專利名稱：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)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
為了控制在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等中使用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，需要按照轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，向定子線圈中通入電流。于是，公知有使用根據(jù)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)用轉(zhuǎn)子，檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。具體而言，如圖8所示，檢測(cè)用轉(zhuǎn)子101 (以下，稱為“轉(zhuǎn)子101”)具備圓筒狀的磁鐵102，該磁鐵102具有與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中設(shè)置的磁極對(duì)相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)磁極對(duì)。在轉(zhuǎn)子101的周圍，2個(gè)磁傳感器121、122以轉(zhuǎn)子 101的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心隔開(kāi)規(guī)定的角度間隔而配置。由各磁傳感器121、122輸出具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)?；谶@2個(gè)正弦波信號(hào)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)角(無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角)。(例如，參照日本特開(kāi)2003-241411號(hào)公報(bào)，日本特開(kāi)2002-213944號(hào)公報(bào))在該例中，磁鐵102 具有 5 組磁極對(duì)(MO、Ml) (M2、M3) (M4、M5) (M6、M7) (M8、M9)。 也就是說(shuō)，磁鐵102具有以等角度間隔配置的10個(gè)磁極MO M9。各磁極MO M9以轉(zhuǎn)子 101的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心，以36° (電角度為180° )的角度間隔而配置。另外，2個(gè)磁傳感器121、122以轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心隔開(kāi)18° (電角度為90° )的角度間隔而配置。將圖8中箭頭所示方向設(shè)為檢測(cè)用轉(zhuǎn)子101的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。而且，當(dāng)轉(zhuǎn)子 101向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)角變大，當(dāng)轉(zhuǎn)子101向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)角變小。如圖9所示，由各磁傳感器121、122輸出正弦波信號(hào)VI、V2，該正弦波信號(hào)VI、 V2以轉(zhuǎn)子101旋轉(zhuǎn)與I磁極對(duì)的量相當(dāng)?shù)慕嵌?72° (電角度為360° ))的期間為一個(gè)周期。根據(jù)5個(gè)磁極對(duì)將轉(zhuǎn)子101的I周旋轉(zhuǎn)量的角度范圍劃分為5個(gè)區(qū)間，將各區(qū)間的開(kāi)始位置表示為0°、結(jié)束位置表示為360°的轉(zhuǎn)子101的角度稱為轉(zhuǎn)子101的電角度 Θ e。在該情況下，10個(gè)磁極的角度幅度相等，因此轉(zhuǎn)子101的電角度Θ e與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的電角度一致。這里，由第I磁傳感器121輸出Vl = Al · sin Θ e的輸出信號(hào)，由第2磁傳感器 122輸出V2 = A2 · cos Θ e的輸出信號(hào)。Al、A2是振幅。當(dāng)兩輸出信號(hào)VI、V2的振幅Al、 A2被設(shè)為相互相等時(shí)，轉(zhuǎn)子101的電角度9e能夠使用兩輸出信號(hào)V1、V2基于下式(I)來(lái)求出。Θ e = tan-1 (sin Θ e/cos Θ e)= tan-1 (V1/V2)…(I)這樣，使用求出的電角度0e來(lái)控制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。在控制在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等中使用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的情況下，往往將轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角的角速度用于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制。轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角的角速度能夠基于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角來(lái)運(yùn)算。另外，轉(zhuǎn)向角的角速度能夠基于以旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)的轉(zhuǎn)子的初始位置為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角(以下，稱作“相對(duì)的機(jī)械角”)來(lái)運(yùn)算。在檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的機(jī)械角、相對(duì)的機(jī)械角的情況下，需要檢測(cè)磁傳感器的輸出信號(hào)的磁極的變化。這里，檢測(cè)磁傳感器的輸出信號(hào)的磁極的變化是指檢測(cè)該磁傳感器檢測(cè)出的磁極發(fā)生變化以及其移動(dòng)方向。考慮例如，基于圖8所示的2個(gè)磁傳感器121、122的輸出信號(hào)VI、V2檢測(cè)出磁傳感器的輸出信號(hào)的磁極的變化。當(dāng)2個(gè)磁傳感器121、122的輸出信號(hào)V1、V2的振幅Al、A2被設(shè)為相互相等的值A(chǔ) 或者將兩信號(hào)V1、V2標(biāo)準(zhǔn)化以使兩振幅成為規(guī)定的規(guī)定值A(chǔ)時(shí),一個(gè)輸出信號(hào)Vl表不為Vl =A ·8 ηθθ,另一輸出信號(hào)V2表示為V2 = A · cos Θ e。此外，當(dāng)A = I時(shí)，一個(gè)輸出信號(hào) Vl用Vl = sin Θ e表示，另一個(gè)輸出信號(hào)V2用V2 = cos Θ e表示。于是，為了使說(shuō)明變得簡(jiǎn)單，用Vl = sin Θ e, V2 = sin( θ +90° ) = cos Θ e表示磁傳感器121、122的輸出信號(hào) V1、V2。圖9表不相對(duì)于轉(zhuǎn)子101的磁極M9與磁極MO的邊界與第I磁傳感器121相對(duì)時(shí)的轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)角取0°時(shí)的轉(zhuǎn)子角度(機(jī)械角)的、各磁傳感器121、122的輸出信號(hào) V1、V2。其中，轉(zhuǎn)子角度用對(duì)實(shí)際的機(jī)械角乘以轉(zhuǎn)子101的磁極對(duì)數(shù)(在該例中為“5”)的角度表示。另外，在圖9中，磁極MO M9表示第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極。第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極的變化存在以下4個(gè)種類。(a)當(dāng)轉(zhuǎn)子101向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從N極變化為S 極的情況。例如，如圖9中用符號(hào)Qa表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從磁極M2變化為M3的情況。(b)當(dāng)轉(zhuǎn)子101向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從S極變化為N 極的磁極的情況。例如，如圖9中用符號(hào)Qb表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示，第I磁傳感器121 檢測(cè)出的磁極從Ml變化為M2的情況。(c)當(dāng)轉(zhuǎn)子101向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從N極變化為S 極的情況。例如，如圖9中用符號(hào)Qc表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從M6變化為M5的情況。(d)當(dāng)轉(zhuǎn)子101向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器121檢測(cè)出的磁極從S極變化為N 極的磁極的情況。例如，如圖9中用符號(hào)Qd表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示，第I磁傳感器121 檢測(cè)出的磁極從M7變化為M6的情況。上述(a)的磁極的變化(參照?qǐng)D9的Qa)能夠通過(guò)判斷是否滿足下面的第I判斷條件來(lái)檢測(cè)。第I判斷條件“V2 < O”且“VI上述(b)的磁極的變化(參照?qǐng)D條件來(lái)檢測(cè)。第2判斷條件“V2 > O”且“VI上述(c)的磁極的變化(參照?qǐng)D條件來(lái)檢測(cè)。第3判斷條件“V2 > O”且“VI上述(d)的磁極的變化(參照?qǐng)D
的上次值> O”且“VI的這次值彡O”
9的Qb)能夠通過(guò)判斷是否滿足下面的第2判斷
的上次值< O”且“VI的這次值彡O”
9的Qc)能夠通過(guò)判斷是否滿足下面的第3判斷
的上次值彡O”且“VI的這次值< O”
9的Qd)能夠通過(guò)判斷是否滿足下面的第4判斷條件來(lái)檢測(cè)。第4判斷條件“V2 < O”且“VI的上次值彡O”且“VI的這次值> O”也就是說(shuō)，當(dāng)判斷為滿足了上述第I判斷條件時(shí)，判別為發(fā)生了上述(a)的磁極的變化。當(dāng)判斷為滿足了上述第2判斷條件時(shí)，判別為發(fā)生了上述(b)的磁極的變化。當(dāng)判斷為滿足了上述第3判斷條件時(shí)，判別為發(fā)生了上述(C)的磁極的變化。當(dāng)判斷為滿足了上述第4判斷條件時(shí)，判別為發(fā)生了上述(d)的磁極的變化。但是，當(dāng)磁傳感器發(fā)生故障時(shí)，往往該輸出信號(hào)會(huì)固定為某值。將這樣的輸出信號(hào)的異常稱為固著異常。當(dāng)?shù)贗輸出信號(hào)Vl或者第2輸出信號(hào)V2中發(fā)生了固著異常時(shí)，會(huì)無(wú)法正確地檢測(cè)出磁極的變化。例如，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2固定為“O”時(shí)，不會(huì)滿足上述第 I 第4判斷條件的任意一個(gè)判斷條件。因此,會(huì)無(wú)法檢測(cè)出上述(a) (d)的磁極的變化。另外，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2被固定為“O”以外的值，例如O. 5時(shí)，會(huì)誤檢測(cè)磁極的變化。圖10表示第2輸出信號(hào)V2被固定為O. 5時(shí)的各磁傳感器121、122的輸出信號(hào)V1、V2。在圖10中，在用橢圓Qa內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化中，本來(lái)應(yīng)該成為V2 < O卻成為V2 > O,因此成為不滿足上述第I判斷條件，而滿足上述第3判斷條件。因此，將上述
