本公開內(nèi)容總體上涉及傳感器裝置。
背景技術:
一般地,轉矩傳感器可以檢測轉向轉矩。例如,在專利文獻日本專利No.3551052(專利文獻1)中,基于20攝氏度時的轉矩信號和80攝氏度時的轉矩信號來校正轉矩信號的溫度特性。
在專利文獻1中,由于既沒有考慮到部件的時效劣化(aged deterioration),也沒有考慮到部件的精度變化(即,尺寸誤差),所以存在不能適當?shù)匦UD矩信號的可能性。
技術實現(xiàn)要素:
本公開內(nèi)容的目的是提供一種能夠適當?shù)匦U龣z測值的傳感器裝置。
在本公開內(nèi)容的一方面中,傳感器裝置包括傳感器部和控制器。傳感器部包括:多個傳感器元件,其檢測關于檢測對象的物理量(即,產(chǎn)生關于檢測對象的物理量的檢測值);以及輸出電路,其生成并且輸出輸出信號,該輸出信號包括等效于來自多個傳感器元件的檢測值的傳感器信號??刂破鲝膫鞲衅鞑揩@得輸出信號。
傳感器部或控制器包括校正值計算器,校正值計算器在可計算性條件被滿足時基于對應于或等效于檢測值的多個檢測值等效值來計算以下中至少之一:(i)用于校正偏移誤差的偏移校正值和(ii)用于校正增益誤差的增益校正值。
控制器包括控制計算器,控制計算器通過使用從通過偏移校正值和增益校正值中至少之一進行的檢測值等效值的校正得到的經(jīng)誤差校正的值來執(zhí)行計算。
根據(jù)本公開內(nèi)容,根據(jù)部件的時效劣化和/或精度變化來計算偏移校正值和增益校正值中至少之一,因此,使得控制計算器能夠通過使用多個被適當?shù)匦U臋z測值等效值來執(zhí)行計算。
附圖說明
根據(jù)下面參照附圖所作出的詳細描述,本公開內(nèi)容的目的、特征和優(yōu)點將變得更明顯,其中:
圖1是本公開內(nèi)容的第一實施方式中的電動轉向裝置的框圖;
圖2是本公開內(nèi)容的第一實施方式中的傳感器裝置的框圖;
圖3是本公開內(nèi)容的第一實施方式中的輸出信號的時序圖;
圖4是本公開內(nèi)容的第一實施方式中的偏移校正值計算處理的流程圖;
圖5是本公開內(nèi)容的第二實施方式中的偏移校正值計算處理的流程圖;
圖6是本公開內(nèi)容的第三實施方式中的增益校正值計算處理的流程圖;以及
圖7是本公開內(nèi)容的第四實施方式中的傳感器裝置的框圖。
具體實施方式
此后,基于附圖來描述本公開內(nèi)容中的傳感器裝置。此后,貫穿所有實施方式,將相同的附圖標記分配給相同/類似的配置,并且不會重復相同配置的描述。
(第一實施方式)
圖1至圖4示出本公開內(nèi)容的第一實施方式。
如圖1所示,傳感器裝置1包括傳感器部10和電子控制單元(ECU)40,所述電子控制單元(ECU)40連同其他部件用作控制器并且電子控制單元(ECU)40被應用于例如用于輔助車輛的轉向操作的電動轉向裝置80。
圖1示出了具有電動轉向裝置80的轉向系統(tǒng)90的整體配置。
方向盤91作為轉向構件與轉向軸92連接。轉向軸92具有作為第一軸的輸入軸921和作為第二軸的輸出軸922。輸入軸921與方向盤91連接。在輸入軸921與輸出軸922之間布置轉矩傳感器83,所述轉矩傳感器83檢測被施加至轉向軸92的轉矩。
小齒輪96布置在輸出軸922的相對于輸入軸921的相反末端處。小齒輪96與齒條軸97嚙合。一對車輪98經(jīng)由連接桿等與齒條軸97的兩端連接。
當駕駛員旋轉方向盤91時,與方向盤91連接的轉向軸92也旋轉。轉向軸92的旋轉運動通過小齒輪96被轉化成齒條軸97的平移運動,并且一對車輪98根據(jù)齒條軸97的位移量被轉向了某一角度。
電動轉向裝置80設置有輸出輔助轉矩的電機81、用作動力傳輸單元的減速齒輪82、轉矩傳感器83、ECU 40等,所述輔助轉矩輔助駕駛員對方向盤91的轉向操作。盡管電機81和ECU 40在圖1中具有單獨的本體,但是它們可以被結合成具有一個本體。
減速齒輪82降低電機81的旋轉速度,并且將旋轉傳送至轉向軸92。即,盡管本實施方式的電動轉向裝置80是所謂的“柱輔助式”,但是轉向裝置80也可以是電機81的旋轉被傳送至齒條軸97的“齒條輔助式”。換言之,在本實施方式中,“驅動對象”是轉向軸92,但是它也可以是齒條軸97。
稍后提及ECU 40的細節(jié)。
轉矩傳感器83布置在轉向軸92上,并且基于輸入軸921與輸出軸922之間的扭角來檢測轉向轉矩Ts。
轉矩傳感器83具有扭力桿(未示出)、磁通量收集器831、傳感器部10等。
扭力桿將輸入軸921與輸出軸922同軸地連接在旋轉軸上,并且將施加至轉向軸92的轉矩轉換成扭轉位移。
磁通量收集器831具有多極磁體、磁軛、磁收集環(huán)等,并且被配置成使磁通量密度根據(jù)扭力桿的扭轉位移量和扭轉位移方向而改變。由于轉矩傳感器83在本領域中眾所周知,從描述中省略轉矩傳感器83的配置。
如圖2所示,傳感器部10具有第一信號生成器11、第二信號生成器12等。
第一信號生成器11具有主傳感器元件111、次傳感器元件112、模數(shù)(A/D)轉換電路113和模數(shù)(A/D)轉換電路114以及輸出電路115。
第二信號生成器12具有主傳感器元件121、次傳感器元件122、A/D轉換電路123和A/D轉換電路124以及輸出電路125。
110編號和120編號的末尾數(shù)字相同的編號表示那些部件具有相同的配置,因此,在下文中主要針對110編號部件來提供描述。
因此,在下文中主要討論第一信號生成器11的配置,并且關于第二信號生成器12的描述保持簡潔。
主傳感器元件111和次傳感器元件112分別是檢測磁通量收集器831的磁通量的磁檢測元件。本實施方式的傳感器元件111和傳感器元件112是霍爾器件。
