DE102016208430A1

DE102016208430A1 - Sensoreinrichtung und elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche dieselbe verwendet

Info

Publication number: DE102016208430A1
Application number: DE102016208430.5A
Authority: DE
Inventors: Shuji Kuramitsu; Katsuhiko Hayashi; Takaharu Kozawa; Koichi Nakamura; Masaya Taki; Toshimitsu Sakai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-11-24
Also published as: CN106168520B; JP2016217869A; US20160339946A1; US10759470B2; JP6384401B2; CN106168520A

Abstract

Eine Sensoreinrichtung (1) beinhaltet einen Sensorabschnitt (55, 65), welcher eine Vielzahl von Sensorelementen hat, die eine physikalische Größe betreffend ein Magnetflusssammelmodul (20) messen, einen Ausgangsstromkreis (555, 655), welcher ein Ausgangssignal (Sd11, Sd12) erzeugt und ausgibt, das Datensignale, die jeweils Messwerten von den Sensorelementen entsprechen, enthält, und eine ECU (85), welche das Ausgangssignal (Sd11, Sd12) erhält. Die ECU (85) beinhaltet einen Abnormalitätsermittler (855), welcher ein abnormales Sensorelement identifiziert. Wenn zumindest zwei der Vielzahl von Sensorabschnitten jeweils zumindest ein normales Sensorelement haben, überträgt ein Untersensorabschnitt (65) das Ausgangssignal (Sd12) davon zu der ECU (85) zu einem von einem Ausgabe-Timing des Ausgangssignals (Sd11) von einem Hauptsensorabschnitt (55) verschobenen Ausgabe-Timing. Die Menge von solch einer Verschiebung des Ausgabe-Timings ist kürzer als ein Signalzyklus des Ausgabesignals (Sd11, Sd12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Sensoreinrichtung und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche die Sensoreinrichtung verwendet.
Üblicherweise sendet eine Sensoreinrichtung Sensordaten an eine Steuerung. Zum Beispiel ist in einem Patentdokument, der unten aufgelisteten, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-546096 (Patentdokument 1), die Übertragung von Sensordaten durch Verwendung eines Triggersignals synchronisiert, welches von der Steuerung erzeugt wird und von einem bidirektionalen Knoten empfangen wird.
In einem solchen Fall ist, wenn die Steuerung Signaldaten von mehreren Sensoren zum gleichen Zeitpunkt empfängt, der Aktualisierungszyklus der Daten auf der Steuerungsseite der gleiche wie ein Signalzyklus. Somit kann der Aktualisierungszyklus der Daten auf der Steuerungsseite nicht kürzer sein als der Signalzyklus. Ferner ist das Patentdokument 1 stumm über einen Sensordaten-Abnormalitätsfall (d. h. was passiert, wenn die Sensordaten eine Abnormalität haben).
Im Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoreinrichtung, welche fähig ist, eine Datenaktualisierungsfrequenz einer Steuerung zu erhöhen, selbst wenn ein Teil der Sensorelemente eine Abnormalität hat, und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche solch eine Sensoreinrichtung verwendet, bereitzustellen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Sensoreinrichtung mit einer Vielzahl von Sensorabschnitten und einer Steuerung versehen.
Die mehreren Sensorabschnitte sind jeweils mit einer Vielzahl von Sensorelementen, welche eine physikalische Größe eines Messobjekts messen, und einem Ausgangsstromkreis, welcher ein Ausgangssignal überzeugt und überträgt, ausgestattet, das Datensignale beinhaltet, die jeweils von den mehreren Sensorelementen gemessenen Messwerten entsprechen.
Die Sensoreinrichtung beinhaltet auch eine Steuerung, die das Ausgangssignal von den Sensorabschnitten erhält. Die Steuerung oder der Sensorabschnitt hat einen Abnormalitätsermittler, welcher ein abnormales Sensorelement identifiziert (d. h. ein Sensorelement, welches eine Abnormalität hat).
Wenn zumindest ein Sensorelement in zumindest zwei Sensorabschnitten unter der Vielzahl von Sensorabschnitten normal ist, wird das Ausgabe-Timing des Ausgangssignals von einem der zumindest zwei Sensorabschnitte von dem Ausgabe-Timing des Ausgangssignals von den anderen Sensorabschnitten um eine Verschiebungsmenge, die kürzer als ein Signalzyklus des Ausgangssignals ist, verschoben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wenn die Vielzahl von Sensorabschnitten in der Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die Signal-Ausgabe-Timings von den mehreren Sensorabschnitten zueinander (d. h. von den Ausgabe-Timings der anderen Sensorabschnitte) um eine Verschiebungsmenge, die kürzer als ein Signalzyklus ist, verschoben. Auf eine solche Weise wird die Datenaktualisierungsfrequenz der Steuerung in der Sensoreinrichtung der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu derjenigen, welche die Ausgangssignale von den mehreren Sensorabschnitten alle zu dem gleichen Ausgabe-Timing übertragen hat, erhöht, was eine Kommunikationsgeschwindigkeit dem Auftreten nach verbessert.
Ferner ermöglicht der Abnormalitätsermittler, der fähig ist, ein Sensorelement, das eine Abnormalität hat, zu identifizieren, die Fortsetzung einer Berechnung basierend auf Messwerten von normalen Sensorelementen. Wenn zumindest zwei Sensorabschnitte zumindest ein normales Sensorelement haben, ist ferner die Datenaktualisierungsfrequenz auf der Steuerungsseite durch Verschieben der Übertragungs-Timings der Ausgangssignale zwischen den zumindest zwei Sensorabschnitten verbesserbar. In anderen Worten ist, selbst wenn einige der Sensorelemente in der Sensoreinrichtung Abnormalitäten haben, eine Hochgeschwindigkeitskommunikation im Wesentlichen durchführbar/fortsetzbar.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht wird, deutlicher werden, in welchen:
1 ein schematisches Diagramm einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Drehmomentsensors in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Draufsicht eines magnetischen Sensors in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Blockdiagramm einer Sensoreinrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Zeitdiagramm eines Ausgangssignals bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Veranschaulichungsdiagramm eines ersten Datensignals und eines zweiten Datensignals bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
7A/B Zeitdiagramme eines Kommunikationszyklus bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind;
8 ein Flussdiagramm eines Kommunikationsprozesses bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Blockdiagramm der Sensoreinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
10 ein Zeitdiagramm eines Triggersignals und eines Ausgangssignals bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und
11 ein Zeitdiagramm des Kommunikationszyklus bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
Nachstehend wird eine Sensoreinrichtung der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung haben gleiche Teile gleiche Ziffern, um die Beschreibung der gleichen/ähnlichen Teile zu sparen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist basierend auf 1 bis 8 beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind eine Sensoreinrichtung 1, welche eine elektrische Steuereinheit (ECU) 85 als eine Steuerung hat, und ein Hauptmagnetsensor 50 und ein Unter-(Sub-)Magnetsensor 60 auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 80 angewandt, um zum Beispiel eine Lenkbedienung eines Fahrzeugs zu unterstützen.
Die Ausgestaltung eines Lenksystems 90, welches mit der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 80 versehen ist, ist in 1 gezeigt.
Ein als eine Lenkkomponente dienendes Lenkrad 91 ist mit einer Lenkwelle 92 verbunden.
Die Lenkwelle 92 hat eine Eingangswelle 11 als eine erste Welle und eine Ausgangswelle 12 als eine zweite Welle. Die Eingangswelle 11 ist mit dem Lenkrad 91 verbunden. An einer Position zwischen der Eingangswelle 11 und der Ausgangswelle 12 ist ein Drehmomentsensor 10, welcher ein Drehmoment misst, an der Lenkwelle 92 angeordnet. Ein Ritzel 96 ist an einem Ende der Ausgangswelle 12 angeordnet (d. h. an einem entgegengesetzten Ende der Ausgangswelle 12 weg von der Eingangswelle 11). Das Ritzel 96 ist mit einer Zahnstange 97 in Eingriff. Ein Paar von Rädern 98 ist an beiden Enden der Zahnstange 97 über eine Gelenksstange oder Ähnliches verbunden.
Wenn ein Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad 91 dreht, dreht sich auch die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92. Die Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird durch das Ritzel 96 in eine Translationsbewegung der Zahnstange 97 umgewandelt, und das Paar von Rädern 98 wird um einen bestimmten Winkel in Abhängigkeit von einer Menge einer Verschiebung der Zahnstange 97 gelenkt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 80 ist, abgesehen davon, dass sie einen Motor 81 hat, der ein Hilfsdrehmoment ausgibt, um eine Lenkbedienung des Lenkrads 91 von dem Fahrer zu unterstützen, mit einem Untersetzungsgetriebe 82 (d. h. einem Kraftübertragungsteil), dem Drehmomentsensor 10, der ECU 85 und Ähnlichem versehen. Obwohl der Motor 81 und die ECU 85 in 1 zwei getrennte Körper haben, können sie auch kombiniert sein, um einen Körper zu haben.
Das Untersetzungsgetriebe 82 reduziert eine Drehzahl des Motors 81 und überträgt die Drehung zu der Lenkwelle 92. D. h., obwohl die elektrische Servolenkungsvorrichtung 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein „Lenkstrangunterstützungstyp” ist, kann die Vorrichtung 80 auch ein „Zahnstangenunterstützungstyp” sein, der die Drehung des Motors 81 an die Zahnstange 97 überträgt. In anderen Worten, obwohl die Lenkwelle 92 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein „Antriebsobjekt” ist, kann die Zahnstange 97 auch ein „Antriebsobjekt” sein.
Details der ECU 85 werden später erwähnt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Drehmomentsensor 10 mit der Eingangswelle 11, der Ausgangswelle 12, einem Torsionsstab 13, einem mehrpoligen Magneten 15, einem magnetischen Joch 16, einem Magnetflusssammelmodul 20, einer Sensoreinheit 40 und Ähnlichem versehen.
Jeweils durch einen Stift 14 hat der Torsionsstab 13 ein Ende mit der Eingangswelle 11 verbunden und das andere Ende mit der Ausgangswelle 12 verbunden, und er setzt beide der Eingangswelle 11/Ausgangswelle 12 koaxial auf dieselbe Drehachse O. Der Torsionsstab 13 ist ein zylindrisches elastisches Element in einer Stangen-/Stabform und wandelt ein auf die Lenkwelle 92 angewandtes Drehmoment in eine Verdrehungsversetzung um.
Der mehrpolige Magnet 15 ist ein zylindrisches Element und ist an der Eingangswelle 11 fest angebracht. Der mehrpolige Magnet 15 ist abwechselnd entlang einer Umfangsrichtung zu einem N-Pol und einem S-Pol magnetisiert. Die Anzahl von Magnetpolen kann beliebig festgelegt werden, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 12 Pole sowohl für N-Pole als auch für S-Pole ist, insgesamt 24 Polen in 12 Paaren.
Das magnetische Joch 16 wird von einem Jochbefestigungselement gehalten, welches aus einem nichtmagnetischen Material (z. B. Harz) hergestellt ist (nicht dargestellt), und dient als ein magnetischer Kreis in dem Magnetfeld, welches von dem mehrpoligen Magneten 15 erzeugt wird.
Das magnetische Joch 16 hat ein erstes Joch 17 an einer zu der Eingangswelle 11 nahen Seite und ein zweites Joch 18 an der anderen, zu der Ausgangswelle 12 nahen Seite. Sowohl das erste Joch 17 als auch das zweite Joch 18 haben eine ringförmige Form und sind aus dem weichen magnetischen Material hergestellt, und das erste Joch 17 und das zweite Joch 18 sind fest an der Ausgangswelle 12 auf einem Radius außerhalb des mehrpoligen Magneten 15 befestigt.
Das Magnetflusssammelmodul 20 hat Magnetflusssammelringe 21 und 22. Die Magnetflusssammelringe 21 und 22 sind auf einem Radius außerhalb des magnetischen Jochs 16 angeordnet und sammeln jeweils den Magnetfluss von dem magnetischen Joch 16. Der erste Magnetflusssammelring 21 ist an der Eingangswelle 11 angeordnet, und der zweite Magnetflusssammelring 22 ist an der Ausgangswelle 12 angeordnet. Der erste Magnetflusssammelring 21 und der zweite Magnetflusssammelring 22 werden jeweils von Magnetflusssammelringhalterelementen gehalten, welche durch eine Inserttechnik (insert molding) oder Ähnliches gebildet werden (nicht dargestellt).
