(57)【要約】【課題】  装置の異常を素早く検出することができる角度センサ、トルクセンサおよびパワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  レゾルバステータが出力する正弦波信号および余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧を中心に振幅するようにレゾルバステータに電力を供給し、正弦波信号または余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と0[V]よりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出するようにした。【選択図】  図3
2014153097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に設けられ、回転軸と共に回転するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータの外周側に設けられ、正弦波信号および余弦波信号を出力するレゾルバステータと、
マイクロコンピュータを有する電子コントロールユニットと、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記正弦波信号および前記余弦波信号に基づき前記回転軸の回転角を演算する角度演算部と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記レゾルバステータが出力する前記正弦波信号および前記余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧を中心に振幅するように前記レゾルバステータに電力を供給する電力供給部と、
前記正弦波信号または前記余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と0[V]よりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出する異常検出部と、
を有することを特徴とする角度センサ。
【請求項２】
請求項1に記載の角度センサにおいて、
前記異常判定閾値は、前記第一基準電圧を含む所定の範囲に設定され、
前記異常検出部は、前記正弦波信号または前記余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和の2分の1の値が前記異常判断閾値の所定の範囲内にあるか否かを判断することにより、装置の異常を検出することを特徴とする角度センサ。
【請求項３】
請求項1に記載の角度センサにおいて、
前記振幅の最大値から最小値までの区間を2分の1周期としたとき、前記電力供給部は、前記レゾルバステータが出力する前記正弦波信号または前記余弦波信号が、前記振幅の最大値または最小値を示すタイミングから4分の1周期進んだ異常検出タイミングを含む所定区間において、0[V]より所定電圧大きくかつ前記第一基準電圧とは異なる第二基準電圧を中心に振幅するように前記レゾルバステータに供給する電力を変化させ、
前記異常検出部は、前記正弦波信号または前記余弦波信号のうち前記電力供給部によって供給電力が変化した区間の前後の前記振幅の最大値および最小値の和の2分の1の値と、前記異常検出タイミングにおける前記正弦波信号または前記余弦波信号の値とが異なるとき、装置が正常であると判断することを特徴とする角度センサ。
【請求項４】
請求項1に記載の角度センサにおいて、
前記振幅の最大値から最小値までの区間を2分の1周期としたとき、前記電力供給部は、前記レゾルバステータが出力する前記正弦波信号または前記余弦波信号の一方が、前記振幅の最大値または最小値を示すタイミングから4分の1周期進んだタイミングを含む所定区間において、0[V]より所定電圧大きくかつ前記第一基準電圧とは異なる第二基準電圧を中心に振幅するように前記レゾルバステータに供給する電力を変化させ、
前記異常検出部は、前記正弦波信号または前記余弦波信号の他方の信号であって、前記異常検出タイミングの前後の最大値および最小値の和の2分の1の値と、前記異常検出タイミングにおける前記正弦波信号または前記余弦波信号の一方の信号の値とを比較することにより、装置の異常を検出することを特徴とする角度センサ。
【請求項５】
トーションバーによって互いに接続された第一軸および第二軸を備えた回転軸と、
前記第一軸に設けられ前記第一軸と共に回転する第一レゾルバロータと、第一正弦波信号および第一余弦波信号を出力する第一レゾルバステータと、から構成される第一レゾルバと、
前記第二軸に設けられ前記第二軸と共に回転する第二レゾルバロータと、第二正弦波信号および第二余弦波信号を出力する第二レゾルバステータと、から構成される第二レゾルバと、
