JP2006224805A - 回転位置監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステアリングホイールの回転位置を精度良く特定する技術を提案する。
【解決手段】 回転位置監視装置の監視制御部２８は、回転位置取得部２４を介して操舵角センサ２０からステアリングホイール１０の回転位置を取得する。このとき、監視制御部２８は指示受付部２２がＩＧ−ＯＦＦ状態に移行することにより回転位置監視の停止指示を受けても、所定の猶予時間Ｔ１だけ回転位置取得部２４による回転位置の取得および監視を継続する。その結果、車両の駐車後何らかの理由によりステアリングホイール１０の回転位置が変化した場合でも、その変化を認識する可能性が増加し、回転位置認識精度が向上する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ステアリングホイールの回転位置を監視するための技術に関する。

ステアリングホイールを含む操舵装置は、操舵輪の舵角を適切にコントロールするために、ステアリングホイールの回転位置を正確に把握しておくことが好ましい。そのため、ステアリングホイールの回転位置を精度良く特定するための技術が従来から提案されている。例えば特許文献１では、イグニッションスイッチをオフした時のステアリングホイールの回転角度を記憶しておき、再度イグニッションスイッチがオンされたときに、記憶しておいた回転角度をステアリングホイールの回転位置認識に利用する回転角度検出装置が提案されている。また、その他にも特許文献２や特許文献３において関連する技術が提案されている。
特開平１１−２８７６７２号公報 特開平１１−１７１０３４号公報 特開２００２−３４０５４６号公報

通常、ステアリングホイールの回転位置を特定する場合、ステアリングホイールのシャフトなどの設けられたセンサの基準位置からの回転位置を参照する場合が多い。このステアリングホイールの回転位置を検出するセンサには、その性能に応じた所定の検出範囲が存在する。例えば、ステアリングホイールの２回転分、すなわち０〜７２０（ｄｅｇ）の検出範囲を有するものがある。一方、ステアリングホイールに要求される実際の回転可動範囲は、搭載される車両の特性などに応じて決定されるが、例えば３回転や３回転半などが存在し、センサの検出可能範囲を超えることがある。そのため、センサが検出可能なステアリングホイールの回転位置とステアリングホイールの実際の回転位置とは必ずしも１対１で対応させることができず、センサの検出値が、ステアリングホイールの複数の回転位置に割り当てられてしまう場合がある。例えば、７２０ｄｅｇを越えてステアリングホイールを回転させてしまった場合、７２０ｄｅｇ以上回転しているにも関わらず、７２０ｄｅｇ以下の検出値が出力されてしまうことになる。

ところで、通常の車両では、イグニションスイッチのオフ時に、ステアリングホイールの回転位置を検出するセンサは動作を停止してしまう。このため、イグニションスイッチのオフ状態の間にステアリングホイールが回転してしまうと、イグニッションスイッチのオフ直前のステアリングホイールの回転位置と次にイグニッションスイッチをオンしたときの回転位置との間に食い違いが生じる。したがって、イグニッションスイッチがオフする時にステアリングホイールの回転位置を記憶しておいても、イグニッションスイッチがオフの間にステアリングホイールが回転してしまうと記憶した情報は無意味なものになってしまう。特に、前述したように、センサが検出するステアリングホイールの回転位置とステアリングホイールの実際の回転位置とが一意に定まらない車両では、イグニッションスイッチがオンされた時にセンサが検出するステアリングホイールの回転位置が、複数の回転位置に対応してしまうため、ステアリングホイールの回転位置の保証になるという問題がある。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリングホイールの回転位置を精度良く特定する技術を提案することにある。

本発明の一態様は、ステアリングホイールの回転位置を監視する回転位置監視装置であって、前記ステアリングホイールの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記ステアリングホイールの回転位置の監視の停止指示を受け付けて、当該停止指示に基づき、前記回転位置検出手段による前記監視を停止するタイミングを制御する監視制御手段と、を備え、前記監視制御手段は、前記停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後に前記監視を停止させることを特徴とする。

上記態様によれば、停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後にステアリングホイールの回転位置の監視が停止する。その結果、停止指示から猶予時間経過時までにステアリングホイールの回転位置が変動した場合であっても、ステアリングホイールの回転位置を的確に認識することが可能になり、停止指示後のステアリングホイールの回転位置の認識精度を向上することができる。なお、猶予時間は、ステアリングホイールの回転位置が変動する可能性の高い時間帯を基準に決定可能である。例えば駐車直後の１０分程度であり、実験データなどに基づいて決定することが望ましい。また、車両搭乗者によってステアリングホイールの回転位置が変動される可能性が高い場合には車両搭乗者の行動心理などに基づいて適宜猶予時間を設定することも可能である。

また、上記態様において、前記監視制御手段は、前記停止指示を受け付けた後、前記ステアリングホイールの回転位置を所定の検出時間検出する動作を周期的に繰り返し、前記停止指示を受け付けた後、前記猶予時間が経過する前に前記ステアリングホイールの回転位置が所定量以上変化したと判断した場合、前記検出時間を延長するものであってもよい。

上記態様によれば、猶予時間中、ステアリングホイールの回転位置を所定の検出時間検出する動作を周期的に繰り返す。つまり、間欠的な検出動作を行うことにより検出に費やされるエネルギー消費を抑えることができる。ところで、ステアリングホイールの回転位置が変動する場合、時間的に連続して変動することが多い。そこで、ステアリングホイールの回転位置が所定量以上変化したと判断した場合には、検出時間を延長することによりステアリングホイールの回転位置の推移を精度良く認識することが可能である。なお、検出時間、およびその周期は、ステアリングホイールの回転位置を精度良く追跡することが可能な範囲で適宜決定されることが望ましい。また、検出時間の延長時間も過去のステアリングホイールの回転位置の変化パターンなどを考慮し適宜選択することが望ましい。

