WO2014064856A1 - トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両 - Google Patents

トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両 Download PDF

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康寛 川井
利行 鬼塚
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    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means

Definitions

  • the present invention relates to a torque detection device including a torque sensor that detects torque acting on a rotating shaft, an electric power steering device including the torque detection device, and a vehicle.
  • an electric power steering apparatus it is common to determine an assist force based on a steering torque detected by a torque sensor and to drive and control an electric motor.
  • a conventional torque sensor abnormality detection device for example, there is a technique described in Patent Document 1.
  • an abnormality determination unit and a switch unit that is turned off when the abnormality determination unit determines an abnormality are provided in the torque sensor, and an abnormality detection signal is transmitted from the torque sensor to the ECU via a harness. is there.
  • the abnormality detection signal a voltage signal indicating an L potential when normal and an H potential when abnormal is used.
  • an object of the present invention is to provide a highly reliable torque detection device, an electric power steering device using the torque detection device, and a vehicle.
  • a first aspect of the torque detection device includes a sensor unit that outputs a signal corresponding to torque generated in the rotating shaft, and a rotation based on the signal output by the sensor unit.
  • a torque sensor circuit that detects torque generated in the shaft, and the torque sensor circuit detects an analog main torque signal and an analog sub torque signal based on a signal output from the sensor unit; and
  • An AD converter that converts the analog main torque signal and the analog sub torque signal detected by the signal processing unit into a main torque value and a sub torque value that are digital values; a monitoring unit that monitors an abnormality of the signal processing unit; The main torque value and the sub torque value converted by the AD converter and the diagnostic information including the abnormality diagnosis result by the monitoring unit are superimposed. It is characterized by comprising a communication output unit for outputting a digital communication signal.
  • the diagnostic information is superimposed on the digital communication signal, an abnormality occurring on the torque sensor circuit side can be recognized on the ECU side that has received the digital communication signal.
  • the ECU side can appropriately determine which part of the torque sensor circuit is abnormal.
  • the digital communication signal is output at a constant period, even when the digital signal line is disconnected, the ECU can easily recognize this.
  • the torque sensor The function can be continued. Further, on the ECU side, in addition to the abnormality monitoring based on the diagnostic information, the abnormality monitoring can be performed by comparing and monitoring the main torque value and the sub torque value, and a highly reliable diagnosis can be performed.
  • the torque sensor circuit further includes a sub output unit that outputs the analog sub torque signal detected by the signal processing unit.
  • a sub output unit that outputs the analog sub torque signal detected by the signal processing unit.
  • the torque sensor circuit further includes a sub output unit that outputs the analog sub torque signal detected by the signal processing unit.
  • the output from a torque sensor circuit to ECU can also be made into three types, an analog main torque signal, an analog subtorque signal, and a digital communication signal. Therefore, in the ECU, in addition to the comparison monitoring of the main torque value and the sub torque value, the analog main torque signal and the analog sub torque signal can be compared and monitored, and the reliability can be improved.
  • the communication output unit outputs the digital communication signal via a plurality of communication signal lines.
  • the communication output unit outputs the digital communication signal via a plurality of communication signal lines.
  • the torque sensor circuit writes correction data for correcting an error between the analog main torque signal and the analog sub torque signal by changing a calculation circuit constant used in the signal processing unit.
  • a possible correction data storage unit and an output terminal for outputting the digital communication signal to the outside of the torque sensor circuit, for writing the correction data to the correction data storage unit from the outside of the torque sensor circuit It is preferable to include an input / output switching unit that switches to the input terminal.
  • the digital communication signal line for monitoring is also used as the correction data writing line, an increase in the number of signal lines with the ECU can be suppressed.
  • the sub-side torque signal line is also used as the correction data write line, even if the torque signal line is switched to the correction data write function due to noise, the risk of loss of the torque signal used as the main is suppressed. Therefore, functional safety can be ensured.
  • the torque sensor circuit can write correction data for correcting an error between the analog main torque signal and the analog sub torque signal by changing an arithmetic circuit constant used in the signal processing unit.
  • a correction data storage unit and an output terminal for outputting the analog sub torque signal to the outside of the torque sensor circuit, for writing the correction data to the correction data storage unit from the outside of the torque sensor circuit. It is preferable to include an input / output switching unit that switches to the input terminal.
  • the monitoring analog sub torque signal line is also used as the correction data writing line, an increase in the number of signal lines with the ECU can be suppressed.
  • the sub-side torque signal line is also used as the correction data write line, even if the torque signal line is switched to the correction data write function due to noise, the risk of loss of the torque signal used as the main is suppressed. Therefore, functional safety can be ensured.
  • the communication output unit generates a diagnostic signal including a main torque value and a sub torque value converted by the AD converter, and the diagnostic information, and the diagnostic signal generation
  • the diagnostic signal output unit which converts the data format of the diagnostic signal generated by the unit and outputs the data as the digital communication signal, the diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit, and the diagnostic signal output unit
  • the digital communication signal converted and output in step 1 is compared with the signal returned to the same data format as the diagnostic signal before conversion, and when the comparison result is inconsistent, an abnormality has occurred in the diagnostic signal output unit. It is preferable to include an output abnormality detection unit for determining.
  • an output abnormality detection unit for determining.
  • the 8th aspect is provided with the diagnostic result output part which outputs the output abnormality diagnostic result by the said output abnormality detection part. Thereby, it can be transmitted to the ECU side that an abnormality has occurred in the communication data.
  • the output abnormality detection unit before the torque detection function by the torque detection circuit is activated, two different diagnostic signals are input to the output abnormality detection unit in place of the two signals to be compared.
  • the output abnormality detection unit preferably includes an initial diagnosis unit that confirms that the output abnormality detection unit is operating normally by performing abnormality diagnosis on the input signal. Thereby, the abnormality of the output abnormality detection unit itself can be monitored. Therefore, reliability abnormality diagnosis can be performed.
  • the diagnostic signal is obtained by converting the diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit and the digital communication signal obtained by converting and outputting the inverted signal of the diagnostic signal by the diagnostic signal output unit.
  • the signal is returned to the same data format as the previous diagnostic signal.
  • the diagnostic signal output unit is built in the custom IC, and the digital communication signal output from the diagnostic signal output terminal of the custom IC is transmitted from the feedback terminal of the custom IC. It is preferable to provide a terminal abnormality detection unit that feeds back the signal and compares it with the digital communication signal before being output from the diagnostic signal output terminal. Thereby, when abnormality, such as a disconnection, a power fault, and a ground fault, has generate
  • the sensor unit includes a pair of detection coils whose impedances change in opposite directions according to torque generated on the rotation shaft, and a resistor connected in series to each of the detection coils. Selecting one of a plurality of excitation signal generation units having the same configuration and a plurality of excitation signals generated by the plurality of excitation signal generation units to generate an excitation signal to be supplied to the bridge circuit comprising the bridge circuit. The excitation signal selection unit supplied to the circuit and the plurality of excitation signals generated by the plurality of excitation signal generation units are compared, and it is determined that an abnormality has occurred in the excitation signal when the plurality of excitation signals do not match.
  • an abnormality detecting unit that In this way, since the excitation signals generated from the excitation signal generators having the same configuration are compared, even if a frequency abnormality or a distortion waveform occurs, an abnormality in the excitation signal can be detected appropriately.
  • the thirteenth aspect includes at least three of the plurality of excitation signal generation units, and the abnormality detection unit includes a plurality of comparison circuits that compare the plurality of excitation signals generated by the excitation signal generation unit two by two. And an excitation signal in which an abnormality has occurred is identified based on a comparison result by the comparison circuit, and the excitation signal selection unit is configured to detect a normal excitation signal based on an excitation abnormality diagnosis result by the abnormality detection unit. Is preferably selected and supplied to the bridge circuit. As described above, since the excitation signal in which an abnormality has occurred can be specified, it is possible to select a normal excitation signal and supply it to the bridge circuit, and the excitation function can be continued with high reliability. .
  • the two comparison signals in the comparison circuit of the abnormality detection unit are replaced with two different excitation signals. It is preferable to provide an excitation signal initial diagnosis unit that inputs an excitation signal diagnosis signal and confirms that the abnormality detection unit is operating normally when the comparison circuit performs abnormality diagnosis on the input signal. Thereby, the abnormality of the abnormality detection unit itself can be monitored. Therefore, a highly reliable torque signal can be obtained.
  • the abnormality detection unit includes an excitation diagnosis result output unit that outputs an excitation abnormality diagnosis result. Thereby, it can be transmitted to the ECU side that an abnormality has occurred in the excitation signal.
  • the sensor unit is built in a custom IC, and an excitation signal output from the excitation signal terminal of the custom IC to the bridge circuit is transmitted from the feedback terminal of the custom IC to the custom IC. It is preferable to provide an excitation signal terminal abnormality detection unit that feeds back to the excitation signal and compares it with the excitation signal before output from the excitation signal terminal to the bridge circuit. Thereby, when abnormality, such as a disconnection, a power fault, and a ground fault, has generate
  • the excitation signal terminal abnormality detection unit includes a terminal diagnosis result output unit that outputs an abnormality diagnosis result of the excitation signal terminal. Thereby, it can be transmitted to the ECU side that an abnormality has occurred in the excitation signal terminal.
  • the eighteenth aspect it is preferable that two sets of the sensor units are provided, and two torque detection systems including the torque sensor circuits are provided in correspondence with the two sets of sensor units. Thereby, even if abnormality occurs in one of the systems including the sensor unit, the torque detection function can be continued in the other system.
  • one set of the sensor unit two torque detection systems including the torque detection circuit, and detecting the torque with one of the torque detection systems as an operating state. Is preferred. Thereby, even if an abnormality occurs in one of the torque detection systems, the torque detection function can be continued in the other system.
  • one aspect of the electric power steering device according to the present invention is based on any one of the above torque detection devices that detect the steering torque input to the steering mechanism, and at least the steering torque detected by the torque detection device, A motor control unit that drives and controls the electric motor so as to apply a steering assist force that reduces a driver's steering burden to the steering system.
  • an electric power steering apparatus that performs stable steering assist control can be provided.
  • One aspect of the vehicle according to the present invention is characterized by including the above-described electric power steering device. Thereby, it can be set as the vehicle which can perform the stable steering assist control.
  • the torque detection device of the present invention since a digital communication signal in which the digital torque value and the diagnostic information of the torque sensor circuit are superimposed is output, the abnormality occurrence state can be appropriately transmitted to the ECU, and the torque detection function Continuity of can be improved. Therefore, a highly reliable torque sensor system can be constructed. Therefore, in the electric power steering apparatus and the vehicle including the torque detection device, stable steering assist control can be performed.
  • FIG. It is a whole lineblock diagram showing the electric power steering device in this embodiment. It is a block diagram which shows the structure of a torque detection apparatus. It is a coil periphery figure which comprises a torque sensor. 2 is a diagram illustrating a data configuration of a digital communication signal S.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of ECU in 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of ECU in 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows another example of a structure of ECU in 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of ECU in 3rd Embodiment. It is a block diagram which shows the torque detection apparatus in 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an electric power steering apparatus according to the present embodiment.
  • reference numeral 1 denotes a steering wheel of a vehicle, and a steering force applied to the steering wheel 1 from a driver is transmitted to a steering shaft 2 having an input shaft 2a and an output shaft 2b.
  • this steering shaft 2 one end of the input shaft 2a is connected with the steering wheel 1, and the other end is connected with one end of the output shaft 2b via the torque sensor 20 with which the torque detection apparatus 30 mentioned later is provided.
  • the steering force transmitted to the output shaft 2 b is transmitted to the intermediate shaft 5 via the universal joint 4 and further transmitted to the pinion shaft 7 via the universal joint 6.
  • the steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the tie rod 9 via the steering gear 8 and steers steered wheels (not shown).
  • the steering gear 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8a connected to the pinion shaft 7 and a rack 8b meshing with the pinion 8a, and the rotational motion transmitted to the pinion 8a goes straight in the rack 8b. It has been converted to movement.
  • a steering assist mechanism 10 for transmitting an auxiliary steering force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2.
  • the steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2b, and an electric motor 12 connected to the reduction gear 11 and generating an auxiliary steering force for the steering system.
  • the torque sensor 20 is for detecting the steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a, and the relative displacement between the input shaft 2a and the output shaft 2b connected by a torsion bar (not shown). (Rotational displacement) is detected in correspondence with the change in impedance of the coil pair.
  • the torque detection value T output from the torque sensor 20 is input to the controller 15.
  • the controller 15 operates by being supplied with power from a vehicle-mounted battery 17 (for example, the rated voltage is 12V).
  • the negative electrode of the battery 17 is grounded, and the positive electrode thereof is connected to the controller 15 via an ignition switch 18 for starting the engine, and is directly connected to the controller 15 without passing through the ignition switch 18.
  • the controller 15 receives a vehicle speed detection value V detected by the vehicle speed sensor 16 in addition to the torque detection value T, and performs steering assist control for applying a steering assist force corresponding to these to the steering system.
  • a steering assist torque command value for generating the steering assist force by the electric motor 12 is calculated according to a known procedure, and the electric motor 12 is supplied with the calculated steering assist torque command value and the motor current detection value.
  • the drive current to be supplied is feedback controlled.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the torque detection device 30.
  • the torque detection device 30 includes the torque sensor 20 described above.
  • the torque sensor 20 includes a coil pair 22 configured by combining a pair of coils 22a and 22b of the same standard.
  • the torque sensor 20 includes a yoke 71, a circular pipe member 73, and a plurality of windows provided on the outer periphery of the circular pipe member 73 so as to face the coil pair 22. 731, a torsion bar 74, and a sensor shaft 75.
  • the torsion bar 74, the sensor shaft 75, and the input shaft 2a and the output shaft 2b of the steering shaft 2 are arranged coaxially.
  • the coils 22a and 22b constituting the coil pair 22 are arranged in a cylindrical yoke 71 as shown in FIG.
  • an oscillating unit 65 is connected to the coil pair 22, and an exciting current is supplied as an AC signal to the coils 22 a and 22 b configuring the coil pair 22 by the oscillating unit 65.
  • One terminal of the coils 22a and 22b constituting the coil pair 22 is connected to the oscillating unit 65 via electric resistors 66a and 66b, respectively.
  • the other terminals of the coils 22a and 22b are grounded.
  • the output signal of the coil pair 22 is the terminal voltage of the coils 22a and 22b, and this output signal is output to the signal processing circuits 50A and 50B.
  • the signal processing circuit 50 ⁇ / b> A includes a main amplification / full wave rectification unit 51 and a main smoothing unit 52.
  • the signal output from the signal processing circuit 50 ⁇ / b> A is input to the main output unit 53.
  • the signal processing circuit 50 ⁇ / b> B includes a sub amplification / full wave rectification unit 54 and a sub smoothing unit 55.
  • the signal output from the signal processing circuit 50B is input to the sub output unit 56.
  • the torque detection device 30 includes an AD converter (ADC) 57, a communication output unit 58, and a connector 59.
  • the torque detection device 30 is connected to a controller (ECU) 15 via a connector 59.
  • the ECU 15 supplies the power supply voltage Vcc to each element of the torque detection device 30 via the connector 59.
  • the torque detection device 30 processes the output signal of the coil pair 22 and outputs an analog main torque signal Tma, an analog sub torque signal Tsa, and a digital communication signal S, which will be described later, to the ECU 15 via the connector 59.
