JP3500900B2 - 操舵角検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵系にお
ける操舵角を検出する操舵角検出装置に係り、特に操舵
系の操舵に応じて前輪及び後輪の少なくとも一方を補助
操舵する補助操舵装置や能動型サスペンション等に適用
して好適な操舵角検出装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の操舵角検出装置としては、例えば
特開平２−２９９９７６号公報（以下、単に従来例と称
す）に記載されているものがある。 【０００３】この従来例では、ステアリングシャフトに
固定された円板状のセンサディスクと、車体側に固定さ
れた発光ダイオード及びフォトＩＣで構成される第１セ
ンサ部及び第２センサ部とを備えたハンドル操舵角セン
サと、同様の構成を有するハンドル中立位置検出センサ
とを有し、センサディスクにはその全周にわたって数度
間隔で操舵角検出用スリットが開穴されていると共に、
この操舵角検出用スリットの内側に中立位置検出用スリ
ットが例えば２０°の範囲で開穴され、第１センサ部及
び第２センサ部はセンサディスクの操舵角検出用スリッ
トに対応して半ピッチ間隔で配置されることにより、ハ
ンドル操舵角センサから図１０に示すように位相が９０
°ずれた第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２を
出力し、この方形パルス信号をカウントして操舵角を検
出すると共に、中立位置検出センサで中立位置検出用ス
リットの有無を検出して中立位置を検出するようにした
操舵角検出装置が記載されている。 【０００４】そして、ハンドル中立位置検出センサにつ
いては、同一方向に操舵している状態で中立位置検出用
スリットの一端に到達してオン状態となったときのハン
ドル操舵角センサの操舵角検出値から他端に到達してオ
フ状態となったときのハンドル操舵角センサの操舵角検
出値を減算した値が中立位置検出用スリットの角度に許
容値を加えた許容範囲内であるときに正常であると判断
し、許容範囲外であるときに異常と判断するようにして
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の操舵角検出装置にあっては、第１センサ部及び第２
センサ部から９０°位相のずれた第１及び第２の方形パ
ルス信号Ｐ１及びＰ２が出力されることにより、これら
第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２に基づいて
操舵方向及び操舵角を検出することができるものである
が、第１センサ部及び第２センサ部の何れか一方の系統
に断線等の異常が発生して、方形パルス信号がオフ状態
に固定される状態となると、第１センサ部及び第２セン
サ部の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２に基づいて操舵角を
演算すると、ステアリングホールを操舵しているにも拘
わらず一定値の操舵角が算出されるだけとなり、方形パ
ルス信号の有無からはセンサの異常を検出することがで
きないと共に、第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及び
Ｐ２より細かい周期のパルス信号を検出することができ
ないので、ハンドル中立位置センサのように他のパルス
信号を使用して異常判定を行うこともできず、第１セン
サ部及び第２センサ部が正常であると判断せざるを得な
いという未解決の課題がある。 【０００６】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、操舵角センサの異
常を容易に検出することができると共に、異常が発生し
た操舵角センサを除く他の操舵角センサで操舵角を正確
に求めることができる操舵角検出装置を提供することを
目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る操舵角検出装置は、車両の操舵系に
おける操舵角を検出する操舵角検出装置において、前記
操舵系の操舵角変化に応じて異なる位相の操舵角検出パ
ルス信号を出力する少なくとも３個の操舵角センサと、
所定の設定時間以下の異常検出処理時間内で各操舵角セ
ンサの操舵角検出パルス信号のうち少なくとも２つの操
舵角検出パルス信号の状態変化を検出したときに操舵状
態と判断し、残りの操舵角検出パルス信号で状態変化を
生じない操舵角検出パルス信号があるときに、該当する
操舵角検出パルスを出力した操舵角センサを異常として
検出するセンサ異常検出手段とを備え、前記少なくとも
３個の操舵角センサのうち１つは操舵中立位置を検出す
る中立位置センサを兼ねており、前記所定の設定時間を
中立位置センサの中立位置検出用透孔に対応して設定す
ることを特徴としている。 【０００８】 この請求項１の発明においては、少なく
とも３個の操舵角センサを有し、各操舵角センサから出
力される操舵角検出パルス信号の位相が異なるので、少
なくとも２つの操舵角検出パルス信号が状態変化したと
きに、操舵状態であると判断することができ、この操舵
状態で残りの操舵角検出パルス信号で状態変化を生じな
い操舵角検出パルスがあるときに、その操舵角検出パル
スを出力した操舵角センサ系に断線等の異常が発生した
ものと判断することができる。 【０００９】 また、少なくとも３つの操舵角センサの
うち１つは操舵中立位置を検出する中立位置センサを兼
ねているので、操舵角と操舵中立位置との双方を検出す
ることができる。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、少なくと
も３個の操舵角センサを有し、各操舵角センサから出力
される操舵角検出パルス信号の位相が異なるので、所定
の設定時間以下の異常検出処理時間内で、これらの状態
変化を検出することにより、少なくとも２つの操舵角検
出パルス信号に状態変化を生じたときには、操舵状態で
あると判断することができ、この状態で残りの操舵角検
出パルスで状態変化を生じない操舵角検出パルスが存在
するときにはその操舵角検出パルスを出力した操舵角セ
