特許 7514599 操舵システム

(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】

(24)【登録日】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】操舵システム

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240704BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240704BHJP

   H02P 29/028 20160101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

H02P29/028

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018239459

(22)【出願日】2018-12-21

(65)【公開番号】P2020100274

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-11-11

【審判番号】

【審判請求日】2023-04-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】河村 洋

(72)【発明者】

【氏名】藤田 祐志

【合議体】

【審判長】山本 信平

【審判官】河端 賢

【審判官】倉橋 紀夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２５３８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２１８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－２３９２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－９８８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B62D 6/00

B62D 5/04

H02P 29/028

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリング操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構にモータトルクを付与するモータと、
前記操舵機構のステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捩れに応じて磁束が変化する共通の磁気回路を備えることによって、操舵トルクをそれぞれ検出する優先トルクセンサ及び冗長トルクセンサと、
前記操舵トルクに基づいて前記モータの作動を制御する制御装置とを備えた操舵システムにおいて、
前記優先トルクセンサは、それぞれ前記トーションバーの捩れに応じた優先検出値を出力する第１優先検出部及び第２優先検出部を有し、
前記冗長トルクセンサは、それぞれ前記トーションバーの捩れに応じた冗長検出値を出力する第１冗長検出部及び第２冗長検出部を有し、
前記優先トルクセンサと前記制御装置とは、前記第１優先検出部が出力する前記優先検出値を含む第１優先検出信号を独立して送信するための専用の第１信号線、及び前記第２優先検出部が出力する前記優先検出値を含む第２優先検出信号を独立して送信するための専用の第２信号線により接続され、
前記冗長トルクセンサと前記制御装置とは、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部がそれぞれ出力する前記冗長検出値を含む第１冗長検出信号及び第２冗長検出信号を交互に送信するための共通信号線により接続され、
前記第１優先検出信号及び前記第２優先検出信号に含まれる前記優先検出値は、前記第１冗長検出信号及び前記第２冗長検出信号に含まれる前記冗長検出値よりも、前記トーションバーの捩れに応じた情報量が多いものであり、
前記第１優先検出部、前記第２優先検出部、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部は、それぞれ、前記トーションバーの捩れに応じたアナログ値を出力する検出素子、及び前記アナログ値をＡ／Ｄ変換したデジタル値を出力するＡ／Ｄ変換器を備え、
前記第１優先検出部及び前記第２優先検出部の前記各Ａ／Ｄ変換器は、前記アナログ値を量子化することにより生成される前記デジタル値である前記優先検出値を出力するとともに、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部の前記各Ａ／Ｄ変換器は、前記アナログ値を量子化することにより生成される前記デジタル値である前記冗長検出値を出力するものであり、
前記第１優先検出部、前記第２優先検出部、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部は、略同位置において前記磁気回路を通過する磁束を検出するように配置され、
前記第１優先検出部、前記第２優先検出部、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部の前記各検出素子は、磁束変化を検出する感度及び分解能が同一に構成された磁気センサであり、
前記アナログ値を量子化する際のビット数は、前記第１優先検出部、前記第２優先検出部、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部の前記各検出素子が、前記感度及び分解能が同一に構成された前記磁気センサであるにもかかわらず、前記優先検出値及び前記冗長検出値の間で互いに異なるうえ、さらに前記優先検出値の方が前記冗長検出値よりも大きい操舵システム。

【請求項2】

請求項１に記載の操舵システムにおいて、
前記制御装置は、
前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて前記モータトルクの目標値となる優先トルク指令値を演算する優先トルク指令値演算部と、
前記冗長トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて前記モータトルクの目標値となる冗長トルク指令値を演算する冗長トルク指令値演算部とを備え、
前記モータトルクが前記優先トルク指令値又は前記冗長トルク指令値となるように、前記モータの作動を制御するものであって、
前記冗長トルク指令値演算部による前記冗長トルク指令値を演算するための演算処理数は、前記優先トルク指令値演算部による前記優先トルク指令値を演算するための演算処理数よりも少ない操舵システム。

【請求項3】

請求項２に記載の操舵システムにおいて、
前記優先トルク指令値演算部は、
前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、
前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック制御の実行によりトルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、
前記トルクフィードバック成分に基づいて前記優先トルク指令値を演算する操舵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用の操舵装置には、モータを駆動源としてステアリング操作を補助するためのアシストトルクを操舵機構に付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。ＥＰＳでは、通常、操舵機構に入力される操舵トルクをトルクセンサにより検出しており、この検出された操舵トルクに基づいてアシストトルクとして付与するモータトルクを制御している。

【0003】

こうしたトルクセンサとしては、ステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捩れに基づいて操舵トルクを検出するものがある。例えば特許文献１に記載のトルクセンサは、トーションバーの捩れに応じて磁束が変化する磁気回路と、磁気回路の磁束を検出するホール素子等の磁気センサを含むセンサＩＣとを備えている。このセンサＩＣは、磁気センサ及びＡ／Ｄ変換器からなる検出部を２組備えており、各検出部において検出された磁束に基づく検出値を１つの検出信号にまとめて制御装置（ＥＣＵ）に送信する。そして、制御装置において、各検出値に基づいてセンサの異常を判定し、異常がない場合にこれら検出値に基づいて操舵トルクを検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１９４４８８号公報

【文献】特開２０１７－２２９１５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上記従来の構成では、２つの検出値を１つの検出信号にまとめて送信するため、該検出信号の情報量が多くなり、その送信に必要な時間が長くなる。そのため、制御装置の取得した操舵トルクが、その瞬間に入力されている操舵トルクから僅かながら乖離するおそれがある。すなわち、取得する操舵トルクのリアルタイム性が低下するおそれがある。その結果、このような操舵トルクに基づくアシストトルクを付与することにより得られる操舵フィーリングが最適なものであると言い切ることはできない。

【0006】

そこで、各検出部からそれぞれ検出信号を出力することにより、各検出信号の送信に必要な時間を短縮することが考えられる。一方、近年、ＥＰＳでは、冗長化等を目的に複数のトルクセンサを備えることが提案されている（例えば、特許文献２）。したがって、こうした複数のトルクセンサを備える構成に対し、各検出部からそれぞれ検出信号を出力する構成を適用しようとすると、検出信号を送信するための信号線が多くなり、操舵装置の構造が複雑化する。

【0007】

なお、このような問題は、ＥＰＳに限らず、例えば操舵部と転舵部との間の動力伝達が分離したステアバイワイヤ式の操舵装置において、操舵トルクに基づいて転舵輪を転舵させる転舵トルクを付与する場合や、運転者の操舵に抗する力である反力トルクを付与する場合であっても、同様に生じ得る。

