(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、
少なくとも車両の走行の許可条件となる許可信号がオフ状態であるときに電力が供給される回転監視部と、を備え、
回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号が入力されて該出力信号を増幅することにより、前記回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、高精度の信号を出力する高精度信号出力部と、
前記許可信号がオフ状態であることを条件に前記高精度信号出力部への電力供給を停止する停止処理部と、を備え、
前記回転軸は、回転することにより前記車両の転舵輪を転舵させるものであり、
前記回転監視部は、前記高精度信号出力部に前記出力信号が入力される前記回転角センサの出力信号が入力されて該出力信号を増幅することにより、前記回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、前記高精度信号出力部よりも低精度の信号を出力する低精度信号出力部と、前記低精度信号出力部の出力値に基づき、前記許可信号がオフ状態である期間であるオフ期間における前記回転軸の回転量を検出する回転量検出処理部と、を備え、
前記制御部は、前記許可信号がオン状態である場合、前記高精度信号出力部の出力値および前記回転量検出処理部によって検出された回転量に基づき、前記車両の転舵輪の転舵角を算出する転舵角算出処理部を備え、
前記高精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプと、該信号増幅用アンプのオフセット誤差を補償する補償回路とを備えており、
前記低精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプを備えている操舵制御装置。
【請求項２】
制御部と、
少なくとも車両の走行の許可条件となる許可信号がオフ状態であるときに電力が供給される回転監視部と、を備え、
回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、高精度の信号を出力する高精度信号出力部と、
前記許可信号がオフ状態であることを条件に前記高精度信号出力部への電力供給を停止する停止処理部と、を備え、
前記回転軸は、回転することにより前記車両の転舵輪を転舵させるものであり、
前記回転監視部は、前記回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、前記高精度信号出力部よりも低精度の信号を出力する低精度信号出力部と、前記低精度信号出力部の出力値に基づき、前記許可信号がオフ状態である期間であるオフ期間における前記回転軸の回転量を検出する回転量検出処理部と、を備え、
前記制御部は、前記許可信号がオン状態である場合、前記高精度信号出力部の出力値および前記回転量検出処理部によって検出された回転量に基づき、前記車両の転舵輪の転舵角を算出する転舵角算出処理部を備え、
前記高精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプと、該信号増幅用アンプのオフセット誤差を補償する補償回路とを備えており、
前記低精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプを備えており、
前記高精度信号出力部が備える前記信号増幅用アンプと、前記低精度信号出力部が備える前記信号増幅用アンプとが、前記高精度信号出力部および前記低精度信号出力部によって共有化された単一の信号増幅用アンプであり、
前記信号増幅用アンプへの電力供給を継続した状態で前記補償回路への電力供給を遮断する選択遮断回路を備え、
前記停止処理部は、前記許可信号がオフ状態であることを条件に、前記選択遮断回路を操作して前記信号増幅用アンプへの電力供給を継続した状態で前記補償回路への電力供給を遮断する操舵制御装置。
【請求項３】
前記低精度信号出力部は、前記高精度信号出力部とは独立な回路にて構成されている請求項１記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記許可信号がオフ状態であることを条件に、電力供給が遮断される請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記転舵角算出処理部により算出された転舵角を記憶する記憶部を備え、
前記転舵角算出処理部は、前記許可信号がオフ状態からオン状態に切り替わることにより電力供給が開始される場合、前記回転量検出処理部によって検出された回転量に基づき、前記記憶部に記憶された転舵角を更新する請求項４記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記回転量検出処理部は、前記低精度信号出力部の出力に基づき、単位回転量の回転を検出するとともに、その回転方向を特定して、単位回転量の回転を検出したことおよび回転方向を示す信号を出力する回転方向検出処理部と、前記回転方向検出処理部の出力値に基づき、単位回転量の積算量を更新するカウンタと、を備え、
前記単位回転量による分解能は、前記制御部が前記高精度信号出力部の出力に基づき前記回転軸の回転角度を把握する際の分解能よりも低い請求項１〜５のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも車両の走行の許可条件となる許可信号がオフ状態であるときに電力が供給される回転監視部を備えた操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１には、車両のイグニッションスイッチ（許可信号）がオフである期間において、操舵角の回転量を検出する評価ユニットをＡＳＩＣにて構成した操舵制御装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、操舵角の検出に用いられる回転角センサの出力値を増幅する処理およびオフセット補正処理を行う計算ユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第２０５０６５８号明細書
【特許文献２】特表２０１０−５０５６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、許可信号がオン状態である場合、操舵角について精度のよい値が必要となる。そして、この場合には、たとえば、回転角センサの出力値の入力先に上記計算ユニット等を設けることが有効と考えられる。ただし、この場合、許可信号がオフ状態であるときにおいては、計算ユニットから必要以上に高精度な検出値が出力され、計算ユニットを利用しない場合と比較して消費電力が増加する。
