JP4666045B2 - 信号検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力供給回路を用いた信号検出装置に関するものである。具体的には、信号検出装置は、操舵トルクに基づいて車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用いることができる。

電力供給回路や信号検出装置においては、断線等の事態に備えて、配線を２系統・３系統といったように複数系統の配線に同じ機能を持たせ、複数系統のうち一部が断線した後にも、電力供給回路や信号検出装置を稼動させることが一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１３７１１１号公報

ところで、電源ラインの故障としては断線故障の他に、接地部分以外において電源ラインと大地が電気的に接続され、電源ラインと大地の間に電流が流れる地絡故障があげられる。

例えば、図６に示すように、ホールＩＣ１が電源ラインＰＬ１１と電源ラインＰＬ１２との２系統の電源ラインから電力の供給を受けている場合、電源ラインＰＬ１２のＥＦ’点が大地と電気的に接続（地絡）されると、電源ラインＰＬ１２に流れる電流は地絡地点であるＥＦ’点を介して大地に向かって電流が流れてしまう。その上、ホールＩＣ１に電力を供給する関係から電源ラインＰＬ１１と電源ラインＰＬ１２とは電気的に繋がっているため、電源ラインＰＬ１１を流れる電流は矢印の方向に流れる。この結果、電源ラインＰＬ１２を流れる電流も地絡地点ＥＰを介して大地に向かって流れてしまう。

このように、電源ラインを複数系統にした電力供給回路や信号検出装置においては、複数系統が電気的に導通しているため、１系統に地絡がおきると、地絡の影響が他の系統に及んでしまう問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、電源ラインを複数系統にした電力供給回路や信号検出装置において、１系統に生じた地絡が他の系統に及ぶことを防ぐことができる電力供給回路及び信号検出装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器と、所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器と、第１信号検出器と第２信号検出器とに並列接続される電源と、電源と第１信号検出器を接続する第１電源ラインと、電源と第２信号検出器を接続する第２電源ラインと、第１信号を伝達する第１信号ラインと、第２信号を伝達する第２信号ラインと、第１信号ライン及び第２信号ラインを介して第１信号と第２信号とを検出する信号検出回路と、第１電源ラインと第２電源ラインのうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でも第１信号検出器及び第２信号検出器が他方の電源ラインから電力供給を受けることができるように第１電源ラインと第２電源ラインを接続した電源ライン接続部と、を有し、第１電源ライン及び第２電源ラインは、それぞれ電源ライン接続部と電源との間に電源から信号検出器に流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する整流素子を設け、第１信号検出器と第２信号検出器と電源ライン接続部と整流素子とを収容する第１筐体と、電源と信号検出回路とを収容する第２筐体と、を有し、第１筐体と第２筐体との間に位置する配線は、第１電源ラインと、第２電源ラインと、第１信号ラインと、第２信号ラインとを含むることを特徴とする。

上記構成では、電源ライン接続部が、第１電源ライン又は第２電源ラインの一方の電源ラインから第１電源ライン又は第２電源ラインの他方の電源ラインに流れる短絡電流を遮断するため、第１電源ライン又は第２電源ラインの一方の電源ラインが地絡したとしても、他方の電源ラインを介して電源から第１信号検出器及び第２信号検出器に電力を供給し続けることができる。この結果、第１電源ライン又は第２電源ラインのいずれか一方が地絡しても、他方の電源ラインを用いて第１信号検出器及び第２信号検出器に電力を供給でき、第１信号検出器及び第２信号検出器は信号検出回路に信号を伝達することができる。上記構成では、第１筐体と第２筐体との間に位置する配線は、筐体に覆われていないため、筐体内と比べて相対的に地絡故障等の影響を受けやすいが、整流素子は第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器が収容される第１筐体に収容されているため、第１筐体と第２筐体との間において、電源ラインに地絡が生じたとしても、その地絡の影響は他の電源ラインには影響を及ぼすことはない。
請求項２記載の発明では、第１信号検出器、及び第２信号検出器を並列に接続する第１グランドラインと、第１信号検出器、及び第２信号検出器を並列に接続する第２グランドラインと、を有し、第１信号検出器、及び第２信号検出器は、第１グランドライン又は第２グランドラインの一方のグランドラインが断線しても他方のグランドラインにより接地されることを特徴とする。
特に、地絡や断線といった不具合に耐性がある上記信号検出装置は、請求項３記載の発明のように、操舵トルクに基づいて車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用い、第１信号検出器、及び第２信号検出器はそれぞれステアリングに作用する操舵トルクを検出するホールＩＣである場合に好適である。
請求項４記載の発明では、電源は車両のボディに接地されるものであって、第１信号検出器、及び第２信号検出器は、第１グランドライン又は第２グランドラインに代えて、車両のボディに接地されることを特徴とする。
上記構成では、第１グランドライン又は第２グランドラインの代わりに、車両のボディに接地しているため、グランドラインの数を減らすことができる。

