(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクが入力されることでねじれが発生するトーションバーで連結された第１回転軸と第２回転軸との相対的な変位を、インピーダンスの変化に反映させて検出する少なくとも２組のコイル対と、
それぞれの前記コイル対に対応して別個に設けられ、異なる励磁周波数でそれぞれの前記コイル対に励磁信号を供給する複数の発振部と、
それぞれの前記コイル対に対応して別個に設けられ、それぞれの前記コイル対の出力信号を信号処理してトルク検出信号を出力するトルク検出機能を有する信号処理部と、
前記トルク検出機能の異常を定常的に監視する監視部と、
前記トルク検出機能が作動する前に、前記監視部に対して診断用の信号を入力し、前記監視部が正常に動作していることを確認する初期診断部と、を備え、
前記励磁周波数の差である励磁周波数差が、３．５ｋＨｚ以上に設定されており、
前記初期診断部は、前記監視部に対し、前記診断用の信号として正常信号と異常信号とを交互に入力し、
前記正常信号の入力時に、前記監視部が入力信号に対して正常診断し、前記異常信号の入力時に、前記監視部が入力信号に対して異常診断したとき、前記監視部が正常に動作していると判断することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記励磁周波数差は、検出されるトルク信号の周波数帯域における最大値よりも大きく設定されており、
前記信号処理部は、前記励磁周波数差に相当する周波数の通過を阻害すると共に、前記最大値に相当する周波数を通過するローパスフィルタをそれぞれ含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】
前記初期診断部は、前記監視部に対し、前記診断用の信号を、前記正常信号、前記異常信号、前記正常信号の順に入力することを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
前記監視部は、前記励磁信号の波形を監視する励磁信号監視部であり、
前記初期診断部は、前記励磁信号監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記励磁信号に代えて、前記励磁信号の理想波形を有する正常信号と、当該正常信号とは周波数の異なる異常信号とを入力することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項５】
前記初期診断部は、前記異常信号として、前記正常信号に対して周波数が１／２となる信号を入力することを特徴とする請求項４に記載のトルク検出装置。
【請求項６】
前記監視部は、前記トルク検出信号が前記励磁信号に対して移相しているか否かを監視する位相監視部であり、
前記初期診断部は、前記位相監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記トルク検出信号に代えて、前記励磁信号と、移相回路を介して前記励磁信号を移相させた信号とを入力することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、前記トルク検出信号をＡＤ変換して出力するように構成されており、
前記監視部は、監視対象の電圧値をＡＤ変換した後の出力値を監視するＡＤＣ監視部であり、
前記初期診断部は、前記ＡＤＣ監視部の前記診断用の信号として、前記監視対象の電圧値に代えて、前記トルク検出信号の電圧値の通常使用域において、当該通常使用域の中央電圧値を含む複数の正常電圧値と、前記正常電圧値とは異なる複数の異常電圧値とを入力することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項８】
前記発振部は、クロック信号を分周して前記励磁周波数のパルスを生成するカウンタを備えており、
前記監視部は、ＣＲ発振器と、予め前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記クロック信号で計数し、記憶しておくパルス幅記憶部とを備え、前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記クロック信号で計数し、その計数値を前記パルス幅記憶部に記憶された出力パルスの幅と比較することで、前記クロック信号の異常を監視するクロック監視部であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項９】
前記初期診断部は、前記クロック監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記クロック信号に代えて、前記カウンタが生成した前記励磁周波数のパルスを入力したときに、前記クロック監視部が、前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記カウンタが生成した前記励磁周波数のパルスで計数し、これを前記パルス幅記憶部に記憶された出力パルスの幅と比較した結果、異常診断したとき、当該クロック監視部が正常に動作していると判断することを特徴とする請求項８に記載のトルク検出装置。
【請求項１０】
前記発振部は、前記コイル対に対する正弦波の前記励磁信号をクロックパルスに基づいて生成するものであり、
前記監視部は、前記発振部から出力される励磁信号を入力する監視用ローパスフィルタを備え、該監視用ローパスフィルタのフィルタ出力の振幅変動を前記クロックパルスの周波数変動として検出するクロック周波数変動監視部であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項１１】
前記クロック周波数変動監視部は、前記監視用ローパスフィルタのフィルタ出力の上側半波及び下側半波の少なくとも一方のピーク値が、正常振幅範囲内にあるか否かを検出する構成を有することを特徴とする請求項１０に記載のトルク検出装置。
【請求項１２】
前記初期診断部は、通常クロック信号と当該通常クロック信号とは異なる励磁周波数の異常クロック信号とを選択して前記発振部に供給するクロック周波数選択部を備え、
前記クロック周波数選択部の前記診断用の信号として、前記通常クロック信号及び異常クロック信号を前記発振部に供給したときの前記クロック周波数変動監視部の監視出力結果に基づいて当該クロック周波数変動監視部を診断することを特徴とする請求項１１に記載のトルク検出装置。
【請求項１３】
前記異常クロック信号は、前記通常クロック信号の許容上限周波数より高い周波数の異常高周波数クロック信号と、前記通常クロック信号の許容下限周波数より低い周波数の異常低周波数クロック信号との２種類で構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のトルク検出装置。
【請求項１４】
前記信号処理部は、
前記トルクに対応するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号のゲイン及びオフセット量を補正するためのゲイン補正値及びオフセット量補正値を予め記憶する記憶部と、
前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号を、前記記憶部に記憶されたゲイン補正値及びオフセット量補正値で補正し、前記トルク検出信号として出力する第１の補正演算部と、を備えることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項１５】
前記信号処理部は、
前記トルクに対応するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号のゲイン及びオフセット量を補正するためのゲイン補正値及びオフセット量補正値を予め記憶する記憶部と、
前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号を、前記記憶部に記憶されたゲイン補正値及びオフセット量補正値で補正し、前記トルク検出信号として出力する第１の補正演算部と、
前記第１の補正演算部と同一の補正演算処理を行う第２の補正演算部を備え、
前記監視部は、前記第１の補正演算部と前記第２の補正演算部とに同一信号を入力し、両者の演算結果を比較して、前記第１の補正演算部の演算ロジックが正常に機能しているか否かを監視する演算ロジック監視部であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項１６】
前記初期診断部は、前記演算ロジック監視部の前記診断用の信号として、前記第２の補正演算部に前記第１の補正演算部とは異なる信号を入力したときの両者の演算結果が異なることを確認することで、前記演算ロジック監視部が正常に機能していることを確認することを特徴とする請求項１５に記載のトルク検出装置。
【請求項１７】
前記初期診断部は、前記第２の補正演算部に入力する前記第１の補正演算部とは異なる信号として、前記第１の補正演算部の入力信号の反転信号を用いることを特徴とする請求項１６に記載のトルク検出装置。
【請求項１８】
前記信号処理部は、２組の前記コイル対に対応して設けられ、それぞれ前記コイル対の出力信号に基づいてメイントルク信号を出力するように構成されており、
前記監視部による異常診断結果を含む診断情報を出力する診断情報出力部を備えることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項１９】
前記信号処理部は、前記コイル対の出力信号に基づいて前記メイントルク信号及びサブトルク信号を演算し、前記メイントルク信号のみを出力するように構成されており、
前記監視部は、前記メイントルク信号と前記サブトルク信号との比較によって、前記信号処理部の異常を監視するトルク信号監視部であることを特徴とする請求項１８に記載のトルク検出装置。
【請求項２０】
前記診断情報出力部は、前記診断情報として、前記監視部による異常診断結果が正常であること、前記監視部による異常診断結果が異常であること、及び前記初期診断部による初期診断中であることの少なくとも３種の情報を出力することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のトルク検出装置。
【請求項２１】
前記診断情報出力部は、前記診断情報として、前記監視部による異常診断結果が正常である場合には一定周期のパルス信号、前記監視部による異常診断結果が異常である場合にはＨレベルの信号、前記初期診断部による初期診断中である場合にはＬレベルの信号を出力することを特徴とする請求項２０に記載のトルク検出装置。
【請求項２２】
ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する前記請求項１〜２１の何れか１項に記載のトルク検出装置と、
少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与すべく、電動モータを駆動制御するモータ制御部と、を備え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、回転軸に作用するトルクを検出するトルク検出装置、及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいてアシスト力を決定し、電動モータを駆動制御するのが一般的である。このトルクセンサの異常は操舵補助制御に大きな影響を与えるため、トルクセンサシステムを２重で構成し、１系統に異常が発生しても、もう１系統に切り替えることで、その機能を継続させるのが望ましい。
しかしながら、トルクを検出する部位はトーションバーの周囲が主であり、この部位はスペースが乏しい。そのため、上記２重系を構築するためには同軸上のほぼ隣り合った位置に２系統分を配置しなければならない。【０００３】
ところで、従来のトルクセンサとしては、回転軸に作用しているトルクをコイルのインピーダンス変化に反映させ、そのインピーダンス変化を検出することにより前記トルクを検出するコイル式のものが広く用いられている。ところが、このようなコイル式のトルクセンサを、上述したように同軸上のほぼ隣り合った位置に２系統分配置した場合、２系統間で互いに干渉しあう磁気結合が発生してしまい、その結果、通常使用時にトルク信号が精度の悪いものとなってしまう。【０００４】
そこで、複数のコイル対を用いることにより発生する磁束の干渉による影響を低減するものとして、例えば特許文献１の技術がある。この技術は、２組のコイル対にそれぞれ供給する励磁電流の励磁周波数に差を設けると共に、当該励磁周波数差に相当する周波数の通過を阻害するローパスフィルタを備えることで、励磁周波数差に起因するビート（うなり）周波数で発振するＡＭ変調ノイズを低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９０６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、励磁周波数差を適切に設定しないと、コイル間の干渉が大きくなってしまい、安定したトルク値を効果的に得ることができない。そのため、電動パワーステアリング装置において、安定した操舵補助制御を行うことが困難となる場合がある。
そこで、本発明は、安定したトルク信号が高精度で得られるトルク検出装置、及びそのトルク検出装置を用いた電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るトルク検出装置の第１の態様は、トルクが入力されることでねじれが発生するトーションバーで連結された第１回転軸と第２回転軸との相対的な変位を、インピーダンスの変化に反映させて検出する少なくとも２組のコイル対と、それぞれの前記コイル対に対応して別個に設けられ、異なる励磁周波数でそれぞれの前記コイル対に励磁信号を供給する複数の発振部と、それぞれの前記コイル対に対応して別個に設けられ、それぞれの前記コイル対の出力信号を信号処理してトルク検出信号を出力するトルク検出機能を有する信号処理部と、前記トルク検出機能の異常を定常的に監視する監視部と、前記トルク検出機能が作動する前に、前記監視部に対して診断用の信号を入力し、前記監視部が正常に動作していることを確認する初期診断部と、を備え、前記励磁周波数の差である励磁周波数差が、３．５ｋＨｚ以上に設定されており、前記初期診断部は、前記監視部に対し、前記診断用の信号として正常信号と異常信号とを交互に入力し、前記正常信号の入力時に、前記監視部が入力信号に対して正常診断し、前記異常信号の入力時に、前記監視部が入力信号に対して異常診断したとき、前記監視部が正常に動作していると判断することを特徴としている。
【０００８】
また、第２の態様は、前記励磁周波数差が、検出されるトルク信号の周波数帯域における最大値よりも大きく設定されており、前記信号処理部は、前記励磁周波数差に相当する周波数の通過を阻害すると共に、前記最大値に相当する周波数を通過するローパスフィルタをそれぞれ含んで構成されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、第３の態様は、前記初期診断部が、前記監視部に対し、前記診断用の信号を、前記正常信号、前記異常信号、前記正常信号の順に入力することを特徴としている。
【００１０】
また、第４の態様は、前記監視部が、前記励磁信号の波形を監視する励磁信号監視部であり、前記初期診断部は、前記励磁信号監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記励磁信号に代えて、前記励磁信号の理想波形を有する正常信号と、当該正常信号とは周波数の異なる異常信号とを入力することを特徴としている。
さらに、第５の態様は、前記初期診断部が、前記異常信号として、前記正常信号に対して周波数が１／２となる信号を入力することを特徴としている。
【００１１】
また、第６の態様は、前記監視部が、前記トルク検出信号が前記励磁信号に対して移相しているか否かを監視する位相監視部であり、前記初期診断部は、前記位相監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記トルク検出信号に代えて、前記励磁信号と、移相回路を介して前記励磁信号を移相させた信号とを入力することを特徴としている。
【００１２】
さらにまた、第７の態様は、前記信号処理部が、前記トルク検出信号をＡＤ変換して出力するように構成されており、前記監視部が、監視対象の電圧値をＡＤ変換した後の出力値を監視するＡＤＣ監視部である。そして、前記初期診断部は、前記ＡＤＣ監視部の前記診断用の信号として、前記監視対象の電圧値に代えて、前記トルク検出信号の電圧値の通常使用域において、当該通常使用域の中央電圧値を含む複数の正常電圧値と、前記正常電圧値とは異なる複数の異常電圧値とを入力することを特徴としている。
【００１３】
