CN115151783A - 旋转角检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的旋转角检测装置是检测线控转向的操舵状态量的旋转角检测装置,具有:主动齿轮,其伴随于旋转轴部件的旋转而旋转;第一至第三从动齿轮,其与主动齿轮连动地旋转,互相具有无法被整数除开的不同的齿数;旋转量的传感器,其成对地分别设置于第一至第三从动齿轮;旋转量生成部,其将不同的从动齿轮的旋转量组合而生成主动齿轮的旋转量;电源电路,其按检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器的每个组合而设置。由此,能够提高针对传感器元件及电源电路的故障的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及检测线控转向的操舵状态量的旋转角检测装置。
背景技术
专利文献1的旋转角度检测装置,具备:主动齿轮,其伴随于被检测旋转体的旋转而旋转;多个从动齿轮,其与主动齿轮连动地旋转;多个传感器,其与多个从动齿轮分别对应;处理部,其基于来自多个传感器的输出信号算出主动齿轮的旋转角度;从动齿轮具有第一从动齿轮、第二从动齿轮及第三从动齿轮,传感器具有与三个从动齿轮分别对应的第一传感器、第二传感器及第三传感器,第一传感器、第二传感器及第三传感器输出分别不同的输出波形的输出信号,处理部根据来自第一传感器、第二传感器及第三传感器的三个输出信号的组合算出主动齿轮的旋转角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-205948号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在线控转向的操舵***中,检测设置于操舵输入装置的转向盘的旋转角,另外,检测与操舵装置相连的轮胎(换言之转舵轮)的转舵量作为旋转角,基于该旋转角的检测结果对操舵装置进行驱动控制。
因此,存在若因检测旋转角的传感器元件的故障、向传感器元件进行电力供给的电源电路的故障等而无法再检测转向盘的旋转量、轮胎的转舵量,则变得无法进行操舵控制这一问题。
本发明是鉴于以往的实情而做出的,其目的在于,提供一种针对传感器元件及电源电路的故障而言鲁棒性高的旋转角检测装置。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的旋转角检测装置,在其一个方案中,是检测线控转向的操舵状态量的旋转角检测装置,其中,具有以旋转轴为中心而旋转的旋转轴部件、旋转角检测部、以及控制装置,所述旋转角检测部具备:主动齿轮,其伴随于所述旋转轴部件的旋转而旋转;第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮,其与所述主动齿轮连动地旋转,互相具有无法被整数除开的不同的齿数;第一磁体,其设置于所述第一从动齿轮;第二磁体,其设置于所述第二从动齿轮;第三磁体,其设置于所述第三从动齿轮;第一传感器和第二传感器,其与所述第一磁体相对地配置,检测所述第一从动齿轮的旋转量;第三传感器和第四传感器,其与所述第二磁体相对地配置,检测所述第二从动齿轮的旋转量;第五传感器和第六传感器,其与所述第三磁体相对地配置,检测所述第三从动齿轮的旋转量,所述控制装置基于所述旋转轴部件的旋转量输出在所述线控转向的控制中使用的信号,所述控制装置具备:旋转量生成部,其根据来自同所述第一传感器与所述第二传感器的组合、所述第三传感器与所述第四传感器的组合、所述第五传感器与所述第六传感器的组合不同的组合的传感器的检测值生成所述主动齿轮的旋转量;第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个供给电力,所述第一电源电路具有:第一电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第二电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;所述第二电源电路具有:第三电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第四电源供给部,其向被从所述第三电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;所述第三电源电路具有:第五电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第六电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力。
发明的效果
根据本发明,能够提高针对传感器元件的故障、电源电路的故障的鲁棒性。
附图说明
图1是线控转向操舵***的概略构成图。
图2是示出操舵装置的构成的框图。
图3是示出操舵输入装置的构成的框图。
图4是示出旋转角检测装置的传感器的构成的图。
图5是示出主动齿轮的旋转角与第一从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图6是示出主动齿轮的旋转角与第二从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图7是示出主动齿轮的旋转角与第三从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图8是示出第一从动齿轮的旋转角与第二从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图9是示出第二从动齿轮的旋转角与第三从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图10是示出第三从动齿轮的旋转角与第一从动齿轮的旋转角的相关的线图。
图11是示出基于角度信号的组合的绝对角度的检测范围的不同的线图。
图12是示出第一旋转角检测装置的电源供给路径及检测信号的输出路径的框图。
图13是示出第二旋转角检测装置的电源供给路径及检测信号的输出路径的框图。
图14是示出在传感器用电源电路全部正常时能够算出绝对角度的角度信号的组合的图。
图15是示出因传感器用电源电路的失效而角度信号θ30a及角度信号θ33a成为异常值时能够算出绝对角度的角度信号的组合的图。
图16是示出因传感器用电源电路的失效而角度信号θ27b及角度信号θ30b成为异常值时能够算出绝对角度的角度信号的组合的图。
图17是示出因传感器用电源电路的失效而角度信号θ27a及角度信号θ33b成为异常值时能够算出绝对角度的角度信号的组合的图。
图18是示出基于MR传感器元件的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图19是示出基于MR传感器元件的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图20是示出基于MR传感器元件的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图21是示出基于MR传感器元件的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图22是示出基于MR传感器元件的检测结果及马达旋转传感器的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图23是示出基于MR传感器元件的检测结果及马达旋转传感器的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图24是示出基于MR传感器元件的检测结果及马达旋转传感器的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图25是示出基于MR传感器元件的检测结果及马达旋转传感器的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
图26是示出马达旋转角的偏离量θosmot的运算处理的流程图。
图27是示出马达旋转次数TC的算出处理的流程图。
具体实施方式
以下,基于附图,对本发明的旋转角检测装置的实施方式进行说明。
图1是示出汽车等车辆1所具备的线控转向操舵***1000的一方案的构成图。
线控转向操舵***1000是控制车辆1的前轮胎即转舵轮2L、2R的舵角换言之转舵量的***,转向盘500与转舵轮2L、2R机械地分离。
线控转向操舵***1000具备操舵装置2000和操舵输入装置3000。
操舵装置2000具有产生向转舵轮2L、2R给与的转舵力的作为转舵致动器的电动马达100、对电动马达100进行驱动控制的第一ECU(Electronic Control Unit)200、转舵机构300、以及将转舵机构300的位置(例如齿条位置)作为与转舵轮2L、2R的转舵量有关系的量而检测的第一旋转角检测装置400(换言之旋转角检测部)。
转舵机构300是将电动马达100的输出轴的旋转运动变换为转向杆310的直线运动的机构,在本实施方式中,使用了齿条&小齿轮。
电动马达100的旋转驱动力经由减速器320向小齿轮轴330传递。
另一方面,在转向杆310,设置有与设置于小齿轮轴330的小齿轮331啮合的齿条311,当小齿轮331旋转时,转向杆310向车辆1的行进方向左右水平移动,从而转舵轮2L、2R的舵角变化。
电动马达100是无刷马达,具有检测转子位置的马达旋转角传感器101。
此外,转舵机构300可以设为取代齿条&小齿轮而使用例如滚珠丝杠的机构。
操舵输入装置3000具有供车辆1的驾驶员操作的转向盘500、伴随于转向盘500的旋转而旋转的转向轴510、产生操舵反作用力的作为操舵反作用力致动器的电动马达600、对电动马达600进行驱动控制的第二ECU700、以及检测转向盘500的操舵角的第二旋转角检测装置800(换言之旋转角检测部)。
并且,操舵装置2000的第一ECU200取得第二旋转角检测装置800检测到的转向盘500的操舵角的信息,将该操舵角的信息与第一旋转角检测装置400检测到的转舵轮2L、2R的转舵量的信息进行比较而控制电动马达100的通电。
另外,操舵输入装置3000的第二ECU700基于根据对转舵机构300施加的外力的推定结果等生成的目标反作用力转矩的信息,控制电动马达600的通电,产生操舵反作用力。
电动马达600是无刷马达,具有检测转子位置的马达旋转角传感器601。
此外,第一旋转角检测装置400检测的转舵机构300的位置(换言之转舵量)及第二旋转角检测装置800检测的转向盘500的操舵角是线控转向操舵***1000中的操舵状态量。
另外,通过第一ECU200和第二ECU700这两个控制装置,构成在线控转向操舵***1000中输出在线控转向的控制中使用的信号的控制装置1100。
图2是示出操舵装置2000的第一ECU200的构成的框图。
在操舵装置2000中产生转舵力的电动马达100例如是3相无刷马达,具有第一绕组100a和第二绕组100b这2组由U相线圈、V相线圈及W相线圈构成的绕组。
并且,第一ECU200具有对各绕组100a、100b单独进行驱动控制的双***的驱动控制***210a、210b,使电动马达100的驱动控制***冗余化。
对第一绕组100a进行驱动控制的第一驱动控制***210a具有第一电源电路211a、第一逆变器212a、第一前置驱动器213a、作为运算处理装置的第一MCU(Micro ControlUnit)214a、第一CAN收发器215a等。
对第二绕组100b进行驱动控制的第二驱动控制***210b具有第二电源电路211b、第二逆变器212b、第二前置驱动器213b、作为运算处理装置的第二MCU214b、第二CAN收发器215b等。
第一电源电路211a与设置于车辆1的第一电池51a连接,将来自第一电池51a的输入电源电压变换为内部电源电压,将内部电源电压向第一驱动控制***210a内的第一前置驱动器213a、第一MCU214a、第一CAN收发器215a等供给。
第二电源电路211b与设置于车辆1的第二电池51b连接,将来自第二电池51b的输入电源电压变换为内部电源电压,将内部电源电压向第二驱动控制***210b内的第二前置驱动器213b、第二MCU214b、第二CAN收发器215b等供给。
也就是说,第一驱动控制***210a和第二驱动控制***210b从相互不同的电源(电池)接受电源供给。
此外,来自第一电池51a及第二电池51b的输入电源电压例如是12V,第一电源电路211a及第二电源电路211b生成的内部电源电压例如是5V。
第一MCU214a及第二MCU214b经由通信线220相互进行信息的收发,例如将自身***中的各种异常信息、与自身***中的逆变器控制相关的信息等向其他***发送。
