(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、高精度な回転角の検出を実現する。【解決手段】  本発明の回転角検出装置２０は、回転体４Ｌ，４Ｒの回転に応じて、１回転より大きく、且つ２回転未満の範囲で回転する回転手段２３と、回転手段に備えられ、回転手段の回転に応じて回転手段の回転角を示す信号パルスを発生する信号発生手段２１，２２と、信号パルスに基づき回転手段の回転角を検出する検出手段２１，２２と、回転手段の回転角に基づき回転体の回転角を演算する演算手段１０とを備える。【選択図】図２
2010243244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記回転体の回転に応じて、１回転より大きく、且つ２回転未満の範囲で回転する回転手段と、
前記回転手段に備えられ、前記回転手段の回転に応じて前記回転手段の回転角を示す信号パルスを発生する信号発生手段と、
前記信号パルスに基づき前記回転手段の回転角を検出する検出手段と、
前記回転手段の回転角に基づき前記回転体の回転角を演算する演算手段と
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記回転体の回転に応じて、(i)絶対角を検出可能な絶対範囲、及び(ii)前記絶対角に基づき相対角を検出可能な相対範囲を含む所定の範囲で回転する回転手段と、
前記回転手段に備えられ、前記回転手段の回転に応じて前記回転手段の回転角を示す信号パルスを発生する信号発生手段と、
前記信号パルスに基づき絶対範囲内における前記回転手段の回転角を検出する絶対角検出手段、並びに前記信号パルス及び前記絶対範囲内において検出された前記回転手段の回転角に基づき相対範囲内における前記回転手段の回転角を検出する相対角検出手段を含む検出手段と、
前記回転手段の回転角に基づき前記回転体の回転角を演算する演算手段と
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
前記回転手段の基準回転位置を決定する基準位置決定手段を更に備え、
前記検出手段は、前記回転手段の回転における前記基準回転位置からの回転量に基づいて前記回転手段の回転角を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
車両に搭載され、
前記回転体は、前記車両の操舵輪であって、
前記回転体の回転角の制御を行う回転制御手段を更に備え、
前記基準回転位置が確定していない場合、前記基準回転位置が確定している時と比較して、前記回転体の回転角の制御の頻度を上げることを特徴とする請求項３に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記回転手段のストロークエンドにおける回転角に対応する前記信号パルスの状態を格納する格納手段を更に備え、
前記検出手段は、前記回転手段を一方のストロークエンドまで回転しているときの回転角を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記検出手段により検出される前記回転手段の回転角、及び前記演算手段により演算される前記回転体の回転角の少なくとも一方を記録する記録手段を更に備え、
当該回転角検出装置の起動時に、(i)前記検出手段による前記記録手段に記録される前記回転手段の回転角の取得、及び(ii)前記演算手段による前記記録手段に記録される前記回転体の回転角の取得の少なくとも一方が実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記舵角制御手段は、四輪操舵制御手段を含み、
前記車両の後輪の操舵角を検出することを特徴とする請求項４に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の舵角センサなど、回転体の絶対位置を検出する回転角検出装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリングなど、１回転を超える多回転を行う回転体の回転角を検出するための様々なセンサが考案されている。一般的なロータリエンコーダなどの回転角センサによれば、回転体の１回転内の回転角度しか検出できない構成であるため、上述のような多回転を行う回転体の回転角を正確に検出できない虞がある。
【０００３】
また、このようなセンサに関する技術分野には、例えば、車両のステアリング角センサにおける車両のイグニションオフ中など、センサが動作していない期間に回転体の回転角が変動する場合、正確な角度の検出が行えないなどの技術的な問題がある。
【０００４】
これらの技術的な問題に対して、例えば、特許文献１には、１回転を超える有限回転数内で回転する多回転体の回転を減速ギアを用いることで１回転以内の回転に減速し、該１回転以内の回転角度をロータリエンコーダで検出する構成について言及されている。
【０００５】