また、上記態様において、前記監視制御手段は、前記停止指示を受け付けた後、前記ステアリングホイールの回転位置を所定の検出時間検出する動作を周期的に繰り返し、前記停止指示を受け付けた後で、前記猶予時間経過時に前記回転位置検出手段が前記ステアリングホイールの回転位置を検出する動作を実行している場合、前記回転位置検出手段による検出が終了するまで前記検出時間を延長するものであってもよい。

この態様によれば、周期的に行われているステアリングホイールの回転位置の検出動作が猶予時間経過時に実行されている場合、猶予時間経過に関わらず、その検出動作が完了するまで検出動作を延長する。その結果、ステアリングホイールの回転位置の監視を完全な形で終了することができる。

また、上記態様において、前記監視制御手段は、前記監視の開始指示を受け付け、当該開始指示に基づき前記監視の開始のタイミングを制御し、前記停止指示を受け付けた後、前記猶予時間が経過する前に前記開始指示を受け付けた場合、前記猶予時間経過後の前記監視の停止を取り止めるものであってもよい。

この態様によれば、ステアリングホイールの回転位置監視の開始指示に基づき、猶予時間経過後の監視の停止が取り止められる。したがって、開始指示の受付後は、監視の停止処理が割り込むことなく、継続的にステアリングホイールの回転位置の監視が精度良く追跡される。

本発明の他の一態様は、検出されたステアリングホイールの回転位置に基づいて当該ステアリングホイールの回転位置を監視する回転位置監視装置であって、前記監視の停止指示を受け付けて、当該停止指示に基づき、前記監視を停止する場合に、前記停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後に前記監視を停止させる監視制御手段を備えることを特徴とする。

上記態様によれば、監視制御手段は、停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後にステアリングホイールの回転位置の監視が停止する。その結果、停止指示から猶予時間経過時までにステアリングホイールの回転位置が変動した場合であっても、ステアリングホイールの回転位置を的確に認識することが可能になる。

また、上記態様において、前記監視制御手段は、前記猶予時間中に前記ステアリングホイールの回転位置が所定量以上変化したことを認識した場合、前記猶予時間中に行われる前記ステアリングホイールの回転位置を検出する検出時間を延長するものであってもよい。

この態様によれば、監視制御手段が、ステアリングホイールの回転位置を検出する検出時間を延長することにより、検出が必要な場合に、その検出を詳細に行うことができる。また、検出動作を完全に終了することも可能になり、ステアリングホイールの回転位置の変化を高精度に認識することができる。

本発明によれば、停止指示から所定の猶予時間経過時までにステアリングホイールの回転位置の監視を継続するので停止指示後のステアリングホイールの回転位置の認識精度が向上する。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態の回転位置監視装置は、ステアリングホイールの回転位置監視の停止指示を受け付けた後、回転位置検出手段による監視動作を直ちに停止するのではなく、停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後に監視を停止させるものである。つまり、この猶予時間は、ステアリングホイールが回転する可能性の高い時間帯の監視動作を行うためのものである。例えば、車両の大半の電気系統の動作の停止を意味するイグニッションキーのオフ操作が行われた後でも、ステアリングホイールの回転位置を監視する監視動作は、所定の猶予時間継続する。その結果、車両の駐車後、あるいは停車後何らかの理由によりステアリングホイールの回転位置が変化してしまう場合でも、その変化を認識することを可能にして回転位置認識精度の向上を行うものである。

なお、車両停止後にステアリングホイールの回転位置が変化する原因としては、例えば駐停車時に操舵輪が縁石や路面の凸部に乗り上げていた場合などが考えられる。エンジンやブレーキに動作力が存在する場合には、その動作力により操舵輪が縁石などに載った姿勢を維持することができる。しかし、イグニッションスイッチがオフされ駐車状態に完全に移行した後ではエンジンやブレーキの動作力が解放され、操舵輪は自由に転動できる状態になる。その結果、操舵輪はより安定した姿勢に移行しようとして、縁石などから落ちる。このときに操舵輪の転動が起こり、ステアリングホイールの回転位置の変化が生じる。また、車両の駐停車後、運転者が降車する際にステアリングホイールを掴んで姿勢を変えたりする場合もステアリングホイールの回転位置が変化する原因となる。

図１は、本実施形態の回転位置監視装置を適用するステアリングホイール１０（以下、「ハンドル」と表記する場合もある）の実際の回転位置と、ステアリングホイール１０の回転位置を検出する回転位置検出手段が検出する回転位置との関係を説明する説明図である。なお、本実施形態では、回転位置検出手段として例えばＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）に用いられているセンサを用いる場合を例に取り説明する。

ステアリングホイール１０の回転位置を検出する操舵角センサは、その性能に応じた所定の検出範囲を有している。例えば、図１に示すように、ステアリングホイール１０の２回転分、すなわち０〜７２０（ｄｅｇ）の検出範囲を有するものがある。その一方で、ステアリングホイール１０に要求される実際の回転可動範囲は、ステアリングホイール１０が搭載される車両の特性などに応じて決定されるが、例えば３回転や３回転半など２回転以上回転する場合が存在する。図１では、ステアリングホイール１０の左回転側の回転限界位置（「ハンドルエンド」とも表記する）から右回転側の回転限界位置までの変動回転角度が０〜（７２０＋Ｘ）（ｄｅｇ）の場合が図示されている。この変動回転角度が０〜（７２０＋Ｘ）（ｄｅｇ）のステアリングホイール１０の回転位置を上述の０〜７２０（ｄｅｇ）の検出範囲を有する操舵角センサで検出すると、図１に示すように、０〜Ｘ（ｄｅｇ）までの範囲の角度は２回登場するが、Ｘ〜７２０（ｄｅｇ）の範囲の角度は１回しか登場しない。すなわち、ハンドルエンド間の回転角度でＸ〜７２０（ｄｅｇ）の間の角度が検出できた場合には、その検出値に基づく検出角度は常に一義に決まり正確な角度となる（図１の斜線部または範囲ｃ参照）。したがって、範囲ｃを絶対角度検出範囲とすることができる。

