专利名称：可变磁阻型角度检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变磁阻型角度检测器。
背景技术：
例如日本专利文献特开昭58-207850号中公开有以前的可变磁阻型角度检测器。该检测器具备定子，在该定子中，在沿圆周方向配置的多个齿上卷绕有励磁绕组和2相的输出绕组(正弦相输出绕组以及余弦相输出绕组)。另外，该检测器具备与定子的齿在径向对置的转子，转子和定子之间的气隙磁导对应于转子自身的旋转角度而以正弦波形变化。各相的输出绕组集中缠绕在与其对应的齿上，从而构成输出线圈。在各个输出线圈上，由于通过转子的旋转而产生的磁通变化会产生感应电压。各个相上输出线圈的感应电压的总和为各个相输出绕组的输出电压。通过对应于转子的旋转而以正弦波形变化的、来自各个相的输出绕组的输出电压，可以检测出转子的旋转角度。然而，在上述的可变磁阻型角度检测器中，需要励磁绕组和2相的输出绕组这3种绕组，所以检测器的构成很复杂。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于，本发明的目的在于提供可以将构造简化的可变磁阻型角度检测器。为了实现所述的目的，本发明的ー个方式为ー种可变磁阻型角度检测器，其具备定子，包含芯部件和多个励磁绕组，所述芯部件具有沿圆周方向配置的多个齿，所述多个励磁绕组以所述齿的磁极具有在圆周方向上交替相异的极性的方式分别缠绕在所述齿上，来自电源的输入电压被供给至所述多个励磁绕组；转子，其形状为，所述转子与所述定子的齿沿径向对置，并且所述转子与所述定子之间的气隙磁导对应于所述转子自身的旋转角度以正弦波形变化；和运算部，其根据所述励磁绕组的电压取得具有相互不同的相位的2相以上的输出电压，并基于该输出电压检测所述转子的旋转角度。本发明的另ー个方式为ー种可变磁阻型角度检测器，其具备定子，包含芯部件和多个励磁绕组，所述芯部件具有沿圆周方向配置的多个齿，所述多个励磁绕组以所述齿的磁极具有在圆周方向上交替相异的极性的方式分别缠绕在所述齿上，来自电源的输入电压被供给至多个励磁绕组；转子，其形状为，所述转子与所述定子的齿沿径向对置，并且所述转子与所述定子之间的气隙磁导对应于所述转子自身的旋转角度以正弦波形变化；和运算部，取得基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第I励磁绕组群的电压的第I相输出电压、基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第2励磁绕组群的电压的第2相输出电压、以及基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第3励磁绕组群的电压的第3相输出电压，以所述第I相-第3相输出电压之间分别产生相位差的形式生成所述第I相-第3相输出电压，所述运算部基于该第I相-第3相输出电压可以检测所述转子的旋转角度。
图I为第I实施方式的可变磁阻型角度检测器的概要结构图。图2为示出第I实施方式的各线圈的连接构成的示意图。图3(A)为示出转子旋转时的各线圈的磁通变化特性的曲线图。图3(B)为示出转子旋转时的各线圈的磁通变化特性的曲线图。图4(A)为示出转子旋转时的各线圈的电压变化特性的曲线图。图4(B)为示出转子旋转时的各线圈的电压变化特性的曲线图。图5为示出转子旋转时的第I相输出电压以及第2相输出电压的电压变化特性的曲线图。
图6为第2实施方式的可变磁阻型角度检测器的概要结构图。图7为示出第2实施方式的各线圈的连接构成的示意图。图8为示出转子旋转时的第I相输出电压以及第2相输出电压的电压变化特性的曲线图。图9为第3实施方式的可变磁阻型角度检测器的概要结构图。图10为示出第3实施方式的各线圈的连接构成的示意图。图11为示出转子旋转时的第I相输出电压以及第2相输出电压的电压变化特性的曲线图。图12为其他例的可变磁阻型角度检测器的概要结构图。图13为第4实施方式的可变磁阻型角度检测器的概要结构图。图14为示出第4实施方式的各线圈的连接构成的示意图。图15㈧为示出第4实施方式的可变磁阻型角度检测器中3相输出电压的电压变化特性的曲线图。图15⑶为示出第4实施方式的可变磁阻型角度检测器中3相输出电压的电压变化特性的曲线图。图15(C)为示出第4实施方式的可变磁阻型角度检测器中3相输出电压的电压变化特性的曲线图。
