(57)【要約】  定電源を出力する電源部と、車両の回転に応じた検出信号を出力する回転センサ部と、イグニッションスイッチがオン時における車両のオン時回転情報を演算し、モータを制御する制御部とを備えた回転検出装置であって、イグニッションスイッチがオフ時には、回転センサ部に電源電圧を間欠的に供給して車両のオフ時回転情報を演算し、オフ時回転情報に車両用モータが回転したことを示す情報が含まれている場合には、間欠間隔の設定値がより短くなるように更新し、オフ時回転情報に車両用モータが回転したことを示す情報が含まれていない場合には、間欠間隔の設定値がより長くなるように更新する演算部をさらに備える。
2019097692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリ、およびイグニッションスイッチに接続され、定電源を出力する電源部と、
前記電源部から供給される電源電圧を用いて、車両の回転操作に応じた回転情報に相当する検出信号を出力する回転センサ部と、
前記回転センサ部から出力された検出信号を用いて前記イグニッションスイッチがオン時における前記車両のオン時回転情報を演算し、車両用モータを制御する制御部と
を備えた回転検出装置であって、
前記イグニッションスイッチがオフ時には、前記電源部を制御することで、前記回転センサ部に前記電源電圧を間欠的に供給し、前記電源電圧を間欠的に供給することで前記回転センサ部から出力された検出信号を用いて前記車両のオフ時回転情報を演算し、前記オフ時回転情報に前記車両用モータが回転したことを示す情報が含まれている場合には、前記電源電圧を間欠的に供給する間欠間隔の設定値が、より短くなるように更新し、前記イグニッションスイッチがオフ時において演算した前記車両のオフ時回転情報に前記車両用モータが回転したことを示す情報が含まれていない場合には、前記電源電圧を間欠的に供給する前記間欠間隔の設定値が、より長くなるように更新し、前記オフ時回転情報を記憶部に記憶させる演算部をさらに備え、
前記演算部は、前記イグニッションスイッチが再度オンされた場合に、前記記憶部に記憶された前記オフ時回転情報を前記制御部に転送する
回転検出装置。
【請求項２】
前記回転センサ部は、前記イグニッションスイッチがオフ時において、前記電源部から間欠的に供給される電源電圧の間欠間隔が小さいほど、前記検出信号を高分解能の信号として出力する
請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記回転センサ部は、前記電源部から供給される電源電圧の値が大きいほど、前記検出信号を高分解能の信号として出力する
請求項１または２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記電源部は、
前記イグニッションスイッチがオン時にオン用電源電圧を生成するオン用電源部と、
前記イグニッションスイッチがオフ時にオフ用電源電圧を生成するオフ用電源部と
を有する
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記車両用モータは、相巻線を有するモータであり、
前記車両用モータの巻線端子の電圧があらかじめ設定された許容電圧値を超えた状態を検出するモニタ回路をさらに備え、
前記演算部は、前記モニタ回路により前記許容電圧値を超えた状態が検出された場合には、前記回転センサ部に前記オフ用電源電圧を間欠的に供給する動作を開始する
請求項４に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記オフ用電源部が生成する前記オフ用電源電圧は、前記オン用電源部が生成する前記オン用電源電圧よりも低い値に設定されている
請求項４または５に記載の回転検出装置。
【請求項７】
前記電源部は、前記オン用電源電圧と前記オフ用電源電圧を同一値として生成する
請求項４から６のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項８】
前記演算部は、前記イグニッションスイッチがオン時において、前記回転センサ部から出力された検出信号を間欠的に用いて比較用回転情報を生成し、前記比較用回転情報を前記制御部に逐次転送し、
前記制御部は、自身が生成した前記車両のオン時回転情報と、前記比較用回転情報とを比較し、前記車両のオン時回転情報と前記比較用回転情報との差があらかじめ設定した許容範囲内である場合には、前記車両のオン時回転情報が正常に生成されたと判断する
請求項７に記載の回転検出装置。
【請求項９】
前記回転センサ部は、外部から供給される電源電圧が１系統である単一の検出回路として構成され、
外部指令に応じて、前記電源部で生成された前記オン用電源電圧と前記オフ用電源電圧のいずれか１つを選択して、前記回転センサ部に選択した電源電圧を供給する選択器をさらに備え、
前記演算部は、前記イグニッションスイッチがオン時には、前記オン用電源電圧が前記回転センサ部に供給されるように前記外部指令を生成し、前記イグニッションスイッチがオフ時には、前記オフ用電源電圧が前記回転センサ部に供給されるように前記外部指令を生成し、前記選択器の切替制御を実行する
