(57)【要約】【課題】複数の検出部を具備するセンサ部を複数備える冗長構成を用いて、センサ部や信号線等で異常が発生した場合、ＥＣＵ等の制御装置における異常検出及び機能継続を精度良く実行でき、且つ製造が容易な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。【解決手段】検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの状態量を少なくとも２つのセンサ部で検出する検出装置において、センサ部が、検出部が検出する状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの前記状態量を少なくとも２つの前記センサ部で検出する検出装置において、
前記センサ部が、前記検出部が検出する状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記通信部が、前記各検出部が検出する状態量を纏めて１つの信号として出力する請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
制御周期に同期して前記信号を出力する請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記センサ部が、ＳＥＮＴ方式によって前記誤り検出可能な信号を生成する請求項１乃至３のいずれかに記載の検出装置。
【請求項５】
前記センサ部を少なくとも４つ備え、
少なくとも２つの前記センサ部で操舵トルクを検出し、
少なくとも２つの他の前記センサ部で操舵角を検出する請求項１乃至４のいずれかに記載の検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の検出装置を搭載し、
前記通信部から出力される前記誤り検出可能な信号を入力し、前記誤り検出可能な信号を基にした誤り検出と前記誤り検出可能な信号に含まれる前記状態量の複数の検出値を基にした異常検出の少なくとも１つを実行して、前記検出装置の異常を検出する制御部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。
【請求項７】
前記制御部が、前記検出装置の異常を検出した場合、正常な前記状態量を使用して動作を継続する請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記制御部が、
前記検出装置の異常を検出していない場合、複数の前記センサ部がそれぞれ検出する複数の角度情報を用いて前記角度情報の絶対角度を算出し、
前記検出装置の異常を検出した場合、正常な前記角度情報並びに異常を検出する直前での前記角度情報及び前記絶対角度を用いて、異常を検出した後の前記絶対角度を算出する請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの前記状態量を少なくとも２つの前記センサ部で検出する検出器を搭載した電動パワーステアリング装置において、
前記状態量に基づいてモータの駆動制御を行う制御部と、
前記センサ部及び前記制御部を接続する少なくとも１つの信号線とを備え、
前記センサ部内の複数の前記検出部は、同じ前記信号線を介して前記状態量を前記制御部に出力し、
前記制御部は、
前記状態量から任意の時間の状態量を推定し、推定状態量として出力する状態量推定部と、
前記状態量及び前記推定状態量を基にした異常検出により前記検出器の異常を検出する異常検出部とを具備することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記制御部が、前記状態量を出力する検出部の選択に使用する選択情報を、前記信号線を介して出力し、
前記選択情報に対応する検出部が前記状態量を出力する請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記選択情報が所定のレベルの信号で、
前記検出部毎に異なる時間長の前記所定のレベルの信号を割り当て、
前記状態量を出力する検出部の選択を前記時間長に基づいて行う請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記センサ部が、前記状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備し、
前記異常検出部が、前記誤り検出可能な信号に基づいた異常検出も行い、前記検出器の異常を検出する請求項９乃至１１のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記通信部が、ＳＥＮＴ方式によって前記誤り検出可能な信号を生成する請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記状態量推定部が、過去の複数の前記状態量を用いて前記推定状態量を算出する請求項９乃至１３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記異常検出部が前記検出器の異常を検出した場合、前記制御部は正常な前記状態量に基づいて前記モータの駆動制御を継続する請求項９乃至１４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記状態量の１つとして角度情報があり、
前記制御部が、
前記検出器の異常を検出していない場合、複数の前記センサ部が検出する複数の前記角度情報を用いて前記角度情報の絶対角度を算出し、
前記検出器の異常を検出した場合、正常な前記角度情報並びに異常を検出する直前での前記角度情報及び前記絶対角度を用いて、異常を検出した後の前記絶対角度を算出する請求項９乃至１５のいずれかに記載の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、トルクや回転角等を検出する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、並びにトルクや回転角等を検出する検出器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】
トルクや回転角等を検出する検出装置の応用例として、車両の操舵系にモータの回転力でアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置がある。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アシスト力として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は、アシスト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１のコラム軸（ステアリングシャフト、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、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸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。そして、コラム軸２には、検出装置又は検出器（以下、総称して「検出手段」とする）として、ハンドル１の操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０及びハンドル１の回転角である操舵角θを検出する舵角センサ１４が設けられている。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、アシストマップ等を用いてアシスト指令の電流指令値の演算を行い、演算された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。【０００４】
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller  Area  Network）４０が接続されており、車速ＶｅｌはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。【０００５】
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。【０００６】
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（若しくはＣＡＮ４０からの）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指令値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。【０００７】
加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部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。【０００８】
このような電動パワーステアリング装置において使用する検出手段として、検出手段や信号線等で故障が発生した場合、故障を自動的に判別し、さらに故障発生後も機能を継続できるように、センサを多重化した冗長構成とする装置が提案されている。【０００９】
例えば、特開２０１３−２５３８０６号公報（特許文献１）では、複数の検出信号のいずれに異常が生じているかを特定でき、製造が容易であることを目的に、操舵トルク演算の基となる捩れ角等を検出してその検出結果に応じて検出信号を出力する複数の検出部を有するセンサＩＣを複数備えるセンサ装置が提案されている。検出部及びセンサＩＣを複数用意することにより、異常が発生している検出信号を特定することができ、さらに正常な検出信号を使用することにより、処理の継続を可能としている。センサ装置から出力する検出信号は、各検出部から別々の信号線で制御装置に取り込まれるが、センサＩＣ毎に設けられた１つの信号線を介して取り込んでも良いようになっている。【００１０】
特許第５６８８６９１号公報（特許文献２）では、回路規模や配線を低減しつつ、簡素な構成で磁気センサの故障を判定できるように、出力用磁気検出素子と参照用磁気検出素子を１つのＩＣパッケージに収容し、さらに出力用磁気検出素子及び参照用磁気検出素子それぞれが検出する検出値から異常を判定する比較器も同じＩＣパッケージに収容した検出装置が提案されている。出力用磁気検出素子の出力する検出値（仮検出値）と参照用磁気検出素子の出力する検出値（参照値）の差が閾値以下の場合、仮検出値を正式検出値としてＩＣ外部に出力している。そして、ＩＣパッケージを複数備えることにより、１つが故障しても、他のＩＣが出力する正式検出値を用いて制御を継続することができるようになっている。【００１１】
また、通常、センサは電動パワーステアリング装置の制御部と信号線を介して接続されるが、多重化するセンサの数が増えると、信号線が増大するので、その増大を抑制する装置が提案されている。例えば、特開２０１４−２３４１０１号公報（特許文献３）で提案されているアクチュエータ制御装置では、センサに異常が発生しても制御の継続が可能なように各センサを多重化した冗長構成において、異なる機能を有するセンサ（例えばトルクセンサと回転角センサ）を１組として、各組と制御部を単一のシリアルバスで接続している。単一のシリアルバスを共有して使用することにより、信号線の増大を抑制し、また、異なる機能のセンサでシリアルバスを共有し、同じ機能のセンサは異なるシリアルバスを使用することにより、シリアルバスに異常が発生した場合のバックアップを可能とすると共に、異なる機能で検出する情報を同時に取得できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−２５３８０６号公報
