(57)【要約】【課題】  イグニッションスイッチが抜かれたときに操舵軸の絶対舵角や中立位置を記憶する必要がない操舵角検出装置を提供する。【解決手段】  操舵ハンドルを左操舵限界位置−θmaxから右操舵限界位置＋θmaxにまで操舵したときにｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、（ｎ＋１）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、（ｎ＋２）回の周期波形信号を出力する第３レゾルバセンサとを備え、第３レゾルバセンサで得られる相対角θｃと第２レゾルバセンサで得られる相対角θｂの相対角差θｃｂと、第３レゾルバセンサで得られる相対角θｃと第１レゾルバセンサで得られる相対角θａの相対角差θｃａとに基づいて絶対舵角θと中立位置とを算出する。【選択図】  図８
2007333657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されるとｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、
左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されると（ｎ＋１）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、
左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されると（ｎ＋２）回の周期波形信号を出力する第３レゾルバセンサと、
上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との差、あるいは、上記第２レゾルバセンサの信号出力値と上記第３レゾルバセンサの信号出力値との差に基づいて、上記左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して１つのピーク値が現れる特性を有する第１電気角を算出する第１電気角算出手段と、
上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第３レゾルバセンサの信号出力値との差に基づいて、上記左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して２つのピーク値が現れる特性を有する第２電気角を算出する第２電気角算出手段と、
上記第１電気角算出手段により算出された第１電気角と、上記第２電気角算出手段により算出された第２電気角とに基づいて、上記操舵部材の中立位置と絶対舵角とを算出する絶対舵角算出手段と
を備えたことを特徴とする操舵角検出装置。
【請求項２】
上記絶対舵角算出手段は、上記第１電気角の値が零でなく、かつ、上記第２電気角の値が零となったとき、上記操舵部材が中立位置にあると判定することを特徴とする請求項１記載の操舵角検出装置。
【請求項３】
上記絶対舵角算出手段は、上記第１電気角と上記第２電気角との大小関係に基づいて上記操舵部材の操舵位置が右操舵領域にあるいか左操舵領域にあるかを判定し、その領域判定結果と上記第２電気角の値とに基づいて上記絶対舵角を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の操舵角検出装置。
【請求項４】
上記第１レゾルバセンサと第２レゾルバセンサと第３レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、
上記３つのレゾルバセンサのうち１つのレゾルバセンサの異常が検出されたとき、異常が検出されていない２つのレゾルバセンサの信号出力値の差に基づいて、上記操舵部材の絶対舵角を算出する異常時絶対舵角算出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の操舵角検出装置。
【請求項５】
異常時絶対舵角算出手段は、上記第２レゾルバセンサの異常が検出されたとき、上記第２電気角算出手段により算出される第２電気角の推移に基づいて、上記操舵部材の操舵位置が右操舵領域にあるいか左操舵領域にあるかを判定し、その領域判定結果と上記第２電気角の値とに基づいて上記絶対舵角を算出することを特徴とする請求項４記載の操舵角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバセンサを用いて操舵部材の絶対角度を検出する操舵角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レゾルバセンサを用いて車両の操舵軸の絶対角度（絶対舵角）を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１に提案された車両用操舵装置は、操舵軸に設けられる一対のレゾルバセンサと、イグニッションキーが抜かれたとき操舵軸回りに等間隔で設けられたロック位置で操舵軸の回転を規制するロック機構とを備える。また、操舵軸の絶対角度を検出するために、一対のレゾルバセンサの出力信号の軸倍角をそれぞれｍ×，ｎ×（ｍ＞ｎ）に設定するとともに、操舵軸回りのロック位置の数Ｎを、（ｍ−ｎ）≦Ｎという関係に設定している。
【０００３】
この構成においては、一対のレゾルバセンサの出力信号の差をとることにより、操舵軸が３６０°／（ｍ−ｎ）回転するごとに繰り返される周期波形信号を得ることができる。この場合、イグニッションキーが抜かれて操舵軸がロック機構により回転規制される状況においては、この周期波形信号の出力は、操舵軸が回転できる規制角度領域内の異なる角度において同一レベルの値にはならない。
従って、イグニッションキーが抜かれた時点の操舵軸の絶対角度を記憶しておくことにより、次回の車両運転時に、この記憶した絶対角度と現時点における操舵軸の回転角度位置との関係から操舵軸の絶対角度を検出できる。
【０００４】
また、特許文献２には、操舵軸の中立位置を舵角センサに記憶させ、この中立位置を基準にした回転角を舵角センサにより測定することで操舵角を検出する舵角検出装置が提案されている。この装置においては、ステアリング組み付け工程において中立位置を舵角センサに記憶させるが、その記憶させる中立位置がずれてしまうことがある。そこで、電動パワーステアリング装置に使用される電動モータの１回転以内の絶対回転角に基づいて中立位置のずれを検出し、正しい中立位置に更新記憶するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２６９９５３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８１９１号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の装置においては、ロック機構が複雑になってしまう。また、イグニッションキーが抜かれた時点の操舵角を記憶しておく必要がある。このため、電源バッテリを外した場合においても記憶保持できる構成を備えなければならない。
また、特許文献２の装置においては、組み付け工程において中立位置を正確に記憶させる必要があり、製造工数が多くなってしまう。また、中立位置のずれ補正といった処理も必要となってくる。
【０００６】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、操舵軸の絶対角や中立位置を記憶する必要がない操舵角検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されるとｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されると（ｎ＋１）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵部材が操舵されると（ｎ＋２）回の周期波形信号を出力する第３レゾルバセンサと、上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との差、あるいは、上記第２レゾルバセンサの信号出力値と上記第３レゾルバセンサの信号出力値との差に基づいて、上記左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して１つのピーク値が現れる特性を有する第１電気角を算出する第１電気角算出手段と、上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第３レゾルバセンサの信号出力値との差に基づいて、上記左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して２つのピーク値が現れる特性を有する第２電気角を算出する第２電気角算出手段と、上記第１電気角算出手段により算出された第１電気角と、上記第２電気角算出手段により算出された第２電気角とに基づいて、上記操舵部材の中立位置と絶対舵角とを算出する絶対舵角算出手段とを備えたことにある。
【０００８】
