角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法
2023-05-07 05:03:56
專利名稱：角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種角速度檢測裝置，特別是涉及一種角速度的錯誤檢測。
背景技術：
在下述專利文獻I中，公開了如下與舵角傳感器異常檢測裝置有關的發明將舵角傳感器所輸出的舵角變化量進行累積運算來算出運算舵角值，當舵角傳感器所輸出的舵角值與上述運算舵角值之間的偏差超過規定值時，判斷為傳感器異常。專利文獻I :日本特開平11-59462號公報以往，如角度突發性地發生變化那樣的噪聲也容易被檢測為錯誤。而且，以往，難以實現對於伴隨噪聲所產生的角速度變化不進行錯誤檢測而將因故障引起的角速度的異常變化與噪聲區分來進行錯誤檢測。
發明內容
發明要解決的問題因此，本發明用於解決上述以往的問題，其目的在於提供一種對於伴隨噪聲所產生的角速度變化不進行錯誤檢測而能夠將因故障引起的角速度的異常變化與噪聲區分來進行錯誤檢測的角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法。用於解決問題的方案本發明的角速度檢測裝置的特徵在於，具有計算單元，根據每隔比計算角速度時的單位時間短的時間間隔Tl檢測出的角度求出各時間間隔Tl時刻的上述角速度，進一步根據向過去追溯上述時間間隔Tl而收集多次得到的各角速度來計算平均角速度；加計數器，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以正值確定的規定閾值以上時， 加上規定的數值a，並且當上述平均角速度小於上述閾值時，減去規定的數值b，以此求出第一計數值；以及減計數器，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以負值確定的規定閾值以下時，加上規定的數值c，並且當上述平均角速度大於上述閾值時，減去規定的數值d，以此求出第二計數值，在上述第一計數值或上述第二計數值超過規定的錯誤閾值時，判斷為錯誤。另外，本發明的角速度的錯誤檢測方法的特徵在於，根據每隔比計算角速度時的單位時間短的時間間隔Tl檢測出的角度求出各時間間隔Tl時刻的上述角速度，進一步根據向過去追溯上述時間間隔Tl而收集多次得到的各角速度來計算平均角速度，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以正值確定的規定閾值以上時， 加上規定的數值a，並且當上述平均角速度小於上述閾值時，減去規定的數值b，以此求出第一計數值，進一步地，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以負值確定的規定閾值以下時，加上規定的數值c，並且當上述平均角速度大於上述閾值時，減去規定的數值d，以此求出第二計數值，在上述第一計數值或上述第二計數值超過規定的錯誤閾值時，判斷為錯誤。通過這樣設置計數器，即使檢測到異常的平均角速度，也不立即視為錯誤。而且，在本發明中，計數器不只一個，設置了對於平均角速度的閾值被確定為正值的加計數器和對於平均角速度的閾值被確定為負值的減計數器。例如在相對於時間的角度突發性地發生較大的變化的噪聲模式中，由計算單元求出的平均角速度較大地偏向正值與負值這兩方。此時在本發明中，在平均角速度較大地偏向正值的情況下，對加計數器進行計數，在平均角速度較大地偏向負值的情況下，對減計數器進行計數，因此能夠將第一計數值和第二計數值這兩方容易設定為小於錯誤閾值，不將噪聲檢測為錯誤。 本來想要進行錯誤檢測的是例如在電路內發生短路等而以相對於時間的檢測角度較大地偏向的狀態繼續保持其值的故障狀態。在上述故障狀態下，對於本發明的加計數器和減計數器中的一方，平均角速度超過閾值的時間變長，能夠容易使伴隨故障產生的計數值大於伴隨噪聲產生的計數值。