回転角検出装置
【課題】 片方のレゾルバセンサが故障した場合でも、正常側のレゾルバセンサを用いて絶対角を検出する。
【解決手段】 回転部材を回転可能範囲にわたって回転させたときｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサとｍ（ｍ≠ｎ）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサとを備え、両レゾルバセンサの検出した相対角θａ,θｂの相対角差θａｂに基づいて回転部材の絶対角度θを算出する。また、回転部材の回転可能範囲を各レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、回転部材の回転位置が属する所属分割領域を各レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する。片方のレゾルバセンサが故障したときには、正常側のレゾルバセンサの出力値と所属分割領域とから回転部材の絶対回転角度を算出する。
【解決手段】 回転部材を回転可能範囲にわたって回転させたときｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサとｍ（ｍ≠ｎ）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサとを備え、両レゾルバセンサの検出した相対角θａ,θｂの相対角差θａｂに基づいて回転部材の絶対角度θを算出する。また、回転部材の回転可能範囲を各レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、回転部材の回転位置が属する所属分割領域を各レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する。片方のレゾルバセンサが故障したときには、正常側のレゾルバセンサの出力値と所属分割領域とから回転部材の絶対回転角度を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバセンサを用いて回転部材の回転角度を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レゾルバセンサを用いて回転部材の絶対角度を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１において提案された絶対回転角検出装置は、回転部材としてのロータにセンサＡとセンサＢとを設け、この２つのセンサＡ，Ｂの出力信号の位相差に基づいてロータの絶対回転角度を算出して車輪の転舵角を求める。
各センサＡ，Ｂは、ロータの回転に合わせて鋸歯形状の周期波形信号を出力するが、その周期が異なるように設定される。例えば、ロータが１５回転するあいだ（転舵範囲）に、センサＡは１２周期分の信号を出力し、センサＢは１３周期分の信号を出力するように設定される。このため、センサＡの信号とセンサＢの信号との位相差は、ロータが１５回回転する間、電気角で０度から３６０度まで周期性を有することなく単調に増加する。
従って、このセンサＡの信号とセンサＢの信号との位相差を求めることにより、ロータの絶対回転角度を検出することができる。
【特許文献１】特開２００４−３２５１８２号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、こうした２つのセンサの周期波形信号の位相差に基づいて回転部材の絶対角度を検出する構成の場合、片方のセンサが故障したときには、位相差を算出することができず、絶対角度の検出が不能となってしまう。
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、片方のセンサが故障した場合でも、正常側のセンサを用いて絶対角度を検出することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、被検出対象となる回転部材を所定角度範囲回転させたときに、ｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、上記回転部材を上記所定角度範囲回転させたときに、ｍ（ｍ≠ｎ）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との出力差に基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する絶対角度算出手段とを備えた回転角検出装置において、上記所定角度範囲を上記第１レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第１所属分割領域導出手段と、上記所定角度範囲を上記第２レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第２所属分割領域導出手段と、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、上記異常が検出されていない方のレゾルバの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する異常時絶対角度算出手段とを備えたことにある。
【０００６】
この発明によれば、回転部材を所定範囲回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の周期波形信号を出力し、第２レゾルバセンサはｍ回の周期波形信号を出力する。二つのレゾルバセンサの信号出力値の差（位相差）を求めた場合、その出力差は、回転部材の広い回転範囲において回転部材の回転位置（回転角度）に一対一に対応する値となる。絶対角度算出手段は、この原理を利用して回転部材の絶対回転角度を算出する。
各レゾルバセンサは回転部材を所定範囲回転させたとき周期波形信号を出力することから、この信号出力が基準位置に対して何周期目のものなのかを認識できれば、片方のレゾルバセンサが故障しても正常側のレゾルバセンサだけで回転部材の絶対回転角度を検出することができる。
【０００７】
そこで、この発明では、片方のレゾルバセンサの故障時に対処するために、第１所属分割領域導出手段および第２所属分割領域導出手段を備える。回転部材を所定範囲回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の周期波形信号を出力することから、第１所属分割領域導出手段は、所定角度範囲をその周期ｎに応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで回転部材の回転位置が属している所属分割領域を導出する。
この所属分割領域は、両方のレゾルバセンサが正常であれば、その出力差から算出される絶対回転角度から求められるが、片方のレゾルバセンサが故障した場合には、求められない。そこで、この所属分割領域の導出にあたっては、第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて行う。例えば、信号出力波形に特徴点が現れるポイントを分割領域の境界に設定し、この特徴点を検出するたびに所属分割領域を変更していけばよい。この場合、両レゾルバセンサが正常であるときに回転部材の回転位置が属している所属分割領域を初期値として求めておき、この初期値に対して所属分割領域の変更を行っていくと良い。
【０００８】
同様にして、第２所属分割領域導出手段も、所定角度範囲を第２レゾルバセンサの周期ｍに応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで回転部材の回転位置が属している所属分割領域を第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する。
【０００９】
そして、異常検出手段により第１レゾルバセンサおよび第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、異常時絶対角度算出手段は、異常が検出されていない方のレゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて回転部材の絶対回転角度（回転位置）を算出する。
【００１０】
この結果、一対のレゾルバセンサの片方が故障しても、回転部材の絶対回転角度を算出することができる。
【００１１】
本発明の他の構成は、上記ｎと上記ｍとの関係を、ｎ＝ｍ＋１としたことにある。
【００１２】
この発明によれば、第１レゾルバセンサの信号出力と第２レゾルバセンサの信号出力とは、回転部材が所定角度回転してはじめて同位相となる。従って、両レゾルバセンサの信号出力差は、所定角度範囲内において周期性を有することなく単調に変化し、回転角度と一対一に対応したものとなる。この結果、所定角度範囲における絶対角度を良好に検出することができる。
【００１３】
本発明の他の特徴は、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサは、上記回転部材の回転位置に応じた周期波形信号として鋸歯形状の信号を出力し、上記第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出し、その三角形頂点の通過を検出するたびに上記回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したとして所属分割領域を変更することにある。
この場合、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向に基づいて、上記回転部材の所属分割範囲を決定するとよい。
【００１４】
この発明によれば、回転部材を所定角度回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の鋸歯形状信号を出力し、同様に、第２レゾルバセンサはｍ回の鋸歯形状信号を出力する。そして、第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、それぞれレゾルバセンサの出力する鋸歯形状の信号における三角形頂点の通過を検出するたびに回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したことを認識する。
レゾルバセンサの出力は、鋸歯形状信号の三角形頂点の通過時に大きく変動する。従って、三角形頂点の通過ポイントを検出しやすい。
また、レゾルバセンサの信号の推移から、鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向も容易に把握することができる。つまり、鋸歯形状信号は、回転部材の回転方向によって、その出力値の変化が異なるため、回転部材の回転方向を識別することができる。
この結果、回転部材の所属分割領域を適正に検出することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、上記回転部材は車両の操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸であり、上記所定角度範囲は上記操舵ハンドルの回転可能範囲であることにある。
【００１６】
この発明によれば、対となる一方のレゾルバセンサが故障しても、操舵ハンドルの操舵角を適正に検出することができるため、車両の安全性、信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、一実施形態としての回転角検出装置を備えた車両の操舵装置を示している。
【００１８】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。
【００１９】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。
【００２０】
操舵入力軸１２と操舵出力軸２４との間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を操舵出力軸２４に伝達するものである。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと操舵入力軸１２の下端との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと操舵出力軸２４の上端との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。
【００２１】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を制御する電気制御装置４０について説明する。
電気制御装置４０は、操舵ハンドル１１の操舵角θを検出するための操舵角検出装置５０と、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）６０と、前輪転舵用電子制御ユニット（以下、前輪転舵用ＥＣＵという）７０とを備えている。
【００２２】
操舵角検出装置５０は、本発明の回転角検出装置に相当するものであり、第１レゾルバセンサ５１と、第２レゾルバセンサ５２と、絶対角検出用演算装置（以下、絶対角検出用ＥＣＵと呼ぶ）５３とから構成される。
第１レゾルバセンサ５１は、操舵入力軸１２の中間部に設けられる第１レゾルバ５１ｓと、第１レゾルバ５１ｓの出力信号から相対角θａを検出する第１相対角検出回路５１ｃとからなる。
第２レゾルバセンサ５２は、第１レゾルバ５１ｓと並んで操舵入力軸１２の中間部に設けられる第２レゾルバ５２ｓと、第２レゾルバ５２ｓの出力信号から相対角θｂを検出する第２相対角検出回路５２ｃとからなる。
【００２３】
第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓは、それぞれ環状のレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとを備える。各レゾルバ５１ｓ、５２ｓにおいては、レゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒが操舵入力軸１２の外周面上に固定されており、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓがその内周面にレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒの外周面が対向するように車体側に固定して設けられる。
第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓは、各レゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒに励磁コイルである１次巻線（図示略）が設けられ、各レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓに検出コイルである２次巻線（図示略）が複数設けられる。
【００２４】
第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃは、それぞれ第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓの１次巻線を正弦波信号により励磁するとともに、その励磁信号による誘起電圧信号を複数の２次巻線から入力する。操舵入力軸１２が回転して各レゾルバ５１ｓ，５２ｓのレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとの位置関係が変化すると、２次巻線を通過する磁束が変化する。従って、１次巻線に印加される正弦波電圧と２次巻線に作用する誘起電圧との位相差を比較することにより、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとの相対的な角度位置を検出することができる。
