(57)【要約】【課題】移動体ストロークの検出精度を簡単な構成により低コストで向上し、検出を迅速に開始できる移動体ストローク検出装置を提供する。【解決手段】第１検出器33は、移動体32の複数の基準位置における段差32ａ′、32ａ″、32ｂ′、32ｂ″、32ｃ′、32ｃ″、32ｄ′、32ｄ″、32ｅ′を個別に検出する。最初の基準位置の検出時に、移動体移動量を検出する第２検出器の出力値を暫定基準位置対応値とする。最初の基準位置の検出後に、移動体32を予め定めた方向に予め定めた距離だけ少なくとも一回移動させ、最初の検出基準位置を残りの基準位置から識別することで、最初の検出基準位置の移動体32における一定位置からの距離に対応する記憶された基準位置修正値を読み出す。その基準位置修正値と暫定基準位置対応値から一定位置に対応する基準位置対応値を求め、基準位置対応値からの第２検出器による検出移動体移動量に基づき移動体ストロークを求める。【選択図】図２
2004205336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線的に移動する移動体における複数の基準位置を、移動体の支持側における予め定めた一定位置において個別に検出可能な第１検出器と、
前記移動体の駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量を検出する第２検出器と、
前記移動体が予め定めた移動端に到達したか否かを判断する手段とを備え、
それら基準位置は移動体移動方向において予め定められた間隔をおいて並列され、
各基準位置において前記移動体の一端側と他端側とを区画する段差が形成されるように、前記移動体に起伏が設けられ、
前記第１検出器は、各基準位置よりも前記移動体の一端側と他端側の中の何れか一方に近接する時はオン信号を出力し、他方に近接する時はオフ信号を出力するものとされ、
前記第１検出器による検出開始後に何れかの基準位置が最初に検出される前に、
前記第１検出器がオン信号を出力しているかオフ信号を出力しているかを判断する手段と、
何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオン信号を出力している時はオフ信号を出力し、オフ信号を出力している時はオン信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで、前記移動体を予め定めた方向に移動させる手段と、
何れかの基準位置が最初に検出された時、その検出時点における第２検出器の出力値を暫定基準位置対応値として記憶する手段と、
最初に基準位置が検出された後に、前記移動体を予め定めた方向に予め定めた距離だけ少なくとも一回移動させる手段とを備え、
各基準位置の間の前記間隔と最初に基準位置が検出された後の前記移動体の移動方向と移動距離は、その移動による前記第１検出器の出力信号状態と前記移動体の移動端への到達の有無とに応じて、最初に検出される基準位置を残りの基準位置から識別できるように予め定められ、
各基準位置それぞれの移動体における一定位置からの距離に対応する基準位置修正値を、各基準位置それぞれが最初に検出された後に残りの基準位置から識別されるまでの移動体の移動方向と移動距離と前記第１検出器の出力信号状態と前記移動体の移動端への到達の有無とに対応付けて記憶する手段と、
最初に検出された基準位置に対応する前記基準位置修正値を読み出し、その基準位置修正値と前記暫定基準位置対応値とから、一定位置に対応する基準位置対応値を求める手段と、
前記移動体のストロークを、その基準位置対応値からの前記第２検出器により検出された移動体移動量に基づき求める手段とを備える移動体ストローク検出装置。
【請求項２】
前記基準位置の数は奇数とされ、
前記移動体が何れか一方の移動端に位置する時はオン信号が、他方の移動端に位置する時はオフ信号が前記第１検出器により出力され、
何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオン信号を出力している時は、前記第１検出器がオフ信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで前記移動体は予め定めた一方向に移動され、
何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオフ信号を出力している時は、前記第１検出器がオン信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで前記移動体は予め定めた他方向に移動され、
何れかの基準位置が最初に検出されるまでの前記移動体の移動方向と、最初に基準位置が検出された後に残りの基準位置から最初に検出された基準位置が識別されるまでの移動体の移動方向とが、同一方向とされている請求項１に記載の移動体ストローク検出装置。
【請求項３】
前記移動体はラックとされ、
前記駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量として、前記ラックに噛み合うピニオンの回転角に応じた前記ラックの軸線方向移動量が検出される請求項１または２に記載の移動体ストローク検出装置。
【請求項４】
前記移動体はスクリューシャフトとされ、
