CN107444481B - 旋转检测设备和使用其的电动助力转向设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及旋转检测设备和使用其的电动助力转向设备。在旋转检测设备中,传感器包括电路模块和输出指示检测目标的旋转的测量值的传感器元件。该电路模块包括旋转角计算器,其基于测量值来计算指示检测目标的旋转角的旋转角信息。旋转角计算器生成包括旋转角信息的旋转角信号。电路模块包括旋转数计算器,其基于测量值来计算指示检测目标的旋转数的旋转数信息。旋转数计算器生成包括旋转数信息的旋转数信号。输出单元输出一系列旋转角信号和旋转数信号作为输出信号。控制器从通信器获得输出信号,并且基于输出信号计算关于检测目标的旋转的信息。
Description
技术领域
本公开内容涉及旋转检测设备和使用该旋转检测设备的电动助力转向设备(EPS)。
背景技术
各种旋转检测设备包括用于测量基于电机的旋转的磁变化的磁传感器,并且基于所测量的磁变化生成指示电机的旋转的信息。
例如,日本专利申请公开2015-116964公开了这些已知设备中的典型设备。具体地,该日本专利公开公开了用于电动助力转向设备的电子控制单元,该电动助力转向设备包括电机,该电机生成用于辅助驾驶员对方向盘的转动作用的扭矩。
电子控制单元包括作为第一旋转传感器和第二旋转传感器的示例的第一磁传感器和第二磁传感器。
第一磁传感器基于电机的旋转来测量磁变化,并且输出指示所测量的磁变化的第一旋转信号。与第一磁传感器分离设置的第二磁传感器基于电机的旋转来测量磁变化,并且输出指示所测量的磁变化的第二旋转信号。
电子控制单元还包括控制部,其基于第一旋转信号和第二旋转信号生成指示电机的旋转角的信息。然后,控制部基于所生成的旋转角信息来计算方向盘的位置。
发明内容
上述日本专利公开被配置成使得第一磁传感器和第二磁传感器独立地测量基于电机的旋转的磁变化,并且独立地输出各自包括相应的测量的磁变化的第一旋转信号和第二旋转信号。因此,该配置可能导致至少来自第一磁传感器的第一旋转信号的输出定时与来自第二磁传感器的第二旋转信号的输出定时产生偏差。
该偏差可能导致基于旋转角信息计算出的方向盘的位置与方向盘的实际位置产生偏差。
鉴于这种情况,本公开内容的第一方面致力于提供均能够解决上述问题的一种旋转检测设备和使用旋转检测设备的电动助力转向设备。
具体地,本公开内容的第二方面致力于提供均能够减少至少旋转角信号的输出定时与旋转数信号的输出定时之间的偏差的这样的旋转检测设备和这样的电动助力转向设备。
根据本公开内容的第一示例性方面,提供了一种旋转检测设备。旋转检测设备包括传感器,其包括电路模块和输出指示检测目标的旋转的测量值的传感器元件。电路模块包括旋转角计算器,该旋转角计算器被配置成:基于测量值计算指示检测目标的旋转角的旋转角信息,并且生成包括该旋转角信息的旋转角信号。电路模块包括旋转数计算器,该旋转数计算器被配置成:基于测量值来计算指示检测目标的旋转数的旋转数信息,并且生成包括该旋转数信息的旋转数信号。电路模块包括输出单元,其被配置成输出至少包括旋转角信号和旋转数信号的一系列信号作为输出信号。旋转检测设备包括控制器,该控制器被配置成:获得来自通信器的输出信号,并且基于该输出信号计算与检测目标的旋转相关联的信息。
根据本公开内容的第二示例性方面,提供了一种电动助力转向设备。电动助力转向设备包括:电机,其被配置成提供用于辅助驾驶员对方向盘的操作的辅助扭矩;以及根据第一示例性方面的旋转检测设备。旋转检测设备的传感器元件被配置成输出指示作为检测目标的电机的旋转的测量值。
根据第一示例性方面和第二示例性方面中的每个示例性方面的旋转检测装置被配置成使得:输出单元向控制器输出包括至少包括旋转角信号和旋转数信号的一系列信号的输出信号。控制器从通信器获得输出信号,并且基于输出信号来计算与检测目标的旋转相关联的信息。
这使得能够将一组包括旋转角信息的旋转角信号和包括旋转数信息的旋转数信号的发送至控制器。这使得旋转角信号至控制器的输出定时与旋转数信号至控制器的输出定时之间的偏差减小。
附图说明
参考附图从以下实施方式的描述中,本公开内容的其他方面将变得明显,在附图中:
图1是示意性地示出了根据本公开内容的第一实施方式的转向系统的结构图;
图2是示意性地示出了图1所示的驱动设备的电路图;
图3是图1所示的驱动设备的俯视图;
图4是沿图3的IV-IV线截取的横截面图;
图5是图2所示的第一电路板的侧视图;
图6是图2所示的第二电路板的侧视图;
图7A是根据第一实施方式的旋转检测设备的侧视图;
图7B是根据第一实施方式的修改例的旋转检测设备的侧视图;
图8是示意性地示出了安装在封装件中的旋转检测设备的一部分的俯视图;
图9是示意性地示出了根据第一实施方式的旋转检测设备的框图;
图10A至图10E是示意性地示出了图9所示的第一传感器和第一微型计算机如何互相通信的示例的联合时序图;
图11A至图11E是示意性地示出了图9所示的第一传感器和第一微型计算机如何互相通信的另一示例的联合时序图;
图12是示意性地示出了根据本公开内容的第二实施方式的旋转检测设备的框图;
图13A是示意性地示出了根据第二实施方式的安装在封装件中的旋转检测设备的一部分的俯视图;
图13B是示意性地示出了根据第二实施方式的修改例的安装在封装件中的旋转检测设备的一部分的俯视图;
图14是示意性地示出了根据本公开内容的第三实施方式的旋转检测设备的框图;
图15A至图15E是示意性地示出了图14所示的第一传感器和第一微型计算机如何互相通信的示例的联合时序图;
图16是示意性地示出了根据本公开内容的第四实施方式的旋转检测设备的框图;
图17是示意性地示出了根据本公开内容的第五实施方式的旋转信息计算任务的流程图;
图18是示意性地示出了根据本公开内容的第六实施方式的旋转检测设备的框图;
图19A是示意性地示出了根据第六实施方式的输出信号的通信帧的结构的示例的图;
图19B是示意性地示出了根据第六实施方式的修改例的输出信号的通信帧的结构的示例的图;
图20是示意性地示出了根据第六实施方式的故障确定例程的流程图;
图21是示意性地示出了根据本公开内容的第七实施方式的旋转检测设备的框图;
图22是示意性地示出了根据本公开内容的第八实施方式的旋转检测设备的框图;
图23是示意性地示出了根据本公开内容的第九实施方式的旋转检测设备的框图;
图24是示意性地示出了根据第九实施方式的故障确定例程的流程图;
图25A是示意性地示出了根据本公开内容的第十实施方式的安装在封装件中的旋转检测设备的一部分的俯视图;
图25B是示意性地示出了根据第十实施方式的修改例的安装在封装件中的旋转检测设备的一部分的俯视图;
图26是根据本公开内容的第十一实施方式的第一电路板的侧视图;
图27是根据第十一实施方式的旋转检测设备的侧视图;
图28A是根据第十一实施方式的第一修改例的旋转检测设备的侧视图;
图28B是根据第十一实施方式的第一修改例的旋转检测设备的侧视图;
图29是根据本公开内容的第十二实施方式的第一电路板的侧视图;
图30A至图30E是示意性地示出了根据第一比较例的传感器和微型计算机如何互相通信的示例的联合时序图;以及
图31是根据第二比较例的旋转检测设备的侧视图。
具体实施方式
下文参照附图描述了本公开内容的优选实施方式。在实施方式中,省略或简化了在实施方式之间分配了相似附图标记的相似部分,以避免冗余描述。
第一实施方式
下文参照图1至图11描述了本公开内容的第一实施方式。
参照图1,根据第一实施方式的旋转检测设备1安装在例如包括电动助力转向设备108的转向设备100的驱动设备800中。电动助力转向设备108安装在车辆V中。电动助力转向设备108可操作以辅助驾驶员对车辆V的方向盘101的转向操作。驱动设备800包括具有轴15的电机10和控制器模块20,所述电机10和控制器模块20彼此集成以构成电机模块。图1示出了控制器模块20。
具体地,图1示意性地示出了包括电动助力转向设备108的转向设备100的整体结构的示例。转向设备100包括例如作为驾驶员操作构件的方向盘101、转向轴102、扭矩传感器103、小齿轮104、齿条轴105、轮106和电动助力转向设备108。
转向轴102包括例如第一部分即上部102a和第二部分即下部102b。转向轴102的第一部分102a和第二部分102b中的每个部分还具有相反的第一端和第二端。
方向盘101连接至转向轴102的第一部分102a的第一端。扭矩传感器103被安装至转向轴102;扭矩传感器103可操作以将基于驾驶员对转向轴102的转向操作的扭矩测量为转向扭矩,并且输出指示所测量的扭矩的测量信号。扭矩传感器103包括具有相反的第一端和第二端的扭力杆103a。转向轴102的第一部分102a的第二端同轴地连接至扭力杆103a的第一端,并且扭力杆103a的第二端同轴地连接至转向轴102的第二部分102b的第一端。小齿轮104被安装至转向轴102的第二部分102b的第二端。
扭矩传感器103将基于驾驶员对转向轴102的转向操作的扭力杆103a的扭转测量为转向扭矩。
齿条轴105包括与小齿轮104啮合的杆状齿条。齿条轴105还包括有拉杆,每个拉杆均具有相反的第一端和第二端。每个拉杆的第一端联接至杆状齿条的两端中的对应一端。轮106中的一个轮被安装至拉杆中的对应一个拉杆的第二端,而轮106中的另一个轮也被安装至拉杆中的对应一个拉杆的第二端。
驾驶员转动方向盘101使得与方向盘101联接的转向轴102转动。转向轴102的该旋转运动即扭矩被转换成齿条轴105的齿条的线性运动。齿条轴105的齿条的这种线性运动经由相应的拉杆使轮106转向。每个轮106的转向角基于齿条轴105的齿条的轴向位移被确定。
电动助力转向设备108例如包括驱动设备800、用作例如动力传递机构的减速齿轮机构109和扭矩传感器103。减速齿轮机构109包括例如联接到电机10的轴15的第一齿轮,以及与第一齿轮啮合并安装至转向轴102的第二齿轮。例如,减速齿轮机构109可操作以在使电机10的旋转速度减速的同时将基于电机10的轴15的转动而生成的辅助扭矩传递至转向轴102,即以第一齿轮与第二齿轮之间的预定齿轮比来增大由电机10生成的辅助扭矩。。
具体地,电动助力转向设备108被配置成使得:驱动设备800的控制器模块20使电机10基于由扭矩传感器103测量的转向扭矩和/或车辆操作状态信号来生成辅助扭矩。包括例如车辆V的速度的车辆操作状态信号指示车辆V的操作状态,并且经由车载网络如未示出的控制器区域网络(CAN)、自另一电子控制单元被发送。
具体地,根据第一实施方式的电动助力转向设备108被设计为用于基于由电机10生成的辅助扭矩来辅助转向轴102的转动的轴辅助系统。根据第一实施方式的电动助力转向设备108可以被设计为用于基于由电机10生成的辅助扭矩来辅助齿条轴105的齿条的轴向位移的齿条辅助系统。也就是说,第一实施方式被配置成使得:转向轴102用作要进行辅助的对象,然而齿条轴105可以用作要进行辅助的对象。
接下来,下文参照图2描述了电动助力转向设备108的电气配置的示例。注意,在图2中,用较细的线示出第一电路板和第二电路板即稍后描述的基板21和22中的每一个中的连接线以及第一电路板21与第二电路板22之间的连接线,并且省略了一些连接线以避免对电动助力转向设备108的电气结构的复杂的图示。
电机10被设计为例如包括例如定子10a、转子10b、轴15和未示出的磁场构件如永磁体、励磁线圈等的三相无刷电机。定子10a包括例如:未示出的定子铁芯;三相线圈的第一线圈组11,即U1相线圈111、V1相线圈112和W1相线圈113;以及三相线圈的第二线圈组12,即U2相线圈121、V2相线圈122和W2相线圈123。安装有轴15的转子10b被配置成能够与轴15一起相对于定子铁心旋转。第一线圈组11的三相线圈111、112和113以及第二线圈组12的三相线圈121、122和123被缠绕在例如定子铁芯的槽中并且绕定子铁芯缠绕。磁场构件被安装至转子10b以用于生成磁场。也就是说,电机10能够基于由转子10b的磁场构件生成的磁场与由定子10a的第一线圈组11的三相线圈111、112和113以及第二线圈组12的三相线圈121、122和123生成的旋转磁场之间的磁相互作用使转子10b旋转。
注意,流经相应的U1相线圈111、V1相线圈112和W1相线圈113的电流将被称为相电流Iu1、Iv1和Iw1,并且类似地,流经相应的U2相线圈121、V2相线圈122和W2相线圈123的电流将被称为相电流Iu2、Iv2和Iw2。
如图2所示,控制器模块20包括第一板21和第二板22、第一逆变器30和第二逆变器40、第一电流传感器31和第二电流传感器41以及第一继电器32和第二继电器42。控制器模块20还包括第一反向连接保护继电器33和第二反向连接保护继电器43、扼流线圈35和45、第一电容器36和第二电容器46以及第一电机控制单元501和第二电机控制单元502。
特别地,安装在驱动设备800中的旋转检测设备1包括传感器封装件65。传感器封装件65包括第一传感器61和第二传感器62,每个传感器均被配置成测量电机10的转子10b的旋转。在图2中将第一传感器61和第二传感器62分别示为传感器1和传感器2。
驱动设备800包括第一电池39和第二电池49、熔断器38和熔断器48以及连接器单元70(参见图3和图4)。连接器单元70包括第一电源连接器75和第二电源连接器76以及第一信号连接器77和第二信号连接器78。
第一电池39具有正极端子和负极端子,并且第一电池39的正极端子经由熔断器38连接至第一电源连接器75,并且第一电池39的负极端子连接至第一电源连接器75。第一电池39经由熔断器38、第一电源连接器75、第一扼流线圈35、第一继电器32、第一反向连接保护继电器33和第一电容器36连接至第一逆变器30。第一逆变器30连接至第一线圈组11的三相线圈111、112和113。
第一逆变器30包括以桥式配置连接的六个开关元件301至306。
具体地,开关元件301和304是一对彼此串联连接的U相上下臂开关元件,并且开关元件302和305是一对彼此串联连接的V相上下臂开关元件。此外,开关元件303和306是一对彼此串联连接的W相上下臂开关元件。
开关元件301至306例如是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的半导体开关元件。第一实施方式使用MOSFET作为相应的开关元件301至306、稍后描述的开关元件401至406以及继电器32、33、42和43,但是可以代替MOSFET而使用其他类型的开关元件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)。也就是说,可以将诸如MOSFET或IGBT的各种类型的开关元件中的一种开关元件用于开关元件301至306、稍后描述的开关元件401至406以及继电器32、33、42和43中的每一个。
由MOSFET 301至306组成的开关元件301至306中的每个开关元件的本征二极管可以用作与开关元件301至306中的相应一个开关元件反并联连接的续流二极管。其他续流二极管可以与相应的开关元件301至306反并联连接。
也就是说,上臂开关元件301至303中的每个上臂开关元件的源极连接至下臂开关元件304至306中的相应一个下臂开关元件的漏极。开关元件301至303的漏极经由第一反向连接保护继电器33、第一继电器32、第一扼流线圈35、第一电源连接器75和熔断器38共同连接至第一电池39的正极端子。
第一电流传感器31包括电流感测元件311、312和313。例如,电流感测元件311、312和313中的每个电流感测元件均包括分流电阻器。电流感测元件311至313中的每个电流感测元件均具有相反的第一端和第二端。电流感测元件311至313中的每个电流感测元件的第一端连接至下臂开关元件304、305和306中的相应一个下臂开关元件的源极。电流感测元件311至313中的每个电流感测元件的第二端经由公共信号接地端和第一电源连接器75连接至第一电池39的负极端子。这导致:开关元件301和304以及电流感测元件311的第一串联连接、开关元件302和305以及电流感测元件312的第二串联连接、以及开关元件303和306以及电流感测元件313的第三串联连接均与第一电池39并联连接。
U相上臂开关元件301与U相下臂开关元件304之间的连接点连接至U1相线圈111的第一端,并且V相上臂开关元件302与V相下臂开关元件305之间的连接点连接至V1相线圈112的第一端。另外,W相上臂开关元件303与W相下臂开关元件306之间的连接点连接至W1相线圈113的第一端。U1相线圈、V1相线圈和W1相线圈的与第一端相反的第二端连接至例如星型配置中的公共接点,即中性点。
可以将其他类型的电流感测元件例如霍尔元件用作电流感测元件311至313和稍后描述的411至413。
第一逆变器30被配置成接收从第一电池39供应的直流(DC)电力,并且将DC电力转换成交流(AC)电力。然后,第一逆变器30被配置成向第一线圈组11的三相线圈111、112和113施加AC电力。
第一电源继电器32——作为示例,第一电源继电器32是MOSFET——设置在第一电池39与第一逆变器30之间,并且被配置成当被接通时在第一电池39与第一逆变器30之间建立电通路,而当被关断时则断开电通路。第一反向连接保护继电器33——作为示例,第一反向连接保护继电器33是MOSFET——连接在第一继电器32与第一逆变器30之间,而第一反向连接保护继电器33的本征二极管的正向与第一电源继电器32的本征二极管的正向相反。这即使是在下面的情况下也可以防止电流从第一逆变器30流向第一电池39:第一电池39被连接使得第一电池39的正极端子连接至公共信号接地端而第一电池39的负极端子连接至熔断器38。
第一扼流线圈35经由第一电源连接器75和熔断器38连接在第一电源继电器32与第一电池39之间。第一电容器36与第一逆变器30的第一串联连接至第三串联连接中的每个串联连接均并联连接。第一扼流线圈35和第一电容器36构成滤波电路,该滤波电路减小从共享第一电池39的其他装置传递的噪声,并且还减小从驱动设备800传递至共享第一电池39的其他装置的噪声。第一电池36可操作以存储电荷,从而支持向第一逆变器30供电。
第二电池49具有正极端子和负极端子,第二电池49的正极端子经由熔断器48连接至第二电源连接器76,而第二电池49的负极端子连接至第二电源连接器76。第二电池49经由熔断器48、第二电源连接器76、扼流线圈45、第二继电器42、第二反向连接保护继电器43和第二电容器46连接至第二逆变器40,并且第二逆变器40连接至第二线圈组12的三相线圈121、122和123。
第二逆变器40包括以桥式配置连接的六个开关元件401至406。
具体地,开关元件401和404是一对彼此串联连接的U相上下臂开关元件,并且开关元件402和405是一对彼此串联连接的V相上下臂开关元件。此外,开关元件403和406是一对彼此串联连接的W相上下臂开关元件。
像开关元件301至306一样,开关元件401至406例如是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的半导体开关元件。
由MOSFET 401至406组成的开关元件401至406中的每个开关元件的本征二极管可以用作与开关元件401至406中的相应一个开关元件反并联连接的续流二极管。其他续流二极管可以与相应的开关元件401至406反并联连接。
也就是说,上臂开关元件401至403中的每个上臂开关元件的源极连接至下臂开关元件404至406中的相应一个下臂开关元件的漏极。开关元件401至403的漏极经由第二反向连接保护继电器43、第二继电器42、第二扼流线圈45、第二电源连接器76和熔断器48共同连接至第二电池49的正极端子。
