(57)【要約】【課題】回転角検出装置により検出される回転角情報と転舵輪の実際の転舵角との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することのできる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置は、コラムシャフトに設けられ操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ３０と、コラムシャフトにアシスト力を付与するモータと、モータの出力軸２１ａの回転角θｅを検出する回転角検出装置４４とを備える。回転角検出装置４４は、モータ回転角θｅに基づきカウンタ６１ａの値を変化させる回転検出部６１と、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈ及びカウンタ６１ａの値に基づき異常を検出する異常検出部６２とを備える。マイコン４０は、カウンタ６１ａの値に基づき操舵角を演算する。異常検出部６２は、カウンタ６１ａの値の変化を検出した際、操舵トルクＴｈが所定の閾値未満であることに基づき異常を検出する。【選択図】図３
2016055678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のコラムシャフトに設けられ、操舵トルクを検出するトルクセンサと、
ステアリングホイールの操舵角に関連する回転角情報を検出する回転角検出装置と、
前記回転角検出装置により検出される前記回転角情報の変化を検出した際、前記トルクセンサにより検出される操舵トルクが前記コラムシャフトと、前記コラムシャフトに連結されるピニオンシャフト間の機械的連結の解除を示す閾値未満であることに基づいて異常を検出する異常検出部と、
を備えるステアリング装置。
【請求項２】
車両のラックシャフトの軸方向の変位量を検出する変位センサと、
ステアリングホイールの操舵角に関連する回転角情報を検出する回転角検出装置と、
前記回転角検出装置により検出される前記回転角情報の変化を検出した際、前記変位センサにより検出される前記ラックシャフトの軸方向の変位量が前記閾値未満であることに基づいて異常を検出する異常検出部と、
を備えるステアリング装置。
【請求項３】
前記異常検出部は、車両のイグニッションスイッチがオフされている期間に限り、前記異常の検出を行う
請求項１又は２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記回転角検出装置は、車両のイグニッションスイッチがオフされている間、前記回転角情報の検出を間欠的に行う
請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記回転角検出装置は、前記イグニッションスイッチがオフされている間に前記回転角情報の変化を検出した際に、前記回転角情報を常時検出する状態に切り替わる
請求項４に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記回転角検出装置は、前記回転角情報を常時検出している間に前記回転角情報に変化のない状態が所定時間継続した際に、前記回転角情報を間欠的に検出する状態に切り替わる
請求項５に記載のステアリング装置。
【請求項７】
前記トルクセンサは、車両のイグニッションスイッチがオフされた際に停止するとともに、前記イグニッションスイッチがオフされている間に前記回転角情報の変化を検出した際に、前記操舵トルクの検出を行う状態に切り替わる
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項８】
車両のコラムシャフトに動力を付与するモータと、
前記モータの回転角を検出する回転角検出装置と、
前記回転角検出装置により検出される前記モータの回転角に基づき前記モータの駆動を制御する制御装置と、を備える電動パワーステアリング装置において、
前記回転角検出装置として、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転角検出装置が用いられる
ことを特徴とする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、ステアリング装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のコラムシャフトにアシスト力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。このＥＰＳは、ステアリングホイールに付与される操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリングシャフトにアシスト力を付与するモータと、モータの出力軸の回転角を検出する回転角検出装置と、モータの駆動を制御する制御装置とを備えている。ステアリングシャフトは、ステアリングホイールの側からコラムシャフト、インターミディエイトシャフト、及びピニオンシャフトが順に連結された構成からなる。ピニオンシャフトは、ラックアンドピニオン機構を介してラックシャフトに連結されている。モータの出力軸は減速機を介してコラムシャフトに連結されている。制御装置は、トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づき電流指令値を演算し、演算した電流指令値と、回転角検出装置により検出されるモータ回転角とに基づきモータの供給電流を制御することによりモータの駆動を制御する。
【０００３】
また、このようなＥＰＳには、回転角検出装置により検出されるモータ回転角に基づきコラムシャフトの回転角、換言すればステアリングホイールの操舵角を検出するものがある。この種のＥＰＳとしては、例えば特許文献１に記載のＥＰＳがある。
【０００４】
