(57)【要約】【課題】簡易な構成で広い範囲の絶対操舵位置を検出する絶対操舵位置検出装置を提供する。【解決手段】絶対操舵位置検出装置９０において、第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０は、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイール１２の回転位置を検出する。モータレゾルバ３０は、ステアリングホイール１２の操舵を補助するモータ２８の電気角を検出する。変位センサ６０は、ステアリングホイール１２の操舵方向を検出する。ＥＰＳＥＣＵ１００は、検出されたステアリングホイール１２の回転位置と検出されたモータ２８の電気角とによりステアリングホイール１２の絶対操舵位置が確定できない範囲において、検出されたステアリングホイール１２の回転位置、検出されたモータの電気角、および検出された操舵方向を利用してステアリングホイール１２の絶対操舵位置を検出する。【選択図】図１
2007218822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回転より多く回転可能なステアリングホイールの回転位置を、０°以上３６０°未満の角度の繰り返しとして検出する操舵位置検出部と、
ステアリングホイールの操舵を補助するモータの電気角を検出するモータ電気角検出部と、
ステアリングホイールの操舵方向を検出する操舵方向検出部と、
検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角と、検出された操舵方向と、を利用してステアリングホイールの絶対操舵位置を特定する絶対操舵位置特定部と、
を備えることを特徴とする絶対操舵位置検出装置。
【請求項２】
前記絶対操舵位置特定部は、
所定範囲内における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角とを利用して特定し、
所定範囲外における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角と、検出された操舵方向とを利用して特定することを特徴とする請求項１に記載の絶対操舵位置検出装置。
【請求項３】
ステアリングホイールの操舵方向に応じて変位する被検出面と、
前記被検出面の変位を検出する変位センサと、をさらに備え、
前記操舵方向検出部は、検出された被検出面の変位を利用してステアリングホイールの操舵方向を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の絶対操舵位置検出装置。
【請求項４】
ステアリングシャフトが１回転する間に複数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第１電気角検出部と、
ステアリングシャフトが１回転する間に、前記第１電気角検出部によって繰り返される周期数と異なる数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第２電気角検出部と、をさらに備え、
前記操舵位置検出部は、前記第１電気角検出部により検出された電気角および前記第２電気角検出部により検出された電気角を利用して、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイールの回転位置を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の絶対操舵位置検出装置。
【請求項５】
１回転より多く回転可能なステアリングホイールの回転位置を、０°以上３６０°未満の角度の繰り返しとして検出する操舵位置検出部と、
ステアリングホイールの操舵を補助するモータの電気角を検出するモータ電気角検出部と、
ステアリングホイールの操舵位置に応じて変位する被検出面と、
被検出面の変位を検出する変位センサと、
所定範囲内における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角とを利用して特定し、所定範囲外における絶対操舵位置を、検出された前記被検出面の変位を利用して特定する絶対操舵位置特定部と、
を備えることを特徴とする絶対操舵位置検出装置。
【請求項６】
ステアリングシャフトが１回転する間に複数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第１電気角検出部と、
ステアリングシャフトが１回転する間に、前記第１電気角検出部によって繰り返される周期数と異なる数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第２電気角検出部と、をさらに備え、
前記操舵位置検出部は、前記第１電気角検出部により検出された電気角および前記第２電気角検出部により検出された電気角を利用して、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイールの回転位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の絶対操舵位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対操舵位置検出装置に関し、特に車両におけるステアリングホイールの絶対操舵位置を検出する絶対操舵位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ステアリングホイールの回転位置は車両における様々な制御に利用されている。ステアリングホイールの回転位置は、車両が直進するステアリングホイールの位置を中立位置とし、この中立位置から左右何度の回転位置にステアリングホイールが位置しているかを示す絶対操舵位置によって表される。このため、絶対操舵位置を正確に検出することは車両における制御を正確に実行する上で重要である。
【０００３】
この絶対操舵位置を検出する技術として、たとえば特許文献１では、トルクセンサを構成する第１レゾルバと第２レゾルバ、および電気式動力舵取装置のモータの電気角を検出するモータレゾルバの検出結果を利用して絶対操舵位置を検出する絶対操舵位置検出装置が提案されている。また、たとえば特許文献２では、ラック棒に設けられた第１のみぞの対向面までの距離を検出する第１の変位センサと、ラック棒に設けられた第２のみぞの対向面までの距離を検出する第２の変位センサを備える操舵角検出装置が提案されている。また、たとえば特許文献３では、駆動ロッドに、直径が長手方向に沿って直線的に漸変する被検出面と対向するホール素子式センサが設けられ、操舵車輪を転舵するときの電気信号から絶対転舵量を取得する転舵量検出装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１４５４０４号公報
【特許文献２】実開平５−６３０４号公報
