(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ素子（１１、１２、２１、２２）、および、前記センサ素子の検出値に応じた検出信号を含む出力信号を生成する信号処理部（１３、２３）を有する複数のセンサ部（１０、２０）と、
対応して設けられる前記センサ部から送信される前記出力信号を受信する通信部（５１、６１）、前記センサ部の異常を監視する異常監視部（５２、６２）、および、正常である少なくとも１つの前記検出信号に基づいて物理量を演算する物理量演算部（５３、６３）を有する複数の制御部（５０、６０）と、
を備え、
前記センサ部は、他の前記制御部に対応して設けられる前記センサ部である他系統センサ部と、前記検出信号を相互に送受信可能であって、
前記信号処理部は、自身の前記センサ部内にて取得した前記検出信号である自センサ信号、および、前記他系統センサ部から受信した前記検出信号である他センサ信号のうち少なくとも２つが含まれる前記出力信号を生成し、対応して設けられる前記制御部に送信するセンサ装置。
【請求項２】
前記センサ部は、対応して設けられる前記制御部からトリガ信号を受信可能であって、受信した前記トリガ信号に応じ、前記出力信号に含める前記自センサ信号および前記他センサ信号を選択する請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ部は、前記トリガ信号に応じ、前記他系統センサ部から前記他センサ信号を受信する請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ部は、所定の周期で前記他系統センサ部から前記他センサ信号を受信する請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記異常監視部は、複数の前記自センサ信号に基づき、前記センサ素子の異常を検出する請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記異常監視部は、前記自センサ信号に基づいて前記センサ素子の異常を検出した場合、前記自センサ信号および少なくとも１つの前記他センサ信号を用いて異常である前記センサ素子を特定する請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記異常監視部は、異常である前記センサ素子が特定された場合、前記自センサ信号および前記他センサ信号のうちの少なくとも２つの信号により異常監視を継続する請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサ素子は、検出対象の磁束を検出する磁気検出素子である請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記センサ素子は、トルクに応じて変化する磁束の変化を検出するものであって、
前記物理量演算部は、前記物理量としてトルクを演算する請求項８に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサ装置と、
運転者による操舵部材（９１）の操舵を補助するアシストトルクを出力するモータ（８１）と、
前記モータのトルクを駆動対象（９２）に伝達する動力伝達部（８２）と、
を備え、
前記物理量演算部は、前記物理量として操舵トルクを演算し、
前記制御部は、前記操舵トルクに基づいて前記モータの駆動制御に係る指令値を演算する指令演算部（５５、６５）を有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、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、２系統のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１では、一方のトルクセンサの異常が検出された場合には、異常が検出されていない側のトルクセンサにより検出される操舵トルクを使って操舵アシスト制御を継続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４５９９０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では、トルクセンサの検出値と推定トルクとの偏差に基づき、異常が生じているトルクセンサを特定する。また、トルクセンサの検出値と推定トルクとの偏差に基づいて目標アシストトルクの上限値を設定することで、過剰アシストを防止している。
しかしながら、特許文献１では、一方のトルクセンサの異常が検出された場合、両方のトルクセンサの検出値の比較による異常検出を行うことができず、異常検出精度が低下する虞がある。
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、一部のセンサ素子に異常が生じた場合であっても異常監視および物理量演算を継続可能なセンサ装置、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】
本発明のセンサ装置１は、複数のセンサ部（１０、２０）と、複数の制御部（５０、６０）と、を備える。
センサ部は、複数のセンサ素子（１１、１２、２１、２２）、および、信号処理部（１３、２３）を有する。信号処理部は、センサ素子の検出値に応じた検出信号を含む出力信号を生成する。
【０００６】
制御部は、通信部（５１、６１）、異常監視部（５２、６２）、および、物理量演算部（５３、６３）を有する。通信部は、対応して設けられるセンサ部から送信される出力信号を受信する。異常監視部は、センサ部の異常を監視する。物理量演算部は、正常である少なくとも１つの検出信号に基づいて物理量を演算する。
【０００７】
センサ部は、他の制御部に対応して設けられるセンサ部である他系統センサ部と、検出信号を相互に送受信可能である。信号処理部は、自身のセンサ部内にて取得した検出信号である自センサ信号、および、他系統センサ部から受信した検出信号である他センサ信号のうち少なくとも２つが含まれる出力信号を生成し、対応して設けられる制御部に送信する。
これにより、一部のセンサ素子に異常が生じた場合であっても、２つ以上のセンサ素子が正常であれば、信号比較による異常監視、および、トルク演算を継続可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるステアリングシステムの概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるトルク演算処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態によるセンサ間通信処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態によるトリガ信号を説明する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態による信号送受信処理を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態による信号送受信処理を説明するタイムチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態による信号送受信処理を説明するタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態によるセンサ間通信処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態による信号送受信処理を説明するタイムチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態による信号送受信処理を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明によるセンサ装置、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。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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図９に示す。