【０００６】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、許可信号がオン状態であるときに高精度の角度信号を生成して且つ許可信号がオフ状態であるときの消費電力の増加を抑制できるようにした操舵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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．操舵制御装置は、制御部と、少なくとも車両の走行の許可条件となる許可信号がオフ状態であるときに電力が供給される回転監視部と、を備え、回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、高精度の信号を出力する高精度信号出力部と、前記許可信号がオフ状態であることを条件に前記高精度信号出力部への電力供給を停止する停止処理部と、を備え、前記回転軸は、回転することにより前記車両の転舵輪を転舵させるものであり、前記回転監視部は、前記回転軸の１回転内の角度に応じた信号であって且つ、前記高精度信号出力部よりも低精度の信号を出力する低精度信号出力部と、前記低精度信号出力部の出力値に基づき、前記許可信号がオフ状態である期間であるオフ期間における前記回転軸の回転量を検出する回転量検出処理部と、を備え、前記制御部は、前記許可信号がオン状態である場合、前記高精度信号出力部の出力値および前記回転量検出処理部によって検出された回転量に基づき、前記車両の転舵輪の転舵角を算出する転舵角算出処理部を備える。
【０００８】
上記構成では、許可信号がオフ状態である場合、回転量検出処理部によって、回転軸の回転量が検出される。そして、許可信号がオン状態となる場合、制御部では、回転量検出処理部によって検出された回転量と、高精度信号出力部の出力値とに基づき、車両の転舵輪の転舵角が算出される。このため、転舵角算出処理部が算出する転舵角を、高精度信号出力部の精度によって定めることができる。
【０００９】
また、高精度信号出力部は、高精度の信号を出力する構成であるが故に、低精度信号出力部よりも消費電力が大きくなる。この点、上記構成では、許可信号がオフ状態である場合には高精度信号出力部への電力供給を停止し、低精度信号出力部の出力値に基づき上記回転量を検出する。
【００１０】
したがって、上記構成では、許可信号がオン状態であるときに高精度の角度信号を生成して且つ許可信号がオフ状態であるときの消費電力の増加を抑制できる。
２．上記１記載の操舵制御装置は、前記低精度信号出力部は、前記高精度信号出力部とは独立な回路にて構成されている。
【００１１】
上記構成の場合、低精度信号出力部が高精度信号出力部の回路を一部共有する場合と比較すると、高精度信号出力部全体の稼働時間を低減することができる。したがって、高精度信号出力部の経年劣化を抑制することが可能となる。
【００１２】
３．上記１記載の操舵制御装置において、前記高精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプと、該信号増幅用アンプのオフセット誤差を補償する補償回路とを備えており、前記低精度信号出力部は、前記回転軸の回転角を検出する回転角センサの出力信号を増幅する信号増幅用アンプを備えており、前記高精度信号出力部が備える前記信号増幅用アンプと、前記低精度信号出力部が備える前記信号増幅用アンプとが、前記高精度信号出力部および前記低精度信号出力部によって共有化された単一の信号増幅用アンプであり、前記信号増幅用アンプへの電力供給を継続した状態で前記補償回路への電力供給を遮断する選択遮断回路を備え、前記停止処理部は、前記許可信号がオフ状態であることを条件に、前記選択遮断回路を操作して前記信号増幅用アンプへの電力供給を継続した状態で前記補償回路への電力供給を遮断する。
【００１３】
上記構成では、許可信号がオフ状態である場合、停止処理部が選択遮断回路を操作して補償回路への電力供給を遮断するため、遮断しない場合と比較すると消費電力を低減することができる。しかも、上記構成では、高精度信号出力部と低精度信号出力部とが信号増幅用アンプを共有するために、操舵制御装置の回路規模を小さくすることが容易となる。
【００１４】
４．上記１〜３のいずれか１つに記載の操舵制御装置において、前記制御部は、前記許可信号がオフ状態であることを条件に、電力供給が遮断される。
上記構成では、許可信号がオフ状態であることを条件に制御部への電力供給が遮断されるため、遮断されない場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００１５】
５．上記４記載の操舵制御装置において、前記制御部は、前記転舵角算出処理部により算出された転舵角を記憶する記憶部を備え、前記転舵角算出処理部は、前記許可信号がオフ状態からオン状態に切り替わることにより電力供給が開始される場合、前記回転量検出処理部によって検出された回転量に基づき、前記記憶部に記憶された転舵角を更新する。
【００１６】
上記構成では、許可信号がオフ状態に切り替わった際の転舵角が記憶部に記憶され、許可信号がオン状態に切り替わると、記憶部に記憶された転舵角が回転量によって更新される。このため、許可信号がオフ状態であるときに回転軸が回転した場合であっても、許可信号がオン状態に切り替わった際の転舵角を算出することができる。
【００１７】
６．上記１〜５のいずれか１つに記載の操舵制御装置において、前記回転量検出処理部は、前記低精度信号出力部の出力に基づき、単位回転量の回転を検出するとともに、その回転方向を特定して、単位回転量の回転を検出したことおよび回転方向を示す信号を出力する回転方向検出処理部と、前記回転方向検出処理部の出力値に基づき、単位回転量の積算量を更新するカウンタと、を備え、前記単位回転量による分解能は、前記制御部が前記高精度信号出力部の出力に基づき前記回転軸の回転角度を把握する際の分解能よりも低い。
【００１８】
上記構成では、回転方向検出処理部が検出する単位回転量による分解能が、制御部が高精度信号出力部の出力に基づき回転軸の回転角度を把握する際の分解能よりも低い。このため、回転方向検出処理部の入力を、低精度信号出力部としたとしても、入力の精度が不足する事態が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態にかかる操舵制御装置を備えるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかるマイコンの一部処理を示すブロック図。