Der erste Magnetflusssammelring 21 hat einen Ringteil 211, welcher im Wesentlichen in eine Ringform geformt ist, und zwei Magnetflusssammelteile 215, welche von dem Ringteil 211 zu einem Radius außerhalb des Ringteils 211 vorstehen. Die Magnetflusssammelteile 215 sind gemäß der Anzahl von Sensorabschnitten 55, 65 gebildet. Der zweite Magnetflusssammelring 22 hat, ähnlich zu dem ersten Ring 21, einen Ringteil 221, welcher im Wesentlichen in eine Ringform geformt ist, und zwei Magnetflusssammelteile 225, welche von dem Ringteil 221 in Richtung auf einen Radius außerhalb des Ringteils 221 vorstehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben der erste Magnetflusssammelring 21 und der zweite Magnetflusssammelring 22 im Wesentlichen die gleiche Form.
Die Magnetflusssammelteile 215 des ersten Magnetflusssammelrings 21 und die Magnetflusssammelteile 225 des zweiten Magnetflusssammelrings 22 sind angeordnet, ihre zugewandten Oberflächen parallel zueinander erstreckend zu haben. Die Magnetsensoren 50 und 60 sind an einer Position zwischen den Magnetflusssammelteilen 215 und 225 angeordnet.
Die Sensoreinheit 40 hat ein Substrat 41 und die Magnetsensoren 50 und 60. Das Substrat 41 ist in eine im Wesentlichen rechteckige Plattenform geformt, auf welcher die Magnetsensoren 50 und 60 montiert sind. Die magnetischen Sensoren 50 und 60 sind an derselben Oberfläche des Substrats 41 angebracht.
Die Magnetsensoren 50 und 60 detektieren eine Magnetflussdichte in Abhängigkeit von der Menge einer Verdrehungsversetzung und einer Verdrehungsversetzungsrichtung des Torsionsstabes 13 und geben Ausgangssignale Sd11 und Sd12 durch digitale Kommunikation an die ECU 85 aus.
Die Ausgestaltung des Hauptmagnetsensors 50 und die Ausgestaltung des Unter-(Sub-)Magnetsensors 60 sind im Wesentlichen die gleichen, und die Sensoren 50 und 60 sind nebeneinander auf dem Substrat 41 angebracht, wobei sie in dieselbe Richtung weisen.
Jeder von dem Hauptmagnetsensor 50 und dem Untermagnetsensor 60 hat einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), der in dem Untermagnetsensor 60 angeordnet ist, welcher eine Konfiguration speichert, in welcher einer der zwei Sensoren 50, 60 als ein Hauptsensor dient und in welcher einer als ein Unter-(Sub-)Sensor dient. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der Hauptmagnetsensor 50 als ein Hauptsensor, und der Untermagnetsensor 60 dient als ein Untersensor.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt der Hauptmagnetsensor 50 in einem konstanten Signalzyklus (d. h. in einem Zyklus von 1000 Mikrosekunden) ein Ausgangssignal Sd11 aus, und der Untermagnetsensor 60 gibt ein Ausgangssignal Sd12 bei einem Timing/Zeitpunkt eines Empfangen eines Timing-Signals St von dem Hauptmagnetsensor 50 aus.
Im Folgenden haben Teile des Hauptmagnetsensors 50 Ziffern von 50ern und 500ern zu den Teilen des Hauptmagnetsensors 50 zugewiesen, und Teile des Untermagnetsensors 60 haben Ziffern von 60ern und 600ern zu den Teilen des Untermagnetsensors 60 zugewiesen, wobei die letzten ein oder zwei Stellen von 50/60 oder 500/600 die gleichen/ähnliche Teile/Funktionen repräsentieren. Nachstehend ist die Beschreibung hauptsächlich auf den Hauptmagnetsensor 50 konzentriert, und mit der Beschreibung eines Gegenstücks des Untermagnetsensors 60 gelöscht, wann immer angemessen.
Wie in 3 und 4 gezeigt, hat der Hauptmagnetsensor 50 eine erste Anschlussgruppe 51, eine zweite Anschlussgruppe 52, einen versiegelten Teil 53, einen Hauptsensorabschnitt 55 und Ähnliches. In ähnlicher Weise hat der Untermagnetsensor 60 eine erste Anschlussgruppe 61, eine zweite Anschlussgruppe 62, einem versiegelten Teil 63, einen Untersensorabschnitt 65 und Ähnliches.
Wie in 3 gezeigt, stehen die erste Anschlussgruppe 51 und die zweite Anschlussgruppe 52 jeweils von dem versiegelten Teil 53 vor. Insbesondere steht die erste Anschlussgruppe 51 von einer ersten Seitenfläche 531 des versiegelten Teils 53 vor, die zweite Anschlussgruppe 52 steht von einer zweiten Seitenfläche 532 des versiegelten Teils 53 vor, wenn die erste Seitenfläche 531 auf einer Seite des versiegelten Teils 53 vorgesehen ist und die zweite Seitenfläche 532 auf der anderen (d. h. entgegengesetzten) Seite des Hauptmagnetsensors 50 vorgesehen ist. Die erste Anschlussgruppe 51 und die zweite Anschlussgruppe 52 sind in einer Achsensymmetrie zu einer Mittellinie Ca angeordnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Anschlussgruppe 51 des Hauptmagnetsensors 50 und die zweite Anschlussgruppe 62 des Untermagnetsensors 60 jeweils auf einer „Außenseite” einer Gruppe von zwei Sensoren 50 und 60 positioniert, und die zweite Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50 und die erste Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60 sind jeweils auf einer „Innenseite” der Gruppe von zwei Sensoren 50, 60 positioniert.
Die erste Anschlussgruppe 51 beinhaltet acht Stücke von Anschlüssen, welche entsprechend als ein erster Anschluss 511 bis zu einem achten Anschluss 518 bezeichnet sind, die in Reihenfolge von einem Ende 535 des versiegelten Teils 53 angeordnet sind. In gleicher Weise beinhaltet die zweite Anschlussgruppe 52 acht Anschlüsse, welche entsprechend als ein erster Anschluss 521 bis zu einem achten Anschluss 528 bezeichnet sind, die in Reihenfolge von dem einen Ende 535 des versiegelten Teils 53 angeordnet sind. In 3 ist keine Ziffer einem Anschluss zugewiesen, der nicht eine relevante Funktion bei der vorliegenden Erfindung hat.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, in der ersten Anschlussgruppe 51, der erste Anschluss 511 als ein Energieversorgungsanschluss dienen, ebenso wie der zweite Anschluss 512, der als ein Kommunikationsanschluss dient, und der dritte Anschluss 513, der als ein Masseanschluss dient. Ferner kann, in der zweiten Anschlussgruppe 52, der erste Anschluss 521 als der Energieversorgungsanschluss dienen, ebenso wie der zweite Anschluss 522, der als der Kommunikationsanschluss dient, und der dritte Anschluss 523, der als der Masseanschluss dient.
Ferner, da das gleiche Bezifferungsschema auf den Untermagnetsensor 60 angewandt wird, was bedeutet, dass, in der ersten Anschlussgruppe 61, ein erster Anschluss 611 als der Energieversorgungsanschluss dienen kann, ein zweiter Anschluss 612 als der Kommunikationsanschluss dienen kann und ein dritter Anschluss 613 als der Masseanschluss dienen kann. In der zweiten Anschlussgruppe 62 dient ein erster Anschluss 621 als der Energieversorgungsanschluss, ein zweiter Anschluss 622 dient als der Kommunikationsanschluss, und ein dritter Anschluss 623 dient als der Masseanschluss.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die auf einer Außenseite angeordneten Anschlüsse (d. h. die Energieversorgungsanschlüsse, die Kommunikationsanschlüsse und die Masseanschlüsse der ersten Anschlussgruppe 51 des Hauptmagnetsensors 50 und der zweiten Anschlussgruppe 62 des Untermagnetsensors 60) jeweils mit der ECU 85 verbunden. Insbesondere sind der als der Energieversorgungsanschluss des Hauptmagnetsensors 50 dienende erste Anschluss 511 und die ECU 85 durch eine Energieversorgungsleitung 111 verbunden, der als der Kommunikationsanschluss dienende zweite Anschluss 512 und die ECU 85 sind durch eine Kommunikationsleitung 112 verbunden, und der als der Masseanschluss dienende dritte Anschluss 513 und die ECU 85 sind durch eine Masseleitung 113 verbunden. Ferner sind der erste Anschluss 621 des Untermagnetsensors 60, welcher als der Energieversorgungsanschluss dient, und die ECU 85 durch eine Energieversorgungsleitung 121 verbunden, und der als der Kommunikationsanschluss dienende zweite Anschluss 622 und die ECU 85 sind durch eine Kommunikationsleitung 122 verbunden, und der als der Masseanschluss dienende dritte Anschluss 623 und die ECU 85 sind durch eine Masseleitung 123 verbunden, wie in 4 gezeigt.
Eine spannungsangepasste elektrische Energie, welche auf eine vorbestimmte Spannung (zum Beispiel 5 [V]) eingestellt ist, wird von einem Regler (nicht dargestellt) der ECU 85 dem Energieversorgungsanschluss bereitgestellt. Der Masseanschluss ist über die ECU 85 mit der Masse verbunden.
Ferner sind die Anschlüsse auf einer „Innenseite” einer Gruppe von zwei Sensoren 50 und 60 (das heißt, die Energieversorgungsanschlüsse, die Kommunikationsanschlüsse und die Masseanschlüsse der zweiten Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50 und der ersten Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60) nicht mit der ECU 85 verbunden und werden nicht verwendet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das später erwähnte Timing-Signal St von dem Hauptmagnetsensor 50 und dem Untermagnetsensor 60 übertragen und empfangen. Hier wird, bei der ersten Anschlussgruppe 51 des Hauptmagnetsensors 50 ein n-ter Anschluss von dem einen Ende 535 als ein Empfangsanschluss verwendet und ein m-ter Anschluss von dem einen Ende 535 wird als ein Übertragungsanschluss verwendet, und, bei der zweiten Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50, wird ein n-ter Anschluss von dem einen Ende 535 als der Übertragungsanschluss verwendet und ein m-ter Anschluss von dem einen Ende 535 wird als der Empfangsanschluss verwendet.
In gleicher Weise wird, in der ersten Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60, ein n-ter Anschluss von dem einen Ende 635 als ein Empfangsanschluss verwendet und ein m-ter Anschluss von dem einen Ende 635 wird als ein Übertragungsanschluss verwendet, und, in der zweiten Anschlussgruppe 62 des Untermagnetsensors 60, wird ein n-ter Anschluss von dem einen Ende 635 als der Übertragungsanschluss verwendet und ein m-ter Anschluss von dem einen Ende 635 wird als der Empfangsanschluss verwendet. Beachte, dass, wenn die Anzahl von Anschlüssen in den ersten Anschlussgruppen 51, 61 und in den zweiten Anschlussgruppen 52, 62 als 'k' bezeichnet ist, was in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 8 ist, die Zahlen n und m jeweils natürliche Zahlen (d. h. Integer) zwischen 1 und k sind, und die Zahl n nicht gleich der Zahl m ist.
Deshalb können die vierten Anschlüsse 514 und 614 von den einen Enden 535 und 635 in den ersten Anschlussgruppen 51 und 61 jeweils als die Empfangsanschlüsse dienen, und die sechsten Anschlüsse 516 und 616 von den einen Enden 535 und 635 in den ersten Anschlussgruppen 51 und 61 können jeweils als die Übertragungsanschlüsse dienen. Ferner können die vierten Anschlüsse 524 und 624 von den einen Enden 535 und 635 in den zweiten Anschlussgruppen 52 und 62 jeweils als die Übertragungsanschlüsse dienen, und die sechsten Anschlüsse 526 und 626 von den einen Enden 535 und 635 in den zweiten Anschlussgruppen 52 und 62 können jeweils als die Empfangsanschlüsse dienen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die auf einer Innenseite angeordneten Anschlüsse (d. h. der Übertragungsanschluss (das heißt, der vierte Anschluss 524) in der zweiten Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50 und der Empfangsanschluss (d. h. der vierte Anschluss 614) der ersten Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60) durch eine Signalleitung 115 verbunden (siehe 4), und das Timing-Signal St wird von dem als der Übertragungsanschluss des Hauptmagnetsensors 50 dienenden vierten Anschluss 524 zu dem als der Empfangsanschluss des Untermagnetsensors 60 dienenden vierten Anschluss 614 übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, was eine Reduktion der Variation von Teilen in der Sensoreinrichtung angeht, der Hauptmagnetsensor 50 und der Untermagnetsensor 60 der gleiche Sensor. Ferner sind, in den Magnetsensoren 50 und 60, Sensorelemente 551, 552, 651, 652 weg (d. h. an einer verschobenen Position) von einer Mittellinie Cb angeordnet, um die Sensorelemente 551, 552, 651, 652 an einer Position zwischen den Magnetflusssammelteilen 215 und 225 zu halten. Deshalb müssen, wenn die Magnetsensoren 50 und 60 die gleiche Ausgestaltung haben, die Magnetsensoren 50 und 60 nebeneinander angeordnet sein, um in die gleiche Richtung zu weisen (d. h. basierend auf einer solchen Ausgestaltung ist eine entgegengesetzten Richtungen zugewandte Anordnung der Sensoren 50 und 60 nicht erlaubt). D. h. die wegverschobene Positionsanordnung der Sensoren 50 und 60 weg von der Mittellinie Cb ist nur durch eine solche Anordnung der Magnetsensoren 50 und 60 auf dem Substrat 41 erlaubt.
