JP2003307418A

JP2003307418A - 舵角検出装置

Info

Publication number: JP2003307418A
Application number: JP2002112534A
Authority: JP
Inventors: Masaki Arima; 雅規有馬
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP3910100B2

Abstract

(57)【要約】【課題】イグニッションスイッチのオン時に、ステア
リングシャフトの絶対舵角を特定する。【解決手段】ステアリングシャフト３の舵角を検出す
る舵角センサ５と、タイロッド１０−１、１０−２のラ
ック軸９の軸方向に対するタイロッド角を検出するタイ
ロッド角センサ１５−１、１５−２とを、電子制御ユニ
ット１３に接続する。電子制御ユニット１３は、タイロ
ッド角センサ１５−１、１５−２が検出したタイロッド
角信号の入力を受けて、ステアリングシャフト３の回転
方向及び回転回数を判定し、この判定結果に基づき舵角
センサ５からの舵角信号より、ステアリングシャフト３
の中立位置からの絶対舵角を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵軸の回転に伴
う舵角を検出するものであり、特に、操舵時に変位する
タイロッド角の検出を組み合わせることにより、操舵軸
の中立位置からの絶対舵角を特定し得る舵角検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の操舵装置として電動モータ
の発生トルクにより操舵補助を行う電動パワーステアリ
ング装置が存在する。この種の電動パワーステアリング
装置には、ステアリングシャフト（操舵軸）に係るトル
ク検出に加えて、舵角検出装置を設けることでステアリ
ングシャフトの舵角を検出し、この検出した舵角を考慮
して電気制御ユニットにより電気モータの駆動を制御す
るものがある。

【０００３】前記舵角検出装置には、高分解能のアブソ
リュート式である多回転型の舵角センサを用いて、ステ
アリングシャフトの回転位置の変化量を検出することも
あるが、この種の舵角センサはセンサ自体が高価な上、
検出に対してステアリングシャフトの回転の減速機構等
が必要となり、装置全体が高コストになる。

【０００４】このような高コストの構成に対してコスト
低減を図るため、ステアリングシャフトの１回転（３６
０度）を１周期として舵角を検出し、図９に示す舵角信
号を出力する１回転型の舵角センサ、又は、ステアリン
グシャフトの半回転（１８０度）を１周期として舵角を
検出する半回転型の舵角センサを用いることがある。１
回転型の舵角センサ、又は、半回転型の舵角センサは前
記多回転型の舵角センサに比べて廉価であり、減速機構
等も不要なので舵角検出に係るコストを低減できる。な
お、これら１回転型及び半回転型の舵角センサは、検出
した舵角にステアリングシャフトの回転回数を加えるこ
とで絶対舵角を把握している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】１回転型又は半回転型
の舵角センサは、検出方式に応じて車両のイグニッショ
ンスイッチがオフの場合も通電されるタイプ（通電タイ
プ）と、イグニッションスイッチがオフの場合は通電さ
れないタイプ（非通電タイプ）の２方式がある。

【０００６】通電タイプは、イグニッションスイッチが
オフ時でも、ステアリングシャフトの中立位置に対応す
る検出の原点（舵角中心位置）を記憶していると共に、
変位量（舵角）も常時検出しているため、イグニッショ
ンスイッチのオン・オフに関わらず常に絶対舵角を把握
している。しかし、常時通電のため電力消費量が大き
く、バッテリの負担が大きい問題がある。

【０００７】一方、非通電タイプは、電力消費量の問題
には対応できるが、一旦、イグニッションスイッチをオ
フにすると、原点に対する変位量がリセットされ、次回
のイグニッションスイッチのオンの時に、検出した舵角
が原点に対してステアリングシャフトの何回転目に相当
する角度であるかを再設定する必要がある。

【０００８】即ち、図９に示すように、イグニッション
スイッチのオン時に舵角センサが検出した舵角信号の信
号値がＤであれば、この信号値Ｄに該当する角度は、右
回転の１２０度及び４８０度、左回転の２４０度及び６
００度と、計４箇所ある。このような状態から絶対舵角
を特定するには、車両の走行開始後、舵角信号の信号値
がゼロとなる状態が一定時間続けば車両は直進状態と想
定し、この時の位置を原点として再設定する。

【０００９】このように再設定は一定の時間を要するた
め、非通電タイプの舵角センサを用いた場合、イグニッ
ションスイッチのオン後、迅速に絶対舵角を特定できな
い問題がある。また、イグニッションスイッチのオン後
に操舵を繰り返す山道等を走行する場合は、再設定自体
を行うのが困難になる問題もある。

