(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源スイッチ（６０）がオフされている期間において、バッテリ（６５）からの電力により一部の作動を継続可能な回転角検出装置であって、
被検出部（８２）の回転に伴って変化する情報を検出するセンサ部（２５）と、
前記センサ部にて検出された検出値に基づき、前記電源スイッチがオンされたとみなされるとき、前記被検出部の回転に係る第１回転情報の演算を開始し、前記電源スイッチがオフされたとみなされるとき、前記第１回転情報の演算を停止する第１演算部（３１、２１２）と、
前記センサ部にて検出された検出値に基づき、前記電源スイッチのオンオフ状態によらず、前記被検出部の回転に係る第２回転情報の演算を行う第２演算部（３２、２２２）と、
制御部（５０）と情報を送受信可能に構成され、前記第１回転情報および前記第２回転情報を前記制御部（５０）に送信する通信部（３５、２１５、２２５）と、
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記被検出部は、モータ（８０）のシャフト（８１）と一体となって回転する部材であり、
前記第１回転情報は、前記モータの回転角であり、
前記第２回転情報は、前記モータの回転回数であることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記電源スイッチがオフされている期間における前記回転回数の演算間隔は、前記モータの回転速度に応じて可変であることを特徴とする請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記回転速度が切替判定閾値以下である場合、前記演算間隔を第１間隔とし、
前記回転速度が前記切替判定閾値より大きい場合、前記演算間隔を、前記第１間隔より短い第２間隔とすることを特徴とする請求項３に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記第２演算部は、前記センサ部にて検出された検出値に基づいて前記回転速度を演算することを特徴とする請求項３または４に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記第２演算部は、前記モータの端子電圧に基づいて前記回転速度を演算することを特徴とする請求項３または４に記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記第２演算部は、前記モータの少なくとも１相の端子と接続される分圧抵抗を有する端子電圧検出部（７４、７５）から、前記端子電圧を分圧した検出値を取得し、当該検出値に基づいて前記回転速度を演算することを特徴とする請求項６に記載の回転角検出装置。
【請求項８】
前記第２演算部は、前記回転速度が異常判定閾値より大きい場合、異常が生じていると判定することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項９】
前記被検出部の１回転を、前記回転角の１８０度以下の検出領域に分割し、
前記第２演算部は、前記検出領域にて１回以上、前記回転回数に係る値を演算することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１０】
前記被検出部の１回転を、前記回転角の１２０度以下の検出領域に分割し、
前記第２演算部は、前記検出領域にて１回以上、前記回転回数に係る値を演算することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１１】
前記被検出部の１回転を、前記回転角の７２度以下の検出領域に分割し、
前記第２演算部は、前記検出領域にて１回以上、前記回転回数に係る値を演算することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１２】
前記センサ部は、前記電源スイッチがオフされているとみなされるとき作動を停止する第１検出素子（２５１）、および、前記電源スイッチのオンオフ状態によらず作動を継続する第２検出素子（２５２）を有し、
前記第１演算部は、前記第１検出素子により検出される検出値である第１検出値に基づいて前記第１回転情報を演算し、
前記第２演算部は、前記第２検出素子により検出される検出値である第２検出値に基づいて前記第２回転情報を演算することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１３】
前記バッテリから供給される電圧を所定の電圧に調整して出力するレギュレータ（１６）のオンオフ状態を取得するレギュレータ状態取得端子（４３）を備え、
前記第１演算部は、前記レギュレータがオンされたとき、前記電源スイッチがオンされたとみなし、前記第１回転情報の演算を開始することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１４】
前記電源スイッチのオンオフ状態を取得する電源状態取得端子（４５）を備え、
前記第１演算部は、前記電源スイッチがオンされたとき、前記第１回転情報の演算を開始することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転角検出装置（２２）。
【請求項１５】
前記通信部は、前記第１回転情報の演算を開始する開始信号を前記制御部から受信し、
前記第１演算部は、前記開始信号が取得されたとき、前記電源スイッチがオンされたとみなし、前記第１回転情報の演算を開始することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１６】
前記バッテリから供給される電圧を所定の電圧に調整して出力するレギュレータ（１６）のオンオフ状態を取得するレギュレータ状態取得端子（４３）を備え、
前記第１演算部は、前記レギュレータがオフされたとき、前記電源スイッチがオフされたとみなし、前記第１回転情報の演算を停止することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１７】
前記電源スイッチのオンオフ状態を取得する電源状態取得端子（４５）を備え、
前記第１演算部は、前記電源スイッチがオフされたとき、前記第１回転情報の演算を停止することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１８】
前記通信部は、前記第１回転情報の演算を停止する停止信号を前記制御部から受信し、
前記第１演算部は、前記停止信号が取得されたとき、前記電源スイッチがオフされたとみなし、前記第１回転情報の演算を停止することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記第１回転情報および前記第２回転情報に基づき、運転者により操舵される操舵部材（９１）と接続されるステアリングシャフト（９２）の回転角度を演算することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
【請求項２０】
運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータ（８０）と、
前記モータを前記被検出部とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の回転角検出装置（２１〜２４、２０１〜２０３）、および、前記モータの駆動を制御する前記制御部を有する電子制御ユニット（１０）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、回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイールの操舵角度を検出するためのアングルセンサを備える構成が知られている。例えば特許文献１では、アングルセンサは、電動モータの回転角度を検出するモータ回転角度センサを有し、電動モータの回転角度の情報に基づいてステアリングシャフトの回転角度を算出する。また、特許文献１では、電力消費を低減すべく、イグニッションオフ時には、バッテリからアングルセンサに間欠的に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３３９０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、バッテリからアングルセンサへの電力供給を間欠的にした場合、間欠動作の設定によっては、回転回数の読み飛ばし等の異常が生じる虞がある。また、読み飛ばしを防ぐべく、間欠動作の頻度を高めた場合、センサ起動までの時間を考慮すると、通常動作と同等以上の電力消費となる虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力消費を低減可能である回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転角検出装置は、電源スイッチがオフされている期間において、バッテリからの電力により一部の動作を継続可能であって、センサ部と、第１演算部と、第２演算部と、通信部と、を備える。
センサ部は、被検出部の回転に伴って変化する情報を検出する。
第１演算部は、センサ部にて検出された検出値に基づき、電源スイッチがオンされたとみなされるとき、被検出部の回転に係る第１回転情報の演算を開始し、電源スイッチがオフされたとみなされるとき、第１回転情報の演算を停止する。
【０００６】
第２演算部は、センサ部にて検出された検出値に基づき、電源スイッチのオンオフ状態によらず、被検出部の回転に係る第２回転情報の演算を行う。換言すると、第２演算部は、電源スイッチがオフされているとみなされる期間においても、第２回転情報の演算を継続する。
