Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Sensorvorrichtung und ein Sensorsystem, die beispielsweise für ein Fahrzeug verwendet werden.The present disclosure relates to a sensor device and a sensor system used for a vehicle, for example.
Eine Sensorvorrichtung ist im Stand der Technik, beispielsweise wie in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2010-280332 offenbart, bekannt. Die Sensorvorrichtung dieses Stands der Technik betrifft einen Momentsensor mit einem Hauptsensorabschnitt und einem Nebensensorabschnitt. Jeder des Haupt- und des Nebensensorabschnitts gibt ein Spannungssignal mit einem vorbestimmten Wert aus, wenn ein erfasstes Moment null ist. Der Hauptsensorabschnitt gibt ein Spannungssignal proportional zum erfassten Moment aus. Der Nebensensorabschnitt gibt ein Spannungssignal aus, das symmetrisch zu einer Ausgangscharakteristik des Hauptsensorabschnitts bezüglich eines vorbestimmen Referenzwerts ist. Jedes der Spannungssignale des Haupt- und des Nebensensorabschnitts wird in einen Berechnungsabschnitt mittels einer entsprechenden Signalleitung eingegeben.A sensor device is in the prior art, for example, as in Japanese Patent Publication No. 2010-280332 disclosed, known. The sensor device of this prior art relates to a torque sensor having a main sensor portion and a sub sensor portion. Each of the main and sub sensor sections outputs a voltage signal having a predetermined value when a detected torque is zero. The main sensor section outputs a voltage signal proportional to the detected torque. The sub sensor section outputs a voltage signal that is symmetrical to an output characteristic of the main sensor section with respect to a predetermined reference value. Each of the voltage signals of the main and sub sensor sections is input to a calculating section by a corresponding signal line.
Gemäß dem Stand der Technik ist es notwendig, mehrere Signalleitungen abhängig von einer Anzahl der Sensorabschnitte bereitzustellen. In anderen Worten wird, wenn eine Anzahl der Sensorabschnitte in der vorstehenden Sensorvorrichtung erhöht wird, die Anzahl der Signalleitungen entsprechend erhöht. Demnach wird eine Struktur der Sensorvorrichtung komplizierter.According to the prior art, it is necessary to provide a plurality of signal lines depending on a number of the sensor sections. In other words, when a number of the sensor sections in the above sensor device is increased, the number of signal lines is increased accordingly. Thus, a structure of the sensor device becomes more complicated.
Die vorliegende Offenbarung wurde hinsichtlich des vorstehenden Problems gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Sensorvorrichtung bereitzustellen, die in ihrer Struktur einfach ist, und ein Sensorsystem bereitzustellen, das diese Sensorvorrichtung verwendet.The present disclosure has been made in view of the above problem. It is an object of the present disclosure to provide a sensor device that is simple in structure and to provide a sensor system using this sensor device.
Gemäß einem von Merkmalen der vorliegenden Offenbarungen weist eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe auf:
mehrere (einen ersten und einen zweiten) Erfassungsabschnitte (410, 420), von denen jeder die physikalische Größe erfasst und ein Analogsignal (A11, A12) abhängig von einem Erfassungswert für die physikalische Größe ausgibt;
mehrere (einen ersten und einen zweiten) Wandlerabschnitte (430, 431), von denen jeder das Analogsignal von dem jeweiligen Erfassungsabschnitt in erste oder zweite digitale Daten (D11, D12) wandelt; und
einen Ausgabeabschnitt (440) zum Erzeugen eines digitalen Signals (D1, D2, D3), das die ersten und zweiten digitalen Daten (D11, D12) in demselben Rahmen beinhaltet, und zum Ausgeben des digitalen Signals (D1, D2, D3) mittels einer Signalleitung (L11, L21).According to one of features of the present disclosure, a sensor device for detecting a physical quantity comprises:
a plurality of (a first and a second) detection sections ( 410 . 420 each of which detects the physical quantity and outputs an analog signal (A11, A12) depending on a physical quantity detection value;
a plurality of (a first and a second) converter sections ( 430 . 431 each of which converts the analog signal from the respective detecting section into first or second digital data (D11, D12); and
an output section ( 440 ) for generating a digital signal (D1, D2, D3) including the first and second digital data (D11, D12) in the same frame and for outputting the digital signal (D1, D2, D3) by means of a signal line (L11, L21).
Gemäß dem vorstehenden Merkmal kann eine Anzahl von Signalleitungen, durch die das digitale Signal an eine Außenseite der Sensorvorrichtung ausgegeben wird, gegenüber einer Anzahl der Erfassungsabschnitte verkleinert werden. Verglichen mit der Sensorvorrichtung, die beispielsweise im vorstehenden Stand der Technik offenbart ist ( JP Nr. 2010-280332 ), in der die gleiche Anzahl der Signalleitungen wie die der Erfassungsabschnitte notwendig ist, ist es in der vorliegenden Offenbarung möglich, die Anzahl der Signalleitungen zu reduzieren. Demzufolge kann eine Struktur der Sensorvorrichtung und ein Sensorsystem, das mit der Sensorvorrichtung verbunden ist, vereinfacht werden.According to the above feature, a number of signal lines through which the digital signal is output to an outside of the sensor device can be made smaller than a number of the detection sections. Compared with the sensor device disclosed, for example, in the above prior art ( JP No. 2010-280332 ) in which the same number of signal lines as those of the detecting sections are necessary, it is possible in the present disclosure to reduce the number of signal lines. As a result, a structure of the sensor device and a sensor system connected to the sensor device can be simplified.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen ersichtlicher.The foregoing and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the drawings.
Es zeigen:Show it:
1 eine schematische Ansicht und ein Blockschaltbild, das eine Struktur einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug darstellt; 1 a schematic view and a block diagram illustrating a structure of an electric power steering apparatus for a vehicle;
2 eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Sensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 2 an exploded perspective view illustrating a sensor device according to a first embodiment of the present disclosure;
3 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für die Sensorvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 3 FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical structure for the sensor device of the first embodiment of the present disclosure; FIG.
4 eine schematische Ansicht, die eine Struktur eines digitalen Signals darstellt, das durch einen Ausgabeabschnitt der Sensorvorrichtung der ersten Ausführungsform erzeugt wird; 4 Fig. 12 is a schematic view illustrating a structure of a digital signal generated by an output section of the sensor device of the first embodiment;
5 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit, ECU) eines Sensorsystems der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 5 10 is a block diagram illustrating an electrical structure for an electronic control unit (ECU) of a sensor system of the first embodiment of the present disclosure;
6 eine schematische Ansicht, die eine Struktur digitaler Daten darstellt, die am Wandlerabschnitt erzeugt werden, gemäß einer Modifikation der Sensorvorrichtung der ersten Ausführungsform; 6 12 is a schematic view illustrating a structure of digital data generated at the converter section according to a modification of the sensor device of the first embodiment;
7 eine schematische Ansicht, die eine Struktur eines digitalen Signals darstellt, das durch einen Ausgabeabschnitt der Sensorvorrichtung erzeugt wird, gemäß der Modifikation der Sensorvorrichtung der ersten Ausführungsform; 7 12 is a schematic view illustrating a structure of a digital signal generated by an output section of the sensor device according to the modification of the sensor device of the first embodiment;
8 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine Sensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 8th FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical structure for a sensor device according to a second embodiment of the present disclosure; FIG.
9 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine Sensorvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 9 FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical structure for a sensor device according to a third embodiment of the present disclosure; FIG.
10 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Sensorsystems der dritten Ausführungsform darstellt; 10 FIG. 12 is a block diagram illustrating an electrical structure for an electronic control unit (ECU) of a sensor system of the third embodiment; FIG.
11 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine Sensorvorrichtung darstellt, die eine Modifikation der dritten Ausführungsform ist; 11 Fig. 10 is a block diagram illustrating an electrical structure for a sensor device which is a modification of the third embodiment;
12 eine schematische Ansicht, die eine Struktur eines synthetisierten digitalen Signals darstellt, das durch einen Signalsynthetisierungsabschnitt einer Sensorvorrichtung erzeugt wird, gemäß einer Modifikation der Sensorvorrichtung der dritten Ausführungsform; 12 12 is a schematic view illustrating a structure of a synthesized digital signal generated by a signal synthesizing section of a sensor device according to a modification of the sensor device of the third embodiment;
13 ein Blockschaltbild, das eine elektrische Struktur für eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Sensorsystems darstellt, was eine Modifikation der dritten Ausführungsform ist; und 13 FIG. 12 is a block diagram illustrating an electrical structure for an electronic control unit (ECU) of a sensor system, which is a modification of the third embodiment; FIG. and
14 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung darstellt, die durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Sensorsystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auszuführen ist. 14 10 is a flowchart illustrating processing to be executed by an electronic control unit (ECU) of a sensor system according to a fourth embodiment of the present disclosure.
Die vorliegende Ausführungsform wird nachfolgend mittels mehrerer Ausführungsformen und/oder Modifikationen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden an die gleichen oder ähnlichen Strukturen und/oder Abschnitte über die mehreren Ausführungsformen und/oder Modifikationen hinweg vergeben, um wiederholte Erläuterung zu vermeiden.The present embodiment will be explained below by means of several embodiments and / or modifications with reference to the drawings. Like reference numerals are given to the same or similar structures and / or portions throughout the several embodiments and / or modifications to avoid repeated explanation.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Eine Sensorvorrichtung und ein Sensorsystem einer ersten Ausführungsform werden nachfolgend erläutert. Die Sensorvorrichtung und das Sensorsystem der vorliegenden Ausführungsform werden auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (nachfolgend die EPS-Vorrichtung) eines Fahrzeugs angewandt, gemäß der ein Lenkmoment erfasst wird. Eine Skizze der EPS-Vorrichtung wird als Erstes erläutert.A sensor device and a sensor system of a first embodiment will be explained below. The sensor device and the sensor system of the present embodiment are applied to an electric power steering device (hereinafter the EPS device) of a vehicle according to which a steering torque is detected. A sketch of the EPS device will be explained first.
Wie in 1 dargestellt ist, besteht die EPS-Vorrichtung 1 aus einem Lenkmechanismus 2 und einem Lenkunterstützungsmechanismus 3. Der Lenkmechanismus 2 überträgt ein Lenkmoment eines Lenkrads 20, das durch einen Fahrer bedient wird, an die Fahrzeugräder 24. Der Lenkunterstützungsmechanismus 3 unterstützt eine Übertragung des Lenkmoments des Lenkrads 20 an die Fahrzeugräder 24.As in 1 is shown, there is the EPS device 1 from a steering mechanism 2 and a steering assist mechanism 3 , The steering mechanism 2 transmits a steering torque of a steering wheel 20 , which is operated by a driver, to the vehicle wheels 24 , The steering assist mechanism 3 supports a transmission of the steering torque of the steering wheel 20 to the vehicle wheels 24 ,
Der Lenkmechanismus 2 besteht aus dem Lenkrad 20, einer Lenksäule 21, einem Zahnstangenmechanismus 22 und einer Zahnstange 23.The steering mechanism 2 consists of the steering wheel 20 , a steering column 21 a rack and pinion mechanism 22 and a rack 23 ,
Ein Ende der Lenksäule 21 ist mit dem Lenkrad 20 verbunden, während das andere Ende der Lenksäule 21 mit der Zahnstange 23 mittels des Zahnstangenmechanismus 22 verbunden ist. Jedes Ende der Zahnstange 23 ist mit dem jeweiligen Fahrzeugrad 24 verbunden.One end of the steering column 21 is with the steering wheel 20 connected while the other end of the steering column 21 with the rack 23 by means of the rack and pinion mechanism 22 connected is. Each end of the rack 23 is with the respective vehicle wheel 24 connected.
