JP2019196971A - 角度演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】始動スイッチがオフされた場合における角度演算装置の消費電力を低減することができる角度演算装置を提供する。【解決手段】角度演算装置３０は、マイコン３１と、回転監視部３２とを備えている。マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、モータの回転角度を演算するとともに、モータに供給される電力を制御する。マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、その動作を停止する。回転監視部３２は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、カウント値Ｃを間欠的に演算する。イグニッションスイッチ５１がオンされた場合、マイコン３１は、カウント値Ｃを用いて回転角度を演算する。【選択図】図２

Description

本発明は、角度演算装置に関する。

特許文献１の角度演算装置は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）を備え、マイコンは、主演算手段及び副演算手段として機能する。角度演算装置は、イグニッションスイッチがオンされた場合には、主演算手段によりモータの制御を実行し、イグニッションスイッチがオフされた場合には、主演算手段によるモータの制御を停止している。イグニッションスイッチがオンされた場合、主演算手段は、レゾルバにより検出されるモータ回転角度信号に基づいてモータの回転角度を演算するとともに、演算した回転角度に基づいてモータの制御を実行している。一方、イグニッションスイッチがオフされた場合においても、ステアリングホイールが回転操作されることがある。この場合、モータの回転角度は変化する。そこで、イグニッションスイッチがオフされた場合、主演算手段による回転角度の演算を停止する一方、副演算手段によりモータの回転角度の演算を継続している。これにより、特許文献１の角度演算装置は、イグニッションスイッチがオフされた場合において、モータの回転角度の変化を監視している。

特許第５３８９１０１号公報

角度演算装置が消費するバッテリの電力を低減することが求められている。特許文献１の角度演算装置では、イグニッションスイッチがオフされた場合であっても回転角度の演算を継続するべく、副演算手段を機能させることによってマイコンが動作していることから、角度演算装置の消費電力の低減において改善の余地がある。

上記課題を解決する角度演算装置は、モータの回転角度を検出する検出部からの検出信号に基づいて前記モータの回転角度を演算する第１の演算部と、前記検出部からの前記検出信号に基づいて前記回転角度を演算するために用いる情報として前記モータの多回転数を示す情報である回転数情報を演算する第２の演算部とを備え、車両の始動スイッチがオフされている場合、前記第１の演算部は停止するとともに、前記第２の演算部は前記回転数情報を演算し、前記始動スイッチがオンされた場合、前記第１の演算部は前記始動スイッチがオフされていた間に前記第２の演算部が演算した前記回転数情報を用いて前記回転角度を演算する。

上記構成によれば、回転数情報は、始動スイッチがオンされた場合に第１の演算部がモータの回転角度を演算する際に用いられる情報であり、第２の演算部は、モータの回転角度を演算するわけではなく、この回転数情報を演算している。したがって、第２の演算部による、モータの回転数情報の演算負荷を、モータの回転角度の演算負荷よりも小さくすることとし、それだけ、第２の演算部による消費電力を低減することが可能となる。これにより、始動スイッチがオフされた場合における角度演算装置の消費電力を低減することができるようになる。

上記の角度演算装置において、前記第２の演算部は、特定の入力に対して定められた出力をするＡＳＩＣであり、前記第１の演算部は、記憶部に記憶したプログラムを読み出して、当該プログラムに応じた演算を実行するマイクロコンピュータであることが好ましい。

始動スイッチがオフされた場合において動作することになるのは、特定の入力に対して定められた出力をするＡＳＩＣである。このＡＳＩＣは、マイクロコンピュータよりも簡素な構成によって実現される。このことから、始動スイッチがオフされた場合には、マイクロコンピュータがプログラムに応じた演算を実行する場合よりも、角度演算装置の消費電力を低減することが可能となる。

上記の角度演算装置において、前記第２の演算部は、前記始動スイッチがオフされている場合、前記モータの回転が検出されたときには、前記モータの回転が検出されないときよりも短い周期で間欠的に前記回転数情報を演算することが好ましい。

始動スイッチがオフされている間は、角度演算装置の消費電力の低減とモータの回転の監視とを両立させる必要がある。そこで、上記構成によれば、モータの回転が検出されないような、モータの回転数情報が変化する可能性の低い状況では、モータの回転が検出されるような、モータの回転数情報が変化する可能性の高い状況よりも、長い周期で間欠的に演算することにより、角度演算装置の消費電力を低減することができる。これにより、始動スイッチがオフされている間において、角度演算装置の消費電力の低減と、モータの回転の監視とを両立させることができる。