また、特許文献２には、操舵角センサの基準回転位置が未確定であるときには、検出操舵角より推定される複数の操舵角に基づく車両の複数の目標ヨーレートを演算し、該複数の目標ヨーレートと、実際のヨーレートとに基づいて操舵角センサの基準回転位置を確定する構成が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、ステアリング軸を一方側に向けて一杯に回転させた状態（つまり、ステアリングエンド位置）から、他方側に一杯に回転させるまでの回転角を計測し、該回転角の半分の量を算出することで、ステアリングの回転中心位置を決定する技術について言及されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３７７４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８８８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２６６５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１でも言及されているように、多回転体の回転を減速ギアを用いて一回転以内の回転に減速する場合、回転角度検出の分解能が低減してしまい、検出角度の精度が低下するという技術的な問題がある。
【０００９】
他方、特許文献１に記載の構成によれば、ロータリエンコーダの回転に伴って移動する昇降ステージの位置を検出することで、１回転を超える回転を行う多回転体の回転角を検出することを可能としている。しかしながらこのような構成によれば、ロータリエンコーダに加えて他のセンサ類を用いて昇降ステージの位置を検出する必要があり、構成の複雑化や製作コストの増加など、不利益な点も存在する。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成で、１回転を超える回転可動範囲を有する回転体の回転角検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第一の回転角検出装置は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記回転体の回転に応じて、１回転より大きく、且つ２回転未満の範囲で回転する回転手段と、前記回転手段に備えられ、前記回転手段の回転に応じて前記回転手段の回転角を示す信号パルスを発生する信号発生手段と、前記信号パルスに基づき前記回転手段の回転角を検出する検出手段と、前記回転手段の回転角に基づき前記回転体の回転角を演算する演算手段とを備える。
【００１２】
本発明の第一の回転角検出装置によれば、回転体に対し、該回転体の回転を減速または加速する変速ギアなどの機構を介して回転手段が回転する。このとき、回転体の回転は、変速ギアなどの機構により減速または加速されて回転手段に伝動される。本発明の第一の回転角検出装置においては、回転手段の回転角は、１回転より大きく２回転未満の範囲に限定されている。即ち、回転体の回転可動範囲が３６０度未満である場合、回転体の回転を加速する加速ギアによって回転手段に回転が伝動され、他方で回転体の回転可動範囲が７２０度以上である場合、回転体の回転を減速する減速ギアによって回転手段に回転が伝動され、夫々の場合、回転体は共に３６０度以上７２０度未満の範囲内で回転する。
【００１３】
信号発生手段は、典型的には、所謂インクリメンタルエンコーダ（Incremental Encoder）及びアブソリュートエンコーダ（Absolute Encoder）の夫々に備えられる発光ダイオード及び該発光ダイオードから発せられる光を受光してパルス信号に変換する受光素子より構成される。このような発光ダイオード及び受光素子は、上述の回転手段と一体回転する回転円盤に設けられるスリットと併せて用いられることにより、回転手段の回転に応じた信号パルスを発生させることが出来る。より具体的には、信号発生手段は、複数の発光ダイオード及び該複数の発光ダイオードに対応する複数の受光素子、並びに複数の発光ダイオードから発せられる光を回転手段の回転に応じた組み合わせ（即ち、コード）で透過または遮断可能な態様で設けられたスリットを備えることにより、回転手段の回転に応じた信号パルスを発生させる。言い換えれば、本発明の第一の回転角検出装置は、パルス信号をカウントすることにより、回転手段の回転角のインクリメント処理による検出をも実施可能とするアブソリュートエンコーダと同様の構成であっても良い。尚、インクリメント処理とは、具体的には、回転手段の回転に応じた信号パルスに基づき、該回転手段の回転量を検出し、該回転手段の基準角度、または検出された回転角に加算することで回転角を検出する処理を示す趣旨である。
【００１４】
また、少なくとも回転手段の一回転中の絶対角及びインクリメント処理に基づく相対角に応じた信号パルスの発生が実施可能であれば、その他何らかの手法に基づくものであっても良い。
【００１５】
