JP2003344190A - トルク検出装置及び舵角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の処理部でトルク又は舵角を演算する際
の演算異常に対する信頼性を高める。 【解決手段】 入力軸１６と出力軸１７とをトーション
部１９を介して同軸状に連結した操舵軸１３に加わるト
ルクを検出する装置であって、入力軸１６の回転角に応
じた信号を出力する第１センサ１Ａ，１Ｂと、出力軸１
７の回転角に応じた信号を出力する第２センサ２Ａ，２
Ｂと、前記第１センサ１Ａ，１Ｂ及び前記第２センサ２
Ａ，２Ｂの出力信号が与えられる演算部１０と、を備
え、前記演算部１０は、前記第１センサ１Ａ，１Ｂ及び
前記第２センサ２Ａ，２Ｂの出力信号から所定の演算方
式によってトルクを算出する処理部２１ａ，２１ｂを複
数備え、各処理部２１ａ，２１ｂは、それぞれ異なる演
算方式によってトルクを算出するよう構成され、各処理
部２１ａ，２１ｂによって算出されたトルクを比較して
演算異常を検出する手段２４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵軸のトルク検
出装置及び舵角検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の舵取装置には、電動モータを
駆動して操舵補助を行い、運転者の負担を軽減するもの
がある。このような舵取装置は、操舵輪（ステアリング
ホイール）に繋がる入力軸と、ピニオン及びラックなど
により操向車輪に繋がる出力軸とをトーションバーによ
って連結して構成された操舵軸を備えている。操舵輪か
ら入力軸側に操舵トルクが加えられると、トーションバ
ーが介在しているため、入力軸の回転角と出力軸の回転
角との間に差が生じる。このような入力軸の回転角と出
力軸の回転角との差から、コンピュータが所定の演算方
式を用いて演算することによって操舵トルクが求められ
る。そして、求められた操舵トルクに応じて、出力軸に
連動する操舵補助用の電動モータを駆動制御して操舵補
助が行われる。

【０００３】従来、トルク等を演算するためのコンピュ
ータを、フェイルセーフ対策として２系統で構成して信
頼性を高めることが行われている（特開平１１−７８９
４３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コンピュータ
を単に２系統で構成しても、２つのコンピュータが同じ
方式でトルクを求める演算を行うと、演算での異常が２
つのコンピュータに同時に発生する可能性があり、演算
異常を検出できないおそれがある。特に、２つのコンピ
ュータに入力されるセンサに異常がある場合や、センサ
の出力信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄコンバータに
異常がある場合など、コンピュータに入力される信号自
体に異常がある場合には、２系統のコンピュータがあっ
ても、両方のコンピュータの出力が同様に異常となり、
異常を検出するのが困難であって、信頼性が十分でな
い。

【０００５】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであって、演算異常に対する信頼性を高めることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトルク検出
装置は、入力軸と出力軸とをトーション部を介して同軸
状に連結した操舵軸に加わるトルクを検出する装置であ
って、入力軸の回転角に応じた信号を出力する第１セン
サと、出力軸の回転角に応じた信号を出力する第２セン
サと、前記第１センサ及び前記第２センサの出力信号が
与えられる演算部と、を備え、前記演算部は、前記第１
センサ及び前記第２センサの出力信号から所定の演算方
式によってトルクを算出する処理部を複数備え、各処理
部は、それぞれ異なる演算方式によってトルクを算出す
るよう構成され、各処理部によって算出されたトルクを
比較して演算異常を検出する手段を備えていることを特
徴とする。

【０００７】本発明に係るトルク検出装置によると、演
算部が複数の処理部を備えることで、演算部の信頼性が
高められている。しかも、トルクを演算する際の演算方
式が各処理部において異なっているため、異常が生じた
場合には、各処理部の算出結果に差が出やすく、各処理
部が同一演算方式である場合に比べて異常検出が容易と
なって信頼性が一層向上する。

