JP6984176B2 - 回転監視回路 - Google Patents
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1.転舵輪を転舵させる転舵装置を制御対象として前記転舵装置の操作対象機器を操作する制御部と、前記転舵輪を転舵させる回転軸の回転を該制御部の電源がオフ状態であるときに監視し、前記制御部の電源がオン状態に切り替わることを条件に、前記回転の監視結果を前記制御部に出力する回転監視回路と、を備える転舵制御装置に搭載される前記回転監視回路において、前記回転軸の回転角を感知する回転角センサの感知結果を電気信号として出力する回路であって、前記制御部の電源がオフ状態であるときに電力の供給および遮断が繰り返される検出用回路と、前記検出用回路への電力の供給がなされているときの前記検出用回路の出力信号に基づき、前記回転軸の回転量を算出し、前記制御部の電源がオン状態となることを条件に前記制御部に算出結果を出力する演算回路と、を備え、前記演算回路は、前記電源がオフ状態であるときにおける所定期間内の前記検出用回路の出力信号の時系列的に前後する複数のサンプリング値の中に他と異なる前記回転量の算出結果を与える値が含まれることを条件に、前記回転量の算出結果が同一となるものの数が多いサンプリング値に基づく前記回転量の算出結果を前記制御部への出力対象とする。
以下、回転監視回路にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、ステアリングホイール(ステアリング10)は、転舵装置20を介して転舵輪12に動力を伝達可能とされている。転舵装置20は、ステアリング10に接続されるステアリングシャフト22を備えている。なお、ステアリングシャフト22は、ステアリング10側から順にコラム軸22a、中間軸22b、およびピニオン軸22cを連結することにより構成されている。
図2に、ROM38に記憶されたプログラムをCPU36が実行することにより実現される処理の一部を示す。詳しくは、図2において一点鎖線にて囲った部分が、上記処理を示し、それ以外の部分は、説明の便宜からマイコン34の構成部品の一部を記載している。
上記の式において、粘性係数Cは、ステアリングシャフト22やラック軸24等を備える転舵機構の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Jは、転舵機構の慣性をモデル化したものである。一方、バネ係数Kは、車両の影響をモデル化したものであり、サスペンションやホールアラインメント等の仕様によって決定される。
第1基準オペアンプ60は、第1基準信号sinを増幅して正弦波信号SINを第1基準コンパレータ64,68に出力する。第1基準コンパレータ64は、正弦波信号SINが正の値を有した上昇側閾値V+以上であるか否かを判定するものであり、第1基準コンパレータ68は、正弦波信号SINが負の値を有した低下側閾値V−以下であるか否かを判定するものである。なお、上昇側閾値V+は、上昇側閾値生成回路62によって生成され、低下側閾値V−は、低下側閾値生成回路66によって生成される。ここで、上昇側閾値生成回路62および低下側閾値生成回路66は、たとえば、一対の抵抗体の直列接続体にて構成され、それらの出力端子は、一対の抵抗体の接続点とすればよい。
図5に示す一連の処理において、第1回転方向検出回路90は、まず、上述した象限算出処理を1回実行する(S10)。すなわち、第1回転方向検出回路90は、第1基準コンパレータ64,68の出力信号および第2基準コンパレータ74,78の出力信号を1回サンプリングし、それらサンプリング値に基づき第1表現信号Dsinおよび第2表現信号Dcosを算出し、それらに基づき象限を算出する。
図6(a)に、IG信号がオフ状態であるときにおける検出側電源80がオンとなる期間およびオフとなる期間を例示し、図6(b)に、検出側電源80がオンとなる期間を拡大して示す。
(1)演算回路PSCが算出する回転量Δθの最小単位を、IG信号がオン状態であるときにマイコン34によって利用される回転軸26aの回転量の最小単位よりも大きい「90°」とした。このため、演算回路PSCによる回転量Δθとして微小な回転量の識別は要求されない。このため、微小な回転量の識別が要求される場合と比較すると、時系列的に前後する複数のサンプリング値のそれぞれによる回転量の算出結果SM(i)「i=1〜7」の中に回転軸26aの回転に起因して他と異なるものが含まれる可能性が抑制される。このため、複数のサンプリング値のそれぞれによる回転量の算出結果SM(i)同士を比較して算出結果の信頼性を評価する処理の有効性を高めることができる。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図7に示す一連の処理において、間欠処理回路102は、まず、回転軸26aが停止していることに起因して検出用回路DSCがオフとされる期間の長さを長くする処理(停止時の処理)を実行しているときであるか否かを判定する(S40)。次に間欠処理回路102は、停止時の処理を実行しているときであると判定する場合(S40:YES)、第1カウンタ94のカウンタ値に変化があるか否かを判定する(S42)。そして間欠処理回路102は、変化がないと判定する場合(S42:NO)、回転軸26aが停止状態を継続しているとして、所定期間TLに、停止時用時間TLSを代入する(S44)。停止時用時間TLSは、回転軸26aが回転を開始する場合において回転軸26aが90°回転するのに要する時間として想定される最小値以下に設定されている。