【特許文献３】特開２００４−１６３２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される技術では、ステアリングホイールの操舵位置によっては操舵方向を特定することができないため絶対操舵位置を確定することは困難である。イグニッションスイッチがオンにされている状態では、たとえば絶対操舵位置を確定することができる範囲で特定された操舵方向を利用して絶対操舵位置を確定することは可能である。しかし、たとえばイグニッションスイッチがオフにされた後、再びイグニッションスイッチがオンにされたときに、ステアリングホイールの操舵位置が操舵方向を特定することができない位置にあった場合、利用できる操舵方向に関する情報がないため、絶対操舵位置を確定することは困難である。また、特許文献２および特許文献３に記載される技術では、ステアリングホイールが操舵可能な回転角度のすべての範囲で絶対操舵位置を検出するためには、直径が長手方向に沿って直線的に漸変する被検出面を長く設ける必要がある。このような被検出面を長手方向に沿って直径が減少するよう駆動ロッドを形成すると駆動ロッドが徐々に細くなり駆動ロッドの強度を高めることが困難となる。一方、長手方向に沿って直径が増加するよう駆動ロッドを形成すると、スペースを低減することが困難となる。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で広い範囲の絶対操舵位置を検出する絶対操舵位置検出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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の絶対操舵位置検出装置は、１回転より多く回転可能なステアリングホイールの回転位置を、０°以上３６０°未満の角度の繰り返しとして検出する操舵位置検出部と、ステアリングホイールの操舵を補助するモータの電気角を検出するモータ電気角検出部と、ステアリングホイールの操舵方向を検出する操舵方向検出部と、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角と、検出された操舵方向と、を利用してステアリングホイールの絶対操舵位置を特定する絶対操舵位置特定部と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、たとえばイグニッションスイッチがオフにされた後、再びイグニッションスイッチがオンにされたときに、ステアリングホイールの回転位置とモータ電気角によって絶対操舵位置を特定することができない範囲にステアリングホイールが位置していた場合でも、絶対操舵位置を確定することが可能となる。このため、舵角センサを設けない簡易な構成においても広い範囲で絶対操舵位置を検出することが可能となる。
【０００８】
前記絶対操舵位置特定部は、所定範囲内における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角とを利用して特定し、所定範囲外における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角と、検出された操舵方向とを利用して特定してもよい。
【０００９】
この態様によれば、たとえばステアリングホイールの回転位置とモータ電気角とによって絶対操舵位置を確定することが可能な範囲ではこれらを利用して絶対操舵位置を確定し、これらを利用しても絶対操舵位置を確定することが困難な範囲では、これらと検出された操舵方向とを利用して絶対操舵位置を確定することが可能となる。このため、所定範囲では簡易な構成によって絶対操舵位置を確定することができる。また、所定範囲外では検出された操舵方向を利用して絶対操舵位置を確定することにより広い範囲で絶対操舵位置を検出することが可能となる。
【００１０】
ステアリングホイールの操舵方向に応じて変位する被検出面と、前記被検出面の変位を検出する変位センサと、をさらに備えてもよい。前記操舵方向検出部は、検出された被検出面の変位を利用してステアリングホイールの操舵方向を検出してもよい。この態様によれば、簡易な構成でステアリングホイールの操舵方向を検出することができる。
【００１１】
ステアリングシャフトが１回転する間に複数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第１電気角検出部と、ステアリングシャフトが１回転する間に、前記第１電気角検出部によって繰り返される周期数と異なる数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第２電気角検出部と、をさらに備えてもよい。前記操舵位置検出部は、前記第１電気角検出部により検出された電気角および前記第２電気角検出部により検出された電気角を利用して、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイールの回転位置を検出してもよい。
【００１２】
たとえば、トルクセンサは複数の電気角検出部を有しているものがある。この態様によれば、このような電気角検出部の検出結果を利用してステアリングホイールの絶対操舵位置を検出することも可能となる。この場合、別途舵角センサを設ける場合に比べ、コストの増加を抑制することができる
【００１３】
本発明の別の態様もまた、絶対操舵位置検出装置である。この装置は、１回転より多く回転可能なステアリングホイールの回転位置を、０°以上３６０°未満の角度の繰り返しとして検出する操舵位置検出部と、ステアリングホイールの操舵を補助するモータの電気角を検出するモータ電気角検出部と、ステアリングホイールの操舵位置に応じて変位する被検出面と、被検出面の変位を検出する変位センサと、所定範囲内における絶対操舵位置を、検出されたステアリングホイールの回転位置と、検出されたモータの電気角とを利用して特定し、所定範囲外における絶対操舵位置を、検出された前記被検出面の変位を利用して特定する絶対操舵位置特定部と、を備える。
【００１４】
この態様によれば、所定範囲外ではステアリングホイールの回転位置および検出されたモータの電気角を利用しなくても絶対操舵位置を検出することができるため、容易にステアリングホイールの絶対操舵位置を検出することができる。
【００１５】
本態様に係る前記操舵位置検出部も、ステアリングシャフトが１回転する間に複数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第１電気角検出部と、ステアリングシャフトが１回転する間に、前記第１電気角検出部によって繰り返される周期数と異なる数の周期が繰り返されるステアリングシャフトの電気角を検出する第２電気角検出部と、をさらに備えてもよい点は前述と同様である。また、前記操舵位置検出部は、前記第１電気角検出部により検出された電気角および前記第２電気角検出部により検出された電気角を利用して、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイールの回転位置を検出してもよい点も前述と同様である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で広い範囲の絶対操舵位置を検出する絶対操舵位置検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るステアリングシステム１０の全体構成図である。本図は、ステアリングシステム１０を車両上方から下方に向かって見た図である。ステアリングシステム１０は、ステアリング装置８０および転舵ユニット４０を有する。
【００１９】
ステアリング装置８０は、ステアリングホイール１２、ステアリングシャフト１４、イグニッションセンサ２４、トルクセンサ１６、電動パワーステアリング機構３２、連結軸３６、ＥＰＳＥＣＵ（ＥＰＳ：Electric Power Steering、ＥＣＵ：Electronic Control Unit（電子制御ユニット））１００を有する。
【００２０】
ステアリングホイール１２は、車両室内に設けられ、運転者によって回転操作される。ステアリングシャフト１４は、ステアリングホイール１２と共に回転するように一端がステアリングホイール１２に連結される。
