-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Relativwinkeldetektionsvorrichtung und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung.
-
Stand der Technik
-
Der verwandte Stand der Technik schlägt eine Technologie vor, in welcher eine elektrische Servolenkungsvorrichtung einen Drehmomentsensor (eine Relativwinkeldetektionsvorrichtung) umfasst, und ein elektrischer Motor wird, basierend auf einem Wert, welcher durch den Drehmomentsensor detektiert wird, geregelt/gesteuert.
-
Zum Beispiel weist der in
JP 2009 -
255 645 A offenbarte Drehmomentsensor die folgende Konfiguration auf. Nämlich ist der Drehmomentsensor dazu konfiguriert, einen Torsionsstab, welcher einen Eingangsschaft und einen Ausgangsschaft koaxial verbindet; einen ringförmigen Magneten, welcher an einem Endabschnitt des Eingangsschafts befestigt ist; ein Paar Magnetjoche, welche an einem Endabschnitt des Ausgangsschafts befestigt sind; und einen Magnetometersensor, welcher eine magnetische Flussdichte detektiert, welche in den Magnetjochen auftritt, aufzuweisen.
-
Die
DE 603 14 200 T2 zeigt eine Winkel- und Drehmomenterfassungsvorrichtung mit Fehlerüberwachung, der
JP S63- 146 736 U ist eine Vorrichtung zur Erkennung von Abnormitäten für einen Drehmomentdetektor zum Erkennung eines abnormalen Zustands eines Drehmomentdetektors zu entnehmen, die
DE 10 2010 007 349 A1 zeigt eine Anomalienüberwachungsvorrichtung, die Anomalien von Impulscodierern und Anomalien von Verdrahtungssystemen detektiert, und aus der
DE 43 40 721 A1 ist eine Verstärkerschaltung mit einem Spannungsregler als Spannungsquelle, derart aufgebaut, dass ein Schutz der Verstärkerschaltung und des Spannungsreglers bei einem Kurzschluss des Ausgangs mit einer Spannungsversorgungsleitung gewährleistet ist, und dass die Ausgangsspannung des Spannungsreglers stabil beibehalten wird.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technische Aufgabe
-
Es wird eine Konfiguration angenommen, in welcher Multiplexing durch die Verwendung von zwei Magnetometersensoren die Verlässlichkeit verbessert, und ein Überwachen der Summe der Ausgabespannungen der zwei Magnetometersensoren mit Ausgabeeigenschaften, welche gegensätzlich zueinander sind, ermöglicht, dass ein Fehler der Magnetometersensoren detektiert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Kurzschlussfehler, welcher über Signalleitungen zum Übertragen der Ausgabewerte der zwei Magnetometersensoren auftritt, wünschenswerterweise detektiert werden.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Relativwinkeldetektionsvorrichtung und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, welche einen Kurzschlussfehler, welcher entlang der Signalleitungen auftritt, detektieren können.
-
Lösung der Aufgabe
-
Für die Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung eine Relativwinkeldetektionsvorrichtung, welche gekennzeichnet ist durch das Umfassen eines ersten Ausgabemittels zum Ausgeben eines Signals, welches einem relativen Drehwinkel zwischen zwei koaxial angeordneten Drehschäften entspricht; eine erste Verstärkerschaltung, welche durch gemeinsames Kombinieren von Schaltkreisen, welche zueinander entgegengesetzt arbeiten, erhalten wird, und das Ausgabesignal des ersten Ausgabemittels verstärkt; ein zweites Ausgabemittel zum Ausgeben eines Signals, welches dem relativen Drehwinkel entspricht, und Eigenschaften gegensätzlich zu denen des Ausgabesignals des ersten Ausgabemittels aufweist; eine zweite Verstärkerschaltung, welche durch gemeinsames Kombinieren von Schaltkreisen, welche zueinander entgegengesetzt arbeiten, erhalten wird, und das Ausgabesignal des zweiten Ausgabemittels verstärkt; Abnormitätsdetektionsmittel zum Detektieren von Abnormitäten eines ersten Signals oder eines zweiten Signals, basierend auf der ersten Signalausgabe der ersten Verstärkerschaltung und der zweiten Signalausgabe der zweiten Verstärkerschaltung; einen ersten Widerstand, welcher zwischen der ersten Verstärkerschaltung und einem Stromversorgungsanschluss, welcher eine Stromversorgungsspannung empfängt, oder zwischen der ersten Verstärkerschaltung und einem Referenzanschluss, welcher eine Referenzspannung empfängt, bereitgestellt ist; und einen zweiten Widerstand, welcher zwischen der zweiten Verstärkerschaltung und dem Stromversorgungsanschluss, welcher eine Stromversorgungsspannung empfängt, oder zwischen der zweiten Verstärkerschaltung und der Referenzanschlussspannung, und an einer Position, welche der Position entspricht, in welcher der erste Widerstand bereitgestellt ist, bereitgestellt ist.
-
Hierbei ist sowohl die erste Verstärkerschaltung als auch die zweite Verstärkerschaltung bevorzugt ein Gegentaktschaltkreis.
-
Wenn die Summe des Werts des ersten Signals und des Werts des zweiten Signals außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, stellt das Abnormitätsdetektionsmittel bevorzugt ein Auftreten von Abnormität fest.
-
Sowohl das erste Ausgabemittel als auch das zweite Ausgabemittel weisen bevorzugt ein Hall-Element auf, welches ein Spannungssignal ausgibt, welches dem relativen Drehwinkel zwischen den zwei Rotationsschäften entspricht, und eine Spannungsverstärkerschaltung, welche das Spannungssignal, welches von dem Hall-Element ausgegeben wird, verstärkt.
-
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, gekennzeichnet durch Umfassen eines ersten Ausgabemittels zum Ausgeben eines Signals, welches einem relativen Drehwinkel zwischen zwei Rotationsschäften, welche koaxial angeordnet sind, entspricht; einer ersten Verstärkerschaltung, welche durch gemeinsames Kombinieren von Schaltkreisen, welche zueinander entgegengesetzt arbeiten, erhalten wird, und das Ausgabesignal des ersten Ausgabemittels verstärkt; eines zweiten Ausgabemittels zum Ausgeben eines Signals, welches dem relativen Drehwinkel entspricht und Eigenschaften gegensätzlich zu denen des Ausgabesignals des ersten Ausgabemittels aufweist; einer zweiten Verstärkerschaltung, welche durch gemeinsames Kombinieren von Schaltkreisen, welche zueinander entgegengesetzt arbeiten, erhalten wird, und das Ausgabesignal des zweiten Ausgabemittels verstärkt; eines Abnormitätsdetektionsmittels zum Detektieren einer Abnormität eines ersten Signals oder eines zweiten Signals, basierend auf der ersten Signalausgabe der ersten Verstärkerschaltung und der zweiten Signalausgabe der zweiten Verstärkerschaltung; eines ersten Widerstands, welcher zwischen der ersten Verstärkerschaltung und einem Stromversorgungsanschluss, welcher eine Stromversorgungsspannung erhält, oder zwischen der ersten Verstärkerschaltung und einem Referenzanschluss, welcher eine Referenzspannung erhält, bereitgestellt ist; und eines zweiten Widerstands, welcher zwischen der zweiten Verstärkerschaltung und dem Stromversorgungsanschluss, welcher eine Stromversorgungsspannung erhält, oder zwischen der zweiten Verstärkerschaltung und dem Referenzanschluss und an einer Position, welche der Position entspricht, in welcher der erste Widerstand bereitgestellt ist, bereitgestellt ist.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kurzschlussfehler zu detektieren, welcher entlang Signalleitungen zum Übertragen der Werte der Signale auftritt, welche von einer Mehrzahl der Ausgabemittel ausgegeben werden, welche auf dem relativen Drehwinkel von zwei Rotationsschäften, welche koaxial zueinander angeordnet sind, basieren.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
- 1 ist eine Ansicht, welche eine äußere Erscheinung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine schematische Konfigurationsansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
- 3 ist eine Querschnittansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils IV aus 3.