【0008】

本発明の目的は、検出する操舵トルクのリアルタイム性を高めるとともに、冗長性を確保しつつ構造の複雑化を抑制できる操舵システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する操舵システムは、ステアリング操作に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、前記操舵機構にモータトルクを付与するモータと、前記操舵機構のステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捩れに基づいて、操舵トルクをそれぞれ検出する優先トルクセンサ及び冗長トルクセンサと、前記操舵トルクに基づいて前記モータの作動を制御する制御装置とを備えたものにおいて、前記優先トルクセンサは、それぞれ前記トーションバーの捩れに応じた優先検出値を出力する第１優先検出部及び第２優先検出部を有し、前記冗長トルクセンサは、それぞれ前記トーションバーの捩れに応じた冗長検出値を出力する第１冗長検出部及び第２冗長検出部を有し、前記優先トルクセンサと前記制御装置とは、前記第１優先検出部が出力する前記優先検出値を含む第１優先検出信号を送信するための第１信号線、及び前記第２優先検出部が出力する前記優先検出値を含む第２優先検出信号を送信するための第２信号線により接続され、前記冗長トルクセンサと前記制御装置とは、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部がそれぞれ出力する前記冗長検出値を含む第１冗長検出信号及び第２冗長検出信号を送信するための共通信号線により接続された。

【0010】

上記構成によれば、優先トルクセンサが出力する第１優先検出信号及び第２優先検出信号は、それぞれ専用の第１信号線及び第２信号線を介して制御装置に出力される。そのため、第１優先検出信号及び第２優先検出信号をまとめて一本の信号線に送信する場合に比べ、第１優先検出信号及び第２優先検出信号の送信に必要な時間を短縮でき、検出する操舵トルクのリアルタイム性を高めることができる。

【0011】

ここで、冗長トルクセンサから出力される第１冗長検出信号及び第２冗長検出信号に基づいて操舵トルクを検出する場合、すなわち優先トルクセンサに異常が生じた場合においては、該優先トルクセンサを修理・交換等するまでの限られた期間だけ操舵装置を使用することになる。そのため、操舵フィーリングを最適化するための高い水準でのリアルタイム性は要求されない。この点を踏まえ、上記構成では、冗長トルクセンサの第１冗長検出部及び第２冗長検出部が出力する第１冗長検出信号及び第２冗長検出信号は、一本の共通信号線を介して制御装置に出力される。したがって、冗長性を確保しつつ、信号線が多くなることで構造が複雑化することを抑制できる。

【0012】

上記操舵システムにおいて、前記第１優先検出信号及び前記第２優先検出信号に含まれる前記優先検出値は、前記第１冗長検出信号及び前記第２冗長検出信号に含まれる前記冗長検出値よりも、前記トーションバーの捩れに応じた情報量が多いものであることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、第１優先検出信号及び第２優先検出信号が含む優先検出値の情報量が多いため、精度の高い操舵トルクに基づいてモータの作動を制御できる。一方、優先検出値の情報量が多くなることで、第１優先検出信号及び第２優先検出信号の送信に必要な時間が長くなる。そのため、上記構成のように第１優先検出信号及び第２優先検出信号を、それぞれ専用の第１信号線及び第２信号線を介して制御装置に出力することにより、優先トルクセンサが検出する操舵トルクのリアルタイム性を高める効果は大である。

【0014】

上記操舵システムにおいて、前記第１優先検出部、前記第２優先検出部、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部は、それぞれ、前記トーションバーの捩れに応じたアナログ値を出力する検出素子、及び前記アナログ値をＡ／Ｄ変換したデジタル値を出力するＡ／Ｄ変換器を備え、前記第１優先検出部及び前記第２優先検出部の前記各Ａ／Ｄ変換器は、前記第１冗長検出部及び前記第２冗長検出部の前記各Ａ／Ｄ変換器よりも前記アナログ値を量子化するビット数が大きいことが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、アナログ値を量子化する際のビット数を大きくすることで、好適に第１優先検出信号及び第２優先検出信号が含む優先検出値の情報量を多く（分解能を高く）することができる。

【0016】

上記操舵システムにおいて、前記制御装置は、前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて前記モータトルクの目標値となる優先トルク指令値を演算する優先トルク指令値演算部と、前記冗長トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて前記モータトルクの目標値となる冗長トルク指令値を演算する冗長トルク指令値演算部とを備え、前記モータトルクが前記優先トルク指令値又は前記冗長トルク指令値となるように、前記モータの作動を制御するものであって、前記冗長トルク指令値演算部による前記冗長トルク指令値を演算するための演算処理数は、前記優先トルク指令値演算部による前記優先トルク指令値を演算するための演算処理数よりも少ないことが好ましい。

【0017】

上記構成によれば、優先トルク指令値を演算するために必要な時間が、冗長トルク指令値を演算するために必要な時間よりも長くなる。そのため、上記構成のように優先トルクセンサが検出する操舵トルクのリアルタイム性を高める効果は大である。

【0018】

上記操舵システムにおいて、前記優先トルク指令値演算部は、前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、前記優先トルクセンサにより検出される前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック制御の実行によりトルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、前記トルクフィードバック成分に基づいて前記優先トルク指令値を演算することが好ましい。

【0019】

上記構成によれば、優先トルク指令値は、目標操舵トルクに実際の操舵トルクを追従させるべくトルクフィードバック制御を実行して得られるトルクフィードバック成分に基づいて演算されるため、操舵トルクを最適な値にして、操舵フィーリングを最適化できる。このようにトルクフィードバック制御では、実際の操舵トルクを目標操舵トルクに追従させるため、上記構成のように優先トルクセンサが検出する操舵トルクのリアルタイム性を高める効果は大である。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、検出する操舵トルクのリアルタイム性を高めるとともに、冗長性を確保しつつ構造の複雑化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】操舵システムの概略構成図。

【図2】操舵システムの電気的構成を示すブロック図。

【図3】第１マイコン及び第２マイコンのブロック図。

【図4】優先トルク指令値演算部のブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、操舵システムの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵システム１は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成された操舵装置２と、操舵装置２を制御対象とする制御装置３とを備えている。操舵装置２は、運転者によるステアリングホイール４の操作に基づいて転舵輪５を転舵させる操舵機構６と、ステアリング操作を補助するためのアシストトルク（アシスト力）としてモータトルクを操舵機構６に付与するアクチュエータ７とを備えている。

【0023】

操舵機構６は、ステアリングホイール４が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング１３と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール４が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

【0024】

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることにより構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪５が組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、操舵装置２では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪５の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

【0025】

アクチュエータ７は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、アクチュエータ７は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで操舵機構６にモータトルクをアシストトルクとして付与する。なお、本実施形態のモータ２１には、例えば三相のブラシレスモータが採用され、伝達機構２２には、例えばベルト機構が採用され、変換機構２３には、例えばボールネジ機構が採用されている。

