JP5282743B2 - 回転角検出装置のための異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、レゾルバを用いてロータのステータに対する回転角を検出する回転角検出装置に適用されて、回転角検出装置の異常を検出する回転角検出装置のための異常検出装置に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示すように、所定の周期波形を有する励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバのロータのステータに対する回転角θ（ただし、電気角θ）に応じてそれぞれ正弦波状に振幅変調されるとともに、振幅の変化が互いにπ／２だけ位相の異なる正弦波相出力信号および余弦波相出力信号をレゾルバから入力して、これらの正弦波相出力信号および余弦波相出力信号の正弦波状に変化する各振幅を正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）として取り出し、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）を用いてロータのステータに対する回転角θを計算する回転角検出装置はよく知られている。そして、この種のレゾルバを用いた回転角検出装置においては、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）の各２乗値の和Ａｓ（θ）^２＋Ａｃ（θ）^２（またはその平方根）が所定の範囲内にないことが継続して検出されるとき、回転角検出装置の異常を判定することも知られている。

この種の回転検出装置においては、同装置が正常状態にあって、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）に誤差が含まれていなければ、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）はＡ・ｓｉｎθと表されるとともに、余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）はＡ・ｃｏｓθと表される。したがって、前記状態では、正弦波相振幅信号値Ａｓ（θ）と余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）で特定される座標点は、図８の一点鎖線で示す円上を移動する。一方、回転角検出装置に異常が発生すると、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）は、Ａ・ｓｉｎθおよびＡ・ｃｏｓθからずれ、それらの信号値Ａｓ（θ），Ａｃ（θ）によって特定される座標位置の軌跡は、例えば図８に破線楕円または実線楕円で示すように変化する。図８の２つの実線円間の領域（ドットで示す領域）は、回転角検出装置が正常とみなされる範囲であり、前記両楕円の場合には、前記座標位置は正常範囲と異常範囲を出たり入ったりする。

したがって、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）の各２乗値の和Ａｓ（θ）²＋Ａｃ（θ）²（またはその平方根）が所定の範囲内にないことが継続して検出されるとき、回転検出器の異常を判定するようにすると、前記継続の度合いにより、回転角検出装置に異常が発生していても異常が判定されず、また正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｓ（θ）が一時的に的確な値でないだけで回転角を検出可能であっても異常判定がなされてしまう可能性がある。

このことに対して、本願出願人は、下記特許文献２に示すように、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）の各２乗値の和Ａｓ（θ）²＋Ａｃ（θ）²（またはその平方根）が所定の範囲内にないことが継続して検出されるときに、回転角検出装置（レゾルバ）の異常を暫定的に確定し、この状態がさらに継続すると回転角検出装置（レゾルバ）の異常を確定する回転角検出装置のための異常検出装置を提案している。そして、この異常検出装置においては、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）を用いて計算した回転角θがロータのステータに対する０〜２πに渡る回転を表したとき、異常確定を回避するようになっている。

特開平９−７２７５８号公報 特開２００６−１７７７５０号公報

ところで、上記特許文献２に示した従来の回転角検出装置のための異常検出装置においては、異常確定を回避するためには、ロータはステータに対して０〜２πに渡って回転することが必要である。この場合、例えば、車両の操舵装置に設けられたモータに回転角検出装置を適用した場合を想定すると、通常、回転角検出装置に異常が発生したとき（異常の発生が疑われるときを含む）には、モータの回転を禁止するため、ロータの回転が阻害される。したがって、ロータがステータに対して０〜２πに渡って回転するには、例えば、路面から入力される外力によって回転するほかなく、これにより、異常確定を回避する、言い換えれば、正常に復帰したと判定するまでに時間がかかる場合がある。

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、レゾルバを用いた回転角検出装置の異常を的確に検出するとともに速やかに正常復帰させる回転角検出装置のための異常検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、所定の周期波形を有する励磁信号を出力する励磁信号出力手段と、前記励磁信号により励磁されて、同励磁信号をロータのステータに対する回転角に応じてそれぞれ正弦波状に振幅変調するとともに、振幅の変化が互いにπ／２だけ位相の異なる正弦波相出力信号および余弦波相出力信号を出力するレゾルバと、前記正弦波相出力信号の正弦波状に変化する振幅を正弦波相振幅信号として取り出す正弦波相振幅取り出し手段と、前記余弦波相出力信号の正弦波状に変化する振幅を余弦波相振幅信号として取り出す余弦波相振幅取り出し手段と、前記取り出された正弦波相振幅信号および余弦波相振幅信号を用いてロータのステータに対する回転角を計算する回転角計算手段と、回転角検出装置の異常を判定する異常判定手段と、を備えた回転角検出装置のための異常検出装置において、前記異常判定手段によって回転角検出装置の異常が判定された後、予め設定された所定の条件を満たしていて回転角検出装置が異常ではないとみなせるとき、前記ロータを強制的に回転させて回転角検出装置が正常に復帰したか否かを判定する正常復帰判定手段を設け、前記正常復帰判定手段は、前記ロータの回転に伴い、前記回転角計算手段によって計算された回転角がロータのステータに対する０〜２πに渡る回転を表したとき、回転角検出装置が正常に復帰したと判定することにある。この場合、前記予め設定された所定の条件は、例えば、所定時間だけ継続して前記異常判定手段による回転角検出装置の異常が判定されない条件であるとよい。

また、これらの場合、例えば、前記回転角検出装置は車両の操舵装置における回転部の回転角を検出するものであり、車両の運転状態量を検出する運転状態量検出手段を備え、
前記正常復帰判定手段は、前記運動状態量検出手段によって検出された車両の運転状態量に応じて前記ロータを回転させる回転速度を変更するとよい。

これらによれば、異常判定手段によって回転角検出装置の異常が判定された後、正常復帰判定手段は、回転角検出装置が異常ではないとみなせる予め設定された所定の条件（例えば、所定時間だけ継続して異常判定手段によって回転角検出装置の異常が判定されない条件）を満たしていれば、レゾルバのロータを積極的に（強制的に）回転させることができる。そして、図８の実線楕円で示すように、回転角θが０〜２πに渡って検出可能である状態が確認された場合には、正常復帰判定手段は、回転角検出装置が正常に復帰したと判定することができる。

このように、正常復帰判定手段は、ロータを回転させることにより、速やかに、回転角θが０〜２πに渡って検出可能である状態であるか否かを確認することができるため、前記検出可能な状態にある（正常状態にある）回転角検出装置を速やかに正常復帰させることができる。ここで、特に、本願発明に係る回転角検出装置が車両の操舵措置における回転部の回転角を検出するものである場合には、車両の運転状態量に応じて、正常復帰判定手段はロータの回転速度を変更することができる。これにより、回転角が０〜２πに渡って検出可能である状態であるか否かを確認する際のロータの回転に伴う車両挙動への影響を極めて小さくすることができる。例えば、車両の運転状態量として車速を用いた場合には、正常復帰判定手段は、車速が小さい（低速時）においてロータを速やかに回転させ、車速の増加に伴ってロータの回転速度を低下させるようにすることにより、高速走行時における車両挙動に対する影響をなくすことができる。