In dem Lenkmechanismus 2, wenn das Lenkrad 20 durch den Fahrer bedient wird, wird eine Rotationsbewegung des Lenkrads 20 an die Lenksäule 21 übertragen, sodass die Lenksäule 21 entsprechend rotiert wird. Die Rotationsbewegung der Lenksäule 21 wird durch den Zahnstangenmechanismus 22 in eine reziproke lineare Bewegung in eine Richtung der Zahnstange 23 konvertiert. Ein Lenkwinkel der Fahrzeugräder 24 wird abhängig von der linearen Bewegung der Zahnstange 23 geändert, sodass eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs geändert wird.In the steering mechanism 2 when the steering wheel 20 is operated by the driver, a rotation of the steering wheel 20 to the steering column 21 transferred so that the steering column 21 is rotated accordingly. The rotational movement of the steering column 21 is through the rack and pinion mechanism 22 in a reciprocal linear motion in one direction of the rack 23 converted. A steering angle of the vehicle wheels 24 becomes dependent on the linear movement of the rack 23 changed so that a direction of travel of the vehicle is changed.
Der Lenkunterstützungsmechanismus 3 besteht aus einer Untersetzungseinheit 30, einem elektrischen Motor 31, einer Sensorvorrichtung 40, einer elektronischen Steuereinheit 50 (nachfolgend die ECU 50) und so weiter.The steering assist mechanism 3 consists of a reduction unit 30 , an electric motor 31 , a sensor device 40 , an electronic control unit 50 (hereafter the ECU 50 ) and so on.
Die Geschwindigkeitsreduzierungseinheit 30 reduziert eine Rotation einer Ausgangswelle 31a des elektrischen Motors 30 und überträgt dessen Rotationskraft an die Lenksäule 21. In anderen Worten wird ein Ausgangsmoment des elektrischen Motors 31 an die Lenksäule 21 mittels der Geschwindigkeitsreduzierungseinheit 30 übertragen. Das Ausgangsmoment dient als ein Unterstützungsmoment für eine Lenkbedienung des Fahrzeugfahrers.The speed reduction unit 30 reduces a rotation of an output shaft 31a of the electric motor 30 and transmits its rotational force to the steering column 21 , In other words, an output torque of the electric motor 31 to the steering column 21 by means of the speed reduction unit 30 transfer. The output torque serves as a support torque for a steering operation of the vehicle driver.
Die Sensorvorrichtung 40 erfasst ein Lenkmoment „Th”, das auf das Lenkrad 20 durch den Fahrzeugfahrer ausgeübt wird. Die Sensorvorrichtung 40 gibt ein Signal abhängig von einem erfassten Lenkmoment „Th” an die ECU 50 aus.The sensor device 40 detects a steering torque "Th" on the steering wheel 20 is exercised by the vehicle driver. The sensor device 40 gives a signal to the ECU depending on a detected steering torque "Th" 50 out.
Die ECU 50 besteht aus einem Mikrocomputer, einer CPU, einer Speichervorrichtung und so weiter. Die ECU 50 erfasst das Lenkmoment „Th” basierend auf dem Ausgangssignal von der Sensorvorrichtung 40. Die ECU 50 legt einen Strombefehlswert basierend auf dem Lenkmoment „Th” fest und steuert einen Versorgungsstrom für den elektrischen Motor 31 basierend auf dem Strombefehlswert. Demzufolge wird das Moment abhängig von dem Strombefehlswert von dem elektrischen Motor 31 an die Lenksäule 21 übertragen, um die Lenkbedienung des Fahrzeugfahrers zu unterstützen.The ECU 50 consists of a microcomputer, a CPU, a storage device and so on. The ECU 50 detects the steering torque "Th" based on the output signal from the sensor device 40 , The ECU 50 sets a current command value based on the steering torque "Th" and controls a supply current for the electric motor 31 based on the current command value. As a result, the torque becomes dependent on the current command value from the electric motor 31 to the steering column 21 transmitted to assist the driver's steering operation.
Eine Struktur der Sensorvorrichtung 40 wird mit Bezug auf 2 erläutert.A structure of the sensor device 40 is related to 2 explained.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Lenksäule 21 in eine Eingangswelle 21a, die mit dem Lenkrad 20 verbunden ist, und eine Ausgangswelle 21b, die mit dem Zahnstangenmechanismus 22 verbunden ist, unterteilt. Die Eingangswelle 21a und die Ausgangswelle 21b sind miteinander durch einen Torsionsstab 41 verbunden. Wird das Lenkmoment „Th” an das Lenkrad 20 durch den Fahrzeugfahrer gegeben, wird eine Torsionsdeformation in dem Torsionsstab 41 abhängig von dem Lenkmoment „Th” erzeugt. Eine relative Abweichung eines Rotationswinkels wird zwischen der Eingangswelle 21a und der Ausgangswelle 21b durch die Torsionsdeformation des Torsionsstabs 41 erzeugt. Die Sensorvorrichtung 40 erfasst das Lenkmoment „Th” basierend auf der Abweichung des Rotationswinkels in dem Torsionsstab 41.As in 2 is shown, is the steering column 21 in an input shaft 21a that with the steering wheel 20 is connected, and an output shaft 21b that with the rack and pinion mechanism 22 is divided. The input shaft 21a and the output shaft 21b are connected together by a torsion bar 41 connected. Is the steering torque "Th" to the steering wheel 20 given by the vehicle driver, a torsional deformation in the torsion bar 41 depending on the steering torque "Th" generated. A relative deviation of a rotation angle becomes between the input shaft 21a and the output shaft 21b by the torsional deformation of the torsion bar 41 generated. The sensor device 40 detects the steering torque "Th" based on the deviation of the rotation angle in the torsion bar 41 ,
Die Sensorvorrichtung 40 besteht aus dem Torsionsstab 41, einem Mehrpolmagnet 42, einem Paar Joche 43, 44, einem Paar Magnetflusssammelbauteilen 45, 46, magnetischen Erfassungselementen 411, 412, 421, 422 und so weiter.The sensor device 40 consists of the torsion bar 41 , a multipolar magnet 42 , a pair of yokes 43 . 44 , a pair of magnetic flux collection components 45 . 46 , magnetic detection elements 411 . 412 . 421 . 422 and so on.
Der Mehrpolmagnet 42 ist zylinderförmig ausgebildet und hat N-Pole und S-Pole an seinem äußeren Umfang, wobei die N-Pole und die S-Pole abwechselnd in seiner Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Mehrpolmagnet 42 ist mit der Eingangswelle 21a verbunden. Demnach wird der Mehrpolmagnet 42 zusammen mit der Eingangswelle 21a gedreht.The multipole magnet 42 is formed cylindrical and has N-poles and S-poles on its outer periphery, wherein the N-poles and the S-poles are arranged alternately in its circumferential direction. The multipole magnet 42 is with the input shaft 21a connected. Accordingly, the multi-pole magnet 42 together with the input shaft 21a turned.
Jedes der Jochbauteile 43 und 44 ist aus weichmagnetischem Material gefertigt und ringförmig ausgebildet. Jedes der Jochbauteile 43 und 44 ist um den Mehrpolmagnet 42 mit einem radialen Raum zwischen dem Jochbauteil 43/44 und dem Mehrpolmagnet 42 und gegenüberliegend zueinander in einer axialen Richtung des Torsionsstabs 41 mit einem axialen Raum zwischen ihnen angeordnet. Jedes der Jochbauteile 43 und 44 ist an der Ausgangswelle 21b befestigt, sodass das Jochbauteil 43/44 zusammen mit der Ausgangswelle 21b rotiert wird. Jedes der Jochbauteile 43 und 44 hat mehrere axiale Vorsprünge 43a/44a an seinem inneren Umfang, wobei eine Anzahl der axialen Vorsprünge 43a/44a mit einer Anzahl von Magnetpolen des Mehrpolmagneten 42 übereinstimmt. Jeder der axialen Vorsprünge 43a des Jochbauteils 43 und jeder der axialen Vorsprünge 44a des Jochbauteils 44 ist abwechselnd in der Umfangsrichtung des Jochbauteils 43/44 angeordnet.Each of the yoke components 43 and 44 is made of soft magnetic material and annular. Each of the yoke components 43 and 44 is about the multipolar magnet 42 with a radial space between the yoke member 43 / 44 and the multipole magnet 42 and opposite to each other in an axial direction of the torsion bar 41 arranged with an axial space between them. Each of the yoke components 43 and 44 is at the output shaft 21b attached so that the yoke component 43 / 44 together with the output shaft 21b is rotated. Each of the yoke components 43 and 44 has several axial projections 43a / 44a at its inner periphery, wherein a number of the axial projections 43a / 44a with a number of magnetic poles of the multi-pole magnet 42 matches. Each of the axial projections 43a of the yoke component 43 and each of the axial protrusions 44a of the yoke component 44 is alternately in the circumferential direction of the yoke member 43 / 44 arranged.
Jedes der Magnetflusssammelbauteile 45 und 46 ist aus weichmagnetischem Material gefertigt und bogenförmig ausgebildet. Jedes der Magnetflusssammelbauteile 45 und 46 ist an einem äußeren Umfang des jeweiligen Jochbauteils 43/44 mit einem radialen Raum angeordnet. Jedes der Magnetflusssammelbauteile 45 und 46 hat einen Magnetflusssammelabschnitt 45a/46a, die einander in der axialen Richtung des Torsionsstabs 41 gegenüberliegen. Jedes der Magnetflusssammelbauteile 45 und 46 sammelt Magnetfluss, der von einem äußeren Umfang des jeweiligen Jochbauteils 43/44 erzeugt wird. Ein Magnetfeld wird zwischen den Magnetflusssammelabschnitten 45a und 45b abhängig von dem Magnetfluss erzeugt, der durch die Magnetflusssammelbauteile 45 und 46 gesammelt wird.Each of the magnetic flux collection components 45 and 46 is made of soft magnetic material and formed arcuate. Each of the magnetic flux collection components 45 and 46 is at an outer periphery of the respective Jochbauteils 43 / 44 arranged with a radial space. Each of the magnetic flux collection components 45 and 46 has a magnetic flux collecting section 45a / 46a which are mutually in the axial direction of the torsion bar 41 are opposite. Each of the magnetic flux collection components 45 and 46 collects magnetic flux from an outer circumference of the respective yoke component 43 / 44 is produced. A magnetic field is created between the magnetic flux collecting sections 45a and 45b depending on the magnetic flux generated by the magnetic flux collecting components 45 and 46 is collected.
Jedes der magnetischen Erfassungselemente 411, 412, 421 und 422 ist zwischen den Magnetflusssammelabschnitten 45a und 46a angeordnet. Jedes der magnetischen Erfassungselemente 411, 412, 421 und 422 besteht beispielsweise aus einem Hall-Element, das ein Spannungssignal abhängig von einer Magnetstärke erzeugt, die auf das Element ausgeübt wird. Jedes der magnetischen Erfassungselemente 411, 412, 421 und 422 erfasst die Magnetstärke zwischen dem Magnetflusssammelabschnitten 45a und 46a und gibt ein Analogsignal abhängig von einer erfassten Magnetstärke aus.Each of the magnetic detection elements 411 . 412 . 421 and 422 is between the magnetic flux collecting sections 45a and 46a arranged. Each of the magnetic detection elements 411 . 412 . 421 and 422 For example, it consists of a Hall element that generates a voltage signal depending on a magnetic strength exerted on the element. Each of the magnetic detection elements 411 . 412 . 421 and 422 detects the magnetic strength between the magnetic flux collecting sections 45a and 46a and outputs an analog signal depending on a detected magnetic strength.