請求項５記載の発明では、所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器と、所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器と、所定の対象を検出して第３信号を出力する第３信号検出器と、第１信号検出器と第２信号検出器と第３信号検出器とに並列接続される電源と、電源と第１信号検出器を接続する第１電源ラインと、電源と第２信号検出器を接続する第２電源ラインと、第１電源ライン又は第２電源ラインと第３信号検出器を接続する第３電源ラインと、第１信号を伝達する第１信号ラインと、第２信号を伝達する第２信号ラインと、第３信号を伝達する第３信号ラインと、第１信号ライン、第２信号ライン及び第３信号ラインを介して第１信号、第２信号及び第３信号を検出する信号検出回路と、第１電源ラインと第２電源ラインのうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でも第１信号検出器及び第２信号検出器が他方の電源ラインから電力供給を受けることができるように第１電源ラインと第２電源ラインを接続した電源ライン接続部と、を有し、第１電源ライン及び第２電源ラインは、それぞれ電源ライン接続部と電源との間に電源から信号検出器に流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する整流素子を設け、第３電源ラインは、整流素子と第１信号検出器の間又は整流素子と第２信号検出器との間において、第１電源ライン又は第２電源ラインと接続され、第１信号検出器と第２信号検出器と第３信号検出器と電源ライン接続部と整流素子と第３電源ラインとを収容する第１筐体と、電源と信号検出回路とを収容する第２筐体と、を有し、第１筐体と第２筐体との間に位置する配線は、第１電源ラインと、第２電源ラインと、第１信号ラインと、第２信号ラインと、第３信号ラインとを含むることを特徴とする。

上記構成によれば、第３信号検出器は第１電源ライン及び第２電源ラインを介して電力の供給を受けることができるため、第１電源ライン及び第２電源ラインを利用している分、第３電源ラインの長さを必要最小限にでき、かつ、並列接続する信号検出器の数だけ整流素子を設けずに済む。上記構成では、第１筐体と第２筐体との間に位置する配線は、筐体に覆われていないため、筐体内と比べて相対的に地絡故障等の影響を受けやすいが、整流素子は第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器が収容される第１筐体に収容されているため、第１筐体と第２筐体との間において、電源ラインに地絡が生じたとしても、その地絡の影響は他の電源ラインには影響を及ぼすことはない。

請求項６記載の発明では、第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器をそれぞれ並列に接続する第１グランドラインと、第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器をそれぞれ並列に接続する第２グランドラインと、を有し、第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器は、第１グランドライン又は第２グランドラインの一方のグランドラインが断線しても他方のグランドラインにより接地されることを特徴とする。

第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器は、２系統のグランドラインをそれぞれ共用しているため、配線を減らすことができる。つまり、並列接続する信号検出器の数だけグランドラインを設けずに済む。

特に、地絡や断線といった不具合に耐性がある上記信号検出装置は、請求項７記載の発明のように、操舵トルクに基づいて車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用い、第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器はそれぞれステアリングに作用する操舵トルクを検出するホールＩＣである場合に好適である。

請求項８記載の発明では、電源は車両のボディに接地されるものであって、第１信号検出器、第２信号検出器及び第３信号検出器は、第１グランドライン又は第２グランドラインに代えて、車両のボディに接地されることを特徴とする。

上記構成では、第１グランドライン又は第２グランドラインの代わりに、車両のボディに接地しているため、グランドラインの数を減らすことができる。
請求項９記載の発明では、第１電源ライン及び第２電源ラインは、それぞれ整流素子と電源との間に入力電力を所定の出力電力に変換するレギュレータを有することを特徴とする。
第１電源ラインと第２電源ラインとがレギュレータを共用すると、一方の電源ラインが地絡して短絡電流が流れてレギュレータが破壊されると、他方の電源ラインもレギュレータを用いることができなくなる。一方、上記構成では、レギュレータを第１電源ライン及び第２電源ラインそれぞれに設けているため、第１電源ライン又は第２電源ラインの一方の電源ラインが地絡して短絡電流が流れて、地絡した電源ラインのレギュレータが破壊されたとしても、他方の電源ラインのレギュレータは無事であり、そのまま電力変換を行うことができる。
請求項１０記載の発明では、第１信号と第２信号とは、互いに位相反転の関係にあることを特徴とする。
第１信号ラインと第２信号ラインとで同じ信号を送信すると、単に信号を送信していない状況と断線している状況とを区別できない場合が現れる。一方、上記構成では、第１信号と第２信号とを位相反転させた場合には、信号検出回路が両信号が位相反転の関係にあるか否かを判定することで、信号ラインの断線等の異常が発生しているか否かを判定することができる。