Somit sind, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, der Hauptmagnetsensor 50 und der Untermagnetsensor 60 jeweils mit Anschlüssen versehen, die entweder als der Energieversorgungsanschluss, der Kommunikationsanschluss, der Masseanschluss, der Empfangsanschluss oder der Übertragungsanschluss dienen können.
Ferner sind, in der ersten Anschlussgruppe 51 des Hauptmagnetsensors 50 und in der zweiten Anschlussgruppe 62 des Untermagnetsensors 60, der Energieversorgungsanschluss, der Kommunikationsanschluss und der Masseanschluss auf einer Außenseite einer Gruppe von zwei Sensoren 50 und 60 für eine Verbindung mit der ECU 85 positioniert, wodurch das Stromkreismuster auf dem Substrat 41 ausgemacht ist.
Ferner wird das Timing-Signal St von dem Übertragungsanschluss der zweiten Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50 zu dem Empfangsanschluss der ersten Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60 übertragen (d. h. das Signal St wird zwischen den „innenseitigen” Anschlüssen ausgetauscht), oder zwischen den benachbarten Anschlüssen in der Nebeneinander-Anordnung der Sensoren 50 und 60, auch für die Erleichterung der Stromkreismusteranordnung auf dem Substrat 41, von dem vierten Anschluss von dem einen Ende 535 auf der Übertragungsseite in der zweiten Anschlussgruppe 52 des Hauptmagnetsensors 50 zu dem vierten Anschluss von dem einen Ende 635 auf der Empfangsseite in der ersten Anschlussgruppe 61 des Untermagnetsensors 60 übertragen.
Der versiegelte Teil 53 versiegelt den Hauptsensorabschnitt 55, welcher als ein Halbleiterchip vorgesehen ist, und ist im Wesentlichen in einer rechteckigen Form in einer Draufsicht/Ansicht von oben geformt.
Wie in 4 gezeigt, hat der Hauptsensorabschnitt 55 die Sensorelemente 551 und 552, A/D-Umwandlungsstromkreise 553 und 554, einen Ausgangsstromkreis 555, einen Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 556 und Ähnliches.
Die Sensorelemente 551 und 552 sind magnetflussmessende Elemente zum Messen des Magnetflusses zwischen den Magnetflusssammelteilen 215 und 225.
Die Sensorelemente 551 und 552 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Hall-Elemente.
Der A/D-Umwandlungsstromkreis 553 führt eine A/D-Umwandlung des von dem Sensorelement 551 gemessenen Messwerts durch. Der A/D-Umwandlungsstromkreis 554 führt eine A/D-Umwandlung des von dem Sensorelement 552 gemessenen Messwerts durch.
Der Ausgangsstromkreis 555 erzeugt ein Ausgangssignal Sd11 basierend auf dem Messwert, welcher von den Sensorelementen 551 und 552 gemessen und durch die A/D-Umwandlung konvertiert wird. Das auf eine solche Weise erzeugte Ausgangssignal Sd11 wird über den zweiten Anschluss 512, der als der Kommunikationsanschluss dient, an die ECU 85 übertragen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal Sd11 durch eine Single-Edge-Nibble-Transmission-(SENT-)Kommunikation übertragen, welche ein Art einer digitalen Kommunikation ist.
Die Details des Ausgangssignals Sd11 werden basierend auf 5 beschrieben. Die Bitzahl und Ähnliches, was in 5 gezeigt ist, sind Beispielzahlen, und können angemessen gemäß dem Telekommunikationsstandard etc. eingerichtet sein.
Wie in 5 gezeigt, besteht das Ausgangssignal Sd11 aus einem Synchronisationssignal, einem Statussignal, einem ersten Datensignal Dm1, einem zweiten Datensignal Dm2, einem Zyklische-Redundanzprüfungs-(CRC-, Cyclic Redundancy Check-)Signal und einem Pausensignal; und das Ausgangssignal Sd11 wird als eine Reihe von diesen Signalen in dieser geschriebenen Reihenfolge ausgegeben.
Das Ausgangssignal Sd12 besteht ebenfalls aus dem Statussignal, einem ersten Datensignal Ds1, einem zweiten Datensignal Ds2, dem CRC-Signal und dem Pausensignal; und das Ausgangssignal Sd12 wird als eine Reihe von diesen Signalen in dieser geschriebenen Reihenfolge ausgegeben.
Da das Ausgangssignal Sd11 und das Ausgangssignal Sd12 im Wesentlichen die gleiche Konfiguration haben, konzentriert sich die folgende Beschreibung auf das Ausgangssignal Sd11.
Das Synchronisationssignal ist ein Signal zum Synchronisieren des Magnetsensors 50 mit einer Taktvorgabe der ECU 85, und ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf 56 Ticks (Schläge) eingestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturkoeffizient basierend auf der Länge des Synchronisationssignals berechnet, und jedes Signal wird unter Verwendung des berechneten Korrekturkoeffizienten korrigiert.
Das erste Datensignal Dm1 ist ein auf dem Messwert des Sensorelementes 551 basierendes Signal, und das zweite Datensignal Dm2 ist ein auf dem Messwert des Sensorelementes 552 basierendes Signal. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden das erste Datensignal Dm1 und das zweite Datensignal Dm2 basierend auf dem Messwert der Sensorelemente 551 und 552 zu einem Signalerzeugungszeitpunkt erzeugt.
Sowohl das erste Datensignal Dm1 als auch das zweite Datensignal Dm2 hat 3 Nibbles (= 12 Bits) (d. h. ein Gesamtes von 6 Nibbles als einen Datenteil habend). Die Dateninhalte können ein oder mehr Nibbles sein und werden gemäß der Kommunikationsspezifikation spezifiziert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein interner Prozess des Hauptsensorabschnitts 55 nicht ein Prozess zum Erzeugen von den einen Zusammenfassungsdaten (summary data) basierend auf den Messwerten von den Sensorelementen 551 und 552 und Addition/Subtraktion/Multiplikation/Division der Messwerte oder ein Auswahlprozess zum Auswählens von einem der Messwerte. D. h. die Messwerte von den Sensorelementen 551 und 552 werden von dem Hauptsensorabschnitt 55 verarbeitet, um die Datensignale Dm1, Dm2 zu erzeugen, was eine Nutzung von jedem der Messergebnisse von den Elementen 551, 552 erlaubt.
Ferner ist, in dem Ausgangssignal Sd12, das erste Datensignal Ds1 ein auf dem Messergebnis des Sensorelements 651 basierendes Signal, und das zweite Datensignal Ds2 ist ein auf dem Messergebnis des Sensorelements 652 basierendes Signal.
Wie in 6 gezeigt, sind die Datensignale Dm1 und Dm2 Signale, die den Magnetfluss zwischen den Magnetflusssammelteilen 215 und 225 reflektieren, und sind als seitenverkehrte Signale, welche um einen vorbestimmten mittigen Wert umgekehrt sind, definiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Mittenwert 50% eines Ausgangscodes.
Im Detail nimmt, wie durch eine durchgezogene Linie L1 gezeigt, das Datensignal Dm1 einen unteren Grenzwert KL an, wenn eine Magnetflussdichte gleich zu oder unter Bmin ist, und nimmt einen oberen Grenzwert KH an, wenn die Magnetflussdichte gleich zu oder größer als Bmax ist, mit einem ansteigenden Verlauf des Signals, wie die Magnetflussdichte in einem Bereich zwischen Bmin und Bmax zunimmt. Ferner nimmt, wie durch eine gestrichelte Linie L2 gezeigt, das Datensignal Dm2 den oberen Grenzwert KH an, wenn die Magnetflussdichte gleich zu oder unter Bmin ist, und nimmt den unteren Grenzwert KL an, wenn die Magnetflussdichte gleich zu oder größer als Bmax ist, mit einem abnehmenden Verlauf des Signals, wie die Magnetflussdichte in dem Bereich zwischen Bmin und Bmax zunimmt. Ferner kann der Wert KL 0% des Ausgangscodes sein, und der Wert KH kann 100% des Ausgangscodes sein.
In 5 ist der Puls von beiden der Datensignale Dm1 und Dm2 als ein einzelner Graph für Veranschaulichungszwecke dargestellt, welcher tatsächlich ein in 6 gezeigter Puls ist (d. h. zwei Messwerte repräsentierende seitenverkehrte/invertierte Pulse, von welchen einer zu dem anderen in Bezug auf den vorbestimmten mittigen Wert seitenverkehrt/invertiert ist).
Das Datensignal Ds1 ist, ähnlich zu dem Datensignal Dm1, ein Signal, das zunimmt, wenn die Magnetflussdichte zunimmt, und das Datensignal Dm2 ist, ähnlich zu dem Datensignal Dm2, ein Signal, das abnimmt, wenn die Magnetflussdichte zunimmt. Ferner kann stattdessen das Datensignal Ds1 ähnlich zu dem Datensignal Dm2 sein, und das Datensignal Ds2 kann ähnlich zu dem Datensignal Dm1 sein.
Zurückkehrend zu 5 ist das CRC-Signal ein Signal zum Prüfen und Korrigieren eines Kommunikationsfehlers, und die Länge des CRC-Signals wird basierend auf den Datensignalen Dm1 und Dm2 berechnet.
Das Pausensignal ist ein Signal, welches in einem Zeitraum vor einer Ausgabe des nächsten Synchronisationssignals ausgegeben wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Zeitraum zwischen einem Start des Synchronisationssignals bis zu einem Start des nächsten Synchronisationssignals als ein Rahmen (Frame) definiert, und ein für eine Übertragung eines Rahmens von Signalen benötigter Zeitraum wird als eine Rahmenperiode Ps bezeichnet (zum Beispiel 1000 Mikrosekunden). Von dem Hauptmagnetsensor 50 wird das Ausgangssignal Sd11 in einem Intervall von jeder Rahmenperiode Ps an die ECU 85 ausgegeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Rahmenperiode Ps „der Länge von dem einen Zyklus des Ausgangssignals” oder „einem Signalzyklus” des Ausgangssignals.
Zurückkehrend zu 4 erzeugt der Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 556 das das Ausgabe-Timing des Ausgangssignals Sd12, welches von dem Untermagnetsensor 60 ausgegeben wird, betreffende Timing-Signal St. Das erzeugte Timing-Signal St wird über den als der Übertragungsanschluss dienenden, vierten Anschluss 614 und den als der Empfangsanschluss dienenden, vierten Anschluss 524 zu dem Untermagnetsensor 60 übertragen.
Da der Untersensorabschnitt 65 die gleiche Ausgestaltung wie der Hauptsensorabschnitt 55 hat, hat der Untersensorabschnitt 65 den gleichen Stromkreis 656 wie den Stromkreis 556. Basierend auf der in dem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) gespeicherten Einstellung wird jedoch der Untersensorabschnitt 65 als ein Untersensor eingestellt, wodurch der Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 656 nicht in Betrieb gesetzt wird.
Die ECU 85 ist als ein Microcontroller oder Ähnliches vorgesehen und hat Funktionsblöcke eines Signalerhalters 851, einen Abnormalitätsermittlers 855, eines Zykluseinstellers 856 und eines Rechners 858 zusammen mit anderen Funktionsblöcken.
Der Signalerhalter 851 erhält die Ausgangssignale Sd11 und Sd12, welche von den Magnetsensoren 50 und 60 übertragen werden.
Der Abnormalitätsermittler 855 identifiziert ein Sensorelement, welches eine Abnormalität hat, basierend auf einem datenäquivalenten Wert, welcher ein Wert ist, der dem Sensorsignal entspricht (d. h. nachstehend einfach als ein „Datenwert” bezeichnet). Details der Abnormalitätsermittlung werden später erwähnt.
Der Zykluseinsteller 856 stellt einen Berechnungszyklus des Rechners 858 gemäß einem Ermittlungsergebnis des Abnormalitätsermittlers 855 ein.
Der Rechner 858 führt verschiedene Berechnungen unter Verwendung des Datenwerts des Sensorelements, das keine Abnormalität hat, durch. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet der Rechner 858 basierend auf dem Datenwert ein Lenkdrehmoment. Das berechnete Lenkdrehmoment wird für eine Antriebssteuerung des Motors 81 verwendet. Insbesondere berechnet der Rechner 858 einen Drehmomentsollwert basierend auf dem Lenkdrehmoment. Die ECU 85 steuert die Ansteuerung des Motors 81 durch ein übliches Verfahren (zum Beispiel durch eine Rückkopplungsregelung) basierend auf dem Drehmomentsollwert.
