DE60113598T2

DE60113598T2 - Vorrichtung zur Erfassung anomaler Zustände eines Drehmomentsensors

Info

Publication number: DE60113598T2
Application number: DE60113598T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Haga-gun Ueno
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: US20020000130A1; JP2002013991A; DE60113598D1; EP1167939A2; US6418798B2; EP1167939B1; EP1167939A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände in einem Drehmomentsensor, der ein Drehmoment anhand einer Induktivitätsänderung von einem Paar Spulen erfasst.
In einem Drehmomentsensor mit einem Paar Spulen deren Induktivität gegenseitig gemäß eines Drehmoments in eine Umkehrrichtung wechselt, und eine Differentialverstärkerschaltung, die differential ein Paar Erfassungsspannungen verstärkt, die dem Paar Spulen induziert werden, wenn die Erfassungsspannungen empfangen werden, und somit ein Drehmoment von einer Ausgabe der Differentialverstärkerschaltung erfasst, um eine Ausgabe der Differentialverstärkerschaltung zu bestimmen, ist dieselbe Schaltung mit dem Paar Spulen genauso verbunden, um somit eine Differenz zwischen den Ausgaben beider Differentialverstärkerschaltungen zu erfassen.
Dies bedeutet, dass ein Paar Gleichrichterschaltungen jeweils mit beiden Spulen verbunden ist und jeweilige Ausgaben vom Paar Gleichrichterschaltungen jeweils über Pufferschaltungen den Differentialverstärkerschaltungen eingegeben sind, eine Schaltung, die aus demselben Paar Gleichrichterschaltungen, Pufferschaltungen und Differentialverstärkerschaltungen gebildet ist, ist jedoch parallel mit der Spule verbunden. Die Patentschrift US 4799566 offenbart eine derartige Vorrichtung, die einen Drehmomentsensor zur Erfassung anomaler Zustände betreibt.
Wenn eines der beiden Paare von vier Gleichrichterschaltungen außer Betrieb gerät, wird eine Differenz zwischen den Ausgaben der beiden Differentialverstärkerschaltungen erzeugt und es kann ein anormaler Zustand erfasst werden, falls jedoch nur ein Paar von zwei Gleichrichterschaltungen bereit gestellt ist, weisen die Ausgaben der beiden Differentialverstärkerschaltungen denselben Wert auf, und dies selbst wenn eine der Gleichrichterschaltungen außer Betrieb gerät, so dass keine Differenz dazwischen erzeugt wird und kein anormaler Zustand erfasst werden kann.
Demgemäß sind zwei Paare mit vier Schaltungen, die aus derselben Gleichrichterschaltung gebildet sind, notwendig und die Anzahl der schaltungsbildenden Elemente ist hoch und die Schaltung wird kompliziert.
Die vorliegende Erfindung wird realisiert, indem die vorgenannten Punkte berücksichtigt werden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände eines Drehmomentsensors bereitzustellen, die eine Schaltung vereinfachen kann, indem die Anzahl an Gleichrichterschaltungen reduziert wird.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände eines Drehmomentsensors bereit gestellt, die Folgendes umfasst:
ein Paar Spulen, deren Induktivität gegenseitig gemäß eines Drehmoments in eine Umkehrrichtung wechselt;
ein Paar Gleichrichterschaltungen, das jeweils mit dem Paar Spulen verbunden ist;
ein erstes Differentialverstärkermittel, das die jeweiligen Ausgaben vom Paar Gleichrichterschaltungen als erste und zweite Unterspannung über Pufferschaltungen eingibt, das eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Unterspannungen verstärkt, und das die Differenz als eine erste Hauptspannung ausgibt;
ein zweites Differentialverstärkermittel, das Zweigausgaben eingibt, die durch das Abzweigen der jeweiligen Ausgaben des Paars Gleichrichterschaltungen über Pufferschaltungen als dritte und vierte Unterspannungen erhalten werden, das eine Differenz zwischen der dritten und der vierten Unter spannung verstärkt und das die Differenz als eine zweite Hauptspannung ausgibt;
ein Prüfmittel, das ein Drehmoment auf Basis von der ersten Hauptspannung erfasst, die der Ausgabe des ersten Differentialverstärkermittels entspricht und das die erste Hauptspannung mit Hilfe der zweiten Hauptspannung bestimmt;
ein Speichermittel, das ein entsprechendes Verhältnis zwischen irgendeiner Unterspannung, die zwischen der ersten und der dritten Unterspannung ausgewählt wird, die vorher in einem normalen Zustand berechnet werden, und irgendeiner Unterspannung, die zwischen der zweiten und der vierten Unterspannung ausgewählt wird, speichert; und
ein Mittel zur Feststellung anormaler Zustände, das ein Paar Unterspannungswerte unter Berücksichtigung des ausgewählten Paars Unterspannungen eingibt und das das eingegebene Paar Unterspannungswerte mit dem entsprechenden Verhältnis des Paars Unterspannungen, die im Speichermittel gespeichert sind, vergleicht, um somit festzustellen, ob ein anormaler Zustand besteht oder nicht.