なお、前記のような異常検出装置において、前記異常判定手段を、回転角検出装置の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって回転角検出装置の異常が継続して検出されたとき、回転角検出装置の異常を暫定的に確定する異常暫定確定手段と、前記異常検出手段によって回転角検出装置の異常が、前記異常暫定確定手段による異常の暫定的な確定の場合よりも長く継続して検出されたとき、回転角検出装置の異常を確定する異常確定手段とで構成することができる。さらに、この場合、前記異常暫定確定手段を、前記異常検出手段によって回転角検出装置の異常が検出されるごとにカウント値を増加させるカウント手段と、前記カウント手段によるカウント値が所定値以上になったとき、回転角検出装置の異常を暫定的に確定する比較判定手段とで構成することができ、前記正常復帰判定手段は、前記所定の条件として、前記比較判定手段によって前記カウント値が前記所定値以上であると判定され、かつ、前記カウント値が増加することなく所定時間だけ継続する条件を満たしているときに、前記ロータを回転させて回転角検出装置が正常に復帰したか否かを判定することができる。

また、前記のような異常検出装置において、さらに、異常判定手段によって回転角検出装置の異常が判定されたとき、回転角計算手段によって計算された回転角の出力を禁止する出力禁止手段を設けることもできる。これによれば、回転角検出装置の異常が判定されて、回転検出装置の異常発生の可能性が高い場合には、検出された回転角の出力が禁止されるために、異常な回転角を用いた不適格な制御を回避できる。

本発明の一実施形態に係り、本発明に係る回転角検出装置のための異常検出装置を適用した車両の操舵装置の全体概略図である。 図１の電気制御回路およびレゾルバを詳細に示す機能ブロック図である。 図２の異常判定部により実行される異常検出プログラムのフローチャートである。 図３の異常検出プログラム中の正常復帰判定ルーチンを詳細に示すフローチャートである。 （Ａ）は励磁信号の波形図であり、（Ｂ）は正弦波相出力信号の波形図であり、（Ｃ）は余弦波相出力信号の波形図である。 正弦波相出力信号および余弦波相出力信号中に含まれる正弦波状の信号を拡大して示す波形図である。 正弦波相出力信号および余弦波相出力信号からそれぞれ取り出された正弦波相振幅信号および余弦波相振幅信号の波形図である。 正弦波相振幅信号値と余弦波相振幅信号値とによって規定される座標値の軌跡を示す図である。 図２の異常判定部が異常検出プログラムおよび正常復帰判定ルーチンを実行することによる判定状態を説明するための図である。 上記実施形態の変形例に係り、車速と回転速度ゲインとの関係を示すグラフである。 上記実施形態の変形例に係り、本発明に係る回転角検出装置のための異常検出装置を適用した車両の後輪操舵装置の全体概略図である。 上記実施形態の変形例に係る異常検出プログラムの一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る回転角検出装置のための異常検出装置の適用例としての車両の操舵装置を示している。

この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギア１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギア１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。

ステアリングシャフト１２の中間部には、操舵ハンドル１１の操舵角に対する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵角の比を変更するためのステアリングギア比可変機構１５が設けられている。また、ラックバー１４には、操舵ハンドル１１の回動操作をアシストするための操舵アシスト機構１６が設けられている。なお、この操舵アシスト機構１６をステアリングシャフト１２の中間部に組み付けるようにしてもよい。ステアリングギア比可変機構１５および操舵アシスト機構１６内には、モータ１５ａ，１６ａがそれぞれ内蔵されているとともに、モータ１５ａ，１６ａの回転角をそれぞれ検出するための本発明に関係したレゾルバ１５ｂ，１６ｂがそれぞれ内蔵されている。

これらのモータ１５ａ，１６ａおよびレゾルバ１５ｂ，１６ｂには、電気制御回路２０が接続されている。電気制御回路２０は、それぞれ複数のＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータ装置、駆動回路などからなる。電気制御回路２０は、レゾルバ１５ｂ，１６ｂとの協働によってモータ１５ａ，１６ａの回転角を検出するとともに、各種運転状態量センサ２１からの車両の各種運転状態量を表す信号を入力し、検出したモータ１５ａ，１６ａの回転角および入力した車両の各種運転状態量を用いて、モータ１５ａ，１６ａの回転を制御することによってステアリングギア比および操舵アシスト力を制御する。各種運転状態量センサ２１には、車速を検出するための車速センサ、操舵ハンドル１１の操舵角を検出するための操舵角センサ、操舵ハンドル１１に付与される操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ、車両のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ、車両の横加速度を検出するための横加速度センサなどが含まれる。

電気制御回路２０には、バッテリ２２が直接およびイグニッションスイッチ２３を介して接続されている。これにより、電気制御回路２０にバッテリ電圧が電源電圧として供給されるとともに、電気制御回路２０にてイグニッションスイッチ２３のオン・オフが検出されるようになっている。なお、図１では、ステアリングギア比可変機構１５および操舵アシスト機構１６の両方を備えるようにしたが、両機構１５，１６のうちの一方を備えるようにしてもよい。

次に、電気制御回路２０内に設けられて、レゾルバ３０を用いた回転角検出装置および同装置のための異常検出装置について図２を用いて説明する。レゾルバ３０は前記レゾルバ１５ｂ，１６ｂに対応するもので、中心軸を共通とする断面楕円かつ柱状のロータ３１および環状のステータ３２からなる。ステータ３２には、周方向に沿って等間隔に複数のコイルが設けられている。これらのコイルにおいては、いずれかは励磁コイルとして機能し、いずれかは正弦波相コイルとして機能し、またいずれかは余弦波相コイルとして機能する。図２においては、各一つの励磁コイル３２ａ、正弦波相コイル３２ｂおよび余弦波相コイル３２ｃのみを示す。このレゾルバ３０においては、励磁コイル３２ａに正弦波状に周期的に変化する図５（Ａ）に示す励磁信号Ｓｒを与えて、ロータ３１をステータ３２に対して回転させると、正弦波相コイル３２ｂからは図５（Ｂ）に示す正弦波相出力信号Ｓｓが出力される。また、余弦波相コイル３２ｃからは図５（Ｃ）に示す余弦波相出力信号Ｓｃが出力される。

ここで、レゾルバ３０においては、ロータ３１の断面が楕円状であるため、正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃの振幅は、ロータ３１のステータ３２に対する回転角θ（ただし、電気角θ）に応じて変化するとともに回転角θの２πを周期として正弦波状に変化する。また、正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃの振幅の位相は、ロータ３１のステータ３２に対する回転角πごとに、励磁信号Ｓｒに対してそれぞれ逆相になる。このような正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃの振幅の変化をそれぞれ表す正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）を図５（Ｂ）（Ｃ）に実線で示している。また、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）と余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）は、図５（Ｂ）（Ｃ）および図７に示すように、電気角で互いにπ／２だけ位相がずれている。図６は、正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃのうちで、図５のΔｔで示すように、励磁信号Ｓｒの１周期に相当する部分を拡大して示している。

