回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置
【課題】高い検出精度を有するとともに、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することのできる回転角検出装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、ステアリングセンサが出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角である操舵角θsを検出する。また、ＥＣＵ１１は、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備える。そして、マイコン２１は、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備える。
【解決手段】ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、ステアリングセンサが出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角である操舵角θsを検出する。また、ＥＣＵ１１は、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備える。そして、マイコン２１は、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用パワーステアリング装置には、ステアリングに生じた操舵角に基づいて、そのパワーアシスト制御を実行するものがある。尚、操舵角（操舵速度）を用いたパワーアシスト制御の態様としては、例えば、ステアリングを中立位置に復帰させるステアリング戻し制御や操舵角の急変を抑制するダンピング補償制御等が挙げられる。そして、従来、その操舵角の検出は、例えば、特許文献１に示されるようなＡＢＺ相のパルス信号を出力する回転角センサをステアリングセンサに用いて行なうのが一般的となっていた。
【０００３】
しかしながら、このようなパルス式の回転角センサには、その検出精度の向上とサイズの小型化との両立が難しいという問題がある。そこで、近年では、例えば、特許文献２に示されるように、磁気検出素子を用いることにより、その検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力可能な回転角センサが提案されている。そして、このような磁気式の回転角センサをステアリングセンサに用いることにより、サイズの小型化を図りつつ、高精度に操舵角を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２７４１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６２５０号公報
【特許文献３】特表２００７−５３３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回転角センサの出力信号に基づき検出される回転角は、基本的に、その検出対象となる回転軸の機械角３６０°の範囲内での相対角（電気角）であるのに対し、ステアリングの回転により生ずる操舵角は、その機械角３６０°を超えた範囲を含む絶対角である。このため、多くの場合、操舵角の検出は、そのステアリングセンサの出力信号に基づき検出される相対角の変化をカウントすることにより行なわれる。
【０００６】
ところが、上記のような正弦信号及び余弦信号に基づく回転角検出は、従来のようなパルス信号に基づく回転角検出では必要のなかったＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不可欠である。このため、イグニッションオフ（ＩＧオフ）から再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保すべく、ＩＧオフ後においても上記のような相対角変化のカウントを継続するとすれば、その消費電力の増大により、車載電源（バッテリ）の消耗を早める結果となってしまう。
【０００７】
この点、上記特許文献２、或いは特許文献３等に記載の回転角検出装置は、絶対角に応じて回転角センサを構成する磁石回転子と磁気検出素子との軸方向距離を変化させる。そして、その磁気検出素子を通過する磁束密度のベクトル長を絶対角に応じて連続的に変化させることにより、上記のような回転角変化のカウントを行なうことなく、その絶対角の検出が可能となっている。
【０００８】
しかしながら、このように軸方向距離を変更する機械的構成を設けることで構造が複雑化し、これにより製造コストが上昇する。そして、更には、その可動部の存在が信頼性の低下を招く要因となるおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高い検出精度を有するとともに、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することのできる回転角検出装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力する回転角センサと、前記正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角を検出する第１の回転角検出手段と、前記正弦信号及び余弦信号に基づいて、所定の前記回転角に対応したエッジを有するとともに、それぞれの前記所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記各パルス信号に基づいて前記回転角を検出する第２の回転角検出手段と、を備えた回転角検出装置であること、を要旨とする。
【００１１】
即ち、このような三相のパルス信号のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）を検出することで、検出対象の回転角変化を電気角３６０°で生ずるエッジ数に対応した電気角精度（例えば、エッジ数が「６」である場合は電気角６０°の精度）で検出することが可能であり、その累計をカウントすることで絶対角を検出することができる。そして、パルス信号に基づく回転角検出では、正弦信号及び余弦信号に基づく回転角検出のようなＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不要である。
【００１２】
従って、上記構成によれば、その第１の回転角検出手段により、正弦信号及び余弦信号に基づく高精度な絶対角検出を行うとともに、当該第１の回転角検出手段の停止時には、その第２の回転角検出手段による三相のパルス信号に基づく検出により、消費電力を抑えつつ、その絶対角検出を継続することができる。その結果、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記パルス信号生成手段は、抵抗値の等しい４つの抵抗を直列接続してなるとともに前記正弦信号及び余弦信号の最大値に相当する電圧が印加される分圧回路と、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの高電位信号と前記余弦信号とを入力とする第１のコンパレータと、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの中電位信号と前記正弦信号とを入力とする第２のコンパレータと、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの低電位信号と前記余弦信号とを入力とする第３のコンパレータと、を備えてなること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、構成簡素且つ省電力にて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記第１の回転角検出手段は、該第１の回転角検出手段の停止時に前記第２の回転角検出手段が検出を継続した前記各パルス信号に基づく第２の回転角により、その起動時に演算する前記回転角の初期値を補正すること、を要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、第１の回転角検出手段の起動直後から、高精度に絶対角を検出することができる。
請求項４に記載の発明は、前記エッジを検出して前記第２の回転角検出手段を起動する起動手段を備えること、を要旨とする。
【００１７】
即ち、各パルス信号に基づく回転角検出は、そのエッジの検出に基づくものであり、非エッジ検出時には、特段、演算処理も発生しない。従って、上記構成によれば、継続的に絶対角検出を行いつつ、大幅に消費電力を抑えることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号の異常を判定する第１の異常判定手段と、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号の異常を判定する第２の異常判定手段とを備えること、を要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、より精度よく、その回転角検出に生じた障害を検知することができる。そして、その障害が発生した要因の推定も可能になる。具体的には、例えば、第１の回転角検出手段がデジタル処理装置により構成される場合、その正弦信号及び余弦信号が異常であるにも関わらず、各パルス信号が正常である場合には、同第１の回転角検出手段が正弦信号及び余弦信号を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換（Ａ／Ｄ変換器（回路））に問題があると推定することができる。また、パルスのみが異常である場合には、そのパルス信号生成手段に問題があると推定することができる。そして、正弦信号及び余弦信号、並びに各パルス信号が異常である場合には、その回転角センサが故障したものと推定することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、ＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保することができる。その結果、再始動直後からの良好なステアリング特性及び操舵フィーリングを実現することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であって、前記正弦信号及び余弦信号に基づき検出される第１の操舵角を用いてパワーアシスト制御を実行するとともに、前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号が異常である場合において、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号が正常である場合には、該各パルス信号に基づき検出される第２の操舵角を用いて前記パワーアシスト制御を継続すること、を要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、その操舵角検出に生じた障害の要因が、デジタル処理装置により構成された第１の回転検出手段が正弦信号及び余弦信号を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換にあるならば、各パルス信号に基づく第２の操舵角の検出については、何らの障害も存在しない。従って、上記構成によれば、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングを継続的に維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高い検出精度を有するとともに、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することが可能な回転角検出装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を模式的に示すブロック図。
【図３】正弦信号及び余弦信号に基づく操舵角検出の処理手順を示すフローチャート。
【図４】正弦信号及び余弦信号の波形と各分圧信号の出力レベルとの関係を示す説明図。
【図５】正弦信号及び余弦信号に基づき生成される三相のパルス信号の波形とその各エッジに対応する所定の回転角により区画された各領域（第１領域〜第６領域）を示す説明図。
【図６】三相のパルス信号の出力レベルに基づく３ｂｉｔ信号の合計値（二進数）と各領域との対応を示す説明図。
【図７】三相パルス生成器の回路図。
【図８】イグニッションオフ（ＩＧオフ）時における継続的な三相のパルス信号に基づく操舵角検出の処理手順を示すフローチャート。
【図９】ＩＧオンによる起動時における三相のパルス信号に基づく第２操舵角の検出、及び当該第２操舵角を用いた正弦信号及び余弦信号に基づく操舵角初期値の補正の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態におけるＩＧオン後の三相のパルス信号に基づく第２操舵角の検出の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】正弦信号及び余弦信号の異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】三相のパルス信号の異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】正弦信号及び余弦信号、並びに三相のパルス信号についての異常判定結果に基づく制御変更の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】別例のＥＰＳの概略構成図。
【図１５】別例のＥＰＳの電気的構成を模式的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００２７】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２８】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２にはブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、モータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２９】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４、車速センサ１５及びステアリングセンサ（操舵角センサ）１６が接続されており、ＥＣＵ１１は、これら各センサが出力するセンサ信号に基づいて、操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びに操舵角θsを検出する。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、これらの各状態量に基づいて、その駆動源であるモータ１２に対する駆動電力の供給を通じて上記ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御することにより、その操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００３０】
詳述すると、図２に示すように、ＥＣＵ１１には、マイコン２１と、同マイコン２１の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とが設けられており、上記各センサが出力するセンサ信号は、そのマイコン２１に入力される。そして、マイコン２１は、これら各センサ信号により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びに操舵角θsに基づいて、上記パワーアシスト制御を実行するためのモータ制御信号を出力する構成となっている。
【００３１】
さらに詳述すると、本実施形態のマイコン２１は、検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力の基礎成分を演算する。また、マイコン２１は、検出される操舵角θsに基づいて各種の補償成分を演算する。尚、この操舵角θsに基づく補償成分としては、例えば、ステアリングを中立位置に復帰させるためのステアリング戻し補償成分や操舵角の急変を抑制するためのダンピング補償成分等が該当する。そして、マイコン２１は、上記目標アシスト力の基礎成分及び補償成分に対応する電流指令値を演算する。