盡管在本實施方式中將傳感器元件111和傳感器元件112看作“主”和“次”以用于區(qū)分第一輸出信號Sd1中的信號順序,但是傳感器元件111和傳感器元件112基本上是相同的部件。
A/D轉換電路113執(zhí)行主傳感器元件111的檢測值的A/D轉換。A/D轉換電路114執(zhí)行次傳感器元件112的檢測值的A/D轉換。
將第一信號生成器11的主傳感器元件111的檢測值的A/D轉換值指定為第一主檢測值D50,并且將第一信號生成器11的次傳感器元件112的檢測值的A/D轉換值指定為第一次檢測值D55。另外,將第二信號生成器12的主傳感器元件121的檢測值的A/D轉換值指定為第二主檢測值D60,并且將第二信號生成器12的次傳感器元件122的檢測值的A/D轉換值指定為第二次檢測值D65。
輸出電路115基于第一主檢測值D50和第一次檢測值D55生成第一輸出信號Sd1。
輸出電路125基于第二主檢測值D60和第二次檢測值D65生成第二輸出信號Sd2。
通過作為一種數(shù)字通信的SENT(單邊半字節(jié)傳輸)通信以預定周期將輸出信號Sd1和輸出信號Sd2從傳感器部10輸出至ECU 40。
另外,以比輸出信號Sd1和輸出信號Sd2的信號周期Ps(參考圖3)短的周期來更新傳感器元件111、112、121和122的檢測值,并且通過使用最新的檢測值來生成輸出信號Sd1和輸出信號Sd2。
從傳感器部10至ECU 40的輸出信號Sd1和輸出信號Sd2的輸出定時可以相同或者可以不同。
例如,通過使輸出信號Sd1和輸出信號Sd2的輸出定時錯位信號周期Ps的半個周期,ECU 40在信號周期Ps的每半個周期輪流獲得輸出信號Sd1和輸出信號Sd2。因此,提高了表面上的傳輸速度。
第一信號生成器11和第二信號生成器12封閉在密封部13中。密封部13具有通信端子131和通信端子132。
通信端子131通過第一通信線路31與ECU 40的信號獲得端子401連接,并且通信端子132通過第二通信線路32與ECU 40的信號獲得端子402連接。
第一通信線路31被用于第一輸出信號Sd1的輸出,并且第二通信線路32被用于第二輸出信號Sd2的輸出。
稍后提及輸出信號Sd1和輸出信號Sd2的細節(jié)。
ECU 40主要被構成為具有其他部件的微型計算機,并且執(zhí)行各種計算和數(shù)據(jù)處理。
ECU 40中的每個處理可以通過由中央處理單元(CPU)執(zhí)行預先記憶的程序而被實現(xiàn)為軟件處理,以及/或者可以是通過專用電子電路進行的硬件處理。
ECU 40具有調(diào)節(jié)器(未示出)。該調(diào)節(jié)器將從電池(未示出)提供的電壓調(diào)節(jié)至預定電壓。調(diào)節(jié)電壓被用于ECU 40中,并且被供應至傳感器部10。
傳感器部10經(jīng)由ECU 40接地。
ECU 40具有分別作為功能塊的信號獲得器41、校正值計算器42和控制計算器43。
信號獲得器41從傳感器部10獲得輸出信號Sd1和輸出信號Sd2。
校正值計算器42基于檢測值等效值來計算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一,所述檢測值等效值是基于包括在輸出信號Sd1和輸出信號Sd2中的傳感器信號的值。根據(jù)本實施方式,校正值計算器42計算偏移校正值A1。
校正值計算器42接收例如以下輸入:方向盤91的轉向角度θh、電機81的電角度θe、轉向轉矩Ts、車輛速度V、偏航率γ等。
方向盤91的轉向角度θh、電角度θe、轉向轉矩Ts、車輛速度V和偏航率γ分別從輪角度傳感器、旋轉角度傳感器、速度傳感器和偏航率傳感器(均未示出)被直接獲得或者經(jīng)由控制器局域網(wǎng)(CAN)被獲得。
另外,校正值計算器42獲得由控制計算器43計算的轉向轉矩Ts。
控制計算器43用偏移校正值A1校正下面提到的第一信號值D8和第二信號值D9,并且通過使用校正的第一信號值D8和校正的第二信號值D9來計算轉向轉矩Ts。
計算的轉向轉矩Ts被用于電機81的驅動控制。更具體地,控制計算器43基于轉向轉矩Ts來計算轉矩指令值。
ECU 40基于轉矩指令值通過眾所周知的方法例如反饋處理來控制電機81的驅動。
基于圖3描述了第一輸出信號Sd1的通信幀。
如圖3所示,同步信號、狀態(tài)信號、傳感器信號(即本實施方式中的主信號和次信號)、CRC信號和暫停信號包括在第一輸出信號Sd1中,并且這些信號以目前書寫的順序被輸出為一系列信號。圖3所示的每個信號的位數(shù)是示例,并且可以根據(jù)電信標準等而變化。SENT通信中的數(shù)據(jù)由一個信號的下降沿與下一信號的下降沿之間的時間寬度表示。另外,在本實施方式中,將信號周期Ps定義為從同步信號的輸出的起始到下一同步信號的輸出的起始的時間段。
同步信號是用于使傳感器部10的時鐘和ECU 40的時鐘同步的信號,并且在本實施方式中被設置為56個節(jié)拍。在本實施方式中,基于同步信號的長度來計算校正系數(shù),并且通過使用有關的校正系數(shù)來校正每個信號。
狀態(tài)信號包括更新計數(shù)器信號。每當如所示生成輸出信號Sd1時以下面的兩位更新計數(shù)器信號的方式即00→01→10→11→00→01……來對更新計數(shù)器信號進行更新。在更新計數(shù)器達到最大值“11”之后,更新計數(shù)器通過增加+1來返回最小值“00”。