另外,第一CAN收发器215a及第二CAN收发器215b连接于作为CAN(ControllerArea Network)通信方式下的通信线的车辆CAN总线52。
第一MCU214a及第二MCU214b分别取得第一旋转角检测装置400输出的与转舵量相关的信号,另外,经由车辆CAN总线52从第二ECU700取得转向盘500的操舵角的信息等,基于这些信息控制绕组100a、100b的通电。
并且,第一MCU214a及第二MCU214b通过绕组100a、100b的通电控制,将转舵轮2L、2R的转舵量控制成与转向盘500的操舵角相应的目标值。
图3是示出操舵输入装置3000的第二ECU700的构成的框图。
操舵输入装置3000中的电动马达600的驱动控制***与操舵装置2000同样地冗余化。
在操舵输入装置3000中产生操舵反作用力的电动马达600例如是3相无刷马达,具有第一绕组600a和第二绕组600b这2组由U相线圈、V相线圈及W相线圈构成的绕组。
并且,第二ECU700具有对各绕组600a、600b单独进行驱动控制的双***的驱动控制***710a、710b,使电动马达600的驱动控制***冗余化。
对第一绕组600a进行驱动控制的第一驱动控制***710a具有第一电源电路711a、第一逆变器712a、第一前置驱动器713a、第一MCU714a、第一CAN收发器715a等。
对第二绕组600b进行驱动控制的第二驱动控制***710b具有第二电源电路711b、第二逆变器712b、第二前置驱动器713b、第二MCU714b、第二CAN收发器715b等。
第一电源电路711a与设置于车辆1的第一电池51a连接,将来自第一电池51a的输入电源电压变换为内部电源电压,将内部电源电压向第一驱动控制***710a内的第一前置驱动器713a、第一MCU714a、第一CAN收发器715a等供给。
第二电源电路711b与设置于车辆1的第二电池51b连接,将来自第二电池51b的输入电源电压变换为内部电源电压,将内部电源电压向第二驱动控制***710b内的第二前置驱动器713b、第二MCU714b、第二CAN收发器715b等供给。
也就是说,第一电池51a向第一ECU200的第一驱动控制***210a及第二ECU70的第一驱动控制***710a供给电力,第二电池51b向第一ECU200的第二驱动控制***210b及第二ECU700的第二驱动控制***710b供给电力。
第一MCU714a及第二MCU714b经由通信线720相互进行信息的收发,例如将自身***中的各种异常信息、与自身***中的逆变器控制相关的信息等向其他***发送。
另外,第一CAN收发器715a及第二CAN收发器715b连接于车辆CAN总线52。
第一MCU714a及第二MCU714b分别取得第二旋转角检测装置800输出的与转向盘500的操舵角相关的信号,将操舵角的信息经由车辆CAN总线52向操舵装置2000的第一ECU200发送。
另外,第一MCU714a及第二MCU714b分别经由车辆CAN总线52从操舵装置2000取得与操舵反作用力的目标值相关的信息,基于所取得的信息控制绕组600a、600b的通电,从而控制电动马达600产生的操舵反作用力。
接着,说明第一旋转角检测装置400及第二旋转角检测装置800的构成。
此外,作为旋转角检测部的第一旋转角检测装置400及第二旋转角检测装置800具有相同的构成,所以省略单独的说明。
图4是第一旋转角检测装置400及第二旋转角检测装置800的构成图。
第一旋转角检测装置400及第二旋转角检测装置800组装于旋转为与线控转向的操舵状态量相应的旋转量的旋转轴部件910,旋转轴部件910以旋转轴AR为中心而旋转。
此外,第一旋转角检测装置400中的旋转轴部件910例如是转舵机构300中的小齿轮轴330,第二旋转角检测装置800中的旋转轴部件910例如是转向轴510。
在此,可以将旋转轴部件910设为伴随于小齿轮轴330或转向轴510的旋转而旋转的、小齿轮轴330或转向轴510以外的别的旋转轴部件。
在旋转轴部件910的外周,设置有伴随于旋转轴部件910的旋转而旋转的主动齿轮920(大齿轮)。
另外,三个从动齿轮931、932、933分别与主动齿轮920啮合而与主动齿轮920的旋转连动地旋转。
三个从动齿轮931、932、933设定为相互不同的齿数,作为一方案,将主动齿轮920的齿数设定为60,将第一从动齿轮931的齿数设定为27,将第二从动齿轮932的齿数设定为30,将第三从动齿轮933的齿数设定为33。
该齿数设定的情况下,三个从动齿轮931、932、933的齿数比是9:10:11,三个从动齿轮931、932、933的齿数27、30、33成为了作为齿数比的9:10:11的自然数倍(三倍)。
此外,在本实施方式中,将三个从动齿轮931、932、933的齿数设为了作为齿数比的9:10:11的三倍(27、30、33),但可以将其设为两倍,将第一从动齿轮931的齿数设定为18,将第二从动齿轮932的齿数设定为20,将第三从动齿轮933的齿数设定为22。
换言之,三个从动齿轮931、932、933互相具有无法被整数除开的不同的齿数,另外,在将三个从动齿轮931、932、933的各个齿数除以最大公约数时,成为由两种不同的奇数和一种偶数构成的自然数的比(9:10:11)。
另外,主动齿轮920的齿数设定为三个从动齿轮931、932、933中最少的齿数的两倍以上的齿数。
也就是说,在第一从动齿轮931的齿数是27,第二从动齿轮932的齿数是30,第三从动齿轮933的齿数是33时,最少的齿数是27,将主动齿轮920的齿数设定为该27的两倍即54以上。
主动齿轮920及从动齿轮931、932、933的齿数的设定如后述那样,以根据各从动齿轮931、932、933的旋转角的检测信号的组合求出的主动齿轮920的绝对角度的范围包含线控转向的操舵状态量的检测范围的方式适配。
例如,在检测转向盘500的操舵角的第二旋转角检测装置800的情况下,以能够在转向盘500的总圈数(lock to lock,例如4至5圈)的范围内检测到绝对角度的方式设定齿数。
此外,在图4所示的齿轮装置的一方案中,三个从动齿轮931、932、933分别与主动齿轮920啮合,但可以使从动齿轮931、932、933彼此啮合。
例如,可以使第一从动齿轮931及第三从动齿轮933与主动齿轮920啮合,使第二从动齿轮932与第一从动齿轮931或第三从动齿轮933啮合。
另外,也可以使第一从动齿轮931与主动齿轮920啮合,使第二从动齿轮932与第一从动齿轮931啮合,使第三从动齿轮933与第二从动齿轮932啮合。
进而,可以使第一从动齿轮931与主动齿轮920啮合,使第二从动齿轮932及第三从动齿轮933与第一从动齿轮931啮合。
接着,说明检测三个从动齿轮931、932、933各自的旋转量(详细地说是绝对角度)的磁式角度传感器。
在各从动齿轮931、932、933的轴心,分别安装有双极的磁体941、942、943,在与各磁体941、942、943相对的位置分别配置有角度传感器951、952、953。
磁体941、942、943在与从动齿轮931、932、933的旋转轴正交的剖面,以穿过旋转轴的中心的直线为边界二分为N极和S极,角度传感器951、952、953配置成在从动齿轮931、932、933的轴向上,与磁体941、942、943相对。
角度传感器951、952、953具备将伴随于磁体941、942、943的旋转的磁场的变化变换为电阻、进而将电阻变换为电压而输出模拟信号的、磁阻传感器元件(换言之MR传感器元件)。
并且,第一角度传感器951检测第一从动齿轮931的旋转量,第二角度传感器952检测第二从动齿轮932的旋转量,第三角度传感器953检测第三从动齿轮933的旋转量。
在此,角度传感器951、952、953分别是具备两个MR传感器元件的双模。
第一角度传感器951一体地具有第一MR传感器元件27a和第二MR传感器元件27b,第二角度传感器952一体地具有第一MR传感器元件30a和第二MR传感器元件30b,第三角度传感器953一体地具有第一MR传感器元件33a和第二MR传感器元件33b。
也就是说,各角度传感器951、952、953分别冗余化。
并且,第一从动齿轮931的旋转量通过第一MR传感器元件27a(第一传感器)及第二MR传感器元件27b(第二传感器)来检测。
另外,第二从动齿轮932的旋转量通过第一MR传感器元件30a(第三传感器)及第二MR传感器元件30b(第四传感器)来检测。
进而,第三从动齿轮933的旋转量通过第一MR传感器元件33a(第五传感器)及第二MR传感器元件33b(第六传感器)来检测。
此外,虽然省略详细的图示,但各MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b将磁感应方向不同的四个传感器元件组合而成。
并且,各MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b基于四个传感器元件输出的+sin、-sin、+cos、-cos的信号,输出表示各从动齿轮931、932、933的绝对角度(0deg至360deg)的角度信号θ27a、θ27b、θ30a、θ30b、θ33a、θ33b作为旋转量信号。
第一ECU200及第二ECU700的各MCU214a、214b、714a、714b如后述那样,具有作为旋转量生成部的功能,即将角度信号θ27a、θ27b、θ30a、θ30b、θ33a、θ33b中的不同的从动齿轮的角度信号两个进行组合而求出旋转轴部件910(主动齿轮920)的旋转量(绝对角度)。
换言之,旋转量生成部根据来自同第一MR传感器元件27a与第二MR传感器元件27b的组合、第一MR传感器元件30a与第二MR传感器元件30b的组合、第一MR传感器元件33a与第二MR传感器元件33b的组合不同的组合的传感器的检测值求出旋转轴部件910的旋转量。
并且,第一ECU200及第二ECU700的各MCU214a、214b、714a、714b基于求出的旋转轴部件910的旋转量、也就是说与线控转向的操舵状态量相应的旋转量(转舵轮2L、2R的转舵量,转向盘500的操舵角),输出马达驱动信号等在线控转向的控制中使用的信号。
也就是说,控制装置1100基于转向盘500的操舵角的检测结果确定转舵量的目标值,以使得转舵轮2L、2R的转舵量的检测值接近目标值的方式,控制作为转舵致动器的电动马达100。
图5是将横轴设为主动齿轮920的旋转角[deg],将纵轴设为第一从动齿轮931的旋转角[deg],示出检测第一从动齿轮931的旋转角的第一角度传感器951中的、第一MR传感器元件27a的角度信号θ27a及第二MR传感器元件27b的角度信号θ27b的变化的图。
另外,图6是将横轴设为主动齿轮920的旋转角[deg],将纵轴设为第二从动齿轮932的旋转角[deg],示出检测第二从动齿轮932的旋转角的第二角度传感器952中的、第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a及第二MR传感器元件30b的角度信号θ30b的变化的图。
进而,图7是将横轴设为主动齿轮920的旋转角[deg],将纵轴设为第三从动齿轮933的旋转角[deg],示出检测第三从动齿轮933的旋转角的第三角度传感器953中的、第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a及第二MR传感器元件33b的角度信号θ33b的变化的图。
此外,分别构成各角度传感器951、952、953的MR传感器元件输出的角度信号是将从动齿轮931、932、933的1圈作为1周期的信号,检测同一从动齿轮931、932、933的旋转角的两个传感器的角度信号相互相位错开半周期而输出。
图8至图10是示出从动齿轮931、932、933之间的旋转角的相关的图。
图8示出第一从动齿轮931的旋转角[deg]与第二从动齿轮932的旋转角[deg]的相关,图9示出第二从动齿轮932的旋转角[deg]与第三从动齿轮933的旋转角[deg]的相关,图10示出第一从动齿轮931的旋转角[deg]与第三从动齿轮933的旋转角[deg]的相关。
在此,因从动齿轮931、932、933的齿数的不同,角度传感器951、952、953分别输出的角度信号成为周期相互不同的信号。
并且,通过将该周期不同的角度信号组合,能够求出主动齿轮920的绝对角度、也就是说设置有主动齿轮920的旋转轴部件910(小齿轮轴330或转向轴510)的绝对角度。
图11按作为代表例的三个组合模式的每一个,示出根据角度传感器951、952、953输出的角度信号的组合算出的旋转轴部件910的绝对角度。
第一绝对角度检测值θA1是将检测第二从动齿轮932的旋转角的第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a与检测第三从动齿轮933的旋转角的第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a组合而求出的、旋转轴部件910的绝对角度。
