旋轉角檢測裝置制造方法

旋轉角檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明的旋轉角檢測裝置，第一磁傳感器(11)與第二磁傳感器(12)配置為以轉子(2)的旋轉中心軸為中心且隔開電角度120度的角度間隔。第一磁傳感器(11)的輸出信號用V1＝sinθ來表示，第二磁傳感器(12)的輸出信號用V2＝sin(θ+120)來表示。若將L設為下限值，將U設為上限值，則旋轉角計算裝置(20)基于是否滿足L≤V12+V22+V1·V2-0.75≤U，來判定兩個磁傳感器(11、12)是否正常、或它們中的至少一方是否發生故障。
【專利說明】旋轉角檢測裝置
[0001]本申請主張于2013年9月18日提出的日本專利申請第2013-192761號的優先權，并在此引用包括說明書、附圖以及摘要的全部內容。

【技術領域】
[0002]本發明涉及對旋轉體的旋轉角進行檢測的旋轉角檢測裝置。

【背景技術】
[0003]電動動力轉向裝置等所使用的無刷馬達，通過根據轉子的旋轉角度向定子線圈通電而被控制。為了檢測轉子的旋轉角度，例如公知有圖5所示的旋轉角檢測裝置。旋轉角檢測裝置包括:轉子102，其包括具有N、S兩個磁極的磁鐵；兩個磁傳感器111、112，它們以轉子102的旋轉中心軸為中心并隔開電角度為90度([deg])的角度間隔配置。各磁傳感器111、112輸出相互具有90度([deg])的相位差的正弦波信號。旋轉角檢測裝置基于兩個上述正弦波信號來檢測轉子102的旋轉角。
[0004]將圖5中用箭頭表示的方向設為轉子102的正方向的旋轉方向。若轉子102向正方向旋轉，則轉子102的旋轉角增大，若轉子102向反方向旋轉，則轉子102的旋轉角減小。如圖6所不,從各磁傳感器111、112輸出相互具有90[deg]的相位差的正弦波信號。對于轉子102的旋轉角Θ而言，若從一方的磁傳感器111輸出Vl = Φ1.sin0的輸出信號VI，則從另一方的磁傳感器112輸出V2 = Φ2.8?η(θ+90) = Φ2 -cos Θ的輸出信號V2。Φ 1、Φ2分別表示振幅。
[0005]若以將上述振幅Φ 1、Φ 2看作是相互相等的值Φ、或者兩個振幅成為規定的規定值Φ的方式將兩個信號V1、V2正規化，則一方的輸出信號Vl表示為Vl = Φ.--ηθ，另一方的輸出信號V2表不為V2 = Φ.cos Θ。此外,若使Φ = I,則一方的輸出信號Vl用Vl = sin0來表示，另一方的輸出信號V2用V2 = cos Θ來表示。因此為了簡化說明，用Vl = sin Θ、V2 = sin ( θ +90) = cos Θ 表示磁傳感器 111、112 的輸出信號 V1、V2。
[0006]轉子的旋轉角Θ能夠利用兩個輸出信號V1、V2，例如基于下式⑴求出。
[0007]Θ = tarf1 (sin Θ/cos Θ ) = tan-1 (sin θ /sin ( θ +90)) = tarf1 (V1/V2) (I)
[0008]此外，關于相關技術，參照日本特開2013-61346號公報、日本特開2010-101746號公報以及日本特開2007-322197號公報。
[0009]在上述那樣的現有的旋轉角檢測裝置中，在兩個磁傳感器111、112的輸出信號的至少一方發生故障的情況下，無法對轉子102的旋轉角Θ進行檢測。因此，用sin20+cos2 Θ=I的關系(Vl2+V22 = I的關系)，基于下式(2)，來判別兩個磁傳感器111、112是否正常。
[0010]下限值彡Vl2+V22彡上限值(2)
[0011]下限值例如設定為0.9，上限值例如設定為1.1。在滿足上述公式(2)的情況下，判定為兩個磁傳感器111、112正常，在不滿足上述公式(2)的情況下，判定為兩個磁傳感器111、112中的至少一方發生故障。
[0012]在兩個磁傳感器以隔開電角度為90[deg]以外的角度間隔的方式配置的情況下，只要它們的角度間隔不是電角度為180 [deg]，就能夠基于兩個上述磁傳感器的輸出信號，檢測旋轉體的旋轉角。在這樣的情況下，通過上述公式(2)，無法判定兩個磁傳感器是否正堂巾O


【發明內容】