図１に示すように、センサ装置１は、複数のセンサ部１０、２０と、複数の制御部としてのマイコン５０、６０を備える。センサ部１０、２０はセンサユニット５に含まれ、マイコン５０、６０はＥＣＵ４０に含まれる。
図２に示すように、センサユニット５およびＥＣＵ４０は、例えば車両の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８０に適用される。図２は、電動パワーステアリング装置８０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。
【００１０】
図２に示すように、操舵部材としてのステアリングホイール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は、第１の軸としての入力軸９２１および第２の軸としての出力軸９２２を有する。入力軸９２１は、ステアリングホイール９１と接続される。入力軸９２１と出力軸９２２との間には、ステアリングシャフト９２に加わるトルクを検出するトルクセンサ８３が設けられる。出力軸９２２の入力軸９２１と反対側の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。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。
【００１１】
運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール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。
【００１２】
電動パワーステアリング装置８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助するアシストトルクＴａを出力するモータ８１、動力伝達部としての減速ギア８２、トルクセンサ８３、および、ＥＣＵ４０等を備える。図２では、モータ８１とＥＣＵ４０とが別体となっているが、一体としてもよい。
【００１３】
減速ギア８２は、モータ８１の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、駆動対象がステアリングシャフト９２である、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、駆動対象をラック軸９７とし、モータ８５の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」としてもよい。
【００１４】
トルクセンサ８３は、ステアリングシャフト９２に設けられ、入力軸９２１と出力軸９２２との捩れ角に基づき、操舵トルクを検出する。トルクセンサ８３は、図示しないトーションバー、検出対象としての集磁部８３１、および、センサユニット５等を有する。トーションバーは、入力軸９２１と出力軸９２２とを回転軸上にて同軸に連結し、ステアリングシャフト９２に加わるトルクを捩れ変位に変換する。集磁部８３１は、多極磁石、磁気ヨーク、および、集磁リング等を有し、トーションバーの捩れ変位量および捩れ変位方向に応じて、磁束密度が変化するように構成される。トルクセンサ８３の一般的な構成は周知であるため、構成詳細の図示を省略する。
【００１５】
図１に示すように、センサユニット５は、第１センサ部１０、および、第２センサ部２０を有する。
第１センサ部１０には、通信端子１０１が設けられ、通信線３１にて第１マイコン５０と接続される。これにより、第１センサ部１０と第１マイコン５０とは、信号等を授受可能である。第２センサ部２０には、通信端子２０１が設けられ、通信線３２にて第２マイコン６０と接続される。これにより、第２センサ部２０と第２マイコン６０とは、信号等を授受可能である。
また、センサ部１０、２０は、それぞれ図示しない電源線およびグランド線により、ＥＣＵ４０と接続される。これにより、センサ部１０、２０には、ＥＣＵ４０側から給電される。
【００１６】
第１センサ部１０は、２つのセンサ素子１１、１２、および、信号処理部としてのセンサＩＣ１３を有し、第１マイコン５０に対応して設けられる。センサ素子１１、１２は、ステアリングシャフト９２に加わるトルクに応じた集磁部８３１の磁束の変化を検出する磁気検出素子であるホール素子とする。
【００１７】
センサＩＣ１３は、Ａ／Ｄ変換部１４、１５、演算部１６、通信部１７、および、センサ間通信部１８を有する。
Ａ／Ｄ変換部１４は、センサ素子１１の検出値をデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部１５は、センサ素子１２の検出値をデジタル信号に変換する。以下、センサ素子１１の検出値に応じた信号を信号１Ａ、センサ素子１２の検出値に応じた信号を信号１Ｂとする。
【００１８】
演算部１６は、信号１Ａ、１Ｂ、および、後述する信号２Ａ、２Ｂの少なくとも２つを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
通信部１７は、第１マイコン５０から送信されるトリガ信号を受信し、受信したトリガ信号に応じ、出力信号Ｓｇ１を第１マイコン５０に送信する。図１中では、トリガ信号を「ＴＲＧ」と記載する。
センサ間通信部１８は、信号１Ａ、１Ｂを含む信号を第２センサ部２０に送信する。また、センサ間通信部１８は、第２センサ部２０から送信される信号２Ａ、２Ｂを含む信号を受信する。受信した信号２Ａ、２Ｂは、適宜、出力信号Ｓｇ１の生成に用いられる。
【００１９】
第２センサ部２０は、２つのセンサ素子２１、２２、および、信号処理部としてのセンサＩＣ２３を有し、第２マイコン６０に対応して設けられる。センサ素子２１、２２は、センサ素子１１、１２と同様、ステアリングシャフト９２に加わるトルクに応じた集磁部８３１の磁束の変化を検出する磁気検出素子であるホール素子とする。
【００２０】
センサＩＣ２３は、Ａ／Ｄ変換部２４、２５、演算部２６、通信部２７、および、センサ間通信部２８を有する。
Ａ／Ｄ変換部２４は、センサ素子２１の検出値をデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部２５は、センサ素子２２の検出値をデジタル信号に変換する。以下、センサ素子２１の検出値に応じた信号を信号２Ａ、センサ素子２２の検出値に応じた信号を信号２Ｂとする。
【００２１】
演算部２６は、信号２Ａ、２Ｂ、および、信号１Ａ、１Ｂの少なくとも２つを含む出力信号Ｓｇ２を生成する。
通信部２７は、第２マイコン６０から送信されるトリガ信号を受信し、受信したトリガ信号に応じ、出力信号Ｓｇ２を第２マイコン６０に送信する。
センサ間通信部２８は、信号２Ａ、２Ｂを含む信号を第１センサ部１０に送信する。また、センサ間通信部２８は、第１センサ部１０から送信される信号１Ａ、１Ｂを含む信号を受信する。受信した信号２Ａ、２Ｂは、適宜、出力信号Ｓｇ２の生成に用いられる。
本実施形態では、センサ間通信部１８、２８が設けられており、センサ部１０、２０間にて信号を授受可能である。
【００２２】
信号１Ａ、２Ａは、トルクが大きくなるに従って検出値が大きくなる正信号であり、信号１Ｂ、２Ｂは、トルクが大きくなるに従って検出値が小さくなる反転信号である。すなわち本実施形態では、正信号を信号Ａ、反転信号を信号Ｂとする。本実施形態では、正信号である信号１Ａまたは信号２Ａと、反転信号である信号１Ｂまたは信号２Ｂとの和は、正常であれば所定値Ｔとなる。
【００２３】
ＥＣＵ４０は、マイコン５０、６０等を主体として構成され、各種演算処理を行う。ＥＣＵ４０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１マイコン５０は、第１センサ部１０から取得される出力信号Ｓｇ１に基づき、各種処理を行う。第２マイコン６０は、第２センサ部２０から取得される出力信号Ｓｇ２に基づき、各種処理を行う。
【００２４】
第１マイコン５０は、通信部５１、異常監視部５２、物理量演算部としてのトルク演算部５３、および、指令演算部５５等を有する。
