WO2017073202A1 - センサ装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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power supply
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大脇　淳一
智幸 村▲瀬▼
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Ｋｙｂ株式会社
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    • B60W2422/50—Indexing codes relating to the special location or mounting of sensors on a steering column

Definitions

  • the present invention relates to a sensor device and an electric power steering device.
  • JP 2015-34737A discloses a sensor device for an electric power steering apparatus having a plurality of power supplies for supplying power to a plurality of sensors.
  • JP2015-34737A by providing a plurality of sensors, redundancy is performed to reliably detect the state quantity and increase the safety of the electric power steering device.
  • power is supplied to a plurality of sensors from a plurality of independent power sources. For this reason, if the power supply fails, the corresponding sensor may not operate and the redundancy may be impaired.
  • An object of the present invention is to improve the stability of detection by a sensor device of an electric power steering device.
  • a sensor device used in an electric power steering device, and a plurality of detection units that detect the same state information in the electric power steering device, a plurality of power sources, and a plurality of power sources, respectively.
  • a plurality of power supply lines connected to each power supply and capable of supplying power to all of the plurality of detection units; and a switching unit that selectively switches among the plurality of power supply lines to supply power to the plurality of detection units.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the sensor device according to the embodiment of the present invention.
  • the electric power steering apparatus 101 includes an input shaft 3 that is rotated by a steering torque input from the steering handle 1, an output shaft 4 whose lower end is linked to a rack shaft 10, an input shaft 3, and an output shaft. 4 and a torsion bar 5 connecting the The electric power steering device 101 steers the wheel 8 by moving the rack shaft 10 that meshes with the pinion 6 provided at the lower end of the output shaft 4 in the axial direction.
  • the input shaft 3 and the output shaft 4 constitute a steering shaft 2.
  • the electric power steering device 101 includes an electric motor 20 that is a power source for assisting the steering of the steering handle 1 by a driver, a speed reducer 21 that decelerates and transmits the rotation of the electric motor 20 to the steering shaft 2, and electric power.
  • a sensor device 100 that detects a steering torque as state information of the steering device 101, and an ECU 30 that includes a motor controller 31 (see FIG. 2) that controls the driving of the electric motor 20 based on the detection result of the sensor device 100.
  • the electric motor 20 is provided with a resolver 22 as an angle detector that detects the rotation angle of the electric motor 20.
  • the detection result of the resolver 22 is output to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 calculates the rotational speed of the electric motor 20 based on the detection result of the resolver 22.
  • the angle detector is not limited to the resolver 22 and may be any device that detects the rotation angle of the electric motor 20.
  • the angle detector may be a hall sensor or the like.
  • the reduction gear 21 includes a worm shaft 21a connected to a rotating shaft (not shown) of the electric motor 20 and a worm wheel 21b connected to the output shaft 4 and meshing with the worm shaft 21a.
  • the torque output by the electric motor 20 is transmitted from the worm shaft 21a to the worm wheel 21b and applied to the output shaft 4 as assist torque.
  • the sensor device 100 includes a torque sensor 40 that detects a steering torque input from the steering handle 1, and first and second internal power sources 43 and 44 as a plurality of power sources provided in the ECU 30.
  • the first power supply line 50 that can supply power to the torque sensor 40 from the first internal power supply 43
  • the second power supply line 51 that can supply power to the torque sensor 40 from the second internal power supply 44
  • the first power supply line 50 A first changeover switch 45 that switches between energization and interruption of the first power supply line 50 and a second changeover switch 46 that is provided in the second power supply line 51 and switches between energization and interruption of the second power supply line 51.
  • the torque sensor 40 detects the steering torque applied to the torsion bar 5 based on the relative rotation of the input shaft 3 and the output shaft 4.
  • the detection result of the torque sensor 40 is output to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 calculates the torque output from the electric motor 20 based on the detection result from the torque sensor 40, and controls the drive of the electric motor 20 so as to generate the torque.
  • the electric power steering apparatus 101 drives the electric motor 20 based on the detection result of the torque sensor 40 that detects the steering torque input from the steering handle 1 and assists the steering of the steering handle 1 by the driver.
  • the torque sensor 40 includes a main sensor 41 and a sub sensor 42 as detection units.
