专利名称：角速度检测装置以及角速度的错误检测方法
技术领域：
本发明涉及一种角速度检测装置，特别是涉及一种角速度的错误检测。
背景技术：
在下述专利文献I中，公开了如下与舵角传感器异常检测装置有关的发明将舵角传感器所输出的舵角变化量进行累积运算来算出运算舵角值，当舵角传感器所输出的舵角值与上述运算舵角值之间的偏差超过规定值时，判断为传感器异常。专利文献I :日本特开平11-59462号公报以往，如角度突发性地发生变化那样的噪声也容易被检测为错误。而且，以往，难以实现对于伴随噪声所产生的角速度变化不进行错误检测而将因故障引起的角速度的异常变化与噪声区分来进行错误检测。
发明内容
发明要解决的问题因此，本发明用于解决上述以往的问题，其目的在于提供一种对于伴随噪声所产生的角速度变化不进行错误检测而能够将因故障引起的角速度的异常变化与噪声区分来进行错误检测的角速度检测装置以及角速度的错误检测方法。用于解决问题的方案本发明的角速度检测装置的特征在于，具有计算单元，根据每隔比计算角速度时的单位时间短的时间间隔Tl检测出的角度求出各时间间隔Tl时刻的上述角速度，进一步根据向过去追溯上述时间间隔Tl而收集多次得到的各角速度来计算平均角速度；加计数器，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以正值确定的规定阈值以上时， 加上规定的数值a，并且当上述平均角速度小于上述阈值时，减去规定的数值b，以此求出第一计数值；以及减计数器，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以负值确定的规定阈值以下时，加上规定的数值c，并且当上述平均角速度大于上述阈值时，减去规定的数值d，以此求出第二计数值，在上述第一计数值或上述第二计数值超过规定的错误阈值时，判断为错误。另外，本发明的角速度的错误检测方法的特征在于，根据每隔比计算角速度时的单位时间短的时间间隔Tl检测出的角度求出各时间间隔Tl时刻的上述角速度，进一步根据向过去追溯上述时间间隔Tl而收集多次得到的各角速度来计算平均角速度，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以正值确定的规定阈值以上时， 加上规定的数值a，并且当上述平均角速度小于上述阈值时，减去规定的数值b，以此求出第一计数值，进一步地，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以负值确定的规定阈值以下时，加上规定的数值c，并且当上述平均角速度大于上述阈值时，减去规定的数值d，以此求出第二计数值，在上述第一计数值或上述第二计数值超过规定的错误阈值时，判断为错误。通过这样设置计数器，即使检测到异常的平均角速度，也不立即视为错误。而且，在本发明中，计数器不只一个，设置了对于平均角速度的阈值被确定为正值的加计数器和对于平均角速度的阈值被确定为负值的减计数器。例如在相对于时间的角度突发性地发生较大的变化的噪声模式中，由计算单元求出的平均角速度较大地偏向正值与负值这两方。此时在本发明中，在平均角速度较大地偏向正值的情况下，对加计数器进行计数，在平均角速度较大地偏向负值的情况下，对减计数器进行计数，因此能够将第一计数值和第二计数值这两方容易设定为小于错误阈值，不将噪声检测为错误。 本来想要进行错误检测的是例如在电路内发生短路等而以相对于时间的检测角度较大地偏向的状态继续保持其值的故障状态。在上述故障状态下，对于本发明的加计数器和减计数器中的一方，平均角速度超过阈值的时间变长，能够容易使伴随故障产生的计数值大于伴随噪声产生的计数值。因此，与以往相比，能够适当设定为使伴随噪声产生的计数值低于错误阈值而使伴随故障产生的计数值高于错误阈值的状态。