- 5 ist eine schematische Konfigurationsansicht von Hauptkomponenten einer Drehmomentdetektionseinrichtung gemäß der Ausführungsform.
- 6 ist eine Ansicht eines später beschriebenen Magnets und eines Jochs der Drehmomentdetektionseinrichtung, betrachtet aus der Richtung VI aus 3.
- 7 ist ein Schaltplan einer Sensoreinheit.
- 8 ist ein Graph, welcher Ausgabespannungen eines ersten Spannungsverstärkers und eines zweiten Spannungsverstärkers zeigt.
- 9 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer ersten Spannungssignalausgabe einer ersten Verstärkerschaltung und einer zweiten Spannungssignalausgabe einer zweiten Verstärkerschaltung in der Sensoreinheit, und einem Lenkdrehmoment T zeigt.
- 10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer ECU der Lenkvorrichtung.
- 11 ist ein Graph, welcher einen Fehlerdetektionsbereich der Drehmomentdetektionseinrichtung zeigt.
- 12 zeigt einen Schaltplan, welcher Stromflüsse zeigt, wenn Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen werden, und Teil (a), welcher ein Schaltplan ist, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn ein Lenkdrehmoment positiv ist, und Teil (b), welcher ein Schaltplan ist, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn ein Lenkdrehmoment negativ ist, umfasst.
- 13 umfasst Teil (a), welcher ein Graph ist, welcher eine erste Spannung einer ersten Spannungssignalausgabe von der ersten Verstärkerschaltung, und eine zweite Spannung von einer zweiten Spannungssignalausgabe von der zweiten Verstärkerschaltung zeigt, wenn die Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen sind und Teil (b), welcher ein Graph ist, welcher eine Spannungssumme zeigt, welche die Summe der ersten Spannung und der zweiten Spannung ist, wenn die Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen sind.
- 14 ist ein Schaltplan der Sensoreinheit gemäß einer anderen Ausführungsform.
- 15 zeigt Schaltpläne, welche Stromflüsse zeigen, wenn Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen sind, und umfasst Teil (a), welcher ein Schaltplan ist, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn ein Lenkdrehmoment positiv ist, und Teil (b), welcher ein Schaltplan ist, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn ein Lenkdrehmoment negativ ist.
- 16 umfasst Teil (a), welcher ein Graph ist, welcher eine erste Spannung einer ersten Spannungssignalausgabe von einer ersten Verstärkerschaltung, und eine zweite Spannung von einer zweiten Spannungssignalausgabe von einer zweiten Verstärkerschaltung zeigt, wenn die Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen sind und Teil (b), welcher ein Graph ist, welcher eine Spannungssumme zeigt, welche die Summe der ersten Spannung und der zweiten Spannung ist, wenn die Signalleitungen miteinander kurzgeschlossen sind.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Hiernach werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
-
1 ist eine Ansicht, welche eine äußere Erscheinung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform zeigt. 2 ist eine schematische Konfigurationsansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100. 3 ist eine Querschnittansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100. In 2 ist eine Abdeckung 15 einer ECU 10, welche später beschrieben wird, nicht gezeigt.
-
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung (hiernach bezeichnet als eine „Lenkvorrichtung“) 100 gemäß der Ausführungsform ist eine Säulenhilfsvorrichtung. Die Lenkvorrichtung 100 umfasst einen Lenkschaft 101 und eine Lenksäule 105. Der Lenkschaft 101 ist mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden, und die Lenksäule 105 umhüllt den Umfang des Lenkschafts 101 in einer radialen Drehrichtung des Lenkschafts 101.
-
Die Lenkvorrichtung 100 umfasst ein Getriebe 110 und einen Halter 106. Das Getriebe 110 beherbergt ein Schneckenrad 150 und eine Schnecke 161, welche später beschrieben werden. Der Halter 106 fixiert die Lenksäule 105 und das Getriebe 110 direkt oder indirekt an den Hauptkörpertransportrahmen.
-
Die Lenkvorrichtung 100 umfasst einen Elektromotor 160; eine elektronische Steuerung/Regelung (welche nachstehend aus „ECU“ bezeichnet werden kann) 10; und eine Drehmomentdetektionseinrichtung 20. Der Elektromotor 160 stellt eine Hilfskraft bereit, um die Lenkkraft, welche ein Fahrer auf das Lenkrad aufbringt, zu ergänzen. Die elektronische Steuerung/Regelung 10 steuert/regelt einen Betrieb des Elektromotors 160. Die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 detektiert ein Lenkdrehmoment T, welches durch den Fahrer aufgebracht wird.
-
Der Lenkschaft 110 weist einen ersten Rotationsschaft 120 und eine zweiten Rotationsschaft 130 auf. Das Lenkrad (nicht gezeigt) ist mit einem oberen Ende des ersten Rotationsschafts 120 verbunden. Der zweite Rotationsschaft 130 ist koaxial mit dem ersten Rotationsschaft 120 über einen Torsionsstab 140 verbunden. Das Schneckenrad 150 ist zum Beispiel unter Verwendung einer Presspassung an dem zweiten Rotationsschaft 130 fixiert. Das Schneckenrad 150 steht mit der Schnecke 161 im Eingriff, welche mit einem Ausgangsschaft des Elektromotors 160, welcher an dem Getriebe 110 fixiert ist, verbunden ist.
-
Das Getriebe 110 weist ein erstes Element 111 und ein zweites Element 112 auf. Das erste Element 111 stützt den ersten Rotationsschaft 120 rotierend. Das zweite Element 112 stützt den zweiten Rotationsschaft 130 rotierend und ist mit dem ersten Element 111 unter Verwendung, zum Beispiel eines Bolzens verbunden. Das erste Element 111 weist einen Motorbefestigungsabschnitt 111a, an welchem der Elektromotor 160 befestigt ist, und einen ECU-Befestigungsabschnitt 111b, an welchem die ECU 10 befestigt ist, auf.
