車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置
【課題】システムが停止する直前の絶対舵角の有効性を判断することができる車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】システム停止直前に絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリ１９に記憶する絶対舵角記憶手段４１と、システム起動時に不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算する暫定値演算手段３５と、絶対舵角暫定値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段３７と、セルフアライニングトルク基準値と実セルフアライニングトルクとの差に基づいて前記絶対舵角暫定値が有効であるか否かを判定する有効性判定手段３８とを少なくとも備えている。
【解決手段】システム停止直前に絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリ１９に記憶する絶対舵角記憶手段４１と、システム起動時に不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算する暫定値演算手段３５と、絶対舵角暫定値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段３７と、セルフアライニングトルク基準値と実セルフアライニングトルクとの差に基づいて前記絶対舵角暫定値が有効であるか否かを判定する有効性判定手段３８とを少なくとも備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用車、トラック等の車両では、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与えて運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置が普及している。
この種の電動パワーステアリング装置では、車両の操縦安定性と快適性を確保するため、ステアリングホイールの操舵角度を用いた制御機能が多く開発されており、車両が始動してから素早く操舵角度に基づく制御機能を発揮するために、操舵角度をなるべく早く検出することが要求されている。
【０００３】
そして、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出するために、従来、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第１操舵角を検出する第１レゾルバと、この第１レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第２操舵角を検出する第２レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第３レゾルバとを備え、前記第１操舵角、前記第２操舵角および前記モータ電気角からステアリングホイールの絶対回転角位置を求めるようにした電気式動力舵取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、自身のニュートラル位置に基づいてステアリングホイールの絶対操舵角を検出し、イグニッションスイッチがＯＦＦされるとその瞬間における絶対操舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮされたときに記憶された値に基づいて絶対舵角を検出するようにした操舵角検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３８７５２０２号公報（第１頁、図２）
【特許文献２】特許第２９４６９６４号公報（第１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、少なくとも３つのレゾルバを必要とするので、構成が複雑となり、コストアップとなるという未解決の課題がある。
また、上記特許文献２に記載された従来例にあっては、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる瞬間の絶対舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮとなったときに、記憶された値を絶対舵角として電動パワーステアリング装置の制御に使用するようにしているので、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦとなっている間にステアリングホイールが転舵された場合には、誤った絶対舵角に基づいて制御が開始されてしまうことになり、正確な制御を行うことができないという未解決の課題がある。
【０００６】
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、システムが停止する直前の絶対舵角の有効性を判断することができる車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る車両用舵角検出装置は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算する暫定値演算手段と、前記絶対舵角暫定値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、前記車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段と、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る車両用舵角検出装置は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、前記実セルフアライニングトルクと車両の逆モデル特性とに基づいて絶対舵角推定値を推定する絶対舵角推定手段と、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車両用舵角検出装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記絶対舵角演算手段は、操舵角の中立点を検出する中立点検出手段と、システム起動後に前記中立点検出手段で操舵角中立点を検出し、且つ検出した舵角中立点と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を使用可能となったときに、当該絶対舵角演算値を前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角として選択する舵角選択手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る車両用舵角検出装置は、請求項３に係る発明において、前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて絶対舵角演算値を選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る車両用舵角検出装置は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に前記絶対舵角演算値を演算できないときに、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値を前記絶対舵角として不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、システムの停止直前の絶対舵角を不揮発性メモリに記憶し、システムの起動時に不揮発性メモリに記憶した絶対舵角を絶対舵角初期値として設定し、絶対舵角初期値と相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算し、この絶対舵角暫定値の有効性をセルフアライニングトルクに基づいて判定するようにしたので、複数のセンサを使用することなく、システム起動時により正確な絶対舵角を演算することができるという効果が得られる。
【００１３】
また、上記効果が得られる車両用舵角検出装置を使用して操舵補助制御を行うことにより、操縦安定性をより確保することができる電動パワーステアリング装置を提供することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は操舵装置であり、この操舵装置１はステアリングホイール２が装着されたステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３のステアリングホイール２とは反対側に連結されたラックピニオン機構４と、このラックピニオン機構４にタイロッド等の連結機構５を介して連結された左右の転舵輪６とを備えている。
【００１５】
そして、ステアリングシャフト３には、例えばウォームギヤで構成される減速機構７を介して電動モータ８が連結されている。
この電動モータ８は、電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。そして、電動モータ８は車両に搭載されたバッテリ１１から出力されるバッテリ電圧Ｖｂがイグニッションスイッチ１２を介して供給されると共に、内蔵するモータ駆動回路に直接供給される制御装置１４によって駆動制御される。
【００１６】
この制御装置１４には、電動モータ８に供給されるモータ駆動電流を検出するモータ電流センサ１５で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄ、ステアリングシャフト３に配設された操舵トルクセンサ１６で検出されたステアリングホイール２に入力される操舵トルクＴが入力されていると共に、車速検出部としての車速センサ１７で検出した車速Ｖｓが入力され、さらに電動モータ８の回転角を検出するモータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力されている。
【００１７】
また、制御装置１４は、イグニッションスイッチ１２がオフ状態後も所定時間投入電源の自己保持を継続する自己保持機能を有し、後述する絶対舵角演算部で演算した絶対舵角φａをシステムの停止時即ちイグニッションスイッチ１２がオフ状態となった時点で絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する例えばＥＥＰＲＯＭで構成される不揮発性メモリ１９が接続されている。
【００１８】
ここで、操舵トルクセンサ１６は、ステアリングホイール２に付与されてステアリングシャフト３に伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
制御装置１４は、例えばマイクロコンピュータで構成され、その構成は機能ブロック図で表すと図２に示すようになる。すなわち、制御装置１４は、モータ電流センサ１５で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄ、操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１７で検出した車速Ｖｓ及びモータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力されると共に、不揮発性メモリ１９に記憶されている前回の操舵補助制御の終了直前の絶対舵角記憶値φａｍが読込可能とされている。
【００１９】
そして、制御装置１４は、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、モータ回転角θｍ及絶対舵角記憶値φａｍが入力され、これらに基づいて絶対舵角φａを演算する車両用舵角検出装置２０と、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓに基づいて電動モータ８に対する操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを演算する電流指令値演算部２１と、この電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出部１５で検出されたモータ電流検出値Ｉｍｄとに基づいて電流フィードバック処理を行って電圧指令値Ｖｒｅｆを算出する電流フィードバック制御部２２と、この電流フィードバック制御部２２で算出された電圧指令値Ｖｒｅｆが入力されて電動モータ８を駆動制御するモータ駆動回路２３と備えている。
【００２０】
また、制御装置１４は、車両用舵角検出装置２０で演算した絶対舵角φａを微分して絶対舵角速度ωａを算出する微分回路２４と、車両用舵角検出装置２０で演算した絶対舵角φａ、微分回路２４で演算した絶対舵角速度ωａ及び車速Ｖｓに基づいて転舵状態でステアリングホイール２への操舵力を緩めたときにステアリングホイール２を中立点位置に戻す所謂ステアリング戻し制御を行うステアリング戻し制御部２５と、このステアリング戻し制御部２５で算出したステアリング戻し制御信号ＨＲと電流指令値演算部２１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆとを加算して電流フィードバック制御部２２に供給する加算器２６とを備えている。
【００２１】
車両用舵角検出装置２０は、図３に示すように、モータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力され、これに基づいてステアリングホイール２の相対舵角φｒを演算する相対舵角演算部３１と、この相対舵角演算部３１で演算した相対舵角φｒを微分して舵角速度ωｒを演算する舵角速度演算部３２と、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、相対舵角φｒ及び舵角速度ωｒが入力されて直進走行時のステアリングホイール２の中立点舵角φｎを推定する中立点推定部３３と、相対舵角φｒから中立点推定部３３で推定された中立点舵角φｎを減算して絶対舵角演算値φａｏを算出する絶対舵角演算部３４とを備えている。
【００２２】
ここで、中立点推定部３３は、図４に示すように、操舵トルクＴ、舵角速度ωｒ及び車速Ｖｓが入力されてこれらに基づいて直進走行状態であるか否かを判定する直進走行状態判定部３３ａと、この直進走行状態判定部３３ａの判定結果が直進走行状態であるときには、相対舵角φｒ及び車速Ｖｓに基づいて中立点舵角φｎを演算する中立点舵角演算部３３ｂとで構成されている。直進走行状態判定部３３ａは、操舵トルクＴが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値Ｔｔｈ以下であり、且つ舵角速度ωｒが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値ωｔｈ以下であり、且つ車速Ｖｓが直進走行の可能性が高い車速閾値Ｖｓｔｈ以上である状態を所定時間継続したときに、直進走行状態を表す論理値“１”の直進信号Ｓｔを中立点舵角演算部３３ｂに出力すると共に、システム起動時即ちイグニッションスイッチ１２を介して制御装置１４に電源が投入された後に最初に直進走行状態となるまでの間後述する舵角切換部４０に対して中立点確定フラグＦｎを“０”にリセットし、最初に直進走行状態となったときに中立点確定フラグＦｎを“１”にセットする。
