特許 5793106 パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5793106

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20150928BHJP

   G01L 3/10 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   B62D5/04

   G01L3/10 317

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-100514(P2012-100514)

(22)【出願日】2012年4月26日

(65)【公開番号】特開2013-226944(P2013-226944A)

(43)【公開日】2013年11月7日

【審査請求日】2014年9月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】301041449

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズステアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100096459

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 剛

(72)【発明者】

【氏名】吉武 敦

(72)【発明者】

【氏名】椎野 高太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 博

【審査官】 永冨 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０２９１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３１７７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６９７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７２７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４６０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２０５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００８４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３２２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１０７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３５２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０６１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１３８６７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１４２７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４５８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４４１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２７１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイールに接続された入力軸とトーションバーを介して前記入力軸に接続された出力軸とから構成されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構と、から構成される操舵機構と、
前記ステアリングシャフトの回転角情報である正弦波信号および余弦波信号を出力すると共にＭＲ素子によって構成された操舵角センサと、
前記入力軸と前記出力軸との相対角を用いて前記ステアリングシャフトに発生するトルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角センサからの出力信号を受信する操舵角信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記トルクセンサからの出力信号を受信するトルク信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角信号受信部で受信した正弦波信号および余弦波信号に基づき、前記入力軸および前記出力軸の回転角を演算する第１の角度演算処理部と、
１つのプロセッサパッケージ内に複数のプロセッサコアが搭載されたマルチコアマイコンを有する第２のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵと前記第２のＥＣＵの間に設けられ、前記第１のＥＣＵ内の情報を前記第２のＥＣＵに送信する第１の情報通信回路および前記第２のＥＣＵ内の情報を 前記第１のＥＣＵに送信する第２の情報通信回路と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記第１の情報通信回路を介して伝達された前記第１のＥＣＵの演算結果である前記入力軸の回転角に基づき、前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、 前記操舵角センサおよび前記トルクセンサからの出力信号とは異なる異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき前記複数のプロセッサコアで同一の角度演算を行い、演算結果を相互比較する第２の角度演算処理部と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて前記第１の角度演算処理部によって演算された回転角と前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて第２の角度演算処理部で算出された回転角とを比較することにより前記第１の角度演算処理部の異常を検出する異常検出処理部と、を備え、
前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第２のＥＣＵに保存され、前記第１のＥＣＵに送信され、
前記第１のＥＣＵは、前記ステアリングシャフト側に設けられ、前記第２のＥＣＵは前記電動モータ側に設けられ、それぞれ分離して配置されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【請求項2】

ステアリングホイールに接続された入力軸とトーションバーを介して前記入力軸に接続された出力軸とから構成されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構と、から構成される操舵機構と、
前記ステアリングシャフトの回転角情報である正弦波信号および余弦波信号を出力すると共にＭＲ素子によって構成された操舵角センサと、
前記入力軸と前記出力軸との相対角を用いて前記ステアリングシャフトに発生するトルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角センサからの出力信号を受信する操舵角信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記トルクセンサからの出力信号を受信するトルク信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角信号受信部で受信した正弦波信号および余弦波信号に基づき、前記入力軸および前記出力軸の回転角を演算する第１の角度演算処理部と、
１つのプロセッサパッケージ内に複数のプロセッサコアが搭載されたマルチコアマイコンを有する第２のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵと前記第２のＥＣＵの間に設けられ、前記第１のＥＣＵ内の情報を前記第２のＥＣＵに送信する第１の情報通信回路および前記第２のＥＣＵ内の情報を 前記第１のＥＣＵに送信する第２の情報通信回路と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記第１の情報通信回路を介して伝達された前記第１のＥＣＵの演算結果である前記入力軸の回転角に基づき、前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、 前記操舵角センサおよび前記トルクセンサからの出力信号とは異なる異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき前記複数のプロセッサコアで同一の角度演算を行い、演算結果を相互比較する第２の角度演算処理部と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて前記第１の角度演算処理部によって演算された回転角と前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて第２の角度演算処理部で算出された回転角とを比較することにより前記第１の角度演算処理部の異常を検出する異常検出処理部と、を備え、
前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第１のＥＣＵに保存され、
前記第１のＥＣＵは、前記ステアリングシャフト側に設けられ、前記第２のＥＣＵは前記電動モータ側に設けられ、それぞれ分離して配置されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【請求項3】

