JPH10300458A - 操舵角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくとも２つの操舵角センサから位相の異な
る操舵角検出パルス信号を出力することによって操舵角
を検出する操舵角検出装置で、操舵角センサ間の短絡異
常を確実に検出する。 【解決手段】ステアリングホイールの回転に応じて２つ
の操舵角センサから位相の異なる第１の操舵角検出パル
ス信号Ｐ１及び第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２を出力
し、両検出パルス信号Ｐ１及びＰ２の立ち下がり時点の
時刻Ｔ_P1及びＴ_P2を記憶し、これらから位相差を表す時
刻差Ａを算出し、この時刻差Ａが予め設定した設定値Ｔ
_S 異常であるときには操舵角センサが正常であると判断
し、時刻差Ａが設定値Ｔ_S 未満であるときには操舵角セ
ンサ間に短絡異常が発生したと判断して、異常検知処理
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵系にお
ける操舵角を検出する操舵角検出装置に係り、特に操舵
系の操舵に応じて前輪及び後輪の少なくとも一方を補助
操舵する補助操舵装置や能動型サスペンション等に適用
して好適な操舵角検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の操舵角検出装置としては、例えば
特開平２−２９９９７６号公報（以下、単に従来例と称
す）に記載されているものがある。

【０００３】この従来例では、ステアリングシャフトに
固定された円板状のセンサディスクと、車体側に固定さ
れた発光ダイオード及びフォトＩＣで構成される第１セ
ンサ部及び第２センサ部とを備えたハンドル操舵角セン
サと、同様の構成を有するハンドル中立位置検出センサ
とを有し、センサディスクにはその全周にわたって数度
間隔で操舵角検出用スリットが開穴されていると共に、
この操舵角検出用スリットの内側に中立位置検出用スリ
ットが例えば２０°の範囲で開穴され、第１センサ部及
び第２センサ部はセンサディスクの操舵角検出用スリッ
トに対応して半ピッチ間隔で配置されることにより、ハ
ンドル操舵角センサから図１０に示すように位相が９０
°ずれた第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２を
出力し、この方形パルス信号をカウントして操舵角を検
出すると共に、中立位置検出センサで中立位置検出用ス
リットの有無を検出して中立位置を検出するようにした
操舵角検出装置が記載されている。

【０００４】そして、ハンドル中立位置検出センサにつ
いては、同一方向に操舵している状態で中立位置検出用
スリットの一端に到達してオン状態となったときのハン
ドル操舵角センサの操舵角検出値から他端に到達してオ
フ状態となったときのハンドル操舵角センサの操舵角検
出値を減算した値が中立位置検出用スリットの角度に許
容値を加えた許容範囲内であるときに正常であると判断
し、許容範囲外であるときに異常と判断するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の操舵角検出装置にあっては、第１センサ部及び第２
センサ部から９０°位相のずれた第１及び第２の方形パ
ルス信号Ｐ１及びＰ２が出力されることにより、これら
第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２に基づいて
操舵方向及び操舵角を検出することができるものである
が、第１センサ部及び第２センサ部間に短絡が発生した
場合には、ワイヤードアンドとなって、図１１に示すよ
うに、第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２が、
図１０の状態で共にオン状態となっている区間だけオン
状態となるパルス幅が半分で且つ同位相のパルス波形と
なり、一応パルス波形は出力されるので、方形パルス信
号の有無からはセンサの異常を検出することができない
と共に、第１及び第２の方形パルス信号Ｐ１及びＰ２よ
り細かい周期のパルス信号を検出することができないの
で、ハンドル中立位置センサのように他のパルス信号を
使用して異常判定を行うこともできず、第１センサ部及
び第２センサ部が正常であると判断せざるを得ないとい
う未解決の課題がある。

【０００６】このため、同位相の第１及び第２の方形パ
ルス信号を使用して算出される操舵角は短絡異常が発生
する前の状態に対して、単調に増加していくことにな
り、実際の操舵角に対してずれた値となってしまう。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、少なくとも２つの
操舵角センサに短絡異常等が発生して同一位相またはこ
れに近いパルス信号が出力される状態となったときにセ
ンサ異常を正確に検出することができる操舵角検出装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る操舵角検出装置は、車両の操舵系に
おける操舵角を検出する操舵角検出装置において、前記
操舵系の操舵角変化に応じて異なる位相の操舵角検出パ
ルス信号を出力する複数の操舵角センサと、該複数の操
舵角センサの操舵角検出パルス信号の位相差を検出する
位相差検出手段と、該位相差検出手段で検出した位相差
が設定値未満であるときに前記操舵角センサが異常であ
ると判断するセンサ異常検出手段とを備えたことを特徴
としている。

【０００９】この請求項１の発明においては、複数の操
舵角センサから出力される操舵角検出パルス信号の位相
差を位相検出手段で検出し、検出した位相差が設定値未
満となったときにセンサ異常検出手段で、両センサ間に
短絡異常等が発生したものと判断する。

【００１０】また、請求項２に係る操舵角検出装置は、
請求項１に係る発明において、前記位相差検出手段は、
一の操舵角センサの操舵角検出パルス信号の変化時刻か
ら他の操舵角センサの操舵角検出パルス信号の変化時刻
を減算した値を位相差として検出するように構成されて
いることを特徴としている。