【００２３】
中立点舵角演算部３３ｂでは、直進走行状態判定部３３ａから論理値“１”の直進信号Ｓｔが入力されたときに、下記（１）式の演算を行って現在の中立点舵角φｎ（ｋ）を算出する。
φｎ（ｋ）＝｛φｒ−φｎ（ｋ−１）｝・Ｄ＋φｎ（ｋ−１） …………（１）
【００２４】
ここで、φｒは相対舵角、φｎ（ｋ−１）は前回の中立点舵角、Ｄは車速Ｖｓによって決定される信頼度係数である。この信頼度係数Ｄは、車速Ｖｓをもとに図５に示す信頼度係数算出マップを参照して算出する。この信頼度係数算出マップは、図５に示すように、車速Ｖｓを横軸に、信頼度係数Ｄを縦軸にとった特性線図で表され、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ１未満であるときにはＤ＝０、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ１以上で設定車速Ｖｓｓ２未満であるときにＤ＝１、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ２以上で設定車速Ｖｓｓ３未満であるときにＤ＝２、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ３以上で設定車速Ｖｓｓ４未満であるときにＤ＝３、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ４以上設定車速Ｖｓｓ５未満であるときにＤ＝４、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ５以上であるときにはＤ＝５となるように設定されている。なお、信頼度係数算出マップは上記構成に限定されるものではなく、線形特性或いは非線形特性とすることができる。
【００２５】
また、車両用舵角検出装置２０は、システム起動時即ちイグニッションスイッチ１２がオン状態となって制御装置１４に電源が投入されたときに不揮発性メモリ１９から読出した絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを演算する暫定値演算部３５と、この暫定値演算部３５で演算した絶対舵角暫定値φａｐが無効であるときに予め設定された絶対舵角代替値φａａを出力する絶対舵角代替値出力部３６とを備えている。
【００２６】
さらに、車両用舵角検出装置２０は、車両の実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを検出する実セルフアライニングトルク検出部３７と、この実セルフアライニングトルク検出部３７で検出した実セルフアライニングトルクＳＡＴｒと車速Ｖｓとに基づいて絶対舵角暫定値φａｐが有効であるか無効であるかを判定する有効性判定部３８と、この有効性判定部３８の判定結果に基づいて絶対舵角暫定値φａｐ及び絶対舵角代替値φａａの一方を選択する絶対舵角選択部３９とを備えている。
【００２７】
ここで、実セルフアライニングトルク検出部３７は、操舵トルクセンサ１６から入力される操舵トルクＴ、モータ回転角センサ１８で検出されたモータ回転角θｍを微分してモータ回転角速度ωｍを算出するモータ回転角速度演算部１９ａから入力されるモータ回転角速度ωｍと、このモータ回転角速度ωｍを微分してモータ回転角加速度αｍを算出するモータ回転角加速度演算部１９ｂから入力されるモータ回転角加速度αｍと、電流指令値演算部２１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆとが入力され、これらに基づいて下記（２）式の演算を行うことにより、路面側から転舵輪６を介してステアリング機構に入力される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを演算する。
【００２８】
SATr(s) = Tm(s) + T(s) − J・αｍ(s) − Fr・sign(ωｍ(s)) …………(２）
【００２９】
ここで、Ｔｍ(s)は電動モータ８で発生するアシストトルク、Ｔ(s)は操舵トルク、Ｊは電動モータ８の慣性、Ｆｒは電動モータ８の静摩擦、ｓはラプラス演算子である。なお、アシストトルクＴｍ(s)は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを適用する。
【００３０】
また、有効性判定部３８は、後述する（３）式に示すように、車速Ｖｓに基づいて算出される車両モデルＧｖ(s)に絶対舵角暫定値φａｐを乗算することにより、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを演算し、入力される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒと演算したセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差の絶対値｜ＳＡＴｒ−ＳＡＴｍ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈ以下である状態を所定時間継続したときに絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断して絶対舵角選択部３９に対する選択フラグＦｓを絶対舵角暫定値φａｐを選択する“１”にセットし、｜ＳＡＴｒ−ＳＡＴｍ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈを超える状態を所定時間継続したときに絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断して絶対舵角選択部３９に対する選択フラグＦｓを絶対舵角代替値φａａを選択する“０”にリセットする。
【００３１】
このため、有効性判定部３８では、図７に示す有効性判定処理を実行する。この有効性判定処理は制御装置１４に電源が投入されることにより実行開始され、図７に示すように、先ず、ステップＳ１１で、初期化を行い、後述するカウント値Ｃｎｔ１及びＣｎｔ２を“０”にクリアすると共に、選択フラグＦｓを“０”にリセットする。
次いでステップＳ１２に移行して、車速Ｖｓ、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒ、絶対舵角暫定値φａｐを読込み、次いでステップＳ１２ａに移行して、車両の停止時で且つステアリングホイール２を操舵しない非操舵時である条件を満足するか否かを判定し、上記条件を満足する場合には前記ステップＳ１２に戻り、条件を満足しない場合にはステップＳ１３に移行する。
【００３２】
このステップＳ１３では、下記（３）式の演算を行ってセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを算出する。
ＳＡＴｍ＝Ｇｖ(s)＊φａｐ …………（３）
【００３３】
ここで、Ｇｖ(s)は車両のステアリング機構におけるセルフアライニングトルクを算出するための車両モデルであって、車速Ｖｓに基づいて設定される特性を有し、車両特性の伝達関数を使用して演算するか、実験によって車両毎の特性値を測定してから車両運動モデルを用いてシミュレーションによって求めてもよく、この場合には車速Ｖｓを横軸に車両モデルＧｖ(s)を縦軸にとった車両モデル算出マップを、車速Ｖｓをもとに参照して算出するようにすることが好ましい。
【００３４】
次に、車両モデルＧｖ(s)を使用して、絶対舵角から実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを演算できることについて説明する。
車両の運動方程式は、下記（４）式で表される。
【００３５】
【数１】
【００３６】
但し、ｍは車両質量、Ｉは車両慣性モーメント、ｌfは車両重心点と前軸間の距離、Ｉrは車両重心点と後軸間の距離、Ｋfは前輪タイヤのコーナリングパワー、Ｋrは後輪タイヤのコーナリングパワー、Ｖは車速、Ｎはオーバーオール操舵比、δfは実舵角（δf＝φ／Ｎ）、βは車両重心点の横すべり角、γはヨーレートである。
【００３７】
一方、実舵角δfとセルフアライニングトルクＳＡＴとの関係は、横滑り角β及びヨーレートγを含む下記（５）式の方程式で表すことができる。
【００３８】
【数２】
【００３９】
但し、εをトレールとして、係数ｃ11＝−２εＫf、ｃ12＝−２εＫfｌf／Ｖ、ｄ11＝２εＫfである。
そして、前述した（４）式及び（５）式を連立方程式として解き且つ実舵角δfを絶対舵角暫定値φａｐに置換することにより、前述した（３）式を算出することができる。
【００４０】
次いでステップＳ１４に移行して、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍから実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを減算した値の絶対値｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈ以下であるか否かを判定し、｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜≦ΔＳＡＴｔｈであるときにはステップＳ１５に移行して、有効性の継続回数をカウントする現在の第１のカウント値Ｃｎｔ１に“１”をインクリメントした値を新たなカウント値Ｃｎｔ１として設定すると共に、第２のカウント値Ｃｎｔ２を“０”にクリアしてからステップＳ１６に移行する。
【００４１】
このステップＳ１６では、第１のカウント値Ｃｎｔ１が予め設定した設定値Ｃｓ１を超えたから否かを判定し、Ｃｎｔ１≦Ｃｓ１であるときには前記ステップＳ１２に戻る。
また、ステップＳ１６の判定結果が、Ｃｎｔ１＞Ｃｓ１であるときには、ステップＳ１８に移行して、選択フラグＦｓを“１”にセットして絶対舵角選択部３９に出力してから処理を終了する。
【００４２】
また、前記ステップＳ１４の判定結果が、｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜＞ΔＳＡＴｓであるときにはステップＳ１９に移行して、現在の第２のカウント値Ｃｎｔに“１”を加算した値を新たな第２のカウント値Ｃｎｔ２（＝Ｃｎｔ２＋１）とすると共に、第１のカウント値Ｃｎｔ１を“０”にクリアしてからステップＳ２０に移行する。
このステップＳ２０では、第２のカウント値Ｃｎｔ２が予め設定した設定値Ｃｓ２を超えたか否かを判定し、Ｃｎｔ２≦Ｃｓ２であるときには前記ステップＳ１２に戻る。
【００４３】
また、前記ステップＳ２０の判定結果がＣｎｔ２＞Ｃｓ２であるときにはステップＳ２２に移行して選択フラグＦｓを“０”にリセットしてから処理を終了する。
この図７の処理において、ステップＳ１３の処理がセルフアライニングトルク演算手段に対応している。
【００４４】
絶対舵角選択部３９は、有効性判定部３８から入力される選択フラグＦｓが“１”にセットされているときには、絶対舵角暫定値演算部３５で演算された絶対舵角暫定値φａｐを選択し、これを絶対舵角暫定選択値φａｓとして舵角切換部４０に出力し、選択フラグＦｓが“０”にリセットされているときには、絶対舵角代替値出力部３６から出力される絶対舵角代替値φａａを選択し、これを絶対舵角暫定選択値φａｓとして舵角切換部４０に出力する。
【００４５】
さらにまた、車両用舵角検出装置２０は、前述した中立点推定部３３で設定される中立点確定フラグＦｎに基づいて絶対舵角演算値φａｏ及び絶対舵角選択部３９で選択された絶対舵角選択値φａｓの一方を選択して絶対舵角φａとして出力する舵角切換部４０と、システム停止直前即ちイグニッションスイッチ１２がオフ状態となる直前の舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９に絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する絶対舵角記憶部４１とを備えている。
【００４６】
舵角切換部４０は、前述した中立点推定部３３から入力される中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているときには絶対舵角選択部３９から入力される絶対舵角暫定選択値φａｓを選択し、これを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。また、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているときには、絶対舵角演算部３４から入力される絶対舵角演算値φａｏを選択し、これを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。このとき、中立点確定フラグＦｎが“０”から“１”に反転したときには、それまでの絶対舵角暫定選択値φａｓとして絶対舵角代替値φａａが選択されていたか否かを判定し、絶対舵角代替値φａａが選択されていたときには直ちに絶対舵角演算値φａｏに切換え、絶対舵角暫定値φａｐが選択されていたときには、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ未満であるときには直ちに絶対舵角演算値φａｏに切換え、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ以上であるときには、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角演算値φａｏに徐々に変化させる。
【００４７】
このため、舵角切換部４０では、図８に示す舵角切換処理を実行する。この舵角切換処理は、先ず、ステップＳ３１で、中立点推定部３３から入力される中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているか否かを判定し、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているときにはステップＳ３２に移行して、絶対舵角選択部３９から入力される絶対舵角暫定選択値φａｓを絶対舵角φａとして出力し、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているときにはステップＳ３３に移行する。
【００４８】
このステップＳ３３では、前回の絶対舵角暫定選択値φａｓが絶対舵角代替値φａａであるか否かを判定し、絶対舵角代替値φａａであるときにはステップＳ３４に移行して絶対舵角演算部３４で演算された絶対舵角演算値φａｏを絶対舵角φａとして出力してから処理を終了する。
また、ステップＳ３３の判定結果が、前回の絶対舵角暫定選択値φａｓが絶対舵角暫定値φａｐであるときにはステップＳ３６に移行する。
【００４９】
このステップＳ３６では、現在の絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ以上であるか否かを判定し、｜φａｐ−φａｏ｜＜Δφｓであるときには前記ステップＳ３４に移行し、｜φａｐ−φａｏ｜≧ΔφｓであるときにはステップＳ３７に移行する。