[0013]本發明的目的之一在于提供一種旋轉角檢測裝置，即便在將兩個磁傳感器隔開電角度90度([deg])以外的角度間隔來配置的情況下，也能夠判定上述磁傳感器是否正常。
[0014]作為本發明的一個方式的旋轉角檢測裝置，包括根據旋轉體的旋轉而分別輸出相互具有相位差α的第一正弦波信號Vl和第二正弦波信號V2的第一磁傳感器和第二磁傳感器，所述相位差α是電角度90度([deg])或180度([deg])以外的角度，基于所述磁傳感器的輸出信號V1、V2來檢測所述旋轉體的旋轉角。所述旋轉角檢測裝置還包括:基于所述第一正弦波信號Vl和所述第二正弦波信號V2來計算所述旋轉體的旋轉角Θ的設備；和基于所述第一正弦波信號V1、所述第二正弦波信號V2以及所述相位差α來判定兩個所述磁傳感器是否正常或兩個所述磁傳感器中的至少一方是否發生故障的判定器。所述判定器構成為:若將預先設定的下限值設為L (L < O)，將預先設定的上限值設為U (U > O)，則在滿足下式(a)時判定為兩個所述磁傳感器正常，在不滿足下式(a)時判定為兩個所述磁傳感器中的至少一方發生故障。
[0015]L ^ X12 ^ U (a)
[0016]X12 = VpV22J {l_2sin2(a AMV1.V2-1+{l-2sin2 ( a /2)}2
[0017]根據上述方式的旋轉角檢測裝置，即便在將兩個磁傳感器隔開電角度90 [deg]以外的角度間隔來配置的情況下，也能夠判定上述磁傳感器是否正常。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]以下通過參照附圖對本發明的實施方式進行詳細描述，本發明的上述以及其它部件、特征及優點會變得更加清楚，其中，對相同的部件標注相同的附圖標記。。
[0019]圖1是表示本發明的一個實施方式的旋轉角檢測裝置的結構的示意圖。
[0020]圖2是表不第一磁傳感器、第二磁傳感器以及第三磁傳感器的輸出信號的波形的示意圖。
[0021]圖3是用于對磁傳感器的故障檢測方法的基本的觀點進行說明的示意圖。
[0022]圖4A是用于對旋轉角計算裝置的動作的一個例子進行說明的流程圖。
[0023]圖4B是用于對旋轉角計算裝置的動作的一個例子進行說明的流程圖。
[0024]圖4C是用于對旋轉角計算裝置的動作的一個例子進行說明的流程圖。
[0025]圖5是用于對現有的旋轉角檢測裝置的旋轉角計算方法進行說明的示意圖。
[0026]圖6是表不第一磁傳感器和第二磁傳感器的輸出信號的波形的不意圖。

【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖對將本發明應用于用于檢測無刷馬達的轉子的旋轉角的旋轉角檢測裝置的情況下的實施方式進行詳細地說明。
[0028]圖1是表示本發明的一個實施方式的旋轉角檢測裝置的結構的示意圖。
[0029]該旋轉角檢測裝置1，例如能夠用于檢測電動動力轉向裝置的無刷馬達的轉子的旋轉角。旋轉角檢測裝置I例如具有與無刷馬達的旋轉對應地旋轉的檢測用轉子2 (以下，稱為轉子2)。轉子2包括具有N、S兩個磁極(一組磁極對)的磁鐵。
[0030]在轉子2的周圍以沿轉子2的周向隔開間隔的方式配置有三個磁傳感器11、12、13。有時將這三個磁傳感器11、12、13分別稱為第一磁傳感器11、第二磁傳感器12以及第三磁傳感器13。作為磁傳感器例如能夠使用具備霍爾元件、磁阻元件等具有電特性因磁場的作用而變化的特性的元件的部件。
[0031]三個磁傳感器11、12、13配置在以轉子2的中心軸為中心的同心圓上。另外，在該實施方式中，在用電角度表示相鄰的兩個磁傳感器的角度間隔的情況下，三個磁傳感器11、12,13隔開等角度間隔而配置。第一磁傳感器11與第二磁傳感器12配置為以轉子2的旋轉中心軸為中心且隔開α (電角度)[deg]的角度間隔。第一磁傳感器11和第三磁傳感器13配置為以轉子2的旋轉中心軸為中心且隔開比a [deg]大的β (電角度)[deg]的角度間隔。在該實施方式中，α設定為120[deg]，β設定為240[deg]。在該實施方式中，第二磁傳感器12與第三磁傳感器13之間的角度間隔以及第三磁傳感器13與第一磁傳感器11之間的角度間隔為α = 120[deg]。