因此，與以往相比，能夠適當設定為使伴隨噪聲產生的計數值低於錯誤閾值而使伴隨故障產生的計數值高於錯誤閾值的狀態。因而，在本發明中，與以往相比，能夠設為不對伴隨噪聲產生的角速度變化進行錯誤檢測而能夠對因故障引起的角速度的異常變化進行錯誤檢測的結構，能夠實現動作穩定性和錯誤檢測精度優良的角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法。在本發明中，優選的是對各計數器加上的數值a、c大於減去的數值b、d。通過這樣使加上的值大，能夠使伴隨噪聲產生的最大計數值與伴隨故障產生的最大計數值之差變大，能夠容易設定錯誤閾值，能夠設為動作穩定性和錯誤檢測精度優良的結構。另外，在本發明中，優選的是減去數值b的減法運算是在進行減法運算時的上述第一計數值大於規定的下限值時進行，減去數值d的減法運算是在進行減法運算時的上述第二計數值大於規定的下限值時進行。通過設置對於減法運算的下限值，能夠使各計數值的下限值與錯誤閾值的差始終成為固定值，能夠更有效地提高錯誤檢測精度。發明的效果根據本發明的角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法，與以往相比，能夠設為不對伴隨噪聲產生的角速度變化進行錯誤檢測而能夠對因故障引起的角速度的異常變化進行錯誤檢測的結構。
圖I是角速度檢測裝置的立體圖。圖2是本實施方式中的電路圖。圖3是本實施方式中的微處理器的結構圖。圖4是表示「時間」、「角度A」、「角速度AS」、平均角速度、本實施方式中的加計數器和減計數器的各計數值、比較例中的計數器的計數值的想要作為噪聲的模式的模擬結果。圖5是表示「時間」、「角度A」、「角速度AS」、平均角速度、本實施方式中的加計數器和減計數器的各計數值、比較例中的計數器的計數值的想要作為噪聲的模式的模擬結果。圖6是表示「時間」、「角度A」、「角速度AS」、平均角速度、本實施方式中的加計數器和減計數器的各計數值、比較例中的計數器的計數值的想要作為噪聲的模式的模擬結果。圖7是表示「時間」、「角度A」、「角速度AS」、平均角速度、本實施方式中的加計數器和減計數器的各計數值、比較例中的計數器的計數值的想要檢測為錯誤的模式的模擬結果O圖8(a)是表示由本實施方式的加計數器算出的第一計數值的增減以及基於第一計數值的錯誤判斷的流程圖，圖8(b)是表示由減計數器算出的第二計數值的增減以及基於第二計數值的錯誤判斷的流程圖。圖9是表示由比較例的計數器算出的計數值的增減以及基於計數值的錯誤判斷的流程圖。附圖標記說明9 :角速度檢測裝置；10 :磁傳感器；11 :印刷電路基板；14 :磁體；20 :電路；21 :磁場檢測部；22 :多路轉接器；23 :運算放大器；24 :微處理器；25 :保存部；26 :加計數器；27 減計數器；28 :錯誤判斷部；44 :控制部。
具體實施例方式圖I是本實施方式中的角速度檢測裝置的立體圖。圖I所示的角速度檢測裝置9具有磁傳感器10和磁體14。如圖I所示，磁傳感器 10具有印刷電路基板11以及與印刷電路基板11電連接的傳感器元件12。磁傳感器10和磁體14隔著間隔而配置(非接觸)。圖2是嵌入在磁傳感器10內的電路20的電路圖。如圖2所示，電路20具有磁場檢測部21、多路轉接器22、運算放大器(差動放大器)23以及微處理器24。如圖2所示，磁場檢測部21由多個磁場檢測元件(例如GMR元件)S1、S2、S3、S4、 S5、S6、S7、S8的橋接電路40,41構成。如圖2所示，當磁體14(在圖2中示意性地用虛線表示)旋轉時，各磁場檢測元件 SI S8的電特性發生變化，從第一橋接電路40輸出SIN+信號和SIN_信號作為磁場檢測信號，從第二橋接電路41輸出COS+信號和COS—信號作為磁場檢測信號。SIN+信號與SIN—信號以及COS+信號與C0S_信號的相位分別相差180度。另外，SIN+信號與COS+信號以及 SIN_信號與C0S_信號的相位分別相差90度。