マイクロコンピュータを有する電子コントロールユニットと、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記第一正弦波信号および前記第一余弦波信号に基づき前記第一軸の回転角である第一回転角を演算し、前記第二正弦波信号および前記第二余弦波信号に基づき前記第二軸の回転角である第二回転角を演算し、前記第一回転角および前記第二回転角の位相差に基づき前記第一軸と前記第二軸の間に生じるトルクを演算するトルク演算回路と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記第一レゾルバステータが出力する第一正弦波信号および第一余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧を中心に振幅し、かつ前記第二レゾルバステータが出力する第二正弦波信号および第二余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい前記第一基準電圧を中心に振幅するように前記第一レゾルバステータおよび前記第二レゾルバステータに電力を供給する電力供給部と、
前記第一正弦波信号または前記第一余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和、もしくは前記第二正弦波信号または前記第二余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と、0[V]よりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出する異常検出部と、
を有することを特徴とするトルクセンサ。
【請求項６】
ステアリングホイールからの回転力が伝達される第一軸と、
トーションバーを介して前記第一軸と接続されると共に転舵輪に前記回転力を伝達する第二軸を備えた回転軸と、
前記第一軸に設けられ前記第一軸と共に回転する第一レゾルバロータと、第一正弦波信号および第一余弦波信号を出力する第一レゾルバステータと、から構成される第一レゾルバと、
前記第二軸に設けられ前記第二軸と共に回転する第二レゾルバロータと、第二正弦波信号および第二余弦波信号を出力する第二レゾルバステータと、から構成される第二レゾルバと、
マイクロコンピュータを有する電子コントロールユニットと、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記第一正弦波信号および前記第一余弦波信号に基づき前記第一軸の回転角である第一回転角を演算し、前記第二正弦波信号および前記第二余弦波信号に基づき前記第二軸の回転角である第二回転角を演算し、前記第一回転角および前記第二回転角の位相差に基づき前記第一軸と前記第二軸の間に生じるトルクを演算するトルク演算回路と、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記第一レゾルバステータが出力する前記第一正弦波信号および前記第一余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧を中心に振幅し、かつ前記第二レゾルバステータが出力する前記第二正弦波信号および前記第二余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい前記第一基準電圧を中心に振幅するように前記第一レゾルバステータおよび第二レゾルバステータに電力を供給する電力供給部と、
前記第一正弦波信号または前記第一余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和、もしくは前記第二正弦波信号または前記第二余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と、0[V]よりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出する異常検出部と、
前記トルクに基づき駆動制御され、前記転舵輪に操舵補助力を付与する電動機と、
を有することを特徴とする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、角度センサ、トルクセンサおよびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、レゾルバの余弦波信号の二乗と制限信号の二乗との和が所定範囲外にあるときに、装置に異常が発生していると判定するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-145488号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路内でショートが発生していたとしても、余弦波信号の二乗と制限信号の二乗との和が所定範囲内に留まることがあり、上記特許文献１に記載の技術では装置の異常の検出が遅くなることがあった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、装置の異常を素早く検出することができる角度センサ、トルクセンサおよびパワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本願発明では、レゾルバステータが出力する正弦波信号および余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧を中心に振幅するようにレゾルバステータに電力を供給し、正弦波信号または余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と0Vよりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、装置の異常を素早く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例1のパワーステアリング装置の全体概要図である。