【特許文献２】特許第５６８８６９１号公報
【特許文献３】特開２０１４−２３４１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１のセンサ装置では、各検出部から個別の信号線で検出信号を出力する場合、信号線が多くなり、故障率及びコストが増大するおそれがある。センサＩＣ毎に１つの信号線を使用する場合は、信号線の数は減るが、例えば外来ノイズによる電圧変動等により信号線を含むハーネスで異常が発生したら、検出信号の信号パターンが正常な信号パターンか或いは異常な信号パターンかを判別することにより異常を検出することになるが、具体的な判別方法が開示されておらず、判別精度や処理量が問題となるおそれがある。【００１４】
特許文献２の検出装置では、正式検出値のみ（異常判定時は異常判定信号のみ）を出力するので、信号線の数は抑えることができるが、上記のようなハーネスで発生した異常については特に考慮されていないので、そのような異常が発生した場合、検出精度等の点において十分な対応ができない可能性がある。【００１５】
信号線の増大の抑制を目的とした特許文献３の装置では、センサと制御部をバス接続しているので、制御部が通信相手を特定（選択）するためのＣＳ（Ｃｈｉｐ  Ｓｅｌｅｃｔ）信号線が、センサ毎に接続されている。また、異なる機能のセンサでシリアルバスを共有しているので、バス占有時間が限られ、十分な検出周期が得られない可能性がある。【００１６】
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、複数の検出部を具備するセンサ部を複数備える冗長構成を用いて、センサ部や信号線等で異常が発生した場合、ＥＣＵ等の制御装置における異常検出及び機能継続を精度良く実行でき、且つ製造が容易な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。【００１７】
また、本発明の他の目的は、上記のような冗長構成である検出器の搭載に際して、検出器と制御部とを接続する信号線の過度の増加を抑制すると共に、検出器の構成に依存せずに適切な情報を取得し、検出器で異常が発生しても動作継続が可能な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】
【００１８】
本発明は、検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの前記状態量を少なくとも２つの前記センサ部で検出する検出装置に関し、本発明の上記目的は、前記センサ部が、前記検出部が検出する状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備することにより達成される。【００１９】
本発明の上記目的は、前記通信部が、前記各検出部が検出する状態量を纏めて１つの信号として出力することにより、或いは、制御周期に同期して前記信号を出力することにより、或いは、前記センサ部が、ＳＥＮＴ方式によって前記誤り検出可能な信号を生成することにより、或いは、前記センサ部を少なくとも４つ備え、少なくとも２つの前記センサ部で操舵トルクを検出し、少なくとも２つの他の前記センサ部で操舵角を検出することにより、より効果的に達成される。【００２０】
また、本発明の上記目的は、上記検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置が、前記通信部から出力される前記誤り検出可能な信号を入力し、前記誤り検出可能な信号を基にした誤り検出と前記誤り検出可能な信号に含まれる前記状態量の複数の検出値を基にした異常検出の少なくとも１つを実行して、前記検出装置の異常を検出する制御部を備えることにより達成される。更に、前記制御部が、前記検出装置の異常を検出した場合、正常な前記状態量を使用して動作を継続することにより、或いは、前記制御部が、前記検出装置の異常を検出していない場合、複数の前記センサ部がそれぞれ検出する複数の角度情報を用いて前記角度情報の絶対角度を算出し、前記検出装置の異常を検出した場合、正常な前記角度情報並びに異常を検出する直前での前記角度情報及び前記絶対角度を用いて、異常を検出した後の前記絶対角度を算出することにより、より効果的に達成される。【００２１】
本発明の上記他の目的は、検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの前記状態量を少なくとも２つの前記センサ部で検出する検出器を搭載した電動パワーステアリング装置において、前記状態量に基づいてモータの駆動制御を行う制御部と、前記センサ部及び前記制御部を接続する少なくとも１つの信号線とを備え、前記センサ部内の複数の前記検出部は、同じ前記信号線を介して前記状態量を前記制御部に出力し、前記制御部は、前記状態量から任意の時間の状態量を推定し、推定状態量として出力する状態量推定部と、前記状態量及び前記推定状態量を基にした異常検出により前記検出器の異常を検出する異常検出部とを具備することにより達成される。【００２２】
本発明の上記他の目的は、前記制御部が、前記状態量を出力する検出部の選択に使用する選択情報を、前記信号線を介して出力し、前記選択情報に対応する検出部が前記状態量を出力することにより、或いは、前記選択情報が所定のレベルの信号で、前記検出部毎に異なる時間長の前記所定のレベルの信号を割り当て、前記状態量を出力する検出部の選択を前記時間長に基づいて行うことにより、或いは、前記センサ部が、前記状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備し、前記異常検出部が、前記誤り検出可能な信号に基づいた異常検出も行い、前記検出器の異常を検出することにより、或いは、前記通信部が、ＳＥＮＴ方式によって前記誤り検出可能な信号を生成することにより、或いは、前記状態量推定部が、過去の複数の前記状態量を用いて前記推定状態量を算出することにより、或いは、前記異常検出部が前記検出器の異常を検出した場合、前記制御部は正常な前記状態量に基づいて前記モータの駆動制御を継続することにより、或いは、前記状態量の１つとして角度情報があり、前記制御部が、前記検出器の異常を検出していない場合、複数の前記センサ部が検出する複数の前記角度情報を用いて前記角度情報の絶対角度を算出し、前記検出器の異常を検出した場合、正常な前記角度情報並びに異常を検出する直前での前記角度情報及び前記絶対角度を用いて、異常を検出した後の前記絶対角度を算出することにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の検出装置によれば、複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、誤り検出が可能な通信方式を用いることにより、異常発生後も十分な確度を持った操舵トルク等の検出が可能となり、上記検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置は動作継続可能となる。また、各センサ部を同様な構成とすることにより、製造が容易となり、さらに信号線を１つにまとめた場合、故障率及びコストの削減を図ることができる。【００２４】
また、本発明の電動パワーステアリング装置によれば、複数の検出部を具備するセンサ部を複数備える検出器を搭載し、センサ部内の複数の検出部は同じ信号線で信号を出力し、検出部が検出する状態量から任意の時間の状態量を推定することにより、検出器で異常が発生しても動作継続を可能とすると共に、信号線の数を抑制し、検出される状態量の取得タイミングのずれを補正し適切な状態量を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】本発明に係る検出装置（第１実施形態）及び電動パワーステアリング装置を含めた全体の構成例を示す構成図である。
【図４】トルク検出部の構成例を説明するための構造図である。
【図５】トルク検出部の動作例を説明するための概略図である。
【図６】舵角検出部の構成例を示す概略図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は一部を抜粋して示した斜視図である。
【図７】センサＩＣ周辺の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図８】センサＩＣの構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図９】ＳＥＮＴフレームの構成を示す概略図である。
【図１０】トルクセンサＩＣに異常が発生した場合の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１１】舵角センサＩＣに異常が発生した場合の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１２】トルク信号線に異常が発生した場合の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１３】舵角信号線に異常が発生した場合の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１４】同期機能を追加したＳＥＮＴフレームの構成を示す概略図である。
【図１５】センサＩＣ周辺の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。
【図１６】センサＩＣ周辺の構成例（第３実施形態）を示すブロック図である。
【図１７】センサＩＣの構成例（第４実施形態）を示すブロック図である。
【図１８】本発明の構成例（第５実施形態）を示す構成図である。
【図１９】センサＩＣ周辺の構成例（第５実施形態）を示すブロック図である。
【図２０】センサＩＣの構成例（第５実施形態）を示すブロック図である。
【図２１】マスタパルスに対応したＳＥＮＴ派生プロトコルのフレーム構成を示す概略図である。
【図２２】マスタパルスの例を示す概略図である。
【図２３】ＥＣＵの構成例（第５実施形態）を示すブロック図である。
【図２４】推定値の算出方法を説明するための図である。
【図２５】ＥＣＵの動作例（第５実施形態）を示すフローチャートである。
【図２６】トルクセンサＩＣに異常が発生した場合の異常検出部の動作例（第５実施形態）を示すフローチャートである。
【図２７】舵角センサＩＣに異常が発生した場合の異常検出部の動作例（第５実施形態）を示すフローチャートである。
【図２８】トルク信号線に異常が発生した場合の異常検出部の動作例（第５実施形態）を示すフローチャートである。
【図２９】舵角信号線に異常が発生した場合の異常検出部の動作例（第５実施形態）を示すフローチャートである。
【図３０】センサＩＣ周辺の構成例（第６実施形態）を示すブロック図である。
【図３１】センサＩＣ周辺の構成例（第７実施形態）を示すブロック図である。
【図３２】センサＩＣの構成例（第８実施形態）を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、複数の検出部を具備するセンサ部を複数備える冗長構成で、検出対象の状態を示す状態量であるトルクや回転角等の検出を行う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であり、検出装置は、検出される状態量（検出値）を誤り検出が可能な通信方式で出力する。或いは、本発明は、上記のような冗長構成で、検出対象の状態を示す状態量であるトルクや回転角等の検出を行う検出器を搭載した電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）であり、ＥＰＳ内のＥＣＵ等の制御部と検出器とをバス接続し、センサ部内の複数の検出部は同じバス（信号線）を使用して制御部と信号の入出力を行う。検出される状態量（検出値）を出力する検出部は、制御部から出力される選択情報により選択することができる。また、検出部から同じ信号線を介して出力される検出値は取得タイミングにずれがあるので、過去の検出値から任意の時間の状態量（推定状態量。以下、「推定値」とする）を推定することにより、ずれによる検出値のばらつき（誤差）の影響を軽減する。検出器は、検出値を誤り検出が可能な通信方式で出力することができる。