ステアリングホイールの操舵操作に伴い電動モータによって転舵輪に操舵力を付与するパワーステアリング装置の制御装置であって、
１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵに設けられ、ステアリングホイールに接続された入力軸およびトーションバーを介して前記入力軸に接続された出力軸とから構成されたステアリングシャフトの回転角 情報である正弦波信号および余弦波信号を出力すると共にＭＲ素子によって構成された操舵角センサからの出力信号を受信する操舵角信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記入力軸と前記出力軸との相対角を用いて前記ステアリングシャフトに発生するトルクを検出するトルクセンサからの出力信号を受信するトルク信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角信号受信部で受信した正弦波信号および余弦波信号に基づき、前記入力軸および前記出力軸の回転角を演算する第１の角度演算処理部と、
１つのプロセッサパッケージ内に複数のプロセッサコアが搭載されたマルチコアマイコンを有する第２のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵと前記第２のＥＣＵの間に設けられ、前記第１のＥＣＵ内の情報を前記第２のＥＣＵに送信する第１の情報通信回路および前記第２のＥＣＵ内の情報を前記第１のＥＣＵに送信する第２の情報通信回路と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記第１の情報通信回路を介して伝達された前記第１のＥＣＵの演算結果である前記入力軸の回転角に基づき、前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と
前記第２のＥＣＵに設けられ、 前記操舵角センサおよび前記トルクセンサからの出力信号とは異なる異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき前記複数のプロセッサコアで同一の角度演算を行い、演算結果を相互比較する第２の角度演算処理部と、
第２のＥＣＵに設けられ、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて前記第１の角度演算処理部によって演算された回転角と前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて第２の角度演算処理部で算出された回転角とを比較することにより前記第１の角度演算処理部の異常を検出する異常検出処理部と、を備え、
前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第２のＥＣＵに保存され、前記第１のＥＣＵに送信され、
前記第１のＥＣＵは、前記ステアリングシャフト側に設けられ、前記第２のＥＣＵは前記電動モータ側に設けられ、それぞれ分離して配置されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【請求項4】

ステアリングホイールの操舵操作に伴い電動モータによって転舵輪に操舵力を付与するパワーステアリング装置の制御装置であって、
１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵに設けられ、ステアリングホイールに接続された入力軸およびトーションバーを介して前記入力軸に接続された出力軸とから構成されたステアリングシャフトの回転角 情報である正弦波信号および余弦波信号を出力すると共にＭＲ素子によって構成された操舵角センサからの出力信号を受信する操舵角信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記入力軸と前記出力軸との相対角を用いて前記ステアリングシャフトに発生するトルクを検出するトルクセンサからの出力信号を受信するトルク信号受信部と、
前記第１のＥＣＵに設けられ、前記操舵角信号受信部で受信した正弦波信号および余弦波信号に基づき、前記入力軸および前記出力軸の回転角を演算する第１の角度演算処理部と、
１つのプロセッサパッケージ内に複数のプロセッサコアが搭載されたマルチコアマイコンを有する第２のＥＣＵと、
前記第１のＥＣＵと前記第２のＥＣＵの間に設けられ、前記第１のＥＣＵ内の情報を前記第２のＥＣＵに送信する第１の情報通信回路および前記第２のＥＣＵ内の情報を前記第１のＥＣＵに送信する第２の情報通信回路と、
前記第２のＥＣＵに設けられ、前記第１の情報通信回路を介して伝達された前記第１のＥＣＵの演算結果である前記入力軸の回転角に基づき、前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と
前記第２のＥＣＵに設けられ、 前記操舵角センサおよび前記トルクセンサからの出力信号とは異なる異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき前記複数のプロセッサコアで同一の角度演算を行い、演算結果を相互比較する第２の角度演算処理部と、
第２のＥＣＵに設けられ、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて前記第１の角度演算処理部によって演算された回転角と前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づいて第２の角度演算処理部で算出された回転角とを比較することにより前記第１の角度演算処理部の異常を検出する異常検出処理部と、を備え、
前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第１のＥＣＵに保存され、
前記第１のＥＣＵは、前記ステアリングシャフト側に設けられ、前記第２のＥＣＵは前記電動モータ側に設けられ、それぞれ分離して配置されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動モータを駆動源として車両の操舵機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置およびその制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ステアリングホイールにおける中立状態からの操舵角を検出し、この操舵角に基づいて電動モータから車両の操舵機構にトルクを伝達することにより、操舵の補助を行うパワーステアリング装置が知られている。