Jeder der Prozesse in der ECU 85 kann eine Softwareverarbeitung durch eine Ausführung eines gespeicherten Programms durch eine CPU sein, und/oder kann eine Hardwareverarbeitung sein, die von einem für solch eine Verarbeitung dedizierten elektronischen Stromkreis durchgeführt wird. Das gleiche gilt für eine ECU 86, die später erwähnt werden soll.
Hier wird basierend auf 7A/B das Übertragungs-Timing der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 von den Sensorabschnitten 55 und 65 zu der ECU 85 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 nicht zu einem Triggersignal-Empfangs-Timing (d. h. wenn das Triggersignal von der ECU 85 empfangen wird) übertragen. Stattdessen werden die Ausgangssignale Sd11 und S12 zu der ECU 85 von den Sensorabschnitten 55 und 65 übertragen, ohne das Triggersignal zu verwenden.
Nun wird ein Kommunikationsverfahren eines Übertragens der Signale Sd11 und Sd12 in Abhängigkeit von dem Triggersignal von der ECU 85 als „synchrone Kommunikation” bezeichnet, und ein Kommunikationsverfahren eines Übertragens der Signale Sd11 und Sd12, welches nicht das Triggersignal von der ECU 85 verwendet, wird als „asynchrone Kommunikation” bezeichnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Signale Sd11 und Sd12 durch asynchrone Kommunikation übertragen, bei welcher kein Triggersignal benötigt wird (d. h. kein Triggersignal wird von der ECU 85 zu den Sensorabschnitten 55 und 65 übertragen). Dadurch kann eine Triggersignalerzeugungskomponente in der ECU 85 davon gestrichen werden. Ferner wird der Kommunikations/Signalzyklus um eine Menge des Triggersignals reduziert.
Wenn die Sensorabschnitte 55 und 65 die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 unabhängig durch asynchrone Kommunikation zu der ECU 85 übertragen, können die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 wegen einer Variation einer Oszillationsfrequenz, einer Variation von individuellen Sensorabschnitten, einer Variation eines Energie-AN-Timings oder Ähnlichem zufällig ausgegeben werden, wie in 7B gezeigt. Ferner kann sich, wenn die Rahmenperioden Ps1 und Ps2 voneinander unterschiedliche Zeiträume sind, eine Menge einer Verschiebung zwischen Ausgabe-Timings der Signale Sd11 und Sd12 ändern, wie die Zeit verstreicht.
Deshalb werden, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Ausgabe-Timing des Ausgangssignals Sd11 von dem Hauptsensorabschnitt 55 und ein Ausgabe-Timing des Ausgangssignals Sd12 von dem Untersensorabschnitt 65 durch Übertragen des Timing-Signals St von dem Hauptsensorabschnitt 55 zu dem Untersensorabschnitt 65 gesteuert, wie in 7A gezeigt. Das Timing-Signal St wird von dem Hauptsensorabschnitt 55 zu einem bestimmten Timing/Zeitpunkt in einem Rahmen des Ausgangssignals Sd11 zu dem Untersensorabschnitt 65 übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Timing-Signal St zu einem Timing/Zeitpunkt von einem halben Zyklus in einem Rahmen übertragen. Insbesondere wird, wenn die Länge eines Rahmens des Ausgangssignals Sd11 Ps ist, das Timing-Signal St zu einem halben Timing/Zeitdauer eines Rahmens übertragen (d. h. nach einer (Ps/2)-Periode von dem Start des Synchronisationssignals). Dadurch überträgt der Ausgangsstromkreis 655 das Ausgangssignal Sd12 an einem von (einem Ausgabe-/Übertragungs-Timing/Zeitpunkt von) dem Ausgangssignal Sd11 um einen halben Zyklus verschobenen Zeitpunkt/Timing an die ECU 85.
In 7A zeigt jeder der Pfeile Y ein Empfangsvollendungs-Timing(-Zeitpunkt) der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 in der ECU 85. Durch Verschieben der Übertragungs-Timings der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 um eine Menge von einem halben Zyklus empfängt die ECU 85, wie durch die Pfeile Y gezeigt, die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 zu jedem halben Zyklus. D. h. in der ECU 85 werden die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 in einem Zyklus von (Ps/2) empfangen, was im Wesentlichen bedeutet, dass die ECU 85 Lenkdrehmomentinformationen in einem Zyklus von (Ps/2) empfängt. In anderen Worten erhält die ECU 85 die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 abwechselnd in gleichen Intervallen.
Deshalb ist im Vergleich mit einer Gleiches-Timing-Übertragung von beiden der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 von zwei Sensorabschnitten 55 und 65 zum Beispiel die Übertragungsgeschwindigkeit dem Auftreten nach erhöht (das heißt, eine Kommunikation bei einer hohen Geschwindigkeit ist im Wesentlichen durchführbar). Ferner ist im Vergleich mit einem Gleiches-Timing-Empfang von beiden der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 durch die ECU 85 eine Aktualisierungsfrequenz der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 durch die ECU 85 erhöht, was zum Beispiel eine Ansprechempfindlichkeit zu einer Zeit einer steilen Änderung des Lenkdrehmoments oder Ähnliches verbessert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Sensorabschnitt 55 zwei Sensorelemente 551 und 552, und der Sensorabschnitt 65 hat zwei Sensorelemente 651 und 652. Ferner sind das erste Datensignal Dm1 gemäß dem Messwert des Sensorelementes 551 und das zweite Datensignal Dm2 gemäß dem Messwert des Sensorelementes 552 in dem Ausgangssignal Sd11 enthalten, und das erste Datensignal Ds1 gemäß dem Messwert des Sensorelements 651 und das zweite Datensignal Ds2 gemäß dem Messwert des Sensorelements 652 sind in dem Ausgangssignal Sd12 enthalten.
Deshalb sind, in der ECU 85, ein Gesamtes von vier Datensignalen Dm1, Dm2, Ds1 und Ds2 gemäß jedem der Messwerte der vier Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 verwendbar/genutzt. Außerdem ist, basierend auf einer Majoritätsentscheidung, durch Vergleichen von drei Datensignalen miteinander ein Sensorelement, welches eine Abnormalität hat, die unterschiedlich zu einem Himmel-/Erde-Fehler (sky/earth fault) ist, identifizierbar. In diesem Zusammenhang bedeutet das „Sensorelement, welches eine Abnormalität hat (oder ein abnormales Sensorelement)” nicht nur, dass das Sensorelement selbst eine Abnormalität hat, sondern bedeutet auch, dass das Datensignal von dem Sensorelement eine Abnormalität wegen einer unbekannten Ursache abgesehen von einer Abnormalität des Sensorelements selbst hat.
Basierend auf einer Annahme, dass das abnormale Sensorelement identifizierbar ist, ist der Rechner 858 befähigt, die Berechnung basierend auf dem normalen Datensignal fortzusetzen, ebenso wie eine Hochgeschwindigkeitskommunikation durch Verschieben der Ausgabe-Timings der Ausgangssignale von den Sensorabschnitten 55 und 65 fortsetzbar ist, selbst wenn ein Teil der Sensorelemente in jedem der Sensorabschnitte 55 und 65 abnormal ist (d. h. wenn der andere Teil der Sensorabschnitte 55 und 65 als ein Ganzes oder zumindest ein Sensorelement als ein normales Sensorelement in jedem der Sensorabschnitte 55 und 65 überlebt).
Der Abnormalitätsermittlungsprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird basierend auf einem in 8 gezeigten Flussdiagramm beschrieben. Der Abnormalitätsermittlungsprozess wird durchgeführt, wenn die magnetischen Sensoren 50 und 60 und die ECU 85 jeweils AN-geschaltet sind.
In Schritt S101 (nachstehend wird „Schritt” als ein Buchstabe „S” abgekürzt) erhält der Signalerhalter 851 die Ausgangssignale Sd11 und Sd12.
In S102 ermittelt der Abnormalitätsermittler 855 basierend auf dem CRC-Signal, ob Kommunikationen zu der ECU 85 von beiden (d. h. allen) der Sensorabschnitte 55 und 65 abnormal sind. Wenn Kommunikationen zu der ECU 85 von allen der Sensorabschnitte 55 und 65 ermittelt werden, abnormal zu sein (S102: JA), wird eine Berechnung einer physikalischen Größe nicht durchgeführt. Wenn Kommunikationen zu der ECU 85 von zumindest einem der Sensorabschnitte 55 und 65 ermittelt werden, normal zu sein (S102: NEIN), schreitet der Prozess zu S103 fort.
Wenn der Sensorabschnitt 55 eine Abnormalität in der Kommunikation hat, wird ein Kommunikations-Abnormalitäts-Flag, welches indikativ für eine Abnormalität in der Kommunikation des Sensorabschnitts 55 ist, gesetzt. Wenn der Sensorabschnitt 65 eine Abnormalität in der Kommunikation hat, wird das gleiche Flag gesetzt.
In S103 ermittelt der Abnormalitätsermittler 855, ob jedes der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 einen Himmel-/Erde-Fehler oder einen Kurzschluss hat. Die den Datensignalen Dm1, Dm2, Ds1 und Ds2 entsprechenden Datenwerte werden entsprechend als Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 bezeichnet. Die Datenwerte Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 berücksichtigen erforderlichenfalls einen Korrekturprozess zum Korrigieren eines Offset-Fehlers oder Ähnliches ebenso wie eine Umkehrungs-/Invertierungsprozess.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es, wenn der Datenwert Vm1 größer als ein Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist, welcher ein oberer Grenzwert ist, festgestellt, dass das Sensorelement 551 einen Himmel-Fehler (sky fault) hat. Wenn der Datenwert Vm1 kleiner ein Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, welcher ein unterer Grenzwert ist, wird es festgestellt, dass das Sensorelement 551 einen Erde-Fehler (earth fault) hat oder zu der Masse kurzgeschlossen ist.
In gleicher Weise wird es, wenn der Datenwert Vm2 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist, festgestellt, dass das Sensorelement 552 einen Himmel-Fehler hat, und wenn der Datenwert Vm2 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, wird es festgestellt, dass das Sensorelement 552 einen Erde-Fehler hat oder mit der Masse kurzgeschlossen ist.
Ferner wird es, wenn der Datenwert Vs1 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist, festgestellt, dass das Sensorelement 651 einen Himmel-Fehler hat, und wenn der Datenwert Vs1 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, wird es festgestellt, dass das Sensorelement 651 einen Erde-Fehler hat oder mit der Masse kurzgeschlossen ist.
In gleicher Weise wird es, wenn der Datenwert Vs2 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist, festgestellt, dass das Sensorelement 652 einen Himmel-Fehler hat, und wenn der Datenwert Vs2 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, wird es festgestellt, dass das Sensorelement 652 einen Erde-Fehler hat oder mit der Erde kurzgeschlossen ist.
Beachte, dass „das Sensorelement 551 hat einen Himmel-Fehler” nicht nur einen Himmel-Fehler des Sensorelements 551 selbst sondern auch einen Himmel-Fehler eines auf das Sensorelement 551 bezogenen Stromkreises bedeutet. Ferner bedeutet „der Erde-Fehler des Sensorelements 551” nicht nur einen Erde-Fehler des Sensorelements 551 selbst sondern auch einen Erde-Fehler eines auf das Sensorelement 551 bezogenen Stromkreises.
Ferner wird, wenn es festgestellt wird, dass das Sensorelement 551 einen Himmel-Fehler oder einen Erde-Fehler hat, ein Himmel-Fehler-Flag, welches indikativ für den Himmel-Fehler des Sensorelements 551 ist, oder ein Erde-Fehler-Flag, welches indikativ für den Erde-Fehler des Sensorelements 551 ist, gesetzt.
Das gleiche gilt für die anderen Sensorelemente 552, 651 und 652.
In S104 identifiziert der Abnormalitätsermittler 855 ein abnormales Sensorelement (d. h. identifiziert, welches der Elemente 551, 552, 651 und 652 eine Abnormalität hat).
Als erstes wird eine Situation, in welcher alle Datenwerte Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 für eine Abnormalitätsüberwachung verwendbar sind, beschrieben. Insbesondere ist, wenn der Datenwert Vm1 für eine Abnormalitätsüberwachung verwendbar ist, das Sensorelement 551 in einem Zustand, der kein Kommunikations-Abnormalitäts-Flag, kein Himmel-Fehler-Flag, kein Erde-Fehler-Flag oder kein Datenabnormalitäts-Flag, welches später erwähnt ist, gesetzt hat (i. e. AN-geschaltet hat). Das gleiche gilt für die anderen Datenwerte Vm2, Vs1 und Vs2.
Wenn alle der Datenwerte Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 für eine Abnormalitätsüberwachung verwendbar sind, wird, unter Berücksichtigung des Einflusses eines Stromausfalls oder des Rauschen, die Abnormalitätsermittlung basierend auf einem Vergleich zwischen den Datenwerten von unterschiedlichen Sensorabschnitten durchgeführt.