このステップＳ３７では、現在の絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより大きいか否かを判定し、φａｐ＞φａｏであるときにはステップＳ３８に移行して、現在の絶対舵角暫定値φａｐから所定値Δφｓ１を減算した値を現在の絶対舵角暫定値φａｐ（＝φａｐ−Δφｓ１）として算出し、次いでステップＳ３９に移行して、算出した絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏ以下であるか否かを判定し、φａｐ＞φａｏであるときにはステップＳ４０に移行して、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして出力してから前記ステップＳ３１に戻る。
【００５０】
また、前記ステップＳ３９の判定結果が、φａｐ≦φａｏであるときには前記ステップＳ３４に移行する。
さらに、前記ステップＳ３７の判定結果が、φａｐ＜φａｏであるときには、ステップＳ４２に移行して、現在の絶対舵角暫定値φａｐに所定値Δφｓ１を加算した値を現在の絶対舵角暫定値φａｐ（＝φａｐ＋Δφｓ１）として算出し、次いでステップＳ４３に移行して、算出した絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏ以上であるか否かを判定し、φａｐ＜φａｏであるときには前記ステップＳ４０に移行して、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして出力する。また、前記ステップＳ４３の判定結果が、φａｐ≧φａｏであるときには前記ステップＳ３４に移行する。
【００５１】
さらに、車両用舵角検出装置２０は図６に示す絶対舵角演算処理を実行する。この絶対舵角演算処理は、先ず、ステップＳ１で、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには処理を終了し、中立点客体フラグＦｎが“０”にリセットされているときには、ステップＳ２に移行して、イグニッションスイッチ１２をオフ状態からオン状態に反転させた初期状態であるか否かを判定し、初期状態であるときにはステップＳ３に移行して、不揮発性メモリ１９から絶対舵角記憶値φａｍを読込む。
【００５２】
次いでステップＳ４に移行して、相対舵角φｒを読込み、次いでステップＳ５に移行して、絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出し、次いでステップＳ６に移行して、選択フラグＦｓが“１”にセットされているか否かを判定し、選択フラグＦｓが“１”にセットされているときには、ステップＳ７に移行して絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角選択値φａｓとして出力し、選択フラグＦｓが“０”にリセットされているときにはステップＳ８に移行して、予め設定された絶対舵角代替値φａａを絶対舵角選択値φａｓとして出力する。
【００５３】
絶対舵角記憶部４１は、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となったときに舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に更新記憶する。
さらに、ステアリング戻し制御部２５では、図９に示すように、絶対舵角φａ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５０と、車速Ｖｓを入力して所定関数により車速Ｖｓに応じたゲインＫｖを出力するゲイン回路５１と、ステアリング戻し基本電流回路５０からのステアリング戻し基本電流値Ｉｒとゲイン回路５１からのゲインＫｖとを乗算する乗算器５２と、乗算器５２からの出力Ｉｒ・Ｋｖを接点ａ又はｂに切換えて出力するスイッチ５３と、スイッチ５３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５４と、絶対舵角φａ及び絶対舵角速度ωａ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５５とで構成されている。
【００５４】
符号判定回路５５は、判定信号としてスイッチ信号ＳＷを出力してスイッチ５３の接点を切換えるが、絶対舵角φａ及び舵角速度ωａの符号が一致したときにスイッチ信号ＳＷで接点ｂに切換える。また、スイッチ５３の接点ａ，ｂは、舵角速度ωａが零となったことを検出する回路（図示せず）からも切換えられるように構成されている。そして、スイッチ５３で選択された乗算器５２からの出力Ｉｒ・Ｋｖ又は零出力回路５４の“０”出力がステアリング戻し電流ＨＲとして加算器２６に供給される。
【００５５】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が停止していて、イグニッションスイッチ１２がオフ状態であるものとする。この状態では、制御装置１４を構成するマイクロコンピュータにバッテリ１１からのバッテリ電圧Ｖｂが供給されないので、制御装置１４を構成するマイクロコンピュータは停止状態にあり、電動モータ８が停止してステアリングシャフト３への操舵補助力の伝達は行われない。
【００５６】
この車両停止状態から、イグニッションスイッチ１２をオン状態とすると、制御装置１４のマイクロコンピュータにバッテリ電圧Ｖｂが供給されることにより、制御装置１４のマイクロコンピュータが作動状態となって、図３のモータ電流センサ１５、絶対舵角演算部２０、電流指令値演算部２１、電流フィードバック制御部２２、モータ駆動回路２３、ステアリング戻し制御部２５及び加算器２６による操舵補助制御処理、図６に示す絶対舵角演算処理、図７に示す有効性判定処理及び図８に示す舵角切換処理が実行開始される。
【００５７】
このため、車両用舵角検出装置２０では、イグニッションスイッチ１２がオン状態となることにより、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで直進走行状態であるか否かの判定を行うが、車両が停止状態であるので、少なくとも車速Ｖｓが車速閾値Ｖｓｔｈ未満となるので、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされた状態を維持すると共に、直進信号Ｓｔが論理値“０”となり、中立点舵角演算部３３ｂで中立点舵角φｎが算出されない。
【００５８】
また、電流指令値演算部２１では、ステアリングホイール２が操舵されていないものとすると、操舵トルクセンサ１６で検出される操舵トルクＴが略“０”となり、車速センサ１７で検出される車速Ｖｓも略“０”であるので、算出される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆも“０”となる。
一方、ステアリング戻し制御部２５では絶対舵角速度ωａが“０”であることからスイッチ５３の接点がｂ側に切換えられて零出力回路５４から出力される“０”のステアリング戻し電流ＨＲが加算器２６に供給される。
【００５９】
このため、加算器２６の加算出力は“０”となり、これが電流フィードバック制御部２２に供給され、このとき電動モータ８は停止状態であるので、モータ電流センサ１５で検出されるモータ駆動電流Ｉｍｄも“０”となるので、電流フィードバック制御部２２から出力される電圧指令値Ｖｒｅｆも“０”となり、モータ駆動回路２３から出力されるモータ駆動電流Ｉｍも“０”となって、電動モータ８は停止状態を継続する。
【００６０】
この状態で、図６に示す絶対舵角暫定値演算処理が実行されているので、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているので、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、イグニッションスイッチ１２がオフ状態からオン状態となったばかりの初期状態であるので、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、不揮発性メモリ１９に記憶されている前回のシステム停止直前の絶対舵角記憶値φａｍを読込む。
【００６１】
次いでステップＳ４に移行して、相対舵角演算部３１で演算された相対舵角φｒを読込み、次いでステップＳ５に移行して、絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出する。
このとき、舵角切換部４０では、図８の舵角切換処理を実行しており、前述したように中立点推定部３３から出力される中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているので、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行して、舵角選択部３９で選択された絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。
【００６２】
このとき、車両の停止時で且つステアリングホイール２を操舵していない非操舵時であるので、図７の有効性判定処理でステップＳ１２ａからステップＳ１２に戻ることを繰り返して待機状態となる。このとき、初期化処理で選択フラグＦｓが“０”にリセットされているので、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替出力部３６から出力される絶対舵角代替値φａが選択される。これが絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力される。
【００６３】
この状態でも、ステアリングホイール２が操舵されておらず、電動モータ８が停止しているので、相対絶対舵角φｒが変化せず、絶対舵角暫定値φａｐも変化しないことから絶対舵角速度ωａも“０”を維持し、ステアリング戻し制御部２５から出力されるステアリング戻し電流ＨＲも“０”を維持する。
この状態で、ステアリングホイール２を据え切りすると、これに応じて操舵トルクセンサ１６でステアリングホイール２に与えられた操舵力に応じた操舵トルクＴが検出される。このため、電流指令値演算部２１で操舵トルクＴに応じた操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが算出され、これが加算器２６を介して電流フィードバック制御部２２に供給されるので、この電流フィードバック制御部２２で操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流センサ１５で検出されたモータ電流検出値Ｉｍｄとの偏差ΔＩに応じた電圧指令値Ｖｒｅｆが算出される。この電圧指令値Ｖｒｅｆがモータ駆動回路２３に供給されることにより、このモータ駆動回路２３からモータ駆動電流Ｉｍが出力されて、電動モータ８が回転駆動され、て操舵トルクＴに応じた操舵補助トルクを発生する。この電動モータ８で発生された操舵補助トルクが減速機構を介してステアリングシャフト３に伝達されて、ステアリングホイール２を軽い操舵力で操舵することができる。
【００６４】
このように、電動モータ８が回転駆動されて、操舵補助トルクが発生されると、実セルフアライニングトルク検出部３７で演算される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒが操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの値、操舵トルクＴの値、モータ回転角加速度αｍの値及びモータ回転角速度ωｍの値に応じて“０”から増減する。
このとき、車両は停止したままであるが、ステアリングホイール２が操舵されるので、有効性判定処理では図７に示すように、ステップＳ１２ａからステップＳ１３に移行して、車両モデルＧｖ(s)を使用してセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを演算する。この車両停止時には静止用の車両モデルＧｖ(s)′を使用してセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを算出するので、正確なセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍが算出されるため、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍと実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとの差が小さい状態となり、絶対舵角暫定値φａｐが有効と判断されて選択フラグＦｓが“１”にセットされる。このため、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐが選択されて舵角切換部４０で選択された絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻り制御部２５に出力される。
【００６５】
その後、車両が走行を開始して、車速Ｖｓが車速閾値Ｖｔｈ以上となるが、ステアリングホイール２を操舵している旋回走行状態であるときには、操舵トルクＴが閾値Ｔｔｈより大きな値となることより、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで直進走行状態とは判定されず、直進信号Ｓｔが論理値“０”を維持し、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされた状態を維持する。
【００６６】
しかしながら、車両が走行を開始したことにより、図７に示す有効性判定処理におけるステップＳ１３で算出されるセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍがそのときの車速Ｖｓに応じて変化することになり、実セルフアライニングトルク検出部３７で算出される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとの差が設定値ΔＳＡＴｓより小さい値となる。このため、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、第１のカウント値Ｃｎｔ１がインクリメントされ、この状態が継続して第１のカウント値Ｃｎｔ１が設定値Ｃｓ１を超えると、絶対舵角暫定値φａｐが有効である判断してステップＳ１６からステップＳ１８に移行して判定フラグＦｓが“１”にセットされた状態を維持する。
【００６７】
このため、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値演算部３５で演算された絶対舵角暫定値φａｐが選択されて舵角切換部４０に供給される。この舵角切換部４０では中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされている状態を継続するので、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。
このため、ステアリング戻し制御部２５で、絶対舵角φａ及び絶対舵角速度ωａに応じたステアリング戻し電流ＨＲが算出される。このステアリング戻し電流ＨＲは車速Ｖｓが低車速であるときには車速感応ゲインＫｖが大きいことにより、大きなステアリング戻し電流ＨＲが算出されて、ステアリングホイール２が中立点に戻る際の操舵補助トルク不足を補うことができる。
【００６８】