[0032]將圖1表示的轉子2的基準位置P與第一磁傳感器11之間的角度間隔Θ定義為轉子2的旋轉角。另外，將圖1的箭頭的方向設為正轉方向。而且，若轉子2向正方向旋轉，則轉子旋轉角Θ增大，若轉子2向反方向旋轉，則轉子旋轉角Θ減小。從第一磁傳感器11輸出Vl = Φ1.sin0的輸出信號VI。從第二磁傳感器12輸出V2 = Φ2.sin(9+a)=Φ2.sin(0+12O)的輸出信號V2。從第三磁傳感器13輸出V3 = Φ3.8?η(θ+β)=Φ3.sin( Θ+240)的輸出信號V3。Φ 1、Φ 2、Φ 3分別表示振幅。
[0033]若以將上述的振幅Φ1、Φ2、Φ3看成相互相等的值Φ、或各振幅成為規定的規定值Φ的方式使各信號V1、V2、V3正規化，則各信號V1、V2、V3分別表示為Φ.sin Θ、Φ.sin(9+a)以及φ.--η(θ+β)。其中，若φ = 1，則各信號V1、V2、V3分別表示為sin0 , sin(9+a)以及sin(0+i3)。因此在以下的說明中，為了簡化說明，將各磁傳感器11、12、13 的輸出信號 V1、V2、V3 分別表示為 Vl = sin Θ、V2 = sin ( Θ + a ) = sin( θ +120)以及 V3 = sin ( Θ + β ) = sin ( Θ +240)。
[0034]圖2表不各磁傳感器11、12、13的輸出信號V1、V2、V3的波形。以下,有時將輸出信號Vl稱為第一輸出信號，將輸出信號V2稱為第二輸出信號，將輸出信號V3稱為第三輸出信號。
[0035]在該實施方式中，第一輸出信號Vl與第二輸出信號V2的相位差、第二輸出信號V2與第三輸出信號V3的相位差以及第三輸出信號V3與第一輸出信號V3的相位差為120[deg]。即，在該實施方式中，以相鄰的兩個磁傳感器的輸出信號的相位差成為120(=360/磁傳感器的總數)[deg]的方式，設定相鄰的兩個磁傳感器的角度間隔。
[0036]將各磁傳感器11、12、13的輸出信號V1、V2、V3輸入旋轉角計算裝置20。旋轉角計算裝置20基于各磁傳感器11、12、13的輸出信號V1、V2、V3來計算轉子2的旋轉角Θ。旋轉角計算裝置20例如由微型計算機構成，包括CPU和存儲器(ROM、RAM等)。旋轉角計算裝置20具備:檢測各磁傳感器11、12、13的故障的功能、和基于正常的兩個磁傳感器的輸出信號來計算轉子2的旋轉角Θ的功能。
[0037]參照圖3對檢測磁傳感器的故障的功能進行說明。
[0038]旋轉角計算裝置20具備基于相鄰的兩個磁傳感器的輸出信號來判定上述磁傳感器是否正常的功能。對基于第一磁傳感器11的輸出信號Vl和第二磁傳感器12的輸出信號V2來判定上述磁傳感器是否正常的情況進行說明。
[0039]將連接轉子2的旋轉中心軸與第一磁傳感器11的直線的長度設為A，將連接轉子2的旋轉中心軸與第二磁傳感器12的直線的長度設為B，將連接第一磁傳感器11與第二磁傳感器12的直線的長度設為C。
[0040]若將轉子2的旋轉角度的基準位置P與第一磁傳感器11之間的角度間隔設為Θ I (在該實施方式中，相當于轉子旋轉角Θ )，將轉子2的旋轉角度的基準位置P與第二磁傳感器12之間的角度間隔設為Θ2，則
[0041]Vl = sin Θ I
[0042]V2 = sin Θ 2 = sin( θ l+α )。
[0043]根據余弦定理，下式(3)成立。
[0044]A2+B2-2ABcos ( Θ 2_ Θ I) = C2 (3)
[0045]兩個磁傳感器11、12配置在以轉子2的中心軸為中心的同心圓上，因此A = B。另夕卜，以直線A、B、C為三條邊的三角形為等腰三角形，因此
[0046]C = 2Asin ( α/2)。
[0047]若將A = B以及C = 2Asin ( α /2)代入上述公式(3)，則可得到下式⑷。
[0048](cos Θ 2cos Θ 1+sin Θ 2sin θ I) = l_2sin2 ( α /2) (4)
[0049]若對上述公式(4)進行變形，則可得到下式(5)。
[0050]cos Θ 2cos Θ I = {l_2sin2 ( α /2)} -sin Θ 2sin θ I (5)
[0051]若對上述公式(5)的兩邊進行平方，則可得到下式(6)。
