DE102017116764A1 - Lenkhandrad-Winkelsensor und Verfahren zur Fehlererfassunq eines Lenkhandrad-Winkelsensors - Google Patents

Lenkhandrad-Winkelsensor und Verfahren zur Fehlererfassunq eines Lenkhandrad-Winkelsensors Download PDF

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Abstract

Es wird ein Lenkhandrad-Winkelsensor beschrieben, der einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander in Rotationsrichtung bewegbar sind und der erste Teil mindestens eine erste Signalerzeugungseinrichtung (1, 2), die ein Sinussignal (x, x) in Abhängigkeit von einer Winkelposition des zweiten Teils erzeugt und mindestens eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (3, 4) aufweist, die ein Kosinussignal (y, y) in Abhängigkeit von der Winkelposition des zweiten Teils erzeugt.Ein derartiger Lenkhandrad-Winkelsensor sollte eine einfache Fehlererfassung ermöglichen.Zu diesem Ende ist eine Fehlererfassungseinrichtung (9) vorgesehen, wobei die Fehlererfassungseinrichtung (9) eine Summe des Quadrats des Sinussignals (x, x) und des Quadrats des Kosinussignals (y, y) bildet und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenkhandrad-Winkelsensor, der einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander in Rotationsrichtung bewegbar sind und der erste Teil mindestens eine erste Signalerzeugungseinrichtung, die ein Sinussignal in Abhängigkeit von einer Winkelposition des zweiten Teils erzeugt, und mindestens eine zweite Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die ein Kosinussignal in Abhängigkeit von der Winkelposition des zweiten Teils erzeugt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fehlererfassung eines Lenkhandrad-Winkelsensors, wobei der Sensor einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander in Rotationsrichtung bewegbar sind und der erste Teil mindestens eine erste Signalerzeugungseinrichtung, die ein Sinussignal in Abhängigkeit von einer Winkelposition des zweiten Teils erzeugt, und eine zweite Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die ein Kosinussignal in Abhängigkeit von der Winkelposition des zweiten Teils erzeugt.
  • Der Lenkhandrad-Winkelsensor wird verwendet, um den Winkel für die Drehung oder die Winkelposition des Lenkhandrads zu erfassen. Die Information über die Winkelposition des Lenkhandrades kann beispielsweise notwendig sein in einem Fall, in dem ein Fahrzeug automatisch über GPS (Global Positioning System) gelenkt wird und der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug übernimmt, beispielsweise in einem Notfall. In einer solchen Situation wird der Lenkhandradwinkel benötigt als Basis für eine Korrelation zwischen dem Lenkhandrad und den gelenkten Rädern.
  • Wenn jedoch eine Lenkanordnung mit einem Lenkhandrad-Winkeisensor versehen ist, ist es wichtig zu überprüfen, ob der Sensor korrekt arbeitet oder nicht. Zu diesem Zweck wird üblicherweise ein zweiter Sensor verwendet und die Winkel, die durch die beiden Sensoren erfasst werden, werden miteinander verglichen. Wenn beide Sensoren denselben Lenkhandradwinkel anzeigen, wird angenommen, dass dieser Winkel korrekt ist. Im anderen Fall wird das System in einen fehlersicheren Zustand versetzt.