第二电流传感器41包括电流感测元件411、412和413。例如,像第一电流传感器31一样,电流感测元件411、412和413中的每个电流感测元件均包括分流电阻器。电流感测元件411至413中的每个电流感测元件均具有相反的第一端和第二端。电流感测元件411至413中的每个电流感测元件的第一端连接至下臂开关元件404、405和406中的相应一个下臂开关元件的源极。电流感测元件411至413中的每个电流感测元件的第二端经由公共信号接地端和第二电源连接器76连接至第二电池49的负极端子。这导致:开关元件401和404以及电流感测元件411的第一串联连接、开关元件402和405以及电流感测元件412的第二串联连接、以及开关元件403和406以及电流感测元件413的第三串联连接均与第二电池49并联连接。
U相上臂开关元件401与U相下臂开关元件404之间的连接点连接至U2相线圈121的第一端,并且V相上臂开关元件402与V相下臂开关元件405之间的连接点连接至V2相线圈122的第一端。另外,W相上臂开关元件403与W相下臂开关元件406之间的连接点连接至W2相线圈123的第一端。U2相线圈、V2相线圈和W2相线圈的与第一端相反的第二端连接至例如星型配置中的公共接点,即中性点。
第二逆变器40被配置成将从第二电池49供应的DC电力转换成AC电力。然后,第二逆变器40被配置成向第二线圈组12的三相线圈121、122和123施加AC电力。
第二电源继电器42——作为示例,第二电源继电器42是MOSFET——设置在第二电池49与第二逆变器40之间,并且被配置成当被接通时在第二电池49与第二逆变器40之间建立电通路,而当被关断时则断开电通路。第二反向连接保护继电器43——作为示例,第二反向连接保护继电器43是MOSFET——连接在第二继电器42与第二逆变器40之间。
如果用附图标记42、43、45和46分别替换附图标记32、33、35和36,则关于第一电源继电器32、第一反向连接保护继电器33、第一扼流线圈35和第一电容器36的描述可以适用于第二电源继电器42、第二反向连接保护继电器43、第二扼流线圈45和第二电容器46。因此,可以省略对元件42、43、45和46的描述。
第一电机控制单元501可操作以控制如何对第一线圈组11供电。第一电极控制单元501包括彼此可通信地连接的第一微型计算机51和第一集成电路56。例如,如图2所示,将专用集成电路(ASIC)用作第一集成电路56。
第一微型计算机51包括例如CPU以及包括有ROM和RAM的存储单元。第一微型计算机51可通信地连接至第一传感器61、第一电流传感器31和扭矩传感器103(参见图1)。第一微型计算机51被配置成基于从第一传感器61、第一电流传感器31和扭矩传感器103输出的测量值即测量信号来生成控制信号;所述控制信号用于控制第一逆变器30的开关元件301至306以及继电器32和33通断切换操作。例如,第一微型计算机51的CPU可以运行存储在存储器单元中的一个或更多个程序即程序指令,从而将第一微型计算机51的操作实现为软件操作。作为另一示例,第一微型计算机51可以包括特定的硬件电子电路,以将第一微型计算机51的操作实现为硬件操作。
第一集成电路56包括例如预驱动器、信号放大器和调节器。预驱动器可操作以基于用于各个开关元件301至306的控制信号生成用于相应的开关元件301至306的栅极信号。预驱动器还可操作以将所生成的栅极信号输出至相应的开关元件301至306的栅极,从而分别控制开关元件301至306的通断切换操作。信号放大器可操作以放大从例如第一传感器61发送的测量信号,并且将放大的测量信号输出至第一微型计算机51。调节器被设计为稳定电路,其使从例如未示出的电源供应给该稳定电路的操作电压稳定。
第二电机控制单元502可操作以控制如何对第二线圈组12供电。第二电机控制单元502包括彼此可通信地连接的第二微型计算机52和第二集成电路57。例如,如图2所示,将ASIC用作第二集成电路57。
第二微型计算机52包括例如CPU以及包括有ROM和RAM的存储单元。第二通信微型计算机52可通信地连接至第二传感器62、第二电流传感器41和扭矩传感器103(参见图1)。第二微型计算机52被配置成基于从第二传感器62、第二电流传感器41和扭矩传感器103输出的测量值即测量信号来生成控制信号;所述控制信号用于控制第二逆变器40的开关元件401至406以及继电器42和43通断切换操作。例如,第二微型计算机52的CPU可以运行存储在存储器单元中的一个或更多个程序即程序指令,从而将第二微型计算机52的操作实现为软件操作。作为另一示例,第二微型计算机52可以包括特定的硬件电子电路,以将第二微型计算机52的操作实现为硬件操作。
第二集成电路57包括例如预驱动器、信号放大器和调节器。预驱动器可操作以基于用于各个开关元件401至406的控制信号来生成用于相应的开关元件401至406的栅极信号。预驱动器还可操作以将生成的栅极信号输出至相应的开关元件401至406的栅极,从而分别控制开关元件401至406的通断切换操作。信号放大器可操作以放大从例如第二传感器62发送的测量信号,并且将放大的测量信号输出至第二微型计算机52。调节器被设计为稳定电路,其使从例如未示出的电源供应至该稳定电路的操作电压稳定。
如上所述,安装在驱动设备800中的旋转检测设备1包括传感器封装件65,该传感器封装件65包括第一传感器61和第二传感器62。也就是说,第一传感器61和第二传感器62被封装在单个传感器封装件65中。图2将第一传感器61和第二传感器62分别示为了传感器1和传感器2。稍后将描述旋转检测设备1的详细描述。
在下文中,至少第一线圈组11以及向第一线圈组11提供的第一逆变器30和第一电机控制单元501构成第一系统,即第一电机驱动系统901。类似地,至少第二线圈组12以及为第二线圈组12提供的第二变频器40和第二电机控制单元502构成第二系统,即第二电机驱动系统902。第一电机驱动系统901可以包括第一传感器61,并且第二电机驱动系统902可以包括第二传感器62。
也就是说,根据第一实施方式的驱动设备800被配置成使得:
(1)向第一线圈组11提供包括控制第一线圈组11所需的第一逆变器30和第一电机控制单元501的电路部件;
(2)向第二线圈组12提供包括控制第二线圈组12所需的第二逆变器40和第二电机控制单元502的电路部件。
换言之,驱动设备800被配置为包括至少第一逆变器30和第二逆变器40以及第一电机控制单元501和第二电机控制单元502的双冗余系统。
驱动设备800的该双冗余配置使得即使第一逆变器30和第二逆变器40中之一出现故障或者第一电机控制单元501和第二电机控制单元502中之一出现故障也仍能够持续驱动电机10。
如上所述,驱动设备800包括用于第一线圈组11的第一电池39和用于第二线圈组12的第二电池40作为双冗余电池系统。第一电池39两端的额定电压可以与第二电池49两端的额定电压相同或不同。如果第一电池39两端的额定电压与第二电池49两端的额定电压不同,则可以按照以下方式中的至少一种方式来设置电压转换器:在第一电池39与第一逆变器30之间设置电压转换器;以及在第二电池49与第二逆变器40之间设置电压转换器。
注意,为了简化表示,在一些图如图9中省略了熔断器38和熔断器48。
参照图2、4和5,驱动部件——驱动部件包括开关元件301至306和开关元件401至406;电流感测元件311至313和电流感测元件411至413;继电器32、33、42和43;扼流线圈35和45;以及电容器36和46——被安装至第一电路板21。另外,参照图2、4和5,包括有微型计算机51和52以及集成电路56和57的控制部件被安装在第二电路板22上。
也就是说,驱动部件是流过与流经线圈111至113和线圈121至123的电机电流相类似的相对较大的电流的电子部件。控制部件是不流过电机电流的电子部件。
传感器封装件65被安装至第一电路板21。
第一电源连接器75具有电源端子751和接地端子752,并且第二电源连接器76具有电源端子761和接地端子762。第一信号连接器77具有扭矩信号端子771和车辆信号端子772,并且第二信号连接器78具有扭矩信号端子781和车辆信号端子782。驱动设备800具有内部信号端子717。
三角轮廓标记表示这些端子在何处连接至第一电路板21和/或第二电路板22。例如,电源端子751和761、接地端子752和762以及内部信号端子717连接至第一电路板21和第二电路板22中的每个电路板。扭矩信号端子771和781以及车辆信号端子772和782仅连接至第二电路板22。
注意,在图2中,电源端子751和752被分别标记为PT1和PT2,并且接地端子761和762被分别标记为GND1和GND2。扭矩信号端子781和782被分别标记为trq1和trq2,并且车辆信号端子772和782被分别标记为CAN1和CAN2。
即使各个连接在端子中的相应一个端子与第一电路板21和第二电路板22中的至少一个电路板之间的线中的至少一条线有支路,这也并不一定意味着相应的至少一个实际端子实际上有支路。
下文参照图3至图6描述了驱动设备800的结构的示例。具体地,图3是驱动设备800的平面图,并且图4是沿图3的IV-IV线截取的截面图。图5是第一电路板21的示意性侧视图,并且图6是第二电路板22的示意性侧视图。
如图4所示,电机10包括定子10a和转子10b——定子10a和转子10b中的每个均在图1中示出——以及安装至转子10b的轴15;第一线圈组11和第二线圈组12各自缠绕在定子10a中并且绕定子10a缠绕。电机10包括由基本上圆柱形的壳体171组成的电机壳17以及具有例如基本上圆柱形状的定子10a,其中,定子10a被设置在电机壳17的圆柱形壳体171中以安装至电机壳17的圆柱形壳体171的内周表面。如上所述,转子10b安装在定子10a中以能够相对于定子10a旋转,转子10b包括基本上圆柱形的转子芯,并且轴15被安装至转子芯的中心轴向部分。轴15穿过转子芯。这使得轴15和转子10b能够一体地旋转。
电机壳17的圆柱形壳体171在其轴向方向上具有相反的第一端和第二端。圆柱形壳体171的第一轴端具有穿过其的开口,并且控制器模块20被安装在电机壳17的第一轴端的开口中。圆柱形壳体171具有形成在其第一轴端中的环形凹部172。
轴15在其轴向方向上具有相反的第一端和第二端。轴15的第一端被定位成面向控制器模块20。轴15的在图4中未示出的第二端用作联接至减速齿轮109(参见图1)的输出端子。这使得基于包括转子10b和轴15的转子组件的旋转而生成的扭矩经由减速齿轮109被传递到转向轴102。该说明书也将电机10的转子组件的旋转即转动描述为“电机10的旋转即转动”或其他类似的表达。
电机10包括同轴地安装至轴15的第一端的端面的基本上圆板状的磁体16。将从轴15的中心轴线延伸并穿过磁体16的中心的虚拟线定义为旋转中心线Ac(参见例如图8)。
电机10还包括基本上圆柱形的框架18,该框架18被安装至电机壳17的圆柱形壳体171的内周表面以使得在轴15可旋转地穿过框架18的同时框架18更靠近圆柱形壳体171的第一轴端。例如,框架18被按压以装配在电机壳17的圆柱形壳体171中。电机壳17和框架18构成用于封闭电机10的部件的外壳构件。框架18具有面向控制器模块20的端面181,并且在端面181的中心部分形成有凹入的凹部。磁体16被安装在凹部中以向控制器模块20露出。
框架18包括第一板固定构件185,每个第一板固定构件185均具有预定第一高度,并且框架18还包括第二板固定构件186,每个第二板固定构件186均具有预定第二高度;第一板固定构件185和第二板固定构件186被安装在框架18的端面181上,并且第一板固定构件185和第二板固定构件186的高度方向基本上垂直于端面181。每个第二板固定构件186的第二高度大于每个第一板固定构件185的第一高度。形成有穿过其中的通孔的第一电路板21被安装在第一板固定构件185上以借助螺钉195紧固到第一板固定构件185,而第二板固定构件186穿过第一电路板21的对应的相应通孔。第二电路板22被安装在第二板固定构件186上以借助螺钉196紧固到第二板固定构件186。第一电路板21和第二电路板22可以用除了螺钉195和196之外的紧固构件之一来紧固到框架18。
三相线圈111、112和113连接至未示出的相应相电机线;电机线穿过通过框架18形成的未示出的轴向通孔以从框架18朝向控制器模块20抽出。抽出的电机线延伸以连接至第一电路板21。
安装至电机壳17的圆柱形壳体171的第一轴端的控制器模块20被安装在圆柱形壳体171的第一轴端的开口中,使得控制器模块20位于电机轮廓内。注意,电机轮廓表示通过使电机壳17的第一轴端朝向离开框架18的轴向方向虚拟地延伸而形成的虚拟区域。
注意,电机10的轴向方向和径向方向充当驱动设备800的相应的轴向方向和径向方向,并且在下文中可以将驱动设备800的轴向方向和径向方向简单描述为轴向方向和径向方向。
如上所述,控制器模块20包括例如第一电路板21、第二电路板22和连接器单元70。第一电路板21和第二电路板22中每个电路板均被布置成基本上平行于框架18的端面181。第一电路板21和第二电路板22还被从电机10一侧按照第一电路板21和第二电路板22的顺序进行布置。
第一电路板21具有相反的第一主表面211和第二主表面212;第一主表面211比第二主表面212更靠近电机10(参见图5和图6)。第二电路板22具有相反的第一主表面221和第二主表面222;第一主表面221比第二主表面222更靠近电机10(参见图5和图6)。
参照图4和图5,开关元件301至306和开关元件401至406、电流感测元件311至313和电流感测元件411至413以及传感器封装件65例如安装在第一电路板21的第一主表面211上。扼流线圈35和45以及电容器36和46例如安装在第一电路板21的第二主表面212上。
注意,从图4的视角看,示出了开关元件301、302、401和402。为了简化表示,在图4和图5中省略了电流感测元件311至313和电流感测元件411至413以及扼流线圈35和45。
框架18由散热材料例如金属制成,并且开关元件301至306和开关元件401至406被布置成热链接至框架18,使得由开关元件301至306和开关元件401至406生成的热量被框架18吸收,并且吸收的热量经由框架18和电机壳17从驱动设备800释放。
注意,表述“A与B热链接”包括:
(1)A与B直接接触;
(2)A经由散热构件如散热器凝胶与B间接接触。
在图4中,将这样的散热构件从图4中省略,因此,开关元件301至306和开关元件401至406被示为与框架18分离。除开关元件之外,电流感测元件311至313和电流感测元件411至413也可以热链接至框架18。
也就是说,框架18用作散热器,换言之,框架18既用作电机10的外壳构件又用作散热器。这使得与在驱动系统800中设置另外的散热器的情况相比能够缩小驱动系统800的尺寸并且减少驱动系统800的部件数目。使用框架18作为散热器的第一实施方式使得驱动设备800的至大气的热传导路径被缩短,从而使得能够以更高的效率从驱动设备800散发热量。
参照图4和图6,第一集成电路56和第二集成电路57安装在第二电路板22的第一主表面221上,并且第一微型计算机51和第二微型计算机52安装在第二电路板22的第二主表面222上。
具体地,要提供给电机10的电流所流经的驱动部件被安装至第一基板21,而用于控制例如安装至第一电路板21的开关元件的控制部件被安装至第二基板22。换言之,驱动设备800被配置成使得用作电源电路板的第一电路板21和用作控制电路板的第二电路板在电学上及在物理上彼此分离。这防止了要提供给电机10的大电流流过第二电路板22,从而减小了由大电流引起的噪声对安装至第二电路板22的控制部件的不利影响。
第一电路板21和第二电路板22中每个电路板还具有弹簧端子26。
参照图3和图4,连接器单元70包括盖子71、第一电源连接器75和第二电源连接器76以及第一信号连接器77和第二信号连接器78。
盖子71具有基本上圆柱形的部分711,该圆柱形部分711具有开口的顶部和封闭的底部。圆柱形部分711的底部用作连接器基部715。圆柱形部分711具有开口顶部的边缘712,并且该边缘712被填充在形成于圆柱形壳体171的第一轴端中的环形凹部172中,并且使用例如粘合剂固定至环形凹部172。
连接器基部715具有相反的第一主表面和第二主表面;第一主表面面向电机10。在连接器基部715的第二主表面上,安装有第一电源连接器75和第二电源连接器76以及第一信号连接器77和第二信号连接器78。连接器75至78设置在电机轮廓中。连接器75至78中的每个连接器均具有带有开口顶部的中空管状形状,即中空的正面(frontage),未示出的线束可以插入其中以电连接至连接器。
参照图2至图4,第一电源连接器75包括连接在第一电池39的正极端子与第一电机驱动系统901之间的电源端子751,并且包括连接在第一电池39的负极端子与第一电机驱动系统901的公共信号接地端之间的接地端子752。第二电源连接器76包括连接在第二电池49的正极端子与第二电机驱动系统902之间的电源端子761,并且包括连接在第二电池49的负极端子与第二电机驱动系统902的公共信号接地端之间的接地端子762。
第一信号连接器77用于连接在第一电机驱动系统901与扭矩传感器103之间并且连接在第一电机驱动系统901与车载网络之间。具体地,第一信号连接器77的扭矩信号端子771用于接收从扭矩传感器103发送到第一电机驱动系统901的指示所测量的扭矩的测量信号。第一信号连接器77的车辆信号端子772用于接收从外部经由车载网络发送到第一电机驱动系统901的车辆操作状态信号。类似地,第二信号连接器78的扭矩信号端子781用于接收从扭矩传感器103发送到第二电机驱动系统902的表示所测量的扭矩的测量信号。第二信号连接器78的车辆信号端子782用于接收从外部经由车载网络发送到第二电机驱动系统902的车辆操作状态信号。
向相应的第一电机驱动系统901和第二电机驱动系统902重复提供电源连接器75和电源连接器76可以使得:即使连接在第一电源连接器75与第一电机驱动系统901之间的线以及连接在第二电源连接器76与第二电机驱动系统902之间的线中的一个线断开或者损坏,也能够连续地驱动电机10。类似地,向相应的第一电机驱动系统901和第二电机驱动系统902重复提供信号连接器77和信号连接器78可以使得:即使连接在第一信号连接器77与第一电机驱动器系统901之间的线以及连接在第二信号连接器78与第二电机驱动系统902之间的线中的一个线断开或者损坏,也能够连续地驱动电机10。
在连接器基部715的第一主表面上安装有内部信号端子717。内部信号端子717连接在第一电路板21与第二电路板22之间,并且使得能够在第一电路板21与第二电路板22之间传输信号。内部信号端子717被布置成与连接器75至78的端子751、752、761、762、771、772、781和782分离,并且与驱动设备800的外部装置如电池39和49、扭矩传感器103以及车载网络不相连。根据第一实施方式的内部信号端子717适于:
(1)将由旋转检测装置1测量的值传送至安装在第二电路板22上的包括第一微型计算机51和第二微型计算机52的电子部件;
(2)将从第一微型计算机51和第二微型计算机52发送的命令信号传送至安装在第一电路板21上的电子部件。
可以改变连接器75至78中的每个连接器中的端子的数目,并且也可以改变如何在连接器75至78中的每个连接器中布置端子。还可以改变如何将端子分配给连接器75至78。可以将内部信号端子717自由地设置在内部信号端子717不干扰连接器75至78的端子的任何部分处。可以自由确定内部信号端子717的数目。
端子751、752、761、762、771、772、781、782和717中的每个端子通过第一电路板21和/或第二电路板22的弹簧端子26中的相应一个弹簧端子进行装配。弹簧端子26中的每个弹簧端子被配置成当端子751、752、761、762、771、772、781、782和717中的相应一个端子被装配在该弹簧端子26中时该弹簧端子26发生弹性变形以紧靠端子751、752、761、762、771、772、781、782和717中的相应的一个端子。这使得端子751、752、761、762、771、772、781、782和717中的每个端子能够电连接至第一电路板21和/或第二电路板22。