【0003】

上記のようなパワーステアリング装置としては、コントロールユニット内に設けられた主演算部と副演算部によってそれぞれ演算した操舵角信号を比較することにより異常を検出する方法や、物理的に離れて配置されたＣＰＵ（シングルコア）によって求められた操舵角信号を比較することにより異常を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０６−２３９２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のような異常検出方法は、操舵角演算における異常検出の精度が低く、操舵角演算に異常があっても異常を検出することができなかった。そのため、演算された操舵角は信頼性の高いものではなく、その操舵角に基づいて操舵補助力を与えてしまっていた。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、操舵角演算における異常検出の精度を向上させ、演算された操舵角の信頼性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵと、１つのプロセッサパッケージ内に複数のプロセッサコアが搭載されたマルチコアマイコンを有する第２のＥＣＵと、 を備え、第１のＥＣＵは、第１の角度演算処理部により操舵角センサおよびトルクセンサから出力された正弦波信号および余弦波信号に基づき、入力軸および出力軸の回転角を演算し、第２のＥＣＵは、異常検出処理部により、第１のＥＣＵの第１の角度演算処理部の異常を検出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、操舵角演算における異常検出の精度を向上させ、演算された操舵角の信頼性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１におけるパワーステアリング装置を示す概略図である。

【図2】実施形態１におけるトルクセンサを示す断面図である。

【図3】実施形態１における操舵角センサを示す構成図である。

【図4】実施形態１におけるＥＣＵを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るパワーステアリング装置の各実施形態１〜３を図面に基づいて詳述する。

【0011】

［実施形態１］
図１は、本実施形態１におけるパワーステアリング装置を示す概略図である。図１に示すパワーステアリング装置は、ステアリングホイールＳＷ，ステアリングシャフト１，ピニオン軸２，ラック軸３により基本的な操舵機構が構成されている。この操舵機構は、運転者によってステアリングホイールＳＷが回転操作されると、そのステアリングホイールＳＷの操舵トルクがステアリングシャフト１を介してピニオン軸２に伝達されるとともに、そのピニオン軸２の回転運動がラック軸３の直線運動に変換され、ラック軸３の両端に連結された左右の転舵輪Ｗが転舵するようになっている。つまり、ラック軸３には、ピニオン軸２が噛み合いするラック歯３Ａが形成されており、そのラック歯３Ａとピニオン軸２との噛合をもってステアリングシャフト１の回転を転舵動作に変換する変換機構が構成される。

【0012】

また、ステアリングシャフト１にはステアリングシャフト１の回転角を検出するトルクセンサＴＳおよび操舵角センサ４が設けられており、トルクセンサＴＳおよび操舵角センサ４の出力信号およびモータ回転センサ信号に基づいて制御装置（以下、ＥＣＵと称する）５により電動モータＭの電流制御を行い、電動モータＭからピニオン軸２に対して操舵補助力を付与するように構成されている。

【0013】

図２に示すように、ステアリングシャフト１は、ステアリングホイールＳＷ側の入力軸１ａとラック軸３側の出力軸１ｂとに軸方向で分割されている。入力軸１ａと出力軸１ｂは、それぞれ中空状に形成されているとともに、入力軸１ａ，出力軸１ｂの内周側に設けられたトーションバー１ｃを介して互いに同軸連結されている。なお、入力軸１ａとトーションバー１ｃ、出力軸１ｂとトーションバー１ｃは中立ピンや圧入等により連結されている。これにより、入力軸１ａと出力軸１ｂとがトーションバー１ｃの捩れ変形を持って相対回転可能になっている。

【0014】

ステアリングシャフト１の外周側には、外部使用環境に対応できるように、ステアリングシャフト１の外周側を囲繞しつつ車体に固定されたケーシング６が設けられていて、当該ケーシング６の内周面と入力軸１ａの外周面との間に入力軸１ａの回転変位を検出する入力軸側回転角センサ（例えば、レゾルバ）７が設けられている。また、ケーシング６の内周面と出力軸１ｂの外周面との間には、出力軸１ｂの回転変位を検出する出力軸側回転角センサ（例えば、レゾルバ）８が設けられている。

【0015】

すなわち、トーションバー１ｃの捩れ変形に基づく入力軸１ａと出力軸１ｂとの相対回転変位量を両回転角センサ７，８によって検出することにより、運転者がステアリングホイールＳＷを回転操作する操舵トルクを検出するようになっている。換言すれば、ステアリングシャフト１に作用するトルクを検出するためのトルクセンサＴＳが両回転角センサ７，８をもって構成されている。

【0016】

両回転角センサ７，８は、ステータにのみコイルが設けられ、ロータにはコイルが設けられていない周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のものであって、入力軸側回転角センサ７は、入力軸１ａの外周面に一体的に嵌着された環状の入力軸側ロータ７ａと、その入力軸側ロータ７ａの外周面に所定の径方向の隙間を介して外挿され、ケーシング６に対して固定された環状の入力軸側ステータ７ｂと、を有している。一方、出力軸側回転角センサ８は、出力軸１ｂの外周面に一体に嵌着された環状の出力軸側ロータ８ａと、その出力軸側ロータ８ａの外周側に所定の径方向隙間を介して外挿され、ケーシング６に対して固定された環状の出力軸側ステータ８ｂと、を有している。

