(57)【要約】【課題】通信部の異常を検出することのできるセンサ装置を提供する。【解決手段】このセンサ装置は、第１トルク検出信号Ｓｔ１をデジタル信号として第１通信部１３から送信するトルクセンサ７と、第１トルク検出信号Ｓｔ１を第１通信部６０を介して受信するとともに同第１トルク検出信号Ｓｔ１に基づいて各ホール素子１１ａ，１２ａの出力値を演算するＣＰＵ６３とを備える。ＣＰＵ６３は、チェック用デジタル値を含むチェック信号Ｓｃを第１通信部６０を介してトルクセンサ７に送信する。トルクセンサ７は、第１通信部１３を介して受信し、チェック信号Ｓｃに含まれるチェック用デジタル値に基づき異常診断信号Ｓｅを生成し、これを第１通信部１３からＣＰＵ６３に送信する。ＣＰＵ６３は、異常診断信号Ｓｅを第１通信部６０を介して受信し、異常診断信号Ｓｅに含まれるチェック用デジタル値と、その元の値との比較に基づき異常を検出する。【選択図】図４
2015098223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出した物理量に対応する検出信号をデジタル信号として検出部側通信部から送信する検出部と、
前記検出部から送信される前記検出信号を演算部側通信部を介して受信し、同検出信号に基づく演算を実行する演算部と、を備えるセンサ装置において、
前記演算部は、前記検出信号の受信に基づきチェック用デジタル値を含むチェック信号を前記演算部側通信部を介して前記検出部に送信し、
前記検出部は、前記検出部側通信部を介して前記チェック信号を受信したとき、前記チェック信号に含まれるチェック用デジタル値に基づき異常診断信号を生成し、同異常診断信号を前記検出部側通信部から前記演算部に送信し、
前記演算部は、前記検出部から送信される前記異常診断信号を前記演算部側通信部を介して受信したとき、同異常診断信号に含まれるチェック用デジタル値と、前記チェック用デジタル値の元の値との比較に基づき前記検出部側通信部及び前記演算部側通信部の少なくとも一方の異常を検出することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置において、
前記検出部は、前記チェック信号の受信に基づき前記異常診断信号及び前記検出信号を送信することを特徴とするセンサ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセンサ装置において、
前記検出部は、同一の物理量を検出し同物理量に対して相関関係を有する出力をそれぞれ行う複数の検出素子を有するとともに、前記複数の検出素子のそれぞれの出力値を含むデジタル信号を前記検出信号として送信するものであり、
前記演算部は、前記複数の検出素子のそれぞれの出力値の相関関係に基づき前記検出素子の異常を更に検出することを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、
前記操舵機構に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサと、を備え、
前記トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づき前記モータの駆動を制御する電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサとして、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置が用いられ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、センサ装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵機構にモータのアシスト力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置は、運転者により操舵機構に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ、及びモータの駆動を制御する制御装置を備えている。トルクセンサは、検出した操舵トルクに応じた検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、トルクセンサから送信される検出信号を受信部を介して受信し、この検出信号に基づき操舵トルク検出値を演算する。制御装置は、演算した操舵トルク検出値に基づきアシスト指令値を設定し、モータの出力トルクをアシスト指令値に追従させるべくモータの駆動を制御する。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置には、例えば特許文献１に見られるように、トルクセンサと制御装置との間の通信をデジタル通信で行うものがある。特許文献１に記載のトルクセンサは、検出素子、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、及び送信部を有している。検出素子は操舵トルクに応じた物理量を実際に検出する部分であり、検出した物理量に応じたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、検出素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を送信部に出力する。