この発明によれば、操舵部材が左操舵限界位置から右操舵限界位置まで操舵されると、第１レゾルバセンサはｎ回の周期波形信号を、第２レゾルバセンサは（ｎ＋１）回の周期波形信号を、第３レゾルバセンサは（ｎ＋２）回の周期波形信号を出力する。従って、第１レゾルバセンサの信号出力値と第２レゾルバセンサの信号出力値との差、あるいは、第２レゾルバセンサの信号出力値と第３レゾルバセンサの信号出力値との差を求めることにより、左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して周期性を有しない１つのピーク値が現れる特性を有する電気角を得ることができる。第１電気角算出手段は、この電気角を第１電気角として算出する。
【０００９】
また、第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第３レゾルバセンサの信号出力値との差を求めることにより、左操舵限界位置から右操舵限界位置までの操舵可能範囲において操舵角の変化に対して２つのピーク値が現れる特性を有する電気角を得ることができる。第２電気角算出手段は、この電気角を第２電気角として算出する。
そして、絶対舵角算出手段は、第１電気角算出手段により算出された第１電気角と、第２電気角算出手段により算出された第２電気角とに基づいて、操舵部材の中立位置と絶対舵角とを算出する。
【００１０】
第２電気角算出手段で算出される第２電気角は、操舵可能範囲において操舵角の変化に対して２周期分の周期波形信号として現れる。従って、その周期波形信号の境界（１周期目と２周期目との境界）を算出することで操舵部材の中立位置を求めることができる。例えば、第２電気角を、操舵角の変化に対して鋸歯形状に変化する周期波形信号として出力させた場合には、その鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出したときに操舵部材が中立位置に存在すると判断することができる。
従って、中立位置の検出を正確に簡単に行うことができる。また、操舵部材の操舵中に中立位置を検出することができるため、製造工程において中立位置を記憶させる必要がなく、製造工数を低減することができる。
【００１１】
一方、第１電気角算出手段で算出される第１電気角は、レゾルバセンサの出力する周期波形信号の位相差により、周期性を有することなく変化し、操舵可能範囲にわたって操舵部材の位置（絶対舵角）と一対一に対応する値となる。
従って、第１電気角により操舵部材の絶対舵角を算出することができる。この場合、例えば、第１電気角と第２電気角とを組み合わせて絶対舵角をさらに精度良く検出することもできる。
第２電気角は、中立位置より右操舵側の右操舵領域と左操舵側の左操舵領域との２つの領域において、それぞれ１周期分の周期波形信号を出力するため、第１電気角に比べて操舵角の変化に対する出力変化が大きい。また、この第２電気角の値は、２つの操舵領域において操舵部材の位置（絶対舵角）と一対一に対応する。従って、第１電気角に基づいて操舵領域を特定し、この特定された操舵領域における第２電気角の値から絶対舵角を検出することで検出精度を向上できる。
また、絶対舵角の算出は、操舵部材の操舵中に行うため、次回の運転走行まで絶対舵角を記憶する必要がない。従って、記憶装置の暗電流の消費を低減することができる。
【００１２】
本発明の他の特徴は、上記絶対舵角算出手段は、上記第１電気角の値が零でなく、かつ、上記第２電気角の値が零となったとき、上記操舵ハンドルが中立位置にあると判定することにある。
【００１３】
第２電気角は、第１レゾルバセンサの信号出力値と第３レゾルバセンサの信号出力値との差に基づいて算出されるが、この２つの信号出力値は、操舵可能範囲における中立位置において同一値となる。この２つの信号出力値は、中立位置以外にも操舵限界角度位置において同一となる。そこで、第１電気角の値が零でなく、かつ、第２電気角の値が零になったことを検出することで、操舵部材の中立位置を高精度でしかも簡単に求めることができる。
【００１４】
本発明の他の特徴は、上記絶対舵角算出手段は、上記第１電気角と上記第２電気角との大小関係に基づいて上記操舵部材の操舵位置が右操舵領域にあるいか左操舵領域にあるかを判定し、その領域判定結果と上記第２電気角の値とに基づいて上記絶対舵角を算出することにある。
【００１５】
第２電気角は、中立位置より右操舵側の右操舵領域と左操舵側の左操舵領域との２つの領域において、操舵部材の位置（絶対舵角）と一対一に対応する値をとり、第１電気角に比べて操舵角の変化に対する出力変化が大きい。従って、操舵部材の操舵領域が分かれば、この第２電気角の値から精度の高い絶対舵角を算出することができる。一方、第１電気角と第２電気角とは、左右の操舵領域によってその大小関係が異なる。
そこで、絶対舵角算出手段は、第１電気角と第２電気角との大小関係に基づいて操舵部材の位置する操舵領域を判定し、この判定された操舵領域における第２電気角の値から絶対舵角を算出する。この結果、絶対舵角を高精度に算出することができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、上記第１レゾルバセンサと第２レゾルバセンサと第３レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、上記３つのレゾルバセンサのうち１つのレゾルバセンサの異常が検出されたとき、異常が検出されていない２つのレゾルバセンサの信号出力値の差に基づいて、上記操舵部材の絶対舵角を算出する異常時絶対舵角算出手段とを備えたことにある。
【００１７】
これによれば、１つのレゾルバセンサが故障しても、他のレゾルバセンサにより操舵部材の絶対舵角を算出するため車両の安全性が向上する。
【００１８】
本発明の他の特徴は、異常時絶対舵角算出手段は、上記第２レゾルバセンサの異常が検出されたとき、上記第２電気角算出手段により算出される第２電気角の推移に基づいて、上記操舵部材の操舵位置が右操舵領域にあるいか左操舵領域にあるかを判定し、その領域判定結果と上記第２電気角の値とに基づいて上記操舵角を算出することにある。
【００１９】
第２レゾルバセンサの異常時においては、第１電気角を算出することができないため、第２電気角のみにより絶対舵角を算出する必要がある。第２電気角は、操舵可能範囲において操舵角の変化に対して２周期分の周期波形信号として現れる。従って、第２電気角の推移を検出することにより、操舵部材の位置する操舵領域を判定することができる。
【００２０】
例えば、第２電気角を、操舵角の変化に対して鋸歯形状に変化する周期波形信号として出力させた場合には、その鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出したときに操舵部材が中立位置を通過したと判断することができる。また、第２電気角の信号出力の変化は、右方向に操舵されて中立位置を通過した場合と、左方向に操舵されて中立位置を通過した場合とで相違する。従って、第２電気角の推移から操舵部材の位置する操舵領域を判定することができる
【００２１】
異常時絶対舵角算出手段は、こうした原理を利用して、第２電気角の周期波形信号の推移に基づく操舵領域判定と第２電気角の値とに基づいて操舵角を算出する。
従って、第２レゾルバセンサが故障しても、精度良く操舵角を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、一実施形態としての操舵角検出装置を備えた車両の操舵装置を示している。
【００２３】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。
【００２４】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。
【００２５】
操舵入力軸１２と操舵出力軸２４との間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を操舵出力軸２４に伝達するものである。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと操舵入力軸１２の下端との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと操舵出力軸２４の上端との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。
【００２６】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を制御する電気制御装置４０について説明する。
電気制御装置４０は、操舵ハンドル１１の操舵角θを検出するための操舵角検出装置５０と、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）６０と、前輪転舵用電子制御ユニット（以下、前輪転舵用ＥＣＵという）７０とを備えている。
【００２７】
操舵角検出装置５０は、第１レゾルバセンサ５１と、第２レゾルバセンサ５２と、第３レゾルバセンサ５３と、絶対角検出用演算装置（以下、絶対角検出用ＥＣＵと呼ぶ）５４とから構成される。
第１レゾルバセンサ５１は、操舵入力軸１２の中間部に設けられる第１レゾルバ５１ｓと、第１レゾルバ５１ｓの出力信号から相対角θａを検出する第１相対角検出回路５１ｃとからなる。
第２レゾルバセンサ５２は、第１レゾルバ５１ｓと並んで操舵入力軸１２の中間部に設けられる第２レゾルバ５２ｓと、第２レゾルバ５２ｓの出力信号から相対角θｂを検出する第２相対角検出回路５２ｃとからなる。
第３レゾルバセンサ５３は、第２レゾルバ５２ｓと並んで操舵入力軸１２の中間部に設けられる第３レゾルバ５３ｓと、第３レゾルバ５３ｓの出力信号から相対角θｃを検出する第３相対角検出回路５３ｃとからなる。