【0026】

制御装置３は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求、走行状態及び操舵状態を示す情報（状態量）として取得し、これらの状態量に基づいてモータ２１を制御する。各種のセンサとしては、例えば車速センサ３１、優先トルクセンサ３２、冗長トルクセンサ３３、及び回転角センサ３４ａ，３４ｂが挙げられる。車速センサ３１は車速ＳＰＤを検出する。優先トルクセンサ３２及び冗長トルクセンサ３３は、ピニオン軸１７に設けられており、トーションバー３５の捩れに基づいて操舵機構６に入力される操舵トルクＴh1，Ｔh2をそれぞれ検出する。なお、後述するように優先トルクセンサ３２は、操舵トルクＴh1を検出するための第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2を出力し、冗長トルクセンサ３３は、操舵トルクＴh2を検出するための第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2を制御装置３に出力する。回転角センサ３４ａ，３４ｂは、モータ２１の回転角θ1，θ2を３６０°の範囲内の相対角でそれぞれ検出する。なお、回転角θ1，θ2は、回転角センサ３４ａ，３４ｂが正常であれば、基本的に同一の値となる。また、上記操舵トルクＴh1，Ｔh2及び回転角θ1，θ2は、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。そして、制御装置３は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、アクチュエータ７の作動、すなわち操舵機構６にラック軸１２を往復動させるべく付与するモータトルクを制御する。

【0027】

次に、モータ２１の構成について説明する。
図２に示すように、モータ２１は、ロータ４１と、ステータ（図示略）に巻回された第１巻線群４２及び第２巻線群４３とを備えている。第１巻線群４２及び第２巻線群４３は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相のコイルをそれぞれ有している。第１巻線群４２と第２巻線群４３とは、通電系統が分けられており、第１巻線群４２は第１接続線４４を介して制御装置３に接続され、第２巻線群４３は第２接続線４５を介して制御装置３に接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の第１接続線４４及び第２接続線４５をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0028】

次に、制御装置３の構成について説明する。
制御装置３は、第１巻線群４２に対する通電を制御する個別制御部としての第１制御部５１と、第２巻線群４３に対する通電を制御する個別制御部としての第２制御部６１とを備えている。そして、制御装置３は、第１巻線群４２及び第２巻線群４３に対する駆動電力の供給を通電系統ごとに独立して制御する。なお、第１制御部５１及び第２制御部６１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、各種制御を実行する。

【0029】

詳しくは、第１制御部５１は、第１制御信号Ｓc1を出力する第１マイコン５２と、第１制御信号Ｓc1に基づいて第１巻線群４２に駆動電力を供給する第１駆動回路５３とを備えている。第１マイコン５２には、第１駆動回路５３と第１巻線群４２との間の第１接続線４４を流れる各相の実電流値Ｉu1，Ｉv1，Ｉw1を検出する第１電流センサ５４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の第１電流センサ５４を１つにまとめて図示している。

【0030】

第１駆動回路５３には、直列に接続された一対のスイッチング素子（例えば、電界効果型トランジスタ等）を基本単位（アーム）とし、これらアームを各相のコイルに対応させて並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータが採用されている。第１制御信号Ｓc1は、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。そして、第１駆動回路５３は、第１制御信号Ｓc1に応じてスイッチング素子をオンオフさせることにより、図示しない車載電源（バッテリ）から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、第１接続線４４を介して第１巻線群４２に供給する。これにより、第１制御部５１は、第１巻線群４２への駆動電力の供給を通じて該第１巻線群４２で発生するトルクを制御する。

【0031】

第２制御部６１は、基本的に第１制御部５１と同様に構成されており、第２制御信号Ｓc2を出力する第２マイコン６２と、第２制御信号Ｓc2に基づいて第２巻線群４３に駆動電力を供給する第２駆動回路６３とを備えている。第２マイコン６２には、第２駆動回路６３と第２巻線群４３との間の第２接続線４５を流れる各相の実電流値Ｉu2，Ｉv2，Ｉw2を検出する第２電流センサ６４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の第２電流センサ６４を１つにまとめて図示している。

【0032】

第２駆動回路６３には、第１駆動回路５３と同様に周知のＰＷＭインバータが採用されており、第２制御信号Ｓc2は、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。そして、第２駆動回路６３は、第２制御信号Ｓc2に応じてスイッチング素子をオンオフさせることにより、車載電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、第２接続線４５を介して第２巻線群４３に供給する。これにより、第２制御部６１は、第２巻線群４３への駆動電力の供給を通じて該第２巻線群４３で発生するトルクを制御する。

【0033】

次に、第１マイコン５２による第１制御信号Ｓc1、及び第２マイコン６２による第２制御信号Ｓc2の演算について説明する。なお、第１マイコン５２及び第２マイコン６２は、所定の演算周期ごとに以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、第１制御信号Ｓc1及び第２制御信号Ｓc2をそれぞれ演算する。

【0034】

第１マイコン５２と第２マイコン６２とは、互いに通信を行う。第１マイコン５２には、車速ＳＰＤ、第１優先検出信号Ｓy1（操舵トルクＴh1）、第２優先検出信号Ｓy2（操舵トルクＴh1）、回転角θ1及び実電流値Ｉu1，Ｉv1，Ｉw1が入力される。そして、第１マイコン５２は、これらの状態量及び第２マイコン６２から取得する状態量に基づいて第１制御信号Ｓc1を出力する。第２マイコン６２には、車速ＳＰＤ、第１冗長検出信号Ｓj1（操舵トルクＴh2）、第２冗長検出信号Ｓj2（操舵トルクＴh2）、回転角θ2及び実電流値Ｉu2，Ｉv2，Ｉw2が入力される。そして、第２マイコン６２は、これらの状態量及び第１マイコン５２から取得する状態量に基づいて第２制御信号Ｓc2を出力する。

【0035】

詳しくは、図３に示すように、第１マイコン５２は、優先トルクセンサ３２により検出される操舵トルクＴh1を演算する優先操舵トルク演算部７１を備えている。また、第１マイコン５２は、モータ２１で発生すべきアシストトルク（モータトルク）の目標値となる優先トルク指令値Ｔy*を演算する優先トルク指令値演算部７２と、優先トルク指令値Ｔy*又は後述する冗長トルク指令値のうちの第１巻線群４２で発生すべき第１トルク指令値Ｔ1*を演算する第１トルク指令値演算部７３とを備えている。さらに、第１マイコン５２は、第１制御信号Ｓc1を演算する第１制御信号演算部７４とを備えている。

【0036】

優先操舵トルク演算部７１には、第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2が入力される。優先操舵トルク演算部７１は、後述するようにこれらの状態量に基づいて操舵トルクＴh1を検出するとともに、優先トルクセンサ３２の異常を検出する。そして、優先操舵トルク演算部７１は、優先トルクセンサ３２に異常がない場合には、操舵トルクＴh1を優先トルク指令値演算部７２に出力し、優先トルクセンサ３２に異常が有る場合には、その旨を示す異常検出信号Ｅ1を優先トルク指令値演算部７２及び第２マイコン６２に出力する。