【０００８】また、本発明は、操舵軸の舵角を検出する
装置であって、操舵軸の回転角に応じた信号を出力する
センサと、前記センサの出力信号が与えられる演算部
と、を備え、前記演算部は、前記センサの出力信号から
所定の演算方式によって舵角を算出する処理部を複数備
え、各処理部は、それぞれ異なる演算方式によって舵角
を算出するよう構成され、各処理部によって算出された
舵角を比較して演算異常を検出する手段を備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明に係る舵角検出装置によると、演算
部が複数の処理部を備えることで、演算部の信頼性が高
められている。しかも、舵角を演算する際の演算方式が
各処理部において異なっているため、異常が生じた場合
には、各処理部の算出結果に差が出やすく、各処理部が
同一演算方式である場合に比べて異常検出が容易となっ
て信頼性が一層向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係るトルク検出装
置と舵角検出装置を備えた舵取装置の模式図である。こ
の舵取装置は、例えば、自動車に適用され、操舵輪（操
舵部材）１と操向車輪の舵取機構とを連絡する操舵軸１
３を有している。操舵軸１３は、上端が操舵輪（操舵部
材）１に連結された入力軸１６と、下端が舵取機構のピ
ニオン１８に連結された出力軸１７とを、細径のトーシ
ョンバー（トーション部）１９を介して同軸状に連結し
て構成されている。

【００１１】入力軸１６には、出力軸１７との連結側端
部近傍に、円板形をなす第１ターゲット板１２ａ及び第
２ターゲット板１２ｂが同軸状に配置されている。操舵
輪１側に位置する第１ターゲット板（回転体）１２ａの
外周面には、磁性体製の突起であるターゲット３ａが、
例えば、３６個、周方向に等間隔で突設されている。第
２ターゲット板１２ｂの外周面には、磁性体製の突起で
あるターゲット３ｂが、ターゲット３ａの個数と互いに
素である個数、例えば、３７個、周方向に等間隔で突設
されている。ここで、互いに素であるとは、１以外の公
約数を持たないことを意味する。このターゲット３ａ，
３ｂは、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からな
り、環状の平歯車がターゲット板１２ａ，１２ｂ及びタ
ーゲット３ａ，３ｂを構成している。なお、ターゲット
板は、上述のものに限定されず、例えば、本出願人が特
願２００２−６９１２１号で開示している、その他の形
式のものを採用してもよい。

【００１２】上述したターゲット３ａと同様の３６個の
ターゲット３ｃを備えた第３ターゲット板１２ｃが、出
力軸１７の入力軸１６との連結側単部近傍に外嵌固定さ
れており、出力軸１７側の第３ターゲット体の各ターゲ
ット３ｃと、入力軸１６側の第１ターゲット板１２ａの
各ターゲット３ａとは周方向に整合されて並設されてい
る。尚、前記ターゲット３ａ，３ｂ，３ｃである歯は、
入力軸１６及び出力軸１７を磁性体製とし、入力軸１６
及び出力軸１７の周面を歯切り加工することにより形成
されてもよい。

【００１３】ターゲット板１２ａ，１２ｂ，１２ｃの外
側には、それぞれの外周のターゲット３ａ，３ｂ，３ｃ
の外縁を臨むようにセンサボックス１１ａが配設されて
いる。センサボックス１１ａは、入力軸１６及び出力軸
１７を支承するハウジング（図示せず）等の動かない部
位に固定支持されている。センサボックス１１ａの内部
には、入力軸１６のターゲット３ａの周方向に異なる部
位に対向する磁気センサ（第１センサ）１Ａ，１Ｂと、
出力軸１７側のターゲット３ｃの周方向に異なる部位に
対向する磁気センサ（第２センサ）２Ａ，２Ｂとが、周
方向位置を正しく合わせて収納されている。また、入力
軸１６側のターゲット３ｂの周方向の異なる部位に対向
する磁気センサ３Ａ，３Ｂが収納されている。

【００１４】磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３
Ａ，３Ｂは、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用
により電気的特性（抵抗）が変化する特性を有する素子
を用い、対向するターゲット３ａ，３ｃ，３ｂの近接す
る部位に応じて検出出力信号が変わるように構成された
センサであり、これらのセンサ出力信号は、センサボッ
クス１１ａ外部又は内部の演算部１０に与えられてい
る。