Die vorliegende Erfindung wird verständlicher durch die nachstehend detaillierte Beschreibung und durch die beiliegenden Zeichnungen, die nicht als eine Einschränkung der Erfindung zu verstehen sind, sondern nur zur Erläuterung und zum Verständnis angegeben sind.
Es zeigen
1 eine Schemadarstellung eines mechanischen Abschnitts eines Drehmomentsensors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Schemadiagramm eines elektrischen Schaltungsabschnitts des Drehmomentsensors;
3 eine Schemadarstellung, die Zustände einer ersten, zweiten, dritten und vierten Unterspannung und eine erste und zweite Hauptspannung im normalen Zustand zeigt;
4 eine Schemadarstellung, die eine Koordinatenabbildung in Bezug auf die dritte und die vierte Unterspannung zeigt;
5 eine Flussbild, das ein Steuerverfahren zum Erfassen eines anormalen Zustands mit Hilfe einer Steuertafel zeigt; und
6 eine Schemadarstellung, die einen Weg für den Einsatz der Koordinatenabbildung zeigt.
Nachfolgend wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
Ein Drehmomentsensor 1 dieser Ausführungsform ist an ein Servolenksystem für ein Fahrzeug angewandt, und 1 zeigt schematisch eine Struktur vom Drehmomentsensor 1.
Eine Eingangswelle 3 und eine Ausgangswelle 4 sind drehbar über Lager 5 und 6 getragen, und koaxial in ein Gehäuse 2 eingefügt, und sind durch einen Drehstab 7 darin verbunden.
Ein zylindrischer Kern 8 ist an einer gerieften peripheren Außenfläche, die einen Endabschnitt 4a mit großem Durchmesser aufweist, der Ausgangswelle 4 angebracht, und ist derart bereit gestellt, um in nur eine axiale Richtung gegenüber der Ausgangswelle 4 gleitbar zu sein. Ein Gleitstift 9, der aus der Eingangswelle 3 herausragt, ist in einem Spiralnut 8a des Kerns 8 in einer umlaufenden Richtung des Endabschnitts 4a mit großem Durchmesser durch einen langen Schlitz angebracht.
Zwei Drehmomentserfassungsspulen 11 und 12, die im Gehäuse 2 getragen sind, sind am äußeren Umfang des zylindrischen Kerns 8 gleitbar an einer axialen Richtung über einen Zwischenraum bereit gestellt.
Diese beiden Spulen 11 und 12 sind an einer Seite angeordnet, die sich jeweils in Bezug auf das Zentrum der axialen Richtung des gleitbaren Kerns 8 gegenüber liegen.
Wenn eine Torsionsbeanspruchung auf die Eingangswelle 3 wirkt, wird über den Drehstab 7 eine Drehkraft zur Ausgangswelle 4 übertragen, und dann ist der Drehstab 7 biegsam verformt; als ein Ergebnis wird eine relative Verschiebung einer Drehrichtung zwischen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 erzeugt.
Die relative Verschiebung der Drehrichtung schiebt den Kern 8 zur axialen Richtung durch einen Eingriff des Gleitstiftes 9 und des Spiralnuts 8a.
Wenn der Kern 8 zur axialen Richtung bewegt ist, variiert jede Zone der Spulen 11 und 12 um den Kern 8, und es besteht ein derartiges Verhältnis, dass, wenn eine Zone einer Spule um den Kern 8 zunimmt, eine Zone der anderen Spule um den Kern 8 abnimmt.
Wenn die Zone, die den Kern 8 umgibt, zunimmt, nimmt ein magnetischer Verlust zu; wodurch eine Induktivität der Spule abnimmt. Wenn die Zone, die den Kern 8 umgibt, jedoch abnimmt, nimmt ein magnetischer Verlust ab; wodurch eine Induktivität der Spule zunimmt.
Falls ein Drehmoment der Bewegung des Kerns 8 zur Spule 11 seitlich wirkt, nimmt eine Induktivität L1 der Spule 11 demgemäß ab, und eine Induktivität L2 der Spule 12 nimmt demgemäß zu. Falls jedoch ein Drehmoment der Bewegung des Kerns 8 zur Spule 12 seitlich wirkt, nimmt eine Induktivität L1 der Spule 11 zu, und eine Induktivität L2 der Spule 12 nimmt ab.