【0037】

優先トルク指令値演算部７２には、操舵トルクＴh1、車速ＳＰＤ、ｑ軸電流値Ｉq1，Ｉq2、回転角θ1及び異常検出信号Ｅ1が入力される。優先トルク指令値演算部７２は、後述するように優先トルクセンサ３２に異常がない場合には、優先トルクセンサ３２により検出される操舵トルクＴh1に基づく優先トルク指令値Ｔy*を演算し、優先トルクセンサ３２に異常がある場合には、優先トルク指令値Ｔy*を演算しない。なお、優先トルク指令値Ｔy*は、トルクを示す値として演算しても、電流を示す値として演算してもよい。また、後述する冗長トルク指令値Ｔj*、第１トルク指令値Ｔ1*及び第２トルク指令値Ｔ2*についても、同様にトルクを示す値として演算しても、電流を示す値として演算してもよい。

【0038】

第１トルク指令値演算部７３には、優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*が入力される。本実施形態の第１トルク指令値演算部７３は、優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*の半分（５０％）の値を第１トルク指令値Ｔ1*とする。なお、第１トルク指令値Ｔ1*は、モータ２１で優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*を発生させる上で第１巻線群４２が発生すべきトルクである。

【0039】

第１制御信号演算部７４には、第１トルク指令値Ｔ1*、実電流値Ｉu1，Ｉv1，Ｉw1及び回転角θ1が入力される。第１制御信号演算部７４は、第１トルク指令値Ｔ1*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉd1*及びｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉq1*を演算する。第１制御信号演算部７４は、第１巻線群４２に供給される電流の絶対値の増大に基づいて該第１巻線群４２で発生するトルクの絶対値が増大することを踏まえ、第１トルク指令値Ｔ1*の絶対値が大きいほど、より大きな絶対値を有するｑ軸電流指令値Ｉq1*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉd1*は、基本的にゼロに設定される。そして、第１制御信号演算部７４は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）を実行することにより、上記第１駆動回路５３に出力する第１制御信号Ｓc1を生成する。

【0040】

具体的には、第１制御信号演算部７４は、回転角θ1に基づいて実電流値Ｉu1，Ｉv1，Ｉw1をｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における第１巻線群４２の実電流値であるｄ軸電流値Ｉd1及びｑ軸電流値Ｉq1を演算する。そして、第１制御信号演算部７４は、ｄ軸電流値Ｉd1をｄ軸電流指令値Ｉd1*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉq1をｑ軸電流指令値Ｉq1*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する第１制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓc1を生成する。このように演算された第１制御信号Ｓc1が第１駆動回路５３に出力されることにより、第１巻線群４２に第１制御信号Ｓc1に応じた駆動電力が供給される。これにより、第１巻線群４２で第１トルク指令値Ｔ1*に示されるトルクが発生する。なお、第１制御信号Ｓc1を生成する過程で演算した第１巻線群４２に供給される実電流値であるｑ軸電流値Ｉq1は、上記優先トルク指令値演算部７２に出力される。

【0041】

第２マイコン６２は、基本的に第１マイコン５２と同様に構成されており、冗長トルクセンサ３３により検出される操舵トルクＴh2を演算する冗長操舵トルク演算部８１を備えている。また、第２マイコン６２は、モータ２１で発生すべきアシストトルク（モータトルク）の目標値となる冗長トルク指令値Ｔj*を演算する冗長トルク指令値演算部８２と、優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*のうちの第２巻線群４３で発生すべき第２トルク指令値Ｔ2*を演算する第２トルク指令値演算部８３とを備えている。さらに、第２マイコン６２は、第２制御信号Ｓc2を演算する第２制御信号演算部８４とを備えている。

【0042】

冗長操舵トルク演算部８１には、第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2が入力される。冗長操舵トルク演算部８１は、後述するようにこれらの状態量に基づいて操舵トルクＴh2を検出するとともに、冗長トルクセンサ３３の異常を検出する。そして、冗長操舵トルク演算部８１は、冗長トルクセンサ３３に異常がない場合には、操舵トルクＴh2を冗長トルク指令値演算部８２に出力し、冗長トルクセンサ３３に異常が有る場合には、その旨を示す異常検出信号Ｅ2を優先トルク指令値演算部７２及び冗長トルク指令値演算部８２に出力する。

【0043】

冗長トルク指令値演算部８２には、操舵トルクＴh2、車速ＳＰＤ、及び異常検出信号Ｅ1，Ｅ2が入力される。冗長トルク指令値演算部８２は、後述するように優先トルクセンサ３２に異常があり、かつ冗長トルクセンサ３３に異常がない場合に、冗長トルクセンサ３３により検出される操舵トルクＴh2に基づくバックアップ用の冗長トルク指令値Ｔj*を演算する。なお、優先トルクセンサ３２及び冗長トルクセンサ３３の双方に異常が有る場合には、モータ２１を停止させ、アシストトルクを付与しない。

【0044】

第２トルク指令値演算部８３には、優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*が入力される。本実施形態の第２トルク指令値演算部８３は、優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*の半分（５０％）の値を第２トルク指令値Ｔ2*とする。なお、第２トルク指令値Ｔ2*は、モータ２１で優先トルク指令値Ｔy*又は冗長トルク指令値Ｔj*を発生させる上で第２巻線群４３が発生すべきトルクである。

【0045】

第２制御信号演算部８４には、第２トルク指令値Ｔ2*、実電流値Ｉu2，Ｉv2，Ｉw2及び回転角θ2が入力される。第２制御信号演算部８４は、第１制御信号演算部７４と同様の演算処理により、第２トルク指令値Ｔ2*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉd2*及びｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉq2*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉd2*は、基本的にゼロに設定される。そして、第２制御信号演算部８４は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）を実行することにより、上記第２駆動回路６３に出力する第２制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓc2を生成する。このように演算された第２制御信号Ｓc2が第２駆動回路６３に出力されることにより、第２巻線群４３に第２制御信号Ｓc2に応じた駆動電力が供給される。これにより、第２巻線群４３で第２トルク指令値Ｔ2*に示されるトルクが発生する。なお、第２制御信号Ｓc2を生成する過程で演算した第２巻線群４３に供給される実電流値であるｑ軸電流値Ｉq2は、上記優先トルク指令値演算部７２に出力される。