【００１１】この請求項２の発明においては、複数の操
舵角センサの操舵角検出パルス信号の変化時刻を個別に
検出し、各操舵角センサ間の変化時刻差を求めるので、
変化時刻差が小さくなる程位相差が小さいと判断するこ
とが可能となる。

【００１２】さらに、請求項３に係る操舵角検出装置
は、請求項１に係る発明において、前記位相差検出手段
は、一の操舵角センサの操舵角検出パルス信号の変化時
点から他の操舵角センサの操舵角検出パルス信号の変化
時点までの計測時間を位相差として検出するように構成
されていることを特徴としている。

【００１３】この請求項３の発明においては、複数の操
舵角センサ間で一の操舵角センサの操舵角検出パルス信
号の変化時点から他の操舵角センサの変化時点迄の時間
を計測するので、計測時間が短くなる程位相差が小さい
と判断することが可能となる。

【００１４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、位相差検
出手段で、複数の操舵角センサの操舵角検出パルス信号
の位相差を検出し、センサ異常検出手段で位相差が設定
値未満であるときにセンサ異常であることを検出するよ
うにしたので、操舵角センサ間での短絡異常のように、
複数の操舵角センサにおける操舵角検出パルス信号の位
相差が小さい場合であっても、確実にセンサ異常を検出
することができるという効果が得られる。

【００１５】また、請求項２に係る発明によれば、位相
差検出手段が一の操舵角センサにおける操舵角検出パル
ス信号の変化時刻と他の操舵角センサにおける操舵角検
出パルス信号の変化時刻との時刻差を検出するようにし
ているので、この変化時刻差から位相差の大小を判断す
ることが可能となり、複数の操舵角センサにおける操舵
角検出パルス信号の位相差を正確に検出することができ
るという効果が得られる。

【００１６】さらに、請求項３に係る発明によれば、位
相差検出手段が一の操舵角センサにおける操舵角検出パ
ルス信号の変化時点から他の操舵角センサにおける操舵
角検出パルス信号の変化時点までの経過時間を計測する
ので、この経過時間から位相差の大小を判断することが
可能となり、複数の操舵角センサにおける操舵角検出パ
ルス信号の位相差を正確に検出することができるという
効果が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明を後輪操舵装置に適
用した場合の一実施形態を示す概略構成図であり、図
中、１はステアリングホイールであって、このステアリ
ングホイール１はステアリングシャフト２を介して例え
ばラックアンドピニオン式のステアリングギヤ３に連結
されている。

【００１８】ステアリングギヤ３のラック軸は右端がサ
イドロッド４Ｒ及びナックルアーム５Ｒを介して前右輪
６ＦＲに連結され、左端は前輪操舵用パワーシリンダ７
のピストンロッド７ｄを介し、サイドロッド４Ｌ及びナ
ックルアーム５Ｌを介して前左輪６ＦＬに連結されてい
る。

【００１９】前輪操舵用パワーシリンダ７は、ピストン
７ａで画成される左右の圧力室７ｂ，７ｃがステアリン
グシャフト２に取付けられた操舵トルクに応じた油圧を
形成する油圧ブリッジ回路８を介してエンジンによって
駆動される油圧ポンプ９及びリザーバタンク１０に接続
されている。

【００２０】油圧ブリッジ回路８は、４つの流路の夫々
にステアリングホイール１に入力される操舵トルクに応
じてその絞り面積が連続して変化する可変絞り１Ｒ，１
Ｌ，２Ｒ，２Ｌが介挿されており、これら可変絞り１
Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌによって前輪操舵用パワーシリン
ダ７に供給する油圧を制御するコントロールバルブが構
成されている。

【００２１】すなわち、可変絞り１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２
Ｌは、ステアリングホイール１の例えば左方向の操舵に
よって可変絞り１Ｌ，２Ｌの２つが、右方向の操舵によ
って可変絞り１Ｒ，２Ｒの２つが夫々連動し且つ入力さ
れる操舵トルクの大きさに応じてその絞り面積が縮小す
る方向に変化するように構成されている。

【００２２】一方、後輪６ＲＬ，６ＲＲも、前輪操舵系
と同様にサイドロッド１２Ｌ，１２Ｒに連結されたナッ
クルアーム１３Ｌ，１３Ｒによって回動自在に支持され
ており、サイドロッド１２Ｌ，１２Ｒの内端間にタイロ
ッド１４が連結され、このタイロッド１４に後輪操舵用
アクチュエータ１５が連結されている。

【００２３】この後輪操舵用アクチュエータ１５は、電
動モータ１６の回転力をタイロッド１４の移動方向に変
換する減速機構１７と、タイロッド１４をセンタリング
するスプリング機構１８とで構成されている。

【００２４】減速機構１７は、図示しないが電動モータ
１６の出力軸に取付けられた駆動歯車と、タイロッド１
４の外周面に形成されたボールねじに螺合し且つ回動の
み可能なボールナットと、このボールナットに同軸に固
定され且つ駆動歯車に噛合する従動歯車とを少なくとも
備えている。

【００２５】また、ステアリングシャフト２には、ステ
アリングホイール１の回転角即ち操舵角を検出する操舵
角検出機構２０が取付けられている。この操舵角検出機
構２０は、図２に示すように、ステアリングシャフト２
に固定された円板状のセンサディスク２１と、このセン
サディスク２１に対向して配設された第１の操舵角セン
サ２２，第２の操舵角センサ２３及び中立位置センサ２
４とで構成されている。

