JP5867287B2 - 車両用舵角検出装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング機構の絶対舵角を検出する車両用舵角検出装置、及びそれを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、乗用車、トラック等の車両では、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与えて運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置が普及している。
この種の電動パワーステアリング装置では、車両の操縦安定性と快適性を確保するため、ステアリングホイールの操舵角度を用いた制御機能が多く開発されている。そして、車両が始動してから素早く操舵角度に基づく制御機能を発揮するために、操舵角度をなるべく早く検出することが要求されている。

そこで、複数のセンサを設け、操舵角度の検出を早めようとする電気式動力舵取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、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ために、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レゾルバとは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、操舵をアシストするモータの回転角（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ステアリングホイールの絶対回転角位置を求めるようにしたものである。

また、自身のニュートラル位置に基づいてステアリングホイールの絶対操舵角を検出し、イグニッションスイッチがＯＦＦされるとその瞬間における絶対操舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮされたときに記憶された値に基づいて絶対舵角を検出するようにした操舵角検出装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３８７５２０２号公報（第１頁、図２） 特許第２９４６９６４号公報（第１頁、図２）

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、少なくとも３つのレゾルバを必要とするので、構成が複雑となり、コストアップとなる。
また、上記特許文献２に記載された従来例にあっては、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる瞬間の絶対舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮとなったときに、記憶された値を絶対舵角として電動パワーステアリング装置の制御に使用するようにしている。そのため、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦとなっている間にステアリングホイールが転舵された場合には、誤った絶対舵角に基づいて制御が開始されてしまうことになり、正確な制御を行うことができない。
そこで、本発明は、ステアリング機構の絶対舵角をより正確に検出することができる車両用舵角検出装置及びそれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用舵角検出装置は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の絶対舵角を検出し、絶対舵角検出値として出力する車両用舵角検出装置であって、イグニッションスイッチがオン状態であるシステム起動中及びイグニッションスイッチがオフ状態であるシステム停止中に、前記ステアリング機構の相対舵角を継続的に検出する相対舵角検出手段と、システム停止直前の前記絶対舵角検出値を、絶対舵角記憶値として不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に、前記不揮発性メモリに記憶されている前記絶対舵角記憶値を、前記相対舵角検出手段で検出した前回のシステム停止時から今回のシステム起動時迄の間における前記ステアリング機構の相対舵角の変化分で補正した値を、前記ステアリング機構の絶対舵角の初期値として設定し、システム起動中、当該絶対舵角の初期値を基準として、前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、を備えることを特徴としている。

このように、システムＯＦＦ時に絶対舵角検出値を記憶しておき、次回システムＯＮ時には、記憶した絶対舵角検出値をシステムＯＦＦ間の操舵角度分で補正して、今回のシステム起動中の絶対舵角の初期値とする。そのため、従来装置のように複数のセンサを必要とすることなく舵角検出が可能となり、コストを削減することができる。また、システムＯＦＦしている間にステアリングホイールが操舵された場合であっても、正確な舵角検出が可能となる。

また、上記において、システム停止直前に、前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角を、相対舵角記憶値として不揮発性メモリに記憶する相対舵角記憶手段を備え、前記絶対舵角暫定値演算手段は、システム起動した直後、前記不揮発性メモリに記憶された前記絶対舵角記憶値に、前記不揮発性メモリに記憶された前記相対舵角記憶値と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角との差分を加算することで、前記絶対舵角暫定値を演算することを特徴としている。
このように、システムＯＦＦしても相対舵角を継続的に検出可能な手段を備え、システムＯＦＦ時に検出した相対舵角を記憶しておくことで、システムＯＦＦ時に検出した相対舵角とシステムＯＮ時に検出した相対舵角との差分を演算することができ、システムＯＦＦしている間に操舵された角度を、演算により正確に求めることができる。

さらに、上記において、中立点での操舵角である中立点舵角値を検出する中立点検出手段と、システム起動後に前記中立点検出手段で中立点舵角値を検出したとき、検出した中立点舵角値と前記ステアリング機構の相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算する絶対舵角演算手段と、システム起動後、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値が演算されるまでは、前記絶対舵角暫定値演算手段で演算した絶対舵角暫定値を前記絶対舵角検出値として選択し、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値を演算した後は、前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角演算値を前記絶対舵角検出値として選択する舵角選択手段と、を備えることを特徴としている。