【図３】同実施形態にかかる回転監視部の構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態にかかる低精度信号出力部の構成を示す図。
【図５】同実施形態にかかる高精度信号出力部の構成を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、同実施形態にかかる補償回路の動作を示すタイムチャート。
【図７】第２の実施形態にかかる高精度信号出力部および低精度信号出力部の構成を示す図。
【図８】同実施形態にかかる回転監視部の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態の変形例にかかる高精度信号出力部および低精度信号出力部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
以下、操舵制御装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる操舵機構においては、ステアリングホイール（ステアリング１０）が、ステアリングシャフト１２に固定されており、ステアリングシャフト１２の回転に応じてラック軸２０が軸方向に往復動する。なお、ステアリングシャフト１２は、ステアリング１０側から順にコラム軸１４、中間軸１６、およびピニオン軸１８を連結することにより構成されている。
【００２１】
ラック軸２０とピニオン軸１８とは、所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第１ラック歯２０ａとピニオン軸１８に形成されたピニオン歯１８ａとが噛合されることで第１ラックアンドピニオン機構２２が構成されている。また、ラック軸２０の両端には、タイロッド２４が連結されており、タイロッド２４の先端は転舵輪２６が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ステアリング１０の操作に伴うステアリングシャフト１２の回転が第１ラックアンドピニオン機構２２によりラック軸２０の軸方向変位に変換され、この軸方向変位がタイロッド２４を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪２６の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２２】
上記ラック軸２０は、ピニオン軸２８と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第２ラック歯２０ｂとピニオン軸２８に形成されたピニオン歯２８ａとが噛合されることで第２ラックアンドピニオン機構３０が構成されている。
【００２３】
ピニオン軸２８は、ウォームアンドホイール等の減速機構３２を介して、モータ３４の回転軸３４ａに接続されている。回転軸３４ａの付近には、２つの回転角度センサである第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂが設けられている。ここで、第１基準センサ３６ａは、回転軸３４ａの回転角度を、第１の角度を基準として検出するものであり、第２基準センサ３６ｂは、回転軸３４ａの回転角度を、第１の角度とは異なる第２の角度を基準として検出するものである。ここで、本実施形態では、第１の角度と第２の角度とは「９０°」ずれたものとしている。そして、第１基準センサ３６ａの出力信号を正弦波信号（図中、ｓｉｎと記載）と見なし、第２基準センサ３６ｂの出力信号を余弦波信号（図中、ｃｏｓと記載）と見なす。
【００２４】
第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂの出力信号は、回転監視部３８に取り込まれる。回転監視部３８は、バッテリ５４を電源として動作するものである。なお、本実施形態では、回転監視部３８は、専用の集積回路（ＡＳＩＣ）にて構成されている。
【００２５】
ＣＰＵやＣＰＵが実行するプログラムを記憶するメモリ等を備えて構成されるマイクロコンピュータ（マイコン４０）は、モータ３４に接続されたインバータ４２を操作することによって、モータ３４の制御量（トルク）を制御する。この際、マイコン４０は、回転監視部３８を介して第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂや、ピニオン軸１８に設けられたトーションバー５０の捩れに基づきピニオン軸１８に加わるトルクＴｒｑを検出するトルクセンサ５２、車速Ｖを検出する車速センサ５６の検出値を参照する。
【００２６】
図２に、マイコン４０の実行する処理の一部を示す。
ベース値設定処理部６０は、車速ＶとトルクＴｒｑとに基づき、モータ３４が生成するアシストトルクのベース値Ｔａ１＊を設定する。一方、Ａ／Ｄ変換器６２は、第１基準センサ３６ａの出力信号である正弦波信号が後述する処理によって増幅されたものをデジタルデータに変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器６４は、第２基準センサ３６ｂの出力信号である余弦波信号が後述する処理によって増幅されたものをデジタルデータに変換して出力する。転舵角算出処理部６８は、Ａ／Ｄ変換器６２，６４の出力値に基づき、転舵輪２６の転舵角θｐを算出して出力する。
【００２７】
ここで、第１基準センサ３６ａの出力信号と第２基準センサ３６ｂの出力信号とは、単独では回転軸３４ａの１回転内の回転角度を一義に定めることができない。すなわち、たとえば、第１基準センサ３６ａの出力信号は、０°と１８０°とを区別できない。これに対し、第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂの一対の出力信号によれば、回転軸３４ａの１回転内の回転角度を一義に定めることができる。転舵角算出処理部６８では、第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂの出力信号に基づき回転軸３４ａの１回転内の回転角度を算出し、回転軸３４ａの回転履歴と併せて、転舵角θｐを算出する。すなわち、回転軸３４ａの回転は、減速機構３２やピニオン軸２８を介してラック軸２０を軸方向に移動させ、ラック軸２０の軸方向の移動に伴って転舵輪２６の転舵角θｐが変化する。特に、転舵角θｐの絶対値がゼロから最大回転角度まで変化するまでには、回転軸３４ａは複数回回転する。このため、回転軸３４ａの回転角度と転舵角θｐとは１対１の対応関係になく、転舵角θｐを定める上では、回転軸３４ａの回転履歴を用いる必要がある。
【００２８】
