JP3875202B2 - Electric power steering apparatus, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof - Google Patents

Electric power steering apparatus, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof Download PDF

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    • G01D2205/20Detecting rotary movement
    • G01D2205/28The target being driven in rotation by additional gears

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気式動力舵取装置、その製造方法および製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ステアリング軸に連結された操舵機構にモータによるアシスト力を与えることにより、ステアリングホイールによる操舵力を軽減させる電気式動力舵取装置が知られている。このような電気式動力舵取装置においては、ステアリングホイールが左右1回転以上の有限回転数内で回転するため、「車両が直進するステアリングホイールの位置」を中立位置とし、この中立位置から左右何度の回転位置にステアリングホイールが位置しているかを絶対位置としてセンサにより検出することによって、操舵角を把握している。
【0003】
そして、このようなステアリングホイールによる操舵角は、例えば、ステアリング軸とともに回転するスリット板とフォトインタラプタとから構成される回転角センサにより検出されており、例えば、以下の特許文献1に開示されている「操舵角センサ、及びパワーステアリング装置」のような構成を採ることによって1つの回転角センサよりステアリングホイールの中立位置を正確に検出できる。
【0004】
ところで、車両のステアリングホイールは、一般に、1回転(360度)以内の操舵で操舵輪の角度を全範囲において制御できるものではなく、例えば、ステアリングホイールの中立位置を中心に左方向に2回転(720度)、右方向に2回転(720度)というように、ステアリングホイールを±720度回転させることにより、舵角を所定角度範囲内で自在に変えられるように構成されている。そのため、特許文献1に開示されている「操舵角センサ、及びパワーステアリング装置」のような構成を採っても、1つの回転角センサでは、ステアリングホイールの絶対回転位置までは検出することはできないため、複数の回転角センサを組み合わせて絶対回転位置を検出する必要がある。しかしその一方で、回転角センサを多用する構成は、製品コストや故障率の上昇に直結するため、部品点数の増加を招く構成は採用し難いという実情がある。
【0005】
そこで、本願出願人は、一般的な電気式動力舵取装置においては、アシスト力を発生させるモータにはモータ回転位置を検出する手段としてレゾルバが用いられ、またステアリングホイールによる操舵トルクを検出する手段としても別のレゾルバが用いられていることに着目し、これらの複数のレゾルバから出力され、回転角に対し直線性を有する信号を演算処理することによって、部品点数の増加を招くことなく、ステアリングホイールの絶対位置を検出できる絶対位置検出装置等を、特願2001−268388号および特願2002−196131号の出願明細書において提案している。なお、特願2002−196131号の出願明細書に係る「電動パワーステアリング装置の絶対位置検出装置及び絶対位置検出方法」の発明は、先の特願2001−268388号の出願明細書に開示されている技術的内容をさらに改善したものである。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−145095号公報(第2頁〜第8頁、図1〜図4)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願出願人による特願2002−196131号の出願明細書に開示される「電動パワーステアリング装置の絶対位置検出装置及び絶対位置検出方法」によっても、レゾルバの対極数と操舵機構の構成との関係が所定条件を満たす場合には、ステアリングホイールの絶対位置に余裕度を持たせることが難しいことが本願発明者によるその後の調査・研究によって判明した。
【0008】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、誤差要因があっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出し、当該絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、誤差要因があっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出し、当該絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御可能な電気式動力舵取装置を製造し得る電気式動力舵取装置の製造方法および電気式動力舵取装置の製造装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項1の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御する電気式動力舵取装置であって、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されており、前記演算値の小数点以下の数値は、前記ステアリングホイールの少なくとも左右1回転範囲単位ごとに異なる前記モータ電気角の角度偏差が該角度偏差の最大値の67%以上100%以下における前記演算値の小数点以下の数値範囲内にあることを技術的特徴とする。ここで「対極数」とは、N極とS極との組み合わせを一対とした磁極の数のことをいう。
【0010】
請求項1の発明では、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されていることから、当該演算値は、その小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないようにできる。
また、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値の小数点以下の数値は、ステアリングホイールの少なくとも左右1回転範囲単位ごとに異なるモータ電気角の角度偏差が該角度偏差の最大値の67%以上100%以下における演算値の小数点以下の数値範囲内にあることから、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないことに加え、隣接した1回転範囲単位同士においても、互いに非干渉域を確保することができる。
即ち、操舵機構を構成する機械部品の寸法精度上あるいは摩耗による誤差やレゾルバ信号を処理する電気部品の温度特性上の誤差によってステアリングホイールの操舵角に検出誤差が生じても、そのような誤差により隣接した1回転範囲単位同士で同じ値をとることがないような余裕度を持たせることができる。これにより、このような誤差が生じ得る場合であっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0015】
例えば、ステアリングホイールの中立位置を中心に、ステアリングホイールの右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、さらにその右側の右1回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、また中立位置を中心に左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、さらにその左側の左1回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2とした場合、1回転範囲A=−2のモータ電気角に対する他の1回転範囲A=−1、0、1のモータ電気角は、当該演算値の小数点以下の数値に対して、図10(A) に示すような角度偏差を有し、さらにこの角度偏差を180度を中心に折り返して表すことにより、図10(B) に示すような折線K(同図中で太い一点鎖線)を得られることが、本願発明者による調査・研究により判明した。この折線Kは、1回転範囲A=−1、0、1による各角度偏差のうち、最も角度偏差の少ないものを選択することにより得ている。
【0016】
ここで、「ステアリングホイールの少なくとも左右1回転範囲単位ごとに異なるモータ電気角の角度偏差」とは、例えば図10(B) に示すように、演算値の小数点以下の数値に対する1回転範囲A=−2のモータ電気角との偏差による折線Kによるものを意図している。また「該角度偏差の最大値の67%以上100%以下」とは、例えば当該折線Kにおいては、図9に示すように折線Kの最大値(90度)の67%以上100%以下(60度以上90度以下)の範囲である同図中の斜線範囲を意図している。
【0017】
これにより、操舵機構を構成する機械部品の寸法精度上あるいは摩耗による誤差やレゾルバ信号を処理する電気部品の温度特性誤差によってステアリングホイールの操舵角に検出誤差が生じても、そのような誤差により隣接した1回転範囲単位同士(例えば図10の例では、1回転範囲A=−2と1回転範囲A=−1との間、1回転範囲A=−1と1回転範囲A=0との間および1回転範囲A=0と1回転範囲A=1との間)で同じ値をとることがないようにすることができる。したがって、このような誤差が生じ得る場合であっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0018】
また、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置の製造方法では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて前記モータを制御可能に構成される電気式動力舵取装置の製造方法であって、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方を設定する工程を含むことを技術的特徴とする。
【0019】
さらに、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置の製造装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて前記モータを制御可能に構成される電気式動力舵取装置の製造装置であって、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方を設定する手段を備えることを技術的特徴とする。
【0020】
請求項および請求項の発明では、減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方を設定する。
【0021】
即ち、当該演算値の小数点以下の数値は、ステアリングホイールの少なくとも左右1回転範囲単位ごとに異なるモータ電気角の角度偏差が該角度偏差の最大値の67%以上100%以下における演算値の小数点以下の数値範囲内にあることから、この数値範囲を具体的に表すと、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」になる。このような数値範囲を規定した理由は、ステアリングホイールの中立位置を中心に、ステアリングホイールの右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、さらにその右側の右1回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、また中立位置を中心に左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、さらにその左側の左1回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2とした場合においては、1回転範囲A=−1、0、1による各角度偏差のうち、最も角度偏差の少ないものを選択することにより図9に示すような折線Kを得ることができるので(図10(B) 参照)、この折線Kに基づくことによって、角度偏差の最大値(90度)の67%以上100%以下(60度以上90度以下)にあたる演算値の小数点以下の数値が得られることによる。
【0022】
これにより、操舵機構を構成する機械部品の寸法精度誤差やレゾルバ信号を処理する電気部品の温度特性誤差によってステアリングホイールの操舵角に検出誤差が生じても、そのような誤差により隣接した1回転範囲単位同士(例えば図10の例では、1回転範囲A=−2と1回転範囲A=−1との間、1回転範囲A=−1と1回転範囲A=0との間および1回転範囲A=0と1回転範囲A=1との間)で同じ値をとることがないようにすることができる。したがって、このような誤差が生じ得る場合であっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御可能な電気式動力舵取装置を製造することができる。
【0023】
また、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、複数の絶対回転位置候補から特定される場合がある電気式動力舵取装置であって、イグニッションスイッチのオフ状態において前記ステアリングホイールの回転を所定の回転範囲内に規制する回転範囲規制手段と、前記イグニッションスイッチがオフ状態になる直前に前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置を、IGオフ絶対回転位置として記憶する記憶手段と、イグニッションスイッチのオン後、前記記憶手段に記憶された前回の前記IGオフ絶対回転位置および前記回転範囲規制手段により規制される前記ステアリングホイールの前記所定の回転範囲に基づいて、今回、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置を前記複数の絶対回転位置候補から特定する絶対回転位置特定手段と、を備えることを技術的特徴する。
【0024】
請求項の発明では、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されていることから、当該演算値は、その小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないようにできるので、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。したがって、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
また、イグニッションスイッチがオフ状態になる直前に求められたステアリングホイールの絶対回転位置をIGオフ絶対回転位置として記憶手段により記憶する。そして、イグニッションスイッチのオン後、記憶手段に記憶された前回のIGオフ絶対回転位置および回転範囲規制手段により規制されるステアリングホイールの所定の回転範囲に基づいて、今回、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置を、絶対回転位置特定手段により複数の絶対回転位置候補から特定する。これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置を複数の絶対回転位置候補から特定する場合があっても、前回のIGオフ絶対回転位置とイグニッションオフ時にステアリングホイールが回転可能な所定の回転範囲とに基づいて、当該複数の絶対回転位置候補から今回求めたステアリングホイールの絶対回転位置を特定することができる。したがって、このような場合においてもステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0025】
さらに、請求項の電気式動力舵取装置では、前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、前記回転範囲規制手段に規制される前記所定の範囲は、360度未満であり、前記複数の絶対回転位置候補は、前記右2回転範囲および前記左2回転範囲に存在する請求項記載の電気式動力舵取装置であって、前記演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.22以上0.39以下」および「0.61以上0.78以下」を有する非整数となるように設定されていることを技術的特徴とする。
【0026】
請求項の発明では、回転範囲規制手段に規制される所定の範囲は360度未満で、複数の絶対回転位置候補は、ステアリングホイールの右2回転範囲および左2回転範囲に存在する。そして、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.22以上0.39以下」および「0.61以上0.78以下」を有する非整数となるように設定されている。このような数値範囲を規定した理由は、ステアリングホイールの、右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、右2回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、左2回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2としたときに、複数の絶対回転位置候補が1回転範囲A=1、−2に存在する場合においては、1回転範囲A=−1、0による各角度偏差のうち、最も角度偏差の少ないものを選択することにより図17に示すような折線Mを得ることができるので(図18(B) 参照)、この折線Mに基づくことによって、角度偏差の最大値(120度)の67%以上100%以下(80度以上120度以下)にあたる演算値の小数点以下の数値が得られることによる。
【0027】
これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置を複数の絶対回転位置候補から特定する場合があっても、前回のIGオフ絶対回転位置とイグニッションオフ時にステアリングホイールが回転可能な360度未満の回転範囲とに基づいて、当該複数の絶対回転位置候補から今回求めたステアリングホイールの絶対回転位置を特定することができる。したがって、このような場合においてもステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0028】
さらに、請求項の電気式動力舵取装置では、前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、前記回転範囲規制手段に規制される前記所定の範囲は、180度未満であり、前記複数の絶対回転位置候補は、「前記右1回転範囲および前記左2回転範囲」ならびに「前記右2回転範囲および前記左1回転範囲」に存在する請求項記載の電気式動力舵取装置であって、前記演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、0.33以上0.67以下を有する非整数となるように設定されていることを技術的特徴とする。
【0029】
請求項の発明では、回転範囲規制手段に規制される所定の範囲は180度未満で、複数の絶対回転位置候補は、ステアリングホイールの「前記右1回転範囲および前記左2回転範囲」ならびに「前記右2回転範囲および前記左1回転範囲」に存在する。そして、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、0.33以上0.67以下を有する非整数となるように設定されている。このような数値範囲を規定した理由は、ステアリングホイールの、右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、右2回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、左2回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2としたときに、複数の絶対回転位置候補が1回転範囲A=0、−2およびA=1、−1に存在する場合においては、1回転範囲A=−1、1による各角度偏差のうち、最も角度偏差の少ないものを選択することにより図20に示すような折線Pを得ることができるので(図21(B) 参照)、この折線Pに基づくことによって、角度偏差の最大値(180度)の67%以上100%以下(120度以上180度以下)にあたる演算値の小数点以下の数値が得られることによる。
【0030】
これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置を複数の絶対回転位置候補から特定する場合があっても、前回のIGオフ絶対回転位置とイグニッションオフ時にステアリングホイールが回転可能な180度未満の回転範囲とに基づいて、当該複数の絶対回転位置候補から今回求めたステアリングホイールの絶対回転位置を特定することができる。したがって、このような場合においてもステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0031】
また、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、前記2つの絶対回転位置候補のうち、一方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれの範囲にも存在せず、他方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、前記2つの絶対回転位置候補から前記他方を、前記絶対回転位置として特定することを技術的特徴とする。
【0032】
請求項の発明では、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されていることから、当該演算値は、その小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないようにできるので、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。したがって、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
また、2つの絶対回転位置候補のうち、一方が、左2回転範囲、左1回転範囲、右1回転範囲および右2回転範囲のいずれの範囲にも存在せず、他方が、左2回転範囲、左1回転範囲、右1回転範囲および右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、この他方を、当該2つの絶対回転位置候補から絶対回転位置として特定する。これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置が2つの絶対回転位置候補から特定される場合であっても、いずれか一方をステアリングホイールの絶対回転位置として特定することができる。したがって、このような場合には、特にステアリングホイールが回転し難い車両の駐停車中であっても、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。よって、車両が駐停車された状態であっても、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0033】
さらに、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、前記2つの絶対回転位置候補のいずれもが、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、前記ステアリングホイールが所定角度を超えて回転したことにより、前記2つの絶対回転位置候補のうちの一方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれの範囲にも存在しなくなったときに、前記2つの絶対回転位置候補のうちの他方を、前記絶対回転位置として特定することを技術的特徴とする。
【0034】
請求項の発明では、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されていることから、当該演算値は、その小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないようにできるので、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。したがって、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
また、2つの絶対回転位置候補のいずれもが、左2回転範囲、左1回転範囲、右1回転範囲および右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、ステアリングホイールが所定角度を超えて回転したことにより、2つの絶対回転位置候補のうちの一方が、左2回転範囲、左1回転範囲、右1回転範囲および右2回転範囲のいずれの範囲にも存在しなくなったときに、2つの絶対回転位置候補のうちの他方を、絶対回転位置として特定する。これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置が2つの絶対回転位置候補から特定される場合であっても、ステアリングホイールが所定角度を超えて回転することによって、いずれか一方をステアリングホイールの絶対回転位置として特定することができる。したがって、このような場合であっても、ステアリングホイールが所定角度を超えて回転すれば、車両の駐停車中、走行中の如何にかかわらずステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。よって、車両状態に関係なく、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0035】
さらに、上記目的を達成するため、請求項の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、左右の車輪の回転速度をそれぞれ検出可能な車輪速検出手段と、車輪速検出手段により検出された前記左右の車輪の回転速度の差に基づいて前記ステアリングホイールによる操舵方向を判定する操舵方向判定手段と、前記操舵方向判定手段により判定された操舵方向に基づいて前記2つの絶対回転位置候補から、前記絶対回転位置を特定する絶対回転位置特定手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【0036】
請求項の発明では、減速機の減速ギヤ比と第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されていることから、当該演算値は、その小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバの第1操舵角と第2レゾルバの第2操舵角とにより求められるステアリングホイールの1回転内の操舵角(0度〜360度)が、ステアリングホイールの左右複数回転のうち、いずれの1回転範囲単位においても同じ値をとることがないようにできるので、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。したがって、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
また、車輪速検出手段により左右の車輪の回転速度をそれぞれ検出し、操舵方向判定手段により左右の車輪の回転速度の差に基づいてステアリングホイールによる操舵方向を判定する。そして、この操舵方向に基づいて2つの絶対回転位置候補から絶対回転位置を絶対回転位置特定手段により特定する。これにより、第1操舵角、第2操舵角およびモータ電気角から求められるステアリングホイールの絶対回転位置が2つの絶対回転位置候補から特定される場合であっても、車両の左右の車輪が回転すれば、いずれか一方をステアリングホイールの絶対回転位置として特定することができる。したがって、このような場合であっても、左右の車輪が回転すれば、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出することができる。よって、車両が走行中であれば、このように検出されたステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータを制御することができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気式動力舵取装置、その製造方法および製造装置の実施形態について図を参照して説明する。
[第1実施形態]
まず、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20の主な構成を図1〜図6に基づいて説明する。図1および図5に示すように、電気式動力舵取装置20は、主に、ステアリングホイール21、ステアリング軸22、ピニオン軸23、ラック軸24、トルクセンサ30、モータ40、モータレゾルバ44、ボールねじ機構50、ECU60等から構成されており、ステアリングホイール21による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力をモータ40により発生させて運転者による操舵をアシストするものである。なお、ラック軸24の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。
【0038】
即ち、図1および図2に示すように、ステアリングホイール21には、ステアリング軸22の一端側が連結され、このステアリング軸22の他端側には、ピニオンハウジング25内に収容されたトルクセンサ30の入力軸23aおよびトーションバー31がピン32により連結されている。またこのトーションバー31の他端側31aには、ピニオン軸23の出力軸23bがスプライン結合によって連結されている。
【0039】
このピニオン軸23の入力軸23aはベアリング33aにより、また出力軸23bもベアリング33bにより、それぞれピニオンハウジング25内を回動自在に軸受されており、さらに入力軸23aとピニオンハウジング25との間には、第1レゾルバ35が、また出力軸23bとピニオンハウジング25との間には、第2レゾルバ37が、それぞれ設けられている。第1レゾルバ35および第2レゾルバ37は、ステアリングホイール21による操舵角を検出し得るもので、端子39を介してECU60にそれぞれ電気的に接続されている(図5参照)。なお、これら第1、第2レゾルバ35、37の構成は後で詳述する。
【0040】
ピニオン軸23の出力軸23bの端部には、ピニオンギヤ23cが形成されており、このピニオンギヤ23cにはラック軸24のラック溝24aが噛合可能に連結されている。これにより、ラックアンドピニオン機構を構成している。
【0041】
このように構成することにより、ステアリング軸22とピニオン軸23とをトーションバー31により相対回転可能に連結することができるとともに、ステアリング軸22の回転角、即ちステアリングホイール21の回転角(機械角)θTmを、第1レゾルバ35による第1操舵角(電気角)θT1および第2レゾルバ37による第2操舵角(電気角)θT2によって、検出することができる。また、第1操舵角θT1と第2操舵角θT2との角度差や、角度比等からトーションバー31の捻れ量(操舵トルクに対応するもの)を捻れ角として検出することができる。
【0042】
図1および図3に示すように、ラック軸24は、ラックハウジング26およびモータハウジング27内に収容されており、その中間部には、螺旋状にボールねじ溝24bが形成されている。このボールねじ溝24bの周囲には、ラック軸24と同軸に回転可能にベアリング29により軸受される円筒形状のモータ軸43が設けられている。このモータ軸43は、ステータ41や励磁コイル42等とともにモータ40を構成するもので、ステータ41に巻回された励磁コイル42により発生する界磁が、回転子に相当するモータ軸43の外周に設けられた永久磁石45に作用することより、モータ軸43が回転し得るように構成されている。
【0043】
モータ軸43は、その内周にボールねじナット52が取り付けられており、このボールねじナット52にも、螺旋状にボールねじ溝52aが形成されている。そのため、このボールねじナット52のボールねじ溝52aとラック軸24のボールねじ溝24bとの間に多数のボール54を転動可能に介在させることによって、モータ軸43の回転によりラック軸24を軸方向に移動可能なボールねじ機構50を構成することができる。
【0044】
即ち、両ボールねじ溝24b、52a等から構成されるボールねじ機構50により、モータ軸43の正逆回転の回転トルクをラック軸24の軸線方向における往復動に変換することができる。これにより、この往復動は、ラック軸24とともにラックアンドピニオン機構を構成するピニオン軸23を介してステアリングホイール21の操舵力を軽減するアシストカとなる。
【0045】
なお、モータ40のモータ軸43とモータハウジング27との間には、モータ軸43の回転角(電気角)θMeを検出し得るモータレゾルバ44が設けられており、このモータレゾルバ44は図略の端子を介してECU60に電気的に接続されている(図5参照)。
【0046】
ここで、第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44の構成を図4(A) に基づいて説明する。なお、これらのレゾルバは、構成がほぼ同様であるので、共通部分については第1レゾルバ35を代表して説明する。
【0047】
図4(A) に示すように、第1レゾルバ35は、第1ヨークYK1 、第2ヨークYK2 、第3ヨークYK3 および第4ヨークYK4 と、第1コイルCL1 、第2コイルCL2 、第3コイルCL3 および第4コイルCL4 とから構成される、対極数5(いわゆる5X)のレゾルバである。なお、この「対極数」については後述する。
【0048】
第1ヨークYK1 は、ピニオンハウジング25の内周に沿って円環状に形成されており、当該ピニオンハウジング25に固定されている。また、第1ヨークYK1 の内周には、第1コイルCL1 が巻回されている。一方、第2ヨークYK2 は、第1ヨークYK1 と同様、円環状に形成されており、第1ヨークYK1 と対向するようにピニオン軸23の入力軸23aの外周に固定されて、第2コイルCL2 が巻回されている。これにより、第2ヨークYK2 は入力軸23aと一体に回転できる。
【0049】
第3ヨークYK3 は、第2ヨークYK2 と入力軸23aの軸方向にずれて、入力軸23aの外周上に固定されており、入力軸23aと一体に回転可能に構成されている。この第3ヨークYK3 には、第3コイルCL3 が巻回されており、この第3コイルCL3 は、第2ヨークYK2 の第2コイルCL2 に電気的に並列接続されている。一方、第4ヨークYK4 は、第1ヨークYK1 と同様、ピニオンハウジング25の内周に沿って円環状に形成されており、当該ピニオンハウジング25に固定されている。なお、第3コイルCL3 および第4コイルCL4 は、位相を90度ずらした2種類のコイルから構成されている。
【0050】
なお、第2レゾルバ37は、第2ヨークYK2 および第3ヨークYK3 と第2コイルCL2 および第3コイルCL3 とが出力軸23bに設けられている点と、対極数が6(いわゆる6X)である点と、が第1レゾルバ35と異なる以外は、第1レゾルバ35と同様に構成されている。
【0051】
また、モータレゾルバ44は、第1ヨークYK1 および第4ヨークYK4 と第1コイルCL1 および第4コイルCL4 とがモータハウジング27に設けられている点と、第2ヨークYK2 および第3ヨークYK3 と第2コイルCL2 および第3コイルCL3 とがモータ軸43に設けられている点と、対極数が7(いわゆる7X)である点と、が第1レゾルバ35と異なる以外は、第1レゾルバ35と同様に構成されている。
【0052】
次に、第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44の電気的特性を図4(B) に基づいて説明する。なお、これらのレゾルバは、電気的特性がほぼ同様であるので、ここでは第1レゾルバ35を代表して説明する。
【0053】
第1レゾルバ35は、前述したように、第1コイルCL1 〜第4コイルCL4 により構成され、これらの各コイルは図4(B) に示すような回路図による接続関係を持つ、いわゆる1相励磁2相出力(電圧検出)型のレゾルバである。そのため、ECU60を構成するCPU61の出力ポートP0 から出力される励磁信号E1を、ECU60のバッファアンプ63を介して、トランスである第1コイルCL1 および第2コイルCL2 に与え、さらに1相の励磁コイルである第3コイルCL3 に与えることにより、2相の出力コイルである第4コイルCL4 から検出角度θ(電気角)に応じたレゾルバ出力信号E2、E3を得ることができる。そして、このような第1レゾルバ35から出力されるレゾルバ出力信号は、 sin相信号および cos相信号により構成されるアナログ信号であるため、ECU60のバッファアンプ64、65を介してCPU61に内蔵されるA/D変換器に入力されることにより、CPU61により処理可能なディジタル信号に変換される。
【0054】
なお、本第1実施形態では、このようにして第1レゾルバ35から得られるレゾルバ出力信号は、図6に示すように、バッファアンプ64を介した電気角θT1として、また第2レゾルバ37から得られるレゾルバ出力信号は、バッファアンプ65を介した電気角θT2として、それぞれCPU61に入力される。
【0055】
ここで、第1レゾルバ35から得られる電気角θT1は、ステアリングホイール21の1回転(360度)につき、5つのピーク点を有する。これは、前述したように、第1レゾルバ35が対極数5のレゾルバであり、電気的には5組のN極、S極を有することから、機械角360°に対して360°×5=1800°に相当する電気角を出力し得るためである。つまり、当該第1レゾルバ35は、電気角360°のレゾルバより5倍の分解能を有するものである。
【0056】
また、第2レゾルバ37から得られる電気角θT2は、ステアリングホイール21の1回転(360度)につき6つのピーク点を有する。これは、前述したように、第2レゾルバ37が対極数6のレゾルバであり、電気的には6組のN極、S極を有することから、機械角360°に対して360°×6=2160°に相当する電気角を出力し得るためである。つまり、当該第2レゾルバ37は、電気角360°のレゾルバより6倍の分解能を有するものである。
【0057】
このように、第1レゾルバ35はレゾルバ出力信号として電気角θT1を、また第2レゾルバ37はレゾルバ出力信号として電気角θT2をそれぞれ出力するが、図6からわかるように、両信号波形は同じステアリングホイール21の回転角において同じ値をとることはない。そのため、第1レゾルバ35の電気角θT1と第2レゾルバ37の電気角θT2とに基づいて、CPU61による演算処理を行うことにより、ステアリングホイール21の1回転に対して、高分解能の機械角θTmを得ることができる。
【0058】
次に、第1、第2レゾルバ35、37から出力されるレゾルバ信号に基づいたトルク検出について説明する。
ステアリングホイール21が運転者等により操舵され、ピニオン軸23の入力軸23aが回転角θ1で回転した場合、図4(B) に示すように、第1コイルCL1 に交流電圧Elが印加されると、その印加電圧に応じて第1ヨークYK1 および第2ヨークYK2 に磁束が発生する。
【0059】
そして、第2コイルCL2 には、このときの磁束変化に応じて交流電圧が誘起されるため、第2コイルCL2 に接続されている第3コイルCL3 にも交流電圧が発生する。この第3コイルCL3 に発生した交流電圧によって、第4コイルCL4 には交流電圧が誘起されて、交流電圧E2、E3が出力される。このとき、2種類のコイルから構成された第4コイルCL4 からは、位相の異なる2種類の交流電圧E2、E3が出力され、これらは次の式(1) および式(2) の関係を満たす。
【0060】
E2 = K・E1× cosθ ・・・(1)
E3 = K・E1× sinθ ・・・(2)
【0061】
なお、上式(1) および式(2) において、Kは変圧比を示す。
このとき、上式(1) および式(2) からθを算出することができ、この角度θがピニオン軸23の入力軸23aの回転角θ1となる。一方、当該入力軸23aが回転すると、トーションバー31を介して連結されたピニオン軸23の出力軸23bも回転するため、当該出力軸23b側に設けられた第2レゾルバ37から前掲の式(1) および式(2) に基づいて、出力軸23bの回転角θ2も算出することができる。
【0062】
ここで、ピニオン軸23の入力軸23aと出力軸23bの回転に際して、トーションバー31の捻れにより、入力軸23aと出力軸23bとの間で相対回転角度差△θ(=θ1−θ2)が生じる。その結果、このトーションバー31の捻れ角度である相対回転角度差△θとトーションバー31の剛性とから操舵トルクTを算出することができる。これにより、この操舵トルクTに応じて操舵力をアシストするための公知のアシスト制御をECU60のCPU61によって行なうことで、前述したモータ40により発生する操舵力によって運転者よる操舵をアシストすることができる。
【0063】
また、モータレゾルバ44から出力されるレゾルバ信号に基づいたモータ軸43の回転角(以下「モータ回転角」という。)の検出についても次のように説明することができる。
モータ軸43がある回転角で回転した場合、モータレゾルバ44の第1コイルCL1 に交流電圧E1を印加すると、その印加電圧に応じて第1ヨークYK1 に磁束が発生し、その磁束が第2ヨークYK2 に伝えられる。そして、この磁束が第2コイルCL2 を鎖交することにより交流電圧が誘起されるので、第2コイルCL2 に接続された第3コイルCL3 にも交流電圧が発生する。この第3コイルCL3 に発生した交流電圧により、第4コイルCL4 には交流電圧が誘起されて、交流電圧E2、E3が出力される。そして、印加された交流電圧Elと出力された交流電圧E2,E3とから、前述した式(1) および式(2) に基づいてモータ回転角を算出することができる。このように検出されたモータ回転角は、電気式動力舵取装置20における様々な制御に用いられる。
【0064】
続いて、このように構成された電気式動力舵取装置20におけるステアリングホイール21の絶対位置検出処理を図7〜図11に基づいて説明する。
図5を参照して説明したように、ECU60を構成するCPU61には、バッファアンプ63、64、65を介して、第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44が電気的に接続されている。なお図5には示されていないが、CPU61には、主記憶装置としての半導体メモリ装置や各種インタフェイス装置が接続されている。
【0065】
第1、第2レゾルバ35、37は、ステアリングホイール21による操舵角(電気角θT1、θT2)を、またモータレゾルバ44はモータ40によるモータ回転角(電気角θMe)を、それぞれ検出することができるため、本第1実施形態では、これらの3つのレゾルバから出力されるレゾルバ出力信号による電気角θT1、θT2、θMeに基づいて、ステアリングホイール21の絶対位置を検出する処理(以下「絶対位置検出処理」という。)を行う。なお、この絶対位置検出処理は、イグニッション・オンの直後に実行されるものであり、それ以降は後述するように、この絶対位置検出処理により求められたステアリングホイール21の回転範囲を示すパラメータA(A=1、0、−1、−2)に基づいて、タイマ割込み等により定期的(例えば5ミリ秒ごと)にパラメータA(以下、単に「A」という。)を更新している。
【0066】
図7に示すように、絶対位置検出処理は、所定の初期化処理の後、まずステップS101により各レゾルバの電気角θT1、θT2、θMeを取得する処理が行われる。即ち、ステアリングホイール21の操舵角に対応する電気角θT1、θT2は、第1レゾルバ35、37により検出されるので、当該第1レゾルバ35、37から出力されるレゾルバ信号をバッファアンプ64、65およびA/D変換器を介して取得し、またモータ40のモータ回転角に対応する電気角θMeは、モータレゾルバ44により検出されるので、当該モータレゾルバ44から出力されるレゾルバ信号をバッファアンプ64、65およびA/D変換器を介して取得する。
【0067】
続くステップS103により、電気角θT1、θT2からステアリングホイール21の機械角θTmを算出する処理が行われる。即ち、本第1実施形態では、第1レゾルバ35は対極数5、第2レゾルバ37は対極数6に設定されているため、対極数の異なる2つのレゾルバの電気角に基づいて、ステアリングホイール21の機械角θTmを算出することができる。なお、この演算処理については、本願出願人による特願2002−196131号の出願明細書に詳細に説明されているので、そちらを参照されたい。
【0068】