【００２１】
イグニッションセンサ２４は、ユーザによるイグニッションスイッチのオンおよびオフの操作を検出する。イグニッションセンサ２４はＥＰＳＥＣＵ１００に接続されており、その検出結果はＥＰＳＥＣＵ１００に出力される。
【００２２】
トルクセンサ１６は、ステアリングシャフト１４に設けられる。トルクセンサ１６は、第１レゾルバ１８、第２レゾルバ２０、およびトーションバー２２を有する。第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０は、複数のヨークおよびこれらに巻回される複数のコイルによって構成される。第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０はＥＰＳＥＣＵ１００に接続されており、これらの検出値はＥＰＳＥＣＵ１００に出力される。
【００２３】
第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０は、軸方向の異なる位置でトーションバー２２の回転位置を検出する。ステアリングホイール１２がユーザによって操舵され、ステアリングシャフト１４にトルクが与えられると、トーションバー２２が捻れることにより第１レゾルバ１８と第２レゾルバ２０は異なる回転位置を検出する。トーションバー２２の弾性係数などは、ＥＰＳＥＣＵ１００内に設けられた記憶部としてのメモリに格納されている。ＥＰＳＥＣＵ１００は、第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０から入力された検出値を利用してトーションバー２２の捻れ角度を算出し、この捻れ角度およびトーションバー２２の弾性係数を利用してステアリングホイール１２の操舵トルクを算出する。
【００２４】
電動パワーステアリング機構３２は、本実施形態ではいわゆるコラムアシスト式のものが採用されており、トルクセンサ１６の転舵ユニット側に設けられる。電動パワーステアリング機構３２は、モータ２８、減速機構２６、およびモータレゾルバ３０を有する。モータ２８のモータ軸は減速機構２６に接続される。減速機構２６にはギヤが設けられ、ステアリングホイール１４に設けられたギヤ部と噛合する。モータ２８が作動すると、その回転運動が減速機構２６によって減速され、ステアリングシャフト１４が回転駆動される。
【００２５】
モータ２８は駆動回路６２を介してＥＰＳＥＣＵ１００に接続されている。駆動回路６２にはバッテリ６４が接続されている。ＥＰＳＥＣＵ１００は、駆動回路６２に制御電流を供給してバッテリ６４からモータ２８に供給される電流を制御し、モータ２８の作動を制御する。ＥＰＳＥＣＵ１００は、第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０の検出値を利用してステアリングホイール１２の操舵トルクを算出する。ＥＰＳＥＣＵ１００は、算出した操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを発生するよう、モータ２８を作動させる。こうしてユーザは、ステアリングホイール１２を操舵するに際して、操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを得ることができる。
【００２６】
モータレゾルバ３０はモータ２８の回転位置を電気角として検出する。したがって、モータレゾルバ３０は、モータ２８の電気角を検出するモータ電気角検出部として機能する。モータレゾルバ３０はＥＰＳＥＣＵ１００に接続され、モータレゾルバ３０から出力される検出値は第３電気角θＴ３としてＥＰＳＥＣＵ１００に入力される。
【００２７】
ステアリングシャフト１４の他端は、ユニバーサルジョイント３４を介して連結軸３６の一端に連結される。連結軸３６の他端にはピニオンギヤ（図示せず）が設けられている。
【００２８】
転舵ユニット４０は、ギヤボックス４４、操舵軸４６、タイロッド４８、ナックルアーム５０、変位センサ６０を含む。ギヤボックス４４は略円筒形状に形成され、軸方向が車両左右方向と平行となるように配置される。ギヤボックス４４の内部には操舵軸４６が挿通される。操舵軸４６は、両端がギヤボックス４４から突出するよう配置される。操舵軸４６にはラックギヤが設けられている。連結軸３６のピニオンギヤと操舵軸４６のラックギヤがギヤボックス４４内部において噛合し、ラックアンドピニオン機構４２が構成される。ラックアンドピニオン機構４２によって、ステアリングホイール１２の回転が操舵軸４６の軸方向の推進に変換される。
【００２９】
操舵軸４６の端部にはそれぞれタイロッド４８の一端が連結される。タイロッド４８の他端は、前輪５４を支持するナックルアーム５０に連結される。ナックルアーム５０は、キングピン５２を中心に回動可能に車両に取り付けられる。操舵軸４６が軸方向に推進すると、タイロッド４８を介してナックルアーム５０が回動され、前輪５４が転舵される。
【００３０】
ステアリングホイールの回転位置は車両における様々な制御に利用される。ステアリングホイールの回転位置は、「車両が直進するステアリングホイールの位置」を中立位置とし、この中立位置から左右何度の回転位置にステアリングホイールが位置しているかを示す絶対操舵位置によって表される。以下、「右方向の操舵位置」とは、中立位置からステアリングホイール１２が右回転方向に操舵された場合の操舵位置をいうものとし、「左方向の操舵位置」とは、ステアリングホイール１２が中立位置から左回転方向に操舵された場合の操舵位置をいうものとする。
【００３１】
ステアリングホイール１２の絶対操舵位置を検出するため、本実施形態のステアリングシステム１０には絶対操舵位置検出装置９０が設けられている。絶対操舵位置検出装置９０は、イグニッションセンサ２４、第１レゾルバ１８、第２レゾルバ２０、モータレゾルバ３０、ＥＰＳＥＣＵ１００、および変位センサ６０を有する。絶対操舵位置検出装置９０は、コストの増加を抑制するため舵角センサを利用せずステアリングホイール１２の絶対操舵位置を検出する。
【００３２】
第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２の電気角を検出する。第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２が１回転する間に、ステアリングホイール１２の電気角を検出する周期を複数回（本実施形態では５回）繰り返す。したがって、第１レゾルバ１８は対極数５を有し、電気的には５組のＮ極、Ｓ極を有するいわゆる「５ｘ」のレゾルバである。このため、第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２の機械角３６０°に対して電気角１８００°を出力する。このため、第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２の機械角３６０°に対して電気角３６０°を出力するレゾルバに比べ、５倍の分解能を有する。以下、第１レゾルバ１８から出力される検出値を第１電気角θＴ１として説明する。
【００３３】
