DE102016214058A1

DE102016214058A1 - Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102016214058A1
Application number: DE102016214058.2A
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Sakai; Masaya Taki; Kouichi Nakamura; Shuji Kuramitsu; Takaharu Kozawa; Katsuhiko Hayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2036-07-30
Also published as: JP6458673B2; JP2017033069A; DE102016214058B4

Abstract

Ein Kommunikationssystem weist auf: eine Sensorvorrichtung (50), die aufweist: ein Sensorelement (51) eines Sensorwertes für eine physikalische Größe von einem Erfassungsziel; eine Abtast- und Halteeinheit (53), die den Sensorwert abtastet; eine Sendeschaltung (54), die ein Sensorsignal mit dem Sensorwert in einem Sendezyklus sendet; und einen Sendetimer (56), der den Sendezyklus regelt; und einen Mikrocomputer (71), der aufweist: eine Empfangsschaltung (72), die das Sensorsignal empfängt; eine Rechenverarbeitungseinheit (74), die eine Steuerberechnung in einem Rechenzyklus auf der Grundlage des Sensorwertes ausführt; einen Berechnungstimer (76), der den Rechenzyklus regelt; und eine Korrekturrecheneinheit (75, 73), die den Rechenzyklus oder den Sensorwert unter Verwendung von Zeitinformation korrigiert, um den Einfluss auf den Steuerbetrieb zu eliminieren, der durch eine periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus und dem Rechenzyklus ausgeübt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem zum Senden eines Erfassungssignals eines Sensors an eine Steuervorrichtung.
In einem Kommunikationssystem, in dem ein Mikrocomputer in einer Steuervorrichtung ein von einer Sensorvorrichtung gesendetes Sensorsignal per digitaler Kommunikation empfängt, die in einem vorbestimmten Sendezyklus erfolgt, und eine Steuerberechnung in einem vorbestimmten Rechenzyklus ausführt, bestand die Herausforderung bis dato darin, eine periodische Abweichung zwischen einem Sendezyklus und einem Rechenzyklus zu verhindern.
Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, erzeugt, in einem Verfahren gemäß einem Patentdokument 1, eine Steuervorrichtung ein synchrones Triggersignal als ein Anfragesignal und sendet die Steuervorrichtung das synchrone Triggersignal an eine Sensorvorrichtung. Die Sensorvorrichtung sendet ein Sensorsignal, als ein Antwortsignal auf das synchrone Triggersignal, an die Steuervorrichtung.
In der vorliegenden Beschreibung ist das Kommunikationsverfahren gemäß dem Patentdokument 1 als ein ”synchrones Kommunikationsverfahren” bezeichnet.
Bei dem synchronen Kommunikationsverfahren ist eine Konfiguration zum Erzeugen und Senden des synchronen Triggersignals auf der Seite des Mikrocomputers erforderlich und eine Konfiguration zum Empfangen des synchronen Triggersignals auf der Seite der Sensorvorrichtung erforderlich, wodurch eine Konfiguration des Kommunikationssystems kompliziert wird. Ferner muss ebenso berücksichtigt werden, wie ein Fall zu handhaben ist, in dem das synchrone Triggersignal nicht normal gesendet wird, wodurch eine Kommunikationsverzögerung oder ein Signalverlust verursacht wird.
Gegenüber dem synchronen Kommunikationsverfahren ist ein Kommunikationsverfahren, bei dem das synchrone Triggersignal nicht von dem Mikrocomputer an die Sensorvorrichtung gesendet wird, in der vorliegenden Beschreibung als ein ”asynchrones Kommunikationsverfahren” bezeichnet. Bei dem asynchronen Kommunikationsverfahren ist die Konfiguration zur Erzeugung des synchronen Triggersignals und zum Senden und Empfangen des synchronen Triggersignals nicht erforderlich, wodurch eine vereinfachte Konfiguration des Kommunikationssystems möglich wird. Ferner kann das Auftreten eines Fehlers infolge einer Sendeverzögerung oder eines Verlusts des synchronen Triggersignals vermieden werden.
Indessen kann, wenn eine Taktabweichung zwischen einem Sendetimer der Sensorvorrichtung und einem Berechnungstimer des Mikrocomputers im asynchronen Kommunikationssystem auftritt, der Mikrocomputer die Steuerberechnung nicht in geeigneter Weise ausführen, was problematisch ist.
Patentdokument 1: US 2013/0 343 472 A1
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem bereitzustellen, bei dem der Mikrocomputer eine Steuerberechnung bei einem asynchronen Kommunikationsverfahren ohne Verwendung eines synchronen Triggersignals in geeigneter Weise ausführen kann, unabhängig von einer periodischen Abweichung zwischen einem Sendezyklus und einem Rechenzyklus.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kommunikationssystem auf: eine Sensorvorrichtung, die aufweist: wenigstens ein Sensorelement, das einen Sensorwert für eine bestimmte physikalische Größe von einem Erfassungsziel erfasst; eine Abtast- und Halteeinheit, die den Sensorwert abtastet; eine Sendeschaltung, die ein Sensorsignal mit Information des Sensorwertes als ein digitales Signal in einem bestimmten Sendezyklus sendet; und einen Sendetimer, der den Sendezyklus regelt; und einen Mikrocomputer, der aufweist: eine Empfangsschaltung, die das von der Sendeschaltung gesendete Sensorsignal über eine Signalleitung empfängt und den Sensorwert erfasst; eine Rechenverarbeitungseinheit, die eine Steuerberechnung in einem vorbestimmten Rechenzyklus auf der Grundlage des Sensorwertes ausführt; einen Berechnungstimer, der den Rechenzyklus unabhängig von dem Sendetimer regelt; und eine Korrekturrecheneinheit, die den Rechenzyklus oder den Sensorwert unter Verwendung von Zeitinformation korrigiert, die getrennt von dem Sensorwert empfangen wird, um den Einfluss auf den Steuerbetrieb zu eliminieren, der durch eine periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus und dem Rechenzyklus ausgeübt wird.
Eine Korrekturrecheneinheit gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine ”Timerkorrekturrecheneinheit”.
Die Timerkorrekturrecheneinheit korrigiert den Rechenzyklus in einer Häufigkeit von einmal oder mehreren Malen während eines Systembetriebs, derart, dass, auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem früheren Wert und einem aktuellen Wert oder einer Differenz zwischen früheren Werten eines Zeitdifferenz-Zeitstempels als die Zeitinformation, die vor einer Erfassung des Sensorwertes in der Empfangsschaltung gegeben wird, der Rechenzyklus an die Differenz pro Zyklus angepasst wird. Die Timerkorrekturrecheneinheit kann beispielsweise den Rechenzyklus beispielsweise einmal als eine Anfangsabstimmung nach einem Starten des Systems korrigieren oder den Rechenzyklus einmal in einer vorbestimmten Anzahl von Malen von Rechenzyklen oder in jedem Zyklus korrigieren.
Dies kann die periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus und dem Rechenzyklus direkt eliminieren. Dementsprechend kann der Mikrocomputer die Steuerberechnung in geeigneter Weise ausführen, wodurch die Steuerbarkeit verbessert wird.
Eine Korrekturrecheneinheit gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine ”Datenkorrekturrecheneinheit”.
Die Datenkorrekturrecheneinheit erfasst, als die Zeitinformation, einen ”Standardzeit-Zeitstempel”, der vor einer Erfassung des Sensorwertes in der Empfangsschaltung gegeben wird, und einen ”Verwendungszeit-Zeitstempel”, der zum Zeitpunkt einer Verwendung des Sensorwertes in der Rechenverarbeitungseinheit gegeben wird. Anschließend korrigiert die Datenkorrekturrecheneinheit den Sensorwert auf der Grundlage ”einer Differenz zwischen dem Standardzeit-Zeitstempel und dem Verwendungszeit-Zeitstempel” und ”einer Zeitänderungsrate des Sensorwertes” und gibt die Datenkorrekturrecheneinheit den erhaltenen Wert an die Rechenverarbeitungseinheit.
Folglich kann die Rechenverarbeitungseinheit die Steuerberechnung unter Verwendung der geschätzten Daten des Sensorwertes zum Zeitpunkt einer tatsächlichen Verwendung ausführen. Dementsprechend kann der Mikrocomputer die Steuerberechnung unabhängig von der periodischen Abweichung zwischen dem Sendezyklus und den Rechenzyklus in geeigneter Weise ausführen, wodurch die Steuerbarkeit verbessert wird.
Als der ”Zeitdifferenz-Zeitstempel” gemäß dem ersten Aspekt oder der ”Standardzeit-Zeitstempel” gemäß dem zweiten Aspekt wird ein Zeitstempel verwendet, der an einem der folgenden Zeitpunkte gegeben wird.