通過傳送關于更新計數(shù)器的信息,ECU 40能夠確定連續(xù)傳送的兩個相同的數(shù)據(jù)是由兩個相同的檢測值引起還是由它們之間的數(shù)據(jù)粘附誤差引起。
主信號是基于第一主檢測值D50的信號,并且次信號是基于第一次檢測值D55的信號。主信號和次信號中的每一個由3個半字節(jié)(=12位)表示。
在本實施方式中,將主信號和次信號實現(xiàn)為半字節(jié)信號,使得輸出信號Sd1通過SENT通信被輸出至ECU 40。
主信號和次信號還可以由至少一個半字節(jié)來表示,該半字節(jié)可以根據(jù)通信標準來定義。
本實施方式中的主信號和次信號配成一對原始信號和反轉信號,即,一個信號隨檢測值的增大而增大,而另一信號隨檢測值的增大而減小。原始信號和反轉信號的相加(即,和)被配置成當兩個信號均正常時具有預設的相加值。在本實施方式中,將主信號當作原始信號,并且將次信號當作反轉信號。在圖3中,為了簡化并且為了易于理解,以類似的方式繪制主信號和次信號。
在本實施方式中,當由主信號表示的值和由次信號表示的值的和與預設相加值不同時,其被確定為數(shù)據(jù)異常。以這樣的方式,基于主信號和次信號能夠檢測數(shù)據(jù)異常。
CRC信號是用于檢測通信錯誤的循環(huán)冗余校驗信號,其具有基于主信號和次信號所計算的信號長度。
暫停信號是以下信號:其被輸出直到下一同步信號被輸出為止。
同步信號、狀態(tài)信號、主信號、次信號、CRC信號和暫停信號包括在第二輸出信號Sd2中,并且這些信號以目前書寫的順序被輸出為一系列數(shù)字信號。
在第二輸出信號Sd2中,主信號是基于第二主檢測值D60的信號,而次信號是基于第二次檢測值D65的信號。
由于第二輸出信號Sd2的通信幀的細節(jié)與第一輸出信號Sd1的通信幀的細節(jié)相同,所以省略對第二輸出信號Sd2的通信幀的描述。
在下面的描述中,將由第一輸出信號Sd1的主信號表示的值指定為第一主信號值D80,并且將由第一輸出信號Sd1的被轉換成原始的(即,反轉)次信號表示的值指定為第一次信號值D85。另外,將由第二輸出信號Sd2的主信號表示的值指定為第二主信號值D90,并且將由第二輸出信號Sd2的被轉換成原始的(即,反轉)次信號表示的值指定為第二次信號值D95。次信號值D85和次信號值D95可以簡單為次信號值它們自身,即不將次信號表示的值轉換成原始信號。
當轉向轉矩Ts等于零時,第一主信號值D80、第一次信號值D85、第二主信號值D90和第二次信號值D95被設置為預定的零轉矩值Q0。
在本實施方式中,當未示出的車輛點火開關打開并且電動轉向裝置80起動時,校正值計算器42計算校正偏移誤差的偏移校正值A1。對于偏移校正值A1的計算,使用作為基于第一輸出信號Sd1的傳感器信號的值的第一信號值D8和作為基于第二輸出信號Sd2的傳感器信號的值的第二信號值D9。
在本實施方式中,第一主信號值D80和第一次信號值D85被平均以用作第一信號值D8,而第二主信號值D90和第二次信號值D95被平均以用作第二信號值D9。
在本實施方式中,第一信號值D8和第二信號值D9與“檢測值等效值”對應。
盡管校正值計算器42獲得圖2中的信號值D8和信號值D9,但是校正值計算器42仍可以獲得第一主信號值D80、第一次信號值D85、第二主信號值D90和第二次信號值D95以用于計算D80、D85、D90和D95的平均值。
基于圖4所示的流程圖來描述本實施方式的偏移校正值計算處理。在起動電動轉向裝置80時在ECU 40中執(zhí)行偏移校正值計算處理。
在步驟S101中,校正值計算器42確定校正值計算是否能夠被正常執(zhí)行。此后,將“步驟S101”等的“步驟”簡單縮寫成符號“S”。
在本實施方式中,當(a)電動轉向裝置80中沒有出現(xiàn)故障,并且(b)輸出信號Sd1和輸出信號Sd2中沒有信號異常時,校正值計算被確定為能夠正常執(zhí)行。分別執(zhí)行電動轉向裝置80的故障確定處理和信號異常確定處理。信號異常包括例如基于更新計數(shù)器檢測到的數(shù)據(jù)粘附異常、基于數(shù)據(jù)信號檢測到的數(shù)據(jù)異常、基于CRC信號檢測到的通信異常等。
當確定校正值計算不能被正常執(zhí)行時,即當電動轉向裝置80中出現(xiàn)故障或者電動轉向裝置80中出現(xiàn)信號異常(S101:否)時,不執(zhí)行下面的處理。
當確定校正值計算能夠被正常執(zhí)行(S101:是)時,即當電動轉向裝置80中沒有出現(xiàn)故障并且輸出信號Sd1和輸出信號Sd2正常時,該處理進行至S102。
在S102中,校正值計算器42確定方向盤91是否處于中間位置(neutral position)。方向盤91的中間位置是當車輛沿直線路徑行駛時的位置?;诜较虮P91的轉向角度θh、電機81的旋轉角速度ωm和轉向轉矩Ts來確定方向盤91是否處于中間位置。根據(jù)電角度θe來計算旋轉角速度ωm。
在本實施方式中,當(i)轉向角度θh小于轉向角度確定閾值θth并且(ii)旋轉角速度ωm小于旋轉角度確定閾值ωth并且(iii)轉向轉矩Ts小于轉矩確定閾值Tth1時,將轉向角度θh、旋轉角速度ωm和轉向轉矩Ts全部都看作等于零,并且確定方向盤91處于中間位置。
確定閾值θth、ωth和Tth1可以分別被設置為以下值:所述值證實小于閾值θh、ωm和Ts被看作為等于零。
另外,不同于使用電機81的旋轉角速度ωm,可以使用方向盤91的轉向角速度ωh。
當確定方向盤91不處于中間位置(S102:否)時,不執(zhí)行后續(xù)處理。當確定方向盤91處于中間位置(S102:是)時,該處理進行至S103。