上記の角度演算装置において、前記第２の演算部は、前記検出部により検出された現在の検出信号の電圧値と前記検出部により検出された前回の検出信号の電圧値との偏差が閾値以上である場合、前記モータの回転を検出することが好ましい。

モータが回転している場合には、検出部により検出される検出信号の電圧値は変化する。そこで、上記構成によれば、第２の演算部は、検出信号の電圧値の変化を把握することで、モータの回転を検出することができる。電圧値の偏差が閾値以上であることに基づいてモータの回転を検出することから、実際にはモータが回転していないものの、微小な振動（ノイズ）によってモータが回転したものと判定されることが抑えられる。

上記の角度演算装置において、前記第２の演算部は、前記始動スイッチがオフされている場合、間欠的に前記回転数情報を演算するものであって、前記始動スイッチがオンされている場合よりも長い周期で間欠的に前記回転数情報を演算することが好ましい。

上記構成によれば、始動スイッチがオフされている場合には、始動スイッチがオンされている場合よりも、第２の演算部が回転数情報を演算する頻度を少なくすることができる。このことから、始動スイッチがオフされている間における第２の演算部の消費電力を低減することが可能となる。

本発明の角度演算装置によれば、始動スイッチがオフされた場合における角度演算装置の消費電力を低減することができる。

ステアリング装置の概略構成を示すブロック図。 角度演算装置の電気的構成を示すブロック図。 象限判定部における象限区分の具体例を示すグラフ。 角度演算装置の動作状態を示す図。

以下、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に搭載された角度演算装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳは、運転者によるステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５，１５を転舵させる操舵機構１と、操舵機構１にステアリング操作を補助するための補助力を発生させるモータ２０を有するアクチュエータ３と、モータ２０の回転角度θを検出するとともにモータ２０を制御する角度演算装置３０とを備えている。

操舵機構１は、ステアリングホイール１０が連結されているステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転に応じて軸方向に往復移動する転舵軸としてのラックシャフト１２とを有している。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ラックシャフト１２とピニオンシャフト１１ｃとは、所定の交差角をもって配置されており、ラックシャフト１２に形成されたラック歯とピニオンシャフト１１ｃに形成されたピニオン歯とが噛合されることでラックアンドピニオン機構１３が構成されている。また、ラックシャフト１２の両端には、タイロッド１４，１４が連結されており、タイロッド１４，１４の先端は、転舵輪１５，１５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳでは、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向の往復直線運動に変換される。この軸方向の往復直線運動がタイロッド１４，１４を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪１５，１５の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

アクチュエータ３は、モータ２０及び減速機構２１を備えている。モータ２０の回転軸２０ａは、減速機構２１を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。モータ２０の回転軸２０ａは、多回転することができる。減速機構２１は、モータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０のトルクが補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

角度演算装置３０は、車両に設けられた各種のセンサの検出結果に基づいて、モータ２０を制御する。各種のセンサとしては、例えばトルクセンサ４０及び回転角度センサ４１が設けられている。トルクセンサ４０は、コラムシャフト１１ａに設けられている。回転角度センサ４１は、モータ２０に設けられている。トルクセンサ４０は、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクＴｈを検出する。回転角度センサ４１は、モータ２０の回転軸２０ａの実際の回転角度θを演算するための検出信号を生成する。角度演算装置３０は、回転角度センサ４１により生成される検出信号に基づいて、モータ２０の実際の回転角度θを演算する。回転角度センサ４１には、モータ２０の回転軸２０ａの回転に応じて変化する磁気を検出することによって検出信号を生成して電圧値として出力する磁気センサが採用される。磁気センサとしては、例えばＭＲセンサ（磁気抵抗効果センサ）が採用されている。回転角度センサ４１は、２つの磁気センサ素子からなるブリッジ回路を有しており、これらの磁気センサ素子によりそれぞれ電気信号（電圧）を生成している。一方の磁気センサ素子により生成される電気信号の位相は、他方の磁気センサ素子により生成される電気信号の位相から９０度ずれている。そこで、本実施形態では、一方の磁気センサ素子により生成される電気信号を正弦波信号Ｓｓｉｎとみなし、他方の磁気センサ素子により生成される電気信号を余弦波信号Ｓｃｏｓとみなす。これらの正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓは、回転角度センサ４１の検出信号である。角度演算装置３０は、回転角度センサ４１により検出された検出信号（正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓ）に基づいて、モータ２０の回転角度θを演算する。そして、角度演算装置３０は、各センサの出力値に基づいて、操舵機構１に付与する目標のトルクを設定し、実際のモータ２０のトルクが目標のトルクとなるように、モータ２０に供給される電力を制御する。