一方、絶対角度検出範囲の右回転側および左回転側では、０〜Ｘ（ｄｅｇ）となる検出角度がそれぞれ出現する。一般にステアリングホイール１０はハンドルエンド間の中心位置（ハンドル中心）において操作されることが多いので、ハンドル中心およびその周辺が操舵角センサの絶対角度検出範囲とされる。したがって、検出回転角度が０〜Ｘ（ｄｅｇ）の場合にはステアリングホイール１０の回転位置がハンドル中心から右回転側だけではなく左回転側でもある可能性がある。例えば操舵角センサの検出値が０〜Ｘ／２（ｄｅｇ）である場合、ステアリングホイール１０の回転位置は、ステアリングホイール１０を左回転側に２回転させた位置（図１の「範囲ａ」参照）およびステアリングホイール１０を右回転側に１回転させた位置（図１の「範囲ｄ」参照）である可能性がある。また、操舵角センサの検出値がＸ／２〜Ｘ（ｄｅｇ）である場合、ステアリングホイール１０の回転位置は、ステアリングホイール１０を左回転側に１回転させた位置（図１の「範囲ｂ」参照）およびステアリングホイール１０を右回転側に２回転させた位置（図１の「範囲ｅ」参照）である可能性がある。

このように、回転位置によって（１：多）の対応関係を有するように調整された操舵角センサは、比較的安価であり、標準化部品として複数の車種に用いられている。本実施形態は、このような操舵角センサを利用して、より信頼性の高いステアリングホイールの回転位置の監視を可能にする装置を説明するものである。なお、以下の実施形態において、「操舵角」とは操舵角センサの出力する角度に基づくステアリングホイールの回転角度を意味し、「操舵位置」とはステアリングホイールの実際の回転位置を意味する。

図２は、本実施形態を適用する車両の操舵装置１２、イグニションスイッチ部１４、イグニッションキー１６、および電子制御装置（ＥＣＵ）１８の関係を示す図である。

操舵装置１２は、モータの回転力を利用した周知のＥＰＳを搭載し、ステアリングホイール１０と、当該ステアリングホイール１０に連結されたステアリングシャフト部分に設けられる操舵角センサ２０とを含む。ステアリングホイール１０は、操舵輪の舵角を調整する際の車両と運転者の間のインターフェース部であり、図１に示す左右のハンドルエンド間で右回転あるいは左回転可能である。

操舵角センサ２０は、ステアリングホイール１０の回転角度を検出して、検出結果をＥＣＵ１８に送信する。本実施形態の操舵角センサ２０は、ステアリングホイール１０の基準位置、例えばハンドルエンドに対する回転角度を直接的あるいは間接的に検出することができる任意のセンサを用いることが可能であり、設置箇所や検出方式については適宜選択可能である。

イグニションスイッチ部１４はイグニッションキー１６の操作により、ＥＣＵ１８に車両の始動あるいは停止の指示信号を送信するものであり、特に、本実施形態では、ステアリングホイール１０の回転位置監視の停止指示および開始指示をＥＣＵ１８に提供する。車両運転者は、イグニッションキー１６をイグニションスイッチ部１４に差し込んで、車両始動時にはイグニションスイッチ（「ＩＧ」とも表記する場合もある）をオン（ＯＮ）状態にし、車両停止時にはＩＧをオフ（ＯＦＦ）状態にする。

ＥＣＵ１８は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、マイクロコンピュータによる演算を行う演算ユニット、各種の処理プログラムを記憶するＲＯＭ、一時的にデータやプログラムを記憶してデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、データを記憶するハードディスク等の記憶装置、および各種信号の送受信を行うための入出力ポートなどを有する。ＥＣＵ１８は、操舵角センサ２０、イグニションスイッチ部１４、あるいは車両に搭載された各種センサなどから車両状態量に関する信号を受け取り、各種装置に制御信号を送って車両を制御する制御部である。このＥＣＵ１８は、ステアリングホイール１０の回転位置検出に関する様々な機能を有し、例えば図３に示すような構成を有する。

図３は、本実施形態のＥＣＵ１８が有する各種機能のうち、イグニションスイッチＯＦＦ後におけるステアリングホイール１０の回転位置の監視に関連する機能を示す機能ブロック図である。図示のように、ＥＣＵ１８は、指示受付部２２、回転位置取得部２４、データ記憶部２６、監視制御部２８、操舵角センサ制御部３０、および監視結果送信部３２を有する。

指示受付部２２は、イグニションスイッチ部１４から送信されてくる始動あるいは停止の指示信号を受け付けて、ステアリングホイール１０の回転位置の監視の開始指示および停止指示を認識する。

回転位置取得部２４は、操舵角センサ２０から送られてくるステアリングホイール１０の回転角度に基づいて、ステアリングホイール１０の回転位置を取得する。つまり、操舵角センサ２０と回転位置取得部２４により回転位置検出手段を構成する。図１に示すように、操舵角センサ２０の検出値がＸ〜７２０（ｄｅｇ）の範囲に含まれる場合、操舵角センサ２０の検出値からステアリングホイール１０の回転位置が一意に定まるので、回転位置の特定を行うことができる。一方、操舵角センサ２０の検出値がＸ〜７２０（ｄｅｇ）の範囲に含まれない場合、同一角度で示される回転位置が複数回、本実施形態の場合、２カ所存在するため、操舵角センサ２０の検出結果に基づきステアリングホイール１０の回転位置を特定することができない。つまり、回転位置が不確定になる場合が生じる。

データ記憶部２６は、回転位置取得部２４を介して送られてくる操舵角センサ２０の検出値や回転位置取得部２４におけるステアリングホイール１０の回転位置の特定結果などを記憶する。なお、データ記憶部２６に記憶されているデータは、必要に応じて適宜読み取り可能となっている。