【0017】

入力軸側回転角センサ７，出力軸側回転角センサ８からの正弦波信号ｓｉｎθ１，ｓｉｎθ２，余弦波信号ｃｏｓθ１，ｃｏｓθ２は、ハーネス（クロックケーブルやスリップリング等），無線通信等によりＥＣＵ５に取り込まれる。

【0018】

操舵角センサ４は、図３に示すように、回転体としてのステアリングシャフト１の回転に伴って回転する第１歯車１１と、この第１歯車１１に噛み合う第２歯車１２と、この第２歯車１２に噛み合う第３歯車１３と、を有する。これら第１〜第３歯車１１〜１３を覆うように、回路基板１８が配置されている。

【0019】

各歯車１１〜１３の外周側にはそれぞれ複数の歯が形成されている。検出用歯車としての第２，第３歯車１２，１３の歯数は１を除く所定の減速比を有するように設定されている。また、第２，第３歯車１２，１３には、それぞれＮ極及びＳ極が着磁された磁性部材１４，１５が取り付けられ、各磁性部材１４，１５と対向するように、ＭＲ素子１６，１７がそれぞれ回路基板１８に装着されている。各ＭＲ素子１６，１７は、対向する磁性部材１４，１５の発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出することにより、対応する各第２，第３歯車１２，１３の回転角である第３回転角及び第４回転角を検出するものである。このようにして検出された第３，第４回転角に基づいて、ステアリングホイールＳＷの操舵角が検出される。

【0020】

次に、本実施形態１におけるＥＣＵ５について説明する。図４に示すにように、本実施形態１におけるＥＣＵ５は、１つのプロセッサパッケージ内に１つのプロセッサコアが搭載されたシングルコアマイコンを有する第１のＥＣＵ５ａと、１つのプロセッサパッケージ内に２つのプロセッサコアが搭載されたデュアルコアマイコンを有する第２のＥＣＵ５ｂと、で主に構成されている。

【0021】

前記第１のＥＣＵ５ａは、図４に示すように、第１の角度演算処理部２１と、データ送信処理部２２と、データ受信処理部２３と、を備える。一方、第２のＥＣＵ５ｂは、データ受信処理部２４と、データ送信処理部２５と、第２の角度演算処理部２６と、異常検出処理部２７と、を有する。ここで、第１のＥＣＵ５ａは、トルクセンサＴＳ（入力軸側，出力軸側回転角センサ７，８）から出力されたステアリングホイールＳＷの回転角情報である正弦波信号ｓｉｎθ１，ｓｉｎθ２および余弦波信号ｃｏｓθ１，ｃｏｓθ２や操舵角センサ４（ＭＲ素子１６，１７）から出力されたステアリングホイールＳＷの回転角情報である正弦波信号ｓｉｎθ３，ｓｉｎθ４および余弦波信号ｃｏｓθ３，ｃｏｓθ４を回転角θ１，θ２，θ３，θ４に変換するセンサＥＣＵ として動作し、第２のＥＣＵ５ｂは、前記回転角θ１，θ２，θ３，θ４に基づいてモータ電流を制御するモータＥＣＵとして動作する。

【0022】

前記第１のＥＣＵ５ａと第２のＥＣＵ５ｂとの間には、第１のＥＣＵ５ａ内の情報を前記第２のＥＣＵ５ｂに送信する第１の情報通信回路２８および前記第２のＥＣＵ５ｂ内の情報を 前記第１のＥＣＵ５ａに送信する第２の情報通信回路２９と、 が設けられている。なお、図４では、第１の情報通信回路２８と第２の情報通信回路２９とを説明の便宜上２本に分けて記載しているが、双方向通信可能な１本の情報通信回線でも適用可能である。

【0023】

前記第１のＥＣＵ５ａでは、まず、トルクセンサＴＳから出力された正弦波信号ｓｉｎθ１，ｓｉｎθ２および余弦波信号ｃｏｓθ１，ｃｏｓθ２をトルク信号受信部（図示省略）において受信し、操舵角センサ４から出力された正弦波信号ｓｉｎθ３，ｓｉｎθ４，および余弦波信号ｃｏｓθ３，ｃｏｓθ４を操舵角受信部（図示省略）で受信する。このトルク信号受信部および操舵角信号受信部で受信した正弦波信号ｓｉｎθ１および余弦波信号ｃｏｓθ１に基づいて、第１の角度演算処理部２１により前記入力軸１ａおよび出力軸１ｂの回転角θ１を下記式により演算する。