ンサ系に断線等の異常が発生したものと判断することが
でき、センサ異常を正確に検出することができるという
効果が得られる。 【００１５】 そして、少なくとも３つの操舵角センサ
のうち１つが操舵中立位置を検出する中立位置センサを
兼ねており、前記設定時間を中立位置センサの中立位置
検出用透孔に対応して設定するので、中立位置検出用透
孔に対応する幅広パルスの状態変化を検出することが可
能となり、中立位置センサを操舵角センサとして用いる
ことができると共に、この分部品点数を減少させてコス
ト低減を図ることができるという効果が得られる。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明を後輪操舵装置に適
用した場合の一実施形態を示す概略構成図であり、図
中、１はステアリングホイールであって、このステアリ
ングホイール１はステアリングシャフト２を介して例え
ばラックアンドピニオン式のステアリングギヤ３に連結
されている。 【００１９】ステアリングギヤ３のラック軸は右端がサ
イドロッド４Ｒ及びナックルアーム５Ｒを介して前右輪
６ＦＲに連結され、左端は前輪操舵用パワーシリンダ７
のピストンロッド７ｄを介し、サイドロッド４Ｌ及びナ
ックルアーム５Ｌを介して前左輪６ＦＬに連結されてい
る。 【００２０】前輪操舵用パワーシリンダ７は、ピストン
７ａで画成される左右の圧力室７ｂ，７ｃがステアリン
グシャフト２に取付けられた操舵トルクに応じた油圧を
形成する油圧ブリッジ回路８を介してエンジンによって
駆動される油圧ポンプ９及びリザーバタンク１０に接続
されている。 【００２１】油圧ブリッジ回路８は、４つの流路の夫々
にステアリングホイール１に入力される操舵トルクに応
じてその絞り面積が連続して変化する可変絞り１Ｒ，１
Ｌ，２Ｒ，２Ｌが介挿されており、これら可変絞り１
Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌによって前輪操舵用パワーシリン
ダ７に供給する油圧を制御するコントロールバルブが構
成されている。 【００２２】すなわち、可変絞り１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２
Ｌは、ステアリングホイール１の例えば左方向の操舵に
よって可変絞り１Ｌ，２Ｌの２つが、右方向の操舵によ
って可変絞り１Ｒ，２Ｒの２つが夫々連動し且つ入力さ
れる操舵トルクの大きさに応じてその絞り面積が縮小す
る方向に変化するように構成されている。 【００２３】一方、後輪６ＲＬ，６ＲＲも、前輪操舵系
と同様にサイドロッド１２Ｌ，１２Ｒに連結されたナッ
クルアーム１３Ｌ，１３Ｒによって回動自在に支持され
ており、サイドロッド１２Ｌ，１２Ｒの内端間にタイロ
ッド１４が連結され、このタイロッド１４に後輪操舵用
アクチュエータ１５が連結されている。 【００２４】この後輪操舵用アクチュエータ１５は、電
動モータ１６の回転力をタイロッド１４の移動方向に変
換する減速機構１７と、タイロッド１４をセンタリング
するスプリング機構１８とで構成されている。 【００２５】減速機構１７は、図示しないが電動モータ
１６の出力軸に取付けられた駆動歯車と、タイロッド１
４の外周面に形成されたボールねじに螺合し且つ回動の
み可能なボールナットと、このボールナットに同軸に固
定され且つ駆動歯車に噛合する従動歯車とを少なくとも
備えている。 【００２６】また、ステアリングシャフト２には、ステ
アリングホイール１の回転角即ち操舵角を検出する操舵
角検出機構２０が取付けられている。この操舵角検出機
構２０は、図２に示すように、ステアリングシャフト２
に固定された円板状のセンサディスク２１と、このセン
サディスク２１に対向して配設された第１の操舵角セン
サ２２Ａ、第２の操舵角センサ２２Ｂ、第３の操舵角セ
ンサ２２Ｃ及び中立位置センサ２４とで構成されてい
る。 【００２７】ここで、センサディスク２１には、その外
周側の同心円上に全周にわたって数度間隔で操舵角検出
用透孔２１ａが穿設されていると共に、その内側に同心
的に例えば２０°程度の範囲で中立位置検出用透孔２１
ｂが穿設されている。 【００２８】また、第１〜第３の操舵角センサ２２Ａ〜
２２Ｃと中立位置センサ２４とは、夫々センサディスク
２１を挟んで対向する発光ダイオード及びフォトトラン
ジスタを有するフォトインタラプタで構成され、このう
ち第１〜第３の操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃは、センサ
ディスク２１の操舵角検出用透孔２１ａに対向する任意
の位置にセンサディスク２１の回転によって６０°の位
相差を有する操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３を出力す
るように並設され、中立位置センサ２４は、ステアリン
グホイール１が直進状態を表す中立位置にあるときに中
立位置検出用透孔２１ｂの円周方向の略中心位置に配設
されている。 【００２９】また、後輪操舵用アクチュエータ１５の電
動モータ１６には、その回転角を検出する位相差を有す
る２つのパルス信号を出力するエンコーダで構成される
モータ回転角センサ２５が配設され、この回転角センサ
２５から出力される２つのパルス信号が回転角計測回路
２６に入力され、この回転角計測回路２６で回転方向を
弁別して加算パルス及び減算パルスを形成し、これらを
アップダウンカウンタで加減算してディジタル値の現在
モータ回転角θ_MPを出力する。 【００３０】そして、後輪操舵用アクチュエータ１５を
構成する電動モータ１６が後輪操舵用コントローラ３０
によって駆動制御される。この後輪操舵用コントローラ
３０は、ＣＰＵ，メモリ等を内蔵したマイクロコンピュ
ータ等を含んで構成され、その入力側に車速を検出する
車速センサ２８、前記３組の操舵角センサ２２Ａ〜２２
Ｃ及び中立位置センサ２４、電動モータ１６の出力軸に
設けられたモータ回転角センサ２５の値を計数する回転
角計測回路２６が接続され、出力側に電動モータ１６を
駆動するモータ駆動回路２７が接続されている。 【００３１】そして、後輪操舵用コントローラ３０は、