送信部は、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル信号を取り込み、その値をレジスタに格納する。また送信部は、レジスタに格納されたデジタル値に基づきトルク検出信号を生成し、このトルク検出信号を制御装置に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０４２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような電動パワーステアリング装置では、トルクセンサの送信部に異常が生じると、制御装置により演算される操舵トルク検出値が異常値となるおそれがある。例えば送信部のレジスタ内のビットが「０」に固着するような異常が生じた場合、レジスタに格納されるデジタル値が異常値となる。このような状況では、送信部により生成されるトルク検出信号が異常な信号となるため、結果的に、制御装置により演算される操舵トルク検出値が異常値となる。このような異常な操舵トルク検出値に基づき制御装置がモータの駆動制御を行うと、モータから操舵機構に不適切なアシスト力が付与され、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００６】
なお、このような課題は、トルクセンサの送信部に異常が生じた場合に限らず、制御装置側の受信部に異常が生じた場合にも同様に生じ得る。また、トルクセンサに限らず、検出した物理量に対応するデジタル信号を検出信号として通信部を介して送信する検出部と、検出部から送信される検出信号を通信部を介して受信し、この検出信号に基づき物理量検出値を演算する演算部とを有するセンサ装置に共通する課題である。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出部側通信部及び演算部側通信部の少なくとも一方の異常を検出することのできるセンサ装置、及び同センサ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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、検出した物理量に対応する検出信号をデジタル信号として検出部側通信部から送信する検出部と、前記検出部から送信される前記検出信号を演算部側通信部を介して受信し、同検出信号に基づく演算を実行する演算部と、を備えるセンサ装置において、前記演算部は、前記検出信号の受信に基づきチェック用デジタル値を含むチェック信号を前記演算部側通信部を介して前記検出部に送信し、前記検出部は、前記検出部側通信部を介して前記チェック信号を受信したとき、前記チェック信号に含まれるチェック用デジタル値に基づき異常診断信号を生成し、同異常診断信号を前記検出部側通信部から前記演算部に送信し、前記演算部は、前記検出部から送信される前記異常診断信号を前記演算部側通信部を介して受信したとき、同異常診断信号に含まれるチェック用デジタル値と、前記チェック用デジタル値の元の値との比較に基づき前記検出部側通信部及び前記演算部側通信部の少なくとも一方の異常を検出することとした。
【０００９】
この構成によれば、検出部側通信部あるいは演算部側通信部の少なくとも一方に異常が生じた場合、検出部側通信部が異常診断信号を送信する際、あるいは演算部側通信部が異常診断信号を受信する際に、異常診断信号に含まれるチェック用デジタル値が異常値となる。したがって演算部は、異常診断信号に含まれるチェック用デジタル値と、チェック用デジタル値の元の値とが異なることをもって検出部側通信部あるいは演算部側通信部の異常を検出することができる。
【００１０】
また上記構成によれば、検出部が検出信号を演算部に送信すると、演算部がチェック信号を検出部に送信する。そして、このチェック信号に基づき検出部が異常診断信号を演算部に送信する。すなわち検出部は検出信号及び異常診断信号を演算部に送信する。これにより演算部は検出信号に基づいて物理量検出値を演算しつつ、異常診断信号に基づいて異常を検出することもできるため、センサ装置としての機能を満足するとともに、高い信頼性を確保することができる。
【００１１】
上記センサ装置について、前記検出部は、前記チェック信号の受信に基づき前記異常診断信号及び前記検出信号を送信することが好ましい。
この構成によれば、演算部はチェック信号を検出部に送信することにより異常診断信号のみならず検出信号を取得することができるため、演算部が検出部に対して検出信号の送信要求を行う必要がない。そのため演算部及び検出部間の通信時間を短縮することができる。
【００１２】
上記センサ装置について、前記検出部は、同一の物理量を検出し同物理量に対して相関関係を有する出力をそれぞれ行う複数の検出素子を有するとともに、前記複数の検出素子のそれぞれの出力値を含むデジタル信号を前記検出信号として送信するものであり、前記演算部は、前記複数の検出素子のそれぞれの出力値の相関関係に基づき前記検出素子の異常を更に検出することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、複数の検出素子のいずれかに異常が生じた場合、それらの出力値の相関関係が崩れる。したがって演算部は、検出信号から取得した複数の検出信号のそれぞれの出力値に相関関係が無いことをもって複数の検出素子の異常を検出することができる。
【００１４】