前記駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量として、前記スクリューシャフトにねじ合わされるナットの回転角に応じた前記スクリューシャフトの軸線方向移動量が検出される請求項１または２に記載の移動体ストローク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばピニオンに噛み合うラックや、ボールナットにねじ合わされるボールスクリューシャフトのような直線的に移動する移動体のストロークを検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式運動変換機構やボールスクリュー式運動変換機構を用いて位置制御を行う場合、そのラックやボールスクリューシャフトの一定位置からのストロークを検出することが行われている。例えば、操作部材の操作に応じてモータにより駆動されるピニオンやボールナットの回転を、そのピニオンに噛み合うラックやボールナットにねじ合わされるボールスクリューシャフトを介して車輪に伝達することで舵角を変化させる車両用操舵装置においては、舵角が零である時の中点位置からのラックやボールスクリューシャフトのストロークを実舵角として検出している。
【０００３】
そのようなラックやボールスクリューシャフトの一定位置からのストロークを検出するため、ラックに噛み合うピニオンやボールスクリューシャフトにねじ合わされるボールナットの回転角をポテンショメータのような絶対位置検出用センサを用いて検出することが行われている。しかし、ピニオンやボールナットの回転角によりラックやボールスクリューシャフトのストロークを間接的に検出する場合、ラックやボールスクリューシャフトの位置を直接に検出していないため検出精度を十分に向上できない。そこで、ラックに多数の凹凸を磁気ストライプとして設け、その磁気ストライプを横切る磁束の変化からラックストロークを直接に検出する検出体を設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３５５７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、移動体に多数の凹凸を磁気ストライプとして設ける場合、その凹凸のピッチが一定になるように高精度な加工が要求されるため加工コストが増大し、また、磁気ストライプから移動体の位置を検出するために検出体の構成が複雑になるという問題がある。本発明は、このような問題を解決することのできる移動体ストローク検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体ストローク検出装置は、直線的に移動する移動体における複数の基準位置を、移動体の支持側における予め定めた一定位置において個別に検出可能な第１検出器と、前記移動体の駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量を検出する第２検出器と、前記移動体が予め定めた移動端に到達したか否かを判断する手段とを備え、それら基準位置は移動体移動方向において予め定められた間隔をおいて並列され、各基準位置において前記移動体の一端側と他端側とを区画する段差が形成されるように、前記移動体に起伏が設けられ、前記第１検出器は、各基準位置よりも前記移動体の一端側と他端側の中の何れか一方に近接する時はオン信号を出力し、他方に近接する時はオフ信号を出力するものとされ、前記第１検出器による検出開始後に何れかの基準位置が最初に検出される前に、前記第１検出器がオン信号を出力しているかオフ信号を出力しているかを判断する手段と、何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオン信号を出力している時はオフ信号を出力し、オフ信号を出力している時はオン信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで、前記移動体を予め定めた方向に移動させる手段と、何れかの基準位置が最初に検出された時、その検出時点における第２検出器の出力値を暫定基準位置対応値として記憶する手段と、最初に基準位置が検出された後に、前記移動体を予め定めた方向に予め定めた距離だけ少なくとも一回移動させる手段とを備え、各基準位置の間の前記間隔と最初に基準位置が検出された後の前記移動体の移動方向と移動距離は、その移動による前記第１検出器の出力信号状態と前記移動体の移動端への到達の有無とに応じて、最初に検出される基準位置を残りの基準位置から識別できるように予め定められ、各基準位置それぞれの移動体における一定位置からの距離に対応する基準位置修正値を、各基準位置それぞれが最初に検出された後に残りの基準位置から識別されるまでの移動体の移動方向と移動距離と前記第１検出器の出力信号状態と前記移動体の移動端への到達の有無とに対応付けて記憶する手段と、最初に検出された基準位置に対応する前記基準位置修正値を読み出し、その基準位置修正値と前記暫定基準位置対応値とから、一定位置に対応する基準位置対応値を求める手段と、前記移動体のストロークを、その基準位置対応値からの前記第２検出器により検出された移動体移動量に基づき求める手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１検出器により移動体における何れかの基準位置を求め、第２検出器により移動体の駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量を求めることで、基準位置からの移動体移動量に対応する移動体ストロークを求めることができる。