[0052](cos Θ 2cos θ I)2 = {l_2sin2 ( α /2)} 2_2 {l_2sin2 ( a /2)} sin Θ 2sin Θ 1+ (sin Θ 2sin Θ I)2 (6)
[0053]若將cos2 Θ I = 1-sin2 Θ I 以及 cos2 Θ 2 = 1-sin2 Θ 2 代入上述公式(6)，則可得到下式(J)。
[0054]sin Θ 12+Sin Θ 22-2{l-2sin2( a/2)} sin Θ Isin Θ 2 = 1-{l_2sin2 ( a/2)}2(J)
[0055]若將sin Θ I = Vl以及sin Θ 2 = V2代入上述公式(7)，則可得到下式⑶。
[0056]Vl2+V22-2 {l-2sin2 ( a /2)} Vl.V2 = 1- {l_2sin2 (a /2)}2(8)
[0057]因此，若將預先設定的下限值設為L (L < O)，將預先設定的上限值設為U (U > O)，則能夠基于下式(9)來判定兩個磁傳感器11、12是否正常。
[0058]L ^ X12 ^ U (9)
[0059]X12 = Vl2+V22-2 {l_2sin2 (a /2)} Vl.V2-1+ {l_2sin2 (a /2)}2
[0060]在滿足上述公式(9)的情況下，判定為兩個磁傳感器11、12正常。另一方面，在不滿足上述公式(9)的情況下，判定為兩個磁傳感器11、12中的至少一方發生故障。
[0061]在基于第二磁傳感器12的輸出信號V2和第三磁傳感器13的輸出信號V3來判定上述磁傳感器是否正常的情況下，能夠基于下式(10)來判定兩個磁傳感器11、12是否正堂巾O
[0062]L 彡 X23 彡 U (10)
[0063]X23 = V22+V32-2 {l_2sin2 ( α /2)} V2.V3-1+ {l_2sin2 (a /2)}2
[0064]在基于第一磁傳感器11的輸出信號Vl和第三磁傳感器13的輸出信號V3來判定上述磁傳感器是否正常的情況下，能夠基于下式(11)來判定兩個磁傳感器11、12是否正堂巾O
[0065]L ^ X31 ^ U (11)
[0066]X31 = V32+Vl2-2 {l_2sin2 ( α /2)} V3.Vl-1+ {l_2sin2 (a /2)}2
[0067]在該實施方式中，a為120[deg]，因此上述公式(9)、(10)、(11)中的X12、X23、X31分別用下式(12)、(13)、(14)來表示。
[0068]X12 = V12+V22+V1.V2-0.75 (12)
[0069]X23 = V22+V32+V2.V3-0.75 (13)
[0070]X31 = V32+V12+V3.Vl-0.75 (14)
[0071]在該情況下，下限值U和上限值例如用下式(15)、(16)來表示。
[0072]L = -0.75 X (y/100) (15)
[0073]U = 0.75Χ (y/100) (16)
[0074]在上述公式(15)、(16)中，Y為預先設定的值，例如設定為5。
[0075]對在同心圓上以隔開間隔的方式配置有三個以上的N個磁傳感器，且以相鄰的兩個磁傳感器的輸出信號之間的相位差成為360/N[deg]的方式，設定相鄰的磁傳感器的角度間隔的情況下的故障判定方法進行說明。在這樣的情況下，若將相鄰的兩個磁傳感器中的一方的磁傳感器的輸出信號設為Va，將另一方的磁傳感器的輸出信號設為Vb，將預先設定的下限值設為L (L < O)，將預先設定的上限值設為U (U > O)，則能夠基于下式(17)來判定兩個磁傳感器是否正常。
[0076]L 彡 Xab 彡 U (17)
[0077]Xab = Va2+Vb2-2 {1-2sin2 (180/N)} Va.Vb_l+{l_2sin2 (180/N)}2
[0078]接下來，對計算轉子旋轉角的功能進行說明。旋轉角計算裝置20具備以下功能，即:基于第一輸出信號Vl和第二輸出信號V2來計算轉子旋轉角Θ的功能、基于第一輸出信號Vl和第三磁輸出信號V3來計算轉子旋轉角Θ的功能、以及基于第二輸出信號V2和第三輸出信號V3來計算轉子旋轉角Θ的功能。