請求項４から８のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両において回転を検出する装置であって、特にイグニッションスイッチのオフ時であっても回転を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動ステアリング装置においては、ハンドル、車輪を回転させるために、電動モータを駆動するシステムが用いられている。このようなシステムでは、イグニッションスイッチ（電源スイッチ）がオン時には、電動モータが駆動されることで、操舵力のアシストが行われる。さらに、この電動モータの回転軸の回転角、又は回転速度の検出値が、モータ駆動用の制御に利用されていた。【０００３】
また、イグニッションスイッチがオフ時であっても、ドライバーによってハンドルが操作される、または車両修理中に強制的にハンドルを回転させる場合がある。このような場合の回転も検出することにより、次にエンジン始動させたときに、スムーズに制御を開始することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９５８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１に開示された従来装置は、イグニッションスイッチがオン時には、通常どおり第１の回転情報を演算し、イグニションスイッチがオフ時には、第２の回転情報を演算し、それぞれの演算結果を制御部へ送信できるように構成されていた。そして、従来装置は、例えば、第１の回転情報は回転角度、第２の回転情報は回転数といったように、検出結果の分解能に差を持たせることで、イグニッションスイッチオフ時の消費電流を低減させるものであった。【０００６】
すなわち、このような従来装置では、回転検出部に２種類の分解能を有する回路が必要であった。さらに、第２回転情報を得るための機器は、バッテリに直接接続されているため、不必要な場合、つまり全く回転していない場合であっても、その機器には電源が供給されていた。従って、イグニッションスイッチオフ時の電流である暗電流を低減し、消費電流を低減するには。まだ改良の余地があった。【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、イグニッションスイッチオフであっても回転情報を検出しつつ、回転情報の検出に必要な消費電流の低減化を図ることができる回転検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転検出装置は、車両に搭載されたバッテリ、およびイグニッションスイッチに接続され、定電源を出力する電源部と、電源部から供給される電源電圧を用いて、車両の回転操作に応じた回転情報に相当する検出信号を出力する回転センサ部と、回転センサ部から出力された検出信号を用いてイグニッションスイッチがオン時における車両のオン時回転情報を演算し、車両用モータを制御する制御部とを備えた回転検出装置であって、イグニッションスイッチがオフ時には、電源部を制御することで、回転センサ部に電源電圧を間欠的に供給し、電源電圧を間欠的に供給することで回転センサ部から出力された検出信号を用いて車両のオフ時回転情報を演算し、オフ時回転情報に車両用モータが回転したことを示す情報が含まれている場合には、電源電圧を間欠的に供給する間欠間隔の設定値が、より短くなるように更新し、イグニッションスイッチがオフ時において演算した車両のオフ時回転情報に車両用モータが回転したことを示す情報が含まれていない場合には、電源電圧を間欠的に供給する間欠間隔の設定値が、より長くなるように更新し、オフ時回転情報を記憶部に記憶させる演算部をさらに備え、演算部は、イグニッションスイッチが再度オンされた場合に、記憶部に記憶されたオフ時回転情報を制御部に転送するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転検出を行うセンサに対して、イグニッションスイッチオフ時においては、間欠的に電圧供給する構成を備えている。この結果、イグニッションスイッチオフであっても回転情報を検出しつつ、回転情報の検出に必要な消費電流の低減化を図ることができる回転検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態２における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態２における回転センサ部と演算部との間のデータ通信状況を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態４における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態５における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。
【図６】本発明の実施の形態６における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の回転検出装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。図１に示したこのシステムは、例えば、電動パワーステアリング装置にも使用できる。
【００１３】
図１に示したシステムは、制御ユニット１、バッテリ２、イグニッションスイッチ３、モータ５を備えて構成されている。ここで、モータ５は、例えば、ハンドルをアシストするモータである。制御ユニット１は、制御量を演算、出力するＣＰＵ１５、このＣＰＵ１５の出力指令に応じてモータ５を駆動する駆動回路６、回転検出回路１０を含んで構成されている。ここで、ＣＰＵ１５は、制御部に相当する。
【００１４】