Insbesondere wird, wenn die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 551 durchgeführt wird, der Datenwert Vm1 mit den Datenwerten Vs1 und Vs2 verglichen, und Differenzwerte D1, D2 und D3 werden durch Verwendung von Gleichungen (1), (2) und (3) berechnet. D1 = |Vm1 – Vs1| Gleichung (1) D2 = |Vm1 – Vs2| Gleichung (2) D3 = |Vs1 – Vs2| Gleichung (3)
Wenn die Differenzwerte D1 und D2 größer als ein Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind, und der Differenzwert D3 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird eine Datenabnormalität des Sensorelements 551 identifiziert. Wenn das Sensorelement 551 als abnormal identifiziert wird, wird ein Datenabnormalitäts-Flag, welches indikativ für eine Datenabnormalität des Sensorelements 551 ist, gesetzt. Wenn eine Abnormalität der anderen Sensorelemente 552, 651 und 652 identifiziert wird, wird das Datenabnormalitäts-Flag für das abnormale Sensorelement gesetzt.
Die obige Beschreibung ist ein Beispiel, in welchem die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 551 nicht den Datenwert Vm2 von dem Sensorelement 552, welches in demselben Sensorabschnitt 55 wie das Sensorelement 551 enthalten ist, verwendet. Jedoch kann die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 551 den Datenwert Vm2 verwenden, anstatt den Datenwert Vs1 oder Vs2 zu verwenden. Das gleiche gilt für die Abnormalitätsermittlung der anderen Sensorelemente.
Wenn die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 552 durchgeführt wird, wird der Datenwert Vm2 mit den Datenwerten Vs1 und Vs2 verglichen, und die Differenzwerte D4 und D5 werden durch Verwendung von Gleichungen (4) und (5) berechnet. D4 = |Vm2 – Vs1| Gleichung (4) D5 = |Vm2 – Vs2| Gleichung (5)
Wenn die Differenzwerte D4 und D5 größer als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind und der Differenzwert D3 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird die Datenabnormalität des Sensorelements 552 identifiziert.
Wenn die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 651 durchgeführt wird, wird der Datenwert Vs1 mit den Datenwerten Vm1 und Vm2 verglichen, und die Differenzwerte D1, D4 und D6 werden durch Verwendung von Gleichungen (1), (4) und (6) berechnet. D6 = |Vm1 – Vm2| Gleichung (6)
Wenn die Differenzwerte D1 und D4 größer als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind und der Differenzwert D6 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird die Datenabnormalität des Sensorelements 651 identifiziert.
Wenn die Abnormalitätsermittlung des Sensorelements 652 durchgeführt wird, wird der Datenwert Vs2 mit den Datenwerten Vm1 und Vm2 verglichen, und die Differenzwerte D2, D5 und D6 werden durch Verwendung von Gleichungen (2), (5) und (6) berechnet.
Wenn die Differenzwerte D2 und D5 größer als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind und der Differenzwert D6 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird die Datenabnormalität des Sensorelements 652 identifiziert.
Als nächstes wird, wenn entweder ein Himmel-Fehler-Flag, ein Erde-Fehler-Flag oder ein Datenabnormalitäts-Flag in einem der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 gesetzt ist, die Abnormalitätsermittlung durch Verwendung der den drei verbleibenden Sensorelementen entsprechenden Datenwerte durchgeführt.
Zum Detektieren einer Abnormalität von drei Sensorelementen, die noch nicht als abnormal festgestellt sind, werden die drei aus den sechs Gleichungen (1) bis (6) für die Berechnung von drei Differenzwerten verwendet, die durch Verwendung der Datenwerte von diesen drei Sensorelementen berechenbar sind, und, wenn alle der drei Differenzwerte weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind, wird es festgestellt, dass diese drei Sensorelemente normal sind.
Wenn auf der anderen Seite zwei der drei Differenzwerte größer als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 sind, und einer weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird eine Abnormalität des Sensorelements, welches dem Datenwert entspricht, der für die Berechnung von beiden der Größer-als-Grenzwert-Differenzwerte verwendet wird, identifiziert, und das Datenabnormalitäts-Flag wird gesetzt.
Als nächstes wird, wenn entweder ein Kommunikationsabnormalitäts-Flag, eine Himmel-Fehler-Flag, ein Erde-Fehler-Flag oder ein Datenabnormalitäts-Flag in zweien der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 gesetzt ist, die Abnormalitätsermittlung durch Verwendung der Datenwerte, die den zwei Sensorelementen, die kein Flag haben, welches gesetzt ist, durchgeführt.
Wenn der Differenzwert der zwei Datenwerte weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird es festgestellt, dass die zwei Sensorelemente normal sind.
Wenn der Differenzwert der zwei Datenwerte größer als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist, wird einer der zwei Sensorelemente als abnormal ermittelt. In diesem Fall ist es nicht feststellbar, welches der zwei Sensorelemente eine Abnormalität hat.
In S105 ermittelt der Abnormalitätsermittler 855, ob alle der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 normal sind. Wenn zumindest eines der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 als abnormal ermittelt wird (S105: NEIN), schreitet der Prozess zu S107 fort. Wenn es ermittelt wird, dass alle der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 normal sind (S105: JA), schreitet der Prozess zu S106 fort.
In S106 wird ein Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus durch Verschieben und Erhalten der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 in gleichen Intervallen eingestellt. Ferner versetzt der Zykluseinsteller 856 den Berechnungsmodus des Rechners 858 in einen Hochgeschwindigkeitsaktualisierungszustand. Der Berechnungszyklus in dem Hochgeschwindigkeitsaktualisierungszustand wird auf ein Halbes der Länge Ps des einen Rahmens der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 eingestellt (d. h. 500 [μs] in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel).
In S107, welcher nachfolgend an die Ermittlung, dass zumindest eines der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 abnormal ist (S105: NEIN), ist, ermittelt der Abnormalitätsermittler 855, ob zumindest eines der Sensorelemente in jedem der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist.
Wenn zumindest einer der Sensorabschnitte 55 und 65 alle Sensorelemente als abnormal ermittelt hat (S107: NEIN), schreitet der Prozess zu S109 fort. Wenn zumindest ein Sensorelement in jedem der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist (S107: JA), schreitet der Prozess zu S108 fort. Beachte, dass zwei Sensorabschnitte 55 und 65 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in anderen Ausführungsbeispielen mehr als zwei Sensorabschnitte sein können, und S107 in einem solchen Fall als JA ermittelt wird, wenn zumindest zwei Sensorabschnitte unter dreien oder mehr zumindest ein normales Sensorelement haben.
In S108 wird ein Hochgeschwindigkeitskommunikationsmodus durch Verschieben und Erhalten der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 in gleichen Intervallen eingestellt. Ferner stellt der Zykluseinsteller 856 den Berechnungszyklus des Rechners 858 auf einen Hochgeschwindigkeitsaktualisierungszustand ein.
In S109, welcher anschließend an die Ermittlung ist, dass zumindest einer der Sensorabschnitte 55 und 65 alle Sensorelemente als abnormal ermittelt hat (S107: NEIN), ermittelt der Abnormalitätsermittler 855, ob ein normaler Sensorabschnitt unter den Sensorabschnitten 55 und 65 existiert. In diesem Zusammenhang bedeutet, dass der Sensorabschnitt 55 ein „normaler Sensorabschnitt” ist, dass der Sensorabschnitt 55 keine Kommunikationsabnormalität hat und beide der Sensorelemente 551 und 552 nicht einen Himmel-Fehler oder einen Erde-Fehler haben und die Differenz zwischen den Datenwerten Vm1 und Vm2 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist. Ferner bedeutet, dass der Sensorabschnitt 65 ein „normaler Sensorabschnitt” ist, dass der Sensorabschnitt 65 keine Kommunikationsabnormalität hat und beide der Sensorelemente 651 und 652 nicht einen Himmel-Fehler oder einen Erde-Fehler haben und die Differenz zwischen den Datenwerten Vs1 und Vs2 weniger als der Datenabnormalitäts-Ermittlungsgrenzwert Vth3 ist.
Wenn es festgestellt wird, dass es keinen normalen Sensorabschnitt gibt (S109: NEIN) (d. h. wenn es ermittelt wird, dass keiner der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist), wird eine Berechnung einer physikalischen Größe unter Verwendung der Datenwerte Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 nicht durchgeführt.
Wenn es festgestellt wird, dass es einen normalen Sensorabschnitts gibt (das heißt, wenn einer der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist) (S109: JA), schreitet der Prozess zu S110 fort.
In S110 wird ein Niedriggeschwindigkeitskommunikationsmodus eingestellt, in welchem das Ausgangssignal von dem normalen Sensorabschnitt erhalten wird. Ferner stellt der Zykluseinsteller 856 den Berechnungszyklus in dem Rechner 858 auf einen Niedriggeschwindigkeitsaktualisierungszustand ein. Der Berechnungszyklus in dem Niedriggeschwindigkeitsaktualisierungszustand wird eingestellt, die volle Länge Ps des einen Rahmens der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 zu sein (d. h. 1000 [μs] in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel).
In S111 führt der Rechner 858 eine Berechnung einer physikalischen Größe (das heißt, eines Lenkdrehmoments in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) durch Verwendung zumindest eines der normalen Werte unter den Datenwerten Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 durch. Wenn (i) zumindest einer der für den Hauptsensorabschnitt 55 relevanten Datenwerte Vm1 und Vm2 normal ist und (ii) zumindest einer der für den Untersensorabschnitt 65 relevanten Datenwerte Vs1 und Vs2 normal ist, kann die Berechnung einer physikalischen Größe mittels des für beide von dem Haupt- und Untersensorabschnitt 55, 65 relevanten Datenwerts oder mittels des für einen von dem Hauptsensorabschnitt 55 oder dem Untersensorabschnitt 65 relevanten Datenwerts durchgeführt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Sensorelement, welches eine Abnormalität hat, von dem Abnormalitätsermittler 855 identifiziert, und, wenn zumindest ein Sensorelement in jedem der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist, ist die Hochgeschwindigkeitskommunikation durch Verschieben der Ausgabe-Timings im Wesentlichen fortsetzbar. D. h. selbst wenn eines der Sensorelemente 551 und 552 in dem Sensorabschnitt 55 eine Abnormalität hat, ist die Hochgeschwindigkeitskommunikation fortsetzbar, wenn das andere Sensorelement in dem Sensorabschnitt 55 normal ist. In gleicher Weise ist, selbst wenn eines der Sensorelemente 651 und 652 in dem Sensorabschnitt 65 eine Abnormalität hat, die Hochgeschwindigkeitskommunikation fortsetzbar, wenn das andere Sensorelement in dem Sensorabschnitt 65 normal ist. Ferner ist, selbst in einem Fall eines „doppelten Fehlers” (d. h. wenn eines der Sensorelemente 551 und 552 eine Abnormalität hat und eines der Sensorelemente 651 und 652 eine Abnormalität hat), die Hochgeschwindigkeitskommunikation immer noch fortsetzbar.
Wie im Detail oben beschrieben, ist die Sensoreinrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl der Sensorabschnitte 55 und 65 und der ECU 85 versehen.
Der Hauptsensorabschnitt 55 beinhaltet die Vielzahl von Sensorelementen 551, 552, die eine physikalische Größe (d. h. in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Magnetflussdichte zwischen den Magnetflusssammelteilen 215, 225) des Magnetflusssammelmoduls 20 messen, und den Ausgangsstromkreis 555, der das Ausgangssignal Sd11 erzeugt und überträgt, das die Datensignale Dm1, Dm2 enthält, die entsprechend den von der Vielzahl von Sensorelementen 551, 552 gemessenen Messwerten entsprechen.
Der Untersensorabschnitt 65 beinhaltet die Vielzahl der Sensorelemente 651, 652, die eine physikalische Größe des Magnetflusssammelmoduls 20 messen, und den Ausgangsstromkreis 655, der das Ausgangssignal Sd12 erzeugt und überträgt, das die Datensignale Ds1, Ds2 enthält, die entsprechend den von der Vielzahl der Sensorelemente 651, 652 gemessenen Messwerten entsprechen.
Die ECU 85 erhält die Ausgangssignale Sd11 und Sd12. Ferner hat die ECU 85 den Abnormalitätsermittler 855, der ein abnormales Sensorelement identifiziert (das heißt, identifiziert, welches der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 eine Abnormalität hat).
Wenn zumindest ein Sensorelement in jedem der zwei oder mehr Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist, überträgt der Hauptsensorabschnitt 55 das Ausgangssignal Sd11 an einem von einem Ausgabe-Timing des Ausgangssignals Sd12, welches von dem Untersensorabschnitt 65 übertragen wird, verschobenen Ausgabe-Timing an die ECU 85, und die voreingestellte Menge einer Verschiebung des verschobenen Ausgabe-Timings des Signals Sd11 von dem Ausgabe-Timing des Signals Sd12 ist kürzer als ein Signalzyklus der Signale Sd11 und Sd12.