端子751、752、761、762和717中的每个端子基本上沿直线穿过第二电路板22以沿轴向方向延伸穿过第一电路板21与第二电路板21之间的空间至第一电路板21。端子751、752、761、762和717中的每个端子通过第一电路板21的弹簧端子26中的对应一个弹簧端子以及第二电路板22的弹簧端子26中的对应一个弹簧端子进行装配。端子751、752、761、762和717的该布置防止了由于向相应的第一电机驱动系统901和第二电机驱动系统902提供的电源连接器75和电源连接器76以及向相应的第一电机驱动系统901和第二电机驱动系统902提供的信号连接器77和信号连接器78的冗余而使布置端子751、752、761、762和717所需要的空间增加。端子751、752、761、762和717中的每个端子被配置成基本上沿直线穿过第二电路板22以沿轴向方向延伸至第一电路板21。该配置使得端子751、752、761、762和717中的每个端子较短,从而使得第一电路板21与第二电路板22之间的布线阻抗减小。
接着,下面对旋转检测装置1进行描述。
参照图4、图5以及图7至图9,旋转检测装置1旨在检测电机10的旋转,其包括第一传感器61、第二传感器62、第一微型计算机51和第二微型计算机52。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机均用作控制器。
第一传感器61和第二传感器62安装于在第一电路板21上安装的单个传感器封装件65中。与在第一电路板21上安装各个封装件并且每个封装件包括第一传感器61和第二传感器62中相应的一个传感器的情况相比,这减小了面积——在该面积上安装单个传感器封装件65。
参照图9,第一传感器61包括传感器元件601和电路模块610,并且传感器元件601和电路模块610被集成在单个芯片641中。换言之,除了电路模块610以外,芯片641还并入了传感器元件601。第二传感器62包括传感器元件602和电路模块620,并且传感器元件602和电路模块620被集成在单个芯片642中。换言之,除了电路模块620以外,芯片642还并入了传感器元件602。
传感器元件601和602中的每个传感器元件均被设计成测量由磁体16的旋转引起的磁变化,即磁通量变化。
例如,磁阻(MR)传感器元件如各向异性磁阻(AMR)传感器元件、巨磁阻(GMR)传感器元件或者隧道磁阻(TMR)传感器元件可以用于传感器元件601和602中的每个传感器元件。霍尔元件也可以用于传感器元件601和602中的每个传感器元件。
参照图4和图7A,传感器封装件65被安装至第一电路板21的第一主表面211。将传感器封装件65安装在第一电路板21的第一主表面211上使得传感器封装件65与磁体16之间的距离较短,从而使得传感器封装件65在检测电机10的旋转时具有较高的精度并且使得磁体16具有较小厚度和较小半径。另外,参照图7B,传感器封装件65可以被安装在第一电路板21的第二主表面212上。将传感器封装件65安装在第一电路板21的第二主表面212上使得第一电路板21的第一主表面211能够被有效地使用。例如,将传感器封装件65安装在第一电路板21的第二主表面212上使得能够将除了开关元件301至306以及开关元件401至406之外的电子部件也安装在第一主表面211上并且同时热连接至框架18。为了表示的简化,从图7A和图7B中省略了安装在第一电路板21上的除传感器封装件65之外的电子部件。类似地,也从图27、图28A和图28B中省略了安装在第一电路板21上的除传感器封装件65之外的电子部件。
参照图8和图9,传感器封装件65具有大致长方体的形状。传感器封装件65具有一对较长的边,并且具有安装至相应的长边的传感器端子67。传感器端子67包括命令端子671和673、输出端子672和674、电源端子675和677以及接地端子676和678。
旋转检测装置1包括恒压电路37和47。第一电池39的正极端子连接至恒压电路37,并且恒压电路37经由电源端子675连接至第一传感器61。第一电池39的负极端子经由接地端子676连接至第一传感器61的公共信号接地端。
类似地,第二电池49的正极端子连接至恒压电路47,并且恒压电路47经由电源端子677连接至第二传感器62。第二电池49的负极端子经由接地端子678连接至第二传感器62的公共信号接地端。也就是说,第一电池39和第二电池49中的每个电池经由恒压电路37和47中的相应的一个恒压电路、电源端子675和677中的相应的一个电源端子以及接地端子676和678中的相应的一个接地端子来向第一传感器61和第二传感器62中的相应的一个传感器提供电力。
第一实施方式和后面描述的其他实施方式中的每个实施方式可以被配置成使得单个电池或者第一电池39和第二电池49中的仅一个电池向第一传感器61和第二传感器62二者提供电力。在该修改例中,第一传感器61和第二传感器62可以共享单个恒压电路,或者第一传感器61和第二传感器62可以分别使用恒压电路37和恒压电路47。
恒压电路37和47中的每个恒压电路包括可以对第一传感器61和第二传感器62中的对应的一个传感器进行驱动的具有例如几mA数量级的预定功耗的调节器。也就是说,恒压电路37和47中的每个恒压电路调节从第一电池39和第二电池49中相应的一个电池输出的电压,从而输出经调节的恒定电压,以提供给第一传感器61和第二传感器62中的相应的一个传感器。恒压电路37和47被设置成与第一集成电路56和第二集成电路57的调节器分离,并且即使驱动设备800被去激活恒压电路37和47也能够向传感器封装件65提供电力。
参见图8,构成第一传感器61的芯片641和构成第二传感器62的芯片642中的每个芯片被安装至大致矩形的板状引脚框架66,该引脚框架66安装在传感器封装件65中。芯片641和芯片642中的每个芯片通过例如线连接至传感器端子67。第一电路板21的第一主表面211上形成有预先设计的与第一传感器61和第二传感器62连接的布线图案,并且传感器端子67连接至第一电路板21的第一主表面211的布线图案。这使得第一传感器61和第二传感器62能够连接至第一电路板21。
第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器是用于测量基于电机10的磁体16与轴15一起的旋转的磁变化即磁通量变化的磁传感器。根据第一实施方式的第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器均包括霍尔元件。与轴15一起转动的电机10即磁体16充当检测目标。
第一传感器61和第二传感器62即芯片641和芯片642被布置成关于旋转中心线Ac与第一电路板21彼此相交的点对称。在下文中,将把A和B被布置成关于旋转中心线Ac与第一电路板21彼此相交的点对称的表述简述为“A和B被布置成关于旋转中心线Ac对称”。将第一传感器61和第二传感器62定位成关于旋转中心线Ac对称使得能够减小第一传感器61与第二传感器62之间的测量误差。
参照图9,电路模块610包括例如旋转角计算器614、旋转数计算器615以及被用作例如输出单元619的通信器即收发器。电路模块620还包括例如旋转角计算器624、旋转数计算器625以及用作例如输出单元619的通信器即收发器。电路模块620同样包括例如旋转角计算器624、旋转数计算器625以及用作例如输出单元629的通信器即收发器。
以下主要描述电路模块610的部件614、615和619的功能,因为除了附图标记不同以外,电路模块620的部件624、625和629的功能与电路模块610的相应部件614、615和619的功能相同。
旋转角计算器614基于由传感器元件601测量的指示磁体16的磁变化的值来计算指示电机10的旋转角θm即作为电机10的旋转角θm的函数的旋转角信息。然后,旋转角计算器614将包括计算出的指示电机10的旋转角θm的旋转角信息的旋转角信号输出至通信器619。旋转角计算器614可以包括模数(A/D)转换器,该A/D转换器将由传感器元件61实际测量的值转换成数字测量值,并且使用该数字测量值来计算旋转角信息。旋转角信息可以是指示电机10的旋转角θm的任何数据如函数,或者可以是电机10的旋转角θm本身。对作为电机10的旋转角θm本身或者作为关于电机10的旋转角θm的任何数据的旋转角信息的计算将被简称为对电机10的旋转角θm的计算。注意,第一实施方式使用电机10的机械旋转角作为电机10的旋转角θm,但是可以使用电机10的电旋转角作为电机10的旋转角θm。
旋转数计算器615基于由传感器元件601测量的指示磁体16的磁变化的值来计算指示电机10的旋转数即作为电机10的旋转数的函数的旋转数信息。电机10的旋转数将被称为旋转数TC。然后,旋转数计算器615将包括指示电机10的旋转数TC的旋转数信息的旋转数信号输出至通信器619。旋转数计算器615可以包括A/D转换器,该A/D转换器将由传感器元件61实际测量的值转换成数字测量值,并且使用该数字测量值来计算电机10的旋转数TC。旋转数信息可以是指示电机10的旋转数的任何数据例如函数,或者可以是电机10的旋转数本身。对作为电机10的旋转数本身或者关于电机10的旋转数的任何数据的旋转数信息的计算将被简称为对电机10的旋转数TC的计算。
例如,第一实施方式被配置成将电机10的一个旋转即360度旋转角分成三个部分旋转,即三个120度旋转角范围,这三个120度旋转角范围被称为第一旋转角范围至第三旋转角范围,并且第一实施方式被配置成将预定第一旋转方向确定为向上计数方向,并且将与第一旋转方向相反的预定第二旋转方向确定为向下计数方向。
旋转数计算器615包括例如硬件计数器或软件计数器。也就是说,旋转数计算器615被配置成:
(1)每当电机10的旋转角θm从当前旋转角范围沿向上计数方向变化到相邻旋转角范围时,使计数器的当前计数值递增;
(2)每当电机10的旋转角θm从当前旋转角范围沿向下计数方向变化到相邻旋转角范围时,使计数器的当前计数值递减;
(3)基于计数器的当前计数值来计算电机10的旋转数TC。
计数器的计数值本身包含在电机10的旋转数的概念中。
每当电机10的旋转角θm从当前旋转角范围沿向上计数方向或者向下计数方向移动到相邻旋转角范围时,使计数器向上或向下计数。
将电机10的一个旋转即360度旋转角分成三个或更多个部分旋转即三个或更多个旋转角范围使得能够识别电机10的旋转方向。将电机10的一个旋转即360度旋转角分成五个部分旋转即五个旋转角范围使得即使遗漏了电机10的旋转角θm从当前的旋转角范围到相邻的旋转角范围的变化也能够识别电机10的旋转方向。旋转数计算器615可以被配置成基于电机10的旋转角θm来计算电机10的旋转数。
注意,根据第一实施方式的电机10的旋转数不表示电机10的旋转速度,即以rpm为单位的每分钟旋转次数,而是表示电机10转动的次数。
通信器619被配置成:
(1)基于包括旋转角θm的旋转角信号和包括电机10的旋转数TC的旋转数信号,生成包括旋转角信号和旋转数信号的输出信号;
(2)使用预定数字通信接口如串行外围接口(SPI)将输出信号作为帧输出到第一微型计算机51。
具体地,第一微型计算机51经由通信线691和命令端子671向第一传感器61发送指令。第一传感器61经由输出端子672和通信线692将输出信号作为帧输出到第一微型计算机51。除了旋转角θm和旋转数TC之外,要发送到第一微型计算机51的输出信号的每个帧还包括运行计数器信号和用作检错信号的循环冗余校验(CRC)码即CRC信号。从图10中看出,去除了运行计数器信号。可以使用另一检错信号如校验和信号来代替CRC码。
第二传感器62的通信器629被配置成:
(1)基于包括由传感器元件602测量的旋转角θm的旋转角信号和包括由旋转数计算器625计算的电机10的旋转数TC的旋转数信号,生成包括一系列旋转角信号和旋转数信号——即旋转角信号和旋转数信号的序列或者串——的输出信号;
(2)使用预定数字通信接口将输出信号作为帧输出到第二微型计算机52。
具体地,第二微型计算机52经由通信线693和命令端子673向第二传感器62发送指令。第二传感器62经由输出端子674和通信线694将输出信号作为帧输出到第二微型计算机52。除了旋转角θm和旋转数TC之外,要发送到第二微型计算机52的输出信号的每个帧还包括运行计数器信号和循环冗余校验(CRC)信号。
注意,第一微型计算机51和第二微型计算机52中每个微型计算机均包括初始计数值为零的运行计数器,并且被配置成每当运行计数器信号从第一传感器61和第二传感器62中的相应的一个传感器被发送至该微型计算机时使计数值递增1。这使得第一微型计算机51和第二微型计算机52中每个微型计算机均能够诊断从第一传感器61和第二传感器62中对应的一个传感器到相应微型计算机的通信是否正常进行。
特别地,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器均被配置成周期性地检测电机10的旋转角θm和旋转数TC。此外,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器均被配置成响应于从第一微型计算机51和第二微型计算机52中相应的一个微型计算器周期性地发送的命令信号而周期性地输出包括电机10的旋转角θm和旋转数TC的输出信号。
由于第一微型计算机51和第二微型计算机52被安装在第二电路板22的第二主表面上,所以先前设计的布线图案的迹线和内部信号端子717被用作通信线691至694。
第一微型计算机51基于从第一传感器61捕获的包含在输出信号中的旋转角信号来计算电机10的旋转角θm。第一微型计算机51基于电机10的旋转角θm来控制第一逆变器30的开关元件301至306以及继电器32和33的通断切换操作,以控制电机10被如何驱动。
此外,第一微型计算机51基于输出信号中包含的旋转角信号和旋转数信号来计算转向轴102的转向角θs。由于转向轴102经由减速齿轮机构109联接到电机10的轴15,因此第一微型计算机51根据旋转角θm、旋转数TC和减速齿轮机构109的齿轮比来计算转向轴102的转向角θs。
第二微型计算机52按照与第一微型计算机51相同的过程、根据输出信号中包含的旋转角信号和旋转数信号来计算电机10的旋转角θm和转向轴102的转向角θs。
注意,将当结合有电动助力转向设备(EPS)108的车辆V沿直线行进时方向盘101的位置限定为方向盘101的中性位置。
例如,在车辆V以恒定速度沿直线行进达预定时间时,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机获知方向盘101的中性位置。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机将获知的方向盘101的中性位置存储在相应的存储单元中。也就是说,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机根据旋转角θm、旋转数TC和减速齿轮机构109的齿轮比来计算转向轴102相对于方向盘101的中性位置的转向角θs。计算转向轴102的转向角θs的这种配置使得能够从电动助力转向设备108中除去转向传感器。
根据第一实施方式的转向轴102的转向角θs表示转向轴102的第二部分102b的转动角度,该第二部分102b经由减速齿轮机构109联接到电机10的轴15。也就是说,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机根据旋转角θm、旋转数TC和减速齿轮机构109的齿轮比来精确计算转向轴102的第二部分102b相对于方向盘101的中性位置的转向角θs。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机可以将由扭矩传感器103测量的作为转向扭矩的扭力杆103a的扭转转换成转向轴102的第一部分102a相对于方向盘101的中性位置的转动角度。因此,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机可以计算转向轴102的第一部分102a相对于方向盘101的中性位置的转动角度作为转向轴102的转向角θs。
以下参照图10A至图10E来描述第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器如何与第一微型计算机51和第二微型计算机52中的对应的一个微型计算机通信。
图10A示意性地示出了第一传感器61如何周期性地检测电机10的旋转角θm,图10B示意性地示出了第一传感器61如何周期性地检测电机10的旋转数TC。图10C示意性地示出了如何周期性地将输出信号从第一传感器61输出,图10D示意性地示出了如何周期性地将命令信号从第一微型计算机51发送至第一传感器61。图10E示出了第一微型计算机51如何计算电机10的旋转角θm和转向轴102的转向角θs。
如图10A至图10E所示,下面参照10A至图10E仅仅描述第一传感器61如何与第一微型计算机51通信,而省去了第二传感器62如何与第二微型计算机52通信。这是因为第二传感器62如何与第二微型计算机52通信和第一传感器61如何与第一微型计算机51通信大致相同。
参照图10A,第一传感器61按照预定更新周期DRT_sa来计算电机10的旋转角θm。换言之,第一传感器61按照更新周期DRT_sa来更新电机10的旋转角θm的值。图10A以恒定间隔示出了脉冲,每个恒定间隔对应于更新周期DRT_sa;每个脉冲表示旋转角计算器614对旋转角θm的对应的一次更新。也就是说,图10A中的每个脉冲的宽度表示旋转角计算器614执行对旋转角θm的一次更新所需的计算时段。
具体地,图10A中的每个脉冲的宽度即时段包括前半时段Px1和后半时段Px2。旋转角计算器614在前半时段Px1期间将由传感器元件601测量的值转换成数字测量值,并且基于该数字测量值来计算旋转角θm的值,从而在后半时段Px2期间更新旋转角θm的测量数据。图10A示出了按照从值1A、2A……到11A的顺序更新旋转角θm的测量数据。
参照图10B,第一传感器61按照预定更新周期DRT_sb来计算电机10的旋转数TC。换言之,第一传感器61按照更新周期DRT_sb来更新电机10的旋转数TC的值。图10B以恒定间隔示出了脉冲,每个恒定间隔对应于更新周期DRT_sb;每个脉冲表示旋转数计算器615对旋转数TC的相应的一次更新。也就是说,图10B中的每个脉冲的宽度表示旋转数计算器615执行对旋转数TC的一次更新所需的计算时段。
具体地,图10B中的每个脉冲的宽度即时段包括前半时段Py1和后半时段Py2。旋转数计算器615在前半时段Py1期间将由传感器元件601测量的值转换成数字测量值,并且基于该数字测量值来计算旋转数TC的值,从而在后半时段Py2期间更新旋转数TC的测量数据。图10B示出了按照从值1B、2B……到11B的顺序更新旋转数TC的测量数据。
也就是说,在图10A、图11A、图15A和图30A中的每个图中,脉冲1A至脉冲11A中的每个脉冲表示旋转角θm的对应测量数据,并且在图10B、图11B、图15B和图30B中,脉冲1B至11B中的每个脉冲表示旋转数TC的对应测量数据。
图10A和10B示出了旋转角θm的更新周期DRT_sa等于旋转数TC的更新周期DRT_sb。
参照图10C和图10D,第一微型计算机51在时间x11处向第一传感器61发送命令信号com1。命令信号com1请求在下一个接着的命令信号com2的发送定时处发送输出信号。时间x11比计算旋转角θm的测量数据1A和旋转数TC的测量数据1B的时间稍晚。通信器619在时间x11处将由紧之前的命令信号com0(未示出)请求的输出信号Sd10发送到第一微型计算机51。注意,命令信号如com0和com1同样被周期性地从第一微型计算机51发送至第一传感器61。
也就是说,输出信号Sd10包括旋转角θm的最新测量数据1A、旋转数TC的最新测量数据1B以及在时间x11处的CRC码。
也就是说,输出信号Sd10包括:
(1)旋转角θm的由预定数目的位组成的最新测量数据即旋转角信号1A;
(2)旋转数TC的由预定数目的位组成的最新测量数据即旋转数信号1B;