第１検出器により移動体の位置を直接に求めているため移動体ストロークの検出精度を向上できる。しかも、移動体に起伏を設けることで段差を形成し、その段差に対する移動体移動方向における相対位置の変化により変化する信号を出力するだけで移動体の基準位置を検出できるため、移動体に高精度な加工を行う必要がなく、検出装置の構成を簡単化できる。さらに、基準位置の検出前にあっては第１検出器が基準位置に近接する方向に移動体を移動させ、第１検出器の出力信号を変化させることで基準位置を検出できるので、移動体ストロークの検出を迅速に開始することができる。しかも、その基準位置が複数とされているので、第１検出器と移動体における一定位置との距離が大きくても、迅速に移動体ストロークの検出を開始できる。
【０００７】
前記基準位置の数は奇数とされ、前記移動体が何れか一方の移動端に位置する時はオン信号が、他方の移動端に位置する時はオフ信号が前記第１検出器により出力され、何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオン信号を出力している時は、前記第１検出器がオフ信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで前記移動体は予め定めた一方向に移動され、何れかの基準位置が最初に検出される前に前記第１検出器がオフ信号を出力している時は、前記第１検出器がオン信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで前記移動体は予め定めた他方向に移動され、何れかの基準位置が最初に検出されるまでの前記移動体の移動方向と、最初に基準位置が検出された後に残りの基準位置から最初に検出された基準位置が識別されるまでの移動体の移動方向とが、同一方向とされているのが好ましい。
これにより、移動体を一方向に移動させるだけで移動体ストロークの検出基準を特定できるので、移動体ストロークの検出の開始のより一層の迅速化を図ることができる。前記移動体はラックとされ、前記駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量として、前記ラックに噛み合うピニオンの回転角に応じた前記ラックの軸線方向移動量が検出されるようにするのが好ましい。また、前記移動体はスクリューシャフトとされ、前記駆動用アクチュエータの作動量に応じた移動体移動量として、前記スクリューシャフトにねじ合わされるナットの回転角に応じた前記スクリューシャフトの軸線方向移動量が検出されるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示すステアバイワイヤ機構を採用した車両用操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１と、操舵用アクチュエータ２（駆動用アクチュエータ）と、操舵用アクチュエータ２の動きを、操作部材１を車輪４に機械的に連結することなく舵角変化が生じるように車輪４に伝達するステアリングギヤ３とを備える。
【０００９】
操作部材１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に同行回転するように連結されている。回転シャフト１０に操作用アクチュエータ１９の出力シャフトが一体化されている。操作用アクチュエータ１９は操作部材１に作用するトルクを発生するブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１０】
操舵用アクチュエータ２はブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。ステアリングギヤ３は、操舵用アクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をラック（移動体）３２の直線運動に変換するラックピニオン式運動変換機構を有する。すなわちステアリングギヤ３は、操舵用アクチュエータ２により減速ギヤ機構３０を介して回転駆動されるピニオン３１と、ピニオン３１に噛み合うラック３２とを有し、ラック３２の直線的な移動がタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達されることで車輪４のトー角が変化する。そのラック３２の移動は予め定めた移動端において車体側に設けられたストッパー（図示省略）により阻止される。操舵用アクチュエータ２が駆動されていない状態では、車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１１】