操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃのうちの何れか２つの操舵
角検出パルス信号に基づいて操舵方向及び操舵角を検出
すると共に、中立位置センサ２４の検出信号に基づいて
中立位置を検出し、且つ操舵角と車速センサ２８の車速
検出値Ｖとに基づいて所定の演算処理を行って後輪目標
操舵角θ_RTを算出し、この後輪目標操舵角θ_RTをモータ
目標回転角θ_MTに変換し、このモータ目標回転角θ_MTと
回転角計測回路２６からの現在モータ回転角θ _MPとの偏
差εに応じたモータ制御信号ＳＭとモータ回転方向信号
ＳＤとをモータ駆動回路２７に出力する。 【００３２】次に、上記実施形態の動作を後輪操舵用コ
ントローラ３０で実行する後輪操舵制御処理の一例を示
す図３〜図５のフローチャートを伴って説明する。この
図３の後輪操舵制御処理は、キースイッチがオン状態と
なることにより、メインプログラムとして実行開始さ
れ、先ず、ステップＳ１で、メモリに記憶されている現
在の前輪操舵角θ_F を読出し、次いでステップＳ２に移
行して車速センサ２８の車速検出値Ｖを読込み、次いで
ステップＳ３に移行して、前輪操舵角θ_F 及び車速検出
値Ｖとに基づいて下記（１）式に従って後輪目標操舵角
θ_RTを算出する。 【００３３】θ_RT＝Ｋ・θ_F …………（１） Ｋ＝（ｂＬＣ_F Ｃ_R −ａＭＣ_F Ｖ² ）／（ａＬＣ_F Ｃ_R
−ｂＭＣ_F Ｖ² ） ここで、ａは前輪及び重心点間距離、ｂは後輪及び重心
点間距離、Ｌはホイールベース、Ｃ_F は前輪コーナリン
グパワー、Ｃ_R は後輪コーナリングパワー、Ｍは車両質
量である。 【００３４】この（１）式から明らかなように、後輪目
標操舵角θ_RTは、車速検出値Ｖが所定車速未満であると
きには、車両の旋回性能が向上するように、後輪の操舵
方向が前輪のそれと逆方向になり、また車速検出値Ｖが
所定車速以上となると、車両の走行安定性を向上させる
ように後輪の転舵方向が前輪のそれと同方向となるよう
に設定される。 【００３５】次いで、ステップＳ４に移行して、上記ス
テップＳ３で算出した後輪目標操舵角θ_RTをもとに例え
ばメモリに予め記憶された後輪目標操舵角θ_RTと電動モ
ータ１６の目標回転角θ_M との関係を表す記憶テーブル
を参照して電動モータ１６の目標モータ回転角θ_MTを算
出し、次いでステップＳ５に移行して、メモリに記憶さ
れている現在のモータ回転角θ_MPを読込み、次いで、ス
テップＳ６に移行して、目標モータ回転角θ_MTから現在
モータ回転角θ_MPを減算して両者の偏差εを算出してか
らステップＳ７に移行する。 【００３６】このステップＳ７では、ＰＩＤ制御を行う
ために、偏差εをもとに下記（２）式の演算を行って目
標電流値Ｉ_T を算出し、これをメモリの所定記憶領域に
更新記憶する。 【００３７】 Ｉ_T ＝〔Ｋ₁ ＋（１／Ｓ）Ｋ₂ ＋Ｓ・Ｋ₃ 〕ε …………（２） ここで、Ｋ₁ は比例ゲイン、Ｋ₂ は積分ゲイン、Ｋ₃ は
微分ゲイン、Ｓはラプラス演算子である。 【００３８】次いで、ステップＳ８に移行して、左切り
か否かを判定する。この判定は、前回の目標モータ回転
角θ_MT(n-1) と今回の目標モータ回転角θ_MT(n) とを比
較することにより行い、θ_MT (n) ＞θ_MT(n-1) であると
きには左切りと判断してステップＳ９に移行し、回転方
向信号ＳＤを左切りを表す論理値“１”に設定してから
ステップＳ１１に移行し、θ_MT (n) ≦θ_MT(n-1) である
ときには右切りと判断してステップＳ１０に移行し、回
転方向信号ＳＤを右切りを表す論理値“０”に設定して
からステップＳ１１に移行する。 【００３９】ステップＳ１１では、目標電流値Ｉ_T に応
じた電流指令値のモータ制御信号ＳＭ及び回転方向信号
ＳＤをモータ駆動回路２７に出力して後輪側アクチュエ
ータ１５を駆動制御してから前記ステップＳ１に戻る。 【００４０】また、後輪操舵用コントローラ３０は、所
定時間（例えば１０ｍｓｃ）毎に図４のセンサ異常検出
処理を実行する。このセンサ異常検出処理は、先ずステ
ップＳ２１で、各操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３を読
込み、次いでステップＳ２２に移行して、第１の操舵角
検出パルス信号Ｐ１の状態が論理値“０”であるか否か
を判定し、論理値“０”であるときにはステップＳ２３
に移行して、前回値が論理値“１”であるか否かを判定
し、前回値が論理値“１”であるときには信号が論理値
“１”から論理値“０”に立ち下がる状態変化であると
判断してステップＳ２４に移行する。 【００４１】このステップＳ２４では、状態変化検出フ
ラグＦ１を第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１に信号が立
ち下がる状態変化を生じたことを表す“１”にセットし
てからステップＳ２５に移行する。 【００４２】このステップＳ２５では、ステップＳ２１
で読込んだ各操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３の状態を
夫々メモリに形成された前回値記憶領域に更新記憶して
からステップＳ３３に移行する。 【００４３】一方、ステップＳ２２の判定結果が第１の
操舵角検出パルス信号Ｐ１の状態が論理値“１”である
とき及びステップＳ２３の判定結果が前回値が論理値
“０”であるときにはステップＳ２６に移行して、第２
の操舵角検出パルス信号Ｐ２の状態が論理値“０”であ
るか否かを判定し、論理値“０”であるときにはステッ
プＳ２７に移行して、前回値が論理値“１”であるか否
かを判定し、前回値が論理値“１”であるときには信号
が立ち下がる状態変化であると判断してステップＳ２８
に移行する。 【００４４】このステップＳ２８では、状態変化検出フ
ラグＦ２を第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２に信号が立
ち下がる状態変化を生じたことを表す“１”にセットし
てから前記ステップＳ２５に移行する。 【００４５】また、ステップＳ２６の判定結果が第２の