【００１５】磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３
Ａ，３Ｂは、対応するターゲット３ａ，３ｃ，３ｂがそ
れぞれのセンサとの対向位置を通過する間、それぞれ図
２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ターゲットの近接
離反度合い、すなわち入出力軸１６，１７の各回転角度
の変化に応じて、三角波又は正弦波に近似した波形信号
を出力する。

【００１６】磁気センサ１Ａ，１Ｂの出力信号は、これ
らに対応するターゲット３ａが設けられた入力軸１６の
回転角度に応じた波形信号となり、磁気センサ３Ａ，３
Ｂの出力信号は、これらに対応するターゲット３ｂが設
けられた入力軸１６の回転角度に応じた波形信号とな
り、磁気センサ２Ａ，２Ｂの出力信号は、これらが対向
するターゲット３ｃが設けられた出力軸１７の回転角度
に応じた波形となる。

【００１７】磁気センサのアナログ出力信号は、図示し
ないＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換され
て、前記演算部１０に与えられる。演算部１０は、図３
に示すように信号の処理部として複数（ここでは、２
つ）のＣＰＵ２１ａ，２１ｂを備えている。処理部であ
る各ＣＰＵ２１ａ，２１ｂには、センサ１Ａ，１Ｂ，２
Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂから出力信号が与えられる。すな
わち、各処理部２１ａ，２１ｂには共通のセンサ出力信
号が与えられる。そして、処理部である各ＣＰＵ２１
ａ，２１ｂは、メモリ２２ａ，２２ｂに記憶された所定
の演算方式によって磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２
Ｂ，３Ａ，３Ｂの出力信号から操舵トルクと舵角を算出
する。このように、磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２
Ｂ，３Ａ，３Ｂと演算部１０の各機能とがトルク検出装
置と舵角検出装置を構成している。

【００１８】各ＣＰＵ２１ａ，２１ｂは、それぞれ異な
る演算方式によって操舵トルクと舵角を算出できるよう
に、各メモリ２２ａ，２２ｂには異なる演算方式が記憶
されている。以下、第１のＣＰＵ（第１処理部）２１ａ
において、操舵トルク及び舵角を算出するための演算方
式（第１演算方式）を説明する。なお、以下で説明する
トルクの第１演算方式を差分方式というものとする。

【００１９】第１ＣＰＵ２１ａのメモリ２２ａには、入
力軸１６が回転したときの回転角度と磁気センサ１Ａ，
１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの実測した各出力信号の
値とを対応させて記憶しているテーブル（図示省略）が
備わっている。第１ＣＰＵ２１ａは、磁気センサ１Ａ，
１Ｂの出力信号を基に、前記テーブルを参照すること
で、入力軸１６の相対回転角度（舵角）を算出すること
ができる。また、第１ＣＰＵ２１ａは磁気センサ２Ａ，
２Ｂの出力信号に基づき、前記テーブルを参照すること
で、出力軸１７の相対回転角度を算出することができ
る。入力軸１６にトルクが加わった場合、磁気センサ１
Ａ，１Ｂの各出力信号と、磁気センサ２Ａ，２Ｂの各出
力信号とには差が生じる。

【００２０】磁気センサ１Ａ，２Ａと磁気センサ１Ｂ，
２Ｂとは、ターゲット板１２ａ，１２ｃの周方向に、例
えば電気角９０゜位相を異ならせている。それぞれの出
力信号は、上昇及び下降の転換点である極大値及び極小
値で非線形的な変化率が最大となるが、位相が異なって
いるため、相互に補完させることが出来る。尚、補完が
可能であれば、異なる位相角度は電気角１゜〜３６０゜
未満の何れでも良い。

【００２１】ここで、磁気センサ１Ａの出力信号と磁気
センサ２Ａの出力信号の差、又は磁気センサ１Ｂの出力
信号と磁気センサ２Ｂの出力信号との差は、入力軸１６
と出力軸１７との回転角度の差（相対角度変位）に対応
するものとなる。この相対角度変位は、入力軸１６に加
わるトルクの作用下において、入力軸１６と出力軸１７
とを連結するトーションバー１９に生じる捩れ角度に対
応する。したがって、前述した出力信号の差に基づいて
入力軸１６に加わるトルクを算出することができる（差
分方式）。本実施形態では、第１ＣＰＵ２１ａが主たる
処理部であって、通常は、第１ＣＰＵ２１ａの演算方式
（差分方式）によって求められたトルクに応じて、出力
軸１７に連動する操舵補助用の電動モータを駆動制御し
て操舵補助が行われる。