【００３２】
また、マイコン２１は、電流センサ２３の出力信号に基づいてモータ１２の実電流Ｉを検出し、その実電流Ｉを上記の電流指令値に追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより、駆動回路２２に出力するモータ制御信号を生成する。そして、本実施形態のＥＣＵ１１では、このモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２に供給されることにより、そのパワーアシスト制御が実行されるようになっている。
【００３３】
（操舵角検出）
次に、本実施形態における操舵角検出の態様について説明する。
図１に示すように、本実施形態のステアリングセンサ１６には、ステアリング２が固定されたコラムシャフト３ａとともに一体回転する磁石回転子２５と、同磁石回転子２５の回転により生ずる磁束変化に応じたセンサ信号を出力する二つの磁気検出素子（ホールＩＣ）２６ａ，２６ｂとを備えた磁気式の回転角センサが採用されている。
【００３４】
具体的には、本実施形態では、これらの各磁気検出素子２６ａ，２６ｂは、それぞれ、上記磁石回転子２５が設けられたコラムシャフト３ａの回転角、即ちステアリング２に生じた操舵角θsに応じて出力レベルが変化するとともに、互いの位相が１／４周期（電気角９０°）ずれたセンサ信号を出力するように構成されている。
【００３５】
本実施形態のステアリングセンサ１６は、これら各磁気検出素子２６ａ，２６ｂが出力する二つのセンサ信号を、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosとして、ＥＣＵ１１に出力する。そして、第１の回転角検出手段を構成するＥＣＵ１１（マイコン２１）は、その入力される正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角としての操舵角θsを検出する。
【００３６】
詳述すると、図３のフローチャートに示すように、マイコン２１は、ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの各値Ｖ１，Ｖ２を取得すると（ステップ１０１）、次の（１）式に基づいて、これらの各値Ｖ１，Ｖ２に対応する電気角θeを演算する（ステップ１０２）。尚、次式において、「arctan」は「アークタンジェント」を示す。
【００３７】
θe＝arctan（Ｖ１／Ｖ２） ・・・（１）
次に、マイコン２１は、前回の演算周期において求めた電気角の値、即ち電気角前回値θe_mをメモリ（図示略）から読み出すと（ステップ１０３）、この電気角前回値θe_mと上記ステップ１０２において演算した電気角θeとの比較に基づいて、その電気角θeの値が「電気角一周（電気角３６０°の一周）」を示すものであるか否かを判定する（ステップ１０４）。
【００３８】
即ち、電気角θeは、相対角であるため、その値が「３５９°」を超えて増加した場合（「＋」方向）における次の値は「０°」となり、同様に「０°」を超えて減少した場合（「−」方向）における次の値は「３５９°」となる。本実施形態では、この変化点である「０°（３６０°）」を通過して電気角θeが変化することを「電気角一周」と定義し、上記ステップ１０４においては、今回の演算周期で得られた電気角θeが、この「電気角一周」を示すものであるか否かを判定する。そして、その周回数を計測（カウント）することにより、検出対象であるステアリング２とともに一体回転する回転軸、即ちステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算での絶対角（電気角換算絶対角θe_ab）を演算する。
【００３９】
具体的には、マイコン２１は、電気角θeの値が「電気角一周」を示し（ステップ１０４：ＹＥＳ）、且つその変化方向が「＋」である場合、即ち電気角θeの値が「０°」であって電気角前回値θe_mが「３５９°」である場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）には、その周回数計測用のカウンタをインクリメントする（Ｎ＝Ｎ＋１、ステップ１０６）。また、その変化方向が「−」である場合、即ち電気角θeの値が「３５９°」であり電気角前回値θe_mが「０°」である場合（ステップ１０５：ＮＯ）には、そのカウンタをデクリメントする（Ｎ＝Ｎ−１、ステップ１０７）。尚、上記ステップ１０４において、電気角θeの値が「電気角一周」を示すものではない場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、上記ステップ１０５〜ステップ１０７の処理は実行されない。そして、本実施形態のマイコン２１は、このように計測した電気角３６０°の周回数を示すカウント値Ｎ、及び電気角θeに基づいて、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算絶対角θe_abを演算する（θe_ab＝（３６０×Ｎ）＋θe、ステップ１０８）。
【００４０】
次に、マイコン２１は、このステップ１０８において演算された電気角換算絶対角θe_abを機械角に換算する、即ち、その電気角倍率αで除することにより、機械角の絶対角である操舵角θsを演算する（θs＝θe_ab／α、ステップ１０９）。尚、本実施形態では、この操舵角θsの演算後、電気角前回値θe_mが更新される（θe＝θe_m、ステップ１２０）。
【００４１】
そして、本実施形態のマイコン２１は、このようにして上記ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出（演算）される操舵角θsを、そのパワーアシスト制御に用いる構成となっている。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１は、図４に示されるように正弦波状（余弦波状）に出力レベルが変化する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、それぞれ図５に示されるような所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備えている。
【００４３】
具体的には、パルス信号Ｐ１は「６０°」「３００°」、パルス信号Ｐ２は「１８０°」「０°（３６０°）」、そしてパルス信号Ｐ３は「１２０°」「２４０°」に、それぞれ立ち下がりエッジ及び立ち上がりのエッジを有するものとなっている。そして、本実施形態のマイコン２１は、このように、それぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて、ステアリング２に生じた操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備えている。
【００４４】
詳述すると、図５及び図６に示すように、本実施形態のマイコン２１は、三相パルス生成器３０の出力する各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、その出力レベルが「Ｈｉ」である場合を「１」、「Ｌｏ」である場合を「０」とする３ｂｉｔ信号として認識する。具体的には、本実施形態では、パルス信号Ｐ１は「ｂｉｔ２」、パルス信号Ｐ２は「ｂｉｔ１」、そしてパルス信号Ｐ３は「ｂｉｔ０」に対応するものとなっている。そして、マイコン２１は、その３ｂｉｔ信号の合計値（３ｂｉｔ合計値Ｖsum：二進数）に基づいて、その検出対象であるステアリング２とともに一体回転する回転軸、即ちステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算での絶対角（第２電気角換算絶対角θe_ab´）を演算する。
【００４５】
即ち、上記のように、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）に対応する所定の回転角は、互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定されている（図５参照）。従って、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の上記３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、これら各エッジに対応する所定の回転角により区画された各領域（第１領域〜第６領域）に対応した固有の値を示すものとなる。
【００４６】
具体的には、図６に示すように、３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、「第１領域（０°（３６０°）〜６０°）」では「７」、「第２領域（６０°〜１２０°）」では「３」、「第３領域（１２０°〜１８０°）」では「２」となる。同様に、「第４領域（１８０°〜２４０°）」では「０」、「第５領域（２４０°〜３００°）」では「１」、「第６領域（３００°〜３６０°）」では「５」となる。
【００４７】
本実施形態のマイコン２１は、これを利用して、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの回転角、即ちステアリング２に生じた操舵角（第２操舵角θs´）を電気角６０°の精度で検出し、その回転角変化を計測（カウント）することにより、上記第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する。そして、更に、その第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角として、第２操舵角θs´を演算する構成となっている。
【００４８】
さらに詳述すると、図７に示すように、本実施形態の三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有して同分圧回路３１が出力する各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４を備えている。
【００４９】
本実施形態では、分圧回路３１には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベルを示す各値Ｖ１，Ｖ２）の最大値に相当する電圧Ｖbが印加される（図４参照）。また、各コンパレータ３２，３３，３４には、それぞれ、対応する正弦信号Ｓ_sin又は余弦信号Ｓ_cosが入力される。具体的には、コンパレータ３２には、分圧回路３１において最も高電位側（電源側）に配置された抵抗Ｒ１，Ｒ２間の分圧（３／４×Ｖb）に等しい出力レベルを有する分圧信号である高電位信号Ｖh、及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。また、コンパレータ３３には、抵抗Ｒ２，Ｒ３間の分圧（１／２×Ｖb）に等しい出力レベルを有する中電位信号Ｖm及び正弦信号Ｓ_sinが入力され、コンパレータ３４には、最も低電位側（接地側）に配置された抵抗Ｒ３，Ｒ４間の分圧（１／４×Ｖb）に等しい出力レベルを有する低電位信号Ｖl及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。そして、本実施形態の三相パルス生成器３０は、これら各コンパレータ３２，３３，３４が、その比較に基づき出力する信号を、それぞれ、上記の各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として出力する。
【００５０】
即ち、図４に示すように、余弦信号Ｓ_cosの出力レベル（値Ｖ２）が上記高電位信号Ｖhの出力レベル（３／４×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第６領域」であり、上記低電位信号Ｖlの出力レベル（１／４×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第２領域」「第５領域」「第６領域」である。また、正弦信号Ｓ_sinの出力レベル（値Ｖ１）が上記中電位信号Ｖmの出力レベル（１／２×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第２領域」「第３領域」である。そして、本実施形態では、このように、それぞれ対応する「第１領域」「第６領域」、「第１領域」「第２領域」「第５領域」「第６領域」、「第１領域」「第２領域」「第３領域」において「Ｈｉ」となるコンパレータ３２，３３，３４の出力が、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３としてマイコン２１に入力されるようになっている（図５参照）。
【００５１】
本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオフ時、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて、その検出対象であるステアリング２に生じた回転角変化を監視することにより、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を継続する。
【００５２】
詳述すると、本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオフにより、主たる演算処理を停止してスリープ状態となる。そして、同マイコン２１には、このようなスリープ状態において、その入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジを検出することにより、自動的に起動する機能が備えられている。
【００５３】
本実施形態では、マイコン２１は、この起動手段としての機能を利用して、スリープ時、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかのエッジを検出した場合には、省電力モードにより起動する。そして、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を継続、詳しくは、その検出対象であるステアリング２に生じた回転角変化の計測（カウント）を続行する構成となっている。
【００５４】
さらに詳述すると、図８のフローチャートに示すように、本実施形態のマイコン２１は、上記のように三相パルス生成器３０から入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにエッジを検出すると（ステップ２０１：ＹＥＳ）、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を実行すべく省電力モードで起動する（省電力起動、ステップ２０２）。
【００５５】
ここで、本実施形態のマイコン２１における「省電力モード」は、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を実行するために必要な最小構成のみに電力を供給する構成となっている。このため、正弦波状（余弦波状）のアナログ信号として入力される正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの各値Ｖ１，Ｖ２（出力レベル）を取得すべくマイコン２１に内蔵されたＡ／Ｄ変化器等、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角検出を実行するための第１の操舵角検出手段を構成する部分への電力供給は停止したままとなっている。
【００５６】
尚、上記ステップ２０１において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジが検出されない場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、ステップ２０２以降の処理は実行されない。
次に、マイコン２１は、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得し（ステップ２０３）、前回の省電力起動時に求めた３ｂｉｔ合計値の前回値Ｖsum_mをメモリ（図示略）から読み出すと（ステップ２０４）、これら３ｂｉｔ合計値Ｖsum及び前回値Ｖsum_mに基づいて、その回転角変化の方向を判定する。
【００５７】
