(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ装置において、
対象物理量を検出するセンサ素子（３５）、および、前記センサ素子の検出値に応じた出力信号を出力する出力回路（３６）を有するセンサ部（３１、３２）と、
前記センサ部へ電力を供給するセンサ電源（１６）、ならびに、前記出力信号を受信する受信回路（２３）、前記センサ電源を制御する電源制御部（２６）、および、前記センサ部の異常を判定する異常判定部（２７）を含む制御部（２１）を有する制御ユニット（１１）と、
を備え、
前記電源制御部は、
前記センサ部の異常が検出された場合、前記センサ電源と前記センサ部との間の電圧であるセンサ電源電圧が低下するように前記センサ電源から前記センサ部への電力供給を一時的に停止し、
前記センサ部への電力供給再開後、前記センサ部の異常が解消された場合、前記センサ電源から前記センサ部への電力供給を継続し、前記センサ部の異常が解消されなかった場合、前記センサ電源から前記センサ部への電力供給を停止し、
前記センサ電源は、前記センサ部への給電異常を監視する監視回路（１７）を有し、
前記異常判定部は、前記監視回路から取得される給電異常に係る情報に基づき、前記センサ部の異常を判定し、
前記センサ部（３１）は、前記センサ電源電圧を監視する電圧監視部（３７）を有し、
前記電源制御部は、前記センサ部の異常が検出された場合、前記センサ電源電圧が低下するように前記センサ電源から前記センサ部への電力供給を一時的に停止し、前記センサ電源電圧が０より大きく正常下限値より小さい値である監視電位より低くなった場合、前記センサ電源から前記センサ部への電力供給を再開し、前記センサ部を再起動するセンサ装置。
【請求項２】
前記異常判定部は、前記出力信号に基づき、前記センサ部の異常を判定する請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
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磁気検出素子である請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置と、
運転者による操舵部材（９１）の操舵を補助する補助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、
前記センサ部は、操舵トルクを検出するトルクセンサ（８３）に用いられ、
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を制御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、変位検出センサとしてホール素子を備えるセンサ装置が知られている。例えば、特許文献１では、モータ回転角センサは、複数のホール素子と、これらの複数のホール素子を作動させるための電力供給をそれぞれ遮断可能な複数のスイッチと、を備えている。また、いずれかのホール素子にショート故障が発生した場合、該当のスイッチをオフ状態に切り替えることで、ショート故障が発生したホール素子をシステムから切り離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６４６８４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、ホール素子に異常が生じた場合の対処は、スイッチをオフするのみであって、一旦システムから切り離されたホール素子が正常復帰可能かどうかについては、なんら考慮されていない。
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、異常が検出されたとしても正常復帰可能であれば検出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】
センサ装置は、センサ部（３１）と、制御ユニット（１１）と、を備える。
センサ部は、センサ素子（３５）、および、出力回路（３６）を有する。センサ素子は、対象物理量を検出する。出力回路は、センサ素子の検出値に応じた出力信号を出力する。
制御ユニットは、センサ電源（１６）、および、制御部（２１）を有する。センサ電源は、センサ部へ電力を供給する。制御部は、受信回路（２３）、電源制御部（２６）、および、異常判定部（２７）を含む。受信回路は、出力信号を受信する。電源制御部は、センサ電源を制御する。異常判定部は、センサ部の異常を判定する。
【０００６】
電源制御部は、センサ部の異常が検出された場合、センサ電源とセンサ部との間の電圧であるセンサ電源電圧が低下するように、センサ電源からセンサ部への電力供給を一時的に停止する。電源制御部は、センサ部への電力供給再開後、センサ部の異常が解消された場合、センサ電源からセンサ部への電力供給を継続し、センサ部の異常が解消されなかった場合、センサ電源からセンサ部への電力供給を停止する。
センサ電源は、センサ部への給電異常を監視する監視回路（１７）を有する。異常判定部は、監視回路から取得される給電異常に係る情報に基づき、センサ部の異常を判定する。
センサ部は、センサ電源電圧を監視する電圧監視部（３７）を有する。電源制御部は、センサ部の異常が検出された場合、センサ電源電圧が低下するようにセンサ電源からセンサ部への電力供給を一時的に停止し、センサ電源電圧が０より大きく正常下限値より小さい値である監視電位より低くなった場合、センサ電源からセンサ部への電力供給を再開し、センサ部を再起動する。
【０００７】