【００２２】また、磁気センサ３Ａ及び磁気センサ３Ｂ
は、磁気センサ１Ａ及び磁気センサ１Ｂと同様に、ター
ゲット板１２ｂの周方向に、電気角９０゜位相が異なっ
ているが、磁気センサ１Ａ及び磁気センサ１Ｂに対向す
るターゲット３ａの個数が３６個であるのに対して、磁
気センサ３Ａ及び磁気センサ３Ｂに対向するターゲット
３ｂの個数は３７個である。したがって、磁気センサ１
Ａ，３Ａ及び磁気センサ１Ｂ，３Ｂは、図４に示すよう
に、入力軸１６が１位相回転する都度、１／３７位相ず
つ、それぞれ互いに位相がずれて行く出力信号を出力す
る。磁気センサ１Ａ，３Ａのみ又は磁気センサ１Ｂ，３
Ｂのみでは、図４に示すように、入力軸１６が３６０゜
回転する間に、出力信号の組が２回出現するので、入力
軸１６の回転角度（絶対回転角度）を特定できないが、
磁気センサ１Ａ，３Ａ，１Ｂ，３Ｂの各出力信号を前記
テーブルで参照することにより、入力軸１６の回転角度
を特定することができる。

【００２３】続いて、第２のＣＰＵ（第２処理部）２１
ｂにおいて、操舵トルク及び舵角を算出するための演算
方式（第２演算方式）を説明する。なお、以下で説明す
るトルクの第２演算方式をｔａｎ^−１方式というものと
する。まず、磁気センサの出力信号は、いずれもｓｉｎ
波（正弦波）に近いものであり、また、磁気センサ１
Ａ，１Ｂは、ターゲット板１２ａ，１２ｃの周方向に電
気角９０゜異なる部位に臨むように配されているから、
ｓｉｎ（θ±（π／２））＝±ｃｏｓθより、磁気セン
サ１Ｂから磁気センサ１Ａ方向へ回転する場合、図５に
示すように、磁気センサ１Ａ，１Ｂの各出力Ｖ1A，Ｖ1B
は、Ｖ1A＝ｓｉｎθ、Ｖ1B＝ｃｏｓθとみなすことがで
きる。磁気センサ２Ａ，２Ｂについても同様に、各出力
Ｖ2A、Ｖ2Bは、Ｖ2A＝ｓｉｎθ、Ｖ2B＝ｃｏｓθとみな
すことができる。

【００２４】そこで、第２ＣＰＵ２１ｂのメモリ２２ｂ
には、予め、センサ出力の中点電圧値を差し引いた磁気
センサ１Ａ，２Ａの出力とｓｉｎ波とを対応させた参照
テーブル（ｓｉｎ近似テーブル）が記憶されており、磁
気センサ１Ａ，２Ａの各出力をｓｉｎ値に近似させるよ
うにしてある。さらに、メモリ２２ｂには、予め、セン
サ出力の中点電圧値を差し引いた磁気センサ１Ｂ，２Ｂ
の出力とｃｏｓ波とを対応させた参照テーブル（ｃｏｓ
近似テーブル）が記憶されており、磁気センサ１Ｂ、２
Ｂの各出力をｃｏｓ値に近似させるようにしてある。な
お、各参照テーブル作成時には、磁気センサ１Ａ，２
Ａ，１Ｂ，２Ｂの各出力の中点電圧値が求められて、メ
モリに記憶されている。

【００２５】ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθから、近似
させて求めたｓｉｎ値及びｃｏｓ値に基づき、ｔａｎθ
を求めることができ、その逆関数（ｔａｎ^−１）からそ
のときの回転角度θを求めることができる。この回転角
度θが舵角となる。ｔａｎθから角度θを求めるため、
メモリ２２ｂには、ｔａｎ値とそれに対応する角度θと
の参照テーブルであるｔａｎ探索テーブルが記憶されて
いる。

