专利名称：旋转角检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对旋转体的旋转角进行检测的旋转角检测装置。
背景技术：
电动动カ转向装置等中所使用的无刷电机通过对应转子的旋转角度向定子线圈通电而被控制。例如，公知有ー种图4所示的旋转角检测装置。旋转角检测装置包括含有具有2个磁极N、S的磁铁的转子1 ；和以转子1的旋转中心轴为中心相隔90°的角度间隔配置的2个磁传感器11、12。各磁传感器11、12输出相互具有90°相位差的正弦波信号。旋转角检测装置基于这2个正弦波信号来检测转子1的旋转角。(例如參照日本特开 2008-241411号公报、日本特开2002-213944号公报、日本特开2010-110147号公报、日本特开2006-78392号公报、日本特开2010-48760号公报)将图4中箭头所示的方向设为转子1的正方向的旋转方向。而且，假设转子1向正方向旋转时转子1的旋转角变大，转子1向反方向旋转时转子1的旋转角变小。如果相对转子1的旋转角θ，从一方的磁传感器11输出Vl =Al · sine的输出信号VI，则从另 ー方的磁传感器12输出￥2 =六2*が11(0+90° ) = A2 · cos θ的输出信号V2。A1、A2分别表示振幅。如果按照将这些振幅A1、A2看作是相等的值A、或者两振幅成为既定的规定值A的方式对两信号V1、V2进行规一化，则一方的输出信号Vl表示为Vl = A ^in θ，另一方的输出信号V2表示为V2 =Α· cose。并且，若设A= 1，则一方的输出信号Vl由Vl = sin θ 表示，另一方的输出信号V2由V2 = cos θ表示。鉴于此，为了简化说明，将磁传感器11、12 的输出信号V1、V2用Vl = sine、V2 = Sin(e+90° ) = cos θ表示。图5中表示了磁传感器11、12的输出信号V1、V2相对转子1的旋转角θ的变化。转子的旋转角θ可以利用两输出信号VI、V2，例如基于下式(1)来求出。θ = tarT1 (sin θ /cos θ )= tarT1 (sin θ/sin( θ+90° ))= tan_1(Vl/V2). . . (1)在上述那样的现有的旋转角检测装置中，如果ー个磁传感器的输出信号发生异常，就无法运算出准确的旋转角。
发明内容
本发明的ー个目的在干，提供一种在多个传感器的输出信号中的一个输出信号发生了异常的情况下，能够确定发生了异常的输出信号，并且，能够基于正常的其他输出信号来运算准确的旋转角的旋转角检测装置。本发明的1个方式的旋转角检测装置在构成上的特征是包括根据旋转体的旋转，分别输出相互具有相位差的第1、第2以及第3正弦波信号的第1、第2以及第3传感器，并基于这些传感器的输出信号，检测出上述旋转体的旋转角，并包括判定装置，其基于上述第1、第2以及第3正弦波信号，来判定上述各正弦波信号是正常还是异常；和旋转角运算装置，其基于上述第1、第2以及第3正弦波信号中由上述判定装置判定为正常的2个以上正弦波信号，来运算旋转角。
本发明的上述以及进一歩的特征、益处可以通过下述具体的实施方式以及附图更加明确。图1是表示本发明的一个实施方式涉及的旋转角检测装置的构成的示意图。图2是表示由旋转角运算装置进行的旋转角运算处理的步骤的流程图。图3A是表示图2的步骤S3的异常监视处理的步骤的流程图。图加是表示图2的步骤S3的异常监视处理的步骤的流程图。图4是用于对由现有的旋转角检测装置实现的旋转角检测方法进行说明的示意图。图5是表示2个磁传感器间的角度间隔为90°时的各磁传感器的输出信号的示意图。