  • the ECU 15 determines whether or not an abnormality has occurred in the torque detection device 30 based on the various signals that are input, and performs steering assist control according to the determination result.
  • the torque sensor 20, the oscillator 65, and the electric resistors 66 a and 66 b constitute a torque sensor unit, and the signal processing circuits 50 A and 50 B, the main output unit 53, the sub output unit 56, the ADC 57, the communication output unit 58, and the connector 59 serve as torque.
  • a sensor circuit is configured.
  • the main amplification / full-wave rectification unit 51 receives an output signal of the coil pair 22 (terminal voltages of the coils 22a and 22b), amplifies and rectifies the difference between these two input voltages.
  • the main smoothing unit 52 smoothes the output waveform of the main amplifying / full wave rectifying unit 51, and the main output unit 53 uses the analog main torque signal Tma as an analog main torque signal Tma via a noise filter and connector 59 (not shown).
  • Tma analog main torque signal
  • the sub-amplification / full-wave rectification unit 54 receives the output signal of the coil pair 22 (terminal voltages of the coils 22a and 22b), amplifies and rectifies the difference between these two input voltages.
  • the sub-smoothing unit 55 smoothes the output waveform of the sub-amplification / full-wave rectification unit 54, and the sub-output unit 56 uses the analog sub-torque signal Tsa as an analog signal line via a noise filter and connector 59 (not shown).
  • the ADC 57 converts the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa into digital values, and outputs them to the communication output unit 58 as the main torque value Tm and the sub torque value Ts.
  • the communication output unit 58 generates a digital communication signal S in which the main torque value Tm and the sub torque value Ts output from the ADC 57 and the diagnosis information Diag are superimposed on a communication protocol, and a digital signal line (communication signal line) is connected via the connector 59. )
  • the diagnosis information Diag is a signal indicating an abnormality diagnosis result obtained by monitoring the abnormality of the signal processing circuits 50A and 50B by comparing the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa.
  • the diagnosis information Diag may include an abnormality diagnosis result of each part of the torque detection device 30 such as a torque sensor part.
  • synchronization information is arranged at the beginning of one frame, and diagnostic information including diagnostic information Diag is arranged in order. Further, following the diagnostic information, the main torque value Tm and the sub torque value Ts digitized by the ADC 57 are arranged. Further, a CRC for checking the digital communication signal S and a pause for adjusting the length of one frame are provided thereafter.
  • the communication data in units of one frame is sequentially output from the communication output unit 58 to the ECU 15 via the digital signal line. That is, the main torque value Tm, the sub torque value Ts, and the diagnostic information Diag are output from the torque detection device 30 to the ECU 15 at a substantially constant cycle. As described above, the output from the torque detection device 30 to the ECU 15 is the three types of the analog main torque signal Tma, the analog sub torque signal Tsa, and the digital communication signal S. In addition, the main torque value Tm, the sub torque value Tm, and the diagnostic information Diag are superimposed on the digital communication signal S. Then, the ECU 15 monitors the abnormality of the torque detection device 30 based on the three types of signals input from the torque detection device 30, and when an abnormality has occurred, in which part the abnormality has occurred. Determine.
  • the ECU 15 converts an analog main torque signal Tma into a digital value and outputs a main torque value Tmd, and an ADC 15b that converts an analog sub torque signal Tsa into a digital value and outputs a sub torque value Tsd.
  • the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd are referred to as “main torque value from the analog signal line” and “sub torque value from the analog signal line” in the following description.
  • the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd are input to the comparison monitoring unit 15c. Further, the torque signal acquisition unit 15d normally acquires the main torque value Tmd as the detected torque value T detected by the final torque detection device 30. When it is determined that the main torque value Tmd is not a normal value, the main torque value Tm is acquired as the torque detection value T.
  • the comparison monitoring unit 15c compares the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd, and outputs the result to the torque monitoring unit 15e.
  • the torque monitoring unit 15e determines whether or not the torque signals Tmd and Tsd are abnormal depending on whether or not the normal cross characteristic is deviated. Further, the torque monitoring unit 15e monitors an analog signal abnormality.
  • the analog signal abnormality means disconnection or short circuit of the analog signal line for outputting the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa from the torque detection device 30 to the ECU 15.
  • the pull-down resistors R1 and R2 are provided at the input stages of the analog torque signals Tma and Tsa, respectively, when an analog signal abnormality occurs, the signal from the analog signal line becomes approximately 0V. Therefore, when the main torque value Tmd is approximately 0V, the torque monitoring unit 15e determines that an abnormality has occurred in the analog signal line of the analog main torque signal Tma, and the sub torque value Tsd becomes approximately 0V. When there is an abnormality, it is determined that an abnormality has occurred in the analog signal line of the analog sub torque signal Tsa.
  • the digital communication signal S is decoded by the decoder 15f, and the main torque value Tm and the sub torque value Ts included in the digital communication signal S are input to the comparison monitoring unit 15g.
  • the main torque value Tm and the sub torque value Ts are referred to as “main torque value from the digital signal line” and “sub torque value from the digital signal line” in the following description.
  • the comparison monitoring unit 15g compares the main torque value Tm and the sub torque value Ts and outputs the result to the torque monitoring unit 15h. As a result of comparing the main torque value Tm and the sub-torque value Ts, the torque monitoring unit 15h determines whether or not an abnormality has occurred in the torque signals Tm and Ts depending on whether or not the normal cross characteristic is deviated.
  • the torque monitoring unit 15h monitors digital signal abnormality.
  • the digital signal abnormality means disconnection or short circuit of the digital signal line for outputting the digital communication signal S from the torque detection device 30 to the ECU 15. Since a pull-up resistor R3 is provided at the input stage of the digital communication signal S, when a digital signal abnormality occurs, the signal from the digital signal line is approximately 5 V of the power supply voltage. Therefore, the torque monitoring unit 15h detects an abnormality of the digital signal line when the digital communication signal S is approximately 5V.
  • the comparison monitoring unit 15i compares the main torque value Tmd or sub torque value Tsd from the analog signal line with the main torque value Tm or sub torque value Ts from the digital signal line, and the result is the torque monitoring unit. Output to 15j.
  • the torque monitoring unit 15j monitors each torque signal for abnormality. For example, whether or not the main torque value Tmd from the analog signal line is equal to the main torque value Tm from the digital signal line, the main torque value Tmd from the analog signal line and the sub torque value Ts from the digital signal line are normal. An abnormality in each torque signal is detected by monitoring whether or not the cross characteristic is obtained.
  • the circuit monitoring unit 15k monitors the diagnostic information Diag included in the digital communication signal S and recognizes an abnormality in the signal processing circuits 50A and 50B of the torque detection device 30. With the above configuration, when an abnormality occurs, the ECU 15 can appropriately determine where the abnormality has occurred.
  • the torque detector 30 and the ECU 15 shown in FIG. 5 constitute a torque sensor system.
  • the torque output function of the torque detector 30 is activated.
  • the signal processing circuits 50A and 50B calculate the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa corresponding to the output signal of the coil pair 22, and the main output unit 53 and the sub output unit 56 use the analog signal line. These are output to the ECU 15.
  • the communication output unit 58 also includes a digital communication signal S including a main torque value Tm and a sub torque value Ts obtained by digitizing the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa, and diagnostic information Diag of the signal processing circuits 50A and 50B. Is output to the ECU 15 via the digital signal line.
  • the main torque value Tmd obtained by digitizing the analog main torque signal Tma output via the analog signal line is the final value. Torque detection value T. Then, the ECU 15 performs steering assist control based on the detected torque value T.
  • an abnormality occurs in the signal processing circuits 50A and 50B of the torque detection device 30 from this normal state, an abnormality occurs in the signal processing circuits 50A and 50B in the digital communication signal S output from the torque detection device 30 to the ECU 15.
  • Diagnostic information Diag indicating that the Therefore, the circuit monitoring unit 15k of the ECU 15 can recognize from the diagnostic information Diag that an abnormality has occurred in the signal processing circuits 50A and 50B. Therefore, in this case, it is possible to appropriately shift to the fail safe mode.
  • the diagnostic information Diag in the communication protocol, the ECU 15 side can easily and appropriately recognize that an abnormality has occurred in the signal processing circuits 50A and 50B.
  • the signal processing circuits 50A and 50B are operating normally, but an abnormality has occurred in the analog signal line for transmitting the analog torque signal Tma from the torque detection device 30 to the ECU 15, a pull-down is performed.
  • the analog main torque Tma becomes approximately 0 V due to the resistor R2. Therefore, the main torque value Tmd digitized by the ADC 15a is also approximately 0V. Therefore, the ECU 15 can appropriately determine that the analog signal is abnormal in the torque monitoring unit 15e.
  • the comparative monitoring operation using the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd cannot be normally performed, but the comparative monitoring operation using the main torque value Tm and the sub torque value Ts superimposed on the digital communication signal S is not performed. Can continue. Therefore, even when an analog signal abnormality occurs, highly reliable monitoring can be maintained. Further, instead of the main torque value Tmd from the analog signal line, the main torque value Tm from the digital signal line can be acquired as the torque detection value T by the final torque detection device 30, so that the steering assist control is appropriately performed. Can continue.
  • the comparative monitoring operation using the main torque value Tm and the sub torque value Ts superimposed on the digital communication signal S cannot be performed normally, but the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd from the analog signal line are used.
  • the comparative monitoring operation that has been performed can be continued. Therefore, even when a digital signal abnormality occurs, highly reliable monitoring can be maintained and appropriate steering assist control can be continued.
  • the torque detection device 30 when an abnormality occurs in the torque detection device 30, it is possible to determine in which part the abnormality has occurred. In particular, even when an abnormality occurs until the torque signal detected by the torque detection device 30 reaches the ECU 15, this can be detected appropriately and the function as a torque sensor can be continued. That is, the ADC 57 is mounted on the torque sensor circuit, the analog torque signal is digitized by the ADC 57, arranged in a communication protocol, and output to the ECU 15 at a constant cycle. Therefore, as in the case of using the clocking diagnosis signal, The ECU side can easily recognize power supply faults, ground faults, disconnections, etc. of diagnostic signal lines.
  • the ECU 15 side can notify the ECU 15 of the state in the torque sensor circuit. Therefore, highly reliable monitoring is possible on the ECU 15 side. Further, on the ECU 15 side, two types of comparative monitoring of the main torque value Tmd and the sub torque value Tsd from the analog signal line and two types of comparative monitoring of the main torque value Tm and the sub torque value Ts from the digital signal line are performed. Therefore, it is possible to realize a torque sensor system capable of continuing the torque sensor function while maintaining highly reliable monitoring.
  • the output from the torque detection device 30 to the ECU 15 in the first embodiment described above is an analog main torque signal Tma and a digital communication signal S. That is, the torque detection device 30 of the second embodiment has a configuration in which the sub output unit 56 in FIG. 2 is deleted. Then, as shown in FIG. 6, the ECU 15 deletes the pull-up resistor R2, the ADC 15b, the comparison monitoring unit 15c and the torque monitoring unit 15e in FIG. 5, and replaces the comparison monitoring unit 15i and the torque monitoring unit 15j with a comparison monitoring unit. 15l and a torque monitoring unit 15m are provided.
  • the comparison monitoring unit 151 compares and monitors the main torque value Tmd from the analog signal line and the main torque value Tm from the digital signal line, and also compares the main torque value Tmd from the analog signal line and the sub torque from the digital signal line. The value Ts is compared and monitored, and these results are output to the torque monitoring unit 15m.
  • the torque monitoring unit 15m monitors each torque signal for abnormality. For example, whether or not the main torque value Tmd from the analog signal line is equal to the main torque value Tm from the digital signal line, the main torque value Tmd from the analog signal line and the sub torque value Ts from the digital signal line are normal. An abnormality in each torque signal is detected by monitoring whether or not the cross characteristic is obtained.
  • the analog signal abnormality and the digital signal abnormality can be appropriately detected as in the first embodiment.
  • the torque detection function can be maintained while maintaining highly reliable monitoring even when an analog signal abnormality occurs. Can do.
  • the ECU 15 can recognize that the abnormality monitoring function of the torque sensor system has been lost and can shift to the fail-safe mode.
  • the signal lines between the torque detection device 30 and the ECU 15 are five to four in the first embodiment described above. Can be reduced. Thereby, the noise filter-related elements arranged on the analog signal line can be reduced by one line, which can contribute to low cost.
  • the torque signal output can be continuously output, and the decrease in the main power supply potential can be notified to the ECU 15 side via the communication signal line.
  • the analog main torque signal Tma is used as the analog torque signal output from the torque detection device 30 to the ECU 15. Instead, the analog sub torque signal Tsa is output to the ECU 15. You may do it.
  • the main torque value Tm included in the digital communication signal S may not be used for comparison monitoring.
  • the comparison monitoring unit 15g and the torque monitoring unit 15h in FIG. 6 are deleted, a decoder 15n is provided instead of the decoder 15f, and the comparison monitoring unit 15o and the torque monitoring unit 15p are replaced with the comparison monitoring unit 15l and the torque monitoring unit 15m.
  • the comparison monitoring unit 15o compares and monitors the sub torque value Ts output from the decoder 15n and the main torque value Tmd from the analog signal line, and outputs the result to the torque monitoring unit 15p.
  • the torque monitoring unit 15p detects an abnormality in each torque signal. Thereby, the monitoring function on the ECU 15 side can be simplified.
  • the torque detection device 30 of the third embodiment has a configuration in which the main output unit 53 and the sub output unit 56 in FIG. 2 are deleted. 8, the ECU 15 deletes the pull-up resistor R1, the pull-up resistor R2, the ADC 15a, the ADC 15b, the comparison monitoring unit 15c, the torque monitoring unit 15e, the comparison monitoring unit 15i, and the torque monitoring unit 15j in FIG.
  • a torque signal acquisition unit 15q is provided in place of the torque signal acquisition unit 15d.
  • the torque signal acquisition unit 15q acquires the main torque value Tm from the digital signal line as the final torque detection value T of the torque detection device 30.
  • the ECU 15 monitors and confirms in a wider range as compared with the case where only the main torque signal Tma and the sub torque signal Tsa are simply output from the analog signal line. It can be performed. Further, since it is not necessary to output an analog torque signal to the ECU 15, AD converters (ADCs 15a and 15b) for digitizing the analog torque signal are also unnecessary. Therefore, the cost can be reduced accordingly.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the torque detection device. As shown in FIG. 9, four communication signal lines are provided between the torque detection device 30 and the ECU 15, and two of them (communication 1, communication 1 ′) are digitally transmitted from the torque detection device 30 to the ECU 15. This is a line for outputting the communication signal S.
  • the digital communication signal S can be output via the other digital signal line, so the abnormality monitoring function and torque detection The function can be continued. Therefore, in the third embodiment described above, when an abnormality occurs in the digital signal line and the digital communication signal S is not normally output to the ECU 15, the torque sensor function is stopped. Then, function continuity can be secured.
  • the fifth embodiment has two torque sensor circuits in the first embodiment described above. That is, the torque detection apparatus of the fifth embodiment is as shown in FIG.
  • the torque sensor circuit is constituted by the torque sensor circuit 1 of the first system and the torque sensor circuit 2 of the second system, and the corresponding torque sensor units (torque sensor unit 1 and torque sensor unit 2) are respectively provided.
  • the torque sensor circuit 1 outputs an analog main torque signal Tma (torque main 1) and an analog sub torque signal Tsa (torque sub 1) via an analog signal line, and a digital communication signal S (communication 1) via a digital signal line. Is output.
