(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を取得するアングルセンサと、前記ステアリングシャフトに取り付けられたステアリングホイールの操舵角度を前記アングルセンサで取得した情報に基づいて算出するコントロールユニットと、を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記アングルセンサは、前記ステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を取得する角度情報取得手段と、制御指令が解除された場合に前記角度情報取得手段で取得した情報を記憶する記憶手段と、を有し、外部から供給される電力により作動するとともに外部から制御指令が送出された場合に前記角度情報取得手段で取得した情報を外部に出力する一方、前記角度情報取得手段で取得した情報を前記記憶手段に記憶した後に前記制御指令が送出された場合に前記記憶手段に記憶した情報を外部に出力するように構成され、
前記コントロールユニットは、前記アングルセンサに対してイグニション・オン時に制御指令を送出する一方イグニション・オフ時に前記制御指令を解除するとともに、制御指令解除後のイグニション・オン時に前記制御指令を再送出し前記アングルセンサの記憶手段に記憶した情報を受信して制御指令解除時における前記ステアリングシャフトの回転角度を算出するものであり、
イグニション・オフ時に蓄電池から前記アングルセンサのみに電力を供給して、前記アングルセンサの角度情報取得手段で取得した情報を前記アングルセンサの記憶手段に記憶するように構成される、
電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記角度情報取得手段は、前記シャフトの回転角度に対応するモータの回転角度を検出するモータ回転角度センサである、
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記モータ回転角度センサは、前記モータの駆動軸に取り付けられた回転部材と、前記回転部材に固定された着磁部の磁界変化を検出する素子部と、を有し、前記素子部は、前記回転部材の回転角度に応じて９０°位相がずれるように配置された少なくとも一組の磁気検出素子からなるブリッジ回路で構成される、
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記磁気検出素子は、ＭＲ素子又はＨａｌｌ素子である、
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アングルセンサ及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサで検出し、この操舵力に対応する補助操舵トルクを電動モータで発生させて車輪の操舵を行う電動パワーステアリング装置が実用化されている。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイールの操舵角度（ステアリングシャフトの回転角度）を検出するためのアングルセンサが設けられている。また、現在においては、左右の車輪の回転速度に関する情報に基づいて、アングルセンサを用いることなくステアリングの操舵角度を推定する技術も提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１８０３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１４４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載されたような従来の操舵角度推定技術においては、イグニションのオフ操作等によりコントロールユニットへの通電が遮断されると、直前まで算出していた操舵角度がリセットされてしまい、次回の通電時から操舵角度を新たに学習し直さなければならないという問題があった。このため、例えばイグニション・オフ時にステアリングホイールが操舵されると、その操舵角度を次回の通電時に反映させることができないという不都合が生じていた。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、イグニション・オフ時においてもステアリングホイールの操舵角度に関連する情報を取得し続けることができるアングルセンサ及びこれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係るアングルセンサは、所定軸周りに回転するシャフトの回転角度に関連する情報を取得する角度情報取得手段を備え、外部から供給される電力により作動するとともに外部から制御指令が送出された場合に角度情報取得手段で取得した情報を外部に出力するものであって、制御指令が解除された場合に、角度情報取得手段で取得した情報を記憶する記憶手段をさらに備えるものである。
【０００８】
かかる構成を採用すると、外部から制御指令が送出された場合に、シャフトの回転角度に関連する情報を外部に出力することができる一方、制御指令が解除された場合に、シャフトの回転角度に関連する情報を記憶手段に記憶することができる。従って、制御指令解除時（例えばイグニション・オフ時）にシャフトの回転角度に関連する情報が検出された場合においても、その情報を保存することができ、その保存した情報を後に利用することが可能となる。
【０００９】
本発明に係るアングルセンサにおいて、角度情報取得手段で取得した情報を記憶手段に記憶した後に制御指令が送出された場合に、記憶手段に記憶した情報を外部に出力するように構成することもできる。
【００１０】
かかる構成を採用すると、制御指令解除時に記憶手段に記憶したシャフトの回転角度に関連する情報を、制御指令再送出時に外部に出力することができるので、この情報を利用して制御指令解除時におけるシャフトの回転角度を算出することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るアングルセンサにおいて、シャフトの回転角度に対応するモータの回転角度を検出するモータ回転角度センサを角度情報取得手段として採用することができる。かかる場合には、モータの駆動軸に取り付けられた回転部材と、この回転部材に固定された着磁部の磁界変化を検出する磁気抵抗素子部と、を有するモータ回転角度センサを採用することができる。また、回転部材の回転角度に応じて９０°位相がずれるように配置された少なくとも一組の磁気検出素子からなるブリッジ回路で磁気抵抗素子部を構成することができる。磁気検出素子としてはＭＲ素子やＨａｌｌ素子を採用することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を取得するアングルセンサと、ステアリングシャフトに取り付けられたステアリングホイールの操舵角度をアングルセンサで取得した情報に基づいて算出するコントロールユニットと、を備えるものである。アングルセンサとしては、本発明に係るアングルセンサを採用する。コントロールユニットは、アングルセンサに対してイグニション・オン時に制御指令を送出する一方イグニション・オフ時に制御指令を解除するとともに、制御指令解除後のイグニション・オン時に制御指令を再送出しアングルセンサの記憶手段に記憶した情報を受信して制御指令解除時におけるステアリングシャフトの回転角度を算出するものである。
