專利名稱：扭矩檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有兩個(gè)分解器、并基于由各分解器檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角來檢測(cè)作用在軸上的扭矩的扭矩檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知針對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而施加轉(zhuǎn)向輔助扭矩的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置通過扭矩檢測(cè)裝置檢測(cè)作用在轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)向扭矩，計(jì)算隨著轉(zhuǎn)向扭矩變大而增加的目標(biāo)輔助扭矩，對(duì)電動(dòng)馬達(dá)的通電量進(jìn)行反饋控制，以得到所計(jì)算出的目標(biāo)輔助扭矩。因此，在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，特別要求扭矩檢測(cè)裝置的可靠性。轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)裝置通過檢測(cè)出設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向軸上的扭桿的扭曲角度來計(jì)算與該扭曲角度成比例的轉(zhuǎn)向扭矩。例如，由日本專利文獻(xiàn)2003-315182號(hào)公開的扭矩檢測(cè)裝置采用了使用兩個(gè)分解器檢測(cè)扭桿的扭曲角度的構(gòu)成。在該扭矩檢測(cè)裝置中，在扭桿的一端側(cè)設(shè)置第一分解器，在另一端側(cè)設(shè)置第二分解器，根據(jù)由第一分解器檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角(G1)和由第二分解器檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角(θ2)的差來檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩。各分解器包括提供激勵(lì)用交流信號(hào)并對(duì)轉(zhuǎn)子線圈進(jìn)行通電的激勵(lì)線圈、以及被固定在扭桿周圍的一對(duì)檢測(cè)線圈。一對(duì)檢測(cè)線圈彼此以電氣角錯(cuò)開90度(π/2)而被組裝。檢測(cè)線圈中的一個(gè)輸出為與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的sin值對(duì)應(yīng)的振幅的交流信號(hào)，檢測(cè)線圈的另一個(gè)輸出與為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的cos值對(duì)應(yīng)的振幅的交流信號(hào)。兩個(gè)分解器與構(gòu)成扭矩運(yùn)算部的E⑶連接。該情況下，E⑶在第一分解器的激勵(lì)線圈和第二分解器的激勵(lì)線圈的各自一端連接共用的激勵(lì)線并提供激勵(lì)用交流信號(hào)。另外，ECU在第一分解器的各個(gè)檢測(cè)線圈的一端連接分別獨(dú)立的檢測(cè)線并輸入sin值檢測(cè)信號(hào)和cos值檢測(cè)信號(hào)，在第二分解器的各檢測(cè)線圈的一端連接分別獨(dú)立的檢測(cè)線并輸入sin值檢測(cè)信號(hào)和cos值檢測(cè)信號(hào)。另外，激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈的另一端通過共用的接地線與ECU連接。ECU根據(jù)各個(gè)分解器中的一對(duì)檢測(cè)線圈的輸出信號(hào)分別計(jì)算各個(gè)分解器被設(shè)置的位置中扭桿的旋轉(zhuǎn)角。并且，根據(jù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)出作用在扭桿上的轉(zhuǎn)向扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在這樣以往已知的扭矩檢測(cè)裝置中，在激勵(lì)線斷路的情況下，激勵(lì)用交流信號(hào)無法被提供給兩個(gè)激勵(lì)線圈。因此，在各個(gè)分解器中，無法從一對(duì)檢測(cè)線圈輸出檢測(cè)信號(hào)，從而無法檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩。其結(jié)果是，在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，無法繼續(xù)轉(zhuǎn)向輔助控制，方向盤操作變重。另外，為了確保斷路時(shí)的冗長(zhǎng)性而將布線雙重化時(shí)，構(gòu)成變得復(fù)雜。本發(fā)明就是針對(duì)上述問題而完成的，以盡量不增加E⑶(扭矩運(yùn)算部)連接第一分解器和第二分解器的布線根數(shù)而提高針對(duì)斷路的可靠性為目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的扭矩轉(zhuǎn)向裝置的特征在于包括:分解器單元，具有:第一分解器，所述第一分解器的第一激勵(lì)線圈被提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并輸出與軸的第一軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；以及第二分解器，所述第二分解器的第二激勵(lì)線圈被提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并輸出與所述軸的第二軸向位置的旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；以及扭矩運(yùn)算部，所述扭矩運(yùn)算部經(jīng)由電線線束與所述分解器單元連接，向所述第一激勵(lì)線圈和所述第二激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并分別輸入從所述第一分解器和所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來計(jì)算所述軸的第一軸向位置中的第一旋轉(zhuǎn)角和第二軸向位置中的第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述計(jì)算出的第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角通過計(jì)算求出作用在所述軸的繞軸向的扭矩，所述扭矩運(yùn)算部經(jīng)由第一激勵(lì)線向所述第一激勵(lì)線圈提供所述激勵(lì)用交流信號(hào)，經(jīng)由與所述第一激勵(lì)線不同的第二激勵(lì)線向所述第二激勵(lì)線圈提供所述激勵(lì)用交流信號(hào)，所述分解器單元具有電連接所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線的電阻元件。本發(fā)明的扭矩檢測(cè)裝置具有分解器單元和扭矩運(yùn)算部。分解器單元和扭矩運(yùn)算部經(jīng)由電線線束彼此被電連接。分解單元具有用于檢測(cè)軸的第一軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角(第一旋轉(zhuǎn)角)的第一分解器、以及用于檢測(cè)軸的第二軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角(第二旋轉(zhuǎn)角)的第二分解器。在第一分解器中，從扭矩運(yùn)算部輸出的激勵(lì)用交流信號(hào)被提供給第一激勵(lì)線圈。該激勵(lì)用交流信號(hào)經(jīng)由第一激勵(lì)線被提供給第一激勵(lì)線圈。由此，第一分解器從多相的檢測(cè)線圈輸出與第一旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的振幅的檢測(cè)信號(hào)。例如第一分解器具有Sin相檢測(cè)線圈和cos相檢測(cè)線圈，從sin相檢測(cè)線圈輸出振幅依賴于第一旋轉(zhuǎn)角的sin值而增減的交流電壓作為檢測(cè)信號(hào)，從cos相檢測(cè)線圈輸出振幅依賴于第一旋轉(zhuǎn)角的cos值而增減的交流電壓作為檢測(cè)信號(hào)。