检测装置以及电动助力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种检测装置以及一种搭载了该检测装置的电动助力转向装置。该检测装置易于制造，其使用具备多个传感器单元的冗余结构，其中，每个传感器单元具备多个检测单元；在传感器单元、信号线等处发生了异常的情况下，也能够高精度地执行诸如ECU之类的控制装置中的异常检测以及功能延续。本发明专利技术的检测装置具备多个传感器单元，其中，每个传感器单元具备“具有相同的检测对象以及相同的要检测出的状态量”的多个检测单元，检测装置通过至少两个传感器单元来检测出至少一个状态量，传感器单元具备通信单元，通信单元将由检测单元检测出的状态量作为错误可检测信号(error detectable signal)并将其输出。

Detection device and electric power steering device

The invention provides a detection device and an electric power steering device carrying the detection device. The device is easy to fabricate. It uses a redundant structure with multiple sensor units, in which each sensor unit has multiple detection units. In the case of abnormal sensor units, signal lines and other places, it can also perform abnormal detection and function continuation in control devices such as ECU with high accuracy. The detection device of the present invention has a plurality of sensor units, in which each sensor unit has a plurality of detection units with the same detection object and the same state quantity to be detected. The detection device detects at least one state quantity through at least two sensor units. The sensor unit has a communication unit, and the communication unit will be detected by the detection unit. The state is used as an error detectable signal and output.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测装置以及电动助力转向装置
本专利技术涉及一种“用于检测出扭矩、旋转角等”的检测装置以及一种搭载了该检测装置的电动助力转向装置和一种搭载了“用于检测出扭矩、旋转角等”的检测器的电动助力转向装置。
技术介绍
作为“用于检测出扭矩、旋转角等”的检测装置的应用实例，有“利用电动机的旋转力将辅助力赋予给车辆的转向系统”的电动助力转向装置。电动助力转向装置经由减速装置通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构，将电动机的驱动力作为辅助力赋予给转向轴或齿条轴。为了准确地产生辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制通过调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行电动机外加电压的调整。参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R相连接。还有，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与转向轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。另外，在柱轴2上设有“作为检测装置或检测器(下面，将它们统称为“检测手段”)”的用于检测出转向盘1的转向扭矩Th的扭矩传感器10以及用于检测出“作为转向盘1的旋转角”的转向角θ的转向角传感器14。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，并且，使用辅助图(assistmap)等，来进行辅助指令的电流指令值的运算，由“通过对运算出的电流指令值实施补偿等后而得到的”电压控制值Vref来控制供应给电动机20的电流。另外，用于收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，用于收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。控制单元30主要由CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)(也包含MCU(MicroControllerUnit，微控制器单元)、MPU(MicroProcessorUnit，微处理器单元)等)来构成，该CPU内部由程序执行的一般功能，如图2所示。参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th以及由车速传感器12检测出的(或来自CAN40的)车速Vel被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th以及车速Vel，并且，使用辅助图等，来运算出作为供应给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经由加法单元32A被输入到电流限制单元33中；被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中；减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm－Im)；该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI(比例积分)控制单元35中。在PI控制单元35中经特性改善后得到的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，然后，再经由作为驱动单元的逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im；由电动机电流检测器38检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B中。