励磁コイル３２ａには、所定の周期波形を有する励磁信号Ｓｒとしての正弦波信号を出力する励磁回路４０が接続されている。励磁回路４０は、基準クロック発生器４１、タイミング信号発生器４２、正弦波信号発生器４３およびＤ／Ａ変換器４４からなる。基準クロック発生器４１は、測定の基準となるクロック信号を発生する。タイミング信号発生器４２は、前記クロック信号を入力して、各種演算のタイミングを規定する種々のタイミング制御信号を出力する。正弦波信号発生器４３は、０〜２πに渡って正弦波の瞬時値を表す複数のサンプリングデータを、微小角度ずつ増加する位相に対応した複数のアドレスに対応させて記憶した正弦波テーブルを備えており、タイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号によって制御されて同テーブルに記憶されたサンプリングデータを順次読み出すことにより、デジタル正弦波信号を出力する。Ｄ／Ａ変換器４４は、正弦波信号発生器４３から出力されたデジタル正弦波信号をＤ／Ａ変換して、励磁コイル３２ａに励磁信号Ｓｒ（＝Ａｒ・ｓｉｎωｔ）として供給する。

正弦波相コイル３２ｂおよび余弦波相コイル３２ｃには、Ａ／Ｄ変換器５１，５２がそれぞれ接続されている。Ａ／Ｄ変換器５１，５２は、タイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号に基づいて、所定のサンプリングレートで正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃをサンプリングするとともに、同サンプリングしたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して、マイクロコンピュータ装置６０に供給する。なお、このサンプリングレートは、励磁信号Ｓｒの正弦波を再現できる程度の比較的速いレート、すなわち正弦波相出力信号Ｓｓおよび余弦波相出力信号Ｓｃに含まれる励磁信号Ｓｒの１周期分に相当する振幅変調された正弦波状の信号を再現できる程度の比較的速いレートである。

マイクロコンピュータ装置６０は、プログラム処理により各種機能を発揮するものであるが、図２においては、簡単化のために機能ブロック図により示している。この機能ブロック図には、正弦波相振幅計算部６１、余弦波相振幅計算部６２、回転角計算部６３、正弦波相信号レベル計算部６４、余弦波相信号レベル計算部６５、出力部６６、モータ制御部６７および異常判定部６８が含まれている。

正弦波相振幅計算部６１は、Ａ／Ｄ変換器５１からの正弦波相出力信号Ｓｓおよびタイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号を入力する。そして、正弦波相振幅計算部６１は、正弦波相出力信号Ｓｓのうちで励磁信号Ｓｒ（＝Ａｒ・ｓｉｎωｔ）の１周期相当の複数のサンプリング値を、励磁信号Ｓｒと同一周波数および同一位相の正弦波関数で近似して、下記式１で表わされる近似曲線Ｐｓ（ｔ）の振幅値Ａｓ（θ）およびオフセット値Ａｓｏを計算する。この場合、近似に関しては、最小２乗法を用いることができる。なお、オフセット値Ａｓｏは、正弦波相出力信号Ｓｓのバイアス電圧値に相当する。
Ｐｓ（ｔ）＝Ａｓ（θ）・ｓｉｎωｔ＋Ａｓｏ …式１
そして、この計算された振幅値Ａｓ（θ）（図５（Ｂ）および図７の正弦波相振幅信号Ａｓ（θ））が回転角計算部６３に供給される。

余弦波相振幅計算部６２は、Ａ／Ｄ変換器５２からの余弦波相出力信号Ｓｃおよびタイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号を入力する。そして、余弦波相振幅計算部６２は、正弦波相振幅計算部６１の場合と同様にして、余弦波相出力信号Ｓｃのうちで励磁信号Ｓｒ（＝Ａｒ・ｓｉｎωｔ）の１周期相当の複数のサンプリング値を、励磁信号Ｓｒと同一周波数および同一位相の正弦波関数で近似して下記式２で表わされる近似曲線Ｐｃ（ｔ）の振幅値Ａｃ（θ）およびオフセット値Ａｃｏを計算する。
Ｐｃ（ｔ）＝Ａｃ（θ）・ｓｉｎωｔ＋Ａｃｏ …式２
そして、この計算された振幅値Ａｃ（θ）（図５（Ｃ）および図７の余弦波相振幅信号Ａｃ（θ））が回転角計算部６３に供給される。また、この場合も、オフセット値Ａｃｏは、余弦波相出力信号Ｓｃのバイアス電圧値に相当するもので、前記正弦波相出力信号Ｓｓのオフセット値Ａｓｏに略等しい。

回転角計算部６３は、前記入力した正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）を用いた下記式３の演算の実行により、ロータ３１のステータ３２に対する回転角θ（ただし、電気角θ）を計算する。
θ＝ｔａｎ^−１（Ａｓ（θ）／Ａｃ（θ）） …式３
これは、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）（図５（Ｂ）（Ｃ）および図７参照）は、互いにπ／２だけずれた正弦波状の信号で、それらの振幅を共にＡとすると、下記式４，５のように表されるからである。なお、高精度な正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）が得られれば、前記両信号Ａｓ（θ），Ａｃ（θ）の振幅は互いに等しい。
Ａｓ（θ）＝Ａ・ｓｉｎθ …式４
Ａｃ（θ）＝Ａ・ｃｏｓθ …式５
前記式４，５における値Ａは、レゾルバ３０およびその周辺の回路電圧によって決まる値である。

正弦波相信号レベル計算部６４は、Ａ／Ｄ変換器５１からの正弦波相出力信号Ｓｓおよびタイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号を入力する。そして、正弦波相信号レベル計算部６４は、正弦波相出力信号Ｓｓの１周期（励磁信号Ｓｒ（＝Ａｒ・ｓｉｎωｔ）の１周期に等しい）分のサンプリング値のうちで等間隔の複数のサンプリング値を用いて、正弦波相出力信号Ｓｓの平均値を計算して、同平均値を正弦波相信号レベル値ＬＶｓとして出力する。例えば、図６に示すように、正弦波相出力信号Ｓｓの１周期分のサンプリング値の中からπ／２間隔の４点Ｐ１〜Ｐ４を指定し、４点Ｐ１〜Ｐ４の信号値の平均値を算出して正弦波相信号レベル値ＬＶｓとして出力する。なお、この正弦波相信号レベル値ＬＶｓは、正弦波相出力信号Ｓｓが正常であれば、前述したオフセット値Ａｓｏに等しい。

余弦波相信号レベル計算部６５は、Ａ／Ｄ変換器５２からの余弦波相出力信号Ｓｃおよびタイミング信号発生器４２からのタイミング制御信号を入力する。そして、余弦波相信号レベル計算部６５は、正弦波相信号レベル値ＬＶｓの場合と同様に、余弦波相出力信号Ｓｃの１周期分のサンプリング値のうちで等間隔の複数のサンプリング値を用いて、余弦波相出力信号Ｓｃの平均値を計算して、同平均値を余弦波相信号レベル値ＬＶｃとして出力する。この場合も、例えば、図６に示すように、余弦波相出力信号Ｓｃの１周期分のサンプリング値の中からπ／２間隔の４点Ｐ１’〜Ｐ４’を指定し、４点Ｐ１’〜Ｐ４’の信号値の平均値を算出して余弦波相信号レベル値ＬＶｃとして出力する。なお、この余弦波相信号レベル値ＬＶｃは、余弦波相出力信号Ｓｃが正常であれば、前述したオフセット値Ａｃｏに等しい。