In der Sensorvorrichtung 40 wird eine relative Abweichung eines Rotationswinkels zwischen dem Mehrpolmagnet 42 und den Jochbauteilen 43 und 44 erzeugt, wenn die relative Abweichung des Rotationswinkels zwischen der Eingangswelle 21a und der Ausgangswelle 21b durch das Lenkmoment „Th”, das auf das Lenkrad 20 ausgeübt wird, erzeugt wird. Dann wird der Magnetfluss, der von dem Mehrpolmagnet 42 auf die Jochbauteile 43 und 44 ausgeübt wird, geändert. Die Magnetstärke, die zwischen den Magnetflusssammelabschnitten 45a und 46a erzeugt wird, wird dabei durch die Änderung des vorstehenden Magnetflusses geändert, sodass die Ausgabe jedes magnetischen Erfassungselements 411, 412, 421 und 422 geändert wird.In the sensor device 40 becomes a relative deviation of a rotation angle between the multipole magnet 42 and the yoke components 43 and 44 generated when the relative deviation of the rotation angle between the input shaft 21a and the output shaft 21b by the steering torque "Th" on the steering wheel 20 is exercised. Then the magnetic flux flowing from the multipole magnet 42 on the yoke components 43 and 44 is exercised, changed. The magnetic strength between the magnetic flux collecting sections 45a and 46a is thereby changed by the change of the above magnetic flux, so that the output of each magnetic detection element 411 . 412 . 421 and 422 will be changed.
In anderen Worten gibt jedes der magnetischen Erfassungselemente 411, 412, 421 und 422 das Analogsignal abhängig von der relativen Abweichung des Rotationswinkels zwischen der Eingangswelle 21a und der Ausgangswelle 21b aus. Nämlich gibt jedes der magnetischen Erfassungselemente 411, 412, 421, 422 das Analogsignal abhängig von einem Torsionswinkel des Torsionsstabs 41 aus. Insbesondere gibt jedes der magnetischen Erfassungselemente 411 und 421 das Analogsignal aus, das mit einem Signalverlauf einer Sinuswelle bezüglich des Torsionswinkels des Torsionsstabs 41 variiert. Andererseits gibt jedes der magnetischen Erfassungselemente 412 und 422 das Analogsignal, das mit einem Signalverlauf einer Kosinuswelle bezüglich dem Torsionswinkel des Torsionsstabs 41 variiert, aus.In other words, each of the magnetic detection elements 411 . 412 . 421 and 422 the analog signal depends on the relative deviation of the angle of rotation between the input shaft 21a and the output shaft 21b out. Namely, there are each of the magnetic detection elements 411 . 412 . 421 . 422 the analog signal depending on a torsion angle of the torsion bar 41 out. In particular, each of the magnetic detection elements 411 and 421 the analog signal, with a waveform of a sine wave with respect to the torsion angle of the torsion bar 41 varied. On the other hand, each of the magnetic detection elements 412 and 422 the analog signal that with a Waveform of a cosine wave with respect to the torsion angle of the torsion bar 41 varies, off.
Eine elektrische Struktur der Sensorvorrichtung 40 und der ECU 50 wird mit Bezug auf 3 bis 5 erläutert. Ein Sensorsystem 4 der vorliegenden Ausführungsform besteht aus der Sensorvorrichtung 40 und der ECU 50.An electrical structure of the sensor device 40 and the ECU 50 is related to 3 to 5 explained. A sensor system 4 The present embodiment consists of the sensor device 40 and the ECU 50 ,
Wie in 3 dargestellt ist, besteht die Sensorvorrichtung 40 aus einem Paar Momenterfassungsabschnitten 410 und 420 (einem ersten Momenterfassungsabschnitt 410 und einem zweiten Momenterfassungsabschnitt 420), einem Paar Wandlerabschnitten 430 und 431 (einem ersten Wandlerabschnitt 430 und einem zweiten Wandlerabschnitt 431), einem Ausgabeabschnitt 440, einem Energiequellenanschluss 450, einem Ausgabeanschluss 451, einem Masseanschluss 452 und so weiter.As in 3 is shown, there is the sensor device 40 from a pair of torque detection sections 410 and 420 (a first torque detection portion 410 and a second torque detection section 420 ), a pair of converter sections 430 and 431 (a first converter section 430 and a second converter section 431 ), an output section 440 , a power source connection 450 , an output port 451 , a ground connection 452 and so on.
Der Energiequellenanschluss 450 ist mit einem Energiequellenanschluss 510 der ECU 50 mittels einer Energieversorgungsleitung L10 verbunden. Der Ausgabeanschluss 451 ist mit einem Eingabeanschluss 511 der ECU 50 mittels einer Signalleitung L11 verbunden. Der Masseanschluss 452 ist mit einem Masseanschluss 512 der ECU 50 mittels einer Masseleitung L12 verbunden. Die Sensorvorrichtung 40 empfängt eine elektrische Energie von der ECU 50 mittels der Energieversorgungsleitung L10 und ist mit der Masse mittels der Masseleitung L12 und dem Masseanschluss 512 der ECU 50 verbunden.The power source connection 450 is with a power source connection 510 the ECU 50 connected by means of a power supply line L10. The output port 451 is with an input connection 511 the ECU 50 connected by a signal line L11. The ground connection 452 is with a ground connection 512 the ECU 50 connected by a ground line L12. The sensor device 40 receives an electrical energy from the ECU 50 by means of the power supply line L10 and is connected to the ground by means of the ground line L12 and the ground terminal 512 the ECU 50 connected.
Der erste Momenterfassungsabschnitt 410 besteht aus den magnetischen Erfassungselementen 411 und 412 und einem ersten Signalverarbeitungsabschnitt 413. Der erste Signalverarbeitungsabschnitt 413 berechnet einen Arcustangens basierend auf einem Analogsignal „As11” von dem magnetischen Erfassungselement 411 und einem Analogsignal „Ac11” von dem magnetischen Erfassungselement 412, wobei das Analogsignal „As11” den Signalverlauf der Sinuswelle aufweist und das Analogsignal „Ac11” den Signalverlauf der Kosinuswelle aufweist. Der erste Signalverarbeitungsabschnitt 413 erzeugt ein erstes Analogsignal „A11” entsprechend dem Torsionswinkel des Torsionsstabs 41 basierend auf der Berechnung des Arcustangenswerts. Das Lenkmoment „Th” wird durch Multiplizieren des Torsionswinkels des Torsionsstabs 41 mit einer Federkonstante des Torsionsstabs 41 berechnet. Demnach korrelieren das Lenkmoment „Th” und der Torsionswinkel des Torsionsstabs 41 miteinander. In anderen Worten ist das erste Analogsignal „A11” ein Signal, das mit dem Lenkmoment „Th” korreliert. Demzufolge ist der erste Momenterfassungsabschnitt 410 ein Abschnitt zum Erzeugen des ersten Analogsignals „A11”, das mit dem Lenkmoment „Th” korreliert. Der erste Signalverarbeitungsabschnitt 413 gibt das erste Analogsignal „A11” an den ersten Wandlerabschnitt 430 aus.The first torque detection section 410 consists of the magnetic detection elements 411 and 412 and a first signal processing section 413 , The first signal processing section 413 calculates an arctangent based on an analog signal "As11" from the magnetic detection element 411 and an analog signal "Ac11" from the magnetic detection element 412 , wherein the analog signal "As11" has the waveform of the sine wave and the analog signal "Ac11" has the waveform of the cosine wave. The first signal processing section 413 generates a first analog signal "A11" corresponding to the torsion angle of the torsion bar 41 based on the calculation of the arctangent value. The steering torque "Th" is obtained by multiplying the torsion angle of the torsion bar 41 with a spring constant of the torsion bar 41 calculated. Accordingly, the steering torque "Th" and the torsion angle of the torsion bar correlate 41 together. In other words, the first analog signal "A11" is a signal that correlates with the steering torque "Th". As a result, the first torque detecting portion is 410 a section for generating the first analog signal "A11" which correlates with the steering torque "Th". The first signal processing section 413 gives the first analog signal "A11" to the first converter section 430 out.
Der erste Wandlerabschnitt 430, der einen A/D(Analog-Digital)-Wandlerabschnitt aufweist, wandelt das erste Analogsignal „A11” von dem ersten Momenterfassungsabschnitt 410 in erste digitale Daten „D11”. Die ersten digitalen Daten „D11” bestehen aus Daten aus n-Bits. „n” ist eine willkürliche integrale Anzahl bzw. Ganzzahl wie beispielsweise 16. Der erste Wandlerabschnitt 430 gibt die ersten digitalen Daten „D11” an den Ausgabeabschnitt 440 aus.The first converter section 430 having an A / D (analog-to-digital) converter section converts the first analog signal "A11" from the first torque detecting section 410 in first digital data "D11". The first digital data "D11" consists of data of n-bits. "N" is an arbitrary integer such as 16. The first converter section 430 gives the first digital data "D11" to the output section 440 out.
Auf ähnliche Weise wie beim ersten Momenterfassungsabschnitt 410 besteht der zweite Momenterfassungsabschnitt 420 aus den magnetischen Erfassungselementen 421 und 422 und einem zweiten Signalverarbeitungsabschnitt 423. Der zweite Signalverarbeitungsabschnitt 423 berechnet einen Arcustangenswert basierend auf einem Analogsignal „As12” von dem magnetischen Erfassungselement 421 und einem Analogsignal „Ac12” von dem magnetischen Erfassungselement 422, wobei das Analogsignal „As12” den Signalverlauf der Sinuswelle aufweist und das Analogsignal „Ac12” den Signalverlauf der Kosinuswelle aufweist. Der zweite Signalverarbeitungsabschnitt 423 erzeugt ein zweites Analogsignal „A12”, das mit dem Lenkmoment „Th” korreliert, basierend auf der Berechnung des Arcustangenswerts. Das zweite Analogsignal „A12” ist identisch zu dem ersten Analogsignal „A11”. Der zweite Signalverarbeitungsabschnitt 423 gibt das zweite Analogsignal „A12” an den zweiten Wandlerabschnitt 431 aus.In a similar manner as in the first torque detection section 410 there is the second moment detection section 420 from the magnetic detection elements 421 and 422 and a second signal processing section 423 , The second signal processing section 423 calculates an arctangent value based on an analog signal "As12" from the magnetic detection element 421 and an analog signal "Ac12" from the magnetic detection element 422 , wherein the analog signal "As12" has the waveform of the sine wave and the analog signal "Ac12" has the waveform of the cosine wave. The second signal processing section 423 generates a second analog signal "A12" which correlates with the steering torque "Th" based on the calculation of the arctangent value. The second analog signal "A12" is identical to the first analog signal "A11". The second signal processing section 423 gives the second analog signal "A12" to the second converter section 431 out.