以下、本発明をモータ（図示せず）の駆動力をステアリングのアシストに用いる電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の信号検出装置１に用いた場合の実施形態について説明する。

（実施例１）
（全体構成）
図１に実施例１に係る信号検出装置１のシステム構成図を示す。信号検出装置１は、主にトルクセンサ２１と、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１とからなる。トルクセンサ２１はステアリング（図示せず）の操舵トルクを検出し、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１は、操舵トルクに基づいて、ステアリングの操舵力をアシストするべくモータを制御する。

トルクセンサ２１とＥＰＳ−ＥＣＵ１１とは、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３、信号ラインＳＬ１〜ＳＬ３及びグランドラインＧＬ１〜ＧＬ２によって接続されている。

なお、電源である電源回路１３と、第１負荷（第１信号検出器）２２であるホールＩＣ１及び第２負荷（第２信号検出器）２３であるホールＩＣ２と、第１電源ラインＰＬ１と、第２電源ラインＰＬ２と、電源ライン接続部４２と、整流素子４１は、電力供給回路を構成する。

（トルクセンサ）
トルクセンサ２１は、車両のステアリングに作用する操舵トルクを検出し、その検出した操舵トルクに対応するトルク信号を第１信号ラインＳＬ１及び第２信号ラインＳＬ２を介してＥＰＳ−ＥＣＵ１１側に送信する。トルクセンサ２１は、第１筐体３１内部に第１負荷（第１信号検出器２２）であるホールＩＣ１と第２負荷（第２信号検出器２３）であるホールＩＣ２とを有する。

（ＥＰＳ−ＥＣＵ）
ＥＰＳ−ＥＣＵ１１は、第２筐体３２内部に電源である電源回路１３と、レギュレータ１４と、信号検出回路であるＣＰＵ１２とを有する。電源回路１３は、車両のボディに接地（ボディアース）されるものであり、電源ラインを介して、トルクセンサ２１に電力を供給する。レギュレータ１４は、電源回路１３から出力する電圧・電流を一定に保つために用いられる。ＣＰＵ１２は、トルクセンサ２１側から送信されたトルク信号を受け取り、モータの制御に必要な演算を行う。

（電源ライン）
第１電源ラインＰＬ１は、電源回路１３とホールＩＣ１とを接続し、第２電源ラインＰＬ２は、電源回路１３とホールＩＣ２を接続する。電源ライン接続部４２は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２とを接続する。電源ライン接続部４２を介することで、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２のうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でもホールＩＣ１及びホールＩＣ２が他方の電源ラインから電力供給を受けることができる。

（整流素子）
整流素子４１は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２それぞれに設けられ、電源ライン接続部４２と電源回路１３との間に電源回路１３からホールＩＣに流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する。

つまり、電源ライン接続部４２が、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインから第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の他方の電源ラインに流れる短絡電流を遮断するため、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインが地絡したとしても、他方の電源ラインを介して電源回路１３からホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力を供給し続けることができる。この結果、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２のいずれか一方が地絡しても、他方の電源ラインを用いてホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力を供給でき、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３は信号検出回路に信号を伝達することができる。

図１の例では、整流素子４１としてダイオードを用いたが、一方向に流れる電流を通電して、逆方向に流れる電流を遮断する整流素子４１であれば何でも良い。

（レギュレータ）
レギュレータ１４は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２それぞれにおいて、整流素子４１と電源回路１３との間に設けられ、入力電力を所定の出力電力に変換する。レギュレータ１４を第１電源ラインＰＬ１及び第２電源ラインＰＬ２それぞれに設けているため、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインが地絡して短絡電流が流れて、地絡した電源ラインのレギュレータ１４が破壊されたとしても、他方の電源ラインはそのままレギュレータ１４を用いることができる。

