特許 6179646 車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6179646

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/22 20060101AFI20170807BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20170807BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20170807BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20170807BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20170807BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20170807BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/22

   B62D5/04

   B62D6/00

   B62D101:00

   B62D113:00

   B62D119:00

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-164459(P2016-164459)

(22)【出願日】2016年8月25日

(62)【分割の表示】特願2016-532651(P2016-532651)の分割

【原出願日】2016年2月1日

(65)【公開番号】特開2017-3600(P2017-3600A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2016年8月25日

(31)【優先権主張番号】特願2015-30800(P2015-30800)

(32)【優先日】2015年2月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(72)【発明者】

【氏名】菅原 孝義

(72)【発明者】

【氏名】皆木 亮

(72)【発明者】

【氏名】澤田 英樹

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２９６７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２３６３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２０９１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１０４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０３２６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００ − ２１／３２

Ｂ６２Ｄ ５／００ − ６／１０

Ｇ０１Ｄ ５／００ − ５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９ − ５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングシャフト角度Ａｓ及びモータ角度Ａｍに基づいて、前記ステアリングシャフト角度Ａｓ及び前記モータ角度Ａｍよりも周期の長い角度信号である基準角度Ａｖを求めるバーニア演算を行うバーニア演算部と、
前記基準角度Ａｖと、推定若しくは測定されたＳＡＴ値とに基づいて中立周期を特定され、中立点を含む中立周期の角度信号Ａｖｎを出力する中立周期特定部と、
前記角度信号Ａｖｎ及び記憶された中立点値から前記中立点を特定し、前記中立点を特定された操舵角度Ｓａｇを出力する中立点特定部と、
を備えたことを特徴とする車両用舵角検出装置。

【請求項2】

前記バーニア演算が、
前記モータ角度Ａｍの最大値Ａｍ'ｍ、前記ステアリングシャフト角度Ａｓの最大値Ａｓｍ、前記最大値Ａｍ'ｍ及び前記最大値Ａｓｍの最小公倍数Ａｌ、前記最小公倍数Ａｌを前記最大値Ａｓｍで除算した除算結果Ａｃ、前記最大値Ａｍ'ｍを前記除算結果Ａｃで除算した除算結果Ａｐに基づき、
前記モータ角度Ａｍを前記ステアリングシャフト角度Ａｓの単位に統一させＡｍ'とし、前記ステアリングシャフト角度Ａｓを前記最大値Ａｍ'ｍで剰余して剰余値Ａｓ'を求め、前記モータ角度Ａｍ'と前記剰余値Ａｓ'の差に“Ａｐ÷２”を加算した値を、前記最大値Ａｍ'ｍで剰余して剰余値Ａｄを求め、前記剰余値Ａｄを前記除算結果Ａｐで除算し、小数点以下を切り捨てた値をインデックス値Ａｉとし、
Ａｖ＝Ａｓ＋Ａｓｍ×Ａｉ
により前記基準角度Ａｖを求めるようになっている請求項１に記載の車両用舵角検出装置。

【請求項3】

前記中立点値がＥＥＰＲＯＭに記憶されている請求項１又は２に記載の車両用舵角検出装置。

【請求項4】

前記ステアリングシャフト角度Ａｓがステアリングシャフトのハンドル側若しくはピニオン側の角度であり、前記モータ角度Ａｍがモータに連結された回転角センサによって出力される請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用舵角検出装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用舵角検出装置を搭載し、当該車両用舵角検出装置で検出した前記操舵角度Ｓａｇに基づいて操舵アシスト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6】

請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用舵角検出装置を搭載し、前記操舵角度Ｓａｇを他の既存の操舵角センサの出力する角度信号と比較することにより、お互いの出力を相互に監視し、異常若しくは故障が発生した場合には、前記比較により前記異常若しくは故障を検出できることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアリングシャフトに設けられている角度センサからの角度情報と、モータの回転角センサからの角度情報とから、バーニア演算を行うことで広範囲の角度情報を得て、比較的簡単な処理により短時間で、中立点を特定された操舵角度（舵角）を検出する車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。

【0003】

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル（ステアリングホイール）１のステアリングシャフト（コラム軸、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、ステアリングシャフト２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してステアリングシャフト２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、車速ＶｅｌはＣＡＮ（Controller Area Network）等から受信することも可能である。