その後、ステアリングホイール２を中立点近傍に戻して、車両を直進走行状態とすると、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで操舵トルクＴが閾値Ｔｔｈ以下、相対舵角速度ωｒが閾値ωｔｈ以下、車速Ｖｓが車速閾値Ｖｓｔｈ以上の条件を満足すると、直進信号Ｓｔが論理値“１”に設定されると共に、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされる。したがって、中立点舵角演算部３３ｂで車速Ｖｓ及び相対舵角φｒに基づいて中立点舵角φｎが算出され、この中立点舵角φｎが絶対舵角演算部３４に供給されて相対舵角φｒから減算されて、絶対舵角演算値φａｏが算出される。
【００６９】
このため、舵角切換部４０では、図８の舵角切換処理において、ステップＳ３１からステップＳ３３に移行し、前回の中立点確定フラグＦｎが“０”であったので、ステップＳ３３からステップＳ３５に移行する。このとき、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐが選択されているので、ステップＳ３５を経てステップＳ３６に移行し、現在の絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算部３４で演算した絶対舵角演算値φａｏとの偏差が設定値Δφｓ以下であるときには両者の差が少なく絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換えても絶対舵角φａの変化が少なくステアリング戻し制御部２５で算出されるステアリング戻し電流ＨＲへの影響が少ないものと判断して絶対舵角φａを絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに直に切り換える。
【００７０】
ところが、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの偏差が設定値Δφｓを超えているときには、ステップＳ３６からステップＳ３７に移行して、絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐから所定値Δφｓ１を減算させることを繰り返すことにより絶対舵角暫定値φａｐを徐々に減少させながら絶対舵角演算値φａｏ以下となったときに絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換える。逆に、絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより小さいときには、絶対舵角暫定値φａｐに所定値Δφｓ１を加算することを繰り返すことにより絶対舵角暫定値φａｐを徐々に増加させながら絶対舵角演算値φａｏ以上となったときに絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換える。
【００７１】
このように、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差が大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角演算値φａｏに一致するまで徐々に変化させるので、絶対舵角φａが急変することによりステアリング戻し制御に影響を与えて、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。
なお、有効性判定部３８での判定結果が、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの偏差が大きく絶対舵角暫定値φａｐが無効と判断されたて選択フラグＦｓが“０”にリセットされた場合には、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替値φａａが選択され、これが絶対舵角φａとして設定されるが、この状態で、中立点確率フラグＦｎが“１”にセットされたときには、絶対舵角代替値φａａが実際の絶対舵角に対応しているものとはいえないので、図８の有効性判定処理でステップＳ３５からステップＳ３４に移行して直に絶対舵角演算値φａｏに切り換える。
【００７２】
その後、イグニッションスイッチ１２をオフ状態としたときには、制御装置１４に設けられた自己保持回路によって、所定時間電源の投入状態を自己保持し、この間に、舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する。
このように、上記第１の実施形態によれば、システムの起動時に不揮発性メモリ１９に記憶されている絶対舵角記憶値φａｍと相対舵角φｒとを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出すると共に、走行性判定部３８で実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差を算出し、両者の差が小さいときには、絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判定して、この絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして設定する。しかしながら、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差が大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐが無効である判定して、予め設定した絶対舵角代替値φａａを絶対舵角φａとして設定する。このため、絶対舵角暫定値φａｐが有効であるときにのみ、この絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして使用するので、絶対舵角φａの誤り率を低下させて良好な操舵補助制御機能を発揮することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施形態を図１０について説明する。
この第２の実施形態では、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差に基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を判定する場合に代えて、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて絶対舵角推定値φａｘを算出し、絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差に基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を判定するようにしたものである。
【００７４】
すなわち、第２の実施形態においては、有効性判定部３９で図１０に示す有効性判定処理を実行するようにしたことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、第１の実施形態との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００７５】
図１０の有効性判定処理では、前述した第１の実施形態における図７の有効性判定処理におけるステップＳ１３の処理が車両モデルＧｖ(s)の逆モデルである車両逆モデルＧｖ-1(s)に実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを乗算することにより絶対舵角推定値φａｘを算出するステップＳ５１に置換され、ステップＳ１４の処理が絶対舵角推定値φａｘから絶対舵角暫定値φａｐを減算した値の絶対値｜φａｘ−φａｐ｜が所定値Δφｓ以下であるか否かを判定し、｜φａｘ−φａｐ｜≦Δφｓであるときには絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断してステップＳ１５に移行し、｜φａｘ−φａｐ｜＞Δφｓであるときには絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断してステップＳ１９に移行するステップＳ５２に置換されていることを除いては図７と同様の処理を行ない、図７との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。ここで、車両逆モデルＧｖ-1(s)についても車両特性の伝達関数に基づいて演算するようにしても、実験によって求めた車速Ｖｓに対する車両逆モデルＧｖ-1(s)の関係をマップ化して車速Ｖｓに基づいて車両逆モデルＧｖ-1(s)を算出するようにしてもよい。
【００７６】
この第２の実施形態によると、車両逆モデルＧｖ-1(s)を使用して実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて絶対舵角推定値φａｘを算出し、算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差が所定値Δφｓ以下であるときには、絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断して選択フラグＦｓを“１”にセットして、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐを選択するが、算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差が所定値Δφｓを超えるときには、絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断して選択フラグＦｓを“０”にリセットして、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替値φａａを選択する。
【００７７】
このため、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとに基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を正確に判定することができ、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、実セルフアライニングトルク検出部３７で操舵トルクＴ、アシストトルクＴｍ、モータ回転角加速度αｍ、モータ回転角速度ωｍに基づいて前記（２）式の演算を行って実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを算出する場合について説明したが、これに限定されるもではなく、任意の実セルフアライニングトルク推定方法を適用することができる。また、実セルフアライニングトルクは例えば転舵輪に取付けた歪みゲージや磁歪トルクセンサや圧力センサ等で構成された６分力計のようなセンサを用いて実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを直接検出するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、車両用舵角検出装置２０を電動パワーステアリング装置に適用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、車両に搭載される絶対舵角を必要とするサスペンション制御部、走行制御部等の制御部に車両用舵角検出装置２０を適用することができる。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、車両用舵角検出装置２０に実セルフアライニングトルク演算部３７を設け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、外部の実セルフアライニングトルク演算部を制御装置１４の外部に設けて、この実セルフアライニングトルク演算部から制御装置１４に実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを入力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図３】車両用舵角検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】中立点推定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】信頼度算出マップを示す特性線図である。
【図６】絶対舵角制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】有効性判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】舵角切換処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】ステアリング戻し制御部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す有効性判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１…操舵装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、７…減速機構、８…電動モータ、１４…制御装置、１５…モータ電流センサ、１６…操舵トルクセンサ、１７…車速センサ、１８…モータ回転角センサ、１９…不揮発性メモリ、２０…車両用舵角検出装置、２１…電流指令値演算部、２２…電流フィードバック制御部、２３…モータ駆動回路、２４…微分回路、２５…ステアリング戻し制御部、２６…加算器、３１…相対舵角演算部、３２…相対舵角速度演算部、３３…中立点推定部、３４…絶対舵角演算部、３５…絶対舵角暫定値演算部、３６…絶対舵角代替値出力部、３７…実セルフアライニングトルク検出部、３８…有効性判定部、３９…絶対舵角選択部、４０…舵角切換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用車、トラック等の車両では、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与えて運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置が普及している。
この種の電動パワーステアリング装置では、車両の操縦安定性と快適性を確保するため、ステアリングホイールの操舵角度を用いた制御機能が多く開発されており、車両が始動してから素早く操舵角度に基づく制御機能を発揮するために、操舵角度をなるべく早く検出することが要求されている。
【０００３】
そして、ステアリングホイールの絶対回転位置を正確に検出するために、従来、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリング軸の回転角である第１操舵角を検出する第１レゾルバと、この第１レゾルバと異なる対極数を有し前記ステアリング軸の回転角である第２操舵角を検出する第２レゾルバと、前記ステアリング軸に連結された操舵機構による操舵を減速機を介してアシストするモータと、このモータの回転角であるモータ電気角を検出する第３レゾルバとを備え、前記第１操舵角、前記第２操舵角および前記モータ電気角からステアリングホイールの絶対回転角位置を求めるようにした電気式動力舵取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、自身のニュートラル位置に基づいてステアリングホイールの絶対操舵角を検出し、イグニッションスイッチがＯＦＦされるとその瞬間における絶対操舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮされたときに記憶された値に基づいて絶対舵角を検出するようにした操舵角検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３８７５２０２号公報（第１頁、図２）