Der zweite Wandlerabschnitt 431, der einen A/D(Analog-Digital)-Wandlerabschnitt aufweist, konvertiert das zweite Analogsignal „A12” von dem zweiten Momenterfassungsabschnitt 420 in zweite digitale Daten „D12”. Der zweite Wandlerabschnitt 431 gibt die zweiten digitalen Daten „D12” an den Ausgabeabschnitt 440 aus. Auf gleiche Weise wie bei den ersten digitalen Daten „D11”, die vom ersten Wandlerabschnitt 430 ausgegeben werden, bestehen die zweiten digitalen Daten „D12” aus Daten mit n Bits. Wenn jeder des ersten und des zweiten Momenterfassungsabschnitts 410 und 420 sowie jeder des ersten und zweiten Wandlerabschnitts 430 und 431 normal operiert, sind die zweiten digitalen Daten „D12”, die von dem zweiten Wandlerabschnitt 431 ausgegeben werden, identisch zu den ersten digitalen Daten „D11”, die von dem ersten Wandlerabschnitt 430 ausgegeben werden.The second converter section 431 having an A / D (analog-to-digital) converter section converts the second analog signal "A12" from the second torque detecting section 420 in second digital data "D12". The second converter section 431 gives the second digital data "D12" to the output section 440 out. In the same way as for the first digital data "D11", that of the first converter section 430 are output, the second digital data "D12" consists of n-bit data. When each of the first and second torque detecting sections 410 and 420 and each of the first and second converter sections 430 and 431 normal operation, the second digital data is "D12" that is from the second converter section 431 are output identical to the first digital data "D11" received from the first converter section 430 be issued.
Wie in 4 dargestellt ist, erzeugt der Ausgabeabschnitt 440 ein digitales Signal „D1”, das die ersten digitalen Daten „D11”, die vom ersten Wandlerabschnitt 430 ausgegeben werden, und die zweiten digitalen Daten „D12”, die von dem zweiten Wandlerabschnitt 431 ausgegeben werden, in demselben Rahmen beinhaltet. Wie in 3 dargestellt ist, gibt der Ausgabeabschnitt 440 das digitale Signal „D1” an die ECU 50 mittels des Ausgabeanschlusses 451 und der Signalleitung L11 aus.As in 4 is shown, the output section generates 440 a digital signal "D1" representing the first digital data "D11" received from the first converter section 430 and the second digital data "D12" output from the second converter section 431 be issued in includes the same frame. As in 3 is shown, the output section gives 440 the digital signal "D1" to the ECU 50 by means of the output connection 451 and the signal line L11.
Wie in 5 dargestellt ist, besteht die ECU 50 aus einem Komparator 520, einem Fehlererfassungsabschnitt 530, einem Steuerabschnitt 540, einem Treiberabschnitt 550 und so weiter.As in 5 is shown, there is the ECU 50 from a comparator 520 a fault detection section 530 a control section 540 , a driver section 550 and so on.
Der Komparator 520, der das digitale Signal „D1”, das von der Sensorvorrichtung 40 ausgegeben wird, mittels des Eingabeanschlusses 511 erfasst, vergleicht die ersten digitalen Daten „D11” und die zweiten digitalen Daten „D12”, die in dem digitalen Signal „D1” beinhaltet sind, miteinander bitweise. Insbesondere vergleicht der Komparator 520 Bitdaten in einem m-ten Bit des ersten digitalen Datums „D11” mit Bitdaten in einem tuten Bit der zweiten digitalen Daten „D12” der Reihe nach, um zu bestimmen, ob die Bitdaten der ersten digitalen Daten „D11” mit den Bitdaten der zweiten digitalen Daten „D12” übereinstimmen, wobei „m” eine von integralen Zahlen bzw. Ganzzahlen zwischen „1” und „n” ist („m” = „1” – „n”). Der Komparator 520 führt den vorstehenden Vergleich für Daten in jedem von n-Bit aus. Der Komparator 520 gibt sein Vergleichsergebnis an den Fehlererfassungsabschnitt 530 zusammen mit dem digitalen Signal „D1” aus.The comparator 520 which receives the digital signal "D1" from the sensor device 40 is output, by means of the input terminal 511 detects, compares the first digital data "D11" and the second digital data "D12", which are included in the digital signal "D1", bit by bit. In particular, the comparator compares 520 Bit data in an m-th bit of the first digital data "D11" with bit data in a bit of the second digital data "D12" in order to determine whether the bit data of the first digital data "D11" matches the bit data of the second one digital data "D12", where "m" is one of integral numbers between "1" and "n"("m" = "1" - "n"). The comparator 520 performs the above comparison for data in each of n-bits. The comparator 520 gives its result of comparison to the error detection section 530 together with the digital signal "D1".
Der Fehlererfassungsabschnitt 530 bestimmt basierend auf dem Vergleichsergebnis des Komparators 520, ob jedes der digitalen Daten „D11” und „D12” ein normaler Wert ist oder nicht. Insbesondere bestimmt der Fehlererfassungsabschnitt 530, dass jedes der digitalen Daten „D11” und „D12” ein normaler Wert ist, wenn alle der Bitdaten der ersten digitalen Daten „D11” mit denen der zweiten digitalen Daten „D12” übereinstimmen. In anderen Worten bestimmt der Fehlererfassungsabschnitt 530, dass die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” einen abnormalen Wert beinhalten, wenn irgendeines der digitalen Daten nicht miteinander zwischen den ersten und den zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” übereinstimmt.The error detection section 530 determined based on the comparison result of the comparator 520 whether each of the digital data "D11" and "D12" is a normal value or not. In particular, the error detection section determines 530 in that each of the digital data "D11" and "D12" is a normal value when all of the bit data of the first digital data "D11" coincide with those of the second digital data "D12". In other words, the error detection section determines 530 in that the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12" include an abnormal value if any one of the digital data does not coincide with each other between the first and the second digital data "D11" and "D12".
Jeder Wert der ersten und der zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” kann beispielsweise durch einen Quantisierungsfehler oder dergleichen verändert werden. Demnach kann der Fehlererfassungsabschnitt 530 eine fehlerhafte Entscheidung treffen, wenn irgendein Quantisierungsfehler auftritt, wenn der Fehlererfassungsabschnitt 530 durch die Tatsache, dass irgendeines der digitalen Daten nicht miteinander zwischen den ersten und den zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” übereinstimmt, bestimmt, dass die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” den abnormalen Wert beinhalten.Each value of the first and second digital data "D11" and "D12" may be changed by, for example, a quantization error or the like. Thus, the error detection section 530 make an erroneous decision if any quantization error occurs when the error detection section 530 by the fact that any of the digital data does not coincide with each other between the first and the second digital data "D11" and "D12", determines that the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12" the include abnormal value.
Hinsichtlich des vorstehenden Punkts kann der Fehlererfassungsabschnitt 530 die Bitdaten zwischen den ersten und den zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” basierend auf den Bitdaten ausschließlich niedrigerer Digitalpositionen vergleichen. Gemäß einem derartigen Vergleich ist es möglich, die fehlerhafte Bestimmung zu vermeiden, die durch den Quantisierungsfehler verursacht werden kann.Regarding the above point, the error detection section 530 compare the bit data between the first and second digital data "D11" and "D12" based on the bit data of only lower digital positions. According to such a comparison, it is possible to avoid the erroneous determination that may be caused by the quantization error.
Der Fehlererfassungsabschnitt 530 gibt sein Bestimmungsergebnis an den Steuerabschnitt 540 zusammen mit dem digitalen Signal „D1” aus.The error detection section 530 gives its determination result to the control section 540 together with the digital signal "D1".
Der Steuerabschnitt 540 bestimmt, ob irgendein Fehler in den ersten und/oder den zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” existiert, basierend auf dem Bestimmungsergebnis vom Fehlererfassungsabschnitt 530. Wenn der Steuerabschnitt 540 bestimmt, dass kein Fehler in den ersten und den zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” vorliegt, erlangt der Steuerabschnitt 540 das Lenkmoment „Th” basierend entweder auf den ersten digitalen Daten „D11” oder den zweiten digitalen Daten „D12” und berechnet den Strombefehlswert basierend auf dem Lenkmoment „Th”.The control section 540 determines whether any error exists in the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12" based on the determination result from the error detection section 530 , When the control section 540 determines that there is no error in the first and second digital data "D11" and "D12", the control section acquires 540 the steering torque "Th" based on either the first digital data "D11" or the second digital data "D12" and calculates the current command value based on the steering torque "Th".
Der Steuerabschnitt 540 erzeugt ein Steuersignal „Sc” basierend auf dem berechneten Strombefehlswert und gibt sein Steuersignal „Sc” an den Treiberabschnitt 550 aus. Der Treiberabschnitt 550 treibt den elektrischen Motor 31 basierend auf dem Steuersignal „Sc” an, das von dem Steuerabschnitt 540 ausgegeben wird. Demzufolge wird ein Unterstützungsmoment von dem elektrischen Motor 31 entsprechend dem Strombefehlswert ausgegeben.The control section 540 generates a control signal "Sc" based on the calculated current command value and outputs its control signal "Sc" to the driver section 550 out. The driver section 550 drives the electric motor 31 based on the control signal "Sc" received from the control section 540 is issued. As a result, an assist torque from the electric motor becomes 31 output according to the current command value.
Wenn der Steuerabschnitt 540 basierend auf dem Bestimmungsergebnis von dem Fehlererfassungsabschnitt 530 bestimmt, dass die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” den abnormalen Wert beinhalten, stoppt der Steuerabschnitt 540 die Erzeugung und Ausgabe des Steuersignals „Sc”. In anderen Worten stoppt der Steuerabschnitt 540 die Antriebsoperation des elektrischen Motors 31.When the control section 540 based on the determination result from the error detection section 530 determines that the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12" include the abnormal value, the control section stops 540 the generation and output of the control signal "Sc". In other words, the control section stops 540 the driving operation of the electric motor 31 ,
Eine Operation der Sensorvorrichtung 40 und des Sensorsystems 4 wird erläutert.An operation of the sensor device 40 and the sensor system 4 will be explained.
Beispielsweise in einem Fall, in dem irgendein abnormaler Zustand in dem ersten Momenterfassungsabschnitt 410 und/oder in dem ersten Wandlerabschnitt 430 auftritt, beinhalten die ersten digitalen Daten „D11”, die durch den ersten Wandlerabschnitt 430 erzeugt werden, den abnormalen Wert. Dann stimmen die ersten digitalen Daten „D11”, die durch den ersten Wandlerabschnitt 430 erzeugt werden, nicht mit den zweiten digitalen Daten „D12” überein, die durch den zweiten Wandlerabschnitt 431 erzeugt werden. Demnach bestimmt der Fehlererfassungsabschnitt 530, dass die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” den abnormalen Wert beinhalten, basierend auf der Tatsache, dass die ersten digitalen Daten „D11” und die zweiten digitalen Daten „D12” nicht miteinander übereinstimmen. Der Steuerabschnitt 540 der ECU 50 stoppt die Antriebsoperation des elektrischen Motors 31. Die gleiche Operation wird in einem Fall ausgeführt, in dem irgendein abnormaler Zustand in dem zweiten Momenterfassungsabschnitt 420 und/oder in dem zweiten Wandlerabschnitt 431 auftritt.For example, in a case where any abnormal condition in the first torque detection section 410 and / or in the first converter section 430 occurs, the first digital data "D11" included by the first converter section 430 are generated, the abnormal value. Then, the first digital data "D11" corresponding to the first converter section 430 are not coincident with the second digital data "D12" generated by the second converter section 431 be generated. Accordingly, determines the Error detection section 530 in that the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12" include the abnormal value based on the fact that the first digital data "D11" and the second digital data "D12" do not coincide with each other. The control section 540 the ECU 50 stops the drive operation of the electric motor 31 , The same operation is performed in a case where any abnormal condition in the second torque detection section 420 and / or in the second converter section 431 occurs.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn irgendein abnormaler Zustand in dem ersten oder dem zweiten Momenterfassungsabschnitt 410/420 oder dem ersten oder zweiten Wandlerabschnitt 430/431 auftritt, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der der Steuerabschnitt 540 den elektrischen Motor 31 basierend auf einer derartigen fehlerhaften Erfassung des Lenkmoments „Th” antreibt. In anderen Worten kann die Verlässlichkeit der EPS-Vorrichtung 1 erhöht werden.As described above, when any abnormal condition in the first or the second torque detecting portion 410 / 420 or the first or second converter section 430 / 431 occurs, it is possible to avoid a situation where the control section 540 the electric motor 31 based on such erroneous detection of the steering torque "Th" drives. In other words, the reliability of the EPS device 1 increase.