第二绝对角度检测值θA2是将检测第三从动齿轮933的旋转角的第二MR传感器元件33b的角度信号θ33b与检测第一从动齿轮931的旋转角的第一MR传感器元件27a的角度信号θ27a组合而求出的、旋转轴部件910的绝对角度。
第三绝对角度检测值θA3是将检测第一从动齿轮931的旋转角的第二MR传感器元件27b的角度信号θ27b与检测第二从动齿轮932的旋转角的第二MR传感器元件30b的角度信号θ30b组合而求出的、旋转轴部件910的绝对角度。
接着,说明利用角度信号的组合能够检测的旋转轴部件910的绝对角度的范围。
在此,利用角度信号的组合能够检测的旋转轴部件910的绝对角度的范围,根据由从动齿轮的齿数的不同导致的周期的不同而变化。
例如,相对于在齿数为33的第三从动齿轮933旋转1圈的期间,主动齿轮920旋转33/60也就是说旋转198deg,在齿数为30的第二从动齿轮932旋转1圈的期间,主动齿轮920旋转30/60也就是说旋转180deg。
因而,检测第二从动齿轮932的旋转角的第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a与检测第三从动齿轮933的旋转角的第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a的相位再次变为同主动齿轮920的绝对角度为0deg时的相位相同,是在主动齿轮920的绝对角度为1980deg时。
因此,根据检测第二从动齿轮932的旋转角的第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a与检测第三从动齿轮933的旋转角的第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a的组合求出的主动齿轮920的绝对角度θA1成为从0deg到1980deg的范围。
同样地确定绝对角度θA2、绝对角度θA3的范围,绝对角度θA2成为从0deg到1782deg的范围,绝对角度θA3成为从0deg到1620deg的范围。
这样,能够根据从动齿轮931、932、933的角度信号的组合求出的主动齿轮920的绝对角度的范围,依赖于组合的旋转角信号的周期的不同、换言之从动齿轮931、932、933的齿数的不同。
因此,以能够检测在线控转向操舵***1000中要求的旋转轴部件910的绝对角度的检测范围、换言之关于旋转轴部件910要求检测的旋转次数的方式,设定从动齿轮931、932、933的齿数及在绝对角度的检测中使用的角度信号的组合。
图12是示出第一旋转角检测装置400中的、向各MR传感器元件的电源供给路径及各MR传感器元件的检测信号的输出路径的一方案的框图。
在第一ECU200的第一驱动控制***210a,设置有从第一电池51a接受电源供给的第一传感器用电源电路217a,在第一ECU200的第二驱动控制***210b,设置有从第二电池51b接受电源供给的第二传感器用电源电路217b。
另外,在第二ECU700的第二驱动控制***710b,设置有从第二电池51b接受电源供给的第四传感器用电源电路717b。
并且,设置有用于从第一传感器用电源电路217a向第一MR传感器元件30a进行电源供给的第一电源供给线217a1(第一电源供给部)及用于从第一传感器用电源电路217a向第一MR传感器元件33a进行电源供给的第二电源供给线217a2(第二电源供给部)。
另外,设置有用于从第二传感器用电源电路217b向第二MR传感器元件27b进行电源供给的第三电源供给线217b3(第三电源供给部)及用于从第二传感器用电源电路217b向第二MR传感器元件30b进行电源供给的第四电源供给线217b4(第四电源供给部)。
进而,设置有用于从第四传感器用电源电路717b向第二MR传感器元件33b进行电源供给的第五电源供给线717b5(第五电源供给部)及用于从第四传感器用电源电路717b向第一MR传感器元件27a进行电源供给的第六电源供给线717b6(第六电源供给部)。
也就是说,作为向第一旋转角检测装置400的各MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b进行电源供给的传感器用电源电路,控制装置1100具备第一传感器用电源电路217a(第一电源电路)、第二传感器用电源电路217b(第二电源电路)及第四传感器用电源电路717b(第三电源电路)这三个传感器用电源电路。
并且,按作为检测相互不同的从动齿轮的旋转量的MR传感器元件的组合的三种组合模式,将MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b分组,对各组合模式,分配三个传感器用电源电路217a、217b、717b中的某一个。
由此,三个传感器用电源电路217a、217b、717b分别向两个MR传感器元件进行电源供给,且MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b从三个传感器用电源电路217a、217b、717b中的某一个接受电源供给。
另外,将向第一旋转角检测装置400的各MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b供给电力的三个传感器用电源电路217a、217b、717b分散设置于各驱动控制***210a、210b、710b,第一ECU200具备两个传感器用电源电路217a、217b,第二ECU700具备一个传感器用电源电路717b。
如上述那样,通过将传感器用电源电路设为三重***,针对传感器用电源电路的失效的鲁棒性提高,另外,通过将三个传感器用电源电路217a、217b、717b分散设置于多个控制装置(换言之多个驱动控制***),针对传感器用电源电路的失效的鲁棒性也提高。
另外,第一传感器用电源电路217a从第一电池51a接受电力供给,第二传感器用电源电路217b及第四传感器用电源电路717b从第二电池51b接受电力供给,所以,即便第一电池51a和第二电池51b中的任一方失效,至少一个传感器用电源电路也能够继续电源供给。
而且,从同一传感器用电源电路接受电源供给的两个MR传感器元件的组合是能够算出旋转轴部件910的绝对角度的组合,进而,如后述那样,各驱动控制***中,对向MCU等进行电源供给的电源电路和传感器用电源电路从同一电池进行电源供给,且如后述那样,取得从自身具备的传感器用电源电路接受电源供给的MR传感器元件的输出。
例如,在图12所示的***中第二电池51b失效,两个传感器用电源电路217b、717b停止了向MR传感器元件的电源供给的情况下,从第一电池51a向第一驱动控制***210a的电源供给也继续。
因此,从第一传感器用电源电路217a向MR传感器元件30a及MR传感器元件33a的电源供给继续,且第一MCU214a取得角度信号θ30a及角度信号θ33a而算出旋转轴部件910的绝对角度(转舵量),能够进行电动马达100的第一绕组100a的通电控制(换言之操舵控制)。
此时,第二ECU700的第一驱动控制***710a也接受来自第一电池51a的电源供给,所以,能够进行转向轴510的绝对角度的检测,将检测到的绝对角度的信息向第一ECU200发送,进而,也能够继续反作用力转矩的控制。
此外,例如在第一ECU200具备3重的驱动控制***的情况下,通过在各驱动控制***分别设置传感器用电源电路,能够设为第一ECU200具备三个传感器用电源电路的***。
另外,能够设为从设置于第二ECU700的第一驱动控制***710a的传感器用电源电路(第一电源电路)、设置于第二ECU700的第二驱动控制***710b的传感器用电源电路(第二电源电路)、以及设置于第一ECU200的第二驱动控制***210b的传感器用电源电路(第三电源电路)向第一旋转角检测装置400的各MR传感器元件进行电源供给的***。
接着,对图12所示的***中的、来自MR传感器元件的角度信号(检测信号)的输出路径进行说明。
第一ECU200的第一MCU214a及第二MCU214b分别与构成第一旋转角检测装置400的第一MR传感器元件30a、第一MR传感器元件33a、第二MR传感器元件27b及第二MR传感器元件30b连接,取得来自第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a、来自第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a、来自第二MR传感器元件27b的角度信号θ27b及来自第二MR传感器元件30b的角度信号θ30b。
另外,第二ECU700的第二MCU714b与构成第一旋转角检测装置400的第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a连接,取得来自第二MR传感器元件33b的角度信号θ33b及来自第一MR传感器元件27a的角度信号θ27a。
并且,第一MCU214a、第二MCU214b及第二MCU714b具备作为旋转量生成部的功能,即将所取得的角度信号中的关于相互不同的从动齿轮的检测结果组合而检测设置有主动齿轮920的旋转轴部件910(小齿轮轴330)的绝对角度、也就是说与转舵轮2L、2R的转舵量有关系的量(旋转量)。
此外,第一MCU214a、第二MCU214b及第二MCU714b分别取得的来自第一旋转角检测装置400的角度信号及第一MCU214a、第二MCU214b及第二MCU714b分别求出的旋转轴部件910(小齿轮轴330)的绝对角度的信息,可以通过经由车辆CAN总线52、MCU间的通信线220、720的通信,而由各MCU214a、214b、714a、714b信息共享。
另外,可以取代第二MCU714b,设为由第一MCU714a进行向第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a的电源供给及来自第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a的角度信号的取得的***。
在图12所示的***中,具有控制线控转向的功能的第一ECU200及第二ECU700、也就是说控制装置1100实施取得第一旋转角检测装置400的各MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b输出的角度信号并求出旋转轴部件910(小齿轮轴330)的绝对角度(旋转量)的运算处理。
对于该***,可以设为第一旋转角检测装置400具备MCU、MPU等运算处理装置,在第一旋转角检测装置400的运算处理装置中,实施将角度信号组合而求出旋转轴部件910(小齿轮轴330)的绝对角度(旋转量)的运算处理的***。
图13是示出第二旋转角检测装置800中的、向各MR传感器元件的电源供给路径及各MR传感器元件的输出信号线的一方案的框图。
此外,图13的构成相对于图12,第一ECU200与第二ECU700对调,但电源供给路径及输出信号线同样地构成。
在第二ECU700的第一驱动控制***710a,设置有连接于第一电池51a的第三传感器用电源电路717a(第一电源电路)。
并且,设置有用于从第三传感器用电源电路717a向第一MR传感器元件30a进行电源供给的第一电源供给线717a1(第一电源供给部)、和用于从第三传感器用电源电路717a向第一MR传感器元件33a进行电源供给的第二电源供给线717a2(第二电源供给部)。
另外,设置有用于从第二ECU700的第四传感器用电源电路717b(第二电源电路)向第二MR传感器元件27b进行电源供给的第三电源供给线717b3(第三电源供给部)、和用于从第四传感器用电源电路717b向第二MR传感器元件30b进行电源供给的第四电源供给线717b4(第四电源供给部)。
进而,设置有用于从第一ECU200的第二传感器用电源电路217b(第三电源电路)向第二MR传感器元件33b进行电源供给的第五电源供给线217b5(第五电源供给部)、和用于从第二传感器用电源电路217b向第一MR传感器元件27a进行电源供给的第六电源供给线217b6(第六电源供给部)。
在此,第二ECU700的第一MCU714a及第二MCU714b与构成第二旋转角检测装置800的第一MR传感器元件30a、第一MR传感器元件33a、第二MR传感器元件27b及第二MR传感器元件30b连接,取得来自第一MR传感器元件30a的角度信号θ30a、来自第一MR传感器元件33a的角度信号θ33a、来自第二MR传感器元件27b的角度信号θ27b及来自第二MR传感器元件30b的角度信号θ30b。
另外,第一ECU200的第二MCU214b与构成第二旋转角检测装置800的第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a连接,取得来自第二MR传感器元件33b的角度信号θ33b及来自第一MR传感器元件27a的角度信号θ27a。