【特許文献２】特許第２９４６９６４号公報（第１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、少なくとも３つのレゾルバを必要とするので、構成が複雑となり、コストアップとなるという未解決の課題がある。
また、上記特許文献２に記載された従来例にあっては、イグニッションスイッチがＯＦＦにされる瞬間の絶対舵角をメモリに記憶し、次にイグニッションスイッチがＯＮとなったときに、記憶された値を絶対舵角として電動パワーステアリング装置の制御に使用するようにしているので、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦとなっている間にステアリングホイールが転舵された場合には、誤った絶対舵角に基づいて制御が開始されてしまうことになり、正確な制御を行うことができないという未解決の課題がある。
【０００６】
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、システムが停止する直前の絶対舵角の有効性を判断することができる車両用舵角検出装置及びこれを使用した電動パワーステアリング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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る車両用舵角検出装置は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算する暫定値演算手段と、前記絶対舵角暫定値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、前記車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段と、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る車両用舵角検出装置は、車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、前記実セルフアライニングトルクと車両の逆モデル特性とに基づいて絶対舵角推定値を推定する絶対舵角推定手段と、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車両用舵角検出装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記絶対舵角演算手段は、操舵角の中立点を検出する中立点検出手段と、システム起動後に前記中立点検出手段で操舵角中立点を検出し、且つ検出した舵角中立点と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を使用可能となったときに、当該絶対舵角演算値を前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角として選択する舵角選択手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る車両用舵角検出装置は、請求項３に係る発明において、前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて絶対舵角演算値を選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る車両用舵角検出装置は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に前記絶対舵角演算値を演算できないときに、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値を前記絶対舵角として不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、システムの停止直前の絶対舵角を不揮発性メモリに記憶し、システムの起動時に不揮発性メモリに記憶した絶対舵角を絶対舵角初期値として設定し、絶対舵角初期値と相対舵角とにより絶対舵角暫定値を演算し、この絶対舵角暫定値の有効性をセルフアライニングトルクに基づいて判定するようにしたので、複数のセンサを使用することなく、システム起動時により正確な絶対舵角を演算することができるという効果が得られる。
【００１３】
また、上記効果が得られる車両用舵角検出装置を使用して操舵補助制御を行うことにより、操縦安定性をより確保することができる電動パワーステアリング装置を提供することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は操舵装置であり、この操舵装置１はステアリングホイール２が装着されたステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３のステアリングホイール２とは反対側に連結されたラックピニオン機構４と、このラックピニオン機構４にタイロッド等の連結機構５を介して連結された左右の転舵輪６とを備えている。
【００１５】
そして、ステアリングシャフト３には、例えばウォームギヤで構成される減速機構７を介して電動モータ８が連結されている。
この電動モータ８は、電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。そして、電動モータ８は車両に搭載されたバッテリ１１から出力されるバッテリ電圧Ｖｂがイグニッションスイッチ１２を介して供給されると共に、内蔵するモータ駆動回路に直接供給される制御装置１４によって駆動制御される。
【００１６】
この制御装置１４には、電動モータ８に供給されるモータ駆動電流を検出するモータ電流センサ１５で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄ、ステアリングシャフト３に配設された操舵トルクセンサ１６で検出されたステアリングホイール２に入力される操舵トルクＴが入力されていると共に、車速検出部としての車速センサ１７で検出した車速Ｖｓが入力され、さらに電動モータ８の回転角を検出するモータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力されている。
【００１７】
また、制御装置１４は、イグニッションスイッチ１２がオフ状態後も所定時間投入電源の自己保持を継続する自己保持機能を有し、後述する絶対舵角演算部で演算した絶対舵角φａをシステムの停止時即ちイグニッションスイッチ１２がオフ状態となった時点で絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する例えばＥＥＰＲＯＭで構成される不揮発性メモリ１９が接続されている。
【００１８】
ここで、操舵トルクセンサ１６は、ステアリングホイール２に付与されてステアリングシャフト３に伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
制御装置１４は、例えばマイクロコンピュータで構成され、その構成は機能ブロック図で表すと図２に示すようになる。すなわち、制御装置１４は、モータ電流センサ１５で検出したモータ電流検出値Ｉｍｄ、操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１７で検出した車速Ｖｓ及びモータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力されると共に、不揮発性メモリ１９に記憶されている前回の操舵補助制御の終了直前の絶対舵角記憶値φａｍが読込可能とされている。
【００１９】
そして、制御装置１４は、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、モータ回転角θｍ及絶対舵角記憶値φａｍが入力され、これらに基づいて絶対舵角φａを演算する車両用舵角検出装置２０と、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓに基づいて電動モータ８に対する操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを演算する電流指令値演算部２１と、この電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出部１５で検出されたモータ電流検出値Ｉｍｄとに基づいて電流フィードバック処理を行って電圧指令値Ｖｒｅｆを算出する電流フィードバック制御部２２と、この電流フィードバック制御部２２で算出された電圧指令値Ｖｒｅｆが入力されて電動モータ８を駆動制御するモータ駆動回路２３と備えている。
【００２０】
また、制御装置１４は、車両用舵角検出装置２０で演算した絶対舵角φａを微分して絶対舵角速度ωａを算出する微分回路２４と、車両用舵角検出装置２０で演算した絶対舵角φａ、微分回路２４で演算した絶対舵角速度ωａ及び車速Ｖｓに基づいて転舵状態でステアリングホイール２への操舵力を緩めたときにステアリングホイール２を中立点位置に戻す所謂ステアリング戻し制御を行うステアリング戻し制御部２５と、このステアリング戻し制御部２５で算出したステアリング戻し制御信号ＨＲと電流指令値演算部２１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆとを加算して電流フィードバック制御部２２に供給する加算器２６とを備えている。
【００２１】
車両用舵角検出装置２０は、図３に示すように、モータ回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが入力され、これに基づいてステアリングホイール２の相対舵角φｒを演算する相対舵角演算部３１と、この相対舵角演算部３１で演算した相対舵角φｒを微分して舵角速度ωｒを演算する舵角速度演算部３２と、操舵トルクＴ、車速Ｖｓ、相対舵角φｒ及び舵角速度ωｒが入力されて直進走行時のステアリングホイール２の中立点舵角φｎを推定する中立点推定部３３と、相対舵角φｒから中立点推定部３３で推定された中立点舵角φｎを減算して絶対舵角演算値φａｏを算出する絶対舵角演算部３４とを備えている。
【００２２】
ここで、中立点推定部３３は、図４に示すように、操舵トルクＴ、舵角速度ωｒ及び車速Ｖｓが入力されてこれらに基づいて直進走行状態であるか否かを判定する直進走行状態判定部３３ａと、この直進走行状態判定部３３ａの判定結果が直進走行状態であるときには、相対舵角φｒ及び車速Ｖｓに基づいて中立点舵角φｎを演算する中立点舵角演算部３３ｂとで構成されている。直進走行状態判定部３３ａは、操舵トルクＴが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値Ｔｔｈ以下であり、且つ舵角速度ωｒが予め設定された直進走行の可能性が高い閾値ωｔｈ以下であり、且つ車速Ｖｓが直進走行の可能性が高い車速閾値Ｖｓｔｈ以上である状態を所定時間継続したときに、直進走行状態を表す論理値“１”の直進信号Ｓｔを中立点舵角演算部３３ｂに出力すると共に、システム起動時即ちイグニッションスイッチ１２を介して制御装置１４に電源が投入された後に最初に直進走行状態となるまでの間後述する舵角切換部４０に対して中立点確定フラグＦｎを“０”にリセットし、最初に直進走行状態となったときに中立点確定フラグＦｎを“１”にセットする。
【００２３】
中立点舵角演算部３３ｂでは、直進走行状態判定部３３ａから論理値“１”の直進信号Ｓｔが入力されたときに、下記（１）式の演算を行って現在の中立点舵角φｎ（ｋ）を算出する。
φｎ（ｋ）＝｛φｒ−φｎ（ｋ−１）｝・Ｄ＋φｎ（ｋ−１） …………（１）
【００２４】
ここで、φｒは相対舵角、φｎ（ｋ−１）は前回の中立点舵角、Ｄは車速Ｖｓによって決定される信頼度係数である。この信頼度係数Ｄは、車速Ｖｓをもとに図５に示す信頼度係数算出マップを参照して算出する。この信頼度係数算出マップは、図５に示すように、車速Ｖｓを横軸に、信頼度係数Ｄを縦軸にとった特性線図で表され、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ１未満であるときにはＤ＝０、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ１以上で設定車速Ｖｓｓ２未満であるときにＤ＝１、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ２以上で設定車速Ｖｓｓ３未満であるときにＤ＝２、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ３以上で設定車速Ｖｓｓ４未満であるときにＤ＝３、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ４以上設定車速Ｖｓｓ５未満であるときにＤ＝４、車速Ｖｓが設定車速Ｖｓｓ５以上であるときにはＤ＝５となるように設定されている。なお、信頼度係数算出マップは上記構成に限定されるものではなく、線形特性或いは非線形特性とすることができる。
【００２５】
また、車両用舵角検出装置２０は、システム起動時即ちイグニッションスイッチ１２がオン状態となって制御装置１４に電源が投入されたときに不揮発性メモリ１９から読出した絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを演算する暫定値演算部３５と、この暫定値演算部３５で演算した絶対舵角暫定値φａｐが無効であるときに予め設定された絶対舵角代替値φａａを出力する絶対舵角代替値出力部３６とを備えている。
【００２６】
さらに、車両用舵角検出装置２０は、車両の実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを検出する実セルフアライニングトルク検出部３７と、この実セルフアライニングトルク検出部３７で検出した実セルフアライニングトルクＳＡＴｒと車速Ｖｓとに基づいて絶対舵角暫定値φａｐが有効であるか無効であるかを判定する有効性判定部３８と、この有効性判定部３８の判定結果に基づいて絶対舵角暫定値φａｐ及び絶対舵角代替値φａａの一方を選択する絶対舵角選択部３９とを備えている。
【００２７】
ここで、実セルフアライニングトルク検出部３７は、操舵トルクセンサ１６から入力される操舵トルクＴ、モータ回転角センサ１８で検出されたモータ回転角θｍを微分してモータ回転角速度ωｍを算出するモータ回転角速度演算部１９ａから入力されるモータ回転角速度ωｍと、このモータ回転角速度ωｍを微分してモータ回転角加速度αｍを算出するモータ回転角加速度演算部１９ｂから入力されるモータ回転角加速度αｍと、電流指令値演算部２１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆとが入力され、これらに基づいて下記（２）式の演算を行うことにより、路面側から転舵輪６を介してステアリング機構に入力される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを演算する。