【００２８】
各レゾルバ５１ｓ，５２ｓ，５３ｓは、それぞれ環状のレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒとレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓ，５３ｓｓとを備える。各レゾルバ５１ｓ，５２ｓ，５３ｓにおいては、レゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒが操舵入力軸１２の外周面上に固定されており、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓ，５３ｓｓがその内周面にレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒの外周面が対向するように車体側に固定して設けられる。
各レゾルバ５１ｓ，５２ｓ，５３ｓは、それぞれレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒに励磁コイルである１次巻線（図示略）が設けられ、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓ，５３ｓｓに検出コイルである２次巻線（図示略）が複数設けられる。
【００２９】
また、各相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃは、それぞれレゾルバ５１ｓ，５２ｓ，５３ｓの１次巻線を正弦波信号により励磁するとともに、その励磁信号による誘起電圧信号を複数の２次巻線から入力する。操舵入力軸１２が回転して各レゾルバ５１ｓ，５２ｓ，５３ｓのレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓ，５３ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒとの位置関係が変化すると、２次巻線を通過する磁束が変化する。従って、１次巻線に印加される正弦波電圧と２次巻線に作用する誘起電圧との位相差を比較することにより、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓ，５３ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒ，５３ｓｒとの相対的な角度位置を検出することができる。
【００３０】
操舵入力軸１２は、図示しないストロークエンドにより、その軸線回りの回転が規制されている。この操舵入力軸１２の回転可能範囲は、操舵ハンドル１１の回転可能範囲と同一である。以下、この範囲を操舵可能範囲と呼ぶ。
操舵可能範囲は、本実施形態においては、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、左方向の操舵限界角度−θmaxから右方向の操舵限界角度＋θmaxまでとする。
【００３１】
そして、第１相対角検出回路５１ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において１１回の周期波形信号を出力するように構成される。
一方、第２相対角検出回路５２ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において１２回の周期波形信号を出力するように構成される。また、第３相対角検出回路５３ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において１３回の周期波形信号を出力するように構成される。
【００３２】
操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程における周期波形信号の出力回数については、上記示した値に限定するものではないが、各相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃにおいて、「１」ずつ異なるように設定する。以下、第１相対角検出回路５１ｃの周期波形信号の出力回数をｎ回、第２相対角検出回路５２ｃの出力回数を（ｎ＋１）回、第３相対角検出回路５３ｃの出力回数を（ｎ＋２）回として説明する。
【００３３】
図８は、第１相対角検出回路５１ｃ、第２相対角検出回路５２ｃ、第３相対角検出回路５３ｃの出力する周期波形信号を表す。横軸は、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角θ）を表し、縦軸は、電気角を表す。図中、破線で表される信号波形は、第１相対角検出回路５１ｃの出力する相対角θａを、２点鎖線で表される信号波形は、第２相対角検出回路５２ｃの出力する相対角θｂを、１点鎖線で表される信号波形は、第３相対角検出回路５３ｃの出力する相対角θｃ表す。
【００３４】
相対角θａは、操舵可能範囲を値ｎで徐算した角度（２・θmax／ｎ）を１周期（２π）とした電気角であり、第１レゾルバ５１ｓのレゾルバステータ５１ｓｓに対するレゾルバロータ５１ｓｒの相対的な位置を表す。同様に、相対角θｂは、操舵可能範囲を値（ｎ＋１）で徐算した角度（２・θmax／（ｎ＋１））を１周期（２π）とした電気角であり、第２レゾルバ５２ｓのレゾルバステータ５２ｓｓに対するレゾルバロータ５２ｓｒの相対的な位置を表す。同様に、相対角θｃは、操舵可能範囲を値（ｎ＋２）で徐算した角度（２・θmax／（ｎ＋２））を１周期（２π）とした電気角であり、第３レゾルバ５３ｓのレゾルバステータ５３ｓｓに対するレゾルバロータ５３ｓｒの相対的な位置を表す。
これに対して絶対舵角θは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」として、この中立位置を基準とした操舵ハンドル１１の機械的な回転角度（回転位置）を表す。
以下の説明において、相対角θａを表す第１相対角検出回路５１ｃの出力信号を第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと呼び、相対角θｂを表す第２相対角検出回路５２ｃの出力信号を第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂと呼び、相対角θｃを表す第３相対角検出回路５３ｃの出力信号を第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃと呼ぶ。
【００３５】
図８に示すように、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３の出力する周期波形信号θａ，θｂ，θｃは、横軸に対して垂直な辺を有する直角三角形を複数連ねた鋸歯形状の信号として現れる。この鋸歯形状の信号波形の一山分が１周期となる。
各レゾルバセンサ５１，５２，５３は、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmax位置に回された状態において、出力がそれぞれ電気角で０ラジアンとなるようにそれぞれ設定され、操舵ハンドル１１が右操舵限界角度＋θmax位置にまで回されたときに、出力がそれぞれ２πラジアンとなるように設定される。
【００３６】
各レゾルバセンサ５１，５２，５３は、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、その周期波形信号の出力回数がそれぞれ１回だけ異なるように設定されるため、操舵角θに対する出力（電気角）に位相差が生じる。
この場合、第１レゾルバセンサの出力信号θａと第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂとは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転すると位相差がなくなる。
同様に、第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂと第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃとは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転すると位相差がなくなる。
一方、第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃとは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転したときに、その中間位置においても同位相となる。この同位相となる中間位置は、操舵ハンドル１１の中立位置に相当する。
【００３７】
第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θａ,θｂ、θｃは、絶対角検出用ＥＣＵ５４に入力される。絶対角検出用ＥＣＵ５４は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、相対角θａ,θｂ，θｃを用いて操舵ハンドル１１の中立位置および操舵角θ（絶対舵角）を算出する。この絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う操舵角算出処理については後述する。
