(57)【要約】【課題】コストの高騰を抑制しつつも転舵輪の舵角を検出することのできるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール側ピニオン軸２に設けられた出力側レゾルバ７の軸倍角をｋ1とし、モータ側ピニオン軸に設けられたモータ側レゾルバ１３の軸倍角をｋ2とし、モータ側ピニオン軸を一回転させたときにラック軸３を介して上記ステアリングホイール側ピニオン軸２が回転する回転角度をθa°とした場合に、（θa／ｋ2）＞（３６０／ｋ1）であって、且つ（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）が整数でない値となるように設定する。これにより、出力側レゾルバ出力信号Ｓ２の値とモータ側レゾルバ出力信号Ｓ３の値との組み合わせが、異なる舵角で同一の値をとることがなくなり、両レゾルバ出力信号Ｓ２，Ｓ３から舵角を導出することが可能となる。【選択図】図１
2013001257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵操作に伴って回転するステアリングホイール側ピニオン軸と、
操舵アシスト力を発生する電動機と、
上記電動機をもって回転駆動される電動機側ピニオン軸と、
上記ステアリングホイール側ピニオン軸と噛合してステアリングホイール側ラックピニオン機構を構成するステアリングホイール側ラック歯と、上記電動機側ピニオン軸と噛合して上記ステアリングホイール側ラックピニオン機構とは比ストロークの異なる電動機側ラックピニオン機構を構成する電動機側ラック歯とをそれぞれ有し、ステアリングホイール側ピニオン軸および電動機側ピニオン軸の回転を直線運動に変換して転舵輪に伝達するラック軸と、
上記ステアリングホイール側ピニオン軸が一回転する毎にｋ1周期のステアリングホイール側レゾルバ出力信号を出力するステアリングホイール側レゾルバと、
上記電動機側ピニオン軸が一回転する毎にｋ2周期の電動機側レゾルバ出力信号を出力するとともに、上記電動機側ピニオン軸を一回転させたときに上記ラック軸を介して上記ステアリングホイール側ピニオン軸が回転する回転角度をθa°とした場合に、（θa／ｋ2）＞（３６０／ｋ1）であって、且つ（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）が整数でない値となるように構成された電動機側レゾルバと、
上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号および上記電動機側レゾルバ出力信号に基づいて上記転舵輪の舵角を演算する舵角演算部と、
を備えていることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングホイールのロックトゥロックの回転角度をｎ°とし、上記ステアリングホイール側ピニオンシャフトの回転方向における上記ステアリングホイール側ラックピニオン機構のバックラッシュ量をθb°とした場合に、上記ステアリングホイール側レゾルバは、（３６０／ｋ1）＞（θb・ｎ／（θa／ｋ2））の関係を満足していることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、中立位置からの操舵角に応じて比ストロークが変化するラックピニオン式のパワーステアリング装置において、軸倍角の異なる第１レゾルバおよび第２レゾルバをハンドル軸に設け、それらの両レゾルバの検出信号に基づいてハンドル軸の一回転内での回転角であるハンドル軸回転角を求めるとともに、上記ステアリングギヤの出力部材にアシスト力を付与する電気モータの出力軸に第３レゾルバを設け、その第３レゾルバにより検出されるモータ回転角のハンドル軸回転角による一階微分値および二階微分値を演算し、ハンドル軸が中立位置から回転した方向および回転数を二階微分値の正負および一階微分値に基づいて求めるようにした技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１７２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ハンドル軸の回転角の変化に基づく比ストロークの変化を利用してハンドル軸の回転角を算出するようになっているため、ラックピニオン機構の比ストロークが一定に設定されたパワーステアリング装置には適用することができなかった。そのため、ラックピニオン機構の比ストロークが一定に設定されたパワーステアリング装置において転舵輪の舵角を検出する必要がある場合には、比較的高価ないわゆるアブソリュート型の舵角センサを設ける必要があり、コストが高騰してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ラックピニオン機構の比ストロークが一定の場合であっても、コストの高騰を抑制しつつ転舵輪の舵角を検出することのできるパワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ステアリングホイールの操舵操作に伴って回転するステアリングホイール側ピニオン軸とラック軸に形成したステアリングホイール側ラック歯との噛み合いをもってステアリングホイール側ラックピニオン機構を構成しているとともに、操舵アシスト力を発生する電動機をもって回転駆動される電動機側ピニオン軸と上記ラック軸に形成した電動機側ラック歯との噛み合いをもって上記ステアリングホイール側ラックピニオン機構とは比ストロークの異なる電動機側ラックピニオン機構を構成しているパワーステアリング装置であることを前提としている。
