常確定条件は、転舵モータ４１の高速回転に起因して３象限のいわゆる読み飛ばしが発生したとき、ちょうど転舵モータ４１の１回転分（４象限分）だけカウント値がずれることに着目して設定されている。たとえば先の図５における時刻ｔ２３において、本来の正しいカウント値が「８」であるにもかかわらず実際のカウント値は「４」である。
【０１０７】
マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ２０１において、式（Ｂ）が成立しない旨判定されるとき（ステップＳ２０１でＮＯ）、異常判定処理を終了する。これは、式（Ｂ）が成立しないことにより、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常であることを確定できないからである。
【０１０８】
これに対し、マイクロコンピュータ５４は、式（Ｂ）が成立する旨判定されるとき（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である旨確定し（ステップＳ２０２）、異常判定処理を終了する。この場合、マイクロコンピュータ５４は、たとえば回転検出信号Ｓｎに基づき演算されるピニオンシャフト４３の回転角θｐｂに代えて、ＴＡＳ４６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐａを使用する。
【０１０９】
ちなみに図７のフローチャートに二点鎖線で示すように、マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ２０２でピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常である旨確定されたとき、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８の処理を実行するようにしてもよい。
【０１１０】
また、転舵モータ４１の高速回転あるいは急激な回転に起因して、ちょうど転舵モータ４１の２回転分、３回転分、…ｎ回転分（ｎ：自然数）だけカウント値がずれることも考えられる。そこで、マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ２０１において、異常確定条件として次式（Ｃ）が成立するかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１１１】
│θｐｂ−θｐａ│＝（３６０°・Ｎ／Ｇｒ）±α  …（Ｃ）
ただし、「Ｎ」は自然数（１，２，３…）である。式（Ｃ）には、定められた複数の自然数がそれぞれ代入される。
【０１１２】
たとえば、自然数Ｎとして、３つの自然数Ｎ（＝１，２，３）が設定される場合、マイクロコンピュータ５４は、回転角θｐｂと回転角θｐａとの差の絶対値が次式（Ｃ１）〜（Ｃ３）で表される複数の角度しきい値範囲のいずれか１つに属するとき、回転検出回路５１により演算される転舵モータ４１の回転数が誤っている旨確定する。
【０１１３】
│θｐｂ−θｐａ│＝（３６０°・１／Ｇｒ）±α  …（Ｃ１）
│θｐｂ−θｐａ│＝（３６０°・２／Ｇｒ）±α  …（Ｃ２）
│θｐｂ−θｐａ│＝（３６０°・３／Ｇｒ）±α  …（Ｃ３）
＜第２の実施の形態の効果＞
したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１）〜（３）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【０１１４】
（４）マイクロコンピュータ５４は、ステップＳ１０４において、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの関係が正しくない旨判定されるとき（ステップＳ１０４でＮＯ）、さらにステップＳ２０１においてピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常であるかどうかを確認する。具体的には、マイクロコンピュータ５４は、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとピニオンシャフト１３の回転角θｐａとの差の絶対値が角度しきい値範囲内の値であるとき（すなわち、「（３６０°／Ｇｒ）±α」あるいは「（３６０°・Ｎ／Ｇｒ）±α」に等しいとき）、回転検出回路５１により演算される転舵モータ４１の回転数が誤っている旨確定する。このため、回転検出回路５１により演算される転舵モータ４１の回転数が誤っていることを、より確実に判定することができる。また、転舵モータ４１の回転数の誤り検出に対する信頼性も向上する。
【０１１５】
＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・車両の電源スイッチがオフされているとき、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓは一定でなくてもよい。車両の電源スイッチがオフされているとき、転舵モータ４１の回転速度を考慮して回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓを変更してもよい。たとえば、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓを、第１のサンプリング周期と第１のサンプリング周期よりも長い第２のサンプリング周期との間で切り替え可能とする。そして回転検出回路５１は、車両の電源スイッチがオフされている場合、所定の期間において座標の象限変化がないときにはサンプリング周期Ｔｓとして第２のサンプリング周期（長い周期）を使用する。また、回転検出回路５１は、第２のサンプリング周期で動作している状態で、座標の象限変化が検出されるときにはこれを契機としてサンプリング周期Ｔｓを第２のサンプリング周期から第１のサンプリング周期（短い周期）へ切り替える。