【0024】

ｔａｎ^-1（ｓｉｎθ１／ｃｏｓθ１）＝θ１
なお、θ２〜θ４も同様の方法で算出できる。

【0025】

この入力軸１ａおよび出力軸１ｂの回転角θ１，θ２，θ３，θ４はデータ送信処理部２２により、第１の情報通信回路２８を介して第２のＥＣＵ５ｂに送信される。

【0026】

第２のＥＣＵ５ｂでは、第１のＥＣＵ５ａから送信された入力軸１ａおよび出力軸１ｂの回転角θ１，θ２，θ３，θ４の信号をデータ処理受信部２３で受信し、モータ制御部（図示省略）により、この回転角θ１，θ２，θ３，θ４に基づき、電動モータＭを駆動制御する。

【0027】

モータ制御部では、入力軸の回転角θ１と出力軸の回転角θ２の差分からトーションバー１ｃの捩れ角を算出し、トーションバー捩れ角から、下記式によりトーションバー１ｃに発生する操舵トルクを検出する。
（操舵トルク）＝（トーションバー捩れ角）×（トーションバー剛性）
モータ制御部には、その他に、モータ回転センサ信号，車速信号，舵速信号等が入力され、この操舵トルク，モータ回転センサ信号，車速信号，舵速信号等に基づいて電動モータＭへの指令電流値を演算する。

【0028】

また、第２のＥＣＵ５ｂには、前記トルクセンサＴＳおよび操舵角センサ４からの出力信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４とは異なる異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５が記憶手段（図示省略）等に格納されている。この異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５は模擬信号としてデータ送信処理部２５から第２の情報通信回路２９を介して第１のＥＣＵ５ａに出力される。第１のＥＣＵ５ａでは、データ受信処理部２３において前記異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５を受信する。この異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５は第１の角度演算処理部２１において回転角θ５に変換され、データ送信処理部２２，第１の情報通信回路２８，データ受信処理部２４を介して第１のＥＣＵ５ａから第２のＥＣＵ５ｂに回答信号として送信される。そして、この回答信号はデータ受信処理部２４から異常検出処理部２７に送信される。

【0029】

前記ＥＣＵ５ｂの記憶手段に格納されている前記異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５は、データ送信処理部２５から第２の角度演算処理部２６にも出力され、この第２の角度演算処理部２６において異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５に基づき回転角θ５が演算される。ＥＣＵ５ｂは、前述したように、２つのプロセッサコアが搭載されたデュアルコアマイコンであり、それぞれのプロセッサコアで同一の角度演算を行い、演算結果を相互比較する。

【0030】

異常検出処理部２７は、第１の角度演算処理部２１で演算された回転角θ５と第２の角度演算処理部２６で演算された回転角θ５とを比較することにより、第１の角度演算処理部２１の異常を検出する。

【0031】

以上示したように、本実施形態１におけるパワーステアリング装置によれば、 演算の信頼性の高いマルチコアマイコンが搭載された第２のＥＣＵ５ｂにおいて第１の角度演算処理部２１の異常検出を行うことにより、第１の角度演算処理部２１の信頼性を向上させることができる。

【0032】

すなわち、第２のＥＣＵ５ｂはデュアルコアマイコンを有し、第２の角度演算処理部２６においてはそれぞれのプロセッサコアで同一の角度演算が行われ相互比較される。その結果、一方のプロセッサコアにおいての演算処理に誤りがあったとしても異常を検出することができるため、第２の角度演算処理部２６で演算した回転角は信頼性が高いものとなる。そこで、第２の角度演算処理部２６で演算された回転角θ５は正しいことを前提とし、第１の角度演算処理部２１で演算した回転角θ５を第２の角度演算処理部２６で演算した回転角θ５と比較することにより、異常検出の精度が向上し、第１の角度演算処理部２１で演算された回転角θ５の信頼性が向上する。

【0033】

また、異常検出処理部２７は、第１の角度演算処理部２１の異常検出のための正弦波信号および余弦波信号として、操舵角センサ４およびトルクセンサＴＳから出力された正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４および余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４を用いないことにより、第１の情報通信回路２８における通信データ量の増大を抑制することが可能となる。

【0034】

すなわち、第１の情報通信回路２８は、モータ制御部の演算に用いる回転角θ１〜θ４を送信しなければならず、通信データ量が多い。そこに、操舵角センサ４およびトルクセンサＴＳから出力された正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４および余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４を異常検出に用いた場合、この正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４および余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４も第１の情報通信回路２８を介して第２のＥＣＵ５ｂに送信しなければならず、通信データ量がさらに増大する。また、第１の情報通信回路２８の通信容量が小さい場合には、演算周期を遅らせならければならない。