角度演算装置３０の構成について説明する。
図２に示すように、角度演算装置３０は、マイコン３１と、回転監視部３２とを備えている。なお、マイコン３１は、第１の演算部の一例であり、回転監視部３２は、第２の演算部の一例である。また、回転角度センサ４１は、検出部の一例である。

マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、モータ２０の回転角度θを演算するとともに、モータ２０に供給される電力を制御する。マイコン３１は、所定の演算周期でモータ２０の回転角度θを演算する。マイコン３１の演算周期は、モータ２０の回転軸２０ａが回転したことを迅速に検出できるような短い周期に設定されている。モータ２０に供給される電力の電力源はバッテリ５０である。マイコン３１は、例えばマイクロプロセッシングユニット等からなる。マイコン３１には、回転監視部３２が接続されている。回転監視部３２は、電子回路やフリップフロップ等を組み合わせた論理回路をパッケージ化して構成したものである。回転監視部３２は、いわゆるＡＳＩＣ（application specific integrated circuit：特定用途向け集積回路）である。マイコン３１は、その記憶部に記憶されているプログラムを読み出して、当該プログラムに応じた演算を実行する。回転監視部３２は、特定の入力（ここでは、回転角度センサ４１の検出信号）に対して定められた出力を行う。

回転監視部３２には、バッテリ５０から供給される電力である供給電圧を降圧して定電圧を供給する電源回路１００が設けられている。バッテリ５０と電源回路１００との間には、バッテリ５０から供給される電力の通電及び遮断を切り替える始動スイッチとしてのイグニッションスイッチ５１が設けられている。運転者が車両に設けられたスイッチを操作することにより、イグニッションスイッチ５１のオンオフが切り替えられる。イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、電源回路１００にはオン信号が入力されるとともに、バッテリ５０と電源回路１００との間でイグニッションスイッチ５１を通じて電力が通電される。イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、電源回路１００にはオフ信号が入力されるとともに、バッテリ５０と電源回路１００との間でイグニッションスイッチ５１を通じて電力が遮断される。

バッテリ５０と電源回路１００との間でイグニッションスイッチ５１を通じて電力が通電される場合、マイコン３１には電力が供給される。すなわち、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、マイコン３１には電力が供給され、マイコン３１は動作する。一方、バッテリ５０と電源回路１００との間でイグニッションスイッチ５１を通じて電力が遮断される場合、マイコン３１には電力が供給されない。すなわち、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、マイコン３１には電力が供給されず、マイコン３１は動作を停止する。

また、電源回路１００には、バッテリ５０が直結されている。すなわち、回転監視部３２には、イグニッションスイッチ５１のオン及びオフに関係なく、バッテリ５０から電力が常時供給されている。回転監視部３２には、回転角度センサ４１が接続されている。また、マイコン３１にも、回転角度センサ４１が接続されている。

回転監視部３２は、カウンタ回路１０１及び通信インターフェース１０２を備えている。カウンタ回路１０１には、イグニッションスイッチ５１のオン及びオフに関係なく、バッテリ５０から電力が供給される。通信インターフェース１０２には、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、バッテリ５０から電力が供給される。

カウンタ回路１０１は、回転角度センサ４１により生成される検出信号（正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓ）を取得する。カウンタ回路１０１は、検出信号に基づいて、モータ２０の回転角度θを演算するために用いるカウント値Ｃを演算する。カウント値Ｃは、モータ２０の多回転数を示す回転数情報である。本実施形態では、カウント値Ｃは、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置がその基準位置（中立位置）に対して何回転しているかを示す情報である。

カウンタ回路１０１は、増幅器１０３、コンパレータ１０４と、象限判定部１０５と、カウンタ１０６とを備えている。
増幅器１０３は、回転角度センサ４１により生成される検出信号（正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓ）を電圧値として取得する。増幅器１０３は、回転角度センサ４１から取得した検出信号を増幅し、コンパレータ１０４に出力する。