通信部５１は、異常監視部５２における異常判定結果に応じたトリガ信号を第１センサ部１０に送信し、トリガ信号に応じて第１センサ部１０から送信される出力信号Ｓｇ１を受信する。
異常監視部５２は、出力信号Ｓｇ１に基づき、センサ素子１１、１２の異常を監視する。なお、センサ素子１１の異常には、センサ素子１１そのものの異常に限らず、配線異常や信号変換異常等が含まれるが、適宜、単にセンサ素子１１の異常と記載する。センサ素子１２、２１、２２の異常についても同様である。
【００２５】
トルク演算部５３は、出力信号Ｓｇ１に基づき、操舵トルクＴｓ１を演算する。また、トルク演算部５３は、操舵トルクＴｓ１に基づき、アシストトルクＴａ１を演算する。
指令演算部５５は、アシストトルクＴａ１に基づき、モータ８１の駆動に係る指令値を演算する。
【００２６】
第２マイコン６０は、通信部６１、異常監視部６２、物理量演算部としてのトルク演算部６３、および、指令演算部６５等を有する。
通信部６１は、異常監視部６２における異常判定結果に応じたトリガ信号を第２センサ部２０に送信し、トリガ信号に応じて第２センサ部２０から送信される出力信号Ｓｇ２を受信する。
異常監視部６２は、出力信号Ｓｇ２に基づき、センサ素子２１、２２の異常を監視する。
【００２７】
トルク演算部６３は、出力信号Ｓｇ２に基づき、操舵トルクＴｓ２を演算する。また、トルク演算部６３は、操舵トルクＴｓ２に基づき、アシストトルクＴａ２を演算する。
指令演算部６５は、アシストトルクＴａ２に基づき、モータ８１の駆動に係る指令値を演算する。
本実施形態では、操舵トルクＴｓ１、Ｔｓ２は、正常であれば同じ値となるが、検出誤差程度の差は許容される。また、アシストトルクＴａ１、Ｔａ２は、モータ８１として出力すべきアシストトルクＴａの１／２とする。すなわち、Ｔａ＝Ｔａ１＋Ｔａ２である。
【００２８】
ここで、対応して設けられる第１センサ部１０と第１マイコン５０との組み合わせ、および、対応して設けられる第２センサ部２０と第２マイコン６０との組み合わせを、「系統」とする。以下適宜、第１センサ部１０と第１マイコン５０との組み合わせを「第１系統」、第２センサ部２０と第２マイコン６０との組み合わせを「第２系統」とする。本実施形態では、第１センサ部１０と第１マイコン５０とは直接的に通信可能であり、第１センサ部１０と第２マイコン６０とは直接的には通信不能である。また、第２センサ部２０と第２マイコン６０とは直接的に通信可能であり、第２センサ部２０と第１マイコン５０とは直接的には通信不能である。
【００２９】
センサ部１０、２０とマイコン５０、６０との間、および、センサ部１０、２０間では、例えばＳＥＮＴ（Single Edge Nibble Transmission）通信等のデジタル通信が行われる。通信方法は、ＳＥＮＴ通信以外であってもよい。また、センサ部とマイコンとの間での通信と、センサ部間での通信とで、通信方式が異なっていてもよい。
【００３０】
第１系統での処理と第２系統での処理とは、略同様であるので、以下、主に第１系統での処理として説明する。
図３に示すフローチャートに基づき、トルク演算処理を説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされている期間に、マイコン５０、６０にて所定の間隔で実行される。なお、始動スイッチがオンされた直後の異常判定状態は、「正常」であるものとする。
以下、例えば「ステップＳ１０１」の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。Ｓ１０１以外のステップも同様である。
【００３１】
最初のＳ１０１では、通信部５１は、後述する異常判定状態が停止か否かを判断する。異常判定状態が停止であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２以降の処理を行わない。異常判定状態が停止ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、通信部５１は、異常判定状態が正常か否かを判断する。異常判定状態が正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。異常判定状態が正常ではないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００３２】
Ｓ１０３では、通信部５１は、異常判定状態がＡ異常か否かを判断する。「Ａ異常」とは、自系統の信号Ａの異常が特定されている状態を意味するものである。第１マイコン５０では信号１Ａの異常が特定されている状態であり、第２マイコン６０では信号２Ａの異常が特定されている状態である。異常判定状態がＡ異常であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。異常判定状態がＡ異常ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、通信部５１は、異常判定状態がＢ異常か否かを判断する。「Ｂ異常」とは、信号１Ｂの異常が特定されている状態を意味する。第１マイコン５０では信号１Ｂの異常が特定されている状態であり、第２マイコン６０では信号２Ｂの異常が特定されている状態である。異常判定状態がＢ異常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。異常判定状態がＢ異常ではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、異常判定状態は異常検出であって、Ｓ１０８へ移行する。
なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０４は、異常判定状態を振り分けるための処理であり、処理順は入れ替え可能である。
【００３３】
異常判定状態が正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）に移行するＳ１０５では、通信部５１は、正常トリガＴＲＧｃを第１センサ部１０に送信する。
異常判定状態がＡ異常であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）に移行するＳ１０６では、通信部５１は、Ａ異常トリガＴＲＧａを第１センサ部１０に送信する。
異常判定状態がＢ異常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）に移行するＳ１０７では、通信部５１は、Ｂ異常トリガＴＲＧｂを第１センサ部１０に送信する。
異常判定状態が異常検出である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、通信部５１は、異常検出トリガＴＲＧｅを第１センサ部１０に送信する。
【００３４】
トリガ信号の具体例を図６に示す。図６では、（ａ）が正常トリガＴＲＧｃ、（ｂ）がＡ異常トリガＴＲＧａ、（ｃ）がＢ異常トリガＴＲＧｂ、（ｄ）が異常検出トリガＴＲＧｅを示す。図６に示す例では、正常トリガＴＲＧｃ、Ａ異常トリガＴＲＧａ、Ｂ異常トリガＴＲＧｂ、および、異常検出トリガＴＲＧｅは、第１マイコン５０から第１センサ部１０に出力される信号レベルがＨｉからＬｏに切り替えられる時間に応じて設定される。本実施形態では、正常トリガＴＲＧｃのＬｏ時間がｘ１、異常検出トリガＴＲＧｅのＬｏ時間がｘ２、Ａ異常トリガＴＲＧａのＬｏ時間がｘ３、Ｂ異常トリガＴＲＧｂのＬｏ時間がｘ４であって、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３＜ｘ４となるように設定されている。各トリガのＬｏ時間は、チックタイム単位で、所定のチックタイム（例えば２ｔｉｃｋ）分、異なるように設定される。ここでは、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３＜ｘ４としたが、ｘ１〜ｘ４の大小順は問わない。また、各トリガは、Ｌｏ時間に替えて、Ｈｉ時間に応じて設定してもよい。ここでは、第１マイコン５０から第１センサ部１０に送信されるトリガ信号を例に説明したが、第２マイコン６０から第２センサ部２０に送信されるトリガ信号も同様である。