また、第８の態様は、前記発振部が、クロック信号を分周して前記励磁周波数のパルスを生成するカウンタを備えており、前記監視部が、ＣＲ発振器と、予め前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記クロック信号で計数し、記憶しておくパルス幅記憶部とを備え、前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記クロック信号で計数し、その計数値を前記パルス幅記憶部に記憶された出力パルスの幅と比較することで、前記クロック信号の異常を監視するクロック監視部であることを特徴としている。
【００１４】
さらに、第９の態様は、前記初期診断部が、前記クロック監視部の前記診断用の信号として、監視対象である前記クロック信号に代えて、前記カウンタが生成した前記励磁周波数のパルスを入力したときに、前記クロック監視部が、前記ＣＲ発振器の出力パルスの幅を前記カウンタが生成した前記励磁周波数のパルスで計数し、これを前記パルス幅記憶部に記憶された出力パルスの幅と比較した結果、異常診断したとき、当該クロック監視部が正常に動作していると判断することを特徴としている。
【００１５】
また、第１０の態様は、前記発振部が、前記コイル対に対する正弦波の前記励磁信号をクロックパルスに基づいて生成するものであり、前記監視部が、前記発振部から出力される励磁信号を入力する監視用ローパスフィルタを備え、該監視用ローパスフィルタのフィルタ出力の振幅変動を前記クロックパルスの周波数変動として検出するクロック周波数変動監視部であることを特徴としている。
さらにまた、第１１の態様は、前記クロック周波数変動監視部が、前記監視用ローパスフィルタのフィルタ出力の上側半波及び下側半波の少なくとも一方のピーク値が、正常振幅範囲内にあるか否かを検出する構成を有することを特徴としている。
【００１６】
また、第１２の態様は、前記初期診断部が、通常クロック信号と当該通常クロック信号とは異なる励磁周波数の異常クロック信号とを選択して前記発振部に供給するクロック周波数選択部を備え、前記クロック周波数選択部の前記診断用の信号として、前記通常クロック信号及び異常クロック信号を前記発振部に供給したときの前記クロック周波数変動監視部の監視出力結果に基づいて当該クロック周波数変動監視部を診断することを特徴としている。
【００１７】
さらに、第１３の態様は、前記異常クロック信号が、前記通常クロック信号の許容上限周波数より高い周波数の異常高周波数クロック信号と、前記通常クロック信号の許容下限周波数より低い周波数の異常低周波数クロック信号との２種類で構成されていることを特徴としている。
さらに、第１４の態様は、前記信号処理部が、前記トルクに対応するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号のゲイン及びオフセット量を補正するためのゲイン補正値及びオフセット量補正値を予め記憶する記憶部と、前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号を、前記記憶部に記憶されたゲイン補正値及びオフセット量補正値で補正し、前記トルク検出信号として出力する第１の補正演算部と、を備えることを特徴としている。
【００１８】
また、第１５の態様は、前記信号処理部が、前記トルクに対応するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号のゲイン及びオフセット量を補正するためのゲイン補正値及びオフセット量補正値を予め記憶する記憶部と、前記ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号を、前記記憶部に記憶されたゲイン補正値及びオフセット量補正値で補正し、前記トルク検出信号として出力する第１の補正演算部と、前記第１の補正演算部と同一の補正演算処理を行う第２の補正演算部を備える。そして、前記監視部が、前記第１の補正演算部と前記第２の補正演算部とに同一信号を入力し、両者の演算結果を比較して、前記第１の補正演算部の演算ロジックが正常に機能しているか否かを監視する演算ロジック監視部であることを特徴としている。
【００１９】
また、第１６の態様は、前記初期診断部が、前記演算ロジック監視部の前記診断用の信号として、前記第２の補正演算部に前記第１の補正演算部とは異なる信号を入力したときの両者の演算結果が異なることを確認することで、前記演算ロジック監視部が正常に機能していることを確認することを特徴としている。
さらに、第１７の態様は、前記初期診断部が、前記第２の補正演算部に入力する前記第１の補正演算部とは異なる信号として、前記第１の補正演算部の入力信号の反転信号を用いることを特徴としている。
【００２０】
また、第１８の態様は、前記監視部による異常診断結果を含む診断情報を出力する診断情報出力部を備えることを特徴としている。
さらにまた、第１９の態様は、前記信号処理部が、２組の前記コイル対と、当該２組の前記コイル対のそれぞれに直列接続された抵抗体とで成る２つのブリッジ回路にそれぞれ交流信号を印加し、前記各ブリッジ回路の差分信号を検出して前記メイントルク信号及びサブトルク信号を演算し、前記メイントルク信号のみを出力するように構成されており、前記監視部は、前記メイントルク信号と前記サブトルク信号との比較によって、前記信号処理部の異常を監視するトルク信号監視部であることを特徴としている。
【００２１】
また、第２０の態様は、前記診断情報出力部が、前記診断情報として、前記監視部による異常診断結果が正常であること、前記監視部による異常診断結果が異常であること、及び前記初期診断部による初期診断中であることの少なくとも３種の情報を出力することを特徴としている。
さらに、第２１の態様は、前記診断情報出力部が、前記診断情報として、前記監視部による異常診断結果が正常である場合には一定周期のパルス信号、前記監視部による異常診断結果が異常である場合にはＨレベルの信号、前記初期診断部による初期診断中である場合にはＬレベルの信号を出力することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の態様は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する前記第１の態様〜第２１の態様の何れかのトルク検出装置と、少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与すべく、電動モータを駆動制御するモータ制御部と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のトルク検出装置では、コイル対、発振部及び信号処理部を２系統以上備え、励磁周波数差を３．５ｋＨｚ以上に設定するので、それぞれのコイルが発生する磁束の干渉に起因するトルク信号の重畳成分を効果的に減衰することができる。そのため、高精度で安定したトルク信号が得られる。
したがって、上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置では、安定した操舵補助制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
【図２】第１の実施形態のトルク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】トルクセンサを構成するコイル周辺図である。
【図４】励磁周波数差と磁気干渉との関係を示す図である。
【図５】励磁周波数差の違いによるセンサ出力波形の違いを示す図である。
【図６】クロック監視部の構成を示すブロック図である。
【図７】±６％変動時の励磁周波数差を示す図である。
【図８】±１０％変動時の励磁周波数差を示す図である。
【図９】第２の実施形態のトルク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】初期診断方法の概念を説明するためのブロック図である。
【図１１】初期診断処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】励磁信号監視部の構成を示す図である。
【図１３】励磁信号監視部の初期診断用の信号波形例を示す図である。
【図１４】位相監視部の構成を示す図である。
【図１５】位相監視部の初期診断時の信号波形例を示す図である。
【図１６】トルク信号監視部の構成を示す図である。
【図１７】第３の実施形態のトルク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】異常検出部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１９】ローパスフィルタのカットオフ周波数と９ｋＨｚ時ピーク値との差電圧との関係を示す特性線図である。
【図２０】ローパスフィルタのフィルタ出力の説明図である。
【図２１】第４の実施形態における監視部診断部を示すブロック図である。
【図２２】監視部診断部で実行する初期診断処理を示すフローチャートである。
【図２３】第５の実施形態のトルク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】ゲイン設定値及びオフセット設定値を示す図である。
【図２５】トルク演算部の構成を示すブロック図である。
【図２６】第６の実施形態のトルク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】診断信号Ｓ１，Ｓ２を示す図である。
【図２８】トルク信号Ｔｍ１，Ｔｍ２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
図中、符号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入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する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、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は後述するトルク検出装置３０が備えるトルクセンサ２０を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００２６】
そして、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４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９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８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂ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８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００２７】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、補助操舵力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結された減速ギヤ１１と、減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して補助操舵力を発生する電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ２０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ためのもので、図示しないトーションバーで連結された入力軸２ａと出力軸２ｂとの相対的な変位（回転変位）を、コイル対のインピーダンスの変化に対応させて検出するように構成されている。このトルクセンサ２０から出力されるトルク検出値Ｔはコントローラ１５に入力される。
【００２８】
コントローラ１５は、車載のバッテリ１７（例えば、定格電圧が１２Ｖである）から電源供給されることによって作動する。バッテリ１７の負極は接地され、その正極はエンジンを始動するイグニッションスイッチ１８を介してコントローラ１５に接続されると共に、イグニッションスイッチ１８を介さず直接コントローラ１５に接続されている。
コントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖが入力され、これらに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助トルク指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御する。
【００２９】
次に、トルク検出装置３０の構成について詳細に説明する。
図２は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。トルク検出装置３０は、上述したトルクセンサ２０を備える。このトルクセンサ２０は、２組のコイル対２２Ａ，２２Ｂを備える。また、トルクセンサ２０は、図３にそのコイル周辺図を示すように、第１ヨーク８１Ａと、第２ヨーク８１Ｂと、円筒部材８３と、円筒部材８３の外周部にコイル対２２Ａ，２２Ｂと対向するように設けられた複数の窓８３１と、トーションバー８４と、センサシャフト８５とを含む。なお、トーションバー８４と、センサシャフト８５と、ステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂとは、同軸に配置される。
【００３０】
コイル対（第１コイル対）２２Ａは、同一規格の一対のコイル２２Ａａ及び２２Ａｂが組み合わされてコイル対を構成しており、図３に示すように円筒形状の第１ヨーク８１Ａ内に配置される。同様に、コイル対（第２コイル対）２２Ｂは、同一規格の一対のコイル２２Ｂａ及び２２Ｂｂが組み合わされてコイル対を構成しており、図３に示すように円筒形状の第２ヨーク８１Ｂ内に配置される。
また、トルク検出装置３０は、第１コイル対２２Ａ及び第２コイル対２２Ｂにそれぞれ対応して設けられ、各コイル対の出力信号を信号処理する信号処理回路（信号処理部）５９Ａ及び５９Ｂを備える。信号処理回路５９Ａ及び５９Ｂは、コントローラ１５内に設けられている。
【００３１】
第１コイル対２２Ａには、励磁信号生成部６０Ａが接続され、励磁信号生成部６０Ａによって第１コイル対２２Ａを構成するコイル２２Ａａ、２２Ａｂに励磁電流が供給される。また、第２コイル対２２Ｂには、励磁信号生成部６０Ｂが接続され、励磁信号生成部６０Ｂによって第２コイル対２２Ｂを構成するコイル２２Ｂａ、２２Ｂｂに励磁電流が供給される。このように、第１コイル対２２Ａと第２コイル対２２Ｂとは、それぞれ異なる励磁信号生成部から励磁電流が供給される。
【００３２】
励磁信号生成部６０Ａ及び６０Ｂは、それぞれ異なる励磁周波数の交流電流を生成する。ここでは、励磁信号生成部６０Ａの励磁周波数（第１の励磁周波数ｆ１）をＡ［Ｈｚ］、励磁信号生成部６０Ｂの励磁周波数（第２の励磁周波数ｆ２）をＢ［Ｈｚ］とする。また、本実施形態では、励磁信号の生成に際し、クロック周波数をカウントすることでクロック信号を分周し、上記励磁周波数に変換する手法を用いる。
【００３３】
すなわち、トルク検出装置３０は、クロック信号を出力するＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂと、クロック周波数をカウントするカウンタ６３Ａ，６３Ｂと、を備える。ここで、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂとしては、例えば水晶発振器などの市販のクロックを用いる。このような市販のクロックは、その周波数誤差が約２％程度と精度が高いため、センサシステムの性能安定化に大きな効果がある。
なお、この励磁信号生成部６０Ａ，６０Ｂ、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂ及びカウンタ６３Ａ，６３Ｂで発振回路（発振部）を構成している。
【００３４】
第１コイル対２２Ａを構成するコイル２２Ａａ、２２Ａｂの一方の端子は、それぞれ電気抵抗６１Ａａ、６１Ａｂを介して励磁信号生成部６０Ａに接続される。また、第１コイル対２２Ａを構成するコイル２２Ａａ、２２Ａｂの他方の端子は接地される。同様に、第２コイル対２２Ｂを構成するコイル２２Ｂａ、２２Ｂｂの一方の端子は、それぞれ電気抵抗６１Ｂａ、６１Ｂｂを介して励磁信号生成部６０Ｂに接続される。また、第２コイル対２２Ｂを構成するコイル２２Ｂａ、２２Ｂｂの他方の端子は接地される。
【００３５】
第１コイル対２２Ａの出力信号は、第１コイル対２２Ａを構成するコイル２２Ａａ、２２Ａｂの端子電圧であり、第２コイル対２２Ｂの出力信号は、第２コイル対２２Ｂを構成するコイル２２Ｂａ、２２Ｂｂの端子電圧である。これらの出力信号は、それぞれ信号処理回路５９Ａ、５９Ｂに出力される。
信号処理回路５９Ａは、差動アンプ５１Ａ、整流・平滑回路５２Ａ、ローパスフィルタ５３Ａ及びノイズ除去フィルタ５４Ａを有する。また、信号処理回路５９Ｂは、差動アンプ５１Ｂ、整流・平滑回路５２Ｂ、ローパスフィルタ５３Ｂ及びノイズ除去フィルタ５４Ｂを有する。なお、ローパスフィルタ５３Ａ、５３Ｂは、それぞれ整流・平滑回路５２Ａ、５２Ｂに組み込んでもよい。