監視制御部２８は、操舵角センサ制御部３０を制御して、ステアリングホイール１０の回転位置の監視状態の調整を行うと共に、回転位置取得部２４から提供される回転位置に関する処理を行う。監視制御部２８は、例えば指示受付部２２を介して受信されるステアリングホイール１０の回転位置の監視の停止指示や監視の開始指示に基づいて、監視停止タイミングや監視開始タイミングを調整する。特に本実施形態の監視制御部２８は、後述するように、ステアリングホイール１０の回転位置監視の停止指示を受け付けてから所定の猶予時間Ｔ１が経過した以降に監視を停止するように調整を行う。

操舵角センサ制御部３０は、操舵角センサ２０の作動状態全般を制御する。例えば操舵角センサ２０が周期的にステアリングホイール１０の回転角度検出を行っている場合、その検出時間や検出タイミングなどを制御する。

監視結果送信部３２は、監視制御部２８により制御されて、監視制御部２８が管理している監視結果を車両に搭載される各種装置に提供する。

次に、本実施形態の監視動作について説明する。

図４は、本実施形態の回転位置監視装置によるステアリングホイール１０の回転位置の監視過程を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、イグニションスイッチ部１４がＯＮ（以下、ＩＧ−ＯＮと表記する場合もある）状態の時に、ＥＰＳなどの制御のためにステアリングホイール１０の回転位置検出が常時行われていることを前提にしている。この状態からイグニションスイッチ部１４がＯＦＦ（以下、ＩＧ−ＯＦＦと表記する場合もある）状態に移行して、車両が長時間駐車されるなどして回転位置検出が停止し、その後、次にＩＧ−ＯＮ状態に移行し再び回転位置検出が開始される過程を示している。

そのため、ＩＧ−ＯＮ状態の時、ＥＣＵ１８は、常時車両運転者によりイグニッションキー１６が操作されてＩＧ−ＯＦＦ状態に移行されるか否かの監視を行っている（Ｓ１０１のＹまたはＮ）。もし、イグニッションキー１６がＯＦＦへ操作された場合（Ｓ１０１のＹ）、通常車両であれば、直ちに時計やイモビライザー、エンジンやモータの冷却装置など特定の機器を除く電気系統に停止指示が行われる。しかし、本実施形態の場合、例外的に後述する図５に示すような、ステアリングホイール１０の回転位置の監視を所定の猶予時間延長する形でＩＧ−ＯＦＦ後の監視を開始する（Ｓ１０２）。

以下、図５のフローチャートを用いて、本実施形態においてステアリングホイール１０のイグニッションキー１６がＯＦＦ操作された以後の処理の手順を説明する。

イグニッションキー１６のＯＦＦ操作により、ステアリングホイール１０の回転位置検出の停止指令が、指示受付部２２を介してＥＣＵ１８に提供されると、まず、ＥＣＵ１８は、ＩＧ−ＯＮ状態の時の最終データをデータ記憶部２６に記憶する。つまり、ＩＧ−ＯＦＦ状態に移行する直前でまだ操舵角センサ２０により連続的にステアリングホイール１０の回転位置が検出されていたときの信頼性の高いデータをステアリングホイール１０の基準データとして記憶する（Ｓ２００）。この時、記憶されるデータは、例えばステアリングホイール１０のハンドル中心を基準にステアリングホイール１０の回転位置が右回転側なのか左回転側なのかという回転方向情報と、操舵角センサ２０が認識している回転角度などである。また必要に応じて、ステアリングホイール１０の回転位置が図１に示す範囲ａ〜範囲ｅのいずれの範囲に属するのかを併せて保持してもよい。なお、この記憶動作は、イグニッションキー１６をイグニションスイッチ部１４に挿入してＯＦＦ位置に移動させた後、実際にＩＧ−ＯＦＦ状態が認識されるまでの、応答時間、例えば２００〜３００μｓの間に実行される。

監視制御部２８は、基準データの保持が完了すると、猶予監視モードでのステアリングホイール１０の回転位置検出を開始する。ＩＧ−ＯＮでは、ＥＰＳなどが動作している時、転舵が頻繁に行われるので詳細な操舵角データが必要になる。そのため、操舵角センサ２０は例えば４００μｓ周期で操舵角の検出を行っている。しかし、ＩＧ−ＯＦＦ後は、ステアリングホイール１０の頻繁な転舵は行われないので、監視制御部２８は、操舵角センサ制御部３０を介して、例えば、ＩＧ−ＯＮ時の１０倍の検出周期で操舵角の検出を行うように操舵角センサ２０を制御する。このような制御を行うことによりステアリングホイール１０の回転位置検出による電力消費を抑制することができる。

図６〜図９はＩＧ−ＯＮ、ＩＧ−ＯＦＦの状態、ＩＧ−ＯＦＦ後のステアリングホイール１０の回転位置監視実施状態、操舵角センサ２０による操舵角の検出実施状態、およびステアリングホイール１０の操舵角変化の状態を、時間の経過とともに示す説明図である。なお、図６は、猶予監視中に操舵角の変化がなかった場合の例を示している。このとき、監視制御部２８は、操舵角センサ制御部３０を介して、図６に示すように、操舵角センサ２０に対し、周期Ｃ１、検出時間ｔ１、休止時間ｔ２で操舵角の検出を行うように指示を出す（Ｓ２０１）。図６には、ステアリングホイール１０の回転角度の検出を所定の検出時間ｔ１だけ実施すると共に回転角度の検出を所定の休止時間ｔ２だけ停止する動作を周期Ｃ１、例えば４秒で繰り返し実施している様子が示されている。前述のように、ＩＧ−ＯＮの時には、例えば４００μｓ周期で密な検出動作を行っていたものを、４ｓ周期の粗な検出動作に切り替えることにより検出動作の消費電力を抑制することができる。

監視制御部２８は、操舵角センサ２０の検出値が回転位置取得部２４から提供されると、データ記憶部２６に記憶されている基準データと提供された検出値とを比較し、操舵角に変化が所定量以上あるか否かの判断を行う（Ｓ２０２のＹまたはＮ）。ここで、変化があるか否かを判断する所定量とは任意であるが、例えば、２ｄｅｇと設定することができる。もちろん、ＩＧ−ＯＦＦ後に運転者が降車する時などに、ステアリングホイール１０に触れてしまう可能性があるため、１０ｄｅｇなど大きめの閾値を設定してよい。監視制御部２８が操舵角の変化がないと判断した場合（Ｓ２０２のＮ）、続いて、ＩＧ−ＯＦＦ後に所定の猶予時間Ｔ１が経過したか否かの判断を行う（Ｓ２０３のＹまたはＮ）。ここで、猶予時間Ｔ１とは、任意に設定することのできる時間であるが、前述したように、車両が駐停車された後、何らかの原因によりステアリングホイール１０が回転する可能性のある時間の長さを例えば過去のデータなどに基づいて設定する。この設定時間は、例えば、ＩＧ−ＯＦＦ後１０分とすることができる。前述したように、エンジンやブレーキによる作用量が解放された後、縁石などから落ちて操舵輪が回転する現象は、車両の駐停車後初期の段階で発生する可能性が高いからである。もちろん、設定により１０分より短くしたり長くしたりすることが可能である。また、ＥＰＳの場合、ＩＧ−ＯＦＦした後でも、ステアリング回転駆動に利用していたモータの放熱を行うため冷却装置が動作している場合がある。この冷却装置の動作時間は、モータの発熱温度によって長短調整されるが、例えば最大１０分の駆動時間が設定されている。したがって、この冷却装置の駆動時間に合わせて猶予時間の設定を行ってもよい。

監視制御部２８は、ＩＧ−ＯＦＦ後に操舵角の変化が発生することなく猶予時間Ｔ１が経過したと判断した場合（Ｓ２０３のＹ）、猶予時間Ｔ１の経過時点で、回転位置取得部２４を介した操舵角検出中であるか否かの判断を行う（Ｓ２０４のＹまたはＮ）。もし、操舵角検出中ではないと判断した場合（Ｓ２０４のＮ）、監視制御部２８は、猶予監視中に取得したステアリングホイール１０の最終的な回転位置データを猶予監視時の最終データとしてデータ記憶部２６に正式記憶し（Ｓ２０５）、ＩＧ−ＯＦＦ後の監視を完全に停止する（Ｓ２０６）。図６は、猶予時間Ｔ１経過後、操舵角検出が完全停止している状態が示されている。図６の場合は、猶予監視中にステアリングホイール１０の回転位置の変化が認められなかったので、Ｓ２０５で記憶される最終データは、Ｓ２００で記憶した基準データと同じになる。なお、操舵角の変化が認めれない場合、Ｓ２００のデータをそのまま正式記憶データに移行するようにしてもよい。

このように、ＩＧ−ＯＦＦ後に所定の猶予時間だけ、ステアリングホイール１０の回転位置の監視を行うことにより、車両の駐停車後、最もステアリングホイール１０の回転が発生しやすい期間の監視が可能になる。その結果、ＩＧ−ＯＦＦ後のステアリングホイール１０に回転が発生し易い時間帯の監視未実施を低減することが可能になり、後述する次にＩＧ−ＯＮされた時のステアリングホイール１０の回転位置判定の信頼性向上に寄与することができる。

一方、監視制御部２８が猶予時間Ｔ１中に、回転位置取得部２４から提供される検出値とデータ記憶部２６が記憶した基準データとの間に変化あることを認識した場合（Ｓ２０２のＹ）、その検出値を一時的に保持すると共に、Ｓ２０１で設定していた検出時間ｔ１を延長し、検出時間ｔ３に変更する（Ｓ２０７）。図７に示すように、操舵角検出停止中にステアリングホイール１０の回転位置の変化が発生した場合、操舵角検出実施時間、すなわち検出時間は、例えばｔ３＝３０秒に変更される。この検出時間ｔ３中に行われる検出は、ＩＧ−ＯＮ時の検出動作と同じであってもよい。また、この場合、休止時間ｔ２を挟むことなく検出時間ｔ３をスタートさせてもよい。また、操舵角検出実施中にステアリングホイール１０の回転位置の変化が発生した場合、実施中の検出時間が検出時間ｔ３に変更される。このように、検出時間ｔ１とｔ３に延長するのは、操舵輪の転舵が何らかの原因により発生する場合、転舵が一瞬で行われる場合と、ある時間幅を持って行われる場合があるからである。時間幅を有した変化の場合、連続的な変化を検出することにより、より正確な変化追跡が可能になり信頼性の高いステアリングホイール１０の回転位置検出を行うことが可能になる。

検出時間ｔ３が経過した後は、検出結果を一時的に保持すると共に、検出時間をｔ１に戻す。つまり、全体の検出周期をＣ１に戻し、Ｓ２０３に移行し、前述した処理を繰り返し、ＩＧ−ＯＦＦ後の監視を停止する（Ｓ２０６）。なお、検出時間を延長した後、猶予時間Ｔ１が終了するまで、通常ＩＧ−ＯＮ時と同様な連続検出を行うようにしてもよい。

このように、ステアリングホイール１０の回転が検出された時に、検出時間を延ばし詳細検出を継続的に行うことにより、操舵角の変化の追跡を良好に行い信頼性の高いステアリングホイール１０の回転位置検出を行うことができる。その結果、後述するＩＧ−ＯＮ後のステアリングホイール１０の回転位置判定の信頼性向上に寄与することができる。

ところで、Ｓ２０４において、監視制御部２８が操舵角検出中であると判断した場合、つまり、回転位置取得部２４による取得処置中や監視制御部２８内における比較処理、比較結果の一時保持処理中などの場合、猶予時間Ｔ１が経過したとして監視処理全体を強制中断してしまうと、実行していた検出が中断されたしまったり、回転位置の正式記憶に失敗するなどの不具合を発生する可能性が生じる。つまり、ＩＧ−ＯＮ後に提供するデータの信頼性が低下してしまう。特に、Ｓ２０７において、操舵角の変化があり、検出時間をｔ３に延長している場合、検出動作を中断することは好ましくない。そこで、図８に示すように、監視制御部２８は、操舵角検出中の場合、猶予時間Ｔ１を所定時間Ｔ２だけ延長し、操舵角検出処理が完全に終了するまで猶予監視を継続する（Ｓ２０８）。ここで、延長する所定時間Ｔ２は、前述した周期Ｃ１が終了するのに十分な時間とすることができるが、図８に示すように、猶予時間Ｔ１の経過時に、ステアリングホイール１０の回転が発生し、検出時間がｔ３へ延長処理されている場合がある。したがって、所定時間Ｔ２は、延長される検出時間ｔ３を考慮したり、ステアリングホイール１０の過去の回転移動パターンなどを参照し、回転移動が収束するのに十分な時間を設定することが望ましい。

監視制御部２８は、延長した所定時間Ｔ２が経過した後、Ｓ２０５に移行し、猶予監視中あるいは延長時間中に取得したステアリングホイール１０の最終的な回転位置データを猶予監視時の最終データとしてデータ記憶部２６に正式記憶し（Ｓ２０５）、ＩＧ−ＯＦＦ後の監視を完全に停止する（Ｓ２０６）。

このように、操舵角検出中である猶予時間Ｔ１を所定時間Ｔ２だけ延長することにより、操舵角検出が不完全のまま途中で終了してしまうことが防止され、猶予監視の信頼性を向上することができる。

図５のフローチャートにおいて、Ｓ２０３において、所定猶予時間Ｔ１が経過していない場合（Ｓ２０３のＮ）、Ｓ２０１に戻り、周期Ｃ１、検出時間ｔ１で操舵角の検出を繰り返し行うことになる。ところで、猶予時間Ｔ１の経過前に運転者によりイグニッションキー１６がＯＮ操作される場合がある。すなわち、再度車両の電気系統の復帰が要望され、操舵角センサ２０による通常時の回転検出の開始指示が指示受付部２２を介して監視制御部２８に提供される場合ある。そこで、監視制御部２８は、ＩＧ−ＯＦＦ後の処理を行っている間、常時ＩＧ−ＯＮ状態に移行されるか否かの監視を行っている（Ｓ２０９のＹまたはＮ）。ＩＧ−ＯＮ状態に移行されない場合（Ｓ２０９のＮ）、監視制御部２８は、Ｓ２０１に移行し、上述したように、Ｓ２０１以降の処理を行い、ＩＧ−ＯＦＦ後のステアリングホイール１０の回転位置監視を継続する。

一方、Ｓ２０９において、監視制御部２８が猶予時間Ｔ１の経過前にＩＧ−ＯＮ状態に移行したと認識した場合、つまり通常監視の開始指示を認識した場合（Ｓ２０９のＹ）、Ｓ２０５に移行し、猶予時間Ｔ１の経過を待つことなく、直ちに、これまでの猶予時間内で取得したデータを最終データとしてデータ記憶部２６に正式記憶し（Ｓ２０５）、ＩＧ−ＯＦＦ後の監視を停止する（Ｓ２０６）。言い換えれば、監視制御部２８が停止指示を認識した後に猶予時間Ｔ１だけ延長監視する処理をキャンセルことになる。この場合、ＥＣＵ１８はＩＧ−ＯＮ状態を認識しているので、通常制御によりステアリングホイール１０の詳細な回転位置検出が実行されることになる。

このように、猶予時間Ｔ１経過前にＩＧ−ＯＮとなった場合、猶予時間Ｔ１に基づく延長制御はキャンセルされ、ステアリングホイール１０の通常の詳細監視、例えば周期４００μｓの監視が復帰する。図９には、猶予時間Ｔ１の経過前に、ＩＧ−ＯＮにより操舵角検出処理が周期４００μｓなどで実質連続的に実行されるように移行している様子が示されている。その結果、ＩＧ−ＯＦＦ後、猶予時間Ｔ１の途中まで監視されていたステアリングホイール１０の回転位置をＩＧ−ＯＮ後にスムーズに反映させることが可能になり、ＩＧ−ＯＮ後のステアリングホイール１０の回転位置検出精度の信頼性向上に寄与することができる。

以下、図４のフローチャートに戻り、Ｓ１０２のＩＧ−ＯＦＦ状態に移行後の処理で取得したステアリングホイール１０の回転位置の検出値の取り扱いについて説明する。

監視制御部２８は、指示受付部２２を介して常時ＩＧ−ＯＮ状態に移行するか否かの監視を行っている（Ｓ１０３のＹまたはＮ）。もし、ＩＧ−ＯＮが確認された場合（Ｓ１０３のＹ）、操舵角センサ２０がステアリングホイール１０の回転位置検出を開始するため（Ｓ１０４）、監視制御部２８は回転位置取得部２４を介して、角度情報を得ることができる。しかし、前述したように、操舵角センサ２０の機能上、操舵角センサ２０の検出角度とステアリングホイール１０の回転位置とが「１：１」で対応する絶対角度検出範囲と、操舵角センサ２０の検出角度とステアリングホイール１０の回転位置とが「１：多」で対応し、回転位置が一意に定まらない検出範囲とがある。したがって、監視制御部２８は、まず、回転位置取得部２４の現在認識している回転位置が絶対角度検出範囲か否かの判断を行う（Ｓ１０５のＹまたはＮ）。