【００３８】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に対して適切な操舵反力を発生させる制御装置で、絶対角検出用ＥＣＵ５４および車速センサ４１を接続している。車速センサ４１は、車速Ｖを表す検出信号を出力する。操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５４で算出された操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標操舵反力を算出する。この目標操舵反力の算出に当たっては、図９に示す操舵反力テーブルを参照する。この操舵反力テーブルは、操舵反力用ＥＣＵ６０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力値が設定されている。
なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、操舵角θおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力値を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力値を計算するようにしてもよい。
【００３９】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、計算した目標操舵反力に対応した駆動電流を図示しない駆動回路を介して操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
尚、操舵反力用電動モータ１３は、３相同期式永久磁石モータが使用され、２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御により回転制御される。この場合、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号を入力する必要がある。そこで、操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５４から同期信号として相対角θａ、相対角θｂ、相対角θｃのいずれかの信号を入力する。
【００４０】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に応じた舵角で前輪（転舵輪）を転舵する制御装置であり、絶対角検出用ＥＣＵ５４、車速センサ４１、転舵角センサ４３を接続する。
転舵角センサ４３は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を測定することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。また、この転舵角センサ４３を、操舵出力軸２４の回転角を検出することにより、実転舵角δを検出するように構成してもよい。
【００４１】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、絶対角検出用ＥＣＵ５４で算出されたハンドル操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標前輪転舵角を算出する。この目標前輪転舵角の算出に当たっては、図１０に示す転舵角テーブルを参照する。この転舵角テーブルは、前輪転舵用ＥＣＵ７０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角が設定されている。この目標前輪転舵角のハンドル操舵角θに対する変化率は、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θと目標前輪転舵角との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角を計算するようにしてもよい。
【００４２】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、転舵角センサ４３により検出した実転舵角δが最終的な目標前輪転舵角に等しくなるように、その舵角差を用いて図示しない駆動回路を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角に転舵する。
【００４３】
次に、操舵角検出装置５０が行う操舵ハンドル１１の操舵角検出処理について説明する。まず、車両起動時において行う初期制御ルーチンについて説明する。図２は、絶対角検出用ＥＣＵ５４が車両起動時において実施する初期制御ルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５４のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、車両のイグニッションスイッチがＯＮしたときに実行される。
【００４４】
車両のイグニッションスイッチがＯＮして本初期制御ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ１１において、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３が全て正常であるか否かを判断する。この判断は、各レゾルバ５１ｓ、５２ｓ、５３ｓに設けられる巻線の端子電圧をチェックすることにより行う。各レゾルバ５１ｓ、５２ｓ、５３ｓに設けられる巻線に断線、ショート、絶縁不良等が発生した場合には、この巻線端子電圧が基準範囲から外れる。従って、このステップＳ１１においては、第１相対角検出回路５１ｃ、第２相対角検出回路５２ｃ、第３相対角検出回路５３ｃにより巻線端子電圧を検出し、検出電圧が基準範囲から外れているときにレゾルバ５１ｓ、５２ｓ、５３ｓが異常であると判断する。
【００４５】
尚、各レゾルバセンサ５１，５２，５３の異常検出に当たっては、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ自身の異常も含めて、絶対角検出用ＥＣＵ５４にて検出するようにしてもよい。例えば、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃの出力する周期波形信号の電圧値を絶対角検出用ＥＣＵ５４にてチェックし、その電圧値が基準範囲から外れたとき回路異常と判断してもよい。また、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ，５３ｃの出力信号の波形から回路異常を判断してもよい。
【００４６】
第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３が全て正常であると判断された場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、第１絶対舵角算出処理を行う。この第１絶対舵角算出処理については後述する。
また、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３のうちいずれか一つでも異常が検出された場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１３において、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３に接続指令を出力する。この接続指令により、第１電磁クラッチ３２は、ケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。また、第２電磁クラッチ３３は、ケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。この結果、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とは、ケーブル３１を介して動力伝達可能に連結される。従って、運転者の行う操舵ハンドル１１の回動操作により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
こうしてステップＳ１２あるいはステップＳ１３の処理が完了すると、本制御ルーチンを終了する。
【００４７】
次に、初期制御処理が完了した後の絶対舵角算出処理について説明する。図３は、絶対角検出用ＥＣＵ５４が実施する絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５４のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、初期制御処理が完了した後に所定の短い周期で繰り返し行われる。
【００４８】
本ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ２１において、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３が全て正常であるか否かを判断する。この判断は、先のステップＳ１１と同様な異常検出処理であるが、車両のイグニッションスイッチがオン状態にあるあいだ繰り返し行われる。
そして、レゾルバセンサ５１，５２，５３の異常が検出されていないあいだは、第１絶対舵角算出処理を繰り返し行う（Ｓ２２）。
【００４９】