【００２６】ここで、センサディスク２１には、その外
周側に全周にわたって数度間隔で操舵角検出用透孔２１
ａが穿設されていると共に、その内側に同心的に例えば
２０°程度の範囲で中立位置検出用透孔２１ｂが穿設さ
れている。

【００２７】また、第１の操舵角センサ２２、第２の操
舵角センサ２３及び中立位置センサ２４は、夫々センサ
ディスク２１を挟んで対向する発光ダイオード及びフォ
トトランジスタを有するフォトインタラプタで構成さ
れ、このうち第１の操舵角センサ２２及び第２の操舵角
センサ２３は、センサディスク２１の操舵角検出用透孔
２１ａに対向する任意の位置に透孔２１ａの幅の半分の
ピッチで並設され、中立位置センサ２４は、ステアリン
グホイール１が直進状態を表す中立位置にあるときに中
立位置検出用透孔２１ｂの円周方向の略中心位置に配設
されている。

【００２８】また、後輪操舵用アクチュエータ１５の電
動モータ１６には、その回転角を検出する位相差を有す
る２つのパルス信号を出力するエンコーダで構成される
モータ回転角センサ２５が配設され、この回転角センサ
２５から出力される２つのパルス信号が回転角計測回路
２６に入力され、この回転角計測回路２６で回転方向を
弁別して加算パルス及び減算パルスを形成し、これらを
アップダウンカウンタで加減算してディジタル値の現在
モータ回転角θ_MPを出力する。

【００２９】そして、後輪操舵用アクチュエータ１５を
構成する電動モータ１６が後輪操舵用コントローラ３０
によって駆動制御される。この後輪操舵用コントローラ
３０は、ＣＰＵ，メモリ等を内蔵したマイクロコンピュ
ータ等を含んで構成され、その入力側に車速を検出する
車速センサ２８、前記２組の操舵角センサ２２，２３及
び中立位置センサ２４、電動モータ１６の出力軸に設け
られたモータ回転角センサ２５が接続され、出力側に電
動モータ１６を駆動するモータ駆動回路２７に接続され
ている。

【００３０】そして、後輪操舵用コントローラ３０は、
操舵角センサ２２，２３の操舵角検出パルス信号に基づ
いて操舵方向及び操舵角を検出すると共に、中立位置セ
ンサ２４の検出信号に基づいて中立位置を検出し、且つ
操舵角と車速センサ２８の車速検出値Ｖとに基づいて所
定の演算処理を行って後輪目標操舵角θ_RTを算出し、こ
の後輪目標操舵角θ_RTをモータ目標回転角θ_MTに変換
し、このモータ目標回転角θ_MTと回転角計測回路２６か
らの現在モータ回転角θ_MPとの偏差εに応じたモータ制
御信号ＳＭとモータ回転方向信号ＳＤとをモータ駆動回
路２７に出力する。

【００３１】次に、上記実施形態の動作を後輪操舵用コ
ントローラ３０で実行する後輪操舵制御処理の一例を示
す図３〜図５のフローチャートを伴って説明する。この
図３の後輪操舵制御処理は、キースイッチがオン状態と
なることにより、メインプログラムとして実行開始さ
れ、先ず、ステップＳ１で、メモリに記憶されている現
在の前輪操舵角θ_F を読出し、次いでステップＳ２に移
行して車速センサ２８の車速検出値Ｖを読込み、次いで
ステップＳ３に移行して、前輪操舵角θ_F 及び車速検出
値Ｖとに基づいて下記（１）式に従って後輪目標操舵角
θ_RTを算出する。

【００３２】θ_RT＝Ｋ・θ_F …………（１） Ｋ＝（ｂＬＣ_F Ｃ_R −ａＭＣ_F Ｖ² ）／（ａＬＣ_F Ｃ_R
−ｂＭＣ_F Ｖ² ） ここで、ａは前輪及び重心点間距離、ｂは後輪及び重心
点間距離、Ｌはホイールベース、Ｃ_F は前輪コーナリン
グパワー、Ｃ_R は後輪コーナリングパワー、Ｍは車両質
量である。

【００３３】この（１）式から明らかなように、後輪目
標操舵角θ_RTは、車速検出値Ｖが所定車速未満であると
きには、車両の旋回性能が向上するように、後輪の操舵
方向が前輪のそれと逆方向になり、また車速検出値Ｖが
所定車速以上となると、車両の走行安定性を向上させる
ように後輪の転舵方向が前輪のそれと同方向となるよう
に設定される。

【００３４】次いで、ステップＳ４に移行して、上記ス
テップＳ３で算出した後輪目標操舵角θ_RTをもとに例え
ばメモリに予め記憶された後輪目標操舵角θ_RTと電動モ
ータ１６の目標回転角θ_M との関係を表す記憶テーブル
を参照して電動モータ１６の目標モータ回転角θ_MTを算
出し、次いでステップＳ５に移行して、メモリに記憶さ
れている現在のモータ回転角θ_MPを読込み、次いで、ス
テップＳ６に移行して、目標モータ回転角θ_MTから現在
モータ回転角θ_MPを減算して両者の偏差εを算出してか
らステップＳ７に移行する。

【００３５】このステップＳ７では、ＰＩＤ制御を行う
ために、偏差εをもとに下記（２）式の演算を行って目
標電流値Ｉ_T を算出し、これをメモリの所定記憶領域に
更新記憶する。