具体实施例方式(第I实施方式)以下，參照附图对将本发明具体化的第I实施方式进行说明。如图I所示，本实施方式的可变磁阻型角度检测器包含环状的定子11、和以可以旋转的形式设置在该定子11的内周侧的转子12。在形成于转子12中心的安装孔12a中压入有例如电动机的旋转轴13，转子12可以和旋转轴13—起旋转。在转子12的外周面上沿圆周方向设有凹凸。转子12通过这些凹凸，具有与定子11之间的气隙磁导对应于该转子12的旋转电角度Θ以正弦波形变化的形状。旋转电角度Θ为将由转子12生成的正弦波形信号的一周期作为360度而定义的角度，在本发明中，为将生成此正弦波形信号的转子12的圆周方向上邻接的2个凹部的间隔或者2个凸部的间隔作为360度而定义的角度。在本实施方式中，转子12的外周面上形成有7个凸部，将转子12旋转一周时，可以得到7周期的输出信号(所谓角倍増系数为7X)。转子12的角倍增系数(multiplication factor of angle)设为7 (7X)。因此,将转子12旋转一周(旋转机械角360度)吋，旋转电角度Θ为2520度(360度X7)。定子11具有从芯部件21的圆环状部22向径向内侧突出的4个齿23，这4个齿23在圆周方向上等间隔(间隔电角度630度、间隔机械角90度)配置，在齿23间形成有齿槽。在这4个齿23上，隔着未予图示的绝缘体按顺时针依次缠绕着第I线圈Cl、第2线圈C2、第3线圈C3以及第4线圈C4。第I-第4线圈C1-C4通过将I根导线连续地集中缠绕在4个齿23上形成。也就是说，如图2所示，第I-第4线圈C1-C4串联连接。另外，第I以及第3线圈C1，C3正向缠绕，第2以及第4线圈C2，C4反向缠绕。由此，第I-第4线圈C1-C4中，在圆周方向相邻的线圈具有不同的极性。另外，第I-第4线圈C1-C4圈数设定为完全相等。第I线圈Cl的始端为输入端，该端与电源P连接。另外，第4线圈C4的終端接地。电源P供给频率为5kHz、振幅为±2V的励磁电压(交流电压)。另外，第I-第4线圈 C1-C4构成为可以分别取得电压V1-V4，各个线圈C1-C4的电压V1-V4向作为运算部的控制部20 (图I)输出。接着，对上述实施方式的作用进行说明。在这样的可变磁阻型角度检测器中，旋转轴13以及转子12旋转的话，通过伴随旋转的气隙磁导的变化，各个齿23 (各个线圈C1-C4)中产生磁通变化，第I-第4线圈C1-C4的电压V1-V4与之对应地变化。在此，图3(A)以及图3(B)显示了转子12以2000rpm的旋转速度逆时针旋转时的各个线圈C1-C4的磁通特性，图4(A)以及图4(B)显示了转子12以2000rpm的旋转速度逆时针旋转时的电压V1-V4的特性。另外，图3以及图4所示的转子12的旋转电角度Θ为将图I所示转子12的位置作为基准位置时的角度。即，在基准位置上，旋转电角度Θ设为O度。换句话说，基准位置为，转子12的外周面的凸部顶点位于第I线圈Cl所缠绕的齿23的正面时的位置。图3(A)以及图4㈧分别示出第I以及第3线圈C1，C3的磁通变化以及电压VI，V3的变化。如该图所示，第I线圈Cl的磁通以及电压Vl在旋转电角度Θ为O度时成为最大值，从该点开始经过360度的周期再次成为最大值。第3线圈C3的磁通以及电压V3在旋转电角度Θ为180度的时候成为最大值，从该点开始经过360度周期再次成为最大值。另外，图3(B)以及图4(B)分别示出第2以及第4线圈C2，C4的磁通变化以及电压V2，V4的变化。如该图所示，第2线圈C2的磁通以及电压V2在旋转电角度Θ为90度时成为最大值，从该点开始经过360度周期再次成为最大值。第4线圈C4的磁通以及电压V4在旋转电角度Θ为270度的时候成为最大值，从该点开始经过360度周期再次成为最大值。由此，转子12和齿23之间的间隙越小，各个线圈C1-C4的电压V1-V4越大，该间隙在最小或者最大的旋转电角度Θ上成为最大值或者最小值。相对于第I线圈Cl的电压Vl的、第2-第4线圈C2-C4的电压V2，V3，V4的电角度相位差(和机械角相同)分别为90度、180度、270度。