  • the torque sensor circuit 2 outputs an analog main torque signal Tma (torque main 2) and an analog sub torque signal Tsa (torque sub 2) through an analog signal line, and a digital communication signal S (communication 2) through a digital signal line. Is output.
  • the torque sensor circuit in the first embodiment is configured by two systems.
  • the torque sensor circuit in the second to fourth embodiments is configured by two systems, respectively. You may make it do.
  • the torque sensor circuit shown in FIGS. 6 and 7 when configured by two systems, as shown in FIG. 11, there are eight signal lines between the torque detection device 30 and the ECU 15. Further, when the torque sensor circuit shown in FIG. 8 is configured with two systems, as shown in FIG. 12, the number of signal lines between the torque detection device 30 and the ECU 15 is six. Furthermore, when the torque sensor circuit shown in FIG. 9 is configured with two systems, as shown in FIG. 13, the number of signal lines between the torque detection device 30 and the ECU 15 is eight.
  • the torque sensor function can be continued with high reliability.
  • the torque sensor unit is provided corresponding to each of the two systems of torque sensor circuits (2 sensors + 2 detection circuit) has been described, but the torque sensor unit is configured of 2 systems of torque sensor circuits. However, only one may be provided (1 sensor + 2 detection circuit).
  • the torque sensor circuit shown in FIG. 5 when the torque sensor circuit shown in FIG. 5 is configured with two systems (one sensor), it is as shown in FIG. Further, when the torque sensor circuit shown in FIGS. 6 and 7 is configured with two systems (one sensor), it is as shown in FIG. 15, and when the torque sensor circuit shown in FIG. 8 is configured with two systems (one sensor), FIG.
  • the torque sensor circuit shown in FIG. 9 When the torque sensor circuit shown in FIG. 9 is configured with two systems (one sensor), it becomes as shown in FIG. In this case, even if an abnormality occurs in one torque sensor circuit, the torque sensor function can be continued as long as the other torque sensor circuit functions normally. Therefore, also in this case, the torque sensor function can be continued with high reliability.
  • the torque detection device 30 of the sixth embodiment has a configuration in which a correction function unit 60 is added to the torque detection device 30 shown in FIG. 5 as shown in FIG.
  • the correction function unit 60 inputs the correction data for correcting the error of the torque signal from the external control circuit and writes it, and the arithmetic circuit constants of the signal processing units 50A and 50B based on the written correction data. By changing, it has a function of correcting the error of the torque signal.
  • the correction target by the correction function unit 60 is the offset deviation of the zero point of the torque signal and the gain (inclination amount) of the torque signal. That is, the correction data is an offset amount correction value and an inclination amount correction value.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a specific configuration of the correction function unit 60.
  • the correction function unit 60 includes registers 60a and 60b as temporary storage units into which correction data can be written, and a memory 60c as a constant storage unit for storing data in the registers 60a and 60b. Is provided. The correction data for the main signal is written in the register 60a, and the correction data for the sub signal is written in the register 60b.
  • an output signal line (sub signal output terminal) for outputting the analog sub torque signal Tsa from the torque detection device 30 to the ECU 15 and a correction function in the torque detection device 30 from an external control circuit (not shown). It also serves as an input signal line (data write terminal) for inputting correction data to the unit 60, and these can be switched by an external control circuit.
  • a predetermined pulse train is input from an external control circuit to the torque detection device 30 from a sub-signal output terminal and a data writing terminal. Then, in response to this, the IO control unit 60d stops the output buffer on the sub signal side. As a result, the sub signal output terminal is switched to the data write terminal, and the correction data can be written. Then, the correction data input from the external control circuit is written into the registers 60a and 60b via the input control unit 60e. The correction data written in the registers 60a and 60b is stored in the memory 60c.
  • the registers 60a and 60b correspond to the correction data storage unit, and the IO control unit 60d corresponds to the input / output switching unit.
  • the correction data written to the registers 60a and 60b is used for correcting the error of the torque signal.
  • the offset amount correction value and the inclination amount correction value are correction values for matching a digital torque waveform obtained by AD conversion of the detected analog torque signal with a desired torque waveform.
  • analog torque signals analog main torque signal Tma, analog sub torque signal Tsa
  • the digital torque value after AD conversion is corrected with an offset amount correction value and an inclination amount correction value. Is used. Specifically, (AD value before correction) ⁇ (tilt amount correction value) + (offset amount correction value) is set as a corrected digital torque value.
  • analog processing may be performed by known means in the signal processing circuit.
  • the input resistance and feedback resistance of the operational amplifier are configured by ladder resistors, and the ladder resistance value can be selected according to the correction value written in the registers 60a and 60b.
  • the correction function unit 60 has an initial diagnosis function.
  • the memory 60c also stores inverted data obtained by inverting the written data. Immediately after turning on the power, the initial diagnosis confirms that the two data are all different, and then the correction processing described above. Shall begin.
  • an error in the torque sensor signal can be corrected and a highly accurate torque sensor system can be realized. Further, by using both the analog sub torque signal line and the correction data writing line, an increase in the number of signal lines connected to the torque detection device 30 can be suppressed. Further, by adding a correction writing function to the sub side for monitoring the main torque signal, it is possible to reduce the risk of signal loss on the main side and ensure functional safety on the main side.
  • the torque signal line on the main side and the memory write signal line are combined, there is a risk that the torque signal line is switched to the memory write function during normal operation. For example, when noise is superimposed on the torque signal line, the torque signal may suddenly stick to “High” or “Low”. In this embodiment, the risk of loss of the torque signal used as the main can be suppressed, so that a stable torque detection function can be realized.
  • the ECU 15 side can detect an abnormality by comparison with the main signal.
  • the ECU 15 can also have a correction data writing function.
  • correction in the final process of assembling the EPS is possible, not only the torque sensor but also correction including an error when the EPS is assembled can be performed.
  • the sixth embodiment can also be applied to a system having two systems of torque sensor circuits as in the fifth embodiment described above. In this case, the present invention can be applied to a system having one set of sensor units and two systems of torque sensor circuits or a system having two sets of sensor units and two systems of torque sensor circuits.
  • the torque detection device 30 of the seventh embodiment has a configuration in which a correction function unit 60 is added to the torque detection device 30 shown in FIG.
  • the correction function unit 60 includes an output signal line (communication output terminal) for outputting the digital communication signal S from the torque detection device 30 to the ECU 15, and an external control circuit (not shown) in the torque detection device 30. It also serves as an input signal line (data write terminal) for inputting correction data to the correction function unit 60, and these can be switched by an external control circuit.
  • an analog sub torque signal line is used as a sub signal line shared with the correction data write line, whereas in this embodiment, a sub signal line shared with the correction data write line is used.
  • a digital communication signal line is used.
  • the rest of the configuration is the same as that of the correction function unit 60 in the sixth embodiment described above. In this case as well, a stable torque detection function can be realized by correcting the error of the torque sensor signal while suppressing the risk of signal loss on the main side.
  • correction function unit 60 is added to the torque detection device 30 shown in FIG. 6 .
  • the correction function unit 60 is added to the torque detection device 30 shown in FIG.
  • the signal line may also be used as the correction data write signal line.
  • a correction function unit 60 is added to the torque detection device 30 in the third embodiment shown in FIG. 8, and the output signal line for the digital communication signal S and the write signal line for the correction data are combined. You may make it do.
  • the seventh embodiment can also be applied to a system having two systems of torque sensor circuits as in the fifth embodiment described above.
  • the present invention can be applied to a system having one set of sensor units and two systems of torque sensor circuits or a system having two sets of sensor units and two systems of torque sensor circuits.
  • FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the data output part of the communication output unit 58.
  • the communication output unit 58 includes a multiplexer (MUX) 81.
  • MUX multiplexer
  • a diagnostic signal S0 generated in the communication output unit 58 is directly used as the communication output signal generation unit 82. Is input.
  • the communication output signal generator 82 outputs the input diagnostic signal S0 as communication data (diagnostic signal S) in units of one frame.
  • the communication data is output from the output terminal (diagnostic signal output terminal) 83 to the ECU 15 and input to the data conversion unit 84.
  • the data conversion unit 84 has a function as a decoder that decodes input communication data and a function that converts serial data into parallel data.
  • the data converter 84 performs processing to return the communication data converted by the communication output signal generator 82 to the same data format as the diagnostic signal S0 before conversion.
  • the output of the data converter 84 is input to the comparator 85.
  • the original diagnostic signal S0 is input to the comparator 85.
  • the comparator 85 compares these and the result is latched by the latch circuit 86.
  • the comparator 85 outputs a signal that is “0” when both are equal and “1” when they are different.
  • the signal latched by the latch circuit 86 is output at a predetermined timing as an abnormality detection flag (SentFrameFlg).
  • the diagnosis output unit 58A is provided with an initial diagnosis function for confirming in advance whether or not the comparator 85 itself is functioning normally.
  • the signal output from the data conversion unit 84 is a signal different from the original diagnostic signal S 0, and these are input to the comparator 85. And it is judged that the comparator 85 is functioning normally by confirming that the comparison results of the two are different (abnormal diagnosis is made).
  • a selection signal (InItSentSel) that is “0” is input to the MUX 81, and an inverted signal of the diagnosis signal S 0 is input to the communication output signal generation unit 82.
  • an abnormality detection flag (Se ntFrameFlg) that is “1” is output. become. By confirming this, it is confirmed that the comparator 85 is operating normally.
  • This initial diagnosis operates, for example, immediately after the power is turned on (or immediately after the ignition switch 18 is turned on) and before the controller 15 side starts the steering assist control.
  • the output signal when the inverted signal of the diagnostic signal S0 is input to the communication output signal generation unit 82 as the diagnostic signal to the comparator 85 is the same as the diagnostic signal S0 by the data conversion unit 84.
  • the communication output unit 58 corresponds to an abnormality diagnosis unit, a diagnosis signal generation unit, a diagnosis signal output unit, an output abnormality detection unit, a diagnosis result output unit, and an initial diagnosis unit.
  • the MUX 81 corresponds to the initial diagnosis unit
  • the communication output signal generation unit 82 corresponds to the diagnosis signal output unit
  • the data conversion unit 84 and the comparator 85 correspond to the output abnormality detection unit
  • the latch circuit 86 performs the diagnosis result. It corresponds to the output part.
  • the communication output unit 58 inputs a selection signal (InItSentSel) that becomes “0” to the MUX 81, and the comparator 85 itself Perform initial diagnosis.
  • the ECU 15 recognizes that the initial diagnosis of the communication output signal generation unit 82 is being performed. That is, the steering assist control is not performed.
  • the ECU 15 recognizes from the information that the torque sensor system is before normal operation and the main torque signal Tma cannot be used. Can do.
  • the torque output function of the torque detector 30 is activated.
  • the signal processing circuits 50A and 50B calculate the analog main torque signal Tma and the analog sub torque signal Tsa corresponding to the output signals of the coil pair 22, and the main output unit 53 and the sub output unit 56 output these to the ECU 15. . Thereby, steering assist control can be implemented appropriately.
  • the communication output unit 58 diagnoses an abnormality in the signal processing circuits 50A and 50B. Then, the communication output unit 58 outputs the abnormality diagnosis result to the ECU 15.
  • the ECU 15 recognizes from the diagnostic information S received from the communication output unit 58 that the signal processing circuits 50A and 50B are normal, it continues the steering assist control and recognizes that an abnormality has occurred. Transition to the fail safe mode to stop the steering assist control.
  • CRC is included in the communication signal to monitor the reliability of the communication itself.
  • the subsequent ECU cannot determine whether the communication data itself is correct.
  • the diagnosis signal S0 before being input to the communication output signal generation unit 82 and the communication data converted by the communication output signal generation unit 82 are the same data as the diagnosis signal S0 before conversion. Compare with the signal when it returns to the format, and monitor whether there is a difference between them. If there is a difference between the two, it is determined that an abnormality has occurred in the communication output signal generation unit 82, and the information is transmitted to the ECU 15. Therefore, the ECU 15 can determine whether the diagnostic signal S itself is correct.
  • the reliability of the generated communication data itself can be improved. Therefore, the ECU 15 can appropriately recognize whether or not an abnormality has occurred in the torque detection device 30. In addition, since an initial diagnosis function for confirming whether the comparator 85 itself that monitors the abnormality of the communication output signal generation unit 82 is operating normally is provided, a more reliable communication data output function can be realized.
  • the torque detection device 30 can be configured by a custom IC.
  • the diagnostic signal S is output from the diagnostic signal output terminal of the custom IC to the subsequent ECU 15.
  • a feedback terminal for returning the communication data output from the diagnostic signal output terminal to the custom IC is provided, the communication data before being output from the diagnostic signal output terminal, and the communication data returned from the feedback terminal to the custom IC.
  • the abnormality diagnosis information at the diagnostic signal output terminal is preferably output to the ECU 15.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a specific configuration of the oscillation unit 65. It is assumed that the oscillator 65 constitutes a custom IC for cost reduction.
  • the oscillation unit 65 includes a clock signal generation unit 91 that generates and outputs a clock signal.
  • the clock signal output from the clock signal generator 91 is input to three excitation amplifiers 92a to 92c having the same configuration, and excitation signals (excitation sine waves) are output from the excitation amplifiers 92a to 92c, respectively.
  • the oscillating unit 65 generates the three excitation signals by the same method.
  • the comparison circuits 93a to 93c are compared by the comparison circuits 93a to 93c every two. That is, the comparison circuit 93a compares the excitation signal output from the excitation amplifier 92a with the excitation signal output from the excitation amplifier 92b. The comparison circuit 93b compares the excitation signal output from the excitation amplifier 92b with the excitation signal output from the excitation amplifier 92c. Further, the comparison circuit 93c compares the excitation signal output from the excitation amplifier 92a with the excitation signal output from the excitation amplifier 92c. The comparison results of the comparison circuits 93a to 93c are input to an excitation signal selection circuit 95 described later.
  • a signal line for outputting an excitation signal from the excitation amplifier 92a is provided with a switch 94a
  • a signal line for outputting an excitation signal from the excitation amplifier 92b is provided with a switch 94b
  • a signal for outputting an excitation signal from the excitation amplifier 92c is provided with a switch 94c.
  • These switches 94 a to 94 c are controlled to be turned on / off by an excitation signal selection circuit 95.
  • the excitation signal selection circuit 95 identifies an excitation signal in which an abnormality has occurred among the three excitation signals based on the comparison results of the excitation amplifiers 92a to 92c.
  • an excitation signal that does not match the other two excitation signals is specified, and this is set as an excitation signal in which an abnormality has occurred. Then, the excitation signal selection circuit 95 outputs the information (Amp_det) to the ECU 15 as an excitation diagnosis signal.
  • the excitation signal selection circuit 95 selects one of the normal excitation signals and controls the switches 94a to 94c so as to turn on only the switch provided on the signal line that outputs the normal excitation signal. For example, when the excitation signal output from the excitation amplifier 92a is selected, only the switch 94a is turned on as shown in FIG.
  • the excitation signal selected by the excitation signal selection circuit 95 is applied as a sensor excitation signal via the amplifier 96 from the excitation signal terminal 97 to the bridge circuit shown in FIG.