第２レゾルバ２０も、ステアリングホイール１２の電気角を検出する。第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２が１回転する間に、ステアリングホイール１２の電気角を検出する周期を、第１レゾルバ１８が繰り返す周期数と異なる周期数（本実施形態では６回）繰り返す。したがって、第２レゾルバ２０は対極数６を有し、電気的には５組のＮ極、Ｓ極を有するいわゆる「６ｘ」のレゾルバである。このため、第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２の機械角３６０°に対して電気角２１６０°を出力する。このため、第１レゾルバ１８は、ステアリングホイール１２の機械角３６０°に対して電気角３６０°を出力するレゾルバに比べ、６倍の分解能を有する。以下、第２レゾルバ２０から出力される検出値を第２電気角θＴ２として説明する。
【００３４】
このように第１レゾルバ１８の対極数と第２レゾルバ２０の対極数を異ならせることによって、本実施形態では機械角が０°以上３６０°未満では第１レゾルバ１８および第２レゾルバ２０から同じ検出値は出力されない。ＥＰＳＥＣＵ１００は、第１レゾルバ１８によって検出された第１電気角θＴ１、および第２レゾルバ２０によって検出された第２電気角θＴ２を利用してステアリングホイール１２の０°以上３６０°未満の角度によって表されるステアリングホイール機械角θＴｍを算出する。
【００３５】
したがって、ＥＰＳＥＣＵ１００は、１回転より多く回転可能なステアリングホイール１２の回転位置を、０°以上３６０°未満の角度であるステアリングホイール機械角θＴｍの繰り返しとして検出する。たとえば、ステアリングホイールが右方向に４２０°操舵された場合、ステアリングホイール機械角θＴｍは６０°となる。
【００３６】
ステアリングホイール１２の絶対操舵位置θＡｍは、中立位置からのステアリングホイール１２の回転角度によって表される。ステアリングホイール１２は左右に１回転より多く回転することができる。このため、ステアリングホイール１２が左右どちら側に操舵されているか、および中立位置から何回転目かが分からなければ、ステアリングホイール１２の絶対操舵位置θＡｍを特定することができない。このため、ＥＰＳＥＣＵ１００は、モータレゾルバ３０から入力された第３電気角θＴ３を利用して絶対操舵位置θＡｍを特定する。
【００３７】
ＥＰＳＥＣＵ１００は、ステアリングホイール機械角θＴｍおよび第３電気角θＴ３を利用して、絶対操舵位置θＡｍを特定するための計算値Ｙを算出する。図２は、この計算値Ｙとステアリングホイール１２の操舵位置θとの関係を示す図である。本図の横軸は操舵位置θを表し、θがゼロの場合はステアリングホイール１２が中立位置にあることを表す。本図の横軸における中立位置から右は、中立位置から右方向の操舵位置を表し、中立軸から左は中立軸から左方向の操舵位置を表す。また、本図の縦軸は計算値Ｙの値を表す。
【００３８】
ステアリングホイール１２は、ストッパ機構（図示せず）によって、右回りおよび左周りに回転可能な範囲が規制される。本図に示されるＳは、ストッパ機構により規制されるステアリングホイール１２の回転可能な範囲である物理回転可能範囲を表す。
【００３９】
本図に示されるＮは、ステアリングホイール機械角θＴｍおよび第３電気角θＴ３を利用して検出可能な所定回転範囲を表す。Ｎ３型の絶対操舵位置検出装置９０が採用されている場合には、所定回転範囲Ｎは３回転に設定され、Ｎ４型の絶対操舵位置検出装置９０が採用されている場合には所定回転範囲Ｎは４回転に設定される。Ｎ３型およびＮ４型の絶対操舵位置検出装置については公知の技術と同様であることから詳細な説明は省略する。
【００４０】
Ｎ３型およびＮ４型の絶対操舵位置検出装置のいずれを採用するかは、電動パワーステアリング機構３２の減速機構２６の減速比などによって決定される。しかし、現実的には、減速機構２６における減速ギヤ比は設定自由度は低く、Ｎ３型およびＮ４型のいずれを採用するかを自由に決定することは困難である。また、Ｎ４型の絶対操舵位置検出装置を採用するために条数の多いネジ部を減速機構２６に用いると、減速機構２６の強度が低下する恐れがある。このため本実施形態に係る絶対操舵位置検出装置９０ではＮ３型が採用されている。
【００４１】
本実施形態では、物理回転可能範囲Ｓは３．５回転に設定される。中立位置は物理回転可能範囲Ｓの略中央となるため、θ３はステアリングホイール１２を右方向に約１．７５回転した操舵位置を示し、θ６は左方向に約１．７５回転した操舵位置を示す。所定回転範囲Ｎは上述のように３回転に設定される。中立位置は所定回転範囲Ｎの略中央となるため、θ２はステアリングホイール１２を右方向に約１．５回転した操舵位置を示し、θ５は左方向に約１．５回転した操舵位置を示す。
【００４２】
このように、本実施形態では、物理回転可能範囲Ｓよりも所定回転範囲Ｎが小さく設定される。この場合、θ２からθ３までの間、およびθ５からθ６までの間は、物理回転可能範囲Ｓの範囲内であって、所定回転範囲Ｎの範囲外となる。θ５からθ２までの間では、操舵位置θと計算値Ｙとの関係は、θ５において下限値をとり、θ２において上限値をとり、中立位置においてゼロとなる連続した直線となる。この直線をＹ１とする。
【００４３】
θ２からθ３までの間では、操舵位置θと計算値Ｙとの関係は、計算値Ｙが再び下限値から操舵位置θが増加するにしたがって増加する直線となる。この直線をＹ４とする。直線Ｙ１のうち、θ２とθ３との操舵位置の差と同様の操舵位置の差を有するθ５とθ４との間の直線Ｙ３と直線Ｙ４は、同じ計算値となる場合がある。
【００４４】
同様に、θ５からθ６までの間では、操舵位置θと計算値Ｙとの関係は、計算値Ｙが再び上限値から操舵位置θが減少するにしたがって減少する直線となる。この直線をＹ５とする。直線Ｙ１のうち、θ５とθ６との操舵位置の差と同様の操舵位置の差を有するθ１とθ２との間の直線Ｙ２と直線Ｙ５は、同じ計算値となる場合がある。このように、所定回転範囲Ｎの中で所定回転範囲Ｎの範囲外と同じ計算値と成り得る点は公知の技術と同様であることから、同じ計算値となる要因については説明を省略する。
【００４５】
このように計算値Ｙが重複するため、物理回転可能範囲Ｓの範囲内であっても、θ１からθ３までの間、およびθ４からθ６までの間では、ＥＰＳＥＣＵ１００は、ステアリングホイール１２が左右いずれに操舵されているかを検出することは困難である。したがって、ＥＰＳＥＣＵ１００は、計算値Ｙのみによって絶対操舵位置θＡｍを確定することは困難である。逆に、θ４以上θ１以下では、計算値Ｙによって絶対操舵位置θＡｍを確定することが可能である。
【００４６】
計算値Ｙによって絶対操舵位置θＡｍを確定可能な範囲である、θ４以上、θ１以下の範囲を確定可能範囲Ｄとする。前述の通り、θ１とθ２との差と、θ２とθ３との差は略同一である。また、θ６とθ５との差と、θ５とθ４との差は略同一である。ステアリングホイール１２の中立位置は物理回転可能範囲Ｓおよび所定回転範囲Ｎの略中央となるため、物理回転可能範囲Ｓおよび所定回転範囲Ｎにおいて操舵可能な角度をそれぞれＳ、Ｎとすると、θ３＝Ｓ／２、θ６＝−Ｓ／２、θ２＝Ｎ／２、θ５＝−Ｎ／２となる。したがって、確定可能範囲Ｄを画定するθ１およびθ４は、
θ１＝θ３−（θ３−θ２）×２＝２・θ２−θ３＝Ｎ−Ｓ／２
θ４＝θ６＋（θ５−θ６）×２＝２・θ５−θ６＝−Ｎ＋Ｓ／２
となる。したがって、本実施形態においては、θ１は１．２５となり、ステアリングホイール１２が右方向に約１．２５回転した操舵位置となる。また、θ４は−１．２５となり、ステアリングホイール１２が左方向に約１．２５回転した操舵位置となる。
【００４７】