通信部は、制御部と情報を送受信可能に構成され、第１回転情報および第２回転情報を制御部に送信する。
【０００７】
本発明では、回転角検出装置の機能を分割し、電源スイッチがオフされているとみなされる場合、電源スイッチがオフされている期間における演算が不要な情報である第１回転情報の演算を停止し、電源スイッチがオフされている期間においても演算が必要な情報である第２回転情報の演算を継続している。すなわち、本発明では、電源スイッチがオフされている期間における回転角検出装置の作動を必要最低限に限定している。これにより、電源スイッチがオフされている期間の電力消費を低減することができる。また、電源スイッチがオフされている期間における第２回転情報を、各種演算に用いることができる。
第１回転情報は、例えば回転角であり、第２回転情報は、例えば回転回数である。
【０００８】
本発明の回転角検出装置は、電動パワーステアリング装置に好適に適用される。電動パワーステアリング装置は、運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータと、電子制御ユニットと、を備える。電子制御ユニットは、モータを被検出部とする回転角検出装置と、および、モータの駆動を制御する制御部を有する。制御部は、第１回転情報および第２回転情報に基づき、運転者により操舵される操舵部材と接続されるステアリングシャフトの回転角度を演算する。
【０００９】
回転角検出装置は、電源スイッチがオフされたときにも、第２回転情報の演算を継続する。これにより、制御部に記憶されている操舵部材の中立位置を用い、第１回転情報、第２回転情報、および、モータとステアリングシャフトとを接続するギアのギア比等に基づき、ステアリングシャフトの回転角度であるステアリング角度を適切に演算することができる。また、電源スイッチが再度オンされたときの操舵部材の中立位置の再学習を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にる回転角を説明するタイムチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による回転回数を説明するタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による回転角検出装置のオンオフ切り替えを説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態による回転角検出装置のオンオフ切り替えを説明するタイムチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による回転角検出装置のオンオフ切り替えを説明するタイムチャートである。
【図１１】本発明の第４実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による回転角検出装置のオンオフ切り替えを説明するタイムチャートである。
【図１３】本発明の第５実施形態による電動パワーステアリング装置の構成を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による回転角検出装置を示すブロック図です。
【図１５】本発明の第５実施形態による端子電圧検出部を示す回路図である。
【図１６】本発明の第５実施形態による回転回数検出処理を説明するタイムチャートである。
【図１７】本発明の第５実施形態による検出領域を説明する図である。
【図１８】本発明の第６実施形態による端子電圧検出部を示す回路図である。
【図１９】本発明の第７実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第８実施形態による回転角検出装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転角検出装置、および、電動パワーステアリング装置を図１〜図５に示す。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による回転角検出装置２１は、モータ８０とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置１に適用される。
【００１２】
図１は、電動パワーステアリング装置１を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、操舵部材としてのハンドル（ステアリングホイール）９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置１等から構成される。
【００１３】
ハンドル９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられ、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
【００１４】
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。
【００１５】
電動パワーステアリング装置１は、運転者によるハンドル９１の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ８０、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２またはラック軸９７に伝える減速ギア８９、モータ８０の駆動制御に用いられる電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）１０１、および、トルクセンサ８５等を備える。
トルクセンサ８５は、ステアリングシャフト９２に設けられ、ハンドル９１に入力される操舵トルクを検出する。
【００１６】
モータ８０は、バッテリ６５からの電力がインバータ部７１（図１５参照、図１中には不図示）を経由して供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。
モータ８０は、３相ブラシレスモータであって、シャフト８１、ロータ（不図示）、および、ステータ（不図示）等を有する。ロータは、シャフト８１とともに回転する円筒状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータは、内部にロータを相対回転可能に収容している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に巻線が巻回される。巻線への通電を切り替えることにより、ロータおよびシャフト８１が回転する。シャフト８１のＥＣＵ１０１側の端部は、モータケースから突出し、被検出部としてのマグネット８２が設けられる。
【００１７】
ＥＣＵ１０１は、集積回路部１５、電源リレー１７、回転角検出装置２１、制御部５０、インバータ部７１等を有する。ＥＣＵ１０１を構成する各電子部品は、モータ８０のマグネット８２側に設けられる基板１１（図１５参照、図１中には不図示）に実装される。
集積回路部１５は、レギュレータとしてのメインレギュレータ１６を有する。集積回路部１５には、電源スイッチとしてのイグニッションスイッチ６０を経由して、バッテリ６５から電力が供給される。また、集積回路部１５には、電源リレー１７を経由して、バッテリ６５から電力が供給される。
【００１８】
メインレギュレータ１６は、バッテリ６５から供給された電力を所定の電圧に調整し、回転角検出装置２１、および、制御部５０に出力する。以下、メインレギュレータ１６により調整された電圧をレギュレータ電圧といい、バッテリ６５の電圧をバッテリ電圧という。
電源リレー１７は、集積回路部１５とバッテリ６５との間に設けられる。電源リレー１７は、メカリレーであってもよいし、半導体素子であってもよい。
【００１９】
イグニッションスイッチ６０がオンされると、バッテリ６５から集積回路部１５に電力が供給され、制御部５０が立ち上がる。制御部５０は、電動パワーステアリング装置１が正常に立ち上がったことを判断した後に、集積回路部１５に電源リレー１７のオン指令を送り、集積回路部１５により電源リレー１７をオンする。
電源リレー１７は、電動パワーステアリング装置１の異常時やイグニッションスイッチ６０オフ後の電動パワーステアリング装置１の終了処理完了後に集積回路部１５によりオフされる。イグニッションスイッチ６０および電源リレー１７がオフされると、集積回路部１５がオフされ、メインレギュレータ１６も同様にオフされる。
【００２０】
本実施形態では、集積回路部１５は、イグニッションスイッチ６０を経由せず、電源リレー１７を経由して電力が供給されるように構成されている。これにより、イグニッションスイッチ６０がオフされた後も、制御部５０への電力供給を継続可能である。イグニッションスイッチ６０がオフされた後、制御部５０にて所定の終了処理を実行し、終了処理が完了すると、制御部５０からの終了信号が集積回路部１５に送信される。集積回路部１５は、終了信号を受信すると、電源リレー１７をオフする信号を出力し、電源リレー１７をオフする。すなわち、イグニッションスイッチ６０がオフされた後、制御部５０での終了処理が完了すると、メインレギュレータ１６を含む集積回路部１５および制御部５０には電力が供給されない。
【００２１】
回転角検出装置２１は、モータ８０の回転に伴って変化する情報を検出する。詳細には、回転角検出装置２１は、ロータおよびシャフト８１と一体となって回転するマグネット８２が回転することによる磁界の変化を検出する。模式的な図面である図１中では、回転角検出装置２１とマグネット８２とが離間しているが、回転角検出装置２１（特に、後述のセンサ部２５）は、マグネット８２の回転磁界を検出可能な位置に配置される。
【００２２】