【００２５】
操舵入力軸１２は、図示しないストロークエンドにより、その軸線回りの回転が規制されている。この操舵入力軸１２の回転可能範囲は、操舵ハンドル１１の回転可能範囲と同一である。以下、この範囲を操舵可能範囲と呼ぶ。
操舵可能範囲は、本実施形態においては、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、左方向の操舵限界角度−θmaxから右方向の操舵限界角度＋θmaxまでとする。
【００２６】
そして、第１相対角検出回路５１ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｎ回（本実施形態においては１３回）の周期波形信号を出力するように構成される。
一方、第２相対角検出回路５２ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｍ回（本実施形態においては１２回）の周期波形信号を出力するように構成される。つまり、第１相対角検出回路５１ｃと第２相対角検出回路５２ｃは、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において周期波形信号の出力回数が１回だけ異なるように（ｎ＝ｍ＋１）位相差を設けて構成される。
【００２７】
図９は、第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃの出力する周期波形信号を表す。横軸は、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角θ）を表し、縦軸は、電気角を表す。図中、１点鎖線で表される信号波形は、第１相対角検出回路５１ｃの出力する相対角θａを、２点鎖線で表される信号波形は、第２相対角検出回路５２ｃの出力する相対角θｂを表す。
相対角θａは、操舵可能範囲を値ｎで徐算した角度（２・θmax／ｎ）を１周期（２π）とした電気角であり、第１レゾルバ５１ｓのレゾルバステータ５１ｓｓに対するレゾルバロータ５１ｓｒの相対的な位置を表す。同様に、相対角θｂは、操舵可能範囲を値ｍで徐算した角度（２・θmax／ｍ）を１周期（２π）とした電気角であり、第２レゾルバ５２ｓのレゾルバステータ５２ｓｓに対するレゾルバロータ５２ｓｒの相対的な位置を表す。
これに対して絶対舵角θは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」として、この中立位置を基準とした操舵ハンドル１１の機械的な回転角度（回転位置）を表す。
以下の説明において、相対角θａを表す第１相対角検出回路５１ｃの出力信号を第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと呼び、相対角θｂを表す第２相対角検出回路５２ｃの出力信号を第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂと呼ぶ。
【００２８】
図９に示すように、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力する周期波形信号θａ，θｂは、横軸に対して垂直な辺を有する直角三角形を複数連ねた鋸歯形状の信号として現れる。この鋸歯形状の信号波形の一山分が１周期となる。
第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２は、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmax位置に回された状態において、その出力が電気角で０ラジアンとなるようにそれぞれ設定される。また、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２は、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において周期波形信号の出力回数が１回だけ異なるように設定されるため、操舵ハンドル１１が右操舵限界角度＋θmax位置にまで回されたときに、位相差がなくなって出力が同一値（電気角で２πラジアン）となる。従って、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力値（相対角θａ,θｂ）は、左右操舵限界のあいだとなる操舵可能範囲においては常に異なる値となる。
【００２９】
第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号θａ,θｂは、絶対角検出用ＥＣＵ５３に入力される。絶対角検出用ＥＣＵ５３は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、この相対角θａ,θｂを用いて操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を算出する。この絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出処理については後述する。
【００３０】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に対して適切な操舵反力を発生させる制御装置で、絶対角検出用ＥＣＵ５３および車速センサ４１を接続している。車速センサ４１は、車速Ｖを表す検出信号を出力する。操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３で算出された操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標操舵反力を算出する。この目標操舵反力の算出に当たっては、図７に示す操舵反力テーブルを参照する。この操舵反力テーブルは、操舵反力用ＥＣＵ６０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力値が設定されている。
なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、操舵角θおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力値を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力値を計算するようにしてもよい。
【００３１】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、計算した目標操舵反力に対応した駆動電流を図示しない駆動回路を介して操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
尚、操舵反力用電動モータ１３は、３相同期式永久磁石モータが使用され、２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御により回転制御される。この場合、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号を入力する必要がある。そこで、操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３から相対角θａあるいは相対角θｂの信号を入力する。
【００３２】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に応じた舵角で前輪（転舵輪）を転舵する制御装置であり、絶対角検出用ＥＣＵ５３、車速センサ４１、転舵角センサ４３を接続する。
転舵角センサ４３は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を測定することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。また、この転舵角センサ４３を、操舵出力軸２４の回転角を検出することにより、実転舵角δを検出するように構成してもよい。
【００３３】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３で算出されたハンドル操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標前輪転舵角を算出する。この目標前輪転舵角の算出に当たっては、図８に示す転舵角テーブルを参照する。この転舵角テーブルは、前輪転舵用ＥＣＵ７０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角が設定されている。この目標前輪転舵角のハンドル操舵角θに対する変化率は、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θと目標前輪転舵角との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角を計算するようにしてもよい。
【００３４】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、転舵角センサ４３により検出した実転舵角δが最終的な目標前輪転舵角に等しくなるように、その舵角差を用いて図示しない駆動回路を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角に転舵する。
【００３５】
次に、操舵角検出装置５０が行う操舵ハンドル１１の操舵角検出処理について説明する。図２は、操舵角検出を行うに当たって、絶対角検出用ＥＣＵ５３が実施する初期設定処理を表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、車両のイグニッションスイッチがＯＮしたときに実行される。
【００３６】
車両のイグニッションスイッチがＯＮして本初期設定ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ１１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号θａ，θｂを読み込む。続いて、読み込んだ相対角θａが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ１２）、θａ≧θｂである場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、θａからθｂを減算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ）として算出する（Ｓ１３）。一方、θａ＜θｂである場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、θａからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ１４）。
【００３７】
図９に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第１レゾルバセンサ５１はｎ回（１３回）の鋸歯形状信号θａを出力し、第２レゾルバセンサ５２はｍ回（１２回）の鋸歯形状信号θｂを出力する。従って、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）においては、操舵限界端を除いて、常に２つの出力信号θａ,θｂに位相差が発生する。操舵角θ（絶対舵角）は、この位相差に基づいて算出することができる。
【００３８】
ここで、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxの位置から右方向に操舵操作されるケースを考える。第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂとの位相差は、左操舵限界角度−θmaxの位置を基準（位相差＝０）とすると、右操舵方向に進むにつれて増大し、右操舵限界角度＋θmaxの位置で最大の「２π」となり同位相に戻る。従って、操舵可能範囲における位相差がわかれば操舵角θを求めることができる。
【００３９】
ステップＳ１３，Ｓ１４の処理は、この位相差を算出するものであるが、相対角θａと相対角θｂとは、途中で大小関係が逆転する。そこで、相対角θａと相対角θｂとの大小関係が逆転する場合（θａ＜θｂ）には、相対角差θａｂに２πを加算する。
従って、相対角差θａｂは、図９に破線にて示すように、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、周期性を有することなく操舵角θに比例して「０」から「２π」まで直線的に増加する。これにより、相対角差θａｂを求めることで操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００４０】
続いて、ステップＳ１３あるいはステップＳ１４にて求めた相対角差θａｂから操舵角θ（絶対舵角）を算出する（Ｓ１５）。この操舵角θの算出は、図１０に示す操舵角テーブルを参照して行う。この操舵角テーブルは、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に記憶され、操舵ハンドル１１の操舵角θと相対角差θａｂとを関係付けたものである。
尚、操舵角θは、関数を用いて算出してもよい。例えば、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する回転角度を２・θmaxとすると、相対角差θａｂは、操舵ハンドル１１が２・θmax回転する間に電気角で２π変化する。従って、操舵角θは次式のように算出することができる。
θ＝θmax・θｃｂ／π
【００４１】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、先のステップＳ１５において算出した操舵角θが、第１レゾルバセンサ５１の出力する鋸歯形状信号θａにおける何サイクル目に存在するのか、および、第２レゾルバセンサ５２の出力する鋸歯形状信号θｂにおける何サイクル目に存在するのかをそれぞれ判断するためのカウント値Ｎａ，Ｎｂを決定する（Ｓ１６）。
つまり、カウント値Ｎａは、図９に示すように、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第１レゾルバセンサ５１から周期波形信号θａが出力される回数ｎ（＝１３）で等しく分割した範囲を分割領域として、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を特定する値となる。この場合、分割された各分割領域の機械角は、２・θmax／１３となる。
このカウント値Ｎａは、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が左操舵限界角度−θmaxに最も近い分割領域に存在するときに値「０」に設定され、右操舵方向に進むほど「１」ずつ大きな値に設定される。従って、カウント値Ｎａは、値「０」から値「１２」までの１３通りとなる。
【００４２】
同様に、カウント値Ｎｂは、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において第２レゾルバセンサ５２から周期波形信号が出力される回数ｍ（＝１２）で等しく分割した範囲を分割領域として、その分割領域を特定する値となる。この場合、分割された各分割領域の機械角は、２・θmax／１２となる。