【０００７】
その上で、上記ステアリングホイール側ピニオン軸が一回転する毎にｋ1周期のステアリングホイール側レゾルバ出力信号を出力するステアリングホイール側レゾルバと、上記電動機側ピニオン軸が一回転する毎にｋ2周期の電動機側レゾルバ出力信号を出力するとともに、上記電動機側ピニオン軸を一回転させたときに上記ラック軸を介して上記ステアリングホイール側ピニオン軸が回転する回転角度をθaとした場合に、（θa／ｋ2）＞（３６０／ｋ1）であって、且つ（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）が整数でない値となるように構成された電動機側レゾルバと、上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号および上記電動機側レゾルバ出力信号に基づいて上記転舵輪の舵角を演算する舵角演算部と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ラックピニオン機構の比ストロークが一定の場合であっても、上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号および上記電動機側レゾルバ出力信号に基づいて上記転舵輪の舵角を演算できるようなり、コストの高騰を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態としてパワーステアリング装置の概略を示す図。
【図２】図１に示すトルクセンサの断面概略図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】図１に示す電子制御装置の機能ブロック図。
【図５】出力側電気角およびモータ側電気角と出力軸の回転位置との関係を示す図。
【図６】図４に示す角度位置演算部の処理内容を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施の形態として、第１の実施の形態における角度位置演算部の変形例を示す機能ブロック図。
【図８】図７に示す角度位置演算部の処理内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜６は本発明の好適な第１の実施の形態を示す図であって、そのうち図１はパワーステアリング装置の概略を示す図、図２は図１におけるトルクセンサの概略を示す断面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１１】
図１に示すパワーステアリング装置では、運転者によってステアリングホイールＳＷが回転操作されると、そのステアリングホイールＳＷの回転がステアリングシャフト１を介してステアリングホイール側ピニオン軸２に伝達されるとともに、そのステアリングホイール側ピニオン軸２の回転運動がラック軸３の直線運動に変換され、ラック軸３の両端に連結された左右の転舵輪Ｗ１，Ｗ２が転舵するようになっている。つまり、ラック軸３には、ステアリングホイール側ピニオン軸２が噛み合いするステアリングホイール側ラック歯（図示せず）が形成されており、そのステアリングホイール側ラック歯とステアリングホイール側ピニオン軸２との噛合をもって手動操舵用のステアリングホイール側ラックピニオン機構４が構成されている。
【００１２】
図２に示すように、ステアリングホイール側ピニオン軸２は、ステアリングホイールＳＷ側の入力軸２ａとラック軸３側の出力軸２ｂとに軸方向で分割されている。入力軸２ａと出力軸２ｂは、それぞれ中空状に形成されているとともに、両軸２ａ，２ｂの内周側に設けられたトーションバー２ｃを介して互いに同軸連結されている。なお、図示は省略しているが、トーションバー２ｃの軸方向両端部は、両軸２ａ，２ｂの内周面に対し、相対回転不能にそれぞれセレーション結合されている。これにより、入力軸２ａと出力軸２ｂとがトーションバー２ｃの捩れ変形をもって相対回転可能になっている。
【００１３】
