專(zhuān)利名稱(chēng):旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。
背景技術(shù):
在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等中使用的無(wú)刷電機(jī)是通過(guò)與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度相對(duì)應(yīng)地向定子繞組通電來(lái)控制的。于是,例如已知有圖12所示的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置具備包含具有2個(gè)磁極N、S的磁鐵的轉(zhuǎn)子1、以轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心相隔90°的角度而配置的2個(gè)磁傳感器11、12。各磁傳感器11、12輸出相互具有90°的相位差的正弦波信號(hào)。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置根據(jù)這2個(gè)正弦波信號(hào)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角。將圖12中由箭頭所示的方向設(shè)為轉(zhuǎn)子1的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。并且,設(shè)定若轉(zhuǎn)子 1向正方向旋轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角變大,若轉(zhuǎn)子1向反方向旋轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角變小。對(duì)于轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角θ,若從一個(gè)磁傳感器11輸出Vl =Al · sine的輸出信號(hào)VI,則從另一個(gè)磁傳感器12輸出V2 = A2 · sin(6 +90° ) = A2 · cos θ的輸出信號(hào)V2。Α1、Α2分別表示振幅。若將上述的振幅Al、Α2視為是彼此相等的值Α,或者對(duì)兩信號(hào)Si、S2進(jìn)行歸一化以使得兩振幅成為規(guī)定的規(guī)定值Α,則一方的輸出信號(hào)Vl被表示為Vl = A ^in θ,另一方的輸出信號(hào)V2被表示為V2 = A · cos θ。并且,若A = 1,則一方的輸出信號(hào)Vl被表示為 Vl = sin θ,另一方的輸出信號(hào)V2被表示為V2 = cos θ。于是,為了便于說(shuō)明,將磁傳感器 11、12 的輸出信號(hào) V1、V2 表示為 Vl = sin θ、V2 = sin( θ +90° ) = cos θ。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角θ可以利用兩輸出信號(hào)VI、V2,例如根據(jù)下式(1)來(lái)求出。θ = tarT1 (sin θ /cos θ )= tarT1 (sin θ/sin( θ+90° ))= tan_1(Vl/V2). . . (1)圖2示出了針對(duì)轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角θ的、磁傳感器11、12的輸出信號(hào)Vl( = Sin0)、 V2( = sin(6 +90° ))以及上述式(1)的右邊的sin θ /sin(6 +90° )的變化。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2001-3M321號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2004-156961號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2008-241411號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本實(shí)開(kāi)平5-55022號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2002-213944號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6 日本特表平9-508214號(hào)公報(bào)在上述那樣的現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置中,在根據(jù)上述式(1)計(jì)算轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角 θ時(shí),若sin θ/cos θ的分母cos θ接近零,則運(yùn)算誤差變大。因此,如圖2中斜線部分所示那樣,在轉(zhuǎn)子角度是90°附近的范圍內(nèi)或者270°附近的范圍內(nèi)的情況下,cose (= sin(0+9O° ))的絕對(duì)值變小,因此根據(jù)tarTHsine/cose)計(jì)算的旋轉(zhuǎn)角θ的誤差變大。
發(fā)明內(nèi)容
于是,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高檢測(cè)精度的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。另外,在上述那樣的現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置中,由于磁傳感器的輸出信號(hào)所含的噪聲的影響有時(shí)會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)誤差。于是,為了降低這樣的檢測(cè)誤差,考慮通過(guò)將根據(jù)磁傳感器的輸出信號(hào)檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角在時(shí)間方向上平均化來(lái)求出最終的旋轉(zhuǎn)角。但是,若采用上述的處理,則在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的情況下,旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)的響應(yīng)性變差。于是,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在維持較高的響應(yīng)性的同時(shí)降低由噪聲的影響所導(dǎo)致的檢測(cè)誤差的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。本發(fā)明的第1旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置是具有根據(jù)旋轉(zhuǎn)體(1)的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的第1、第2和第3正弦波信號(hào)的第1、第2和第3傳感器(11 13,61 63),并基于上述的傳感器的輸出信號(hào)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(20,70), 其具備旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元01,22,71 73),其按照上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào)的組合、上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào)的組合以及上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào)的組合中的2個(gè)以上的組合中的每個(gè)組合,基于該組合所包含的 2個(gè)正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角;和最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元03, 74),其利用由上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元計(jì)算出的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角,來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。另外,在該項(xiàng)中括弧內(nèi)的英文數(shù)字表示后述的實(shí)施方式中的對(duì)應(yīng)構(gòu)成要素等。但是,其并不是意味應(yīng)將本發(fā)明限定并解釋為該實(shí)施方式。對(duì)于根據(jù)相互具有相位差的2個(gè)正弦波信號(hào)計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角,該運(yùn)算所使用的運(yùn)算式會(huì)導(dǎo)致存在運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍。由旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元計(jì)算的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角是根據(jù)正弦波信號(hào)不同的組合而計(jì)算出的,因此它們的運(yùn)算所使用的運(yùn)算式不同。因此,在這些多個(gè)旋轉(zhuǎn)角之間,運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍不同。根據(jù)上述構(gòu)成,能夠利用多個(gè)旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算運(yùn)算誤差較小的旋轉(zhuǎn)角。因此,能夠提高旋轉(zhuǎn)角的檢測(cè)精度。另外,根據(jù)該構(gòu)成,由于基于由旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元計(jì)算出的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角,所以能夠降低因傳感器的輸出信號(hào)所包含的噪聲的影響而導(dǎo)致的檢測(cè)誤差。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中,上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(21),其基于第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角;和第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(22),其基于上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角。并且,上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元利用上述第1 旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。在該構(gòu)成中,基于第1正弦波信號(hào)和第2正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角。另外,基于第2正弦波信號(hào)和第3正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角。并且,利用第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。對(duì)于根據(jù)相互具有相位差的2個(gè)正弦波信號(hào)計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角,該運(yùn)算使用的運(yùn)算式會(huì)導(dǎo)致存在運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍。由于第1旋轉(zhuǎn)角是根據(jù)第1正弦波信號(hào)和第 2正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算的,第2旋轉(zhuǎn)角是根據(jù)第2正弦波信號(hào)和第3正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算的,所以兩者的運(yùn)算所用的運(yùn)算式不同。因此,對(duì)于第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角,運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍不同。根據(jù)上述構(gòu)成,能夠利用第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算運(yùn)算誤差較小的旋轉(zhuǎn)角。因此,能夠提高旋轉(zhuǎn)角的檢測(cè)精度。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中,上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備旋轉(zhuǎn)角推算單元 (31),其推算上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角;和運(yùn)算單元(32),其根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。上述運(yùn)算單元(3 可以根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,將上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角中運(yùn)算誤差較小一方的旋轉(zhuǎn)角選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角?;蛘撸鲜鲞\(yùn)算單元可以對(duì)上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角,分別進(jìn)行與由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值相對(duì)應(yīng)的加權(quán)并進(jìn)行相加,由此求出最終的旋轉(zhuǎn)角。上述旋轉(zhuǎn)角推算單元(31)可以計(jì)算上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角的平均值作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值。另外,作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值,例如可以使用第1旋轉(zhuǎn)角、第2旋轉(zhuǎn)角等。另外,也可以在第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角的其中任一個(gè)被最初選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角之后,將當(dāng)前選擇的第1或者第2旋轉(zhuǎn)角用作旋轉(zhuǎn)角推算值。并且,可以在最終的旋轉(zhuǎn)角被最初計(jì)算出后,將上次計(jì)算出的最終的旋轉(zhuǎn)角用作這次的旋轉(zhuǎn)角推算值。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中,上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(71), 其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1 旋轉(zhuǎn)角;第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(72),其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角;和第3旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(73),其基于上述第2 正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第3旋轉(zhuǎn)角。并且, 上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元基于上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。在該構(gòu)成中,基于第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角。另外,基于第1正弦波信號(hào)和第3正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角。另外,基于第2正弦波信號(hào)和第3正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第3旋轉(zhuǎn)角。并且,基于第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。具體而言,例如可以計(jì)算出第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角的平均值或者中間值來(lái)作為最終的旋轉(zhuǎn)角。 另外,也可以將第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角中偏離幅度最大的角除去,計(jì)算出其他2個(gè)的平均值來(lái)作為最終的旋轉(zhuǎn)角。根據(jù)該構(gòu)成,由于基于第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角,所以能夠降低因傳感器的輸出信號(hào)所包含的噪聲的影響而導(dǎo)致的檢測(cè)誤差。另外,由于最終的旋轉(zhuǎn)角是基于根據(jù)相同時(shí)刻產(chǎn)生的傳感器輸出信號(hào)計(jì)算出的第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角而計(jì)算出的,所以在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)時(shí)不會(huì)發(fā)生時(shí)間延遲。