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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsversorgungsschaltkreis,
der eine Last mit elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle
versorgt und ebenso ein Signaldetektionsgerät, das den
Leistungsversorgungsschaltkreis verwendet.
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Wie
beispielsweise in
JP-A-2003-137111 offengelegt,
werden in einem Leistungsversorgungsschaltkreis oder einem Signaldetektionsgerät
normalerweise Mehrfachleitungssysteme verwendet. Jedes Leitungssystem
weist die gleiche Funktion auf, um Redundanz zur Verfügung
zu stellen. Demnach können selbst dann, wenn einige der
Leitungssysteme brechen der Leistungsversorgungsschaltkreis und das
Signaldetektionsgerät normal arbeiten.
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Beispiele
für Fehlfunktionen einer Leistungsleitung sind neben Unterbrechungsfehler
sogenannte Erdschlüsse. Der Erdschluss bedeutet, dass ein elektrischer
Strom aufgrund der Tatsache, dass die Leistungsleitung elektrisch
mit Masse bzw. der Erdung verbunden ist, durch die Leistungsleitung
zur Erdung abfließt.
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Gemäß 6 wird
beispielsweise jeder Hall-IC mit elektrischer Leistung durch zwei
Leistungsleitungen PL11 und PL12 versorgt. Falls in solch einem
Fall die Leistungsleitung PL12 an dem Punkt EF mit der Erdung verbunden
ist, fließt ein elektrischer Strom, der durch die Leistungsleitung PL12
fließt, von der Erdung zu dem Punkt EF. Ferner, da die
Leistungsleitung PL11 und die Leistungsleitung PL12 miteinander
elektrisch verbunden sind, fließt ein elektrischer Strom,
der durch die Leistungsleitung PL12 fließt, ebenso von
der Erdung zu dem Punkt EF.
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Wie
obenstehend beschrieben, sind in einem Leistungsversorgungsschaltkreis
oder einem Signaldetektionsgerät, die Mehrfachleistungsleitungssysteme
aufweisen, die Leistungsleitungssysteme miteinander elektrisch verbunden.
Daher, wenn ein Erd schluss in einem der Leistungsleitungssysteme
auftritt, können die anderen Leistungsleitungssystem durch
den Erdschluss beeinflusst werden.
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Im
Hinblick auf das obenstehende, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung
einen Leistungsversorgungsschaltkreis und ein Signaldetektionsgerät zur
Verfügung zu stellen, das mehrfach Leistungsleitungssysteme
aufweist, die ausgestaltet sind, um einen Erdschluss in einem Leistungsleitungssystem, das
die anderen Leistungsleitungssysteme beeinflusst, zu verhindern.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Leistungsversorgungsschaltkreis umfasst
eine Leistungsquelle, eine erste Last, eine zweite Last, eine erste
Leistungsleitung, eine zweite Leistungsleitung, einen Leistungsleitungsanschluss, eine
erste Gleichrichtervorrichtung, und eine zweite Gleichrichtervorrichtung.
Die erste Last ist parallel mit der Leistungsquelle über
die erste Leistungsleitung verbunden. Die zweite Last ist parallel
zu der Leistungsquelle über die zweite Leistungsleitung
verbunden. Der Leistungsleitungsanschluss verbindet die erste und
zweite Leistungsleitung derart, dass selbst dann, wenn eine der
ersten oder zweiten Leistungsleitung gebrochen ist, jede der ersten
und zweiten Lasten durch die andere der ersten oder zweiten Leistungsleitung
mit elektrischer Leistung versorgt wird. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ist mit der ersten Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle
und den Leistungsleitungsanschluss verbunden. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ermöglicht einen elektrischen Strom in eine erste Richtung
von der Leistungsquelle zu der ersten Last und blockiert den elektrischen
Strom in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten
Richtung ist. Die zweite Gleichrichtervorrichtung ist mit der zweiten
Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle und dem Leistungsleitungsanschluss
verbunden. Die zweite Gleichrichtervorrichtung ermöglicht
den elektrischen Strom in einer dritten Richtung von der Leistungsquelle
zu der zweiten Last und blockiert den elektrischen Strom in einer
vierten Richtung, die entgegengesetzt zu der dritten Richtung ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst ein Signaldetektionsgerät
einen ersten Signaldetektor, einen zweiten Signaldetektor, eine
Leistungsquelle, eine erste Leistungsleitung, eine zweite Leistungsleitung,
eine erste Signallei tung, eine zweite Signalleitung, einen Signaldetektionsschaltkreis,
einen Leistungsleitungsanschluss, eine erste Gleichrichtervorrichtung
und eine zweite Gleichrichtervorrichtung. Der erste Signaldetektor gibt