  • the main sensor 41 and the sub sensor 42 respectively detect the steering torque applied to the torsion bar 5 and output it to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 controls driving of the electric motor 20 based on the detection result of the main sensor 41. Further, the motor controller 31 determines whether or not the torque sensor 40 has an abnormality by comparing the output voltages of the main sensor 41 and the sub sensor 42 with each other. That is, the torque sensor 40 further includes a sub sensor 42 as a detection unit for detecting torque, in addition to the main sensor 41 for controlling the driving of the electric motor 20, in order to determine abnormality of the torque sensor 40. . As described above, the torque sensor 40 having two sensors can determine whether or not the torque sensor 40 has an abnormality.
  • a first supply line 52 and a second supply line 53 are connected to the main sensor 41 and the sub sensor 42, respectively. Electric power is supplied to the main sensor 41 and the sub sensor 42 through the first supply line 52 and the second supply line 53.
  • the first supply line 52 and the second supply line 53 are each connected to a common line 54.
  • the common line 54 is connected to the first power supply line 50 and the second power supply line 51. Therefore, the first internal power supply 43 and the second internal power supply 44 are connected to the main sensor 41 and the sub sensor 42 through the first power supply line 50 or the second power supply line 51, the common line 54, and the first and second supply lines 53, respectively. Both can be powered. That is, the torque sensor 40 and the ECU 30 are electrically connected by the common line 54.
  • the torque sensor 40 and the ECU 30 are connected by a common line 54, so that the number of electric wires to be used can be reduced.
  • the torque sensor 40 and the ECU 30 may be connected separately.
  • a first voltage sensor 47 that detects the voltage value of the first power supply line 50 is provided.
  • a second voltage sensor 48 that detects a voltage value of the second power supply line 51 is provided between the second changeover switch 46 and the second internal power supply 44 in the second power supply line 51.
  • the common line 54 is provided with a third voltage sensor 49 that detects a voltage value supplied to the torque sensor 40. The detection results of the first, second, and third voltage sensors 47, 48, 49 are output to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 controls ON / OFF of the first and second changeover switches 45 and 46 based on the detection results of the first, second and third voltage sensors 47, 48 and 49.
  • ON / OFF of the first and second change-over switches 45 and 46 power is supplied from the first internal power supply 43 to both the main sensor 41 and the sub sensor 42, or from the second internal power supply 44 to the main sensor. Whether to supply power to both 41 and the sub-sensor 42 is selectively switched.
  • the first and second changeover switches 45 and 46 constitute a changeover unit that selectively switches the power supply line that supplies power to the main sensor 41 and the sub sensor 42 among the first and second power supply lines 50 and 51. To do.
  • the steering shaft 2 is provided with a steering angle sensor 60 for detecting the steering angle of the steering handle 1 as shown in FIG.
  • the detection result of the steering angle sensor 60 is output to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 includes a CPU that controls the operation of the electric motor 20, a ROM that stores control programs and setting values necessary for the processing operation of the CPU, a torque sensor 40, a resolver 22, a steering angle sensor 60, and the like. And a RAM for temporarily storing information detected by various sensors.
  • the first changeover switch 45 is turned on to allow the first power supply line 50 to be energized.
  • the second changeover switch 46 is turned off and the second power supply line 51 is shut off.
  • power is supplied from the first internal power supply 43 to the main sensor 41 and the sub sensor 42 through the first power supply line 50, the common line 54, and the first and second supply lines 52 and 53.
  • the main sensor 41 and the sub sensor 42 receive power supply from the first internal power supply 43, detect the steering torque, and output it to the motor controller 31.
  • the motor controller 31 controls the rotation of the electric motor 20 based on the detection result of the main sensor 41. Thereby, the assist torque from the electric motor 20 is applied to the steering shaft 2.
  • the motor controller 31 compares the detection results of the main sensor 41 and the sub sensor 42 to determine whether the torque sensor 40 is abnormal. As described above, the sub sensor 42 is provided to determine whether the torque sensor 40 is abnormal.