センサ部の異常が検出された場合、センサ部への給電を一時的に停止し、その後、給電を再開することで、センサ部を再起動する。センサ部の再起動により異常が解消されれば、センサ部への給電を継続し、対象物理量の検出および出力信号の出力を継続することができる。これにより、センサ部における異常が検出されたとしても、給電の停止と再開により正常復帰可能であれば、センサ部による対象物理量の検出を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるセンサ装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電圧監視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実施形態による再起動処理を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態によるセンサ装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態による再起動処理を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態によるセンサ装置を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態による再起動処理を説明するタイムチャートである。
【図１０】本発明の第４実施形態によるセンサ装置を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による再起動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５に示す。
図１に示すように、センサ装置１は、制御ユニットとしてのＥＣＵ１１、および、センサ部３１等を備え、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。
【００１０】
電動パワーステアリング装置８０を備えたステアリングシステム９０の全体構成を図１に示す。
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の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ８１、動力伝達部である減速ギア８２、トルクセンサ８３、および、ＥＣＵ１１等を備える。図１では、モータ８１とＥＣＵ１１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に伝達する。すなわち本実施形態の電動パワーステアリング装置８０は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ８１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。換言すると、本実施形態では、ステアリングシャフト９２が「駆動対象」に対応するが、ラック軸９７を「駆動対象」としてもよい、ということである。
【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、集磁部８３１、および、センサ部３１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２に示すように、ＥＣＵ１１は、内部電源１５、センサ電源１６、および、制御部２１を有する。
内部電源１５は、バッテリ７から供給される電圧を設定電圧Ｖａに調整するレギュレータである。内部電源１５にて所定電圧に調整された電力は、制御部２１等、ＥＣＵ１１の内部にて用いられる。
センサ電源１６は、内部電源１５とは別途に設けられ、バッテリ７から供給される電圧を設定電圧Ｖｂに調整するレギュレータである。センサ電源１６にて所定電圧に調整された電力は、センサ部３１に供給される。設定電圧Ｖａと設定電圧Ｖｂとは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００１６】
センサ電源１６は、監視回路１７を有する。監視回路１７は、センサ電源１６とセンサ部３１との間の電圧および電流に基づき、センサ部３１への給電異常を監視する。例えば、センサ部３１内にてショート故障が生じていると、センサ電源電流Ｉｓが正常時より大きくなる、といった具合に、センサ部３１内に異常が生じると、給電異常が生じる。本実施形態では、監視回路１７は、センサ電源１６からセンサ部３１へ流れる電流であるセンサ電源電流Ｉｓが電流超過判定値Ｉｔｈより大きい場合、給電異常が生じているとみなす。また、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を行っているとき、センサ電源１６とセンサ部３１との間の電圧であるセンサ電源電圧Ｖｓが正常範囲から外れた場合、監視回路１７は、給電異常が生じているとみなす。正常範囲は、設定電圧Ｖｂを含む、正常下限値ＶＬ以上、正常上限値ＶＨ以下とする。
【００１７】
監視回路１７は、給電異常が生じている場合、異常フラグＦｌｇ＿ｅをセットする。また、監視回路１７は、給電異常が生じていない場合、異常フラグＦｌｇ＿ｅをリセットする。異常フラグＦｌｇ＿ｅは、制御部２１に送信される。本実施形態では、異常フラグＦｌｇ＿ｅが「監視回路から取得される給電異常に係る情報」に対応する。
【００１８】
制御部２１は、マイコン等を主体として構成され、各種演算処理を行う。制御部２１における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に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し、これらの組み合わせであってもよい。電子回路は、論理回路を含むデジタル回路であってもよいし、アナログ回路であってもよい。
【００１９】
制御部２１は、機能ブロックとして、受信回路２３、トルク演算部２５、電源制御部２６、および、異常判定部２７等を有する。
受信回路２３は、センサ部３１から出力される出力信号を取得する。
トルク演算部２５は、取得された出力信号に基づいて操舵トルクを演算する。また、制御部２１の図示しないモータ制御部は、操舵トルクに基づいて、モータ８１のトルク指令値を演算し、当該トルク指令値に基づいてモータ８１の駆動を制御する。
【００２０】
電源制御部２６は、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を制御する。本実施形態では、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをセンサ電源１６に送信する。センサ電源１６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされているとき、センサ部３１へ電力を供給し、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされていないとき、センサ部３１への電力供給を遮断する。