出力部６６は、回転角計算部６３によって計算された回転角θを、モータ制御部６７および他の車両制御用のマイクロコンピュータ装置に出力するもので、異常判定部６８により前記出力の有無が制御される。モータ制御部６７は、前記出力された回転角θに加えて、図１の各種運転状態量センサ２１からの各種センサ値に応じてモータ１５ａ，１６ａの回転を制御する。

異常判定部６８は、図３に示す異常検出プログラム（図４の正常復帰判定ルーチンを含む）を所定の短時間ごとに繰り返し実行することにより、レゾルバ３０およびその周辺回路の異常すなわち回転角検出装置の異常（以下、単にレゾルバ３０の異常という）を判定して、出力部６６による回転角θの出力の有無を制御するとともに、図示しない警報装置およびダイアグ記録装置による異常警報の発生およびダイアグ記録をそれぞれ制御する。このレゾルバ３０の異常判定のために、異常判定部６８には、正弦波相振幅計算部６１からの正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）、余弦波相振幅計算部６２からの余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）、回転角計算部６３からの回転角θ、正弦波相信号レベル計算部６４からの正弦波相信号レベル値ＬＶｓおよび余弦波相信号レベル計算部６５からの余弦波相信号レベル値ＬＶｃに加え、バッテリ２２からの電源電圧値Ｖｉｇおよび励磁コイル３２ａに励磁信号Ｓｒを与えるための励磁電圧値Ｖｍｔも入力されている。これらの電源電圧値Ｖｉｇおよび励磁電圧値Ｖｍｔは既知であり、詳細な説明は省略する。

次に、図３に示す異常検出プログラム（図４の正常復帰判定ルーチンを含む）に沿って、異常判定部６８の処理について詳細に説明する。異常検出プログラムの実行は、イグニッションスイッチ２３の投入により、すなわちレゾルバ３０による回転角の検出開始に同期して、ステップＳ１０から開始される。異常判定部（すなわち、マイクロコンピュータ装置）６８は、ステップＳ１１にて異常確定フラグＥＦが”１”であるか否かを判定する。異常確定フラグＥＦは、”０”によってレゾルバ３０の異常未確定状態を表し、”１”によってレゾルバ３０の異常確定状態を表すもので、初期には”０”に設定されている。したがって、初期には、異常判定部６８は、ステップＳ１１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２においては、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）を用いた下記式６の演算の実行により、両信号値Ａｓ（θ），Ａｃ（θ）の２乗値の和の平方根Ａｓｓを計算する。なお、以下においては、この平方根Ａｓｓを２乗和平方根という。
Ａｓｓ＝（Ａｓ（θ）^２＋Ａｃ（θ）^２）^１／２ …式６
この場合、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）が正常であれば、前述のように、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）は、それぞれＡ・ｓｉｎθ，Ａ・ｃｏｓθであるため、２乗和平方根Ａｓｓは値Ａに等しい。また、本実施形態では２乗和平方根Ａｓｓを用いるが、この２乗和平方根Ａｓｓに代えて、両信号Ａｓ（θ），Ａｃ（θ）の２乗値Ａｓｓ^２（＝Ａｓ（θ）^２＋Ａｃ（θ）^２）を用いてもよい。

そして、レゾルバ３０に異常が発生すると、２乗和平方根Ａｓｓは値Ａからのずれ量が大きくなる。ここで、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）の特性について説明しておく。正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）に誤差が含まれていなければ、Ａｓ（θ）＝Ａ・ｓｉｎθおよびＡｃ（θ）＝Ａ・ｃｏｓθであるから、図８に示す座標系で正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）および余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）により特定される座標位置は、回転角θの変化に応じて半径Ａの円（図示１点鎖線の円）上を移動する。そして、前記座標位置は、レゾルバ３０およびその周辺回路の誤差により、レゾルバ３０に異常が発生しなくても、前記半径Ａの円から多少ずれる。一方、レゾルバ３０に異常が発生すると、前記座標位置は前記半径Ａの円から大きくずれる。図８の半径Ａｍａｘおよび半径Ａｍｉｎの両実線円で挟まれた領域（図示、ドットで示す領域）は、レゾルバ３０に異常が発生していないとみなされる領域である。

ふたたび、図３の異常検出プログラムの説明に戻ると、ステップＳ１３においては、異常判定部６８は、２乗和平方根Ａｓｓが両値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内にあるか、すなわちレゾルバ３０に異常が発生しているか否かを判定する。２乗和平方根Ａｓｓが両値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内にあれば、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１８に進む。ステップＳ１８においては、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴが所定値Ｎ１以上であるか否かを判定する。この異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴは、前記ステップＳ１３の処理によってレゾルバ３０の異常が検出されるごとに「１」ずつカウントアップされるもので、初期には「０」に設定されている。したがって、この場合には、ステップＳ１８にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１においては、異常確定フラグＥＦが”０”であり、かつ異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”であるか否かを判定する。異常暫定確定フラグＴＥＦは、”０”によってレゾルバ３０の異常の未暫定確定状態を表し、”１”によってレゾルバ３０の異常暫定確定状態を表すもので、初期には”０”に設定されている。したがって、この場合には、異常判定部６８は、ステップＳ２１にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３においては、暫定確定解除フラグＣＲＦが”１”であるか否かを判定する。この暫定確定解除フラグＣＲＦは、通常”０”に設定されていて、レゾルバ３０の異常が暫定的に確定された後、レゾルバ３０が正常に復帰したことが確認されたときに”１”に設定される。したがって、この場合には、ステップＳ２３にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６においては、異常確定カウント値ＣＮＴが所定値Ｎ２以上であるか否かを判定する。なお、この所定値Ｎ２は、前記異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴと比較された所定値Ｎ１よりも大きな値である。この異常確定カウント値ＣＮＴは、前記ステップＳ１３の処理に加えて、後述するステップＳ１５，Ｓ１６によって電源電圧値Ｖｉｇおよび励磁電圧値Ｖｍｔが共に異常でないと判定されたときに、「１」ずつカウントアップされるもので、初期には「０」に設定されている。したがって、この場合には、ステップＳ２６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２９にてこの異常検出プログラムの実行を一旦終了する。

そして、２乗和平方根Ａｓｓが正常である限り、言い換えれば、レゾルバ３０が正常である限り、上述した異常検出プログラムの処理が繰り返し実行される。そして、レゾルバ３０が正常である場合には、異常判定部６８は、出力部６６による回転角θ（電気角θ）の出力を許容する。