2 ist ein schematisches Blockschaltbild, das einen Aufbau von elektrischen Schaltungsteilen des Drehmomentsen sors 1 zeigt, der ein Drehmoment anhand einer Änderung der Induktivitäten L1 und L2 der Spulen 11 und 12 erfasst.
Die Spulen 11 und 12 sind jeweils über einen Widerstand 13 (R1) und eine Widerstandsschaltung 14 (R2) einer positiven Spannung E ausgesetzt. Das andere Terminal der jeweiligen Spulen 11 und 12 ist mit einem Schwingungsabgabe Osc Terminal einer Steuertafel 20a verbunden, die mit einer Zentraleinheit (CPU) 20 montiert ist.
Die Widerstandsschaltung 14 weist einen Aufbau auf, in dem ein Widerstand 15 parallel zu einem Widerstand 16 verbunden ist und ein Thermistor 17 seriell verbunden ist, und durch einen Effekt des Thermistors 17 als eine Temperaturausgleichsfunktion wirkt.
Speziell der Thermistor 17 weist eine Temperaturcharakteristik zum Zeigen eines Winderstandswertes R2 auf, der stets und unabhängig von einer Temperaturänderung dem Verhältnis R1/Ll = R2/L2 entspricht.
Eine Spannungssignalleitung 21 erstreckt sich von einem Verbindungsabschnitt der Spule 11 und der Widerstand 13 ist mit einer Gleichrichter-Glättungs-Schaltung 23 verbunden. Andererseits erstreckt sich eine Spannungssignalleitung 22 von einem Verbindungsabschnitt der Spule 12 und die Widerstandsschaltung 14 ist mit einer Gleichrichter-Glättungs-Schaltung 24 verbunden.
Mit anderen Worten bilden diese Spulen 11 und 12, der Widerstand 13 und die Widerstandsschaltung 14 eine Brückenschaltung, und wenn eine Schwingungsspannung zur Brückenschaltung eingegeben wird, wird eine Ausgabespannung der Brückenschaltung zu den Gleichrichter-Glättungs-Schaltungen 23 und 24 eingegeben.
Eine Ausgabeleitung einer Gleichrichter-Glättungs-Schaltung 23 ist angeschlossen und die angeschlossenen Ausgabeleitungen sind jeweils mit den Pufferschaltungen 27 und 29 verbunden, und eine Ausgabeleitung von einer anderen Gleichrichter-Glättungs-Schaltung 24 ist angeschlossen und die angeschlossenen Ausgabeleitungen sind jeweils mit den Pufferschaltungen 28 und 30 verbunden. Die Ausgabespannungen der Pufferschaltungen 27, 28, 29 und 30 sind jeweils auf die erste, zweite, dritte und vierte Unterspannung S1, S2, S3 und S4 eingestellt.
Ausgabeterminals der Pufferschaltungen 27 und 28 sind jeweils über die Widerstände 31 und 32 mit einem Umkehreingangsterminal und einem Nicht-Umkehreingangsterminal eines Differentialverstärkers 41 verbunden, wobei die erste und die zweite Unterspannung S1 und S2 eingegeben sind.
Auf diese Weise sind Ausgabeterminals der Pufferschaltungen 29 und 30 jeweils über die Widerstände 33 und 34 mit einem Umkehreingangsterminal und einem Nicht-Umkehreingangsterminal eines Differentialverstärkers 42 verbunden, wobei die dritte und die vierte Unterspannung S3 und S4 eingegeben sind.
Durch die Widerstände 35 und 36 wird derart eine negative Rückkopplung an die Differentialverstärker 41 und 42 angewandt, um somit als ein Differentialverstärker zu funktionieren, und daraufhin werden Ausgaben dieser Differentialverstärker 41 und 42 als eine erste Hauptspannung M1 und eine zweite Hauptspannung M2 in eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 eingegeben.
Nullpunkteinstellspannungen V1 und V2 werden individuell über die Pufferschaltungen 45 und 46 und die Widerstände 37 und 38 in jedes Nicht-Umkehreingangsterminal der Differentialverstärker 41 und 42 von den Nullpunktspannungseinstellschaltungen 43 und 44 eingegeben.
Die Nullpunktspannungseinstellschaltungen 43 und 44 geben jedes Einstellsignal von den Nullpunkteinstellausgabeterminals aj1 und aj2 der Steuertafel 20a ein, und stellen daraufhin die Nullpunktspannungen V1 und V2 gemäß dem Einstellsignal ein.
Die Differentialverstärker 41 multipliziert eine Differenz zwischen der ersten Unterspannung S1 und der zweiten Unterspannung S2 mit A, und gibt daraufhin eine Spannung, zu der die Nullpunkteinstellspannung V1 als eine Vorspannung addiert wird, als eine erste Hauptspannung M1 aus.