  • the motor controller 31 determines whether or not the first and second internal power supplies 43 and 44 are abnormal based on the detection results of the first and second voltage sensors 47 and 48. For example, when the motor controller 31 detects an abnormal value in the voltage signal of the first internal power supply 43 that supplies power during normal operation, the motor controller 31 determines that the first internal power supply 43 is abnormal. Further, the motor controller 31 determines whether or not there is an abnormality in the first changeover switch 45 based on the detection results of the first and third voltage sensors 47 and 49.
  • the motor controller 31 determines that there is no abnormality in the first and second internal power supplies 43 and 44, the state where the first changeover switch 45 is ON and the second changeover switch 46 is OFF is maintained. That is, power supply from the first internal power supply 43 to the main sensor 41 and the sub sensor 42 is maintained.
  • the motor controller 31 determines that the first internal power supply 43 or the first changeover switch 45 is abnormal, the motor controller 31 A signal for turning off the first changeover switch 45 is outputted and a signal for turning on the second changeover switch 46 is outputted. As a result, the internal power supply that supplies power to the main sensor 41 and the sub sensor 42 is switched from the first internal power supply 43 to the second internal power supply 44.
  • the torque sensor 40 is particularly required to be stable in detecting the steering torque in order to ensure safety during traveling. For this reason, in the torque sensor 40, redundancy is made to increase the safety of the electric power steering apparatus 101 by determining the abnormality of the torque sensor 40 by the two sensors of the main sensor 41 and the sub sensor 42.
  • both the main sensor 41 and the sub sensor 42 of the torque sensor 40 When power is supplied to the two sensors, ie, the main sensor 41 and the sub sensor 42 of the torque sensor 40 from a single internal power source, both the main sensor 41 and the sub sensor 42 will not operate if the internal power source fails. Further, when power is supplied to the main sensor 41 and the sub sensor 42 independently from two internal power supplies, if one of the internal power supplies fails, one of the main sensor 41 and the sub sensor 42 corresponding to the internal power supply operates. Disappear. Therefore, in these cases, the stability of detection by the torque sensor 40 is insufficient.
  • each of the first and second internal power sources 43 and 44 can supply power to both the main sensor 41 and the sub sensor 42, and the power source for supplying power is switched between the first and second power sources. It is switched by switches 45 and 46. Therefore, even if one of the internal power supplies fails, the power supply to the main sensor 41 and the sub sensor 42 is maintained by switching the power supply that supplies the power, and the sensor device 100 stably stabilizes the steering torque. Can be detected. Therefore, an appropriate assist torque can be applied to the steering shaft 2 by the electric motor 20, and the safety of the vehicle is ensured.
  • the sensor device 100 consumes less power than the electric motor 20 or the like, even if the sensor device 100 includes the first and second internal power supplies 43 and 44, the cost does not increase significantly. . That is, the sensor device 100 can ensure the safety of the vehicle while reducing the increase in cost.
  • the main sensor 41 and the sub sensor 42 that detect the steering torque correspond to a plurality of detection units.
  • the plurality of detection units may be a plurality of steering angle sensors 60.
  • both the plurality of torque sensors 40 and the plurality of steering angle sensors 60 may be detection units.
  • the state information of the electric power steering apparatus 101 is information detected by various sensors used in the electric power steering apparatus 101, such as steering torque and steering angle.
  • the first and second internal power supplies 43 and 44 can supply power to both the main sensor 41 and the sub sensor 42 of the torque sensor 40 through the first and second power supply lines 50 and 51, respectively. For this reason, even if one of the first and second internal power supplies 43 and 44 fails, the power supply line that supplies power to the main sensor 41 and the sub sensor 42 is connected to the first changeover switch 45 and the second changeover switch 46. As a result of the switching, the power supply to both the main sensor 41 and the sub sensor 42 is maintained. Therefore, the stability of detection by the sensor device 100 of the electric power steering device 101 can be improved.
  • the power supply to the main sensor 41 and the sub sensor 42 of the torque sensor 40 is maintained, and the sensor device 100 can stably detect the steering torque. Therefore, an appropriate assist torque can be applied to the steering shaft 2 by the electric motor 20, and the safety of the vehicle is ensured.