(3)由基于在时间x11处的旋转角θm的最新旋转角信号1A和旋转数TC的最新旋转数信号1B计算的预定数目的位组成的CRC码。
第一微型计算机51在时间x12处开始基于输出信号Sd10中包括的旋转角信号1A和旋转数信号1B来计算旋转角θm和转向角θs。在图10E中,附图标记[1A,1B]表示:旋转角θm的测量数据1A和旋转数TC的测量数据1B被用于计算旋转角θm和转向角θs。注意,第一微型计算机51不需要在每次输出信号被发送到第一微型计算机51时都计算转向角θs。也就是说,第一微型计算机51按照长于更新周期DRT_sa和DRT_sb的预定计算周期DRT_m来计算转向角θs,但是可以按照每预定数目个计算周期DRT_m才进行一次计算的速率来计算转向角θs。
在对旋转角θm和转向角θs的计算在时间x12处开始之后,第一微型计算机51在时间x13处将命令信号com2发送至第一传感器61。命令信号com2请求在下一个接着的命令信号com3的发送定时处发送输出信号。时间x13比计算旋转角θm的测量数据4A和旋转数TC的测量数据4B的时间稍晚。通信器619在时间x13处将由紧之前的命令信号com1请求的输出信号Sd11发送到第一微型计算机51。
也就是说,输出信号Sd11包括旋转角θm的最新测量数据4A、旋转数TC的最新测量数据4B以及在时间x13处的CRC码。
第一微型计算机51在时间x14处开始基于输出信号Sd11中包括的旋转角信号4A和旋转数信号4B来计算旋转角θm和转向角θs。
在对旋转角θm和转向角θs的计算在时间x14处开始之后,第一微型计算机51在时间x15处将命令信号com3发送至第一传感器61。命令信号com3请求在下一个接着的命令信号com4(未示出)的发送定时处发送输出信号。时间x15比计算旋转角θm的测量数据8A和旋转数TC的测量数据8B的时间稍晚。通信器619在时间x15处将由紧之前的命令信号com2请求的输出信号Sd12发送到第一微型计算机51。
也就是说,输出信号Sd12包括旋转角θm的最新测量数据8A、旋转数TC的最新测量数据8B和在时间x15处的CRC码。
第一微型计算机51在时间x16处开始基于输出信号Sd12中包括的旋转角信号8A和旋转数信号8B来计算旋转角θm和转向角θs。
图11A至11E分别对应于图10A至图10E,示出了当更新周期DRT_sa和DRT_sb被设置为彼此不同时第一传感器61如何与第一微型计算机51通信。
具体地,可以将旋转数TC的更新周期DRT_sb设置为长于旋转角θm的更新周期DRT_sa。旋转角θm的更新周期DRT_sa需要充分短于第一微型计算机51的计算周期DRT_m。与此相反,可以根据电机10的预定旋转速度将旋转数TC的更新周期DRT_sb设定为适当的周期;适当的周期能够防止遗漏了对所划分的三个旋转角范围中的每个旋转角范围的检测。这是因为可靠地检测所划分的三个旋转角范围中的每个旋转角范围使得能够检测电机10的旋转数和电机10的反转,从而防止对电机10的旋转数的错误检测。注意,可以将电机10的预定旋转速度设置成电机10的最大旋转速度或者对旋转数TC进行计数所需的预定值。
参照图11C和图11D,与第一传感器61在时间x11处的操作一样,第一传感器61在时间x21处将包括旋转角θm的最新测量数据1A、旋转数TC的最新测量数据1B和时间x11处的CRC码的输出信号Sd20发送到第一微型计算机51。与第一微型计算机51在时间x12处的操作类似,第一微型计算机51在时间x22处开始基于输出信号Sd20中包括的旋转角信号1A和旋转数信号1B来计算旋转角θm和转向角θs。
与第一微型计算机51在时间x13处的操作类似,在对旋转角θm和转向角θs的计算在时间x22处开始之后,第一微型计算机51在时间x23处将命令信号com2发送至第一传感器61。第一传感器61在时间x23处将包括旋转角θm的最新测量数据4A、旋转数TC的最新测量数据3B和时间x23处的CRC码的输出信号Sd21发送至第一微型计算机51。
与第一微型计算机51在时间x14处的操作类似,第一微型计算机51在时间x24处开始基于输出信号Sd21中包括的旋转角信号4A和旋转数信号3B来计算旋转角θm和转向角θs。
与第一微型计算机51在x15处的操作类似,在对旋转角θm和转向角θs的计算在时间x24处开始之后,第一微型计算机51在时间x25处将命令信号com3发送到第一传感器61。第一传感器61在时间x25处将包括旋转角θm的最新测量数据8A、旋转数TC的最新测量数据4B和时间x25处的CRC码的输出信号Sd22发送至第一微型计算机51。
与第一微型计算机51在时间x16处的运算类似,第一微型计算机51在时间x26处开始基于输出信号Sd22中包括的旋转角信号8A和旋转数信号4B来计算旋转角θm和转向角θs。
相反,图30A至图30E分别对应于图10A至图10E,示出了在第一比较示例中用于检测电机的旋转角的旋转角传感器和用于检测电机的旋转数的旋转数传感器如何与微型计算机进行通信,其中旋转角传感器和旋转数传感器分别设置在单独的第一芯片和第二芯片中。也就是说,在第一比较示例中,旋转角传感器和旋转数传感器独立输出旋转角信号和旋转数信号。在本第一比较示例中,旋转角信号和旋转数信号根据SPI的芯片选择功能而从旋转角传感器和旋转数传感器单独地被发送。注意,图30A至图30E中所示的第一比较示例中的旋转角θm的更新周期和旋转数TC的更新周期与图10A至图10E中所示的第一实施方式中的旋转角θm的更新周期DRT_sa和旋转数TC的更新周期DRT_sb相同。
参照图30C和图30D,微型计算机在时间x91处向旋转角传感器发送命令信号com1c。命令信号com1c请求在下一个接着的命令信号com2c的发送定时处发送输出信号。旋转角传感器在时间x91处将包括旋转角θm的最新测量数据1A但是不包括旋转数TC的最新测量数据1B的输出信号Sd91发送至微型计算机。
微型计算机在时间x92处开始基于输出信号Sd91中所包括的旋转角信号1A以及在紧之前的输出信号Sd90(未示出)中包括的旋转数信号-1B来计算旋转角θm和转向角θs,其中,所述输出信号Sd90在紧之前的命令信号com0c(未示出)的发送定时处被发送。
在对旋转角θm和转向角θs的计算在时间x92处开始之后,微型计算机在时间x93处向旋转数传感器发送命令信号com2c。旋转数传感器在时间x93处将包括旋转数TC的最新测量数据3B而不包括旋转角θm的最新测量数据3A的输出信号Sd92发送至微型计算机。
微型计算机还在时间x94处向旋转角传感器发送命令信号com3c。旋转角传感器在时间x94处将包括旋转角θm的最新测量数据8A而不包括旋转数TC的最新测量数据3B的输出信号Sd93发送至微型计算机。
微型计算机在时间x95处开始基于输出信号Sd93中包括的旋转角信号8A以及在紧之前的输出信号Sd92中包括的旋转数信号3B来计算旋转角θm和转向角θs。
如上所述,第一比较示例被配置成使得用于检测旋转角θm的旋转角传感器以及用于检测旋转数TC的旋转数传感器被分别设置在独立的第一芯片和第二芯片中。这使得旋转角信号和旋转数信号各自从旋转角传感器和旋转数传感器被输出至微型计算机。为此,如图30所示,作为示例,时间x95处的计算所使用的旋转角信号的检测定时与旋转数信号的检测定时之间的间隔的长度Tdc可以变得比来自微型计算机的命令信号的发送周期长。
也就是说,在旋转角信号的每个检测定时与旋转数信号的对应的检测定时之间具有较长的间隔的第一比较示例会使得转向角度θs错误地被计算。
相反,根据第一实施方式的旋转检测设备1被配置成使得旋转角计算器614和旋转数计算器615集成在单个芯片641中,并且该旋转检测设备1被配置成从通信器619向第一微型计算机51发送包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集,即,输出信号通信帧。
为此,如图10A至图10E所示,如果旋转角θm的测量数据和旋转数TC的测量数据彼此同步地、周期性地被检测到,则第一微型计算机51能够基于每个周期的旋转角θm的测量数据和旋转数TC的测量数据来计算旋转角θm、旋转数TC和转向角θs。
此外,如图11A至图11E所示,即使旋转角θm的更新周期DRT_sa与旋转数TC的更新周期DRT_sb彼此不同,旋转检测设备1也被配置成向第一微型计算机51发送包括每个输出信号发送周期的一系列的旋转角θm的最新测量数据和旋转数TC的最新测量数据的输出信号集。输出信号发送周期基于命令信号发送周期来确定。该配置使能旋转角θm的测量数据的检测定时与旋转数TC的测量数据的检测定时之间的间隔的长度Td比第一微型计算机51的计算周期DRT_m短。因此,与第一比较示例相比,该配置减小了旋转角θm的测量数据的检测定时与旋转数TC的测量数据的检测定时之间的间隔。
根据第一实施方式的旋转检测设备1被配置成经由单个通信线692向第一微型计算机51周期地发送包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集。与旋转角信号和旋转数信号经由单独的通信线各自被发送至第一计算机51的情况相比,该配置使得连接在第一微型计算机51与旋转检测设备1之间的通信线的数量减少。
如上所述,根据第一实施方式的被配置为上文提及的双冗余系统的驱动设备800被安装在电力转向设备108中。驱动设备800的双冗余配置使得即使驱动设备800的双冗余部中之一发生故障驾驶员对方向盘101的操作也能连续地受到辅助。
特别地,旋转检测设备1包括重复的电路模块610和620,电路模块610和620中每个电路模块均被配置成计算旋转角θm和旋转数TC。该配置使得即使重复的电路模块610和620中之一发生了故障驾驶员对方向盘101的操作也能够连续地受到辅助。此外,旋转检测设备1被配置成使得重复的电路模块610和620中的每个电路模块集成在单个芯片641和单个芯片642中对应的一个芯片中,从而使得旋转检测设备1的尺寸减小。这有助于减小驱动设备800的尺寸,从而使得车辆V的乘客车厢的乘客空间增大以及车辆V的燃油经济性的改善。
如以上详细描述,第一实施方式的旋转检测设备1包括第一传感器61、第二传感器62、第一微型计算机51和第二微型计算机52。
第一传感器61包括传感器元件601和电路模块610,以及第二传感器62包括传感器元件602和电路模块620。
传感器元件601和602中的每个传感器元件均被配置成检测电机10的旋转。电路模块610和620中的每个电路模块均被配置成基于601和602中对应的一个的测量值来生成作为指示电机10的旋转的信息的输出信号集,并且将该输出信号集输出至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机获得从第一传感器61和第二传感器62中对应的一个传感器发送的输出信号集。然后,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机基于从第一传感器61和第二传感器62中对应的一个传感器发送的输出信号集来计算指示电机10的旋转的至少一个参数。
电路模块610包括旋转角计算器614、旋转数计算器615和通信器619。旋转角计算器614基于传感器元件601的测量值来计算电机10的旋转角θm,从而生成与电机10的旋转角θm相关联的旋转角信号。旋转数计算器615基于传感器元件601的测量值来计算电机的旋转数TC,从而生成与电机10的旋转数TC相关联的旋转数信号。通信器619生成包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集,并且将该输出信号集发送至第一微型计算机51。
电路模块620包括旋转角计算器624、旋转数计算器625和通信器629。旋转角计算器624基于传感器元件602的测量值来计算电机10的旋转角θm,从而生成与电机10的旋转角θm相关联的旋转角信号。旋转数计算器625基于传感器元件602的测量值来计算电机的旋转数TC,从而生成与电机10的旋转数TC相关联的旋转数信号。通信器629生成包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集,并且将该输出信号集发送至第二微型计算机52。
因为旋转角信号和旋转数信号包括在输出信号集即输出信号通信帧中,所以第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器均能够通过单次通信来将旋转角信号和旋转数信号二者发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机。该配置使能旋转角θm的测量数据的检测定时与旋转数TC的测量数据的检测定时之间的间隔减小。
根据第一实施方式的旋转检测设备1被配置成:
(1)经由单个通信线692将包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集从第一传感器61发送至第一微型计算机51;
(2)经由单个通信线694将包括一系列旋转角信号和旋转数信号的输出信号集从第二传感器62发送至第二微型计算机52。
与旋转角信号和旋转数信号从第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器分别发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机的情况相比,该配置还使得在第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器与第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机之间连接的通信线的数量减少。
旋转角计算器614和旋转数计算器615中的每个计算器基于共用传感器元件601的测量值来计算电机10的旋转角θm和旋转数TC中对应的一个。类似地,旋转角计算器624和旋转数计算器625中的每个计算器基于共用传感器元件602的测量值来计算电机10的旋转角θm和旋转数TC中对应的一个。
这减少了用于计算旋转角θm和旋转数TC的传感器元件的数量。
恒压电路37和47设置在相应的第一电源线和第二电源线中;第一电源线连接在第一电池39与第一传感器61之间,以及第二电源线连接在第二电池49与第二传感器62之间。该配置使第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器的耐压独立于第一电池39和第二电池49中的每个电池的额定电压而保持不变。
旋转检测设备1包括重复的第一传感器61和第二传感器62,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器均被配置成检测电机10的旋转角θm和旋转数TC;第一传感器61和第二传感器62安装在单个封装65中。该配置使得即使重复的第一传感器61和第二传感器62中之一发生故障电机10的旋转角θm和旋转数TC也能够被连续地检测到。
与第二比较示例相比,第一传感器61和第二传感器62被安装在单个封装件65中的旋转检测设备1减小了面积——该面积上装配单个传感器封装65。具体地,如图31所示,该比较示例被配置成使得用于计算旋转角θm的第一对传感器封装656和657以及用于计算旋转数TC的第二对传感器封装658和659单独地被设置在第一电路板21上。
旋转检测设备1的该配置使得能够可靠地保证应当从其移除热量的电路部件例如开关元件301至306以及开关元件401至406的区域在例如第一电路板21的第一主表面201上。
将第一传感器61和第二传感器62进行封装还使得能够将传感器元件601和602布置成靠近旋转中心线Ac。这使得磁体16的尺寸减小,并且防止电机10的旋转的检测精度下降。特别地,第一传感器61和第二传感器62被布置成关于旋转中心线Ac对称。该布置使得第一传感器61与第二传感器62之间的测量误差减小。
旋转检测设备1包括:
(1)第一传感器61与接收从第一传感器61发送的输出信号的第一微型计算机51的第一组合系统;
(2)第二传感器62与接收从第二传感器62发送的输出信号的第二微型计算机52的第二组合系统。
该配置使得即使第一组合系统和第二组合系统中之一发生故障也能够通过第一组合系统和第二组合系统中的另一组合系统来连续地检测旋转角θm和旋转数TC。
电力转向设备108包括电机10、旋转检测设备1以及第一微型计算机51和第二微型计算机52。电机10被配置成生成用于辅助驾驶员对方向盘101的操作的辅助扭矩。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机均被配置成基于从第一传感器61和第二传感器62中对应的一个传感器发送的输出信号中所包含的旋转角信号和旋转数信号来控制电机10;从第一传感器61和第二传感器62中对应的一个传感器发送的输出信号表示与电机10的旋转相关联的信息。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机还被配置成根据旋转角θm和旋转数TC来计算转向角度θs。
电力转向设备108的该配置使得能够省略以下转向传感器:每个所述转向传感器与转向轴102啮合并且被配置成检测转向角度θs。
因为旋转角信号和旋转数信号包含在输出信号集即输出信号通信帧中,所以第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器能够通过单次通信来将旋转角信号和旋转数信号二者发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机。该配置使能旋转角θm的测量数据的检测定时与旋转数TC的测量数据的检测定时之间的间隔减小。
第二实施方式
以下参照图12和图13描述了本公开内容的第二实施方式。第二实施方式包括在以下方面与根据第一实施方式的旋转检测设备1不同的旋转检测设备2。所以,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第一实施方式与第二实施方式之间被分配有相同或相似的附图标记的相似部分的描述,从而消除了冗余描述。为了简化表示,从随后描述的图12、图14和图23中省略第一电池39和第二电池49。
参照图12,旋转检测设备2包括第一传感器261、第二传感器262、第一微型计算机51和第二微型计算机52。
第一传感器261包括用于测量电机10的旋转角的传感器元件603、用于测量电机10的旋转数的传感器元件604以及电路模块610。传感器元件603和604以及电路模块610集成在单个芯片641中。
第二传感器262包括用于测量电机10的旋转角的传感器元件605、用于测量电机10的旋转数的传感器元件606以及电路模块620。传感器元件605和606以及电路模块620集成在单个芯片642中。与随后描述的第三实施方式至第六实施方式相似,第一芯片641和第二芯片642装配在单个传感器封装件65中,该传感器封装件65安装在第一电路板21上。
传感器元件603至606中的每个传感器元件例如霍尔元件被设计成如同传感器元件601和602那样测量由磁体16的旋转引起的磁变化即磁通变化。第一传感器261与第一微型计算机51之间的通信以与根据第一实施方式的在第一传感器61与第一微型计算机51之间的通信相同的方式来执行。第二传感器262与第二微型计算机52之间的通信以与根据第一实施方式的在第二传感器62与第二微型计算机52之间的通信相同的方式来执行。
也就是说,用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件603和605以及用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件604和606被分开设置。这使得适于测量电机10的旋转角θm的传感器元件和适于测量电机10的旋转数TC的传感器元件能够被选择作为相应的传感器元件603和604以及被选择作为相应的传感器元件605和606。例如,具有较高测量准确度的传感器元件可以用作用于测量电机10的旋转角θm的传感器元件603和605中的每个传感器元件。反之,需要较少电力的传感器元件可以用作用于测量电机10的旋转数TC的传感器元件604和606中的每个传感器元件。