検出手段は、信号発生手段により発せられたパルス信号に基づき、回転手段の回転角を検出する。ここに、回転手段は、１回転より大きく２回転未満の範囲内で回転する構成であることから、仮にアブソリュートエンコーダと同様に、回転手段に回転に応じて発光ダイオードから発せられる光のコード（言い換えれば、センサ値）に基づき回転手段の回転角の検出を試みる場合、回転手段の一のストロークエンドから他のストロークエンドまでの回転において、同一のセンサ値が２度検出される場合がある。つまり、一のストロークエンドから回転を始めた回転手段が２回転目に係る場合（つまり、回転角が３６０度を超える場合）、回転円盤に設けられるスリットは、１回転目の回転初期のものと同一のものとなり、発生される信号もまた１回転目の回転初期のものと同一のものとなってしまう。
【００１６】
他方で、本発明の第一の回転角検出装置における回転手段の回転可動範囲は、１回転より大きく２回転未満の範囲に限定されている。従って、回転手段が一のストロークエンドから他のストロークエンドまで回転する間に、一度しか発せられないセンサ値が存在する。
【００１７】
尚、本発明の第一の回転角検出装置においては、２回転未満とは、回転手段の１回転に応じたセンサ値のうち、少なくとも一度しか発せられないセンサ値が存在することを示す概念である。言い換えれば、回転手段の２回転未満とは、回転手段の回転において２回転より、少なくとも信号発生手段及び検出手段における回転手段の回転角の分解能の限界である角度以上小さい角度を示す趣旨である。典型的には、一の角度を中心に夫々の方向に一回転（３６０度）未満の回転角で回転する回転手段において、該一の角度の周辺部が上述したような一度しか発せられないセンサ値が存在する部位となる。
【００１８】
このように一度しか発せられないセンサ値が存在する範囲においては、該センサ値に基づく絶対的な角度の検出が可能となる。つまり、他の範囲において二度同一のセンサ値が存在する角度に関しては、検出される角度の候補が２つ存在することとなり、いずれの角度が的確な角度であるか決定することが出来ない。他方で、一度しか発せられないセンサ値が存在する範囲においては、センサ値より検出される角度を自動的に適切な角度として決定することが出来る。以降、このような一度しか発せられないセンサ値が存在する範囲を確定領域と記載する場合がある。
【００１９】
本発明の第一の回転角検出装置によれば、確定領域において適切な回転手段の角度が検出される。他方、確定領域以外の、検出される角度の候補が２つ存在する範囲においては、確定領域において決定された回転手段の角度に対し、発生される信号パルスに基づくインクリメント処理を行うことで回転角が検出される。
【００２０】
つまり、回転手段が確定領域にある場合は、所謂公知のアブソリュートエンコーダと同様に回転手段の絶対角が検出される。他方、回転手段の回転に伴って、回転角が確定領域外に及んだ場合は、確定領域で確定された回転角の絶対角に対して、回転手段の回転量（言い換えれば、相対角）を加算または減算することで、回転角が検出される。
【００２１】
演算手段は、回転手段の回転角に基づき、回転体の回転角を演算する。例えば演算手段は、回転体及び回転手段の夫々の回転に対して基準となる角度を設けると共に、該基準となる角度に対して、回転手段の回転量に加速比または減速比を乗算した値を加算することで回転体の回転角を演算する。または、その他何らかの演算手法により、回転手段の回転角に基づく回転体の回転角の演算が実施されても良い。
【００２２】
このように、本発明の第一の回転角検出装置によれば、回転体の回転を回転手段の１回転より大きく２回転未満の回転に加速または減速することで回転角の検出が実施される。このため、回転体の一回転範囲内での回転角の検出を実施可能なロータリエンコーダなどと比較して、回転体の回転角の分解能を向上させることが可能となる。また、特に複数回の回転を行う回転体の回転角を検出する際に、複数種類のセンサ類を設ける必要がなくなり、コスト面でも有利である。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の第二の回転角検出装置は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記回転体の回転に応じて、(i)絶対角を検出可能な絶対範囲、及び(ii)前記絶対角に基づき相対角を検出可能な相対範囲を含む所定の範囲内で回転する回転手段と、前記回転手段に備えられ、前記回転手段の回転に応じて前記回転手段の回転角を示す信号パルスを発生する信号発生手段と、前記信号パルスに基づき絶対範囲内における前記回転手段の回転角を検出する絶対角検出手段、並びに前記信号パルス及び前記絶対範囲内において検出された前記回転手段の回転角に基づき相対範囲内における前記回転手段の回転角を検出する相対角検出手段を含む検出手段と、前記回転手段の回転角に基づき前記回転体の回転角を演算する演算手段とを備える。
【００２４】