當通過圖2所示的多路轉接器22來選擇SIN+信號和SIN_信號並輸入到運算放大器23時，能夠得到通過運算放大器23放大後的SIN信號。另外，當通過圖2所示的多路轉接器22來選擇COS+信號和C0S_信號並輸入到運算放大器23時，能夠得到通過運算放大器23放大後的COS信號。通過微處理器24的圖3所示的運算處理部19使用由運算放大器23生成的SIN 信號和COS信號來運算反正切值(arc tan)，基於反正切值得到磁體14的旋轉角度。SIN 信號和COS信號每隔規定的時間間隔Tl被送至運算處理部19，從而能夠每隔上述時間間隔 Tl得到磁體14的角度。圖4表示想要作為噪聲的模式(不進行錯誤檢測的模式)的模擬結果。圖4所示的左側的圖表表示「時間」與「角度」的關係，右側的圖表表示「時間」與「ASMAV(deg/s)」(平均角速度)的關係。在圖表的下側示出模擬結果的表。下面，主要根據表進行說明。圖4的「時間」欄所示的各時間(0、1、2、3…)是例如以2ms為間隔(相當於上述時間間隔TI)刻出的。也就是說，「時間」欄的「 I 」表示從「O」起2ms後，「2」表示從「O」起4ms後…。圖4的「角度A」欄是各「時間」時的磁體14的角度。在該模擬中，「時間」為5為止，角度為「O」。此外，在實際的使用狀態下，磁體14進行旋轉而「角度A」發生變化，但是在圖4的模擬結果中，為了易於觀察角度變化、角速度變化異常地大，設磁體14不運動，BP, 將角度O設為固定基準值來進行說明。在圖5 圖7中也同樣。在圖4的模擬中，當「時間」為「6」時，角度突發性地變大至「121」 (也參照圖4的表示角度變化的圖表)。接著，當「時間」為「7」以後時，角度再次恢復為「O」。關於如「時間」為「6」時那樣角度突發性地變化，考慮例如從外部作用大的磁力而影響從磁體14產生的磁場的情況。圖4所示的「角速度AS」欄表示設為(deg/lOms)的角速度。因此，為了求出「時間」 為「6」時的角速度，求出從IOms之前的「時間」 「I」時起至「時間」 「6」之間的角度變化。 「時間」為「I」時的「角度A」是「0」，其IOms後的「時間」為「6」時的「角度A」是「121」，因此能夠將「時間」為「6」時的「角速度AS」 (deg/10ms)求出為「121」。另一方面，當「時間」 變為「 7 」時，「角度A」恢復為「O 」，而且「時間」 「 7 」的IOms之前的「時間」為「 2 」，此時也是「角度A」為「O」。因此，「時間」為「7」時的「角速度AS」為「O」。如圖4所示，可知「時間」為「 11」時「角速度AS 」變為「 -121」。這是因為，「時間」 為「11」時「角度A」為「0」，從「時間」 「11」起IOms之前的「時間」為「6」時「角度A」為 「121」。基於每隔比這樣計算角速度時的單位時間(IOms)短的時間間隔(2ms)得到的「角度A」，求出圖4所示的各「時間A」時刻的「角速度AS」 (deg/10ms)。接著，在圖4所示的「過去4次平均ASMAV」欄中，根據向過去追溯「時間」而收集 4次得到的各角速度算出平均角速度。例如當「時間」為「6」時，向過去追溯「時間」而得到的4次的角速度為「121」 (時間為6時)和「O」 (時間為3 5時)，因此將「121」除以4來得到「30. 3」的平均角速度 (deg/10ms)。在時間為「7」時，也是向過去追溯「時間」而得到的4次的角速度為「121」 (時間為6時)和「0」(時間為4、5、7時)，因此平均角速度為「30.3」。時間為「8」、「9」時也同樣。當時間為「10」時，向過去追溯「時間」而得到的4次的角速度全部為「O」 (時間為 7 10)，因此平均角速度為「O」。當時間為「11」時，向過去追溯「時間」而得到的4次的角速度為「-121」 (時間為 11時)和「O」 (時間為8 10時)，因此將「-121」除以4，由此平均角速度(deg/10ms)為 「-30. 3」。以下，同樣地求出。