このように、中立点舵角値とステアリング機構の相対舵角とに基づいて、精度の良い絶対舵角を演算することができる。また、この信頼性の高い絶対舵角演算値が演算されるまでは、暫定的に演算した絶対舵角暫定値を絶対舵角検出値として採用し、信頼性の高い絶対舵角演算値が演算された後は、当該絶対舵角演算値を絶対舵角検出値として採用するので、より適切な舵角検出が可能となる。

また、上記において、前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて、前記絶対舵角演算値を前記絶対舵角検出値として選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴としている。
このように、絶対舵角検出値を絶対舵角暫定値から絶対舵角演算値へ切り替える際、絶対舵角暫定値から絶対舵角演算値へ徐々に変化させるので、絶対舵角検出値が急変することに起因する不具合を防止することができる。

さらにまた、上記において、前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値を演算できていないとき、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値演算手段で演算した前記絶対舵角暫定値を前記絶対舵角記憶値として前記不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴としている。
これにより、次回のシステムＯＮ時には、不揮発性メモリに記憶された絶対舵角暫定値を用いて絶対舵角の初期値を設定することができる。したがって、絶対舵角検出の信頼性を維持することができる。

また、上記において、前記絶対舵角演算手段は、システム起動後に前記中立点検出手段で中立点舵角値を検出したとき、検出した中立点舵角値と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算することを特徴としている。
このように、絶対舵角暫定値の演算と絶対舵角演算値の演算とで、共通の相対舵角検出手段で検出した相対舵角を用いる。そのため、上記２つの演算で用いる相対舵角の検出タイミングのずれ（非同期）等に起因する誤差発生を防止することができる。

さらに、上記において、前記ステアリング機構にアシストトルクを付与するモータの角度に基づいて、当該ステアリング機構の相対舵角を演算する相対舵角演算手段をさらに備え、前記絶対舵角演算手段は、システム起動後に前記中立点検出手段で中立点舵角値を検出したとき、検出した中立点舵角値と前記相対舵角演算手段で演算した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算することを特徴としている。

このように、絶対舵角演算値の演算に際し、ＥＰＳのモータ角度信号に基づいて演算した相対舵角を用いる。そのため、ステアリングホイールの真下（トーションバーよりもステアリングホイール側）に設置された舵角センサ等の信号に基づいて演算した相対舵角を用いた場合と比較して、トーションバーの捻り分の誤差が発生するのを抑制することができる。したがって、精度の良い絶対舵角演算値を得ることができる。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記の何れかの車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴としている。
これにより、誤った絶対舵角に基づいて操舵補助制御が開始されてしまうのを防止することができ、操縦安定性をより確保することができる。

本発明の車両用舵角検出装置では、複数のセンサを使用することなく、システム起動時により正確な絶対舵角を検出することができる。したがって、当該車両用舵角検出装置を備えた電動パワーステアリング装置では、操舵補助制御の安定性及び信頼性を向上させることができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。 車両用舵角検出装置の具体的構成を示すブロック図である。 操舵角補正部の構成を示すブロック図である。 車両用舵角検出装置の別の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
図中、符号１は操舵装置である。この操舵装置１はステアリングホイール２が装着されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３のステアリングホイール２とは反対側に連結されたラックピニオン機構４と、このラックピニオン機構４にタイロッド等の連結機構５を介して連結された左右の転舵輪６とを備えている。

そして、ステアリングシャフト３には、例えばウォームギヤで構成される減速機構７を介して電動モータ８が連結されている。
電動モータ８は、電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。この電動モータ８は、制御装置１４によって駆動制御される。
制御装置１４には、車両に搭載されたバッテリ１１から出力されるバッテリ電圧Ｖｂがイグニッションスイッチ１２を介して供給されると共に、内蔵するモータ駆動回路に直接供給される。