コンパレータ１０４は、回転角度センサ４１により生成される電圧値（増幅器１０３で増幅された電圧値）が、設定された閾値よりも高い値であればＨｉレベル、低い値であればＬｏレベルの信号を生成する。この閾値は、例えば「０」に設定される。すなわち、コンパレータ１０４は、電圧値（増幅器１０３で増幅された電圧値）が正である場合にはＨｉレベル、負である場合にはＬｏレベルの信号を生成する。

象限判定部１０５は、コンパレータ１０４により生成されるＨｉレベルの信号とＬｏレベルの信号との組み合わせから、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が考えられる４つの象限のうちのどの象限に位置しているかを判定する。モータ２０の回転軸２０ａの基準位置は、例えばステアリングホイール１０が中立位置にあるときのモータ２０の回転軸２０ａの回転位置であり、このときの回転角度θは例えば「０」度である。

図３に示すように、Ｈｉレベルの信号とＬｏレベルの信号との組み合わせ、すなわち検出信号の正負の組み合わせから、モータ２０の回転軸２０ａの１回転を、９０度ごとに４つの象限に分割している。４つの象限は、具体的にはつぎの通りである。

第１象限は、正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓの双方がＨｉレベルであるときの象限である。モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が第１象限内にある場合、モータ２０の回転角度θは０〜９０度の範囲にある。

第２象限は、正弦波信号ＳｓｉｎがＨｉレベルかつ余弦波信号ＳｃｏｓがＬｏレベルであるときの象限である。モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が第２象限内にある場合、モータ２０の回転角度θは９０〜１８０度の範囲にある。

第３象限は、正弦波信号Ｓｓｉｎ及び余弦波信号Ｓｃｏｓの双方がＬｏレベルであるときの象限である。モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が第３象限内にある場合、モータ２０の回転角度θは１８０〜２７０度の範囲にある。

第４象限は、正弦波信号ＳｓｉｎがＬｏレベルかつ余弦波信号ＳｃｏｓがＨｉレベルであるときの象限である。モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が第４象限内にある場合、モータ２０の回転角度θは２７０〜３６０度の範囲にある。

図２に示すように、象限判定部１０５は、コンパレータ１０４により生成されるＨｉレベルの信号とＬｏレベルの信号とに基づいて、左回転フラグＦｌあるいは右回転フラグＦｒを生成する。象限判定部１０５は、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が存在する象限が隣接する象限に変化するたびに、単位回転量（９０度）の回転がなされたものとする。また、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置がモータ２０の回転の前に存在していた象限とモータ２０の回転の後に存在している象限との関係から、モータ２０の回転軸２０ａの回転方向を特定する。象限判定部１０５は、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が存在する象限が例えば第１象限から第２象限へ変化する等の、象限が反時計回り方向へ変化している場合、左回転フラグＦｌを生成する。象限判定部１０５は、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が存在する象限が例えば第１象限から第４象限へ変化する等の、象限が時計回り方向へ変化している場合、右回転フラグＦｒを生成する。

カウンタ１０６は、象限判定部１０５により取得される左回転フラグＦｌあるいは右回転フラグＦｒに基づいて、カウント値Ｃを演算する。カウンタ１０６は、フリップフロップ等を組み合わせた論理回路である。カウント値Ｃは、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が、その基準位置に対して、単位回転量（９０度）だけ回転した回数を示している。カウンタ１０６は、象限判定部１０５から左回転フラグＦｌを取得する度にインクリメント（カウント値Ｃを１加算）し、象限判定部１０５から右回転フラグＦｒを取得する度にデクリメント（カウント値Ｃを１減算）する。このように、カウンタ１０６は、回転角度センサ４１から検出信号が生成される度にカウント値Ｃを演算し、そのカウント値Ｃを記憶している。

通信インターフェース１０２は、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、カウンタ１０６に記憶されているカウント値Ｃをマイコン３１に出力する。一方、通信インターフェース１０２は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、動作しない。

電源回路１００は、入力されるオン信号あるいはオフ信号に基づいて、イグニッションスイッチ５１のオンオフを把握する。電源回路１００は、複数の周期（周期Ｔｏｆｆ及び周期Ｔｏｎ）を記憶している。電源回路１００は、選択された周期ごとに回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１に間欠的に通電する通電部を備えている。

