(57)【要約】【課題】１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材を対象とし、それの回転回数を反映した絶対回転角を、それの回転回数を反映しない相対回転角を用いて検出することを可能にする。【解決手段】回転部材６２の絶対回転角を検出する装置を、回転部材６２と共に回転する第１の回転体（リテーナＡ）と、回転部材６２と共に回転する第２の回転体（リテーナＢ）とを含むものとする。第２の回転体は、回転部材６２の回転につれて、第１の回転体との間に、前記絶対回転角と共に変化する位相差を伴って回転させられる。それら第１の回転体の相対角と第２の回転体の相対角との差が位相差として利用されて回転部材６２の絶対回転角が検出される。【選択図】  図１１
2004325182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材の回転角をそれの回転回数を反映した絶対回転角として検出する装置であって、
前記回転部材と共に回転する第１の回転体であって、前記回転部材の予定回転領域の全体をカバーするために１回転を超えて回転させられるものと、
前記回転部材と共に回転する第２の回転体であって、前記予定回転領域の全体をカバーするために１回転を超えて回転させられるとともに、前記回転部材の回転につれて、前記第１の回転体との間に、前記絶対回転角と共に変化する位相差を伴って回転させられるものと
を含み、かつ、その位相差を利用して前記絶対回転角を検出する絶対回転角検出装置。
【請求項２】
前記位相差が、前記予定回転領域の全体において、前記回転部材の絶対回転角が単調に変化するのに対して単調に変化する請求項１に記載の絶対回転角検出装置。
【請求項３】
さらに、前記第１および第２の回転体の２個の回転角に基づいて前記位相差を演算するとともに、その演算された位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する演算手段を含む請求項１または２に記載の絶対回転角検出装置。
【請求項４】
さらに、
前記第１の回転体の回転角を、それの回転回数を反映しない第１の相対角として検出する第１の相対角センサと、
前記第２の回転体の回転角を、それの回転回数を反映しない第２の相対角として検出する第２の相対角センサと、
それら検出された第１および第２の相対角に基づいて前記位相差を演算するとともに、その演算された位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する演算手段と
を含む請求項１に記載の絶対回転角検出装置。
【請求項５】
さらに、
前記第１および第２の回転体を用いることなく、前記絶対回転角を検出する絶対角センサを含み、かつ、
前記演算手段が、その絶対角センサが異常である場合に、前記位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する手段を含む請求項４に記載の絶対回転角検出装置。
【請求項６】
前記演算手段が、前記絶対角センサおよび前記２個の相対角センサをそれらの出力信号に関して相互に監視することにより、前記絶対角センサが異常であるか否かを判定する異常判定手段を含む請求項５に記載の絶対回転角検出装置。
【請求項７】
転舵可能な車輪を備えた車両に搭載された操舵装置であって、前記車輪を転舵させるために前記回転部材が使用されるものと共に使用される請求項１ないし６のいずれかに記載の絶対回転角検出装置。
【請求項８】
前記操舵装置が、それが正常である限り、前記車両の運転者によって回転操作されるステアリングホイールと前記車輪とが機械的に互いに絶縁される状態で、そのステアリングホイールの操舵状態量を検出してそれに基づいてアクチュエータを制御して前記車輪の転舵量を制御するステア・バイ・ワイヤ方式である請求項７に記載の絶対回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材の回転角をそれの回転回数を反映した絶対回転角として検出する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転部材の回転角を検出することが必要である場合がある。この場合、その回転部材がそれの使用状態において１回転を超えないで回転させられることが予定されているときには、その回転部材の回転角を比較的容易に検出できる。その回転部材の回転角を０度から３６０度までの範囲内の値に関連付ければ足りるからである。
【０００３】
これに対し、１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材を含むように構成される装置が存在する。この種の装置の一例は、転舵可能な車輪を備えた車両に搭載され、その車輪の転舵量（例えば、転舵角、その車輪の転舵と共に直線的に変位する部材（例えば、ステアリングバー）の直線変位量等）をモータを用いて電気的に制御する操舵装置である。
【０００４】
この操舵装置は、一般に、モータによって回転させられる回転部材の回転運動を運動変換装置によって直線運動に変換して車輪に伝達することによってその車輪を転舵するように構成される。ここに、直線運動を行う部材の一例はステアリングバーであり、回転部材の一例はロータであり、運動変換機構の一例はおねじとめねじとが螺合されたねじ機構（例えば、ボールねじ）である。それらおねじとめねじとの一方はステアリングバー、他方はロータにそれぞれ連結される。さらに、この操舵装置においては、車輪の転舵可能領域全体をカバーするために回転部材が１回転を超えて回転させられる。
【０００５】
いずれにしても、１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材の回転角としては、それの回転回数を反映しない相対角、すなわち、変動する基準回転角からの隔たりとして、０度から３６０度までの１回転領域内で定義される角度と、それの回転回数を反映する絶対角、すなわち、固定された基準回転角からの隔たりとして、０度から、３６０度より大きい角度までの回転領域内で定義される角度とが存在する。
【０００６】
相対角を検出すれば足りる場合には、前述の、１回転を超えないで回転させられることが予定された回転部材の回転角を検出する場合と同様に、回転部材の回転角を比較的容易に検出できる。しかし、絶対角を検出しなければならない場合には、回転部材の回転回数を考慮しなければならないため、特別の工夫が必要となる。
【０００７】
車両用操舵装置においてステアリングホイールの操舵角を絶対角として検出する技術が既に存在する（特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３８３号公報
この特許文献１に記載された車両用操舵装置においては、ステアリングホイールの絶対操舵角と車輪の転舵量との間の伝達比が駆動手段によって変化させられるとともに、その駆動手段であるアクチュエータの作動角を絶対作動角として検出する絶対角センサが設けられる。この操舵装置においては、その絶対角センサを用いることにより、ステアリングホイールの絶対操舵角が検出される。
【０００９】
このように、この従来の操舵装置においては、ステアリングホイールの絶対操舵角を検出するために、その絶対操舵角を直接に検出する絶対角センサは不要であるものの、その絶対操舵角に関連する別の物理量としての絶対角を直接に検出する絶対角センサが不可欠である。
【００１０】
また、この従来の操舵装置においては、それに搭載された絶対角センサが、１回転を超えることなく回転させられる回転部材を検出対象として、それの回転角を検出するセンサにすぎなかった。
【００１１】
このような事情を背景として、本発明は、１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材を対象とし、それの回転回数を反映した絶対回転角を、それの回転回数を反映しない相対回転角を用いて検出することを可能にすることを課題としてなされたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
（１）  １回転を超えて回転させられることが予定された回転部材の回転角をそれの回転回数を反映した絶対回転角として検出する装置であって、
前記回転部材と共に回転する第１の回転体であって、前記回転部材の予定回転領域の全体をカバーするために１回転を超えて回転させられるものと、
前記回転部材と共に回転する第２の回転体であって、前記予定回転領域の全体をカバーするために１回転を超えて回転させられるとともに、前記回転部材の回転につれて、前記第１の回転体との間に、前記絶対回転角と共に変化する位相差を伴って回転させられるものと
を含み、かつ、その位相差を利用して前記絶対回転角を検出する絶対回転角検出装置。
【００１３】
この装置においては、１回転を超えて回転させられることが予定された回転部材の絶対回転角が、第１および第２の回転体間の位相差であってその絶対回転角と共に変化するものを利用して検出される。ここに、その位相差を考慮するためには、第１および第２の回転体についてそれらの絶対回転角を検出することは不要であり、相対回転角を検出すれば足りる。
【００１４】