在本實施方式中,認為當在S101和S102中作出肯定確定時,“可計算性條件被滿足”。
在S103中,校正值計算器42計算偏移校正值A1。如式(1)所示通過將第一信號值D8與第二信號值D9之間的差除以2來將偏移校正值A1計算為以下值:
A1=(D8-D9)/2...式(1)
在S104中,校正值計算器42執(zhí)行偏移校正值A1的調(diào)整(trim)處理,從而調(diào)整或限制偏移校正值A1。此后,在計算的當前周期中計算的偏移校正值被指定為當前值A1(k),而在計算的前一周期中計算并且被輸出至控制計算器43的偏移校正值被指定為先前值A1(k-1)。
在當前值A1(k)的絕對值大于偏移校正上限Ac時,偏移校正上限Ac或先前值A1(k-1)被設置成偏移校正值A1。在偏移校正上限Ac被設置成偏移校正值A1的情況下,從當前值A1(k)獲取正/負號。
在當前值A1(k)與先前值A1(k-1)之間的差的絕對值大于偏移差閾值Ad時,先前值A1(k-1)被設置成即被用作偏移校正值A1。
在S105中,校正值計算器42將計算的偏移校正值A1輸出至控制計算器43??刂朴嬎闫?3從校正值計算器42獲得偏移校正值A1,并且將用于計算的偏移校正值A1更新至最新的值。
在控制計算器43中,通過使用偏移校正值A1,來校正第一信號值D8和第二信號值D9并且計算第一校正后信號值D8_a和第二校正后信號值D9_a(參見式(2-1)和式(2-2))。
D8_a=D8-A1...式(2-1)
D9_a=D9-A1...式(2-2)
當在S101或者S102中作出否定確定時,在電動轉向裝置80當前起動時不執(zhí)行偏移校正值A1的計算。因此,控制計算器43通過使用先前值A1(k-1)或者通過使用初始值來執(zhí)行信號值D8和信號值D9的偏移校正。
控制計算器43基于計算值例如基于第一校正后信號值D8_a、第二校正后信號值D9_a、第一校正后信號值D8_a和第二校正后信號值D9_a的平均值等來計算轉向轉矩Ts。
在本實施方式中,對于通過ECU 40進行的計算,兩個信號值D8和D9是可用的。校正值計算器42通過使用兩個信號值D8和D9進行相對簡單的計算來計算偏移校正值A1。因此,可省略初始校正。
在本實施方式中,校正值計算器42在電動轉向裝置80起動時執(zhí)行偏移校正值A1的計算。因此,鑒于或者根據(jù)部件的時效劣化和/或精度變化來適當?shù)赜嬎闫菩U礎1。
控制計算器43可以通過使用校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a來計算具有足夠精度的轉向轉矩Ts,所述校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a通過使用上面計算的偏移校正值A1校正信號值D8和信號值D9而得到。
如上面以全部細節(jié)所描述的,傳感器裝置1設置有傳感器部10和ECU40。
傳感器部10具有多個傳感器元件111、112、121和122以及輸出電路115和125。傳感器元件111、112、121和122檢測磁通量收集器831的磁通量,即檢測值與關于檢測對象的物理量有關。
輸出電路115生成并且輸出第一輸出信號Sd1,該第一輸出信號Sd1包括等效于傳感器元件111和112的檢測值的傳感器信號。輸出電路125生成并且輸出第二輸出信號Sd2,該第二輸出信號Sd2包括等效于傳感器元件121和122的檢測值的傳感器信號。
ECU 40從傳感器部10獲得輸出信號Sd1和輸出信號Sd2。
ECU 40具有校正值計算器42,校正值計算器42在可計算性條件被滿足時基于多個信號值D8和D9來計算用于校正偏移誤差的偏移校正值A1,其中,所述多個信號值D8和D9是等效于檢測值的值。
另外,ECU 40具有控制計算器43,控制計算器43通過使用校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a來執(zhí)行計算,所述校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a通過以偏移校正值A1校正信號值D8和信號值D9而得到。在本實施方式中,控制計算器43通過使用校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a來計算轉向轉矩Ts。
在本實施方式中,鑒于或者根據(jù)部件的時效劣化和/或精度變化將偏移校正值A1計算為值。因此,控制計算器43可以通過使用被適當?shù)匦U男盘栔礑8和信號值D9來執(zhí)行計算。另外,可省略在制造時執(zhí)行的初始校正。
可以基于兩個信號值D8和D9的相減值來計算偏移校正值A1。因此,校正值計算器42能夠以相對容易和簡單的計算來執(zhí)行偏移校正值A1的計算。
校正值計算器42布置在ECU 40中。因此,關于可計算性條件的確定的信息不需要被傳送至傳感器部10。
輸出電路115和125通過數(shù)字通信將輸出信號Sd1和輸出信號Sd2輸出至ECU 40。與模擬通信相比,通過使用數(shù)字通信,來自(i)伴隨A/D轉換或者D/A轉換的誤差的影響和來自(ii)通信時的噪聲的影響均可以被減小。因此,提高了通過控制計算器43進行的計算的精度。
傳感器元件111、112、121和122是檢測磁通量收集器831的磁通量的變化的磁檢測元件。
在本實施方式中,傳感器元件111、112、121和122檢測隨著轉向轉矩Ts的變化而變化的磁通量,這些元件111、112、121和122被用于電動轉向裝置80的轉矩傳感器83??刂朴嬎闫?3通過使用已經(jīng)過校正的經(jīng)校正信號值D8和經(jīng)校正信號值D9來計算轉向轉矩Ts。因此,傳感器裝置1可以適當?shù)貦z測轉向轉矩Ts。