以下適宜、フラグがセットされている状態を「１」、フラグがセットされていない状態を「０」とする。また、監視回路１７からのセンサ部３１の異常に係る情報の送信、および、電源制御部２６からセンサ電源１６への出力制御は、フラグ以外により行われてもよい。
【００２１】
異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅがセットされている場合、センサ部３１に異常が生じていると判定する。また、異常判定部２７は、出力信号に基づき、センサ部３１の異常を判定する。例えば、センサ素子３５の検出値に基づく検出信号が異常値を示す場合、異常判定部２７は、センサ部３１に異常が生じていると判定する。また例えば、ステータス信号に含まれる更新カウンタのカウンタ値が更新されない固着異常、または、ＣＲＣ信号に基づく通信異常が検出された場合、異常判定部２７は、センサ部３１に異常が生じていると判定する。
【００２２】
センサ部３１は、センサ素子３５、出力回路３６、および、電圧監視部３７を有する。
センサ素子３５は、操舵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。本実施形態のセンサ素子３５は、ホール素子である。センサ素子３５の検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換回路を経由して、出力回路３６に出力される。
【００２３】
出力回路３６は、Ａ／Ｄ変換されたセンサ素子３５の検出値に基づく検出信号を含む出力信号を生成する。生成された出力信号は、例えば、デジタル通信の一種であるＳＥＮＴ（Single Edge Nibble Transmission）通信により、ＥＣＵ１１に出力される。本実施形態では、出力信号には、同期信号、ステータス信号、検出信号、ＣＲＣ信号、および、ポーズ信号が、この順で含まれる。
電圧監視部３７は、センサ電源１６から供給されるセンサ電源電圧Ｖｓを監視する。
【００２４】
センサ部３１の異常が検出されたとき、例えばリレー等を用いて電力供給を遮断する場合、以降、センサ部３１の検出値をＥＣＵ１１にて用いることができない。また、センサ部３１の異常の種類によっては、センサ部３１を再起動することで、正常復帰することがある。
そこで本実施形態では、センサ部３１の異常が検出された場合、制御部２１によりセンサ電源電圧Ｖｓを制御することで、センサ部３１の再起動を試みる。具体的には、センサ部３１の異常が検出された場合、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６を一時的にオフにする。センサ電源１６をオフにすると、センサ電源電圧Ｖｓが低下する。
【００２５】
本実施形態では、センサ部３１において、電圧監視部３７がセンサ電源電圧Ｖｓを監視している。センサ部３１は、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより低くなると、出力回路３６が初期化されるように設計されている。出力回路３６の初期化後、センサ電源１６からの電力供給が再開されると、センサ部３１が再起動される。センサ部３１の再起動により、センサ部３１の異常が解消されれば、センサ部３１による操舵トルクの検出を継続し、異常が解消されなければ、センサ部３１を停止する。なお、監視電位Ｖｔｈは、０より大きい所定の値に設定される。
【００２６】
図３は、センサ電源１６における電圧監視処理を説明するフローチャートである。この処理は、センサ電源１６にて、所定の間隔で実行される。
最初のステップＳ１０１では、センサ電源１６は、制御部２１から送信される出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされているか否かを判断する。以下、「ステップＳ１０１」の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。他のステップについても同様とする。出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされていないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされていると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、センサ電源１６は、バッテリ７から供給される電圧を設定電圧Ｖｂに調整し、センサ部３１へ供給する。
【００２７】
Ｓ１０３では、監視回路１７は、センサ電源電流Ｉｓが正常か否かを判断する。ここでは、センサ電源電流Ｉｓが電流超過判定値Ｉｔｈより小さい場合、正常であると判断する。センサ電源電流Ｉｓが正常ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、すなわちセンサ電源電流Ｉｓが電流超過判定値Ｉｔｈ以上である場合、Ｓ１０８へ移行する。センサ電源電流Ｉｓが正常であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、すなわちセンサ電源電流Ｉｓが電流超過判定値Ｉｔｈより小さい場合、Ｓ１０４へ移行する。
【００２８】
Ｓ１０４では、監視回路１７は、センサ電源電圧Ｖｓが正常か否かを判断する。センサ部３１が正常であれば、センサ電源電圧Ｖｓが設定電圧Ｖｂとなる。本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓが、設定電圧Ｖｂを含む正常下限値ＶＬ以上、正常上限値ＶＨ以下である場合、正常であるとみなす。センサ電源電圧Ｖｓが正常ではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。センサ電源電圧Ｖｓが正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
【００２９】