一方、レゾルバセンサ５１，５２，５３のいずれかに異常が検出された場合には、その異常となるレゾルバセンサが、第１レゾルバセンサ５１のみであるか否かを判断し（Ｓ２３）、第１レゾルバセンサ５１のみ異常が検出されている場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、第２絶対舵角算出処理を行う（Ｓ２４）。
また、ステップＳ２３における判断が「ＮＯ」、つまり、第１レゾルバセンサ５１のみの異常ではない場合は、異常となるレゾルバセンサが第３レゾルバセンサ５３のみであるか否かを判断し（Ｓ２５）、第３レゾルバセンサ５３のみ異常が検出されている場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、第３絶対舵角算出処理を行う（Ｓ２６）。
また、ステップＳ２５における判断が「ＮＯ」、つまり、第３レゾルバセンサ５３のみの異常ではない場合は、異常となるレゾルバセンサが第２レゾルバセンサ５２のみであるか否かを判断し（Ｓ２７）、第２レゾルバセンサ５２のみ異常が検出されている場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、第４絶対舵角算出処理を行う（Ｓ２８）。
【００５０】
更に、ステップＳ２７における判断が「ＮＯ」、つまり、３つのレゾルバセンサ５１，５２，５３のうち複数のレゾルバセンサに異常が検出されている場合には、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３に接続指令を出力する（Ｓ２９）。従って、運転者の行う操舵ハンドル１１の回動操作により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
【００５１】
本制御ルーチンは、車両の運転中において繰り返し実行される。従って、走行途中でレゾルバセンサ５１，５２，５３のいずれかが故障した場合には、その故障したレゾルバセンサ５１，５２，５３に応じた絶対舵角算出処理が選択される。また、複数のレゾルバセンサが故障した場合には、絶対舵角算出処理を行わずに、操舵操作装置１０と転舵装置２０とを機械的に連結して、運転者の操舵操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定する。
【００５２】
次に、第１絶対舵角算出処理について説明する。図４は、絶対角検出用ＥＣＵ５４が実施する第１絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。この第１絶対舵角算出ルーチンは、上述した初期制御ルーチンにおけるステップＳ１２の処理、および、絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２２の処理に相当するもので、絶対角検出用ＥＣＵ５４のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶される。
【００５３】
本ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ３１において、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θａ，θｂ，θｃを読み込む。続いて、読み込んだ信号から相対角θｃが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ３２）、θｃ≧θｂである場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、θｃからθｂを減算した値を相対角差θｃｂ（＝θｃ−θｂ）として算出する（Ｓ３３）。一方、θｃ＜θｂである場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、θｃからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θｃｂ（＝θｃ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ３４）。
【００５４】
図８に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第３レゾルバセンサ５１は（ｎ＋２）回の鋸歯形状信号θｃを出力し、第２レゾルバセンサ５２は（ｎ＋１）回の鋸歯形状信号θｂを出力する。
【００５５】
ここで、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxの位置から右方向に操舵操作されるケースを考える。第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃと第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂとの位相差は、左操舵限界角度−θmaxの位置を基準（位相差＝０）とすると、右操舵方向に進むにつれて増大し、右操舵限界角度＋θmaxの位置で最大の「２π」となり同位相に戻る。従って、操舵可能範囲における位相差がわかれば操舵角θ（絶対舵角）を求めることができる。
【００５６】
ステップＳ３３，Ｓ３４の処理は、この位相差を算出するものであるが、相対角θｃと相対角θｂとは、途中で大小関係が逆転する。そこで、相対角θｃと相対角θｂとの大小関係が逆転する場合（θｃ＜θｂ）には、相対角差θｃｂに２πを加算する。
従って、相対角差θｃｂは、図８の実線にて示すように、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、周期性を有することなく操舵角θに比例して「０」から「２π」まで直線的に増加する。これにより、相対角差θｃｂを求めることで操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００５７】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ３５において、相対角θｃが相対角θａ以上であるか否かを判断する。θｃ≧θａである場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、θｃからθａを減算した値を相対角差θｃａ（＝θｃ−θａ）として算出する（Ｓ３６）。一方、θｃ＜θａである場合には（Ｓ３５：ＮＯ）、θｃからθａを減算し２πを加算した値を相対角差θｃａ（＝θｃ−θａ＋２π）として算出する（Ｓ３７）。
【００５８】
この処理は、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃと、第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａとの位相差を算出する処理である。
図８に示すように、第１レゾルバセンサ５１は、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、ｎ回の鋸歯形状信号θａを出力する。一方、第３レゾルバセンサ５３は、（ｎ＋２）回の鋸歯形状信号θｃを出力する。
従って、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｃと、第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａとの位相差は、左操舵限界角度−θmaxの位置を基準（位相差＝０）とすると、図８に示すように、右操舵方向に進むにつれて増大し、操舵可能範囲の中間位置において最大の「２π」となって同位相に戻った後、再度増大して右操舵限界角度＋θmaxの位置で最大の「２π」となる。
【００５９】
この位相差は、相対角θｃと相対角θａとの差である相対角差θｃａにより表すことができるが、途中で両者の大小関係が逆転する。そこで、相対角θｃと相対角θａとの大小関係が逆転する場合（θｃ＜θａ）には、相対角差に２πを加算して相対角差θｃａとしている。
この結果、相対角差θｃａは、図８に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、鋸歯形状の２サイクルの周期波形信号を出力することになる。従って、操舵ハンドル１１の操舵位置が右操舵領域に属するのか右操舵領域に属するのか識別できれば、この相対角差θｃａから操舵ハンドル１１の絶対舵角を検出することができる。
【００６０】
絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ３６またはステップＳ３７において相対角差θｃａを算出すると、次に、ステップＳ３８の判断処理を行う。
このステップＳ３８においては、相対角差θｃａが「０」であり（θｃａ＝０）、かつ、相対角差θｃｂが「０」でない（θｃｂ≠０）か否かを判断する。図８に示すように、相対角差θｃａは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxに位置する場合と中立位置において「０」となる。一方、相対角差θｃｂは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxに位置する場合に「０」となる。
従って、このステップＳ３８において「ＹＥＳ」と判断された場合には、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）が「０」、つまり、中立位置にあると判定する（Ｓ３９）。