ein erstes Signal, durch Erfassen eines vorgegebenen Zielobjekts
aus. Der zweite Signaldetektor gibt ein zweites Signal durch Erfassen
des vorbestimmten Zielobjekts aus. Der erste Signaldetektor ist
parallel mit der Leistungsquelle über die erste Leistungsleitung
verbunden. Der zweite Signaldetektor ist parallel mit der Leistungsquelle
durch die zweite Leistungsleitung verbunden. Die erste Signalleitung
führt das erste Signal. Die zweite Signalleitung führt
das zweite Signal. Der Signaldetektionsschaltkreis erfasst das erste
und zweite Signal durch die erste und zweite Signalleitung. Der
Leistungsleitungsanschluss verbindet die erste und zweite Leistungsleitung
derart, dass selbst dann, wenn eine der ersten und zweiten Leistungsleitung
gebrochen ist, jeder der ersten und zweiten Signaldetektoren mit
elektrischer Leistung von der Leistungsquelle durch die andere der ersten
oder zweiten Leistungsleitungen versorgt wird. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ist mit der ersten Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle
und dem Leistungsleitungsanschluss verbunden. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ermöglicht einen elektrischen Strom in einer ersten Richtung
von der Leistungsquelle zu dem ersten Signaldetektor und blockiert
den elektrischen Strom in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt
zu der ersten Richtung ist. Die zweite Gleichrichtervorrichtung
ist mit der zweiten Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle
und dem Leistungsleitungsanschluss verbunden. Die zweite Gleichrichtervorrichtung
ermöglicht einen elektrischen Strom in einer dritten Richtung
von der Leistungsquelle zu dem zweiten Signaldetektor und blockiert
den elektrischen Strom in einer vierten Richtung, die entgegengesetzt
zu der dritten Richtung ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Signaldetektionsgerät
umfasst einen ersten Signaldetektor, einen zweiten Signaldetektor,
einen dritten Signaldetektor, eine Leistungsquelle, eine erste Leistungsleitung,
eine zweite Leistungsleitung, eine dritte Leistungsleitung, eine
erste Signalleitung, eine zweite Signalleitung, eine dritte Signalleitung,
einen Signaldetektionsschaltkreis, einen Leistungsleitungsanschluss,
eine erste Gleichrichtervorrichtung und eine zweite Gleichrichtervorrichtung.
Der erste Signaldetektor gibt ein erstes Signal durch Erfassen eines
vorgegebenen Zielobjekts aus. Der zweite Signaldetektor gibt ein
zweites Signal durch Erfassen eines vor gegebenen Zielobjekts aus. Der
dritte Signaldetektor gibt ein drittes Signal durch Erfassen des
vorgegebenen Zielobjekts aus. Der erste Signaldetektor ist parallel
mit der Leistungsquelle durch die erste Leistungsleitung verbunden.
Der zweite Signaldetektor ist parallel mit der Leistungsquelle durch
die zweite Leistungsleitung verbunden. Der dritte Signaldetektor
ist mit jeder der ersten und zweiten Leistungsleitung durch die
dritte Leistungsleitung verbunden. Die erste Signalleitung führt
das erste Signal. Die zweite Signalleitung führt das zweite Signal.
Die dritte Signalleitung führt das dritte Signal. Der Signaldetektionsschaltkreis
erfasst das erste, zweite und dritte Signal durch die erste, zweite
und dritte Signalleitung. Der Leistungsleitungsanschluss verbindet
die erste und zweite Leistungsleitung derart, dass selbst dann,
wenn eine der ersten und zweiten Leistungsleitung gebrochen ist,
jeder der erste und zweite Signaldetektor mit elektrischer Leistung von
der Leistungsquelle durch die jeweils andere der ersten und zweiten
Leistungsleitung versorgt wird. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ist mit der ersten Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle
und dem Leistungsleitungsanschluss verbunden. Die erste Gleichrichtervorrichtung
ermöglicht einen elektrischen Strom in einer ersten Richtung
von der Leistungsquelle zu dem ersten Signaldetektor und blockiert
den elektrischen Strom in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt
zu der ersten Richtung ist. Die zweite Gleichrichtervorrichtung
ist mit der zweiten Leistungsleitung zwischen der Leistungsquelle und
dem Leistungsleitungsanschluss verbunden. Die zweite Gleichrichtervorrichtung
ermöglicht den elektrischen Strom in einer dritten Richtung
von der Leistungsquelle zu den zweiten Signaldetektor und blockiert
den elektrischen Strom in einer vierten Richtung, die entgegengesetzt
zu der dritten Richtung ist. Die dritte Leistungsleitung ist mit
der ersten Leistungsleitung zwischen der ersten Gleichrichtervorrichtung
und dem ersten Signaldetektor verbunden, und mit der zweiten Leistungsleitung
zwischen der zweiten Gleichrichtervorrichtung und dem zweiten Signaldetektor
verbunden.