(a) Am Abtastzeitpunkt des Sensorwertes in der Abtast- und Halteeinheit
(b) Am Sendezeitpunkt des Sensorwertes in der Sendeschaltung
(c) Am Empfangszeitpunkt des Sensorwertes in der Empfangsschaltung

In der vorliegenden Offenbarung kann das zu verwendende Sensorsignal beispielsweise ein Signal gemäß dem SAE-(Society of Automotive Engineers)-Standard SAE-J2716 sein.
Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, auf die das Kommunikationssystem der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
3 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Sensorsignals, das bei einer SENT-Kommunikation verwendet wird;
7 ein Blockdiagramm einer Timerkorrekturrecheneinheit der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion zum Korrigieren eines Rechenzyklus unter Verwendung eines Zeitdifferenz-Zeitstempels gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Kommunikationssystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12A und 12B Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der Funktion zum Korrigieren eines Sensorwertes (Daten) unter Verwendung einer Differenz zwischen einem Standardzeit-Zeitstempel und einem Verwendungszeit-Zeitstempel gemäß der vierten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
13 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Problems mit einer periodischen Abweichung zwischen einem Sendezyklus und einem Rechenzyklus.
Nachstehend ist ein Kommunikationssystem gemäß jeder von mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den mehreren Ausführungsformen sind im Wesentlichen gleiche Konfigurationen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht wiederholt beschrieben. Nachstehend umfasst ”vorliegende Ausführungsform” die erste bis sechste Ausführungsform.
Die 1 und 2 zeigen schematische Konfigurationen des Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung und einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug, auf die das Kommunikationssystem angewandt wird. 2 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Lenksystems 100 mit einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 90.
Obgleich die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90, die in der 2 gezeigt ist, ein Säulenunterstützungstyp ist, ist das Kommunikationssystem ebenso auf einen Zahnstangenunterstützungstyp einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung anwendbar.
Das Lenksystem 100 weist ein Lenkrad 91, eine Lenkwelle 92, ein Zahnradgetriebe 96, eine Zahnstange 97, ein Paar von Rädern 98, die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 und dergleichen auf.
Das Lenkrad 91 ist mit der Lenkwelle 92 verbunden. Das Zahnradgetriebe 96, das an der Spitze der Lenkwelle 92 vorgesehen ist, greift in die Zahnstange 97. Die Räder 98 sind über eine Spurstange oder dergleichen an jeweiligen Enden der Zahnstange 97 vorgesehen. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 91 betätigt bzw. dreht, wird die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92 gedreht. Das Zahnradgetriebe 96 wandelt die Drehbewegung der Lenkwelle 92 in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97, und das Paar von Rädern 98 wird in einem Winkel entsprechend einer Verschiebung der Zahnstange 97 gelenkt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 weist eine Drehmomentsensorbaugruppe 93, eine ECU (Steuervorrichtung) 70, einen Motor 80, ein Untersetzungsgetriebe 94 und dergleichen auf.
Die Drehmomentsensorbaugruppe 93 ist in der Mitte der Lenkwelle 92 vorgesehen und erfasst ein Lenkmoment auf der Grundlage eines Drehwinkels zwischen einer Eingangswelle 921 auf der Seite des Lenkrades 91 und einer Ausgangswelle 922 auf der Seite des Zahnradgetriebes 96. Die ECU 70 berechnet einen Drehmomentbefehl für ein Assistenzdrehmoment, das vom Motor 80 ausgegeben wird, auf der Grundlage eines Lenkmoments, das von der Drehmomentsensorbaugruppe 93 erfasst wird. Anschließend steuert die ECU 70 eine elektrische Leitung derart, dass der Motor 80 das angewiesene Drehmoment ausgibt.
Das vom Motor 80 erzeugte Assistenzdrehmoment wird über das Untersetzungsgetriebe 94 auf die Lenkwelle 92 übertragen.
Die ECU 70 regelt einen Strom, der in den Motor 80 fließen darf, und das Drehmoment, das vom Motor 80 ausgegeben wird, um die elektrische Leitung des Motors 80 zu steuern. Jeder Prozess in der ECU 70 kann ein Software-Prozess, der erfolgt, indem ein zuvor gespeichertes Programm in einer CPU abgearbeitet wird, oder ein Hardware-Prozess, der unter Verwendung einer bestimmten elektronischen Schaltung erfolgt, sein. Ferner können die ECU 70 und der Motor 80 aus einem Stück aufgebaut sein.
Ein zweistelliges Bezugszeichen von allen eines ”Kommunikationssystems 40, einer Sensorvorrichtung 50, der ECU 70 und eines Mikrocomputers 71”, die in der 1 gezeigt sind, ist ein Pauschalbezugszeichen in jeder der Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben sind. In der 1 ist einzig eine schematische Funktion des Kommunikationssystems 40 aufgezeigt, das aus den Konfigurationselementen aufgebaut ist, die mit den Pauschalbezugszeichen versehen sind.
Das Kommunikationssystem 40 weist die Sensorvorrichtung 50, die einen Drehwinkel in der Drehmomentsensorbaugruppe 93 erfasst und ein Sensorsignal sendet, und den Mikrocomputer 71, der dieses Sensorsignal empfängt, auf. Der Mikrocomputer 71 ist in der ECU 70 enthalten und dient als eine Hauptrechenfunktion. In der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform sind die Konfigurationselemente der ECU 70 verschieden von dem Mikrocomputer 71 nicht sonderlich erwähnt.
Die Sensorvorrichtung 50 ist über eine Signalleitung Ls mit der Mikrocomputer 71 der ECU 70 verbunden.
Obgleich die Sensorvorrichtung 50 praktisch eine Betriebsenergiequelle und eine gemeinsame Referenzpotentialeinheit benötigt, sind diese weder gezeigt, noch beschrieben. Die Betriebsenergie der Sensorvorrichtung 50 kann beispielsweise von einer Energieversorgungsschaltung bereitgestellt werden, die in der ECU 70 vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Sensorvorrichtung 50 über drei Leitungen, d. h. eine Energieversorgungsleitung und eine Referenzpotentialleitung zusätzlich zur Signalleitung Ls, mit der ECU 70 verbunden.
Nachstehend ist die Konfiguration des Kommunikationssystems 40 von jeder Ausführungsform grob in eine erste Gruppe, die die erste bis dritte Ausführungsform umfasst, und eine zweite Gruppe, die die vierte bis sechste Ausführungsform umfasst, unterteilt, wobei diese Gruppen nacheinander beschrieben sind. Es sollte beachtet werden, dass die Nummer der Ausführungsform an einer dritten Stelle nach ”40” als Bezugszeichen des Kommunikationssystems von jeder Ausführungsform gegeben ist.
(Erste bis dritte Ausführungsform)
Zunächst sind, unter Bezugnahme auf die 3 bis 8, die Kommunikationssysteme der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben. Die 3 bis 5 zeigen jeweils die Konfigurationen von Kommunikationssystemen 401, 402, 403 der ersten bis dritten Ausführungsform. Die Bezugszeichen einer Sensorvorrichtung, einer ECU und eines Mikrocomputer, die in jedem der Kommunikationssysteme 401, 402, 403 vorgesehen sind, sind wie folgt aufgeschlüsselt. Der Mikrocomputer in der ECU ist in Klammern gesetzt.
Kommunikationssystem 401: Sensorvorrichtung 501 und ECU 701 (Mikrocomputer 711)
Kommunikationssystem 402: Sensorvorrichtung 502 und ECU 701 (Mikrocomputer 711)
Kommunikationssystem 403: Sensorvorrichtung 503 und ECU 703 (Mikrocomputer 713)
Jede der Sensorvorrichtungen 501, 502, 503 weist ein Sensorelement 51, eine Abtast- und Halteeinheit 53, eine Sendeschaltung 54 und einen Sendetimer 56 als gemeinsame Basiskonfigurationen auf. Ferner ist die ECU 701 (Mikrocomputer 711) der Kommunikationssysteme 401, 402 gleich. Jeder der Mikrocomputer 711, 713 weist, ebenso wie die vierte bis sechste Ausführungsform auf, die nachstehend noch beschrieben sind, eine Empfangsschaltung 72, eine Rechenverarbeitungseinheit 74 und einen Berechnungstimer 76 als Basiskonfigurationen auf.
Zunächst sind diese Basiskonfigurationen unter Verwendung der Bezugszeichen der ersten Ausführungsform als Stellvertreter beschrieben.