次に、２乗和平方根Ａｓｓが所定値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内でなくなった場合、言い換えれば、レゾルバ３０に異常が発生した（異常確定）あるいは異常の発生が疑われる（暫定異常）場合について説明する。この場合、前述した図３のステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定され、異常判定部６８は、ステップＳ１４にて、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴを「１」だけカウントアップする。そして、ステップＳ１５，Ｓ１６にて、励磁電圧値Ｖｍｔおよび電源電圧値Ｖｉｇが、ぞれぞれ正常時における励磁電圧値Ｖｍｔｏおよび電源電圧値Ｖｉｇｏに等しいまたは近傍の値であるかを判定する。励磁電圧値Ｖｍｔおよび電源電圧値Ｖｉｇが正常であれば、ステップＳ１５，Ｓ１６にて共に「Ｎｏ」と判定して、異常確定カウント値ＣＮＴを「１」だけカウントアップする。励磁電圧値Ｖｍｔおよび電源電圧値Ｖｉｇのいずれか一方でも異常があれば、ステップＳ１５，Ｓ１６のいずれかにて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１７の処理を実行することなくステップＳ１８に進む。これは、レゾルバ３０の異常を確定するには、より慎重な判定を期待するためであり、これらのステップＳ１５，Ｓ１６の判定処理を省略することもできる。

異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴは、前述のように、２乗和平方根Ａｓｓが所定値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内でない状態が検出されるごとに、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理によってカウントアップされる。そして、この状態が継続して、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴが所定値Ｎ１以上になると、言い換えれば、異常暫定が確定すると、ステップＳ１８にて「Ｙｅｓ」と判定されて、異常判定部６８はステップＳ１９，Ｓ２０の処理を実行する。ステップＳ１９においては、出力部６６に対して回転角θ（電気角θ）の出力禁止を指示する。したがって、以降、回転角θは無効とみなされ、出力部６６からは回転角θは出力されなくなる。これは、異常な回転角θをモータ１５ａ，１６ａの制御に利用されないようにするとともに、他の制御装置においても利用されないようにするためである。なお、ステアリングギア比可変機構１５のモータ１５ａに関しては、ステアリングギア比を固定するために、モータ制御部６７はモータ１５ａに対して回転を許容しないロック制御を実行する。

ステップＳ２０においては、異常暫定確定フラグＴＥＦを”１”に設定し、かつ領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を”０”に初期設定する。この領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）は、レゾルバ３０の異常が前述のようにして暫定的に確定された状態であっても、レゾルバ３０が正常に復帰し、またはレゾルバ３０が正常であることを確認するために利用されるものである。具体的には、各領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）は、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）と余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）によって規定される座標値が図７および図８のπ／４ごとに分割した８個の領域Ｒ１〜Ｒ８に存在したことをそれぞれ確認するためのものであり、”１”により存在確認状態を表す。

前記ステップＳ２０の処理によって異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”に設定された直後には、異常確定フラグＥＦは”０”に保たれているため、異常判定部６８は、ステップＳ２１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２２の正常復帰判定ルーチンを実行する。したがって、この正常復帰判定ルーチンは、レゾルバ３０の異常が最終的に確定されず、暫定的にのみ確定された状態にある限り、異常検出プログラムの実行に合わせて繰り返し実行される。

正常復帰判定ルーチンの実行は、図４のステップＳ３０にて開始される。異常判定部６８は、ステップＳ３１にて正常復帰カウント値ＲＣＮＴが所定時間だけ継続してカウントアップしているか否かを判定する。正常復帰カウント値ＲＣＮＴは、異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”に設定されてレゾルバ３０の異常が暫定的に確定された後において、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴがカウントアップしない状態であるときに、カウントアップするものである。すなわち、正常復帰カウント値ＲＣＮＴがカウントアップする状況は、異常検出プログラムの前記ステップＳ２０にて異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”に設定されており、その後に実行される前記ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定される状況である。

具体的には、一時的に２乗和平方根Ａｓｓが所定値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内でない状態が検出される状態が継続して異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”に設定されたものの、その後、２乗和平方根Ａｓｓが所定値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内にある状態が検出されると、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴがカウントアップされずに正常復帰カウント値ＲＣＮＴがカウントアップされる。すなわち、正常復帰カウント値ＲＣＮＴがカウントアップしている状況においては、レゾルバ３０が暫定的に正常な状態となっている。

このため、異常判定部６８は、ステップＳ３１にて、正常復帰カウント値ＲＣＮＴが所定時間だけ継続してカウントアップしていれば、レゾルバ３０が暫定的に正常な状態となっているため「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ３２に進む。一方、正常復帰カウント値ＲＣＮＴが所定時間だけカウントアップを継続していない、言い換えれば、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴがカウントアップしている場合には、「Ｎｏ」と判定してステップＳ４６にて正常復帰判定ルーチンの実行を終了する。

ステップＳ３２においては、レゾルバ３０が暫定的に正常な状態であるため、異常判定部６８は、モータ制御部６７と協働してモータ１５ａ，１６ａすなわちレゾルバ３０のロータ３１を強制的に回転させてステップＳ３３に進む。このとき、モータ制御部６７は、モータ１５ａ，１６すなわちレゾルバ３０のロータ３１ａを、例えば、電気角で０〜２πまで強制的に回転させる。なお、前述したように、モータ１５ａに関しては、異常暫定が確定するとロック制御されているため、モータ制御部６７は、このロック制御を解除してモータ１５ａを強制的に回転させる。

異常判定部６８は、ステップＳ３３，Ｓ３４，Ｓ３７，Ｓ３８の処理により、領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を示す変数ｉを「１」から「８」まで「１」ずつ増加させながら、領域Ｒ１〜Ｒ８のうちで、領域フラグＦＬ（ｉ）が”０”を示す領域に対してステップＳ３５，Ｓ３６の処理を実行する。すなわち、領域Ｒ１〜Ｒ８のうちで、レゾルバ３０の異常の暫定確定後に正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）と余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）によって規定される座標値が存在したことが検出されない領域に対してステップＳ３５，Ｓ３６の処理を実行する。

ステップＳ３５においては、回転角θが下記式７の不等式を満足するか否かを判定することにより、正弦波相振幅信号Ａｓ（θ）と余弦波相振幅信号Ａｃ（θ）によって規定される座標値が変数ｉによって指定される領域Ｒｉに存在するかを判定する。
（ｉ−１）・π／４≦θ＜ｉ・π／４ …式７
そして、前記座標値が領域Ｒｉに存在すれば、ステップＳ３５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３６にて領域フラグＦＬ（ｉ）を”１”に設定する。前記座標値が領域Ｒｉに存在しなければ、ステップＳ３５にて「Ｎｏ」と判定されて、領域フラグＦＬ（ｉ）は”０”に保たれる。

これらのステップＳ３３〜Ｓ３８の処理後、異常判定部６８は、ステップＳ３９にて、モータ制御部６７と協働してモータ１５ａ，１６ａの回転を停止させる。そして、異常判定部６８は、後述するステップＳ４０〜Ｓ４３の処理を経て、ステップＳ４４にて全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）が”１”であるかを判定する。領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）のいずれかでも”１”でなければ、ステップＳ４４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４６にて正常復帰判定ルーチンの実行を終了する。