同樣，在第二分解器中，從扭矩運(yùn)算部輸出的激勵(lì)用交流信號(hào)被提供給第二激勵(lì)線圈。該激勵(lì)用交流信號(hào)經(jīng)由與第一激勵(lì)線不同的第二激勵(lì)線被提供給第二激勵(lì)線圈。由此，第二分解器從多相的檢測(cè)線圈輸出與第二旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的振幅的檢測(cè)信號(hào)。例如第二分解器具有sin相檢測(cè)線圈和cos相檢測(cè)線圈，從sin相檢測(cè)線圈輸出振幅依賴于第二旋轉(zhuǎn)角的sin值而增減的交流電壓作為檢測(cè)信號(hào)，從cos相檢測(cè)線圈輸出振幅依賴于第二旋轉(zhuǎn)角的cos值而增減的交流電壓作為檢測(cè)信號(hào)。如此，在第一分解器、第二分解器中，被構(gòu)成為經(jīng)由彼此獨(dú)立的第一激勵(lì)線、第二激勵(lì)線向第一激勵(lì)線圈、第二激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)。另外，第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線在分解器單元內(nèi)經(jīng)由電阻元件而被連接。扭矩運(yùn)算部分別輸入從第一分解器和第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)，并基于輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角，基于所計(jì)算出的第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角通過計(jì)算求出作用在軸的繞軸向的扭矩。分解器單元和扭矩運(yùn)算部經(jīng)由電線線束彼此被電連接，但在包含在電線線束中的第一激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，僅使用第二激勵(lì)線向分解器單元提供激勵(lì)用交流信號(hào)。第二激勵(lì)線圈被從第二激勵(lì)線提供激勵(lì)用交流信號(hào)。第一激勵(lì)線圈不被從第一激勵(lì)線提供激勵(lì)用交流信號(hào)，但是由于第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線在分解器單元內(nèi)經(jīng)由電阻元件而被連接，因此在第一激勵(lì)線圈中經(jīng)由電阻元件從第二激勵(lì)線提供激勵(lì)用交流信號(hào)。該情況下，流入到第一激勵(lì)線圈的電流相對(duì)于通常時(shí)(沒斷路時(shí))發(fā)生變動(dòng)，伴隨于此，第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓也發(fā)生變動(dòng)。但是，由于各相的檢測(cè)信號(hào)的電壓均衡沒有發(fā)生變動(dòng)，因此不對(duì)第一旋轉(zhuǎn)角的計(jì)算產(chǎn)生影響。因此，即使在第一激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，也能夠計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)角。同樣，在包含在電線線束中的第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，僅使用第一激勵(lì)線向分解器單元提供激勵(lì)用交流信號(hào)。第一激勵(lì)線圈被從第一激勵(lì)線提供激勵(lì)用交流信號(hào)。第二激勵(lì)線圈經(jīng)由電阻元件被從第一激勵(lì)線提供激勵(lì)用交流信號(hào)。該情況下，流入到第二激勵(lì)線圈的電流相對(duì)于通常時(shí)(沒斷路時(shí))發(fā)生變動(dòng)，伴隨于此，第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓也發(fā)生變動(dòng)。但是，由于各相的檢測(cè)信號(hào)的電壓均衡沒有發(fā)生變動(dòng)，因此，即使在第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，也能夠計(jì)算第二旋轉(zhuǎn)角。根據(jù)如上所述的本發(fā)明，按照各個(gè)分解器獨(dú)立設(shè)置激勵(lì)線、并在兩個(gè)激勵(lì)線之間設(shè)置電阻元件，由此能夠不隨著結(jié)構(gòu)的大幅增加而以低成本提高應(yīng)對(duì)斷路的可靠性。本發(fā)明的另一特征在于所述第一激勵(lì)線圈通過第一激勵(lì)線和共用地線與所述扭矩運(yùn)算部連接，所述第一激勵(lì)線與所述第一激勵(lì)線圈的一端連接，所述共用地線與所述第一激勵(lì)線圈的另一端連接，所述第二激勵(lì)線圈通過第二激勵(lì)線和所述共用地線與所述扭矩運(yùn)算部連接，所述第二激勵(lì)線與所述第二激勵(lì)線圈的一端連接，所述共用地線與所述第二激勵(lì)線圈的另一端連接，所述扭矩運(yùn)算部具有向所述第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線分別輸出為彼此頻率相同、相位相反的激勵(lì)用交流信號(hào)的相反相位線圈驅(qū)動(dòng)電路。在本發(fā)明中，相反相位扭矩驅(qū)動(dòng)電路分別向第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線輸出激勵(lì)用交流信號(hào)。由此，在第一分解器中，在第一激勵(lì)線和共用地線之間施加激勵(lì)用交流電壓而在第一激勵(lì)線圈中流過交流電流。另外，在第二分解器中，在第二激勵(lì)線和共用地線之間施加激勵(lì)用交流電壓而在第二激勵(lì)線圈中流過交流電流。該共用地線可以與電源裝置的地線為相同電位的方式被接地，但是未必需要如此，只要以在激勵(lì)線和共用地線之間產(chǎn)生激勵(lì)用交流電壓的方式來設(shè)定為激勵(lì)用交流信號(hào)的振幅的中心的電位即可。從相反相位線圈驅(qū)動(dòng)電路輸出到第一激勵(lì)線的激勵(lì)用交流信號(hào)和從相反相位線圈驅(qū)動(dòng)電路輸出到第二激勵(lì)線的激勵(lì)用交流信號(hào)被設(shè)定為彼此頻率相同、相位相反。在這樣的構(gòu)成中，即使在共用地線發(fā)生了斷路的情況下，分解器單元中的共用地線的電位也不發(fā)生變化。因此，能夠與通常時(shí)(共用地線沒有斷路時(shí))同樣地驅(qū)動(dòng)第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈。由此，根據(jù)本發(fā)明，即使在共用地線發(fā)生了斷路的情況下，也能夠適當(dāng)?shù)赜?jì)算第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角，并能夠根據(jù)這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)扭矩。此外，相反相位線圈驅(qū)動(dòng)電路不需要總是將輸出到第一激勵(lì)線的激勵(lì)用交流信號(hào)和輸出到第二激勵(lì)線的激勵(lì)用交流信號(hào)設(shè)為相反相位，可以是僅在共用地線處于斷路時(shí)設(shè)為相反相位的構(gòu)成。本發(fā)明的其他特征在于，包括第一激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元，其基于所述第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述第一激勵(lì)線的斷路；第二激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元，其基于所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述第二激勵(lì)線的斷路；以及旋轉(zhuǎn)角修正單元，在檢測(cè)出所述第一激勵(lì)線的斷路的情況下，使所述要計(jì)算的第一旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)反轉(zhuǎn)，在檢測(cè)出所述第二激勵(lì)線的斷路的情況下，使所述要計(jì)算的第二旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)反轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，由于在第一激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下經(jīng)由電阻元件從第二激勵(lì)線線圈給第一激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)，因此流入到第一激勵(lì)線圈的電流與通常是比發(fā)生變化。