特許文献１のＥＰＳでは、操舵角の検出及び記憶を行うＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が回転角検出装置に設けられている。ＡＳＩＣは、ＩＧスイッチがオンされている間、操舵角の検出及び記憶を間欠的に行う。これにより、ＩＧスイッチがオフされている間にステアリングホイールが操作されることにより操舵角が変化した場合、その変化がＡＳＩＣにより検出及び記憶される。そのため、制御装置は、ＩＧスイッチがオン操作された際にＡＳＩＣから操舵角の情報を取得することにより、ＩＧスイッチがオフされている間における操舵角の変化を検出することができるため、操舵角の誤検出を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３３９０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の回転角検出装置では、特殊な状況でステアリングホイールが操作されると、ＡＳＩＣにより検出される操舵角と転舵輪の実際の転舵角との間の対応関係にずれが生じる可能性がある。
【０００７】
例えば車両のメンテナンス時に作業者がＥＰＳからインターミディエイトシャフトを外す作業を行ったとする。この際、作業者が車載バッテリを外していないとすると、ＡＳＩＣへの給電が行われたままであるため、ＡＳＩＣは操舵角の検出及び記憶を継続する。したがって、作業者がステアリングホイールを操作することにより操舵角が変化すると、その変化をＡＳＩＣが検出する。しかしながら、インターミディエイトシャフトが外された状態では、コラムシャフトとピニオンシャフトとの間の機械的な連結が排除されているため、ステアリングホイールに付与される操舵トルクはラックシャフトに伝達されない。よって、転舵輪の転舵角は変化しない。よって、その後に作業者が任意の位置でインターミディエイトシャフトをコラムシャフト及びピニオンシャフトに連結すると、ＡＳＩＣにより検出される操舵角と転舵輪の実際の転舵角との間の対応関係にずれが生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転角検出装置により検出される回転角情報と転舵輪の実際の転舵角との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することのできるステアリング装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された場合、コラムシャフトとピニオンシャフトとの間の機械的な連結が排除されるため、車両のタイヤに加わる路面反力がステアリングホイールに伝達されることはない。そのため、作業者がステアリングホイールに僅かな操舵トルクを付与するだけでステアリングホイールが回転する。この点に着目すると、ステアリングホイールの操舵角が変化した際、操舵トルクが小さい場合には、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でステアリングホイールが操作されたと判断することが可能である。
【００１０】
そこで、上記課題を解決すべく、ステアリング装置において、車両のコラムシャフトに設けられ、操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリングホイールの操舵角に関連する回転角情報を検出する回転角検出装置と、前記回転角検出装置により検出される前記回転角情報の変化を検出した際、前記トルクセンサにより検出される操舵トルクが前記コラムシャフトと、前記コラムシャフトに連結されるピニオンシャフト間の機械的連結の解除を示す閾値未満であることに基づいて異常を検出する異常検出部と、を備えることとした。
【００１１】
この構成によれば、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でのステアリングホイールの操作を検出することができるため、転舵輪の実際の転舵角と回転角情報との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。
【００１２】
また、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でステアリングホイールが操作された場合、操舵角は変化するが、ラックシャフトの軸方向の変位量は変化しない。この点に着目すると、ステアリングホイールの操舵角に関連する回転角情報が変化した際、ラックシャフトの軸方向の変位量に変化がない場合には、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でステアリングホイールが操作されたと判断することも可能である。
【００１３】
そこで、上記課題を解決すべく、ステアリング装置において、車両のラックシャフトの軸方向の変位量を検出する変位センサと、ステアリングホイールの操舵角に関連する回転角情報を検出する回転角検出装置と、前記回転角検出装置により検出される前記回転角情報の変化を検出した際、前記変位センサにより検出される前記ラックシャフトの軸方向の変位量が前記閾値未満であることに基づいて異常を検出する異常検出部と、を備えることとした。
【００１４】
この構成でも、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でのステアリングホイールの操作を検出することができるため、転舵輪の実際の転舵角と回転角情報との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。
【００１５】
なお、ステアリング装置からインターミディエイトシャフトが外された状態でステアリングホイールが操作されるような状況は、例えば車両のメンテナンス時など、イグニッションスイッチがオフされている状況で生じやすい。