電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、バッテリ５０から常時供給されている電力を用いて、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１に周期Ｔｏｎで間欠的に通電する。これにより、電源回路１００は、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１を周期Ｔｏｎで間欠的に動作させる。

一方、電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、バッテリ５０から常時供給されている電力を用いて、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１に周期Ｔｏｎよりも長い周期である周期Ｔｏｆｆで間欠的に通電する。これにより、電源回路１００は、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１を周期Ｔｏｆｆで間欠的に動作させ、カウント値Ｃを間欠的に演算させる。

電源回路１００は、回転角度センサ４１により検出された検出信号を取得する。電源回路１００は、今回の検出信号の電圧値と前回の（直前の演算周期で検出された）検出信号の電圧値との偏差が閾値以上である場合、モータ２０の回転を検出している。この閾値は、ノイズ等の影響による偏差ではなく、モータ２０が回転したことに起因する電圧値の偏差と考えられる程度の値に設定される。電源回路１００は、回転角度センサ４１により検出された検出信号の電圧値の変化をトリガとして、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ間欠的に通電する際の周期Ｔｏｆｆを変更している。電源回路１００は、モータ２０の回転が検出されていない場合には第１の周期Ｔｏｆｆ１で、モータ２０の回転が検出されている場合には第１の周期Ｔｏｆｆ１よりも短い周期である第２の周期Ｔｏｆｆ２で、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ間欠的に通電する。第１の周期Ｔｏｆｆ１及び第２の周期Ｔｏｆｆ２は、ともに周期Ｔｏｎよりも長い周期である。マイコン３１の演算周期は、周期Ｔｏｎ以上の周期に設定されている。また、電源回路１００は、モータ２０の回転が検出されてからの時間を計測する計時部を備えている。電源回路１００は、今回の検出信号の電圧値と前回の検出信号の電圧値との偏差が閾値未満である場合、モータ２０の回転が検出されていないものと判定する。電源回路１００は、第１の周期Ｔｏｆｆ１から第２の周期Ｔｏｆｆ２に切り替えた後、所定時間、モータ２０の回転が検出されていない場合、第２の周期Ｔｏｆｆ２から第１の周期Ｔｏｆｆ１に切り替え、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ第１の周期Ｔｏｆｆ１で間欠的に通電する。これにより、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合には、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１は、第１の周期Ｔｏｆｆ１あるいは第２の周期Ｔｏｆｆ２で間欠的に動作し、第１の周期Ｔｏｆｆ１あるいは第２の周期Ｔｏｆｆ２でカウント値Ｃが間欠的に演算されることになる。なお、周期Ｔｏｎ、第１の周期Ｔｏｆｆ１、及び第２の周期Ｔｏｆｆ２は、それぞれモータ２０の回転軸２０ａが、単位回転量（９０度）だけ回転したことを見逃さない程度の周期に設定されている。第２の周期Ｔｏｆｆ２を第１の周期Ｔｏｆｆ１よりも短い周期とするのは、モータ２０の回転が検出された場合はモータ２０の回転が検出されていない場合よりも、モータ２０の回転軸２０ａが高速で回転しやすいためである。

マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオンされた場合、回転監視部３２により取得されるカウント値Ｃ及び回転角度センサ４１により生成される検出信号に基づいて、モータ２０の回転角度θを演算する。詳しくは、マイコン３１は、回転角度センサ４１により生成される２つの検出信号からアークタンジェントを求めることにより、回転角度θを算出する。また、マイコン３１は、回転監視部３２により取得されるカウント値Ｃに基づいて、モータ２０の回転軸２０ａが１周（３６０度）単位で何周しているかを把握する。マイコン３１は、回転角度θに対して、カウント値Ｃに基づいたモータ２０の回転軸２０ａの多回転数に３６０度を乗算した値を加算することにより、モータ２０の絶対回転角度を演算する。そして、マイコン３１は、モータ２０とステアリングシャフト１１との間に介在される減速機構２１の減速比等を考慮すれば、モータ２０の絶対回転角度からステアリング絶対回転角度を演算することもできる。角度演算装置３０は、このようにして求められたモータ２０の絶対回転角度を用いることにより、モータ２０に供給する電力を制御する。

