JP2017083422A - 回転角検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を低コストで高精度に検出することができる回転角検出装置を提供する。【解決手段】回転角演算部３８は、電源オン時に、第１のカウント値Ｃ１が零でなければ、第１のカウント値Ｃ１が零になるまで、電動モータ４１Ｌを所定方向に回転させる。次に、回転角演算部３８は、第３のカウント値Ｃ３を取得する。そして、回転角演算部３８は、補正テーブルＴＡから第３のカウント値Ｃ３に対応する出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）を読み出す。また、回転角演算部３８は、第２のカウンタ３６をリセットする。この後、回転角演算部３８は、所定時間Ｔが経過する毎に、第２のカウント値Ｃ２を取得し、取得した第２のカウント値Ｃと回転角θｓ（ｍ）に基づいて出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算する。【選択図】図４
Description
この発明は、電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含むアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
三相ブラシレスモータからなる電動モータと、出力軸と、電動モータのトルクを増幅して出力軸に伝達する減速機とを含むアクチュエータ（以下、「減速機付きアクチュエータ」という場合がある。）が知られている。このような減速機付きアクチュエータでは、電動モータを制御するためには電動モータのロータの回転角が必要となるため、ロータ回転角検出用のレゾルバが設けられている。
前述した減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角が目標回転角となるように、当該減速機付きアクチュエータ内の電動モータをフィードバック制御する場合には、当該減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を高精度に検出する必要がある。
減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を高精度に検出するには、減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を光学式エンコーダによって検出することが考えられる。しかしながら、光学式エンコーダは高価であるとともに、振動、衝撃等に影響を受けやすいという問題がある。
減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を高精度に検出するには、減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を光学式エンコーダによって検出することが考えられる。しかしながら、光学式エンコーダは高価であるとともに、振動、衝撃等に影響を受けやすいという問題がある。
この発明の目的は、減速機付きアクチュエータの出力軸の回転角を低コストで高精度に検出することができる回転角検出装置を提供することである。
請求項１に記載の発明は、電動モータ（４１Ｌ）と出力軸（４２Ｌ）と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機（４３Ｌ）とを含む減速機付きアクチュエータ（４Ｌ）の前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサ（４４Ｌ）と、前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサ（４５Ｌ）と、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号（Ｃ１）を生成する第１信号値生成手段（３５）と、前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号（Ｃ３）を生成する第２信号生成手段（３７）と、前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段（３８）と、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量（Ｃ２）を演算する回転量演算手段（３６）と、前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段（３８）とを含み、前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれレゾルバからなる、回転角検出装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
この構成では、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値であるときの出力軸の回転角を基準回転角として設定することができる。したがって、電源オンの直後に、例えば、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値となるまで、電動モータを回転させることによって、出力軸の実回転角を基準回転角として得ることができる。そして、この後においては、基準回転角と回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、出力軸の回転角を演算することができる。回転量演算手段によって演算される回転量は、電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサの出力から演算される出力軸の回転量である。このため、出力軸の回転角を高精度に検出することができる。また、第１の回転角センサおよび第２の回転角センサはレゾルバから構成されているので、出力軸の回転角を低コストで検出することができる。
請求項２に記載の発明は、電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含む減速機付きアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサと、前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサと、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号を生成する第１信号値生成手段と、前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号を生成する第２信号生成手段と、前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段と、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量を演算する回転量演算手段と、前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段とを含み、前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれホール素子を利用した回転角センサからなる、回転角検出装置である。
この構成では、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値であるときの出力軸の回転角を基準回転角として設定することができる。したがって、電源オンの直後に、例えば、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値となるまで、電動モータを回転させることによって、出力軸の実回転角を基準回転角として得ることができる。そして、この後においては、基準回転角と回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、出力軸の回転角を演算することができる。回転量演算手段によって演算される回転量は、電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサの出力から演算される出力軸の回転量である。このため、出力軸の回転角を高精度に検出することができる。また、第１の回転角センサおよび第２の回転角センサはホール素子を利用した回転角センサから構成されているので、出力軸の回転角を低コストで検出することができる。
請求項３に記載の発明は、電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含む減速機付きアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサと、前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサと、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号を生成する第１信号値生成手段と、前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号を生成する第２信号生成手段と、前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段と、前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量を演算する回転量演算手段と、前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段とを含み、前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれＭＲ素子を利用した回転角センサからなる、回転角検出装置である。
この構成では、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値であるときの出力軸の回転角を基準回転角として設定することができる。したがって、電源オンの直後に、例えば、第１の回転角センサから出力される第１信号値が所定値となるまで、電動モータを回転させることによって、出力軸の実回転角を基準回転角として得ることができる。そして、この後においては、基準回転角と回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、出力軸の回転角を演算することができる。回転量演算手段によって演算される回転量は、電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサの出力から演算される出力軸の回転量である。このため、出力軸の回転角を高精度に検出することができる。また、第１の回転角センサおよび第２の回転角センサはＭＲ素子を利用した回転角センサから構成されているので、出力軸の回転角を低コストで検出することができる。
請求項４に記載の発明は、前記基準回転角設定手段は、前記第１信号値が前記所定値となる前記出力軸の回転角度位置毎に、前記第２信号値と前記出力軸の当該回転角度位置に対応した実回転角とを対応付けて記憶したテーブル（ＴＡ）と、電源オン時に前記第１信号値が前記所定値となる基準位置まで、前記電動モータを回転させて停止させる位置調整手段（３８）と、前記位置調整手段によって前記電動モータが前記基準位置に停止された状態で前記第２信号値を取得し、取得した前記第２信号値に対応する前記出力軸の実回転角を前記テーブルから読み出して、基準回転角として設定する手段とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置である。
請求項５に記載の発明は、前記所定値が、前記電動モータの電気角の零度を表す値である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転角検出装置である。
請求項６に記載の発明は、前記第１の回転角センサは、軸倍角が２以上の回転角センサである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置である。
請求項６に記載の発明は、前記第１の回転角センサは、軸倍角が２以上の回転角センサである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置である。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る回転角検出装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するための図解図であり、左右独立転舵システムが採用されたステア・バイ・ワイヤシステムの構成が示されている。
この車両用操舵装置１は、運転者が操向のために操作する操舵部材としてステアリングホイール２と、左転舵輪３Ｌおよび右転舵輪３Ｒと、ステアリングホイール２の回転操作に応じて駆動される左転舵アクチュエータ４Ｌおよび右転舵アクチュエータ４Ｒと、左転舵アクチュエータ４Ｌの駆動力に基づいて左転舵輪３Ｌを転舵する左転舵機構５Ｌと、右転舵アクチュエータ４Ｒの駆動力に基づいて右転舵輪３Ｒを転舵する右転舵機構５Ｒとを備えている。
図１は、この発明の一実施形態に係る回転角検出装置が適用された車両用操舵装置の構成を説明するための図解図であり、左右独立転舵システムが採用されたステア・バイ・ワイヤシステムの構成が示されている。
この車両用操舵装置１は、運転者が操向のために操作する操舵部材としてステアリングホイール２と、左転舵輪３Ｌおよび右転舵輪３Ｒと、ステアリングホイール２の回転操作に応じて駆動される左転舵アクチュエータ４Ｌおよび右転舵アクチュエータ４Ｒと、左転舵アクチュエータ４Ｌの駆動力に基づいて左転舵輪３Ｌを転舵する左転舵機構５Ｌと、右転舵アクチュエータ４Ｒの駆動力に基づいて右転舵輪３Ｒを転舵する右転舵機構５Ｒとを備えている。
左転舵機構５Ｌは、左転舵輪３Ｌに固定され、車体（図示略）に回転自在に支持された転舵軸５１Ｌを含む。右転舵機構５Ｒは、右転舵輪３Ｒに固定され、車体に回転自在に支持された転舵軸５１Ｒを含む。
左転舵アクチュエータ４Ｌは、減速機付きアクチュエータから構成されている。左転舵アクチュエータ４Ｌは、図２に示すように、電動モータ４１Ｌと、出力軸４２Ｌと、電動モータ４１Ｌのトルクを増幅して出力軸４２Ｌに伝達する減速機４３Ｌとを含む。電動モータ４１Ｌは、この実施形態では、１２極（極対数６）の三相ブラシレスモータである。また、減速機４３Ｌは、この実施形態では、遊星歯車機構からなる。
左転舵アクチュエータ４Ｌは、減速機付きアクチュエータから構成されている。左転舵アクチュエータ４Ｌは、図２に示すように、電動モータ４１Ｌと、出力軸４２Ｌと、電動モータ４１Ｌのトルクを増幅して出力軸４２Ｌに伝達する減速機４３Ｌとを含む。電動モータ４１Ｌは、この実施形態では、１２極（極対数６）の三相ブラシレスモータである。また、減速機４３Ｌは、この実施形態では、遊星歯車機構からなる。
左転舵アクチュエータ４Ｌには、電動モータ４１Ｌのロータの回転角（電気角）を検出するための第１の回転角センサ４４Ｌと、出力軸４２Ｌの回転角（機械角）を検出するための第２の回転角センサ４５Ｌが設けられている。この実施形態では、第１の回転角センサ４４Ｌおよび第２の回転角センサ４５Ｌは、それぞれレゾルバからなる。左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌが、左転舵機構５Ｌの転舵軸５１Ｌに連結されている。左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌが回転されると転舵軸５１Ｌが回転し、左転舵輪３Ｌが転舵される。
右転舵アクチュエータ４Ｒは、減速機付きアクチュエータから構成されている。右転舵アクチュエータ４Ｒも、左転舵アクチュエータ４Ｌと同様に、電動モータ４１Ｒ（図３参照）と、出力軸（図示略）と、電動モータのトルクを増幅して出力軸に伝達する減速機（図示略）とを含む。電動モータ４１Ｒは、この実施形態では、１２極の三相ブラシレスモータである。また、減速機は、この実施形態では、遊星歯車機構からなる。
右転舵アクチュエータ４Ｒには、電動モータ４１Ｒの回転軸の回転角（電気角）を検出するための第１の回転角センサ４４Ｒと、出力軸の回転角（機械角）を検出するための第２の回転角センサ４５Ｒが設けられている。この実施形態では、第１の回転角センサ４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｒは、それぞれレゾルバからなる。右転舵アクチュエータ４Ｒの出力軸が、右転舵機構５Ｒの転舵軸５１Ｒに連結されている。右転舵アクチュエータ４Ｒの出力軸が回転されると転舵軸５１Ｒが回転し、右転舵輪３Ｒが転舵される。
