回転角検出装置
【課題】非接触で電源オフ時に回転体が回転された場合でも正確に絶対回転角を検出することができる回転角検出装置を提供する。
【解決手段】回転体に配設した硬磁性体に対向して、該硬磁性体により磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する発電型磁気検出部ＧＭ１、ＧＭ２と、これらの一方と磁気的に同位相及びこれらと９０度の位相差を有する磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力する磁気検出部ＭＤ１、ＭＤ２とを配設し、電源オフ時に発電型磁気検出部ＧＭ１、ＧＭ２で発生されるパルス電圧により駆動され、パルス電圧が発生したときの磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２から特定した回転方向に応じてパルス電圧数を加減算計数しその計数値を記憶する計数手段１４ｂと、電源オン時に前記計数値に基づく回転領域と磁気的周期検出部ＭＳからの磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部１５とを備えている。
【解決手段】回転体に配設した硬磁性体に対向して、該硬磁性体により磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する発電型磁気検出部ＧＭ１、ＧＭ２と、これらの一方と磁気的に同位相及びこれらと９０度の位相差を有する磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力する磁気検出部ＭＤ１、ＭＤ２とを配設し、電源オフ時に発電型磁気検出部ＧＭ１、ＧＭ２で発生されるパルス電圧により駆動され、パルス電圧が発生したときの磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２から特定した回転方向に応じてパルス電圧数を加減算計数しその計数値を記憶する計数手段１４ｂと、電源オン時に前記計数値に基づく回転領域と磁気的周期検出部ＭＳからの磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部１５とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転自在に支持された回転体の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転角検出装置としては、例えばステアリングロッドの速度と同じ速度で旋回し、多数のピックアップにより走査検出される第１の符号ディスクと、この第１の符号ディスクの速度の４分の１で旋回し、３つの符号トラックを有し、相応のピックアップによって走査検出される第２の符号ディスクとを有し、各ピックアップで走査検出した微信号及び粗信号を適切に結合して操舵角を検出するようにしたステアリング角度を検出するセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の回転角検出装置としては、例えばスプリングを介して本体に回転可能に取り付けられたカムと、このカムに係止され、多極の磁界と一極の磁界を並行に配置して形成した磁石リングと、前記多極の磁界を検知する複数個の第１の磁気抵抗素子と、前記一極の磁界を検知する第２の磁気抵抗素子と、第１及び第２の磁気抵抗素子の検知した磁界の変化をパルス信号に変換する回路とを備えた回転角検出装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平８−５１１３５０号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特許第２５３２４６９号明細書（第１頁、図４、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ステアリングロッドに第２の符号ディスクが遊星ギヤを介して連結されているので、構造が複雑でヒステリシスが大きく、また遊星ギヤの叩音の発生や摩耗等による経年変化を生じるという未解決の課題がある。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、ステアリング軸の回転に対して、非接触で回転を検出することができるものであるが、電源オフ時にステアリングホイールが回転すると、このときのステアリングシャフトの回転数は検出できず、電源オン時に正確な操舵絶対角を検出することができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、非接触で電源オフ時に回転体が回転された場合でも正確に絶対回転角を検出することができる回転角検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る回転角検出装置は、回転自在に支持された回転体の外周面に配設される少なくとも１組のＮ極及びＳ極を有する硬磁性体と、当該硬磁性体と対向して配設され且つ前記硬磁性体によって予め設定した極の磁界が与えられたときパルス電圧を発生し且つ互いに磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する位置に配置された２つの発電型磁気検出部と、前記硬磁性体と対向して配設され、且つ一方は前記発電型磁気検出部の一方と同位相を有し、他方は前記発電型磁気検出部と磁気的に９０度の位相差を有する磁気検出信号を出力する回転方向検出用の２つの磁気検出部と、前記硬磁性体の磁気的周期を検出する磁気的周期検出部と、前記パルス電圧が発生されたときの前記２つの磁気検出信号の信号値に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、当該回転方向検出部で検出した回転方向に基づいて前記パルス電圧数を加減算計数して回転領域に応じた計数値を生成して記憶する計数手段と、電源オン時に前記計数手段に記憶されている計数値に基づく回転領域と前記磁気的周期検出部から出力される磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部と、を備え、前記磁気検出部、前記回転方向検出部及び前記計数手段は、少なくとも電源オフ時に各発電型磁気検出部で発生されるパルス電圧によって駆動されることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る回転角検出装置は、請求項１記載の回転角検出装置において、前記磁気検出部は磁極に応じた２値の磁気検出信号を出力し、前記回転方向検出部は、前記２つの磁気検出部からの磁気検出信号が共に同一値であるか否かに応じて回転方向を検出することを特徴としている。
また、請求項３に係る回転角検出装置は、請求項１又は請求項２記載の回転角検出装置において、前記発電型磁気検出部は、大バルクハウゼン現象を応用した磁気センサで構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に係る回転角検出装置は、請求項３記載の回転角検出装置において、前記磁気センサは、中心部分と外郭部分とで異なる磁気特性を有する複合磁性ワイやと該複合磁性ワイヤに巻装した検出コイルとで構成されていることを特徴としている。
また、請求項５に係る回転角検出装置は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回転角検出装置において、前記回転体は操舵装置を構成するステアリングシャフトであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転角検出装置によれば、回転体の回転に伴って回転する硬磁性体に対向して、発電型磁気検出部を配設することにより、この発電型検出部から硬磁性体の回転に応じてパルス電圧を出力し、このパルス電圧で、磁気検出部、磁気的周期検出部、回転方向検出部及び計数手段を駆動して、パルス電圧を操舵方向に応じて加減算計数して記憶しておくことにより、電源オフ時に回転体が回転されたときの回転領域を特定することができる。このため、電源オン時に、記憶されている計数値に基づく回転領域と磁気検出部から検出される磁気的周期とに基づいて回転角検出部で正確な絶対回転角を検出することができる。
【００１０】
また、磁気検出部からの、発電型磁気検出部に対して磁気的に同位相及び磁気的に９０度の位相差を有する２つの磁気検出信号と、発電型磁気検出部からの、磁気的に１８０度の位相差を有する２つのパルス電圧とを用いることによって、２つの磁気検出信号がとる値の組み合わせから、磁気的周期におけるパルス電圧の発生タイミングを特定することができ、パルス電圧は予め設定した極の磁界が与えられたときに発生することから、パルス電圧の発生タイミングから回転方向を特定することができる。したがって、２つの磁気検出部を用いることにより、回転方向を容易に検出することができる。
また、本発明を操舵装置を構成するステアリングシャフトに適用することにより、操舵装置で電源オフ時に操舵を行っても操舵装置の絶対操舵角を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を操舵装置に適用した場合の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が回転体としてのステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、一端がステアリングホイール１に連結された入力軸２ａと、この入力軸２ａの他端に図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとで構成されている。そして、ステアリングシャフト２の回転角即ち操舵角が操舵角センサ３によって検出されると共に、ステアリングシャフト２に伝達される操舵トルクが操舵トルクセンサ４によって検出される。
【００１２】
一方、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント５を介してロアシャフト６に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント７を介してピニオンシャフト８に伝達される。このピニオンシャフト８に伝達された操舵力はステアリングギヤ９を介してタイロッド１０に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ９は、ピニオンシャフト８に連結されたピニオン９ａとこのピニオン９ａに噛合するラック９ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン９ａに伝達された回転運動をラック９ｂで直進運動に変換している。
【００１３】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１１が連結されている。この操舵補助機構１１は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１２と、この減速ギヤ１２に連結された操舵補助力を発生する例えば直流モータで構成される電動モータ１３とを備えている。
【００１４】
操舵角センサ３は、図２に示すように、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの外周面に取付けられた、上半部をＮ極に、下半部をＳ極に励磁されたリング状の硬磁性体２１と、この硬磁性体２１の外周側に近接対向して円周方向に１８０°の間隔で固定配置された発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２と、硬磁性体２１の外周側に近接対向して固定配置された磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２と、同様に硬磁性体２１の外周側に近接対向して固定配置された磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳと、を備え、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２の一方は、磁気的に発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２のうちの一方と同位相となり、且つ他方は各発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２と９０°の位相差となる位置に配置され、図２では、磁気検出素子ＭＤ１が、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の両方に対し円周方向に９０°の間隔で固定配置され、磁気検出素子ＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同位相となる位置に固定配置されている。また、磁気検出素子ＭＳは、発電型磁気センサＧＭ２に対して磁気的に４５°の位相差となる位置に固定配置される。
【００１５】
ここで、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２は、図３（ａ）に示すように、複合磁性ワイヤ２２と、この複合磁性ワイヤ２２の回りに巻装された検出コイル２３とで構成されている。複合磁性ワイヤ２２は、中心部と外郭部とで磁気を通し易い特性と磁石に近い特性との異なる磁気特性を有して、磁性体が磁化される時に、磁性体内部の微少な磁石単位の境界である磁壁が一度に移動する大バルクハウゼン現象を生じるように構成されている。この複合磁性ワイヤ２２が硬磁性体２１のＮ極によって磁化されると、急激な磁化の状態変化を生じ、この状態変化は短時間で発生するので、検出コイル２３に電磁誘導による起電力が発生し、この起電力がパルス電圧として回転領域検出部１４に出力される。これら発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２で発生されるパルス電圧は、図３（ｂ）に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２に硬磁性体２１のＮ極及びＳ極による正弦波の磁界が加わるものとしたときに、Ｎ極による正の磁界が加えられたときに、所定のタイミング例えば磁界が零の状態から正方向に増加して所定値に達したとき、例えば４５°の位置で外部磁界による急激な状態変化すなわち磁気反転を生じて、電磁誘導により検出コイル２３からパルス電圧ＰＶｉが出力される。このため、ステアリングホイール１を右切りしたときには、磁界が零である０°の状態から正方向に増加して例えば４５°となったときに黒塗り図示のパルス電圧ＰＶｉを生成し、逆にステアリングホイール１を左切りしたときには、磁界が零である１８０°の状態から正方向に増加して例えば１３５°となったときに斜線図示のパルス電圧ＰＶｉを生成する。
【００１６】
また、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２からのパルス電圧によって駆動され、硬磁性体２１で発生する磁界に応じて磁極に応じたＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルのオンオフ信号を出力する、例えばデジタル出力型のホールＩＣ等で構成され、その磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は、回転領域検出部１４に入力される。
【００１７】
また、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳは、硬磁性体２１の回転角度を０°から３６０°の範囲で検出する、例えばアナログ出力型のホールＩＣや磁気センサ等で構成され、その磁気的周期検出信号Ｓ３は、後述のコントローラ１５に入力される。
前記回転領域検出部１４は、図４に示すように、論理回路１４ａ及び不揮発性メモリ１４ｂを備え、これら各部には、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２から出力されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２が入力され、入力されたパルス電圧ＰＶｉ（ｉ＝１又は２）によって駆動される。
【００１８】
ここで、論理回路１４ａは、入力されるパルス電圧ＰＶｉによって駆動され、同様にパルス電圧ＰＶｉによって駆動される磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２を入力し、これらに基づき回転方向を判断し、回転方向に応じて加算信号又は減算信号を出力する。具体的には、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルであるとき回転方向は右と判断し、磁気検出信号ＳＤ１及びＳＤ２のうち何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルであるとき回転方向は左と判断し、回転方向が右、すなわち右切りが行われたときには不揮発性メモリ１４ｂに形成した加減算カウンタ領域への加算信号を出力し、回転方向が左、すなわち左切りが行われたときには前記加減算カウンタ領域への減算信号を出力する。