【００１０】なお、上述した非通電タイプの問題に対し
て、イグニッションスイッチのオフ時に舵角センサが検
出した舵角信号を電子制御ユニット等に一旦記憶し、イ
グニッションスイッチのオン後に記憶した舵角信号と舵
角センサが検出する舵角とを対応させることで、迅速に
絶対舵角を検出可能にすることも想定できる。しかし、
イグニッションスイッチのオフ中に、ステアリングシャ
フトを回転させることもあり、この場合は、記憶した舵
角信号とステアリングシャフトの位置が一致しないた
め、上述した想定の構成を採用するには問題がある。

【００１１】また、高分解能である多回転型の舵角セン
サの高コストに対して、低分解能の多回転型の舵角セン
サを適用することも考えられるが、低分解能のセンサで
は、充分な検出精度を確保できず実際の使用に耐え得る
レベルに達しない。また、上述した各種舵角センサは経
年使用等の要因により故障することもあるが、舵角セン
サの故障を特定するのは、一般に困難であるのが実情で
ある。

【００１２】本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたも
のであり、舵角センサによる舵角の検出に加えて、操舵
軸の回転に連動する舵取軸に連結したタイロッドの変位
するタイロッド角を検出することで、低コストな構成で
絶対舵角を特定できる舵角検出装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る舵角検出
装置は、操舵軸の回転に連動する舵取軸に連結してある
タイロッドと、前記操舵軸の回転に伴う舵角を検出する
舵角検出手段とを備える舵角検出装置において、前記タ
イロッドの前記舵取軸の軸方向に対するタイロッド角を
検出するタイロッド角検出手段と、該タイロッド角検出
手段が検出したタイロッド角に基づき、前記舵角検出手
段が検出した舵角が前記操舵軸の中立位置から何回転目
の角度であるかを特定する角度特定手段とを備えること
を特徴とする。

【００１４】第１発明にあっては、舵取軸に連結してあ
るタイロッドのタイロッド角を検出すると共に、この検
出した角度を利用して舵角検出手段が検出した角度を、
何回転目の舵角に相当するかを特定するので、容易に絶
対舵角を得ることができる。即ち、タイロッドは機構的
に、操舵に対し一定の比率で変位する一方、右操舵と左
操舵とでは変位する比率が相異するので、タイロッド角
の検出に基づき操舵軸の回転回数を判定できる。よっ
て、この判定した回転回数と舵角検出手段が検出した舵
角とを対応づけることにより絶対舵角を特定できる。

【００１５】第２発明に係る舵角検出装置は、前記舵取
軸の両端部に連結してある各タイロッドのタイロッド角
を夫々検出する２つのタイロッド角検出手段を備え、前
記２つのタイロッド角検出手段が検出した各タイロッド
角の差に基づき、前記操舵軸の回転方向を特定する回転
方向手段を更に備えることを特徴とする。

【００１６】第２発明にあっては、両側のタイロッドの
タイロッド角を、２つのタイロッド角検出手段で検出し
て、検出した各タイロッド角の差に基づき操舵軸の回転
方向を特定するので、特定した回転方向により操舵軸の
回転回数の判定を容易に行うことができ、その結果、絶
対舵角も迅速に特定できる。なお、１つのタイロッド角
検出手段で片方のタイロッド角を検出して操舵軸の回転
方向を特定することも可能であるが、検出したタイロッ
ド角とタイロッドの変位する比率等を電子制御ユニット
で比較する処理等が必要となり、２つのタイロッド角検
出手段による回転方向の特定に比べて時間を要する傾向
がある。

【００１７】第３発明に係る舵角検出装置は、前記タイ
ロッド角検出手段は、タイロッド角の検出に応じてタイ
ロッド角信号を電気的に出力する信号出力手段を備え、
前記信号出力手段は、非給電状態から給電状態に変化し
たときに、前記タイロッド角信号を出力することを特徴
とする。

【００１８】第３発明にあっては、非給電状態から給電
状態に変化したとき、即ち、イグニッションスイッチが
オフからオンになったときに、タイロッド角検出手段か
らタイロッド角信号を出力することによりイグニッショ
ンスイッチのオン時に絶対舵角を特定できる。よって、
従来の再設定に要していた時間に比べて、短時間で絶対
舵角を特定でき、給電時の絶対舵角特定に係る立ち上が
り特性を向上できる。