因而，在本发明中，与以往相比，能够设为不对伴随噪声产生的角速度变化进行错误检测而能够对因故障引起的角速度的异常变化进行错误检测的结构，能够实现动作稳定性和错误检测精度优良的角速度检测装置以及角速度的错误检测方法。在本发明中，优选的是对各计数器加上的数值a、c大于减去的数值b、d。通过这样使加上的值大，能够使伴随噪声产生的最大计数值与伴随故障产生的最大计数值之差变大，能够容易设定错误阈值，能够设为动作稳定性和错误检测精度优良的结构。另外，在本发明中，优选的是减去数值b的减法运算是在进行减法运算时的上述第一计数值大于规定的下限值时进行，减去数值d的减法运算是在进行减法运算时的上述第二计数值大于规定的下限值时进行。通过设置对于减法运算的下限值，能够使各计数值的下限值与错误阈值的差始终成为固定值，能够更有效地提高错误检测精度。发明的效果根据本发明的角速度检测装置以及角速度的错误检测方法，与以往相比，能够设为不对伴随噪声产生的角速度变化进行错误检测而能够对因故障引起的角速度的异常变化进行错误检测的结构。
图I是角速度检测装置的立体图。图2是本实施方式中的电路图。图3是本实施方式中的微处理器的结构图。图4是表示“时间”、“角度A”、“角速度AS”、平均角速度、本实施方式中的加计数器和减计数器的各计数值、比较例中的计数器的计数值的想要作为噪声的模式的模拟结果。图5是表示“时间”、“角度A”、“角速度AS”、平均角速度、本实施方式中的加计数器和减计数器的各计数值、比较例中的计数器的计数值的想要作为噪声的模式的模拟结果。图6是表示“时间”、“角度A”、“角速度AS”、平均角速度、本实施方式中的加计数器和减计数器的各计数值、比较例中的计数器的计数值的想要作为噪声的模式的模拟结果。图7是表示“时间”、“角度A”、“角速度AS”、平均角速度、本实施方式中的加计数器和减计数器的各计数值、比较例中的计数器的计数值的想要检测为错误的模式的模拟结果O图8(a)是表示由本实施方式的加计数器算出的第一计数值的增减以及基于第一计数值的错误判断的流程图，图8(b)是表示由减计数器算出的第二计数值的增减以及基于第二计数值的错误判断的流程图。图9是表示由比较例的计数器算出的计数值的增减以及基于计数值的错误判断的流程图。附图标记说明9 :角速度检测装置；10 :磁传感器；11 :印刷电路基板；14 :磁体；20 :电路；21 :磁场检测部；22 :多路转接器；23 :运算放大器；24 :微处理器；25 :保存部；26 :加计数器；27 减计数器；28 :错误判断部；44 :控制部。
具体实施例方式图I是本实施方式中的角速度检测装置的立体图。图I所示的角速度检测装置9具有磁传感器10和磁体14。如图I所示，磁传感器 10具有印刷电路基板11以及与印刷电路基板11电连接的传感器元件12。磁传感器10和磁体14隔着间隔而配置(非接触)。图2是嵌入在磁传感器10内的电路20的电路图。如图2所示，电路20具有磁场检测部21、多路转接器22、运算放大器(差动放大器)23以及微处理器24。如图2所示，磁场检测部21由多个磁场检测元件(例如GMR元件)S1、S2、S3、S4、 S5、S6、S7、S8的桥接电路40,41构成。如图2所示，当磁体14(在图2中示意性地用虚线表示)旋转时，各磁场检测元件 SI S8的电特性发生变化，从第一桥接电路40输出SIN+信号和SIN_信号作为磁场检测信号，从第二桥接电路41输出COS+信号和COS—信号作为磁场检测信号。SIN+信号与SIN—信号以及COS+信号与C0S_信号的相位分别相差180度。另外，SIN+信号与COS+信号以及 SIN_信号与C0S_信号的相位分别相差90度。当通过图2所示的多路转接器22来选择SIN+信号和SIN_信号并输入到运算放大器23时，能够得到通过运算放大器23放大后的SIN信号。另外，当通过图2所示的多路转接器22来选择COS+信号和C0S_信号并输入到运算放大器23时，能够得到通过运算放大器23放大后的COS信号。