【００２７】
これらのことより、制御部は、検出値の比較等によりセンサ部での異常の発生を判断することができると共に、適用する通信方式での誤り検出機能により、検出値が流れる信号線等での異常の発生を判断することができる。また、センサ部を複数備えているので、各センサ部を他のセンサ部のバックアップとして機能させることができ、異常発生のために正しい検出値を出力できないセンサ部がある場合、電動パワーステアリング装置は、正しい検出値を出力するセンサ部の検出値を使用して動作を継続することができる。
【００２８】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図３は電動パワーステアリング装置を含めた全体の構成例（第１実施形態）を示す図であり、検出装置は、操舵トルク及び角度情報の１つである操舵角を検出する。即ち、本検出装置は、図１に示される構成でのトルクセンサ１０及び舵角センサ１４両方の機能を複数有するトルクアングルセンサとして機能する。図３の検出装置（トルクアングルセンサ）５０から出力される操舵トルク及び操舵角が、制御部であるコントロールユニット（ＥＣＵ）２００に入力され、コントロールユニット２００は、操舵トルク及び操舵角に基づいて、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０を制御する。
【００３０】
検出装置５０は、操舵トルクを検出するトルク検出部６０と、操舵角を検出する舵角検出部７０から構成される。
【００３１】
図４はトルク検出部６０の構成例を説明するための図である。
【００３２】
図４（Ａ）に示されるように、ハンドル１のコラム軸は、ハンドル側の入力軸２ａとステアリングギア側の出力軸２ｂに分かれている。トルク検出部６０は、これら入力軸２ａ及び出力軸２ｂを連結するトーションバー９、入力軸２ａに固定される多極リング磁石６１、出力軸２ｂに固定される一対のセンサヨーク６２ａ及び６２ｂ、一対の集磁ヨーク６３ａ及び６３ｂ及びトルクセンサＩＣ（センサ部）１１０を備える。トーションバー９は、図４（Ａ）に示されるように、入力軸２ａ及び出力軸２ｂと中心軸が同軸となるように連結され、コラム軸の周方向にトルクが加わると捩れを生じる。多極リング磁石６１は円筒状の形状をしており、図４（Ｂ）に示されるように、トーションバー９と中心軸が同軸となるように入力軸２ａに固定され、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。センサヨーク６２ａ及び６２ｂは、図４（Ｃ）に示されるように、一対で多極リング磁石６１を囲むように出力軸２ｂに固定される軟磁性体の環状体である。センサヨーク６２ａ及び６２ｂには、長方形の形状の爪６２１ａ及び６２１ｂが、多極リング磁石６１のＮ極及びＳ極と同数だけ、内周面に等間隔でそれぞれ設けられている。センサヨーク６２ａの爪６２１ａとセンサヨーク６２ｂの爪６２１ｂは、多極リング磁石６１のＮ極及びＳ極と対向するように、周方向にずれて交互に配置されている。集磁ヨーク６３ａ及び６３ｂは、図４（Ｄ）に示されるように、一対でセンサヨーク６２ａ及び６２ｂを挟み込むように配置され、集磁ヨーク６３ａと６３ｂとの間には一定の間隔を設けられており、この間にトルクセンサＩＣ１１０が配置される。トルクセンサＩＣ１１０は、電動パワーステアリング装置のＥＣＵ２００と信号線にて接続されている。なお、本例では集磁ヨーク６３ａ及び６３ｂがセンサヨーク６２ａ及び６２ｂを挟み込む構成であるが、逆の構成でも良い。
【００３３】
このような構成のトルク検出部６０の動作について、図５を参照して説明する。なお、説明をわかりやすくするために、図５において、多極リング磁石６１は平板状に記載しており、各部の縮尺を変えている。
【００３４】
運転者から操舵トルクの入力がない場合、即ち、入力軸２ａ及び出力軸２ｂに操舵トルクが加わっておらず、トーションバー９に捩れが生じていない（入力軸２ａと出力軸２ｂ間の相対角度が０）場合に、センサヨーク６２ａ及び６２ｂの爪６２１ａ及び６２１ｂの中心と多極リング磁石６１のＮ極及びＳ極の境界とが一致するように、多極リング磁石６１並びにセンサヨーク６２ａ及び６２ｂを配置する。この場合、図５（Ａ）に示されるように、多極リング磁石６１のＮ極から発生した磁束はセンサヨーク６２ａ及び６２ｂを経由してＳ極に流れ込むので、トルクセンサＩＣ１１０には磁束が流れない状態となる。
【００３５】
運転者が操舵し、例えば操舵トルクが最大に入力された場合、即ち、入力軸２ａ及び出力軸２ｂに最大の操舵トルクが加わり、トーションバー９に最大の捩れが生じた（相対角度が最大）場合、図５（Ｂ）に示されるように、Ｎ極から発生した磁束は、センサヨーク６２ｂを経由して、集磁ヨーク６３ｂからトルクセンサＩＣ１１０へ到達する。その磁束が、逆側の集磁ヨーク６３ａから逆側のセンサヨーク６２ａを経由して、Ｓ極へ戻る。このとき、トルクセンサＩＣ１１０は、検出した磁束密度に応じた、つまり操舵トルクに比例した情報を信号としてＥＣＵ２００に出力する。運転者が図５（Ｂ）とは逆方向に操舵した場合、トルクセンサＩＣ１１０を流れる磁束の向きが逆転するため、トルクセンサＩＣ１１０は、操舵トルクの向きも検出可能である。なお、以下では、操舵トルクに比例した情報を単に「操舵トルク」と称する。
【００３６】
第１実施形態では、集磁ヨーク６３ａ、６３ｂ及びトルクセンサＩＣ１１０を２組使用し、各組はセンサヨーク６２ａ及び６２ｂの周方向に一定の間隔をあけて配置する。
【００３７】
図６は舵角検出部７０の構成例を示す概略図であり、図６（Ａ）は舵角検出部７０の平面図、図６（Ｂ）は舵角検出部７０の従ギア７２ａの箇所のみ抜粋した斜視図である。なお、図６には舵角検出部７０の動作を説明するために必要な構成要素のみを記載しており、形状も簡略化して記載している。
【００３８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、舵角検出部７０は、出力軸２ｂに固定される主ギア７１と、主ギア７１に嵌合する従ギア７２ａ及び７２ｂと、従ギア７２ａ及び７２ｂそれぞれに固定されている二極磁石７３ａ及び７３ｂ（図示せず）と、従ギア７２ａ及び７２ｂそれぞれに対応してギアボックス（静止系）に固定されている舵角センサＩＣ（センサ部）１３０及び１４０（図示せず）を備える。従ギア７２ａ及び７２ｂは減速比が異なり、検出範囲（例えばハンドルで±約１．５回転）において、それぞれの従ギアの対になっている舵角センサＩＣが出力する回転角度（操舵角）情報が常に互いに異なるようになっている。よって、イグニションキーがＯＮされた直後から、多回転の絶対角度で回転角度の検出が可能である。
【００３９】
上述のように、検出装置５０のトルク検出部６０は２つのトルクセンサＩＣを備え、舵角検出部７０は２つの舵角センサＩＣを備えている。その構成を図７に示す。トルク検出部６０はトルクセンサＩＣ１１０及び１２０を備え、検出した操舵トルクをそれぞれ操舵トルクＴｈ１及びＴｈ２として出力する。舵角検出部７０は舵角センサＩＣ１３０及び１４０を備え、検出した回転角（操舵角）をそれぞれ操舵角θ１及びθ２として出力する。また、トルクセンサＩＣ１１０及び舵角センサＩＣ１３０は電源１及びＧＮＤ１（グランド）を共有し、トルクセンサＩＣ１２０及び舵角センサＩＣ１４０は電源２及びＧＮＤ２を共有している。このような構成にすることにより、任意の電線（給電線、接地線）に異常が発生した場合でも、正常なＩＣが存続するので、操舵トルク検出及び操舵角検出の継続が可能となる。
【００４０】
トルクセンサＩＣ１１０及び１２０並びに舵角センサＩＣ１３０及び１４０は、トルクセンサＩＣ１１０及び１２０は磁束密度の強さを検出し、舵角センサＩＣ１３０及び１４０は磁束密度の向きを検出すると基本機能は異なるが、構成及び各センサＩＣから出力される信号への対応は同様である。よって、以下では共通のセンサＩＣとして構成及び動作を説明する。
【００４１】
図８にセンサＩＣの構成例を示す。センサＩＣは、検出部１０１、１０２及び通信部１０３を備える。
【００４２】
検出部１０１及び１０２は、検出した状態量に応じた信号（検出値）Ｄｖａ及びＤｖｂをそれぞれ出力する。
【００４３】
通信部１０３は、誤り検出機能を有する信号プロトコルの１つであるＳＥＮＴ（Single  Edge  Nibble  Transmission）方式で、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂを１つのＳＥＮＴフレームＳｆに纏めて出力する。ＳＥＮＴはＳＡＥ（Society  of  Automotive  Engineers）認可の符号化方式であり、ＳＥＮＴ通信で用いるフレーム構成の概略を図９に示す。ＳＥＮＴ通信では、１フレームは、同期セッション、ステータスセッション、データセッション、ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）セッション及びポーズセッションからなる。同期セッションはトランスミッタとレシーバ間で同期を取るために使用される。ステータスセッションはエラーコード等を送信するために使用される。送受信されるデータ本体はデータセッションに格納される。誤り検出はＣＲＣセッションを用いて行われる。即ち、多項式（生成多項式）を用いたＣＲＣ方式によりＣＲＣデータを算出し、ＣＲＣセッションに格納する。受信側（本実施形態ではＥＣＵ２００）は、ＣＲＣセッションに格納されたＣＲＣデータに基づいて、通信部１０３と同じ多項式を用いて誤り検出を行う。ポーズセッションはフレーム長を一定にするために使用される。検出値Ｄｖａ及びＤｖｂはデータセッションに振り分けられ、データセッションは、図９に示されるように、信号１（Ｓｉｇｎａｌ１）のデータ１〜３（Ｄａｔａ１〜３）及び信号２（Ｓｉｇｎａｌ２）のデータ１〜３（Ｄａｔａ１〜３）で構成され、各データは４ｂｉｔで構成されるので、合計２４ｂｉｔ、つまり検出部１０１及び１０２でそれぞれ１２ｂｉｔのデータが格納され、センサＩＣ外部に出力される。
【００４４】
トルクセンサＩＣ１１０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵トルク検出値Ｔｈ１ａ及びＴｈ１ｂとし、ＳＥＮＴフレームＳｆは操舵トルクＴｈ１である。トルクセンサＩＣ１２０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂとし、ＳＥＮＴフレームＳｆは操舵トルクＴｈ２である。舵角センサＩＣ１３０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵角検出値θ１ａ及びθ１ｂとし、ＳＥＮＴフレームＳｆは操舵角θ１である。舵角センサＩＣ１４０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂとし、ＳＥＮＴフレームＳｆは操舵角θ２である。
【００４５】
このような構成において、第１実施形態の検出装置５０の動作例を説明する。なお、以下では、トルクセンサＩＣ１１０の構成要素の符号には“−１”、トルクセンサＩＣ１２０の構成要素の符号には“−２”、舵角センサＩＣ１３０の構成要素の符号には“−３”、舵角センサＩＣ１４０の構成要素の符号には“−４”をそれぞれ付けて区別する。
【００４６】
先ず、トルク検出部６０の動作例を説明する。