Ｓ１０３およびＳ１０４の処理は、給電異常判定に係る処理である。Ｓ１０３およびＳ１０４にて共に肯定判断された場合、給電異常が生じていないとみなす。また、Ｓ１０３またはＳ１０４にて否定判断された場合、給電異常が生じているとみなす。Ｓ１０３およびＳ１０４は、順番を入れ替えてもよいし、一方を省略してもよい。
【００３０】
出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされていないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）に移行するＳ１０５では、センサ電源１６は、センサ部３１への電力供給を遮断する。
Ｓ１０６では、監視回路１７は、出力回路３６が初期化されたか否かを判断する。本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより小さくなった場合、出力回路３６が初期化されたとみなす。出力回路３６が初期化されたと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。出力回路３６が初期化されていないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。
【００３１】
給電異常が生じていない場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ、かつ、Ｓ１０４：ＹＥＳ）、または、出力回路３６が初期化された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）に移行するＳ１０７では、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅをリセットし、制御部２１へ送信する。
給電異常が生じている場合（Ｓ１０３：ＮＯ、または、Ｓ１０４：ＮＯ）、または、出力回路３６が初期化されていない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅをセットし、制御部２１へ送信する。
【００３２】
図４は、制御部２１における異常判定処理を説明するフローチャートである。
Ｓ２０１では、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをセットし、センサ電源１６に出力する。出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされている状態であれば、セットされている状態を継続する。
Ｓ２０２では、異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅ、および、出力信号に基づき、センサ部３１に異常が生じているか否かを判断する。センサ部３１に異常が生じていないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０３以降の処理を行わない。センサ部３１に異常が生じていると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。
【００３３】
Ｓ２０３では、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６に出力する。これにより、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給が遮断される。
Ｓ２０４では、異常判定部２７は、電力供給遮断後、出力回路３６が初期化されたか否かを判断する。本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより小さくなると、出力回路３６が初期化され、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされるので、異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされると、出力回路３６が初期化されたとみなす。出力回路３６が初期化されていないと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、すなわち、異常フラグＦｌｇ＿ｅがセットされている状態が継続している場合、この判断処理を繰り返す。なお、電力供給遮断後、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈまで低下するのに十分な時間が経過しているにも関わらず、異常フラグＦｌｇ＿ｅがセットされている状態が継続されている場合、Ｓ２０８へ移行するようにしてもよい。出力回路３６が初期化されたと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、すなわち、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされた場合、Ｓ２０５へ移行する。
【００３４】
Ｓ２０５では、電源制御部２６は、再度、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをセットし、センサ電源１６に出力する。これにより、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給が再開される。
Ｓ２０６では、異常判定部２７は、センサ部３１の再起動が完了したか否かを判断する。ここでは、センサ部３１への電力供給再開後、センサ部３１の再起動に要する時間が経過した場合、センサ部３１の再起動が完了したとみなす。センサ部３１の再起動が完了していないと判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。センサ部３１の再起動が完了したと判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。
【００３５】
Ｓ２０７では、異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅ、および、出力信号に基づき、再起動後、センサ部３１に異常が生じているか否かを判断する。センサ部３１に異常が生じていないと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、再起動によりセンサ部３１が正常復帰したとみなし、センサ部３１による操舵トルクの検出を継続する。センサ部３１に異常が生じていると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行する。