前記ステップＳ１３，Ｓ１５〜Ｓ１７の処理によって異常確定カウント値ＣＮＴが所定値Ｎ２以上になる前に、全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）が”１”に設定されると、ステップＳ４４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４５にて暫定確定解除フラグＣＲＦを”１”に設定する。暫定確定解除フラグＣＲＦが”１”に設定されると、前記ステップＳ２３にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２４にて異常暫定確定フラグＴＥＦを”０”に戻す。これにより、レゾルバ３０の異常の暫定確定状態は解除される。このことを図８を用いて説明すると、２乗和平方根Ａｓｓが異常な値を示して異常暫定確定フラグＴＥＦが”１”に設定されても、暫定的に正常な状態において、実線楕円のように回転角θ（電気角θ）の０〜２πに渡る検出が可能になれば、レゾルバ３０の異常の暫定確定状態は解除されて、レゾルバ３０が正常であることが確定する。なお、図８の破線楕円は、回転角θ（電気角θ）の０〜２πに渡る検出が不能である状態を示している。そして、この図８の破線楕円の場合には、後述するレゾルバ３０の異常が確定する。

また、前記ステップＳ２４においては、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴおよび異常確定カウント値ＣＮＴも「０」にクリアされるとともに、暫定確定解除フラグＣＲＦも”０”に戻される。そして、ステップＳ２５にて、異常判定部６８は、出力部６６に対して回転角θ（電気角θ）の出力再開を指示する。したがって、出力部６６からは回転角θが出力されるようになり、モータ制御部６７および他の制御装置は回転角θを利用した制御が可能となる。

また、正常復帰判定ルーチンにおいては、ステップＳ４０〜Ｓ４１の処理も実行される。ステップＳ４０においては、正弦波相信号レベル値ＬＶｓが所定値ＬＶｓｍｉｎ，ＬＶｓｍａｘによって規定される範囲内にあるか否かを判定することにより、正弦波相信号レベル値ＬＶｓが正常であるか否かを判定する。なお、所定値ＬＶｓｍｉｎ，ＬＶｓｍａｘは、正弦波相出力信号Ｓｓが正常である場合のオフセット値Ａｓｏよりも若干小さな値Ａｓｏ−ΔＡおよび若干大きな値Ａｓｏ＋ΔＡにそれぞれ予め設定されている。正弦波相信号レベル値ＬＶｓが正常であれば、ステップＳ４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ４１に進む。一方、正弦波相信号レベル値ＬＶｓが異常であれば、ステップＳ４０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４３にて全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を”０”にクリアする。

ステップＳ４１においては、余弦波相信号レベル値ＬＶｃが所定値ＬＶｃｍｉｎ，ＬＶｃｍａｘによって規定される範囲内にあるか否かを判定することにより、余弦波相信号レベル値ＬＶｃが正常であるか否かを判定する。なお、所定値ＬＶｃｍｉｎ，ＬＶｃｍａｘは、余弦波相出力信号Ｓｃが正常である場合のオフセット値Ａｃｏよりも若干小さな値Ａｃｏ−ΔＡおよび若干大きな値Ａｃｏ＋ΔＡにそれぞれ予め設定されている。余弦波相信号レベル値ＬＶｃが正常であれば、ステップＳ４１にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ４２に進む。一方、余弦波相信号レベル値ＬＶｃが異常であれば、ステップＳ４１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４３にて全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を”０”にクリアする。

ステップＳ４２においては、今回の異常検出プログラムの実行時の回転角θｎｅｗと前回の異常検出プログラムの実行時の回転角θｏｌｄとの差の絶対値｜θｎｅｗ−θｏｌｄ｜が所定値Δθ以下であるかを判定する。この判定は、回転角θ（電気角θ）の大きな変化により、回転角θの異常を判定するためのものである。したがって、回転角θが正常であれば、ステップＳ４２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ４４に進む。回転角θが異常であれば、ステップＳ４２にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４３にて全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を”０”にクリアする。

このステップＳ４３の処理は、ステップＳ３３〜Ｓ３８の処理により、領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）のいずれかが”１”に設定された状態であっても、全ての領域フラグＦＬ（１）〜ＦＬ（８）を”０”にクリアするものである。したがって、ステップＳ３１〜Ｓ３９，Ｓ４４からなるレゾルバ３０の正常復帰の確認動作中に、正弦波相信号レベル値ＬＶｓ、余弦波相信号レベル値ＬＶｃおよび回転角θの異常が検出された場合には、レゾルバ３０の正常復帰の確認のための検出が最初からふたたび行われることになる。

一方、レゾルバ３０の異常の暫定的な確定が解除される前に、前記ステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７の処理によってカウントアップされる異常確定カウント値ＣＮＴが所定値Ｎ２以上になると、ステップＳ２６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２７，Ｓ２８の処理を実行する。ステップＳ２７においては、異常確定フラグＥＦを”１”に設定する。すなわち、この場合には、レゾルバ３０の異常が確定する。そして、この場合、以降、ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」と判定されるため、ステップＳ１２〜Ｓ２８の処理が実行されなくなる。したがって、出力部６６は回転角θ（電気角θ）の出力を禁止された状態に維持され、モータ制御部６７およびその他の制御装置による回転角θの利用が停止される。

前記ステップＳ２７の処理後、異常判定部６８は、ステップＳ２８にて、図示しない警報装置およびダイアグ記録装置による異常警報の発生およびダイアグ記録をそれぞれ制御する。したがって、運転者はレゾルバ３０の異常に気が付くと同時に、この異常は記録される。

以上の作動説明からも理解できるとおり、上記実施形態によれば、図９に概略的に示すように、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２０の処理により、異常暫定確定カウント値ＴＣＮＴが所定値Ｎ１以上となった場合には、レゾルバ３０の異常が暫定的に確定されて、回転角θ（電気角θ）が無効とみなされる。そして、このような状態がさらに継続すると、ステップＳ１３，Ｓ１５〜Ｓ１７，Ｓ２６，Ｓ２７の処理により、レゾルバ３０の異常が確定される。しかし、前記異常が暫定的に確定された後であっても、ステップＳ２１の処理によって正常復帰判定ルーチンを実行し、ステップＳ３１の処理により復帰カウント値ＲＣＮＴが所定時間だけ継続してカウントアップしていれば、レゾルバ３０が正常であると暫定的に確定される。

そして、レゾルバ３０が暫定的に正常であるときに、ステップＳ３２の処理によってモータ１５ａ，１６ａを強制的に回転させることにより、図８の実線楕円で示すように、回転角θ（電気角θ）が０〜２πに渡って検出可能である状態が確認されるとともに、正弦波相信号レベル値、余弦波相信号レベル値ＬＶｃおよび回転角θ（電気角θ）が正常である場合には、レゾルバ３０が正常であると確定される。一方、ステップＳ２６の処理により異常確定カウント値ＣＮＴが所定値Ｎ２以上となる、言い換えれば、繰り返し正常復帰判定ルーチンを実行したにもかかわらず、図８の破線楕円で示すように、回転角θ（電気角θ）が０〜２πに渡って検出可能でない場合のような異常がレゾルバ３０に発生している場合には、レゾルバ３０の異常が確定される。