【００４７】
多極リング磁石６１とセンサヨーク６２ａ及び６２ｂとの位置関係に応じた磁束密度がトルクセンサＩＣ１１０及び１２０に流れると、この磁束密度を、トルクセンサＩＣ１１０内の検出部１０１−１及び１０２−１並びにトルクセンサＩＣ１２０内の検出部１０１−２及び１０２−２の４つの検出部が検出する。そして、検出した磁束密度を、検出部１０１−１は操舵トルク検出値Ｔｈ１ａとして、検出部１０２−１は操舵トルク検出値Ｔｈ１ｂとしてそれぞれ通信部１０３−１に出力し、検出部１０１−２は操舵トルク検出値Ｔｈ２ａとして、検出部１０２−２は操舵トルク検出値Ｔｈ２ｂとしてそれぞれ通信部１０３−２に出力する。通信部１０３−１は、入力した操舵トルク検出値Ｔｈ１ａ及びＴｈ１ｂをＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈ１として出力する。通信部１０３−２は、入力した操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂをＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈ２として出力する。操舵トルクＴｈ１及びＴｈ２はＥＣＵ２００に入力される。
【００４８】
次に、舵角検出部７０の動作例を説明する。
【００４９】
２対となる二極磁石と舵角センサＩＣの位置関係によって、舵角センサＩＣ１３０内の検出部１０１−３及び１０２−３並びに舵角センサＩＣ１４０内の検出部１０１−４及び１０２−４の４つの検出部が二極磁石の回転角度（操舵角）を検出する。そして、検出した操舵角を、検出部１０１−３は操舵角検出値θ１ａとして、検出部１０２−３は操舵角検出値θ１ｂとしてそれぞれ通信部１０３−３に出力し、検出部１０１−４は操舵角検出値θ２ａとして、検出部１０２−４は操舵角検出値θ２ｂとしてそれぞれ通信部１０３−４に出力する。通信部１０３−３は、入力した操舵角検出値θ１ａ及びθ１ｂをＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θ１として出力する。通信部１０３−４は、入力した操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂをＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θ２として出力する。操舵角θ１及びθ２はＥＣＵ２００に入力される。
【００５０】
上記の検出装置５０の動作例を基に、電動パワーステアリング装置内のＥＣＵ２００での異常検出方法及び検出値の確度確認方法について、異常発生箇所別に説明する。
【００５１】
先ず、トルクセンサＩＣに異常が発生した場合について、図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、ＥＣＵ２００は、トルクセンサＩＣ１１０から出力される操舵トルクＴｈ１を使用して制御を行っているとする。
【００５２】
ＥＣＵ２００は、操舵トルクＴｈ１及びＴｈ２を入力し（ステップＳ１０）、操舵トルクＴｈ１に収められている操舵トルク検出値Ｔｈ１ａ及びＴｈ１ｂの差分ｄＴｈ１（＝Ｔｈ１ａ−Ｔｈ１ｂ）及び操舵トルクＴｈ２に収められている操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂの差分ｄＴｈ２（＝Ｔｈ２ａ−Ｔｈ２ｂ）を算出し（ステップＳ１１）、所定の閾値ＦｘＴとの比較を行う。トルクセンサＩＣに異常が発生した場合、異常となったトルクセンサＩＣが出力した操舵トルクでの差分の大きさは閾値ＦｘＴを超えるので、異常を検出することができる。差分ｄＴｈ１（絶対値）が閾値ＦｘＴより大きい場合（ステップＳ１２）、トルクセンサＩＣ１１０に異常が発生したと判断し（ステップＳ１３）、差分ｄＴｈ２（絶対値）が閾値ＦｘＴより大きい場合（ステップＳ１４）、トルクセンサＩＣ１２０に異常が発生したと判断する（ステップＳ１５）。差分の大きさが閾値ＦｘＴを超えていない場合、異常が発生していないと判断すると共に、その操舵トルク検出値は十分な確度を持っていると判断する。よって、トルクセンサＩＣ１１０に異常が発生したと判断した場合（ステップＳ１６）、トルクセンサＩＣ１２０に異常が発生していなければ（ステップＳ１７）、操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂは十分な確度を持っているとして、それらを使用して処理を継続する（ステップＳ１８）。トルクセンサＩＣ１２０に異常が発生していたら（ステップＳ１７）、トルクセンサＩＣ１１０及び１２０双方に異常が発生しているとして警告を発する（ステップＳ１９）。
【００５３】
なお、差分ｄＴｈ１及びｄＴｈ２に対して同じ閾値ＦｘＴを用いて比較を行っているが、異なる閾値を用いても良い。
【００５４】
次に、舵角センサＩＣに異常が発生した場合について、図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、ＥＣＵ２００は、舵角センサＩＣ１３０から出力される操舵角θ１及び舵角センサＩＣ１４０から出力される操舵角θ２より絶対角度を算出している（ステップＳ３２）。
【００５５】
この場合も、トルクセンサＩＣの場合と同様に、ＥＣＵ２００は、操舵角θ１及びθ２を入力し（ステップＳ２０）、操舵角θ１に収められている操舵角検出値θ１ａ及びθ１ｂの差分ｄθ１（＝θ１ａ−θ１ｂ）及び操舵角θ２に収められている操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂの差分ｄθ２（＝θ２ａ−θ２ｂ）を算出し（ステップＳ２１）、所定の閾値ＦｘＡとの比較を行う。舵角センサＩＣに異常が発生した場合、異常となった舵角センサＩＣが出力した操舵角に対する差分の大きさは閾値ＦｘＡを超えるので、異常を検出することができる。差分ｄθ１（絶対値）が閾値ＦｘＡより大きい場合（ステップＳ２２）、舵角センサＩＣ１３０に異常が発生したと判断し（ステップＳ２３）、差分ｄθ２（絶対値）が閾値ＦｘＡより大きい場合（ステップＳ２４）、舵角センサＩＣ１４０に異常が発生したと判断する（ステップＳ２５）。差分の大きさが閾値ＦｘＡを超えていない場合、異常が発生していないと判断すると共に、その操舵角検出値は十分な確度を持っていると判断する。ただ、一方の舵角センサＩＣに異常が発生したと判断した場合、他方の舵角センサＩＣからの操舵角検出値が十分な確度を持っていると判断しても、その操舵角検出値から直接絶対角度を算出することはできないので、異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出するようにする。つまり、ＥＣＵ２００は、舵角センサＩＣ１３０及び１４０から入力する操舵角θ１及びθ２並びにそれらから求められる絶対角度を、次の操舵角θ１及びθ２を入力するまで保持する。そして、舵角センサＩＣ１３０に異常が発生し（ステップＳ２６）、舵角ＩＣ１４０には異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ２７）、入力した操舵角θ２と直前の操舵角θ２の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ２８）。舵角センサＩＣ１３０に異常が発生しておらず（ステップＳ２６）、舵角ＩＣ１４０に異常が発生していると判断した場合は（ステップＳ２９）、入力した操舵角θ１と直前の操舵角θ１の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ３０）。舵角センサＩＣ１３０及び１４０双方に異常が発生していると判断した場合は、警告を発する（ステップＳ３１）。
【００５６】
なお、差分ｄθ１及びｄθ２に対して同じ閾値ＦｘＡを用いて比較を行っているが、異なる閾値を用いても良い。
【００５７】
次に、トルクセンサＩＣとＥＣＵ２００との間を接続して操舵トルク（信号）を流す信号線（以下、「トルク信号線」とする）に異常が発生した場合について、図１２のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、ＥＣＵ２００は、トルクセンサＩＣ１１０から出力される操舵トルクＴｈ１を使用して制御を行っているとする。
【００５８】
ＥＣＵ２００は、操舵トルクＴｈ１及びＴｈ２それぞれのＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣセッションの値（ＣＲＣデータ）を用いて異常の有無を確認する。トルク信号線に異常が発生した場合、ＣＲＣデータが期待値と異なるので、異常を検出することができる。ＥＣＵ２００は、操舵トルクＴｈ１及びＴｈ２それぞれのＣＲＣデータを確認し（ステップＳ４０）、操舵トルクＴｈ１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ４１）、トルクセンサＩＣ１１０とＥＣＵ２００との間のトルク信号線（以下、「トルク信号線１」とする）に異常が発生したと判断し（ステップＳ４２）、操舵トルクＴｈ２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ４３）、トルクセンサＩＣ１２０とＥＣＵ２００との間のトルク信号線（以下、「トルク信号線２」とする）に異常が発生したと判断する（ステップＳ４４）。ＣＲＣデータが期待値通りの場合、トルク信号線に異常が発生していないと判断する。よって、トルク信号線１に異常が発生したと判断した場合（ステップＳ４５）、トルク信号線２に異常が発生していなければ（ステップＳ４６）、操舵トルクＴｈ２を使用して処理を継続する（ステップＳ４７）。トルク信号線２に異常が発生していたら（ステップＳ４６）、警告を発する（ステップＳ４８）。
【００５９】
次に、舵角センサＩＣとＥＣＵ２００との間を接続して操舵角（信号）を流す信号線（以下、「舵角信号線」とする）に異常が発生した場合について、図１３のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、ＥＣＵ２００は、舵角センサＩＣ１３０から出力される操舵角θ１及び舵角センサＩＣ１４０から出力される操舵角θ２を使用して絶対角度を算出している（ステップＳ６１）。
【００６０】
この場合も、トルク信号線の場合と同様に、ＥＣＵ２００は、操舵角θ１及びθ２それぞれのＳＥＮＴフレーム内のＣＲデータを用いて異常の有無を確認する。舵角信号線に異常が発生した場合、ＣＲＣデータが期待値と異なるので、異常を検出することができる。ＥＣＵ２００は、操舵角θ１及びθ２それぞれのＣＲＣデータを確認し（ステップＳ５０）、操舵角θ１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ５１）、舵角センサＩＣ１３０とＥＣＵ２００との間の舵角信号線（以下、「舵角信号線１」とする）に異常が発生したと判断し（ステップＳ５２）、操舵角θ２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ５３）、舵角センサＩＣ１４０とＥＣＵ２００との間のトルク信号線（以下、「舵角信号線２」とする）に異常が発生したと判断する（ステップＳ５４）。ＣＲＣデータが期待値通りの場合、舵角信号線に異常が発生していないと判断する。ただ、一方の舵角信号線に異常が発生したと判断した場合、他方の舵角信号線には異常が発生していないと判断しても、他方の舵角信号線からの操舵角から直接絶対角度を算出することはできないので、舵角センサＩＣに異常が発生した場合と同様に、異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出するようにする。つまり、舵角信号線１に異常が発生し（ステップＳ５５）、舵角信号線２には異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ５６）、入力した操舵角θ２と直前の操舵角θ２の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ５７）。舵角信号線１に異常が発生しておらず（ステップＳ５５）、舵角信号線２に異常が発生していると判断した場合は（ステップＳ５８）、入力した操舵角θ１と直前の操舵角θ１の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ５９）。舵角信号線１及び舵角信号線２双方に異常が発生していると判断した場合は、警告を発する（ステップＳ６０）。なお、外来ノイズによる異常も検出可能となる。