【0004】

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。

【0005】

図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｅｌに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（＝Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。インバータ３７は駆動素子としてＦＥＴが用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。

【0006】

また、加算部３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。

【0007】

このような電動パワーステアリング装置では、ハンドル角度を検出するため、従来は専用の操舵角度センサ（舵角センサ）を搭載してきた。しかし近年、信頼性向上や機能冗長化、コストダウン等の要求から、トルクセンサとしても機能させることのできる角度センサを搭載する場合が出てきた。

【0008】

一般に、自動車のハンドルは中立点から左右に１回転半程度回転するように設計されている。つまり、左端から右端まで約３回転できることになる。よって、ハンドル角度を適切に検出するためには、３回転以上の広い範囲の角度を検出できるマルチターンに対応した操舵角度センサを搭載しなければならない。角度に換算すると１０８０ｄｅｇ（３６０ｄｅｇ×３）以上に相当し、マージンなどを考慮すれば１４００ｄｅｇ程度を検出できることが望ましい。この要求に対応するため、従来は減速機構等を内蔵した角度センサを構築し、操舵角度センサとしていた。しかし、減速機構等を設けることは構造が複雑になり、コストもかかることから、操舵角度センサの設置を省略し、代替するセンサが求められていた。

【0009】

一方、ブラシレスＤＣモータを用いた電動パワーステアリングでは、モータのコミュテーション精度を確保するため、精度の高い回転角センサとしてレゾルバをモータ軸に設けている。しかし、レゾルバは角度検出精度が高い代わりに、検出できる角度範囲が狭く、その範囲は一般的に電気角１周期であり、広範囲の角度検出には不向きな特性となっている。このため、例えば、モータとステアリングシャフトとの間に配置された減速機構による減速倍率が“１８．５”で、モータ極対数による倍率が“３”の場合、合わせて５５．５倍の倍率で、ステアリングシャフトの角度変化がレゾルバ角度の変化として検出されることになる。つまり、ハンドルが左端から右端まで３回転するようなステアリングシステムの場合、レゾルバ角度は１６６．５周期もの角度変化を繰り返すことになる。これでは、レゾルバ角度からだけでは、ハンドル角度を推定することは難しく、何らかの推定処理を、ある程度以上の時間をかけて実行しなければならない等の問題があった。操舵トルクや車輪速等からの中立推定処理、エンドからエンドまでの推定処理、ＳＡＴ舵角推定処理などである。

【0010】

また、近年の信頼性向上や機能冗長化、コストダウン等の要求から、トルクセンサとしても機能させることのできる角度センサを、ステアリングシャフトに搭載する場合が出てきた。この場合、トルクセンサとして必要な分解能を得るために、例えば４０ｄｅｇ周期や２０ｄｅｇ周期などの検出範囲で、ステアリングシャフトの角度を検出することができるようになっている。しかし、４０ｄｅｇ周期で角度検出できたとしても、ハンドルが左端から右端まで３回転するようなステアリングシステムの場合、２７周期もの角度変化が繰り返されることになり、レゾルバ角度の場合と同等の処理を行わなければ、ハンドル角度を推定することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許第５４０１８７５号公報

【特許文献2】特許第５１９５１３２号公報

【特許文献3】特許第５１８１８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

従来の車両用舵角検出（推定）装置として、例えば特許第５４０１８７５号公報（特許文献１）、特許第５１９５１３２号公報（特許文献２）、特許第５１８１８１７号公報（特許文献３）が提案されている。特許文献１の車両用舵角検出装置では、モータ角度センサより絶対舵角推定を行い、右切増し方向（θｒｍａｘ）と左切増し方向（θｒｍｉｎ）をそれぞれ記憶演算して、中点舵角を推定している。また、特許文献２の車両用舵角推定装置では、２輪の回転速度情報とＳＡＴ情報により、演算を行うことにより舵角推定を行っている。特許文献３の車両用舵角検出装置では、相対舵角をＥＥＰＲＯＭに記憶し、電源復活時にＳＡＴを記憶値と比較して演算を行い、舵角推定を行っている。

【0013】

特許文献１の装置は簡単な構成で実現できるが、左右のラックエンドまで操舵しなければ中立を推定することができないため、常に中立を推定できるとは限らないという問題がある。また、特許文献２及び３の方式では、ＳＡＴの推定精度に依存して絶対舵角の中立点の精度が決まるため、なるべく高い精度でＳＡＴの推定を行う必要があり、処理の複雑さもさることながら、推定に要する時間が長くなったり、推定に必要な車速が高くなければならない等の走行条件が厳しくなったりするなどの問題がある。