Wenn zumindest ein Sensorelement in jedem der Vielzahl der Sensorabschnitte 55 und 65 normal ist, überträgt der Untersensorabschnitt 65 das Ausgangssignal Sd12 zu einem von einem Ausgabe-Timing des Ausgangssignals Sd11, das von dem Hauptsensorabschnitt 55 übertragen wird, verschobenen Ausgabe-Timing an die ECU 85, und die voreingestellte Menge einer Verschiebung des verschobenen Ausgabe-Timings des Signals Sd12 zu dem Ausgabe-Timing des Signals Sd11 ist kürzer als ein Signalzyklus der Signale Sd11 und Sd12.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung 1 mit der Vielzahl der Sensorabschnitte 55 und 65 versehen, und die zwei oder mehr Sensorabschnitte 55 und 65 verschieben die Übertragungs-Timings der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 zueinander um die voreingestellte Menge, die kürzer als ein Signalzyklus ist.
Dadurch wird, verglichen mit dem Fall, bei welchem die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 simultan von der Vielzahl der Sensorabschnitte 55 und 65 übertragen werden, die Datenaktualisierungsfrequenz in der ECU 85 erhöht, und die Kommunikationsgeschwindigkeit wird dem Aussehen nach erhöht.
Ferner kann, da die ECU 85 das Sensorelement, welches eine Abnormalität hat, identifizieren kann, die ECU 85 die Berechnung des Drehmoments mittels des Datenwerts des normalen Sensorelements fortsetzen.
Bei der Vielzahl der Sensorabschnitte 55 und 65 ist, wenn zumindest eines der Sensorelemente in jedem Abschnitt normal ist, die Datenaktualisierungsfrequenz der ECU 85 durch Verschieben der Übertragungs-Timings der Ausgangssignale Sd11 und Sd12 erhöhbar. D. h., selbst in einem Fall, dass die Abnormalität in einigen der Sensorelemente verursacht ist, ist die Hochgeschwindigkeitskommunikation im Wesentlichen fortsetzbar.
Der Abnormalitätsermittler 855 identifiziert ein abnormales Sensorelement (d. h. identifiziert, welches der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 eine Abnormalität hat). Ferner ermittelt der Abnormalitätsermittler 855 durch Vergleichen von drei oder mehr Datenwerten Vm1, Vm2, Vs1 und Vs2 geeignet ein abnormales Sensorelement durch ein Majoritätsentscheidungsprinzip.
Beim Identifizieren einer Abnormalität des Sensorelements 551 vergleicht der Abnormalitätsermittler 855 den das Sensorelement 551 betreffenden Datenwert Vm1 mit den Datenwerten Vs1, Vs2, die die Sensorelemente 651 und 652 betreffen, die in dem anderen Sensorabschnitt 65 angeordnet sind, der verschieden von dem Sensorabschnitt 55 ist, der das Sensorelement 551 hat, welches der Abnormalitätsermittlung ausgesetzt ist. In gleicher Weise wird beim identifizieren einer Abnormalität des Sensorelements 552 der Datenwert Vm2 von dem Abnormalitätsermittler 855 mit den Datenwerten Vs1 und Vs2 verglichen.
Ferner vergleicht der Abnormalitätsermittler 855 beim Identifizieren einer Abnormalität des Sensorelements 651 den das Sensorelement 651 betreffenden Datenwert Vs1 mit den Datenwerten Vm1, Vm2, die die Sensorelemente 551 und 552 betreffen, die in dem anderen Sensorabschnitt 55 angeordnet sind, der unterschiedlich zu dem Sensorabschnitt 65 ist, der das Sensorelement 651 hat. In gleicher Weise wird beim Identifizieren einer Abnormalität des Sensorelements 652 der Datenwert Vs2 von dem Abnormalitätsermittler 855 mit den Datenwerten Vm1 und Vm2 verglichen.
Auf eine solche Weise wird ein abnormales Sensorelement angemessen durch Verhindern eines Einflusses einer wegen der Leistungsabnormalität, dem Rauschen oder Ähnlichem, was in demselben Sensorabschnitt verursacht ist, falschen Ermittlung identifiziert.
Wenn der Datenwert Vm1 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist oder wenn der Datenwert Vm1 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, identifiziert der Abnormalitätsermittler 855 das dem Datenwert Vm1 entsprechende Sensorelement 551 als eine Abnormalität habend.
Wenn ferner der Datenwert Vm2 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist oder wenn der Datenwert Vm2 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, identifiziert der Abnormalitätsermittler 855 das dem Datenwert Vm2 entsprechende Sensorelement 552 als eine Abnormalität habend.
Wenn ferner der Datenwert Vs1 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist oder wenn der Datenwert Vs1 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, identifiziert der Abnormalitätsermittler 855 das dem Datenwert Vs1 entsprechende Sensorelement 651 als eine Abnormalität habend.
Wenn ferner der Datenwert Vs2 größer als der Himmel-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth1 ist oder wenn der Datenwert Vs2 kleiner als der Erde-Fehler-Ermittlungsgrenzwert Vth2 ist, identifiziert der Abnormalitätsermittler 855 das dem Datenwert Vs2 entsprechende Sensorelement 652 als eine Abnormalität habend.
Dadurch werden der Himmel-Fehler und der Erde-Fehler der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 geeignet identifiziert.
Der Hauptsensorabschnitt 55 hat den Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 556, der fähig ist, das Timing-Signal St zu übertragen, um den anderen Sensorabschnitt (d. h. den Untersensorabschnitt 65) über das Übertragungs-Timing eines Übertragens des Ausgangssignals Sd12 von dem Untersensorabschnitt 65 zu der ECU 85 zu instruieren.
Dadurch sind das Übertragungs-Timing eines Übertragens des Ausgangssignals Sd11 von dem Hauptsensorabschnitt 55 und das Übertragungs-Timing eines Übertragens des Ausgangssignals Sd12 von dem Untersensorabschnitt 65 geeignet steuerbar.
Ferner wird, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das die Datenübertragung triggernde Triggersignal nicht von der ECU 85 zu den Sensorabschnitten 55 und 65 übertragen.
Dadurch wird die Konfiguration oder eine Komponente, die die Erzeugung des Triggersignals in der ECU 85 betrifft, weglassbar.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben alle der Sensorabschnitte 55 und 65 Timing-Signal-Erzeugungsstromkreise 556 und 656. In anderen Worten ermöglicht die gleiche Ausgestaltung unter den Sensorabschnitten 55 und 65 eine Reduktion der Anzahl von Komponentenarten, welche in der Sensoreinrichtung 1 eingesetzt werden.
Die versiegelten Teile 53 und 63, welche die Sensorabschnitte 55 und 65 versiegeln, sind für jeden der Sensorabschnitte 55 und 65 vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die erste Anschlussgruppe 51 von der ersten Seitenfläche 531 des versiegelten Teils 53 vor, die zweite Anschlussgruppe 52 steht von der zweiten Seitenfläche 532 des versiegelten Teils 53 vor, wenn die erste Seitenfläche 531 auf einer Seite des versiegelten Teils 53 vorgesehen ist und die zweite Seitenfläche 532 auf der anderen (d. h. gegenüberliegenden) Seite davon vorgesehen ist. Ferner steht eine erste Anschlussgruppe 61 von der ersten Seite 631 des versiegelten Teils 63 vor, die zweite Anschlussgruppe 62 steht von der zweiten Seite 632 des versiegelten Teils 63 vor, wenn die erste Seite 631 auf einer Seite des versiegelten Teils 63 vorgesehen ist und die zweite Seite 632 auf der anderen (d. h. gegenüberliegenden) Seite davon vorgesehen ist.
Die ersten Anschlussgruppen 51, 61 und die zweiten Anschlussgruppen 52, 62 enthalten den Empfangsanschluss zum Empfangen des Timing-Signals St und den Übertragungsanschluss zum Übertragen des Timing-Signals St. Auf eine solche Weise stellen, wenn die Sensorabschnitte 55 und 65 die gleiche Ausgestaltung haben und nebeneinander angeordnet sind, wobei sie in die gleiche Richtung zeigen, die auf der „Innenseite” der zwei Abschnitte 55 und 65 angeordneten Anschlussgruppen 52, 61 den Empfangsanschluss und den Übertragungsanschluss für den Austausch des Timing-Signals St dazwischen bereit, wodurch das Signalkabel 115, das für die Übertragung des Timing-Signals St zwischen dem Übertragungsanschluss und dem Empfangsanschluss verwendet wird, vereinfacht wird.
Bei den ersten Anschlussgruppen 51 und 61 werden die n-ten Anschlüsse (d. h. 4-ten Anschlüsse in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) 514 und 614 von den einen Enden 535 und 635 der versiegelten Teil 53 und 63 als der Empfangsanschluss verwendet und die m-ten Anschlüsse (d. h. 6ten in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) 516 und 616 davon werden als der Übertragungsanschluss verwendet.
Bei den zweiten Anschlussgruppen 52 und 62 werden ferner die n-ten Anschlüsse (d. h. 4-ten in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) 524 und 624 von den einen Enden 535 und 635 der versiegelten Teil 53 und 63 als der Übertragungsanschluss verwendet und die m-ten Anschlüsse (d. h. 6ten in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) 526 und 626 davon werden als der Empfangsanschluss verwendet.
Auf eine solche Weise sind, vorausgesetzt, dass die einen Enden 535 und 635 der versiegelten Teil 53 und 63 im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind und die Sensorabschnitte 55 und 65 nebeneinander angeordnet sind, wobei sie in die gleiche Richtung weisen, der Empfangsanschluss und der Übertragungsanschluss benachbart zueinander positioniert, wodurch eine einfache Form des Signalkabels 115 für die Übertragung und den Empfang des Timing-Signals St ermöglicht wird.
Die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 von den Sensorabschnitten 55 und 65 werden für den Empfang in gleichen Intervallen an einer ECU 85-Seite zu der ECU 85 übertragen. Dadurch empfängt die ECU 85 die Ausgangssignale Sd11 und Sd12 in einer konstanten Frequenz.
Die Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die magnetflussmessende Elemente, welche eine Änderung des Magnetflusses des Messobjekts messen. Die Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 messen eine Änderung des Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von dem Drehmoment ändert. Insbesondere wird eine Änderung des Magnetflusses in Abhängigkeit von der Menge einer Verdrehungsversetzung des Torsionsstabes 13 in dem Lenksystem 90 gemessen, und die Sensoreinrichtung 1 wird als der Drehmomentsensor 10 verwendet.
Dadurch ist das Lenkdrehmoment geeignet messbar/detektierbar. Ferner kann, selbst wenn ein Teil der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 eine Abnormalität hat, die ECU 85 die Berechnung des Lenkdrehmoments mit der gleichen Genauigkeit wie zu der normalen Zeit fortsetzen, während sie eine Abnormalitätsüberwachung fortsetzt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 80 ist mit der Sensoreinrichtung 1, dem Motor 81 und dem Untersetzungsgetriebe 82 versehen. Der Motor 81 gibt das Hilfsdrehmoment zum Unterstützen der Lenkbedienung des Lenkrades 91 durch den Fahrer aus. Das Untersetzungsgetriebe 82 überträgt das Drehmoment des Motors 81 an die Lenkwelle 92 (d. h. an das Antriebsobjekt). Die ECU 85 steuert die Ansteuerung des Motors 81 basierend auf dem Lenkdrehmoment, welches basierend auf zumindest einem der Datensignale Dm1, Dm2, Ds1 und Ds2 berechnet wird.
Da die elektrische Servolenkungsvorrichtung 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Unterstützung der Lenkbedienung des Lenkrades 91 von dem Fahrer in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment fortsetzen kann, selbst wenn ein Teil der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 eine Abnormalität hat, wird dadurch zu einer Verbesserung der Fahrzeugsicherheit beigetragen.
Was die ECU 85 betrifft, ist es beim Fortsetzen der Unterstützung der Lenkbedienung nach einem Haben einer Abnormalität in einem Teil der Sensorelemente 551, 552, 651 und 652 wünschenswert für die ECU 85, den Fahrer über die Abnormalität in einem Teil der Sensorelemente durch Verwendung einer Warnleuchte, durch ein Geräusch oder Ähnliches in Kenntnis zu setzen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der Hauptsensorabschnitt 55 und der Untersensorabschnitt 65 einem „Sensorabschnitt”, und der Abnormalitätsermittler 855 entspricht einem „Abnormalitätsermittler”.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird basierend auf 9 bis 11 beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, ist die Sensoreinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem Hauptmagnetsensor 150, einem Untermagnetsensor 160, der ECU 86 als einer Steuerung und Ähnlichem versehen.