线圈C1-C4中，着眼于电压V1-V4的相位差为180度的成对的第I线圈Cl和第3线圈C3、以及第2线圈C2和第4线圈C4，前ー对的Cl，C3设定为第I励磁绕组群，后ー对C2，C4设定为第2励磁绕组群。将第I以及第3线圈C1，C3的电压V1，V3合成的电压为第I相输出电压El (sin电压)。另外，将第2以及第4线圈C2，C4的电压V2，V4合成的电压为第2相输出电压E2 (cos电压)。在此，由于第3线圈C3的电压V3相对于第I线圈Cl的电压Vl为反相，所以将电压Vl和将电压V3相位反转的电压合成从而得到第I相输出电压El。S卩，第I相输出电压El通过公式El = V1-V3表示。同样地，第2相输出电压E2通过公式E2 = V2-V4表示。图5示出了转子12旋转时的第I相输出电压El和第2相输出电压E2的变化特性。如该图所示，第I相输出电压El和第2相输出电压E2按照电角度 计算具有90度的相位差，基于第I以及第2相输出电压E1，E2可以检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。也就是说，控制部20输入线圈C1-C4的电压V1-V4，运算第I以及第2相输出电压El，E2，基于第I以及第2相输出电压El，E2检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。然而，包括后述的实施方式在内，齿槽数(齿23的个数、励磁绕组的个数)为角倍増系数的4倍、或者为将角倍増系数的4倍除以奇数(1，3，5，7，9，···)时为整数的数字。接着，对本实施方式的特征性的效果进行说明。(I)生成了基于由第I以及第3线圈Cl，C3产生的第I励磁绕组群的电压VI，V3的第I相输出电压E1。并生成了基于由第2以及第4线圈C2，C4产生的第2励磁绕组群的电压V2，V4的第2相输出电压E2。第I以及第2相输出电压El，E2构成为其相位差按电角度计算为90度。控制部20通过这些第I以及第2相输出电压El，E2检测旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。因此，不用设置不被供给输入电压的输出专用绕组，可以构成为只有被供给输入电压的励磁绕组这样简洁的构造的同时检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。(2)第I励磁绕组群以及第2励磁绕组群分别包含I对具有相互反相电压的、成对的励磁绕组(第I以及第3线圈C1，C3、第2以及第4线圈C2，C4)。第I相输出电压El以及第2相输出电压E2分别为将线圈对中一方的电压、和将另一方的电压的相位反转后的电压进行合成而得的电压(El = V1-V3、E2 = V2-V4)。也就是说，第I励磁绕组群和第2励磁绕组群分别由多个线圈构成，通过合成第I励磁绕组群的第I以及第3线圈Cl，C3的电压而生成第I相输出电压E1，通过合成第2励磁绕组群的第2以及第4线圈C2，C4的电压而生成第2相输出电压E2。由于基于第I相输出电压El以及第2相输出电压E2检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，所以可以提高角度检测的精度。(3)转子12的角倍増系数被设定为奇数，第I励磁绕组群的ー对绕组以及第2励磁绕组群的一对绕组分别为，以间隔机械角180度的形式配置的第I以及第3线圈C1，C3，以及同样以间隔机械角180度配置的第2以及第4线圈C2，C4。因此，可以将第I励磁绕组群的一对绕组的电压以及第2励磁绕组群的一对绕组的电压分别在电角度上反相，其结果，可以将第I相输出电压El和第2相输出电压E2在电角度上的相位差形成为90度。(4)齿23的个数为4个，励磁绕组(线圈C1-C4)的个数为4个，转子12的角倍増系数设定为7。由于齿23的个数以及励磁绕组的个数分别为4个，所以可以通过减少齿23以及励磁绕组的个数来简化构造的同时，还可以良好地检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。(5)齿23的个数为4个，励磁绕组(线圈C1-C4)的个数为4个。线圈C1-C4以其缠绕方向在圆周方向上交替反向的形式缠绕。因此，可以通过将齿23的个数以及励磁绕组的个数分别设置为较少的4个来简化构造的同时，还可以良好地检测转子12的旋转电角度Θ(或者旋转机械角度)。(第2实施方式)上述第I实施方式为齿23以及励磁绕组(线圈C1-C4)的个数分别为4个且转子12的角倍増系数为7的、所謂“4s7X”的可变磁阻型角度检测器。如图6所示，第2实施方式为“8s7X”的可变磁阻型角度检测器。