また、制御装置１４には、操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１７で検出した車速Ｖｓ、モータ回転角センサ１８で検出した電動モータ８の回転角（モータ回転角）θｍが入力される。
さらに、制御装置１４には、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）で構成される不揮発性メモリ１９が接続されており、不揮発性メモリ１９に記憶されているデータが読込可能となっている。この不揮発性メモリ１９には、後述する手順で演算したステアリングホイール２の絶対舵角φａ及び相対舵角φｒｃを、システムの停止時即ちイグニッションスイッチ１２がオフ状態となった時点で絶対舵角記憶値φａｍ及び相対舵角記憶値φｒｍとして記憶される。

ここで、操舵トルクセンサ１６は、ステアリングホイール２に付与されてステアリングシャフト３に伝達された操舵トルクを検出するものである。この操舵トルクセンサ１６は、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。

制御装置１４は、入力される各種信号に基づいてステアリングホイール２の絶対舵角φａを演算する車両用舵角検出装置を備え、例えば、車両用舵角検出装置で演算した絶対舵角φａ及び車速Ｖｓに基づいて、転舵状態でステアリングホイール２への操舵力を緩めたときにステアリングホイール２を中立点位置に戻す所謂ステアリング戻し制御を行う。そして、制御装置１４は、これらの各種信号に基づいて、操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ８で発生するための操舵補助指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ８に供給する駆動電流をフィードバック制御する。

図２は、車両用舵角検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
図中、符号２０は車両用舵角検出装置である。この車両用舵角検出装置２０は、ステアリングホイール２の相対舵角φｒを演算する相対舵角演算部３１と、ステアリングホイール２の絶対舵角演算値φａｏを演算する絶対舵角演算部３２とを備える。また、車両用舵角検出装置２０は、さらにＥＥＰＲＯＭ記憶部３３、操舵角補正部３４及び舵角切替部３５を備える。

相対舵角演算部３１は、モータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力され、イグニションスイッチ１２がオン状態となりモータ回転角センサ１８からモータ回転角θｍの出力が開始されてから、モータ回転角θｍを積算してギア比を考慮し相対舵角φｒを演算する。この相対舵角φｒは、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となったときにリセットされる。

また、絶対舵角演算部３２は、舵角速度演算部３２ａと、中立点推定部３２ｂと、減算器３２ｃとを備える。舵角速度演算部３２ａは、モータ回転角θｍを微分し、ギア比を考慮して舵角速度ωｒを演算する。その舵角速度ωｒは中立点推定部３２ｂに入力される。
中立点推定部３２ｂには、舵角速度ωｒの他に、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ及び相対舵角φｒが入力される。そして、中立点推定部３２ｂでは、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ及び舵角速度ωｒに基づいて車両が直進走行状態であるか否かを判定し、直進走行状態であると判定した場合には、相対舵角φｒ及び車速Ｖｓに基づいて中立点舵角値φｎを演算する。

ここでは、操舵トルクＴが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値Ｔｔｈ以下であり、且つ舵角速度ωｒが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値ωｔｈ以下であり、且つ車速Ｖｓが直進走行の可能性が高い車速閾値Ｖｓｔｈ以上である状態を所定時間継続したとき、車両が直進走行状態であると判断する。
また、中立点舵角値φｎは、例えば次式をもとに演算する。
φｎ（ｋ）＝｛φｒ−φｎ（ｋ−１）｝・Ｄ＋φｎ（ｋ−１） ………（１）

ここで、φｒは相対舵角、φｎ（ｋ−１）は前回の中立点舵角、Ｄは車速Ｖｓによって決定される信頼度係数である。この信頼度係数Ｄは、車速Ｖｓが速いほど大きい値に設定される。
また、中立点推定部３２ｂは、システム起動時即ちイグニッションスイッチ１２を介して制御装置１４に電源が投入された後、最初に直進走行状態となるまでの間は、後述する舵角切替部３５に対して中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝０を出力し、直進走行状態となってからは、舵角切替部３５に対して中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝１を出力する。