圖4所示的「ASMAV (deg/s) 」是將圖4所示的「過去4次平均ASMAV」欄的平均角速度的單位時間從「10ms」變更為「Is」而得到的。也請參照圖4的右側的「ASMAV(deg/ s)」(平均角速度)的圖表。在圖3的保存部25中保存圖4所示的「時間」、「角度A」、「過去4次平均ASMAV」、 "ASMAV (deg/s) 」的各信息。這些信息中「角度A」和「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)的信息例如每隔IOms發送到(CAN發送定時)設備主體側的控制部44。
「每隔10ms」是指，以圖4所示的「時間」「0」為起點時，「時間」為「5」、「10」、「15」···時。在本實施方式中，以比IOms短的時間間隔Tl (2ms)求出「角度A」，並且追溯過去而收集4次來求出平均角速度。因此，雖然作為CAN發送定時的圖4的「時間」為「5」、「 10」、 「15」時「角度A」和「角速度AS」均為「0」，但是通過發送追溯過去求出的平均角速度，能夠反映基於IOms期間內的角度變化的角速度的變化。如圖4所示，在本實施方式中，在微處理器24內設置有加計數器26和減計數器 27。而且，從保存部25向各計數器26、27發送「時間」和「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度) 的信息。下面，還使用圖8的流程圖來說明本實施方式中的角速度的錯誤檢測方法。圖 8(a)是用於說明加計數器26中的第一計數值P的增減、錯誤判斷的流程圖，圖8(b)是用於說明減計數器27中的第二計數值M的增減、錯誤判斷的流程圖。在圖3所示的加計數器26中，當從保存部25送來的「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)為以正值確定的規定閾值以上時，加上數值3，當小於規定閾值時，減去數值1，以此求出第一計數值P。其中，減法運算是在第一計數值P大於O (下限值)的情況下進行的。在此，在加計數器26中確定的正值的閾值例如是3000 (deg/s)。另外，在圖3所示的減計數器27中，當從保存部25送來的「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)為以負值確定的規定閾值以下時，加上數值3，當超過規定閾值時，減去數值1， 以此求出第二計數值M。其中，減法運算是在第二計數值M大於O (下限值)的情況下進行的。在此，在減計數器27中確定的負值的閾值例如是-3000 (deg/s)。如圖8 (a)、(b)的各步驟STl所示，首先，通過加計數器26算出的第一計數值P和通過減計數器27算出的第二計數值M都是O (下限值)。因此，由於如圖4所示「時間」為「O」至「5」時「ASMAV (deg/s)」(平均角速度)為 「0」，因此在加計數器26中，在圖8(a)的步驟ST2中平均角速度都低於閾值3000 (deg/s)。 因此，轉移到步驟ST3，但是由於第一計數值P為0，因此不進行減法運算而直接返回到步驟ST2。因此，如圖4所示，「時間」為「O」至「5」時通過加計數器算出的第一計數值P仍為 「O」。同樣地，在減計數器27中，在圖8(b)的步驟ST2中平均角速度都超過閾值-3000 (deg/ S)。因此，轉移到步驟ST3，但是由於第二計數值M為0，因此不進行減法運算而直接返回到步驟ST2。因此，如圖4所示，「時間」為「O」至「5」時通過減計數器算出的第二計數值M仍為 「O，，。如圖4所示，「時間」為「6」 「9」時「ASMAV (deg/s)」 (平均角速度)為「3025，，。 因此在加計數器26中，在圖8(a)的步驟ST2中平均角速度都超過閾值(3000deg/s)。因此，轉移到步驟ST4，對第一計數值P加上數值3。接著轉移到步驟ST5，判斷第一計數值P 是否超過錯誤閾值。例如在本實施方式中，將錯誤閾值確定為「20」。