如该图所示，在圆周方向上等间隔(间隔电角度315度、间隔机械角45度)设有8个齿23，在这8个齿23上，按顺时针依次缠绕有第I-第8线圈C1-C8。第I-第8线圈C1-C8通过将I根导线连续地集中缠绕在齿23形成。也就是说，如图7所示，第I-第8线圈C1-C8串联连接。另外，线圈C1-C8和上述第I实施方式同样，其缠绕方向在圆周方向上交替相反，在圆周方向上相邻的线圈具有不同的极性。另外，第I-第4线圈C1-C8的圈数设定为完全相等。在本实施方式中,第I励磁绕组群由第I、第2、第5以及第6线圈Cl,C2,C5,C6构成，第2励磁绕组群由第3、第4、第7以及第8线圈03，04，07，08构成。第I相输出电压El通过公式El = (V1-V5) + (V2-V6)表示。电压(V1-V5)为，将第I线圈Cl的电压Vl和将与电压Vl反相的第5线圈C5的电压V5反转的电压合成而得到的电压。电压(V2-V6)为，将第2线圈C2的电压V2和将与电压V2反相的第6线圈C6的电压V6反转的电压合成而得到的电压。即，第I相输出电压El为将电压(V1-V5)，(V2-V6)相加而得的电压。同样地，第2相输出电压E2通过式E2 = (V3-V7) + (V4-V8)表示。图8示出了转子12以2000rpm的旋转速度逆时针旋转时的第I相输出电压El和第2相输出电压E2的变化特性。如该图所不，第I相输出电压El和第2相输出电压E2具有电角度90度的相位差，根据这些第I以及第2相输出电压El，E2可以检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。即，控制部20通过电压V1-V8运算第I以及第2相输出电压E1，E2，基于第I以及第2相输出电压El，E2检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。本实施方式除具有与上述第I实施方式基本相同的效果，还具有以下效果。(6)由于第I励磁绕组群以及第2励磁绕组群分别由2组线圈对构成，所以可以提高角度检测的精度。(第3实施方式)如图9所示，第3实施方式为“12s7X”的可变磁阻型角度检测器。如该图所示，在圆周方向上等间隔(间隔机械角30度)设有12个齿23，在这12个齿23上，沿顺时针依次分别缠绕有第I-第12线圈C1-C12。第I-第12线圈C1-C12通过将I根导线连续集中缠绕在齿23上形成。也就是说，如图10所示，第I-第12线圈C1-C12串联连接。另外，线圈C1-C12与上述第I实施方式同样，其缠绕方向在圆周方向交替相反，在圆周方向上相邻的线圈具有不同的极性。另外，第I-第12线圈C1-C12的圈数设定为完全相等。在本实施方式中，第I励磁绕组群由第I、第2、第6、第7、第8以及第12线圈Cl，C2，C6，C7，C8，C12构成，第2励磁绕组群由第3、第4、第5、第9、第10以及第11线圈C3，C4，C5，C9，C10，C11 构成。第 I 相输出电压 El 通过公式 El = (V1-V7) + (V2-V8) + (V12-V6)表示。电压(V1-V7)为，将第I线圈Cl的电压Vl和将与该电压Vl反相的第7线圈C7的电压V7反转后的电压合成而得的电压。电压(V2-V8)为，将第2线圈C2的电压V2和将与该电压V2反相的第8线圈CS的电压V8反转后的电压合成而得的电压。电压(V12-V6)为，将第12线圈C12的电压V12和将与该电压V12反相的第6线圈C6的电压V6反转后的电压合成而得的电压。即，第I相输出电压El为将上述电压(V1-V7)，(V2-V8)，(V12-V6)相加的电压。同样地，第2相输出电压E2通过公式E2 = (V4-V10) + (V5-V11) + (V3-V9)表示。