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにおけるエッジの発生は、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき特定可能な電気角６０°の範囲を有する上記各領域（図４〜図６参照、第１領域〜第６領域）の移行、つまり検出対象であるステアリング２（ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａ）の回転角変化を示している。従って、上記のように３ｂｉｔ合計値Ｖsum及び前回値Ｖsum_mから、その回転方向を特定することができる。
【００５８】
例えば、今回の演算により求めた３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「２」である場合（図６参照）、前回値Ｖsum_mが「３」であれば、その変化方向は「＋」であり、前回値Ｖsum_mが「０」であれば、その変化方向は「−」である。そして、マイコン２１は、このように、その変化方向を特定することにより、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるエッジの発生により検出した回転角変化を計測（カウント）する。
【００５９】
具体的には、マイコン２１は、その変化方向が「＋」である場合（ステップ２０５：ＹＥＳ）には、その電気角６０°の精度での回転角変化を計測する第２カウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ２０６）、その変化方向が「−」である場合（ステップ２０５：ＮＯ）には、デクリメントする（ｎ＝ｎ−１、ステップ２０７）。
【００６０】
尚、本実施形態のマイコン２１は、上記ステップ２０６又はステップ２０７において回転角変化をカウントした後、今回の演算において取得した３ｂｉｔ合計値Ｖsumにより、その前回値Ｖsum_mを更新する（Ｖsum_m＝Ｖsum、ステップ２０８）。そして、再び、スリープ状態へと移行することにより（ステップ２０９）、極めて省電力にて、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるエッジの発生を監視することが可能となっている。
【００６１】
また、本実施形態では、ＩＧオンによる起動時、このようにしてＩＧオフ時において継続的に更新された第２カウンタの値、即ち回転角変化の累計を電気角６０°の精度で示す第２カウント値ｎを用いることにより、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´を演算する。そして、この第２操舵角θs´を用いて上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値を補正することにより、そのＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保する構成となっている。
【００６２】
詳述すると、図９に示すように、マイコン２１は、ＩＧオンにより起動すると（ステップ３０１）、上記のようにＩＧオフ時、その更新を継続した第２カウント値ｎを取得する（ステップ３０２）。
【００６３】
続いて、マイコン２１は、その回転角変化の累計を電気角６０°の精度で示す第２カウント値ｎを用いることにより、その検出対象であるステアリング２（ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａ）の電気角換算での絶対角として、第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する（θe_ab´＝６０×ｎ、ステップ３０３）。そして、この第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算、即ち電気角倍率αで除することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角としての第２操舵角θs´を演算する（θs´＝θe_ab´／α、ステップ３０４）。
【００６４】
次に、マイコン２１は、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値として、操舵角初期値θ０を演算する（ステップ３０５）。尚、この操舵角初期値θ０は、通常の正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角θsの検出と同様の処理手順により演算される（図３参照）。そして、マイコン２１は、この操舵角初期値θ０と上記ステップ３０４において検出（演算）された上記三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´とを比較することにより、当該操舵角初期値θ０を補正する必要があるか否かを判定する（ステップ３０６）。
【００６５】
本実施形態では、この操舵角初期値θ０についての補正の必要性に関する判定は、その比較対象である第２操舵角θs´との間に電気角で３６０°以上の差があるか否かにより行なわれる。そして、本実施形態では、その補正の必要があると判定した場合（ステップ３０６：ＹＥＳ）においてのみ、第２操舵角θs´との比較に基づいて、その操舵角初期値θ０の演算と基礎となったカウント値Ｎを更新、即ち電気角３６０°の周回数を更新することにより、当該操舵角初期値θ０の補正を実行する（ステップ３０７）。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、磁気式の回転角センサにより構成されたステアリングセンサ１６が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角である操舵角θsを検出する。また、ＥＣＵ１１は、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備える。そして、マイコン２１は、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備える。
【００６７】
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）を検出することで、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの回転角変化を電気角６０°の精度で検出することが可能であり、その累計をカウントすることで、絶対角であるステアリング２の操舵角（第２操舵角θs´）を検出することができる。そして、このようなパルス信号に基づく回転角検出では、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく回転角検出のようなＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不要である。
【００６８】
従って、上記構成によれば、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく検出により、高精度に操舵角θsを検出するとともに、ＩＧオフ時には、その三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく検出により、消費電力を抑えつつ、その操舵角検出（第２操舵角θs´）を継続することができる。その結果、構成簡素且つ省電力にて、そのＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保することができる。
【００６９】
（２）マイコン２１は、ＩＧオンによる起動時、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出された第２の回転角としての第２操舵角θs´を用いて上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値を補正する。これにより、再始動直後から、高精度に操舵角θsを検出することができる。
【００７０】
（３）マイコン２１は、ＩＧオフ時のスリープ状態において、その入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジを検出することにより、自動的に起動する起動手段としての機能を備える。
【００７１】
即ち、各パルス信号に基づく回転角検出は、そのエッジの検出に基づくものであり、非エッジ検出時には、特段、演算処理も発生しない。従って、上記構成によれば、継続的に操舵角検出を実行しつつ、大幅に消費電力を抑えることができる。
【００７２】
（４）三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有した各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４を備える。分圧回路３１には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベルを示す各値Ｖ１，Ｖ２）の最大値に相当する電圧Ｖbが印加される。また、コンパレータ３２には、分圧回路３１が分圧信号として出力する高電位信号Ｖh及び余弦信号Ｓ_cosが、コンパレータ３３には、分圧信号としての中電位信号Ｖm及び正弦信号Ｓ_sinが、コンパレータ３４には、分圧信号としての低電位信号Ｖl及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。そして、パルス信号生成手段としての三相パルス生成器３０は、これら各コンパレータ３２，３３，３４が、その比較に基づき出力する信号を、それぞれ、上記の各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として出力する。
【００７３】
上記構成によれば、構成簡素且つ省電力にて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成することができる。
【００７４】
［第２の実施形態］
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオンによる起動後、ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角θsの検出（図３参照）とともに、三相パルス生成器３０が生成する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´の検出を実行する。
【００７６】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、マイコン２１は、三相パルス生成器３０から入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにエッジを検出すると（ステップ４０１：ＹＥＳ）、先ず、その３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得する（ステップ４０２）。マイコン２１は、続いて各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の前回値Ｖsum_mをメモリ（図示略）から読み出し（ステップ４０３）、そのエッジを発生させた回転角変化の方向が「＋」であるか否かを判定する（ステップ４０４）。そして、その変化方向が「＋」である場合（ステップ４０４：ＹＥＳ）には、その電気角６０°の精度での回転角変化を計測する第２カウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ４０５）、その変化方向が「−」である場合（ステップ４０４：ＮＯ）には、デクリメントする（ｎ＝ｎ−１、ステップ４０６）。
【００７７】
次に、マイコン２１は、その第２カウント値ｎを用いて第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する（θe_ab´＝６０×ｎ、ステップ４０７）。そして、この第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角として、第２操舵角θs´を演算する（θs´＝θe_ab´／α、ステップ４０８）。
【００７８】
尚、本実施形態では、マイコン２１は、このように第２操舵角θs´を演算した後、今回の演算において取得した３ｂｉｔ合計値Ｖsumにより、その前回値Ｖsum_mを更新する（Ｖsum_m＝Ｖsum、ステップ４０９）。そして、上記ステップ４０１において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にエッジが検出されない場合（ステップ４０１：ＮＯ）には、ステップ４０２以降の処理は実行されない。
【００７９】
また、本実施形態のマイコン２１は、そのステアリングセンサ１６から取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相パルス生成器３０から取得する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定機能を備えている。
【００８０】
詳述すると、第１の異常判定手段としてのマイコン２１は、その取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの何れか一方のみが変化する状態にある場合には、これら正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定する。
【００８１】
具体的には、図１１のフローチャートに示すように、マイコン２１は、正弦信号Ｓ_sin（の値Ｖ１）に変化があるか否かを判定し（ステップ５０１）、変化のある場合（ステップ５０１：ＹＥＳ）には、余弦信号Ｓ_cos（の値Ｖ２）にも変化があるか否かを判定する（ステップ５０２）。そして、余弦信号Ｓ_cosに変化がある場合（ステップ５０２：ＹＥＳ）には正常であると判定し（ステップ５０３）、変化のない場合（ステップ５０２：ＮＯ）には異常であると判定する（ステップ５０４）。
【００８２】
一方、上記ステップ５０１において、正弦信号Ｓ_sinが一定である場合（ステップ５０１：ＮＯ）には、続いて余弦信号Ｓ_cosも一定であるか否かを判定する（ステップ５０５）。そして、余弦信号Ｓ_cosが一定である場合（ステップ５０５：ＹＥＳ）には正常であると判定し（ステップ５０３）、一定ではない場合（ステップ５０５：ＮＯ）には異常であると判定する（ステップ５０４）。
【００８３】
一方、第２の異常判定手段としてのマイコン２１は、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各出力レベルを示す上記３ｂｉｔ合計値Ｖsumに基づいて、その異常を判定する。
具体的には、図１２のフローチャートに示すように、マイコン２１は、３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得すると（ステップ６０１）、その値が「４」又は「６」であるか否かを判定する（ステップ６０２）。そして、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「４」又は「６」である場合（ステップ６０２：ＹＥＳ）には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は異常であると判定し（ステップ６０３）、それ以外の値である場合（ステップ６０２：ＮＯ）には、正常であると判定する（ステップ６０４）。
【００８４】
即ち、図６に示すように、３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応する固有の値として「７」「３」「２」「０」「１」「５」の６つの値をとる。つまり、パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常であるならば、その３ｂｉｔの二進数により表現される「０」〜「７」のうちの残る二つの値、即ち「４」又は「６」を示すことはない。従って、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定することができる。
【００８５】
本実施形態のＥＣＵ１１（マイコン２１）は、基本的には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いて、そのパワーアシスト制御、詳しくは、その各種補償制御を実行する。そして、上記異常判定により、マイコン２１が取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であると判定された場合において、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´に用いることにより、そのパワーアシスト制御を継続する。