【００２８】
SATr(s) = Tm(s) + T(s) − J・αｍ(s) − Fr・sign(ωｍ(s)) …………(２）
【００２９】
ここで、Ｔｍ(s)は電動モータ８で発生するアシストトルク、Ｔ(s)は操舵トルク、Ｊは電動モータ８の慣性、Ｆｒは電動モータ８の静摩擦、ｓはラプラス演算子である。なお、アシストトルクＴｍ(s)は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを適用する。
【００３０】
また、有効性判定部３８は、後述する（３）式に示すように、車速Ｖｓに基づいて算出される車両モデルＧｖ(s)に絶対舵角暫定値φａｐを乗算することにより、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを演算し、入力される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒと演算したセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差の絶対値｜ＳＡＴｒ−ＳＡＴｍ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈ以下である状態を所定時間継続したときに絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断して絶対舵角選択部３９に対する選択フラグＦｓを絶対舵角暫定値φａｐを選択する“１”にセットし、｜ＳＡＴｒ−ＳＡＴｍ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈを超える状態を所定時間継続したときに絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断して絶対舵角選択部３９に対する選択フラグＦｓを絶対舵角代替値φａａを選択する“０”にリセットする。
【００３１】
このため、有効性判定部３８では、図７に示す有効性判定処理を実行する。この有効性判定処理は制御装置１４に電源が投入されることにより実行開始され、図７に示すように、先ず、ステップＳ１１で、初期化を行い、後述するカウント値Ｃｎｔ１及びＣｎｔ２を“０”にクリアすると共に、選択フラグＦｓを“０”にリセットする。
次いでステップＳ１２に移行して、車速Ｖｓ、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒ、絶対舵角暫定値φａｐを読込み、次いでステップＳ１２ａに移行して、車両の停止時で且つステアリングホイール２を操舵しない非操舵時である条件を満足するか否かを判定し、上記条件を満足する場合には前記ステップＳ１２に戻り、条件を満足しない場合にはステップＳ１３に移行する。
【００３２】
このステップＳ１３では、下記（３）式の演算を行ってセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを算出する。
ＳＡＴｍ＝Ｇｖ(s)＊φａｐ …………（３）
【００３３】
ここで、Ｇｖ(s)は車両のステアリング機構におけるセルフアライニングトルクを算出するための車両モデルであって、車速Ｖｓに基づいて設定される特性を有し、車両特性の伝達関数を使用して演算するか、実験によって車両毎の特性値を測定してから車両運動モデルを用いてシミュレーションによって求めてもよく、この場合には車速Ｖｓを横軸に車両モデルＧｖ(s)を縦軸にとった車両モデル算出マップを、車速Ｖｓをもとに参照して算出するようにすることが好ましい。
【００３４】
次に、車両モデルＧｖ(s)を使用して、絶対舵角から実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを演算できることについて説明する。
車両の運動方程式は、下記（４）式で表される。
【００３５】
【数１】
【００３６】
但し、ｍは車両質量、Ｉは車両慣性モーメント、ｌfは車両重心点と前軸間の距離、Ｉrは車両重心点と後軸間の距離、Ｋfは前輪タイヤのコーナリングパワー、Ｋrは後輪タイヤのコーナリングパワー、Ｖは車速、Ｎはオーバーオール操舵比、δfは実舵角（δf＝φ／Ｎ）、βは車両重心点の横すべり角、γはヨーレートである。
【００３７】
一方、実舵角δfとセルフアライニングトルクＳＡＴとの関係は、横滑り角β及びヨーレートγを含む下記（５）式の方程式で表すことができる。
【００３８】
【数２】
【００３９】
但し、εをトレールとして、係数ｃ11＝−２εＫf、ｃ12＝−２εＫfｌf／Ｖ、ｄ11＝２εＫfである。
そして、前述した（４）式及び（５）式を連立方程式として解き且つ実舵角δfを絶対舵角暫定値φａｐに置換することにより、前述した（３）式を算出することができる。
【００４０】
次いでステップＳ１４に移行して、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍから実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを減算した値の絶対値｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜が設定閾値ΔＳＡＴｔｈ以下であるか否かを判定し、｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜≦ΔＳＡＴｔｈであるときにはステップＳ１５に移行して、有効性の継続回数をカウントする現在の第１のカウント値Ｃｎｔ１に“１”をインクリメントした値を新たなカウント値Ｃｎｔ１として設定すると共に、第２のカウント値Ｃｎｔ２を“０”にクリアしてからステップＳ１６に移行する。
【００４１】
このステップＳ１６では、第１のカウント値Ｃｎｔ１が予め設定した設定値Ｃｓ１を超えたから否かを判定し、Ｃｎｔ１≦Ｃｓ１であるときには前記ステップＳ１２に戻る。
また、ステップＳ１６の判定結果が、Ｃｎｔ１＞Ｃｓ１であるときには、ステップＳ１８に移行して、選択フラグＦｓを“１”にセットして絶対舵角選択部３９に出力してから処理を終了する。
【００４２】
また、前記ステップＳ１４の判定結果が、｜ＳＡＴｍ−ＳＡＴｒ｜＞ΔＳＡＴｓであるときにはステップＳ１９に移行して、現在の第２のカウント値Ｃｎｔに“１”を加算した値を新たな第２のカウント値Ｃｎｔ２（＝Ｃｎｔ２＋１）とすると共に、第１のカウント値Ｃｎｔ１を“０”にクリアしてからステップＳ２０に移行する。
このステップＳ２０では、第２のカウント値Ｃｎｔ２が予め設定した設定値Ｃｓ２を超えたか否かを判定し、Ｃｎｔ２≦Ｃｓ２であるときには前記ステップＳ１２に戻る。
【００４３】
また、前記ステップＳ２０の判定結果がＣｎｔ２＞Ｃｓ２であるときにはステップＳ２２に移行して選択フラグＦｓを“０”にリセットしてから処理を終了する。
この図７の処理において、ステップＳ１３の処理がセルフアライニングトルク演算手段に対応している。
【００４４】
絶対舵角選択部３９は、有効性判定部３８から入力される選択フラグＦｓが“１”にセットされているときには、絶対舵角暫定値演算部３５で演算された絶対舵角暫定値φａｐを選択し、これを絶対舵角暫定選択値φａｓとして舵角切換部４０に出力し、選択フラグＦｓが“０”にリセットされているときには、絶対舵角代替値出力部３６から出力される絶対舵角代替値φａａを選択し、これを絶対舵角暫定選択値φａｓとして舵角切換部４０に出力する。
【００４５】
さらにまた、車両用舵角検出装置２０は、前述した中立点推定部３３で設定される中立点確定フラグＦｎに基づいて絶対舵角演算値φａｏ及び絶対舵角選択部３９で選択された絶対舵角選択値φａｓの一方を選択して絶対舵角φａとして出力する舵角切換部４０と、システム停止直前即ちイグニッションスイッチ１２がオフ状態となる直前の舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９に絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する絶対舵角記憶部４１とを備えている。
【００４６】
舵角切換部４０は、前述した中立点推定部３３から入力される中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているときには絶対舵角選択部３９から入力される絶対舵角暫定選択値φａｓを選択し、これを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。また、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているときには、絶対舵角演算部３４から入力される絶対舵角演算値φａｏを選択し、これを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。このとき、中立点確定フラグＦｎが“０”から“１”に反転したときには、それまでの絶対舵角暫定選択値φａｓとして絶対舵角代替値φａａが選択されていたか否かを判定し、絶対舵角代替値φａａが選択されていたときには直ちに絶対舵角演算値φａｏに切換え、絶対舵角暫定値φａｐが選択されていたときには、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ未満であるときには直ちに絶対舵角演算値φａｏに切換え、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ以上であるときには、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角演算値φａｏに徐々に変化させる。
【００４７】
このため、舵角切換部４０では、図８に示す舵角切換処理を実行する。この舵角切換処理は、先ず、ステップＳ３１で、中立点推定部３３から入力される中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているか否かを判定し、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているときにはステップＳ３２に移行して、絶対舵角選択部３９から入力される絶対舵角暫定選択値φａｓを絶対舵角φａとして出力し、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているときにはステップＳ３３に移行する。
【００４８】
このステップＳ３３では、前回の絶対舵角暫定選択値φａｓが絶対舵角代替値φａａであるか否かを判定し、絶対舵角代替値φａａであるときにはステップＳ３４に移行して絶対舵角演算部３４で演算された絶対舵角演算値φａｏを絶対舵角φａとして出力してから処理を終了する。
また、ステップＳ３３の判定結果が、前回の絶対舵角暫定選択値φａｓが絶対舵角暫定値φａｐであるときにはステップＳ３６に移行する。
【００４９】
このステップＳ３６では、現在の絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差｜φａｐ−φａｏ｜が設定値Δφｓ以上であるか否かを判定し、｜φａｐ−φａｏ｜＜Δφｓであるときには前記ステップＳ３４に移行し、｜φａｐ−φａｏ｜≧ΔφｓであるときにはステップＳ３７に移行する。
このステップＳ３７では、現在の絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより大きいか否かを判定し、φａｐ＞φａｏであるときにはステップＳ３８に移行して、現在の絶対舵角暫定値φａｐから所定値Δφｓ１を減算した値を現在の絶対舵角暫定値φａｐ（＝φａｐ−Δφｓ１）として算出し、次いでステップＳ３９に移行して、算出した絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏ以下であるか否かを判定し、φａｐ＞φａｏであるときにはステップＳ４０に移行して、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして出力してから前記ステップＳ３１に戻る。
【００５０】
また、前記ステップＳ３９の判定結果が、φａｐ≦φａｏであるときには前記ステップＳ３４に移行する。
さらに、前記ステップＳ３７の判定結果が、φａｐ＜φａｏであるときには、ステップＳ４２に移行して、現在の絶対舵角暫定値φａｐに所定値Δφｓ１を加算した値を現在の絶対舵角暫定値φａｐ（＝φａｐ＋Δφｓ１）として算出し、次いでステップＳ４３に移行して、算出した絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏ以上であるか否かを判定し、φａｐ＜φａｏであるときには前記ステップＳ４０に移行して、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして出力する。また、前記ステップＳ４３の判定結果が、φａｐ≧φａｏであるときには前記ステップＳ３４に移行する。
【００５１】
さらに、車両用舵角検出装置２０は図６に示す絶対舵角演算処理を実行する。この絶対舵角演算処理は、先ず、ステップＳ１で、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには処理を終了し、中立点客体フラグＦｎが“０”にリセットされているときには、ステップＳ２に移行して、イグニッションスイッチ１２をオフ状態からオン状態に反転させた初期状態であるか否かを判定し、初期状態であるときにはステップＳ３に移行して、不揮発性メモリ１９から絶対舵角記憶値φａｍを読込む。
【００５２】
次いでステップＳ４に移行して、相対舵角φｒを読込み、次いでステップＳ５に移行して、絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出し、次いでステップＳ６に移行して、選択フラグＦｓが“１”にセットされているか否かを判定し、選択フラグＦｓが“１”にセットされているときには、ステップＳ７に移行して絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角選択値φａｓとして出力し、選択フラグＦｓが“０”にリセットされているときにはステップＳ８に移行して、予め設定された絶対舵角代替値φａａを絶対舵角選択値φａｓとして出力する。
【００５３】
絶対舵角記憶部４１は、イグニッションスイッチ１２がオフ状態となったときに舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に更新記憶する。
さらに、ステアリング戻し制御部２５では、図９に示すように、絶対舵角φａ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５０と、車速Ｖｓを入力して所定関数により車速Ｖｓに応じたゲインＫｖを出力するゲイン回路５１と、ステアリング戻し基本電流回路５０からのステアリング戻し基本電流値Ｉｒとゲイン回路５１からのゲインＫｖとを乗算する乗算器５２と、乗算器５２からの出力Ｉｒ・Ｋｖを接点ａ又はｂに切換えて出力するスイッチ５３と、スイッチ５３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５４と、絶対舵角φａ及び絶対舵角速度ωａ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５５とで構成されている。