在图11中，示出了转子12在以2000rpm的旋转速度逆时针旋转时的第I相输出电压El和第2相输出电压E2的变化特性。如该图所不，第I相输出电压El和第2相输出电压E2具有电角度90度的相位差，基于这些第I以及第2相输出电压El，E2，可以检测转子12的旋转电角度Θ。也就是说，控制部20输入线圈C1-C12的电压V1-V12，运算第I以及第2相输出电压E1，E2，并基于第I以及第2相输出电压E1，E2检测转子12的旋转电角度Θ。本实施方式除具有与上述第I实施方式大致相同的效果之外，还具有以下效果。 (7)由于第I励磁绕组群以及第2励磁绕组群分别由3组线圈对构成，所以可以进ー步提高角度检测的精度。另外，本发明的上述实施方式还可以按以下形式进行变更。·齿槽数(齿23以及线圈的个数)和转子12的角倍増系数也可以采用上述各个实施方式以外的构造。另外，例如图12所示，齿槽数以及转子12的角倍増系数也可以为“8s2X”。该图中定子11的构成与第2实施方式的定子11相同。如图12，在转子12的角倍増系数设为偶数的构造中，分别处于第I励磁绕组群以及第2励磁绕组群上的线圈对由2个线圈构成，这2个线圈构成配置为，将转子12的角倍増系数设为A时相隔电角度(360/A)(机械角(360/2A))度。即，在该图12所示的构成中，由于角倍増系数为2，所以通过间隔电角度180度(机械角90度)配置的2个线圈构成。具体地讲，第I励磁绕组群由第I线圈Cl和第3线圈C3的对、以及第5线圈C5和第7线圈C7的对构成，第2励磁绕组群由第2线圈C2和第4线圈C4的对、以及第6线圈C6和第8线圈C8的对构成。第I相输出电压El通过公式El =(V1-V3) + (V5-V7)表示，第2相输出电压E2通过公式E2 = (V2-V4) + (V6-V8)表示，第I以及第2相输出电压El，E2具有电角度90度的相位差。这样，在转子12的角倍増系数被设定为偶数的构造中，分别位于第I励磁绕组群以及第2励磁绕组群中的线圈对由间隔电角度(360/A)(机械角(360/2A))度配置的2个线圈构成。由此，成对的励磁绕组的电压相互反相。其结果，可以将第I相输出电压El和第2相输出电压E2的电角度的相位差设为90度，同时基于第I以及第2相输出电压E1，E2检测转子12的旋转电角度Θ。 在上述各个实施方式中，励磁绕组串联连接。即，第I实施方式中第I-第4线圈C1-C4串联连接。第2实施方式中第I-第8线圈C1-C8串联连接。第3实施方式中，第I-第12线圈C1-C12串联连接。然而，例如励磁绕组也可以並列连接。 在上述各个实施方式中，通过设置的所有的线圈的电压的得到第I以及第2相输出电压El，E2。S卩，在第I实施方式中通过4个线圈C1-C4的电压得到第I以及第2相输出电压E1，E2。第2实施方式中通过8个线圈C1-C8的电压得到第I以及第2相输出电压El, E2。第3实施方式中通过12个线圈C1-C12的电压得到第I以及第2相输出电压E1，E2。然而，并不限于此构成，也可以通过一部分的线圈的电压得到第I以及第2相输出电压。·上述各个实施方式中，第I以及第2相输出电压El，E2的电角度相位差设定为90度。除此之外，例如也可以将电角度相位差设为120度。即使这样，也可以得到和上述实施方式相同的作用效果。 (第4实施方式)在上述第I-第3实施方式中，通过各个线圈(励磁绕组)的电压得到了 2相的输出电压El，E2，本实施方式与其不同，而是通过各个线圈的电压得到3相以上的输出电压，基于这些输出电压进行角度检测的ー个例子。如图13所示，本实施方式为“6s5X”的可变磁阻型角度检测器。如该图所示，在沿圆周方向等间隔(间隔机械角60度)设置的6个齿23上，沿顺时针依次分别缠绕有第I-第6线圈C1-C6。第I-第6线圈C1-C6通过将I根导线连续集中缠绕在齿23上形成。也就是说，如图14所示，第I-第6线圈C1-C6串联连接。另外，线圈C1-C6与上述第I实施方式同样，其缠绕方向在圆周方向上交替相反，在圆周方向上相邻的线圈具有不同的极性。另外，第I-第6线圈C1-C6的卷数设定为完全相等。第I-第6线圈C1-C6构成为分别可以取得其电压V1-V6，这些线圈C1-C6的电压V1-V6向控制部20输出。