中立点推定部３２ｂから出力された中立点舵角値φｎは減算器３２ｃに入力される。減算器３２ｃは、相対舵角演算部３１で演算した相対舵角φｒから中立点舵角値φｎを減じることで絶対舵角演算値φａｏを演算する。この絶対舵角演算値φａｏは、後述する舵角切替部３５に入力される。
このように、モータ回転角θｍから相対舵角φｒや舵角速度ωｒを算出することにより、新たに外部からの信号を必要とすることなく中立点（中立位置）を高精度に推定することができ、同時に絶対角の算出が可能となる。

ＥＥＰＲＯＭ記憶部３３は、システム停止直前の絶対舵角φａ及び相対舵角φｒｃを、絶対舵角記憶値φａｍ及び相対舵角記憶値φｒｍとして不揮発性メモリ１９に記憶する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ記憶部３３には、イグニッションスイッチ１２（システムスイッチ）の信号が入力され、イグニッションスイッチ１２がオン状態からオフ状態となったことを検出したとき、その直前に舵角切替部３５から出力された絶対舵角φａを絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する。

また、相対舵角φｒｃは、例えば横滑り防止装置等に用いられる舵角センサ（相対舵角検出手段）で検出した舵角信号であり、ＣＡＮ経由で取得する（以下、φｒｃをＣＡＮ相対舵角ともいう。）。この相対舵角φｒｃは、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となってもリセットされない値である。
操舵角補正部３４は、システム起動時、即ちイグニッションスイッチ１２がオン状態となって制御装置１４に電源が投入されたときに、不揮発性メモリ１９から読出した絶対舵角記憶値φａｍ及び相対舵角記憶値φｒｍと、ＣＡＮ相対舵角φｒｃとに基づいて、暫定絶対舵角演算値（絶対舵角暫定値）φａｐを演算する。

具体的には、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となった時点での絶対舵角φａである絶対舵角記憶値φａｍを、イグニッションスイッチ１２がオフ状態である間（イグニッションスイッチ１２がオフ状態となってから現時点までの間）に操舵された角度Δφｒで補正することで、暫定絶対舵角演算値φａｐを演算する。ここで、角度Δφｒは、現時点でのＣＡＮ相対舵角φｒｃと、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となった時点でのＣＡＮ相対舵角φｒｃである相対舵角記憶値φｒｍとの差分として求められる（Δφｒ＝φｒｃ−φｒｍ）。

すなわち、操舵角補正部３４の構成を図３に示すように、暫定絶対舵角演算値φａｐは、次式で表される。
φａｐ＝φａｍ＋（φｒｃ−φｒｍ） ………（２）
舵角切替部３５は、前述した中立点推定部３２ｂで設定される中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎに応じて、絶対舵角演算値φａｏ及び暫定絶対舵角演算値φａｐの一方を選択し、それを絶対舵角検出値φａとして出力する。

舵角切替部３５は、中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎが“０”であるとき、即ちイグニッションスイッチ１２がオン状態となってから車両が直進走行状態となったことを検出しておらず、絶対舵角演算値φａｏが演算できていない場合には、暫定絶対舵角演算値φａｐを絶対舵角検出値φａとして出力する。一方、中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎが“１”であるとき、即ち絶対舵角演算値φａｏが演算できている場合には、絶対舵角演算値φａｏを絶対舵角検出値φａとして出力する。

また、中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎが“０”から“１”に反転したときには、絶対舵角検出値φａを、暫定絶対舵角演算値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに直ちに切り替えるのではなく、暫定絶対舵角演算値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに向けて徐々に変化させる徐変処理を行う（徐変手段）。徐変処理としては、例えば、絶対舵角検出値φａが絶対舵角演算値φａｏに到達するまで、暫定絶対舵角演算値φａｐを予め設定した所定値Δφａずつ変化させる処理を行う。

なお、図２において、相対舵角演算部３１が相対舵角演算手段に対応し、中立点推定部３２ｂが中立点検出手段に対応し、減算器３２ｃが絶対舵角演算手段に対応している。また、ＥＥＰＲＯＭ記憶部３３が絶対舵角記憶手段及び相対舵角記憶手段に対応し、操舵角補正部３４が絶対舵角暫定値演算手段に対応し、舵角切替部３５が舵角選択手段に対応している。

