JP7172797B2 - 検出ユニット - Google Patents
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Description
第1実施形態による検出ユニット、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図1~図8に示す。図1に示すように、検出ユニットとしてのECU10は、回転電機であるモータ80とともに、車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置8に適用される。図1は、電動パワーステアリング装置8を備えるステアリングシステム90の全体構成を示すものである。ステアリングシステム90は、操舵部材であるステアリングホイール91、ステアリングシャフト92、ピニオンギア96、ラック軸97、車輪98、および、電動パワーステアリング装置8等を備える。
第2実施形態を図9および図10に基づいて説明する。本実施形態では、異常監視処理が第1実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。上記実施形態にて説明したように、系統間で角度信号を共有する場合、通信遅れが発生する。そこで本実施形態では、図8に示すように、送信先の系統での最新のデータとタイミングが合うように、マイコン間通信での遅延分を加味した値を推定し、推定値を他系統に送信する。
第3実施形態を図11に示す。第3実施形態~第7実施形態は、センサ状態判定処理について説明する。第3実施形態~第7実施形態は、第1実施形態および第2実施形態のどちらにも適用可能である。
第4実施形態を図12、第5実施形態を図13に示す。本実施形態では、任意の信号比較ペアをデフォルトペアとして予め設定しておき、当該比較ペアにて信号比較を行う。また、デフォルトペアでの比較結果が異常の場合、新規のペアをサーチし、出力差ΔDが異常判定閾値TH3以下のペアを新たな信号比較ペアに設定する。異常発生時のみ正常センサの組み合わせをサーチすることで、毎回異常センサを探す場合と比較し、演算負荷を低減可能である。新規の比較ペアをサーチする際、第4実施形態では第1実施形態の手法にて正常信号を特定し、第5実施形態では第3実施形態の手法にて正常信号を特定する。
第6実施形態を図14および図15に示す。本実施形態では、全通りの比較や全センサの出力値の集計等を行わず、不揮発性メモリ等である図示しない記憶部に予め記憶されたペアでの信号比較を行る。各ペアには、出力用および異常監視用が設定されており、比較結果が正常であれば、出力用に設定された信号を制御に用いる。比較結果が異常であれば、リトライ回数に応じて、予め指定された比較ペアに変更する。
第7実施形態を図16に示す。第7実施形態では、正常時の出力用を角度信号DA1、DA2、異常監視用を角度信号DB1、DB2とし、出力用の角度信号DA1、DA2は2信号との比較を行い、異常監視用の角度信号DB1、DB2は1信号との比較を行う。具体的には、角度信号DA1は角度信号DB1、DA2との比較を行い、角度信号DA2は角度信号DB2、DA1との比較を行う。角度信号DB1は角度信号DA1との比較を行い、角度信号DB2は角度信号DA2との比較を行い、角度信号DB1と角度信号DB2との比較を行わない。以下適宜、角度信号DA1、DB1の比較を「比較X」、角度信号DA1、DA2の比較を「比較Y」、角度信号DA2、DB2の比較を「比較Z」とする。なお、図17のフローチャート中にて、比較X、Y、Zを括弧書きで記載した。
第8実施形態を図17~図19に示す。上記実施形態では、センサ部131、231が、制御部170、270ごとに別途に設けられている。また、角度信号DA1、DA2を制御用、角度信号DB1、DB2を異常監視用としている。そして、角度信号DA1、DA2が正常であれば、第1制御部170では角度信号DA1を用い、第2制御部270では角度信号DA2を用いて制御を行う。
DA2_c=DA2(n)+Δθ(n) ・・・(2)
・・・(3)
第9実施形態を図20に示す。本実施形態のECU11は、駆動回路120、220、制御部170、270、および、回転角センサ302等を備える。回転角センサ302は、第1センサ部132および第2センサ部232を有する。第1センサ部131は、メイン検出素子141、サブ検出素子142、マルチターン検出部145、角度演算部151、152、カウント演算部155、156、および、通信部158を有する。
・・・(4-1)
・・・(4-3)
第10実施形態を図21に示す。本実施形態では、制御部170、270は、外部センサ500から絶対角θaに換算可能な検出値を外部センサ500から取得可能である。外部センサ500と制御部170、270との通信は、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、Flexray等、どのような通信方式であってもよい。外部センサ500は、例えばステアリングセンサ、ステアリングセンサ内蔵型のトルクセンサ、ストロークセンサ、ストロークセンサ内蔵型のトルクセンサ等である。外部センサ500の検出値から、モータ80とステアリング系とを接続するギア等のギア比等を用いて、絶対角θa_A、θa_Bと比較可能に換算した値を、絶対角θa_Cとする。図21では、1つの外部センサ500を例示しているが、複数の外部センサから絶対角を取得するようにしてもよい。