イグニッションスイッチがオンにされている状態では、ステアリングホイール１２が確定可能範囲Ｄを通って確定可能範囲Ｄの範囲外に操舵される。このため、確定可能範囲Ｄの範囲外にステアリングホイール１２が操舵された場合においても、ＥＰＳＥＣＵ１００は、確定可能範囲Ｄの範囲外に操舵される直前の操舵方向を利用して、ステアリングホイール１２が左右いずれに操舵されているかを特定することができる。このため、イグニッションスイッチがオンにされている状態では、確定可能範囲Ｄの範囲外にステアリングホイール１２が操舵されている場合においても、ＥＰＳＥＣＵ１００は絶対操舵位置θＡｍを確定することができる。
【００４８】
しかし、ステアリングホイール１２が確定可能範囲Ｄの範囲外に操舵された状態でイグニッションスイッチがオンにされた場合、ＥＰＳＥＣＵ１００は計算値Ｙのみでステアリングホイール１２が左右いずれに操舵されているかを特定することができない。したがって、このような場合、ＥＰＳＥＣＵ１００が計算値Ｙのみで絶対操舵位置θＡｍを確定することは困難である。
【００４９】
このため、絶対操舵位置検出装置９０は、変位センサ６０を備える。ＥＰＳＥＣＵ１００は、変位センサ６０から入力される検出値を利用して、確定可能範囲Ｄの範囲外においてステアリングホイール１２が左右いずれに操舵されているかを示す操舵方向を検出する。本実施形態における変位センサ６０はレーザによる非接触式変位センサが採用されている。変位センサ６０は、レーザが照射される被検出面の変位を非接触で検出する。なお、変位センサ６０に渦電流式の非接触式の非接触変位センサが採用されてもよいとは勿論である。
【００５０】
図３は、第１の実施形態に係る操舵軸４６の変位センサ６０の周辺における形状を示す図である。本図は、変位センサ６０周辺のギヤボックス４４の軸方向と平行な平面による断面図である。ギヤボックス４４内には、操舵軸４６が内包されている。本図は、ステアリングホイール１２が中立位置にある場合を示す。たとえばステアリングホイール１２が右方向に操舵された場合、操舵軸４６は本図の右方向に推進する。ステアリングホイール１２が左方向に操舵された場合、操舵軸４６は本図の左方向に推進する。
【００５１】
変位センサ６０の周辺では操舵軸４６は円柱状に形成される。本実施形態に係る操舵軸４６には、第１被検出面６６および第２被検出面６７が設けられている。第１被検出面６６および第２被検出面６７は、操舵軸４６の外周が均一の深さに削られた形状の凹部の表面として形成される。第１被検出面６６は、ステアリングホイール１２が左方向に所定角度操舵された場合に変位センサ６０によって変位が検出される位置に形成される。第２被検出面６７は、ステアリングホイール１２が右方向に所定角度操舵された場合に変位センサ６０によって変位センサ６０との距離が検出される位置に形成される。
【００５２】
図４は、第１の実施形態に係る操舵軸４６の変位センサ６０の周辺における詳細な形状を示す図である。本図では、変位センサ６０周辺における操舵軸４６の中心軸を含む断面の外形が示されている。なお、ステアリングホイール１２の操舵方向と本図における操舵軸４６の推進方向との関係は図３における説明と同様であることから説明を省略する。以下、操舵軸４６における「範囲」とは、操舵軸４６における軸方向の長さおよび軸方向の位置をいうものとして説明する。
【００５３】
確定可能範囲Ｄの範囲でステアリングホイール１２が操舵され操舵軸４６が軸方向に推進した場合に変位センサ６０によって距離が検出される範囲をＲＤとする。また、物理回転可能範囲Ｓの範囲でステアリングホイール１２が操舵され操舵軸４６が軸方向に推進した場合に変位センサ６０によって距離が検出される範囲をＲＳとする。範囲ＲＤおよび範囲ＲＳは、ステアリングホイール１２が中立位置にある場合に変位センサ６０によって距離が検出される操舵軸４６外面上の位置（以下、「中立点Ｎ」という）から軸方向両側に略同一の長さ延在する。前述したように、本実施形態では範囲ＲＤは範囲ＲＳに含まれる。
【００５４】
操舵軸外面６５の範囲Ｒ１は、範囲ＲＤに含まれるように形成される。したがって範囲ＲＤの軸方向の長さよりも範囲Ｒ１の軸方向の長さは短い。範囲Ｒ１も中立点Ｎから軸方向両側に略同位置の長さ延在する。
【００５５】
第１被検出面６６の範囲Ｒ２は、ステアリングホイール１２が左方向に操舵された場合に変位センサ６０によって距離が検出される方向（本図において右側）における確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲を含むように形成される。範囲Ｒ２は、本図右側の確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲の両側に、タイヤの摩耗などによって中立点Ｎが軸方向に移動した場合を考慮した余裕分の領域が加えられてその範囲が画定されている。
【００５６】
第２被検出面６７の範囲Ｒ３は、ステアリングホイール１２が右方向に操舵された場合に変位センサ６０によって距離が検出される方向（本図において左側）における確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲を含むように形成される。範囲Ｒ３は、本図左側の確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲の両側に、前述のように中立点Ｎが軸方向に移動した場合を考慮した余裕分の領域が加えられてその範囲が画定されている。
【００５７】
操舵軸外面６５、第１被検出面６６、および第２被検出面６７は、操舵軸４６の中心軸と平行に形成される。変位センサ６０操舵軸外面６５との間には基準距離Ｈ０の間隔が設けられている。また、第１被検出面６６は、操舵軸外面６５よりも径方向内向きに第１被検出面深さｄ１だけ凹んでいる。第２被検出面６７は、操舵軸外面６５よりも径方向内向きに第２被検出面深さｄ２だけ凹んでいる。したがって、変位センサ６０第１被検出面６６との距離は、（基準距離Ｈ０）＋（第１被検出面深さｄ１）となる。また、変位センサ６０第２被検出面６７との距離は、（基準距離Ｈ０）＋（第２被検出面深さｄ２）となる。第１被検出面深さｄ１は第２被検出面深さｄ２と異なる値となるよう第１被検出面６６および第２被検出面６７が形成されている。このため、ステアリングホイール１２が左右に操舵されることによって、変位センサ６０に検出される被検出面は操舵方向に応じて変位センサ６０から離間する方向に変位する。
【００５８】
図５は、第１の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置９０における操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係を示す図である。本図において、横軸はステアリングホイール１２の操舵位置θ、縦軸は変位センサ６０から出力される電圧値Ｖを示す。操舵位置θは、ステアリングホイール１２が中立位置にある場合にゼロとなり、ステアリングホイール１２が右方向に操舵された場合にプラスの値となり、左方向に操舵された場合にマイナスの値となる。
【００５９】
θ７は、ステアリングホイール１２が右方向に、操舵軸外面６５の範囲Ｒ１の境界まで操舵されたときの操舵位置である。また、θ８は、ステアリングホイール１２が左方向に範囲Ｒ１の境界まで操舵されたときの操舵位置である。
【００６０】
変位センサ６０は、変位センサ６０から被検出面までの距離に応じた電圧を出力する。操舵位置がθ８以上、θ７以下の場合、変位センサ６０は、被検出面として操舵軸外面６５を検出する。このとき変位センサ出力ＶｈはＶ１となる。操舵位置がθ７より大きくなると、変位センサ６０は被検出面として第２被検出面６７を検出する。このとき変位センサ出力ＶｈはＶ３となる。変位センサ６０と操舵軸外面６５との距離よりも変位センサ６０と第２被検出面６７との距離の方が長いため、Ｖ３はＶ１よりも大きな値となる。
