CN100522721C - 电动式动力转向装置,及检测其角度检测器异常的方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动式动力转向装置，该装置包括：角度检测器(25)，用于输出与无刷DC马达(6)的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；和转矩检测器(3)，用于检测操舵部件(1)所受操舵转矩；该电动式动力转向装置根据角度检测器(25)输出的正弦波信号和余弦波信号以及转矩检测器(3)检测到的操舵转矩该装置驱动无刷DC马达进行辅助操舵。该装置对正弦波信号和余弦波信号各自求平方并相加，并根据相加结果是否属于指定范围之内来检测角度检测器(25)是否有异常发生。能够早期检测角度检测器25的异常。

Description

电动式动力转向装置，及检测其角度检测器异常的方法
技术领域
本发明涉及一种利用无刷DC马达进行辅助操舵的电动式动力转向装置。更具体点说，本发明涉及一种电动式动力转向装置，该装置包括：角度检测器(角度传感器)，用于输出与辅助操舵的无刷DC马达的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；和转矩检测器，用于检测转向部件所受的操舵转矩；根据角度检测器输出的正弦波信号和余弦波信号以及转矩检测器检测到的操舵转矩，本电动式动力转向装置驱动无刷DC马达进行辅助操舵。而且，本发明涉及检测方法，该方法用于检测这种电动式动力转向装置的角度检测器的异常。
背景技术
一般来说，通过驱动电动马达辅助操舵来减轻驾驶员负担的电动式动力转向装置包括：连接到操舵部件(转向盘)的输入轴；通过齿轮和齿条(rack)等连接到操舵控制轮的输出轴；和连接输入轴和输出轴的连接轴。根据在连接轴产生的扭角的角度，转矩传感器检测出加在输入轴上的操舵转矩值，再驱动并控制与输出轴联动的用于辅助操舵的电动马达。
近年来，无刷DC马达已用于上述的电动式动力转向装置。在电动式动力转向装置所采用的无刷DC马达中，对流过定子的电流采取PWM(脉宽调制)控制，从而能根据转子的旋转位置产生旋转磁场。诸如解析器或MR传感器等输出正弦波信号和余弦波信号的角度传感器(角度检测器)则被用于检测转子的位置。
然而，当用于检测转子位置的角度传感器(角度检测器)因发生了故障而无法取得正确的旋转位置数据时，则也就无法使与转子位置相应的电流流过无刷DC马达。因此，在这种情况下，使用无刷DC马达的电动式动力转向装置的转向盘(操舵部件)就有可能会发生振动或被锁。出于这样的理由，就有了下述的以检测无刷DC马达、更具体地说是以检测角度传感器(角度检测器)的异常为目的的如下提案发明。
在日本专利公报2002-81961号中，公开了一种把磁检测元件的模拟信号变换为数字信号，根据这个数字信号与解析器信号的差分值检测角度传感器的异常的发明。
在日本专利公报10-278826(1998)号中，公开了一种首先存储由角度传感器在指定周期内给出的操舵角，然后计算操舵角的微分值，再求出这个操舵角微分值与以前的微分值的差的绝对值，把这个绝对值与阈值比较从而检测异常的发明。
在日本专利公报10-258757(1998)号中，公开了一种通过检查3个操舵角传感器中任意2个的输出值之间的差，判断离零点远的值的传感器组合中的1个传感器为异常传感器的发明。
在日本专利公报10-197238(1998)号中，公开了一种在指定时间内对操舵角传感器所检测出的操舵角进行指定次数的采样，并计算其平均和偏差，在平均或偏差超出某指定范围外的情况下判断相应的传感器为故障传感器的发明。
但是，以上的以往技术都有一个问题，那就是不能早期检测出检测器的异常。
发明内容
本发明借鉴了上述情况。本发明的主要目的：提供一种电动式动力转向装置，当使用无刷DC马达辅助电动马达操舵时，能够早期检测出检测无刷DC马达转子位置的检测器(角度检测器)的异常，并提供一种检测角度检测器异常的方法。
本发明所涉及的电动式动力转向装置的第一个方面是电动式动力转向装置，其包括：角度检测器，用于输出与辅助操舵的无刷DC马达的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；转矩检测器，用于检测转向部件所受的操舵转矩；和异常检测单元，用于检测上述角度检测器中的异常发生；本电动式动力转向装置根据上述角度检测器输出的正弦波信号和余弦波信号以及上述转矩检测器检测到的操舵转矩驱动无刷DC马达进行辅助操舵，其特征在于所述异常检测单元包括：正弦波信号平方装置，用于对上述角度检测器检测到的正弦波信号进行平方；余弦波信号平方装置，用于对上述角度检测器检测到的余弦波信号进行平方；加算装置，用于把上述正弦波信号平方装置算出的正弦波平方信号和余弦波信号平方装置算出的余弦波平方信号进行相加；判断装置，用于判断上述加算装置的加算结果是否属于指定范围内；以及异常检测装置，用于当上述判断装置判断上述加算结果不在指定范围内时检测出上述角度检测器的异常发生。