【0046】

次に優先トルクセンサ３２及び冗長トルクセンサ３３の構成について説明する。
図２に示すように、優先トルクセンサ３２は、第１優先検出部９１と、第２優先検出部９２と、第１通信部９３と、第２通信部９４とを備えている。冗長トルクセンサ３３は、第１冗長検出部１０１と、第２冗長検出部１０２と、共通通信部１０３とを備えている。なお、優先トルクセンサ３２及び冗長トルクセンサ３３は、トーションバー３５の捩れに応じて磁束が変化する共通の磁気回路（図示略）を備えており、第１優先検出部９１、第２優先検出部９２、第１冗長検出部１０１及び第２冗長検出部１０２は、略同位置において磁気回路を通過する磁束を検出するように配置されている。なお、磁気回路については、例えば特許文献１に記載の構成を採用でき、操舵トルクＴh1，Ｔh2の絶対値が大きくなるほど、磁気回路を通過する磁束が大きくなるように構成されている。

【0047】

第１優先検出部９１は、磁気センサ９５及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器９６を有している。磁気センサ９５は、例えばホール素子により構成されており、検出した磁束の強さに応じたアナログ値Ａy1を出力する。Ａ／Ｄ変換器９６は、磁気センサ９５から出力されるアナログ値Ａy1を所定のビット数（例えば、１６ビット）で量子化することにより、優先検出値としてのデジタル値Ｄy1を生成する。そして、第１優先検出部９１は、デジタル値Ｄy1を第１通信部９３に出力する。

【0048】

第２優先検出部９２は、第１優先検出部９１と同様に構成されており、磁気センサ９７及びＡ／Ｄ変換器９８を有している。磁気センサ９７は、検出した磁束の強さに応じて、上記磁気センサ９５と略同一の絶対値を有し、逆の符号となるアナログ値Ａy2を出力するように配置されている。Ａ／Ｄ変換器９８は、磁気センサ９７から出力されるアナログ値Ａy2をＡ／Ｄ変換器９６と同じビット数で量子化することにより、優先検出値としてのデジタル値Ｄy2を生成する。そして、第２優先検出部９２は、デジタル値Ｄy2を第２通信部９４に出力する。

【0049】

第１通信部９３は、デジタル値Ｄy1を制御装置３に送信するための第１優先検出信号Ｓy1を生成する。そして、第１通信部９３は、優先トルクセンサ３２と制御装置３とを接続する第１信号線Ｌ１を介して第１優先検出信号Ｓy1を制御装置３（第１制御部５１）に送信する。第２通信部９４は、デジタル値Ｄy2を制御装置３に送信するための第２優先検出信号Ｓy2を生成する。そして、第２通信部９４は、優先トルクセンサ３２と制御装置３とを接続する第２信号線Ｌ２を介して第２優先検出信号Ｓy2を制御装置３（第１制御部５１）に送信する。つまり、本実施形態の操舵システム１では、第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2は、それぞれ独立した専用の信号線（第１信号線Ｌ１及び第２信号線Ｌ２）を介して同時に制御装置３に出力可能となっている。

【0050】

第１冗長検出部１０１は、第１優先検出部９１及び第２優先検出部９２と同様に構成されており、磁気センサ１０４及びＡ／Ｄ変換器１０５を有している。磁気センサ１０４は、検出した磁束の強さに応じたアナログ値Ａj1を出力する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、磁気センサ１０４から出力されるアナログ値Ａj1を、第１優先検出部９１及び第２優先検出部９２のＡ／Ｄ変換器９６，９８よりも低いビット数（例えば、１２ビット）で量子化することにより、冗長検出値としてのデジタル値Ｄj1を生成する。そして、第１冗長検出部１０１は、デジタル値Ｄj1を共通通信部１０３に出力する。

【0051】

第２冗長検出部１０２は、第１冗長検出部１０１と同様に構成されており、磁気センサ１０６及びＡ／Ｄ変換器１０７を有している。なお、本実施形態では、磁気センサ９５，９７と、磁気センサ１０４，１０６とは、磁束変化を検出する感度や分解能が同一に構成されている。磁気センサ１０６は、検出した磁束の強さに応じて、上記磁気センサ１０４と略同一の絶対値を有し、逆の符号となるアナログ値Ａj2を出力するように配置されている。Ａ／Ｄ変換器１０７は、磁気センサ１０６から出力されるアナログ値Ａj2をＡ／Ｄ変換器１０５と同じビット数で量子化することにより、冗長検出値としてのデジタル値Ｄj2を生成する。そして、第２冗長検出部１０２は、デジタル値Ｄj2を共通通信部１０３に出力する。

【0052】

共通通信部１０３は、デジタル値Ｄj1を制御装置３に送信するための第１冗長検出信号Ｓj1、及びデジタル値Ｄj2を制御装置３に送信するための第２冗長検出信号Ｓj2を生成する。そして、共通通信部１０３は、冗長トルクセンサ３３と制御装置３とを接続する単一の共通信号線Ｌｃを介して、第１冗長検出信号Ｓj1と第２冗長検出信号Ｓj2とを交互に制御装置３（第２制御部６１）に送信する。つまり、本実施形態の操舵システム１では、第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2は、共通信号線Ｌｃを介して順番に制御装置３に出力する構成となっている。また、上記のようにデジタル値Ｄy1，Ｄy2を量子化するビット数は、デジタル値Ｄj1，Ｄj2を量子化するビット数よりも多いため、デジタル値Ｄy1，Ｄy2の情報量はデジタル値Ｄj1，Ｄj2よりも多くなっている。

【0053】

次に、優先操舵トルク演算部７１による操舵トルクＴh1の検出及び冗長操舵トルク演算部８１による操舵トルクＴh2の検出について説明する。
図３に示すように、優先操舵トルク演算部７１には、第１信号線Ｌ１を介して第１優先検出信号Ｓy1が入力されるとともに、第２信号線Ｌ２を介して第２優先検出信号Ｓy2が入力される。優先操舵トルク演算部７１は、これらの信号に基づいて優先トルクセンサ３２の異常を検出するとともに、操舵トルクＴh1を検出する。

【0054】

詳しくは、優先操舵トルク演算部７１は、アナログ値Ａy1，Ａy2の絶対値が互いに略等しく符号が逆であることから、デジタル値Ｄy1，Ｄy2の和が略一定（ゼロ）になることを踏まえて優先トルクセンサ３２の異常検出を行う。一例として、優先操舵トルク演算部７１は、第１優先検出信号Ｓy1に含まれるデジタル値Ｄy1と第２優先検出信号Ｓy2に含まれるデジタル値Ｄy2との和を演算する。続いて、優先操舵トルク演算部７１は、演算した和の絶対値が予め設定された閾値以下であるか否かを判定し、該和の絶対値が閾値以下である場合には、優先トルクセンサ３２は正常であると判定する。一方、優先操舵トルク演算部７１は、前記和の絶対値が閾値よりも大きい場合には、優先トルクセンサ３２は異常であると判定し、操舵トルクＴh1の検出を行わない。そして、優先操舵トルク演算部７１は、異常検出の結果を示す異常検出信号Ｅ1を優先トルク指令値演算部７２及び冗長トルク指令値演算部８２に出力する。