本発明の第二の回転角検出装置によれば、回転体の回転に応じて回転する回転手段の回転可動範囲は、(i)絶対角を検出可能な絶対範囲、及び(ii)前記絶対角に基づき相対角を検出可能な相対範囲の夫々の範囲により構成される。従って、上述した本発明の第一の回転角検出装置と同様に、絶対範囲においては、絶対角検出手段の動作により回転手段の回転角が検出されると共に、相対範囲においては、絶対範囲において検出された回転手段の回転角に対して、インクリメント処理行うことにより算出される回転量を加算することで回転角が検出される。
【００２５】
特に、本発明の第二の回転角検出装置によれば、回転手段の回転可動範囲には特に制限が課されることはなく、少なくとも絶対範囲及び相対範囲により構成される範囲であればどのような回転可動範囲を有していても良い。従って、回転体と回転手段との間で回転を伝動するにあたって、変速ギアなどの機構を用いなくとも良く、他方で、回転体の回転の分解能をより向上させる加速ギアが用いられていても良い。
【００２６】
その他、特に記載しない点においては本発明の第一の回転角検出装置と同様の構成であって良い。
【００２７】
このように、本発明の第二の回転角検出装置によれば、回転体の一回転範囲内での回転角の検出を実施可能なロータリエンコーダなどと比較して、回転体の回転角の分解能を向上させることが可能となるとの本発明の第一の回転角検出装置と同様の利点を享受することが可能となる。また、回転手段の回転可動範囲を限定する必要がないため、回転体の回転の分解能を向上させた上で回転手段に回転を伝動させることなどにより、より高精度に回転体の回転角を検出することが可能となる。
【００２８】
本発明の第一及び第二の回転角検出装置の一の態様は、前記回転手段の基準回転位置を決定する基準位置決定手段を更に備え、前記検出手段は、前記回転手段の回転における前記基準回転位置からの回転量に基づいて前記回転手段の回転角を検出する。
【００２９】
この態様によれば、基準位置決定手段により決定された基準位置からの回転手段の回転量が検出手段により検出される。そして、基準位置の角度と検出された回転量とに基づいて回転手段の回転角が検出される。
【００３０】
この態様において、基準位置は、好適には、回転手段の回転可動範囲に含まれる一または複数の点、若しくは一または複数の範囲を含む趣旨である。より好適には、基準位置の角度（即ち、絶対角）は、検出動作に依らずとも、第１の実施形態に係る検出手段、または第２の実施形態に係る絶対角検出手段によって把握されていることが好ましい。尚、該基準位置は、好適には上述した確定領域に含まれる部位に存在する。
【００３１】
基準位置の確定後、例えば、第１の実施形態に係る検出手段、または第２の実施形態に係る相対角検出手段（例えば、公知のインクリメンタルエンコーダであって良い）により、回転手段の回転に応じて発せられる信号パルスに基づき、回転手段の回転量（即ち、相対角）が検出される。
【００３２】
そして、検出手段は、基準位置の絶対角及び回転に起因する相対角とを加算することで、回転手段の回転角を検出する。
【００３３】
このように構成することで、回転手段の回転量を検出するインクリメンタル処理の実施可能なエンコーダを備えていれば、上述の利点を享受することが可能となる。従って、より少ないセンサ構成により本発明を実施可能となるという点で有利である。また、回転手段の回転量に基づいて回転角の検出動作が実施されるため、例えば、所謂アブソリュートエンコーダと同様の動作に起因する回転角の誤検出などを好適に抑制できるため、回転角検出精度をより高めることも出来る。
【００３４】
本発明の第一及び第二の回転角検出装置の他の態様は、車両に搭載され、前記回転体は、前記車両の操舵輪であって、前記回転体の回転角の制御を行う回転制御手段を更に備え、前記基準回転位置が確定していない場合、前記基準回転位置が確定している時と比較して、前記回転体の回転角の制御の頻度を上げる。
【００３５】
この態様によれば、回転角検出装置は、車両に搭載され、所謂舵角検出装置として用いられる。具体的には、回転体たる操舵輪の回転に応じて回転手段が回転するよう係合される。該回転手段の回転に応じて信号発生手段により発せられる信号パルスに基づき検出手段により回転手段の回転角が検出され、該回転手段の回転角に基づき演算手段により操舵輪の操舵角が演算される。一般的に、操舵輪は車両の前輪であるため、この態様の回転角検出装置は、車両の前輪の操舵角を検出する。
【００３６】
この態様の回転角検出装置は、特に回転体の回転角を制御する回転制御手段を備えている。回転制御手段は、例えば、操舵輪に接続されるタイロッドに設けられるラックアンドピニオン機構に接続される電動モータなどであり、駆動トルクを発生させることで、操舵輪を回転させ、操舵角を制御することを可能とする。
【００３７】
このような回転制御手段の動作によれば、回転体の回転が実施されることで、回転手段の回転角もまた変動する。このため、好適には、回転手段の回転角が確定領域外にある場合や、回転手段が一方のストロークエンドにある場合など、回転手段の基準回転位置（即ち、絶対角）の検出を行えない状態を打開することが可能となる。
【００３８】