(a)的磁極的變化誤檢測(cè)為上述(c)的磁極的變化。同樣地，在圖10中，在用橢圓Qd內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化中，本來(lái)應(yīng)該成為V2 < O卻成為V2 > O,因此成為不滿足上述第4 判斷條件，而滿足上述第2判斷條件。因此，會(huì)將上述(d)的磁極的變化誤檢測(cè)為上述(b) 的磁極的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在多個(gè)正弦波信號(hào)中的I個(gè)正弦波信號(hào)中發(fā)生了固著異常時(shí)，也能夠正確地檢測(cè)出磁極的變化的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)，是一種包括檢測(cè)用轉(zhuǎn)子，其根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)并且設(shè)置有多個(gè)磁極；和傳感器，其根據(jù)上述檢測(cè)用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，輸出相互具有規(guī)定的相位差的3個(gè)正弦波信號(hào)；基于這些正弦波信號(hào)檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置包括信號(hào)讀取單元，其按每個(gè)規(guī)定的運(yùn)算周期讀取上述各正弦波信號(hào)；以及檢測(cè)單元，其基于通過(guò)上述信號(hào)讀取單元讀取到的上述各正弦波信號(hào)，檢測(cè)至少I個(gè)正弦波信號(hào)的磁極的變化，其中，上述檢測(cè)單元，當(dāng)在上述各正弦波信號(hào)中，將磁極的變化被檢測(cè)的正弦波信號(hào)設(shè)為第I正弦波信號(hào)，將其他的2個(gè)正弦波信號(hào)中的一個(gè)設(shè)為第2正弦波信號(hào)，將另一個(gè)設(shè)為第3正弦波信號(hào)時(shí)，基于上述第2正弦波信號(hào)的這次值以及上述第3正弦波信號(hào)的這次值中其上次值與這次值的差的絕對(duì)值大的一方的值、 上述第I正弦波信號(hào)的上次值和上述第I正弦波信號(hào)的這次值，來(lái)檢測(cè)上述第I正弦波信號(hào)的磁極的變化。


通過(guò)下述基于附圖對(duì)實(shí)施方式的描述，前面提到的以及其他的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更明顯，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素，其中圖I是表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置應(yīng)用于檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角用的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置時(shí)的構(gòu)成的示意圖。圖2是表示檢測(cè)用轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的示意圖。圖3是表示第I、第2以及第3磁傳感器的輸出信號(hào)波形以及第I磁傳感器檢測(cè)出的磁極的示意圖。圖4是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理的順序的流程圖。圖5是表示圖4的步驟S3的相對(duì)極號(hào)碼的設(shè)定處理的順序的流程圖。圖6是用于說(shuō)明相對(duì)極號(hào)碼的設(shè)定處理的示意圖。圖7是表示第2輸出信號(hào)固定為O. 5時(shí)的各輸出信號(hào)波形以及第I磁傳感器檢測(cè)出的磁極的示意圖。圖8是用于說(shuō)明以往的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法的示意圖。圖9是表示第I磁傳感器的輸出信號(hào)波形以及第2磁傳感器的輸出信號(hào)波形的示意圖。圖10是用于說(shuō)明當(dāng)2個(gè)磁傳感器的輸出信號(hào)中的一個(gè)輸出信號(hào)中發(fā)生了固著異常時(shí)，誤檢測(cè)磁極的變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角用的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置時(shí)的實(shí)施方式，參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。圖I是表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置應(yīng)用于檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角用的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置時(shí)的構(gòu)成的示意圖。該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置具有根據(jù)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)用轉(zhuǎn)子(以下，僅稱為“轉(zhuǎn)子I”)。如圖2所示，轉(zhuǎn)子I包含具有與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)子中設(shè)置的磁極對(duì)相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)磁極對(duì)的圓筒狀的磁鐵2。