  • the sensor device 100 used in the electric power steering apparatus 101 includes a main sensor 41 and a sub sensor 42 that detect steering torque as the same state information in the electric power steering apparatus 101, first and second internal power supplies 43 and 44,
  • the first and second power supply lines 50 and 51 are connected to the first and second internal power supplies 43 and 44, respectively, and can supply power to both the main sensor 41 and the sub sensor 42 from the internal power supplies, and the first and second power supplies.
  • a switching unit (a first switching switch 45 and a second switching switch 46) that selectively switches a power line that supplies power to both the main sensor 41 and the sub sensor 42 among the power lines 50 and 51 is provided.
  • the switching unit is provided in each of the first and second power supply lines 50 and 51, and the first changeover switch 45 and the first changeover switch 45 that respectively switch off and energize the first and second power supply lines 50 and 51. 2 switch 46.
  • the first and second internal power supplies 43 and 44 can supply power to all of the main sensor 41 and the sub sensor 42 through the first and second power supply lines 50 and 51, respectively. For this reason, even when one internal power supply fails, the power supply line for supplying power to the main sensor 41 and the sub sensor 42 is switched by the switching unit (the first changeover switch 45 and the second changeover switch 46). The power supply to both the main sensor 41 and the sub sensor 42 is maintained. Therefore, the stability of detection by the sensor device 100 of the electric power steering device 101 can be improved.
  • the detection unit detects the steering torque input from the steering handle 1.
  • the sensor device 100 can stably detect the steering torque. Therefore, an appropriate assist torque can be applied to the steering shaft 2 by the electric motor 20, and the safety of the vehicle is ensured.
  • the switching unit (the first changeover switch 45 and the second changeover switch 46) supplies power to the main sensor 41 and the sub sensor 42 based on the voltage values of the first and second power supply lines 50 and 51. Switch the power line to be supplied.
  • the failure of the first and second internal power supplies 43 and 44 is detected based on the voltage values of the first and second power supply lines 50 and 51, and power is supplied to the main sensor 41 and the sub sensor 42.
  • the power line to be switched is switched.