【００１９】また、従来、イグニッションスイッチのオ
ン後に操舵を繰り返す走行を行う場合、再設定は困難で
あったが、タイロッド角信号の検出に基づき絶対舵角を
特定することで、イグニッションスイッチのオン後の走
行状況に関係なく操舵軸の回転位置を把握できる。その
結果、廉価な非通電タイプの舵角センサを問題無く使用
でき、低コストの構成を実現できる。

【００２０】なお、舵角センサに低分解能の多回転型の
舵角センサを用いた場合、イグニッションスイッチがオ
ンになった場合に加えて、イグニッションスイッチのオ
ン中もタイロッド角検出手段がタイロッド角信号を出力
し、絶対舵角を特定するようにすれば、低分解能の舵角
センサの検出精度の低さを補うことができ、所要の検出
精度を確保できる。

【００２１】第４発明に係る舵角検出装置は、前記操舵
軸の舵角と前記タイロッド角との対応関係を記憶する対
応テーブル記憶手段と、前記舵角検出手段が検出した舵
角と前記タイロッド角検出手段が検出したタイロッド角
との対応関係を算出する対応関係算出手段と、前記対応
テーブル記憶手段が記憶する対応関係、及び、前記対応
関係算出手段が算出した対応関係の比較を行う対応関係
比較手段とを更に備えることを特徴とする。

【００２２】第４発明にあっては、舵角とタイロッド角
との対応関係を記憶する一方、夫々検出に係る舵角とタ
イロッド角との対応関係を、前記記憶した対応関係と比
較するので、これら比較の結果が同一の場合は検出状況
が正常であると判断でき、比較の結果が相異する場合は
検出状況が異常であると判断できる。このように異常を
判断することで、従来、特定が困難であった舵角検出手
段の故障を確実に検出できる。

【００２３】なお、モータにより操舵補助を行う電動パ
ワーステアリング装置において、前記舵角検出装置と、
該舵角検出装置の角度特定手段が特定した角度に基づ
き、前記モータを駆動制御するモータ制御手段とを備え
るようにしてもよい。このように電動パワーステアリン
グ装置に絶対舵角を迅速に特定できる舵角検出装置を備
えることで、モータの駆動制御も操舵状況に即して行う
ことができ、運転者に対して自然な感覚で操舵補助を行
う電動パワーステアリング装置を提供できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の
形態に係る舵角検出装置を適用した電動パワーステアリ
ング装置１の概略構成図である。電動パワーステアリン
グ装置１は、ステアリングホイール２を一端３ａに固着
したステアリングシャフト３に、舵角検出手段である舵
角センサ５を設けると共に、トルクセンサ６及び減速機
構７も設けている。また、ステアリングシャフト３の他
端３ｂに取り付けたピニオン８を、舵取軸であるラック
軸９に噛合し、このラック軸９の両端９ａ、９ｂに連結
したタイロッド１０−１、１０−２を介して車輪１１を
取り付けている。

【００２５】また、減速機構７には操舵補助用のモータ
１２の回転力を伝達しており、このモータ１２、給電を
操作するイグニッションスイッチ４、舵角センサ５、及
び、トルクセンサ６を電子制御ユニット１３に接続して
いる。さらに、電子制御ユニット１３には車速センサ１
４、及び、タイロッド１０−１、１０−２のラック軸９
に対するタイロッド角を検出するタイロッド角検出手段
である左右のタイロッド角センサ１５−１、１５−２も
接続している。

【００２６】なお、電子制御ユニット１３はモータ１２
を駆動するモータ制御手段等として機能し、各種制御等
を行うＣＰＵ１３ａ、各種処理用のプログラム等を記憶
するＲＯＭ１３ｂ、舵角センサ５及びトルクセンサ６か
ら出力される検出信号及び判定結果等を一時的に記憶す
るＲＡＭ１３ｃ、各種データ、テーブル等を記憶するバ
ックアップメモリ１３ｄ等を具備している。

【００２７】電動パワーステアリング装置１は、ステア
リングホイール２の操舵によるステアリングシャフト３
の回転を、ピニオン８を介してラック軸９に伝達するこ
とでラック軸９を軸長方向に移動させ、この移動に伴う
タイロッド１０−１、１０−２の変位により車輪１１の
向きを変えている。この際、ステアリングシャフト３の
回転に伴う舵角センサ５及びトルクセンサ６の検出に係
る各信号、車速センサ１４の信号、及び、タイロッド変
位に伴うタイロッド角センサ１５−１、１５−２の信号
が電子制御ユニット１３へ入力される。電子制御ユニッ
ト１３は入力された各信号に基づきモータ１２の駆動を
制御し、駆動制御されたモータ１２が減速機構７を介し
て操舵を補助している。