  • Die Verwendung eines zweiten Sensors macht die Konstruktion jedoch kompliziert und teuer.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, eine einfache Möglichkeit des Erfassens eines Fehlers des Sensors zu haben.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Lenkhandrad-Winkelsensor der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass eine Fehlererfassungseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Fehlererfassungseinrichtung eine Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals bildet und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
  • Die Erzeugung eines Sinussignals und eines Kosinussignals in Abhängigkeit von einem Drehwinkel zwischen zwei Teilen ist bekannt. Es ist beispielsweise möglich, eine Übertrager/Empfänger-Anordnung auf dem ersten Teil und ein Ziel auf dem zweiten Teil zu verwenden. Die Übertrager/Empfänger-Anordnung weist eine oder mehrere Spulen auf, die mit einer elektrischen Spannung mit einer hohen Frequenz versorgt werden. Das Ziel weist ebenfalls eine Spule auf. Diese Spule wird erregt und erzeugt ein Gegenfeld, das durch eine weitere oder dieselbe Spulenanordnung in einem Empfänger der Übertrager/Empfänger-Anordnung erfasst wird. Theoretisch ist die Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals am selben Winkel konstant für alle Winkel. Der Wert der Summe ist bekannt oder kann gelernt werden, beispielsweise in einem Initialisierungsschritt des Winkelsensors. Wenn eines der Signale gestört ist, passt die resultierende Summe der beiden Quadrate nicht länger zu dem konstanten Wert. Wenn die Differenz zwischen dem Wert des fehlerfreien Winkelsensors und des aktuell erfassten Werts sich um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert unterscheidet, dann wird ein Fehlersignal erzeugt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei erste Signalerzeugungseinrichtungen und mindestens zwei zweite Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen, wobei die ersten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Sinussignal und ein zweites Sinussignal erzeugen und die zweiten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Kosinussignal und ein ein zweites Kosinussignal erzeugen, und die Fehlererfassungseinrichtungen eine erste Summe aus dem Quadrat des ersten Sinussignals und dem Quadrat des ersten Kosinussignals und eine zweite Summe aus dem Quadrat des zweiten Sinussignals und dem Quadrat des zweiten Kosinussignals bilden und ein Fehlersignal erzeugen, wenn die erste Summe nicht innerhalb eines ersten vorbestimmten ersten Bereichs und/oder die zweite Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs ist. In einigen Fällen ist es nützlich, zwei Paare von Sinus/Kosinus erzeugenden Mitteln zu verwenden, wobei diese beiden Paare Sinus- und Kosinussignale mit unterschiedlichen Periodenzahlen für 360° erzeugen. Dies kann nützlich sein, um die Genauigkeit oder Auflösung des Winkelsensors zu vergrößern. In diesem Fall sind jedoch mehr Signale verfügbar, die für eine Fehlererfassung verwendet werden können.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Verstärkungseinrichtung vorgesehen, die das Sinussignal und das Kosinussignal verstärkt, bevor das Sinussignal und das Kosinussignal in die Fehlererfassungseinrichtung eintreten. Wenn die Signale verstärkt werden, ist der Einfluss von Rauschen geringer.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Verstärkungseinrichtung einen gemeinsamen Verstärkungspfad für das Sinussignal und das Kosinussignal. Der Verstärkungspfad ändert nicht die resultierende Summe.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Verstärkungseinrichtung einen gemeinsamen Verstärkungspfad für das erste Sinussignal, das zweite Sinussignal, das erste Kosinussignal und das zweite Kosinussignal. Selbst, wenn mehr als ein Paar von Sinus/Kosinus-Signalen verwendet wird, werden alle Signale in derselben Weise verstärkt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Multiplexer vorgesehen, der das Sinussignal und das Kosinussignal alternativ zu der Verstärkungseinrichtung leitet. Dies ist ein einfacher Weg, um denselben Verstärkungspfad für das Sinussignal und das Kosinussignal zu verwenden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung leitet der Multiplexer das erste Sinussignal, das zweite Sinussignal, das erste Kosinussignal und das zweite Kosinussignal zu der Verstärkungseinrichtung. In diesem Fall können Signale durch die gleiche Verstärkungseinrichtung verstärkt werden.