（ホールＩＣ）
ホールＩＣ１は、所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器２２（第１負荷）であり、ホールＩＣ２は、所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器２３（第２負荷）である。ホールＩＣ１とホールＩＣ２は電源回路１３と並列接続される。ここで、所定の対象とはモータのことであり、第１信号と第２信号は、モータのトルク信号に該当する。

なお、ホールＩＣは、磁界を検出して、対象（モータ）のトルクを測定し、検出トルクに応じた第１信号及び第２信号を出力する装置である。ホールＩＣ１が出力する第１信号とホールＩＣ２が出力する第２信号は、それぞれＥＰＳ−ＥＣＵ１１側のＣＰＵ１２に入力される。

（信号ライン）
第１信号ラインＳＬ１は、信号検出回路とホールＩＣ１を接続して第１信号を伝達し、第２信号ラインＳＬ２は、信号検出回路とホールＩＣ２を接続して第２信号を伝達する。

（信号検出回路）
信号検出回路は、第１信号ラインＳＬ１及び第２信号ラインＳＬ２を介して第１信号と第２信号を検出する。

信号検出回路が検出する第１信号と第２信号とは、互いに位相反転の関係にある。第１信号ラインＳＬ１と第２信号ラインＳＬ２とで同じ信号を送信すると、単に信号が送信していない状況と断線している状況とを区別できない場合が現れる。一方、第１信号と第２信号とを位相反転させた場合には、信号検出回路が両信号が位相反転の関係にあるか否かを判定することで、信号ラインの断線等の異常が発生しているか否かを判定することができる。異常があると判定した場合には、信号検出回路は、安全のために、電動パワーステアリング装置のモータによる操舵の補助を停止する。

（グランドライン）
第１グランドラインＧＬ１は、ホールＩＣ１及びホールＩＣ２をそれぞれ並列に接続し、第２グランドラインＧＬ２もホールＩＣ１及びホールＩＣ２をそれぞれ並列に接続する。

このように接続することによって、第１グランドラインＧＬ１又は第２グランドラインＧＬ２の一方のグランドラインが断線しても、他方のグランドラインを介することで、ホールＩＣ１及びホールＩＣ２を接地することができる。

２本のグランドラインのうち、一方のグランドラインが断線しても、他方のグランドラインを用いて接地できるため、信号検出装置１の信頼性を確保できる。

なお、ホールＩＣ１〜ホールＩＣ３をトルクセンサ２１側ではなく、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１側で接地するのは、ホールＩＣがＥＰＳ−ＥＣＵ１１内の電源回路１３から電力を供給受けているため、ホールＩＣ１〜ホールＩＣ３の接地電位を電源回路１３の接地電位、つまり、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１の接地電位に揃える必要があることによる。

（筐体）
ホールＩＣ１及びホールＩＣ２と電源ライン接続部４２と整流素子４１とは第１筐体３１に収容され、電源回路１３と信号検出回路とは第２筐体３２に収容される。

（地絡時）
図２を用いて、実施例１に係る信号検出装置１の電源ラインＰＬ２において地絡が生じた際の動作を説明する。ＥＦ１点において地絡が生じることで、ＥＦ１点の電位が降下し、電源ラインＰＬ２の電流はＥＦ１点を介して大地に電流が流れ込み、電源ラインＰＬ２を介してホールＩＣ１及びホールＩＣ２に電力を供給することができなくなる。一方、電流ラインＰＬ１を流れる電流は、電流ラインＰＬ２上に整流素子４１があるため、電源ラインＰＬ１から電源ライン接続部４２を介してＥＦ１点へは短絡電流は流れ込まない。したがって、電源ラインＰＬ１を介して、ホールＩＣ１及びホールＩＣ２に電力供給を行うことができる。

なお、第１筐体３１と第２筐体３２との間に位置する配線は、筐体に覆われていないため、筐体内と比べて相対的に地絡故障等の影響を受けやすいが、整流素子４１はホールＩＣ１及びホールＩＣ２と電源ライン接続部４２が収容される第１筐体３１に収容されているため、第１筐体３１と第２筐体３２との間において、電源ラインに地絡が生じたとしても、その地絡の影響は他の電源ラインには影響を及ぼすことはない。

（実施例２）
（全体構成）
図３に実施例２に係る信号検出装置１のシステム構成図を示す。信号検出装置１は、主にトルクセンサ２１と、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１とからなる。トルクセンサ２１はステアリングの操舵トルクを検出し、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１は、操舵トルクに基づいて、ステアリングの操舵力をアシストするべくモータを制御する。