操舵角検出パルス信号Ｐ２の状態が論理値“１”である
とき及びステップＳ２７の判定結果が前回値が論理値
“０”であるときにはステップＳ３０に移行して、第３
の操舵角検出パルス信号Ｐ３の状態が論理値“０”であ
るか否かを判定し、論理値“０”であるときにはステッ
プＳ３１に移行して、前回値が論理値“１”であるか否
かを判定し、前回値が論理値“０”であるときにはその
まま前記ステップＳ２５に移行し、前回値が論理値
“１”であるときには信号が立ち下がる状態変化である
と判断してステップＳ３２に移行する。 【００４６】このステップＳ３２では、状態変化検出フ
ラグＦ３を第３の操舵角検出パルス信号Ｐ３に信号が立
ち下がる状態変化を生じたことを表す“１”にセットし
てから前記ステップＳ２５に移行する。 【００４７】さらに、ステップＳ３０の判定結果が第３
の操舵角検出パルス信号Ｐ３が論理値“１”であるとき
にはそのまま前記ステップＳ２５に移行する。ステップ
Ｓ３３では、状態変化検出フラグＦ１〜Ｆ３を所定時間
毎にリセットするための経過時間Ｔ_R をインクリメント
し、次いでステップＳ３４に移行して、経過時間Ｔ_R が
予め少なくとも第１〜第３の操舵角検出パルス信号Ｐ１
〜Ｐ３が一巡する時間以上に設定された設定時間Ｔ_X を
越えたか否かを判定し、Ｔ_R ≦Ｔ_X であるときにはその
ままタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰
し、Ｔ_R ＞Ｔ_X であるときにはステップＳ３５に移行す
る。 【００４８】このステップＳ３５では、第１の操舵角検
出パルス信号Ｐ１に対応する状態変化検出フラグＦ１が
“１”にセットされているか否かを判定し、これが
“１”にセットされているときにはステップＳ３６に移
行して、第３の操舵角検出パルス信号Ｐ３に対応する状
態変化検出フラグＦ３が“１”にセットされているか否
かを判定し、これが“１”にセットされているときには
ステップＳ３７に移行して、第２の操舵角検出パルス信
号Ｐ２に対応する状態変化検出フラグＦ２が“１”にセ
ットされているか否かを判定し、これが“１”にセット
されているときには全ての操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃ
が正常であると判断してステップＳ３８に移行する。 【００４９】このステップＳ３８では、操舵角センサ２
２Ａ及び２２Ｂの操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２を
選択し、Ｐｉ＝Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ２として選定し、次いで
ステップＳ３９に移行して状態変化検出フラグＦ１〜Ｆ
３の全てを“０”にリセットし、次いでステップＳ４０
に移行して経過時間Ｔ_R を“０”にクリアしてからタイ
マ割込処理を終了してメインプログラムに復帰する。 【００５０】また、前記ステップＳ３７の判定結果が状
態変化検出フラグＦ２が“０”にリセットされていると
きには、操舵角センサ２２Ｂが異常状態であると判断し
てステップＳ４１に移行し、残りの２つの操舵角センサ
２２Ａ及び２２Ｃの操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ３
を選択し、Ｐｉ＝Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ３として選定してから
前記ステップＳ３９に移行する。 【００５１】さらに、前記ステップＳ３６の判定結果
が、状態変化検出フラグＦ３が“０”にリセットされて
いるときにはステップＳ４２に移行して、前記ステップ
Ｓ３７と同様に状態変化検出フラグＦ２が“１”にセッ
トされているか否かを判定し、これが“１”にセットさ
れているときには第３の操舵角センサ２２Ｃが異常状態
であると判断して前記ステップＳ３８に移行し、“０”
にリセットされているときには操舵角変化がないものと
判断して前記ステップＳ３９に移行する。 【００５２】なおさらに、前記ステップＳ３５の判定結
果が状態変化検出フラグＦ１が“０”にリセットされて
いるときにはステップＳ４３に移行して、状態変化検出
フラグＦ３が“１”にセットされているか否かを判定
し、これが“０”にリセットされているときには操舵角
変化がないものと判断して直接前記ステップＳ３９に移
行し、“１”にセットされているときにはステップＳ４
４に移行する。 【００５３】このステップＳ４４では、状態変化検出フ
ラグＦ２が“１”にセットされているか否かを判定し、
これが“０”にリセットされているときには操舵角変化
がないものと判断して直接前記ステップＳ３９に移行
し、“１”にセットされているときには操舵角センサ２
２Ａが異常状態である判断してステップＳ４５に移行す
る。 【００５４】このステップＳ４５では、操舵角センサ２
２Ｂ及び２２Ｃの操舵角検出パルス信号Ｐ２及びＰ３を
選択し、Ｐｉ＝Ｐ２，Ｐｊ＝Ｐ３として選定してから前
記ステップＳ３９に移行する。 【００５５】さらに、後輪操舵用コントローラ３０は、
所定時間（例えば１０ｍｓｃ）毎に図５の操舵角演算処
理を実行する。この図５の操舵角演算処理は、先ず、ス
テップＳ５１で上記図４のセンサ異常検出処理で選択さ
れた２つの操舵角検出パルス信号Ｐｉ及びＰｊを読込
み、次いでステップＳ５２に移行して、一方の操舵角検
出パルス信号Ｐｉが論理値“０”であるか否かを判定
し、論理値“０”であるときにはステップＳ５３に移行
する。 【００５６】このステップＳ５３では、メモリに記憶さ
れている操舵角検出パルス信号Ｐｉの前回値が論理値
“１”であるか否かを判定し、論理値“０”であるとき
には状態変化が生じていないものと判断して後述するス
テップＳ５６にジャンプし、論理値“１”であるときに
は、信号立ち下がりの状態変化を生じたものと判断して
ステップＳ５４に移行する。 【００５７】このステップＳ５４では、他方の操舵角検
出パルス信号Ｐｊが論理値“１”であるか否かを判定
し、論理値“１”であるときには左旋回状態であると判
断してステップＳ５５に移行し、メモリに形成した操舵
角検出値θ_D を表すカウンタのカウント値を“１”だけ