ステアリングホイール２と左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒとの間には、ステアリングホイール２に加えられた操舵トルクが左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒに機械的に伝達されるような機械的な結合はない。ステアリングホイール２の操作量（操舵角または操舵トルク）に応じて左転舵アクチュエータ４Ｌ（電動モータ４１Ｌ）および右転舵アクチュエータ４Ｒ（電動モータ４１Ｒ）が駆動制御されることによって、左転舵輪３Ｌおよび右転舵輪３Ｒが転舵される。左転舵機構５Ｌおよび右転舵機構５Ｒとしては、例えば、特許文献２に開示されたサスペンション装置を用いることができる。
この実施形態では、転舵アクチュエータ４Ｌ，４Ｒが正転方向に回転されると、右方向に車両を換向させる方向（右転舵方向）に転舵輪３Ｌ，３Ｒの転舵角が変化し、転舵アクチュエータ４Ｌ，４Ｒが逆転方向に回転されると、左方向に車両を換向させる方向（左転舵方向）に転舵輪３Ｌ，３Ｒの転舵角が変化するものとする。
ステアリングホイール２は、車体側に回転可能に支持された回転シャフト６に連結されている。この回転シャフト６には、ステアリングホイール２に作用する反力トルク（操作反力）を発生する反力モータ７が設けられている。この反力モータ７は、例えば、回転シャフト６と一体の出力シャフトを有する電動モータにより構成されている。この実施形態では、反力モータ７は、ブラシレスモータによって構成されている。反力モータ７には、反力モータ７のロータの回転角を検出するための第３の回転角センサ１０が設けられている。この実施形態では、第３の回転角センサ１０はレゾルバからなる。
ステアリングホイール２は、車体側に回転可能に支持された回転シャフト６に連結されている。この回転シャフト６には、ステアリングホイール２に作用する反力トルク（操作反力）を発生する反力モータ７が設けられている。この反力モータ７は、例えば、回転シャフト６と一体の出力シャフトを有する電動モータにより構成されている。この実施形態では、反力モータ７は、ブラシレスモータによって構成されている。反力モータ７には、反力モータ７のロータの回転角を検出するための第３の回転角センサ１０が設けられている。この実施形態では、第３の回転角センサ１０はレゾルバからなる。
回転シャフト６の周囲には、回転シャフト６の回転角（ステアリングホイール２の操舵角θｈ）を検出するための操舵角センサ８が設けられている。この実施形態では、操舵角センサ８は、回転シャフト６の中立位置（基準位置）からの回転シャフト６の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、中立位置から右方向への回転量を例えば正の値として出力し、中立位置から左方向への回転量を例えば負の値として出力する。
また、回転シャフト６の周囲には、運転者によってステアリングホイール２に付与される操舵トルクＴｈを検出するためのトルクセンサ９が設けられている。この実施形態では、トルクセンサ９によって検出される操舵トルクＴｈは、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。
車両には、車速Ｖを検出するための車速センサ１１が設けられている。
操舵角センサ８、トルクセンサ９、車速センサ１１および回転角センサ１０，４４Ｌ，４４Ｒ，４５Ｌ，４５Ｒは、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０に接続されている。ＥＣＵ２０は、左転舵アクチュエータ４Ｌ、右転舵アクチュエータ４Ｒおよび反力モータ７を制御する。
操舵角センサ８、トルクセンサ９、車速センサ１１および回転角センサ１０，４４Ｌ，４４Ｒ，４５Ｌ，４５Ｒは、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０に接続されている。ＥＣＵ２０は、左転舵アクチュエータ４Ｌ、右転舵アクチュエータ４Ｒおよび反力モータ７を制御する。
図３は、ＥＣＵ２０の電気的構成を示すブロック図である。
ＥＣＵ２０は、左転舵アクチュエータ制御部２１と、右転舵アクチュエータ制御部２２と、反力モータ制御部２３とを含んでいる。
左転舵アクチュエータ制御部２１は、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈ、車速センサ１１によって検出される車速Ｖ、第１の回転角センサ４４Ｌの出力信号および第２の回転角センサ４５Ｌの出力信号に基づいて、左転舵アクチュエータ４Ｌ内の電動モータ４１Ｌを駆動制御する。例えば、左転舵アクチュエータ制御部２１は、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、左転舵輪３Ｌの転舵角の目標値である目標転舵角を演算する。そして、左転舵アクチュエータ制御部２１は、左転舵輪３Ｌの実際の転舵角（実転舵角）が目標転舵角に等しくなるように、電動モータ４１Ｌを駆動制御する。左転舵輪３Ｌの実転舵角は、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算することによって検出される。
ＥＣＵ２０は、左転舵アクチュエータ制御部２１と、右転舵アクチュエータ制御部２２と、反力モータ制御部２３とを含んでいる。
左転舵アクチュエータ制御部２１は、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈ、車速センサ１１によって検出される車速Ｖ、第１の回転角センサ４４Ｌの出力信号および第２の回転角センサ４５Ｌの出力信号に基づいて、左転舵アクチュエータ４Ｌ内の電動モータ４１Ｌを駆動制御する。例えば、左転舵アクチュエータ制御部２１は、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、左転舵輪３Ｌの転舵角の目標値である目標転舵角を演算する。そして、左転舵アクチュエータ制御部２１は、左転舵輪３Ｌの実際の転舵角（実転舵角）が目標転舵角に等しくなるように、電動モータ４１Ｌを駆動制御する。左転舵輪３Ｌの実転舵角は、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算することによって検出される。
右転舵アクチュエータ制御部２２は、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈ、車速センサ１１によって検出される車速Ｖ、第１の回転角センサ４４Ｒの出力信号および第２の回転角センサ４５Ｒの出力信号に基づいて、右転舵アクチュエータ４Ｒ内の電動モータ４１Ｒを駆動制御する。例えば、右転舵アクチュエータ制御部２２は、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、右転舵輪３Ｒの転舵角の目標値である目標転舵角を演算する。そして、右転舵アクチュエータ制御部２２は、右転舵輪３Ｒの実際の転舵角（実転舵角）が目標転舵角に等しくなるように、電動モータ４１Ｒを駆動制御する。右転舵輪３Ｒの実転舵角は、右転舵アクチュエータ４Ｒの出力軸の回転角を演算することによって検出される。
反力モータ制御部２３は、トルクセンサ９によって検出される操舵トルクＴｈ、操舵角センサ８によって検出される操舵角θｈ、車速センサ１１によって検出される車速Ｖおよび第３の回転角センサ１０の出力信号に基づいて、反力モータ７を駆動制御する。例えば、反力モータ制御部２３は、操舵トルクＴｈ、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、反力モータ７に発生させるべき反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する。そして、反力モータ制御部２３は、目標反力トルクに応じた反力トルクが反力モータ７から発生するように、反力モータ７を駆動制御する。
次に、左転舵アクチュエータ制御部２１の構成および動作について詳しく説明する。なお、右転舵アクチュエータ制御部２２の構成および動作は、左転舵アクチュエータ制御部２１の構成および動作と同様なので、その説明を省略する。
図４は、左転舵アクチュエータ制御部２１の構成を示すブロック図である。
左転舵アクチュエータ制御部２１は、駆動回路３１と、電流検出部３２と、第１のＲ／Ｄ変換器（レゾルバ／デジタル変換器）３３と、第２のＲ／Ｄ変換器３４と、第１のカウンタ３５と、第２のカウンタ３６と、第３のカウンタ３７と、回転角演算部３８と、駆動回路制御部３９とを含む。回転角演算部３８および駆動回路制御部３９は、マイクロコンピュータによって構成されている。カウンタ３５，３６，３７は、ハードカウンタでもよいし、ソフトカウンタであってもよい。
図４は、左転舵アクチュエータ制御部２１の構成を示すブロック図である。