Gemäß der vorstehenden Sensorvorrichtung 40 und dem Sensorsystem 4 können die folgenden Vorteile erlangt werden:
- (A1) In der Sensorvorrichtung 40 ist es möglich, eine Anzahl der Signalleitung L11, durch die das digitale Signal an die Außenseite der Sensorvorrichtung 40 ausgegeben wird, gegenüber einer Anzahl der Momenterfassungsabschnitte 410 und 420 zu reduzieren. Verglichen mit der Sensorvorrichtung, wie sie in dem Stand der Technik JP Nr. 2010-280332 offenbart ist, in dem die gleiche Anzahl der Signalleitungen wie die der Erfassungsabschnitte notwendig ist, kann die Struktur der Sensorvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform weiter vereinfacht werden, da die Anzahl der Signalleitungen reduziert werden kann.
- (A2) Der Fehlererfassungsabschnitt 530 erfasst das digitale Signal „D1” von der Sensorvorrichtung 40 und vergleicht die ersten und die zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” miteinander, um zu bestimmen, ob irgendein abnormaler Wert in entweder den digitalen Daten „D11” oder „D12” beinhaltet ist. Demnach kann der Fehlererfassungsabschnitt 530 einfach den abnormalen Zustand in den ersten und/oder den zweiten digitalen Daten „D11” und/oder „D12” bestimmen.
- (A3) Der Fehlererfassungsabschnitt 530 vergleicht die ersten digitalen Daten „D11” und die zweiten digitalen Daten „D12”, die in dem digitalen Signal „D1” beinhaltet sind, miteinander bitweise. Es ist demnach möglich, sogar eine kleine Differenz zwischen den ersten und den zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” zu erfassen. Es wird einfacher, irgendeinen möglichen abnormalen Zustand in der Sensorvorrichtung 40 zu erfassen.
According to the above sensor device 40 and the sensor system 4 The following advantages can be obtained: - (A1) In the sensor device 40 it is possible to connect a number of the signal line L11, through which the digital signal to the outside of the sensor device 40 is output to a number of the torque detection sections 410 and 420 to reduce. Compared with the sensor device, as in the prior art JP No. 2010-280332 is disclosed in which the same number of signal lines as that of the detection sections is necessary, the structure of the sensor device 40 of the present embodiment, since the number of signal lines can be reduced.
- (A2) The error detection section 530 detects the digital signal "D1" from the sensor device 40 and compares the first and second digital data "D11" and "D12" with each other to determine whether any abnormal value is included in either the digital data "D11" or "D12". Thus, the error detection section 530 simply determine the abnormal condition in the first and / or the second digital data "D11" and / or "D12".
- (A3) The error detection section 530 compares the first digital data "D11" and the second digital data "D12" included in the digital signal "D1" with each other bit by bit. It is therefore possible to detect even a small difference between the first and second digital data "D11" and "D12". It becomes easier to detect any possible abnormal condition in the sensor device 40 capture.
(Modifikation der ersten Ausführungsform)(Modification of First Embodiment)
Eine Modifikation der Sensorvorrichtung 40 und des Sensorsystems 4 der ersten Ausführungsform wird mit Bezug 6 und 7 erläutert.A modification of the sensor device 40 and the sensor system 4 the first embodiment is with reference 6 and 7 explained.
Wie in 6 dargestellt ist, konvertiert in der Modifikation der zweite Wandlerabschnitt 431 (3) das zweite Analogsignal „A12” in die zweiten digitalen Daten „D12” und kehrt dann die Bitdaten des zweiten Digitalsignals der Reihe nach um, um umgekehrte digitale Daten „D12r” zu erzeugen. Der zweite Wandlerabschnitt 431 gibt die umgekehrten digitalen Daten „D12r” an den Ausgabeabschnitt 440 aus.As in 6 is illustrated, the second converter section converts in the modification 431 ( 3 ) the second analog signal "A12" into the second digital data "D12" and then reverses the bit data of the second digital signal in order to generate reverse digital data "D12r". The second converter section 431 returns the reverse digital data "D12r" to the output section 440 out.
Wie in 7 dargestellt ist, erzeugt der Ausgabeabschnitt 440 (3) das digitale Signal „D1”, das die ersten digitalen Daten „D11”, die von dem ersten Wandlerabschnitt 430 ausgegeben werden, und die (zweiten) umgekehrten digitalen Daten „D12r”, die von dem zweiten Wandlerabschnitt 431 ausgegeben werden, in dem gleichen Rahmen beinhaltet.As in 7 is shown, the output section generates 440 ( 3 ) the digital signal "D1", which is the first digital data "D11", that of the first converter section 430 and the (second) reverse digital data "D12r" output from the second converter section 431 are included in the same frame.
Der Komparator 520 (5) addiert die Bitdaten der ersten digitalen Daten „D11” mit den Bitdaten der (zweiten) umgekehrten digitalen Daten „D12r”, die beide in dem digitalen Datensignal „D1” beinhaltet sind. Ein derartig addierter Wert wird von dem Komparator 520 als sein Vergleichsergebnis an den Fehlererfassungsabschnitt 530 ausgegeben.The comparator 520 ( 5 ) adds the bit data of the first digital data "D11" with the bit data of the (second) reverse digital data "D12r", both of which are included in the digital data signal "D1". Such added value is from the comparator 520 as its comparison result to the error detection section 530 output.
Der Fehlererfassungsabschnitt 530 bestimmt, dass die ersten und die zweiten digitalen Daten „D11” und „D12r” normale Werte sind, wenn der addierte Wert bei jedem n-ten Bit „1” ist. Andererseits bestimmt der Fehlererfassungsabschnitt 530, dass die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11/D12r” den abnormalen Wert beinhalten, wenn irgendeiner der addierten Werte an dem n-ten Bit „0” ist.The error detection section 530 determines that the first and second digital data "D11" and "D12r" are normal values when the added value is "1" every n-th bit. On the other hand, the error detection section determines 530 in that the first and / or the second digital data "D11 / D12r" include the abnormal value when any one of the added values at the n-th bit is "0".
Gemäß der vorstehenden Modifikation führt der Komparator 520 die relativ einfache Berechnungsverarbeitung aus, in der die Bitdaten die ersten digitalen Daten „D11” zu den Bitdaten der zweiten digitalen Daten „D12r”. addiert werden. Demnach ist es beispielsweise möglich, den Komparator 520 durch Hardware auszubilden. Es ist demnach möglich, die Struktur der ECU 50 zu vereinfachen und den Aufwand derselben zu reduzieren.According to the above modification, the comparator performs 520 the relatively simple calculation processing in which the bit data is the first digital data "D11" to the bit data of the second digital data "D12r". be added. Accordingly, it is possible, for example, the comparator 520 through hardware. It is therefore possible to understand the structure of the ECU 50 to simplify and reduce the effort of the same.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Die Sensorvorrichtung 40 und das Sensorsystem 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf 8 erläutert, indem der Fokus auf zur ersten Ausführungsform unterschiedliche Abschnitte gelegt wird.The sensor device 40 and the sensor system 4 According to a second embodiment of the present disclosure, with reference to 8th explains by putting the focus on different sections to the first embodiment.
In der ersten Ausführungsform wird, da jeder des ersten Momenterfassungsabschnitts 410 und des zweiten Momenterfassungsabschnitts 420 den gleichen Magnetismus erfasst, für die ersten digitalen Daten „D11” grundsätzlich erwartet, dass sie identisch zu den zweiten digitalen Daten „D12” sind. Jedoch, wenn eine Magnetismuserfassungszeitgebung des ersten Momenterfassungsabschnitts 410 von einer Magnetismuserfassungszeitgebung des zweiten Momenterfassungsabschnitts 420 unterscheidet, können sich die ersten digitalen Daten „D11” von den zweiten digitalen Daten „D12” unterscheiden. In einem derartigen Fall kann der Fehlererfassungsabschnitt 530 (vgl. 5) fälschlicherweise den abnormalen Zustand ungeachtet dessen bestimmen, dass jede der ersten und der zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” ein normaler Wert ist. In the first embodiment, since each of the first torque detecting portion 410 and the second torque detecting portion 420 detected the same magnetism, for the first digital data "D11" basically expected to be identical to the second digital data "D12". However, when a magnetism detection timing of the first torque detection section 410 from a magnetism detection timing of the second torque detection section 420 differs, the first digital data "D11" may differ from the second digital data "D12". In such a case, the error detection section may 530 (see. 5 ) erroneously determine the abnormal state irrespective of that each of the first and second digital data "D11" and "D12" is a normal value.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt ist, ist ein Synchronisationsabschnitt 460 in der Sensorvorrichtung 40 vorgesehen, damit die Magnetismuserfassungszeitgebung des ersten Momenterfassungsabschnitts 410 mit der Magnetismuserfassungszeitgebung des zweiten Momenterfassungsabschnitts 420 übereinstimmt. Der Synchronisationsabschnitt 460 gibt ein Auslösesignal zu der gleichen Zeit an den ersten und den zweiten Momenterfassungsabschnitt 410 und 420 aus. Jeder des ersten und des zweiten Momenterfassungsabschnitts 410 und 420 legt die Magnetismuserfassungszeitgebung basierend auf dem Auslösesignal fest. Demzufolge ist die Magnetismuserfassungszeitgebung des ersten Momenterfassungsabschnitts 410 mit der Magnetismuserfassungszeitgebung des zweiten Momenterfassungsabschnitts 420 synchronisiert.According to the second embodiment, as in 8th is a synchronization section 460 in the sensor device 40 provided therewith, the magnetism detection timing of the first torque detection section 410 with the magnetism detection timing of the second torque detection section 420 matches. The synchronization section 460 gives a trigger signal at the same time to the first and second torque detection sections 410 and 420 out. Each of the first and second torque detecting sections 410 and 420 sets the magnetism detection timing based on the trigger signal. As a result, the magnetism detection timing of the first torque detection portion is 410 with the magnetism detection timing of the second torque detection section 420 synchronized.
Gemäß der vorstehenden Sensorvorrichtung 40 und dem Sensorsystem 4 der zweiten Ausführungsform kann der folgende Vorteil (A4) zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen (A1) bis (A3) der ersten Ausführungsform erlangt werden:
- (A4) Da die Magnetismuserfassungszeitgebungen miteinander zwischen dem ersten und dem zweiten Momenterfassungsabschnitt 410 und 420 synchronisiert sind, können die ersten digitalen Daten „D11” identisch zu den zweiten digitalen Daten „D12” gemacht werden, wenn die digitalen Daten „D11” und „D12” jeweils den normalen Wert haben. Es ist demnach möglich, die fehlerhafte Erfassung für den abnormalen Zustand der ersten und der zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” zu vermeiden, die aufgrund einer Lücke der Magnetismuserfassungszeitgebung zwischen dem ersten und dem zweiten Momenterfassungsabschnitt 410 und 420 auftreten kann.