トルクセンサ２１とＥＰＳ−ＥＣＵ１１とは、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３、信号ラインＳＬ１〜ＳＬ３及びグランドラインＧＬ１〜ＧＬ２によって接続されている。

（トルクセンサ）
トルクセンサ２１は、車両のステアリングに作用する操舵トルクを検出し、その検出した操舵トルクに対応するトルク信号を第１信号ラインＳＬ１、第２信号ラインＳＬ２及び第３信号ラインＳＬ３を介してＥＰＳ−ＥＣＵ１１側に送信する。トルクセンサ２１は、第１筐体３１内部に第１信号検出器２２であるホールＩＣ１、第２信号検出器２３であるホールＩＣ２及び第３信号検出器２４であるホールＩＣ３とを有する。

（ＥＰＳ−ＥＣＵ）
ＥＰＳ−ＥＣＵ１１は、第２筐体３２内部に電源である電源回路１３と、レギュレータ１４と、信号検出回路であるＣＰＵ１２とを有する。電源回路１３は、車両のボディに接地（ボディアース）されるものであり、電源ラインを介して、トルクセンサ２１に電力を供給する。レギュレータ１４は、電源回路１３から出力する電圧・電流を一定に保つために用いられる。ＣＰＵ１２は、トルクセンサ２１側から送信されたトルク信号を受け取り、モータの制御に必要な演算を行う。

（電源ライン）
第１電源ラインＰＬ１は、電源回路１３とホールＩＣ１とを接続し、第２電源ラインＰＬ２は、電源回路１３とホールＩＣ２を接続し、第３電源ラインＰＬ３は、第１電源ラインＰＬ１とホールＩＣ３又は第２電源ラインＰＬ２とホールＩＣ３を接続する。電源ライン接続部４２は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２とを接続する。電源ライン接続部４２を介することで、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２のうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でもホールＩＣ１及びホールＩＣ２が他方の電源ラインから電力供給を受けることができる。さらに、第３電源ラインＰＬ３は、整流素子４１と第１信号検出器の間又は整流素子４１と第２信号検出器との間において、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２と接続される。

第３負荷は第１電源ラインＰＬ１及び第２電源ラインＰＬ２を介して電力の供給を受けることができるため、第１電源ラインＰＬ１及び第２電源ラインＰＬ２を利用している分、第３電源ラインＰＬ３の長さを必要最小限にでき、かつ、並列接続する負荷の数だけ整流素子４１を設けずに済む。

（整流素子）
整流素子４１は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２それぞれに設けられ、電源ライン接続部４２と電源回路１３との間に電源回路１３から信号検出器に流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する。

つまり、電源ライン接続部４２が、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインから第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の他方の電源ラインに流れる短絡電流を遮断するため、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインが地絡したとしても、他方の電源ラインを介して電源回路１３からホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力を供給し続けることができる。この結果、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２のいずれか一方が地絡しても、他方の電源ラインを用いてホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力を供給でき、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３は信号検出回路に信号を伝達することができる。

（レギュレータ）
レギュレータ１４は、第１電源ラインＰＬ１と第２電源ラインＰＬ２それぞれにおいて、整流素子４１と電源回路１３との間に設けられ、入力電力を所定の出力電力に変換する。レギュレータ１４を第１電源ラインＰＬ１及び第２電源ラインＰＬ２それぞれに設けているため、第１電源ラインＰＬ１又は第２電源ラインＰＬ２の一方の電源ラインが地絡して短絡電流が流れて、地絡した電源ラインのレギュレータ１４が破壊されたとしても、他方の電源ラインはそのままレギュレータ１４を用いることができる。

（ホールＩＣ）
ホールＩＣ１は、所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器２２であり、ホールＩＣ２は、所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器２３であり、ホールＩＣ３は、所定の対象を検出して第３信号を出力する第３信号検出器２４である。ここで、所定の対象とはモータのことであり、第１信号と第２信号は、モータのトルク信号に該当する。

さらに、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３は、電源回路１３と並列に接続される。

（信号ライン）
第１信号ラインＳＬ１は、信号検出回路とホールＩＣ１を接続して第１信号を伝達し、第２信号ラインＳＬ２は、信号検出回路とホールＩＣ２を接続して第２信号を伝達し、第３信号ラインＳＬ３は信号検出回路とホールＩＣ３を接続して第３信号を伝達する。