【００８６】
即ち、マイコン２１による正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）の取得は、必然的にＡ／Ｄ変換を介したものとなる。従って、ステアリングセンサ１６からの出力段階では異常がない場合でも、そのＡ／Ｄ変換の際に異常が生ずることがあり得る（例えばＡ／Ｄ変換器（回路）の故障等）。
【００８７】
しかしながら、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の取得に際してＡ／Ｄ変換は不要である。そのため、正常な正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが取得できない場合であっても、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３については正常に取得できる場合がある。そして、本実施形態では、このような場合、上記のように、そのパワーアシスト制御に用いる操舵角（θs，θs´）を切替えてパワーアシスト制御（の各種補償制御）を継続することによって、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングの維持を図る構成となっている。
【００８８】
次に、本実施形態における正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定、及びその判定結果に基づくパワーアシスト制御に用いる操舵角（θs，θs´）の切換えの処理手順について説明する。
【００８９】
図１３のフローチャートに示すように、マイコン２１は、先ず正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosについての異常判定を実行し（ステップ７０１）、続いて三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定を実行すると（ステップ７０２）、次に正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であるか否かを判定する（ステップ７０３）。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに異常のない場合（ステップ７０３：ＮＯ）には、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いてパワーアシスト制御を実行する（通常制御、ステップ７０４）。
【００９０】
一方、上記ステップ７０３において、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定した場合（ステップ７０３：ＹＥＳ）には、続いて三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であるか否かを判定する（ステップ７０５）。そして、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に異常のない場合（ステップ７０５：ＮＯ）には、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´を用いてパワーアシスト制御を継続する（通常制御、ステップ７０６）。
【００９１】
そして、上記ステップ７０５において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は異常であると判定した場合（ステップ７０５：ＹＥＳ）には、そのパワーアシスト制御における操舵角（θs，θs´の両方）の使用を停止する（ステップ７０７）。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン２１は、そのステアリングセンサ１６から取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相パルス生成器３０から取得する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定機能を備える。
【００９３】
上記構成によれば、より精度よく、その操舵角検出に生じた障害を検知することができる。そして、その障害が発生した要因の推定も可能になる。具体的には、例えば、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常である場合において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、デジタル処理装置であるマイコン２１が、その正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換（Ａ／Ｄ変換器（回路））に問題があると推定することができる。また、パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のみが異常である場合には、その三相パルス生成器３０が故障したと推定することができる。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がともに異常である場合には、ステアリングセンサ１６が故障したものと推定することができる。
【００９４】
（２）マイコン２１は、３ｂｉｔ合計値Ｖsumの値が「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定する。
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合、その３ｂｉｔ合計値Ｖsumが取り得る値は、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応した６つの値であり、残る二つの値、即ち「４」又は「６」となることはない。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、容易に各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常を判定することができる。
【００９５】
（３）ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、基本的に正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いて、そのパワーアシスト制御を実行する。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であると判定された場合において、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´に用いることにより、そのパワーアシスト制御を継続する。
【００９６】
即ち、その操舵角検出に生じた障害の要因が、デジタル処理装置であるマイコン２１が、その正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換にあるならば、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´の検出については、何らの障害もない。従って、上記構成によれば、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングを継続的に維持することができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。
【００９８】
・上記各実施形態では、本発明をステアリングセンサ１６としてコラムシャフト３ａに設けられた回転角センサが出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、ステアリング２に生じた操舵角θsを検出する構成に具体化した。しかし、これに限らず、本発明は、図１４及び図１５に示すＥＰＳ４０のように、そのＥＰＳアクチュエータ４１の駆動源であるモータ４２の回転角θmを換算することにより操舵角θsを検出する構成に適用してもよい。
【００９９】
即ち、このＥＰＳ４０では、モータ４２にブラシレスモータが採用されており、第１の回転角検出手段としてのＥＣＵ４３（マイコン４４）は、そのモータ４２に設けられた回転角センサ（モータレゾルバ）４５が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて同モータ４２の回転角θmを検出する。尚、マイコン４４は、回転角θmとともに、各電流センサ４６ｕ，４６ｖ，４６ｗによりモータ４２の実電流である各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出する。そして、マイコン４４は、ＥＰＳアクチュエータ４１を構成する減速機構１３の減速比に基づいて、そのモータ４２の回転角θmを、ステアリング２が設けられたステアリングシャフト３（コラムシャフト３ａ）の回転角に換算することにより、そのステアリング２に生じた操舵角θsを検出する。
【０１００】
このような構成では、そのモータレゾルバを構成する回転角センサ４５が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosを、その三相パルス生成器３０の入力とするとよい。これにより、上記各実施形態と同様の三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成し、及び当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を行なうことができる。尚、この場合、第２の操舵角としての第２操舵角θs´を演算する際にも、減速機構１３の減速比を考慮した換算処理が必要となることは言うまでもない。
【０１０１】
・上記各実施形態では、マイコン２１は、三相パルス生成器３０の出力する各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、その出力レベルが「Ｈｉ」である場合を「１」、「Ｌｏ」である場合を「０」とする３ｂｉｔ信号として認識する。そして、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応する固有の値として「７」「３」「２」「０」「１」「５」の６つの値をとるようにした（図６参照）。しかし、これに限らず、その３ｂｉｔ信号の「０」「１」が反対となるように、マイコン２１及び三相パルス生成器３０を構成してもよい。尚、この場合、上記第２の実施形態における各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常判定において異常値として使用する値、即ち「４」「６」は、それぞれ「３」「１」となる。
【０１０２】
・上記各実施形態では、三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有した各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４とを備えてなることしたが、その構成はこれに限るものではない。
【０１０３】
・また、分圧回路を構成する抵抗、及びそれに対応コンパレータを変更することにより、２相、又は４相以上のパルス信号を出力可能なパルス生成器を設けてもよい。但し、４相を超えるパルス信号の多重化は、構成の複雑化、並びに演算負荷及び消費電力の増大を伴う一方、二相化した場合には、その異常判定が困難となることを考慮すべきである。
【０１０４】
・上記第２の実施形態では、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの何れか一方のみが変化する状態にある場合に、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定したが、その異常判定の方法はこれに限るものではない。
【０１０５】
・また、上記第２の実施形態では、３ｂｉｔ合計値Ｖsumの値が「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定したが、この各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常判定についてもまた、これに限るものではない。
【符号の説明】
【０１０６】
１，４０…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、３ａ…コラムシャフト、１０，４１…ＥＰＳアクチュエータ、１１，４３…ＥＣＵ、１２，４２…モータ、１３…減速機構、１６…ステアリングセンサ、２１，４４…マイコン、２２…駆動回路、３０…三相パルス生成器、３１…分圧回路、３２，３３，３４…コンパレータ、４５…回転角センサ、Ｓ_sin…正弦信号、Ｖ１…値、Ｓ_cos…余弦信号、Ｖ２…値、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…パルス信号、θs…操舵角、θs´…第２操舵角、θe…電気角、θe_m…電気角前回値、Ｎ…カウント値、ｎ…第２カウント値、θe_ab…電気角換算絶対角、θe_ab´…第２電気角換算絶対角、α…電気角倍率、θ０…操舵角初期値、Ｒ１〜Ｒ４…抵抗、Ｖb…電圧、Ｖh…高電位信号、Ｖm…中電位信号、Ｖl…低電位信号、θm…回転角。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用パワーステアリング装置には、ステアリングに生じた操舵角に基づいて、そのパワーアシスト制御を実行するものがある。尚、操舵角（操舵速度）を用いたパワーアシスト制御の態様としては、例えば、ステアリングを中立位置に復帰させるステアリング戻し制御や操舵角の急変を抑制するダンピング補償制御等が挙げられる。そして、従来、その操舵角の検出は、例えば、特許文献１に示されるようなＡＢＺ相のパルス信号を出力する回転角センサをステアリングセンサに用いて行なうのが一般的となっていた。
【０００３】
しかしながら、このようなパルス式の回転角センサには、その検出精度の向上とサイズの小型化との両立が難しいという問題がある。そこで、近年では、例えば、特許文献２に示されるように、磁気検出素子を用いることにより、その検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力可能な回転角センサが提案されている。そして、このような磁気式の回転角センサをステアリングセンサに用いることにより、サイズの小型化を図りつつ、高精度に操舵角を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２７４１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６２５０号公報
【特許文献３】特表２００７−５３３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回転角センサの出力信号に基づき検出される回転角は、基本的に、その検出対象となる回転軸の機械角３６０°の範囲内での相対角（電気角）であるのに対し、ステアリングの回転により生ずる操舵角は、その機械角３６０°を超えた範囲を含む絶対角である。このため、多くの場合、操舵角の検出は、そのステアリングセンサの出力信号に基づき検出される相対角の変化をカウントすることにより行なわれる。
【０００６】
ところが、上記のような正弦信号及び余弦信号に基づく回転角検出は、従来のようなパルス信号に基づく回転角検出では必要のなかったＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不可欠である。このため、イグニッションオフ（ＩＧオフ）から再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保すべく、ＩＧオフ後においても上記のような相対角変化のカウントを継続するとすれば、その消費電力の増大により、車載電源（バッテリ）の消耗を早める結果となってしまう。
【０００７】
この点、上記特許文献２、或いは特許文献３等に記載の回転角検出装置は、絶対角に応じて回転角センサを構成する磁石回転子と磁気検出素子との軸方向距離を変化させる。そして、その磁気検出素子を通過する磁束密度のベクトル長を絶対角に応じて連続的に変化させることにより、上記のような回転角変化のカウントを行なうことなく、その絶対角の検出が可能となっている。
【０００８】