如圖4所示，在加計數器26中，直到「時間」為「9」為止相加數值3而第一計數值變大至「 12」，但是由於低於錯誤閾值，因此不被判斷為錯誤，而從圖8 (a)的步驟ST5返回到步驟ST2。另外，如圖4所示，當「時間」變為「10」以後時，「ASMAV(deg/s) 」(平均角速度)都是3000 (deg/s)以下，因此在加計數器26中，在步驟ST3中從第一計數值P減去數值I (參照圖4和圖8(a)的步驟ST6)。如果繼續進行減法運算，則不久能夠將第一計數值P恢復為初始值(P = O)。另一方面，在減計數器27中，「時間」為「10」為止，「ASMAV(deg/s) 」 (平均角速度)超過作為閾值的「-3000deg/S」，第二計數值仍為「O」。「時間」為「11」 「14」時的 「 ASMAV (deg/s)」(平均角速度)為「-3025」。因此，在減計數器27中，在圖8 (b)的步驟ST2 中平均角速度都低於閾值(_3000deg/s)。因此轉移到步驟ST4，對第二計數值M加上數值
3。接著轉移到步驟ST5，判斷第二計數值M是否超過錯誤閾值。例如在本實施方式中，將錯誤閾值確定為「20」。如圖4所示，在減計數器27中，「時間」為「 11」 「 14」時加上數值3而第二計數值M變大至「12」，但是由於低於錯誤閾值，因此不被判斷為錯誤，而從圖8(b)的步驟ST5返回到步驟ST2。另外，如圖4所示，當「時間」變為「15」以後時，「 ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度) 都超過-3000 (deg/s)，因此在減計數器27中，在步驟ST3中從第二計數值M減去數值I (參照圖4和圖8(b)的步驟ST6)。如圖4所示，通過加計數器26算出的第一計數值P的最大值和通過減計數器27 算出的第二計數值M的最大值都是12，都低於錯誤閾值「20」，因此圖4所示的模擬結果在本實施方式中被視為噪聲而不檢測為錯誤。圖5與圖4同樣地表示想要作為噪聲的模式(不進行錯誤檢測的模式)的模擬結果。在圖5中，如左側的圖表所示，「時間」為「6」和「8」時的這兩次角度突發性地變大。圖5所示的「角速度AS」、「過去4次平均ASMAV」、「ASMAV(deg/s) 」是通過與圖4 相同的計算方法來計算出的。而且，將「ASMAV(deg/s)」(平均角速度)與分別在圖3所示的加計數器26及減計數器27中設定的閾值進行比較，來使各計數值增減(參照圖5、圖8)。 由此，如圖5所示，由加計數器26算出的第一計數值P和由減計數器27算出的第二計數值 M都是最大為15。此時，當與圖4同樣地將錯誤閾值設定為「20」時，各計數值低於錯誤閾值，因此圖5的模擬結果被視為噪聲而不檢測為錯誤。圖6與圖4、圖5同樣地表示想要作為噪聲的模式(不進行錯誤檢測的模式)的模擬結果。如圖6的左側的圖表所示，與圖4、圖5相比相對於「時間」的角度變化稍微緩慢， 但是希望將如圖6那樣的角度變化也與圖4、圖5同樣地判斷為噪聲。圖6所示的「角速度AS」、「過去4次平均ASMAV」、「ASMAV(deg/s) 」是通過與圖4 相同的計算方法來計算出的。而且，將「ASMAV(deg/s)」(平均角速度)與在圖3所示的加計數器26及減計數器27中設定的閾值進行比較，來使各計數值增減(參照圖6、圖8)。由此，如圖6所示，由加計數器26算出的第一計數值P和由減計數器27算出的第二計數值M 都是最大為12。此時，當與圖4、圖5同樣地將錯誤閾值設定為「20」時，各計數值低於錯誤閾值，因此圖6的模擬結果被視為噪聲而不檢測為錯誤。另一方面，圖7與圖4 圖6不同，表示不是噪聲而是想要錯誤檢測的模式的模擬結果。如圖7的左側的圖表所示，當「時間」從「5」變化為「6」時，角度從「O」突發性地變大至「121」，「時間」為「6」以後一直繼續維持「121」的角度。希望將這種狀態作為圖5所示的電路20內的短路等故障而檢測為錯誤，而不是判