【００３５】
図３に戻り、Ｓ１０５〜Ｓ１０８に続いて移行するＳ１０９では、通信部５１は、トリガ信号に応じて第１センサ部１０から送信される出力信号Ｓｇ１を受信する。
Ｓ１０９に続いて移行するＳ１１０では、異常判定処理を行う。ここでは、Ｓ１０９に続いて異常判定処理を行うものとして説明するが、例えばカウンタ等を用いて所定の頻度で異常判定処理を行ってもよい。また、図４に示す異常判定処理は、トルク演算処理とは別途に行われるようにしてもよい。
【００３６】
異常判定処理に続いて移行するＳ１１１では、トルク演算部５３は、正常である信号を用い、操舵トルクＴｓ１を演算する。なお、異常判定状態が異常検出である場合、異常検出前の信号を用いて演算する。
Ｓ１１２では、トルク演算部５３は、操舵トルクＴｓ１に基づき、アシストトルクＴａを演算する。
【００３７】
図４に示すフローチャートに基づいて異常判定処理を説明する。
Ｓ１５１では、異常監視部５２は、異常判定状態が異常検出か否かを判断する。異常判定状態が異常検出であると判断された場合（Ｓ１５１：ＹＥＳ）、Ｓ１５６へ移行する。異常判定状態が異常検出ではないと判断された場合（Ｓ１５１：ＮＯ）、Ｓ１５２へ移行する。
【００３８】
Ｓ１５２では、異常監視部５２は、取得した出力信号Ｓｇ１に含まれる２信号を比較する。ここで、出力信号Ｓｇ１に含まれる２信号を、「信号Ｃ、Ｄ」とする。信号Ｃ、Ｄは、信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂのいずれかである。
信号Ｃ、Ｄの一方が正信号、他方が反転信号である場合、正常である場合の信号Ｃ、Ｄの和をＴ、異常判定閾値をＺ１とすると、信号Ｃ、Ｄの和がＴ−Ｚ１以上、Ｔ＋Ｚ１以下の場合、正常判定し、Ｔ−Ｚ１未満、または、Ｔ＋Ｚ１より大きい場合、異常判定する。すなわち、（Ｔ−Ｚ１）≦（Ｃ＋Ｄ）≦（Ｔ＋Ｚ１）で正常判定し、（Ｃ＋Ｄ）＜（Ｔ−Ｚ１）または（Ｔ＋Ｚ１）＜（Ｃ＋Ｄ）で異常判定する。
【００３９】
信号Ｃ、Ｄがともに正信号または反転信号である場合、異常判定閾値をＺ２とすると、信号Ｃ、Ｄの差の絶対値が異常判定閾値Ｚ２以下の場合、正常判定し、異常判定閾値Ｚ２より大きい場合、異常判定する。すなわち、｜Ｃ−Ｄ｜≦Ｚ２で正常判定し、｜Ｃ−Ｄ｜＞Ｚ２で異常判定する。
２つの信号の和や差等の演算値と判定閾値との比較を行うことは、「信号を比較する」という概念に含まれるものとする。
【００４０】
Ｓ１５３では、異常監視部５２は、出力信号Ｓｇ１に含まれる信号Ｃ、Ｄが正常か否かを判断する。出力信号Ｓｇ１に含まれる２信号が正常であると判断された場合（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、Ｓ１５４へ移行する。出力信号Ｓｇ１に含まれる２信号が異常であると判断された場合（Ｓ１５４：ＮＯ）、Ｓ１５５へ移行する。
Ｓ１５４では、異常監視部５２は、異常判定状態を継続する。すなわち、信号１Ａ、１Ｂが正常であれば、異常判定状態として「正常」を継続する。また、信号１Ａまたは信号１Ｂの異常が特定されていれば、異常判定状態として「Ａ異常」または「Ｂ異常」を継続する。
Ｓ１５５では、異常監視部５２は、異常判定状態を「異常検出」とする。
【００４１】
異常判定状態が異常検出であると判断された場合（Ｓ１５１：ＹＥＳ）に移行するＳ１５６では、異常監視部５２は、信号１Ａと、信号２Ａまたは信号２Ｂとの比較、および、信号１Ｂと、信号２Ａまたは信号２Ｂとの比較により、異常特定を行う。本実施形態では、信号１Ａ、２Ａを比較し、信号１Ｂ、２Ｂを比較する。信号１Ａ、２Ａが正信号、信号１Ｂ、２Ｂが反転信号であるので、信号１Ａ、２Ａの差の絶対値が異常判定閾値Ｚ３より大きく、かつ、信号１Ｂ、２Ｂの差の絶対値が異常判定閾値Ｚ３以下の場合、信号１Ａが異常であると特定する。また、信号１Ａ、２Ａの差の絶対値が異常判定閾値Ｚ３以下、かつ、信号１Ｂ、２Ｂの差の絶対値が異常判定閾値Ｚ３より大きい場合、信号１Ｂが異常であると特定する。なお、異常判定閾値Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４２】
Ｓ１５７では、異常監視部５２は、異常である信号が特定できたか否かを判断する。異常である信号が特定できたと判断された場合（Ｓ１５７：ＹＥＳ）、Ｓ１５９へ移行する。異常である信号が特定できないと判断された場合（Ｓ１５７：ＮＯ）、Ｓ１５８へ移行する。
Ｓ１５８では、異常監視部５２は、異常判定状態を停止とする。
【００４３】
Ｓ１５９では、異常監視部５２は、信号１Ａが異常であると特定されたか否かを判断する。信号１Ａが異常であると特定されたと判断された場合（Ｓ１５９：ＹＥＳ）、Ｓ１６０へ移行する。信号１Ａが異常であると特定されなかったと判断された場合（Ｓ１５９：ＮＯ）、すなわち信号１Ｂが異常であると特定された場合、Ｓ１６１へ移行する。
Ｓ１６０では、異常監視部５２は、異常判定状態をＡ異常とする。
Ｓ１６１では、異常監視部５２は、異常判定状態をＢ異常とする。
【００４４】
ここで、トリガ信号に応じたセンサ間通信処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。図５の処理は、センサＩＣ１３、２３にて所定の間隔で実行される処理である。なお、センサＩＣ１３における処理では、「自系統の信号Ａ、Ｂ」が信号１Ａ、１Ｂ、「他系統の信号Ａ、Ｂ」が信号２Ａ、２Ｂであり、センサＩＣ２３における処理では、「自系統の信号Ａ、Ｂ」が信号２Ａ、２Ｂであり、「他系統の信号Ａ、Ｂ」が信号１Ａ、１Ｂである。センサＩＣ１３、２３での処理は略同様であるので、ここではセンサＩＣ１３の処理として説明する。
【００４５】
Ｓ２０１では、演算部１６は、デジタル変換された自系統の信号１Ａ、１ＢをＡ／Ｄ変換部１４、１５から取得する。
Ｓ２０２では、演算部１６は、センサ部間の通信タイミングか否かを判断する。通信タイミングではないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０１に戻る。通信タイミングであると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。
【００４６】
Ｓ２０３では、センサ間通信部１８は、センサ間通信部２８とのセンサ間通信を行う。センサ間通信部１８は、自系統の信号１Ａ、１Ｂをセンサ間通信部２８に送信し、他系統の信号２Ａ、２Ｂをセンサ間通信部２８から受信する。また、センサ間通信部２８は、自系統の信号２Ａ、２Ｂをセンサ間通信部１８に送信し、他系統の信号１Ａ、１Ｂをセンサ間通信部１８から受信する。ここで送受信される信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂは、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値である。すなわち本実施形態では、トリガの種類によらず、所定の周期での定期通信により、他系統の信号を取得している。定期通信とすることで、センサＩＣ１３、２３の制御構成を簡素化できる。
Ｓ２０４では、演算部１６は、第１マイコン５０からトリガ信号を受信したか否かを判断する。トリガ信号を受信していないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０１に戻る。トリガ信号を受信したと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。
【００４７】
Ｓ２０５では、演算部１６は、受信したトリガ信号が正常トリガＴＲＧｃか否かを判断する。受信したトリガ信号が正常トリガＴＲＧｃであると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行する。受信したトリガ信号が正常トリガＴＲＧｃではないと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０６へ移行する。
【００４８】
