(57)【要約】【課題】舵角センサが検出する舵角の中立位置が組付け分解能分ずれているときには、これを舵角センサの故障とは区別して判断し、組付け工程をやり直さずに正確な舵角値を得る。【解決手段】ステアリングシャフトの舵角θを、その中立位置θ０を基準にして検出する舵角センサを有し、この舵角センサで検出される舵角の中立位置θ０が、ステアリングシャフトと舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれているか否かを判定し（ステップＳ３）、舵角センサが検出する舵角の中立位置θ０がずれていると判定されるときに、舵角センサが検出する舵角θを組付け分解能分補正する（ステップＳ４〜ステップＳ６）。【選択図】  図２
2004168191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作により操舵される操舵軸の舵角を、当該操舵軸の中立位置を基準にして検出する舵角センサを有し、該舵角センサで検出される舵角の中立位置が、前記操舵軸と当該舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれているときに、当該舵角センサが検出する舵角を前記組付け分解能分補正することを特徴とする舵角センサ異常検知装置。
【請求項２】
ステアリング操作により操舵される操舵軸の舵角を、当該操舵軸の中立位置を基準にして検出する舵角センサと、該舵角センサで検出される舵角の中立位置が、前記操舵軸と当該舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれているときに、当該舵角センサが検出する舵角を前記組付け分解能分補正する補正手段とを備えることを特徴とする舵角センサ異常検知装置。
【請求項３】
ステアリング操作に応じて前記操舵軸に操舵力を付与する回転駆動源と、該回転駆動源の絶対回転角を検出する絶対回転角検出手段と、前記舵角センサで検出する舵角、及び前記絶対回転角検出手段で検出される絶対回転角に基づいて、ステアリング操作による操舵軸の絶対回転角を算出する操舵軸絶対回転角算出手段とを有し、前記補正手段は、前記操舵軸絶対回転角算出手段で算出される操舵軸の絶対回転角が所定の範囲から外れるときに、前記舵角センサが検出する舵角の中立位置が前記組付け分解能分ずれていると判定し、当該舵角センサが検出する舵角の中立位置を組付け分解能分補正することを特徴とする請求項２記載の舵角センサ異常検知装置。
【請求項４】
前記舵角センサで検出する舵角に基づいて、ステアリング操作の中立位置を推定する中立位置推定手段を有し、前記補正手段は、前記中立位置推定手段で推定される中立位置と前記舵角センサが検出する中立位置との偏差が所定量を超えたときに、前記舵角センサが検出する舵角の中立位置が前記組付け分解能分ずれていると判定し、当該舵角センサが検出する舵角の中立位置を組付け分解能分補正することを特徴とする請求項２記載の舵角センサ異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵角センサの異常を検出する舵角センサ異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の舵角センサ異常検出装置として、例えば、ステアリングシャフトの中立位置からの操舵角θを操舵角センサにより検出し、電動パワーステアリングモータの回転角をモータ回転角センサにより検出してから、このモータの回転角から推定操舵角θｓを推定し、操舵角センサで検出された操舵角θと、モータの回転角に基づいて推定された推定操舵角θｓとの偏差が所定値以上となるときに、操舵角センサが故障したと判断する操舵角異常検出装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０４２１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、極めて稀ではあるが、ステアリング操作系の組付け工程の際に、操舵角センサに記憶させる中立位置が、ステアリングシャフトと操舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれる、すなわち、例えばステアリングホイールが実際には中立位置から一回転した位置（±３６０度）にあるのに、この位置を操舵角センサに中立位置（０度）として記憶させてしまうと、操舵角センサ自体は故障していないのに、操舵角センサで検出される操舵角θと推定される推定操舵角θｓとの偏差が所定値以上となることで、操舵角センサが故障したと判断されてしまうという未解決の課題がある。
【０００５】