Die ECU 86 steuert die Ansteuerung des Motors 81 basierend auf dem Lenkdrehmoment, welches basierend auf Ausgangssignalen Sd21 und Sd22, die von den Magnetsensoren 150 und 160 ausgegeben werden, berechnet wird. Der Unterschied der ECU 86 zu der ECU 85 ist, dass die ECU 86 einen Triggersignal-Erzeuger 853 zusätzlich zu dem Signalerhalter 851, dem Abnormalitätsermittler 855, dem Zykluseinsteller 856 und dem Rechner 858 hat.
Der Triggersignal-Erzeuger 853 erzeugt ein Triggersignal Trg1, das eine Übertragung des Ausgangssignals Sd21 anfordert. Das Triggersignal Trg1 wird zu einem Hauptsensorabschnitt 155 über den zweiten Anschluss 512 der ersten Anschlussgruppe 51 übertragen, der der Kommunikationsanschluss der Kommunikationsleitung 112 ist.
Der Triggersignal-Erzeuger 853 erzeugt ein Triggersignal Trg2, welches eine Übertragung des Ausgangssignals Sd22 anfordert. Das Triggersignal Trg2 wird zu einem Untersensorabschnitt 165 über den zweiten Anschluss 622 der zweiten Anschlussgruppe 62, der der Kommunikationsanschluss der Kommunikationsleitung 122 ist, übertragen.
Bezüglich der anderen Punkte ist die ECU 86 im Wesentlichen die gleiche wie die ECU 85 des ersten Ausführungsbeispiels.
Der Hauptmagnetsensor 150 hat den Hauptsensorabschnitt 155.
Der Hauptsensorabschnitt 155 hat die Sensorelemente 551 und 552, die A/D-Umwandlungsstromkreise 553 und 554 und den Ausgangsstromkreis 555. D. h. der Hauptsensorabschnitt 155 ist darin unterschiedlich zu dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel, dass der Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 556 davon weggelassen ist.
Der Ausgangsstromkreis 555 erzeugt das Ausgangssignal Sd21 basierend auf den Messwerten, welche von den Sensorelementen 551 und 552 gemessen und durch die A/D-Umwandlung umgewandelt werden, wenn das Triggersignal Trg1 übertragen wird. Das erzeugte Ausgangssignal Sd21 wird in digitaler Kommunikation über den zweiten Anschluss 512, der als der Kommunikationsanschluss dient, zu der ECU 86 übertragen.
Der Untermagnetsensor 160 hat den Untersensorabschnitt 165.
Der Untersensorabschnitt 656 hat die Sensorelemente 651 und 652, die A/D-Umwandlungsstromkreise 653 und 654 und den Ausgangsstromkreis 655. D. h. der Untersensorabschnitt 165 ist darin unterschiedlich zu dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel, dass der Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis 656 davon weggelassen ist.
Der Ausgangsstromkreis 655 erzeugt das Ausgangssignal Sd22 basierend auf den Messwerten, welche von den Sensorelementen 651 und 652 gemessen und durch die A/D-Umwandlung umgewandelt werden, wenn das Triggersignal Trg2 übertragen wird. Das erzeugte Ausgangssignal Sd22 wird in digitaler Kommunikation über den zweiten Anschluss 622, der als der Kommunikationsanschluss dient, zu der ECU 86 übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 genau wie bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel durch die SENT-Kommunikation, welche digitale Kommunikation ist, übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Timing-Signal St nicht von dem Hauptsensorabschnitt 155 zu dem Untersensorabschnitt 165 übertragen, weshalb die als der Übertragungsanschluss und der Empfangsanschluss dienenden Anschlüsse nicht vorgesehen sind. Abgesehen von einem solchen Unterschied ist die Ausgestaltung der Anschlussgruppen und der versiegelten Teile die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
D. h., in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sind für den Beschreibungszweck, obgleich „der Hauptsensorabschnitt 155” und „der Untersensorabschnitt 165” jeweils andere Ziffern haben, die Funktionen des Hauptsensorabschnitts 155 und des Untersensorabschnitts 165 die gleichen.
Die Details des Ausgangssignals Sd21 werden basierend auf 10 beschrieben.
Die Bitzahl und Ähnliches in 10 sind Beispielzahlen und können geeignet gemäß dem Telekommunikationsstandard etc. eingerichtet sein.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Ausgangssignal Sd21 aus dem Synchronisationssignal, dem Statussignal, dem ersten Datensignal Dm1, dem zweiten Datensignal Dm2, dem CRC-Signal, einem Endsignal und dem Pausensignal, und das Ausgangssignal Sd21 wird als eine Reihe von diesen Signalen in dieser geschriebenen Reihenfolge ausgegeben. Das Synchronisationssignal, das Statussignal, das erste Datensignal Dm1, das zweite Datensignal Dm2 und das CRC-Signal sind die gleichen wie bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel.
Das Endsignal ist ein Signal, welches angibt, dass eine Ausgabe des ersten Datensignals und des zweiten Datensignals, von welchen beide die Datensignale sind, beendet ist.
Nach der Ausgabe des Endsignals bis zu der Detektion des nächsten Triggersignals Trg1 wird das Pausensignal ausgegeben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kommunikationsleitung 112 verwendet für (i) die Übertragung des Triggersignals Trg1 von der ECU 86 zu dem Hauptsensorabschnitt 155 und (ii) die Übertragung des Ausgangssignals Sd21 von dem Hauptsensorabschnitt 155 zu der ECU 86. Deshalb erhält der Signalerhalter 851 das Ausgangssignal Sd21 anschließend an das Erhalten des Triggersignals Trg1.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Periode von dem Start des Triggersignals Trg1 zu dem Start des nächsten Triggersignals Trg1 als ein Rahmen (Frame) betrachtet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine für eine Übertragung eines Signals in einem Rahmen benötigte Übertragungsperiode als eine Rahmenperiode Pt bezeichnet (zum Beispiel 1000 Mikrosekunden). Von dem Hauptmagnetsensor 150 wird das Ausgangssignal Sd21 an die ECU 86 in einem Intervall von jeder Rahmenperiode Pt ausgegeben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Rahmenperiode Pt „der Länge von dem einen Zyklus des Ausgangssignals”.
In gleicher Weise wird die Kommunikationsleitung 122 verwendet für (i) die Übertragung des Triggersignals Trg2 von der ECU 86 zu dem Untersensorabschnitt 165 und (i) die Übertragung des Ausgangssignals Sd22 von dem Hauptsensorabschnitt 165 zu der ECU 86. Deshalb erhält der Signalerhalter 851 das Ausgangssignal Sd22 anschließend an das Erhalten des Triggersignals Trg2.
Da das Ausgangssignal Sd22 das gleiche wie das Ausgangssignal Sd21 ist, abgesehen von einer Änderung der Datensignale Dm1 und Dm2, welche durch die Datensignale Ds1 und Ds2 ersetzt sind, wird die Beschreibung von dem Ausgangssignal Sd22 weggelassen.
Das Übertragungs-Timing der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 von den Sensorabschnitten 155 und 165 zu der ECU 86 wird basierend auf 11 beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel übertragen als Antwort auf eine Übertragung der Triggersignale Trg1 und Trg2 von der ECU 86 die Sensorabschnitte 155 und 165 die Ausgangssignale Sd21 und Sd22, was die „synchrone Kommunikation” ist. Durch Durchführen der synchronen Kommunikation wird die ECU 86 befähigt, die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 jeweils bei gewünschten Timings/Zeitpunkten zu erhalten.
Wie in 11 gezeigt, werden die Triggersignale Trg1 und Trg2 von der ECU 86 zu den Sensorabschnitten 155 und 165 zu einem um eine Menge eines halben Zyklus der Rahmenperiode Pt der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 verschobenen Timing übertragen. In anderen Worten wird das Triggersignal Trg2 zu dem Untersensorabschnitt 165 zu einem (Pt/2)-danach Timing von dem Start einer Übertragung des Triggersignals Trg1 übertragen, und das Triggersignal Trg1 wird zu dem Hauptsensorabschnitt 155 zu einem (Pt/2)-danach Timing von dem Start einer Übertragung des Triggersignals Trg2 übertragen.
Dadurch werden die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 jeweils zu der ECU 86 zu einem verschobenen Ausgabe-Timing, das um eine Menge eines halben Zyklus von den Ausgangssignalen Sd22 und Sd21 verschoben ist, übertragen.
Durch Übertragen der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 bei einem halben Zyklus, werden die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 für jeden halben Zyklus an der ECU 86-Seite empfangen, genau wie bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel. D. h. die ECU 86 empfängt die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 zu dem Zyklus von (Pt/2), was bedeutet, dass die ECU 86 die das Lenkdrehmoment betreffenden Informationen zu dem Zyklus von (Pt/2) erhält. In anderen Worten erhält die ECU 86 die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 alternierend in gleichen Intervallen.
Da die Aktualisierungsperiode der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 kürzer ist verglichen mit dem Fall, dass die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 simultan von den zwei Sensorabschnitten 155 und 165 übertragen werden, ist zum Beispiel die Übertragungsgeschwindigkeit dem Aussehen nach erhöht und die Hochgeschwindigkeitskommunikation ist im Wesentlichen ermöglicht.
Ferner ist, da die Aktualisierungsfrequenz der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 in der ECU 86 verglichen mit dem Fall, in welchem die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 simultan erhalten werden, erhöht ist, zum Beispiel die Antwortempfindlichkeit zu einer Zeit einer steilen Änderung des Lenkdrehmoments etc. verbessert.
Die Details des Abnormalitätsermittlungsprozesses sind die gleichen wie diejenigen des oben erwähnten Ausführungsbeispiels.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überträgt die ECU 86, zu den Sensorabschnitten 155 und 165, die Triggersignale Trg1, Trg2, welche jeweils die Übertragungs-Timings der Ausgangssignale Sd21 und Sd22 anweisen. Dadurch kann die ECU 86 die Ausgangssignale Sd21 und Sd22 jeweils bei den gewünschten Timings erhalten.
Ferner sind die gleichen Wirkungen wie bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel erzielbar.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der Hauptsensorabschnitt 155 und der Untersensorabschnitt 165 jeweils einem „Sensorabschnitt”, und die Triggersignale Trg1 und Trg2 entsprechen jeweils einem „Timing-Signal”.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, soll es beachtet sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen den Fachleuten deutlich werden werden.
(a) Sensorabschnitt
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen sind zwei Sensorelemente in einem Sensorabschnitt vorgesehen.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können drei oder mehr Sensorelemente in einem Sensorabschnitt vorgesehen sein.
Wenn drei oder mehr Sensorelemente in einem Sensorabschnitt vorgesehen sind, ist die Hochgeschwindigkeitskommunikation fortsetzbar, selbst wenn mehrere Sensorelemente abnormal sind (d. h. wenn zumindest ein Sensorelement normal ist). Wenn drei oder mehr Sensorelemente als eine gesamte Sensoreinrichtung normal sind, ist ferner das abnormale Sensorelement identifizierbar. Wenn zwei Sensorelemente als eine gesamte Sensoreinrichtung normal sind, ist ferner eine Abnormalitätsüberwachung fortsetzbar, selbst wenn das abnormale Sensorelement nicht identifizierbar ist.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen werden die von den zwei Sensorelementen in demselben Sensorabschnitt gemessenen Messwerte als die Datensignale ausgegeben, die Datenwerte haben, welche zueinander umgekehrt/invertiert sind.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen müssen die Datenwerte, die den Messwerten entsprechen, die von den zwei Sensorelementen in demselben Sensorabschnitt gemessen werden, nicht zueinander umgekehrt sein.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist das Signal zum Prüfen des Kommunikationsfehlers das CRC-Signal.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann das Signal nicht nur das CRC-Signal sein, sondern kann auch irgendeine Art von Signal sein, solange wie das Signal für ein Prüfen des Kommunikationsfehlers in der Steuerung/der ECU verwendbar ist. Ferner muss das Ausgangssignal nicht das Kommunikationsfehlerdetektionssignal zum Messen des Kommunikationsfehlers enthalten.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können Informationen über einen Aktualisierungszähler, der für jede Übertragung des Ausgangssignals aktualisiert wird, auch in dem Ausgangssignal enthalten sein. Die Informationen über den Aktualisierungszähler können zum Beispiel in einem Statussignal enthalten sein. Durch Übertragen der Informationen über den Aktualisierungszähler werden zweimal übertragene gleiche Daten dahingehend unterschieden, ob (i) die gleichen Daten zweimal von dem gleichen Messwert erhalten werden oder (ii) ein Datenadhäsionsfehlers wegen eines Stopps der Datenaktualisierung verursacht wird.
Das Datensignal wird mit einem Nibble in den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ausgedrückt.