【００３６】
差動アンプ５１Ａは、第１コイル対２２Ａを構成するコイル２２Ａａ、２２Ａｂの出力差、すなわち、コイル２２Ａａ、２２Ａｂの端子電圧の差（端子電圧差）を増幅して出力する。整流・平滑回路５２Ａは、差動アンプ５１Ａの出力を整流、及び平滑して出力する。整流・平滑回路５２Ａの出力は、ローパスフィルタ５３Ａ及びノイズ除去フィルタ５４Ａを通過することでノイズが除去され、その結果がトルク演算部５６に入力される。
【００３７】
ここで、ローパスフィルタ５３Ａのカットオフ周波数は、各コイル対に供給される励磁電流の励磁周波数の差（励磁周波数差）よりも小さく設定する。これにより、当該励磁周波数差に相当する周波数の通過を阻害する。さらに、ローパスフィルタ５３Ａのカットオフ周波数は、トルクセンサ２０が検出するトルク信号の周波数帯域（トルク信号帯域）における最大値よりも大きく設定する。これにより、当該トルク信号帯域はローパスフィルタ５３Ａを通過する。
なお、信号処理回路５９Ｂは信号処理回路５９Ａと同一構成を有するため、ここでは説明を省略する。
【００３８】
ところで、第１励磁周波数ｆ１と第２励磁周波数ｆ２とに差がある場合、第１コイル対２２Ａが発生する磁束と第２コイル対２２Ｂが発生する磁束とが干渉し、干渉成分のリップルがトルク信号に重畳されてしまう。このリップルは、励磁周波数差（＝｜ｆ１−ｆ２｜）が大きくなるにつれて小さくなる特性を有しており、図４に示すように、励磁周波数差が３．５ｋＨｚ以上でほぼ減衰される。したがって、励磁周波数差が例えば２ｋＨｚである場合には、トルク信号に干渉成分が重畳するため、センサ出力波形は図５（ａ）に示すように周期的に変動したものとなるが、励磁周波数差が３．５ｋＨｚ以上である場合のセンサ出力波形は、図５（ｂ）に示すように変動が殆ど無くなる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、第１励磁周波数ｆ１と第２励磁周波数ｆ２との差である励磁周波数差を３．５ｋＨｚ以上に設定する。
本実施形態において、トルク信号帯域は８０Ｈｚ程度である。したがって、ローパスフィルタ５３Ａ、５３Ｂのカットオフ周波数を、例えば１００Ｈｚとすれば、３．５ｋＨｚ以上の周波数の通過はローパスフィルタ５３Ａ、５３Ｂによって確実に阻害される。
【００４０】
このように、励磁周波数差を、トルク信号帯域における最大値の１０倍以上である３．５ｋＨｚ以上に設定すると共に、ローパスフィルタ５３Ａ、５３Ｂのカットオフ周波数を、トルク信号帯域における最大値と励磁周波数差との間に設定するので、磁気干渉に起因するトルク信号の重畳成分を効果的に低減することができ、トルク信号の精度を向上させることができる。
【００４１】
また、水晶発振器などの高精度な市販のクロックを用いて励磁信号を生成するので、励磁周波数を安定させることができる。第１励磁周波数ｆ１と第２励磁周波数ｆ２とがなんらかの不具合で変動した場合、互いに周波数が接近してしまうことが想定される。そして、このとき、励磁周波数差が上記の３．５ｋＨｚを下回ってしまうと、トルク信号には徐々に干渉成分が重畳し、トルク信号の精度が劣化してしまう。これに対して、本実施形態では、上述したように励磁周波数を安定させることができるため、トルク信号の精度が劣化してしまうのを抑制することができる。
【００４２】
図２に戻って、トルク演算部５６は、ノイズ除去フィルタ５４Ａ又はノイズ除去フィルタ５４Ｂの出力（例えば、平均値）に基づいて、所定の演算を行って操舵系に発生している操舵トルクを求める。電動機制御部５７は、トルク演算部５６の演算結果に基づいて、運転者による操舵トルクを軽減する操舵補助トルクを発生できる駆動電流を電動モータ１２に供給する。
【００４３】
トルク検出装置３０は、第１コイル対２２Ａ及び信号処理回路５９Ａによる第１トルク検出系統と、第２コイル対２２Ｂ及び信号処理回路５９Ｂによる第２トルク検出系統とによって冗長化されている。図１に示す電動パワーステアリング装置では、通常は、第１トルク検出系統又は第２トルク検出系統で検出した操舵トルクに基づいて、操舵補助制御を行うべく電動モータ１２を制御する。一方、第１トルク検出系統又は第２トルク検出系統に不具合が生じた場合には、不具合が生じていない方の系統に切り替えて操舵トルクの検出を継続し、操舵補助制御を継続する。
【００４４】
また、操舵トルクを検出する機能の異常は操舵補助制御に大きな影響を与えるため、コントローラ１５による操舵補助制御の実施中は、定常的に当該トルク検出機能の異常を監視する。ここでは、クロック監視部６５Ａ，６５Ｂを設け、励磁信号を生成するためのＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが正常に動作しているか否かを監視する。
【００４５】
クロック監視部６５Ａ，６５Ｂは、コンデンサ（Ｃ）と抵抗（Ｒ）とを用いて発振させるＣＲ発振器６６Ａ，６６Ｂの出力パルス（ＣＲ発振パルス）を、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが出力するクロック信号を用いて計数し、その結果をＣＲパルス幅記憶部（パルス幅記憶部）６７Ａ，６７Ｂに記憶された初期値と比較することで、クロック周波数が正常であるか否かを判断する。上記初期値は、予め生産時に、初期のばらつきを含むＣＲ発振器６６Ａ，６６Ｂの出力パルスを、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが出力するクロック信号を用いて計数し、ＣＲパルス幅記憶部６７Ａ，６７Ｂに記憶しておく。
【００４６】
図６は、クロック監視部６５Ａの構成を示すブロック図である。なお、クロック監視部６５Ｂの構成は、クロック監視部６５Ａの構成と同一であるため、ここでは説明を省略する。
クロック監視部６５Ａは、ＣＲ発振パルスをクロックで計数するカウンタ６５Ａａと、カウンタ６５Ａａで計数したパルス計数値とＣＲパルス幅記憶部６７Ａに記憶されたＣＲ発振器６６Ａのパルス計数値とを比較する比較回路６５Ａｂ，６５Ａｃと、比較回路６５Ａｂ，６５Ａｃの出力が入力されるＯＲ回路６５Ａｄと、を備える。
【００４７】
このような構成により、ＯＲ回路６５Ａｄの出力信号は、カウンタ６５Ａａで計数したパルス計数値とＣＲパルス幅記憶部６７Ａに記憶されたＣＲ発振器６６Ａのパルス計数値とが等しいときに、クロック周波数が正常であることを示す“０”となる。そして、カウンタ６５Ａａで計数したパルス計数値とＣＲパルス幅記憶部６７Ａに記憶されたＣＲ発振器６６Ａのパルス計数値とが異なるときに、クロック周波数が異常であることを示す“１”となる。
【００４８】
一般に、クロック周波数の精度を監視するためには、監視用のクロックを別に設け、両者の差からクロック周波数の正しさを監視する手法が用いられる。ところが、この手法を用いた場合、ＣＬＫ６２Ａのように予め精度の高いクロックを用いたセンサシステムでは、そのクロック周波数の精度を監視するために、同様に精度の高いクロックを監視用のクロックとして用意しなければならず、コストが嵩む。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、安価なＣＲ発振器６６Ａとの組合せで高精度なＣＬＫ６２Ａのクロック周波数の監視が可能である。そのため、監視用として高価なクロックを別に設ける必要がなくなり、その分のコストを削減することができる。
また、市販の抵抗は、高精度品であれば誤差は１％程度であるが、市販のコンデンサは高精度品を用いても誤差が５％程度ある。そのため、これらの誤差を含むことによるＣＲ発振器のばらつきを勘案すると、ＣＲ発振器の出力パルスとクロック信号との単純な比較では、約２％以下等の高精度な監視は行えない。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、ばらつきを含むＣＲ発振器の出力パルスを、常時、クロックで計数し、生産時に同様の方法で予め計数しておいた値（初期値）と比較することで、クロック周波数を監視する。これにより、ＣＲの温度特性分の変化を考慮した部分まで監視精度が上げられることになる。すなわち、監視精度は３％程度まで向上できる。なお、現実的には、２倍の６％程度が許容できれば良いと考えられる。
【００５１】
また、クロック監視部６５Ａは、クロック周波数の監視機能が正常に動作しているか否かを診断するための初期診断機能を有する。この初期診断は、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、コントローラ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動する。なお、初期診断中は、初期診断中フラグを立てるなどにより、コントローラ１５がトルクセンサ信号を使用できないようにする（操舵補助制御を実施できないようにする）。
【００５２】
クロック監視部６５Ａは、初期診断部として、カウンタ６５Ａａのクロック入力端子の前段にスイッチＳＷ１及びＳＷ２を備える。これらスイッチＳＷ１及びＳＷ２は、信号選択指令に従って何れか一方がオンされるように構成されており、通常のクロック周波数監視状態（定常診断モード）ではスイッチＳＷ１がオン、初期診断モードではスイッチＳＷ２がオンされるものとする。
【００５３】
すなわち、定常診断モードでは、カウンタ６５Ａａで用いるクロックとしてＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが出力するクロックパルスが入力される。そして、トルク検出装置３０によるトルク検出機能が作動する前（特に発振回路が作動する前）の初期診断モードでは、カウンタ６５Ａａで用いるクロックとして、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが出力するクロックパルスに代えて、カウンタ６３Ａが出力するカウンタパルスが入力される。
【００５４】
このように、初期診断モードでは、敢えて異常な信号を用いてＣＲ発振器６６Ａのパルス計数値を求める。そして、この異常信号入力時に、ＯＲ回路６５Ａｄの出力信号が“１”となることを確認することで、クロック周波数の監視機能が正常に動作していることを確認する。
また、この初期診断モードでは、診断用の信号として、正常信号と異常信号とを交互に入力するようにしてもよい。正常信号とは、ＣＬＫ６２Ａ，６２Ｂが出力する理想的なクロックパルスである。異常信号とは、カウンタ６３Ａが出力するカウンタパルスである。更には、初期診断モードにおいて、正常信号、異常信号の後に、再度正常信号を入力するようにしてもよい。
【００５５】
この場合、正常信号の入力時にＯＲ回路６５Ａｄの出力信号が“０”となり、異常信号の入力時にＯＲ回路６５Ａｄの出力信号が“１”となることを確認することで、クロック周波数の監視機能が正常に動作していることを確認する。これにより、初期診断機能が正常に動作しているかを確認することができる。また、診断用の信号が正常に入力できているかも確認することができる。
以上のように、励磁周波数そのものの監視機能を、安価に実現・付加したことにより、より信頼性の高い冗長型トルクセンサシステムが実現できる。
【００５６】
（実施例１）
次に、実施例により第１の実施形態の効果を説明する。
ここでは、第１励磁周波数ｆ１と第２励磁周波数ｆ２との差である励磁周波数差を４．５ｋＨｚ以上に設定した。
第１励磁周波数ｆ１及び第２励磁周波数ｆ２が、それぞれ６％ずつ互いに近寄る側に変動した場合を想定し、そのときの励磁周波数差の変化を調べた。その結果を表１に示す。なお、表１において、数値の単位は［ｋＨｚ］である。
【００５７】
【表１】
0005454691.tif 000002
【００５８】
この表１では、第１励磁周波数ｆ１が８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１１ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、第２励磁周波数ｆ２が６ｋＨｚに設定されている場合に、第１励磁周波数ｆ１が−６％、第２励磁周波数ｆ２が＋６％変動したとき（励磁周波数が±６％変動したとき）の励磁周波数差の変化を示している。
【００５９】
表１を参照すると、励磁周波数差を４ｋＨｚ（ｆ１＝１０ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定していても、±６％変動時には励磁周波数差は３．０４ｋＨｚまで縮まってしまうことがわかる。また、励磁周波数差を５ｋＨｚ（ｆ１＝１１ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定すれば、±６％変動時の励磁周波数差は３．９８ｋＨｚに抑えられる。さらに、励磁周波数差を６ｋＨｚ（ｆ１＝１２ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定すれば、±６％変動時の励磁周波数差は４．９２ｋＨｚに抑えられる。
【００６０】
すなわち、予め設定された励磁周波数差と±６％変動時の励磁周波数差との関係は、図７に示すようになる。
上述したように、トルク信号の重畳成分を減衰させるためには、励磁周波数差は３．５ｋＨｚ以上で安定させる必要がある。そのため、±６％変動時に励磁周波数差が３．５ｋＨｚを下回らないようにするためには、図７からも明らかなように、予め励磁周波数差を４．５ｋＨｚ以上に設定すればよい。
このように、励磁周波数差を４．５ｋＨｚ以上に設定することで、クロック周波数の変動を最低６％まで許容することができる。これにより、トルク信号の重畳成分を安定して減衰させることができ、トルク信号の精度の劣化を抑制することができる。
【００６１】
（実施例２）
次に、別の実施例により第１の実施形態の効果を説明する。
ここでは、第１励磁周波数ｆ１と第２励磁周波数ｆ２との差である励磁周波数差を５．２２ｋＨｚ以上に設定した。
第１励磁周波数ｆ１及び第２励磁周波数ｆ２が、それぞれ１０％ずつ互いに近寄る側に変動した場合を想定し、そのときの励磁周波数差の変化を調べた。その結果を表２に示す。なお、表２において、数値の単位は［ｋＨｚ］である。
【００６２】
【表２】
0005454691.tif 000003
【００６３】
この表２では、第１励磁周波数ｆ１が８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１１ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、第２励磁周波数ｆ２が６ｋＨｚに設定されている場合に、第１励磁周波数ｆ１が−１０％、第２励磁周波数ｆ２が＋１０％変動したとき（励磁周波数が±１０％変動したとき）の励磁周波数差の変化を示している。
【００６４】
表２を参照すると、励磁周波数差を４ｋＨｚ（ｆ１＝１０ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定していても、±１０％変動時には励磁周波数差は２．４ｋＨｚまで縮まってしまうことがわかる。また、励磁周波数差を５ｋＨｚ（ｆ１＝１１ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定していても、±１０％変動時には励磁周波数差は３．３ｋＨｚまで縮まってしまう。そして、励磁周波数差を６ｋＨｚ（ｆ１＝１２ｋＨｚ、ｆ２＝６ｋＨｚ）に設定すれば、±１０％変動時の励磁周波数差は４．２ｋＨｚに抑えられる。
【００６５】
すなわち、予め設定された励磁周波数差と±１０％変動時の励磁周波数差との関係は、図８に示すようになる。
上述したように、トルク信号の重畳成分を減衰させるためには、励磁周波数差は３．５ｋＨｚ以上で安定させる必要がある。そのため、±１０％変動時に励磁周波数差が３．５ｋＨｚを下回らないようにするためには、図８からも明らかなように、予め励磁周波数差を５．２２ｋＨｚ以上に設定すればよい。
【００６６】
このように、励磁周波数差を５．２２ｋＨｚ以上に設定することで、クロック周波数の変動を最低１０％まで許容することができる。すなわち、比較的大きなばらつきを許容することができるため、ＣＲ発振器６６Ａ，６６Ｂの精度の緩和が可能となり、部品単価を下げることができる。そして、これにより、トルク信号の重畳成分を安定して減衰させることができ、トルク信号の精度の劣化を抑制することができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０の構成が異なるものである。
図９は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。この図９では、トルクセンサ２０を構成するコイル対の出力信号に対して信号処理を行ってトルク検出信号を出力する信号処理回路（信号処理部）１４０と、当該信号処理回路１４０の各ブロックにおける異常を監視する監視部を備える診断装置１６０とを示している。ここでは、説明を簡略化するために、第１トルク検出系統と第２トルク検出系統のうち、一方のトルク検出系統のみの信号処理回路１４０と診断装置１６０とを示す。