Die erste Hauptspannung M1 wird nämlich durch die folgende Gleichung erhalten. M1 = (S2 – S1)·A + V1
Ebenso wird eine zweite Hauptspannung M2, die durch den Differentialverstärker 42 ausgegeben wird, durch die folgende Gleichung erhalten. M2 = (S4 – S3)·A' + V2
In diesem Fall ist das Verhältnis V1 -=. V2 und A -=. A' hergestellt.
Die Hauptspannung an einer neutralen Zeit, die weder zu einem Rechtslenkungs-Drehmoment (Torsionsdrehmoment der rechten Richtung) noch zu einem Linkslenkungs-Drehmoment (Torsionsdrehmoment der linken Richtung) vorgespannt ist, wird als eine Nullpunktspannung bezeichnet, und die weiter oben genannten Nullpunkteinstellspannungen V1 und V2 entsprechen der Nullpunktspannung.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 50 gibt einem Motorantrieb 51 anhand der ersten Hauptspannung M1 ein Motorsteuerungssignal ab und daraufhin wird eine Motor 52 unterstützende Lenkung durch den Motorantrieb 51 angetrieben.
Andererseits wird die zweite Hauptspannung M2 zum Erfassen eines anormalen Zustands eingesetzt, und die elektronische Steuereinheit (ECU) 50 entscheidet, ob eine Differenz zwischen der ersten Hauptspannung M1 und der zweiten Hauptspannung M2 innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs besteht oder nicht. Wenn die Differenz den zulässigen Bereich überschreitet, entscheidet die elektronische Steuereinheit (ECU) 50, dass sich der Drehmomentsensor 1 in einem anormalen Zustand befindet, und gibt daraufhin ein Signal anormaler Zustände ab, um somit den Motor 52 zu steuern oder anzuhalten.
Ferner werden die erste, zweite, dritte und vierte Unterspannung S1, S2, S3 und S4 und die erste und zweite Hauptspannung M1 und M2 in die Steuertafel 20a eingegeben, und die Steuertafel 20a bestimmt einen anormalen Zustand des Drehmomentsensors 1, des Verbindungssystems, der Verstärkerschaltung und Ähnlichem anhand der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4. Wenn der anormale Zustand erfasst ist, gibt die Steuertafel 20a ein Erfassungssignal anormaler Zustände an eine anormale Umschaltschaltung 49 von einem Ausgabeterminal anormaler Zustände fs ab.
Die anormale Umschaltschaltung 49 ist direkt mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 50 verbunden, und gibt ein An-Signal an die elektronische Steuereinheit (ECU) 50 ab, wenn das Erfassungssignal anormaler Zustände vom Ausgabeterminal anormaler Zustände fs eingegeben wird.
Überdies wird in die Steuertafel 20a ein Nullpunkteinstellsignal AJS zum Einstellen eines Nullpunktes in ein Nullpunkteinstellterminal ajs von einem Nullpunkteinstellschalter AJS-SW 47 eingegeben. Ein E²PROM 48, das fähig ist, den Nullpunktspannungseinstellzustand zu speichern und neu zu schreiben, ist mit einem Nullpunktspannungseinstellterminal-Rom verbunden.
Der Drehmomentsensor dieser Ausführungsform weist einen wie weiter oben beschriebenen Schaltungsaufbau auf, und ein Betrieb des Drehmomentsensors wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die jeden Zustand von der ersten, zweiten, dritten und vierten Unterspannung S1, S2, S3 und S4 und der ersten und zweiten Hauptspannung M1 und M2 zeigt.
Jede Koordinate, die in 3 gezeigt wird, verfügt über eine senkrechte Achs, die eine Spannung zeigt, wobei die rechte Richtung einer waagerechten Achse ein Rechtslenkungs-Drehmoments zeigt, und die linke Richtung einer waagerechten Achse ein Linkslenkungs-Drehmoment zeigt. Der Ursprung 0 ist der Nullpunkt.
3 zeigt einen Zustand und eine Bedingung, in denen sich der Drehmomentsensor 1 im Normalbetrieb befindet. Wenn ein Rechtslenkungs-Drehmoment zunimmt, ist der Kern 8 zur Spulenseite 11 durch eine relative Drehung der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 bewegt, und die Induktivität L2 der Spule 12 ist erhöht, so dass eine induzierte elektromotorische Kraft der Spule 12 erhöht ist; die Induktivität L1 der Spule 11 ist jedoch verringert, so dass eine induzierte elektromotorische Kraft der Spule 11 reduziert ist. Demgemäß nimmt die zweite und die vierte Unterspannung S2 und S4 zu; andererseits nimmt die erste und die dritte Unterspannung S1 und S3 ab (siehe 3(1) und 3(2)).