【００３６】
Ｓ２０８では、センサ部３１を再起動しても正常復帰しなかったので、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６に出力する。これにより、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給が停止され、センサ部３１がシャットダウンされる。また、監視回路１７は、センサ部３１への給電異常の監視を中止する。
【００３７】
図５は、本実施形態の異常判定処理を説明するタイムチャートである。図５では、（ａ）が出力制御フラグＦｌｇ＿ｓ、（ｂ）が異常フラグＦｌｇ＿ｅ、（ｃ）がセンサ電源電圧Ｖｓ、（ｄ）がセンサ部３１の状態を示す。なお、タイムスケールは、適宜変更しているので、実際とは必ずしも一致しない。また、図５（ｃ）において、正常上限値ＶＨの記載を省略した。図５では、出力信号は正常であるものとし、給電異常を中心に説明する。後述の実施形態のタイムチャートについても同様である。
【００３８】
図５に示すように、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓがセットされると、センサ部３１に電力が供給される。センサ部３１に電力が供給されているとき、センサ電源電圧Ｖｓが正常下限値ＶＬ以上、正常上限値ＶＨ以下であれば、センサ部３１が正常であるとみなし、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされた状態となる。
【００３９】
時刻ｘ１１にて、例えばセンサ部３１内部のショート故障により、センサ電源電流Ｉｓが電流超過判定値Ｉｔｈを超え、センサ電源電圧Ｖｓが正常下限値ＶＬより低くなると、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅをセットし、制御部２１に送信する。制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅ＝１を取得すると、時刻ｘ１２にて、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を遮断する。センサ部３１への電力供給が遮断されると、センサ電源電圧Ｖｓが低下する。
【００４０】
時刻ｘ１３にて、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより小さくなると、出力回路３６が初期化される。本実施形態では、出力回路３６の初期化は、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより小さくなった段階で行われる。そのため、センサ部３１への電力供給を完全に断つことで初期化される場合と比較し、早いタイミングで初期化が行われる。
また、出力回路３６が初期化されると、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされる。
【００４１】
制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅ＝０を取得すると、時刻ｘ１４にて、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをセットし、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を再開する。センサ部３１への電力供給が再開されると、センサ電源電圧Ｖｓが上昇に転じ、センサ部３１が再起動される。
再起動処理が完了した時刻ｘ１５において、異常が検出されなければ、センサ部３１が再起動により正常復帰したものとし、センサ部３１による操舵トルクの検出を継続する。
【００４２】
また、時刻ｘ２１にて、センサ部３１の異常が検出されたものとする。時刻ｘ２１〜時刻ｘ２４の処理は、時刻ｘ１１〜時刻ｘ１４の処理と同様である。
再起動処理が完了した時刻ｘ２５にて、再度異常が検出されると、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅを制御部２１に送信する。時刻ｘ２６にて、制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅを取得すると、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を遮断する。そして、時刻ｘ２７にてセンサ電源電圧Ｖｓが０になると、センサ部３１がシャットダウンされる。また、センサ部３１のシャットダウンに伴い、異常フラグＦｌｇ＿ｅをリセットし、監視回路１７による異常監視を中止する。
なお、出力信号の異常によりセンサ部３１を再起動する場合、センサ電源１６からの電力供給遮断前にはセンサ電源電圧Ｖｓは低下せず、異常フラグＦｌｇ＿ｅは送信されない。他の実施形態も同様である。
【００４３】
本実施形態では、センサ部３１の異常が検出された場合、再起動により正常復帰するかどうかを試みる。再起動処理は、複数回行ってもよい。再起動によりセンサ部３１が正常復帰すれば、一時的に異常が検出されたとしても、操舵トルクの検出を継続することができる。また、本実施形態では、給電異常の監視をセンサ電源１６にて行っているので、制御部２１にて給電異常を監視する場合と比較し、制御部２１の演算負荷を低減することができる。
【００４４】
また本実施形態では、センサ電源１６は、内部電源１５と別途に設けられている。そのため、内部電源１５から制御部２１への給電を継続した状態にて、センサ電源１６からセンサ部３１への給電を遮断することによるセンサ部３１の再起動が可能である。これにより、制御部２１での演算を継続している状態にて、センサ部３１を再起動することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のセンサ装置１は、センサ部３１と、ＥＣＵ１１と、を備える。