【００１６】
そこで、上記ステアリング装置について、前記異常検出部は、車両のイグニッションスイッチがオフされている期間に限り、前記異常の検出を行うことが好ましい。
また、上記ステアリング装置について、前記回転角検出装置は、車両のイグニッションスイッチがオフされている間、前記回転角情報の検出を間欠的に行うことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、イグニッションスイッチがオフされている間の消費電力を低減することができる。
上記ステアリング装置について、前記回転角検出装置は、前記イグニッションスイッチがオフされている間に前記回転角情報の変化を検出した際に、前記回転角情報を常時検出する状態に切り替わることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、操舵角が変化し始めた際に回転角検出装置が回転角情報を常時検出する状態に切り替わるため、回転角情報の変化をより精度良く検出することができる。
上記ステアリング装置について、前記回転角検出装置は、前記回転角情報を常時検出している間に前記回転角情報に変化のない状態が所定時間継続した際に、前記回転角情報を間欠的に検出する状態に切り替わることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、操舵角が変化しなくなった場合には、回転角検出装置が回転角情報を間欠的に検出する状態に戻るため、消費電力を低減することができる。
上記ステアリング装置について、前記トルクセンサは、車両のイグニッションスイッチがオフされた際に停止するとともに、前記イグニッションスイッチがオフされている間に前記回転角情報の変化を検出した際に、前記操舵トルクの検出を行う状態に切り替わることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、イグニッションスイッチがオフされた際にトルクセンサが停止するため、消費電力を低減することができる。また、イグニッションスイッチがオフされている間に回転角情報が変化した場合には、トルクセンサが操舵トルクの検出を開始するため、転舵輪の実際の転舵角と回転角情報との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。
【００２１】
そして、車両のコラムシャフトに動力を付与するモータと、前記モータの回転角を検出する回転角検出装置と、前記回転角検出装置により検出される前記モータの回転角に基づき前記モータの駆動を制御する制御装置と、を備える電動パワーステアリング装置において、前記回転角検出装置として、上記の回転角検出装置が用いられることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、電動パワーステアリング装置に設けられる回転角検出装置を利用することにより、転舵輪の実際の転舵角と回転角情報との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。すなわち、操舵角に関連する回転角情報を検出する回転角検出装置を異常検出のために別途設ける必要がないため、構造を簡素化することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、回転角検出装置により検出される回転角情報と転舵輪の実際の転舵角との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置についてその制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態の電動パワーステアリング装置についてその回転角検出装置の構成を示すブロック図。
【図４】実施形態の電動パワーステアリング装置についてインターミディエイトシャフトが外された状態での概略構成を示すブロック図。
【図５】実施形態の電動パワーステアリング装置についてその異常検出部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図６】電動パワーステアリング装置の変形例についてその異常検出部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１は、運転者のステアリングホイール１１の操作に基づき転舵輪１６を転舵させる操舵機構１０と、モータ２１により操舵機構１０にアシスト力を付与するアシスト機構２０とを備えている。
【００２６】
操舵機構１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を備えている。ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１の側からコラムシャフト１２ａ、インターミディエイトシャフト１２ｂ、及びピニオンシャフト１２ｃが順に連結された構成からなる。ピニオンシャフト１２ｃの下端部はラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１４に連結されている。操舵機構１０では、運転者のステアリングホイール１１の回転操作に伴いステアリングシャフト１２が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１４の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト１４の軸方向の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド１５を介して転舵輪１６に伝達されることにより転舵輪１６の転舵角θｔが変化し、車両の進行方向が変更される。
【００２７】
