亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：旋转角检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对无刷电机的转子等旋转体的旋转角进行检测的旋转角检测装置。
背景技术：
为了对电动动力转向装置等中所使用的无刷电机进行控制，需要按照转子的旋转角度向定子线圈通电。鉴于此，公知有一种利用对应于无刷电机的旋转而旋转的检测用转子，来检测无刷电机的转子的旋转角的旋转角检测装置。具体而言，如图10所示，检测用转子101(以下称为“转子101”)具备圆筒状的磁铁102，该磁铁102具有与设置于无刷电机的转子的磁极对相当的多个磁极对。在转子101的周围，2个磁传感器121、122以转子101 的旋转中心轴为中心隔着规定的角度间隔配置。从各磁传感器121、122输出具有规定的相位差的正弦波信号。基于这2个正弦波信号，检测转子101的旋转角(无刷电机的转子的旋转角)。(例如参照日本特开2002-257649号公报)在该例子中，磁铁102具有5组磁极对。S卩，磁铁102具有以等角度间隔配置的10 个磁极。各磁极以转子101的旋转中心轴为中心，按36° (电角180° )的角度间隔配置。 而且，2个磁传感器121、122以转子101的旋转中心轴为中心，隔开18° (电角90° )的角
度间隔配置。将图10中用箭头表示的方向设为检测用转子101的正方向的旋转方向。如果转子101向正方向旋转，则转子101的旋转角变大，如果转子101向反方向旋转，则转子101 的旋转角变小。从各磁传感器121、122输出如图11所示那样将转子101旋转了与1个磁极对量相当的角度(72° (电角360° ))的期间作为一个周期的正弦波信号VI、V2。将从规定的基准位置起的转子101的绝对旋转角设为转子101的绝对旋转角(机械角)θ Α。将转子101的1次旋转量的角度范围对应5个磁极对而分成5个区间，把将各区间的开始位置设为0°并将结束位置设为360°来表示的转子101的角度，称为转子101 的相对旋转角θ RO该情况下，由于10个磁极的角度幅度相等，所以转子101的相对旋转角 θΕ与无刷电机的转子的电角一致。这里，设从第1磁传感器121输出Vl = Al · sin θ R的输出信号，从第2磁传感器 122输出V2 = A2 · cos θ Ε的输出信号。Al、Α2是振幅。如果将两个输出信号VI、V2的振幅Α1、Α2视为彼此相等，则转子101的相对旋转角91；可以利用两个输出信号V1、V2，并基于下式⑴求出。θ R = tarT1 (sin θ E/cos θ R)= tan_1(Vl/V2). . . (1)使用如此求出的相对角θ R，对无刷电机进行控制。其中，转子101的绝对旋转角9,可以使用相对角θκ，例如基于下式⑵来求出。ΘΑ = { ΘΚ+360Χ (η-1)}/5(其中，η = 1、2、···5)··· (2)在上述那样的现有旋转角检测装置中，因为由于每个磁极的磁力的偏差等，各磁传感器121、122的输出信号VI、V2的振幅会按每个磁极而变动，所以转子101的旋转角的
3检测会发生误差。鉴于此，可以考虑根据转子101的绝对旋转角(机械角)ΘΑ对各磁传感器121、122的输出信号VI、V2进行修正(振幅修正)，以使各磁传感器121、122的输出信号VI、V2的振幅相等，然后运算转子101的相对角θ RO在按每个磁极磁力存在偏差的情况下，必须针对各磁传感器121、122的输出信号 V1、V2，变更按相对角(电角)的1个周期或者半个周期进行修正的增益。为了进行这样的增益修正，需要确定各磁传感器121、122感知到的磁极。

发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种能够确定磁传感器感知到的磁极的旋转角检测
直ο本发明的1个方式的旋转角检测装置在构成上的特征是，包括对应于旋转体的旋转而旋转并且沿周向设置有多个磁极的检测用转子、和对应于检测用转子的旋转而分别输出具有规定相位差的多个正弦波信号的多个磁传感器，该旋转角检测装置基于这些磁传感器的输出信号来检测上述旋转体的旋转角，还包括存储单元，其存储上述各磁极的角度幅度；零交叉检测单元，其对上述各正弦波信号的零交叉的时刻进行检测；零交叉间隔运算单元，其基于由上述零交叉检测单元检测出的零交叉时刻，针对每个上述正弦波信号，运算邻接的零交叉的时间间隔；和磁极确定单元，其基于由上述零交叉间隔运算单元运算出的时间间隔和各磁极的角度幅度，来确定各磁传感器感知到的磁极。