In anderen Ausführungsbeispielen können das erste Hauptsignal, das erste Untersignal, das zweite Hauptsignal und das zweite Untersignal mit einem anderen Format als einem Nibble ausgedrückt sein.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen wird das Ausgangssignal durch SENT-Kommunikation zu der Steuerung übertragen.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann irgendein anderes Kommunikationsverfahren als die SENT-Kommunikation verwendet werden, solange wie mehrere Datensignale in dem Ausgangssignal enthalten sind.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist die Anzahl der Sensorabschnitte zwei, und das Ausgangssignal wird unter den Sensorabschnitten zu der Steuerung zu einem verschobenen Timing übertragen, welches um eine Menge eines halben Zyklus des Ausgangssignals verschoben ist.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Sensorabschnitt das Ausgangssignal unter zwei oder mehr Sensorabschnitten zu der Steuerung zu einem verschobenen Timing übertragen, welches um eine Menge verschoben ist, die (i) kürzer als die Länge eines Zyklus des Ausgangssignal und (ii) unterschiedlich zu einem halben Zyklus des Ausgangssignal ist.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die drei oder mehr Sensorabschnitte vorgesehen sein. In einem solchen Fall wird das Ausgangssignal, welches von jedem der drei oder mehr Sensorabschnitte ausgegeben wird, durch eine vorbestimmte Verschiebungsmenge übertragen. Die Übertragungsintervalle der von den drei oder mehr Sensorabschnitten ausgegebenen Ausgangssignale können unterschiedlich zueinander sein, und die Übertragungsintervalle können bevorzugt gleiche Intervalle sein.
Wenn die Anzahl der Sensorabschnitte drei oder mehr ist, ist die Hochgeschwindigkeitskommunikation in einem Zyklus, der kürzer als der Signalzyklus des Ausgangssignals ist, fortsetzbar, selbst wenn einige Sensorabschnitte abnormal werden (d. h. wenn zwei oder mehr Sensorabschnitte normal sind).
Wenn ein Teil der Sensorabschnitte neu abnormal wird (d. h. wenn sich die Anzahl der normalen Sensorabschnitte ändert), kann ferner der Kommunikationszyklus geeignet geändert werden, um den normalen Sensorabschnitten zu erlauben, die Ausgangssignale in gleichen Intervallen zu übertragen.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen hat die Vielzahl von Sensorabschnitten die gleiche Ausgestaltung.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann die Ausgestaltung der Vielzahl von Sensorabschnitten unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann der Signalerzeugungsstromkreis von dem Untersensorabschnitt des ersten Ausführungsbeispiels weggelassen werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt der Ausgangsstromkreis das Ausgangssignal basierend auf dem Messwert, welcher von dem Sensorelement gemessen und durch die A/D-Umwandlung umgewandelt wird, wenn das Triggersignal übertragen wird.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen wird der Messwert ohne das Triggersignal kontinuierlich in dem Sensorabschnitt in dem vorbestimmten Aktualisierungszyklus aktualisiert, der kürzer als die Rahmenperiode ist, und, wenn das Triggersignal übertragen wird, kann das Ausgangssignal in dem Sensorabschnitt unter Verwendung des letzten der Messwerte erzeugt werden.
Nicht nur in der in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen synchronen Kommunikation, sondern auch in der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen asynchronen Kommunikation kann der Messwert in dem vorbestimmten Aktualisierungszyklus aktualisiert werden, der kürzer als die Rahmenperiode ist, und das Ausgangssignal kann auf ähnliche Weise unter Verwendung des letzten Messwerts erzeugt werden.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist das Sensorelement ein Hall-Element.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Sensorelemente andere magnetflussmessende Elemente als das Hall-Element sein, und können die Elemente sein, welche die Änderung einer anderen physikalischen Größe als dem Magnetfluss detektieren.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen wird der Sensorabschnitt zum Messen des Lenkdrehmoments als der Drehmomentsensor verwendet.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Sensorabschnitt als ein anderer Sensor als der Drehmomentsensor dienen, d. h. kann zum Beispiel als ein Drucksensor zum Messen eines Drucks dienen. In anderen Worten kann die von dem Rechner berechnete physikalische Größe ein anderes Drehmoment als das Lenkdrehmoment sein, oder kann nicht nur ein Drehmoment sondern irgendeine physikalische Größe sein.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist das Messobjekt das Magnetflusssammelmodul.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann das Messobjekt irgendein anderes Objekt als das Magnetflusssammelmodul sein.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist der versiegelte Teil für jeden Sensorabschnitt vorgesehen.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können mehrere Sensorabschnitte in einem versiegelten Teil versiegelt sein und können als eine Einheit (Package) vorgesehen sein. Zum Beispiel können, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, beim Übertragen des Timing-Signals von dem Hauptmagnetsensor zu dem Untermagnetsensor, der Hauptsensorabschnitt und der Untermagnetsensorabschnitt in einer Einheit als der versiegelte Teil versiegelt sein, und die Übertragung und der Empfang des Timing-Signals werden in einer Innenseite des versiegelten Teils für die Reduktion der Anschlüsse, die für solch eine Übertragung und solch einen Empfang des Timing-Signals verwendet werden, durchgeführt.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist der Magnetsensor als ein Small-Outline-Package(SOP)-Typ vorgesehen, der die Anschlüsse auf beiden Seiten des versiegelten Teils hat.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Anschluss auf anderen Seiten abgesehen von der ersten Seite und der zweiten Seite des versiegelten teils vorgesehen sein (zum Beispiel hat der Quad-Flat-Package(QFP)-Typ die Anschlüsse auf vier Seiten des versiegelten Teils). Ferner können der Energieversorgungsanschluss, der Kommunikationsanschluss, der Masseanschluss, der Übertragungsanschluss und der Empfangsanschluss jeweils einem anderem Anschluss als dem in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen zugewiesen sein.
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen sind die zwei Magnetsensor auf derselben Seite des einen Substrats nebeneinander positioniert angebracht.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können mehrere Magnetsensoren auf beiden Seiten des Substrats etc. angebracht sein, oder können in irgendeiner Anordnung auf dem Substrat angebracht sein. Ferner müssen mehrere Magnetsensoren nicht notwendigerweise auf demselben Substrat angebracht sein.
(b) Abnormalitätsermittler
Gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen hat die Steuerung den Abnormalitätsermittler.
Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Sensorabschnitt die Abnormalitätsermittlung zum Teil oder als ein Ganzes durchführen. In anderen Worten kann der Sensorabschnitt den Abnormalitätsermittler haben, oder die Steuerung und der Sensorabschnitt können beide den Abnormalitätsermittler haben.
Zum Beispiel kann eine Selbstüberwachung durch Vergleichen der Messwerte der Sensorelemente in dem Sensorabschnitt durchgeführt werden, und ein Selbstüberwachungsergebnis innerhalb des Sensorabschnitts kann zu der Steuerung übertragen werden.
Ferner kann zumindest ein Sensorabschnitt den Messwert von anderen Sensorabschnitten erhalten und kann den Abnormalitätsermittlungsprozess innerhalb des Sensorabschnitts durchführen und kann das Abnormalitätsermittlungsergebnis zu der Steuerung übertragen.
(c) Sensoreinrichtung
In den oben erwähnten Ausführungsbeispielen wird die Sensoreinrichtung auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung angewandt.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung auf andere fahrzeuginterne Vorrichtungen abgesehen von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewandt werden, und kann auch auf andere Vorrichtungen, welche nicht in einem Fahrzeug angeordnet sind, angewandt werden.
Solche Änderungen, Modifikationen und zusammengefasste Schemata sollen verstanden sein, innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung zu sein, wie er durch angehängte Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-546096 [0002]

Claims

Sensoreinrichtung umfassend: eine Vielzahl von Sensorabschnitten (55, 56, 155, 165), welche jeweils beinhalten: eine Vielzahl von Sensorelementen (551, 552, 651, 652), welche eine physikalische Größe eines Messobjekts (20) messen; und einen Ausgangsstromkreis (555, 655), welcher ein Ausgangssignal erzeugt und überträgt, wobei das Ausgangssignal Datensignale beinhaltet, welche jeweils Messwerten entsprechen, die von der Vielzahl von Sensorelementen gemessen werden; und eine Steuerung (85, 86), welche das Ausgangssignal erhält, wobei zumindest eines von der Steuerung und der Vielzahl von Sensorabschnitten einen Abnormalitätsermittler (855) beinhaltet, welcher ein Sensorelement identifiziert, das eine Abnormalität hat, und zumindest zwei Sensorabschnitte, welche jeweils das Ausgangssignal zu verschobenen Ausgabe-Timings, die zueinander verschoben sind, zu der Steuerung übertragen, wobei eine Menge einer Verschiebung der verschobenen Ausgabe-Timings ausgestaltet ist, kürzer als ein Signalzyklus des Ausgabesignals zu sein, wenn zumindest zwei Sensorabschnitte zumindest ein normales Sensorelement haben.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abnormalitätsermittler das abnormale Sensorelement durch Vergleichen von zumindest drei datenäquivalenten Werten, welche jeweils den Datensignalen entsprechen, identifiziert.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abnormalitätsermittler eine Abnormalität des Sensorelements durch Vergleichen eines datenäquivalenten Werts von einem betroffenen Sensorelement mit einem datenäquivalenten Wert von einem anderen Sensorelement, welches zu einem von dem Sensorabschnitt, der das betroffene Sensorelement hat, unterschiedlichen Sensorabschnitt gehört.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abnormalitätsermittler ermittelt, dass das Sensorelement eine Abnormalität hat, wenn der dem Datensignal entsprechende datenäquivalente Wert größer als ein oberer Grenzwert oder kleiner als ein unterer Grenzwert ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einer der Vielzahl von Sensorabschnitten (55, 65) einen Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis (555, 655) beinhaltet, welcher fähig ist, zu anderen Sensorabschnitten der Vielzahl von Sensorabschnitten ein Timing-Signal zu übertragen, welches ein Übertragung-Timing des Ausgangssignals zu der Steuerung von den anderen Sensorabschnitten außer dem Sensorabschnitt, der den Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis hat, anweist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, wobei alle der Vielzahl von Sensorabschnitten den Timing-Signal-Erzeugungsstromkreis enthalten.
Sensoreinrichtung noch Anspruch 6, wobei jeder der Vielzahl von Sensorabschnitten (55, 65) mit einem versiegelten Teil (53, 63) versehen ist, und eine erste Anschlussgruppe und eine zweite Anschlussgruppe jeweils einen Empfangsanschluss, der fähig ist, das Timing-Signal zu empfangen, und einen Übertragungsanschluss, der fähig ist, das Timing-Signal zu übertragen, beinhalten nach Ausersehen einer ersten Gruppe von Anschlüssen, die von einer ersten Seitenfläche (531, 631) des versiegelten Teils vorstehen, als die erste Anschlussgruppe (51, 61), und Ausersehen einer zweiten Gruppe von Anschlüssen, die von einer zweiten Seitenfläche (532, 632) des versiegelten Teils vorstehen, als die zweite Anschlussgruppe (52, 62).
Sensoreinrichtung nach Anspruch 7, wobei ein n-ter Anschluss (524, 624) in der zweiten Anschlussgruppe, welcher als der n-te von einem Ende des versiegelten Teils angeordnet ist, der Übertragungsanschluss ist, und ein m-ter Anschluss (526, 626) in der zweiten Anschlussgruppe, welcher als der m-te von dem einem Ende des versiegelten Teils angeordnet ist, der Empfangsanschluss ist nach Einstellen des n-ten Anschlusses (514, 614) in der ersten Anschlussgruppe, welcher als der n-te von einem Ende des versiegelten Teils angeordnet ist, als den Empfangsanschluss, und Einstellen des m-ten Anschlusses (516, 616) in der ersten Anschlussgruppe, welcher als der m-te von dem einen Ende des versiegelten Teils angeordnet ist, als den Übertragungsanschluss.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (86) zu der Vielzahl von Sensorabschnitten (155, 165) ein Timing-Signal überträgt, welches ein Übertragungs-Timing des Ausgangssignals anweist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Ausgangssignal von der Vielzahl von Sensorabschnitten ausgestaltet ist, von der Steuerung in gleichen Intervallen erhalten zu werden.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jedes der Vielzahl von Sensorelementen ein magnetflussmessendes Element ist, welches eine Änderung eines Magnetflusses von dem Messobjekt misst.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 11, wobei jedes der Vielzahl von Sensorelementen eine Änderung eines Magnetflusses in Abhängigkeit von einer Änderung eines Drehmoments misst.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung umfassend: die Sensoreinrichtung (1, 2) nach Anspruch 12; einen Motor (81), welcher ein Hilfsdrehmoment zum Unterstützen einer Lenkbedienung eines Lenkelements (91) von einem Fahrer ausgibt; und einen Kraftübertragungsteil (82), welcher das Hilfsdrehmoment des Motors an ein Antriebsobjekt (92) überträgt, wobei die Steuerung der Sensoreinrichtung den Motor basierend auf dem Lenkdrehmoment ansteuert, welches basierend auf zumindest einem Datensignal berechnet ist.