图13A和图13B中的每个图示出了传感器元件603至606被如何布置在封装件65中的示例。
参照图13A和图13B,芯片641和642被布置成相对于旋转中心线Ac对称,以及装配在相应的芯片641和642中的传感器元件603和605也被布置成相对于旋转中心线Ac对称。类似地,装配在相应的芯片641和642中的传感器元件604和606被布置成相对于旋转中心线Ac对称。
具体地,如图13A所示,传感器元件603被布置成比传感器元件604更靠近旋转中心线Ac。也就是说,相对于旋转中心线Ac而言,传感器元件603被布置在芯片641的内侧,以及传感器元件604被布置在芯片641的外侧。类似地,如图13A所示,传感器元件605被布置成比传感器元件606更靠近旋转中心线Ac。也就是说,相对于旋转中心线Ac而言,传感器元件605被布置在芯片642的内侧,以及传感器元件606被布置在芯片642的外侧。
也就是说,需要较高测量准确度的用于测量电机10的旋转角θm的传感器元件603和605被布置成更靠近旋转中心线Ac,这使得测量误差减小。反之,其测量准确度不如传感器元件603和605那样高的用于测量电机10的旋转数TC的传感器元件604和606被布置成距旋转中心线Ac较远。
此外,如图13B所示,在芯片641中,传感器元件603和604可以被布置成平行于引线框架66的横向宽度方向,以面向旋转中心线Ac。类似地,在芯片642中,传感器元件605和606可以被布置成平行于引线框架66的横向宽度方向,以面向旋转中心线Ac。这使得传感器元件603和605被布置成相对于旋转中心线Ac对称,以及传感器元件604和606被布置成相对于旋转中心线Ac对称。
与第一实施方式类似,旋转角计算器614基于由传感器元件603测量的表示磁体16的磁变化的值来计算电机10的旋转角θm,并且将指示所计算的电机10的旋转角θm的旋转角信号输出至通信器619。旋转数计算器615计算由传感器元件604测量的表示磁体16的磁变化的电机10的旋转数TC。然后,旋转数计算器615将指示电机10的旋转数TC的旋转数信号输出至通信器619。
类似地,旋转角计算器615基于由传感器元件605测量的表示磁体16的磁变化的值来计算电机10的旋转角θm,并且将指示所计算的电机10的旋转角θm的旋转角信号输出至通信器619。旋转数计算器615计算由传感器元件606测量的表示磁体16的磁变化的电机10的旋转数TC。然后,旋转数计算器615将指示电机10的旋转数TC的旋转数信号输出至通信器619。
如上所述,旋转检测设备2被配置成使得用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件603和605以及用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件604和606被分开设置。这使得适于测量电机10的旋转角θm的传感器元件以及适于测量电机10的旋转数TC的传感器元件能够被选择作为相应的传感器元件603和604以及被选择作为相应的传感器元件605和606。
根据第二实施方式的用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件603和605均用作第一传感器元件,并且用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件604和606均用作第二传感器元件。
除了特定有益效果之外,第二实施方式还实现了与由第一实施方式所实现的有益效果相同的有益效果。
第三实施方式
以下参照图14和图15描述了本公开内容的第三实施方式。第三实施方式包括在以下方面与根据第一实施方式的旋转检测设备1不同的旋转检测设备3。所以,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第一实施方式与第三实施方式之间被分配有相同或相似的附图标记的相似部分的描述,从而消除了冗余描述。
参照图14,旋转检测设备3包括第一传感器361、第二传感器362、第一微型计算机51和第二微型计算机52。
第一传感器361包括电路模块611。除了第一实施方式的电路模块610的部件之外,电路模块611还包括自诊断单元618。第二传感器362包括电路模块621。除了第一实施方式的电路模块620的部件之外,电路模块621还包括自诊断单元628。传感器元件601和电路模块611集成在单个芯片641中,以及传感器元件602和电路模块621集成在单个芯片642中。与第二实施方式相似,用于分别测量电机10的旋转角θm和旋转数TC的不同的传感器元件可以代替传感器元件601和602中的每个传感器元件来使用。
自诊断单元618被配置成诊断第一传感器361中是否存在故障即失灵。具体地,自诊断单元618被配置成监测传感器元件601、旋转角计算器614和旋转数计算器615中的每个是否存在包括电源故障和接地故障的电力故障。类似地,自诊断单元628被配置成诊断第二传感器362中是否存在故障。具体地,自诊断单元628被配置成监测传感器元件602、旋转角计算器624和旋转数计算器625中的每个是否存在包括电源故障和接地故障的电力故障。自诊断单元618和628中的每个自诊断单元将由其获得的自诊断结果输出至通信器619和629中对应的一个通信器。
第一传感器361和第二传感器362中对应的传感器的通信器619和629中的每个通信器被配置成:响应于从第一微型计算器51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的预定类型的命令信号被输入至该通信器,将自诊断结果作为状态数据或状态信号包括在要输出至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机的输出信号中。
具体地,第一传感器361和第二传感器362中的每个传感器被配置成根据从第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的命令信号的类型来改变要发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机的输出信号中所包括的信息。
与相应的图11A至图11E对应的图15A至图15E示出了当更新周期DRT_sa和DRT_sb被设置成彼此不同时第一传感器361与第一微型计算机51如何通信。因为图15A至图15E中所示的通信定时与图11A至图11E中所示的通信定时基本上相同,所以以下描述通信器619如何响应于从第一微型计算机51发送的命令信号来改变输出信号中所包括的信息。
与第一实施方式相似,以下参照图15A至图15E仅描述第一传感器361与第一微型计算机51如何通信,并且省略了第二传感器362与第二微型计算机52如何通信。这是因为第二传感器362与第二微型计算机52如何通信和第一传感器361与第一微型计算机51如何通信基本上相同。
如上所述,第一传感器361被配置成根据从第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的命令信号的类型来改变要发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机的输出信号中所包括的信息。
参照图15C和图15D,第一微型计算机51在时刻x31处向第一传感器361发送命令信号com_a。第一传感器361的通信器619响应于从第一微型计算机51发送的下一个命令信号S_b在时刻x31处向第一微型计算机51发送输出信号Sd_a,输出信号Sd_a包括针对旋转角θm的最新测量数据1A、针对旋转数TC的最新测量数据1B、在图11C中被示出为“状态”的状态信号以及CRC代码。
第一微型计算机51在时刻x32处向第一传感器361发送命令信号com_b。命令信号com_b请求在下一个命令信号com_c的下一个发送定时处对不包括状态数据的输出信号进行发送。通信器619在时刻x33处将由紧前一个命令信号com_b请求的输出信号Sd_b发送至第一微型计算机51;输出信号Sd_b包括针对旋转角θm的最新测量数据4A、针对旋转数TC的最新测量数据3B以及CRC代码。
第一微型计算机51在时刻x33处向第一传感器361发送命令信号com_c。命令信号com_c请求在下一个命令信号com_d的下一个发送定时处对不包括旋转数TC的测量数据的输出信号进行发送。通信器619在时刻x34处将由紧前一个命令信号com_c请求的输出信号Sd_c发送至第一微型计算机51;输出信号Sd_c包括针对旋转角θm的最新测量数据8A、状态数据和CRC代码。
第一微型计算机51在时刻x34处向第一传感器361发送命令信号com_d。命令信号com_d请求在下一个命令信号com_e的下一个发送定时处对不包括状态数据和旋转数TC的测量数据的输出信号进行发送。通信器619在时刻x35处将由紧前一个命令信号com_d请求的输出信号Sd_d发送至第一微型计算机51;输出信号Sd_d包括针对旋转角θm的最新测量数据11A和CRC代码。
图15C示出了下述示例:命令信号com_a、com_b、com_c和com_d按照该顺序从第一微型计算机51被发送至第一传感器361,并且输出信号Sd_a、Sd_b、Sd_c和Sd_d按照该顺序从第一传感器361被发送至第一微型计算机51。发送命令信号com_a、com_b、com_c和com_d的顺序可以改变,使得输出信号Sd_a、Sd_b、Sd_c和Sd_d的对应顺序也可以改变。
第一微型计算机51可以被配置成:
(1)向第一传感器361发送第一周期命令信号,第一周期命令信号请求第一传感器361响应于接收到第一周期命令信号中的每个第一周期命令信号来测量电机10的旋转数TC;
(2)向第一传感器361发送第二周期命令信号,第二周期命令信号请求第一传感器361响应于接收到第二周期命令信号中的每个第二周期命令信号来获得状态数据;
(3)向第一传感器361发送第三命令信号,第三命令信号请求第一传感器361响应于接收到第三命令信号中的每个第三命令信号来测量电机10的旋转角θm;第三命令信号与第一周期命令信号和第二周期命令信号不同步。
用于测量电机10的旋转数TC的第一周期命令信号的周期以及用于获得状态数据的第二周期命令信号的周期可以被设置成彼此相同或者彼此不同。
第一微型计算机51可以被配置成在每次第一微型计算机51请求电机10的旋转数TC和第一传感器361的状态数据时向第一传感器361发送命令信号com_a、com_b、com_c中之一而不发送命令信号com_d。
在接收到输出信号中之一时,第一微型计算机51开始进行由对应的输出信号限定的计算任务(参见图11E)。图11E示出了进行基于相应的输出信号的计算任务所需的周期被设置成彼此相等但也可以被设置成彼此不同。
根据第三实施方式的旋转检测设备3被配置成使得第一传感器361和第二传感器362中的每个传感器包括自诊断单元618和628中对应的一个自诊断单元,并且根据从第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的命令信号的类型来改变输出信号中所包括的信息。然而,本公开内容不限于该配置。具体地,根据第一实施方式和第二实施方式的不包括自诊断单元618和628的旋转检测设备1和旋转检测设备2中的每个旋转检测设备可以被配置成根据从第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的命令信号的类型来改变输出信号中所包括的信息。
例如,第一传感器61和261中的每个第一传感器可以被配置成:
(1)响应于命令信号com_b来输出包括针对旋转角θm的最新测量数据、针对旋转数TC的最新测量数据和CRC代码的输出信号Sd_b;
(2)响应于命令信号com_d来输出包括针对旋转角θm的最新测量数据和CRC代码的输出信号Sd_d。
如上所述,旋转检测设备3被配置成使得第一微型计算机51向通信器619发送其类型指定由第一传感器361获得的多条数据中至少之一的命令信号;多条数据中所述至少之一应当包括在输出信号中。通信器619接收命令信号,并且根据命令信号的类型来改变输出信号中所包括的信息。这使得通信器619能够向第一微型计算机51有效地发送第一微型计算机51所需的至少一条数据。
电路模块611包括用于确定第一传感器361中是否存在故障的自诊断单元618,并且通信器619向第一微型计算机51发送包括自诊断结果的输出信号。当接收到例如表示第一传感器361中存在故障的异常自诊断结果时,第一微型计算机51基于包括异常自诊断结果的输出信号而被禁止进行计算。这使得旋转检测设备3具有较高的可靠性。
第三实施方式描述了通过第一传感器361与第一微型计算机51的组合实现的有益效果,但是第二传感器362与第二微型计算机52的组合可以实现相同的有益效果。
除了特定有益效果之外,第三实施方式还实现了与由第一实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第四实施方式
以下参照图16描述了本公开内容的第四实施方式。第四实施方式包括在以下方面与根据第三实施方式的旋转检测设备3不同的旋转检测设备4。所以,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第三实施方式与第四实施方式之间被分配有相同或相似的附图标记的相似部分的描述,从而消除了冗余描述。
参照图16,旋转检测设备4包括第一传感器461、第二传感器462、第一微型计算机51和第二微型计算机52。
第一传感器461包括装配在单个芯片641中的传感器元件601、传感器元件607以及电路模块612。第二传感器462包括装配在单个芯片642中的传感器元件602、传感器元件608以及电路模块622。
除了第三实施方式的电路模块611的部件之外,电路模块612还包括旋转角计算器616和旋转数计算器617。
也就是说,第一传感器461包括成对的:
(1)旋转信息计算器951,其包括传感器元件601、旋转角计算器614和旋转数计算器615;
(2)旋转信息计算器952,其包括传感器元件607、旋转角计算器616和旋转数计算器617。
除了第三实施方式的电路模块612的部件之外,电路模块622还包括旋转角计算器626和旋转数计算器627。
也就是说,第二传感器462包括成对的:
(1)旋转信息计算器953,其包括传感器元件602、旋转角计算器624和旋转数计算器625;
(2)旋转信息计算器954,其包括传感器元件608、旋转角计算器626和旋转数计算器627。
自诊断单元618被配置成监测:
(1)在传感器元件601和607、旋转角计算器614和616以及旋转数计算器615和617中的每个中是否存在包括电源故障和接地故障的电力故障;
(2)电路模块612中是否存在失灵,从而诊断旋转角θm。
例如,自诊断单元618被配置成将由旋转信息计算器951获得的计算结果与由旋转信息计算器952获得的对应的计算结果进行比较。然后,自诊断单元618被配置成基于比较结果来确定第一传感器461中是否存在内部故障例如偏置故障。这使得能够诊断传感器元件601和607中之一中是否存在失灵,以及旋转角θm的值是否为异常值。
自诊断单元628被配置成监测:
(1)在传感器元件602和608、旋转角计算器624和626以及旋转数计算器625和627中的每个中是否存在包括电源故障和接地故障的电力故障;
(2)电路模块622中是否存在失灵,从而诊断旋转角θm。
例如,自诊断单元628被配置成将由旋转信息计算器953获得的计算结果与由旋转信息计算器954获得的对应的计算结果进行比较。然后,自诊断单元628被配置成基于比较结果来确定第二传感器462中是否存在内部故障例如偏置故障。这使得能够诊断传感器元件602和608中之一中是否存在失灵,以及旋转角θm的值是否为异常值。
自诊断单元618和628中的每个自诊断单元将由其获得的自诊断结果输出至通信器619和629中对应的一个通信器。
第一传感器461和第二传感器462中对应的传感器的通信器619和629中的每个通信器被配置成:响应于从第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机发送的预定类型的命令信号被输入至该通信器,将自诊断结果作为状态数据包括在要输出至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机的输出信号中。
注意,自诊断单元618可以被配置成在不执行比较的情况下将由旋转信息计算器951获得的计算结果和由旋转信息计算器952获得的对应的计算结果输出至第一微型计算机51。然后,第一微型计算机51可以被配置成将由旋转信息计算器951获得的计算结果与由旋转信息计算器952获得的对应的计算结果进行比较,从而诊断在第一传感器461的电路模块612中是否存在失灵。
类似地,自诊断单元628可以被配置成在不执行比较的情况下将由旋转信息计算器953获得的计算结果以及由旋转信息计算器954获得的对应的计算结果输出至第二微型计算机52。然后,第二微型计算机52可以被配置成将由旋转信息计算器953获得的计算结果与由旋转信息计算器954获得的对应的计算结果进行比较,从而诊断第二传感器462的电路模块622中是否存在失灵。
自诊断单元618和628中的每个自诊断单元还可以被配置成使用已知的诊断方法中至少之一来诊断第一传感器461和第二传感器462中对应的一个传感器中是否存在故障。
与第二实施方式相似,用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件和用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件被分开设置以替换传感器元件601,以及用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件和用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件被分开设置以替换传感器元件607。类似地,用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件和用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件被分开设置以替换传感器元件602,以及用于检测电机10的旋转角θm的传感器元件和用于检测电机10的旋转数TC的传感器元件被分开设置以替换传感器元件608。
该修改使得第一传感器461和第二传感器462中的每个传感器包括四个传感器元件,以及因此旋转检测设备包括总共八个传感器元件。
如上所述,旋转检测设备4包括第一传感器461和第二传感器462。第一传感器461包括成对的:
(1)旋转信息计算器951,其包括传感器元件601、旋转角计算器614和旋转数计算器615;
(2)旋转信息计算器952,其包括传感器元件607、旋转角计算器616和旋转数计算器617。
第二传感器462包括成对的:
(1)旋转信息计算器953,其包括传感器元件602、旋转角计算器624和旋转数计算器625;
(2)旋转信息计算器954,其包括传感器元件608、旋转角计算器626和旋转数计算器627。
该配置使得:
(1)自诊断单元618或第一微型计算机51能够基于由旋转信息计算器951获得的计算结果与由旋转信息计算器952获得的对应的计算结果之间的比较来诊断第一传感器461中是否存在失灵;
(2)自诊断单元628或第二微型计算机52能够基于由旋转信息计算器953获得的计算结果与由旋转信息计算器954获得的对应的计算结果之间的比较来诊断第二传感器462中是否存在失灵。
这使得有效地自诊断第一传感器461和第二传感器462中的每个传感器。
除了特定有益效果之外,第四实施方式还实现了与由第三实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第五实施方式