In der Sensorvorrichtung 501 erfassen ein oder mehrere Sensorelemente 51 einen Sensorwert für eine bestimmte physikalische Größe von einem Erfassungsziel. Wenn beispielsweise ein Hall-Element als ein magnetisches Erfassungselement als das Sensorelement 51 verwendet wird, entspricht ein Hall-IC, der eine Baugruppe mit dem Hall-Element ist, der Sensorvorrichtung 501. Ferner weist die Drehmomentsensorbaugruppe 93 einen Drehstab, einen mehrpoligen Magneten, ein Magnetjoch, einen Magnetsammelring und dergleichen, zusätzlich zur Sensorvorrichtung 501, auf. Da eine typische Konfiguration der Drehmomentsensorbaugruppe 93 bekannt ist, wird auf deren Abbildung hierin verzichtet.
Wenn das Sensorelement 51 ein Hall-Element ist, erfasst das Sensorelement 51 einen magnetischen Versatz des Magnetsammelrings auf der Grundlage einer Verzerrungsverschiebung des Drehstabs und wandelt das Sensorelement 51 den magnetischen Versatz in ein Spannungssignal, um das gewonnene Signal auszugeben. Bei diesem Beispiel entspricht der Magnetsammelring dem ”Erfassungsziel.” Ferner entsprechen die Verzerrungsverschiebung oder das hiermit korrelierte Lenkmoment ”der vom Erfassungsziel erfassten Information”.
Die Abtast- und Halteeinheit (in den Zeichnungen als ”S/H” gekennzeichnet) 53 tastet einen Sensorwert eines analogen Spannungssignals, das von dem Sensorelement 51 ausgegeben wird, in einem vorbestimmten Zyklus ab und nimmt eine A-D-(analog-digital)-Wandlung vor.
Die Sendeschaltung 54 sendet, als ein digitales Signal, ein Sensorsignal, das Information eines Sensorwertes S enthält, der von der Abtast- und Halteeinheit 53 abgetastet wird, in einem festen Sendezyklus Y, der vom Sendetimer 56 geregelt wird. In den Zeichnungen beschreibt ein gestrichelter Pfeil einen Befehl des Timings. In dem gezeigten Beispiel dient der Sendetimer 56 ebenso dazu, den Abtastzeitpunkt an die Abtast- und Halteeinheit 53 zu geben (anzuweisen), wobei der Abtastzyklus und der Sendezyklus Y derart bestimmt werden, dass sie zueinander gleich sind. In der vorliegenden Beschreibung werden der ”Sensorwert” und das ”Sensorsignal” in geeigneter Weise in Abhängigkeit des Kontexts verwendet. Das Symbol ”S” in den Zeichnungen entspricht jedoch sowohl dem Sensorwert als auch dem Sensorsignal.
Hierin regelt der Sendetimer 56 der vorliegenden Ausführungsform den Sendezyklus Y unabhängig von dem Berechnungstimer 76, der einen Rechenzyklus Z des Mikrocomputers 711 regelt. D. h., anderes als bei dem synchronen Kommunikationsverfahren gemäß dem Patentdokument 1 ( US 2013/0343472 A1 ), empfängt die Sensorvorrichtung kein synchrones Triggersignal, das vom Mikrocomputer gesendet wird. Das synchrone Kommunikationsverfahren ohne Verwendung eines synchronen Triggersignals ist in der vorliegenden Beschreibung als ein ”asynchrones Kommunikationsverfahren” bezeichnet. Auch wenn der Sendezyklus Y und der Rechenzyklus Z irgendwann einen synchronen Zustand annehmen, wird das Kommunikationsverfahren als das asynchrone Kommunikationsverfahren interpretiert, sofern nicht ein synchrones Triggersignal vom Mikrocomputer an die Sensorvorrichtung als Synchronisierungsmittel (Synchronisierungsvorrichtung) verwendet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, als das Sensorsignal, ein Nibble-Signal gemäß dem SAE-(Society of Automotive Engineers)-Standard SAE-J2716 verwendet, ein Signal eines sogenannter SENT-(Signal Edge Nibble Transmission)-Verfahrens.
Das SENT-Verfahren ist ein Übertragungsverfahren zur bidirektionalen Kommunikation unter Verwendung eines 4-Bit Nibble-Signals, so wie es beispielsweise in der JP 2015-46770 A beschrieben ist. Gemäß einem Beispiel für das Sensorsignal im SENT-Verfahren zeigt die 6 ein Beispiel zum Senden von zwei Daten eines Hauptsensors und eines Nebensensors als ein Signal.
Ein in der 6 gezeigtes Sensorsignal weist ein synchrones Signal, ein Statussignal, ein Hauptdatensignal, ein Nebendatensignal, ein CRC-Signal und ein Endsignal in einem Rahmen Fr auf, die als eine Reihe von Signalen in dieser Reihenfolge ausgegeben werden.
Die Länge des synchronen Signals beträgt beispielsweise 56 [Tick], und 1 [Tick] ist beispielsweise auf 1,5 [μs] gesetzt.
Die Größen des Statussignals, des Hauptdatensignals, des Nebendatensignals und des CRC-Signals betragen beispielsweise 1 Nibble (4 Bit) bzw. 3 Nibble (12 Bit) bzw. 3 Nibble (12 Bit) bzw. 1 Nibble (4 Bit).
Eine Größe des Datensignals von 3 Nibble bedeutet, dass maximal 2¹² Arten (4096 Arten) von Datenwerten von [000] bis [FFF] gesendet werden können.
Im Mikrocomputer 711 der ECU 701 empfängt die Empfangsschaltung 72 das Sensorsignal, das von der Sendeschaltung 54 gesendet wird, über die Signalleitung Ls, um den Sensorwert S zu erfassen.
Die Rechenverarbeitungseinheit 74 führt eine Steuerberechnung auf der Grundlage des erfassten Sensorwertes S(x) in dem vorbestimmten Rechenzyklus Z aus, der vom Berechnungstimer 76 geregelt wird, um einen berechneten Wert F(x) auszugeben.
Sowohl in der Sensorvorrichtung 501 als auch in der ECU 701 beschreiben der Sensorwert S(x), der berechnete Wert F(x) oder dergleichen, die mit einem Argument bzw. Parameter x versehen sind, einen Sensorwert, der an dem x-ten Zeitpunkt abgetastet wird, einen berechneten Wert, der bei der x-ten Steuerberechnung erhalten wird, oder dergleichen. Es sollte beachtet werden, dass der Sensorwert S, der ein Erfassungssignal vor der Abtastung beschreibt, nicht mit (x) versehen ist.
In der vorliegenden Ausführungsform, in der das Kommunikationssystem auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 angewandt wird, ist der Sensorwert S ein Lenkmoment und ist positiv oder negativ durch eine Drehrichtung des Lenkrades 91 definiert. Die Rechenverarbeitungseinheit 74 nimmt eine zeitliche Ableitung des Sensorwertes S vor, um Information über die Geschwindigkeit der Lenkradbetätigung durch den Fahrer zu erhalten. Die Rechenverarbeitungseinheit 74 berechnet einen Assistenzbetrag der Ausgabe des Motors 80 als den berechneten Wert F(x) entsprechend der Lenkcharakteristik des Fahrers gemäß obiger Beschreibung.
Anschließend führt der Mikrocomputer 71 einen Schaltbetrieb eines Inverters anhand einer bekannten Stromregelung oder dergleichen auf der Grundlage des Assistenzbetrages (Drehmomentbefehl) aus und steuert der Mikrocomputer 71 einen elektrischen Strom, der in die Wicklung des Motors 80 gespeist werden darf. Dies führt dazu, dass der Motor 80 ein gewünschtes Assistenzdrehmoment ausgibt.
In dem Kommunikationssystem 401 mit dem asynchronen Kommunikationsverfahren mit der obigen Basiskonfiguration werden der Sendezyklus Y, der durch den Sendetimer 56 geregelt wird, und der Rechenzyklus Z, der durch den Berechnungstimer 76 geregelt wird, im Wesentlichen derart bestimmt, dass sie zueinander gleich sind. Auch wenn die Takte des Sendetimers 56 und des Berechnungstimers 76 die gleiche Spezifikation aufweisen, kann, wenn sich Taktfehler infolge des Einflusses einer Toleranz eines Oszillators oder dergleichen für eine lange Zeitspanne anhäufen, eine periodische Abweichung auftreten.
13 zeigt eine Kommunikation des Sensorwertes S(x) (x = 1, 2, 3, ... N) und einen Zeitverlauf der Steuerberechnung für das Problem der periodischen Abweichung. In der 13 beschreibt ”Steuerung <1>” beispielsweise eine erste Steuerberechnung.
Im Beispiel der 13 wird ein Fall angenommen, in dem, unabhängig davon, dass beide Timerzyklen der Sensorvorrichtung und des Mikrocomputers auf 500 μs gesetzt werden, der Abtastzyklus und der Sendezyklus Y der Sensorvorrichtung um 1 μs abweichen, um 499 μs zu erreichen. Anschließend werden die Abtastdaten des Sensorwertes auf der Seite der Sensorvorrichtung in 499 μs aktualisiert und bezüglich des Rechenzyklus Z von 500 μs auf der Seite des Mikrocomputers gesendet, was zu einer Verschlechterung der Steuerbarkeit führt. Der Mikrocomputer kann jedoch nicht erkennen, dass die periodische Abweichung aufgetreten ist.
Um dieses Problem zu bewältigen, kann der Mikrocomputer 711, im Kommunikationssystem 401 der ersten Ausführungsform, eine Abweichung des Abtastzyklus auf der Seite der Sensorvorrichtung 501 erkennen, um die Abweichung auf der Seite des Mikrocomputers 711 korrigieren, um das Problem zu beheben. Insbesondere kann, indem Information eines Zeitstempels erfasst wird, die getrennt von dem Sensorwert S gegeben wird, der Mikrocomputer 711 einen Zeitpunkt erkennen, an dem der Sensorwert S tatsächlich abgetastet wird.