【００１９】
前記不揮発性メモリ１４ｂは、入力されるパルス電圧ＰＶｉによって駆動され、論理回路１４ａから入力される加算信号又は減算信号に基づいて、加減算カウンタを構成する加減算カウンタ領域に記憶されているステアリングシャフト２の入力軸２ａの回転領域を表す正負の値をとる計数値Ｎを、加算信号が入力されたときにカウントアップし、減算信号が入力されたときにカウントダウンするように構成されている。
【００２０】
そして、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域に記憶されている回転領域を表す計数値Ｎは、後述するコントローラ１５から読取り可能とされている。
図１に戻って、操舵トルクセンサ４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気的変化又は電気的変化に変換して操舵トルク検出値Ｔを検出するように構成されている。
【００２１】
そして、コントローラ１５は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、バッテリ１７からの電力がイグニッションスイッチ１８及びフューズ１９を介して入力される。このコントローラ１５には、操舵トルクセンサ４で検出した操舵トルク検出値Ｔ及び車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖが入力されると共に、図示しないモータ電流検出回路で検出された電動モータ１３に供給されるモータ電流検出値ＩMDも入力され、さらに回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタに記憶されている計数値Ｎを読込み、操舵トルク検出値Ｔ、車速検出値Ｖ及びモータ電流検出値ＩMDに基づいて操舵補助制御処理を行うと共に、不揮発性メモリ１４ｂの計数値Ｎに基づいて操舵角検出処理を実行する。
【００２２】
操舵補助制御処理は、図５に示す機能ブロック図で表すように、操舵トルクセンサ４から入力される操舵トルクＴが操舵補助指令値演算部４０及びセンタ応答性改善部４１に入力され、これら操舵補助指令値演算部４０及びセンタ応答性改善部４１の出力が加算器４２に入力され、その加算結果がトルク制御演算部４３に入力されている。センタ応答性改善部４１は、アシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行う、トルク制御演算部４３の出力信号はモータロス電流補償部４４に入力され、その出力が加算器４５を経て最大電流制限部４６に入力され、最大電流制限部４６で最大電流値が制限されて電流制御部５０に入力される。モータロス電流補償部４４は、モータ電流が流れてもモータ出力に現れない電流を上乗せして、モータ出力トルク“０”からの立ち上がりを改善し、最大電流制限部４６は、電流指令値の最大値が定格電流となるように制限している。電流制御部５０の出力は、Ｈブリッジ特性補償部５１に入力され、これにより電流ドライブ回路５２を介して電動モータ１３を駆動する。
【００２３】
電動モータ１３のモータ電流はモータ電流オフセット補正部６０を経てモータ角速度推定部６１、電流ドライブ切換部６２及び電流制御部５０に入力され、モータ端子電圧Ｖｍは直接モータ角速度推定部６１に入力される。モータ角速度推定部６１で推定された角速度ωｍはモータ角加速度推定部・慣性補償部６３、モータロストルク補償部６４及びヨーレート推定部６５に入力され、ヨーレート推定部６５の出力は収斂性制御部６６に入力され、収斂性制御部６６及びモータロストルク補償部６４の各出力は、加算器６７で加算され、その加算結果がさらに加算器７１を経て加算器４２に入力される。モータ角加速度推定部・慣性補償部６３はモータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクから排除し、慣性感の無い操舵感にし、収斂性制御部６６は車両のヨーを改善するために、ステアリングホイール１が振れ回る動作を抑制する。モータロストルク補償部６４は電動モータ１３のロストルクの発生する方向、つまり電動モータ１３のロストルクの発生する方向、つまり電動モータ１３の回転方向に対してロストルク相当のアシストを行う。また、電流ディザ信号発生部８０が設けられており、電流ディザ信号発生部８０及びモータ角速度推定部・慣性補償部６３の各出力が加算器８１で加算され、その加算結果が加算器４５に入力されている。電流ディザ信号発生部８０は、モータが静摩擦で張りついてしまうのを防止する。
【００２４】
また、加算器７１には、ハンドル戻し制御部９０からハンドル戻し制御信号ＨＲが印加され、ハンドル戻し制御部９０には車速センサ１６からの車速Ｖ、後述する操舵角検出処理で算出した操舵角θＲ、操舵角速度ωｈが入力されている。操舵角速度ωｈとしては、操舵角θＲを微分した微分値又はモータ角速度推定部６１によって推定されたモータ角速度ωｍ、或いは舵角速度センサを設け、その舵角速度センサからの値を利用するようにしてもよい。
【００２５】
ここで、ハンドル戻し制御部９０の具体的構成は、図６に示すように、操舵角θＲに基づいて所定関数でハンドル戻し基本電流値Ｉｒを出力するハンドル戻し基本電流回路９０Ａと、車速Ｖを入力して所定関数により車速Ｖに応じたゲインＧｖを出力するゲイン回路９０Ｂと、ハンドル戻し基本電流回路９０Ａからのハンドル戻し基本電流値Ｉｒとゲイン回路９０ＢからのゲインＧｖとを乗算する乗算器９０Ｃと、乗算器９０Ｃからの出力Ｉｒ・Ｇｖを接点ａ又はｂに切換えて出力するスイッチ９０Ｄと、操舵角θＲ及び操舵角速度ωｈを入力し、両者の符号の一致又は不一致を判定する符号判定回路９０Ｆと、スイッチ９０Ｄが接点ｂ側に切換えられたときの出力を“０”とする零出力回路９０Ｅとで構成されている。
【００２６】
符号判定回路９０Ｆは、判定信号としてスイッチ信号ＳＷを出力してスイッチ９０Ｄの接点を切り換えるが、操舵角θＲ及び操舵角速度ωｈの符号が不一致のときにスイッチ信号ＳＷで接点ｂに切り換える。また、スイッチ９０Ｄの接点ａ，ｂは、操舵角速度ωｈが零となったことを検出する回路（図示せず）からも切り換えられるようになっている。
一方、コントローラ１５で実行する操舵角検出処理は、イグニッションスイッチ１８がオン状態となってコントローラ１５に電源が投入されている状態で、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として、図７に示す手順で実行される。
【００２７】
なお、ここでは、図９に示すように、中立状態を０°とし、ステアリングシャフト２の回転する範囲を、ＬＯＣＫ ＴＯ ＬＯＣＫの範囲である“−７２０°から＋７２０°”の範囲とし、回転角度が１８０°毎に、一つの回転領域を設定している。すなわち、図９（ｄ）に示すように、“−１８０°から０°”を回転領域ＲＡ（０）、“０°から１８０°”を回転領域ＲＡ（１）、“１８０°から３６０°”を回転領域ＲＡ（２）とし、以後同様にして、回転領域ＲＡ（３）、ＲＡ（４）とする。さらに、“−３６０°から−１８０°”を回転領域ＲＡ（−１）、“−５４０°から３６０°”を回転領域ＲＡ（−２）とし、“−７２０°から−５４０°”を回転領域ＲＡ（−３）とする。
【００２８】
そして、操舵角検出処理では、まず、ステップＳ１で、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納された、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となる前に発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２から最後にパルス電圧を入力したときの、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの回転領域を表す最終回転領域ＲＡlastを読込み、これを基点領域ＲＡｓとする。
【００２９】
次いで、ステップＳ２に移行し、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域から、イグニッションスイッチ１８がオフ状態である期間における、回転領域の移動量を表す計数値Ｎと、操舵角センサ３の磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳから出力される磁気的周期検出信号Ｓ３と、を読込む。
次いで、ステップＳ３に移行し、ステップＳ１で設定した基点領域ＲＡｓを基点とし、計数値Ｎが正値であれば右回転方向、負値であれば左回転方向に回転領域を移動させ、現時点における入力軸２ａの回転領域の領域値を表す現領域値Ｎnowを算出する。
【００３０】
次いで、ステップＳ４に移行し、磁気検出素子ＭＳからの磁気的周期検出信号Ｓ３に基づいて、０°から３６０°の範囲で舵角θを算出する。
次いで、ステップＳ５に移行して、ステップＳ３で検出した入力軸２ａの現領域値Ｎnowと、ステップＳ４で算出した舵角θとから、操舵角θＲを算出する。
【００３１】
具体的には、図８に示すように、まず、ステップＳ１１で、前記ステップＳ３で特定した入力軸２ａの現在の回転領域を表す現領域値Ｎnowの符号が正負であるか“０”であるかを判定し、現領域値Ｎnowが“０”であるときにはステップＳ１２に移行し、舵角θが、左切り第１周期目の回転領域ＲＡ（０）を基準として、その範囲を左切り方向に“−４５°”、右切り方向に“＋４５°”だけ広げた、“−２２５°から４５°”の範囲にあるものと判定する。
【００３２】
そして、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θが中立よりも右切り方向の第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、中立よりも左切り方向の第１周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。
【００３３】
つまり、例えば、左切り３６０°の状態から右方向に操舵を行った場合、発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２からのパルス電圧は、−３１５°、−１３５°、４５°、２２５°のタイミングで発生され、逆に、右切り３６０°の状態から左方向に操舵を行った場合には、３１５°、１３５°、−４５°、−２２５°のタイミングで発生され、１８０°毎に発生されることから、このパルス電圧をカウントすることにより回転領域を推測することができる。しかしながら、カウント値の更新タイミングと、回転領域ＲＡの範囲が切り換わるタイミングとが異なるため、加減算カウンタのカウント値から特定される現領域値Ｎnowの範囲に対し、舵角θは、右操舵方向及び左操舵方向に４５°ずつ拡大した角度範囲内に存在する可能性があることから、この範囲について操舵角θＲを設定している。
そして、このようにして算出した操舵角θＲを操舵角記憶領域に記憶した後、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻って、ステップＳ６に移行する。
【００３４】
次に、ステップＳ１１での判定結果が、現領域値Ｎnowの符号が正であるときには、ステップＳ１３に移行し、回転領域Ｎnowが“１”であるか否かを判定し、Ｎnow＝１であるときにはステップＳ１４に移行し、舵角θが、右切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（１）を基準として、その範囲を左切り方向に−４５°、右切り方向に＋４５°広げた、“−４５°から２２５°”の範囲にあるものと判定する。そして、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θが右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θが左切り方向第１周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻って、ステップＳ６に移行する。
【００３５】
次に、現領域値Ｎnowが“１”でないときにはステップＳ１５に移行し、現領域値Ｎnowが“２”であればステップＳ１６に移行する。そして、舵角θが、右切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（２）を基準とする、“１３５°から４０５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに、“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３６】
次に、現領域値Ｎnowが“２”でないときには、ステップＳ１７に移行し、現領域値Ｎnowが“３”であればステップＳ１８に移行する。そして、舵角θが、右切り第２周期目の回転領域ＲＡ（３）を基準とする、“３１５°から５８５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに、“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θは、右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３７】
次に、現領域値Ｎnowが“３”でないときにはステップＳ１９に移行し、舵角θが、右切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（４）を基準とする、“４９５°から７６５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第３周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに“７２０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３８】
一方、前記ステップＳ１１での判定結果が、現領域値Ｎnowの符号が負であるときには、ステップＳ２１に移行し、現領域値Ｎnowが“−１”であるか否かを判定し、現領域値Ｎnowが“−１”であるときにはステップＳ２２に移行し、舵角θが、左切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（−１）を基準として、“−４０５°から−１３５°”の範囲にあるものと判定する。そして、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θは、左切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θは、左切り方向第２周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３９】
次に、現領域値Ｎnowが“−１”でないときにはステップＳ２３に移行し、現領域値Ｎnowが“−２”であればステップＳ２４に移行する。そして、舵角θが、左切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（−２）を基準とする、“−５８５°から−３１５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、左切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、左切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００４０】
次に、現領域値Ｎnowが“−２”でないときにはステップＳ２５に移行し、舵角θが、左切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（−３）を基準とする、“−７６５°から−４９５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、左切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足しないときには、左切り方向第３周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“１０８０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００４１】
このようにして、操舵角θＲを算出したならば、図７のステップＳ６では、パルス電圧が発生したか否かを判断する。この判断は、例えば、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域を参照し、加減算カウンタが更新されたか否かにより判断する。加減算カウンタが更新されていれば、パルス電圧を発生したとしてステップＳ７に移行し、この時点における操舵角θＲに基づいてこの加減算カウンタを更新させたパルス電圧がどの回転領域ＲＡで発生されたかを検出し、検出した回転領域ＲＡを、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納する。そして、ステップＳ８に移行する。
【００４２】