【００６１】
最後に、各センサＩＣに接続している電源１及び電源２の給電線（以下、それぞれ「給電線１」「給電線２」とする）並びにＧＮＤ１及びＧＮＤ２の接地線（以下、それぞれ「接地線１」「接地線２」とする）に異常が発生した場合について説明する。
【００６２】
電線（給電線、接地線）に異常が発生した場合、異常が発生した電線と接続しているセンサＩＣに供給されている電源電圧はセンサＩＣの正常動作範囲を外れた状態であるから、それらのセンサＩＣからの操舵トルクに収められている２つの操舵トルク検出値のコンペアチェック（対象とする２つのデータが一致しているか否かの確認）若しくは／及び操舵角に収められている２つの操舵角検出値のコンペアチェック、又は操舵トルク若しくは／及び操舵角のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックにより異常を検出することができる。例えば、操舵トルク検出値Ｔｈ１ａ及びＴｈ１ｂのコンペアチェック若しくは／及び操舵角検出値θ１ａ及びθ１ｂのコンペアチェックで不一致を確認した場合、又は操舵トルクＴｈ１若しくは／及び操舵角θ１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合、給電線１又は／及び接地線１に異常が発生したと判断することができる。操舵トルク検出値及び操舵角検出値に対するコンペアチェック並びに操舵トルク及び操舵角のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックの結果が問題ない場合、その操舵トルク検出値及び操舵角検出値は十分な確度を持っていると判断する。よって、例えば、給電線１又は／及び接地線１に異常が発生したと判断した場合、操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂのコンペアチェック、操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂのコンペアチェック並びに操舵トルクＴｈ２及び操舵角θ２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックの各結果に問題がなければ、操舵トルク検出値Ｔｈ２ａ及びＴｈ２ｂ並びに操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂは十分な確度を持っていると判断し、それらを使用して処理を継続する。ただ、操舵角検出値θ２ａ及びθ２ｂのみから絶対角度を算出する場合は、舵角センサＩＣ又は舵角信号線に異常が発生した場合と同様に、異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出する。給電線２又は／及び接地線２に異常が発生したと判断した場合も、同様にして処理を継続する。
【００６３】
このように、検出装置５０は、トルクセンサＩＣ及び舵角センサＩＣをそれぞれ２つ備え、各センサＩＣは２つの検出部を備え、さらに通信部はＳＥＮＴ通信により操舵トルク及び操舵角をＥＣＵ２００に出力するので、ＥＣＵ２００はセンサＩＣ及び電線での異常の発生を判断することができ、一方に異常が発生した場合、他方を使用することにより処理を継続することができる。
【００６４】
なお、通常、ＳＥＮＴ通信は非同期通信であるが、図１４に示されるように、ＥＣＵ２００からのトリガパルスに同期した通信を用いることにより、ＥＣＵ２００の制御の周期（制御周期）に同期して検出値を取得しても良い。これにより、より安定した制御が可能となる。また、誤り検出機能を有する信号プロトコルであれば、ＳＥＮＴ通信以外の方式を使用しても良い。
【００６５】
第１実施形態はトルク検出部６０及び舵角検出部７０から構成されるが、トルク検出部６０のみ或いは舵角検出部７０のみから構成しても良い。トルク検出部６０のみから構成される構成例（第２実施形態）及び舵角検出部７０のみから構成される構成例（第３実施形態）を、それぞれ図１５及び図１６に示す。図１５に示される第２実施形態の動作は第１実施形態でのトルク検出部６０の動作と同様であり、図１６に示される第３実施形態の動作は第１実施形態での舵角検出部７０の動作と同様である。
【００６６】
また、第１実施形態での各センサＩＣが備える通信部は１つであるが、検出部毎に通信部を用意し、２つの通信部を備えるようにしても良い。２つの通信部を備えるセンサＩＣの構成例（第４実施形態）を図１７に示す。第４実施形態では、検出部１０１から出力される検出値Ｄｖａは通信部１０４に入力され、検出部１０２から出力される検出値Ｄｖｂは通信部１０５に入力される。通信部１０４は、通信部１０３と同様にＳＥＮＴ方式により検出値ＤｖａをＳＥＮＴフレームＳｆ１として出力する。通信部１０５も、ＳＥＮＴ方式により検出値ＤｖｂをＳＥＮＴフレームＳｆ２として出力する。これにより、第１実施形態に比べると、信号線は増えるが、信号線異常により正常な検出値が取得できなくなるリスクを分散させることができる。
【００６７】
上述の実施形態（第１〜第４実施形態）では、検出装置を、電動パワーステアリング装置での操舵トルク及び操舵角の検出のために使用しているが、それら以外の状態量、例えばモータの回転角等の検出のために使用しても良く、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用しても良い。
【００６８】
本発明の他の実施形態について説明する。
【００６９】
図１８は本発明の第５実施形態の構成例を示す図であり、検出器１５０は、図３に示される第１実施形態での検出装置５０と同様に、図１に示される構成でのトルクセンサ１０及び舵角センサ１４両方の機能を複数有するトルクアングルセンサとして機能し、操舵トルク及び角度情報の１つである操舵角を検出する。図１８の検出器（トルクアングルセンサ）１５０から出力される操舵トルク及び操舵角が、制御部であるコントロールユニット（ＥＣＵ）３００に入力され、コントロールユニット３００は、図３でのＥＣＵ２００と同様に、操舵トルク及び操舵角に基づいて、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０を制御する。
【００７０】
本実施形態に関して、先ず、検出器１５０の構成例について説明する。
【００７１】
検出器１５０は、操舵トルクを検出するトルク検出部１６０と、操舵角を検出する舵角検出部１７０から構成される。
【００７２】
トルク検出部１６０は、図４に示される第１実施形態でのトルク検出部６０と同様の構成を有するが、トルクセンサＩＣ１１０の代わりにトルクセンサＩＣ２１０が配置され、トルクセンサＩＣ２１０は、ＥＣＵ３００と信号線にて接続されている。そして、トルク検出部１６０は、図５に示される第１実施形態でのトルク検出部６０の動作と同様の動作を行なう。この際、トルクセンサＩＣ２１０がトルクセンサＩＣ１１０の動作を行う。
【００７３】
舵角検出部１７０は、図６に概略の構成例が示されている第１実施形態での舵角検出部７０と同様の構成を有し、同様の動作を行なうが、舵角センサＩＣ１３０及び１４０の代わりに舵角センサＩＣ２３０及び２４０を備え、舵角センサＩＣ２３０及び２４０が舵角センサＩＣ１３０及び１４０の動作をそれぞれ行なう。
【００７４】
検出器１５０のトルク検出部１６０は２つのトルクセンサＩＣを備え、舵角検出部１７０は２つの舵角センサＩＣを備えており、その構成を図１９に示す。トルク検出部１６０はトルクセンサＩＣ２１０及び２２０を備え、トルクセンサＩＣ２１０は、検出した操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１を、信号線１１を介して出力し、トルクセンサＩＣ２２０は、検出した操舵トルクＴｈａ２及びＴｈｂ２を、信号線２１を介して出力する。舵角検出部１７０は舵角センサＩＣ２３０及び２４０を備え、舵角センサＩＣ２３０は、検出した回転角（操舵角）θａ１及びθｂ１を、信号線１２を介して出力し、舵角センサＩＣ２４０は、検出した操舵角θａ２及びθｂ２を、信号線２２を介して出力する。トルクセンサＩＣ２１０及び２２０並びに舵角センサＩＣ２３０及び２４０には、各センサＩＣに接続されている信号線を介して、ＥＣＵ３００から出力されるマスタパルス（選択情報）ＭＰが入力される。また、トルクセンサＩＣ２１０及び舵角センサＩＣ２３０は電源１及びＧＮＤ（グランド）１を共有し、トルクセンサＩＣ２２０及び舵角センサＩＣ２４０は電源２及びＧＮＤ２を共有している。このような構成にすることにより、第１実施形態の場合と同様に、任意の電線（給電線、接地線）に異常が発生した場合でも、正常なＩＣが存続するので、操舵トルク検出及び操舵角検出の継続が可能となる。
【００７５】
トルクセンサＩＣ２１０及び２２０並びに舵角センサＩＣ２３０及び２４０では、トルクセンサＩＣ２１０及び２２０は磁束密度の強さを検出し、舵角センサＩＣ２３０及び２４０は磁束密度の向きを検出すると基本機能は異なるが、構成及び各センサＩＣに対する入出力信号への対応は同じである。よって、以下では共通のセンサＩＣとして構成及び動作を説明する。
【００７６】
図２０にセンサＩＣの構成例を示す。センサＩＣは、検出部１０１及び１０２並びに通信部２０３及び２０４を備える。
【００７７】
検出部１０１及び１０２は、第１実施形態の場合と同様に、検出した状態量に応じた信号（検出値）Ｄｖａ及びＤｖｂをそれぞれ出力する。
【００７８】
通信部２０３は、ＳＥＮＴ方式で、検出値ＤｖａをＳＥＮＴフレームＳｆａとして、信号線を介してＥＣＵ３００に出力する。通信部２０４も、通信部２０３と同様に、ＳＥＮＴ方式で、検出値ＤｖｂをＳＥＮＴフレームＳｆｂとして、信号線を介してＥＣＵ３００に出力する。
【００７９】
ＳＥＮＴフレームＳｆａ及びＳｆｂは同じ信号線を介してＥＣＵ３００に出力され、どちらを出力するかは、ＥＣＵ３００から出力されるマスタパルスＭＰによって決定される。即ち、検出部毎に固有のマスタパルスを定義し、通信部２０３及び２０４は、入力したマスタパルスＭＰが、自身と接続している検出部に対するマスタパルスの場合、検出部から検出値を入力し、その検出値をＳＥＮＴフレームとして出力する。マスタパルスとして、例えば、所定の時間長を有するＬｏｗレベルの信号を使用し、検出部毎に時間長を変えることにより、固有のマスタパルスとする。よって、通信部２０３及び２０４はマスタパルスのＬｏｗレベル時間をチェックすることにより、ＳＥＮＴフレームを出力するか否かを決定する。図２１に、マスタパルスに対応したＳＥＮＴ派生プロトコルのフレーム構成の概略を示す。この派生プロトコルは、ＳＥＮＴフレームの開始部にマスタパルスを付加したものである。各検出部に定義されるマスタパルスとして、例えば図２２に示されるようなＬｏｗレベル時間がＴ１及びＴ２のマスタパルス（以下、「Ｔ１マスタパルス」及び「Ｔ２マスタパルス」とする）を、それぞれ検出部１０１及び１０２に割り当てる。なお、マスタパルスとしてＬｏｗレベル信号以外の信号を使用しても良く、時間長ではなく、数値等を検出部毎に変えても良い。
【００８０】