【図２】実施例1の操舵角センサおよび操舵トルクセンサ付近の断面図である。
【図３】実施例1の操舵トルク演算部の回路構成を示す図である。
【図４】実施例1の第一レゾルバの模式図である。
【図５】実施例1の励磁信号、余弦波信号、正弦波信号を示すグラフである。
【図６】実施例1の入力軸の回転角を検出する方法について説明する図である。
【図７】実施例1の第一レゾルバの端子間にショートが発生している状態を示す図である。
【図８】実施例1の余弦波信号と正弦波信号を示すグラフである。
【図９】実施例1の第一レゾルバの端子間にショートが発生している状態を示す図である。
【図１０】実施例1の余弦波信号と正弦波信号を示すグラフである。
【図１１】実施例1の各信号のタイムチャートである。
【図１２】実施例1の第一レゾルバの回路図である。
【図１３】実施例1の各信号のタイムチャートである。
【図１４】実施例2の操舵トルク演算部の回路構成を示す図である。
【図１５】実施例2の第一レゾルバおよび第二レゾルバの回路図である。
【図１６】実施例2の各信号のタイムチャートである。
【図１７】実施例2の各信号のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例1〕
［パワーステアリング装置の全体構成］
実施例1のパワーステアリング装置1について説明する。図1はパワーステアリング装置1の全体概要図である。パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール50と、ステアリングホイール50に接続された入力軸51（第一軸）と、入力軸51に接続された出力軸52（第二軸）と、出力軸52に接続された第一ピニオン軸53と、第一ピニオン軸53と噛み合うラックバー54と、ラックバー54の端部に接続されたタイロッド55と、タイロッド55に接続された転舵輪56とを有している。第一ピニオン軸53とラックバー54とが噛み合う位置には第一ラック歯54aが形成されている。入力軸51と出力軸52との間にはトーションバー57が設けられており（図2参照）、入力軸51と出力軸52とはトーションバー57の捩れの範囲内で相対回転可能に構成されている。また入力軸41と出力軸52とで操舵軸62（回転軸）を構成している。
【０００９】
またステアリングホイール50の操舵力をアシストする操舵アシスト機構として、電動モータ58と、電動モータ58の出力軸に接続されたウォームシャフト59と、ウォームシャフト59と噛み合うウォームホイール60と、ウォームホイール60に接続された第二ピニオン61とを有している。第二ピニオン61は、ラックバー54に設けられた第二ラック歯54bと噛み合っている。
入力軸51の外周にはステアリングホイール50の操舵角を検出する操舵角センサ8が設けられ、入力軸51と出力軸52との間にはステアリングホイール50に入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ9が設けられている。また、操舵角と操舵トルクに基づいて電動モータ58を制御する構成として電子コントロールユニット2を有している。電子コントロールユニット2は、操舵トルクセンサ9からの信号により操舵トルクを演算する操舵トルク演算部3、操舵角センサ8からの信号により操舵角を演算する操舵角演算部4、操舵トルクおよび操舵角に応じて電動モータ58を制御する電動モータ制御部5を有している。また操舵トルクセンサ9は、操舵トルクセンサ9内の異常を検出する異常検出部3aを有している。
【００１０】
［操舵角トルクの構成］
図2は操舵角センサ8および操舵トルクセンサ9付近の断面図である。ここでは操舵トルクセンサ9の構成を中心に説明する。
操舵トルクセンサ9は、入力軸51の回転角を検出する第一レゾルバ90と、出力軸52の回転角を検出する第二レゾルバ91とを有している。第一レゾルバ90は、入力軸51とともに回転する第一レゾルバロータ90aと、第一レゾルバロータ90aの回転位置に応じて変化する第一正弦波信号RESO1-SINおよび第一余弦波信号RESO1-COSを出力する第一レゾルバステータ90bとから構成されている。第二レゾルバ91は、出力軸52とともに回転する第二レゾルバロータ91aと、第二レゾルバロータ91aの回転位置に応じて変化する第二正弦波信号RESO2-SINおよび第二余弦波信号RESO2-COSを出力する第二レゾルバステータ91bとから構成されている。
【００１１】
[操舵トルク演算部の構成]
図3は、操舵トルク演算部3の回路構成を示す図である。操舵トルク演算部3は、マイクロコンピュータ30と、電力供給回路31と、励磁信号検出回路32と、励磁回路33と、第一余弦波信号検出回路34と、第一正弦波信号検出回路35と、第二余弦波信号検出回路36と、第二正弦波信号検出回路37と、ベース電圧供給回路38と、トランシーバ39とを有する。