【００２８】なお、ステアリングシャフト３の回転に応
じて、機構的に変位するタイロッド１０−１、１０−２
のタイロッド角は、図２（ａ）（ｂ）に示す状況になる
ことが知られている。図２（ａ）はステアリングシャフ
ト３が中立位置である場合（直進時）を示し、左右のタ
イロッド１０−１、１０−２の各タイロッド角θ１、θ
２は、θ１＝θ２＝Ｘ度の関係が成立する。図２（ｂ）
はステアリングシャフト３が左方向に回転した場合（左
操舵時）を示し、右のタイロッド角θ１はＹ度、左のタ
イロッド角θ２はＺ度となり、左右のタイロッド角θ
１、θ２が相異し、しかも、上述した各角度はＹ度＜Ｚ
度＜Ｘ度の関係が成立する。

【００２９】また、右操舵時は左操舵時とは逆にＺ度＜
Ｙ度＜Ｘ度の関係になり、結果として、各タイロッド角
θ１、θ２は、ステアリングシャフト３の中立位置に対
して左右の回転に対する角度変化が夫々非対称になる。
なお、各タイロッド角θ１、θ２は、ステアリングシャ
フト３の回転に応じて線形で変化する。

【００３０】タイロッド角センサ１５−１、１５−２
は、このような形態で変化するタイロッド角θ１、θ２
を検出すると共に、この検出した角度に比例してタイロ
ッド角信号を電気的に出力する信号出力手段を具備して
いる。この信号出力手段はタイロッド角センサ１５−
１、１５−２の給電状態が非給電から給電に変化したと
きに、タイロッド角信号を出力している。なお、タイロ
ッド角センサ１５−１、１５−２への給電及び非給電
は、イグニッションスイッチ４のオン・オフにより行っ
ている。また、タイロッド角センサ１５−１、１５−２
が出力するタイロッド角信号のステアリングシャフト３
の舵角に対する変化状況は、図３の下のグラフのように
なる。

【００３１】一方、本実施形態の舵角センサ５は、廉価
な非通電タイプの１回転型のものを使用しており、検出
した舵角に応じた舵角信号を出力している。この舵角信
号のステアリングシャフト３の舵角に対する変化状況
は、図３の上のグラフに示すように線形で増減する。

【００３２】また、本実施形態の電子制御ユニット１３
のＣＰＵ１３ａは、入力されるタイロッド角信号に基づ
き、入力された舵角信号に係る舵角がステアリングシャ
フト３の中立位置から何回転目の角度であるかを特定す
る角度特定手段、左右のタイロッド角信号の信号値の差
に基づきステアリングシャフト３の回転方向を特定する
回転方向特定手段として機能している。

【００３３】さらに、電子制御ユニット１３のバックア
ップメモリ１３ｄは、ステアリングシャフト３が右又は
左回転の３６０度の時（１回転時）に、左右のタイロッ
ド角センサ１５−１、１５−２が夫々出力するタイロッ
ド角信号に係る信号値の差の絶対値を、ステアリングシ
ャフト３の回転回数の特定のために予め記憶している。

【００３４】さらに、また、電子制御ユニット１３のＲ
ＯＭ１３ｂは、図４のフローチャートに示す絶対舵角特
定に係る処理を行うプログラムが記憶しており、このプ
ログラムに従ってＣＰＵ１３ａは、絶対舵角を特定する
処理を行っている。

【００３５】次に、舵角検出装置が、イグニッションス
イッチ４のオフからオン時に、ステアリングシャフト３
の絶対舵角を特定する処理手順を図４のフローチャート
に基づき説明する。先ず、イグニッションスイッチ４が
オンされた時、タイロッド角センサ１５−１、１５−２
は検出に基づく左右のタイロッド角信号を出力し、電子
制御ユニット１３にタイロッド角信号を入力する（Ｓ
１）。電子制御ユニット１３のＣＰＵ１３ａは、入力し
た各タイロッド角信号の信号値が同一か否かを比較する
（Ｓ２）。左右の信号値が同一であれば、図３の下のグ
ラフよりステアリングシャフト３の位置は中立位置（舵
角：０度）と考え、電子制御ユニット１３に入力された
舵角信号に係る角度を、そのまま絶対舵角としてＣＰＵ
１３ａは特定する（Ｓ７）。