【００２６】以下、第２ＣＰＵ２１ｂにおいて舵角及び
操舵トルクを求めるための具体的な処理ステップについ
て説明する。Ａ／Ｄ変換された各センサ出力信号が、第
２ＣＰＵ２１ｂに与えられると、第２ＣＰＵ２１ｂは、
図６に示すように所定の補正方法によって当該出力信号
を補正し（Ｓ１）、補正した各センサ出力信号からそれ
ぞれの中点電圧値を差し引き、ｓｉｎ波又はｃｏｓ波に
近似させる為の準備をしておく（Ｓ２）。

【００２７】次に、第２ＣＰＵ２１ｂは、中点電圧値を
差し引いたセンサ出力Ｖ1Aに基づき、ｓｉｎ近似テーブ
ルを参照してｓｉｎθ１を求め、中点電圧値を差し引い
たセンサ出力Ｖ1Bに基づき、ｃｏｓ近似テーブルを参照
してｃｏｓθ１を求め、中点電圧値を差し引いたセンサ
出力Ｖ2Aに基づき、ｓｉｎ近似テーブルを参照してｓｉ
ｎθ２を求め、中点電圧値を差し引いたセンサ出力Ｖ2B
に基づき、ｃｏｓ近似テーブルを参照して、ｃｏｓθ２
を求めて、センサ出力Ｖ1A，Ｖ1B，Ｖ2A，Ｖ2Bをそれぞ
れｓｉｎ値又はｃｏｓ値に近似させる（Ｓ３）。このと
き、第２ＣＰＵ２１ｂは、ｃｏｓθ１＝０，ｃｏｓθ２
＝０であれば、例えば、ｃｏｓθ１＝０．００００１，
ｃｏｓθ２＝０．００００１に置換して、次のｔａｎ演
算時に分母が０にならないようにしておく。

【００２８】次に、第２ＣＰＵ２１ｂは、ｔａｎθ１＝
ｓｉｎθ１／ｃｏｓθ１，ｔａｎθ２＝ｓｉｎθ２／ｃ
ｏｓθ２を演算する（Ｓ４）。ｔａｎθの値は、理論上
は、−∞〜＋∞の値を取るが、実際は、第２ＣＰＵ２１
ｂの処理能力により有限の値を取る。次に、第２ＣＰＵ
２１ｂは、ｔａｎθ１，ｔａｎθ２の逆関数ａｒｃｔａ
ｎθ１＝θ１，ａｒｃｔａｎθ２＝θ２を、ｔａｎ探索
テーブルを使用して２分探索法により（Ｓ５，Ｓ７）求
める（Ｓ６，Ｓ８）。ｔａｎθのグラフは、図７に示す
ように、９０゜に相当するθ前後で無限大、無限小とな
るが、ｔａｎ探索テーブルは、２分探索法を可能にする
為に、図８に示すように、９０゜に相当するθ値前後の
無限大、無限小の位置を、それぞれ最大（＋９０゜に相
当するθ値）の位置、最小（−９０゜に相当するθ値）
の位置に移動させて、−∞から＋∞の配列に変更してあ
る。

【００２９】図９は、入力軸１６及び出力軸１７の角度
差の演算動作を示すフローチャートであり、以下のＳ９
１〜Ｓ９５の各ステップは、ｔａｎ探索テーブルを、上
述したように、ｔａｎデータを９０゜部分でずらせて作
成してあり、９０゜を跨がる角度差を求めるときは、角
度を元に戻す必要があるために実行する。角度θ１，θ
２の各符号が一致しないときは、９０゜を跨がったこと
になるので、角度θ１，θ２の何れか一方の符号側に１
８０゜分ずらせて差引すると、入出力軸の角度差を求め
ることができる。

【００３０】第２ＣＰＵ２１ｂは、求めた角度θ１，θ
２（Ｓ６，Ｓ８）に基づき、入力軸１６及び出力軸１７
の角度差を演算する（Ｓ９）。第２ＣＰＵ２１ｂは、入
力軸１６及び出力軸１７の角度差を演算するとき（Ｓ
９）は、先ず、角度θ１，θ２の各符号が一致するか否
かを判定し（図９Ｓ９１）、各符号が一致しないとき
は、ｔａｎθ１が０より大であるか否かを判定する（Ｓ
９２）。