  • Die Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals gebildet wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
  • Wie oben erwähnt, ist die Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals für denselben Winkel des Lenkhandrads konstant für alle Winkel. Wenn es eine Abweichung gibt, ist dies ein relativ klares Zeichen dafür, dass der Fehler aufgetreten ist.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Sensor mindestens zwei erste Signalerzeugungseinrichtungen und mindestens zwei zweite Signalerzeugungseinrichtungen auf, wobei die ersten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Sinussignal und ein zweites Sinussignal erzeugen und die zweiten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Kosinussignal und ein zweites Kosinussignal erzeugen, und eine erste Summe des Quadrats des ersten Sinussignals und des Quadrats des ersten Kosinussignals wird gebildet und eine zweite Summe des Quadrats des zweiten Sinussignals und des Quadrats des zweiten Kosinussignals wird gebildet und ein Fehlersignal wird erzeugt, wenn die erste Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs ist und/oder die zweite Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs ist.
  • Wie oben erwähnt, ist es in manchen Fällen nützlich, mehr als ein Sinus/Kosinus-Paar von Signalen zu haben, um die Genauigkeit oder die Auflösung des Sensors zu vergrößern. In diesem Fall sind mehr Signale verfügbar, die für die Fehlererfassung verwendet werden können.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden das Sinussignal und das Kosinussignal verstärkt, bevor die Summe gebildet wird. In diesem Fall kann der Einfluss von Rauschen klein gehalten werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden das Sinussignal und das Kosinussignal durch dieselbe Verstärkungseinrichtung verstärkt. Die Verstärkung beeinflusst nicht negativ die Bildung der Summe.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden das Sinussignal und das Kosinussignal abwechselnd durch denselben Verstärkungspfad verstärkt. Auf diese Weise kann derselbe Verstärkungspfad für das Sinussignal und das Kosinussignal verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, worin:
    • 1 eine schematische Darstellung von einem fehlerfreien Zustand ist,
    • 2 eine schematische Darstellung für einen Fehlerzustand ist und
    • 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm für die Fehlererfassungseinrichtung ist.
  • Ein Lenkhandrad-Winkelsensor weist einen ersten Teil und einen zweiten Teil auf. Der erste Teil ist stationär und beispielsweise an einem Gehäuse befestigt. Der zweite Teil ist drehfest an einer Lenkhandradwelle befestigt. Der erste Teil weist zwei Signalerzeugungseinrichtungen 1, 2 und zwei zweite Signalerzeugungseinrichtungen 3, 4 auf. Zu diesem Zweck kann der erste Teil beispielsweise eine Übertragerspule aufweisen, die lediglich eine kreisförmige Spule um die Achse der Lenkhandradwelle ist. Diese Übertragerspule stellt ein hauptsächlich vertikales Feld an dem zweiten Teil zur Verfügung. Der zweite Teil ist in Form eines Ziels mit einer Spule, die um die Achse der Lenkhandradwelle gewickelt ist, so dass die Übertragerspule eine Spannung in dem Ziel induziert. Die induzierte Spannung eilt der Übertragerspule um 90° voraus, d.h. dem Strom in der Übertragerspule. Das Ziel gerät in Resonanz mit seinem induzierten Strom in Phase mit der induzierten Spannung. Der erste Teil weist ebenfalls Empfangsspulen auf, wobei eine Empfangsspule zwei Perioden und eine Empfangsspule fünf Perioden über den Umfang um die Lenkhandradwelle herum hat. Das Ziel hat ebenfalls vertikale Drähte, die in einem Muster angeordnet sind, das Felder von Perioden 2 und 5 erzeugt. Dies ermöglicht es, dass das Ziel an die Perioden 2 und 5 der Empfangsspulen ankoppelt. Die Empfangsspannungen, die durch das Ziel induziert werden, eilen dem Übertragerstrom um 180° vor.
  • In der Zwei-Perioden-Spule ist es möglich, ein erstes Sinussignal und ein erstes Kosinussignal zu erhalten und in der Fünf-Perioden-Spule ist es möglich, ein zweites Sinussignal und ein zweites Kosinussignal zu erhalten.