以下参照图17描述了本公开内容的第五实施方式。第五实施方式在以下方面与第一实施方式不同。所以,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第一实施方式与第五实施方式之间被分配有相同或相似的附图标记的相似部分的描述,从而消除了冗余描述。
如上所述,根据第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式的第一传感器61的电路模块610进行下述任务:计算包括旋转角θm和针对旋转数TC的最新测量数据的信息;该任务被称为旋转信息计算任务。
根据第五实施方式的第一传感器61的电路模块610还被配置成进行与根据相应的第一实施方式至第四实施方式的旋转信息计算任务不同的旋转信息计算任务。
电动助力转向设备108在车辆V的启动开关即点火开关关断时被关闭,使得车辆V停止。这使得电力不被供给至第一微型计算机51和第二微型计算机52,使得第一微型计算机51和第二微型计算机52不进行计算或不与其他装置通信。
根据第五实施方式的旋转检测设备被配置成使得即使电动助力转向设备108被关闭的情况下电力也连续地被供给至传感器封装件65。具体地,在电动助力转向设备108停止工作的情况下,根据第五实施方式的第一电池39被配置成将电力直接供给至第一传感器61,以及根据第五实施方式的第二电池49被配置成将电力直接供给至第二传感器62。
这使得即使电动助力转向设备108停止的情况下第一传感器61和第二传感器62中对应的传感器的电路模块610和620中的每个电路模块也能够连续地进行旋转信息计算任务。
如上所述,转向轴102的转向角度θs被计算为旋转角θm、旋转数TC和减速齿轮机构109的传动比的函数。在电动助力转向设备108停止工作的情况下,驾驶员对方向盘101的操作使得转向轴102转动,使得电机10经由减速齿轮机构109而旋转。此时,如果未对旋转数TC计数,则转向轴102的转向角度θs不能够被计算,直到完成了对方向盘101的中立位置的再次获知。注意,因为在重新启动车辆V即重新启动电动助力转向设备108时对转向轴102的转向角度θs的计算需要旋转角θm的瞬时值,所以不需要连续地计算旋转角θm。
鉴于这些情况,根据第五实施方式的旋转检测设备被配置成使得在电动助力转向设备108停止工作的情况下第一电池39将电力直接供给至第一传感器61,以及第二电池49将电力直接供给至第二传感器62。这使得第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器能够在电动助力转向设备108停止工作的情况下连续地执行至少对电机10的旋转数TC的计算。注意,第五实施方式还可以被配置成使得第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器在电动助力转向设备108停止工作的情况下连续地执行对电机10的旋转角θm的计算。优选地,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器被配置成在电动助力转向设备108停止工作的情况下不连续地执行对电机的旋转角θm的计算,以防止电动助力转向设备108的电力消耗升高。
第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器将所计数的旋转数TC存储在其中而不将所计数的旋转数TC发送至第一微型计算机51和第二微型计算机52中对应的一个微型计算机,这是因为第一微型计算机51和第二微型计算机52停止工作。然后,在重新启动电动助力转向设备108之后,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器响应于从对应的微型计算机发送的命令信号将包括旋转角信号以及存储在其中的所计数的旋转数TC的输出信号发送至对应的微型计算机。这使得第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每个微型计算机能够在不重新获知方向盘101的中立位置的情况下在重新启动电动助力转向设备108时适当地计算转向轴102的转向角度θs。
以下详细描述了由第一传感器61和第二传感器62中对应的传感器的电路模块610和620中的每个电路模块执行的旋转信息计算任务。以下仅描述由第一传感器61的电路模块610执行的旋转信息计算任务,并且省略由第二传感器62的电路模块620执行的旋转信息计算任务。这是因为由第二传感器62的电路模块620执行的旋转信息计算任务与由第一传感器61的电路模块610执行的旋转信息计算任务基本上相同。
当开始旋转信息计算任务时,在步骤S101中,电路模块610确定电动助力转向设备108是否在工作。例如,在步骤S101中,电路模块610能够根据没有时钟信号和/或命令信号从第一微型计算机51发送至其来确定电动助力转向设备108未在工作。当确定电动助力转向设备108未在工作(步骤S101中为否)时,旋转信息计算任务进行至步骤S104。否则,当确定电动助力转向设备108在工作(步骤S101中为是)时,旋转信息计算任务进行至步骤S102。
在步骤S102中,电路模块610基于由传感器元件601测量的值来计算旋转角θm和旋转数TC,并且基于由传感器元件601测量的值来计算旋转数TC。然后,电路模块610响应于从第一微型计算机51发送的命令信号将包括旋转角θm和旋转数TC的输出信号输出至第一微型计算机51。这使得第一微型计算机51基于输出信号中所包括的旋转角θm和旋转数TC来计算旋转角θm和转向角度θs。
否则,当确定电动助力转向设备108未在工作(步骤S101中为否)时,在步骤S104中,电路模块610确定电机10是否停止。例如,在步骤S104中,电路模块610能够在例如电机10的旋转速度低于预定阈值时确定电机10停止。电路模块610还能够在指示由第一传感器601测量的旋转角θm的测量信号未变化时确定电机10停止。电路模块610还能够在从传感器元件601依次输出的测量值的变化量——例如传感器元件601的当前测量值与紧前一个测量值之间的偏差或该偏差的微分值——低于预定阈值时确定电机10停止。此外,如果电路模块610被配置成每次电机10转动三个或更多个划分的旋转角范围中之一时增大指示电机10的旋转数的计数值,则电路模块610能够在针对预定时间段继续相同的计数值时确定电机10停止。
当确定电机10在工作(步骤S104中为否)时,旋转信息计算任务进行至步骤S105。否则,当确定电机10停止(步骤S104中为是)时,旋转信息计算任务进行至步骤S106。
在步骤S105中,电路模块610的旋转数计算器615以第一频率f1计算旋转数TC。第一频率f1可以被设置成防止跳过对电机旋转的检测。在步骤S105中,电路模块610的旋转数计算器615可以仅在预定时间段内以第一频率f1计算旋转数TC。
在步骤S106中,电路模块610的旋转数计算器615以低于第一频率f1的第二频率f2计算旋转数TC。因为旋转数TC在电机10停止的情况下不变化,所以与在电机10在工作的情况下的计算旋转数TC的频率相比,减小电机10在停止的情况下计算旋转数TC的频率使得能够减小基于电机10的操作的电力消耗。
在电动助力转向设备108在工作的情况下将计算频率设置成等于或高于第一频率f1防止跳过检测电机10的旋转。当电动助力转向设备108正在工作的情况下,第一微型计算机51能够基于旋转角θm来计算旋转数TC,这是因为旋转角θm被发送至第一微型计算机51。这使得能够将在电动助力转向设备108在工作的情况下旋转数TC的计算频率设置成低于第一频率f1。
紧跟步骤S105或步骤S106的操作,在步骤S107中,电路模块610将旋转数TC存储在其中。注意,当执行当前旋转信息计算任务的步骤S107中的操作时,电路模块610将紧前一个旋转信息计算任务的在步骤S107的操作中存储的旋转数TC的值更新成当前旋转信息计算任务的在步骤S107的操作中存储的旋转数TC的值。
当电动助力转向设备108重新启动时,电路模块610将存储在其中的旋转数TC以及包括旋转角θm的旋转信号发送至第一微型计算机51。
如上所述,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器被配置成根据电机10是否在工作来改变由旋转数计算器615和625中对应的一个旋转数计算器更新即计算旋转数TC的频率。具体地,第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器被配置成:与电机10在工作的情况下更新即计算旋转数TC的频率相比,减小在电机10停止的情况下更新即计算旋转数TC的频率。这使得在电机10停止的情况下第一传感器61和第二传感器62中的每个传感器的电力消耗能够减小。
根据第五实施方式的旋转检测设备被配置成使得:在电动助力转向设备108停止工作的情况下,第一电池39直接向第一传感器61供给电力,并且第二电池49直接向第二传感器62供给电力。
这使得第一传感器61和第二传感器62中的每一个能够在电动助力转向设备108停止工作的情况下连续地执行至少计算电机10的旋转数TC。这使得第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够在不执行重新获知方向盘101的中立位置的情况下在电动助力转向设备108重新启动时适当地计算转向轴102的转向角θs。
除了特定有益效果以外,第五实施方式还实现了与第一实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第六实施方式
以下参照图18至图20来描述本公开内容的第六实施方式。第六实施方式包括在以下几点与根据第四实施方式的旋转检测设备4不同的旋转检测设备5。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第六实施方式与第四实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
参照图18,旋转检测设备5包括第一传感器561、第二传感器562、第一微型计算机51和第二微型计算机52。
第一传感器561包括安装在单个芯片641中的传感器元件601、传感器元件607和电路模块613。第二传感器562包括安装在单个芯片642中的传感器元件602、传感器元件608和电路模块623。
除了第三实施方式的电路模块611的部件以外,电路模块613还包括旋转角计算器616。
也就是说,第一传感器561包括成对的
(1)旋转信息计算器951,其包括传感器元件601、旋转角计算器614和旋转数计算器615;
(2)旋转信息计算器956,其包括传感器元件607和旋转角计算器616。
换言之,从第四实施方式的旋转信息计算器952中消除旋转数计算器617。
类似地,除了第三实施方式的电路模块621的部件以外,电路模块623还包括旋转角计算器626。
也就是说,第二传感器562包括一对
(1)旋转信息计算器953,其包括传感器元件602、旋转角计算器624和旋转数计算器625;
(2)旋转信息计算器957,其包括传感器元件608和旋转角计算器626。
换言之,从第四实施方式的旋转信息计算器954中消除旋转数计算器627。
进行以下分配
(1)对第一传感器561的传感器元件601的测量值分配参考标记p1;
(2)对第一传感器561的传感器元件607的测量值分配参考标记q1;
(3)对第二传感器562的传感器元件602的测量值分配参考标记p2;
(4)对第二传感器562的传感器元件608的测量值分配参考标记q2。
也就是说,标记p1和q1中的每一个表示由第一传感器561测量的对应的测量值,并且标记p2和q2中的每一个表示由第二传感器562测量的对应的测量值。当不必区分传感器元件中的一个传感器元件的测量值与传感器元件中的另一个传感器元件的测量值时,不对测量值分配标记。类似地,当不必区分第一传感器和第二传感器中的一个的测量值与第一传感器和第二传感器中的另一个的测量值时,不对测量值分配标记。
此外,传感器封装件65具有一对长边,并且具有安装到相应长边的传感器端子68。传感器端子68包括通信端子685和686、电源端子675,677,681和682以及接地端子676和678。
旋转检测设备5包括电源继电器320和420、反向连接保护继电器330和430、二极管373,374,473和474以及开关379和479。
第一电池39的正极端子连接到第一恒压电路371,并且第一恒压电路371经由电源端子675连接到第一传感器561。第一电池39的负极端子经由接地端子676连接到第一传感器561的公共信号接地端。
第一电池39的正极端子还连接到第二恒压电路372,并且第二恒压电路372经由电源端子681连接到第一传感器561。
第二恒压电路372经由二极管373、电源继电器320和反向连接保护继电器330连接到第一电池39的正极端子。第二恒压电路372还经由二极管374和开关379连接到第一电池39的正极端子。二极管373和374中的每一个连接到第一电池39,以允许从第一电池39向第二恒压电路372提供电力,而禁止从第二恒压电路372向第一电池39提供电力。电源继电器320和反向连接保护继电器330中的每一个包括与第一电源继电器32和第一反向连接保护继电器33中对应的一个继电器的功能基本相同的功能。当点火开关接通或断开时,开关379同步地接通或断开。
第二电池49的正极端子连接到第三恒压电路373,并且第三恒压电路373经由电源端子677连接到第二传感器562。第二电池49的负极端子经由接地端子678连接到第二传感器562的公共信号接地端。
第二电池49的正极端子还连接到第四恒压电路472,并且第四恒压电路472经由电源端子682连接到第二传感器562。
第四恒压电路472经由二极管473、电源继电器420和反向连接保护继电器430连接到第二电池49的正极端子。第四恒压电路472还经由二极管474和开关479连接到第二电池49的正极端子。二极管473和474中的每一个连接到第二电池49,以允许从第二电池49向第四恒压电路472提供电力,而禁止从第四恒压源472向第二电池49提供电力。电源继电器420和反向连接保护继电器430中的每一个包括与第二电源继电器42和第二反向连接保护继电器43中对应的一个继电器的功能基本相同的功能。当点火开关接通或断开时,开关479同步地接通或断开。
恒压电路371和372中的每一个包括例如能够驱动第一传感器561的具有预定功耗诸如几mA的量级的调节器。也就是说,恒压电路371和372中的每一个调节从第一电池39输出的电压,从而输出要提供给第一传感器561的稳定的恒定电压。即使驱动设备800被去激活,恒压电路371和372仍然能够向传感器封装件65提供电力。
恒压电路471和472中的每一个也包括例如能够驱动第二传感器562的具有预定功耗诸如几mA的量级的调节器。也就是说,恒压电路471和472中的每一个调节从第二电池49输出的电压,从而输出要提供给第二传感器562的稳定的恒定电压。即使驱动设备800被去激活,恒压电路471和472仍然能够向传感器封装件65提供电力。
这些第一恒压电路至第四恒压电路371,372,471和472被设计成彼此相同或彼此不同。图18将第一恒压电路至第四恒压电路371,372,471和472示出为恒压电路1、恒压电路2、恒压电路3和恒压电路4。图18还将一组电源继电器320和反向连接保护继电器330示出为单个块,并且还将一组电源继电器420和反向连接保护继电器430示出为单个块。
第一传感器561经由通信端子685和通信线695可通信地连接到第一微型计算机51,并且第二传感器562经由通信端子686和通信线696可通信地连接到第二微型计算机52。
也就是说,通过公共通信端子685来执行由第一传感器561从第一微型计算机51接收命令信号的传输和由第一微型计算机51从第一传感器561接收输出信号的传输。类似地,通过公共通信端子686来执行由第二传感器562从第二微型计算机52接收命令信号的传输和由第二微型计算机52从第二传感器562接收输出信号的传输。
类似于第六实施方式,根据第四实施方式,可以为第一传感器461和第二传感器462中的每一个提供多个恒压电路和电源端子。类似于第六实施方式,可以用这样的公共通信端子685来代替一对命令终端671和输出终端672,并且可以用这样的公共通信端子686来代替一对命令终端673和输出终端674。
可以使用相同类型的传感器元件或不同类型的传感器元件作为相应的传感器元件601,602,607和608。优选地,使用相同类型的传感器元件(例如,GMR传感器元件)作为第一传感器561的传感器元件601和607,并且使用其他相同类型的传感器元件(例如,霍尔元件)作为第二传感器562的传感器元件602和608。这使得第一传感器561和第二传感器562中的每一个具有更鲁棒的重复性。
第一电池39与第一传感器561之间经由电源端子675和681以及接地端子676的布线被配置成使得
(1)第一电池39经由电源端子675和接地端子676不断地向传感器元件601、旋转数计算器615和自诊断单元618提供电力;
(2)当继电器320和330中的每一个或开关379接通时,第一电池39经由电源端子681和接地端子676向传感器元件607、旋转角计算器614和616以及通信器619提供电力。
换言之,当中继器320和330中的每一个以及开关379都不接通时,传感器元件607、旋转角计算器614和616以及通信器619被关闭。
类似地,第二电池49与第二传感器562之间经由电源端子677和681以及接地端子678的布线被配置成使得
(1)第二电池49经由电源端子677和接地端子678不断地向传感器元件602、旋转数计算器625和自诊断单元628提供电力;
(2)当继电器420和430中的每一个或开关349接通时,第二电池49经由电源端子682和接地端子678向传感器元件608、旋转角计算器624和626以及通信器629提供电力。
换言之,当中继器420和430中的每一个以及开关479都不接通时,传感器元件608、旋转角计算器624和626以及通信器629被关闭。
以下参照图19A和图19B来描述由从第一传感器561或第二传感器562到第一微型计算机51或第二微型计算机52的一次通信所要发送的输出信号通信帧。
参照图19A,输出信号通信帧包括运行计数器信号、基于旋转角θm_pk的旋转角信号、基于旋转角的旋转角信号θm_qk、旋转数信号TC_pk、状态信号以及CRC信号;这些信号构成输出信号通信帧的相应段,并且每个段具有预定位数。也就是说,可以自由地确定输出信号通信帧中的段的顺序,并且也可以自由地确定每个段的位数。
相比之下,假设第一传感器561和第二传感器562中的每一个被设计为根据第四实施方式的第一传感器461和第二传感器462中的对应的一个传感器。也就是说,对于第一传感器561,传感器元件607测量旋转数TC_p1的值,并且传感器元件608测量旋转数TC_q2的值。
在该假设下,参照图19B,输出信号通信帧包括运行计数器信号、基于旋转角的旋转角信号θm_pk、基于旋转角的旋转角信号θm_qk、旋转数信号TC_pk、旋转数信号TC_qk、状态信号以及CRC信号;这些信号构成输出信号通信帧的相应段,并且每个段具有预定位数。也就是说,可以自由地确定输出信号通信帧中的段的顺序,并且也可以自由地确定每个段的位数。
当从第一传感器561输出对应的输出信号时,将输出信号通信帧在标记p或q之后的标记k设置为1,并且当从第二传感器562输出对应的输出信号时,将其设置为2。
返回图18,第一微型计算机51和第二微型计算机52被配置成彼此传送信息。因此,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个都能够使用
(1)基于四个传感器元件601,602,607和608的测量值的与旋转角θm相关的信息;
(2)基于两个传感器元件601和602的测量值的与旋转数TC相关的信息。