この中立位置の検出に当たっては、例えば、相対角差θｃａが「０」から「２π」側、あるいは、「２π」から「０」側に大きく変動したときに、操舵ハンドル１１が中立位置にある（操舵角θ＝０）と判定するとよい。
【００６１】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ４０において、操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に対して中立位置信号を出力する。これにより、操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０においては、この中立位置信号に基づいて、中立位置を認識して操舵角に応じた反力制御および転舵角制御における零点補正を行う。
【００６２】
一方、ステップＳ３８において「ＮＯ」と判断された場合には、ステップＳ４１の判断処理を行う。このステップＳ４１においては、相対角差θｃａが相対角差ｃｂより小さい（θｃａ＜θｃｂ）、あるいは、相対角差θｃａが相対角差θｃｂと等しく、かつ、「０」でない（θｃａ＝θｃｂ≠０）か否かを判断する。
このステップＳ４１における判断は、操舵ハンドル１１の操舵位置が右操舵領域（にある否かを判断するものである。
ステップＳ４１において「ＹＥＳ」と判断された場合は、操舵ハンドル１１の操舵領域を表すフラグＳＩＧを「１」に設定する（Ｓ４２）。このフラグＳＩＧは、操舵ハンドル１１が右操舵領域に位置するときに「１」に設定され、左操舵領域に位置するときに「０」に設定される。
【００６３】
続いてステップＳ４３において、相対角差θｃａに基づいて操舵角の大きさ｜θ｜を算出する。この操舵角の大きさ｜θ｜は、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するときは左操舵限界位置からの回転角度を表し、操舵ハンドル１１が右操舵領域に位置するときは中立位置からの回転角度を表す。
相対角差θｃａは、図８に示すように、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、２サイクルの周期波形信号を出力する。従って、相対角差θｃａからは２通りの操舵角が求められる。そこで、このステップＳ４３においては、操舵角θを算出する過程として、まず操舵角の大きさ｜θ｜を算出する。
【００６４】
この操舵角の大きさ｜θ｜は、図１１に示す操舵角｜θ｜テーブルを参照して算出することができる。この操舵角｜θ｜テーブルは、絶対角検出用ＥＣＵ５４のＲＯＭ内に記憶され、操舵角の大きさ｜θ｜と相対角差θｃａとが正比例の関係に対応付けられている。
尚、操舵角の大きさ｜θ｜は、関数を用いて算出してもよい。例えば、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する回転角度を２・θmaxとすると、相対角差θｃａは、操舵ハンドル１１が２・θmax回転するあいだに電気角で４π変化する。従って、操舵角の大きさ｜θ｜は次式のように算出することができる。
｜θ｜＝θmax・θｃａ／（２・π）
【００６５】
続いて、ステップＳ４４において、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を次式のように算出する。
θ＝｜θ｜
この場合、操舵ハンドル１１が右操舵領域に位置するため、操舵角の大きさ｜θ｜は、そのまま操舵ハンドル１１の操舵角θとして設定される。
【００６６】
一方、ステップＳ４１において「ＮＯ」と判断された場合には、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するため、ステップＳ４５において、フラグＳＩＧを「０」にセットする。続いて、ステップＳ４６において、相対角差θｃａに基づいて操舵角の大きさ｜θ｜を算出する。この算出処理は、ステップＳ４３と同様に図１１に示す操舵角｜θ｜テーブルあるいは関数を用いて行えばよい。
次に、ステップＳ４７において、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を次式のように算出する。
θ＝｜θ｜−θmax
この場合、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するため、操舵角の大きさ｜θ｜から左操舵限界角度（−θmax）を減算した値が、操舵ハンドル１１の操舵角θとして設定される。
【００６７】
絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ３９，Ｓ４４，Ｓ４７にて操舵角θを算出すると、ステップＳ４８において、操舵角θ（絶対舵角θ）を表す舵角検出信号を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力し、本制御ルーチンを終了する。
【００６８】
本制御ルーチンは、図３にて示す絶対舵角算出ルーチンに組み込まれて繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３が正常であるときに、相対角差θｃａと相対角差θｃｂとに基づいて操舵ハンドル１１の中立位置と操舵角θが算出される。
操舵角θの算出に当たっては、相対角差θｃａと相対角差θｃｂとの大小関係から操舵ハンドル１１の左右の操舵領域を判別し、操舵角の大きさ｜θ｜については相対角差θｃａから算出する。
【００６９】
操舵角θは、相対角差θｃｂを用いても算出できるが、本実施形態においては、相対角差θｃａを用いて算出する。この理由は、相対角差θｃａを用いたほうが操舵角θの検出精度が高いためである。相対角差θｃａは、図８に示すように、相対角差θｃｂに比べて、操舵角θに対する変化量が大きい。この例では、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転するあいだに、相対角差θｃｂでは電気角で２π変化するのに対して、相対角差θｃａにおいては電気角で４πの変化が得られる。従って、相対角差θｃａを用いたほうが検出精度が向上する。
【００７０】
また、操舵ハンドル１１の中立位置の検出については、相対角差θｃｂを用いても算出できるが、本実施形態においては、相対角差θｃａを用いて算出する。この理由は、相対角差θｃａを用いたほうが、その検出が容易であるためである。
相対角差θｃｂを用いて中立位置を検出する場合には、相対角差θｃｂが、右操舵限界角度＋θmaxにおける値「２π」の半分、つまり、「π」となったことを検出すればよい。しかし、相対角差θｃｂは、操舵角θの変化に比例して緩やかに変化するため、その中立位置の判定が難しい。
【００７１】
一方、相対角差θｃａは、中立位置において、その値が大きく変動する。つまり、操舵ハンドル１１が回転操作されて中立位置を通過するとき、相対角差θｃａは、「２π」から「０」に（右方向に操舵したとき）、あるいは「０」から「２π」に（左方向に操舵したとき）大きく変動する。従って、相対角差θｃａの大きな変化を検出したときに中立位置の通過を判断できる。例えば、直前回に検出した相対角差θｃａ(n-1)と今回検出した相対角差θｃａ(n)とを比較して、その差の絶対値｜θｃａ(n-1)−θｃａ(n)｜が所定値（例えば、π）以上あるときに中立位置を通過したと判断することができる。従って、相対角差θｃｂを用いる場合に比べて、中立位置通過時の大きな出力変動量を得ることができ、中立位置検出が容易となる。
【００７２】
尚、この第１絶対舵角算出ルーチンにおいて、相対角差θｃｂに代えて、相対角θｂから相対角θａを減算した相対角差θｂａ（θｂ−θａ）を用いても良い。操舵角θに対する相対角差θｂａの特性は、図８に示すように、操舵角θに対する相対角差θｃｂの特性と全く同じになるからである。
【００７３】
次に、第２絶対舵角算出ルーチンについて説明する。
この第２絶対舵角算出ルーチンは、第１レゾルバセンサ５１のみに異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図５に示すフローチャートに沿って処理される。
【００７４】
この第２異常ルーチンが開始されると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ５１において、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θｂ，θｃを読み込む。続いて、読み込んだ信号から相対角θｃが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ５２）、θｃ≧θｂである場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、θｃからθｂを減算した値を相対角差θｃｂ（＝θｃ−θｂ）として算出する（Ｓ５３）。一方、θｃ＜θｂである場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、θｃからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θｃｂ（＝θｃ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ３４）。
【００７５】