カウントアップし、次いでステップＳ５６に移行して操
舵角検出パルス信号Ｐｉの状態をメモリに形成した前回
値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了し
てメインプログラムに復帰する。 【００５８】また、ステップＳ５３の判定結果が前回値
が論理値“０”であるとき及びステップＳ５４の判定結
果が他方の操舵角検出パルス信号Ｐｊが論理値“０”で
あるときには直接前記ステップＳ５６に移行する。 【００５９】一方、前記ステップＳ５２の判定結果が操
舵角検出パルス信号Ｐｉが論理値“１”であるときに
は、ステップＳ５７に移行して、前回値が論理値“０”
であるか否かを判定し、論理値“１”であるときには直
接前記ステップＳ５６に移行し、論理値“０”であると
きには信号立ち上がり時であると判断してステップＳ５
８に移行する。 【００６０】このステップＳ５８では、他方の操舵角検
出パルス信号Ｐｊが論理値“１”であるか否かを判定
し、これが論理値“０”であるときには直接前記ステッ
プＳ５６に移行し、論理値“１”であるときには右旋回
状態であると判断してステップＳ５９に移行し、前記メ
モリに形成したカウンタのカウント値を“１”だけカウ
ントダウンしてから前記ステップＳ５６に移行する。 【００６１】さらにまた、後輪操舵用コントローラ３０
は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に図６の前輪操
舵角演算処理を実行する。この前輪操舵角演算処理は、
先ず、ステップＳ６１で前回の割込周期において演算さ
れメモリの所定記憶領域に記憶されている疑似中立位置
としての移動平均値θ_CA及び本来の中立位置の値θ_C を
読出し、次いでステップＳ６２に移行して前記図５の操
舵角演算処理で設定された操舵角θ_D を読込む。 【００６２】次いで、ステップＳ６３に移行して、下記
（４）式の演算を行って移動平均値θ_CAを算出し、これ
をメモリの移動平均値記憶領域に更新記憶する。 θ_CA＝θ_CA−θ_C ／１００＋θ_D ／１００ …………（４） このステップＳ６３の演算は１００個の操舵角の移動平
均を求めることに相当する。 【００６３】次いで、ステップＳ６４に移行して、中立
位置センサ２４の中立位置検出信号ＰＮが“１”である
か否かを判定し、中立位置検出信号ＰＮが論理値“１”
であるときには、ステアリングホイール１が直進走行状
態を表す略中立位置にあって、前記ステップＳ６３で算
出した移動平均値θ_CAが正確に中立位置を表していると
判断して、ステップＳ６５に移行して移動平均値θ_CAを
中立位置θ_C としてメモリの所定記憶領域に更新記憶し
てからステップＳ６６に移行する。 【００６４】一方、ステップＳ６４の判定結果が中立位
置信号ＰＮが論理値“０”であるときにはステアリング
ホイール１が中立位置にはないものと判断してメモリの
所定記憶領域に記憶されている中立位置を更新すること
なく直接ステップＳ６６に移行する。 【００６５】ステップＳ６６では、ステップＳ６３で算
出した移動平均値θ_CA及びステップＳ６２で読出した操
舵角θ_D からメモリの中立位置記憶領域に記憶されてい
る中立位置θ_C を減算した値を前輪操舵角θ_F としてメ
モリの前輪操舵角記憶領域に更新記憶して処理を終了し
て所定のメインプログラムに復帰する。 【００６６】ここで、前輪操舵角θ_F は値が正であれば
右切り、負であれば左切りであることを示す。したがっ
て、今、車両が前回の操舵時に各操舵角検出パルス信号
Ｐ１〜Ｐ３が正常であって、Ｐｉ＝Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ２が
設定され且つ直進走行状態に応じた中立位置θ_C が設定
されている状態で、ステアリングホイール１を中立位置
とした非操舵状態で直進走行しているものとする。この
直進走行状態で、例えば図７の時点ｔ₀ で示すように、
第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１及び第２の操舵角検出
パルス信号Ｐ２が論理値“１”で第３の操舵角検出パル
ス信号Ｐ３が論理値“０”となっているものとすると、
これら操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３に状態変化を生
じないので、図４のセンサ異常検出処理が実行されたと
きに、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２６，Ｓ３０及びＳ
３１を経てステップＳ２５に移行することになり、状態
変化検出フラグＦ１〜Ｆ３の何れもが“０”にリセット
された状態を維持する。 【００６７】このため、経過時間Ｔ_R がインクリメント
されて設定値Ｔ_X を越える状態となったときに、ステッ
プＳ３４からステップＳ３５に移行するが、状態変化検
出フラグＦ１〜Ｆ３が“０”にリセットされた状態であ
るので、ステップＳ４３で操舵状態ではないと判断して
ステップＳ３９に移行して、状態変化検出フラグＦ１〜
Ｆ３を“０”にリセットし、経過時間Ｔ_R を“０”にク
リアすることになり、前回の操舵時に設定されたＰｉ＝
Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ２が維持される。 【００６８】したがって、図５の操舵角演算処理が実行
されたときには、第１及び第２の操舵角検出パルス信号
Ｐ１及びＰ２に立ち下がり状態となる状態変化を生じな
いので、カウンタのカウント値でなる操舵角検出値θ_D
は中立位置θ_C と略等しい状態を維持する。 【００６９】そして、図６の前輪操舵角演算処理が実行
されたときには、操舵角検出値θ_Dが中立位置θ_C と略
等しいことからステップＳ６３で算出される移動平均値
θ_CAも変化せず、さらに中立位置センサ２４の中立位置
検出信号ＰＮが論理値“１”となっているので、移動平
均値θ_CAが中立位置θ_C として設定され、操舵角検出値
θ_D から中立位置θ_C を減算した前輪操舵角θ_F は略零
となる。 【００７０】これに応じて、図３の後輪操舵制御処理が