回転検出回路１０の外部には、回転するモータ５の出力軸に装着された永久磁石からなるロータ４が設置されている。この永久磁石の回転を検出するために、回転検出回路１０内の回転センサ部１６が、ロータ４の近傍に配置されている。イグニッションスイッチ３がオフ時であっても、ハンドル、タイヤ等は、強制的に回転される場合があり、回転位置の学習値、オフセット値等に影響する。従って、次のエンジン始動直後に必要な情報として、イグニッションスイッチ３がオフ時であっても、ハンドル、タイヤ等の回転を検出することが重要となる。
【００１５】
回転検出回路１０には、第１電源部１１、第２電源部１２、第３電源部１３の３個の電源とともに、演算部１４および回転センサ部１６が内蔵されている。ここで、第３電源部１３は、バッテリ２に直接接続されている。一方、第１電源部１１および第２電源部１２は、イグニッションスイッチ３を介してバッテリ２に接続されている。
【００１６】
第３電源部１３は、バッテリ２に直接接続されているため、イグニッションスイッチ３のオン、オフとは無関係に、バッテリ２から第３電源部１３に電源が供給されている。第３電源部１３は、例えば、３．５Ｖの定電源であり、この第３電源部１３の出力は、図１に○印として示したように、回転センサ部１６へ供給される。
【００１７】
一方、第１電源部１１および第２電源部１２は、ともに５Ｖの定電源である。第１電源部１１の出力は、図１に□印として示したように、ＣＰＵ１５他へ接続されている。第２電源部１２の出力は、図１に▽印として示したように、回転センサ部１６へ接続されている。なお、第１電源部１１と第２電源部１２は、出力が同一電圧であれば、１個の定電源に集約してもよい。
【００１８】
回転センサ部１６は、第２電源部１２からの５Ｖと、第３電源部からの３．５Ｖの２本の電源と接続されている。また、演算部１４は、回転センサ部１６と接続されている。具体的には、演算部１４は、通信ライン１７を介して、回転センサ部１６からの回転情報を受信するとともに、回転センサ部１６に対して指令を伝達する。さらに、演算部１４は、図示していないが、演算したデータを記憶するメモリも有している。そして、演算部１４は、通信ライン１８を介してＣＰＵ１５と接続され、相互に情報を授受できるように構成されている。
【００１９】
以上のように構成された装置において、回転検出を行う手法について説明する。イグニッションスイッチ３がオン時は、ＣＰＵ１５、回転センサ部１６に対して、第１電源部１１および第２電源部１２から、それぞれ５Ｖが供給されている。回転センサ部１６は、ロータ４が回転することによる磁界の変化を検出する。回転センサ部１６としては、例えば、ホールセンサ、ＭＲセンサなどが適用できる。
【００２０】
イグニッションスイッチ３がオン時には、この回転センサ部１６は、第２電源部１２から５Ｖ電源が供給されているので、詳細な情報を出力可能である。この詳細な情報は、演算部１４を介してＣＰＵ１５へ伝達される。なお、この詳細な情報は、直接ＣＰＵ１５によって入手することも可能である。
【００２１】
回転センサ部１６の出力が、例えば、ｓｉｎおよびｃｏｓの両波形を出力するものであれば、演算部１４は、両波形信号から回転角を演算することが可能である。さらに、演算部１４は、回転角から回転速度も算出できる。なお、このような演算は、演算部１４が受け持つこともできるが、ＣＰＵ１５が直接行ってもよい。
【００２２】
しかしながら、イグニッションスイッチ３がオフとなった場合には、暗電流を極力低減しないと、バッテリ２の残量が無くなってしまうおそれがある。そこで、第１電源部１１、第２電源部１２、ＣＰＵ１５等への電源の供給を遮断することにより、暗電流の低減が行われる。さらに、ロータ４が回転した場合にのみ、ＣＰＵ１５等に電源を供給して、その情報を検出、記憶することができれば、暗電流をさらに低減できる。
【００２３】
ロータ４に接続されている第３電源部１３の３．５Ｖ電源は、バッテリ２に直接接続されている。ただし、この３．Ｖ電源に接続されている負荷が作動しなければ、電源を供給しないようにすることで、暗電流を極めて少なくすることができる。第３電源部１３の負荷としては、回転センサ部１６、演算部１４が接続されている。ただし、演算部１４は、回転センサ部１６による検出情報を入手しない期間は、消費電流がほとんど発生しない。また、メモリを揮発メモリまたは不揮発性メモリとすれば、記憶する期間においては、その検出情報量に無関係に、暗電流を極めて少なくすることができる。
【００２４】
しかしながら、イグニッションスイッチ３がオフ時において、ロータ４がいつ回転するかは、不明である。一方で、第３電源部１３の電源は、回転センサ部１６にいつでもすばやく供給する必要がある。そこで、本実施の形態１では、消費電流を抑制するために、イグニッションスイッチ３がオフ時においては、回転センサ部１６への電源供給を間欠的に行う構成としている。
【００２５】
その間欠の間隔は、回転センサ部１６に基づくどの程度の検出情報が装置にとって必要であるかによって決められる。例えば、検出情報として、回転角までは不要であり、回転数のみが必要である場合には、演算部１４は、数秒毎に電源を回転センサ部１６に供給し、回転を検出しているか否かをチェックする。
【００２６】
この間欠時間の設定は、演算部１４が受け持つ。回転センサ部１６に第３電源部１３から３．５Ｖ電源が供給された状態において、ロータ４が回転したことが検出されると、演算部１４は、通信ライン１７を介して検出情報を取得し、その検出情報を記憶部に記憶させる。このように、検出情報が取得される状態であれば、再びセンサ入力がある可能性が高い。