このカウント値Ｎｂは、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が左操舵限界角度−θmaxに最も近い分割領域に存在するときに値「０」に設定され、右操舵方向に進むほど「１」ずつ大きな値に設定される。従って、カウント値Ｎｂは、値「０」から値「１１」までの１２通りとなる。
以下、このカウント値Ｎａ，Ｎｂを周期カウント値Ｎａ，Ｎｂと呼ぶ。
【００４３】
このステップＳ１６においては、先のステップＳ１５にて操舵角θが算出されているため、その操舵角θに基づいて周期カウント値Ｎａ，Ｎｂが決定される。この周期カウント値Ｎａ，Ｎｂは、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＡＭ内に記憶される。
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ１７において、先のステップＳ１５にて算出された操舵角θ（絶対舵角θ）を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ１８において、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。
【００４４】
この相対角θｂは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。従って、この相対角θｂを出力する第２レゾルバセンサ５２の信号出力周期を、操舵反力用電動モータ１３の極数と対応させることが好ましい。尚、相対角θｂに代えて相対角θａを出力するようにしてもよい。
こうしてステップＳ１８の処理が完了すると、本制御ルーチンを終了する。
【００４５】
次に、初期設定処理が完了した後の操舵角算出処理について説明する。図３は、絶対角検出用ＥＣＵ５３が実施する操舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、初期設定処理が完了した後に所定の周期で繰り返し行われる。
【００４６】
本操舵角算出ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ２１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が共に正常であるか否かを判断する。この判断は、各レゾルバ５１ｓ、５２ｓに設けられる巻線の端子電圧をチェックすることにより行う。各レゾルバ５１ｓ、５２ｓに設けられる巻線に断線、ショート、絶縁不良等が発生した場合には、この巻線端子電圧が基準範囲から外れる。従って、このステップＳ２１においては、第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃにより巻線端子電圧を検出し、検出電圧が基準範囲から外れているときにレゾルバ５１ｓ、５２ｓが異常であると判断する。
【００４７】
尚、各レゾルバセンサ５１，５２の異常検出に当たっては、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ自身の異常も含めて、絶対角検出用ＥＣＵ５３にて検出するようにしてもよい。例えば、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃの出力する周期波形信号の電圧値を絶対角検出用ＥＣＵ５３にてチェックし、その電圧値が基準範囲から外れたとき回路異常と判断してもよい。また、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃｃの出力信号の波形から回路異常を判断してもよい。
【００４８】
絶対角検出用ＥＣＵ５３は、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が正常であると判断した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２に処理を進め、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２からそれぞれ相対角θａ，θｂを入力する。
続いて、相対角θａが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ２３）、θａ≧θｂである場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、θａからθｂを減算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ）として算出し（Ｓ２４）、θａ＜θｂである場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、θａからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ２５）。
【００４９】
そして、相対角差θａｂが算出されると、この相対角差θａｂから操舵角θ（絶対舵角θ）を算出し（Ｓ２６）、この算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する（Ｓ２７）。また、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する（Ｓ２８）。
尚、このステップＳ２２〜Ｓ２８の処理は、先に説明した初期設定処理におけるステップＳ１２〜Ｓ１８（ステップＳ１６を除く）と同様な処理である。
【００５０】
一方、ステップＳ２１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の少なくとも１つが異常であると判断された場合には、更に、第１レゾルバセンサ５１が正常であるか否かを判断し（Ｓ２９）、第１レゾルバセンサ５１が正常である場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、つまり、第２レゾルバセンサ５２のみが異常である場合には、後述の第１異常ルーチンを実行する（Ｓ３０）。
また、ステップＳ２９において第１レゾルバセンサ５１が正常でないと判断された場合には、ステップＳ３１において、第２レゾルバセンサ５２が正常か否かを判断する。第２レゾルバセンサ５２が正常である場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、つまり、第１レゾルバセンサ５１のみが異常である場合には、後述の第２異常ルーチンを実行する（Ｓ３２）。
【００５１】
また、ステップＳ３１において第２レゾルバセンサ５２が正常でないと判断された場合には、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の両方が異常であるため、ステップＳ３３において、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３に接続指令を出力する。この接続指令により、第１電磁クラッチ３２は、ケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。また、第２電磁クラッチ３３は、ケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。この結果、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とは、ケーブル３１を介して動力伝達可能に連結される。従って、運転者の行う操舵ハンドル１１の回動操作により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
【００５２】
本制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が共に正常である間においては、ステップＳ２２〜Ｓ２８の処理が繰り返されて、算出した操舵ハンドル１１の操舵角θが操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力される。また、第１レゾルバセンサ５１のみが正常である間においては、第１異常ルーチンが繰り返され、第２レゾルバセンサ５２のみが正常である間においては、第２異常ルーチンが繰り返される。また、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の両方の異常が検出されているあいだは、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３を接続して、運転者の操舵操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
【００５３】
次に、上述した操舵角算出ルーチンと並行して行われる相対角周期カウント処理について説明する。図４は、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、初期設定処理が完了した後に操舵角算出ルーチンと並行して所定の周期で繰り返し行われる。
【００５４】
初期設定処理が完了して、本相対角周期カウントルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ４１において第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２から相対角θａ,θｂを入力する。
続いて、ステップＳ４２において、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化したか否かを判断する。つまり、第１レゾルバセンサ５１から出力される相対角θａを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形頂点となる値「２π」から波形谷部となる値「０」に変化したか否かを判断する。例えば、図９の信号波形において、点Ａが波形頂点、点Ｂが波形谷部となる。この場合、直前回検出した相対角θａ(n-1)と今回検出した相対角θａnとの関係から、波形頂点の通過を判断する。
【００５５】
操舵ハンドルが右方向に回転した場合には、図９の矢印ａ１にて示すように、相対角θａは、波形頂点Ａを通過するときに２π減少する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角θａ(n-1)に対して、今回検出した相対角θａnの値が所定値（例えば、π）以上減少した場合に、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化したと判断する。この場合には、ステップＳ４３において周期カウント値Ｎａを１だけインクリメントする（Ｎａ＝Ｎａ＋１）。
【００５６】
上述したように、周期カウント値Ｎａは、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）をｎ等分（１３等分）した分割領域のうち、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を特定する値である。従って、このステップＳ４２において「ＹＥＳ」と判断された場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が右回転方向に隣接する分割領域に移行したことを意味する。
また、ステップＳ４２において、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４２：ＮＯ）、このステップＳ４３の処理を飛ばす。
【００５７】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４４に進める。このステップＳ４４では、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化したか否かを判断する。つまり、第１レゾルバセンサ５１から出力される相対角θａを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形谷部Ｂとなる値「０」から波形頂点Ａとなる値「２π」に変化したか否かを判断する。
この場合においても、直前回検出した相対角θａ(n-1)と今回検出した相対角θａnとの関係から、波形頂点Ａの通過を判断する。
操舵ハンドル１１が左方向に回転した場合には、図９の矢印ａ２にて示すように、相対角θａは、波形谷部Ｂを通過するときに２π増大する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角θａ(n-1)に対して、今回検出した相対角θａnの値が所定値（例えば、π）以上増大した場合に、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化したと判断する。この場合には、ステップＳ４５において周期カウント値Ｎａを１だけディクリメントする（Ｎａ＝Ｎａ−１）。
一方、ステップＳ４４において、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、このステップＳ４５の処理を飛ばす。
【００５８】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４６に進める。このステップＳ４６では、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化したか否かを判断する。つまり、第２レゾルバセンサ５２から出力される相対角θｂを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形頂点となる値「２π」から波形谷部となる値「０」に変化したか否かを判断する。
この判断は、ステップＳ４２と同様に、直前回検出した相対角θｂ(n-1)に対して、今回検出した相対角θｂnの値が所定値（例えば、π）以上減少した場合に、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化したと判断する。
【００５９】
例えば、図９に示すように、相対角θｂを表す出力信号が、矢印ｂ１に沿って波形頂点Ｃから波形谷部Ｄに変化したときにステップＳ４６の判断は「ＹＥＳ」となる。
この場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が右回転方向に隣接する分割領域に移行したと判断して、ステップＳ４７において周期カウント値Ｎｂを１だけインクリメントする（Ｎｂ＝Ｎｂ＋１）。
一方、ステップＳ４６において、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４６：ＮＯ）、このステップＳ４７の処理を飛ばす。
【００６０】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４８に進める。このステップＳ４８では、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化したか否かを判断する。つまり、第２レゾルバセンサ５２から出力される相対角θｂを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形谷部となる値「０」から波形頂点となる値「２π」に変化したか否かを判断する。
この判断は、ステップＳ４４と同様に、直前回検出した相対角θｂ(n-1)に対して、今回検出した相対角θｂnの値が所定値（例えば、π）以上増大した場合に、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化したと判断する。