実行されたときに、算出される後輪目標操舵角θ_RTが略
零となり、電動モータ１６に対する目標電流Ｉ_T も零と
なって電動モータ１６が停止状態にある。 【００７１】この直進走行状態からステアリングホイー
ル１を右切りして右旋回状態に移行すると、操舵角セン
サ２２Ａ〜２２Ｃが共に正常であるときには、ステアリ
ングホイール１の左切りに応じて操舵角センサ２２Ａ〜
２２Ｃから図７に示すように夫々６０°の位相差を有す
る第１〜第３の操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３が出力
される。 【００７２】そして、図７の時点ｔ₁ で第１の操舵角検
出パルス信号Ｐ１が立ち下がると、その後に図４のセン
サ異常検出処理が実行されたときにステップＳ４２から
ステップＳ４３を経てステップＳ２４に移行して、状態
変化検出フラグＦ１が“１”にセットされると共に、現
在の各操舵角検出パルス信号Ｐ１，Ｐ２及びＰ３の状態
即ちＰ１＝“０”，Ｐ２＝“１”及びＰ３＝“１”が前
回値記憶領域に更新記憶される。 【００７３】この時点ｔ₁ で、経過時間Ｔ_R が例えば
“０”にクリアされているものとすると、ステップＳ３
３で経過時間Ｔ_R がインクリメントされてＴ_R ＝１とな
るが、設定値Ｔ_X より小さい値であるので、そのままタ
イマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰する。 【００７４】その後、時点ｔ₂ までは各操舵角検出パル
ス信号Ｐ１〜Ｐ３に状態変化を生じないので、図４の処
理が実行されたときにステップＳ２１〜Ｓ２３，Ｓ２
６，Ｓ３０，ステップＳ２５を経てステップＳ３３に移
行し、経過時間Ｔ_R をインクリメントしてからステップ
Ｓ３４を経てタイマ割込処理を終了することを繰り返
す。 【００７５】そして、時点ｔ₂ で図７に示すように第２
の操舵角検出パルス信号Ｐ２が立ち下がると、同様に図
４の処理が実行されたときにステップＳ２６，Ｓ２７を
経てステップＳ４８に移行し、状態変化検出フラグＦ２
が“１”にセットされる。 【００７６】このときでも経過時間Ｔ_R は設定値Ｔ_X よ
り小さい値となるので、そのままタイマ割込処理を終了
する。その後、時点ｔ₃ で図７に示すように第３の操舵
角検出パルス信号Ｐ３が立ち下がると、図４の処理が実
行されたときにステップＳ３０，Ｓ３１を経てステップ
Ｓ３２に移行し、状態変化検出フラグＦ３が“１”にセ
ットされる。 【００７７】このときでも経過時間Ｔ_R は設定値Ｔ_X よ
り小さい値となるので、そのままタイマ割込処理を終了
する。その後、時点ｔ₄ で経過時間Ｔ_R が設定値Ｔ_X を
越える状態となると、図４の処理において、ステップＳ
３４からステップＳ３５に移行し、状態変化検出フラグ
Ｆ１〜Ｆ３の全てが“１”にセットされているので、各
操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃが正常であると判断してス
テップＳ３６，Ｓ３７を経てステップＳ３８に移行し、
操舵角センサ２２Ａ及び２２Ｂを選択し、Ｐｉ＝Ｐ１，
Ｐｊ＝Ｐ２に設定し、次いで、ステップＳ３９に移行し
て各状態変化検出フラグＦ１〜Ｆ３を“０”にリセット
すると共に、ステップＳ４０で経過時間Ｔ_R を“０”に
クリアしてからタイマ割込処理を終了する。 【００７８】このため、図５の操舵角演算処理が実行さ
れたときに、直進操舵状態と同様に第１及び第２の操舵
角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２に基づく演算が行われ、
図７の時点ｔ₁ 直後に図５の処理が実行されたときに、
ステップＳ５２及びステップＳ５３で第１の操舵角検出
パルス信号Ｐ１の立ち下がり状態変化が検出され、第２
の操舵角検出パルス信号Ｐ２が論理値“１”であるの
で、ステップＳ５５に移行して、カウンタのカウント値
をカウントアップすることにより、操舵角検出値θ_D が
インクリメントされ、これに応じて図６で算出される前
輪操舵角θ_F が右切りを表すように正方向に増加され
る。 【００７９】この前輪操舵角θ_F の増加によって、図３
の後輪操舵制御処理において、前輪操舵角θ_F 及び車速
検出値Ｖに基づいて後輪目標操舵角θ_RTが算出され、こ
れに応じたモータ電流Ｉ_T が算出されることにより、回
転方向信号ＳＤ及びモータ制御信号ＳＭがモータ駆動回
路２７に出力されて電動モータ１６が例えば正転駆動さ
れて好適な後輪操舵制御が行われる。 【００８０】また、直進走行状態からステアリングホイ
ール１を左切りして左旋回状態に移行した場合には、各
操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３が図８に示すように、
前述した右旋回状態とは逆に第３の操舵角検出パルス信
号Ｐ３から第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１に向かうに
従って６０°づつ位相が遅れることになる。 【００８１】そして、時点ｔ₁₁で第１の操舵角検出パル
ス信号Ｐ１が論理値“０”から論理値“１”に立ち上が
る状態変化が生じると、その直後に図５の処理が実行さ
れたときに、ステップＳ５２からステップＳ５７に移行
し、前回値が論理値“０”であるので、ステップＳ５８
に移行し、第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２が論理値
“１”であるので左切りと判断してステップＳ５９に移
行し、カウンタをカウントダウンすることにより操舵角
検出値θ_D をデクリメントされ、これに応じて図６で算
出される前輪操舵角θ_F が左切りを表すように負方向に
増加される。 【００８２】この前輪操舵角θ_F の負方向への増加によ
って、図３の後輪操舵制御処理において、前輪操舵角θ
_F 及び車速検出値Ｖに基づいて後輪目標操舵角θ_RTが算
出され、これに応じたモータ電流Ｉ_T が算出されること
により、回転方向信号ＳＤ及びモータ制御信号ＳＭがモ
ータ駆動回路２７に出力されて電動モータ１６が逆転駆
動されて好適な後輪操舵制御が行われる。 【００８３】ところが、前述した右旋回状態で、図９に