并且,第一MCU714a、第二MCU714b及第二MCU214b具备将所取得的角度信号中的关于相互不同的从动齿轮的检测结果组合而检测设置有主动齿轮920的旋转轴部件910(转向轴510)的绝对角度、也就是说转向盘500的旋转量的功能(旋转角度生成部)。
此外,在第二旋转角检测装置800中,也与第一旋转角检测装置400同样,各MR传感器元件的角度信号及旋转轴部件910(转向轴510)的绝对角度的信息,可以通过经由车辆CAN总线52、MCU间的通信线220、720的通信,而由各MCU214a、214b、714a、714b信息共享。
另外,可以取代第二MCU214b,设为由第一MCU214a进行向第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a的电源供给及来自第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a的角度信号的取得的***。
另外,可以设为第二旋转角检测装置800具备MCU、MPU等运算处理装置,在第二旋转角检测装置800的运算处理装置中,实施将角度信号组合而求出旋转轴部件910(转向轴510)的绝对角度(旋转量)的运算处理的***。
图14至图17示出基于传感器用电源的失效的有无的、能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合的不同。
图14示出在图12或图13所示的三个传感器用电源电路、也就是说向构成第一旋转角检测装置400的MR传感器元件进行电源供给的三个传感器用电源电路217a、217b、717b、或者向构成第二旋转角检测装置800的MR传感器元件进行电源供给的三个传感器用电源电路717a、717b、217b全部正常时,能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合。
在三个传感器用电源电路全部正常时,利用角度信号θ27a与角度信号θ30a、角度信号θ30b、角度信号θ33a、角度信号θ33b中的任一方的组合、角度信号θ27b与角度信号θ30a、角度信号θ30b、角度信号θ33a、角度信号θ33b中的任一方的组合、角度信号θ30a与角度信号θ33a或角度信号θ33b的组合、或者角度信号θ30b与角度信号θ33a或角度信号θ33b的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
也就是说,在三个传感器用电源电路全部正常时,能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合成为十二种。
另一方面,图15示出在向第一MR传感器元件30a及第一MR传感器元件33a进行电源供给的传感器用电源电路、也就是说在图12中是第一传感器用电源电路217a,在图13中是第三传感器用电源电路717a故障,而向第一MR传感器元件30a及第一MR传感器元件33a的电源供给无法正常进行,第一MR传感器元件30a及第一MR传感器元件33a不正常动作时,能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合。
当向第一MR传感器元件30a及第一MR传感器元件33a进行电源供给的传感器用电源电路故障时,旋转轴部件910的绝对角度的算出无法使用角度信号θ30a及角度信号θ33a,但利用除了使用角度信号θ30a和/或角度信号θ33a的组合之外的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
详细地说,利用角度信号θ27a与角度信号θ30b或角度信号θ33b的组合、角度信号θ27b与角度信号θ30b或角度信号θ33b的组合、或者角度信号θ30b与角度信号θ33b的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
也就是说,即便向第一MR传感器元件30a及第一MR传感器元件33a进行电源供给的传感器用电源电路故障,利用五种组合,也能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
另外,图16示出在向第二MR传感器元件27b及第二MR传感器元件30b进行电源供给的传感器用电源电路(在图12中是第二传感器用电源电路217b,在图13中是第四传感器用电源电路717b)故障时,能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合。
当向第二MR传感器元件27b及第二MR传感器元件30b进行电源供给的传感器用电源电路故障时,旋转轴部件910的绝对角度的算出无法使用角度信号θ27b及角度信号θ30b,但利用除了使用角度信号θ27b和/或角度信号θ30b的组合之外的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
详细地说,利用角度信号θ27a与角度信号θ30a、角度信号θ33a、角度信号θ33b中的任一方的组合、或者角度信号θ30a与角度信号θ33a或角度信号θ33b的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
也就是说,即便向第二MR传感器元件27b及第二MR传感器元件30b进行电源供给的传感器用电源电路故障,利用五种组合,也能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
另外,图17示出在向第一MR传感器元件33a及第二MR传感器元件27b进行电源供给的传感器用电源电路(在图12中是第四传感器用电源电路717b,在图13中是第二传感器用电源电路217b)故障时,能够算出旋转轴部件910的绝对角度的角度信号的组合。
当向第一MR传感器元件33a及第二MR传感器元件27b进行电源供给的传感器用电源电路故障时,旋转轴部件910的绝对角度的算出无法使用角度信号θ27a及角度信号θ33b,但利用除了使用角度信号θ27a和/或角度信号θ33b的组合之外的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度θ。
详细地说,利用角度信号θ27b与角度信号θ30a、角度信号θ30b、角度信号θ33a中的任一方的组合、角度信号θ30a与角度信号θ33a的组合、或者角度信号θ30b与角度信号θ33a的组合,能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
也就是说,即便向第一MR传感器元件33a及第二MR传感器元件27b进行电源供给的传感器用电源电路故障,利用五种组合,也能够算出旋转轴部件910的绝对角度。
如以上那样,即便三个传感器用电源电路中的某一个故障,也能够利用五种组合算出旋转轴部件910的绝对角度,能够继续旋转轴部件910的绝对角度的算出处理及基于算出结果的线控转向的控制。
另外,控制装置1100具备作为故障诊断部的功能,即通过将旋转轴部件910的绝对角度的算出结果进行比较,换言之将由旋转量生成部生成的旋转量彼此进行比较,确定MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b中的任一个的异常。
此外,控制装置1100的故障诊断部,若三个传感器用电源电路全部正常,则能够将最大利用十二种组合算出的旋转轴部件910的绝对角度彼此进行比较,另外,即便三个传感器用电源电路中的某一个故障,也能够将最大利用五种组合算出的旋转轴部件910的绝对角度彼此进行比较。
另外,控制装置1100的故障诊断部通过将检测同一从动齿轮的旋转量(绝对角)的MR传感器元件的检测结果彼此进行比较,也能够诊断MR传感器元件的异常有无。
因此,控制装置1100的故障诊断部能够广泛且高精度地检知MR传感器元件的异常。
接着,详细说明基于控制装置1100的故障诊断部的MR传感器元件的故障诊断处理。
此外,各MCU214a、214b、714a、714b能够经由MCU间的通信线、车辆CAN总线52,取得第一旋转角检测装置400的全部MR传感器元件的输出信号和/或第二旋转角检测装置800的全部MR传感器元件的输出信号,通过同样的处理,实施构成第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800的MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b的故障检测处理。
图18至图21是示出构成第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800的MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b的故障诊断处理的流程图。
此外,MCU214a、214b、714a、714b中的至少一个具备作为实施MR传感器元件的故障诊断的故障诊断部的功能,但以下,作为基于控制装置1100的诊断功能来说明。
首先,控制装置1100在步骤S5001至步骤S5006中,取得MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b各自的角度信号θ27a、θ27b、θ30a、θ30b、θ33a、θ33b。
接下来,控制装置1100在步骤S5007中,将基于角度信号θ27a的第一从动齿轮931的旋转角数据与基于角度信号θ27b的第一从动齿轮931的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ27a的第一从动齿轮931的旋转角数据与基于角度信号θ27b的第一从动齿轮931的旋转角数据的偏差Δθ27的绝对值为阈值THθ1(THθ1>0)以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S5008,对表示第一角度传感器951的故障的有无的第一传感器故障标志F-27,设置表示关于第一角度传感器951检测到故障发生的“1”。
另一方面,在所述偏差Δθ27的绝对值低于阈值THθ1的情况下,控制装置1100绕过步骤S5008而前进至步骤S5009。
此外,第一传感器故障标志F-27的初始值,是表示关于第一角度传感器951没有检测到故障的“0”,后述的第二角度传感器952的第二传感器故障标志F-30、第三角度传感器953的第三传感器故障标志F-33也是同样的。
控制装置1100在步骤S5009中,将基于角度信号θ30a的第二从动齿轮932的旋转角数据与基于角度信号θ30b的第二从动齿轮932的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ30a的第二从动齿轮932的旋转角数据与基于角度信号θ30b的第二从动齿轮932的旋转角数据的偏差Δθ30的绝对值为阈值THθ1以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S5010,对表示第二角度传感器952的故障的有无的第二传感器故障标志F-30,设置表示检测到故障发生的“1”。
另一方面,在所述偏差Δθ30的绝对值低于阈值THθ1的情况下,控制装置1100绕过步骤S5010而前进至步骤S5011。
控制装置1100在步骤S5011中,将基于角度信号θ33a的第三从动齿轮933的旋转角数据与基于角度信号θ33b的第三从动齿轮933的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ33a的第三从动齿轮933的旋转角数据与基于角度信号θ33b的第三从动齿轮933的旋转角数据的偏差Δθ33的绝对值为阈值THθ1以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S5012,对表示第三角度传感器953的故障的有无的第三传感器故障标志F-33,设置表示检测到故障发生的“1”。
另一方面,在所述偏差Δθ33的绝对值低于阈值THθ1的情况下,控制装置1100绕过步骤S5012而前进至步骤S5013。
控制装置1100在上述的步骤S5007、步骤S5009及步骤S5011中,将检测同一从动齿轮931、932、933的旋转角的MR传感器元件的检测结果彼此进行比较,所以,在角度传感器951至953的故障诊断中,抑制受到从动齿轮931、932、933的精度、啮合精度的影响而诊断精度下降。
接下来,控制装置1100在步骤S5013至步骤S5018(旋转量生成部)中,实施旋转轴部件910的绝对角度θ1至θ6的算出处理。
首先,控制装置1100在步骤S5013中,基于角度信号θ30a和角度信号θ33a算出绝对角度θ1,在下一步骤S5014中,基于角度信号θ33b和角度信号θ27a算出绝对角度θ2。