もし、回転位置取得部２４の現在取得した回転位置が絶対角度検出範囲である場合（Ｓ１０５のＹ）、すなわち、操舵角センサ２０の検出位置が図１に示す「範囲ｃ」に存在する場合、操舵角センサ２０の検出角度とステアリングホイール１０の回転位置とが「１：１」で対応する。したがって、監視制御部２８は、現在、回転位置取得部２４が取得しているステアリングホイール１０の回転角度は信頼性の高い正確なものであると判断することができるので現在認識しているデータを用いて回転位置を確定する（Ｓ１０６）。監視制御部２８は、確定した回転位置を基準に通常の回転位置検出を連続的に行うことが可能になり、信頼性の高い回転位置として監視結果送信部３２を介して、車両に搭載される例えばＥＰＳなどの各種装置にステアリングホイール１０の回転位置のデータを提供する（Ｓ１０７）。

一方、Ｓ１０４で、監視制御部２８いおいて、回転位置取得部２４の現在取得している回転位置が絶対角度検出範囲ではないと判断された場合（Ｓ１０５のＮ）、すなわち、回転位置取得部２４が取得した回転位置が図１における範囲ａ、範囲ｂ、範囲ｄ、範囲ｅのいずれかに含まれる場合、現在認識している角度データのみで、正確な回転位置を確定することは不適当であると判断して、図５のフローチャートで猶予監視終了時に記憶した最終データと、現在、回転位置取得部２４が認識しているＩＧ−ＯＮ後の回転位置との比較を行い、回転位置の変化量が所定値以内、例えば±１０ｄｅｇ以内であるか否かを判定する（Ｓ１０８のＹまたはＮ）。ここで、±１０ｄｅｇとは、通常の車両でＩＧ−ＯＦＦの後、次のＩＧ−ＯＮまでの間にステアリングホイール１０の回転し得る角度で、例えばハンドルロック時の回転許容範囲とすることができる。

この時、回転位置取得部２４によって回転位置が絶対角度検出範囲を挟んだ異なる回転位置にも関わらず同じ検出値を出力するためには、ＩＧ−ＯＮまでの間に７２０ｄｅｇ回転する必要がある。したがって、ＩＧ−ＯＮの前にステアリングホイール１０が７２０ｄｅｇ前後回転した上で±１０ｄｅｇの範囲内に入る可能性は著しく低い。したがって、回転位置の変化量が±１０ｄｅｇ以内であれば（Ｓ１０８のＹ）、ステアリングホイール１０はハンドルロックの範囲内でしか変化していないと判断することができる。また、±１０ｄｅｇは、絶対角度検出範囲を構成する角度より遙かに小さく、絶対角度検出範囲を越えて右回転側から左回転側、またはその逆になることはないと判断することができる。その結果、監視制御部２８はＩＧ−ＯＦＦ処理後の猶予時間による猶予監視を終了した後に、ステアリングホイール１０の回転が発生していたとしても極僅かであると判断することができる。そして、監視制御部２８は記憶している最終記憶データ（図５のＳ２０５）が利用可能であると判断し、ＩＧ−ＯＮ時にステアリングホイール１０が絶対角度検出範囲の左右いずれにあるかを判定するすることができる（Ｓ１０９）。
この状態で、監視制御部２８は、回転位置取得部２４を介してステアリングホイール１０の回転位置検出を継続的に行う（Ｓ１１０）。この場合、現在回転位置取得部２４が取得している検出値は、回転角度と実際のステアリングホイール１０の回転位置とが完全に１：１で対応する絶対角度検出範囲の検出値ではないものの、Ｓ１０９の左右判定に基づき、絶対角度検出範囲の左右いずれの回転側に属するか認識可能であり、概ね信頼できる回転位置であると見なすことができる。そのため、監視制御部２８は必要に応じて検出した回転位置を監視結果送信部３２を介して出力することを許容することができる。

つまり、ＩＧ−ＯＮの直後から実質的に活用可能な回転位置認識が可能になる。すなわち、ＩＧ−ＯＮ後にステアリングホイール１０の回転位置が不確定状態になることを低減することができる。なお、この間、監視制御部２８は、回転位置取得部２４を介して回転位置の検出を継続的に行い、ステアリングホイール１０が絶対角度検出範囲に入ったか否かの監視を行う（Ｓ１１１のＹまたはＮ）。図１に示すように、絶対角度検出範囲はハンドルエンド間のほぼ中央に設定されているので、車両を走行させる場合、走行操作過程において必ずステアリングホイール１０は絶対角度検出範囲を通過する。もし、ステアリングホイール１０が絶対角度検出範囲に入れば（Ｓ１１１のＹ）、前述したように、操舵角センサ２０の検出角度とステアリングホイール１０の回転位置とが「１：１」で対応し、監視制御部２８は、現在、回転位置取得部２４が取得しているステアリングホイール１０の回転角度は推定を含む検出値から信頼性の高い正確な検出値になったと判断することが可能になり回転位置を確定する（Ｓ１０６）。この後、監視制御部２８は、確定した回転位置を基準に通常の回転位置検出を連続的に行うことが可能になり、信頼性の高い回転位置として監視結果送信部３２を介して、車両に搭載される例えばＥＰＳなどの各種装置にステアリングホイール１０の回転角度を提供する（Ｓ１０７）。

一方、監視制御部２８により、Ｓ１０８における回転位置変化量が一定値以上であると判断された場合（Ｓ１０８のＮ）、ステアリングホイール１０はＩＧ−ＯＦＦ後処理が終了し、次のＩＧ−ＯＮの前に大きく回転位置が変化してしまい、ＩＧ−ＯＮされた後のステアリングホイール１０の左右判定が行えないと判断し、エラーフラグを立てる（Ｓ１１２）。ここで、エラーフラグとは、検出した回転位置の利用を禁止するものである。この状態で、監視制御部２８は、回転位置取得部２４を介してステアリングホイール１０の回転位置検出を継続的に行う（Ｓ１１３）。ただし、前述したように検出した回転角度は、複数の回転位置の対応する可能性のある信頼性の低いものなので、監視結果送信部３２を介した出力は行われない。この間、監視制御部２８は、回転位置取得部２４を介して回転位置の検出を継続的に行い、回転位置が絶対角度検出範囲に入ったか否かの監視を行う（Ｓ１１４のＹまたはＮ）。もし、ステアリングホイール１０が絶対角度検出範囲に入れば（Ｓ１１４のＹ）、前述したように、操舵角センサ２０の検出角度とステアリングホイール１０の回転位置とが「１：１」で対応し、監視制御部２８は、現在、回転位置取得部２４が取得しているステアリングホイール１０の回転角度は信頼性の高い正確なものになったと判断することが可能になるので、エラーフラグを降ろし（Ｓ１１５）、回転位置を確定する（Ｓ１０６）。この後、監視制御部２８は、確定した回転位置を基準に通常の回転位置検出を連続的に行うことが可能になり、信頼性の高い回転位置として監視結果送信部３２を介して、車両に搭載される例えばＥＰＳなどの各種装置にステアリングホイール１０の回転角度を提供する（Ｓ１０７）。