8斷為噪聲。如圖7所示，「時間」為「 O 」至「 5 」時「角度A 」為「 O 」，但是「時間」為「 6 」以後， 「角度A」繼續保持「121」。如圖7所示，「角速度AS」 (deg/10ms)在「時間」為「6」 「 10」時為「 121」，但是當「時間」變為「 11」以後時，與IOms之前的「角度A」相比無變化(角度變化為O)，因此當 「時間」變為「11」以後時，「角速度AS」 (deg/10ms)變為「O」。而且，如圖7所示，求出「過去4次平均ASMAV」、「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)。 計算方法如在圖4中說明的那樣。相對於各「時間」的「ASMAV(deg/s) 」(平均角速度)在圖7的右圖中表不為圖表。當對比圖4 圖6與圖7時，圖7與圖4 圖6相比「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)變為非常高的數值，並且高的「ASMAV (deg/s)」(平均角速度)的狀態持續長時間。另外，如圖7所示，「ASMAV(deg/s) 」(平均角速度)全部都是「O」以上，不會成為負值。當將圖7中得到的「ASMAV (deg/s)」(平均角速度)與閾值(加計數器26中的閾值是3000，減計數器中的閾值是-3000)進行比較來通過本實施方式的加計數器26和減計數器27計算各計數值時，通過加計數器26算出的第一計數值P最大變大至「24」。另一方面，通過減計數器27算出的第二計數值M仍為「O」。如圖8(a)的流程圖所示，當通過加計數器26算出的第一計數值P在步驟ST5中超過作為錯誤閾值的「20」時，輸出錯誤信號(步驟ST7)。此外，在圖7的模擬結果中，通過加計數器26算出的第一計數值P超過錯誤閾值， 但是如果「角度A」較大地偏向負值，則通過減計數器27算出的第二計數值M在圖8 (b)的步驟ST5中超過作為錯誤閾值的「20」，輸出錯誤信號(圖8(b)的步驟ST7)。這樣，圖7的模擬結果不被視為噪聲而能夠作為故障來檢測為錯誤。下面以對上述本實施方式只設置一個計數器的方式作為比較例進行說明。比較例中的流程圖是圖9。在比較例中，在「ASMAV(deg/s) 」 (平均角速度)的絕對值為3000deg/s (閾值)以上的情況下，加上數值3，在低於3000deg/s的情況下，減去數值I來求出計數值。即，在一個計數器中，利用平均角速度變為3000deg/s以上時和變為-3000deg/s以下時的異常的正負值這兩方來進行數值3的加法運算。首先，關於圖4的模擬結果，在比較例中，圖4的「時間」為「6」 「9」、「11」 「14」 時「ASMAV(deg/s) 」 (平均角速度)的絕對值超過3000deg/s (閾值)，因此從圖9的步驟 ST8轉移到步驟ST9，如果已經不是錯誤狀態，則在步驟STlO中作為計數值而繼續相加數值
3。然後，在步驟STll中，判斷計數值是否超過錯誤閾值(與上述實施方式同樣地將錯誤閾值設定為「20」)。此外，如果「ASMAV (deg/s) 」 (平均角速度)的絕對值低於3000deg/s (閾值)，則從步驟ST8轉移到步驟ST12，如果處於計數值大於「O」的狀態，則在步驟ST13中從計數值減去數值I。在圖4的模擬結果中，當如比較例那樣將計數器設為一個時，計數值最大變大至 23。其結果，在圖9的步驟STll中，計數值超過「20」而輸出錯誤信號(步驟ST14)。在圖5、圖6的模擬結果中也是當如比較例那樣將計數器設為一個時，計數值超過 「20」，因此輸出錯誤信號。