ここで、異常判定部６８は、正常復帰判定ルーチンを実行することにより、モータ１５ａ，１６ａを強制的に回転させることができる。これにより、前述したレゾルバ３０の正常または異常を速やかに判定することができる。このことは、特にステアリングギア比可変機構１５のように、モータ１５ａが回転しないようにロック制御される場合に有効である。すなわち、モータ１５ａがロック制御されて回転しにくい場合には、レゾルバ３０において回転角θ（電気角θ）が０〜２πに渡って検出可能であるか否かを判定するために、例えば、路面からの外力が入力する必要があり時間を要する。これに対して、レゾルバ３０が正常であると暫定的に確定された状態でモータ１５ａを強制的に（積極的に）回転させることにより、レゾルバ３０において回転角θ（電気角θ）が０〜２πに渡って検出可能であるか否かを速やかに判定することができるため、レゾルバ３０の正常または異常を速やかに判定することができる。

また、前記のように異常が暫定的に確定された場合には、ステップＳ２５の処理により、出力部６６による回転角θ（電気角θ）の出力が禁止される。したがって、レゾルバ３０の異常が暫定的に確定されて、レゾルバ３０の異常発生の可能性が高い場合には、異常な回転角θを用いた不適格な制御を回避できる。また、前記回転角θの出力禁止状態であっても、回転角θ（電気角θ）が０〜２πに渡って検出可能である状態が確認されたとき、すなわちレゾルバ３０の異常の確定が解除されて正常の確定がなされた場合には、ステップＳ２５の処理により、出力部６６による回転角θ（電気角θ）の出力が再開されるため、回転角θが有用に利用される。

上記実施形態においては、レゾルバ３０が暫定的に正常であるときに、異常判定部６８は、正常復帰判定ルーチンのステップＳ３２にてモータ制御部６７と協働してモータ１５ａ，１６ａを強制的に（積極的に）回転させるように実施した。この場合、モータ１５ａ，１６ａ（すなわちレゾルバ３０）は電気角で０〜２πまで回転するのみであるため、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵状態に対する影響は小さい。しかしながら、例えば、車両が高速走行している場合には、モータ１５ａ，１６ａの回転（回転速度）が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵状態に影響を与える可能性がある。

このため、モータ制御部６７が、各種運転状態量センサ２１によって検出される状態量のうち、特に、車速を用いて、モータ１５ａ，１６ａの回転速度を制御するように変形して実施することも可能である。すなわち、この場合には、モータ制御部６７は、下記式８の演算の実行により、モータ１５ａ，１６ａの回転速度を計算し、この計算した回転速度によってモータ１５ａ，１６ａを回転させる。
Ｒｖ＝Ｋａ・Ｋｖ …式８
ここで、前記式８中のＫａは予め設定される回転速度定数であり、Ｋｖは図１０に示すように、検出車速の増大に伴って「０」まで変化する回転速度ゲインである。

このように、車両の車速に応じて、モータ１５ａ，１６ａの回転速度を変更制御することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵状態に影響を与えにくい低速域においてモータ１５ａ，１６ａを高速で回転させることができ、その結果、レゾルバ３０の正常または異常をより速やかに判定することができる。また中・高速域においては、ゲインＫｖを減少させ、特に、高速域においてゲインＫｖを「０」とすることができる。これにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵状態に影響を与えやすい中・高速域においてモータ１５ａ，１６ａを低速で回転させ、あるいは、モータ１５ａ，１６ａを回転させず車速が低下したときにモータ１５ａ，１６ａを低速で回転させることができ、その結果、レゾルバ３０の正常または異常の判定に伴う車両の走行挙動の乱れを防止することができる。

また、上記実施形態および変形例においては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する車両の操舵装置を適用例として実施した。この場合、車両の後輪を操舵する車両の後輪操舵装置に対して、本発明に係る回転角検出装置のための異常検出装置を適用して実施することも可能である。以下、詳細に説明するが、上記実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。

この車両の後輪操舵装置は、図１１に概略的に示すように、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を転舵させるための後輪操舵アクチュエータ７１と後輪操舵機構７２を備えている。後輪操舵アクチュエータ７１は、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵させる操舵力を発生するモータ７１ａが内蔵されているとともに、モータ７１ａの回転角を検出するための本発明に関連したレゾルバ７１ｂが内蔵されている。後輪操舵機構７２は、周知のギア機構を有していて、モータ７１ａの回転を減速するとともにこの減速された回転運動を軸線方向運動に変換するものである。そして、後輪操舵機構７２は、例えば、トーコントロールアームを介して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に接続されている。

この構成により、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に応じて、すなわち、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に合わせて後輪操舵アクチュエータ７１のモータ７１ａが回転駆動し、後輪操舵機構７２によって減速された回転が軸線方向運動に変換される。そして、この軸線方向運動がトーコントロールアームに伝達され、このトーコントロールアームに接続された左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が左右に転舵されるようになっている。

そして、このように構成された車両の後輪操舵装置においても、上記実施形態と同様に、マイクロコンピュータ装置６０の異常判定部６８が図３に示した異常検出プログラム（図４に示した正常復帰判定ルーチンを含む）を実行することにより、モータ７１ａを強制的（積極的に）に回転させてレゾルバ３０（レゾルバ７１ｂ）の正常または異常を速やかに判定することができる。特に、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に比して、外力によってモータ７１ａおよびレゾルバ７１ｂが回転されにくい。このため、モータ７１ａを強制的に（積極的に）回転させない場合には、レゾルバ３０（レゾルバ７１ｂ）の正常または異常の判定に極めて長い時間を要し、その結果、レゾルバ３０（レゾルバ７１ｂ）を正常復帰させることが困難となる。

これに対して、この変形例においては、上記実施形態と同様に、レゾルバ３０が暫定的に正常であるときに、モータ７１ａを強制的（積極的に）に回転させてレゾルバ３０（レゾルバ７１ｂ）の正常または異常を速やかに判定することができる。したがって、レゾルバ３０（レゾルバ７１ｂ）を速やかに正常復帰させることができる。

さらに、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態では、レゾルバ３０の異常が確定した場合でも、イグニッションスイッチ２３が新たに投入されたときには、レゾルバ３０の異常が異常暫定確定を含めて最初から検出される。しかし、レゾルバ３０の異常が一旦確定された場合には、イグニッションスイッチ２３が新たに投入された後においても、この異常確定を有効に利用するようにしてもよい。

この場合、異常判定部６８は、図３の異常検出プログラムの一部を変更した図１２の異常検出プログラムを実行する。この異常検出プログラムにおいては、ステップＳ１０の異常検出プログラムの実行開始後、ステップＳ５１にてイグニッションスイッチ２３の投入直後であるかを判定する。すなわち、イグニッションスイッチ２３の投入後に始めて異常検出プログラムが実行されたかを判定する。イグニッションスイッチ２３の投入直後であれば、ステップＳ５１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５２にて、図２にて破線で示す不揮発性メモリ６９に“１”に設定されている異常確定フラグＥＦが存在しているかを調べる。この不揮発性メモリ６９は、例えばマイクロコンピュータ装置６０内に設けたＥＥＰＲＯＭで構成され、電力供給が解除されても記憶内容が消去されないメモリである。