According to the above sensor device 40 and the sensor system 4 In the second embodiment, the following advantage (A4) can be obtained in addition to the above advantages (A1) to (A3) of the first embodiment: - (A4) Since the magnetism detection timings with each other between the first and the second torque detection section 410 and 420 are synchronized, the first digital data "D11" may be made identical to the second digital data "D12" if the digital data "D11" and "D12" are each normal. It is therefore possible to avoid the erroneous detection for the abnormal state of the first and second digital data "D11" and "D12" due to a gap of the magnetism detection timing between the first and second torque detecting sections 410 and 420 can occur.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
Die Sensorvorrichtung 40 und das Sensorsystem 4 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf 9 und 10 erläutert, indem sich auf zur zweiten Ausführungsform unterschiedliche Abschnitte fokussiert wird.The sensor device 40 and the sensor system 4 According to a third embodiment of the present disclosure, with reference to 9 and 10 explained by focusing on different sections to the second embodiment.
Wie in 9 dargestellt ist, sind eine erste Sensorvorrichtungseinheit #1 und eine zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 in der Sensorvorrichtung 40 vorgesehen. Die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 besteht aus dem Paar der Momenterfassungsabschnitte 410 und 420, dem Paar der Konvertierungs- bzw. Wandlerabschnitte 430 und 431, dem Ausgabeabschnitt 440 und dem Synchronisationsabschnitt 460. Die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 hat die gleiche Struktur wie die erste Sensorvorrichtungseinheit #1.As in 9 1, a first sensor device unit # 1 and a second sensor device unit # 2 are in the sensor device 40 intended. The first sensor device unit # 1 consists of the pair of torque detection sections 410 and 420 , the pair of conversion sections 430 and 431 , the output section 440 and the synchronization section 460 , The second sensor device unit # 2 has the same structure as the first sensor device unit # 1.
Wie in 9 dargestellt ist, ist in der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 das erste Analogsignal, das vom ersten Momenterfassungsabschnitt 410 ausgegeben ist, durch ein Bezugszeichen „A21” gekennzeichnet, während das zweite Analogsignal, das vom zweiten Momenterfassungsabschnitt 420 ausgegeben wird, durch ein Bezugszeichen „A22” gekennzeichnet ist. Zusätzlich sind die ersten digitalen Daten, die vom ersten Wandlerabschnitt 430 ausgegeben werden, durch ein Bezugszeichen „D21” gekennzeichnet, während die zweiten digitalen Daten, die vom zweiten Wandlerabschnitt 431 ausgegeben werden, durch ein Bezugszeichen „D22” gekennzeichnet sind. Ein digitales Signal, das von der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 ausgegeben wird, ist durch ein Bezugszeichen „D2” gekennzeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird das digitale Signal von der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 als ein erstes digitales Signal „D1” bezeichnet, während das digitale Signal von der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 als ein zweites digitales Signal „D2” bezeichnet wird.As in 9 is shown, in the second sensor device unit # 2, the first analog signal from the first torque detection section 410 is denoted by a reference numeral "A21", while the second analog signal is outputted from the second torque detecting section 420 is indicated by a reference numeral "A22". In addition, the first digital data is from the first converter section 430 are indicated by a reference character "D21" while the second digital data provided by the second converter section 431 are indicated by a reference numeral "D22". A digital signal output from the second sensor device unit # 2 is indicated by a reference character "D2". In the present embodiment, the digital signal from the first sensor device unit # 1 is referred to as a first digital signal "D1" while the digital signal from the second sensor device unit # 2 is referred to as a second digital signal "D2".
Die Sensorvorrichtung 40 hat einen zweiten Energiequellenanschluss 453, einen zweiten Ausgabeanschluss 454 und einen zweiten Masseanschluss 455 für die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2. Der zweite Energiequellenanschluss 453 ist mit einem zweiten Energiequellenanschluss 513 der ECU 50 mittels einer zweiten Energieversorgungsleitung L20 verbunden. Der zweite Ausgabeanschluss 454 ist mit einem zweiten Eingabeanschluss 514 der ECU 50 mittels einer zweiten Signalleitung L21 verbunden. Der zweite Masseanschluss 455 ist mit einem zweiten Masseanschluss 515 der ECU 50 mittels einer zweiten Masseleitung L22 verbunden. Nachfolgend wird jeder der Anschlüsse 450 bis 452 und 510 bis 512 und jede der Leitungen L10 bis L12 für die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 als erster Energiequellenanschluss 450, der erste Ausgabeanschluss 451 und so weiter bezeichnet, um die Anschlussleitungen zwischen der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 zu unterscheiden.The sensor device 40 has a second power source connection 453 , a second output port 454 and a second ground terminal 455 for the second sensor device unit # 2. The second power source connection 453 is with a second power source connection 513 the ECU 50 connected by a second power supply line L20. The second output port 454 is with a second input port 514 the ECU 50 connected by a second signal line L21. The second ground connection 455 is with a second ground connection 515 the ECU 50 connected by a second ground line L22. Below is each of the connections 450 to 452 and 510 to 512 and each of the lines L10 to L12 for the first sensor device unit # 1 as the first power source terminal 450 , the first output port 451 and so on to distinguish the leads between the first and second sensor device units # 1 and # 2.
Die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 der Sensorvorrichtung 40 empfängt die elektrische Energie von der ECU 50 mittels des ersten Energiequellenanschlusses 450 und ist mit der Masse mittels des ersten Masseanschlusses 452 verbunden. Die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 der Sensorvorrichtung 40 gibt das erste digitale Signal „D1” an die ECU 50 mittels des erstes Ausgabeanschlusses 451 und der ersten Signalleitung L11 aus. The first sensor device unit # 1 of the sensor device 40 receives the electrical energy from the ECU 50 by means of the first power source connection 450 and is connected to the ground by means of the first ground connection 452 connected. The first sensor device unit # 1 of the sensor device 40 gives the first digital signal "D1" to the ECU 50 by means of the first output connection 451 and the first signal line L11.
Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 der Sensorvorrichtung 40 die elektrische Energie von der ECU 50 mittels des zweiten Energiequellenanschlusses 453 und ist mit der Masse mittels des zweiten Masseanschlusses 455 verbunden. Die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 der Sensorvorrichtung 40 gibt das zweite digitale Signal „D2” an die ECU 50 mittels des zweiten Ausgabeanschlusses 454 und der zweiten Signalleitung L21 aus.Similarly, the second sensor device unit # 2 receives the sensor device 40 the electrical energy from the ECU 50 by means of the second power source connection 453 and is connected to the ground by means of the second ground terminal 455 connected. The second sensor device unit # 2 of the sensor device 40 gives the second digital signal "D2" to the ECU 50 by means of the second output connection 454 and the second signal line L21.
Wie in 10 dargestellt ist, hat die ECU 50 einen zweiten Komparator 521 mit der gleichen Struktur und Funktion wie der Komparator 520 (nachfolgend der erste Komparator 520), einen zweiten Fehlererfassungsabschnitt 531 mit der gleiche Struktur und Funktion wie der Fehlererfassungsabschnitt 530 (nachfolgend der erste Fehlererfassungsabschnitt 531) und einem Signalumschaltabschnitt 560.As in 10 has the ECU 50 a second comparator 521 with the same structure and function as the comparator 520 (hereafter the first comparator 520 ), a second error detection section 531 with the same structure and function as the error detection section 530 (hereinafter, the first error detection section 531 ) and a signal switching section 560 ,
Der erste Komparator 520 erfasst das erste digitale Signal „D1”, das von der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 ausgegeben wird, mittels des ersten Eingabeanschlusses 511. Der erste Komparator 520 vergleicht die ersten digitalen Daten „D11” und die zweiten digitalen Daten „D12”, die in dem ersten digitalen Signal „D1” beinhaltet sind, miteinander bitweise. Der erste Komparator 520 gibt sein Vergleichsergebnis an den ersten Fehlererfassungsabschnitt 530 zusammen mit dem ersten digitalen Signal „D1” aus.The first comparator 520 detects the first digital signal "D1" output from the first sensor device unit # 1 by means of the first input terminal 511 , The first comparator 520 compares the first digital data "D11" and the second digital data "D12" included in the first digital signal "D1" with each other bit by bit. The first comparator 520 gives its result of comparison to the first error detection section 530 together with the first digital signal "D1" off.
Der erste Fehlererfassungsabschnitt 530 bestimmt basierend auf dem Vergleichsergebnis des ersten Komparators 520, ob die digitalen Daten „D11” und „D12” jeweils einen normalen Wert haben oder nicht. Der erste Fehlererfassungsabschnitt 530 gibt sein Bestimmungsergebnis an den Signalumschaltabschnitt 560 zusammen mit dem ersten digitalen Signal „D1” aus.The first error detection section 530 determined based on the comparison result of the first comparator 520 whether the digital data "D11" and "D12" each have a normal value or not. The first error detection section 530 gives its determination result to the signal switching section 560 together with the first digital signal "D1" off.
Auf ähnliche Weise erfasst der zweite Komparator 521 das zweite digitale Signal „D2”, das von der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 ausgegeben wird, mittels des zweiten Eingabeanschlusses 514. Der zweite Komparator 521 vergleicht die ersten digitalen Daten „D21” und die zweiten digitalen Daten „D22”, die in dem zweiten digitalen Signal „D2” beinhaltet sind, miteinander bitweise. Der zweite Komparator 521 gibt sein Vergleichsergebnis an den zweiten Fehlererfassungsabschnitt 531 zusammen mit dem zweiten digitalen Signal „D2” aus.Similarly, the second comparator detects 521 the second digital signal "D2" output from the second sensor device unit # 2 through the second input terminal 514 , The second comparator 521 compares the first digital data "D21" and the second digital data "D22" included in the second digital signal "D2" with each other bit by bit. The second comparator 521 gives its comparison result to the second error detection section 531 together with the second digital signal "D2" off.
Der zweite Fehlererfassungsabschnitt 531 bestimmt basierend auf dem Vergleichsergebnis des zweiten Komparators 521, ob die digitalen Daten „D21” und „D22” jeweils einen normalen Wert haben oder nicht. Der zweite Fehlererfassungsabschnitt 531 gibt sein Bestimmungsergebnis an den Signalumschaltabschnitt 560 zusammen mit dem zweiten digitalen Signal „D2” aus.The second error detection section 531 determined based on the comparison result of the second comparator 521 whether the digital data "D21" and "D22" each have a normal value or not. The second error detection section 531 gives its determination result to the signal switching section 560 together with the second digital signal "D2" off.
Der Signalumschaltabschnitt 560 bestimmt basierend auf den jeweiligen Vergleichsergebnissen des ersten und des zweiten Komparators 520 und 521, ob es irgendeinen Fehler in der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 oder in der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 gibt. Der Signalumschaltabschnitt 560 schaltet das digitale Signal, das an den Steuerabschnitt 540 auszugeben ist, basierend auf seinem Bestimmungsergebnis um.The signal switching section 560 determined based on the respective comparison results of the first and second comparators 520 and 521 Whether there is any error in the first sensor device unit # 1 or in the second sensor device unit # 2. The signal switching section 560 switches the digital signal to the control section 540 to spend, based on its determination result.
Insbesondere bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560, dass die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 in einem normalen Zustand ist, wenn die ersten und zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 jeweils den normalen Wert haben. Andererseits bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560, dass die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 in einem abnormalen Zustand ist, wenn die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D11/D12” der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 den abnormalen Wert beinhalten.In particular, the signal switching section determines 560 in that the first sensor device unit # 1 is in a normal state when the first and second digital data "D11" and "D12" of the first sensor device unit # 1 each have the normal value. On the other hand, the signal switching section determines 560 in that the first sensor device unit # 1 is in an abnormal state when the first and / or the second digital data "D11 / D12" of the first sensor device unit # 1 includes the abnormal value.