【００２７】
そこで、演算部１４は、電源供給の間隔を縮めるか、あるいは、しばらくの間、電源を連続供給することで、回転数を確実に検出するように回転センサ部１６を作動させる。そのため、第３電源部１３と演算部１４は、ライン１９で接続されており、演算部１４は、このライン１９を介して、第３電源部１３による電源供給間隔を可変とするように制御する。
【００２８】
一方、回転センサ部１６は、センサとしては単一のものであってもよいが、供給される定電源の差異により、検出情報出力を変更させる回路を有しているものとする。つまり、回転センサ部１６は、第２電源部１２から５Ｖが供給されている時には、詳細なデータを送信する。その一方で、回転センサ部１６は、第３電源部１３から３．５Ｖが供給されている時には、詳細な検出情報ではなく、簡略データ、または間欠データによる検出情報を送信するように動作する。
【００２９】
なお、回転センサ部１６側では、電源電圧に応じて連続的な波形を出力し、演算部１４側において、読み取り間隔によって検出情報の分解能に高低をもたせるような構成であってもよい。通常、電源電圧が低いほど、その消費電流は、少なくなる傾向となる。そのため、イグニッションスイッチ３のオンとオフによって検出情報の精度、分解能、回数等を変更するほうが望ましい。
【００３０】
イグニッションスイッチ３のオフされた後に、再度、イグニッションスイッチ３がオンされると、第１電源部１１および第２電源部１２は、電源を供給し始める。そのため、ＣＰＵ１５は、動作を開始し、演算部１４に対して、イグニッションスイッチ３オフ時に記憶された回転数データを要求する。演算部１４は、要求された回転数データを、通信ライン１８を介してＣＰＵ１５に送信する。この結果、ＣＰＵ１５は、動作開始時において、イグニッション３オフ中の回転状況を把握でき、制御開始へ反映することができる。
【００３１】
なお、演算部１４には第２電源部１２、第３電源部１３の両方から電源が供給されているが、ＣＰＵ１５には第２電源部１２からの電源は、供給されていない。このため、第２電源部１２および第３電源部１３の出力電圧と、第１電源部１１の出力電圧との間に差異が発生した場合には、ＣＰＵ１５と演算部１４との間に検出誤差が生じてしまうおそれがある。
【００３２】
この対策として、イグニッションスイッチ３オン時には、第２電源部１２の出力電圧をリファレンスとして、ＣＰＵ１５へ供給しておくと、前記誤差を抑制することができる。また、第１電源部１１の配置は、回転検出回路１０外、かつ制御ユニット１内の位置へ移動させることも可能である。
【００３３】
以上のように、実施の形態１によれば、イグニッションスイッチオフ時にはオン時と異なる定電源から、異なる態様で回転センサ部１６に電源供給できる構成を備えている。具体的には、イグニッションスイッチオフ時の方がオン時よりも低い電圧を供給する態様を採用した場合には、オフ時に回転センサ部１６から検出情報を得るために必要とされる消費電流を削減できる。
【００３４】
さらに、オフ時の電源供給を間欠的に行う態様を採用した場合には、暗電流を低減することができる。また、オフ時に電源を間欠供給している状態で、回転が検出された場合には、その間欠間隔を短く変更することができる。従って、回転が未検出となってしまうことも防止することができる。上述した電源電圧を変化させる態様および間欠間隔を変化させる態様は、いずれも回転センサ部で検出する分解能を変化させていることになる。
【００３５】
さらに、実施の形態１に係る装置は、３つの電源部を１つの電源回路に集約している。この結果、実際の回路設計時に、部品共通化、共用化等も考慮できるメリットもある。従って、イグニッションスイッチがオフであっても、回転情報を検出しつつ、回転情報の検出に必要な消費電流を極力低減することができる回転検出装置を実現できる。
【００３６】
実施の形態２．
先の実施の形態１の図１に示した構成において、イグニッションスイッチオフ時には、バッテリ２に接続されている第３電源部１３のみが作動するものである。さらに、図１の構成では、ロータ４が回転しない限りは、回転センサ部１６への電源供給は、不要である。そこで、本実施の形態２では、先の実施の形態１とは、電源関連の構成が異なる回転検出装置について説明する。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態２における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。図２において、実施の形態１の図１と同等な部位には、同一符合を付けている。図２に示したシステムは、制御ユニット１、バッテリ２、イグニッションスイッチ３、モータ５を備えて構成されている。先の実施の形態１における図１と比較すると、図２は、制御ユニット１内の構成が異なっている。
【００３８】
図２に示した構成では、第２電源部１２に対して、バッテリ２からも電源が供給されている。また、図２の構成では、図１の構成における第１電源部１１と第２電源部１２が、第２電源部１２に共通化されている。このような構成により、ＣＰＵ１５は、イグニッションスイッチ３がオフとなった後も、第２電源部１２から電源が供給されている状態となる。
【００３９】
また，図２の構成おいても、図１の構成と同様に、第１電源部１１と第２電源部１２を分けてもよい。その場合は、第１電源部１１がイグニッションオン時にＣＰＵ１５へ電源供給を行い、第２電源部１２は、センサへの電源供給を行う。