示すように、第２の操舵角センサ２２Ｂの系統に時点ｔ
₂₁で断線等の異常が発生して、第２の操舵角検出パルス
信号Ｐ２が論理値“０”の状態に固定されたときには、
図４のセンサ異常検出処理が実行されたときに、例えば
時点ｔ₂₂で経過時間Ｔ_R が設定値Ｔ_X を越えて、ステッ
プＳ３４からステップＳ３５に移行し、このときには各
状態変化検出フラグＦ１〜Ｆ３が“１”にセットされて
いるので、各操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃが正常である
と判断されて、第１及び第２の操舵角検出パルス信号Ｐ
１及びＰ２が操舵角算出用に選択されてから状態変化検
出フラグＦ１〜Ｆ３が“０”にリセットされる。 【００８４】このため、次の異常検出周期では、時点ｔ
₂₃で第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１が立ち下がり状態
変化を生じるので、状態変化検出フラグＦ１が“１”に
セットされるが、第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２につ
いては本来時点ｔ₂₄で立ち下がり状態変化を生じるもの
であるが、論理値“０”に固定されているため、状態変
化を生じることがなく、状態変化検出フラグＦ２は経過
時間Ｔ_R が設定値Ｔ_Xを越える時点ｔ₂₆まで“０”にリ
セットされた状態を維持し、さらに第３の操舵角検出パ
ルス信号Ｐ３については時点ｔ₂₅で立ち下がり状態変化
を生じるので、状態変化検出フラグＦ３が“１”にセッ
トされる。 【００８５】したがって、時点ｔ₂₆で経過時間Ｔ_R が設
定値Ｔ_X を越えたときに、ステップＳ３４からステップ
Ｓ３５に移行し、状態変化検出フラグＦ１は“１”にセ
ットされているので、ステップＳ３６に移行し、状態検
出フラグＦ３も“１”にセットされているので、ステッ
プＳ３７に移行するが、状態検出フラグＦ２は“０”に
リセットされたままであるので、第２の操舵角センサ２
２Ｂが異常状態となったものと判断してステップＳ４１
に移行し、異常状態となった第２の操舵角センサ２２Ｂ
を除く正常な第１及び第３の操舵角検出パルス信号Ｐ１
及びＰ３を選択し、Ｐｉ＝Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ３として設定
する。 【００８６】このため、図５の操舵角演算処理が実行さ
れたときに、正常な第１及び第３の操舵角検出パルス信
号Ｐ１及びＰ３に基づいて操舵角検出値θ_D が算出さ
れ、正確な操舵角検出値θ_D を算出することができ、図
６で算出される前輪操舵角θ_Fも正確な値となり、図３
の後輪操舵制御処理を好適に継続することができ、良好
な走行安定性を確保することができる。 【００８７】因みに、正常な第１の操舵角検出パルス信
号Ｐ１と異常状態の第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２と
に基づいて図５の操舵角演算処理を実行したときには、
第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１の立ち上がり状態変化
及び立ち下がり状態変化の何れの時点においても第２の
操舵角検出パルス信号Ｐ２が論理値“０”の状態を維持
するので、ステップＳ５５及びステップＳ５９に移行す
ることなく直接ステップＳ５６に移行することになり、
カウンタのカウント値でなる操舵角検出値θ_Dはステア
リングホイール１の操舵に拘わらず一定値を維持するこ
とになり、実際の操舵角に対して大きなずれを生じるこ
とになり、図３の後輪操舵制御処理を好適に実行するこ
とができなくなる。 【００８８】また、第１の操舵角センサ２２Ａが断線等
の異常状態となって第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１が
論理値“０”に固定される状態となったときには、図４
のセンサ異常検出処理で状態変化検出フラグＦ１のみが
“０”にリセットされた状態を継続し、残りの状態変化
検出フラグＦ２及びＦ３が“１”にセットされるので、
経過時間Ｔ_R が設定値Ｔ_X を越えたときに、ステップＳ
３５からステップＳ４３に移行し、ステップＳ４４を経
てステップＳ４５に移行して、正常な第２及び第３の操
舵角検出パルス信号Ｐ２及びＰ３が選択され、Ｐｉ＝Ｐ
２，Ｐｊ＝Ｐ３として設定されて、正常な操舵角演算処
理及び後輪操舵制御処理を行うことができる。 【００８９】同様に、第３の操舵角センサ２２Ｃが弾性
等の異常状態となって第３の操舵角検出パルス信号Ｐ３
が論理値“０”に固定される状態となったときには、図
４のセンサ異常検出処理で状態変化検出フラグＦ３のみ
が“０”にリセットされた状態を継続し、残りの状態変
化検出フラグＦ１及びＦ２が“１”にセットされるの
で、経過時間Ｔ_R が設定値Ｔ_X を越えたときに、ステッ
プＳ３５からステップＳ３６に移行し、ステップＳ４２
を経てステップＳ３８に移行して、正常な第１及び第２
の操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２が選択され、Ｐｉ
＝Ｐ１，Ｐｊ＝Ｐ２として設定されて、正常な操舵角演
算処理及び後輪操舵制御処理を行うことができる。 【００９０】なお、上記実施形態においては、操舵角検
出機構２０のセンサディスク２１の操舵角検出用透孔２
１ａに対して第１〜第３の操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃ
を対向させた場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、図１０に示すように、センサディスク
２１に円周方向の位相が６０°分ずれた３組の操舵角検
出用透孔４１ａ〜４１ｃを同心円上に設け、これらの夫
々に対して第１〜第３の操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃを
対向配置することにより、図７及び図８と同一の操舵角