【００３６】 Ｉ_T ＝〔Ｋ₁ ＋（１／Ｓ）Ｋ₂ ＋Ｓ・Ｋ₃ 〕ε …………（２） ここで、Ｋ₁ は比例ゲイン、Ｋ₂ は積分ゲイン、Ｋ₃ は
微分ゲイン、Ｓはラプラス演算子である。

【００３７】次いで、ステップＳ８に移行して、左切り
か否かを判定する。この判定は、前回の目標モータ回転
角θ_MT(n-1) から今回の目標モータ回転角θ_MT(n) とを
比較することにより行い、θ_MK(n) ＞θ_MT(n-1) である
ときには左切りと判断してステップＳ９に移行し、回転
方向信号ＳＤを左切りを表す論理値“１”に設定してか
らステップＳ１１に移行し、θ_MK(n) ≦θ_MT(n-1) であ
るときには右切りと判断してステップＳ１０に移行し、
転舵方向信号ＳＤを右切りを表す論理値“０”に設定し
てからステップＳ１１に移行する。

【００３８】ステップＳ１１では、目標電流値Ｉ_T に応
じた電流指令値のモータ制御信号ＳＭ及び回転方向信号
ＳＤをモータ駆動回路２７に出力して後輪側アクチュエ
ータ１５を駆動制御してから前記ステップＳ１に戻る。

【００３９】また、後輪操舵用コントローラ３０は、所
定時間（例えば１０ｍｓｃ）毎に図４及び図５の操舵角
読込処理を後述するセンサ異常判定のための設定値Ｔ_S
未満の時刻差で実行する。

【００４０】この図４の操舵角読込処理は、先ず、ステ
ップＳ２１で第１の操舵角センサ２２の操舵角検出パル
ス信号Ｐ１を読込み、次いでステップＳ２２に移行して
読込んだ検出パルス信号Ｐ１が論理値“０”であるか否
かを判定し、論理値“１”であるときにはステップＳ２
３に移行して検出パルス信号Ｐ１の状態をメモリに形成
した前回値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理
を終了してメインプログラムに復帰し、論理値“０”で
あるときにはステップＳ２４に移行する。

【００４１】このステップＳ２４では、検出パルス信号
Ｐ１の前回値が論理値“１”であったか否かを判定し、
前回値も論理値“０”であるときには論理値“０”を継
続しているものと判断してそのままタイマ割込処理を終
了し、前回値が論理値“１”であるときには論理値
“１”から論理値“０”に反転した信号立ち下がり時で
あると判断してステップＳ２５に移行する。

【００４２】このステップＳ２５では、内蔵する時計の
現在時刻Ｔ_P1をメモリに形成した第１操舵角検出パルス
信号時刻記憶領域に更新記憶し、次いでステップＳ２６
に移行して後述する操舵角演算処理の起動処理を行って
からタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰
する。

【００４３】また、図５の操舵角読込処理は、先ず、ス
テップＳ３１で第２の操舵角センサ２３の操舵角検出パ
ルス信号Ｐ２を読込み、次いでステップＳ３２に移行し
て読込んだ検出パルス信号Ｐ２が論理値“０”であるか
否かを判定し、論理値“１”であるときにはステップＳ
３３に移行して検出パルス信号Ｐ２の状態をメモリに形
成した前回値記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処
理を終了してメインプログラムに復帰し、論理値“０”
であるときにはステップＳ３４に移行する。

【００４４】このステップＳ３４では、検出パルス信号
Ｐ１の前回値が論理値“１”であったか否かを判定し、
前回値も論理値“０”であるときには論理値“０”を継
続しているものと判断してそのままタイマ割込処理を終
了し、前回値が論理値“１”であるときには論理値
“１”から論理値“０”に反転した信号立ち下がり時で
あると判断してステップＳ３５に移行する。

【００４５】このステップＳ３５では、内蔵する時計の
現在時刻Ｔ_P2をメモリに形成した第１操舵角検出パルス
信号時刻記憶領域に更新記憶し、次いでステップＳ３６
に移行して後述する図６に示す操舵角演算処理の起動処
理を行ってからタイマ割込処理を終了してメインプログ
ラムに復帰する。

【００４６】なお、キースイッチをオン状態として後輪
操舵用コントローラ３０で演算処理が実行開始される初
期状態で、第１操舵角検出パルス信号時刻記憶領域及び
第２操舵角検出パルス信号時刻記憶領域には、後述する
設定値Ｔ_S 以上の時刻差を有する時刻が初期値として記
憶される。

【００４７】そして、図４及び図５の操舵角演算処理起
動処理が実行されると、図６に示す操舵角演算処理が実
行開始される。この操舵角演算処理は、ステップＳ４１
で前回値記憶領域に記憶されている操舵角検出パルス信
号Ｐ１の状態が論理値“０”であるか否かを判定し、こ
れが論理値“０”であるときにはステップＳ４２に移行
して、前回値記憶領域に記憶されている操舵角検出パル
ス信号Ｐ２の状態が論理値“０”であるか否かを判定
し、論理値“０”であるときには左切り状態であると判
断してステップＳ４３に移行してメモリに形成した操舵
角を表すカウンタ領域に格納されている操舵角検出値θ
_D を“１”だけカウントアップしてからタイマ割込処理
を終了してメインプログラムに復帰する。