アシスト機構２０は、モータ２１と、モータ２１の出力軸２１ａの回転を減速してコラムシャフト１２ａに伝達する減速機２２と、モータ２１の駆動を制御する制御装置２３とを備えている。モータ２１はブラシレスモータからなる。アシスト機構２０は、モータ２１の出力軸２１ａの回転を減速機２２を介してステアリングシャフト１２に伝達することによりステアリングシャフト１２にアシスト力（アシストトルク）を付与する。
【００２８】
ＥＰＳ１には、車両の状態量や運転者の操作量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト１２には、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ３０が設けられている。車両には、その走行速度Ｖを検出する車速センサ３１が設けられている。これらのセンサ３０，３１の出力は制御装置２３に取り込まれる。制御装置２３は、各センサ３０，３１により検出される操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づきモータ２１をＰＷＭ（パルス幅変調）制御することでステアリングシャフト１２にアシスト力を付与するアシスト制御を実行する。
【００２９】
図２に示すように、制御装置２３は、マイクロコンピュータ４０と、メモリ４１と、駆動回路４２と、電流センサ４３と、回転角検出装置４４とを備えている。なお、以下では、マイクロコンピュータ４０を「マイコン４０」と略記する。
【００３０】
駆動回路４２は、車載バッテリ等の電源から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換する周知のインバータ回路を中心に構成されている。駆動回路４２は、三相交流電力を各相の給電線ＷＬを介してモータ２１の各相コイルに供給することによりモータ２１を駆動させる。図２では便宜上、各相の給電線ＷＬを一つにまとめて図示している。
【００３１】
電流センサ４３は各相の給電線ＷＬに設けられ、モータ２１に供給される各相電流値Ｉを検出する。図２では便宜上、各相の電流センサ４３を一つにまとめて示している。
回転角検出装置４４はモータ２１の出力軸２１ａの回転角θｅを検出する。モータ回転角θｅは電気角であり、「０°≦θ＜３６０°」の範囲で表される相対角である。
【００３２】
マイコン４０はトルクセンサ３０、車速センサ３１、電流センサ４３、及び回転角検出装置４４のそれぞれの出力を取り込む。マイコン４０は、それらにより検出される操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、各相電流値Ｉ、及びモータ回転角θｅに基づきモータ２１の駆動をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する。詳しくは、マイコン４０は操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づきｑ軸電流指令値を演算するとともに、ｄ軸電流指令値を零に設定する。ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値は、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の供給電流の目標値を示す。また、マイコン４０は各相電流値Ｉをモータ回転角θｅを用いてｄ／ｑ座標系に写像することによりｄ軸電流値及びｑ軸電流値を演算する。ｄ軸電流値及びｑ軸電流値は、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の実電流値を示す。マイコン４０は、ｄ軸電流値をｄ軸電流指令値に追従させるべく、またｑ軸電流値をｑ軸電流指令値に追従させるべく、それらの偏差に基づく電流フィードバック制御をそれぞれ実行することにより、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を演算する。そして、マイコン４０は、モータ回転角θｅを用いてｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を各相電圧指令値に変換し、この各相電圧指令値に基づく駆動信号（ＰＷＭ信号）Ｓｃを駆動回路４２に出力することにより駆動回路４２を駆動させる。この駆動回路４２の駆動に基づきモータ２１がＰＷＭ制御され、コラムシャフト１２ａにアシスト力を付与するアシスト制御が実行される。
【００３３】
マイコン４０は、ＣＡＮ（ Controller Area Network）等の車載ネットワーク２を介して他の車載制御装置３と通信可能に接続されている。他の車載制御装置３は、例えば車両のブレーキ制御を行うブレーキ制御装置や、車両の横滑り防止制御を行う車両安定性制御装置等である。ＥＰＳ１では、モータ２１の出力軸２１ａが減速機２２を介してコラムシャフト１２ａに連結されているため、モータ回転角θｅと操舵角θｓとの間に相関関係がある。マイコン４０は、この相関関係を利用することによりモータ回転角θｅに基づき操舵角θｓを演算する。なお、操舵角θｓは、ステアリングホイール１１の回転角（機械角）を３６０°を超えた範囲で表した絶対角である。マイコン４０は、演算した操舵角θｓの情報を自身で用いるばかりでなく、車載ネットワーク２を介して他の車載制御装置３に送信する。これにより、他の車載制御装置３は、操舵角θｓを検出するためのセンサを自身が有していなくとも、ＥＰＳ１から送信される操舵角θｓを利用して各種制御を実行することができる。
【００３４】
次に、回転角検出装置４４の構成について詳述する。
図３に示すように、回転角検出装置４４は、磁石回転子５０と、回転角センサ５１と、ＡＳＩＣ５２と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５３とを備えている。
【００３５】