一方、パルス電圧が発生していない場合にはそのままステップＳ８に移行する。そして、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となったかどうかを判断し、オフ状態となっていない場合にはそのままステップＳ２に戻り、引き続き所定のタイミングで操舵角θＲの算出を行う。一方、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となった場合には、ステップＳ９に移行し、加減算カウンタを“０”にリセットした後、処理を終了する。なお、コントローラ１５は、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となった場合であっても、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となったときに実行すべき所定の処理が終了するまでの間、少なくとも動作可能に構成されている。
【００４３】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が走行状態にある状態から、例えば車両のステアリングホイール１を中立位置即ち直進走行時の操舵角θＲが“０”となっている状態で停止させ、イグニッションスイッチ１８をオフ状態としたものとする。
このイグニッションスイッチ１８がオフ状態であるときにはコントローラ１５に電源が投入されておらず、このコントローラ１５で実行する操舵補助制御処理及び操舵角検出処理は作動停止状態にある。
【００４４】
しかしながら、操舵角センサ３は、図２に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２を備えており、ステアリングホイール１が操舵されると、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２から出力されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２が回転領域検出部１４及び磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２に供給される。
ここで、ステアリングホイール１が操舵角０°にあるとき、図２に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２が、硬磁性体２１のＮ極及びＳ極の境界線上に対向し、磁気検出素子ＭＤ１は硬磁性体２１のＳ極の中央部に対向し、磁気検出素子ＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同様に、硬磁性体２１のＮ極及びＳ極の境界線上に対向しているものとする。
【００４５】
この状態では、ステアリングホイール１が操舵されていないので、図９（ａ）に示すように、各発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２からパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２は出力されず、回転領域検出部１４及び磁気検出センサＭＤ１及びＭＤ２も作動停止状態にある。
この車両の停止状態で、車両に運転者が乗車して、ステアリングホイール１を例えば右切りすると、これに応じて硬磁性体２１が図２で、矢印Ａで示すように時計方向に回動する。このため、発電型磁気センサＧＭ１に硬磁性体２１のＮ極が近づくことになり、ステアリングホイール１が４５°回転した位置で、発電型磁気センサＧＭ１から図９（ａ）に示すパルス電圧ＰＶ１が出力される。
【００４６】
このパルス電圧ＰＶ１が論理回路１４ａ、不揮発性メモリ１４ｂ及び磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２に供給されるので、これら論理回路１４ａ、不揮発性メモリ１４ｂ、及び磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２が作動状態となる。このため、磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２から位相が９０°ずれた磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２（図９（ｄ））が出力される。
【００４７】
ここで、上記図３（ｂ）に示すように、パルス電圧ＰＶｉは、右切りの場合には４５°の位置、左切りの場合には１３５°の位置で生成される。また、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は９０°の位相差があり、また、磁気検出信号Ｓ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同位相となるように配置されていることから、入力軸２ａを右方向に回転させた場合に、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の磁界がそれぞれ４５°となる位置で生成されるパルス電圧ＰＶｉのタイミングで、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又は共にＬＯＷレベルとなり、逆に、左方向に回転させた場合に、磁界が１３５°となる位置で生成されるパルス電圧ＰＶｉのタイミングで、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２の一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなる。したがって、パルス電圧ＰＶｉを入力したときに、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルであるときは、右切りが行われ、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２の一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルであるときには、左切りが行われているとみなすことができる。
【００４８】
上述のようにステアリングホイール１が４５°回転された位置でパルス電圧ＰＶ１が入力されたとき、図９（ｄ）に示すように、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は共にＬＯＷレベルであることから、回転方向は右と判定され、論理回路１４ａから加算信号が出力され、これによって、不揮発性メモリ１４ｂに形成された加減算カウンタがカウントアップし、加減算カウンタは、イグニッションスイッチ１８オフ状態とした時点で加減算カウンタは“０”にリセットされていることから、計数値Ｎは“１”となる。
【００４９】
この状態から、さらに、ステアリングホイール１の右切りを継続すると、図９（ａ）に示すように、ステアリングホイール１が中立位置から約２２５°回転した状態で、発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧ＰＶ２が出力される。このパルス電圧ＰＶ２によって、再度論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂと、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とが作動状態となって、論理回路１４ａにおいて回転方向が判別される。この場合、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は共にＨＩＧＨレベルとなることから、回転方向は右と判定されて加算信号が出力され、加減算カウンタがカウントアップし、計数値Ｎは“２”となる。
【００５０】
このステアリングホイール１を、２２５°を越えた例えば２３０°の状態で保舵した車両の停止状態から、車両を発進させるために、イグニッションスイッチ１８をオン状態とすると、これに伴ってコントローラ１５にバッテリ１７からの電力が投入されることにより、このコントローラ１５で操舵補助制御処理及び図７に示す操舵角検出処理が実行開始される。
【００５１】
このうち、操舵角検出処理では、図７に示すように、まず、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納された、イグニッションスイッチ１８がオフされる前に発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２から最後にパルス電圧を入力したときの、このパルス電圧が存在する回転領域を表す最終回転領域ＲＡlastを読込み、これを基点領域ＲＡｓとする。このとき、例えば、最終回転領域ＲＡlastとしてＲＡ（０）が格納されているものとすると、基点領域ＲＡｓとしてＲＡ（０）が設定される（ステップＳ１）。
【００５２】
次いで、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳの磁気的周期検出信号Ｓ３を読み込むと共に、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタに記憶されている計数値Ｎを読み込み（ステップＳ２）、計数値Ｎと、基点領域ＲＡｓとから、現時点における入力軸２ａの回転領域を表す現領域値Ｎnowを検出する。この場合、基点領域ＲＡｓはＲＡ（０）、計数値Ｎは“２”であることから、現在の回転領域はＲＡ（２）となって現領域値Ｎnowは“２”となる。
【００５３】
そして、磁気検出素子ＭＳからの磁気的周期検出信号Ｓ３に基づいて、“０°から３６０°”の範囲で舵角θが算出され（ステップＳ４）、この場合、ステアリングホイール１が中立位置に対して右方向に２３０°回転された位置で停止されているので、舵角θは２３０°として算出される。
【００５４】
そして操舵角θＲの算出が行われ、この時点における現領域値Ｎnowは“２”であることから、図８のステップＳ１１からステップＳ１３、ステップＳ１５を経てステップＳ１６に移行し、舵角θが２３０°であり、０°≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは、右切り第１周期目にあると判定され、舵角θがそのまま操舵角θＲとして設定され、すなわち“２３０°”として算出され（ステップＳ５）、これが操舵角記憶領域に更新記憶されると共に、ハンドル戻し制御部９０に出力される。この時点では、新たなパルス電圧が発生していないことから、図７のステップＳ６からステップＳ８を経てそのままメインプログラムに戻り、引き続き所定のタイミングで操舵角θＲの算出を行う。
【００５５】
一方、ハンドル戻し制御部９０では、操舵角θＲが２３０°で停止しているので、その微分値である操舵角速度ωｈが“０”となるため、非操舵状態と判断してスイッチ９０Ｄをｂ接点側に切り換え、ハンドル戻し制御信号ＨＲを零とする。
この停止状態から、ステアリングホイール１を保舵したまま車両を旋回発進させてからステアリングホイール１を左切りして中立方向に戻すと、１３５°の位置に達するまでパルス電圧は発生されず加減算カウンタの更新は行われないことから、現領域値Ｎnowは“２”を維持するため、引き続き図８のステップＳ１６で、舵角θの大きさに応じて操舵角θＲが算出され、この時点では舵角θは０°≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは右切り第１周期目にあると判定されて、舵角θがそのまま操舵角θＲとして算出される。このため、左方向への操舵に伴う舵角θの減少に伴って操舵角θＲも減少する。
【００５６】
そして、このようにして算出された操舵角θＲは、逐次操舵角記憶領域に更新記憶されると共に、ハンドル戻し制御部９０に出力される。
このとき、操舵角θＲの符号は正であり、操舵角速度ωｈの符号は左切りによる負であって両者の符号が異なることにより、ハンドル戻し状態であると判断されて、ハンドル戻し制御部９０のスイッチ９０Ｄがａ接点側に切換えられ、これにより、操舵角θＲに基づいてハンドル戻し電流基本回路９０Ａで算出されるハンドル戻し基本電流値Ｉｒにゲイン回路９０Ｂから出力される車速感応ゲインＧｖとを乗算器９０Ｃで乗算した値Ｉｒ・Ｇｖがハンドル戻し制御信号ＨＲとして加算器７１に出力される。このため、ハンドル戻し時にのみ良好なハンドル戻し制御を行うことができる。
【００５７】
この状態から、さらに左方向への操舵を行うと、操舵角θＲが１３５°を越えた時点で、発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生され、これによって加減算カウンタが更新され、“１”になる。
このため、基点領域ＲＡｓ（＝ＲＡ（０））と計数値Ｎ（＝１）とから、現領域値Ｎnowは“１”となり、図８のステップＳ１１からステップＳ１３を経てステップＳ１４に移行し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足する間は、右切り第１周期目にあるものと判定されて舵角θがそのまま操舵角θＲとして設定される。このため、左切り方向への操舵に伴う舵角θの減少に伴って操舵角θＲも減少し、その後中立状態となり舵角θが略零となると、操舵角θＲも略零として算出される。
【００５８】
さらに、左切り方向に操舵を行い、中立状態を越えると、舵角θは０°≦θ＜２２５°を満足しなくなることから、ステップＳ１４の処理で、舵角θは、左切り第１周期目にあるものと判定され、舵角θから“３６０°”を減算した値が操舵角θＲとして算出される。よって、例えば舵角θが“３３０°”の場合には、操舵角θＲは“−３０°”として算出される。
このとき、操舵角θＲと操舵角速度ωｈの符号が一致するため、ハンドル戻し制御部９０で、スイッチ９０Ｄがｂ接点に切り換えられることによりハンドル制御信号ＨＲが“０”を維持し、ハンドル戻し制御が停止される。
【００５９】
そして、引き続き左方向に操舵を行い“−２７０°”まで操舵した状態でイグニッションスイッチ１８をオフ状態にすると、“−４５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されることからこの時点で、加減算カウンタが更新されて計数値Ｎは“０”となる。さらに、“−２２５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生され、同様にして減算信号が発生されて加減算カウンタの計数値Ｎは“０”から“−１”に変化し、“−２７０°”まで操舵された時点では、現領域値Ｎnowは“−１”であることから図８のステップＳ１１からステップＳ２１を経てステップＳ２２に移行し、このときの舵角θ（＝９０°）は０°≦θ＜２２５°を満足することから左切り第１周期目にあるものと判定されて舵角θから“３６０°”を減算した値が操舵角θＲ（＝−２７０°）として算出される。
【００６０】
このとき、パルス電圧が発生される毎に、パルス電圧が発生されたときの入力軸２ａ、つまり舵角θが存在する回転領域ＲＡが逐次最終パルス記憶領域に記憶され、この“−２２５°”のタイミングでパルス電圧が発生されたときの入力軸２ａの回転領域ＲＡ（−１）も、最終パルス記憶領域に格納される。そして、この場合、“−２７０°”まで操舵された後にイグニッションスイッチ１８がオフ状態となるため、この時点で最終パルス記憶領域に格納されている回転領域ＲＡ（−１）が、最終回転領域ＲＡlastとなる。そして、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となることから、図７のステップＳ８からステップＳ９に移行し、加減算カウンタが“０”にリセットされて操舵角検出処理が終了する。
【００６１】
そして、このイグニッションスイッチ１８がオフの状態で操舵が行われ、“−２７０°”から例えば“−１６０°”まで操舵されると、この間、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の何れからもパルス電圧は発生されないため、加減算カウンタは“０”のままを維持する。このため、“−１６０°”まで戻した状態で、イグニッションスイッチ１８がオン状態となった場合には、最終回転領域ＲＡlastはＲＡ（−１）であるためこれが基点領域ＲＡｓとなり、加減算カウンタの計数値Ｎは“０”のままであることから、現領域値Ｎnowは“−１”となる。よって、図８のステップＳ１１からステップＳ２１を経てステップＳ２２に移行し、舵角θは、“−４０５°から−１３５°”の範囲に存在する可能性があると判定され、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足することから、舵角θは、左切り第１周期目にあるとして、舵角θ（＝２００°）から“３６０°”を減算した値、すなわち、“−１６０°”が操舵角θＲとして算出される。そして、以後、上記と同様の手順で操舵角θＲが算出される。
【００６２】
このとき、“−２７０°”から“−１６０°ではなく、“−２７０°”から“−９０°”まで操舵した後、イグニッションスイッチ１８をオン状態にした場合には、“−１３５°”を通過した時点で、発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されるため、加減算カウンタは“１”に更新される。そして、基点領域ＲＡｓはＲＡ（−１）であることから、現領域値Ｎnowは“１”となる。