しかしながら、このように軸方向距離を変更する機械的構成を設けることで構造が複雑化し、これにより製造コストが上昇する。そして、更には、その可動部の存在が信頼性の低下を招く要因となるおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高い検出精度を有するとともに、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することのできる回転角検出装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力する回転角センサと、前記正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角を検出する第１の回転角検出手段と、前記正弦信号及び余弦信号に基づいて、所定の前記回転角に対応したエッジを有するとともに、それぞれの前記所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記各パルス信号に基づいて前記回転角を検出する第２の回転角検出手段と、を備えた回転角検出装置であること、を要旨とする。
【００１１】
即ち、このような三相のパルス信号のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）を検出することで、検出対象の回転角変化を電気角３６０°で生ずるエッジ数に対応した電気角精度（例えば、エッジ数が「６」である場合は電気角６０°の精度）で検出することが可能であり、その累計をカウントすることで絶対角を検出することができる。そして、パルス信号に基づく回転角検出では、正弦信号及び余弦信号に基づく回転角検出のようなＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不要である。
【００１２】
従って、上記構成によれば、その第１の回転角検出手段により、正弦信号及び余弦信号に基づく高精度な絶対角検出を行うとともに、当該第１の回転角検出手段の停止時には、その第２の回転角検出手段による三相のパルス信号に基づく検出により、消費電力を抑えつつ、その絶対角検出を継続することができる。その結果、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記パルス信号生成手段は、抵抗値の等しい４つの抵抗を直列接続してなるとともに前記正弦信号及び余弦信号の最大値に相当する電圧が印加される分圧回路と、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの高電位信号と前記余弦信号とを入力とする第１のコンパレータと、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの中電位信号と前記正弦信号とを入力とする第２のコンパレータと、前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの低電位信号と前記余弦信号とを入力とする第３のコンパレータと、を備えてなること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、構成簡素且つ省電力にて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記第１の回転角検出手段は、該第１の回転角検出手段の停止時に前記第２の回転角検出手段が検出を継続した前記各パルス信号に基づく第２の回転角により、その起動時に演算する前記回転角の初期値を補正すること、を要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、第１の回転角検出手段の起動直後から、高精度に絶対角を検出することができる。
請求項４に記載の発明は、前記エッジを検出して前記第２の回転角検出手段を起動する起動手段を備えること、を要旨とする。
【００１７】
即ち、各パルス信号に基づく回転角検出は、そのエッジの検出に基づくものであり、非エッジ検出時には、特段、演算処理も発生しない。従って、上記構成によれば、継続的に絶対角検出を行いつつ、大幅に消費電力を抑えることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号の異常を判定する第１の異常判定手段と、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号の異常を判定する第２の異常判定手段とを備えること、を要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、より精度よく、その回転角検出に生じた障害を検知することができる。そして、その障害が発生した要因の推定も可能になる。具体的には、例えば、第１の回転角検出手段がデジタル処理装置により構成される場合、その正弦信号及び余弦信号が異常であるにも関わらず、各パルス信号が正常である場合には、同第１の回転角検出手段が正弦信号及び余弦信号を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換（Ａ／Ｄ変換器（回路））に問題があると推定することができる。また、パルスのみが異常である場合には、そのパルス信号生成手段に問題があると推定することができる。そして、正弦信号及び余弦信号、並びに各パルス信号が異常である場合には、その回転角センサが故障したものと推定することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、ＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保することができる。その結果、再始動直後からの良好なステアリング特性及び操舵フィーリングを実現することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であって、前記正弦信号及び余弦信号に基づき検出される第１の操舵角を用いてパワーアシスト制御を実行するとともに、前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号が異常である場合において、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号が正常である場合には、該各パルス信号に基づき検出される第２の操舵角を用いて前記パワーアシスト制御を継続すること、を要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、その操舵角検出に生じた障害の要因が、デジタル処理装置により構成された第１の回転検出手段が正弦信号及び余弦信号を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換にあるならば、各パルス信号に基づく第２の操舵角の検出については、何らの障害も存在しない。従って、上記構成によれば、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングを継続的に維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高い検出精度を有するとともに、構成簡素且つ省電力にて、連続的に検出対象の絶対角を検出することが可能な回転角検出装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を模式的に示すブロック図。
【図３】正弦信号及び余弦信号に基づく操舵角検出の処理手順を示すフローチャート。
【図４】正弦信号及び余弦信号の波形と各分圧信号の出力レベルとの関係を示す説明図。
【図５】正弦信号及び余弦信号に基づき生成される三相のパルス信号の波形とその各エッジに対応する所定の回転角により区画された各領域（第１領域〜第６領域）を示す説明図。
【図６】三相のパルス信号の出力レベルに基づく３ｂｉｔ信号の合計値（二進数）と各領域との対応を示す説明図。
【図７】三相パルス生成器の回路図。
【図８】イグニッションオフ（ＩＧオフ）時における継続的な三相のパルス信号に基づく操舵角検出の処理手順を示すフローチャート。
【図９】ＩＧオンによる起動時における三相のパルス信号に基づく第２操舵角の検出、及び当該第２操舵角を用いた正弦信号及び余弦信号に基づく操舵角初期値の補正の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態におけるＩＧオン後の三相のパルス信号に基づく第２操舵角の検出の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】正弦信号及び余弦信号の異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】三相のパルス信号の異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】正弦信号及び余弦信号、並びに三相のパルス信号についての異常判定結果に基づく制御変更の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】別例のＥＰＳの概略構成図。
【図１５】別例のＥＰＳの電気的構成を模式的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００２７】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２８】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２にはブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、モータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２９】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４、車速センサ１５及びステアリングセンサ（操舵角センサ）１６が接続されており、ＥＣＵ１１は、これら各センサが出力するセンサ信号に基づいて、操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びに操舵角θsを検出する。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、これらの各状態量に基づいて、その駆動源であるモータ１２に対する駆動電力の供給を通じて上記ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御することにより、その操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００３０】
詳述すると、図２に示すように、ＥＣＵ１１には、マイコン２１と、同マイコン２１の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とが設けられており、上記各センサが出力するセンサ信号は、そのマイコン２１に入力される。そして、マイコン２１は、これら各センサ信号により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びに操舵角θsに基づいて、上記パワーアシスト制御を実行するためのモータ制御信号を出力する構成となっている。
【００３１】
さらに詳述すると、本実施形態のマイコン２１は、検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力の基礎成分を演算する。また、マイコン２１は、検出される操舵角θsに基づいて各種の補償成分を演算する。尚、この操舵角θsに基づく補償成分としては、例えば、ステアリングを中立位置に復帰させるためのステアリング戻し補償成分や操舵角の急変を抑制するためのダンピング補償成分等が該当する。そして、マイコン２１は、上記目標アシスト力の基礎成分及び補償成分に対応する電流指令値を演算する。
【００３２】
また、マイコン２１は、電流センサ２３の出力信号に基づいてモータ１２の実電流Ｉを検出し、その実電流Ｉを上記の電流指令値に追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより、駆動回路２２に出力するモータ制御信号を生成する。そして、本実施形態のＥＣＵ１１では、このモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２に供給されることにより、そのパワーアシスト制御が実行されるようになっている。
【００３３】
（操舵角検出）
次に、本実施形態における操舵角検出の態様について説明する。
図１に示すように、本実施形態のステアリングセンサ１６には、ステアリング２が固定されたコラムシャフト３ａとともに一体回転する磁石回転子２５と、同磁石回転子２５の回転により生ずる磁束変化に応じたセンサ信号を出力する二つの磁気検出素子（ホールＩＣ）２６ａ，２６ｂとを備えた磁気式の回転角センサが採用されている。
【００３４】
具体的には、本実施形態では、これらの各磁気検出素子２６ａ，２６ｂは、それぞれ、上記磁石回転子２５が設けられたコラムシャフト３ａの回転角、即ちステアリング２に生じた操舵角θsに応じて出力レベルが変化するとともに、互いの位相が１／４周期（電気角９０°）ずれたセンサ信号を出力するように構成されている。
【００３５】
本実施形態のステアリングセンサ１６は、これら各磁気検出素子２６ａ，２６ｂが出力する二つのセンサ信号を、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosとして、ＥＣＵ１１に出力する。そして、第１の回転角検出手段を構成するＥＣＵ１１（マイコン２１）は、その入力される正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角としての操舵角θsを検出する。
【００３６】
詳述すると、図３のフローチャートに示すように、マイコン２１は、ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの各値Ｖ１，Ｖ２を取得すると（ステップ１０１）、次の（１）式に基づいて、これらの各値Ｖ１，Ｖ２に対応する電気角θeを演算する（ステップ１０２）。尚、次式において、「arctan」は「アークタンジェント」を示す。
【００３７】
θe＝arctan（Ｖ１／Ｖ２） ・・・（１）
次に、マイコン２１は、前回の演算周期において求めた電気角の値、即ち電気角前回値θe_mをメモリ（図示略）から読み出すと（ステップ１０３）、この電気角前回値θe_mと上記ステップ１０２において演算した電気角θeとの比較に基づいて、その電気角θeの値が「電気角一周（電気角３６０°の一周）」を示すものであるか否かを判定する（ステップ１０４）。
【００３８】
即ち、電気角θeは、相対角であるため、その値が「３５９°」を超えて増加した場合（「＋」方向）における次の値は「０°」となり、同様に「０°」を超えて減少した場合（「−」方向）における次の値は「３５９°」となる。本実施形態では、この変化点である「０°（３６０°）」を通過して電気角θeが変化することを「電気角一周」と定義し、上記ステップ１０４においては、今回の演算周期で得られた電気角θeが、この「電気角一周」を示すものであるか否かを判定する。そして、その周回数を計測（カウント）することにより、検出対象であるステアリング２とともに一体回転する回転軸、即ちステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算での絶対角（電気角換算絶対角θe_ab）を演算する。
【００３９】
具体的には、マイコン２１は、電気角θeの値が「電気角一周」を示し（ステップ１０４：ＹＥＳ）、且つその変化方向が「＋」である場合、即ち電気角θeの値が「０°」であって電気角前回値θe_mが「３５９°」である場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）には、その周回数計測用のカウンタをインクリメントする（Ｎ＝Ｎ＋１、ステップ１０６）。また、その変化方向が「−」である場合、即ち電気角θeの値が「３５９°」であり電気角前回値θe_mが「０°」である場合（ステップ１０５：ＮＯ）には、そのカウンタをデクリメントする（Ｎ＝Ｎ−１、ステップ１０７）。尚、上記ステップ１０４において、電気角θeの値が「電気角一周」を示すものではない場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、上記ステップ１０５〜ステップ１０７の処理は実行されない。そして、本実施形態のマイコン２１は、このように計測した電気角３６０°の周回数を示すカウント値Ｎ、及び電気角θeに基づいて、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算絶対角θe_abを演算する（θe_ab＝（３６０×Ｎ）＋θe、ステップ１０８）。