回転角検出装置２１には、イグニッションスイッチ６０を経由せず、配線６６を経由してバッテリ６５から直接的に電力が供給される。すなわち、回転角検出装置２１には、イグニッションスイッチ６０がオフされているときにも、バッテリ６５からの電力の供給が継続され、一部の作動を継続可能である。
また、回転角検出装置２１には、配線６７を経由してメインレギュレータ１６にて所定の電圧に調整された電力が供給される。
【００２３】
図２に示すように、回転角検出装置２１は、センサ部２５、回路部３０、レギュレータ状態取得端子としてのレギュレータ電圧入力端子４３、バッテリ電圧入力端子４４、および、通信端子４９等を備え、１つのパッケージとして形成される。
センサ部２５は、第１検出素子２５１、および、第２検出素子２５２から構成される。第１検出素子２５１および第２検出素子２５２は、例えばホール素子やＭＲ素子等により構成され、マグネット８２の回転に伴って変化する回転磁界を検出する。本実施形態では、マグネット８２の回転に伴って変化する回転磁界が「被検出部の回転に伴って変化する情報」に対応する。
【００２４】
回路部３０は、第１演算部３１、第２演算部３２、および、通信部３５等を有する。
第１演算部３１は、第１検出素子２５１から出力される検出値である第１検出値に基づき、モータ８０の回転角θｍを演算する。本実施形態の回転角θｍは、機械角とする。図３は、モータ８０が一定の速度で回転したときの回転角θｍの変化を示している。
第１演算部３１における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。第２演算部３２における処理、制御部５０における処理、および、後述の実施形態の演算部における処理についても同様である。
【００２５】
第２演算部３２は、第２検出素子２５２から出力される検出値である第２検出値に基づき、モータ８０の回転回数Ｎを演算する。図４は、モータ８０が一定の速度で回転したときの回転回数Ｎの変化を示している。なお、回転回数Ｎは、マグネット８２が１回転したときにカウントアップされるので、厳密に言えばステップ状に上昇する。回転回数Ｎは、第２検出値に基づいて直接的に演算されるようにしてもよいし、例えば回転角θｍに基づいて演算されるようしてもよい。
第２演算部３２は、モータ８０の１回転（厳密にはマグネット８２の１回転）を回転角θｍの１８０度以下にて分割した検出領域にて１回以上の頻度で回転回数Ｎに係る値（例えばカウント値）を演算する。本実施形態では、第２演算部３２における回転回数Ｎの演算間隔は一定とする。
本実施形態では、回転角θｍが「第１回転情報」に対応し、回転回数Ｎが「第２回転情報」に対応する。
【００２６】
通信部３５は、例えばシリアルインターフェースにより構成され、第１演算部３１にて演算された回転角θｍに係る情報、および、第２演算部３２にて演算された回転回数Ｎに係る情報を、通信端子４９を経由して、制御部５０に送信する。また、通信部３５は、通信端子４９を経由して、制御部５０からの各種信号を受信する。
【００２７】
本実施形態では、第１検出素子２５１、第１演算部３１、および、通信部３５が第１センサブロック４１を構成し、第２検出素子２５２、および、第２演算部３２が第２センサブロック４２を構成する。
第１センサブロック４１には、レギュレータ電圧入力端子４３を経由してメインレギュレータ１６から電力が供給される。メインレギュレータ１６がオンされているとき、レギュレータ電圧入力端子４３から印加される電圧はレギュレータ電圧と同等であり、メインレギュレータ１６がオフされているとき、レギュレータ電圧入力端子４３から印加される電圧は略ゼロである。本実施形態では、レギュレータ電圧入力端子４３から印加される電圧に基づき、メインレギュレータ１６のオンオフ状態を判定する。
また、第２センサブロック４２には、イグニッションスイッチ６０を経由せず、バッテリ電圧入力端子４４を経由してバッテリ６５から電力が供給され、バッテリ電圧が印加される。
【００２８】
本実施形態では、メインレギュレータ１６がオフされている期間、第１センサブロック４１には電力が供給されないので、第１センサブロック４１は作動しない。したがって、メインレギュレータ１６がオフされている期間、第１演算部３１は、回転角θｍの演算を行わない。また、メインレギュレータ１６がオフされている期間、通信部３５は、回転角θｍおよび回転回数Ｎに係る情報の制御部５０への送信、および、制御部５０からの各種信号の受信は行わない。
【００２９】
一方、メインレギュレータ１６のオンオフ状態、および、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態によらず、第２センサブロック４２には、バッテリ６５から電力が供給されるので、第２センサブロック４２は作動を継続する。したがって、メインレギュレータ１６のオンオフ状態によらず、第２演算部３２は、回転回数Ｎの演算を継続する。また、第２演算部３２は、メインレギュレータ１６がオフされている期間に演算された回転回数Ｎに係る情報を保持しておく。第２演算部３２にて保持された回転回数Ｎに係る情報は、イグニッションスイッチ６０がオンされ、制御部５０が起動されたときに、通信部３５から制御部５０へ送信される。
【００３０】
ここで、第２検出素子２５２は、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間も作動を継続するので、ＩＧ６０オフ時は作動を停止する第１検出素子２５１よりも省電力のものを採用することが好ましい。また、第２検出素子２５２は、回転角θｍの１８０度未満にて１回以上（例えば、９０度ごとに）、回転回数Ｎの演算ができる程度の精度であればよいので、回転角θｍの演算に用いられる第１検出素子２５１ほどの精度は要求されない。
【００３１】
図１に示すように、制御部５０は、モータ８０の駆動を制御するものであり、各種演算を実行するマイクロコンピュータ等により構成される。制御部５０には、メインレギュレータ１６等を経由し、バッテリ６５から電力が供給される。
【００３２】
制御部５０は、回転角検出装置２１からモータ８０の回転角θｍおよび回転回数Ｎを取得する。制御部５０は、回転角θｍ、ステアリングシャフト９２の回転角度であるステアリング角度θｓｔ、および、トルクセンサ８５により検出される操舵トルク等に基づき、モータ８０の駆動を制御する。
【００３３】
また、制御部５０は、回転角θｍ、回転回数Ｎ、および、減速ギア８９のギア比に基づき、ステアリング角度θｓｔを演算する。これにより、ステアリング角度θｓｔを検出するステアリングセンサを省略可能である。
制御部５０では、例えば一定速度で直進進行を一定時間行ったときに演算されるステアリング角度θｓｔに基づき、ハンドル９１の中立位置を学習し、記憶する。中立位置の学習は、ハンドル９１の絶対角の学習と捉えることもできる。
【００３４】
ハンドル９１は、イグニッションスイッチ６０がオフされている間に運転者により操作され、ステアリング角度θｓｔが変化することがある。また、これに伴って、回転角θｍおよび回転回数Ｎが変化することがある。
イグニッションスイッチ６０が再度オンされたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の回転回数Ｎ、および、イグニッションスイッチ６０がオンされたときのモータ位置である回転角θｍがわかれば、制御部５０に記憶されているハンドル９１の中立位置に基づき、ステアリング角度θｓｔを演算可能である。そのため本実施形態では、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態によらず、第２演算部３２による回転回数Ｎの演算を継続する。これにより、イグニッションスイッチ６０を再度オンしたとき、ハンドル９１の中立位置の再学習が不要となる。なお、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の回転回数Ｎが不明である場合、ハンドル９１の中立位置を再学習する必要がある。また、回転角θｍについては、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の変化等を演算しつづける必要はなく、イグニッションスイッチ６０が再度オンされたときの値がわかればよい。
【００３５】
そこで本実施形態では、回転角検出装置２１を、第１センサブロック４１と、第２センサブロック４２とに機能を分割し、第１センサブロック４１をメインレギュレータ１６からの電力で作動させ、第２センサブロック４２をバッテリ６５からの電力により作動させる。これにより、イグニッションスイッチ６０のオフ期間における回転角θｍの演算および通信を停止し、回転回数Ｎの演算を継続している。
【００３６】
ここで、回転角検出装置２１の第１センサブロック４１および第２センサブロック４２のオンオフの切り替えを、図５に示すタイムチャートに基づいて説明する。
時間ｔ０にて、バッテリ電圧入力端子４４からバッテリ電圧が回転角検出装置２１に入力されると、第２センサブロック４２がオンされる。第２センサブロック４２は、例えばバッテリ交換やバッテリ上がり等によりバッテリ６５から電力が供給されなくなる時間ｔ１１から時間ｔ１２までの期間を除き、常にオンされている。
【００３７】
時間ｔ１にて、イグニッションスイッチ６０がオンされると、時間ｔ２にてメインレギュレータ１６がオンされる。本実施形態では、レギュレータ電圧がレギュレータ電圧入力端子４３から入力されるので、メインレギュレータ１６がオンされる時間ｔ２にて、第１センサブロック４１がオンされる。また、時間ｔ３にて、制御部５０が起動する。
時間ｔ４にてイグニッションスイッチ６０がオフされると、制御部５０にて終了処理が実行され、時間ｔ５にてメインレギュレータ１６および制御部５０がオフとなる。また、メインレギュレータ１６がオフとなる時間ｔ５にて、第１センサブロック４１がオフされる。