Falls überdies im Gegensatz zum vorstehenden Fall ein Linkslenkungs-Drehmoment zunimmt, nimmt die zweite und die vierte Unterspannung S2 und S4 ab; andererseits nimmt die erste und die dritte Unterspannung S1 und S3 zu (siehe 3(1) und 3(2)).
In diesem Fall zeigt St eine Nullpunktspannung von der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4.
Somit wird eine Differenz zwischen den beiden vorstehenden Unterspannungen mit A(A') multipliziert und die Nullpunktspannung wird daraufhin zur ersten und zur zweiten Hauptspannung M1 und M2 addiert, die die Ausgaben der Differentialverstärker 41 und 42 sind. Demgemäß wird die erste und die zweite Hauptspannung M1 und M2 zu einer nach unten rechts geneigten Linie, die durch V1 und V2 am Nullpunkt geht, die ebenfalls jeweils in 3(3) und 3(4) dargestellt sind.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 50 vergleicht daraufhin die erste und die zweite Hauptspannung M1 und M2, und entscheidet, ob die Differenz zwischen diesen Hauptspannungen im zulässigen Bereich liegt oder nicht.
Wenn die Differenz normal ist, wie in 3(5) dargestellt, stimmt die Änderung der ersten und der zweiten Hauptspannung M1 und M2 annähernd überein; demgemäß wird entschieden, dass die Differenz im zulässigen Bereich liegt.
Wenn entschieden ist, dass der Drehmomentsensor normal ist, gibt die elektronische Steuereinheit (ECU) ein Anweisungssignal zum Antreiben des Motors 52 zum Motorantrieb 51 anhand der ersten Hauptspannung M1 ab.
Auf vorgenannte Weise wirkt eine Hilfsenergie durch den Motor auf die Lenkung nach einem Lenkungs-Drehmoments, wodurch die Servolenkung realisiert wird.
Falls jedoch eine der Gleichrichterschaltungen 23 und 24 außer Betrieb gerät, geben die erste und die zweite Hauptspannung M1 und M2 denselben Wert an und es wird keine Differenz erzeugt, so dass es unmöglich ist, einen anormalen Zustand zu erfassen.
Die Steuertafel 20a ist demgemäß unabhängig mit dem Mittel zum Erfassen eines anormalen Zustands des Drehmomentsensors 1, des Verbindungssystems, der Verstärkerschaltung und Ähnlichem anhand der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4 wie weiter oben angegeben bereit gestellt.
Eine in 4 dargestellte Koordinatenabbildung mit X-Y Koordinaten ist im Speicher der Steuertafel 20a gespeichert.
Die Koordinatenabbildung ist erhalten durch das vorherige Berechnen einer idealen Verhältniskennlinie L der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4 im normalen Zustand und das Einstellen einer oberen Grenzlinie Lu und einer unteren Grenzlinie Ld auf den X-Y Koordinaten, in denen die X Achse und die Y Achse jeweils derart durch die dritte Unterspannung S3 und die vierte Unterspannung S4 definiert sind, dass sie im Wesentlichen symmetrisch gegenüber der idealen Verhältniskennlinie L sind.
Die dritte und die vierte Unterspannungen S3 und S4 sind entsprechend den Spannungen an die nachgeschaltete Seite der Gleichrichterschaltungen 23 und 24 angeschlossen, die ideale Verhältniskennlinie L ist demgemäß eine Kurve, die im Wesentlichen nah bei einer geraden Linie mit den Eigenschaften der Gleichrichterschaltungen 23 und 24 liegt, und die obere Grenzlinie Lu und die untere Grenzlinie Ld werden erhalten, indem die Eigenschaften der Gleichrichterschaltungen 23 und 24 berücksichtigt werden.
Da sich die dritte und die vierte Unterspannung S3 und S4 auf symmetrische Weise bewegen, ist die ideale Verhältniskennlinie L in 4 eine im Wesentlichen gerade Linie mit einer nach rechts abfallenden Neigung, und eine Breite zwischen der oberen Grenzlinie Lu und der unteren Grenzlinie Ld, die über und unter der idealen Verhältniskennlinie L festgelegt sind, ist festgelegt, um nah bei einem Niveau zu liegen, so dass keine fehlerhafte Erfassung erzeugt wird.
Die Zentraleinheit (CPU) 20 der Steuertafel 20a verfügt über ein Steuerprogramm zum Erfassen eines anormalen Zustands durch den Einsatz der Koordinatenabbildung, und ein Flussbild, das ein Steuerverfahren des Steuerprogramm zeigt, ist in 5 veranschaulicht.