【００６１】
例えば、図９に示すように、相対角θｂを表す出力信号が、矢印ｂ２に沿って波形谷部Ｄから波形頂点Ｃに変化したときにステップＳ４８の判断は「ＹＥＳ」となる。
この場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が左回転方向に隣接する分割領域に移行したと判断して、ステップＳ４９において周期カウント値Ｎｂを１だけディクリメントする（Ｎｂ＝Ｎｂ−１）。
一方、ステップＳ４８において、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４８：ＮＯ）、このステップＳ４９の処理を飛ばす。
【００６２】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ５０において、ステップＳ４１にて入力した相対角θａ，θｂを前回値として記憶更新する。従って、この記憶更新した相対角θａ，θｂが、次回の処理における直前回の相対角θａ(n-1)，θｂ(n-1)として使われることになる。
【００６３】
ステップＳ５０の処理が終了すると本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは繰り返し実行されることから、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号に基づいて、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を周期カウント値Ｎａ，Ｎｂにより常に把握していることになる。そして、第１レゾルバセンサ５１または第２レゾルバセンサ５２が故障したときに、後述するように、この周期カウント値Ｎａまたは周期カウント値Ｎｂを使って操舵角θを検出する。
【００６４】
次に、上述した操舵角算出ルーチンにおいて組み込まれる第１異常ルーチンについて説明する。この第１異常ルーチンは、第２レゾルバセンサ５２の異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図５に示すフローチャートに沿って処理される。
【００６５】
この第１異常ルーチンが開始されると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ６１において、第１レゾルバセンサ５１から相対角θａを入力する。続いて、ステップＳ６２において、相対角θａの絶対角相当量Δθを算出する。
第１レゾルバセンサ５１では、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｎ回（ｎ＝１３）の周期波信号θａを出力する。従って、第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａの１周期分の角度（相対角θａにおける２π分の角度）は、操舵ハンドル１１の機械舵角２・θmax／ｎに相当する。従って、相対角θａにおける絶対角相当量Δθは、次式のように表すことができる。
Δθ＝（２・θmax／ｎ）×（θａ／２π）＝（θmax・θａ）／（ｎ・π）
尚、絶対角相当量Δθの算出にあたっては、相対角θａと絶対角相当量Δθとを関係付けるテーブルを用意しておいて、このテーブルを参照して求めるようにしてもよい。
【００６６】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ６３に進める。このステップＳ６３においては、先の相対角周期カウントルーチンにて求めた周期カウント値Ｎａと、ステップＳ６２にて算出した相対角θａの絶対角相当量Δθを使って、次式（１）により操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角θ）を算出する。
θ＝−θmax＋（２・θmax／ｎ）・Ｎａ＋Δθ …（１）
【００６７】
第１レゾルバセンサ５１の出力する周期波形信号θａは、同じ分割領域内では周期性を有さず単調に増加するため、異なる操舵角θに対しては同一の値を出力しない。そのため、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が分かれば、その所属分割領域の原点（図９における各分割領域の左端の絶対舵角）に相対角θａの絶対角相当量Δθを加算することで絶対舵角θを算出することができる。また、分割領域はカウント値Ｎａで特定されるため、所属分割領域の原点の絶対角度は、−θmax＋（２・θmax／ｎ）・Ｎａとして表される。
従って、操舵ハンドルの操舵角θは上記式（１）にて算出することができる。
【００６８】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ６４において、算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ６５において、相対角θａを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。この相対角θａは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。
尚、操舵反力用電動モータ１３は、相対角θｂを回転角度信号として制御されるため、このステップＳ６５においては、相対角θａを相対角θｂ相当の回転角度に変換した信号を出力する。
【００６９】
こうしてステップＳ６５の処理が終了すると、第１異常ルーチンを一旦終了する。この第１異常ルーチンは図３に示す操舵角算出制御ルーチンに組み込まれるため、繰り返し実行される。従って、第２レゾルバセンサ５２が途中で故障した場合においても、第１レゾルバセンサ５１に基づいて操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００７０】
次に、第２異常ルーチンについて説明する。この第２異常ルーチンは、操舵角算出ルーチンにおいて組み込まれ、第１レゾルバセンサ５１の異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図６に示すフローチャートに沿って処理される。
尚、この第２異常ルーチンは、上述した第１異常ルーチンに対して、扱う信号が異なるのみで操舵角θの計算手法は同様であるため、簡単な説明にとどめる。
【００７１】
この第２異常ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ７１において、第２レゾルバセンサ５２から相対角θｂを入力する。続いて、ステップＳ７２において、相対角θｂの絶対角相当量Δθを算出する。
第２レゾルバセンサ５２では、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｍ回（ｍ＝１２）の周期波信号を出力する。従って、相対角θｂにおける絶対角相当量Δθは、次式のように表すことができる。
Δθ＝（２・θmax／ｍ）×（θｂ／２π）＝（θmax・θｂ）／（ｍ・π）
尚、絶対角相当量Δθの算出にあたっては、相対角θｂと絶対角相当量Δθとを関係付けるテーブルを用意しておいて、このテーブルを参照して求めるようにしてもよい。
【００７２】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ７３において、先の相対角周期カウントルーチンにて求めたカウント値Ｎｂと、ステップＳ７２にて算出した相対角θｂの絶対角相当量Δθを使って、次式により操舵ハンドル１１の操舵角θを算出する。
θ＝−θmax＋（２・θmax／ｍ）・Ｎｂ＋Δθ …（２）
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ７４において、算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ７５において、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。この相対角θｂは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。
【００７３】
こうしてステップＳ７５の処理が終了すると、第２異常ルーチンを一旦終了する。この第２異常ルーチンは図３に示す操舵角算出制御ルーチンに組み込まれるため、繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１が途中で故障した場合においても、第２レゾルバセンサ５２に基づいて操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００７４】
以上本実施形態の車両の操舵装置によれば、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の信号出力周期に対応した分割数で分割した分割領域を設定し、車両起動時において、相対角差θａｂから算出した操舵角θに基づいて操舵ハンドル１１の回転位置がどの分割領域に属するかを判断する。
そして、操舵ハンドル１１の回転操作により、その所属分割領域が変更されるたびに、所属分割領域を記憶する周期カウント値Ｎａ，Ｎｂを増減変更していく。従って、走行途中で一方のレゾルバセンサ５１（５２）が故障しても、正常側のレゾルバセンサ５１（５２）の相対角θａ（θｂ）と周期カウント値Ｎａ（Ｎｂ）とから操舵ハンドル１１の絶対舵角θを算出することができる。
【００７５】
また、両方のレゾルバセンサ５１，５２が故障した場合には、電磁クラッチ３２，３３の作動により操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とを連結するため、操舵ハンドル１１の回動操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を直接転舵することができる。
これらの結果、ステアバイワイヤ方式の操舵装置の信頼性を向上することができ、車両の安全性向上を図ることができる。
【００７６】
以上、本発明の回転角検出装置の実施形態として操舵装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、車両の転舵装置の回転角度検出に適用したが、なんら適用対象を限定するものではない。例えば、電動モータの回転角度検出装置等に適用しても良い。
【００７７】
また、本実施形態において、車両起動時からカウント値Ｎａ，Ｎｂを用いて所属分割領域を記憶更新しているが、例えば、一方のレゾルバセンサの故障を検出したときに、相対角θａ,θｂの相対角差θａｂから操舵ハンドルの回転位置に対応する分割領域を検出し、その後、正常側のレゾルバセンサの出力する相対角の推移に基づいて所属分割領域を更新（周期カウント値の増減変更）していくようにしてもよい。つまり、２つのレゾルバセンサの正常時においては分割領域の検出を行わす、レゾルバセンサの故障が検出されてから分割領域の検出および更新を行うようにしてもよい。
【００７８】
尚、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２１〜Ｓ２７の処理が本発明の絶対角度算出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンにおけるステップＳ４２〜Ｓ４５の処理が本発明の第１所属分割領域導出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンにおけるステップＳ４６〜Ｓ４９の処理が本発明の第２所属分割領域導出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２１，Ｓ２９，Ｓ３１の処理が本発明の異常検出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う第１異常ルーチンおよび第２異常ルーチンが本発明の異常時絶対角度算出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態としての回転角検出装置を備えた車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】初期設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】操舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】相対角周期カウントルーチンを表すフローチャートである。
【図５】第１異常ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】第２異常ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】操舵角から目標操舵反力を算出するためのテーブルを表す説明図である。
【図８】操舵角から目標前輪転舵角を算出するためのテーブルを表す説明図である。
【図９】相対角、絶対舵角、相対角差、分割領域を表す説明図である。
【図１０】相対角差から操舵角を算出するための操舵角テーブルを表す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２０…転舵装置、２２…転舵用電動モータ、２４…転舵出力軸、４０…電気制御装置、５０…操舵角検出装置、５１…第１レゾルバセンサ、５１ｓ…第１レゾルバ、５１ｃ…第１相対角検出回路、５２…第２レゾルバセンサ、５２ｓ…第２レゾルバ、５２ｃ…第２相対角検出回路、５３…絶対角検出用ＥＣＵ、θ…操舵角（絶対舵角）、θａ，θｂ…相対角、θａｂ…相対角差、Ｎａ，Ｎｂ…周期カウント値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバセンサを用いて回転部材の回転角度を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レゾルバセンサを用いて回転部材の絶対角度を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１において提案された絶対回転角検出装置は、回転部材としてのロータにセンサＡとセンサＢとを設け、この２つのセンサＡ，Ｂの出力信号の位相差に基づいてロータの絶対回転角度を算出して車輪の転舵角を求める。
各センサＡ，Ｂは、ロータの回転に合わせて鋸歯形状の周期波形信号を出力するが、その周期が異なるように設定される。例えば、ロータが１５回転するあいだ（転舵範囲）に、センサＡは１２周期分の信号を出力し、センサＢは１３周期分の信号を出力するように設定される。このため、センサＡの信号とセンサＢの信号との位相差は、ロータが１５回回転する間、電気角で０度から３６０度まで周期性を有することなく単調に増加する。
従って、このセンサＡの信号とセンサＢの信号との位相差を求めることにより、ロータの絶対回転角度を検出することができる。
【特許文献１】特開２００４−３２５１８２号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、こうした２つのセンサの周期波形信号の位相差に基づいて回転部材の絶対角度を検出する構成の場合、片方のセンサが故障したときには、位相差を算出することができず、絶対角度の検出が不能となってしまう。