【0014】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、ステアリングシャフトに設けられている角度センサからの角度情報と、モータの回転角センサからの角度情報とから、バーニア演算を行うことで広範囲の角度情報を得て、比較的簡単な構成と処理により短時間で、中立点を特定された操舵角度を検出する車両用舵角検出装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は車両用舵角検出装置に関し、本発明の上記目的は、ステアリングシャフト角度Ａｓ及びモータ角度Ａｍに基づいて、前記ステアリングシャフト角度Ａｓ及び前記モータ角度Ａｍよりも周期の長い角度信号である基準角度Ａｖを求めるバーニア演算を行うバーニア演算部と、前記基準角度Ａｖと、推定若しくは測定されたＳＡＴ値とに基づいて中立周期を特定され、中立点を含む中立周期の角度信号Ａｖｎを出力する中立周期特定部と、前記角度信号Ａｖｎ及び記憶された中立点値から前記中立点を特定し、前記中立点を特定された操舵角度Ｓａｇを出力する中立点特定部とを備えることにより達成される。

【0016】

本発明の上記目的は、前記バーニア演算が、前記モータ角度Ａｍの最大値Ａｍ'ｍ、前記ステアリングシャフト角度Ａｓの最大値Ａｓｍ、前記最大値Ａｍ'ｍ及び前記最大値Ａｓｍの最小公倍数Ａｌ、前記最小公倍数Ａｌを前記最大値Ａｓｍで除算した除算結果Ａｃ、前記最大値Ａｍ'ｍを前記除算結果Ａｃで除算した除算結果Ａｐに基づき、前記モータ角度Ａｍを前記ステアリングシャフト角度Ａｓの単位に統一させＡｍ'とし、前記ステアリングシャフト角度Ａｓを前記最大値Ａｍ'ｍで剰余して剰余値Ａｓ'を求め、前記モータ角度Ａｍ'と前記剰余値Ａｓ'の差に“Ａｐ÷２”を加算した値を、前記最大値Ａｍ'ｍで剰余して剰余値Ａｄを求め、前記剰余値Ａｄを前記除算結果Ａｐで除算し、小数点以下を切り捨てた値をインデックス値Ａｉとし、Ａｖ＝Ａｓ＋Ａｓｍ×Ａｉにより前記基準角度Ａｖを求めるようになっていることにより、或いは前記中立点値がＥＥＰＲＯＭに記憶されていることにより、或いは前記ステアリングシャフト角度Ａｓがステアリングシャフトのハンドル側若しくはピニオン側の角度であり、前記モータ角度Ａｍがモータに連結された回転角センサによって出力されることにより、より効果的に達成される。

【0017】

また、本発明は電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、上記いずれかに記載の車両用舵角検出装置を搭載し、当該車両用舵角検出装置で検出した前記操舵角度Ｓａｇに基づいて操舵アシスト制御を行うことにより、或いは前記操舵角度Ｓａｇを他の既存の操舵角センサの出力する角度信号と比較することにより、お互いの出力を相互に監視し、異常若しくは故障が発生した場合には、前記比較により前記異常若しくは故障を即時に検出できることにより達成される。

【発明の効果】

【0018】

本発明の車両用舵角検出装置によれば、ステアリングシャフトに取付けられたステアリングシャフト角度センサ（トルクセンサ）からの角度信号と、モータに連結された回転角センサ（レゾルバ等）からの角度信号とをバーニア演算しているので、より広範囲のステアリングシャフト角度を検出することができる。従来よりも簡単かつ短時間で操舵角度を検出（推定）できる。バーニア演算により拡張された基準角度から操舵角度の中立点を含む中立周期を特定し、記憶されている中立点値に基づいて中立点を特定しているので、中立点を特定された操舵角度を検出（推定）することができる。

【0019】

本発明の車両用舵角検出装置を電動パワーステアリング装置に搭載すれば、中立点を特定された操舵角度に基づいて操舵アシスト制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。

【図2】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の全体構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の演算処理の構成例を示すブロック図である。