伴隨于此，第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓與通常時(shí)相比也發(fā)生變化。掌握這樣的現(xiàn)象，第一激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元基于第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)第一激勵(lì)線的斷路。同樣，在第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓與通常時(shí)比發(fā)生變化。掌握這樣的現(xiàn)象，第二激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元基于第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的電壓檢測(cè)第二激勵(lì)線的斷路。在第一激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，提供給第一激勵(lì)線圈的激勵(lì)用交流信號(hào)的相位相對(duì)于通常時(shí)被提供的激勵(lì)用交流信號(hào)而相反。因此，旋轉(zhuǎn)角修正單元在檢測(cè)出第一激勵(lì)線的斷路的情況下，使第一旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)(正負(fù))反轉(zhuǎn)，在檢測(cè)出第二激勵(lì)線的斷路的情況下，使第二旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)反轉(zhuǎn)。由此，即使在激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，也能夠適當(dāng)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角。本發(fā)明的另一特征在于，具有相位延遲量修正單元，在檢測(cè)出所述第一激勵(lì)線的斷路的情況下，所述相位延遲量修正單元修正所述第一分解器要輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量，在檢測(cè)出所述第二激勵(lì)線的斷路的情況下，所述相位延遲量修正單元修正所述第二分解器要輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量。在本發(fā)明中，由于在第一激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下經(jīng)由電阻元件從第二激勵(lì)線向第一激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)，因此第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量發(fā)生了變化。另外，由于在第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下經(jīng)由電阻元件從第一激勵(lì)線向第二激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)，因此第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量發(fā)生變化。因此，在本發(fā)明中，在檢測(cè)出第一激勵(lì)線的斷路的情況下，相位延遲量修正單元修正第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量，在檢測(cè)出第二激勵(lì)線的斷路的情況下，相位延遲量修正單元修正第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量。由此，能夠更加正確計(jì)算激勵(lì)線發(fā)生了斷路情況下的旋轉(zhuǎn)角。本發(fā)明的另一特征在于，被設(shè)為在所述電阻元件上串聯(lián)連接感應(yīng)器，在所述第一激勵(lì)線或者所述第二激勵(lì)線的斷路時(shí)，所述第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量或者所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量不發(fā)生變化。在本發(fā)明中，在第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線之間電阻元件和感應(yīng)器被串聯(lián)連接。因此，在第一激勵(lì)線或者第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，經(jīng)由電阻元件和感應(yīng)器向第一激勵(lì)線圈或者第二激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)。因此，通過預(yù)先調(diào)整感應(yīng)器的電感，即使在一個(gè)激勵(lì)線發(fā)生了斷路的情況下，分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量也不發(fā)生變化。由此，能夠更加正確地計(jì)算激勵(lì)線發(fā)生了斷路情況下的旋轉(zhuǎn)角。本發(fā)明的另一特征在于，具有激勵(lì)線斷路通知單元，所述激勵(lì)線斷路通知單元在檢測(cè)處于所述第一激勵(lì)線的斷路或者所述第二激勵(lì)線的斷路時(shí)進(jìn)行異常通知。在本發(fā)明中，如上所述，即使在第一激勵(lì)線或者第二激勵(lì)線處于斷路時(shí)也能夠檢測(cè)扭矩。但是，當(dāng)直接繼續(xù)使用時(shí)，在甚至正常的激勵(lì)線或者共用地線發(fā)生了斷路的情況下、即發(fā)生了雙重故障的情況下，變得無法檢測(cè)扭矩。因此，在本發(fā)明中，激勵(lì)線斷路通知單元在檢測(cè)處于第一激勵(lì)線的斷路、或者第二激勵(lì)線的斷路時(shí)進(jìn)行異常通知。由此，能夠促使用戶進(jìn)行修理。因此，能夠抑制雙重故障的發(fā)生并提高可靠性。本發(fā)明的另一特征在于，包括地線斷路檢測(cè)單元，所述地線斷路檢測(cè)單元將所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線中的一個(gè)設(shè)定為與所述共用地線的設(shè)定電位相同的電位，基于該狀態(tài)下的所述第一分解器或者所述第二分解器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述共用地線的斷路；以及地線斷路通知單元，所述地線斷路通知單元在檢測(cè)出所述共用地線的斷路時(shí)進(jìn)行異常通知。
在本發(fā)明中，由于如上所述通過從相位相反線圈驅(qū)動(dòng)電路輸出的激勵(lì)用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈，因此即使在共用地線發(fā)生了斷路的情況下，也能夠與通常是(通用地線沒斷路時(shí))同樣地驅(qū)動(dòng)第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈。但是，當(dāng)直接繼續(xù)使用時(shí)，在甚至作為正常的激勵(lì)線也發(fā)生了斷路的情況下、即發(fā)生了雙重故障的情況下，也變得無法檢測(cè)扭矩。因此在本發(fā)明中，具有檢測(cè)共用地線的斷路的地線斷路檢測(cè)單元和在檢測(cè)處于共用地線的斷路時(shí)進(jìn)行異常通知的地線斷路通知單元。處于檢測(cè)共用地線的斷路時(shí)，地線斷路檢測(cè)單元將第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線中的一個(gè)設(shè)為與共用地線的設(shè)定電位相同電位。例如，在共有地線被接地的情況下，將第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線中的一個(gè)電位固定為O伏。