センサ部３１は、センサ素子３５、および、出力回路３６を有する。センサ素子３５は、対象物理量である集磁部８３１の磁束を検出する。出力回路３６は、センサ素子３５の検出値に応じた出力信号を出力する。
ＥＣＵ１１は、センサ電源１６、および、制御部２１を有する。センサ電源１６は、センサ部３１へ電力を供給する。
【００４６】
制御部２１は、受信回路２３、電源制御部２６、および、異常判定部２７を含む。受信回路２３は、出力信号を受信する。電源制御部２６は、センサ電源１６を制御する。異常判定部２７は、センサ部３１の異常を判定する。
電源制御部２６は、センサ部３１の異常が検出された場合、センサ電源１６とセンサ部３１との間の電圧であるセンサ電源電圧Ｖｓが低下するように、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を一時的に停止する。また、電源制御部２６は、センサ部３１への電力供給再開後、センサ部３１の異常が解消された場合、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を継続し、センサ部３１の異常が解消されなかった場合、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を停止する。
【００４７】
本実施形態では、センサ部３１の異常が検出された場合、センサ部３１への給電を一時的に停止し、その後、給電を再開することで、センサ部３１を再起動する。センサ部３１の再起動により異常が解消されれば、センサ部３１への給電を継続し、対象物理量の検出および出力信号の出力が継続される。これにより、センサ部３１における異常が検出されたとしても、給電の停止と再開により正常復帰可能であれば、センサ部３１による対象物理量の検出を継続することができる。また、制御部２１におけるセンサ部３１の出力信号を用いた演算を継続することができる。
【００４８】
センサ部３１は、センサ電源電圧Ｖｓを監視する電圧監視部３７を有する。出力回路３６は、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより低くなった場合、当該出力回路３６を初期化する。
電源制御部２６は、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより低くなった場合、出力回路３６が初期化されたとみなし、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を再開する。
【００４９】
本実施形態では、センサ部３１が電圧監視部３７を有しており、センサ電源電圧Ｖｓが監視電位より低くなった場合、内部的に出力回路３６を初期化する。換言すると、出力回路３６は、センサ電源電圧Ｖｓを０まで低下させることなく、初期化される。これにより、センサ電源電圧Ｖｓを０まで低下させる場合と比較し、センサ部３１の異常検出から初期化に至るまでの期間を短くすることができる。
【００５０】
センサ電源１６は、センサ部３１への給電異常を監視する監視回路１７を有する。異常判定部２７は、監視回路１７から取得される給電異常に係る情報である異常フラグＦｌｇ＿ｅに基づき、センサ部３１の異常を判定する。詳細には、異常判定部２７は、給電異常が生じ、異常フラグＦｌｇ＿ｅがセットされている場合、センサ部３１に異常が生じていると判定する。監視回路１７にて給電異常を監視することで、制御部２１の演算負荷を低減することができる。
異常判定部２７は、出力信号に基づき、センサ部３１の異常を判定する。これにより、センサ部３１の異常を適切に判定することができる。
【００５１】
センサ素子３５は、トルクに応じて変化する磁束の変化を検出する磁気検出素子である。これにより、センサ装置１は、トルク（本実施形態では操舵トルク）を適切に検出することができる。
【００５２】
電動パワーステアリング装置８０は、センサ装置１と、モータ８１と、減速ギア８２と、を備える。
モータ８１は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力する。減速ギア８２は、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。
センサ部３１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ８３に用いられる。制御部２１あｈ、操舵トルクに基づいてモータ８１の駆動を制御する。
【００５３】
本実施形態では、センサ部３１の異常が検出された場合であっても、再起動により正常復帰可能な場合は、センサ部３１による操舵トルクに応じた磁束の検出を継続可能である。これにより、再起動によりセンサ部３１が正常復帰した場合、操舵トルクの検出が継続可能であるので、操舵トルクに基づく電動パワーステアリング装置８０の制御を継続可能である。
【００５４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６および図７に示す。第２実施形態を参考形態とする。
図６に示すように、センサ装置２は、ＥＣＵ１１と、センサ部３２と、を備える。
センサ部３２は、電圧監視部３７が省略されている点を除き、上記実施形態のセンサ部３１と同様である。すなわち、本実施形態では、センサ部３２は、センサ電源電圧Ｖｓを監視していない。
【００５５】
本実施形態では、監視電位Ｖｔｈが設定されていないので、センサ電源１６における電圧監視処理では、Ｓ１０６において、センサ電源電圧Ｖｓが０になった場合、出力回路３６が初期化されたとみなす。なお、センサ電源電圧Ｖｓが０に近い値に設定される判定値より小さい場合、センサ電源電圧Ｖｓを０とみなす。
センサ電源１６における電圧監視処理のその他の点、および、制御部２１における異常判定処理は、上記実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態の異常判定処理を図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。