左転舵アクチュエータ制御部２１は、駆動回路３１と、電流検出部３２と、第１のＲ／Ｄ変換器（レゾルバ／デジタル変換器）３３と、第２のＲ／Ｄ変換器３４と、第１のカウンタ３５と、第２のカウンタ３６と、第３のカウンタ３７と、回転角演算部３８と、駆動回路制御部３９とを含む。回転角演算部３８および駆動回路制御部３９は、マイクロコンピュータによって構成されている。カウンタ３５，３６，３７は、ハードカウンタでもよいし、ソフトカウンタであってもよい。
第１の回転角センサ４４Ｌは、この実施形態では、軸倍角が６の回転角センサである。軸倍角とは、回転角センサの実際の機械角に対する回転角センサ出力の一周期分の角度（通常は電気角）の比をいう。つまり、機械角＝電気角／軸倍角となる。第１の回転角センサ４４Ｌの軸倍角は、電動モータ４１Ｌの極対数に対応している。第２の回転角センサ４５Ｌは、この実施形態では、軸倍角が２の回転角センサである。減速機４３Ｌの減速比は、この実施形態では、１１４である。
駆動回路３１は、電動モータ４１Ｌに電力を供給する。駆動回路３１は、例えばインバータ回路から構成されている。電流検出部３２は、電動モータ４１Ｌに流れるモータ電流を検出する。
第１のＲ／Ｄ変換器３３は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力に基づいて、Ａ相信号ＰＡ、Ｂ相信号ＰＢおよびＺ相信号ＰＺを出力する。Ａ相信号ＰＡは、電動モータ４１Ｌのロータの回転角（電気角）に応じた数のパルスを含むパルス信号である。この実施形態では、電動モータ４１Ｌのロータが電気角の３６０度回転する間に、所定数（この例では４０９６個）のパルスがＡ相信号ＰＡとして出力される。Ｂ相信号ＰＢは、Ａ相信号ＰＡに対して１／４周期の位相差を有するパルス信号である。Ｚ相信号ＰＺは、電気角の３６０度毎に１回出力される信号である。
第１のＲ／Ｄ変換器３３は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力に基づいて、Ａ相信号ＰＡ、Ｂ相信号ＰＢおよびＺ相信号ＰＺを出力する。Ａ相信号ＰＡは、電動モータ４１Ｌのロータの回転角（電気角）に応じた数のパルスを含むパルス信号である。この実施形態では、電動モータ４１Ｌのロータが電気角の３６０度回転する間に、所定数（この例では４０９６個）のパルスがＡ相信号ＰＡとして出力される。Ｂ相信号ＰＢは、Ａ相信号ＰＡに対して１／４周期の位相差を有するパルス信号である。Ｚ相信号ＰＺは、電気角の３６０度毎に１回出力される信号である。
第１のＲ／Ｄ変換器３３から出力されるＡ相信号ＰＡ、Ｂ相信号ＰＢおよびＺ相信号ＰＺは、第１のカウンタ３５に与えられる。第１のＲ／Ｄ変換器３３から出力されるＡ相信号ＰＡおよびＢ相信号ＰＢは、第２のカウンタ３６にも与えられる。
第１のカウンタ３５は、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、例えばＢ相信号ＰＢがＬレベルであれば、電動モータ４１Ｌの回転方向が正転方向であると判別し、第１のカウント値Ｃ１を１だけインクリメントする。一方、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、例えばＢ相信号ＰＢがＨレベルであれば、第１のカウンタ３５は、電動モータ４１Ｌの回転方向が逆転方向であると判別し、第１のカウント値Ｃ１を１だけデクリメントする。
第１のカウンタ３５は、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、例えばＢ相信号ＰＢがＬレベルであれば、電動モータ４１Ｌの回転方向が正転方向であると判別し、第１のカウント値Ｃ１を１だけインクリメントする。一方、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、例えばＢ相信号ＰＢがＨレベルであれば、第１のカウンタ３５は、電動モータ４１Ｌの回転方向が逆転方向であると判別し、第１のカウント値Ｃ１を１だけデクリメントする。
また、第１のカウンタ３５は、電動モータ４１Ｌが正転方向に回転している場合にＺ相信号ＰＺが入力されたときに第１のカウント値Ｃ１を０に設定する。また、第１のカウンタ３５は、電動モータ４１Ｌが逆転方向に回転している場合にＺ相信号ＰＺが入力されたときに第１のカウント値Ｃ１を最大値（この例では４０９６）に設定する。第１のカウント値Ｃ１は、回転角演算部３８に与えられる。
図５は、第１のカウント値Ｃ１の変化の一例を示す波形図である。
横軸には、機械角が示されている。第１のカウント値Ｃ１は、電気角が０°から３６０°まで増加するにしたがって、０から最大値Ｃ１ＭＡＸ（この例では４０９６）まで増加している。電気角が３６０°になる時点で、Ｚ相信号が入力され、Ｃ１ＭＡＸとなった第１のカウント値Ｃ１は０にリセットされる。
横軸には、機械角が示されている。第１のカウント値Ｃ１は、電気角が０°から３６０°まで増加するにしたがって、０から最大値Ｃ１ＭＡＸ（この例では４０９６）まで増加している。電気角が３６０°になる時点で、Ｚ相信号が入力され、Ｃ１ＭＡＸとなった第１のカウント値Ｃ１は０にリセットされる。
減速機４３Ｌの減速比は１１４であるので、電動モータ４１Ｌのロータの一回転に相当する出力軸４２Ｌの回転角は、３６０／１１４＝３．１５８°となる。また、第１の回転角センサ４４Ｌの軸倍角が６であるので、電動モータ４１Ｌの電気角の３６０°に相当する出力軸４２Ｌの回転角は、３６０／（１１４×６）＝０．５２６°となる。また、第１のカウント値Ｃ１の１ＬＳＢに相当する出力軸４２Ｌの回転角は、３６０／（１１４×６×４０９６）＝０．０００１２８°となる。
第２のカウンタ３６は、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、Ｂ相信号ＰＢがＬレベルであれば、電動モータ４１Ｌの回転方向が正転方向であると判別し、第２のカウント値Ｃ２を１だけインクリメントする。一方、Ａ相信号ＰＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、Ｂ相信号ＰＢがＨレベルであれば、第２のカウンタ３６は、電動モータ４１Ｌの回転方向が逆転方向であると判別し、第２のカウント値Ｃ２を１だけデクリメントする。
ただし、第２のカウント値Ｃ２は、Ｚ相信号ＰＺによって０または最大値に設定されることはない。第２のカウント値Ｃ２は、回転角演算部３８によって、所定のタイミングでリセット（Ｃ２＝０）される。したがって、第２のカウント値Ｃ２は、回転角演算部３８によってリセットされた時点からの電動モータ４１Ｌの正逆両方向の回転量に応じた値となる。第２のカウント値Ｃ２は、回転角演算部３８に与えられる。
第２のＲ／Ｄ変換器３４は、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基づいて、Ａ相信号ＱＡ、Ｂ相信号ＱＢおよびＺ相信号ＱＺを出力する。Ａ相信号ＱＡは、出力軸４２Ｌの回転角に応じた数のパルスを含むパルス信号である。この実施形態では、第２の回転角センサ４５Ｌの軸倍角は２であるので、出力軸４２Ｌが機械角の１８０度回転する間に、所定数（この例では４０９６個）のパルスがＡ相信号ＱＡとして出力される。Ｂ相信号ＱＢは、Ａ相信号ＱＡに対して１／４周期の位相差を有するパルス信号である。Ｚ相信号ＱＺは、機械角の１８０度毎に１回出力される信号である。第２のＲ／Ｄ変換器３４から出力されるＡ相信号ＱＡ、Ｂ相信号ＱＢおよびＺ相信号ＱＺは、第３のカウンタ３７に与えられる。
第３のカウンタ３７は、Ａ相信号ＱＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、Ｂ相信号ＱＢがＬレベルであれば、出力軸４２Ｌの回転方向が正転方向であると判別し、第３のカウント値Ｃ３を１だけインクリメントする。一方、Ａ相信号ＱＡがＬレベルからＨレベルに反転した際に、Ｂ相信号ＱＢがＨレベルであれば、第３のカウンタ３７は、出力軸４２Ｌの回転方向が逆転方向であると判別し、第３のカウント値Ｃ３を１だけデクリメントする。
また、第３のカウンタ３７は、出力軸４２Ｌが正転方向に回転している場合にＺ相信号ＱＺが入力されたときに第３のカウント値Ｃ３を０に設定する。また、第３のカウンタ３７は、出力軸４２Ｌが逆転方向に回転している場合にＺ相信号ＱＺが入力されたときに第３のカウント値Ｃ３を最大値Ｃ３ＭＡＸ（この例では４０９６）に設定する。第３のカウント値Ｃ３は、回転角演算部３８に与えられる。
図６Ａは、左転舵輪３Ｌの中立位置（直進位置）を示す平面図である。図６Ｂは、左転舵輪３Ｌを右旋回方向の転舵限界位置まで転舵した状態を示す平面図である。図６Ｃは、左転舵輪３Ｌを左旋回方向の転舵限界位置まで転舵した状態を示す平面図である。