  • the sensor excitation signal output from the excitation signal terminal 97 is returned to the custom IC from the feedback terminal 98, and the sensor excitation signal output from the amplifier 96 by the comparator 99, that is, the sensor before output from the excitation signal terminal 97. Compared with excitation signal. Then, the comparison result (terminal_det) of the comparator 99 is output to the ECU 15 as an excitation diagnosis signal. Furthermore, the oscillating unit 65 has an initial diagnosis function for diagnosing whether the comparison circuits 93a to 93c that detect abnormality of the excitation signal function normally. The initial diagnosis is activated immediately after the power is turned on (or immediately after the ignition switch 18 is turned on) and before the ECU 15 starts the steering assist control. Further, during the initial diagnosis, the ECU 15 is disabled from using the torque sensor signal by setting an initial diagnosis flag (to prevent the steering assist control from being performed).
  • abnormal signals are input from the abnormal signal generation unit 90 to the excitation amplifiers 92b and 92c in place of the clock signal from the clock signal generation unit 91, thereby outputting the three excitation amplifiers 92a to 92c. Generate a state where the signals do not match.
  • the abnormal signal is a signal in which a comparison result by a normally functioning comparison circuit is “mismatched” (abnormal diagnosis is performed).
  • the excitation signal selection circuit 95 includes the comparison circuits 93a to 93c. Judge that it is functioning normally.
  • the ECU 15 receives the excitation diagnosis signal from the oscillating unit 65, the ECU 15 checks the abnormality diagnosis information (Amp_det) of the excitation amplifiers 92a to 92c and the abnormality diagnosis information (terminal_det) of the excitation signal terminal 97 included in the excitation diagnosis signal. To do. If it is determined from Amp_det that there is no normal excitation amplifier 92a to 92c, or if it is determined that the excitation signal terminal 97 is abnormal, the steering assist control is not performed.
  • the clock signal generation unit 91 and the excitation amplifiers 92a to 92c correspond to the excitation signal generation unit
  • the comparison circuits 93a to 93c correspond to the abnormality detection unit
  • the switches 94a to 94c and the excitation signal selection circuit 95 include the excitation signal selection unit. It corresponds to.
  • the comparator 99 corresponds to the excitation signal terminal abnormality detection unit
  • the abnormality signal generation unit 90 corresponds to the excitation signal initial diagnosis unit.
  • the ECU 15 recognizes from the information that the torque sensor system is before normal operation and the main torque signal Tma cannot be used. Can do.
  • the torque output function of the torque detector 30 is activated.
  • the excitation signal selection circuit 95 recognizes that the excitation amplifiers 92a to 92c are normal based on the comparison results of the comparison circuits 93a to 93c.
  • the excitation signal selection circuit 95 turns on only the switch 94a as shown in FIG. 23, for example, and generates a sensor excitation signal using a normal excitation amplifier 92a. Then, this is applied to the bridge circuit. Thereby, steering assist control can be implemented appropriately. If an abnormality occurs only in the excitation amplifier 92a from this state, the excitation signal output from the excitation amplifier 92a and the excitation signals output from the excitation amplifiers 92b and 92c do not match. Therefore, the excitation signal selection circuit 95 detects that an abnormality has occurred in the excitation amplifier 92a based on the comparison results of the comparison circuits 93a to 93c.
  • the excitation signal selection circuit 95 switches, for example, to turn on only the switch 94b and generate a sensor excitation signal using a normal excitation amplifier 92b. In this way, the excitation function is continued. Therefore, appropriate steering assist control can be continued.
  • the sensor excitation signal output from the excitation signal terminal 97 of the custom IC is returned from the feedback terminal 98 into the custom IC and compared with the excitation signal before output from the excitation signal terminal 97. Therefore, when an abnormality such as a disconnection, a power fault, or a ground fault occurs in the excitation output terminal system of the custom IC, this can be detected.
  • an excitation diagnosis signal including abnormality diagnosis information of the excitation amplifiers 92a to 92c and abnormality diagnosis information of the excitation signal terminal 97 is output to the ECU 15, the ECU 15 generates an abnormality in the torque sensor system from the excitation diagnosis signal. It can be determined whether or not. And when abnormality has generate
  • the torque detection device of the present invention since the digital communication signal in which the digital torque value and the diagnostic information of the torque sensor circuit are superimposed is output, the abnormality occurrence state can be appropriately transmitted to the ECU, The continuity of the torque detection function can be improved. Therefore, a highly reliable torque sensor system can be constructed and useful. Therefore, the electric power steering device and the vehicle including the torque detection device can perform stable steering assist control and are useful.
  • MUX 82 ... Communication output signal generation unit 83 ... Communication output terminal 84 ... Data conversion unit 85 ... Comparator, 86 ... Latch circuit, 90 ... Abnormal signal generator, 91 ... Clock signal generator, 92a to 92c ... Excitation amplifier, 93a to 93c ... Comparison Road, 94a ⁇ 94c ... switch, 95 ... excitation signal selection circuit, 96 ... amplifier, 97 ... excitation signal terminal, 98 ... feedback terminal, 99 ... comparator

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Abstract

　信頼性の高いトルク検出装置、そのトルク検出装置を用いた電動パワーステアリング装置及び車両を提供する。トルク検出装置（３０）は、１対の検出コイルの端子電圧の差分に基づいてトルクを検出する。このとき、トルク検出装置（３０）は、２つのアナログトルク信号（アナログメイントルク信号Ｔｍａとアナログサブトルク信号Ｔｓａ）をＥＣＵ（１５）に出力すると共に、２つのアナログトルク信号をデジタル化したデジタルトルク値（メイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｓ）と、トルクセンサ回路の診断情報Ｄｉａｇとを重畳したデジタル通信信号ＳをＥＣＵ（１５）に出力する。

Description

トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両
　本発明は、回転軸に作用するトルクを検出するトルクセンサを備えるトルク検出装置、そのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両に関するものである。
　電動パワーステアリング装置では、トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいてアシスト力を決定し、電動モータを駆動制御するのが一般的である。
　従来のトルクセンサの異常検出装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、トルクセンサに異常判断部と、異常判断部が異常と判断したときにオフするスイッチ部とを設け、トルクセンサからＥＣＵにハーネスを介して異常検出信号を送信するようにしたものである。ここで、異常検出信号としては、正常時にはＬ電位を示し、異常時にはＨ電位を示す電圧信号を用いている。
特開２００２－２２５６７号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、異常時であることを示す異常検出信号が送信された場合であっても、トルクセンサ回路のどの部位に異常が発生しているかを判別することはできない。また、トルクセンサからＥＣＵに至るまでに断線した場合、トルク信号がＥＣＵへ送信されず、トルクセンサの機能が失われてしまう。
　そこで、本発明は、信頼性の高いトルク検出装置、そのトルク検出装置を用いた電動パワーステアリング装置及び車両を提供することを課題としている。
　上記課題を解決するために、本発明に係るトルク検出装置の第１の態様は、回転軸に生じるトルクに応じた信号を出力するセンサ部と、前記センサ部が出力した信号に基づいて、回転軸に生じるトルクを検出するトルクセンサ回路と、を備え、前記トルクセンサ回路は、前記センサ部が出力した信号に基づいて、アナログメイントルク信号及びアナログサブトルク信号を検出する信号処理部と、前記信号処理部で検出した前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号を、デジタル値であるメイントルク値及びサブトルク値へ変換するＡＤ変換器と、前記信号処理部の異常を監視する監視部と、前記ＡＤ変換器で変換したメイントルク値及びサブトルク値と、前記監視部による異常診断結果を含む診断情報とを重畳させたデジタル通信信号を出力する通信出力部と、を備えることを特徴としている。
　このように、デジタル通信信号に診断情報を重畳するので、当該デジタル通信信号を受信したＥＣＵ側で、トルクセンサ回路側で発生している異常を認識することができる。このとき、診断情報に回路各部の監視結果を重畳させれば、ＥＣＵ側ではトルクセンサ回路のどの部位に異常が発生しているかを適切に判別することができる。また、デジタル通信信号は一定周期で出力されるため、デジタル信号線の断線等が生じた場合であっても、ＥＣＵ側ではこれを容易に認識することができる。
　さらに、デジタル通信信号にメイントルク値及びサブトルク値を重畳するので、通常のトルク信号出力用の信号線に異常が発生し、トルク信号が正常にＥＣＵに送信されない場合であっても、トルクセンサの機能を継続することができる。また、ＥＣＵ側では、診断情報による異常監視に加えて、メイントルク値及びサブトルク値の比較監視による異常監視を行うことができ、信頼性の高い診断を行うことができる。
　また、第２の態様は、前記トルクセンサ回路が、前記信号処理部で検出した前記アナログサブトルク信号を出力するサブ出力部をさらに備えることが好ましい。
　このように、トルクセンサ回路からＥＣＵへの出力を、アナログメイントルク信号とデジタル通信信号との２種とすることで、ＥＣＵ側では、メイントルク値及びサブトルク値の比較監視に加えて、アナログメイントルク信号及びメイントルク値の比較監視や、アナログメイントルク信号及びサブトルク値の比較監視を行うことができ、信頼性を高めることができる。
　さらに、第３の態様は、前記トルクセンサ回路が、前記信号処理部で検出した前記アナログサブトルク信号を出力するサブ出力部をさらに備えることが好ましい。
　これにより、トルクセンサ回路からＥＣＵへの出力を、アナログメイントルク信号と、アナログサブトルク信号と、デジタル通信信号との３種とすることもできる。そのため、ＥＣＵでは、メイントルク値及びサブトルク値の比較監視に加えて、アナログメイントルク信号及びアナログサブトルク信号の比較監視を行うことができ、信頼性を高めることができる。
　また、第４の態様は、前記通信出力部が、前記デジタル通信信号を、複数の通信信号線を介してそれぞれ出力することが好ましい。