-
In der Lenkvorrichtung 100 mit der zuvor erwähnten Konfiguration detektiert die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 das Lenkdrehmoment T, welches auf einem relativen Drehwinkel zwischen dem ersten Rotationsschaft 120 und dem zweiten Rotationsschaft 130 basiert. Die ECU 10 steuert/regelt den Antrieb des Elektromotors 160, basierend auf dem detektierten Lenkdrehmoment T. Eine Rotationsantriebskraft des Elektromotors 160 wird auf den zweiten Rotationsschaft 130 über die Schnecke 161 und das Schneckenrad 150 übertragen. Entsprechend generiert der Elektromotor 160 ein Drehmoment, um eine Lenkkraft, welche der Fahrer auf das Lenkrad aufbringt, zu ergänzen.
-
Nachfolgend wird die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 im Detail beschrieben.
-
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils IV aus 3. 5 ist eine schematische Konfigurationsansicht von Hauptkomponenten der Drehmomentdetektionseinrichtung 20 gemäß der Ausführungsform. 6 ist eine Ansicht eines Magneten 21 und eines Jochs 30 der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, betrachtet aus Richtung VI aus 3, welche später beschrieben werden. In 6 ist ein Jochretentionselement 33, welches später beschrieben wird, nicht gezeigt.
-
Die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 weist den Magneten 21 und das Joch 30 auf. Der Magnet 21 ist ein Beispiel eines harten magnetischen Körpers und ist an dem ersten Rotationsschaft 120 befestigt. Das Joch 30 als Beispiel eines weichen magnetischen Körpers ist in einem Magnetfeld angeordnet, welches durch den Magneten 21 gebildet wird, und bildet einen Magnetkreis zusammen mit dem Magnet 21. Die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 weist ein Magnetretentionselement 22, welches den Magnet 21 hält, und das Jochretentionselement 33, welches das Joch 30 hält, auf.
-
Die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 weist einen Magnetometersensor 40 und eine Sensoreinheit 50 auf. Der Magnetometersensor 40 detektiert magnetische Flussdichte in dem Magnetkreis, welcher durch den Magnet 21 und das Joch 30 gebildet wird. Die Sensoreinheit 50 gibt ein Ausgabesignal entsprechend einem Ausgabewert des Magnetometersensors 40 aus, welches einem relativen Drehwinkel zwischen dem ersten Rotationsschaft 120 und dem zweiten Rotationsschaft 130 entspricht.
-
Der Magnet 21 weist eine zylindrische Form auf und wie in 5 gezeigt, sind N-Pole und S-Pole abwechselnd in einer Umfangsrichtung des ersten Rotationsschafts 120 angeordnet, und in der Umfangsrichtung magnetisiert. Der Magnet 21 ist an dem ersten Rotationsschaft 120 über das zylindrische Magnetretentionselement 22 befestigt. Das heißt, der Magnet 21 ist an dem Magnetretentionselement 22 fixiert und das Magnetretentionselement 22 ist an dem ersten Rotationsschaft 120 fixiert. Der Magnet 21 rotiert zusammen mit dem ersten Rotationsschaft 120.
-
Das Joch 30 weist ein erstes Joch 31 und ein zweites Joch 32 auf.
-
Das erste Joch 31 weist einen scheibenförmigen ersten ringförmigen Abschnitt 31a und eine Mehrzahl an ersten vorstehenden Abschnitten 31 b auf. Ein Loch ist auf einer Innenseite des ersten ringförmigen Abschnitts 31 a gebildet und weist einen Durchmesser auf, welcher größer ist als der Außendurchmesser des Magneten 21. Die ersten vorstehenden Abschnitte 31 b erstrecken sich von dem ersten ringförmigen Abschnitt 31a in eine axiale Richtung (welche nachstehend einfach als „Axialrichtung“ bezeichnet werden kann) des ersten Rotationsschafts 120.
-
Das zweite Joch 32 weist einen scheibenförmigen zweiten ringförmigen Abschnitt 32a und eine Mehrzahl an zweiten vorstehenden Abschnitten 32b auf. Ein Loch ist auf einer Innenseite des zweiten ringförmigen Abschnitts 32a gebildet und weist einen Durchmesser auf, welcher größer ist als der Außendurchmesser des Magneten 21. Die zweiten vorstehenden Abschnitte 32b erstrecken sich von dem zweiten ringförmigen Abschnitt 32a in der Axialrichtung.
-
Die Anzahl an ersten vorstehenden Abschnitten 31 b des ersten Jochs 31 ist festgelegt, um die gleiche zu sein, wie die von sowohl den N-Polen und den S-Polen des Magneten 21. Die Anzahl der zweiten vorstehenden Abschnitte 32b des zweiten Jochs 32 ist festgelegt, um die gleiche zu sein, als die von sowohl den N-Polen und den S-Polen des Magneten 21. Das heißt, wenn zum Beispiel der Magnet 21 12 N-Pole und 12 S-Pole aufweist, das erste Joch 31 und das zweite Joch 32 dazu festgelegt sind, 12 erste vorstehende Abschnitte 31b und 12 zweite vorstehende Abschnitte 32b aufzuweisen. Wie in 4 und 6 gezeigt, sind die ersten vorstehenden Abschnitte 31b und die zweiten vorstehenden Abschnitte 32b etwas außerhalb einer äußeren Umfangsoberfläche des Magneten 21 in einer Rotationsradialrichtung des ersten Rotationsschafts 120 angeordnet, so dass sie der äußeren Umfangsoberfläche des Magneten 21 gegenüberliegen. Sowohl der erste vorstehende Abschnitt 31b als auch der zweite vorstehende Abschnitt 32b weist eine Oberfläche auf, welche dem Magneten 21 gegenüberliegt, und betrachtet aus einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse des ersten Rotationsschafts 120 ist deren Form ein Rechteck. Die ersten vorstehenden Abschnitte 31b und die zweiten vorstehenden Abschnitte 32b sind in der Umfangsrichtung des ersten Rotationsschafts 120 abwechselnd angeordnet.
-
Wie in 6 gezeigt, sind in der Drehmomentdetektionseinrichtung 20 gemäß der Ausführungsform in einem Zustand, in welchem das Lenkdrehmoment T nicht auf den Torsionsstab 140 aufgebracht wird, das heißt in einem Zustand, in welchem der Torsionsstab 140 in einem neutralen Zustand liegt, in welchem keine Torsion auftritt, der Magnet 21 und das erste Joch 31 derart angeordnet, dass eine Grenzlinie zwischen dem N-Pol und dem S-Pol des Magneten 21 mit der Umfangsmitte des ersten vorstehenden Abschnitts 31b des ersten Jochs 31 fluchtet, betrachtet aus einer Richtung einer Rotation im Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung des ersten Rotationsschafts 120.
-
Wie in 6 gezeigt, sind, wenn der Torsionsstab 140 in einem neutralen Zustand liegt, der Magnet 21 und das zweite Joch 32 derart angeordnet, dass eine Grenzlinie zwischen dem N-Pol und dem S-Pol des Magneten 21 mit der Umfangsmitte des zweiten vorstehenden Abschnitts 32b des zweiten Jochs 32 fluchtet, betrachtet aus der Richtung einer Rotation im Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung des ersten Rotationsschafts 120. Wenn ein Auftreten von Torsion in dem Torsionsstab 140 durch das Aufbringen des Lenkdrehmoments T auf den Torsionsstab 140 verursacht wird, und der erste vorstehende Abschnitt 31b entweder dem N-Pol oder dem S-Pol des Magneten 21 gegenüberliegt, liegt der zweite vorstehende Abschnitt 32b dem anderen Magnetpol mit einer Polarität unterschiedlich von der des Magnetpols, welcher dem ersten vorstehenden Abschnitt 31b gegenüberliegt, gegenüber.