此外，本发明所涉及的方法的第一个方面是一种检测电动式动力转向装置中角度检测器异常的方法，所述电动式动力转向装置包括：角度检测器，用于输出与辅助操舵的无刷DC马达的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；转矩检测器，用于检测转向部件所受的操舵转矩；和异常检测单元，用于检测上述角度检测器的异常发生；本电动式动力转向装置根据上述角度检测器输出的正弦波信号和余弦波信号，以及上述转矩检测器检测到的操舵转矩驱动无刷DC马达进行辅助操舵，且上述异常检测单元采用具备如下步骤特征的检测方法检测上述角度检测器的是否发生了异常：在上述异常检测单元，对上述角度检测器输出的正弦波信号进行平方；在上述异常检测单元，对上述角度检测器输出的余弦波信号进行平方；在上述异常检测单元，把上述正弦波信号平方和余弦波信号平方进行相加；在上述异常检测单元，判断上述加算结果是否属于指定范围内；以及在上述异常检测单元，当判断出上述加算结果不在指定范围内时，判定上述角度检测器有异常发生。
基于本发明的第一个方面，本发明所涉及的电动式动力转向装置的第二个方面的特征在于上述指定范围的上限取决于上述正弦波信号和余弦波信号各自的误差范围。
此外，基于本发明的方法的第一个方面，本发明所涉及的方法的第二个方面的特征在于上述指定范围的上限取决于上述正弦波信号和余弦波信号各自的误差范围。
基于本发明的第一、第二个方面，本发明所涉及的电动式动力转向装置的第三个方面的特征在于进一步包括：正弦波偏移补正装置，用于对上述角度检测器检测到的正弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；余弦波偏移补正装置，用于对上述角度检测器检测到的余弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；正弦波振幅补正装置，用于对上述角度检测器检测到的正弦波信号的振幅值进行补正；余弦波振幅补正装置，用于对上述角度检测器检测到的余弦波信号的振幅值进行补正；其中，上述指定范围的下限取决于如下：在利用上述两个偏移补正装置和上述两个振幅补正装置对上述正弦波信号和余弦波信号进行补正的范围内，以上述加算装置所算出的加算结果的最小值为基准确定指定范围的下限。
另外，基于本发明的方法的第一、第二个方面，本发明所涉及的方法的第三个方面的特征在于上述电动式动力转向装置还包括：转子位置检测单元，用于根据上述角度检测器输出的正弦波信号和余弦波信号检测上述无刷DC马达的转子位置；所述方法进一步包括步骤：在上述转子位置检测单元，对上述角度检测器输出的正弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；在上述转子位置检测单元，对上述角度检测器输出的余弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；在上述转子位置检测单元，对上述正弦波信号的振幅进行补正；以及在上述转子位置检测单元，对上述余弦波信号的振幅进行补正；而且，上述指定范围下限具有如下特征：在利用上述两个偏移补正步骤和上述两个振幅补正步骤对上述角度检测器输出的正弦波信号和上述角度检测器输出的余弦波信号进行补正的范围内，根据上述加算步骤所算出的加算结果最小值确定上述指定范围的下限。
如上所述，在本发明涉及的电动式动力转向装置及检测其角度检测器异常的检测方法中，角度检测器输出的、与无刷DC马达的转子位置相应的正弦波信号和余弦波信号分别被平方。再把平方后的正弦波信号和平方后的余弦波信号相加，当加算结果不属于指定范围内时检测出角度检测器为发生异常。
因此，当检测用于辅助操舵的无刷DC马达的转子位置的检测器(角度检测器)发生异常时，电动式动力转向装置可以实现对这种异常的早期查出。
以下，对上述及其他的本发明的实体和特征配以附图加以详细说明。
附图说明
图1所示是本发明涉及的电动式动力转向装置的实施方式的机械构成示意图；
图2A和图2B所示是本发明涉及的电动式动力转向装置的控制系统构成例的框图；
图3所示是本发明涉及的电动式动力转向装置计算解析器(角度检测器)输出的正弦波信号和余弦波信号各自的振幅补正值和偏移补正值的步骤，与图4共同构成流程图；
图4所示是本发明涉及的电动式动力转向装置计算解析器(角度检测器)输出的正弦波信号和余弦波信号各自的振幅补正值和偏移补正值的步骤，与图3共同构成流程图；
图5所示是本发明涉及的电动式动力转向装置在解析器发生异常(故障)时对其检测的工作流程图；
图6A和图6B所示是解释本发明涉及的电动式动力转向装置检测解析器(角度检测器)异常的说明图；
图7A和图7B所示是解释本发明涉及的电动式动力转向装置检测解析器(角度检测器)异常的说明图。
附图标记说明
1 转向盘(操舵部件)
3 转矩传感器
5 ECU：电子控制单元(控制器、把正弦波信号和余弦波信号各自求平方的装置、把求平方后的正弦波信号和余弦波信号加算的装置)
6 (无刷DC)马达
25 解析器(检测器，角度检测器)
32 dq/三相交流转换单元
33 转矩电流表
38 三相电流/dq坐标转换单元
52 马达驱动电路
54 v相电流检测器
56 u相电流检测器
62 转子位置检测单元(偏移补正法，振幅补正发)
63 异常检测单元(判断加算结果是否属于指定范围内的判断装置)