Ferner sind, im Kommunikationssystem 402 der zweiten Ausführungsform und im Kommunikationssystem 403 der dritten Ausführungsform, die Zeitpunkte des Sendens und Empfangens von den Mikrocomputern 711, 713 anstelle des Abtastzeitpunkts erkennbar.
Nachstehend sind die charakteristischen Konfigurationen in der ersten bis dritten Ausführungsform näher beschrieben.
In der ersten bis dritten Ausführungsform ist eine ”Timerkorrekturrecheneinheit 75” in jedem der Mikrocomputer 711, 713 als die ”Korrekturrecheneinheit” zum Eliminieren des Einflusses auf die Steuerberechnung, die durch die Taktabweichung zwischen dem Sendetimer 56 und dem Berechnungstimer 76 ausgeübt wird, vorgesehen. Die Timerkorrekturrecheneinheit 75 korrigiert den Rechenzyklus Z, der durch den Berechnungstimer 76 geregelt wird, in einer Häufigkeit von einmal oder mehreren Malen während eines Systembetriebs auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem früheren Wert und einem aktuellen Wert, oder einer Differenz zwischen früheren Werten, eines ”Zeitdifferenz-Zeitstempels TS(x)” als ”die Information, die getrennt von dem Sensorwert gegeben wird”.
Nachstehend ist der Zeitstempel TS(x) ein Anzeichen, das eine bestimmte Zeit anzeigt. In der vorliegenden Beschreibung wird ein Zeichen TS(x) sowohl in dem Anzeichen als auch in der angezeigten Zeit verwendet. Er kann derart ausgelegt sein, dass, als eine Zeit, die als ein Zeitstempel gegeben wird, eine beliebige einer relativen verstrichenen Zeit mit einem bestimmten Zeitpunkt während eines Betriebs der Sensorvorrichtung 501, des Mikrocomputers 711 oder dergleichen als ein Startpunkt, einer relativen verstrichenen Zeit mit einem vorbestimmten Datum, das als ein Startpunkt genommen wird, und einer Zeit, die ein Datum beschreibt, verwendet wird.
Ferner umfasst ”eine Differenz zwischen einem früheren Wert und einem aktuellen Wert, oder eine Differenz zwischen früheren Werten” eines ”x-ten Zeitdifferenz-Zeitstempels TS(x)” Differenzen zwischen dem letzten Wert und dem aktuellen Wert, zwischen dem Wert vor dem letzten Wert und dem aktuellen Wert, zwischen dem Wert vor dem letzten Wert und dem letzten Wert und dergleichen. D. h., der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) wird an einem unterschiedlichen Zeitpunkt an wenigstens zwei Zeitpunkten bis zu dem aktuellen Zeitpunkt gegeben.
Nachstehend ist eine Konfiguration beschrieben, bei der die Timerkorrekturrecheneinheit 75 den Rechenzyklus Z auf der Grundlage ”einer Differenz ΔTS(x) zwischen einem letzten Wert TS(x-1) und einem aktuellen Wert TS(x)” des Zeitdifferenz-Zeitstempels korrigiert.
Der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) wird vor einer Erfassung des Sensorwertes S(x) in der Empfangsschaltung 72 gegeben. Die Ausführungsformen unterscheiden sich in Übereinstimmung mit einem gegebenen Hauptkörper und einem gegebenen Zeitpunkt des Zeitdifferenz-Zeitstempels TS(x). In den Kommunikationssystemen 401, 402 der ersten und zweiten Ausführungsform wird der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) durch einen Zeitdifferenz-Zeitstempel-Timer (in den Zeichnungen und nachstehend durch ”TS” gekennzeichnet) 57 gegeben, der in der Sensorvorrichtung 501 vorgesehen ist. Der Zeitdifferenz-Zeitstempel-Timer 57 kann aus demselben Timer wie der Sendetimer 56 aufgebaut oder getrennt vom Sendetimer 56 vorgesehen sein.
Im Kommunikationssystem 401 wird der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) am Abtastzeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Abtast- und Halteeinheit 53 gegeben, und im Kommunikationssystem 402 wird der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) am Sendezeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Sendeschaltung 54 gegeben. Der gegebene Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) wird, zusammen mit dem Sensorwert S(x), über die Signalleitung Ls an den Mikrocomputer 711 gesendet und von der Empfangsschaltung 72 empfangen.
In dem Kommunikationssystem 403 der dritten Ausführungsform wird der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) durch einen Zeitdifferenz-Zeitstempel-Timer 77, der im Mikrocomputer 713 vorgesehen ist, am Empfangszeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Empfangsschaltung 72 gegeben.
Die Timerkorrekturrecheneinheit 75 erfasst den Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x), der von der Empfangsschaltung 72 erfasst wird. Die Timerkorrekturrecheneinheit 75 hält, wie in 7 gezeigt, den Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x), der das letzte Mal erfasst wurde, unter Verwendung eines Verzögerungselements 751 als den letzten Wert TS(x-1). Anschließend subtrahiert ein Subtrahierer 752, anhand der folgenden Gleichung (1.1), den letzten Wert TS(x-1) vom aktuellen Wert TS(x) des Zeitdifferenz-Zeitstempels, um die Differenz ΔTS(x) zu berechnen: ΔTS(x) = TS(x) – TS(x) – 1) (1.1)
Die berechnete Differenz ΔTS(x) wird an den Berechnungstimer 76 ausgegeben und auf den nächsten Rechenzyklus Z reflektiert. D. h., der Rechenzyklus Z wird korrigiert, um mit der Differenz ΔTS(x) pro Zyklus übereinzustimmen bzw. an die Differenz ΔTS(x) pro Zyklus angepasst zu werden. Wenn der nächste Rechenzyklus Z durch Z(x) beschrieben wird, ist die Gleichung (1.2) wird folgt: Z(x) = ΔTS(x) (1.2)
Nachstehend ist die Timerkorrektur durch die Timerkorrekturrecheneinheit 75 unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. 8 zeigt vertretungsweise ein Beispiel, bei dem der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) am Empfangszeitpunkt gegeben wird. In der 8 beschreibt ”Steuerung <1>” beispielsweise eine erste Steuerberechnung.
Wenn die Empfangsschaltung 72 von jedem der Mikrocomputer 711, 713 den Sensorwert S(x) (x = 1, 2, 3) empfängt, wird, wie in 8 gezeigt, der Zeitdifferenz-Zeitstempel TS(x) gegeben.
Aus der Gleichung (1.1) ist eine Differenz ΔTS(2) des zweiten Zeitdifferenz-Zeitstempels beispielsweise wie folgt: ΔTS(2) = TS(2) – TS(1)
Ferner ist, aus der Gleichung (1.2), ein Rechenzyklus Z(2) der zweiten Steuerberechnung wie folgt: Z(2) = ΔTS(2)
D. h., wie durch einen gestrichelten Pfeil in der 8 gezeigt, wird die Differenz ΔTS(2) des Zeitdifferenz-Zeitstempels auf den nächsten Rechenzyklus Z(2) reflektiert. In Abhängigkeit der Definition von ”den nächsten” kann die Differenz ΔTS(2) des Zeitdifferenz-Zeitstempels jedoch gegebenenfalls nicht auf den unmittelbar nächsten Rechenzyklus Z(2) reflektiert werden, sondern auf einen Rechenzyklus Z(3), der einen Zyklus nach dem nächsten gegeben ist, oder auf einen Rechenzyklus Z nach dem Rechenzyklus Z(3).
Die Timerkorrekturrecheneinheit 75 korrigiert den Rechenzyklus Z der Steuerberechnung durch die Rechenverarbeitungseinheit 74, wie vorstehend beschrieben, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem letzten Wert und dem aktuellen Wert, oder der Differenz zwischen den früheren Werten, des Zeitdifferenz-Zeitstempels TS(x). Ferner wird, wenn die Korrektur auf der Grundlage einer Differenz einer Periode zwischen zwei oder mehr Zyklen, wie beispielsweise einer Differenz zwischen dem Wert vor dem letzten Wert und dem aktuellen Wert, erfolgt, der Rechenzyklus Z auf eine Periode abgestimmt, die erhalten wird, indem die Differenz in eine Differenz pro Zyklus gewandelt wird.
Diese Timerkorrektur ist nicht auf das Beispiel einer Ausführung in jedem Zyklus beschränkt, so wie es in der 8 gezeigt ist, sondern kann wenigstens einmal oder mehrere Male während des Systembetriebs erfolgen. Wenn die geschätzte Taktabweichung zwischen dem Sendetimer 56 und dem Berechnungstimer 76 beispielsweise sehr klein ist, kann die Abweichung nur einmal als eine Anfangsabstimmung nach dem Starten des Systems oder einmal in einer vorbestimmten Anzahl von Rechenzyklen korrigiert werden.
Nachstehend sind die Effekte der Kommunikationssysteme 401, 402, 403 des ersten bis dritten Ausführungsform gemäß den obigen Konfigurationen beschrieben.