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、片方のセンサが故障した場合でも、正常側のセンサを用いて絶対角度を検出することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、被検出対象となる回転部材を所定角度範囲回転させたときに、ｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、上記回転部材を上記所定角度範囲回転させたときに、ｍ（ｍ≠ｎ）回の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との出力差に基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する絶対角度算出手段とを備えた回転角検出装置において、上記所定角度範囲を上記第１レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第１所属分割領域導出手段と、上記所定角度範囲を上記第２レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第２所属分割領域導出手段と、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、上記異常が検出されていない方のレゾルバの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する異常時絶対角度算出手段とを備えたことにある。
【０００６】
この発明によれば、回転部材を所定範囲回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の周期波形信号を出力し、第２レゾルバセンサはｍ回の周期波形信号を出力する。二つのレゾルバセンサの信号出力値の差（位相差）を求めた場合、その出力差は、回転部材の広い回転範囲において回転部材の回転位置（回転角度）に一対一に対応する値となる。絶対角度算出手段は、この原理を利用して回転部材の絶対回転角度を算出する。
各レゾルバセンサは回転部材を所定範囲回転させたとき周期波形信号を出力することから、この信号出力が基準位置に対して何周期目のものなのかを認識できれば、片方のレゾルバセンサが故障しても正常側のレゾルバセンサだけで回転部材の絶対回転角度を検出することができる。
【０００７】
そこで、この発明では、片方のレゾルバセンサの故障時に対処するために、第１所属分割領域導出手段および第２所属分割領域導出手段を備える。回転部材を所定範囲回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の周期波形信号を出力することから、第１所属分割領域導出手段は、所定角度範囲をその周期ｎに応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで回転部材の回転位置が属している所属分割領域を導出する。
この所属分割領域は、両方のレゾルバセンサが正常であれば、その出力差から算出される絶対回転角度から求められるが、片方のレゾルバセンサが故障した場合には、求められない。そこで、この所属分割領域の導出にあたっては、第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて行う。例えば、信号出力波形に特徴点が現れるポイントを分割領域の境界に設定し、この特徴点を検出するたびに所属分割領域を変更していけばよい。この場合、両レゾルバセンサが正常であるときに回転部材の回転位置が属している所属分割領域を初期値として求めておき、この初期値に対して所属分割領域の変更を行っていくと良い。
【０００８】
同様にして、第２所属分割領域導出手段も、所定角度範囲を第２レゾルバセンサの周期ｍに応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで回転部材の回転位置が属している所属分割領域を第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する。
【０００９】
そして、異常検出手段により第１レゾルバセンサおよび第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、異常時絶対角度算出手段は、異常が検出されていない方のレゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて回転部材の絶対回転角度（回転位置）を算出する。
【００１０】
この結果、一対のレゾルバセンサの片方が故障しても、回転部材の絶対回転角度を算出することができる。
【００１１】
本発明の他の構成は、上記ｎと上記ｍとの関係を、ｎ＝ｍ＋１としたことにある。
【００１２】
この発明によれば、第１レゾルバセンサの信号出力と第２レゾルバセンサの信号出力とは、回転部材が所定角度回転してはじめて同位相となる。従って、両レゾルバセンサの信号出力差は、所定角度範囲内において周期性を有することなく単調に変化し、回転角度と一対一に対応したものとなる。この結果、所定角度範囲における絶対角度を良好に検出することができる。
【００１３】
本発明の他の特徴は、上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサは、上記回転部材の回転位置に応じた周期波形信号として鋸歯形状の信号を出力し、上記第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出し、その三角形頂点の通過を検出するたびに上記回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したとして所属分割領域を変更することにある。
この場合、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向に基づいて、上記回転部材の所属分割範囲を決定するとよい。
【００１４】
この発明によれば、回転部材を所定角度回転させたとき、第１レゾルバセンサはｎ回の鋸歯形状信号を出力し、同様に、第２レゾルバセンサはｍ回の鋸歯形状信号を出力する。そして、第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、それぞれレゾルバセンサの出力する鋸歯形状の信号における三角形頂点の通過を検出するたびに回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したことを認識する。
レゾルバセンサの出力は、鋸歯形状信号の三角形頂点の通過時に大きく変動する。従って、三角形頂点の通過ポイントを検出しやすい。
また、レゾルバセンサの信号の推移から、鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向も容易に把握することができる。つまり、鋸歯形状信号は、回転部材の回転方向によって、その出力値の変化が異なるため、回転部材の回転方向を識別することができる。
この結果、回転部材の所属分割領域を適正に検出することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、上記回転部材は車両の操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸であり、上記所定角度範囲は上記操舵ハンドルの回転可能範囲であることにある。
【００１６】
この発明によれば、対となる一方のレゾルバセンサが故障しても、操舵ハンドルの操舵角を適正に検出することができるため、車両の安全性、信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、一実施形態としての回転角検出装置を備えた車両の操舵装置を示している。
【００１８】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。
【００１９】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。
【００２０】
操舵入力軸１２と操舵出力軸２４との間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を操舵出力軸２４に伝達するものである。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと操舵入力軸１２の下端との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと操舵出力軸２４の上端との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。
【００２１】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を制御する電気制御装置４０について説明する。
電気制御装置４０は、操舵ハンドル１１の操舵角θを検出するための操舵角検出装置５０と、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）６０と、前輪転舵用電子制御ユニット（以下、前輪転舵用ＥＣＵという）７０とを備えている。
【００２２】
操舵角検出装置５０は、本発明の回転角検出装置に相当するものであり、第１レゾルバセンサ５１と、第２レゾルバセンサ５２と、絶対角検出用演算装置（以下、絶対角検出用ＥＣＵと呼ぶ）５３とから構成される。
第１レゾルバセンサ５１は、操舵入力軸１２の中間部に設けられる第１レゾルバ５１ｓと、第１レゾルバ５１ｓの出力信号から相対角θａを検出する第１相対角検出回路５１ｃとからなる。
第２レゾルバセンサ５２は、第１レゾルバ５１ｓと並んで操舵入力軸１２の中間部に設けられる第２レゾルバ５２ｓと、第２レゾルバ５２ｓの出力信号から相対角θｂを検出する第２相対角検出回路５２ｃとからなる。
【００２３】
第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓは、それぞれ環状のレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとを備える。各レゾルバ５１ｓ、５２ｓにおいては、レゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒが操舵入力軸１２の外周面上に固定されており、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓがその内周面にレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒの外周面が対向するように車体側に固定して設けられる。
第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓは、各レゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒに励磁コイルである１次巻線（図示略）が設けられ、各レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓに検出コイルである２次巻線（図示略）が複数設けられる。
【００２４】
第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃは、それぞれ第１レゾルバ５１ｓおよび第２レゾルバ５２ｓの１次巻線を正弦波信号により励磁するとともに、その励磁信号による誘起電圧信号を複数の２次巻線から入力する。操舵入力軸１２が回転して各レゾルバ５１ｓ，５２ｓのレゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとの位置関係が変化すると、２次巻線を通過する磁束が変化する。従って、１次巻線に印加される正弦波電圧と２次巻線に作用する誘起電圧との位相差を比較することにより、レゾルバステータ５１ｓｓ，５２ｓｓとレゾルバロータ５１ｓｒ，５２ｓｒとの相対的な角度位置を検出することができる。
【００２５】
操舵入力軸１２は、図示しないストロークエンドにより、その軸線回りの回転が規制されている。この操舵入力軸１２の回転可能範囲は、操舵ハンドル１１の回転可能範囲と同一である。以下、この範囲を操舵可能範囲と呼ぶ。
操舵可能範囲は、本実施形態においては、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、左方向の操舵限界角度−θmaxから右方向の操舵限界角度＋θmaxまでとする。
【００２６】
そして、第１相対角検出回路５１ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｎ回（本実施形態においては１３回）の周期波形信号を出力するように構成される。
一方、第２相対角検出回路５２ｃは、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｍ回（本実施形態においては１２回）の周期波形信号を出力するように構成される。つまり、第１相対角検出回路５１ｃと第２相対角検出回路５２ｃは、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において周期波形信号の出力回数が１回だけ異なるように（ｎ＝ｍ＋１）位相差を設けて構成される。
【００２７】
図９は、第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃの出力する周期波形信号を表す。横軸は、操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角θ）を表し、縦軸は、電気角を表す。図中、１点鎖線で表される信号波形は、第１相対角検出回路５１ｃの出力する相対角θａを、２点鎖線で表される信号波形は、第２相対角検出回路５２ｃの出力する相対角θｂを表す。
相対角θａは、操舵可能範囲を値ｎで徐算した角度（２・θmax／ｎ）を１周期（２π）とした電気角であり、第１レゾルバ５１ｓのレゾルバステータ５１ｓｓに対するレゾルバロータ５１ｓｒの相対的な位置を表す。同様に、相対角θｂは、操舵可能範囲を値ｍで徐算した角度（２・θmax／ｍ）を１周期（２π）とした電気角であり、第２レゾルバ５２ｓのレゾルバステータ５２ｓｓに対するレゾルバロータ５２ｓｒの相対的な位置を表す。
これに対して絶対舵角θは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」として、この中立位置を基準とした操舵ハンドル１１の機械的な回転角度（回転位置）を表す。
以下の説明において、相対角θａを表す第１相対角検出回路５１ｃの出力信号を第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと呼び、相対角θｂを表す第２相対角検出回路５２ｃの出力信号を第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂと呼ぶ。
【００２８】
図９に示すように、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力する周期波形信号θａ，θｂは、横軸に対して垂直な辺を有する直角三角形を複数連ねた鋸歯形状の信号として現れる。この鋸歯形状の信号波形の一山分が１周期となる。