具体地,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个都能够使用
(1)基于传感器元件601的测量值的旋转角θm_p1;
(2)基于传感器元件601的测量值的旋转数TC_p1;
(3)基于传感器元件607的测量值的旋转角θm_q1;
(4)基于传感器元件602的测量值的旋转角θm_p2;
(5)基于传感器元件602的测量值的旋转数TC_p2;
(6)基于传感器元件608的测量值的旋转角θm_q2。
第一微型计算机51被配置成基于以下信息来确定旋转检测设备5中是否存在故障:
(1)包括在从第一传感器561输出的并且直接从第一传感器561获得的输出信号中的与旋转角和旋转数相关的信息;
(2)包括在从第二传感器562输出的并且从第二微型计算机52获得的输出信号中的与旋转角和旋转数相关的信息。
类似地,第二微型计算机52被配置成基于以下信息来确定旋转检测设备5中是否存在故障:
(1)包括在从第二传感器562输出的并且直接从第二传感器562获得的输出信号中的与旋转角和旋转数相关的信息;
(2)包括在从第一传感器561输出的并且从第一微型计算机51获得的输出信号中的与旋转角和旋转数相关的信息。
如上所述,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个被配置成:每当从第一传感器61和第二传感器62中的对应的一个传感器发送运行计数器信号时,使相应的运行计数器的计数值递增1。
接下来,参照图20来描述由第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个执行的故障确定例程。第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个被编程为在点火开关接通时在预定时段内执行故障确定例程。下面仅描述由第一微型计算机51执行的故障确定例程,因为由第二微型计算机52执行的故障确定例程与由第一微型计算机51执行的故障确定例程基本相同。
具体地,第二微型计算机52通过以下方式来执行故障确定例程:
(1)使用从第二传感器562发送的输出信号来代替从第一传感器561发送的输出信号;
(2)使用经由微型计算机-微型计算机通信从第一微型计算机51得的输出信号来代替经由微型计算机-微型计算机通信从第二微型计算机52获得的输出信号。
当启动故障确定例程时,第一微型计算机51在步骤S201中从第一传感器561获得输出信号,并且利用微型计算机-微型计算机通信获得从第二传感器562发送的输出信号。
在步骤S202中,第一微型计算机51执行以下第一故障确定任务至第四故障确定任务,从而确定第一传感器561中是否存在故障:
(i)第一故障确定任务是基于在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中所包括的运行计数器信号来确定运行计数器是否尚未被更新,并且当运行计数器尚未更新时确定发生通信中断故障。
(ii)第二故障确定任务是基于在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中所包括的状态信号来确定第一传感器561中是否存在故障,并且当状态信号表示第一传感器561中存在故障时确定第一传感器561中存在故障。
(iii)第三故障确定任务是基于在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中所包括的CRC码来确定在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中是否存在数据损坏。
(iv)第四故障确定任务是基于在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中所包括的旋转角θm_p1与旋转数TC_p1之间的比较来确定第一传感器561中是否存在故障。
例如,当执行第四故障确定任务时,第一微型计算机51将在当前故障检测例程的预定周期数内(包括当前故障检测例程)获得的预定数量的旋转角θm_p1的值转换成旋转数的转换值作为与旋转数TC_p1的比较目标。然后,第一微型计算机51将旋转数的转换值与旋转数TC_p1进行比较,从而基于比较的结果来确定第一传感器561中是否存在故障。具体地,对于故障检测例程的每个周期,第一微型计算机51计算旋转角θm_p1的当前值与旋转角θm_p1的紧接的前一个值之间的偏差,并且将在故障检测例程的当前周期中获得的偏差与在故障检测例程的紧接的前一个周期中获得的偏差进行相加,从而获得直到故障检测例程的当前周期完成的旋转角θm_p1的值的偏差之和。然后,对于故障检测例程的每个周期,第一微型计算机51基于直到故障检测例程的当前周期完成的旋转角θm_p1的值的偏差之和来计算旋转数的转换值。
注意,第一微型计算机51被配置成执行在步骤S201中从第一传感器561接收的输出信号中所包括的旋转角θm_p1与旋转数TC_p1之间的比较,从而获得指示第一传感器561中是否存在故障的信息,但是本公开内容不限于此。具体地,电路模块613可以被配置成执行由此获得的旋转角θm_p1与旋转数TC_p1之间的比较,并向第一微型计算机51发送输出信号,其中状态信号包括旋转角θm_p1与旋转数TC_p1之间的比较的结果。
在步骤S202中,在确定第一传感器561中存在故障的情况下,第一微型计算机51将直接从第一传感器561接收的输出信号与利用微型计算机-微型计算机通信从第二微型计算机52获得的输出信号进行比较。然后,第一微型计算机51在步骤S202中基于比较的结果来确定是否识别出第一传感器561的一部分是否发生故障。
当在步骤S202中确定识别出故障部分时,第一微型计算机51在步骤S202中将故障部分存储在其存储单元中作为故障历史信息。
当确定第一传感器561中存在故障时(步骤S202中为“是”),故障确定例程进入步骤S204。否则,当确定第一传感器561中不存在故障时(步骤S202中为“否”),故障确定例程进入步骤S203。
在步骤S203中,第一微型计算机51使用包括在从第一传感器561接收的输出信号中的测量值来执行电机10的正常控制,即,对第一逆变器30以及继电器32和33的开关元件301至306的通断切换控制。注意,用于控制电机10的测量值是尚无故障历史的或已经返回到与开关379和479的接通或断开状态无关的正常状态的传感器元件601和607中的至少一个在开关379和479接通时的测量值。
另一方面,在步骤S204中,当确定第一传感器561中存在故障时(步骤S202中为“是”),第一微型计算机51将在于步骤S202中确定第一传感器561中存在故障之前从第一传感器561接收的输出信号中所包括的旋转角数据和旋转数数据存储在其存储单元中。
接下来,在步骤S205中,第一微型计算机51确认第一传感器561中是否存在故障。例如,当步骤S202中的第一传感器561中存在故障的确定已经达到预定时间时,第一微型计算机51确认第一传感器561中存在故障。
当确定第一微型计算机51未确认第一传感器561中存在故障时(步骤S205中为“否”),故障确定例程进入步骤S206。否则,当确定第一微型计算机51确认第一传感器561中存在故障时(步骤S205中为“是”),故障确定例程进入步骤S207。
在步骤S206中,第一微型计算机51使用保存在其存储单元中的旋转角数据和旋转数数据连续地执行电机10的控制,即,对第一逆变器30以及继电器32和33的开关元件301至306的通断切换控制。在步骤S206中,当故障部分已经肯定时,第一微型计算机51可以使用包括在当前从第一传感器561接收的输出信号中的正常旋转角数据和旋转数数据来连续地执行电机10的控制,即,对第一逆变器30以及继电器32和33的开关元件301至306的通断切换控制。
在步骤S207中,第一微型计算机51基于例如直接从第一传感器561接收的输出信号与利用微型计算机-微型计算机通信从第二微型计算机52获得的输出信号之间的比较来确定故障部分是否已经肯定。
当确定故障部分尚未肯定时(步骤S207中为“否”),故障确定例程进入步骤S209。否则,当确定故障部分已经肯定时(步骤S207中为“是”),故障确定例程进入步骤S208。
在步骤S208中,当第一传感器561与所识别出的故障部分无关时,第一微型计算机51使用包括在从第一传感器561接收的输出信号中的正常旋转角数据和旋转数数据连续地执行电机10的控制,即,对第一逆变器30以及继电器32和33的开关元件301至306的通断切换控制。注意,即使已经暂时确定出传感器元件601和607中的至少一个中存在故障,用于控制电机10的正常旋转角数据和旋转数数据仍然基于尚无故障历史的或已经返回到正常状态的传感器元件601和607中的至少一个的测量值。
注意,当确定第一微型计算机51确认第一传感器561中存在故障时(步骤S205中为“是”),如同步骤S209中的以下操作那样,第一微型计算机51可以使用第一电机驱动系统901来终止电机10的控制。
在步骤S209中,如同步骤S209中的以下操作那样,第一微型计算机51使用第一电机驱动系统901来终止电机10的控制。即使已经由第一电机驱动系统901终止了电机10的控制,但是只要第二传感器562被确定为正常地操作,第二电机驱动系统902仍然连续地执行电机10的控制。
另一方面,在步骤S203,S206或S208中的操作之后,第一微型计算机51在步骤S210中确定点火开关是否已断开。注意,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个被配置成在点火开关断开之后的预定时间内连续地执行预定任务(例如,预定终止处理),使得已经执行了预定任务的第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个被关闭。
当确定点火开关尚未被断开时(步骤S210中为“否”),第一微型计算机51终止故障确定例程的这个周期。否则,当确定点火开关已被断开时(步骤S210中为“是”),第一微型计算机51在步骤S211中删除存储在其存储单元中的故障历史信息。这使得已经被暂时确定其中存在故障但被返回为正常传感器元件的传感器元件中的至少一个被视为正常传感器元件。注意,如果使用存储器单元中的易失性存储器来存储故障历史信息,则可以消除步骤S210和S211中的操作。
如上面详细所述的,根据第六实施方式的旋转检测设备5能够基于运行计数器信号、状态信号和/或CRC信号来确定是否从已经发生故障的第一传感器561和第二传感器562中的每一个发送输出信号。
旋转检测设备5还能够将包括在同一输出信号通信帧中的旋转角θm_pk、旋转角θm_qk和旋转数TC_pk彼此进行比较,从而基于比较的结果来确定对应的传感器中是否存在故障。由于旋转角θm_pk、旋转角θm_qk和旋转数TC_pk包括在同一输出信号通信帧中,因此,旋转角θm_pk、旋转角θm_qk和旋转数TC_pk具有较小的由于其时滞而引起的误差。
例如,通过同一传感器元件来测量旋转角θm_pk和旋转数TC_pk。因此,当确定基于旋转角θm_pk的旋转数的转换值不同于旋转数TC_pk时,旋转检测设备5将基于旋转角θm_pk的旋转数的转换值与基于旋转角θm_qk的旋转数的转换值进行比较,从而确定传感器元件中的哪一个发生故障。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够利用相对于第一微型计算机51和第二微型计算机52中的另一个的微型计算机-微型计算机通信来获得第一传感器561的测量值和第二传感器562的测量值。由于在第一传感器561和第二传感器562中设置了总共四个传感器元件,因此,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够基于相应的四个传感器元件的四组测量值使用多数规则来识别在四个传感器元件中故障部分在何处。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够使用从第一传感器561和第二传感器562中的对应的一个传感器接收的输出信号来确定第一传感器561和第二传感器562中的对应的一个传感器中是否存在故障;作为误差检测信号的示例,输出信号包括运行计数器信号、状态信号和CRC信号。包括在从第一传感器561和第二传感器562中的每一个发送的输出信号中的状态信号基于自诊断单元618和628中的对应的一个自诊断单元的自诊断结果。
该配置使得第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够可靠地监测第一传感器561和第二传感器562中的对应的一个传感器中是否存在故障。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够将包括在同一输出信号通信帧中的旋转角信号与旋转数信号进行比较,从而基于比较的结果来确定对应传感器中是否存在故障。由于旋转角信号和旋转数信号包括在同一输出信号通信帧中,因此,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个使得能够基于旋转角信号和旋转数信号(具有较小的由于其时滞而引起的误差)来可靠地确定对应传感器中是否存在故障。
当确定对应传感器中存在故障已经达到预定时间时,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够确认对应传感器中存在故障。这使得能够可靠地确定传感器561和562中的每一个是否发生故障,而不执行对应传感器发生故障的错误确定。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够在确定对应传感器中存在故障之前将从对应传感器接收的输出信号中所包括的旋转角数据和旋转数数据保存(即,存储)在其存储单元中。然后,第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够使用保存在其存储单元中的旋转角数据和旋转数数据来连续地控制电机10多达预定时间,直到确认(即,肯定地确定)对应传感器发生故障。这使得能够不使用从故障传感器接收的旋转角数据和旋转数数据来执行电机10的连续控制。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够在确认对应传感器中存在故障时终止电机10的控制。这防止了基于从故障传感器获得的旋转角数据和旋转数数据来执行电机10的控制。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个能够使用包括在从对应传感器接收的输出信号中的正常旋转角数据和旋转数数据来连续地执行电机10的控制,直到确定故障部分已经肯定。这使得能够不使用由于故障部分引起的异常旋转角数据和旋转数数据来连续地执行电机10的适当控制。
第一微型计算机51和第二微型计算机52中的每一个都能够
(1)在开关379和479中的对应的一个开关接通(即,点火开关接通)的情况下,在确定对应传感器中存在故障时,保存关于对应传感器的故障历史信息;
(2)当已经被断开的点火开关再次接通时,消除故障历史信息。
该配置使得能够不使用从具有故障历史信息的故障传感器获得的输出信号来执行电机10的连续控制。
第一微型计算机51能够基于例如直接从第一传感器561接收的输出信号与利用微型计算机-微型计算机通信从第二微型计算机52获得的输出信号之间的比较来确定故障部分是否已经肯定。
类似地,第二微型计算机52能够基于例如直接从第二传感器562接收的输出信号与利用微型计算机-微型计算机通信从第一微型计算机51获得的输出信号之间的比较来确定故障部分是否已经肯定。
这使得能够可靠地识别第一传感器561和第二传感器562中何处发生故障。
除了特定有益效果以外,第六实施方式还实现了与第四实施方式实现的效果相同的有益效果。
第七实施方式
以下参照图21来描述本公开内容的第七实施方式。第七实施方式包括在以下几点与根据第六实施方式的旋转检测设备5不同的旋转检测设备6。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第七实施方式与第六实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
旋转检测设备6包括为第一传感器561和第二传感器562提供的单个微型计算机53。也就是说,由第一传感器561和第二传感器562共享的微型计算机53经由相应的通信端子685和686可通信地连接到第一传感器561和第二传感器562。微型计算机53用作第一微型计算机51和第二微型计算机52两者。
根据第七实施方式的微型计算机53被配置成由根据第六实施方式的第一传感器561和第二传感器562两者共享,但是可以被配置成由根据其他实施方式之一的第一传感器和第二传感器共享。
与分别使用两个微型计算机的其他旋转检测设备的配置相比,旋转检测设备6的这种配置减少了旋转检测设备6的部件数量。
除了特定有益效果以外,第七实施方式实现了与第六实施方式实现的效果相同的有益效果。
第八实施方式
以下参照图22来描述本公开内容的第八实施方式。第八实施方式在于以下几点与第六实施方式不同。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第八实施方式与第六实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
参照图22,外部装置900可通信地连接到旋转检测设备5。使用测量转向轴102的转向角θs3的转向传感器作为外部装置900。可以使用能够计算转向轴102的转向角θs3的另一装置作为外部装置900。注意,由第一微型计算机51计算的转向轴102的转向角θs将被称为转向轴102的转向角θs1,并且由第二微型计算机52计算的转向轴102的转向角θs将被称为转向轴102的转向角θs2。
第一微型计算机51被配置成从第二微型计算机52接收转向轴102的转向角θs2并且从外部装置900接收转向轴102的转向角θs3。然后,第一微型计算机51被配置成将转向角θs1,θs2和θs3进行相互比较,从而执行
(1)第一任务,确定旋转检测设备5中是否存在故障;
(2)第二任务,识别在旋转检测设备5中故障部分在何处。
该配置使得旋转检测设备5能够具有更高的重复性,原因是旋转检测设备5使用从外部装置900接收的信息来执行第一任务和第二任务。
除了特定有益效果以外,第八实施方式还实现了与第六实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第九实施方式
以下参照图23和图24来描述本公开内容的第九实施方式。第九实施方式包括在以下几点与根据第六实施方式的旋转检测设备5不同的旋转检测设备7。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第九实施方式与第六实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
旋转检测设备7仅包括一组第一传感器561和第一微型计算机51以及包括部件39,371,320,330,372,373和374的外围装置。在图23中,省略了外围设备。也就是说,根据第九实施方式的传感器封装件65具有安装到其相应长边的传感器端子69。除了传感器端子69不包括端子675,674,677和678以外,传感器端子69与传感器端子67相同。
第九实施方式使用根据第六实施方式的传感器561,但是可以使用根据其他实施方式之一的传感器。
接下来,以下参照图24来描述由微型计算机51执行的故障确定例程。微型计算机51被编程为在点火开关接通时在预定时段内执行故障确定例程。
当启动故障确定例程时,微型计算机51在步骤S301中从传感器561获得输出信号。
在步骤S302中,微型计算机51执行第六实施方式中描述的第一故障确定任务(i)至第四故障确定任务(iv),从而确定传感器561中是否存在故障。