図６Ｂに示すように、右旋回方向の転舵限界位置は、中立位置から出力軸４２Ｌ（転舵軸５１Ｌ）を正転方向に９０°近くの角度（９０°未満の角度）まで回転した位置に設定されている。また、図６Ｃに示すように、左旋回方向の転舵限界位置は、中立位置から出力軸４２Ｌ（転舵軸５１Ｌ）を逆転方向に９０°近くの角度（９０°未満の角度）まで回転した位置に設定されている。したがって、出力軸４２Ｌの回転範囲は、中立位置を中心とする１８０°の角度範囲よりも小さな範囲となる。
図６Ｂに示すように、右旋回方向の転舵限界位置は、中立位置から出力軸４２Ｌ（転舵軸５１Ｌ）を正転方向に９０°近くの角度（９０°未満の角度）まで回転した位置に設定されている。また、図６Ｃに示すように、左旋回方向の転舵限界位置は、中立位置から出力軸４２Ｌ（転舵軸５１Ｌ）を逆転方向に９０°近くの角度（９０°未満の角度）まで回転した位置に設定されている。したがって、出力軸４２Ｌの回転範囲は、中立位置を中心とする１８０°の角度範囲よりも小さな範囲となる。
図７は、第３のカウント値Ｃ３の変化の一例を示す波形図である。
図７において、横軸は中立位置を０°とした場合の機械角を示している。図７では、出力軸４２Ｌの回転角度が中立位置にあるときに第３のカウント値Ｃ３が零（または最大値Ｃ３ＭＡＸ）になる例を示している。中立位置から出力軸４２Ｌが正転方向（右旋回方向）に回転されると、第３のカウント値Ｃ３は増加していく。一方、中立位置から出力軸４２Ｌが逆点方向（右旋回方向）に回転されると、第３のカウント値Ｃ３は減少していく。出力軸４２Ｌの回転範囲内において、出力軸４２Ｌの回転角が異なれば、第３のカウント値Ｃ３も異なる。このため、第３のカウント値Ｃ３は、出力軸４２Ｌの回転角に応じた値となる。
図７において、横軸は中立位置を０°とした場合の機械角を示している。図７では、出力軸４２Ｌの回転角度が中立位置にあるときに第３のカウント値Ｃ３が零（または最大値Ｃ３ＭＡＸ）になる例を示している。中立位置から出力軸４２Ｌが正転方向（右旋回方向）に回転されると、第３のカウント値Ｃ３は増加していく。一方、中立位置から出力軸４２Ｌが逆点方向（右旋回方向）に回転されると、第３のカウント値Ｃ３は減少していく。出力軸４２Ｌの回転範囲内において、出力軸４２Ｌの回転角が異なれば、第３のカウント値Ｃ３も異なる。このため、第３のカウント値Ｃ３は、出力軸４２Ｌの回転角に応じた値となる。
図７では、出力軸４２Ｌの回転角度が中立位置にあるときに第３のカウント値Ｃ３が零（または最大値Ｃ３ＭＡＸ）になる例を示しているが、出力軸４２Ｌの回転角度が中立位置にあるときに第３のカウント値Ｃ３が零以外の値となっていてもよい。
図４に戻り、回転角演算部３８は、不揮発性メモリ６０を備えている。不揮発性メモリ６０には、第１のカウント値Ｃ１が所定値となる出力軸４２Ｌの回転角度位置毎に、第３のカウント値Ｃ３と出力軸４２Ｌの実回転角θｓとを対応付けて記憶した補正テーブルＴＡが記憶されている。この実施形態では、不揮発性メモリ６０には、第１のカウント値Ｃ１が零となる出力軸４２Ｌの回転角度位置毎に、第３のカウント値Ｃ３と出力軸４２Ｌの当該回転角度位置に対応した実回転角θｓとを対応付けて記憶した補正テーブルＴＡが記憶されている。補正テーブルＴＡは、第３のカウント値Ｃ３の誤差を補正して、精度の高い回転角を演算するためのテーブルである。補正テーブルＴＡに記憶される実回転角θｓは、第３のカウント値Ｃ３のみから演算される出力軸４２Ｌの回転角よりも、精度の高い回転角（高精度回転角）である。この実施形態では、実回転角θｓは、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される。このような補正テーブルＴＡは、車両の出荷前に作成されて、不揮発性メモリ６０に格納される。なお、補正テーブルＴＡの作成時においては、実回転角θｓを、光学式エンコーダ等のレゾルバよりも高精度のエンコーダを用いて演算するようにしてもよい。
図４に戻り、回転角演算部３８は、不揮発性メモリ６０を備えている。不揮発性メモリ６０には、第１のカウント値Ｃ１が所定値となる出力軸４２Ｌの回転角度位置毎に、第３のカウント値Ｃ３と出力軸４２Ｌの実回転角θｓとを対応付けて記憶した補正テーブルＴＡが記憶されている。この実施形態では、不揮発性メモリ６０には、第１のカウント値Ｃ１が零となる出力軸４２Ｌの回転角度位置毎に、第３のカウント値Ｃ３と出力軸４２Ｌの当該回転角度位置に対応した実回転角θｓとを対応付けて記憶した補正テーブルＴＡが記憶されている。補正テーブルＴＡは、第３のカウント値Ｃ３の誤差を補正して、精度の高い回転角を演算するためのテーブルである。補正テーブルＴＡに記憶される実回転角θｓは、第３のカウント値Ｃ３のみから演算される出力軸４２Ｌの回転角よりも、精度の高い回転角（高精度回転角）である。この実施形態では、実回転角θｓは、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される。このような補正テーブルＴＡは、車両の出荷前に作成されて、不揮発性メモリ６０に格納される。なお、補正テーブルＴＡの作成時においては、実回転角θｓを、光学式エンコーダ等のレゾルバよりも高精度のエンコーダを用いて演算するようにしてもよい。
図８は、補正テーブルＴＡの内容例を示す模式図である。
補正テーブルＴＡは、第１のカウント値Ｃ１が零となるときの第３のカウント値Ｃ３（ｍ）（ｍは−Ｍ〜Ｍまでの整数）毎に、出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）を記憶している。なお、出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）は、次のようにして演算される。
左転舵輪３Ｌの転舵角が中立位置となるように、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角度を調整する。図９は、中立位置付近での、第３のカウント値Ｃ３の波形Ｓ３と、第１のカウント値Ｃ１の波形Ｓ１との一例を示している。中立位置での第３のカウント値Ｃ３（０）と第１のカウント値Ｃ１（０）とを取得する。中立位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（０）を０とする。そして、実回転角θｓ（０）を第３のカウント値Ｃ３（０）に関連づけて記憶する。
補正テーブルＴＡは、第１のカウント値Ｃ１が零となるときの第３のカウント値Ｃ３（ｍ）（ｍは−Ｍ〜Ｍまでの整数）毎に、出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）を記憶している。なお、出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）は、次のようにして演算される。
左転舵輪３Ｌの転舵角が中立位置となるように、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角度を調整する。図９は、中立位置付近での、第３のカウント値Ｃ３の波形Ｓ３と、第１のカウント値Ｃ１の波形Ｓ１との一例を示している。中立位置での第３のカウント値Ｃ３（０）と第１のカウント値Ｃ１（０）とを取得する。中立位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（０）を０とする。そして、実回転角θｓ（０）を第３のカウント値Ｃ３（０）に関連づけて記憶する。
次に、中立位置から電動モータ４１Ｌを正転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（１）を取得する。次式(1)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（１）を演算する。実回転角θｓ（１）は、中立位置から今回の停止位置までの出力軸４２Ｌの回転量に相当する。そして、実回転角θｓ（１）を第３のカウント値Ｃ３（１）に関連づけて記憶する。
θｓ（１）＝｛３６０−（３６０×Ｃ１（０）／４０９６）｝／（６×１１４）…(1)
前記式(1)において、右辺の（３６０×Ｃ１（０）／４０９６）は、中立位置での電動モータ４１Ｌの電気角に相当する。
次に、電動モータ４１Ｌを正転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（２）を取得する。次式(2)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）（＝θｓ（２））を演算する。そして、実回転角θｓ（２）を第３のカウント値Ｃ３（２）に関連づけて記憶する。