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明所涉及的电动式动力转向装置的实施方式的机械构成示意图。本发明所涉及的电动式动力转向装置包括：用于操舵的转向盘1(操舵部件)；根据转向盘1的操舵而被驱动、用作辅助操舵的无刷DC马达6(以下简称马达)；通过减速齿轮机构7把马达6的旋转传送给操舵机构12，12的传动装置13；以及驱动并控制马达6的ECU(电子控制单元：ElectronicControl Unit)5。ECU5接收检测车辆行驶速度的车速传感器4所输出的车速信号。
传动装置13包括：经扭杆(未显示)与连接转向盘1的输入轴2相连接的输出轴8；经万向接头(universal joint)与输出轴8相连接的连接轴9；经万向接头与连接轴9相连接的小齿轮轴10；具有与小齿轮轴10的齿轮相咬合的齿条齿、且通过操舵机构12，12与左右操向轮A，A连接的齿条轴11，等等。从而，由输入轴2和传动装置13构成了操舵轴14。
在输入轴2的周围，配置了转矩传感器3，用于根据在扭杆产生的扭曲来检测通过操作转向盘1而加给输入轴2的操舵转矩。ECU5根据转矩传感器3检测出的操舵转矩驱动并控制马达6。
减速齿轮机构7包括与马达6的输出轴相连接的蜗杆和镶嵌在输出轴8的中途的蜗轮等等。马达6的旋转经蜗杆和蜗轮传送给输出轴8。
在如上所述构成的电动式动力转向装置中，通过操纵转向盘1而产生的操舵操作力经输入轴2、扭杆(图中没有显示)、输出轴8、连接轴9和小齿轮轴10传送给齿条轴11。结果是，齿条轴11沿着轴长方向移动，而导致了操舵机构12，12的运转。另外，与此同时，ECU5根据转矩传感器3检测出的操舵转矩驱动控制马达6，使马达6的驱动力传送给输出轴8。如此，辅助了操舵操作力，从而减轻了进行操舵的驾驶员的劳动负担。
图2A和图2B是本发明涉及的电动式动力转向装置的控制系统、具体说是ECU5的内部构成例的框图。需要注意的是，图2A和图2B原本是一个框图，其本分为左半部分图2A和右半部分图2B。
ECU5包括：作为控制中枢的微型计算器21；相位补偿器31，接收由转矩传感器3检测到的操舵转矩值Ts；转子位置检测单元62，接收后面说明的解析器25输出的正弦波信号和余弦波信号；v相电流检测器54和u相电流检测器56分别检测流经马达6的v相励磁线圈和u相励磁线圈的电流值iv和iu的；三相PWM单元50，把微型计算机21发出的三相各电压指令值V*u、V*v和V*w进行脉宽调制，并将获得的结果作为三相PWM信号Su、Sv和Sw送到马达驱动电路52，等等。
转矩传感器3检测到的操舵转矩值Ts被送到相位补偿器31，在相位补偿器31经过相位补偿的操舵转矩值被送到转矩电流表33。而且，车速传感器4检测到的车速值Vs则被送到转矩电流表33和收敛性补正单元27。
在转矩电流表33中有一根据车速值Vs设定的可变函数。这个位于转矩电流表33的函数被设定为：在操舵转矩值超出某指定死区的情况下，马达的目标电流值It随着操舵转矩值的增加而按比例增加；在操舵转矩值达到或超过某指定值的情况下，马达的目标电流值It则达到饱和。另外，这个被设定在转矩电流表33的函数还有如下特征：随着车速值Vs的增大，马达目标电流值相对于操舵转矩值的比则随之减小，并且目标值It的饱和值也减小。这个由设定于转矩电流表33中的函数确定的马达目标电流值It被传送给加算装置20和指令电流方向指定单元29。
马达的目标电流值It是带正负号的值，该值表示采用dq坐标变换的马达控制中d轴电流的目标值，正负号表明了辅助操舵的方向。
指令电流方向指定单元29根据接收到的马达目标电流值It的正负号生成表示辅助操舵方向的方向信号Sdir，并把该生成的信号送往收敛补正单元27。
进行辅助操舵的无刷DC马达6内置有检测该马达6转子位置的角度检测器，即解析器25。解析器25输出的正弦波信号和余弦波信号被送往ECU5内的转子位置检测单元62和检测解析器25的异常的异常检测单元63。有关转子位置检测单元62，较后将有详细说明，它把来自解析器25的各正弦波信号和余弦波信号进行振幅补正和偏移补正，并根据补正后的正弦波信号和余弦波信号求出电气角(electrical angle)θre。由转子位置检测单元62求出的电气角θre则被送往正弦波ROM表40和转子角速度计算单元42。
另外，需要注意的是，转子位置检测单元62具有与正弦波信号值和余弦波信号值相对应的电气角θre的对照表。转子位置检测单元62通过参照这个对照表求解与补正后的正弦波信号值和余弦波信号值相对应的电气角θre。
正弦波ROM表40是存储电气角θre与正弦波值sinθre的对照表的ROM。因此，正弦波ROM表40输出接收到的电气角θre的正弦波值sinθre，并将其输出给三相交流/dq坐标转换单元38和dq/三相交流转换单元32。
转子角速度计算单元42根据接收到的电气角θre计算出角速度ωre，并将其送到收敛性补正单元27。收敛性补正单元27除了接收前面已说明的车速值Vs和方向信号Sdir之外，还接收如上所述的转子角速度ωre。收敛性补正单元27根据接收到的车速值Vs、方向信号Sdir和转子角速度ωre，生成确保车辆收敛性的补偿电流值ic。所生成的补偿电流值ic则被送到加算装置20。
加算装置20把上述的补偿电流值ic与上述转矩电流表33给出的马达目标电流值It相加，把加算结果作为q轴电流指令值i*q送到减算装置24。