【００１３】
かかる構成を採用すると、イグニション・オフ時にコントロールユニットからの制御指令が解除された場合に、アングルセンサの角度情報取得手段で取得したステアリングシャフトの回転角度に関連する情報をアングルセンサの記憶手段に記憶することができる。従って、イグニション・オフ時にステアリングホイールが操舵された場合においても、ステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を保存することができる。そして、その保存した情報を、制御指令再送出時にコントロールユニットに出力することができるので、制御指令解除時におけるステアリングホイールの操舵角度を算出することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置において、イグニション・オフ時に蓄電池からアングルセンサのみに電力を供給してアングルセンサの角度情報取得手段で取得した情報を記憶手段に記憶することができる。
【００１５】
かかる構成を採用すると、イグニション・オフ時に蓄電池からアングルセンサに電力を供給するだけで、ステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を保存することができる。従って、イグニション・オフ時における消費電力を節減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、イグニション・オフ時においてもステアリングホイールの操舵角度に関連する情報を取得し続けることができるアングルセンサ及びこれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置に搭載されるアングルセンサ及びコントロールユニットの機能的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
まず、図１を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１の構成の概要について説明する。電動パワーステアリング装置１は、所定軸周りに回転するステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報を取得するアングルセンサ１０と、ステアリングシャフト２に取り付けられたステアリングホイール３の操舵角度をアングルセンサ１０で取得した情報に基づいて算出するコントロールユニット２０と、を備えている。
【００２０】
ステアリングシャフト２は、減速ギア４、ユニバーサルジョイント５Ａ・５Ｂ、ピニオンラック機構６を介して車輪のタイロッド７に連結されている。ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール３の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ８が設けられており、ステアリングホイール３の操舵力Ｔによってトーションバー８ａが捩れると、トルクセンサ８は操舵トルクＴに応じた電気信号をコントロールユニット２０に出力するようになっている。ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール３の操舵トルクを補助する電動モータ９が減速ギア４を介して連結されており、電動モータ９にはアングルセンサ１０が設けられている。アングルセンサ１０の構成については後に詳述する。
【００２１】
コントロールユニット２０には、バッテリ（蓄電池）３１から電力が供給されるとともに、イグニションキー３２を介してイグニション信号が入力される。コントロールユニット２０は、トルクセンサ８で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ３３で検出された車速Ｖに基づいて操舵補助指令の電流指令値Ｉを算出し、算出した電流指令値Ｉに基づいて電動モータ９に供給する電流を制御する。コントロールユニット２０の構成については後に詳述する。
【００２２】
次に、図２を用いて、本実施形態に係るアングルセンサ１０及びコントロールユニット２０の機能的構成について説明する。
【００２３】
アングルセンサ１０は、図２に示すように、バッテリ３１から供給される電力により作動するものであり、電動モータ９の回転角度を検出するモータ回転角度センサ１１を有している。モータ回転角度センサ１１は、ステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報（ステアリングシャフト２の回転角度に一対一対応する電動モータ９の回転角度）を取得するものであり、本発明における角度情報取得手段として機能する。アングルセンサ１０は、コントロールユニット２０から制御指令が送出された場合に、モータ回転角度センサ１１で検出した回転角度の情報（角度信号）をコントロールユニット２０に出力する。
【００２４】
本実施形態におけるモータ回転角度センサ１１は、電動モータ９の駆動軸に取り付けられた回転部材と、この回転部材に固定された着磁部（Ｓ極磁石及びＮ極磁石）の磁界変化を検出する磁気抵抗素子部と、を有する非接触式センサである。回転部材は、電動モータ９の駆動軸の回転と同期しつつ一定の周期で回転するようになっている。磁気抵抗素子部は、回転部材の回転角度に応じて９０°位相がずれるように配置した少なくとも一組の磁気検出素子からなるブリッジ回路で構成されている。磁気検出素子としては、ＭＲ素子やＨａｌｌ素子を採用することができる。このように構成したモータ回転角度センサ１１により、電動モータ９の回転角度θに対応する正弦波（sinθ）及び余弦波（cosθ）の信号がコントロールユニット２０に出力される。
【００２５】