Auf gleiche Weise bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560 basierend auf dem Vergleichsergebnis, das von dem zweiten Komparator 521 ausgegeben wird, dass die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 in einem normalen Zustand ist, wenn die ersten und die zweiten digitalen Daten „D21” und „D22” der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 jeweils den normalen Wert aufweisen. Andererseits bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560, dass die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 in einem abnormalen Zustand ist, wenn die ersten und/oder die zweiten digitalen Daten „D21/D22” der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 den abnormalen Wert beinhalten.In the same way, the signal switching section determines 560 based on the comparison result, that of the second comparator 521 is outputted that the second sensor device unit # 2 is in a normal state when the first and the second digital data "D21" and "D22" of the second sensor device unit # 2 each have the normal value. On the other hand, the signal switching section determines 560 in that the second sensor device unit # 2 is in an abnormal state when the first and / or the second digital data "D21 / D22" of the second sensor device unit # 2 includes the abnormal value.
Der Signalumschaltabschnitt 560 gibt an den Steuerabschnitt 540 entweder das erste digitale Signal „D1” der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 oder das zweite digitale Signal „D2” der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 aus, wenn sowohl die erste als auch die zweite Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 im normalen Zustand ist. In einem Fall, in dem irgendein abnormaler Zustand entweder in der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 auftritt, gibt der Signalumschaltabschnitt 560 an den Steuerabschnitt 540 das digitale Signal „D1/D2” der ersten oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 aus, welches auch immer im normalen Zustand ist. Ferner, in einem Fall, in dem sowohl die erste als auch die zweite Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 in dem abnormalen Zustand ist, stoppt der Signalumschaltabschnitt 560 seine Ausgabe des digitalen Signals an den Steuerabschnitt 540.The signal switching section 560 gives to the control section 540 either the first digital signal "D1" of the first sensor device unit # 1 or the second digital signal "D2" of the second sensor device unit # 2 when both the first and second sensor device units # 1 and # 2 are in the normal state. In a case where any abnormal state occurs in either the first sensor device unit # 1 or the second sensor device unit # 2, the signal switching section gives 560 to the control section 540 the digital signal "D1 / D2" of the first or second sensor device unit # 1 / # 2, whichever is in the normal state. Further, in a case where both the first and second sensor device units # 1 and # 2 are in the abnormal state, the signal switching section stops 560 its output of the digital signal to the control section 540 ,
Der Steuerabschnitt 540 führt eine Antriebssteuerung des elektrischen Motors 31 basierend auf dem digitalen Signal aus, das von dem Signalumschaltabschnitt 560 ausgegeben wird. Der Steuerabschnitt 540 stoppt die Antriebssteuerung des elektrischen Motors 31, wenn die Ausgabe des digitalen Signals von dem Signalumschaltabschnitt 560 gestoppt ist.The control section 540 performs a drive control of the electric motor 31 based on the digital signal coming from the signal switching section 560 is issued. The control section 540 stops the drive control of the electric motor 31 when the output of the digital signal from the signal switching section 560 is stopped.
Gemäß der vorstehenden Sensorvorrichtung 40 und dem Sensorsystem 4 der dritten Ausführungsform können die nachfolgenden Vorteile (A5) und (A6) zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen (A1) bis (A4) der ersten und der zweiten Ausführungsform erlangt werden:
- (A5) Sogar in dem Fall, in dem der abnormale Zustand in irgendeiner der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 auftritt, ist es möglich, den elektrischen Motor 31 kontinuierlich basierend auf den digitalen Daten von einer der Sensorvorrichtungseinheiten #1 und #2, die in dem normalen Zustand ist, anzutreiben. Demnach ist es möglich, die Verlässlichkeit der EPS-Vorrichtung 1 zu erhöhen.
- (A6) Jede der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 hat ihre eigene Signalleitung L11/L21, Energieversorgungsleitung L10/L20 und Masseleitung L12/L22. Sogar, wenn irgendein abnormaler Zustand beispielsweise ein Kurzschluss, eine Unterbrechung oder dergleichen in der ersten Energieversorgungsleitung L10, der ersten Signalleitung L11 oder der ersten Masseleitung L12 für die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 auftritt, geht die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 nicht automatisch in den abnormalen Zustand über. In anderen Worten werden die erste Sensorvorrichtungseinheit #1 einschließlich ihrer Leitungen L10 bis L12 und die zweite Sensorvorrichtungseinheit #2 einschließlich ihrer Leitungen L20 bis L22 unabhängig voneinander betrieben. Demzufolge kann die Verlässlichkeit und Sicherheit der Sensorvorrichtung 40 verbessert werden.
According to the above sensor device 40 and the sensor system 4 In the third embodiment, the following advantages (A5) and (A6) can be obtained in addition to the above advantages (A1) to (A4) of the first and second embodiments: - (A5) Even in the case where the abnormal state occurs in any of the first and second sensor device units # 1 and # 2, it is possible to use the electric motor 31 continuously driven based on the digital data of one of the sensor device units # 1 and # 2 which is in the normal state. Thus, it is possible the reliability of the EPS device 1 to increase.
- (A6) Each of the first and second sensor device units # 1 and # 2 has its own signal line L11 / L21, power supply line L10 / L20, and ground line L12 / L22. Even if any abnormal state such as a short circuit, a break or the like occurs in the first power supply line L10, the first signal line L11 or the first ground line L12 for the first sensor device unit # 1, the second sensor device unit # 2 does not automatically transition to the abnormal state , In other words, the first sensor device unit # 1 including its leads L10 to L12 and the second sensor device unit # 2 including its leads L20 to L22 are operated independently of each other. As a result, the reliability and safety of the sensor device 40 be improved.
(Modifikation der dritten Ausführungsform)(Modification of Third Embodiment)
Eine Modifikation der Sensorvorrichtung 40 und des Sensorsystems 4 der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 11 bis 13 erläutert.A modification of the sensor device 40 and the sensor system 4 The third embodiment will be described with reference to FIG 11 to 13 explained.
Wie in 11 dargestellt ist, hat die Sensorvorrichtung 40 nur den ersten Energiequellenanschluss 450, den ersten Ausgabeanschluss 451 und den ersten Masseanschluss 452. Die ECU 50 hat nur den ersten Energiequellenanschluss 510, den ersten Eingabeanschluss 511 und den ersten Masseanschluss 512.As in 11 is shown has the sensor device 40 only the first power source connection 450 , the first output port 451 and the first ground connection 452 , The ECU 50 has only the first power source connection 510 , the first input port 511 and the first ground connection 512 ,
Die Sensorvorrichtung 40 hat einen Signalsyntheseabschnitt 570, der die ersten und zweiten digitalen Signale „D1” und „D2”, die von der ersten und zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 bzw. #2 ausgegeben werden, erfasst. Der Signalsyntheseabschnitt 570 erzeugt ein synthetisiertes digitales Signal „D3”. Wie in 12 dargestellt ist, beinhaltet das synthetisierte digitale Signal „D3” in dem gleichen Rahmen die ersten und die zweiten digitalen Daten „D11” und „D12”, die in dem ersten digitalen Signal „D1” beinhaltet sind, sowie die ersten und die zweiten digitalen Daten „D21” und „D22”, die in dem zweiten digitalen Signal „D2” beinhaltet sind. Wie in 11 dargestellt ist, gibt der Signalsyntheseabschnitt 570 das synthetisierte digitale Signal „D3” an die ECU 50 mittels des Ausgabeanschlusses 451 und der Signalleitung L11 der Sensorvorrichtung 40 aus.The sensor device 40 has a signal synthesis section 570 which detects the first and second digital signals "D1" and "D2" output from the first and second sensor device units # 1 and # 2, respectively. The signal synthesis section 570 generates a synthesized digital signal "D3". As in 12 12, the synthesized digital signal "D3" in the same frame includes the first and second digital data "D11" and "D12" included in the first digital signal "D1" and the first and second digital data "D21" and "D22" included in the second digital signal "D2". As in 11 is shown, the signal synthesis section 570 the synthesized digital signal "D3" to the ECU 50 by means of the output connection 451 and the signal line L11 of the sensor device 40 out.
Wie in 13 dargestellt ist, hat die ECU 50 einen Signalreproduzierungsabschnitt 580, der das synthetisierte digitale Signal „D3” von der Sensorvorrichtung 40 mittels des Eingabeanschlusses 511 erlangt. Der Signalreproduzierungsabschnitt 580 reproduziert das erste und das zweite digitale Signal „D1” und „D2” von dem synthetisierten digitalen Signal „D3”, wobei die ersten und die zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” des ersten digitalen Signals „D1” sowie die ersten und die zweiten digitalen Daten „D21” und „D22” des zweiten digitalen Signals „D2” in dem gleichen Rahmen beinhaltet sind. Der Signalreproduzierungsabschnitt 580 gibt die jeweiligen reproduzierten Signale (die ersten und die zweiten digitalen Signale „D1” und „D2”) an des ersten und zweiten Komparators 520 und 521 aus.As in 13 has the ECU 50 a signal reproduction section 580 containing the synthesized digital signal "D3" from the sensor device 40 by means of the input connection 511 obtained. The signal reproduction section 580 reproduces the first and second digital signals "D1" and "D2" from the synthesized digital signal "D3", the first and second digital data "D11" and "D12" of the first digital signal "D1" and the first and second digital signals the second digital data "D21" and "D22" of the second digital signal "D2" are included in the same frame. The signal reproduction section 580 outputs the respective reproduced signals (the first and second digital signals "D1" and "D2") to the first and second comparators 520 and 521 out.
Gemäß der vorstehend modifizierten Struktur der Sensorvorrichtung 40 und des Sensorsystems 4 (11 und 13) ist es möglich, die Anzahl der Energieversorgungsleitung(en), der Signalleitung(en) und der Masseleitung(en) verglichen zur dritten Ausführungsform (9 und 10) zu reduzieren.According to the above-modified structure of the sensor device 40 and the sensor system 4 ( 11 and 13 ), it is possible to calculate the numbers of the power supply line (s), the signal line (s) and the ground line (s) as compared to the third embodiment ( 9 and 10 ) to reduce.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
Die Sensorvorrichtung 40 und das Sensorsystem 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf 14 erläutert, indem sich auf die Abschnitte, die sich von der dritten Ausführungsform unterscheiden, fokussiert wird. Die Struktur der Sensorvorrichtung 40 und des Sensorsystems 4 der vierten Ausführungsform ist gleich zu der der dritten Ausführungsform, die in 9 und 10 dargestellt ist.The sensor device 40 and the sensor system 4 According to a fourth embodiment of the present disclosure, with reference to 14 will be explained by focusing on the portions other than the third embodiment. The structure of the sensor device 40 and the sensor system 4 the fourth Embodiment is similar to that of the third embodiment, which in 9 and 10 is shown.
Der Signalumschaltabschnitt 560 (10) der vorliegenden Ausführungsform führt eine in 14 dargestellte Verarbeitung basierend auf entsprechenden Vergleichsergebnissen des ersten und des zweiten Komparators 520 und 521 aus.The signal switching section 560 ( 10 ) of the present embodiment introduces an in 14 illustrated processing based on corresponding comparison results of the first and the second comparator 520 and 521 out.