該情況下，如果公用地線沒有斷路，由于共用地線和第一激勵(lì)線之間、或者共用地線和第二激勵(lì)線之間的電位差變位O伏，因此第一激勵(lì)線圈或者第二激勵(lì)線圈不流過電流。因此，第一分解器或者第二分解器不輸出檢測(cè)信號(hào)。另一方面，在共用地線處于斷路的情況下，在第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線之間施加激勵(lì)用交流電壓，在第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈這兩者中流過電流。因此，在共用地線處于斷路的情況下，從不應(yīng)輸出檢測(cè)信號(hào)的分解器輸出檢測(cè)信號(hào)。掌握了這樣的現(xiàn)象，地線斷路檢測(cè)單元將第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線中的一個(gè)設(shè)定為與共用地線的設(shè)定電位相同的電位，并基于該狀態(tài)下的第一分解器或者第二分解器的檢測(cè)信號(hào)的電壓來檢測(cè)共用地線的斷路。并且，當(dāng)檢測(cè)出共用地線的斷路時(shí)，地線斷路通知單元進(jìn)行異常通知。由此，能夠促使用戶進(jìn)行修理。因此，能夠抑制雙重故障的發(fā)生，提高可靠性。本發(fā)明的另一特征在于，包括電阻斷路檢測(cè)單元，所述電阻斷路檢測(cè)單元通過所述扭矩運(yùn)算部使所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線中的一者打開，基于該狀態(tài)下計(jì)算的第一旋轉(zhuǎn)角或者第二旋轉(zhuǎn)角來檢測(cè)所述電阻元件的斷路；以及電阻斷路通知單元，所述電阻斷路通知單元在檢測(cè)處于所述電阻元件的斷路時(shí)進(jìn)行異常通知。在本發(fā)明中，即使電阻元件斷路，也能計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角來檢測(cè)扭矩。但是，當(dāng)直接繼續(xù)使用時(shí)，在第一激勵(lì)線或第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路時(shí)，變得無法檢測(cè)扭矩。因此，在本發(fā)明中，包括檢測(cè)電阻元件的斷路的電阻斷路檢測(cè)單元、以及當(dāng)檢測(cè)處于電阻元件的斷路時(shí)進(jìn)行異常檢測(cè)的電阻斷路通知單元。在處于檢測(cè)電阻元件的斷路時(shí)，電阻斷路檢測(cè)單元通過扭矩運(yùn)算部使第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線中的一個(gè)打開。即，被設(shè)定為與第一激勵(lì)線或第二激勵(lì)線發(fā)生了斷路的狀態(tài)相同的狀態(tài)。該情況下，如果電阻元件沒有斷路，則能夠計(jì)算適當(dāng)?shù)牡谝恍D(zhuǎn)角或第二旋轉(zhuǎn)角。另一方面，在電阻元件發(fā)生了斷路的情況下，由于無法適當(dāng)?shù)貙?duì)第一激勵(lì)線圈或者第二激勵(lì)線圈進(jìn)行通電，因此無法計(jì)算出適當(dāng)?shù)牡谝恍D(zhuǎn)角或者第二旋轉(zhuǎn)角。因此，電阻斷路檢測(cè)單元基于在通過扭矩運(yùn)算部將第一激勵(lì)線或者第二激勵(lì)線打開的狀態(tài)下計(jì)算出的第一旋轉(zhuǎn)角或者第二旋轉(zhuǎn)角，來檢測(cè)電阻元件的斷路。例如，比較沒有打開第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線中的一者的狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)角和打開的狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)角，在兩者為預(yù)定值以上而不同時(shí)，判定為電阻元件發(fā)生了斷路。并且，當(dāng)處于檢測(cè)出電阻元件的斷路時(shí)，電阻斷路通知單元進(jìn)行異常通知。由此，能夠促使用戶進(jìn)行修理。因此，能夠抑制雙重故障的發(fā)生，并提高可靠性。


圖1是具有實(shí)施方式涉及的扭矩檢測(cè)裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖；圖2是表示分解器單元的夠成、以及分解器單元和輔助ECU的連接的電路圖；圖3是分解器單元的等價(jià)電路圖；圖4是表示第一激勵(lì)線的斷路的電路圖；圖5是表示第二激勵(lì)線的斷路的電路圖；圖6是表示地線的斷路的電路圖；圖7是表示轉(zhuǎn)向扭矩檢測(cè)例程的流程圖；圖8是表示地線斷路檢測(cè)子例程的流程圖；圖9是表示電阻斷路檢測(cè)子例程的流程圖；圖10是表不斷路異常處理例程的流程圖；圖11是表示變形例I涉及的激勵(lì)信號(hào)控制例程的流程圖；圖12是表示變形例2涉及的相位延遲量切換例程的流程圖；圖13是變形例3涉及的添加了感應(yīng)器的電路圖；圖14是表示現(xiàn)有例涉及的分解器單元的構(gòu)成、以及分解器單元和輔助ECU的連接的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明。圖1是具有作為實(shí)施方式的扭矩檢測(cè)裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖。車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10，通過轉(zhuǎn)向方向盤11的轉(zhuǎn)向?qū)ψ鳛檗D(zhuǎn)向輪的左右前輪FWl、FW2進(jìn)行轉(zhuǎn)向；動(dòng)力輔助部20，產(chǎn)生被設(shè)置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10上的轉(zhuǎn)向輔助扭矩；輔助控制裝置50 (下面稱為輔助E⑶50)，對(duì)動(dòng)力輔助部20的電動(dòng)馬達(dá)21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；車速傳感器60 ;以及分解器單元100。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10具有使其上端與轉(zhuǎn)向方向盤11 一體旋轉(zhuǎn)的方式連接的轉(zhuǎn)向軸12，在轉(zhuǎn)向軸12的下端，以一體旋轉(zhuǎn)的方式連接有小齒輪13。小齒輪13與形成在齒條桿14上的齒條齒嚙合并構(gòu)成齒條和齒輪機(jī)構(gòu)。在齒條桿14的兩端經(jīng)由未圖示的轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂可轉(zhuǎn)向地連接有左右前輪FWl、Fff2ο左右前輪FWl、FW2根據(jù)齒條桿14的伴隨轉(zhuǎn)向軸12的繞軸線的旋轉(zhuǎn)而在軸線方向的位移來向左右轉(zhuǎn)向。齒條桿14上組裝有動(dòng)力輔助部20。動(dòng)力輔助部20包括轉(zhuǎn)向輔助用的電動(dòng)馬達(dá)21 (例如三相DC無刷馬達(dá))和滾珠絲桿機(jī)構(gòu)22。電動(dòng)馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由滾珠絲桿機(jī)構(gòu)22能夠傳遞動(dòng)力地與齒條桿14連接，并通過其旋轉(zhuǎn)而輔助左右前輪FWl、FW2的轉(zhuǎn)向。滾珠絲桿機(jī)構(gòu)22由于作為減速器和旋轉(zhuǎn)-直線轉(zhuǎn)換器而發(fā)揮作用，因此使電動(dòng)馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)減速，并轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)而傳遞給齒輪桿14。在電動(dòng)馬達(dá)21上設(shè)置有用于檢測(cè)其旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角傳感器61。旋轉(zhuǎn)角傳感器61與輔助E⑶50連接。轉(zhuǎn)向軸12在其軸向中間位置設(shè)置有扭桿12a。在轉(zhuǎn)向軸12中，將連結(jié)扭桿12a的上端與轉(zhuǎn)向方向盤11的部分稱為輸入軸12in，將連結(jié)扭桿12a的下端和小齒輪13的部分稱為輸出軸12out。