因此即使在旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速較大的情況下,也能夠?qū)崿F(xiàn)較高的響應(yīng)性。即,根據(jù)該構(gòu)成,在維持較高的響應(yīng)性的同時(shí),能夠降低因噪聲的影響而導(dǎo)致的檢測(cè)誤差。另外,在該構(gòu)成中,在計(jì)算第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角的情況下,將相同的傳感器的輸出信號(hào)共用于多個(gè)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算。具體而言,第1正弦波信號(hào)被共用于第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算,第2正弦波信號(hào)被共用于第1旋轉(zhuǎn)角和第3旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算,第3正弦波信號(hào)被共用于第2旋轉(zhuǎn)角和第3旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算。因此,與不將相同的傳感器的輸出信號(hào)共用于多個(gè)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算的情況相比,具有傳感器的個(gè)數(shù)減少也可解決問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中,上述第1傳感器針對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角θ,輸出被表示為Vl = Sine的第1正弦波信號(hào)VI。另外,上述第2傳感器針對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角θ,輸出利用上述第1和第2正弦波信號(hào)的相位差α而表示為V2 = sin( θ + α )的第2正弦波信號(hào)V2。另外,上述第3傳感器針對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角θ,輸出利用上述第1和第 3正弦波信號(hào)的相位差β而表示為V3 = sin( θ + β )的第3正弦波信號(hào)V3。并且,上述第 1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元利用下式(i)來(lái)求出第1旋轉(zhuǎn)角θ1 5另外,上述第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元利用下式(ii)來(lái)求出第2旋轉(zhuǎn)角θ2。另外,上述第3旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元利用下式(iii)來(lái)求出第3旋轉(zhuǎn)角θ3。[數(shù)式1]^1= tan ——i-——■ - -Ci)
ccm-θ其中,cos θ ~.................................................................................—...............................................................................—
ζ、丨 ‘Sinaiθtan ——————- · * < it)
‘cos β
rm如 1 甘Γ+η V3-V1 cose
L0038J 其中,cos θ = ———————-~
sin βθ 3 = θ ' 3-α ... ( )
rmmi 廿Λ' * -1 V2其中,fta= tan -
COS W
「…ηV3-V2 - coei ooS0 =--在該構(gòu)成中,利用式⑴求出第1旋轉(zhuǎn)角Θ”利用式(ii)求出第2旋轉(zhuǎn)角θ2,利用式(iii)求出第3旋轉(zhuǎn)角θ3?;谶@樣求出的第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋角。本發(fā)明的第2旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置是具有根據(jù)旋轉(zhuǎn)體(1)的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的第1和第2正弦波信號(hào)的第1和第2傳感器(11,12),并且基于上述的傳感器的輸出信號(hào)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(40),具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(41),其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),利用規(guī)定的第1運(yùn)算式來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角;第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(42),其基于上述第1 正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),利用與上述第1運(yùn)算式不同的規(guī)定的第2運(yùn)算式來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角;和最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元(43),其利用上述第1 旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。在該構(gòu)成中,基于第1正弦波信號(hào)和第2正弦波信號(hào),利用規(guī)定的第1運(yùn)算式來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角。另外,基于第1正弦波信號(hào)和第2正弦波信號(hào),利用與第1運(yùn)算式不同的規(guī)定的第2運(yùn)算式來(lái)計(jì)算相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角。并且,利用第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。對(duì)于根據(jù)相互具有相位差的2個(gè)正弦波信號(hào)計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角,因該運(yùn)算所用的運(yùn)算式而導(dǎo)致存在運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍。在上述構(gòu)成中,由于對(duì)于第1旋轉(zhuǎn)角和第 2旋轉(zhuǎn)角,其運(yùn)算所用的運(yùn)算式不同,所以運(yùn)算誤差變大的旋轉(zhuǎn)角的范圍不同。根據(jù)上述構(gòu)成,能夠利用第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算運(yùn)算誤差較小的旋轉(zhuǎn)角。因此,能夠提高旋轉(zhuǎn)角的檢測(cè)精度。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中,上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備旋轉(zhuǎn)角推算單元 (51),其推算上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角;和運(yùn)算單元(52),其根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。上述運(yùn)算單元(5 可以根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,從上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角中,將運(yùn)算誤差較小一方的旋轉(zhuǎn)角選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角。 或者,上述運(yùn)算單元可以對(duì)上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角,分別進(jìn)行與由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值相對(duì)應(yīng)的加權(quán)并進(jìn)行相加,由此求出最終的旋轉(zhuǎn)角。上述旋轉(zhuǎn)角推算單元(51)可以計(jì)算出上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角的平均值來(lái)作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值。另外,作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值,例如可以使用第1旋轉(zhuǎn)角、第2 旋轉(zhuǎn)角等。另外,可以在第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角的其中任一個(gè)被最初選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角之后,將當(dāng)前選擇的第1或者第2旋轉(zhuǎn)角用作旋轉(zhuǎn)角推算值。并且,可以在最終的旋轉(zhuǎn)角被最初計(jì)算出后,將上次計(jì)算出的最終的旋轉(zhuǎn)角用作這次的旋轉(zhuǎn)角推算值。本發(fā)明的上述的、或者其他的目的、特征以及效果通過(guò)在后面參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的說(shuō)明會(huì)更加明確。