次のステップS105では、各回転量(A=1、0、−1、−2)に対する演算モータ電気角θMe(A)を算出する処理が行われる。例えば、ステアリングホイール21の中立位置を中心に、ステアリングホイール21の右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、さらにその右側の右1回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、また中立位置を中心に左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、さらにその左側の左1回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2とした場合における各1回転範囲に対し、次の式(3) による演算処理によって、A=1、0、−1、−2に対応する4つの演算モータ電気角θMe(1) 、θMe(0) 、θMe(-1)、θMe(-2)を算出する。つまり、このステップS105ではステアリングホイール21の総回転数分だけ(本第1実施形態ではステアリングホイールの4回転分)、演算モータ電気角θMe(A)を求める処理が行われる。
【0069】
θMe(A) =(θTm +360×A)×r ・・・(3)
【0070】
ここで、rは、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積による演算値で、後述するように、少なくとも、小数点以下の数値を有する非整数となる値であることが必要条件とされる。なお、本第1実施形態では、ボールねじ機構50の減速ギヤ比は例えば8.2に設定され、またモータレゾルバ44の対極数は例えば7に設定されているため、当該演算値は57.4(=8.2×7)となり、その小数点以下の数値として0.4を有する。
【0071】
さらにステップS107では、4個の演算モータ電気角θMe(A)を所定範囲内に丸める処理が行われる。即ち、ステップS105により演算された演算モータ電気角θMe(A)を0度以上360度未満の範囲に収まるように、θMe(A)−INT(θMe(A)/360)×360を演算する処理が行われる。ここで、INT() は、括弧内の数値を最も近い整数にして小数点以下を切り捨てる関数である。例えば、INT(8.9)=8であり、INT(−8.9)=−9である。
【0072】
例えば、演算モータ電気角θMe(-2)が−80度である場合には280度(=−80度−(−360度))に、また演算モータ電気角θMe(1) が380度である場合には20度(=380度−1×360度)に、さらに演算モータ電気角θMe(2) が−400度である場合には320度(=−400度−(−720度))に、それぞれ変換され丸め処理が行われる。
【0073】
続くステップS109では、4個の演算モータ電気角θMe(A)のうち、実際のモータ電気角θMe(以下、演算モータ電気角θMe(A)と区別するため、「実モータ電気角θMe」という。)に最も近いものを選択する処理が行われる。即ち、後述するように、ステップS105、S109により求められたステアリングホイール21の総回転数分の4個の演算モータ電気角θMe(A)のうち、どれか一つがステアリングホイール21の絶対位置を適正に示す演算モータ電気角θMe(near)であるから、本ステップS109において、これを選択する処理が行われる。
【0074】
このステップS109による処理は、本願出願人による特願2002−196131号の出願明細書において説明されているように、ステップS105、S109により演算された全ての演算モータ電気角θMe(A)のうち、整数値に一番近いものを選択する処理としても良いが、本第1実施形態では、モータレゾルバ44により検出された実モータ電気角θMeに最も近いものを選択する処理が行われる。これにより、ステップS101により取得した実モータ電気角θMeと全ての演算モータ電気角θMe(A)との差を演算し、その差が最も小さいものを演算モータ電気角θMe(near)として選択すれば良いので、整数値に一番近いものを選択する処理に比べて、当該ステップS109によるアルゴリズムを簡素化することができる。
【0075】
ステップS111では、ステップS109により選択された演算モータ電気角θMe(near)が、本当に適正なものであるか否かの判断する処理が行われる。即ち、演算モータ電気角θMe(near)は、モータレゾルバ44により検出された実モータ電気角θMeに最も近いものとしてステップS109により選択されたものであるが、この演算モータ電気角θMe(near)と実モータ電気角θMeとの差が所定の閾値(例えば10度)以上である場合には、ピニオン軸23、ラック軸24あるいはボールねじ機構50等を構成する機械部品に寸法精度上あるいは摩耗等による寸法誤差や、レゾルバ信号を処理するオペアンプ等の半導体電気部品等の温度特性上の誤差が許容値を超えて生じている蓋然性が高いので、このような場合には、異常が生じている旨を通知すべく一連の本絶対位置検出処理を異常終了する(ERROR)。
【0076】
一方、演算モータ電気角θMe(near)と実モータ電気角θMeとの差が所定の閾値未満である場合には、ピニオン軸23、ラック軸24あるいはボールねじ機構50等を構成する機械部品やレゾルバ信号を処理するオペアンプ等の半導体電気部品等には、特に異常があるとは認められないので、続くステップS113に処理を移行して絶対操舵角θAmを算出する処理が行われる。
【0077】
即ち、ステップS113では、ステップS109により選択された演算モータ電気角θMe(near)のA(本第1実施形態の場合はAは、0、1、−1、−2のいずれか)を次式(4) に代入し、ステップS103により算出されたステアリングホイール21の機械角θTmに基づいて演算処理を行うことにより、絶対操舵角θAmが算出される。これによりステアリングホイール21の絶対位置が検出されたことになるので、一連の本絶対位置検出処理を正常終了する。
【0078】
θAm = θTm +360×A ・・・(4)
【0079】
なお、定期的(例えば5ミリ秒ごと)に、第1レゾルバ35と第2レゾルバ37とから得られる機械角θTmを監視することにより、このようにして求められたAを更新することができるので、この絶対位置検出処理が実行された以降は、上式(4) に基づいて絶対操舵角θAmを算出することができる。
【0080】
即ち、Aの更新は次式(4)'、(4)'' に基づいてに行われる。
まずステアリングホイール21の現在の機械角θTmから前回の機械角θTm-oldを減算した角度が180度を超えているか否か、つまり次式(4)'を満たすか否かを判断し、式(4)'を満たす場合には、ステアリングホイール21が左切りで1回転を超えたことになるので、Aをディクリメントして(A=A−1)、現在の機械角θTmを前回の機械角θTm-oldとして記憶する。
【0081】
一方、次式(4)'を満たさない場合には、現在の機械角θTmから前回の機械角θTm-oldを減算した角度が−180度未満であるか否か、つまり次式(4)'' を満たすか否かを判断し、式(4)'' を満たす場合には、ステアリングホイール21が右切りで1回転を超えたことになるので、Aをインクリメントし(A=A+1)、現在の機械角θTmを前回の機械角θTm-oldとして記憶する。また両式(4)'、(4)''のいずれも満たさない場合には、左右1回転の範囲内で、ステアリングホイール21が回転していることになるので、Aおよび前回の機械角θTm-oldを更新する必要はなく、現在のAおよび機械角θTm-oldを保持する。
【0082】
θTm − θTm-old > 180[deg] ・・・(4)'
θTm − θTm-old < −180[deg] ・・・(4)''
【0083】
このようなアルゴリズムにより、Aを適宜、更新することができるので、上述の絶対位置検出処理が実行された以降は、上式(4) に基づいて絶対操舵角θAmを算出することができる。
【0084】
ここで、ステップS105より演算処理される前掲の式(3) の演算値rが、少なくとも小数点以下の数値を有する非整数となる値であることを必要条件としている理由について説明する。
【0085】
本願出願人は、特願2002−196131号の出願明細書において、トルクセンサ30による操舵角度をθt(前記機械角θTmのこと)、モータ回転角による電気角θm(前記実モータ電気角θMeのこと)として、トルクセンサによるステアリングホイール21の絶対位置Ptを次式(5) により、またモータ回転角によるステアリングホイール21の絶対位置Pmを次式(6) により、表している。なお、演算値rは、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積である。
【0086】
Pt = θt+360・A ・・・(5)
Pm =(θm+360・B)/r ・・・(6)
【0087】
ここで、式(5) において、Aは整数で−2、−1、0、1をとり、また式(6) においてBは、理論的にはステアリングホイール21とモータ40とを連結する機械系のガタツキによる誤差や、トルクセンサ30の第1レゾルバ35、第2レゾルバ37あるいはモータ40のモータレゾルバ44に電気角絶対精度誤差等がない場合には、整数値になり−126〜125の値をとる。
【0088】
ここで、上式(5) および式(6) はいずれもステアリングホイール21の絶対位置を表し、両式は等しいので、次式(7) が成り立ち、式(8) が導かれる。
【0089】
θt+360・A = (θm+360・B)/r ・・・(7)
B =(r・(θt+360・A)−θm)/360 ・・・(8)
【0090】
なお、上式(5) 〜式(8) において、本願出願人による前記出願明細書では、演算値rを57.4に置き換えて表現している。これは、ステアリングホイール21が1回転する間におけるラック軸24の移動距離をSmmとした場合、ラック軸24およびモータ軸43におけるボールねじ機構50の1回転分のリードをLとすると、ラック軸24がSmm移動する間に、モータ軸43は(S/L)回転することになるので、それをボールねじ機構50の減速ギヤ比として8.2に設定し、またモータレゾルバ44からの検出信号θmの周期Tm1をその対極数である7周期に設定することにより、ステアリングホイール21(ピニオン軸23)の1回転に対するモータレゾルバ44からの検出信号θmの周期Tm2、つまりボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積が、57.4(=Tm1×(S/L)=7×8.2)になるためである。
【0091】
ここで、前述したように、Bは、理論的には整数をとる値であるが、実際にはステアリングホイール21とモータ40とを連結する機械系のガタツキによる誤差や、トルクセンサ30の第1レゾルバ35、第2レゾルバ37あるいはモータ40のモータレゾルバ44に電気角絶対精度誤差、等がある。そのため、現実的には、Bは、小数点以下の値を含む一方で、上式(8) からはAの値(−2、−1、0、1)により4種類の値がBとして得られることから、ステアリングホイール21の絶対位置として適正な値(真値)を1つ選択する際に、他の3値(偽値)との間で混同を生じる場合がある。
【0092】
つまり、特願2002−196131号の出願明細書においては、全てのBの値のうち整数値に一番近いBを選択するように処理していることから、前述のような機械系のガタツキによる誤差等がある場合には、適正な値(真値)を1つ選択する際に、誤って他の3値(偽値)のいずれかを選択するおそれのあることが、本願発明者による調査・研究により判明した。
【0093】
例えば、図8は、ステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)に対するステアリングホイール21の機械角θTm(細線)、モータレゾルバ44による実モータ電気角θMe(太線)の変化を示した特性図であり、図8(A) は演算値r=3.75に設定した場合のもの、図8(B) は演算値r=3.05に設定した場合のもの、図8(C) は演算値r=4.00に設定した場合のものである。なお、演算値rは、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積である。
【0094】
この図8(A) に示すように、演算値rの小数点以下の数値を0.75(例えばr=3.75)に設定したものでは、例えば、ステアリングホイール21の中立位置にあたるγaが真値であったときには、偽値である他の3値αa、βa、δaはそれぞれ真値γaとは、90度異なる値をとっている。つまり、図8(A) は、たとえ機械系のガタツキによる誤差等があっても、隣接する値とは90度の余裕度があるので、真値γaと偽値αa、βa、δaとの間では混同を生ずる可能性が低いことを示している。
【0095】
また、図8(B) に示すように、演算値rの小数点以下の数値を0.05(例えばr=3.05)に設定したものでは、ステアリングホイール21の中立位置にあたるγbが真値であったとき、偽値αb、βb、δbである他の3値と真値γbとは約10度の差しかない。つまり、図8(B) は、隣接する値とは余裕度が約10度しかないため、機械系のガタツキによる誤差等の大きさによっては、真値γbと偽値αb、βb、δbとの間で混同を生ずる可能性のあることを示している。
【0096】
一方、図8(C) に示すように、演算値rの小数点以下の数値を0(ゼロ)(例えばr=4.00)に設定したものでは、ステアリングホイール21の中立位置にあたるγcが真値であっても、他の偽値αc、βc、δcも同様の値をとっているため(余裕度ゼロ)、真値γcと偽値αc、βc、δcとを判別することができない。つまり、図8(C) は、他の偽値αc、βc、δcから真値γcを、特定することができないことを示している。
【0097】
このように図8からは、前述のステップS109においては、複数の演算モータ電気角θMe(A)から偽値と混同することなく真値を選択するにあたって、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積であるrの値が大きな影響を与えていることがわかり、特に演算値rの値が整数である場合には、真値を特定することができないことがわかる。これが、前述したように、ステップS105より演算処理される前掲の式(3) の演算値rが、少なくとも小数点以下の数値を有する非整数となる値であることを必要条件とする根拠である。
【0098】
次に、このような余裕度が、電気式動力舵取装置20を構成する機械系のガタツキによる誤差等により受け得る影響を図8および図9に基づいて説明する。なお、図9は、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図であり、この特性図の根拠は後述する。
【0099】
なお、この真値検出余裕度とは、前述したように求められた演算モータ電気角θMe(A)の4種類中(A=−2、−1、0、1)のうちの、真値と当該真値に最も近い偽値との差を絶対値(0度≦最小偏差<180度)として表したものをいう。例えば図8(B) の例では、真値(γb)とこの真値(γb)に最も近い偽値(δb)との差(例えば20度)である。また、この真値検出余裕度は、特許請求の範囲に記載の「モータ電気角の角度偏差」に相当するものである。
【0100】
例えば、本第1実施形態では、機械系のガタツキによる誤差が±0.24度であり、さらにトルクセンサ30の検出精度±0.16度であると仮定すると、前述したように、電気角θT1、θT2から算出されるステアリングホイール21の機械角θTmの誤差は両者の和により0.4度になる。
【0101】
ここで、モータ電気角θMe(A)は前掲の式(3) により求められるので、例えばA=0、θTm=0、r=60.76のときの演算モータ電気角θMe(0) は、θTmの誤差である0.4を含めてθTm=(0+0.4)を式(3) に代入して算出すると、((0+0.4)+360×0)×60.76=24.3(度)になる。つまり、誤差分の0.4がr倍(ここでは60.76倍)されて演算モータ電気角θMe(A)として現れる。そして、このような誤差は、真値とそれに隣接する偽値との双方に生じ得ることを見込んで算出すると、これを2倍する必要があるから、24.3度の2倍である48.6度になる。
【0102】
したがって、図8(A) を参照して説明したように、真値が、隣接する値と90度の余裕度を持っていたとしても、機械系のガタツキによる誤差等により演算モータ電気角θMe(A)に略50度(≒48.6度)の誤差が生じ得ることから、余裕度は最大でも40度(=90−50)に抑えられてしまうことになる。そして、このような誤差範囲を図9に表すと、真値検出余裕度50.0(deg) に一点鎖線を引くことにより当該誤差範囲の境界を明示することができる。
【0103】
また、図7を参照して説明したように、本第1実施形態では、絶対位置検出処理のステップS111により、演算モータ電気角θMe(near)と実モータ電気角θMeとの差が所定の閾値(例えば10度)以上であるか否かを判断し、当該所定の閾値以上である場合には、当該処理を異常終了する(ERROR)。そのため、当該所定の閾値(例えば10度)を誤差範囲の境界(50度)に加えた値である60度(=50+10)を、演算モータ電気角θMe(A)の角度偏差の下限値としてすることができる(図9に示す真値検出余裕度60.0(deg)の破線)。
【0104】
即ち、図9に示すように、真値検出余裕度が、60.0度以上90.0度以下の範囲(図9に示す斜線範囲)にあるように、演算値rの小数点以下の数値に設定すれば、電気式動力舵取装置20を構成する機械系のガタツキによる誤差等が存在しても、前述のステップS109において、複数の演算モータ電気角θMe(A)から偽値と混同することなく真値を選択できることになる。
【0105】
具体的には、真値検出余裕度60.0度は、折線Kの最大値である90度の67%(=60/90)であることから、真値検出余裕度が60.0度以上90.0度以下とは、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す折線Kの最大値の67%以上100%以下ということになる。また、この範囲おける演算値rの小数点以下の数値は、図9から、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」であるから、このような演算値rが設定されている場合には、前述のステップS109において、複数の演算モータ電気角θMe(A)から偽値と混同することなく真値を選択できる。
【0106】
なお、当該誤差範囲の上限である100%の90度については、図8(A) からわかるように、A=−2、−1、0、1というようにステアリングホイール21が4回転するため、360度をこの値4で除した90(=360/4)度が、角度的に真値(γa)の両側に位置する偽値同士(βa、δa)の中間にあたり、最も余裕度が高いことから、このように設定されている。
【0107】
次に、図9に示す、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線K)の根拠について、図10および図11を参照して説明する。図10(A) には、演算値rの小数点以下の数値に対する演算モータ電気角θMe(-2)との偏差の変化を示す特性が図示されている。
【0108】
例えば、前掲の式(3) から、演算モータ電気角θMe(A) は(θTm +360×A)×rにより得られるため、A=−2の場合には、演算モータ電気角θMe(-2)は(θTm +360×(−2))×57.4になり、同様にA=−1の場合には、演算モータ電気角θMe(-1)は(θTm+360×(−1))×57.4になる。そして、両者の差は、θMe(-1)−θMe(-2)=360×57.4となるが、ここで小数点以下の値は0.4であるから、360×0.4=144(度)の角度偏差をもつことになる(図10(A) 参照)。
【0109】
図8(C) を参照して説明したように、演算値rの小数点以下の数値が0(ゼロ)である場合には、4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のどこに対しても、演算モータ電気角θMe(A)が同じ値をとるため、真値と偽値とを判別することができない。つまり、図10(A) においては、演算値rの小数点以下の数値が0(ゼロ)である場合には、A=−2の破線に対する偏差は0になるため、A=−1の実線、A=0の点線、A=1の一点鎖線のいずれも0(ゼロ)の値をとっている。
【0110】
これに対し、小数点以下の数値を徐々に増加させていくと、A=−1の実線、A=0の点線、A=1の一点鎖線のいずれもA=−2の破線に対する偏差が増加する。このとき、A=−1の実線、A=0の点線、A=1の一点鎖線の順番に正の傾き量が大きくなっているのは、前掲の式(3) からわかるように、Aと360との積にさらに演算値rをかけているためである。これにより、A=−2の破線を基準にすると、A=−1の実線は0度から360度まで変化し、またA=0の点線はA=−1の実線の2倍にあたる0度から720度まで変化する。そして、A=1の一点鎖線はA=−1の実線の3倍にあたる0度から1080度まで変化することが図10(A) よりわかる。
【0111】
このようにA=−2の破線を基準に、演算値rの小数点以下の数値を0から1まで変化させて演算モータ電気角θMe(A)の偏差をA=−1の場合、A=0の場合、A=1の場合、をそれぞれ求めると、これらの間に図10(A) に示すような関係にあることがわかるが、この偏差を180度で折り返して表すことにより、図10(B) に示すような山形状の特性図を得ることができる。なお、図10(B) においてはA=−2の破線は省略してある。
【0112】
即ち、A=−1の実線は、図10(A) では0度から360度まで直線的に増加していたが、図10(B) においては180度で折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.5に達すると折り返して負の傾きで直線的に減少し、二等辺三角形状の折線(実線)を形成する。
【0113】
また、A=0の点線は、図10(A) では0度から720度まで直線的に増加していたが、図10(B) においては180度と0度とでそれぞれ折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.25、0.5、0.75に達するところで折り返し増加・減少を2回繰り返して、2つの二等辺三角形状からなる折線(点線)を形成する。
【0114】
さらに、A=1の一点鎖線は、図10(A) では0度から1080度まで直線的に増加していたが、図10(B) においては180度と0度とでそれぞれ折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.167、0.333、0.5、0.667、0.833に達するところで折り返し増加・減少を3回繰り返し、3つの二等辺三角形状からなる折線(一点鎖線)を形成する。
【0115】
このように表された各折線は、A=−2の場合の演算モータ電気角θMe(-2)を真値とした場合、A=−2の破線に対する偏差が0(ゼロ)に近づくほど真値である演算モータ電気角θMe(-2)と他の偽値である演算モータ電気角θMe(-1)、θMe(0)、θMe(1)との間で混同を生じやすいことを表しているので、真値であるθMe(-2)に最も近い偽値を各折線の中から選択すると、折線K(図10(B) 中で太い一点鎖線)を生成することができる。つまり、この折線Kが、図9に示して説明した、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性(折線K)である。
【0116】
なお、図10では、A=−2の破線を基準に、演算値rの小数点以下の数値を0から1まで変化させて演算モータ電気角θMe(A)の偏差を、A=−1、0、1のそれぞれ場合について求めたが、A=−1の破線を基準に、演算モータ電気角θMe(A)の偏差を、A=−2、0、1のそれぞれ場合について求めると、図11(A) に示すように表される。また、この図11(A) に表される各偏差を180度で折り返して表すことにより、図11(B) に示すような山形状の特性図を得ることができ、A=−1の場合の演算モータ電気角θMe(-1)を真値とした場合に、真値である演算モータ電気角θMe(-1)に最も近い偽値を各折線の中から選択すると、折線L(図11(B) 中で太い一点鎖線)を生成することができる。なお、図11(B) においてはA=−1の実線は省略した。
【0117】
また、A=0の破線を基準に、演算モータ電気角θMe(A)の偏差を、A=−2、−1、1のそれぞれの場合について求めると、A=−1、1の場合はA=0からから同じだけずれ、A=−2の場合はそこからさらにずれることから、図11(A) および図11(B) に示すA=−1の破線を基準にした場合と同様に表される。
【0118】
さらに、A=1の破線を基準に、演算モータ電気角θMe(A)の偏差を、A=−2、−1、0のそれぞれの場合について求めると、A=0の場合、A=−1の場合、A=−2の場合の順に、それぞれ順番にずれていくことから、図10(A) および図10(B) に示すA=−2の破線を基準にした場合と同様に表される。
【0119】
またなお、図10(B) による特性図と図11(B) による特性図とを比較してみると、図10(B) に示すA=−1による演算値r=0.5を頂点(最大値)とする二等辺三角形状の特性と、図11(B) に示すA=0、−2による演算値r=0.5を頂点(最大値)とする二等辺三角形状の特性とは、両者同一特性であり、また図10(B) に示すA=0による演算値r=0.25およびA=0による演算値r=0.75を頂点(最大値)とする2つの二等辺三角形状の特性と、図11(B) に示すA=1による演算値r=0.25およびA=0による演算値r=0.75を頂点(最大値)とする2つの二等辺三角形状の特性とは、両者同一特性であることがわかる。
【0120】
これにより、A=−1の破線を基準に演算モータ電気角θMe(A)の偏差をA=−2、0、1のそれぞれ場合について求めたときに得られる折線L(図11(B) )や、A=0の破線を基準に演算モータ電気角θMe(A)の偏差をA=−2、−1、1のそれぞれ場合について求めたときに得られる折線(図11(B) に示す折線Lに同じ)については、その最大値(約120度)を中心とした付近の範囲(例えば60度以上120度以下)が、図9に示す折線Kによる60.0度以上90.0度以下の範囲(斜線範囲)に含まれることになる。そのため、A=−1、0の破線を基準にした場合についても、図9に示す折線Kによる60.0度以上90.0度以下の範囲(斜線範囲)をそのまま適用することができる。
【0121】
以上説明したように本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20によると、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積による演算値rが、小数点以下の数値を有する非整数となるように、減速ギヤ比が設定されていることから、演算値rはその小数点以下の数値が0(ゼロ)、つまり整数になることがない。これにより、第1レゾルバ35の電気角θT1と第2レゾルバ37の電気角θT2とにより求められるステアリングホイール21の機械角θTmが、ステアリングホイール21の左右2回転の合計4回転のうち、いずれの1回転範囲単位(A=−2、−1、0、1)においても同じ値をとることがないようにできるので、ECU60のCPU61により実行される絶対位置検出処理のステップS109においてステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができる。したがって、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40をECU60により制御することができる。
【0122】
なお、ボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積による演算値rが、小数点以下の数値を有する非整数となるように、モータレゾルバ44の対極数を設定しても、第1レゾルバ35の電気角θT1と第2レゾルバ37の電気角θT2とにより求められるステアリングホイール21の機械角θTmが、ステアリングホイール21の左右2回転の合計4回転のうち、いずれの1回転範囲単位(A=−2、−1、0、1)においても同じ値をとることがないようにできるので、ECU60のCPU61により実行される絶対位置検出処理のステップS109においてステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができる。これにより、ボールねじ機構50の減速ギヤ比を設定した場合と同様、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40をECU60により制御することができる。
【0123】
また、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、演算値rの小数点以下の数値は所定範囲内にあり、その所定範囲は、ステアリングホイール21の左右2回転づつの合計4回転のA=−2、−1、0、1の回転範囲ごとに異なる演算モータ電気角θMe(-2)との偏差が当該偏差の最大値の67%以上100%以下における演算値rの小数点以下の数値に設定される。これにより、ピニオン軸23、ラック軸24、ボールねじ機構50等を構成する機械部品の寸法精度上あるいは摩耗による誤差やレゾルバ信号を処理する電気部品の温度特性誤差によってステアリングホイール21の機械角θTmに検出誤差が生じても、そのような誤差により隣接した1回転範囲単位同士(例えば図10の例では、回転範囲A=−2と回転範囲A=−1との間、回転範囲A=−1と回転範囲A=0との間および回転範囲A=0と回転範囲A=1との間)で同じ値をとることがないようにすることができる。したがって、このような誤差が生じ得る場合であっても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40をECU60により制御することができる。
【0124】
さらに、本第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20、電気式動力舵取装置20の製造方法あるいは製造装置において、演算値rの小数点以下の数値を、ステアリングホイール21の左右2回転づつの合計4回転のA=−2、−1、0、1の回転範囲ごとに異なる演算モータ電気角θMe(-2)との偏差が当該偏差の最大値の67%以上100%以下における演算値rの小数点以下の数値範囲内、例えば「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」に設定すること、またはこのように設定する工程や手段を設けることにより、ピニオン軸23、ラック軸24、ボールねじ機構50等を構成する機械部品の寸法精度上あるいは摩耗による誤差やレゾルバ信号を処理する電気部品の温度特性誤差によってステアリングホイール21の機械角θTmに検出誤差が生じても、そのような誤差により隣接した1回転範囲単位同士(例えば図10の例では、回転範囲A=−2と回転範囲A=−1との間、回転範囲A=−1と回転範囲A=0との間および回転範囲A=0と回転範囲A=1との間)で同じ値をとることがないようにすることができる。したがって、このような誤差が生じ得る場合であっても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40をECU60により制御することができ、また制御可能な電気式動力舵取装置を製造することができる。
【0125】
なお、電気式動力舵取装置20の製造方法あるいは製造装置において、演算値rの小数点以下の数値を、例えば「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」に設定する工程や手段では、例えば、ボールねじ機構50の減速ギヤ比を以下の式(9) 、(10)のように設定してもよい。
【0126】
減速ギヤ比 = 比ストローク/リード ・・・(9)
減速ギヤ比 =(モジュール×ピニオン歯数×π/ cos(ラックねじれ角))/リード ・・・(10)
【0127】
また、上述した第1実施形態では、ステアリングホイール21が左右2回転づつの合計4回転する場合を例に説明したが、本発明はこれに限られることなく、ステアリングホイールが2回転以上するものであれば、例えば、左右1回転づつの合計2回転する場合や左右3回転づつの合計6回転する場合あるいは左右1.5回転づつの合計3回転する場合等であっても、上述したものと同様の技術的な作用および効果を得ることができる。
【0128】
[第2実施形態]
次に、本発明の電気式動力舵取装置に係る第2実施形態について図12〜図22を参照して説明する。
以下、説明する第2実施形態に係る電気式動力舵取装置120は、前述したボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積である演算値rが、その小数点以下の数値として例えば0.33や0.50をとるように設定したものである。本第2実施形態では、モータレゾルバ44の対極数が例えば7の場合、ボールねじ機構50の減速ギヤ比を例えば8.19に設定することにより、当該演算値r=57.33(=8.19×7)を得ている。これにより、演算値rの小数点以下の数値を0.33としている。
【0129】
このように演算値rの小数点以下の数値を0.33や0.50に設定することによって、後述するように、前述の図9に示す折線Kの頂点を高くして真値検出余裕度を増加させることができるので、誤差範囲の境界(図9に示す一点鎖線)や演算モータ電気角θMe(A)の角度偏差の下限値(真値検出余裕度60.0(deg) の破線)も引き上げることができる。これにより、例えば、操舵機構を構成する機械部品の寸法精度上の誤差が極めて大きい場合においても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することが可能となる。
【0130】
ところが、このように演算値rの小数点以下の数値を0.33や0.50に設定すると、図12(A) および図12(B) に示すような新たな問題が発生する。なお、図12(A) および図12(B) において、ステアリングホイールの中立位置を中心に、ステアリングホイールの右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、さらにその右側の右1回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、また中立位置を中心に左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、さらにその左側の左1回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2としている。
【0131】
即ち、図12(A) に示すように、例えば演算値rの小数点以下の数値を0.33(例えばr=3.33)に設定した場合には、同一の値をもつαdおよびδdが2箇所(A=−2とA=1)に出現するため、そのいずれかが真値であるときにはいずれを選択すれば真値を得られるか判別できない。
【0132】
また、図12(B) に示すように、演算値rの小数点以下の数値を0.50(例えばr=3.50)に設定した場合には、同一の値をもつ「αeおよびγe」ならびに「βeおよびδe」が2組2箇所(A=−2とA=0、A=−1とA=1)に出現する。そのため、このような場合にも、それらのいずれかが真値であるときにはいずれを選択すれば真値を得られるか判別できない。
【0133】
つまり、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20では、演算値rの小数点以下の数値を「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0・58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」のいずれかに設定することにより、ステアリングホイール21の各回転範囲(A=−2、−1、0、1)のいずれにおいても検出可能に構成していたが、演算値rの小数点以下の数値を例えば0.33に設定することにより、ステアリングホイール21の回転範囲A=−2、−1、0またはA=−1、0、1において、回転量を検出可能に構成することができる(以下、回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれも検出可能なものを「N4型」と称し、回転範囲A=−2、−1、0またはA=−1、0、1を検出可能なものを「N3型」と称する。)。また、演算値rの小数点以下の数値を例えば0.50に設定することにより、ステアリングホイール21の回転範囲A=−2、−1またはA=0、1において、回転量を検出可能に構成することができる(以下、回転範囲A=−2、−1またはA=0、1を検出可能なものを「N2型」と称する。)。
【0134】
そこで、本第2実施形態に係る電気式動力舵取装置120では、図13および図14に示すような構成を採ることにより、演算値rの小数点以下の数値を0.33や0.50に設定した場合(つまりN3型やN2型)においても、同一の値をもつ「αdおよびδd」あるいは「αeおよびγe」ならびに「βeおよびδe」から真値を特定し、N4型のものと同様の範囲において、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出可能にしている。なお、図13および図14に示す構成において、前述した電気式動力舵取装置20(図1、図5)と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、またそれらの説明を省略する。
【0135】
図13および図14に示すように、電気式動力舵取装置120は、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20とほぼ同様に、主に、ステアリングホイール21、ステアリング軸22、ピニオン軸23、ラック軸24、トルクセンサ30、モータ40、モータレゾルバ44、ボールねじ機構50、ECU160等から構成されており、ステアリング軸22の途中にロック機構130が介在している点、ECU160にイグニッションスイッチセンサ163からオンオフ信号が入力される点およびECU160が不揮発性メモリ161を備えている点が前述の電気式動力舵取装置20と異なるところである(図1、図5参照)。その他の機械的な構成部分およびそれらによる機能については、前述の電気式動力舵取装置20と同様で、ステアリングホイール21による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシストカをモータ40により発生させて運転者による操舵をアシストする。なお、ラック軸24の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。
【0136】
本第2実施形態において付加されたロック機構130は、イグニッションスイッチIGSWがオフにされた場合あるいはイグニッションスイッチIGSWのオフ後にイグニッションキーが抜かれた場合に、ステアリング軸22に連結されたステアリングホイール21の回転を所定の回転範囲内に規制する機能を有するもので、車両の盗難防止を目的に設けられるものである。
【0137】
なお、所定の回転範囲とは、例えば、N3型であれば1回転未満(0度を超えて360度未満)またN2型であれば半回転未満(0度を超えて180度未満)といったステアリングホイール21の回転可能範囲をいう。また、ロック機構130は、公知の構成(例えば特公昭50−39299号公報、特開昭47−8411号公報等)を採用しているので、その詳細説明は省略する。
【0138】
図14に示すように、電気式動力舵取装置120を構成するECU160の入力ボートPlには、イグニッションスイッチIGSWのオンオフ状態を検出し得るイグニッションスイッチセンサ163が接続されている。これにより、ECU160には、イグニッションスイッチIGSWのオンオフ状態を通知するイグニッションスイッチ信号が入力されるので、CPU61では、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態になる直前に第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44から求められたステアリングホイール21の絶対操舵角θAm(絶対回転位置)をIGオフ時操舵角θAm-off(IGオフ絶対回転位置)として不揮発性メモリ161に記憶することができる。なお、このステアリングホイール21の絶対操舵角θAmは、図16に示す絶対位置検出処理によって求められる。
【0139】
即ち、図15に示すように、ECU160を構成するCPU61は、IGオフ時操舵角記憶処理において以下の処理を行う。
まずステップS201により、イグニッションスイッチセンサ163から入力されるイグニッションスイッチ信号に基づいて、イグニッションスイッチIGSWがオン状態からオフ状態に移行したか否かを判断する。そして、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態に移行した場合には(S201でYes)、続くステップS203により、現在の絶対操舵角θAmをIGオフ時操舵角θAm-offとして不揮発性メモリ(例えばEEPROMやバッテリバックアップされたSRAMやDRAM等)161に記憶する処理が行われる。なお、「現在の絶対操舵角θAm」の代わりに「現在の1回転範囲A(=−2、−1、0、1)」を不揮発性メモリに記憶させても、後述する絶対位置検出処理(その1、2)において、IGオフ時操舵角θAm-offと同様に処理することができる。
【0140】
これにより、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態になる直前に求められたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmは、IGオフ時操舵角θAm-offとして不揮発性メモリ161に記憶されるので、次回、イグニッションスイッチIGSWがオンされた場合に、当該IGオフ時操舵角θAm-offを不揮発性メモリ161から読み出すことができる。なお、ステップS203、CPU61および不揮発性メモリ161は、特許請求の範囲に記載の「記憶手段」に相当するものである。
【0141】
次に、ECU160を構成するCPU61による絶対位置検出処理(その1)の流れを図16〜図18、図22(A) に基づいて説明する。なおここで説明する絶対位置検出処理(その1)は、前述した演算値rの小数点以下の数値を、例えば0.33に設定した場合(N3型)に適用可能なものである。なお図16に示す絶対位置検出処理を構成するステップS305、S307、S309、S311、S313、S323、S325では、図7に示す絶対位置検出処理のステップSl0l、Sl03、Sl05、Sl07、Sl09、Slll、Sl13とそれぞれ同様の処理を行う。そのため、これら各ステップによる処理内容の説明は省略する。
【0142】
図16に示すように、絶対位置検出処理では、まずステップS301により、イグニッションスイッチセンサ163から入力されるイグニッションスイッチ信号に基づいて、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態からオン状態に移行したか否かを判断する。
【0143】
そして、イグニッションスイッチIGSWがオン状態に移行した判断すると(S301でYes)、次にステップS303により、IGオフ時操舵角θAm-offを不揮発性メモリ161から読み出す処理が行われる。このステップS303により読み出されたIGオフ時操舵角θAm-offは、図15に示すIGオフ時操舵角記憶処理によって不揮発性メモリ161に記憶されたものであるから、イグニッションスイッチIGSWがオフになる直前に求められたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに相当するものである。またイグニッションスイッチIGSWがオフにされた場合等には、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転可能範囲が1回転未満等に規制されるので、このステアリングホイール21の回転可能範囲とIGオフ時操舵角θAm-offとに基づいて、イグニッションスイッチIGSWのオン直後におけるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmの範囲を後述するように特定することができる。
【0144】
ステップS303により不揮発性メモリ161からIGオフ時操舵角θAm-offを読み出す処理が行われると、続いてステップS305〜S313では、図7に示すステップSl0l〜Sl09と同様に、各レゾルバ35、37、44から取得された電気角θTl、βT2、θMeから、現在のステアリングホイール21の機械角θTmや演算モータ電気角θMe(A)を算出する処理が行われ、さらに4個の演算モータ電気角θMe(A)のうち、実モータ電気角θMeに最も近いものを選択する処理が行われる。つまり、現在(今回)のステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを求めるために、最も妥当な演算モータ電気角θMe(A)が選択される。
【0145】
続くステップS315では、ステップS313により選択された演算モータ電気角θMe(A)の1回転範囲Aが、4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のどこに対応するかを判定する処理が行われる。