【００６１】
操舵位置がθ８より小さくなると、変位センサ６０は、被検出面として第１被検出面６６を検出する。このとき変位センサ出力ＶｈはＶ２となる。変位センサ６０と操舵軸外面６５との距離よりも変位センサ６０と第１被検出面６６との距離の方が長いため、Ｖ２はＶ１よりも大きな値となる。また、変位センサ６０と第２被検出面６７との距離よりも変位センサ６０と第１被検出面６６との距離の方が短いため、Ｖ２はＶ３よりも小さい値となる。
【００６２】
以上により、ステアリングホイール１２が確定可能範囲Ｄの範囲外に操舵された場合、変位センサ６０は、ステアリングホイール１２が右方向に操舵されている場合にはＶ３を出力し、左方向に操舵されている場合にはＶ２を出力する。したがって、変位センサ出力Ｖｈを利用すれば、ステアリングホイール１２の操舵方向を判定することが可能となる。
【００６３】
図６は、第１の実施形態に係るＥＰＳＥＣＵ１００の機能ブロック図である。ＥＰＳＥＣＵ１００は、操舵位置算出部１０２、確定可否判定部１０４、操舵位置確定部１０６、オフセット補正部１０８、および記憶部１１０を有する。
【００６４】
操舵位置算出部１０２は、第１レゾルバ１８、第２レゾルバ２０、モータレゾルバ３０、およびイグニッションセンサ２４から出力された検出結果を受信する。操舵位置算出部１０２は、イグニッションセンサ２４から出力された検出結果を利用して、ユーザによってイグニッションセンサ２４がオンからオフへ、およびオフからオンへ操作されたか否かを判定する。
【００６５】
操舵位置算出部１０２は、まず第１レゾルバ１８により検出された第１電気角θＴ１および第２レゾルバ２０により検出された第２電気角θＴ２を利用して、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイール機械角θＴｍを検出する。このため、操舵位置算出部１０２は、０°以上３６０°未満の範囲でステアリングホイール１２の回転位置を検出する操舵位置検出部として機能する。なお、第１電気角θＴ１および第２電気角θＴ２を利用してステアリングホイール１２の回転位置を検出する工程は公知の技術と同様であることから説明を省略する。
【００６６】
また、操舵位置算出部１０２は、検出されたステアリングホイール１２の回転位置と、モータレゾルバ３０により検出された第３電気角θＴ３とを利用して、確定前の絶対操舵位置θＢｍを算出する。したがって、操舵位置算出部１０２は、確定前の絶対操舵位置θＢｍを算出する算出部としても機能する。
【００６７】
記憶部１１０には、オフセット補正後のステアリングホイール１２の中立位置が格納されている。オフセット補正部１０８は、記憶部１１０に格納されたステアリングホイール１２の中立位置を参照し、オフセット補正を施してステアリングホイール１２の中立位置を特定する。
【００６８】
確定可否判定部１０４は、図２において説明した計算値Ｙが所定の閾値より大きいか、または小さいかを判定することにより、操舵位置θが確定可能範囲Ｄの範囲内にあるか否かを判定する。
【００６９】
操舵位置確定部１０６は、ステアリングホイール１２の絶対操舵位置θＡｍを確定する。具体的には、操舵位置θが確定可能範囲Ｄの範囲内にあると判定された場合、操舵位置確定部１０６は、算出された確定前の絶対操舵位置θＢｍを、絶対操舵位置θＡｍとして確定する。操舵位置θが確定可能範囲Ｄの範囲外にあると判定された場合、操舵位置確定部１０６は、変位センサ６０から入力された検出値を利用して、ステアリングホイール１２が左右いずれに操舵されているかを示す操舵方向を検出する。操舵位置確定部１０６は、算出された確定前の絶対操舵位置θＢｍと検出されたステアリングホイール１２の操舵方向とを利用して、絶対操舵位置θＡｍを確定する。したがって、操舵位置確定部１０６は、ステアリングホイール１２の絶対操舵位置θＡｍを特定する絶対操舵位置特定部として機能する。
【００７０】
図７は、第１の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置９０の動作手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションスイッチがオフにされたときに開始する。
【００７１】
操舵位置算出部１０２は、イグニッションスイッチがオンにされたか否かを判定する（Ｓ１１）。ＥＰＳＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチがオフにされた際に、イグニッションフラグをゼロに設定し、記憶部１１０に格納する。ＥＰＳＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチが再びオンにされた際に、イグニッションフラグを１に設定する。操舵位置算出部１０２は、このイグニッションフラグを参照し、イグニッションフラグがゼロから１に変化した場合に、イグニッションスイッチがオンにされたと判定する。イグニッションスイッチがオフのままと判定した場合（Ｓ１１のＮ）、ＥＰＳＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチがオンと判定されるまでＳ１１の判定を繰り返す。
【００７２】
イグニッションスイッチがオンにされたと判定された場合（Ｓ１１のＹ）、オフセット補正部１０８は、オフセット補正を施してステアリングホイール１２の中立位置を特定する（Ｓ１２）。オフセット補正が終了すると、操舵位置算出部１０２は、第１電気角θＴ１および第２電気角θＴ２を利用してステアリングホイール機械角θＴｍを算出する（Ｓ１３）。操舵位置算出部１０２は、モータレゾルバ３０から入力された検出値を利用して第３電気角θＴ３を算出し（Ｓ１４）、算出されたステアリングホイール機械角θＴｍおよび第３電気角θＴ３を利用して確定前の絶対操舵位置θＢｍを算出する（Ｓ１５）。
【００７３】
確定前の絶対操舵位置θＢｍが算出されると、確定可否判定部１０４は、算出された確定前の絶対操舵位置θＢｍが確定可能範囲Ｄの範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１６）。確定前の絶対操舵位置θＢｍは確定可能範囲Ｄの範囲内にあると判定された場合（Ｓ１６のＹ）、操舵位置確定部１０６は、確定前の絶対操舵位置θＢｍをθＡｍとして確定する（Ｓ１７）。
【００７４】
記憶部１１０には、閾値電圧Ｖｔｈが格納されている。閾値電圧Ｖｔｈは、変位センサ６０によって第２被検出面６７が検出された場合の電圧Ｖ３より小さく、第１被検出面６６が検出された場合の電圧Ｖ２より大きな値に設定される。確定前の絶対操舵位置θＢｍは確定可能範囲Ｄの範囲外にあると判定された場合（Ｓ１６のＮ）、操舵位置確定部１０６は、変位センサ６０から出力された変位センサ出力Ｖｈが閾値電圧Ｖｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ１９）。
【００７５】
変位センサ出力Ｖｈが閾値電圧Ｖｔｈ以上であると判定された場合（Ｓ１９のＹ）、操舵位置確定部１０６は、変位センサ６０によって第２被検出面６７が検出されていると判定する。このため操舵位置確定部１０６は、ステアリングホイール１２が右方向に操舵されていると判定し、右操舵範囲における確定前の絶対操舵位置θＢｍを絶対操舵位置θＡｍとして確定する（Ｓ２０）。
【００７６】