  • the electric power steering apparatus 101 includes a steering shaft 2 that rotates when a steering torque is input from the steering handle 1, and an electric motor 20 that applies a rotational torque that assists the steering torque to the rack shaft 10 that steers the wheels 8.
  • the sensor device 100 according to any one of the above components, and a motor controller 31 that controls the driving of the electric motor 20 based on the detection result of the sensor device 100 are provided.

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Abstract

センサ装置１００は、電動パワーステアリング装置１０１における操舵トルクを検出するメインセンサ４１及びサブセンサ４２と、第１及び第２内部電源４３，４４と、第１及び第２内部電源４３，４４にそれぞれ接続されると共に各内部電源からメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給可能な第１及び第２電源ライン５０，５１と、第１及び第２電源ライン５０，５１のうちメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給する電源ラインを選択的に切り換える第１切換スイッチ４５及び第２切換スイッチ４６と、を備える。

Description

センサ装置及び電動パワーステアリング装置
　本発明は、センサ装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
　ＪＰ２０１５－３４７３７Ａには、複数のセンサに電力を供給する複数の電源を備える電動パワーステアリング装置用のセンサ装置が開示されている。
　ＪＰ２０１５－３４７３７Ａに開示されるセンサ装置では、複数のセンサを設けることにより、確実に状態量を検出して電動パワーステアリング装置の安全性を高める冗長化が行われている。しかしながら、このセンサ装置では、複数のセンサには、それぞれ独立した複数の電源から電力が供給される。このため、電源が失陥すると、対応するセンサが作動しなくなり、冗長性が損なわれるおそれがある。
　本発明は、電動パワーステアリング装置のセンサ装置による検出の安定性を向上させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、電動パワーステアリング装置に用いられるセンサ装置であって、電動パワーステアリング装置における同一の状態情報を検出する複数の検出部と、複数の電源と、複数の電源にそれぞれ接続されると共に各電源から複数の検出部の全てに電力を供給可能な複数の電源ラインと、複数の電源ラインのうち複数の検出部に電力を供給する電源ラインを選択的に切り換える切換部と、を備える。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係るセンサ装置を示すブロック図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るセンサ装置１００及び電動パワーステアリング装置１０１の全体構成について説明する。
　電動パワーステアリング装置１０１は、図１に示すように、操舵ハンドル１から入力される操舵トルクによって回転する入力軸３と、下端がラック軸１０に連係する出力軸４と、入力軸３と出力軸４とを連結するトーションバー５と、を備える。電動パワーステアリング装置１０１は、出力軸４の下端に設けられるピニオン６と噛み合うラック軸１０を軸方向に移動させることによって車輪８を転舵する。入力軸３と出力軸４とによってステアリングシャフト２が構成される。
　電動パワーステアリング装置１０１は、ドライバによる操舵ハンドル１の操舵を補助するための動力源である電動モータ２０と、電動モータ２０の回転をステアリングシャフト２に減速して伝達する減速機２１と、電動パワーステアリング装置１０１の状態情報としての操舵トルクを検出するセンサ装置１００と、センサ装置１００の検出結果に基づいて電動モータ２０の駆動を制御するモータコントローラ３１（図２参照）を有するＥＣＵ３０と、をさらに備える。
　電動モータ２０には、電動モータ２０の回転角度を検出する角度検出器としてのレゾルバ２２が設けられる。レゾルバ２２の検出結果は、モータコントローラ３１に出力される。モータコントローラ３１は、レゾルバ２２の検出結果に基づいて電動モータ２０の回転速度を演算する。なお、角度検出器は、レゾルバ２２に限らず、電動モータ２０の回転角度を検出するものであればよい。例えば、角度検出器は、ホールセンサなどであってもよい。
　減速機２１は、電動モータ２０の回転軸（図示省略）に連結されるウォームシャフト２１ａと、出力軸４に連結されウォームシャフト２１ａに噛み合うウォームホイール２１ｂと、からなる。電動モータ２０が出力するトルクは、ウォームシャフト２１ａからウォームホイール２１ｂに伝達されて出力軸４にアシストトルクとして付与される。