Ｓ２０６では、演算部１６は、受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅか否かを判断する。受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅであると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０９へ移行する。受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅではないと判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。
【００４９】
Ｓ２０７では、演算部１６は、受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａか否かを判断する。受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａであると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａではないと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、すなわち受信したトリガ信号がＢ異常トリガである場合、Ｓ２１１へ移行する。
なお、Ｓ２０５〜Ｓ２０７の処理は、受信したトリガ信号を振り分けるための処理であり、処理順は入れ替え可能である。また、Ｓ２０７に替えて、Ｂ異常トリガか否かを判断することで受信したトリガ信号の振り分けを行ってもよい。
【００５０】
受信したトリガ信号が正常トリガＴＲＧｃであると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）に移行するＳ２０８では、演算部１６は、自系統の信号１Ａおよび信号１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅであると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）に移行するＳ２０９では、演算部１６は、自系統の信号Ａ、Ｂ、および、他系統の信号Ａ、Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
【００５１】
受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａであると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）に移行するＳ２１０では、演算部１６は、自系統の信号１Ｂおよび他系統の信号２Ａを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
受信したトリガ信号がＢ異常トリガである場合（Ｓ２０７：ＮＯ）に移行するＳ２１１では、演算部１６は、自系統の信号１Ａおよび他系統の信号２Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
【００５２】
Ｓ２０８〜Ｓ２１１に続いて移行するＳ２１２では、通信部１７は、生成された出力信号Ｓｇ１を第１マイコン５０に送信する。
なお、センサＩＣ２３での処理では、トリガ信号を第２マイコン６０から取得し、トリガ信号に応じて生成された出力信号Ｓｇ２を第２マイコン６０に出力する。
【００５３】
本実施形態の信号送受信処理を、図７〜図９のタイムチャートに基づいて説明する。図７は異常判定状態が正常である場合、図８は異常判定状態が異常検出である場合、図９は異常判定状態がＡ異常である場合の例である。図７〜図９において、［ｐ、ｑ］は、信号ｐおよび信号ｑを含む出力信号を意味する。具体的には、［自Ａ、自Ｂ］は、自系統の信号Ａおよび信号Ｂを含む出力信号を意味し、［自Ａ、他Ｂ］は、自系統の信号Ａおよび他系統の信号Ｂを含む出力信号を意味する、といった具合である。
【００５４】
また、図中の「Ｔｓ（ｎ）」は、第１系統での処理であれば操舵トルクＴｓ１であり、第２系統での処理であれば操舵トルクＴｓ２であることを意味する。同様に、「Ｔａ（ｎ）」は、第１系統のでの処理であればアシストトルクＴａ１であり、第２系統での処理であれば、アシストトルクＴａ２であることを意味する。後述の図１１および図１２も同様である。
ここでは、第１系統での処理を中心に説明する。
【００５５】
図７に示すように、異常判定状態が正常である場合、時刻ｘ１１から時刻ｘ１２において、第１マイコン５０は、正常トリガＴＲＧｃをセンサＩＣ１３に送信し、センサＩＣ１３は、正常トリガＴＲＧｃを受信する。センサＩＣ１３が正常トリガＴＲＧｃを受信すると、時刻ｘ１２から時刻ｘ１３にて、センサＩＣ１３は信号１Ａ、１Ｂを含む出力信号を第１マイコン５０に送信し、第１マイコン５０が信号１Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を受信する。第１マイコン５０が信号１Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を受信すると、時刻ｘ１３から時刻ｘ１４にて、信号１Ａ、１Ｂの比較による異常判定を行う。信号１Ａ、１Ｂが正常であれば、第１マイコン５０は、時刻ｘ１５から時刻ｘ１６にて、時刻ｘ１２〜時刻ｘ１３にて取得された出力信号Ｓｇ１に含まれる信号１Ａ、１Ｂの少なくとも一方に基づいて操舵トルクＴｓ１を演算し、時刻ｘ１６から時刻ｘ１７にて、アシストトルクＴａ１を演算する。時刻ｘ２１〜時刻ｘ２７では、時刻ｘ１１〜時刻ｘ１７と同様の処理が行われる。信号１Ａ、１Ｂが正常であれば、同様の処理が繰り返される。
【００５６】
図８では、時刻ｘ３１〜ｘ３３までの処理は、図７の時刻ｘ１１〜ｘ１３の処理と同様である。時刻ｘ３３から時刻ｘ３４にて、第１マイコン５０が信号１Ａ、１Ｂの比較による異常判定を行ったところ、異常が検出されたものとする。時刻ｘ３５から時刻ｘ３６では、異常検出前の信号１Ａ、１Ｂを用いて操舵トルクＴｓ１を演算し、時刻ｘ３６から時刻ｘ３７にて、アシストトルクＴａ１を演算する。なお、異常検出時には、異常検出前の信号１Ａ、１Ｂを用いた演算に替えて、操舵トルクＴｓ１の前回値を引き継いでもよい。アシストトルクＴａについても同様、前回値を引き継いでもよい。
【００５７】
異常が検出された次の信号周期では、時刻ｘ４１から時刻ｘ４２にて、マイコン５０は、異常検出トリガＴＲＧｅをセンサＩＣ１３に送信し、センサＩＣ１３は、異常検出トリガＴＲＧｅを受信する。センサＩＣ１３が異常検出トリガＴＲＧｅを受信すると、時刻４２から時刻４３にて、センサＩＣ１３は信号１Ａ、１Ｂ、および、第２センサ部２０から取得した信号２Ａ、２Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を第１マイコン５０に送信する。第１マイコン５０は、信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を取得すると、時刻ｘ４３から時刻ｘ４４にて、取得された信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂに基づき、センサ素子１１、１２のどちらが異常かを特定する。ここでは、センサ素子１１が異常であると特定されるものとする。第１マイコン５０は、異常特定後の時刻ｘ４５〜時刻ｘ４６にて、正常である信号を用いて操舵トルクＴｓ１を演算し、時刻ｘ４６から時刻ｘ４７にて、アシストトルクＴａ１を演算する。
【００５８】
異常特定を行った次の信号周期以降は、バックアップ制御に移行する。
自系統の信号Ａ（ここでは信号１Ａ）が異常であると特定されており、異常判定状態がＡ異常である場合、図９に示すように、時刻ｘ５１から時刻ｘ５２にて、第１マイコン５０は、Ａ異常トリガＴＲＧａをセンサＩＣ１３に送信し、センサＩＣ１３は、Ａ異常トリガＴＲＧａを受信する。センサＩＣ１３がＡ異常トリガと受信すると、時刻ｘ５２からｘ５３にて、センサＩＣ１３は信号２Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を第１マイコン５０に送信し、第１マイコン５０が信号２Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を受信する。第１マイコン５０は信号２Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を受信すると、時刻ｘ５３からｘ５４にて、信号２Ａ、１Ｂの比較による異常判定を行う。信号２Ａ、１Ｂが正常であれば、第１マイコン５０は、時刻ｘ５２〜時刻ｘ５３にて取得された出力信号Ｓｇ１に含まれる信号２Ａ、１Ｂの少なくとも一方に基づいて操舵トルクＴｓ１を演算し、時刻ｘ５６〜ｘ５７にて、アシストトルクＴａ１を演算する。時刻ｘ６１〜ｘ６７においても同様の処理が行われる。信号２Ａ、１Ｂが正常であれば、同様の処理が繰り返される。