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的構(gòu)成的示意圖。圖2是用于說(shuō)明第1旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算誤差的大范圍的說(shuō)明圖。圖3是用于說(shuō)明第2旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算誤差的大范圍的說(shuō)明圖。圖4是用于說(shuō)明旋轉(zhuǎn)角選擇部的動(dòng)作的說(shuō)明圖。圖5是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理的流程的流程圖。圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的構(gòu)成的示意圖。圖7是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理的流程的流程圖。圖8是用于說(shuō)明通過(guò)對(duì)第1旋轉(zhuǎn)角和第2旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角的方法的說(shuō)明圖。圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的構(gòu)成的示意圖。圖10是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置的詳細(xì)構(gòu)成的功能框圖。圖11是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理的流程的流程圖。圖12是用于說(shuō)明現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖,對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于用于檢測(cè)無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的情況下的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的構(gòu)成的示意圖。該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置例如能夠用于檢測(cè)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置例如具有對(duì)應(yīng)于無(wú)刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)用轉(zhuǎn)子1(以下稱(chēng)為 “轉(zhuǎn)子1”)。轉(zhuǎn)子1包含具有2個(gè)磁極N、S的磁鐵。以上這點(diǎn)對(duì)于后述的第2和第3實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置也同樣。在轉(zhuǎn)子1的周?chē)?個(gè)磁傳感器11、12、13在轉(zhuǎn)子1的圓周方向上空開(kāi)間隔而配置。 有時(shí)將這3個(gè)磁傳感器11、12、13分別稱(chēng)為第1磁傳感器11、第2磁傳感器12和第3磁傳感器13。作為磁傳感器,例如可以利用具備霍爾元件、磁阻元件(MR元件)等具有因磁場(chǎng)的作用而導(dǎo)致電特性變化的特性的元件的傳感器。第1磁傳感器11和第2磁傳感器12以轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心,相隔α的角度而配置。第1磁傳感器11和第3磁傳感器13以轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心,相隔大于 α的β角度而配置。在該實(shí)施方式中,α被設(shè)定為90°,β被設(shè)定為180°。因此,在該實(shí)施方式中,第2磁傳感器12和第3磁傳感器13之間的角度間隔為90°。將圖1中由箭頭所示的方向設(shè)為轉(zhuǎn)子1的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。并且,設(shè)定若轉(zhuǎn)子1 向正方向旋轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角變大,若轉(zhuǎn)子1向反方向旋轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角變小。針對(duì)轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角θ,若從第1磁傳感器11輸出Vl =Al ^in θ的輸出信號(hào)VI,則從第2 磁傳感器12輸出¥2 =六2^^1(9+0) =A2-sin (0+90° )的輸出信號(hào)V2,從第3磁傳感器 13 輸出 V3 = A3 · sin( θ + β) = A3 · sin( θ +180° )的輸出信號(hào) V3。Al、A2、A3 分別表示振幅。若將上述的振幅Al、A2、A3視為是彼此相等的值A(chǔ),或者對(duì)各信號(hào)VI、V2、V3進(jìn)行歸一化以使得各振幅成為規(guī)定的規(guī)定值A(chǔ),則各信號(hào)VI、V2、V3分別被表示為A · sin θ、 A-sin(0+a) fPA.sin(0+3)。這里,若 A= 1,則各信號(hào) V1、V2、V3 分別被表示為 sin θ、 sin(e+a)和Sin(e+i3)。于是,在以下的說(shuō)明中,為了便于說(shuō)明,將各磁傳感器11、12、13 的輸出信號(hào) VI、V2、V3 分別表示為 Vl = sin θ、V2 = sin( θ + a ) = sin( θ +90° )和 V3
=sin( θ +β) = sin( θ +180° )。各磁傳感器11、12、13的輸出信號(hào)VI、V2、V3被輸入旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20根據(jù)各磁傳感器11、12、13的輸出信號(hào)V1、V2、V3計(jì)算轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角θ。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20例如由微機(jī)構(gòu)成,具有CPU (中央運(yùn)算處理裝置)和存儲(chǔ)器(R0M、RAM等)。 旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20通過(guò)由CPU執(zhí)行ROM所保存的規(guī)定的程序,來(lái)作為多個(gè)功能處理部發(fā)揮作用。該多個(gè)功能處理部包含第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部(第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元)21、第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部(第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元)22和旋轉(zhuǎn)角選擇部(最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元)23。第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部21根據(jù)第1磁傳感器11的輸出信號(hào)VI、和第2磁傳感器12的輸出信號(hào)V2,計(jì)算與轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角相當(dāng)?shù)牡?旋轉(zhuǎn)角θ工。在該實(shí)施方式中是Vl = sin θ、 V2 = sin( θ +90° ) = cos θ。另外,tan θ 可以表示為 tan θ = sin θ /cos θ。于是,第 1 旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部21根據(jù)下式( 來(lái)計(jì)算第1旋轉(zhuǎn)角θ 10[數(shù)式2]