【００３６】一方、左右の信号値が相異する場合（Ｓ
２）、右のタイロッド角信号の信号値から左のタイロッ
ド角信号の信号値を引いた差がプラスかどうかを判断す
る（Ｓ３）。マイナスの場合は、図３の下のグラフよ
り、ＣＰＵ１３ａは左操舵（左回転）と判定し、判定し
た結果をＲＡＭ１３ｃに記憶する（Ｓ４）。また、プラ
スの場合は、図３の下のグラフより右操舵（右回転）と
判定し、判定した結果をＲＡＭ１３ｃに記憶する（Ｓ
５）。

【００３７】次に、前記左右の信号値の差の絶対値が、
バックアップメモリ１３ｄに予め記憶しているステアリ
ングシャフト３の１回転時のタイロッド角センサ１５−
１、１５−２が出力する信号値の差の絶対値より大きい
か否かを比較する（Ｓ６）。信号値の差の絶対値が記憶
してある絶対値より大きくない場合は、現在のステアリ
ングシャフト３の位置は１回転以内と判断できるため、
ＣＰＵ１３ａは舵角センサ５から入力された舵角信号に
係る角度を、そのまま絶対舵角として特定する（Ｓ
７）。

【００３８】一方、前記比較の結果が大きい場合、ステ
アリングシャフト３は１回転より多く回転していると考
えられるため、ＣＰＵ１３ａは舵角センサ５から入力さ
れた舵角信号に係る角度に３６０度を加えた値を絶対舵
角として特定する（Ｓ８）。

【００３９】舵角検出装置は、前記処理手順により絶対
舵角を特定するため、非通電タイプの舵角センサ５を用
いた場合のイグニッションスイッチ４のオン時にも、短
時間で絶対舵角を特定する。これにより電動パワーステ
アリング装置１は、モータ１２をイグニッションスイッ
チ４のオン時から短時間で駆動制御でき、スムーズな操
舵補助を実現している。また、舵角検出装置は廉価な舵
角センサ５の適用により、高分解能で多回転型の舵角セ
ンサを用いた場合に比べて装置に係る費用も低減してい
る。

【００４０】なお、本発明に係る舵角検出装置は、上述
した形態に限定されるものではなく、種々の変形例が可
能である。例えば、適用する舵角センサには、非通電タ
イプである半回転型の舵角センサを適用してもよく、こ
の場合もイグニッションスイッチのオン時に絶対舵角を
スムーズに特定できる。

【００４１】また、タイロッド角センサ１５−１、１５
−２はタイロッド角信号の出力をイグニッションスイッ
チ４のオフからオンになる時に行う以外にも、イグニッ
ションスイッチ４がオン中の車両の走行時に、一定の間
隔で、又は、常時的に行うようにしてもよい。

【００４２】例えば、タイロッド角信号を一定の間隔で
出力する場合は、舵角検出装置を舵角センサ５の故障検
出に利用できる。この場合、電子制御ユニット１３のバ
ックアップメモリ１３ｄは、対応テーブル記憶手段とし
て図１に示す電動パワーステアリング装置１の構成より
機構的に定まるステアリングシャフト３の舵角に対する
左右のタイロッド角の対応関係を対応テーブルとして記
憶する。また、電気制御ユニット１３は、ＣＰＵ１３ａ
を、舵角信号に係る舵角とタイロッド角信号に係るタイ
ロッド角との対応関係を算出する対応関係算出手段、及
び、バックアップメモリ１３ｄに記憶した対応関係と対
応関係算出手段が算出した対応関係とを比較する対応関
係比較手段としても機能させている。

【００４３】よって、ＣＰＵ１３ａは、比較による結果
が一致する場合、舵角センサ５を正常と判定し、比較の
結果が一致しない場合、舵角センサ５を故障と判定でき
る。ＣＰＵ１３ａが故障と判定したときは、故障である
旨を車両の有する自己診断機能等へ伝達することで、舵
角センサ５の故障に対して早急の対応が可能になる。な
お、このように舵角検出装置を主に舵角センサ５の故障
検出として使用する場合は、舵角センサ５には高分解能
の多回転型センサ、通電タイプの一回転型又は半回転型
のセンサを使用してもよい。