接下来,控制装置1100在步骤S5015中,基于角度信号θ27b和角度信号θ30b算出绝对角度θ3。
此外,控制装置1100在上述的步骤S5013至5015中,基于从同一传感器用电源电路接受电源供给的两个MR传感器元件的输出的组合,求出绝对角度θ1至θ3。
进而,控制装置1100在步骤S5016中,基于角度信号θ30b和角度信号θ33b算出绝对角度θ4,在下一步骤S5017中,基于角度信号θ33a和角度信号θ27b算出绝对角度θ5。
接下来,控制装置1100在步骤S5018中,基于角度信号θ27a和角度信号θ30a算出绝对角度θ6。
此外,控制装置1100在上述的步骤S5016至5018中,基于从相互不同的传感器用电源电路接受电源供给的两个MR传感器元件的输出的组合,求出绝对角度θ4至θ6。
接下来,控制装置1100前进至步骤S5019,判断是否对第一传感器故障标志F-27设置了“1”。
如前述那样,在第一MR传感器元件27a的检测结果与第二MR传感器元件27b的检测结果产生了不一致时,对第一传感器故障标志F-27设置“1”。
在对第一传感器故障标志F-27设置了“1”的情况下,控制装置1100前进至步骤S5020。
控制装置1100在步骤S5020中,判断绝对角度θ1与绝对角度θ2的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者绝对角度θ1与绝对角度θ3的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在上述的第一条件(|θ1-θ2|≥THθ2)或者第二条件(|θ1-θ3|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5021,除此以外时,控制装置1100前进至步骤S5022。
控制装置1100在步骤S5021中,判断绝对角度θ1与绝对角度θ2的偏差的绝对值是否大于绝对角度θ1与绝对角度θ3的偏差的绝对值。
并且,在绝对角度θ1与绝对角度θ2的偏差的绝对值大于绝对角度θ1与绝对角度θ3的偏差的绝对值的情况下,也就是说,|θ1-θ2|>|θ1-θ3|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5024。
控制装置1100在步骤S5024中,判定出构成第一角度传感器951的两个MR传感器元件27a、27b中的第一MR传感器元件27a故障、换言之由角度信号θ27a的异常导致绝对角度θ2异常。
控制装置1100当判定出第一MR传感器元件27a故障时,将诊断出第一MR传感器元件27a故障的履历保存于非易失性存储器,另外,进行设定以免在线控转向的控制中使用第一MR传感器元件27a的检测结果。
此外,控制装置1100在关于其他MR传感器元件判定出故障的情况下也实施同样的处理。
另一方面,在绝对角度θ1与绝对角度θ2的偏差的绝对值大于绝对角度θ1与绝对角度θ3的偏差的绝对值这一条件不成立的情况下,也就是说,|θ1-θ2|≤|θ1-θ3|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5025。
控制装置1100在步骤S5025中,判定出构成第一角度传感器951的两个MR传感器元件27a、27b中的第二MR传感器元件27b故障、换言之由角度信号θ27b的异常导致绝对角度θ3异常。
另外,控制装置1100当前进至步骤S5022时,判断绝对角度θ4与绝对角度θ5的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者绝对角度θ4与绝对角度θ6的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在上述的第一条件(|θ4-θ5|≥THθ2)或者第二条件(|θ4-θ6|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5023,除此以外时,控制装置1100结束本例程。
控制装置1100在步骤S5023中,判断绝对角度θ4与绝对角度θ5的偏差的绝对值是否大于绝对角度θ4与绝对角度θ6的偏差的绝对值。
并且,在绝对角度θ4与绝对角度θ5的偏差的绝对值大于绝对角度θ4与绝对角度θ6的偏差的绝对值的情况下,也就是说,|θ4-θ5|>|θ4-θ6|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5025,判定出第二MR传感器元件27b故障。
另一方面,在绝对角度θ4与绝对角度θ5的偏差的绝对值大于绝对角度θ4与绝对角度θ6的偏差的绝对值这一条件不成立的情况下,也就是说,|θ4-θ5|≤|θ4-θ6|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5024,判定出第一MR传感器元件27a故障。
另外,控制装置1100在步骤S5019中,判断为没有对第一传感器故障标志F-27设置“1”的情况下,也就是说,第一MR传感器元件27a的检测结果与第二MR传感器元件27b的检测结果大致一致的情况下,前进至步骤S5026。
控制装置1100在步骤S5026中,判断是否对第二传感器故障标志F-30设置了“1”。
并且,在对第二传感器故障标志F-30设置了“1”的情况下,也就是说,第一MR传感器元件30a的检测结果与第二MR传感器元件30b的检测结果不一致的情况下,控制装置1100通过实施步骤S5027至步骤S5032的处理,判别构成第二角度传感器952的第一MR传感器元件30a和第二MR传感器元件30b中的哪一个故障。
此外,在步骤S5027至步骤S5032中,通过与步骤S5020至步骤S5025大致同样的处理,判别第一MR传感器元件30a和第二MR传感器元件30b中的哪一个故障。
首先,控制装置1100在步骤S5027中,判断第一条件(|θ1-θ2|≥THθ2)或者第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)是否成立。
在第一条件(|θ1-θ2|≥THθ2)或者第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5028,判断|θ1-θ2|>|θ2-θ3|是否成立。
并且,控制装置1100在|θ1-θ2|>|θ2-θ3|成立的情况下,前进至步骤S5031而判定出第一MR传感器元件30a故障,在|θ1-θ2|>|θ2-θ3|不成立的情况下,前进至步骤S5032而判定出第二MR传感器元件30b故障。
另外,控制装置1100当在步骤S5027中,判断为第一条件(|θ1-θ2|≥THθ2)和第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)双方都不成立时,前进至步骤S5029。
控制装置1100在步骤S5029中,判断第一条件(|θ4-θ5|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θ6|≥THθ2)是否成立。
并且,在上述的第一条件(|θ4-θ5|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θ6|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5030,除此以外时,控制装置1100结束本例程。
控制装置1100在步骤S5030中,判断|θ5-θ6|>|θ4-θ5|是否成立。
在此,在|θ5-θ6|>|θ4-θ5|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5032,判定出第二MR传感器元件30b故障,在|θ5-θ6|>|θ4-θ5|不成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5031,判定出第一MR传感器元件30a故障。
另一方面,控制装置1100在步骤S5026中,判断为没有对第二传感器故障标志F-30设置“1”的情况下,也就是说,第一MR传感器元件30a的检测结果与第二MR传感器元件30b的检测结果大致一致的情况下,前进至步骤S5033。
控制装置1100在步骤S5033中,判断是否对第三传感器故障标志F-33设置了“1”。
并且,在对第三传感器故障标志F-33设置了“1”的情况下,也就是说,第一MR传感器元件33a的检测结果与第二MR传感器元件33b的检测结果不一致的情况下,控制装置1100通过实施步骤S5034至步骤S5039的处理,判别构成第三角度传感器953的第一MR传感器元件33a和第二MR传感器元件33b中的哪一个故障。
此外,在步骤S5034至步骤S5039中,也利用与步骤S5020至步骤S5025大致同样的处理,判别第一MR传感器元件33a和第二MR传感器元件33b中的哪一个故障。
首先,控制装置1100在步骤S5034中,判断第一条件(|θ1-θ3|≥THθ2)或者第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)是否成立。
在第一条件(|θ1-θ3|≥THθ2)或者第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5035,判断|θ1-θ3|>|θ2-θ3|是否成立。
并且,控制装置1100在|θ1-θ3|>|θ2-θ3|成立的情况下,前进至步骤S5038而判定出第一MR传感器元件33a故障,在|θ1-θ3|>|θ2-θ3|不成立的情况下,前进至步骤S5039而判定出第二MR传感器元件33b故障。
另外,控制装置1100在步骤S5034中,第一条件(|θ1-θ3|≥THθ2)和第二条件(|θ2-θ3|≥THθ2)双方都不成立的情况下,前进至步骤S5036。
控制装置1100在步骤S5036中,判断第一条件(|θ4-θ6|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θ6|≥THθ2)是否成立。
并且,在上述的第一条件(|θ4-θ6|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θ6|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5037,除此以外时,控制装置1100结束本例程。
控制装置1100在步骤S5037中,判断|θ5-θ6|>|θ4-θ6|是否成立。
在此,在|θ5-θ6|>|θ4-θ6|成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5039,判定出第二MR传感器元件33b故障,在|θ5-θ6|>|θ4-θ6|不成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S5038,判定出第一MR传感器元件33a故障。
另一方面,控制装置1100在步骤S5033中,判断为没有对第三传感器故障标志F-33设置“1”的情况下,也就是说,第一MR传感器元件33a的检测结果与第二MR传感器元件33b的检测结果大致一致的情况下,结束本例程。
在图18至图21的流程图所示的故障诊断处理中,控制装置1100(故障诊断部)将MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b中的检测同一从动齿轮的绝对角度(旋转量)的两个MR传感器元件检测到的绝对角度彼此进行比较。
并且,控制装置1100在同一从动齿轮的绝对角度的偏差为预定值以上时,通过将根据包含进行了绝对角度的比较的两个MR传感器元件中的一方的组合生成的主动齿轮920的绝对角度(旋转量)与根据不包含所述两个MR传感器元件的双方的组合生成的主动齿轮920的绝对角度进行比较,确定所述两个MR传感器元件中的任一个的异常。
以下,概括说明图18至图21的流程图所示的MR传感器元件的故障诊断中的诊断特性。
例如,若将构成第一角度传感器951的MR传感器元件27a、27b的诊断作为代表例,则相对于不使用这些MR传感器元件27a、27b的检测结果算出的绝对角度θ1或绝对角度θ4,使用在MR传感器元件27a、27b中发生了异常的传感器元件的检测结果算出的绝对角度θ2、θ3、θ5至θ6产生偏差。
在此,假定为MR传感器元件27b正常,MR传感器元件27a产生了异常。
在该情况下,使用角度信号θ27a算出的绝对角度θ2成为异常值,结果,|θ1-θ2|≥THθ2成立,另一方面,使用正常的角度信号θ27b算出的绝对角度θ3成为了正常值而|θ1-θ3|≥THθ2变得不成立。
其结果,|θ1-θ2|>|θ1-θ3|成立,控制装置1100判定出第一MR传感器元件27a故障。