【００４８】一方、ステップＳ４１の判定結果が操舵角
検出パルス信号Ｐ１の状態が論理値“１”であるときに
はステップＳ４４に移行して操舵角検出パルス信号Ｐ２
の状態が論理値“１”であるか否かを判定し、論理値
“０”であるときには左切り状態であると判断して前記
ステップＳ４３に移行し、論理値“１”であるときには
右切り状態であると判断してステップＳ４５に移行し
て、前記カウンタ領域に格納されている操舵角検出値θ
_D を“１”だけカウントダウンしてからタイマ割込処理
を終了してメインプログラムに復帰し、また前記ステッ
プＳ４２の判定結果が操舵角検出パルス信号Ｐ２が論理
値“１”であるときにも右切り状態であると判断してス
テップＳ４５に移行する。

【００４９】さらに、後輪操舵用コントローラ３０は、
所定時間（例えば１０ｍｓｃ）毎に図７のセンサ異常判
定処理を実行する。この図７のセンサ異常判定処理は、
先ず、ステップＳ５１で、第１及び第２のの操舵検出パ
ルス信号時刻記憶領域に記憶されている第１及び第２の
パルスの立ち下がり時刻Ｔ_P1及びＴ_P2を読出し、次いで
ステップＳ５２に移行して下記（３）式に従ってパルス
時刻差Ａを算出する。

【００５０】Ａ＝｜Ｔ_P1−Ｔ_P2｜ …………（３） 次いで、ステップＳ５３に移行して、算出したパルス時
刻差Ａが予め設定した設定値Ｔ_S 未満であるか否かを判
定する。この判定は、第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１
と第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２との間に短絡異常が
発生しているか否かを判定するものであり、Ａ＜Ｔ_S で
あるときには、各操舵角センサ２２，２３の第１及び第
２の操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２間に短絡異常が
発生しているものと判断してステップＳ５４に移行して
前述した図３の後輪操舵処理を強制終了させる異常検知
処理を行ってから処理を終了し、Ａ≧Ｔ_S であるときに
は各操舵角センサ２２，２３が正常であると判断してそ
のままタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復
帰する。

【００５１】ここで、設定値Ｔ_S は、ステアリングホイ
ール１を可能な限りの急操舵を行ったときの操舵角検出
パルス信号Ｐ１及びＰ２の時刻差より小さい値に選定さ
れている。

【００５２】さらにまた、後輪操舵用コントローラ３０
は、所定時間（例えば１０ｍｓｃ）毎に図８の操舵角演
算処理を実行する。この操舵角演算処理は、先ず、ステ
ップＳ６１で前回の割込周期において演算されメモリの
所定記憶領域に記憶されている疑似中立位置としての移
動平均値θ _CA及び本来の中立位置の値θ_C を読出し、次
いでステップＳ６２に移行して前記図６の操舵角演算処
理で設定された操舵角θ_D を読込む。

【００５３】次いで、ステップＳ６３に移行して、下記
（４）式の演算を行って移動平均値θ_CAを算出し、これ
をメモリの移動平均値記憶領域に更新記憶する。 θ_CA＝θ_CA−θ_C ／１００＋θ_D ／１００ …………（４） このステップＳ６３の演算は１００個の操舵角の移動平
均を求めることに相当する。

【００５４】次いで、ステップＳ６４に移行して、中立
位置センサ２４の中立位置検出信号ＰＮが“１”である
か否かを判定し、中立位置検出信号ＰＮが論理値“１”
であるときには、ステアリングホイール１が直進走行状
態を表す略中立位置にあって、前記ステップＳ６３で算
出した移動平均値θ_CAが正確に中立位置を表していると
判断して、ステップＳ６５に移行して移動平均値θ_CAを
中立位置θ_C としてメモリの所定記憶領域に更新記憶し
てからステップＳ６６に移行する。

【００５５】一方、ステップＳ６４の判定結果が中立位
置信号ＰＮが論理値“０”であるときにはステアリング
ホイール１が中立位置にはないものと判断してメモリの
所定記憶領域に記憶されている中立位置を更新すること
なく直接ステップＳ６６に移行する。

【００５６】ステップＳ６６では、ステップＳ６２で読
出した操舵角θ_D からメモリの中立位置記憶領域に記憶
されている中立位置θ_C を減算した値を前輪操舵角θ_F
としてメモリの前輪操舵角記憶領域に更新記憶する。

【００５７】ここで、前輪操舵角θ_F は値が正であれば
左切り、負であれば右切りであることを示す。したがっ
て、今、車両が直進走行状態からステアリングホイール
１を左切りして左旋回状態に移行すると、操舵角センサ
２２及び２３が共に正常であるときには、ステアリング
ホイール１の左切りに応じて操舵角センサ２２及び２３
から図９に示すように操舵角センサ２２の第１の操舵角
検出パルス信号Ｐ１に対して操舵角センサ２２の第２の
操舵角検出パルス信号Ｐ２が９０°位相が進んだ関係で
出力される。

【００５８】このため、図９の時点ｔ₁ で、第２の操舵
角検出パルス信号Ｐ２が論理値“１”から論理値“０”
に立ち下がると、この図５の操舵角読込処理が実行され
たときに、ステップＳ３２からステップＳ３４を経てス
テップＳ３５に移行し、そのときの現在時刻Ｔ_P2を第２
操舵角検出パルス信号時刻記憶領域に更新記憶してから
ステップＳ３６に移行して図６の操舵角演算処理を起動
し、次いでステップＳ３３に移行してメモリの前回値記
憶領域に第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２の状態である
論理値“０”を更新記憶する。