[0079]對基于第一輸出信號Vl和第二輸出信號V2來計算轉子旋轉角Θ的功能進行說明。如上所述，Vl = sin Θ ,V2 = sin( θ + α )。根據加法定理,sin( θ + α )能夠如下式(18)所示的那樣展開。
[0080]sin ( Θ + a ) = sin θ.cos α +cos θ.sin α(18)
[0081]根據上述公式(18)，能夠得到下式(19)。
[0082]cos Θ = {sin ( θ + a )-sin Θ.cos α } /sin α = (V2-V1.cos α ) /sin α (19)
[0083]轉子旋轉角Θ能夠基于下式(20)進行計算。
[0084]Θ = tan-1 (sin θ /cos θ ) = tarf1 {VI.sin α / (V2-V1.cos α )}(20)
[0085]另外，在該實施方式的情況下，a =120[deg]。
[0086]對基于第一輸出信號Vl和第三輸出信號V3來計算轉子旋轉角Θ的功能進行說明。如上所述，Vl = sin Θ , V3 = sin( θ + β )。根據加法定理,sin( θ +β )能夠如下式(21)所示那樣展開。
[0087]sin ( Θ + β ) = sin θ.cos β +cos θ.sin β (21)
[0088]根據上述公式(21)，能夠得到下式(22)。
[0089]cos Θ = {sin ( θ + β )-sin Θ.cos β } /sin β = (V3—V1.cos β )/sin β
(22)
[0090]轉子旋轉角Θ能夠基于下式(23)進行計算。
[0091]Θ = tan-1 (sin θ /cos θ ) = tarf1 {VI.sin β / {V3_V1.cos β )} (23)
[0092]另外，在該實施方式的情況下，β = 240[deg]。
[0093]對基于第二輸出信號V2和第三輸出信號V3來計算轉子旋轉角Θ的功能進行說明。若 Θ = ( θ + α )，則表示為 V2 = sin Θ、V3 = sin (Θ + α )。根據加法定理,sin (Θ + α )能夠如下式(24)所示那樣展開。
[0094]sin (Θ + a ) = sin Θ.cos α +cos Θ.sin α (24)
[0095]根據上述公式(24)，能夠得到下式(25)。
[0096]cos Θ = {sin (Θ + a ) -sin Θ.cos α } /sin α = (V3-V2.cos α ) /sin α (25)
[0097]轉子旋轉角θ能夠基于下式(26)進行計算。
[0098]θ = V- a = {tarf1 (sin Θ/cos Θ)}-α = [tan-1 {V2 *sin α / (V3-V2 *cos α )} ] - α(26)
[0099]另外，在該實施方式的情況下，α =120[deg]。
[0100]圖4A、圖4B以及圖4C是用于說明旋轉角計算裝置20的動作的一個例子的流程圖。圖4A、圖4B以及圖4C所示的處理按照每個規定的計算周期而反復執行。
[0101]首先，對旋轉角計算裝置20所使用的標記進行說明。旋轉角無法計算標記H)是用于存儲三個磁傳感器11、12、13中的兩個以上磁傳感器發生故障的標記，在判定為兩個以上的磁傳感器發生故障時，置位(F0 = I)。
[0102]第一故障標記Fl是用于存儲第一磁傳感器11發生故障的標記，在判定為第一磁傳感器11發生故障時，置位(Fl = I)。第二故障標記F2是用于存儲第二磁傳感器12發生故障的標記，在判定為第二磁傳感器12發生故障時，置位(F2 = I)。第三故障標記F3是用于存儲第三磁傳感器13發生故障的標記，在判定為第三磁傳感器13發生故障時，置位(F3=I)。此外，在旋轉角計算裝置20的電源接通時，全部的標記H)、F1、F2、F3復位(F0 = Fl=F2 = F3 = 0)。
[0103]參照圖4A，旋轉角計算裝置20首先取得各磁傳感器11、12、13的輸出信號V1、V2、V3(步驟SI)。然后，對旋轉角無法計算標記H)是否置位(F0 = I)進行判別(步驟S2)。在將旋轉角無法計算標記H)復位(F0 = 0)的情況下(步驟S2:否)，旋轉角計算裝置20基于上述公式(12)、(13)、(14)，分別計算 X12、X23、X31 (步驟 S3、S4、S5)。