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Das
obenstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden noch deutlicher durch die folgende detaillierte
Beschreibung mit Überprüfung zu den zugehörigen
Zeichnungen. In den Zeichnungen:
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1 ein
Diagramm zeigt, das ein Signaldetektionsgerät gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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2 ein
Diagramm zeigt, einen elektrischen Stromfluss, betrachtet wenn eine
Leistungsleitung in das Signaldetektionsgerät von 1 geerdet wird,
illustriert;
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3 ein
Diagramm zeigt, das ein Signaldetektionsgerät gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 ein
Diagramm zeigt, das einen elektrischen Stromfluss, betrachtet, wenn
eine Leistungsleitung bricht, in dem Signaldetektionsgerät
von 3, illustriert; und
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5 ein
Diagramm zeigt, das ein Signaldetektionsgerät gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
und
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6 ein
Diagramm zeigt, das ein Signaldetektionsgerät gemäß des
Stands der Technik illustriert.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein
Signaldetektionsgerät 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug
zur 1 nachfolgend beschrieben. Zum Beispiel, kann
das Signaldetektionsgerät 1 für ein elektrisches
Servolenkungs-(EPS)-Gerät verwendet werden, das einen Elektromotor
(nicht dargestellt) verwendet, um eine Lenkhilfe zu einem Fahrzeugführer
eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Das Signaldetektionsgerät 1 umfasst
hauptsächlich einen Drehmomentsensor 21 und eine
elektrische Servolenkung – elektrische Steuereinheit (EPS-ECU) 11.
Der Drehmomentsensor 21 erfasst einen Lenkmoment, das auf
die Lenkung (nicht dargestellt) des Fahrzeugs einwirkt. Die EPS-ECU 11 steuert
basierend auf dem erfassten Lenkmoment einen Elektromotor, um die
Lenkbemühungen des Fahrzeugführers zu unterstützen.
Der Drehmomentsensor 21 und die EPS-ECU 11 sind
miteinander durch eine erste und zweite Leistungsleitung PL1, PL2,
erste und zweite Signalleitung SL1, SL2, und erste und zweite Erdleitung
GL1, GL2, verbunden.
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Ein
Leistungsversorgungsschaltkreis ist mit einer Leistungsquelle 13,
einem Hall-IC 22 als eine erste Last (als einen ersten
Signaldetektor), einem zweiten Hall-IC 23 als eine zweite
Last (als ein zweiter Signaldetektor), der ersten Leistungsleitung
PL1, der zweiten Leistungsleitung PL2, einer Gleichrichtervorrichtung 41,
und einen Leistungsleitungsanschluss 42 ausgebildet.
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Der
Drehmomentsensor 21 erfasst das Lenkmoment und überträgt
ein für das erfasste Lenkmoment indikatives Momentsignal
zu der EPS-ECU 11 durch bzw. über die erste Signalleitung
SL1 und die zweite Signalleitung SL2. Der Drehmomentsensor 21 umfasst
den ersten Hall-IC 22, den zweiten Hall-IC 23,
und ein erstes Gehäuse 31, zur Aufnahme des ersten
Hall-IC 22 und des zweiten Hall-IC 23.
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Die
EPS-ECU 11 umfasst eine zentrale Prozesseinheit (CPU) 12 als
einen Signaldetektionsschaltkreis, die Leistungsquelle 13,
einen Regler 14 und ein zweites Gehäuse 32 zur
Aufnahme der CPU 12, der Leistungsquelle 13 und
dem Regler 14. Die Leistungsquelle 13 ist über
ein Fahrgestell eines Fahrzeugs (beispielsweise Fahrgestellerdung)
geerdet und versorgt den Drehmomentsensor 21 durch die
erste und zweite Leistungsleitung PL1, PL2 mit elektrischer Leistung.
Der Regler 14 wird verwendet, um eine Spannung und einen
Strom, die von der Leistungsquelle 13 ausgegeben werden,
konstant zu halten. Die CPU 12 empfängt das Momentensignal, das
von dem Drehmomentsensor 21 übermittelt wird und
führt Berechnungen, die für die Steuerung des Motors
erforderlich sind, durch.
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Die
erste Leistungsversorgungsleitung PL1 verbindet die Leistungsquelle 13 mit
dem ersten Hall-IC 22. Die zweite Leistungsversorgungsleitung PL2
verbindet die Leistungsquelle 13 mit dem zweiten Hall-IC 23.
Der Leistungsleitungsanschluss 42 verbindet die erste Leistungsleitung
PL1 und die zweite Leistungsleitung PL2. Bei einem solchen Ansatz
können selbst dann, wenn eine der ersten Leistungsleitungen
PL1 und die zweite Leistungsleitung PL2 gebrochen ist (beispielsweise
unterbrochen), jeder der ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 mit
elektrischer Leistung durch die jeweils andere die erste Leistungsleitung
PL1 und die zweite Leistungsleitung PL2 versorgt werden.
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Die
Gleichrichtervorrichtung 41 ist zu jedem der ersten Leistungsleitung
PL1 und der zweiten Leistungsleitung PL2 zwischen der Leistungsquelle 13 und
dem Leistungsleitungsanschluss 42 vorgesehen. Die Gleichrichtervorrichtung 41 ermöglicht
einen elektrischen Strom in einer Richtung von der Leistungsquelle 13 zu
den ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23. Im Gegensatz,
blockiert die Gleichrichtervorrichtung 41 den elektrischen
Strom in entgegen gesetzter Richtung.
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Demnach,
verhindert der Leistungsleitungsanschluss 42 einen Erdschlussstrom,
der von einer der ersten und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 zu
der anderen die ersten und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 fließt.