マイクロコンピュータ30は、第一レゾルバ90、第二レゾルバ91を制御するとともに、第一レゾルバ90が検出した入力軸51の回転角と、第二レゾルバ91が検出した出力軸52の回転角から操舵トルクを演算する。またマイクロコンピュータ30は、第一レゾルバ90、第二レゾルバ91の信号から異常検出を行っている。
【００１２】
電力供給回路31は外部電源TRQ-PWRからの電力を制御して、マイクロコンピュータ30に電源電圧VCCとして供給している。また電力供給回路31に、第一レゾルバ90、第二レゾルバ91にレゾルバ駆動電力RESO-PWRとレゾルバ基準電圧RESOREFを供給している。
マイクロコンピュータ30と電力供給回路31とは相互に通信を行っており、マイクロコンピュータ30から電力供給回路31の駆動を指令する駆動信号P-RUNが送信され、電力供給回路31からマイクロコンピュータ30をリセットするリセット信号RESET、外部電源TRQ-PWRの電圧モニタ値V-PWR-MONが送信される。
【００１３】
励磁信号検出回路32は、第一レゾルバ90の第一励磁コイル90eの一方（端子RESO1-R1）、および第二レゾルバ91の第二励磁コイル91eの一方（端子RESO2-R1）に接続する。第一励磁コイル90e、第二励磁コイル91eに流れる電流の電圧波形を検出し、マイクロコンピュータ30に励磁波形信号RESO-EXT-MONとして出力する。第一励磁コイル90eの他方（端子RESO1-R2）および第二励磁コイル91eの他方（端子RESO2-R2）はグランドに接続している。
励磁回路33は、励磁波形生成部33aと励磁信号出力部33bとを有している。励磁波形生成部33aは、第一レゾルバ90の第一励磁コイル90e、第二レゾルバ91の第二励磁コイル91eに流す電圧波形を生成する。励磁信号出力部33bは、励磁波形生成部33aが生成した電圧波形に応じて、第一レゾルバ90の第一励磁コイル90e、第二レゾルバ91の第二励磁コイル91eに電力を供給する。
【００１４】
第一余弦波信号検出回路34は、第一レゾルバ90の第一余弦波コイル90cの一方（端子RESO1-S1）に接続している。第一余弦波コイル90cに流れる電流の電圧波形を検出し、マイクロコンピュータ30に第一余弦波信号RESO1-COSとして出力する。
第一正弦波信号検出回路35は、第一レゾルバ90の第一正弦波コイル90sの一方（端子RESO1-S2）に接続している。第一正弦波コイル90sに流れる電流の電圧波形を検出し、マイクロコンピュータ30に第一正弦波信号RESO1-SINとして出力する。
【００１５】
第二余弦波信号検出回路36は、第二レゾルバ91の第二余弦波コイル91cの一方（端子RESO2-S1）に接続している。第二余弦波コイル91cに流れる電流の電圧波形を検出し、マイクロコンピュータ30に第二余弦波信号RESO2-COSとして出力する。
第二正弦波信号検出回路37は、第二レゾルバ91の第二正弦波コイル91sの一方（端子RESO2-S2）に接続している。第二正弦波コイル91sに流れる電流の電圧波形を検出し、マイクロコンピュータ30に第二正弦波信号RESO2-SINとして出力する。
第一余弦波コイル90cの他方（端子RESO1-S3）にはベース電圧供給回路38aが、第一正弦波コイル90sの他方（端子RESO1-S4）にはベース電圧供給回路38bが、第二余弦波コイル91cの他方（端子RESO2-S3）にはベース電圧供給回路38cが、第二正弦波コイル91sの他方（端子RESO2-S4）にはベース電圧供給回路38dが接続されている。ベース電圧供給回路38は基準電圧として2.5[V]の電力を供給している。
トランシーバ39は他の制御部とのシリアル通信を行っている。
【００１６】
［操舵トルクの検出方法］
操舵トルクは、入力軸51の回転角と出力軸52の回転角との差から求めることができる。
図4は、第一レゾルバ90の模式図である。第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と端子RESO1-R2との間の電圧をEXT（励磁信号）、第一余弦波コイル90cの端子RESO1-S1と端子RESO1-S3との間の電圧をCOS（余弦波信号）、第一正弦波コイル90sの端子RESO1-S2と端子RESO1-S4との間の電圧をSIN（正弦波信号）とする。
図5は入力軸51の回転角θに応じた励磁信号EXT、余弦波信号COS、正弦波信号SINを示すグラフである。図5に示す波形は、それぞれ次の式で示すことができる。
EXT = E・sin(ω・t)
COS = K・E・sin(ω・t)・cos (X・θ)
SIN = K・E・sin(ω・t)・sin (X・θ)
ここで、
K : 変圧比 = 0.286
t : 時間[s]
θ : 入力軸51の回転角[deg]
f : 励磁信号の周波数[Hz]
ω : 2πf[rad/s]
E : 励磁信号の振幅[V]
X : ゲイン
を示す。
【００１７】
図6は、余弦波信号COS、正弦波信号SINからの入力軸51の回転角を検出する方法について説明する図である。
励磁信号が最も大きくなるときの第一余弦波信号をCOS_peak[0]、第一正弦波信号をSIN_peak[0]とし、次に励磁信号が最も小さくなるとき（すなわち2分の1周期後）の第一余弦波信号をCOS_peak[1]、第一正弦波信号をSIN_peak[1]とする。