通过微处理器24的图3所示的运算处理部19使用由运算放大器23生成的SIN 信号和COS信号来运算反正切值(arc tan)，基于反正切值得到磁体14的旋转角度。SIN 信号和COS信号每隔规定的时间间隔Tl被送至运算处理部19，从而能够每隔上述时间间隔 Tl得到磁体14的角度。图4表示想要作为噪声的模式(不进行错误检测的模式)的模拟结果。图4所示的左侧的图表表示“时间”与“角度”的关系，右侧的图表表示“时间”与“ASMAV(deg/s)”(平均角速度)的关系。在图表的下侧示出模拟结果的表。下面，主要根据表进行说明。图4的“时间”栏所示的各时间(0、1、2、3…)是例如以2ms为间隔(相当于上述时间间隔TI)刻出的。也就是说，“时间”栏的“ I ”表示从“O”起2ms后，“2”表示从“O”起4ms后…。图4的“角度A”栏是各“时间”时的磁体14的角度。在该模拟中，“时间”为5为止，角度为“O”。此外，在实际的使用状态下，磁体14进行旋转而“角度A”发生变化，但是在图4的模拟结果中，为了易于观察角度变化、角速度变化异常地大，设磁体14不运动，BP, 将角度O设为固定基准值来进行说明。在图5 图7中也同样。在图4的模拟中，当“时间”为“6”时，角度突发性地变大至“121” (也参照图4的表示角度变化的图表)。接着，当“时间”为“7”以后时，角度再次恢复为“O”。关于如“时间”为“6”时那样角度突发性地变化，考虑例如从外部作用大的磁力而影响从磁体14产生的磁场的情况。图4所示的“角速度AS”栏表示设为(deg/lOms)的角速度。因此，为了求出“时间” 为“6”时的角速度，求出从IOms之前的“时间” “I”时起至“时间” “6”之间的角度变化。 “时间”为“I”时的“角度A”是“0”，其IOms后的“时间”为“6”时的“角度A”是“121”，因此能够将“时间”为“6”时的“角速度AS” (deg/10ms)求出为“121”。另一方面，当“时间” 变为“ 7 ”时，“角度A”恢复为“O ”，而且“时间” “ 7 ”的IOms之前的“时间”为“ 2 ”，此时也是“角度A”为“O”。因此，“时间”为“7”时的“角速度AS”为“O”。如图4所示，可知“时间”为“ 11”时“角速度AS ”变为“ -121”。这是因为，“时间” 为“11”时“角度A”为“0”，从“时间” “11”起IOms之前的“时间”为“6”时“角度A”为 “121”。基于每隔比这样计算角速度时的单位时间(IOms)短的时间间隔(2ms)得到的“角度A”，求出图4所示的各“时间A”时刻的“角速度AS” (deg/10ms)。接着，在图4所示的“过去4次平均ASMAV”栏中，根据向过去追溯“时间”而收集 4次得到的各角速度算出平均角速度。例如当“时间”为“6”时，向过去追溯“时间”而得到的4次的角速度为“121” (时间为6时)和“O” (时间为3 5时)，因此将“121”除以4来得到“30. 3”的平均角速度 (deg/10ms)。在时间为“7”时，也是向过去追溯“时间”而得到的4次的角速度为“121” (时间为6时)和“0”(时间为4、5、7时)，因此平均角速度为“30.3”。时间为“8”、“9”时也同样。当时间为“10”时，向过去追溯“时间”而得到的4次的角速度全部为“O” (时间为 7 10)，因此平均角速度为“O”。当时间为“11”时，向过去追溯“时间”而得到的4次的角速度为“-121” (时间为 11时)和“O” (时间为8 10时)，因此将“-121”除以4，由此平均角速度(deg/10ms)为 “-30. 3”。以下，同样地求出。图4所示的“ASMAV (deg/s) ”是将图4所示的“过去4次平均ASMAV”栏的平均角速度的单位时间从“10ms”变更为“Is”而得到的。也请参照图4的右侧的“ASMAV(deg/ s)”(平均角速度)的图表。在图3的保存部25中保存图4所示的“时间”、“角度A”、“过去4次平均ASMAV”、 "ASMAV (deg/s) ”的各信息。这些信息中“角度A”和“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)的信息例如每隔IOms发送到(CAN发送定时)设备主体侧的控制部44。