【００６８】
信号処理回路１４０は、主にクロック部、励磁部、センサ部、信号処理部及び通信出力部で構成されている。
クロック部は、例えば市販のクロック（水晶発振器など）で構成されるＣＬＫ１４１を備える。またクロック部は、ＣＬＫ１４１から出力されるクロック信号と、ＳＥＬ１４２で選択された指定周波数（Ａ［Ｈｚ］又はＢ［Ｈｚ］）とをもとに、上記クロック信号を分周して上記指定周波数（励磁する周波数）へ変換するカウンタ１４３を備える。カウンタ１４３が出力した励磁パルスは、励磁部を構成する励磁波形生成部１４４に入力される。
【００６９】
励磁波形生成部１４４は、カウンタ１４３から入力された励磁パルスに基づいて、Ａ［Ｈｚ］とＢ［Ｈｚ］のうち選択された周波数の励磁信号を生成し、センサ部に出力する。ここで、生成した励磁信号は、センサ部を構成するメインブリッジ回路（ブリッジＭＡＩＮ）１４５とサブブリッジ回路（ブリッジＳＵＢ）１４９とに供給される。
【００７０】
メインブリッジ回路１４５は第１コイルと第２コイルとからなるコイル対を備え、当該コイル対に励磁信号が供給されると、メイン差動増幅器１４６は、第１コイルと第２コイルとの端子電圧の差（端子電圧差）を増幅して出力する。この出力信号はメイン整流平滑回路１４７に入力され、メイン整流平滑回路１４７はこれを整流及び平滑して出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４８は、平滑化された出力からノイズを除去し、信号処理部を構成するトルク演算回路１５３に出力する。なお、サブブリッジ回路１４９、サブ差動増幅器１５０、サブ整流平滑回路１５１及びＬＰＦ１５２の動作は、メインブリッジ回路１４５〜ＬＰＦ１４８までの動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７１】
トルク演算回路１５３は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）とＡＤ変換器（ＡＤＣ）とを備えており、ＬＰＦ１４８及び１５２から出力された信号（ＭＡＩＮトルク値、ＳＵＢトルク値）に基づいてトルク検出信号を求め、これを、通信出力部を構成する通信出力回路１５４に出力する。通信出力回路１５４は、トルク演算回路１５３で求めたトルク検出信号をコントローラ（ＥＣＵ）１５に出力する。
【００７２】
また、診断装置１６０の監視部は、励磁パルスを監視する励磁パルス監視部１６１と、励磁信号の波形（周波数、ＤＵＴＹ、形状、オフセット、縮小、過大発振など）を監視する励磁信号監視部１６２と、励磁信号の位相を監視する位相監視部１６３と、差動増幅器１５０が出力する信号の振幅を監視する差動振幅監視部１６４と、トルク演算回路１５３のＭＵＸとＡＤＣの異常を監視するＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５と、トルク演算回路１５３が出力するトルク検出信号を監視するトルク信号監視部１６６と、通信出力部１５４の異常を監視する通信監視部１６７とを備える。そして、操舵補助制御の実施中は、これらの監視部で定常的に各種監視処理が行われ、何らかの異常が検出されると直ちにこれがＥＣＵ１５に伝達される。
【００７３】
さらに、診断装置１６０は、上記各監視部そのものを診断するための初期診断部１６８を備える。この初期診断部１６８は、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、ＥＣＵ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動し、各監視部そのものが正常に動作しているか否かを初期診断する。この初期診断は、各監視部を順次診断対象として行う。また、初期診断中は、初期診断中フラグを立てるなどにより、ＥＣＵ１５がトルクセンサ信号を使用できないようにする（操舵補助制御を実施できないようにする）。
【００７４】
初期診断部１６８は、初期診断を開始すると、初期診断用の信号として正常信号と異常信号とを、診断対象である監視部に対して交互に入力し、当該監視部が正常に動作していることを確認する。ここで、正常信号とは、当該信号を監視対象信号としたとき、正常に機能している監視ブロックによる診断結果が「正常」となる（正常診断される）信号であり、異常信号とは、当該信号を監視対象信号としたとき、正常に機能している監視ブロックによる診断結果が「異常」となる（異常診断される）信号である。
【００７５】
通常の監視状態（定常診断モード）では、図１０に示すように、スイッチＳＷ１をオンして通常の監視対象信号（通常信号）を監視ブロックに入力し、当該通常信号を診断する。
一方、初期診断時には、切換信号によって各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフを切り換えることで、監視ブロックに初期診断用の信号を入力する。本実施形態では、初期診断用の信号として、正常信号→異常信号→正常信号を順に入力するものとする。正常信号を入力する場合にはスイッチＳＷ２をオンし、異常信号を入力する場合にはスイッチＳＷ３をオンする。
【００７６】
監視ブロックの出力は、正常診断時に“０”、異常診断時に“１”となり、この監視ブロックの出力はＡＮＤ回路に入力される。ＡＮＤ回路は、監視ブロックの出力とフラグマスクＭａｓｋとのＡＮＤをとり、これを監視部の最終的な出力信号として出力する。ここで、フラグマスクＭａｓｋは、診断対象とする監視部を選定するためのものであり、定常診断モードでは全ての監視ブロックのＭａｓｋは“ＯＦＦ（１）”となる。そして、初期診断モードでは、診断対象とする監視ブロックのＭａｓｋのみが“ＯＦＦ（１）”となり、それ以外の診断対象としない監視ブロックのＭａｓｋは“ＯＮ（０）”となる。
【００７７】
図１１は、初期診断部１６８が実行する初期診断処理手順を示すフローチャートである。この初期診断処理は、上述したように、電源が投入された直後、ＥＣＵ１５による操舵補助制御に先立って実行される。
先ずステップＳ１で、初期診断部１６８は、初期診断対象の監視ブロックのフラグマスクのみ“ＯＦＦ（１）”し、他の監視ブロックのフラグマスクを“ＯＮ（０）”する。このように、対象監視ブロックのフラグマスクのみを“ＯＦＦ（１）”することで、他の監視部の出力（図１０のＡＮＤ出力）を監視ブロックの出力にかかわらず“０”とする（監視ブロックの監視機能を無効にする）ことができる。なお、フラグマスクを必要とする監視ブロックは、励磁パルス監視部１６１、励磁信号監視部１６２、位相監視部１６３、差動振幅監視部１６４、及びトルク信号監視部１６６の監視ブロックとする。
【００７８】
次にステップＳ２で、初期診断部１６８は、初期診断対象の監視ブロックに初期診断用の正常信号を入力（図１０のスイッチＳＷ２をオン）することで初期診断正常状態とし、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、初期診断部１６８は、初期診断正常状態が安定するまで待機してから、全監視部の出力を確認し、全出力が“０”であり、異常発生していないことを確認できたか否かを判定する。このとき、異常が発生していることを確認した場合には、その監視部の監視機能に異常があると判断してステップＳ４に移行し、所定の異常時処理（通信出力回路１５４による異常の通知など）を行ってから初期診断処理を終了する。
【００７９】
一方、前記ステップＳ３で異常発生していないことが確認できた場合には、ステップＳ５に移行し、初期診断部１６８は、初期診断対象の監視ブロックに初期診断用の異常信号を入力（図１０のスイッチＳＷ３をオン）することで初期診断異常状態に切り替える。
次にステップＳ６では、初期診断部１６８は、初期診断異常状態が安定するまで待機してから、全監視部の出力を確認し、診断対象の監視部のみの出力が“１”であり、異常発生していることを確認できたか否かを判定する。このとき、異常が発生していることを確認できない場合には、その監視部の監視機能に異常があると判断して前記ステップＳ４に移行する。
【００８０】
一方、前記ステップＳ６で異常発生していることが確認できた場合には、ステップＳ７に移行し、初期診断部１６８は、初期診断対象の監視ブロックに初期診断用の正常信号を入力（図１０のスイッチＳＷ２をオン）することで初期診断正常状態に切り替える。
次にステップＳ８では、初期診断部１６８は、初期診断正常状態が安定するまで待機してから、全監視部の出力を確認し、全出力が“０”であり、異常発生していないことを確認できたか否かを判定する。そして、異常が発生していることを確認した場合には、その監視部の監視機能に異常があると判断して前記ステップＳ４に移行する。一方、前記ステップＳ８で異常発生していないことが確認できた場合には、ステップＳ９に移行する。
【００８１】
ステップＳ９では、初期診断部１６８は、全監視部の初期診断が終了したか否かを判定し、初期診断を実行していない監視部が存在する場合には、初期診断対象を切り替えるべく前記ステップＳ１に移行し、全監視部の初期診断が終了している場合にはそのまま初期診断処理を終了する。
【００８２】
このように、監視部そのものを診断する初期診断機能を備えるため、監視部の監視機能の信頼性を向上させることができる。すなわち、信号処理回路１４０に異常が発生しているにもかかわらず、監視部で当該異常を検知できなかったり、信号処理回路１４０が正常であるにもかかわらず、監視部で異常が発生していると誤検知してしまったりするのを防止することができる。したがって、監視部の誤検知に伴う不具合の発生を防止することができる。
【００８３】
（励磁信号監視部１６２の初期診断）
次に、励磁信号監視部１６２の初期診断方法について、詳細に説明する。
図１２は、励磁信号監視部１６２の構成を示す図である。ここでは、図１０における監視ブロックとＡＮＤ回路に対応する部分について示している。
励磁信号監視部１６２は励磁信号の波形を監視するものであり、定常診断モードでは、励磁波形生成部１４４が出力する励磁信号が、通常信号として入力端子１６２ａに入力される。また、初期診断正常状態では、理想波形を有する励磁信号が、初期診断用の正常信号として入力端子１６２ａに入力される。そして、初期診断異常状態では、上記正常信号とは周波数の異なる励磁信号（例えば、１／２周波数）が、初期診断用の異常信号として入力端子１６２ａに入力される。
【００８４】
図１３は、初期診断用の信号波形を示す図であり、（ａ）は正常信号、（ｂ）は異常信号を示している。この励磁信号監視部６２では、監視対象信号が閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とをそれぞれカウントし、これらを正常値と比較することで診断する。ここでは、例えば、閾値Ｖ１を４．２５Ｖ、閾値Ｖ２を０．７５Ｖとする。
【００８５】
すなわち、図１３に示すように、入力端子１６２ａに入力された信号は、比較器１６２ｂ及び１６２ｃに入力される。比較器１６２ｂは入力信号と閾値Ｖ１とを比較し、入力信号が閾値Ｖ１以上となるときにＨレベルとなる信号を出力する。また、比較器１６２ｃは入力信号と閾値Ｖ２とを比較し、入力信号が閾値Ｖ２以下となるときにＨレベルとなる信号を出力する。比較器１６２ｂ，１６２ｃの出力信号は、それぞれカウンタ回路１６２ｄ，１６２ｅに入力される。
【００８６】
カウンタ回路１６２ｄは、比較器１６２ｂ，１６２ｃの出力信号をもとに、入力信号が閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１をカウントし、その結果を比較回路１６２ｆに出力する。また、カウンタ回路１６２ｅは、比較器１６２ｂ，１６２ｃの出力信号をもとに、入力信号が閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２をカウントし、その結果を比較回路１６２ｇに出力する。
【００８７】
比較回路１６２ｆは、期間Ｔ１と正常値Ｔ０とを比較し、カウントした期間Ｔ１が正常値Ｔ０とは異なる場合に“１”となる信号を出力する。同様に、比較回路１６２ｇは、期間Ｔ２と正常値Ｔ０とを比較し、カウントした期間Ｔ２が正常値Ｔ０とは異なる場合に“１”となる信号を出力する。比較回路１６２ｆ，１６２ｇの出力信号はＯＲ回路１６２ｈに入力される。ＯＲ回路１６２ｈの出力はラッチ回路１６２ｉでラッチされ、判定タイミング生成部１６２ｊによって指定されたタイミングでＡＮＤ回路１６２ｋに入力される。
【００８８】
このような構成により、上述した図１１の初期診断処理が実行され、励磁信号監視部１６２のＡＮＤ回路１６２ｋにフラグマスク＝ＯＦＦ（１）が入力されると、先ず入力端子１６２ａから図１３（ａ）に示す正常信号が入力される。このとき、監視ブロックが正常に機能している場合には、閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とは、それぞれ正常値Ｔ０と等しくなる。したがって、ラッチ回路１６２ｉの出力は“０”となり、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力も“０”となる。
【００８９】
一方、監視ブロックが正常に機能していない場合には、閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とは、正常値Ｔ０とは異なる。したがって、ラッチ回路１６２ｉの出力は“１”となり、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力も“１”となってしまう。
このように、はじめに初期診断正常状態での診断を行い、正常信号を入力したときに正しく正常診断されるか（ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“０”となるか）を確認する。その際、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“０”でない場合には、励磁信号監視部１６２が正常に機能していないと判断する。
【００９０】
この正常信号入力時に、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“０”であり、励磁信号監視部１６２が正常に機能していると判断されると、次に、初期診断異常状態で診断する。この場合には、入力端子１６２ａから図１３（ｂ）に示す異常信号が入力される。このとき、監視ブロックが正常に機能している場合には、閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とは、それぞれ正常値Ｔ０とは異なる値となる。したがって、ラッチ回路１６２ｉの出力は“１”となり、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力も“１”となる。
【００９１】
一方、監視ブロックが正常に機能していない場合には、閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とは、正常値と等しくなる場合がある。その場合、ラッチ回路１６２ｉの出力は“０”となり、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力も“０”となってしまう。
このように、初期診断正常状態での診断に続いて初期診断異常状態での診断を行い、異常信号を入力したときに正しく異常診断されるか（ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“１”となるか）を確認する。その際、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“１”でない場合に、励磁信号監視部１６２が正常に機能していないと判断する。
【００９２】
そして、この異常信号入力時に、ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“１”であり、励磁信号監視部１６２が正常に機能していると判断されると、再度、初期診断正常状態で診断する。すなわち、入力端子１６２ａから再度図１３（ａ）に示す正常信号を入力し、正しく正常診断されるか（ＡＮＤ回路１６２ｋの出力が“０”となるか）を確認する。このとき、初期診断用の信号の入力切替が正常に行われており励磁信号監視部１６２が正常に機能していれば、正しく正常診断されるが、初期診断用の信号の入力切替が正常に行われていないと、励磁信号監視部１６２が正常に機能していても正常診断されない。したがって、正常信号、異常信号の後に、再度正常信号を入力して初期診断することで、初期診断機能が正常に動作しているかを確認することができる。
【００９３】
以上のように、励磁信号監視方法として、監視対象信号の最大値よりも小さい閾値Ｖ１と、監視対象信号の最小値よりも大きい閾値Ｖ２（＜Ｖ１）とを用意し、閾値Ｖ１以上となってから閾値Ｖ２以下となるまでの期間Ｔ１と、閾値Ｖ２以下となってから閾値Ｖ１以上となるまでの期間Ｔ２とが、それぞれ正常値と等しいか否かを判定する方法を用いる。そして、初期診断用の異常信号としては、正常信号とは周波数の異なる信号を用いる。このように、異常信号として正常信号とは周波数の異なる信号を用いることで、異常信号を監視対象信号とした場合の上記期間Ｔ１及びＴ２を正常値とは異なる値とすることができる。したがって、このような信号を用いることで、励磁信号監視部１６２が正常に機能しているか否かを適切に判別することができる。