在轉(zhuǎn)向軸12上設(shè)置有分解器單元100。分解器單元100包括:扭桿12a、被組裝到輸入軸12in的第一分解器110、被組裝到輸出軸12out的第二分解器120。第一分解器110輸出與輸入軸12in的旋轉(zhuǎn)角(作為扭桿12a的一端位置上的旋轉(zhuǎn)角，相當(dāng)于本發(fā)明的第一軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角)對(duì)應(yīng)的信號(hào)，第二分解器120輸出與輸出軸12out的旋轉(zhuǎn)角(作為扭桿12a的另一端位置上的旋轉(zhuǎn)角，相當(dāng)于本發(fā)明的第二軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角)對(duì)應(yīng)的信號(hào)。當(dāng)操作轉(zhuǎn)向方向盤11旋轉(zhuǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)向軸12上作用扭矩來扭轉(zhuǎn)扭桿12a。扭桿12a的扭轉(zhuǎn)角度與作用在轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向扭矩成比例。因此，通過求出由第一分解器110檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角Q1和通過第二分解器120檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角θ2的差，能夠檢測(cè)出作用在轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向扭矩。第一分解器110、第二分解器120與輔助E⑶50連接。輔助E⑶50包括:具有微型計(jì)算機(jī)和信號(hào)處理電路等的運(yùn)算部30，以及由開關(guān)電路構(gòu)成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路40 (例如三相逆變器電路)。運(yùn)算部30包括輔助運(yùn)算部31和轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部32。轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部32與分解器單元100連接，通過運(yùn)算檢測(cè)出作用在轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向扭矩。包括分解器單元100和轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部32的構(gòu)成相當(dāng)于本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置。對(duì)分解器單元100和轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部32在后面敘述。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路40輸入來自輔助運(yùn)算部31的PWM控制信號(hào)，并通過控制內(nèi)部的開關(guān)元件的占空比來調(diào)整對(duì)電動(dòng)馬達(dá)21的通電量。在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路40中設(shè)置有檢測(cè)流入到電動(dòng)馬達(dá)21的電流的電流傳感器41。輔助運(yùn)算部31連接電流傳感器41、車速傳感器60、旋轉(zhuǎn)角傳感器61。車速傳感器60輸出表示車速VX的車速檢測(cè)信號(hào)。另外，輔助運(yùn)算部31輸入由轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部32計(jì)算出的轉(zhuǎn)向扭矩的計(jì)算結(jié)果。另外，輔助運(yùn)算部31連接用于向駕駛者通知異常的警報(bào)燈65，在后述檢測(cè)出斷路時(shí)，點(diǎn)亮警報(bào)燈65。接著，對(duì)輔助運(yùn)算部31實(shí)施的轉(zhuǎn)向輔助控制進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。輔助運(yùn)算部31獲得由車速傳感器60檢測(cè)出的車速VX以及由扭矩運(yùn)算部32計(jì)算出的轉(zhuǎn)向扭矩Tr，并基于獲取的車速vx和轉(zhuǎn)向扭矩Tr計(jì)算出目標(biāo)輔助扭矩。參考未圖示的輔助圖等，目標(biāo)輔助扭矩被設(shè)定為隨著轉(zhuǎn)向扭矩Tr變大而增加，并且隨著車速VX增加而減少。輔助運(yùn)算部31計(jì)算為了產(chǎn)生該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩而需要的目標(biāo)電流，基于由電流傳感器41檢測(cè)出的實(shí)際電流和目標(biāo)電流的偏差使用PI控制(比例積分控制)式等計(jì)算目標(biāo)指令電壓，并將與目標(biāo)指令電壓對(duì)應(yīng)的PWM控制信號(hào)輸出給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路40。輔助運(yùn)算部31獲取由旋轉(zhuǎn)角傳感器61檢測(cè)出的電動(dòng)馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)角(電氣角)，并生成與旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的3相(U相、V相、W相)的PWM控制信號(hào)，由此向電動(dòng)馬達(dá)21施加3相驅(qū)動(dòng)電壓。如此，在電動(dòng)馬達(dá)21中通過電流反饋控制流入向與駕駛者的轉(zhuǎn)向方向相同方向旋轉(zhuǎn)的朝向的電流。由此，駕駛者的轉(zhuǎn)向操作適當(dāng)?shù)乇辉陔妱?dòng)馬達(dá)21中產(chǎn)生的扭矩輔助。為了適當(dāng)?shù)貙?shí)施這樣的轉(zhuǎn)向輔助控制，需要進(jìn)行可靠性高的轉(zhuǎn)向扭矩Tr的檢測(cè)。因此，在本實(shí)施方式中，通過以下構(gòu)成檢測(cè)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tr。首先，從分解器單元100開始進(jìn)行說明。圖2是表示分解器單元100的簡(jiǎn)略電路構(gòu)成。第一分解器110具有輸入軸12in作為轉(zhuǎn)子。在輸入軸12in的外周側(cè)的定子上固定設(shè)置有沿轉(zhuǎn)子的圓周方向纏卷的第一激勵(lì)線圈111。在成為轉(zhuǎn)子的輸入軸12in上固定設(shè)置有第一轉(zhuǎn)子線圈114。第一轉(zhuǎn)子線圈114伴隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。第一轉(zhuǎn)子線圈114經(jīng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)的變壓器(省略圖示)而以非接觸的方式與第一激勵(lì)線圈111電連接，通過施加到第一激勵(lì)線圈ill上的交流電壓而被通電。另外，雖然沒有圖示，但是第一轉(zhuǎn)子線圈114為了提高旋轉(zhuǎn)角的分解能而按照電氣角是轉(zhuǎn)子的機(jī)械的旋轉(zhuǎn)角的k倍的方式以等角度間隔配置多個(gè)。第一分解器110在輸入軸12in的外周側(cè)的定子上具有第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113。第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113被配置在彼此電氣角錯(cuò)開η/2的位置。第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113被配置在第一轉(zhuǎn)子線圈114的旋轉(zhuǎn)平面上，通過由第一轉(zhuǎn)子線圈114產(chǎn)生的磁通量來輸出交流電壓信號(hào)。由第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113產(chǎn)生的交流電壓信號(hào)的振幅值根據(jù)第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子線圈114的旋轉(zhuǎn)位置而變化。