具体实施例方式下面，利用附图，对将本发明应用在用于检测无刷电机的转子的旋转角的旋转角检测装置中时的实施方式详细进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式涉及的旋转角检测装置的构成的示意图。该旋转角检测装置例如可以被用于检测电动动カ转向装置的无刷电机的转子的旋转角。旋转角检测装置例如具有根据无刷电机的旋转而旋转的检测用转子1(以下称为 “转子1”)。转子1包含具有2个磁极N、S的磁铁。在转子1的周围，3个磁传感器11、12、 13沿着转子1的周方向隔开间隔配置。有时将这3个磁传感器11、12、13分别称为第1磁传感器11、第2磁传感器12以及第3磁传感器13。磁传感器例如可以使用具备霍耳元件、 磁电阻元件(MR元件)等具有电特性基于磁场的作用而变化的特性的元件的设备。第1磁传感器11与第2磁传感器12以转子1的旋转中心轴为中心，隔着角度α 间隔配置。该α在该例子中例如被设定为30°。第1磁传感器11与第3磁传感器13以转子1的旋转中心轴为中心，隔着角度比α大的β间隔配置。该β在该例子中例如被设定为60°。因此，第2磁传感器12与第3磁传感器13之间的角度间隔为(β-α)。在该例子中，(β-α)为30°。将图1中用箭头表示的方向设为转子1的正方向的旋转方向。而且，如果转子1向正方向旋转，则转子1的旋转角变大。如果转子1向反方向旋转，则转子1的旋转角变小。 如果相对转子1的旋转角θ，从第1磁传感器11输出Vl = Al · Sin θ的输出信号VI，则从第2磁传感器12输出V2 = Α2 ·8 ι( θ + α )的输出信号V2，从第3磁传感器13输出V3 =A3 · sin( θ + β)的输出信号V3。A1、A2、A3分别表示振幅。如果按照将这些振幅Al、A2、A3看作是相等的值A、或者各振幅成为既定的规定值A的方式，将各信号VI、V2、V3规ー化，则各信号VI、V2、V3分別被表示为A · sin θ、 A-sin(0+a)以及六*が11(0+3)。这里，若设A = 1，则各信号VI、V2、V3分別被表示为sine >8 η(θ+α)以及Μη(θ+β)。鉴于此，在以下的说明中，为了简化说明，将各磁传感器11、12、13的输出信号VI、V2、V3分别表示为Vl = sin θ、V2 = sin ( θ + α )以及V3 = sin(e+3)。各磁传感器11、12、13的输出信号V1、V2、V3被输入到旋转角运算装置20。旋转角运算装置20基于各磁传感器11、12、13的输出信号V1、V2、V3，来运算转子1的旋转角θ。 以下，有时将第1磁传感器11、第2磁传感器12以及第3磁传感器13的输出信号VI、V2、 V3分别称为第1、第2以及第3输出信号VI、VI、V3。旋转角运算装置20例如由微机构成，包含CPU(中央运算处理装置)以及存储器 (ROM、RAM等)。旋转角运算装置20通过由CPU执行ROM中保存的规定程序，而作为多个功能处理部发挥功能。该多个功能处理部包括第1旋转角运算部(第1旋转角运算单元)21、第2旋转角运算部(第2旋转角运算装置)22、第3旋转角运算部(第3旋转角运算装置)23、异常监视部(判定装置)24以及最终旋转角运算部(第4旋转角运算装置)25。第1旋转角运算部21基于第1输出信号Vl和第2输出信号V2，运算与转子1的旋转角相当的第1旋转角θ 10具体而言，第1旋转角运算部21首先根据第1输出信号Vl (= sine)和第2输出信号V2( = sin(e+a))，生成相对第1输出信号Vl的相位差为90° 的信号V12 ( = sin ( θ+90° ) =cos θ)。更具体而言，第1旋转角运算部21基于下式(2) 生成信号V12。
权利要求
1.一种旋转角检测装置，包括根据旋转体的旋转，分别输出相互具有相位差的第1、第 2以及第3正弦波信号的第1、第2以及第3传感器，并基于这些传感器的输出信号来检测上述旋转体的旋转角，其特征在干，包括判定単元，其基于上述第1、第2以及第3正弦波信号，来判定上述各正弦波信号是正常还是异常；和旋转角运算单元，其基于上述第1、第2以及第3正弦波信号中由上述判定単元判定为正常的2个以上正弦波信号，来运算旋转角。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在干， 上述判定単元包括第1判定単元，其基于上述第1以及第2正弦波信号，来判定这些信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性；第2判定単元，其基于上述第1以及第3正弦波信号，来判定这些信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性；第3判定単元，其基于上述第2以及第3正弦波信号，来判定这些信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性；和第4判定単元，其基于上述第1、第2以及第3判定単元的判定結果，来判定上述各正弦波信号是正常还是异常。