在偏移誤差等的影響下計算的轉向轉矩Ts因而可能具有誤差,因此,在基于轉向轉矩Ts計算的輔助轉矩中可能進一步出現(xiàn)誤差,并且駕駛員可能經(jīng)受來自這樣的誤差的錯誤感覺。因此,與其他傳感器如旋轉角度傳感器等中的誤差校正相比,轉矩傳感器83中的誤差校正會需要更精確。
在本實施方式中,控制計算器43可以通過使用以鑒于或者根據(jù)時效劣化和/或精度變化的偏移校正值A1校正的信號值D8和信號值D9來適當?shù)赜嬎戕D向轉矩Ts。即,本實施方式的傳感器裝置1被適當?shù)夭⑶覂?yōu)選地用于轉矩傳感器83。因此,本實施方式的電動轉向裝置80可以基于適當計算的轉向轉矩Ts來適當?shù)剌敵鲚o助轉矩。
當(i)電動轉向裝置80起動并且(ii)方向盤91處于中間位置時,校正值計算器42認為即確定關于偏移校正值A1的計算的可計算性條件被滿足,并且計算偏移校正值A1。因此,適當?shù)赜嬎闫菩U礎1。
當計算的偏移校正值A1的絕對值大于偏移校正上限Ac時,或者當當前值A1(k)與先前值A1(k-1)的差的絕對值大于偏移差閾值Ad時,校正值計算器42限制或者調(diào)整所計算的偏移校正值A1(k)。以這樣的方式,防止了偏移校正值A1的急劇變化,并且防止了過大的偏移校正值A1的計算。
(第二實施方式)
基于圖5描述了本公開內(nèi)容的第二實施方式。
在本實施方式中,偏移校正值計算處理與上面提到的實施方式不同。因此,本實施方式的描述集中于這樣的不同。在本實施方式中在車輛行駛時間期間計算上面提到的實施方式中在電動轉向裝置80起動時計算的偏移校正值。
基于圖5所示的流程圖來描述本實施方式中的偏移校正值計算處理。在車輛行駛時間期間在ECU 40中執(zhí)行該處理。
在S201中,正如圖4的S101中,校正值計算器42確定校正值計算是否能夠被正常執(zhí)行。例如,當電機81具有兩個繞組組并且為兩個繞組組中的每一個提供了逆變器時,即使一個系統(tǒng)損壞,仍可用另一系統(tǒng)繼續(xù)驅動電機81。即,即使電動轉向裝置80中出現(xiàn)故障,仍可以通過執(zhí)行備用控制例如通過僅用裝置80中的兩個系統(tǒng)中之一驅動電機81來繼續(xù)驅動電動轉向裝置80。
然而,可能無法通過備用控制來適當?shù)赜嬎闫菩U礎1。因此,基于備用控制中的偏移校正值A1可能不適當?shù)募俣?,在備用控制中不?zhí)行校正值計算。
至于信號異常,與上面提到的實施方式的信號異常相同的信號異常適用。
當確定校正值計算不能被正常執(zhí)行(S201:否)時,不執(zhí)行后續(xù)處理。當確定校正值計算能夠被正常執(zhí)行(S201:是)時,該處理進行至S202。
在S202中,校正值計算器42確定車輛是否沿直線路徑行駛。除了第一實施方式中的確定方向盤是否處于中間位置之外,在本實施方式中還針對直線行駛確定來確定(i)大于車輛速度確定閾值Vth的車輛速度V和(ii)小于偏航率確定閾值γth的偏航率γ。
偏航率確定閾值γth是證實以下確定的接近零的值:在考慮計算誤差的情況下,當偏航率γ小于這樣的閾值γth時,該偏航率γ被看作零。
車輛速度確定閾值Vth被設置為用于確定車輛以具有非零值的某個速度行駛的值。
當確定車輛沒有沿直線路徑(S202:否)行駛時,重復當前確定處理。換言之,當確定車輛沒有沿直線路徑行駛時,不執(zhí)行關于偏移校正值A1的計算,即推遲對值A1的計算直至車輛沿直線路徑行駛為止。當確定車輛沿直線路徑行駛(S202:是)時,該處理進行至S203。當在S201和S202中作出肯定確定時,認為在本實施方式中“可計算性條件被滿足”。
在S203中,校正值計算器42計算暫時偏移校正值A1_t(參考式(3))。
A1_t=(D8-D9)/2...式(3)
暫時偏移校正值A1_t存儲在未示出的存儲部中。S203中計算的暫時偏移校正值A1_t的值至少保持到S206而不被覆蓋,即存儲逐個計算的值直至執(zhí)行S206的處理為止。
在S204中,校正值計算器42增加偏移校正計數(shù)器的計數(shù)值Ca。
在S205中,校正值計算器42確定計數(shù)值Ca是否等于或大于試驗次數(shù)閾值na。當確定計數(shù)值Ca小于試驗次數(shù)閾值na(S205:否)時,認為試驗的次數(shù)不足,并且該處理返回至S202。當確定計數(shù)值Ca等于或大于試驗次數(shù)閾值na(S205:是)時,該處理進行至S206。
在S206中,校正值計算器42計算偏移校正值A1。在本實施方式中,將暫時偏移校正值A1_t的根據(jù)試驗次數(shù)即na次的平均值設置成偏移校正值A1。然后,清除計數(shù)值Ca,并且擦除所存儲的暫時偏移校正值A1_t。
S207和S208中的每一個的處理與圖4中的S104和S105中的每一個的處理相同。另外,以與上述實施方式相同的方式來執(zhí)行通過使用偏移校正值A1進行的信號值D8和信號值D9的校正。
在本實施方式中,當(a)車輛行駛并且(b)車輛沿直線路徑行駛時,校正值計算器42確定關于偏移校正值的計算的可計算性條件被滿足,并且計算偏移校正值A1。以這樣的方式,根據(jù)不斷變化的溫度等計算偏移校正值A1。因此,以適當?shù)姆绞絹硇U盘栔礑8和信號值D9。
同樣能夠實現(xiàn)與上面提到的實施方式相同的效果。
(第三實施方式)
基于圖6描述了本公開內(nèi)容的第三實施方式。