尚、制御の頻度を上げる態様とは、基準回転位置が確定していない場合、基準回転位置が確定している場合に比較して、少なくとも幾らかなりと高い頻度で回転制御手段による回転体の回転角の制御が実施されるよう構成されていれば良く、頻度の変化の具体的な範囲は本発明を実施する上で任意に設定し得る事項である。
【００３９】
このように構成すれば、回転角検出装置の動作により車両の操舵輪の舵角を検出するにあたり、上述した各種態様における各種利点を享受することが可能となる。更に、基準回転位置が確定していない場合、基準回転位置が確定している場合に比較して、高い頻度で回転制御手段による回転体の回転角の制御が実施されるため、比較的迅速に基準回転位置を確定し易くなるという利点もある。
【００４０】
本発明の第一及び第二の回転角検出装置の他の態様は、前記回転手段のストロークエンドにおける回転角に対応する前記信号パルスの状態を格納する格納手段を更に備え、前記検出手段は、前記回転手段を一方のストロークエンドまで回転しているときの回転角を検出する。
【００４１】
ここに、格納手段は、例えばメモリなどの情報格納装置であり、予め両端のストロークエンドに対応する検出手段のセンサ値が格納されて成る。
【００４２】
この態様によれば、検出装置は、回転手段の回転におけるストロークエンドに対応する回転角を検出する。ここに、この態様において、典型的には、該ストロークエンドに対して同一のセンサ値が存在する角度が他にもう一つ存在する（言い換えれば、確定領域でない）ことから、回転手段の回転角の候補が少なくとも２つ存在する。このとき、回転手段がストロークエンドに達した際の停止センサ値がいずれかのストロークエンドに対応するセンサ値と等しい場合、候補が絞られることから回転角を確定することが出来る。
【００４３】
この態様においては、両端のストロークエンドに対応するセンサ値がオーバーラップしないよう前記回転手段の回転可動範囲が設定されていることが好ましい。尚、両端のストロークエンドに対応するセンサ値が相等しい場合、例えば、ストロークエンドに達するまでの回転手段の回転量を参照することなどにより、いずれのストロークエンドであるかを判別することが出来る。
【００４４】
また、格納手段は、回転手段の回転における夫々のストロークエンドに対応する回転角が更に格納されて構成されていても良い。このように構成すれば、検出手段の検出操作に依らず、より簡単にストロークエンドに対応する回転角を決定することが出来る。
【００４５】
また、上述の処理に基づいて、本発明の第二の回転角検出装置は、回転手段の回転における夫々のストロークエンドに対応する角度を絶対角範囲として扱っても良い。
【００４６】
また、上述の処理に基づいて、本発明の第一の回転角検出装置及び第二の回転角検出装置は、回転手段の回転における夫々のストロークエンドに対応する角度を基準位置として扱っても良い。
【００４７】
本発明の第一及び第二の回転角検出装置の他の態様は、前記検出手段により検出される前記回転手段の回転角、及び前記演算手段により演算される前記回転体の回転角の少なくとも一方を記録する記録手段を更に備え、当該回転角検出装置の起動時に、(i)前記検出手段による前記記録手段に記録される前記回転手段の回転角の取得、及び(ii)前記演算手段による前記記録手段に記録される前記回転体の回転角の取得の少なくとも一方が実施される。
【００４８】
この態様によれば、記録手段に記録される回転角を参照することで、回転角検出装置の一時的な停止後の再起動時であっても、好適に回転手段及び回転体の回転角を検出することが出来る。
【００４９】
更に、上述したように、車両に搭載され、該車両の操舵輪の舵角を検出するよう構成される回転角検出装置においては、該車両の駆動停止（即ち、イグニションオフ）前の操舵輪の舵角を検出すると共に記録手段に記録することが出来る。駆動再開（即ち、イグニションオン）時には、該記録手段に記録される舵角を読み取ることで、比較的簡単に操舵輪の舵角を取得することが出来る。このため、駆動再開時であって、操舵輪の舵角の検出動作が未実行である場合であっても、例えば、上述したような回転制御手段による回転制御動作（例えば、操舵アシスト）などを好適に実施することが可能となる。
【００５０】
本発明の第一及び第二の回転角検出装置の他の態様は、前記舵角制御手段は、四輪操舵制御手段を備え、前記車両の後輪の操舵角を検出する。
【００５１】
この態様によれば、車両は四輪操舵制御型の車両であり、四輪操舵制御手段の制御のもと、典型的には後輪の舵角を制御する。つまり、車両の後輪を操舵輪として扱うことが可能となる。
【００５２】
従って、この態様によれば、回転角検出装置の動作により車両の後輪の舵角を検出するにあたり、上述した各種態様における各種利点を享受することが可能となる。
【００５３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされよう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態の回転角検出装置の構成を概念的に表す模式図である。