図２に示すように、ラック３２における複数（本実施形態では九つ）の基準位置それぞれを、ラック３２の支持側である車体における予め定めた一定位置において個別に検出可能な第１検出器３３が設けられている。その一定位置は本実施形態では原点とされている。それら基準位置は互いにラック３２の移動方向の間隔をおいて並列している。各基準位置においてラック３２の一端側（図２における右端側）と他端側（図２における左端側）とを区画する段差３２ａ′、３２ａ″、３２ｂ′、３２ｂ″、３２ｃ′、３２ｃ″、３２ｄ′、３２ｄ″、３２ｅ′が形成されるように、ラック３２に起伏が設けられている。その起伏はラック３２に形成された複数（本実施形態では五つ）の凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅにより構成され、各凹部の端部が段差３２ａ′、３２ａ″、３２ｂ′、３２ｂ″、３２ｃ′、３２ｃ″、３２ｄ′、３２ｄ″、３２ｅ′とされている。本実施形態における原点は、中央の段差３２ｃ′に対応する基準位置が原点に位置することで舵角が零になる位置とされる。すなわち、原点は舵角中点に対応する。なお、以下の説明において中央の段差３２ｃ′を中点段差、図２において中点段差３２ｃ′の右側に位置する段差を中点段差３２ｃ′に近いものから順に右側第１段差３２ｃ″、右側第２段差３２ｄ′、右側第３段差３２ｄ″、右側第４段差３２ｅ′、中点段差３２ｃ′の左側に位置する段差を中点段差３２ｃ′に近いものから順に左側第１段差３２ｂ″、左側第２段差３２ｂ′、左側第３段差３２ａ″、左側第４段差３２ａ′とする。
【００１２】
第１検出器３３は段差に対するラック軸線方向における相対位置の変化により変化する信号を出力する。本実施形態における第１検出器３３は、ラック３２の支持側である車体の一定位置に取り付けられた光電スイッチにより構成され、ラック３２に向かい出射した光の反射光強度が一定以上ではオン信号を出力し、一定未満ではオフ信号を出力する。これにより第１検出器３３は、各基準位置よりもラック３２の一端側と他端側の中の何れか一方に近接する時はオン信号を出力し、他方に近接する時はオフ信号を出力することで、段差に対するラック軸線方向における相対位置の変化により変化する信号を出力する。よって、第１検出器３３の出力信号のオン信号からオフ信号への変化、あるいはオフ信号からオン信号への変化によって各基準位置を検出することができる。本実施形態では、図２において最も左方に位置する凹部３２ａの左端と中点段差３２ｃ′とのラック軸線方向における寸法Ｌは、ラック３２の最大ストロークの１／２を超えるものとされている。また、基準位置の数は複数とされている。これにより、ラック３２が一方（図２において右方）の移動端に位置する時はオン信号が、他方（図２において左方）の移動端に位置する時はオフ信号が第１検出器３３により出力される。
【００１３】
ピニオン３１の回転角に応じたラック３２の軸線方向移動量を検出する第２検出器３４が設けられている。本実施形態の第２検出器３４は、ピニオン３１を駆動する操舵用アクチュエータ２を構成するブラシレスモータの駆動に用いられるモータ回転角センサにより構成され、モータの出力シャフトの回転角の大きさと方向に応じた信号を出力することで操舵用アクチュエータ２の作動量に応じたラック移動量を検出する。
【００１４】
第１検出器３３と第２検出器３４はコンピュータにより構成される制御装置２０に接続される。操作部材１の操作角θｈとして回転シャフト１０の回転角を検出するポテンショメータ等により構成される操作角センサ１１、操作部材１の操作トルクＴｈとして回転シャフト１０により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ１２、車速Ｖを検出する速度センサ１４、および操舵用アクチュエータ２を構成するモータの駆動電流ｉを検出する電流センサ１７が制御装置２０に接続される。
【００１５】
制御装置２０は、電流センサ１７の検出電流ｉが予め定めた最大電流以上か否かにより、ラック３２が移動を阻止される移動端に至ったか否かを判断する。なお、ラック３２が移動端に至ったか否かの判断手段は特に限定されず、例えばラック３２における移動端位置に付したマークを、ラック支持側に設けた専用のセンサにより検知したか否かにより判断してもよい。
【００１６】
制御装置２０は、第１検出器３３による検出開始後に何れかの基準位置が最初に検出される前に、第１検出器３３がオン信号を出力しているかオフ信号を出力しているかを判断し、オン信号を出力している時はオフ信号を出力し、オフ信号を出力している時はオン信号を出力することによって何れかの基準位置が検出されるまで、ラック３２を予め定めた方向に移動させる。本実施形態では、何れかの基準位置が最初に検出される前に第１検出器３３がオン信号を出力している時はラック３２は予め定めた一方向（図２において右方向）に移動され、第１検出器３３がオフ信号を出力している時はラック３２は予め定めた他方向（図２において左方向）に移動される。何れかの基準位置が最初に検出された時、その検出時点における第２検出器３４の出力値が暫定基準位置対応値として制御装置２０に記憶される。
【００１７】
最初に基準位置が検出された後に、制御装置２０はラック３２を予め定めた方向に予め定めた距離だけ少なくとも一回移動させる。最初に基準位置が検出された後のラック３２の移動方向と移動距離と各基準位置の間の上記間隔は、その移動による第１検出器３３の出力信号状態とラック３２の移動端への到達の有無とに応じて、最初に検出される基準位置を残りの基準位置から識別できるように予め定められる。
【００１８】
本実施形態では、中央段差３２ｃ′に対応する基準位置から右側第１段差３２ｃ″、右側第２段差３２ｄ′、右側第３段差３２ｄ″、右側第４段差３２ｅ′それぞれに対応する基準位置までの距離は、２５ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍとされ、中央段差３２ｃ′に対応する基準位置から右側移動端までの距離は６０ｍｍとされている。また、中央段差３２ｃ′に対応する基準位置から左側第１段差３２ｂ″、左側第２段差３２ｂ′、左側第３段差３２ａ″、左側第４段差３２ａ′それぞれに対応する基準位置までの距離は、２５ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍとされ、中央段差３２ｃ′に対応する基準位置から左側移動端までの距離は６０ｍｍとされている。