“每隔10ms”是指，以图4所示的“时间”“0”为起点时，“时间”为“5”、“10”、“15”···时。在本实施方式中，以比IOms短的时间间隔Tl (2ms)求出“角度A”，并且追溯过去而收集4次来求出平均角速度。因此，虽然作为CAN发送定时的图4的“时间”为“5”、“ 10”、 “15”时“角度A”和“角速度AS”均为“0”，但是通过发送追溯过去求出的平均角速度，能够反映基于IOms期间内的角度变化的角速度的变化。如图4所示，在本实施方式中，在微处理器24内设置有加计数器26和减计数器 27。而且，从保存部25向各计数器26、27发送“时间”和“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度) 的信息。下面，还使用图8的流程图来说明本实施方式中的角速度的错误检测方法。图 8(a)是用于说明加计数器26中的第一计数值P的增减、错误判断的流程图，图8(b)是用于说明减计数器27中的第二计数值M的增减、错误判断的流程图。在图3所示的加计数器26中，当从保存部25送来的“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)为以正值确定的规定阈值以上时，加上数值3，当小于规定阈值时，减去数值1，以此求出第一计数值P。其中，减法运算是在第一计数值P大于O (下限值)的情况下进行的。在此，在加计数器26中确定的正值的阈值例如是3000 (deg/s)。另外，在图3所示的减计数器27中，当从保存部25送来的“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)为以负值确定的规定阈值以下时，加上数值3，当超过规定阈值时，减去数值1， 以此求出第二计数值M。其中，减法运算是在第二计数值M大于O (下限值)的情况下进行的。在此，在减计数器27中确定的负值的阈值例如是-3000 (deg/s)。如图8 (a)、(b)的各步骤STl所示，首先，通过加计数器26算出的第一计数值P和通过减计数器27算出的第二计数值M都是O (下限值)。因此，由于如图4所示“时间”为“O”至“5”时“ASMAV (deg/s)”(平均角速度)为 “0”，因此在加计数器26中，在图8(a)的步骤ST2中平均角速度都低于阈值3000 (deg/s)。 因此，转移到步骤ST3，但是由于第一计数值P为0，因此不进行减法运算而直接返回到步骤ST2。因此，如图4所示，“时间”为“O”至“5”时通过加计数器算出的第一计数值P仍为 “O”。同样地，在减计数器27中，在图8(b)的步骤ST2中平均角速度都超过阈值-3000 (deg/ S)。因此，转移到步骤ST3，但是由于第二计数值M为0，因此不进行减法运算而直接返回到步骤ST2。因此，如图4所示，“时间”为“O”至“5”时通过减计数器算出的第二计数值M仍为 “O，，。如图4所示，“时间”为“6” “9”时“ASMAV (deg/s)” (平均角速度)为“3025，，。 因此在加计数器26中，在图8(a)的步骤ST2中平均角速度都超过阈值(3000deg/s)。因此，转移到步骤ST4，对第一计数值P加上数值3。接着转移到步骤ST5，判断第一计数值P 是否超过错误阈值。例如在本实施方式中，将错误阈值确定为“20”。如图4所示，在加计数器26中，直到“时间”为“9”为止相加数值3而第一计数值变大至“ 12”，但是由于低于错误阈值，因此不被判断为错误，而从图8 (a)的步骤ST5返回到步骤ST2。