【００３８】
時間ｔ６にて、再度イグニッションスイッチ６０がオンされると、時間ｔ７にてメインレギュレータ１６および第１センサブロック４１がオンされ、時間ｔ８にて制御部５０が起動する。また、時間ｔ９にてイグニッションスイッチ６０がオフされると、制御部５０にて終了処理が実行され、時間ｔ１０にてメインレギュレータ１６、第１センサブロック４１、および、制御部５０がオフされる。
なお、図５中では、特徴部分を強調して記載しているため、時間ｔ０〜ｔ１２の間隔と実際の時間の長さとは必ずしも一致しない。後述の図８、図１０、および、図１２においても同様である。
【００３９】
本実施形態では、メインレギュレータ１６がオンされたとき、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなし、第１演算部３１における回転角θｍの演算を開始する。また、メインレギュレータ１６がオフされたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなし、第１演算部３１における回転角θｍの演算を停止する。
これにより、イグニッションスイッチ６０がオフされているとみなされるときに第１センサブロック４１の作動を継続する場合と比較し、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の電力消費を抑えることができる。
また、第２演算部３２は、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態によらず、回転回数Ｎの演算を継続するので、制御部５０では、イグニッションスイッチ６０が再度オンされたとき、ハンドル９１の中立状態を再学習することなく、ステアリング角度θｓｔを適切に演算することができる。
【００４０】
以上詳述したように、本実施形態の回転角検出装置２１は、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間において、バッテリ６５からの電力により一部の作動を継続可能であって、センサ部２５と、第１演算部３１と、第２演算部３２と、通信部３５と、を備える。
センサ部２５は、モータ８０の回転に伴って変化するマグネット８２の回転磁界を検出する。
【００４１】
第１演算部３１は、センサ部２５にて検出される検出値に基づき、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなされるとき、モータ８０の回転に係る回転角θｍの演算を開始し、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなされるとき、検出値に基づく回転角θｍの演算を停止する。
第２演算部３２は、センサ部２５にて検出される検出値に基づき、イグニッション電源のオンオフ状態によらず、モータ８０の回転に係る回転回数Ｎの演算を行う。換言すると、第２演算部３２は、イグニッションスイッチ６０がオフされているとみなされる期間においても、回転回数Ｎの演算を継続する。
通信部３５は、制御部５０と情報を送受信可能に構成され、回転角θｍおよび回転回数Ｎを制御部５０に送信する。
【００４２】
本実施形態では、回転角検出装置２１の機能を分割し、イグニッションスイッチ６０がオフされているとみなされる場合、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間における演算が不要な回転角θｍの演算を停止し、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間においても演算が必要な情報である回転回数Ｎの演算を継続している。すなわち、本実施形態では、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間における回転角検出装置２１の作動を必要最低限に限定している。これにより、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の電力消費を低減することができる。また、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間の消費電力を低減することで、イグニッションスイッチ６０がオンされない状態が長期間に亘って継続した場合におけるバッテリ上がりを抑制することができる。また、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間における回転回数Ｎを各種演算に用いることができる。
【００４３】
本実施形態の被検出部はモータ８０のシャフト８１と一体となってい回転する部材であるマグネット８２である。第１回転情報は、モータ８０の回転角θｍであり、第２回転情報は、モータ８０の回転回数Ｎである。本実施形態では、イグニッションスイッチ６０がオフされたときも、回転回数Ｎの演算を継続することができる。特に、回転角検出装置２１を電動パワーステアリング装置１に適用する場合、イグニッションスイッチ６０が再度オンされたとき、ハンドル９１の中立位置を再学習することなく、ステアリング角度θｓｔの演算を適切に行うことができる。
また、マグネット８２の１回転を、回転角θｍの１８０度以下の検出領域に分割する。第２演算部３２は、検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値を演算する。これにより、イグニッションスイッチ６０がオンされたときに、制御部５０にて回転角θｍの演算結果と比較することにより、回転回数Ｎの演算異常を検出することができる。
【００４４】
センサ部２５は、イグニッションスイッチ６０がオフされているとみなされるとき作動を停止する第１検出素子２５１、および、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態によらず作動を継続する第２検出素子２５２を有する。
第１演算部３１は、第１検出素子２５１により検出される検出値である第１検出値に基づいて回転角θｍを演算する。また、第２演算部３２は、第２検出素子２５２により検出される検出値である第２検出値に基づいて回転回数Ｎを演算する。
【００４５】
本実施形態では、回転角θｍの演算に用いる検出素子と、回転回数Ｎの演算に用いる検出素子を分けている。これにより、演算される情報に応じ、適切な検出素子を選択可能である。また、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間にも検出を継続する第２検出素子２５２として、電力消費の少ない素子を採用すれば、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間における電力消費を、より低減することができる。
【００４６】
本実施形態では、バッテリ６５から供給される電圧を所定の電圧に調整して出力するメインレギュレータ１６のオンオフ状態を取得するレギュレータ電圧入力端子４３を備える。
第１演算部３１は、メインレギュレータ１６がオンされたとき、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなし、回転角θｍの演算を開始する。また、第１演算部３１は、メインレギュレータ１６がオフされたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなし、回転角θｍの演算を停止する。
【００４７】
これにより、レギュレータ電圧入力端子４３から入力されるレギュレータ電圧に基づき、第１演算部３１における回転角θｍの演算を適切に開始または停止することができる。また、第１演算部３１における回転角θｍの演算は、レギュレータ電圧入力端子４３から入力されるレギュレータ電圧に基づいて開始または停止されるので、開始と停止とで異なる情報を用いる場合と比較し、端子数を削減することができる。また、例えば制御部５０からの指令にて回転角θｍの演算を開始または停止する場合と比較し、制御部５０の演算負荷を低減することができる。
【００４８】
本実施形態の回転角検出装置２１は、電動パワーステアリング装置１に好適に適用される。電動パワーステアリング装置１は、運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータ８０と、ＥＣＵ１０１と、を備える。ＥＣＵ１０１は、モータ８０を被検出部とする回転角検出装置２１、および、モータ８０の駆動を制御する制御部５０を有する。
制御部５０は、回転角θｍおよび回転回数Ｎに基づき、運転者により操舵されるハンドル９１と接続されるステアリングシャフト９２の回転角度であるステアリング角度θｓｔを演算する。
【００４９】
回転角検出装置２１は、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間にも、回転回数Ｎの演算を継続する。これにより、制御部５０に記憶されているハンドル９１の中立位置を用い、回転角θｍ、回転回数Ｎ、および、モータ８０とステアリングシャフト９２とを接続する減速ギア８９のギア比等に基づき、ステアリング角度θｓｔを適切に演算することができる。また、イグニッションスイッチ６０が再度オンされたときのハンドル９１の中立位置の再学習を省略することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転角検出装置を図６〜図８に示す。
図６に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０２において、回転角検出装置２２には、配線６６、６７経由に加え、配線６８を経由してイグニッションスイッチ６０と集積回路部１５との間からも電力が供給される。