また、初期診断用の異常信号は、励磁パルス生成機能の１／２周波数出力機能を使用して生成することができる。このように、比較的簡易に適切な異常信号を生成することができる。
【００９４】
（位相監視部１６３の初期診断）
次に、位相監視部１６３の初期診断方法について、詳細に説明する。
図１４は、位相監視部１６３の構成を示す図である。ここでは、図１０における監視ブロックに対応する部分についてのみ示している。
この位相監視部１６３では、定常診断モードでは、トルク検出信号と励磁信号との位相のズレを監視する。コイル式のトルクセンサでは特に、コイルセンサ部に異常が発生した場合、トルク検出信号が励磁信号に対して移相する場合がある。そこで、励磁信号とトルク検出信号との位相がずれ、且つトルク検出信号にある一定以上の振幅が発生しているとき、トルク検出信号に異常が発生していると判断する。
【００９５】
すなわち、図１４に示すように、当該監視ブロックは、３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃと、比較器１６３ａ〜１６３ｃの出力が入力されるＡＮＤ回路１６３ｄとを備える。比較器１６３ａは、入力端子１６３ｅから入力される励磁信号と閾値Ｖ３とを比較し、励磁信号が閾値Ｖ３以上となるときにＨレベルとなる信号を出力する。また、比較器１６３ｂは、入力端子１６３ｅから入力される励磁信号と閾値Ｖ４とを比較し、励磁信号が閾値Ｖ４以下となるときにＨレベルとなる信号を出力する。
【００９６】
さらに、比較器１６３ｃは、監視対象信号と閾値Ｖ３とを比較し、監視対象信号が閾値Ｖ３以下となるときにＨレベルとなる信号を出力する。定常診断モードでは、監視対象信号としてトルク検出信号を比較器１６３ｃに入力する（スイッチＳＷ４をオン）。また、初期診断正常状態では、初期診断用の正常信号が監視対象信号となり、当該正常信号として励磁信号を比較器１６３ｃに入力する（スイッチＳＷ５をオン）。そして、初期診断異常状態では、初期診断用の異常信号が監視対象信号となり、当該異常信号として、励磁信号を、移相回路１６３ｆを介して移相させた信号を比較器１６３ｃに入力する（スイッチＳＷ６をオン）。移相回路１６３ｆは、励磁信号の位相を９０度ずらす回路であり、例えばオペアンプで構成する。
【００９７】
なお、閾値Ｖ３及びＶ４は、それぞれ励磁信号の振幅の最小値から最大値までの間で設定し、Ｖ３＜Ｖ４とする。ここでは、例えば、閾値Ｖ３を１．７５Ｖ、閾値Ｖ４を２．７５Ｖとする。
さらに、ここでは、正常信号（励磁信号）と異常信号との位相差を９０度とする場合について説明するが、位相差は９０度以外であってもよい。
【００９８】
また、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力は、Ｈレベルとなる期間がカウントされ、これが正常値と比較される。そして、Ｈレベルとなる期間が正常値以上であるとき、トルク検出信号に異常が発生していることを示す“１”となる信号が図１０のＡＮＤ回路に相当する回路に入力される。
このような構成により、定常診断モードでは、スイッチＳＷ４がオンし、比較器１６３ｃにトルク検出信号が入力される。このとき、トルク検出信号が励磁信号に対して移相していない正常時には、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力は“０”となる。以下、この正常時の動作について詳細に説明する。
【００９９】
図１５（ａ）に示すように、比較器１６３ａの出力（ＣＰ１出力）は、励磁信号ａが閾値Ｖ３以上となる期間のみＨレベルとなる。また、比較器１６３ｂの出力（ＣＰ２出力）は、励磁信号ａが閾値Ｖ４以下となる期間のみＨレベルとなる。さらに、比較器１６３ｃの出力（ＣＰ３出力）は、監視対象信号（トルク検出信号ｂ）が閾値Ｖ３以下となる期間のみＨレベルとなる。そのため、トルク検出信号ｂが励磁信号ａに対して移相していない正常時には、図１５（ａ）の最下段に示すように、３つの出力ＣＰ１〜ＣＰ３がすべてＨレベルとなる期間は存在しない。したがって、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力は常に“０”となり、トルク検出信号ｂが正常であると判断される。
【０１００】
一方、トルク検出信号が励磁信号に対して移相している異常発生時には、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力がＨレベルとなる期間が存在する。図１５（ｂ）に示すように、監視対象信号（トルク検出信号ｂ´）が励磁信号ａに対して９０度移相している場合、比較器１６３ｃの出力（ＣＰ３出力）は正常時とは異なるタイミングでＨレベルとなる。この場合、３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃの出力ＣＰ１〜ＣＰ３がすべてＨレベルとなる期間が存在し、図１５（ｂ）の最下段の領域αに示すように、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力がＨレベルとなる期間が発生する。そして、この期間が正常値以上であると、トルク検出信号ｂ´に異常が発生していると判断される。
【０１０１】
このように、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力を監視することで、監視対象信号が励磁信号に対して移相しているか否かを適切に判断することができる。
上述した図１１の初期診断処理が実行され、位相監視部１６３にフラグマスク＝ＯＦＦ（１）が入力されると、先ず、図１４のスイッチＳＷ５がオンし、比較器１６３ｃに初期診断用の正常信号として励磁信号が入力される。すなわち、励磁信号が監視対象信号となる。当然ながら、監視対象信号と励磁信号とは位相が等しいため、監視ブロックが正常に機能している場合には、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力は常に“０”となる。
【０１０２】
一方、監視ブロックが正常に機能していない場合には、監視対象信号が励磁信号に対して移相していると誤認識してしまい、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力にＨレベルとなる期間が存在する。
このように、はじめに初期診断正常状態での診断を行い、正常信号（励磁信号）を入力したときに正しく正常診断されるか（ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”となるか）を確認する。その際、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”でない場合に、位相監視部１６３が正常に機能していないと判断する。
【０１０３】
この正常信号入力時に、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”であり、位相監視部１６３が正常に機能していると判断されると、次に、初期診断異常状態で診断する。この場合には、図１４のスイッチＳＷ６をオンし、比較器１６３ｃに初期診断用の異常信号として励磁信号を移相させた信号を入力する。このとき、監視対象信号と励磁信号とは位相が異なるため、監視ブロックが正常に機能している場合には、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力にＨレベルとなる期間が存在する。
【０１０４】
一方、監視ブロックが正常に機能していない場合には、監視対象信号と励磁信号の位相が等しいと誤認識し、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”となる場合がある。
このように、初期診断正常状態での診断に続いて初期診断異常状態での診断を行い、異常信号を入力したときに正しく異常診断されるか（ＡＮＤ回路１６３ｄの出力がＨレベルとなるか）を確認する。その際、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”である場合に、位相監視部１６３が正常に機能していないと判断する。
【０１０５】
そして、この異常信号入力時に、ＡＮＤ回路１６３ｄの出力にＨレベルとなる期間が存在し、位相監視部１６３が正常に機能していると判断されると、再度、初期診断正常状態で診断する。すなわち、図１４のスイッチＳＷ５をオンし、比較器１６３ｃに再度初期診断用の正常信号として励磁信号を入力し、正しく正常診断されるか（ＡＮＤ回路１６３ｄの出力が常に“０”となるか）を確認する。
【０１０６】
以上のように、位相監視方法として、励磁信号が閾値Ｖ３以上となる期間、励磁信号が閾値Ｖ４以下となる期間、監視対象信号が閾値Ｖ３以下となる期間にそれぞれ出力がＨレベルとなる３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃを用意し、３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃの出力が全てＨレベルとなる期間が正常値以上であるか否かを判定する方法を用いる。そして、初期診断用の異常信号としては、正常信号とは位相の異なる信号を用いる。このように、異常信号として正常信号とは位相の異なる信号を用いることで、異常信号を監視対象信号とした場合に、３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃの出力が全てＨレベルとなる期間を発生させることができる。
【０１０７】
このとき、正常信号と異常信号との位相差を例えば９０度とすることで、異常信号を監視対象信号とした場合に、３つの比較器１６３ａ〜１６３ｃの出力が全てＨレベルとなる期間を確実に正常値以上とすることができる。したがって、このような信号を用いることで、位相監視部１６３が正常に機能しているか否かを適切に判別することができる。また、正常信号を、移相回路を介して移相させることで異常信号を生成するので、比較的簡易に適切な異常信号を得ることができる。
【０１０８】
（ＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５の初期診断）
次に、ＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５の初期診断方法について、詳細に説明する。
図１６は、ＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５の構成を示す図である。ここでは、図１０における監視ブロックに対応する部分についてのみ示している。
このＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５では、ＡＤＣ出力値が期待値とは異なる場合に、ＭＵＸ及びＡＤＣに異常が発生していると判断して“１”となる信号を出力する。ここでは、監視対象信号として、通常使用域（０〜ＶＣＣ）における複数の電圧値（ＶＣＣ＊１／２、ＶＣＣ＊１／３、ＶＣＣ＊２／３、ＶＣＣ＊３／３、ＶＣＣ＊０／３）を用い、これらのＡＤＣ出力値をそれぞれの期待値と比較する。
【０１０９】
すなわち、図１６に示すように、当該監視ブロックは、ＭＵＸ１６５ａと、ＡＤＣ１６５ｂとを備える。ＭＵＸ１６５ａには、メイントルク値及びサブトルク値の他に、定常診断モードではＶＣＣ＊１／３、ＶＣＣ＊２／３、ＶＣＣ＊１／２、ＶＣＣ＊３／３、ＶＣＣ＊０／３が入力される。そして、ＭＵＸ１６５ａは、これらの信号をＭｕｘ選択信号にしたがって順次選択し、ＡＤＣ１６５ｂに出力する。ＡＤＣ１６５ｂは、ＭＵＸ１６５ａから入力された信号をＡＤ変換し、入力信号に対応するラッチ回路１６５ｃに出力する。
【０１１０】
ラッチ回路１６５ｃでラッチしたメイントルク値及びサブトルク値は、前述した通信出力回路１５４に出力する。一方、ラッチ回路１６５ｃでラッチした各電圧値のＡＤＣ出力値は、比較回路１６５ｄに出力される。比較回路１６５ｄは、各ＡＤＣ出力値と期待値とを比較し、その結果をＯＲ回路１６５ｅに出力する。ＯＲ回路１６５ｅの出力は、各ＡＤＣ出力値の少なくとも１つが“１”であるときに“１”となる。ＯＲ回路１６５ｅの出力はラッチ回路１６５ｆでラッチされ、判定タイミング生成部１６５ｇによって指定されたタイミングで図１０のＡＮＤ回路に相当する回路に入力される。
【０１１１】
初期診断正常状態では、初期診断用の正常信号として、ＭＵＸ１６５ａの各入力端子に定常診断モードと等しい電圧値（ＶＣＣ＊１／３、ＶＣＣ＊２／３、ＶＣＣ＊１／２、ＶＣＣ＊３／３、ＶＣＣ＊０／３）を入力し、これらを監視対象信号としてＡＤＣ出力値を監視する。
一方、初期診断異常状態では、初期診断用の異常信号として、ＭＵＸ１６５ａの各入力端子から定常診断モードとは異なる電圧値を入力し、これらを監視対象信号としてＡＤＣ出力値を監視する。
【０１１２】
すなわち、ＭＵＸ１６５ａの前段には、異常発生回路として、入力信号選択指令に応じてオンオフが切替可能なスイッチＳＷ７〜ＳＷ１１が設けられている。ここで、上記入力信号選択指令は、定常診断モード及び初期診断正常状態では各スイッチの下段をオン、初期診断異常状態では各スイッチの上段をオンするような指令信号である。
【０１１３】
このような構成により、初期診断異常状態では、ＭＵＸ１６５ａにＶＣＣ＊１／３とＶＣＣ＊２／３、ＶＣＣ＊３／３とＶＣＣ＊０／３とが入れ替わって入力されると共に、ＶＣＣ＊１／２の入力端子からはＶＣＣ＊２／３が入力されることになる。したがって、この状態でＡＤＣ出力値を監視すると、比較回路１６５ｄの出力値は異常を示す“１”となり、ＯＲ回路１６５ｅの出力も異常を示す“１”となる。
【０１１４】
トルク出力がゼロのとき（中立時）、トルク出力値は１／２ＶＣＣと等しい。また、ＭＵＸ１６５ａやＡＤＣ１６５ｂに異常が発生していても、ＡＤＣ出力値は中立時と同じになる。そのため、ＭＵＸ１６５ａやＡＤＣ１６５ｂに異常が発生している場合、実際にはトルク出力がなされていても、中立状態であると誤検知されてしまうおそれがある。また、初期診断において、正常信号として１／２ＶＣＣのみを使用した場合、ＭＵＸ１６５ａやＡＤＣ１６５ｂに異常が発生していても、正常であると誤判断されてしまう。
【０１１５】
そこで、本実施形態では、１／２ＶＣＣのみではなく、１／３ＶＣＣや２／３ＶＣＣなどの通常使用する領域での初期診断を実施する。これにより、ＭＵＸ／ＡＤＣ監視部１６５が正常に機能しているか否かを適切に診断することができる。そのため、実際にはトルク出力がなされているにもかかわらず、中立状態であると誤検知されてしまうのを防止することができる。
【０１１６】
以上のように、電源が投入された直後、ＥＣＵ側が制御を開始する前に、信号処理回路１４０を監視する監視部そのものの初期診断を実施し、全ての監視部が正常に動作することを確認したことをＥＣＵ側に通知したうえで、トルクセンサ２０の機能とＥＣＵ側の操舵補助制御とを開始する。これにより、監視部の信頼性を高め、監視部による誤検知を抑制することができる。したがって、信頼性の高いトルク検出装置３０を用いた操舵補助制御を行うことができ、制御の安定性及び信頼性を向上させることができる。
【０１１７】
また、監視部の初期診断方法として、正常信号と異常信号とを交互に入力し、正常信号入力時に正常診断され、異常信号入力時に異常診断されることを確認する方法を採用するので、当該監視部が正常に動作しているかを適切に確認することができる。さらに、正常信号、異常信号の入力の後に、再度正常信号を入力して初期診断するので、初期診断用の信号の入力切替が正常に行われているか等、初期診断機能が正常に動作しているかをも適切に確認することができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０の構成が異なるものである。
図１７は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。トルク検出装置３０は、第１コイル対２２Ａ及び第２コイル対２２Ｂにそれぞれ対応して設けられ、各コイル対の出力信号を信号処理する信号処理回路（信号処理部）５９Ａ及び５９Ｂを備える。信号処理回路５９Ａ及び５９Ｂは、コントローラ１５内に設けられている。
【０１１９】
このトルク検出装置３０は、第１コイル対２２Ａ及び信号処理回路５９Ａによる第１トルク検出系統と、第２コイル対２２Ｂ及び信号処理回路５９Ｂによる第２トルク検出系統とによって冗長化されている。この図１７では、図２のトルク検出装置３０と同一構成を有する部分には同一符号を付与し、構成の異なる部分を中心に説明する。
また、トルク検出装置３０は、励磁信号生成部６０Ａ及び６０Ｂで生成する正弦波の元となるクロック信号を出力するクロック信号発生回路（ＣＬＫ）６２Ａ及び６２Ｂを備えている。このクロック信号発生回路６２Ａ及び６２Ｂで発生するクロック信号が励磁信号生成部６０Ａ及び６０Ｂに供給される。