当确定传感器561中存在故障时(步骤S302中为“是”),故障确定例程进入步骤S304。否则,当确定传感器561中不存在故障时(步骤S302中为“否”),故障确定例程进入步骤S303。
在步骤S303中,第一微型计算机51以与步骤S203中的操作相同的处理进行电机10的正常控制。
另一方面,当确定传感器561中存在故障时(步骤S302中为“是”),在步骤S304中,微型计算机51将在于步骤S302中确定传感器561中存在故障之前从传感器561接收的输出信号中所包括的旋转角数据和旋转数数据存储在其存储单元中。
接下来,在步骤S305中,微型计算机51确定是否确认传感器561中存在故障。例如,当确定在步骤S302中的传感器561中存在故障的确定已经达预定时间时,微型计算机51确认传感器561中存在故障。
当确定微型计算机51未确认传感器561中存在故障时(步骤S305中为“否”),故障确定例程进入步骤S306。否则,当确定微型计算机51确认传感器561中存在故障时(步骤S305中为“是”),故障确定例程进入步骤S307。
在步骤S306中,微型计算机51使用保存在其存储单元中的旋转角数据和旋转数数据来连续地执行电机10的控制。
在步骤S307中,微型计算机51终止电机10的控制。
如上所述,即使旋转检测设备7仅包括单对第一传感器561和第一微型计算机51以及包括部件39,371,320,330,372,373和374的外围装置,但是除了由一对微型计算机51和52以及一对第一传感器561和第二传感器562所实现的有益效果以外,还可以实现由第六实施方式实现的有益效果中的至少一些。
第十实施方式
以下参照图25A和图25B来描述本公开内容的第十实施方式。第十实施方式在以下几点与第一实施方式不同。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第十实施方式与第一实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
图25A至图25B中的每一个对应于根据第一实施方式的图8。在第十实施方式至第十二实施方式中的每一个中省略对第一微型计算机51和第二微型计算机52的描述。
根据第一实施方式的旋转检测设备1被配置成使得传感器元件601和电路模块610集成在单个芯片641中,并且传感器元件602和电路模块620集成在单个芯片642中。
相比之下,如图25A所示,根据第十实施方式的旋转检测设备8被配置成使得
(1)电路模块610集成在芯片643中;
(2)传感器元件601集成在芯片644中;
(3)电路模块620集成在芯片645中;
(4)传感器元件602集成在芯片646中。
图25A中省略了包括在芯片643,644,645和646中的每一个中的传感器元件和电路。
可以使用电路模块611和612来代替电路模块610,并且可以使用电路模块621和622来代替电路模块620。可以使用传感器元件603和604来代替传感器元件601,并且可以使用传感器元件605和606来代替传感器元件602。
参照图25A,包括电路模块610的芯片643安装在引线框66上,引线框66被安装在传感器封装件65中;并且包括传感器元件601的芯片644安装在芯片643的上表面上。芯片643的上表面与在引线框66上进行安装的表面相对。类似地,包括电路模块620的芯片645安装在引线框66上,引线框66被安装在传感器封装件65中;并且包括传感器元件602的芯片646安装在芯片645的上表面上。芯片645的上表面与在引线框66上进行安装的表面相对。
芯片643和645被布置成相对于旋转中心线Ac对称。
将包括传感器元件601和602中的对应的一个传感器元件的芯片644和646中的每一个芯片安装在包括电路模块610和620中的对应的一个电路模块的芯片643和645中的对应的一个芯片上,使得能够减小引线框66上的安装区域,从而使旋转检测设备8小型化。
作为另一示例,如图25B所示,各自包括传感器元件601和602中的对应的一个传感器元件的芯片644和646被设置成与芯片643和645相比更靠近旋转中心线Ac,芯片644和646中的每一个包括电路模块610和620中的对应的一个电路模块。换言之,芯片644和646被设置成相对于旋转中心线Ac在引线框66上的内侧,而芯片643和645被设置成相对于旋转中心线Ac在引线框66上的外侧。芯片644和646还被布置成相对于旋转中心线Ac对称。
这使得传感器元件601和602更靠近旋转中心线Ac,从而使测量误差降低。
除了特定有益效果以外,第十实施方式还实现了与第一实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第十一实施方式
以下参照图26至图28B来描述本公开内容的第十一实施方式。第十一实施方式在以下几点与第一实施方式的区别。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第十一实施方式与第一实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
根据第一实施方式的旋转检测设备1被配置成使得第一传感器61和第二传感器62被安装在单个封装件65中。
相比之下,如图26所示,根据第十一实施方式的旋转检测设备9被配置成使得第一传感器61安装在第一封装件661中,并且第二传感器62安装在第二封装件662中。具体地,第一封装件661和第二封装件662是分别为相应的第一传感器61和第二传感器62设置的。第一传感器61和第二传感器62中的每一个的配置可以与除了第一实施方式以外的实施方式之一的对应传感器相同。
参照图26和图27,第一封装件661安装在第一电路板21的第一主表面211上,并且第二封装件662安装在第一电路板21的第二主表面212上。将第一封装件661和第二封装件662安装在第一电路板21的相应的第一主表面211和第二主表面212上使得能够减小第一电路板21的安装区域。优选地,第一封装件661和第二封装件662被布置成使得第一传感器61的传感器元件601和第二传感器62的传感器元件602设置在旋转中心线Ac上,从而使旋转检测设备9具有更高的检测精度。
作为另一示例,旋转检测设备9被配置成使得第一封装件661和第二封装件662安装在第一电路板21的第一主表面211上(参见图28A)。作为又一示例,旋转检测设备9被配置成使得第一封装件661和第二封装件662安装在第一电路板21的第二主表面212上(参见图28B)。
如上所述,根据第十一实施方式的旋转检测设备9被配置成使得至少一对第一传感器61和第二传感器62分别安装在分开的第一封装件661和第二封装件662中。旋转检测设备9的这种配置使布置旋转检测设备9的灵活性更高。旋转检测设备9的这种配置还防止了由于第一封装件661和第二封装件662中的一个的故障而导致第一电机驱动系统901和第二电机驱动系统902同时发生故障。也就是说,即使第一封装件661和第二封装件662中的一个中存在故障,第一封装件661和第二封装件662中的另一个的部件仍然能够连续地计算旋转角θm和旋转数TC。
除了特定有益效果以外,第十一实施方式还实现了与第一实施方式实现的有益效果相同的有益效果。
第十二实施方式
以下参照图29来描述本公开内容的第十二实施方式。第十二实施方式与第十一实施方式的区别在于以下几点。因此,以下主要描述不同点,并且省略或简化对第十二实施方式与第十一实施方式之间的相似部件的描述,从而消除冗余描述,给这些相似部件分配相同或相似的附图标记。
如图29所示,根据第十二实施方式的旋转检测设备9A被配置成使得开关元件301至306,401至406、电容器36和46以及旋转检测设备9A安装在单个电路板23的第一主表面231上,并且第一微型计算机51和第二微型计算机52以及第一集成电路56和第二集成电路57安装在电路板23的与第一主表面231相对的第二主表面232上。图29中省略了一些部件,例如,弹簧端子。
此外,旋转检测设备9A被配置成使得第一传感器61安装在第一封装件661中,并且第二传感器62安装在第二封装件662中。
参照图29,第一封装件661安装在电路板23的第一主表面231上;第一主表面231构成安装用于控制电机10的部件的电机控制主表面。第二封装件662安装在电路板23的第二主表面232上;第二主表面232构成与电机控制主表面相对的表面。
也就是说,驱动设备800的部件安装在单个电路板23上。
第一封装件661和第二封装件662可以安装在电路板23的第一主表面231和第二主表面232中的一个上,或者第一传感器61和第二传感器62可以安装在单个封装件中。如果第一传感器61和第二传感器62可以安装在单个封装件中,则为了更高的检测精度,旋转检测设备9A优选地安装在电路板23的第一主表面231上。
将驱动设备800的部件安装在单个电路板23的两个主表面上使得转向设备100的部件数量减少。与驱动设备800的部件沿轴向方向堆叠在主表面之一上的配置相比,第十二实施方式的配置使驱动设备800小型化。
除了特定有益效果以外,第十二实施方式还实现了与第十一实施方式实现的效果相同的有益效果。
修改方式
本公开内容不限于上述实施方式,并且可以在本公开内容的范围内可变地修改。
根据第一实施方式至第十二实施方式中的每一个的旋转检测设备包括第一传感器和第二传感器,但是可以包括单个传感器或三个或更多个传感器。
根据一些实施方式的旋转检测设备包括为每个传感器提供的一个或两个旋转信息计算器,但是可以包括为每个传感器提供的三个或更多个旋转信息计算器。
根据第一实施方式至第十二实施方式中的每一个的旋转检测设备包括为每个电路模块提供的一个或更多个传感器,但是可以为每个电路模块提供三个或更多个传感器。
第一实施方式至第十二实施方式中的每一个被配置成使得每个传感器和对应的微型计算机根据SPI彼此通信,但是可以根据预定类型的数字通信接口(例如,单边半字节传输(SENT)接口)彼此通信,只要每种类型的数字通信接口可以包括一系列(即,一组)作为输出信号的旋转角信号和旋转数信号即可。
根据第五实施方式的旋转检测设备被配置成根据电机10是否正在工作来改变更新(即,计算)旋转数TC的频率。根据修改的旋转检测设备可以被配置成独立于电机10或助力转向设备108正在如何工作来执行旋转数TC的更新。
根据第一实施方式至第十二实施方式中的每一个的旋转检测设备被配置成检测作为其检测目标的电机10的旋转,但是可以被配置成检测另一检测目标的旋转。
第一实施方式至第十二实施方式中的每一个使用三相无刷电机作为电机10,但是可以使用另外的类型的电机、发电机或用作电机和发电机两者的电动发电机。
至少第一实施方式被配置成使得包括第一传感器61和第二传感器62的传感器封装件65以及用于驱动电机10的部件安装到第一电路板21,并且使得用于控制如何驱动电机10的部件安装到第二电路板22,但是本公开不限于此。具体地,用于控制如何驱动电机10的部件(将被称为控制部件)的至少一部分可以安装到第一基板21,并且用于驱动电机10的部件(将被称为驱动部件)的至少一部分可以安装到第二电路板22。
作为修改例,包括在第一电机驱动系统901中的电机10的驱动部件和电机10的控制部件可以安装到第一电路板21,并且包括在第二电机驱动系统902中的电机10的驱动部件和电机10的控制部件可以安装到第二电路板22。该修改使得即使第一电路板21和第二电路板22中的一个发生故障,安装到第一电路板21和第二电路板22中的另一个的电机10的驱动部件和电机10的控制部件仍然能够连续地可控制地驱动电机10(即,助力转向设备108)。
如果根据每个实施方式的旋转检测设备使用多个电路板,则旋转检测设备可以包括分别设置在对应的至少一对相邻电路板之间的散热器。也就是说,每个散热器使得安装到对应的一对相邻电路板的一个或更多个部件能够将热量从一个或更多个部件散发出去。
第一实施方式至第十二实施方式中的每一个的驱动设备800被应用于电动助力转向设备108,但也可以应用于另外的设备。
如本领域技术人员将基于本公开内容所认识的,虽然本文中已经描述了本公开内容的示例性实施方式,但是本公开内容不限于本文中所描述的实施方式,而是包括具有修改、省略、组合(例如,跨各个实施方式的方面)、改编和/或替代的任何以及全部实施方式。权利要求中的限制将基于权利要求书中所使用的语言而广泛地解释,并且不限于本说明书中或在本申请的审查期间所描述的示例,这些示例被解释为非排他性的。
Claims (22)
1.一种旋转检测设备,包括:
传感器,其包括电路模块和输出指示检测目标的旋转的测量值的传感器元件,所述电路模块包括:
旋转角计算器,其被配置成:基于所述测量值计算指示所述检测目标的旋转角的旋转角信息,并且生成包括所述旋转角信息的旋转角信号;
旋转数计算器,其被配置成:基于所述测量值来计算指示所述检测目标的旋转数的旋转数信息,并且生成包括所述旋转数信息的旋转数信号;以及
输出单元,其被配置成输出通信帧作为输出信号,所述通信帧存储至少包括所述旋转角信号和所述旋转数信号以及基于所述旋转角信号和所述旋转数信号而计算的错误检测信号的一系列信号;以及控制器,其被配置成:从通信器获得所述输出信号,并且基于所述输出信号计算与所述检测目标的旋转相关联的信息,
其中,所述控制器向所述通信器发送命令信号,所述命令信号指示要求包括在所述输出信号中的信号和将所述输出信号输出至所述控制器的定时,以及
所述通信器根据所述命令信号的类型来改变包括在所述输出信号中的所述信号的类型。
2.根据权利要求1所述的旋转检测设备,其中:
所述通信器在所述命令信号中包括的所述定时处输出所述输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述旋转数计算器被配置成:
以预定频率计算所述旋转数信息;以及
根据所述检测目标是否正在工作来确定如何改变所述旋转数信息的计算频率。
4.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述传感器元件包括第一传感器元件和第二传感器元件,所述第一传感器元件和所述第二传感器元件中的每个传感器元件被配置成独立地输出指示所述检测目标的旋转的所述测量值;
所述旋转角计算器被配置成基于从所述第一传感器元件输出的所述测量值来计算所述旋转角信息;以及
所述旋转数计算器被配置成基于从所述第二传感器元件输出的所述测量值来计算所述旋转数信息。
5.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述控制器被配置成周期性地向所述通信器发送命令信号;以及
所述旋转角计算器和所述旋转数计算器中的每一个被配置成:每当所述命令信号从所述控制器周期性地发送至所述电路模块时,计算所述旋转角信息和所述旋转数信息中的相应信息。
6.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述传感器元件包括为所述输出单元提供的多个传感器元件;
所述旋转角计算器包括连接至相应传感器元件并且连接至所述输出单元的多个旋转角计算器;以及
所述旋转数计算器包括连接至相应传感器元件并且连接至所述输出单元的多个旋转数计算器。
7.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述检测目标被包括在连接至所述传感器的电气系统中;以及
所述传感器被连接至电池,并且被配置成使得即使所述电气系统被关断,从所述电池输出的电力仍经由预定的电源路径被供应至所述传感器。
8.根据权利要求7所述的旋转检测设备,还包括:
电源端子,其经由所述电源路径上的恒压电路连接至所述电池,所述恒压电路调节从所述电池输出的电力,其中:
所述传感器元件被配置成使得所述调节的电力被供应至所述传感器元件。
9.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,还包括:
单个封装件,
其中,所述传感器包括安装在所述单个封装件中的多个传感器。
10.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,还包括:
多个封装件,
其中,所述传感器包括安装在相应封装件中的多个传感器。
11.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述电路模块包括被配置成执行诊断任务以诊断所述电路模块中是否存在故障的自诊断单元。
12.根据权利要求11所述的旋转检测设备,其中:
所述自诊断单元被配置成向所述输出单元输出指示所述诊断任务的结果的自诊断信号;以及
所述输出单元被配置成输出至少包括所述旋转角信号、所述旋转数信号、所述自诊断信号、运行计数器信号和所述错误检测信号的一系列信号作为所述输出信号;以及
所述控制器被配置成基于所述运行计数器信号、所述自诊断信号和所述错误检测信号来确定所述传感器中是否存在故障。
13.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述控制器被配置成将包括在所述输出信号中的所述旋转角信号与包括在所述输出信号中的所述旋转数信号进行比较,从而确定所述传感器中是否存在故障。
14.根据权利要求12所述的旋转检测设备,其中:
所述控制器被配置成在有关所述传感器中存在故障的确定已经持续预定时间时确认所述传感器中存在故障。
15.根据权利要求14所述的旋转检测设备,其中:
所述控制器被配置成:
在确定所述传感器中存在故障之前,在所述控制器中存储包括在所述输出信号中的所述旋转角信息和所述旋转数信息;以及
基于所述控制器中保存的所述旋转角信息和所述旋转数信息,连续地计算与所述检测目标的旋转相关联的信息多达所述预定时间,直到确认所述传感器中存在故障。
16.根据权利要求14所述的旋转检测设备,其中,所述控制器被配置成在确认所述传感器中存在故障时终止与所述检测目标的旋转相关联的信息的计算。
17.根据权利要求14所述的旋转检测设备,其中,所述控制器被配置成:
识别在所述传感器中故障部分在何处;以及
在所述旋转角信息和所述旋转数信息与所识别的故障部分无关时,基于所述输出信号,连续地计算与所述检测目标的旋转相关联的信息。
18.根据权利要求14所述的旋转检测设备,其中:
所述传感器被连接至电池,并且被配置成使得从所述电池输出的电力经由接通的开关被供应至所述传感器;以及
所述控制器被配置成:
在所述开关接通的情况下,在所述控制器确认所述传感器中存在故障时,存储指示发生故障的传感器的历史信息;以及
在已经关断的开关被接通时,消除所述历史信息。
19.根据权利要求1或2所述的旋转检测设备,其中:
所述传感器包括至少第一传感器和第二传感器,
所述第一传感器被配置成输出由所述第一传感器获得的第一输出信号作为所述输出信号,所述第二传感器被配置成输出由所述第二传感器获得的第二输出信号作为所述输出信号;以及
所述控制器包括至少第一控制器和第二控制器,
所述第一控制器被配置成:
从所述第一传感器获得所述第一输出信号;以及
基于所述第一输出信号计算与所述检测目标的旋转相关联的信息,
所述第二控制器被配置成:
从所述第二传感器获得所述第二输出信号;以及
基于所述第二输出信号计算与所述检测目标的旋转相关联的信息。
20.根据权利要求19所述的旋转检测设备,其中:
所述第一控制器和所述第二控制器能够彼此通信地连接;以及
所述第一控制器被配置成:
从所述第二控制器获得所述第二输出信号;
执行所述第一输出信号与所述第二输出信号之间的比较;以及
基于所述比较的结果来识别在所述第一传感器中故障部分在何处。
21.一种电动助力转向设备,包括:
电机,其被配置成提供用于辅助驾驶员对方向盘的操作的辅助扭矩;以及
根据权利要求1所述的旋转检测设备,
其中,所述旋转检测设备的所述传感器元件被配置成输出指示作为所述检测目标的所述电机的旋转的所述测量值。
22.根据权利要求21所述的电动助力转向设备,其中:
所述旋转检测设备的所述控制器被配置成基于所述旋转角信息和所述旋转数信息来计算所述方向盘的转向角。
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