角度演算装置３０の動作状態を説明する。
図４に示すように、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、マイコン３１にはバッテリ５０からの電力が供給される。これにより、マイコン３１は動作し、モータ２０の回転角度θを演算する。また、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１にはバッテリ５０からの電力が間欠的に供給されることにより、カウンタ回路１０１はカウント値Ｃを周期Ｔｏｎで間欠的に演算する。なお、バッテリ５０からの電力の電圧値であるバッテリ電圧は、マイコン３１を動作させることのできる動作閾値を超えている。

時間Ｔ１に示すように、イグニッションスイッチ５１がオフされた場合、マイコン３１へのバッテリ５０からの電力の供給は停止される。このため、マイコン３１はモータ２０の回転角度θを演算しない。一方、カウンタ回路１０１には、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合においても通電が継続される。回転監視部３２は、マイコン３１が動作を停止するタイミングで、周期Ｔｏｎから第１の周期Ｔｏｆｆ１に切り替えて、カウント値Ｃを第１の周期Ｔｏｆｆ１で間欠的に演算する。

時間Ｔ２に示すように、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合においても、モータ２０は回転することがある。例えばステアリングホイール１０が操作されることによりモータ２０は回転する。回転監視部３２の電源回路１００は、今回の検出信号の電圧値と前回の検出信号の電圧値との偏差が閾値以上である場合、モータ２０の回転を検出している。回転監視部３２は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合にモータ２０の回転を検出すると、第１の周期Ｔｏｆｆ１から第２の周期Ｔｏｆｆ２に切り替えて、カウント値Ｃを第２の周期Ｔｏｆｆ２で間欠的に演算する。この場合に、回転角度センサ４１により生成される検出信号に基づいて、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置が存在する象限が変化する旨判定されると、カウンタ１０６に記憶されているカウント値Ｃはインクリメントあるいはデクリメントされることになる。

時間Ｔ３に示すように、回転監視部３２は、第１の周期Ｔｏｆｆ１から第２の周期Ｔｏｆｆ２に切り替えた後、所定時間、モータ２０の回転が検出されていない場合、第２の周期Ｔｏｆｆ２から第１の周期Ｔｏｆｆ１に切り替えて、カウント値Ｃを第１の周期Ｔｏｆｆ１で間欠的に演算する。

時間Ｔ４に示すように、イグニッションスイッチ５１がオンされた場合、通信インターフェース１０２及びマイコン３１へバッテリ５０からの電力の供給が開始される。マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオフされていた期間に回転監視部３２（カウンタ回路１０１）が演算したカウント値Ｃを取得する。マイコン３１は、このカウント値Ｃを用いてモータ２０の回転角度θを演算する。また、回転監視部３２は、第１の周期Ｔｏｆｆ１（あるいは第２の周期Ｔｏｆｆ２）から周期Ｔｏｎに切り替えて、カウント値Ｃを周期Ｔｏｎで間欠的に演算する。

本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）カウント値Ｃは、イグニッションスイッチ５１がオンされた場合にマイコン３１がモータ２０の回転角度θを演算する際に用いられる情報である。回転監視部３２（カウンタ回路１０１）は、モータ２０の回転角度θを演算するわけではなく、このカウント値Ｃを演算している。したがって、回転監視部３２による、カウント値Ｃの演算負荷を、モータ２０の回転角度θの演算負荷よりも小さくすることとし、それだけ、イグニッションスイッチ５１がオフされた場合における角度演算装置３０の消費電力を低減することができるようになる。

（２）イグニッションスイッチ５１がオフされた場合において動作することになるのは、特定の入力に対して予め定めた出力をする回転監視部３２である。この回転監視部３２は、マイコン３１よりも簡素な構成によって実現されるＡＳＩＣである。マイコン３１は例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Randam Access Memory）等の記憶媒体からの演算式等を読み込んで各種の演算を行うものである一方、ＡＳＩＣは設計時に定められた演算式のみを実行するものである。このことから、イグニッションスイッチ５１がオフされた場合には、マイコン３１がプログラムに応じた演算を実行する場合よりも、角度演算装置３０の消費電力を低減することが可能となる。

（３）イグニッションスイッチ５１がオフされている間は、角度演算装置３０の消費電力の低減とモータ２０の回転の監視とを両立させる必要がある。そこで、本実施形態では、モータ２０の回転が検出されないような、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置の象限が変化する可能性の低い状況では、回転監視部３２はカウント値Ｃを第２の周期Ｔｏｆｆ２よりも長い周期である第１の周期Ｔｏｆｆ１で間欠的に演算することにより、角度演算装置３０の消費電力を低減することができる。これにより、イグニッションスイッチ５１がオフされている間において、角度演算装置３０の消費電力の低減と、モータ２０の回転の監視とを両立させることができる。