さらに、その位相差は、その絶対値が３６０度を超えないように定義されるため、この位相差を回転部材の予定回転領域の全体に関連付けることは、その回転部材を、１回転を超えることなく回転する部材に置換してそれの角度を検出することを意味する。
【００１５】
したがって、この装置によれば、第１および第２の回転体のそれぞれの相対回転角に基づいて上記回転部材の絶対回転角を検出することが可能となる。
【００１６】
本項および下記の各項において「回転部材」は、単一の部材により構成された単一の回転部材を意味する場合や、既知の角速度比のもとに互いに連携させられるように互いに独立した複数の回転部材を意味する場合がある。
【００１７】
また、「第１の回転体」は、「回転部材」と一体的に構成したり、別体として構成することが可能である。一体的に構成する場合には、普通、「第１の回転体」は「回転部材」と等速で回転させられる。これに対し、別体として構成する場合には、「第１の回転体」が「回転部材」と同軸に回転するようにしたり、非同軸に回転するようにすることが可能である。このような解釈は「第２の回転体」についても同様である。
【００１８】
また、「位相差を利用して絶対回転角を検出する」態様としては、例えば、位相差を機械的に利用して絶対回転角を検出する態様や、位相差を電気的に検出して絶対回転角を検出する態様がある。
（２）  前記位相差が、前記予定回転領域の全体において、前記回転部材の絶対回転角が単調に変化するのに対して単調に変化する（１）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００１９】
この装置によれば、予定回転領域の全体において、位相差と回転部材の絶対回転角とが１対１に互いに関連付けられる。したがって、この装置によれば、予定回転領域の全体において絶対回転角を正確に検出することが可能となる。
（３）  さらに、前記第１および第２の回転体の２個の回転角に基づいて前記位相差を演算するとともに、その演算された位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する演算手段を含む（１）または（２）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００２０】
この装置によれば、位相差が電気的に検出されて絶対回転角が検出される。
（４）  さらに、
静止部材と、
前記回転部材をその静止部材に対して回転可能に支持する第１および第２の支持機構と
を含み、かつ、
各支持機構が、
（ａ）前記回転部材と共に回転する内輪と、
（ｂ）その内輪の外側において前記静止部材に回転不能に固定された外輪と、
（ｃ）それら内輪と外輪との間において、それらの相対回転によってそれらに対して転動させられる複数個の転動体と、
（ｄ）それら複数個の転動体を自転可能に保持するとともにそれら複数個の転動体の公転と共に回転するリテーナと
を含み、かつ、前記第１および第２の支持機構における各リテーナがそれぞれ、前記第１および第２の回転体として機能する（１）ないし（３）項のいずれかに記載の絶対回転角検出装置。
【００２１】
この装置においては、回転部材と共に回転する内輪と回転不能な外輪とが複数個の転動体を介して互いに接触させられるとともに、それら複数個の転動体がリテーナより自転可能に保持される。そのリテーナは、それら複数個の転動体の公転と共に回転させられる。
【００２２】
この機構においては、そのリテーナの回転速度が、内輪の回転速度すなわち回転部材の回転速度より遅くなるというように、それらリテーナと内輪との間において減速効果が発揮される。
【００２３】
ところで、この減速効果により、回転部材の予定回転領域の全体をリテーナの１回転を超えない回転でカバーできる場合には、そのリテーナの回転角から回転部材の絶対回転角を検出することが可能となり、上述の支持機構を２個設けることが不要となる。
【００２４】
これに対し、その減速効果が発揮されても、回転部材の予定回転領域の全体をカバーするためにリテーナの１回転を超える回転が必要である場合には、本項に係る装置に従って支持機構を２個設ければ、回転部材の絶対回転角を検出することが可能となる。
（５）  前記第１および第２の支持機構がそれぞれ、前記外輪および内輪を共有する（４）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００２５】
この装置によれば、各支持機構ごとに内輪および外輪を設ける場合に比較し、部品点数の削減が容易となる。
（６）  さらに、前記内輪および外輪の少なくとも一方に対する前記複数個の転動体のスリップを制限するスリップ制限機構を含む（４）または（５）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００２６】
この装置によれば、内輪および外輪の少なくとも一方に対する複数個の転動体のスリップが制限されるため、回転部材の絶対回転角とリテーナの回転角との間の関係が安定させられ、それにより、絶対回転角の検出精度が向上する。
（７）  前記第１および第２の支持機構がそれぞれ、前記回転部材からの負荷を受けつつその回転部材を回転可能に支持するベアリングとして機能する（４）ないし（６）項のいずれかに記載の絶対回転角検出装置。
【００２７】
この装置によれば、同じ機構が、回転部材の絶対回転角に応じた位相差を発生させるという用途と、ベアリングという用途との双方に利用される。したがって、この装置によれば、それら２つの用途を別個の機構により実現する場合に比較し、当該絶対回転角検出装置およびそれが搭載された装置の全体につき、部品点数の削減および装置サイズの小形化が容易となる。
（８）  さらに、
サンギヤと、それとかみ合う複数個のプラネタリギヤと、それら複数個のプラネタリギヤの自転軸を保持するとともに前記サンギヤと同軸に回転させられるリテーナとを有する第１および第２のプラネタリギヤ装置を含み、かつ、各サンギヤは、前記回転部材と同軸に一緒に回転させられ、各リテーナはそれぞれ、前記第１および第２の回転体として機能する（１）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００２８】
この装置によれば、第１および第２の回転体のそれぞれの回転を実現するために、それぞれのプラネタリギヤ装置の減速効果が利用される。
【００２９】
本項において「サンギヤ」と「プラネタリギヤ」とはそれぞれ、できる限りスリップしないで互いにかみ合って回転するようにするため、複数の歯が円周に沿って並んだギヤとして構成することが可能であるが、例えば、スリップ率が低い材料で構成されたローラとして構成することが可能である。
（９）  さらに、
前記第１の回転体の回転角を、それの回転回数を反映しない第１の相対角として検出する第１の相対角センサと、
前記第２の回転体の回転角を、それの回転回数を反映しない第２の相対角として検出する第２の相対角センサと、
それら検出された第１および第２の相対角に基づいて前記位相差を演算するとともに、その演算された位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する演算手段と
を含む（１）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００３０】
この装置によれば、回転部材に関連する２個の相対角センサを用いることにより、その回転部材の絶対回転角を直接に検出する絶対角センサなしでも、その絶対回転角を検出することが可能となる。
（１０）  さらに、
前記第１および第２の回転体を用いることなく、前記絶対回転角を検出する絶対角センサを含み、かつ、
前記演算手段が、その絶対角センサが異常である場合に、前記位相差に基づいて前記絶対回転角を演算する手段を含む（９）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００３１】
この装置においては、２個の相対角センサに加えて絶対角センサを有する場合に、その絶対角センサが異常となると、それら２個の相対角センサを用いて絶対回転角が検出される。
【００３２】
したがって、この装置によれば、絶対角センサが異常となった場合のバックアップとして２個の相対角センサを利用できるため、フォールト・トレランスが向上する。
（１１）  前記演算手段が、前記絶対角センサおよび前記２個の相対角センサをそれらの出力信号に関して相互に監視することにより、前記絶対角センサが異常であるか否かを判定する異常判定手段を含む（１０）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００３３】
この装置によれば、複数個のセンサが相互に監視されてそれらセンサの異常の有無が判定されるため、各センサごとに個別にそれが異常であるか否かを判定する手法では発見できない異常を検出することが可能となる。
【００３４】
さらに、この装置における相互監視によるセンサの故障診断と、上述の個別監視によるセンサの故障診断とを組み合わせれば、各センサの異常をできる限り漏れなく検出することが容易となる。
【００３５】