そして、車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、前記操舵機構に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサと、を備え、前記トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づき前記モータの駆動を制御する電動パワーステアリング装置において、前記トルクセンサとして、上記のようなセンサ装置が用いられることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、トルクセンサの異常をより確実に検出することができるため、トルクセンサの信頼性を向上させることができる。したがって、より適切なアシスト力を操舵機構に付与することができる。
【発明の効果】
【００１６】
これらのセンサ装置及び電動パワーステアリング装置によれば、検出部側通信部及び演算部側通信部の少なくとも一方の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置についてそのトルクセンサの分解斜視構造を示す斜視図。
【図３】同実施形態のトルクセンサについてその２つのヨーク及び保持部材を平面上に展開した展開図。
【図４】同実施形態のトルクセンサ及び制御装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、同実施形態のトルクセンサに搭載される各ホール素子の出力値と、付与される磁気の強さとの関係を示すグラフ。
【図６】（ａ），（ｂ）は、同実施形態のトルクセンサに搭載される各通信部のレジスタに格納されるデータの構成を示す図。
【図７】同実施形態のトルクセンサ及び制御装置のそれぞれの動作例を示すシーケンスチャート。
【図８】同実施形態の制御装置のＣＰＵにより実行される異常検出処理の手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態のトルクセンサ及び制御装置のそれぞれの動作例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、センサ装置の一実施形態について説明する。本実施形態のセンサ装置は、電動パワーステアリング装置に搭載され、車両の操舵機構に付与される操舵トルクを検出するものである。はじめに電動パワーステアリング装置の概要について説明する。
【００１９】
図１に示すように、この電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール２の操作に基づき転舵輪３を転舵させる操舵機構４、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構５を備えている。
【００２０】
操舵機構４は、ステアリングホイール２の回転軸となるステアリングシャフト４０を備えている。ステアリングシャフト４０は、ステアリングホイール２の中心に連結されるコラムシャフト４１、コラムシャフト４１の下端部に連結されるインターミディエイトシャフト４２、及びインターミディエイトシャフト４２の下端部に連結されるピニオンシャフト４３からなる。ピニオンシャフト４３の下端部にはラックアンドピニオン機構４４を介してラックシャフト４５が連結されている。操舵機構４では、運転者のステアリングホイール２の操作に伴いステアリングシャフト４０が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構４４を介してラックシャフト４５の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト４５の軸方向の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド４６を介して転舵輪３に伝達されることにより転舵輪３の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
【００２１】
アシスト機構５は、減速機５０を介してコラムシャフト４１に連結されたモータ５１を備えている。すなわちアシスト機構５は、モータ５１の出力軸の回転を減速機５０を介してコラムシャフト４１に伝達することでステアリングシャフト４０にトルクを付与し、運転者のステアリング操作を補助する。
【００２２】
電動パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール２の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト４０には、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト４０に付与される操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ７が設けられている。車両には、その走行速度Ｖを検出する車速センサ８が設けられている。モータ５１には、その出力軸の回転角θｍを検出する回転角センサ９が設けられている。これらセンサ７〜９の出力は制御装置６に取り込まれる。制御装置６は各センサ７〜８の出力に基づき電流指令値を設定し、モータ５１に供給される電流値を電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することによりモータ５１の駆動を制御する。
【００２３】
次にトルクセンサ７の構造について詳述する。