このように、本実施形態の回転位置監視装置によれば、ＩＧ−ＯＦＦ状態になった後も所定の猶予時間延長してステアリングホイール１０の回転位置の変化の監視を行うので、ＩＧ−ＯＦＦ〜ＩＧ−ＯＮの間でステアリングホイール１０の回転位置が不確定状態となる確率を減少させることができる。また、ＩＧ−ＯＦＦ後、次にＩＧ−ＯＮとされた後のステアリングホイール１０の回転位置の認識精度の向上が可能になり、信頼性の高いステアリングホイール１０の回転位置情報を各制御機器に提供し、スムーズな各機器の制御を行うことができる。

本実施形態で示すように、操舵角センサの操舵角検出範囲を限定することで、比較的安価な操舵角センサを使用しつつ、ＩＧ−ＯＦＦ後の猶予時間による猶予監視を行うことにより、操舵角センサの検出可能範囲を超える広い操舵角検出を良好に行うことができる。

また、本実施形態では、猶予時間Ｔ１による延長監視を行うシステムを新たに構築する例を示したが、ステアリングホイールに設けられた既存の操舵角センサや、それと同等の機能を有するセンサを利用すると共に、それらのセンサを制御するＥＣＵの機能に本実施形態で示すＥＣＵの機能を追加したり、ＥＣＵのみを交換することにより、既存の車両に対しても本実施形態と同様な機能を持たせて、同様な効果を得ることができる。

本発明は、上述の各実施形態や変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を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。

本実施形態に係る回転位置監視装置に適用する操舵角センサによる検出範囲を説明する説明図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置の構成概念を説明する説明図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置のＥＣＵの機能構成を説明するブロック図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置の全体動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る回転位置監視装置のＩＧ−ＯＦＦ後の処理を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る回転位置監視装置で猶予時間Ｔ１における動作状態を説明する図であり、ステアリングホイールの回転位置が変化しなかった場合を示す説明図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置で猶予時間Ｔ１における動作状態を説明する図であり、ステアリングホイールの回転位置が変化する場合を示す説明図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置で猶予時間Ｔ１における動作状態を説明する図であり、ステアリングホイールの回転位置が猶予時間Ｔ１の終了時に変化する場合を示す説明図である。 本実施形態に係る回転位置監視装置で猶予時間Ｔ１における動作状態を説明する図であり、猶予時間Ｔ１中にＩＧ−ＯＮに移行する例を示す説明図である。

符号の説明

１０ ステアリングホイール、 １２ 操舵装置、 １４ イグニションスイッチ部、 １６ イグニッションキー、 １８ ＥＣＵ、 ２０ 操舵角センサ、 ２２ 指示受付部、 ２４ 回転位置取得部、 ２６ データ記憶部、 ２８ 監視制御部、 ３０ 操舵角センサ制御部、 ３２ 監視結果送信部。

Claims (6)

1. ステアリングホイールの回転位置を監視する回転位置監視装置であって、
   前記ステアリングホイールの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記ステアリングホイールの回転位置の監視の停止指示を受け付けて、当該停止指示に基づき、前記回転位置検出手段による前記監視を停止するタイミングを制御する監視制御手段と、
   を備え、
   前記監視制御手段は、前記停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後に前記監視を停止させることを特徴とする回転位置監視装置。
2. 前記監視制御手段は、
   前記停止指示を受け付けた後、前記ステアリングホイールの回転位置を所定の検出時間検出する動作を周期的に繰り返し、前記停止指示を受け付けた後、前記猶予時間が経過する前に前記ステアリングホイールの回転位置が所定量以上変化したと判断した場合、前記検出時間を延長することを特徴とする請求項１に記載の回転位置監視装置。
3. 前記監視制御手段は、
   前記停止指示を受け付けた後、前記ステアリングホイールの回転位置を所定の検出時間検出する動作を周期的に繰り返し、前記停止指示を受け付けた後で、前記猶予時間経過時に前記回転位置検出手段が前記ステアリングホイールの回転位置を検出する動作を実行している場合、前記回転位置検出手段による検出が終了するまで前記検出時間を延長することを特徴とする請求項１または２に記載の回転位置監視装置。
4. 前記監視制御手段は、
   前記監視の開始指示を受け付け、当該開始指示に基づき前記監視の開始のタイミングを制御し、
   前記停止指示を受け付けた後、前記猶予時間が経過する前に前記開始指示を受け付けた場合、前記猶予時間経過後の前記監視の停止を取り止めることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転位置監視装置。
5. 検出されたステアリングホイールの回転位置に基づいて当該ステアリングホイールの回転位置を監視する回転位置監視装置であって、
   前記監視の停止指示を受け付けて、当該停止指示に基づき、前記監視を停止する場合に、前記停止指示を受け付けてから所定の猶予時間が経過した後に前記監視を停止させる監視制御手段を備えることを特徴とする回転位置監視装置。
6. 前記監視制御手段は、前記猶予時間中に前記ステアリングホイールの回転位置が所定量以上変化したことを認識した場合、前記猶予時間中に行われる前記ステアリングホイールの回転位置を検出する検出時間を延長することを特徴とする請求項５記載の回転位置監視装置。

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