【００３１】第２ＣＰＵ２１ｂは、ｔａｎθ１が０より
大でなければ（Ｓ９２）、角度θ１に１８０゜を加えて
補正した値に変更する（Ｓ９３）。第２ＣＰＵ２１ｂ
は、ｔａｎθ１が０より大であれば（Ｓ９２）、角度θ
２に１８０゜を加えて補正した値に変更する（Ｓ９
５）。次に、第２ＣＰＵ２１ｂは、角度差θ１−θ２を
演算し（Ｓ９４）、リターンする。また、第２ＣＰＵ２
１ｂは、角度θ１，θ２の各符号が一致したとき（Ｓ９
１）は、そのまま、角度差θ１−θ２を演算し（Ｓ９
４）、リターンする。

【００３２】次に、演算処理部は、演算した角度差（Ｓ
９４）を操舵トルク値に変換し（図６Ｓ１０）出力して
（Ｓ１１）、リターンする。以上により、磁気センサ１
Ａ，２Ａの各センサ出力Ｖ1A，Ｖ2Aをそれぞれｓｉｎ値
とみなしたときの２つのｓｉｎ波形、及び磁気センサ１
Ｂ，２Ｂの各センサ出力Ｖ1B、Ｖ2Bをそれぞれｃｏｓ値
とみなしたときの２つのｃｏｓ波形が、図１０（ｂ）に
示すように、トーションバー１９の捩れが小さく、それ
ぞれ殆ど位相差がなければ、図１０（ａ）に示すよう
に、演算したトルク値は小さくなる。

【００３３】一方、磁気センサ１Ａ，２Ａの各センサ出
力Ｖ1A，Ｖ2Aをそれぞれｓｉｎ値とみなしたときの２つ
のｓｉｎ波形、及び磁気センサ１Ｂ，２Ｂの各センサ出
力Ｖ1B、Ｖ2Bをそれぞれｃｏｓ値とみなしたときの２つ
のｃｏｓ波形が、図１０（ｄ）に示すように、トーショ
ンバー１９の捩れが大きくそれぞれ位相差が有れば、図
１０（ｃ）に示すように、演算したトルク値は大きくな
る。

【００３４】ここで、第１ＣＰＵ２１ａがメインの処理
部であるのに対し、第２ＣＰＵ２１ｂはサブの処理部で
あり、この第２ＣＰＵ２１ｂにおいて算出された操舵ト
ルク及び／又は舵角は、第１ＣＰＵ２１ａの算出結果と
比較して演算異常を検出するために用いられる。また、
第２ＣＰＵ２１ｂの算出結果は、第１ＣＰＵ２１ａに異
常がある場合には、出力軸１７に連動する操舵補助用の
電動モータを駆動制御して操舵補助を行うために用いら
れる。

【００３５】両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの算出結果から演
算異常を検出するために、演算部１０には、比較回路２
４が設けられている。比較回路２４には、両ＣＰＵ２１
ａ，２１ｂの算出結果（操舵トルク及び／又は舵角）が
与えられる。両ＣＰＵにおいて正常に演算が行われてい
る場合、双方の算出結果はほぼ一致するが、いずれか一
方のＣＰＵに演算異常が発生すると、双方の算出結果が
一致しなくなるため、算出結果の不一致を比較回路２４
において判定することで、演算異常を検出することがで
きる。

【００３６】さらに、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの演算方
式が異なるため、演算の際のエラーの発生の仕方も異な
り、一方の演算方式ではエラーが生じる事態が生じて
も、他方の演算方式では正常に演算できる場合があるた
め、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂにおいて同一の演算方式を
採用する場合に比べて、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂに同時
にエラーが発生する可能性が低下し、信頼性が高まる。

【００３７】また、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの演算方式
が異なるため、演算異常が生じた場合に、両ＣＰＵ２１
ａ，２１ｂの算出結果が不一致となり易く、当該不一致
を前記比較回路２４で検出することで、容易に演算異常
を検出することができる。例えば、センサ１Ａ，１Ｂ，
２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３ＢやＡ／Ｄコンバータの故障など
によって両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂに与えられる出力信号
自体に異常である場合、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの演算
方式が同一であると、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの算出結
果は異常であるものの、両ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの算出
結果が同一となり、算出結果の比較だけでは演算異常を
検出するのが困難である。