　これにより、デジタル通信信号を出力する複数の信号線のうち、何れかに異常が発生した場合であっても、デジタル通信信号の出力を継続することができる。したがって、ＥＣＵ側での異常監視機能を維持することができると共に、トルクセンサとしての機能も維持することができる。
　さらにまた、第５の態様は、前記トルクセンサ回路は、前記信号処理部で用いる演算回路定数を変更し前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号の誤差を補正するための補正用データを書込み可能な補正用データ記憶部と、前記トルクセンサ回路の外部へ前記デジタル通信信号を出力する出力端子を、前記トルクセンサ回路の外部から前記補正用データ記憶部に前記補正用データを書込むための入力端子に切り替える入出力切替部と、を備えることが好ましい。
　このように、監視用のデジタル通信信号線を補正データ書込み線として兼用するため、ＥＣＵとの信号線数の増加を抑制することができる。また、サブ側のトルク信号線を補正データ書込み線として兼用するので、ノイズによりトルク信号線が補正データ書込み機能に切り替わってしまった場合であっても、メインとして用いるトルク信号の喪失リスクを抑えることができるため、機能安全性を確保することができる。
　また、第６の態様は、前記トルクセンサ回路は、前記信号処理部で用いる演算回路定数を変更し前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号の誤差を補正するための補正用データを書込み可能な補正用データ記憶部と、前記トルクセンサ回路の外部へ前記アナログサブトルク信号を出力する出力端子を、前記トルクセンサ回路の外部から前記補正用データ記憶部に前記補正用データを書込むための入力端子に切り替える入出力切替部と、を備えることが好ましい。
　このように、監視用のアナログサブトルク信号線を補正データ書込み線として兼用するため、ＥＣＵとの信号線数の増加を抑制することができる。また、サブ側のトルク信号線を補正データ書込み線として兼用するので、ノイズによりトルク信号線が補正データ書込み機能に切り替わってしまった場合であっても、メインとして用いるトルク信号の喪失リスクを抑えることができるため、機能安全性を確保することができる。
　さらに、第７の態様は、前記通信出力部が、前記ＡＤ変換器で変換したメイントルク値及びサブトルク値と、前記診断情報とを含む診断信号を生成する診断信号生成部と、前記診断信号生成部で生成した診断信号のデータ形式を変換し、これを前記デジタル通信信号として出力する診断信号出力部と、前記診断信号生成部で生成した前記診断信号と、当該診断信号を前記診断信号出力部で変換出力した前記デジタル通信信号を、変換前の前記診断信号と同じデータ形式へ戻した信号とを比較し、その比較結果が不一致であるとき前記診断信号出力部に異常が発生していると判断する出力異常検出部と、を備えることが好ましい。
　このように、診断信号出力部へ入力した信号と診断信号出力部から出力した信号とを比較するので、診断信号出力部に異常が発生した場合には、適切にこれを検知することができる。すなわち、通信データそのものの異常を監視することができる。
　また、第８の態様は、前記出力異常検出部による出力異常診断結果を出力する診断結果出力部を備えることが好ましい。これにより、通信データに異常が発生していることをＥＣＵ側に伝達することができる。
　さらにまた、第９の態様は、前記トルク検出回路によるトルク検出機能が作動する前に、前記出力異常検出部に比較対象である２つの信号に代えて、互いに異なる２つの診断用信号を入力し、前記出力異常検出部が入力信号に対して異常診断することをもって当該出力異常検出部が正常に動作していることを確認する初期診断部を備えることが好ましい。これにより、出力異常検出部そのものの異常を監視することができる。したがって、信頼性の異常診断を行うことができる。
　また、第１０の態様は、前記診断用信号は、前記診断信号生成部で生成した前記診断信号と、当該診断信号の反転信号を前記診断信号出力部で変換出力した前記デジタル通信信号を、変換前の前記診断信号と同じデータ形式へ戻した信号とであることが好ましい。これにより、正常に動作している出力異常検出部が異常診断するような診断用信号を入力することができ、適切に初期診断を行うことができる。
　さらに、第１１の態様は、前記診断信号出力部は、カスタムＩＣに内蔵されており、当該カスタムＩＣの診断信号出力端子から出力した前記デジタル通信信号を、前記カスタムＩＣのフィードバック端子から当該カスタムＩＣ内にフィードバックし、前記診断信号出力端子から出力する前の前記デジタル通信信号と比較する端子異常検出部を備えることが好ましい。これにより、通信データを出力する端子に、断線、天絡、地絡などの異常が発生している場合には、これを適切に検知することができる。
　また、第１２の態様は、前記センサ部は、回転軸に生じるトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する１対の検出コイルと、前記検出コイルのそれぞれに直列接続された抵抗体とで成るブリッジ回路に供給する励磁信号を生成する、複数の同一構成の励磁信号生成部と、前記複数の励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号のうち何れか１つを選択して、前記ブリッジ回路に供給する励磁信号選択部と、前記複数の励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号を比較し、当該複数の励磁信号が不一致であるとき前記励磁信号に異常が発生していると判断する異常検出部と、を備えることが好ましい。
　このように、同一構成の励磁信号生成部から生成した励磁信号を比較するので、周波数異常や歪波形などが発生した場合でも、適切に励磁信号の異常を検出することができる。
　さらに、第１３の態様は、前記複数の励磁信号生成部を少なくとも３つ備え、前記異常検出部は、前記励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号を２つずつ比較する複数の比較回路を有し、該比較回路による比較結果をもとに異常が発生している励磁信号を特定し、前記励磁信号選択部は、前記異常検出部による励磁異常診断結果をもとに、正常な励磁信号を選択して前記ブリッジ回路に供給することが好ましい。
　このように、異常が発生している励磁信号を特定することができるので、正常な励磁信号を選択してブリッジ回路に供給することが可能となり、励磁機能を高い信頼性で継続させることができる。
　また、第１４の態様は、前記励磁信号生成部による励磁信号生成機能が作動する前に、前記異常検出部の前記比較回路に比較対象である２つの前記励磁信号に代えて、互いに異なる２つの励磁信号診断用信号を入力し、当該比較回路が入力信号に対して異常診断することをもって前記異常検出部が正常に動作していることを確認する励磁信号初期診断部を備えることが好ましい。これにより、異常検出部そのものの異常を監視することができる。したがって、信頼性の高いトルク信号を得ることができる。
　さらにまた、第１５の態様は、前記異常検出部は、励磁異常診断結果を出力する励磁診断結果出力部を備えることが好ましい。これにより、励磁信号に異常が発生していることをＥＣＵ側に伝達することができる。
　また、第１６の態様は、前記センサ部は、カスタムＩＣに内蔵されており、当該カスタムＩＣの励磁信号端子から前記ブリッジ回路へ出力した励磁信号を、前記カスタムＩＣのフィードバック端子から当該カスタムＩＣ内にフィードバックし、前記励磁信号端子から前記ブリッジ回路へ出力する前の励磁信号と比較する励磁信号端子異常検出部を備えることが好ましい。これにより、励磁信号を出力する端子に、断線、天絡、地絡などの異常が発生している場合には、これを適切に検知することができる。
　さらに、第１７の態様は、前記励磁信号端子異常検出部は、前記励磁信号端子の異常診断結果を出力する端子診断結果出力部を備えることが好ましい。これにより、励磁信号端子に異常が発生していることをＥＣＵ側に伝達することができる。
　また、第１８の態様は、前記センサ部を２組有し、前記トルクセンサ回路からなるトルク検出系統を、前記２組のセンサ部に対応させて２系統有することが好ましい。これにより、センサ部を含む何れか一方の系統に異常が発生した場合であっても、他方の系統でトルク検出機能を継続することができる。
　さらにまた、第１９の態様は、前記センサ部を１組有し、前記トルク検出回路からなるトルク検出系統を２系統有し、何れか一方のトルク検出系統を作動状態として前記トルクを検出することが好ましい。これにより、何れか一方のトルク検出系統に異常が発生した場合であっても、他方の系統でトルク検出機能を継続することができる。
　さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する上記の何れかのトルク検出装置と、少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、を備えることを特徴としている。
　このように、信頼性の高いトルク検出機能を用いて操舵補助制御を行うことができるので、安定した操舵補助制御を行う電動パワーステアリング装置とすることができる。
　また、本発明に係る車両の一態様は、上記の電動パワーステアリング装置を備えることを特徴としている。これにより、安定した操舵補助制御を行うことができる車両とすることができる。
　本発明のトルク検出装置では、デジタルトルク値とトルクセンサ回路の診断情報とを重畳したデジタル通信信号を出力するため、ＥＣＵに対して異常発生状況を適切に伝達することができると共に、トルク検出機能の継続性を向上させることができる。そのため、信頼性の高いトルクセンサシステムを構築することができる。
　したがって、上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両では、安定した操舵補助制御を行うことができる。
本実施形態における電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。 トルク検出装置の構成を示すブロック図である。 トルクセンサを構成するコイル周辺図である。 デジタル通信信号Ｓのデータ構成を示す図である。 第１の実施形態におけるＥＣＵの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるＥＣＵの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるＥＣＵの構成の別の例を示すブロック図である。 第３の実施形態におけるＥＣＵの構成を示すブロック図である。 第４の実施形態におけるトルク検出装置を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（２センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（２センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（２センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（１センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（１センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（１センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第５の実施形態におけるトルク検出装置の別の例（１センサ＋２系統）を示すブロック図である。 第６の実施形態におけるトルク検出装置を示すブロック図である。 補正機能部の具体的な構成を示すブロック図である。 第７の実施形態におけるトルク検出装置を示すブロック図である。 第７の実施形態におけるトルク検出装置の別の例を示すブロック図である。 第８の実施形態における通信出力部のデータ出力部分の構成を示すブロック図である。 第９の実施形態における発振部の具体的構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。
　図中、符号１は、車両のステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は後述するトルク検出装置３０が備えるトルクセンサ２０を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
　そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
　ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、補助操舵力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結された減速ギヤ１１と、減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して補助操舵力を発生する電動モータ１２とを備えている。
　トルクセンサ２０は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するためのもので、図示しないトーションバーで連結された入力軸２ａと出力軸２ｂとの相対的な変位（回転変位）を、コイル対のインピーダンスの変化に対応させて検出するように構成されている。このトルクセンサ２０から出力されるトルク検出値Ｔはコントローラ１５に入力される。
　コントローラ１５は、車載のバッテリ１７（例えば、定格電圧が１２Ｖである）から電源供給されることによって作動する。バッテリ１７の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッションスイッチ１８を介してコントローラ１５に接続されると共に、イグニッションスイッチ１８を介さず直接コントローラ１５に接続されている。
　コントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖが入力され、これらに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助トルク指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御する。
　次に、トルク検出装置３０の構成について詳細に説明する。
　図２は、トルク検出装置３０の構成を示すブロック図である。トルク検出装置３０は、上述したトルクセンサ２０を備える。トルクセンサ２０は、同一規格の一対のコイル２２ａ及び２２ｂが組み合わされて構成されたコイル対２２を備えている。
　このトルクセンサ２０は、図３にそのコイル周辺図を示すように、ヨーク７１と、円管部材７３と、円管部材７３の外周部にコイル対２２と対向するように設けられた複数の窓７３１と、トーションバー７４と、センサシャフト７５とを含んでいる。なお、トーションバー７４と、センサシャフト７５と、ステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂとは、同軸に配置される。コイル対２２を構成するコイル２２ａ及び２２ｂは、図３に示すように円筒形状のヨーク７１内に配置される。
　ここで、コイル対２２には、発振部６５が接続され、発振部６５によってコイル対２２を構成するコイル２２ａ、２２ｂに交流信号として励磁電流が供給される。
　コイル対２２を構成するコイル２２ａ、２２ｂの一方の端子は、それぞれ電気抵抗６６ａ、６６ｂを介して発振部６５に接続される。また、コイル２２ａ、２２ｂの他方の端子は接地される。コイル対２２の出力信号は、コイル２２ａ、２２ｂの端子電圧であり、この出力信号は信号処理回路５０Ａ，５０Ｂに出力される。
　信号処理回路５０Ａは、メイン増幅・全波整流部５１と、メイン平滑部５２とを備える。信号処理回路５０Ａが出力した信号は、メイン出力部５３に入力される。また、信号処理回路５０Ｂは、サブ増幅・全波整流部５４と、サブ平滑部５５とを備える。信号処理回路５０Ｂが出力した信号は、サブ出力部５６に入力される。
　また、トルク検出装置３０は、この他に、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）５７と、通信出力部５８と、コネクタ５９とを備える。このトルク検出装置３０は、コネクタ５９を介してコントローラ（ＥＣＵ）１５に接続されている。
　ＥＣＵ１５は、コネクタ５９を介してトルク検出装置３０の各要素に電源電圧Ｖｃｃを供給する。これに対して、トルク検出装置３０は、コイル対２２の出力信号を処理し、後述するアナログメイントルク信号Ｔｍａ、アナログサブトルク信号Ｔｓａ、及びデジタル通信信号Ｓをコネクタ５９を介してＥＣＵ１５に出力する。ＥＣＵ１５は、入力された各種信号に基づいてトルク検出装置３０の異常発生の有無を判定し、その判定結果に応じて操舵補助制御を実施する。
　なお、トルクセンサ２０、発振器６５及び電気抵抗６６ａ、６６ｂでトルクセンサ部を構成し、信号処理回路５０Ａ，５０Ｂ、メイン出力部５３、サブ出力部５６、ＡＤＣ５７、通信出力部５８及びコネクタ５９でトルクセンサ回路を構成している。
　以下、トルクセンサ回路の具体的構成について説明する。
　メイン増幅・全波整流部５１は、コイル対２２の出力信号（コイル２２ａ、２２ｂの端子電圧）を入力し、これら２つの入力電圧の差分を増幅すると共に整流する。メイン平滑部５２は、メイン増幅・全波整流部５１の出力波形を平滑化し、メイン出力部５３は、これをアナログメイントルク信号Ｔｍａとして、図示しないノイズフィルタ及びコネクタ５９を介して、アナログ信号線によってＥＣＵ１５に出力する。
　同様に、サブ増幅・全波整流部５４は、コイル対２２の出力信号（コイル２２ａ、２２ｂの端子電圧）を入力し、これら２つの入力電圧の差分を増幅すると共に整流する。サブ平滑部５５は、サブ増幅・全波整流部５４の出力波形を平滑化し、サブ出力部５６は、これをアナログサブトルク信号Ｔｓａとして、図示しないノイズフィルタ及びコネクタ５９を介して、アナログ信号線によってＥＣＵ１５に出力する。
　ＡＤＣ５７は、アナログメイントルク信号Ｔｍａ及びアナログサブトルク信号Ｔｓａをデジタル値へ変換し、これをメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓとして通信出力部５８へ出力する。
　通信出力部５８は、ＡＤＣ５７が出力したメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓと、診断情報Ｄｉａｇとを通信プロトコルに重畳したデジタル通信信号Ｓを生成し、コネクタ５９を介してデジタル信号線（通信信号線）によってＥＣＵ１５に出力する。ここで、診断情報Ｄｉａｇとは、アナログメイントルク信号Ｔｍａと、アナログサブトルク信号Ｔｓａとを比較することで、信号処理回路５０Ａ，５０Ｂの異常を監視した異常診断結果を示す信号である。なお、診断情報Ｄｉａｇは、トルクセンサ部など、トルク検出装置３０の各部の異常診断結果を含むようにしてもよい。
　デジタル通信信号Ｓには、図４に示すように、１フレームの始まりに同期情報が配され、順じて診断情報Ｄｉａｇを含む診断情報が配されている。また、診断情報に次いで、ＡＤＣ５７によりデジタル化されたメイントルク値Ｔｍ、サブトルク値Ｔｓが配されている。さらに、その後には、デジタル通信信号Ｓのチェック用のＣＲＣ、１フレームの長さを調整するポーズが設けられている。