【００５９】
自系統の信号Ｂ（ここでは信号１Ｂ）が異常であると特定され、異常判定状態がＢ異常の場合、時刻ｘ５１では、Ａ異常トリガＴＲＧａに替えて、Ｂ異常トリガＴＲＧｂが第１マイコン５０からセンサＩＣ１３に送信される。また、時刻ｘ５２では、信号１Ａ、２Ｂを含む出力信号Ｓｇ１がセンサＩＣ１３から第１マイコン５０に送信される。マイコン５０は、信号１Ａ、２Ｂを比較し、正常であれば、信号１Ａ、２Ｂを用いて操舵トルクＴｓ１およびアシストトルクＴａ１の演算を行う。
第２系統では、自系統の信号Ａ、Ｂが信号２Ａ、２Ｂ、他系統の信号Ａ、Ｂが信号１Ａ、１Ｂとなり、処理の詳細は、第１センサ部１０および第１マイコン５０の場合と略同様である。
【００６０】
本実施形態のセンサ装置１は、第１センサ部１０と第１マイコン５０、および、第２センサ部２０と第２マイコン６０を有しており、冗長構成となっている。センサ部１０、２０間で信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを相互に送受信可能であり、センサ部１０、２０は、マイコン５０、６０から受信したトリガ信号に応じてマイコン５０、６０に送る信号を選択している。また、自系統の信号に異常が生じた場合、他系統の信号を用い、どの素子が異常かを特定している。異常特定後は、異常が生じた素子の信号に替えて、他系統の信号で代行している。これにより、一部のセンサ素子に異常が生じた場合であっても、異常監視を継続しつつ、２系統でのトルク演算を継続することができる。
【００６１】
本実施形態では、信号１Ａが異常である場合、信号２Ａで代行する例を中心に説明したが、信号１Ａに替えて信号２Ｂで代行する、といった具合に、異常である信号を他系統のどの信号で代行してもよい。また、信号１Ａ、１Ｂが異常であっても、信号２Ａ、２Ｂが正常であれば、第２系統にてトルク演算を継続可能である。同様に、信号２Ａ、２Ｂが異常であっても、信号１Ａ、１Ｂが正常であれば、第１系統にてトルク演算を継続可能である。すなわち本実施形態では、４信号のうちの２信号が正常であれば、トルク演算を継続可能である。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態のセンサ装置１は、複数のセンサ部１０、２０と、複数のマイコン５０、６０と、を備える。
第１センサ部１０は、複数のセンサ素子１１、１２、および、センサＩＣ１３を有する。センサＩＣ１３は、センサ素子の検出値に応じた検出信号を含む出力信号Ｓｇ１を生成する。第２センサ部２０は、複数のセンサ素子、および、センサＩＣ２３を有する。センサＩＣ２３は、センサ素子の検出値に応じた検出信号を含む出力信号Ｓｇ２を生成する。
【００６３】
第１マイコン５０は、通信部５１、異常監視部５２、および、トルク演算部５３を有する。通信部５１は、対応して設けられる第１センサ部１０から送信される出力信号Ｓｇ１を受信する。異常監視部５２は、第１センサ部１０の異常を監視する。トルク演算部５３は、正常である少なくとも１つの検出信号に基づいて操舵トルクＴｓ１を演算する。
第２マイコン６０は、通信部６１、異常監視部６２、および、トルク演算部６３を有する。通信部６１は、対応して設けられる第２センサ部２０から送信される出力信号Ｓｇ２を受信する。異常監視部６２は、第２センサ部２０の異常を監視する。トルク演算部６３は、正常である少なくとも１つの検出信号に基づいて操舵トルクＴｓ２を演算する。
ここで、「対応して設けられる」とは、第１センサ部１０と第１マイコン５０とが通信可能であり、第２センサ部２０と第２マイコン６０とが通信可能であることを意味する。
【００６４】
第１センサ部１０は、他の制御部である第２マイコン６０に対応して設けられる第２センサ部２０と、検出信号を相互に送受信可能である。センサＩＣ１３は、自身の第１センサ部１０内にて取得した検出信号である自センサ信号（すなわち信号１Ａ、１Ｂ）、および、第２センサ部２０から受信した検出信号である他センサ信号（すなわち信号２Ａ、２Ｂ）のうち少なくとも２つが含まれる出力信号Ｓｇ１を生成し、対応して設けられる第１マイコン５０に送信する。
【００６５】
第２センサ部２０は、他の制御部である第１マイコン５０に対応して設けられる第１センサ部１０と、検出信号を相互に送受信可能である。センサＩＣ２３は、自身の第２センサ部２０内にて取得した検出信号である自センサ信号（すなわち信号２Ａ、２Ｂ）、および、第１センサ部１０から受信した検出信号である他センサ信号（すなわち信号１Ａ、２Ｂ）のうち少なくとも２つが含まれる出力信号Ｓｇ２を生成し、対応して設けられる第２マイコン６０に送信する。
【００６６】
トルク演算部５３は、出力信号Ｓｇ１に含まれる検出信号のうち、正常である少なくとも１つの信号を用いてトルク演算を行う。トルク演算に用いる信号は、自センサ信号であってもよいし、他センサ信号であってもよい。トルク演算部６３におけるトルク演算についても同様である。
【００６７】
本実施形態では、第１センサ部１０と第２センサ部２０とが通信可能であるので、第１マイコン５０は、対応して設けられる第１センサ部１０の信号１Ａ、１Ｂに加え、第２センサ部２０の信号２Ａ、２Ｂを取得可能である。同様に、第２マイコン６０は、対応して設けられる第２センサ部２０の信号２Ａ、２Ｂに加え、第１センサ部１０の信号１Ａ、１Ｂを取得可能である。すなわち、マイコン５０、６０は、４つの信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを適宜利用可能である。
【００６８】
これにより、一部のセンサ素子１１、１２、２１、２２に異常が生じた場合であっても、２つ以上のセンサ素子が正常であれば、信号比較による異常監視、および、トルク演算を継続可能である。また、例えば１つのセンサ素子が異常であって、マイコン等の他の構成が正常である場合、異常箇所を含む系統全体を機能停止させる必要がなく、正常である箇所での処理を継続可能である。
【００６９】
第１センサ部１０は、対応して設けられる第１マイコン５０からトリガ信号を受信可能であって、受信したトリガ信号に応じ、出力信号Ｓｇ１に含める信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを選択する。第２センサ部２０は、対応して設けられる第２マイコン６０からトリガ信号を受信可能であって、受信したトリガ信号に応じ、出力信号Ｓｇ２に含める信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを選択する。
これにより、出力信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に含める信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを適切に選択することができる。また、トリガ信号に応じて必要な信号を選択することで、常に全ての信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを出力信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に含める場合と比較し、通信時間を短くすることができる。
【００７０】
第１センサ部１０は、所定の周期で第２センサ部２０から信号２Ａ、２Ｂを受信する。第２センサ部２０は、所定の周期で第１センサ部から信号１Ａ、１Ｂを受信する。センサ部１０、２０間の通信を所定の周期での定期通信とすることで、センサ部１０、２０における制御構成を簡素化することができる。
【００７１】