即ち、図12(A) に示すように、N3型の回転範囲(A=−2、−1、0またはA=−1、0、1)において検出可能なものでは、ステアリングホイール21の1回転範囲がA=1またはA=−2の場合には、両範囲におけるステアリングホイール21の絶対操舵角θAm(図12(A) に示すαdとδd)を判別することができない。そのため、このステップS315では1回転範囲Aの値に基づいてステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを判別できる場合(A=0または−1)とできない場合(A=1または−2)とを区別する判断処理が行われる。
【0146】
ステップS315によりステアリングホイール21の1回転範囲Aの値から、絶対操舵角θAmを判別できると判断された場合には(ステップS315でA=0または−1)、ステップS323に処理を移行し、絶対操舵角θAmを判別できると判断された場合には(ステップS315でA=1または−2)、ステップS317に処理を移行する。
【0147】
ステップS317は、現在(今回)のステアリングホイール21の1回転範囲がA=1または−2の場合、つまり、ステアリングホイール21が中立位置から右1回転を超える範囲(A=1)または中立位置から左1回転を超える範囲(A=−2)に位置している場合に行われる判断処理で、IGオフ時操舵角θAm-offが0度以上であるか否かの判断が行われる。
【0148】
即ち、イグニッションスイッチIGSWのオフ時におけるステアリングホイール21の回転可能範囲は、前述したようにロック機構130により1回転(360度)未満に規制されていることから、不揮発性メモリ161から読み出された前回のIGオフ時操舵角θAm-offが0度以上である場合には(ステップS317でYes)、少なくともステアリングホイール21の中立位置よりも右回転側に位置し、IGオフ時操舵角θAm-offが0度以上でない場合には(ステップS317でNo)、少なくともステアリングホイール21の中立位置よりも左回転側に位置することなる。
【0149】
つまり、図12(A) に示すように、IGオフ時操舵角θAm-offが0度以上である場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も左回転側である中立位置N(絶対操舵角θAm=0度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN3LKは「−360度<θN3LK≦0度」に規制されているため、現在のステアリングホイール21が中立位置Nから左回転側に360度を超える回転範囲(A=−2)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが0度以上である場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=1にあると判断することができる。
【0150】
一方、IGオフ時操舵角θAm-offが0度以上でない場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も右回転側である中立位置N(絶対操舵角θAm=0度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN3LKは「0度≦θN3LK<360度」に規制されているため、現在のステアリングホイール21が中立位置Nから右回転側に360度を超える回転範囲(A=1)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが0度以上でない場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=−2にあると判断することができる。
【0151】
したがって、ステップS317によりIGオフ時操舵角θAm-offが0度以上であると判断された場合には(S317でYes)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=1のものをステップS319により選択する処理が行われ、ステップS317によりIGオフ時操舵角θAm-offが0度以上であると判断されない場合には(S317でNo)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=−2のものをステップS321により選択する処理が行われる。
【0152】
このようにしてステップS313、あるいはステップS319またはステップS321により演算モータ電気角θMe(A)が選択されると、続くステップS323により、図7に示すステップS111と同様に、選択された演算モータ電気角θe(A)が本当に適正なものであるか否かの処理が行われ、さらにステップS325によりステップS113と同様に前掲の式(4) に基づいて絶対操舵角θAmを算出する処理が行われる。これによりステアリングホイール21の絶対位置が検出されたことになるので、一連の本絶対位置検出処理(その1)を正常終了する。
【0153】
ここで、図17に示す、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線M)の根拠について、図18を参照して説明する。図18(A) には、演算値rの小数点以下の数値に対する演算モータ電気角θMe(-2)との偏差の変化を示す特性が図示されている。
【0154】
図12(A) を参照して説明したように、演算値rの小数点以下の数値が0.33である場合には、4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のうち、同一の値をもつαdおよびδdが2箇所(A=−2とA=1)に出現するため、そのいずれかが真値であるときにはいずれを選択すれば真値を得られるか判別できない。つまり、図18(A) においては、演算値rの小数点以下の数値が0(ゼロ)である場合に限らず、演算値rの小数点以下の数値が0.33である場合にも、A=−2とA=1とが同一値をとるため、両者を区別することができない。
【0155】
一方、図10を参照して説明した電気式動力舵取装置20の場合と同様に、A=−2の破線を基準に、演算値rの小数点以下の数値を0から1まで変化させて演算モータ電気角θMe(A)の偏差をA=−1の場合、A=0の場合、についてそれぞれ求めると、これらの間に図18(A) に示すような関係にあることがわかるが、この偏差を180度で折り返して表すことにより、図18(B) に示すような山形状の特性図を得ることができる。なお、図18(B) においてはA=−2、A=1の破線は省略してある。
【0156】
即ち、A=−1の実線は、図18(A) では0度から360度まで直線的に増加していたが、図18(B) においては180度で折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.5に達すると折り返して負の傾きで直線的に減少し、二等辺三角形状の折線(実線)を形成する。
【0157】
また、A=0の点線は、図18(A) では0度から720度まで直線的に増加していたが、図18(B) においては180度と0度とでそれぞれ折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.25、0.5、0.75に達するところで折り返し増加・減少を2回繰り返して、2つの二等辺三角形状からなる折線(点線)を形成する。
【0158】
このように表された各折線は、A=−2の場合の演算モータ電気角θMe(-2)を真値とした場合、A=−2の破線に対する偏差が0(ゼロ)に近づくほど真値である演算モータ電気角θMe(-2)と他の偽値である演算モータ電気角θMe(-1)、θMe(0)、θMe(1)との間で混同を生じやすいことを表しているので、真値であるθMe(-2)に最も近い偽値を各折線の中から選択すると、折線M(図18(B) 中で太い一点鎖線)を生成することができる。つまり、この折線Mが、図17に示して説明した、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性(折線M)である。
【0159】
このような絶対位置検出処理(その1)により絶対操舵角θAmを検出される電気式動力舵取装置120によると、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態になる直前に求められたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmをIGオフ時操舵角θAm-offとして不揮発性メモリ161により記憶する。そして、イグニッションスイッチIGSWのオン後、不揮発性メモリ161に記憶された前回のIGオフ時操舵角θAm-offおよびロック機構130により規制されるステアリングホイール21の360度未満の回転範囲に基づいて、今回、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを、絶対位置検出処理(その1)のステップS301、S303、S317、S319、S321により複数の1回転範囲A=−2またはA=1から特定する。
【0160】
これにより、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを複数の1回転範囲A=1またはA=−2から特定する場合があっても、前回のIGオフ時操舵角θAm-offとイグニッションオフ時にステアリングホイール21が回転可能な360度未満の回転範囲とに基づいて、当該複数の1回転範囲A=1またはA=−2から今回求めたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを特定することができる。したがって、このような場合においてもステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40を制御することができる。
【0161】
続いて、演算値rの小数点以下の数値を例えば0.50に設定した場合(N2型)に適用可能な絶対位置検出処理(その2)の流れを図19〜図22に基づいて説明する。なお、図19に示す絶対位置検出処理(その2)も、ECU160のCPU61により実行されるもので、また絶対位置検出処理(その2)を構成するステップS401、S403、S405、S407、S409、S411、S413では、図7または図16に示す絶対位置検出処理のステツプS301、S303、S101、S103、S105、S107、S109とそれぞれ同様の処理を行う。そのため、これら各ステップによる処理内容の説明は省略する。
【0162】
図19に示すように、絶対位置検出処理(その2)では、ステップS401からステップS413までの各処理を順次実行すると、次のステップS415によって、ステップS413により選択された演算モータ電気角θMe(A)の1回転範囲Aが、4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のどこに対応するかを判定する処理が行われる。
【0163】
即ち、図12(B) に示すように、N2型の回転範囲(A=−2、−1またはA=0、1)において検出可能なものでは、ステアリングホイール21の1回転範囲が、「A=0またはA=−2」もしくは「A=1またはA=−1」の場合、つまり1回転範囲がいずれの場合であっても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAm(図12(B) に示すαeとγeまたはβeとδe)を判別することができない。そのため、このステップS415では、まず、1回転範囲Aの値に基づいてステアリングホイール21の絶対操舵角θAmがいずれの場合(A=0またはA=−2か、A=1またはA=−1か)に該当するかを判別する判断処理が行われる。そして、1回転範囲Aの値がA=0またはA=−2の場合には(S415でA=0または−2)、不揮発性メモリ161から読み出された前回のIGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満であるか否かの判断処理が行われる。
【0164】
つまり、図12(B) に示すように、IGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満である場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も左回転側である−360度(中立位置Nから左に360度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、半回転(180度)未満に規制されるロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN2LKは「−360度<θN2LK≦−180度」に規制されている。そのため、ステアリングホイール21が−180度からさらに右回転側に180度を超える回転範囲(A=0)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満である場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=−2にあると判断することができる。
【0165】
一方、IGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満でない場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も右回転側である中立位置N(絶対操舵角θAm=0度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN2LKは「−180度≦θN2LK<0度」に規制されているため、ステアリングホイール21が−180度からさらに左回転側に180度を超える回転範囲(A=−2)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満でない場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=0にあると判断することができる。
【0166】
したがって、ステップS421によりIGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満であると判断された場合には(S421でYes)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=−2のものをステップS423により選択する処理が行われ、ステップS421によりIGオフ時操舵角θAm-offが−180度未満であると判断されない場合には(S421でNo)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=0のものをステップS425により選択する処理が行われる。
【0167】
また、図12(C) に示すように、IGオフ時操舵角θAm-offが180度超過である場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も右回転側である360度(中立位置Nから右に360度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN2LKは「180度<θN2LK≦360度」に規制されている。そのため、ステアリングホイール21が360度からさらに左回転側に180度を超える回転範囲(A=−1)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが180度超過である場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=1にあると判断することができる。
【0168】
一方、IGオフ時操舵角θAm-offが180度超過でない場合には、イグニッションスイッチIGSWのオフ時に最も左回転側である中立位置N(絶対操舵角θAm=0度)にステアリングホイール21が位置していたと仮定しても、ロック機構130によりステアリングホイール21の回転範囲θN2LKは「0度≦θN2LK<180度」に規制されているため、ステアリングホイール21が180度からさらに右回転側に180度を超える回転範囲(A=1)に位置することはないのである。よってIGオフ時操舵角θAm-offが180度超過でない場合には、現在のステアリングホイール21の1回転範囲Aは、A=−1にあると判断することができる。
【0169】
したがって、ステップS431によりIGオフ時操舵角θAm-offが180度超過であると判断された場合には(S431でYes)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=1のものをステップS433により選択する処理が行われ、ステップS431によりIGオフ時操舵角θAm-offが180度超過であると判断されない場合には(S431でNo)、選択された演算モータ電気角θMe(A)のうち1回転範囲A=−1のものをステップS435により選択する処理が行われる。
【0170】
このようにしてステップS423、S425、S433、S435により演算モータ電気角θMe(A)が選択されると、続くステップS441により、図7に示すステップS111と同様に、選択された演算モータ電気角θe(A)が本当に適正なものであるか否かの処理が行われ、さらにステップS443によりステップS113と同様に前掲の式(4) に基づいて絶対操舵角θAmを算出する処理が行われる。これによりステアリングホイール21の絶対位置が検出されたことになるので、一連の本絶対位置検出処理(その2)を正常終了する。
【0171】
ここで、図20に示す、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線P)の根拠について、図21を参照して説明する。図21(A) には、演算値rの小数点以下の数値に対する演算モータ電気角θMe(-2)との偏差の変化を示す特性が図示されている。
【0172】
図12(B) を参照して説明したように、演算値rの小数点以下の数値が0.50である場合には、4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のうち、同一の値をもつ「αeおよびγe」ならびに「βeおよびδe」が2組2箇所(A=−2とA=0、A=−1とA=1)に出現する。そのため、このような場合にも、それらのいずれかが真値であるときにはいずれを選択すれば真値を得られるか判別できない。つまり、図21(A) においては、演算値rの小数点以下の数値が0(ゼロ)である場合に限らず、演算値rの小数点以下の数値が0.50である場合にも、A=−2とA=0、あるいはA=−1とA=1が同一値をとるため、これらを区別することができない。
【0173】
一方、図10を参照して説明した電気式動力舵取装置20の場合と同様に、A=−2の破線を基準に、演算値rの小数点以下の数値を0から1まで変化させて演算モータ電気角θMe(A)の偏差をA=−1の場合、A=1の場合、についてそれぞれ求めると、これらの間に図21(A) に示すような関係にあることがわかるが、この偏差を180度で折り返して表すことにより、図21(B) に示すような山形状の特性図を得ることができる。なお、図21(B) においてはA=−2、A=0の破線は省略してある。
【0174】
即ち、A=−1、1の実線は、図18(A) では0度から360度まで直線的に増加していたが、図18(B) においては180度で折り返すので、演算値rの小数点以下の数値が0.5に達すると折り返して負の傾きで直線的に減少し、二等辺三角形状の折線(実線)を形成する。
【0175】
このように表された各折線は、A=−1、1の場合の演算モータ電気角θMe(-2)を真値とした場合、A=−2の破線に対する偏差が0(ゼロ)に近づくほど真値である演算モータ電気角θMe(-2)と他の偽値である演算モータ電気角θMe(0) 、θMe(1)との間で混同を生じやすいことを表しているので、真値であるθMe(-2)に最も近い偽値を各折線の中から選択すると、折線P(図21(B) 中で太い一点鎖線)を生成することができる。つまり、この折線Pが、図20に示して説明した、演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性(折線P)である。
【0176】
このような絶対位置検出処理(その2)により絶対操舵角θAmを検出される電気式動力舵取装置120によると、イグニッションスイッチIGSWがオフ状態になる直前に求められたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmをIGオフ時操舵角θAm-offとして不揮発性メモリ161により記憶する。そして、イグニッションスイッチIGSWのオン後、不揮発性メモリ161に記憶された前回のIGオフ時操舵角θAm-offおよびロック機構130により規制されるステアリングホイール21の180度未満の回転範囲に基づいて、今回、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを、絶対位置検出処理(その2)のステップS401、S403、S421、S423、S425、S431、S433、S435により複数の1回転範囲A=−2またはA=0もしくはA=−1またはA=1から特定する。
【0177】
これにより、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを複数の1回転範囲A=−2またはA=0もしくはA=−1またはA=1から特定する場合があっても、前回のIGオフ時操舵角θAm-offとイグニッションオフ時にステアリングホイール21が回転可能な180度未満の回転範囲とに基づいて、当該複数の1回転範囲A=−2またはA=0もしくはA=−1またはA=1から今回求めたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを特定することができる。したがって、このような場合においてもステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができるので、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40を制御することができる。
【0178】
[第3実施形態]
続いて、本発明の電気式動力舵取装置に係る第3実施形態について図23〜図27を参照して説明する。
以下、説明する第3実施形態に係る電気式動力舵取装置120は、前述したボールねじ機構50の減速ギヤ比とモータレゾルバ44の対極数との積である演算値rが、その小数点以下の数値として例えば0.33をとるように設定したものである。本第3実施形態では、モータレゾルバ44の対極数が例えば7の場合、ボールねじ機構50の減速ギヤ比を例えば8.19に設定することにより、当該演算値r=57.33(=8.19×7)を得ている。これにより、演算値rの小数点以下の数値を0.33としている。
【0179】
このように演算値rの小数点以下の数値を0.33に設定することによって、前述の図9に示す折線Kの頂点を高くして真値検出余裕度を増加させることができるので、誤差範囲の境界(図9に示す一点鎖線)や演算モータ電気角θMe(A)の角度偏差の下限値(真値検出余裕度60.0(deg) の破線)も引き上げることができる。これにより、例えば、操舵機構を構成する機械部品の寸法精度上の誤差が極めて大きい場合においても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することが可能となる。
【0180】
ところが、このように演算値rの小数点以下の数値を0.33に設定すると、第2実施形態で参照した図12(A) に示すように、例えば演算値rの小数点以下の数値を0.33(例えばr=3.33)に設定した場合には、同一の値をもつαdおよびδdが2箇所(A=−2とA=1)に出現するため、そのいずれかが真値であるときにはいずれを選択すれば真値を得られるか判別できないという新たな問題が発生する。即ち、回転量の検出可能範囲は、ステアリングホイール21の回転範囲A=−2、−1、0またはA=−1、0、1に限られることとなる(以下、回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれも検出可能なものを「N4型」と称し、回転範囲A=−2、−1、0またはA=−1、0、1を検出可能なものを「N3型」と称する)。
【0181】
なお、図12(A) において、ステアリングホイール21の中立位置を中心に、ステアリングホイール21の右1回転範囲(0度<θ≦360度)をA=0、さらにその右側の右1回転範囲(360度<θ≦720度)をA=1、また中立位置を中心に左1回転範囲(0度>θ≧−360度)をA=−1、さらにその左側の左1回転範囲(−360度>θ≧−720度)をA=−2としている。
【0182】
そこで、本第3実施形態に係る電気式動力舵取装置120では、第1実施形態に係る電気式動力舵取装置20と構成を変更することなく、後に図23、図24を参照して説明する絶対位置検出処理によって、演算値rの小数点以下の数値を0.33に設定した場合(つまりN3型)においても、同一の値をもつ「αdおよびδd」から真値を特定し、N4型のものと同様の操舵角範囲おいて、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出可能にしている。なお、後述するように必要に応じて、図26に示すような構成を採ることにより、図27に示す絶対位置検出処理(その3)によっても、同一の値をもつ「αdおよびδd」から真値をよりさらに正確に特定することができる。
【0183】
<絶対位置検出処理(その1)>
図23に示すように、本第3実施形態に係る絶対位置検出処理(その1)は、ステップS1201〜S1225からなり、ステップS1201、S1203、S1205、S1207、S1209、S1221、S1223では、第1実施形態で参照した図7に示す絶対位置検出処理のステップSl0l、Sl03、Sl05、Sl07、Sl09、Slll、Sl13とそれぞれ同様の処理を行う。そのため、これら各ステップによる処理内容の説明は省略する。なお、図23に示す絶対位置検出処理(その1)は、第1実施形態で参照した図5に示すECU60のCPU61により処理されるものである。
【0184】
絶対位置検出処理(その1)は、イグニッションスイッチ(以下「IGスイッチ」という)がオンされた直後に起動される処理である。ステップS1201により各レゾルバ(第1レゾルバ35、第2レゾルバ37、モータレゾルバ44)の電気角θT1、θT2、θMeを取得する処理が行われた後、ステップS1203、S1205、S1207により4個の演算モータ電気角θMe(A)を求め、それらの中から実モータ電気角θMeに最も近いものをステップS1209により選択する。
【0185】
ところが、図12(A) を参照して説明したようにN3型のものにおいては、同一の値をもつαdおよびδdが2箇所(A=−2とA=1)に出現する。つまり、ステップS1209では、実モータ電気角θMeに最も近いものとして、A=−2とA=1の2つまたはこれらのいずれか一方を選択することがあるので、A=−2またはA=1のうちの1つを特定する必要がある。そこで、選択された演算モータ電気角θMe(A)がA=−2またはA=1である場合には、以下のようにステップS1213〜S1219による処理を行うこととしている。
【0186】
まずステップS1211によって、ステップS1209により選択された演算モータ電気角θMe(A)の1回転範囲Aが4種類のステアリングホイール21の回転量(A=−2、−1、0、1)のどこに対応するかを判定する処理を行い、選択された1回転範囲AがA=1またはA=−2である場合には、続くステップS1213に処理を移行する。一方、ステップS1211により演算モータ電気角θMe(A)の1回転範囲AがA=0またはA=−1である場合には、図12(A) に示すように、βd(A=−1)、δd(A=0)といった1回転範囲がそれぞれ特定できるので、ステップS1213〜S1219による処理を行うことなく、ステップS1221に処理を移行する。
【0187】
ステップS1211により、選択された1回転範囲AがA=1またはA=−2あるいはA=1およびA=−2であると判断された場合には、ステップS1213によって、A=1、−2における絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)を算出する処理が行われ、これにより算出された絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)の一方がステアリングホイール21の回転可能範囲(物理的操舵角範囲)外にあるか否かを判断する処理をステップS1215により続いて行う。なお、ステアリングホイール21の回転可能範囲とは、図12(A) に示す、左2回転範囲(A=−2)、左1回転範囲(A=−1)、右1回転範囲(A=0)および右2回転範囲(A=1)のことである。
【0188】
そして、ステップS1215によって、絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のいずれか一方がステアリングホイール21の回転可能範囲外にあると判断された場合には(S1215でYes)、ステップS1217によりステアリングホイール21の回転可能範囲内にある他方の絶対操舵角θAmの1回転範囲Aを特定する処理が行われる。
【0189】
即ち、図25(A) に示す×丸印の絶対操舵角θAm(−2)のように、ステップS1215による演算によってステアリングホイール21の回転可能範囲RtoRを左側に外れた左外側範囲XL に存在すると判断された絶対操舵角θAmが存在する場合には(S1215でYes)、このような左外側範囲XL に存在する×丸印の絶対操舵角θAm(−2)は、ステアリングホイール21が回転し得ない位置を示している偽値であると判断することができる。そのため、2つのA=−2とA=1のうちから、当該回転可能範囲RtoR内に存在する二重丸印の絶対操舵角θAm(1)を真値としてステップS1215により特定する。なお、回転可能範囲RtoRは、例えばステアリングホイール21の中立位置N(黒丸印)を中心に±630度に設定されている。
【0190】
一方、図25(B) に示す白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のように、いずれも回転可能範囲内に存在すると判断された場合には、いずれか一方がステアリングホイール21の回転可能範囲外にあると判断されないので(S1215でNo)、両者を区別することができない。そのため、ステップS1219により決定フラグをオフに設定した後、本絶対位置検出処理(その1)を終了して、後述する絶対位置検出処理(その2)にこれらの両者を区別し絶対操舵角θAmを求める処理を委ねる。
【0191】
ステップS1217により回転可能範囲内にある絶対操舵角θAmの1回転範囲Aが特定されると、ステップS1221、S1223により絶対操舵角θAmが算出され、さらにステップS1225により決定フラグがオンに設定される。この決定フラグは、絶対操舵角θAmの1回転範囲が特定された場合にオンに設定され、特定されていない場合にはオフに設定される。そのため、ステップS1215により絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のいずれも回転可能範囲内に存在すると判断された場合には、ステップS1219により決定フラグをオフに設定している。
【0192】
なお、図25(A) を参照した説明では、回転可能範囲RtoRを左側に外れた左外側範囲XL に絶対操舵角θAmが存在する場合を例示したが、回転可能範囲RtoRを右側に外れた右外側範囲XR に絶対操舵角θAm(1)が存在する場合においてもステップS1217により絶対操舵角θAm(−2)が特定されて、前述同様にステップS1221以降の処理が行われる。
【0193】
このように図23に示す絶対位置検出処理(その1)を実行する電気式動力舵取装置120によると、絶対位置検出処理(その1)のステップS1213、S1215、S1217によって、2つの絶対回転位置候補としての絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のうち、一方がステアリングホイール21の回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれの範囲にも存在せず、他方が同回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれかの範囲に存在する場合には、この他方を当該2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から絶対操舵角θAmの1回転範囲Aとして特定する。
【0194】
これにより、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmが2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から特定される場合であっても、いずれか一方をステアリングホイール21の絶対操舵角θAmとして特定することができる。したがって、このような場合には、特にステアリングホイール21が回転し難い車両の駐停車中であっても、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができる。よって、車両が駐停車された状態であっても、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40を制御することができる。
【0195】
<絶対位置検出処理(その2)>
次に、図25(B) に示す白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のように、いずれも回転可能範囲(物理的操舵角範囲)内に存在すると判断された場合においても、両者を区別可能な絶対位置検出処理(その2)の例を図24に参照して説明する。この絶対位置検出処理(その2)も、図5に示すECU60のCPU61により処理されるもので、前述した絶対位置検出処理(その1)の後に所定間隔ごとに例えば割り込み処理等として繰り返し実行されるものである。
【0196】
図24に示すように、まずステップS1301により、各レゾルバ(第1レゾルバ35、第2レゾルバ37、モータレゾルバ44)の電気角θT1、θT2、θMeを取得する処理が行われた後、ステップS1303によりステアリングホイール21の機械角θTmを算出し、算出された機械角θTmをメモリに記憶する処理が行われる。なお、このメモリは、CPU61に内蔵またはECU60の実装されCPU61とバス接続されているもので、CPU61による演算処理の際に使用される作業領域等を提供する例えばDRAM等からなる半導体記憶装置のことである。
【0197】
次にステップS1305により決定フラグがオフに設定されているか否か、即ち、前述した絶対位置検出処理(その1)によって絶対操舵角θAmの1回転範囲を特定することができなかったか否かを判断する処理が行われる。これにより決定フラグがオフに設定されていない場合には(S1305でNo)、前述の絶対位置検出処理(その1)により絶対操舵角θAmの1回転範囲が既に特定されているので、本絶対位置検出処理(その2)ではこれ以上処理を行うことなく終了する。
【0198】
一方、ステップS1305により決定フラグがオフに設定されていると判断された場合には(S1305でYes)、続くステップS1307に処理を移行してステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したか否かを判断する処理が行われる。即ち、前回ステップS1303によりメモリに記憶されたステアリングホイール21の機械角θTm’を当該メモリから読み出し、読み出された前回の機械角θTm’と今回算出した機械角θTmとの角度差ΔθTmを算出する。そして、この角度差ΔθTmの絶対値に基づいて次のステップS1307によりステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したか否かの判断処理が行われる。
【0199】
即ち、ステップS1307により角度差ΔθTmの絶対値が所定角度を超えているか否かによって、ステアリングホイール21の回転の有無を判断する。そして、ステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したと判断され、かつステアリングホイール21の切込み方向が左回転方向であった場合には(S1307でYes(左切り))、ステップS1309により絶対操舵角θAmの1回転範囲Aの値を1だけ減算する(ディクリメント)処理が行われる。
【0200】
これに対して、ステップS1307によりステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したと判断され、かつステアリングホイール21の切込み方向が右回転方向であった場合には(S1307でYes(右切り))、ステップS1311により絶対操舵角θAmの1回転範囲Aの値を1だけ加算する(インクリメント)処理が行われる。なお、ステアリングホイール21の回転方向は、角度差ΔθTmの符号に基づいて所定のアルゴリズムにより決定される。
【0201】
一方、角度差ΔθTmの絶対値が所定角度を超えておらず、ステップS1307によりステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したと判断されない場合には(S1307でNo)、ステップS1309、S1311による処理は行うことなく、ステップS1313に処理を移行する。
【0202】
このように、ステップS1307によってステアリングホイール21が所定角度を超えて回転していると判断された場合には、当該所定角度を超えて回転する前においては、例えば図25(B) に示すように、ステアリングホイール21の回転可能範囲RtoR内に存在していた白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)が、当該所定角度を超えて回転した後においては、図25(C) に示すように、ステアリングホイール21の回転可能範囲RtoR外に移動する。これにより、当該回転可能範囲RtoR外に存在する×丸印の絶対操舵角θAm(−2)と当該回転可能範囲RtoR内に存在する二重丸印の絶対操舵角θAm(1)とに区別できるので、前述の絶対位置検出処理(その1)と同様に処理することができる。
【0203】
なお、この所定角度は、例えばステアリングホイール21の回転可能範囲RtoRがステアリングホイール21の中立位置N(黒丸印)を中心に±630度に設定されている場合には、例えば図25(B) に示すように、左外側範囲XL と左2回転範囲A=−2との境界YL (−630度)から左2回転範囲の中心位置(−540度)までの角度差である90(=630−540)度に設定されている。
【0204】
ステップS1313では、ステップS1309、S1311によりシフトされた絶対操舵角θAmの1回転位置あるいはシフトされることなくそのままの絶対操舵角θAmの1回転位置に基づいて、1回転位置A=1、−2における絶対操舵角θAmを算出する処理が行われ、これにより算出された絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)の一方が物理的操舵角範囲外にあるか否かを判断する処理をステップS1315により続いて行う。
【0205】
そして、ステップS1315によって、絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のいずれか一方がステアリングホイール21の回転可能範囲(物理的操舵角範囲)外にあると判断された場合には(S1315でYes)、ステップS1317によりステアリングホイール21の回転可能範囲(物理的操舵角範囲)内にある他方の絶対操舵角θAmの1回転範囲Aを特定する処理が行われる。
【0206】
即ち、ステアリングホイール21が所定角度を超えて回転した場合には、図25(C) に示す×丸印の絶対操舵角θAm(−2)のように、ステップS1315による算出された絶対操舵角θAmがステアリングホイール21の回転可能範囲RtoRを外れた左外側範囲XL を示すので、当該×丸印の絶対操舵角θAm(−2)は、ステアリングホイール21が回転し得ない位置を示している偽値であると判断することができる。そのため、このような偽値ではない物理的操舵角範囲内に存在するもの、例えば図25(C) に示す二重丸印の絶対操舵角θAm(1)を真値として、ステップS1317により絶対操舵角θAmの1回転範囲Aを特定する。
【0207】
ステップS1317により回転可能範囲(物理的操舵角範囲)内にある絶対操舵角θAmの1回転範囲Aが特定されると、ステップS1319により決定フラグがオンに設定される。この決定フラグは、絶対操舵角θAmの1回転範囲が特定された場合にオンに設定され、特定されていない場合にはオフに設定されるため、ステップS1305やステップS1315により途中で処理を終了した場合には、本ステップS1319による決定フラグの設定処理は行われない。
【0208】
なお、図25(B) および図25(C) を参照した説明では、回転可能範囲RtoRを左側に外れた左外側範囲XL に絶対操舵角θAmが存在する場合を例示したが、回転可能範囲RtoRを右側に外れた右外側範囲XR に絶対操舵角θAm(1)が存在する場合においてもステップS1317により絶対操舵角θAm(−2)が特定されて、前述同様にそれ以降の処理が行われる。
【0209】
このように図24に示す絶対位置検出処理(その2)を実行する電気式動力舵取装置120によると、絶対位置検出処理(その2)のステップS1307、S1309、S1311、S1313、S1315、S1317によって、2つの絶対回転位置候補としての絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のいずれもがステアリングホイール21の回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれかの範囲に存在する場合には、ステアリングホイール21が所定角度を超えて回転したことにより2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)の一方が、回転範囲A=−2、−1、0、1のいずれの範囲にも存在しなくなったときに、2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のうちの他方を、当該2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から絶対操舵角θAmの1回転範囲Aとして特定する。
【0210】
これにより、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmが2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から特定される場合であっても、ステアリングホイール21が所定角度を超えて回転することによって、いずれか一方をステアリングホイール21の絶対操舵角θAmとして特定することができる。したがって、このような場合であっても、ステアリングホイール21が所定角度を超えて回転すれば、車両の駐停車中、走行中の如何にかかわらずステアリングホイール21の絶対回転位置を正確に検出することができる。よって、車両状態に関係なく、このように検出されたステアリングホイール21の絶対回転位置に基づいて操舵をアシストするモータ40を制御することができる。
【0211】
<絶対位置検出処理(その3)>
続いて上述した絶対位置検出処理よりも、真値をより正確に特定することができる絶対位置検出処理(その3)を図26および図27を参照して説明する。この絶対位置検出処理(その3)は、図26に示すように、車両の左右の車輪の回転速度(以下「車輪速」という)をそれぞれ検出可能な車輪速センサ162、164を、入力ポートP1 、P2 に接続したCPU61により処理されるもので、前述した絶対位置検出処理(その1)の後に所定間隔ごとに例えば割り込み処理等として繰り返し実行されるものである。
【0212】
なお、この車輪速センサ162、164は、車輪速の増加減少に対応して繰り返し周波数が増加減少するパルス信号を出力し得るように構成されており、車輪速センサ162は車両の右前輪の車輪速WH-Rを検出し、車輪速センサ164は車両の左前輪の車輪速WH-Lを検出するように、それぞれ該当車輪に設けられている。また、車両の4輪全ての車輪速を検出するように車輪速センサを構成しても良い。これにより、左右の車輪速の差を車体に対して対角状に位置する左右の車輪速センサの組み合わせで検出すれば高精度に検出することができる。
【0213】
図27に示すように、絶対位置検出処理(その3)では、まずステップS1401により左右の車輪速センサ162、164から車輪速WH-R、WH-Lを取得する処理が行われる。即ち、左右の車輪速センサ162、164から出力される車輪速WH-R、WH-Lに関する情報を直接的にあるいは間接的に取得する処理が行われる。具体的には、車輪速センサ162、164からは車輪速に応じて周波数が変化するパルス信号がCPU61が入力されているので、当該パルスの数をカウントすることにより、また当該パルスの周波数(1/単位時間当たりのカウント数)を算出することにより、車輪速WH-R、WH-Lを取得する。なお、他のECUにより算出された車輪速WH-R、WH-Lを、当該他のECUとの共有メモリやネットワークを介して取得するように構成しても良い。