-
Das Jochretentionselement 33 weist einen dünnwandigen zylindrischen Axialabschnitt 34 und einen scheibenförmigen Radialabschnitt 35 auf. Der Axialabschnitt 34 erstreckt sich in einer Axialrichtung des zweiten Rotationsschafts 130. Der Radialabschnitt 35 erstreckt sich von dem Axialabschnitt 34 in der Rotationsradialrichtung des zweiten Rotationsschafts 130. Der Axialabschnitt 34 des Jochretentionselements 33 ist an dem zweiten Rotationsschaft 130 unter Verwendung einer Presspassung, Schweißen, Verstemmen, oder einer Schraube fixiert. Entsprechend ist das Joch 30 an dem zweiten Rotationsschaft 130 fixiert.
-
7 ist ein Schaltplan der Sensoreinheit 50.
-
Der Magnetometersensor 40 der Sensoreinheit 50 weist zwei Sensoren auf, nämlich einen ersten Magnetometersensor 41 und einen zweiten Magnetometersensor 42. Der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 sind zwischen dem ersten ringförmigen Abschnitt 31a des ersten Jochs 31 und dem zweiten ringförmigen Abschnitt 32a des zweiten Jochs 32 angeordnet. Der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 detektieren magnetische Flussdichte entlang des ersten Jochs 31 und des zweiten Jochs 32 und konvertieren die detektierte magnetische Flussdichte in ein Spannungssignal, um das konvertierte Spannungssignal auszugeben. Der Magnetometersensor 40 kann ein Hall-Element oder ein magnetoresistives Element annehmen. Der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 geben Spannungssignale aus, welche den gleichen Wert aufweisen.
-
Die Sensoreinheit 50 weist einen ersten Spannungsverstärker 43; einen zweiten Spannungsverstärker 44; eine erste Verstärkerschaltung 45; und eine zweite Verstärkerschaltung 46 auf. Der erste Spannungsverstärker 43 verstärkt eine Ausgabespannung des ersten Magnetometersensors 41, der zweite Spannungsverstärker 44 verstärkt eine Ausgabespannung des zweiten Magnetometersensors 42, die erste Verstärkerschaltung 45 verstärkt eine Ausgabespannung des ersten Spannungsverstärkers 43, und die zweite Verstärkerschaltung 46 verstärkt eine Ausgabespannung des zweiten Spannungsverstärkers 44. Die Sensoreinheit 50 weist einen ersten Widerstand 47 und einen zweiten Widerstand 48 auf. Der erste Widerstand 47 ist zwischen der ersten Verstärkerschaltung 45 und einem Stromversorgungsanschluss 50c, welcher eine Stromversorgungsspannung erhält, bereitgestellt. Der zweite Widerstand 48 ist zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und einem Stromversorgungsanschluss 50c, welcher eine Stromversorgungsspannung erhält, bereitgestellt.
-
Die Sensoreinheit 50 weist ein Substrat 51 (siehe 3) auf, auf welchem der Magnetometersensor 40, der erste Spannungsverstärker 43, der zweite Spannungsverstärker 44, die erste Verstärkerschaltung 45, die zweite Verstärkerschaltung 46, der erste Widerstand 47, und der zweite Widerstand 48 montiert sind. Ein Ende einer jeden von vier Signalleitungen 52 ist mit dem Substrat 51 verbunden, um die Sensoreinheit 50 und die ECU 10 zu verbinden. Die anderen Enden der vier Signalleitungen 52 sind mit einem Steuer-/Regelsubstrat 12 der ECU 10 verbunden, welche später beschrieben wird. Ein Ausgabesignal der ersten Verstärkerschaltung 45 wird an die ECU 10 über eine Signalleitung 52a von den vier Signalleitungen 52 übertragen, welche mit einem Verbindungsanschluss 50a, welcher auf dem Substrat 51 bereitgestellt ist, verbunden ist. Ein Ausgabesignal der zweiten Verstärkerschaltung 46 wird an die ECU 10 über eine Signalleitung 52b von den vier Signalleitungen 52 übertragen, welche mit einem Verbindungsanschluss 50b, welcher auf dem Substrat 51 bereitgestellt ist, verbunden ist. Eine Stromversorgungsspannung wird einem Stromversorgungsanschluss 50c der Sensoreinheit 50 über eine Signalleitung 52c von den vier Signalleitungen 52 zugeführt. Eine GND-Spannung wird einem GND-Anschluss 50d der Sensoreinheit 50 über eine andere Signalleitung 52d von den vier Signalleitungen 52 zugeführt.
-
8 ist ein Graph, welcher Ausgabespannungen des ersten Spannungsverstärkers 43 und des zweiten Spannungsverstärkers 44 zeigt.
-
Der erste Spannungsverstärker 43 und der zweite Spannungsverstärker 44 sind bekannte Spannungsverstärkerschaltungen, und Ausgabespannungssignale, welche gegensätzlich zueinander sind. Das heißt, wenn sich eine Ausgabespannung des ersten Magnetometersensors 41 erhöht, gibt der erste Spannungsverstärker 43 eine ansteigende Spannung aus, wohingegen, wenn sich eine Ausgabespannung des zweiten Magnetometersensors 42 erhöht, der zweite Spannungsverstärker 44 eine sinkende Spannung ausgibt.
-
Ein Gegentaktschaltkreis kann sowohl für die erste Verstärkerschaltung 45 als auch die zweite Verstärkerschaltung 46 angenommen werden. Der Gegentaktschaltkreis ist ein Schaltkreis, welcher durch gemeinsames integrales Kombinieren von Schaltkreisen, welche zur Ausgabe eines Signals einander entgegengesetzt arbeiten, erhalten wird.
-
9 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen einem ersten Spannungssignal T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 der Sensoreinheit 50 ausgegeben wird, einem zweiten Spannungssignal T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 der Sensoreinheit 50 ausgegeben wird, und dem Lenkdrehmoment T zeigt.
-
In 9 zeigt die horizontale Achse das Lenkdrehmoment T an und die vertikale Achse zeigt eine erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 und eine zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 an. In der horizontalen Achse ist ein Punkt, bei welchem das Lenkdrehmoment T gleich Null ist, als der Mittelpunkt definiert, oder mit anderen Worten, ein Punkt, bei welchem der Torsionsbetrag des Torsionsstabs 140 gleich Null ist, ist als der Mittelpunkt definiert. Das Lenkdrehmoment T auf einer rechten Seite des Mittelpunkts zeigt positive Drehmomentwerte an und das Lenkdrehmoment T auf einer linken Seite des Mittelpunkts zeigt negative Drehmomentwerte an.