【0035】

それに対し、本実施形態１のように異常検出のための信号として模擬信号である正弦波信号ｓｉｎθ５，ｃｏｓθ５を用いることにより、第１のＥＣＵ５ａから第２のＥＣＵ５ｂに送信するデータは回転角θ１〜θ４の他に回転角θ５のみであるため、従来と比較して第１の情報通信回路２８におけるデータ量の増大を抑制することが可能となる。また、演算周期を遅らせることも不要となる。

【0036】

また、第１のＥＣＵ５ａにおける処理の異常検出を行う場合、第１のＥＣＵ５ａから第２のＥＣＵ５ｂにデータを送信する必要があるが、第１の情報通信回路２８は通信データ量が元々多く、空きが限られているため、第１のＥＣＵ５ａにおける全ての処理の異常検出を行うことができず、重要度の高い処理のみを優先して異常検出を行っていた。それに対し、本実施形態１によれば、前述したように第１の情報通信回路２８の通信データ量が抑制され、第１のＥＣＵ５ａから多くのデータを送信することができるため、第１のＥＣＵ５ａにおける多くの処理の異常検出を行うことが可能となり、異常検出の網羅性が向上する。

【0037】

さらに、異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５を第２のＥＣＵ５ｂ内に保存することにより、第２のＥＣＵ５ｂにおいて異常検出用正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５に対応した回転角θ５を演算することができ、第１のＥＣＵ５ａと同じ信号を用いて同じ演算を行うことにより異常検出精度を向上させることができる。

【0038】

［実施形態２］
次に、本実施形態２における電動パワーステアリング装置について説明する。実施形態１では第２のＥＣＵ５ｂから異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５，余弦波信号ｃｏｓθ５を第１のＥＣＵ５ａに送信していたが、本実施形態２では、第１のＥＣＵ５ａに複数の異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５，余弦波信号ｃｏｓθ５が格納されている。

【0039】

すなわち、本実施形態２では、第２のＥＣＵ５ｂから設問番号を有する演算指令信号を第２の情報通信回路２９を介して第１のＥＣＵ５ａに送信する。第１のＥＣＵ５ａには設問番号に対応して複数の異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５が記憶手段（図示省略）に記憶されており、第２のＥＣＵ５ｂからの設問番号に対応した異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５を記憶手段から読み出し、第１の角度演算処理部２１において、回転角θ５を演算する。この回転角θ５は、データ送信処理部２２，第１の情報通信回路２８，データ受信処理部２４を介して第２のＥＣＵ５ｂの異常検出処理部２７に送信される。

【0040】

また、第２のＥＣＵ５ｂでは、設問番号に対応した異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５をデータ送信処理部２５から第２の角度演算処理部２６に送信し、第２の角度演算処理部２６において回転角θ５を演算し、異常検出処理部２７に送信する。異常検出処理部２７では、実施形態１と同様に、第１の角度演算処理部２１と第２の角度演算処理部２６で演算された回転角θ５を比較し、異常検出を行う。

【0041】

以上示したように、本実施形態２におけるパワーステアリング装置によれば、実施形態１の作用効果に加え、異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５を第２のＥＣＵ５ｂから第１のＥＣＵ５ａへ送信する必要が無く、第２の情報通信回路２９の送信負荷を抑制することができる。

【0042】

また、第２のＥＣＵ５ｂが演算指令信号を出力することにより、第２のＥＣＵが第１のＥＣＵの異常検出用演算を行うタイミングを制御することができる。

【0043】

［実施形態３］
次に、本実施形態３におけるパワーステアリング装置について説明する。実施形態１，２では、異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５に基づいて算出された回転角θ５を比較したが、本実施形態３では、トルクセンサＴＳ，操舵角センサ４から出力された正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４に基づいて算出された回転角θ１〜θ４を比較するものである。

【0044】

具体的には、第１の角度演算処理部２１により、トルクセンサＴＳ，操舵角センサ４から出力された正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４に基づいて回転角θ１〜θ４が算出され、この回転角θ１〜θ４はデータ処理送信処理部２２，第１の情報通信回路２８，データ受信処理部２４を介して異常検出部２７に送信される。

【0045】

また、トルクセンサＴＳ，操舵角センサ４から出力された正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４は、データ送信処理部２２，第１の情報通信回路２８，データ受信処理部２４を介して第２のＥＣＵ５ｂの第２の角度演算処理部２６にも入力され、第２の角度演算処理部２６では、この正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４に基づいて回転角θ１〜θ４が算出される。

【0046】

そして、第１の角度演算処理部２１で演算された回転角θ１〜θ４と、第２の角度演算処理部２６で演算された回転角θ１〜θ４とを異常検出処理部２７で比較し、異常判定を行う。