また、操舵角θと推定操舵角θｓとの偏差が所定値以上となってしまった原因を特定することができても、ステアリング操作系の組付け工程をやり直さなければならないという未解決の課題もある。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、舵角センサが検出する舵角の中立位置が組付け分解能分ずれているときには、これを舵角センサの故障とは区別して判断でき、尚且つ組付け工程をやり直さなくとも、正確な舵角値を得ることができる舵角センサ異常検出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る舵角センサ異常検出装置は、ステアリング操作により操舵される操舵軸の舵角を、当該操舵軸の中立位置を基準にして検出する舵角センサを有し、該舵角センサで検出する舵角の中立位置が、前記操舵軸と当該舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれているときには、当該舵角センサが検出する舵角を前記組付け分解能分補正することを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係る舵角センサ異常検出装置によれば、ステアリング操作により操舵される操舵軸の舵角を、操舵軸の中立位置を基準にして検出する舵角センサを有し、舵角センサで検出する舵角の中立位置が、操舵軸と舵角センサとの相対的な組付け分解能分ずれているときに、舵角センサが検出する舵角を組付け分解能分補正するように構成されているので、舵角センサが検出する舵角の中立位置が組付け分解能分ずれているときには、これを舵角センサの故障とは区別して判断することができ、尚且つ組付け工程をやり直さなくとも、正確な舵角値を得ることができるという効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を電動パワーステアリング装置に適応させた第１実施形態を示す概略構成図である。図中、１はステアリングホイールであり、操舵軸としてのステアリングシャフト２、ラック・ピニオン３を介して車輪４に連結されている。このステアリングホイール１の全回転数（ロック・トゥ・ロック）は、所定の値（ここでは、３．６回転）に規制されている。
【０００９】
そして、ステアリングシャフト２には、減速機５を介してステアリングシャフト２に補助操舵力を付与する回転駆動源としての電動モータ６が配設されている。この減速機５は、電動モータ６がｐ回転するとき、ステアリングシャフト２がｑ回転するような減速比ｐ／ｑに設定されている。
また、ステアリングシャフト２には、その中立位置θ０を基準にして回転角θを検出するインクリメンタル型の舵角センサ７と、ステアリングホイール１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ８とが配設されている。
【００１０】
また、電動モータ６には、１回転以内の絶対回転角θＭを検出する絶対回転角検出手段としての絶対回転角センサ９が設けられている。この絶対回転角センサ９は、例えば、アブソリュート型光学式ロータリエンコーダであり、回転軸と共に回転する円板にピッチの異なるスリット列を他段上に並べ、各スリット列ごとに配設された受光素子の出力に応じて絶対回転角を検出するように構成されている。
【００１１】
また、図示しない変速機の出力側には自車速Ｖを検出する車速センサ１０が設けられている。
これら、舵角センサ７、トルクセンサ８、絶対回転角センサ９、及び車速センサ１０の各種検出信号が、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ１１に入力され、運転者によるステアリング操作に応じた補助操舵トルクをステアリングシャフト２に付与すべく、電動モータ６に対する電流指令値Ｉを算出して出力することにより、電動パワーステアリング装置が制御される。
【００１２】
ところで、一般に、ステアリング操作系が、組付け工程時に回転軸同士の角度誤差を規制できるような構造に設計されているように、ステアリングシャフト２、及び舵角センサ７も、舵角センサ７が舵角θを検出するために拠所とするステアリングシャフト２の中立位置θ０を正確に検出できるような構造に設計されている。このように、構造によって規制できる組付け誤差の最小値のことを、以下、組付け分解能と称す。
【００１３】
しかしながら、ステアリング操作系の組付け工程の際に、舵角センサ７に記憶させる中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれる、すなわち、例えばステアリングシャフト２が実際には中立位置から一回転した位置±３６０°にあるのに、この位置を操舵角センサ７に中立位置θ０として記憶させてしまう可能性が、あり得ないとは言い切れない。
【００１４】
そこで、コントローラ１１では更に、ステアリング操作系の組付け工程の際に、舵角センサ７に記憶させる中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれているか否かを判定する中立位置判定処理を実行する。
次に、コントローラ１１で実行する中立位置判定処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００１５】
この中立位置判定処理では、先ず、ステップＳ１で、舵角センサ７により検出する舵角θと、絶対回転角センサ９により検出する絶対回転角θＭとを読込んで、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、ステップＳ１で読込んだステアリングシャフト２の舵角θと電動モータ６の絶対回転角θＭとに基づいて、ステアリングシャフト２の回転数を含む絶対回転角θＡを算出する。この絶対回転角θＡの算出は、例えば、特開２０００−２９６７８１号公報に開示されている方法に従って算出する。
【００１６】