目標転舵角設定処理部７２は、トルクセンサ５２によって検出されたトルクＴｒｑとベース値Ｔａ１＊との和に基づき、目標転舵角θｐ＊を設定する。ここでは、以下のモデルを用いて目標転舵角θｐ＊を設定する。
【００２９】
Ｔｒｑ＋Ｔａ１＊＝Ｋ・θｐ＊＋Ｃ・θｐ＊’＋Ｊ・θｐ＊’’  …（ｃ１）
上記の式において、粘性係数Ｃは、ステアリング１０、ステアリングシャフト１２、ラック軸２０等を備える操舵機構の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Ｊは、操舵機構の慣性をモデル化したものである。一方、バネ係数Ｋは、車両の影響をモデル化したものであり、サスペンションやホールアラインメント等の仕様によって決定される。
【００３０】
フィードバック処理部７４は、転舵角θｐを目標転舵角θｐ＊にフィードバック制御するための操作量として、ベース値Ｔａ１＊の補正量を算出して出力する。補正処理部７６は、ベース値Ｔａ１＊にフィードバック処理部７４の補正量を加算することにより、ベース値Ｔａ１＊を補正して、これをモータ３４のトルク指令値Ｔａ＊とする。操作処理部７８では、モータ３４のトルクをトルク指令値Ｔａ＊に制御するためにインバータ４２を操作する。
【００３１】
図１に示したように、回転監視部３８には、イグニッションスイッチがオン状態となることでＩＧ信号が入力される。マイコン４０は、回転監視部３８を介してＩＧ信号がオン状態からオフ状態に切り替わる場合にこれを検知する。そして、マイコン４０は、ＩＧ信号がオフ状態であることを条件に、電力供給を遮断する。すなわち、マイコン４０は、ＩＧ信号がオフ状態となると、必要な後処理を実行する。ここでの後処理には、図２に示す不揮発性メモリ７０への転舵角θｐの記憶処理が含まれる。なお、不揮発性メモリ７０とは、給電の有無に関わらずデータを記憶保持する記憶装置のことである。そして、マイコン４０は、後処理が完了すると、回転監視部３８に、電力の供給を遮断するように指令する。これにより、マイコン４０の電力供給が遮断される。
【００３２】
マイコン４０は、ＩＧ信号がオン状態となることで起動される。すなわち、回転監視部３８では、ＩＧ信号がオン状態となると、マイコン４０への電力供給を再開する。こうしてマイコン４０が起動されると、マイコン４０は、ＩＧ信号がオフ状態であるときにおける回転軸３４ａの回転量Δθを、回転監視部３８から取得し、これを図２に示すＡ／Ｄ変換器６６によってデジタルデータに変換する。そして、転舵角算出処理部６８にて、出力された回転量Δθに基づき、不揮発性メモリ７０に記憶されていたマイコン４０の電力供給遮断直前における転舵角θｐを補正することにより、転舵角θｐを把握する。
【００３３】
図３に、回転監視部３８の構成を示す。
第１基準センサ３６ａの出力信号は、第１基準の低精度信号出力部８０ａによって増幅された後、第１基準コンパレータ８６ａ，８８ａに入力される。第１基準コンパレータ８６ａは、第１基準センサ３６ａの出力信号が正の所定値以上であるか否かを判断するものであり、第１基準コンパレータ８８ａは、第１基準センサ３６ａの出力信号が負の所定値以下であるか否かを判断するものである。
【００３４】
第２基準センサ３６ｂの出力信号は、第２基準の低精度信号出力部８０ｂによって増幅された後、第２基準コンパレータ８６ｂ，８８ｂに入力される。第２基準コンパレータ８６ｂは、第２基準センサ３６ｂの出力信号が正の所定値以上であるか否かを判断するものであり、第２基準コンパレータ８８ｂは、第２基準センサ３６ｂの出力信号が負の所定値以下であるか否かを判断するものである。
【００３５】
第１基準コンパレータ８６ａ，８８ａおよび第２基準コンパレータ８６ｂ，８８ｂの出力信号は、回転方向検出処理部９０に出力される。回転方向検出処理部９０は、上記出力信号に基づき、回転軸３４ａの回転角度が第１象限から第４象限のいずれにあるかを特定する。そして、回転方向検出処理部９０は、上記出力信号が変化することによって、回転角度が存在する象限が隣接する象限に変化する都度、単位回転量（９０°）の回転がなされたとし、また、変化前に存在した象限と変化後に存在している象限との関係から回転方向を特定する。
【００３６】
そして、回転方向検出処理部９０は、単位回転量の回転がなされた旨、および回転方向を示す信号を、カウンタ９２に出力する。カウンタ９２は、回転方向検出処理部９０の出力信号に基づき、回転軸３４ａの単位回転量をベクトル量として扱いつつ、それらを積算処理する。すなわち、たとえば、正側に単位回転量の回転が２度なされた場合、カウンタ値は、「２」となり、正側および負側の単位回転量の回転が１度ずつなされた場合、カウンタ値は、「０」となる。
【００３７】
インターフェース９４は、カウンタ９２のカウンタ値をマイコン４０に出力する。このカウンタ値が、図２に示した回転量Δθである。
上記第１基準センサ３６ａの出力信号は、第１基準の高精度信号出力部１００ａにも入力され、高精度信号出力部１００ａにて増幅されてインターフェース９４に出力される。ここで、高精度信号出力部１００ａは、低精度信号出力部８０ａよりも第１基準センサ３６ａの出力値を増幅した信号として高精度な信号を出力する。
【００３８】
第２基準センサ３６ｂの出力信号は、第２基準の高精度信号出力部１００ｂにも入力され、高精度信号出力部１００ｂにて増幅されてインターフェース９４に出力される。ここで、高精度信号出力部１００ｂは、低精度信号出力部８０ｂよりも第２基準センサ３６ｂの出力値を増幅した信号として高精度な信号を出力する。
【００３９】
なお、インターフェース９４は、ＩＧ信号がオン状態であることを条件に、第１基準の高精度信号出力部１００ａが出力する正弦波信号および第２基準の高精度信号出力部１００ｂが出力する余弦波信号をマイコン４０に出力する。これに対し、マイコン４０では、図２に示したＡ／Ｄ変換器６２，６４によって上記正弦波信号および余弦波信号をデジタルデータに変換して、これらに基づき転舵角算出処理部６８によって転舵角θｐを算出する。
【００４０】
電源部９６は、バッテリ５４の電圧を降圧してマイコン４０の動作電圧とし、ＩＧ信号がオン状態である期間等にマイコン４０に印加する。
遮断回路９７は、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂへの電源供給とその遮断状態とを切り替える回路である。
【００４１】
停止処理部９８は、ＩＧ信号がオフ状態となる場合、遮断回路９７を開操作して、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂへの電力供給を遮断する。