ステアリングホイール側ピニオン軸２の外周側には、当該ステアリングホイール側ピニオン軸２の外周側を囲繞しつつ車体に固定されたトルクセンサハウジング５が設けられていて、当該トルクセンサハウジング５の内周面と入力軸２ａの外周面との間に入力軸２ａの回転変位を検出する入力側レゾルバ６が設けられている。また、トルクセンサハウジング５の内周面と出力軸２ｂの外周面との間には、出力軸２ｂの回転位置を検出する出力側レゾルバ７がステアリングホイール側レゾルバとして設けられている。すなわち、トーションバー２ｃの捩れ変形に基づく入力軸２ａと出力軸２ｂとの相対回転変位量を両レゾルバ６，７によって検出することにより、ステアリングホイールＳＷを運転者が回転操作する操舵トルクを検出するようになっている。換言すれば、ステアリングホイール側ピニオン軸２に作用するトルクを検出するためのトルクセンサＴＳが、両レゾルバ６，７をもって構成されている。
【００１４】
両レゾルバ６，７は、ステータにのみコイルが設けられ、ロータにはコイルが設けられていない周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のものであって、入力側レゾルバ６は、入力軸２の外周面に一体的に嵌着された環状の入力側レゾルバロータ６ａと、その入力側レゾルバロータ６ａの外周側に所定の径方向隙間を介して外挿され、トルクセンサハウジング５に対して固定された環状の入力側レゾルバステータ６ｂと、を有している。一方、出力側レゾルバ７は、出力軸２ｂの外周面に一体的に嵌着された環状の出力側レゾルバロータ７ａと、その出力側レゾルバロータ７ａの外周側に所定の径方向隙間を介して外挿され、トルクセンサハウジング５に対して固定された環状の出力側レゾルバステータ７ｂと、を有している。
【００１５】
また、両レゾルバ６，７の軸倍角は互いに等しく設定されており、本実施の形態では、両レゾルバ６，７の軸倍角をそれぞれｋ1とする。すなわち、入力側レゾルバロータ６ａが入力軸２ｂとともに一回転する毎に、ｋ1周期の入力側レゾルバ出力信号Ｓ１が入力側レゾルバステータ６ｂから出力される一方、出力側レゾルバロータ７ａが出力軸２ｂとともに一回転する毎に、ｋ1周期の出力側レゾルバ出力信号Ｓ２が出力側レゾルバステータ７ｂから出力されることになる。
【００１６】
他方、図１のほか図３に示すように、ラック軸３には、上述したステアリングホイール側ラック歯とは別のモータ側ラック歯３ａが電動機側ラック歯として形成されており、そのモータ側ラック歯３ａには、ウォーム減速機構８を介して電動機としての電動モータＭに駆動されるモータ側ピニオン軸９が電動機側ピニオン軸として噛み合いしている。つまり、モータ側ラック歯３ａとモータ側ピニオン軸９とをもって電動機側ラックピニオン機構であるモータ側ラックピニオン機構１０が構成されている。モータ側ラックピニオン機構１０の比ストロークは、電動モータＭの特性やモータ側ラック歯３ａの強度を考慮してステアリングホイール側ラックピニオン機構４とは異ならしめてある。
【００１７】
そして、後述するＥＣＵ１４をもって電動モータＭが駆動制御され、その電動モータＭの出力軸１２が回転すると、その回転がウォーム減速機構８を介してモータ側ピニオン軸９に伝達されるとともに、そのモータ側ピニオン軸９の回転がモータ側ラックピニオン機構１０によって直線運動に変換され、もって電動モータＭの出力が操舵アシスト力としてラック軸３へ伝達されることになる。なお、図３の符号１１は、ウォーム減速機構８を収容するウォームハウジングを示している。
【００１８】
さらに、モータ側ピニオン軸９には、当該モータ側ピニオン軸９の回転変位を検出するモータ側レゾルバ１３が電動機側レゾルバとして設けられている。モータ側レゾルバ１３は、モータ側ピニオン軸９のうちラック軸３とは反対側の端部の外周面に一体的に嵌着された環状のモータ側レゾルバロータ１３ａと、そのモータ側レゾルバロータ１３ｂの外周側に所定の径方向隙間を介して外挿され、ウォームハウジング１１に対して固定された環状のモータ側レゾルバステータ１３ｂと、から構成されており、モータ側レゾルバステータ１３ｂにのみコイルが設けられ、モータ側レゾルバロータ１３ａにはコイルが設けられていない周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のものである。
【００１９】
また、本実施の形態では、モータ側レゾルバ１３の軸倍角をｋ2とする。すなわち、モータ側レゾルバ１３は、モータ側レゾルバロータ１３ａがモータ側ピニオン軸９とともに一回転する毎にｋ2周期のモータ側レゾルバ出力信号Ｓ３を出力することになる。
【００２０】
そして、図１に示すように、モータ側レゾルバ出力信号Ｓ３のほか、入力側レゾルバ出力信号Ｓ１および出力側レゾルバ出力信号Ｓ２は電子制御装置（以下、ＥＣＵと略称する）１４に取り込まれる。ＥＣＵ１４の詳細を機能ブロック図として図４に示す。
【００２１】