図２に示すように、コラムシャフト４１は、ステアリングホイール２に連結されるインプットシャフト４７と、インターミディエイトシャフト４２に連結されるロアシャフト４８とをトーションバー４９を介して同一軸線ｍ上で連結した構造からなる。すなわちステアリングホイール２の操作に伴いインプットシャフト４７に付与された操舵トルクＴｈがインプットシャフト４７からロアシャフト４８に伝達される際にトーションバー４９に捩れ変形が生じる。このときインプットシャフト４７とロアシャフト４８との間には操舵トルクＴｈに応じた相対的な回転変位が生じる。
【００２４】
トルクセンサ７は、筒状の保持部材７０、並びに保持部材７０の周囲に所定の隙間を隔てて配置される円環状の第１ヨーク７１及び第２ヨーク７２を備えている。
保持部材７０の外周面には、Ｎ極及びＳ極の各磁極が周方向に交互に配置された多極磁石７３が設けられている。保持部材７０はインプットシャフト４７の下端部に外嵌されている。すなわち保持部材７０はインプットシャフト４７と一体的に回転する。
【００２５】
第１ヨーク７１及び第２ヨーク７２は、図示しない連結構造を介してロアシャフト４８に固定されている。すなわち第１ヨーク７１及び第２ヨーク７２はロアシャフト４８と一体的に回転する。第１ヨーク７１及び第２ヨーク７２は、軸線ｍに平行な方向に所定の隙間を隔てて互いに対向配置されている。第１ヨーク７１の内周面には、第２ヨーク７２に向かって延びる複数の爪部７１ａが形成されている。第２ヨーク７２の内周面には、第１ヨーク７１に向かって延びる複数の爪部７２ａが形成されている。図３は、保持部材７０及び第１、第２ヨーク７１，７２を平面上に展開した展開図である。図３に示すように、第１、第２ヨーク７１，７２のそれぞれの爪部７１ａ，７２ａは周方向に交互に配置されるとともに、多極磁石７３と所定の隙間を隔てて対向している。
【００２６】
図２に示すように、トルクセンサ７は、第１ヨーク７１の周囲に所定の隙間を隔てて配置される円環状の第１集磁リング７４、及び第２ヨーク７２の周囲に所定の隙間を隔てて配置される円環状の第２集磁リング７５を備えている。各集磁リング７４，７５は磁性材料からなる。図中に拡大して示すように、第１集磁リング７４及び第２集磁リング７５には、軸線ｍに平行な方向に所定の隙間を隔てて互いに対向配置される集磁部７４ａ，７５ａ、及び集磁部７４ｂ，７５ｂがそれぞれ設けられている。集磁部７４ａ，７５ａの間、及び集磁部７４ｂ，７５ｂの間には、付与される磁気（磁界）の強度に応じた検出信号を出力する検出部としての第１ホールＩＣ１０及び第２ホールＩＣ２０がそれぞれ配置されている。
【００２７】
このトルクセンサ７では、インプットシャフト４７に入力された操舵トルクＴｈによりインプットシャフト４７とロアシャフト４８との間に相対的な回転変位が生じると、保持部材７０とヨーク７１，７２との位置関係が変化し、各ヨーク７１，７２に集磁される磁気が変化する。これによりホールＩＣ１０，２０に付与される磁気の強度が変化し、トーションバー４９の捩れ角に応じた検出信号が各ホールＩＣ１０，２０から出力される。
【００２８】
次にトルクセンサ７及び制御装置６の電気的な構成について説明する。
図４に示すように、第１ホールＩＣ１０は第１磁気検出部１１及び第２磁気検出部１２を有している。第１磁気検出部１１は、磁気検出素子としての第１ホール素子１１ａを備えている。図５（ａ）に示すように、第１ホール素子１１ａは、付与される磁気の強さに対して正の相関関係を有するアナログ信号（電圧信号）を出力する。図４に示すように、第１ホール素子１１ａから出力されたアナログ信号は増幅器１１ｂを通じて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１１ｃに取り込まれて所定のビット数で量子化され、デジタル信号に変換される。第１磁気検出部１１は、Ａ／Ｄ変換器１１ｃにより変換されたデジタル信号を第１検出信号Ｓ１として出力する。第２磁気検出部１２は第２ホール素子１２ａを備えている。図５（ｂ）に示すように、第２ホール素子１２ａは、第１ホール素子１１ａと逆の相関関係、すなわち付与される磁気の強さに対して負の相関関係を有するアナログ信号を出力する。図４に示すように、第２ホール素子１２ａから出力されたアナログ信号は増幅器１２ｂを通じて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２ｃに取り込まれて所定のビット数で量子化され、デジタル信号に変換される。第２磁気検出部１２は、Ａ／Ｄ変換器１２ｃにより変換されたデジタル信号を第２検出信号Ｓ２として出力する。
【００２９】
第２ホールＩＣ２０は、第１磁気検出部１１と同一構造からなる第３磁気検出部２１、及び第２磁気検出部１２と同一構造からなる第４磁気検出部２２を有している。すなわち第３磁気検出部２１は、第１ホール素子１１ａと同様の出力を行う第３ホール素子２１ａ、増幅器２１ｂ、及びＡ／Ｄ変換器２１ｃにより構成される。第４磁気検出部２２は、第２ホール素子１２ａと同様の出力を行う第４ホール素子２２ａ、増幅器２２ｂ、及びＡ／Ｄ変換器２２ｃにより構成される。第３磁気検出部２１は、Ａ／Ｄ変換器２１ｃにより変換されたデジタル信号を第３検出信号Ｓ３として出力する。第４磁気検出部２２は、Ａ／Ｄ変換器２２ｃにより変換されたデジタル信号を第４検出信号Ｓ４として出力する。
【００３０】