在本實施方式中,通過校正值計算器42來計算增益校正值B1??梢哉绲谝粚嵤┓绞皆陔妱愚D向裝置80起動時計算偏移校正值A1;或者可以正如第二實施方式在車輛行駛期間計算偏移校正值A1;或者可以將預先設置的值用作A1。
基于圖6所示的流程圖來描述本實施方式中的增益校正值計算處理。在電動轉向裝置80起動時在ECU 40中執(zhí)行該處理。
S301的處理與圖5中S201的處理相同。
在S302中,確定校正值計算器42是否具有轉向轉矩Ts的大于增益可計算性閾值Tth2的絕對值。因為當轉向轉矩Ts較小時關于增益校正的誤差相對較大,所以使用增益可計算性閾值Tth2。因此,增益可計算性閾值Tth2被設置成使得關于增益校正的誤差基本上可容許的值。
當確定轉向轉矩Ts的絕對值小于增益可計算性閾值Tth(S302:否)時,重復該確定處理。換言之,當轉向轉矩Ts較小時不執(zhí)行關于增益校正值B1的計算,而是等待機會直至轉向轉矩Ts超過增益可計算性閾值Tth2為止。
當確定轉向轉矩Ts的絕對值大于增益可計算性閾值Tth2(S302:是)時,該處理進行至S303。
當在S301和S302兩者中作出肯定確定時,在本實施方式中認為“可計算性條件被滿足”。
在S303中,校正值計算器42計算暫時增益校正值B1_t。通過式(4)計算暫時增益校正值B1_t。
B1_t=(D8-Q0)/(D9-Q0)...式(4)
計算的暫時增益校正值B1_t存儲在存儲部(未示出)中。S303中計算的暫時增益校正值B1_t的值至少保持到S306而不被覆蓋,即存儲逐個計算的值直至執(zhí)行S306的處理為止。
在S304中,校正值計算器42增加增益校正計數(shù)器的計數(shù)值Cb。
在S305中,校正值計算器42確定計數(shù)值Cb是否等于或大于試驗次數(shù)閾值nb。試驗次數(shù)閾值nb可以是與關于第二實施方式的計數(shù)值Ca的試驗次數(shù)閾值na相同的值,或者可以是不同的值。
當確定計數(shù)值Cb小于試驗次數(shù)閾值nb(S305:否)時,認為即確定試驗的次數(shù)不足,并且返回至S302。當確定計數(shù)值Cb等于或大于試驗次數(shù)閾值nb(S305:是)時,該處理進行至S306。
在S306中,校正值計算器42計算增益校正值B1。在本實施方式中,可以將nb次的暫時增益校正值B1_t的平均值設置成增益校正值B1。然后,清除計數(shù)值Cb,并且擦除所存儲的暫時增益校正值B1_t。
在S307中,校正值計算器42執(zhí)行增益校正值B1的調(diào)整處理。此后,將在計算的當前周期中計算的增益校正值指定為計算值B1(k),并且將在計算的前一周期中被輸出至控制計算器43的增益校正值指定為先前值B1(k-1)。
在當前值B1(k)的絕對值大于增益校正上限Bc時,增益校正上限Bc或先前值B1(k-1)被設置成增益校正值B1。在增益校正上限Bc被設置成增益校正值B1的情況下,從當前值B1(k)獲取正/負號。
在當前值B1(k)與先前值B1(k-1)之間的差的絕對值大于增益差閾值Bd時,先前值B1(k-1)被設置為增益校正值B1。
在S308中,校正值計算器42將計算的增益校正值B1輸出至控制計算器43??刂朴嬎闫?3從校正值計算器42獲得增益校正值B1,并且將用于計算的增益校正值B1更新至最新的值。
在控制計算器43中,通過使用增益校正值B1,來校正第一信號值D8和第二信號值D9并且計算第一校正后信號值D8_a和第二校正后信號值D9_a(參見式(5-1)和式(5-2))。
D8_a=(D8-A1)/B1...式(5-1)
D9_a=(D9-A1)/B1...式(5-2)
控制計算器43通過使用校正后信號值D8_a和校正后信號值D9_a中的至少之一來執(zhí)行轉矩計算。
本實施方式的校正值計算器42在可計算性條件被滿足時基于等效于檢測值的多個信號值D8和D9來計算校正增益誤差的增益校正值B1??刂朴嬎闫?3通過使用以偏移校正值A1和增益校正值B1校正的信號值D8和信號值D9來執(zhí)行計算。在本實施方式中,控制計算器43通過使用以偏移校正值A1和增益校正值B1校正的信號值D8和信號值D9來計算轉向轉矩Ts。
在本實施方式中,鑒于或者根據(jù)時效劣化和/或精度變化來計算增益校正值B1。因此,控制計算器43可以通過使用被適當?shù)匦U男盘栔礑8和信號值D9來執(zhí)行計算。另外,可省略在制造時執(zhí)行的初始校正。
基于從通過使用兩個信號值D8和D9進行的除法得到的相除值(division value)來計算增益校正值B1。更具體地,增益校正值B1是相除值,即從信號值D8減去零轉矩值Q0的相減值除以從信號值D9減去零轉矩值Q0的另一相減值。以這樣的方式,能夠通過相對容易和簡單的計算來計算增益校正值B1。
當轉向轉矩Ts大于增益可計算性閾值Tth2時,校正值計算器42認為即確定關于增益校正值B1的計算的可計算性條件被滿足,并且計算增益校正值B1。以這樣的方式,根據(jù)不斷變化的溫度等計算增益校正值B1。因此,信號值D8和信號值D9以適當?shù)姆绞奖恍U?/p>
當計算的增益校正值B1的絕對值大于增益校正上限Bc時,或者當當前值B1(k)與先前值B1(k-1)的差的絕對值大于增益差閾值Bd時,校正值計算部調(diào)整即限制所計算的增益校正值B1。以這樣的方式,防止了增益校正值B1的急劇變化,并且防止了過大的增益校正值B1的計算。
另外,同樣能夠實現(xiàn)與上面提到的實施方式相同的效果。
(第四實施方式)
基于圖7描述了本公開內(nèi)容的第四實施方式。
如圖7所示,本實施方式的傳感器裝置2具有傳感器部20和用作控制器的ECU 45。