異常監視部５２は、複数の自センサ信号である信号１Ａ、１Ｂに基づき、センサ素子１１、１２の異常を検出する。異常監視部６２は、複数の自センサ信号である信号２Ａ、２Ｂに基づき、センサ素子２１、２２の異常を検出する。
これにより、自系統のセンサ素子の異常を適切に検出することができる。
【００７２】
異常監視部５２は、信号１Ａ、１Ｂに基づいてセンサ素子１１、１２の異常を検出した場合、信号１Ａ、１Ｂおよび少なくとも１つの信号２Ａ、２Ｂを用いて異常であるセンサ素子１１、１２を特定する。異常監視部６２は、信号２Ａ、２Ｂに基づいてセンサ素子２１、２２の異常を検出した場合、信号２Ａ、２Ｂおよび少なくとも１つの信号１Ａ、１Ｂを用いて異常であるセンサ素子１１、１２を特定する。
【００７３】
１つのセンサ部１０、２０に設けられるセンサ素子が２つである場合、自センサ信号は２つである。２つの信号比較では、どちらかの信号が異常であることを検出可能であるが、どちらの信号が異常であるかを特定することができない。そこで本実施形態では、自センサ信号に加えて、他センサ信号を用いることで、３つ以上の信号での比較により異常が生じている信号を適切に特定可能である。また、異常が生じている信号を特定できれば、正常である信号の利用を継続可能である。
【００７４】
異常監視部５２、６２は、異常であるセンサ素子が特定された場合、信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂのうち正常である少なくとも２つの信号により異常監視を継続する。これにより、自センサ信号および他センサ信号のうち、少なくとも２つの信号が正常であれば、信号比較による異常監視を継続可能である。また、トルク演算部５３、６３は、正常である信号を用い、トルク演算を適切に継続可能である。
【００７５】
センサ素子１１、１２、２１、２２は、検出対象の磁束を検出する磁気検出素子である。センサ素子１１、１２、２１、２２は、トルクに応じて変化する磁束の変化を検出する。トルク演算部５３、６３は、物理量として、トルクを演算する。
すなわち本実施形態のセンサ装置１は、トルクセンサであって、トルク（本実施形態では操舵トルクＴｓ１、Ｔｓ２）を適切に検出することができる。
【００７６】
電動パワーステアリング装置８は、センサ装置１と、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助するアシストトルクＴａを出力するモータ８１と、モータ８１のトルクをステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８２と、を備える。
トルク演算部５３、６３は、物理量として操舵トルクＴｓ１、Ｔｓ２を演算する。
第１マイコン５０は、操舵トルクＴｓ１に基づいてモータ８１の駆動制御に係る指令値を演算する指令演算部４５を有する。第２マイコン６０は、操舵トルクＴｓ２に基づいてモータ８１の駆動制御に係る指令値を演算する指令演算部４５を有する。
センサ装置１では、センサ素子１１、１２、２１、２２の異常が適切に監視されているので、操舵トルクＴｓ１、Ｔｓ２が適切に演算される。これにより、操舵トルクＴｓ１、Ｔｓ２に基づき、アシストトルクＴａが適切に演算され、モータ８１の駆動を適切に制御することができる。
【００７７】
本実施形態では、マイコン５０、６０の通信部５１、６１が「通信部」に対応する。
また、信号１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂが「検出信号」に対応する。第１系統において、信号１Ａ、１Ｂが「自センサ信号」、信号２Ａ、２Ｂが「他センサ信号」に対応し、第２系統において、信号２Ａ、２Ｂが「自センサ信号」、信号１Ａ、１Ｂが「他センサ信号」に対応する。
【００７８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０〜図１２に示す。
上記実施形態では、トリガの種類によらず、所定の周期で他系統の信号を取得しているのに対し、本実施形態では、トリガ信号の種類に応じて他系統の信号を取得している点が異なる。センサユニット５およびＥＣＵ４０の構成等は、上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、マイコン５０、６０における処理は、上記実施形態と略同様である。
本実施形態においても、第１系統での処理と第２系統での処理とは、略同様であるので、以下、主に第１系統での処理として説明する。
【００７９】
トリガ信号に応じたセンサ間通信処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ３０１の処理は図５中のＳ２０１の処理と同様であり、Ｓ３０２〜Ｓ３０６の処理はＳ２０４〜Ｓ２０８の処理と同様である。本実施形態では、受信したトリガ信号が正常トリガである場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、他系統の信号２Ａ、２Ｂを取得することなく、Ｓ３０６にて自系統の信号１Ａ、１Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
【００８０】
受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅであると判断された場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）に移行するＳ３０７では、センサ間通信部１８は、他系統の信号２Ａ、２Ｂを受信する。ここで受信する他系統の信号２Ａ、２Ｂは、Ｓ２０３と同様、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値である。後述のステップにて取得される信号も同様に、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値である。
Ｓ３０８では、Ｓ２０９と同様、演算部１６は、自系統の信号１Ａ、１Ｂ、および、他系統の信号２Ａ、２Ｂを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
【００８１】
受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａであると判断された場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）に移行するＳ３０９では、センサ間通信部１８は、他系統の信号２Ａを受信する。
Ｓ３１０では、演算部１６は、Ｓ２１０と同様、自系統の信号１Ｂ、および、他系統の信号２Ａを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
【００８２】
受信したトリガ信号がＡ異常トリガＴＲＧａではないと判断された場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、すなわち受信したトリガ信号がＢ異常トリガＴＲＧｂである場合に移行するＳ３１１では、センサ間通信部１８は、他系統の信号２Ｂを受信する。
Ｓ３１２では、演算部１６は、Ｓ２１１と同様、自系統の信号１Ｂ、および、他系統の信号２Ａを含む出力信号Ｓｇ１を生成する。
Ｓ３０６、Ｓ３０８、Ｓ３１０、または、Ｓ３１２に続いて移行するＳ３１３の処理は、Ｓ２１２と同様である。
【００８３】
本実施形態の信号送受信処理を図１１および図１２のタイムチャートに基づいて説明する。図１１は異常判定状態が異常検出である場合、図１２は異常判定状態がＡ異常である場合の例である。なお、異常判定状態が正常である場合のチャートは、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
ここでも第１実施形態と同様、第１系統での処理を中心に説明する。
図１１の時刻ｘ７１〜ｘ７７の処理は、図８の時刻ｘ３１〜ｘ３７の処理と同様である。
【００８４】
異常が検出された次の信号周期では、時刻ｘ８１から時刻ｘ８２にて、マイコン５０は、異常検出トリガＴＲＧｅをセンサＩＣ１３に送信し、センサＩＣ１３は、異常検出トリガＴＲＧｅを受信する。センサＩＣ１３は、異常検出トリガＴＲＧｅを受信すると、時刻ｘ８２から時刻ｘ８３にて、第２センサ部２０から信号２Ａ、２Ｂを受信する。