Zuerst werden der dritte und der vierte Unterspannungswert S3 und S4 in einem Schritt 1 gelesen, und die Obergrenze des vierten Unterspannungswertes S4u und die Untergrenze des vierten Unterspannungswerts S4d, die durch die obere Grenzlinie Lu gezeigt werden und die untere Grenzlinie Ld, die dem dritten Unterspannungswert S3 entspricht, der nach der Koordinatenabbildung gelesen wird, wird im nächsten Schritt 2 eingeführt (siehe 6).
Im nächsten Schritt 3 wird dann beurteilt, ob der vierte Unterspannungswert S4, der im Schritt 1 gelesen ist, zwischen der Obergrenze des vierten Unterspannungswertes S4u und der Untergrenze des vierten Unterspannungswertes S4d liegt. Wenn der vierte Unterspannungswert S4 in diesem Fall dazwischen liegt, geht der Schritt zu einem Schritt 4 über, und es wird festgestellt, dass kein anormaler Zustand besteht, und das Erfassungssignal anormaler Zustände wird nicht abgegeben. Wenn der vierte Unterspannungswert S4 jedoch nicht zwischen der Obergrenze des vierten Unterspannungswertes S4u und der Untergrenze des vierten Unterspannungswertes S4d liegt, geht der Schritt zu einem Schritt 5 über, und es wird festgestellt, dass ein anormaler Zustand besteht, und das Erfassungssignal anormaler Zustände wird zur anormalen Umschaltschaltung 49 abgegeben.
Wenn das Erfassungssignal anormaler Zustände zur anormalen Umschaltschaltung 49 abgeben ist, wird das An-Signal zur elektronischen Steuereinheit (ECU) 50 von der anormalen Umschaltschaltung 49 abgegeben, und die elektronische Steuereinheit (ECU) 50 hält die Steuerung des Motor 52 an.
Wie weiter oben angegeben, ist der anormale Zustand erfasst durch das vorherige Berechnen der idealen Verhältniskennlinie L der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4 im normalen Zustand, das Speichern der Koordinatenabbildung, in der die obere Grenzlinie Lu und die untere Grenzlinie Ld anhand der idealen Verhältniskennlinie L festgelegt sind, und das Feststellen, ob die Punkte auf der Koordinatenabbildung, die durch den tatsächlich erfassten dritten und vierten Unterspannungswert S3 und S4 gezeigt werden, zwischen der oberen Grenzlinie Lu und der unteren Grenzlinie Ld bestehen.
Selbst wenn eine der beiden Gleichrichterschaltungen 23 und 24 außer Betrieb gerät, sind die Punkte, die durch den dritten und den vierten Unterspannungswert S3 und S4 angegeben sind, getrennt von der Zone zwischen der oberen Grenzlinie Lu und der unteren Grenzlinie Ld und es ist möglich, den anormalen Zustand leicht zu erfassen.
Es ist möglich, die Gleichrichter-Glättungs-Schaltungen weitgehend zu begrenzen, um somit den anormalen Zustand sicher zu erfassen.
Ferner ist es möglich, eine Störungsrate der Gleichrichter-Glättungs-Schaltung zu reduzieren.
Es ist ferner möglich, eine Genauigkeit der anormalen Erfassung zu verbessern, indem die Breite zwischen der oberen Grenzlinie Lu und der unteren Grenzlinie Ld derart festgelegt wird, um nah bei einem Niveau zu liegen, das keine fehlerhafte Erfassung erzeugt.
Da es wie weiter oben angegeben möglich ist, den anormalen Zustand inklusive den anormalen Zustand der Gleichrichterschaltung durch das Paar der beiden Gleichrichterschaltungen 23 und 24 festzustellen, genügt ein Paar Gleichrichterschaltungen, und es können zwei Gleichrichterschaltungen reduziert werden, und es kann die Schaltung vereinfacht werden.
In der vorgenannten Ausführungsform ist die Struktur derart realisiert, dass die Steuertafel 20a den anormalen Zustand auf Basis von der dritten und der vierten Unterspannung S3 und S4 erfasst, auf dieselbe Art kann die Struktur jedoch derart realisiert sein, dass der anormale Zustand auf Basis von der ersten und der zweiten Unterspannung S1 und S2, auf Basis von der ersten und der vierten Unterspannung S1 und S4 oder auf Basis von den Unterspannungen S2 und S3 erfasst wird.
Wie im Vorhinein erläutert, wurden erfindungsgemäße Ausführungsformen im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die spezifischen Konfigurationen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt, und diejenigen, die über ein geändertes Design im Rahmen des Gebiets der angehängten Ansprüche verfügen, sind ebenfalls in der vorliegenden Erfindung inbegriffen.