本发明的上述以及进一步的特征、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是表示将本发明的一个实施方式涉及的旋转角检测装置应用到用于对无刷电机的转子的旋转角进行检测的旋转角检测装置时的构成的示意图。图2是表示检测用转子的构成的示意图。图3是对第1磁传感器的输出信号波形以及第2磁传感器的输出信号波形进行表示的示意图。图4(a)是表示与第1磁传感器对应的振幅修正用表的内容的示意图，图4(b)是表示与第2磁传感器对应的振幅修正用表的内容的示意图。图5是表示由旋转角运算装置执行的旋转角运算处理的步骤的流程图。图6是用于对相对极编号的设定处理进行说明的示意图。图7是用于对零交叉时刻的运算方法进行说明的示意图。图8是用于对图5的步骤S14的基于零交叉检测的极编号确定处理进行说明的示意图。图9是表示控制结束处理的一个例子的流程图。图10是用于对由现有旋转角检测装置执行的旋转角检测方法进行说明的示意图。图11是对第1磁传感器的输出信号波形以及第2磁传感器的输出信号波形进行表示的示意图。
具体实施方式
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是表示将本发明的一个实施方式涉及的旋转角检测装置应用到用于对无刷电机的转子的旋转角进行检测的旋转角检测装置时的构成的示意图。该旋转角检测装置具有对应于无刷电机10的旋转而旋转的检测用转子(以下简称为“转子1，，)。如图2所示，转子1含有圆筒状的磁铁2，该磁铁2具有与设置于无刷电机10的转子的磁极对相当的多个磁极对。即，在转子1上设置有沿周向排列的多个磁极。 在该例子中，磁铁 2 具有 5 组磁极对(M0，Ml)，(M2，M3)，(M4，M5)，(M6，M7)，(M8，M9)。即， 磁铁2具有10个磁极MO M9。设置于无刷电机10的转子的各磁极的周向的长度全部相同。即，设置于无刷电机 10的转子的各磁极的角度幅度全部相同，都为36°。因此，在该无刷电机10中，1个磁极对的角度幅度在机械角的情况下为72°，这相当于电角360°。与此相对，如图2所示，在设置于转子1的各磁极MO M9中，N极的磁极MO、M2、M4、M6、M8的角度幅度(a、c、e、g、i) 彼此不同。S卩，在N极的磁极间，其磁化面积不同。在S极的磁极Ml、M3、M5、M7、M9中，磁极M9以外的4个磁极M1、M3、M5、M7彼此不同。磁极M9的角度幅度(j)与磁极M5的角度幅度(f)相等。在该实施方式中，各磁极MO M9的角度幅度如表1所示。其中，在表1中角度幅度由对与该角度幅度对应的机械角乘以了磁极对数(在该实施方式中为“5”)的值表示。 另外，在图2中，虚线表示了将转子1沿周向以36° (上述电角的情况下为180° )间隔分割时的各区域。表 权利要求
1.一种旋转角检测装置，包括对应于旋转体的旋转而旋转并且沿周向设置有多个磁极的检测用转子、和对应于检测用转子的旋转而分别输出具有规定相位差的多个正弦波信号的多个磁传感器，该旋转角检测装置基于这些磁传感器的输出信号来检测上述旋转体的旋转角，其特征在于，包括存储单元，其存储上述各磁极的角度幅度；零交叉检测单元，其对上述各正弦波信号的零交叉的时刻进行检测；零交叉间隔运算单元，其基于由上述零交叉检测单元检测出的零交叉时刻，针对每个上述正弦波信号，运算邻接的零交叉的时间间隔；和磁极确定单元，其基于由上述零交叉间隔运算单元运算出的时间间隔和各磁极的角度幅度，来确定各磁传感器感知到的磁极。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，上述检测用转子的多个磁极中的至少一个磁极的角度幅度，与其他磁极的角度幅度的任一个角度幅度都不同到能够识别。
3.根据权利要求1或2所述的旋转角检测装置，其特征在于，还包括修正单元，其对应于由上述磁极确定单元确定出的磁极来修正上述各正弦波信号的振幅；和旋转角运算单元，其基于振幅修正后的各正弦波信号来运算上述旋转体的旋转角。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的旋转角检测装置，其特征在于，上述零交叉检测单元以一定周期对上述各正弦波信号进行取样，并对上述各正弦波信号的符号反转前后的取样值进行线性插补，由此来检测零交叉的时刻。
全文摘要
本发明涉及一种旋转角运算装置，该旋转角运算装置在针对任意一个传感器值V1、V2检测出零交叉的情况下，运算零交叉时刻。旋转角运算装置运算这次运算出的零交叉时刻与针对对应的输出信号上次运算出的零交叉时刻之间的时间间隔(零交叉间隔)。旋转角运算装置基于运算出的零交叉间隔、根据对应的磁传感器的输出信号而最新运算出的转子的1次旋转量的零交叉间隔的总和、转子的旋转方向、和与该磁传感器对应的振幅修正用表(第1表或者第2表)的内容，来确定该磁传感器感知到的磁极。
文档编号G01B7/30GK102564296SQ20111041815
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17日
发明者上田武史, 小松逸人 申请人:株式会社捷太格特