時刻ｘ３１にて、センサ電源電圧Ｖｓが正常下限値ＶＬより低くなると、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅをセットし、制御部２１に送信する。制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅ＝１を取得すると、時刻ｘ３２にて、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６からセンサ部３２への電力供給を遮断する。センサ部３２への電力供給が遮断されると、センサ電源電圧Ｖｓが低下する。
【００５７】
時刻ｘ３３にて、センサ電源電圧Ｖｓが０となると、センサ部３２の演算が停止される。これにより、出力回路３６が初期化される。また、センサ電源電圧Ｖｓが０になると、異常フラグＦｌｇ＿ｅがリセットされる。
制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅ＝０を取得すると、時刻ｘ３４にて、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをセットし、センサ電源１６からセンサ部３２への電力供給を再開する。センサ部３２への電力供給が再開されると、センサ電源電圧Ｖｓが上昇に転じ、再起動処理が行われる。すなわち、本実施形態では、センサ部３２への電力供給を完全に遮断した後に、電力供給を再開することで、センサ部３２を再起動している。なお、本実施形態では、時刻ｘ３３にて、センサ部３２への電力が完全に遮断されているので、出力回路３６が初期化された状態から再起動される。
再起動処理が完了した時刻ｘ３５において、異常が検出されなければ、センサ部３２が再起動により正常復帰したものとし、センサ部３２による操舵トルクの検出を継続する。
【００５８】
また、時刻ｘ４１にて、センサ部３２の異常が検出されたものとする。時刻ｘ４１〜時刻ｘ４４の処理は、時刻ｘ３１〜時刻ｘ３４の処理と同様である。
再起動処理が完了した時刻ｘ４５にて、再度異常が検出されると、監視回路１７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅを制御部２１に送信する。時刻ｘ４６にて、制御部２１が異常フラグＦｌｇ＿ｅを取得すると、電源制御部２６は、出力制御フラグＦｌｇ＿ｓをリセットし、センサ電源１６からセンサ部３２への電力供給を遮断する。そして、時刻ｘ４７にてセンサ電源電圧Ｖｓが０になると、センサ部３２がシャットダウンされる。また、センサ部３２のシャットダウンに伴い、異常フラグＦｌｇ＿ｅをリセットし、監視回路１７による異常監視を中止する。
【００５９】
本実施形態では、電源制御部２６は、センサ電源電圧Ｖｓが０になるまで、センサ電源１６からセンサ部３１への電力供給を停止した後、センサ部３１への電力供給を再開する。
本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓを０まで低下させてセンサ部３２を完全に停止することで初期化し、その後、給電を再開することで、センサ部３２を再起動している。これにより、センサ部３２における電圧監視機能を省略できるので、センサ部３２を簡素化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８および図９に示す。第３実施形態および第４実施形態は、参考形態とする。
図８に示すように、センサ装置３は、制御ユニットとしてのＥＣＵ１２と、センサ部３１と、を備える。
ＥＣＵ１２は、内部電源１５、センサ電源１８、および、制御部２２を有する。
センサ電源１８は、監視回路１７が省略されている点を除き、上記実施形態のセンサ電源１６と同様である。センサ電源１８での処理は、図３中のＳ１０１、Ｓ１０２およびＳ１０５の処理が行われ、他の処理が省略される。
【００６１】
制御部２２は、受信回路２３、トルク演算部２５、電源制御部２６、および、異常判定部２７に加え、電圧取得部２８を有する。電圧取得部２８は、センサ電源電圧Ｖｓを、図示しないＡ／Ｄ変換部を経由して取得する。電圧取得部２８にて取得されたセンサ電源電圧Ｖｓは、異常判定部２７におけるセンサ部３１の異常判定に用いられる。すなわち本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓは、センサ電源１８に替えて、制御部２２で監視される。なお、電圧取得部２８に加え、センサ電源電流Ｉｓを取得する電流取得部を設けてもよい。また、電流取得部を設ける場合、電圧取得部２８を省略してもよい。
【００６２】
ここで、制御部２２における異常判定処理について説明する。本実施形態では、図４中のＳ２０２およびＳ２０７において、異常フラグＦｌｇ＿ｅに替えて、電圧取得部２８にて取得されるセンサ電源電圧Ｖｓに基づいて、センサ部３１の異常判定を行う。すなわち、センサ電源電圧Ｖｓが正常下限値ＶＬ以上、正常上限値ＶＨ以下であれば、給電異常が生じていないものとし、センサ電源電圧Ｖｓが正常下限値ＶＬ未満、または、正常上限値ＶＨより大きければ、給電異常が生じているものとする。出力信号に基づく異常判定は、第１実施形態と同様である。
【００６３】
また、Ｓ２０４において、出力回路３６が初期化されたか否かは、異常フラグＦｌｇ＿ｅに替えて、センサ電源電圧Ｖｓに基づいて判断する。センサ電源電圧Ｖｓが監視電位Ｖｔｈより低い場合、出力回路３６が初期化されたと判断し、監視電位Ｖｔｈ以上の場合、出力回路３６が初期化されていないと判断する。
その他の点については、第１実施形態と同様である。
【００６４】
図９は、本実施形態の異常判定処理を説明するタイムチャートである。
本実施形態では、異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅに替えて、電圧取得部２８から内部的に取得されるセンサ電源電圧Ｖｓに基づいてセンサ部３１の異常を判定する点を除き、第１実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
なお、図９では、図５と整合させるべく、（ｂ）を欠番として記載した。
【００６５】
本実施形態では、制御部２２は、センサ電源電圧Ｖｓを取得する電圧取得部２８を有する。異常判定部２７は、電圧取得部２８にて取得されたセンサ電源電圧Ｖｓに基づき、センサ部３１の異常を判定する。