励磁信号が最も大きくなるときの回転角と、次に励磁信号が最も小さくなるときの回転角の中間の回転角θresoを次の式により求める。
sin(θreso) = SIN_peak[0] - SIN_peak[1]
cos(θreso) = COS_peak[0] - COS_peak[1]
θreso = arctan(sin(θreso)/cos(θreso))
同様にして、第二レゾルバ91から出力軸52の回転角も求め、入力軸51の回転角と出力軸52の回転角との差に、トーションバー57の剛性をかけることで操舵トルクを求めることができる。
【００１８】
［作用］
異常検出部3aは、第一レゾルバ90および第二レゾルバ91の各端子間がショートしたことを検出している。端子間がショートしていないときには、余弦波信号COSと正弦波信号SINとは次の関係を示す。
SIN2+COS2 = 1
この関係を用いて、例えば次の条件を満たさないときには端子間がショートしていると判定することができる。
0.8 ≦ SIN2+COS2 ≦ 1.2
【００１９】
従来、第一励磁コイル90eの端子RESO1-R2、第一余弦波コイル90cの端子RESO1-S3、第一正弦波コイル90sの端子RESO1-S4はグランドに接続されていた。その場合、上記の方法では端子間のショートを検出できない場合がある。図7は上記の方法で端子間のショートを検出できない場合を示す図である。例えば、図7に示すように第一レゾルバ90の第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と正弦波コイル90sの端子RESO1-S2がショートした場合を考える。
図8は余弦波信号COSと正弦波信号SINを示すグラフであり、図8(a)は端子間がショートしていないとき、図8(b)は端子間がショートしているときを示す。図8の点線はショートの判定閾値である。
第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と正弦波コイル90sの端子RESO1-S2がショートすることにより、正弦波信号SINの値が全体的に上昇する。このとき、図8(a)に点Aで示す信号を出力する操舵角でステアリングホイール50を保舵すると、端子間がショートしたとしても、図8(b)に示すように点Aは判定閾値内に留まることとなり、正常と判定される。
【００２０】
端子間のショートを検出することができない別の例を図9に示す。例えば、図9に示すように第一レゾルバ90の第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と正弦波コイル90sの端子RESO1-S2、余弦波コイル90cの端子RESO1-S1と正弦波コイル90sの端子RESO1-S4、正弦波コイル90sの端子RESO1-S2と端子RESO1-S4との間でショートした場合を考える。
図10は余弦波信号COSと正弦波信号SINを示す図であり、図10(a)は端子間がショートしていないとき、図10(b)は端子間がショートしているときを示す。図10の点線はショートの判定閾値である。
上記のように端子間がショートすると、図10(b)に示すように余弦波信号COSと正弦波信号SINは一点に固定される。このとき余弦波信号COSと正弦波信号SINは判定閾値内にとどまるため、ステアリングホイール50の操舵角に関わらず常に正常と判定される。
このときの各信号のタイムチャートを図11に示す。図11(a)は端子間がショートしていないとき、図11(b)は端子間がショートしているときを示す。図11に示すように、端子間がショートすると余弦波信号COSの振幅は大きくなり、正弦波信号SINの振幅はほぼゼロとなり、励磁信号EXTの振幅は若干小さくなる。
【００２１】
そこで実施例1では、第一余弦波コイル90c、第一正弦波コイル90s、第二余弦波コイル91c、第二正弦波コイル91sに2.5[V]の電力を供給するようにした。すなわち、ショートしていなければ、第一余弦波信号RESO1-COS、第一正弦波信号RESO1-SIN、第二余弦波信号RESO2-COS、第二正弦波信号RESO2-SINは、2.5[V]を中心として振動する波形となる。
図12は第一レゾルバ90の回路図である。ここで第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と第一余弦波コイル90cの端子RESO1-S1との間、第一励磁コイル90eの端子RESO1-R1と第一正弦波コイル90sの端子RESO1-S2との間でショートした場合を考える。
【００２２】
各信号のタイムチャートを図13に示す。図13(a)は端子間がショートしていないとき、図13(b)は端子間がショートしているときを示す。端子間がショートしていないときには、図13(a)に示すように余弦波信号COS、正弦波信号SINはともに2.5[V]を中心として振動する信号となっている。しかし、端子間がショートしているときには、図13(b)に示すように余弦波信号COSは0.5[V]を中心として振動する信号となる。
すなわち、第一余弦波信号RESO1-COS、第一正弦波信号RESO1-SIN、第二余弦波信号RESO2-COS、第二正弦波信号RESO2-SINは、正常時には2.5[V]を中心として振動するため、各信号の最大値と最小値の和の2分の1の値が2.5[V]を中心とした所定範囲（異常判定閾値）外にあれば異常と判定することができる。