図７に示すように、本実施形態の回転角検出装置２２には、電源状態取得端子としてのＩＧ入力端子４５が設けられる。ＩＧ入力端子４５は、配線６８により、イグニッションスイッチ６０と集積回路部１５（図６参照）との間に接続される。また、ＩＧ入力端子４５は、第１センサブロック４１に電力を供給可能に構成される。イグニッションスイッチ６０がオンされているとき、ＩＧ入力端子４５から印加される電圧はバッテリ電圧と同等であり、イグニッションスイッチ６０がオフされているとき、ＩＧ入力端子４５から印加される電圧は略ゼロである。本実施形態では、ＩＧ入力端子４５から印加される電圧に基づき、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態を判定する。
【００５１】
本実施形態の第１センサブロック４１は、イグニッションスイッチ６０がオンされたときにオンされ、メインレギュレータ１６がオフされたときにオフされるように構成される。すなわち、図８に示すように、第１センサブロック４１は、イグニッションスイッチ６０がオンされる時間ｔ１にてオンされ、メインレギュレータ１６がオフされる時間ｔ５にてオフされる。同様に、第１センサブロック４１は、イグニッションスイッチ６０がオンされる時間ｔ６にてオンされ、メインレギュレータ１６がオフされる時間ｔ１０にてオフされる。
【００５２】
本実施形態の回転角検出装置２２は、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態を取得するＩＧ入力端子４５を備える。また、第１演算部３１は、イグニッションスイッチ６０がオンされたとき、回転角θｍの演算を開始する。これにより、イグニッションスイッチ６０がオンとなった後、回転角θｍの演算を速やかに開始することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転角検出装置を図９および図１０に示す。
図９に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０３において、回転角検出装置２３は、リレー部２６を有する。なお、ＥＣＵ１０３は、回転角検出装置２３以外はＥＣＵ１０１と同様である。リレー部２６は、レギュレータ電圧入力端子４３と第１センサブロック４１との間に設けられる。メインレギュレータ１６がオンされると、リレー部２６がオンされ、メインレギュレータ１６から第１センサブロック４１へ電力が供給される。また、ＩＧ判定部３６からの指令によりリレー部２６がオフされると、メインレギュレータ１６から第１センサブロック４１への電力供給が遮断される。
【００５４】
通信部３５は、制御部５０から送信される停止信号を受信する。停止信号は、回転角θｍの演算を停止する旨の信号である。
また、回路部３０は、ＩＧ判定部３６を有する。ＩＧ判定部３６は、停止信号が取得されたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなし、リレー部２６をオフする。これにより、第１センサブロック４１への電力供給が遮断され、第１検出素子２５１による回転磁界の検出、第１演算部３１における回転角θｍの演算、および、通信部３５による制御部５０との信号の送受信が停止される。
【００５５】
本実施形態の第１センサブロック４１は、メインレギュレータ１６がオンされたときにオンされ、制御部５０から停止信号が取得されたときにオフされるように構成される。すなわち、図１０に示すように、第１センサブロック４１は、メインレギュレータ１６がオンされる時間ｔ２にてオンされ、イグニッションスイッチ６０がオフされる時間ｔ４の後、制御部５０から送信される停止信号が取得されたタイミングである時間ｔｄ１にてオフされる。また、第１センサブロック４１は、メインレギュレータ１６がオンされる時間ｔ７にてオンされ、イグニッションスイッチ６０がオフされる時間ｔ９の後、制御部５０から送信される停止信号が取得されたタイミングである時間ｔｄ２にてオフされる。
【００５６】
通信部３５は、回転角θｍの演算を停止する停止信号を制御部５０から受信する。第１演算部３１は、停止信号が取得されたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなし、回転角θｍの演算を停止する。
例えば、制御部５０の終了処理において、回転角θｍに係る情報を用いない場合、イグニッションスイッチ６０がオフされた後、速やかに停止信号を送信する。また、制御部５０の終了処理において、回転角θｍに係る情報を用いる場合、終了処理完了時に停止信号を送信する。このように、停止信号の送信タイミングは、イグニッションスイッチ６０オフ後、かつ、制御部５０の終了処理完了までのいずれのタイミングであってもよいので、回転角θｍの演算停止タイミングを適切に設定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による回転角検出装置を図１１および図１２に示す。
図１１に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０４において、回転角検出装置２４の第１センサブロック４１には、バッテリ電圧入力端子４４を経由し、バッテリ６５から電力が供給される。すなわち、本実施形態の回転角検出装置２４には、レギュレータ電圧入力端子４３が設けられておらず、図１中の配線６７が省略されている。ＥＣＵ１０４は、その他の点については、ＥＣＵ１０１と同様である。
【００５８】
また、回転角検出装置２４は、リレー部２７を有する。リレー部２７は、バッテリ電圧入力端子４４と第１センサブロック４１との間に設けられる。ＩＧ判定部３６からの指令によりリレー部２７がオンされると、バッテリ電圧入力端子４４を経由して第１センサブロック４１に電力が供給される。また、ＩＧ判定部３６からの指令によりリレー部２７がオフされると、第１センサブロック４１への電力供給が遮断される。
【００５９】
通信部３５は、制御部５０から送信される開始信号および停止信号を受信する。開始信号は、回転角θｍの演算を開始する旨の信号であり、停止信号は、回転角θｍの演算を停止する旨の信号である。
ＩＧ判定部３６は、開始信号が取得されたとき、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなし、リレー部２７をオンする。これにより、第１センサブロック４１へ電力が供給され、第１検出素子２５１による回転磁界の検出、第１演算部３１における回転角θｍの演算、および、通信部３５による制御部５０との信号の送受信が行われる。
【００６０】
また、ＩＧ判定部３６は、停止信号が取得されたとき、イグニッションスイッチ６０がオフされたとみなし、リレー部２７をオフする。これにより、第１センサブロック４１への電力供給が遮断され、第１検出素子２５１による回転磁界の検出、第１演算部３１における回転角θｍの演算、および、通信部３５による制御部５０との信号の送受信が停止される。
【００６１】
本実施形態の第１センサブロック４１は、制御部５０からの開始信号が取得されたときにオンされ、制御部５０からの停止信号が取得されたときにオフされるように構成される。すなわち、図１２に示すように、第１センサブロック４１は、制御部５０が起動される時間ｔ３の後に送信される開始信号が取得されたタイミングである時間ｔｕ１にてオンされ、イグニッションスイッチ６０がオフされる時間ｔ４の後、制御部５０から送信される停止信号が取得されたタイミングである時間ｔｄ１にてオフされる。また、第１センサブロック４１は、制御部５０が起動される時間ｔ８の後に送信される開始信号が取得されたタイミングである時間ｔｕ２にてオンされ、イグニッションスイッチ６０がオフされる時間ｔ９の後、制御部５０から送信される停止信号が取得されたタイミングである時間ｔｄ２にてオフされる。
【００６２】
通信部３５は、回転角θｍの演算を開始する開始信号を制御部５０から受信する。第１演算部３１は、開始信号が取得されたとき、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなし、回転角θｍの演算を開始する。
本実施形態では、バッテリ電圧入力端子４４から第１センサブロック４１に電力を供給するように構成し、制御部５０からの指令により、回転角θｍの演算を開始または停止している。これにより、メインレギュレータ１６やイグニッションスイッチ６０と接続するための端子を省略することができ、端子数を削減可能である。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による回転角検出装置を図１３〜図１６に基づいて説明する。図１３においては、電源リレー１７、イグニッションスイッチ６０、および、バッテリ６５等の記載を省略した。
図１３に示すように、ＥＣＵ１０５は、集積回路部１５、制御部５０、回転角検出装置２０１、および、電源リレー（図１参照、図１３中には不図示）等を有する。回転角検出装置２０１は、第１センサユニット２１０および第２センサユニット２２０を有する。
【００６４】
集積回路部１５、制御部５０、第１センサユニット２１０、第２センサユニット２２０、および、電源リレーは、１枚の基板１１に実装される。基板１１は、モータ８０のマグネット８２が設けられる側に、モータ８０と略同軸に設けられ、カバー１２で覆われる。基板１１のモータ８０側の面には、集積回路部１５、および、第１センサユニット２１０が実装され、基板１１のモータ８０と反対側の面には、制御部５０、および、第２センサユニット２２０が実装される。すなわち、本実施形態では、第１センサユニット２１０と第２センサユニット２２０とが、別々のパッケージとして形成される。