トルクセンサ７は、制御装置６との間で双方向通信を行うことが可能な第１通信部１３及び第２通信部２３を備えている。第１通信部１３及び第２通信部２３はレジスタ１３ａ，２３ａをそれぞれ有している。第１通信部１３は、第１磁気検出部１１から出力される検出信号Ｓ１、及び第２磁気検出部１２から出力される検出信号Ｓ２を取り込むと、図６（ａ）に示すように各検出信号Ｓ１，Ｓ２のデジタル値をレジスタ１３ａに逐次格納する。また第１通信部１３は制御装置６からの送信要求に応じて、レジスタ１３ａに格納されたデジタル値を含む第１トルク検出信号Ｓｔ１を生成し、この第１トルク検出信号Ｓｔ１を制御装置６に送信する。第２通信部２３は、第３磁気検出部２１から出力される検出信号Ｓ３、及び第４磁気検出部２２から出力される検出信号Ｓ４を取り込むと、図６（ｂ）に示すように各検出信号Ｓ３，Ｓ４のデジタル値をレジスタ２３ａに逐次格納する。また第２通信部２３は制御装置６からの送信要求に応じて、レジスタ２３ａに格納されたデジタル値を含む第２トルク検出信号Ｓｔ２を生成し、この第２トルク検出信号Ｓｔ２を制御装置６に出力する。
【００３１】
図４に示すように、制御装置６は、トルクセンサ７との間で双方向通信を行うことが可能な第１通信部６０及び第２通信部６１、制御プログラムや演算マップ等が記憶されたＲＯＭ６２、並びに各種演算処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）６３を有している。
【００３２】
第１通信部６０はレジスタ６０ａを有しており、トルクセンサ７から送信される第１トルク検出信号Ｓｔ１を受信すると、そのデジタル値をレジスタ６０ａに格納する。そして第１通信部６０は、ＣＰＵ６３からの要求に応じて、レジスタ６０ａに記憶された第１トルク検出信号Ｓｔ１のデジタル値をＣＰＵ６３に出力する。第２通信部６１もレジスタ６１ａを有しており、トルクセンサ７から送信される第２トルク検出信号Ｓｔ２を受信すると、そのデジタル値をレジスタ６１ａに格納する。そして第２通信部６１は、ＣＰＵ６３からの要求に応じて、レジスタ６１ａに記憶された第２トルク検出信号Ｓｔ２のデジタル値をＣＰＵ６３に出力する。
【００３３】
ＣＰＵ６３は、第１通信部６０及び第２通信部６１を通じてトルクセンサ７に対して第１トルク検出信号Ｓｔ１及び第２トルク検出信号Ｓｔ２の送信要求を所定の周期でそれぞれ行う。これによりＣＰＵ６３は各トルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２を所定の周期で取得する。ＣＰＵ６３は、第１トルク検出信号Ｓｔ１に基づき第１検出信号Ｓ１及び第２検出信号Ｓ２のそれぞれのデジタル値を取得するとともに、第２トルク検出信号Ｓｔ２に基づき第３検出信号Ｓ３及び第４検出信号Ｓ４のそれぞれのデジタル値を取得する。そしてＣＰＵ６３は、取得した各検出信号Ｓ１〜Ｓ４のデジタル値に基づき各ホール素子１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａの出力値を演算し、それらの演算値の少なくとも一つに基づきトーションバー４９の捩れ角を演算する。詳しくは、ＲＯＭ６２には、各ホール素子１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａの出力値とトーションバー４９の捩れ角との対応関係を示す演算マップが予め記憶されている。ＣＰＵ６３は、例えばＲＯＭ６２に記憶された演算マップに基づき第１ホール素子１１ａの出力演算値からトーションバー４９の捩れ角を演算し、演算された捩れ角にトーションバー４９のばね定数を乗算することにより操舵トルク検出値を演算する。
【００３４】
次に、ＣＰＵ６３によるトルクセンサ７の異常検出方法について説明する。
ＣＰＵ６３は、第１ホールＩＣ１０及び第２ホールＩＣ２０が共に正常な場合、各ホール素子１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａの出力演算値に基づき異常を検出する。詳しくは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力値は逆の相関関係をなしているため、それらの出力値の加算値は理想的には一定値となる。これを利用し、ＣＰＵ６３は第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力演算値を加算し、この加算値が所定範囲から外れることをもって第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのいずれか一方に異常が生じたと判定する。同様に、ＣＰＵ６３は、第３ホール素子２１ａ及び第４ホール素子２２ａのそれぞれの出力演算値を加算し、この加算値が所定範囲から外れることをもって第３ホール素子２１ａ及び第４ホール素子２２ａのいずれか一方に異常が生じたと判定する。
【００３５】
そしてＣＰＵ６３は、上記のような異常判定方法により第１ホールＩＣ１０及び第２ホールＩＣ２０のいずれか一方の異常を検出した場合、異常の検出されていないホールＩＣのみを用いて操舵トルクＴｈの演算を継続する。またＣＰＵ６３は、異常の検出されていないホールＩＣに対してのみ異常検出を継続する。その詳細を図７及び図８を参照して説明する。なお、図７及び図８では、第２ホールＩＣ２０に異常が検出され、正常なホールＩＣが第１ホールＩＣ１０のみとなった場合を想定している。
【００３６】