ところで、３個以上のセンサが同時に故障することは実際上極めてまれであり、通常は１個のセンサのみが故障する。この事実を前提にして、それら３個以上のセンサから２個ずつ取り出した複数の組合せを監視し、具体的には、各組合せに属する２個のセンサがそれらの出力信号に関して互いに整合しているか否かを判定することとすれば、異常であるセンサを特定することができる。
【００３６】
よって、前記絶対角センサおよび２個の相対角センサのうち絶対角センサのみが故障した場合には、絶対角センサを異常なセンサとして特定することが可能となる。
（１２）  転舵可能な車輪を備えた車両に搭載された操舵装置であって、前記車輪を転舵させるために前記回転部材が使用されるものと共に使用される（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の絶対回転角検出装置。
【００３７】
この装置によれば、車両用の操舵装置において、絶対角センサを利用しなくても、回転部材の絶対回転角を検出することが可能となる。
（１３）  前記操舵装置が、それが正常である限り、前記車両の運転者によって回転操作されるステアリングホイールと前記車輪とが機械的に互いに絶縁される状態で、そのステアリングホイールの操舵状態量を検出してそれに基づいてアクチュエータを制御して前記車輪の転舵量を制御するステア・バイ・ワイヤ方式である（１２）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００３８】
この装置によれば、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵装置において、絶対角センサを利用しなくても、回転部材の絶対回転角を検出することが可能となる。
（１４）  前記車両が、それの運転者によって回転操作されるステアリングホイールを含み、かつ、前記回転部材が、そのステアリングホイールと共に回転させられる操作軸を含み、かつ、前記絶対回転角が、その操作軸の回転角である操舵角を含む（１２）または（１３）項に記載の絶対回転角検出装置。
【００３９】
この装置によれば、絶対角センサを利用しなくても、操舵角を絶対角として検出することが可能となる。
（１５）  前記回転部材が、前記車輪を転舵させるために回転させられる駆動軸を含み、前記操舵装置が、その駆動軸を回転させるモータと、前記車輪の転舵と共に直線運動させられる直線運動部材と、前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換して前記直線運動部材に伝達する運動変換機構とを含み、かつ、前記絶対回転角が、前記駆動軸の回転角であって前記車輪の転舵量に関連するものを含む（１２）ないし（１４）項のいずれかに記載の絶対回転角検出装置。
【００４０】
この装置によれば、絶対角センサを利用しなくても、車輪の転舵量に関連する回転角を絶対角として検出することが可能となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図１および図２には、本発明の第１実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置が断面図で系統的に表されている。この操舵装置は、左右の前輪１０，１０と左右の後輪（図示しない）とを備えた車両において、転舵車輪である左右の前輪１０，１０をステア・バイ・ワイヤ方式によって電気的に転舵させる。
【００４３】
図１に示すように、この車両は、左右の前輪１０，１０を転舵させるために運転者によって回転操作されるステアリングホイール１４を備えている。一方、操舵装置は、図１に示す操作制御部２０と、図２に示す転舵制御部２２とを含むように構成されている。
【００４４】
操作制御部２０は、図１に示すように、ステアリングホイール１４に同軸に接続されたステアリング軸（これが前記操作軸の一例である。）３０を有している。一方、転舵制御部２２は、図２に示すように、車両において左右方向に延びてそれの長さ方向に移動させられるラックバー（これが前記ステアリングバーの一例である。）３２を有しており、このラックバー３２によって左右の前輪を転舵させる。
【００４５】
この操舵装置においては、それが正常である限り、ステアリングホイール１４と転舵制御部２２とが機械的に互いに絶縁される。そのため、従来からのマニュアル方式の操舵装置と同等の操作フィーリングを再現すべく、操作制御部２０が、ステアリングホイール１４に操舵反力を擬似的に付与する。
【００４６】
具体的には、操作制御部２０においては、図１に示すように、第１および第２のステアリング軸モータ（以下、単に「モータＥおよびＦ」という。）と、それらの回転力をステアリング軸３０に伝達する伝達機構４０とが設けられている。各モータＥ，Ｆは、図示しないが、ロータとステータとを含むように構成される。この構成は、下記の他のモータについても共通する。
【００４７】
伝達機構４０は、各モータＥ，Ｆの回転速度を減速させてステアリング軸３０に伝達する。この伝達機構４０は、本実施形態においては、ステアリング軸３０と共に回転するフェースギヤ４２に２個のピニオン４４，４４がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。各ピニオン４４，４４は、モータＥおよびＦのうち対応するものに同軸に連結されている。
【００４８】
なお付言すれば、同じステアリング軸３０に関してステアリング軸モータが２個用いられているのは、この操舵装置の各構成要素の冗長性を高めてフォールト・トレランスを向上させるためである。この種の冗長設計は、本実施形態において他の箇所にも見られる。
【００４９】
これに対し、転舵制御部２２においては、図２に示すように、ハウジング５０内において、ラックバー３２に形成されたラック５２にピニオン５４がかみ合わされている。すなわち、この操舵装置は、ラック・アンド・ピニオン方式を採用しているのである。ピニオン５４から延びるピニオン軸５６はラックバー３２に対して交差している。
【００５０】
ラックバー３２に直線運動を付与するために、転舵制御部２２は、第１および第２のラック軸モータ（以下、単に「モータＡおよびＢ」という。）と、それらの回転運動をラックバー３２の直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ６０とを備えている。
【００５１】
ボールねじ６０は、めねじ６２とおねじ６４とが螺合されて構成されている。
【００５２】
めねじ６２は、回転可能かつ軸方向移動不能に支持される。このめねじ６２は、図示しない複数個のベアリングを介してハウジング５０に支持されている。このめねじ６２は、モータＡおよびＢに共通のロータ（これが前記駆動軸の一例である。）として機能し、その結果、このめねじ６２はそれらモータＡおよびＢによって回転させられる。
【００５３】
これに対し、おねじ６４は、回転不能かつ軸方向移動可能に支持される。このおねじ６４は、めねじ６２の回転に伴って直線変位させられ、これにより、ラックバー３２をそれの長さ方向に変位させる。このおねじ６４をラック軸とも称する。
【００５４】
転舵制御部２２においては、さらに、図２に示すように、ピニオン軸５６にピニオン軸モータ（以下、単に「モータＣ」という。）の回転力が付与されるようになっている。本実施形態においては、モータＣの回転力が、減速機能を有する伝達機構７０を介してピニオン軸５６に伝達されるようになっている。伝達機構７０は、本実施形態においては、ピニオン軸５６と共に回転するフェースギヤ７２にピニオン７４がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。そのピニオン７４は、モータＣに同軸に連結されている。
【００５５】
さらに、この操舵装置は、転舵制御部２２の電気系統が万一故障した場合には、運転者がステアリングホイール１４を操作することによって左右の前輪１０，１０を機械的に転舵させるために、バックアップ制御部８０を備えている。
【００５６】
バックアップ制御部８０は、図１に示すように、ステアリング軸３０に係合したプーリ８２と、図２に示すように、ピニオン軸５６に係合したプーリ８４とを備えている。本実施形態においては、いずれのプーリ８２，８４も、ステアリング軸３０とピニオン軸５６とのうち対応するものに同軸に固定されている。それら２個のプーリ８２，８４にはワイヤが巻き掛けられている。
【００５７】
ただし、ステアリング軸３０とピニオン軸５６との間、具体的には、上記ワイヤの途中に図示しないクラッチが設けられており、このクラッチにより、常には、それら２者が機械的に互いに絶縁されているが、操舵装置の異常時には、それら２者が機械的に互いに連携させられる。
【００５８】
図１に示すように、操作制御部２０においては、モータＥおよびＦにそれぞれ、各モータにおけるロータ（図示しない）の回転角すなわちピニオン４４の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＥおよびＦ」という。）が設けられている。操作制御部２０は、さらに、ステアリングホイール１４に関連し、それの回転角である操舵角を絶対角として検出する絶対角センサ（以下、単に「センサＧ」という。）を備えている。
【００５９】