【００６５】
第１センサユニット２１０は、第１検出素子２５１がマグネット８２の回転磁界を検出可能な箇所となるように基板１１に実装される。
また、第２センサユニット２２０は、第２検出素子２５２がマグネット８２の回転磁界を検出可能な箇所となるように、基板１１に実装される。
【００６６】
図１４に示すように、第１センサユニット２１０は、第１検出素子２５１、第１回路部２１１、レギュレータ電圧入力端子４３、および、通信端子２１９を有する。第１回路部２１１は、第１演算部２１２および第１通信部２１５を有する。第１センサユニット２１０には、レギュレータ電圧入力端子４３を経由してメインレギュレータ１６（図１参照）から電力が供給される。
【００６７】
第１演算部２１２は、第１検出素子２５１から出力される検出値である第１検出値に基づき、モータ８０の回転角θｍを演算する。上記実施形態と同様、回転角θｍは、イグニッションスイッチ６０がオンされているとみなされるときに演算され、イグニッションスイッチ６０がオフされているとみなされるときには演算されない。
【００６８】
第１通信部２１５は、例えばシリアルインターフェースにより構成され、第１演算部２１２にて演算された回転角θｍに係る情報を、通信端子２１９を経由して制御部５０に送信する。また、第１通信部２１５は、通信端子２１９を経由して、制御部５０からの情報を受信する。
【００６９】
第２センサユニット２２０は、第２検出素子２５２、第２回路部２２１、バッテリ電圧入力端子４４、電圧モニタ端子２２８、および、通信端子２２９を有する。第２回路部２２１は、第２演算部２２２、素子用レギュレータ２２３、および第２通信部２２５を有する。第２センサユニット２２０には、バッテリ電圧入力端子４４を経由してバッテリ６５から電力が供給される。
【００７０】
第２演算部２２２は、第２検出素子２５２から出力される検出値である第２検出値に基づき、モータ８０の回転回数Ｎを演算する。上記実施形態と同様、イグニッションスイッチ６０のオンオフ状態によらず、第２演算部２２２は、回転回数Ｎの演算を継続する。第２演算部２２２は、メインレギュレータ１６がオフされている期間に演算された回転回数Ｎに係る情報を保持しておく。
【００７１】
第２演算部２２２は、電圧モニタ端子２２８から取得されるモータ８０の端子電圧に基づき、モータ８０の回転速度を演算する。モータ８０の回転速度は、単位ｒｐｍ等である、いわゆる回転数であってもよいし、回転角速度であってもよい。また、第２演算部２２２は、端子電圧に替えて、第２検出値に基づき、例えば回転角速度から回転速度を推定してもよい。なお、第２検出値に基づいて回転角速度を演算する場合、電圧モニタ端子２２８、および、後述の端子電圧検出部７４を省略可能である。
【００７２】
端子電圧の取得に係る回路構成を図１５に示す。なお、モータ８０の回路構成は、上記実施形態においても同様とする。
本実施形態のモータ８０は、３相交流の回転機であって、コイル８０１、８０２、８０３を有する。コイル８０１、８０２、８０３には、インバータ部７１を経由してバッテリ６５（図１参照、図１５中では不図示）を経由して電力が供給される。
インバータユニット７０は、インバータ部７１、モータリレー部７２、電流検出部７３、端子電圧検出部７４、モータ端子７７１〜７７３、電源端子７７４、グランド端子７７５、および、端子電圧出力端子７７８等を有する。
インバータ部７１は、６つのスイッチング素子７１１〜７１６がブリッジ接続される。制御部５０は、スイッチング素子７１１〜７１６のオンオフ作動を制御することにより、モータ８０の駆動を制御する。
【００７３】
高電位側に接続される高電位側スイッチング素子７１１、７１２、７１３と低電位側に接続される低電位側スイッチング素子７１４、７１５、７１６との接続点は、モータリレー７２１、７２２、７２３、および、モータ端子７７１、７７２、７７３を経由して、コイル８０１、８０２、８０３の一端と接続される。
高電位側スイッチング素子７１１、７１２、７１３の高電位側は、電源端子７７４を経由してバッテリ６５の高電位側と接続される。低電位側スイッチング素子７１４、７１５、７１６の低電位側は、電流検出素子７３１、７３２、７３３、および、グランド端子７７５を経由してグランドと接続される。
【００７４】
モータリレー部７２は、モータリレー７２１、７２２、７２３から構成される。モータリレー７２１、７２２、７２３は、高電位側スイッチング素子７１１、７１２、７１３と低電位側スイッチング素子７１４、７１５、７１６との接続点と、コイル８０１、８０２、８０３との間に設けられる。モータリレー７２１、７２２、７２３のオンオフを切り替えることにより、インバータ部７１とモータ８０との間の電流の導通および遮断を切替可能である。
【００７５】
電流検出部７３は、電流検出素子７３１、７３２、７３３から構成される。電流検出素子７３１、７３２、７３３は、低電位側スイッチング素子７１４、７１５、７１６の低電位側に設けられ、コイル８０１、８０２、８０３に流れる電流を検出する。本実施形態の電流検出素子７３１、７３２、７３３は、シャント抵抗である。電流検出素子７３１、７３２、７３３の両端電圧は、コイル８０１、８０２、８０３に流れる電流に係る電流検出値として、制御部５０に出力される。
【００７６】
端子電圧検出部７４は、Ｗ相のモータ端子７７３と接続され、Ｗ相の端子電圧を検出する。本実施形態では、Ｗ相の端子電圧を検出するが、Ｕ相またはＶ相の端子電圧を検出するようにしてもよい。端子電圧検出部７４は、抵抗７４１、７４２を有する。抵抗７４１、７４２は、分圧抵抗であって、抵抗７４１、７４２により分圧された電圧値である端子電圧検出値が端子電圧出力端子７７８に出力される。抵抗７４１、７４２の抵抗値は、端子電圧検出値が第２センサユニット２２０にて取得可能な値となるように、適宜設定される。端子電圧出力端子７７８は、電圧モニタ端子２２８と接続される。これにより、端子電圧検出値は、第２センサユニット２２０に出力され、モータ８０の回転速度の演算に用いられる。
【００７７】
図１４に戻り、素子用レギュレータ２２３は、バッテリ６５から供給された電圧を所定の電圧に調整する。素子用レギュレータ２２３にて調整された電圧は、第２検出素子２５２に出力される。また、素子用レギュレータ２２３により調整された電圧は、第２回路部２２１の内部の第２演算部２２２における演算、および、第２通信部２２５におけるデータの送受信にも用いられる。素子用レギュレータ２２３の調整電圧は、回転回数Ｎの演算等が可能である程度であればよく、メインレギュレータ１６により調整される電圧よりも小さくてもよい。もちろん、素子用レギュレータ２２３の調整電圧は、メインレギュレータ１６の調整電圧以上としてもよい。
なお、上記実施形態の回路部３０にも調整電圧を第２検出素子に出力する素子用レギュレータ２２３を設けることが好ましい。
【００７８】
第２通信部２２５は、例えばシリアルインターフェースにより構成され、第２演算部２２２にて演算された回転回数Ｎに係る情報を、通信端子２２９を経由して制御部５０に送信する。また、第２通信部２２５は、通信端子２２９を経由して、制御部５０からの情報を受信する。本実施形態では、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間に演算された回転回数Ｎに係る情報は第２演算部２２２にて保持され、イグニッションスイッチ６０がオンされ、制御部５０が起動されたときに、第２通信部２２５から制御部５０へ送信される。
本実施形態では、第１通信部２１５および第２通信部２２５が「通信部」に対応する。
【００７９】
ここで、第２演算部２２２における回転回数Ｎの演算頻度について、図１６に基づいて説明する。図１６では、共通時間軸を横軸とし、（ａ）がモータ８０の回転速度、（ｂ）が回転回数Ｎの演算頻度、（ｃ）が異常フラグを示している。図１６（ｃ）では、異常フラグがセットされてない状態を「０」、セットされている状態を「１」としている。
【００８０】
本実施形態では、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１以下である場合、第２演算部２２２は、第１の頻度で回転回数Ｎの演算を行う。切替判定閾値ＴＨ１は、例えば１００［ｒｐｍ］程度に相当する値に設定される。また、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１より大きい場合、第２演算部２２２は、第１の頻度よりも高い頻度である第２の頻度で回転回数Ｎの演算を行う。
【００８１】
図１６に示すように、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１以下である時間ｔ２０から時間ｔ２１までの期間において、回転回数Ｎの演算間隔を、第１間隔Ｉｎｔ１とする。第１間隔Ｉｎｔ１は、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１であるときに、所定の検出領域に１回以上の回転回数Ｎの演算が行われるように設定される。
【００８２】
ここで、検出領域について説明する。
モータ８０の１回転（すなわち３６０度）を、回転角θｍの１８０度以下の検出領域に分割し、各検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値が演算されるように第１間隔Ｉｎｔ１を設定する。これにより、イグニッションスイッチ６０がオンされたときに、制御部５０にて回転角θｍの演算結果と回転回数Ｎに係る値とを比較することにより、回転回数Ｎの演算異常を検出することができる。
また、モータ８０の１回転を、回転角θｍの１２０度以下の検出領域に分割し、各検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値が演算されるように第１間隔Ｉｎｔ１を設定することで、モータ８０の回転方向を検出することができる。