第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２は、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmax位置に回された状態において、その出力が電気角で０ラジアンとなるようにそれぞれ設定される。また、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２は、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において周期波形信号の出力回数が１回だけ異なるように設定されるため、操舵ハンドル１１が右操舵限界角度＋θmax位置にまで回されたときに、位相差がなくなって出力が同一値（電気角で２πラジアン）となる。従って、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力値（相対角θａ,θｂ）は、左右操舵限界のあいだとなる操舵可能範囲においては常に異なる値となる。
【００２９】
第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号θａ,θｂは、絶対角検出用ＥＣＵ５３に入力される。絶対角検出用ＥＣＵ５３は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、この相対角θａ,θｂを用いて操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角）を算出する。この絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出処理については後述する。
【００３０】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に対して適切な操舵反力を発生させる制御装置で、絶対角検出用ＥＣＵ５３および車速センサ４１を接続している。車速センサ４１は、車速Ｖを表す検出信号を出力する。操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３で算出された操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標操舵反力を算出する。この目標操舵反力の算出に当たっては、図７に示す操舵反力テーブルを参照する。この操舵反力テーブルは、操舵反力用ＥＣＵ６０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力値が設定されている。
なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、操舵角θおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力値を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力値を計算するようにしてもよい。
【００３１】
操舵反力用ＥＣＵ６０は、計算した目標操舵反力に対応した駆動電流を図示しない駆動回路を介して操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
尚、操舵反力用電動モータ１３は、３相同期式永久磁石モータが使用され、２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御により回転制御される。この場合、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号を入力する必要がある。そこで、操舵反力用ＥＣＵ６０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３から相対角θａあるいは相対角θｂの信号を入力する。
【００３２】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、マイクロコンピュータを主要部として構成され、運転者のハンドル操作に応じた舵角で前輪（転舵輪）を転舵する制御装置であり、絶対角検出用ＥＣＵ５３、車速センサ４１、転舵角センサ４３を接続する。
転舵角センサ４３は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を測定することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。また、この転舵角センサ４３を、操舵出力軸２４の回転角を検出することにより、実転舵角δを検出するように構成してもよい。
【００３３】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、絶対角検出用ＥＣＵ５３で算出されたハンドル操舵角θおよび車速センサ４１により検出された車速Ｖに基づいて目標前輪転舵角を算出する。この目標前輪転舵角の算出に当たっては、図８に示す転舵角テーブルを参照する。この転舵角テーブルは、前輪転舵用ＥＣＵ７０のＲＯＭ内に記憶されるもので、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角が設定されている。この目標前輪転舵角のハンドル操舵角θに対する変化率は、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θの絶対値｜θ｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θと目標前輪転舵角との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標前輪転舵角を計算するようにしてもよい。
【００３４】
前輪転舵用ＥＣＵ７０は、転舵角センサ４３により検出した実転舵角δが最終的な目標前輪転舵角に等しくなるように、その舵角差を用いて図示しない駆動回路を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角に転舵する。
【００３５】
次に、操舵角検出装置５０が行う操舵ハンドル１１の操舵角検出処理について説明する。図２は、操舵角検出を行うに当たって、絶対角検出用ＥＣＵ５３が実施する初期設定処理を表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、車両のイグニッションスイッチがＯＮしたときに実行される。
【００３６】
車両のイグニッションスイッチがＯＮして本初期設定ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ１１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号θａ，θｂを読み込む。続いて、読み込んだ相対角θａが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ１２）、θａ≧θｂである場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、θａからθｂを減算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ）として算出する（Ｓ１３）。一方、θａ＜θｂである場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、θａからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ１４）。
【００３７】
図９に示すように、操舵ハンドル１１を左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第１レゾルバセンサ５１はｎ回（１３回）の鋸歯形状信号θａを出力し、第２レゾルバセンサ５２はｍ回（１２回）の鋸歯形状信号θｂを出力する。従って、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）においては、操舵限界端を除いて、常に２つの出力信号θａ,θｂに位相差が発生する。操舵角θ（絶対舵角）は、この位相差に基づいて算出することができる。
【００３８】
ここで、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxの位置から右方向に操舵操作されるケースを考える。第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａと第２レゾルバセンサ５２の出力信号θｂとの位相差は、左操舵限界角度−θmaxの位置を基準（位相差＝０）とすると、右操舵方向に進むにつれて増大し、右操舵限界角度＋θmaxの位置で最大の「２π」となり同位相に戻る。従って、操舵可能範囲における位相差がわかれば操舵角θを求めることができる。
【００３９】
ステップＳ１３，Ｓ１４の処理は、この位相差を算出するものであるが、相対角θａと相対角θｂとは、途中で大小関係が逆転する。そこで、相対角θａと相対角θｂとの大小関係が逆転する場合（θａ＜θｂ）には、相対角差θａｂに２πを加算する。
従って、相対角差θａｂは、図９に破線にて示すように、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、周期性を有することなく操舵角θに比例して「０」から「２π」まで直線的に増加する。これにより、相対角差θａｂを求めることで操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００４０】
続いて、ステップＳ１３あるいはステップＳ１４にて求めた相対角差θａｂから操舵角θ（絶対舵角）を算出する（Ｓ１５）。この操舵角θの算出は、図１０に示す操舵角テーブルを参照して行う。この操舵角テーブルは、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に記憶され、操舵ハンドル１１の操舵角θと相対角差θａｂとを関係付けたものである。
尚、操舵角θは、関数を用いて算出してもよい。例えば、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する回転角度を２・θmaxとすると、相対角差θａｂは、操舵ハンドル１１が２・θmax回転する間に電気角で２π変化する。従って、操舵角θは次式のように算出することができる。
θ＝θmax・θｃｂ／π
【００４１】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、先のステップＳ１５において算出した操舵角θが、第１レゾルバセンサ５１の出力する鋸歯形状信号θａにおける何サイクル目に存在するのか、および、第２レゾルバセンサ５２の出力する鋸歯形状信号θｂにおける何サイクル目に存在するのかをそれぞれ判断するためのカウント値Ｎａ，Ｎｂを決定する（Ｓ１６）。
つまり、カウント値Ｎａは、図９に示すように、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において、第１レゾルバセンサ５１から周期波形信号θａが出力される回数ｎ（＝１３）で等しく分割した範囲を分割領域として、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を特定する値となる。この場合、分割された各分割領域の機械角は、２・θmax／１３となる。
このカウント値Ｎａは、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が左操舵限界角度−θmaxに最も近い分割領域に存在するときに値「０」に設定され、右操舵方向に進むほど「１」ずつ大きな値に設定される。従って、カウント値Ｎａは、値「０」から値「１２」までの１３通りとなる。
【００４２】
同様に、カウント値Ｎｂは、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程において第２レゾルバセンサ５２から周期波形信号が出力される回数ｍ（＝１２）で等しく分割した範囲を分割領域として、その分割領域を特定する値となる。この場合、分割された各分割領域の機械角は、２・θmax／１２となる。
このカウント値Ｎｂは、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が左操舵限界角度−θmaxに最も近い分割領域に存在するときに値「０」に設定され、右操舵方向に進むほど「１」ずつ大きな値に設定される。従って、カウント値Ｎｂは、値「０」から値「１１」までの１２通りとなる。
以下、このカウント値Ｎａ，Ｎｂを周期カウント値Ｎａ，Ｎｂと呼ぶ。
【００４３】
このステップＳ１６においては、先のステップＳ１５にて操舵角θが算出されているため、その操舵角θに基づいて周期カウント値Ｎａ，Ｎｂが決定される。この周期カウント値Ｎａ，Ｎｂは、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＡＭ内に記憶される。
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ１７において、先のステップＳ１５にて算出された操舵角θ（絶対舵角θ）を操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ１８において、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。
【００４４】
この相対角θｂは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。従って、この相対角θｂを出力する第２レゾルバセンサ５２の信号出力周期を、操舵反力用電動モータ１３の極数と対応させることが好ましい。尚、相対角θｂに代えて相対角θａを出力するようにしてもよい。
こうしてステップＳ１８の処理が完了すると、本制御ルーチンを終了する。
【００４５】
次に、初期設定処理が完了した後の操舵角算出処理について説明する。図３は、絶対角検出用ＥＣＵ５３が実施する操舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、初期設定処理が完了した後に所定の周期で繰り返し行われる。
【００４６】
本操舵角算出ルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ２１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が共に正常であるか否かを判断する。この判断は、各レゾルバ５１ｓ、５２ｓに設けられる巻線の端子電圧をチェックすることにより行う。各レゾルバ５１ｓ、５２ｓに設けられる巻線に断線、ショート、絶縁不良等が発生した場合には、この巻線端子電圧が基準範囲から外れる。従って、このステップＳ２１においては、第１相対角検出回路５１ｃおよび第２相対角検出回路５２ｃにより巻線端子電圧を検出し、検出電圧が基準範囲から外れているときにレゾルバ５１ｓ、５２ｓが異常であると判断する。
【００４７】
尚、各レゾルバセンサ５１，５２の異常検出に当たっては、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃ自身の異常も含めて、絶対角検出用ＥＣＵ５３にて検出するようにしてもよい。例えば、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃの出力する周期波形信号の電圧値を絶対角検出用ＥＣＵ５３にてチェックし、その電圧値が基準範囲から外れたとき回路異常と判断してもよい。また、相対角検出回路５１ｃ，５２ｃｃの出力信号の波形から回路異常を判断してもよい。
【００４８】
絶対角検出用ＥＣＵ５３は、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が正常であると判断した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２に処理を進め、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２からそれぞれ相対角θａ，θｂを入力する。