【図２】本実施形態の回転角検出装置における回転角検出動作を概念的に示す模式図である。
【図３】本実施形態の回転角検出装置における回転角検出動作を概念的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００５６】
（１）基本構成
初めに、図１を参照しながら、本発明の回転角検出装置に係る実施形態の基本的な構成について説明する。ここに、図１は、本発明の回転角検出装置に係る実施形態を採用した車両の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。
【００５７】
図１に示すように、車両１は、前輪３Ｌ，３Ｒ、並びに後輪４Ｌ，４Ｒを備えている。該車両１は、前輪及び後輪の少なくとも一方がエンジンの駆動力を得ることにより駆動する。また、該車両１は、所謂四輪操舵制御式の自動車であって、ドライバによるステアリングホイール２の操作により、前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒが操舵されることで、車両１は所望の方向に進行することができる。
【００５８】
操舵輪である前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒは、ドライバによるステアリングホイール２の操舵に応じて駆動される前輪操舵制御部３０及び後輪操舵制御部４０により操舵される。特に車両１においては、前輪操舵制御部３０及び後輪操舵制御部４０は公知の四輪操舵制御機構を構成する。このような四輪操舵制御機構によれば、一般的にドライバによるステアリングホイール２の操舵による直接的な前輪操舵制御部３０の駆動による前輪３Ｌ，３Ｒの舵角の制御が実施される。更に、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の制御のもと、後輪４Ｌ，４Ｒの舵角の補助的な制御が実施される。このような前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒの舵角の制御が実施されることで、車両１の進行方向が決定される。
【００５９】
具体的には、主操舵輪となる前輪３Ｌ，３Ｒは、その間に、タイロッド３１を介して前輪操舵制御部３０が設けられている。前輪操舵制御部３０は、例えばラックアンドピニオン式の電動式操舵制御装置であり、ステアリングホイール２に一方の端部が接続されると共に、ステアリングホイール２と一体回転するステアリングシャフト６の回転に応じて、タイロッド３１を動作させることで前輪３Ｌ，３Ｒの舵角を制御する。
【００６０】
後輪４Ｌ，４Ｒは、その間にタイロッド４１を介して後輪操舵制御部４０が設けられている。後輪操舵制御部４０は、操舵角センサ５により検出されるステアリングホイール２の回転角や、車速センサ６により検出される車両１の車速などの入力を受けたＥＣＵ１０からの制御信号に基づきタイロッド４１を車両１の左右方向に移動させて、後輪４Ｌ，４Ｒの舵角を制御する。尚、後輪操舵制御部４０は、典型的には、不図示の電動モータを動力源とする公知の後輪操舵機構であって良く、該電動モータの動力を、例えばラックアンドピニオン機構により車両の左右方向に伝動し、操舵輪である後輪４Ｌ，４Ｒを左右方向に同期して舵角を制御する。
【００６１】
後輪操舵制御部４０は、典型的には、車速感応型の舵角制御手段であり、車両１の低速走行時には、主操舵輪である前輪３Ｌ，３Ｒに対して補助操舵輪である後輪４Ｌ，４Ｒを逆相にする逆相制御をし、車両１の高速走行時には、前輪３Ｌ，３Ｒに対して後輪４Ｌ，４Ｒを同相にする同相制御を行う。
【００６２】
後輪操舵制御部４０には、後輪４Ｌ，４Ｒの舵角（即ち、後輪舵角δｒ）を検出する後輪舵角センサ２０が設けられ、該後輪舵角センサからの検出信号はＥＣＵ１０に入力されるよう構成されている。
【００６３】
ＥＣＵ１０は、操舵角センサ５により検出される操舵角θ、車速センサ６により検出される車速Ｖ、及び後輪舵角センサ２０により検出される後輪舵角など、各種センサから入力されるの検出信号に基づいて、公知の後輪操舵制御処理を実行し、ステアリングホイール２の操舵角に応じて後輪の舵角を制御可能に構成される。
【００６４】
後輪舵角センサ２０は、本発明に係る「回転角検出装置」の一具体例であり、後輪操舵制御部４０の動作に起因する後輪４Ｌ，４Ｒの回転角を検出し、検出信号をＥＣＵ１０に送信するよう構成される。図１に示されるように、後輪舵角センサ２０は、第１舵角センサ２１及び第２舵角センサ２２を備えて構成される。ここに、第１舵角センサ２１は、本発明の第１実施形態に係る「検出手段」の一部を構成する一具体例であると共に、本発明の第２実施形態に係る「絶対角検出手段」の一具体例であり、例えば公知のアブソリュートエンコーダなどの絶対角度センサである。他方、第２舵角センサ２２は、本発明の第１実施形態に係る「検出手段」の一部を構成する一具体例であると共に、本発明の第２実施形態に係る「相対角検出手段」の一具体例であり、例えば公知のインクリメンタルエンコーダなどの相対角度センサである。