【0214】
次のステップS1403により決定フラグがオフに設定されているか否か、即ち、前述した絶対位置検出処理(その1)によって絶対操舵角θAmの1回転範囲を特定することができなかったか否かを判断する処理が行われる。これにより決定フラグがオフに設定されていない場合には(S1403でNo)、前述の絶対位置検出処理(その1)により絶対操舵角θAmの1回転範囲が既に特定されているので、本絶対位置検出処理(その3)ではこれ以上処理を行うことなく終了する。
【0215】
一方、ステップS1403により決定フラグがオフに設定されていると判断された場合には(S1403でYes)、続くステップS1405に処理を移行し、左右の車輪速WH-R、WH-Lの左右輪差ΔWHが所定範囲を超えたか否かを判断する処理が行われる。例えば、ステップS1401により算出された車輪速WH-Rと車輪速WH-Lとの左右輪差ΔWHが、パルス数に換算して2パルス以上の差が生じていた場合には、左右輪差ΔWHが所定範囲を超えたと判断する。そして、左右輪差ΔWHの符号に基づいて所定のアルゴリズムによりステアリングホイール21の回転方向を決定する。
【0216】
これにより、ステップS1405により左右の車輪速WH-R、WH-Lの左右輪差ΔWHが所定範囲を超えたと判断され、かつステアリングホイール21の切込み方向が左回転方向であった場合には(S1405でYes(左切り))、図25(B) に示す白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のように、いずれも回転可能範囲(物理的操舵角範囲)内に存在すると判断された場合であっても、ステアリングホイール21が左方向(中立位置Nを基準に絶対操舵角θAmが負の値になる方向)に向かって切れていることから、図25(B) に示す白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のうち、絶対操舵角θAm(−2)を真値として選択することができる。したがって、この場合にはステップS1407に処理を移行し、絶対操舵角θAmの1回転範囲をA=−2に特定する。
【0217】
また、同様にステップS1405により左右の車輪速WH-R、WH-Lの左右輪差ΔWHが所定範囲を超えたと判断され、かつステアリングホイール21の切込み方向が右回転方向であった場合には(S1405でYes(右切り))、ステアリングホイール21が右方向(中立位置Nを基準に絶対操舵角θAmが正の値になる方向)に向かって切れていることから、図25(B) に示す白丸印の絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のうち、絶対操舵角θAm(1)を真値として選択することができる。したがって、この場合にはステップS1409に処理を移行し、絶対操舵角θAmの1回転範囲をA=1に特定する。
【0218】
一方、ステップS1405により左右の車輪速WH-R、WH-Lの左右輪差ΔWHが所定範囲を超えたと判断されなかった場合には(S1405でNo)、今回は、ステアリングホイール21による操舵方向が判断できないため、本絶対位置検出処理(その3)を終了し、次回の処理に備えて待機する。
【0219】
ステップS1411では、前述した図7に示すステップS113と同様に、絶対操舵角θAmを算出する処理が行われ、さらにステップS1413により決定フラグをオンに設定する処理が行われる。この決定フラグは、前述の絶対位置検出処理(その1)や絶対位置検出処理(その2)で説明したものと同様である。
【0220】
このように図26および図27に示す絶対位置検出処理(その3)を実行する電気式動力舵取装置120によると、車輪速センサ162、164により左右の車輪速WH-R、WH-Lをそれぞれ検出し、絶対位置検出処理(その3)によるステップS1405により左右の車輪速WH-R、WH-Lの左右輪差ΔWHに基づいてステアリングホイール21による操舵方向を判定する。そして、ステップS1405による判定結果に基づいて2つの絶対回転位置候補としての絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から絶対操舵角θAmの1回転範囲Aとして同処理によるステップS1407、S1409により特定する。
【0221】
これにより、第1レゾルバの電気角θT1、第2レゾルバの電気角θT2および実モータ電気角θMeから求められるステアリングホイール21の絶対操舵角θAmが2つの絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)から特定される場合であっても、車両の左右の車輪が回転すれば、いずれか一方をステアリングホイール21の絶対操舵角θAmとして特定することができる。したがって、このような場合であっても、左右の車輪が回転すれば、ステアリングホイール21の絶対操舵角θAmを正確に検出することができる。よって、車両が走行中であれば、このように検出されたステアリングホイール21の絶対操舵角θAmに基づいて操舵をアシストするモータ40を制御することができる。
【0222】
以下「符号の説明」の欄における括弧内の記載は、特許請求の範囲に記載の語句を表し、当該括弧の直前または直前に列記されている名称等が括弧内の語句に相当することを示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。
【図2】図1に示す一点鎖線IIによる楕円内の拡大図である。
【図3】図1に示す一点鎖線III による楕円内の拡大図である。
【図4】図4(A) は本第1実施形態の電気式動力舵取装置に用いられるレゾルバの構成を示す説明図で、図4(B) は同レゾルバの回路図である。
【図5】本第1実施形態の電気式動力舵取装置を制御するECUとレゾルバとの接続構成を示すブロック図である。
【図6】ステアリングホイールの回転角に対する第1レゾルバおよび第2レゾルバによるレゾルバ出力信号、ステアリングホイールの機械角を示す特性図である。
【図7】図5に示すCPUにより実行される絶対位置検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】ステアリングホイールの回転量に対する、ステアリングホイールの機械角θTmおよびモータ電気角θMeの変化を示す特性図で、図8(A) は演算値r=3.75の場合、図8(B) は演算値r=3.05の場合、図8(C) は演算値r=4.00の場合である。
【図9】演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線K)である。
【図10】図10(A) は演算値rの小数点以下の数値に対する、演算モータ電気角θMe(-2)とθMe(-1),θMe(0),θMe(1)との角度偏差の変化を示す特性図で、図10(B) は図10(A) を180度のところで折り返して表した特性図(折線K)である。
【図11】図11(A) は演算値rの小数点以下の数値に対する、演算モータ電気角θMe(-1)とθMe(-2),θMe(0),θMe(1)との角度偏差の変化を示す特性図で、図11(B) は図11(A) を180度のところで折り返して表した特性図(折線L)である。
【図12】ステアリングホイールの回転量に対する、ステアリングホイールの機械角θTmおよびモータ電気角θMeの変化を示す特性図で、図12(A) はN3型の場合における演算値r=3.33のときのもの、図12(B) はN2型の場合における演算値r=3.5のときのものである。
【図13】本発明の第2実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。
【図14】第2実施形態の電気式動力舵取装置を制御するECUとレゾルバ等との接続構成を示すブロック図である。
【図15】図14に示すCPUにより実行されるIGオフ時操舵角記憶処理の流れを示すフローチャートである。
【図16】図14に示すCPUにより実行される絶対位置検出処理(その1)の流れを示すフローチャートで、N3型の場合におけるものである。
【図17】演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線M)である。
【図18】図18(A) は演算値rの小数点以下の数値に対する、演算モータ電気角θMe(-2)とθMe(-1),θMe(0)との角度偏差の変化を示す特性図で、図18(B) は図18(A) を180度のところで折り返して表した特性図(折線M)である。
【図19】図14に示すCPUにより実行される絶対位置検出処理(その2)の流れを示すフローチャートで、N2型の場合におけるものである。
【図20】演算値rの小数点以下の数値に対する真値検出余裕度の変化を示す特性図(折線P)である。
【図21】図21(A) は演算値rの小数点以下の数値に対する、演算モータ電気角θMe(-2)とθMe(-1),θMe(1)との角度偏差の変化を示す特性図で、図21(B) は図21(A) を180度のところで折り返して表した特性図(折線P)である。
【図22】ステアリングホイールが中立位置を中心に左右2回転づつする回転範囲(A=−2、−1、0、1)において、区別することのできない1回転範囲の位置関係を示す説明図で、図22(A) はN3型の場合におけるもの、図22(B) および図22(C) はN2型の場合におけるものである。
【図23】本発明の第3実施形態に係る絶対位置検出処理(その1)の流れを示すフローチャートである。
【図24】第3実施形態に係る絶対位置検出処理(その2)の流れを示すフローチャートである。
【図25】図25(A) はIGスイッチのオン直後から絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)の一方がステアリングホイールの回転可能範囲RtoR外に存在した場合、図25(B) はIGスイッチのオン直後は絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)のいずれもが当該回転可能範囲RtoR内に存在した場合、図25(C) はIGスイッチのオン後、ステアリングホイールが所定角度範囲を超えて回転し、絶対操舵角θAm(1)、θAm(−2)の一方が当該回転可能範囲RtoR外に移動した場合、をそれぞれ示す説明図である。
【図26】第3実施形態の電気式動力舵取装置を制御するECUとレゾルバ等との接続構成を示すブロック図である。
【図27】図26に示すCPUにより実行される絶対位置検出処理(その3)の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
20、120 電気式動力舵取装置
21 ステアリングホイール
22 ステアリング軸
23 ピニオン軸
23c ピニオンギヤ
24 ラック軸
24a ラック溝
30 トルクセンサ
35 第1レゾルバ
37 第2レゾルバ
40 モータ
44 モータレゾルバ (第3レゾルバ)
50 ボールねじ機構 (減速機)
130 ロック機構 (回転範囲規制手段)
60、160 ECU
162、164 車輪速センサ (車輪速検出手段)
61 CPU (記憶手段、操舵方向判定手段、絶対回転位置特定手段)
161 不揮発性メモリ (記憶手段)
IGSW イグニッションスイッチ
θT1 第1レゾルバの電気角(第1操舵角)
θT2 第2レゾルバの電気角(第2操舵角)
θMe 実モータ電気角 (モータ電気角)
θTm ステアリングホイールの機械角
θMe(A) 演算モータ電気角
θAm 絶対操舵角 (絶対回転位置)
θAm-off IGオフ時操舵角 (IGオフ絶対回転位置)
r 演算値
K、L、M、P 折線
S203(記憶手段)
S301、S303、S317、S319、S321、S401、S403、S421、S423、S425、S431、S433、S435(絶対回転位置特定手段)
S1405(操舵方向判定手段)
S1407、S1409(絶対回転位置特定手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electric power steering apparatus that reduces the steering force by a steering wheel by applying an assist force by a motor to a steering mechanism coupled to a steering shaft. In such an electric power steering apparatus, since the steering wheel rotates within a finite number of rotations of one or more left and right, the “position of the steering wheel where the vehicle goes straight” is set as a neutral position, and anything from the neutral position to the left or right is determined. The steering angle is grasped by detecting whether the steering wheel is located at the rotational position of the degree by the sensor as an absolute position.
[0003]
And the steering angle by such a steering wheel is detected by the rotation angle sensor comprised from the slit board and photo interrupter which rotate with a steering shaft, for example, For example, it is disclosed by the following patent documents 1. By adopting a configuration such as “steering angle sensor and power steering device”, the neutral position of the steering wheel can be accurately detected by one rotation angle sensor.
[0004]
By the way, in general, the steering wheel of a vehicle is not capable of controlling the angle of the steered wheel in the entire range by steering within one rotation (360 degrees). For example, the steering wheel rotates twice in the left direction around the neutral position of the steering wheel ( 720 degrees) and two rotations in the right direction (720 degrees). By rotating the steering wheel ± 720 degrees, the steering angle can be freely changed within a predetermined angle range. For this reason, even if a configuration such as the “steering angle sensor and power steering device” disclosed in Patent Document 1 is adopted, it is impossible to detect the absolute rotational position of the steering wheel with a single rotational angle sensor. It is necessary to detect the absolute rotation position by combining a plurality of rotation angle sensors. However, on the other hand, a configuration using many rotation angle sensors directly leads to an increase in product cost and failure rate, and therefore there is a situation that it is difficult to adopt a configuration that causes an increase in the number of parts.
[0005]
Therefore, the applicant of the present application uses a resolver as a means for detecting a motor rotation position in a motor that generates assist force in a general electric power steering apparatus, and means for detecting steering torque by a steering wheel. However, by using a signal that is output from these resolvers and that is linear with respect to the rotation angle, steering is performed without causing an increase in the number of parts. Japanese Patent Application Nos. 2001-268388 and 2002-196131 have proposed an absolute position detection device that can detect the absolute position of a wheel. The invention of “absolute position detection device and absolute position detection method for electric power steering apparatus” according to the application specification of Japanese Patent Application No. 2002-196131 is disclosed in the application specification of the previous Japanese Patent Application No. 2001-268388. This is a further improvement of the technical content.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-145095 A (2nd to 8th pages, FIGS. 1 to 4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the “absolute position detection device and absolute position detection method for an electric power steering device” disclosed in the application of Japanese Patent Application No. 2002-196131 filed by the applicant of the present application also determines the number of counter poles of the resolver and the configuration of the steering mechanism. When the relationship satisfies a predetermined condition, it has been found by subsequent investigation and research by the present inventor that it is difficult to provide a margin for the absolute position of the steering wheel.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to accurately detect the absolute rotational position of the steering wheel even if there is an error factor, and based on the absolute rotational position. Another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can control a motor that assists steering.
Another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of accurately detecting the absolute rotational position of a steering wheel and controlling a motor that assists steering based on the absolute rotational position even if there is an error factor. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electric power steering apparatus that can be manufactured and an apparatus for manufacturing an electric power steering apparatus.
[0009]
[Means for solving the problems and functions and effects of the invention]
  In order to achieve the above object, in the electric power steering apparatus according to claim 1, a steering wheel, a first resolver for detecting a first steering angle which is a rotation angle of a steering shaft coupled to the steering wheel, A second resolver that has a counter electrode number different from that of the first resolver and detects a second steering angle that is a rotation angle of the steering shaft, and a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer And a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor, and the absolute rotational position of the steering wheel that is obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. The electric power steering device for controlling the motor based on the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the counter electrode number of the third resolver Calculated values, so that a non-integer having a value after the decimal point, at least one of the reduction gear ratio or logarithmic poles is setThe numerical value after the decimal point of the calculated value is the calculated value when the angle deviation of the motor electrical angle that differs for each unit of at least one rotation range of the steering wheel is 67% or more and 100% or less of the maximum value of the angle deviation. Is in the range of decimalsThis is a technical feature. Here, the “number of counter poles” refers to the number of magnetic poles in which the combination of the N pole and the S pole is a pair.
[0010]
  In the first aspect of the invention, the reduction gear ratio or the counter electrode number is calculated so that an arithmetic value obtained by multiplying the reduction gear ratio of the reduction gear by the counter electrode number of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. Since at least one of them is set, the numerical value after the decimal point is not 0 (zero), that is, an integer. As a result, the steering angle (0 degree to 360 degrees) within one rotation of the steering wheel, which is obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver, is the number of left and right rotations of the steering wheel. , So that no one rotation range unit can take the same value.The
  In addition, the numerical value after the decimal point of the calculated value by the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter poles of the third resolver indicates that the angular deviation of the motor electrical angle that differs for each unit of at least one rotation range of the steering wheel 1 of the steering wheel obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver. In addition to the fact that the steering angle (0 ° to 360 °) in the rotation does not take the same value in any one rotation range unit among the plurality of left and right rotations of the steering wheel, However, a non-interference area can be secured.
  In other words, even if a detection error occurs in the steering angle of the steering wheel due to an error due to dimensional accuracy of mechanical parts constituting the steering mechanism, an error due to wear, or an error in the temperature characteristics of the electrical parts that process the resolver signal, It is possible to provide a margin such that adjacent one rotation range units do not take the same value. As a result, even if such an error can occur, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and thus steering is assisted based on the detected absolute rotational position of the steering wheel. The motor to be controlled can be controlled.
[0015]
For example, centering on the neutral position of the steering wheel, A = 0 for the steering wheel's right rotation range (0 ° <θ ≦ 360 °), and the right one rotation range on the right side (360 ° <θ ≦ 720 °). A = 1, the left rotation range (0 degree> θ ≧ −360 degrees) around the neutral position, A = −1, and the left one rotation range (−360 degrees> θ ≧ −720 degrees) on the left side. When A = -2, the motor electrical angle of another rotation range A = -1, 0, 1 with respect to the motor electrical angle of one rotation range A = -2 is the numerical value after the decimal point of the calculated value. 10 (A) has an angle deviation, and further, this angle deviation is folded around 180 degrees to represent a fold line K as shown in FIG. 10 (B). It has been found by investigation and research by the present inventor that a chain line can be obtained. This broken line K is obtained by selecting the smallest angular deviation among the angular deviations of one rotation range A = -1, 0, 1.
[0016]
Here, “the angular deviation of the motor electrical angle that is different for each unit of at least one left / right rotation range of the steering wheel” means, for example, as shown in FIG. 10B, one rotation range A = -2 is intended to be a broken line K due to a deviation from the motor electrical angle. Further, “67% or more and 100% or less of the maximum value of the angle deviation” means, for example, in the broken line K, as shown in FIG. 9, 67% or more and 100% or less of the maximum value (90 degrees) of the broken line K (60 The hatched area in the figure, which is a range of not less than 90 degrees and not more than 90 degrees, is intended.
[0017]
As a result, even if a detection error occurs in the steering angle of the steering wheel due to an error due to dimensional accuracy or wear due to mechanical parts constituting the steering mechanism, or due to a temperature characteristic error of an electrical part that processes the resolver signal, such an error causes an adjacent 1 rotation range units (for example, in the example of FIG. 10, between 1 rotation range A = −2 and 1 rotation range A = −1, between 1 rotation range A = −1 and 1 rotation range A = 0. And 1 rotation range A = 0 and 1 rotation range A = 1). Therefore, even if such an error can occur, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and thus steering is assisted based on the detected absolute rotational position of the steering wheel. The motor can be controlled.
[0018]
  In order to achieve the above object, the claims2In the method for manufacturing an electric power steering apparatus, a steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft coupled to the steering wheel, and a counter electrode number different from the first resolver A second resolver that detects a second steering angle that is a rotation angle of the steering shaft, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a rotation angle of the motor And a third resolver that detects the motor electrical angle, and controls the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. A method of manufacturing an electric power steering apparatus that is configured to be capable of performing the operation by the product of a reduction gear ratio of the reduction gear and a counter electrode number of the third resolver. The value is “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0.42 or less”, “0.58 or more and 0.61 or less” and “0.72”. The present invention is characterized by including a step of setting at least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes so as to be a non-integer having “more than 0.83”.
[0019]
  Furthermore, in order to achieve the above object, the claims3In the electric power steering apparatus manufacturing apparatus, a steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft coupled to the steering wheel, and a counter electrode number different from that of the first resolver A second resolver that detects a second steering angle that is a rotation angle of the steering shaft, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a rotation angle of the motor And a third resolver that detects the motor electrical angle, and controls the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. A device for manufacturing an electric power steering apparatus that is configured to be capable of performing an operation based on a product of a reduction gear ratio of the reduction gear and a counter electrode number of the third resolver. The value is “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0.42 or less”, “0.58 or more and 0.61 or less” and “0.72”. Technical features include means for setting at least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes so as to be a non-integer having “more than 0.83”.
[0020]
  Claim2And claims3In the present invention, the calculated value by the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the counter electrode number of the third resolver is “0.17 or more and 0.28 or less”, “0. 39 to 0.42 or less "," 0.58 to 0.61 or less "and" 0.72 or more and 0.83 or less ". Set.
[0021]
That is, the numerical value after the decimal point of the calculated value is equal to or less than the decimal point of the calculated value when the angle deviation of the motor electrical angle that differs for each unit of at least one rotation range of the steering wheel is 67% to 100% of the maximum value of the angular deviation. Therefore, when this numerical range is specifically expressed, “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0.42 or less”, “0.58 or more and 0.61 or less And “0.72 to 0.83”. The reason for defining such a numerical range is that the steering wheel right rotation range (0 degree <θ ≦ 360 degrees) is set to A = 0 and the right one rotation range (right side) 360 ° <θ ≦ 720 °) A = 1, left rotation range around the neutral position (0 °> θ ≧ −360 °) A = −1, and left rotation range on the left side (−360) In the case where A = −2 in the case of degree> θ ≧ −720 degrees), by selecting the angle deviation having the smallest angle deviation among the angle deviations of one rotation range A = −1, 0, 1 and FIG. Can be obtained (see FIG. 10B), and based on this fold line K, 67% or more and 100% or less of the maximum angle deviation (90 degrees) (60 degrees or more and 90 degrees). The value after the decimal point is obtained According to the door.