(1) Bei dem synchronen Kommunikationsverfahren gemäß dem Patentdokument 1 empfängt die Sensorvorrichtung ein synchrones Triggersignal, das vom Mikrocomputer gesendet wird, und sendet die Sensorvorrichtung das Sensorsignal am Empfangszeitpunkt des synchronen Triggersignals an den Mikrocomputer. Bei dem synchronen Kommunikationsverfahren sind eine Konfiguration zum Erzeugen und zum Senden des synchronen Triggersignals auf der Seite des Mikrocomputers und eine Konfiguration zum Empfangen des synchronen Triggersignals auf der Seite der Sensorvorrichtung erforderlich, wodurch die Konfiguration des Kommunikationssystems kompliziert wird. Ferner muss ebenso berücksichtigt werden, wie ein Fall zu handhaben ist, in dem das synchrone Triggersignal nicht normal gesendet wird, wodurch eine Kommunikationsverzögerung oder ein Signalverlust verursacht werden.

Demgegenüber verwenden die Kommunikationssysteme 401, 402, 403 der ersten bis dritten Ausführungsform das asynchrone Kommunikationsverfahren. Bei dem asynchronen Kommunikationsverfahren ist die Konfiguration zur Erzeugung des synchronen Triggersignals und zum Senden und Empfangen des Signals nicht erforderlich, wodurch die Konfiguration des Kommunikationssystems vereinfacht wird. Ferner kann die Erzeugung eines Fehlers, der infolge einer Sendeverzögerung oder eines Verlusts des synchronen Triggersignals auftritt, verhindert werden.