SP，第一 sin相檢測(cè)線圈112輸出為與輸入軸12in的旋轉(zhuǎn)角的sin值對(duì)應(yīng)的振幅的交流電壓信號(hào)，第一 cos相檢測(cè)線圈113輸出為與輸入軸12in的旋轉(zhuǎn)角的cos值對(duì)應(yīng)的振幅的交流電壓信號(hào)。第一激勵(lì)線圈111的一端經(jīng)由第一激勵(lì)線210與輔助E⑶50的第一激勵(lì)信號(hào)輸出端口 50pel連接。此外，關(guān)于第一激勵(lì)線210，對(duì)設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分、以及在分解器單元100和輔助ECU 50之間被布線的線束部分區(qū)別開來進(jìn)行說明，將被設(shè)置在分解器100內(nèi)的部分稱為單元內(nèi)第一激勵(lì)線210a，將設(shè)置在分解器單元100和輔助E⑶50之間的線束部分稱為單元外第一激勵(lì)線210b。單元內(nèi)第一激勵(lì)線210a和單元外第一激勵(lì)線210b通過第一激勵(lì)信號(hào)輸入端口 IOOpel連接。第一 sin相檢測(cè)線圈112的一端經(jīng)由第一 sin相檢測(cè)線212與輔助E⑶50的第一sin相信號(hào)輸入端口 50psl連接。另外,第一 cos相檢測(cè)線圈113的一端經(jīng)由第一 cos相檢測(cè)線213與輔助E⑶50的第一 cos相信號(hào)輸入端口 50pcl連接。此外,關(guān)于第一 sin相檢測(cè)線212、第一 cos相檢測(cè)線213，對(duì)于設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分、以及在分解器單元100和輔助E⑶50之間被布線的線束部分區(qū)別開來進(jìn)行說明，將設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分稱為單元內(nèi)第一 sin相檢測(cè)線212a、單元內(nèi)第一 cos相檢測(cè)線213a，將設(shè)置在分解器單元100和輔助E⑶50之間的線束部分稱為單元外第一 sin相檢測(cè)線212b、單元外第一COS相檢測(cè)線213b。單元內(nèi)第一 sin相檢測(cè)線212a和單元外第一 sin相檢測(cè)線212b通過第一 sin相信號(hào)輸出端口 IOOpsl連接。單元內(nèi)第一 cos相檢測(cè)線213a和單元外第一 cos相檢測(cè)線213b通過第一 cos相信號(hào)輸出端口 IOOpcl連接。第二分解器120具有輸出軸12out作為轉(zhuǎn)子。在輸出軸12out的外周側(cè)的定子上固定設(shè)置有沿轉(zhuǎn)子圓周方向纏卷的第二激勵(lì)線圈121。在成為轉(zhuǎn)子的輸出軸12out上固定設(shè)置有第二轉(zhuǎn)子線圈124。第二轉(zhuǎn)子線圈124伴隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。第二轉(zhuǎn)子線圈124經(jīng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)的變壓器(省略圖示)而以非接觸的方式與第二激勵(lì)線圈121電連接，通過施加到第二激勵(lì)線圈121上的交流電壓而被通電。另外，雖然沒有圖示，但是第二轉(zhuǎn)子線圈124為了提高旋轉(zhuǎn)角的分解能而按照電氣角是轉(zhuǎn)子的機(jī)械的旋轉(zhuǎn)角的k倍的方式以等角度間隔配置多個(gè)。第二分解器110在輸出軸12out的外周側(cè)的定子上具有第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 COS相檢測(cè)線圈123。第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 cos相檢測(cè)線圈123被配置在彼此電氣角錯(cuò)開η/2的位置。
第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 cos相檢測(cè)線圈123被配置在第二轉(zhuǎn)子線圈124的旋轉(zhuǎn)平面上，通過由第二轉(zhuǎn)子線圈124產(chǎn)生的磁通量來輸出交流電壓信號(hào)。由第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 cos相檢測(cè)線圈123產(chǎn)生的交流電壓信號(hào)的振幅值根據(jù)第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 cos相檢測(cè)線圈123相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子線圈124的旋轉(zhuǎn)位置而變化。即，第二 sin相檢測(cè)線圈122輸出為與輸出軸12out的旋轉(zhuǎn)角的sin值對(duì)應(yīng)的振幅的交流電壓信號(hào)，第二 cos相檢測(cè)線圈123輸出為與輸出軸12out的旋轉(zhuǎn)角的cos值對(duì)應(yīng)的振幅的交流電壓信號(hào)。第二激勵(lì)線圈121的一端經(jīng)由第二激勵(lì)線220與輔助E⑶50的第二激勵(lì)信號(hào)輸出端口 50pe2連接。此外，關(guān)于第二激勵(lì)線220，對(duì)設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分、以及在分解器單元100和輔助ECU 50之間被布線的線束部分區(qū)別開來進(jìn)行說明，將被設(shè)置在分解器100內(nèi)的部分稱為單元內(nèi)第二激勵(lì)線220a，將設(shè)置在分解器單元100和輔助E⑶50之間的線束部分稱為單元外第二激勵(lì)線220b。單元內(nèi)第二激勵(lì)線220a和單元外第二激勵(lì)線220b通過第二激勵(lì)信號(hào)輸入端口 100pe2連接。第二 sin相檢測(cè)線圈122的一端經(jīng)由第二 sin相檢測(cè)線222與輔助E⑶50的第二sin相信號(hào)輸入端口 50 ps2連接。另外,第二 cos相檢測(cè)線圈123的一端經(jīng)由第二 cos相檢測(cè)線223與輔助E⑶50的第二 cos相信號(hào)輸入端口 50pc2連接。此外，關(guān)于第二 sin相檢測(cè)線222、第二 cos相檢測(cè)線223，對(duì)于設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分、以及在分解器單元100和輔助ECU 50之間被布線的線束部分區(qū)別開來進(jìn)行說明，將設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分稱為單元內(nèi)第二 sin相檢測(cè)線222a、單元內(nèi)第二 cos相檢測(cè)線223a，將設(shè)置在分解器單元100和輔助E⑶50之間的線束部分稱為單元外第二 sin相檢測(cè)線222b、單元外第二 cos相檢測(cè)線223b。單元內(nèi)第二 sin相檢測(cè)線222a和單元外第二 sin相檢測(cè)線222b通過第二 sin相信號(hào)輸出端口 100ps2連接。單元內(nèi)第二 cos相檢測(cè)線223a和單元外第二cos相檢測(cè)線223b通過第二 cos相信號(hào)輸出端口 100pc2連接。另外，單元內(nèi)第一激勵(lì)線210a和單元內(nèi)第二激勵(lì)線220a經(jīng)由電阻元件230而被電連接。即，第一激勵(lì)線111的一端(激勵(lì)信號(hào)輸入側(cè))和第二激勵(lì)線圈121的一端(激勵(lì)信號(hào)輸入側(cè))在分解器單元100的套管內(nèi)通過電阻元件230而被電連接。下面，將單元內(nèi)的第一激勵(lì)線210a和電阻元件230的連接點(diǎn)稱為連接點(diǎn)Xa，將單元內(nèi)第二激勵(lì)線220a和電阻元件230的連接點(diǎn)稱為連接點(diǎn)Xb。另外，第一激勵(lì)線圈111的另一端、第二激勵(lì)線圈121的另一端、第一 sin相檢測(cè)線圈112的另一端、第一 cos相檢測(cè)線圈113的另一端、第二 sin相檢測(cè)線圈122的另一端、第二 cos相檢測(cè)線圈123的另一端經(jīng)由共用的地線240而與輔助E⑶50的地線端口 50pg連接。此外，關(guān)于地線240，對(duì)設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分、以及在分解器單元100和輔助ECU 50之間被布線的線束部分區(qū)別開來進(jìn)行說明，將設(shè)置在分解器單元100內(nèi)的部分稱為單元內(nèi)地線240a，將在分解器單元100和輔助E⑶50之間設(shè)置的線束部分稱為單元外地線240b。單元內(nèi)地線240a和單元外地線240b通過地線端口 IOOpg連接。在分解器單元100和輔助E⑶50之間被布線的單元外第一激勵(lì)線210b、單元外第