変位センサ出力Ｖｈが閾値電圧Ｖｔｈより小さいと判定された場合（Ｓ１９のＮ）、操舵位置確定部１０６は、変位センサ６０によって第２被検出面６７が検出されていると判定する。このため操舵位置確定部１０６は、ステアリングホイール１２が左方向に操舵されていると判定し、左操舵範囲の確定前の絶対操舵位置θＢｍを絶対操舵位置θＡｍとして確定する（Ｓ２１）。
【００７７】
確定前の絶対操舵位置θＢｍが絶対操舵位置θＡｍとして確定されると、ＥＰＳＥＣＵ１００は、車両制御のために絶対操舵位置θＡｍを必要とする別のＥＣＵなどに、絶対操舵位置θＡｍを出力する（Ｓ１８）。このように、確定された絶対操舵位置θＡｍは、各種の車両制御に利用される。
【００７８】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る操舵軸４６の変位センサ６０の周辺の形状を示す図である。本図は、変位センサ６０周辺のギヤボックス４４の軸方向と平行な平面による断面図である。本図は、ステアリングホイール１２が中立位置にある場合を示す。ステアリングホイール１２の操舵方向と本図における操舵軸４６の推進方向との関係は図３における説明と同様であることから説明を省略する。
【００７９】
本実施形態に係る操舵軸４６も、変位センサ６０の周辺において円柱状に形成される。本実施形態に係る操舵軸４６には、第１被検出面６８、第２被検出面６９、および第３被検出面７０が設けられている。第１被検出面６８、第２被検出面６９、および第３被検出面７０は、本図における左側から右側に向かって第３被検出面７０、第１被検出面６８、第２被検出面６９の順に操舵軸４６に設けられる。第１被検出面６８、第２被検出面６９、および第３被検出面７０は、操舵軸４６の外面に対し、円周方向に均一の深さを有し、本図左方向にむかって徐々に深さが深くなるよう凹んだ凹部の表面として形成される。
【００８０】
第１被検出面６８は、ステアリングホイール１２が中立位置にある場合に変位センサ６０によって変位が検出される位置に形成される。第２被検出面６９は、ステアリングホイール１２が左方向に所定角度操舵された場合に変位センサ６０によって変位が検出される位置に形成される。第３被検出面７０は、ステアリングホイール１２が右方向に所定角度操舵された場合に変位センサ６０によって変位センサ６０との距離が検出される位置に形成される。
【００８１】
図９は、第２の実施形態に係る操舵軸４６の変位センサ６０の周辺における詳細な形状を示す図である。本図では、変位センサ６０周辺における操舵軸４６の中心軸を含む断面の外形が示されている。また、理解を容易なものとするため、第１被検出面６８、第２被検出面６９、および第３被検出面７０の傾斜角度は大きく表示している。なお、ステアリングホイール１２の操舵方向と本図における操舵軸４６の推進方向との関係は図３における説明と同様であることから説明を省略する。また、範囲ＲＤ、範囲ＲＳ、および中立点Ｎについても第１の実施形態における説明と同様であることから説明を省略する。
【００８２】
第１被検出面６８の範囲Ｒ５は、車両出荷時における中立点Ｎの両側に、中立点Ｎが軸方向に移動した場合を考慮した余裕分の領域を設けることによりその範囲が確定されている。
【００８３】
第２被検出面６９の範囲Ｒ６は、ステアリングホイール１２が左方向に操舵された場合に変位センサ６０によって距離が検出される方向（本図において右側）における確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲を含むように形成される。範囲Ｒ６は、本図右側における、確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲の両側に、中立点Ｎが軸方向に移動した場合を考慮した余裕分の領域が加えられてその範囲が画定されている。
【００８４】
第３被検出面７０の範囲Ｒ７は、ステアリングホイール１２が右方向に操舵された場合に変位センサ６０によって距離が検出される方向（本図において左側）における確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲を含むように形成される。範囲Ｒ７は、本図左側における、確定可能範囲Ｄの境界から物理回転可能範囲Ｓの境界までの範囲の両側に、中立点Ｎが軸方向に移動した場合を考慮した余裕分の領域が加えられてその範囲が画定されている。
【００８５】
第１被検出面６８の断面は、操舵軸４６の外面から第１被検出面最大深さｄ１ｍａｘになるまで、本図における左方向に進むにしたがって径方向内向きに直線的に徐々に凹むよう傾斜した傾斜部となる。第２被検出面６９の断面は、第２被検出面最小深さｄ２ｍｉｎから第２被検出面最大深さｄ２ｍａｘになるまで、本図における左方向に進むにしたがって径方向内向きに直線的に徐々に凹むよう傾斜した傾斜部となる。第３被検出面７０の断面は、第３被検出面最小深さｄ３ｍｉｎから第３被検出面最大深さｄ３ｍａｘになるまで、本図における左方向に進むにしたがって径方向内向きに直線的に徐々に凹むよう傾斜した傾斜部となる。
【００８６】
変位センサ６０と操舵軸４６の外面との間には基準距離Ｈ０の間隔が設けられている。したがって、変位センサ６０によって第１被検出面６８が検出される場合、基準距離Ｈ０より大きい距離から、（基準距離Ｈ０＋第１被検出面最大深さｄ１ｍａｘ）より小さい距離までの変位が検出される。また、変位センサ６０によって第２被検出面６９が検出される場合、（基準距離Ｈ０＋第２被検出面最小深さｄ２ｍｉｎ）よりも大きい距離から（基準距離Ｈ０＋第２被検出面最大深さｄ２ｍａｘ）よりも小さい距離までの変位が検出される。また、変位センサ６０によって第３被検出面７０が検出される場合、（基準距離Ｈ０＋第３被検出面最小深さｄ３ｍｉｎ）よりも大きい距離から（基準距離Ｈ０＋第３被検出面最大深さｄ３ｍａｘ）よりも小さい距離までの変位が検出される。
【００８７】
第１被検出面最大深さｄ１ｍａｘは、第２被検出面最小深さｄ２ｍｉｎよりも小さな値とされている。また、第２被検出面最大深さｄ２ｍａｘは第３被検出面最小深さｄ３ｍｉｎよりも小さな値とされている。このため、変位センサ６０と第１被検出面６８、第２被検出面６９、および第３被検出面７０との距離は同一の値となることはなく、これらの検出面はステアリングホイール１２の操舵位置に応じて変位する。したがって変位センサ６０は、これらの検出面を検出する場合、操舵位置に応じて異なる検出値を出力する。なお、それぞれの傾斜角度が同一となるよう、それぞれの被検出面の最小深さおよび最大深さが設定されている。
【００８８】
図１０は、第２の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置９０における操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係を示す図である。本図における縦軸および横軸は、図５における説明と同様であることから説明を省略する。
【００８９】
θ１１は、変位センサ６０の被検出箇所が第１被検出面６８の範囲Ｒ５の境界に来るまでステアリングホイール１２が右方向に操舵されたときの操舵位置である。また、θ１２は、変位センサ６０の検出箇所が範囲Ｒ５の境界に来るまでまでステアリングホイール１２が左方向に操舵されたときの操舵位置である。θ１３は、変位センサ６０による被検出箇所が第２被検出面６９の範囲Ｒ６の境界に来るまでステアリングホイール１２が操舵されたときの操舵位置である。θ１４は、変位センサ６０による被検出箇所が第２被検出面６９の範囲Ｒ７の境界に来るまでステアリングホイール１２が操舵されたときの操舵位置である。
【００９０】