【００２３】
［効果］
実施例1の効果について、以下に列記する。
(1) 操舵軸62（回転軸）に設けられ、操舵軸62と共に回転する第一レゾルバロータ90a、第二レゾルバロータ91a（レゾルバロータ）と、第一レゾルバロータ90a、第二レゾルバロータ91aの外周側に設けられ、正弦波信号SINおよび余弦波信号COSを出力する第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91b（レゾルバステータ）と、マイクロコンピュータ30を有する電子コントロールユニット2と、電子コントロールユニット2に設けられ、正弦波信号SINおよび余弦波信号COSに基づき操舵軸62の回転角を演算する操舵トルク演算部3（角度演算部）と、電子コントロールユニット2に設けられ、第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bが出力する正弦波信号および余弦波信号が、0[V]より所定電圧大きい第一基準電圧(2.5[V])を中心に振幅するように第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bに電力を供給するベース電圧供給回路38（電力供給部）と、正弦波信号または余弦波信号の振幅の最大値と最小値の和と0Vよりも大きい異常判定閾値とを比較することにより、装置の異常を検出する異常検出部3aと、を設けた。
よって、回路にショートが生じれば、正弦波信号SIN、余弦波信号COSの平均電圧は2.5[V]とは全く異なる値となるため、装置の異常を確実に検出することができる。
【００２４】
(2) 異常判定閾値は、第一基準電圧(2.5[V])を含む所定の範囲に設定され、異常検出部3aは、正弦波信号SINまたは余弦波信号COSの振幅の最大値と最小値の和の2分の1の値が異常判断閾値の所定の範囲内にあるか否かを判断することにより、装置の異常を検出するようにした。
よって、回路にショートが生じれば、正弦波信号SIN、余弦波信号COSの平均電圧は2.5[V]とは全く異なる値となるため、装置の異常を確実に検出することができる。
【００２５】
〔実施例2〕
実施例2のパワーステアリング装置1について説明する。実施例1ではベース電圧供給回路38は各コイルに基準電圧として2.5[V]の電力を供給するようにしていたが、実施例2ではベース電圧供給回路40は基準電圧を2.5[V]と5.0[V]で洗濯して供給するようにした。以下、実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
[操舵トルク演算部の構成]
図14は、操舵トルク演算部3の回路構成を示す図である。第一余弦波コイル90cの端子RESO1-S3にはベース電圧供給回路40aが、第一正弦波コイル90sの端子RESO1-S4にはベース電圧供給回路40bが、第二余弦波コイル91cの端子RESO2-S3にはベース電圧供給回路40cが、第二正弦波コイル91sの端子RESO2-S4にはベース電圧供給回路40dが接続されている。ベース電圧供給回路40はマイクロコンピュータ30の制御により、2.5[V]と5.0[V]の電力を選択して供給している。
【００２７】
［作用］
図15は第一レゾルバ90および第二レゾルバ91の回路図である。ここで第一余弦波コイル90cの端子RESO1-S1と第二正弦波コイル91sの端子RESO2-S2との間でショートした場合を考える。また図16は各信号のタイムチャートである。
通常、各コイルにはベース電圧供給回路から基準電圧2.5[V]の電力が供給されている。異常検出時には、コイル毎に順番にベース電圧供給回路から基準電圧5.0[V]の電力を供給するようにする。基準電圧5.0[V]の供給は、励磁信号RESO-EXTが最大値となるタイミング（図15のAのタイミング）から4分の1周期進んだタイミング（図15のCのタイミング：異常検出タイミング）、または励磁信号RESO-EXTが最小値となるタイミングから（図15のBのタイミング）から4分の1周期進んだタイミング（図15のDのタイミング：異常検出タイミング）を含む所定の区間内で行われる。
【００２８】
図16では、第一正弦波信号RESO1-SINの基準電圧を5.0[V]に上昇させても、他の信号の基準電圧は上昇しない。また図16では、第一余弦波信号RESO1-COSの基準電圧を5.0[V]に上昇させると、第二正弦波信号RESO2-SINの基準電圧も上昇している。また、第二正弦波信号RESO2-SINの基準電圧を5.0[V]に上昇させると、第一余弦波信号RESO1-COSの基準電圧も上昇している。
第一正弦波コイル90sの端子はショートしていないため、第一正弦波信号RESO1-SINの基準電圧を5.0[V]に上昇させたとしても、他の信号の最大値と最小値の和の2分の1の値はほぼ基準電圧の2.5[V]を示す。しかし、第一余弦波コイル90cの端子と第二正弦波コイル91sの端子とはショートしているため、第一余弦波信号RESO1-COSの基準電圧を5.0[V]に上昇させると、第二正弦波信号RESO2-SINの最大値と最小値の和の2分の1の値は5.0[V]側に変化する。同じく第二正弦波信号RESO2-SINの基準電圧を5.0[V]に上昇させると、第一余弦波信号RESO1-COSの最大値と最小値の和の2分の1の値は5.0[V]側に変化する。