Wie weiter oben angegeben, stellt die in einem ersten Aspekt der vorliegenden Anwendung beschriebene Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände eines Drehmomentsensors bereit, der mit Folgendem bereit gestellt ist: ein Paar Spulen, deren Induktivität gegenseitig gemäß eines Drehmoments in eine Umkehrrichtung wechselt; ein Paar Gleichrichterschaltungen, das jeweils mit dem Paar Spulen verbunden ist; ein erstes Differentialverstärkermittel, das die jeweiligen Ausgaben vom Paar Gleichrichterschaltungen als erste und zweite Unterspannungen über Pufferschaltungen eingibt, das eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Unterspannungen verstärkt, und das die Differenz als eine erste Hauptspannung ausgibt; ein zweites Differentialverstärkermittel, das Zweigausgaben eingibt, die durch das Abzweigen der jeweiligen Ausgaben des Paars Gleichrichterschaltungen über Pufferschaltungen als dritte und vierte Unterspannungen erhalten werden, das eine Differenz zwischen der dritten und der vierten Unterspannung verstärkt und das die Differenz als eine zweite Hauptspannung ausgibt; ein Prüfmittel, das ein Drehmoment auf Basis von der ersten Hauptspannung erfasst, die der Ausgabe des ersten Differentialverstärkermittels entspricht und das die erste Hauptspannung mit Hilfe der zweiten Hauptspannung bestimmt; ein Speichermittel, das ein entsprechendes Verhältnis zwischen irgendeiner Unterspannung, die zwischen der ersten und der dritten Unterspannung ausgewählt wird, die vorher in einem normalen Zustand berechnet werden, und irgendeiner Unterspannung, die zwischen der zweiten und der vierten Unterspannung ausgewählt wird, speichert; und ein Mittel zur Feststellung anormaler Zustände, das ein Paar Unterspannungswerte unter Berücksichtigung des ausgewählten Paars Unterspannungen eingibt und das das eingegebene Paar Unterspannungswerte mit dem entsprechenden Verhältnis des Paars Unterspannungen, die im Speichermittel gespeichert sind, vergleicht, um somit festzustellen, ob ein anormaler Zustand besteht oder nicht.
Das ausgewählte Paar Unterspannungen entspricht jeweils den Spannungen an der nachgeschalteten Seite der Gleichrichterschaltung, und die Eigenschaft der Gleichrichterschaltung ist im entsprechenden Verhältnis vom Paar Unterspannungen, das vorher im normalen Zustand berechnet wird, inbegriffen.
Wenn das Mittel zum Feststellen anormaler Zustände den anormalen Zustand feststellt, und dies durch das Vergleichen des mit dem entsprechenden Verhältnis des Paars Unter spannungen eingegebenen Paars Unterspannungswerte, kann demgemäß der anormale Zustand inklusive dem anormalen Zustand der Gleichrichterschaltung festgestellt werden, wobei ein Paar Gleichrichterschaltungen genügt, und es können zwei Gleichrichterschaltungen reduziert werden.
Demgemäß kann eine Störungsrate der Gleichrichterschaltung reduziert werden.
Ferner stellt die Erfindung, die in einem zweiten Aspekt beschrieben ist, eine Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände eines Drehmomentsensors wie im ersten Aspekt dargelegt bereit, in der die Speichermittel eine Koordinatenabbildung speichert, die erhalten wird durch das Festlegen einer oberen Grenzlinie und einer unteren Grenzlinie anhand einer idealen Verhältniskennlinie zwischen dem ausgewählten Paar Unterspannungen, die vorher in einem normalen Zustand berechnet wurden, an X-Y Koordinaten, in denen eine des ausgewählten Paars Unterspannungen durch eine X Achse definiert ist und eine Unterspannung durch eine Y Achse definiert ist, und das Mittel zur Feststellung anormaler Zustände gibt ein Paar Unterspannungswerte in Bezug auf das ausgewählt Paar Unterspannungen ein und entscheidet, dass der anormale Zustand besteht, wenn die Punktkoordinaten, die durch das Paar Unterspannungswerte gezeigt sind, das in der Koordinatenabbildung durch das Speichermittel gespeichert ist, nicht zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie besteht.
Da der anormale Zustand durch die Position der Punktkoordinaten beurteilt wird, die durch das Paar Unterspannungswerte in der Koordinatenabbildung angegeben ist, in der die obere Grenzlinie und die untere Grenzlinie auf Basis von der idealen Verhältniskennlinie des ausgewählten Paars Unterspannungen im normalen Zustand festgelegt werden, ist es möglich, den anormalen Zustand samt der Störung der Gleichrichterschaltung selbst im Fall eines Paars Gleichrichterschaltungen zu erfassen.