  • Diese vier Signale, d.h. zwei Sinussignale und zwei Kosinussignale, können verwendet werden, um die Winkelposition des zweiten Teils relativ zu dem ersten Teil zu bestimmten. Andere Wege, Sinus- und Kosinussignale zu erhalten, sind ebenfalls möglich.
  • 1 und 2 zeigen die Weise, wie ein Fehler erfasst wird.
  • 1 zeigt einen Zustand, in dem das Sinussignal und das Kosinussignal korrekt erhalten werden, d.h. ohne irgendeine Störung.
  • Unabhängig von einem Winkel α ist die Summe x2 + y2 auf einem Kreis 5. In diesem Fall ist „x“ das Sinussignal und „y“ ist das Kosinussignal. Der Punkt „x“ ist auf dem Kreis 5, wobei eine kleine Abweichung erlaubt werden kann, d.h. ein Bereich radial innerhalb und radial außerhalb des Kreises 5 ist möglich.
  • 2 zeigt die Fehlersituation, in der das Sinussignal x gestört ist. Das Kosinussignal y ist ungestört. In dieser Situation ist der Punkt x' nicht auf dem Kreis 5 und nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs radial innerhalb oder radial außerhalb des Kreises 5. Dies ist ein klares Zeichen, das ein Fehler aufgetreten ist und ein Fehlersignal wird erzeugt.
  • 3 zeigt schematisch in einem Diagramm, wie eine Fehlererfassung realisiert werden kann.
  • Wie oben erwähnt, weist der Sensor erste Signalerzeugungseinrichtungen 1,2 und zweite Signalerzeugungseinrichtungen 3, 4 auf. Mehrere derartige Signalerzeugungseinrichtungen sind natürlich möglich. Die ersten Signalerzeugungseinrichtungen 1, 2 erzeugen ein erstes Sinussignal x2 und ein zweites Sinussignal x5 . Die zweiten Signalerzeugungseinrichtungen 3, 4 erzeugen ein erstes Kosinussignal y2 und ein zweites Kosinussignal y5 . Die Zahlen „2“ und „5“ zeigen an, dass diese Signale von der Periode 2 Spule (mit zwei Perioden um den Umfang) und der Periode 5 Spule (mit fünf Perioden um den Umfang) stammen.
  • Die Signale x2 , y2 , x5 , y5 werden in einem Verstärker 6 verstärkt. Alle Signale x2 , y2 , x5 , y5 werden in demselben Verstärkungspfad des Verstärkers 6 verstärkt. Zu diesem Zweck ist ein Multiplexer 7 zwischen dem Verstärker 6 und der ersten Signalerzeugungseinrichtung 1, 2 und der zweiten Signalerzeugungseinrichtung 3, 4 angeordnet.
  • Die verstärkten Signale können dann in einer Speichereinrichtung 8 mit Speicherplätzen a, b, c, d für jedes der verstärkten Signale gespeichert werden. Der Multiplexer ist mit der Speichereinrichtung 8 verbunden, um die korrekte Verteilung der verstärkten Signale auf die Speicherplätze a, b, c, d der Speichereinrichtung 8 sicherzustellen. In einer Einheit 9 wird die Summe x2 + y2 2 gebildet und die Summe x5 2 + y5 2 wird gebildet. Beide Summen werden mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Wenn mindestens eine der Summen einen vorbestimmten Wert (mit einer erlaubten Toleranz außen herum) nicht trifft, wird ein Fehlersignal 10 erzeugt.
  • In diesem Fall kann das Lenksystem, das mit dem Lenkhandrad-Winkelsensor ausgerüstet ist, in einen fehlersicheren Modus versetzt werden, in dem es lediglich eine begrenzte, aber sichere Funktionalität hat.
  • Da alle Signale durch denselben Verstärker 6 und insbesondere durch denselben Verstärkungspfad innerhalb des Verstärkers 6 verstärkt werden, ist es praktisch unmöglich, das der in 2 gezeigte Fehlerzustand auf einer Fehlfunktion des Verstärkers 6 oder des Multiplexers 7 beruht.