図８に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第２レゾルバセンサ５２は（ｎ＋１）回の鋸歯形状信号θｂを出力し、第３レゾルバセンサ５３は（ｎ＋２）回の鋸歯形状信号θｃを出力する。
従って、両レゾルバセンサ５２，５３の信号出力の位相差を、相対角θｃと相対角θｂとの差である相対角差θｃｂにより表すことができるが、途中で両者の大小関係が逆転する。そこで、相対角θｃと相対角θｂとの大小関係が逆転する場合（θｃ＜θｂ）には、相対角差に２πを加算して相対角差θｃｂとしている。
【００７６】
続いて、ステップＳ５３あるいはＳ５４において算出した相対角差θｃｂに基づいて操舵角θを算出する（Ｓ５５）。この操舵角θの算出は、図１２に示す操舵角θテーブルを参照して行う。この操舵角θテーブルは、絶対角検出用ＥＣＵ５４のＲＯＭ内に記憶され、操舵ハンドル１１の操舵角θと相対角差θｃｂとを関係付けたものである。
尚、操舵角θは、関数を用いて算出してもよい。例えば、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する回転角度を２・θmaxとすると、相対角差θｃｂは、操舵ハンドル１１が２・θmax回転する間に電気角で２π変化する。従って、操舵角θは次式のように算出することができる。
θ＝θmax・θｃｂ／π
【００７７】
絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ５５にて操舵角θを算出すると、次のステップＳ５６において、操舵角θ（絶対舵角θ）を表す舵角検出信号を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力し、本制御ルーチンを終了する。
【００７８】
本第２絶対舵角算出ルーチンは、図３にて示す絶対舵角算出ルーチンに組み込まれて第１レゾルバセンサ５１の異常時に繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１が故障した場合であっても、第２レゾルバセンサ５２、第３レゾルバセンサ５３による相対角差θｃｂに基づいて操舵角θが算出される。
【００７９】
次に、第３絶対舵角算出ルーチンについて説明する。
この第３絶対舵角算出ルーチンは、第３レゾルバセンサ５３のみに異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図６に示すフローチャートに沿って処理される。
【００８０】
この第３異常ルーチンが開始されると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ６１において、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２の出力信号θａ，θｂを読み込む。続いて、読み込んだ信号から相対角θｂが相対角θａ以上であるか否かを判断し（Ｓ６２）、θｂ≧θａである場合には（Ｓ６２：ＹＥＳ）、θｂからθａを減算した値を相対角差θｂａ（＝θｂ−θａ）として算出する（Ｓ６３）。一方、θｂ＜θａである場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、θｂからθａを減算し２πを加算した値を相対角差θｂａ（＝θｂ−θａ＋２π）として算出する（Ｓ６４）。
こうして算出される相対角差θｂａは、図８に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転したときに、操舵角θの増加に比例して「０」から「２π」まで直線的に増加する。
【００８１】
続いて、ステップＳ６３あるいはＳ６４において算出した相対角差θｂａに基づいて操舵角θを算出する（Ｓ６５）。この操舵角θの算出は、図１２に示す操舵角θテーブルを参照して行う。この操舵角θテーブルは、絶対角検出用ＥＣＵのＲＯＭ内に記憶され、操舵ハンドル１１の操舵角θと相対角差θｂａとを関係付けたものである。
尚、操舵角θは、関数を用いて算出してもよい。例えば、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する回転角度を２・θmaxとすると、相対角差θｂａは、操舵ハンドル１１が２・θmax回転する間に電気角で２π変化する。従って、操舵角θは次式のように算出することができる。
θ＝θmax・θｂａ／π
【００８２】
絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ６５にて操舵角θを算出すると、次のステップＳ６６において、操舵角θ（絶対舵角θ）を表す舵角検出信号を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力し、本制御ルーチンを終了する。
【００８３】
本第３絶対舵角算出ルーチンは、図３にて示す絶対舵角算出ルーチンに組み込まれて第３レゾルバセンサ５３の異常時に繰り返し実行される。従って、第３レゾルバセンサ５３が故障した場合であっても、第１レゾルバセンサ５１、第２レゾルバセンサ５２による相対角差θｂａに基づいて操舵角θが算出される。
【００８４】
次に、第４絶対舵角算出ルーチンについて説明する。
この第４絶対舵角算出ルーチンは、第２レゾルバセンサ５２のみに異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図７に示すフローチャートに沿って処理される。
【００８５】
この第４異常ルーチンが開始されると、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ７１において、第１レゾルバセンサ５１、第３レゾルバセンサ５３の出力信号θａ，θｃを読み込む。続いて、読み込んだ信号から相対角θｃが相対角θａ以上であるか否かを判断し（Ｓ７２）、θｃ≧θａである場合には（Ｓ７２：ＹＥＳ）、θｃからθａを減算した値を相対角差θｃａ（＝θｃ−θａ）として算出する（Ｓ７３）。一方、θｃ＜θａである場合には（Ｓ７２：ＮＯ）、θｃからθａを減算し２πを加算した値を相対角差θｃａ（＝θｃ−θａ＋２π）として算出する（Ｓ７４）。
【００８６】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ７３あるいはＳ７４において算出した相対角差θｃａに基づいて操舵角の大きさ｜θ｜を算出する（Ｓ７５）。
この操舵角の大きさ｜θ｜は、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するときは左操舵限界位置−θmaxからの回転角度を表し、操舵ハンドル１１が右操舵領域に位置するときは中立位置からの回転角度を表す。
この操舵角の大きさ｜θ｜の算出については、図４の第１絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ４３，Ｓ４６と同様に、図１１に示す操舵角｜θ｜テーブルを参照して、あるいは関数を用いて算出する。
【００８７】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ７６において、相対角差θｃａの値が「２π」から「０」側に変化したか否かを判断する。つまり、図８に示すように相対角差θｃａの値は、操舵角θに対して鋸歯形状の周期波信号となるが、この波形頂点となる値「２π」から波形谷部となる値「０」側に変化したか否かを判断する。例えば、図８の相対角差θｃａの信号波形において、点Ａが波形頂点、点Ｂが波形谷部となる。この場合、直前回検出した相対角差θｃａ(n-1)と今回検出した相対角差θｃａ(n)との関係から、波形頂点Ａの通過を判断する。
【００８８】
左操舵領域に位置する操舵ハンドル１１が右方向に回転して右操舵領域に入った場合には、図８の矢印ａ１にて示すように、相対角差θｃａは、波形頂点Ａを通過するときに２π減少する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角差θｃａ(n-1)に対して、今回検出した相対角差θｃａ(n)の値が所定値（例えば、π）以上減少した場合に、相対角差θｃａの値が「２π」から「０」側に変化したと判断する。
この場合には、操舵ハンドル１１が左操舵領域から右操舵領域に入ったと判断して、フラグＳＩＧを「１」に設定する。
【００８９】
一方、ステップＳ７６において、相対角差θｃａの値が「２π」から「０」側に変化していないと判断された場合には（Ｓ７６：ＮＯ）、次に、ステップＳ７８の判断処理を行う。このステップＳ７８においては、相対角差θｃａの値が「０」から「２π」側に変化したか否かを判断する。つまり、相対角差θｃａの値を表す鋸歯形状の出力信号が、その波形谷部Ｂとなる値「０」から波形頂点Ａとなる値「２π」側に変化したか否かを判断する。
【００９０】
この場合においても、直前回検出した相対角差θｃａ(n-1)と今回検出した相対角差θｃａ(n)との関係から、波形頂点Ａの通過を判断する。
右操舵領域に位置する操舵ハンドル１１が左方向に回転して左操舵領域に入った場合には、図８の矢印ａ２にて示すように、相対角差θｃａは、波形谷部Ｂを通過するときに２π増大する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角差θｃａ(n-1)に対して、今回検出した相対角差θｃａ(n)の値が所定値（例えば、π）以上増大した場合に、相対角差θｃａの値が「０」から「２π」側に変化したと判断する。