図２に示すように、転舵制御部２２においては、モータＡおよびＢにそれぞれ、それらに共通のロータ６２の回転角すなわちめねじ６２の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＡおよびＢ」という。）が設けられている。さらに、モータＣには、それのロータ（図示しない）の回転角、すなわち、ピニオン７４の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＣ」という。）が設けられている。
【００６０】
以上説明したセンサＡ，Ｂ，Ｃ，ＥおよびＦはいずれも、相対角を検出すべきモータＡ，Ｂ，Ｃ，ＥおよびＦにおける各ロータと等速で回転させられる回転体を備えている。例えば、モータＡにおける回転体は、図１１に示す後述のリテーナＡであり、モータＢにおける回転体は、同図に示す後述のリテーナＢである。
【００６１】
さらに、転舵制御部２２においては、ピニオン軸５６に関連し、それの回転角を絶対角として検出する絶対角センサ（以下、単に「センサＤ」という。）が設けられている。このセンサＤは、ピニオン軸５６の絶対回転角を利用して最終的に車輪の転舵量を検出するために利用される。
【００６２】
以上説明した相対角センサＡ，Ｂ，Ｃ，ＥおよびＦはいずれも、図示しないが、対応するモータにおけるロータと共に回転する回転体（例えば、レゾルバ・ロータ）と固定体（例えば、レゾルバ・ステータ）とを含むように構成される。
【００６３】
図３に示すように、この操舵装置においては、上述の複数のセンサと複数のモータとがそれぞれ電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）」という。）９０に接続されている。このＥＣＵ９０は、コンピュータ９２を主体として構成されている。コンピュータ９２は、よく知られているように、ＣＰＵ９４とＲＯＭ９６とＲＡＭ９８とがバス１００によって相互に接続されて構成されている。
【００６４】
図４に示すように、ＲＯＭ９６には、基本制御プログラム、第１および第２センサ異常判定プログラム、代替制御プログラム、転舵量検出プログラムならびに操舵角検出プログラムを始めとした各種プログラムが予め記憶されている。
【００６５】
基本制御プログラムは、ステア・バイ・ワイヤ方式で左右の前輪１０，１０を転舵させるためにＣＰＵ９４により実行される。この基本制御プログラムは、基本的には、操舵角の検出値に基づいて前述の複数個のモータのうち該当するものを制御するためにＣＰＵ９４により実行される。
【００６６】
この基本制御プログラムにおいては、さらに、各センサごとに個別に故障診断が行われ、その結果次第で、ステア・バイ・ワイヤ方式での転舵制御を中止してマニュアル方式での転舵を行うために、前記クラッチを切り換えるための指令が発令される。
【００６７】
これに対し、前記第１および第２センサ異常判定プログラムは、前述の複数個のセンサを相互に監視することにより、センサ異常の発見および異常センサの特定を行うためにＣＰＵ９４により実行される。具体的には、各センサ異常判定プログラムにおいては、前述の複数個のセンサから２個ずつ取り出した複数の組合せに関し、各組合せに属する２個のセンサが相互に、それらの出力信号が互いに整合するか否かという観点から監視される。
【００６８】
図５には、第１センサ異常判定プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この第１センサ異常判定プログラムは、センサＡないしＤに関して繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、センサＡないしＤからそれぞれ信号が取り込まれる。次に、Ｓ２において、その取り込まれた各信号に基づき、各回転角が演算される。
【００６９】
具体的には、各センサが相対角センサである場合には、相対角が、特定の時期における絶対回転角からの隔たりとして演算される。これに対し、絶対角センサである場合には、互いに隔たった２つの時期における２個の絶対回転角の差が演算される。ただし、それら複数個のセンサ間においては、着目される隔たりが時期的にも長さ的にも共通する。
【００７０】
続いて、Ｓ３において、複数個のセンサから２個ずつ取り出した複数の組合せに関し、各組合せに属する２個のセンサが相互に、上記演算値同士が互いに整合するか否かという観点から監視される。
【００７１】
具体的には、図６に表で表すように、センサＡとＢ、センサＡとＣ、センサＡとＤ、センサＢとＣ、センサＢとＤ、およびセンサＣとＤという６組の組合せのそれぞれにつき、上記演算値同士が互いに比較される。この表から明らかなように、本実施形態においては、それらセンサＡないしＤのうち、同じ時期に異常となるセンサの数は１個であると仮定されている。
【００７２】
各組合せに属する２個のセンサがいずれも正常である場合に、それら２個のセンサに対応する２個の演算値が互いに一致するとは限らない。それら２個のセンサにおける２個の前記回転体が減速機構を介して互いに連携させられる場合があるからである。この場合には、その減速機構の減速比を考慮して、上記２個の演算値が互いに整合するか否かが判定されることとなる。例えば、センサＡとＣは、図２から明らかなように、ボールねじ６０の減速比、ラック５２およびピニオン５４の減速比および伝達機構７０の減速比を総合した総合減速比を考慮して相互に監視されることとなる。
【００７３】
その後、図５のＳ４において、その相互監視の結果に基づき、センサＡないしＤがすべて正常であるか否かが判定される。具体的には、図６に示すように、６組の組合せすべてについて、前記演算値同士が互いに整合しているか否かが判定される。今回は、センサＡないしＤがすべて正常であると仮定すれば、図５のＳ４の判定がＹＥＳとなり、直ちにこの第１センサ異常判定プログラムの一回の実行が終了する。
【００７４】
これに対し、今回は、センサＡないしＤがすべて正常であるわけではないと仮定すれば、Ｓ４の判定がＮＯとなり、Ｓ５において、それらセンサＡないしＤのうち少なくとも１個は異常であると判定される。
【００７５】
続いて、Ｓ６において、それらセンサＡないしＤのうち異常であるセンサが特定される。具体的には、図６に表で表すように、前述の６組の組合せのうち、センサＡが属する３組の組合せについてのみ前記演算値同士が互いに整合しない場合には、センサＡが異常であると判定される。このことは、センサＢないしＤについても同様である。
【００７６】
以上で、この第１センサ異常判定プログラムの一回の実行が終了する。
【００７７】
図７には、前記第２センサ異常判定プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この第２センサ異常判定プログラムは、センサＦないしＧに関して繰返し実行される。この第２センサ異常判定プログラムの内容は、前述の第１センサ異常判定プログラムと基本的に共通するため、簡単に説明する。
【００７８】
この第２センサ異常判定プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ３１において、センサＥないしＧからそれぞれ信号が取り込まれる。次に、Ｓ３２において、その取り込まれた各信号に基づき、前記Ｓ２と同様にして、各回転角が演算される。
【００７９】
続いて、Ｓ３３において、前記Ｓ３と同様にして、前述の複数個のセンサから２個ずつ取り出した複数の組合せに関し、各組合せに属する２個のセンサが相互に、上記演算値同士が互いに整合するか否かという観点から監視される。
【００８０】
具体的には、図８に表で表すように、センサＥとＦ、センサＥとＧ、およびセンサＦとＧという３組の組合せのそれぞれにつき、上記演算値同士が互いに比較される。この表から明らかなように、本実施形態においては、それらセンサＥないしＧのうち、同じ時期に異常となるセンサの数は１個であると仮定されている。
【００８１】
その後、図７のＳ３４において、その相互監視の結果に基づき、センサＥないしＧがすべて正常であるか否かが判定される。具体的には、図８に示すように、３組の組合せすべてについて、上記演算値同士が整合しているか否かが判定される。今回は、センサＥないしＧがすべて正常であると仮定すれば、図７のＳ３４の判定がＹＥＳとなり、直ちにこの第２センサ異常判定プログラムの一回の実行が終了する。
【００８２】
これに対し、今回は、センサＥないしＧがすべて正常であるわけではないと仮定すれば、Ｓ３４の判定がＮＯとなり、Ｓ３５において、それらセンサＥないしＧのうち少なくとも１個は異常であると判定される。
【００８３】
続いて、Ｓ３６において、それらセンサＥないしＧのうち異常であるセンサが特定される。具体的には、図８に表で表すように、前述の３組の組合せのうち、センサＥが属する２組の組合せについてのみ前記演算値同士が互いに整合しない場合には、センサＥが異常であると判定される。このことは、センサＦおよびＧについても同様である。
【００８４】
以上で、この第２センサ異常判定プログラムの一回の実行が終了する。
【００８５】
図９には、前記代替制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この代替制御プログラムは繰返し実行される。
【００８６】