磁石回転子５０はモータ２１の出力軸２１ａに一体的に組み付けられており、回転角センサ５１にバイアス磁界を付与する。したがって、モータ回転角θｅの変化に応じて、回転角センサ５１に付与されるバイアス磁界の方向が変化する。
【００３６】
回転角センサ５１は、磁気抵抗効果素子により構成されるＭＲセンサからなる。すなわち、回転角センサ５１は、磁石回転子５０により付与されるバイアス磁界の方向に応じた、換言すればモータ回転角θｅに応じた電圧信号を出力する。回転角センサ５１は、電圧信号として、モータ回転角θｅに応じて正弦波状に変化する正弦信号Ｓｓｉｎ、及びモータ回転角θｅに応じて余弦状に変化する余弦信号Ｓｃｏｓを出力する。
【００３７】
ＡＳＩＣ５２は、アンプ６０と、回転検出部６１と、異常検出部６２と、給電制御部６３とを有している。ＡＳＩＣ５２は、それらの要素が一つに集積化された集積回路からなる。
【００３８】
アンプ６０は、回転角センサ５１から出力される正弦信号Ｓｓｉｎ及び余弦信号Ｓｃｏｓを増幅する。アンプ６０は、増幅した正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’を回転検出部６１に出力する。
【００３９】
回転検出部６１は正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’に基づきモータ２１の出力軸２１ａの回転状態を検出する。詳しくは、回転検出部６１はカウンタ６１ａを有している。回転検出部６１は正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’に基づきモータ回転角θｅ及びその変化方向を検出し、モータ回転角θｅが増加方向に所定角度（例えば９０°）変化する度にカウンタ６１ａの値をインクリメントする。また、回転検出部６１は、モータ回転角θｅが減少方向に所定角度変化する度にカウンタ６１ａの値をディクリメントする。すなわち、カウンタ６１ａの値はモータ回転角θｅに関連する回転情報となっている。また、モータ回転角θｅと操舵角θｓとの間の相関関係を利用することにより、カウンタ６１ａの値から操舵角θｓを演算することも可能である。すなわち、カウンタ６１ａの値は操舵角θｓに関連する回転角情報でもある。
【００４０】
給電制御部６３は回転角センサ５１、アンプ６０、及びトルクセンサ３０のそれぞれの給電状態を制御する。なお、ＡＳＩＣ５２におけるアンプ６０以外の要素は常時給電されている。給電制御部６３は、第１電源スイッチ６３ａと、第２電源スイッチ６３ｂと、スイッチ制御部６３ｃとを有している。
【００４１】
第１電源スイッチ６３ａは、車載バッテリＢから回転角センサ５１及びアンプ６０への給電を断続させることの可能なスイッチである。
第２電源スイッチ６３ｂは、車載バッテリＢからトルクセンサ３０への給電を断続させることの可能なスイッチである。
【００４２】
スイッチ制御部６３ｃは、図示しない車両のＩＧ（イグニッション）スイッチがオンされている間、各スイッチ６３ａ，６３ｂを共にオン状態に維持することにより、回転角センサ５１、アンプ６０、及びトルクセンサ３０への給電を常時行う。すなわち、ＩＧスイッチがオンされている間、回転角センサ５１、アンプ６０、及びトルクセンサ３０は常時駆動している。また、スイッチ制御部６３ｃは、ＩＧスイッチがオフされている間、第１電源スイッチ６３ａを間欠的にオンさせることにより、回転角センサ５１及びアンプ６０への給電を間欠的に行う。また、スイッチ制御部６３ｃは、第２電源スイッチ６３ｂをオフさせることにより、トルクセンサ３０への給電を遮断する。すなわち、ＩＧスイッチがオフされている間、回転角センサ５１及びアンプ６０は間欠的に駆動し、トルクセンサ３０は停止している。これにより、ＩＧスイッチがオフされている間の消費電力を低減することができる。また、スイッチ制御部６３ｃは、ＩＧスイッチがオフされている間、異常検出部６２からの指示に基づき各スイッチ６３ａ，６３ｂのスイッチング状態を切り替える。
【００４３】
マイコン４０は、ＩＧスイッチがオンされている間、ＡＳＩＣ５２から通信インターフェース５３を介して正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’を取り込み、それらの値に基づきモータ回転角θｅを演算する。また、マイコン４０は、モータ回転角θｅと操舵角θｓとの間の相関関係を利用することによりモータ回転角θｅに基づき操舵角θｓを演算する。
【００４４】
一方、ＩＧスイッチがオフされている間、マイコン４０は停止している。そのため、ＩＧスイッチがオフされている間にステアリングホイール１１が操作され、ステアリングシャフト１２が回転すると、マイコン４０はその変化を検出することができない。したがって、その後にＩＧスイッチがオンされた際にマイコン４０が操舵角θｓを誤検出するおそれがある。
【００４５】
この点、本実施形態のＥＰＳ１では、ＩＧスイッチがオフされている間、回転角センサ５１及びアンプ６０が間欠的に駆動しているため、正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’が回転検出部６１に間欠的に取り込まれる。すなわち、回転角検出装置４４はモータ回転角θｅを間欠的に検出する。回転検出部６１は、間欠的に取り込まれる正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’に基づきカウンタ６１ａの値を変化させる。すなわち、ＩＧスイッチがオフされている間にステアリングホイール１１が操作されることにより操舵角θｓが変化し、モータ回転角θｅが変化すると、その変化がカウンタ６１ａの値の変化として記憶される。マイコン４０は、ＩＧスイッチがオン操作された際、このカウンタ６１ａの値を利用して操舵角θｓを検出する。
【００４６】