【００１９】
何れかの基準位置が最初に検出される前に第１検出器３３がオン信号を出力している場合、本実施形態では、ラック３２は図２において右方向に１０ｍｍ移動され、それによっても最初に検出された基準位置が残りの基準位置から識別されない場合は、ラック３２は図２において右方向にさらに１５ｍｍ移動される。何れかの基準位置が最初に検出される前に第１検出器３３がオフ信号を出力している場合、本実施形態では、ラック３２は図２において左方向に１０ｍｍ移動され、それによっても最初に検出された基準位置が残りの基準位置から識別されない場合は、ラック３２は図２において左方向にさらに１５ｍｍ移動される。すなわち、何れかの基準位置が最初に検出されるまでのラック３２の移動方向と、最初に基準位置が検出された後に残りの基準位置から最初に検出された基準位置が識別されるまでのラック３２の移動方向とが、同一方向とされている。
【００２０】
制御装置２０は、各基準位置それぞれのラック３２における一定位置からの距離に対応する基準位置修正値を、各基準位置それぞれが最初に検出された後に残りの基準位置から識別されるまでのラック３２の移動方向と移動距離と第１検出器の出力信号状態とラック３２の移動端への到達の有無とに対応付けて記憶する。本実施形態では、その一定位置は中点段差３２ｃ′が形成された基準位置とされる。最初に検出される基準位置は、左側第４段差３２ａ′、左側第２段差３２ｂ′、中点段差３２ｃ′、右側第２段差３２ｄ′、右側第４段差３２ｅ′が形成される基準位置の中の何れかとされ、各基準位置それぞれの基準位置修正値は、５５ｍｍ、３０ｍｍ、０ｍｍ、−３０ｍｍ、−５５ｍｍに対応する第２検出器３４の出力値とされる。
【００２１】
左側第４段差３２ａ′の基準位置修正値は、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による移動端検出と、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態、ラック３２の左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けて記憶される。
左側第２段差３２ｂ′の基準位置修正値は、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態、左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けて記憶される。
中点段差３２ｃ′の基準位置修正値は、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けて記憶される。
右側第２段差３２ｄ′の基準位置修正値は、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けて記憶される。
右側第４段差３２ｅ′の基準位置修正値は、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、左方向への１０ｍｍ移動による移動端検出とに対応付けて記憶される。
【００２２】
制御装置２０は、最初に検出された基準位置に対応する上記基準位置修正値を読み出し、その基準位置修正値と上記暫定基準位置対応値とから、一定位置（本実施形態では中点段差３２ｃ′が形成された基準位置）に対応する基準位置対応値を求め、ラック３２のストロークを、その基準位置対応値からの第２検出器３４により検出されたラック移動量に基づき求める。
【００２３】
図３のフローチャートを参照して制御装置２０による制御手順を説明する。先ず、例えばイグニッションスイッチのオンによる制御装置２０への電力供給により制御が開始されると、各センサによる検出データを読み込む（ステップＳ１）。次に、基準位置設定フラグがオンか否かを判断し（ステップＳ２）、オンでなければ基準位置の設定を行い（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。
【００２４】
図４、図５のフローチャートは基準位置の設定手順を示す。まず、第１検出器３３による検出開始後に何れかの基準位置が最初に検出される前に、第１検出器３３がオン信号を出力しているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。
【００２５】
ステップＳ１０１において第１検出器３３がオン信号を出力している場合、ラック３２を一方向（図２において右方向）に向かって移動するように操舵用アクチュエータ２を制御し（ステップＳ１０２）、第１検出器３３がオフとなって何れかの基準位置を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において基準位置を検出するまでラック３２を移動させる。
【００２６】
ステップＳ１０３において基準位置を検出したならば、その検出時点の第２検出器３４の出力値を暫定基準位置対応値として記憶し（ステップＳ１０４）、その検出時点からラック３２を右方向に１０ｍｍ移動させ（ステップＳ１０５）、ラック３２が移動端に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００２７】