【００４０】
そこで、ＣＰＵ１５は、イグニッションスイッチ３のオフを検出することで、第３電源部１３を起動し、演算部１４も起動したことを認識する。その後、ＣＰＵ１５は、バッテリ２直結の第２電源部１２の電源供給を停止し、ＣＰＵ１５自体も非作動状態とする。
【００４１】
一方、第３電源部１３、演算部１４は、すでに起動されている。従って、イグニッションスイッチ３がオフの間において、演算部１４は、あらかじめ設定された間隔で回転センサ部１６ａに対して、第３電源部１３から電源を供給して、ロータ４の回転の有無をチェックする。もし回転が検出されれば、演算部１４は、電源供給の間隔を短くするか、あるいは、しばらくの間、電源を連続供給する。さらに、演算部１４は、回転が検出されなくなれば、徐々に電源供給の間隔を長くして、元に戻す。
【００４２】
本実施の形態２におけるさらに詳細な回転検出方法について、図２に示した具体的な構成を用いて説明する。回転検出回路１０ａには回転センサ部１６ａのための電源部として、第２電源部１２、第３電源部１３の２種類を備え、各々５Ｖと３．５Ｖの異なる電圧を供給するように構成されている。
【００４３】
第２電源部１２は、イグニッションスイッチ３を介してバッテリ２に接続される経路と、バッテリ２に直接接続される経路の両方を有している。一方、第３電源部１３は、バッテリ２に直接接続されている。
【００４４】
演算部１４は、第２電源部１２あるいは３電源部１３のいずれか一方の定電源部を選択出力する選択器２０を、制御指令ライン１９ａを介して制御する。イグニッションスイッチ３がオフであり、間欠駆動もしない場合には、演算部１４は、選択器２０を第２電源部１２と接続させておく。一方、演算部１４は、イグニッションスイッチ３がオフであり、間欠駆動する期間のみ、選択器２０を第３電源部１３に接続させる。
【００４５】
前述のように、イグニッションスイッチ３がオフされたことをＣＰＵ１５が確認するまでは、第２電源部１２から５Ｖ電圧が出力されている。そして、ＣＰＵ１５は、イグニッションスイッチ３がオフされたことを確認した後に、第３電源部１３を起動する。さらに、演算部１４は、第３電源部１３が起動された後に、第２電源部１２の定電源をオフする。
【００４６】
図２に示した回転センサ部１６ａは、センサ部２１、増幅器２２、通信器２３を備えて構成されている。本実施の形態２では、センサ部２１が、例えば、４本の可変抵抗器によるブリッジ回路として構成され、ロータ４の磁界によってそれぞれの抵抗値が変化するタイプのものとする。
【００４７】
増幅器２２は、ブリッジ回路２１の左右の中央点の電圧をそれぞれ入力し、その差を増幅する。通信器２３は、演算部１４とデータの授受を行い、回転センサの信号を出力する、あるいは、演算部１４からの指令を受信する。
【００４８】
なお、増幅器２２、通信器２３は、ブリッジ回路２１と同等の電源電圧で作動するように構成されている。従って、イグニッションスイッチオン時に５Ｖが供給されると、オフ時に３．５Ｖが供給される場合とでは、回転センサ部１６ａは、自ずと分解能が違っている。
【００４９】
図３は、本発明の実施の形態２における回転センサ部１６ａと演算部１４との間のデータ通信状況を示した図である。横軸は、時間を表しており、縦軸は、各データの電圧の大きさを示している。時刻ｔ０時点で、イグニッションスイッチ３がオンとなり、５Ｖ電源が供給されたものとする。
【００５０】
イグニッションスイッチ３がオンとなることで図２の第２電源部１２が投入されると、演算部１４は、あらかじめ設定された短い間隔ごとの時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３で、回転センサ部１６ａからデータを取得する。これにより、演算部１４は、ブリッジ回路２１による検出値を、逐次取得することができ、回転角も詳細に把握できる。
【００５１】
時刻ｔ４でイグニッションスイッチ３がオフされることで、演算部１４は、回転センサ部１６ａへの電源を間欠供給に切り替える。具体的には、演算部１４は、時刻ｔ４からしばらく経った時刻ｔ５で、第３電源部１３から出力される３．５Ｖの電圧を、回転センサ部１６ａに供給する。そして、演算部１４は、時刻ｔ４から少し時間が経った後の時刻ｔ６において、回転センサ部１６ａの出力信号を読み取る。
【００５２】
時刻ｔ５と時刻ｔ６との間隔は、電源３．５ｖが安定になることを待つ時間であるので、比較的短時間に設定できる。図３では、後述するように、時刻ｔ６および時刻ｔ９においては、回転センサ部１６ａから、回転を示す検出情報が取得できず、時刻ｔ１２において、回転を示す検出情報が取得できた場合を例示している。
【００５３】
演算部１４は、時刻ｔ６において、回転を示す検出情報が取得できなかったことで、時刻ｔ７で一旦電源供給を止めている。そして、演算部１４は、しばらくして、また時刻ｔ５〜時刻ｔ７のときと同様に、ｔ８で電源供給、ｔ９で検出情報の読み取り、ｔ１０で電源遮断の一連の作動を行っている。
【００５４】
演算部１４は、時刻ｔ１１で再度電源供給し、時刻ｔ１２で検出情報を読み取った結果、回転を示す検出情報が取得できた場合には、時刻ｔ１３で電源遮断を行わず、しばらくの間、電源供給を連続する。そして、演算部１４は、電源供給を行っている間に、時刻ｔ１４において再度検出情報を取得する。
【００５５】