トルクセンサＩＣ２１０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵トルク検出値であり、ＳＥＮＴフレームＳｆａ及びＳｆｂはそれぞれ操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１である。トルクセンサＩＣ２２０でも、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵トルク検出値であり、ＳＥＮＴフレームＳｆａ及びＳｆｂはそれぞれ操舵トルクＴｈａ２及びＴｈｂ２である。舵角センサＩＣ２３０では、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵角検出値であり、ＳＥＮＴフレームＳｆａ及びＳｆｂはそれぞれ操舵角θａ１及びθｂ１である。舵角センサＩＣ２４０でも、検出値Ｄｖａ及びＤｖｂは操舵角検出値であり、ＳＥＮＴフレームＳｆａ及びＳｆｂはそれぞれ操舵角θａ２及びθｂ２である。
【００８１】
次に、ＥＣＵ３００の構成例について説明する。
【００８２】
図２３にＥＣＵ３００の構成例を示す。ＥＣＵ３００は、状態量推定部３１０、異常検出部３２０及びモータ制御駆動部３３０を備える。
【００８３】
状態量推定部３１０は、信号線を介して検出器１５０から出力されるＳＥＮＴフレーム内の検出値を用いて推定値を算出する。具体的には、操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１から操舵トルクの推定値Ｔｈｅ１を、操舵角θａ１及びθｂ１から操舵角の推定値θｅ１を、操舵トルクＴｈａ２及びＴｈｂ２から操舵トルクの推定値Ｔｈｅ２を、操舵角θａ２及びθｂ２から操舵角の推定値θｅ２をそれぞれ算出する。
【００８４】
ここで、操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１からの推定値Ｔｈｅ１の算出を例として、算出方法について説明する。なお、以下の説明では、正確には操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１それぞれに格納されている操舵トルク検出値を用いて推定値が算出されるが、操舵トルク検出値も単に操舵トルクと称して説明する。
【００８５】
操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１は周期Ｌで交互に取得され、信号線１１を介して、例えば図２４（Ａ）及び（Ｂ）の黒丸で示されるように、状態量推定部３１０に入力されたとする。この場合、白丸で示される時点ｔ４における操舵トルクＴｈａ１の推定値が、時点ｔ１及びｔ３での操舵トルクＴｈａ１（Ｔｈａ１（ｔ１）、Ｔｈａ１（ｔ３））から直線近似により、つまり下記数１より算出され、推定値Ｔｈｅ１として出力される（図２４（Ａ）参照）。
【００８６】
【数１】
2018008628.tif 000003
同様に、時点ｔ６における操舵トルクＴｈａ１の推定値が、操舵トルクＴｈａ１（ｔ３）及びＴｈａ１（ｔ５）から直線近似により算出され、推定値Ｔｈｅ１として出力される（図２４（Ａ）参照）。操舵トルクＴｈｂ１の推定値についても同様に、操舵トルクＴｈｂ１（ｔ２）及びＴｈｂ１（ｔ４）から時点ｔ５での推定値が算出され、操舵トルクＴｈｂ１（ｔ４）及びＴｈｂ１（ｔ６）から時点ｔ７での推定値が算出され、それぞれ推定値Ｔｈｅ１として出力される（図２４（Ｂ）参照）。このようにして、操舵トルクＴｈａ１及びＴｈｂ１の推定値が交互に推定値Ｔｈｅ１として出力されていく。
【００８７】
推定値θｅ１、Ｔｈｅ２及びθｅ２も、推定値Ｔｈｅ１の場合と同様にして算出される。なお、上述の２つの検出値を用いた直線近似ではなく、３つ以上の検出値を用いた直線近似や曲線近似で推定値を算出しても良い。
【００８８】
異常検出部３２０は、検出器１５０から出力されるＳＥＮＴフレーム内の検出値及び状態量推定部３１０から出力される推定値を基にした異常検出（以下、「異常検出１」とする）と、ＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣセッションの値（ＣＲＣデータ）を用いた異常検出（以下、「異常検出２」とする）により、検出器１５０の異常を検出する。上述のように、各時点において、各センサＩＣ内の２つの検出部の一方の検出値ともう一方の推定値が得られるので、異常検出１では、この２つの差分の大きさ（絶対値）が所定の閾値より大きい場合、検出器１５０に異常が発生したと判断する。異常検出２では、ＣＲＣデータが期待値と異なる場合、異常が発生したと判断する。異常が発生したと判断した場合、正常なセンサＩＣが残っていれば、そのセンサＩＣの検出値をモータ制御駆動部３３０に出力する。トルクセンサＩＣの検出値は操舵トルクＴｈとして、舵角センサＩＣの検出値は操舵角θとして、モータ制御駆動部３３０に出力される。異常が発生していないと判断した場合は、トルク検出部１６０及び舵角検出部１７０それぞれに２つあるセンサＩＣの内、どちらかの検出値を出力する。なお、検出値ではなく、検出値及び推定値を用いて算出した値、例えば両方の平均値を出力するようにしても良い。
【００８９】
異常検出部３２０は、信号線を介しての各センサＩＣへのマスタパルスＭＰの出力も行う。各センサＩＣ内の２つの検出部１０１及び１０２から交互にＳＥＮＴフレームを入力するように、周期Ｌで、図２２で示されるＴ１マスタパルス及びＴ２マスタパルスをマスタパルスＭＰとして交互に出力する。
【００９０】
モータ制御駆動部３３０は、例えば、図２に示される構成例での電流指令値演算部３１、加算部３２Ａ、補償信号生成部３４、電流制限部３３、減算部３２Ｂ、ＰＩ制御部３５、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ３７を具備し、同様の動作により、異常検出部３２０から出力される操舵トルクＴｈ及び操舵角θ等に基づいて、モータ２０を駆動制御する。
【００９１】
このような構成において、第５実施形態の動作例を説明する。
【００９２】
先ず、検出器１５０の動作例について説明する。なお、以下では、トルクセンサＩＣ２１０の構成要素の符号には“−１”、トルクセンサＩＣ２２０の構成要素の符号には“−２”、舵角センサＩＣ２３０の構成要素の符号には“−３”、舵角センサＩＣ２４０の構成要素の符号には“−４”をそれぞれ付けて区別する。
【００９３】
トルク検出部１６０では、多極リング磁石６１とセンサヨーク６２ａ及び６２ｂとの位置関係に応じた磁束密度がトルクセンサＩＣ２１０及び３２０に流れると、この磁束密度を、トルクセンサＩＣ２１０内の検出部１０１−１及び１０２−１並びにトルクセンサＩＣ２２０内の検出部１０１−２及び１０２−２の４つの検出部が検出する。そして、検出した磁束密度を、検出部１０１−１は操舵トルク検出値ＤＴｈａ１として、検出部１０２−１は操舵トルク検出値ＤＴｈｂ１としてそれぞれ通信部２０３−１及び２０４−１に出力し、検出部１０１−２は操舵トルク検出値ＤＴｈａ２として、検出部１０２−２は操舵トルク検出値ＤＴｈｂ２としてそれぞれ通信部２０３−２及び２０４−２に出力する。通信部２０３−１は、マスタパルスＭＰがＴ１マスタパルスの場合、入力した操舵トルク検出値ＤＴｈａ１をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈａ１として信号線１１を介して出力し、通信部２０４−１は、マスタパルスＭＰがＴ２マスタパルスの場合、入力した操舵トルク検出値ＤＴｈｂ１をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈｂ１として信号線１１を介して出力する。通信部２０３−２は、マスタパルスＭＰがＴ１マスタパルスの場合、入力した操舵トルク検出値ＤＴｈａ２をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈａ２として信号線２１を介して出力し、通信部２０４−２は、マスタパルスＭＰがＴ２マスタパルスの場合、入力した操舵トルク検出値ＤＴｈａ２をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵トルクＴｈｂ２として信号線２１を介して出力する。操舵トルクＴｈａ１、Ｔｈｂ１、Ｔｈａ２及びＴｈｂ２はＥＣＵ３００に入力される。
【００９４】
舵角検出部１７０では、２対となる二極磁石と舵角センサＩＣの位置関係によって、舵角センサＩＣ２３０内の検出部１０１−３及び１０２−３並びに舵角センサＩＣ２４０内の検出部１０１−４及び１０２−４の４つの検出部が二極磁石の回転角度（操舵角）を検出する。そして、検出した操舵角を、検出部１０１−３は操舵角検出値Ｄθａ１として、検出部１０２−３は操舵角検出値Ｄθｂ１としてそれぞれ通信部２０３−３及び２０４−３に出力し、検出部１０１−４は操舵角検出値Ｄθａ２として、検出部１０２−４は操舵角検出値Ｄθｂ２としてそれぞれ通信部２０３−４及び２０４−４に出力する。通信部２０３−３は、マスタパルスＭＰがＴ１マスタパルスの場合、入力した操舵角検出値Ｄθａ１をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θａ１として信号線１２を介して出力し、通信部２０４−３は、マスタパルスＭＰがＴ２マスタパルスの場合、入力した操舵角検出値Ｄθｂ１をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θｂ１として信号線１２を介して出力する。通信部２０３−４は、マスタパルスＭＰがＴ１マスタパルスの場合、入力した操舵角検出値Ｄθａ２をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θａ２として信号線２２を介して出力し、通信部２０４−４は、マスタパルスＭＰがＴ２マスタパルスの場合、入力した操舵角検出値Ｄθｂ２をＳＥＮＴフレーム内に収め、操舵角θｂ２として信号線２２を介して出力する。操舵角θａ１、θｂ１、θａ２及びθｂ２はＥＣＵ３００に入力される。
【００９５】
次に、ＥＣＵ３００の動作例について、図２５のフローチャートを参照して説明する。
【００９６】
ＥＣＵ３００内の異常検出部３２０は、検出値を取得するべく、マスタパルスＭＰをＴ１マスタパルスにして信号線を介して検出器１５０内の各センサＩＣに出力する（ステップＳ１０１）。
【００９７】
Ｔ１マスタパルスに反応して、トルクセンサＩＣ２１０及び２２０は操舵トルクＴｈａ１及びＴｈａ２を、舵角センサＩＣ２３０及び２４０は操舵角θａ１及びθａ２をそれぞれ出力するので、それらを状態量推定部３１０及び異常検出部３２０が入力する（ステップＳ１０２）。
【００９８】
状態量推定部３１０は、入力したＴｈａ１、Ｔｈａ２、θａ１及びθａ２と、それらの過去値より、数１に倣って、推定値Ｔｈｅ１、Ｔｈｅ２、θｅ１及びθｅ２を算出する（ステップＳ１０３）。これらの推定値は次の周期の演算で使用されるので、それまで保持しておく（ステップＳ１０４）。
【００９９】
異常検出部３２０は、入力したＴｈａ１、Ｔｈａ２、θａ１及びθａ２と、前の周期で算出されて状態量推定部３１０に保持されている推定値を用いて、後述の異常検出方法及び検出値の確度確認方法により異常検出を行い（ステップＳ１０５）、操舵トルクＴｈ及び操舵角θを得られた場合、それらをモータ制御駆動部３３０に出力する。モータ制御駆動部３３０は、操舵トルクＴｈ及び操舵角θ等に基づいて、モータ２０を駆動制御する（ステップＳ１０６）。
【０１００】
次に、異常検出部３２０は、マスタパルスＭＰをＴ２マスタパルスにして信号線を介して検出器１５０内の各センサＩＣに出力する（ステップＳ１０７）。
【０１０１】