図４に示すように、ＥＣＵ１４は、入力側レゾルバ出力信号Ｓ１に基づいて入力軸２ａの回転位置に応じた入力側電気角θe1を演算する入力側電気角演算部１５と、出力側レゾルバ出力信号Ｓ２に基づいて出力軸２ｂの回転位置に応じた出力側電気角θe2を演算する出力側電気角演算部１６と、モータ側レゾルバ出力信号Ｓ３に基づいてモータ側ピニオン軸９の回転位置に応じたモータ側電気角θe3を演算するモータ側電気角演算部１７と、入力側電気角θe1と出力側電気角θe2との差、すなわちトーションバー２ｃの捩れ量に基づいてステアリングホイール側ピニオン軸２に作用する操舵トルクＴを演算するトルク演算部１８と、出力側電気角θe2とモータ側電気角θe3および操舵トルクＴに基づいてステアリングホイールＳＷの回転位置θSWおよび転舵輪Ｗ１，Ｗ２の舵角θWを演算する角度位置演算部１９と、ステアリングホイールＳＷの回転位置θSWに基づき、ステアリングホイールＳＷの切り戻し時に、ステアリング系のフリクションによるステアリングホイールＳＷの戻り性悪化を抑制するためのステアリング戻し制御指令信号Ｓ４を出力するステアリング戻し制御部２０と、操舵トルクＴ，舵角θW，ステアリング戻し制御指令信号Ｓ４に応じて電動モータＭに発生させる操舵アシストトルクを設定し、モータ駆動指令信号Ｓ５を出力する操舵アシスト制御部２１と、モータ駆動指令信号Ｓ５に基づいて電動モータＭに三相交流電力を供給するインバータ２２と、を備えている。
【００２２】
また、角度位置演算部１９は、出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づいて出力軸２ｂの絶対的な回転位置θpを後述するように演算するピニオン位置演算部２３と、操舵トルクＴから求められるトーションバー２ｃの捩れ量を出力軸２ｂの回転位置θpに加算または減算することにより、ステアリングホイールＳＷの絶対的な回転位置θSWを演算するステアリングホイール位置演算部２４と、出力軸２ｂの回転位置θpに基づいて転舵輪Ｗ１，Ｗ２の絶対的な舵角θWを演算する舵角演算部２５と、を備えている。なお、転舵輪Ｗ１，Ｗ２は図示外のリンク機構を介してラック軸３に連結されているため、舵角θWは出力軸２ｂの回転位置θpから一義的に求めることができるものである。
【００２３】
ここで、出力軸２ｂの回転位置と出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3の関係を図５に示す。なお、図５における横軸の０°とは、出力軸２ｂが、中立位置、すなわち転舵輪Ｗ１，Ｗ２が直進方向を向く位置にあることを意味している。また、図５では、横軸が正の領域（例えば右操舵領域）のみを図示しているが、当然のことながら、横軸が負の領域（例えば左操舵領域）においても、出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3は出力軸２ｂの回転位置の変化に応じて図示の領域と同様の周期をもって変化することになる。
【００２４】
図５に示す例では、出力側レゾルバ７の軸倍角ｋ1を１５、モータ側レゾルバ１３の軸倍角ｋ2を２、ステアリングホイール側ラックピニオン機構４の比ストローク（出力軸２ｂの一回転に対するラック軸３の軸方向移動量）Ｓ1を４５ｍｍ／ｒｅｖ、モータ側ラックピニオン機構１０の比ストローク（モータ側ピニオン軸９の一回転に対するラック軸３の軸方向移動量）Ｓ2を５５ｍｍ／ｒｅｖ、ステアリングホイールＳＷのロックトゥロックの回転角度ｎを１０８０°（３回転）としている。つまり、出力軸２ｂは中立位置から左右両側にそれぞれ５４０°ずつ回転可能になっている。
【００２５】
図５に示すように、出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3は、出力軸２ｂの回転位置が０°のときにいずれも０°となるように設定されているとともに、出力側レゾルバ７の軸倍角が上述したようにｋ1に設定されていることから、出力側電気角θe2の一周期（３６０°）は出力軸２ｂの回転変位量で（３６０／ｋ1）°に対応している。換言すれば、出力側電気角θe2は、出力軸２ｂが（３６０／ｋ1）°回転する毎に同一の値をとるようになっている。
【００２６】
また、モータ側ラックピニオン機構１０の比ストロークＳ1がステアリングホイール側ラックピニオン機構４の比ストロークＳ2と異なっていることは上述したとおりであって、モータ側ピニオン軸９の一回転は、出力軸２ｂの（Ｓ2／Ｓ1）回転に対応する。つまり、モータ側ピニオン軸９を一回転させると、出力軸２ｂは（３６０・（Ｓ2／Ｓ1））°回転することになる。この（３６０・（Ｓ2／Ｓ1））°を便宜上θaとして表すと、モータ側電気角θe3の一周期（３６０°）は、出力軸２ｂの回転変位量で（θa／ｋ2）°に対応することになる。換言すれば、モータ側電気角θe3は、出力軸２ｂが（θa／ｋ2）°回転する毎に同一の値を同一の値をとるようになっている。
【００２７】
そして、本実施の形態では、出力側レゾルバ７の軸倍角ｋ1，モータ側レゾルバ１３の軸倍角ｋ2，ステアリングホイール側ラックピニオン機構４の比ストロークＳ1，モータ側ラックピニオン機構１０の比ストロークＳ2を、下記の（１）式および（２）式の関係を満足するようにそれぞれ設定している。