一sin相檢測(cè)線212b、單元外第一 cos相檢測(cè)線213b、單元外第二激勵(lì)線220b、單元外第
二sin相檢測(cè)線222b、單元外第二 cos相檢測(cè)線223b、單元外地線240b被捆上成為電線線束。
另外，當(dāng)對(duì)圖2所示的分解器單元100通過等價(jià)電路表示時(shí)，如圖3所示。輔助ECU 50具有線圈驅(qū)動(dòng)電路52。該線圈驅(qū)動(dòng)電路52具有第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521和第二激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路522。第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521從第一激勵(lì)信號(hào)輸出端口50pel輸出固定周期、振幅的激勵(lì)用交流電壓。下面,將從第一激勵(lì)信號(hào)輸出端口 50pel輸出的激勵(lì)用交流電壓稱為第一激勵(lì)信號(hào)，將第一激勵(lì)信號(hào)的電壓值稱為第一激勵(lì)電壓當(dāng)將第一激勵(lì)電壓V1的振幅設(shè)為A1時(shí)，第一激勵(lì)電壓V1通過下式來表示。V1 = A1.sin (ω t)另外，第二激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路522從第二激勵(lì)信號(hào)輸出端口 50pe2輸出作為與從第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521輸出的激勵(lì)用交流電壓相同的頻率、并且以彼此為相反相位(相位錯(cuò)開η)的方式設(shè)定的激勵(lì)用交流電壓。下面，將第二激勵(lì)信號(hào)輸出端口 50pe2輸出的激勵(lì)用交流電壓稱為第二激勵(lì)信號(hào)，將第二激勵(lì)信號(hào)的電壓值稱為第二激勵(lì)電壓\。當(dāng)將第二激勵(lì)電壓V2的振幅設(shè)為A2時(shí)，第二激勵(lì)電壓V2通過下式表示。V2 = -A2.sin (cot)此外，第一激勵(lì)電壓V1以及第二激勵(lì)電壓V2的振幅VA2與第一分解器110、第二分解器120的特性相匹配地被設(shè)定。在本實(shí)施方式中，即使在單元外地線240b發(fā)生了斷路的情況下，也能以將單元內(nèi)地線240a的電位維持在固定(該情況下為O伏)的方式，將振幅A1和振幅A2設(shè)定為相同的值(A1 = A2)。在生出兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)時(shí)，例如輔助ECU 50以數(shù)字形式存儲(chǔ)正弦波信號(hào)，并將該正弦波信號(hào)輸出給第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521，并將對(duì)該正弦波信號(hào)反轉(zhuǎn)了的信號(hào)輸出給第二激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路522。各驅(qū)動(dòng)電路521、522包括將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器(省略圖示)、以及對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大的放大器(省略圖示)，從放大器輸出由上述式子表示的激勵(lì)信號(hào)。例如，將脈沖列信號(hào)提供給第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521，并將對(duì)該脈沖列信號(hào)反轉(zhuǎn)了的脈沖列信號(hào)提供給第二激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路522。并且，可以通過各驅(qū)動(dòng)電路521、522對(duì)脈沖列信號(hào)實(shí)施波形成形處理，并輸出彼此為相反相位的兩種正弦波電壓。此外，第一激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路521和第二激勵(lì)線圈驅(qū)動(dòng)電路522通過來自輔助E⑶50內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)的指令而被獨(dú)立控制。因此，輔助ECU50能夠使第一激勵(lì)信號(hào)和第二激勵(lì)信號(hào)獨(dú)立地輸出。第一激勵(lì)信號(hào)經(jīng)由第一激勵(lì)線210而被提供給第一分解器110的第一激勵(lì)線圈111。另外，第二激勵(lì)信號(hào)經(jīng)由第二激勵(lì)線220而被提供給第二分解器120的第二激勵(lì)線圈121。當(dāng)?shù)谝环纸馄?10的第一激勵(lì)線圈111通過第一激勵(lì)信號(hào)而被激勵(lì)時(shí)，在第一 sin相檢測(cè)線圈112和第一 cos相檢測(cè)線圈113中產(chǎn)生交流電壓。另外，當(dāng)?shù)诙纸馄?20的第二激勵(lì)線圈121通過第二激勵(lì)信號(hào)而被激勵(lì)時(shí)，在第二 sin相檢測(cè)線圈122和第二 cos相檢測(cè)線圈123中產(chǎn)生交流電壓。將從第一 sin相檢測(cè)線圈112輸出的交流電壓信號(hào)稱為第一 sin相檢測(cè)信號(hào)，將其電壓值稱為第一 sin相檢測(cè)電壓Esl。另外，將從第一 cos相檢測(cè)線圈113輸出的交流電壓信號(hào)稱為第一 COS相檢測(cè)信號(hào),將其電壓值稱為第一 COS相檢測(cè)電壓Eel。第一 sin相檢測(cè)電壓Esl、以及第一 cos相檢測(cè)電壓Ecl通過下式表示。
Esl = α.A1.sin (k.θ J.sin (ω t+ Φ)Ecl = α.A1.cos (k.Q1).sin (ω t+ Φ)另外，將從第二 sin相檢測(cè)線圈122輸出的交流電壓信號(hào)稱為第二 sin相檢測(cè)信號(hào)，將其電壓值稱為第二 sin相檢測(cè)電壓Es2。另外，將從第二 cos相檢測(cè)線圈123輸出的交流電壓信號(hào)稱為第二 cos相檢測(cè)信號(hào)，將其電壓值稱為第二 cos相檢測(cè)電壓Ec2。第二sin相檢測(cè)電壓Es2、以及第二 cos相檢測(cè)電壓Ec2通過下式表示。Es2 = - α.A2.sin (k.θ 2).sin (ω t+ Φ)Ec2 = - α.A2.cos (k.θ 2).sin (ω t+ Φ)這里，θ i表示與輸入軸12in直接連接的第一分解器110的轉(zhuǎn)子的角度、Θ 2表示與輸出軸12out直接連接的第二分解器120的轉(zhuǎn)子的角度，α表示第一分解器110和第二分解器120的變壓比，k表示第一分解器110和第二分解器120的軸倍角，φ表示相位延遲量，ω表示角頻率，t表示時(shí)間。輔助E⑶50分別經(jīng)由第一 sin相檢測(cè)線212、第一 cos相檢測(cè)線213、第二 sin相檢測(cè)線222、第二 cos相檢測(cè)線223輸入第一 sin相檢測(cè)信號(hào)、第一 cos相檢測(cè)信號(hào)、第二sin相檢測(cè)信號(hào)、第二 cos相檢測(cè)信號(hào)。輔助E⑶50將第一 sin相檢測(cè)信號(hào)、第一 cos相檢測(cè)信號(hào)、第二 sin相檢測(cè)信號(hào)、第二 008相檢測(cè)信號(hào)輸入到放大器5181、5101、5182、5102，并放大針對(duì)地電位的各檢測(cè)信號(hào)的電壓，將放大后的電壓信號(hào)通過未圖示的Α/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，并將該數(shù)字值輸出到微型計(jì)算機(jī)來進(jìn)行扭矩計(jì)算處理。輔助E⑶50中的扭矩運(yùn)算部32包括:將第一 sin相檢測(cè)信號(hào)、第一 cos相檢測(cè)信號(hào)、第二 sin相檢測(cè)信號(hào)、第二 cos相檢測(cè)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸出給微型計(jì)算機(jī)的電路；線圈驅(qū)動(dòng)電路52 ;以及通過微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行扭矩計(jì)算處理的功能部。接著，對(duì)計(jì)算轉(zhuǎn)向扭矩的方法進(jìn)行說明。首先，對(duì)根據(jù)由第一分解器110檢測(cè)出的第一 sin相檢測(cè)電壓Esl、第一 cos相檢測(cè)電壓Ecl計(jì)算旋轉(zhuǎn)角Θ !(輸入軸12in的旋轉(zhuǎn)角)的方法進(jìn)行說明。將在第一 sin相檢測(cè)電壓Esl上乘以為Sin ( Q)t+(p )的信號(hào)來在一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行了積分后的值設(shè)為Ssl’ Ssl通過下式表示。[式1]