上記実施形態では、検出ユニットは、電動パワーステアリング装置に用いられる。他の実施形態では、検出ユニットをステアリングセンサにも適用可能である。また、回転回数および回転角を必要するアプリケーションに好適に適用可能である。また、ギアを用いてストローク位置を回転系に変換すれば、ストロークセンサにも適用可能である。
131、132、231、232・・・センサ部
141、241・・・メイン検出素子(検出素子)
142、242・・・サブ検出素子(検出素子)
145、245・・・マルチターン検出部(検出素子)
151、152、251、252・・・角度演算部(演算部)
155、156、255、256・・・カウント演算部(演算部)
170、270・・・制御部
171、271・・・異常監視部
172、272・・・制御演算部
500・・外部センサ
Claims (10)
- 物理量の変化を検出する検出素子(141、142、145、241、242、245)、および、前記検出素子により検出された物理量に応じた物理量演算値を演算する演算部(151、152、155、156、251、252、255、256)を有する複数のセンサ部(131、132、231、232)と、
前記物理量演算値の異常を監視する異常監視部(171、271)および前記物理量演算値を用いた演算を行う制御演算部(172、272)を有し、それぞれ異なる前記センサ部から前記物理量演算値を取得する複数の制御部(170、270)と、
を備え、
前記制御部と前記制御部が前記物理量演算値を取得する前記センサ部との組み合わせを系統とすると、
少なくとも1つの前記制御部は、他系統の前記物理量演算値そのもの又は他系統の前記物理量演算値に基づいて演算された値である他系統演算値を通信により他の前記制御部から取得し、
前記異常監視部は、自系統の前記物理量演算値そのもの又は自系統の前記物理量演算値に応じて演算された値である自系統演算値と前記他系統演算値とを比較する場合、前記自系統演算値または前記他系統演算値として、通信遅れを補正した通信遅れ補正値を用い、
前記通信遅れ補正値は、通信遅れ相当分、先の値を予測した前記他系統演算値の予測値である検出ユニット。 - 前記通信遅れ補正値は、前記他系統演算値を取得したタイミングよりも、通信遅れ相当分、前のタイミングで検出した前記自系統演算値の過去値である請求項1に記載の検出ユニット。
- 少なくとも1つの前記検出素子は、素子に関わる構成が異なっている請求項1または2に記載の検出ユニット。
- 前記検出素子には、正常時、前記物理量演算値が前記制御演算部での制御演算に用いられるメイン検出素子(131、231)、および、正常時、前記メイン検出素子の異常監視に用いられるサブ検出素子(132、232)が含まれ、
前記異常監視部は、
前記メイン検出素子に係る前記自系統演算値は、自系統の前記サブ検出素子に係る前記自系統演算値、および、他系統の前記メイン検出素子に係る前記他系統演算値との比較を行い、
前記サブ検出素子に係る前記自系統演算値は、自系統の前記メイン検出素子に係る前記自系統演算値との比較を行い、前記他系統演算値との比較を行わない請求項1~3のいずれか一項に記載の検出ユニット。 - 前記異常監視部は、前記自系統演算値および前記他系統演算値の少なくとも2つを用いた参照信号を演算し、前記参照信号との比較による異常監視を行う請求項1~3のいずれか一項に記載の検出ユニット。
- 前記異常監視部は、2つの値の比較による異常監視を行うものであって、少なくとも1組の比較実施ペアが予め設定されており、
前記比較実施ペアの比較結果が正常である場合、当該比較実施ペアの値が正常であると特定し、
前記比較実施ペアの比較結果が異常である場合、比較結果が正常である新たなペアをサーチし、比較結果が正常のペアがあった場合、比較結果が正常であったペアの値が正常であると特定するとともに、少なくとも1つの正常のペアを次回以降の前記比較実施ペアに設定し直す請求項1~3のいずれか一項に記載の検出ユニット。 - 前記異常監視部は、2つの値の比較による異常監視を行い、比較結果が異常である場合にリトライを行うものであって、リトライ回数に応じた比較実施ペアが予め設定されており、前記リトライ回数に応じて異常である値を特定する請求項1~3のいずれか一項に記載の検出ユニット。
- 前記物理量演算値の系統間の検出誤差を補正する系統間誤差補正値の演算に用いられる前記自系統演算値または前記他系統演算値は、前記通信遅れ補正値である請求項1~7のいずれか一項に記載の検出ユニット。
- 前記物理量は、周期的に変化するものであって、
前記制御部は、複数の前記系統間誤差補正値に基づいて、前記物理量の変化周期に対応した補正マップまたは補正関数を作成し、前記物理量の変化周期に応じた前記系統間誤差補正値を用いた補正演算を行う請求項8に記載の検出ユニット。 - 少なくとも1つの前記制御部は、前記自系統演算値と比較可能であって、前記自系統演算値とは別の物理量に基づく外部検出値を外部センサ(500)から取得し、
前記自系統演算値と前記他系統演算値と前記外部検出値とを比較する場合、前記自系統演算値、前記他系統演算値および前記外部検出値の少なくとも1つとして、前記通信遅れ補正値を用いる請求項1~9のいずれか一項に記載の検出ユニット。
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