【0055】

優先トルクセンサ３２が正常である場合、優先操舵トルク演算部７１は、デジタル値Ｄy1，Ｄy2に基づいて操舵トルクＴh1を検出する。具体的には、本実施形態の優先操舵トルク演算部７１は、デジタル値Ｄy1，Ｄy2の絶対値の平均値を演算し、該平均値の示す磁束に基づく絶対値を有するとともにデジタル値Ｄy1の符号を有する操舵トルクＴh1を演算する。なお、優先操舵トルク演算部７１には、磁束と操舵トルクとの関係が予め記憶されている。このように演算された操舵トルクＴh1は、優先トルク指令値演算部７２に出力される。

【0056】

冗長操舵トルク演算部８１には、共通信号線Ｌｃを介して第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2が入力される。冗長操舵トルク演算部８１は、優先操舵トルク演算部７１と同様の演算処理により、これらの信号に基づいて冗長トルクセンサ３３の異常を検出するとともに、操舵トルクＴh2を検出する。そして、冗長操舵トルク演算部８１は、異常検出の結果を示す異常検出信号Ｅ2及び操舵トルクＴh2を冗長トルク指令値演算部８２に出力する。

【0057】

次に、優先トルク指令値演算部７２の構成について説明する。
優先トルク指令値演算部７２には、操舵トルクＴh1、車速ＳＰＤ、ｑ軸電流値Ｉq1，Ｉq2、回転角θ1及び異常検出信号Ｅ1が入力される。そして、上記のように優先トルク指令値演算部７２は、異常検出信号Ｅ1が異常でない旨を示す場合に、優先トルク指令値Ｔy*を演算する。

【0058】

図４に示すように、優先トルク指令値演算部７２は、トルクフィードバック（以下、トルクＦ／Ｂ）成分Ｔtfbを演算するトルクＦ／Ｂ成分演算部１１１と、反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部１１２とを備えている。また、優先トルク指令値演算部７２は、目標ピニオン角θp*を演算する目標ピニオン角演算部１１３と、ピニオン角θpを演算するピニオン角演算部１１４と、角度フィードバック（以下、角度Ｆ／Ｂ）成分Ｔafbを演算する角度Ｆ／Ｂ成分演算部１１５とを備えている。そして、優先トルク指令値演算部７２は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfb及び角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbに基づいて優先トルク指令値Ｔy*を演算する。

【0059】

詳しくは、トルクＦ／Ｂ成分演算部１１１は、目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部１２１と、トルクＦ／Ｂ演算の実行によりトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbを演算するトルクＦ／Ｂ制御部１２２とを備えている。目標操舵トルク演算部１２１には、加算器１２３において操舵トルクＴh1にトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbが足し合わされた駆動トルクＴcが入力される。目標操舵トルク演算部１２１は、駆動トルクＴcに基づいて、該駆動トルクＴc対して運転者が入力すべき操舵トルクＴh1の目標値である目標操舵トルクＴh*を演算する。具体的には、目標操舵トルク演算部１２１は、駆動トルクＴcの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となる目標操舵トルクＴh*を演算する。

【0060】

トルクＦ／Ｂ制御部１２２には、減算器１２４において操舵トルクＴh1から目標操舵トルクＴh*が差し引かれたトルク偏差ΔＴhが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ制御部１２２は、実際の操舵トルクＴh1を目標操舵トルクＴh*に追従させるトルクＦ／Ｂ制御（例えば、ＰＩＤ制御）の実行により、ステアリング操作を補助する力であるトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbを演算する。このように演算されたトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbは、目標ピニオン角演算部１１３及び加算器１１６，１２３に出力される。

【0061】

反力成分演算部１１２には、車速ＳＰＤ、ｑ軸電流値Ｉq1，Ｉq2及び目標ピニオン角θp*が入力される。反力成分演算部１１２は、これらの状態量に基づいてステアリング操作に抗する力である反力成分Ｆirを演算する。

【0062】

詳しくは、反力成分演算部１１２は、電流軸力（路面軸力）Ｆerを演算する電流軸力演算部１３１と、角度軸力（理想軸力）Ｆibを演算する角度軸力演算部１３２とを備えている。なお、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、反力成分演算部１１２は、転舵輪５に対して路面から加えられる軸力（路面から伝達される路面情報）が反映されるように、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibを所定割合で配分した配分軸力を反力成分Ｆirとして演算する配分軸力演算部１３３を備えている。

【0063】

電流軸力演算部１３１には、加算器１３４においてｑ軸電流値Ｉq１，Ｉq2を加算したｑ軸電流値Ｉqが入力される。電流軸力演算部１３１は、転舵輪５に作用する軸力（転舵輪５に伝達される伝達力）の推定値であって、路面情報が反映された電流軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqに基づいて演算する。具体的には、電流軸力演算部１３１は、モータ２１からラック軸１２に加えられるトルク及び操舵トルクＴh1と、転舵輪５に対して路面から加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、ｑ軸電流値Ｉqの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ｆerの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された電流軸力Ｆerは、配分軸力演算部１３３に出力される。

【0064】

角度軸力演算部１３２には、目標ピニオン角θp*及び車速ＳＰＤが入力される。角度軸力演算部１３２は、転舵輪５に作用する軸力（転舵輪５に伝達される伝達力）の理想値であって、路面情報が反映されない角度軸力Ｆibを目標ピニオン角θp*に基づいて演算する。具体的には、角度軸力演算部１３２は、目標ピニオン角θp*の絶対値が大きくなるにつれて角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。また、角度軸力演算部１３２は、車速ＳＰＤが大きくなるにつれて角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された角度軸力Ｆibは、配分軸力演算部１３３に出力される。

【0065】

配分軸力演算部１３３には、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibが入力される。配分軸力演算部１３３には、電流軸力Ｆerの配分比率を示す電流配分ゲイン、及び角度軸力Ｆibの配分比率を示す角度配分ゲインが、実験等により予め設定されている。そして、配分軸力演算部１３３は、角度軸力Ｆibに角度配分ゲインを乗算した値、及び電流軸力Ｆerに電流配分ゲインを乗算した値を足し合わせることにより、反力成分Ｆirを演算する。このように演算された反力成分Ｆirは、目標ピニオン角演算部１１３に出力される。

【0066】

目標ピニオン角演算部１１３には、操舵トルクＴh1、車速ＳＰＤ、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfb及び反力成分Ｆirが入力される。目標ピニオン角演算部１１３は、これらの状態量に基づいて転舵輪５の転舵角に換算可能な回転軸であるピニオン軸１７の目標回転角として目標ピニオン角θp*を演算する。具体的には、目標ピニオン角演算部１１３は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbに操舵トルクＴh1を加算するとともに反力成分Ｆirを減算した値である入力トルクＴin*と目標ピニオン角θp*とを関係づけるモデル（ステアリングモデル）式を利用して、目標ピニオン角θp*を演算する。