このため、図８のステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、舵角θは“２７０°”であって、０≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは、左切り第１周期目に存在するものと判定され、舵角θ（＝２７０°）から“３６０°”を減算した値が操舵角θＲ（＝−９０°）として設定される。
【００６３】
また、上記のように“−２７０°”の状態でイグニッションスイッチ１８をオフ状態にした後、“−２７０°”から中立位置まで一旦戻し、その後、再度“−４５０°”まで左切りを行い、この時点で、イグニッションスイッチ１８をオン状態とすると、“−２７０°”から右方向への操舵を行い、“−１３５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されて加減算カウンタの計数値Ｎは“１”となり、その後、中立位置に達した後、左方向への操舵に切り換えると、“−４５°”を通過する時点では発電型磁気センサＧＭ２において磁気反転が発生しないためパルス電圧は発生されず、“−２２５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生されて計数値Ｎは“０”となり、さらに、“−４０５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されて計数値Ｎは“−１”となる。よって、基点領域ＲＡｓはＲＡ（−１）、計数値Ｎは“−１”であることから、現領域値Ｎnowは“−２”となるため、図８のステップＳ１１からステップＳ２１、ステップＳ２３を経てステップＳ２４に移行し、舵角θは、“−５８５°から−３１５°”の範囲にあると判定され、舵角θ（＝２７０°）が０≦θ＜４５°を満足しないことから、左切り第２周期目にあるとして舵角θから“７２０°”を減算した値が操舵角θＲとして設定され、すなわち、“−４５０°”として算出される。
【００６４】
このように、上記実施の形態によれば、操舵角センサ３として発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２を採用しているので、車両が停止状態でイグニッションスイッチ１８がオフ状態であって、コントローラ１５で操舵角検出が行えない状態であっても、ステアリングホイール１を操舵したときに、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２で発生されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２に基づいて回転領域検出部１４の論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂ、さらに磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とが駆動されることにより、不揮発性メモリ１４ｂに形成した加減算カウンタの計数値Ｎがステアリングホイール１の操舵による回転情報を表すことから、車両のイグニッションスイッチ１８をオフ状態とした停止中に、ステアリングホイール１の操舵状態を正確に記憶することができ、その後、イグニッションスイッチ１８をオン状態としてコントローラ１５に電源が投入されて操舵角検出処理が実行されたときには、計数値Ｎと、イグニッションスイッチ１８をオフ状態とする前に最後にパルス電圧を入力したときの舵角θの回転領域である最終回転領域ＲＡlastとに基づいて正確な絶対角の操舵角θＲを算出することができる。
【００６５】
また、このとき、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２により発生されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２によって、回転領域検出部１４の論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂ、さらに磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を駆動することで、ステアリングホイール１の操舵状態を表すパルス電圧数を得てこれを記憶するようにしているから、イグニッションスイッチ１８がオフ状態である間の操舵状態を表すパルス電圧数を、最小限の電圧で獲得しこれを記憶することができ、より少ない消費電力で実現することができる。
そして、正確な操舵角θＲに基づいてハンドル戻し制御部９０でハンドル戻し制御を行うことにより、ステアリングホイール１を中立位置に戻すハンドル戻し時のみハンドル戻し制御を行うことにより、最適なハンドル戻し制御を行うことができる。
【００６６】
また、パルス電圧が発生したときの、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて回転方向を検出しているため、２つの磁気検出素子を用いるだけで、ステアリングホイール１の回転方向を容易に検出することができ、この回転方向に応じてパルス電圧ＰＶｉをカウントすることによって、回転方向に応じた回転領域の移動量を容易に検出することができる。
なお、上記実施形態においては、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の外側に近接対向して固定配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０（ａ）に示すように、硬磁性体２１の回転軸上に固定配置してもよく、また図１０（ｂ）に示すように、硬磁性体２１の上方に配置してもよい。
【００６７】
同様に、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を、図１０（ｃ）に示すように、硬磁性体２１の上方に固定配置し、且つ、一方が発電型磁気センサＭＧ１、ＭＧ２の何れか一方と同位相となり、また、他方が９０°位相がずれるように配置してもよい。また、このように、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を硬磁性体の上方向に固定した状態で、さらに、図１０（ｄ）に示すように、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを硬磁性体２１の回転軸上に固定配置してもよく、図１０（ｅ）に示すように、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の上方の、硬磁性体２１の回転軸を挟んで磁気検出素子ＭＤ１と対向する位置に固定配置してもよい。
【００６８】
同様に、発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２を、図１１（ａ）に示すように、硬磁性体２１の上方に配置してもよく、また、図１１（ｂ）に示すように、発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２と、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とを共に、硬磁性体２１の上方に配置してもよく、また、図１１（ａ）、（ｂ）の何れの場合も発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２の何れか一方のみを硬磁性体２１の上方に配置してもよく、要は、硬磁性体２１の回転に伴う磁極の反転に応じたタイミングで、発電型磁気センサＧＭ１、ＧＭ２によりパルス電圧を発生させることの可能な位置であれば、どの位置に配置してもよい。なお、この場合も、磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の上方や回転軸上に配置してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、硬磁性体２１の着磁形態については言及していないが、図１２（ａ）に示すように、硬磁性体２１の円周方向に１組のＮ極及びＳ極を配置したり、図１２（ｂ）に示すように、軸方向にＮ極及びＳ極を着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として、２組の磁極部を形成したりしてもよい。さらには、図１３（ａ）に示すように、硬磁性体２１の対向する４半部を軸方向にＮ極及びＳ極を着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として２組の磁極部を形成したり、図１３（ｂ）に示すように、硬磁性体２１の対向する４半部を半径方向にＮ極及びＳ極に着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として１組の磁極部を形成したり、図１３（ｃ）に示すように、非磁性部の円周方向の対向する４半部における外周面に軸方向に互いに逆方向に着磁した磁石部を形成したり、図１３（ｄ）に示すように、非磁性部の円周方向の対向する４半部における外周面に半径方向に互いに逆方向に着磁した磁石部を形成するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態においては、硬磁性体２１を円周方向に１組のＮ極及びＳ極を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円周方向に２組のＮ極及びＳ極を交互に形成するようにしてもよく、この場合の着磁形態としては、図１４（ａ）に示すように、円周方向に１組のＮ極及びＳ極を配置する場合や、図１４（ｂ）に示すように、軸方向にＮ極及びＳ極を着磁してその着磁方向を順次反転させる場合としてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態においては、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２の磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルとなるときに右回転、何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなるときに左方向と判定する場合について説明したが、これに限らず、何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなるときに右回転、これらが共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルとなるときに左回転と判定するように、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を配置してもよく、要は、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２のＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの組み合わせによって回転方向を特定することができればどのような組み合わせであってもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態においては、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２として、デジタル出力型のホールＩＣを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、アナログ出力型のホールＩＣを用い、その検出信号から、磁極の極性に応じたＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの２値の信号を生成するようにしてもよく、要は、磁極の極性に応じたＨＩＧＨ及びＬＯＷレベルの２値の信号を出力することができればどのようなセンサを用いても良い。
【００７３】
さらに、上記実施形態においては、電動モータ１３をＨブリッジで駆動する場合について説明したが、これに限定されるものではく、電動モータをブラシレスモータとしたインバータ回路で駆動するようにしてもよく、この場合には、操舵補助制御処理としてベクトル制御処理を適用するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、操舵角検出処理で検出した操舵角θＲを電動パワーステアリング装置のハンドル戻し制御部９０に供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、サスペンション制御装置や車両走行制御装置等の操舵角θＲに基づいて制御を行う任意の車載装置に本発明を適用することができる。
【００７４】
さらに、上記実施形態においては、操舵角を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意の回転体の絶対回転角を検出する場合に本発明を適用し得るものである。
ここで、上記実施形態において、発電型磁気センサＧＭ１、ＧＭ２が発電型磁気検出部に対応し、磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２が磁気検出部に対応し、磁気検出素子ＭＳが磁気的周期検出部に対応し、論理回路１４ａが回転方向検出部に対応し、不揮発性メモリ１４ｂが計数手段に対応し、コントローラ１５が回転角検出部に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】操舵角センサを示す概略構成図である。
【図３】発電型磁気センサを示す説明図であって、（ａ）は構成図、（ｂ）はパルス電圧波形図である。
【図４】回転領域検出部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】コントローラで実行する操舵補助制御処理の機能ブロック図である。
【図６】図５のハンドル戻し制御部の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】コントローラで実行する操舵角検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図７の操舵角算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の動作の説明に供する信号波形図である。
【図１０】回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２及び磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳのその他の配置例を示す説明図である。
【図１１】発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２のその他の配置例を示す説明図である。
【図１２】円周方向に１組の磁極部を形成した硬磁性体の着磁例を示す説明図である。
【図１３】円周方向に１組の磁極部を形成した硬磁性体の着磁例の他の例を示す説明図である。
【図１４】円周方向に２組の磁極部を形成した硬磁性体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 操舵角センサ
４ 操舵トルクセンサ
９ ステアリングギヤ機構
１１ 操舵補助機構
１２ 減速ギヤ
１３ 電動モータ
１４ 回転領域検出部
１５ コントローラ
１６ 車速センサ
１７ バッテリ
１８ イグニッションスイッチ
ＧＭ１、ＧＭ２ 発電型磁気センサ
ＭＤ１、ＭＤ２ 磁気検出素子