Demzufolge kann, auch wenn ein Erdschluss in einer die ersten und
zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 auftritt, jeder der ersten und zweiten
Hall-ICs 22, 23 mit elektrischer Leistung von der
Leistungsquelle 13 durch die andere der ersten und zweiten
Leistungsleitungen PL1, PL2 versorgt werden. Auf diese Weise kann
selbst dann, wenn ein Erdschluss in einem der ersten und zweiten
Leistungsleitung PL1, PL2 auftritt, jeder der ersten und zweiten
Hall-ICs 22, 23 ein Detektionssignal zu der CPU 12 übertragen.
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Der
Regler 14 konvertiert eine Eingangsspannung in eine vorgegebene
Ausgangsspannung. Der Regler 14 ist zu jeder der ersten
Leistungsleitung PL1 und der zweiten Leistungsleitung PL2 zwischen der
Gleichrichtervorrichtung 41 und der Leistungsquelle 13 vorgesehen.
In einem solchen Ansatz kann selbst dann, wenn die Verbindung des
Reglers 14 mit einer der ersten und zweiten Leistungsleitungen
PL1, PL2 aufgrund eines durch einen Erdschluss in einem der ersten
und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 verursachten Erdschlussstroms
unterbrochen ist, der Regler 14 der anderen ersten und
zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 verwendet werden.
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Jeder
der ersten und zweiten Hall-IC 22, 23 ist parallel
mit der Leistungsquelle 13 verbunden. Der erste Hall-IC 22 erfasst
ein vorgegebenes Zielobjekt und gibt ein erstes für das
erfasste Zielobjekt indikatives Detektionssignal aus. Der zweite
Hall-IC 23 erfasst ebenfalls ein vorgegebenes Zielobjekt
und gibt ein zweites für das erfasste Zielobjekt indikatives
Detektionssignal aus. In der ersten Ausführungsform, erfasst
jeder der ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 einen
Motorendrehmoment durch Erfassung eines magnetischen Feldes. Das
heißt, jedes des ersten und zweiten Detektionssignale entspricht
dem Momentensignal. Das erste und zweite Detektionssignal, das von
den ersten und zweiten Hall-IC 22, 23 ausgegeben
wird, wird in die CPU 12 der EPS-ECU 11 eingegeben.
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Die
erste Signalleitung SL1 verbindet den ersten Hall-IC 22 mit
der CPU 12, und führt das erste Detektionssignal
der CPU 12 zu. Die zweite Signalleitung SL2 verbindet den
zweiten Hall-IC 23 mit der CPU 12, und führt
das zweite Detektionssignal der CPU 12 zu.
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Die
CPU 12 erfasst das erste und zweite Detektionssignal durch
die erste und zweite Signalleitung SL1, SL2. Es ist zu bemerken,
dass das erste und zweite durch die CPU 12 erfasste Detektionssignal,
gegenphasig sind. Die Gründe hierfür sind folgende:
Wenn die erste und zweite Detektionssignale gleichphasig sind und
durch die erste und zweite Signalleitung SL1, SL2 übertragen
werden, kann nicht zwischen einem Fall, in dem kein Signal ausgegeben wird,
und einem Fall, bei dem ein Leitungsbruch aufgetreten ist, unterschieden
werden. Wenn im Gegensatz dazu, die durch die erste und zweite Signalleitung
SL1, SL2 übertragenen ersten und zweiten Detektionssignale
gegensätzliche Phasen aufweisen, kann die CPU 12 einen
Fehler (beispielsweise einem Leitungsbruch) in der Signalleitung
SL1, SL2, durch Bestimmung der ersten und zweiten gegenphasigen Detektionssignale
erfassen. Wenn die CPU 12 den Fehler in der Signalleitung
SL1, SL2 erfasst, wird die Lenkunterstützung gestoppt.
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Der
erste und zweite Hall-IC 22, 23 sind parallel
zueinander durch die erste Erdleitung GL1 verbunden. Ferner sind
der erste und zweite Hall-IC 22, 23 parallel zueinander
durch die zweite Erdleitung GL2 verbunden.
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Selbst
dann, wenn eine der ersten und zweiten Erdleitungen GL1, GL2 gebrochen
ist, können bei einem solchen Ansatz jeder der ersten und
zweiten Hall-ICs 22, 23 durch die jeweils andere
der ersten und zweiten Erdleitung GL1, GL2 geerdet werden. Demnach,
weist das Signaldetektionsgerät 1 eine Redundanz
auf, so dass eine Zuverlässigkeit des Signaldetektionsgeräts 1 gewährleistet
werden kann.
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Da
die ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 mit elektrischer
Leistung aus der Leistungsquelle 13 der EPS-ECU 11 versorgt
werden, besteht eine Notwendigkeit, dass ein Erdpotential der ersten
und zweiten Hall-ICs 22, 23 genau so groß wie
das Erdpotential der Leistungsquelle 13, beispielsweise
der EPS-ECU 11, ist. Wie in 1 dargestellt,
sind demzufolge die ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 auf
der Seite der EPS-ECU 11 geerdet, und nicht auf der Seite
des Drehmomentsensors 21.