（信号検出回路）
信号検出回路は、第１信号ラインＳＬ１、第２信号ラインＳＬ２及び第３信号ラインＳＬ３を介して第１信号と第２信号を検出する。

信号検出回路は、実施例１の場合と同様に、第１信号、第２信号、第３信号に基づいて、検出された信号に異常があるか否かを判定する。第１信号、第２信号、第３信号のうち、２つの信号を対比し、両信号が正常か異常か判定する。実施例１の場合、第１信号と第２信号のどちらかに異常があると、どちらの信号が正常かを判定することは困難となる。

一方で、実施例２の場合では、第１信号、第２信号及び第３信号のうち、異常な信号が一つだけの場合には、他の二つの正常な信号は互いに比較することで検出できるため、異常を検出し、かつ、正常に操舵の補助を続行することができる。この結果、信号検出装置１の稼働率をあげることができる。

また、第１信号、第２信号及び第３信号のうち、異常な信号が二つある場合には、どれが正常な信号か判断できないため、電動パワーステアリング装置のモータによる操舵の補助を停止する。

（グランドライン）
第１グランドラインＧＬ１は、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３をそれぞれ並列に接続し、第２グランドラインＧＬ２は、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３をそれぞれ並列に接続する。

このように接続することによって、第１グランドラインＧＬ１又は第２グランドラインＧＬ２の一方のグランドラインが断線しても、他方のグランドラインを介することで、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３を接地することができる。

２本のグランドラインのうち、一方のグランドラインが断線しても、他方のグランドラインを用いて接地できるため、信号検出装置１の信頼性を確保できる。

なお、ホールＩＣ１〜ホールＩＣ３をトルクセンサ２１側ではなく、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１側で接地するのは、ホールＩＣがＥＰＳ−ＥＣＵ１１内の電源回路１３から電力を供給受けているため、ホールＩＣ１〜ホールＩＣ３の接地電位を電源回路１３の接地電位、つまり、ＥＰＳ−ＥＣＵ１１の接地電位に揃える必要があることによる。

各信号検出器がそれぞれ独立にグランドラインを設けると、信号検出器の数だけグランドラインが必要となるが、本実施例では、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３は、それぞれ第１グランドラインＧＬ１と第２グランドラインＧＬ２を共用しているため、接地するグランドラインの配線は２本で済む。さらに、２本のグランドラインのうち、一方のグランドラインが断線しても、他方のグランドラインを用いて接地できるため、信号検出装置１の信頼性も確保できる。

（筐体）
ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３と電源ライン接続部４２と整流素子４１とは第１筐体３１に収容され、電源回路１３と信号検出回路とは第２筐体３２に収容される。
（地絡時）
図４を用いて、実施例２に係る信号検出装置１の電源ラインＰＬ２において地絡が生じた際の動作を説明する。ＥＦ２点において地絡が生じることで、ＥＦ２点の電位が降下し、電源ラインＰＬ２の電流はＥＦ２点を介して大地に電流が流れ込み、電源ラインＰＬ２を介してホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力を供給することができなくなる。一方、電流ラインＰＬ１を流れる電流は、電流ラインＰＬ２上に整流素子４１があるため、電源ラインＰＬ１から電源ライン接続部４２を介してＥＦ２点へは短絡電流は流れ込まない。したがって、電源ラインＰＬ１を介して、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２及びホールＩＣ３に電力供給を行うことができる。

（断線時）
図４を用いて、実施例２に係る信号検出装置１の信号ラインＳＬ３において断線が生じた場合の信号検出回路の処理について説明する。図４は、信号ラインＳＬ３に断線が生じた場合を示している。この場合、ホールＩＣ３が信号ラインＳＬ３を介して送信した第３信号はＣＰＵ１２に届かず、ＣＰＵ１２において受信される第３信号は、第１信号及び第２信号と異なるトルクを示す信号となる。ＣＰＵ１２は、第１信号と第２信号、第２信号と第３信号、第３信号と第１信号というそれぞれ３つの組み合わせについて、各信号の異同を判定する。この場合、ＣＰＵ１２は、第１信号と第２信号の組み合わせでは互いの信号は同一、第２信号と第３信号、第３信号と第１信号の組み合わせでは互いの信号は異なるという結果を得る。これらの結果から、ＣＰＵ１２は、第１信号と第２信号は互いに同一のトルクを示す信号であるという判定結果から第１信号と第２信号は正常な信号と判定し、さらに、第２信号と第３信号、第３信号と第１信号は互いに異なるトルクを示す信号という判定結果から第３信号は異常信号と判定する。