操舵位置がθ１１より大きくθ１３より小さい範囲、またはθ１４より大きくθ１２より小さい範囲にある場合では、変位センサ６０は、操舵軸４６の外面を検出する。このとき、変位センサ出力ＶｈはＶ１０となる。操舵位置がθ１２以上、θ１１以下の範囲にある場合では、変位センサ６０は、第１被検出面６８を検出する。このとき、変位センサ出力Ｖｈは、転舵角度がθ１２のときにＶ１０となり、それからステアリングホイール１２が右方向に操舵されるにしたがって直線的に徐々に増加する。
【００９１】
変位センサ出力Ｖｈは、操舵位置がθ１１のときにＶ１０よりも大きな値のＶ１２になるまで増加する。変位センサ出力Ｖｈは、ステアリングホイール１２が中立位置にあるときはＶ１０より大きくＶ１２よりも小さい値であるＶ１１となる。
【００９２】
操舵位置がθ１４より小さい範囲にある場合、変位センサ６０は、第２被検出面６９を検出する。変位センサ出力Ｖｈは、操舵位置がθ１４の場合にＶ１２よりも大きい値であるＶ１３となり、操舵位置がθ１４にある状態からステアリングホイール１２が左に操舵されるにしたがって直線的に徐々に減少する。また、操舵位置がθ１４より大きくなると、変位センサ６０は、第３被検出面７０を検出する。この場合、変位センサ出力Ｖｈは、θ１３においてＶ１３よりもわずかに大きな値となり、θ１３からステアリングホイール１２が右に操舵されるにしたがって直線的に徐々に増加する。
【００９３】
以上により、ステアリングホイール１２が確定可能範囲Ｄの範囲外に操舵された場合、変位センサ出力Ｖｈは、ステアリングホイール１２の操舵位置θに応じた値となる。したがって変位センサ出力Ｖｈを利用すれば確定可能範囲Ｄの範囲外において絶対操舵位置θＡｍを算出することが可能となる。
【００９４】
図１１は、第２の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置９０の動作手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションスイッチがオフにされたときに開始する。なお、Ｓ３１、Ｓ３３及至Ｓ３８は、図７におけるＳ１１、Ｓ１３及至Ｓ１８と同様であることから説明を省略する。
【００９５】
記憶部１１０には、オフセット補正前の中立位置にステアリングホイール１２がある状態のＶ１１が格納されている。また、記憶部１１０には、オフセット補正前の操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係が格納されている。オフセット補正部１０８は、オフセット補正後の中立位置にステアリングホイール１２がある状態のＶ１１を、θ１２以上、θ１１以下での変位センサ出力Ｖｈの傾きを利用して算出する。オフセット補正部１０８は、オフセット補正後のＶ１１からオフセット補正前のＶ１１を引き、求めた差を、オフセット補正前の操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係における変位センサ出力Ｖｈに加える。ＥＰＳＥＣＵ１００は、こうしてオフセット補正後の操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係を新たに作成する（Ｓ３２）。これによって、オフセット補正後も、検出された変位センサ出力Ｖｈからステアリングホイール１２の絶対操舵位置θＡｍを正確に算出することが可能となる。
【００９６】
また、確定前の確定前操舵位置θＢｍは確定可能範囲Ｄの範囲外にあると判定された場合（Ｓ３６のＮ）、操舵位置確定部１０６は、検出された変位センサ出力Ｖｈ、およびＳ３２において作成したオフセット補正後の操舵位置θと変位センサ出力Ｖｈとの関係を利用して、絶対操舵位置θＡｍを算出し、確定する（Ｓ３９）。これによって、確定可能範囲Ｄの範囲外では、変位センサ６０の検出結果によって容易に絶対操舵位置θＡｍを算出することができる。
【００９７】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００９８】
なお、本実施形態では、第１レゾルバ１８、第２レゾルバ２０、およびモータレゾルバ３０のいずれかに代わって、アブソリュート光学式エンコーダ、アブソリュート磁気式エンコーダ、ポテンショメータを位置検出器など、が採用されてもよい。これらによってもステアリングホイール機械角θＴｍやモータの電気角などを検出することができる。
【００９９】
また、本実施形態に係るステアリングシステム１０では、コラムアシスト式の電動パワーステアリング機構が採用されているが、これに代わっていわゆるラックアシスト式またはピニオンアシスト式の電動パワーステアリング機構が採用されてもよい。このようなタイプの電動パワーステアリング機構が採用された場合においても、舵角センサを設けることによるコストの増大を抑制しながら、広い範囲でステアリングホイール１２の絶対操舵位置を確定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第１の実施形態に係るステアリングシステムの全体構成図である。
【図２】ステアリングホイール機械角および第３電気角を利用して算出された計算値Ｙとステアリングホイールの操舵位置との関係を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る操舵軸の変位センサの周辺における形状を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る操舵軸の変位センサの周辺における詳細な形状を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置における操舵位置と変位センサ出力との関係を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係るＥＰＳＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】第１の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係る操舵軸の変位センサの周辺の形状を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る操舵軸の変位センサの周辺における詳細な形状を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置における操舵位置と変位センサ出力との関係を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る絶対操舵位置検出装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ステアリングシステム、  １２  ステアリングホイール、  １４  ステアリングシャフト、  １６  トルクセンサ、  １８  第１レゾルバ、  ２０  第２レゾルバ、  ２２  トーションバー、  ２４  イグニッションセンサ、  ２８  モータ、  ３０  モータレゾルバ、  ３２  電動パワーステアリング機構、  ４０  転舵ユニット、  ６０  変位センサ、  ６５  操舵軸外面、  ６６  第１被検出面、  ６７  第２被検出面、  ６８  第１被検出面、  ６９  第２被検出面、  ７０  第３被検出面、  ８０  ステアリング装置、  ９０  絶対操舵位置検出装置、  １００  ＥＰＳＥＣＵ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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