磁鐵2 具有 5 組磁極對(duì)(MO、Ml) (M2、M3) (M4、M5) (M6、M7) (M8、M9)。也就是說(shuō)，磁鐵2具有以等角度間隔配置的10個(gè)磁極MO M9。各磁極MO M9以轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心，以36° (電角度為180° )的角度間隔而配置。在轉(zhuǎn)子I的周圍，3個(gè)磁傳感器21、22、23以轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心，隔開(kāi)規(guī)定角度(24° (上述電角度為120° ))的角度間隔而配置。往往將這3個(gè)磁傳感器21、22、23 分別稱為第I磁傳感器21、第2磁傳感器22以及第3磁傳感器23。能夠使用具備例如霍爾元件、磁阻元件(MR元件)等具有電特性通過(guò)磁場(chǎng)的作用發(fā)生變化的特性的元件的傳感器作為磁傳感器。將圖2中用箭頭表示的方向設(shè)為轉(zhuǎn)子I的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。而且，當(dāng)轉(zhuǎn)子I向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角變大，當(dāng)轉(zhuǎn)子I向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角變小。如圖3所示，由各磁傳感器21、22、23輸出以轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于I磁極對(duì)的角度(72° (電角度為360° ))的期間為一個(gè)周期的正弦波信號(hào)VI、V2、V3。圖3表不相對(duì)于轉(zhuǎn)子I的磁極M9與磁極MO的邊界與第I磁傳感器21相對(duì)時(shí)的轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角取0°時(shí)的轉(zhuǎn)子角度(機(jī)械角)的各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)VI、V2、 V3。圖3中的橫軸的轉(zhuǎn)子角度“deg”表示通過(guò)對(duì)機(jī)械角乘以磁極對(duì)數(shù)(在該實(shí)施方式中為 “5”)而得到的角度。另外，在圖3中根據(jù)轉(zhuǎn)子角度表示了第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極MO M9。將以旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)的轉(zhuǎn)子I的初始位置為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子I的機(jī)械角稱為相對(duì)的機(jī)械角ΘΠ!。但是，在該實(shí)施方式中，用對(duì)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)的轉(zhuǎn)子I的初始位置為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子I的機(jī)械角乘以轉(zhuǎn)子I的磁極對(duì)數(shù)(在該例中為“5”)的值表示相對(duì)的機(jī)械角Θ m。根據(jù)5個(gè)磁極對(duì)，將轉(zhuǎn)子I的I周旋轉(zhuǎn)量的角度范圍劃分為5個(gè)區(qū)間，將各區(qū)間的開(kāi)始位置表示為0°、結(jié)束位置表示為360°的轉(zhuǎn)子I的角度稱為轉(zhuǎn)子I的電角度Θ e。在該情況下，10個(gè)磁極的角度幅度相等，因此轉(zhuǎn)子I的電角度Θ e與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的電角度一致。這里,從第I磁傳感器21對(duì)與5個(gè)磁極對(duì)對(duì)應(yīng)的每個(gè)區(qū)間輸出Vl = Al · sin Θ e 的輸出信號(hào)。在該情況下，從第2磁傳感器22對(duì)與5個(gè)磁極對(duì)對(duì)應(yīng)的每個(gè)區(qū)間輸出V2 = A2 · sin( Θ e+120° )的輸出信號(hào)。另外，從第3磁傳感器23對(duì)與5個(gè)磁極對(duì)對(duì)應(yīng)的每個(gè)區(qū)間輸出V3 = A3 ·8 η( Θ e+240° )的輸出信號(hào)。A1、A2、A3分別表示振幅。也就是說(shuō)，從各磁傳感器21、22、23輸出具有規(guī)定的相位差120° (電角度)的正弦波信號(hào)。往往將各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)VI、V2、V3分別稱為第I輸出信號(hào)VI、第2輸出信號(hào)V2以及第3輸出信號(hào)V3。當(dāng)3個(gè)磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)V1、V2、V3的振幅A1、A2、A3被設(shè)為相互相等的值A(chǔ)，或者以各振幅成為規(guī)定的規(guī)定值A(chǔ)的方式將各信號(hào)VI、V2、V3標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，第I、第