[0022]
As a result, even if a detection error occurs in the steering angle of the steering wheel due to a dimensional accuracy error of the mechanical parts constituting the steering mechanism or a temperature characteristic error of the electrical parts that process the resolver signal, the adjacent one rotation range is caused by such errors. Units (for example, in the example of FIG. 10, between one rotation range A = −2 and one rotation range A = −1, between one rotation range A = −1 and one rotation range A = 0, and one rotation range It is possible to prevent the same value from being obtained between A = 0 and one rotation range A = 1. Therefore, even if such an error can occur, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and thus steering is assisted based on the detected absolute rotational position of the steering wheel. An electric power steering apparatus capable of controlling a motor can be manufactured.
[0023]
  In order to achieve the above object, the claims4In the electric power steering device ofA steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a counter electrode number different from that of the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotational position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle, and the reduction gear ratio of the reduction gear and the The reduction gear ratio or the number of counter electrodes is small so that the calculated value by the product of the counter electrode number of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. One and also is set,The absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle may be specified from a plurality of absolute rotation position candidates.RudenA pneumatic power steering apparatus comprising: a rotation range restricting means for restricting the rotation of the steering wheel within a predetermined rotation range when the ignition switch is off; and the first steering immediately before the ignition switch is turned off. The absolute rotation position of the steering wheel obtained from the angle, the second steering angle and the motor electrical angle is stored as an IG off absolute rotation position, and stored in the storage means after the ignition switch is turned on. Based on the previous IG off absolute rotation position and the predetermined rotation range of the steering wheel regulated by the rotation range regulating means, this time, from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle The required absolute rotation position of the steering wheel is determined from the plurality of absolute rotation position candidates. It is technically characterized by comprising an absolute rotational position specifying means for specifying.
[0024]
  Claim4In the invention ofAt least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. For this reason, the numerical value after the decimal point is 0 (zero), that is, the calculated value does not become an integer. As a result, the steering angle (0 degree to 360 degrees) within one rotation of the steering wheel, which is obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver, is the number of left and right rotations of the steering wheel. Since the same value cannot be taken in any one rotation range unit, the absolute rotation position of the steering wheel can be accurately detected. Therefore, it is possible to control the motor that assists the steering based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
  Also,The absolute rotation position of the steering wheel obtained immediately before the ignition switch is turned off is stored by the storage means as the IG off absolute rotation position. Then, after the ignition switch is turned on, based on the previous IG-off absolute rotation position stored in the storage means and the predetermined rotation range of the steering wheel restricted by the rotation range restriction means, the first steering angle, the second The absolute rotation position of the steering wheel obtained from the steering angle and the motor electrical angle is specified from a plurality of absolute rotation position candidates by the absolute rotation position specifying means. Thus, even if the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle may be specified from a plurality of absolute rotation position candidates, the previous IG-off absolute rotation position and the ignition can be determined. Based on the predetermined rotation range in which the steering wheel can rotate when the steering wheel is off, the absolute rotation position of the steering wheel obtained this time can be specified from the plurality of absolute rotation position candidates. Accordingly, even in such a case, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and the motor that assists steering can be controlled based on the absolute rotational position of the steering wheel thus detected. .
[0025]
  And claims5In the electric power steering apparatus, the steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from a neutral position of steering, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and the steering wheel The predetermined range restricted by the rotation range restricting means is rotatable in a left one rotation range that rotates one left from the neutral position and a left two rotation range that further rotates to the left beyond the one left rotation range. The angle is less than 360 degrees, and the plurality of absolute rotation position candidates are present in the right two rotation ranges and the left two rotation ranges.4The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the calculated value has “0.22 or more and 0.39 or less” and “0.61 or more and 0.78 or less” as a numerical value after the decimal point of the calculated value. A technical feature is that it is set to be a non-integer.
[0026]
  Claim5In the present invention, the predetermined range restricted by the rotation range restriction means is less than 360 degrees, and a plurality of absolute rotational position candidates exist in the right two rotation ranges and the left two rotation ranges of the steering wheel. The calculated value by the product of the reduction gear ratio of the speed reducer and the counter electrode number of the third resolver is “0.22 or more and 0.39 or less” and “0.61 or more and 0 or less” as numerical values after the decimal point of the calculated value. .78 or less "is set to be a non-integer. The reason for defining such a numerical range is that the steering wheel has a right rotation range (0 degree <θ ≦ 360 degrees) A = 0 and a right rotation range (360 degrees <θ ≦ 720 degrees) A = 1. When the left rotation range (0 degrees> θ ≧ −360 degrees) is A = −1 and the left rotation range (−360 degrees> θ ≧ −720 degrees) is A = −2, a plurality of absolute rotations In the case where the position candidate exists in one rotation range A = 1, -2, it is shown in FIG. 17 by selecting the one with the smallest angle deviation among the angle deviations by one rotation range A = -1, 0. Since such a broken line M can be obtained (see FIG. 18 (B)), based on this broken line M, 67% to 100% of the maximum angle deviation (120 degrees) (80 degrees to 120 degrees) This is because the numerical value after the decimal point of the calculated value corresponding to) is obtained.
[0027]
Thus, even if the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle may be specified from a plurality of absolute rotation position candidates, the previous IG-off absolute rotation position and the ignition can be determined. Based on the rotation range of less than 360 degrees in which the steering wheel can rotate when the steering wheel is off, the absolute rotation position of the steering wheel obtained this time can be specified from the plurality of absolute rotation position candidates. Accordingly, even in such a case, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and the motor that assists steering can be controlled based on the absolute rotational position of the steering wheel thus detected. .
[0028]
  And claims6In the electric power steering apparatus, the steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from a neutral position of steering, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and the steering wheel The predetermined range restricted by the rotation range restricting means is rotatable in a left one rotation range that rotates one left from the neutral position and a left two rotation range that further rotates to the left beyond the one left rotation range. , Less than 180 degrees, and the plurality of absolute rotation position candidates exist in “the right rotation range and the left rotation range” and “the right rotation range and the left rotation range”.4The electric power steering apparatus according to the technology, wherein the calculated value is set to be a non-integer having a value of 0.33 or more and 0.67 or less as a numerical value after the decimal point of the calculated value. Characteristic.
[0029]
  Claim6In the present invention, the predetermined range restricted by the rotation range restriction means is less than 180 degrees, and the plurality of absolute rotation position candidates are “the right rotation range and the left rotation range” and “the right rotation 2” of the steering wheel. Rotation range and left one rotation range ". And the calculation value by the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver is set to be a non-integer having a value of 0.33 or more and 0.67 or less as a numerical value after the decimal point of the calculation value. Has been. The reason for defining such a numerical range is that the steering wheel has a right rotation range (0 degree <θ ≦ 360 degrees) A = 0 and a right rotation range (360 degrees <θ ≦ 720 degrees) A = 1. When the left rotation range (0 degrees> θ ≧ −360 degrees) is A = −1 and the left rotation range (−360 degrees> θ ≧ −720 degrees) is A = −2, a plurality of absolute rotations When position candidates exist in one rotation range A = 0, -2 and A = 1, -1, the one with the smallest angle deviation is selected from the angle deviations in one rotation range A = -1, 1. 20 can be obtained (see FIG. 21 (B)). Based on this broken line P, 67% or more and 100% or less of the maximum angle deviation (180 degrees) A numerical value after the decimal point of the calculated value corresponding to (120 degrees or more and 180 degrees or less) is obtained. According.
[0030]
Thus, even if the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle may be specified from a plurality of absolute rotation position candidates, the previous IG-off absolute rotation position and the ignition can be determined. Based on the rotation range of less than 180 degrees in which the steering wheel can rotate when the steering wheel is off, the absolute rotation position of the steering wheel obtained this time can be specified from the plurality of absolute rotation position candidates. Accordingly, even in such a case, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected, and the motor that assists steering can be controlled based on the absolute rotational position of the steering wheel thus detected. .
[0031]
  In order to achieve the above object, the claims7In the electric power steering device ofA steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a counter electrode number different from that of the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotational position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle, and the reduction gear ratio of the reduction gear and the The reduction gear ratio or the number of counter electrodes is small so that the calculated value by the product of the counter electrode number of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. One and also is set,The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. The steering wheel is rotatable in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further to the left beyond the left one rotation range, and is obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. When the absolute rotational position is specified from two absolute rotational position candidatesRudenA pneumatic power steering apparatus, wherein one of the two absolute rotation position candidates is any one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range. Is present in any one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range, the two absolute rotation positions. A technical feature is that the other of the candidates is specified as the absolute rotational position.
[0032]
  Claim7In the invention ofAt least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. For this reason, the numerical value after the decimal point is 0 (zero), that is, the calculated value does not become an integer. As a result, the steering angle (0 degree to 360 degrees) within one rotation of the steering wheel, which is obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver, is the number of left and right rotations of the steering wheel. Since the same value cannot be taken in any one rotation range unit, the absolute rotation position of the steering wheel can be accurately detected. Therefore, it is possible to control the motor that assists the steering based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
  Also,Of the two absolute rotation position candidates, one does not exist in any of the left 2 rotation range, left 1 rotation range, right 1 rotation range, and right 2 rotation range, and the other is the left 2 rotation range, left If it exists in any one of the one rotation range, the right one rotation range, and the right two rotation range, the other is specified as the absolute rotation position from the two absolute rotation position candidates. As a result, even if the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle is specified from the two absolute rotation position candidates, one of them is determined as the absolute value of the steering wheel. It can be specified as a rotational position. Therefore, in such a case, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected even when the vehicle in which the steering wheel is difficult to rotate is parked. Therefore, even when the vehicle is parked or stopped, the motor for assisting steering can be controlled based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
[0033]
  Furthermore, in order to achieve the above object, the claims8In the electric power steering device ofA steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a counter electrode number different from that of the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotational position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle, and the reduction gear ratio of the reduction gear and the The reduction gear ratio or the number of counter electrodes is small so that the calculated value by the product of the counter electrode number of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. One and also is set,The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. The steering wheel is rotatable in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further to the left beyond the left one rotation range, and is obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. When the absolute rotational position is specified from two absolute rotational position candidatesRudenA pneumatic power steering apparatus, wherein each of the two absolute rotation position candidates is any one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range. If the steering wheel is rotated beyond a predetermined angle, one of the two absolute rotation position candidates becomes the left two rotation range, the left one rotation range, or the right one rotation. A technical feature is that, when no longer exists in any of the range and the two right rotation ranges, the other of the two absolute rotation position candidates is specified as the absolute rotation position.
[0034]
  Claim8In the invention ofAt least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. For this reason, the numerical value after the decimal point is 0 (zero), that is, the calculated value does not become an integer. As a result, the steering angle (0 degree to 360 degrees) within one rotation of the steering wheel, which is obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver, is the number of left and right rotations of the steering wheel. Since the same value cannot be taken in any one rotation range unit, the absolute rotation position of the steering wheel can be accurately detected. Therefore, it is possible to control the motor that assists the steering based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
  Also,If any of the two absolute rotation position candidates is present in any one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range, the steering wheel exceeds the predetermined angle. When one of the two absolute rotation position candidates does not exist in any of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range due to the rotation, 2 The other of the two absolute rotation position candidates is specified as the absolute rotation position. Thereby, even when the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle is specified from the two absolute rotation position candidates, the steering wheel exceeds the predetermined angle. By rotating, either one can be specified as the absolute rotational position of the steering wheel. Therefore, even in such a case, if the steering wheel rotates beyond a predetermined angle, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected regardless of whether the vehicle is parked or stopped. . Therefore, the motor for assisting steering can be controlled based on the absolute rotation position of the steering wheel thus detected regardless of the vehicle state.
[0035]
  Furthermore, in order to achieve the above object, the claims9In the electric power steering device ofA steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a counter electrode number different from that of the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotational position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle, and the reduction gear ratio of the reduction gear and the The reduction gear ratio or the number of counter electrodes is small so that the calculated value by the product of the counter electrode number of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. One and also is set,The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. The steering wheel is rotatable in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further to the left beyond the left one rotation range, and is obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. When the absolute rotational position is specified from two absolute rotational position candidatesRudenA pneumatic power steering device, wherein the steering wheel is capable of detecting the rotational speeds of the left and right wheels, and the steering wheel based on a difference between the rotational speeds of the left and right wheels detected by the wheel speed detecting means. Steering direction determination means for determining the steering direction by the absolute rotation position specifying means for specifying the absolute rotation position from the two absolute rotation position candidates based on the steering direction determined by the steering direction determination means, It is a technical feature to provide.
[0036]
  Claim9In the invention ofAt least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. For this reason, the numerical value after the decimal point is 0 (zero), that is, the calculated value does not become an integer. As a result, the steering angle (0 degree to 360 degrees) within one rotation of the steering wheel, which is obtained from the first steering angle of the first resolver and the second steering angle of the second resolver, is the number of left and right rotations of the steering wheel. Since the same value cannot be taken in any one rotation range unit, the absolute rotation position of the steering wheel can be accurately detected. Therefore, it is possible to control the motor that assists the steering based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
  Also,The wheel speed detection means detects the rotation speeds of the left and right wheels, and the steering direction determination means determines the steering direction by the steering wheel based on the difference between the rotation speeds of the left and right wheels. Based on this steering direction, the absolute rotational position is specified by the absolute rotational position specifying means from the two absolute rotational position candidates. Thus, even if the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle is specified from the two absolute rotation position candidates, the left and right wheels of the vehicle are rotated. In this case, either one can be specified as the absolute rotation position of the steering wheel. Therefore, even in such a case, if the left and right wheels rotate, the absolute rotational position of the steering wheel can be accurately detected. Therefore, if the vehicle is traveling, the motor for assisting steering can be controlled based on the absolute rotation position of the steering wheel detected in this way.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an electric power steering apparatus, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, the main configuration of the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 5, the electric power steering apparatus 20 mainly includes a steering wheel 21, a steering shaft 22, a pinion shaft 23, a rack shaft 24, a torque sensor 30, a motor 40, a motor resolver 44, and a ball. It is composed of a screw mechanism 50, an ECU 60, and the like, and detects a steering state by the steering wheel 21 and generates an assist force corresponding to the steering state by the motor 40 to assist steering by the driver. Note that wheels (not shown) are connected to both sides of the rack shaft 24 via tie rods or the like.
[0038]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, one end side of a steering shaft 22 is connected to the steering wheel 21, and the other end side of the steering shaft 22 is connected to a torque sensor 30 housed in a pinion housing 25. The input shaft 23 a and the torsion bar 31 are connected by a pin 32. Further, the output shaft 23b of the pinion shaft 23 is connected to the other end 31a of the torsion bar 31 by spline coupling.
[0039]
The input shaft 23a of the pinion shaft 23 is rotatably supported in the pinion housing 25 by the bearing 33a, and the output shaft 23b is also rotatably supported by the bearing 33b. Further, between the input shaft 23a and the pinion housing 25, The first resolver 35 and the second resolver 37 are provided between the output shaft 23b and the pinion housing 25, respectively. The first resolver 35 and the second resolver 37 can detect the steering angle by the steering wheel 21 and are electrically connected to the ECU 60 via the terminals 39 (see FIG. 5). The configuration of the first and second resolvers 35 and 37 will be described in detail later.
[0040]
A pinion gear 23c is formed at an end portion of the output shaft 23b of the pinion shaft 23, and a rack groove 24a of the rack shaft 24 is coupled to the pinion gear 23c so as to be meshable. Thus, a rack and pinion mechanism is configured.
[0041]
With this configuration, the steering shaft 22 and the pinion shaft 23 can be connected to each other by the torsion bar 31 so as to be relatively rotatable, and the rotation angle of the steering shaft 22, that is, the rotation angle (mechanical angle) of the steering wheel 21. θTm can be detected by the first steering angle (electrical angle) θT1 by the first resolver 35 and the second steering angle (electrical angle) θT2 by the second resolver 37. Further, the torsion amount of the torsion bar 31 (corresponding to the steering torque) can be detected as the torsion angle from the angle difference between the first steering angle θT1 and the second steering angle θT2, the angle ratio, or the like.
[0042]
As shown in FIGS. 1 and 3, the rack shaft 24 is accommodated in a rack housing 26 and a motor housing 27, and a ball screw groove 24 b is formed in a spiral shape at an intermediate portion thereof. A cylindrical motor shaft 43 is provided around the ball screw groove 24 b and is supported by a bearing 29 so as to be rotatable coaxially with the rack shaft 24. This motor shaft 43 constitutes the motor 40 together with the stator 41, the excitation coil 42, etc., and the field generated by the excitation coil 42 wound around the stator 41 is generated on the outer periphery of the motor shaft 43 corresponding to the rotor. By acting on the permanent magnet 45 provided, the motor shaft 43 can be rotated.
[0043]
A ball screw nut 52 is attached to the inner periphery of the motor shaft 43, and the ball screw nut 52 is also formed with a ball screw groove 52a in a spiral shape. Therefore, a large number of balls 54 are movably interposed between the ball screw groove 52a of the ball screw nut 52 and the ball screw groove 24b of the rack shaft 24, whereby the rack shaft 24 is pivoted by the rotation of the motor shaft 43. A ball screw mechanism 50 that can move in the direction can be configured.
[0044]
In other words, the rotational torque of the motor shaft 43 rotating in the forward and reverse directions can be converted into the reciprocating motion in the axial direction of the rack shaft 24 by the ball screw mechanism 50 including both the ball screw grooves 24b and 52a. As a result, the reciprocating motion becomes an assist force that reduces the steering force of the steering wheel 21 via the pinion shaft 23 that constitutes the rack and pinion mechanism together with the rack shaft 24.
[0045]
A motor resolver 44 capable of detecting the rotation angle (electrical angle) θMe of the motor shaft 43 is provided between the motor shaft 43 of the motor 40 and the motor housing 27. The motor resolver 44 is not shown. It is electrically connected to the ECU 60 via a terminal (see FIG. 5).
[0046]
Here, the configuration of the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44 will be described with reference to FIG. Since these resolvers have substantially the same configuration, the common part will be described by using the first resolver 35 as a representative.
[0047]
As shown in FIG. 4A, the first resolver 35 includes a first yoke YK1, a second yoke YK2, a third yoke YK3, a fourth yoke YK4, a first coil CL1, a second coil CL2, and a third coil. It is a resolver having 5 counter electrodes (so-called 5X), which is composed of CL3 and a fourth coil CL4. The “number of counter electrodes” will be described later.
[0048]
The first yoke YK1 is formed in an annular shape along the inner periphery of the pinion housing 25 and is fixed to the pinion housing 25. A first coil CL1 is wound around the inner periphery of the first yoke YK1. On the other hand, the second yoke YK2 is formed in an annular shape like the first yoke YK1, and is fixed to the outer periphery of the input shaft 23a of the pinion shaft 23 so as to face the first yoke YK1, and the second coil CL2. Is wound. As a result, the second yoke YK2 can rotate integrally with the input shaft 23a.
[0049]
The third yoke YK3 is offset from the second yoke YK2 in the axial direction of the input shaft 23a, is fixed on the outer periphery of the input shaft 23a, and is configured to be rotatable integrally with the input shaft 23a. A third coil CL3 is wound around the third yoke YK3, and the third coil CL3 is electrically connected in parallel to the second coil CL2 of the second yoke YK2. On the other hand, the fourth yoke YK4 is formed in an annular shape along the inner periphery of the pinion housing 25 and is fixed to the pinion housing 25, like the first yoke YK1. The third coil CL3 and the fourth coil CL4 are composed of two types of coils whose phases are shifted by 90 degrees.
[0050]
In the second resolver 37, the second yoke YK2 and the third yoke YK3, the second coil CL2 and the third coil CL3 are provided on the output shaft 23b, and the number of counter electrodes is 6 (so-called 6X). The point is the same as that of the first resolver 35 except that the first resolver 35 is different from the first resolver 35.
[0051]
The motor resolver 44 includes a first yoke YK1 and a fourth yoke YK4, a first coil CL1 and a fourth coil CL4 provided in the motor housing 27, a second yoke YK2 and a third yoke YK3, The same as the first resolver 35 except that the two coils CL2 and the third coil CL3 are different from the first resolver 35 in that the motor shaft 43 is provided with a counter electrode number of 7 (so-called 7X). It is configured.
[0052]
Next, the electrical characteristics of the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44 will be described with reference to FIG. Since these resolvers have substantially the same electrical characteristics, the first resolver 35 will be described as a representative here.
[0053]
As described above, the first resolver 35 is constituted by the first coil CL1 to the fourth coil CL4, and each of these coils has a connection relationship according to a circuit diagram as shown in FIG. This is a two-phase output (voltage detection) type resolver. Therefore, the excitation signal E1 output from the output port P0 of the CPU 61 constituting the ECU 60 is given to the first coil CL1 and the second coil CL2 which are transformers via the buffer amplifier 63 of the ECU 60, and further, the one-phase excitation coil. By applying to the third coil CL3, the resolver output signals E2 and E3 corresponding to the detected angle θ (electrical angle) can be obtained from the fourth coil CL4 which is a two-phase output coil. Since the resolver output signal output from the first resolver 35 is an analog signal composed of a sin phase signal and a cos phase signal, the resolver output signal is built in the CPU 61 via the buffer amplifiers 64 and 65 of the ECU 60. By being input to the A / D converter, it is converted into a digital signal that can be processed by the CPU 61.
[0054]
In the first embodiment, the resolver output signal obtained from the first resolver 35 in this way is obtained as an electrical angle θT1 via the buffer amplifier 64 and from the second resolver 37 as shown in FIG. The resolver output signal is input to the CPU 61 as an electrical angle θT2 through the buffer amplifier 65.
[0055]
Here, the electrical angle θT1 obtained from the first resolver 35 has five peak points per one rotation (360 degrees) of the steering wheel 21. As described above, this is because the first resolver 35 is a resolver having 5 counter electrodes, and electrically has 5 sets of N poles and S poles. Therefore, 360 ° × 5 = This is because an electrical angle corresponding to 1800 ° can be output. That is, the first resolver 35 has a resolution five times that of a resolver having an electrical angle of 360 °.
[0056]
The electrical angle θT2 obtained from the second resolver 37 has six peak points per one rotation (360 degrees) of the steering wheel 21. As described above, this is because the second resolver 37 is a resolver having 6 counter electrodes and electrically has 6 sets of N poles and S poles, and therefore, 360 ° × 6 = for a mechanical angle of 360 °. This is because an electrical angle corresponding to 2160 ° can be output. That is, the second resolver 37 has a resolution six times that of a resolver with an electrical angle of 360 °.
[0057]
As described above, the first resolver 35 outputs the electrical angle θT1 as the resolver output signal, and the second resolver 37 outputs the electrical angle θT2 as the resolver output signal. As can be seen from FIG. 6, both signal waveforms have the same steering. The same value is not taken in the rotation angle of the wheel 21. Therefore, the CPU 61 performs a calculation process based on the electrical angle θT1 of the first resolver 35 and the electrical angle θT2 of the second resolver 37, thereby obtaining a high-resolution mechanical angle θTm for one rotation of the steering wheel 21. Obtainable.
[0058]
Next, torque detection based on resolver signals output from the first and second resolvers 35 and 37 will be described.
When the steering wheel 21 is steered by a driver or the like and the input shaft 23a of the pinion shaft 23 rotates at the rotation angle θ1, as shown in FIG. 4 (B), when an AC voltage El is applied to the first coil CL1. A magnetic flux is generated in the first yoke YK1 and the second yoke YK2 in accordance with the applied voltage.
[0059]
Since an AC voltage is induced in the second coil CL2 according to the change in magnetic flux at this time, an AC voltage is also generated in the third coil CL3 connected to the second coil CL2. By the AC voltage generated in the third coil CL3, an AC voltage is induced in the fourth coil CL4, and AC voltages E2 and E3 are output. At this time, two types of AC voltages E2 and E3 having different phases are output from the fourth coil CL4 composed of two types of coils, and these satisfy the relationship of the following formulas (1) and (2). .
[0060]
E2 = K ・ E1 × cosθ (1)
E3 = K · E1 x sinθ (2)
[0061]
In the above formulas (1) and (2), K represents a transformation ratio.
At this time, θ can be calculated from the above equations (1) and (2), and this angle θ becomes the rotation angle θ1 of the input shaft 23a of the pinion shaft 23. On the other hand, when the input shaft 23a rotates, the output shaft 23b of the pinion shaft 23 connected via the torsion bar 31 also rotates, so that the above-described equation (1) is obtained from the second resolver 37 provided on the output shaft 23b side. ) And Expression (2), the rotation angle θ2 of the output shaft 23b can also be calculated.
[0062]
Here, when the input shaft 23a and the output shaft 23b of the pinion shaft 23 are rotated, a relative rotation angle difference Δθ (= θ1−θ2) is generated between the input shaft 23a and the output shaft 23b due to the torsion of the torsion bar 31. . As a result, the steering torque T can be calculated from the relative rotation angle difference Δθ that is the twist angle of the torsion bar 31 and the rigidity of the torsion bar 31. Thus, by performing the known assist control for assisting the steering force in accordance with the steering torque T by the CPU 61 of the ECU 60, the steering by the driver can be assisted by the steering force generated by the motor 40 described above. .
[0063]
The detection of the rotation angle of the motor shaft 43 (hereinafter referred to as “motor rotation angle”) based on the resolver signal output from the motor resolver 44 can also be described as follows.
When the motor shaft 43 rotates at a certain rotation angle, when an AC voltage E1 is applied to the first coil CL1 of the motor resolver 44, a magnetic flux is generated in the first yoke YK1 in accordance with the applied voltage, and the magnetic flux is transferred to the second yoke. It is conveyed to YK2. Since this magnetic flux links the second coil CL2, an alternating voltage is induced, so that an alternating voltage is also generated in the third coil CL3 connected to the second coil CL2. An AC voltage is induced in the fourth coil CL4 by the AC voltage generated in the third coil CL3, and AC voltages E2 and E3 are output. Then, the motor rotation angle can be calculated from the applied AC voltage El and the output AC voltages E2 and E3 based on the aforementioned equations (1) and (2). The detected motor rotation angle is used for various controls in the electric power steering apparatus 20.
[0064]
Next, an absolute position detection process of the steering wheel 21 in the electric power steering apparatus 20 configured as described above will be described with reference to FIGS.
As described with reference to FIG. 5, the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44 are electrically connected to the CPU 61 constituting the ECU 60 via the buffer amplifiers 63, 64, 65. Yes. Although not shown in FIG. 5, the CPU 61 is connected to a semiconductor memory device as a main storage device and various interface devices.
[0065]
The first and second resolvers 35 and 37 can detect the steering angle (electrical angles θT1 and θT2) by the steering wheel 21, and the motor resolver 44 can detect the motor rotation angle (electrical angle θMe) by the motor 40, respectively. Therefore, in the first embodiment, processing for detecting the absolute position of the steering wheel 21 based on the electrical angles θT1, θT2, and θMe based on resolver output signals output from these three resolvers (hereinafter referred to as “absolute position detection processing”). "). This absolute position detection process is executed immediately after the ignition is turned on, and thereafter, as will be described later, the parameter A (which indicates the rotation range of the steering wheel 21 obtained by this absolute position detection process) Based on A = 1, 0, −1, −2), the parameter A (hereinafter simply referred to as “A”) is updated periodically (for example, every 5 milliseconds) by a timer interrupt or the like.
[0066]
As shown in FIG. 7, in the absolute position detection process, after a predetermined initialization process, first, a process of acquiring the electrical angles θT1, θT2, and θMe of each resolver is performed in step S101. That is, since the electrical angles θT1 and θT2 corresponding to the steering angle of the steering wheel 21 are detected by the first resolvers 35 and 37, the resolver signals output from the first resolvers 35 and 37 are converted into buffer amplifiers 64 and 65 and Since the electric angle θMe obtained through the A / D converter and corresponding to the motor rotation angle of the motor 40 is detected by the motor resolver 44, the resolver signal output from the motor resolver 44 is converted into a buffer amplifier 64, 65 and acquired via an A / D converter.
[0067]
In the subsequent step S103, processing for calculating the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 from the electrical angles θT1 and θT2 is performed. That is, in the first embodiment, since the first resolver 35 is set to the number of counter electrodes 5 and the second resolver 37 is set to the number of counter electrodes 6, the steering wheel 21 is based on the electrical angles of two resolvers having different numbers of counter electrodes. The mechanical angle θTm can be calculated. This arithmetic processing is described in detail in the application specification of Japanese Patent Application No. 2002-196131 filed by the applicant of the present application, so please refer to that.
[0068]
In the next step S105, a process of calculating an arithmetic motor electrical angle θMe (A) for each rotation amount (A = 1, 0, −1, −2) is performed. For example, with the neutral position of the steering wheel 21 as the center, the rotation range of the steering wheel 21 to the right (0 degree <θ ≦ 360 degrees) is A = 0, and the right rotation range to the right (360 degrees <θ ≦ 720 degrees). ) A = 1, left rotation range around the neutral position (0 degree> θ ≧ −360 degrees) is A = −1, and left rotation range on the left side (−360 degrees> θ ≧ −720 degrees) ) For each rotation range when A = −2, four arithmetic motor electrical angles θMe (corresponding to A = 1, 0, −1, −2 are obtained by arithmetic processing according to the following equation (3). 1) Calculate θMe (0), θMe (-1), and θMe (-2). That is, in this step S105, a process for obtaining the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is performed only for the total number of rotations of the steering wheel 21 (four rotations of the steering wheel in the first embodiment).
[0069]
θMe (A) = (θTm + 360 × A) × r (3)
[0070]
Here, r is an arithmetic value obtained by the product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44, and is a value that is at least a non-integer having a numerical value after the decimal point, as will be described later. Is a necessary condition. In the first embodiment, the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 is set to 8.2, for example, and the counter electrode number of the motor resolver 44 is set to 7, for example, so that the calculated value is 57.4. (= 8.2 × 7), which has 0.4 as a numerical value after the decimal point.
[0071]
Further, in step S107, a process of rounding the four arithmetic motor electrical angles θMe (A) within a predetermined range is performed. That is, the process of calculating θMe (A) −INT (θMe (A) / 360) × 360 so that the calculation motor electrical angle θMe (A) calculated in step S105 falls within the range of 0 degree to less than 360 degrees. Is done. Here, INT () is a function that rounds off the number after the decimal point to the nearest integer. For example, INT (8.9) = 8 and INT (−8.9) = − 9.