演算部１４は、時刻ｔ１４において、回転を示す検出情報が取得できなかった場合には、一旦電源遮断し、前回よりは短い間隔の時刻ｔ１５で、再度、電源を供給する。なお、演算部１４は、もしも、時刻ｔ１４でも回転を示す検出情報を取得できたならば、電源を連続供給し、間欠供給を中断する。
【００５６】
演算部１４は、時刻ｔ１５で電源を再供給した後、時刻ｔ１６で検出情報を読み取る。そして、演算部１４は、時刻ｔ１６においても、回転を示す検出情報が取得できなかった場合には、再度、時刻ｔ１７で検出情報の読み取りを行う。これら２回の読み取りによっても回転を示す検出情報が取得できなかった場合には、演算部１４は、時刻ｔ５、ｔ８、ｔ１１で示したような、元の長めの間隔に戻して、電源の間欠供給を行って検出情報をサンプリングするように動作する。なお、演算部１４は、回転を示す検出情報を取得できた場合には、その情報をメモリに記憶させる。
【００５７】
以上のように、実施の形態２によれば、イグニッションスイッチがオフした直後では、ＣＰＵに電源が供給された状態としている。この結果、イグニッションスイッチがオフした後に、ＣＰＵの判断に基づいて、第３電源部、演算部、回転センサ部を、イグニッションスイッチオフ時の動作を行うように起動させることができる。
【００５８】
さらに、ＣＰＵは、起動完了を確認した後に、ＣＰＵ自体も非動作状態とし、その後の制御を演算部１４に引き継ぐ構成を有している。この結果、先の実施の形態１と同様に、従って、イグニッションスイッチオフであっても回転情報を検出しつつ、回転情報の検出に必要な消費電流を極力低減することができる回転検出装置を実現できる。
【００５９】
さらに、回転センサを間欠動作させる間隔は、間隔を短くするように可変する場合には、間隔を元に戻すように可変する場合と比較して、より短い間隔ですばやく行うことができる。この結果、回転未検出とならないように、検出情報を適切なタイミングで取得可能となる。
【００６０】
なお、このような実施の形態２による構成を採用することで、回転センサ部自体は、イグニッションスイッチオン時とオフ時の両方に対して、同一の回路網で対応することができる。この結果、回転センサ部として、オン時とオフ時で２種類の回路を個別に用いる必要がなくなり、回路網も簡単化できるメリットもある。
【００６１】
間欠動作させる間隔を可変させる際には、検出信号の変化、例えば、加速度に応じて、短時間間隔、逆に長時間間隔に可変するようにしてもよい。
【００６２】
さらに、実施の形態２に係る回転検出装置は、イグニッションスイッチオフ時に検出された回転を示す情報をメモリに記憶させておく構成を備えている。このため、イグニッションスイッチオフ時に電源を供給すべき対象が、回転検出回路に集中され、回転検出回路の出力の一部が回転センサ部へ供給されるという構成とすることができる。従って、イグニッションスイッチオフ時において、演算部、センサ部の両方にそれぞれ電源を独立に供給する構成と比較して、回路構成も単純化でき、引いては装置の小型化、特にセンサ部の小型化を図ることができる。
【００６３】
実施の形態３．
本実施の形態３に係る回転検出装置の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。すなわち、演算部１４は、イグニッションスイッチ３のオフ時に作動、活躍するものである。ただし、本実施の形態３に係る演算部１４は、イグニッションスイッチ３のオン時においても、ＣＰＵ１５と並列に、回転角を演算、記憶できる機能を有している点が、先の実施の形態１、２に係る演算部１４と異なっている。
【００６４】
そこで、本実施の形態３に係る回転検出装置は、この機能を利用することで、イグニッションスイッチ３のオン時において、ＣＰＵ１５が演算した回転角と、演算部１４が演算した回転角とを比較し、両者の一致、不一致により、演算部１４およびＣＰＵ１５の正常、異常を判断することができる。ただし、通常、演算速度および精度は、ＣＰＵ１５の方が演算部１４よりも優れている。従って、両者の回転角の差異に対してある程度の余裕幅を持たせて、演算部１４およびＣＰＵ１５の正常、異常の判定を行う必要がある。
【００６５】
例えば、演算部１４は、ＣＰＵ１５と比較して、回転センサ部１６による検出情報の入力間隔が、２倍であり、遅いものであると仮定する。この場合、演算部１４の分解能は、ＣＰＵ１５の分解能に対して約１／２となる。そこで、演算部１４による演算結果とＣＰＵ１５による演算結果との比較を行う際には、両者の分解能の違いに応じた余裕幅を持たせる必要がある。
【００６６】
演算部１４は、演算した回転情報を、ＣＰＵ１５へ転送する。ＣＰＵ１５は、演算部１４から取得した回転情報と、自分が演算した回転情報とを比較し、余裕幅を考慮して両者が一致していれば、両者とも正常と判断できる。
【００６７】
ＣＰＵ１５は、もし不一致と判断した場合には、自分が演算、出力した制御量を加味して、回転情報の推定値を算出する。そして、ＣＰＵ１５は、推定値と両者で演算された回転情報のそれぞれとを比較して、どちらで演算された回転情報がより適切であるかを判断する。
【００６８】
なお、この判断に当たっては、推定値により近い回転情報が、必ずしもより適切であると判断できない場合も考えられる。例えば、一方の回転情報が、絶対値としては推定値に対してより近い場合であっても、両者の回転方向が異なっており、他方の回転情報と推定値とは回転方向が同じ場合には、他方の回転情報の方がより適切と判断できる場合も考えられる。そこで、ＣＰＵ１５は、推定値に対する偏差とともに、回転方向も考慮することで、より適切な回転情報を特定することとなる。