　センサ装置１００は、図２に示すように、操舵ハンドル１から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ４０と、ＥＣＵ３０内に設けられる複数の電源としての第１及び第２内部電源４３，４４と、第１内部電源４３からトルクセンサ４０に電力を供給可能な第１電源ライン５０と、第２内部電源４４からトルクセンサ４０に電力を供給可能な第２電源ライン５１と、第１電源ライン５０に設けられ第１電源ライン５０の通電と遮断とを切り換える第１切換スイッチ４５と、第２電源ライン５１に設けられ第２電源ライン５１の通電と遮断とを切り換える第２切換スイッチ４６と、を有する。
　トルクセンサ４０は、トーションバー５に付与される操舵トルクを入力軸３と出力軸４の相対回転に基づいて検出するものである。トルクセンサ４０の検出結果は、モータコントローラ３１に出力される。モータコントローラ３１は、トルクセンサ４０からの検出結果に基づいて電動モータ２０が出力するトルクを演算し、そのトルクを発生するように電動モータ２０の駆動を制御する。このように、電動パワーステアリング装置１０１は、操舵ハンドル１から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ４０の検出結果に基づいて電動モータ２０を駆動し、ドライバによる操舵ハンドル１の操舵を補助する。
　トルクセンサ４０は、検出部としてのメインセンサ４１及びサブセンサ４２を備える。メインセンサ４１及びサブセンサ４２は、トーションバー５に付与される操舵トルクをそれぞれ検出して、モータコントローラ３１に出力する。モータコントローラ３１は、メインセンサ４１の検出結果に基づいて、電動モータ２０の駆動を制御する。また、モータコントローラ３１は、メインセンサ４１とサブセンサ４２の出力電圧を互いに比較することにより、トルクセンサ４０に異常があるか否かを判定する。つまり、トルクセンサ４０は、トルクを検出する検出部として、電動モータ２０の駆動を制御するためのメインセンサ４１に加えて、トルクセンサ４０の異常を判定するためにサブセンサ４２をさらに有している。このように、トルクセンサ４０が２つのセンサを有することにより、トルクセンサ４０に異常があるか否かを判定することができる。
　メインセンサ４１及びサブセンサ４２には、それぞれ第１供給ライン５２及び第２供給ライン５３が接続される。第１供給ライン５２及び第２供給ライン５３を通じて、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力が供給される。第１供給ライン５２及び第２供給ライン５３は、それぞれ共通ライン５４に接続される。共通ライン５４は、第１電源ライン５０及び第２電源ライン５１に接続される。よって、第１内部電源４３及び第２内部電源４４のそれぞれが、第１電源ライン５０又は第２電源ライン５１、共通ライン５４、第１及び第２供給ライン５３を通じて、メインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給することができる。つまり、トルクセンサ４０とＥＣＵ３０とは、共通ライン５４によって電気的に接続される。
　トルクセンサ４０とＥＣＵ３０とは、共通ライン５４によって接続されることにより、使用する電線を少なくすることができる。しかしながら、例えば、第１電源ライン５０と第１供給ライン５２及び第２供給ライン５３とを接続するラインと、第２電源ライン５１と第１供給ライン５２及び第２供給ライン５３とを接続するラインと、を別々に設けて、トルクセンサ４０とＥＣＵ３０とを接続してもよい。
　第１電源ライン５０における第１切換スイッチ４５と第１内部電源４３との間には、第１電源ライン５０の電圧値を検出する第１電圧センサ４７が設けられる。第２電源ライン５１における第２切換スイッチ４６と第２内部電源４４との間には、第２電源ライン５１の電圧値を検出する第２電圧センサ４８が設けられる。共通ライン５４には、トルクセンサ４０に供給される電圧値を検出する第３電圧センサ４９が設けられる。第１、第２、及び第３電圧センサ４７，４８，４９の検出結果は、モータコントローラ３１に出力される。
　モータコントローラ３１は、第１、第２、及び第３電圧センサ４７，４８，４９の検出結果に基づき、第１及び第２切換スイッチ４５，４６のＯＮ／ＯＦＦを制御する。第１及び第２切換スイッチ４５，４６のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられることにより、第１内部電源４３からメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給するか、または第２内部電源４４からメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給するか、が選択的に切り換えられる。このように、第１及び第２切換スイッチ４５，４６が、第１及び第２電源ライン５０，５１のうちメインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する電源ラインを選択的に切り換える切換部を構成する。
　ステアリングシャフト２には、図１に示すように、操舵ハンドル１の操舵角を検出する操舵角センサ６０が設けられる。操舵角センサ６０の検出結果はモータコントローラ３１に出力される。
　モータコントローラ３１は、電動モータ２０の動作を制御するＣＰＵと、ＣＰＵの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたＲＯＭと、トルクセンサ４０、レゾルバ２２、及び操舵角センサ６０等の各種センサが検出した情報を一時的に記憶するＲＡＭと、を備える。
　次に、図２を参照して、電動パワーステアリング装置１０１及びセンサ装置１００の作用について説明する。