ステップＳ１０６においてラック３２が移動端に到達していれば、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による移動端検出に対応付けられた左側第４段差３２ａ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１０７）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行い（ステップＳ１０８）、基準位置設定フラグをオンし（ステップＳ１０９）、リターンする。
【００２８】
ステップＳ１０６においてラック３２が移動端に到達していなければ、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１１０）。
【００２９】
ステップＳ１１０においてオン状態であれば、ラック３２を右方向にさらに１５ｍｍ移動させ（ステップＳ１１１）、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【００３０】
ステップＳ１１２においてオン状態であれば、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けられた右側第２段差３２ｄ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１１３）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００３１】
ステップＳ１１２においてオフ状態であれば、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けられた右側第４段差３２ｅ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１１４）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００３２】
ステップＳ１１０においてオフ状態であれば、ラック３２を右方向にさらに１５ｍｍ移動させ（ステップＳ１１５）、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１１６）。
【００３３】
ステップＳ１１６においてオン状態であれば、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けられた中点段差３２ｃ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１１７）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００３４】
ステップＳ１１６においてオフ状態であれば、ラック３２の右方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、右方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けられた左側第２段差３２ｂ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１１８）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００３５】
ステップＳ１０１において第１検出器３３がオフ信号を出力している場合、ラック３２を他方向（図２において左方向）に向かって移動するように操舵用アクチュエータ２を制御し（ステップＳ１１９）、第１検出器３３がオンとなって何れかの基準位置を検出したか否かを判断する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において基準位置を検出するまでラック３２を移動させる。
【００３６】
ステップＳ１２０において基準位置を検出したならば、その検出時点の第２検出器３４の出力値を暫定基準位置対応値として記憶し（ステップＳ１２１）、その検出時点からラック３２を左方向に１０ｍｍ移動させ（ステップＳ１２２）、ラック３２が移動端に到達したか否かを判断する（ステップＳ１２３）。
【００３７】
ステップＳ１２３においてラック３２が移動端に到達していれば、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による移動端検出に対応付けられた右側第４段差３２ｅ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１２４）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００３８】
ステップＳ１２３においてラック３２が移動端に到達していなければ、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１２５）。
【００３９】
ステップＳ１２５においてオン状態であれば、ラック３２を左方向にさらに１５ｍｍ移動させ（ステップＳ１２６）、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１２７）。
【００４０】