ECU5内的v相电流检测器54和u相电流检测器56分别检测流过马达6的v相励磁线圈及u相励磁线圈的电流值iv和iu，把检测出的结果送到三相交流/dq坐标转换单元38。
三相交流/dq坐标转换单元38根据正弦波值sinθre对接收到的电流值iv，iu进行dq变换，把电流值iv，iu变换为q轴电流值iq和d轴电流值id。变换后得到的q轴电流值iq和d轴电流值id各被送往减算装置24和减算装置22。
减算装置24计算来自加算装置20的q轴电流指令i*q与来自三相交流/dq坐标转换单元38的q轴电流值iq的偏差eq。计算出的偏差eq则被送往q轴电流PI控制单元28。
减算装置22计算与转矩无关的、为[0(零)]的d轴电流指令值i*d与来自三相交流/dq坐标转换单元38的d轴电流值id的偏差ed。计算出的偏差ed则被送往d轴电流PI控制单元26。
q轴电流PI控制单元28和d轴电流PI控制单元26根据接收到的偏差eq和偏差ed，分别计算用于PI控制的q轴电压Vq和d轴电压Vd，并把计算结果送往限制处理单元30。
限制处理单元30限制分别来自d轴电流PI控制单元26和q轴电流PI控制单元28的d轴电压Vd和q轴电压Vq，使得各相的电流指令值总为正弦波，从而生成d轴电压指令值v*d和q轴电压指令值v*q，并把生成的电压指令值送往dq/三相交流转换单元32。
dq/三相交流转换单元32通过对来自限制处理单元30的q轴电压指令值v*q和d轴电压指令值v*d分别进行逆变换(三相变换)，计算出三相中的u相电压指令V*u和v相电压指令V*v。计算出的u相电压指令V*u和v相电压指令V*v均被送往减算装置34和三相PWM单元50。
减算装置34根据dq/三相交流转换单元32的计算结果计算w相电压指令值V*w。具体算法为，减算装置34计算“V*w＝-V*u-V*v”，把计算出的w相电压指令值V*w送往三相PWM单元50。
三相PWM单元50通过对来自dq/三相交流转换单元32和减算装置34的三相各电压指令值V*u，V*v，V*w进行脉宽调制(Pulse Width Modulation)，生成三相的各PWM信号Su，Sv，Sw。以此方式，如上生成的三相各电压指令值V*u，V*v，V*w从三相PWM单元50被送往马达驱动电路52。
马达驱动电路52根据来自三相PWM单元50的三相各PWM信号Su，Sv，Sw(脉冲信号)，在马达6的各相励磁线圈(图中没有标出)与电源之间、或与接地端子之间实施切换。结果是马达6被PWM驱动并输出转矩Tm。
此外，需要注意的是，上述转矩电流表33、收敛性补正单元27、加算装置20、指令电流方向指定单元29、异常检测单元63、转子位置检测单元62、转子角速度计算单元42、正弦波ROM表40、三相交流/dq坐标转换单元38、dq/三相交流转换单元32、减算装置24、减算装置22、q轴电流PI控制单元28、d轴电流PI控制单元26、限制处理单元30以及减算装置34是通过微型计算机21从存储装置(图中未表示)中调出计算机程序来执行，或是通过由微型计算机21从存储装置(图中未表示)中调取指定数据而实现的功能。
图3和图4是上述本发明电动式动力转向装置的转子位置检测单元62实施的、计算解析器25(角度检测器)输出的正弦波信号和余弦波信号各自的振幅补正值和偏移补正值的流程图。转子位置检测单元62在遇到诸如打开点火钥匙，或是车辆在驾驶中每经过一段指定时间等情况下，初始化参数(清零)之后，执行各补正值的计算。另外，以下过程是转子位置检测单元62利用微型计算机21通过执行计算机程序实现其处理的具体说明。
转子位置检测单元62基本上一直读取解析器25输出的正弦波信号sinθre(S2)。转子位置检测单元62通过诸如检测正弦波信号sinθre从递增变为递减的转折点的值而执行检测该正弦波信号的极大值(S4)的程序。
转子位置检测单元62在正弦波信号s inθre的极大值被检测出的情况下(S6为是)，存储检测到的极大值(S8)，并把参数T1增值1(S10)。另外，如前所述，最初参数T1被清零。而且，参数T1的值表示的是正弦波信号sinθre的极大值被检测出的数量。
转子位置检测单元62通过诸如检测到正弦波信号sinθre从减少转为增加而实施检测正弦波信号sinθre的极小值的处理(S12)。当转子位置检测单元62检测到正弦波信号sinθre的极小值时(S14为是)，则存储检测到的极小值(S16)，并把参数T2增值1(S18)。另外，如前所述，最初参数T2也被清零。参数T2的值表示的是正弦波信号sinθre的极小值被检测出的数量。
另外，转子位置检测单元62在正弦波信号sinθre的极大值未被检测出的情况下(S6为否)，则直接把处理移向步骤S12检测正弦波信号sinθre的极小值。而且，当极小值也未被检测出时(S14为否)，转子位置检测单元62直接返回处理。
转子位置检测单元62把参数T2增值1(S18)，然后，判断参数T1、T2是否都大于等于n(n为正整数)(S20)。如果判定结果为否(S20为否)，转子位置检测单元62就直接返回处理。因此，在没检测出正弦波信号sinθre的极大值但却检测出了极小值的情况下，因为步骤S20的判定结果为“否”，因此此时转子位置检测单元62的处理步骤也是直接返回。