（４）モータ２０が回転している場合には、回転角度センサ４１により検出される検出信号の電圧値は変化する。そこで、本実施形態では、回転監視部３２の電源回路１００は、今回の検出信号の電圧値と前回の検出信号の電圧値との偏差に基づいて、検出信号の電圧値の変化を把握することで、モータ２０の回転を検出することができる。電圧値の偏差が閾値以上であることに基づいてモータ２０の回転を検出することから、実際にはモータ２０が回転していないものの、微小な振動（ノイズ）によってモータ２０が回転したと判定されることが抑えられる。

（５）モータ２０の回転軸２０ａが回転し始めてから、モータ２０の回転速度は徐々に高速になるため、モータ２０の回転が検出されている場合には、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置の象限が変化しやすい。そこで、モータ２０の回転が検出されるような、モータ２０の回転軸２０ａの回転位置の象限が変化する可能性の高い状況では、回転監視部３２はカウント値Ｃを第１の周期Ｔｏｆｆ１よりも短い周期である第２の周期Ｔｏｆｆ２で間欠的に演算している。これにより、回転監視部３２は、回転監視部３２の消費電力を低減するなかで、モータ２０の回転軸２０ａが単位回転量だけ回転したことを見逃すことなくカウント値Ｃを演算することができる。

（６）電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１に周期Ｔｏｎよりも長い周期である周期Ｔｏｆｆで間欠的に通電している。このことから、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合には、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合よりも、回転監視部３２がカウント値Ｃを演算する頻度を少なくすることができる。これにより、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合における回転監視部３２の消費電力を低減することが可能となる。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、電源回路１００は、今回の検出信号の電圧値と前回の検出信号の電圧値との偏差に基づいてモータ２０の回転を検出したが、これに限らない。例えば、電源回路１００は、象限判定部１０５により生成された右回転フラグＦｒあるいは左回転フラグＦｌを取得する。電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、右回転フラグＦｒあるいは左回転フラグＦｌが入力されていることをトリガとして、モータ２０の回転を検出するようにしてもよい。

・電源回路１００は、モータ２０の回転が検出されていない場合には第１の周期Ｔｏｆｆ１で、モータ２０の回転が検出されている場合には第１の周期Ｔｏｆｆ１よりも短い周期である第２の周期Ｔｏｆｆ２で、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ間欠的に通電したが、これに限らない。電源回路１００は、モータ２０の回転が検出されていないときも、モータ２０の回転が検出されたときにも、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ同じ周期（例えば周期Ｔｏｆｆ２）で間欠的に通電してもよい。この場合、電源回路１００は、モータ２０が回転しているか否かを検出する必要はない。

・電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１に周期Ｔｏｎよりも長い周期である周期Ｔｏｆｆで間欠的に通電したが、これに限らない。例えば、電源回路１００は、イグニッションスイッチ５１がオフされている場合もオンされている場合も、回転角度センサ４１及びカウンタ回路１０１へ同じ周期（例えば周期Ｔｏｆｆ２）で間欠的に通電してもよい。

・本実施形態では、回転監視部３２は、特定の入力に対して定められた演算を実行するＡＳＩＣであったが、これに限らない。例えば回転監視部３２は、マイクロプロセッシングユニット等からなるマイコンによって実現してもよい。また、回転監視部３２は、その記憶部に記憶されているプログラムを読み出して当該プログラムに応じた演算を実行するものであってもよい。これらの場合であっても、回転角度θの演算負荷よりも演算負荷の小さいカウント値Ｃを演算することになる分、回転監視部３２の構成はマイコン３１の構成よりも簡素な構成とすることができる。

・回転角度センサ４１は、ＭＲセンサであったが、例えばホール素子を用いたセンサであってもよいし、レゾルバを用いたセンサであってもよい。
・回転角度センサ４１は、例えばステアリングシャフト１１の回転角度を検出するようにしてもよい。ステアリングシャフト１１の回転角度は、モータ２０とステアリングシャフト１１との間に介在される減速機構２１の減速比等を考慮すれば、モータ２０の回転角度θに換算することができる。