【００５９】このため、図５の処理が終了した時点で図
６の操舵角演算処理が開始され、時点ｔ₁ では、図９に
示すように、第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１が論理値
“１”であるので、ステップＳ４１からステップＳ４４
に移行し、第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２の前回値記
憶領域に論理値“０”が記憶されていることにより、左
切り状態であると判断して、ステップＳ４３に移行しカ
ウンタを“１”だけカウントアップすることにより、操
舵角検出値θ_D が中立位置θ_C に相当する値からカウン
トアップされる。

【００６０】一方、図８の操舵角演算処理が実行される
と、操舵角検出値θ_D 及び中立位置θ_C に基づいて操舵
角の移動平均値θ_CAが算出され、このとき、中立位置セ
ンサ２４の中立位置検出信号ＰＮが論理値“１”である
ので、算出された移動平均値θ_CAを中立位置θ_C として
中立位置記憶領域に更新記憶すると共に、操舵角検出値
θ_D から中立位置θ_C を減算して前輪操舵角θ_F を算出
し、これを前輪操舵角記憶領域に更新記憶する。

【００６１】このため、図３の後輪操舵処理が実行され
ると、前輪操舵角θ_F に基づいて後輪目標操舵角θ_RTを
算出し、これに基づいて目標モータ回転角θ_MTを算出
し、この目標モータ回転角θ_MTと現在モータ回転角θ_MP
との偏差εに基づいて後輪操舵用アクチュエータ１５の
電動モータ１６をＰＩＤ制御することにより、後輪操舵
制御が行われる。

【００６２】次いで、図９の時点ｔ₂ で第１の操舵角検
出パルス信号Ｐ１が論理値“１”から論理値“０”に立
ち下がると、その直後に図４の操舵角読込処理が実行さ
れたときに、上述した図５の処理と同様に第１の操舵角
検出パルス信号時刻記憶領域に現在時刻Ｔ_P1が更新記憶
されると共に、前回値記憶領域に論理値“０”が更新記
憶される。

【００６３】このため、図６の操舵角演算処理が実行さ
れたときに、ステップＳ４１からステップＳ４２に移行
し、このときの第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２が論理
値“０”であるので、ステップＳ４３に移行してカウン
タを“１”だけカウントアップすることにより、操舵角
検出値θ_D が中立位置θ_C に相当する値からカウントア
ップされる。

【００６４】この操舵角検出値θ_D に基づいて、図３の
後輪操舵処理を行うことにより、左旋回時の後輪操舵制
御が継続される。このようにして、ステアリングホイー
ル１の左切りが継続される間操舵角検出値θ_D のカウン
トアップが継続され、左旋回状態から直進走行状態に復
帰する場合には、ステアリングホイール１が右切りされ
ることにより、操舵角センサ２２，２３から出力される
第１及び第２の操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２が図
１０に示すように、第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１が
第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２に対して９０°位相が
進むことにより、図６の操舵角演算処理が実行されたと
きに操舵角検出値θ_D がカウントダウンされる。

【００６５】中立位置センサ２４の中立位置信号ＰＮが
論理値“１”となったときに、移動平均値θ_CAが中立位
置θ_C として設定される。一方、所定時間毎に図７のセ
ンサ異常検出処理が実行されるが、この場合には、操舵
角センサ２２及び２３が正常であるので、前述した時点
ｔ₁ で第２操舵角検出パルス信号時刻記憶領域に更新記
憶された現在時刻Ｔ_P2と時点ｔ₂ で第１操舵角検出パル
ス信号時刻記憶領域に更新記憶された現在時刻Ｔ_P1との
時刻差Ａは設定値Ｔ_S を上回ることになり、そのままタ
イマ割込処理を終了することになり、操舵角演算処理及
び後輪操舵制御処理が継続される。

【００６６】ところが、ステアリングホイール１を例え
ば右切りしている状態で、操舵角センサ２２及び２３が
短絡状態となる異常が発生すると、ワイヤードアンド状
態となって、図１１に示すように、第１及び第２の操舵
角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２が、図１０の状態で共に
論理値“１”となっている区間だけ論理値“１”となる
パルス幅が半分で且つ同位相のパルス波形となる。

【００６７】このとき、図４の操舵角センサ２２に対す
る操舵角読込処理のタイマ割込処理が図５の操舵角読込
処理に対するタイマ割込処理より先に実行される場合に
は、ステアリングホイール１を左切りしようが右切りし
ようが常に図４の操舵角センサ２２に対する操舵角読込
処理で第１操舵角検出パルス信号時刻記憶領域に現在時
刻Ｔ_P1が更新記憶された後の設定値Ｔ_S 未満に図５の操
舵角センサ２３に対する操舵角読込処理が実行されて第
２の操舵角検出パルス信号時刻記憶領域に現在時刻Ｔ_P2
が更新記憶されることになり、両時刻記憶領域に記憶さ
れている現在時刻Ｔ_P1及びＴ_P2の時刻差Ａは図４及び図
５のタイマ割込処理の実行間隔に一致する。