3.根据权利要求2所述的旋转角检测装置，其特征在干，上述第1传感器针对上述旋转体的旋转角θ，输出由Vl = Sin θ表示的第1正弦波信号VI，上述第2传感器针对上述旋转体的旋转角θ，输出利用上述第1以及第2正弦波信号的相位差α而由V2 = sin( θ + α )表示的第2正弦波信号V2，上述第3传感器针对上述旋转体的旋转角θ，输出利用上述第1以及第3正弦波信号的相位差β而由V3 = sin( θ + β )表示的第3正弦波信号V3，当将d设为常量吋，上述第1判定単元基于是否满足了由下式(i)表示的第1条件，来判定上述第1以及第2正弦波信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性，上述第2判定単元基于是否满足了由下式(ii)表示的第2条件，来判定上述第1以及第3正弦波信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性，上述第3判定単元基于是否满足了由下式(iii)表示的第3条件，来评定上述第2以及第3正弦波信号中的至少ー个信号是否有发生异常的可能性，其中，d彡0， Ι-d ≤ Vl2+V122 ≤ 1+d1-d ≤Vl2+V132 ≤ 1+d_, . , V3—V其中，Vl3= --Γ1-d ≤ V22+V232 ≤ 1+d
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的旋转角检测装置，其特征在干， 上述旋转角运算单元包括第1旋转角运算单元，其基于上述第1正弦波信号和上述第2正弦波信号，来运算与上 述旋转体的旋转角相当的第1旋转角；第2旋转角运算单元，其基于上述第1正弦波信号和上述第3正弦波信号，来运算与上 述旋转体的旋转角相当的第2旋转角；第3旋转角运算单元，其基于上述第2正弦波信号和上述第3正弦波信号，来运算与上 述旋转体的旋转角相当的第3旋转角；和第4旋转角运算单元，其利用由上述第1、第2以及第3旋转角运算单元运算出的上述 第1、第2以及第3旋转角中、基于由上述判定単元判定为正常的正弦波信号的組合而运算 出的旋转角，来运算最终的旋转角。
5.根据权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在干，上述第1传感器针对上述旋转体的旋转角e，输出由Vi= Sine表示的第1正弦波信 号VI，上述第2传感器针对上述旋转体的旋转角e，输出利用上述第1以及第2正弦波信号 的相位差a而由V2 = sin( e + a )表示的第2正弦波信号V2，上述第3传感器针对上述旋转体的旋转角e，输出利用上述第1以及第3正弦波信号 的相位差3而由V3 = sin( 0 + 3 )表示的第3正弦波信号V3， 上述第1旋转角运算单元基于下式(iv)，求出第1旋转角e ” 上述第2旋转角运算单元基于下式(V)，求出第2旋转角e 2， 上述第3旋转角运算单元基于下式(Vi)，求出第3旋转角e 3, -1 Xfi
全文摘要
本发明涉及旋转角检测装置。旋转角运算装置包括第1旋转角运算部、第2旋转角运算部、第3旋转角运算部、异常监视部以及最终旋转角运算部。异常监视部基于第1、第2以及第3这各个输出信号，来判定各输出信号是正常还是异常。最终旋转角运算部基于异常监视部的最终判定结果和由第1、第2以及第3旋转角运算部分别运算出的第1、第2以及第3这各个旋转角，来运算最终的旋转角。
文档编号H02P6/16GK102570943SQ20111041815
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月14日 优先权日2010年12月15日
发明者上田武史 申请人:株式会社捷太格特