Ｔ２マスタパルスに反応して、トルクセンサＩＣ２１０及び２２０は操舵トルクＴｈｂ１及びＴｈｂ２を、舵角センサＩＣ２３０及び２４０は操舵角θｂ１及びθｂ２をそれぞれ出力するので、それらを状態量推定部３１０及び異常検出部３２０が入力する（ステップＳ１０８）。
【０１０２】
状態量推定部３１０は、入力したＴｈｂ１、Ｔｈｂ２、θｂ１及びθｂ２と、それらの過去値より、数１に倣って、推定値Ｔｈｅ１、Ｔｈｅ２、θｅ１及びθｅ２を算出する（ステップＳ１０９）。これらの推定値は次の周期の演算で使用されるので、それまで保持しておく（ステップＳ１１０）。
【０１０３】
異常検出部３２０は、入力したＴｈｂ１、Ｔｈｂ２、θｂ１及びθｂ２と、ステップＳ１０４において状態量推定部３１０に保持された推定値を用いて、ステップＳ１０５と同様の異常検出を行い（ステップＳ１１１）、モータ制御駆動部３３０は、ステップＳ１０６と同様に、モータ２０を駆動制御する（ステップＳ１１２）。
【０１０４】
上述の動作（ステップＳ１０１〜Ｓ１１２）が、動作終了まで繰り返される（ステップＳ１１３）。なお、状態量推定部３１０の動作と異常検出部３２０の動作は、順番が逆でも、並行して実行されても良い。
【０１０５】
異常検出部３２０での異常検出方法及び検出値の確度確認方法について、異常発生箇所別に説明する。なお、操舵トルクＴｈａ１及びＴｈａ２並びに操舵角θａ１及びθａ２を入力する場合と、操舵トルクＴｈｂ１及びＴｈｂ２並びに操舵角θｂ１及びθｂ２を入力する場合とでは同様な動作を行うので、以下では総称して操舵トルクＴＨ１及びＴＨ２並びに操舵角θ＿１及びθ＿２とする。また、操舵トルク内の操舵トルク検出値及び操舵角内の操舵角検出値についても総称を使用する。
【０１０６】
先ず、トルクセンサＩＣに異常が発生した場合について、図２６のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、異常検出部３２０は、トルクセンサＩＣ２１０から出力される操舵トルクＴＨ１内の操舵トルク検出値ＤＴＨ１を操舵トルクＴｈとして出力しているとする。
【０１０７】
異常検出部３２０は、入力した操舵トルクＴＨ１内の操舵トルク検出値ＤＴＨ１及び推定値Ｔｈｅ１の差分ΔＴＨ１（＝ＤＴＨ１−Ｔｈｅ１）並びに操舵トルクＴＨ２内の操舵トルク検出値ＤＴＨ２及び推定値Ｔｈｅ２の差分ΔＴＨ２（＝ＤＴＨ２−Ｔｈｅ２）を算出し（ステップＳ１２１）、所定の閾値ＦＸＴとの比較を行う。トルクセンサＩＣに異常が発生した場合、異常となったトルクセンサＩＣが出力した操舵トルクでの差分の大きさは閾値ＦＸＴを超えるので、異常を検出することができる。差分ΔＴＨ１（絶対値）が閾値ＦＸＴより大きい場合（ステップＳ１２２）、トルクセンサＩＣ２１０に異常が発生したと判断し（ステップＳ１２３）、差分ΔＴＨ２（絶対値）が閾値ＦＸＴより大きい場合（ステップＳ１２４）、トルクセンサＩＣ２２０に異常が発生したと判断する（ステップＳ１２５）。差分の大きさが閾値ＦＸＴを超えていない場合、異常が発生していないと判断すると共に、その操舵トルク検出値は十分な確度を持っていると判断する。よって、トルクセンサＩＣ２１０に異常が発生したと判断した場合（ステップＳ１２６）、トルクセンサＩＣ２２０に異常が発生していなければ（ステップＳ１２７）、操舵トルク検出値ＤＴＨ２は十分な確度を持っているとして、操舵トルク検出値ＤＴＨ２を操舵トルクＴｈとして出力する（ステップＳ１２８）。トルクセンサＩＣ２２０に異常が発生していたら（ステップＳ１２７）、トルクセンサＩＣ２１０及び２２０双方に異常が発生しているとして警告を発する（ステップＳ１２９）。トルクセンサＩＣ２１０に異常が発生していないと判断した場合は（ステップＳ１２６）、引き続き操舵トルク検出値ＤＴＨ１を操舵トルクＴｈとして出力する（ステップＳ１３０）。
【０１０８】
なお、差分ΔＴＨ１及びΔＴＨ２に対して同じ閾値ＦＸＴを用いて比較を行っているが、異なる閾値を用いても良い。
【０１０９】
次に、舵角センサＩＣに異常が発生した場合について、図２７のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、異常検出部３２０は、舵角センサＩＣ２３０から出力される操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１及び舵角センサＩＣ２４０から出力される操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２より絶対角度を算出している（ステップＳ１４２）。
【０１１０】
異常検出部３２０は、入力した操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１及び推定値θｅ１の差分Δθ＿１（＝Ｄθ＿１−θｅ１）並びに操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２及び推定値θｅ２の差分Δθ＿２（＝Ｄθ＿２−θｅ２）を算出し（ステップＳ１３１）、所定の閾値ＦＸＡとの比較を行う。舵角センサＩＣに異常が発生した場合、異常となった舵角センサＩＣが出力した操舵角に対する差分の大きさは閾値ＦＸＡを超えるので、異常を検出することができる。差分Δθ＿１（絶対値）が閾値ＦＸＡより大きい場合（ステップＳ１３２）、舵角センサＩＣ２３０に異常が発生したと判断し（ステップＳ１３３）、差分Δθ＿２（絶対値）が閾値ＦＸＡより大きい場合（ステップＳ１３４）、舵角センサＩＣ２４０に異常が発生したと判断する（ステップＳ１３５）。差分の大きさが閾値ＦＸＡを超えていない場合、異常が発生していないと判断すると共に、その操舵角検出値は十分な確度を持っていると判断する。ただ、一方の舵角センサＩＣに異常が発生したと判断した場合、他方の舵角センサＩＣからの操舵角検出値が十分な確度を持っていると判断しても、その操舵角検出値から直接絶対角度を算出することはできないので、異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出するようにする。つまり、異常検出部３２０は、舵角センサＩＣ２３０及び２４０から入力する操舵角θ＿１及びθ＿２並びにそれらから求められる絶対角度を、次の操舵角θ＿１及びθ＿２を入力するまで保持する。そして、舵角センサＩＣ２３０に異常が発生し（ステップＳ１３６）、舵角ＩＣ２４０には異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ１３７）、入力した操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２と直前の操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ１３８）。舵角センサＩＣ２３０に異常が発生しておらず（ステップＳ１３６）、舵角ＩＣ２４０に異常が発生していると判断した場合は（ステップＳ１３９）、入力した操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１と直前の操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ１４０）。舵角センサＩＣ２３０及び２４０双方に異常が発生していると判断した場合は、警告を発する（ステップＳ１４１）。算出された絶対角度は操舵角θとして出力される（ステップＳ１４３）。
【０１１１】
なお、差分Δθ＿１及びΔθ＿２に対して同じ閾値ＦＸＡを用いて比較を行っているが、異なる閾値を用いても良い。
【０１１２】
次に、トルクセンサＩＣとＥＣＵ３００との間を接続して操舵トルク（信号）を流す信号線（トルク信号線）に異常が発生した場合について、図２８のフローチャートを参照して説明する。なお、正常時、異常検出部３２０は、トルクセンサＩＣ２１０から出力される操舵トルクＴＨ１内の操舵トルク検出値ＤＴＨ１を操舵トルクＴｈとして出力しているとする。
【０１１３】
異常検出部３２０は、操舵トルクＴＨ１及びＴＨ２それぞれのＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータを用いて異常の有無を確認する。トルク信号線に異常が発生した場合、ＣＲＣデータが期待値と異なるので、異常を検出することができる。異常検出部３２０は、操舵トルクＴＨ１及びＴＨ２それぞれのＣＲＣデータを確認し（ステップＳ１５１）、操舵トルクＴＨ１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ１５２）、トルクセンサＩＣ２１０とＥＣＵ３００との間のトルク信号線（トルク信号線１）に異常が発生したと判断し（ステップＳ１５３）、操舵トルクＴＨ２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ１５４）、トルクセンサＩＣ２２０とＥＣＵ３００との間のトルク信号線（トルク信号線２）に異常が発生したと判断する（ステップＳ１５５）。ＣＲＣデータが期待値通りの場合、トルク信号線に異常が発生していないと判断する。よって、トルク信号線１に異常が発生したと判断した場合（ステップＳ１５６）、トルク信号線２に異常が発生していなければ（ステップＳ１５７）、操舵トルクＴＨ２内の操舵トルク検出値ＤＴＨ２を操舵トルクＴｈとして出力する（ステップＳ１５８）。トルク信号線２に異常が発生していたら（ステップＳ１５７）、警告を発する（ステップＳ１５９）。トルク信号線１に異常が発生していないと判断した場合は（ステップＳ１５６）、引き続き操舵トルク検出値ＤＴＨ１を操舵トルクＴｈとして出力する（ステップＳ１６０）。
【０１１４】
次に、舵角センサＩＣとＥＣＵ３００との間を接続して操舵角（信号）を流す信号線（舵角信号線）に異常が発生した場合について、図２９のフローチャートを参照して説明する。なお、異常検出部３２０は、舵角センサＩＣ２３０から出力される操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１及び舵角センサＩＣ２４０から出力される操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２より絶対角度を算出している（ステップＳ１７２）。
【０１１５】
この場合も、トルク信号線の場合と同様に、異常検出部３２０は、操舵角θ＿１及びθ＿２それぞれのＳＥＮＴフレーム内のＣＲデータを用いて異常の有無を確認する。舵角信号線に異常が発生した場合、ＣＲＣデータが期待値と異なるので、異常を検出することができる。異常検出部３２０は、操舵角θ＿１及びθ＿２それぞれのＣＲＣデータを確認し（ステップＳ１６１）、操舵角θ＿１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ１６２）、舵角センサＩＣ２３０とＥＣＵ３００との間の舵角信号線（舵角信号線１）に異常が発生したと判断し（ステップＳ１６３）、操舵角θ＿２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合（ステップＳ１６４）、舵角センサＩＣ２４０とＥＣＵ３００との間のトルク信号線（舵角信号線２）に異常が発生したと判断する（ステップＳ１６５）。ＣＲＣデータが期待値通りの場合、舵角信号線に異常が発生していないと判断する。ただ、一方の舵角信号線に異常が発生したと判断した場合、他方の舵角信号線には異常が発生していないと判断しても、他方の舵角信号線からの操舵角から直接絶対角度を算出することはできないので、舵角センサＩＣに異常が発生した場合と同様に、異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出するようにする。つまり、舵角信号線１に異常が発生し（ステップＳ１６６）、舵角信号線２には異常が発生していないと判断した場合（ステップＳ１６７）、入力した操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２と直前の操舵角θ＿２内の操舵角検出値Ｄθ＿２の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ１６８）。舵角信号線１に異常が発生しておらず（ステップＳ１６６）、舵角信号線２に異常が発生していると判断した場合は（ステップＳ１６９）、入力した操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１と直前の操舵角θ＿１内の操舵角検出値Ｄθ＿１の差分を直前の絶対角度に加えることにより、異常発生後の絶対角度を算出する（ステップＳ１７０）。舵角信号線１及び舵角信号線２双方に異常が発生していると判断した場合は、警告を発する（ステップＳ１７１）。算出された絶対角度は操舵角θとして出力される（ステップＳ１７３）。なお、外来ノイズによる異常も検出可能である。