ステップＳ１２７においてオン状態であれば、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けられた右側第２段差３２ｄ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１２８）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００４１】
ステップＳ１２７においてオフ状態であれば、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けられた中点段差３２ｃ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１２９）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００４２】
ステップＳ１２５においてオフ状態であれば、ラック３２を左方向にさらに１５ｍｍ移動させ（ステップＳ１３０）、第１検出器３３の出力信号がオン状態か否かを判断する（ステップＳ１３１）。
【００４３】
ステップＳ１３１においてオン状態であれば、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオン状態とに対応付けられた左側第４段差３２ａ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１３２）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００４４】
ステップＳ１３１においてオフ状態であれば、ラック３２の左方向への１０ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態と、左方向への１５ｍｍ移動による第１検出器３３の出力信号のオフ状態とに対応付けられた左側第２段差３２ｂ′の基準位置修正値を読み出し（ステップＳ１３３）、読み出した基準位置修正値と記憶した暫定基準位置対応値とから、中点段差３２ｃ′が形成された基準位置に対応する基準位置対応値を求め、その基準位置対応値を記憶することで基準位置の設定を行う（ステップＳ１０８）。
【００４５】
ステップＳ２において基準位置設定フラグがオンであれば、その基準位置対応値からの第２検出器３４により検出されたラック移動量に基づき、ラック３２のストロークを実舵角θとして求める（ステップＳ４）。次に、操作部材１の検出操作角θｈと検出車速Ｖに応じた目標舵角θ* を記憶した関係θ* ＝Ｇ１（θｈ、Ｖ）から求め（ステップＳ５）、目標舵角θ* と実舵角θとの偏差が低減されるように操舵用アクチュエータ２をフィードバック制御する（ステップＳ６）。その記憶される関係θ* ＝Ｇ１（θｈ、Ｖ）は、例えば操作角θｈが大きく車速Ｖが小さい程に目標舵角θ* が大きくなるように予め定められる。また、操作部材１の検出操作角θｈと検出車速Ｖに応じた目標操作トルクＴｈ* を記憶した関係Ｔｈ* ＝Ｇ２（θｈ、Ｖ）から求め（ステップＳ７）、目標操作トルクＴｈ* と検出操作トルクＴｈとの偏差を低減するように操作用アクチュエータ１９をフィードバック制御する（ステップＳ８）。その記憶される関係Ｔｈ* ＝Ｇ２（θｈ、Ｖ）は、例えば操作角θｈが大きく車速Ｖが小さい程に目標操作トルクＴｈ* が小さくなるように予め定められる。次に、制御を終了するか否かを例えば車両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し（ステップＳ９）、終了しない場合はステップＳ１に戻り、終了する場合は基準位置設定フラグをオフし（ステップＳ１０）、しかる後に制御装置２０への電力供給を遮断して制御を終了する。
【００４６】
上記構成によれば、第１検出器３３によりラック３２の基準位置を求め、第２検出器３４によりピニオン３１の回転角に応じたラック移動量を求めることで、基準位置からのラック移動量に対応するラックストロークを求めることができる。すなわち、第１検出器３３によりラック３２の位置を直接に求めているためラックストロークの検出精度を向上できる。しかも、ラック３２に起伏を設けることで段差３２ａ′、３２ａ″、３２ｂ′、３２ｂ″、３２ｃ′、３２ｃ″、３２ｄ′、３２ｄ″、３２ｅ′を形成し、段差３２ａ′、３２ａ″、３２ｂ′、３２ｂ″、３２ｃ′、３２ｃ″、３２ｄ′、３２ｄ″、３２ｅ′に対するラック軸線方向における相対位置の変化により変化する信号を出力するだけでラック３２の基準位置を検出できるため、ラック３２に高精度な加工を行う必要がなく、構成を簡単化できる。さらに、基準位置の検出前にあっては第１検出器３３が基準位置に近接する方向にラック３２を移動させ、第１検出器３３の出力信号を変化させることで基準位置を検出できる。これにより、ラックストロークの検出を迅速に開始することができる。しかも、その基準位置が複数とされているので、車両の停車時における舵角が大きく第１検出器３３と中点段差３２ｃ′とが離れていても、迅速にラックストロークの検出を開始できる。また、ラック３２を一方向に移動させるだけでラックストロークの検出基準を特定できるので、ラックストロークの検出の開始のより一層の迅速化を図ることができる。
【００４７】