時刻ｘ８３〜ｘ８８の処理は、図８の時刻ｘ４２〜時刻ｘ４７の処理と同様である。
【００８５】
異常特定を行った次の信号周期以降は、バックアップ制御に移行する。
自系統の信号Ａ（ここでは信号１Ａ）が異常であると特定されており、異常判定状態がＡ異常である場合、図１２に示すように、時刻ｘ９１から時刻ｘ９２にて、マイコン５０は、Ａ異常トリガＴＲＧａをセンサＩＣ１３に送信し、センサＩＣ１３は、Ａ異常トリガＴＲＧａを受信する。センサＩＣ１３は、Ａ異常トリガと受信すると、時刻ｘ９２から時刻ｘ９３にて、第２センサ部２０から信号２Ａを受信する。
時刻ｘ９３〜ｘ９８の処理は、図９の時刻ｘ５２〜ｘ５７の処理と同様である。また、時刻ｘ１０１〜ｘ１０８の処理は、時刻ｘ９１〜ｘ９８の処理と同様である。信号２Ａ、１Ｂが正常であれば、同様の処理が繰り返される。
【００８６】
自系統の信号Ｂ（ここでは信号１Ｂ）が異常であると特定され、異常判定状態がＢ異常の場合、時刻ｘ９１では、Ａ異常トリガＴＲＧａに替えて、Ｂ異常トリガＴＲＧｂがマイコン５０からセンサＩＣ１３に送信される。また、時刻ｘ９２では、センサＩＣ１３は、第２センサ部２０から信号２Ｂを受信する。また、時刻ｘ９３では、信号１Ａ、２Ｂを含む出力信号が、センサＩＣ１３からマイコン５０に送信される。
【００８７】
第２系統では、自系統の信号Ａ、Ｂが信号２Ａ、２Ｂ、他系統の信号Ａ、Ｂが信号１Ａ、１Ｂとなる。第２センサ部２０は、受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅであれば信号１Ａ、１Ｂ、Ａ異常トリガＴＲＧａであれば信号１Ａ、Ｂ異常トリガＴＲＧｂであれば信号１Ｂを、それぞれ第１センサ部１０から受信する。その他の処理の詳細は、第１センサ部１０および第１マイコン５０の場合と略同様である。
【００８８】
本実施形態では、センサ部１０、２０は、受信したトリガ信号が異常検出トリガＴＲＧｅ、Ａ異常トリガＴＲＧａまたはＢ異常トリガＴＲＧｂのとき、他系統からの信号を受信する。換言すると、センサ素子が正常であって、受信したトリガ信号が正常トリガＴＲＧｃの場合、他系統からの信号を受信していない。すなわち本実施形態では、トリガの種類に応じたイベント通信にて、他系統の信号を取得している。これにより、正常時におけるセンサ部１０、２０間の通信負荷を低減可能である。
【００８９】
本実施形態では、第１センサ部１０は、トリガ信号に応じ、第２センサ部２０から信号２Ａ、２Ｂを受信する。第２センサ部２０は、トリガ信号に応じ、第１センサ部１０から信号１Ａ、１Ｂを受信する。
センサ部１０、２０間の通信をトリガ信号に応じたイベント通信とすることで、正常時における通信負荷を低減可能である。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９０】
（他の実施形態）
（ア）出力信号
上記実施形態では、１つのセンサ部に設けられる２つのセンサ素子の検出信号は、一方を正信号、他方を反転信号とする。他の実施形態では、複数のセンサ素子の検出信号は、正常であれば同値となるようにしてもよい。すなわち、複数の検出信号が正信号であってもよいし、反転信号であってもよいということである。
【００９１】
（イ）異常検出時の処理
上記実施形態では、一方の系統にてセンサ素子の異常が検出された場合、他系統の全てのセンサ素子に対応する信号を取得し、異常特定を行う。他の実施形態では、センサ素子の異常が検出された場合、少なくとも１つの信号を他系統から取得し、異常特定を行ってもよい。具体的には、例えば、第１系統にて異常が検出された場合、第２系統側から信号２Ａまたは信号２Ｂの一方を取得してもよい。例えば信号２Ａを取得する場合、第１マイコン５０にて、信号１Ａと信号２Ａとの比較、および、信号１Ｂと信号２Ａとの比較を行うことでい、異常である信号を特定可能である。また、比較する信号が反転値であれば加算値に基づいて異常判定を行い、同値であれば差分値に基づいて異常判定を行う。
【００９２】
第２実施形態では、センサ部は、異常検出トリガを受信した信号周期にて、他センサ信号を受信し、自センサ信号および他センサ信号を含む出力信号を対応する制御部に送信する。他の実施形態では、センサ部は、異常検出トリガを最初に受信した信号周期には、自センサ信号を含み、他センサ信号を含まない出力信号を制御部に送信する。そして、次の周期の信号送信までの間に他系統センサ部から他センサ信号を取得し、次回以降の信号周期にて、自センサ信号および他センサ信号を含む出力信号を制御部に送信するようにしてもよい。これにより、通信遅れを防ぐことができる。
【００９３】
第１実施形態のように定期通信により他センサ信号を受信する場合においても、異常検出トリガを最初に受信した信号周期には、自センサ信号を含み、他センサ信号を含まない出力信号を制御部に送信し、次回以降の信号周期にて、自センサ信号および他センサ信号を含む出力信号を制御部に送信するようにしてもよい。
【００９４】
（ウ）異常特定後の処理
上記実施形態では、第１系統にて信号１Ａが異常である場合、第２系統から信号２Ａを取得する。他の実施形態では、異常が生じている素子が特定された場合に他系統から取得する信号は、他系統のいずれの信号であってもよい。具体的には、例えば信号１Ａが異常である場合、信号２Ａに替えて、信号２Ｂを取得してもよい、ということである。
【００９５】
（エ）センサ装置
上記実施形態のセンサ装置には、２組のセンサ部および制御部が設けられる。他の実施形態では、センサ部および制御部を３組以上設けてもよい。また、上記実施形態では、１つの制御部に対し、１つのセンサ部が設けられる。他の実施形態では、１つの制御部に対し、複数のセンサ部を設けてもよい。
【００９６】
上記実施形態では、センサ部と制御部との間の通信は、制御部からのトリガ信号に応じてセンサ部から出力信号が送信される、所謂「同期通信」である。他の実施形態では、センサ部にて、定期通信にて全ての他センサ信号を受信しており、出力信号に自センサ信号および他センサ信号が全て含まれる前提とすれば、制御部からのトリガ信号によらずにセンサ部から出力信号が出力される、所謂「非同期通信」としてもよい。
【００９７】
上記実施形態では、それぞれのセンサ部は、２つのセンサ素子を有する。他の実施形態では、それぞれのセンサ部に３つ以上のセンサ素子を設けてもよい。センサ素子が３つ以上の場合、出力信号に含まれる検出信号が３つ以上となる。この場合、異常監視に利用可能な自センサ信号が３つ以上あれば、自センサ信号同士の比較により異常特定を行い、異常監視に利用可能な自センサ信号が２つのときに異常検出された場合、他センサ信号を用いた異常特定を行うようにしてもよい。また、３つ以上の自センサ信号が異常監視に利用可能である場合であっても、他センサ信号を用いた異常特定を行ってもよい。
【００９８】
上記実施形態では、センサ素子は、磁気検出素子である。他の実施形態では、センサ素子は、磁束以外の物理量を検出する素子であってもよい。また、上記実施形態のセンサ素子は、操舵トルクを検出するものである。他の実施形態では、センサ素子は、操舵トルク以外のトルク、回転角、ストローク、荷重、圧力等、どのような物理量を検出するものであってもよい。
【００９９】
上記実施形態では、センサ装置は、電動パワーステアリング装置のトルクセンサに適用される。他の実施形態では、センサ装置は、電動パワーステアリング装置以外の車載装置に適用してもよいし、車両に搭載されない装置に適用してもよい。
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】
【０１００】
１・・・センサ装置
１０、２０・・・センサ部
１１、１２、２１、２２・・・センサ素子
１３、２３・・・センサＩＣ（演算部）
５０、６０・・・マイコン（制御部）
５１、６１・・・通信部
５２、６２・・・異常監視部
５３、６３・・・トルク演算部（物理量演算部）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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