權(quán)利要求
1.一種扭矩檢測(cè)裝置，包括: 分解器單元，該分解器單元具有: 第一分解器，所述第一分解器的第一激勵(lì)線圈被提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并輸出與軸的第一軸向位置中的旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；和 第二分解器，所述第二分解器的第二激勵(lì)線圈被提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并輸出與所述軸的第二軸向位置的旋轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；以及 扭矩運(yùn)算部，所述扭矩運(yùn)算部經(jīng)由電線線束與所述分解器單元連接，向所述第一激勵(lì)線圈和所述第二激勵(lì)線圈提供激勵(lì)用交流信號(hào)，并分別輸入從所述第一分解器和所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來計(jì)算所述軸的第一軸向位置中的第一旋轉(zhuǎn)角和第二軸向位置中的第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述計(jì)算出的第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角通過計(jì)算求出作用在所述軸的繞軸向的扭矩； 其特征在于， 所述扭矩運(yùn)算部經(jīng)由第一激勵(lì)線向所述第一激勵(lì)線圈提供所述激勵(lì)用交流信號(hào)，經(jīng)由與所述第一激勵(lì)線不同的第二激勵(lì)線向所述第二激勵(lì)線圈提供所述激勵(lì)用交流信號(hào)， 所述分解器單元具有 電連接所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線的電阻元件。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述第一激勵(lì)線圈通過第一激勵(lì)線和共用地線與所述扭矩運(yùn)算部連接，所述第一激勵(lì)線與所述第一激勵(lì)線圈的一端連接，所述共用地線與所述第一激勵(lì)線圈的另一端連接， 所述第二激勵(lì)線圈通過第二激勵(lì)線和所述共用地線與所述扭矩運(yùn)算部連接，所述第二激勵(lì)線與所述第二激勵(lì)線圈的一端連接，所述共用地線與所述第二激勵(lì)線圈的另一端連接， 所述扭矩運(yùn)算部具有向所述第一激勵(lì)線和第二激勵(lì)線分別輸出頻率彼此相同、相位相反的激勵(lì)用交流信號(hào)的相反相位線圈驅(qū)動(dòng)電路。
3.如權(quán)利要求2所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: 第一激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元，其基于所述第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述第一激勵(lì)線的斷路； 第二激勵(lì)線斷路檢測(cè)單元，其基于所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述第二激勵(lì)線的斷路；以及 旋轉(zhuǎn)角修正單元，在檢測(cè)出所述第一激勵(lì)線的斷路的情況下，使所述被計(jì)算的第一旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)反轉(zhuǎn)，在檢測(cè)出所述第二激勵(lì)線的斷路的情況下，使所述被計(jì)算的第二旋轉(zhuǎn)角的符號(hào)反轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于， 具有相位延遲量修正單元，在檢測(cè)出所述第一激勵(lì)線的斷路的情況下，所述相位延遲量修正單元修正所述第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量，在檢測(cè)出所述第二激勵(lì)線的斷路的情況下，所述相位延遲量修正單元修正所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量。
5.如權(quán)利要求3所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于， 在所述電阻元件上串聯(lián)連接感應(yīng)器，使得在所述第一激勵(lì)線或者所述第二激勵(lì)線斷路時(shí)，所述第一分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量或者所述第二分解器輸出的檢測(cè)信號(hào)的相位延遲量不發(fā)生變化。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于， 具有激勵(lì)線斷路通知單元，在檢測(cè)出所述第一激勵(lì)線斷路或者所述第二激勵(lì)線斷路時(shí)，所述激勵(lì)線斷路通知單元進(jìn)行異常通知。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: 地線斷路檢測(cè)單元，所述地線斷路檢測(cè)單元將所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線中的一個(gè)設(shè)定為與所述共用地線的設(shè)定電位相同的電位，基于該狀態(tài)下所述第一分解器或者所述第二分解器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述共用地線的斷路；以及 地線斷路通知單元，在檢測(cè)出所述共用地線的斷路時(shí)，所述地線斷路通知單元進(jìn)行異常通知。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的扭矩檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: 電阻斷路檢測(cè)單元，所述電阻斷路檢測(cè)單元通過所述扭矩運(yùn)算部使所述第一激勵(lì)線和所述第二激勵(lì)線 中的一者打開，基于該狀態(tài)下計(jì)算的第一旋轉(zhuǎn)角或者第二旋轉(zhuǎn)角來檢測(cè)所述電阻元件的斷路；以及 電阻斷路通知單元，在檢測(cè)出所述電阻元件的斷路時(shí)，所述電阻斷路通知單元進(jìn)行異常通知。
全文摘要
經(jīng)由第一激勵(lì)線(210)對(duì)第一分解器(110)的第一激勵(lì)線圈(111)提供第一激勵(lì)用交流信號(hào)(V1＝A1·sin(ωt))，經(jīng)由第二激勵(lì)線(220)對(duì)第二分解器(120)的第二激勵(lì)線圈(121)提供第二激勵(lì)用交流信號(hào)(V2＝A2·sin(ωt))。在分解器單元(100)內(nèi)，第一激勵(lì)線(210a)和第二激勵(lì)線(220a)通過電阻元件(230)連接。由此，無線線束中的地線(240b)、第一激勵(lì)線(210b)、第二激勵(lì)線(220b)中的任一個(gè)即使斷路也能夠檢測(cè)扭矩。
文檔編號(hào)G01D5/245GK103080715SQ20108006876
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者青木健一郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社