-
Wie in 9 gezeigt, gibt die Sensoreinheit 50 mit der zuvor genannten Konfiguration das erste Spannungssignal T1 und das zweite Spannungssignal T2 derart aus, dass die erste Spannung V1, welche durch das erste Spannungssignal T1 angezeigt wird, und die zweite Spannung V2, welche durch das zweite Spannungssignal T2 angezeigt wird, sich zwischen einer Maximalspannung VHi und einer Minimalspannung VLo verändern.
-
Wie durch die durchgehende Linie in 9 gezeigt, weist das erste Spannungssignal T1 Eigenschaften auf, wonach sich die Spannung des ersten Spannungssignals T1 erhöht, wenn sich die Größe des Lenkdrehmoments T entlang einer Rechtsrichtung erhöht (wenn der Torsionsstab 140 zunehmend in einer Richtung im Uhrzeigersinn rotiert). Das heißt, wenn das Lenkrad in die Rechtsrichtung rotiert, sich die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 erhöht. Im Gegensatz weist, wie durch die gestrichelte Linie in 9 gezeigt, die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 Ausgabeeigenschaften auf (entgegengesetzt zu den Ausgabeeigenschaften, in welchen die zweite Spannung V2 sich absenkt, wenn die erste Spannung V1 sich erhöht), welche gegensätzlich zu denen des ersten Spannungssignals T1 sind, und wenn sich die Größe des Lenkdrehmoments T entlang der Rechtsrichtung erhöht, nimmt die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 ab. Das heißt, wenn das Lenkrad in Richtung des Uhrzeigersinns rotiert, nimmt die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 ab.
-
Im Mittelpunkt ist die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 die gleiche Spannung (nachstehend als eine „Mittelpunktspannung Vc“ bezeichnet), wie die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2. Zum Beispiel ist die Mittelpunktspannung Vc eine Mittenspannung (Vc=(VHi+VLo)/2) zwischen der Maximalspannung VHi und der Minimalspannung VLo.
-
Darüber hinaus ist das Verhältnis einer Änderung des ersten Spannungssignals T1 zu einer Änderung des Lenkdrehmoments T das Gleiche wie das Verhältnis (ein Absolutwert) der Änderung des zweiten Spannungssignals T2 zu einer Änderung des Lenkdrehmoments T. Die Sensoreinheit 50 weist die Ausgabeeigenschaften auf, in welchen die Summe der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welche das gleiche Lenkdrehmoment T zeigen, konstant gleich einer vorbestimmten Spannung (2Vc) ist.
-
Nachfolgend wird die ECU 10 im Detail beschrieben.
-
10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der ECU 10 der Lenkvorrichtung 100.
-
Die ECU 10 erhält ein Ausgabesignal der Drehmomentdetektionseinrichtung 20; ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, in welches eine Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) detektiert wird, konvertiert ist; ein Drehzahlsignal Nms, in welches die Drehzahl des Elektromotors 160 konvertiert ist; und dergleichen.
-
Die ECU 10 weist eine Umwandlungseinheit 210, einen Sollstromrechner 220, und eine Steuerung/Regelung 230 auf. Die Umwandlungseinheit 210 wandelt ein Ausgabesignal der Drehmomentdetektionseinrichtung 20 in ein Drehmomentsignal Td um. Der Sollstromrechner 220 berechnet ein Sollhilfsdrehmoment, basierend auf dem Drehmomentsignal Td, welches von der Umwandlungseinheit 210 ausgegeben wird, und berechnet einen Sollstrom, welcher dem Elektromotor 160 zugeführt werden soll, basierend auf dem Sollhilfsdrehmoment. Die Steuerung/Regelung 230 führt eine Rückkopplungssteuerung/Regelung, basierend auf dem Sollstrom aus, welcher durch den Sollstromrechner 220 berechnet wird.
-
Zusätzlich umfasst die ECU 10 eine Fehlerdiagnoseeinheit 240, welche einen Fehler der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf einem Ausgabesignal der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, diagnostiziert. Die Fehlerdiagnoseeinheit 240 wird später im Detail beschrieben.
-
Wenn es, basierend auf dem ersten Spannungssignal T1 und dem zweiten Spannungssignal T2, welche von der Drehmomentdetektionseinrichtung 230 ausgegeben werden, festgestellt wird, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 keine Abnormität aufweist, wandelt die Umwandlungseinheit 210 das erste Spannungssignal T1 in das Drehmomentsignal Td um, welches ein digitales Signal ist, welches dem Lenkdrehmoment T entspricht, und gibt das umgewandelte Drehmomentsignal Td an den Sollstromrechner 220 aus.
-
Der Sollstromrechner 220 umfasst einen Basisstromrechner (nicht gezeigt), einen Trägheitsausgleichsstromrechner (nicht gezeigt), und einen Dämpferausgleichsstromrechner (nicht gezeigt). Der Basisstromrechner berechnet einen Basisstrom, auf welchen zum Einstellen eines Sollstroms verwiesen wird. Der Trägheitsausgleichsstromrechner berechnet einen Strom, welcher dazu verwendet wird, das Trägheitsmoment des Elektromotors 160 zu überwinden. Der Dämpfungsausgleichsrechner berechnet einen Strom, welcher dazu verwendet wird, die Rotation des Motors zu begrenzen. Der Sollstromrechner 220 umfasst eine Sollstrombestimmungseinheit (nicht gezeigt) und einen Phasenkompensator (nicht gezeigt). Die Sollstrombestimmungseinheit bestimmt einen Sollstrom, basierend auf Ausgaben des Basisstromrechners, des Trägheitsausgleichsstromrechners, des Dämpfungsausgleichsstromrechners, und dergleichen. Der Phasenkompensatorgleicht die Phase des Drehmomentsignals Td aus. Der Sollstromrechner220 berechnet ein Sollunterstützungsdrehmoment, basierend auf dem Drehmomentsignal Td, welches von der Umwandlungseinheit 210 ausgegeben wird, und berechnet einen Sollstrom, welcher dem Elektromotor 160, basierend auf dem Sollunterstützungsdrehmoment zugeführt wird.
-
Die Steuerung/Regelung 230 weist eine Motorantriebssteuerung/Regelung (nicht gezeigt), eine Motorantriebseinheit (nicht gezeigt), und einen Motorstromdetektor (nicht gezeigt) auf. Die Motorantriebssteuerung/Regelung steuert/regelt den Betrieb des Elektromotors 160. Die Motorantriebseinheit treibt den Elektromotor 160 an. Der Motorstromdetektor detektiert einen tatsächlichen Strom Im (nicht gezeigt), welcher tatsächlich durch den Elektromotor 160 fließt.
-
Die Motorantriebssteuerung/Regelung weist eine Rückkopplungs(F/B)-Steuerung/Regelung (nicht gezeigt) und einen PWM-Signalerzeuger (nicht gezeigt) auf. Die Rückkopplungssteuerung/Regelung führt eine Rückkopplungssteuerung/Regelung, basierend auf einer Abweichung zwischen dem Sollstrom, welcher schließlich durch den Sollstromrechner 220 ermittelt wird, und dem tatsächlichen Strom Im, welcher dem Elektromotor 160 zugeführt wird und durch den Motorstromdetektor detektiert wird. Der PWM-Signalerzeuger erzeugt ein PWM(Pulsweitenmodulation)-Signal für den PWM-Antrieb des Elektromotors 160.