前記式(1)において、右辺の（３６０×Ｃ１（０）／４０９６）は、中立位置での電動モータ４１Ｌの電気角に相当する。
次に、電動モータ４１Ｌを正転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（２）を取得する。次式(2)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）（＝θｓ（２））を演算する。そして、実回転角θｓ（２）を第３のカウント値Ｃ３（２）に関連づけて記憶する。
θｓ（ｍ）＝θ（ｍ−１）＋｛３６０／（６×１１４）｝…(2)
以下、左転舵輪３Ｌが右方向の最大転舵角に達するまで、同様な動作を繰り返すことにより、Ｃ３（３）からＣ３（Ｍ３）までのＣ３（ｍ）に対する実回転角θｓ（ｍ）を演算する。
次に、左転舵輪３Ｌを中立位置まで戻す。中立位置から電動モータ４１Ｌを逆転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（−１）を取得する。次式(3)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（−１）を演算する。実回転角θｓ（−１）は、中立位置から今回の停止位置までの出力軸４２Ｌの回転量に負の符号を付した値に相当する。そして、実回転角θｓ（−１）を第３のカウント値Ｃ３（−１）に関連づけて記憶する。
以下、左転舵輪３Ｌが右方向の最大転舵角に達するまで、同様な動作を繰り返すことにより、Ｃ３（３）からＣ３（Ｍ３）までのＣ３（ｍ）に対する実回転角θｓ（ｍ）を演算する。
次に、左転舵輪３Ｌを中立位置まで戻す。中立位置から電動モータ４１Ｌを逆転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（−１）を取得する。次式(3)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（−１）を演算する。実回転角θｓ（−１）は、中立位置から今回の停止位置までの出力軸４２Ｌの回転量に負の符号を付した値に相当する。そして、実回転角θｓ（−１）を第３のカウント値Ｃ３（−１）に関連づけて記憶する。
θｓ（−１）＝−（３６０×Ｃ１（０）／４０９６）｝／（６×１１４）…(3)
次に、電動モータ４１Ｌを逆転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（−２）を取得する。次式(4)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）（＝θｓ（−２））を演算する。そして、実回転角θｓ（−２）を第３のカウント値Ｃ３（−２）に関連づけて記憶する。
次に、電動モータ４１Ｌを逆転方向に回転させ、第１のカウント値Ｃ１が零となると、電動モータ４１Ｌを停止させる。その停止位置での第３のカウント値Ｃ３（−２）を取得する。次式(4)に基づいて、その停止位置での出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）（＝θｓ（−２））を演算する。そして、実回転角θｓ（−２）を第３のカウント値Ｃ３（−２）に関連づけて記憶する。
θｓ（ｍ）＝θ（ｍ＋１）−｛３６０／（６×１１４）｝…(4)
以下、左転舵輪３Ｌが左方向の最大転舵角に達するまで、同様な動作を繰り返すことにより、Ｃ３（−３）からＣ３（−Ｍ３）までのＣ３（ｍ）に対する実回転角θｓ（ｍ）を演算する。
図４に戻り、回転角演算部３８は、第１のカウント値Ｃ１と、第２のカウント値Ｃ２と、第３のカウント値Ｃ３と、補正テーブルＴＡとを用いて、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算する。
以下、左転舵輪３Ｌが左方向の最大転舵角に達するまで、同様な動作を繰り返すことにより、Ｃ３（−３）からＣ３（−Ｍ３）までのＣ３（ｍ）に対する実回転角θｓ（ｍ）を演算する。
図４に戻り、回転角演算部３８は、第１のカウント値Ｃ１と、第２のカウント値Ｃ２と、第３のカウント値Ｃ３と、補正テーブルＴＡとを用いて、左転舵アクチュエータ４Ｌの出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算する。
図１０は、回転角演算部３８によって実行される回転角演算処理の手順を示すフローチャートである。
ＥＣＵ２０の電源がオンされると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、回転角演算部３８は、第１のカウント値Ｃ１が零になるまで、電動モータ４１Ｌを所定方向に回転させる(ステップＳ２)。この際、回転角演算部３８は、駆動回路制御部３９を介して電動モータ４１Ｌを回転駆動させる。
ＥＣＵ２０の電源がオンされると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、回転角演算部３８は、第１のカウント値Ｃ１が零になるまで、電動モータ４１Ｌを所定方向に回転させる(ステップＳ２)。この際、回転角演算部３８は、駆動回路制御部３９を介して電動モータ４１Ｌを回転駆動させる。
この後、回転角演算部３８は、第３のカウント値Ｃ３を取得する(ステップＳ３)。そして、補正テーブルＴＡから第３のカウント値Ｃ３に対応する出力軸４２Ｌの実回転角θｓ（ｍ）を読み出す（ステップＳ４）。また、回転角演算部３８は、第２のカウンタ３６をリセット（Ｃ２＝０）する(ステップＳ５)。
次に、回転角演算部３８は、所定の演算周期に相当する所定時間Ｔが経過したか否かを判別する(ステップＳ６)。所定時間Ｔが経過すると(ステップＳ６：ＹＥＳ)、第２のカウント値Ｃ２を取得する。そして、次式(5)に基づいて、出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算する(ステップＳ７)。
次に、回転角演算部３８は、所定の演算周期に相当する所定時間Ｔが経過したか否かを判別する(ステップＳ６)。所定時間Ｔが経過すると(ステップＳ６：ＹＥＳ)、第２のカウント値Ｃ２を取得する。そして、次式(5)に基づいて、出力軸４２Ｌの回転角θｓを演算する(ステップＳ７)。
θｓ＝θｓ（ｍ）＋Ｃ２×｛３６０／（６×１１４×４０９６）｝ …（5）
式(5)において、θｓ（ｍ）は、前記ステップＳ４で読み出された実回転角である。回転角演算部３８は、ステップＳ７で得られた回転角θｓを、駆動回路制御部３９に与える。
この後、回転角演算部３８は、ステップＳ６に戻る。なお、イグニッションキーオフ信号がＥＣＵ２０に入力されると、回転角演算部３８は回転角演算処理を終了する。
式(5)において、θｓ（ｍ）は、前記ステップＳ４で読み出された実回転角である。回転角演算部３８は、ステップＳ７で得られた回転角θｓを、駆動回路制御部３９に与える。
この後、回転角演算部３８は、ステップＳ６に戻る。なお、イグニッションキーオフ信号がＥＣＵ２０に入力されると、回転角演算部３８は回転角演算処理を終了する。
駆動回路制御部３９は、操舵角θｈ、車速Ｖ、回転角演算部３８によって演算された出力軸４２Ｌの回転角θｓ、電流検出部３２によって検出されたモータ電流、第１のカウント値Ｃ１から得られる電動モータ４１Ｌの電気角に基づいて、駆動回路３１を制御する。
駆動回路制御部３９は、例えば、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、所定演算周期毎に左転舵輪３Ｌの転舵角の目標値である目標転舵角θｓ＊を演算する。そして、駆動回路制御部３９は、出力軸４２Ｌの回転角θｓ（左転舵輪３Ｌの実転舵角）が目標転舵角θｓ＊に等しくなるように、駆動回路３１を制御する。
駆動回路制御部３９は、例えば、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、所定演算周期毎に左転舵輪３Ｌの転舵角の目標値である目標転舵角θｓ＊を演算する。そして、駆動回路制御部３９は、出力軸４２Ｌの回転角θｓ（左転舵輪３Ｌの実転舵角）が目標転舵角θｓ＊に等しくなるように、駆動回路３１を制御する。
第２の回転角センサ４５Ｌは、レゾルバから構成されているので、光学式エンコーダに比べて安価であるが検出精度が低い。このため、第２の回転角センサ４５Ｌの出力信号のみに基づいて出力軸４２Ｌの回転角を検出した場合には、出力軸４２Ｌの回転角を高精度に検出できない。