[0104]旋轉角計算裝置20對是否將第一故障標記Fl置位進行判別(步驟S6)。在將第一故障標記Fl復位(Fl = 0)的情況下(步驟S6:否)，旋轉角計算裝置20對是否將第二故障標記F2置位進行判別(步驟S7)。在將第二故障標記F2復位(F2 = 0)的情況下(步驟S7:否)，旋轉角計算裝置20對在上述步驟S3計算出的X12是否滿足L < X12 < U的條件進行判別(步驟S8)。
[0105]在滿足L < X12 < U的條件的情況下(步驟S8:是)，旋轉角計算裝置20判定為第一磁傳感器11和第二磁傳感器12正常，從而對在上述步驟S5計算出的X31是否滿足L^X31 的條件進行判別(步驟S9)。在滿足L < X31 < U的條件的情況下(步驟S9:是)，旋轉角計算裝置20判定為第一磁傳感器11和第三磁傳感器13正常，從而移至步驟SlO0在步驟SlO中，旋轉角計算裝置20利用第一輸出信號Vl與第二輸出信號V2，并基于上述公式(20)來計算旋轉角Θ。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。另夕卜，在步驟SlO中，旋轉角計算裝置20也可以基于上述公式(23)或上述公式(26)來計算旋轉角Θ。
[0106]在上述步驟S9中，在判別為不滿足L彡X31彡U的條件的情況下(步驟S9:否)，如圖4B所示，旋轉角計算裝置20判定為第三磁傳感器13發生故障，并將第三故障標記F3置位(F3 = I)(步驟Sll)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0107]在上述步驟S8(參照圖4A)中，在判別為不滿足L彡X12彡U的條件的情況下(步驟S8:否)，如圖4B所示，旋轉角計算裝置20對是否將第三故障標記F3置位(F3 = I)進行判別(步驟S12)。在將第三故障標記F3復位(F3 = O)的情況下(步驟S12:否)，旋轉角計算裝置20對在上述步驟S4計算出的X23是否滿足L < X23 < U的條件進行判別(步驟 S13)。
[0108]在滿足L < X23 < U的條件的情況下(步驟S13:是)，旋轉角計算裝置20判定為第一磁傳感器11發生故障，從而將第一故障標記Fl置位(Fl = I)(步驟S14)。另外，旋轉角計算裝置20利用第二輸出信號V2和第三輸出信號V3，并基于上述公式(26)來計算旋轉角Θ (步驟S15)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0109]在上述步驟S13中，在判別為不滿足L彡X23彡U的條件的情況下(步驟S13:否)，旋轉角計算裝置20判定為第二磁傳感器12發生故障，從而將第二故障標記F2置位(F2 = I)(步驟S16)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0110]在上述步驟S12中，在判別為將第三故障標記F3置位(F3 = I)的情況下(步驟S12:是)，旋轉角計算裝置20判定為兩個以上磁傳感器發生故障，從而將旋轉角無法計算標記H)置位(F0 = I)(步驟S17)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0111]在上述步驟S7(參照圖4A)中，在判別為將第二故障標記F2置位(F2 = I)的情況下(步驟S7:是)，如圖4C所示，旋轉角計算裝置20對在上述步驟S5計算出的X31是否滿足L < X31 < U的條件進行判別(步驟S18)。在滿足L < X31 < U的條件的情況下(步驟S18:是)，旋轉角計算裝置20利用第一輸出信號Vl和第三輸出信號V3，并基于上述公式(23)來計算旋轉角Θ (步驟S19)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0112]在上述步驟S18中，在判別為不滿足L彡X31彡U的條件的情況下(步驟S18:否)，旋轉角計算裝置20判定為兩個以上磁傳感器發生故障，從而將旋轉角無法計算標記FO置位(F0 = I)(步驟S20)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0113]在上述步驟S6(參照圖4A)中，在判別為將第一故障標記Fl置位(Fl = I)的情況下(步驟S6:是)，如圖4C所示，旋轉角計算裝置20對在上述步驟S4計算出的X23是否滿足L < X23 < U的條件進行判別(步驟S21)。在滿足L < X23 < U的條件的情況下(步驟S21:是)，旋轉角計算裝置20利用第二輸出信號V2和第三輸出信號V3，并基于上述公式