【００４４】一方、常時的にタイロッド角信号を出力す
る場合、舵角検出装置を低分解能である多回転型の舵角
センサの検出精度補助として利用できる。即ち、舵角セ
ンサに低分解能の多回転型センサを用いると共に、舵角
検出装置は図４のフローチャートに係る処理手順をタイ
ロッド角信号の入力毎に行うことで、低分解能の舵角セ
ンサの検出結果をタイロッド角信号で補い、結果として
高分解能の多回転型センサを用いたときと同等の検出精
度を低コストの構成で確保できる。

【００４５】また、舵角検出装置は、左右両方のタイロ
ッド１０−１、１０−２にタイロッド角センサ１５−
１、１５−２を夫々設ける以外にも、左右いずれか一方
にのみタイロッド角センサを設けて、絶対舵角を特定す
ることも可能である。

【００４６】この場合の具体例として、図１の舵角検出
装置において右側のタイロッド角センサ１５−１のみを
設けた場合、タイロッド角センサ１５−１が出力するタ
イロッド角信号は、図３の下のグラフにおいて破線で図
示されるものだけとなる。電子制御ユニット１３は、バ
ックアップメモリ１３ｄに前記破線の右回転側の傾き、
ステアリングシャフト３が中立位置時のタイロッド角信
号の信号値Ａ、右回転側と左回転側の１回転時（３６０
度）の信号値Ｂ、Ｃを夫々記憶している。

【００４７】さらに、電子制御ユニット１３は、ＲＯＭ
１３ｂに図５、６のフローチャートに示す一つのタイロ
ッド角センサに基づく絶対舵角の特定用のプログラムを
記憶している。また、タイロッド角センサ１５−１は、
イグニッションスイッチ４のオン時に１回目のタイロッ
ド角信号を出力すると共に、その後、ステアリングシャ
フト３が回転した時に２回目のタイロッド角信号を出力
する手段を有する。

【００４８】次に、タイロッド角センサ１５−１のみを
有する舵角検出装置の絶対舵角特定に係る処理手順を図
５、６のフローチャートに従い説明する。なお、この場
合の処理手順の基本的な流れは、図４のフローチャート
と同様である。先ず、舵角検出装置の電子制御ユニット
１３に、イグニッションスイッチ４のオン時に出力され
るタイロッド角センサ１５−１からの１回目のタイロッ
ド角信号を入力する（Ｓ１１）。

【００４９】電子制御ユニット１３のＣＰＵ１３ａは、
入力したタイロッド角信号の信号値と、バックアップメ
モリ１３ｄに記憶しているステアリングシャフト３の中
立位置時（原点時）の信号値Ａとが同一であるかを比較
する（Ｓ１２）。この比較で信号値と中立位置時の信号
値Ａが同一であればステアリングシャフト３は中立位置
と考えられるので、舵角センサ５から入力された舵角信
号に係る舵角を絶対舵角として特定する（Ｓ２０）（図
６参照）。

【００５０】また、前記比較で信号値と中立位置時の信
号値Ａが同一でなければ、ステアリングシャフト３が左
右いずれかの回転状態と想定でき、電子制御ユニット１
３にステアリングシャフト３が回転した後の２回目のタ
イロッド角信号を入力し（Ｓ１３）、１回目及び２回目
のタイロッド角信号に係る信号値より、入力されたタイ
ロッド角信号の変化の傾きを算出する（Ｓ１４）。

【００５１】次に、図６に示すように、算出した傾き
が、バックアップメモリ１３ｄに記憶している右回転側
のタイロッド角信号の傾きと同一か比較する（Ｓ１
５）。この比較が同一でない場合、ＣＰＵ１３ａはステ
アリングシャフト３が左回転、即ち、左操舵であると判
定し、判定結果をＲＡＭ１３ｃに記憶する（Ｓ１６）。
一方、前記比較が同一の場合、ＣＰＵ１３ａはステアリ
ングシャフト３が右回転、即ち、右操舵であると判定
し、判定結果をＲＡＭ１３ｃに記憶する（Ｓ１７）。

【００５２】左操舵と判定されたときは（Ｓ１６）、２
回目に入力されたタイロッド角信号の信号値が、バック
アップメモリ１３ｄに記憶している左回転側の１回転時
の信号値Ｃより大きいか比較する（Ｓ１８）。２回目の
信号値が大きくないときは、ステアリングシャフト３は
１回転未満として、電子制御ユニット１３に入力された
舵角信号に係る角度を絶対舵角として特定する（Ｓ２
０）。また、２回目の信号値が大きいときは、ステアリ
ングシャフト３は１回転以上として、入力された舵角信
号に係る角度に３６０度を加えた値を絶対舵角として特
定する（Ｓ２１）。