此外,即便向第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800进行电源供给的三个传感器用电源电路中的一个失效,控制装置1100如图15至图17所示,利用五种能够算出绝对角度θ。
另外,即便向第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800进行电源供给的三个传感器用电源电路中的一个失效,控制装置1100关于检测同一从动齿轮的绝对角(旋转量)的MR传感器元件的三个组合(MR传感器元件27a与MR传感器元件27b、MR传感器元件30a与MR传感器元件30b、MR传感器元件33a与MR传感器元件33b)中的一个也能够进行检测结果的比较。
例如,在图12所示的向第一旋转角检测装置400的电源供给***中,即便第四传感器用电源电路717b失效,向第一MR传感器元件30a及第二MR传感器元件30b的电源供给也继续。
因此,控制装置1100通过将第一MR传感器元件30a的检测结果与第二MR传感器元件30b的检测结果进行比较,能够抑止第二从动齿轮932的精度、啮合精度的影响,以高精度诊断第二角度传感器952的故障的有无。
另外,例如,在图12所示的向第一旋转角检测装置400的电源供给***中即便第四传感器用电源电路717b失效,若第一传感器用电源电路217a及第二传感器用电源电路217b正常,则控制装置1100也能够利用不使用角度信号θ33b及角度信号θ27a的五种组合算出绝对角度(参照图17)。
因此,控制装置1100通过将不使用角度信号θ33b及角度信号θ27a算出的主动齿轮920的绝对角度彼此进行比较,能够进行第二MR传感器元件33b及第一MR传感器元件27a以外的MR传感器元件的故障诊断。
例如,控制装置1100在利用包含角度信号θ27b的组合求出的绝对角度同利用不包含角度信号θ27b的组合、也就是说角度信号θ33a与角度信号θ30a的组合、或者角度信号θ33a与角度信号θ30b的组合求出的绝对角度的偏差的绝对值为阈值以上、且利用角度信号θ33a与角度信号θ30a的组合求出的绝对角度同利用角度信号θ33a与角度信号θ30b的组合求出的绝对角度的偏差的绝对值低于阈值时,能够诊断出第二MR传感器元件27b故障(角度信号θ27b异常)。
此外,控制装置1100能够通过监视例如输出电压,来检测传感器用电源电路的失效。
接着,说明使用了马达旋转角传感器101、601的检测结果的MR传感器元件的故障诊断。
此外,MCU214a、214b、714a、714b中的至少一个具备作为使用马达旋转角传感器101、601的检测结果实施MR传感器元件的故障诊断的故障诊断部的功能,但以下,作为基于控制装置1100的诊断功能来说明。
图22至图25是示出使用马达旋转角传感器101、601的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理的流程图。
当在步骤S6001中车辆1的点火开关(换言之起动开关或电源开关)被接通时,控制装置1100在步骤S6002至步骤S6007中,取得MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b各自的角度信号θ27a、θ27b、θ30a、θ30b、θ33a、θ33b。
接下来,控制装置1100前进至步骤S6008,若是第一旋转角检测装置400的诊断,则取得电动马达100所具备的马达旋转角传感器101检测到的马达旋转角度θmot的信息,若是第二旋转角检测装置800的诊断,则取得电动马达600所具备的马达旋转角传感器601检测到的马达旋转角度θmot的信息。
此外,马达旋转传感器101、601例如由旋转变压器构成,输出作为与转子的旋转位置对应的位置信号的模拟信号。
接着,控制装置1100在步骤S6009至步骤S6014(旋转量生成部)中,实施旋转轴部件910的绝对角度θ1至θ6的算出处理。
控制装置1100在步骤S6009中,基于角度信号θ30a和角度信号θ33a算出绝对角度θ1,在下一步骤S6010中,基于角度信号θ33b和角度信号θ27a算出绝对角度θ2。
进而,控制装置1100在步骤S6011中,基于角度信号θ27b和角度信号θ30b算出绝对角度θ3,在下一步骤S6012中,基于角度信号θ30b和角度信号θ33b算出绝对角度θ4。
另外,控制装置1100在步骤S6013中,基于角度信号θ33a和角度信号θ27b算出绝对角度θ5,在下一步骤S6014中,基于角度信号θ27a和角度信号θ30a算出绝对角度θ6。
接下来,控制装置1100前进至步骤S6015,判断是否是在点火开关的接通后初次前进至步骤S6015。
并且,在初次前进至步骤S6015的情况下,控制装置1100从步骤S6015前进至步骤S6016,实施马达旋转角的偏离量θosmot的运算处理。
图26是示出步骤S6016中的偏离量θosmot的运算处理的详情的流程图。
控制装置1100在步骤S6016-1中,算出在步骤S6009至步骤S6014中求出的旋转轴部件910的绝对角度θ1-θ6的平均值θaa(θaa=(θ1+θ2+θ3+θ4+θ5+θ6)/6)。
接着,控制装置1100前进至步骤S6016-2,基于在步骤S6016-1中求出的平均值θaa、马达旋转角度θmot(θmot:0deg至360deg)、以及使电动马达100或电动马达600的旋转减速而向旋转轴部件910传递的减速器的齿轮比Kg,算出偏离量θos。
偏离量θos是同相当于绝对角度的平均值θaa的马达旋转角的累计量与马达旋转角度θmot的差相当的值,偏离量θos与马达旋转角度θmot的加算值成为相当于绝对角度的平均值θaa的马达旋转角的累计量。
也就是说,下式(1)成立。
θaa=(θmot+θos)×Kg…(1)
因此,偏离量θos可以利用下式(2)求出。
θos=θaa/Kg-θmot…(2)
接着,控制装置1100前进至步骤S6016-3,基于下式(3)算出表示偏离量θos相当于马达旋转几圈的马达旋转次数TCos。
TCos=|θos|/360…(3)
此外,马达旋转次数TCos设为利用式(3)求出的商。
接着,控制装置1100前进至步骤S6016-4,算出在基于马达旋转角求出旋转轴部件910的绝对角度时使用的偏离量θosmot(换言之校正用的补正值)。
在此,偏离量θosmot相当于式(3)中的除法结果的余数,下式(4)成立。
θos=TCos×360+θosmot…(4)
因此,偏离量θosmot利用下式(5)求出。
θosmot=θos-TCos×360…(5)
控制装置1100在步骤S6016中求出偏离量θosmot之后,或者在步骤S6015中判断为不是初次时,前进至步骤S6017。
并且,控制装置1100在步骤S6017中,算出在基于马达旋转角度θmot求出旋转轴部件910的绝对角度时使用的、马达旋转次数TC。
图27是示出步骤S6017中的马达旋转次数TC的算出处理的流程图。
控制装置1100在步骤S6017-1中,将马达旋转角度θmot的上次值θmot(n-1)与高阈值θthH进行比较。
控制装置1100每隔一定的时间周期读出马达旋转角度θmot的数据,将读入的马达旋转角度θmot的数据按时序存储于存储器。
在此,所谓上次值θmot(n-1),是相对于本次读入的马达旋转角度θmot(本次值θmot(n))而言在时序上前1次的读入定时下的值。
控制装置1100在步骤S6017-1中,当判断为上次值θmot(n-1)为高阈值θthH以上时,前进至步骤S6017-2,将本次值θmot(n)与低阈值θthL(0deg<θthL<θthH<360deg)进行比较。
并且,控制装置1100在本次值θmot(n)为低阈值θthL以下的情况下,判断为马达旋转角跨过360deg的旋转位置而增大,前进至步骤S6017-3而使马达旋转次数TC从上次值增大1而更新。
另一方面,控制装置1100当判断为本次值θmot(n)超过了低阈值θthL时,绕过步骤S6017-3而使本例程结束。
另外,控制装置1100在步骤S6017-1中,当判断为上次值θmot(n-1)低于高阈值θthH时,前进至步骤S6017-4。
控制装置1100在步骤S6017-4中,将上次值θmot(n-1)与低阈值θthL进行比较。
并且,在上次值θmot(n-1)为低阈值θthL以下的情况下,控制装置1100前进至步骤S6017-5,将本次值θmot(n)与高阈值θthH进行比较。
在此,当本次值θmot(n)为高阈值θthH以上时,控制装置1100判断为马达旋转角跨过360deg的旋转位置而减少,前进至步骤S6017-6而使马达旋转次数TC从上次值减少1而更新。
另一方面,控制装置1100当在步骤S6017-4中判断为上次值θmot(n-1)超过了低阈值θthL时,使本例程结束,另外,当在步骤S6017-5中判断为本次值θmot(n)低于高阈值θthH时,使本例程结束。
控制装置1100在步骤S6017中实施了马达旋转次数TC的更新处理之后,前进至步骤S6018(旋转轴部件旋转角度生成部),基于马达旋转角度θmot、马达旋转次数TC及偏离量θosmot,按照下式(6)算出旋转轴部件910的绝对角度θamot。
θamot=(θmot+TC×360+θosmot)×Kg…(6)
接下来,控制装置1100前进至步骤S6019,将基于角度信号θ27a的第一从动齿轮931的旋转角数据与基于角度信号θ27b的第一从动齿轮931的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ27a的第一从动齿轮931的旋转角数据与基于角度信号θ27b的第一从动齿轮931的旋转角数据的偏差Δθ27的绝对值为阈值THθ1以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S6020以后,判别第一角度传感器951的故障是由第一MR传感器元件27a的故障引起的,还是由第二MR传感器元件27b的故障引起的。
控制装置1100在步骤S6020中,判断基于角度信号θ33b和角度信号θ27a算出的绝对角度θ2与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ27a和角度信号θ30a算出的绝对角度θ6与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ2-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ6-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6021,判定出第一MR传感器元件27a故障。
另一方面,在所述第一条件(|θ2-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ6-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6022。
控制装置1100在步骤S6022中,判断基于角度信号θ27b和角度信号θ30b算出的绝对角度θ3与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ33a和角度信号θ27b算出的绝对角度θ5与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ3-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6023,判定出第二MR传感器元件27b故障。
另一方面,控制装置1100在步骤S6019中,判断为所述偏差Δθ27的绝对值低于阈值THθ1时,换言之,没有检测到第一角度传感器951的故障的情况下,绕过步骤S6020至步骤S6023,前进至步骤S6024。
另外,控制装置1100在步骤S6022中,判断为所述第一条件(|θ3-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ5-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,绕过步骤S6023而前进至步骤S6024。
控制装置1100在步骤S6024中,将基于角度信号θ30a的第二从动齿轮932的旋转角数据与基于角度信号θ30b的第二从动齿轮932的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ30a的第二从动齿轮932的旋转角数据与基于角度信号θ30b的第二从动齿轮932的旋转角数据的偏差Δθ30的绝对值为阈值THθ1以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S6025以后,判别第二角度传感器952的故障是由第一MR传感器元件30a的故障引起的,还是由第二MR传感器元件30b的故障引起的。