Da die Breite zwischen der oberen Grenzlinie und der unteren Grenzlinie festgelegt ist, um nah bei einem Niveau zu liegen, damit die fehlerhafte Erfassung nicht erzeugt wird, kann eine Genauigkeit der Erfassung des anormalen Zustands verbessert werden.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele davon veranschaulicht und beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass die vorstehenden und verschiedenen anderen Änderungen, Auslassungen und Hinzufügungen hinsichtlich der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne ihren Rahmen zu sprengen. Demgemäß ist die vorliegende Erfindung nicht als auf die weiter oben dargelegte spezifische Ausführungsform eingeschränkt zu verstehen, sondern ist so zu verstehen, dass sie alle möglichen Ausführungsformen umfasst, die innerhalb eines umfassenden Rahmens unter Berücksichtigung der in den beiliegenden Ansprüchen dargelegten Merkmale ausgeführt werden können.

Claims

Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände, die Folgendes umfasst: ein Paar Spulen (11, 12), deren Induktivität gegenseitig gemäß eines Drehmoments in eine Umkehrrichtung wechselt; ein Paar Gleichrichterschaltungen (23, 24), das jeweils mit dem Paar Spulen verbunden ist; ein erstes Differentialverstärkermittel (41), das angeordnet ist, um die jeweiligen Ausgaben vom Paar Gleichrichterschaltungen (23, 24) als erste und zweite Unterspannungen über Pufferschaltungen (27, 28) einzugeben, das angeordnet ist, um eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Unterspannung zu verstärken, und das angeordnet ist, um die Differenz als eine erste Hauptspannung auszugeben; ein zweites Differentialverstärkermittel (42), das angeordnet ist, um Zweigausgaben, die durch das Abzweigen der jeweiligen Ausgaben des Paars Gleichrichterschaltungen (23, 24) erhalten werden, als dritte und vierte Unterspannungen über Pufferschaltungen (29, 30) einzugeben, das angeordnet ist, um eine Differenz zwischen der dritten und der vierten Unterspannung zu verstärken und das angeordnet ist, um die Differenz als eine zweite Hauptspannung auszugeben; ein Prüfmittel (50), das angeordnet ist, um ein Drehmoment auf Basis der ersten Hauptspannung zu erkennen, die der Ausgabe des ersten Differentialverstärkermittels (41) entspricht und das angeordnet ist, um die erste Hauptspannung mit Hilfe der zweiten Hauptspannung zu bestimmen; ein Speichermittel, das angeordnet ist, um ein entsprechendes Verhältnis zwischen irgendeiner Unterspannung, die zwischen der ersten und der dritten Unterspannung ausgewählt wird, die vorher in einem normalen Zustand berechnet werden, und irgendeiner Unterspannung, die zwischen der zweiten und der vierten Unterspannung ausgewählt wird, zu speichern; und ein Mittel zur Feststellung anormaler Zustände (20), das angeordnet ist, um ein Paar Unterspannungswerte mit Bezug auf das ausgewählte Paar Unterspannungen einzugeben, und das angeordnet ist, um das eingegebene Paar Unterspannungswerte mit dem entsprechenden Verhältnis des Paars Unterspannungen, die im Speichermittel gespeichert sind, zu vergleichen, um somit festzustellen, ob ein anormaler Zustand besteht oder nicht.
Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände nach Anspruch 1, wobei das Speichermittel eine Koordinatenabbildung speichert, die erhalten wird durch das Einstellen einer Obergrenzenlinie und einer Untergrenzenlinie, und dies auf Basis einer idealen Verhältniskennlinie zwischen dem ausgewählten Paar Unterspannungen, die vorher in einem normalen Zustand berechnet werden, und von X-Y Koordinaten, in denen eine vom ausgewählten Paar Unterspannungen durch eine X-Achse definiert ist und eine andere Unterspannung durch eine Y-Achse definiert ist, und wobei das Mittel zur Feststellung anormaler Zustände (20) ein Paar Unterspannungswerte mit Bezug auf das ausgewählte Paar Unterspannungen eingibt und fest stellt, dass der anormale Zustand besteht, wenn die Punktkoordinaten, die vom Paar Unterspannungswerten in der Koordinatenabbildung, die vom Speichermittel gespeichert ist, angezeigt werden, nicht zwischen der Obergrenzenlinie und der Untergrenzenlinie bestehen.
Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände nach Anspruch 1, wobei das Prüfmittel feststellt, ob eine Differenz zwischen der ersten Hauptspannung und der zweiten Hauptspannung innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches besteht oder nicht, und ein Signal für einen anormalen Zustande ausgibt, wenn die Differenz über dem zulässigen Bereich liegt.
Vorrichtung zur Erfassung anormaler Zustände nach Anspruch 2, wobei eine Genauigkeit zur Erkennung anormaler Zustände, die vom Mittel zur Feststellung anormaler Zustände geleistet wird, durch das Einstellen und Ändern der Obergrenzenlinie und der Untergrenzenlinie angepasst werden kann.