図７に示すように、トルクセンサ７が制御装置６に第１トルク検出信号Ｓｔ１を送信した後（Ｓ１０）、ＣＰＵ６３がトルクセンサ７から出力された第１トルク検出信号Ｓｔ１を取り込むと（Ｓ２０）、ＣＰＵ６３は第１トルク検出信号Ｓｔ１の全てのビットデータを反転させてチェック用のデジタル値を生成する（Ｓ２１）。次にＣＰＵ６３は、このチェック用デジタル値を含むチェック信号Ｓｃを生成し（Ｓ２２）、チェック信号Ｓｃの送信周期か否かを判断する（Ｓ２３）。ＣＰＵ６３は、チェック信号Ｓｃの送信周期であると判断した場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、チェック信号Ｓｃをトルクセンサ７に送信する（Ｓ２４）。その後、ＣＰＵ６３は第１トルク検出信号Ｓｔ１に基づいて各ホール素子１１ａ，１２ａの出力値を演算するとともに（Ｓ２５）、それらの演算値の加算値に基づいて各ホール素子１１ａ，１２ａの異常検出処理を行う（Ｓ２６）。またＣＰＵ６３は、第１ホール素子１１ａの出力演算値あるいは第２ホール素子１２ａの出力演算値に基づき操舵トルク検出値を演算する（Ｓ２７）。
【００３７】
トルクセンサ７の第１通信部１３は、制御装置６から送信されるチェック信号Ｓｃを受信すると（Ｓ１１）、チェック信号Ｓｃに含まれるチェック用デジタル値をレジスタ１３ａに格納する（Ｓ１２）。次に第１通信部１３は、レジスタ１３ａに格納されたチェック用デジタル値を含む異常診断信号Ｓｅを生成し（Ｓ１３）、この異常診断信号Ｓｅを制御装置６に送信する（Ｓ１４）。その後、第１通信部１３は、第１ホールＩＣ１０から出力される各検出信号Ｓ１，Ｓ２を取り込み（Ｓ１５）、それらのデジタル値をレジスタ１３ａに格納する（Ｓ１６）。そして第１通信部１３は、レジスタ１３ａに格納されたデジタル値を含む第１トルク検出信号Ｓｔ１を生成し（Ｓ１７）、これを制御装置６に送信する（Ｓ１８）。すなわち第１通信部１３は、制御装置６から送信されるチェック信号Ｓｃを受信すると、異常診断信号Ｓｅ及び第１トルク検出信号Ｓｔ１を順に制御装置６に送信する。
【００３８】
制御装置６のＣＰＵ６３は、トルクセンサ７から送信される異常診断信号Ｓｅを第１通信部６０を介して受信すると（Ｓ２８）、異常診断信号Ｓｅに基づく異常検出処理を行う（Ｓ２９）。詳しくは、図８に示すように、ＣＰＵ６３は、異常診断信号Ｓｅに含まれるチェック用デジタル値が元の値と一致しているか否かを判断する（Ｓ４０）。ＣＰＵ６３は、異常診断信号Ｓｅに含まれるチェック用デジタル値が元の値と一致しない場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、トルクセンサ７の第１通信部１３及び制御装置６の第１通信部６０の少なくとも一方に異常が生じていると判定する（Ｓ４１）。これに対し、異常診断信号Ｓｅに含まれるチェック用デジタル値が元の値と一致する場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、トルクセンサ７の第１通信部１３及び制御装置６の第１通信部６０が正常と判定する（Ｓ４２）。
【００３９】
そして、図７に示すように、ＣＰＵ６３は、Ｓ２６及びＳ２９の少なくとも一方の異常検出処理で異常を検出したか否かを判断する（Ｓ３０）。ＣＰＵ６３は、それらの異常検出処理の少なくとも一方で異常を検出した場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、電動パワーステアリング装置１の安全性を確保すべく、例えばモータ５１を停止させる等のフェイルセーフ制御を実行する（Ｓ３１）。これに対し、異常を検出できなかった場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、トルクセンサ７から送信される第１トルク検出信号Ｓｔ１を第１通信部１３を介して取り込んだ後（Ｓ３２）、Ｓ２１以降の処理を同様に行う。
【００４０】
なおＣＰＵ６３は、第１ホールＩＣ１０に異常が検出され、正常なホールＩＣが第２ホールＩＣ２０のみとなった場合にも図７及び図８に準じた処理を実行する。
このような構成によれば、以下の（１）〜（５）に示す作用及び効果を得ることができる。
【００４１】
（１）図９に示すように、例えばトルクセンサ７の第１通信部１３においてレジスタ１３ａの第１検出信号Ｓ１のデジタル値が格納される領域内の１ビットが「０」に固着するような異常が生じたとする。このとき、第１検出信号Ｓ１のデジタル値がレジスタ１３ａに格納される際に、本来のデジタル値が「０１０１・・・」であるにも関わらず、レジスタ１３ａに格納されるデジタル値が「０００１・・・」となり異常値となる。このときトルクセンサ７の第１通信部１３は、レジスタ１３ａに格納されたデジタル値に基づき第１トルク検出信号Ｓｔ１を生成し、これを制御装置６に送信する。そのためＣＰＵ６３が第１トルク検出信号Ｓｔ１から第１検出信号Ｓ１のデジタル値を取得し、そのデジタル値に基づき第１ホール素子１１ａの出力値を演算すると、その演算値が異常値となってしまう。この場合、第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力演算値の加算値に基づき異常を検出できればよいが、その加算値が正常な範囲内であれば、異常を検出できないおそれがある。
【００４２】