本実施形態では、制御部２２にてセンサ電源電圧Ｖｓを取得している。これにより、センサ電源１８における給電異常の監視機能を省略することができるので、センサ電源１８を簡素化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１０および図１１に示す。
図１０に示すように、センサ装置４は、ＥＣＵ１２と、センサ部３２と、を備える。センサ装置４は、センサ部３１に替えて、第２実施形態のセンサ部３２としている点が、第３実施形態のセンサ装置３と異なっており、その他の点は同様である。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、第３実施形態と同様、制御部２２にて、給電異常を監視する。また、第２実施形態と同様、センサ部３２は、センサ電源電圧Ｖｓを監視しておらず、監視電位Ｖｔｈが設定されていない。そのため、本実施形態では、センサ部３２への電力供給を完全に断ち、センサ電源電圧Ｖｓを０とした後に、電力供給を再開することで、センサ部３２が再起動される。
【００６８】
本実施形態では、異常判定処理のＳ２０４において、出力回路３６が初期化されたか否かの判断は、異常フラグＦｌｇ＿ｅに替えて、センサ電源電圧Ｖｓに基づいて判断する。本実施形態では、センサ電源電圧Ｖｓが０である場合、出力回路３６が初期化されたと判断し、センサ電源電圧Ｖｓが０でない場合、出力回路３６が初期化されていないと判断する。センサ電源電圧Ｖｓは、第２実施形態と同様、０に近い値に設定される判定値より小さい場合、０とみなす。
制御部２２における異常判定処理のその他の点、および、センサ電源１８における処理は、第３実施形態と同様である。
【００６９】
図１１は、本実施形態の異常判定処理を説明するタイムチャートである。
本実施形態では、異常判定部２７は、異常フラグＦｌｇ＿ｅに替えて、電圧取得部２８から内部的に取得されるセンサ電源電圧Ｖｓに基づいてセンサ部３２の異常を判定する点を除き、第２実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
なお、図１１では、図７と整合させるべく、（ｂ）を欠番として記載した。
【００７０】
本実施形態では、第２実施形態と同様、センサ部３２における電圧監視機能を省略しているので、センサ部３２を簡素化することができる。また、第３実施形態と同様、センサ電源１８における給電異常の監視機能を省略しているので、センサ電源１８を簡素化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
（他の実施形態）
（ア）再起動処理
第１実施形態および第３実施形態では、センサ電源電圧が監視電位より低くなると、出力回路が初期化されたとみなしてセンサ部への電力供給を再開する。また、第２実施形態および第４実施形態では、センサ電源電圧が０になると、出力回路が初期化されたとみなしてセンサ部への電力供給を再開する。他の実施形態では、センサ部への電力供給を遮断してから、出力回路が初期化されるのに要する初期化所要期間が経過した場合、前記センサ部への電力供給を再開するようにしてもよい。ここで、センサ部が電圧監視機能を有する場合、初期化所要期間は、センサ電源電圧が監視電位まで低下するのに要する期間に応じて設定される。また、センサ部が電圧監視機能を有しない場合、初期化所要期間は、センサ電源電圧が０まで低下するのに要する期間に応じて設定される。
【００７２】
（イ）センサ装置
上記実施形態では、センサ装置は、１つのセンサ部を有する。他の実施形態では、センサ部が複数設けられていてもよい。上記実施形態では、１つのセンサ部に１つのセンサ素子が設けられる。他の実施形態では、１つのセンサ部に複数のセンサ素子を設けてもよい。この場合、複数のセンサ素子の検出値のうちの代表値や平均値等の演算値に基づく検出信号が出力信号に含まれるようにしてもよいし、複数のセンサ素子のそれぞれの検出値に応じた検出信号が出力信号に含まれるようにしてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、センサ素子は、ホール素子である。他の実施形態では、センサ素子は、ホール素子以外の磁気検出素子であってもよいし、磁気以外の物理量を検出する素子であってもよい。
上記実施形態では、センサ部は、操舵トルクを検出するトルクセンサに設けられる。他の実施形態では、センサ部は、操舵トルク以外のトルク、回転角、ストローク、荷重、圧量等、どのような物理量を検出するものであってもよい。
上記実施形態では、出力回路は、ＳＥＮＴ通信によりセンサ部から制御ユニットに出力信号を出力する。他の実施形態では、出力回路は、ＳＥＮＴ通信以外のデジタル通信方式により出力信号を出力してもよいし、アナログ通信により出力信号を出力してもよい。
【００７４】
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、センサ装置を、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、車載装置以外の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】
【００７５】
１〜４・・・センサ装置
１１、１２・・・ＥＣＵ（制御ユニット）
１６、１８・・・センサ電源
２１、２２・・・制御部
２３・・・受信回路
２６・・・電源制御部
２７・・・異常判定部
３１、３２・・・センサ部
３５・・・センサ素子
３６・・・出力回路
【図１】
0006679861.tif 000002
【図２】
0006679861.tif 000003
【図３】
0006679861.tif 000004
【図４】
0006679861.tif 000005
【図５】
0006679861.tif 000006
【図６】
0006679861.tif 000007
【図７】
0006679861.tif 000008
【図８】
0006679861.tif 000009
【図９】
0006679861.tif 000010
【図１０】
0006679861.tif 000011
【図１１】
0006679861.tif 000012