　この１フレーム単位の通信データが、順次通信出力部５８からデジタル信号線を介してＥＣＵ１５へ出力される。すなわち、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へは、略一定周期でメイントルク値Ｔｍ、サブトルク値Ｔｓ及び診断情報Ｄｉａｇが出力される。
　このように、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５への出力を、アナログメイントルク信号Ｔｍａ、アナログサブトルク信号Ｔｓａ、デジタル通信信号Ｓの３種とする。また、デジタル通信信号Ｓには、メイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｍと診断情報Ｄｉａｇとを重畳する。
　そして、ＥＣＵ１５は、トルク検出装置３０から入力した３種の信号に基づいて、トルク検出装置３０の異常を監視し、異常が発生している場合には、どの部位に異常が発生しているかを判別する。
　図５に示すように、ＥＣＵ１５は、アナログメイントルク信号Ｔｍａをデジタル値へ変換しメイントルク値Ｔｍｄを出力するＡＤＣ１５ａと、アナログサブトルク信号Ｔｓａをデジタル値へ変換しサブトルク値Ｔｓｄを出力するＡＤＣ１５ｂとを備える。これらメイントルク値Ｔｍｄ及びサブトルク値Ｔｓｄは、以下の説明において、「アナログ信号線からのメイントルク値」及び「アナログ信号線からのサブトルク値」という。これらメイントルク値Ｔｍｄ及びサブトルク値Ｔｓｄは、比較監視部１５ｃへ入力される。
　また、トルク信号取得部１５ｄは、通常はメイントルク値Ｔｍｄを最終的なトルク検出装置３０で検出したトルク検出値Ｔとして取得する。なお、メイントルク値Ｔｍｄが正常な値ではないと判断した場合には、メイントルク値Ｔｍをトルク検出値Ｔとして取得する。
　上記比較監視部１５ｃは、メイントルク値Ｔｍｄとサブトルク値Ｔｓｄとを比較し、その結果をトルク監視部１５ｅに出力する。トルク監視部１５ｅは、メイントルク値Ｔｍｄとサブトルク値Ｔｓｄとを比較した結果、正常なクロス特性から外れているか否かに応じてトルク信号Ｔｍｄ，Ｔｓｄの異常発生の有無を判定する。
　さらに、トルク監視部１５ｅは、アナログ信号異常を監視する。ここで、アナログ信号異常とは、アナログメイントルク信号Ｔｍａ及びアナログサブトルク信号Ｔｓａをトルク検出装置３０からＥＣＵ１５に出力するためのアナログ信号線の断線やショート等をいう。
　アナログトルク信号Ｔｍａ，Ｔｓａの各入力段には、プルダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２がそれぞれ設けられているため、アナログ信号異常が発生している場合、そのアナログ信号線からの信号は略０Ｖとなる。したがって、トルク監視部１５ｅは、メイントルク値Ｔｍｄが略０Ｖとなっているとき、アナログメイントルク信号Ｔｍａのアナログ信号線に異常が発生していると判断し、サブトルク値Ｔｓｄが略０Ｖとなっているとき、アナログサブトルク信号Ｔｓａのアナログ信号線に異常が発生していると判断する。
　また、デジタル通信信号Ｓはデコーダ１５ｆによって復号化され、デジタル通信信号Ｓに含まれていたメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓは比較監視部１５ｇに入力される。これらメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓは、以下の説明において「デジタル信号線からのメイントルク値」及び「デジタル信号線からのサブトルク値」という。
　比較監視部１５ｇは、メイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｓとを比較し、その結果をトルク監視部１５ｈに出力する。トルク監視部１５ｈは、メイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｓとを比較した結果、正常なクロス特性から外れているか否かに応じてトルク信号Ｔｍ，Ｔｓの異常発生の有無を判定する。
　さらに、トルク監視部１５ｈは、デジタル信号異常を監視する。ここで、デジタル信号異常とは、デジタル通信信号Ｓをトルク検出装置３０からＥＣＵ１５に出力するためのデジタル信号線の断線やショート等をいう。
　デジタル通信信号Ｓの入力段には、プルアップ抵抗Ｒ３が設けられているため、デジタル信号異常が発生している場合、デジタル信号線からの信号は電源電圧の略５Ｖとなる。したがって、トルク監視部１５ｈは、デジタル通信信号Ｓが略５Ｖとなっているとき、デジタル信号線の異常を検出する。
　また、比較監視部１５ｉは、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄ又はサブトルク値Ｔｓｄと、デジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍ又はサブトルク値Ｔｓとの２種を比較し、その結果をトルク監視部１５ｊに出力する。トルク監視部１５ｊは、各トルク信号の異常を監視する。例えば、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとデジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍとが等しいか否か、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとデジタル信号線からのサブトルク値Ｔｓとが正常なクロス特性となっているか否か等を監視することで、各トルク信号の異常を検出する。
　さらに、回路監視部１５ｋは、デジタル通信信号Ｓに含まれていた診断情報Ｄｉａｇを監視し、トルク検出装置３０の信号処理回路５０Ａ，５０Ｂの異常を認識する。
　以上の構成により、異常発生時には、ＥＣＵ１５は、何処に異常が発生しているのかを適切に判別することができる。なお、トルク検出装置３０と図５に示すＥＣＵ１５とでトルクセンサシステムを構成している。
　次に、本実施形態の動作について説明する。
　電源が投入されると、トルク検出装置３０のトルク出力機能が作動する。このとき、信号処理回路５０Ａ及び５０Ｂは、コイル対２２の出力信号に応じたアナログメイントルク信号Ｔｍａ及びアナログサブトルク信号Ｔｓａを算出し、メイン出力部５３及びサブ出力部５６は、アナログ信号線を介してこれらをＥＣＵ１５に出力する。
　また、通信出力部５８は、アナログメイントルク信号Ｔｍａ及びアナログサブトルク信号Ｔｓａをデジタル化したメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓと、信号処理回路５０Ａ及び５０Ｂの診断情報Ｄｉａｇとを含むデジタル通信信号Ｓを、デジタル信号線を介してＥＣＵ１５に出力する。
　このとき、トルク検出装置３０の何れにも異常が発生していない正常状態である場合には、アナログ信号線を介して出力されたアナログメイントルク信号Ｔｍａをデジタル化したメイントルク値Ｔｍｄが、最終的なトルク検出値Ｔとなる。そして、ＥＣＵ１５は、そのトルク検出値Ｔに基づいて操舵補助制御を行う。
　この正常状態から、仮にトルク検出装置３０の信号処理回路５０Ａ，５０Ｂに異常が発生すると、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へ出力されるデジタル通信信号Ｓに、信号処理回路５０Ａ，５０Ｂに異常が発生していることを示す診断情報Ｄｉａｇが含まれる。そのため、ＥＣＵ１５の回路監視部１５ｋは、この診断情報Ｄｉａｇから信号処理回路５０Ａ，５０Ｂに異常が発生していることを認識することができる。したがって、この場合には、適切にフェールセーフモードに移行することができる。
　このように、通信プロトコルに診断情報Ｄｉａｇを配置することで、ＥＣＵ１５側は信号処理回路５０Ａ，５０Ｂに異常が発生していることを容易且つ適切に認識することができる。
　一方、信号処理回路５０Ａ，５０Ｂは正常に動作しているが、トルク検出装置３０からアナログトルク信号ＴｍａをＥＣＵ１５へ信号を送信するためのアナログ信号線に異常が発生している場合には、プルダウン抵抗Ｒ２によりアナログメイントルクＴｍａは略０Ｖとなる。そのため、ＡＤＣ１５ａでデジタル化したメイントルク値Ｔｍｄも略０Ｖとなる。したがって、ＥＣＵ１５は、トルク監視部１５ｅでアナログ信号異常であることを適切に判断することができる。
　この場合、メイントルク値Ｔｍｄとサブトルク値Ｔｓｄとを用いた比較監視動作は正常に行うことができないが、デジタル通信信号Ｓに重畳したメイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｓとを用いた比較監視動作は継続することができる。したがって、アナログ信号異常が発生した場合であっても、信頼性の高い監視を維持することができる。また、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄに代えて、デジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍを最終的なトルク検出装置３０によるトルク検出値Ｔとして取得することができるので、適切に操舵補助制御を継続することができる。
　これは、デジタル信号異常が発生した場合についても同様である。つまり、トルク検出装置３０からデジタル通信信号ＳをＥＣＵ１５へ信号を送信するためのデジタル信号線に異常が発生している場合、プルアップ抵抗Ｒ３によりデジタル通信信号Ｓが略５Ｖとなる。そのため、ＥＣＵ１５は、トルク監視部１５ｈでデジタル信号異常であることを適切に判断することができる。
　この場合、デジタル通信信号Ｓに重畳したメイントルク値Ｔｍとサブトルク値Ｔｓとを用いた比較監視動作は正常に行うことができないが、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとサブトルク値Ｔｓｄとを用いた比較監視動作は継続することができる。したがって、デジタル信号異常が発生した場合であっても、信頼性の高い監視を維持することができると共に、適切な操舵補助制御を継続することができる。
　このように、トルク検出装置３０に異常が発生した場合には、どの部位に異常が発生しているのかを判別することができる。特に、トルク検出装置３０で検出したトルク信号がＥＣＵ１５に至るまでの間で異常が発生した場合でも、これを適切に検出することができると共に、トルクセンサとしての機能を継続させることができる。
　すなわち、トルクセンサ回路にＡＤＣ５７を搭載し、アナログトルク信号をＡＤＣ５７でデジタル化して通信プロトコルに配列させ、一定周期でＥＣＵ１５へ出力する構成であるため、クロッキング診断信号を用いた場合と同様に、診断信号線の天絡、地絡、断線などをＥＣＵ側は容易に認識することができる。
　また、通信プロトコルに診断情報Ｄｉａｇを配置することで、ＥＣＵ１５側はトルクセンサ回路内の状態をＥＣＵ１５に通知することができる。そのため、ＥＣＵ１５側では信頼性の高い監視が可能となる。
　さらに、ＥＣＵ１５側では、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄ及びサブトルク値Ｔｓｄの２種の比較監視と、デジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓの２種の比較監視とを実施するので、信頼性の高い監視を維持しつつトルクセンサ機能を継続することができるトルクセンサシステムを実現することができる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。
　この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５への出力を、アナログメイントルク信号Ｔｍａ及びデジタル通信信号Ｓの２種としたものである。
　すなわち、第２の実施形態のトルク検出装置３０は、図２におけるサブ出力部５６を削除した構成を有する。
　そして、ＥＣＵ１５は、図６に示すように、図５におけるプルアップ抵抗Ｒ２、ＡＤＣ１５ｂ、比較監視部１５ｃ及びトルク監視部１５ｅを削除し、比較監視部１５ｉ及びトルク監視部１５ｊに代えて比較監視部１５ｌ及びトルク監視部１５ｍを設けたものである。
　比較監視部１５ｌは、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄと、デジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍとを比較監視すると共に、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄと、デジタル信号線からのサブトルク値Ｔｓとを比較監視し、これらの結果をトルク監視部１５ｍに出力する。
　トルク監視部１５ｍは、各トルク信号の異常を監視する。例えば、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとデジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍとが等しいか否か、アナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとデジタル信号線からのサブトルク値Ｔｓとが正常なクロス特性となっているか否か等を監視することで、各トルク信号の異常を検出する。
　以上の構成により、アナログ信号異常及びデジタル信号異常については、上述した第１の実施形態と同様に適切に検出することができる。また、デジタル信号線からの２種のトルク信号の比較監視を実施しているため、アナログ信号異常が発生した場合であっても、信頼性の高い監視を維持しつつトルク検出機能を継続させることができる。そして、デジタル信号線に異常が発生した場合には、ＥＣＵ１５はトルクセンサシステムの異常監視機能が喪失したことを認識し、フェールセーフモードに移行させることができる。
　さらに、アナログサブトルク信号ＴｓａをＥＣＵ１５へ出力するためのアナログ信号線が不要となるので、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線を、上述した第１の実施形態の５本から４本へ削減することができる。これにより、アナログ信号線上に配しているノイズフィルタ関連素子を１線分削減することができるため、低コストに寄与できる。
　また、バッテリ電圧の低下などにより主電源が一時的に低下した際に、トルク信号出力は継続出力することができ、且つ主電源電位の低下は通信信号線によってＥＣＵ１５側に通知することができる。
　なお、上記第２の実施形態においては、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へ出力するアナログトルク信号として、アナログメイントルク信号Ｔｍａを用いているが、これに代えてアナログサブトルク信号ＴｓａをＥＣＵ１５へ出力するようにしてもよい。
　また、上記第２の実施形態においては、図７に示すように、デジタル通信信号Ｓに含まれるメイントルク値Ｔｍを比較監視に用いないようにすることもできる。この場合、図６における比較監視部１５ｇ及びトルク監視部１５ｈを削除し、デコーダ１５ｆに代えてデコーダ１５ｎを設け、比較監視部１５ｌ及びトルク監視部１５ｍに代えて比較監視部１５ｏ及びトルク監視部１５ｐを設けるようにする。
　そして、比較監視部１５ｏで、デコーダ１５ｎから出力したサブトルク値Ｔｓとアナログ信号線からのメイントルク値Ｔｍｄとを比較監視し、その結果をトルク監視部１５ｐに出力する。トルク監視部１５ｐは、各トルク信号の異常を検出する。これにより、ＥＣＵ１５側での監視機能をシンプルにすることができる。
（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態について説明する。
　この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク検出装置３０からアナログトルク信号を出力しないようにしたものである。
　すなわち、第３の実施形態のトルク検出装置３０は、図２におけるメイン出力部５３及びサブ出力部５６を削除した構成を有する。
　そして、ＥＣＵ１５は、図８に示すように、図５におけるプルアップ抵抗Ｒ１、プルアップ抵抗Ｒ２、ＡＤＣ１５ａ、ＡＤＣ１５ｂ、比較監視部１５ｃ、トルク監視部１５ｅ、比較監視部１５ｉ及びトルク監視部１５ｊを削除し、トルク信号取得部１５ｄに代えてトルク信号取得部１５ｑを設けたものである。
　トルク信号取得部１５ｑは、デジタル信号線からのメイントルク値Ｔｍを最終的なトルク検出装置３０のトルク検出値Ｔとして取得する。
　以上の構成により、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５への出力信号をデジタル通信信号Ｓの１つのみとした省配線化構成とすることができる。このように、デジタル通信信号Ｓにメイントルク値Ｔｍ及びサブトルク値Ｔｓを重畳させることで、アナログトルク信号の出力がなくてもトルクセンサ機能を実現することができる。この場合、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線を３本まで削減することができる。
　また、デジタル通信信号Ｓには診断情報Ｄｉａｇも重畳されているため、単純にアナログ信号線からメイントルク信号Ｔｍａ及びサブトルク信号Ｔｓａのみを出力する場合と比較して、ＥＣＵ１５はより広い範囲で監視確認を行うことができる。
　さらに、ＥＣＵ１５へのアナログトルク信号の出力が不要となるため、このアナログトルク信号をデジタル化するためのＡＤ変換器（ＡＤＣ１５ａ及び１５ｂ）も不要となる。そのため、その分のコストを削減することができる。
（第４の実施形態）
　次に、第４の実施形態について説明する。
　この第４の実施形態は、前述した第３の実施形態において、デジタル信号線を複数本設けるようにしたものである。
　すなわち、第４の実施形態のトルク検出装置３０は、図２における通信出力部５８から、複数本（ここでは２本）のデジタル信号線を介してそれぞれデジタル通信信号ＳをＥＣＵ１５へ出力するようにした構成を有する。
　図９は、トルク検出装置の構成を示すブロック図である。
　この図９に示すように、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間には４本の通信信号線が設けられ、そのうち２本（通信１、通信１´）は、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へデジタル通信信号Ｓを出力する線となる。
　以上の構成により、一方のデジタル信号線に断線等の異常が発生した場合であっても、他方のデジタル信号線を介してデジタル通信信号Ｓの出力が可能となるため、異常監視機能及びトルク検出機能を継続することができる。
　したがって、上述した第３の実施形態では、デジタル信号線に異常が発生してデジタル通信信号ＳがＥＣＵ１５に対して正常に出力されない場合、トルクセンサ機能が停止してしまうのに対し、本実施形態では機能継続性を確保することができる。
（第５の実施形態）
　次に第５の実施形態について説明する。