[0072]
For example, when the arithmetic motor electrical angle θMe (−2) is −80 degrees, it is 280 degrees (= −80 degrees − (− 360 degrees)), and the arithmetic motor electrical angle θMe (1) is 380 degrees. 20 degrees (= 380 degrees-1 × 360 degrees) in the case, and further 320 degrees (= −400 degrees − (− 720 degrees)) when the calculation motor electrical angle θMe (2) is −400 degrees. Are converted and rounded.
[0073]
In the subsequent step S109, among the four arithmetic motor electrical angles θMe (A), in order to distinguish from the actual motor electrical angle θMe (hereinafter referred to as the arithmetic motor electrical angle θMe (A)), it is referred to as “actual motor electrical angle θMe”. The process of selecting the one closest to) is performed. That is, as will be described later, one of the four arithmetic motor electrical angles θMe (A) corresponding to the total number of rotations of the steering wheel 21 obtained in steps S105 and S109 is appropriate for the absolute position of the steering wheel 21. Therefore, in step S109, a process for selecting this is performed.
[0074]
As described in the application specification of Japanese Patent Application No. 2002-196131 filed by the applicant of the present application, the processing in step S109 is performed among the calculation motor electrical angles θMe (A) calculated in steps S105 and S109. Although the process for selecting the closest value to the integer value may be performed, in the first embodiment, the process for selecting the closest value to the actual motor electrical angle θMe detected by the motor resolver 44 is performed. Thus, the difference between the actual motor electrical angle θMe acquired in step S101 and all the calculated motor electrical angles θMe (A) is calculated, and the smallest difference is selected as the calculated motor electrical angle θMe (near). Since it is good, the algorithm by the said step S109 can be simplified compared with the process which selects the thing nearest to an integer value.
[0075]
In step S111, processing is performed to determine whether or not the arithmetic motor electrical angle θMe (near) selected in step S109 is truly appropriate. That is, the arithmetic motor electrical angle θMe (near) is selected by step S109 as the closest to the actual motor electrical angle θMe detected by the motor resolver 44. When the difference from the actual motor electrical angle θMe is equal to or greater than a predetermined threshold (for example, 10 degrees), the mechanical parts constituting the pinion shaft 23, the rack shaft 24, the ball screw mechanism 50, etc. are dimensional accuracy or due to wear. There is a high probability that dimensional errors and errors in temperature characteristics of semiconductor electrical components such as operational amplifiers that process resolver signals exceed the allowable values. A series of this absolute position detection processing is terminated abnormally to notify (ERROR).
[0076]
On the other hand, when the difference between the arithmetic motor electrical angle θMe (near) and the actual motor electrical angle θMe is less than a predetermined threshold value, the mechanical components and resolver constituting the pinion shaft 23, the rack shaft 24, the ball screw mechanism 50, and the like. Since it is not recognized that the semiconductor electrical component such as an operational amplifier for processing the signal is abnormal, the process proceeds to the subsequent step S113 to calculate the absolute steering angle θAm.
[0077]
That is, in step S113, A of the arithmetic motor electrical angle θMe (near) selected in step S109 (in the case of the first embodiment, A is 0, 1, -1, or -2) is The absolute steering angle θAm is calculated by substituting into (4) and performing arithmetic processing based on the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 calculated in step S103. Thus, since the absolute position of the steering wheel 21 is detected, a series of the absolute position detection process ends normally.
[0078]
θAm = θTm + 360 × A (4)
[0079]
In addition, by periodically monitoring the mechanical angle θTm obtained from the first resolver 35 and the second resolver 37 (for example, every 5 milliseconds), the A thus obtained can be updated. After this absolute position detection process is executed, the absolute steering angle θAm can be calculated based on the above equation (4).
[0080]
That is, A is updated based on the following equations (4) ′ and (4) ″.
First, it is determined whether or not the angle obtained by subtracting the previous mechanical angle θTm-old from the current mechanical angle θTm of the steering wheel 21 exceeds 180 degrees, that is, whether or not the following equation (4) ′ is satisfied. If 4) 'is satisfied, the steering wheel 21 has turned left and has exceeded one rotation, so A is decremented (A = A-1), and the current mechanical angle θTm is set to the previous mechanical angle. Store as θTm-old.
[0081]
On the other hand, if the following equation (4) ′ is not satisfied, whether or not the angle obtained by subtracting the previous mechanical angle θTm-old from the current mechanical angle θTm is less than −180 degrees, that is, the following equation (4) ′ 'If it is determined whether or not, and the expression (4)' 'is satisfied, the steering wheel 21 is turned right and exceeds one rotation, so A is incremented (A = A + 1) Is stored as the previous mechanical angle θTm-old. If neither of the equations (4) ′ and (4) ″ is satisfied, the steering wheel 21 is rotated within the range of one rotation left and right, so A and the previous mechanical angle θTm There is no need to update -old, and the current A and mechanical angle θTm-old are retained.
[0082]
θTm-θTm-old> 180 [deg] (4) '
θTm − θTm-old <−180 [deg] (4) ''
[0083]
Since A can be appropriately updated by such an algorithm, the absolute steering angle θAm can be calculated based on the above equation (4) after the above-described absolute position detection processing is executed.
[0084]
Here, the reason why it is a necessary condition that the calculated value r of the above formula (3) calculated from step S105 is a non-integer value having a numerical value at least after the decimal point will be described.
[0085]
In the application specification of Japanese Patent Application No. 2002-196131, the applicant of the present application defines the steering angle by the torque sensor 30 as θt (the mechanical angle θTm) and the electrical angle θm by the motor rotation angle (the actual motor electrical angle θMe). ), The absolute position Pt of the steering wheel 21 by the torque sensor is expressed by the following equation (5), and the absolute position Pm of the steering wheel 21 by the motor rotation angle is expressed by the following equation (6). The calculated value r is the product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44.
[0086]
Pt = θt + 360 · A (5)
Pm = (θm + 360 · B) / r (6)
[0087]
Here, in equation (5), A is an integer and is −2, −1, 0, 1, and in equation (6), B is a mechanical system that theoretically connects the steering wheel 21 and the motor 40. If there is no electrical angle absolute accuracy error in the first resolver 35, the second resolver 37 of the torque sensor 30 or the motor resolver 44 of the motor 40, etc., it becomes an integer value, and a value of −126 to 125 is obtained. Take.
[0088]
Here, both the above formulas (5) and (6) represent the absolute position of the steering wheel 21, and since both formulas are equal, the following formula (7) is established and formula (8) is derived.
[0089]
θt + 360 · A = (θm + 360 · B) / r (7)
B = (r · (θt + 360 · A) −θm) / 360 (8)
[0090]
In the above formulas (5) to (8), in the above-mentioned application specification by the applicant of the present application, the calculation value r is replaced with 57.4. This is because if the movement distance of the rack shaft 24 during one rotation of the steering wheel 21 is Smm and the lead for one rotation of the ball screw mechanism 50 in the rack shaft 24 and the motor shaft 43 is L, the rack shaft 24 Since the motor shaft 43 rotates (S / L) while the motor moves by Smm, it is set to 8.2 as the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50, and the detection signal θm from the motor resolver 44 is set. Is set to 7 as the counter electrode number, so that the period Tm2 of the detection signal θm from the motor resolver 44 for one rotation of the steering wheel 21 (pinion shaft 23), that is, the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 is obtained. And the counter electrode number of the motor resolver 44 is 57.4 (= Tm1 × (S / L) = 7 × 8.2).
[0091]
Here, as described above, B is a value that takes an integer theoretically, but actually, an error caused by rattling of a mechanical system that connects the steering wheel 21 and the motor 40, or the first of the torque sensor 30. The resolver 35, the second resolver 37, or the motor resolver 44 of the motor 40 has an electrical angle absolute accuracy error. Therefore, in reality, while B includes a value after the decimal point, four types of values are obtained as B from the above equation (8) according to the value of A (−2, −1, 0, 1). Therefore, when one appropriate value (true value) is selected as the absolute position of the steering wheel 21, confusion may occur with other three values (false values).
[0092]
In other words, in the application specification of Japanese Patent Application No. 2002-196131, processing is performed so as to select B closest to the integer value among all B values, and therefore, due to the backlash of the mechanical system as described above. In the case where there is an error or the like, an investigation by the present inventor that there is a possibility of selecting one of the other three values (false value) by mistake when selecting one appropriate value (true value).・ It became clear by research.
[0093]
For example, FIG. 8 shows the mechanical angle θTm (thin line) of the steering wheel 21 with respect to the rotation amount (A = −2, −1, 0, 1) of the steering wheel 21 and the actual motor electrical angle θMe (thick line) by the motor resolver 44. FIG. 8A is a characteristic diagram showing a change, FIG. 8A shows the case where the calculated value r = 3.75, FIG. 8B shows the case where the calculated value r = 3.05, 8 (C) is the case where the calculated value r = 4.00. The calculated value r is the product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44.
[0094]
As shown in FIG. 8A, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.75 (for example, r = 3.75), for example, γa corresponding to the neutral position of the steering wheel 21 is a true value. , The other three values αa, βa, and δa, which are false values, are different from the true value γa by 90 degrees. In other words, FIG. 8A shows that there is a margin of 90 degrees from the adjacent value even if there is an error due to mechanical backlash, etc., and therefore between the true value γa and the false values αa, βa, δa. Indicates that the possibility of confusion is low.
[0095]
Further, as shown in FIG. 8B, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.05 (for example, r = 3.05), γb corresponding to the neutral position of the steering wheel 21 is a true value. Then, the other three values that are the false values αb, βb, and δb are not different from the true value γb by about 10 degrees. That is, in FIG. 8B, since the margin is only about 10 degrees from the adjacent value, the true value γb and the false values αb, βb, and δb depend on the magnitude of the error due to the backlash of the mechanical system. It shows that there is a possibility of confusion between them.
[0096]
On the other hand, as shown in FIG. 8C, when the numerical value after the decimal point of the operation value r is set to 0 (zero) (for example, r = 4.00), γc corresponding to the neutral position of the steering wheel 21 is a true value. However, since the other false values αc, βc, and δc have similar values (zero margin), the true value γc cannot be distinguished from the false values αc, βc, and δc. That is, FIG. 8C shows that the true value γc cannot be specified from the other false values αc, βc, δc.
[0097]
Thus, from FIG. 8, in the above-described step S109, the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the motor are selected in selecting the true value from the plurality of arithmetic motor electrical angles θMe (A) without being confused with the false value. It can be seen that the value of r, which is the product of the counter electrode number of the resolver 44, has a great influence, and in particular, when the value of the operation value r is an integer, it can be seen that the true value cannot be specified. As described above, this is the basis for the requirement that the calculated value r of Equation (3), which is calculated from step S105, is a non-integer value having a numerical value at least after the decimal point.
[0098]
Next, the influence that such a margin can be affected by an error caused by rattling of the mechanical system constituting the electric power steering apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a change in the true value detection margin with respect to the numerical value after the decimal point of the calculated value r, and the basis of this characteristic diagram will be described later.
[0099]
The true value detection margin is a true value of four types (A = −2, −1, 0, 1) of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) obtained as described above. The difference from the false value closest to the true value is expressed as an absolute value (0 degree ≦ minimum deviation <180 degree). For example, in the example of FIG. 8B, the difference (for example, 20 degrees) between the true value (γb) and the false value (δb) closest to the true value (γb). The true value detection margin corresponds to “angle deviation of motor electrical angle” recited in the claims.
[0100]
For example, in the first embodiment, assuming that the error due to the backlash of the mechanical system is ± 0.24 degrees and the detection accuracy of the torque sensor 30 is ± 0.16 degrees, as described above, the electrical angle θT1 The error of the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 calculated from θT2 is 0.4 degrees due to the sum of the two.
[0101]
Here, since the motor electrical angle θMe (A) is obtained by the above equation (3), for example, the arithmetic motor electrical angle θMe (0) when A = 0, θTm = 0, r = 60.76 is θTm When calculating by substituting θTm = (0 + 0.4) into equation (3), including the error of 0.4, ((0 + 0.4) + 360 × 0) × 60.76 = 24.3 (degrees) become. That is, 0.4 of the error is multiplied by r (here, 60.76 times) and appears as the arithmetic motor electrical angle θMe (A). Then, if it is calculated in consideration of the fact that such an error can occur in both the true value and the fake value adjacent thereto, it is necessary to double this, and therefore it is twice 24.3 degrees. It will be 6 degrees.
[0102]
Therefore, as described with reference to FIG. 8A, even if the true value has a margin of 90 degrees with the adjacent value, the calculation motor electrical angle θMe ( Since an error of approximately 50 degrees (≈48.6 degrees) can occur in A), the margin is limited to 40 degrees (= 90-50) at the maximum. When such an error range is shown in FIG. 9, the boundary of the error range can be clearly indicated by drawing a one-dot chain line with a true value detection margin of 50.0 (deg).
[0103]
Further, as described with reference to FIG. 7, in the first embodiment, the difference between the calculated motor electrical angle θMe (near) and the actual motor electrical angle θMe is set to a predetermined threshold value in step S111 of the absolute position detection process. It is determined whether or not (for example, 10 degrees) or more, and if it is equal to or more than the predetermined threshold value, the process is abnormally terminated (ERROR). Therefore, 60 degrees (= 50 + 10), which is a value obtained by adding the predetermined threshold (for example, 10 degrees) to the boundary (50 degrees) of the error range, is set as the lower limit value of the angle deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A). (A broken line with a true value detection margin of 60.0 (deg) shown in FIG. 9).
[0104]
That is, as shown in FIG. 9, the true value detection margin is set to a numerical value below the decimal point of the calculated value r so that the true detection margin is in the range of 60.0 degrees to 90.0 degrees (the hatched area shown in FIG. 9). If set, even if there is an error due to rattling of the mechanical system constituting the electric power steering device 20, in step S109 described above, a plurality of arithmetic motor electrical angles θMe (A) are confused with false values. The true value can be selected without any change.
[0105]
Specifically, since the true value detection allowance 60.0 degrees is 67% (= 60/90) of 90 degrees which is the maximum value of the broken line K, the true value detect allowance is 60.0 degrees or more. 90.0 degrees or less means 67% or more and 100% or less of the maximum value of the broken line K indicating the change in the true value detection margin with respect to the numerical value of the calculated value r after the decimal point. The numerical values after the decimal point of the calculated value r in this range are “0.17 to 0.28”, “0.39 to 0.42”, “0.58 to 0.61” from FIG. ”And“ 0.72 or more and 0.83 or less ”, and when such a calculated value r is set, in step S109 described above, a plurality of calculated motor electrical angles θMe (A) are used as false values. The true value can be selected without confusion.
[0106]
In addition, about 90 degrees of 100% which is the upper limit of the error range, as can be seen from FIG. 8A, the steering wheel 21 rotates four times as A = −2, −1, 0, 90 (= 360/4) degrees obtained by dividing 360 degrees by this value 4 is the middle of false values (βa, δa) located on both sides of the true value (γa) in terms of angle, and has the highest margin. From this is set.
[0107]
Next, the basis of the characteristic diagram (broken line K) showing the change in the true value detection margin with respect to the numerical value after the decimal point of the calculated value r shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10A shows a characteristic indicating a change in deviation of the calculated value r from the calculated motor electrical angle θMe (−2) with respect to the numerical value after the decimal point.
[0108]
For example, from the above equation (3), the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained by (θTm + 360 × A) × r. Therefore, when A = −2, the arithmetic motor electrical angle θMe (−2) Is (θTm + 360 × (−2)) × 57.4. Similarly, when A = −1, the arithmetic motor electrical angle θMe (−1) is (θTm + 360 × (−1)) × 57.4. become. The difference between the two is θMe (−1) −θMe (−2) = 360 × 57.4. Since the value after the decimal point is 0.4, 360 × 0.4 = 144 ( (See FIG. 10 (A)).
[0109]
As described with reference to FIG. 8C, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0 (zero), the four types of rotation amounts of the steering wheel 21 (A = −2, −1) , 0, 1), since the arithmetic motor electrical angle θMe (A) takes the same value, the true value and the false value cannot be discriminated. That is, in FIG. 10 (A), when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0 (zero), the deviation from the broken line of A = -2 is 0. Both the dotted line of A = 0 and the one-dot chain line of A = 1 have a value of 0 (zero).
[0110]
On the other hand, when the numerical value after the decimal point is gradually increased, the deviation of the A = −1 solid line, the A = 0 dotted line, and the A = 1 dashed line from the A = −2 broken line increases. . At this time, the positive slope amount increases in the order of the solid line of A = −1, the dotted line of A = 0, and the one-dot chain line of A = 1. As can be seen from the above equation (3), A and This is because the product value 360 is further multiplied by the operation value r. Thus, with reference to the broken line of A = -2, the solid line of A = -1 changes from 0 degrees to 360 degrees, and the dotted line of A = 0 starts from 0 degrees, which is twice the solid line of A = -1. It changes up to 720 degrees. It can be seen from FIG. 10A that the one-dot chain line of A = 1 changes from 0 degrees to 1080 degrees, which is three times the solid line of A = -1.
[0111]
In this way, when the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is A = −1 by changing the numerical value after the decimal point of the arithmetic value r from 0 to 1 on the basis of the broken line of A = −2, A = 0 In the case of A = 1, when A = 1 is obtained, it can be seen that there is a relationship as shown in FIG. 10 (A) between them, but by expressing this deviation by folding it back at 180 degrees, FIG. A mountain-shaped characteristic diagram as shown in B) can be obtained. In FIG. 10B, the broken line with A = -2 is omitted.
[0112]
That is, the solid line of A = −1 increased linearly from 0 degree to 360 degrees in FIG. 10A, but turns back at 180 degrees in FIG. When the numerical value reaches 0.5, it turns back and decreases linearly with a negative slope, forming an isosceles triangular fold line (solid line).
[0113]
In addition, the dotted line of A = 0 increased linearly from 0 degrees to 720 degrees in FIG. 10 (A), but in FIG. 10 (B), it is folded back at 180 degrees and 0 degrees. When the numerical value after the decimal point of r reaches 0.25, 0.5, and 0.75, the return increase / decrease is repeated twice to form two isosceles triangles (dotted lines).
[0114]
Further, the one-dot chain line of A = 1 increased linearly from 0 degrees to 1080 degrees in FIG. 10 (A), but in FIG. 10 (B), it is folded back at 180 degrees and 0 degrees. When the numerical value after the decimal point of the value r reaches 0.167, 0.333, 0.5, 0.667, 0.833, the return increase / decrease is repeated three times, and a broken line (one point) consisting of three isosceles triangles Chain line).
[0115]
Each broken line represented in this way is true as the deviation from the broken line of A = -2 approaches 0 (zero) when the arithmetic motor electrical angle θMe (-2) in the case of A = -2 is a true value. This indicates that confusion is likely to occur between the calculation motor electrical angle θMe (-2), which is the value, and other calculation motor electrical angles θMe (-1), θMe (0), θMe (1), which are false values. Therefore, when a false value closest to the true value θMe (−2) is selected from each broken line, a broken line K (thick dashed line in FIG. 10B) can be generated. That is, this broken line K is a characteristic (broken line K) showing the change in the true value detection margin with respect to the numerical value below the decimal point of the calculated value r as shown in FIG.
[0116]
In FIG. 10, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is changed from 0 to 1 on the basis of the broken line of A = -2, and the deviation of the calculated motor electrical angle θMe (A) is expressed as A = −1, 0. 11, the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained for each case of A = −2, 0, 1 with reference to the broken line of A = −1. It is expressed as shown in A). Further, by expressing each deviation shown in FIG. 11A by turning back at 180 degrees, a mountain-shaped characteristic diagram as shown in FIG. 11B can be obtained. When A = −1 When the calculation motor electrical angle θMe (-1) is set to a true value, a false value closest to the calculation motor electrical angle θMe (-1), which is a true value, is selected from the respective broken lines, and then a broken line L (FIG. 11) is selected. (B) A thick one-dot chain line) can be generated. In FIG. 11B, the solid line A = −1 is omitted.
[0117]
Further, when the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained for each case of A = −2, −1, 1 with reference to the broken line of A = 0, if A = −1, 1, then A Since the shift is the same from = 0, and further when A = -2, the table is the same as in the case where the broken line of A = -1 shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B) is used as a reference. Is done.
[0118]
Further, when the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained for each case of A = −2, −1, 0 based on the broken line of A = 1, when A = 0, A = −1 In the case of A = -2, the order is shifted in the order of A = -2, and therefore, it is expressed in the same manner as the case where the broken line of A = -2 shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) is used as a reference. The
[0119]
Further, comparing the characteristic diagram according to FIG. 10B and the characteristic diagram according to FIG. 11B, the calculation value r = 0.5 by A = −1 shown in FIG. The characteristics of an isosceles triangle having a maximum value) and the characteristics of an isosceles triangle having an apex (maximum value) of an operation value r = 0.5 by A = 0 and -2 shown in FIG. The two isosceles sides having the same characteristics and having apexes (maximum values) of the calculation value r = 0.25 by A = 0 and the calculation value r = 0.75 by A = 0 shown in FIG. The characteristic of the triangle shape and two isosceles triangle shapes with the calculated value r = 0.25 by A = 1 and the calculated value r = 0.75 by A = 0 as shown in FIG. It can be seen that these characteristics are the same characteristics.
[0120]
Thus, the broken line L obtained when the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained for each case of A = −2, 0, 1 with reference to the broken line of A = −1 (FIG. 11 (B)). Or a broken line (a broken line shown in FIG. 11B) obtained when the deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is obtained for each of A = −2, −1, and 1 with reference to the broken line of A = 0. As for L), a range around the maximum value (about 120 degrees) (for example, 60 degrees or more and 120 degrees or less) is 60.0 degrees or more and 90.0 degrees or less by the broken line K shown in FIG. It is included in the range (shaded area). Therefore, even when the broken line with A = −1, 0 is used as a reference, the range of 60.0 degrees or more and 90.0 degrees or less (shaded area) by the broken line K shown in FIG. 9 can be applied as it is.
[0121]
As described above, according to the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment, the calculated value r by the product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44 is a numerical value after the decimal point. Since the speed reduction gear ratio is set so as to be a non-integer having a value, the numerical value after the decimal point is not 0 (zero), that is, an integer. Thus, the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 determined by the electrical angle θT1 of the first resolver 35 and the electrical angle θT2 of the second resolver 37 is any one of the total four rotations of the left and right rotations of the steering wheel 21. Since it is possible not to take the same value in the rotation range unit (A = −2, −1, 0, 1), the absolute value of the steering wheel 21 is determined in step S109 of the absolute position detection process executed by the CPU 61 of the ECU 60. The steering angle θAm can be accurately detected. Therefore, the ECU 60 can control the motor 40 that assists the steering based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 detected in this way.
[0122]
Even if the counter electrode number of the motor resolver 44 is set so that the operation value r by the product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44 becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. The mechanical angle θTm of the steering wheel 21 determined by the electrical angle θT1 of the first resolver 35 and the electrical angle θT2 of the second resolver 37 is any one rotation range of the total four rotations of the left and right rotations of the steering wheel 21. Since the unit (A = −2, −1, 0, 1) can be prevented from taking the same value, the absolute steering angle of the steering wheel 21 in step S109 of the absolute position detection process executed by the CPU 61 of the ECU 60. θAm can be accurately detected. As a result, as in the case where the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 is set, the ECU 60 can control the motor 40 that assists the steering based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21.
[0123]
Further, in the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is within a predetermined range, and the predetermined range is a total of four rotations for each two left and right rotations of the steering wheel 21. A = −2, −1, 0, 1 and the difference between the calculation motor electrical angle θMe (−2) for each rotation range is 67% or more and 100% or less of the maximum value of the deviation, below the decimal point of the calculation value r Set to the number of. As a result, the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 is increased due to the dimensional accuracy of the mechanical parts constituting the pinion shaft 23, the rack shaft 24, the ball screw mechanism 50, etc. Even when a detection error occurs, adjacent one rotation range units (for example, in the example of FIG. 10, between the rotation range A = −2 and the rotation range A = −1, the rotation range A = −1. And the rotation range A = 0 and between the rotation range A = 0 and the rotation range A = 1). Therefore, even if such an error can occur, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected. Therefore, based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 thus detected. The ECU 40 can control the motor 40 that assists steering.
[0124]
Furthermore, in the manufacturing method or the manufacturing apparatus of the electric power steering apparatus 20 and the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is determined every two rotations of the steering wheel 21 left and right. The calculation value when the deviation from the calculation motor electrical angle θMe (−2), which is different for each rotation range of A = −2, −1, 0, 1 in total 4 rotations, is 67% or more and 100% or less of the maximum value of the deviation Within the numerical range of the decimal point of r, for example, “0.17 to 0.28”, “0.39 to 0.42”, “0.58 to 0.61” and “0.72 to 0. 83 ”or less”, or by providing the steps and means for setting as described above, the error in the dimensional accuracy of mechanical parts constituting the pinion shaft 23, the rack shaft 24, the ball screw mechanism 50, etc. signal Even if a detection error occurs in the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 due to a temperature characteristic error of the electrical component to be processed, adjacent one rotation range units due to such an error (for example, in the example of FIG. 10, the rotation range A = −2). And the rotation range A = −1, between the rotation range A = −1 and the rotation range A = 0, and between the rotation range A = 0 and the rotation range A = 1). Can be. Therefore, even if such an error can occur, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected. Therefore, based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 thus detected. The motor 40 that assists steering can be controlled by the ECU 60, and a controllable electric power steering apparatus can be manufactured.
[0125]
In addition, in the manufacturing method or manufacturing apparatus of the electric power steering apparatus 20, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is, for example, “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0.42 or less”, In the process or means for setting “0.58 or more and 0.61 or less” and “0.72 or more and 0.83 or less”, for example, the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 is expressed by the following equations (9), (10): You may set as follows.
[0126]
Reduction gear ratio = specific stroke / lead (9)
Reduction gear ratio = (module x number of pinion teeth x pi / cos (rack helix angle)) / lead (10)
[0127]
Further, in the first embodiment described above, the case where the steering wheel 21 rotates four times in total by two left and right rotations has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the steering wheel rotates two or more times. If there is, for example, the case of two rotations of one rotation left and right, the rotation of six rotations of three rotations of right and left, or the case of three rotations of 1.5 rotations of left and right, the same as described above The technical effects and effects can be obtained.
[0128]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the electric power steering apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
Hereinafter, in the electric power steering apparatus 120 according to the second embodiment to be described, an arithmetic value r that is a product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44 is less than the decimal point. For example, the numerical value is set to take 0.33 or 0.50. In the second embodiment, when the counter electrode number of the motor resolver 44 is 7, for example, by setting the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 to 8.19, for example, the calculated value r = 57.33 (= 8. 19 × 7). Thereby, the numerical value after the decimal point of the calculation value r is set to 0.33.
[0129]
Thus, by setting the numerical value after the decimal point of the calculated value r to 0.33 or 0.50, as described later, the vertex of the broken line K shown in FIG. Since it can be increased, the boundary of the error range (one-dot chain line shown in FIG. 9) and the lower limit value of the angle deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) (the broken line of the true value detection allowance 60.0 (deg)) Can be raised. Thereby, for example, even when the error in the dimensional accuracy of the mechanical parts constituting the steering mechanism is extremely large, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected.
[0130]
However, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.33 or 0.50 in this way, a new problem as shown in FIGS. 12A and 12B occurs. In FIGS. 12 (A) and 12 (B), with the steering wheel neutral position as the center, the steering wheel's right rotation range (0 ° <θ ≦ 360 °) is A = 0, and further to the right One rotation range (360 ° <θ ≦ 720 °) A = 1, left rotation center (0 °> θ ≧ −360 °) A = −1, and further left one rotation The range (−360 degrees> θ ≧ −720 degrees) is A = −2.
[0131]
That is, as shown in FIG. 12A, for example, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.33 (for example, r = 3.33), αd and δd having the same value are 2 Since it appears at a location (A = -2 and A = 1), if any of them is a true value, it cannot be determined which one can be selected to obtain a true value.
[0132]
As shown in FIG. 12B, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.50 (for example, r = 3.50), “αe and γe” having the same value and “Βe and δe” appear in two sets of two locations (A = −2 and A = 0, A = −1 and A = 1). Therefore, even in such a case, if any of them is a true value, it cannot be determined which one can be selected to obtain a true value.
[0133]
That is, in the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment described above, the numerical values after the decimal point of the calculated value r are “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0.42 or less”, By setting any of “0 · 58 to 0.61” and “0.72 to 0.83”, each rotation range of the steering wheel 21 (A = −2, −1, 0, 1) However, by setting the numerical value after the decimal point of the calculated value r to 0.33, for example, the rotational range A = −2, −1, 0 or A = -1, 0, 1 can be configured to detect the amount of rotation (hereinafter, the rotation range A = -2, -1, 0, 1 can be detected as "N4 type", Rotation range A = -2, -1, 0 or A = -1, 0, 1 What can be detected is referred to as "N3 type."). Further, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.50, for example, so that the rotation amount can be detected in the rotation range A = −2, −1 or A = 0, 1 of the steering wheel 21. (Hereinafter, those capable of detecting the rotation range A = −2, −1 or A = 0, 1 will be referred to as “N2 type”).
[0134]
Therefore, in the electric power steering apparatus 120 according to the second embodiment, by adopting the configuration shown in FIGS. 13 and 14, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.33 or 0.50. Even if it is set (that is, N3 type or N2 type), the true value is specified from “αd and δd” or “αe and γe” and “βe and δe” having the same value, and the same as that of the N4 type In the range, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected. In the configuration shown in FIGS. 13 and 14, substantially the same components as those of the electric power steering apparatus 20 (FIGS. 1 and 5) described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Omitted.
[0135]
As shown in FIGS. 13 and 14, the electric power steering apparatus 120 is mainly similar to the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment described above, and mainly includes a steering wheel 21, a steering shaft 22, The ECU includes a pinion shaft 23, a rack shaft 24, a torque sensor 30, a motor 40, a motor resolver 44, a ball screw mechanism 50, an ECU 160, and the like. The difference from the electric power steering apparatus 20 described above is that an on / off signal is input from the ignition switch sensor 163 and that the ECU 160 includes a nonvolatile memory 161 (see FIGS. 1 and 5). Other mechanical components and their functions are the same as those of the electric power steering apparatus 20 described above, and the steering state by the steering wheel 21 is detected and an assist force corresponding to the steering state is generated by the motor 40. Assist the driver to steer. Note that wheels (not shown) are connected to both sides of the rack shaft 24 via tie rods or the like.