　第１内部電源４３及び第２内部電源４４の両方が正常な状態である通常時には、図２に示すように、第１切換スイッチ４５がＯＮに切り換えられて第１電源ライン５０の通電が許容される一方、第２切換スイッチ４６がＯＦＦに切り換えられて第２電源ライン５１が遮断される。これにより、メインセンサ４１及びサブセンサ４２には、第１電源ライン５０、共通ライン５４、第１及び第２供給ライン５２，５３を通じて第１内部電源４３から電力が供給される。メインセンサ４１及びサブセンサ４２は、第１内部電源４３から電力供給を受けて、操舵トルクをそれぞれ検出してモータコントローラ３１に出力する。
　モータコントローラ３１は、メインセンサ４１の検出結果に基づき、電動モータ２０の回転を制御する。これにより、ステアリングシャフト２には、電動モータ２０からのアシストトルクが付与される。
　また、モータコントローラ３１は、メインセンサ４１とサブセンサ４２の検出結果を比較して、トルクセンサ４０の異常の有無を判定する。このように、サブセンサ４２はトルクセンサ４０の異常を判定するために設けられる。
　さらに、モータコントローラ３１は、第１及び第２電圧センサ４７，４８の検出結果に基づいて、第１及び第２内部電源４３，４４に異常があるか否かを判定する。例えば、モータコントローラ３１は、通常時に電力供給する第１内部電源４３の電圧信号に異常な値を検知した場合には、第１内部電源４３に異常があると判定する。また、モータコントローラ３１は、第１及び第３電圧センサ４７，４９の検出結果に基づいて、第１切換スイッチ４５に異常があるか否かを判定する。
　モータコントローラ３１が第１及び第２内部電源４３，４４に異常がないと判定した場合には、第１切換スイッチ４５がＯＮであり、第２切換スイッチ４６がＯＦＦである状態が維持される。つまり、第１内部電源４３からメインセンサ４１及びサブセンサ４２への電力供給が維持される。
　第１電圧センサ４７や第３電圧センサ４９が電圧信号の異常な値を検知してモータコントローラ３１が第１内部電源４３や第１切換スイッチ４５に異常があると判定すると、モータコントローラ３１から第１切換スイッチ４５をＯＦＦに切り換える信号が出力されると共に第２切換スイッチ４６をＯＮにする信号が出力される。これにより、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する内部電源が、第１内部電源４３から第２内部電源４４に切り換えられる。
　ここで、トルクセンサ４０による操舵トルクの検知ができなくなると、電動モータ２０により適切なアシストトルクを付与できなくなり、操舵ハンドル１が重くなってしまう。このように操舵ハンドル１が重くなると、ドライバの運転に支障が生じ、安全運転が阻害されるおそれがある。したがって、トルクセンサ４０は、走行時の安全性確保のために、操舵トルクの検出の安定性が特に求められる。このため、トルクセンサ４０では、メインセンサ４１及びサブセンサ４２の２つのセンサによってトルクセンサ４０の異常を判定して、電動パワーステアリング装置１０１の安全性を高める冗長化が行われている。
　トルクセンサ４０のメインセンサ４１及びサブセンサ４２という２つのセンサに、単一の内部電源から電力供給する場合には、内部電源が失陥するとメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方が作動しなくなる。また、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に２つの内部電源からそれぞれ独立して電力供給する場合には、一方の内部電源が失陥するとその内部電源に対応するメインセンサ４１及びサブセンサ４２の一方が作動しなくなる。よって、これらの場合には、トルクセンサ４０による検出の安定性が不十分なものになる。
　これに対し、センサ装置１００では、第１及び第２内部電源４３，４４のそれぞれがメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給可能であり、電力を供給する電源は第１及び第２切換スイッチ４５，４６により切り換えられる。よって、一方の内部電源が失陥した場合であっても、電力を供給する電源を切り換えることにより、メインセンサ４１及びサブセンサ４２への電力供給が維持されて、センサ装置１００が安定して操舵トルクを検出することができる。したがって、電動モータ２０によって適切なアシストトルクをステアリングシャフト２に付与することができ、車両の安全性が確保される。
　また、センサ装置１００は、電動モータ２０等と比較して消費電力が小さいため、第１及び第２内部電源４３，４４の２つを有していても、大幅なコスト増加を招くことがない。つまり、センサ装置１００は、コスト増加を低減しつつ車両の安全性を確保することができる。
　次に、上記実施形態の変形例について説明する。
　上記実施形態では、操舵トルクを検出するメインセンサ４１及びサブセンサ４２が複数の検出部に相当する。これに対して、複数の検出部は、複数の操舵角センサ６０であってもよい。また、複数のトルクセンサ４０及び複数の操舵角センサ６０の両方が、検出部であってもよい。電動パワーステアリング装置１０１の状態情報とは、操舵トルクや操舵角等、電動パワーステアリング装置１０１に用いられる各種センサによって検出される情報のことである。
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　センサ装置１００では、第１及び第２内部電源４３，４４がそれぞれ第１及び第２電源ライン５０，５１を通じてトルクセンサ４０のメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給可能である。このため、第１及び第２内部電源４３，４４の一方が失陥した場合であっても、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する電源ラインを第１切換スイッチ４５及び第２切換スイッチ４６によって切り換えることにより、メインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方への電力供給が維持される。したがって、電動パワーステアリング装置１０１のセンサ装置１００による検出の安定性を向上させることができる。