【0067】

Ｔin*＝Ｃ・θp*’＋Ｊ・θp*’’…（１）
このモデル式は、ステアリングホイール４の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。なお、粘性係数Ｃ及び慣性係数Ｊは、車速ＳＰＤに応じて可変設定される。このように演算された目標ピニオン角θp*は、減算器１１７及び反力成分演算部１１２に出力される。

【0068】

ピニオン角演算部１１４には、回転角θ1が入力される。ピニオン角演算部１１４は、回転角θ1に基づいてピニオン軸１７の回転角（操舵角）を示すピニオン角θpを演算する。具体的には、ピニオン角演算部１１４は、例えばラック軸１２が車両の直進する中立位置にある状態でのピニオン角θpを原点（ゼロ度）としてモータ２１の回転数を積算（カウント）し、この回転数及び回転角θ1に基づいてピニオン角θpを３６０°を超える範囲を含む絶対角で演算する。このように演算されたピニオン角θpは、減算器１１７に出力される。

【0069】

角度Ｆ／Ｂ成分演算部１１５には、減算器１１７において、目標ピニオン角θp*からピニオン角θpを減算した角度偏差Δθpが入力される。角度Ｆ／Ｂ成分演算部１１５は、実際のピニオン角θpを目標ピニオン角θp*に追従させる角度Ｆ／Ｂ制御（例えば、ＰＩＤ制御）の実行により、ステアリング操作を補助する力である角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbを演算する。このように演算された角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbは、加算器１１６に出力される。

【0070】

そして、優先トルク指令値演算部７２は、加算器１１６において、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbに角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbを加算した値を優先トルク指令値Ｔy*として演算し、第１トルク指令値演算部７３及び第２トルク指令値演算部８３に出力する。

【0071】

次に冗長トルク指令値演算部８２の構成について説明する。
図３に示すように、冗長トルク指令値演算部８２には、操舵トルクＴh2、車速ＳＰＤ、及び異常検出信号Ｅ1，Ｅ2が入力される。そして、上記のように冗長トルク指令値演算部８２は、異常検出信号Ｅ1が異常である旨を示し、異常検出信号Ｅ2が異常でない旨を示す場合に、冗長トルク指令値Ｔj*を演算する。

【0072】

詳しくは、冗長トルク指令値演算部８２は、操舵トルクＴh2の絶対値が大きくなるほど、また車速ＳＰＤが低くなるほど、より大きな絶対値を有する冗長トルク指令値Ｔj*を演算する。一例として、冗長トルク指令値演算部８２には、操舵トルクＴh2及び車速ＳＰＤと冗長トルク指令値Ｔj*との関係を示すマップが予め設定されており、冗長トルク指令値演算部８２は、同マップを参照することにより、冗長トルク指令値Ｔj*を演算する。

【0073】

上記のように優先トルク指令値演算部７２は、優先トルク指令値Ｔy*を演算するために、トルクＦ／Ｂ演算や角度Ｆ／Ｂ演算等の各種演算を行うのに対し、冗長トルク指令値演算部８２は、冗長トルク指令値Ｔj*を演算するために、操舵トルクＴh2及び車速ＳＰＤをパラメータとするマップ演算のみを行う。つまり、冗長トルク指令値演算部８２による冗長トルク指令値Ｔj*を演算するための演算処理数及び該演算に用いる状態量は、優先トルク指令値演算部７２による優先トルク指令値Ｔy*を演算するための演算処理数及び該演算に用いる状態量よりもそれぞれ少なくなっている。

【0074】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態の操舵システム１では、優先トルクセンサ３２が出力する第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2がそれぞれ専用の第１信号線Ｌ１及び第２信号線Ｌ２を介して制御装置３に出力される。そのため、第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2をまとめて一本の信号線に送信する場合に比べ、第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2の送信に必要な時間を短縮でき、検出する操舵トルクＴh1のリアルタイム性を高めることができる。

【0075】

ここで、冗長トルクセンサ３３から出力される第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2に基づいて操舵トルクＴh2を検出する場合、すなわち優先トルクセンサ３２に異常が生じた場合においては、該優先トルクセンサ３２を修理・交換等するまでの限られた期間だけ操舵装置２を使用することになる。そのため、操舵フィーリングを最適化するための高い水準でのリアルタイム性は要求されない。この点を踏まえ、本実施形態では、冗長トルクセンサ３３の第１冗長検出部１０１及び第２冗長検出部１０２が出力する第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2は、一本の共通信号線Ｌｃを介して制御装置３に出力される。したがって、冗長性を確保しつつ、信号線が多くなることで構造が複雑化することを抑制できる。

【0076】

（２）第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2に含まれるデジタル値Ｄy1，Ｄy2は、第１冗長検出信号Ｓj1及び第２冗長検出信号Ｓj2に含まれるデジタル値Ｄj1，Ｄj2よりも、トーションバー３５の捩れに応じた情報量が多いため、精度の高い操舵トルクＴh1に基づいてモータ２１の作動を制御できる。一方、デジタル値Ｄy1，Ｄy2の情報量が多くなることで、第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2の送信に必要な時間が長くなる。そのため、本実施形態のように第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2を、それぞれ専用の第１信号線Ｌ１及び第２信号線Ｌ２を介して制御装置３に出力することにより、優先トルクセンサ３２が検出する操舵トルクＴh1のリアルタイム性を高める効果は大である。

【0077】

（３）第１優先検出部９１及び第２優先検出部９２のＡ／Ｄ変換器９６，９８がアナログ値Ａy1，Ａy2を量子化するビット数は、第１冗長検出部１０１及び第２冗長検出部１０２のＡ／Ｄ変換器１０５，１０７がアナログ値Ａj1，Ａj2を量子化するビット数よりも大きい。そのため、好適に第１優先検出信号Ｓy1及び第２優先検出信号Ｓy2が含むデジタル値Ｄy1，Ｄy2の情報量を多く（分解能を高く）することができる。

【0078】

（４）冗長トルク指令値演算部８２による冗長トルク指令値Ｔj*を演算するための演算処理数及び該演算に用いる状態量は、優先トルク指令値演算部７２による優先トルク指令値Ｔy*を演算するための演算処理数及び該演算に用いる状態量よりもそれぞれ少ない。したがって、優先トルク指令値Ｔy*を演算するために必要な時間が、冗長トルク指令値Ｔj*を演算するために必要な時間よりも長くなる。そのため、本実施形態のように優先トルクセンサ３２が検出する操舵トルクＴh1のリアルタイム性を高める効果は大である。