【００６８】このため、ステップＳ５３で時刻差Ａが設
定値Ｔ_S 未満と判定されるので、操舵角センサの短絡異
常が発生したことを確実に検出することができ、これに
応じてステップＳ５４に移行し、異常検知処理を実行
し、後輪操舵制御処理の実行を中止させ、操舵検出値θ
_D が実際の操舵角に対してずれることにより、後輪操舵
制御に影響を与えることを確実に防止することができ
る。

【００６９】すなわち、操舵角センサ２２，２３の短絡
異常が発生したときには、前述した図４及び図５の操舵
角読込処理で所定周期で操舵角検出パルス信号Ｐ１及び
Ｐ２を読込み、操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２が論
理値“０”となったときに前回値が論理値“１”であっ
たときのみパルス信号の立ち下がり時点と判断するよう
にしているので、ステアリングホイール１の左切り又は
右切りに拘わらず図４及び図５の操舵角読込処理の実行
順に順次図６の操舵角演算処理が実行されたとき、図４
の操舵角読込処理で操舵角センサ２２の第１の操舵角検
出パルス信号Ｐ１の立ち下がりを検出した時点では、操
舵角センサ２３の第２の操舵角検出パルス信号Ｐ２も立
ち下がっており、図６の操舵角演算処理が実行されたと
きにステップＳ４１からステップＳ４４を経てステップ
Ｓ４３に移行して、カウンタをカウントアップし、これ
に遅れて図５の操舵角読込処理の実行されて第２の操舵
角検出パルス信号Ｐ２の立ち下がりを検出した時点でも
第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１は立ち下がっているの
で、図６の操舵角演算処理が実行されたときにステップ
Ｓ４１からステップＳ４４にを経てステップＳ４３に移
行してカウンタをカウントアップする。

【００７０】このため、操舵角センサ２２，２３間に短
絡異常が発生したときには、ステアリングホイール１の
左切り右切りに拘わらず操舵角検出値θ_D は単調にカウ
ントアップを継続することになり、ステアリングホイー
ル１の操舵による実際の操舵角変化と操舵時間の経過と
共に大きくなるずれを生じることになり、後輪操舵制御
に大きな影響を与えることになるが、本実施形態では、
上述したように、操舵角センサ２２及び２３間に短絡異
常が発生したときには直ちに短絡異常を検知して、後輪
操舵制御を中止することが可能となるので、後輪操舵制
御に与える影響を最小限に抑えることができる。

【００７１】なお、上記第１の実施形態においては、操
舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２の論理値“１”から論
理値“０”への立ち下がり時点での時刻差を検出する場
合について説明したが、これに限定されるものではな
く、操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２の論理値“０”
から論理値“１”への立ち上がり時点での時刻差を検出
するようにしてもよいことは言うまでもない。

【００７２】次に、本発明の第２の実施形態を図１２〜
図１４について説明する。この第２の実施形態は、上記
第１の実施形態における操舵角検出パルス信号Ｐ１及び
Ｐ２の変化時点での時刻を記憶する場合に代えて、図４
の操舵角読込処理で操舵角検出パルス信号Ｐ１の変化を
検出した時点から図５の操舵角読込処理で操舵角検出パ
ルス信号Ｐ２の変化を検出する時点までの経過時間を計
測し、これに基づいて操舵角センサ２２及び２３間の短
絡異常を検出するようにしたものである。

【００７３】この第２の実施形態では、前述した図４に
対応する操舵角読込処理が、図１２に示すように、図４
のステップＳ２５における時刻記憶処理が、所定クロッ
クパルス毎にカウントアップするタイマをクリアしてス
タートするタイマ起動処理を行うステップＳ７１に置換
されていると共に、前述した図５に対応する操舵角読込
処理が、図１３に示すように、図５のステップ３５にお
ける時刻記憶処理が、上記タイマを停止させるタイマ停
止処理を行うステップＳ７２及びそのときのタイマ値を
異常判定値Ａとしてメモリに形成した異常判定値記憶領
域に更新記憶する記憶処理を行うステップＳ７３に置換
されている。

【００７４】また、前述した図７に対応するセンサ異常
検出処理が、図１４に示すように、ステップＳ７４で異
常判定値記憶領域に記憶されている異常判定値Ａを読出
し、次いでステップＳ７５に移行して、読出された異常
判定値Ａが予め設定された設定値Ｘ未満であるか否かを
判定し、Ａ≧Ｘであるときには操舵角センサ２２及び２
３間に短絡異常が発生していないものと判断してそのま
まタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰
し、Ａ＜Ｘであるときには操舵角センサ２２及び２３間
に短絡異常が発生しているものと判断して、前述した第
１の実施形態における図７のステップＳ５４と同様のの
異常検知処理を行うステップＳ７６に移行してからタイ
マ割込処理を終了するように構成されている。

【００７５】この第２の実施形態によると、操舵角セン
サ２２及び２３の正常時には、ステアリングホイール１
の左切り時又は右切り時に図９又は図１０の操舵角検出
パルス信号Ｐ１及びＰ２に９０°又は２７０°の位相差
を有するため、図１２の操舵角読込処理で第１の操舵角
検出パルス信号Ｐ１の立ち下がりを検出して、タイマを
スタートさせた時点から、図１３の操舵角読込処理で第
２の操舵角検出パルス信号Ｐ２の立ち下がりを検出し
て、タイマを停止させた時点迄のタイマのカウント値で
なる異常判定値Ａは設定値Ｘより大きな値となる。