図４に、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂの構成を示す。本実施形態では、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂは、オペアンプ８２を用いた非反転増幅回路である。すなわち、オペアンプ８２の出力端子と反転入力端子とが抵抗体８３によって接続され、また反転入力端子は、抵抗体８４を介して接地されている。そして、オペアンプ８２の非反転入力端子が、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂの入力端子となっている。
【００４２】
図５に、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの構成を示す。
図５に示すように、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂは、信号増幅用アンプとしてのオペアンプ１０２を用いた非反転増幅回路を備えている。すなわち、オペアンプ１０２の出力端子と反転入力端子とが抵抗体１０４によって接続され、また反転入力端子は、抵抗体１０６を介して接地されている。そして、オペアンプ１０２の非反転入力端子が、高精度信号出力部１００ａ（１００ｂ）の入力端子Ｔｉｎとなっている。なお、オペアンプ１０２は、上記オペアンプ８２と同一仕様のものである。また、抵抗体１０４，１０６のそれぞれと、抵抗体８３，８４のそれぞれとも同一仕様のものである。
【００４３】
高精度信号出力部１００ａ，１００ｂは、さらに、補償部１２２および補正電圧生成部１２４からなる補償回路１２０を備えている。補償回路１２０は、オペアンプ１０２の端子ＴＢに、オペアンプ１０２のオフセット電圧誤差を補償する電圧（補正電圧）を印加する回路である。ここで、オペアンプ１０２は、反転入力端子の電位を基準とした非反転入力端子の電位差「Ｖ（＋）−Ｖ（−）」と、同電位差に対するゲインＧａと、端子ＴＢの電圧Ｖｂと、これに対するゲインＧｂとを用いると、その出力電圧Ｖｏｕｔを、以下の式（ｃ２）とする。ただし、下記の式（ｃ２）では、後述するオフセット電圧誤差ΔＶｏを無視している。なお、本実施形態では、ゲインＧｂを１よりも遙かに大きい値とする。
【００４４】
Ｖｏｕｔ＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）｝−Ｇｂ・Ｖｂ  …（ｃ２）
補正電圧生成部１２４は、オペアンプ１０２と同一仕様のオペアンプ１２６を備えている。オペアンプ１０２の非反転入力端子は、高精度信号出力部１００ａ（１００ｂ）の入力端子Ｔｉｎに接続されている。オペアンプ１０２の反転入力端子は、スイッチング素子Ｓ１を介してオペアンプ１０２の反転入力端子に接続される一方、スイッチング素子Ｓ２を介して高精度信号出力部１００ａ（１００ｂ）の入力端子Ｔｉｎに接続される。オペアンプ１２６の出力端子は、スイッチング素子Ｓ３およびコンデンサＣ１を介して接地されるとともに、スイッチング素子Ｓ４およびコンデンサＣ２を介して接地される。そして、コンデンサＣ１の充電電圧がオペアンプ１２６の端子ＴＢに印加され、コンデンサＣ２の充電電圧である補正電圧が、オペアンプ１０２の端子ＴＢに印加されている。
【００４５】
補償回路１２０は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を開閉操作することにより、オペアンプ１０２の出力電圧Ｖｏｕｔに重畳するオフセット電圧を低減制御する。
すなわち、補償部１２２は、まず、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を開状態とし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を閉状態とする。これにより、オペアンプ１２６のオフセット電圧誤差ΔＶｃを用いると、オペアンプ１２６の出力電圧Ｖｃ（１）、すなわち、コンデンサＣ１の充電電圧は、以下の式（ｃ３）となる。
【００４６】
Ｖｃ（１）＝Ｇａ・ΔＶｃ／（１＋Ｇｂ）  …（ｃ３）
次に、補償部１２２は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を閉状態とし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を開状態とする。この場合、コンデンサＣ１の充電電圧が変化しないことに注意すると、オペアンプ１２６の出力電圧Ｖｃ（２）は、以下の式（ｃ４）となる。
【００４７】
Ｖｃ（２）
＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）＋ΔＶｃ｝−Ｇｂ・Ｇａ・ΔＶｃ／（１＋Ｇｂ）
＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）｝＋Ｇａ・ΔＶｃ／（１＋Ｇｂ）
…（ｃ４）
上記の式（ｃ４）における出力電圧Ｖｃ（２）は、コンデンサＣ２の充電電圧である。したがって、オペアンプ１０２のオフセット電圧誤差ΔＶｏを用いると、オペアンプ１０２の出力電圧Ｖｏｕｔは、以下の式（ｃ５）となる。
【００４８】
Ｖｏｕｔ＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）＋ΔＶｏ｝−Ｇｂ・Ｖｃ（２）
＝（−Ｇａ・Ｇｂ＋Ｇａ）・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）｝
＋Ｇａ・ΔＶｏ−｛Ｇｂ・Ｇａ・ΔＶｃ／（１＋Ｇｂ）｝
…（ｃ５）
上記の式（ｃ５）は、ゲインＧｂが１よりも遙かに大きい場合、以下の式（ｃ６）で近似できる。
【００４９】
Ｖｏｕｔ＝−Ｇａ・Ｇｂ・［Ｖ（＋）−Ｖ（−）＋｛（−ΔＶｃ＋ΔＶｏ）／Ｇｂ｝］
…（ｃ６）
以上より、オペアンプ１０２のオフセット電圧誤差ΔＶｏは、「Ｖ（＋）−Ｖ（−）」と比較して十分に小さい「（−ΔＶｃ＋ΔＶｏ）／Ｇｂ」に低減された。
【００５０】
本実施形態では、ＩＧ信号がオフ状態である場合、図３に示した停止処理部９８が遮断回路９７を開操作することにより、オペアンプ１０２および補償回路１２０への電力供給を遮断する。一方、ＩＧ信号がオン状態となると、図３に示した停止処理部９８が遮断回路９７を閉操作することにより、オペアンプ１０２および補償回路１２０への電力供給が開始される。そしてこれにより、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂから高精度の信号が出力される。
【００５１】