【００４０】
次に、マイコン２１は、このステップ１０８において演算された電気角換算絶対角θe_abを機械角に換算する、即ち、その電気角倍率αで除することにより、機械角の絶対角である操舵角θsを演算する（θs＝θe_ab／α、ステップ１０９）。尚、本実施形態では、この操舵角θsの演算後、電気角前回値θe_mが更新される（θe＝θe_m、ステップ１２０）。
【００４１】
そして、本実施形態のマイコン２１は、このようにして上記ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出（演算）される操舵角θsを、そのパワーアシスト制御に用いる構成となっている。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１は、図４に示されるように正弦波状（余弦波状）に出力レベルが変化する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、それぞれ図５に示されるような所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備えている。
【００４３】
具体的には、パルス信号Ｐ１は「６０°」「３００°」、パルス信号Ｐ２は「１８０°」「０°（３６０°）」、そしてパルス信号Ｐ３は「１２０°」「２４０°」に、それぞれ立ち下がりエッジ及び立ち上がりのエッジを有するものとなっている。そして、本実施形態のマイコン２１は、このように、それぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて、ステアリング２に生じた操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備えている。
【００４４】
詳述すると、図５及び図６に示すように、本実施形態のマイコン２１は、三相パルス生成器３０の出力する各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、その出力レベルが「Ｈｉ」である場合を「１」、「Ｌｏ」である場合を「０」とする３ｂｉｔ信号として認識する。具体的には、本実施形態では、パルス信号Ｐ１は「ｂｉｔ２」、パルス信号Ｐ２は「ｂｉｔ１」、そしてパルス信号Ｐ３は「ｂｉｔ０」に対応するものとなっている。そして、マイコン２１は、その３ｂｉｔ信号の合計値（３ｂｉｔ合計値Ｖsum：二進数）に基づいて、その検出対象であるステアリング２とともに一体回転する回転軸、即ちステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの電気角換算での絶対角（第２電気角換算絶対角θe_ab´）を演算する。
【００４５】
即ち、上記のように、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）に対応する所定の回転角は、互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定されている（図５参照）。従って、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の上記３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、これら各エッジに対応する所定の回転角により区画された各領域（第１領域〜第６領域）に対応した固有の値を示すものとなる。
【００４６】
具体的には、図６に示すように、３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、「第１領域（０°（３６０°）〜６０°）」では「７」、「第２領域（６０°〜１２０°）」では「３」、「第３領域（１２０°〜１８０°）」では「２」となる。同様に、「第４領域（１８０°〜２４０°）」では「０」、「第５領域（２４０°〜３００°）」では「１」、「第６領域（３００°〜３６０°）」では「５」となる。
【００４７】
本実施形態のマイコン２１は、これを利用して、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの回転角、即ちステアリング２に生じた操舵角（第２操舵角θs´）を電気角６０°の精度で検出し、その回転角変化を計測（カウント）することにより、上記第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する。そして、更に、その第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角として、第２操舵角θs´を演算する構成となっている。
【００４８】
さらに詳述すると、図７に示すように、本実施形態の三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有して同分圧回路３１が出力する各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４を備えている。
【００４９】
本実施形態では、分圧回路３１には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベルを示す各値Ｖ１，Ｖ２）の最大値に相当する電圧Ｖbが印加される（図４参照）。また、各コンパレータ３２，３３，３４には、それぞれ、対応する正弦信号Ｓ_sin又は余弦信号Ｓ_cosが入力される。具体的には、コンパレータ３２には、分圧回路３１において最も高電位側（電源側）に配置された抵抗Ｒ１，Ｒ２間の分圧（３／４×Ｖb）に等しい出力レベルを有する分圧信号である高電位信号Ｖh、及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。また、コンパレータ３３には、抵抗Ｒ２，Ｒ３間の分圧（１／２×Ｖb）に等しい出力レベルを有する中電位信号Ｖm及び正弦信号Ｓ_sinが入力され、コンパレータ３４には、最も低電位側（接地側）に配置された抵抗Ｒ３，Ｒ４間の分圧（１／４×Ｖb）に等しい出力レベルを有する低電位信号Ｖl及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。そして、本実施形態の三相パルス生成器３０は、これら各コンパレータ３２，３３，３４が、その比較に基づき出力する信号を、それぞれ、上記の各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として出力する。
【００５０】
即ち、図４に示すように、余弦信号Ｓ_cosの出力レベル（値Ｖ２）が上記高電位信号Ｖhの出力レベル（３／４×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第６領域」であり、上記低電位信号Ｖlの出力レベル（１／４×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第２領域」「第５領域」「第６領域」である。また、正弦信号Ｓ_sinの出力レベル（値Ｖ１）が上記中電位信号Ｖmの出力レベル（１／２×Ｖb）を超える範囲は上記「第１領域」「第２領域」「第３領域」である。そして、本実施形態では、このように、それぞれ対応する「第１領域」「第６領域」、「第１領域」「第２領域」「第５領域」「第６領域」、「第１領域」「第２領域」「第３領域」において「Ｈｉ」となるコンパレータ３２，３３，３４の出力が、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３としてマイコン２１に入力されるようになっている（図５参照）。
【００５１】
本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオフ時、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて、その検出対象であるステアリング２に生じた回転角変化を監視することにより、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を継続する。
【００５２】
詳述すると、本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオフにより、主たる演算処理を停止してスリープ状態となる。そして、同マイコン２１には、このようなスリープ状態において、その入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジを検出することにより、自動的に起動する機能が備えられている。
【００５３】
本実施形態では、マイコン２１は、この起動手段としての機能を利用して、スリープ時、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかのエッジを検出した場合には、省電力モードにより起動する。そして、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を継続、詳しくは、その検出対象であるステアリング２に生じた回転角変化の計測（カウント）を続行する構成となっている。
【００５４】
さらに詳述すると、図８のフローチャートに示すように、本実施形態のマイコン２１は、上記のように三相パルス生成器３０から入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにエッジを検出すると（ステップ２０１：ＹＥＳ）、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を実行すべく省電力モードで起動する（省電力起動、ステップ２０２）。
【００５５】
ここで、本実施形態のマイコン２１における「省電力モード」は、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を実行するために必要な最小構成のみに電力を供給する構成となっている。このため、正弦波状（余弦波状）のアナログ信号として入力される正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの各値Ｖ１，Ｖ２（出力レベル）を取得すべくマイコン２１に内蔵されたＡ／Ｄ変化器等、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角検出を実行するための第１の操舵角検出手段を構成する部分への電力供給は停止したままとなっている。
【００５６】
尚、上記ステップ２０１において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジが検出されない場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、ステップ２０２以降の処理は実行されない。
次に、マイコン２１は、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得し（ステップ２０３）、前回の省電力起動時に求めた３ｂｉｔ合計値の前回値Ｖsum_mをメモリ（図示略）から読み出すと（ステップ２０４）、これら３ｂｉｔ合計値Ｖsum及び前回値Ｖsum_mに基づいて、その回転角変化の方向を判定する。
【００５７】
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにおけるエッジの発生は、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき特定可能な電気角６０°の範囲を有する上記各領域（図４〜図６参照、第１領域〜第６領域）の移行、つまり検出対象であるステアリング２（ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａ）の回転角変化を示している。従って、上記のように３ｂｉｔ合計値Ｖsum及び前回値Ｖsum_mから、その回転方向を特定することができる。
【００５８】
例えば、今回の演算により求めた３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「２」である場合（図６参照）、前回値Ｖsum_mが「３」であれば、その変化方向は「＋」であり、前回値Ｖsum_mが「０」であれば、その変化方向は「−」である。そして、マイコン２１は、このように、その変化方向を特定することにより、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるエッジの発生により検出した回転角変化を計測（カウント）する。
【００５９】
具体的には、マイコン２１は、その変化方向が「＋」である場合（ステップ２０５：ＹＥＳ）には、その電気角６０°の精度での回転角変化を計測する第２カウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ２０６）、その変化方向が「−」である場合（ステップ２０５：ＮＯ）には、デクリメントする（ｎ＝ｎ−１、ステップ２０７）。
【００６０】
尚、本実施形態のマイコン２１は、上記ステップ２０６又はステップ２０７において回転角変化をカウントした後、今回の演算において取得した３ｂｉｔ合計値Ｖsumにより、その前回値Ｖsum_mを更新する（Ｖsum_m＝Ｖsum、ステップ２０８）。そして、再び、スリープ状態へと移行することにより（ステップ２０９）、極めて省電力にて、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるエッジの発生を監視することが可能となっている。
【００６１】
また、本実施形態では、ＩＧオンによる起動時、このようにしてＩＧオフ時において継続的に更新された第２カウンタの値、即ち回転角変化の累計を電気角６０°の精度で示す第２カウント値ｎを用いることにより、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´を演算する。そして、この第２操舵角θs´を用いて上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値を補正することにより、そのＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保する構成となっている。
【００６２】
詳述すると、図９に示すように、マイコン２１は、ＩＧオンにより起動すると（ステップ３０１）、上記のようにＩＧオフ時、その更新を継続した第２カウント値ｎを取得する（ステップ３０２）。
【００６３】
続いて、マイコン２１は、その回転角変化の累計を電気角６０°の精度で示す第２カウント値ｎを用いることにより、その検出対象であるステアリング２（ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａ）の電気角換算での絶対角として、第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する（θe_ab´＝６０×ｎ、ステップ３０３）。そして、この第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算、即ち電気角倍率αで除することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角としての第２操舵角θs´を演算する（θs´＝θe_ab´／α、ステップ３０４）。
【００６４】
次に、マイコン２１は、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値として、操舵角初期値θ０を演算する（ステップ３０５）。尚、この操舵角初期値θ０は、通常の正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角θsの検出と同様の処理手順により演算される（図３参照）。そして、マイコン２１は、この操舵角初期値θ０と上記ステップ３０４において検出（演算）された上記三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´とを比較することにより、当該操舵角初期値θ０を補正する必要があるか否かを判定する（ステップ３０６）。
【００６５】