電動モータ４１Ｌのロータの回転角（電気角）は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力から得られる第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される。電動モータ４１Ｌのロータは、減速機４３Ｌを介して出力軸４２Ｌに連結されているので、第１のカウント値Ｃ１の１ＬＳＢに相当する出力軸４２Ｌの回転角は、非常に小さな値（この例では、０．０００１２８°）となる。また、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される電動モータ４１Ｌの回転角に誤差が生じても、その誤差を出力軸４２Ｌの回転角に換算すると、非常に小さな誤差となる。例えば、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される電動モータ４１Ｌのロータの回転角（機械角）に１°の誤差があっても、この実施形態では出力軸４２Ｌ換算すると、１°／１１４＝０．００８７７°と非常に小さな誤差となる。
電動モータ４１Ｌのロータの回転角（電気角）は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力から得られる第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される。電動モータ４１Ｌのロータは、減速機４３Ｌを介して出力軸４２Ｌに連結されているので、第１のカウント値Ｃ１の１ＬＳＢに相当する出力軸４２Ｌの回転角は、非常に小さな値（この例では、０．０００１２８°）となる。また、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される電動モータ４１Ｌの回転角に誤差が生じても、その誤差を出力軸４２Ｌの回転角に換算すると、非常に小さな誤差となる。例えば、第１のカウント値Ｃ１に基づいて演算される電動モータ４１Ｌのロータの回転角（機械角）に１°の誤差があっても、この実施形態では出力軸４２Ｌ換算すると、１°／１１４＝０．００８７７°と非常に小さな誤差となる。
そこで、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基いて第１の回転角センサ４４Ｌの出力の周期を特定できれば、第１の回転角センサ４４Ｌの出力（第１のカウント値Ｃ１）から出力軸４２Ｌの回転角を高精度に検出することが可能となる。しかしながら、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基いて演算される回転角の誤差が大きい場合には、第１の回転角センサ４４Ｌの出力の周期を正しく特定できなくなるおそれがある。
前述の実施形態では、電源オン時に第１のカウント値Ｃ１が所定値（この例では零）になるまで電動モータ４１Ｌが回転される。この後、第３のカウント値Ｃ３が取得され、補正テーブルＴＡから第３のカウント値Ｃ３に対応した実回転角θｓ（ｍ）が読み出される。したがって、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基づいて生成される第３のカウント値Ｃ３に誤差が生じている場合でも、電源オンの直後に出力軸４２Ｌの正確な回転角θｓ（ｍ）を得ることができる。
そして、この後においては、前記実回転角θｓ（ｍ）と第２のカウント値Ｃ２とに基づいて、出力軸４２Ｌの回転角θｓが演算される。第２のカウント値Ｃ２は第１の回転角センサ４４Ｌの出力から演算される出力軸４２Ｌの回転量である。このため、出力軸４２Ｌの回転角θｓを低コストで高精度に検出することができるようになる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、電動モータ４１Ｌ、４１Ｒは、１２極（６極対）のブラシレスモータであるが、極数は任意であってもよい。ただし、電動モータ４１Ｌ、４１Ｒの極数は４極（２極対）以上であることが好ましい。言い換えれば、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒの軸倍角は、２以上であることが好ましい。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、電動モータ４１Ｌ、４１Ｒは、１２極（６極対）のブラシレスモータであるが、極数は任意であってもよい。ただし、電動モータ４１Ｌ、４１Ｒの極数は４極（２極対）以上であることが好ましい。言い換えれば、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒの軸倍角は、２以上であることが好ましい。
前述の実施形態では、第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒの軸倍角は２であるが、第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒの軸倍角は１であってもよい。
前述の実施形態では、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれレゾルバから構成されているが、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれ、レゾルバと同様な２相信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）を出力できる、ホール素子を利用した回転角センサから構成されていてもよい。この場合、図４の第１のＲ／Ｄ変換器３３は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＰＡ、前記Ｂ相信号ＰＢおよび前記Ｚ相信号ＰＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。また、図４の第２のＲ／Ｄ変換器３４は、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＱＡ、前記Ｂ相信号ＱＢおよび前記Ｚ相信号ＱＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。
前述の実施形態では、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれレゾルバから構成されているが、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれ、レゾルバと同様な２相信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）を出力できる、ホール素子を利用した回転角センサから構成されていてもよい。この場合、図４の第１のＲ／Ｄ変換器３３は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＰＡ、前記Ｂ相信号ＰＢおよび前記Ｚ相信号ＰＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。また、図４の第２のＲ／Ｄ変換器３４は、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＱＡ、前記Ｂ相信号ＱＢおよび前記Ｚ相信号ＱＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。
前述の実施形態では、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれレゾルバから構成されているが、第１の回転角センサ４４Ｌ，４４Ｒおよび第２の回転角センサ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれ、レゾルバと同様な２相信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）を出力できる、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）を利用した回転角センサから構成されていてもよい。この場合、図４の第１のＲ／Ｄ変換器３３は、第１の回転角センサ４４Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＰＡ、前記Ｂ相信号ＰＢおよび前記Ｚ相信号ＰＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。また、図４の第２のＲ／Ｄ変換器３４は、第２の回転角センサ４５Ｌの出力に基づいて、前記Ａ相信号ＱＡ、前記Ｂ相信号ＱＢおよび前記Ｚ相信号ＱＺを出力するＡ／Ｄ変換器に置き換えられる。