-
Die Motorantriebseinheit ist ein so genannter Inverter, und umfasst sechs unabhängige Transistoren (FETs, und nicht gezeigt) als Schaltelemente. Die Motorantriebseinheit steuert/regelt den Antrieb des Elektromotors 160 durch Antreiben der Gates zweier Transistoren, welche von den sechs Transistoren ausgewählt sind, und indem den Transistoren ermöglicht wird, einen Schaltvorgang zu erfahren.
-
Der Motorstromdetektor detektiert einen Wert eines tatsächlichen Stroms Im, welcher durch den Elektromotor 160 fließt, basierend auf einer Spannung, welche durch gegenüberliegende Enden eines Nebenschlusswiderstands (nicht gezeigt), welcher an die Motorantriebseinheit angeschlossen ist, auftritt. Der Motorstromdetektor konvertiert den detektierten tatsächlichen Strom Im in ein Motorstromsignal Ims (nicht gezeigt) und gibt das Motorstromsignal Ims aus.
-
Ein ECU-Substrat 11 (siehe 2 und 3) mit darauf montierten Elektronikkomponenten ist dazu konfiguriert, die Umwandlungseinheit 210, den Sollstromrechner 220, die Steuerung/Regelung 230, und die Fehlerdiagnoseeinheit 240 der ECU 10 zu umfassen. Das ECU-Substrat 11 umfasst das Steuerungs-/Regelungssubstrat 12 und ein Energiesubstrat 13 (siehe 2). Ein Mikrocomputer oder Peripheriegeräte eines Mikrocomputers, welche dazu konfiguriert sind, die Umwandlungseinheit 210, die Fehlerdiagnoseeinheit 240, den Sollstromrechner 220, die Motorantriebssteuerung/Regelung, den Motorstromdetektor, und dergleichen zu umfassen, sind auf dem Steuerungs-/Regelungssubstrat 12 (siehe 2) montiert. Der Transistor der Motorantriebseinheit zum Steuern/Regeln des Antriebs des Elektromotors 160 und dergleichen sind auf dem Energiesubstrat 13 (siehe 2) montiert. Ein Einsatzloch 12a (siehe 2) ist auf dem Steuerungs-/Regelungssubstrat 12 gebildet, und die Signalleitung 52, welche eine Leitung für die Verbindung der Sensoreinheit 50 der Drehmomentdetektionseinrichtung 20 ist, ist in das Einsatzloch 12a eingesetzt. Ein Motoranschluss 18 ist an dem Energiesubstrat 13 befestigt. Der Motoranschluss 18 ist in den elektrischen Motor 160 eingesetzt, und ist elektrisch an einen Spulenanschluss (nicht gezeigt) des Elektromotors 160 angeschlossen.
-
Die ECU 10 umfasst einen Rahmen 14 (siehe 2) und eine Abdeckung 15 (siehe 1). Das Steuerungs-/Regelungssubstrat 12 ist an dem ersten Element 111 des Getriebes 110 über den Rahmen 14 befestigt. Das Steuerungs-/Regelungssubstrat 12, das Energiesubstrat 13, der Rahmen 14, und dergleichen sind mit der Abdeckung 15 abgedeckt.
-
Der Rahmen 14 weist ein Leiterbild auf, welches aus einer Mehrzahl an leitfähigen Leitungen in isolierendem Harz durch Umspritzen gebildet ist, und elektrisch mit dem Steuerungs-/Regelungssubstrat 12 und dem Energiesubstrat 13 verbunden ist. Ein Stecker 16 ist an dem Rahmen 14 befestigt (siehe 1 und 2), und der Rahmen 14 ist mit einer Batterie, welche auf Verkehrsmittel, wie zum Beispiel einem Fahrzeug montiert ist, Netzwerken (CAMs) von verschiedenen, auf das Verkehrsmittel montierten Geräten, und dergleichen über den Stecker 16 verbunden.
-
Nachfolgend wird die Fehlerdiagnoseeinheit 240 beschrieben.
-
11 ist ein Graph, welcher einen Fehlerdetektionsbereich der Drehmomentdetektionseinrichtung 20 zeigt.
-
Wenn in dem Schaltkreis der Sensoreinheit 50 oder dergleichen ein Haftfehler auftritt, haftet die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 oder die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 an einem oberen Ausgabewert oder einem unteren Ausgabewert. Die folgende Signalfehlerabnormität kann in der Sensoreinheit 50 auftreten: Ein Fehler, welcher bewirkt, dass sich die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 zu einer Spannung verändert, welche größer ist als ein Normalwert; ein Fehler, welcher bewirkt, dass die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 sich zu einer Spannung verändert, welche kleiner als ein Normalwert ist; ein Fehler, welcher bewirkt, dass die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 zu einer Spannung verändert, welche größer als ein Normalwert ist; und ein Fehler, welcher bewirkt, dass sich die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 zu einer Spannung verändert, welche kleiner als ein Normalwert ist.
-
Wenn die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 in einem Normalzustand betrieben wird, wird eine Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, gleich einer vorbestimmten Spannung (VHi+VLo) in konstanter Weise (siehe die durchgezogene Linie in 11).
-
Wenn eine Signalfehlerabnormität auftritt, oder insbesondere wenn ein Haftfehler in dem Schaltkreis der Sensoreinheit 50 oder dergleichen auftritt, zum Beispiel, wenn die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 oder die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 an dem oberen Ausgabewert haftet, und dann die erste Spannung V1 oder die zweite Spannung V2 sich zu einer Spannung ändert, welche größer als der Normalwert ist, wird die Summenspannung Vt größer als die vorbestimmte Spannung. Wenn dagegen eine Signalfehlerabnormität auftritt oder insbesondere, wenn ein Haftfehler in dem Schaltkreis der Sensoreinheit 50 oder dergleichen auftritt, zum Beispiel, wenn die erste Spannung V1 oder die zweite Spannung V2 an dem unteren Ausgabewert haftet und dann die erste Spannung V1 oder die zweite Spannung V2 sich auf eine Spannung ändert, welche kleiner ist als der Normalwert, wird die Summenspannung Vt kleiner als die vorbestimmte Spannung.
-
Wenn die Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, sich von der vorbestimmten Spannung unterscheidet (VHi+VLo), ist es möglich festzustellen, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist. Wie in 11 gezeigt, wird die Fluktuation der Summenspannung Vt, welche durch einen Fehler oder ein Pulsieren, welche in der Sensoreinheit 50 auftreten, verursacht wird, berücksichtigt, wodurch ein Fehlerdetektionsbereich eingestellt wird, um einen Bereich zu umfassen, in welchem eine Spannung größer als oder gleich einem oberen Referenzwert VH ist, welcher größer ist als die vorbestimmte Spannung (VHi+VLo), und ein Bereich, in welchem eine Spannung kleiner oder gleich einem unteren Referenzwert VL ist, welcher kleiner als die vorbestimmte Spannung ist (VHi+VLo). Wenn die Summenspannung Vt in dem Fehlerdetektionsbereich ist, stellt die Fehlerdiagnoseeinheit 240 fest, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist.