各回の実行時には、まず、Ｓ５１において、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＡが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、そうであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５２において、図６に表で表すように、モータＡおよびＢのうち正常であるもの（ラック軸モータ）を制御するために用いるセンサをセンサＡからセンサＢに変更する指令が発令される。以上で、直ちにこの代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００８７】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＡが異常であると判定されなかった場合には、Ｓ５１の判定がＮＯとなり、Ｓ５３に移行する。
【００８８】
このＳ５３においては、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＢが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、そうであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５４において、図６に表で表すように、モータＡおよびＢのうち正常であるもの（ラック軸モータ）を制御するために用いるセンサをセンサＢからセンサＡに変更する指令が発令される。以上で、直ちにこの代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００８９】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＢが異常であると判定されなかった場合には、Ｓ５３の判定がＮＯとなり、Ｓ５５に移行する。
【００９０】
このＳ５５においては、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＣが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、そうであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５６において、図６に表で表すように、モータＣ（ピニオン軸モータ）を、センサＣを用いて制御する制御方式からセンサＣを用いないで制御する制御方式に変更する指令が発令される。以上で、直ちにこの代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００９１】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＣが異常であると判定されなかった場合には、Ｓ５５の判定がＮＯとなり、Ｓ５７に移行する。
【００９２】
このＳ５７においては、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＥが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、そうであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５８において、図８に表で表すように、モータＥおよびＦのうち正常であるもの（ピニオン軸モータ）を制御するために用いるセンサをセンサＥからセンサＦに変更する指令が発令される。以上で、直ちにこの代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００９３】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＥが異常であると判定されなかった場合には、Ｓ５７の判定がＮＯとなり、Ｓ５９に移行する。
【００９４】
このＳ５９においては、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＦが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、そうであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０において、図８に表で表すように、モータＥおよびＦのうち正常であるもの（ピニオン軸モータ）を制御するために用いるセンサをセンサＦからセンサＥに変更する指令が発令される。以上で、直ちにこの代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００９５】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＦが異常であると判定されなかった場合には、Ｓ５９の判定がＮＯとなり、以上で、この代替制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００９６】
図１０には、前記転舵量検出プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この転舵量検出プログラムは繰返し実行される。
【００９７】
この転舵量検出プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ１０１において、前記第１センサ異常判定手段の実行によって絶対角センサであるセンサＤが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、センサＤが異常であるとは判定されなかったと仮定すれば、Ｓ１０１の判定がＮＯとなり、Ｓ１０２において、そのセンサＤを用いることにより、ピニオン軸５６の絶対回転角θＡＢＳが直接に検出される。続いて、Ｓ１０３において、その検出された絶対回転角θＡＢＳを用いて、左右の前輪の転舵量ＳＴが計算される。ここに、転舵量ＳＴは、ラックバー３２の移動位置または直線変位量を意味するように定義したり、各前輪１０の転舵角またはタイヤの向きを意味するように定義することが可能である。
【００９８】
以上で、この転舵量検出プログラムの一回の実行が終了する。
【００９９】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＤが異常であると判定された場合には、Ｓ１０１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０４以下のステップが実行されることにより、センサＡおよびＢの双方を用いて転舵量ＳＴが検出される。
【０１００】
ここで、センサＡおよびＢの双方を用いて転舵量ＳＴ検出する原理を説明する。
【０１０１】
ラックバー３２の予定移動領域（エンド・ツー・エンド）すなわち車輪の予定転舵領域の全体をカバーするために、モータＡおよびＢに共通のロータ６２は、１回転を超えて回転させられることが予定されている。すなわち、本実施形態においては、ロータ６２が前記（１）項における「回転部材」の一例なのである。
【０１０２】
そのようなロータ６２に関し、本実施形態においては、共に相対角センサであるセンサＡおよびＢが設けられている。それらセンサＡおよびＢは、ロータ６２と共に回転する第１および第２の回転体（後述のリテーナＡおよびＢ）を備えている。それら第１および第２の回転体は、ロータ６２と同軸に回転するが、ロータ６２より遅い速度で回転させられる。さらに、それら第１および第２の回転体の間には位相差が存在する。
【０１０３】
この位相差は、ラックバー３２が予定移動領域の一端から他端まで移動するにつれて単調に変化する。その結果、ラックバー３２の移動が、それの予定移動領域の全体につき、３６０度を超えない範囲内での回転、すなわち、１回転を超えない回転にみかけ上置換される。
【０１０４】
したがって、本実施形態においては、位相差を有する２個の相対角センサＡおよびＢを利用することにより、絶対角センサＤを利用しなくても、ロータ６２の絶対回転角を用いて車輪の転舵量ＳＴが検出される。
【０１０５】
ここで、それらセンサＡおよびＢの構造の一例を図１１を参照することにより、概念的に説明する。ただし、同図においては、説明の便宜上、モータＡおよびＢに共通のロータ６２が中実断面を有するものとして示されている。
【０１０６】
それらセンサＡおよびＢの構造は互いに基本的に共通し、異なるのは特定の部品のサイズである。各センサＡ，Ｂは、ロータ６２に同軸に固定されてそれと等速で回転する内輪１２０を備えている。その内輪１２０の外側には外輪１２２が静止部材としてのハウジング５０に回転不能に固定されている。センサＡについては、それら内輪１２０と外輪１２２との間に複数個の転動体としてのボール１２４が介在させられている。一方、センサＢについては、それら内輪１２０と外輪１２２との間に複数個の転動体としてのボール１２６が介在させられている。
【０１０７】
各センサＡ，Ｂは、さらに、それら複数個のボール１２４，１２６を自転可能に保持するとともにそれら複数個のボール１２４，１２６の公転と共に回転する各リテーナＡ，Ｂを備えている。各リテーナＡ，Ｂは、対応する内輪１２０より遅い速度で回転させられる。