另外，如图4所示，当“时间”变为“10”以后时，“ASMAV(deg/s) ”(平均角速度)都是3000 (deg/s)以下，因此在加计数器26中，在步骤ST3中从第一计数值P减去数值I (参照图4和图8(a)的步骤ST6)。如果继续进行减法运算，则不久能够将第一计数值P恢复为初始值(P = O)。另一方面，在减计数器27中，“时间”为“10”为止，“ASMAV(deg/s) ” (平均角速度)超过作为阈值的“-3000deg/S”，第二计数值仍为“O”。“时间”为“11” “14”时的 “ ASMAV (deg/s)”(平均角速度)为“-3025”。因此，在减计数器27中，在图8 (b)的步骤ST2 中平均角速度都低于阈值(_3000deg/s)。因此转移到步骤ST4，对第二计数值M加上数值
3。接着转移到步骤ST5，判断第二计数值M是否超过错误阈值。例如在本实施方式中，将错误阈值确定为“20”。如图4所示，在减计数器27中，“时间”为“ 11” “ 14”时加上数值3而第二计数值M变大至“12”，但是由于低于错误阈值，因此不被判断为错误，而从图8(b)的步骤ST5返回到步骤ST2。另外，如图4所示，当“时间”变为“15”以后时，“ ASMAV (deg/s) ” (平均角速度) 都超过-3000 (deg/s)，因此在减计数器27中，在步骤ST3中从第二计数值M减去数值I (参照图4和图8(b)的步骤ST6)。如图4所示，通过加计数器26算出的第一计数值P的最大值和通过减计数器27 算出的第二计数值M的最大值都是12，都低于错误阈值“20”，因此图4所示的模拟结果在本实施方式中被视为噪声而不检测为错误。图5与图4同样地表示想要作为噪声的模式(不进行错误检测的模式)的模拟结果。在图5中，如左侧的图表所示，“时间”为“6”和“8”时的这两次角度突发性地变大。图5所示的“角速度AS”、“过去4次平均ASMAV”、“ASMAV(deg/s) ”是通过与图4 相同的计算方法来计算出的。而且，将“ASMAV(deg/s)”(平均角速度)与分别在图3所示的加计数器26及减计数器27中设定的阈值进行比较，来使各计数值增减(参照图5、图8)。 由此，如图5所示，由加计数器26算出的第一计数值P和由减计数器27算出的第二计数值 M都是最大为15。此时，当与图4同样地将错误阈值设定为“20”时，各计数值低于错误阈值，因此图5的模拟结果被视为噪声而不检测为错误。图6与图4、图5同样地表示想要作为噪声的模式(不进行错误检测的模式)的模拟结果。如图6的左侧的图表所示，与图4、图5相比相对于“时间”的角度变化稍微缓慢， 但是希望将如图6那样的角度变化也与图4、图5同样地判断为噪声。图6所示的“角速度AS”、“过去4次平均ASMAV”、“ASMAV(deg/s) ”是通过与图4 相同的计算方法来计算出的。而且，将“ASMAV(deg/s)”(平均角速度)与在图3所示的加计数器26及减计数器27中设定的阈值进行比较，来使各计数值增减(参照图6、图8)。由此，如图6所示，由加计数器26算出的第一计数值P和由减计数器27算出的第二计数值M 都是最大为12。此时，当与图4、图5同样地将错误阈值设定为“20”时，各计数值低于错误阈值，因此图6的模拟结果被视为噪声而不检测为错误。另一方面，图7与图4 图6不同，表示不是噪声而是想要错误检测的模式的模拟结果。如图7的左侧的图表所示，当“时间”从“5”变化为“6”时，角度从“O”突发性地变大至“121”，“时间”为“6”以后一直继续维持“121”的角度。希望将这种状态作为图5所示的电路20内的短路等故障而检测为错误，而不是判