【００６５】
これらの第１舵角センサ２１及び第２舵角センサ２２によれば、例えば後輪操舵制御部４０の動作（つまり後輪４Ｌ，４Ｒの回転）に応じて回転するロータ部２３の回転角を検出することで、間接的に後輪４Ｌ，４Ｒの舵角を検出する。
【００６６】
詳細には、後輪操舵制御部４０とロータ部２３とは、変速ギア２４を介して係合して構成されている。変速ギア２４は、好適には、一の回転体の回転を加速または減速して他の回転体に伝動する公知の加速ギアまたは減速ギアであり、後輪４Ｌ，４Ｒの回転に対応する後輪操舵制御部４０の回転を加速または減速してロータ部２３に伝動する。
【００６７】
具体的には、変速ギア２４は、後輪４Ｌ，４Ｒの一のストロークエンドから他のストロークエンドまでの回転と、ロータ部２３の１回転より大きく２回転未満（即ち、３６０度より大きく７２０度未満）の範囲の所定の回転とを対応させるよう後輪４Ｌ，４Ｒの回転を典型的には加速して伝動する。
【００６８】
従って、本実施形態の後輪舵角センサ２０によれば、第１舵角センサ２１及び第２舵角センサ２２の動作により、ロータ部２３の１回転より大きく２回転未満の範囲の回転角が検出される。そして、後輪舵角センサ２０、該ロータ部２３の回転に基づき、後輪４Ｌ，４Ｒの回転角を演算する。
【００６９】
メモリ２５は、本発明の「格納手段」及び「記録手段」の一具体例であって、第１舵角センサ２１及び第２舵角センサ２２の夫々の動作によって検出されたロータ部２３の回転角や、該ロータ部２３のストロークエンドに相当する各センサのセンサ値を格納する。
【００７０】
（２）基本動作
続いて、図２を参照して後輪舵角センサ２０の動作について説明する。ここに、図２は、後輪舵角センサ２０によるロータ部２３の回転角検出動作を概念的に示す模式図である。
【００７１】
図２（Ａ）は、横軸がロータ部２３の回転角、縦軸が後輪舵角センサ２０のセンサ値（言い換えれば、電気角）に夫々対応するグラフである。ここに、センサ値は、典型的にはロータ部２３の回転角を示す数値である。
【００７２】
図２（Ａ）のグラフにおいては、基本的にロータ部２３の回転角が増加するにつれて後輪舵角センサ２０のセンサ値が増加するよう構成されている。尚、ロータ部２３の回転に伴い、後輪舵角センサ２０のセンサ値が所定のセンサ値Ｃ（典型的には、３６０度）を超過する場合、センサ値はリセット（即ち、０度に移行）され、再びロータ部２３の回転角の増加に伴って増加する。つまり、本実施形態のロータ部２３は、１回転を超える回転可動範囲を有する一方、後輪舵角センサ２０のセンサ値は、０度から３６０度までの範囲内に限られている。尚、本実施形態におけるロータ部２３の回転可動範囲の上限は、２回転未満である。
【００７３】
図２（Ａ）において、太実線で示される部位がロータ部２３の回転可動範囲となる。同様に、図２（Ｂ）は、ロータ部２３とその回転可動範囲を概略的に示す模式断面図である。ここで、図２（Ｂ）を参照して、ロータ部２３の回転可動範囲と、後輪舵角センサ２０のセンサ値の周期との関係について説明する。
【００７４】
図２（Ｂ）に示されるよう、ロータ部２３は、センサ値Ｂに対応する回転角からセンサ値Ａに対応する回転角までの回転可動範囲を有する。また、ロータ部２３の回転可動範囲は、１周期より大きく２周期未満であるため、センサ値Ｂに対応する回転角及びセンサ値Ａに対応する回転角は夫々２つ存在する。
【００７５】
このような同一のセンサ値に対応する複数の回転角を含む領域を未確定領域と記載する。該未確定領域においては、第１舵角センサ２１の動作により、センサ値が検出される場合であっても、該センサ値に対応する回転角が複数存在するため、一義的に回転角を決定することが出来ない。
【００７６】
他方、一のセンサ値に対応して唯一の回転角のみが存在する領域を確定領域と記載する。該確定領域においては、第１舵角センサ２１の動作により、センサ値が検出される場合、該センサ値に対応する回転角が一つだけ存在することから、一義的に回転角を決定することが出来る。
【００７７】
再び図２（Ａ）に戻り、ロータ部２３の回転角の検出の態様について説明する。
【００７８】
上述したように、確定領域（即ち、センサ値Ａに対応する回転角からセンサ値Ｂに対応する回転角までの範囲）に含まれるロータ部２３の回転角については、第１舵角センサ２１による回転角（即ち、絶対角）の検出動作によりセンサ値が読み取られることで検出可能である。
【００７９】
尚、本発明に係る確定領域は、典型的には、後輪４Ｌ，４Ｒの舵角が０となる、所謂ニュートラル位置に対応するロータ部２３の回転角近傍に存在する。また、該確定領域に含まれる回転角は、本発明における「基準位置」の一具体例である。
【００８０】
他方、未確定領域に含まれるロータ部２３の回転角については、確定領域において第１舵角センサ２１により検出された回転角に対し、第２舵角センサ２２により検出される未確定領域におけるロータ部２３の回転量を加算することにより検出される。つまり、本実施形態の第２舵角センサ２２によれば、少なくとも未確定領域におけるロータ部２３の回転量が常時検出され、記憶されている。