【０１０８】
本実施形態においては、リテーナＡ，Ｂの減速比がセンサＡとＢとの間で互いに異ならせられており、その結果、それら２個のリテーナＡおよびＢ間に位相差が存在する。具体的には、本実施形態においては、それらセンサＡおよびＢの間において、複数個のボール１２４が並んだ一円周の直径（ボール中心径）と複数個のボール１２６が並んだ一円周の直径とが互いに共通にされる一方、各ボール１２４の直径が各ボール１２６の直径より小さくなるようにされている。
【０１０９】
すなわち、本実施形態においては、リテーナＡおよびＢがそれぞれ、前記（１）項における「第１および第２の回転体」の一例を構成しているのである。
【０１１０】
各センサＡ，Ｂは、さらに、各リテーナＡ，Ｂにおける被検出部１３０の通過を検出する検出部１３２を備えている。検出部１３２の一例は、被検出部１３０の通過を非接触式で検出する形式の検出部であり、この形式の一例は、被接触部１３０の通過を磁気的に検出するコイルを用いる形式である。
【０１１１】
各センサＡ，Ｂにおいては、各リテーナＡ，Ｂが回転するにつれて検出部１３２の信号レベルが単調に増加するが、信号レベルは周期性を有する。信号レベルの最低値から最高値までの変化を０度から３６０度までの角度変化に置換し、かつ、そのときの角度を電気角と称することとすれば、その電気角と各リテーナＡ，Ｂの回転角すなわち機械角との関係は例えば図１２のグラフで表される。ただし、この例においては、各リテーナＡ，Ｂが１回転する間、検出部１３２が信号を２周期分出力するようになっている。
【０１１２】
図１３には、車輪の予定転舵領域がロータ６２の１５回転分（５４００度）によってカバーされると仮定し、センサＡおよびＢのそれぞれに関し、ロータ６２の絶対回転角すなわち機械角θｍと電気角θｅとの関係の一例が２つのグラフで表されている。同図においては、センサＡについてのグラフが「１２Ｘ」、センサＢについてのグラフが「１３Ｘ」を付されている。同図においては、リテーナＡおよびＢ間の位相差が、２つのグラフのずれとして表されている。
【０１１３】
ただし、図１３においては、説明の便宜上、電気角θｅにつき、本当に必要である０度から３６０度までの領域に加えて、３６０度から７２０度までの領域と、０度から−３６０度までの領域とが設定されている。
【０１１４】
図１３の例においては、センサＡにおける内輪１２０とリテーナＡとの間における減速比が２．５：１とされている。さらに、センサＡは、リテーナＡの１回転中、信号を２周期分出力する。したがって、センサＡは、ロータが１５回回転する間、信号を１２周期分出力する。すなわち、センサＡの出力信号の波数（周期数）ｎＡが１２なのである。
【０１１５】
これに対し、センサＢにおける内輪１２０とリテーナＢとの間における減速比が２．３０８：１とされている。さらに、センサＢも、リテーナＢの１回転中、信号を２周期分出力する。したがって、センサＢは、ロータが１５回回転する間、信号を１３周期分出力する。すなわち、センサＢの出力信号の波数（周期数）ｎＢが１３なのである。
【０１１６】
それらセンサＡおよびＢ間の位相差Δθは基本的には、センサＡの信号すなわち電気角θｅＡとセンサＢの信号すなわち電気角θｅＢとの差で表される。ただし、計算上、それら２個の電気角の一方から他方を引き算することとした場合には、その結果値の符号が必ず正になるとは限らず、負となる場合もある。この場合には、３６０度を加算する。
【０１１７】
図１３には、位相差Δθもグラフで表されているが、この例においては、ロータ６２が１５回回転する間、０度から３６０度まで、周期性を有することなく単調に増加する。したがって、この例においては、共に相対角センサであるセンサＡおよびＢを用いることにより、１５回回転させられるロータ６２の絶対回転角を、０度から３６０度までの電気角θｅに関連付ける。
【０１１８】
センサＡとＢとの間においては、前述のように、リテーナＡおよびＢの減速比が互いに異ならせられているが、採用し得る減速比に制限がないわけではない。ロータ６２の１５回の回転中、その回転に伴う位相差Δθの変化が１周期を超えないように減速比を設定することが必要である。
【０１１９】
例えば、ロータ６２の全回転回数をｔ、センサＡの減速比をＳＡ、センサＡがそれの１回転中に出力する信号の周期数（出力波数）をｎＡ、センサＢの減速比をＳＢ、センサＢがそれの１回転中に出力する信号の周期数（出力波数）をｎＢとし、さらに、（ｔ・ｎＡ・ＳＡ−ｔ・ｎＢ・ＳＢ）の絶対値をＡＢＳ（ｔ・ｎＡ・ＳＡ−ｔ・ｎＢ・ＳＢ）で表記することとすると、
０＜ＡＢＳ（ｔ・ｎＡ・ＳＡ−ｔ・ｎＢ・ＳＢ）＜＝１
なる式で表される条件が成立することが、ロータ６２の１５回の回転中、その回転に伴う位相差Δθの変化が１周期を超えないために成立することが必要である条件の一例である。ただし、ここに、「＜＝１」は、１以下であることを意味する。
【０１２０】
以上説明した原理に従い、図１０におけるＳ１０４ないしＳ１０９のステップが、センサＡおよびＢを用いて転舵量ＳＴを検出するために実行される。
【０１２１】
具体的には、Ｓ１０４において、センサＡの信号に基づき、リテーナＡの相対角θＡすなわち前述の電気角θｅＡが検出される。続いて、Ｓ１０５において、センサＢの信号に基づき、リテーナＢの相対角θＢすなわち前述の電気角θｅＢが検出される。
【０１２２】
なお付言すれば、それらＳ１０４およびＳ１０５においてはそれぞれ、相対角θＡ，θＢが、ロータ６２の絶対角が既知である時期（例えば、ラックバー３２がいずれかの端位置にあるかまたは中立位置に位置する時期）からの相対角として検出される。
【０１２３】
その後、Ｓ１０６において、検出された相対角θＡが、検出された相対角θＢより大きいか否かが判定される。大きい場合には、Ｓ１０６の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０７において、相対角θＡから相対角θＢを差し引くことにより、位相差Δθが取得される。これに対し、検出された相対角θＡが、検出された相対角θＢより大きくはない場合には、Ｓ１０６の判定がＮＯとなり、Ｓ１０８において、相対角θＢから相対角θＡを差し引いた値に３６０度が加算されることにより、位相差Δθが取得される。
【０１２４】
いずれの場合にも、その後、Ｓ１０９において、取得された位相差Δθに基づいて転舵量ＳＴが検出される。転舵量ＳＴは、その取得された位相差Δθと同じ値を有する転舵角として定義したり、ラックバー３２の直線変位量として定義することが可能である。
【０１２５】
以上で、この転舵量検出プログラムの一回の実行が終了する。
【０１２６】
図１４には、前記操舵角検出プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この操舵角検出プログラムは、上記転舵量検出プログラムに準じた検出原理に従い、操舵角Θを検出するために繰返し実行される。
【０１２７】
各回の実行時には、まず、Ｓ１３１において、前記第２センサ異常判定プログラムの実行によって絶対角センサであるセンサＧが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、センサＧが異常であるとは判定されなかったと仮定すれば、Ｓ１３１の判定がＮＯとなり、Ｓ１３２において、そのセンサＧを用いることにより、操舵角Θが直接に検出される。以上で、この操舵角検出プログラムの一回の実行が終了する。
【０１２８】
これに対し、今回は、前記第２センサ異常判定プログラムの実行によって絶対角センサであるセンサＧが異常であると判定されたと仮定すれば、Ｓ１３１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３３以下のステップの実行により、前記Ｓ１０４以下のステップと共通する原理に従い、共に相対角センサであるセンサＥおよびＦを用いて操舵角ΘＡＢＳが絶対角として検出される。
【０１２９】
具体的には、Ｓ１３３において、センサＥの信号に基づき、モータＥの相対角ΘＥが検出される。続いて、Ｓ１３４において、センサＦの信号に基づき、モータＦの相対角ΘＦが検出される。本実施形態においては、ステアリング軸３０が回転する間に、センサＥおよびＦの各回転体がそれらの間において位相差を有するように回転するように設計されている。すなわち、前述の、センサＡおよびＢ間に存在する出力波数に関する関係と同じものがそれらセンサＥおよびＦ間にも存在するようになっているのである。
【０１３０】
その後、Ｓ１３５において、検出された相対角ΘＥが、検出された相対角ΘＦより大きいか否かが判定される。大きい場合には、Ｓ１３５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３６において、相対角ΘＥから相対角ΘＦを差し引くことにより、位相差ΔΘが取得される。これに対し、検出された相対角ΘＥが、検出された相対角ΘＦより大きくはない場合には、Ｓ１３５の判定がＮＯとなり、Ｓ１３７において、相対角ΘＦから相対角ΘＥを差し引いた値に３６０度を加算することにより、位相差ΔΘが取得される。
【０１３１】
いずれの場合にも、その後、Ｓ１３８において、取得された位相差ΔΘに基づいて操舵角ΘＡＢＳが検出される。