続いて、相対角θａが相対角θｂ以上であるか否かを判断し（Ｓ２３）、θａ≧θｂである場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、θａからθｂを減算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ）として算出し（Ｓ２４）、θａ＜θｂである場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、θａからθｂを減算し２πを加算した値を相対角差θａｂ（＝θａ−θｂ＋２π）として算出する（Ｓ２５）。
【００４９】
そして、相対角差θａｂが算出されると、この相対角差θａｂから操舵角θ（絶対舵角θ）を算出し（Ｓ２６）、この算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する（Ｓ２７）。また、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する（Ｓ２８）。
尚、このステップＳ２２〜Ｓ２８の処理は、先に説明した初期設定処理におけるステップＳ１２〜Ｓ１８（ステップＳ１６を除く）と同様な処理である。
【００５０】
一方、ステップＳ２１において、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の少なくとも１つが異常であると判断された場合には、更に、第１レゾルバセンサ５１が正常であるか否かを判断し（Ｓ２９）、第１レゾルバセンサ５１が正常である場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、つまり、第２レゾルバセンサ５２のみが異常である場合には、後述の第１異常ルーチンを実行する（Ｓ３０）。
また、ステップＳ２９において第１レゾルバセンサ５１が正常でないと判断された場合には、ステップＳ３１において、第２レゾルバセンサ５２が正常か否かを判断する。第２レゾルバセンサ５２が正常である場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、つまり、第１レゾルバセンサ５１のみが異常である場合には、後述の第２異常ルーチンを実行する（Ｓ３２）。
【００５１】
また、ステップＳ３１において第２レゾルバセンサ５２が正常でないと判断された場合には、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の両方が異常であるため、ステップＳ３３において、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３に接続指令を出力する。この接続指令により、第１電磁クラッチ３２は、ケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。また、第２電磁クラッチ３３は、ケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。この結果、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とは、ケーブル３１を介して動力伝達可能に連結される。従って、運転者の行う操舵ハンドル１１の回動操作により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
【００５２】
本制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２が共に正常である間においては、ステップＳ２２〜Ｓ２８の処理が繰り返されて、算出した操舵ハンドル１１の操舵角θが操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力される。また、第１レゾルバセンサ５１のみが正常である間においては、第１異常ルーチンが繰り返され、第２レゾルバセンサ５２のみが正常である間においては、第２異常ルーチンが繰り返される。また、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の両方の異常が検出されているあいだは、第１電磁クラッチ３２および第２電磁クラッチ３３を接続して、運転者の操舵操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直接転舵される状態に設定される。
【００５３】
次に、上述した操舵角算出ルーチンと並行して行われる相対角周期カウント処理について説明する。図４は、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンを表すフローチャートである。この処理は、絶対角検出用ＥＣＵ５３のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、初期設定処理が完了した後に操舵角算出ルーチンと並行して所定の周期で繰り返し行われる。
【００５４】
初期設定処理が完了して、本相対角周期カウントルーチンが起動すると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ４１において第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２から相対角θａ,θｂを入力する。
続いて、ステップＳ４２において、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化したか否かを判断する。つまり、第１レゾルバセンサ５１から出力される相対角θａを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形頂点となる値「２π」から波形谷部となる値「０」に変化したか否かを判断する。例えば、図９の信号波形において、点Ａが波形頂点、点Ｂが波形谷部となる。この場合、直前回検出した相対角θａ(n-1)と今回検出した相対角θａnとの関係から、波形頂点の通過を判断する。
【００５５】
操舵ハンドルが右方向に回転した場合には、図９の矢印ａ１にて示すように、相対角θａは、波形頂点Ａを通過するときに２π減少する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角θａ(n-1)に対して、今回検出した相対角θａnの値が所定値（例えば、π）以上減少した場合に、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化したと判断する。この場合には、ステップＳ４３において周期カウント値Ｎａを１だけインクリメントする（Ｎａ＝Ｎａ＋１）。
【００５６】
上述したように、周期カウント値Ｎａは、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）をｎ等分（１３等分）した分割領域のうち、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を特定する値である。従って、このステップＳ４２において「ＹＥＳ」と判断された場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が右回転方向に隣接する分割領域に移行したことを意味する。
また、ステップＳ４２において、相対角θａの値が「２π」から「０」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４２：ＮＯ）、このステップＳ４３の処理を飛ばす。
【００５７】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４４に進める。このステップＳ４４では、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化したか否かを判断する。つまり、第１レゾルバセンサ５１から出力される相対角θａを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形谷部Ｂとなる値「０」から波形頂点Ａとなる値「２π」に変化したか否かを判断する。
この場合においても、直前回検出した相対角θａ(n-1)と今回検出した相対角θａnとの関係から、波形頂点Ａの通過を判断する。
操舵ハンドル１１が左方向に回転した場合には、図９の矢印ａ２にて示すように、相対角θａは、波形谷部Ｂを通過するときに２π増大する。そこで、本実施形態においては、例えば、直前回検出した相対角θａ(n-1)に対して、今回検出した相対角θａnの値が所定値（例えば、π）以上増大した場合に、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化したと判断する。この場合には、ステップＳ４５において周期カウント値Ｎａを１だけディクリメントする（Ｎａ＝Ｎａ−１）。
一方、ステップＳ４４において、相対角θａの値が「０」から「２π」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、このステップＳ４５の処理を飛ばす。
【００５８】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４６に進める。このステップＳ４６では、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化したか否かを判断する。つまり、第２レゾルバセンサ５２から出力される相対角θｂを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形頂点となる値「２π」から波形谷部となる値「０」に変化したか否かを判断する。
この判断は、ステップＳ４２と同様に、直前回検出した相対角θｂ(n-1)に対して、今回検出した相対角θｂnの値が所定値（例えば、π）以上減少した場合に、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化したと判断する。
【００５９】
例えば、図９に示すように、相対角θｂを表す出力信号が、矢印ｂ１に沿って波形頂点Ｃから波形谷部Ｄに変化したときにステップＳ４６の判断は「ＹＥＳ」となる。
この場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が右回転方向に隣接する分割領域に移行したと判断して、ステップＳ４７において周期カウント値Ｎｂを１だけインクリメントする（Ｎｂ＝Ｎｂ＋１）。
一方、ステップＳ４６において、相対角θｂの値が「２π」から「０」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４６：ＮＯ）、このステップＳ４７の処理を飛ばす。
【００６０】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ４８に進める。このステップＳ４８では、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化したか否かを判断する。つまり、第２レゾルバセンサ５２から出力される相対角θｂを表す鋸歯形状の出力信号が、その波形谷部となる値「０」から波形頂点となる値「２π」に変化したか否かを判断する。
この判断は、ステップＳ４４と同様に、直前回検出した相対角θｂ(n-1)に対して、今回検出した相対角θｂnの値が所定値（例えば、π）以上増大した場合に、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化したと判断する。
【００６１】
例えば、図９に示すように、相対角θｂを表す出力信号が、矢印ｂ２に沿って波形谷部Ｄから波形頂点Ｃに変化したときにステップＳ４８の判断は「ＹＥＳ」となる。
この場合は、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が左回転方向に隣接する分割領域に移行したと判断して、ステップＳ４９において周期カウント値Ｎｂを１だけディクリメントする（Ｎｂ＝Ｎｂ−１）。
一方、ステップＳ４８において、相対角θｂの値が「０」から「２π」に変化していないと判断された場合には（Ｓ４８：ＮＯ）、このステップＳ４９の処理を飛ばす。
【００６２】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ５０において、ステップＳ４１にて入力した相対角θａ，θｂを前回値として記憶更新する。従って、この記憶更新した相対角θａ，θｂが、次回の処理における直前回の相対角θａ(n-1)，θｂ(n-1)として使われることになる。
【００６３】
ステップＳ５０の処理が終了すると本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは繰り返し実行されることから、第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の出力信号に基づいて、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域を周期カウント値Ｎａ，Ｎｂにより常に把握していることになる。そして、第１レゾルバセンサ５１または第２レゾルバセンサ５２が故障したときに、後述するように、この周期カウント値Ｎａまたは周期カウント値Ｎｂを使って操舵角θを検出する。
【００６４】
次に、上述した操舵角算出ルーチンにおいて組み込まれる第１異常ルーチンについて説明する。この第１異常ルーチンは、第２レゾルバセンサ５２の異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図５に示すフローチャートに沿って処理される。
【００６５】
この第１異常ルーチンが開始されると、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ６１において、第１レゾルバセンサ５１から相対角θａを入力する。続いて、ステップＳ６２において、相対角θａの絶対角相当量Δθを算出する。
第１レゾルバセンサ５１では、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｎ回（ｎ＝１３）の周期波信号θａを出力する。従って、第１レゾルバセンサ５１の出力信号θａの１周期分の角度（相対角θａにおける２π分の角度）は、操舵ハンドル１１の機械舵角２・θmax／ｎに相当する。従って、相対角θａにおける絶対角相当量Δθは、次式のように表すことができる。
Δθ＝（２・θmax／ｎ）×（θａ／２π）＝（θmax・θａ）／（ｎ・π）
尚、絶対角相当量Δθの算出にあたっては、相対角θａと絶対角相当量Δθとを関係付けるテーブルを用意しておいて、このテーブルを参照して求めるようにしてもよい。
【００６６】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、その処理をステップＳ６３に進める。このステップＳ６３においては、先の相対角周期カウントルーチンにて求めた周期カウント値Ｎａと、ステップＳ６２にて算出した相対角θａの絶対角相当量Δθを使って、次式（１）により操舵ハンドル１１の操舵角θ（絶対舵角θ）を算出する。
θ＝−θmax＋（２・θmax／ｎ）・Ｎａ＋Δθ …（１）
【００６７】
第１レゾルバセンサ５１の出力する周期波形信号θａは、同じ分割領域内では周期性を有さず単調に増加するため、異なる操舵角θに対しては同一の値を出力しない。そのため、操舵ハンドル１１の回転位置（操舵角θ）が属している所属分割領域が分かれば、その所属分割領域の原点（図９における各分割領域の左端の絶対舵角）に相対角θａの絶対角相当量Δθを加算することで絶対舵角θを算出することができる。また、分割領域はカウント値Ｎａで特定されるため、所属分割領域の原点の絶対角度は、−θmax＋（２・θmax／ｎ）・Ｎａとして表される。