ＭＳ 磁気検出素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転自在に支持された回転体の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転角検出装置としては、例えばステアリングロッドの速度と同じ速度で旋回し、多数のピックアップにより走査検出される第１の符号ディスクと、この第１の符号ディスクの速度の４分の１で旋回し、３つの符号トラックを有し、相応のピックアップによって走査検出される第２の符号ディスクとを有し、各ピックアップで走査検出した微信号及び粗信号を適切に結合して操舵角を検出するようにしたステアリング角度を検出するセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の回転角検出装置としては、例えばスプリングを介して本体に回転可能に取り付けられたカムと、このカムに係止され、多極の磁界と一極の磁界を並行に配置して形成した磁石リングと、前記多極の磁界を検知する複数個の第１の磁気抵抗素子と、前記一極の磁界を検知する第２の磁気抵抗素子と、第１及び第２の磁気抵抗素子の検知した磁界の変化をパルス信号に変換する回路とを備えた回転角検出装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平８−５１１３５０号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特許第２５３２４６９号明細書（第１頁、図４、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ステアリングロッドに第２の符号ディスクが遊星ギヤを介して連結されているので、構造が複雑でヒステリシスが大きく、また遊星ギヤの叩音の発生や摩耗等による経年変化を生じるという未解決の課題がある。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、ステアリング軸の回転に対して、非接触で回転を検出することができるものであるが、電源オフ時にステアリングホイールが回転すると、このときのステアリングシャフトの回転数は検出できず、電源オン時に正確な操舵絶対角を検出することができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、非接触で電源オフ時に回転体が回転された場合でも正確に絶対回転角を検出することができる回転角検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る回転角検出装置は、回転自在に支持された回転体の外周面に配設される少なくとも１組のＮ極及びＳ極を有する硬磁性体と、当該硬磁性体と対向して配設され且つ前記硬磁性体によって予め設定した極の磁界が与えられたときパルス電圧を発生し且つ互いに磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する位置に配置された２つの発電型磁気検出部と、前記硬磁性体と対向して配設され、且つ一方は前記発電型磁気検出部の一方と同位相を有し、他方は前記発電型磁気検出部と磁気的に９０度の位相差を有する磁気検出信号を出力する回転方向検出用の２つの磁気検出部と、前記硬磁性体の磁気的周期を検出する磁気的周期検出部と、前記パルス電圧が発生されたときの前記２つの磁気検出信号の信号値に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、当該回転方向検出部で検出した回転方向に基づいて前記パルス電圧数を加減算計数して回転領域に応じた計数値を生成して記憶する計数手段と、電源オン時に前記計数手段に記憶されている計数値に基づく回転領域と前記磁気的周期検出部から出力される磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部と、を備え、前記磁気検出部、前記回転方向検出部及び前記計数手段は、少なくとも電源オフ時に各発電型磁気検出部で発生されるパルス電圧によって駆動されることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る回転角検出装置は、請求項１記載の回転角検出装置において、前記磁気検出部は磁極に応じた２値の磁気検出信号を出力し、前記回転方向検出部は、前記２つの磁気検出部からの磁気検出信号が共に同一値であるか否かに応じて回転方向を検出することを特徴としている。
また、請求項３に係る回転角検出装置は、請求項１又は請求項２記載の回転角検出装置において、前記発電型磁気検出部は、大バルクハウゼン現象を応用した磁気センサで構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に係る回転角検出装置は、請求項３記載の回転角検出装置において、前記磁気センサは、中心部分と外郭部分とで異なる磁気特性を有する複合磁性ワイやと該複合磁性ワイヤに巻装した検出コイルとで構成されていることを特徴としている。
また、請求項５に係る回転角検出装置は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回転角検出装置において、前記回転体は操舵装置を構成するステアリングシャフトであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転角検出装置によれば、回転体の回転に伴って回転する硬磁性体に対向して、発電型磁気検出部を配設することにより、この発電型検出部から硬磁性体の回転に応じてパルス電圧を出力し、このパルス電圧で、磁気検出部、磁気的周期検出部、回転方向検出部及び計数手段を駆動して、パルス電圧を操舵方向に応じて加減算計数して記憶しておくことにより、電源オフ時に回転体が回転されたときの回転領域を特定することができる。このため、電源オン時に、記憶されている計数値に基づく回転領域と磁気検出部から検出される磁気的周期とに基づいて回転角検出部で正確な絶対回転角を検出することができる。
【００１０】
また、磁気検出部からの、発電型磁気検出部に対して磁気的に同位相及び磁気的に９０度の位相差を有する２つの磁気検出信号と、発電型磁気検出部からの、磁気的に１８０度の位相差を有する２つのパルス電圧とを用いることによって、２つの磁気検出信号がとる値の組み合わせから、磁気的周期におけるパルス電圧の発生タイミングを特定することができ、パルス電圧は予め設定した極の磁界が与えられたときに発生することから、パルス電圧の発生タイミングから回転方向を特定することができる。したがって、２つの磁気検出部を用いることにより、回転方向を容易に検出することができる。
また、本発明を操舵装置を構成するステアリングシャフトに適用することにより、操舵装置で電源オフ時に操舵を行っても操舵装置の絶対操舵角を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を操舵装置に適用した場合の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が回転体としてのステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、一端がステアリングホイール１に連結された入力軸２ａと、この入力軸２ａの他端に図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとで構成されている。そして、ステアリングシャフト２の回転角即ち操舵角が操舵角センサ３によって検出されると共に、ステアリングシャフト２に伝達される操舵トルクが操舵トルクセンサ４によって検出される。
【００１２】
一方、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント５を介してロアシャフト６に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント７を介してピニオンシャフト８に伝達される。このピニオンシャフト８に伝達された操舵力はステアリングギヤ９を介してタイロッド１０に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ９は、ピニオンシャフト８に連結されたピニオン９ａとこのピニオン９ａに噛合するラック９ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン９ａに伝達された回転運動をラック９ｂで直進運動に変換している。
【００１３】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１１が連結されている。この操舵補助機構１１は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１２と、この減速ギヤ１２に連結された操舵補助力を発生する例えば直流モータで構成される電動モータ１３とを備えている。
【００１４】
操舵角センサ３は、図２に示すように、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの外周面に取付けられた、上半部をＮ極に、下半部をＳ極に励磁されたリング状の硬磁性体２１と、この硬磁性体２１の外周側に近接対向して円周方向に１８０°の間隔で固定配置された発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２と、硬磁性体２１の外周側に近接対向して固定配置された磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２と、同様に硬磁性体２１の外周側に近接対向して固定配置された磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳと、を備え、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２の一方は、磁気的に発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２のうちの一方と同位相となり、且つ他方は各発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２と９０°の位相差となる位置に配置され、図２では、磁気検出素子ＭＤ１が、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の両方に対し円周方向に９０°の間隔で固定配置され、磁気検出素子ＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同位相となる位置に固定配置されている。また、磁気検出素子ＭＳは、発電型磁気センサＧＭ２に対して磁気的に４５°の位相差となる位置に固定配置される。
【００１５】
ここで、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２は、図３（ａ）に示すように、複合磁性ワイヤ２２と、この複合磁性ワイヤ２２の回りに巻装された検出コイル２３とで構成されている。複合磁性ワイヤ２２は、中心部と外郭部とで磁気を通し易い特性と磁石に近い特性との異なる磁気特性を有して、磁性体が磁化される時に、磁性体内部の微少な磁石単位の境界である磁壁が一度に移動する大バルクハウゼン現象を生じるように構成されている。この複合磁性ワイヤ２２が硬磁性体２１のＮ極によって磁化されると、急激な磁化の状態変化を生じ、この状態変化は短時間で発生するので、検出コイル２３に電磁誘導による起電力が発生し、この起電力がパルス電圧として回転領域検出部１４に出力される。これら発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２で発生されるパルス電圧は、図３（ｂ）に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２に硬磁性体２１のＮ極及びＳ極による正弦波の磁界が加わるものとしたときに、Ｎ極による正の磁界が加えられたときに、所定のタイミング例えば磁界が零の状態から正方向に増加して所定値に達したとき、例えば４５°の位置で外部磁界による急激な状態変化すなわち磁気反転を生じて、電磁誘導により検出コイル２３からパルス電圧ＰＶｉが出力される。このため、ステアリングホイール１を右切りしたときには、磁界が零である０°の状態から正方向に増加して例えば４５°となったときに黒塗り図示のパルス電圧ＰＶｉを生成し、逆にステアリングホイール１を左切りしたときには、磁界が零である１８０°の状態から正方向に増加して例えば１３５°となったときに斜線図示のパルス電圧ＰＶｉを生成する。
【００１６】
また、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２からのパルス電圧によって駆動され、硬磁性体２１で発生する磁界に応じて磁極に応じたＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルのオンオフ信号を出力する、例えばデジタル出力型のホールＩＣ等で構成され、その磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は、回転領域検出部１４に入力される。
【００１７】
また、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳは、硬磁性体２１の回転角度を０°から３６０°の範囲で検出する、例えばアナログ出力型のホールＩＣや磁気センサ等で構成され、その磁気的周期検出信号Ｓ３は、後述のコントローラ１５に入力される。
前記回転領域検出部１４は、図４に示すように、論理回路１４ａ及び不揮発性メモリ１４ｂを備え、これら各部には、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２から出力されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２が入力され、入力されたパルス電圧ＰＶｉ（ｉ＝１又は２）によって駆動される。
【００１８】
ここで、論理回路１４ａは、入力されるパルス電圧ＰＶｉによって駆動され、同様にパルス電圧ＰＶｉによって駆動される磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２を入力し、これらに基づき回転方向を判断し、回転方向に応じて加算信号又は減算信号を出力する。具体的には、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルであるとき回転方向は右と判断し、磁気検出信号ＳＤ１及びＳＤ２のうち何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルであるとき回転方向は左と判断し、回転方向が右、すなわち右切りが行われたときには不揮発性メモリ１４ｂに形成した加減算カウンタ領域への加算信号を出力し、回転方向が左、すなわち左切りが行われたときには前記加減算カウンタ領域への減算信号を出力する。
【００１９】
前記不揮発性メモリ１４ｂは、入力されるパルス電圧ＰＶｉによって駆動され、論理回路１４ａから入力される加算信号又は減算信号に基づいて、加減算カウンタを構成する加減算カウンタ領域に記憶されているステアリングシャフト２の入力軸２ａの回転領域を表す正負の値をとる計数値Ｎを、加算信号が入力されたときにカウントアップし、減算信号が入力されたときにカウントダウンするように構成されている。
【００２０】
そして、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域に記憶されている回転領域を表す計数値Ｎは、後述するコントローラ１５から読取り可能とされている。
図１に戻って、操舵トルクセンサ４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気的変化又は電気的変化に変換して操舵トルク検出値Ｔを検出するように構成されている。
【００２１】
そして、コントローラ１５は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、バッテリ１７からの電力がイグニッションスイッチ１８及びフューズ１９を介して入力される。このコントローラ１５には、操舵トルクセンサ４で検出した操舵トルク検出値Ｔ及び車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖが入力されると共に、図示しないモータ電流検出回路で検出された電動モータ１３に供給されるモータ電流検出値ＩMDも入力され、さらに回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタに記憶されている計数値Ｎを読込み、操舵トルク検出値Ｔ、車速検出値Ｖ及びモータ電流検出値ＩMDに基づいて操舵補助制御処理を行うと共に、不揮発性メモリ１４ｂの計数値Ｎに基づいて操舵角検出処理を実行する。
【００２２】
操舵補助制御処理は、図５に示す機能ブロック図で表すように、操舵トルクセンサ４から入力される操舵トルクＴが操舵補助指令値演算部４０及びセンタ応答性改善部４１に入力され、これら操舵補助指令値演算部４０及びセンタ応答性改善部４１の出力が加算器４２に入力され、その加算結果がトルク制御演算部４３に入力されている。センタ応答性改善部４１は、アシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行う、トルク制御演算部４３の出力信号はモータロス電流補償部４４に入力され、その出力が加算器４５を経て最大電流制限部４６に入力され、最大電流制限部４６で最大電流値が制限されて電流制御部５０に入力される。モータロス電流補償部４４は、モータ電流が流れてもモータ出力に現れない電流を上乗せして、モータ出力トルク“０”からの立ち上がりを改善し、最大電流制限部４６は、電流指令値の最大値が定格電流となるように制限している。電流制御部５０の出力は、Ｈブリッジ特性補償部５１に入力され、これにより電流ドライブ回路５２を介して電動モータ１３を駆動する。
【００２３】
電動モータ１３のモータ電流はモータ電流オフセット補正部６０を経てモータ角速度推定部６１、電流ドライブ切換部６２及び電流制御部５０に入力され、モータ端子電圧Ｖｍは直接モータ角速度推定部６１に入力される。モータ角速度推定部６１で推定された角速度ωｍはモータ角加速度推定部・慣性補償部６３、モータロストルク補償部６４及びヨーレート推定部６５に入力され、ヨーレート推定部６５の出力は収斂性制御部６６に入力され、収斂性制御部６６及びモータロストルク補償部６４の各出力は、加算器６７で加算され、その加算結果がさらに加算器７１を経て加算器４２に入力される。モータ角加速度推定部・慣性補償部６３はモータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクから排除し、慣性感の無い操舵感にし、収斂性制御部６６は車両のヨーを改善するために、ステアリングホイール１が振れ回る動作を抑制する。モータロストルク補償部６４は電動モータ１３のロストルクの発生する方向、つまり電動モータ１３のロストルクの発生する方向、つまり電動モータ１３の回転方向に対してロストルク相当のアシストを行う。また、電流ディザ信号発生部８０が設けられており、電流ディザ信号発生部８０及びモータ角速度推定部・慣性補償部６３の各出力が加算器８１で加算され、その加算結果が加算器４５に入力されている。電流ディザ信号発生部８０は、モータが静摩擦で張りついてしまうのを防止する。