・回転監視部３２は、電源回路１００を備えていたが、これに限らない。電源回路１００は、角度演算装置３０の内部かつ回転監視部３２の外部に設けるようにしてもよい。
・回転監視部３２は、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合においても、カウント値Ｃを間欠的に演算したが、イグニッションスイッチ５１がオンされている場合には、カウント値Ｃを演算しないようにしてもよい。この場合、イグニッションスイッチ５１がオンからオフへと切り替わると、例えばマイコン３１は現在の回転角度θを記憶し、回転監視部３２は動作を開始してからカウント値Ｃを間欠的に演算して記憶する。そして、イグニッションスイッチ５１がオフからオンに切り替わると、マイコン３１は、イグニッションスイッチ５１がオフされていた期間に回転監視部３２が演算したカウント値Ｃ及び記憶した回転角度θを読み出し、モータ２０の回転角度θを演算する。

・マイコン３１は、回転監視部３２（カウンタ回路１０１及び通信インターフェース１０２）を介して、回転角度センサ４１の検出信号を取り込んでもよい。この場合、回転角度センサ４１は、イグニッションスイッチ５１がオンされている間、マイコン３１と同様に常時通電される。

・本実施形態のＥＰＳは、モータ２０の回転軸２０ａとラックシャフト１２の軸線とが平行なＥＰＳに具体化してもよいし、回転軸２０ａとラックシャフト１２とが同軸に存在するＥＰＳに適用してもよい。また、ＥＰＳに限らず、例えばステアバイワイヤ式のステアリング装置に具体化してもよい。

・本実施形態のＥＰＳが搭載される車両は、駆動源にエンジンを採用するいわゆる内燃機関を有する車両であってもよいし、駆動源にモータを採用するいわゆる電動車両であってもよい。なお、電動車両の場合、始動スイッチは、駆動源としてのモータを始動するスイッチである。

１…操舵機構、３…アクチュエータ、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１２…ラックシャフト、１５…転舵輪、２０…モータ、２０ａ…回転軸、２１…減速機構、３０…角度演算装置、３１…マイコン、３２…回転監視部、４０…トルクセンサ、４１…回転角度センサ、５０…バッテリ、５１…イグニッションスイッチ、１００…電源回路、１０１…カウンタ回路、１０２…通信インターフェース、１０３…増幅器、１０４…コンパレータ、１０５…象限判定部、１０６…カウンタ、θ…回転角度、Ｃ…カウント値、Ｆｌ…左回転フラグ、Ｆｒ…右回転フラグ、Ｓｓｉｎ…正弦波信号、Ｓｃｏｓ…余弦波信号、Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｏｎ，Ｔｏｆｆ…周期、Ｔｏｆｆ１…第１の周期、Ｔｏｆｆ２…第２の周期。

Claims (5)

1. モータの回転角度を検出する検出部からの検出信号に基づいて前記モータの回転角度を演算する第１の演算部と、前記検出部からの前記検出信号に基づいて前記回転角度を演算するために用いる情報として前記モータの多回転数を示す情報である回転数情報を演算する第２の演算部とを備え、
   車両の始動スイッチがオフされている場合、前記第１の演算部は停止するとともに、前記第２の演算部は前記回転数情報を演算し、
   前記始動スイッチがオンされた場合、前記第１の演算部は前記始動スイッチがオフされていた間に前記第２の演算部が演算した前記回転数情報を用いて前記回転角度を演算する角度演算装置。
2. 前記第２の演算部は、特定の入力に対して定められた出力をするＡＳＩＣであり、
   前記第１の演算部は、記憶部に記憶したプログラムを読み出して、当該プログラムに応じた演算を実行するマイクロコンピュータである請求項１に記載の角度演算装置。
3. 前記第２の演算部は、前記始動スイッチがオフされている場合、前記モータの回転が検出されたときには、前記モータの回転が検出されないときよりも短い周期で間欠的に前記回転数情報を演算する請求項１または２に記載の角度演算装置。
4. 前記第２の演算部は、前記検出部により検出された現在の検出信号の電圧値と前記検出部により検出された前回の検出信号の電圧値との偏差が閾値以上である場合、前記モータの回転を検出する請求項３に記載の角度演算装置。
5. 前記第２の演算部は、前記始動スイッチがオフされている場合、間欠的に前記回転数情報を演算するものであって、
   前記始動スイッチがオンされている場合よりも長い周期で間欠的に前記回転数情報を演算する請求項１〜４のいずれか一項に記載の角度演算装置。