なお、本発明の移動体ストローク検出装置を、上記実施形態においてはラック３２を移動体とする車両用操舵装置に適用したが、図６の変形例に示すようにボールスクリューシャフト１０１を移動体とする車両用操舵装置に適用してもよい。ボールスクリューシャフト１０１の両端に上記実施形態と同様に車輪が連結される。ボールスクリューシャフト１０１にボール１０２を介してボールナット１０３がねじ合わされ、ボールナット１０３はベアリング１０４、１０５を介してハウジング１０６により支持される。ボールナット１０３は駆動用アクチュエータであるブラシレスモータ１０７により駆動される。ブラシレスモータ１０７は、ハウジング１０６に固定されるステータ１０７ａと、ステータ１０７ａに挿入されるロータ１０７ｂとを有する。ロータ１０７ｂにボールスクリューシャフト１０１が隙間を介して軸方向移動可能に挿入され、ボールナット１０３が同行回転可能に連結される。ブラシレスモータ１０７によりボールナット１０３が駆動され、ボールナット１０３の回転角に応じてボールスクリューシャフト１０１が移動することで舵角が変化する。ボールスクリューシャフト１０１の各基準位置に上記実施形態と同様にして、凹部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅの端部により構成される段差１０１ａ′、１０１ａ″、１０１ｂ′、１０１ｂ″、１０１ｃ′、１０１ｃ″、１０１ｄ′、１０１ｄ″、１０１ｅ′が形成され、第１検出器３３の出力信号の変化によって基準位置が検出される。なお、本変形例では、モータ１０７の作動量に応じたボールスクリューシャフト１０１の移動量を検出する第２検出器は、ブラシレスモータ１０７の駆動に用いられるモータ回転角センサにより構成できる。他は上記実施形態と同様とされる。
【００４８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、基準位置の数は複数であれば特に限定されず、偶数であってもよい。なお、基準位置の数を偶数とした場合、移動体が一方の移動端に位置する時も他方の移動端に位置する時も第１検出器はオン信号およびオフ信号の中の一方を出力するため、ラックを一方向に移動させると基準位置の検出前に移動端に到達することがある。このような場合、その移動端の到達後にラック移動方向を反転させて最初の基準位置を検出させればよい。また、第１検出器３３は光電スイッチに限定されるものでなく、段差を境界にして移動体の一端側に位置する時はオン状態となり、他端側に位置する時はオフ状態になる近接スイッチ、段差との移動体軸線方向の相対位置の変化により出力が漸次変化する磁気センサ、段差と接触することでオン状態となり接触解除によりオフ状態となる接触式リミットスイッチ等により構成してもよく、要は段差に対する移動体移動方向における相対位置の変化によりオン状態とオフ状態とに対応する信号を出力できるものであればよい。また、第２検出器３４も操舵用アクチュエータ２を構成するブラシレスモータの駆動に用いられるモータ回転角センサに限定されず、例えば減速ギヤ機構３０の出力シャフトの回転を検出するエンコーダによりピニオン３１の回転角と回転方向に応じた信号を出力してもよく、要は移動体の駆動用アクチュエータの作動量に応じたラック移動量を検出するものであればよい。また、ピニオン３１とは別にラック３２に噛み合うピニオンを設け、その別のピニオンの回転角を第２検出器により検出したり、ボールナット１０３とは別にボールスクリューシャフト１０１にねじ合わされるナットを設け、その別のナットの回転角を第２検出器により検出してもよい。また、移動体に凹部でなく凸部によって起伏を設けることで段差を形成してもよい。さらに、本発明は操舵装置以外の装置や機器にも適用でき、例えば工作機械におけるワーク載置テーブルや主軸ヘッド等の位置決めのため、そのテーブルやヘッドを移動体として段差を直接形成し、本発明を適用することで移動体ストロークを検出してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の移動体ストローク検出装置によれば、移動体の一定位置からのストロークの検出精度を簡単な構成により低コストで向上でき、しかも移動体ストロークの検出を迅速に開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車両用操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の車両用操舵装置における要部の構成説明図
【図３】本発明の実施形態の車両用操舵装置における操作用アクチュエータと操舵用アクチュエータの制御手順を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態の車両用操舵装置における基準位置の設定手順を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態の車両用操舵装置における基準位置の設定手順を示すフローチャート
【図６】本発明の変形例の車両用操舵装置における要部の構成説明図
【符号の説明】
２０  制御装置
３１  ピニオン
３２  ラック（移動体）
３２ａ′、３２ａ″、３２ｂ′、３２ｂ″、３２ｃ′、３２ｃ″、３２ｄ′、３２ｄ″、３２ｅ′  段差
３３  第１検出器
３４  第２検出器
１０１  ボールスクリューシャフト（移動体）
１０１ａ′、１０１ａ″、１０１ｂ′、１０１ｂ″、１０１ｃ′、１０１ｃ″、１０１ｄ′、１０１ｄ″、１０１ｅ′  段差
１０３  ボールナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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