8断为噪声。如图7所示，“时间”为“ O ”至“ 5 ”时“角度A ”为“ O ”，但是“时间”为“ 6 ”以后， “角度A”继续保持“121”。如图7所示，“角速度AS” (deg/10ms)在“时间”为“6” “ 10”时为“ 121”，但是当“时间”变为“ 11”以后时，与IOms之前的“角度A”相比无变化(角度变化为O)，因此当 “时间”变为“11”以后时，“角速度AS” (deg/10ms)变为“O”。而且，如图7所示，求出“过去4次平均ASMAV”、“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)。 计算方法如在图4中说明的那样。相对于各“时间”的“ASMAV(deg/s) ”(平均角速度)在图7的右图中表不为图表。当对比图4 图6与图7时，图7与图4 图6相比“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)变为非常高的数值，并且高的“ASMAV (deg/s)”(平均角速度)的状态持续长时间。另外，如图7所示，“ASMAV(deg/s) ”(平均角速度)全部都是“O”以上，不会成为负值。当将图7中得到的“ASMAV (deg/s)”(平均角速度)与阈值(加计数器26中的阈值是3000，减计数器中的阈值是-3000)进行比较来通过本实施方式的加计数器26和减计数器27计算各计数值时，通过加计数器26算出的第一计数值P最大变大至“24”。另一方面，通过减计数器27算出的第二计数值M仍为“O”。如图8(a)的流程图所示，当通过加计数器26算出的第一计数值P在步骤ST5中超过作为错误阈值的“20”时，输出错误信号(步骤ST7)。此外，在图7的模拟结果中，通过加计数器26算出的第一计数值P超过错误阈值， 但是如果“角度A”较大地偏向负值，则通过减计数器27算出的第二计数值M在图8 (b)的步骤ST5中超过作为错误阈值的“20”，输出错误信号(图8(b)的步骤ST7)。这样，图7的模拟结果不被视为噪声而能够作为故障来检测为错误。下面以对上述本实施方式只设置一个计数器的方式作为比较例进行说明。比较例中的流程图是图9。在比较例中，在“ASMAV(deg/s) ” (平均角速度)的绝对值为3000deg/s (阈值)以上的情况下，加上数值3，在低于3000deg/s的情况下，减去数值I来求出计数值。即，在一个计数器中，利用平均角速度变为3000deg/s以上时和变为-3000deg/s以下时的异常的正负值这两方来进行数值3的加法运算。首先，关于图4的模拟结果，在比较例中，图4的“时间”为“6” “9”、“11” “14” 时“ASMAV(deg/s) ” (平均角速度)的绝对值超过3000deg/s (阈值)，因此从图9的步骤 ST8转移到步骤ST9，如果已经不是错误状态，则在步骤STlO中作为计数值而继续相加数值
3。然后，在步骤STll中，判断计数值是否超过错误阈值(与上述实施方式同样地将错误阈值设定为“20”)。此外，如果“ASMAV (deg/s) ” (平均角速度)的绝对值低于3000deg/s (阈值)，则从步骤ST8转移到步骤ST12，如果处于计数值大于“O”的状态，则在步骤ST13中从计数值减去数值I。在图4的模拟结果中，当如比较例那样将计数器设为一个时，计数值最大变大至 23。其结果，在图9的步骤STll中，计数值超过“20”而输出错误信号(步骤ST14)。在图5、图6的模拟结果中也是当如比较例那样将计数器设为一个时，计数值超过 “20”，因此输出错误信号。