この点、本実施形態のＣＰＵ６３は、第１トルク検出信号Ｓｔ１のビットデータを反転させることにより「１１１０・・・」というビットデータからなるチェック用デジタル値を生成し、このチェック用デジタル値を含むチェック信号Ｓｃをトルクセンサ７に送信する。このチェック信号Ｓｃがトルクセンサ７の第１通信部１３により受信されると、第１通信部１３はチェック信号Ｓｃに含まれるチェック用デジタル値をレジスタ１３ａに格納する。このとき、チェック用デジタル値は、レジスタ１３ａの異常により、「１０１０・・・」という誤ったビットデータでレジスタ１３ａに格納される。そして第１通信部１３は、このレジスタ１３ａに記憶された誤ったチェック用デジタル値に基づき異常診断信号Ｓｅを生成し、これを制御装置６に送信する。この場合、ＣＰＵ６３が、異常診断信号Ｓｅに含まれるチェック用デジタル値「１０１０・・・」と、チェック用デジタル値の元の値「１１１０・・・」とを比較すると、それらの値が一致しないため、ＣＰＵ６３は異常を検出することができる。
【００４３】
このように本実施形態のＣＰＵ６３によれば、トルクセンサ７の第１通信部１３におけるレジスタ１３ａの異常を検出することができる。またレジスタ１３ａの異常のみならず、トルクセンサ７の第１通信部１３が第１トルク検出信号Ｓｔ１を誤送信する異常や、制御装置６の第１通信部６０が第１トルク検出信号Ｓｔ１を誤受信する異常も同様に検出することができる。さらにＣＰＵ６３がトルクセンサ７の第２通信部２３にチェック信号Ｓｃを送信すれば、トルクセンサ７の第２通信部２３の異常や制御装置６の第２通信部６１の異常も同様に検出することができる。
【００４４】
（２）第１ホールＩＣ１０のみが正常な場合、トルクセンサ７は制御装置６から送信されるチェック信号Ｓｃに基づき第１トルク検出信号Ｓｔ１及び異常診断信号Ｓｅを交互に出力する。また第２ホールＩＣ２０のみが正常な場合、トルクセンサ７は制御装置６から送信されるチェック信号Ｓｃに基づき第２トルク検出信号Ｓｔ２及び異常診断信号Ｓｅを交互に出力する。これによりＣＰＵ６３は第１トルク検出信号Ｓｔ１あるいは第２トルク検出信号Ｓｔ２に基づき操舵トルク検出値の演算を行いつつ、異常診断信号Ｓｅに基づく異常検出を行うことができるため、トルクセンサ７としての機能を満足しつつ、高い信頼性を確保することができる。
【００４５】
（３）トルクセンサ７はチェック信号Ｓｃの受信に基づき異常診断信号Ｓｅ及びトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２を送信する。これによりＣＰＵ６３は、チェック信号Ｓｃをトルクセンサ７に送信するだけで、異常診断信号Ｓｅのみならずトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２を取得することができるため、ＣＰＵ６３はトルクセンサ７に対してトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２の送信要求を行う必要がない。そのためＣＰＵ６３及びトルクセンサ７間の通信時間を短縮することができる。
【００４６】
（４）第１ホールＩＣ１０には、集磁部７４ａ，７５ａの間の磁気の強さを検出するとともに同磁気の強さに対して逆の相関関係を有する出力をそれぞれ行う第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａを設けた。これによりＣＰＵ６３は、トルクセンサ７から出力される第１トルク検出信号Ｓｔ１に基づき第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力値を演算すれば、それらの加算値が所定範囲から外れることをもって各ホール素子１１ａ，１２ａの異常を検出することができる。同様に、ＣＰＵ６３は第２ホールＩＣ２０の各ホール素子２１ａ，２２ａの異常についても検出することができる。
【００４７】
（５）ＣＰＵ６３は、第１ホールＩＣ１０及び第２ホールＩＣ２０のいずれか一方に異常が検出されたとき、すなわち正常なホールＩＣが一つのみとなったとき、異常の検出されていないホールＩＣに対してホール素子の出力演算値に基づく異常検出に加え、チェック信号Ｓｃに基づく異常検出を行う。このように２種類の異常検出を行うことにより、より確実に異常を検出することができるため、正常なホールＩＣが一つのみとなった状況でもトルクセンサ７の信頼性を高く維持することができる。これにより電動パワーステアリング装置１としては、より適切なアシスト力を操舵機構４に付与することが可能となる。
【００４８】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、トルクセンサ７の第１通信部１３がレジスタ１３ａを内蔵する構造からなるものであったが、第１通信部１３とレジスタ１３ａとが別体であってもよい。トルクセンサ７の第２通信部２３、並びに制御装置６の各通信部６０，６１についても同様である。
【００４９】
・上記実施形態では、第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力が磁気の強さに対して逆の相関関係をなすものであったが、第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａが磁気の強さに対して同様の相関関係をなす出力を行ってもよい。この場合、例えば第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力演算値が一致しているか否かに基づいて第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａの異常を検出してもよい。なお第３ホール素子２１ａ及び第４ホール素子２２ａについても同様の構成を採用してもよい。要は、各ホール素子１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａの出力値の相関関係を利用して異常を検出するものであればよい。