ここで本実施形態の作用を説明する。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]操作対象機器は、インバータ28に対応し、回転軸は、回転軸26aに対応し、制御部は、マイコン34に対応する。[2]演算回路による回転量の最小単位は、90°であり、制御部によって利用される回転軸の回転量の最小単位は、転舵角算出処理部M12が算出する転舵角θpの最小単位に対応する。[3]第1回転算出回路は、第1回転方向検出回路90および第1カウンタ94に対応し、第2回転算出回路は、第2回転方向検出回路92および第2カウンタ96に対応する。出力回路は、判定回路98およびインターフェース100に対応する。[4]図7の処理に対応する。[5]第1所定数個は、3個に対応し、第2所定数個は、4個に対応する。
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
・「検出用回路について」
センサ出力値を量子化する部材としては、センサ出力値が正の所定値以上であるか否かを判断する第1基準コンパレータ64や第2基準コンパレータ74と、負の所定値以下であるか否かを判断する第1基準コンパレータ68や第2基準コンパレータ78とに限らない。たとえば、第1基準コンパレータおよび第2基準コンパレータのそれぞれを、センサ出力値がゼロ以上であるかゼロ未満であるかを判定する回路としてもよい。またたとえば、第1基準コンパレータおよび第2基準コンパレータのそれぞれを、センサ出力値が45度に対応する値以上であるか否かを判断する回路と−45度に対応する値以下であるか否かを判定する回路としてもよい。
・「検出用回路のオン期間について」
上記実施形態では、他と異なる算出結果を与えるサンプリング値が含まれるためにサンプリング数を増加させる場合と、複数のサンプリング値が同じ算出結果を与えるためにサンプリング数を増加させない場合とでオン期間を同一としたが、これに限らない。たとえば、他と異なる算出結果を与えるサンプリング値が含まれるためにサンプリング数を増加させる場合にオン期間を伸長させてもよい。この場合、他と異なる算出結果を与えるサンプリング値が含まれるためにサンプリング数を増加させる場合と増加させない場合とでオン期間を同一とする場合と比較して、消費電力をいっそう低減することができる。
所定期間TLの時間間隔の設定としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。たとえば、回転時用時間TLRを、回転軸26aが回転をしているときにおいて、回転軸26aが270°回転するのに要する時間として想定される最小値以下に設定し、停止時用時間TLSを、回転軸26aが回転開始するときにおいて、回転軸26aが270°回転するのに要する時間として想定される最小値以下に設定してもよい。ただし、この場合であっても、所定期間TL内において時系列的に前後するサンプリングタイミングの最初と最後との時間間隔は、回転軸26aが回転しているときにおいて回転軸26aが90°回転するのに要する時間以下に設定することが望ましい。
上記実施形態では、所定期間TL内におけるサンプリング数を、他と異なる算出結果を与えるサンプリング値が含まれない限り、3個としたが、これに限らない。たとえば、5個等、3個以上であってもよく、また2個であってもよい。
上記実施形態では、第1回転方向検出回路90が象限算出処理の算出結果SM(1),SM(2),…の一致、不一致を判定したが、これに限らない。たとえば、サンプリング値に基づく算出結果に基づき第1カウンタ94がカウンタ値を仮に更新する処理を、複数のサンプリング値のそれぞれについて実行し、それらの中に他と異なるものが含まれることを条件に、多数派のカウンタ値を最終的な値であると決定してもよい。
上記実施形態では、第2回転方向検出回路92が象限算出処理の算出結果SM(1),SM(2),…の一致、不一致を判定したが、これに限らない。たとえば、サンプリング値に基づく算出結果に基づき第2カウンタ96がカウンタ値を仮に更新する処理を、複数のサンプリング値のそれぞれについて実行し、それらの中に他と異なるものが含まれることを条件に、多数派のカウンタ値を最終的な値であると決定してもよい。
上記実施形態において、第2回転方向検出回路92、第2カウンタ96および判定回路98を削除してもよい。この場合であっても、マイコン34に出力する回転量Δθの信頼性を向上させるうえでは、複数のサンプリング値のそれぞれに基づき象限算出処理を実行することなどが有効である。
上記実施形態では、マイコン34がオフ状態であるときに回転軸26aの回転を監視する処理を実行したが、これに限らず、マイコン34がオン状態であるときであっても回転軸26aの回転を常時監視してもよい。これにより、何らかの理由でマイコン34の給電電圧が一時的に低下した後回復する場合において、給電電圧の一時的な低下に起因してマイコン34が回転軸26aの回転角を算出する処理を実行できない期間が生じたとしても、給電電圧の回復後に、回転監視回路が監視した回転量Δθに基づき、回転軸26aの回転角を高精度に算出できる。