(2) Um das Problem der Taktabweichung zwischen dem Sendetimer der Sensorvorrichtung und dem Berechnungstimer des Mikrocomputers im asynchronen Kommunikationsverfahren zu handhaben, wird, in der ersten bis dritten Ausführungsform, der Rechenzyklus Z korrigiert, um an die Differenz ΔTS(x) angepasst zu werden, auf der Grundlage einer Differenz ΔTS(x) zwischen dem aktuellen Wert TS(x) und dem letzten Wert TS(x-1) des Zeitdifferenz-Zeitstempels, der an dem Zeitpunkt von einem beliebigen des Abtastzeitpunkts, des Sendezeitpunkts und des Empfangszeitpunkts des Sensorwertes S gegeben wird. Dies kann die periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus Y und dem Rechenzyklus Z direkt eliminieren. Dementsprechend können die Mikrocomputer 711, 713 die Steuerberechnung in geeigneter Weise ausführen, wodurch die Steuerbarkeit verbessert wird.

Insbesondere kann, in dem Kommunikationssystem, das auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 angewandt ist, die Rechenverarbeitungseinheit 74 das vom Motor 80 ausgegebene Assistenzdrehmoment in geeigneter Weise steuern. Folglich kann der Fahrer das vorteilhafte Fahrgefühl erfahren.

(3) Gemäß dem Stand der Technik, bei dem der Zeitstempel zu dem Erfassungssignal des Sensors gegeben wird, offenbart die JP 2014-210472 A ein Verfahren, bei dem ein Zeitstempel an dem Empfangszeitpunkt von jedem der Sensorsignale von zwei Sensoren gegeben wird und die Sensorsignale der zwei Sensoren künstlich erstellt werden.