本実施形態では、この操舵角初期値θ０についての補正の必要性に関する判定は、その比較対象である第２操舵角θs´との間に電気角で３６０°以上の差があるか否かにより行なわれる。そして、本実施形態では、その補正の必要があると判定した場合（ステップ３０６：ＹＥＳ）においてのみ、第２操舵角θs´との比較に基づいて、その操舵角初期値θ０の演算と基礎となったカウント値Ｎを更新、即ち電気角３６０°の周回数を更新することにより、当該操舵角初期値θ０の補正を実行する（ステップ３０７）。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、磁気式の回転角センサにより構成されたステアリングセンサ１６が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、絶対角である操舵角θsを検出する。また、ＥＣＵ１１は、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成する三相パルス生成器３０を備える。そして、マイコン２１は、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて操舵角（第２操舵角θs´）を演算する第２の回転角検出手段としての機能を備える。
【００６７】
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジ（立ち下がり及び立ち上がり）を検出することで、ステアリングセンサ１６が設けられたコラムシャフト３ａの回転角変化を電気角６０°の精度で検出することが可能であり、その累計をカウントすることで、絶対角であるステアリング２の操舵角（第２操舵角θs´）を検出することができる。そして、このようなパルス信号に基づく回転角検出では、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく回転角検出のようなＡ／Ｄ変換や複雑な演算処理が不要である。
【００６８】
従って、上記構成によれば、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく検出により、高精度に操舵角θsを検出するとともに、ＩＧオフ時には、その三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく検出により、消費電力を抑えつつ、その操舵角検出（第２操舵角θs´）を継続することができる。その結果、構成簡素且つ省電力にて、そのＩＧオフから再始動までの間における操舵角検出の連続性（再現性）を担保することができる。
【００６９】
（２）マイコン２１は、ＩＧオンによる起動時、その各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出された第２の回転角としての第２操舵角θs´を用いて上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出する操舵角θsの初期値を補正する。これにより、再始動直後から、高精度に操舵角θsを検出することができる。
【００７０】
（３）マイコン２１は、ＩＧオフ時のスリープ状態において、その入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のエッジを検出することにより、自動的に起動する起動手段としての機能を備える。
【００７１】
即ち、各パルス信号に基づく回転角検出は、そのエッジの検出に基づくものであり、非エッジ検出時には、特段、演算処理も発生しない。従って、上記構成によれば、継続的に操舵角検出を実行しつつ、大幅に消費電力を抑えることができる。
【００７２】
（４）三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有した各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４を備える。分圧回路３１には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベルを示す各値Ｖ１，Ｖ２）の最大値に相当する電圧Ｖbが印加される。また、コンパレータ３２には、分圧回路３１が分圧信号として出力する高電位信号Ｖh及び余弦信号Ｓ_cosが、コンパレータ３３には、分圧信号としての中電位信号Ｖm及び正弦信号Ｓ_sinが、コンパレータ３４には、分圧信号としての低電位信号Ｖl及び余弦信号Ｓ_cosが入力される。そして、パルス信号生成手段としての三相パルス生成器３０は、これら各コンパレータ３２，３３，３４が、その比較に基づき出力する信号を、それぞれ、上記の各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として出力する。
【００７３】
上記構成によれば、構成簡素且つ省電力にて、所定の回転角（電気角）に対応したエッジを有するとともにそれぞれの各エッジに対応する所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成することができる。
【００７４】
［第２の実施形態］
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
本実施形態のマイコン２１は、ＩＧオンによる起動後、ステアリングセンサ１６の出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づく操舵角θsの検出（図３参照）とともに、三相パルス生成器３０が生成する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´の検出を実行する。
【００７６】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、マイコン２１は、三相パルス生成器３０から入力される各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の何れかにエッジを検出すると（ステップ４０１：ＹＥＳ）、先ず、その３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得する（ステップ４０２）。マイコン２１は、続いて各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の前回値Ｖsum_mをメモリ（図示略）から読み出し（ステップ４０３）、そのエッジを発生させた回転角変化の方向が「＋」であるか否かを判定する（ステップ４０４）。そして、その変化方向が「＋」である場合（ステップ４０４：ＹＥＳ）には、その電気角６０°の精度での回転角変化を計測する第２カウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ４０５）、その変化方向が「−」である場合（ステップ４０４：ＮＯ）には、デクリメントする（ｎ＝ｎ−１、ステップ４０６）。
【００７７】
次に、マイコン２１は、その第２カウント値ｎを用いて第２電気角換算絶対角θe_ab´を演算する（θe_ab´＝６０×ｎ、ステップ４０７）。そして、この第２電気角換算絶対角θe_ab´を機械角に換算することにより、上記各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される操舵角として、第２操舵角θs´を演算する（θs´＝θe_ab´／α、ステップ４０８）。
【００７８】
尚、本実施形態では、マイコン２１は、このように第２操舵角θs´を演算した後、今回の演算において取得した３ｂｉｔ合計値Ｖsumにより、その前回値Ｖsum_mを更新する（Ｖsum_m＝Ｖsum、ステップ４０９）。そして、上記ステップ４０１において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にエッジが検出されない場合（ステップ４０１：ＮＯ）には、ステップ４０２以降の処理は実行されない。
【００７９】
また、本実施形態のマイコン２１は、そのステアリングセンサ１６から取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相パルス生成器３０から取得する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定機能を備えている。
【００８０】
詳述すると、第１の異常判定手段としてのマイコン２１は、その取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの何れか一方のみが変化する状態にある場合には、これら正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定する。
【００８１】
具体的には、図１１のフローチャートに示すように、マイコン２１は、正弦信号Ｓ_sin（の値Ｖ１）に変化があるか否かを判定し（ステップ５０１）、変化のある場合（ステップ５０１：ＹＥＳ）には、余弦信号Ｓ_cos（の値Ｖ２）にも変化があるか否かを判定する（ステップ５０２）。そして、余弦信号Ｓ_cosに変化がある場合（ステップ５０２：ＹＥＳ）には正常であると判定し（ステップ５０３）、変化のない場合（ステップ５０２：ＮＯ）には異常であると判定する（ステップ５０４）。
【００８２】
一方、上記ステップ５０１において、正弦信号Ｓ_sinが一定である場合（ステップ５０１：ＮＯ）には、続いて余弦信号Ｓ_cosも一定であるか否かを判定する（ステップ５０５）。そして、余弦信号Ｓ_cosが一定である場合（ステップ５０５：ＹＥＳ）には正常であると判定し（ステップ５０３）、一定ではない場合（ステップ５０５：ＮＯ）には異常であると判定する（ステップ５０４）。
【００８３】
一方、第２の異常判定手段としてのマイコン２１は、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各出力レベルを示す上記３ｂｉｔ合計値Ｖsumに基づいて、その異常を判定する。
具体的には、図１２のフローチャートに示すように、マイコン２１は、３ｂｉｔ合計値Ｖsumを取得すると（ステップ６０１）、その値が「４」又は「６」であるか否かを判定する（ステップ６０２）。そして、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「４」又は「６」である場合（ステップ６０２：ＹＥＳ）には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は異常であると判定し（ステップ６０３）、それ以外の値である場合（ステップ６０２：ＮＯ）には、正常であると判定する（ステップ６０４）。
【００８４】
即ち、図６に示すように、３ｂｉｔ合計値Ｖsumは、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応する固有の値として「７」「３」「２」「０」「１」「５」の６つの値をとる。つまり、パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常であるならば、その３ｂｉｔの二進数により表現される「０」〜「７」のうちの残る二つの値、即ち「４」又は「６」を示すことはない。従って、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定することができる。
【００８５】
本実施形態のＥＣＵ１１（マイコン２１）は、基本的には、上記正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いて、そのパワーアシスト制御、詳しくは、その各種補償制御を実行する。そして、上記異常判定により、マイコン２１が取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であると判定された場合において、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´に用いることにより、そのパワーアシスト制御を継続する。
【００８６】
即ち、マイコン２１による正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）の取得は、必然的にＡ／Ｄ変換を介したものとなる。従って、ステアリングセンサ１６からの出力段階では異常がない場合でも、そのＡ／Ｄ変換の際に異常が生ずることがあり得る（例えばＡ／Ｄ変換器（回路）の故障等）。
【００８７】
しかしながら、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の取得に際してＡ／Ｄ変換は不要である。そのため、正常な正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが取得できない場合であっても、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３については正常に取得できる場合がある。そして、本実施形態では、このような場合、上記のように、そのパワーアシスト制御に用いる操舵角（θs，θs´）を切替えてパワーアシスト制御（の各種補償制御）を継続することによって、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングの維持を図る構成となっている。
【００８８】
次に、本実施形態における正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定、及びその判定結果に基づくパワーアシスト制御に用いる操舵角（θs，θs´）の切換えの処理手順について説明する。
【００８９】
図１３のフローチャートに示すように、マイコン２１は、先ず正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosについての異常判定を実行し（ステップ７０１）、続いて三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定を実行すると（ステップ７０２）、次に正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であるか否かを判定する（ステップ７０３）。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに異常のない場合（ステップ７０３：ＮＯ）には、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いてパワーアシスト制御を実行する（通常制御、ステップ７０４）。
【００９０】
一方、上記ステップ７０３において、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定した場合（ステップ７０３：ＹＥＳ）には、続いて三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であるか否かを判定する（ステップ７０５）。そして、これらの各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に異常のない場合（ステップ７０５：ＮＯ）には、当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´を用いてパワーアシスト制御を継続する（通常制御、ステップ７０６）。
【００９１】
そして、上記ステップ７０５において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は異常であると判定した場合（ステップ７０５：ＹＥＳ）には、そのパワーアシスト制御における操舵角（θs，θs´の両方）の使用を停止する（ステップ７０７）。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン２１は、そのステアリングセンサ１６から取得する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに三相パルス生成器３０から取得する三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についての異常判定機能を備える。
【００９３】