因此，在比较例中，导致将图4 图6的模拟结果进行错误检测，无法作为噪声而忽略。因此，在比较例的情况下，例如如果将对于计数值的错误阈值设为大于本实施方式的“20”，则图4 图6的模拟结果也能够被判断为噪声(不进行错误检测)。对于图5的模拟结果的比较例中的计数值最大为“29”，因此例如在比较例中将错误阈值变更为“30”。 于是，在比较例中也能够将图4 图6的模拟结果全部都判断为噪声，而不检测为错误。然而，在图7的本来想要进行错误检测的模拟结果中，比较例中的计数值最大为 “24”，因此如果将错误阈值提高至“30”，则导致在比较例中图7也被判断为噪声，而不检测为错误。在本实施方式中，通过设置计数器26、27，即使检测到异常的平均角速度，也不立即视为错误。这一点在比较例中也相同，但是在本实施方式中，特征还在于，计数器不只一个，设置了对于平均角速度的阈值被确定为正值的加计数器26和对于平均角速度的阈值被确定为负值的减计数器27。因此，即使如图4 图6那样角度突发性地发生较大的变化而处于通过微处理器 24内的运算处理部19 (计算单元)求出的平均角速度(图4 图7的“ASMAV(deg/s)”) 较大地偏向正值与负值这两方的状态，在平均角速度较大地偏向正值的情况下，对加计数器26进行计数，在平均角速度较大地偏向负值的情况下，对减计数器27进行计数，因此能够将通过加计数器26求出的第一计数值和通过减计数器27求出的第二计数值这两方容易设定为小于错误阈值，不将噪声检测为错误。本来想要进行错误检测的是例如在电路20内发生短路等而以相对于时间的检测角度较大地偏向的状态继续保持其值的故障状态(图7)。在上述故障状态下，对于本实施方式的加计数器26和减计数器27中的一方，平均角速度超过阈值的时间变长，能够使伴随故障产生的计数值大于伴随噪声产生的计数值。例如在图4 图5中，加计数器26和减计数器27的各计数值的最大值为“15”，但是在图7中，将加计数器26的第一计数值最大能够设为“24”。因此，能够适当设定为使伴随噪声产生的计数值(图4 图6)低于错误阈值而使伴随故障产生的计数值(图7)高于错误阈值的状态。另一方面，在比较例中，伴随图5的噪声产生的计数值超过伴随图7的故障产生的计数值，因此无法设为不对伴随噪声产生的角速度变化进行错误检测而能够对伴随故障产生的异常的角速度变化进行错误检测的结构。在比较例中，处于将噪声和故障这两方进行错误检测或者不将两方进行错误检测的状态。与此相对，在本实施方式中，能够设为不对伴随噪声产生的角速度变化进行错误检测而能够对因故障引起的角速度的异常变化进行错误检测的结构，能够实现动作稳定性和错误检测精度优良的角速度检测装置以及角速度的错误检测方法。另外，在本实施方式中，对各计数器26、27相加的数值a、c例如设为“3”，减去的数值b、d例如设为“1”，使相加的值大于减去的值，由此能够使伴随噪声(图4 图6)产生的最大计数值与伴随故障(图7)产生的最大计数值之差变大，能够容易设定错误阈值， 能够设为动作稳定性和错误检测精度优良的结构。另外，被控制成数值b的减法运算是在减法运算时的上述第一计数值P大于规定的下限值时进行，数值d的减法运算是在减法运算时的上述第二计数值M大于规定的下限值时进行。S卩，将各计数值的下限值例如设定为“0”，在图8(a)、(b)的步骤ST3中，在计数值大于“O”的情况下，在步骤ST6中从各计数值减去I。当设为不设置下限值的结构时，例如在计数值降低至某种程度的情况下，需要进行将减去的值变更为比“ I ”更小的值等控制，来进行调整使得计数值不会太�。佣种拼砦蠹觳饬槊舳鹊慕档�。然而，如上所述那样一边观察当前计数值一边变更减去的值等会对控制系统施加负担，因此在如本实施方式那样设置对于减法运算的下限值的情况下，能够使各计数值的下限值与错误阈值的差始终成为固定值，不会使控制系统变复杂而更有效地提高错误检测精度。与图3的微处理器24所示的加计数器26和减计数器27分开设置错误判断部28， 在该错误判断部28中，能够进行图8(a)、(b)所示的步骤ST5、ST7。或者，还能够控制成在各计数器26、27内进行这种错误判断。当检测到错误时，向控制部44发送错误信号。接收到错误信号的控制部44例如使驱动完全停止。另外，还能够将错误信号发送到保存部25来停止以IOms为间隔发送到控制部44的“角度A”和“ASMAV(deg/s) ”(平均角速度)的发送。关于如何使用错误信号， 能够根据嵌入本实施方式的角速度检测装置9的机型等来适当变更。例如本实施方式的角速度检测装置能够构成为舵角传感器。在本实施方式中，即使检测到角速度的异常也不立即视为错误，而能够高精度地对伴随故障产生的角速度的异常变化进行错误检测，因此能够提高动作稳定性和可靠性。