【図5】本発明の演算処理の動作例を示すフローチャートである。

【図6】バーニア演算を説明するための波形図である。

【図7】バーニア演算を説明するための波形図である。

【図8】ステアリングシャフト角度とＳＡＴの関係の一例を示す特性図である。

【図9】ステアリングシャフト角度と基準角度の関係の一例を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）にて、ハンドル角度を検出するため、従来は専用の操舵角度センサを搭載してきた。しかし近年、信頼性向上や機能冗長化、コストダウン等の要求から、トルクセンサとしても機能させることのできる角度センサを搭載する場合が出てきている。この場合、トルクセンサとして必要となる高い分解能を得るために、例えばステアリングシャフト４０ｄｅｇ周期や２０ｄｅｇ周期などの角度センサを搭載している。本発明は、このような４０ｄｅｇ周期や２０ｄｅｇ周期のステアリングシャフトの角度情報と、ステアリングシャフトに減速機構（減速歯車）を介して接続されているモータの回転角センサ(例えばレゾルバ)からの角度情報とからバーニア演算を行い、４０ｄｅｇや２０ｄｅｇよりも広範囲(例えば２４０ｄｅｇ周期)の角度情報（基準角度）を得て、従来よりも簡単な構成と処理により短時間で、操舵角度を検出するようにしている。

【0022】

具体的には、ステアリングシャフト角度センサ（トルクセンサ）からの角度信号と、回転角センサ（レゾルバ）からの角度信号とをバーニア演算により拡張し、拡張された基準角度から凡そ操舵角度の中立点を含むであろう中立周期を特定する。拡張された基準角度は十分に広いハンドル角度範囲を検出できるため、例えば中立点特有の「走行中はＳＡＴ値≒０」を含む周期を、中立点を含む中立周期と推定することもできる。これは、車両走行中であれば即時に判断することが可能であり、非常に簡単な処理で、短時間のうちに完了することができる。また、中立点を含む中立周期のどこに本当の中立点があるか、を事前にＥＥＰＲＯＭなどの記憶部に記憶しておくことで、中立点を含む中立周期を特定でき次第、同時に中立点も特定することが可能となる。

【0023】

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

【0024】

図３は本発明の全体構成を示しており、ハンドル１に連結されているステアリングシャフト２にはステアリングシャフト角度センサ（トルクセンサ）２２が設けられ、ステアリングシャフト２に減速ギア３を介して設けられているモータ２０には、モータ回転角センサ（レゾルバ）２１が取付けられている。図３では、ステアリングシャフト角度センサ２２はステアリングシャフト２のハンドル１側に設けられているが、ピニオン側に設けられていても良い。モータ回転角センサ２１で検出されたモータ角度Ａｍ及びステアリングシャフト角度センサ２２で検出されたステアリングシャフト角度Ａｓはバーニア演算部１００に入力され、バーニア演算部１００はモータ角度Ａｍ及びステアリングシャフト角度Ａｓに基づいて、広範囲（例えば２４０ｄｅｇ周期）の基準角度Ａｖを演算する。

【0025】

図４は操舵角度検出の演算処理の構成例を示しており、ステアリングシャフト角度Ａｓ（例えば４０ｄｅｇ周期）及びモータ角度Ａｍ（電気角周期）はバーニア演算部１００に入力され、演算された基準角度Ａｖは中立周期特定部１１０に入力される。中立周期特定部１１０には、推定若しくは測定されたＳＡＴ値ＳＡＴｖが入力されている。また、中立周期特定部１１０で、中立点を含む中立周期を特定された角度信号Ａｖｎは中立点特定部１２０に、記憶部（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶されている中立点値Ｎｐと共に入力され、中立点特定部１２０は特定された中立点を含む操舵角度Ｓａｇ（±∞ｄｅｇ）を出力する。

【0026】

このような構成において、その動作例を図５のフローチャートを参照して説明する。

【0027】

本例では、モータ減速比“１８．５”、モータ極対数“３”の場合を想定して説明する。組合せはこれ以外でも可能であり、例えばモータ減速比だと“１６”、“２０．５”、“２０．３３３・・・”(＝６１÷３)などであり、モータ極対数だと“２”、“４”、“５”などである。モータ減速比とモータ極対数の組合せによって、バーニア演算後に得られる基準角度Ａｖの角度範囲は決まる。また、ステアリングシャフト角度センサ２２から得られるステアリングシャフト角度Ａｓの周期を４０ｄｅｇ周期とし、モータ２０の回転角センサ２１から得られるモータ角度Ａｍの周期を３６０ｄｅｇ周期の電気角度信号とする。これら周期（４０ｄｅｇ周期、３６０ｄｅｇ周期）も一例であり、他の周期信号の関係を用いることも可能である。