検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３を得ることもできる。 【００９１】さらには、図１１に示すように、図２のセ
ンサディスク２１の中立位置検出用透孔２１ｂと同心円
上に操舵角検出用透孔２１ａに対応する操舵角検出用透
孔７２を穿設し、中立位置センサ２４の中立位置信号Ｐ
Ｎを第３の操舵角検出パルス信号Ｐ３として使用するこ
ともでき、この場合には、図１２に示すように、中立位
置信号ＰＮがステアリングホイール１の中立位置で幅広
の中立位置検出用透孔２１ｂに対応する幅広のパルスと
なるので、この幅広のパルスが到来したときに異常と判
断することを避けるために、図４のセンサ異常検出処理
における経過時間Ｔ_R の設定値Ｔ_X を幅広パルスの立ち
上がり状態変化及び立ち下がり状態変化を検出できるよ
うに十分長く時間に設定することが好ましい。この場合
には中立位置センサ２４を操舵角検出用に共用すること
ができるので、センサ数を減少させてコストを低減する
ことができる。 【００９２】また、上記実施形態においては、センサ異
常を検出するために第１〜第３の操舵角検出パルス信号
Ｐ１〜Ｐ３の立ち下がり状態変化を検出する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、立ち上
がり状態変化を検出するようにしてもよく、さらには、
立ち上がり及び立ち下がりの双方の状態変化を検出する
ようにしてもよい。 【００９３】さらに、上記実施形態においては、第１〜
第３の操舵角検出パルス信号Ｐ１〜Ｐ３の位相差が全て
等しい場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、全て異なる位相差とすることもでき、任意の
位相差を設定することができる。 【００９４】さらにまた、上記実施形態においては、操
舵角検出値θ_D を図５の演算処理によって算出するよう
にした場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、他の演算処理によって算出するようにしても
よく、さらには論理回路によって算出するようにしても
よい。 【００９５】なおさらに、上記実施形態においては、操
舵角センサとして操舵角検出用透孔を使用した透過式の
光学センサを適用した場合について説明したが、これに
限らず反射式の光学センサを適用することもでき、また
光学式センサに限らずホール素子等の磁気的に操舵角を
検出するセンサ等の非接触センサを適用することができ
る。 【００９６】また、上記実施形態においては、中立位置
センサ２４を設けて中立位置を補正する場合について説
明したが、これを省略して、操舵角検出値θ_D の移動平
均による移動平均値を中立位置として設定するようにし
てもよい。 【００９７】さらに、上記実施形態においては、３個の
操舵角センサ２２Ａ〜２２Ｃを設けた場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、４個以上の操
舵角センサを設けるようにしてもよい。 【００９８】さらにまた、上記実施形態においては、本
発明を後輪操舵制御装置に適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、電気自動車用の
電動式パワーステアリングや他の操舵角を使用する装置
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であ
る。 【図２】操舵角検出機構の一例を示す構成図である。 【図３】後輪操舵用コントローラの後輪操舵制御処理手
順の一例を示すフローチャートである。 【図４】後輪操舵用コントローラのセンサ異常検出処理
手順の一例を示すフローチャートである。 【図５】後輪操舵用コントローラの操舵角検出処理手順
の一例を示すフローチャートである。 【図６】後輪操舵用コントローラの前輪操舵角演算処理
手順の一例を示すフローチャートである。 【図７】右旋回状態での第１〜第３の操舵角検出パルス
信号を示す波形図である。 【図８】左旋回状態での第１〜第３の操舵角検出パルス
信号を示す波形図である。 【図９】第２の操舵角センサに断線異常が発生したとき
の第１〜第３の操舵角検出パルス信号を示す波形図であ
る。 【図１０】操舵角検出機構の変形例を示す概略構成図で
ある。 【図１１】操舵角検出機構のさらに他の変形例を示す概
略構成図である。 【図１２】図１１における第１〜第３の操舵角検出パル
ス信号を示す波形図である。 【符号の説明】 １ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ６ＦＬ，６ＦＲ 前輪 ６ＲＬ，６ＲＲ 後輪 １５ 後輪側アクチュエータ １６ 電動モータ ２０ 操舵角検出機構 ２１ 車速センサ ２２Ａ 第１の操舵角センサ ２２Ｂ 第２の操舵角センサ ２２Ｃ 第３の操舵角センサ ２４ 中立位置センサ ２６ 回転角計測回路 ２７ モータ駆動回路 ３０ 後輪操舵用コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 21/00 G01D 5/26 B62D 15/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両の操舵系における操舵角を検出する
   操舵角検出装置において、前記操舵系の操舵角変化に応
   じて異なる位相の操舵角検出パルス信号を出力する少な
   くとも３個の操舵角センサと、所定の設定時間以下の異
   常検出処理時間内で各操舵角センサの操舵角検出パルス
   信号のうち少なくとも２つの操舵角検出パルス信号の状
   態変化を検出したときに操舵状態と判断し、残りの操舵
   角検出パルス信号で状態変化を生じない操舵角検出パル
   ス信号があるときに、該当する操舵角検出パルスを出力
   した操舵角センサを異常として検出するセンサ異常検出
   手段とを備え、前記少なくとも３個の操舵角センサのう
   ち１つは操舵中立位置を検出する中立位置センサを兼ね
   ており、前記所定の設定時間を中立位置センサの中立位
   置検出用透孔に対応して設定することを特徴とする操舵
   角検出装置。