-
Die Fehlerdiagnoseeinheit 240 stellt ein Auftreten eines Fehlers der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1 und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2 fest. Wenn die Fehlerdiagnoseeinheit 240 feststellt, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist, gibt die Fehlerdiagnoseeinheit 240 ein Signal, welches anzeigt, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist, an den Sollstromrechner 220 aus. Wenn der Sollstromrechner 220 das Signal erfasst, welches anzeigt, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist, wird ein Sollstrom, welcher dem Elektromotor 160 zugeführt wird, durch den Sollstromrechner 220 auf Null gesetzt. Wenn die Fehlerdiagnoseeinheit 240 feststellt, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 220 einen Fehler aufweist, schaltet die Fehlerdiagnoseeinheit 240 eine Warnlampe (WLP) ein, welche auf einem Fahrzeug montiert ist, um einem Anwender die Tatsache anzuzeigen, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist.
-
In der Lenkvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform weist die Sensoreinheit 50 die Konfiguration wie in 7 gezeigt auf. Entsprechend kann, auch wenn ein Abschnitt oberhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt unterhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen wird, oder ein Abschnitt unterhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt oberhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen wird, die Fehlerdiagnoseeinheit 240 das Auftreten eines Fehlers der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf dem ersten Spannungssignal T1 und dem zweiten Spannungssignal T2 feststellen.
-
Ein Fall, in welchem die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist, ist als ein Beispiel für einen Fall angegeben, in welchem ein Abschnitt unterhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt unterhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen ist.
-
12 zeigt Schaltpläne, welche Stromflüsse zeigen, wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist. Teil (a) ist ein Schaltplan, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn das Lenkdrehmoment T positiv ist, und Teil (b) ist ein Schaltplan, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn das Lenkdrehmoment T negativ ist. Teil (a) aus 13 ist ein Graph, welcher die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welche von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, und die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welche von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird, zeigt, wenn die Signalleitungen 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist. Teil (b) von 13 ist ein Graph, welcher die Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 zeigt, wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist.
-
Wenn das Lenkdrehmoment T positiv ist, wird ein High-Side-Transistor (ein stromversorgungsanschlussseitiger Schaltkreis) der ersten Verstärkerschaltung 45 betrieben, und ein Low-Side-Transistor (ein GND-anschlussseitiger Schaltkreis) der zweiten Verstärkerschaltung 46 betrieben. Wie in Teil (a) aus 12 gezeigt, fließt ein Strom durch den ersten Widerstand 47, welcher der Reihe nach zwischen der ersten Verstärkerschaltung 45 und dem Stromversorgungsanschluss 50c; dem High-Side-Transistor der ersten Verstärkerschaltung 45; einem Kurzschlussabschnitt; und dem Low-Side-Transistor der zweiten Verstärkerschaltung 46 bereitgestellt ist. Die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, wird gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird. Wie in Teil (a) aus 13 gezeigt, wird die Spannung gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 in einem Normalzustand ausgegeben wird.
-
Wenn das Lenkdrehmoment T negativ ist, wird ein High-Side-Transistor (ein stromversorgungsanschlussseitiger Schaltkreis) der zweiten Verstärkerschaltung 46 betrieben und ein Low-Side-Transistor (ein GND-anschlussseitiger Schaltkreis) der ersten Verstärkerschaltung 45 betrieben. Wie in Teil (b) aus 12 gezeigt, fließt ein Strom durch den zweiten Widerstand 48, welcher der Reihe nach zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und dem Stromversorgungsanschluss 50c; dem High-Side-Transistor der zweiten Verstärkerschaltung 46; einem kurzgeschlossenen Abschnitt; und dem Low-Side-Transistor der ersten Verstärkerschaltung 45 bereitgestellt ist. Die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, wird gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird. Wie in Teil (a) aus 13 gezeigt, wird die Spannung gleich der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 in einem Normalzustand ausgegeben wird.
-
Wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist, wird die Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird, gleich zu zwei Mal der ersten Spannung V1 oder zwei Mal der zweiten Spannung V2, wie in Teil (b) aus 13 gezeigt. Da zu diesem Zeitpunkt die Summenspannung Vt in dem Fehlerdetektionsbereich liegt, stellt die Fehlerdiagnoseeinheit 240 fest, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist.
-
In der Lenkvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform kann, wenn ein Kurzschluss in der Sensoreinheit 50 auftritt, und auch wenn ein Kurzschluss über den Signalleitungen 52 auftritt, die Fehlerdiagnoseeinheit 240 ein Auftreten eines Fehlers der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf dem ersten Spannungssignal T1 und dem zweiten Spannungssignal T2 feststellen.
-
Die Sensoreinheit 50 gemäß der Ausführungsform weist die Konfiguration auf, in welcher der erste Widerstand 47 zwischen der Verstärkerschaltung 45 und dem Stromversorgungsanschluss 50c bereitgestellt ist, der zweite Widerstand 48 zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und dem Stromversorgungsanschluss 50c bereitgestellt ist, und ein Widerstand nicht in der Signalleitung zum Übertragen eines Ausgabesignals des Magnetometersensors 40 angeordnet ist. Entsprechend wird eine Impedanz der Signalleitung zum Übertragen eines Ausgabesignals des Magnetometersensors 40 nicht groß, wodurch es unwahrscheinlich ist, dass die Sensoreinheit 50 von Rauschen betroffen ist.
-
14 ist ein Schaltplan der Sensoreinheit 50 gemäß einer anderen Ausführungsform.
-
In dem Schaltkreis der Sensoreinheit 50 gemäß der anderen Ausführungsform sind der erste Widerstand 47 und der zweite Widerstand 48 an Positionen verbunden, welche sich von denen in dem Schaltplan der in 7 gezeigten Sensoreinheit 50 unterscheiden. Da die anderen Konfigurationen die gleichen sind, werden nachfolgend nur Unterschiede beschrieben.
-
In der Sensoreinheit 50 gemäß der anderen Ausführungsform ist der erste Widerstand 47 zwischen der ersten Verstärkerschaltung 45 und dem GND-Anschluss 50d, welcher eine GND-Spannung empfängt, bereitgestellt, und der zweite Widerstand 48 ist zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und dem GND-Anschluss 50d bereitgestellt.
-
Auch in der Lenkvorrichtung 100, welche die Sensoreinheit 50 mit der oben erwähnten Konfiguration gemäß der anderen Ausführungsform aufweist, kann, wenn ein Abschnitt oberhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt oberhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen ist, oder ein Abschnitt unterhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt unterhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen ist, die Fehlerdiagnoseeinheit 240 ein Auftreten eines Fehlers der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf dem ersten Spannungssignal T1 und dem zweiten Spannungssignal T2 feststellen.
-
Ein Fall, in welchem die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist, ist als ein Beispiel für den Fall angegeben, in welchem ein Abschnitt unterhalb der ersten Verstärkerschaltung 45 mit einem Abschnitt unterhalb der zweiten Verstärkerschaltung 46 kurzgeschlossen ist.