【0028】

バーニア演算部１００は、先ずステアリングシャフト角度Ａｓを入力し（ステップＳ１）、モータ角度Ａｍを入力する（ステップＳ２）。この入力の順番は、逆であっても良い。バーニア演算部１００は、ステアリングシャフト角度Ａｓ及びモータ角度Ａｍに基づいてバーニア演算を行う（ステップＳ３）。

【0029】

バーニア演算の目的は、ステアリングシャフト角度Ａｓとモータ角度Ａｍを使い、どちらよりも周期の長い角度信号の基準角度Ａｖを演算することである。バーニア演算の手順では、先ずシステム固有値として事前に以下の値を設定しておく。
（１）モータ角度Ａｍの最大値をステアリングシャフト角度Ａｓの単位に統一させＡｍ'ｍとする。即ち、最大値Ａｍ'ｍ＝３６０÷３÷１８．５≒６．４８６・・・である。
（２）また、ステアリングシャフト角度Ａｓの最大値をＡｓｍ（＝４０）とする。（３）次に、最大値Ａｍ'ｍと最大値Ａｓｍとの最小公倍数をＡｌとすると、最小公倍数Ａｌ＝ＬＣＭ(Ａｍ'ｍ, Ａｓｍ)＝２４０である。
（４）最小公倍数Ａｌを最大値Ａｓｍで除算してＡｃとすると、除算結果Ａｃ＝Ａｌ÷Ａｓｍ＝６となる。
（５）更に、最大値Ａｍ'ｍを除算結果Ａｃで除算してＡｐとすると、除算結果Ａｐ＝Ａｍ'ｍ÷Ａｃ＝１．０８１・・・となる。

以上より、システム固有値としてモータ角度Ａｍの最大値Ａｍ'ｍ、ステアリングシャフト角度Ａｓの最大値Ａｓｍ、最小公倍数をＡｌ、最小公倍数Ａｌに対する除算結果Ａｃ、最大値Ａｍ'ｍに対する除算結果Ａｐが求められる。

【0030】

次に、以上のようにして求められたシステム固有値を用いて下記演算（ａ）〜（ｄ）を行い、インデックス値Ａｉを求める。
（ａ）モータ角度Ａｍをステアリングシャフト角度Ａｓの単位に統一させＡｍ'とする。即ち、モータ角度Ａｍ'＝Ａｍ÷３÷１８．５である。
（ｂ）ステアリングシャフト角度Ａｓを最大値Ａｍ'ｍで剰余しＡｓ'とする。即ち、剰余値Ａｓ'＝ｍｏｄ(Ａｓ, Ａｍ'ｍ)である。
（ｃ）モータ角度Ａｍ'と剰余値Ａｓ'の差に“Ａｐ÷２”を加算した値を、最大値Ａｍ'ｍで剰余しＡｄとする。即ち、剰余値Ａｄ＝ｍｏｄ(Ａｍ'−Ａｓ'＋Ａｐ÷２, Ａｍ'ｍ)である。
（ｄ）剰余値Ａｄを除算結果Ａｐで除算し、小数点以下を切り捨てた値をインデックス値Ａｉとする。即ち、インデックス値Ａｉ＝ＩＮＴ(Ａｄ÷Ａｐ)である。

バーニア演算部１００は、上述のようにして求めたインデックス値Ａｉ、ステアリングシャフト角度Ａｓ及び最大値Ａｓｍを用いて下記数１の演算を行い、拡張された角度信号の基準角度Ａｖを求め、基準角度Ａｖを出力する（ステップＳ４）。
（数１）
Ａｖ＝Ａｓ＋Ａｓｍ×Ａｉ

ハンドル角度に対するモータ角度Ａｍ'、剰余値Ａｓ'、剰余値Ａｄ及びインデックス値Ａｉの関係は、例えば図６に示すようになっている。また、ハンドル角度に対するステアリングシャフト角度Ａｓ、基準角度Ａｖ及びインデックス値Ａｉの関係は、例えば図７に示すようになっている。