因此，在比較例中，導致將圖4 圖6的模擬結果進行錯誤檢測，無法作為噪聲而忽略。因此，在比較例的情況下，例如如果將對於計數值的錯誤閾值設為大於本實施方式的「20」，則圖4 圖6的模擬結果也能夠被判斷為噪聲(不進行錯誤檢測)。對於圖5的模擬結果的比較例中的計數值最大為「29」，因此例如在比較例中將錯誤閾值變更為「30」。 於是，在比較例中也能夠將圖4 圖6的模擬結果全部都判斷為噪聲，而不檢測為錯誤。然而，在圖7的本來想要進行錯誤檢測的模擬結果中，比較例中的計數值最大為 「24」，因此如果將錯誤閾值提高至「30」，則導致在比較例中圖7也被判斷為噪聲，而不檢測為錯誤。在本實施方式中，通過設置計數器26、27，即使檢測到異常的平均角速度，也不立即視為錯誤。這一點在比較例中也相同，但是在本實施方式中，特徵還在於，計數器不只一個，設置了對於平均角速度的閾值被確定為正值的加計數器26和對於平均角速度的閾值被確定為負值的減計數器27。因此，即使如圖4 圖6那樣角度突發性地發生較大的變化而處於通過微處理器 24內的運算處理部19 (計算單元)求出的平均角速度(圖4 圖7的「ASMAV(deg/s)」) 較大地偏向正值與負值這兩方的狀態，在平均角速度較大地偏向正值的情況下，對加計數器26進行計數，在平均角速度較大地偏向負值的情況下，對減計數器27進行計數，因此能夠將通過加計數器26求出的第一計數值和通過減計數器27求出的第二計數值這兩方容易設定為小於錯誤閾值，不將噪聲檢測為錯誤。本來想要進行錯誤檢測的是例如在電路20內發生短路等而以相對於時間的檢測角度較大地偏向的狀態繼續保持其值的故障狀態(圖7)。在上述故障狀態下，對於本實施方式的加計數器26和減計數器27中的一方，平均角速度超過閾值的時間變長，能夠使伴隨故障產生的計數值大於伴隨噪聲產生的計數值。例如在圖4 圖5中，加計數器26和減計數器27的各計數值的最大值為「15」，但是在圖7中，將加計數器26的第一計數值最大能夠設為「24」。因此，能夠適當設定為使伴隨噪聲產生的計數值(圖4 圖6)低於錯誤閾值而使伴隨故障產生的計數值(圖7)高於錯誤閾值的狀態。另一方面，在比較例中，伴隨圖5的噪聲產生的計數值超過伴隨圖7的故障產生的計數值，因此無法設為不對伴隨噪聲產生的角速度變化進行錯誤檢測而能夠對伴隨故障產生的異常的角速度變化進行錯誤檢測的結構。在比較例中，處於將噪聲和故障這兩方進行錯誤檢測或者不將兩方進行錯誤檢測的狀態。與此相對，在本實施方式中，能夠設為不對伴隨噪聲產生的角速度變化進行錯誤檢測而能夠對因故障引起的角速度的異常變化進行錯誤檢測的結構，能夠實現動作穩定性和錯誤檢測精度優良的角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法。另外，在本實施方式中，對各計數器26、27相加的數值a、c例如設為「3」，減去的數值b、d例如設為「1」，使相加的值大於減去的值，由此能夠使伴隨噪聲(圖4 圖6)產生的最大計數值與伴隨故障(圖7)產生的最大計數值之差變大，能夠容易設定錯誤閾值， 能夠設為動作穩定性和錯誤檢測精度優良的結構。另外，被控制成數值b的減法運算是在減法運算時的上述第一計數值P大於規定的下限值時進行，數值d的減法運算是在減法運算時的上述第二計數值M大於規定的下限值時進行。S卩，將各計數值的下限值例如設定為「0」，在圖8(a)、(b)的步驟ST3中，在計數值大於「O」的情況下，在步驟ST6中從各計數值減去I。當設為不設置下限值的結構時，例如在計數值降低至某種程度的情況下，需要進行將減去的值變更為比「 I 」更小的值等控制，來進行調整使得計數值不會太小，從而抑制錯誤檢測靈敏度的降低。然而，如上所述那樣一邊觀察當前計數值一邊變更減去的值等會對控制系統施加負擔，因此在如本實施方式那樣設置對於減法運算的下限值的情況下，能夠使各計數值的下限值與錯誤閾值的差始終成為固定值，不會使控制系統變複雜而更有效地提高錯誤檢測精度。與圖3的微處理器24所示的加計數器26和減計數器27分開設置錯誤判斷部28， 在該錯誤判斷部28中，能夠進行圖8(a)、(b)所示的步驟ST5、ST7。或者，還能夠控制成在各計數器26、27內進行這種錯誤判斷。當檢測到錯誤時，向控制部44發送錯誤信號。接收到錯誤信號的控制部44例如使驅動完全停止。另外，還能夠將錯誤信號發送到保存部25來停止以IOms為間隔發送到控制部44的「角度A」和「ASMAV(deg/s) 」(平均角速度)的發送。關於如何使用錯誤信號， 能夠根據嵌入本實施方式的角速度檢測裝置9的機型等來適當變更。例如本實施方式的角速度檢測裝置能夠構成為舵角傳感器。在本實施方式中，即使檢測到角速度的異常也不立即視為錯誤，而能夠高精度地對伴隨故障產生的角速度的異常變化進行錯誤檢測，因此能夠提高動作穩定性和可靠性。