【００８１】
尚、本実施形態に係る後輪舵角センサ２０によれば、ロータ部２３のストロークエンドＬ，Ｒ（即ち、後輪４Ｌ，４Ｒのストロークエンド）を用いて、回転角の絶対角を検出することも出来る。ここで、図３を参照して、ロータ部２３のストロークエンドＬ，Ｒを用いた回転角の絶対角の検出の態様について説明する。図３は、図２と同様にロータ部２３と後輪舵角センサ２０のセンサ値との関係を示す模式図である。
【００８２】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、ロータ部２３のストロークエンドＬ，Ｒの夫々は、未確定領域にあるため第１舵角センサ２１の動作による絶対角の検出を行うことが出来ない。
【００８３】
具体的には、左側ストロークエンドＬに対応するセンサ値（つまり、左側ストロークエンドセンサ値）は、実際の左側ストロークエンドＬと共に、実際にはストロークエンドではない左側ストロークエンドＬ’という二つの回転角に対応している。同様に、右側ストロークエンドセンサ値は、実際の右側ストロークエンドＲと共に、実際にはストロークエンドではない右側ストロークエンドＲ’という二つの回転角に対応している。
【００８４】
そこで、ストロークエンドＬ，Ｒに達するまでのロータ部２３の回転量を検出することで、実際のストロークエンドＬ，Ｒか、実際にはストロークエンドではないストロークエンドＬ’，Ｒ’であるかの判別を行うことが出来る。
【００８５】
また、後輪舵角センサ２０により検出されたセンサ値が夫々のストロークエンドセンサ値と等しい場合、ＥＣＵ１０の制御のもと、後輪操舵制御部４０を駆動させることで、後輪４Ｌ，４Ｒの回転が実施される。このような構成によれば、具体的には、ストロークエンドセンサ値と等しいセンサ値を示す部位でロータ部２３の回転が停止した場合、ＥＣＵ１０の制御のもと、後輪操舵制御部４０が駆動され、後輪４Ｌ，４Ｒの夫々が左右に回転する。ここで、該回転に伴うロータ部２３の回転角（ひいては、センサ値）を観察することで、実際のストロークエンドＬ，Ｒか、実際にはストロークエンドではないストロークエンドＬ’，Ｒ’であるかの判別を行うことが出来る。
【００８６】
また、ロータ部２３が未確定領域にあり、回転量の基準となる基準位置の絶対角が未確定である場合、同様にＥＣＵ１０の制御のもと、後輪操舵制御部４０を駆動させても良い。このような動作により、ロータ部２３の回転角が確定領域に達した場合、回転角の絶対角が検出可能となる。尚、典型的に、確定領域は、ロータ部２３の回転の中心角（即ち、後輪４Ｌ，４Ｒのニュートラル位置に対応する回転角）近傍に存在することから、このような後輪操舵制御部４０の駆動の際には、ロータ部２３が中心各方向へ回転されることが好ましい。
【００８７】
以上、説明したように、本実施形態の回転角検出装置によれば、ロータ部２３の回転角のうち、確定領域に含まれる角度に関しては、その絶対角が第１舵角センサ２１の動作により検出され、未確定領域に含まれる角度に関しては、検出された確定領域に含まれる絶対角からの回転量（言い換えれば、相対角）に基づき検出される。従って、ロータ部２３の１回転を超える回転角を検出するための複数のセンサ類を用いることなく、ロータ部２３の回転角を好適に検出可能となる。
【００８８】
また、この実施形態によれば、後輪４Ｌ，４Ｒの回転可動範囲に対して、ロータ部２３の１回転より大きく２回転未満の回転可動範囲を対応させることが出来る。このため、従来の１回転以内での回転に対応させるロータリエンコーダと比較して、より高精度の舵角検出を実施することが可能となる。
【００８９】
尚、ロータ部２３の回転可動範囲において、センサ値と回転角とが一対一対応する確定領域が何らかの手段により確保可能であるならば、後輪４Ｌ，４Ｒの回転可動範囲に対して、ロータ部２３の２回転を超える回転可動範囲を対応させても良い。後輪４Ｌ，４Ｒの回転可動範囲に対応するロータ部２３の回転可動範囲が大きくなるにつれて、後輪４Ｌ，４Ｒの舵角の検出精度は向上する。
【００９０】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回転角検出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９１】
１  車両、
２  ステアリングホイール、
３Ｌ，３Ｒ  前輪、
４Ｌ，４Ｒ  後輪、
５  操舵角センサ、
６  車速センサ、
７ｂ  タービン、
１０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、
２０  後輪舵角センサ、
２１  第１舵角センサ、
２２  第２舵角センサ、
２３  ロータ部、
２４  変速ギア、
３０  前輪操舵制御部、
４０  後輪操舵制御部
【図１】
2010243244.tif 000003
【図２】
2010243244.tif 000004
【図３】
2010243244.tif 000005