控制装置1100在步骤S6025中,判断基于角度信号θ30a和角度信号θ33a算出的绝对角度θ1与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ27a和角度信号θ30a算出的绝对角度θ6与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ1-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ6-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6026,判定出第一MR传感器元件30a故障。
另一方面,在所述第一条件(|θ1-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ6-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6027。
控制装置1100在步骤S6027中,判断基于角度信号θ27b和角度信号θ30b算出的绝对角度θ3与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ30b和角度信号θ33b算出的绝对角度θ4与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ3-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ4-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6028,判定出第二MR传感器元件30b故障。
另一方面,控制装置1100在步骤S6024中,判断为所述偏差Δθ30的绝对值低于阈值THθ1时,换言之,没有检测到第二角度传感器952的故障的情况下,绕过步骤S6025至步骤S6028,前进至步骤S6029。
另外,控制装置1100在步骤S6027中,判断为所述第一条件(|θ3-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ4-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,绕过步骤S6028而前进至步骤S6029。
控制装置1100在步骤S6029中,将基于角度信号θ33a的第三从动齿轮933的旋转角数据与基于角度信号θ33b的第三从动齿轮933的旋转角数据进行比较。
并且,在基于角度信号θ33a的第三从动齿轮933的旋转角数据与基于角度信号θ33b的第三从动齿轮933的旋转角数据的偏差Δθ33的绝对值为阈值THθ1以上的情况下,控制装置1100前进至步骤S6030以后,判别第三角度传感器953的故障是由第一MR传感器元件33a的故障引起的,还是由第二MR传感器元件33b的故障引起的。
控制装置1100在步骤S6030中,判断基于角度信号θ30a和角度信号θ33a算出的绝对角度θ1与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ33a和角度信号θ27b算出的绝对角度θ5与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ1-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ5-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6031,判定出第一MR传感器元件33a故障。
另一方面,在所述第一条件(|θ1-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ5-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6032。
控制装置1100在步骤S6032中,判断基于角度信号θ33b和角度信号θ27a算出的绝对角度θ2与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第一条件、或者基于角度信号θ30b和角度信号θ33b算出的绝对角度θ4与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot的偏差的绝对值为阈值THθ2以上这一第二条件是否成立。
并且,在所述第一条件(|θ2-θamot|≥THθ2)或者第二条件(|θ4-θamot|≥THθ2)成立的情况下,控制装置1100前进至步骤S6033,判定出第二MR传感器元件33b故障。
另一方面,控制装置1100在步骤S6029中,判断为所述偏差Δθ33的绝对值低于阈值THθ1时,换言之,没有检测到第三角度传感器953的故障的情况下,绕过步骤S6030至步骤S6033,前进至步骤S6034。
另外,控制装置1100在步骤S6032中,判断为所述第一条件(|θ2-θamot|≥THθ2)和第二条件(|θ4-θamot|≥THθ2)都不成立的情况下,绕过步骤S6033而前进至步骤S6034。
控制装置1100在步骤S6034中,判断点火开关是否从接通状态切换为断开状态。
并且,在点火开关被维持为接通状态的情况下,控制装置1100返回步骤S6002,反复进行故障诊断处理。
另一方面,在点火开关从接通状态切换为断开状态的情况下,控制装置1100使本例程结束。
根据图22至图25的流程图所示的、使用马达旋转角传感器101、601的检测结果的MR传感器元件的故障诊断处理(故障诊断部),通过将根据MR传感器元件的检测结果的组合求出的旋转轴部件910的绝对角度与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot进行比较,确定MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b中的任一个的异常。
换言之,控制装置1100通过将由旋转量生成部生成的旋转量(绝对角度θ1至θ6)与由旋转轴部件旋转角度生成部生成的旋转量(绝对角度θamot)进行比较,确定MR传感器元件27a、27b、30a、30b、33a、33b中的任一个的异常。
因此,即便向第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800进行电源供给的三个传感器用电源电路中的一个失效,控制装置1100能够判断使用继续电源供给的MR传感器元件的检测结果求出的绝对角度的异常的有无,进而,能够评价继续电源供给的MR传感器元件各自的可靠性。
另外,即便向第一旋转角检测装置400或第二旋转角检测装置800进行电源供给的三个传感器用电源电路中的一个失效,通过将继续电源供给的两个MR传感器元件的检测结果组合而求出的绝对角度与根据马达旋转角度θmot求出的绝对角度θamot进行比较,能够评价继续电源供给的两个MR传感器元件的可靠性。
在上述实施方式中说明的各技术的思想,只要不产生矛盾,就可以适当组合来使用。
另外,参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体说明,但基于本发明的基本的技术思想及教唆,就本领域技术人员而言,理所当然能够采用各种变形方案。
例如,线控转向操舵***1000可以设为具备将转向盘500和转舵轮2L、2R利用离合器等机械地结合的备用机构的***。
另外,可以将第一旋转角检测装置400和第二旋转角检测装置800中的仅任一方,设为具有第一传感器至第六传感器且从三个电源电路接受电源供给的装置。
另外,控制装置1100可以在一个壳体内一体地具备第一ECU200和第二ECU700。
另外,对角度传感器951、952、953分别是具备两个MR传感器元件的双模的实施方式进行了说明,但也可以是具备六个MR传感器元件为一个的(单模)的角度传感器。
在旋转角检测装置的优选的方案中,是检测线控转向的操舵状态量的旋转角检测装置,其中,具有以旋转轴为中心而旋转的旋转轴部件、旋转角检测部、以及控制装置,所述旋转角检测部具备:主动齿轮,其伴随于所述旋转轴部件的旋转而旋转;第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮,其与所述主动齿轮连动地旋转,互相具有无法被整数除开的不同的齿数;第一磁体,其设置于所述第一从动齿轮;第二磁体,其设置于所述第二从动齿轮;第三磁体,其设置于所述第三从动齿轮;第一传感器和第二传感器,其与所述第一磁体相对地配置,检测所述第一从动齿轮的旋转量;第三传感器和第四传感器,其与所述第二磁体相对地配置,检测所述第二从动齿轮的旋转量;第五传感器和第六传感器,其与所述第三磁体相对地配置,检测所述第三从动齿轮的旋转量,所述控制装置基于所述旋转轴部件的旋转量输出在所述线控转向的控制中使用的信号,所述控制装置具备:旋转量生成部,其根据来自同所述第一传感器与所述第二传感器的组合、所述第三传感器与所述第四传感器的组合、所述第五传感器与所述第六传感器的组合不同的组合的传感器的检测值生成所述主动齿轮的旋转量;第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个供给电力,所述第一电源电路具有:第一电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第二电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;所述第二电源电路具有:第三电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第四电源供给部,其向被从所述第三电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;所述第三电源电路具有:第五电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;第六电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力。
由此,通过将电源电路设为三重***,将能够算出旋转轴部件的旋转量的信号的组合设为十二种,故障时的鲁棒性提高,能够进行线控转向的持续控制。
进而,在另一优选的方案中,所述控制装置由第一控制装置和第二控制装置构成,在所述第一控制装置和所述第二控制装置中的至少任一方,设置所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个。
由此,旋转角检测装置的电源从多个控制装置供给,所以电源故障的鲁棒性提高。
进而,在另一优选的方案中,所述旋转轴部件、所述旋转角检测部以及所述第一控制装置设置于所述线控转向的操舵输入装置,所述操舵状态量是设置于所述操舵输入装置的转向盘的旋转量。
由此,即便是旋转角检测装置的多重故障时,也能够提供安全的线控转向***。
进而,在另一优选的方案中,所述旋转轴部件、所述旋转角检测部以及所述第二控制装置设置于所述线控转向的操舵装置,所述操舵状态量是同与所述操舵装置相连的轮胎的转舵量有关系的量。
由此,即便是旋转角检测装置的多重故障时,也能够提供安全的线控转向***。
进而,在另一优选的方案中,所述第一电源电路被从设置于车辆的第一电池供给电源,所述第二电源电路被从设置于所述车辆的第二电池供给电源。
由此,即便两个电池中的一个失效,也能够继续检测绝对角。
进而,在另一优选的方案中,所述第三电源电路被从所述第一电池或所述第二电池供给电源。
由此,能够抑制电池的数增加。
进而,在另一优选的方案中,所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮,在各自的齿轮的齿数除以最大公约数时,是两种不同的奇数和一种偶数的自然数的比。
由此,能够检测广泛的旋转量。
进而,在另一优选的方案中,所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮各自的齿数比是9:10:11的自然数倍。
由此,作为线控转向,实用性高,能够检测广泛的旋转量。
进而,在另一优选的方案中,所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮各自的齿数是27、30、33或18、20、22。
由此,作为线控转向,能够在实用性更高的范围内使用。
进而,在另一优选的方案中,所述主动齿轮的齿数是所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮中的齿数最少的从动齿轮的齿数的两倍以上。
由此,转向盘能够检测最大5圈(左右2.5圈)的旋转量,即便被检测旋转次数少,也能够应对。
进而,在另一优选的方案中,所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮与所述主动齿轮啮合。