權利要求
1.一種角速度檢測裝置，其特徵在於，具有計算單元，根據每隔比計算角速度時的單位時間短的時間間隔Tl檢測出的角度求出各時間間隔Tl時刻的上述角速度，進一步根據向過去追溯上述時間間隔Tl而收集多次得到的各角速度來計算平均角速度；加計數器，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以正值確定的規定閾值以上時，加上規定的數值a，並且當上述平均角速度小於上述閾值時，減去規定的數值 b，以此求出第一計數值；以及減計數器，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以負值確定的規定閾值以下時，加上規定的數值C，並且當上述平均角速度大於上述閾值時，減去規定的數值 d，以此求出第二計數值，在上述第一計數值或上述第二計數值超過規定的錯誤閾值時，判斷為錯誤。
2.根據權利要求I所述的角速度檢測裝置，其特徵在於，對各計數器加上的數值a、c大於減去的數值b、d。
3.根據權利要求I或2所述的角速度檢測裝置，其特徵在於，減去數值b的減法運算是在進行減法運算時的上述第一計數值大於規定的下限值時進行，減去數值d的減法運算是在進行減法運算時的上述第二計數值大於規定的下限值時進行。
4.一種角速度的錯誤檢測方法，其特徵在於，根據每隔比計算角速度時的單位時間短的時間間隔Tl檢測出的角度求出各時間間隔 Tl時刻的上述角速度，進一步根據向過去追溯上述時間間隔Tl而收集多次得到的各角速度來計算平均角速度，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以正值確定的規定閾值以上時，加上規定的數值a，並且當上述平均角速度小於上述閾值時，減去規定的數值b，以此求出第一計數值，進一步地，當每經過上述時間間隔Tl計算出的上述平均角速度為以負值確定的規定閾值以下時，加上規定的數值c，並且當上述平均角速度大於上述閾值時，減去規定的數值 d，以此求出第二計數值，在上述第一計數值或上述第二計數值超過規定的錯誤閾值時，判斷為錯誤。
5.根據權利要求4所述的角速度的錯誤檢測方法，其特徵在於，對各計數器加上的數值a、c設定為大於減去的數值b、d的值。
6.根據權利要求4或5所述的角速度的錯誤檢測方法，其特徵在於，減去數值b的減法運算是在進行減法運算時的上述第一計數值大於規定的下限值時進行，減去數值d的減法運算是在進行減法運算時的上述第二計數值大於規定的下限值時進行。
全文摘要
目的在於提供一種對於伴隨噪聲所產生的角速度變化不進行錯誤檢測而能夠將因故障引起的角速度的異常變化與噪聲區分來進行錯誤檢測的角速度檢測裝置以及角速度的錯誤檢測方法。本實施方式的角速度檢測裝置在加計數器中，當每隔「時間」算出的平均角速度「ASMAV(deg/s)」為例如3000deg/s以上時，加上3，並且小於3000deg/s時，減去1，以此求出第一計數值P。在減計數器中，當上述平均角速度「ASMAV(deg/s)」為例如-3000deg/s以下時，加上3，並且大於-3000deg/s時，減去1，以此求出第二計數值M。當各計數值超過規定的錯誤閾值(例如20)時判斷為錯誤。
文檔編號G01P3/44GK102608357SQ20121001725
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年1月24日
發明者奧村博文, 水澤司 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社