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Die
ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 des Leistungsleitungsanschluss 42,
und die Gleichrichtervorrichtung 41 sind in dem ersten
Gehäuse 31 enthalten. Die CPU 12 und
die Leistungsquelle 13 sind in dem zweiten Gehäuse 32 enthalten.
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Das
Signaldetektionsgerät 1 arbeitet, wie in 2 dargestellt,
wenn ein Erdschluss an einem Punkt EF1 der zweiten Leistungsleitung
PL2 auftritt. In diesem Fall wird ein Potential der zweiten Leistungsleitung
PL2 an dem Punkt EF1 verringert, und ein elektrischer Strom, der
durch die zweite Leistungsleitung PL2 fließt, fließt
zu der Erdung von dem Punkt EF1. Demzufolge können der
erste und zweite Hall-IC 22, 23 nicht mit elektrischer
Leistung durch die zweite Leistungsleitung PL2 versorgt werden.
Im Gegensatz dazu fließt ein elektrischer Strom, der durch
die erste Leistungsleitung PL1 fließt, nicht zu dem Punkt
EF1 durch den Leistungsleitungsanschluss 42, da die Gleichrichtervorrichtung 41 in
der zweiten Leistungsleitung PL2 vorgesehen ist. Demzufolge können
selbst dann, wenn der Erdschluss in der zweiten Leistungsleitung
PL2 auftritt, der erste und zweite Hall-IC 22, 23 mit
elektrischer Leistung durch die erste Leistungsleitung PL1 versorgt
werden.
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Die
Leitungen, die zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 31, 32 angeordnet
sind, sind nicht von dem Gehäuse 31, 32 abgedeckt.
Demzufolge wird ein Erdschluss voraussichtlich eher in den Leitungen,
die zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 31, 32 angeordnet
sind, auftreten, als in den Leitungen, die in dem ersten und zweiten
Gehäuse 31, 32 aufgenommen sind. Die
Gleichrichtervorrichtung 41 wird jedoch zusammen mit den
ersten und zweiten Hall-ICs 22, 23 und dem Leistungsleitungsanschluss 42 in
dem ersten Gehäuse 31 aufgenommen. Selbst wenn
ein Erdschluss in einem der ersten und zweiten Leistungsleitungen
PL1, PL2 zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 31, 32 auftritt,
gibt es demzufolge keine Möglichkeit, dass die anderen der
ersten und zweiten Leistungsleitung PL1, PL2 von dem Erdschluss
beeinträchtigt werden können.
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(Zweite Ausführungsform)
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Ein
Signaldetektionsgerät 1 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug
zu 3 nachfolgend beschrieben. Das Signaldetektionsgerät 1 umfasst
hauptsächlich einen Drehmomentsensor 21 und eine EPS-ECU 11.
Der Drehmomentsensor 21 erfasst ein Lenkmoment, das durch
eine Lenkung (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs ausgeführt
wird. Die EPS-ECU 11 steuert einen Elektromotor, basierend auf
dem erfassten Lenkmoment, um die Lenkbemühungen eines Fahrzeugführers
eines Fahrzeugs zu unterstützen.
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Der
Drehmomentsensor 21 und die EPS-ECU 11 sind zusammen
durch eine erste, zweite und dritte Leistungsleitung PL1–PL3
verbunden, erste, zweite und dritte Signalleitungen SL1–SL3, und
erste und zweite Erdleitungen GL1, GL2.
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Der
Drehmomentsensor 21 erfasst einen Lenkmoment und überträgt über
die erste, zweite und dritte Signalleitung SL1–SL3 ein
Momentensignal, das indikativ für das erfasste Lenkmoment,
zu der EPS-ECU 11 ist. Der Drehmomentsensor 21 umfasst einen
ersten Hall-IC 22 als einen ersten Signaldetektor, und
einen zweiten Hall-IC 23 als einen zweiten Signaldetektor,
einen dritten Hall-IC 24 als einen dritten Signalde tektor,
und ein erstes Gehäuse 31, das die ersten, zweiten
und dritten Hall-ICs 22–24 aufnimmt.
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Die
EPS-ECU 11 umfasst eine CPU 12 als einen Signaldetektionsschaltkreis,
eine Leistungsquelle 13, einen Regler 14 und ein
zweites Gehäuse 32, das die CPU 12, die
Leistungsquelle 13 und den Regler 14 aufnimmt.
Die Leistungsquelle 13 ist mit einem Fahrzeuggestell eines
Fahrzeugs (beispielsweise Fahrzeuggestellerdung) geerdet und versorgt
den Momentsensor 21 über die Leistungsleitungen PL1–PL3
mit elektrischer Leistung. Der Regler 14 wird verwendet,
um eine Spannung und einen Strom, der von der Leistungsquelle 13 ausgegeben
wird, konstant zu halten. Die CPU 12 empfängt
das Momentensignal, das von den Drehmomentsensor 21 übermittelt
wird und führt die Berechnungen, die notwendig für
die Steuerung des Motors sind, durch.