上記構成によれば、より精度よく、その操舵角検出に生じた障害を検知することができる。そして、その障害が発生した要因の推定も可能になる。具体的には、例えば、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常である場合において、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、デジタル処理装置であるマイコン２１が、その正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換（Ａ／Ｄ変換器（回路））に問題があると推定することができる。また、パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のみが異常である場合には、その三相パルス生成器３０が故障したと推定することができる。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos、並びに各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がともに異常である場合には、ステアリングセンサ１６が故障したものと推定することができる。
【００９４】
（２）マイコン２１は、３ｂｉｔ合計値Ｖsumの値が「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定する。
即ち、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合、その３ｂｉｔ合計値Ｖsumが取り得る値は、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応した６つの値であり、残る二つの値、即ち「４」又は「６」となることはない。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、容易に各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常を判定することができる。
【００９５】
（３）ＥＣＵ１１（マイコン２１）は、基本的に正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づき検出される第１の操舵角としての操舵角θsを用いて、そのパワーアシスト制御を実行する。そして、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosが異常であると判定された場合において、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が正常である場合には、これら各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づき検出される第２の操舵角としての第２操舵角θs´に用いることにより、そのパワーアシスト制御を継続する。
【００９６】
即ち、その操舵角検出に生じた障害の要因が、デジタル処理装置であるマイコン２１が、その正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cos（の出力レベル）を取得する際に行なうＡ／Ｄ変換にあるならば、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく第２操舵角θs´の検出については、何らの障害もない。従って、上記構成によれば、その優れたステアリング特性及び操舵フィーリングを継続的に維持することができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。
【００９８】
・上記各実施形態では、本発明をステアリングセンサ１６としてコラムシャフト３ａに設けられた回転角センサが出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて、ステアリング２に生じた操舵角θsを検出する構成に具体化した。しかし、これに限らず、本発明は、図１４及び図１５に示すＥＰＳ４０のように、そのＥＰＳアクチュエータ４１の駆動源であるモータ４２の回転角θmを換算することにより操舵角θsを検出する構成に適用してもよい。
【００９９】
即ち、このＥＰＳ４０では、モータ４２にブラシレスモータが採用されており、第１の回転角検出手段としてのＥＣＵ４３（マイコン４４）は、そのモータ４２に設けられた回転角センサ（モータレゾルバ）４５が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosに基づいて同モータ４２の回転角θmを検出する。尚、マイコン４４は、回転角θmとともに、各電流センサ４６ｕ，４６ｖ，４６ｗによりモータ４２の実電流である各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出する。そして、マイコン４４は、ＥＰＳアクチュエータ４１を構成する減速機構１３の減速比に基づいて、そのモータ４２の回転角θmを、ステアリング２が設けられたステアリングシャフト３（コラムシャフト３ａ）の回転角に換算することにより、そのステアリング２に生じた操舵角θsを検出する。
【０１００】
このような構成では、そのモータレゾルバを構成する回転角センサ４５が出力する正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosを、その三相パルス生成器３０の入力とするとよい。これにより、上記各実施形態と同様の三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成し、及び当該各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づく操舵角検出を行なうことができる。尚、この場合、第２の操舵角としての第２操舵角θs´を演算する際にも、減速機構１３の減速比を考慮した換算処理が必要となることは言うまでもない。
【０１０１】
・上記各実施形態では、マイコン２１は、三相パルス生成器３０の出力する各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、その出力レベルが「Ｈｉ」である場合を「１」、「Ｌｏ」である場合を「０」とする３ｂｉｔ信号として認識する。そして、３ｂｉｔ合計値Ｖsumが、三相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各エッジに対応する所定の回転角間の各領域（第１領域〜第６領域）にそれぞれ対応する固有の値として「７」「３」「２」「０」「１」「５」の６つの値をとるようにした（図６参照）。しかし、これに限らず、その３ｂｉｔ信号の「０」「１」が反対となるように、マイコン２１及び三相パルス生成器３０を構成してもよい。尚、この場合、上記第２の実施形態における各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常判定において異常値として使用する値、即ち「４」「６」は、それぞれ「３」「１」となる。
【０１０２】
・上記各実施形態では、三相パルス生成器３０は、抵抗値の等しい４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続してなる分圧回路３１と、その各抵抗Ｒ１〜Ｒ４間の各分圧に等しい出力レベルを有した各分圧信号（Ｖh，Ｖm，Ｖl）をそれぞれ入力とする３つのコンパレータ３２，３３，３４とを備えてなることしたが、その構成はこれに限るものではない。
【０１０３】
・また、分圧回路を構成する抵抗、及びそれに対応コンパレータを変更することにより、２相、又は４相以上のパルス信号を出力可能なパルス生成器を設けてもよい。但し、４相を超えるパルス信号の多重化は、構成の複雑化、並びに演算負荷及び消費電力の増大を伴う一方、二相化した場合には、その異常判定が困難となることを考慮すべきである。
【０１０４】
・上記第２の実施形態では、正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosの何れか一方のみが変化する状態にある場合に、当該正弦信号Ｓ_sin及び余弦信号Ｓ_cosは異常であると判定したが、その異常判定の方法はこれに限るものではない。
【０１０５】
・また、上記第２の実施形態では、３ｂｉｔ合計値Ｖsumの値が「４」又は「６」である場合には、各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が異常であると判定したが、この各パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の異常判定についてもまた、これに限るものではない。
【符号の説明】
【０１０６】
１，４０…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、３ａ…コラムシャフト、１０，４１…ＥＰＳアクチュエータ、１１，４３…ＥＣＵ、１２，４２…モータ、１３…減速機構、１６…ステアリングセンサ、２１，４４…マイコン、２２…駆動回路、３０…三相パルス生成器、３１…分圧回路、３２，３３，３４…コンパレータ、４５…回転角センサ、Ｓ_sin…正弦信号、Ｖ１…値、Ｓ_cos…余弦信号、Ｖ２…値、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…パルス信号、θs…操舵角、θs´…第２操舵角、θe…電気角、θe_m…電気角前回値、Ｎ…カウント値、ｎ…第２カウント値、θe_ab…電気角換算絶対角、θe_ab´…第２電気角換算絶対角、α…電気角倍率、θ０…操舵角初期値、Ｒ１〜Ｒ４…抵抗、Ｖb…電圧、Ｖh…高電位信号、Ｖm…中電位信号、Ｖl…低電位信号、θm…回転角。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力する回転角センサと、
前記正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角を検出する第１の回転角検出手段と、
前記正弦信号及び余弦信号に基づいて、所定の前記回転角に対応したエッジを有するとともに、それぞれの前記所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記各パルス信号に基づいて前記回転角を検出する第２の回転角検出手段と、
を備えた回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記パルス信号生成手段は、
抵抗値の等しい４つの抵抗を直列接続してなるとともに前記正弦信号及び余弦信号の最大値に相当する電圧が印加される分圧回路と、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの高電位信号と前記余弦信号とを入力とする第１のコンパレータと、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの中電位信号と前記正弦信号とを入力とする第２のコンパレータと、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの低電位信号と前記余弦信号とを入力とする第３のコンパレータと、を備えてなること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転角検出装置において、
前記第１の回転角検出手段は、該第１の回転角検出手段の停止時に前記第２の回転角検出手段が検出を継続した前記各パルス信号に基づく第２の回転角により、その起動時に演算する前記回転角の初期値を補正すること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転角検出装置において、
前記エッジを検出して前記第２の回転角検出手段を起動する起動手段を備えること、
を特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の回転角検出装置において、
前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号の異常を判定する第１の異常判定手段と、
前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号の異常を判定する第２の異常判定手段とを備えること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項５に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であって、
前記正弦信号及び余弦信号に基づき検出される第１の操舵角を用いてパワーアシスト制御を実行するとともに、
前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号が異常である場合において、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号が正常である場合には、該各パルス信号に基づき検出される第２の操舵角を用いて前記パワーアシスト制御を継続すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
検出対象の回転角に応じて出力レベルが変化する正弦信号及び余弦信号を出力する回転角センサと、
前記正弦信号及び余弦信号に基づいて前記回転角を検出する第１の回転角検出手段と、
前記正弦信号及び余弦信号に基づいて、所定の前記回転角に対応したエッジを有するとともに、それぞれの前記所定の回転角が互いに重複することなく且つ均等間隔となるように設定された三相のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記各パルス信号に基づいて前記回転角を検出する第２の回転角検出手段と、
を備えた回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記パルス信号生成手段は、
抵抗値の等しい４つの抵抗を直列接続してなるとともに前記正弦信号及び余弦信号の最大値に相当する電圧が印加される分圧回路と、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの高電位信号と前記余弦信号とを入力とする第１のコンパレータと、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの中電位信号と前記正弦信号とを入力とする第２のコンパレータと、
前記分圧回路が出力する各分圧信号のうちの低電位信号と前記余弦信号とを入力とする第３のコンパレータと、を備えてなること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転角検出装置において、
前記第１の回転角検出手段は、該第１の回転角検出手段の停止時に前記第２の回転角検出手段が検出を継続した前記各パルス信号に基づく第２の回転角により、その起動時に演算する前記回転角の初期値を補正すること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転角検出装置において、
前記エッジを検出して前記第２の回転角検出手段を起動する起動手段を備えること、
を特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の回転角検出装置において、
前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号の異常を判定する第１の異常判定手段と、
前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号の異常を判定する第２の異常判定手段とを備えること、を特徴とする回転角検出装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項５に記載の回転角検出装置を用いてステアリングに生じた操舵角を検出する電動パワーステアリング装置であって、
前記正弦信号及び余弦信号に基づき検出される第１の操舵角を用いてパワーアシスト制御を実行するとともに、
前記第１の回転角検出手段が取得する前記正弦信号及び余弦信号が異常である場合において、前記第２の回転角検出手段が取得する前記各パルス信号が正常である場合には、該各パルス信号に基づき検出される第２の操舵角を用いて前記パワーアシスト制御を継続すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−８０８４１（Ｐ２０１１−８０８４１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３２６１６（Ｐ２００９−２３２６１６）
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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