　また、センサ装置１００によれば、トルクセンサ４０のメインセンサ４１及びサブセンサ４２への電力供給が維持されて、センサ装置１００が安定して操舵トルクを検出することができる。したがって、電動モータ２０によって適切なアシストトルクをステアリングシャフト２に付与することができ、車両の安全性が確保される。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　電動パワーステアリング装置１０１に用いられるセンサ装置１００は、電動パワーステアリング装置１０１における同一の状態情報として操舵トルクを検出するメインセンサ４１及びサブセンサ４２と、第１及び第２内部電源４３，４４と、第１及び第２内部電源４３，４４にそれぞれ接続されると共に各内部電源からメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給可能な第１及び第２電源ライン５０，５１と、第１及び第２電源ライン５０，５１のうちメインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方に電力を供給する電源ラインを選択的に切り換える切換部（第１切換スイッチ４５，第２切換スイッチ４６）と、を備える。
　また、センサ装置１００は、切換部が、第１及び第２電源ライン５０，５１のそれぞれに設けられ第１及び第２電源ライン５０，５１の遮断と通電をそれぞれ切り換える第１切換スイッチ４５及び第２切換スイッチ４６である。
　これらの構成では、第１及び第２内部電源４３，４４がそれぞれ第１及び第２電源ライン５０，５１を通じてメインセンサ４１及びサブセンサ４２の全てに電力を供給可能である。このため、一方の内部電源が失陥した場合であっても、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する電源ラインを切換部（第１切換スイッチ４５，第２切換スイッチ４６）によって切り換えることにより、メインセンサ４１及びサブセンサ４２の両方への電力供給が維持される。したがって、電動パワーステアリング装置１０１のセンサ装置１００による検出の安定性を向上させることができる。
　また、センサ装置１００では、検出部が、操舵ハンドル１から入力される操舵トルクを検出する。
　この構成では、メインセンサ４１及びサブセンサ４２への電力供給が維持されるため、センサ装置１００が安定して操舵トルクを検出することができる。したがって、電動モータ２０によって適切なアシストトルクをステアリングシャフト２に付与することができ、車両の安全性が確保される。
　また、センサ装置１００では、切換部（第１切換スイッチ４５，第２切換スイッチ４６）が、第１及び第２電源ライン５０，５１の電圧値に基づいて、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する電源ラインを切り換える。
　この構成によれば、第１及び第２電源ライン５０，５１の電圧値に基づいて、第１及び第２内部電源４３，４４の失陥が検知され、メインセンサ４１及びサブセンサ４２に電力を供給する電源ラインが切り換えられる。
　また、電動パワーステアリング装置１０１は、操舵ハンドル１から操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフト２と、車輪８を転舵するラック軸１０に操舵トルクを補助する回転トルクを付与する電動モータ２０と、上記各構成のいずれか一つに記載のセンサ装置１００と、センサ装置１００の検出結果に基づいて電動モータ２０の駆動を制御するモータコントローラ３１と、を備える。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１５年１０月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－２１１１２６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1. 　電動パワーステアリング装置に用いられるセンサ装置であって、
    　前記電動パワーステアリング装置における同一の状態情報を検出する複数の検出部と、
    　複数の電源と、
    　前記複数の電源にそれぞれ接続されると共に前記各電源から前記複数の検出部の全てに電力を供給可能な複数の電源ラインと、
    　前記複数の電源ラインのうち前記複数の検出部に電力を供給する前記電源ラインを選択的に切り換える切換部と、を備えるセンサ装置。
  2. 　請求項１に記載のセンサ装置であって、
    　前記切換部は、前記複数の電源ラインのそれぞれに設けられ前記電源ラインの遮断と通電を切り換える切換スイッチであるセンサ装置。
  3. 　請求項１に記載のセンサ装置であって、
    　前記検出部は、操舵ハンドルから入力される操舵トルクを検出するセンサ装置。
  4. 　請求項１に記載のセンサ装置であって、
    　前記切換部は、前記電源ラインの電圧値に基づいて、前記複数の検出部に電力を供給する前記電源ラインを切り換えるセンサ装置。
  5. 　電動パワーステアリング装置であって、
    　操舵ハンドルから操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフトと、
    　車輪を転舵するラック軸に前記操舵トルクを補助する回転トルクを付与する電動モータと、
    　請求項１に記載のセンサ装置と、
    　前記センサ装置の検出結果に基づいて前記電動モータの駆動を制御するモータコントローラと、を備える電動パワーステアリング装置。
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