【００６９】
ここで、ＣＰＵ１５は、ＣＰＵ１５により演算された回転情報が正常と判断した場合には、従来どおりの制御を継続できる。一方、ＣＰＵ１５は、ＣＰＵ１５により演算された回転情報よりも演算部１４で演算された回転情報の方がより適切と判断した場合には、演算部１４で演算された回転情報に基づいて制御を継続することができる。
【００７０】
ただし、ＣＰＵ１５は、演算部１４で演算された回転情報の分解能が、自身が演算した回転情報の分解能よりも劣っているため、制御量を算出する際には、この分解能の違いを考慮した補正を行う必要がある。どちらの回転情報を採用するにしても、制御を継続することが可能であり、しばらくの間、車両の運転を続けることが可能である。
【００７１】
以上のように、実施の形態３によれば、イグニッションスイッチがオンしている際に、ＣＰＵによる回転情報の演算結果と、回転検出回路内の演算部による回転情報の演算結果とを比較できる構成を備えている。この結果、イグニッションスイッチがオンしている際に、ＣＰＵによる回転情報の演算結果の妥当性を判断できる。さらに、ＣＰＵによる回転情報の演算結果が妥当でない場合にも、演算部による回転情報の演算結果が妥当であれば、演算部により演算された回転情報を用いて制御を継続することが可能となる。
【００７２】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。先の実施の形態１における図１と同等部位には、同一符合を付している。
【００７３】
本実施の形態４に係る回転検出回路１０ｂは、電源部として、第１電源部１１ａおよび第３電源部１３ａの２種類が存在している。第１電源部１１ａは、バッテリ２から直接電流が供給される。さらに、第１電源部１１ａは、ライン２４を介してイグニッションスイッチ３のオン／オフ状態を読み取る。そして、第１電源部１１ａは、イグニッションスイッチ３がオンされていない場合には、起動しない構成となっている。この第１電源部１１ａは、ＣＰＵ１５に対して５Ｖ電源を供給する電源である。
【００７４】
一方、第３電源部１３ａは、バッテリ２から直接電流が供給される。さらに、第３電源部１３ａは、ライン２４を介してイグニッションスイッチ３のオン／オフ状態を読み取る。そして、第３電源部１３ａは、イグニッションスイッチ３がオンされている場合には、回転センサ部１６用の定電源として、５Ｖを出力する。また、第３電源部１３ａは、イグニッションスイッチ３がオンされていない場合には、回転センサ部１６用の定電源として、３．５Ｖを出力する。
【００７５】
すなわち、第３電源部１３ａは、イグニッションスイッチ３のオン／オフ状態に応じて、出力電圧を切り替える構成を有している。なお、この切り替えは、イグニッションスイッチ３に直接依存するものには限定されず、演算部１４ａでイグニッションスイッチ３の状態を判断して、出力電圧を切り替えるものであってもよい。後者の演算部１４ａで切り替える方式であれば、イグニッションスイッチ３のオン／オフ動作に対して、適切な遅延を加味して出力電圧を切り替えることが可能である。
【００７６】
さらに、演算部１４ａは、通信ライン１７ａを介して回転センサ部１６と接続されている。その一方で、演算部１４ａとＣＰＵ１５とを接続する通信ライン１７ｂには、演算部１４ａにより切り替え可能な遮断部２５が挿入されている。このような構成を有することで、イグニッションスイッチ３がオフ時には、遮断部２５により通信ライン１７ｂを遮断することで、無駄な信号がＣＰＵ１５へ流れ込まないようにできる。一方、イグニッションスイッチ３がオン時にのみ、遮断部２５をオン状態に切り換え、通信ライン１７ｂを接続する。
【００７７】
以上のように、実施の形態４によれば、定電源の出力を、イグニッションスイッチの状態に応じて切り換え制御可能な構成となっている。この結果、回転検出回路の回路網を簡単化することができ、回路網を小型化、低コスト化できる効果がある。
【００７８】
また、第３電源部１３ａの定電源は、イグニッションスイッチ３オン時には、この定電源出力をＣＰＵ１５へリファリンス電圧として供給することで、ＣＰＵ１５は、演算部１４ａとの検出誤差を抑制できる。
【００７９】
なお、第３電源部１３ａの定電源は、３．５Ｖの１本であってもよい。その際は、イグニッションスイッチ３オン時には、この定電源３．５ＶをＣＰＵ１５へリファリンス電圧として供給する必要がある。これにより、ＣＰＵ１５は、演算部１４ａとの検出誤差を抑制できる。
【００８０】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。先の実施の形態４における図４と同等部位には、同一符合を付している。
【００８１】
本実施の形態５に係るモータ５ａは、３相巻線型のモータである。従って、駆動回路６ａも、３相分の出力ラインを介して、モータ５ａに電力を供給している。本実施の形態５では、３相分の出力ラインの電圧をモニタするモニタ回路２６が追加されている。
【００８２】
モニタ回路２６は、出力ラインに発生した電圧が、ワイヤードＯＲにより１本にまとめられて、演算部１４ａに送信されている。モニタ回路２６は、モータ５の端子電圧をモニタしている。ここで、イグニッションスイッチ３がオフ時に、モータ５が強制的に回転させられた場合には、相巻線に誘起電圧が発生する。そして、発生した誘起電圧は、モニタ回路２６を介して、あらかじめ設定された値以上であると、演算部１４ａに入力される。
【００８３】