【０１２０】
ここで、クロック信号発生回路６２Ａ及び６２Ｂとしては、例えばＣＲ発振器のような安価なクロック発振器を適用する。このＣＲ発振器では、許容周波数範囲（例えば±２０％）を超える周波数変動を生じる場合がある。
このため、クロック信号発生回路６２Ａ及び６２Ｂで発生するクロック信号の周波数変動が許容範囲内であるか否かを検出する異常検出部６４Ａ及び６４Ｂが必要となる。
【０１２１】
この異常検出部６４Ａ及び６４Ｂのそれぞれは、図１８に示すように、励磁信号生成部６０Ａ及び６０Ｂから出力される正弦波信号が供給されるローパスフィルタ（監視用ローパスフィルタ）６８と、このローバスフィルタ６８から出力されるフィルタ出力ＶＦの振幅変動を検出してクロック信号の周波数変動を検出するクロック周波数変動監視部６９とを備えている。
【０１２２】
ローパスフィルタ６８は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１で構成されている。このローパスフィルタ６８のカットオフ周波数ｆｃは、例えば６ｋＨｚ近傍の値に設定され、例えば９ｋＨｚの周波数に設定されたクロック信号に基づく正弦波信号を減衰させる。ここで、ローパスフィルタ６８のカットオフ周波数ｆｃを６ｋＨｚ近傍の値に設定する理由は、例えば９ｋＨｚの励磁信号に対して、±２０パーセントの周波数変動幅を監視する場合、１次のローパスフィルタ６８のカットオフ周波数ｆｃと９ｋＨｚ時のピーク値との差電圧との関係は、図１９に示すようになり、９ｋＨｚの−２０％である７．２ｋＨｚから９ｋＨｚまでの範囲では、特性曲線Ｌ１で示すように５８９５Ｈｚで差電圧がピークとなる。一方、９ｋＨｚから９ｋＨｚの＋２０％である１０．８ｋＨｚまでの範囲では特性曲線Ｌ２で示すように６６３１Ｈｚで差電圧がピークとなる。このため、±２０％の周波数変動幅を監視する場合のローパスフィルタ６８のカットオフ周波数ｆｃとしては特性曲線Ｌ１及びＬ２のピークの略中間である６ｋＨｚを選択することにより、周波数変動を振幅変動に効率よく置き換えることができる。
【０１２３】
このように、ローパスフィルタ６８で高周波数の正弦波でなる励磁信号を減衰させることにより、図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、ローパスフィルタ６８のフィルタ出力ＶＦは、クロック信号の周波数変動が振幅変動として現れる。すなわち、クロック信号の周波数変動が±２０％以内が許容範囲であるものと設定すると、クロック信号の周波数変動が±２０％以内であるときには、図２０（ｂ）に示すように、フィルタ出力ＶＦの上側半波におけるピーク値が上限電圧設定値ＶＨ（例えば３．８７Ｖ）及び下限電圧設定値ＶＬ（例えば３．５５Ｖ）の範囲内に収まる。これに対して、クロック信号の周波数が基準周波数ｆｂに対して２０％以上低い場合（ｆｂ−ｆｂ×２０％）には、図２０（ｃ）に示すようにフィルタ出力ＶＦのピーク値が上限電圧設定値ＶＨを上回る上限異常となる。逆に、クロック信号の周波数が基準周波数ｆｂに対して２０％以上高い場合（ｆｂ＋ｆｂ×２０％）には、図２０（ｄ）に示すようにフィルタ出力ＶＦのピーク値が下限電圧設定値ＶＬを下回る下限異常となる。
【０１２４】
したがって、クロック周波数変動監視部６９で、ローバスフィルタ６８のフィルタ出力ＶＦのピーク電圧が上限電圧設定値ＶＨ及び下限電圧設定値ＶＬの正常範囲内であるか否かを判定することにより、クロック信号の周波数変動が許容範囲内であるか否かを正確に検出することができる。
このため、クロック周波数変動監視部６９は、図１８に示すように、ウインドコンパレータ６９ａと、このウインドコンパレータ６９ａの出力側に接続されたロジック回路６９ｂとで構成されている。
【０１２５】
ウインドコンパレータ６９ａは、直流電源を分圧する分圧回路ＶＤと、２つのコンパレータＣＰ１及びＣＰ２とを有する。分圧回路ＶＤは、直流電源端子ＶＤＤと接地との間に直列に接続された３つの抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を有する。抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点から前述した上限電圧設定値ＶＨが得られ、抵抗Ｒ２及びＲ３の接続点から前述した下限電圧設定値ＶＬが得られる。
【０１２６】
コンパレータＣＰ１は、非反転入力側にローパスフィルタ６８のフィルタ出力ＶＦが入力され、反転入力側に分圧回路ＶＤから出力される上限電圧設定値ＶＨが入力されている。また、コンパレータＣＰ２は、反転入力側にローパスフィルタ６８のフィルタ出力ＶＦが入力され、非反転入力側に分圧回路ＶＤから出力される下限電圧設定値ＶＬが入力されている。
【０１２７】
このため、ウインドコンパレータ６９ａからフィルタ出力ＶＦの上側半波のピーク値が上限電圧設定値ＶＨ及び下限電圧設定値ＶＬ間の正常電圧範囲内に入っているときには、図２０（ｂ）に示すように、コンパレータＣＰ１の出力信号Ｓｃｐ１が、フィルタ出力ＶＦが下限電圧設定値ＶＬを超えている間ローレベルとなり、コンパレータＣＰ２の出力信号Ｓｃｐ２が、上限電圧設定値ＶＨ未満であるのでハイレベルとなる。
【０１２８】
また、フィルタ出力ＶＦの上側半波のピーク値が上限電圧設定値ＶＨを超えている場合には、図２０（ｃ）に示すように、コンパレータＣＰ１の出力信号Ｓｃｐ１はフィルタ出力ＶＦが上限電圧設定値ＶＨを超えている間ハイレベルとなり、コンパレータＣＰ２の出力信号Ｓｃｐ２もフィルタ出力ＶＦが下限電圧設定値ＶＬを超えている間ハイレベルとなる。
【０１２９】
さらに、フィルタ出力ＶＦの上側半波のピーク値が上限電圧設定値ＶＨを下回っている場合には、図２０（ｄ）に示すように、コンパレータＣＰ１の出力信号Ｓｃｐ１及びコンパレータＣＰ２の出力信号Ｓｃｐ２がともにローレベルを維持する。
このように、クロック信号の周波数成分が正常範囲内にあるときは、コンパレータＣＰ１の出力信号Ｓｃｐ１がローレベル、コンパレータＣＰ２の出力信号Ｓｃｐ２がハイレベルとなる。
【０１３０】
そして、ロジック回路６９ｂは、コンパレータＣＰ１の出力信号Ｓｃｐ１が２つの入力側に入力されるナンドゲートＮＧ１と、ナンドゲートＮＧ１の出力信号及びコンパレータＣＰ２の出力信号Ｓｃｐ２が２つの入力側に入力されるナンドゲートＮＧ２とで構成されている。
したがって、ロジック回路６９ｂでは、クロック信号の周波数成分が正常範囲内であるときにはナンドゲートＮＧ２からローレベルの検出信号を出力し、クロック信号の周波数成分が正常範囲を下回るか上回る周波数変動が大きい異常状態となったときに、ナンドゲートＮＧ２からハイレベルの検出信号を出力する。
【０１３１】
この異常検出部６４Ａ及び６４Ｂでは、上述したように、ローパスフィルタ６８及びウインドコンパレータ６９ａを有するクロック周波数変動監視部６９とを備えている。そして、クロック周波数変動監視部６９で、クロック信号の周波数変動をローパスフィルタ６８のフィルタ出力ＶＦの振幅変動として検出する。クロック周波数が正常であるときには、クロック周波数変動監視部６９から出力される出力信号がローレベルとなる。そして、クロック周波数が正常範囲を逸脱すると、クロック周波数変動監視部６９から出力される出力信号がハイレベルとなる。
【０１３２】
一般に、クロック周波数の精度を監視するためには、監視用のクロック信号発生回路を別に設け、両者の差からクロック周波数の正しさを監視する手法が用いられる。ところが、この手法を用いた場合、クロック信号発生回路６２Ａ及び６２Ｂのクロック周波数の精度を監視するために、精度の高いクロックを監視用のクロックとして用意しなければならず、コストが嵩むとともに、高精度のクロック信号発生回路に異常が生じた場合に、この高精度のクロック信号発生回路の異常を検出することができない。
【０１３３】
これに対して、本実施形態では、クロック信号発生回路６２Ａ及び６２Ｂとして安価なＣＲ発振器を適用することができ、この場合のクロック周波数の監視をローパスフィルタ６８とウインドコンパレータ６９ａで構成されているクロック周波数変動監視部６９とで行うことが可能である。そのため、監視用として高価なクロック信号発生回路を別に設ける必要がなくなり、その分のコストを削減することができる。
【０１３４】
なお、上記第３の実施形態においては、ローパスフィルタ６８として抵抗ＲＯ及びコンデンサＣ０による一次のフィルタ構成を有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、二次以上のフィルタ次数を有するフィルタ構成とすることにより、図２０（ａ）に示す減衰特性をさらに急峻な減衰特性とすることができ、周波数変動によるフィルタ出力ＶＦの振幅変動幅やローパスフィルタを構成する素子精度の設計値の自由度をさらに向上させることができる。
【０１３５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態は、上述した第３の実施形態において、クロック周波数変動監視部６９が正常に動作しているか否かを診断するようにしたものである。
すなわち、第４の実施形態では、図２１に示すように、異常検出部６４Ａ及び６４Ｂにクロック周波数変動監視部６９が正常に動作しているか否かを診断するための初期診断機能を有する監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂが設けられている。
【０１３６】
この初期診断は、コントローラ１５に電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、コントローラ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動する。なお、初期診断中は、初期診断中フラグを立てるなどにより、コントローラ１５がトルクセンサ信号を使用できないようにする（操舵補助制御を実施できないようにする）。
【０１３７】
監視部診断部７１Ａ（又は７１Ｂ）は、図２１に示すように、クロック信号発生回路６２Ａ（又は６２Ｂ）と励磁信号生成部６０Ａ（又は６０Ｂ）との間にクロック周波数選択回路７２Ａ（又は７２Ｂ）を有する。このクロック周波数選択回路７２Ａ（又は７２Ｂ）は、並列接続されて一端がクロック信号発生回路６２Ａ（又は６２Ｂ）に接続された３つのスイッチＳＷａ、ＳＷｂ及びＳＷｃと、これらスイッチＳＷａ、ＳＷｂ及びＳＷｃの他端に個別に接続された分周回路７３ａ、７３ｂ及び７３ｃとを備えている。そして、分周回路７３ａ、７３ｂ及び７３ｃから出力されるクロック信号が励磁信号生成部６０Ａ（又は６０Ｂ）に入力されている。
【０１３８】
ここで、分周回路７３ａは、通常時に使用する前述した９ｋＨｚの基準周波数ｆｂの通常クロック信号ＣＰｕを形成する。また、分周回路７３ｂは、通常クロック信号ＣＰｕより低い許容下限範囲（−２０％）より低い周波数に設定された異常低周波数クロック信号ＣＰａＬを形成する。さらに、分周回路７３ｃは、通常クロック信号ＣＰｕより周波数が許容上限範囲（＋２０％）より高い周波数に設定された異常高周波数クロック信号ＣＰａＨを形成する。
【０１３９】
また、監視部診断部７１Ａ（又は７１Ｂ）は、クロック周波数変動監視部６９のウインドコンパレータ６９ａのコンパレータＣＰ１及びＣＰ２を含んでいる。ここで、コンパレータＣＰ１には、前述した異常低周波数クロック信号ＣＰａＬを励磁信号生成部６０Ａ，６０Ｂで正弦波に変換した後に、ローパスフィルタ６８から出力されるフィルタ出力ＶＦの上側半波のピーク値（上限電圧設定値ＶＨよりは低い）よりは低く下限電圧設定値ＶＬよりは高い図２０（ｂ）に示す所定の高設定電圧Ｖ１が入力されている。また、コンパレータＣＰ２には、前述した異常高周波数クロック信号ＣＰａＨを励磁信号生成部６０Ａ，６０Ｂで正弦波に変換した後に、ローパスフィルタ６８から出力されるフィルタ出力ＶＦの下側半波のピーク値よりは高い図２０（ｂ）に示す所定の低設定電圧Ｖ２が入力されている。
【０１４０】
そして、コンパレータＣＰ１の比較出力は、励磁信号の振幅の上側に基づいて診断する上側半波診断部７４Ｕに入力され、コンパレータＣＰ２の比較出力は、励磁信号の振幅の下側に基づいて診断する下側半波診断部７４Ｌに入力されている。
上側半波診断部７４Ｕは、コンパレータＣＰ１の比較出力が入力されてそのハイレベルの期間クロック信号をカウントするカウンタ７５Ｕを有する。このカウンタ７５Ｕのカウント値ＣＵが前述した異常低高周波数クロック信号ＣＰａＬを励磁信号生成部６０Ａ（又は６０Ｂ）で正弦波に変換した後に、ローパスフィルタ６８から出力されるフィルタ出力ＶＦの上側半波が所定の高設定電圧Ｖ１以上となっている期間に対応するカウント値ＣＵとなる異常クロック期間Ｔ１が入力されたコンパレータＣＰＵ１及びＣＰＵ２に入力されている。
【０１４１】
ここで、コンパレータＣＰＵ１では、異常クロック期間Ｔ１がカウント値ＣＵより大きいときにハイレベルの比較信号を出力する。コンパレータＣＰＵ２では、正常クロック期間Ｔ１がカウント値ＣＵより小さいときにハイレベルの比較信号を出力する。
コンパレータＣＰＵ１及びＣＰＵ２から出力される比較信号はラッチ回路７７Ｕに供給され、このラッチ回路７７Ｕで、比較信号が判定タイミング生成回路７８Ｕから供給されるタイミング信号に基づいてラッチされる。
【０１４２】
このラッチ回路７７Ｕでラッチされたラッチ信号は初期診断時にのみハイレベルとなるマスク信号が入力されたアンドゲート７９Ｕに供給され、このアンドゲート７９Ｕの出力がローレベルであるときに正常フラグＦｎ１が異常を表す“０”にリセットされ、アンドゲート７９Ｕの出力がハイレベルであるときに正常フラグＦｎ１が正常を表す“１”にセットされる。
【０１４３】
下側半波診断部７４Ｌは、コンパレータＣＰ２の比較出力が入力されてそのハイレベルの期間クロック信号をカウントするカウンタ７５Ｌを有する。このカウンタ７５Ｌのカウント値ＣＬが前述した異常高周波数クロック信号ＣＰａＨを励磁信号生成部６０Ａ（又は６０Ｂ）で正弦波に変換した後に、ローパスフィルタ６８から出力されるフィルタ出力ＶＦの下側半波が所定の低設定電圧Ｖ２以下となっている期間に対応するカウント値ＣＬとなる異常クロック期間Ｔ２が入力されたコンパレータＣＰＬ１及びＣＰＬ２に入力されている。
【０１４４】
ここで、コンパレータＣＰＬ１では、異常クロック期間Ｔ２がカウント値ＣＬより大きいときにハイレベルの比較信号を出力する。コンパレータＣＰＬ２では、異常クロック期間Ｔ２がカウント値ＣＬより小さいときにハイレベルの比較信号を出力する。
コンパレータＣＰＬ１及びＣＰＬ２から出力される比較信号はラッチ回路７７Ｌに供給され、このラッチ回路７７Ｌで、比較信号が判定タイミング生成回路７８Ｌから供給されるタイミング信号に基づいてラッチされる。
【０１４５】
このラッチ回路７７Ｌでラッチされたラッチ信号は初期診断時にのみハイレベルとなるマスク信号が入力されたアンドゲート７９Ｌに供給され、このアンドゲート７９Ｌの出力がローレベルであるときに正常フラグＦｎ２が異常を表す“０”にリセットされ、アンドゲート７９Ｌの出力がハイレベルであるときに正常フラグＦｎ２が正常を表す“１”にセットされる。
【０１４６】
通常の監視状態（定常診断モード）では、図２１に示すように、スイッチＳＷａをオンして通常クロック信号を励磁信号生成部６０Ａ（又は６０Ｂ）に入力して、クロック信号の周波数変動を監視する。
一方、初期診断時には、切換信号によって各スイッチＳＷａ〜ＳＷｃのオンオフを切り換えることで、監視部診断部７１Ａ（又は７１Ｂ）に初期診断用の信号を入力する。本実施形態では、初期診断用の信号として、正常信号→異常信号→正常信号を順に入力するものとする。正常信号を入力する場合にはスイッチＳＷａをオンし、異常信号を入力する場合にはスイッチＳＷｂとスイッチＳＷｃとを順にオンする。
【０１４７】
図２２は、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂが実行する初期診断処理手順を示すフローチャートである。この初期診断処理は、上述したように、電源が投入された直後、ＥＣＵ１５による操舵補助制御に先立って実行される。
先ずステップＳ１１で、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、フラグマスクを“ＯＦＦ（ハイレベル）”とする。
【０１４８】
次にステップＳ１２で、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、クロック信号選択部７２Ａ及び７２Ｂで通常クロック信号ＣＰｕを選択（図２１のスイッチＳＷａをオン）することで初期診断正常状態とし、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、初期診断正常状態が安定するまで待機してから、正常フラグＦｎ１及びＦｎ２が共に“１”にセットされている正常状態であるか否かを判定する。
【０１４９】