【００５４】
符号判定回路５５は、判定信号としてスイッチ信号ＳＷを出力してスイッチ５３の接点を切換えるが、絶対舵角φａ及び舵角速度ωａの符号が一致したときにスイッチ信号ＳＷで接点ｂに切換える。また、スイッチ５３の接点ａ，ｂは、舵角速度ωａが零となったことを検出する回路（図示せず）からも切換えられるように構成されている。そして、スイッチ５３で選択された乗算器５２からの出力Ｉｒ・Ｋｖ又は零出力回路５４の“０”出力がステアリング戻し電流ＨＲとして加算器２６に供給される。
【００５５】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が停止していて、イグニッションスイッチ１２がオフ状態であるものとする。この状態では、制御装置１４を構成するマイクロコンピュータにバッテリ１１からのバッテリ電圧Ｖｂが供給されないので、制御装置１４を構成するマイクロコンピュータは停止状態にあり、電動モータ８が停止してステアリングシャフト３への操舵補助力の伝達は行われない。
【００５６】
この車両停止状態から、イグニッションスイッチ１２をオン状態とすると、制御装置１４のマイクロコンピュータにバッテリ電圧Ｖｂが供給されることにより、制御装置１４のマイクロコンピュータが作動状態となって、図３のモータ電流センサ１５、絶対舵角演算部２０、電流指令値演算部２１、電流フィードバック制御部２２、モータ駆動回路２３、ステアリング戻し制御部２５及び加算器２６による操舵補助制御処理、図６に示す絶対舵角演算処理、図７に示す有効性判定処理及び図８に示す舵角切換処理が実行開始される。
【００５７】
このため、車両用舵角検出装置２０では、イグニッションスイッチ１２がオン状態となることにより、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで直進走行状態であるか否かの判定を行うが、車両が停止状態であるので、少なくとも車速Ｖｓが車速閾値Ｖｓｔｈ未満となるので、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされた状態を維持すると共に、直進信号Ｓｔが論理値“０”となり、中立点舵角演算部３３ｂで中立点舵角φｎが算出されない。
【００５８】
また、電流指令値演算部２１では、ステアリングホイール２が操舵されていないものとすると、操舵トルクセンサ１６で検出される操舵トルクＴが略“０”となり、車速センサ１７で検出される車速Ｖｓも略“０”であるので、算出される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆも“０”となる。
一方、ステアリング戻し制御部２５では絶対舵角速度ωａが“０”であることからスイッチ５３の接点がｂ側に切換えられて零出力回路５４から出力される“０”のステアリング戻し電流ＨＲが加算器２６に供給される。
【００５９】
このため、加算器２６の加算出力は“０”となり、これが電流フィードバック制御部２２に供給され、このとき電動モータ８は停止状態であるので、モータ電流センサ１５で検出されるモータ駆動電流Ｉｍｄも“０”となるので、電流フィードバック制御部２２から出力される電圧指令値Ｖｒｅｆも“０”となり、モータ駆動回路２３から出力されるモータ駆動電流Ｉｍも“０”となって、電動モータ８は停止状態を継続する。
【００６０】
この状態で、図６に示す絶対舵角暫定値演算処理が実行されているので、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているので、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、イグニッションスイッチ１２がオフ状態からオン状態となったばかりの初期状態であるので、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、不揮発性メモリ１９に記憶されている前回のシステム停止直前の絶対舵角記憶値φａｍを読込む。
【００６１】
次いでステップＳ４に移行して、相対舵角演算部３１で演算された相対舵角φｒを読込み、次いでステップＳ５に移行して、絶対舵角記憶値φａｍに相対舵角φｒを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出する。
このとき、舵角切換部４０では、図８の舵角切換処理を実行しており、前述したように中立点推定部３３から出力される中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされているので、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行して、舵角選択部３９で選択された絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。
【００６２】
このとき、車両の停止時で且つステアリングホイール２を操舵していない非操舵時であるので、図７の有効性判定処理でステップＳ１２ａからステップＳ１２に戻ることを繰り返して待機状態となる。このとき、初期化処理で選択フラグＦｓが“０”にリセットされているので、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替出力部３６から出力される絶対舵角代替値φａが選択される。これが絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力される。
【００６３】
この状態でも、ステアリングホイール２が操舵されておらず、電動モータ８が停止しているので、相対絶対舵角φｒが変化せず、絶対舵角暫定値φａｐも変化しないことから絶対舵角速度ωａも“０”を維持し、ステアリング戻し制御部２５から出力されるステアリング戻し電流ＨＲも“０”を維持する。
この状態で、ステアリングホイール２を据え切りすると、これに応じて操舵トルクセンサ１６でステアリングホイール２に与えられた操舵力に応じた操舵トルクＴが検出される。このため、電流指令値演算部２１で操舵トルクＴに応じた操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが算出され、これが加算器２６を介して電流フィードバック制御部２２に供給されるので、この電流フィードバック制御部２２で操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流センサ１５で検出されたモータ電流検出値Ｉｍｄとの偏差ΔＩに応じた電圧指令値Ｖｒｅｆが算出される。この電圧指令値Ｖｒｅｆがモータ駆動回路２３に供給されることにより、このモータ駆動回路２３からモータ駆動電流Ｉｍが出力されて、電動モータ８が回転駆動され、て操舵トルクＴに応じた操舵補助トルクを発生する。この電動モータ８で発生された操舵補助トルクが減速機構を介してステアリングシャフト３に伝達されて、ステアリングホイール２を軽い操舵力で操舵することができる。
【００６４】
このように、電動モータ８が回転駆動されて、操舵補助トルクが発生されると、実セルフアライニングトルク検出部３７で演算される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒが操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆの値、操舵トルクＴの値、モータ回転角加速度αｍの値及びモータ回転角速度ωｍの値に応じて“０”から増減する。
このとき、車両は停止したままであるが、ステアリングホイール２が操舵されるので、有効性判定処理では図７に示すように、ステップＳ１２ａからステップＳ１３に移行して、車両モデルＧｖ(s)を使用してセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを演算する。この車両停止時には静止用の車両モデルＧｖ(s)′を使用してセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍを算出するので、正確なセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍが算出されるため、セルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍと実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとの差が小さい状態となり、絶対舵角暫定値φａｐが有効と判断されて選択フラグＦｓが“１”にセットされる。このため、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐが選択されて舵角切換部４０で選択された絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻り制御部２５に出力される。
【００６５】
その後、車両が走行を開始して、車速Ｖｓが車速閾値Ｖｔｈ以上となるが、ステアリングホイール２を操舵している旋回走行状態であるときには、操舵トルクＴが閾値Ｔｔｈより大きな値となることより、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで直進走行状態とは判定されず、直進信号Ｓｔが論理値“０”を維持し、中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされた状態を維持する。
【００６６】
しかしながら、車両が走行を開始したことにより、図７に示す有効性判定処理におけるステップＳ１３で算出されるセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍがそのときの車速Ｖｓに応じて変化することになり、実セルフアライニングトルク検出部３７で算出される実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとの差が設定値ΔＳＡＴｓより小さい値となる。このため、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、第１のカウント値Ｃｎｔ１がインクリメントされ、この状態が継続して第１のカウント値Ｃｎｔ１が設定値Ｃｓ１を超えると、絶対舵角暫定値φａｐが有効である判断してステップＳ１６からステップＳ１８に移行して判定フラグＦｓが“１”にセットされた状態を維持する。
【００６７】
このため、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値演算部３５で演算された絶対舵角暫定値φａｐが選択されて舵角切換部４０に供給される。この舵角切換部４０では中立点確定フラグＦｎが“０”にリセットされている状態を継続するので、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして微分回路２４及びステアリング戻し制御部２５に出力する。
このため、ステアリング戻し制御部２５で、絶対舵角φａ及び絶対舵角速度ωａに応じたステアリング戻し電流ＨＲが算出される。このステアリング戻し電流ＨＲは車速Ｖｓが低車速であるときには車速感応ゲインＫｖが大きいことにより、大きなステアリング戻し電流ＨＲが算出されて、ステアリングホイール２が中立点に戻る際の操舵補助トルク不足を補うことができる。
【００６８】
その後、ステアリングホイール２を中立点近傍に戻して、車両を直進走行状態とすると、中立点推定部３３の直進走行状態判定部３３ａで操舵トルクＴが閾値Ｔｔｈ以下、相対舵角速度ωｒが閾値ωｔｈ以下、車速Ｖｓが車速閾値Ｖｓｔｈ以上の条件を満足すると、直進信号Ｓｔが論理値“１”に設定されると共に、中立点確定フラグＦｎが“１”にセットされる。したがって、中立点舵角演算部３３ｂで車速Ｖｓ及び相対舵角φｒに基づいて中立点舵角φｎが算出され、この中立点舵角φｎが絶対舵角演算部３４に供給されて相対舵角φｒから減算されて、絶対舵角演算値φａｏが算出される。
【００６９】
このため、舵角切換部４０では、図８の舵角切換処理において、ステップＳ３１からステップＳ３３に移行し、前回の中立点確定フラグＦｎが“０”であったので、ステップＳ３３からステップＳ３５に移行する。このとき、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐが選択されているので、ステップＳ３５を経てステップＳ３６に移行し、現在の絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算部３４で演算した絶対舵角演算値φａｏとの偏差が設定値Δφｓ以下であるときには両者の差が少なく絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換えても絶対舵角φａの変化が少なくステアリング戻し制御部２５で算出されるステアリング戻し電流ＨＲへの影響が少ないものと判断して絶対舵角φａを絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに直に切り換える。
【００７０】
ところが、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの偏差が設定値Δφｓを超えているときには、ステップＳ３６からステップＳ３７に移行して、絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐから所定値Δφｓ１を減算させることを繰り返すことにより絶対舵角暫定値φａｐを徐々に減少させながら絶対舵角演算値φａｏ以下となったときに絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換える。逆に、絶対舵角暫定値φａｐが絶対舵角演算値φａｏより小さいときには、絶対舵角暫定値φａｐに所定値Δφｓ１を加算することを繰り返すことにより絶対舵角暫定値φａｐを徐々に増加させながら絶対舵角演算値φａｏ以上となったときに絶対舵角暫定値φａｐから絶対舵角演算値φａｏに切り換える。
【００７１】
このように、絶対舵角暫定値φａｐと絶対舵角演算値φａｏとの差が大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角演算値φａｏに一致するまで徐々に変化させるので、絶対舵角φａが急変することによりステアリング戻し制御に影響を与えて、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。
なお、有効性判定部３８での判定結果が、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの偏差が大きく絶対舵角暫定値φａｐが無効と判断されたて選択フラグＦｓが“０”にリセットされた場合には、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替値φａａが選択され、これが絶対舵角φａとして設定されるが、この状態で、中立点確率フラグＦｎが“１”にセットされたときには、絶対舵角代替値φａａが実際の絶対舵角に対応しているものとはいえないので、図８の有効性判定処理でステップＳ３５からステップＳ３４に移行して直に絶対舵角演算値φａｏに切り換える。