図６に、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの動作を示す。詳しくは、図６（ａ）は、ＩＧ信号の推移を示し、図６（ｂ）は、遮断回路９７の開閉状態の推移を示し、図６（ｃ）〜図６（ｆ）のそれぞれは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの開閉状態の推移を示す。また、図６（ｇ）は、マイコン４０のオン・オフ状態の推移を示す。
【００５２】
図６に示すように、ＩＧ信号がオフ状態からオン状態に切り替わると、遮断回路９７が閉状態とされる。そして、これにより、図５の補償部１２２によって、スイッチング素子Ｓ２およびスイッチング素子Ｓ３と、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ４とが交互にオン操作される。また、ＩＧ信号がオフ状態からオン状態に切り替わると、図３に示した電源部９６によって、マイコン４０が起動される。
【００５３】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
ＩＧ信号がオン状態である場合、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの出力信号が、マイコン４０内のＡ／Ｄ変換器６２，６４にてサンプリングされ、転舵角算出処理部６８において、転舵角θｐが算出される。そして、この転舵角θｐは、モータ３４のトルク指令値Ｔａ＊の算出に利用される。
【００５４】
ＩＧ信号がオフ状態となると、マイコン４０は、転舵角θｐを不揮発性メモリ７０に記憶するなどの後処理を実行した後、電力供給が遮断される。このときであっても、回転監視部３８には電力供給が継続されている。そして、回転監視部３８では、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂの出力信号に基づき、モータ３４の回転軸３４ａの回転量Δθが、カウンタ９２のカウンタ値として算出される。ここで、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂの出力信号には、オフセット誤差が重畳している。しかし、この誤差は、第１基準コンパレータ８６ａ，８８ａと第２基準コンパレータ８８ｂ，８８ｂとの出力に基づき、回転軸３４ａの回転角度が第１象限から第４象限のいずれにあるかの判断にわずかな誤差を与えるのみである。したがって、回転監視部３８は、たとえば第１象限にある状態を第２象限にある状態であると誤認識することはあるものの、回転軸３４ａが９０度以上回転する間に、実際の象限と等しい象限にあると認識する。このため、カウンタ９２のカウンタ値は、回転軸３４ａの回転量Δθの検出誤差を９０°未満とする。
【００５５】
そして、ＩＧ信号がオン状態に切りかわり、マイコン４０が起動されると、マイコン４０は、Ａ／Ｄ変換器６６によって回転量Δθを取り込み、不揮発性メモリ７０に記憶されている転舵角θｐを回転量Δθにて更新する。ここで、マイコン４０の転舵角算出処理部６８は、回転量Δθの分解能よりもはるかに高い分解能で、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの出力信号を解析する。このため、不揮発性メモリ７０に記憶されていた転舵角θｐが回転量Δθによって更新された後、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの最新の出力信号に基づき、転舵角θｐをさらに補正することにより、転舵角θｐを、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの出力信号の分解能に応じた高精度な値とすることができる。
【００５６】
しかも、ＩＧ信号がオフ状態のときには、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂへの電力供給が遮断される。
以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
【００５７】
（１）高精度信号出力部１００ａ，１００ｂと、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂとを備え、ＩＧ信号がオフ状態であることを条件に、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂへの電力供給を遮断した。これにより、ＩＧ信号がオン状態であるときに高精度の角度信号を生成して且つ許可信号がオフ状態であるときの消費電力の増加を抑制できる。
【００５８】
（２）低精度信号出力部８０ａ，８０ｂを、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂとは独立な回路にて構成した。これにより、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂが高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの回路を一部共有する場合と比較すると、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの稼働時間を低減することができる。したがって、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂの経年劣化を抑制することが可能となる。
【００５９】
（３）ＩＧ信号がオフ状態であることを条件に、マイコン４０への電力供給が遮断されるようにした。このため、遮断されない場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００６０】
（４）ＩＧ信号がオフ状態からオン状態に切り替わることによりマイコン４０への電力供給が開始される場合、転舵角算出処理部６８が、回転量Δθに基づき、不揮発性メモリ７０に記憶された転舵角θｐを更新した。これにより、ＩＧ信号がオフ状態であるときに回転軸３４ａが回転した場合であっても、ＩＧ信号がオン状態に切り替わった際の転舵角θｐを算出することができる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
以下、操舵制御装置にかかる第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
【００６２】
図７に、本実施形態にかかる低精度信号出力部８０ａ，８０ｂと高精度信号出力部１００ａ、１００ｂとの構成を示す。なお、図７において、図５に示した回路に対応するものについては、便宜上、同一の符号を付している。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態では、第１基準の低精度信号出力部８０ａと第１基準の高精度信号出力部１００ａとで一部の部品を共有化し、第２基準の低精度信号出力部８０ｂと第２基準の高精度信号出力部１００ｂとで一部の部品を共有化する。