【００３８】これに対し、演算方式が異なると、センサ
出力信号が極端に変動等したときには、両ＣＰＵ２１
ａ，２１ｂの算出結果に差が生じるため、センサ出力信
号を複数のＣＰＵ２１ａ，２１ｂで共用していても、演
算異常を容易に検出でき、信頼性が向上する。また、セ
ンサ出力信号を複数のＣＰＵ２１ａ，２１ｂで共用して
いるため、ＣＰＵ２１ａ，２１ｂの数を多くしても、セ
ンサの数を増やす必要がなく、システムを安価にでき
る。

【００３９】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。たとえば、比較回路２４を両ＣＰＵ２１ａ，
２１ｂとは別に設ける必要はなく、例えば、一方のＣＰ
Ｕ（例えば第１ＣＰＵ２１ａ）に他方のＣＰＵ（例えば
第２ＣＰＵ２１ｂ）の算出結果を与えて、当該一方のＣ
ＰＵにおいて比較演算を行ってもよい。また、ＣＰＵ
（処理部）の数は２つではなく、３つ以上としてもよ
い。さらに、各処理部で採用される演算方式は、実施形
態のものに限られず、操舵トルク又は舵角を算出できる
演算方式であれば、他の方式であっても採用できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によると、演算部が複数の処理部
を備え、各処理部はそれぞれ異なる演算方式によって演
算を行うため、演算異常を検出するのが容易となり、信
頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るトルク検出装置及び舵角検出装
置を備えた舵取装置の模式図である。

【図２】磁気センサの各出力信号の例を示す波形図であ
る。

【図３】実施形態に係るトルク検出装置及び舵角検出装
置を構成するセンサ及び演算部のブロック図である。

【図４】対向するターゲットの個数が異なる磁気センサ
の各出力信号の例を示す波形図である。

【図５】磁気センサの出力とｓｉｎ波形及びｃｏｓ波形
との関係を説明する為の説明図である。

【図６】第２ＣＰＵにおける舵角と操舵トルクの演算処
理のフローチャートである。

【図７】ｔａｎθのグラフの１例である。

【図８】ｔａｎ探索テーブルを説明するためのグラフで
ある。

【図９】入力軸及び出力軸の角度差の演算動作を示すフ
ローチャートである。

【図１０】トルク検出の説明図である。

【符号の説明】

１Ａ 第１センサ １Ｂ 第１センサ ２Ａ 第２センサ ２Ｂ 第２センサ １０ 演算部 １３ 操舵軸 １６ 入力軸 １７ 出力軸 １９ トーションバー（トーション部） ２１ａ 処理部 ２１ｂ 処理部 ２４ 比較回路（演算異常を検出する手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸とをトーション部を介して
   同軸状に連結した操舵軸に加わるトルクを検出する装置
   であって、 入力軸の回転角に応じた信号を出力する第１センサと、 出力軸の回転角に応じた信号を出力する第２センサと、 前記第１センサ及び前記第２センサの出力信号が与えら
   れる演算部と、を備え、 前記演算部は、前記第１センサ及び前記第２センサの出
   力信号から所定の演算方式によってトルクを算出する処
   理部を複数備え、各処理部は、それぞれ異なる演算方式
   によってトルクを算出するよう構成され、 各処理部によって算出されたトルクを比較して演算異常
   を検出する手段を備えていることを特徴とするトルク検
   出装置。
2. 【請求項２】操舵軸の舵角を検出する装置であって、 操舵軸の回転角に応じた信号を出力するセンサと、 前記センサの出力信号が与えられる演算部と、を備え、 前記演算部は、前記センサの出力信号から所定の演算方
   式によって舵角を算出する処理部を複数備え、各処理部
   は、それぞれ異なる演算方式によって舵角を算出するよ
   う構成され、 各処理部によって算出された舵角を比較して演算異常を
   検出する手段を備えていることを特徴とする舵角検出装
   置。