【００５０】
・上記実施形態では、第１トルク検出信号Ｓｔ１及び第２トルク検出信号Ｓｔ２のビットデータを反転させることによりチェック用デジタル値を生成したが、チェック用デジタル値は適宜変更可能である。例えばチェック用デジタル値として、全てのビットデータが「０」に設定されたものや、全てのビットデータが「１」に設定されたものを採用してもよい。例えば全てのビットデータが「０」に設定されたチェック用デジタル値を用いれば、トルクセンサ７の各通信部１３，２３あるいは制御装置６の各通信部６０，６１においてデジタル値が「１」に固着する異常を検出することができる。また全てのビットデータが「１」に設定されたチェック用デジタル値を用いれば、トルクセンサ７の各通信部１３，２３あるいは制御装置６の各通信部６０，６１においてデジタル値が「０」に固着する異常を検出することができる。よって上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
・上記実施形態では、トルクセンサ７がチェック信号Ｓｃの受信に基づき異常診断信号Ｓｅ及びトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２を送信するものであった。これに代えて、トルクセンサ７はチェック信号Ｓｃの受信に基づいて異常診断信号Ｓｅを送信し、チェック信号Ｓｃとは別のトリガ信号の受信に基づいてトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２を送信してもよい。このような構成によれば、ＣＰＵ６３はトルクセンサ７にチェック信号Ｓｃを送信する時期、及びトリガ信号を送信する時期を適宜調整することにより異常診断信号Ｓｅ及びトルク検出信号Ｓｔ１，Ｓｔ２の取得時期を任意に設定することが可能となる。
【００５２】
・各ホールＩＣ１０，２０に設けられる磁気検出部の数は２つに限らず、適宜変更してもよい。なお、各ホールＩＣ１０，２０に磁気検出部を一つだけ設けた場合、例えば第１ホールＩＣ１０に第１磁気検出部１１のみを設けるとともに、第２ホールＩＣ２０に第３磁気検出部２１のみを設けた場合、第１ホール素子１１ａ及び第３ホール素子２１ａのそれぞれの出力演算値が一致しているか否かに基づいて第１ホール素子１１ａ及び第３ホール素子２１ａの異常を検出してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、第１ホール素子１１ａ及び第２ホール素子１２ａのそれぞれの出力演算値の加算値に基づく異常検出、並びに第３ホール素子２１ａ及び第４ホール素子２２ａのそれぞれの出力演算値の加算値に基づく異常検出を行ったが、チェック信号Ｓｃ及び異常診断信号Ｓｅに基づく異常検出のみを行ってもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、第１トルク検出信号Ｓｔ１及び異常診断信号Ｓｅを交互に出力するとともに、第２トルク検出信号Ｓｔ２及び異常診断信号Ｓｅを交互に出力したが、各信号の出力方法はこのような態様に限定されない。例えば、各検出信号Ｓ１，Ｓ２のデジタル値とともにチェック信号Ｓｃに含まれるチェック用デジタル値をレジスタ１３ａに格納し、これらのデジタル値を含む信号を制御装置６に送信してもよい。この場合、上記実施形態における第１トルク検出信号Ｓｔ１及び異常診断信号Ｓｅが同時に制御装置６に送信されることになる。同様に、各検出信号Ｓ３，Ｓ４のデジタル値とともにチェック信号Ｓｃに含まれるチェック用デジタル値をレジスタ２３ａに格納し、これらのデジタル値を含む信号を制御装置６に送信してもよい。
【００５５】
・上記実施形態ではトルクセンサ７に２つのホールＩＣ１０，２０を設けたが、それらのうちのいずれか一方を省略してもよい。
・上記実施形態の構成はトルクセンサ７に限らず、例えば回転角センサ等、適宜のセンサ装置に適用可能である。要は、物理量に対応する検出信号をデジタル信号として送信する検出部と、検出部から送信される検出信号に基づく演算を実行する演算部とを備えるセンサ装置であれば上記実施形態の構成を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓｃ…チェック信号、Ｓｅ…異常診断信号、Ｓｔ１，Ｓｔ２…トルク検出信号、１…電動パワーステアリング装置、４…操舵機構、７…トルクセンサ、１１，１２，２１，２２…磁気検出部、１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ…ホール素子（検出素子）、１３，２３…通信部（検出部側通信部）、１３ａ，２３ａ…レジスタ、５１…モータ、６０，６１…通信部（演算部側通信部）、６０ａ，６１ａ…レジスタ、６３…ＣＰＵ（演算部）。
【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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