In dieser Anmeldung wird eine Taktabweichung zwischen Timern der Sensorvorrichtung und des Mikrocomputers oder eine Eliminierung des Einflusses auf die Steuerberechnung, der durch die Taktabweichung ausgeübt wird, jedoch weder beschrieben, noch vorgeschlagen. In erster Linie unterscheidet sich das technische Problem dieser Anmeldung von demjenigen der ersten bis dritten Ausführungsform.
Gegenüber dem Stand der Technik dieser Anmeldung kann, in der ersten bis dritten Ausführungsform, ein Zeitstempel im Kommunikationssystem zum Senden eines Sensorsignals effektiver genutzt werden.
(Vierte bis sechste Ausführungsform)
Nachstehend sind die Kommunikationssysteme der vierten bis sechsten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 beschrieben.
Die 9 bis 11 zeigen jeweils Konfigurationen von Kommunikationssystemen 404, 405, 406 der vierten bis sechsten Ausführungsform. Die Bezugszeichen einer Sensorvorrichtung, einer ECU und eines Mikrocomputers, die in den jeweiligen Kommunikationssystemen 404, 405, 406 vorgesehen sind, sind wie folgt. Der Mikrocomputer in der ECU ist in Klammern gesetzt.
Kommunikationssystem 404: Sensorvorrichtung 504 und ECU 704 (Mikrocomputer 714)
Kommunikationssystem 405: Sensorvorrichtung 505 und ECU 704 (Mikrocomputer 714)
Kommunikationssystem 406: Sensorvorrichtung 503 und ECU 706 (Mikrocomputer 716)
Jede der Sensorvorrichtungen 504, 505, 503 weist das Sensorelement 51, die Abtast- und Halteeinheit 53, die Sendeschaltung 54 und den Sendetimer 56 als Basiskonfigurationen gleich denjenigen der obigen ersten bis dritten Ausführungsform auf. Die Sensorvorrichtung 503 des Kommunikationssystems 406 ist im Wesentlichen gleich derjenigen der dritten Ausführungsform.
Ferner ist die ECU 704 (Mikrocomputer 714) der Kommunikationssysteme 404, 405 gleich. Jeder der Mikrocomputer 714, 716 weist die Empfangsschaltung 72, die Rechenverarbeitungseinheit 74 und den Berechnungstimer 76 als Basiskonfigurationen gleich denjenigen der obigen ersten bis dritten Ausführungsform auf.
In der vierten bis sechsten Ausführungsform ist eine ”Datenkorrekturrecheneinheit 73” in jedem der Mikrocomputer 714, 716 als die ”Korrekturrecheneinheit” zum Eliminieren des Einflusses auf die Steuerberechnung, die durch eine Taktabweichung zwischen dem Sendetimer 56 und dem Berechnungstimer 76 ausgeübt wird, vorgesehen. Die Datenkorrekturrecheneinheit 73 korrigiert den Sensorwert S(x) auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem ”Standardzeit-Zeitstempel TSo” und einem ”Verwendungszeit-Zeitstempel TSu” als ”die getrennt vom Sensorwert gegebene Information”.
Als eine gemeinsame Konfiguration unter der vierten bis sechsten Ausführungsform wird der Verwendungszeit-Zeitstempel TSu durch einen Verwendungszeit-Zeitstempel-Timer 79 zur Zeit der Verwendung des Sensorwertes S(x) in der Rechenverarbeitungseinheit 74 gegeben. Der Verwendungszeit-Zeitstempel TSu ist ein Anzeichen, das einen bestimmten Zeitpunkt anzeigt, und wird von der Datenkorrekturrecheneinheit 73 erfasst.
Der Standardzeit-Zeitstempel TSo wird vor einer Erfassung des Sensorwertes S(x) in der Empfangsschaltung 72 gegeben und zeigt einen bestimmten Zeitpunkt. Die vierte bis sechste Ausführungsform unterscheiden sich hinsichtlich eines gegebenen Hauptkörpers und eines gegebenen Zeitpunkts des Standardzeit-Zeitstempels TSo.
In den Kommunikationssystemen 404, 405 der vierten und fünften Ausführungsform wird der Standardzeit-Zeitstempel TSo durch einen Standardzeit-Zeitstempel-Timer 58 gegeben, der in der Sensorvorrichtung 504 vorgesehen ist. Der Standardzeit-Zeitstempel-Timer 58 kann aus demselben Timer wie der Sendetimer 56 aufgebaut oder getrennt von dem Sendetimer 56 vorgesehen sein.
Im Kommunikationssystem 404 wird der Standardzeit-Zeitstempel TSo an dem Abtastzeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Abtast- und Halteeinheit 53 gegeben, und im Kommunikationssystem 405 wird der Standardzeit-Zeitstempel TSo an dem Sendezeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Sendeschaltung 54 gegeben. Der gegebene Standardzeit-Zeitstempel TSo wird über die Signalleitung Ls zusammen mit dem Sensorwert S(x) an den Mikrocomputer 714 gesendet.
Im Kommunikationssystem 406 der sechsten Ausführungsform wird der Standardzeit-Zeitstempel TSo unter Verwendung eines Standardzeit-Zeitstempel-Timers 78, der im Mikrocomputer 716 vorgesehen ist, am Empfangszeitpunkt des Sensorwertes S(x) in der Empfangsschaltung 72 gegeben.
In der sechsten Ausführungsform, in der der Standardzeit-Zeitstempel-Timer 78 auf der Seite des Mikrocomputers 716 vorgesehen ist, kann das Erfordernis einer Zeitstempeltimerschaltung in der Sensorvorrichtung 503 eliminiert werden.
Auf diese Weise wird der Standardzeit-Zeitstempel TSo, der an einem beliebigen Zeitpunkt des Abtastzeitpunkts, des Sendezeitpunkts und des Empfangszeitpunkts des Sensorwertes S(x) gegeben wird, durch die Datenkorrekturrecheneinheit 73 erfasst.
Die Datenkorrekturrecheneinheit 73 korrigiert die Daten des Sensorwertes S(x) auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Standardzeit-Zeitstempel TSo und dem Verwendungszeit-Zeitstempel TSu und gibt den korrigierten Sensorwert S*(x) an die Rechenverarbeitungseinheit 74. Die Rechenverarbeitungseinheit 74 führt die Steuerberechnung unter Verwendung des korrigierten Sensorwertes S*(x) aus und gibt den berechneten Wert F(x) aus.
Nachstehend ist die Datenkorrektur durch die Datenkorrekturrecheneinheit 73 unter Bezugnahme auf die 12A und 12B beschrieben. Die 12A und 12B zeigen ein stellvertretendes Beispiel, bei dem der Standardzeit-Zeitstempel TSo am Empfangszeitpunkt gegeben wird.
Der Standardzeit-Zeitstempel TSo beschreibt, wie in 12A gezeigt, einen Zeitpunkt, an dem die Empfangsschaltung 72 den Sensorwert S(x) empfängt, und der Verwendungszeit-Zeitstempel TSu beschreibt einen Zeitpunkt, an dem der Sensorwert S(x) tatsächlich für die Steuerberechnung in der Rechenverarbeitungseinheit 74 verwendet wird. Folglich beschreibt eine Differenz zwischen dem Standardzeit-Zeitstempel TSo und dem Verwendungszeit-Zeitstempel TSu eine ”Verzögerungszeit DL” als eine Zeitverzögerung von dem Empfangszeitpunkt bis zum Verwendungszeitpunkt. D. h., die Verzögerungszeit DL ist durch die folgende Gleichung (2.1) definiert: DL = TSu – Tso (2.1)
Je größer die Verzögerungszeit DL, desto mehr nimmt die Genauigkeit der Steuerberechnung ab, da die Rechenverarbeitungseinheit 74 die Steuerberechnung tatsächlich unter Verwendung der früheren Daten als den aktuellen Wert ausführt. Aus diesem Grund ist die Verzögerungszeit DL vorzugsweise so nahe zu 0 wie möglich. In dem asynchronen Kommunikationssystem kann die Verzögerungszeit DL jedoch, infolge der periodischen Abweichung zwischen dem Sendezyklus Y und dem Rechenzyklus Z, graduell zunehmen.
Folglich korrigiert, wie in 12B gezeigt, in der Annahme, dass sich die Daten des Sensorwertes S über die Zeit linear ändern, die Datenkorrekturrecheneinheit 73 die Daten des Sensorwertes S(x) an dem Standardzeitpunkt zu geschätzten Daten des Sensorwertes S(x)* an dem Zeitpunkt der tatsächlichen Verwendung, wobei die folgende Gleichung (2.2) angewandt wird: S*(x) = S(x) + m × (TSu – Tso) = S(x) + m × DL (2.2)
Eine zeitliche Änderung m wird als eine Konstante in der Datenkorrekturrecheneinheit 73 gespeichert oder durch die Datenkorrekturrecheneinheit 73 berechnet.
Eine Änderungsrate des Lenkmoments in dem System, das auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 angewandt wird, kann stets als fest angenommen werden, und die Änderungsrate m kann als eine feste Konstante gespeichert werden. Ferner kann eine Abbildung von mehreren Mustern von der Änderungsrate m in Übereinstimmung mit Straßenzuständen und Fahrzuständen, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Drosselklappenöffnungsgrad, gespeichert werden, und kann die Änderungsrate m, wann immer es erforderlich ist, in Übereinstimmung mit Information, die von außen eingegeben wird, umgeschaltet werden. Alternativ kann, in einem System, in dem die Rechenverarbeitungseinheit 74 einen Drehmomentzeitdifferenzwert berechnet, die Änderungsrate m jedes Mal auf der Grundlage des nächsten Zeitdifferenzwertes berechnet werden.
Es wird angemerkt, dass, wie in 12A gezeigt, eine Zeitdifferenz infolge einer Abtastzeit α von dem Abtaststart bis zum Sendestart und einer Kommunikationszeit β vorliegt. Aus diesem Grund wird, in der sechsten Ausführungsform, in der der Standardzeit-Zeitstempel TSo am Empfangszeitpunkt gegeben wird, vorzugsweise die folgende Gleichung (2.3) verwendet, die erhalten wird, indem die Abtastzeit α und die Kommunikationszeit β zur Gleichung (2.2) hinzugefügt werden: S*(x) = S(x) + m × (DL + α + β) (2.3)
Wenn die Abtastzeit α, verglichen mit der Kommunikationszeit β und der Verzögerungszeit DL, ausreichend kurz ist und nahezu keinen Einfluss ausübt, kann die Abtastzeit α vernachlässigt werden.
In gleicher Weise wird, in der fünften Ausführungsform, in der der Standardzeit-Zeitstempel TSo am Sendezeitpunkt gegeben wird, vorzugsweise die folgende Gleichung (2.4) verwendet, die erhalten wird, indem die Abtastzeit α zur Gleichung (2.2) hinzugefügt wird: S*(x) = S(x) + m × (DL + α) (2.4)
Wenn die Abtastzeit α jedoch, verglichen mit der Verzögerungszeit DL, ausreichend kurz ist und nahezu keinen Einfluss ausübt, kann die Abtastzeit α ignoriert werden.
Gegenüber der obigen sechsten und fünften Ausführungsformen kann in der vierten Ausführungsform, in der der Standardzeit-Zeitstempel TSo am Abtastzeitpunkt gegeben wird, der korrigierte Sensorwert S*(x) unter Verwendung der Gleichung (2.2) berechnet werden.
Die Kommunikationssysteme 404, 405, 406 der vierten bis sechsten Ausführungsform gemäß der obigen Konfiguration weisen ähnliche Effekte wie die Effekte (1) bis (3) der obigen ersten bis dritten Ausführungsform auf.
Insbesondere korrigiert, was die Lösung in dem Effekt (2) betrifft, in der vierten bis sechsten Ausführungsform, die Datenkorrekturrecheneinheit 73 die Daten des Sensorwertes S(x) auf der Grundlage der Verzögerungszeit DL als die Differenz zwischen dem Standardzeit-Zeitstempel TSo und dem Verwendungszeit-Zeitstempel TSu. Folglich kann die Rechenverarbeitungseinheit 74 die Steuerberechnung unter Verwendung der geschätzten Daten des Sensorwertes S*(x) an dem Zeitpunkt der tatsächlichen Verwendung ausführen. Dementsprechend können die Mikrocomputer 714, 716 die Steuerberechnung unabhängig von der periodischen Abweichung zwischen dem Sendezyklus Y und dem Rechenzyklus Z in geeigneter Weise ausführen, wodurch die Steuerbarkeit verbessert wird.
(Weitere Ausführungsformen)