このとき、低周波数異常（又は高周波数異常）が発生しているときには、上側半波診断部７４Ｕ（又は下側半波診断部７４Ｌ）でカウンタ７５Ｕ（又は７５Ｌ）のカウント値ＣＵ（又はＣＬ）とコンパレータＣＰＵ１及びＣＰＵ２（又はＣＰＬ１及びＣＰＬ２）に供給された異常クロック期間Ｔ１（又はＴ２）とが等しくなる。このため、コンパレータＣＰＵ１及びＣＰＵ２（又はＣＰＬ１及びＣＰＬ２）の比較出力がローレベルとなる。したがって、このローレベルの比較出力が判定タイミング生成回路７８Ｕ（又は７８Ｌ）からのタイミング信号によって、ラッチ回路７７Ｕ（又は７７Ｌ）にラッチされる。この結果、アンドゲート７９Ｕ（又は７９Ｌ）の出力がローレベルとなって正常フラグＦｎ１（又はＦｎ２）が異常を表す“０”にリセットされる。
【０１５０】
逆に、下側半波診断部７４Ｌ（又は７４Ｕ）では、カウンタ７５Ｌ（又は７５Ｕ）のカウント値ＣＬ（又はＣＵ）がコンパレータＣＰＬ１及びＣＰＬ２（又はＣＰＵ１及びＣＰＵ２）に供給された異常クロック期間Ｔ２（又はＴ１）より大きな値（又は小さな値）となる。このため、コンパレータＣＰＵ１（又はＣＰＬ２）の比較出力がハイレベルとなる。したがって、このハイレベルの比較出力が判定タイミング生成回路７８Ｌ（又は７８Ｕ）からのタイミング信号によって、ラッチ回路７７Ｌ（又は７７Ｕ）にラッチされる。この結果、アンドゲート７９Ｌ（又は７９Ｕ）の出力がハイレベルとなって正常フラグＦｎ１（又はＦｎ２）が正常を表す“１”にセットされる。
【０１５１】
このため、正常フラグＦｎ１（又はＦｎ２）が“０”にリセットされ、正常フラグＦｎ２（又はＦｎ１）が“１”にセットされるので、クロック周波数変動監視部６９の監視機能に高周波数異常（又は低周波数異常）があると判断してステップＳ１４に移行し、所定の異常時処理（通信出力回路による異常の通知など）を行ってから初期診断処理を終了する。
【０１５２】
一方、上側半波診断部７４Ｕ及び下側半波診断部７４Ｌの正常フラグＦｎ１及びＦｎ２が共に“１”にセットされることにより、前記ステップＳ１３で異常が発生していないことが確認できた場合には、ステップＳ１５に移行し、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、クロック信号選択回路７２Ａ及び７２Ｂで初期診断用の異常低周波数クロック信号ＣＰａＬを選択（図２１のスイッチＳＷｂをオン）することで初期診断低周波数異常状態に切り替える。
【０１５３】
次にステップＳ１６では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、初期診断低周波数異常状態が安定するまで待機してから、下側半波診断部７４Ｈの正常フラグＦｎ１を読込み、この正常フラグＦｎ１が“０”にリセットされていて、異常が発生していることを確認できたか否かを判定する。このとき、正常フラグＦｎ１が“１”にセットされていて異常が発生していることを確認できない場合には、クロック周波数変動監視部６９の監視機能に異常があると判断して前記ステップＳ１４に移行する。
【０１５４】
一方、前記ステップＳ１６で正常フラグＦｎ１が“０”にリセットされていて、異常が発生していることが確認できた場合には、ステップＳ１７に移行する。このステップＳ１７では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、クロック信号選択回路７２Ａ及び７２Ｂで初期診断用の異常高周波数クロック信号ＣＰａＨを選択（図２１のスイッチＳＷｃをオン）することで初期診断高周波数異常状態に切り替える。
【０１５５】
次にステップＳ１８では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、初期診断高周波数異常状態が安定するまで待機してから、上側半波診断部７４Ｌの正常フラグＦｎ２を読込み、この正常フラグＦｎ２が“０”にリセットされていて、異常が発生していることを確認できたか否かを判定する。このとき、正常フラグＦｎ２が“１”にリセットされていて異常が発生していることを確認できない場合には、クロック周波数変動監視部６９の監視機能に異常があると判断して前記ステップＳ１４に移行する。
【０１５６】
一方、前記ステップＳ１８で正常フラグＦｎ２が“０”にセットされていて、異常が発生していることが確認できた場合には、ステップＳ１９に移行し、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、クロック信号選択回路７２Ａ及び７２Ｂで、通常クロック信号ＣＰｕを選択（図２１のスイッチＳＷａをオン）することで初期診断正常状態に切り替える。
【０１５７】
次にステップＳ２０では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、初期診断正常状態が安定するまで待機してから、前記ステップＳ１３と同様に正常フラグＦｎ１及びＦｎ２が共に“１”にセットされており、異常が発生していないことを確認できたか否かを判定する。そして、正常フラグＦｎ１（又はＦｎ２）が“０”にリセットされており、異常が発生していることを確認した場合には、クロック周波数変動監視部６９の監視機能に異常があると判断して前記ステップＳ１４に移行する。
【０１５８】
一方、前記ステップＳ２０で正常フラグＦｎ１及びＦｎ２が共に“１”にセットされていて、異常が発生していないことが確認できた場合には、ステップＳ２１に移行する。
ステップＳ２１では、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂは、全ての初期診断が終了したか否かを判定し、全ての初期診断が終了していない場合には、前記ステップＳ１１に戻り、初期診断が終了している場合にはそのまま初期診断処理を終了する。
このように、クロック周波数変動監視部６９そのものを診断する初期診断機能を備えているため、クロック周波数変動監視部６９の監視機能の信頼性を向上させることができる。
【０１５９】
また、初期診断正常状態での診断に続いて初期診断異常状態での診断を行い、異常クロック信号ＣＰａＬ（又はＣＰａＨ）を入力したときに正しく異常診断されるか（アンドゲート７９Ｕ（又は７９Ｌ）の出力がローレベルとなるか）を確認する。その際、アンドゲート７９Ｕ（又は７９Ｌ）の出力がローレベルではなくハイレベルである場合に、クロック周波数変動監視部６９が正常に機能していないと判断する。
【０１６０】
そして、この異常クロック信号ＣＰａＬ（又はＣＰａＨ）の入力時に、アンドゲート７９Ｕ（又は７９Ｌ）の出力がローレベルであり、クロック周波数変動監視部６９が正常に機能していると判断されると、再度、初期診断正常状態で診断する。すなわち、クロック周波数選択回路７２Ａ及び７２Ｂから再度通常クロック信号ＣＰｕを入力し、正しく正常診断されるか（アンドゲート７９Ｕ及び７９Ｌの出力がハイレベルとなるか）を確認する。このとき、初期診断用の信号の入力切替えが正常に行われておりクロック周波数変動監視部６９が正常に機能していれば、正しく正常診断されるが、初期診断用の信号の選択が正常に行われていないと、クロック周波数変動監視部６９が正常に機能していても正常診断されない。この場合には、通常クロック信号ＣＰｕ、異常クロック信号ＣＰａＬ及びＣＰａＨの後に、再度通常クロック信号ＣＰｕを入力して初期診断することで、初期診断機能が正常に動作しているかを確認することができる。
【０１６１】
以上のように、クロック周波数変動監視部６９の診断方法として、入力されるフィルタ出力ＶＦの上側半波の正常範囲のピーク値よりも高目の設定電圧Ｖ１と、入力されるフィルタ出力ＶＦの下側半波の異常時のピーク値よりも高い設定電圧Ｖ２とを用意するとともに、通常クロック信号ＣＰｕ及び異常クロック信号ＣＰａＬ，ＣＰａＨを用意する。
【０１６２】
そして、通常クロック信号ＣＰｕを選択したときに、設定電圧Ｖ１以上となる期間が予め設定した異常クロック期間Ｔ１と一致せず、設定電圧Ｖ２以下となる期間が予め設定した異常クロック期間Ｔ２とも一致しない場合には、クロック周波数変動監視部６９が正常であると判断する。また、異常低周波数クロック信号ＣＰａＬを選択したときには、設定電圧Ｖ１以上となる期間が予め設定した異常クロック期間Ｔ１と一致しない場合にはクロック周波数変動監視部６９が正常であると判断する。また、異常高周波数クロック信号ＣＰａＨを選択したときには、設定電圧Ｖ２以下となる期間が予め設定した異常クロック期間Ｔ２と一致しない場合にはクロック周波数監視部６５が正常であると判断する。
【０１６３】
この診断方法を適用することにより、クロック周波数変動監視部６９が正常に機能しているか否かを適切に判別することができる。また、クロック周波数変動監視部６９が異常であるときに、許容範囲を正側に超える高周波数異常であるか許容範囲を負側に超える低周波数異常であるかを適切に判別することができる。
【０１６４】
（変形例）
なお、上記第４の実施形態においては、コンパレータＣＰＵ１，ＣＰＵ２に互いに等しい正常クロック周期Ｔ１を入力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、コンパレータＣＰＵ１に入力する正常クロック周期をＴ１＋α（αは不感帯幅を決定する所定値）とし、コンパレータＣＰＵ２に入力する正常クロック周期をＴ１−αとして正常クロック周期に±αの不感帯を設けるようにしてもよい。同様に、コンパレータＣＰＬ１，ＣＰＬ２についてもコンパレータＣＰＬ１に異常クロック周期をＴ２＋β（βは不感帯幅を決定する所定値）とし、コンパレータＣＰＬ２に入力する異常クロック周期をＴ２−βとして異常クロック周期に±βの不感帯を設けるようにしてもよい。
【０１６５】
また、上記第４の実施形態において、監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂで診断する場合に、異常低周波数クロック信号ＣＰａＬ及び異常高周波数クロック信号ＣＰａＨの２つの異常クロック信号を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、異常低周波数クロック信号ＣＰａＬ及び異常高周波数クロック信号ＣＰａＨの一方を省略するようにして、単に監視部診断部７１Ａ及び７１Ｂが正常であるか異常であるかを判定するようにしてもよい。
【０１６６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
この第５の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０の構成が異なるものである。
図２３は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。ここでは、説明を簡略化するために、第１トルク検出系統と第２トルク検出系統とのうち、一方のトルク検出系統のみを示す。
トルク検出装置３０は、コイル対２２の出力信号を信号処理する信号処理回路５９を備える。信号処理回路５９は、コントローラ１５内に設けられている。ここで、コイル対２２の出力信号は、コイル対２２を構成するコイル２２ａ、２２ｂの端子電圧である。
【０１６７】
信号処理回路５９は、差動アンプ５１、整流・平滑回路５２、ローパスフィルタ５３、ノイズ除去フィルタ５４、ＡＤ変換部（ＡＤ変換器）５５、補正値記憶部（記憶部）５８、トルク演算部５６及び電動機制御部５７を有する。なお、ローパスフィルタ５３は、整流・平滑回路５２に組み込んでもよい。ここで、ＡＤ変換部５５及び補正値記憶部５８以外は、図２の信号処理回路５９Ａ，５９Ｂと同一構成を有するため、説明を省略し、構成の異なる部分を中心に説明する。
【０１６８】
ＡＤ変換部５５は、ノイズ除去フィルタ５４から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、その結果を後述するトルク演算部５６に出力する。また、補正値記憶部５８は、予めオフセット補正値及び傾き量補正値を記憶している。
ここで、オフセット補正値及び傾き量補正値は、アナログトルク信号をＡＤ変換によりデジタル値に変換して得られるデジタルトルク波形を、所定のトルク波形に一致させるためのオフセット量及び傾き量である。
【０１６９】
すなわち、図２４（ａ）の実線ｃに示す補正前のデジタルトルク波形に対して、プラス側のオフセット量を与えると、補正後のデジタルトルク波形は図２４（ａ）の破線ｃ１に示すようになる。同様に、図２４（ａ）の実線ｃに示す補正前のデジタルトルク波形に対して、マイナス側のオフセット量を与えると、補正後のデジタルトルク波形は図２４（ａ）の一点鎖線ｃ２に示すようになる。
【０１７０】
また、図２４（ｂ）の実線ｂに示す補正前のデジタルトルク波形に対して、プラス側の傾き量を与えると、補正後のデジタルトルク波形は図２４（ｂ）の破線ｂ１に示すようになる。同様に、図２４（ｂ）の実線ｂに示す補正前のデジタルトルク波形に対して、マイナス側の傾き量を与えると、補正後のデジタルトルク波形は図２４（ｂ）の一点鎖線ｂ２に示すようになる。
【０１７１】
なお、図２４は、０〜５Ｖ系で中点出力電圧が２．５Ｖの場合について示している。
本実施形態では、トルク検出装置３０のトルク特性を均一に保つために、ノイズ除去フィルタ５４から出力されるアナログトルク信号をＡＤ変換部５５によってデジタルトルク信号に変換し、変換後のデジタルトルク信号のゲインとオフセットとをトルク演算部５６で調整する。
【０１７２】
図２４の縦軸（  ）内数値は、ＡＤ変換部５５によって変換された場合の変換値を１２ｂｉｔで示したものである。
すなわち、予め生産工程等において、アナログトルク信号をＡＤ変換器によりデジタル値に変換してデジタルトルク波形を求め、この補正前のデジタルトルク波形から、所望のトルク波形に対するオフセット量と傾き量（ゲイン）とを求める。次に、これらを補正するためのオフセット量補正値及び傾き量補正値を求め、補正値記憶部５８に記憶しておく。
【０１７３】
そして、トルク演算部５６では、ＡＤ変換部５５の出力信号であるＡＤ出力値を、補正値記憶部５８に記憶されたオフセット量補正値及び傾き量補正値を用いて補正する。補正後のＡＤ出力値は、トルク検出信号として電動機制御部５７に出力する。
図２５は、トルク演算部５６の構成を示すブロック図である。
この図２５に示すように、トルク演算部５６は演算器（第１の補正演算部）５６ａを備える。演算器５６ａには、ＡＤ変換部５５から出力されたＡＤ出力値（ＡＤ値）と、補正値記憶部５８に記憶された傾き量補正値（ゲイン設定値）及びオフセット量補正値（オフセット設定値）とが入力される。
【０１７４】
そして、演算器５６ａで、補正前のＡＤ値をゲイン設定値及びオフセット設定値で補正する補正演算を行う。具体的には、（補正前のＡＤ値）×（ゲイン設定値）＋（オフセット設定値）を補正後のＡＤ出力値とする。このように、ＡＤ出力値のゲイン及びオフセット量を、予め記憶したゲイン設定値及びオフセット設定値で補正する補正演算ロジックを設けるので、トリマ調整することなくトルク特性を均一に保つことができる。
【０１７５】
また、ここでは、より信頼性の高いシステムとするために、補正演算ロジックを２重で構成して逐次同じ演算を実施し、両者の演算結果を比較することで当該補正演算ロジックの異常を定常的に監視する監視機能（演算ロジック監視部）を設ける。そして、両者の演算結果が等しい（若しくは、両者の演算結果の差が所定範囲内である）場合には、補正演算ロジックが正常であると判断する。
【０１７６】
すなわち、トルク演算部５６は、演算器５６ａと同一演算処理を行う演算器（第２の補正演算部）５６ｂを備える。演算器５６ｂには、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５６ｃの出力が補正前のＡＤ値として入力される。ＭＵＸ５６ｃには、通常時は“１”となる選択信号（InItCalibSel）が入力されて、ＡＤ変換部５５から出力されたＡＤ出力値がそのまま補正前のＡＤ値として入力される。
【０１７７】
演算器５６ａの演算結果と演算器５６ｂの演算結果とは、比較器５６ｄで比較され、その結果がラッチ回路５６ｅでラッチされる。比較器５６ｄからは、両者が等しい場合には“０”、異なる場合には“１”となる信号が出力される。ラッチ回路５６ｅでラッチされた信号は、異常検知フラグ（CalibNGFlg）として所定のタイミングで出力される。
【０１７８】
この異常検知フラグが“０”である場合には、補正演算ロジックが正常であるため、演算器５６ａで演算した補正後のＡＤ出力値を採用するものとして、これを電動機制御部５７に出力する。このようにして、トルク検出機能が継続される。一方、異常検知フラグが“１”である場合には、トルク検出機能を停止するなどの異常時処理を行う。これにより、トルク演算部５６から信頼性の低いトルク検出信号が出力されるのを防止することができる。
【０１７９】
さらに、トルク演算部５６は、補正演算ロジックの監視機能そのものが正常に機能しているか否かを事前に確認する初期診断機能（初期診断部）を設ける。ここでは、演算器５６ａと演算器５６ｂとで異なる信号を入力し、両者の比較結果が異なることを確認することで、補正演算ロジックの監視機能が正常に機能していると判断する。
具体的には、初期診断時には、ＭＵＸ５６ｃに“０”となる選択信号（InItCalibSel）が入力されて、ＡＤ変換部５５から出力されたＡＤ出力値の反転信号が補正前のＡＤ値として演算部５６ｂに入力される。一方、演算部５６ａには、ＡＤ変換部５５から出力されたＡＤ出力値をそのまま入力する。