また、アングルセンサ１０は、コントロールユニット２０から送出される制御指令が解除された場合に、モータ回転角度センサ１１で検出した情報を記憶する集積回路（ＡＳＩＣ）１２を有している。集積回路１２は、本発明における記憶手段として機能するものである。集積回路１２は、モータ回転角度センサ１１で検出した電動モータ９の回転角度θの情報（正弦波及び余弦波の信号）に基づいてステアリングシャフト２の回転角度を算出する機能をも有しており、このように算出したステアリングシャフト２の回転角度を記憶することもできる。また、集積回路１２は、モータ回転角度センサ１１で検出した情報を記憶した後にコントロールユニット２０から制御指令が送出された場合に、記憶した情報をコントロールユニット２０に出力する通信機能を有している。
【００２６】
コントロールユニット２０は、図２に示すように、バッテリ３１から供給される電力により作動するものであり、各種演算処理を行うＭＣＵ２１等を有している。ＭＣＵ２１は、イグニションキー３２を介してイグニション・オン信号が送出された場合に、アングルセンサ１０に対して制御指令を送出するとともにアングルセンサ１０から出力された回転角度の情報（角度信号）を受信し、受信した情報に基づいて逆正接関数（arctanθ）の演算処理を実行することによりステアリングシャフト２の回転角度を算出する。
【００２７】
また、ＭＣＵ２１は、イグニション・オン信号が解除された場合に、スイッチ２２の接続を遮断してバッテリ３１からＭＣＵ２１への通電を停止させるとともに、イグニション・オン時にアングルセンサ１０へと送出していた制御指令を解除する。これにより、イグニション・オフ時には、ＭＣＵ２１による各種演算処理が停止させられる。一方、イグニション・オフ時（制御指令解除時）においても、アングルセンサ１０にはバッテリ３１から電力が供給される。このため、アングルセンサ１０は、前述のようにイグニション・オフ時にモータ回転角度センサ１１で検出した情報を集積回路１２に記憶する。
【００２８】
このようなイグニション・オフ期間を経た後、イグニション・オン信号が再送出された場合に、ＭＣＵ２１は、アングルセンサ１０に対して制御指令を再送出し、アングルセンサ１０の集積回路１２に記憶されていた情報を受信し、受信した情報に基づいて演算処理を実行する。これにより、ＭＣＵ２１は、イグニション・オフ期間におけるステアリングシャフト２の回転角度（ステアリングホイール３の操舵角度）を算出することができる。
【００２９】
以上の実施形態に係るアングルセンサ１０においては、外部（コントロールユニット２０）から制御指令が送出された場合に、ステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報を外部に出力することができる一方、制御指令が解除された場合に、ステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報を集積回路１２に記憶することができる。従って、制御指令解除時（イグニション・オフ時）にステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報が検出された場合においても、その情報を保存することができ、その保存した情報を後に利用することが可能となる。
【００３０】
また、以上の実施形態に係るアングルセンサ１０においては、制御指令解除時に集積回路１２に記憶したステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報を、制御指令再送出時に外部（コントロールユニット２０）に出力することができるので、この情報を利用して制御指令解除時におけるステアリングシャフト２の回転角度を算出することが可能となる。
【００３１】
また、以上の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１においては、イグニション・オフ時にコントロールユニット２０からの制御指令が解除された場合に、アングルセンサ１０のモータ回転角度センサ１１で検出した電動モータ９の回転角度の情報をアングルセンサ１０の集積回路１２に記憶することができる。従って、イグニション・オフ時にステアリングホイール３が操舵された場合においても、ステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報（電動モータ９の回転角度の情報）を保存することができる。そして、その保存した情報が、制御指令再送出時にコントロールユニット２０に出力されるので、制御指令解除時におけるステアリングホイール３の操舵角度を算出することが可能となる。
【００３２】
また、以上の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１においては、イグニション・オフ時にバッテリ３１からアングルセンサ１０に電力を供給するだけで、ステアリングシャフト２の回転角度に関連する情報を保存することができる。従って、イグニション・オフ時における消費電力を節減することができる。
【００３３】
なお、以上の実施形態においては、アングルセンサの角度情報取得手段として、電動モータ９の回転角度の情報を検出するモータ回転角度センサ１１を採用した例を示したが、角度情報取得手段の構成はこれに限られるものではない。例えば、ステアリングシャフト２自体に取り付けられてステアリングシャフト２と同期回転する回転部材と、この回転部材に固定された着磁部の磁界変化を検出する磁気抵抗素子部と、を有し、ステアリングシャフト２の回転角度に対応する正弦波及び余弦波の信号を出力する回転角度センサを角度情報取得手段として採用することもできる。
【００３４】
また、以上の実施形態においては、車両のステアリングシャフトの回転角度に関連する情報を取得する電動パワーステアリング装置用のアングルセンサに本発明を適用した例を示したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、シャフトの回転角度に関連する情報を取得する種々のアングルセンサに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…電動パワーステアリング装置
２…ステアリングシャフト
３…ステアリングホイール
１０…アングルセンサ
１１…モータ回転角度センサ（角度情報取得手段）
１２…集積回路（記憶手段）
２０…コントロールユニット
３１…バッテリ（蓄電池）
【図１】
0005339095.tif 000002
【図２】
0005339095.tif 000003