Als Erstes bestimmt bei Schritt S1 der Signalumschaltabschnitt 560, ob es irgendeinen abnormalen Zustand in der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 gibt, basierend auf dem Vergleichsergebnis des ersten Komparators 520. Dann bestimmt bei Schritt S2 der Signalumschaltabschnitt 560, ob es irgendeinen abnormalen Zustand in der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 gibt, basierend auf dem Vergleichsergebnis des zweiten Komparators 521.First, at step S1, the signal switching section determines 560 Whether there is any abnormal state in the first sensor device unit # 1 based on the comparison result of the first comparator 520 , Then, at step S2, the signal switching section determines 560 Whether there is any abnormal state in the second sensor device unit # 2 based on the comparison result of the second comparator 521 ,
Bei Schritt S3 bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560, ob es irgendeinen normalen Zustand entweder in der ersten oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 gibt, basierend auf den jeweiligen Bestimmungsergebnissen der vorstehenden Schritte S1 und S2. Gibt es irgendeinen abnormalen Zustand entweder in der ersten oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 (JA bei Schritt S3), fährt die Verarbeitung mit einem Schritt S4 fort. Beim Schritt S4 wird ein Ausgabemodus des Signalumschaltabschnitts 560 in einen Ausgabebeschränkungsmodus geändert, in dem nur das digitale Signal „D1/D2” von der ersten oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 in dem normalen Zustand an den Steuerabschnitt 540 (10) ausgegeben wird. Zusätzlich gibt bei Schritt S5 der Signalumschaltabschnitt 560 ein Ausgabebeschränkungssignal an den Steuerabschnitt 540 aus.At step S3, the signal switching section determines 560 Whether there is any normal state in either the first or the second sensor device unit # 1 / # 2 based on the respective determination results of the above steps S1 and S2. If there is any abnormal condition in either the first or the second sensor device unit # 1 / # 2 (YES at step S3), the processing proceeds to a step S4. In step S4, an output mode of the signal switching section 560 changed to an output restriction mode in which only the digital signal "D1 / D2" from the first or the second sensor device unit # 1 / # 2 in the normal state to the control section 540 ( 10 ) is output. In addition, in step S5, the signal switching section 560 an output restriction signal to the control section 540 out.
In einem Fall, in dem der abnormale Zustand nicht in entweder der ersten Sensorvorrichtungseinheit #1 oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #2 existiert (NEIN bei Schritt S3), bestimmt der Signalumschaltabschnitt 560 bei Schritt S6, ob der abnormale Zustand in jeder der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 existiert. In einem Fall, in dem der abnormale Zustand in jeder der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 existiert (JA bei Schritt S6), stoppt der Signalumschaltabschnitt 560 seine Ausgabe des digitalen Signals „D1/D2” an den Steuerabschnitt 540 bei Schritt S7. Ferner gibt der Signalumschaltabschnitt 560 ein Stoppsignal an den Steuerabschnitt 540 bei Schritt S8 aus.In a case where the abnormal state does not exist in either the first sensor device unit # 1 or the second sensor device unit # 2 (NO at step S3), the signal switching section determines 560 at step S6, whether the abnormal condition exists in each of the first and second sensor device units # 1 and # 2. In a case where the abnormal state exists in each of the first and second sensor device units # 1 and # 2 (YES in step S6), the signal switching section stops 560 its output of the digital signal "D1 / D2" to the control section 540 at step S7. Further, the signal switching section outputs 560 a stop signal to the control section 540 off at step S8.
Wenn die Bestimmung beim Schritt S6 NEIN ist, nämlich wenn beide der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 den normalen Zustand aufweisen, gibt der Signalumschaltabschnitt 560 eines der digitalen Signale „D1/D2” der ersten oder der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 an den Steuerabschnitt 540 bei einem Schritt S9 aus. Zusätzlich gibt der Signalumschaltabschnitt 560 ein Normalitätssignal an den Steuerabschnitt 540 bei Schritt S10 aus.When the determination in step S6 is NO, namely, when both of the first and second sensor device units # 1 and # 2 have the normal state, the signal switching section outputs 560 one of the digital signals "D1 / D2" of the first or second sensor device unit # 1 / # 2 to the control section 540 in step S9. In addition, the signal switching section gives 560 a normality signal to the control section 540 off at step S10.
Der Steuerabschnitt 540 hat drei Steuerzustände (einen ersten bis dritten Steuerzustand) zum Antreiben des elektrischen Motors 31. Im ersten Steuerzustand steuert der Steuerabschnitt 540 den Antrieb des elektrischen Motors 31 wie normal. In dem zweiten Steuerzustand steuert der Steuerabschnitt 540 den Antrieb des elektrischen Motors 31 derart, dass ein Ausgangsmoment des elektrischen Motors 31 beschränkt ist. in anderen Worten wird das Unterstützungsmoment im zweiten Steuerzustand beschränkt. In dem dritten Steuerzustand wird der Antrieb des elektrischen Motors 31 gestoppt.The control section 540 has three control states (first to third control states) for driving the electric motor 31 , In the first control state, the control section controls 540 the drive of the electric motor 31 like normal. In the second control state, the control section controls 540 the drive of the electric motor 31 such that an output torque of the electric motor 31 is limited. in other words, the assist torque is limited in the second control state. In the third control state, the drive of the electric motor 31 stopped.
Der Steuerabschnitt 540 ist im ersten Steuerzustand, solange das normale. Signal von dem Signalumschaltabschnitt 560 ausgegeben wird. Wenn das Ausgabebeschränkungssignal von dem Signalumschaltabschnitt 560 ausgegeben wird, wird der Steuerzustand des Steuerabschnitts 540 in den zweiten Steuerzustand geändert. Wenn das Stoppsignal von dem Signalumschaltabschnitt 560 ausgegeben wird, wird der Steuerzustand des Steuerabschnitts 540 in den dritten Steuerzustand geändert.The control section 540 is in the first control state, as long as the normal. Signal from the signal switching section 560 is issued. When the output restriction signal from the signal switching section 560 is output, the control state of the control section 540 changed to the second control state. When the stop signal from the signal switching section 560 is output, the control state of the control section 540 changed to the third control state.
Gemäß der vorstehenden Sensorvorrichtung 40 und dem Sensorsystem 4 der vierten Ausführungsform kann ferner der folgende Vorteil (A7) erlangt werden:
- (A7) In der vierten Ausführungsform, wenn beide der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 im normalen Zustand sind, wenn eine der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 in dem normalen Zustand ist, oder wenn keine der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1/#2 im normalen Zustand ist, wird der Steuerzustand des Steuerabschnitts 540 in den entsprechenden Steuerzustand (einen des ersten bis dritten Steuerzustands) geändert. Es ist demzufolge möglich, den elektrischen Motor 31 abhängig vom normalen Zustand oder den jeweiligen abnormalen Zuständen der ersten und der zweiten Sensorvorrichtungseinheit #1 und #2 richtiger anzutreiben.
According to the above sensor device 40 and the sensor system 4 Further, according to the fourth embodiment, the following advantage (A7) can be obtained: - (A7) In the fourth embodiment, when both of the first and second sensor device units # 1 and # 2 are in the normal state, when one of the first and second sensor device units # 1 / # 2 is in the normal state, or if none of the first and the second sensor device unit # 1 / # 2 is in the normal state, the control state of the control section becomes 540 changed to the corresponding control state (one of the first to third control states). It is therefore possible to use the electric motor 31 depending on the normal state or the respective abnormal states of the first and second sensor device units # 1 and # 2 to drive more correctly.
(Weitere Modifikationen)(Further modifications)
Die vorstehenden Ausführungsformen können ferner auf folgende Weisen modifiziert werden.
- (M1) Die Sensorvorrichtung 40 der ersten bis vierten Ausführungsform kann drei oder mehr als drei Momenterfassungsabschnitte aufweisen. Die Sensorvorrichtung 40 der dritten oder der vierten Ausführungsform kann drei oder mehr als drei Sensorvorrichtungseinheiten aufweisen.
- (M2) In der Sensorvorrichtung 40 der dritten und der vierten Ausführungsform kann der Synchronisationsabschnitt 460 weggelassen werden.
- (M3) In der dritten und der vierten Ausführungsform können der erste und der zweite Komparator 520 und 521 kombiniert werden, um einen Komparator auszubilden, wenn dies möglich ist. Auf ähnliche Weise können der erste und der zweite Fehlererfassungsabschnitt 530 und 531 kombiniert werden, um einen Fehlererfassungsabschnitt auszubilden, wenn dies möglich ist.
- (M4) Ein Verfahren zum Vergleichen der ersten und der zweiten digitalen Daten „D11” und „D12” durch den ersten Komparator 520 kann willkürlich verändert werden. Es ist für den Komparator 520 erforderlich, dass er den abnormalen Zustand basierend auf dem Vergleich der digitalen Daten bestimmt. Ein Verfahren zum Vergleichen der digitalen Daten durch den zweiten Komparator 521 kann ebenso willkürlich verändert werden.
- (M5) Die Struktur der Sensorvorrichtung 40 in jeder Ausführungsform kann auf irgendeinen anderen Typ der Sensorvorrichtung, der irgendeine physikalische Größe außer dem Moment erfasst, angewandt werden. In einem derartigen Fall ist ein Erfassungsabschnitt, der eine vorbestimmte physikalische Größe erfasst, anstelle des Momenterfassungsabschnitts 410/420 vorgesehen. Der Erfassungsabschnitt kann eine Struktur aufweisen, die ein Erfassungselement oder mehrere Erfassungselemente aufweist. Das Erfassungselement ist nicht auf das Element zum Erfassen von Magnetismus beschränkt, sondern kann irgendeine andere physikalische Größe außer dem Magnetismus erfassen. Die Struktur der ECU 50 kann entsprechend abhängig von der Modifikation der Sensorvorrichtung 40 geändert werden.
- (M6) Die Sensorvorrichtung 40 und das Sensorsystem 4 jeder Ausführungsform können nicht nur in der EPS-Vorrichtung, sondern ebenso in irgendeiner anderen Vorrichtung und/oder den anderen Systemen verwendet werden. In einem derartigen Fall steuert der Steuerabschnitt 540 nicht den elektrischen Motor 31, sondern irgendeinen anderen Aktuator bzw. irgendwelche anderen Aktuatoren.
The above embodiments may be further modified in the following ways. - (M1) The sensor device 40 The first to fourth embodiments may include three or more than three torque detecting sections. The sensor device 40 The third or fourth embodiment may include three or more than three sensor device units.
- (M2) In the sensor device 40 According to the third and fourth embodiments, the synchronization section 460 be omitted.
- (M3) In the third and fourth embodiments, the first and second comparators 520 and 521 combined to form a comparator, if possible. Similarly, the first and second error detection sections may 530 and 531 combined to form an error detection section, if possible.
- (M4) A method of comparing the first and second digital data "D11" and "D12" by the first comparator 520 can be changed arbitrarily. It is for the comparator 520 required that it determines the abnormal condition based on the comparison of the digital data. A method for comparing the digital data by the second comparator 521 can also be changed arbitrarily.
- (M5) The structure of the sensor device 40 in any embodiment, any other type of sensor device that detects any physical quantity other than the moment may be applied. In such a case, a detection section that detects a predetermined physical quantity is used instead of the torque detection section 410 / 420 intended. The detection section may have a structure having one detection element or a plurality of detection elements. The detection element is not limited to the element for detecting magnetism, but may detect any physical quantity other than the magnetism. The structure of the ECU 50 may be dependent on the modification of the sensor device 40 be changed.
- (M6) The sensor device 40 and the sensor system 4 Each embodiment may be used not only in the EPS device but also in any other device and / or systems. In such a case, the control section controls 540 not the electric motor 31 but any other actuator or any other actuators.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen und/oder die Modifikationen beschränkt, sondern kann ferner auf unterschiedliche Arten modifiziert werden, ohne einen Geist der vorliegenden Erfindung bzw. Offenbarung zu verlassen.As described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments and / or the modifications, but may be further modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2010-280332 [0002, 0006, 0062] JP 2010-280332 [0002, 0006, 0062]