詳しくは、マイコン４０は、ＩＧスイッチがオフ操作された際、直前に検出された操舵角θｓの情報をメモリ４１に記憶させる。その後にＩＧスイッチがオン操作された際、マイコン４０は回転検出部６１からカウンタ６１ａの値を取り込み、同値に基づき、ＩＧスイッチがオフされている間のモータ回転角θｅの変化量を演算する。また、マイコン４０はＡＳＩＣ５２から正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’を取り込み、それらの値に基づきＩＧオン時のモータ回転角θｅを演算する。そして、マイコン４０は、ＩＧスイッチがオフされている間のモータ回転角θｅの変化量、ＩＧオン時のモータ回転角θｅ、及びメモリ４１に記憶されたＩＧオフ時の操舵角θｓに基づき、ＩＧオン直後の操舵角θｓの初期値を演算する。その後、マイコン４０は、この操舵角θｓの初期値を基に、モータ回転角θｅに基づき操舵角θｓの演算を継続する。
【００４７】
ところで、例えば車両のメンテナンス中に、ＩＧスイッチがオフされた状態で図４に示すように作業者がＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂを外した場合、コラムシャフト１２ａとピニオンシャフト１２ｃとの間の機械的な連結が排除される。この際、作業者が車載バッテリＢを外さなかったとすると、回転角検出装置４４への給電は行われたままである。そのため、仮に作業者がステアリングホイール１１を操作することによりコラムシャフト１２ａが回転し、モータ回転角θｅが変化すると、その変化に応じて回転検出部６１がカウンタ６１ａの値を変化させる。しかしながら、インターミディエイトシャフト１２ｂが外された状態では、ステアリングホイール１１に付与される操舵トルクＴｈがラックシャフト１４に伝達されないため、転舵輪１６の転舵角θｔは変化しない。よって、その後に作業者が任意の位置でインターミディエイトシャフト１２ｂをコラムシャフト１２ａ及びピニオンシャフト１２ｃに連結すると、転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれが生じるおそれがある。
【００４８】
そこで本実施形態では、ＩＧスイッチがオフされている間、ＡＳＩＣ５２の異常検出部６２が、インターミディエイトシャフト１２ｂが外された状態でステアリングホイール１１が操作されたか否かを監視し、そのような操作が行われた場合にはこれを異常として検出する。なお、以下では、便宜上、インターミディエイトシャフト１２ｂが外された状態でのステアリングホイール１１の操舵を「異常操舵」と略記する。まず、異常操舵の検出原理について説明する。
【００４９】
ＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂが外された場合、車両のタイヤに加わる路面反力がステアリングホイール１１に伝達されることはない。すなわち、ステアリングホイール１１の操作時に操舵反力（負荷）がほとんど作用しない。したがって、作業者がステアリングホイール１１に僅かな操舵トルクＴｈを付与するだけでステアリングホイール１１及びコラムシャフト１２ａが回転する。この点に着目すると、モータ回転角θｅが変化した際、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈが小さい場合には、異常操舵が行われたと判断することが可能である。
【００５０】
そこで、異常検出部６２は、ＩＧスイッチがオフされている間、回転検出部６１のカウンタ６１ａの値と、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈとを取り込む。そして異常検出部６２は、カウンタ６１ａの値と操舵トルクＴｈとに基づき異常操舵が行われたか否かを判断し、異常操舵を検出した場合には異常検出フラグ６２ａをオンさせる。
【００５１】
次に、図５を参照して、異常操舵を検出する処理の手順について異常検出部６２の動作例と共に説明する。なお、異常検出部６２は、ＩＧスイッチがオフされた際に図５に示す処理を実行する。また、異常検出フラグ６２ａは、初期状態ではオフ状態になっている。
【００５２】
図５に示すように、異常検出部６２は、回転検出部６１のカウンタ６１ａの値が変化したか否かを監視する（Ｓ１）。ここで、作業者がＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂを外した後、ステアリングホイール１１を操作すると、モータ回転角θｅが変化し、カウンタ６１ａの値が変化する。このとき、異常検出部６２はカウンタ６１ａの値の変化を検出すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、第１電源スイッチ６３ａ及び第２電源スイッチ６３ｂを共に常時オンさせる旨の指示をスイッチ制御部６３ｃに通知する（Ｓ２）。この指示に基づきスイッチ制御部６３ｃが各スイッチ６３ａ，６３ｂを常時オンさせることにより、回転角センサ５１及びアンプ６０が間欠給電状態から常時給電状態に、またトルクセンサ３０が無給電状態から常時給電状態に切り替わる。これにより、モータ回転角θｅの変化をより精度良く検出することが可能となるとともに、操舵トルクＴｈを検出することが可能となる。そして、異常検出部６２は、通信インターフェース５３を介してトルクセンサ３０の出力を取り込み、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈが所定の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。閾値Ｔｈ１は、例えば停車時にインターミディエイトシャフト１２ｂが外されていない状態でステアリングホイール１１を回転させることの可能な操舵トルクの下限値に設定される。ここで、作業者がＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂを外した状態でステアリングホイール１１を操作した場合には、トルクセンサにより検出される操舵トルクＴｈが閾値Ｔｈ１未満となるため（Ｓ３：ＮＯ）、異常検出部６２は異常検出フラグ６２ａをオンさせ（Ｓ４）、この処理を終了する。