当参数T1、T2都大于等于n时(S20为是)，转子位置检测单元62通过把在步骤S8和S16存储的极大值和极小值分别除以参数T1、T2计算出平均值(S22)。然后，初始化参数T1、T2(清零)(S24)。
接下来，利用在步骤S22分别计算出的极大值的平均和极小值的平均，转子位置检测单元62实施计算“偏移补正值＝0-(极大值的平均值+极小值的平均值)/2”(S26)，并存储计算出的“偏移补正值”(S28)，也就是说，上述偏移补正是针对中性点实施的。随后转子位置检测单元62实施计算“振幅补正值＝2/(极大值的平均值-极小值的平均值)”(S30)，并存储计算出的“振幅补正值”(S32)。之后，转子位置检测单元62返回处理。
转子位置检测单元62在步骤28存储了偏移补正值，又在步骤32存储了振幅补正值之后，便用存储的偏移补正值和振幅补正值补正读取到的正弦波信号sinθre，直至存储的偏移补正值和振幅补正值被更新为止。
具体地说，转子位置检测单元62通过在读取到的正弦波信号sinθre上加上偏移补正值来实施偏移补正，而把已实施了偏移补正的正弦波信号sinθre与振幅补正值相乘实施振幅补正。
此外，虽说上述说明是有关由转子位置检测单元62处理正弦波信号sinθre的步骤，但对于余弦波信号cosθre，转子位置检测单元62实施的也是同样类似的处理。即，转子位置检测单元62对正弦波信号sinθre和余弦波信号cosθre二者实施的补正处理是同时执行的。
以下参照图5所示的ECU5的微型计算器21的处理流程图来说明本发明所涉及的电动式动力转向装置的解析器25(角度检测器)发生异常(故障)时的检测操作。另外，以下处理具体来说是微型计算机21通过执行计算机程序来实现异常检测单元63的处理。
异常检测单元63基本上一直读取解析器25输出的正弦波信号sinθre和余弦波信号cosθre(S40)，并随时执行“sin2θre+cos2θre”的计算(S42)。然后，异常检测单元63判断“sin2θre+cos2θre”的计算结果属于指定范围m～M内(S44)。当步骤S44的判断结果为属于指定范围m～M内的情况下(S44为是)，异常检测单元63直接返回处理。
另一方面，在步骤S44的判断结果不属于指定范围m～M内的情况下(S44为否)，异常检测单元63判断角度检测器(解析器25)发生了异常，输出标志解析器25(角度检测器)发生异常的角度检测器异常信号(S46)。然后，异常检测单元63返回处理。
ECU5在异常检测单元63输出角度检测器异常信号时，通过诸如禁止马达驱动电路52对马达6进行驱动控制的手段，使马达6处于配合转向盘1旋转的自由旋转状态。
在这里，上述指定范围m～M的确定如下：以图6A所示的构成(cosθre，sinθre)的矢量的大小为基准，并如图6B所示预估其相对于理论值的误差和许容量，从而确定其正常范围。
如图7A所示，虽说在理论上cosθre和sinθre均应属于-1～+1的范围内，但基于代表解析器25的误差范围最大值的范围外失败阈值±
Figure C200610083325D0018110203QIETU
，指定范围m～M的上限由M确定。
如图7B所示，在对解析器25输出的cosθre和sinθre进行上述振幅补正和偏移补正各自的可补正范围内，取[sin2θre+cos2θre]可取值的最小值，确定其为指定范围m～M的下限值m。例如，在最小振幅值可补正的情况下，设想在偏移补正可能范围内发生最大偏离(偏移)来确定最小值m。另外，这里提到的cosθre和sinθre是进行振幅补正和偏移补正之前的值。

Claims (6)

1.一种电动式动力转向装置，包括：角度检测器(25)，用于输出与辅助操舵的无刷直流马达(6)的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；转矩检测器(3)，用于检测操舵部件(1)所受的操舵转矩；和异常检测单元(63)，用于检测上述角度检测器(25)的异常发生；所述电动式动力转向装置根据上述角度检测器(25)输出的正弦波信号和余弦波信号以及所述转矩检测器(3)检测到的操舵转矩驱动无刷直流马达(6)进行辅助操舵，其特征为：
所述异常检测单元(63)包括：
正弦波信号平方装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的正弦波信号进行平方；
余弦波信号平方装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的余弦波信号进行平方；
加算装置，用于把所述正弦波信号平方装置算出的正弦波平方信号和余弦波信号平方装置算出的余弦波平方信号进行相加；
判断装置，用于判断所述加算装置的加算结果是否属于指定范围内；以及
异常检测装置，用于当上述判断装置判断上述加算结果不在指定范围内时检测出上述角度检测器的异常发生。
2.根据权利要求1所述的电动式动力转向装置，其特征在于：所述指定范围的上限取决于所述正弦波信号和余弦波信号各自的误差范围。
3.根据权利要求1或2所述的电动式动力转向装置，其特征在于进一步包括：
正弦波偏移补正装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的正弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；
