JP2020176885A - 冗長系センサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
被検出対象物の物理特性を検出し、検出した物理特性に対応して信号を出力するとともに、予め定められた一定の関係にある複数の出力信号を出力する第1のセンサと、
前記第1のセンサの複数の出力信号のうちのいずれか一の出力信号と同等の特性を持つ出力信号を出力する第2のセンサと、
入力信号の異常の有無を判断する異常判断部を有し、相互に通信可能な通信ラインで接続され、互いに独立して動作するよう構成されているとともに、前記入力信号に応じて前記被検出対象物に供給する電力を演算して得られた制御信号を出力する制御回路を有して、前記被検出対象物を制御する複数の電子制御装置と、
を備え、
前記異常判断部は、前記第1のセンサの出力信号および前記第2のセンサの出力信号について、異常の有無を判断するように構成されており、前記制御信号として、正常と判断された出力信号を使用することを特徴とするものである。
図1は、実施の形態1における電動パワーステアリング装置を示す回路図である。また、図2はトルクセンサの回路図、図3は出力信号図である。
なお、上記と同様に、電子制御装置1bの制御回路4bについても、電源回路B13b、入力回路Ba11b、入力回路Bb12b、中央演算装置であるCPUB10b、駆動回路B14bから構成されている。
さらにハンドルは左右どちらの方向にも操舵されるため中立位置(ハンドルの操舵がない直進走行位置)を2.5Vとし、出力信号ポート83aでの電圧値は、右回転方向に2.5Vより大きい値(特性線A参照)、左回転では逆に2.5Vより小さい値となるような特性(特性線B参照)としている。
なお、図3において、横軸は、ハンドルなどの被検出対象物の物理変数を示し、縦軸は、検出センサとしてのトルクセンサの出力電圧特性を示す。
1)83a系が異常と判断した場合の出力信号ポートでの電圧値
[83a]+[83b]≠5V、かつ[83b]+[83c]=5V
[83a]−[83c]≠0V、かつ[83b]+[83c]=5V
2)83b系が異常と判断した場合の出力信号電圧値
[83a]+[83b]≠5V、かつ[83a]−[83c]=0V
[83b]+[83c]≠5V、かつ[83a]−[83c]=0V
3)83c系が異常と判断した場合の出力信号電圧値
[83b]+[83c]≠5V、かつ[83a]+[83b]=5V
[83a]−[83c]≠0V、かつ[83a]+[83b]=5V
4)すべて正常と判断した場合の出力信号電圧値
[83a]+[83c]=5V、かつ[83b]+[83c]=5V、かつ[83a]−[83c]=0V
5)2個以上のセンサ系が異常と判断した場合の出力信号電圧値
[83a]+[83b]≠5V、かつ[83a]−[83c]≠0V、かつ[83b]+[83c]≠5V
なお、図2のセンサでは出力回路である増幅器が2個(増幅器A、増幅器B)で、センサ自体であるブリッジ回路80は1個であるが、センサ自体も2個用いて、それぞれに出力回路を有する構成であってもよい。
次に、トルクセンサ以外のセンサであっても、実施の形態1と同様な目的、効果が得られるので、別のセンサについて図4、図5を用いて説明する。この実施の形態2は、図1の電動パワーステアリング装置における回転センサA17a、及び回転センサB17bについて説明する。
なお、用いることができるセンサの種類は、前述の素子に限られず、例えばホール素子、磁気抵抗素子等でもよく、汎用性を有していることが特徴でもある。
以上のように、センサの入力信号ポート、あるいは出力信号ポートを3箇所設けることにより、インターフェース回路、CPUのポートを削減することができる。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
被検出対象物の物理特性を検出し、検出した物理特性に対応して信号を出力するとともに、予め定められた一定の関係にある複数の出力信号を出力する第1のセンサと、
前記第1のセンサの複数の出力信号のうちのいずれか一の出力信号と同等の特性を持つ出力信号のうちいずれか一の出力信号のみを出力する第2のセンサと、
入力信号の異常の有無を判断する異常判断部を有し、前記入力信号に応じて前記被検出対象物に供給する電力を演算して得られた制御信号を出力する制御回路を有して、前記被検出対象物を制御する電子制御装置と、
を備え、
前記異常判断部は、前記第1のセンサの出力信号および前記第2のセンサの出力信号について、異常の有無を判断するように構成されており、前記制御信号として、正常と判断された出力信号を使用することを特徴とするものである。
Claims (7)
- 被検出対象物の物理特性を検出し、検出した物理特性に対応して信号を出力するとともに、予め定められた一定の関係にある複数の出力信号を出力する第1のセンサと、
前記第1のセンサの複数の出力信号のうちのいずれか一の出力信号と同等の特性を持つ出力信号を出力する第2のセンサと、
入力信号の異常の有無を判断する異常判断部を有し、相互に通信可能な通信ラインで接続され、互いに独立して動作するよう構成されているとともに、前記入力信号に応じて前記被検出対象物に供給する電力を演算して得られた制御信号を出力する制御回路を有して、前記被検出対象物を制御する複数の電子制御装置と、
を備え、
前記異常判断部は、前記第1のセンサの出力信号および前記第2のセンサの出力信号について、異常の有無を判断するように構成されており、前記制御信号として、正常と判断された出力信号を使用することを特徴とする冗長系センサ装置。 - 前記同等の特性とは、同一、または互いに一定の関係を有する特性であることを特徴とする請求項1に記載の冗長系センサ装置。
- 前記第1のセンサおよび前記第2のセンサは、ともに被検出対象物の操舵トルクをブリッジ回路の対向角での出力電圧として検出するトルクセンサであるか、あるいは、ともに被検出対象物の回転角をコイルに発生する交流電圧として検出する回転センサのいずれかであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冗長系センサ装置。
- 前記トルクセンサにおいては、前記一定の関係が、前記ブリッジ回路の対向角での出力電圧が互いに逆特性の関係にあり、前記回転センサにおいては、前記コイルに発生した電圧波形の位相角が互いに所定角だけ異なる関係にあることを特徴とする請求項3に記載の冗長系センサ装置。
- 前記異常判断部は、前記第1のセンサの複数の出力信号の中から2つの出力信号を選ぶとともに、前記第2のセンサの出力信号1つと合わせた3つの出力信号から2つ選んだ出力信号対のすべてを比較検証することにより、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの異常の有無を判断し、異常と判断された前記第1のセンサあるいは前記第2のセンサの出力信号の使用を停止するとともに、正常と判断された前記第1のセンサあるいは前記第2のセンサの出力信号を使用することにより、前記被検出対象物を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の冗長系センサ装置。
- 前記一定の関係は、前記出力信号対の各出力信号の出力特性を比較検証する前に、各出力信号にオフセットがある場合に当該オフセットの量を零にした後の関係であることを特徴とする請求項5に記載の冗長系センサ装置。
- 前記異常判断部は、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの異常の有無を判断し、異常と判断された場合には、異常と判断されたセンサの出力信号の使用を停止して異常であることを通知し、正常と判断されたセンサの出力信号のみを使用することにより、実行中の制御を継続するとともに、その後も、異常と判断されたセンサの出力信号を除く出力信号から選んだ出力信号対のすべてを比較検証し、センサの正常、異常の判断を継続して行うことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の冗長系センサ装置。
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