(I) Die Sensorvorrichtung kann mehrere Sensorelemente aufweisen. In diesem Fall kann ein Zeitstempel zu jedem von mehreren Sensorwerten gegeben werden oder kann eine Korrekturberechnung an jedem Sensorelement erfolgen. Alternativ kann ein Ergebnis der Ausführung der Korrekturberechnung durch Geben eines Zeitstempels zu einem Sensorwert von irgendeinem bestimmten Sensorelement der mehreren Sensorelemente für die Sensorwert der anderen Sensorelemente verwendet werden.
(II) Ein digitales Kommunikationsverfahren (Protokoll) des Kommunikationssystems ist nicht auf das SENT-Verfahren beschränkt, sondern es ist ein anderes Protokoll anwendbar. Folglich ist das Sensorsignal nicht auf das 4-Bit Nibble-Signal beschränkt, sondern es kann ein 8-Bit-Zeichen oder dergleichen verwendet werden.
(III) Als das Sensorelement kann, verschieden von dem Hall-Element, das in den obigen Ausführungsformen aufgezeigt ist, ein anderes magnetisches Erfassungselement oder ein Element, das eine Änderung eines Gegenstandes verschieden von Magnetismus erfasst, verwendet werden. Die physikalische Größe, die von dem Sensorelement erfasst wird, ist nicht auf das Drehmoment beschränkt, sondern kann eine andere physikalische Größe, wie beispielsweise ein Drehwinkel, ein Hub, eine Last oder ein Druck sein.
(IV) Das Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung kann auf jede beliebige Vorrichtung, die eine Steuerberechnung auf der Grundlage eines erfassten Sensorwertes ausführt, verschieden von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewandt werden.

Die vorliegende Erfindung ist auf keine der obigen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weise realisiert werden, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben ist, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll derart verstanden werden, dass sie verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit umfasst. Ferner sollen, obgleich die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element aufweisen, ebenso als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet verstanden werden.
Vorstehend ist ein Kommunikationssystem beschrieben.
Ein Kommunikationssystem weist auf: eine Sensorvorrichtung 50, die aufweist: ein Sensorelement 51 eines Sensorwertes für eine physikalische Größe von einem Erfassungsziel; eine Abtast- und Halteeinheit 53, die den Sensorwert abtastet; eine Sendeschaltung 54, die ein Sensorsignal mit dem Sensorwert in einem Sendezyklus sendet; und einen Sendetimer 56, der den Sendezyklus regelt; und einen Mikrocomputer 71, der aufweist: eine Empfangsschaltung 72, die das Sensorsignal empfängt; eine Rechenverarbeitungseinheit 74, die eine Steuerberechnung in einem Rechenzyklus auf der Grundlage des Sensorwertes ausführt; einen Berechnungstimer 76, der den Rechenzyklus regelt; und eine Korrekturrecheneinheit 75, 73, die den Rechenzyklus oder den Sensorwert unter Verwendung von Zeitinformation korrigiert, um den Einfluss auf den Steuerbetrieb zu eliminieren, der durch eine periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus und dem Rechenzyklus ausgeübt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013/0343472 A1 [0007, 0053]
JP 2015-46770 A [0055]
JP 2014-210472 A [0089]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

SAE-J2716 [0017]
SAE-J2716 [0054]

Claims

Kommunikationssystem mit: – einer Sensorvorrichtung (50), die aufweist: – wenigstens ein Sensorelement (51), das einen Sensorwert für eine bestimmte physikalische Größe von einem Erfassungsziel erfasst; – eine Abtast- und Halteeinheit (53), die den Sensorwert abtastet; – eine Sendeschaltung (54), die ein Sensorsignal mit Information des Sensorwertes als ein digitales Signal in einem bestimmten Sendezyklus sendet; und – einen Sendetimer (56), der den Sendezyklus regelt; und – einem Mikrocomputer (71), der aufweist: – eine Empfangsschaltung (72), die das von der Sendeschaltung gesendete Sensorsignal über eine Signalleitung empfängt und den Sensorwert erfasst; – eine Rechenverarbeitungseinheit (74), die eine Steuerberechnung in einem vorbestimmten Rechenzyklus auf der Grundlage des Sensorwertes ausführt; – einen Berechnungstimer (76), der den Rechenzyklus unabhängig von dem Sendetimer regelt; und – eine Korrekturrecheneinheit (75, 73), die den Rechenzyklus oder den Sensorwert unter Verwendung von Zeitinformation korrigiert, die getrennt von dem Sensorwert empfangen wird, um den Einfluss auf den Steuerbetrieb zu eliminieren, der durch eine periodische Abweichung zwischen dem Sendezyklus und dem Rechenzyklus ausgeübt wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturrecheneinheit eine Timerkorrekturrecheneinheit (75) ist, die den Rechenzyklus derart wenigstens einmal während eines Systembetriebs korrigiert, dass der Rechenzyklus derart eingestellt wird, dass er der Differenz pro Zyklus entspricht, auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem früheren Wert eines Zeitdifferenz-Zeitstempels und einem aktuellen Wert eines Zeitdifferenz-Zeitstempels oder einer Differenz zwischen früheren Werten von Zeitdifferenz-Zeitstempeln als die Zeitinformation, die gegeben wird, bevor der Sensorwert in der Empfangsschaltung erhalten wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Timerkorrekturrecheneinheit den Rechenzyklus in jedem Zyklus korrigiert.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitdifferenz-Zeitstempel an einem Zeitpunkt der Abtastung des Sensorwertes in der Abtast- und Halteeinheit gegeben wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitdifferenz-Zeitstempel an einem Zeitpunkt des Sendens des Sensorwertes in der Sendeschaltung gegeben wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitdifferenz-Zeitstempel an einem Zeitpunkt des Empfangs des Sensorwertes in der Empfangsschaltung gegeben wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Korrekturrecheneinheit eine Datenkorrekturrecheneinheit (73) ist, die einen Standardzeit-Zeitstempel und einen Verwendungszeit-Zeitstempel als die Zeitinformation erfasst; – der Standardzeit-Zeitstempel gegeben wird, bevor der Sensorwert in der Empfangsschaltung erhalten wird; – der Verwendungszeit-Zeitstempel an einem Zeitpunkt der Verwendung des Sensorwertes in der Rechenverarbeitungseinheit gegeben wird; – die Datenkorrekturrecheneinheit den Sensorwert auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Standardzeit-Zeitstempel und dem Verwendungszeit-Zeitstempel und einer zeitlichen Änderung des Sensorwertes korrigiert; und – die Datenkorrekturrecheneinheit einen korrigierten Sensorwert an die Rechenverarbeitungseinheit ausgibt.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Standardzeit-Zeitstempel an einem Zeitpunkt der Abtastung des Sensorwertes in der Abtast- und Halteeinheit gegeben wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Standardzeit-Zeitstempel an einem Zeitpunkt des Sendens des Sensorwertes in der Sendeschaltung gegeben wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Standardzeit-Zeitstempel an einem Zeitpunkt des Empfangs des Sensorwertes in der Empfangsschaltung gegeben wird.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal ein Signal gemäß dem Society of Automotive Engineers Standard von SAE-J2716 ist.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das System für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (90) eines Fahrzeugs verwendet wird; – die Sensorvorrichtung ein Lenkmoment eines Fahrers erfasst; und – der Mikrocomputer einen von einem Motor (80) ausgegebenen Assistenzbetrag auf der Grundlage des von der Sensorvorrichtung erfassten Lenkmoments berechnet.