【0047】

なお、本実施形態３では、実施形態１，２で用いた模擬信号である異常検出用の正弦波信号ｓｉｎθ５および余弦波信号ｃｏｓθ５は用いないものとする。

【0048】

以上示したように、本実施形態３におけるパワーステアリング装置によれば、実施形態１，２の作用効果に加え、模擬信号ではなくトルクセンサＴＳ，操舵角センサ４から出力されたモータ制御に用いる正弦波信号ｓｉｎθ１〜ｓｉｎθ４，余弦波信号ｃｏｓθ１〜ｃｏｓθ４に基づき第２の角度演算処理部２６で演算を行い、異常検出処理部２７で比較することにより、異常検出精度を向上させることが可能となる。

【0049】

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

【0050】

例えば、第１のＥＣＵ５ａから第２のＥＣＵ５ｂに第１の情報通信回路２８を介して出力される回転角に関する信号は、分割して送信しても良い。このように、回転角に関する情報を分割して送信することにより、第１の情報通信回路２８における時間あたりのデータ量が抑制されるため、他の信号を優先して送信することが可能となる。

【0051】

また、実施形態１では、電動モータＭからピニオン軸２に対して操舵補助力を付与するピニオンアシストタイプの操舵機構について説明したが、出力軸に設けられた第１ピニオン軸と、この第１ピニオン軸と噛合う第１ラック歯および第１ラック歯と異なるラック歯である第２ラック歯が形成されたラックバーと、第２ラック歯と噛合う第２ピニオン軸と、前記第２ピニオン軸に設けられたウォームホイールと、 ウォームホイールと噛合うと共に電動モータの回転力が付与されるウォームシャフトと、から構成されるデュアルピニオンタイプの操舵機構でも適用可能である。

【0052】

このように、ステアリングホイールによって回転される第１ピニオンと電動モータによって回転駆動される第２ピニオンとを夫々設けることにより、第１、第２ピニオンの負荷を分担させることができ、より大きな出力の装置を提供することができる。

【0053】

また、前記第１のＥＣＵ５ａは前記操舵軸側に設けられ、第２のＥＣＵ５ｂは電動モータＭ側にそれぞれ分離して配置しても良い。このように、第１、第２のＥＣＵ５ａ，５ｂ夫々の機能に応じた配置とすることにより、信号伝達の信頼性および伝達ロスの低減を図ることができる。

【0054】

また、実施形態２では、第２のＥＣＵ５ａから第１のＥＣＵ５ａに演算指令信号を出力したが、第２のＥＣＵ５ｂから第１のＥＣＵ５ａに演算指令信号は送信せず、第１のＥＣＵ５ａに演算周期や設問番号等を予め設定しておき、その設定に従って模擬信号の演算を行うようにしても良い。

【0055】

また、実施形態１では、第２のＥＣＵとして１つのプロセッサパッケージ内に２つのプロセッサコアが搭載されたデュアルコアマイコンについて説明したが、１つのプロセッサパッケージ内に搭載されるプロセッサコアが４つや８つ搭載されたマルチコアマイコンでも良い。

【0056】

ここで、上述した各実施形態から把握される技術的思想であって、特許請求の範囲に記載したもの以外のものについて、その効果ともに以下に記載する。

【0057】

（１） 請求項４に記載のパワーステアリング装置において、前記第２のＥＣＵは、前記第１のＥＣＵに対して前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき回転角を演算するように演算指令信号を出力することを特徴とするパワーステアリング装置。

【0058】

（１）に記載の技術的思想によれば、第２のＥＣＵが演算指令信号を出力することにより、第２のＥＣＵが第１のＥＣＵの異常検出用演算を行うタイミングを制御することができる。

【0059】

（２）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、前記異常検出処理部は、前記操舵角センサまたは前記トルクセンサからの出力信号に基づき前記第１の角度演算処理部によって演算された回転角と、前記操舵角センサまたは前記トルクセンサからの出力信号に基づき前記第２のＥＣＵによって演算された回転角とを比較することにより前記第１の角度演算処理部の異常を検出することを特徴とするパワーステアリング装置。

【0060】

（２）に記載の技術的思想によれば、第２のＥＣＵは、モータ制御に用いる信号と同じ信号に基づき同じ演算を行って第１の角度演算処理部の異常を検出することにより、異常検出精度を向上させることができる。

【0061】

（３）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、前記第１のＥＣＵの演算結果である回転角に関する信号は、前記第１の情報通信回路を介して分割して前記第２のＥＣＵに送信することを特徴とするパワーステアリング装置。