【００５３】
一方、作業者がＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂを外していない状態でステアリングホイール１１を操作した場合には、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈが閾値Ｔｈ１以上となる（Ｓ３：ＹＥＳ）。そのため、異常検出部６２はカウンタ６１ａの値に変化のない状態が所定時間以上継続したか否かを判断する（Ｓ５）。そして、カウンタ６１ａの値が変化している間（Ｓ５：ＮＯ）、すなわちモータ回転角θｅが変化している間、異常検出部６２は、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈが閾値Ｔｈ１以上であるか否かを監視し続ける（Ｓ３）。その後、モータ回転角θｅの変化が停止し、すなわちステアリングホイール１１の回転が停止し、カウンタ６１ａの値に変化のない状態が所定時間以上継続すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、第１電源スイッチ６３ａを間欠的にオンさせる旨の指示と、第２電源スイッチ６３ｂをオフさせる旨の指示とをスイッチ制御部６３ｃに通知する（Ｓ６）。この指示に基づきスイッチ制御部６３ｃが第１電源スイッチ６３ａを間欠的にオンさせるとともに、第２電源スイッチ６３ｂをオフさせることにより、回転角センサ５１及びアンプ６０が間欠給電状態に、またトルクセンサ３０が無給電状態に戻る。すなわち、ステアリングホイール１１が一旦回転した後に、その回転が停止した場合には、回転角センサ５１及びアンプ６０が間欠駆動し、且つトルクセンサ３０が停止した状態に戻るため、車載バッテリＢの消費電力を低減することができる。その後、異常検出部６２は、回転検出部６１のカウンタ６１ａの値が変化したか否かを監視する状態に戻る（Ｓ１）。すなわち、異常検出部６２は、モータ回転角θｅの変化を監視する状態に戻る。
【００５４】
マイコン４０は、ＩＧスイッチがオンされた際、異常検出部６２の異常検出フラグ６２ａを通信インターフェース５３を介して取り込む。マイコン４０は、異常検出フラグ６２ａがオン状態である場合、転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれが生じたと判定し、車両に設けられた報知装置を通じて異常を運転者に通知する。この報知により運転者は、転舵輪１６の実際の転舵角θｔと、回転角検出装置４４により検出される操舵角θｓとの間の対応関係にずれの生じる異常な状況を認知することができるため、例えば車両をディーラに持ち込む等の適宜の対策を施すことができる。
【００５５】
以上説明した本実施形態のＥＰＳ１によれば以下の効果を得ることができる。
（１）異常検出部６２が図５に示す処理を実行することにより、異常操舵を検出することができる。これにより、転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。
【００５６】
（２）回転角検出装置４４は、ＩＧスイッチがオフされている間、回転角センサ５１及びアンプ６０への給電を間欠的に行うことにより、モータ回転角θｅの検出を間欠的に行うこととした。これにより、消費電力を低減することができる。
【００５７】
（３）回転角検出装置４４は、ＩＧスイッチがオフされている間に回転角情報の変化を検出した際に、回転角センサ５１及びアンプ６０への給電を常時行う状態に、換言すればモータ回転角θｅを常時検出できる状態に切り替わることとした。これにより、ステアリングホイール１１が操作された際に、モータ回転角θｅ及び操舵角θｓのそれぞれの変化をより精度良く検出することができる。
【００５８】
（４）回転角検出装置４４は、モータ回転角θｅを常時検出している間にモータ回転角θｅに変化のない状態が所定時間継続した際に、モータ回転角θｅを間欠的に検出する状態に戻ることとした。これにより消費電力を低減することができる。
【００５９】
（５）ＩＧスイッチがオフされた際にトルクセンサ３０を停止させることとした。これにより消費電力を低減することができる。また、ＩＧスイッチがオフされている間にカウンタ６１ａの値が変化した場合には、トルクセンサ３０への給電を行うことで、トルクセンサ３０が操舵トルクＴｈを検出できる状態に切り替わることとした。これにより、ＩＧスイッチがオフされている間に操舵角θｓが変化した場合には、トルクセンサ３０が操舵トルクＴｈの検出を開始するため、異常操舵の検出、換言すれば転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれの生じる異常な状況の検出が可能となる。
【００６０】