在这样的可变磁阻型角度检测器中，如果旋转轴13以及转子12旋转，通过伴随旋转的气隙磁导的变化，各个齿23 (各个线圈C1-C6)中产生磁通变化，第I-第6线圈C1-C6的电压V1-V6与之对应地变化。构成第I励磁绕组群的成对的第I线圈Cl和第4线圈C4设置在沿圆周方向相互间隔电角度(180+360)的自然数倍的角度(间隔机械角180度)的位置上，缠绕方向相反，即具有不同的极性。另外，第I线圈Cl和第4线圈C4具有电角度180度的相位差。S卩，在第I线圈Cl与转子12的任意的凸部的最顶部相对置的时候，第4线圈C4与转子12的凹部的最深部对置。其结果，第I线圈Cl的电压Vl和第4线圈C4的电压V4的相位相同，通过将这些电压V1，V4直接相加，可以得到相位当然为相同的、且作为合成电压来说较大的第I相输出电压El。同样地，构成第2励磁绕组群的成对的第2线圈C2的电压V2和第5线圈C5的电压V5的相位相同，作为第2相输出电压E2可以得到将这些电压V2，V5相加而得的合成电压。而且，同样地，构成第3励磁绕组群的成对的第3线圈C3的电压V3和第6线圈C6的电压V6的相位相同，作为第3相输出电压E3可以得到将电压V3，V6相加而得的合成电压。各相的输出电压E1-E3分别在图15(A)、图15⑶以及图15(c)中示出。如该图所示，各个输出电压E1-E3为调制为正弦波形的振幅调制信号。输出电压E1-E3相互具有120度的相位差。所述控制部20基于通过将输出电压E1-E3分别同步而整流(检波)而得到的3相检波信号检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。在此，控制部20在判断为由于某种故障输出电压E1-E3的某一个发生异常的的情况下、例如输出电压值比预定的阈值小的的情况下，基于输出电压E1-E3中的、除不良输出电压以外的2个输出电压检测旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。由此，可以实现稳定的角度检测。然而，在所有的输出电压E1-E3都没有判断出异常的情况下，可以根据全部3相的输出电压E1-E3检测旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，也可以通过输出电压E1-E3中的2相(任意)的输出电压检测旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。本实施方式为“6s5X”的可变磁阻型角度检测器，但并不限于此，也可以对于齿槽数(齿23以及线圈C1-C6的个数)和转子12的角倍増系数采用上述各个实施方式以外的构成。另外，本实施方式为取得3相的输出电压E1-E3的构成，但并不限于此，也可以采用得到相位相互不同的4相以上的输出电压的构成。另外，本实施方式中，线圈C1-C6为串联连接，初次之外还可以采用例如线圈C1-C6並列连接的构造。接着，对本实施方式的特征性的效果进行说明。(8)控制部20通过线圈C1-C6的电压V1-V6取得具有相位相互不同的3相的输出电压E1-E3，基于该输出电压E1-E3检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。因此，不用设置不被供给输入电压的输出专用绕组，可以构成为只有被供给输入电的励磁 绕组(线圈C1-C6)这样简洁的构造的同时检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。(9)由于可以基于3相输出电压E1-E3中的2相输出电压检测转子的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，即使输出电压E1-E3中某I相不良，只要可以得到正常的2相的输出电压，就可以检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，所以可以实现稳定的角度检测。(10)由于3相的输出电压E1-E3的相互之间的相位差设定为120度，所以即使输出电压E1-E3中的I相不良，可以通过正常的剰余2相的输出电压良好地检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。