転舵角θpを用いた車両の制御としては、操舵のアシスト制御に限らない。たとえば、車両の横滑り防止制御であってもよい。この場合、たとえば、マイコン34とは別の外部の電子機器が横滑り防止制御を実行するものであってもよい。この場合には、IG信号がオン状態に切り替えられる場合、マイコン34は、IG信号がオン状態に切り替わることにより、回転監視回路32から回転量Δθを受け取った後、不揮発性メモリ40に記憶された転舵角θpを補正して外部の電子機器に送信すればよい。
上記実施形態では、第1基準センサ52および第2基準センサ54のそれぞれを単一のセンサとし、それらの出力値から回転量を算出する回路を2組用いることとしたが、これに限らない。たとえば、図3における第1回転方向検出回路90用の第1基準センサおよび第2基準センサと、第2回転方向検出回路92用の第1基準センサおよび第2基準センサとを、互いに異なるセンサとしてもよい。
・「回転軸、回転角センサについて」
回転することにより転舵輪12を転舵させて且つ、回転角度が回転角センサの検出対象となる回転軸としては、電動機26の回転軸26aに限らず、たとえば、ピニオン軸22cであってもよい。
転舵装置の操作対象機器としては、インバータ28に限らない。たとえば、油圧式のパワーステアリング装置において、パワーシリンダに供給する作動油の流量を調整するポンプを操作対象機器として、その吐出流量を操作量としてもよい。
Claims (5)
- 転舵輪を転舵させる転舵装置を制御対象として前記転舵装置の操作対象機器を操作する制御部と、前記転舵輪を転舵させる回転軸の回転を該制御部の電源がオフ状態であるときに監視し、前記制御部の電源がオン状態に切り替わることを条件に、前記回転の監視結果を前記制御部に出力する回転監視回路と、を備える転舵制御装置に搭載される前記回転監視回路において、
前記回転軸の回転角を感知する回転角センサの感知結果を電気信号として出力する回路であって、前記制御部の電源がオフ状態であるときに電力の供給および遮断が第1の所定期間を周期として繰り返される検出用回路と、
前記検出用回路への電力の供給がなされているときの前記検出用回路の出力信号に基づき、前記回転軸の回転量を算出し、前記制御部の電源がオン状態となることを条件に前記制御部に算出結果を出力する演算回路と、を備え、
前記演算回路は、前記第1の所定期間のうちの前記検出用回路に電力が供給されている期間である第2の所定期間において、前記検出用回路の出力信号を複数回サンプリングし、時系列的に前後する複数のサンプリング値の中に他と異なる前記回転量の算出結果を与える値が含まれることを条件に、前記回転量の算出結果が同一となるものの数が多いサンプリング値に基づく前記回転量の算出結果を前記制御部への出力対象とする回転監視回路。 - 前記演算回路による前記回転量の最小単位は、前記電源がオン状態であるときに前記制御部によって利用される前記回転軸の回転量の最小単位よりも大きい請求項1記載の回転監視回路。
- 前記演算回路は、前記回転軸の回転量を算出する回路としての第1回転算出回路および第2回転算出回路と、前記第1回転算出回路による算出結果および前記第2回転算出回路による算出結果が一致することを条件に、一致した前記算出結果を前記制御部に出力する出力回路と、を備え、
前記第1回転算出回路は、前記第2の所定期間内において前記検出用回路の出力信号の複数のサンプリング値の中に他と異なる前記回転量の算出結果を与える値が含まれることを条件に、前記回転量の算出結果が同一となるものの数が多いサンプリング値に基づく前記回転量の算出結果を前記出力回路に出力し、
前記第2回転算出回路は、前記第2の所定期間内において前記検出用回路の出力信号の複数のサンプリング値の中に他と異なる前記回転量の算出結果を与える値が含まれることを条件に、前記回転量の算出結果が同一となるものの数が多いサンプリング値に基づく前記回転量の算出結果を前記出力回路に出力する請求項1または2記載の回転監視回路。 - 前記演算回路は、前記算出結果に基づき前記回転軸が回転していないと判定する場合、回転していると判定する場合と比較して、前記第1の所定期間の長さを長くする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転監視回路。
- 第1所定数個を複数個とし、第2所定数個を1個以上とし、
前記演算回路は、前記第2の所定期間内において前記検出用回路の出力信号の前記第1所定数個のサンプリング値の中に他と異なる前記回転量の算出結果を与える値が含まれることを条件に、当該第2の所定期間内において前記第2所定数個の前記サンプリング値を更に取得し、前記第1所定数個および前記第2所定数個の合計個のサンプリング値のうちの前記回転量の算出結果が同一となるものの数が多いサンプリング値に基づく前記回転量の算出結果を前記制御部への出力対象とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転監視回路。
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