【００２４】
また、加算器７１には、ハンドル戻し制御部９０からハンドル戻し制御信号ＨＲが印加され、ハンドル戻し制御部９０には車速センサ１６からの車速Ｖ、後述する操舵角検出処理で算出した操舵角θＲ、操舵角速度ωｈが入力されている。操舵角速度ωｈとしては、操舵角θＲを微分した微分値又はモータ角速度推定部６１によって推定されたモータ角速度ωｍ、或いは舵角速度センサを設け、その舵角速度センサからの値を利用するようにしてもよい。
【００２５】
ここで、ハンドル戻し制御部９０の具体的構成は、図６に示すように、操舵角θＲに基づいて所定関数でハンドル戻し基本電流値Ｉｒを出力するハンドル戻し基本電流回路９０Ａと、車速Ｖを入力して所定関数により車速Ｖに応じたゲインＧｖを出力するゲイン回路９０Ｂと、ハンドル戻し基本電流回路９０Ａからのハンドル戻し基本電流値Ｉｒとゲイン回路９０ＢからのゲインＧｖとを乗算する乗算器９０Ｃと、乗算器９０Ｃからの出力Ｉｒ・Ｇｖを接点ａ又はｂに切換えて出力するスイッチ９０Ｄと、操舵角θＲ及び操舵角速度ωｈを入力し、両者の符号の一致又は不一致を判定する符号判定回路９０Ｆと、スイッチ９０Ｄが接点ｂ側に切換えられたときの出力を“０”とする零出力回路９０Ｅとで構成されている。
【００２６】
符号判定回路９０Ｆは、判定信号としてスイッチ信号ＳＷを出力してスイッチ９０Ｄの接点を切り換えるが、操舵角θＲ及び操舵角速度ωｈの符号が不一致のときにスイッチ信号ＳＷで接点ｂに切り換える。また、スイッチ９０Ｄの接点ａ，ｂは、操舵角速度ωｈが零となったことを検出する回路（図示せず）からも切り換えられるようになっている。
一方、コントローラ１５で実行する操舵角検出処理は、イグニッションスイッチ１８がオン状態となってコントローラ１５に電源が投入されている状態で、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として、図７に示す手順で実行される。
【００２７】
なお、ここでは、図９に示すように、中立状態を０°とし、ステアリングシャフト２の回転する範囲を、ＬＯＣＫ ＴＯ ＬＯＣＫの範囲である“−７２０°から＋７２０°”の範囲とし、回転角度が１８０°毎に、一つの回転領域を設定している。すなわち、図９（ｄ）に示すように、“−１８０°から０°”を回転領域ＲＡ（０）、“０°から１８０°”を回転領域ＲＡ（１）、“１８０°から３６０°”を回転領域ＲＡ（２）とし、以後同様にして、回転領域ＲＡ（３）、ＲＡ（４）とする。さらに、“−３６０°から−１８０°”を回転領域ＲＡ（−１）、“−５４０°から３６０°”を回転領域ＲＡ（−２）とし、“−７２０°から−５４０°”を回転領域ＲＡ（−３）とする。
【００２８】
そして、操舵角検出処理では、まず、ステップＳ１で、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納された、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となる前に発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２から最後にパルス電圧を入力したときの、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの回転領域を表す最終回転領域ＲＡlastを読込み、これを基点領域ＲＡｓとする。
【００２９】
次いで、ステップＳ２に移行し、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域から、イグニッションスイッチ１８がオフ状態である期間における、回転領域の移動量を表す計数値Ｎと、操舵角センサ３の磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳから出力される磁気的周期検出信号Ｓ３と、を読込む。
次いで、ステップＳ３に移行し、ステップＳ１で設定した基点領域ＲＡｓを基点とし、計数値Ｎが正値であれば右回転方向、負値であれば左回転方向に回転領域を移動させ、現時点における入力軸２ａの回転領域の領域値を表す現領域値Ｎnowを算出する。
【００３０】
次いで、ステップＳ４に移行し、磁気検出素子ＭＳからの磁気的周期検出信号Ｓ３に基づいて、０°から３６０°の範囲で舵角θを算出する。
次いで、ステップＳ５に移行して、ステップＳ３で検出した入力軸２ａの現領域値Ｎnowと、ステップＳ４で算出した舵角θとから、操舵角θＲを算出する。
【００３１】
具体的には、図８に示すように、まず、ステップＳ１１で、前記ステップＳ３で特定した入力軸２ａの現在の回転領域を表す現領域値Ｎnowの符号が正負であるか“０”であるかを判定し、現領域値Ｎnowが“０”であるときにはステップＳ１２に移行し、舵角θが、左切り第１周期目の回転領域ＲＡ（０）を基準として、その範囲を左切り方向に“−４５°”、右切り方向に“＋４５°”だけ広げた、“−２２５°から４５°”の範囲にあるものと判定する。
【００３２】
そして、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θが中立よりも右切り方向の第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、中立よりも左切り方向の第１周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。
【００３３】
つまり、例えば、左切り３６０°の状態から右方向に操舵を行った場合、発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２からのパルス電圧は、−３１５°、−１３５°、４５°、２２５°のタイミングで発生され、逆に、右切り３６０°の状態から左方向に操舵を行った場合には、３１５°、１３５°、−４５°、−２２５°のタイミングで発生され、１８０°毎に発生されることから、このパルス電圧をカウントすることにより回転領域を推測することができる。しかしながら、カウント値の更新タイミングと、回転領域ＲＡの範囲が切り換わるタイミングとが異なるため、加減算カウンタのカウント値から特定される現領域値Ｎnowの範囲に対し、舵角θは、右操舵方向及び左操舵方向に４５°ずつ拡大した角度範囲内に存在する可能性があることから、この範囲について操舵角θＲを設定している。
そして、このようにして算出した操舵角θＲを操舵角記憶領域に記憶した後、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻って、ステップＳ６に移行する。
【００３４】
次に、ステップＳ１１での判定結果が、現領域値Ｎnowの符号が正であるときには、ステップＳ１３に移行し、回転領域Ｎnowが“１”であるか否かを判定し、Ｎnow＝１であるときにはステップＳ１４に移行し、舵角θが、右切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（１）を基準として、その範囲を左切り方向に−４５°、右切り方向に＋４５°広げた、“−４５°から２２５°”の範囲にあるものと判定する。そして、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θが右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θが左切り方向第１周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻って、ステップＳ６に移行する。
【００３５】
次に、現領域値Ｎnowが“１”でないときにはステップＳ１５に移行し、現領域値Ｎnowが“２”であればステップＳ１６に移行する。そして、舵角θが、右切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（２）を基準とする、“１３５°から４０５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに、“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３６】
次に、現領域値Ｎnowが“２”でないときには、ステップＳ１７に移行し、現領域値Ｎnowが“３”であればステップＳ１８に移行する。そして、舵角θが、右切り第２周期目の回転領域ＲＡ（３）を基準とする、“３１５°から５８５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに、“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θは、右切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θをそのまま操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３７】
次に、現領域値Ｎnowが“３”でないときにはステップＳ１９に移行し、舵角θが、右切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（４）を基準とする、“４９５°から７６５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、右切り方向第３周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに“７２０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、右切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θに“３６０°”を加算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３８】
一方、前記ステップＳ１１での判定結果が、現領域値Ｎnowの符号が負であるときには、ステップＳ２１に移行し、現領域値Ｎnowが“−１”であるか否かを判定し、現領域値Ｎnowが“−１”であるときにはステップＳ２２に移行し、舵角θが、左切り方向第１周期目の回転領域ＲＡ（−１）を基準として、“−４０５°から−１３５°”の範囲にあるものと判定する。そして、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、舵角θは、左切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとしてＲＡＭ等の記憶部に形成した操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足しないときには、舵角θは、左切り方向第２周期目にあるものと判定し、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００３９】
次に、現領域値Ｎnowが“−１”でないときにはステップＳ２３に移行し、現領域値Ｎnowが“−２”であればステップＳ２４に移行する。そして、舵角θが、左切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（−２）を基準とする、“−５８５°から−３１５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０≦θ＜４５°を満足するときには、舵角θは、左切り方向第１周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“３６０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜４５°を満足しないときには、舵角θは、左切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行し、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００４０】
次に、現領域値Ｎnowが“−２”でないときにはステップＳ２５に移行し、舵角θが、左切り方向第２周期目の回転領域ＲＡ（−３）を基準とする、“−７６５°から−４９５°”の範囲にあるものと判定し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足するときには、左切り方向第２周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“７２０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。一方、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足しないときには、左切り方向第３周期目にあるものと判定して、ステップＳ４で算出した舵角θから“１０８０°”を減算した値を操舵角θＲとして操舵角記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ３０に移行して、操舵角記憶領域に記憶されている操舵角θＲをハンドル戻し制御部９０に出力してから図７に戻ってステップＳ６に移行する。
【００４１】
このようにして、操舵角θＲを算出したならば、図７のステップＳ６では、パルス電圧が発生したか否かを判断する。この判断は、例えば、不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタ領域を参照し、加減算カウンタが更新されたか否かにより判断する。加減算カウンタが更新されていれば、パルス電圧を発生したとしてステップＳ７に移行し、この時点における操舵角θＲに基づいてこの加減算カウンタを更新させたパルス電圧がどの回転領域ＲＡで発生されたかを検出し、検出した回転領域ＲＡを、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納する。そして、ステップＳ８に移行する。
【００４２】
一方、パルス電圧が発生していない場合にはそのままステップＳ８に移行する。そして、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となったかどうかを判断し、オフ状態となっていない場合にはそのままステップＳ２に戻り、引き続き所定のタイミングで操舵角θＲの算出を行う。一方、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となった場合には、ステップＳ９に移行し、加減算カウンタを“０”にリセットした後、処理を終了する。なお、コントローラ１５は、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となった場合であっても、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となったときに実行すべき所定の処理が終了するまでの間、少なくとも動作可能に構成されている。
【００４３】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が走行状態にある状態から、例えば車両のステアリングホイール１を中立位置即ち直進走行時の操舵角θＲが“０”となっている状態で停止させ、イグニッションスイッチ１８をオフ状態としたものとする。
このイグニッションスイッチ１８がオフ状態であるときにはコントローラ１５に電源が投入されておらず、このコントローラ１５で実行する操舵補助制御処理及び操舵角検出処理は作動停止状態にある。
【００４４】
しかしながら、操舵角センサ３は、図２に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２を備えており、ステアリングホイール１が操舵されると、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２から出力されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２が回転領域検出部１４及び磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２に供給される。
ここで、ステアリングホイール１が操舵角０°にあるとき、図２に示すように、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２が、硬磁性体２１のＮ極及びＳ極の境界線上に対向し、磁気検出素子ＭＤ１は硬磁性体２１のＳ極の中央部に対向し、磁気検出素子ＭＤ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同様に、硬磁性体２１のＮ極及びＳ極の境界線上に対向しているものとする。
【００４５】