【００２８】
（θa／ｋ2）＞（３６０／ｋ1）                  …  （１）
（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）≠Ｎ（Ｎは整数）  …  （２）
その結果、図５に示すように、出力軸２ｂが中立位置から正方向へ回転していく過程で、モータ側電気角θe3が一周期して０°となったときに、その出力軸２ｂの回転位置θcでは出力側電気角θe2は０°とはならず、回転位置θcとその回転位置θcの直前で出力側電気角θe2が０°となる出力軸２ｂの回転位置との間に角度差Ｉが生じることになる。この角度差Ｉは、出力軸２ｂの回転位置が中立位置から正方向へ回転していくのに伴い、累積されて大きくなる。
【００２９】
図５に示す例を用いてより具体的に説明するに、図５に示す例では、出力側レゾルバ７の軸倍角ｋ1を１５、モータ側レゾルバ１３の軸倍角ｋ2を２、ステアリングホイール側ラックピニオン機構４の比ストロークＳ1を４５ｍｍ／ｒｅｖ、モータ側ラックピニオン機構１０の比ストロークＳ2を５５ｍｍ／ｒｅｖとしていることから、（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）≒９．１７となり、出力軸２ｂが中立位置から正方向へ回転していく過程で、モータ側電気角θe3が一周期する毎に、出力側電気角θe2の０．１７周期分（出力軸２ｂの回転方向で約４°）の角度差Ｉが累積されていくことになる。すなわち、（θa／ｋ2）／（３６０／ｋ1）が整数でない値となること、言い換えれば（θa／ｋ2）が（３６０／ｋ1）で割り切れないことを条件に、角度差Ｉが生じることになる。
【００３０】
その結果、出力軸２ｂがロックトゥロックの範囲内で中立位置から正方向または負方向に回転する過程で、出力側電気角θe2とモータ側電気角θe3との組み合わせが、異なる出力軸２ｂの回転位置で同一の値をとることがなく、出力側電気角θe2とモータ側電気角θe3から出力軸２ｂの回転位置を導出することが可能となる。
【００３１】
すなわち、図４に示したピニオン位置演算部２３は、出力側電気角θe2とモータ側電気角θe3との組み合わせと出力軸２ｂの回転位置との対応関係を示したマップを記憶していて、そのマップを参照することにより、出力側電気角θe2とモータ側電気角θe3から出力軸２ｂの回転位置を導出するようになっている。
【００３２】
ところで、出力軸２ｂはステアリングホイール側ラックピニオン機構４のバックラッシュによって回転方向でがたつきを生じることになるため、その出力軸２ｂのがたつきにより、出力軸２ｂの回転位置とモータ側ピニオン軸９の回転位置との相対関係が正規の相対関係からずれてしまうことがある。これにより、出力軸２ｂの回転位置が、実際の回転位置に対応するモータ側電気角θe3の周期の範囲内ではなく、その周期に隣接するモータ側電気角θe3の周期の範囲内にあるものと誤検出されてしまう虞がある。したがって、モータ側電気角θe3の一周期毎に累積される角度差Ｉを、出力軸２ｂの回転方向におけるステアリングホイール側ラックピニオン機構４のバックラッシュ量θbよりも大きくすることにより、上述したような誤検出の発生を防止することが好ましい。なお、本実施の形態におけるステアリングホイール側ラックピニオン機構４のバックラッシュ量θbは１°である。
【００３３】
しかしながら、ロックトゥロックの回転角度ｎ°の範囲内における上述したような角度差Ｉの累積、すなわちＩ・ｎ／（θa／ｋ2）が、出力側電気角θe2の一周期、すなわち（３６０／ｋ1）を超えてしまうと、今度は、出力軸２ｂの回転位置が、実際の回転位置に対応する出力側電気角θe2の周期の範囲内ではなく、出力側電気角θe2の他の周期の範囲内にあるものと誤検出されてしまう虞が生じる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、出力側レゾルバ７の軸倍角ｋ1，モータ側レゾルバ１３の軸倍角ｋ2，ステアリングホイールＳＷのロックトゥロックの回転角度ｎ、ステアリングホイール側ラックピニオン機構４のバックラッシュ量θbを、下記の（３）式の関係を満足するようにそれぞれ設定している。
【００３５】
３６０／ｋ1＞θb・ｎ／（θa／ｋ2）          …  （３）
これにより、ステアリングホイール側ラックピニオン機構４のバックラッシュ量θbよりも角度差Ｉを大きくし、且つ、ロックトゥロックの回転角度ｎの範囲内における上述したような角度差Ｉの累積、すなわちＩ・ｎ／（θa／ｋ2）を、出力側電気角θe2の一周期、すなわち（３６０／ｋ1）°よりも小さくすることが可能となり、出力軸２ｂの回転位置の上述したような誤検出を抑制することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態における角度位置演算部１９の処理内容について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。角度位置演算部１９は、まず、出力側電気角θe2を出力側電気角演算部１６から、モータ側電気角θe3をモータ側電気角演算部１７からそれぞれ読み込み（ステップＳ１，Ｓ２）、それらの出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づき、ピニオン位置演算部２３の記憶する上述したマップをもって出力軸２ｂの回転位置θpを演算する（ステップＳ３）。