权利要求
1.一种角速度检测装置，其特征在于，具有计算单元，根据每隔比计算角速度时的单位时间短的时间间隔Tl检测出的角度求出各时间间隔Tl时刻的上述角速度，进一步根据向过去追溯上述时间间隔Tl而收集多次得到的各角速度来计算平均角速度；加计数器，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以正值确定的规定阈值以上时，加上规定的数值a，并且当上述平均角速度小于上述阈值时，减去规定的数值 b，以此求出第一计数值；以及减计数器，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以负值确定的规定阈值以下时，加上规定的数值C，并且当上述平均角速度大于上述阈值时，减去规定的数值 d，以此求出第二计数值，在上述第一计数值或上述第二计数值超过规定的错误阈值时，判断为错误。
2.根据权利要求I所述的角速度检测装置，其特征在于，对各计数器加上的数值a、c大于减去的数值b、d。
3.根据权利要求I或2所述的角速度检测装置，其特征在于，减去数值b的减法运算是在进行减法运算时的上述第一计数值大于规定的下限值时进行，减去数值d的减法运算是在进行减法运算时的上述第二计数值大于规定的下限值时进行。
4.一种角速度的错误检测方法，其特征在于，根据每隔比计算角速度时的单位时间短的时间间隔Tl检测出的角度求出各时间间隔 Tl时刻的上述角速度，进一步根据向过去追溯上述时间间隔Tl而收集多次得到的各角速度来计算平均角速度，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以正值确定的规定阈值以上时，加上规定的数值a，并且当上述平均角速度小于上述阈值时，减去规定的数值b，以此求出第一计数值，进一步地，当每经过上述时间间隔Tl计算出的上述平均角速度为以负值确定的规定阈值以下时，加上规定的数值c，并且当上述平均角速度大于上述阈值时，减去规定的数值 d，以此求出第二计数值，在上述第一计数值或上述第二计数值超过规定的错误阈值时，判断为错误。
5.根据权利要求4所述的角速度的错误检测方法，其特征在于，对各计数器加上的数值a、c设定为大于减去的数值b、d的值。
6.根据权利要求4或5所述的角速度的错误检测方法，其特征在于，减去数值b的减法运算是在进行减法运算时的上述第一计数值大于规定的下限值时进行，减去数值d的减法运算是在进行减法运算时的上述第二计数值大于规定的下限值时进行。
全文摘要
目的在于提供一种对于伴随噪声所产生的角速度变化不进行错误检测而能够将因故障引起的角速度的异常变化与噪声区分来进行错误检测的角速度检测装置以及角速度的错误检测方法。本实施方式的角速度检测装置在加计数器中，当每隔“时间”算出的平均角速度“ASMAV(deg/s)”为例如3000deg/s以上时，加上3，并且小于3000deg/s时，减去1，以此求出第一计数值P。在减计数器中，当上述平均角速度“ASMAV(deg/s)”为例如-3000deg/s以下时，加上3，并且大于-3000deg/s时，减去1，以此求出第二计数值M。当各计数值超过规定的错误阈值(例如20)时判断为错误。
文档编号G01P3/44GK102608357SQ20121001725
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月24日
发明者奥村博文, 水泽司 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