【0062】

（３）に記載の技術的思想によれば、回転角に関する情報を分割して送信することにより、他の信号を優先して送信することができる。

【0063】

（４） 請求項５に記載のパワーステアリング装置において、前記操舵機構は、
前記出力軸に設けられた第１ピニオン軸と、
前記第１ピニオン軸と噛合う第１ラック歯および前記第１ラック歯と異なるラック歯である第２ラック歯が形成されたラックバーと、
前記第２ラック歯と噛合う第２ピニオン軸と、
前記第２ピニオン軸に設けられたウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛合うと共に前記電動モータの回転力が付与されるウォームシャフトと、
から構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【0064】

（４）に記載の技術的思想によれば、ステアリングホイールによって回転される第１ピニオンと電動モータによって回転駆動される第２ピニオンとを夫々設けることにより、第１、第２ピニオンの負荷を分担させることができ、より大きな出力の装置を提供することができる。

【0065】

（５）（４）に記載のパワーステアリング装置において、前記第１のＥＣＵは、前記ステアリングシャフト側に設けられ、前記第２のＥＣＵは前記電動モータ側に夫々分離して配置されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【0066】

（５）に記載の技術的思想によれば、第１、第２のＥＣＵ夫々の機能に応じた配置とすることにより、信号伝達の信頼性および伝達ロスの低減を図ることができる。

【0067】

（６）（４）に記載のパワーステアリング装置において、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第２のＥＣＵに保存され、前記第１のＥＣＵに送信されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【0068】

（６）に記載の技術的思想によれば、異常検出用の正弦波信号および余弦波信号を第２のＥＣＵが有することにより、第２のＥＣＵにおいて異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に対応した回 転角を演算することができ、第１のＥＣＵと同じ信号を用いて同じ演算を行うことにより異常検出精度を向上させることができる。

【0069】

（７）（４）に記載のパワーステアリング装置において、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第１のＥＣＵに保存されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【0070】

（７）に記載の技術的思想によれば、異常検出用の正弦波信号および余弦波信号を第２のＥＣＵから第１のＥＣＵへ送信する必要が無く、送信負荷を抑制することができる。

【0071】

（８）（７）に記載のパワーステアリング装置において、前記第２のＥＣＵは、前記第１のＥＣＵに対して前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき回転角を演算するように演算指令信号を出力することを特徴とするパワーステアリング装置。

【0072】

（８）に記載の技術的思想によれば、第２のＥＣＵが演算指令信号を出力することにより、第２のＥＣＵが第１のＥＣＵの異常検出用演算を行うタイミングを制御することができる。

【0073】

（９）請求項５に記載のパワーステアリング装置において、前記第１のＥＣＵの演算結果である回転角に関する信号は、前記第１の情報通信回路を介して分割して前記第２のＥＣＵに送信されることを特徴とするパワーステアリング装置。

【0074】

（９）に記載の技術的思想によれば、回転角に関する情報を分割して送信することにより、他の信号を優先して送信することができる。

【0075】

（１０）請求項６に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第２のＥＣＵに保存され、前記第１のＥＣＵに送信されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【0076】

（１０）に記載の技術的思想によれば、異常検出用の正弦波信号および余弦波信号を第２のＥＣＵが有することにより、第２のＥＣＵにおいて異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に対応した回転角を演算することができ、第１のＥＣＵと同じ信号を用いて同じ演算を行うことにより異常検出精度を向上させることができる。

【0077】

（１１）請求項６に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号は、前記第１のＥＣＵに保存されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【0078】

（１１）に記載の技術的思想によれば、異常検出用正弦波信号および余弦波信号を第２のＥＣＵから第１のＥＣＵへ送信する必要が無く、送信負荷を抑制することができる。

【0079】

（１２）（１１）に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、前記第２のＥＣＵは、前記第１のＥＣＵに対して前記異常検出用の正弦波信号および余弦波信号に基づき回転角を演算するように演算指令信号を出力することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【0080】

（１２）に記載の技術的思想によれば、第２のＥＣＵが演算指令信号を出力することにより、第２のＥＣＵが第１のＥＣＵの異常検出用演算を行うタイミングを制御することができる。

【0081】

（１３）請求項６に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、前記第１のＥＣＵの演算結果である回転角に関する信号は、前記第１の情報通信回路を介して分割して前記第２のＥＣＵに送信されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。

【0082】

（１３）に記載の技術的思想によれば、回転角に関する情報を分割して送信することにより、他の信号を優先して送信することができる。

【符号の説明】

【0083】

４…操舵角センサ
ＴＳ…トルクセンサ
５ａ…第１のＥＣＵ
５ｂ…第２のＥＣＵ
２１…第１角度演算処理部
２２，２５…データ送信処理部
２３，２４…データ受信処理部
２６…第２の角度演算処理部
２７…異常検出処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】