【０１８０】
そして、このときの演算器５６ａの演算結果と演算器５６ｂの演算結果とを比較器５６ｄで比較した結果、“１”となる異常検知フラグ（CalibNGFlg）が出力されることを確認することで、補正演算ロジックの機能が正常に動作していることを確認する。この初期診断は、例えば、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、コントローラ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動する。
【０１８１】
なお、ここでは、初期診断に際し、演算器５６ｂに異常信号（演算器５７ａの入力信号の反転信号）を入力する場合について説明したが、演算器５６ｂに上記異常信号と正常信号（演算器５７ａの入力信号）とを交互に入力するようにしてもよい。更には、正常信号、異常信号の後に、再度正常信号を入力するようにしてもよい。この場合、正常信号入力時に“０”となる異常検知フラグ（CalibNGFlg）が出力され、異常信号入力時に“１”となる異常検知フラグ（CalibNGFlg）が出力されることを確認することで、補正演算ロジックの機能が正常に動作していることを確認する。
【０１８２】
図２３に戻って、電動機制御部５７は、トルク演算部５６の演算結果に基づいて、運転者による操舵トルクを軽減する操舵補助トルクを発生できる駆動電流Ｉｃを電動モータ１２に供給する。
ところで、コイル式トルクセンサのトルク特性を均一に保つ手法としては、アナログ信号のゲイン調整及びオフセット調整を、トリマを用いて行う手法が一般的である。しかしながら、この場合、トリマ設置に伴い部品点数が増加すると共に、生産工程におけるトリマ調整に熟練した作業を要する。また、その温度特性は一般的に大きいため、信号処理回路の温度特性を大きく支配してしまう。
【０１８３】
これに対して、本実施形態では、上述したように、トリマを用いることなくトルク特性を均一化することができる。そのため、トリマ廃止に伴う部品点数及びコストの削減と、信号処理回路の温度特性の向上化とを図ることができる。
また、ゲイン設定値及びオフセット設定値を予め記憶する記憶部を備えるので、簡易な演算でデジタルトルク信号のゲインとオフセット量とを調整することができ、適切なトルク特性を得ることができる。
【０１８４】
さらに、演算ロジックを２重で構成し、両者の比較によって常時演算ロジックの異常を監視する監視機能を備える。これにより、演算ロジックに異常が発生している場合にはトルク検出機能を停止するなどの処置を行うことができる。したがって、信頼性のあるトルク検出信号のみを出力することができる。また、２つの演算ロジックに同一信号を入力し、両者の演算結果が等しいか否かを確認するので、比較的簡易な手法で、演算ロジックが正常に機能していることを適切に確認することができる。
【０１８５】
また、事前に上記監視機能そのものが正常に機能しているか否かを判断する初期診断機能を備える。このとき、２重で構成した演算ロジックにそれぞれ異なる信号を入力したときの両者の比較結果が異なる場合に、監視機能が正常に機能していると判断する。このように、監視機能が正常に機能していることを適切に確認することができるので、より信頼性の高いトルク検出信号とすることができる。
さらにまた、初期診断に際し、一方の演算ロジックには他方の演算ロジックに入力する信号の反転信号を入力する。したがって、比較的容易に異常信号を生成することができ、簡易な構成で初期診断を実施することができる。
【０１８６】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
この第６の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０の構成が異なると共に、ＥＣＵへ診断情報を出力する機能を設けたものである。
図２６は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。
コイル対２２Ａの出力信号は、コイル２２Ａａ、２２Ａｂの端子電圧であり、コイル対２２Ｂの出力信号は、コイル２２Ｂａ、２２Ｂｂの端子電圧である。これらの出力信号は、それぞれ信号処理回路３１Ａ、３１Ｂに出力される。
【０１８７】
トルク検出装置３０の第１トルク検出系統は、信号処理回路３１Ａと、監視部（トルク信号監視部）３８Ａと、診断出力部３９Ａと、初期診断部４０Ａと、ノイズフィルタ４１Ａと、コネクタ４２Ａとを備える。信号処理回路３１Ａは、メイン増幅・全波整流部３２Ａと、メイン平滑部３３Ａと、メイン出力部３４Ａと、サブ増幅・全波整流部３５Ａと、サブ平滑部３６Ａと、サブ出力部３７Ａと、を備える。
【０１８８】
また、トルク検出装置３０の第２トルク検出系統は、第１系統と同様に、信号処理回路３１Ｂと、監視部（トルク信号監視部）３８Ｂと、診断出力部３９Ｂと、初期診断部４０Ｂと、ノイズフィルタ４１Ｂと、コネクタ４２Ｂとを備える。信号処理回路３１Ｂは、メイン増幅・全波整流部３２Ｂと、メイン平滑部３３Ｂと、メイン出力部３４Ｂと、サブ増幅・全波整流部３５Ｂと、サブ平滑部３６Ｂと、サブ出力部３７Ｂと、を備える。
【０１８９】
このトルク検出装置３０は、コネクタ４２Ａ，４２Ｂを介してコントローラ（ＥＣＵ）１５に接続されている。
ＥＣＵ１５は、コネクタ４２Ａ，４２Ｂ及びノイズフィルタ４１Ａ，４１Ｂを介してトルク検出装置３０の各要素に電源電圧Ｖｃｃを供給する。これに対して、トルク検出装置３０は、コイル対２２Ａ，２２Ｂの出力信号を処理し、後述するメイントルク信号Ｔｍ１，Ｔｍ２、及び診断信号Ｓ１，Ｓ２をＥＣＵ１５に出力する。ＥＣＵ１５は、入力された各種信号に基づいてトルク検出装置３０の異常発生の有無を判定し、その判定結果に応じて操舵補助制御を実施する。
【０１９０】
以下、トルク検出装置３０の具体的構成について説明する。トルク検出装置３０の第１トルク検出系統と第２トルク検出系統とは同一構成を有するため、ここでは、第１トルク検出系統を例に挙げて説明する。
メイン増幅・全波整流部３２Ａは、コイル対２２Ａの出力信号（コイル２２Ａａ、２２Ａｂの端子電圧）を入力し、これら２つの入力電圧の差分を増幅すると共に整流する。メイン平滑部３３Ａは、メイン増幅・全波整流部３２Ａの出力波形を平滑化し、メイン出力部３４Ａは、これをノイズフィルタ４１Ａ及びコネクタ４２Ａを介してメイントルク信号Ｔｍ１として、ＥＣＵ１５に出力する。
【０１９１】
同様に、サブ増幅・全波整流部３５Ａは、コイル対２２Ａの出力信号（コイル２２Ａａ、２２Ａｂの端子電圧）を入力し、これら２つの入力電圧の差分を増幅すると共に整流する。サブ平滑部３６Ａは、サブ増幅・全波整流部３５Ａの出力波形を平滑化し、サブ出力部３７Ａは、これをノイズフィルタ４１Ａ及びコネクタ４２Ａを介してサブトルク信号Ｔｓ１とする。ただし、サブ出力部３７Ａは、ＥＣＵ１５に対してサブトルク信号Ｔｓ１は出力しない。また、サブ増幅・全波整流部３５Ａの出力波形は、後述する監視部３８Ａにも入力される。
【０１９２】
監視部３８Ａは、例えばコイル２２Ａａ又は２２Ａｂと電気抵抗６１Ａａ又は６１Ａｂとの接触不良等をブリッジ回路の差分電圧の変化で検出すると共に、ＥＣＵ１５から供給される図示しない基準電圧（正弦波）に対する位相ずれに基づいて回路系の異常を検出する。即ち、監視部３８Ａは印加した交流信号の波形と、ブリッジ回路の差分電圧の波形との位相差を検出し、位相差が所定値を超えたときにコイル、電気抵抗若しくは回路が異常であると判定する。
【０１９３】
また、監視部３８Ａは、信号処理回路３１Ａの異常検出処理に加えて、メイン平滑部３３Ａから出力されるメイントルク信号Ｔｍ１と、サブ平滑部３６Ａから出力されるサブトルク信号Ｔｓ１とを比較することで、信号処理回路３１Ａの異常を監視し、異常発生時には異常信号ＡＢ１をサブ出力部３７Ａに出力する。
このとき、サブ出力部３７Ａは、監視部３８Ａからの後述する異常信号ＡＢ１を受けて、サブトルク信号Ｔｓ１を０に設定する。
【０１９４】
診断出力部３９Ａは、監視部３８Ａの診断情報を示す診断信号Ｓ１を生成し、これをノイズフィルタ４１Ａ及びコネクタ４２Ａを介してＥＣＵ１５に出力する。
初期診断部４０Ａは、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、ＥＣＵ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動し、監視部３８Ａそのものが正常に動作しているか否かを診断する初期診断を行う。
【０１９５】
初期診断部４０Ａは、初期診断を開始すると、初期診断用の信号として正常信号と異常信号とを監視部３８Ａに対して交互に入力し、監視部３８Ａが正常に動作していることを確認する。このとき、正常信号、異常信号の後に、再度正常信号を入力するようにしてもよい。ここで、正常信号とは、当該信号を用いて異常検出を行ったとき、正常に機能している監視部３８Ａによる異常検出結果が「正常」となる信号であり、異常信号とは、当該信号を用いて異常検出を行ったとき、正常に機能している監視部３８Ａによる異常検出結果が「異常」となる信号である。
【０１９６】
すなわち、信号処理回路３１ＡからＥＣＵ１５へは、メイントルク信号Ｔｍ１と診断信号Ｓ１とが出力され、信号処理回路３１ＢからＥＣＵ１５へは、メイントルク信号Ｔｍ２と診断信号Ｓ２とが出力されることになる。
ここで、診断信号Ｓ１及びＳ２は、監視部３８Ａ，３８Ｂが異常を検出していない正常時には図２７（ａ）に示すような一定周期のパルス信号となり、初期診断部４０Ａ，４０Ｂによる監視部３８Ａ，３８Ｂの初期診断中である場合には、図２７（ｂ）に示すようなＬレベルで一定となる信号となり、監視部３８Ａ，３８Ｂが異常を検出している異常検出時には図２７（ｃ）に示すようなＨレベルで一定となる信号となる。また、メイントルク信号Ｔｍ１とメイントルク信号Ｔｍ２とは、図２８（ａ）〜（ｃ）に示すように、トルクの作用によって一方が増加すると他方が減少する特性を持つ。
【０１９７】
ＥＣＵ１５は、メイントルク信号Ｔｍ１とメイントルク信号Ｔｍ２とを比較し、正常なクロス特性から外れているか否かに応じてトルク検出装置３０の異常発生の有無を判定する。
そして、ＥＣＵ１５は、メイントルク信号Ｔｍ１及びＴｍ２に基づいてトルク検出装置３０が正常であると判定し、診断信号Ｓ１及びＳ２が図２７（ａ）に示すパルス信号であるとき、信号処理回路３１Ａから出力されたメイントルク信号Ｔｍ１を用いて通常の操舵補助制御を実施し、電動モータ１２を駆動する。
【０１９８】
一方、ＥＣＵ１５は、診断信号Ｓ１及びＳ２が図２７（ｂ）に示すＬレベルの信号であるときには、初期診断部４０Ａ及び４０Ｂによる初期診断中であると判断し、操舵補助制御を実施しないようにする。
また、ＥＣＵ１５は、メイントルク信号Ｔｍ１及びＴｍ２に基づいてトルク検出装置３０に異常が発生していると判定し、且つ診断信号Ｓ１，Ｓ２の何れか一方が図２７（ｃ）に示すＨレベルの信号であるときには、異常が発生していない方のトルク検出系統が出力したメイントルク信号を用いて通常の操舵補助制御を実施し、電動モータ１２を駆動する。
【０１９９】
なお、診断信号Ｓ１及びＳ２が共に図２７（ｃ）に示すＨレベルの信号であるときには、正常な過去トルク値を使用して電動モータ１２を駆動してアシスト漸減を行い、安全にアシストを停止させるフェールセーフモードに移行する。
ところで、トルク検出系統を２系統有するトルクセンサシステムの場合、ＥＣＵ側では２系統分の信号処理が必要となる。特に、処理回路を二重化し、メイントルク信号とサブトルク信号の２種の信号を出力すると、ＥＣＵ側では合計４種類の信号を処理する必要があり、トルク検出系統を１系統のみ有する場合と比較して倍の処理量になる。また、信号出力をアナログ出力で実施する場合には、ＥＣＵ側のＡＤＣに倍の処理を求める必要があり、処理能力によってはＡＤＣを２個用意する考慮を要する場合がある。このように、ＥＣＵでは信号処理のための制御回路に大きな負荷がかかり、処理能力に影響が出るうえにコストも嵩む。
【０２００】
これに対して、本実施形態では、２系統の各系統から各々１種のアナログ信号を出力するため、ＥＣＵ１５の処理は２つの信号で済み、２種のアナログ信号を出力するトルク検出系統を１系統のみ有するシステムと同等の処理量で済む。したがって、ＡＤＣの増設を必要としない。
また、各系統から１つのメイントルク信号を出力するので、系統間の異常は、各系統からのメイントルク信号Ｔｍ１，Ｔｍ２を比較することで監視することができる。このように、信号処理を複雑化することなく、２つの信号の比較処理によってセンサの異常を検出可能となる。
【０２０１】
さらに、上記比較の結果、異常が発生していると判断した場合には、各系統からの診断信号Ｓ１，Ｓ２によって異常が発生した側の系統を判別することができる。したがって、何れか一方の系統に異常が発生した場合であっても、トルクセンサの機能を系統判別によって継続することが可能となり、より安定した冗長型トルクセンサシステムを構築することが可能となる。
さらに、各々の系統からは、診断信号Ｓ１，Ｓ２を簡単な信号で出力することとしているため、ＥＣＵ側に大きな負荷を与えることなく、簡素な方法で異常が発生している側の系統を検出することが可能となる。
【０２０２】
（応用例）
なお、上記実施形態においては、コイル対を２組としているが、３組以上であってもよい。
また、上記各実施形態においては、コイル式のトルクセンサを用いる場合について説明したが、２つのトルク信号を出力する例えば磁気感応式素子などを用いた構成を適用することもできる。
【産業上の利用の可能性】
【０２０３】
本発明に係るトルク検出装置によれば、コイル対、発振回路及び信号処理回路を２系統以上備え、励磁周波数差を３．５ｋＨｚ以上に設定するので、それぞれのコイルが発生する磁束の干渉に起因するトルク信号の重畳成分を効果的に減衰し、高精度で安定したトルク信号を得ることができ、有用である。
そして、上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置では、安定した操舵補助制御を行うことができ、有用である。
【符号の説明】
【０２０４】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、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、２０…トルクセンサ、２２Ａ…第１コイル対、２２Ａａ，２２Ａｂ，２２Ｂａ，２２Ｂｂ…コイル、２２Ｂ…第２コイル対、３０…トルク検出装置、３２Ａ，３２Ｂ…メイン増幅・全波整流部、３３Ａ，３３Ｂ…メイン平滑部、３４Ａ，３４Ｂ…メイン出力部、３５Ａ，３５Ｂ…サブ増幅・全波整流部、３６Ａ，３６Ｂ…サブ平滑部、３７Ａ，３７Ｂ…サブ出力部、３８Ａ，３８Ｂ…監視部、３９Ａ，３９Ｂ…診断出力部、４０Ａ，４０Ｂ…初期診断部、４１Ａ，４１Ｂ…ノイズフィルタ、４２Ａ，４２Ｂ…コネクタ、５１Ａ，５１Ｂ…差動アンプ、５２Ａ，５２Ｂ…整流・平滑回路、５３Ａ，５３Ｂ…ローパスフィルタ、５４Ａ，５４Ｂ…ノイズ除去フィルタ、５５…ＡＤ変換部、５６…トルク演算部、５６ａ…演算器（第１の補正演算部）、５６ｂ…演算器（第２の補正演算部）、５６ｃ…ＭＵＸ、５６ｄ…比較器、５６ｅ…ラッチ回路、５７…電動機制御部、５８…補正値補正部、５９Ａ，５９Ｂ…信号処理回路、６０Ａ，６０Ｂ…励磁信号生成部、６１Ａａ，６１Ａｂ，６１Ｂａ，６１Ｂｂ…電気抵抗、６２Ａ，６２Ｂ…ＣＬＫ、６３Ａ，６３Ｂ…カウンタ、６４Ａ，６４Ｂ…異常検出部、６５Ａ，６５Ｂ…クロック監視部、６５Ａａ…カウンタ、６５Ａｂ，６５Ａｃ…比較回路、６５Ａｄ…ＯＲ回路、６６Ａ，６６Ｂ…ＣＲ発振器、６７Ａ，６７Ｂ…ＣＲパルス幅記憶部、６８…ローパスフィルタ、６９…クロック周波数変動監視部、６９ａ…分圧回路、６９ｂ…ウインドコンパレータ、６９ｃ…ロジック回路、７１Ａ，７１Ｂ…監視部診断部、７２Ａ，７２Ｂ…クロック信号選択回路、ＳＷａ〜ＳＷｃ…スイッチ、７３ａ〜７３ｃ…分周回路、７５Ｕ，７５Ｌ…カウンタ、７６Ｕ，７６Ｌ…オアゲート、７７Ｕ，７７Ｌ…ラッチ回路、７８Ｕ，７８Ｌ…判定タイミング生成回路、７９Ｕ，７９Ｌ…アンドゲート、１４０…信号処理回路、１６０…診断装置、１６１…励磁パルス監視部、１６２…励磁信号監視部、１６２ａ…入力端子、１６２ｂ，１６２ｃ…比較器、１６２ｄ，１６２ｅ…カウンタ回路、１６２ｆ，１６２ｇ…比較回路、１６２ｈ…ＯＲ回路、１６２ｉ…ラッチ回路、１６２ｊ…判定タイミング生成部、１６２ｋ…ＡＮＤ回路、１６３…位相監視部、１６３ａ〜１６３ｃ…比較器、１６３ｄ…ＡＮＤ回路、１６３ｅ…入力端子、１６３ｆ…移相回路、１６４…差動振幅監視部、１６５…ＭＵＸ／ＡＤＣ監視部、１６５ａ…ＭＵＸ、１６５ｂ…ＡＤＣ、１６５ｃ…ラッチ回路、１６５ｄ…比較回路、１６５ｅ…ＯＲ回路、１６５ｆ…ラッチ回路、１６５ｇ…判定タイミング生成部、１６６…トルク信号監視部、１６７…通信監視部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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