次に、本実施形態の動作について説明する。
車両が停止している状態からイグニッションスイッチ１２をオン状態とすると、制御装置１４のマイクロコンピュータにバッテリ電圧Ｖｂが供給されることにより、当該マイクロコンピュータが作動状態となる。
すると、車両用舵角検出装置２０では、イグニッションスイッチ１２がオン状態となることにより、中立点推定部３２ｂで車両が直進走行状態であるか否かの判定を行う。このとき、車両は停止状態（Ｖｓ＜Ｖｓｔｈ）であるため、中立点推定部３２ｂは、中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝０を出力し、中立点舵角値φｎを算出しない。すなわち、絶対舵角演算部３２からは、絶対舵角演算値φａｏが算出されない。

一方、操舵角補正部３４は、イグニッションスイッチ１２がオン状態となったことで、前回のシステム停止直前の絶対舵角記憶値φａｍと相対舵角記憶値φｒｍとを不揮発性メモリ１９から読込み、上記（２）式に表されるように、絶対舵角記憶値φａｍに、ＣＡＮ相対舵角φｒｃと相対舵角記憶値φｒｍとの差分を加算して暫定絶対舵角演算値φａｐを算出する。

上述したように、この時点では中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝０であるため、舵角切替部３５は暫定絶対舵角演算値φａｐを絶対舵角検出値φａとして選択し、出力する。そのため、制御装置１４は、車両用舵角検出装置２０から出力された絶対舵角検出値φａ（＝φａｐ）を用いて、ステアリング戻し制御等を行う。このとき、ステアリングホイール２が操舵されていない場合には、電動モータ８は停止状態を継続する。

その後、車両が走行を開始し、ステアリングホイール２を操舵して旋回走行を行うと、操舵トルクＴが閾値Ｔｔｈより大きな値となることより、中立点推定部３２ｂでは直進走行状態とは判定されず、中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝０を維持する。そのため、舵角切替部３５は、引き続き操舵角補正部３４で算出された暫定絶対舵角演算値φａｐを絶対舵角検出値φａとして選択し、これを出力する。

これにより、絶対舵角検出値φａ（＝φａｐ）及び車速Ｖｓに応じて、ステアリングホイール２が中立点に戻る際の操舵補助トルク不足を補うようなステアリング戻し制御が行われる。
その後、ステアリングホイール２を中立点近傍に戻して、車両を直進走行状態とすると、中立点推定部３２ｂは中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝１を出力する。また同時に、車速Ｖｓ及び相対舵角φｒに基づいて中立点舵角値φｎが算出され、この中立点舵角値φｎが相対舵角φｒから減算されて、絶対舵角演算値φａｏが算出される。

この時点では中立点確定フラグＦｌｇ＿Ｎ＝１であるため、舵角切替部３５は、暫定絶対舵角演算値φａｐに代えて絶対舵角演算部３２から出力される絶対舵角演算値φａｏを絶対舵角検出値φａとして選択する。その際、暫定絶対舵角演算値φａｐに所定値Δφａを加算または減算させながら徐々に絶対舵角演算値φａｏまで変化させ、絶対舵角演算値φａｏに到達したときに、暫定絶対舵角演算値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り替える。

このように、絶対舵角検出値φａを暫定絶対舵角演算値φａｐから絶対舵角演算値φａｏへ切り替える場合には、暫定絶対舵角演算値φａｐを絶対舵角演算値φａｏに一致するまで徐々に変化させるので、絶対舵角検出値φａが急変することによりステアリング戻し制御に影響を与えて、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。
その後、イグニッションスイッチ１２をオフ状態とすると、直前に舵角切換部３５から出力された絶対舵角検出値φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に絶対舵角記憶値φａｍとして記憶すると共に、直前に検出したＣＡＮ相対舵角φｒｃを舵角切換部３５から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に相対舵角記憶値φｒｍとして記憶する。

つまり、今回のシステムＯＮからシステムＯＦＦまでの間に、絶対舵角演算値φａｏが算出できている場合には、システムＯＦＦ直前の絶対舵角演算値φａｏを絶対舵角記憶値φａｍとして不揮発性メモリ１９に記憶する。一方、今回のシステムＯＮからシステムＯＦＦまでの間に、絶対舵角演算値φａｏが算出できていない場合には、システムＯＦＦ直前の暫定絶対舵角演算値φａｐを絶対舵角記憶値φａｍとして不揮発性メモリ１９に記憶する。