これによれば、減速機５の減速比ｐ／ｑを整数ではない値で、ｑ＞１、ｐ＞ｑ、且つｐとｑの最大公約数が１となる値（例えば、ｐ＝１７、ｑ＝５）に設定することにより、ステアリングシャフト２、及び電動モータ６の両者が初期位置にある状態から、ステアリングシャフト２が完全に１回転するたびに、電動モータ６の絶対回転角θＭが変動することを利用して、ステアリングシャフト２の回転数を含む絶対回転角θＡを算出することができる。因みに、ステアリングシャフト２が５回転すると、電動モータ６が１７回転し、両者が初期位置に戻ってしまうため、ステアリングシャフト２の中立位置θ０を基準にして、左方向（以下、負値で表す）に２回転、右方向（以下、正値で表す）に２回転までの範囲内で、絶対回転角θＡを識別することが可能となっている。
【００１７】
したがって、図３（ａ）に示すように、ステアリングシャフト２の−７２０°から＋７２０°までの回転を１ストロークとすると、ステアリングシャフト２の絶対回転角θＡに応じて−１と＋１の間で振動する波形を描くことができる。なお、ハッチングで図示した−６４８°から＋６４８°（−１．８回転から＋１．８回転）の範囲が、ステアリングホイール１の可動範囲を表している。
【００１８】
ここで、例えば、舵角センサ７に記憶させる中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれる、すなわち、例えば、ステアリングシャフト２が実際には中立位置から−３６０°回転した位置にあるのに、この位置を操舵角センサ７に中立位置θ０として記憶させてしまった場合、図３（ｂ）に示すように、実際のステアリング操作が＋３６０°を超えると、算出される絶対回転角θＡが−７２０°に戻ってしまう。
【００１９】
そこで、続いて移行するステップＳ３では、ステップＳ２で算出された絶対回転角θＡが、所定の範囲から外れるか否かを判定する。この所定の範囲は、ステアリングホイール１が正方向に操作されているときは、７２０°までの範囲となり、一方、負方向に操作されているときには、−７２０°までの範囲となる。算出された絶対回転角θＡが、ステアリング操作に応じた所定の範囲内にあるときには、舵角センサ７が検出している中立位置θ０が適正であると判断して、前記ステップ１に戻る。一方、算出された絶対回転角θＡが、ステアリング操作に応じた所定の範囲から外れているときには、舵角センサが検出する中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれていると判断して、ステップＳ４に移行する。
【００２０】
ステップＳ４では、算出された絶対回転角θＡに基づいて、組付け分解能分のずれが負方向であるか否かを判定している。組付け分解能分のずれが、図３（ｂ）に示したように、負方向であるときには、ステップＳ５に移行して、舵角センサ７が検出する中立位置θ０を、図３（ｃ）に示すように、正方向に組付け分解能分オフセットして補正し、補正した位置を新たな中立位置θ０として更新、記憶してから、中立位置判定処理を終了する。
【００２１】
一方、組付け分解能分のずれが、正方向であるときには、ステップＳ６に移行して、舵角センサ７が検出する中立位置θ０を、負方向に組付け分解能分オフセットして補正し、補正した位置を新たな中立位置θ０として更新、記憶してから、中立位置判定処理を終了する。
ここで、ステップＳ２の処理が操舵軸絶対回転角算出手段に対応し、ステップＳ３〜ステップＳ６の処理が補正手段に対応している。
【００２２】
このように、極めて稀ではあるが、ステアリング操作系の組付け工程の際に、舵角センサ７に記憶させる中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれたとしても、これを舵角センサの故障とは区別して判断でき、尚且つ組付け工程をやり直さなくとも、正確な舵角値を得ることができる。結果として、この正確な舵角値に基づいて、電動パワーステアリング装置の制御を正確に行うことができる。
【００２３】
なお、上記第１実施形態では、ステアリングシャフト２にインクリメンタル型の舵角センサ７を、電動モータ６に絶対回転角センサ９を夫々設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングシャフト２に絶対回転角センサを、電動モータ６にインクリメンタル型の舵角センサを設けたり、或いはステアリングシャフト２と電動モータ６との両方に絶対回転角センサを設けたりしてもよい。
【００２４】
また、上記第１実施形態では、組付け分解能が３６０°である場合について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、１８０°や９０°の場合もあるため、ステップＳ５又はステップＳ６で補正する値は、適宜決定すればよい。
以上のように、上記実施形態によれば、ステアリング操作により操舵される入力軸としてのステアリングシャフト２の舵角θを、このステアリングシャフト２の中立位置θ０を基準にして検出する舵角センサ７と、この舵角センサ７で検出される舵角の中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれているときに、舵角センサ７が検出する舵角θを組付け分解能分補正する補正手段としてのステップＳ３〜ステップＳ６と、を備えているので、舵角センサ７で検出する中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれるとしても、これを舵角センサの故障とは区別して判断でき、尚且つ組付け工程をやり直さなくとも、正確な舵角値を得ることができるという効果が得られる。