さらにまた、モータ８０の１回転を、回転角θｍの７２度以下の検出領域に分割し、各検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値が演算されるように第１間隔Ｉｎｔ１を設定することで、読み飛ばしによる誤カウントを防止するとともに、読み飛ばしがあったとしても回転方向を特定することができる。
一方、演算間隔が長く、演算頻度が低いほど、消費電力を抑えることができるので、消費電力等を考慮し、演算間隔は適宜設定される。
以下適宜、「回転回数Ｎに係る値の演算」を、単に「回転回数Ｎの演算」という。
【００８３】
本実施形態では、回転回数Ｎに係る値は、カウント値とする。
例えば、図１７（ａ）に示すように、回転角θｍの１８０度に相当する領域を検出領域とすると、モータ８０の１回転が領域Ｒ１１、Ｒ１２に２分割され、モータ８０の１回転に２カウントされる。この場合、２カウントごとに回転回数Ｎがカウントアップされる。
また例えば、図１７（ｂ）に示すように、回転角θｍの１２０度に相当する領域を検出領域とすると、モータ８０の１回転が領域Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３に３分割され、モータ８０の１回転に３カウントされる。この場合、３カウントごとに回転回数Ｎがカウントアップされる。
また例えば、図１７（ｃ）に示すように、回転角θｍの７２度に相当する領域を検出領域とすると、モータ８０の１回転がＲ３１〜Ｒ３５に５分割され、モータ８０の１回転に５カウントされる。この場合、５カウントごとに回転回数Ｎがカウントアップされる。
【００８４】
図１６に戻り、時間ｔ２１にて、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１より大きくなると、回転回数Ｎの演算間隔を、第１間隔Ｉｎｔ１よりも短い第２間隔Ｉｎｔ２とする。すなわち、Ｉｎｔ１＞Ｉｎｔ２である。また、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１より大きい場合、回転回数Ｎを常時演算するようにしてもよい。常時演算時の第２間隔Ｉｎｔ２を無限小とみなせば、回転回数Ｎを常時演算することも、「回転速度が前記切替判定閾値より大きい場合、演算間隔を、第１間隔より短い第２間隔とする」という概念に含まれるものとする。
また、時間ｔ２２にて、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１以下となる。本実施形態では、回転速度が再度大きくなる可能性を考慮し、遅延期間Ｐｄの間は、第２演算部２２２は、第２間隔Ｉｎｔ２での回転回数Ｎの演算を継続する。これにより、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１付近で変動した際に、回転回数Ｎの演算間隔の切り替えが頻繁に起きるのを避けることができる。
回転速度が切替判定閾値ＴＨ１以下となった時間ｔ２２から遅延期間Ｐｄ経過後の時間ｔ２３にて、回転回数Ｎの演算間隔を第１間隔Ｉｎｔ１に戻す。
【００８５】
時間ｔ２４にて、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１より大きくなると、回転回数Ｎの演算間隔を第２間隔Ｉｎｔ２とする。
また、さらに回転速度が大きくなり、時間ｔ２５にて、回転速度が異常判定閾値ＴＨ２より大きくなった場合、モータ８０の回転速度が許容回転速度を超え、回転回数Ｎの検出ができない異常が生じたと判定し、異常フラグをセットする。図１６の例では、異常判定された時間ｔ２５以降も回転回数Ｎの演算を継続しているが、異常判定後は、回転回数Ｎの演算を停止するようにしてもよい。
異常フラグは、イグニッションスイッチ６０がオンされたとみなされるとき、制御部５０に送信される。
【００８６】
なお、イグニッションスイッチ６０がオフの状態にて、モータ８０の回転速度が異常判定閾値ＴＨ２を超える虞のある状況としては、車両のジャッキアップ時やタイヤ交換時等が例示される。イグニッションスイッチ６０がオフされている期間に、回転速度が異常判定閾値ＴＨ２を超える異常が生じた場合、演算される回転回数Ｎが異常値である虞がある。そのため、制御部５０は、異常フラグを取得した場合、ハンドル９１の中立位置を再学習する。ハンドル９１の中立位置の再学習が完了したとき、異常フラグがリセットされる。
【００８７】
本実施形態では、イグニッションスイッチ６０がオフされている期間における回転回数Ｎの演算間隔は、モータ８０の回転速度に応じて可変である。これにより、回転速度に応じた適切な演算間隔とすることができ、消費電力を低減することができる。
詳細には、モータ８０の回転速度が切替判定閾値ＴＨ１以下である場合、回転回数Ｎの演算間隔を第１間隔Ｉｎｔ１とし、回転速度が切替判定閾値ＴＨ１より大きい場合、演算間隔を、第１間隔Ｉｎｔ１より短い第２間隔Ｉｎｔ２とする。これにより、特に、モータ８０の回転速度が小さい場合における消費電力を低減することができる。
【００８８】
第２演算部２２２は、モータ８０の回転速度を、第２検出素子２５２にて検出された第２検出値に基づいて演算する。これにより、第２演算部２２２の内部の情報に基づいて回転速度が演算されるので、電圧モニタ端子２２８等の端子電圧の取得に係る構成を省略することができる。
【００８９】
第２演算部２２２は、モータ８０の回転速度をモータ８０の端子電圧に基づいて演算する。これにより、モータ８０の回転速度を逆起電圧に基づいて適切に演算することができる。
また、第２演算部２２２は、モータ８０の少なくとも１相と接続される分圧抵抗である抵抗７４１、７４２を有する端子電圧検出部７４から、端子電圧を分圧した検出値を取得し、当該検出値に基づいて回転速度を演算する。抵抗７４１、７４２の抵抗値を適宜設定することにより、第２センサユニット２２０の耐圧の範囲内で適切に端子電圧を取得可能であり、第２センサユニット２２０を保護することができる。
本実施形態では、端子電圧検出部７４を、１相の端子電圧を検出する構成としており、端子電圧の取得に係る回路構成が比較的簡素な構成となっている。
【００９０】
第２演算部２２２は、回転速度が異常判定閾値ＴＨ２より大きい場合、異常が生じていると判定する。これにより、回転回数Ｎを適切に演算できない異常が生じたことを検出することができる。
【００９１】
マグネット８２の１回転を、回転角θｍの１８０度以下の検出領域に分割し、第２演算部２２２は、検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値を演算する。これにより、イグニッションスイッチ６０がオンされたときに、制御部５０にて回転角θｍの演算結果と回転回数Ｎとを比較することにより、回転回数Ｎの演算異常を検出することができる。
マグネット８２の１回転を、回転角θｍの１２０度以下の検出領域に分割し、第２演算部２２２は、検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値を演算する。これにより、モータ８０の回転方向を検出することができる。
マグネット８２の１回転を、回転角θｍの７２度以下の検出領域に分割し、第２演算部２２２は、検出領域にて１回以上、回転回数Ｎに係る値を演算する。これにより、読み飛ばしによる誤カウントを防止するとともに、読み飛ばしがあったとしても、回転方向を特定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１８に示す。
本実施形態は、端子電圧取得部７５の構成が第５実施形態と異なり、その他の点については第５実施形態と同様である。
図１８に示すように、端子電圧取得部７５は、分圧抵抗である抵抗７４１、７４２、および、モータ端子７７１、７７２、７７３側から抵抗７４１、７４２側への通電を許容するダイオード７５１、７５２、７５２を有する。これにより、モータ８０の端子電圧を継続的にモニタすることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９３】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図１９に示す。
本実施形態は、第１センサユニット２３０が第５実施形態と異なり、その他の点については第５実施形態と同様である。
回転角検出装置２０２は、第１センサユニット２３０および第２センサユニット２２０を有する。
第１センサユニット２３０は、第１検出素子２５１、第１回路部２３１、レギュレータ電圧入力端子４３、および、通信端子２１９を有する。第１回路部２３１は、第１演算部２１２、素子用レギュレータ２３３、および、第１通信部２１５を有する。第１センサユニット２３０は、ＩＧ入力端子４５およびイグニッションスイッチ６０を経由してバッテリ６５と接続される。すなわち、イグニッションスイッチ６０がオンされているとき、ＩＧ入力端子４５から第１センサユニット２３０に印加される電圧は、バッテリ電圧と同等である。
【００９４】
素子用レギュレータ２３３は、第２センサユニット２２０の素子用レギュレータ２２３と略同様であり、バッテリ６５から供給された電圧を所定の電圧に調整する。また、素子用レギュレータ２３３により調整された電圧は、第１検出素子２５１に出力される。また、素子用レギュレータ２３３により調整された電圧は、第１回路部２３１の内部における第１演算部２１２における演算、および、第１通信部２１５におけるデータの送受信にも用いられる。素子用レギュレータ２３３の調整電圧は、回転角θｍの演算等が可能である程度であればよく、メインレギュレータ１６により調整される電圧よりも小さくてもよいし、メインレギュレータ１６の調整電圧以上であってもよい。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９５】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図２０に示す。