2以及第 3 輸出信號(hào) V1、V2、V3 表示為 Vl = A*sin0e、V2 = A*sin(0e+12O° )以及 V3 =A · sin( Θ e+240° )。此外，當(dāng)A = I時(shí)，第I、第2以及第3輸出信號(hào)VI、V2、V3用Vl =sin Θ e, V2 = sin ( Θ e+120° )以及 V3 = sin ( Θ e+240° )表示。于是,為了使說(shuō)明變得簡(jiǎn)單,用 Vl = sin Θ e,V2 = sin( Θ e+120° )以及 V3 = sin( Θ e+240° )表示各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)V1、V2、V3。返回圖1，各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)VI、V2、V3被輸入到旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置 20。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)VI、V2、V3來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)子I的電角度Ge進(jìn)行運(yùn)算。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于得到的電角度0e等對(duì)轉(zhuǎn)子I的相對(duì)的機(jī)械角em進(jìn)行運(yùn)算。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，包含CPU (中央運(yùn)算處理裝置)以及存儲(chǔ)器(ROM、RAM、可擦寫(xiě)的非易失性存儲(chǔ)器等)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20運(yùn)算出的電角度0e以及相對(duì)的機(jī)械角0m被賦予給電動(dòng)機(jī)控制器30。電動(dòng)機(jī)控制器30使用由旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20賦予的電角度0e以及相對(duì)的機(jī)械角Θ m來(lái)控制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)10。為了對(duì)相對(duì)的機(jī)械角Θ m進(jìn)行運(yùn)算，需要檢測(cè)輸出信號(hào)V1、V2、V3中的至少I個(gè)輸出信號(hào)的磁極的變化(磁傳感器21、22、23中的至少I個(gè)磁傳感器檢測(cè)出的磁極的變化)。 該旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20的特征在于，具備當(dāng)檢測(cè)任意的磁傳感器的輸出信號(hào)的磁極變化時(shí)， 即使該磁傳感器以外的2個(gè)磁傳感器的輸出信號(hào)中的一個(gè)中發(fā)生了固著異常，也能夠正確地檢測(cè)出該磁傳感器的變化的功能。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20的特征在于具備即使3個(gè)磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)中的I個(gè)輸出信號(hào)中發(fā)生了固著異常，也能夠正確地運(yùn)算相對(duì)的機(jī)械角Qm的功能。圖4是表示旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理的順序的流程圖。圖4所示的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理按每個(gè)規(guī)定的運(yùn)算周期重復(fù)地進(jìn)行。
將在旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極作為基準(zhǔn)磁極，對(duì)各磁極分配相對(duì)的號(hào)碼時(shí)的各磁極的號(hào)碼定義為相對(duì)極號(hào)碼。用變量Pl表示第I磁傳感器 21檢測(cè)出的相對(duì)極號(hào)碼(以下，稱為“第I相對(duì)極號(hào)碼”)，用變量p2表示第2磁傳感器22 檢測(cè)出的相對(duì)極號(hào)碼(以下，稱為“第2相對(duì)極號(hào)碼”)。在該實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極(基準(zhǔn)磁極)為N極的磁極的情況下，向該磁極分配相對(duì)極號(hào)碼“O”。另一方面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極 (基準(zhǔn)磁極)為S極的磁極的情況下，向該磁極分配相對(duì)極號(hào)碼“ I ”。當(dāng)旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20讀入各磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)(傳感器值)￥1、￥2、￥3(步驟31)。此外，在旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20的存儲(chǔ)器(例如RAM) 中存儲(chǔ)有從規(guī)定次數(shù)前讀入的傳感器值到最新讀入的傳感器值的多次的傳感器值。當(dāng)在上述步驟SI中各傳感器值Vl、V2、V3被讀入時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別本次的處理是否為旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始后的首次處理(步驟S2)。當(dāng)本次的處理是旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始后的首次處理時(shí)(步驟S2 :是)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)行相對(duì)極號(hào)碼的設(shè)定處理 (步驟S3)。圖5是表不相對(duì)極號(hào)碼的設(shè)定處理的詳細(xì)的順序。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20首先判別第I輸出信號(hào)Vl是否比O大(步驟S21)。當(dāng)?shù)贗輸出信號(hào)Vl比O大時(shí)(步驟S21 :是)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極(基準(zhǔn)磁極)為N極的磁極，將第I相對(duì)極號(hào)碼pi設(shè)定為O (步驟S24)。然后，進(jìn)入步驟 S26。