この状態では、ステアリングホイール１が操舵されていないので、図９（ａ）に示すように、各発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２からパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２は出力されず、回転領域検出部１４及び磁気検出センサＭＤ１及びＭＤ２も作動停止状態にある。
この車両の停止状態で、車両に運転者が乗車して、ステアリングホイール１を例えば右切りすると、これに応じて硬磁性体２１が図２で、矢印Ａで示すように時計方向に回動する。このため、発電型磁気センサＧＭ１に硬磁性体２１のＮ極が近づくことになり、ステアリングホイール１が４５°回転した位置で、発電型磁気センサＧＭ１から図９（ａ）に示すパルス電圧ＰＶ１が出力される。
【００４６】
このパルス電圧ＰＶ１が論理回路１４ａ、不揮発性メモリ１４ｂ及び磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２に供給されるので、これら論理回路１４ａ、不揮発性メモリ１４ｂ、及び磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２が作動状態となる。このため、磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２から位相が９０°ずれた磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２（図９（ｄ））が出力される。
【００４７】
ここで、上記図３（ｂ）に示すように、パルス電圧ＰＶｉは、右切りの場合には４５°の位置、左切りの場合には１３５°の位置で生成される。また、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は９０°の位相差があり、また、磁気検出信号Ｓ２は、発電型磁気センサＧＭ２と同位相となるように配置されていることから、入力軸２ａを右方向に回転させた場合に、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の磁界がそれぞれ４５°となる位置で生成されるパルス電圧ＰＶｉのタイミングで、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又は共にＬＯＷレベルとなり、逆に、左方向に回転させた場合に、磁界が１３５°となる位置で生成されるパルス電圧ＰＶｉのタイミングで、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２の一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなる。したがって、パルス電圧ＰＶｉを入力したときに、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルであるときは、右切りが行われ、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２の一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルであるときには、左切りが行われているとみなすことができる。
【００４８】
上述のようにステアリングホイール１が４５°回転された位置でパルス電圧ＰＶ１が入力されたとき、図９（ｄ）に示すように、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は共にＬＯＷレベルであることから、回転方向は右と判定され、論理回路１４ａから加算信号が出力され、これによって、不揮発性メモリ１４ｂに形成された加減算カウンタがカウントアップし、加減算カウンタは、イグニッションスイッチ１８オフ状態とした時点で加減算カウンタは“０”にリセットされていることから、計数値Ｎは“１”となる。
【００４９】
この状態から、さらに、ステアリングホイール１の右切りを継続すると、図９（ａ）に示すように、ステアリングホイール１が中立位置から約２２５°回転した状態で、発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧ＰＶ２が出力される。このパルス電圧ＰＶ２によって、再度論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂと、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とが作動状態となって、論理回路１４ａにおいて回転方向が判別される。この場合、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１及びＳ２は共にＨＩＧＨレベルとなることから、回転方向は右と判定されて加算信号が出力され、加減算カウンタがカウントアップし、計数値Ｎは“２”となる。
【００５０】
このステアリングホイール１を、２２５°を越えた例えば２３０°の状態で保舵した車両の停止状態から、車両を発進させるために、イグニッションスイッチ１８をオン状態とすると、これに伴ってコントローラ１５にバッテリ１７からの電力が投入されることにより、このコントローラ１５で操舵補助制御処理及び図７に示す操舵角検出処理が実行開始される。
【００５１】
このうち、操舵角検出処理では、図７に示すように、まず、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの最終パルス記憶領域に格納された、イグニッションスイッチ１８がオフされる前に発電型磁気センサＧＭ１又はＧＭ２から最後にパルス電圧を入力したときの、このパルス電圧が存在する回転領域を表す最終回転領域ＲＡlastを読込み、これを基点領域ＲＡｓとする。このとき、例えば、最終回転領域ＲＡlastとしてＲＡ（０）が格納されているものとすると、基点領域ＲＡｓとしてＲＡ（０）が設定される（ステップＳ１）。
【００５２】
次いで、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳの磁気的周期検出信号Ｓ３を読み込むと共に、回転領域検出部１４の不揮発性メモリ１４ｂの加減算カウンタに記憶されている計数値Ｎを読み込み（ステップＳ２）、計数値Ｎと、基点領域ＲＡｓとから、現時点における入力軸２ａの回転領域を表す現領域値Ｎnowを検出する。この場合、基点領域ＲＡｓはＲＡ（０）、計数値Ｎは“２”であることから、現在の回転領域はＲＡ（２）となって現領域値Ｎnowは“２”となる。
【００５３】
そして、磁気検出素子ＭＳからの磁気的周期検出信号Ｓ３に基づいて、“０°から３６０°”の範囲で舵角θが算出され（ステップＳ４）、この場合、ステアリングホイール１が中立位置に対して右方向に２３０°回転された位置で停止されているので、舵角θは２３０°として算出される。
【００５４】
そして操舵角θＲの算出が行われ、この時点における現領域値Ｎnowは“２”であることから、図８のステップＳ１１からステップＳ１３、ステップＳ１５を経てステップＳ１６に移行し、舵角θが２３０°であり、０°≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは、右切り第１周期目にあると判定され、舵角θがそのまま操舵角θＲとして設定され、すなわち“２３０°”として算出され（ステップＳ５）、これが操舵角記憶領域に更新記憶されると共に、ハンドル戻し制御部９０に出力される。この時点では、新たなパルス電圧が発生していないことから、図７のステップＳ６からステップＳ８を経てそのままメインプログラムに戻り、引き続き所定のタイミングで操舵角θＲの算出を行う。
【００５５】
一方、ハンドル戻し制御部９０では、操舵角θＲが２３０°で停止しているので、その微分値である操舵角速度ωｈが“０”となるため、非操舵状態と判断してスイッチ９０Ｄをｂ接点側に切り換え、ハンドル戻し制御信号ＨＲを零とする。
この停止状態から、ステアリングホイール１を保舵したまま車両を旋回発進させてからステアリングホイール１を左切りして中立方向に戻すと、１３５°の位置に達するまでパルス電圧は発生されず加減算カウンタの更新は行われないことから、現領域値Ｎnowは“２”を維持するため、引き続き図８のステップＳ１６で、舵角θの大きさに応じて操舵角θＲが算出され、この時点では舵角θは０°≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは右切り第１周期目にあると判定されて、舵角θがそのまま操舵角θＲとして算出される。このため、左方向への操舵に伴う舵角θの減少に伴って操舵角θＲも減少する。
【００５６】
そして、このようにして算出された操舵角θＲは、逐次操舵角記憶領域に更新記憶されると共に、ハンドル戻し制御部９０に出力される。
このとき、操舵角θＲの符号は正であり、操舵角速度ωｈの符号は左切りによる負であって両者の符号が異なることにより、ハンドル戻し状態であると判断されて、ハンドル戻し制御部９０のスイッチ９０Ｄがａ接点側に切換えられ、これにより、操舵角θＲに基づいてハンドル戻し電流基本回路９０Ａで算出されるハンドル戻し基本電流値Ｉｒにゲイン回路９０Ｂから出力される車速感応ゲインＧｖとを乗算器９０Ｃで乗算した値Ｉｒ・Ｇｖがハンドル戻し制御信号ＨＲとして加算器７１に出力される。このため、ハンドル戻し時にのみ良好なハンドル戻し制御を行うことができる。
【００５７】
この状態から、さらに左方向への操舵を行うと、操舵角θＲが１３５°を越えた時点で、発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生され、これによって加減算カウンタが更新され、“１”になる。
このため、基点領域ＲＡｓ（＝ＲＡ（０））と計数値Ｎ（＝１）とから、現領域値Ｎnowは“１”となり、図８のステップＳ１１からステップＳ１３を経てステップＳ１４に移行し、舵角θが０°≦θ＜２２５°を満足する間は、右切り第１周期目にあるものと判定されて舵角θがそのまま操舵角θＲとして設定される。このため、左切り方向への操舵に伴う舵角θの減少に伴って操舵角θＲも減少し、その後中立状態となり舵角θが略零となると、操舵角θＲも略零として算出される。
【００５８】
さらに、左切り方向に操舵を行い、中立状態を越えると、舵角θは０°≦θ＜２２５°を満足しなくなることから、ステップＳ１４の処理で、舵角θは、左切り第１周期目にあるものと判定され、舵角θから“３６０°”を減算した値が操舵角θＲとして算出される。よって、例えば舵角θが“３３０°”の場合には、操舵角θＲは“−３０°”として算出される。
このとき、操舵角θＲと操舵角速度ωｈの符号が一致するため、ハンドル戻し制御部９０で、スイッチ９０Ｄがｂ接点に切り換えられることによりハンドル制御信号ＨＲが“０”を維持し、ハンドル戻し制御が停止される。
【００５９】
そして、引き続き左方向に操舵を行い“−２７０°”まで操舵した状態でイグニッションスイッチ１８をオフ状態にすると、“−４５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されることからこの時点で、加減算カウンタが更新されて計数値Ｎは“０”となる。さらに、“−２２５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生され、同様にして減算信号が発生されて加減算カウンタの計数値Ｎは“０”から“−１”に変化し、“−２７０°”まで操舵された時点では、現領域値Ｎnowは“−１”であることから図８のステップＳ１１からステップＳ２１を経てステップＳ２２に移行し、このときの舵角θ（＝９０°）は０°≦θ＜２２５°を満足することから左切り第１周期目にあるものと判定されて舵角θから“３６０°”を減算した値が操舵角θＲ（＝−２７０°）として算出される。
【００６０】
このとき、パルス電圧が発生される毎に、パルス電圧が発生されたときの入力軸２ａ、つまり舵角θが存在する回転領域ＲＡが逐次最終パルス記憶領域に記憶され、この“−２２５°”のタイミングでパルス電圧が発生されたときの入力軸２ａの回転領域ＲＡ（−１）も、最終パルス記憶領域に格納される。そして、この場合、“−２７０°”まで操舵された後にイグニッションスイッチ１８がオフ状態となるため、この時点で最終パルス記憶領域に格納されている回転領域ＲＡ（−１）が、最終回転領域ＲＡlastとなる。そして、イグニッションスイッチ１８がオフ状態となることから、図７のステップＳ８からステップＳ９に移行し、加減算カウンタが“０”にリセットされて操舵角検出処理が終了する。
【００６１】
そして、このイグニッションスイッチ１８がオフの状態で操舵が行われ、“−２７０°”から例えば“−１６０°”まで操舵されると、この間、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２の何れからもパルス電圧は発生されないため、加減算カウンタは“０”のままを維持する。このため、“−１６０°”まで戻した状態で、イグニッションスイッチ１８がオン状態となった場合には、最終回転領域ＲＡlastはＲＡ（−１）であるためこれが基点領域ＲＡｓとなり、加減算カウンタの計数値Ｎは“０”のままであることから、現領域値Ｎnowは“−１”となる。よって、図８のステップＳ１１からステップＳ２１を経てステップＳ２２に移行し、舵角θは、“−４０５°から−１３５°”の範囲に存在する可能性があると判定され、舵角θが０≦θ＜２２５°を満足することから、舵角θは、左切り第１周期目にあるとして、舵角θ（＝２００°）から“３６０°”を減算した値、すなわち、“−１６０°”が操舵角θＲとして算出される。そして、以後、上記と同様の手順で操舵角θＲが算出される。
【００６２】
このとき、“−２７０°”から“−１６０°ではなく、“−２７０°”から“−９０°”まで操舵した後、イグニッションスイッチ１８をオン状態にした場合には、“−１３５°”を通過した時点で、発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されるため、加減算カウンタは“１”に更新される。そして、基点領域ＲＡｓはＲＡ（−１）であることから、現領域値Ｎnowは“１”となる。
このため、図８のステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、舵角θは“２７０°”であって、０≦θ＜４５°を満足しないことから、舵角θは、左切り第１周期目に存在するものと判定され、舵角θ（＝２７０°）から“３６０°”を減算した値が操舵角θＲ（＝−９０°）として設定される。
【００６３】
また、上記のように“−２７０°”の状態でイグニッションスイッチ１８をオフ状態にした後、“−２７０°”から中立位置まで一旦戻し、その後、再度“−４５０°”まで左切りを行い、この時点で、イグニッションスイッチ１８をオン状態とすると、“−２７０°”から右方向への操舵を行い、“−１３５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されて加減算カウンタの計数値Ｎは“１”となり、その後、中立位置に達した後、左方向への操舵に切り換えると、“−４５°”を通過する時点では発電型磁気センサＧＭ２において磁気反転が発生しないためパルス電圧は発生されず、“−２２５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ１からパルス電圧が発生されて計数値Ｎは“０”となり、さらに、“−４０５°”を通過した時点で発電型磁気センサＧＭ２からパルス電圧が発生されて計数値Ｎは“−１”となる。よって、基点領域ＲＡｓはＲＡ（−１）、計数値Ｎは“−１”であることから、現領域値Ｎnowは“−２”となるため、図８のステップＳ１１からステップＳ２１、ステップＳ２３を経てステップＳ２４に移行し、舵角θは、“−５８５°から−３１５°”の範囲にあると判定され、舵角θ（＝２７０°）が０≦θ＜４５°を満足しないことから、左切り第２周期目にあるとして舵角θから“７２０°”を減算した値が操舵角θＲとして設定され、すなわち、“−４５０°”として算出される。
【００６４】
このように、上記実施の形態によれば、操舵角センサ３として発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２を採用しているので、車両が停止状態でイグニッションスイッチ１８がオフ状態であって、コントローラ１５で操舵角検出が行えない状態であっても、ステアリングホイール１を操舵したときに、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２で発生されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２に基づいて回転領域検出部１４の論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂ、さらに磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とが駆動されることにより、不揮発性メモリ１４ｂに形成した加減算カウンタの計数値Ｎがステアリングホイール１の操舵による回転情報を表すことから、車両のイグニッションスイッチ１８をオフ状態とした停止中に、ステアリングホイール１の操舵状態を正確に記憶することができ、その後、イグニッションスイッチ１８をオン状態としてコントローラ１５に電源が投入されて操舵角検出処理が実行されたときには、計数値Ｎと、イグニッションスイッチ１８をオフ状態とする前に最後にパルス電圧を入力したときの舵角θの回転領域である最終回転領域ＲＡlastとに基づいて正確な絶対角の操舵角θＲを算出することができる。