この場合、信号検出回路は、第１信号と第２信号に基づき、モータの制御に必要な演算を行う。実施例１の場合では、第１信号と第２信号が異なるトルクを示した場合、どちらが正しい信号か判定することが困難であるが、実施例２の場合では、第１信号、第２信号及び第３信号を用いるため、正常な信号が２つあれば、２つの信号が同じトルクを示すため、正常な信号に基づいて、操舵補助を続行することが可能となる。

なお、第１信号、第２信号、第３信号のうち、２つ以上の異常信号が検出された場合には、正常な信号を判定することが困難であるため、操舵の補助を停止する。

（実施例３）
図５に実施例３に係る信号検出装置１のシステム構成図を示す。ここでは、実施例２における信号検出装置１との相違点についてのみ説明し、共通点の説明については省略する。

実施例３では、第２グランドラインＧＬ２に代えて、ホールＩＣ１（第１信号検出器２２）、ホールＩＣ２（第２信号検出器２３）及びホールＩＣ３（第３信号検出器２４）は、第２グランドラインＧＬ２に代えて、車両のボディ５１に接地される。電源回路１３は、車両のボディ５１にも接地されているため、ホールＩＣ１〜ホールＩＣ３を車両のボディ５１に接地することで、ホールＩＣ１〜ホールＣＩ３と電源回路１３との接地電位を揃えることができる。そのため、実施例２に含まれていたグランドラインＧＬ２が不要となる。

また、第２グランドラインＧＬ２ではなく、第１グランドラインＧＬ１に代えて、ホールＩＣ１（第１信号検出器２２）、ホールＩＣ２（第２信号検出器２３）及びホールＩＣ３（第３信号検出器２４）を、車両のボディ５１に接地しても良い。

なお、電源回路１３は、車両のボディ５１に接地され、グランドラインＧＬ１とボディアースとの間の電位差は出荷前に、電位差補正を行うことでゼロにされる。

本発明の実施例１に係る信号検出装置の全体構成図である。 本発明の実施例１に係る信号検出装置において地絡が生じた際の全体構成図である。 本発明の実施例２に係る信号検出装置の全体構成図である。 本発明の実施例２に係る信号検出装置において断線が生じた際の全体構成図である。 本発明の実施例３に係る信号検出装置の全体構成図である。 従来の信号検出装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 信号検出装置
１１ ＥＰＳ−ＥＣＵ
１２ ＣＰＵ（信号検出回路）
１３ 電源回路（電源）
１４ レギュレータ
２１ トルクセンサ
２２ 第１信号検出器（ホールＩＣ１、第１負荷）
２３ 第２信号検出器（ホールＩＣ２、第２負荷）
２４ 第３信号検出器（ホールＩＣ３）
３１ 第１筐体
３２ 第２筐体
４１ 整流素子
４２ 電源ライン接続部
５１ ボディ
ＰＬ１ 第１電源ライン
ＰＬ２ 第２電源ライン
ＰＬ３ 第３電源ライン
ＳＬ１ 第１信号ライン
ＳＬ２ 第２信号ライン
ＳＬ３ 第３信号ライン
ＧＬ１ 第１グランドライン
ＧＬ２ 第２グランドライン

Claims (10)