在逆变器37中使用作为驱动元件的场效应晶体管(FET)，并且，逆变器37由FET的电桥电路来构成。另外，在加法单元32A中对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行转向系统的特性补偿，从而改善收敛性和惯性特性等。补偿信号生成单元34首先在加法单元344中将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元345中再将在加法单元344中得到的加法结果与收敛性341相加，最后，将在加法单元345中得到的加法结果作为补偿信号CM。作为在这样的电动助力转向装置中使用的检测手段，提出了这样一种装置，即，其在检测手段、信号线等处发生了故障的情况下，自动地判别故障，并且，采用了“传感器具有多重化结构”的冗余结构，从而使得即使在发生故障后，也能够实现功能延续。例如，在日本特开2013-253806号公报(专利文献1)中，提出了这样一种传感器装置，即，其以“该传感器装置能够确定出多个检测信号中的哪一个发生了异常，并且，该传感器装置易于制造”为目的，具备多个传感器IC，其中，每个传感器IC具备多个“检测出成为转向扭矩运算的基础的扭转角等，并且，根据检测结果来输出检测信号”的检测单元。在专利文献1中，通过准备好多个检测单元以及多个传感器IC，就能够确定出“发生了异常”的检测信号，并且，通过使用正常的检测信号，就能够继续进行处理。尽管从专利文献1中所记载的传感器装置输出的检测信号，从各个检测单元通过单独的信号线被读入到控制装置中，但从专利文献1中所记载的传感器装置输出的检测信号，也可以通过为每个传感器IC而设置的一条信号线被读入到控制装置中。在日本专利第5688691号公报(专利文献2)中，提出了这样一种检测装置，即，该检测装置使输出用磁检测元件和参考用磁检测元件容纳在一个IC封装中，从而能够通过简单的结构来判定磁传感器的故障，同时还可以减少电路规模和布线，并且，该检测装置还使“基于分别由输出用磁检测元件以及参考用磁检测元件检测出的检测值来判定异常”的比较器也容纳在相同的IC封装中。专利文献2中所记载的检测装置，在从输出用磁检测元件输出的检测值(暂时性的检测值)与从参考用磁检测元件输出的检测值(参考值)之间的差等于或小于阈值的情况下，将暂时性的检测值作为正式的检测值输出到IC的外部。还有，在专利文献2中所记载的检测装置中，通过具备多个IC封装，从而使得即使在一个IC封装中发生了故障，也可以通过使用从其他的IC封装输出的正式的检测值，来继续进行控制。还有，在通常情况下，尽管传感器经由信号线被连接到电动助力转向装置的控制单元，但由于信号线的数目随着“多重化结构的传感器”的数目的增加而增加，所以提出了“用于抑制信号线的数目的增加”的装置。例如，在日本特开2014-234101号公报(专利文献3)中，提出了这样一种致动器控制装置，即，在该致动器控制装置中，在“各个传感器均具有多重化结构，从而使得即使在传感器中发生了异常，也能够继续进行控制”的冗余结构中，将具有不同功能的传感器(例如，扭矩传感器和旋转角传感器)设置为一组传感器，并且，通过单一的串行总线将各组传感器连接到控制单元。在专利文献3中所记载的致动器控制装置中，通过共享和使用单一的串行总线，就能够抑制信号线的数目的增加，还有，通过具有不同功能的传感器共享串行总线，并且，具有相同功能的传感器使用不同的串行总线，这样就能够进行在串行总线中发生了异常的场合的备份，并且，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，其具备多个传感器单元，其中，每个所述传感器单元具备“具有相同的检测对象以及相同的要检测出的状态量”的多个检测单元，所述检测装置通过至少两个所述传感器单元来检测出至少一个所述状态量，其特征在于：所述传感器单元具备通信单元，所述通信单元将由所述检测单元检测出的状态量作为错误可检测信号并将其输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.05 JP 2016-133649;2016.11.07 JP 2016-217291.一种检测装置，其具备多个传感器单元，其中，每个所述传感器单元具备“具有相同的检测对象以及相同的要检测出的状态量”的多个检测单元，所述检测装置通过至少两个所述传感器单元来检测出至少一个所述状态量，其特征在于：所述传感器单元具备通信单元，所述通信单元将由所述检测单元检测出的状态量作为错误可检测信号并将其输出。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述通信单元将由所述各个检测单元检测出的状态量合并成一个信号并将其输出。3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于：以与控制周期同步的方式来输出所述信号。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的检测装置，其特征在于：所述传感器单元按照单边半字节传输方式(SENT方式)来生成所述错误可检测信号。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的检测装置，其特征在于：具备至少四个所述传感器单元，通过至少两个所述传感器单元来检测出转向扭矩，通过至少两个另外的所述传感器单元来检测出转向角。6.一种电动助力转向装置，其特征在于：搭载了根据权利要求1至5中任意一项所述的检测装置，具备控制单元，所述控制单元输入“从所述通信单元输出的所述错误可检测信号”，通过执行“基于所述错误可检测信号”的错误检测和“基于所述错误可检测信号中包含的所述状态量的多个检测值”的异常检测中的至少一个，来检测出所述检测装置的异常。7.根据权利要求6所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述控制单元在检测出所述检测装置的异常的情况下，通过使用正常的所述状态量，来继续进行动作。8.根据权利要求6或7所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述控制单元在没有检测出所述检测装置的异常的情况下，通过使用由多个所述传感器单元分别检测出的多个角度信息，来计算出所述角度信息的绝对角度；在检测出所述检测装置的异常的情况下，通过使用正常的所述角度信息和即将检测出异常之前的所述角度信息以及所述绝对角度，来计算出“检测出异常之后的所述绝对角度”。9.一种电动助力转向装置，其搭载了检测器，所述检测器具备多个传感器单元，其中，每个所述传感器单元具备“具有相同的检测对象以及相同的要检测出的状态量”的多个检测单元，所述检测器通...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅贺淳爱，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP