传感器装置的制作方法

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传感器装置的制造方法

本公开内容总体上涉及传感器装置。



背景技术:

一般地,转矩传感器可以检测转向转矩。例如,在专利文献日本专利No.3551052(专利文献1)中,基于20摄氏度时的转矩信号和80摄氏度时的转矩信号来校正转矩信号的温度特性。

在专利文献1中,由于既没有考虑到部件的时效劣化(aged deterioration),也没有考虑到部件的精度变化(即,尺寸误差),所以存在不能适当地校正转矩信号的可能性。



技术实现要素:

本公开内容的目的是提供一种能够适当地校正检测值的传感器装置。

在本公开内容的一方面中,传感器装置包括传感器部和控制器。传感器部包括:多个传感器元件,其检测关于检测对象的物理量(即,产生关于检测对象的物理量的检测值);以及输出电路,其生成并且输出输出信号,该输出信号包括等效于来自多个传感器元件的检测值的传感器信号。控制器从传感器部获得输出信号。

传感器部或控制器包括校正值计算器,校正值计算器在可计算性条件被满足时基于对应于或等效于检测值的多个检测值等效值来计算以下中至少之一:(i)用于校正偏移误差的偏移校正值和(ii)用于校正增益误差的增益校正值。

控制器包括控制计算器,控制计算器通过使用从通过偏移校正值和增益校正值中至少之一进行的检测值等效值的校正得到的经误差校正的值来执行计算。

根据本公开内容,根据部件的时效劣化和/或精度变化来计算偏移校正值和增益校正值中至少之一,因此,使得控制计算器能够通过使用多个被适当地校正的检测值等效值来执行计算。

附图说明

根据下面参照附图所作出的详细描述,本公开内容的目的、特征和优点将变得更明显,其中:

图1是本公开内容的第一实施方式中的电动转向装置的框图;

图2是本公开内容的第一实施方式中的传感器装置的框图;

图3是本公开内容的第一实施方式中的输出信号的时序图;

图4是本公开内容的第一实施方式中的偏移校正值计算处理的流程图;

图5是本公开内容的第二实施方式中的偏移校正值计算处理的流程图;

图6是本公开内容的第三实施方式中的增益校正值计算处理的流程图;以及

图7是本公开内容的第四实施方式中的传感器装置的框图。

具体实施方式

此后,基于附图来描述本公开内容中的传感器装置。此后,贯穿所有实施方式,将相同的附图标记分配给相同/类似的配置,并且不会重复相同配置的描述。

(第一实施方式)

图1至图4示出本公开内容的第一实施方式。

如图1所示,传感器装置1包括传感器部10和电子控制单元(ECU)40,所述电子控制单元(ECU)40连同其他部件用作控制器并且电子控制单元(ECU)40被应用于例如用于辅助车辆的转向操作的电动转向装置80。

图1示出了具有电动转向装置80的转向系统90的整体配置。

方向盘91作为转向构件与转向轴92连接。转向轴92具有作为第一轴的输入轴921和作为第二轴的输出轴922。输入轴921与方向盘91连接。在输入轴921与输出轴922之间布置转矩传感器83,所述转矩传感器83检测被施加至转向轴92的转矩。

小齿轮96布置在输出轴922的相对于输入轴921的相反末端处。小齿轮96与齿条轴97啮合。一对车轮98经由连接杆等与齿条轴97的两端连接。

当驾驶员旋转方向盘91时,与方向盘91连接的转向轴92也旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96被转化成齿条轴97的平移运动,并且一对车轮98根据齿条轴97的位移量被转向了某一角度。

电动转向装置80设置有输出辅助转矩的电机81、用作动力传输单元的减速齿轮82、转矩传感器83、ECU 40等,所述辅助转矩辅助驾驶员对方向盘91的转向操作。尽管电机81和ECU 40在图1中具有单独的本体,但是它们可以被结合成具有一个本体。

减速齿轮82降低电机81的旋转速度,并且将旋转传送至转向轴92。即,尽管本实施方式的电动转向装置80是所谓的“柱辅助式”,但是转向装置80也可以是电机81的旋转被传送至齿条轴97的“齿条辅助式”。换言之,在本实施方式中,“驱动对象”是转向轴92,但是它也可以是齿条轴97。

稍后提及ECU 40的细节。

转矩传感器83布置在转向轴92上,并且基于输入轴921与输出轴922之间的扭角来检测转向转矩Ts。

转矩传感器83具有扭力杆(未示出)、磁通量收集器831、传感器部10等。

扭力杆将输入轴921与输出轴922同轴地连接在旋转轴上,并且将施加至转向轴92的转矩转换成扭转位移。

磁通量收集器831具有多极磁体、磁轭、磁收集环等,并且被配置成使磁通量密度根据扭力杆的扭转位移量和扭转位移方向而改变。由于转矩传感器83在本领域中众所周知,从描述中省略转矩传感器83的配置。

如图2所示,传感器部10具有第一信号生成器11、第二信号生成器12等。

第一信号生成器11具有主传感器元件111、次传感器元件112、模数(A/D)转换电路113和模数(A/D)转换电路114以及输出电路115。

第二信号生成器12具有主传感器元件121、次传感器元件122、A/D转换电路123和A/D转换电路124以及输出电路125。

110编号和120编号的末尾数字相同的编号表示那些部件具有相同的配置,因此,在下文中主要针对110编号部件来提供描述。

因此,在下文中主要讨论第一信号生成器11的配置,并且关于第二信号生成器12的描述保持简洁。

主传感器元件111和次传感器元件112分别是检测磁通量收集器831的磁通量的磁检测元件。本实施方式的传感器元件111和传感器元件112是霍尔器件。

尽管在本实施方式中将传感器元件111和传感器元件112看作“主”和“次”以用于区分第一输出信号Sd1中的信号顺序,但是传感器元件111和传感器元件112基本上是相同的部件。

A/D转换电路113执行主传感器元件111的检测值的A/D转换。A/D转换电路114执行次传感器元件112的检测值的A/D转换。

将第一信号生成器11的主传感器元件111的检测值的A/D转换值指定为第一主检测值D50,并且将第一信号生成器11的次传感器元件112的检测值的A/D转换值指定为第一次检测值D55。另外,将第二信号生成器12的主传感器元件121的检测值的A/D转换值指定为第二主检测值D60,并且将第二信号生成器12的次传感器元件122的检测值的A/D转换值指定为第二次检测值D65。

输出电路115基于第一主检测值D50和第一次检测值D55生成第一输出信号Sd1。

输出电路125基于第二主检测值D60和第二次检测值D65生成第二输出信号Sd2。

通过作为一种数字通信的SENT(单边半字节传输)通信以预定周期将输出信号Sd1和输出信号Sd2从传感器部10输出至ECU 40。

另外,以比输出信号Sd1和输出信号Sd2的信号周期Ps(参考图3)短的周期来更新传感器元件111、112、121和122的检测值,并且通过使用最新的检测值来生成输出信号Sd1和输出信号Sd2。

从传感器部10至ECU 40的输出信号Sd1和输出信号Sd2的输出定时可以相同或者可以不同。

例如,通过使输出信号Sd1和输出信号Sd2的输出定时错位信号周期Ps的半个周期,ECU 40在信号周期Ps的每半个周期轮流获得输出信号Sd1和输出信号Sd2。因此,提高了表面上的传输速度。

第一信号生成器11和第二信号生成器12封闭在密封部13中。密封部13具有通信端子131和通信端子132。

通信端子131通过第一通信线路31与ECU 40的信号获得端子401连接,并且通信端子132通过第二通信线路32与ECU 40的信号获得端子402连接。

第一通信线路31被用于第一输出信号Sd1的输出,并且第二通信线路32被用于第二输出信号Sd2的输出。

稍后提及输出信号Sd1和输出信号Sd2的细节。

ECU 40主要被构成为具有其他部件的微型计算机,并且执行各种计算和数据处理。

ECU 40中的每个处理可以通过由中央处理单元(CPU)执行预先记忆的程序而被实现为软件处理,以及/或者可以是通过专用电子电路进行的硬件处理。

ECU 40具有调节器(未示出)。该调节器将从电池(未示出)提供的电压调节至预定电压。调节电压被用于ECU 40中,并且被供应至传感器部10。

传感器部10经由ECU 40接地。

ECU 40具有分别作为功能块的信号获得器41、校正值计算器42和控制计算器43。

信号获得器41从传感器部10获得输出信号Sd1和输出信号Sd2。

校正值计算器42基于检测值等效值来计算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一,所述检测值等效值是基于包括在输出信号Sd1和输出信号Sd2中的传感器信号的值。根据本实施方式,校正值计算器42计算偏移校正值A1。

校正值计算器42接收例如以下输入:方向盘91的转向角度θh、电机81的电角度θe、转向转矩Ts、车辆速度V、偏航率γ等。

方向盘91的转向角度θh、电角度θe、转向转矩Ts、车辆速度V和偏航率γ分别从轮角度传感器、旋转角度传感器、速度传感器和偏航率传感器(均未示出)被直接获得或者经由控制器局域网(CAN)被获得。

另外,校正值计算器42获得由控制计算器43计算的转向转矩Ts。

控制计算器43用偏移校正值A1校正下面提到的第一信号值D8和第二信号值D9,并且通过使用校正的第一信号值D8和校正的第二信号值D9来计算转向转矩Ts。

计算的转向转矩Ts被用于电机81的驱动控制。更具体地,控制计算器43基于转向转矩Ts来计算转矩指令值。

ECU 40基于转矩指令值通过众所周知的方法例如反馈处理来控制电机81的驱动。

基于图3描述了第一输出信号Sd1的通信帧。

如图3所示,同步信号、状态信号、传感器信号(即本实施方式中的主信号和次信号)、CRC信号和暂停信号包括在第一输出信号Sd1中,并且这些信号以目前书写的顺序被输出为一系列信号。图3所示的每个信号的位数是示例,并且可以根据电信标准等而变化。SENT通信中的数据由一个信号的下降沿与下一信号的下降沿之间的时间宽度表示。另外,在本实施方式中,将信号周期Ps定义为从同步信号的输出的起始到下一同步信号的输出的起始的时间段。

同步信号是用于使传感器部10的时钟和ECU 40的时钟同步的信号,并且在本实施方式中被设置为56个节拍。在本实施方式中,基于同步信号的长度来计算校正系数,并且通过使用有关的校正系数来校正每个信号。

状态信号包括更新计数器信号。每当如所示生成输出信号Sd1时以下面的两位更新计数器信号的方式即00→01→10→11→00→01……来对更新计数器信号进行更新。在更新计数器达到最大值“11”之后,更新计数器通过增加+1来返回最小值“00”。

通过传送关于更新计数器的信息,ECU 40能够确定连续传送的两个相同的数据是由两个相同的检测值引起还是由它们之间的数据粘附误差引起。

主信号是基于第一主检测值D50的信号,并且次信号是基于第一次检测值D55的信号。主信号和次信号中的每一个由3个半字节(=12位)表示。

在本实施方式中,将主信号和次信号实现为半字节信号,使得输出信号Sd1通过SENT通信被输出至ECU 40。

主信号和次信号还可以由至少一个半字节来表示,该半字节可以根据通信标准来定义。

本实施方式中的主信号和次信号配成一对原始信号和反转信号,即,一个信号随检测值的增大而增大,而另一信号随检测值的增大而减小。原始信号和反转信号的相加(即,和)被配置成当两个信号均正常时具有预设的相加值。在本实施方式中,将主信号当作原始信号,并且将次信号当作反转信号。在图3中,为了简化并且为了易于理解,以类似的方式绘制主信号和次信号。

在本实施方式中,当由主信号表示的值和由次信号表示的值的和与预设相加值不同时,其被确定为数据异常。以这样的方式,基于主信号和次信号能够检测数据异常。

CRC信号是用于检测通信错误的循环冗余校验信号,其具有基于主信号和次信号所计算的信号长度。

暂停信号是以下信号:其被输出直到下一同步信号被输出为止。

同步信号、状态信号、主信号、次信号、CRC信号和暂停信号包括在第二输出信号Sd2中,并且这些信号以目前书写的顺序被输出为一系列数字信号。

在第二输出信号Sd2中,主信号是基于第二主检测值D60的信号,而次信号是基于第二次检测值D65的信号。

由于第二输出信号Sd2的通信帧的细节与第一输出信号Sd1的通信帧的细节相同,所以省略对第二输出信号Sd2的通信帧的描述。

在下面的描述中,将由第一输出信号Sd1的主信号表示的值指定为第一主信号值D80,并且将由第一输出信号Sd1的被转换成原始的(即,反转)次信号表示的值指定为第一次信号值D85。另外,将由第二输出信号Sd2的主信号表示的值指定为第二主信号值D90,并且将由第二输出信号Sd2的被转换成原始的(即,反转)次信号表示的值指定为第二次信号值D95。次信号值D85和次信号值D95可以简单为次信号值它们自身,即不将次信号表示的值转换成原始信号。

当转向转矩Ts等于零时,第一主信号值D80、第一次信号值D85、第二主信号值D90和第二次信号值D95被设置为预定的零转矩值Q0。

在本实施方式中,当未示出的车辆点火开关打开并且电动转向装置80起动时,校正值计算器42计算校正偏移误差的偏移校正值A1。对于偏移校正值A1的计算,使用作为基于第一输出信号Sd1的传感器信号的值的第一信号值D8和作为基于第二输出信号Sd2的传感器信号的值的第二信号值D9。

在本实施方式中,第一主信号值D80和第一次信号值D85被平均以用作第一信号值D8,而第二主信号值D90和第二次信号值D95被平均以用作第二信号值D9。

在本实施方式中,第一信号值D8和第二信号值D9与“检测值等效值”对应。

尽管校正值计算器42获得图2中的信号值D8和信号值D9,但是校正值计算器42仍可以获得第一主信号值D80、第一次信号值D85、第二主信号值D90和第二次信号值D95以用于计算D80、D85、D90和D95的平均值。

基于图4所示的流程图来描述本实施方式的偏移校正值计算处理。在起动电动转向装置80时在ECU 40中执行偏移校正值计算处理。

在步骤S101中,校正值计算器42确定校正值计算是否能够被正常执行。此后,将“步骤S101”等的“步骤”简单缩写成符号“S”。

在本实施方式中,当(a)电动转向装置80中没有出现故障,并且(b)输出信号Sd1和输出信号Sd2中没有信号异常时,校正值计算被确定为能够正常执行。分别执行电动转向装置80的故障确定处理和信号异常确定处理。信号异常包括例如基于更新计数器检测到的数据粘附异常、基于数据信号检测到的数据异常、基于CRC信号检测到的通信异常等。

当确定校正值计算不能被正常执行时,即当电动转向装置80中出现故障或者电动转向装置80中出现信号异常(S101:否)时,不执行下面的处理。

当确定校正值计算能够被正常执行(S101:是)时,即当电动转向装置80中没有出现故障并且输出信号Sd1和输出信号Sd2正常时,该处理进行至S102。

在S102中,校正值计算器42确定方向盘91是否处于中间位置(neutral position)。方向盘91的中间位置是当车辆沿直线路径行驶时的位置。基于方向盘91的转向角度θh、电机81的旋转角速度ωm和转向转矩Ts来确定方向盘91是否处于中间位置。根据电角度θe来计算旋转角速度ωm。

在本实施方式中,当(i)转向角度θh小于转向角度确定阈值θth并且(ii)旋转角速度ωm小于旋转角度确定阈值ωth并且(iii)转向转矩Ts小于转矩确定阈值Tth1时,将转向角度θh、旋转角速度ωm和转向转矩Ts全部都看作等于零,并且确定方向盘91处于中间位置。

确定阈值θth、ωth和Tth1可以分别被设置为以下值:所述值证实小于阈值θh、ωm和Ts被看作为等于零。

另外,不同于使用电机81的旋转角速度ωm,可以使用方向盘91的转向角速度ωh。

当确定方向盘91不处于中间位置(S102:否)时,不执行后续处理。当确定方向盘91处于中间位置(S102:是)时,该处理进行至S103。

在本实施方式中,认为当在S101和S102中作出肯定确定时,“可计算性条件被满足”。

在S103中,校正值计算器42计算偏移校正值A1。如式(1)所示通过将第一信号值D8与第二信号值D9之间的差除以2来将偏移校正值A1计算为以下值:

A1=(D8-D9)/2...式(1)

在S104中,校正值计算器42执行偏移校正值A1的调整(trim)处理,从而调整或限制偏移校正值A1。此后,在计算的当前周期中计算的偏移校正值被指定为当前值A1(k),而在计算的前一周期中计算并且被输出至控制计算器43的偏移校正值被指定为先前值A1(k-1)。

在当前值A1(k)的绝对值大于偏移校正上限Ac时,偏移校正上限Ac或先前值A1(k-1)被设置成偏移校正值A1。在偏移校正上限Ac被设置成偏移校正值A1的情况下,从当前值A1(k)获取正/负号。

在当前值A1(k)与先前值A1(k-1)之间的差的绝对值大于偏移差阈值Ad时,先前值A1(k-1)被设置成即被用作偏移校正值A1。

在S105中,校正值计算器42将计算的偏移校正值A1输出至控制计算器43。控制计算器43从校正值计算器42获得偏移校正值A1,并且将用于计算的偏移校正值A1更新至最新的值。

在控制计算器43中,通过使用偏移校正值A1,来校正第一信号值D8和第二信号值D9并且计算第一校正后信号值D8_a和第二校正后信号值D9_a(参见式(2-1)和式(2-2))。

D8_a=D8-A1...式(2-1)

D9_a=D9-A1...式(2-2)

当在S101或者S102中作出否定确定时,在电动转向装置80当前起动时不执行偏移校正值A1的计算。因此,控制计算器43通过使用先前值A1(k-1)或者通过使用初始值来执行信号值D8和信号值D9的偏移校正。

控制计算器43基于计算值例如基于第一校正后信号值D8_a、第二校正后信号值D9_a、第一校正后信号值D8_a和第二校正后信号值D9_a的平均值等来计算转向转矩Ts。

在本实施方式中,对于通过ECU 40进行的计算,两个信号值D8和D9是可用的。校正值计算器42通过使用两个信号值D8和D9进行相对简单的计算来计算偏移校正值A1。因此,可省略初始校正。

在本实施方式中,校正值计算器42在电动转向装置80起动时执行偏移校正值A1的计算。因此,鉴于或者根据部件的时效劣化和/或精度变化来适当地计算偏移校正值A1。

控制计算器43可以通过使用校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a来计算具有足够精度的转向转矩Ts,所述校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a通过使用上面计算的偏移校正值A1校正信号值D8和信号值D9而得到。

如上面以全部细节所描述的,传感器装置1设置有传感器部10和ECU40。

传感器部10具有多个传感器元件111、112、121和122以及输出电路115和125。传感器元件111、112、121和122检测磁通量收集器831的磁通量,即检测值与关于检测对象的物理量有关。

输出电路115生成并且输出第一输出信号Sd1,该第一输出信号Sd1包括等效于传感器元件111和112的检测值的传感器信号。输出电路125生成并且输出第二输出信号Sd2,该第二输出信号Sd2包括等效于传感器元件121和122的检测值的传感器信号。

ECU 40从传感器部10获得输出信号Sd1和输出信号Sd2。

ECU 40具有校正值计算器42,校正值计算器42在可计算性条件被满足时基于多个信号值D8和D9来计算用于校正偏移误差的偏移校正值A1,其中,所述多个信号值D8和D9是等效于检测值的值。

另外,ECU 40具有控制计算器43,控制计算器43通过使用校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a来执行计算,所述校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a通过以偏移校正值A1校正信号值D8和信号值D9而得到。在本实施方式中,控制计算器43通过使用校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a来计算转向转矩Ts。

在本实施方式中,鉴于或者根据部件的时效劣化和/或精度变化将偏移校正值A1计算为值。因此,控制计算器43可以通过使用被适当地校正的信号值D8和信号值D9来执行计算。另外,可省略在制造时执行的初始校正。

可以基于两个信号值D8和D9的相减值来计算偏移校正值A1。因此,校正值计算器42能够以相对容易和简单的计算来执行偏移校正值A1的计算。

校正值计算器42布置在ECU 40中。因此,关于可计算性条件的确定的信息不需要被传送至传感器部10。

输出电路115和125通过数字通信将输出信号Sd1和输出信号Sd2输出至ECU 40。与模拟通信相比,通过使用数字通信,来自(i)伴随A/D转换或者D/A转换的误差的影响和来自(ii)通信时的噪声的影响均可以被减小。因此,提高了通过控制计算器43进行的计算的精度。

传感器元件111、112、121和122是检测磁通量收集器831的磁通量的变化的磁检测元件。

在本实施方式中,传感器元件111、112、121和122检测随着转向转矩Ts的变化而变化的磁通量,这些元件111、112、121和122被用于电动转向装置80的转矩传感器83。控制计算器43通过使用已经过校正的经校正信号值D8和经校正信号值D9来计算转向转矩Ts。因此,传感器装置1可以适当地检测转向转矩Ts。

在偏移误差等的影响下计算的转向转矩Ts因而可能具有误差,因此,在基于转向转矩Ts计算的辅助转矩中可能进一步出现误差,并且驾驶员可能经受来自这样的误差的错误感觉。因此,与其他传感器如旋转角度传感器等中的误差校正相比,转矩传感器83中的误差校正会需要更精确。

在本实施方式中,控制计算器43可以通过使用以鉴于或者根据时效劣化和/或精度变化的偏移校正值A1校正的信号值D8和信号值D9来适当地计算转向转矩Ts。即,本实施方式的传感器装置1被适当地并且优选地用于转矩传感器83。因此,本实施方式的电动转向装置80可以基于适当计算的转向转矩Ts来适当地输出辅助转矩。

当(i)电动转向装置80起动并且(ii)方向盘91处于中间位置时,校正值计算器42认为即确定关于偏移校正值A1的计算的可计算性条件被满足,并且计算偏移校正值A1。因此,适当地计算偏移校正值A1。

当计算的偏移校正值A1的绝对值大于偏移校正上限Ac时,或者当当前值A1(k)与先前值A1(k-1)的差的绝对值大于偏移差阈值Ad时,校正值计算器42限制或者调整所计算的偏移校正值A1(k)。以这样的方式,防止了偏移校正值A1的急剧变化,并且防止了过大的偏移校正值A1的计算。

(第二实施方式)

基于图5描述了本公开内容的第二实施方式。

在本实施方式中,偏移校正值计算处理与上面提到的实施方式不同。因此,本实施方式的描述集中于这样的不同。在本实施方式中在车辆行驶时间期间计算上面提到的实施方式中在电动转向装置80起动时计算的偏移校正值。

基于图5所示的流程图来描述本实施方式中的偏移校正值计算处理。在车辆行驶时间期间在ECU 40中执行该处理。

在S201中,正如图4的S101中,校正值计算器42确定校正值计算是否能够被正常执行。例如,当电机81具有两个绕组组并且为两个绕组组中的每一个提供了逆变器时,即使一个系统损坏,仍可用另一系统继续驱动电机81。即,即使电动转向装置80中出现故障,仍可以通过执行备用控制例如通过仅用装置80中的两个系统中之一驱动电机81来继续驱动电动转向装置80。

然而,可能无法通过备用控制来适当地计算偏移校正值A1。因此,基于备用控制中的偏移校正值A1可能不适当的假定,在备用控制中不执行校正值计算。

至于信号异常,与上面提到的实施方式的信号异常相同的信号异常适用。

当确定校正值计算不能被正常执行(S201:否)时,不执行后续处理。当确定校正值计算能够被正常执行(S201:是)时,该处理进行至S202。

在S202中,校正值计算器42确定车辆是否沿直线路径行驶。除了第一实施方式中的确定方向盘是否处于中间位置之外,在本实施方式中还针对直线行驶确定来确定(i)大于车辆速度确定阈值Vth的车辆速度V和(ii)小于偏航率确定阈值γth的偏航率γ。

偏航率确定阈值γth是证实以下确定的接近零的值:在考虑计算误差的情况下,当偏航率γ小于这样的阈值γth时,该偏航率γ被看作零。

车辆速度确定阈值Vth被设置为用于确定车辆以具有非零值的某个速度行驶的值。

当确定车辆没有沿直线路径(S202:否)行驶时,重复当前确定处理。换言之,当确定车辆没有沿直线路径行驶时,不执行关于偏移校正值A1的计算,即推迟对值A1的计算直至车辆沿直线路径行驶为止。当确定车辆沿直线路径行驶(S202:是)时,该处理进行至S203。当在S201和S202中作出肯定确定时,认为在本实施方式中“可计算性条件被满足”。

在S203中,校正值计算器42计算暂时偏移校正值A1_t(参考式(3))。

A1_t=(D8-D9)/2...式(3)

暂时偏移校正值A1_t存储在未示出的存储部中。S203中计算的暂时偏移校正值A1_t的值至少保持到S206而不被覆盖,即存储逐个计算的值直至执行S206的处理为止。

在S204中,校正值计算器42增加偏移校正计数器的计数值Ca。

在S205中,校正值计算器42确定计数值Ca是否等于或大于试验次数阈值na。当确定计数值Ca小于试验次数阈值na(S205:否)时,认为试验的次数不足,并且该处理返回至S202。当确定计数值Ca等于或大于试验次数阈值na(S205:是)时,该处理进行至S206。

在S206中,校正值计算器42计算偏移校正值A1。在本实施方式中,将暂时偏移校正值A1_t的根据试验次数即na次的平均值设置成偏移校正值A1。然后,清除计数值Ca,并且擦除所存储的暂时偏移校正值A1_t。

S207和S208中的每一个的处理与图4中的S104和S105中的每一个的处理相同。另外,以与上述实施方式相同的方式来执行通过使用偏移校正值A1进行的信号值D8和信号值D9的校正。

在本实施方式中,当(a)车辆行驶并且(b)车辆沿直线路径行驶时,校正值计算器42确定关于偏移校正值的计算的可计算性条件被满足,并且计算偏移校正值A1。以这样的方式,根据不断变化的温度等计算偏移校正值A1。因此,以适当的方式来校正信号值D8和信号值D9。

同样能够实现与上面提到的实施方式相同的效果。

(第三实施方式)

基于图6描述了本公开内容的第三实施方式。

在本实施方式中,通过校正值计算器42来计算增益校正值B1。可以正如第一实施方式在电动转向装置80起动时计算偏移校正值A1;或者可以正如第二实施方式在车辆行驶期间计算偏移校正值A1;或者可以将预先设置的值用作A1。

基于图6所示的流程图来描述本实施方式中的增益校正值计算处理。在电动转向装置80起动时在ECU 40中执行该处理。

S301的处理与图5中S201的处理相同。

在S302中,确定校正值计算器42是否具有转向转矩Ts的大于增益可计算性阈值Tth2的绝对值。因为当转向转矩Ts较小时关于增益校正的误差相对较大,所以使用增益可计算性阈值Tth2。因此,增益可计算性阈值Tth2被设置成使得关于增益校正的误差基本上可容许的值。

当确定转向转矩Ts的绝对值小于增益可计算性阈值Tth(S302:否)时,重复该确定处理。换言之,当转向转矩Ts较小时不执行关于增益校正值B1的计算,而是等待机会直至转向转矩Ts超过增益可计算性阈值Tth2为止。

当确定转向转矩Ts的绝对值大于增益可计算性阈值Tth2(S302:是)时,该处理进行至S303。

当在S301和S302两者中作出肯定确定时,在本实施方式中认为“可计算性条件被满足”。

在S303中,校正值计算器42计算暂时增益校正值B1_t。通过式(4)计算暂时增益校正值B1_t。

B1_t=(D8-Q0)/(D9-Q0)...式(4)

计算的暂时增益校正值B1_t存储在存储部(未示出)中。S303中计算的暂时增益校正值B1_t的值至少保持到S306而不被覆盖,即存储逐个计算的值直至执行S306的处理为止。

在S304中,校正值计算器42增加增益校正计数器的计数值Cb。

在S305中,校正值计算器42确定计数值Cb是否等于或大于试验次数阈值nb。试验次数阈值nb可以是与关于第二实施方式的计数值Ca的试验次数阈值na相同的值,或者可以是不同的值。

当确定计数值Cb小于试验次数阈值nb(S305:否)时,认为即确定试验的次数不足,并且返回至S302。当确定计数值Cb等于或大于试验次数阈值nb(S305:是)时,该处理进行至S306。

在S306中,校正值计算器42计算增益校正值B1。在本实施方式中,可以将nb次的暂时增益校正值B1_t的平均值设置成增益校正值B1。然后,清除计数值Cb,并且擦除所存储的暂时增益校正值B1_t。

在S307中,校正值计算器42执行增益校正值B1的调整处理。此后,将在计算的当前周期中计算的增益校正值指定为计算值B1(k),并且将在计算的前一周期中被输出至控制计算器43的增益校正值指定为先前值B1(k-1)。

在当前值B1(k)的绝对值大于增益校正上限Bc时,增益校正上限Bc或先前值B1(k-1)被设置成增益校正值B1。在增益校正上限Bc被设置成增益校正值B1的情况下,从当前值B1(k)获取正/负号。

在当前值B1(k)与先前值B1(k-1)之间的差的绝对值大于增益差阈值Bd时,先前值B1(k-1)被设置为增益校正值B1。

在S308中,校正值计算器42将计算的增益校正值B1输出至控制计算器43。控制计算器43从校正值计算器42获得增益校正值B1,并且将用于计算的增益校正值B1更新至最新的值。

在控制计算器43中,通过使用增益校正值B1,来校正第一信号值D8和第二信号值D9并且计算第一校正后信号值D8_a和第二校正后信号值D9_a(参见式(5-1)和式(5-2))。

D8_a=(D8-A1)/B1...式(5-1)

D9_a=(D9-A1)/B1...式(5-2)

控制计算器43通过使用校正后信号值D8_a和校正后信号值D9_a中的至少之一来执行转矩计算。

本实施方式的校正值计算器42在可计算性条件被满足时基于等效于检测值的多个信号值D8和D9来计算校正增益误差的增益校正值B1。控制计算器43通过使用以偏移校正值A1和增益校正值B1校正的信号值D8和信号值D9来执行计算。在本实施方式中,控制计算器43通过使用以偏移校正值A1和增益校正值B1校正的信号值D8和信号值D9来计算转向转矩Ts。

在本实施方式中,鉴于或者根据时效劣化和/或精度变化来计算增益校正值B1。因此,控制计算器43可以通过使用被适当地校正的信号值D8和信号值D9来执行计算。另外,可省略在制造时执行的初始校正。

基于从通过使用两个信号值D8和D9进行的除法得到的相除值(division value)来计算增益校正值B1。更具体地,增益校正值B1是相除值,即从信号值D8减去零转矩值Q0的相减值除以从信号值D9减去零转矩值Q0的另一相减值。以这样的方式,能够通过相对容易和简单的计算来计算增益校正值B1。

当转向转矩Ts大于增益可计算性阈值Tth2时,校正值计算器42认为即确定关于增益校正值B1的计算的可计算性条件被满足,并且计算增益校正值B1。以这样的方式,根据不断变化的温度等计算增益校正值B1。因此,信号值D8和信号值D9以适当的方式被校正。

当计算的增益校正值B1的绝对值大于增益校正上限Bc时,或者当当前值B1(k)与先前值B1(k-1)的差的绝对值大于增益差阈值Bd时,校正值计算部调整即限制所计算的增益校正值B1。以这样的方式,防止了增益校正值B1的急剧变化,并且防止了过大的增益校正值B1的计算。

另外,同样能够实现与上面提到的实施方式相同的效果。

(第四实施方式)

基于图7描述了本公开内容的第四实施方式。

如图7所示,本实施方式的传感器装置2具有传感器部20和用作控制器的ECU 45。

除第一信号生成器11和第二信号生成器12之外,传感器部20具有校正值计算器21。另外,ECU 45正如上面提到的实施方式具有信号获得器41和控制计算器43,并且省略校正值计算器42。

校正值计算器21计算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一。即,在本实施方式中,通过传感器部20来执行校正值A1和校正值B1的计算。

在图7中,校正值计算器21被示为位于与信号生成器11和信号生成器12两者不同的位置处。然而,校正值计算器21可以布置在信号生成器11和信号生成器12之一中,并且可以被配置成从另一信号生成器获得对于校正值A1和校正值B1的计算所必需的信息。

在本实施方式中,将第一主检测值D50和第一次检测值D55的平均值指定为第一检测值D5,并且将第二主检测值D60和第二次检测值D65的平均值指定为第二检测值D6。

校正值计算器21基于第一检测值D5和第二检测值D6来计算偏移校正值A1和增益校正值B1中至少之一。

在本实施方式中,第一检测值D5和第二检测值D6分别与“检测值等效值”对应。另外,通过用第一检测值D5替换上面提到的实施方式中的第一信号值D8并且用第二检测值D6替换上面提到的实施方式中的第二信号值D9,能够以与上面提到的实施方式相同的方式来计算偏移校正值A1和增益校正值B1。

在校正值A1和校正值B1的计算中,校正值计算器21通过以下操作来确定可计算性条件是否被满足:从ECU 45获得用于进行这样的确定的参数中每一个。

另外,可以通过ECU 45来确定可计算性条件是否被满足,并且当从ECU 45获得表明可计算性被满足的信号时,可以执行校正值A1和校正值B1的计算。

另外,例如,在假定来自ECU 45的电压供给起动时间是电动转向装置80起动的时间的情况下,可以正如第一实施方式来计算偏移校正值A1。

另外,例如,当从ECU 45供应电压时,可以将可计算性条件看作被满足,并且可以总是在传感器部10的操作期间计算偏移校正值A1和增益校正值B1。

计算的校正值A1和校正值B1被输出至输出电路115和输出电路125。输出电路115通过校正值A1和校正值B1来校正第一主检测值D50和第一次检测值D55,并且通过使用所校正的值来生成第一输出信号Sd1。输出电路125通过校正值A1和校正值B1来校正第二主检测值D60和第二次检测值D65,并且通过使用所校正的值来生成第二输出信号Sd2。

由传感器部20基于偏移误差和增益误差中至少之一被校正的值来生成被输出至ECU 45的输出信号Sd1和输出信号Sd2中的传感器信号。因此,控制计算器43可以在不校正偏移误差或校正增益误差的情况下将由传感器信号表示的值用于计算。

另外,(A)通过使用包括通过校正值A1和校正值B1校正的检测值D50和D55的输出信号Sd1中的传感器信号进行的计算和(B)通过使用包括通过校正值A1和校正值B1校正的检测值D60和D65的输出信号Sd2中的传感器信号进行的计算分别被包括在以下概念中:“通过使用从至少利用偏移校正值和增益校正值进行的检测值等效值的校正得到的经误差校正的值进行的计算”。

在本实施方式中,校正值计算器21布置在传感器部20中。以这样的方式,减少了ECU45的计算负荷。

另外,能够实现与上面提到的实施方式相同的效果。

(其他实施方式)

(a)信号值、检测值

在第一实施方式至第三实施方式中,将第一主信号值和第一次信号值的平均值用作第一信号值,并且将第二主信号值和第二次信号值的平均值用作第二信号值。

然而,在其他实施方式中,第一信号值可以是除了从第一主信号值和第一次信号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号它自身或第一次信号它自身。

例如,当(i)主信号和次信号是彼此反转的信号并且(ii)次信号值没有被转换成原始信号(即,没有被反转)时,代替使用第一主信号值和第一次信号值的平均值,可以将从第一主信号值减去第一次信号值的相减值用作第一信号值。

类似地,第二信号值可以是除了第二主信号和第二次信号的平均值之外的其他值,或者可以是第二主信号它自身或第二次信号它自身。

另外,例如,可以通过将主信号值和次信号值的平均值用作检测值等效值来执行校正值计算器中的校正值计算,并且可以通过将主信号值或者次信号值用作检测值等效值来执行控制计算器中的转矩计算。换言之,用于校正值计算的检测值等效值和用于转矩计算的检测值等效值可以是各自不同的值。另外,在转矩计算中,可能仅使用第一信号值和第二信号值中之一,而不使用另一个。

在第四实施方式中,将第一主检测值和第一次检测值的平均值用作第一检测值,而将第二主检测值和第二次检测值的平均值用作第二检测值。

然而,在其他实施方式中,第一检测值可以是除了第一主检测值和第一次检测值的平均值之外的其他值,或者可以是第一主检测值它自身或第一次检测值它自身。

类似地,第二检测值可以是除了第二主检测值和第二次检测值的平均值之外的其他值,或者可以是第二主检测值它自身或第二次检测值它自身。

(b)校正值计算器

在上面提到的实施方式中,校正值计算器基于关于第一信号生成器的检测值等效值和关于第二信号生成器的检测值等效值来计算偏移校正值或者增益校正值。

然而,在其他实施方式中,校正值计算器可以通过使用关于同一信号生成器中的多个传感器元件的检测值等效值来计算偏移校正值或增益校正值。在这样的情况下,信号生成器中的每一个可以具有校正值计算器。

在上面提到的实施方式中,校正值计算器将差值的除以2的值即通过将两个检测值等效值的差除以2得到的值设置为偏移校正值。

然而,在其他实施方式中,可以将由从第二元件的检测值等效值减去第一元件的检测值等效值而得到的相减值设置成偏移校正值,并且可以总是将第一传感器元件的检测值等效值看作真,并且可以通过偏移校正值来校正第二传感器元件的检测值等效值。