【００７２】
その後、イグニッションスイッチ１２をオフ状態としたときには、制御装置１４に設けられた自己保持回路によって、所定時間電源の投入状態を自己保持し、この間に、舵角切換部４０から出力される絶対舵角φａを不揮発性メモリ１９の所定記憶領域に絶対舵角記憶値φａｍとして記憶する。
このように、上記第１の実施形態によれば、システムの起動時に不揮発性メモリ１９に記憶されている絶対舵角記憶値φａｍと相対舵角φｒとを加算して絶対舵角暫定値φａｐを算出すると共に、走行性判定部３８で実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差を算出し、両者の差が小さいときには、絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判定して、この絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして設定する。しかしながら、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差が大きいときには、絶対舵角暫定値φａｐが無効である判定して、予め設定した絶対舵角代替値φａａを絶対舵角φａとして設定する。このため、絶対舵角暫定値φａｐが有効であるときにのみ、この絶対舵角暫定値φａｐを絶対舵角φａとして使用するので、絶対舵角φａの誤り率を低下させて良好な操舵補助制御機能を発揮することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施形態を図１０について説明する。
この第２の実施形態では、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒとセルフアライニングトルク基準値ＳＡＴｍとの差に基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を判定する場合に代えて、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて絶対舵角推定値φａｘを算出し、絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差に基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を判定するようにしたものである。
【００７４】
すなわち、第２の実施形態においては、有効性判定部３９で図１０に示す有効性判定処理を実行するようにしたことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、第１の実施形態との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００７５】
図１０の有効性判定処理では、前述した第１の実施形態における図７の有効性判定処理におけるステップＳ１３の処理が車両モデルＧｖ(s)の逆モデルである車両逆モデルＧｖ-1(s)に実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを乗算することにより絶対舵角推定値φａｘを算出するステップＳ５１に置換され、ステップＳ１４の処理が絶対舵角推定値φａｘから絶対舵角暫定値φａｐを減算した値の絶対値｜φａｘ−φａｐ｜が所定値Δφｓ以下であるか否かを判定し、｜φａｘ−φａｐ｜≦Δφｓであるときには絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断してステップＳ１５に移行し、｜φａｘ−φａｐ｜＞Δφｓであるときには絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断してステップＳ１９に移行するステップＳ５２に置換されていることを除いては図７と同様の処理を行ない、図７との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。ここで、車両逆モデルＧｖ-1(s)についても車両特性の伝達関数に基づいて演算するようにしても、実験によって求めた車速Ｖｓに対する車両逆モデルＧｖ-1(s)の関係をマップ化して車速Ｖｓに基づいて車両逆モデルＧｖ-1(s)を算出するようにしてもよい。
【００７６】
この第２の実施形態によると、車両逆モデルＧｖ-1(s)を使用して実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて絶対舵角推定値φａｘを算出し、算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差が所定値Δφｓ以下であるときには、絶対舵角暫定値φａｐが有効であると判断して選択フラグＦｓを“１”にセットして、絶対舵角選択部３９で絶対舵角暫定値φａｐを選択するが、算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとの偏差が所定値Δφｓを超えるときには、絶対舵角暫定値φａｐが無効であると判断して選択フラグＦｓを“０”にリセットして、絶対舵角選択部３９で絶対舵角代替値φａａを選択する。
【００７７】
このため、実セルフアライニングトルクＳＡＴｒに基づいて算出した絶対舵角推定値φａｘと絶対舵角暫定値φａｐとに基づいて絶対舵角暫定値φａｐの有効性を正確に判定することができ、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、実セルフアライニングトルク検出部３７で操舵トルクＴ、アシストトルクＴｍ、モータ回転角加速度αｍ、モータ回転角速度ωｍに基づいて前記（２）式の演算を行って実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを算出する場合について説明したが、これに限定されるもではなく、任意の実セルフアライニングトルク推定方法を適用することができる。また、実セルフアライニングトルクは例えば転舵輪に取付けた歪みゲージや磁歪トルクセンサや圧力センサ等で構成された６分力計のようなセンサを用いて実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを直接検出するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、車両用舵角検出装置２０を電動パワーステアリング装置に適用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、車両に搭載される絶対舵角を必要とするサスペンション制御部、走行制御部等の制御部に車両用舵角検出装置２０を適用することができる。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、車両用舵角検出装置２０に実セルフアライニングトルク演算部３７を設け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、外部の実セルフアライニングトルク演算部を制御装置１４の外部に設けて、この実セルフアライニングトルク演算部から制御装置１４に実セルフアライニングトルクＳＡＴｒを入力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図３】車両用舵角検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】中立点推定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】信頼度算出マップを示す特性線図である。
【図６】絶対舵角制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】有効性判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】舵角切換処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】ステアリング戻し制御部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す有効性判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１…操舵装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、７…減速機構、８…電動モータ、１４…制御装置、１５…モータ電流センサ、１６…操舵トルクセンサ、１７…車速センサ、１８…モータ回転角センサ、１９…不揮発性メモリ、２０…車両用舵角検出装置、２１…電流指令値演算部、２２…電流フィードバック制御部、２３…モータ駆動回路、２４…微分回路、２５…ステアリング戻し制御部、２６…加算器、３１…相対舵角演算部、３２…相対舵角速度演算部、３３…中立点推定部、３４…絶対舵角演算部、３５…絶対舵角暫定値演算部、３６…絶対舵角代替値出力部、３７…実セルフアライニングトルク検出部、３８…有効性判定部、３９…絶対舵角選択部、４０…舵角切換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、
システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、前記車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段と、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えたことを特徴とする車両用舵角検出装置。
【請求項２】
車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、
システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、前記実セルフアライニングトルクと車両の逆モデル特性とに基づいて絶対舵角推定値を推定する絶対舵角推定手段と、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えていることを特徴とする車両用舵角検出装置。
【請求項３】
前記絶対舵角演算手段は、操舵角の中立点を検出する中立点検出手段と、システム起動後に前記中立点検出手段で操舵角中立点を検出し、且つ検出した舵角中立点と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を使用可能となったときに、当該絶対舵角演算値を前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角として選択する舵角選択手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項４】
前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて絶対舵角演算値を選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項５】
前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に前記絶対舵角演算値を演算できないときに、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値を前記絶対舵角として不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、
システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と車両モデルの特性とに基づいてセルフアライニングトルク基準値を演算するセルフアライニングトルク演算手段と、前記車両の実セルフアライニングトルクを検出する実セルフアライニングトルク検出手段と、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記セルフアライニングトルク基準値と前記実セルフアライニングトルクとの差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えたことを特徴とする車両用舵角検出装置。
【請求項２】
車両の転舵輪を転舵するステアリング機構の相対舵角を検出する相対舵角検出手段と、該相対舵角検出手段で検出した相対舵角に基づいて前記ステアリング機構の絶対舵角を演算する絶対舵角演算手段とを備えた車両用舵角検出装置であって、
システム停止直前に前記絶対舵角演算手段で演算した絶対舵角を不揮発性メモリに記憶する絶対舵角記憶手段と、システム起動時に前記不揮発性メモリに記憶された絶対舵角記憶値と前記相対舵角とに基づいて絶対舵角暫定値を演算する絶対舵角暫定値演算手段と、車両の実セルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、前記実セルフアライニングトルクと車両の逆モデル特性とに基づいて絶対舵角推定値を推定する絶対舵角推定手段と、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値以下であるときに前記絶対舵角暫定値が有効であると判定し、前記絶対舵角暫定値と前記絶対舵角推定値との差が所定値を超えているときに前記絶対舵角暫定値が無効であると判定する有効性判定手段とを少なくとも備えていることを特徴とする車両用舵角検出装置。
【請求項３】
前記絶対舵角演算手段は、操舵角の中立点を検出する中立点検出手段と、システム起動後に前記中立点検出手段で操舵角中立点を検出し、且つ検出した舵角中立点と前記相対舵角検出手段で検出した相対舵角とに基づいて絶対舵角演算値を使用可能となったときに、当該絶対舵角演算値を前記絶対舵角暫定値に代えて前記絶対舵角として選択する舵角選択手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項４】
前記舵角選択手段は、前記絶対舵角暫定値に代えて絶対舵角演算値を選択する場合に、当該絶対舵角暫定値から前記絶対舵角演算値への変更を徐々に行う徐変手段を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項５】
前記絶対舵角記憶手段は、システム起動時からシステム停止時迄の間に前記絶対舵角演算値を演算できないときに、当該システム停止直前に前記絶対舵角暫定値を前記絶対舵角として不揮発性メモリに記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用舵角検出装置を備え、当該車両用舵角検出装置で検出した絶対舵角に基づいて操舵補助制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【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２００９−２７６０９８（Ｐ２００９−２７６０９８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５３２７（Ｐ２００８−１２５３２７）
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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