【００３７】
次いで、舵角演算部２５により、出力軸２ｂの回転位置θpに基づいて転舵輪Ｗ１，Ｗ２の舵角θWを演算し（ステップＳ４）、その舵角θWの情報を操舵アシスト制御部２１に出力するとともに（ステップＳ５）、ステアリングホイール位置演算部２４により、出力軸２ｂの回転位置θpに基づいてステアリングホイールＳＷの回転位置θSWを上述したように演算し（ステップＳ６）、そのステアリングホイールＳＷの回転位置θSWの情報をステアリング戻し制御部２０および他の制御システム（図４参照）に出力する（ステップＳ７）。なお、ここで言う他の制御システムとしては、例えば駐車支援システムに代表されるような運転支援システムや車両の姿勢制御システムがあり、より具体的には、駐車支援システムにおけるリアビューモニターに車両の予想進路線を表示させるために用いられる。
【００３８】
そして、上述したように、図４に示すステアリング戻し制御部２０は、ステアリングホイールＳＷの回転位置θSWに基づき、ステアリングホイールＳＷの戻り性悪化を抑制するためのステアリング戻し制御指令信号Ｓ４を操舵アシスト制御部２１に出力するするとともに、操舵アシスト制御部２１は、操舵トルクＴ，舵角θW，ステアリング戻し制御指令信号Ｓ４に応じて電動モータＭに発生させる操舵アシストトルクを設定し、モータ駆動指令信号Ｓ５をインバータ２２に出力する。これにより、インバータ２２から供給された電力をもって電動モータＭの出力軸１２が回転駆動され、その回転駆動力が操舵アシスト力としてラック軸３へ伝達されることになる。
【００３９】
したがって、本実施の形態によれば、ステアリングホイール側ラックピニオン機構４の比ストロークが一定の場合であっても、ロックトゥロックの範囲内における出力軸２ｂの絶対的な角度位置θp、ひいては転舵輪Ｗ１，Ｗ２の舵角θWを、専用の舵角センサを用いることなく、出力側レゾルバ出力信号Ｓ２およびモータ側レゾルバ出力信号Ｓ３に基づいて演算できるようになり、コストの高騰を抑制できる。
【００４０】
しかも、トルクセンサＴＳとして用いられている出力側レゾルバ７を利用して転舵輪Ｗ１，Ｗ２の舵角θWを演算するようになっていることから、コストの高騰をより効果的に抑制することができる。
【００４１】
図７は、本発明の第２の実施の形態として、上述した第１の実施の形態における角度位置演算部１９の変形例を示す機能ブロック図である。なお、図７では、上述した第１の実施の形態と同様または相当する部分には同一の符号を付している。
【００４２】
図７に示す第２の実施の形態における角度位置演算部２６は、図示外のイグニッションスイッチがオンとされ、ＥＣＵ１４が電源オフ状態から電源オン状態となったときにおける出力軸２ｂの回転位置を、出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づいて初期回転位置θ0として演算する初期回転位置演算部２７と、初期回転位置θ0からの出力軸２ｂの回転変位量Δθpを出力側電気角θe2に基づいて計数する回転変位量演算部２８と、初期回転位置θ0に回転変位量Δθpを加算することで出力軸２ｂの回転位置θpを演算する第１ピニオン位置演算部２９と、その第１ピニオン位置演算部２９とは別に、出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づいて出力軸２ｂの回転位置θp’を演算する第２ピニオン位置演算部３０と、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpと第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’とを比較することにより、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpと第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’の異常の有無を判定する異常判定部３１と、を備えている点で上述した第１の実施の形態と異なっている。なお、他の部分は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