このようにすれば、車両の電源スイッチがオフされている期間において、消費電力を抑えつつも転舵モータ４１の回転数の誤検出を抑制することができる。回転検出回路５１が第２のサンプリング周期（長い周期）で動作している状態において転舵モータ４１が高速回転するとき、とくに象限の読み飛ばしが発生しやすい。このため、座標の象限変化が検出されるとき、サンプリング周期Ｔｓをより短い第１のサンプリング周期に切り替えることも回転数の誤検出（象限の読み飛ばし）を抑制するうえでは有効である。ちなみに、車両の電源スイッチがオンされた以降、回転検出回路５１のサンプリング周期Ｔｓは、第１のサンプリング周期（短い周期）よりもさらに短くしてもよい。これは、電源スイッチがオンされた状態においては、電源スイッチがオフされている場合に比べて、バッテリの電力消費が問題になりにくいからである。
【０１１６】
・製品仕様などに応じて、ステアリングシャフト１２にはトルクセンサ３４に代えてＴＡＳ４６と同様のトルクアングルセンサが設けられることもある。この場合、マイクロコンピュータ５４は、転舵側のＴＡＳ４６に代えて、ステアリングシャフト１２に設けられるトルクアングルセンサ（ＴＡＳ）を通じて検出されるステアリングシャフト１２の回転角（操舵絶対角）を使用してもよい。マイクロコンピュータ５４は、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて転舵モータ４１を制御するため、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとステアリングシャフト１２の回転角との間には相関関係がある。したがって、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂとステアリングシャフト１２の回転角との関係が正しいかどうかに基づき（図６および図７のステップＳ１０４）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常であるかどうかを判定することが可能である。
【０１１７】
・また、製品仕様などに応じて、ステアリングシャフト１２にはステアリングセンサ（絶対角センサ）が設けられることがある。ステアリングセンサは、ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１とトルクセンサ３４との間の部分に設けられる。ステアリングセンサは絶対角センサであって、ステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）の回転角である操舵絶対角を検出する。この場合、マイクロコンピュータ５４は、転舵側のＴＡＳ４６に代えて、ステアリングセンサ（操舵絶対角）を利用して、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂの異常を判定するようにしてもよい。
【０１１８】
・また、製品仕様などに応じて、転舵シャフト１４（正確には、転舵シャフト１４を収容するハウジング）にはストロークセンサが設けられることがある。ストロークセンサは、転舵シャフト１４の軸方向における絶対位置を検出する。転舵シャフト１４のラック歯１４ｂにはピニオンシャフト４３のピニオン歯４３ａが噛み合わされている。このため、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂと転舵シャフト１４の軸方向における絶対位置との間には相関関係がある。したがって、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂと転舵シャフト１４の軸方向における絶対位置との関係が正しいかどうかに基づき（図６および図７のステップＳ１０４）、ピニオンシャフト４３の回転角θｐｂが異常であるかどうかを判定することが可能である。
【０１１９】
・クラッチ制御部２２、反力制御部３５および転舵制御部４７は、単一の制御部（ＥＣＵ：電子制御ユニット）として構成してもよい。
・転舵モータ４１が発生する動力を転舵シャフト１４に伝達する伝達機構として、減速機構４２およびピニオンシャフト４３に代えて、ベルト伝動機構およびボールねじ機構を採用してもよい。
【０１２０】
・操舵装置１０として、クラッチ２１およびクラッチ制御部２２を割愛した構成を採用してもよい。この場合、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に常に分離された状態に維持される。操舵装置１０としてクラッチ２１を有する第１のタイプおよびクラッチ２１を有さない第２のタイプのいずれのタイプにも対応できる転舵装置（転舵ユニット）を構築することができる。
【０１２１】
・転舵制御部４７は、車両の転舵機構に転舵モータ４１のトルクをアシスト力として付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の制御装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１３…ピニオンシャフト（第２の機械要素、第２のピニオンシャフト）、１４…転舵シャフト（第２の機械要素）、４１…転舵モータ、４４…回転角センサ、４３…ピニオンシャフト（第１の機械要素、第１のピニオンシャフト）、４７…転舵制御部（車両制御装置）５１…回転検出回路、５４…マイクロコンピュータ（制御回路）、Ｍ１…転舵機構。
【図１】
2020079000.tif 000003
【図２】
2020079000.tif 000004
【図３】
2020079000.tif 000005
【図４】
2020079000.tif 000006
【図５】
2020079000.tif 000007
【図６】
2020079000.tif 000008
【図７】
2020079000.tif 000009