【００６４】
詳しくは、本実施形態では、オペアンプ１０２を備えて構成される、信号増幅用アンプとしての非反転増幅回路を、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂと、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂとで共有化している。そして、選択遮断回路１２８は、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂに電力供給を継続したまま、補償回路１２０への電力供給を遮断する。
【００６５】
図８に示すように、選択遮断回路１２８は、停止処理部９８によって開閉操作される。図８は、本実施形態にかかる回転監視部３８を示す。なお、図８において、図３に示した部分に対応する部分については、便宜上、同一の符号を付している。
【００６６】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
ＩＧ信号がオフ状態とされる場合、停止処理部９８が選択遮断回路１２８を開状態に切り替える。この場合、補償回路１２０は動作しなくなる。したがって、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂを構成する回路のうち、電力供給が継続され動作が可能な回路は、オペアンプ１０２のみとなる。このため、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂのみとなる。なお、図８に示したように、この場合、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂの出力信号は、第１基準コンパレータ８６ａ，８８ａ、第２基準コンパレータ８６ｂ，８８ｂのみならず、インターフェース９４にも出力される。しかし、インターフェース９４は、ＩＧ信号がオフ状態である場合、マイコン４０に第１基準センサ３６ａおよび第２基準センサ３６ｂの検出結果を出力しない。
【００６７】
一方、ＩＧ信号がオン状態に切り替えられる場合、停止処理部９８が選択遮断回路１２８を閉状態に切り替える。この場合、補償回路１２０が動作するため、オペアンプ１０２の出力信号は、オフセット電圧が低減された高精度な信号となる。そしてこの信号は、インターフェース９４を介してマイコン４０に出力される。
【００６８】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態の上記（１），（３），（４）の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。
（５）信号増幅用アンプ（オペアンプ１０２、抵抗体１０４，１０６）を、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂと、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂで共有化し、ＩＧ信号がオフ状態である場合、選択遮断回路１２８を操作して補償回路１２０への電力供給を遮断した。これにより、遮断しない場合と比較すると消費電力を低減することができる。しかも、高精度信号出力部１００ａ、１００ｂと低精度信号出力部８０ａ，８０ｂとが信号増幅用アンプを共有するために、操舵制御装置の回路規模を小さくすることが容易となる。
【００６９】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。以下において、「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と上記実施形態における事項との対応関係を符号等によって例示した部分があるが、これには、例示した対応関係に上記事項を限定する意図はない。なお、「課題を解決するための手段」の欄に記載した、許可信号は、ＩＧ信号に対応する。また、回転量検出処理部は、第１基準コンパレータ８６ａ，８８ａと第２基準コンパレータ８６ｂ，８８ｂと、回転方向検出処理部９０と、カウンタ９２とに対応する。
【００７０】
・「補償回路（１２０）について」
図７に例示したものに限らない。たとえば、図９に例示するものであってもよい。図９において、図７に示した部材に対応する部材については、便宜上、同一の符号を付している。図９に示すように、補正電圧生成部１２４は、スイッチング素子Ｓ５〜Ｓ７と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、ゲイン調整器１３１と、レジスタ１３２と、オシレータ１３４と、Ｄ／Ａ変換器１３６とを備えている。Ａ／Ｄ変換器１３０は、スイッチング素子Ｓ７を介して印加されるオペアンプ１０２の出力電圧をデジタルデータに変換する。ゲイン調整器１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０の出力に所定のゲインＧｃを乗算する。レジスタ１３２は、ゲイン調整器１３１の出力を保持する。オシレータ１３４は、Ａ／Ｄ変換器１３０およびレジスタ１３２にクロック信号を出力する。Ｄ／Ａ変換器１３６は、レジスタ１３２の出力をアナログデータに変換して、オペアンプ１０２の端子ＴＢに印加する。スイッチング素子Ｓ５は、オペアンプ１０２の反転入力端子および非反転入力端子を短絡させる。スイッチング素子Ｓ６は、オペアンプ１０２の非反転入力端子と入力端子Ｔｉｎとの間を開閉する。
【００７１】
ここで、オペアンプ１０２の出力電圧Ｖｏｕｔを、上記（ｃ２）とする場合、ゲインＧｃを、「１／Ｇｂ」とする。スイッチング素子Ｓ５が閉状態であって且つスイッチング素子Ｓ６が開状態である場合のオペアンプ１０２の出力電圧Ｖｏｕｔは、「Ｇａ・ΔＶｏ」となる。ただし、この期間においては、端子ＴＢに電圧を印加しないこととする。その後、スイッチング素子Ｓ５を開状態として且つスイッチング素子Ｓ６を閉状態とすると、オペアンプ１０２の出力電圧Ｖｏｕｔは、以下の式（ｃ７）となる。
【００７２】
Ｖｏｕｔ＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）＋ΔＶｏ｝−Ｇａ・ΔＶｏ
＝Ｇａ・｛Ｖ（＋）−Ｖ（−）｝                          …（ｃ７）
なお、図９において、ＩＧ信号がオフ状態である場合、補償回路１２０への電力供給を遮断する。
【００７３】