除第一信號生成器11和第二信號生成器12之外,傳感器部20具有校正值計算器21。另外,ECU 45正如上面提到的實施方式具有信號獲得器41和控制計算器43,并且省略校正值計算器42。
校正值計算器21計算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一。即,在本實施方式中,通過傳感器部20來執(zhí)行校正值A1和校正值B1的計算。
在圖7中,校正值計算器21被示為位于與信號生成器11和信號生成器12兩者不同的位置處。然而,校正值計算器21可以布置在信號生成器11和信號生成器12之一中,并且可以被配置成從另一信號生成器獲得對于校正值A1和校正值B1的計算所必需的信息。
在本實施方式中,將第一主檢測值D50和第一次檢測值D55的平均值指定為第一檢測值D5,并且將第二主檢測值D60和第二次檢測值D65的平均值指定為第二檢測值D6。
校正值計算器21基于第一檢測值D5和第二檢測值D6來計算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一。
在本實施方式中,第一檢測值D5和第二檢測值D6分別與“檢測值等效值”對應。另外,通過用第一檢測值D5替換上面提到的實施方式中的第一信號值D8并且用第二檢測值D6替換上面提到的實施方式中的第二信號值D9,能夠以與上面提到的實施方式相同的方式來計算偏移校正值A1和增益校正值B1。
在校正值A1和校正值B1的計算中,校正值計算器21通過以下操作來確定可計算性條件是否被滿足:從ECU 45獲得用于進行這樣的確定的參數(shù)中每一個。
另外,可以通過ECU 45來確定可計算性條件是否被滿足,并且當從ECU 45獲得表明可計算性被滿足的信號時,可以執(zhí)行校正值A1和校正值B1的計算。
另外,例如,在假定來自ECU 45的電壓供給起動時間是電動轉向裝置80起動的時間的情況下,可以正如第一實施方式來計算偏移校正值A1。
另外,例如,當從ECU 45供應電壓時,可以將可計算性條件看作被滿足,并且可以總是在傳感器部10的操作期間計算偏移校正值A1和增益校正值B1。
計算的校正值A1和校正值B1被輸出至輸出電路115和輸出電路125。輸出電路115通過校正值A1和校正值B1來校正第一主檢測值D50和第一次檢測值D55,并且通過使用所校正的值來生成第一輸出信號Sd1。輸出電路125通過校正值A1和校正值B1來校正第二主檢測值D60和第二次檢測值D65,并且通過使用所校正的值來生成第二輸出信號Sd2。
由傳感器部20基于偏移誤差和增益誤差中至少之一被校正的值來生成被輸出至ECU 45的輸出信號Sd1和輸出信號Sd2中的傳感器信號。因此,控制計算器43可以在不校正偏移誤差或校正增益誤差的情況下將由傳感器信號表示的值用于計算。
另外,(A)通過使用包括通過校正值A1和校正值B1校正的檢測值D50和D55的輸出信號Sd1中的傳感器信號進行的計算和(B)通過使用包括通過校正值A1和校正值B1校正的檢測值D60和D65的輸出信號Sd2中的傳感器信號進行的計算分別被包括在以下概念中:“通過使用從至少利用偏移校正值和增益校正值進行的檢測值等效值的校正得到的經(jīng)誤差校正的值進行的計算”。
在本實施方式中,校正值計算器21布置在傳感器部20中。以這樣的方式,減少了ECU45的計算負荷。
另外,能夠實現(xiàn)與上面提到的實施方式相同的效果。
(其他實施方式)
(a)信號值、檢測值
在第一實施方式至第三實施方式中,將第一主信號值和第一次信號值的平均值用作第一信號值,并且將第二主信號值和第二次信號值的平均值用作第二信號值。
然而,在其他實施方式中,第一信號值可以是除了從第一主信號值和第一次信號值的求平均得到的平均值之外的其他值,或者可以是第一主信號它自身或第一次信號它自身。
例如,當(i)主信號和次信號是彼此反轉的信號并且(ii)次信號值沒有被轉換成原始信號(即,沒有被反轉)時,代替使用第一主信號值和第一次信號值的平均值,可以將從第一主信號值減去第一次信號值的相減值用作第一信號值。
類似地,第二信號值可以是除了第二主信號和第二次信號的平均值之外的其他值,或者可以是第二主信號它自身或第二次信號它自身。
另外,例如,可以通過將主信號值和次信號值的平均值用作檢測值等效值來執(zhí)行校正值計算器中的校正值計算,并且可以通過將主信號值或者次信號值用作檢測值等效值來執(zhí)行控制計算器中的轉矩計算。換言之,用于校正值計算的檢測值等效值和用于轉矩計算的檢測值等效值可以是各自不同的值。另外,在轉矩計算中,可能僅使用第一信號值和第二信號值中之一,而不使用另一個。
在第四實施方式中,將第一主檢測值和第一次檢測值的平均值用作第一檢測值,而將第二主檢測值和第二次檢測值的平均值用作第二檢測值。
然而,在其他實施方式中,第一檢測值可以是除了第一主檢測值和第一次檢測值的平均值之外的其他值,或者可以是第一主檢測值它自身或第一次檢測值它自身。
類似地,第二檢測值可以是除了第二主檢測值和第二次檢測值的平均值之外的其他值,或者可以是第二主檢測值它自身或第二次檢測值它自身。
(b)校正值計算器
在上面提到的實施方式中,校正值計算器基于關于第一信號生成器的檢測值等效值和關于第二信號生成器的檢測值等效值來計算偏移校正值或者增益校正值。
然而,在其他實施方式中,校正值計算器可以通過使用關于同一信號生成器中的多個傳感器元件的檢測值等效值來計算偏移校正值或增益校正值。在這樣的情況下,信號生成器中的每一個可以具有校正值計算器。
在上面提到的實施方式中,校正值計算器將差值的除以2的值即通過將兩個檢測值等效值的差除以2得到的值設置為偏移校正值。