そして、次回のシステムＯＮ直後には、不揮発性メモリ１９に記憶した絶対舵角記憶値φａｍを、システムＯＦＦ中に変化した舵角分Δφｒで補正した値を絶対舵角初期値として設定し、その後は設定した絶対舵角初期値とＣＡＮ相対舵角φｒｃとにより暫定絶対舵角演算値φａｐを演算する。
このように、上記実施形態では、システム起動時に、前回のシステム停止時の絶対舵角をそのまま絶対舵角初期値として用いるのではなく、システム停止中に操舵した角度分で補正して絶対舵角を検出する。したがって、複数のセンサを使用することなく、システム起動時に、より正確な絶対舵角を演算することができる。

また、システム停止中に変化した舵角分は、前回のシステム停止時の相対舵角φｒｃと今回のシステム起動時の相対舵角φｒｃとの差分を演算することで求める。すなわち、システムの停止時の相対舵角φｒｃを相対舵角記憶値φｒｍとして不揮発性メモリ１９に記憶すると共に、システム停止中も継続的に相対舵角φｒｃを検出する。このように、システム停止中もリセットされることなく相対舵角φｒｃを検出する機能を備えることで、システム停止中に変化した舵角を適切に検出することができる。

さらに、中立点舵角値φｎとモータ回転角θｍから求めた相対舵角φｒとに基づいて絶対舵角演算値φａｏが演算できた場合には、絶対舵角検出値φａを暫定絶対舵角演算値φａｐから絶対舵角演算値φａｏへ切り替えるので、より高精度な絶対舵角を絶対舵角検出値φａとして採用することができる。
このとき、操舵トルクＴと車速Ｖｓと舵角速度ωｒとに基づいて車両が直進走行状態であることを検出し、直進時の相対舵角を中立点舵角値φｎとする。このように、一般的な操舵補助制御に必要な信号を用いるので、新たに外部からの信号を必要とすることなく中立点（中立位置）を高精度に推定することができる。

また、絶対舵角演算値φａｏの演算に際し、ＥＰＳのモータ回転角θｍに基づいて演算した相対舵角φｒを用いる。そのため、ステアリングホイール２の真下（トーションバーよりもステアリングホイール２側）に設置された舵角センサ等の信号に基づいて演算した相対舵角を用いた場合と比較して、トーションバーの捻り分の誤差が発生するのを抑制することができる。したがって、精度の良い絶対舵角演算値φａｏを得ることができる。
以上のように、絶対舵角検出値の誤り率を低下させて、良好な操舵補助制御機能を発揮することができる。

（変形例）
なお、上記実施形態においては、絶対舵角演算部３２にて、モータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍを用いて絶対舵角演算値φａｏを演算する場合について説明したが、図４に示すように、ＣＡＮからの相対舵角φｒｃを用いて絶対舵角演算値φａｏを演算することもできる。このように、ＥＰＳのモータ角度センサがないシステムにも適用可能である。
この場合、絶対舵角演算値φａｏの演算と暫定絶対舵角演算値φａｐの演算とで、同じ系統の舵角信号（ＣＡＮ相対舵角φｒｃ）を用いることになるため、上記２つの演算で用いる相対舵角φｒｃの検出タイミングのずれ（非同期）等に起因する誤差発生を防止することができる。

（応用例）
なお、図２に示す上記実施形態においては、異なる系統の舵角信号（ＥＰＳのモータ角度信号とＣＡＮ舵角信号（ＥＰＳやＶＳＣの舵角センサ信号等））が用いられているために信号が同期できないという問題に対して、以下の対策を講じるようにしてもよい。
例えば、検出タイミングのずれ（非同期）による誤差の発生を回避するために、角度が変化しないことをＥＥＰＲＯＭ記憶部３３と操舵角補正部３４の２つのブロックの実施条件とする。すなわち、舵角の変化量が閾値以下、または舵角速度が閾値以下である場合に、角度が変化していないと判断して上記２つのブロックを実施する。これにより、処理時に非同期による舵角誤差が生じるのを防止し、正確な角度検出が可能な車両用舵角検出装置とすることができる。

また、上記実施形態においては、ステアリングホイール２の真下に設置されているＣＡＮ舵角の信号源の舵角センサと、ＥＰＳのモータ角度センサとの間にトーションバーが介在しているために発生する、ＥＰＳのモータ角度信号とＣＡＮ舵角信号との誤差に対して、以下の対策を講じるようにしてもよい。
例えば、トーションバーが捻っていないことをＥＥＰＲＯＭ記憶部３３と操舵角補正部３４の２つのブロックの実施条件とする。すなわち、トルクセンサの検出トルクが閾値以下である場合に、トーションバーが捻っていないと判断して上記２つのブロックを実施する。これにより、処理時にトーションバーの捻り分の誤差が生じるのを防止し、正確な角度検出が可能な車両用舵角検出装置とすることができる。

１…操舵装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、７…減速機構、８…電動モータ、１４…制御装置、１６…操舵トルクセンサ、１７…車速センサ、１８…モータ回転角センサ、１９…不揮発性メモリ、２０…車両用舵角検出装置、３１…相対舵角演算部、３２…絶対舵角演算部、３２ａ…舵角速度演算部、３２ｂ…中立点推定部、３２ｃ…減算器、３３…ＥＥＰＲＯＭ記憶部、３４…操舵角補正部、３５…舵角切替部

Claims (7)

1. 車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の絶対舵角を検出し、絶対舵角検出値として出力する車両用舵角検出装置であって、
   イグニッションスイッチがオン状態であるシステム起動中及びイグニッションスイッチがオフ状態であるシステム停止中に、前記ステアリング機構の相対舵角を継続的に検出する相対舵角検出手段と、
   システム停止直前の前記絶対舵角検出値を、絶対舵角記憶値として不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、
   システム起動時に、前記不揮発性メモリに記憶されている前記絶対舵角記憶値を、前記相対舵角検出手段で検出した前回のシステム停止時から今回のシステム起動時迄の間における前記ステアリング機構の相対舵角の変化分で補正した値を、前記ステアリング機構の絶対舵角の初期値として設定し、システム起動中、当該絶対舵角の初期値を基準として、前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、
   システム停止直前に、前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角を、相対舵角記憶値として不揮発性メモリに記憶する相対舵角記憶手段とを備え、
   前記絶対舵角暫定値演算手段は、システム起動した直後、前記不揮発性メモリに記憶された前記絶対舵角記憶値に、前記不揮発性メモリに記憶された前記相対舵角記憶値と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角との差分を加算することで、前記絶対舵角暫定値を演算することを特徴とする車両用舵角検出装置。
2. 中立点での操舵角である中立点舵角値を検出する中立点検出手段と、
   システム起動後に前記中立点検出手段で中立点舵角値を検出したとき、検出した中立点舵角値と前記ステアリング機構の相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算する絶対舵角演算手段と、
   システム起動後、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値が演算されるまでは、前記絶対舵角暫定値演算手段で演算した絶対舵角暫定値を前記絶対舵角検出値として選択し、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値を演算した後は、前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角演算値を前記絶対舵角検出値として選択する舵角選択手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用舵角検出装置。
3. 前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて、前記絶対舵角演算値を前記絶対舵角検出値として選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴とする請求項２に記載の車両用舵角検出装置。
4. 前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に、前記絶対舵角演算手段で前記絶対舵角演算値を演算できていないとき、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値演算手段で演算した前記絶対舵角暫定値を、前記絶対舵角記憶値として前記不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用舵角検出装置。
5. 前記絶対舵角演算手段は、システム起動後に前記中立点検出手段で中立点舵角値を検出したとき、検出した中立点舵角値と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置。
6. 前記ステアリング機構にアシストトルクを付与するモータの角度に基づいて、当該ステアリング機構の相対舵角を演算する相対舵角演算手段をさらに備え、
   前記絶対舵角演算手段は、システム起動後に前記中立点検出手段で操舵角中立点を検出したとき、検出した舵角中立点と前記相対舵角演算手段で演算した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を演算することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
   

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