余弦波偏移补正装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的余弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；
正弦波振幅补正装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的正弦波信号的振幅值进行补正；
余弦波振幅补正装置，用于对所述角度检测器(25)检测到的余弦波信号的振幅值进行补正；
其中，所述指定范围的下限取决于如下：在利用所述的两个偏移补正装置和两个振幅补正装置对上述正弦波信号和余弦波信号进行补正的范围内，所述加算装置所算出的加算结果的最小值为基准确定指定范围的下限。
4.一种检测电动式动力转向装置中角度检测器(25)异常的方法，所述电动式动力转向装置包括：角度检测器(25)，用于输出与辅助操舵的无刷直流马达(6)的转子位置相对应的正弦波信号和余弦波信号；转矩检测器(3)，用于检测转向部件(1)所受的操舵转矩；和异常检测单元(63)，用于检测所述角度检测器(25)的异常发生；所述电动式动力转向装置根据所述角度检测器(25)输出的正弦波信号和余弦波信号，以及所述转矩检测器(3)检测到的操舵转矩驱动无刷直流马达(6)进行辅助操舵，其特征在于包括步骤：
在所述异常检测单元，对所述角度检测器(25)输出的正弦波信号进行平方；
在所述异常检测单元，对所述角度检测器(25)输出的余弦波信号进行平方；
在所述异常检测单元，把所述正弦波信号平方和余弦波信号平方进行相加；
在所述异常检测单元，判断上述加算结果是否属于指定范围内；以及
在所述异常检测单元，当判断出上述加算结果不在指定范围内时，判定上述角度检测器(25)有异常发生。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述指定范围的上限取决于所述正弦波信号和所述余弦波信号各自的误差范围。
6.根据权利要求4或5所述方法，其特征在于，所述电动式动力转向装置进一步包括：转子位置检测单元(62)，用于根据所述角度检测器(25)输出的正弦波信号和余弦波信号检测所述无刷直流马达(6)的转子位置；所述方法进一步包括步骤：
在所述转子位置检测单元，对所述角度检测器(25)输出的正弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；
在所述转子位置检测单元，对所述角度检测器(25)输出的余弦波信号相对于中性点的偏移进行补正；
在所述转子位置检测单元，对所述正弦波信号的振幅进行补正；以及
在所述转子位置检测单元，对所述余弦波信号的振幅进行补正；
其中，所述指定范围下限取决于如下，在利用所述的两个偏移补正步骤和两个振幅补正步骤对所述角度检测器(25)输出的正弦波信号和角度检测器(25)输出的余弦波信号进行补正的范围内，根据所述加算步骤所算出的加算结果最小值确定所述指定范围的下限。
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4218730B2 (ja) * 2006-04-26 2009-02-04 双葉電子工業株式会社 サーボ装置
JP5011808B2 (ja) * 2006-04-27 2012-08-29 株式会社ジェイテクト 回転位置測定器
JP5011824B2 (ja) * 2006-05-31 2012-08-29 株式会社ジェイテクト 異常判定装置
US7420350B2 (en) * 2006-11-17 2008-09-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods and apparatus for an active front steering actuator
JP5070867B2 (ja) * 2007-02-05 2012-11-14 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP2008211909A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Jtekt Corp モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP2008211910A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Jtekt Corp モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP5168448B2 (ja) * 2007-02-26 2013-03-21 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP2008273478A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング制御装置