由此,全部从动齿轮与主动齿轮啮合,所以能够精度良好地检测旋转量。
进而,在另一优选的方案中,所述第一从动齿轮与所述主动齿轮啮合,所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮啮合,所述第三从动齿轮与所述主动齿轮、第一从动齿轮以及所述第二从动齿轮中的任一方啮合。
由此,能够检测同所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮与所述主动齿轮啮合的情况下同等的旋转量。
进而,在另一优选的方案中,所述控制装置具有故障诊断部,该故障诊断部通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量彼此进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个的异常。
由此,能够将能够算出旋转轴部件的绝对角度的信号的组合设为十二种,通过将两个以上的值进行比较的多数决,能够拓宽异常检知的范围。
进而,在另一优选的方案中,所述控制装置具有故障诊断部,将所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的检测同一从动齿轮的旋转量的两个传感器检测到的旋转量彼此进行比较,在所述旋转量的偏差为预定值以上时,通过将所述旋转量生成部根据包含所述两个传感器中的一方的组合生成的所述主动齿轮的旋转量与所述旋转量生成部根据不包含所述两个传感器的双方的组合生成的所述主动齿轮的旋转量进行比较,确定所述两个传感器中的任一个的异常。
由此,由于首先将与同一从动齿轮对应的旋转量彼此进行比较,所以能够提高故障检测精度。另外,能够抑制由从动齿轮的精度、啮合精度导致的影响。
进而,在另一优选的方案中,所述控制装置的所述故障诊断部,其在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个电源电路故障时,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个的异常。
由此,即便电源电路中的一个失效,也能够利用五种组合算出旋转量。另外,由于剩下1组同一从动齿轮的两个传感器,首先将与同一从动齿轮对应的旋转量彼此进行比较,所以能够提高故障检测精度。
进而,在另一优选的方案中,所述线控转向包含电动马达,所述控制装置具有:旋转轴部件旋转角度生成部,其根据所述电动马达的旋转量生成所述旋转轴部件的旋转量;故障诊断部,其在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个电源电路故障时,通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量与由所述旋转轴部件旋转角度生成部生成的旋转量进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个传感器的异常。
由此,使用电动马达的旋转角,即便在电源电路的失效时,也能够评价剩下的传感器的信号的可靠性。
进而,在另一优选的方案中,所述故障诊断部,其在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的又一个电源电路故障时,通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量与由所述旋转轴部件旋转角度生成部生成的旋转量进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个传感器的异常。
由此,即便两个电源电路失效,也能够评价传感器的信号的可靠性。
附图标记说明
1…车辆,2L、2R…转舵轮,100…电动马达,200…第一ECU,214a、214b…MCU,217a、217b、717a、717b…传感器用电源电路,300…转舵机构,400…第一旋转角检测装置(旋转角检测部),500…转向盘,600…电动马达,700…第二ECU,714a、714b…MCU,800…第二旋转角检测装置(旋转角检测部),910…旋转轴部件,920…主动齿轮,931、932、933…从动齿轮,941、942、943…磁体,951、952、953…角度传感器,27a、27b、30a、30b、33a、33b…MR传感器元件,1000…线控转向操舵***,1100…控制装置,2000…操舵装置,3000…操舵输入装置。
Claims (17)
1.一种旋转角检测装置,对线控转向的操舵状态量进行检测,其特征在于,
具有以旋转轴为中心而旋转的旋转轴部件、旋转角检测部以及控制装置,
所述旋转角检测部具备:
主动齿轮,其伴随于所述旋转轴部件的旋转而旋转;
第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮,其与所述主动齿轮连动地旋转,互相具有无法被整数除开的不同的齿数;
第一磁体,其设置于所述第一从动齿轮;
第二磁体,其设置于所述第二从动齿轮;
第三磁体,其设置于所述第三从动齿轮;
第一传感器和第二传感器,其与所述第一磁体相对地配置,检测所述第一从动齿轮的旋转量;
第三传感器和第四传感器,其与所述第二磁体相对地配置,检测所述第二从动齿轮的旋转量;
第五传感器和第六传感器,其与所述第三磁体相对地配置,检测所述第三从动齿轮的旋转量;
所述控制装置基于所述旋转轴部件的旋转量输出在所述线控转向的控制中使用的信号,
所述控制装置具备:
旋转量生成部,其根据来自同所述第一传感器与所述第二传感器的组合、所述第三传感器与所述第四传感器的组合、所述第五传感器与所述第六传感器的组合不同的组合的传感器的检测值生成所述主动齿轮的旋转量;
第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个供给电力,
所述第一电源电路具有:
第一电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;
第二电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;
所述第二电源电路具有:
第三电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;
第四电源供给部,其向被从所述第三电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力;
所述第三电源电路具有:
第五电源供给部,其向所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的一个传感器供给电力;
第六电源供给部,其向被从所述第一电源供给部供给电力的传感器以外的且是与被供给电力的传感器检测不同的从动齿轮的旋转量的传感器供给电力。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述控制装置由第一控制装置和第二控制装置构成,
在所述第一控制装置和所述第二控制装置中的至少任一方,设置所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个。
3.根据权利要求2所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述旋转轴部件、所述旋转角检测部以及所述第一控制装置设置于所述线控转向的操舵输入装置,
所述操舵状态量是设置于所述操舵输入装置的转向盘的旋转量。
4.根据权利要求2所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述旋转轴部件、所述旋转角检测部以及所述第二控制装置设置于所述线控转向的操舵装置,
所述操舵状态量是同与所述操舵装置相连的轮胎的转舵量有关系的量。
5.根据权利要求2所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一电源电路被从设置于车辆的第一电池供给电源,
所述第二电源电路被从设置于所述车辆的第二电池供给电源。
6.根据权利要求5所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第三电源电路被从所述第一电池或所述第二电池供给电源。
7.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮,在各自的齿轮的齿数除以最大公约数时,是两种不同的奇数和一种偶数的自然数的比。
8.根据权利要求7所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮各自的齿数比是9:10:11的自然数倍。
9.根据权利要求8所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮各自的齿数是27、30、33或18、20、22。
10.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述主动齿轮的齿数是所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮中的齿数最少的从动齿轮的齿数的两倍以上。
11.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮以及所述第三从动齿轮与所述主动齿轮啮合。
12.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述第一从动齿轮与所述主动齿轮啮合,
所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮啮合,
所述第三从动齿轮与所述主动齿轮、第一从动齿轮以及所述第二从动齿轮中的任一方啮合。
13.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述控制装置具有故障诊断部,
该故障诊断部通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量彼此进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个的异常。
14.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述控制装置具有故障诊断部,
该故障诊断部将所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器、所述第六传感器中的检测同一从动齿轮的旋转量的两个传感器检测到的旋转量彼此进行比较,在所述旋转量的偏差为预定值以上时,
通过将所述旋转量生成部根据包含所述两个传感器中的一方的组合生成的所述主动齿轮的旋转量与所述旋转量生成部根据不包含所述两个传感器的双方的组合生成的所述主动齿轮的旋转量进行比较,确定所述两个传感器中的任一个的异常。
15.根据权利要求14所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述控制装置的所述故障诊断部在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个电源电路故障时,
确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个的异常。
16.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述线控转向包含电动马达,
所述控制装置具有:
旋转轴部件旋转角度生成部,其根据所述电动马达的旋转量生成所述旋转轴部件的旋转量;
故障诊断部,其在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的一个电源电路故障时,通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量与由所述旋转轴部件旋转角度生成部生成的旋转量进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个传感器的异常。
17.根据权利要求16所述的旋转角检测装置,其特征在于,
所述故障诊断部在所述第一电源电路、所述第二电源电路以及所述第三电源电路中的又一个电源电路故障时,
通过将由所述旋转量生成部生成的旋转量与由所述旋转轴部件旋转角度生成部生成的旋转量进行比较,确定所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器、所述第五传感器以及所述第六传感器中的任一个传感器的异常。
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