【００５３】一方、右操舵と判定されたときは（Ｓ１
７）、２回目のタイロッド角信号の信号値が、バックア
ップメモリ１３ｄに記憶している右回転側の１回転時の
信号値Ｂより大きいか比較し（Ｓ１９）、２回目の信号
値が大きくないときは、舵角信号に係る角度を絶対舵角
として特定し（Ｓ２０）、２回目の信号値が大きいとき
は舵角信号の角度に３６０度を加えた値を絶対舵角とし
て特定する（Ｓ２１）。

【００５４】よって、舵角検出装置は１個のタイロッド
角センサでも絶対舵角を特定でき、非通電タイプの１回
転型又は半回転型の舵角センサと組み合わせて、低コス
トで絶対舵角を精度良く特定できる。また、この場合も
舵角検出装置を舵角センサの故障検出、又は、低分解能
である多回転型の舵角センサの検出精度の補助に利用す
ることができる。

【００５５】なお、本出願人は、上述した非通電タイプ
の舵角センサを用いた場合の各問題に対して、上述した
タイロッド角センサを組み合わせる他に、図７の舵角検
出装置のように、ロック機構３６をステアリングシャフ
ト２３に設けると共に、イグニッションスイッチ２４の
オフ時に、舵角センサ２５から出力された舵角信号を電
子制御ユニット３３のバックアップメモリ３３ｄで記憶
することにより対応し得ることを見出している。

【００５６】図７の舵角検出装置は、イグニッションス
イッチ２４及び非通電タイプの舵角センサ２５を設けた
ステアリングシャフト２３にロック機構３６を対向させ
ており、このロック機構３６は電子制御ユニット３３に
接続されている。なお、電子制御ユニット３３は、ＣＰ
Ｕ３３ａ、ＲＯＭ３３ｂ、ＲＡＭ３３ｃ、及び、バック
アップメモリ３３ｄ等を内蔵し、バックアップメモリ３
３に記憶した舵角信号を、次回のイグニッションスイッ
チ２４のオン時に読み出すようにしている。

【００５７】また、ステアリングシャフト２３は、図８
（ａ）に示すように、ロック機構３６と対向する周面２
３ａに複数の凹部２３ｂを等間隔で設けている。一方、
ロック機構３６は、ステアリングシャフト２３に近接離
反するロック部材３７と、ロック部材３７を摺動自在に
支持する支持部材３８と、ロック部材３７を移動させる
アクチュエータとしてソレノイド３９とを具備してい
る。

【００５８】ロック部材３７は、支持部材３８に対して
摺動する軸部３７ａのステアリングシャフト２３側の端
部に、ステアリングシャフト２３の周面の曲率に応じた
弧状のロック部３７ｂを設けており、軸部３７ａの他方
の端部にはストッパ部３７ｄを設けている。ロック部３
７ｂのステアリングシャフト２３との対向面３７ｃに
は、ステアリングシャフト２３の各凹部２３ｂと合致す
るように複数の凸部３７ｅを設けている。

【００５９】また、ソレノイド３９は、イグニッション
スイッチ２４がオンの場合、図８（ａ）の矢印方向に作
動軸３９ａが移動するように励磁し、イグニッションス
イッチ２４がオフの場合は、図８（ｂ）の矢印方向に作
動軸３９ａが移動するようにしている。

【００６０】上述した構成の舵角検出装置による絶対舵
角の特定は、以下に示す処理手順による。即ち、イグニ
ッションスイッチ２４のオフにより舵角センサ２５が出
力した舵角信号を、電子制御ユニット３３はバックアッ
プメモリ３３ｄに記憶する。一方、ロック機構３６は、
イグニッションスイッチ２４のオフで、図８（ａ）の状
態から図８（ｂ）の状態になり、ロック部材３７をステ
アリングシャフト２３へ押し当てて、ロック部材３７の
凸部３７ｅをステアリングシャフト２３の凹部２３ｂに
係合し、ステアリングシャフト２３を回転不能の状態で
ロックしている。

【００６１】前記ロックにより、ステアリングシャフト
２３は、バックアップメモリ３３ｄで記憶された舵角信
号と同一の位置を、イグニッションスイッチ２４がオフ
の間、ズレが生じることなく維持することになる。次
に、イグニッションスイッチ２４がオンになると、ロッ
ク機構３６は図８（ａ）の状態となりロックが解除さ
れ、ステアリングシャフト２３は回転可能になると共
に、電子制御ユニット３３のＣＰＵ３３ａは記憶してい
た舵角信号を読み出す。