（６）回転角検出装置４４により検出されるモータ回転角θｅを、操舵角θｓに関連する回転角情報として用いることとした。これにより、操舵角θｓを検出する舵角センサを別途設けることなく、操舵角θｓを検出することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態の構成は、次のような異常な状況を検出することも可能である。例えば車両のメンテナンス時に車両の前輪を両方とも地面から浮かせた場合、前輪のタイヤには路面反力が作用しなくなる。したがって、ステアリングホイール１１の操作時に操舵反力（負荷）がほとんど作用しないため、ステアリングシャフト１２が高速で回転する。ここで、ステアリングシャフト１２の回転速度が速くなると、回転角検出装置４４は、モータ回転角θｅを間欠的に検出する都合上、モータ回転角θｅの変化を正確に検出できない。そのため、カウンタ６１ａの値と実際のモータ回転角θｅとの対応関係にずれが生じる可能性がある。これが、カウンタ６１ａの値に基づきマイコン４０により演算される操舵角θｓと、実際の転舵角θｔとの間の対応関係にずれを生じさせる要因となる。この点、車両の前輪が両方とも地面から浮いている状態では、作業者がステアリングホイール１１に僅かな操舵トルクＴｈを付与するだけでステアリングホイール１１及びステアリングシャフト１２が回転する。したがって、モータ回転角θｅが変化した際、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈが小さい場合には、前輪が両方とも浮いた異常な状況であると判断することが可能である。よって、異常検出部６２が図５に示す処理を実行することにより、前輪が両方とも浮いた異常な状況、すなわち転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を同様に検出することができる。
【００６２】
・図４に示すように、ＥＰＳ１からインターミディエイトシャフト１２ｂが外された状態でステアリングホイール１１が操作された場合、操舵角θｓは変化するが、ラックシャフト１４の軸方向の変位量は変化しない。この点に着目すると、モータ回転角θｅが変化した際、ラックシャフト１４が軸方向に変化していない場合には、同様に異常操舵が行われたと判断することができる。そこで次のような構成を採用してもよい。まず、図４に示すように、ラックシャフト１４の軸方向の変位量を検出する変位センサ３２をＥＰＳ１に設ける。また、異常検出部６２は、図６に示す処理を実行する。なお、図６に示す処理において、図５に示した処理と同一の処理については同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。図６に示すように、異常検出部６２は、Ｓ２の処理に続いて、変位センサ３２により検出されるラックシャフト１４の変位量が所定の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。閾値Ｔｈ２は、例えばインターミディエイトシャフト１２ｂが外されていない状態でカウンタ６１ａの値が変化した際に変位センサ３２により検出されるラックシャフト１４の軸方向の変位量の下限値に設定される。異常検出部６２は、ラックシャフト１４の変位量が閾値Ｔｈ２未満である場合（Ｓ７：ＮＯ）、ラックシャフト１４が軸方向に変位していないと判定し、異常検出フラグ６２ａをオンさせる（Ｓ４）。また、異常検出部６２は、ラックシャフト１４の変位量が閾値Ｔｈ２以上である場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、Ｓ５の処理を実行する。このような構成でも、上記実施形態と同様に異常操舵を検出することができるため、転舵輪１６の実際の転舵角θｔとカウンタ６１ａの値との間の対応関係にずれの生じる異常な状況を検出することができる。なお、変位センサ３２としては、ラックシャフト１４の軸方向の変位量と相関関係のある物理量を検出するセンサ、例えば転舵輪１６の転舵角θｔを検出する転舵角センサ等を用いても良い。
【００６３】
・ＩＧスイッチがオフされている間、回転角センサ５１、アンプ６０、及びトルクセンサ３０に対する給電を常時行ってもよい。すなわち、ＩＧスイッチがオフされている間、回転角検出装置４４がモータ回転角θｅを常時検出するとともに、トルクセンサ３０が操舵トルクＴｈを常時検出してもよい。この構成を採用すれば、ＡＳＩＣ５２から給電制御部６３を排除することができるため、ＡＳＩＣ５２の構造を簡素化することができる。また、図５に示す処理からＳ２及びＳ６の処理を排除することができるため、異常検出部６２の処理負担を軽減することができる。
【００６４】
・回転角センサ５１から出力される正弦信号Ｓｓｉｎ及び余弦信号Ｓｃｏｓを増幅する必要がない場合には、ＡＳＩＣ５２からアンプ６０を排除してもよい。この場合、回転検出部６１及びマイコン４０は、回転角センサ５１から出力される正弦信号Ｓｓｉｎ及び余弦信号Ｓｃｏｓを用いて各種演算を行う。
【００６５】
・異常検出部６２は図５に示す処理を、ＩＧスイッチがオフされている間に限らず、例えばＩＧスイッチがオン状態であって、且つ車両が停車状態である間に実行してもよい。
・上記実施形態の回転角検出装置４４は、カウンタ６１ａの値に基づき操舵角θｓを検出及び記憶したが、操舵角θｓの検出方法及び記憶方法は適宜変更可能である。例えば回転検出部６１は、ＩＧスイッチがオフされている間、正弦信号Ｓｓｉｎ’及び余弦信号Ｓｃｏｓ’に基づき操舵角θｓを演算し、その演算結果を保持してもよい。
【００６６】
・回転角センサ５１は、ＭＲセンサに限らず、例えばホールセンサやロータリエンコーダ等であってもよい。
・異常検出部６２は回転角検出装置４４以外の装置に設けられていてもよい。
【００６７】
・上記実施形態の回転角検出装置４４の構成は、コラムシャフト１２ａの回転角を直接検出する回転角検出装置、換言すれば操舵角θｓを直接検出する回転角検出装置にも適用可能である。要は、回転角検出装置は、操舵角θｓに関連する回転角情報を検出するものであればよい。
【００６８】
・上記実施形態の構成はＥＰＳに限らず、適宜のステアリング装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１１…ステアリングホイール、１２ａ…コラムシャフト、１４…ラックシャフト、２１…モータ、２３…制御装置、３０…トルクセンサ、３２…変位センサ、４４…回転角検出装置、６２…異常検出部。
【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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