【００６５】
また、このとき、発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２により発生されるパルス電圧ＰＶ１及びＰＶ２によって、回転領域検出部１４の論理回路１４ａと不揮発性メモリ１４ｂ、さらに磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を駆動することで、ステアリングホイール１の操舵状態を表すパルス電圧数を得てこれを記憶するようにしているから、イグニッションスイッチ１８がオフ状態である間の操舵状態を表すパルス電圧数を、最小限の電圧で獲得しこれを記憶することができ、より少ない消費電力で実現することができる。
そして、正確な操舵角θＲに基づいてハンドル戻し制御部９０でハンドル戻し制御を行うことにより、ステアリングホイール１を中立位置に戻すハンドル戻し時のみハンドル戻し制御を行うことにより、最適なハンドル戻し制御を行うことができる。
【００６６】
また、パルス電圧が発生したときの、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２からの磁気検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて回転方向を検出しているため、２つの磁気検出素子を用いるだけで、ステアリングホイール１の回転方向を容易に検出することができ、この回転方向に応じてパルス電圧ＰＶｉをカウントすることによって、回転方向に応じた回転領域の移動量を容易に検出することができる。
なお、上記実施形態においては、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の外側に近接対向して固定配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０（ａ）に示すように、硬磁性体２１の回転軸上に固定配置してもよく、また図１０（ｂ）に示すように、硬磁性体２１の上方に配置してもよい。
【００６７】
同様に、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を、図１０（ｃ）に示すように、硬磁性体２１の上方に固定配置し、且つ、一方が発電型磁気センサＭＧ１、ＭＧ２の何れか一方と同位相となり、また、他方が９０°位相がずれるように配置してもよい。また、このように、回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を硬磁性体の上方向に固定した状態で、さらに、図１０（ｄ）に示すように、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを硬磁性体２１の回転軸上に固定配置してもよく、図１０（ｅ）に示すように、磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の上方の、硬磁性体２１の回転軸を挟んで磁気検出素子ＭＤ１と対向する位置に固定配置してもよい。
【００６８】
同様に、発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２を、図１１（ａ）に示すように、硬磁性体２１の上方に配置してもよく、また、図１１（ｂ）に示すように、発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２と、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２とを共に、硬磁性体２１の上方に配置してもよく、また、図１１（ａ）、（ｂ）の何れの場合も発電型磁気センサＭＧ１及びＭＧ２の何れか一方のみを硬磁性体２１の上方に配置してもよく、要は、硬磁性体２１の回転に伴う磁極の反転に応じたタイミングで、発電型磁気センサＧＭ１、ＧＭ２によりパルス電圧を発生させることの可能な位置であれば、どの位置に配置してもよい。なお、この場合も、磁気検出素子ＭＳを、硬磁性体２１の上方や回転軸上に配置してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、硬磁性体２１の着磁形態については言及していないが、図１２（ａ）に示すように、硬磁性体２１の円周方向に１組のＮ極及びＳ極を配置したり、図１２（ｂ）に示すように、軸方向にＮ極及びＳ極を着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として、２組の磁極部を形成したりしてもよい。さらには、図１３（ａ）に示すように、硬磁性体２１の対向する４半部を軸方向にＮ極及びＳ極を着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として２組の磁極部を形成したり、図１３（ｂ）に示すように、硬磁性体２１の対向する４半部を半径方向にＮ極及びＳ極に着磁し、その着磁方向を左右で逆方向として１組の磁極部を形成したり、図１３（ｃ）に示すように、非磁性部の円周方向の対向する４半部における外周面に軸方向に互いに逆方向に着磁した磁石部を形成したり、図１３（ｄ）に示すように、非磁性部の円周方向の対向する４半部における外周面に半径方向に互いに逆方向に着磁した磁石部を形成するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態においては、硬磁性体２１を円周方向に１組のＮ極及びＳ極を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円周方向に２組のＮ極及びＳ極を交互に形成するようにしてもよく、この場合の着磁形態としては、図１４（ａ）に示すように、円周方向に１組のＮ極及びＳ極を配置する場合や、図１４（ｂ）に示すように、軸方向にＮ極及びＳ極を着磁してその着磁方向を順次反転させる場合としてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態においては、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２の磁気検出信号Ｓ１及びＳ２が共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルとなるときに右回転、何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなるときに左方向と判定する場合について説明したが、これに限らず、何れか一方がＨＩＧＨレベル、他方がＬＯＷレベルとなるときに右回転、これらが共にＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルとなるときに左回転と判定するように、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２を配置してもよく、要は、磁気検出信号Ｓ１及びＳ２のＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの組み合わせによって回転方向を特定することができればどのような組み合わせであってもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態においては、磁気検出素子ＭＤ１及びＭＤ２として、デジタル出力型のホールＩＣを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、アナログ出力型のホールＩＣを用い、その検出信号から、磁極の極性に応じたＨＩＧＨレベル及びＬＯＷレベルの２値の信号を生成するようにしてもよく、要は、磁極の極性に応じたＨＩＧＨ及びＬＯＷレベルの２値の信号を出力することができればどのようなセンサを用いても良い。
【００７３】
さらに、上記実施形態においては、電動モータ１３をＨブリッジで駆動する場合について説明したが、これに限定されるものではく、電動モータをブラシレスモータとしたインバータ回路で駆動するようにしてもよく、この場合には、操舵補助制御処理としてベクトル制御処理を適用するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、操舵角検出処理で検出した操舵角θＲを電動パワーステアリング装置のハンドル戻し制御部９０に供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、サスペンション制御装置や車両走行制御装置等の操舵角θＲに基づいて制御を行う任意の車載装置に本発明を適用することができる。
【００７４】
さらに、上記実施形態においては、操舵角を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意の回転体の絶対回転角を検出する場合に本発明を適用し得るものである。
ここで、上記実施形態において、発電型磁気センサＧＭ１、ＧＭ２が発電型磁気検出部に対応し、磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２が磁気検出部に対応し、磁気検出素子ＭＳが磁気的周期検出部に対応し、論理回路１４ａが回転方向検出部に対応し、不揮発性メモリ１４ｂが計数手段に対応し、コントローラ１５が回転角検出部に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】操舵角センサを示す概略構成図である。
【図３】発電型磁気センサを示す説明図であって、（ａ）は構成図、（ｂ）はパルス電圧波形図である。
【図４】回転領域検出部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】コントローラで実行する操舵補助制御処理の機能ブロック図である。
【図６】図５のハンドル戻し制御部の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】コントローラで実行する操舵角検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図７の操舵角算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の動作の説明に供する信号波形図である。
【図１０】回転方向検出用の磁気検出素子ＭＤ１、ＭＤ２及び磁気的周期検出用の磁気検出素子ＭＳのその他の配置例を示す説明図である。
【図１１】発電型磁気センサＧＭ１及びＧＭ２のその他の配置例を示す説明図である。
【図１２】円周方向に１組の磁極部を形成した硬磁性体の着磁例を示す説明図である。
【図１３】円周方向に１組の磁極部を形成した硬磁性体の着磁例の他の例を示す説明図である。
【図１４】円周方向に２組の磁極部を形成した硬磁性体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 操舵角センサ
４ 操舵トルクセンサ
９ ステアリングギヤ機構
１１ 操舵補助機構
１２ 減速ギヤ
１３ 電動モータ
１４ 回転領域検出部
１５ コントローラ
１６ 車速センサ
１７ バッテリ
１８ イグニッションスイッチ
ＧＭ１、ＧＭ２ 発電型磁気センサ
ＭＤ１、ＭＤ２ 磁気検出素子
ＭＳ 磁気検出素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された回転体の外周面に配設される少なくとも１組のＮ極及びＳ極を有する硬磁性体と、
当該硬磁性体と対向して配設され且つ前記硬磁性体によって予め設定した極の磁界が与えられたときパルス電圧を発生し且つ互いに磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する位置に配置された２つの発電型磁気検出部と、
前記硬磁性体と対向して配設され、且つ一方は前記発電型磁気検出部の一方と同位相を有し、他方は前記発電型磁気検出部と磁気的に９０度の位相差を有する磁気検出信号を出力する回転方向検出用の２つの磁気検出部と、
前記硬磁性体の磁気的周期を検出する磁気的周期検出部と、
前記パルス電圧が発生されたときの前記２つの磁気検出信号の信号値に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、
当該回転方向検出部で検出した回転方向に基づいて前記パルス電圧数を加減算計数して回転領域に応じた計数値を生成して記憶する計数手段と、
電源オン時に前記計数手段に記憶されている計数値に基づく回転領域と前記磁気的周期検出部から出力される磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部と、を備え、
前記磁気検出部、前記回転方向検出部及び前記計数手段は、少なくとも電源オフ時に各発電型磁気検出部で発生されるパルス電圧によって駆動されることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記磁気検出部は磁極に応じた２値の磁気検出信号を出力し、
前記回転方向検出部は、前記２つの磁気検出部からの磁気検出信号が共に同一値であるか否かに応じて回転方向を検出する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】
前記発電型磁気検出部は、大バルクハウゼン現象を応用した磁気センサで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記磁気センサは、中心部分と外郭部分とで異なる磁気特性を有する複合磁性ワイやと該複合磁性ワイヤに巻装した検出コイルとで構成されてい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】
前記回転体は操舵装置を構成するステアリングシャフトであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項１】
回転自在に支持された回転体の外周面に配設される少なくとも１組のＮ極及びＳ極を有する硬磁性体と、
当該硬磁性体と対向して配設され且つ前記硬磁性体によって予め設定した極の磁界が与えられたときパルス電圧を発生し且つ互いに磁気的に１８０度の位相差を有するパルス電圧を発生する位置に配置された２つの発電型磁気検出部と、
前記硬磁性体と対向して配設され、且つ一方は前記発電型磁気検出部の一方と同位相を有し、他方は前記発電型磁気検出部と磁気的に９０度の位相差を有する磁気検出信号を出力する回転方向検出用の２つの磁気検出部と、
前記硬磁性体の磁気的周期を検出する磁気的周期検出部と、
前記パルス電圧が発生されたときの前記２つの磁気検出信号の信号値に基づいて前記回転体の回転方向を検出する回転方向検出部と、
当該回転方向検出部で検出した回転方向に基づいて前記パルス電圧数を加減算計数して回転領域に応じた計数値を生成して記憶する計数手段と、
電源オン時に前記計数手段に記憶されている計数値に基づく回転領域と前記磁気的周期検出部から出力される磁気的周期とに基づいて絶対回転角を検出する回転角検出部と、を備え、
前記磁気検出部、前記回転方向検出部及び前記計数手段は、少なくとも電源オフ時に各発電型磁気検出部で発生されるパルス電圧によって駆動されることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記磁気検出部は磁極に応じた２値の磁気検出信号を出力し、
前記回転方向検出部は、前記２つの磁気検出部からの磁気検出信号が共に同一値であるか否かに応じて回転方向を検出する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】
前記発電型磁気検出部は、大バルクハウゼン現象を応用した磁気センサで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記磁気センサは、中心部分と外郭部分とで異なる磁気特性を有する複合磁性ワイやと該複合磁性ワイヤに巻装した検出コイルとで構成されてい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】
前記回転体は操舵装置を構成するステアリングシャフトであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に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１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【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】
【公開番号】特開２００８−２０３２００（Ｐ２００８−２０３２００Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４２４７８（Ｐ２００７−４２４７８）
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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