【００６２】また、イグニッションスイッチ２４のオン
により、舵角センサ２５から出力された舵角信号を、読
み出した舵角信号と対応させることで、ステアリングシ
ャフト２３の回転位置と舵角信号の関係は維持されたま
まとなり、ＣＰＵ３３ａは即座に絶対舵角を特定する。
このように、非通電タイプの舵角センサとロック機構を
組み合わせることによっても、イグニッションスイッチ
のオン及びオフに関わらず、絶対舵角の検出を特定でき
る。なお、このようなロック機構は、上述した形態に限
定されるものではなく、イグニッションスイッチのオフ
に応じて、ステアリングシャフトを挟持してロックする
もの、電磁的にロックするもの等を種々のものを適用す
ることが可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上に詳述した如く、第１発明にあって
は、迅速に絶対舵角を得ることができる。第２発明にあ
っては、操舵軸の回転方向を特定でき、この特定した回
転方向を利用して、絶対舵角を容易に特定することがで
きる。第３発明にあっては、イグニッションスイッチが
オフからオンの状態になったときでも、確実に絶対舵角
を特定できる。第４発明にあっては、舵角センサの故障
を容易に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る舵角検出装置を含む
電動パワーステアリング装置の全体概略図である。

【図２】（ａ）は直進時の左右のタイロッド角の状態を
示す概略図、（ｂ）は左操舵時の左右のタイロッド角の
状態を示す概略図である。

【図３】舵角信号とタイロッド角信号の相対関係を示す
グラフである。

【図４】左右のタイロッド角センサを用いた場合の絶対
舵角の特定に係る処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】単一のタイロッド角センサを用いた場合の処理
手順の一部を示すフローチャートである。

【図６】単一のタイロッド角センサを用いた場合の処理
手順の一部を示すフローチャートである。

【図７】別の形態に係る舵角検出装置の概略図である。

【図８】（ａ）はステアリングシャフトをフリーにして
いる状態の図７におけるＡ−Ａ線の概略断面図、（ｂ）
はステアリングシャフトをロックしている状態の図７に
おけるＡ−Ａ線の概略断面図である。

【図９】１回転型の舵角センサが出力する舵角信号のグ
ラフである。

【符号の説明】

１電動パワーステアリング装置３ステアリングシャフト（操舵軸）４イグニッションスイッチ５舵角センサ（舵角検出手段）９ラック軸（舵取軸）１０−１、１０−２タイロッド１３電子制御ユニット１３ａＣＰＵ（角度特定手段、回転方向特定手段、対
応関係算出手段、対応関係比較手段）１３ｄバックアップメモリ（対応テーブル記憶手段）１５−１、１５−２タイロッド角センサ（タイロッド
角検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵軸の回転に連動する舵取軸に連結し
てあるタイロッドと、前記操舵軸の回転に伴う舵角を検
出する舵角検出手段とを備える舵角検出装置において、前記タイロッドの前記舵取軸の軸方向に対するタイロッ
ド角を検出するタイロッド角検出手段と、該タイロッド角検出手段が検出したタイロッド角に基づ
き、前記舵角検出手段が検出した舵角が前記操舵軸の中
立位置から何回転目の角度であるかを特定する角度特定
手段とを備えることを特徴とする舵角検出装置。
【請求項２】前記舵取軸の両端部に連結してある各タ
イロッドのタイロッド角を夫々検出する２つのタイロッ
ド角検出手段を備え、前記２つのタイロッド角検出手段が検出した各タイロッ
ド角の差に基づき、前記操舵軸の回転方向を特定する回
転方向特定手段を更に備える請求項１に記載の舵角検出
装置。
【請求項３】前記タイロッド角検出手段は、タイロッド角の検出に応じてタイロッド角信号を電気的
に出力する信号出力手段を備え、前記信号出力手段は、非給電状態から給電状態に変化したときに、前記タイロ
ッド角信号を出力する請求項１又は請求項２に記載の舵
角検出装置。
【請求項４】前記操舵軸の舵角と前記タイロッド角と
の対応関係を記憶する対応テーブル記憶手段と、前記舵角検出手段が検出した舵角と前記タイロッド角検
出手段が検出したタイロッド角との対応関係を算出する
対応関係算出手段と、前記対応テーブル記憶手段が記憶する対応関係、及び、
前記対応関係算出手段が算出した対応関係の比較を行う
対応関係比較手段とを更に備える請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の舵角検出装置。