この場合には、操舵ハンドル１１が右操舵領域から左操舵領域に入ったと判断して、フラグＳＩＧを「０」に設定する。
ステップＳ７６およびステップＳ７８の判断が「ＮＯ」の場合には、フラグＳＩＧの設定処理は行わない。
【００９１】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ８０に処理を進める。このステップＳ８０においては、フラグＳＩＧが「１」に設定されているか否かを判断する。フラグＳＩＧ＝１である場合には（Ｓ８０：ＹＥＳ）、ステップＳ８１において、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を次式のように算出する。
θ＝｜θ｜
この場合、操舵ハンドル１１が右操舵領域に位置するため、操舵角の大きさ｜θ｜は、そのまま操舵ハンドル１１の操舵角θとして設定される。
【００９２】
一方、ステップＳ８０において「ＮＯ」と判断された場合、つまり、フラグＳＩＧ＝０の場合には、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するため、ステップＳ８２において、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を次式のように算出する。
θ＝｜θ｜−θmax
この場合、操舵ハンドル１１が左操舵領域に位置するため、操舵角の大きさ｜θ｜から左操舵限界角度（−θmax）を減算した値が、操舵ハンドル１１の操舵角θとして設定される。
【００９３】
絶対角検出用ＥＣＵ５４は、ステップＳ８１あるいはステップＳ８２にて操舵角θを算出すると、次にステップＳ８３において、操舵角θ（絶対舵角θ）を表す舵角検出信号を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力し、本制御ルーチンを終了する。
【００９４】
本第４絶対舵角算出ルーチンは、図３にて示す絶対舵角算出ルーチンに組み込まれて第２レゾルバセンサ５２の異常時に繰り返し実行される。従って、第２レゾルバセンサ５２が故障した場合であっても、第１レゾルバセンサ５１、第３レゾルバセンサ５３による相対角差θｃａに基づいて操舵角θが算出される。
【００９５】
尚、この本第４絶対舵角算出ルーチンにおいて、ステップＳ７６あるいはステップＳ７８にて相対角差θｃａの変化（「２π」から「０」、あるいは、「０」から「２π」）を検出したときに、中立位置信号を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力するようにしてもよい。
【００９６】
以上本実施形態の車両の操舵装置によれば、３つのレゾルバセンサ５１，５２，５３の出力信号からの相対角差θｂａ，θｃｂ，θｃａに基づいて操舵角θおよび中立位置を算出するため、その算出が容易である。しかも、操舵量の変化に対して変動量の大きな相対角差θｃａを用いて操舵角θを算出するため、操舵角検出精度が極めて高いものとなる。
また、操舵ハンドル１１の中立位置の検出に当たっては、相対角差θｃａの値に基づいている（θｃａ＝０）ため、その検出が容易である。つまり、相対角差θｃａは、操舵ハンドル１１の操舵位置が中立位置を通過すると、「０」から「２π」、あるいは、「２π」から「０」に大きく変動する。従って、この相対角差θｃａの大きな変動を検出したときに、操舵ハンドル１１が中立位置にある（操舵角θ＝０）と判定しているため、その検出が容易であり検出精度も高い。
【００９７】
また、こうした絶対舵角θおよび中立位置は、車両が運転状態にあるときに常時算出されるため、運転停止後、次回の運転走行まで記憶しておく必要がない。従って、電源バッテリが外された場合を想定した構成を新たに設ける必要がなく低コストにて実施することができる。また、記憶装置の暗電流の消費を低減することができる。更に、従来装置のように、製造工程に中立位置を記憶させる必要がないため、製造工数を低減することができる。
【００９８】
更に、車両運転途中においてレゾルバセンサの１つが故障しても、他のレゾルバセンサにより操舵角θを算出するため、操舵反力用ＥＣＵ６０による操舵反力制御、および、前輪転舵用ＥＣＵ７０による前輪転舵制御を継続することができる。
また、第１〜第４絶対舵角算出処理を制御プログラムとして記憶し、レゾルバセンサの故障状況に応じて処理を選択するため、故障状況にあった最適な絶対舵角算出処理を行うことができる。
また、車両の起動時からレゾルバセンサが一つでも故障している場合には、電磁クラッチ３２，３３の作動により操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とを連結するため、操舵ハンドル１１の回動操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を直接転舵することができる。
これらの結果、ステアバイワイヤ方式の操舵装置の信頼性を向上することができ、車両の安全性向上を図ることができる。
【００９９】
以上、本発明の回転角検出装置の実施形態として操舵装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１００】
尚、本実施形態における相対角差θｂａおよび相対角差θｃｂが本発明の第１電気角に相当し、本実施形態における相対角差θｃａが本発明の第２電気角に相当する。また、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ３３，Ｓ３４，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ６３，Ｓ６４の処理が本発明の第１電気角算出手段に相当し、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ３６，Ｓ３７，Ｓ７３，Ｓ７４の処理が本発明の第２電気角算出手段に相当する。また、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ３８〜Ｓ４７の処理が本発明の絶対舵角算出手段に相当する。
また、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う絶対舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７の処理が本発明の異常検出手段に相当する。また、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５４が行う操舵角算出ルーチンにおけるステップＳ５５，Ｓ６５，Ｓ７５〜Ｓ８２の処理が本発明の異常時絶対舵角算出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態としての操舵角検出装置を備えた車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】初期制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】第１絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図５】第２絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】第３絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】第４絶対舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図８】相対角、絶対舵角、相対角差を表す説明図である。
【図９】操舵角から目標操舵反力を算出するための操舵反力テーブルを表す説明図である。
【図１０】操舵角から目標前輪転舵角を算出するための転舵角テーブルを表す説明図である。
【図１１】相対角差から操舵角の大きさ｜θ｜を算出するための操舵角｜θ｜テーブルを表す説明図である。
【図１２】相対角差から操舵角θを算出するための操舵角θテーブルを表す説明図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２０…転舵装置、２２…転舵用電動モータ、２４…転舵出力軸、４０…電気制御装置、５０…操舵角検出装置、５１…第１レゾルバセンサ、５１ｓ…第１レゾルバ、５１ｃ…第１相対角検出回路、５２…第２レゾルバセンサ、５２ｓ…第２レゾルバ、５２ｃ…第２相対角検出回路、５３…第３レゾルバセンサ、５３ｓ…第３レゾルバ、５３ｃ…第３相対角検出回路、５４…絶対角検出用ＥＣＵ、θ…操舵角（絶対舵角）、θａ，θｂ，θｃ…相対角、θｂａ，θｃｂ，θｃａ…相対角差。
【図１】
2007333657.tif 000003
【図２】
2007333657.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007333657.tif 000009
【図８】
2007333657.tif 000010
【図９】
2007333657.tif 000011
【図１０】
2007333657.tif 000012
【図１１】
2007333657.tif 000013
【図１２】
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