然而,在其他實施方式中,可以將由從第二元件的檢測值等效值減去第一元件的檢測值等效值而得到的相減值設置成偏移校正值,并且可以總是將第一傳感器元件的檢測值等效值看作真,并且可以通過偏移校正值來校正第二傳感器元件的檢測值等效值。
這樣的校正方法在下述情況下會是有效的:例如,當(a)第二傳感器元件的檢測精度低于第一傳感器元件的檢測精度時,或者當(b)第二傳感器元件被布置在與第一傳感器元件相比在結構上更傾向于具有較大誤差的位置處(即,被布置在遠離檢測的中心的位置處)時。
在第二實施方式中,校正值計算器將多個暫時偏移校正值的平均值設置為限制前偏移校正值,即限制之前的偏移校正值。
然而,在其他實施方式中,校正值計算器可以省略圖5中的S204和S205的處理,并且可以將暫時偏移校正值設置為限制前偏移校正值。
類似地,第三實施方式中的校正值計算器也可以省略圖6中的S304和S305的處理,并且關于增益校正值的計算,可以將暫時增益校正值設置為限制前增益校正值。
在上面提到的實施方式中,當偏移校正值的絕對值或增益校正值的絕對值大于校正上限時,或者當當前值與先前值之間的差的絕對值大于差閾值時,校正值計算器調(diào)整即限制偏移校正值或增益校正值。
然而,在其他實施方式中,可以省略圖4中的S105、圖5中的S207或圖6中的S307,并且可以省略偏移校正值或增益校正值的限制處理。另外,可以省略上限的限制和通過與先前值的差的限制中之一。
在第一實施方式中,每當電動轉向裝置起動時執(zhí)行偏移校正值計算處理。
然而,在其他實施方式中,可以按照一定間隔,如每逢電動轉向裝置起動了預定數(shù)目,來執(zhí)行偏移校正值計算處理。
在第四實施方式中,在傳感器部中的輸出電路中對檢測值進行校正,并且通過使用所校正的值來生成輸出信號。
然而,在其他實施方式中,校正值和檢測值可以分別獨立地包括在輸出信號中,并且可以在控制器中執(zhí)行通過使用校正值進行的校正。
(c)可計算性條件
在第一實施方式中,當(a)處于電動轉向裝置的起動時間并且(b)轉向構件處于中間位置時,將關于偏移校正值的計算的可計算性條件看作被滿足。
然而,在其他實施方式中,如果在圖4的S101或S102中作出否定確定,則可以使S101或S102的確定處理重復達預定等待時段(例如,達數(shù)十秒),并且當在等待時段期間檢測到可計算性條件的滿足時,可以執(zhí)行S103之后的處理,即可以計算偏移校正值。在這樣的情況下,可以將從電動轉向裝置的起動到等待時段的結束的時間段看作“電動轉向裝置的起動時間”。
在第二實施方式中,校正值計算器基于方向盤的轉向角度、轉向構件或電機的旋轉角速度、轉向轉矩、車輛速度和偏航率來執(zhí)行直線行駛確定,即,車輛是否沿直線路徑行駛。
然而,在其他實施方式中,校正值計算器可以在不使用車輛速度或者偏航率中至少之一的情況下進行直線行駛確定。
另外,校正值計算器可以任意省略沒有用于計算的參數(shù)的獲得,并且可以通過除了上述方法之外的其他方法來進行轉向構件的中間位置確定和車輛的直線行駛確定。
(d)傳感器部
在上面提到的實施方式中,輸出電路以預定周期將輸出信號輸出至控制器。
然而,在其他實施方式中,可以從控制器向傳感器部輸出請求信號,并且當檢測到請求信號時,輸出電路可以將輸出信號輸出至控制器。
當使用請求信號時,輸出信號的輸出定時在多個信號生成器之間可以是相同的定時,或者在它們之間可以彼此不同。
在上面提到的實施方式中,輸出電路通過SENT通信將輸出信號輸出至控制器。
然而,在其他實施方式中,輸出電路可以通過除了SENT通信之外的其他數(shù)字通信方法將輸出信號輸出至控制器。另外,在其他實施方式中,輸出電路可以通過模擬通信將輸出信號輸出至控制器。
在上面提到的實施方式中,將主信號用作原始信號,并且將次信號用作反轉信號。
然而,在其他實施方式中,可以將主信號用作反轉信號,并且可以將次信號用作原始信號,或者可以將主信號和次信號兩者均不反轉,即可以均按原樣信號使用。
在上面提到的實施方式中,傳感器部具有兩個包括兩個傳感器元件的信號生成器,并且在一個傳感器部中設置了總共四個傳感器元件。
然而,在其他實施方式中,設置在一個傳感器部中的傳感器元件可以是等于或大于兩個的任意數(shù)目。例如,可以在一個傳感器部中提供兩個或更多個包括一個傳感器元件的信號生成器,或者可以在一個傳感器部中提供一個或更多個包括兩個或更多個傳感器元件的信號生成器。
在上面提到的實施方式中,通過密封部在一個封裝件中密封了兩個信號生成器。
然而,在其他實施方式中,針對每個信號生成器來提供密封部,并且封裝件的數(shù)目可以是兩個或更多個。
上面提到的實施方式的傳感器元件是霍爾元件。
然而,在其他實施方式中,傳感器元件可以是除了霍爾元件之外的磁檢測元件,并且可以檢測除了磁性之外的物理量。
在上面提到的實施方式中,將傳感器部用作檢測轉向轉矩的轉矩傳感器。
然而,在其他實施方式中,傳感器部可以檢測任何物理量,例如除了轉向轉矩之外的轉矩、旋轉角度、行程(stroke)、負荷、壓力等。
(e)傳感器裝置
在上面提到的實施方式中,將傳感器裝置應用于電動轉向裝置。
然而,在其他實施方式中,可以將傳感器裝置應用于除了電動轉向裝置之外的車載裝置,或者可以應用于未布置在車輛中的裝置。
雖然已參照附圖結合本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施方式描述了本公開內(nèi)容,但是要注意的是,對于本領域的普通技術人員而言,各種變化和修改將變得明顯,并且可以將這樣的變化、修改以及概括方案理解為在本公開內(nèi)容的由所附權利要求書限定的范圍內(nèi)。