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Die
erste Leistungsversorgungsleitung PL1 verbindet die Leistungsquelle 13 mit
dem ersten Hall IC 22. Die zweite Leistungsversorgungsleitung
PL2 verbindet die Leistungsquelle 13 mit dem zweiten Hall
IC 23. Die dritte Leistungsversorgungsleitung PL3 verbindet
die Leistungsquelle 13 mit dem dritten Hall IC 24.
Der Leistungsleitungsanschluss 42 verbindet die erste Leistungsleitung
PL1 und die zweite Leistungsleitung PL2. In einem solchen Ansatz
kann selbst dann, wenn die erste Leistungsleitung PL1 und die zweite
Leistungsleitung PL2 gebrochen sind, jeder der ersten und zweiten
Hall ICs 22, 23 mit elektrischer Leistung durch
die andere, der ersten Leistungsleitung PL1 und der zweiten Leistungsleitung PL2,
versorgt werden. Ferner ist die dritte Leistungsleitung PL3 zwischen
einer Gleichrichtervorrichtung 41 und der ersten Hall IC 22 mit
der ersten Leistungsleitung PL1 verbunden und zwischen der Gleichrichtervorrichtung 41 und
der zweiten Hall IC 23 mit der zweiten Leistungsleitung
PL2.
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Somit
kann der dritte Hall IC 24 über die erste und
zweite Leistungsleitung PL1, PL2 mit elektrischer Leistung versorgt
werden. Auf diese Weise werden die erste und zweite Leistungsleitung
PL1, PL2 verwendet, um den dritten Hall IC 24 mit elektrischer
Leistung zu versorgen. Bei solch einem Ansatz kann die Länge
der dritten Leistungsleitung PL reduziert werden und es besteht
keine Notwendigkeit, eine Gleichrichtervorrichtung 41 für
die dritte Leistungsleitung PL3 zur Verfügung zu stellen.
Das heißt, die Anzahl der Gleichrichtervorrichtungen kann
niedriger als die Anzahl der parallel miteinander verbundenen Hall
ICs sein.
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Die
Gleichrichtervorrichtung 41 ist zwischen der Leistungsquelle 13 und
dem Leistungsleitungsanschluss 42 zu jeder der ersten und
zweiten Leistungsleitung PL1, PL2 vorgesehen. Die Gleichrichtervorrichtung 41 ermöglicht
einen elektrischen Strom in einer Richtung von der Leistungsquelle 13 zu
dem Hall IC 22–24. Im Gegensatz dazu
blockiert die Gleichrichtervorrichtung den elektrischen Strom in der
entgegen gesetzten Richtung.
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Somit
verhindert der Leistungsleitungsanschluss 42 einen Erdschlussstrom,
der von dem einen der ersten und zweiten Leistungsleitung PL1, PL2
zu der jeweils anderen der ersten und zweiten Leistungsleitung PL1,
PL2 fließt. Demzufolge kann selbst dann, wenn ein Erdschluss
in einem der ersten und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 auftritt, jede
der ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 mit
elektrischer Leistung von der Leistungsquelle 13 durch
die jeweils andere der ersten und zweiten Leistungsleitung PL1,
PL2 versorgt werden. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn ein
Erdschluss in einer der ersten und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2
auftritt, jeder der ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 ein
Detektionssignal zu der CPU 12 übermitteln.
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Der
Regler 14 konvertiert eine Eingangsspannung in eine vorgegebene
Ausgangsspannung. Der Regler 14 ist zwischen der Gleichrichtervorrichtung 41 und
der Leistungsquelle 13 zu jeder der ersten Leistungsleitung
PL1 und der zweiten Leistungsleitung PL2 vorgesehen. Bei einem solchen
Ansatz kann selbst dann, wenn der Regler 14 von einer der ersten
und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 aufgrund eines Erdschlussstroms,
verursacht durch einen Erdschluss, der in einem der ersten und zweiten Leistungsleitungen
PL1, PL2, auftritt, gebrochen ist, der Regler 14 von der
anderen der ersten und zweiten Leistungsleitungen PL1, PL2 verwendet
werden.
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Jeder
der ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 ist
parallel mit der Leistungsquelle 13 verbunden. Der erste
Hall IC 22 erfasst ein vorgegebenes Zielobjekt, und gibt
ein erstes Detektionssignal, das indikativ für das erfasste
Zielobjekt ist, aus. Der zweite Hall IC 23 erfasst ein
vorgegebenes Zielobjekt und gibt ein zweites für das erfasste
Zielobjekt indikatives Detektionssignal aus. Der dritte Hall IC 24 erfasst
ein vorgegebenes Zielobjekt und gibt ein drittes für das erfasste
Zielobjekt indikatives Detektionssignal aus. In der zweiten Ausführungsform
erfasst jeder der ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 über
ein magnetisches Feld ein Motormoment. Demzufolge entspricht jedes
der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale dem Momentensignal.
Das erste, zweite und dritte Detektionssignal, das von der ersten,
zweiten und dritten Hall ICs 22–24 ausgegeben
wird, wird in die CPU 12 der EPS-ECU 11 eingegeben.
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Die
erste Signalleitung SL1 verbindet den ersten Hall IC 22 mit
der CPU 12 und führt das erste Detektionssignal
der CPU 12 zu. Die zweite Signalleitung SL2 verbindet den
zweiten Hall IC mit der CPU 12 und führt das zweite
Detektionssignal der CPU 12 zu. Die dritte Signalleitung
SL3 verbindet den dritten Hall IC 24 mit der CPU 12 und
führt das dritte Detektionssignal der CPU 12 zu.
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Wie
bei der ersten Ausführungsform, erfasst die CPU, das erste,
zweite, und dritte Detektionssignal durch die erste, zweite und
dritte Signalleitung SL1–SL3 und bestimmt, ob das erste,
zweite und dritte Detektionssignal normal ist. Insbesondere vergleicht
die CPU 12 zwei der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale
und legt fest, ob die zwei verglichenen Signale normal sind.
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Wenn
eines der ersten und zweiten Detektionssignale abnormal sind, ist
gemäß der ersten Ausführungsform schwierig
festzulegen, welches der ersten und zweiten Detektionssignale normal
ist.
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Im
Gegensatz dazu können gemäß der zweiten
Ausführungsform selbst dann, wenn eines der ersten, zweiten
und dritten Detektionssignale abnormal ist, durch Vergleichen der
Detektionssignale zwei normale Detektionssignale erfasst werden.
Demnach kann eine Lenkunterstützung auf Grundlage des normalen
Detektionssignals durchgeführt werden. Demgemäß kann
die Betriebszeitdauer des Signaldetektionsgeräts erhöht
werden.
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Wenn
zwei der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale abnormal
sind, ist es schwierig festzulegen, welche der ersten, zweiten und
dritten Detektionssignale normal sind. In solch einem Fall stoppt
daher die Lenkunterstützung.
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Die
ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 sind
parallel zu jeder durch die erste Erdleitung GL1 verbunden. Ferner
sind die ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 parallel
zueinander über die zweite Erdleitung GL2 verbunden.
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Bei
solch einem Ansatz kann selbst dann, wenn eine der ersten und zweiten
Erdleitungen GL1, GL2 gebrochen ist, jede der ersten, zweiten und
dritten Hall ICs 22–24 durch die andere
der ersten und zweiten Erdleitung GL1, GL2 geerdet werden. Demnach
weist das Signaldetektionsgerät 1 eine Redundanz
auf, so dass die Zuverlässigkeit des Signaldetektionsgerät 1 gewährleistet
werden kann.
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Da
die ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 mit
elektrischer Leistung von der Leistungsquelle 13 der EPS-ECU 11 versorgt
werden, besteht eine Notwendigkeit, dass ein Erdungspotential der ersten,
zweiten und dritten Hall IC 22–24 gleich
dem Erdpotential der Leistungsquelle 13 bzw. EPS-ECU 11 ist.
Demzufolge sind, wie in 3 dargestellt, die ersten, zweiten
und dritten Hall ICs 22–24 auf der Seite
der EPS-ECU 11 geerdet, und nicht auf der Seite des Drehmomentsensor 21.
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Wenn
eine Erdleitung zu jedem Hall IC vorgesehen ist, muss die Anzahl
der Erdleitungen gleich der Anzahl der Hall ICs sein. Gemäß der
zweiten Ausführungsform sind die zwei Erdleitungen GL1, GL2
unter den drei Hall ICs 22–24 aufgeteilt.
Bei solch einem Ansatz kann die Anzahl der Erdleitungen niedriger
als die Anzahl der Hall ICs sein. Selbst wenn eine der zwei Erdleitungen
GL1, GL2 gebrochen ist, können die Hall ICs 22–24 weiterhin
durch die jeweils andere der zwei Erdleitungen GL1, GL2, geerdet
sein. Demnach weist das Signaldetektionsgerät eine Redundanz
auf, so dass die Zuverlässigkeit des Signaldetektionsgeräts 1 gewährleistet
werden kann.
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Die
ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24,
der Leistungsleitungsanschluss 42, und die Gleichrichtervorrichtung 41 sind
in dem ersten Gehäuse 41 aufgenommen. Die CPU 12 und
die Leistungsquelle 13 sind in dem zweiten Gehäuse 32 aufgenommen.
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Das
Signaldetektionsgerät 1 arbeitet, wie in 4 dargestellt,
wenn ein Erdschluss an einem Punkt EF2 der zweiten Leistungsleitung
PL2 auftritt. In diesem Fall nimmt ein Potential der zweiten Leistungsleitung
PL2 an dem Punkt EF2 zu, und ein elektrischer Strom, der durch die
zweite Leistungsleitung PL2 fließt, fließt zu
der Erdung von dem Punkt EF2. Demzufolge können die ersten,
zweiten und dritten Hall ICs 22–24 nicht
mit elektrischer Leistung durch die zweite Leistungsleitung PL2
versorgt werden. Im Gegensatz dazu fließt ein elektrischer
Strom, der durch die erste Leistungsleitung PL1 fließt,
nicht durch den Leistungsleitungsanschluss 42 zu dem Punkt
EF2, da die Gleichrichtervorrichtung 41 in der zweiten
Leistungsleitung PL2 vorgesehen ist. Demzufolge können
selbst dann, wenn ein Erdschluss in der zweiten Leistungsleitung
PL2 auftritt, die ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 mit
elektrischer Leistung durch die erste Leistungsleitung PL1 versorgt
werden.
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Das
Signaldetektionsgerät 1 arbeitet, wie in 4 dargestellt,
wenn ein Leitungsbruch in der dritten Signalleitung SL3 auftritt.
In diesem Fall erreicht das dritte Detektionssignal, das von dem
dritten Hall IC 24 durch die dritte Signalleitung SL3 ausgegeben wird,
die CPU 12 nicht. Demzufolge zeigt das dritte Detektionssignal,
das durch die CPU 12 erfasst wird, einen Drehmoment an,
das unterschiedlich zu dem Drehmoment ist, das durch jede der ersten
und zweiten Detektionssignale angegeben wird, die durch die CPU 12 erfasst
werden. Die CPU 12 bestimmt, ob das erste und zweite Detektionssignal
zueinander gleich sind, das zweite und dritte Detektionssignal zueinander
gleich sind und das erste und dritte Detektionssignal zueinander
gleich sind. Demzufolge bestimmt die CPU 12, dass das erste
und zweite Detektionssignal zueinander gleich sind, das zweite und dritte
Detektionssignal zueinander unterschiedlich sind, und das erste
und dritte Detektionssignal zueinander unterschiedlich sind. Basierend
auf der Bestimmung, dass das erste und zweite Detektionssignal zueinander
gleich sind, folgert die CPU 12, dass das erste und zweite
Detektionssignal normal sind. Im Gegensatz dazu folgert die CPU 12,
basierend auf der Bestimmung, dass das zweite und dritte Detekti onssignal
unterschiedlich zueinander sind und das erste und dritte Detektionssignal
unterschiedlich zueinander sind, dass das dritte Detektionssignal
abnormal ist.
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In
diesem Fall, führt die CPU 12 Berechnungen, die
erforderlich sind, um den Motor zu steuern, auf der Grundlage des
ersten und zweiten Bestimmungssignals durch.
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Wenn
das erste und zweite Detektionssignal unterschiedliche Drehmomente
anzeigt, ist es gemäß der ersten Ausführungsform
schwierig zu bestimmen, welches der ersten und zweiten Detektionssignale
normal ist. Im Gegensatz dazu, ist es gemäß der
zweiten Ausführungsform möglich zu bestimmen,
welches der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale normal
ist, auch wenn eines der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale
ein Drehmoment anzeigt, das unterschiedlich dem Drehmoment ist,
das durch jede der anderen zwei der ersten, zweiten und dritten
Detektionssignal angezeigt wird. Demzufolge kann die Lenkunterstützung
basierend auf dem normalen Detektionssignal ausgeführt
werden.
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Wie
bereits erwähnt, wenn die CPU 12 bestimmt, dass
zwei der ersten, zweiten und dritten Detektionssignale abnormal
sind, ist es schwierig zu bestimmen, welche der ersten, zweiten
und dritten Detektionssignale normal sind. Demzufolge wird die Lenkunterstützung
gestoppt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Ein
Signalerfassungsgerät 1 gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug
auf 5 nachfolgend beschrieben. Ein Unterschied zwischen
der zweiten und dritten Ausführungsform ist wie folgt.
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In
der dritten Ausführungsform ist die zweite Erdleitung GL2
entfernt. Die ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 sind
an einem Fahrzeuggestell 51 des Fahrzeugs geerdet. Wie
bereits erwähnt, ist die Leistungsquelle 13 ebenso über
das Fahrgestell 51 des Fahrzeugs geerdet. Demzufolge kann
das Erdpotential des ersten, zweiten und dritten Hall ICs 22–24 gleich
dem Erdpotential der Leistungsquelle 13 sein. Alternativ
kann anstatt der zweiten Erdleitung GL2 die erste Erdleitung GL1
entfernt werden. Auch in diesem Fall sind die ersten, zweiten und
dritten Hall ICs 22–24 über
das Fahrzeuggestell 51 des Fahrzeugs geerdet.
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Die
Kalibrierung kann vor der Überführung bzw. dem
Versand durchgeführt werden, so dass ein Potentialunterschied
zwischen der ersten Erdleitung GL1 und der Fahrgestellerdung Null
sein kann.
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(Abwandlungen)
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Die
Ausführungsformen, die obenstehend beschrieben sind, können
auf verschiedene Weise geändert werden. Zum Beispiel kann
die Gleichrichtervorrichtung 41 eine andere Vorrichtung
als eine Diode sein, so lange die Vorrichtung einen elektrischen Strom
in eine Richtung erlaubt und den elektrischen Strom in die entgegen
gesetzte Richtung blockiert.
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Solche Änderungen
und Modifikationen, sind als im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
liegend zu verstehen, wie er durch die beigefügten Ansprüchen
definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-137111
A [0002]