-
15 zeigt Schaltpläne, welche Stromflüsse zeigen, wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist. Teil (a) ist ein Schaltplan, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn das Lenkdrehmoment T positiv ist, und Teil (b) ist ein Schaltplan, welcher einen Stromfluss zeigt, wenn das Lenkdrehmoment T negativ ist. Teil (a) aus 16 ist ein Graph, welcher die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, und die zweite Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird, zeigt, wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist. Teil (b) aus 16 ist ein Graph, welcher die Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2, zeigt, wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist.
-
Wenn das Lenkdrehmoment T positiv ist, wird der High-Side-Transistor (der stromversorgungsanschlussseitige Schaltkreis) der ersten Verstärkerschaltung 45, und der Low-Side-Transistor (der GND-anschlussseitige Schaltkreis) der zweiten Verstärkerschaltung 46 betrieben. Wie in Teil (a) aus 15 gezeigt, fließt ein Strom der Reihe nach durch den High-Side-Transistor der ersten Verstärkerschaltung 45; den kurzgeschlossenen Abschnitt; den Low-Side-Transistor der zweiten Verstärkerschaltung 46; und den Widerstand 48, welcher zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und dem GND-Anschluss 50d bereitgestellt ist. Die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, wird gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird. Wie in Teil (a) aus 16 gezeigt, wird die Spannung gleich der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 in einem Normalzustand ausgegeben wird.
-
Wenn das Lenkdrehmoment T negativ ist, wird der High-Side-Transistor (der stromversorgungsanschlussseitige Schaltkreis) der zweiten Verstärkerschaltung 46 betrieben, und der Low-Side-Transistor (der GND-anschlussseitige Schaltkreis) der ersten Verstärkerschaltung 45 betrieben. Wie in Teil (b) aus 15 gezeigt, fließt ein Strom der Reihe nach durch den High-Side-Transistor der zweiten Verstärkerschaltung 46; den kurzgeschlossenen Abschnitt; den Low-Side-Transistor der ersten Verstärkerschaltung 45; und den ersten Widerstand 47, welcher zwischen der ersten Verstärkerschaltung 45 und dem GND-Anschluss 50d bereitgestellt ist. Die erste Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, wird gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird. Wie in Teil (a) aus 16 gezeigt, wird die Spannung gleich der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 in einem Normalzustand ausgegeben wird.
-
Wenn die Signalleitung 52a mit der Signalleitung 52b kurzgeschlossen ist, wird die Summenspannung Vt, die Summe der ersten Spannung V1 des ersten Spannungssignals T1, welches von der ersten Verstärkerschaltung 45 ausgegeben wird, und der zweiten Spannung V2 des zweiten Spannungssignals T2, welches von der zweiten Verstärkerschaltung 46 ausgegeben wird, gleich zu zwei Mal der ersten Spannung V1 oder zwei Mal der zweiten Spannung V2, wie in Teil (b) aus 16 gezeigt. Da zu diesem Zeitpunkt die Summenspannung Vt sich in dem Fehlerdetektionsbereich befindet, stellt die Fehlerdiagnoseeinheit 240 fest, dass die Drehmomentdetektionseinrichtung 20 einen Fehler aufweist.
-
In der Lenkvorrichtung 100, welche die Sensoreinheit 50 gemäß der anderen Ausführungsform aufweist, kann, wenn ein Kurzschluss in der Sensoreinheit 50 auftritt und auch wenn ein Kurzschluss über die Signalleitungen 52 auftritt, die Fehlerdiagnoseeinheit 240 ein Auftreten eines Fehlers der Drehmomentdetektionseinrichtung 20, basierend auf dem ersten Spannungssignal T1 und dem zweiten Spannungssignal T2 feststellen.
-
Die Sensoreinheit 50 weist gemäß der anderen Ausführungsform die Konfiguration auf, in welcher der erste Widerstand 47 zwischen der ersten Verstärkerschaltung 45 und dem GND-Anschluss 50d bereitgestellt ist, der zweite Widerstand 48 zwischen der zweiten Verstärkerschaltung 46 und dem GND-Anschluss 50d bereitgestellt ist, und ein Widerstand nicht in der Signalleitung zum Übertragen eines Ausgabesignals des Magnetometersensors 40 angeordnet ist. Entsprechend wird eine Impedanz der Signalleitung zum Übertragen eines Ausgabesignals des Magnetometersensors 40 nicht groß, wodurch es unwahrscheinlich ist, dass die Sensoreinheit 50 von Rauschen betroffen ist.
-
Die in 7 und 14 gezeigte Sensoreinheit 50 umfasst den ersten Magnetometersensor 41 und den ersten Spannungsverstärker 43 als erstes Ausgabemittel zum Ausgeben eines Signals, welches einem relativen Rotationswinkel zwischen dem ersten Rotationsschaft 120 und dem zweiten Rotationsschaft 130 entspricht. Die Sensoreinheit 50 umfasst den zweiten Magnetometersensor 42 und den zweiten Spannungsverstärker 44 als zweites Ausgabemittel zum Ausgeben eines Signals, welches dem relativen Rotationswinkel entspricht und weist Eigenschaften auf, gegensätzlich zu denen der Signalausgabe der ersten Ausgabemittel. Der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 geben Spannungssignale des gleichen Werts aus. Der erste Spannungsverstärker 43 und der zweite Spannungsverstärker 44 geben Spannungssignale aus, welche gegensätzlich zueinander sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel können, auch wenn der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 die gleiche magnetische Flussdichte zwischen dem ersten Joch 31 und dem zweiten Joch 32 detektieren, der erste Magnetometersensor 41 und der zweite Magnetometersensor 42 Spannungssignale ausgeben, welche gegensätzlich zueinander sind und der erste Spannungsverstärker 43 und der zweite Spannungsverstärker 44 können die gleiche Spannungsverstärkerschaltung aufweisen.
-
Die in 7 und 14 gezeigte Sensoreinheit 50 kann dazu konfiguriert sein, um zumindest ein Hall-Element als den ersten Magnetometersensor 41; ein Hall-IC, umfassend den ersten Spannungsverstärker 43, die erste Verstärkerschaltung 45, und den ersten Widerstand 47; ein Hall-Element als den zweiten Magnetometersensor 42; und ein Hall-IC, umfassend den zweiten Spannungsverstärker 44, die zweite Verstärkerschaltung 46, und den zweiten Widerstand 48, aufzuweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- ECU
- 20
- Drehmomentdetektionseinrichtung
- 21
- Magnet
- 30
- Joch
- 40
- Magnetometersensor
- 41
- erster Magnetometersensor
- 42
- zweiter Magnetometersensor
- 43
- erster Spannungsverstärker
- 44
- zweiter Spannungsverstärker
- 45
- erste Verstärkerschaltung
- 46
- zweite Verstärkerschaltung
- 47
- erster Widerstand
- 48
- zweiter Widerstand
- 50
- Sensoreinheit
- 100
- elektrische Servolenkungsvorrichtung