　この第５の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルクセンサ回路を２系統有するようにしたものである。
　すなわち、第５の実施形態のトルク検出装置は、図１０に示すようになる。このように、トルクセンサ回路を、第１系統のトルクセンサ回路１と第２系統のトルクセンサ回路２とで構成し、それぞれに対応するトルクセンサ部（トルクセンサ部１、トルクセンサ部２）を設ける。そして、トルクセンサ回路１からは、アナログ信号線によってアナログメイントルク信号Ｔｍａ（トルクメイン１）とアナログサブトルク信号Ｔｓａ（トルクサブ１）を出力すると共に、デジタル信号線によってデジタル通信信号Ｓ（通信１）を出力する。
　また、トルクセンサ回路２からは、アナログ信号線によってアナログメイントルク信号Ｔｍａ（トルクメイン２）とアナログサブトルク信号Ｔｓａ（トルクサブ２）を出力すると共に、デジタル信号線によってデジタル通信信号Ｓ（通信２）を出力する。
　以上の構成により、仮に一方のトルクセンサ部に異常が発生した場合であっても、他方のトルクセンサ部が正常に機能していればトルクセンサ機能を継続させることができる。
　このように、トルクセンサ回路を２系統で構成することで、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線を１０本に増やす必要があるが、より高い信頼性でのトルクセンサ機能の継続が可能となる。
　なお、上記第５の実施形態においては、第１の実施形態におけるトルクセンサ回路を２系統で構成する場合について説明したが、第２～第４の実施形態におけるトルクセンサ回路をそれぞれ２系統で構成するようにしてもよい。
　例えば、図６及び図７に示すトルクセンサ回路を２系統で構成した場合、図１１に示すように、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線は８本となる。また、図８に示すトルクセンサ回路を２系統で構成した場合、図１２に示すように、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線を６本となる。さらに、図９に示すトルクセンサ回路を２系統で構成した場合、図１３に示すように、トルク検出装置３０とＥＣＵ１５との間の信号線を８本となる。
　何れの場合も、高い信頼性でのトルクセンサ機能の継続が可能となる。
　さらに、上記第５の実施形態においては、トルクセンサ部を２系統のトルクセンサ回路にそれぞれ対応させて設ける場合（２センサ＋２検出回路）について説明したが、トルクセンサ部を２系統のトルクセンサ回路に対して１つのみ設けるようにしてもよい（１センサ＋２検出回路）。
　例えば、図５に示すトルクセンサ回路を２系統（１センサ）で構成した場合、図１４に示すようになる。また、図６及び図７に示すトルクセンサ回路を２系統（１センサ）で構成すると図１５に示すようになり、図８に示すトルクセンサ回路を２系統（１センサ）で構成すると図１６に示すようになり、図９に示すトルクセンサ回路を２系統（１センサ）で構成すると図１７に示すようになる。
　この場合、仮に一方のトルクセンサ回路に異常が発生した場合であっても、他方のトルクセンサ回路が正常に機能していればトルクセンサ機能を継続させることができる。したがって、この場合にも高い信頼性でのトルクセンサ機能の継続が可能となる。
（第６の実施形態）
　次に第６の実施形態について説明する。
　この第６の実施形態は、上述した第１の実施形態において、トルク信号（アナログメイントルク信号Ｔｍａ，アナログサブトルク信号Ｔｓａ）の誤差を補正する機能を設けるようにしたものである。
　すなわち、第６の実施形態のトルク検出装置３０は、図１８に示すように、図５に示すトルク検出装置３０に補正機能部６０を追加した構成を有する。
　補正機能部６０は、トルク信号の誤差を補正するための補正データを外部の制御回路から入力し書込む機能と、書込んだ補正データをもとに信号処理部５０Ａ，５０Ｂの演算回路定数を変更することで、トルク信号の誤差を補正する機能とを有する。
　ここで、補正機能部６０による補正対象は、トルク信号のゼロ点のオフセットずれ、及びトルク信号のゲイン（傾き量）とする。すなわち、補正データとは、オフセット量補正値及び傾き量補正値である。
　図１９は、補正機能部６０の具体的な構成を示すブロック図である。
　この図１９に示すように、補正機能部６０は、補正データを書込み可能な一時記憶部としてのレジスタ６０ａ，６０ｂと、レジスタ６０ａ，６０ｂのデータを保存するための常時記憶部としてのメモリ６０ｃとを備える。レジスタ６０ａには、メイン信号用の補正データを書込み、レジスタ６０ｂには、サブ信号用の補正データを書込むようになっている。
　また、ここでは、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へアナログサブトルク信号Ｔｓａを出力するための出力信号線（サブ信号出力端子）と、外部の制御回路（不図示）からトルク検出装置３０内の補正機能部６０へ補正データを入力するための入力信号線（データ書込み端子）とを兼用しており、これらは外部の制御回路によって切り替えられるようになっている。
　補正機能部６０へ補正データを書込む際には、外部の制御回路からトルク検出装置３０へ、予め定められたパルス列をサブ信号出力端子とデータ書込み端子との兼用端子から入力する。すると、ＩＯ制御部６０ｄは、これを受けてサブ信号側の出力バッファを停止する。これにより、サブ信号出力端子はデータ書込み端子に切り替えられ、補正データの書込み可能状態となる。すると、外部の制御回路から入力された補正データは、入力制御部６０ｅを介してレジスタ６０ａ，６０ｂに書込まれる。また、レジスタ６０ａ，６０ｂに書込まれた補正データは、メモリ６０ｃに保存される。
　なお、レジスタ６０ａ，６０ｂが補正用データ記憶部に対応し、ＩＯ制御部６０ｄが入出力切替部に対応している。
　レジスタ６０ａ，６０ｂへ書込んだ補正データは、トルク信号の誤差の補正に用いられる。オフセット量補正値及び傾き量補正値は、検出したアナログトルク信号をＡＤ変換したデジタルトルク波形を、所望のトルク波形に一致させるための補正値である。補正の方法としては、例えば、アナログトルク信号（アナログメイントルク信号Ｔｍａ，アナログサブトルク信号Ｔｓａ）をＡＤ変換し、ＡＤ変換後のデジタルトルク値をオフセット量補正値及び傾き量補正値で補正する方法を用いる。具体的には、（補正前のＡＤ値）×（傾き量補正値）＋（オフセット量補正値）を補正後のデジタルトルク値とする。
　なお、ここではデジタル処理を用いて補正する場合について説明したが、信号処理回路内での公知の手段でアナログ処理してもよい。例えば、オペアンプの入力抵抗やフィードバック抵抗をラダー抵抗で構成し、レジスタ６０ａ，６０ｂに書込んだ補正値に応じてラダー抵抗値を選択することもできる。
　そして、次回電源が投入されたときには、メモリ６０ｃに記憶した補正データをレジスタ６０ａ，６０ｂへ転送し、上述した補正処理を行う。また、補正機能部６０は、初期診断機能を有する。メモリ６０ｃには、書込みデータを反転した反転データも併せて保存するようになっており、電源投入直後に、初期診断により２つのデータが全て異なっていることを確認したうえで、上述した補正処理を開始するものとする。
　以上により、トルクセンサ信号の誤差を補正し、高精度なトルクセンサシステムを実現することができる。
　また、アナログサブトルク信号線と補正データの書込み線とを兼用することで、トルク検出装置３０と接続する信号線の増加を抑制することができる。さらに、メイントルク信号の監視用であるサブ側に補正書込み機能を付加することで、メイン側の信号喪失リスクを低減し、メイン側の機能安全を確保することができる。
　仮に、メイン側のトルク信号線とメモリ書込み信号線と兼用すると、常時稼動時にトルク信号線がメモリ書込み機能に切り替わってしまうリスクが生じる。例えば、トルク信号線にノイズが重畳した場合、トルク信号が突然“Ｈｉｇｈ”や“Ｌｏｗ”に固着してしまうおそれがある。本実施形態では、メインとして用いるトルク信号の喪失リスクを抑えることができるので、安定したトルク検出機能を実現することができる。
　また、サブ信号線がノイズ等で書込みモードに推移してしまった場合でも、メイン信号との比較によって、ＥＣＵ１５側は異常を検出することが可能である。
　なお、上記第６の実施形態においては、補正データの書込み機能をＥＣＵ１５に持たせることもできる。この場合、ＥＰＳを組み上げた最終工程での補正が可能であるため、トルクセンサのみではなく、ＥＰＳが組み立てられた際の誤差を含めた補正が可能となる。
　また、上記第６の実施形態においては、上述した第５の実施形態のように、トルクセンサ回路を２系統有するシステムにも適用可能である。この場合、１組のセンサ部と２系統のトルクセンサ回路とを有するシステムであっても、２組のセンサ部と２系統のトルクセンサ回路とを有するシステムであっても適用可能である。
（第７の実施形態）
　次に第７の実施形態について説明する。
　この第７の実施形態は、上述した第２の実施形態において、トルク信号の誤差を補正する機能を設けるようにしたものである。
　すなわち、第７の実施形態のトルク検出装置３０は、図２０に示すように、図６に示すトルク検出装置３０に補正機能部６０を追加した構成を有する。
　ここで、補正機能部６０は、トルク検出装置３０からＥＣＵ１５へデジタル通信信号Ｓを出力するための出力信号線（通信出力端子）と、外部の制御回路（不図示）からトルク検出装置３０内の補正機能部６０へ補正データを入力するための入力信号線（データ書込み端子）とを兼用しており、これらは外部の制御回路によって切り替えられるようになっている。
　すなわち、上述した第６の実施形態では、補正データ書込み線と共用するサブ信号線としてアナログサブトルク信号線を用いているのに対し、本実施形態では、補正データ書込み線と共用するサブ信号線としてデジタル通信信号線を用いる。そして、それ以外の構成は、上述した第６の実施形態における補正機能部６０と同様の構成を有する。
　この場合にも、メイン側の信号喪失リスクを抑制しつつ、トルクセンサ信号の誤差を補正し、安定したトルク検出機能を実現することができる。
　なお、ここでは、図６に示すトルク検出装置３０に補正機能部６０を追加する場合について説明したが、図７に示すトルク検出装置３０に補正機能部６０を追加し、デジタル通信信号Ｓの出力信号線と補正データの書込み信号線とを兼用するようにしてもよい。
　さらに、図２１に示すように、図８に示す第３の実施形態におけるトルク検出装置３０に補正機能部６０を追加し、デジタル通信信号Ｓの出力信号線と補正データの書込み信号線とを兼用するようにしてもよい。
　また、上記第７の実施形態においては、上述した第５の実施形態のように、トルクセンサ回路を２系統有するシステムにも適用可能である。この場合、１組のセンサ部と２系統のトルクセンサ回路とを有するシステムであっても、２組のセンサ部と２系統のトルクセンサ回路とを有するシステムであっても適用可能である。
（第８の実施形態）
　次に第８の実施形態について説明する。
　この第８の実施形態は、上述した第１～第７の実施形態において、デジタル通信信号Ｓを出力する通信出力部５８の異常を検出する機能を設けるようにしたものである。
　以下、通信出力部５８のデータ出力部分の構成について具体的に説明する。
　図２２は、通信出力部５８のデータ出力部分の構成を示すブロック図である。
　通信出力部５８は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）８１を備える。ＭＵＸ８１には、通常時は“１”となる選択信号（InItSentSel）が入力されることで、通信出力部５８内で生成した診断信号（以下、診断信号Ｓ０という）がそのまま通信出力信号生成部８２に入力される。通信出力信号生成部８２は、入力された診断信号Ｓ０を１フレーム単位の通信用データ（診断信号Ｓ）として出力する。その通信用データは、出力端子（診断信号出力端子）８３からＥＣＵ１５へ出力されると共に、データ変換部８４に入力される。
　データ変換部８４は、入力された通信用データを復号化するデコーダとしての機能と、シリアルデータからパラレルデータへ変換する機能とを有する。このデータ変換部８４は、通信出力信号生成部８２で変換した後の通信用データを、変換前の診断信号Ｓ０と同じデータ形式に戻す処理を行う。データ変換部８４の出力は、比較器８５に入力する。
　比較器８５には、データ変換部８４の出力の他に、もとの診断信号Ｓ０が入力される。そして、比較器８５はこれらを比較し、その結果がラッチ回路８６でラッチされる。比較器８５からは、両者が等しい場合には“０”、異なる場合には“１”となる信号が出力される。ラッチ回路８６でラッチされた信号は、異常検知フラグ（SentFrameFlg）として所定のタイミングで出力される。
　さらに、診断出力部５８Ａは、比較器８５そのものが正常に機能しているか否かを事前に確認する初期診断機能を設ける。ここでは、データ変換部８４から出力される信号をもとの診断信号Ｓ０とは異なる信号とし、これらを比較器８５に入力する。そして、両者の比較結果が異なる（異常診断される）ことを確認することで、比較器８５が正常に機能していると判断する。
　具体的には、初期診断時には、ＭＵＸ８１に“０”となる選択信号（InItSentSel）が入力されて、診断信号Ｓ０の反転信号が通信出力信号生成部８２に入力される。この場合、データ変換部８４の出力信号ともとの診断信号Ｓ０とは異なる信号となるため、比較器８５が正常であれば、“１”となる異常検知フラグ（Se ntFrameFlg）が出力されることになる。これを確認することで、比較器８５が正常に動作していることを確認する。この初期診断は、例えば、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、コントローラ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動する。
　なお、ここでは、初期診断に際し、比較器８５に診断用信号として、通信出力信号生成部８２に診断信号Ｓ０の反転信号を入力したときの出力信号を、データ変換部８４で診断信号Ｓ０と同じデータ形式に戻した信号とする場合について説明したが、比較器８５に互いに異なる信号を入力できればよく、診断用信号はこれに限定されない。
　なお、通信出力部５８が異常診断部、診断信号生成部、診断信号出力部、出力異常検出部、診断結果出力部および初期診断部に対応している。ここで、ＭＵＸ８１が初期診断部に対応し、通信出力信号生成部８２が診断信号出力部に対応し、データ変換部８４及び比較器８５が出力異常検出部に対応し、ラッチ回路８６が診断結果出力部に対応している。
　以上の構成により、電源が投入された直後、ＥＣＵ１５側が操舵補助制御を開始する前に、通信出力部５８は、ＭＵＸ８１に“０”となる選択信号（InItSentSel）を入力し、比較器８５そのものの初期診断を実施する。この初期診断中は、通信出力部５８から初期診断中であることを示す信号が出力されるため、ＥＣＵ１５は、通信出力信号生成部８２の初期診断中であることを認識する。すなわち、操舵補助制御を実施しない状態とする。
　このように、トルク検出装置３０は、初期診断中の情報を出力するので、ＥＣＵ１５はその情報から、トルクセンサシステムが正常動作前でありメイントルク信号Ｔｍａの使用が不可であることを認識することができる。
　初期診断の結果、各機能が正常であると診断されると、トルク検出装置３０のトルク出力機能が作動する。すると、信号処理回路５０Ａ及び５０Ｂは、コイル対２２の出力信号に応じたアナログメイントルク信号Ｔｍａ及びアナログサブトルク信号Ｔｓａを算出し、メイン出力部５３及びサブ出力部５６はこれらをＥＣＵ１５に出力する。これにより、適切に操舵補助制御を実施することができる。
　この操舵補助制御の実施中は、通信出力部５８は信号処理回路５０Ａ及び５０Ｂの異常を診断する。そして、通信出力部５８はその異常診断結果をＥＣＵ１５へ出力する。ＥＣＵ１５は、通信出力部５８から受信した診断情報Ｓから、信号処理回路５０Ａ及び５０Ｂが正常であることを認識しているときは操舵補助制御を継続し、異常が発生していることを認識すると操舵補助制御を停止すべくフェールセーフモードに移行する。
　ところで、一般に、データ通信を行う場合には通信信号にＣＲＣなどを含め、通信そのものの信頼性を監視するようにしている。しかしながら、通信データ生成部そのものに異常が発生しているか否かを監視していない場合、後段のＥＣＵでは通信データそのものが正しいのかを判断することができない。
　これに対して、本実施形態では、通信出力信号生成部８２に入力する前の診断信号Ｓ０と、通信出力信号生成部８２で変換した後の通信用データを変換前の診断信号Ｓ０と同じデータ形式に戻したときの信号とを比較し、両者に差が生じているか否かを監視する。そして、両者に差が生じている場合には、通信出力信号生成部８２に異常が発生していると判断し、その情報をＥＣＵ１５へ伝達する。したがって、ＥＣＵ１５は、診断信号Ｓそのものが正しいのかを判断することができる。
　このように、生成された通信用データそのものの信頼性を高めることができる。そのため、ＥＣＵ１５は、適切にトルク検出装置３０に異常が発生しているか否かを認識することができる。
　また、通信出力信号生成部８２の異常を監視する比較器８５そのものが正常に動作しているかを確認する初期診断機能を設けるので、より信頼性の高い通信データ出力機能を実現することができる。
　なお、上記第６の実施形態においては、トルク検出装置３０をカスタムＩＣで構成することもできる。この場合、診断信号ＳはカスタムＩＣの診断信号出力端子から後段のＥＣＵ１５へ出力される。このとき、診断信号出力端子から出力した通信用データをカスタムＩＣ内に戻すフィードバック端子を設け、診断信号出力端子から出力する前の通信用データと、フィードバック端子からカスタムＩＣ内に戻した通信用データとを比較すれば、カスタムＩＣの出力端子系に発生している断線、天絡、地絡などの異常を検知することができる（端子異常検出部）。その診断信号出力端子の異常診断情報は、ＥＣＵ１５に対して出力することが好ましい。
（第９の実施形態）
　次に第９の実施形態について説明する。
　この第９の実施形態は、上述した第１～第８の実施形態において、励磁信号の異常を検出する機能を設けるようにしたものである。
　以下、発振部６５の構成について具体的に説明する。
　図２３は、発振部６５の具体的構成を示すブロック図である。
　発振部６５は、コストダウンのためにカスタムＩＣを構成しているものとする。この発振部６５は、クロック信号を生成し出力するクロック信号生成部９１を備える。クロック信号生成部９１から出力したクロック信号は、同一構成を有する３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃに入力され、各励磁アンプ９２ａ～９２ｃからそれぞれ励磁信号（励磁用正弦波）が出力される。このように、発振部６５は、３つの励磁信号をそれぞれ同じ手法で生成する。
　これら３つの励磁信号は、２つ毎に比較回路９３ａ～９３ｃによって比較される。すなわち、比較回路９３ａは、励磁アンプ９２ａが出力した励磁信号と、励磁アンプ９２ｂが出力した励磁信号とを比較する。また、比較回路９３ｂは、励磁アンプ９２ｂが出力した励磁信号と、励磁アンプ９２ｃが出力した励磁信号とを比較する。さらに、比較回路９３ｃは、励磁アンプ９２ａが出力した励磁信号と、励磁アンプ９２ｃが出力した励磁信号とを比較する。比較回路９３ａ～９３ｃの比較結果は、後述する励磁信号選択回路９５に入力される。