JP5056175B2 (ja) * 2007-06-01 2012-10-24 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP5233178B2 (ja) * 2007-06-14 2013-07-10 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP4915305B2 (ja) * 2007-07-16 2012-04-11 株式会社デンソー 電動パワーステアリング装置の制御装置
DE112008002009B4 (de) * 2007-07-27 2015-06-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Detektieren und Überwinden einer Motorblockierungsbedingung eines Servolenkmotors
JP5082719B2 (ja) * 2007-09-26 2012-11-28 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP4950824B2 (ja) * 2007-09-28 2012-06-13 株式会社東芝 回転機の制御装置、制御システムおよび制御方法
GB0808342D0 (en) * 2008-05-08 2008-06-18 Trw Ltd Position sensorless motor control
JP4883134B2 (ja) * 2009-05-15 2012-02-22 株式会社デンソー 電動パワーステアリング制御装置
US8872511B2 (en) 2009-07-24 2014-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Angle of rotation detection device
JP5789911B2 (ja) * 2009-10-06 2015-10-07 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置
JP5131318B2 (ja) * 2009-10-29 2013-01-30 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置
CN101857047B (zh) * 2010-06-04 2013-07-17 同济大学 用于电动助力转向的装置和方法
WO2012042953A1 (ja) * 2010-09-28 2012-04-05 スズキ株式会社 電動車両のステアリング装置
JP5375796B2 (ja) * 2010-11-05 2013-12-25 株式会社デンソー 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5883637B2 (ja) * 2011-05-23 2016-03-15 株式会社ショーワ 相対角度検出装置および電動パワーステアリング装置
JP5762622B2 (ja) * 2012-03-16 2015-08-12 三菱電機株式会社 角度検出装置
KR101922495B1 (ko) * 2013-04-25 2018-11-27 주식회사 만도 토크 신뢰성 제공 방법 및 제어 장치
US10315692B2 (en) 2013-11-13 2019-06-11 Mitsubishi Electric Corporation Control device for rotary machine, and electric power steering apparatus
DE102015200796A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation einer Winkelposition eines Rotors an einem Lenksystem für ein Fortbewegungsmittel
JP6657584B2 (ja) * 2015-03-31 2020-03-04 株式会社ジェイテクト 回転検出装置、回転角検出装置および電動パワーステアリング装置
KR101755922B1 (ko) * 2015-12-09 2017-07-10 현대자동차주식회사 레졸버 옵셋 측정 방법
CN107884595A (zh) * 2016-12-29 2018-04-06 比亚迪股份有限公司 车辆、速度采集器及其自检装置和自检方法
US10427711B2 (en) * 2017-07-18 2019-10-01 GM Global Technology Operations LLC Method of self-diagnosis for power steering assembly
DE102017116764A1 (de) * 2017-07-25 2019-01-31 Danfoss Power Solutions Aps Lenkhandrad-Winkelsensor und Verfahren zur Fehlererfassunq eines Lenkhandrad-Winkelsensors