すなわち、本実施の形態における角度位置演算部２６は、図８にフローチャートで示すように、図示外のイグニッションスイッチがオンとされ、ＥＣＵ１４が電源オフ状態から電源オン状態となると、まず、初期回転位置演算部２７が出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3をそれぞれ読み込み（ステップＳ１１，Ｓ１２）、それらの出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づいて出力軸２ｂの回転位置を初期回転位置θ0として演算する（ステップＳ１３）。なお、初期回転位置演算部２７は、上述した第１の実施の形態のピニオン位置演算部２３と同様の演算方法をもって初期回転位置θ0を演算する。
【００４４】
このようにして初期回転位置θ0を演算したならば、回転変位量演算部２８が回転変位量Δθpに０を代入するとともに（ステップＳ１４）、その回転変位量Δθpの計数を開始し（ステップＳ１５）、その後に、第１ピニオン位置演算部２６が初期回転位置θ0に回転変位量Δθpを加算することで出力軸２ｂの回転位置θpを演算する（ステップＳ１６）。
【００４５】
その上で、舵角演算部２５が出力軸２ｂの回転位置θpに基づいて転舵輪Ｗ１，Ｗ２の舵角θWを演算し（ステップＳ１７）、その舵角θWの情報を操舵アシスト制御部２１に出力するとともに（ステップＳ１８）、ステアリングホイール位置演算部２４が出力軸２ｂの回転位置θpに基づいてステアリングホイールＳＷの回転位置θSWを上述したように演算し（ステップＳ１９）、そのステアリングホイールＳＷの回転位置θSWの情報をステアリング戻し制御部２０および他の制御システムに出力する（ステップＳ２０）。
【００４６】
次いで、ステップＳ２１では、操舵トルクＴが零であるか否かを判断し、操舵トルクＴが零でない場合には、運転者による操舵操作中であるためステップＳ１６に戻り、出力軸２ｂの回転位置θpを再度演算する一方、操舵トルクＴが零である場合、すなわち運転者による操舵操作が行われていないときには、第２ピニオン位置演算部３０が出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3をそれぞれ読み込み（ステップＳ２２，Ｓ２３）、それらの出力側電気角θe2およびモータ側電気角θe3に基づいて出力軸２ｂの回転位置θp’を演算する（ステップＳ２４）。なお、第２ピニオン位置演算部３０は、上述した第１の実施の形態のピニオン位置演算部２３と同様の演算方法をもって出力軸２ｂの回転位置θp’を演算する。
【００４７】
その上で、ステップＳ２５では、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpと第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’との差分の絶対値（｜θp−θp’｜）が、予め定めた異常判定しきい値Ａよりも小さいか否かを異常判定部３１が判定する。そして、ステップＳ２５において｜θp−θp’｜＜Ａの条件を満たす場合には、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpと第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’とに異常がないものと判断し、出力軸２ｂの初期回転位置θ0に回転位置θp’を代入した上で（ステップＳ２６）、ステップＳ１４に戻る。
【００４８】
他方、ステップＳ２５において｜θp−θp’｜＜Ａの条件を満たさない場合には、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpおよび第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’のうち少なくともいずれかに異常が発生しているものと判断し、異常判定部３１から操舵アシスト制御部２１へ異常検出信号Ｓ６を出力し、角度位置演算部２６における演算処理を終了する。なお、操舵アシスト制御部２１は、異常判定部３１から異常検出信号Ｓ６を入力すると、ラック軸３に付与する操舵アシストトルクを時間の経過に伴って漸次低減させ、電動モータＭによる操舵アシストを停止する。
【００４９】
したがって、本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と略同様の効果が得られる上に、第１ピニオン位置演算部２９にて演算した出力軸２ｂの回転位置θpと第２ピニオン位置演算部３０にて演算した出力軸２ｂの回転位置θp’の異常を異常判定部３１によって検出することにより、パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
ここで、上述した各実施の形態から把握される技術的思想であって、特許請求の範囲に記載した以外のものについて、その効果とともに以下に記載する。
【００５１】