1. 所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器と、
   前記所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器と、
   前記第１信号検出器と前記第２信号検出器とに並列接続される電源と、
   前記電源と前記第１信号検出器を接続する第１電源ラインと、
   前記電源と前記第２信号検出器を接続する第２電源ラインと、
   前記第１信号を伝達する第１信号ラインと、
   前記第２信号を伝達する第２信号ラインと、
   前記第１信号ライン及び前記第２信号ラインを介して前記第１信号と前記第２信号とを検出する信号検出回路と、
   前記第１電源ラインと前記第２電源ラインのうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でも前記第１信号検出器及び前記第２信号検出器が他方の電源ラインから電力供給を受けることができるように前記第１電源ラインと前記第２電源ラインを接続した電源ライン接続部と、を有し、
   前記第１電源ライン及び前記第２電源ラインは、それぞれ前記電源ライン接続部と前記電源との間に前記電源から前記信号検出器に流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する整流素子を設け、
   前記第１信号検出器と前記第２信号検出器と前記電源ライン接続部と前記整流素子とを収容する第１筐体と、
   前記電源と前記信号検出回路とを収容する第２筐体と、を有し、
   前記第１筐体と前記第２筐体との間に位置する配線は、前記第１電源ラインと、前記第２電源ラインと、前記第１信号ラインと、前記第２信号ラインとを含むことを特徴とする信号検出装置。
2. 前記第１信号検出器、及び前記第２信号検出器を並列に接続する第１グランドラインと、
   前記第１信号検出器、及び前記第２信号検出器を並列に接続する第２グランドラインと、を有し、
   前記第１信号検出器、及び前記第２信号検出器は、前記第１グランドライン又は前記第２グランドラインの一方のグランドラインが断線しても他方のグランドラインにより接地されることを特徴とする請求項１に記載の信号検出装置。
3. 前記信号検出装置は、操舵トルクに基づいて車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用いられる信号検出装置であって、
   前記第１信号検出器、及び前記第２信号検出器はそれぞれ前記ステアリングに作用する操舵トルクを検出するホールＩＣであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号検出装置。
4. 前記電源は前記車両のボディに接地されるものであって、前記第１信号検出器、及び前記第２信号検出器は、前記第１グランドライン又は前記第２グランドラインに代えて、前記車両のボディに接地されることを特徴とする請求項３に記載の信号検出装置。
5. 所定の対象を検出して第１信号を出力する第１信号検出器と、
   前記所定の対象を検出して第２信号を出力する第２信号検出器と、
   前記所定の対象を検出して第３信号を出力する第３信号検出器と、
   前記第１信号検出器と前記第２信号検出器と前記第３信号検出器とに並列接続される電源と、
   前記電源と前記第１信号検出器を接続する第１電源ラインと、
   前記電源と前記第２信号検出器を接続する第２電源ラインと、
   前記第１電源ライン及び前記第２電源ラインと前記第３信号検出器を接続する第３電源ラインと、
   前記第１信号を伝達する第１信号ラインと、
   前記第２信号を伝達する第２信号ラインと、
   前記第３信号を伝達する第３信号ラインと、
   前記第１信号ライン、前記第２信号ライン及び前記第３信号ラインを介して前記第１信号、前記第２信号及び前記第３信号を検出する信号検出回路と、
   前記第１電源ラインと前記第２電源ラインのうちいずれか一方の電源ラインが断線した場合でも前記第１信号検出器及び前記第２信号検出器が他方の電源ラインから電力供給を受けることができるように前記第１電源ラインと前記第２電源ラインを接続した電源ライン接続部と、を有し、
   前記第１電源ライン及び前記第２電源ラインは、それぞれ前記電源ライン接続部と前記電源との間に前記電源から前記信号検出器に流れる電流のみ通電して逆方向に流れる電流を遮断する整流素子を設け、
   前記第３電源ラインは、前記整流素子と前記第１負荷の間又は前記整流素子と前記第２負荷との間において、前記第１電源ライン及び前記第２電源ラインと接続され、
   前記第１信号検出器と前記第２信号検出器と前記第３信号検出器と前記電源ライン接続部と前記整流素子と前記第３電源ラインとを収容する第１筐体と、
   前記電源と前記信号検出回路とを収容する第２筐体と、を有し、
   前記第１筐体と前記第２筐体との間に位置する配線は、前記第１電源ラインと、前記第２電源ラインと、前記第１信号ラインと、前記第２信号ラインと、前記第３信号ラインとを含むことを特徴とする信号検出装置。
6. 前記第１信号検出器、前記第２信号検出器及び前記第３信号検出器をそれぞれ並列に接続する第１グランドラインと、
   前記第１信号検出器、前記第２信号検出器及び前記第３信号検出器をそれぞれ並列に接続する第２グランドラインと、を有し、
   前記第１信号検出器、前記第２信号検出器及び前記第３信号検出器は、前記第１グランドライン又は前記第２グランドラインの一方のグランドラインが断線しても他方のグランドラインにより接地されることを特徴とする請求項５に記載の信号検出装置。
7. 前記信号検出装置は、操舵トルクに基づいて車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用いられる信号検出装置であって、
   前記第１信号検出器、前記第２信号検出器及び前記第３信号検出器はそれぞれ前記ステアリングに作用する操舵トルクを検出するホールＩＣであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の信号検出装置。
8. 前記電源は前記車両のボディに接地されるものであって、前記第１信号検出器、前記第２信号検出器及び前記第３信号検出器は、前記第１グランドライン又は前記第２グランドラインに代えて、前記車両のボディに接地されることを特徴とする請求項７に記載の信号検出装置。
9. 前記第１電源ライン及び前記第２電源ラインは、
   それぞれ前記整流素子と前記電源との間に入力電力を所定の出力電力に変換するレギュレータを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の信号検出装置。
10. 前記第１信号と前記第２信号とは、互いに位相反転の関係にあることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の信号検出装置。

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