KR102033556B1 (ko) 2017-09-11 2019-11-08 주식회사 만도 센서신호 처리 장치 및 방법, 조향 제어 장치
JP7234737B2 (ja) * 2019-03-28 2023-03-08 株式会社デンソー 検出ユニット
JP7172804B2 (ja) * 2019-04-02 2022-11-16 株式会社デンソー モータ制御装置
CN115104005A (zh) 2020-02-26 2022-09-23 三菱电机株式会社 旋转变压器的异常检测装置
US20230055461A1 (en) 2020-02-26 2023-02-23 Mitsubishi Electric Corporation Abnormality detection apparatus for resolver
EP3919356B1 (en) * 2020-04-08 2023-01-04 NSK Ltd. Rotation angle detection device, electric power steering device, and control method for electric power steering device
CN114096324B (zh) 2020-06-08 2024-05-10 日本精工株式会社 检测信号修正方法、马达控制装置以及电动助力转向装置
WO2021250917A1 (ja) * 2020-06-08 2021-12-16 日本精工株式会社 検出信号補正方法、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
US20220390257A1 (en) * 2021-05-27 2022-12-08 Allegro Microsystems, Llc Auto-calibration for multi-pole angle sensors with mechanical modulation

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147922A (ja) * 1992-11-10 1994-05-27 Canon Inc 変位測定装置
JP3136937B2 (ja) * 1995-02-06 2001-02-19 トヨタ自動車株式会社 レゾルバの断線検出方法及び装置
JPH10197238A (ja) 1997-01-08 1998-07-31 Koyo Seiko Co Ltd 操舵角センサの故障検出装置及び操舵角センサの故障検出方法
JP3577190B2 (ja) 1997-03-19 2004-10-13 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP3639940B2 (ja) 1997-04-08 2005-04-20 光洋精工株式会社 自動車の舵取装置
JP2001264114A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Koyo Seiko Co Ltd 回転角度検出装置、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置
JP2002081961A (ja) 2000-09-07 2002-03-22 Koyo Seiko Co Ltd 回転角度検出装置、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置
JP3982739B2 (ja) * 2001-05-08 2007-09-26 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3674919B2 (ja) * 2002-03-19 2005-07-27 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置とその制御方法
JP4296495B2 (ja) * 2004-02-03 2009-07-15 株式会社デンソー 電動パワーステアリング装置
JP4289458B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-01 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP2006273155A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Showa Corp 電動パワーステアリング装置

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Publication number Publication date
EP1728705A3 (en) 2011-05-11
CN1872606A (zh) 2006-12-06
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