前記異常確定フラグＥＦが存在していなければ、異常判定部６８は、ステップＳ５２にて「Ｎｏ」と判定して、上記実施形態の場合と同様なステップＳ１１以降の処理を実行する。また、イグニッションスイッチ２３の投入直後でない場合も、上記実施形態の場合と同様なステップＳ１１以降の処理を実行する。ステップＳ１１においては、上記実施形態の場合と同様に、異常確定フラグＥＦが“１”であるかを判定する。この場合、異常確定フラグＥＦが“１”でなければ、上記実施形態の場合と同様なステップＳ１２以降の処理を実行する。しかし、異常確定フラグＥＦが“１”であれば、ステップＳ１１に「Ｙｅｓ」と判定した後、ステップＳ５３，Ｓ５４の処理を経てステップＳ２９にてこの異常検出プログラムの実行を終了する。

ステップＳ５３においては、異常判定部６８は、イグニッションスイッチ２３がオフされたかを判定する。イグニッションスイッチ２３がオン状態にあれば、ステップＳ５３にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２９にてこの異常検出プログラムの実行を一旦終了する。一方、イグニッションスイッチ２３がオフされると、ステップＳ５３にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５４にて、“１”に設定されている異常確定フラグＥＦを不揮発性メモリ６９に書き込み、ステップＳ２９にてこの異常検出プログラムの実行を終了する。なお、これ以降は、イグニッションスイッチ２３が再投入されるまで、異常検出プログラムは実行されない。

前記のように異常確定フラグＥＦが不揮発性メモリ６９に書き込まれている場合には、イグニッションスイッチ２３の投入直後のステップＳ５２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１９，Ｓ２０に進む。ステップＳ１９の処理は、出力部６６に対して検出回転角θの出力禁止を指示する処理である。ステップＳ２０の処理は、異常暫定確定フラグＴＥＦを“１”に設定する処理である。したがって、この場合には、上記実施形態におけるレゾルバ３０の異常を暫定的に確定した状態に設定される。すなわち、異常判定部６８は、これ以降、例えば、異常確定フラグＥＦを一時的に”０”に設定することにより、レゾルバ３０の異常が確定されるか、異常暫定確定が解除されるかの処理を実行することになる。なお、これ以降の処理において、異常暫定確定が解除された場合には、不揮発性メモリ６９内の“１”に設定された異常確定フラグＥＦを消去しておくとよい。

このような変形例によれば、マイクロコンピュータ装置６０の前回の作動時にレゾルバ３０の異常が確定している場合には、今回の作動時の初期においても、検出された回転角θが正常であるとみなされなくなるので、検出回転角θの不適切な使用を回避できる。また、前回の作動時と今回の作動時との間にレゾルバ３０の異常が排除された場合には、異常確定が回避されるので、検出回転角θが有効に利用されるようになる。

また、上記実施形態およびその変形例においては、異常判定部６８が、２乗和平方根Ａｓｓが所定値Ａｍｉｎ，Ａｍａｘによって規定される範囲内でなくなった場合に、レゾルバ３０に異常が発生した（異常確定）あるいは異常の発生が疑われる（暫定異常）と判定するように実施した。この場合、異常判定部６８が、例えば、レゾルバ３０の断線や各端子間のショートなどによって発生する電圧オフセット（オフセット値Ａｓｏ，Ａｃｏの異常）に基づいてレゾルバ３０の異常確定あるいは暫定異常を判定したり、回転角計算部６３によって計算された回転角θ（電気角θ）の変化量が短時間のうちに大きく変化したことに基づいてレゾルバ３０の異常確定あるいは暫定異常を判定することも可能である。

また、上記実施形態およびその変形例においては、０〜２πに渡る回転角θ（電気角θ）の検出可能性の判定のために、π／４ごとに分割した領域Ｒ１〜Ｒ８を用いたが、これらの領域Ｒ１〜Ｒ８に関しては、π／４よりも細かく分割したり、粗く分割してもよい。

また、上記実施形態およびその変形例においては、本発明に係る回転角検出装置のための異常検出装置を車両の操舵装置に適用した例について説明した。しかし、この異常検出装置は、レゾルバを用いた車両の他の制御装置にも適用されることはもちろんのこと、車両以外の装置にも適用されるものである。

１５ａ，１６ａ，７１ａ…モータ、１５ｂ，１６ｂ，７１ｂ…レゾルバ、２０…電気制御回路、２２…バッテリ、２３…イグニッションスイッチ、３０…レゾルバ、３１…ロータ、３２…ステータ、４０…励磁回路、６０…マイクロコンピュータ装置、６１…正弦波相振幅計算部、６２…余弦波相振幅計算部、６３…回転角計算部、６６…出力部、６７…モータ制御部、６８…異常判定部、６９…不揮発性メモリ

Claims (3)

1. 所定の周期波形を有する励磁信号を出力する励磁信号出力手段と、
   前記励磁信号により励磁されて、同励磁信号をロータのステータに対する回転角に応じてそれぞれ正弦波状に振幅変調するとともに、振幅の変化が互いにπ／２だけ位相の異なる正弦波相出力信号および余弦波相出力信号を出力するレゾルバと、
   前記正弦波相出力信号の正弦波状に変化する振幅を正弦波相振幅信号として取り出す正弦波相振幅取り出し手段と、
   前記余弦波相出力信号の正弦波状に変化する振幅を余弦波相振幅信号として取り出す余弦波相振幅取り出し手段と、
   前記取り出された正弦波相振幅信号および余弦波相振幅信号を用いてロータのステータに対する回転角を計算する回転角計算手段と、
   回転角検出装置の異常を判定する異常判定手段と、を備えた回転角検出装置のための異常検出装置において、
   前記異常判定手段によって回転角検出装置の異常が判定された後、予め設定された所定の条件を満たしていて回転角検出装置が異常ではないとみなせるとき、前記ロータを強制的に回転させて回転角検出装置が正常に復帰したか否かを判定する正常復帰判定手段を設け、
   前記正常復帰判定手段は、
   前記ロータの回転に伴い、前記回転角計算手段によって計算された回転角がロータのステータに対する０〜２πに渡る回転を表したとき、回転角検出装置が正常に復帰したと判定することを特徴とする回転角検出装置のための異常検出装置。
2. 請求項１に記載した回転角検出装置のための異常検出装置において、
   前記予め設定された所定の条件は、
   所定時間だけ継続して前記異常判定手段による回転角検出装置の異常が判定されない条件であることを特徴とする回転角検出装置のための異常検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した回転角検出装置のための異常検出装置において、
   前記回転角検出装置は車両の操舵装置における回転部の回転角を検出するものであり、
   車両の運転状態量を検出する運転状態量検出手段を備え、
   前記正常復帰判定手段は、
   前記運動状態量検出手段によって検出された車両の運転状態量に応じて前記ロータを回転させる回転速度を変更することを特徴とする回転角検出装置のための異常検出装置。

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