【0031】

基準角度Ａｖは中立周期特定部１１０に入力され、推定若しくは測定されたＳＡＴ値ＳＡＴｖも中立周期特定部１１０に入力される（ステップＳ５）。中立周期特定部１１０は、ＳＡＴ値ＳＡＴｖに基づいて基準角度Ａｖの中立周期を特定する（ステップＳ６）。特定終了となるまで、中立周期の特定が継続される（ステップＳ７）。ハンドル角度とＳＡＴ値ＳＡＴｖとの関係例を図８に示す。車速に応じて傾きが変わるため、一例として５０ｋｍ／ｈ及び１００ｋｍ／ｈを示している。この図８から分かるように、ＳＡＴ値ＳＡＴｖはハンドル角度が０ｄｅｇで凡そ０を示す。よって、ＳＡＴ値ＳＡＴｖが０を示すハンドル角度を中立点として扱うことができる。ＳＡＴ値ＳＡＴｖは公知の手法で推定しても良いし、直接測定して求めても良い。

【0032】

いま仮に、上述した２４０ｄｅｇ周期のバーニア演算した基準角度Ａｖが、ハンドル角度の−１００ｄｅｇ〜＋１４０ｄｅｇに位置しているとした場合、ハンドル角度と基準角度Ａｖの関係は図９のようになる。このとき、ハンドル角度が−３４０〜−１００ｄｅｇの場合、図８から分かるようにＳＡＴ値ＳＡＴｖが０を示すことはなく、この範囲に中立点が無いと判断できる。同様に、ハンドル角度が１４０〜３８０ｄｅｇの場合も、中立点が無いと判断できる。一方、ハンドル角度が−１００〜１４０ｄｅｇの場合、ＳＡＴ値ＳＡＴｖが０や０付近を示すことがあり、この瞬間に、このハンドル角度の範囲に中立点があると判断できる。これらは、ハンドル角度の広い範囲において周期的に０〜２４０ｄｅｇの変化を繰り返す基準角度Ａｖの各周期の内の、どの周期にハンドル中立点が含まれているのかを容易に検出できることを示している。

【0033】

上述のようにして中立周期の特定が終了すると（ステップＳ７）、中立周期を特定され中立点を含む中立周期の角度信号Ａｖｎは中立点特定部１２０に入力され、中立点特定部１２０は、ＥＣＵ内等の記憶部（例えばＥＥＰＲＯＭ）から中立点値Ｎｐを読み出して入力する（ステップＳ１０）。記憶部には事前に、ハンドル中立点の基準角度Ａｖの値を中立点値Ｎｐとして記憶させておく。例えば図９の場合、１００ｄｅｇという値を中立点値Ｎｐとして記憶しておき、先に求まった中立点を含む角度信号Ａｖｎの周期の中から、角度信号Ａｖｎが１００ｄｅｇを示すところを中立点として特定すれば良い（ステップＳ１１）。このようにすることで、中立点の推定に最も時間のかかる推定精度の高い処理を省略することができ、より短時間で中立点を特定することが可能となる。

【0034】

中立点特定部１２０が中立点値Ｎｐに基づいて中立点を特定した後（ステップＳ１２）、操舵角度Ｓａｇを出力する（ステップＳ１３）。操舵角度Ｓａｇに基づいて、電動パワーステアリング装置は操舵アシスト制御を行う。

【0035】

即ち、上述の車両用舵角検出装置を搭載し、当該車両用舵角検出装置で検出した操舵角度Ｓａｇに基づいて操舵アシスト制御を行う。また、操舵角度Ｓａｇを他の既存の操舵角センサの出力する角度信号と比較することにより、お互いの出力を相互に監視するようにしても良い。異常若しくは故障が発生した場合には、操舵角度Ｓａｇと他の操舵角センサの角度信号との比較により、異常若しくは故障を即時に検出することができる。

【符号の説明】

【0036】

１ ハンドル（ステアリングホイール）
２ ステアリングシャフト（コラム軸、ハンドル軸）
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
２０ モータ
２１ モータ回転角センサ（レゾルバ）
２２ ステアリングシャフト角度センサ（トルクセンサ）
３０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１ 電流指令値演算部
３３ 電流制限部
３４ 補償部
３５ ＰＩ制御部
３６ ＰＷＭ制御部
３７ インバータ
４０ ＣＡＮ
４１ 非ＣＡＮ
１００ バーニア演算部
１１０ 中立周期特定部
１２０ 中立点特定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】