【０１１６】
最後に、各センサＩＣに接続している電源１及び電源２の給電線（給電線１及び給電線２）並びにＧＮＤ１及びＧＮＤ２の接地線（接地線１及び接地線２）に異常が発生した場合について説明する。
【０１１７】
電線（給電線、接地線）に異常が発生した場合、異常が発生した電線と接続しているセンサＩＣに供給されている電源電圧はセンサＩＣの正常動作範囲を外れた状態であるから、それらのセンサＩＣからの操舵トルク内の操舵トルク検出値と推定値の擬似コンペアマッチ若しくは／及び操舵角内の操舵角検出値と推定値の擬似コンペアマッチ、又は操舵トルク若しくは／及び操舵角のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックにより異常を検出することができる。例えば、操舵トルク検出値ＤＴＨ１と推定値Ｔｈｅ１の擬似コンペアマッチ若しくは／及び操舵角検出値Ｄθ＿１と推定値θｅ１の擬似コンペアマッチで不一致を確認した場合、又は操舵トルクＴＨ１若しくは／及び操舵角θ＿１のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータが期待値と異なる場合、給電線１又は／及び接地線１に異常が発生したと判断することができる。操舵トルク検出値及び操舵角検出値に対する擬似コンペアマッチ並びに操舵トルク及び操舵角のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックの結果が問題ない場合、その操舵トルク検出値及び操舵角検出値は十分な確度を持っていると判断する。よって、例えば、給電線１又は／及び接地線１に異常が発生したと判断した場合、操舵トルク検出値ＤＴＨ２と推定値Ｔｈｅ２の擬似コンペアマッチ、操舵角検出値Ｄθ＿２と推定値θｅ２のコンペアチェック並びに操舵トルクＴＨ２及び操舵角θ＿２のＳＥＮＴフレーム内のＣＲＣデータのチェックの各結果に問題がなければ、操舵トルク検出値ＤＴＨ２及び操舵角検出値Ｄθ＿２は十分な確度を持っていると判断する。そして、操舵トルク検出値ＤＴＨ２を操舵トルクＴｈとして出力し、舵角センサＩＣ又は舵角信号線に異常が発生した場合と同様の方法で、操舵角検出値Ｄθ＿２及び異常が発生する直前の絶対角度情報を基に絶対角度を算出し、操舵角θとして出力する。給電線２又は／及び接地線２に異常が発生したと判断した場合も、同様にして操舵トルクＴｈ及び操舵角θを出力する。
【０１１８】
このように、第１実施形態での検出装置５０と同様に、検出器１５０は、トルクセンサＩＣ及び舵角センサＩＣをそれぞれ２つ備え、各センサＩＣは２つの検出部を備え、さらに２つの通信部はＳＥＮＴ通信により操舵トルク及び操舵角をＥＣＵ３００に出力するので、ＥＣＵ３００はセンサＩＣ及び電線での異常の発生を判断することができ、一方に異常が発生した場合、他方を使用することにより処理を継続することができる。
【０１１９】
なお、第１実施形態の場合と同様に、第５実施形態においても、誤り検出機能を有する信号プロトコルであれば、ＳＥＮＴ通信以外の方式を通信部は使用しても良い。
【０１２０】
また、第２実施形態及び第３実施形態のように、検出器１５０をトルク検出部１６０のみ或いは舵角検出部１７０のみから構成しても良い。トルク検出部１６０のみから構成される構成例（第６実施形態）及び舵角検出部１７０のみから構成される構成例（第７実施形態）を、それぞれ図３０及び図３１に示す。
【０１２１】
更に、第５実施形態での各センサＩＣは２つの通信部を備えるが、２つを統合し、１つの通信部のみを備えるようにしても良い。１つの通信部のみを備えるセンサＩＣの構成例（第８実施形態）を図３２に示す。第８実施形態では、検出部１０１から出力される検出値Ｄｖａ及び検出部１０２から出力される検出値Ｄｖｂは共に通信部２０５に入力される。通信部２０５は、マスタパルスＭＰがＴ１マスタパルスの場合、検出部１０１から検出値Ｄｖａを入力し、Ｔ２マスタパルスの場合、検出部１０２から検出値Ｄｖｂを入力する。そして、検出値ＤｖａをＳＥＮＴフレームＳｆａとして出力し、検出値ＤｖｂをＳＥＮＴフレームＳｆｂとして出力する。これにより、コンパクト化を図ることができる。異常検出２は行わず、異常検出１だけで検出器１５０の異常を検出するとして、通信部を削除しても良い。これにより、更にコンパクト化を図ることができる。この場合、マスタパルスによる検出値出力の判断は、検出部が行う。
【０１２２】
第５〜第８実施形態では、センサＩＣ毎に異なる信号線でＥＣＵ３００と接続しているが（トルクセンサＩＣ２１０は信号線１１、トルクセンサＩＣ２２０は信号線２１、舵角センサＩＣ２３０は信号線１２、舵角センサＩＣ２４０は信号線２２）、これらの信号線の幾つか或いは全てを１つに纏めて接続するようにしても良い。これにより、信号線を削減することができる。この場合、検出部間だけではなく、同じ信号線を使用するセンサＩＣ間でもマスタパルスを異ならせる必要がある。
【０１２３】
上述の実施形態（第１〜第８実施形態）では、トルク検出部及び舵角検出部はそれぞれ２つのセンサＩＣを備えるが、３つ以上のセンサＩＣを備えても良く、各センサＩＣは２つの検出部を備えるが、３つ以上の検出部を備えても良い。これによりバックアップ機能強化等を図ることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１                        ハンドル
２                        コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
９                        トーションバー
１０                      トルクセンサ
１２                      車速センサ
１３                      バッテリ
１４                      舵角センサ
２０                      モータ
３０、２００、３００      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                      補償信号生成部
３５                      ＰＩ制御部
３６                      ＰＷＭ制御部
３７                      インバータ
５０                      検出装置
６０、１６０              トルク検出部
６１                      多極リング磁石
６２ａ、６２ｂ            センサヨーク
６３ａ、６３ｂ            集磁ヨーク
７０、１７０              舵角検出部
７１                      主ギア
７２ａ、７２ｂ            従ギア
７３ａ                    二極磁石
１０１、１０２            検出部
１０３、１０４、１０５、２０３、２０４、２０５    通信部
１１０、１２０、２１０、２２０    トルクセンサＩＣ
１３０、１４０、２３０、２４０    舵角センサＩＣ
１５０                    検出器
３１０                    状態量推定部
３２０                    異常検出部
３３０                    モータ制御駆動部
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月19日(2018.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象及び検出する状態量を同一とする複数の検出部を具備するセンサ部を複数備え、少なくとも１つの前記状態量を少なくとも２つの前記センサ部で検出する検出器を搭載した電動パワーステアリング装置において、
前記状態量に基づいてモータの駆動制御を行う制御部と、
前記センサ部及び前記制御部を接続する少なくとも１つの信号線とを備え、
前記センサ部内の複数の前記検出部は、同じ前記信号線を介して前記状態量を前記制御部に出力し、
前記制御部は、
前記状態量から任意の時間の状態量を推定し、推定状態量として出力する状態量推定部と、
前記状態量及び前記推定状態量を基にした異常検出により前記検出器の異常を検出する異常検出部とを具備することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記状態量を出力する検出部の選択に使用する選択情報を、前記信号線を介して出力し、
前記選択情報に対応する検出部が前記状態量を出力する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記選択情報が所定のレベルの信号で、
前記検出部毎に異なる時間長の前記所定のレベルの信号を割り当て、
前記状態量を出力する検出部の選択を前記時間長に基づいて行う請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記センサ部が、前記状態量を誤り検出可能な信号として出力する通信部を具備し、
前記異常検出部が、前記誤り検出可能な信号に基づいた異常検出も行い、前記検出器の異常を検出する請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記通信部が、ＳＥＮＴ方式によって前記誤り検出可能な信号を生成する請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記状態量推定部が、過去の複数の前記状態量を用いて前記推定状態量を算出する請求項１乃至５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記異常検出部が前記検出器の異常を検出した場合、前記制御部は正常な前記状態量に基づいて前記モータの駆動制御を継続する請求項１乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記状態量の１つとして角度情報があり、
前記制御部が、
前記検出器の異常を検出していない場合、複数の前記センサ部が検出する複数の前記角度情報を用いて前記角度情報の絶対角度を算出し、
前記検出器の異常を検出した場合、正常な前記角度情報並びに異常を検出する直前での前記角度情報及び前記絶対角度を用いて、異常を検出した後の前記絶対角度を算出する請求項１乃至７のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、トルクや回転角等を検出する検出器を搭載した電動パワーステアリング装置に関する。
【国際調査報告】
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