【０１３２】
以上で、この操舵角検出プログラムの一回の実行が終了する。
【０１３３】
なお付言すれば、本実施形態においては、ロータ６２からの負荷を受けてそれを回転可能に支持するために、前述のようにベアリングが２個使用されているが、それらベアリングと図１１に示すセンサＡおよびＢとの構造の共通性に着目することにより、各ベアリングに各センサＡ，Ｂの検出機能を果たさせることが可能である。例えば、各ベアリングに、各センサＡ，Ｂの検出部１３２を組み込むとともに、各ベアリングにおけるリテーナに被検出部１３０を設けるのである。
【０１３４】
さらに、図１１に示すセンサＡおよびＢにおいては、内輪１２０の外周溝と外輪１２２の内周溝との間を各ボール１２４，１２６が転動する際、それらの間にスリップが発生することを避け得ないが、スリップが大きいほど、各リテーナＡ，Ｂの減速比の実際値が設計値からずれてしまう。
【０１３５】
そこで、減速比の精度を向上させ、ひいては転舵量ＳＴの検出精度を向上させるために、各ボール１２４，１２６と内輪１２０と外輪１２２との間に予め、各ボール１２４，１２６がそれら内輪１２０と外輪１２２とに押し付けられる向きに負荷を積極的に付与することが望ましい。
【０１３６】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、転舵量検出プログラムに関して第１実施形態と異なるのみで、他の要素については共通するため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０１３７】
第１実施形態においては、センサＤが異常である場合には、センサＡおよびＢを用いて転舵量ＳＴが検出されるようになっているが、本実施形態においては、センサＡ（Ｂでも可）およびＣを用いて転舵量ＳＴが検出されるようになっている。
【０１３８】
本実施形態においては、センサＡにおける回転体は、ロータ６２と共に回転するため、センサＡは、ロータ６２の相対角θＲを検出するセンサである。これに対し、センサＣにおける回転体は、ピニオン７４と共に回転し、そのピニオン７４はピニオン軸５６と共に回転するから、センサＣは、結局、ピニオン軸５６の相対角θＰを検出するセンサであるといえる。ロータ６２はラックバー３２との間に一定の速度比を有しており、一方、ピニオン軸５６もラックバー３２との間に一定の速度比を有している。したがって、それらロータ６２とピニオン軸５６との間に一定の速度比が存在している。この事実に着目すれば、ロータ６２とピニオン軸５６というように互いに独立した複数の回転部材に跨ってセンサＡおよびＣが存在するにもかかわらず、それらセンサＡおよびＣを用いて転舵量ＳＴを間接に検出することができる。
【０１３９】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、それらセンサＡおよびＣが、ロータ６２が１５回回転する間に各センサが出力する信号の波数に関し、前述の条件を満たすように設計されている。
【０１４０】
図１５には、本実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置におけるＥＣＵ９０のコンピュータ９２により実行される転舵量検出プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０１４１】
この転舵量検出プログラムは繰返し実行される。各回の実行時には、まず、Ｓ２０１において、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によって絶対角センサであるセンサＤが異常であると判定されたか否かが判定される。今回は、センサＤが異常であるとは判定されなかったと仮定すれば、Ｓ２０１の判定がＮＯとなり、Ｓ２０２において、そのセンサＤを用いることにより、ピニオン軸５６の絶対回転角θＡＢＳが直接に検出される。続いて、Ｓ２０３において、その検出された絶対回転角θＡＢＳを用いて、左右の前輪１０，１０の転舵量ＳＴが計算される。
【０１４２】
以上で、この転舵量検出プログラムの一回の実行が終了する。
【０１４３】
これに対し、前記第１センサ異常判定プログラムの実行によってセンサＤが異常であると判定された場合には、Ｓ２０１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０４以下のステップが、第１実施形態におけるＳ１０４以下のステップに準じて実行されることにより、センサＡおよびＣの双方を用いて転舵量ＳＴが検出される。
【０１４４】
具体的には、Ｓ２０４において、センサＣの信号に基づき、ピニオン軸５６の相対角θＰ（前述の電気角θｅＡに相当する。）が検出される。続いて、Ｓ２０５において、センサＡの信号に基づき、ロータ６２の相対角θＲ（前述の電気角θｅＢに相当する。）が検出される。
【０１４５】
その後、Ｓ２０６において、検出された相対角θＰが、検出された相対角θＲより大きいか否かが判定される。大きい場合には、Ｓ２０６の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０７において、相対角θＰから相対角θＲを差し引くことにより、位相差Δθが取得される。これに対し、検出された相対角θＰが、検出された相対角θＲより大きくはない場合には、Ｓ２０６の判定がＮＯとなり、Ｓ２０８において、相対角θＲから相対角θＰを差し引いた値に３６０度が加算されることにより、位相差Δθが取得される。
【０１４６】
いずれの場合にも、その後、Ｓ２０９において、取得された位相差Δθに基づいて転舵量ＳＴが検出される。
【０１４７】
以上で、この転舵量検出プログラムの一回の実行が終了する。
【０１４８】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態と転舵制御部２２のハードウエア構成が異なるのみで、他の点については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１４９】
第２実施形態においては、ピニオン軸５６を経て最終的にラックバー３２に力を付与するために、モータＣがピニオン軸５６に伝達機構７０を介して係合させられているが、本実施形態においては、図１６に示すように、ロータ６２を経て最終的にラックバー３２に力を付与するために、モータＣがロータ６２に伝達機構１５０を介して係合させられている。
【０１５０】
その伝達機構１５０は、ロータ６２の回転軸線と交差するクロス軸１５２を備えており、このクロス軸１５２にモータＣが連結されている。そのクロス軸１５２は、本実施形態においては、ロータ６２と斜めに交差させられている。また、伝達機構１５０は、本実施形態においては、食い違い歯車対の一例である傘歯車対により構成されている。傘歯車対は、ロータ６２と一体的に回転する第１傘歯車１５６と、クロス軸１５２と一体的に回転する第２傘歯車１５８とがかみ合って構成されている。
【０１５１】
本実施形態においては、センサＡにおける回転体は、第２実施形態と同様に、ロータ６２と共に回転するため、センサＡは、ロータ６２の相対角θＲを検出するセンサである。これに対し、センサＣにおける回転体は、クロス軸１５２と共に回転するため、センサＣは、クロス軸１５２の相対角θＣを検出するセンサであるといえる。ロータ６２はラックバー３２との間に一定の速度比を有しており、一方、クロス軸１５２もラックバー３２との間に一定の速度比を有している。したがって、それらロータ６２とクロス軸１５２との間に一定の速度比が存在している。この事実に着目すれば、ロータ６２とクロス軸１５２というように互いに独立した複数の回転部材に跨ってセンサＡおよびＣが存在するにもかかわらず、それらセンサＡおよびＣを用いて転舵量ＳＴを間接に検出することができる。
【０１５２】
本実施形態においても、第２実施形態と同様に、それらセンサＡおよびＣが、ロータ６２が１５回回転する間に各センサが出力する信号の波数に関し、前述の条件を満たすように設計されている。
【０１５３】
転舵量ＳＴを検出するために、本実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置におけるＥＣＵ９０のコンピュータ９２により転舵量検出プログラムが実行される。この転舵量検出プログラムは、第２実施形態における転舵量検出プログラムと共通するため、説明を省略する。
【０１５４】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とセンサＡおよびＢのハードウエア構成が異なるのみで、他の点については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１５５】
第１実施形態においては、図１１に示すように、センサＡおよびＢが、内輪１２０および外輪１２２の組合せを互いに独立する保有するように設計されているが、本実施形態においては、図１７に示すように、内輪１８０および外輪１８２を共有するように設計されている。
【０１５６】