前述の実施形態では、第３の回転角センサ１０はレゾルバから構成されているが、第３の回転角センサ１０は、ホール素子を利用した回転角センサまたはＭＲ素子を利用した回転角センサから構成されていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
１…車両用操舵装置、２…ステアリングホイール、３Ｌ…左転舵輪、３Ｒ…右転舵輪、４Ｌ…左転舵アクチュエータ、４Ｒ…右転舵アクチュエータ、５Ｌ…左転舵機構、５Ｒ…右転舵機構、２０…ＥＣＵ、３３…第１のＲ／Ｄ変換器、３４…第２のＲ／Ｄ変換器、３５…第１のカウンタ、３６…第２のカウンタ、３７…第３のカウンタ、３８…回転角演算部、４１Ｌ…電動モータ、４２Ｌ…出力軸、４３Ｌ…減速機、４４Ｌ…第１の回転角センサ、４５Ｌ…第２の回転角センサ、６０…不揮発性メモリ
Claims (6)
- 電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含む減速機付きアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサと、
前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサと、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号を生成する第１信号値生成手段と、
前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号を生成する第２信号生成手段と、
前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段と、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量を演算する回転量演算手段と、
前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段とを含み、
前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれレゾルバからなる、回転角検出装置。 - 電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含む減速機付きアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサと、
前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサと、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号を生成する第１信号値生成手段と、
前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号を生成する第２信号生成手段と、
前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段と、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量を演算する回転量演算手段と、
前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段とを含み、
前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれホール素子を利用した回転角センサからなる、回転角検出装置。 - 電動モータと出力軸と前記電動モータのトルクを増幅して前記出力軸に伝達する減速機とを含む減速機付きアクチュエータの前記出力軸の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記電動モータのロータの回転角を検出するための第１の回転角センサと、
前記出力軸の回転角を検出するための第２の回転角センサと、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記電動モータの電気角に応じた第１信号を生成する第１信号値生成手段と、
前記第２の回転角センサの出力信号に基づいて、前記出力軸の回転角に応じた第２信号を生成する第２信号生成手段と、
前記第１信号値が所定値であるときの前記出力軸の回転角を基準回転角として設定する基準回転角設定手段と、
前記第１の回転角センサの出力信号に基づいて、前記基準回転角からの前記出力軸の回転量を演算する回転量演算手段と、
前記基準回転角と前記回転量演算手段によって演算される回転量とに基づいて、前記出力軸の回転角を演算する回転角演算手段とを含み、
前記第１の回転角センサおよび前記第２の回転角センサは、それぞれＭＲ素子を利用した回転角センサからなる、回転角検出装置。 - 前記基準回転角設定手段は、
前記第１信号値が前記所定値となる前記出力軸の回転角度位置毎に、前記第２信号値と前記出力軸の当該回転角度位置に対応した実回転角とを対応付けて記憶したテーブルと、
電源オン時に前記第１信号値が前記所定値となる基準位置まで、前記電動モータを回転させて停止させる位置調整手段と、
前記位置調整手段によって前記電動モータが前記基準位置に停止された状態で前記第２信号値を取得し、取得した前記第２信号値に対応する前記出力軸の実回転角を前記テーブルから読み出して、基準回転角として設定する手段とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置。 - 前記所定値が、前記電動モータの電気角の零度を表す値である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
- 前記第１の回転角センサは、軸倍角が２以上の回転角センサである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015209146 | 2015-10-23 | ||
| JP2015209146 | 2015-10-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017083422A true JP2017083422A (ja) | 2017-05-18 |
Family
ID=58714141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016106666A Pending JP2017083422A (ja) | 2015-10-23 | 2016-05-27 | 回転角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017083422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111121706A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种挖掘机回转角度测量方法、装置和系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08189839A (ja) * | 1994-02-08 | 1996-07-23 | Seiko Epson Corp | 位置検出装置及び位置検出方法 |
| JP2012137310A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Nikon Corp | エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置 |
-
2016
- 2016-05-27 JP JP2016106666A patent/JP2017083422A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08189839A (ja) * | 1994-02-08 | 1996-07-23 | Seiko Epson Corp | 位置検出装置及び位置検出方法 |
| JP2012137310A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Nikon Corp | エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111121706A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种挖掘机回转角度测量方法、装置和系统 |
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