【００２９】
ある信号の基準電圧を上昇させたときの、他の信号の最大値と最小値の和の2分の1の値の変化をみることで、ショートが発生しているか否かを判定することができる。
各信号のタイムチャートを図17に示す。図17(a)は端子間がショートしていないとき、図17(b)は端子間がショートしているときを示す。端子間がショートしていないときには、図17(a)に示すように余弦波信号COSの基準電圧が上昇したとしても他の信号の電圧は上昇していない。一方、端子間がショートしたときには、図17(b)に示すように余弦波信号COSの基準電圧が上昇すると正弦波信号SINの電圧も上昇する。
【００３０】
［効果］
実施例2の効果について説明する。
(3) 振幅の最大値から最小値までの区間を2分の1周期としたとき、ベース電圧供給回路40は、第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bが出力する正弦波信号または余弦波信号の一方が、振幅の最大値または最小値を示すタイミングから4分の1周期進んだタイミングを含む所定区間において、0[V]より所定電圧大きくかつ第一基準電圧(2.5[V])とは異なる第二基準電圧(5.0[V])を中心に振幅するように第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bに供給する電力を変化させ、異常検出部3aは、正弦波信号または余弦波信号の他方の信号であって、異常検出タイミングの前後の最大値および最小値の和の2分の1の値と、異常検出タイミングにおける正弦波信号または余弦波信号の一方の信号の値とを比較することにより、装置の異常を検出するようにした。
よって、最大値と最小値の和の2分の1の値と、異常検出タイミングにおける正弦波と余弦波のうち他方の値とを比較することにより、装置の異常を検出することができる。
【００３１】
〔実施例3〕
実施例3のパワーステアリング装置1について説明する。実施例2ではある信号の基準電圧を5.0[V]に上昇させたときの他の信号の電圧変化からショートの発生を検出していた。実施例3では、基準電圧を5.0[V]に上昇させたときの電圧上昇幅からショートの発生を検出するようにした。
以下、実施例1および実施例2と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
［作用］
各信号のタイムチャートを図17に示す。図17(a)は端子間がショートしていないとき、図17(b)は端子間がショートしているときを示す。図17(a)と図17(b)を比べると、余弦波信号COSの基準電圧が上昇したときの大きさが、ショートが発生しているときにはショートが発生していないときに比べて小さいことが分かる。
よって、基準電圧を上昇させたときの、電圧上昇の大きさを検出することでショートの検出をすることができる。
【００３３】
［効果］
(4) 振幅の最大値から最小値までの区間を2分の1周期としたとき、ベース電圧供給回路40は、第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bが出力する正弦波信号または余弦波信号が、振幅の最大値または最小値を示すタイミングから4分の1周期進んだ異常検出タイミングを含む所定区間において、0[V]より所定電圧大きくかつ第一基準電圧(2.5[V])とは異なる第二基準電圧(5.0[V])を中心に振幅するように第一レゾルバステータ90b、第二レゾルバステータ91bに供給する電力を変化させ、異常検出部3aは、正弦波信号または余弦波信号のうちベース電圧供給回路40によって供給電力が変化した区間の前後の振幅の最大値および最小値の和の2分の1の値と、異常検出タイミングにおける正弦波信号または余弦波信号の値とが異なるとき、装置が正常であると判断するようにした。
装置が正常な場合、振幅の最大値と最小値の和の2分の1の値は、第一基準電圧とほぼ等しい値となるはずであるため、この2分の1の値が第一基準電圧とは異なる第二基準電圧に変化している正弦波信号または余弦波信号の値と異なることをもって、装置が正常であると判断することができる。
【００３４】
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例1ないし実施例3に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
2  電子コントロールユニット
3  操舵トルク演算部（トルク演算回路）
3a  異常検出部
30  マイクロコンピュータ
38  ベース電圧供給回路38（電力供給部）
50  ステアリングホイール
51  入力軸（第一軸）
52  出力軸（第二軸）
57  トーションバー
58  電動モータ（電動機）
62  操舵軸（回転軸）
90a  第一レゾルバロータ
90b  第一レゾルバステータ
91a  第二レゾルバロータ
91b  第二レゾルバステータ
【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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