(11)可以基于第I相-第3相输出电压E1-E3的全部电压检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。由此，通过基于第I相-第3相输出电压E1-E3的全部电压检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，可以提高角度检测的精度。(12)通过将第I相-第3相输出电压E1-E3的相位差分别设为120度，可以基于第I相-第3相输出电压E1-E3中的2个检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。另外，基于第I相-第3相输出电压E1-E3的全部电压也可以检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。(13)第I-第3励磁绕组群分别包含具有相同相位电压的2个成对的励磁绕组(分另Ij为第I以及第4线圈Cl，C4、第2以及第5线圈C2，C5、第3以及第6线圈C3，C6)。第I相-第3相输出电压E1-E3分别为将线圈对的电压合成之后的电压。因此，第I-第3励磁绕组群分别由多个线圈构成，通过合成第I励磁绕组群的第I以及第4线圈Cl，C4的电压来生成第I相输出电压E1，通过合成第2励磁绕组群的第2以及第5线圈C2，C5的电压来生成第2相输出电压E2，通过合成第3励磁绕组群的第3以及第6线圈C3，C6的电压生成第3相输出电压E3。由于基于第I相-第3相输出电压E1-E3检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)，可以提高角度检测的精度。(14)转子12的角倍増系数被设为奇数，第I-第3励磁绕组群各自的成对的励磁绕组由配置为间隔电角度(180+360)的自然数倍的角度(机械角180度)的2个励磁绕组(分别为第I以及第4线圈Cl，C4、第2以及第5线圈C2，C5、第3以及第6线圈C3，C6)构成。因此，在各个相可以将线圈对的电压设定为相位相同。(15)齿23的个数为6个，励磁绕组(线圈C1-C6)的个数为6个，转子12的角倍增系数设定为5。因此，通过分别减少齿23的个数以 及线圈C1-C6的个数至6个，可以简化构成的同时良好地检测转子12的旋转电角度Θ (或者旋转机械角度)。
权利要求
1.一种可变磁阻型角度检测器，其具备 定子，包含芯部件和多个励磁绕组，所述芯部件具有沿圆周方向配置的多个齿，所述多个励磁绕组以所述齿的磁极具有在圆周方向上交替相异的极性的方式分别缠绕在所述齿上，来自电源的输入电压被供给至所述多个励磁绕组； 转子，其形状为，所述转子与所述定子的齿沿径向对置，并且所述转子与所述定子之间的气隙磁导对应于所述转子自身的旋转角度以正弦波形变化；和 运算部，其根据所述励磁绕组的电压取得具有相互不同的相位的2相以上的输出电压，并基于该输出电压检测所述转子的旋转角度。
2.根据权利要求I所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 形成由I个或者多个所述励磁绕组构成的第I励磁绕组群，形成由I个或者多个所述励磁绕组构成的第2励磁绕组群，以基于所述第I励磁绕组群的电压的第I相输出电压和基于所述第2励磁绕组群的电压的第2相输出电压之间的相位差成为电角度90度的形式生成所述第I以及第2相输出电压，所述运算部基于所述第I以及第2相输出电压检测所述转子的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述第I励磁绕组群以及所述第2励磁绕组群分别至少包含I组具有相互反相的电压的、成对的所述励磁绕组， 所述第I相输出电压以及所述第2相输出电压分别为，将所述成对的励磁绕组中一方的电压、和将所述成对的励磁绕组中的另一方的电压相位反转后生成的电压合成而生成的电压。
4.根据权利要求3所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述转子的角倍増系数设定为奇数， 所述第I励磁绕组群以及所述第2励磁绕组群各自的所述成对的励磁绕组由间隔机械角180度配置的2个所述励磁绕组构成。