【００２５】
また、ステアリング操作に応じてステアリングシャフト２に操舵力を付与する回転駆動源としての電動モータ６と、この電動モータ６の絶対回転角θＭを検出する絶対回転角検出手段としての絶対回転角センサ９と、舵角センサ６で検出する舵角θ、及び絶対回転角検出センサ９で検出される絶対回転角θＭに基づいて、ステアリング操作によるステアリングシャフト２の絶対回転角θＡを検出する操舵軸絶対回転角算出手段としてのステップＳ２とを有し、ステップＳ３では、ステップＳ２で算出される絶対回転角θＡが所定の範囲から外れるときに、舵角センサ７が検出する舵角の中立位置θ０がずれていると判定するように構成されているので、舵角センサ７で検出する中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれていることを確実に判断することができるという効果が得られる。
【００２６】
次に、本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。
この第２実施形態は、前述した第１実施形態において、舵角センサで検出する中立位置θが、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれているか否かを判定していた方法を換えたものである。
すなわち、第２実施形態では、コントローラ１１で実行する中立位置判定処理は、図４に示すように、前述した第１実施形態における図２のステップＳ１〜ステップＳ３を、ステップＳ１１〜ステップＳ１３に替えた構成とされているので、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００２７】
この中立位置判定手段では、先ず、ステップＳ１１で、舵角センサ７により検出する舵角θを読込んで、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、ステップＳ１１で読込んだステアリングシャフト２の回転角θに基づいて、ステアリングシャフト２の中立位置θＳを推定する。この中立位置θＳの推定は、例えば、特開２００２−１６０６５６号公報に開示されている方法に従って推定する。
【００２８】
これによれば、車両の走行中、保舵状態が一定時間継続されたときに、舵角センサ７で検出される舵角データをサンプリングし、このサンプリング数が所定量以上収集された後に、最も検出頻度の高い舵角θを中立位置θＳとして推定することができる。因みに、保舵状態の検出は、舵角センサ７で検出される舵角を時間微分することによって舵角速度を求め、この舵角速度が所定値未満であるか否かを判定して行う。
【００２９】
そこで、続いて移行するステップＳ１３では、ステップＳ２で推定された中立位置θＳと、舵角センサ７が検出する中立位置θ０との偏差が、所定量（例えば、１８０°）を超えているか否かを判定している。この判定結果が｜θ０−θＳ｜＜１８０°であるときには、舵角センサ７が検出している中立位置θ０が適正であると判断して、前記ステップＳ１に戻る。一方、判定結果が｜θ０−θＳ｜≧１８０°であるときには、舵角センサが検出する中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれていると判断して、前記ステップＳ４に移行する。
【００３０】
ここで、ステップＳ１２の処理が中立位置推定手段に対応し、ステップＳ１３、及びステップＳ４〜ステップＳ６の処理が補正手段に対応している。
以上のように、上記第２実施形態によれば、舵角センサ７で検出する舵角θに基づいて、ステアリング操作の中立位置θＳを推定する中立位置推定手段としてのステップＳ１２を有し、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で推定される中立位置θＳと舵角センサ７が検出する中立位置θ０との偏差が所定量を超えたときに、舵角センサ７が検出する舵角の中立位置θ０がずれていると判定するように構成されているので、舵角センサ７で検出する中立位置θ０が、ステアリングシャフト２と舵角センサ７との相対的な組付け分解能分ずれていることを確実に判断することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における概略構成図である。
【図２】第１実施形態における中立位置判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】絶対回転角θＡの波形である。
【図４】第２実施形態における中立位置判定処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ステアリングホイール
２  ステアリングシャフト（操舵軸）
３  ラック・ピニオン
４  車輪
５  減速機
６  電動モータ（回転駆動源）
７  舵角センサ
８  トルクセンサ
９  絶対回転角センサ（絶対回転角検出手段）
１０  車速センサ
１１  コントローラ
【図１】
2004168191.tif 000003
【図２】
2004168191.tif 000004
【図３】
2004168191.tif 000005
【図４】
2004168191.tif 000006