【0079】

（５）優先トルク指令値演算部７２は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbと角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbとを足し合わせることにより優先トルク指令値Ｔy*を演算する。このように優先トルク指令値Ｔy*は、目標操舵トルクに実際の操舵トルクＴh1を追従させるべくトルクＦ／Ｂ制御を実行して得られるトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbに基づいて演算されるため、操舵トルクＴh1を最適な値にして、操舵フィーリングを最適化できる。そして、トルクＦ／Ｂ制御では、実際の操舵トルクＴh1を目標操舵トルクＴh*に追従させるため、本実施形態のように優先トルクセンサ３２が検出する操舵トルクＴh1のリアルタイム性を高める効果は大である。

【0080】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、共通通信部１０３は、共通信号線Ｌｃを介して第１冗長検出信号Ｓj1と第２冗長検出信号Ｓj2とを交互に制御装置３に送信したが、これに限らず、例えばデジタル値Ｄj1，Ｄj2を含む共通検出信号を生成し、該共通検出信号を共通信号線Ｌｃを介して送信してもよい。

【0081】

・上記実施形態では、優先トルク指令値Ｔy*をトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbと角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbとを足し合わせることにより演算し、トルクＦ／Ｂ制御を実行する際の目標操舵トルクＴh*を操舵トルクＴh1とトルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbとを足し合わせた駆動トルクＴcに基づいて演算した。しかし、これに限らず、その演算態様は適宜変更可能である。

【0082】

例えば反力成分Ｆirに基づいて目標操舵トルクを演算し、該目標操舵トルクに操舵トルクＴh1を追従させるトルクＦ／Ｂ制御の実行により得られるトルクＦ／Ｂ成分を優先トルク指令値Ｔy*として演算してもよい。また、トルクＦ／Ｂ成分Ｔtfbに基づいて優先トルク指令値Ｔy*を演算しなくてもよく、例えば操舵トルクＴh1及び車速ＳＰＤに基づいて演算される基礎成分と角度Ｆ／Ｂ成分Ｔafbとを足し合わせた値を優先トルク指令値Ｔy*として演算してもよい。

【0083】

・上記実施形態では、操舵トルクＴh2及び車速ＳＰＤに基づいて冗長トルク指令値Ｔj*を演算したが、これに限らず、その演算態様は適宜変更可能である。この場合において、優先トルク指令値Ｔy*を演算するための演算処理数が、冗長トルク指令値Ｔj*を演算するための演算処理数よりも多くなる演算態様であれば、上記（４）と同様の作用及び効果を奏する。また、優先トルク指令値Ｔy*を演算するための演算処理と、冗長トルク指令値Ｔj*を演算するための演算処理とを同一の演算処理としてもよい。

【0084】

・上記実施形態において、第１優先検出部９１及び第２優先検出部９２のＡ／Ｄ変換器９６，９８がアナログ値Ａy1，Ａy2を量子化するビット数を、第１冗長検出部１０１及び第２冗長検出部１０２のＡ／Ｄ変換器１０５，１０７がアナログ値Ａj1，Ａj2を量子化するビット数以下としてもよい。

【0085】

・上記実施形態において、第１優先検出部９１及び第２優先検出部９２の磁気センサ９５，９７として、磁束変化を検出する感度又は分解能が第１冗長検出部１０１及び第２冗長検出部１０２の磁気センサ１０４，１０６よりも高いもの又は低いものを用いてもよい。

【0086】

・上記実施形態において、モータ２１が通電系統が２つの系統に分けられた第１巻線群４２及び第２巻線群４３を有する構成としたが、これに限らず、単一の通電系統のみを有する構成、あるいは３つ以上の系統に分けられた巻線群を有する構成としてもよい。

【0087】

・上記実施形態において、制御装置３が、第１マイコン５２及び第１駆動回路５３を有する第１制御部５１と、第２マイコン６２及び第２駆動回路６３を有する第２巻線群４３とを備える構成とした。しかし、これに限らず、例えば単一のマイコンのみを備える構成としてもよく、また単一の駆動回路のみを有する構成としてもよい。

【0088】

・上記実施形態では、操舵装置２をＥＰＳとして構成したが、これに限らない。例えば操舵装置２を操舵部と転舵部との間の動力伝達が分離したステアバイワイヤ式のものとして構成し、優先トルクセンサ３２及び冗長トルクセンサ３３により検出される操舵トルクＴh1，Ｔh2に基づいて転舵輪５を転舵させる転舵トルクを付与するモータ、あるいはステアリングホイール４に操舵反力を付与するモータの作動を制御してもよい。

【0089】

次に、上記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記モータは、通電系統が複数の系統に分けられた巻線群を備え、前記制御装置は、前記巻線群に対する駆動電力の供給を前記通電系統ごとに独立して制御する複数の個別制御部を備え、前記複数の個別制御部の一は、前記優先トルク指令値演算部有し、前記複数の個別制御部の他の一は、前記冗長トルク指令値演算部を有する操舵システム。

【符号の説明】

【0090】

１…操舵システム、２…操舵装置、３…制御装置、４…ステアリングホイール、５…転舵輪、６…操舵機構、７…アクチュエータ、２１…モータ、３２…優先トルクセンサ、３３…冗長トルクセンサ、３５…トーションバー、５１…第１制御部（個別制御部）、５２…第１マイコン、５３…第１駆動回路、６１…第２制御部（個別制御部）、６２…第２マイコン、６３…第２駆動回路、７１…優先操舵トルク演算部、７２…優先トルク指令値演算部、８１…冗長操舵トルク演算部、８２…冗長トルク指令値演算部、９１…第１優先検出部、９２…第２優先検出部、９３…第１通信部、９４…第２通信部、９５，９７，１０４，１０６…磁気センサ、９６，９８，１０５，１０７…Ａ／Ｄ変換器、１０１…第１冗長検出部、１０２…第２冗長検出部、１０３…共通通信部、１１１…トルクＦ／Ｂ成分演算部、１１５…角度Ｆ／Ｂ成分演算部、Ａj1，Ａj2，Ａy1，Ａy2…アナログ値、Ｄj1，Ｄj2，Ｄy1，Ｄy2…デジタル値（冗長検出値、優先検出値）、Ｅ1，Ｅ2…異常検出信号、Ｌ１…第１信号線、Ｌ２…第２信号線、Ｌｃ…共通信号線、Ｓc1…第１制御信号、Ｓc2…第２制御信号、Ｓj1…第１冗長検出信号、Ｓj2…第２冗長検出信号、Ｓy1…第１優先検出信号、Ｓy2…第２優先検出信号、Ｔtfb…トルクＦ／Ｂ成分、Ｔafb…角度Ｆ／Ｂ成分、Ｔh1，Ｔh2…操舵トルク、Ｔj*…冗長トルク指令値、Ｔy*…優先トルク指令値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】