5.根据权利要求4所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述齿的个数为4个,所述励磁绕组的个数为4个， 所述转子的角倍増系数设定为7。
6.根据权利要求3所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述转子的角倍増系数设定为偶数， 所述第I励磁绕组群以及所述第2励磁绕组群各自的所述成对的励磁绕组由在将所述转子的角倍増系数设为A时间隔机械角360/2A度配置的2个所述励磁绕组构成。
7.根据权利要求I所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述齿的个数以及所述励磁绕组的个数为4个，各个所述励磁绕组的缠绕方向在圆周方向上交替相反。
8.—种可变磁阻型角度检测器，其具备 定子，包含芯部件和多个励磁绕组，所述芯部件具有沿圆周方向配置的多个齿，所述多个励磁绕组以所述齿的磁极具有在圆周方向上交替相异的极性的方式分别缠绕在所述齿上，来自电源的输入电压被供给至多个励磁绕组； 转子，其形状为，所述转子与所述定子的齿沿径向对置，并且所述转子与所述定子之间的气隙磁导对应于所述转子自身的旋转角度以正弦波形变化；和 运算部，取得基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第I励磁绕组群的电压的第I相输出电压、基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第2励磁绕组群的电压的第2相输出电压、以及基于由I个或者多个所述励磁绕组构成的第3励磁绕组群的电压的第3相输出电压， 以所述第I相-第3相输出电压之间分别产生相位差的形式生成所述第I相-第3相输出电压，所述运算部基于该第I相-第3相输出电压可以检测所述转子的旋转角度。
9.根据权利要求8所述的可变磁阻型角度检测器，其中 所述运算部可以根据所述第I相-第3相输出电压中的2个来检测所述转子的旋转角度。
10.根据权利要求8所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述运算部可以根据所述第I相-第3相输出电压的全部电压来检测所述转子的旋转角度。
11.根据权利要求8所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 以所述第I相-第3相输出电压的相位差分别成为120度的形式生成所述第I相-第3相输出电压。
12.根据权利要求8所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述第I-第3励磁绕组群分别至少包含I组具有相同相位的电压的、成对的所述励磁绕组， 所述第I相-第3相输出电压分别为将所述成对的励磁绕组的电压合成而得的电压。
13.根据权利要求12所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述转子的角倍増系数设定为奇数， 所述第I-第3励磁绕组群各自的所述成对的励磁绕组由相隔机械角180度配置的2个所述励磁绕组构成。
14.根据权利要求13所述的可变磁阻型角度检测器，其中， 所述齿的个数为6个,所述励磁绕组的个数为6个， 所述转子的角倍増系数设定为5。
全文摘要
可变磁阻型角度检测器具备定子、转子、以及运算部。定子包含芯部件和多个励磁绕组，芯部件具有沿圆周方向配置的多个齿，多个励磁绕组以所述齿的磁极具有在圆周方向上交替不同的极性的方式分别缠绕在齿上，来自电源的输入电压被供给至多个励磁绕组。转子的其形状为和定子的齿沿径向对置的同时，与定子之间的气隙磁导对应于自身的旋转角度以正弦波形变化。运算部根据励磁绕组的电压取得具有相互不同的相位的2相以上的输出电压，并基于该输出电压检测转子的旋转角度。
文档编号G01B7/30GK102865808SQ20121024438
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月4日 优先权日2011年7月5日
发明者柘植昇, 柴展生 申请人:阿斯莫有限公司