　また、励磁アンプ９２ａから励磁信号を出力する信号線にはスイッチ９４ａが設けられ、励磁アンプ９２ｂから励磁信号を出力する信号線にはスイッチ９４ｂが設けられ、励磁アンプ９２ｃから励磁信号を出力する信号線にはスイッチ９４ｃが設けられている。これらスイッチ９４ａ～９４ｃは励磁信号選択回路９５によってオン／オフが制御される。
　励磁信号選択回路９５は、励磁アンプ９２ａ～９２ｃの比較結果をもとに、３つの励磁信号のうち異常が発生している励磁信号を特定する。ここでは、３つの励磁信号のうち他の２つの励磁信号と一致しない励磁信号を特定し、これを異常が発生している励磁信号とする。そして、励磁信号選択回路９５は、その情報（Ａｍｐ＿ｄｅｔ）を励磁診断信号としてＥＣＵ１５へ出力する。
　また、励磁信号選択回路９５は、正常な励磁信号の１つを選択し、当該正常な励磁信号を出力する信号線に設けられたスイッチのみをオンするように、スイッチ９４ａ～９４ｃを制御する。例えば、励磁アンプ９２ａが出力した励磁信号を選択した場合には、図２３に示すようにスイッチ９４ａのみがオンすることになる。
　励磁信号選択回路９５によって選択された励磁信号は、アンプ９６を介してセンサ励磁信号として励磁信号端子９７から図２に示すブリッジ回路へ印加される。
　また、励磁信号端子９７から出力されたセンサ励磁信号は、フィードバック端子９８からカスタムＩＣ内に戻され、比較器９９によってアンプ９６が出力するセンサ励磁信号、即ち励磁信号端子９７から出力する前のセンサ励磁信号と比較される。そして、比較器９９の比較結果（端子＿ｄｅｔ）は、励磁診断信号としてＥＣＵ１５へ出力される。
　さらに、発振部６５は、励磁信号の異常を検出する比較回路９３ａ～９３ｃが正常に機能しているか否かを診断するための初期診断機能を有する。初期診断は、電源が投入された直後（又はイグニッションスイッチ１８をオンした直後）、ＥＣＵ１５側が操舵補助制御を開始する前に作動する。また、初期診断中は、初期診断中フラグを立てるなどにより、ＥＣＵ１５がトルクセンサ信号を使用できないようにする（操舵補助制御を実施できないようにする）。
　この初期診断では、異常信号発生部９０から励磁アンプ９２ｂ及び９２ｃに対して、クロック信号生成部９１からのクロック信号に代えて異常信号をそれぞれ入力することで、３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃの出力信号が一致しない状態を生成する。ここで、上記異常信号とは、正常に機能している比較回路による比較結果が「不一致」となる（異常診断される）信号である。
　そして、異常信号発生部９０から励磁アンプ９２ｂ及び９２ｃに対して異常信号を入力したときに、比較回路９３ａ～９３ｃが励磁信号を異常診断した場合、励磁信号選択回路９５は比較回路９３ａ～９３ｃが正常に機能していると判断する。
　ＥＣＵ１５は、発振部６５から励磁診断信号を受け取ると、その励磁診断信号に含まれる励磁アンプ９２ａ～９２ｃの異常診断情報（Ａｍｐ＿ｄｅｔ）と、励磁信号端子９７の異常診断情報（端子＿ｄｅｔ）とを確認する。そして、Ａｍｐ＿ｄｅｔから正常な励磁アンプ９２ａ～９２ｃが無いと判断するか、励磁信号端子９７が異常であると判断すると、操舵補助制御を実施しないようにする。
　なお、クロック信号生成部９１及び励磁アンプ９２ａ～９２ｃが励磁信号生成部に対応し、比較回路９３ａ～９３ｃが異常検出部に対応し、スイッチ９４ａ～９４ｃ及び励磁信号選択回路９５が励磁信号選択部に対応している。さらに、比較器９９が励磁信号端子異常検出部に対応し、異常信号発生部９０が励磁信号初期診断部に対応している。
　以上の構成により、電源が投入された直後、ＥＣＵ１５側が操舵補助制御を開始する前に、発振部６５は、異常信号発生部９０から異常信号を出力し、比較回路９３ａ～９３ｃそのものの初期診断を実施する。この初期診断中は、発振部６５から初期診断中であることを示す信号が出力されるため、ＥＣＵ１５は、発振部６５の初期診断中であることを認識する。すなわち、操舵補助制御を実施しない状態とする。
　このように、トルク検出装置３０は、初期診断中の情報を出力するので、ＥＣＵ１５はその情報から、トルクセンサシステムが正常動作前でありメイントルク信号Ｔｍａの使用が不可であることを認識することができる。
　初期診断の結果、各機能が正常であると診断されると、トルク検出装置３０のトルク出力機能が作動する。このとき、発振部６５の３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃがすべて正常である場合には、３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃから出力される３つの励磁信号がすべて一致する。そのため、励磁信号選択回路９５は、比較回路９３ａ～９３ｃの比較結果をもとに励磁アンプ９２ａ～９２ｃが正常であることを認識する。
　したがって、励磁信号選択回路９５は、例えば図２３に示すようにスイッチ９４ａのみをオンし、正常な励磁アンプ９２ａを用いてセンサ励磁信号を生成する。そして、これをブリッジ回路へ印加する。これにより、適切に操舵補助制御を実施することができる。
　この状態から、励磁アンプ９２ａのみに異常が発生すると、励磁アンプ９２ａから出力した励磁信号と、励磁アンプ９２ｂ及び９２ｃから出力した励磁信号とが不一致となる。そのため、励磁信号選択回路９５は、比較回路９３ａ～９３ｃの比較結果をもとに、励磁アンプ９２ａに異常が発生していることを検出する。すると、励磁信号選択回路９５は、例えばスイッチ９４ｂのみをオンし、正常な励磁アンプ９２ｂを用いてセンサ励磁信号を生成するように切り替える。このようにして、励磁機能を継続する。したがって、適切な操舵補助制御を継続することができる。
　このように、１つのクロック信号から同じ方法で励磁用正弦波を生成する機能（励磁アンプ）を３つ設け、カスタムＩＣの中に配置する。そして、その３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃが出力する３つの信号の中から２つを選択する全ての組合せについて、当該２つの信号差を監視する比較処理を行う。
　この比較処理により、断線系の異常のみではなく、周波数異常、デューティ異常、三角波、パルス波、サチュレートなどの励磁信号波形の歪や変形に関する異常も検出することができる。
　また、３つの励磁アンプ９２ａ～９２ｃのうち何れか１つに異常が発生した場合には、異常が発生したことを適切に認識することができると共に、異常が発生した励磁アンプを特定することができる。したがって、正常な励磁アンプを選択して励磁を継続することが可能となり、信頼性の高い励磁機能を実現することができる。
　さらに、カスタムＩＣの励磁信号端子９７から出力するセンサ励磁信号を、フィードバック端子９８からカスタムＩＣ内へ戻し、励磁信号端子９７から出力する前の励磁信号と比較する。したがって、カスタムＩＣの励磁出力端子系に断線、天絡、地絡などの異常が発生している場合には、これを検知することができる。
　また、励磁アンプ９２ａ～９２ｃの異常診断情報や励磁信号端子９７の異常診断情報を含む励磁診断信号をＥＣＵ１５に対して出力するので、ＥＣＵ１５はその励磁診断信号からトルクセンサシステムに異常が発生しているか否かを判断することができる。そして、異常が発生している場合には、適切にフェールセーフモードに移行したり操舵補助制御を停止したりすることができる。そのため、異常が発生しているにもかかわらず、正常と判断してＥＣＵ１５側が通常の操舵補助制御を継続してしまうのを防止することができ、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
　さらにまた、励磁アンプ９２ａ～９２ｃの異常を監視する比較回路９３ａ～９３ｃそのものが正常に動作しているかを確認する初期診断機能を設ける。したがって、より信頼性の高い励磁機能を実現することができる。
（変形例）
　なお、上記各実施形態においては、デジタル通信信号Ｓの通信を、ＳＥＮＴ通信を用いて構成する場合について説明したが、用途と目的に応じて適宜他の通信手段を用いることもできる。例えば、ＰＷＭ信号等を用いることもできる。
　また、上記各実施形態においては、コイル式のトルクセンサを用いる場合について説明したが、２つのトルク信号を出力する例えば磁気感応式素子などを用いた構成を適用することもできる。
産業上の利用の可能性
　本発明に係るトルク検出装置によれば、デジタルトルク値とトルクセンサ回路の診断情報とを重畳したデジタル通信信号を出力するため、ＥＣＵに対して異常発生状況を適切に伝達することができると共に、トルク検出機能の継続性を向上させることができる。そのため、信頼性の高いトルクセンサシステムを構築することができ、有用である。
　したがって、上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両では、安定した操舵補助制御を行うことができ、有用である。
　１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１５…コントローラ、 １６…車速センサ、１７…バッテリ、１８…イグニッションスイッチ、２０…トルクセンサ、２２…コイル対、２２ａ，２２ｂ…コイル、３０…トルク検出装置、５１…メイン増幅・全波整流部、５２…メイン平滑部、５３…メイン出力部、５４…サブ増幅・全波整流部、５５…サブ平滑部、５６…サブ出力部、５７…ＡＤＣ、５８…通信出力部、５９…コネクタ、８１…ＭＵＸ、８２…通信出力信号生成部、８３…通信出力端子、８４…データ変換部、８５…比較器、８６…ラッチ回路、９０…異常信号発生部、９１…クロック信号生成部、９２ａ～９２ｃ…励磁アンプ、９３ａ～９３ｃ…比較回路、９４ａ～９４ｃ…スイッチ、９５…励磁信号選択回路、９６…アンプ、９７…励磁信号端子、９８…フィードバック端子、９９…比較器

Claims (21)

  1. 　回転軸に生じるトルクに応じた信号を出力するセンサ部と、
    　前記センサ部が出力した信号に基づいて、回転軸に生じるトルクを検出するトルクセンサ回路と、を備え、
    　前記トルクセンサ回路は、
    　前記センサ部が出力した信号に基づいて、アナログメイントルク信号及びアナログサブトルク信号を検出する信号処理部と、
    　前記信号処理部で検出した前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号を、デジタル値であるメイントルク値及びサブトルク値へ変換するＡＤ変換器と、
    　前記信号処理部の異常を監視する監視部と、
    　前記ＡＤ変換器で変換したメイントルク値及びサブトルク値と、前記監視部による異常診断結果を含む診断情報とを重畳させたデジタル通信信号を出力する通信出力部と、を備えることを特徴とするトルク検出装置。
  2. 　前記トルクセンサ回路は、
    　前記信号処理部で検出した前記アナログメイントルク信号を出力するメイン出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出装置。
  3. 　前記トルクセンサ回路は、
    　前記信号処理部で検出した前記アナログサブトルク信号を出力するサブ出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク検出装置。
  4. 　前記通信出力部は、
    　前記デジタル通信信号を、複数の通信信号線を介してそれぞれ出力することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  5. 　前記トルクセンサ回路は、
    　前記信号処理部で用いる演算回路定数を変更し前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号の誤差を補正するための補正用データを書込み可能な補正用データ記憶部と、
    　前記トルクセンサ回路の外部へ前記デジタル通信信号を出力する出力端子を、前記トルクセンサ回路の外部から前記補正用データ記憶部に前記補正用データを書込むための入力端子に切り替える入出力切替部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のトルク検出装置。
  6. 　前記トルクセンサ回路は、
    　前記信号処理部で用いる演算回路定数を変更し前記アナログメイントルク信号及び前記アナログサブトルク信号の誤差を補正するための補正用データを書込み可能な補正用データ記憶部と、
    　前記トルクセンサ回路の外部へ前記アナログサブトルク信号を出力する出力端子を、前記トルクセンサ回路の外部から前記補正用データ記憶部に前記補正用データを書込むための入力端子に切り替える入出力切替部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のトルク検出装置。
  7. 　前記通信出力部は、
    　前記ＡＤ変換器で変換したメイントルク値及びサブトルク値と、前記診断情報とを含む診断信号を生成する診断信号生成部と、
    　前記診断信号生成部で生成した診断信号のデータ形式を変換し、これを前記デジタル通信信号として出力する診断信号出力部と、
    　前記診断信号生成部で生成した前記診断信号と、当該診断信号を前記診断信号出力部で変換出力した前記デジタル通信信号を、変換前の前記診断信号と同じデータ形式へ戻した信号とを比較し、その比較結果が不一致であるとき前記診断信号出力部に異常が発生していると判断する出力異常検出部と、を備えることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  8. 　前記出力異常検出部による出力異常診断結果を出力する診断結果出力部を備えることを特徴とする請求項７に記載のトルク検出装置。
  9. 　前記トルク検出回路によるトルク検出機能が作動する前に、前記出力異常検出部に比較対象である２つの信号に代えて、互いに異なる２つの診断用信号を入力し、前記出力異常検出部が入力信号に対して異常診断することをもって当該出力異常検出部が正常に動作していることを確認する初期診断部を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載のトルク検出装置。
  10. 　前記診断用信号は、前記診断信号生成部で生成した前記診断信号と、当該診断信号の反転信号を前記診断信号出力部で変換出力した前記デジタル通信信号を、変換前の前記診断信号と同じデータ形式へ戻した信号とであることを特徴とする請求項９に記載のトルク検出装置。
  11. 　前記診断信号出力部は、カスタムＩＣに内蔵されており、当該カスタムＩＣの診断信号出力端子から出力した前記デジタル通信信号を、前記カスタムＩＣのフィードバック端子から当該カスタムＩＣ内にフィードバックし、前記診断信号出力端子から出力する前の前記デジタル通信信号と比較する端子異常検出部を備えることを特徴とする請求項７～１０の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  12. 　前記センサ部は、
    　回転軸に生じるトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する１対の検出コイルと、
    　前記検出コイルのそれぞれに直列接続された抵抗体とで成るブリッジ回路に供給する励磁信号を生成する、複数の同一構成の励磁信号生成部と、
    　前記複数の励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号のうち何れか１つを選択して、前記ブリッジ回路に供給する励磁信号選択部と、
    　前記複数の励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号を比較し、当該複数の励磁信号が不一致であるとき前記励磁信号に異常が発生していると判断する異常検出部と、を備えることを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  13. 　前記複数の励磁信号生成部を少なくとも３つ備え、
    　前記異常検出部は、前記励磁信号生成部で生成した複数の励磁信号を２つずつ比較する複数の比較回路を有し、該比較回路による比較結果をもとに異常が発生している励磁信号を特定し、
    　前記励磁信号選択部は、前記異常検出部による励磁異常診断結果をもとに、正常な励磁信号を選択して前記ブリッジ回路に供給することを特徴とする請求項１２に記載のトルク検出装置。
  14. 　前記励磁信号生成部による励磁信号生成機能が作動する前に、前記異常検出部の前記比較回路に比較対象である２つの前記励磁信号に代えて、互いに異なる２つの励磁信号診断用信号を入力し、当該比較回路が入力信号に対して異常診断することをもって前記異常検出部が正常に動作していることを確認する励磁信号初期診断部を備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のトルク検出装置。
  15. 　前記異常検出部は、励磁異常診断結果を出力する励磁診断結果出力部を備えることを特徴とする請求項１２～１４の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  16. 　前記センサ部は、カスタムＩＣに内蔵されており、当該カスタムＩＣの励磁信号端子から前記ブリッジ回路へ出力した励磁信号を、前記カスタムＩＣのフィードバック端子から当該カスタムＩＣ内にフィードバックし、前記励磁信号端子から前記ブリッジ回路へ出力する前の励磁信号と比較する励磁信号端子異常検出部を備えることを特徴とする請求項１２～１５の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  17. 　前記励磁信号端子異常検出部は、前記励磁信号端子の異常診断結果を出力する端子診断結果出力部を備えることを特徴とする請求項１６に記載のトルク検出装置。
  18. 　前記センサ部を２組有し、
    　前記トルクセンサ回路からなるトルク検出系統を、前記２組のセンサ部に対応させて２系統有することを特徴とする請求項１～１７の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  19. 　前記センサ部を１組有し、
    　前記トルク検出回路からなるトルク検出系統を２系統有し、何れか一方のトルク検出系統を作動状態として前記トルクを検出することを特徴とする請求項１～１７の何れか１項に記載のトルク検出装置。
  20. 　ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する前記請求項１～１９の何れか１項に記載のトルク検出装置と、
    　少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、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。
  21. 　前記請求項２０に記載の電動パワーステアリング装置を備えることを特徴とする車両。
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