具体的には、本実施形態においては、ロータ６２に同軸に固定された内輪１８０と、ハウジング５０に固定された外輪１８２とが用いられる。それら内輪１８０と外輪１８２との間に複数のボール列１８４，１８６が配置されている。各ボール列１８４，１８６は各リテーナＡ，Ｂによって保持されている。さらに、各リテーナＡ，Ｂごとに、リテーナＡ，Ｂに近接して、そのリテーナＡ，Ｂにおける被検出部１９０を検出する検出部１９２が設けられている。検出部１９２は、第１実施形態における検出部１３２と同様にして構成することが可能である。
【０１５７】
本実施形態においては、センサＡが、センサＢと共通の内輪１８０および外輪１８２と、センサＡに固有のボール列１８４、リテーナＡ、被検出部１９０および検出部１９２とによって構成され、一方、センサＢが、センサＡと共通の内輪１８０および外輪１８２と、センサＢに固有のボール列１８６、リテーナＢ、被検出部１９０および検出部１９２とによって構成されている。
【０１５８】
センサＡに固有のボール列１８４と、センサＢに固有のボール列１８６とは、同じボール列に属する複数個のボールの各中心が位置する一円周の直径（ボール中心径）に関して互いに共通させられている。ただし、各ボールの直径が、センサＡよりセンサＢの方が大きくなっている。したがって、内輪１８０に対する各リテーナＡ，Ｂの減速比は、センサＡとＢとで互いに異なっている。さらに、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、それらセンサＡおよびＢが、ロータ６２が１５回回転する間に各センサが出力する信号の波数ｎＡ，ｎＢに関する前述の条件を満たすように設計されている。
【０１５９】
転舵量ＳＴを検出するために、本実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置におけるＥＣＵ９０のコンピュータ９２により転舵量検出プログラムが実行される。この転舵量検出プログラムは、第１実施形態における転舵量検出プログラムと共通するため、説明を省略する。
【０１６０】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とセンサＡおよびＢのハードウエア構成が異なるのみで、他の点については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１６１】
第１実施形態においては、図１１に示すように、センサＡおよびＢがいずれも、ロータ６２に固定された内輪１２０とハウジング５０に固定された外輪１２２とが複数個のボール１２４を挟んで嵌合されるとともに、それら複数個のボール１２４が各リテーナＡ，Ｂによって保持されることによって構成されている。
【０１６２】
これに対し、本実施形態においては、図１８に示すように、各センサＡ，Ｂが、プラネタリギヤ装置として構成されている。具体的には、各センサＡ，Ｂは、ロータ６２と同軸のサンギヤ２１０，２１２と、そのサンギヤ２１０，２１２にかみ合う複数個のプラネタリギヤ２１４，２１６とを備えている。サンギヤ２１０，２１２はロータ６２に固定されていて、それと一体的に回転させられる。これに対し、複数個のプラネタリギア２１４，２１６は、それらの外側に位置するインターナルギヤ２１８，２２０にもかみ合うようにされている。そのインターナルギヤ２１８，２２０は、ハウジング５０に固定的に形成されている。
【０１６３】
複数個のプラネタリギヤ２１４，２１６は、各自転軸がリテーナＡ，Ｂ（アームとして機能する部材）によって回転可能に保持されている。リテーナＡ，Ｂは、ロータ６２と同軸に回転可能とされている。リテーナＡ，Ｂには被検出部２２４が設けられており、これに対応して、ハウジング５０に検出部２２６が設けられている。
【０１６４】
本実施形態においては、各センサＡ，Ｂがいずれも、サンギヤ２１０，２１２と、複数個のプラネタリギヤ２１４，２１６と、リテーナＡ，Ｂと、被検出部２２４と、検出部２２６とによって構成されている。
【０１６５】
さらに、本実施形態においては、それらセンサＡおよびＢが、プラネタリギヤ２１４，２１６の公転半径に関しては互いに共通である一方、各プラネタリギヤ２１４，２１６の自転半径、サンギヤ２１０，２１２の半径およびインターナルギヤ２１８，２２０の半径に関しては互いに異ならせられている。
【０１６６】
したがって、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、センサＡにおける回転体であるリテーナＡと、センサＢにおける回転体であるリテーナＢとの間に位相差が存在する。さらに、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、それらセンサＡおよびＢが、ロータ６２が１５回回転する間に各センサが出力する信号の波数ｎＡ，ｎＢに関する前述の条件を満たすように設計されている。
【０１６７】
転舵量ＳＴを検出するために、本実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置におけるＥＣＵ９０のコンピュータ９２により転舵量検出プログラムが実行される。この転舵量検出プログラムは、第１実施形態における転舵量検出プログラムと共通するため、説明を省略する。
【０１６８】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段および発明の効果］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置のうちの操作制御部２０を概念的に表す部分正面断面図である。
【図２】上記車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２を概念的に表す部分正面断面図である。
【図３】上記車両用操舵装置の電気系統を概念的に表すブロック図である。
【図４】図３における電子制御ユニットＥＣＵ９０の構成を概念的に表すブロック図である。
【図５】図４における第１センサ異常判定プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図６】図５におけるＳ３，Ｓ５およびＳ６の実行内容を説明するための表である。
【図７】図４における第２センサ異常判定プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図８】図７におけるＳ３３，Ｓ３５およびＳ３６の実行内容を説明するための表である。
【図９】図４における代替制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図１０】図４における転舵量検出プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図１１】図２におけるセンサＡおよびＢを概念的に表す正面断面図である。
【図１２】図２におけるセンサＡおよびＢに関する機械角と電気角との関係を説明するためのグラフである。
【図１３】図１０の転舵量検出プログラムにおける転舵量の検出原理を説明するためのグラフである。
【図１４】図４における操舵角検出プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置のＥＣＵ９０のコンピュータ９２により実行される転舵量検出プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図１６】本発明の第３実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２を示す部分正面断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２におけるセンサＡおよびＢを概念的に表す正面断面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に従う絶対回転角検出装置を含む車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２におけるセンサＡおよびＢを概念的に表す正面断面図である。
【符号の説明】
１０  前輪
１４  ステアリングホイール
３２  ラックバー
６２  ロータ
【図１】
2004325182.tif 000003
【図２】
2004325182.tif 000004
【図３】
2004325182.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004325182.tif 000009
【図８】
2004325182.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004325182.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2004325182.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004325182.tif 000016
【図１５】
2004325182.tif 000017
【図１６】
2004325182.tif 000018
【図１７】
2004325182.tif 000019
【図１８】
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