(26)來計算旋轉角Θ (步驟S22)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0114]在上述步驟S21中，在判別為不滿足L彡X23彡U的條件的情況下步驟S21:否)，旋轉角計算裝置20判定為兩個以上磁傳感器發生故障，從而將旋轉角無法計算標記H)置位(F0 = I)(步驟S23)。然后，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0115]在上述步驟S2(參照圖4A)中，在判別為將旋轉角無法計算標記H)置位(H) = I)的情況下(步驟S2:是)，旋轉角計算裝置20結束當前計算周期的處理。
[0116]在上述實施方式中，即便相鄰的兩個磁傳感器的角度間隔為電角度90[deg]以外的角度，也能夠判別上述兩個磁傳感器是否正常或者它們中至少一方的磁傳感器是否發生故障。
[0117]另外,在上述實施方式中，即便在三個磁傳感器11、12、13中的任一個發生故障的情況下，也能夠基于其余正常的兩個磁傳感器的輸出信號對來計算轉子2的旋轉角Θ。
[0118]以上，對本發明的一個實施方式進行了說明，但本發明也能夠進一步通過其他方式來實施。在上述實施方式中，相鄰的磁傳感器的角度間隔為電角度120[deg]，但只要是90[deg]以及180[deg]以外的角度，則也可以為120[deg]以外的角度。另外，相鄰的磁傳感器的角度間隔也可以不全部相同。另外，在上述實施方式中，雖然磁傳感器設置有三個，但磁傳感器也可以設置有兩個或四個以上。
[0119]另外，在上述實施方式中，第一輸出信號V1、第二輸出信號V2以及第三輸出信號V3分別用sin Θ、sin( θ + α )以及sin( θ + β )來表不,但在第一輸出信號V1、第二輸出信號V2以及第三輸出信號V3用cos Θ、cos ( Θ + α )以及cos ( Θ + β )表不的情況下,也能夠應用本發明。
[0120]另外，在上述實施方式中，在轉子2設置有一組磁極對，但也可以設置有兩組以上磁極對。
[0121]另外，本發明也能夠應用于對無刷馬達的轉子以外的旋轉體的旋轉角進行檢測的情況。
【權利要求】
1.一種旋轉角檢測裝置，包括: 第一磁傳感器，其根據旋轉體的旋轉而輸出第一正弦波信號Vl ;和 第二磁傳感器，其根據旋轉體的旋轉而輸出第二正弦波信號V2， 其中， 所述第一正弦波信號Vl與所述第二正弦波信號V2的相位差α為電角度90度以外的角度、或電角度180度以外的角度， 所述旋轉角檢測裝置還包括: 基于所述第一正弦波信號Vl和所述第二正弦波信號V2來計算所述旋轉體的旋轉角Θ的設備；和 基于所述第一正弦波信號V1、所述第二正弦波信號V2以及所述相位差α，來判定兩個所述磁傳感器是否正常或兩個所述磁傳感器中的至少一方是否發生故障的判定器，其中所述判定器構成為:若將預先設定的下限值設為L(L < O)，將預先設定的上限值設為U(U>0)，則在滿足下式(a)時判定為兩個所述磁傳感器正常，在不滿足下式(a)時判定為兩個所述磁傳感器中的至少一方發生故障。 L 彡 X12 彡 U(a)
X12 = ν!2+ν22-2 {l-2sin2 ( α /2)} V1.V2-1+{l-2sin2 ( α /2)} 2
2.根據權利要求1所述的旋轉角檢測裝置，其中， 所述相位差α為電角度120度。
【文檔編號】G01B7/30GK104457552SQ201410457820
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】齋藤創, 狩集裕二 申請人:株式會社捷太格特