従って、操舵ハンドルの操舵角θは上記式（１）にて算出することができる。
【００６８】
次に、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ６４において、算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ６５において、相対角θａを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。この相対角θａは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。
尚、操舵反力用電動モータ１３は、相対角θｂを回転角度信号として制御されるため、このステップＳ６５においては、相対角θａを相対角θｂ相当の回転角度に変換した信号を出力する。
【００６９】
こうしてステップＳ６５の処理が終了すると、第１異常ルーチンを一旦終了する。この第１異常ルーチンは図３に示す操舵角算出制御ルーチンに組み込まれるため、繰り返し実行される。従って、第２レゾルバセンサ５２が途中で故障した場合においても、第１レゾルバセンサ５１に基づいて操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００７０】
次に、第２異常ルーチンについて説明する。この第２異常ルーチンは、操舵角算出ルーチンにおいて組み込まれ、第１レゾルバセンサ５１の異常が検出されたときに実行される制御ルーチンで、図６に示すフローチャートに沿って処理される。
尚、この第２異常ルーチンは、上述した第１異常ルーチンに対して、扱う信号が異なるのみで操舵角θの計算手法は同様であるため、簡単な説明にとどめる。
【００７１】
この第２異常ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ７１において、第２レゾルバセンサ５２から相対角θｂを入力する。続いて、ステップＳ７２において、相対角θｂの絶対角相当量Δθを算出する。
第２レゾルバセンサ５２では、操舵ハンドル１１が左操舵限界角度−θmaxから右操舵限界角度＋θmaxまで回転する過程においてｍ回（ｍ＝１２）の周期波信号を出力する。従って、相対角θｂにおける絶対角相当量Δθは、次式のように表すことができる。
Δθ＝（２・θmax／ｍ）×（θｂ／２π）＝（θmax・θｂ）／（ｍ・π）
尚、絶対角相当量Δθの算出にあたっては、相対角θｂと絶対角相当量Δθとを関係付けるテーブルを用意しておいて、このテーブルを参照して求めるようにしてもよい。
【００７２】
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ７３において、先の相対角周期カウントルーチンにて求めたカウント値Ｎｂと、ステップＳ７２にて算出した相対角θｂの絶対角相当量Δθを使って、次式により操舵ハンドル１１の操舵角θを算出する。
θ＝−θmax＋（２・θmax／ｍ）・Ｎｂ＋Δθ …（２）
続いて、絶対角検出用ＥＣＵ５３は、ステップＳ７４において、算出した操舵角θを操舵反力用ＥＣＵ６０および前輪転舵用ＥＣＵ７０に出力する。また、ステップＳ７５において、相対角θｂを操舵反力用ＥＣＵ６０に出力する。この相対角θｂは、操舵反力用ＥＣＵ６０が操舵反力用電動モータ１３を２相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御で駆動するときに、２相・３相変換処理を行うためにモータ回転角に同期した信号として利用される。
【００７３】
こうしてステップＳ７５の処理が終了すると、第２異常ルーチンを一旦終了する。この第２異常ルーチンは図３に示す操舵角算出制御ルーチンに組み込まれるため、繰り返し実行される。従って、第１レゾルバセンサ５１が途中で故障した場合においても、第２レゾルバセンサ５２に基づいて操舵ハンドル１１の操舵角θを検出することができる。
【００７４】
以上本実施形態の車両の操舵装置によれば、操舵可能範囲（−θmax〜＋θmax）を第１レゾルバセンサ５１および第２レゾルバセンサ５２の信号出力周期に対応した分割数で分割した分割領域を設定し、車両起動時において、相対角差θａｂから算出した操舵角θに基づいて操舵ハンドル１１の回転位置がどの分割領域に属するかを判断する。
そして、操舵ハンドル１１の回転操作により、その所属分割領域が変更されるたびに、所属分割領域を記憶する周期カウント値Ｎａ，Ｎｂを増減変更していく。従って、走行途中で一方のレゾルバセンサ５１（５２）が故障しても、正常側のレゾルバセンサ５１（５２）の相対角θａ（θｂ）と周期カウント値Ｎａ（Ｎｂ）とから操舵ハンドル１１の絶対舵角θを算出することができる。
【００７５】
また、両方のレゾルバセンサ５１，５２が故障した場合には、電磁クラッチ３２，３３の作動により操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とを連結するため、操舵ハンドル１１の回動操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を直接転舵することができる。
これらの結果、ステアバイワイヤ方式の操舵装置の信頼性を向上することができ、車両の安全性向上を図ることができる。
【００７６】
以上、本発明の回転角検出装置の実施形態として操舵装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、車両の転舵装置の回転角度検出に適用したが、なんら適用対象を限定するものではない。例えば、電動モータの回転角度検出装置等に適用しても良い。
【００７７】
また、本実施形態において、車両起動時からカウント値Ｎａ，Ｎｂを用いて所属分割領域を記憶更新しているが、例えば、一方のレゾルバセンサの故障を検出したときに、相対角θａ,θｂの相対角差θａｂから操舵ハンドルの回転位置に対応する分割領域を検出し、その後、正常側のレゾルバセンサの出力する相対角の推移に基づいて所属分割領域を更新（周期カウント値の増減変更）していくようにしてもよい。つまり、２つのレゾルバセンサの正常時においては分割領域の検出を行わす、レゾルバセンサの故障が検出されてから分割領域の検出および更新を行うようにしてもよい。
【００７８】
尚、本実施形態における絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２１〜Ｓ２７の処理が本発明の絶対角度算出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンにおけるステップＳ４２〜Ｓ４５の処理が本発明の第１所属分割領域導出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う相対角周期カウントルーチンにおけるステップＳ４６〜Ｓ４９の処理が本発明の第２所属分割領域導出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う操舵角算出ルーチンにおけるステップＳ２１，Ｓ２９，Ｓ３１の処理が本発明の異常検出手段に相当し、絶対角検出用ＥＣＵ５３が行う第１異常ルーチンおよび第２異常ルーチンが本発明の異常時絶対角度算出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態としての回転角検出装置を備えた車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】初期設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】操舵角算出ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】相対角周期カウントルーチンを表すフローチャートである。
【図５】第１異常ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】第２異常ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】操舵角から目標操舵反力を算出するためのテーブルを表す説明図である。
【図８】操舵角から目標前輪転舵角を算出するためのテーブルを表す説明図である。
【図９】相対角、絶対舵角、相対角差、分割領域を表す説明図である。
【図１０】相対角差から操舵角を算出するための操舵角テーブルを表す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２０…転舵装置、２２…転舵用電動モータ、２４…転舵出力軸、４０…電気制御装置、５０…操舵角検出装置、５１…第１レゾルバセンサ、５１ｓ…第１レゾルバ、５１ｃ…第１相対角検出回路、５２…第２レゾルバセンサ、５２ｓ…第２レゾルバ、５２ｃ…第２相対角検出回路、５３…絶対角検出用ＥＣＵ、θ…操舵角（絶対舵角）、θａ，θｂ…相対角、θａｂ…相対角差、Ｎａ，Ｎｂ…周期カウント値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象となる回転部材を所定角度範囲回転させたときに、ｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、
上記回転部材を上記所定角度範囲回転させたときに、ｍ回（ｍ≠ｎ）の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、
上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との出力差に基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する絶対角度算出手段と
を備えた回転角検出装置において、
上記所定角度範囲を上記第１レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第１所属分割領域導出手段と、
上記所定角度範囲を上記第２レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第２所属分割領域導出手段と、
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、上記異常が検出されていない方のレゾルバの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する異常時絶対角度算出手段と
を備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
上記ｎと上記ｍとの関係を、ｎ＝ｍ＋１としたことを特徴とする請求項１記載の回転角検出装置。
【請求項３】
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサは、上記回転部材の回転位置に応じた周期波形信号として鋸歯形状の信号を出力し、
上記第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出し、その三角形頂点の通過を検出するたびに上記回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したとして所属分割領域を変更することを特徴とする請求項１または２記載の回転角検出装置。
【請求項４】
上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向に基づいて、上記回転部材の所属分割領域を決定することを特徴とする請求項３記載の回転角検出装置。
【請求項５】
上記回転部材は車両の操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸であり、上記所定角度範囲は上記操舵ハンドルの回転可能範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の回転角検出装置。
【請求項１】
被検出対象となる回転部材を所定角度範囲回転させたときに、ｎ回の周期波形信号を出力する第１レゾルバセンサと、
上記回転部材を上記所定角度範囲回転させたときに、ｍ回（ｍ≠ｎ）の周期波形信号を出力する第２レゾルバセンサと、
上記第１レゾルバセンサの信号出力値と上記第２レゾルバセンサの信号出力値との出力差に基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する絶対角度算出手段と
を備えた回転角検出装置において、
上記所定角度範囲を上記第１レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第１レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第１所属分割領域導出手段と、
上記所定角度範囲を上記第２レゾルバセンサの信号出力周期に応じた分割数で分割して得られる複数の分割領域のうちで、上記回転部材の回転位置が属する所属分割領域を、上記第２レゾルバセンサの信号出力の推移に基づいて導出する第２所属分割領域導出手段と、
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサの異常を検出する異常検出手段と、
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサのいずれか一方の異常が検出されたとき、上記異常が検出されていない方のレゾルバの信号出力の推移に基づいて導出した所属分割領域と信号出力値とに基づいて上記回転部材の絶対回転角度を算出する異常時絶対角度算出手段と
を備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
上記ｎと上記ｍとの関係を、ｎ＝ｍ＋１としたことを特徴とする請求項１記載の回転角検出装置。
【請求項３】
上記第１レゾルバセンサおよび上記第２レゾルバセンサは、上記回転部材の回転位置に応じた周期波形信号として鋸歯形状の信号を出力し、
上記第１所属分割領域導出手段および上記第２所属分割領域導出手段は、上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過を検出し、その三角形頂点の通過を検出するたびに上記回転部材の回転位置が隣接する分割領域に移動したとして所属分割領域を変更することを特徴とする請求項１または２記載の回転角検出装置。
【請求項４】
上記鋸歯形状信号における三角形頂点の通過方向に基づいて、上記回転部材の所属分割領域を決定することを特徴とする請求項３記載の回転角検出装置。
【請求項５】
上記回転部材は車両の操舵ハンドルと一体に回転する操舵軸であり、上記所定角度範囲は上記操舵ハンドルの回転可能範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の回転角検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３３３６５８（Ｐ２００７−３３３６５８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６８２３５（Ｐ２００６−１６８２３５）
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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