【００７６】このため、図７のセンサ異常検出処理が実
行されたときには、異常判定値Ａが設定値Ｘより大きな
値となるので、操舵角センサ２２及び２３間に短絡異常
が発生していないものと判断して、そのままタイマ割込
処理を終了してメインプログラムに復帰することによ
り、検出された前輪操舵角θ_F に基づく後輪操舵制御処
理が正常に実行される。

【００７７】ところが、操舵角センサ２２及び２３間に
短絡異常が発生した場合には、前述した第１の実施形態
と同様に、第１の操舵角検出パルス信号Ｐ１と第２の操
舵角検出パルス信号Ｐ２とが同位相で同一パルス幅とな
るので、図１２の操舵角読込処理で第１の操舵角検出パ
ルス信号Ｐ１の立ち下がりを検出してタイマをスタート
させてから図１３の操舵角読込処理で第２の操舵角検出
パルス信号Ｐ２の立ち下がりを検出してタイマを停止さ
せる迄の時間が、図１２の操舵角読込処理が開始されて
から図１３の操舵角読込処理を開始するまでの時間と略
等しい時間となり、タイマのカウント値である異常判定
値Ａが設定値Ｘ未満となる。

【００７８】このため、図１４のセンサ異常検出処理が
実行されたときに、ステップＳ７５からステップＳ７６
に移行して、異常検知処理が実行されることにより、操
舵角センサ２２及び２３間の短絡異常を確実に検出する
ことができ、前述した第１の実施形態と同様に後輪操舵
制御処理が中止され、操舵角センサ２２及び２３間の短
絡異常による前輪操舵角θ_F が実際の操舵角からずれる
ことによる後輪操舵制御に与える影響を確実に抑制する
ことができる。

【００７９】なお、上記第２の実施形態においても、前
述した第１の実施形態と同様に、操舵角検出パルス信号
Ｐ１及びＰ２の立ち下がり時点を検出する場合に代えて
操舵角検出パルス信号Ｐ１及びＰ２の立ち上がり時点を
検出するようにしてもよいことは勿論である。

【００８０】また、上記第１及び第２の実施形態におい
ては、中立位置センサ２４を設けて中立位置を補正する
場合について説明したが、これを省略して、操舵角検出
値θ _D の移動平均による移動平均値を中立位置として設
定するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】操舵角検出機構の一例を示す構成図である。

【図３】後輪操舵用コントローラの後輪操舵制御処理手
順の一例を示すフローチャートである。

【図４】後輪操舵用コントローラの第１の操舵角センサ
に対する操舵角読込処理手順の一例を示すフローチャー
トである。

【図５】後輪操舵用コントローラの第２の操舵角センサ
に対する操舵角読込処理手順の一例を示すフローチャー
トである。

【図６】後輪操舵用コントローラの操舵角演算処理手順
の一例を示すフローチャートである。

【図７】後輪操舵用コントローラのセンサ異常検出処理
手順の一例を示すフローチャートである。

【図８】後輪操舵用コントローラの前輪操舵角演算処理
手順の一例を示すフローチャートである。

【図９】左旋回状態での第１及び第２の操舵角検出パル
ス信号を示す波形図である。

【図１０】右旋回状態での第１及び第２の操舵角検出パ
ルス信号を示す波形図である。

【図１１】第１及び第２の操舵角センサ間で短絡異常が
発生したときの第１及び第２の操舵角検出パルス信号を
示す波形図である。

【図１２】第２の実施形態における後輪操舵用コントロ
ーラの第１の操舵角センサに対する操舵角読込処理手順
の一例を示すフローチャートである。

【図１３】第２の実施形態における後輪操舵用コントロ
ーラの第２の操舵角センサに対する操舵角読込処理手順
の一例を示すフローチャートである。

【図１４】第２の実施形態における後輪操舵用コントロ
ーラのセンサ異常検出処理手順の一例を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】 １ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ６ＦＬ，６ＦＲ 前輪 ６ＲＬ，６ＲＲ 後輪 １５ 後輪側アクチュエータ １６ 電動モータ ２０ 操舵角検出機構 ２１ 車速センサ ２２ 第１の操舵角センサ ２３ 第２の操舵角センサ ２４ 中立位置センサ ２６ 回転角計測回路 ２７ モータ駆動回路 ３０ 後輪操舵用コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の操舵系における操舵角を検出する
   操舵角検出装置において、前記操舵系の操舵角変化に応
   じて異なる位相の操舵角検出パルス信号を出力する複数
   の操舵角センサと、該複数の操舵角センサの操舵角検出
   パルス信号の位相差を検出する位相差検出手段と、該位
   相差検出手段で検出した位相差が設定値未満であるとき
   に前記操舵角センサが異常であると判断するセンサ異常
   検出手段とを備えたことを特徴とする操舵角検出装置。
2. 【請求項２】 前記位相差検出手段は、一の操舵角セン
   サの操舵角検出パルス信号の変化時刻から他の操舵角セ
   ンサの操舵角検出パルス信号の変化時刻を減算した値を
   位相差として検出するように構成されていることを特徴
   とする請求項１記載の操舵角検出装置。
3. 【請求項３】 前記位相差検出手段は、一の操舵角セン
   サの操舵角検出パルス信号の変化時点から他の操舵角セ
   ンサの操舵角検出パルス信号の変化時点までの計測時間
   を位相差として検出するように構成されていることを特
   徴とする請求項１記載の操舵角検出装置。