[0136]
The lock mechanism 130 added in the second embodiment is configured to rotate the steering wheel 21 connected to the steering shaft 22 when the ignition switch IGSW is turned off or when the ignition key is removed after the ignition switch IGSW is turned off. Is provided for the purpose of preventing theft of the vehicle.
[0137]
The predetermined rotation range is, for example, less than one rotation (over 0 degree and less than 360 degrees) for the N3 type, and less than half rotation (more than 0 degree and less than 180 degrees) for the N2 type. This refers to the rotatable range of the wheel 21. The lock mechanism 130 employs a known configuration (for example, Japanese Patent Publication No. 50-39299, Japanese Patent Laid-Open No. 47-8411, etc.), and therefore detailed description thereof is omitted.
[0138]
As shown in FIG. 14, an ignition switch sensor 163 that can detect the on / off state of the ignition switch IGSW is connected to the input boat Pl of the ECU 160 that constitutes the electric power steering apparatus 120. As a result, the ECU 160 receives an ignition switch signal for notifying the ON / OFF state of the ignition switch IGSW, so that the CPU 61 immediately before the ignition switch IGSW enters the OFF state, the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver. The absolute steering angle θAm (absolute rotation position) of the steering wheel 21 obtained from 44 can be stored in the nonvolatile memory 161 as the IG off-time steering angle θAm-off (IG off absolute rotation position). The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 is obtained by the absolute position detection process shown in FIG.
[0139]
That is, as shown in FIG. 15, the CPU 61 constituting the ECU 160 performs the following process in the steering angle storing process at the time of IG off.
First, in step S201, based on the ignition switch signal input from the ignition switch sensor 163, it is determined whether or not the ignition switch IGSW has shifted from the on state to the off state. When the ignition switch IGSW is turned off (Yes in S201), in the subsequent step S203, the current absolute steering angle θAm is set as the steering angle θAm-off at the time of IG off, and a nonvolatile memory (for example, EEPROM or battery backup) (SRAM, DRAM, etc.) 161 is stored. Even if “current one rotation range A (= −2, −1, 0, 1)” is stored in the nonvolatile memory instead of “current absolute steering angle θAm”, an absolute position detection process (to be described later) ( In 1 and 2), the same processing as the steering angle θAm-off at the time of IG off can be performed.
[0140]
As a result, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained immediately before the ignition switch IGSW is turned off is stored in the nonvolatile memory 161 as the steering angle θAm-off at the time of IG off. Is turned on, the steering angle θAm-off when the IG is off can be read from the nonvolatile memory 161. Note that step S203, the CPU 61, and the nonvolatile memory 161 correspond to “storage means” recited in the claims.
[0141]
Next, the flow of the absolute position detection process (part 1) by the CPU 61 constituting the ECU 160 will be described with reference to FIGS. 16 to 18 and FIG. The absolute position detection process (No. 1) described here is applicable to the case where the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to, for example, 0.33 (N3 type). In steps S305, S307, S309, S311, S313, S323, and S325 constituting the absolute position detection process shown in FIG. 16, steps S10l, S103, S105, Sl07, Sl09, Sll1, The same processing as in S13 is performed. Therefore, description of the processing content by these steps is omitted.
[0142]
As shown in FIG. 16, in the absolute position detection process, first, in step S301, based on the ignition switch signal input from the ignition switch sensor 163, it is determined whether or not the ignition switch IGSW has shifted from the off state to the on state. To do.
[0143]
When it is determined that the ignition switch IGSW has been turned on (Yes in S301), a process of reading the IG off-time steering angle θAm-off from the nonvolatile memory 161 is performed in step S303. The IG off-time steering angle θAm-off read out in step S303 is stored in the non-volatile memory 161 by the IG off-time steering angle storage processing shown in FIG. 15, so that the ignition switch IGSW is turned off. This corresponds to the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained immediately before. Further, when the ignition switch IGSW is turned off, the rotation range of the steering wheel 21 is restricted to less than one rotation or the like by the lock mechanism 130. Therefore, the rotation range of the steering wheel 21 and the steering angle when the IG is off. Based on θAm-off, the range of the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 immediately after turning on the ignition switch IGSW can be specified as will be described later.
[0144]
When the process of reading the steering angle θAm-off at the time of IG off from the nonvolatile memory 161 is performed in step S303, subsequently, in steps S305 to S313, as in steps S10l to S09 shown in FIG. From the electrical angles θTl, βT2, and θMe acquired from 44, processing for calculating the current mechanical angle θTm of the steering wheel 21 and the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is performed, and four arithmetic motor electrical angles θMe ( Of A), the process of selecting the one closest to the actual motor electrical angle θMe is performed. That is, in order to obtain the current (current) absolute steering angle θAm of the steering wheel 21, the most appropriate arithmetic motor electrical angle θMe (A) is selected.
[0145]
In the subsequent step S315, the one rotation range A of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) selected in step S313 is any of the four types of rotation amounts (A = −2, −1, 0, 1) of the steering wheel 21. A process for determining whether or not it corresponds is performed.
That is, as shown in FIG. 12 (A), one rotation of the steering wheel 21 is detected in the N3 type rotation range (A = −2, −1, 0 or A = −1, 0, 1). When the range is A = 1 or A = −2, the absolute steering angle θAm (αd and δd shown in FIG. 12A) of the steering wheel 21 in both ranges cannot be determined. Therefore, in this step S315, the case where the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be determined (A = 0 or −1) and the case where it cannot be determined (A = 1 or −2) are distinguished based on the value of one rotation range A. Judgment processing is performed.
[0146]
If it is determined in step S315 that the absolute steering angle θAm can be determined from the value of one rotation range A of the steering wheel 21 (A = 0 or −1 in step S315), the process proceeds to step S323, and the absolute If it is determined that the steering angle θAm can be determined (A = 1 or −2 in step S315), the process proceeds to step S317.
[0147]
Step S317 is performed when the current (current) one-turn range of the steering wheel 21 is A = 1 or -2, that is, when the steering wheel 21 exceeds one right turn from the neutral position (A = 1) or from the neutral position. In a determination process that is performed when the vehicle is positioned in a range exceeding one left turn (A = −2), it is determined whether or not the steering angle θAm-off at the time of IG off is 0 ° or more.
[0148]
That is, the rotation range of the steering wheel 21 when the ignition switch IGSW is off is read from the nonvolatile memory 161 because it is restricted to less than one rotation (360 degrees) by the lock mechanism 130 as described above. If the steering angle θAm-off at the time of the previous IG off is 0 degree or more (Yes in Step S317), the steering angle is at least on the right side of the neutral position of the steering wheel 21 and the steering angle θAm-off at the time of IG off. If it is not greater than 0 degrees (No in step S317), at least the steering wheel 21 is positioned on the left rotation side with respect to the neutral position.
[0149]
That is, as shown in FIG. 12 (A), when the steering angle θAm-off at the time of IG off is 0 degree or more, the neutral position N (absolute steering angle θAm at the leftmost rotation side when the ignition switch IGSW is off). Even if it is assumed that the steering wheel 21 is located at 0 degree), the rotation range θN3LK of the steering wheel 21 is restricted to “−360 degrees <θN3LK ≦ 0 degrees” by the lock mechanism 130. The wheel 21 is not positioned in a rotation range (A = −2) exceeding 360 degrees from the neutral position N to the left rotation side. Therefore, when the IG off-time steering angle θAm-off is equal to or greater than 0 degree, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = 1.
[0150]
On the other hand, when the steering angle θAm-off at the time of IG off is not 0 ° or more, the steering wheel 21 is positioned at the neutral position N (absolute steering angle θAm = 0 °) which is the most clockwise side when the ignition switch IGSW is off. Even if it is assumed that the rotation range θN3LK of the steering wheel 21 is restricted to “0 ° ≦ θN3LK <360 °” by the lock mechanism 130, the current steering wheel 21 is 360 ° clockwise from the neutral position N. It is not located in the rotation range exceeding A degree (A = 1). Therefore, when the steering angle θAm-off at the time of IG off is not 0 ° or more, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = −2.
[0151]
Accordingly, when it is determined in step S317 that the IG off-time steering angle θAm-off is 0 ° or more (Yes in S317), one rotation range A = of the selected arithmetic motor electrical angle θMe (A). 1 is selected in step S319, and if it is not determined in step S317 that the IG off-time steering angle θAm-off is greater than or equal to 0 degrees (No in S317), the selected calculation motor electrical angle Of θMe (A), one rotation range A = −2 is selected in step S321.
[0152]
When the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is selected in step S313, step S319, or step S321 in this manner, the selected arithmetic motor electrical angle is selected in step S323 in the same manner as in step S111 shown in FIG. A process for determining whether or not θe (A) is really proper is performed, and a process for calculating the absolute steering angle θAm based on the above-described equation (4) is performed in step S325 as in step S113. Thus, since the absolute position of the steering wheel 21 is detected, a series of the absolute position detection process (part 1) is normally completed.
[0153]
Here, the basis of the characteristic diagram (broken line M) showing the change in the true value detection margin with respect to the numerical value after the decimal point of the calculated value r shown in FIG. 17 will be described with reference to FIG. FIG. 18A shows a characteristic indicating a change in deviation of the calculated value r from the calculated motor electrical angle θMe (−2) with respect to the numerical value after the decimal point.
[0154]
As described with reference to FIG. 12A, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0.33, the four types of rotation amounts of the steering wheel 21 (A = −2, −1, 0 and 1), αd and δd having the same value appear in two places (A = −2 and A = 1). It cannot be determined whether it is obtained. That is, in FIG. 18A, not only when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0 (zero), but also when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0.33, A = -2 and A = 1 take the same value, so they cannot be distinguished.
[0155]
On the other hand, as in the case of the electric power steering apparatus 20 described with reference to FIG. 10, the calculation is performed by changing the numerical value after the decimal point of the calculation value r from 0 to 1 on the basis of the broken line of A = −2. When the deviation of the motor electrical angle θMe (A) is obtained for A = −1 and A = 0, it can be seen that there is a relationship as shown in FIG. By expressing the deviation by turning it back at 180 degrees, a mountain-shaped characteristic diagram as shown in FIG. 18B can be obtained. In FIG. 18B, the broken lines with A = -2 and A = 1 are omitted.
[0156]
That is, the solid line of A = −1 increased linearly from 0 degrees to 360 degrees in FIG. 18A, but turns back at 180 degrees in FIG. When the numerical value reaches 0.5, it turns back and decreases linearly with a negative slope, forming an isosceles triangular fold line (solid line).
[0157]
In addition, the dotted line of A = 0 increased linearly from 0 degree to 720 degrees in FIG. 18A, but in FIG. 18B, it is folded back at 180 degrees and 0 degrees. When the numerical value after the decimal point of r reaches 0.25, 0.5, and 0.75, the return increase / decrease is repeated twice to form two isosceles triangles (dotted lines).
[0158]
Each broken line represented in this way is true as the deviation from the broken line of A = -2 approaches 0 (zero) when the arithmetic motor electrical angle θMe (-2) in the case of A = -2 is a true value. This indicates that confusion is likely to occur between the calculation motor electrical angle θMe (-2), which is the value, and other calculation motor electrical angles θMe (-1), θMe (0), θMe (1), which are false values. Therefore, when a false value closest to the true value θMe (−2) is selected from each broken line, a broken line M (thick one-dot chain line in FIG. 18B) can be generated. That is, the broken line M is a characteristic (broken line M) indicating the change in the true value detection margin with respect to the numerical value after the decimal point of the calculated value r as shown in FIG.
[0159]
According to the electric power steering apparatus 120 in which the absolute steering angle θAm is detected by such absolute position detection processing (part 1), the absolute steering angle of the steering wheel 21 obtained immediately before the ignition switch IGSW is turned off. The non-volatile memory 161 stores θAm as the steering angle θAm-off when the IG is off. Then, after the ignition switch IGSW is turned on, this time based on the previous steering angle θAm-off at IG off stored in the nonvolatile memory 161 and the rotation range of the steering wheel 21 less than 360 degrees regulated by the lock mechanism 130 The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is calculated in steps S301, S303, and S317 of the absolute position detection process (part 1). , S319 and S321 are specified from a plurality of one rotation ranges A = -2 or A = 1.
[0160]
As a result, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is obtained from a plurality of one rotation ranges A = 1 or A = −2. Even if there is a specific case, based on the previous steering angle θAm-off at the time of IG off and the rotation range of less than 360 degrees at which the steering wheel 21 can rotate at the time of ignition off, the plurality of one rotation ranges A = 1 or The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained this time can be specified from A = −2. Therefore, even in such a case, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected. Therefore, the motor 40 that assists the steering based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 thus detected can be provided. Can be controlled.
[0161]
Subsequently, the flow of the absolute position detection process (part 2) applicable when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.50 (N2 type) will be described with reference to FIGS. The absolute position detection process (part 2) shown in FIG. 19 is also executed by the CPU 61 of the ECU 160, and steps S401, S403, S405, S407, S409, and S411 constituting the absolute position detection process (part 2). In step S413, the same processing as in steps S301, S303, S101, S103, S105, S107, and S109 of the absolute position detection processing shown in FIG. 7 or FIG. 16 is performed. Therefore, description of the processing content by these steps is omitted.
[0162]
As shown in FIG. 19, in the absolute position detection process (part 2), when each process from step S401 to step S413 is sequentially executed, the calculation motor electrical angle θMe (A) selected in step S413 by the next step S415 is performed. ) Is determined to correspond to one of the four types of rotation amounts (A = −2, −1, 0, 1) of the steering wheel 21.
[0163]
That is, as shown in FIG. 12B, in the case where detection is possible in the N2-type rotation range (A = −2, −1 or A = 0, 1), one rotation range of the steering wheel 21 is “A = 0 or A = -2 "or" A = 1 or A = -1 ", that is, in any case of one rotation range, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 (in FIG. 12B) Αe and γe or βe and δe) cannot be discriminated. Therefore, in this step S415, first, based on the value of one rotation range A, in which case the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 (A = 0 or A = −2, A = 1 or A = −1) A determination process is performed to determine whether or not If the value of one rotation range A is A = 0 or A = −2 (A = 0 or −2 in S415), the previous IG OFF steering angle θAm− read from the nonvolatile memory 161 is read. A process for determining whether or not off is less than −180 degrees is performed.
[0164]
That is, as shown in FIG. 12 (B), when the steering angle θAm-off at IG off is less than −180 degrees, −360 degrees (neutral position N) that is the leftmost rotation side when the ignition switch IGSW is off. Even if it is assumed that the steering wheel 21 is located 360 degrees to the left), the rotation range θN2LK of the steering wheel 21 is “−360 degrees <θN2LK ≦≦” by the lock mechanism 130 that is restricted to less than half rotation (180 degrees). -180 degrees ". Therefore, the steering wheel 21 is not positioned in the rotation range (A = 0) exceeding 180 degrees further from −180 degrees to the right rotation side. Therefore, when the steering angle θAm-off during IG off is less than −180 degrees, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = −2.
[0165]
On the other hand, when the steering angle θAm-off at the time of IG off is not less than −180 degrees, the steering wheel 21 is positioned at the neutral position N (absolute steering angle θAm = 0 degrees) that is the rightmost rotation side when the ignition switch IGSW is off. Even if it is assumed that the rotation range θN2LK of the steering wheel 21 is restricted to “−180 degrees ≦ θN2LK <0 degree” by the lock mechanism 130, the steering wheel 21 is further moved from −180 degrees to the left rotation side. It is not located in the rotation range (A = -2) exceeding 180 degrees. Therefore, when the steering angle θAm-off at the time of IG off is not less than −180 degrees, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = 0.
[0166]
Therefore, when it is determined in step S421 that the IG off-time steering angle θAm-off is less than −180 degrees (Yes in S421), one rotation range A of the selected arithmetic motor electrical angle θMe (A). = −2 is selected in step S423, and if it is not determined in step S421 that the IG off-time steering angle θAm-off is less than −180 degrees (No in S421), the selected calculation is performed. A process of selecting one rotation range A = 0 of the motor electrical angle θMe (A) in step S425 is performed.
[0167]
As shown in FIG. 12 (C), when the steering angle θAm-off at the time of IG off is over 180 degrees, 360 degrees (right from the neutral position N to the right side) when the ignition switch IGSW is off. Even if it is assumed that the steering wheel 21 is positioned at 360 degrees), the rotation range θN2LK of the steering wheel 21 is restricted to “180 degrees <θN2LK ≦ 360 degrees” by the lock mechanism 130. Therefore, the steering wheel 21 is not located in a rotation range (A = −1) exceeding 360 degrees from 360 degrees to the left rotation side. Therefore, when the IG off-time steering angle θAm-off exceeds 180 degrees, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = 1.
[0168]
On the other hand, when the steering angle θAm-off at the time of IG off does not exceed 180 degrees, the steering wheel 21 is positioned at the neutral position N (absolute steering angle θAm = 0 degree) which is the leftmost rotation side when the ignition switch IGSW is off. Even if it is assumed that the rotation range θN2LK of the steering wheel 21 is restricted to “0 degrees ≦ θN2LK <180 degrees” by the lock mechanism 130, the steering wheel 21 is further rotated 180 degrees from 180 degrees to the right rotation side. It is not located in the rotation range exceeding (A = 1). Therefore, when the steering angle θAm-off at the time of IG off does not exceed 180 degrees, it can be determined that the current one rotation range A of the steering wheel 21 is A = −1.
[0169]
Therefore, if it is determined in step S431 that the IG off-time steering angle θAm-off exceeds 180 degrees (Yes in S431), one rotation range A = of the selected arithmetic motor electrical angle θMe (A). 1 is selected in step S433, and if it is not determined in step S431 that the IG off-time steering angle θAm-off exceeds 180 degrees (No in S431), the selected calculation motor electrical angle Of θMe (A), one rotation range A = −1 is selected in step S435.
[0170]
When the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is selected in steps S423, S425, S433, and S435 in this way, the subsequent arithmetic operation electrical angle θe is selected in step S441 in the same manner as in step S111 shown in FIG. A process for determining whether or not (A) is really proper is performed, and a process for calculating the absolute steering angle θAm based on the above equation (4) is performed in step S443 similarly to step S113. As a result, the absolute position of the steering wheel 21 has been detected, and the series of the absolute position detection processing (part 2) is normally terminated.
[0171]
Here, the basis of the characteristic diagram (broken line P) showing the change of the true value detection margin with respect to the numerical value after the decimal point of the calculated value r shown in FIG. 20 will be described with reference to FIG. FIG. 21 (A) shows a characteristic indicating a change in deviation of the calculated value r from the calculated motor electrical angle θMe (−2) with respect to the numerical value after the decimal point.
[0172]
As described with reference to FIG. 12B, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0.50, the four types of rotation amounts of the steering wheel 21 (A = −2, −1, “Αe and γe” and “βe and δe” having the same value among 0, 1) appear in two sets of two locations (A = −2 and A = 0, A = −1 and A = 1) . Therefore, even in such a case, if any of them is a true value, it cannot be determined which one can be selected to obtain a true value. That is, in FIG. 21A, not only when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0 (zero), but also when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is 0.50, A = -2 and A = 0, or A = -1 and A = 1 have the same value, and thus cannot be distinguished.
[0173]
On the other hand, as in the case of the electric power steering apparatus 20 described with reference to FIG. 10, the calculation is performed by changing the numerical value after the decimal point of the calculation value r from 0 to 1 on the basis of the broken line of A = −2. When the deviation of the motor electrical angle θMe (A) is obtained for A = −1 and A = 1, it can be seen that there is a relationship as shown in FIG. By expressing the deviation by turning back 180 degrees, it is possible to obtain a mountain-shaped characteristic diagram as shown in FIG. In FIG. 21B, the broken lines with A = -2 and A = 0 are omitted.
[0174]
That is, the solid line of A = -1, 1 increased linearly from 0 degrees to 360 degrees in FIG. 18 (A), but in FIG. 18 (B), it turns back at 180 degrees. When the numerical value after the decimal point reaches 0.5, it turns back and decreases linearly with a negative slope, forming an isosceles triangular broken line (solid line).
[0175]
Each broken line expressed in this way has a deviation from the broken line of A = -2 approaches 0 (zero) when the arithmetic motor electrical angle θMe (-2) in the case of A = -1, 1 is a true value. This indicates that confusion is likely to occur between the arithmetic motor electrical angle θMe (-2), which is a true value, and the arithmetic motor electrical angles θMe (0), θMe (1), which are other false values. When a false value closest to the value θMe (−2) is selected from each broken line, a broken line P (thick one-dot chain line in FIG. 21B) can be generated. That is, this broken line P is a characteristic (broken line P) indicating the change in the true value detection margin with respect to the numerical value below the decimal point of the calculated value r as shown in FIG.
[0176]
According to the electric power steering apparatus 120 in which the absolute steering angle θAm is detected by such absolute position detection processing (part 2), the absolute steering angle of the steering wheel 21 obtained immediately before the ignition switch IGSW is turned off. The non-volatile memory 161 stores θAm as the steering angle θAm-off when the IG is off. Then, after the ignition switch IGSW is turned on, this time based on the previous IG-off steering angle θAm-off stored in the nonvolatile memory 161 and the rotation range of the steering wheel 21 less than 180 degrees regulated by the lock mechanism 130 The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is calculated in steps S401, S403, and S421 of the absolute position detection process (part 2). , S423, S425, S431, S433, and S435, a plurality of one rotation ranges A = -2 or A = 0 or A = -1 or A = 1.
[0177]
Accordingly, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is set to a plurality of one rotation ranges A = −2 or A = 0 or Even if it may be specified from A = −1 or A = 1, based on the steering angle θAm-off at the time of the previous IG off and the rotation range of less than 180 degrees in which the steering wheel 21 can rotate at the time of ignition off, The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained this time can be specified from a plurality of one rotation ranges A = −2 or A = 0 or A = −1 or A = 1. Therefore, even in such a case, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected. Therefore, the motor 40 that assists the steering based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 thus detected can be provided. Can be controlled.
[0178]
[Third Embodiment]
Then, 3rd Embodiment which concerns on the electric power steering device of this invention is described with reference to FIGS.
Hereinafter, in the electric power steering apparatus 120 according to the third embodiment to be described, an operation value r that is a product of the reduction gear ratio of the ball screw mechanism 50 and the counter electrode number of the motor resolver 44 is less than the decimal point. For example, the numerical value is set to take 0.33. In the third embodiment, when the counter electrode number of the motor resolver 44 is 7, for example, the calculated value r = 57.33 (= 8. 19 × 7). Thereby, the numerical value after the decimal point of the calculation value r is set to 0.33.
[0179]
In this way, by setting the numerical value after the decimal point of the calculated value r to 0.33, the vertex of the broken line K shown in FIG. 9 can be increased and the true value detection margin can be increased. And the lower limit value of the angle deviation of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) (broken line with a true value detection margin of 60.0 (deg)) can be raised. Thereby, for example, even when the error in the dimensional accuracy of the mechanical parts constituting the steering mechanism is extremely large, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected.
[0180]
However, when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.33 in this way, for example, the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0. 3 as shown in FIG. When 33 is set (for example, r = 3.33), αd and δd having the same value appear in two places (A = −2 and A = 1), and one of them is a true value. Sometimes a new problem arises that it is not possible to determine which one can be selected to obtain a true value. That is, the detectable range of the rotation amount is limited to the rotation range A = −2, −1, 0 or A = −1, 0, 1 of the steering wheel 21 (hereinafter, the rotation range A = −2, -1, 0, 1 can be detected as "N4 type", and rotation range A = -2, -1, 0 or A = -1, 0, 1 can be detected as "N3 type". ").
[0181]
In FIG. 12A, with the neutral position of the steering wheel 21 as the center, the steering wheel 21 rotation range (0 degrees <θ ≦ 360 degrees) is A = 0, and the right rotation range (right side) ( 360 ° <θ ≦ 720 °) A = 1, left rotation range around the neutral position (0 °> θ ≧ −360 °) A = −1, and left rotation range on the left side (−360) Degree> θ ≧ −720 degrees) is A = −2.
[0182]
Therefore, the electric power steering apparatus 120 according to the third embodiment will be described later with reference to FIGS. 23 and 24 without changing the configuration from the electric power steering apparatus 20 according to the first embodiment. Even when the numerical value after the decimal point of the calculated value r is set to 0.33 by the absolute position detection processing (that is, the N3 type), the true value is specified from “αd and δd” having the same value, and the N4 type The absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected in the same steering angle range as the above. As will be described later, by adopting the configuration shown in FIG. 26 as necessary, the absolute position detection processing (part 3) shown in FIG. 27 can be used to obtain true values from “αd and δd” having the same value. The value can be specified more accurately.
[0183]
<Absolute position detection processing (part 1)>
As shown in FIG. 23, the absolute position detection process (part 1) according to the third embodiment includes steps S1201 to S1225. In steps S1201, S1203, S1205, S1207, S1209, S1221, and S1223, the first implementation is performed. The absolute position detection processing steps S10l, S033, S105, S107, S09, Sll11, and Sll13 shown in FIG. Therefore, description of the processing content by these steps is omitted. 23 is processed by the CPU 61 of the ECU 60 shown in FIG. 5 referred to in the first embodiment.
[0184]
The absolute position detection process (part 1) is a process that is started immediately after an ignition switch (hereinafter referred to as “IG switch”) is turned on. After the process of obtaining the electrical angles θT1, θT2, and θMe of each resolver (first resolver 35, second resolver 37, and motor resolver 44) is performed in step S1201, four arithmetic motors are performed in steps S1203, S1205, and S1207. The electrical angle θMe (A) is obtained, and the one closest to the actual motor electrical angle θMe is selected in step S1209.
[0185]
However, as described with reference to FIG. 12A, in the N3 type, αd and δd having the same value appear in two places (A = −2 and A = 1). In other words, in step S1209, two of A = -2 and A = 1 or any one of them may be selected as being closest to the actual motor electrical angle θMe, so A = -2 or A = 1. One of these needs to be identified. Therefore, when the selected arithmetic motor electrical angle θMe (A) is A = −2 or A = 1, the processes in steps S1213 to S1219 are performed as follows.
[0186]
First, in step S1211, one rotation range A of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) selected in step S1209 corresponds to any of the four types of rotation amounts (A = −2, −1, 0, 1) of the steering wheel 21. When the selected one rotation range A is A = 1 or A = -2, the process proceeds to the subsequent step S1213. On the other hand, if one rotation range A of the arithmetic motor electrical angle θMe (A) is A = 0 or A = −1 in step S1211, βd (A = −1) as shown in FIG. , Δd (A = 0), and one rotation range can be specified, respectively, and the process proceeds to step S1221 without performing the processes in steps S1213 to S1219.
[0187]
If it is determined in step S1211 that the selected one rotation range A is A = 1, A = -2, or A = 1 and A = -2, step S1213 indicates that A = 1, -2 Processing for calculating the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) is performed, and one of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) calculated thereby is within the rotatable range ( The process of determining whether or not it is outside the physical steering angle range) is subsequently performed in step S1215. Note that the rotatable range of the steering wheel 21 is the two left rotation ranges (A = -2), one left rotation range (A = -1), and one right rotation range (A = 0) shown in FIG. ) And right two rotation range (A = 1).
[0188]
If it is determined in step S1215 that one of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) is outside the rotatable range of the steering wheel 21 (Yes in S1215), the process proceeds to step S1217. Processing for specifying one rotation range A of the other absolute steering angle θAm within the rotatable range of the steering wheel 21 is performed.
[0189]
That is, if the absolute steering angle θAm (−2) indicated by a circle X in FIG. 25A is present in the left outside range XL that is out of the left side of the rotatable range RtoR of the steering wheel 21 by the calculation in step S1215. When the determined absolute steering angle θAm exists (Yes in S1215), the steering wheel 21 can rotate with such an absolute steering angle θAm (−2) indicated by a circle in the left outside range XL. It can be determined that this is a false value indicating no position. Therefore, from the two A = −2 and A = 1, the absolute steering angle θAm (1) of the double circle existing within the rotatable range RtoR is specified as a true value in step S1215. For example, the rotatable range RtoR is set to ± 630 degrees around the neutral position N (black circle) of the steering wheel 21.
[0190]
On the other hand, when it is determined that both are within the rotatable range, such as absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) indicated by white circles shown in FIG. Since it is not determined that the wheel 21 is outside the rotatable range (No in S1215), the two cannot be distinguished. Therefore, after setting the determination flag to OFF in step S1219, the absolute position detection process (part 1) is terminated, and the absolute position detection process (part 2) described later is distinguished between them to set the absolute steering angle θAm. Entrust the requested process.
[0191]
When one rotation range A of the absolute steering angle θAm within the rotatable range is specified in step S1217, the absolute steering angle θAm is calculated in steps S1221 and S1223, and the determination flag is set to ON in step S1225. This determination flag is set to ON when one rotation range of the absolute steering angle θAm is specified, and is set to OFF when it is not specified. Therefore, if it is determined in step S1215 that both of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) are within the rotatable range, the determination flag is set to OFF in step S1219.
[0192]
In the description with reference to FIG. 25 (A), the case where the absolute steering angle θAm exists in the left outside range XL that deviates from the rotatable range RtoR to the left is illustrated, but the right that deviates from the rotatable range RtoR to the right Even when the absolute steering angle θAm (1) exists in the outer range XR, the absolute steering angle θAm (−2) is specified in step S1217, and the processing from step S1221 is performed as described above.
[0193]
Thus, according to the electric power steering apparatus 120 that executes the absolute position detection process (part 1) shown in FIG. 23, the two absolute rotational positions are obtained by steps S1213, S1215, and S1217 of the absolute position detection process (part 1). Of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) as candidates, one does not exist in any of the rotation ranges A = −2, −1, 0, 1 of the steering wheel 21, and the other When the rotation range A is in any one of -2, -1, 0, 1 range, the other is converted from the two absolute steering angles θAm (1), θAm (-2) to the absolute steering angle θAm. Is specified as one rotation range A.
[0194]
Thus, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is two absolute steering angles θAm (1), θAm (−2 ) Can be specified as the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21. Therefore, in such a case, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected even when the vehicle in which the steering wheel 21 is difficult to rotate is parked. Therefore, even when the vehicle is parked or stopped, the motor 40 that assists steering can be controlled based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 detected in this way.