Claims (12)

  1. Lenkhandrad-Winkelsensor mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, wobei der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander in Rotationsrichtung bewegbar sind und der erste Teil zumindest eine erste Signalerzeugungseinrichtung (1, 2), die ein Sinussignal (x2, x5) in Abhängigkeit von einer Winkelposition des zweiten Teils erzeugt und mindestens eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (3, 4), die ein Kosinussignal (y2, y5) in Abhängigkeit von der Winkelposition des zweiten Teils erzeugt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlererfassungseinrichtung (7-9) vorgesehen ist, wobei die Fehlererfassungseinrichtung (9) eine Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals bildet und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Signalerzeugungseinrichtungen (1, 2) und mindestens zwei zweite Signalerzeugungseinrichtungen (3, 4) vorgesehen sind, wobei die ersten Signalerzeugungseinrichtungen (1, 2) mindestens ein erstes Sinussignal (x2) und ein zweites Sinussignal (x5) erzeugen und die zweiten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Kosinussignal (y2) und ein zweites Kosinussignal (y5) erzeugen, und die Fehlererfassungseinrichtung (9) eine erste Summe des Quadrats des ersten Sinussignals (x2) und des Quadrats des ersten Kosinussignals (x5) und eine zweite Summe des Quadrats des zweiten Sinussignals (x5) und des Quadrats des zweiten Kosinussignals (y5) erzeugt und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die erste Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs und/oder die zweite Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs ist.
  3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkungseinrichtung (6) vorgesehen ist, die das Sinussignal (x2, x5) und das Kosinussignal (y2, y5) verstärkt, bevor das Sinussignal (x2, x5) und das Kosinussignal (y2, y5) in die Fehlererfassungseinrichtung (9) eintreten.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinrichtung (6) einen gemeinsamen Verstärkungspfad für das Sinussignal (x2, x5) und das Kosinussignal (y2, y5) aufweist.
  5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinrichtung (6) einen gemeinsamen Verstärkungspfad für das erste Sinussignal (x2), das zweite Sinussignal (x5), das erste Kosinussignal (y2) und das zweite Kosinussignal (y5) aufweist.
  6. Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Multiplexer (7) vorgesehen ist, der das Sinussignal (x2, x5) und das Kosinussignal (y2, y5) alternativ zu der Verstärkungseinrichtung führt.
  7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Multiplexer (7) das erste Sinussignal (x2), das zweite Sinussignal (x5), das erste Kosinussignal (y2) und das zweite Kosinussignal (y5) zu der Verstärkungseinrichtung (6) führt.
  8. Verfahren zur Fehlererfassung eines Lenkhandrad-Winkelsensors, wobei der Sensor einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander in Rotationsrichtung bewegbar sind und der erste Teil mindestens eine erste Signalerzeugungseinrichtung, die ein Sinussignal in Abhängigkeit von einer Winkelposition des zweiten Teils erzeugt, und mindestens eine zweite Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die ein Kosinussignal in Abhängigkeit von der Winkelposition des zweiten Teils erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summe des Quadrats des Sinussignals und des Quadrats des Kosinussignals gebildet wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mindestens zwei erste Signalerzeugungseinrichtungen und mindestens zwei zweite Signalerzeugungseinrichtungen aufweist, wobei die ersten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Sinussignal und ein zweites Sinussignal erzeugen und die zweiten Signalerzeugungseinrichtungen mindestens ein erstes Kosinussignal und ein zweites Kosinussignal erzeugen, und eine erste Summe des Quadrats des ersten Sinussignals und des Quadrats des ersten Kosinussignals gebildet wird und eine zweite Summe des Quadrats des zweiten Sinussignals und des Quadrats des zweiten Kosinussignals gebildet wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die erste Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs und/oder die zweite Summe nicht innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinussignal und das Kosinussignal verstärkt werden, bevor die Summe gebildet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinussignal und das Kosinussignal durch dieselbe Verstärkungseinrichtung verstärkt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinussignal und dass Kosinussignal alternativ durch denselben Verstärkungspfad verstärkt werden.