このモニタ回路２６を有することによって、演算部１４ａは、間欠間隔を長時間まで可変することができ、暗電流を低減できる。また、このモニタ回路２６を有することによって、モータの回転を誘起電圧により常時モニタできることになり、回転未検出を防止することができる。
【００８４】
モニタ回路２６は、モータの誘起電圧をモニタして、予め設定された以上の電圧が発生すると、演算部１４ａへ誘起電圧として発生した電圧が入力される。この発生電圧が演算部１４ａに入力されることで、演算部１４ａは、イグニッションスイッチ３がオフ時において、電源供給を直ちに実施することができる。つまり、モニタ回路２６は、誘起電圧を検出することで、演算部１４ａをウエイクアップさせるように作用する。
【００８５】
なお、モニタ回路２６により演算部１４ａが電源供給をした後は、しばらくの間、演算部１４ａは、連続電源供給を継続させることができる。さらに、演算部１４ａは、連続電源供給の間に回転を示す検出情報を取得できない場合には、電源供給を中断し、間欠供給をやめることも可能である。
【００８６】
また、第３電源部１３は、イグニッションスイッチ３がオン、オフに無関係に、同一の電圧を出力するように構成することも可能である。同一電源を出力する構成を採用した場合であっても、イグニッションスイッチオフ時の間欠電源供給により、消費電流を低減することは可能である。
【００８７】
以上のように、実施の形態５によれば、モータが強制的に回転させられた際に発生する誘起電圧を検出することで、演算部をウエイクアップさせる構成を備えている。この結果、間欠間隔を長時間まで可変することができ、暗電流を低減できるとともに、回転未検出を確実に防止することができる。
【００８８】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６における回転検出装置を含むシステム全体の回路図である。先の実施の形態１の図１と同等部位には同一符合を付している。図６は、回転センサがレゾルバ２７である点で、先の図１の構成と異なっている。レゾルバ式の回転センサ部１６ｂは、励磁信号２７ａを出力し、ｓｉｎ信号２７ｂ、ｃｏｓ信号２７ｃが入力される。そして、演算部１４は、ｓｉｎ信号２７ｂ、ｃｏｓ信号２７ｃに基づいて、モータ５の角度を算出する。
【００８９】
そのため、各信号を出力、入力する回転センサ部１６ｂが、演算部１４と接続されている。他の実施の形態１〜５と同様に、イグニッションスイッチ３がオン時には、回転センサ部１６ｂは、５Ｖ電源により励磁信号２７ａを出力する。一方、イグニッションスイッチ３がオフ時には、回転センサ部１６ｂは、３．５Ｖ電源により励磁信号２７ａを出力する。
【００９０】
検出信号であるｓｉｎ信号２７ｂ、ｃｏｓ信号２７ｃをチェックする場合、演算部１４は、イグニッションスイッチ３がオン時には、励磁信号２６ａの山、谷の両方のタイミングでモニタする。一方、演算部１４は、イグニッションスイッチ３がオフ時には、励磁信号２７ａの山、又は谷のみのタイミングでモニタする。さらには、演算部１４は、イグニッションスイッチ３がオフ時には、１個の山を飛ばしてモニタすることもできる。
【００９１】
以上のように、実施の形態６によれば、イグニッションスイッチ３の状態に応じて、電源電圧のみならず、モニタ間隔、つまり分解能を変更して、モータの回転をモニタする構成を備えている。この結果、従って、イグニッションスイッチがオフであっても回転情報を検出しつつ、回転情報の検出に必要な消費電流をより低減することができる回転検出装置を実現できる。
【００９２】
なお、第２電源部１２、第３電源部１３は、同一出力電圧であってもよい。ただし、できれば、イグニッションスイッチ３がオン時とオフ時により、その供給電流に差異を有し、オン時の方がオフ時よりも多めの電流を供給するように構成することが望ましい。
【００９３】
また、回転センサは、磁気センサのみならず、交流発電機のレゾルバであっても、同様に消費電流を抑制することは可能である。また、上述した各実施の形態では、イグニッションスイッチの状況に応じて電源電圧を変化させた。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されるものではない。イグニッションスイッチの状況にかかわらず、低い電源電圧で検出する構成であってもよい。この場合には、間欠検出による分解能の変化で、消費電流を抑制することになる。
【符号の説明】
【００９４】
１  制御ユニット、２  バッテリ、３  イグニッションスイッチ、４  ロータ、５、５ａ  モータ、６、６ａ  駆動回路、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、回転検出回路、１１、１２、１３  電源部、１４、１４ａ  演算部、１５  ＣＰＵ、１６、１６ａ、１６ｂ  回転センサ部、２０  選択器、２６  モニタ回路、２７  レゾルバ。
【図１】
2019097692.tif 000003
【図２】
2019097692.tif 000004
【図３】
2019097692.tif 000005
【図４】
2019097692.tif 000006
【図５】
2019097692.tif 000007
【図６】
2019097692.tif 000008
【国際調査報告】
2019097692.tif 000009
2019097692.tif 000010
2019097692.tif 000011
2019097692.tif 000012