这样的校正方法在下述情况下会是有效的:例如,当(a)第二传感器元件的检测精度低于第一传感器元件的检测精度时,或者当(b)第二传感器元件被布置在与第一传感器元件相比在结构上更倾向于具有较大误差的位置处(即,被布置在远离检测的中心的位置处)时。

在第二实施方式中,校正值计算器将多个暂时偏移校正值的平均值设置为限制前偏移校正值,即限制之前的偏移校正值。

然而,在其他实施方式中,校正值计算器可以省略图5中的S204和S205的处理,并且可以将暂时偏移校正值设置为限制前偏移校正值。

类似地,第三实施方式中的校正值计算器也可以省略图6中的S304和S305的处理,并且关于增益校正值的计算,可以将暂时增益校正值设置为限制前增益校正值。

在上面提到的实施方式中,当偏移校正值的绝对值或增益校正值的绝对值大于校正上限时,或者当当前值与先前值之间的差的绝对值大于差阈值时,校正值计算器调整即限制偏移校正值或增益校正值。

然而,在其他实施方式中,可以省略图4中的S105、图5中的S207或图6中的S307,并且可以省略偏移校正值或增益校正值的限制处理。另外,可以省略上限的限制和通过与先前值的差的限制中之一。

在第一实施方式中,每当电动转向装置起动时执行偏移校正值计算处理。

然而,在其他实施方式中,可以按照一定间隔,如每逢电动转向装置起动了预定数目,来执行偏移校正值计算处理。

在第四实施方式中,在传感器部中的输出电路中对检测值进行校正,并且通过使用所校正的值来生成输出信号。

然而,在其他实施方式中,校正值和检测值可以分别独立地包括在输出信号中,并且可以在控制器中执行通过使用校正值进行的校正。

(c)可计算性条件

在第一实施方式中,当(a)处于电动转向装置的起动时间并且(b)转向构件处于中间位置时,将关于偏移校正值的计算的可计算性条件看作被满足。

然而,在其他实施方式中,如果在图4的S101或S102中作出否定确定,则可以使S101或S102的确定处理重复达预定等待时段(例如,达数十秒),并且当在等待时段期间检测到可计算性条件的满足时,可以执行S103之后的处理,即可以计算偏移校正值。在这样的情况下,可以将从电动转向装置的起动到等待时段的结束的时间段看作“电动转向装置的起动时间”。

在第二实施方式中,校正值计算器基于方向盘的转向角度、转向构件或电机的旋转角速度、转向转矩、车辆速度和偏航率来执行直线行驶确定,即,车辆是否沿直线路径行驶。

然而,在其他实施方式中,校正值计算器可以在不使用车辆速度或者偏航率中至少之一的情况下进行直线行驶确定。

另外,校正值计算器可以任意省略没有用于计算的参数的获得,并且可以通过除了上述方法之外的其他方法来进行转向构件的中间位置确定和车辆的直线行驶确定。

(d)传感器部

在上面提到的实施方式中,输出电路以预定周期将输出信号输出至控制器。

然而,在其他实施方式中,可以从控制器向传感器部输出请求信号,并且当检测到请求信号时,输出电路可以将输出信号输出至控制器。

当使用请求信号时,输出信号的输出定时在多个信号生成器之间可以是相同的定时,或者在它们之间可以彼此不同。

在上面提到的实施方式中,输出电路通过SENT通信将输出信号输出至控制器。

然而,在其他实施方式中,输出电路可以通过除了SENT通信之外的其他数字通信方法将输出信号输出至控制器。另外,在其他实施方式中,输出电路可以通过模拟通信将输出信号输出至控制器。

在上面提到的实施方式中,将主信号用作原始信号,并且将次信号用作反转信号。

然而,在其他实施方式中,可以将主信号用作反转信号,并且可以将次信号用作原始信号,或者可以将主信号和次信号两者均不反转,即可以均按原样信号使用。

在上面提到的实施方式中,传感器部具有两个包括两个传感器元件的信号生成器,并且在一个传感器部中设置了总共四个传感器元件。

然而,在其他实施方式中,设置在一个传感器部中的传感器元件可以是等于或大于两个的任意数目。例如,可以在一个传感器部中提供两个或更多个包括一个传感器元件的信号生成器,或者可以在一个传感器部中提供一个或更多个包括两个或更多个传感器元件的信号生成器。

在上面提到的实施方式中,通过密封部在一个封装件中密封了两个信号生成器。

然而,在其他实施方式中,针对每个信号生成器来提供密封部,并且封装件的数目可以是两个或更多个。

上面提到的实施方式的传感器元件是霍尔元件。

然而,在其他实施方式中,传感器元件可以是除了霍尔元件之外的磁检测元件,并且可以检测除了磁性之外的物理量。

在上面提到的实施方式中,将传感器部用作检测转向转矩的转矩传感器。

然而,在其他实施方式中,传感器部可以检测任何物理量,例如除了转向转矩之外的转矩、旋转角度、行程(stroke)、负荷、压力等。

(e)传感器装置

在上面提到的实施方式中,将传感器装置应用于电动转向装置。

然而,在其他实施方式中,可以将传感器装置应用于除了电动转向装置之外的车载装置,或者可以应用于未布置在车辆中的装置。

虽然已参照附图结合本公开内容的优选实施方式描述了本公开内容,但是要注意的是,对于本领域的普通技术人员而言,各种变化和修改将变得明显,并且可以将这样的变化、修改以及概括方案理解为在本公开内容的由所附权利要求书限定的范围内。

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