（１）上記ステアリングホイール側ピニオン軸は、上記ステアリングホイール側の入力軸と上記ラック軸側の出力軸とをトーションバーを介して連結することで構成され、上記入力軸の回転変位を検出する入力側レゾルバが上記入力軸に、上記出力軸の回転変位を検出する出力側レゾルバが上記ステアリングホイール側レゾルバとして上記出力軸にそれぞれ設けられているとともに、上記入力側レゾルバおよび出力側レゾルバの出力信号に基づいて上記ステアリングホイール側ピニオン軸に作用する操舵トルクを演算するトルク演算部を備えていることを特徴とする（１）に記載のパワーステアリング装置。
【００５２】
（１）に記載の技術的思想によれば、上記操舵トルクを検出するための出力側レゾルバを利用して転舵輪の舵角を検出することになり、コスト的により有利となるメリットがある。
【００５３】
（２）上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号と上記電動機側レゾルバ出力信号とに基づいて上記ステアリングホイール側ピニオン軸の初期回転位置を演算する初期回転位置演算部と、
上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号に基づいて上記ステアリングホイール側ピニオン軸の上記初期回転位置からの回転変位量を演算する回転変位量演算部と、
上記初期回転位置に上記回転変位量を加算することで上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置を演算する第１ピニオン位置演算部と、
上記ステアリングホイール側レゾルバ出力信号および上記電動機側レゾルバ出力信号とに基づいて上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置を上記第１ピニオン位置演算部とは別に演算する第２ピニオン位置演算部と、
上記第１ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置と上記第２ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置とを比較することにより、上記第１ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置および上記第２ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置の異常の有無を判定する異常判定部と、
を備えていることを特徴とする（１）に記載のパワーステアリング装置。
【００５４】
（２）に記載の技術的思想によれば、上記第１ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置および上記第２ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置の異常の有無を上記異常判定部をもって判定することにより、パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
（３）上記異常判定部は、上記トルク演算部における操舵トルクの演算結果が零のときに、上記第１ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置と上記第２ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置とを比較することにより、上記第１ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置および上記第２ピニオン位置演算部が演算した上記ステアリングホイール側ピニオン軸の回転位置の異常の有無を判定するようになっていることを特徴とする（２）に記載のパワーステアリング装置。
【００５６】
（３）に記載の技術的思想によれば、操舵トルクＴが零であるとき、すなわち運転者による操舵操作が行われておらず、操舵アシストを行っていないときに、上記異常判定部による処理を行うようになっているため、上記異常判定部における処理と上記操舵アシストのための処理とが異なるタイミングで行われることになり、演算処理装置の負荷を軽減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２…ステアリングホイール側ピニオン軸
３…ラック軸
３ａ…モータ側ラック歯（電動機側ラック歯）
４…ステアリングホイール側ラックピニオン機構
７…出力側レゾルバ（ステアリングホイール側レゾルバ）
９…モータ側ピニオン軸（電動機側ピニオン軸）
１０…モータ側ラックピニオン機構（電動機側ラックピニオン機構）
１３…モータ側レゾルバ（電動機側レゾルバ）
２５…舵角演算部
ＳＷ…ステアリングホイール
Ｍ…電動モータ（電動機）
【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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