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其具有根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的第 1、第2和第3正弦波信號(hào)的第1、第2和第3傳感器,并基于上述傳感器的輸出信號(hào)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè),該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置具備旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其按照上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào)的組合、上述第2 正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào)的組合以及上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào)的組合中的2個(gè)以上的組合中的每個(gè)組合,基于該組合所包含的2個(gè)正弦波信號(hào)來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角;和最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其利用由上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元計(jì)算出的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角,來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中, 上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角;和第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),來(lái)計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角,上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中, 上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備旋轉(zhuǎn)角推算單元,其推算上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角;和運(yùn)算單元,其根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述運(yùn)算單元根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,從上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角中,將運(yùn)算誤差較小一方的旋轉(zhuǎn)角選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述運(yùn)算單元對(duì)上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角,分別進(jìn)行與上述旋轉(zhuǎn)角推算單元所推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值相對(duì)應(yīng)的加權(quán)并進(jìn)行相加,由此求出最終的旋轉(zhuǎn)角。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述旋轉(zhuǎn)角推算單元計(jì)算上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角的平均值作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中, 上述旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角;第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角;和第3旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第2正弦波信號(hào)和上述第3正弦波信號(hào),計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第3旋轉(zhuǎn)角,上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元基于上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述第1傳感器針對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角θ,輸出被表示為Vl = sin θ的第1正弦波信號(hào)VI,上述第2傳感器針對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角θ,輸出利用上述第1和第2正弦波信號(hào)的相位差α而表示為
9.一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其具有根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的第1 和第2正弦波信號(hào)的第1和第2傳感器,并基于上述傳感器的輸出信號(hào)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè),該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置具備第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),利用規(guī)定的第1運(yùn)算式,計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角;第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其基于上述第1正弦波信號(hào)和上述第2正弦波信號(hào),利用與上述第1運(yùn)算式不同的規(guī)定的第2運(yùn)算式,計(jì)算相當(dāng)于上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角;和最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元,其利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中, 上述最終旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算單元具備旋轉(zhuǎn)角推算單元,其推算上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角;和運(yùn)算單元,其根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,利用上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算最終的旋轉(zhuǎn)角。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述運(yùn)算單元根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值,從上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角中,將運(yùn)算誤差較小一方的旋轉(zhuǎn)角選擇為最終的旋轉(zhuǎn)角。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中,上述運(yùn)算單元對(duì)上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角,分別進(jìn)行與由上述旋轉(zhuǎn)角推算單元推算出的旋轉(zhuǎn)角推算值相對(duì)應(yīng)的加權(quán)并進(jìn)行相加,由此求出最終的旋轉(zhuǎn)角。
13.根據(jù)權(quán)利要求10 12中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置,其中, 上述旋轉(zhuǎn)角推算單元計(jì)算上述第1旋轉(zhuǎn)角和上述第2旋轉(zhuǎn)角的平均值作為上述旋轉(zhuǎn)角推算值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部(21)基于第1磁傳感器(11)的輸出信號(hào)(V1)和第2磁傳感器(12)的輸出信號(hào)(V2),計(jì)算相當(dāng)于轉(zhuǎn)子(1)的旋轉(zhuǎn)角的第1旋轉(zhuǎn)角(θ1)。第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部(22)基于第2磁傳感器(12)的輸出信號(hào)(V2)和第3磁傳感器(13)的輸出信號(hào)(V3),計(jì)算相當(dāng)于轉(zhuǎn)子(1)的旋轉(zhuǎn)角的第2旋轉(zhuǎn)角(θ2)。旋轉(zhuǎn)角選擇部(23)利用第1旋轉(zhuǎn)角(θ1)和第2旋轉(zhuǎn)角(θ2)來(lái)求出最終的旋轉(zhuǎn)角(θ)。
文檔編號(hào)G01D5/244GK102575946SQ20108003755
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者上田武史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特