ちなみに、この際、補償回路１２０の全てが回転監視部３８に内蔵されることは必須ではない。たとえば、Ａ／Ｄ変換器１３０、ゲイン調整器１３１、レジスタ１３２、およびオシレータ１３４の機能をマイコン４０にて実現してもよい。
【００７４】
・「高精度信号出力部（１００ａ，１００ｂ）について」
上記第１の実施形態において、図５に示す回路に代えて、図９に示す回路を用いてもよい。ただし、この場合、低精度信号出力部は、図４に示すものであり、図９におけるオペアンプ１０２および抵抗体１０４，１０６ではない。
【００７５】
上記第１の実施形態において、高精度信号出力部の信号増幅用アンプとしてのオペアンプ１０２を、低精度信号出力部の信号増幅用アンプとしてのオペアンプ８２と同一仕様のものとする代わりに、それらを互いに異なる仕様のものとしてもよい。
【００７６】
オペアンプ１０２を用いて非反転増幅回路を構成する代わりに、反転増幅回路を構成してもよい。なお、この際、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂにおいては、オペアンプ８２を用いて非反転増幅回路を構成してもよい。
【００７７】
・「低精度信号出力部（８０ａ，８０ｂ）について」
オペアンプ８２を用いて非反転増幅回路を構成する代わりに、反転増幅回路を構成してもよい。この際、高精度信号出力部１００ａ，１００ｂにおいては、オペアンプ１０２を用いて非反転増幅回路を構成したままとしてもよく、また、反転増幅回路を構成してもよい。
【００７８】
なお、ＩＧ信号がオン状態となることを条件に、低精度信号出力部８０ａ，８０ｂへの電力供給を遮断する回路を設けてもよい。
・「回転監視部（３８）について」
回転監視部３８としては、ＡＳＩＣに限らない。たとえば、ソフトウェア処理を実行するハードウェアによって構成してもよい。
【００７９】
・「制御部（４０）について」
上記実施形態では、ＩＧ信号がオフ状態であることを条件にマイコン４０への電力供給が遮断されたが、これに限らない。たとえば、マイコン４０を、ＩＧ信号がオン状態であるときと比較して低消費電力モードにて起動させたままとしてもよい。この場合、マイコン４０は、低消費電力モードにおいて、Ａ／Ｄ変換器６２，６４、および転舵角算出処理部６８の少なくとも１つを起動状態とする能力を持たせない構成であることが望ましい。すなわち、上記起動状態とする能力を持たない場合、ＩＧ信号がオフ状態となることにより、マイコン４０では、転舵角θｐを算出することができないため、回転監視部３８において回転量Δθを検出することが有効である。
【００８０】
・「記憶部（７０）について」
不揮発性メモリ７０に限らず、たとえば、マイコン４０の主電源がオフ状態である場合であっても電力供給が継続されるバックアップ式の揮発性メモリであってもよい。
【００８１】
・「回転軸（３４ａ）、回転角センサ（３６ａ，３６ｂ）について」
回転することにより転舵輪２６を転舵させて且つ、回転角度が回転角センサの検出対象となる回転軸としては、モータ３４の回転軸３４ａに限らず、たとえば、ピニオン軸２８の回転角度であってもよい。
【００８２】
・「回転方向検出処理部（９０）について」
コンパレータによるセンサ出力値が所定の範囲内にあるか否かの判断結果に基づき、単位回転量の回転方向を特定するものに限らない。たとえば、Ａ／Ｄ変換器６２，６４，６６よりも分解能の低いＡ／Ｄ変換器を回転監視部３８に搭載し、その出力値に基づき、単位回転量の回転方向を特定してもよい。
【００８３】
・「転舵角θｐを用いた車両の制御について」
操舵のアシスト制御に限らない。たとえば、車両の横滑り防止制御であってもよい。この場合、たとえば、マイコン４０とは別の外部の電子機器が横滑り防止制御を実行するものであってもよい。この場合には、ＩＧ信号がオン状態に切り替えられる場合、マイコン４０は、回転量Δθによって更新された転舵角θｐを外部の電子機器に送信すればよい。
【００８４】
・「その他」
操舵機構としては、図１に例示したものに限らない。たとえば、モータ３４がステアリングシャフト１２に連結された減速機構に接続されているものであってもよい。また、たとえば、ステアリング１０の回転角度である操舵角と転舵角θｐとの比を可変制御できる舵角比可変機構を搭載したものであってもよい。さらに、ステアリング１０とラック軸２０とが切り離されたステアバイワイヤシステムであってもよい。
【００８５】
なお、ラックアンドピニオン機構を備えたものにも限らない。
トルクセンサ５２としては、ピニオン軸１８に加わるトルクを検出するものに限らない。たとえば、コラム軸１４に加わるトルクを検出するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０…ステアリング、１２…ステアリングシャフト、１４…コラム軸、１６…中間軸、１８…ピニオン軸、１８ａ…ピニオン歯、２０…ラック軸、２０ａ…第１ラック歯、２０ｂ…第２ラック歯、２２…第１ラックアンドピニオン機構、２４…タイロッド、２６…転舵輪、２８…ピニオン軸、２８ａ…ピニオン歯、３０…第２ラックアンドピニオン機構、３２…減速機構、３４…モータ、３４ａ…回転軸、３６ａ…第１基準センサ、３６ｂ…第２基準センサ、３８…回転監視部、４０…マイコン、４２…インバータ、５０…トーションバー、５２…トルクセンサ、５４…バッテリ、５６…車速センサ、６０…ベース値設定処理部、６２，６４，６６…Ａ／Ｄ変換器、６８…転舵角算出処理部、７０…不揮発性メモリ、７２…目標転舵角設定処理部、７４…フィードバック処理部、７６…補正処理部、７８…操作処理部、８０ａ，８０ｂ…低精度信号出力部、８３…抵抗体、８２…オペアンプ、８６ａ，８８ａ…第１基準コンパレータ、８４…抵抗体、８６ｂ，８８ｂ…第２基準コンパレータ、９０…回転方向検出処理部、９２…カウンタ、９４…インターフェース、９６…電源部、９７…遮断回路、９８…停止処理部、１００ａ，１００ｂ…高精度信号出力部、１０２…オペアンプ、１０４，１０６…抵抗体、１２０…補償回路、１２２…補償部、１２４…補正電圧生成部、１２６…オペアンプ、１２８…選択遮断回路、１３０…Ａ／Ｄ変換器、１３２…レジスタ、１３４…オシレータ、１３６…Ｄ／Ａ変換器。
【図１】
0006693065.tif 000002
【図２】
0006693065.tif 000003
【図３】
0006693065.tif 000004
【図４】
0006693065.tif 000005
【図５】
0006693065.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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