[0195]
<Absolute position detection process (2)>
Next, when it is determined that both are within the rotatable range (physical steering angle range), such as absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) indicated by white circles shown in FIG. In FIG. 24, an example of the absolute position detection process (part 2) in which both can be distinguished will be described with reference to FIG. This absolute position detection process (part 2) is also processed by the CPU 61 of the ECU 60 shown in FIG. 5, and is repeatedly executed as an interrupt process or the like at predetermined intervals after the absolute position detection process (part 1) described above. Is.
[0196]
As shown in FIG. 24, first, in step S1301, processing for obtaining the electrical angles θT1, θT2, and θMe of each resolver (first resolver 35, second resolver 37, and motor resolver 44) is performed, and then in step S1303. A process of calculating the mechanical angle θTm of the steering wheel 21 and storing the calculated mechanical angle θTm in the memory is performed. Note that this memory is a semiconductor memory device such as a DRAM that is built in the CPU 61 or is mounted on the ECU 60 and connected to the CPU 61 by a bus, and that provides a work area or the like used when the CPU 61 performs arithmetic processing. It is.
[0197]
Next, in step S1305, it is determined whether or not the determination flag is set to OFF, that is, whether or not one rotation range of the absolute steering angle θAm could not be specified by the absolute position detection process (part 1) described above. Processing is performed. Accordingly, when the determination flag is not set to OFF (No in S1305), since one rotation range of the absolute steering angle θAm has already been specified by the above-described absolute position detection process (No. 1), this absolute position The detection process (part 2) ends without further processing.
[0198]
On the other hand, if it is determined in step S1305 that the determination flag is set to OFF (Yes in S1305), the process proceeds to subsequent step S1307 to determine whether the steering wheel 21 has rotated beyond a predetermined angle. A process for determining is performed. That is, the mechanical angle θTm ′ of the steering wheel 21 stored in the memory in the previous step S1303 is read from the memory, and the angle difference ΔθTm between the read mechanical angle θTm ′ and the mechanical angle θTm calculated this time is calculated. . Then, based on the absolute value of this angle difference ΔθTm, the next step S1307 determines whether or not the steering wheel 21 has rotated beyond a predetermined angle.
[0199]
That is, whether or not the steering wheel 21 is rotating is determined based on whether or not the absolute value of the angle difference ΔθTm exceeds a predetermined angle in step S1307. If it is determined that the steering wheel 21 has rotated beyond a predetermined angle and the cutting direction of the steering wheel 21 is the left rotation direction (Yes in S1307), the absolute steering angle is determined in step S1309. A process of subtracting 1 from the value of one rotation range A of θAm (decrement) is performed.
[0200]
On the other hand, when it is determined in step S1307 that the steering wheel 21 has rotated beyond a predetermined angle and the cutting direction of the steering wheel 21 is the right rotation direction (Yes in S1307 (right turn)), In step S1311, processing for adding (incrementing) the value of one rotation range A of the absolute steering angle θAm by 1 is performed. The rotation direction of the steering wheel 21 is determined by a predetermined algorithm based on the sign of the angle difference ΔθTm.
[0201]
On the other hand, when the absolute value of the angle difference ΔθTm does not exceed the predetermined angle and it is not determined in step S1307 that the steering wheel 21 has rotated beyond the predetermined angle (No in S1307), the processing in steps S1309 and S1311 is performed. Without performing this, the process proceeds to step S1313.
[0202]
As described above, when it is determined in step S1307 that the steering wheel 21 is rotated beyond the predetermined angle, before rotating beyond the predetermined angle, for example, as shown in FIG. After the absolute steering angles θAm (1), θAm (−2) indicated by white circles existing within the rotatable range RtoR of the steering wheel 21 have exceeded the predetermined angle, FIG. 25 (C) As shown, the steering wheel 21 moves outside the rotatable range RtoR. As a result, it is possible to distinguish between the absolute steering angle θAm (−2) indicated by a circle × existing outside the rotatable range RtoR and the absolute steering angle θAm (1) indicated by a double circle existing within the rotatable range RtoR. Therefore, it is possible to perform the same processing as the absolute position detection processing (part 1) described above.
[0203]
This predetermined angle is, for example, as shown in FIG. 25B when the rotatable range RtoR of the steering wheel 21 is set to ± 630 degrees around the neutral position N (black circle) of the steering wheel 21. As shown, 90 (= 630−) is the angle difference from the boundary YL (−630 degrees) between the left outer range XL and the left two rotation range A = −2 to the center position (−540 degrees) of the left two rotation range. 540) degrees.
[0204]
In step S1313, based on one rotation position of the absolute steering angle θAm shifted in steps S1309 and S1311 or one rotation position of the absolute steering angle θAm without being shifted, the rotation position A = 1, −2. A process of calculating the absolute steering angle θAm is performed, and a process of determining whether one of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) calculated thereby is outside the physical steering angle range is performed. Subsequently to S1315.
[0205]
If it is determined in step S1315 that one of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) is outside the rotatable range (physical steering angle range) of the steering wheel 21 (S1315). In step S1317, processing for specifying one rotation range A of the other absolute steering angle θAm within the rotatable range (physical steering angle range) of the steering wheel 21 is performed.
[0206]
In other words, when the steering wheel 21 rotates beyond a predetermined angle, the absolute steering angle θAm calculated in step S1315 as indicated by the rounded absolute steering angle θAm (−2) shown in FIG. Indicates the left outer side range XL outside the rotatable range RtoR of the steering wheel 21. Therefore, the absolute steering angle θAm (−2) of the x circle indicates a false value indicating a position where the steering wheel 21 cannot rotate. Can be determined. For this reason, the absolute steering angle θAm (1) shown in FIG. 25 (C), for example, that is present in the physical steering angle range that is not a false value is set as a true value, and absolute steering is performed in step S1317. One rotation range A of the angle θAm is specified.
[0207]
When one rotation range A of the absolute steering angle θAm within the rotatable range (physical steering angle range) is specified in step S1317, the determination flag is set to ON in step S1319. This determination flag is set to ON when one rotation range of the absolute steering angle θAm is specified, and is set to OFF when it is not specified. Therefore, the process is terminated halfway through step S1305 or step S1315. In this case, the determination flag setting process in step S1319 is not performed.
[0208]
In the description with reference to FIG. 25 (B) and FIG. 25 (C), the case where the absolute steering angle θAm exists in the left outer side range XL that deviates to the left of the rotatable range RtoR is exemplified. Even when the absolute steering angle θAm (1) exists in the right outer side range XR deviating to the right side, the absolute steering angle θAm (−2) is specified in step S1317, and the subsequent processing is performed as described above.
[0209]
As described above, according to the electric power steering apparatus 120 that executes the absolute position detection process (part 2) shown in FIG. 24, the steps S1307, S1309, S1311, S1313, S1315, and S1317 of the absolute position detection process (part 2) are performed. Both of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) as two absolute rotation position candidates exist in any one of the rotation ranges A = −2, −1, 0 and 1 of the steering wheel 21. When the steering wheel 21 rotates beyond a predetermined angle, one of the two absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) has a rotation range A = −2, −1, 0, 1 Of the two absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) is replaced with the other absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2). From the absolute steering angle θAm Identifying as a rotational range A.
[0210]
Thus, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is two absolute steering angles θAm (1), θAm (−2 ), The steering wheel 21 can be specified as the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 by rotating the steering wheel 21 beyond a predetermined angle. Therefore, even in such a case, if the steering wheel 21 rotates beyond a predetermined angle, the absolute rotational position of the steering wheel 21 can be accurately detected regardless of whether the vehicle is parked or traveling. Can do. Therefore, regardless of the vehicle state, the motor 40 that assists steering can be controlled based on the absolute rotation position of the steering wheel 21 thus detected.
[0211]
<Absolute position detection processing (part 3)>
Subsequently, an absolute position detection process (part 3) in which the true value can be specified more accurately than the absolute position detection process described above will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 26, the absolute position detection process (part 3) includes wheel speed sensors 162 and 164 that can detect the rotational speeds of the left and right wheels of the vehicle (hereinafter referred to as “wheel speed”), respectively, as input ports P 1 Are processed by the CPU 61 connected to P2, and are repeatedly executed, for example, as interrupt processing at predetermined intervals after the above-described absolute position detection processing (part 1).
[0212]
The wheel speed sensors 162 and 164 are configured to output a pulse signal whose frequency increases and decreases in response to the increase and decrease of the wheel speed. The wheel speed sensor 162 is a wheel of the right front wheel of the vehicle. The speed WH-R is detected, and the wheel speed sensor 164 is provided on each corresponding wheel so as to detect the wheel speed WH-L of the left front wheel of the vehicle. Further, the wheel speed sensor may be configured to detect the wheel speeds of all four wheels of the vehicle. Thereby, if the difference between the left and right wheel speeds is detected by the combination of the left and right wheel speed sensors positioned diagonally with respect to the vehicle body, it can be detected with high accuracy.
[0213]
As shown in FIG. 27, in the absolute position detection process (part 3), first, a process of acquiring the wheel speeds WH-R and WH-L from the left and right wheel speed sensors 162 and 164 is performed in step S1401. That is, a process for directly or indirectly acquiring information about the wheel speeds WH-R and WH-L output from the left and right wheel speed sensors 162 and 164 is performed. Specifically, since a pulse signal whose frequency changes according to the wheel speed is input from the wheel speed sensors 162 and 164, the CPU 61 receives the pulse frequency (1) by counting the number of the pulses. The wheel speeds WH-R and WH-L are obtained by calculating (/ the number of counts per unit time). Note that the wheel speeds WH-R and WH-L calculated by another ECU may be acquired via a shared memory or a network with the other ECU.
[0214]
In the next step S1403, it is determined whether or not the decision flag is set to OFF, that is, whether or not one rotation range of the absolute steering angle θAm could not be specified by the above-described absolute position detection process (part 1). Processing is performed. Accordingly, when the determination flag is not set to OFF (No in S1403), one absolute rotation range of the absolute steering angle θAm has already been specified by the above-described absolute position detection processing (part 1). The detection process (part 3) ends without further processing.
[0215]
On the other hand, if it is determined in step S1403 that the determination flag is set to OFF (Yes in S1403), the process proceeds to the subsequent step S1405, and the left and right wheel speeds WH-R and WH-L are determined. A process for determining whether or not the difference ΔWH exceeds a predetermined range is performed. For example, if the difference between the left and right wheels ΔWH between the wheel speed WH-R calculated in step S1401 and the wheel speed WH-L is more than two pulses in terms of the number of pulses, the difference between the left and right wheels ΔWH Is determined to exceed the predetermined range. Then, the rotation direction of the steering wheel 21 is determined by a predetermined algorithm based on the sign of the left / right wheel difference ΔWH.
[0216]
As a result, when it is determined in step S1405 that the left / right wheel difference ΔWH between the left and right wheel speeds WH-R and WH-L exceeds a predetermined range, and the turning direction of the steering wheel 21 is the left rotation direction (S1405). Yes (left turn)), both are within the rotatable range (physical steering angle range), such as the absolute steering angles θAm (1) and θAm (-2) in white circles shown in FIG. Even if it is determined that the steering wheel 21 is cut to the left (the direction in which the absolute steering angle θAm becomes a negative value with respect to the neutral position N), it is shown in FIG. Of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) indicated by white circles, the absolute steering angle θAm (−2) can be selected as a true value. Therefore, in this case, the process proceeds to step S1407, and one rotation range of the absolute steering angle θAm is specified as A = −2.
[0217]
Similarly, if it is determined in step S1405 that the left / right wheel difference WH-R between the left and right wheel speeds WH-R and WH-L exceeds a predetermined range, and the turning direction of the steering wheel 21 is the right rotation direction ( In S1405 (Yes (right turn)), the steering wheel 21 is turned rightward (the direction in which the absolute steering angle θAm becomes a positive value with respect to the neutral position N). Of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) indicated by white circles, the absolute steering angle θAm (1) can be selected as a true value. Therefore, in this case, the process proceeds to step S1409, and one rotation range of the absolute steering angle θAm is specified as A = 1.
[0218]
On the other hand, if it is not determined in step S1405 that the left and right wheel speeds WH-R and WH-L have a left-right wheel difference ΔWH exceeding the predetermined range (No in S1405), the steering direction by the steering wheel 21 is determined this time. Since it cannot be determined, the absolute position detection process (part 3) is terminated, and the system waits for the next process.
[0219]
In step S1411, similarly to step S113 shown in FIG. 7 described above, processing for calculating the absolute steering angle θAm is performed, and further, processing for setting the determination flag to ON is performed in step S1413. This determination flag is the same as that described in the absolute position detection process (part 1) and the absolute position detection process (part 2).
[0220]
As described above, according to the electric power steering apparatus 120 that executes the absolute position detection processing (part 3) shown in FIGS. 26 and 27, the left and right wheel speeds WH-R and WH-L are obtained by the wheel speed sensors 162 and 164, respectively. Each is detected, and the steering direction by the steering wheel 21 is determined based on the left / right wheel difference ΔWH between the left and right wheel speeds WH-R and WH-L in step S1405 by the absolute position detection process (part 3). Then, based on the determination result in step S1405, the absolute steering angle θAm (1), θAm (−2) as two absolute rotation position candidates is used as one rotation range A of the absolute steering angle θAm, and the same processing is performed in steps S1407 and S1409. Identify.
[0221]
Thus, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 obtained from the electrical angle θT1 of the first resolver, the electrical angle θT2 of the second resolver, and the actual motor electrical angle θMe is two absolute steering angles θAm (1), θAm (−2 ), The left and right wheels of the vehicle rotate, and either one can be specified as the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21. Therefore, even in such a case, the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 can be accurately detected if the left and right wheels rotate. Therefore, if the vehicle is traveling, the motor 40 that assists steering can be controlled based on the absolute steering angle θAm of the steering wheel 21 detected in this way.
[0222]
Hereinafter, the description in parentheses in the column of “Explanation of Symbols” represents the words and phrases described in the claims, and indicates that the names listed immediately before or immediately before the parentheses correspond to the words in parentheses. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of an ellipse taken along one-dot chain line II shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of an ellipse taken along one-dot chain line III shown in FIG.
FIG. 4 (A) is an explanatory view showing a configuration of a resolver used in the electric power steering apparatus of the first embodiment, and FIG. 4 (B) is a circuit diagram of the resolver.
FIG. 5 is a block diagram showing a connection configuration between an ECU that controls the electric power steering apparatus of the first embodiment and a resolver.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing resolver output signals from the first resolver and the second resolver and the mechanical angle of the steering wheel with respect to the rotation angle of the steering wheel.
7 is a flowchart showing the flow of absolute position detection processing executed by the CPU shown in FIG.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing changes in the steering wheel mechanical angle θTm and the motor electrical angle θMe with respect to the amount of rotation of the steering wheel. FIG. 8A shows the case where the calculated value r = 3.75; ) Shows the case where the calculation value r = 3.05, and FIG. 8C shows the case where the calculation value r = 4.00.
FIG. 9 is a characteristic diagram (broken line K) showing a change in the true value detection margin with respect to a numerical value after the decimal point of the calculated value r.
FIG. 10 (A) shows the angle deviation between the arithmetic motor electrical angle θMe (−2) and θMe (−1), θMe (0), θMe (1) with respect to the numerical value after the decimal point of the arithmetic value r. FIG. 10B is a characteristic diagram showing the change, and FIG. 10B is a characteristic diagram (folded line K) in which FIG. 10A is folded back at 180 degrees.
FIG. 11 (A) shows the angle deviation between the arithmetic motor electrical angle θMe (−1) and θMe (−2), θMe (0), θMe (1) with respect to the numerical value after the decimal point of the arithmetic value r. FIG. 11 (B) is a characteristic diagram (folded line L) showing FIG. 11 (A) folded at 180 degrees.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing changes in the mechanical angle θTm of the steering wheel and the motor electrical angle θMe with respect to the amount of rotation of the steering wheel. FIG. 12A is a calculation value r = 3.33 in the case of the N3 type. FIG. 12B shows the case where the operation value r = 3.5 in the case of the N2 type.
FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a connection configuration between an ECU that controls the electric power steering apparatus of the second embodiment and a resolver and the like.
15 is a flowchart showing a flow of an IG off-time steering angle storage process executed by the CPU shown in FIG. 14;
FIG. 16 is a flowchart showing the flow of absolute position detection processing (part 1) executed by the CPU shown in FIG. 14, and is for the N3 type.
FIG. 17 is a characteristic diagram (broken line M) showing a change in the true value detection margin with respect to a numerical value after the decimal point of the calculated value r.
FIG. 18 (A) is a characteristic diagram showing a change in angular deviation between the arithmetic motor electrical angle θMe (−2) and θMe (−1), θMe (0) with respect to the numerical value after the decimal point of the arithmetic value r. FIG. 18B is a characteristic diagram (folded line M) obtained by folding back FIG. 18A at 180 degrees.
FIG. 19 is a flowchart showing the flow of absolute position detection processing (part 2) executed by the CPU shown in FIG. 14, and is for the N2 type.
FIG. 20 is a characteristic diagram (broken line P) showing a change in the true value detection margin with respect to a numerical value after the decimal point of the calculated value r.
FIG. 21A is a characteristic diagram showing a change in angular deviation between the arithmetic motor electrical angle θMe (−2) and θMe (−1), θMe (1) with respect to the numerical value after the decimal point of the arithmetic value r. FIG. 21B is a characteristic diagram (folded line P) obtained by folding FIG. 21A at 180 degrees.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the positional relationship of one rotation range indistinguishable in a rotation range (A = −2, −1, 0, 1) in which the steering wheel rotates twice left and right around the neutral position. 22A is for the N3 type, and FIGS. 22B and 22C are for the N2 type.
FIG. 23 is a flowchart showing a flow of absolute position detection processing (part 1) according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a flowchart showing the flow of absolute position detection processing (part 2) according to the third embodiment.
FIG. 25 (A) shows the case where one of the absolute steering angles θAm (1) and θAm (−2) is outside the rotatable range RtoR of the steering wheel immediately after the IG switch is turned on. When the absolute steering angle θAm (1) and θAm (−2) are both within the rotatable range RtoR immediately after the IG switch is turned on, FIG. 25 (C) shows that the steering wheel is turned on after the IG switch is turned on. It is explanatory drawing which respectively shows when it rotates exceeding a predetermined angle range and one of absolute steering angles (theta) Am (1) and (theta) Am (-2) moves out of the said rotatable range RtoR.
FIG. 26 is a block diagram showing a connection configuration between an ECU that controls the electric power steering apparatus of the third embodiment and a resolver and the like.
FIG. 27 is a flowchart showing a flow of absolute position detection processing (part 3) executed by the CPU shown in FIG. 26;
[Explanation of symbols]
20, 120 Electric power steering device
21 Steering wheel
22 Steering shaft
23 Pinion shaft
23c pinion gear
24 rack shaft
24a Rack groove
30 Torque sensor
35 First resolver
37 Second resolver
40 motor
44 Motor resolver (3rd resolver)
50 Ball screw mechanism (reduction gear)
130 Lock mechanism (rotation range regulating means)
60, 160 ECU
162, 164 Wheel speed sensor (wheel speed detection means)
61 CPU (storage means, steering direction determining means, absolute rotational position specifying means)
161 Nonvolatile memory (storage means)
IGSW ignition switch
θT1 First resolver electrical angle (first steering angle)
θT2 Second resolver electrical angle (second steering angle)
θMe Actual motor electrical angle (Motor electrical angle)
θTm Steering wheel mechanical angle
θMe (A) Calculation motor electrical angle
θAm Absolute steering angle (Absolute rotational position)
θAm-off IG off steering angle (IG off absolute rotation position)
r Calculated value
K, L, M, P
S203 (storage means)
S301, S303, S317, S319, S321, S401, S403, S421, S423, S425, S431, S433, S435 (absolute rotational position specifying means)
S1405 (steering direction determination means)
S1407, S1409 (absolute rotational position specifying means)

Claims (9)

ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御する電気式動力舵取装置であって、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定されており、
前記演算値の小数点以下の数値は、前記ステアリングホイールの少なくとも左右1回転範囲単位ごとに異なる前記モータ電気角の角度偏差が該角度偏差の最大値の67%以上100%以下における前記演算値の小数点以下の数値範囲内にあることを特徴とする電気式動力舵取装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a counter electrode number different from that of the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; An electric power steering apparatus for controlling the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle,
At least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. and,
The numerical value after the decimal point of the calculated value is the decimal point of the calculated value when the angular deviation of the motor electrical angle, which is different for each unit of at least one rotation range of the steering wheel, is 67% or more and 100% or less of the maximum value of the angular deviation. An electric power steering apparatus characterized by being in the following numerical range .
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて前記モータを制御可能に構成される電気式動力舵取装置の製造方法であって、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方を設定する工程を含むことを特徴とする電気式動力舵取装置の製造方法。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; An electric power steering apparatus configured to be able to control the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. A manufacturing method comprising:
The calculation value by the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the counter electrode number of the third resolver is “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0 or less” as a numerical value after the decimal point of the calculation value. .42 or less "," 0.58 or more and 0.61 or less ", and" 0.72 or more and 0.83 or less ", the step of setting at least one of the reduction gear ratio or the counter electrode number to be a non-integer The manufacturing method of the electric power steering device characterized by including.
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて前記モータを制御可能に構成される電気式動力舵取装置の製造装置であって、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.17以上0.28以下」、「0.39以上0.42以下」、「0.58以上0.61以下」および「0.72以上0.83以下」を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方を設定する手段を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置の製造装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; An electric power steering apparatus configured to be able to control the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle. Manufacturing equipment,
The calculation value by the product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the counter electrode number of the third resolver is “0.17 or more and 0.28 or less”, “0.39 or more and 0 or less” as a numerical value after the decimal point of the calculation value. .42 or less "," 0.58 or more and 0.61 or less "and" 0.72 or more and 0.83 or less ", means for setting at least one of the reduction gear ratio or the counter electrode number to be a non-integer An apparatus for manufacturing an electric power steering apparatus.
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以 下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、
前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、複数の絶対回転位置候補から特定される場合がある電気式動力舵取装置であって、
イグニッションスイッチのオフ状態において前記ステアリングホイールの回転を所定の回転範囲内に規制する回転範囲規制手段と、
前記イグニッションスイッチがオフ状態になる直前に前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置を、IGオフ絶対回転位置として記憶する記憶手段と、
イグニッションスイッチのオン後、前記記憶手段に記憶された前回の前記IGオフ絶対回転位置および前記回転範囲規制手段により規制される前記ステアリングホイールの前記所定の回転範囲に基づいて、今回、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置を前記複数の絶対回転位置候補から特定する絶対回転位置特定手段と、
を備えることを特徴する電気式動力舵取装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle,
Calculated value by the product of the counter number of the third resolver and the reduction gear ratio of the reduction gear, so that the non-integer having a value of below decimal point, at least one set of reduction gear ratio or logarithmic poles And
The first steering angle, the absolute rotational position of the steering wheel obtained from the second steering angle and the motor electric angle, with there Ru electric power steering apparatus when it is identified from the plurality of absolute rotational position candidates There,
A rotation range restricting means for restricting the rotation of the steering wheel within a predetermined rotation range in an off state of the ignition switch;
Storage means for storing the absolute rotational position of the steering wheel obtained from the first steering angle, the second steering angle and the motor electrical angle immediately before the ignition switch is turned off as an IG off absolute rotational position; ,
After the ignition switch is turned on, based on the previous absolute IG-off absolute rotation position stored in the storage means and the predetermined rotation range of the steering wheel restricted by the rotation range restriction means, the first steering is performed this time. An absolute rotational position specifying means for specifying an absolute rotational position of the steering wheel obtained from an angle, the second steering angle and the motor electrical angle from the plurality of absolute rotational position candidates;
An electric power steering apparatus comprising:
前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、
前記回転範囲規制手段に規制される前記所定の範囲は、360度未満であり、
前記複数の絶対回転位置候補は、前記右2回転範囲および前記左2回転範囲に存在する請求項記載の電気式動力舵取装置であって、
前記演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、「0.22以上0.39以下」および「0.61以上0.78以下」を有する非整数となるように設定されていることを特徴とする電気式動力舵取装置。
The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. It can be rotated in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further leftward beyond the left one rotation range,
The predetermined range regulated by the rotation range regulating means is less than 360 degrees,
The electric power steering apparatus according to claim 4, wherein the plurality of absolute rotation position candidates are present in the right two rotation ranges and the left two rotation ranges,
The calculation value is set to be a non-integer having “0.22 or more and 0.39 or less” and “0.61 or more and 0.78 or less” as a numerical value after the decimal point of the calculation value. Electric power steering device.
前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、
前記回転範囲規制手段に規制される前記所定の範囲は、180度未満であり、
前記複数の絶対回転位置候補は、「前記右1回転範囲および前記左2回転範囲」ならびに「前記右2回転範囲および前記左1回転範囲」に存在する請求項6記載の電気式動力舵取装置であって、
前記演算値は、当該演算値の小数点以下の数値として、0.33以上0.67以下を有する非整数となるように設定されていることを特徴とする請求項に記載の電気式動力舵取装置。
The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. It can be rotated in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further leftward beyond the left one rotation range,
The predetermined range regulated by the rotation range regulating means is less than 180 degrees,
The electric power steering apparatus according to claim 6, wherein the plurality of absolute rotation position candidates exist in “the right rotation range and the left rotation range” and “the right rotation range and the left rotation range”. Because
5. The electric power steering according to claim 4 , wherein the calculated value is set to be a non-integer having a value of 0.33 or more and 0.67 or less as a numerical value after the decimal point of the calculated value. Taking device.
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、
前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、
前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、
前記2つの絶対回転位置候補のうち、一方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれの範囲にも存在せず、他方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、前記2つの絶対回転位置候補から前記他方を、前記絶対回転位置として特定することを特徴とする電気式動力舵取装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle,
At least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. ,
The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. It can be rotated in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further leftward beyond the left one rotation range,
The first steering angle, the absolute rotational position of the steering wheel obtained from the second steering angle and the motor electric angle at Oh Ru electric power steering apparatus in the case specified from two absolute rotational position candidates There,
Of the two absolute rotation position candidates, one does not exist in any of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range, and the other If it exists in any one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range, the other of the two absolute rotation position candidates is replaced with the absolute rotation position. An electric power steering apparatus characterized by specifying as follows.
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、
前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、
前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、
前記2つの絶対回転位置候補のいずれもが、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれかの範囲に存在する場合には、前記ステアリングホイールが所定角度を超えて回転したことにより、前記2つの絶対回転位置候補のうちの一方が、前記左2回転範囲、前記左1回転範囲、前記右1回転範囲および前記右2回転範囲のいずれの範囲にも存在しなくなったときに、前記2つの絶対回転位置候補のうちの他方を、前記絶対回転位置として特定することを特徴とする電気式動力舵取装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle,
At least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. ,
The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. It can be rotated in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further leftward beyond the left one rotation range,
The first steering angle, the absolute rotational position of the steering wheel obtained from the second steering angle and the motor electric angle at Oh Ru electric power steering apparatus in the case specified from two absolute rotational position candidates There,
When any of the two absolute rotation position candidates is present in any one of the left two rotation range, the left one rotation range, the right one rotation range, and the right two rotation range, the steering wheel Is rotated beyond a predetermined angle, one of the two absolute rotation position candidates is one of the left 2 rotation range, the left 1 rotation range, the right 1 rotation range, and the right 2 rotation range. An electric power steering apparatus characterized by specifying the other of the two absolute rotation position candidates as the absolute rotation position when no longer exists in the range.
ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第1操舵角を検出する第1レゾルバと、この第1レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第2操舵角を検出する第2レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第3レゾルバとを備え、前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から、求められた前記ステアリングホイールの絶対回転位置に基づいて、前記モータを制御し、
前記減速機の減速ギヤ比と前記第3レゾルバの対極数との積による演算値が、小数点以下の数値を有する非整数となるように、該減速ギヤ比または該対極数の少なくとも一方が設定され、
前記ステアリングホイールは、操舵の中立位置から右側に1回転する右1回転範囲、該右1回転範囲を超えてさらに右側に回転する右2回転範囲、前記操舵の中立位置から左側に1回転する左1回転範囲および該左1回転範囲を超えてさらに左側に回転する左2回転範囲において回転可能であり、
前記第1操舵角、前記第2操舵角および前記モータ電気角から求められる前記ステアリングホイールの絶対回転位置が、2つの絶対回転位置候補から特定される場合のある電気式動力舵取装置であって、
左右の車輪の回転速度をそれぞれ検出可能な車輪速検出手段と、
車輪速検出手段により検出された前記左右の車輪の回転速度の差に基づいて前記ステアリングホイールによる操舵方向を判定する操舵方向判定手段と、
前記操舵方向判定手段により判定された操舵方向に基づいて前記2つの絶対回転位置候補から、前記絶対回転位置を特定する絶対回転位置特定手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
A steering wheel, a first resolver that detects a first steering angle that is a rotation angle of a steering shaft that is coupled to the steering wheel, and a rotation angle of the steering shaft that has a different number of counter electrodes from the first resolver. A second resolver that detects a steering angle, a motor that assists steering by a steering mechanism coupled to the steering shaft via a speed reducer, and a third resolver that detects a motor electrical angle that is a rotation angle of the motor; And controlling the motor based on the absolute rotation position of the steering wheel determined from the first steering angle, the second steering angle, and the motor electrical angle,
At least one of the reduction gear ratio or the number of counter electrodes is set so that a calculation value by a product of the reduction gear ratio of the reduction gear and the number of counter electrodes of the third resolver becomes a non-integer having a numerical value after the decimal point. ,
The steering wheel has a right rotation range that rotates once to the right from the steering neutral position, a right rotation range that rotates further to the right beyond the right rotation range, and a left rotation that rotates one rotation to the left from the steering neutral position. It can be rotated in one rotation range and two left rotation ranges that rotate further leftward beyond the left one rotation range,
The first steering angle, the absolute rotational position of the steering wheel obtained from the second steering angle and the motor electric angle at Oh Ru electric power steering apparatus in the case specified from two absolute rotational position candidates There,
Wheel speed detection means capable of detecting the rotational speeds of the left and right wheels respectively;
Steering direction determining means for determining a steering direction by the steering wheel based on a difference in rotational speed between the left and right wheels detected by the wheel speed detecting means;
Absolute rotational position specifying means for specifying the absolute rotational position from the two absolute rotational position candidates based on the steering direction determined by the steering direction determining means;
An electric power steering apparatus comprising:
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