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BG112781A BG67211B1 (bg) 2017-07-25 2018-07-19 Датчик за ъгъла на волана и метод за откриване на грешка на датчик за ъгъла на волана
US16/043,268 US10830616B2 (en) 2017-07-25 2018-07-24 Steering wheel angle sensor and method for fault detecting of a steering wheel angle sensor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504168A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 上海深拓液压技术有限公司 通过电感变化推断位移变化的电磁阀故障检测电路

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6854841B2 (ja) * 2019-04-19 2021-04-07 三菱電機株式会社 角度検出装置
EP3929538A1 (de) * 2020-06-24 2021-12-29 AMS Sensors Singapore Pte. Ltd. Induktive positionssensorvorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351848A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Kayaba Ind Co Ltd 電動パワーステアリング装置
US20100045227A1 (en) * 2008-08-25 2010-02-25 Jtekt Corporation Abnormality detection unit for resolver and electric power steering apparatus
JP2012083279A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toyota Motor Corp トルク検出装置
US20130319100A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Jtekt Corporation Sensor device
DE102014114920A1 (de) * 2013-10-17 2015-04-23 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen eines Fehlers bei einer Messung einer Grösse
DE102015121717A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Elektrisches Servolenksystem für ein Fahrzeug
DE102016102927A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Analog Devices Global Sensorfehlererfassung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU9161901A (en) 2000-08-31 2002-03-13 Bosch Gmbh Robert Method for determining a rotational angle and/or an angle differential from phase signals
JP4474872B2 (ja) * 2003-09-02 2010-06-09 パナソニック株式会社 絶対回転角およびトルク検出装置
JP3886991B2 (ja) * 2004-09-10 2007-02-28 三菱電機株式会社 モータ制御装置
JP2006335252A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP2007010329A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 回転角検出装置及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
JP2010110147A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Jtekt Corp モータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP2012098188A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Denso Corp 回転角検出システムの異常診断装置
JP5189659B2 (ja) * 2011-01-13 2013-04-24 三菱電機株式会社 レゾルバの異常検出装置
CN104937380B (zh) * 2013-01-07 2017-07-28 Skf公司 用于将传感器装置的模拟输出信号偏移的系统、传感器支承单元、偏移器模块以及偏移方法
JP6056482B2 (ja) * 2013-01-08 2017-01-11 株式会社ジェイテクト 回転角センサの異常検出装置
JP6657584B2 (ja) * 2015-03-31 2020-03-04 株式会社ジェイテクト 回転検出装置、回転角検出装置および電動パワーステアリング装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351848A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Kayaba Ind Co Ltd 電動パワーステアリング装置
US20100045227A1 (en) * 2008-08-25 2010-02-25 Jtekt Corporation Abnormality detection unit for resolver and electric power steering apparatus
JP2012083279A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Toyota Motor Corp トルク検出装置
US20130319100A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Jtekt Corporation Sensor device
DE102014114920A1 (de) * 2013-10-17 2015-04-23 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen eines Fehlers bei einer Messung einer Grösse
DE102015121717A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Elektrisches Servolenksystem für ein Fahrzeug
DE102016102927A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Analog Devices Global Sensorfehlererfassung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2012- 83 279 A (Maschinenübersetzung) Espacenet [online] EPO [abgerufen am 23.05.2018] *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504168A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 上海深拓液压技术有限公司 通过电感变化推断位移变化的电磁阀故障检测电路
CN111504168B (zh) * 2020-04-28 2022-02-01 上海深拓液压技术有限公司 通过电感变化推断位移变化的电磁阀故障检测电路

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