本実施形態の回転角検出装置２０３は、センサ部２５、回路部３００、レギュレータ電圧入力端子４３、バッテリ電圧入力端子４４、通信端子４９、および、電圧モニタ端子２２８を有し、第１実施形態等と同様、１つのパッケージとして形成される。なお、レギュレータ電圧入力端子４３に替えて、ＩＧ入力端子４５としてもよい。
回路部３００は、第１演算部３１、第２演算部３２、通信部３５、および、素子用レギュレータ２４３を有する。本実施形態では、第２検出素子２５２、および、第２演算部３２に加え、素子用レギュレータ２４３が、第２センサブロック４２０を構成する。素子用レギュレータ２４３は、第５実施形態等の素子用レギュレータ２２３と略同様であり、バッテリ６５から供給された電圧を所定の電圧に調整する。調整された電圧は、センサ部２５に出力されるとともに、第２演算部３２における演算に用いられる。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９６】
（他の実施形態）
（ア）回転情報
上記実施形態では、電源スイッチがオフされているときに演算が停止される第１回転情報が回転角であり、電源スイッチがオフされているときにも演算が継続される第２回転情報が回転回数である。他の実施形態では、第１回転情報および第２回転情報は、被検出部の回転に係る情報であれば、どのような情報であってもよい。
また、上記実施形態にて第１回転情報として演算される回転角は、機械角であるが、他の実施形態では、電気角としてもよい。また、第１演算部では、例えばＡＤ変換を行い、ＡＤ変換された値であるＡＤ変換値を制御部に出力し、制御部にて回転角を演算するように構成してもよい。
【００９７】
（イ）第１回転情報の演算開始、および、演算終了
第１実施形態および第３実施形態では、レギュレータがオンされたとき、電源スイッチがオンされたとみなし、第１回転情報の演算を開始する。第２実施形態では、電源スイッチがオンされたとき、第１回転情報の演算を開始する。第４実施形態では、制御部から送信される開始信号が取得されたとき、電源スイッチがオンされたとみなし、第１回転情報の演算を開始する。
【００９８】
また、第１実施形態および第２実施形態では、レギュレータがオフされたとき、電源スイッチがオフされたとみなし、第１回転情報の演算を停止する。第３実施形態および第４実施形態では、制御部から送信される停止信号が取得されたとき、電源スイッチがオフされたとみなし、第１回転情報の演算を停止する。他の実施形態では、第２実施形態のように電源スイッチのオンオフ状態を取得するＩＧ入力端子を設け、第１演算部は、電源スイッチがオフされたとき、第１回転情報の演算を停止するようにしてもよい。
【００９９】
すなわち、第１回転情報の演算開始のトリガとして（ｉ）レギュレータオン、（ｉｉ）電源スイッチオン、（ｉｉｉ）制御部からの開始信号の取得のいずれを用いてもよい。また、第１回転情報の演算終了のトリガとして、（Ｉ）レギュレータオフ、（ＩＩ）電源スイッチオフ、（ＩＩＩ）制御部からの停止信号の取得のいずれを用いてもよい。また、第１回転情報の演算開始のトリガ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）と、第１回転情報の演算終了のトリガ（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）とは、どのように組み合わせてもよい。
【０１００】
例えば第１実施形態のように、演算開始のトリガおよび演算終了のトリガとして、いずれもレギュレータのオンオフ状態を用いる場合、端子数を削減することができる。同様に、演算開始のトリガおよび演算終了のトリガとして、いずれも電源スイッチのオンオフ状態を用いる場合、端子数を削減することができる。また、制御部との通信に係る通信端子は、演算開始のトリガおよび演算終了のトリガによらず設けられるので、演算開始のトリガおよび演算終了のトリガの少なくとも一方を開始信号または停止信号とすることにより、端子数を削減することができる。
【０１０１】
（ウ）第２回転情報
第５実施形態では、モータの回転速度が切替判定閾値以下のとき、第１間隔で回転回数を演算し、モータの回転速度が切替判定閾値より大きいとき、第１間隔よりも短い第２間隔で回転回数を演算する。他の実施形態では、切替判定閾値を複数設け、モータの回転速度に応じて段階的に演算間隔を変更してもよい。また、モータの回転速度に応じ、連続的に演算間隔を変更するようにしてもよい。
また、第１実施形態〜第４実施形態にて説明した構成等、回転角検出装置の構成によらず、モータの回転速度に応じて、回転回数の演算間隔を可変にしてもよい。同様に、回転角検出装置の構成によらず、第２演算部は、モータの回転速度が異常判定閾値より大きい場合、異常が生じていると判定するようにしてもよい。また、第５実施形態〜第８実施形態の構成にて、回転回数の演算間隔を一定としてもよい。
【０１０２】
第５実施形態では、モータの１回転を２分割、３分割、または、５分割し、各検出領域ごとにカウントされ、分割数に応じたカウント数にて回転回数がカウントアップされる例を説明した。他の実施形態では、検出領域の設定や回転回数の演算方法は、どのようであってもよい。
【０１０３】
（エ）回転速度
上記実施形態では、第２検出値、または、端子電圧に基づいて回転速度を演算する。端子電圧の取得に係る端子電圧取得部の構成は、第５実施形態および第６実施形態にて説明した構成に限らず、どのような構成としてもよい。例えば、相毎に分圧抵抗を設けて相毎に端子電圧を取得するように構成してもよいし、分圧抵抗を省略し、端子電圧を直接的に取得するように構成してもよい。
【０１０４】
（エ）センサ部
上記実施形態では、センサ部は、レギュレータまたは電源スイッチからの電力により作動する第１検出素子、および、バッテリからの電力により作動する第２検出素子を有し、第１検出素子と第２検出素子とが異なる例を中心に説明した。他の実施形態では、第１検出素子と第２検出素子とは、同様のものを用いてもよい。
また、他の実施形態では、第１検出素子を省略し、第１演算部は、電源スイッチのオンオフ状態によらず作動を継続する第２検出素子の検出値に基づき、第１回転情報を演算するように構成してもよい。これにより、部品点数を削減することができる。
【０１０５】
（オ）ＥＣＵ
第５実施形態では、ＥＣＵを構成する各電子部品は、モータのマグネットが設けられる側に配置される１枚の基板に実装される。他の実施形態では、ＥＣＵを構成する各電子部品を、基板のモータ側の面またはモータと反対側の面のどちらに実装してもよいし、複数の基板に分けて実装してもよい。また、他の実施形態では、センサ部を除く演算部や制御部等は、モータとは別の箇所に設け、例えば配線等を用いてセンサ部と接続するようにしてもよい。
第５実施形態等では、モータとインバータ部との間にモータリレーが設けられる。他の実施形態では、モータリレーを省略してもよい。
上記実施形態では、通信部は、シリアルインターフェースにより構成される。他の実施形態では、通信部は、シリアルインターフェースに限らず、どのように構成してもよい。
【０１０６】
（オ）被検出部
上記実施形態では、被検出部は、モータのシャフトと一体となって回転するマグネットである。他の実施形態では、回転角検出装置は、被検出部としてモータ以外の回転する装置の回転を検出するものとしてもよい。また、回転角検出装置を、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
上記実施形態のモータは、３相ブラシレスモータである。他の実施形態では、モータは、ブラシ付きモータ等、どのようなものを採用してもよい。また他の実施形態では、モータが複数の巻線組を有し、巻線組ごとにインバータ部が設けられるように構成してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・電動パワーステアリング装置
２１〜２４、２０１〜２０３・・・回転角検出装置
２５・・・センサ部
３１、２１２・・・第１演算部
３２、２２２・・・第２演算部
３５、２１５、２２５・・・通信部
５０・・・制御部
６０・・・イグニッションスイッチ（電源スイッチ）
６５・・・バッテリ
８２・・・マグネット（被検出部）
【図１】
0005958572.tif 000002
【図２】
0005958572.tif 000003
【図３】
0005958572.tif 000004
【図４】
0005958572.tif 000005
【図５】
0005958572.tif 000006
【図６】
0005958572.tif 000007
【図７】
0005958572.tif 000008
【図８】
0005958572.tif 000009
【図９】
0005958572.tif 000010
【図１０】
0005958572.tif 000011
【図１１】
0005958572.tif 000012
【図１２】
0005958572.tif 000013
【図１３】
0005958572.tif 000014
【図１４】
0005958572.tif 000015
【図１５】
0005958572.tif 000016
【図１６】
0005958572.tif 000017
【図１７】
0005958572.tif 000018
【図１８】
0005958572.tif 000019
【図１９】
0005958572.tif 000020
【図２０】
0005958572.tif 000021