另一方面，當(dāng)?shù)贗輸出信號(hào)Vl在O以下時(shí)(步驟S21 :否)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20 判別第I輸出信號(hào)Vl是否比O小(步驟S22)。當(dāng)?shù)贗輸出信號(hào)Vl比O小時(shí)(步驟S22 是)，判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極(基準(zhǔn)磁極)為S極的磁極，將第I相對(duì)極號(hào)碼 Pl設(shè)定為1(步驟S25)。然后，進(jìn)入步驟S26。在上述步驟S22中，當(dāng)判別為第I輸出信號(hào)Vl在O以上時(shí)(步驟S22 :否)，也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)贗輸出信號(hào)Vl為O時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判別轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角(電角度)為 0°還是為180°，判別第2輸出信號(hào)V2是否比O大(步驟S23)。當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V3比O 大時(shí)(步驟S23:是)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角(電角度)為O。，將第I相對(duì)極號(hào)碼Pl設(shè)定為O (步驟S24)。然后，進(jìn)入步驟S26。另一方面，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2在O以下時(shí)(步驟S23 :否)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角(電角度)為180°，并將第I相對(duì)極號(hào)碼pi設(shè)定為I (步驟S25)。然后， 進(jìn)入步驟S26。此外，在上述步驟S23中，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20也可以判別第3輸出信號(hào)V3是否比 O小。在該情況下，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V3比O小時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)入步驟S24并將第 I相對(duì)極號(hào)碼Pl設(shè)定為O。另一方面，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V3在O以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20 進(jìn)入步驟S25并將第I相對(duì)極號(hào)碼pi設(shè)定為I。在步驟S26中，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別是否滿足“VI彡O且V2 < O”或者“VI < O 且V20”的條件。當(dāng)滿足該條件時(shí)(步驟S26 :是)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極與第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極不同，將僅比第I相對(duì)極號(hào)碼Pl大了 I的號(hào)碼設(shè)定為第2相對(duì)極號(hào)碼p2 (步驟S28)。然后，返回圖4的步驟S5。
另一方面，當(dāng)不滿足上述步驟S26的條件時(shí)(步驟S24 :否)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20 判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極與第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極相同，對(duì)第2相對(duì)極號(hào)碼P2設(shè)定與第I相對(duì)極號(hào)碼Pl相同的號(hào)碼(步驟S27)。然后，返回圖4的步驟S5。針對(duì)當(dāng)滿足了上述步驟S26的條件時(shí)，判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極與第 2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極不同，當(dāng)不滿足上述步驟S26的條件時(shí)，判別為第I磁傳感器 21檢測(cè)出的磁極與第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極相同的理由進(jìn)行說(shuō)明。例如，當(dāng)示意地表示由轉(zhuǎn)子I的磁極MO與磁極Ml構(gòu)成的磁極對(duì)通過(guò)第I磁傳感器21時(shí)的第I、第2以及第3磁傳感器21、22、23的輸出信號(hào)VI、V2、V3的信號(hào)波形時(shí)，如圖 6(a) (b) (C)所示。在圖6(a) (b)中，用SI表示的區(qū)域是第I磁傳感器21以及第2磁傳感器22共同檢測(cè)出磁極MO的區(qū)域。用S2表示的區(qū)域是第I磁傳感器21檢測(cè)出磁極MO，第2磁傳感器 22檢測(cè)出磁極Ml的區(qū)域。用S3表示的區(qū)域是第I磁傳感器21以及第2磁傳感器22共同檢測(cè)出磁極Ml的區(qū)域。用S4表示的區(qū)域是第I磁傳感器21檢測(cè)出磁極M1，第2磁傳感器 22檢測(cè)出磁極M2的區(qū)域。也就是說(shuō)，在區(qū)域SI以及S3中，第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極的極號(hào)碼與第I 磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的極號(hào)碼會(huì)相等。另一方面，在區(qū)域S2以及S4中，第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極的極號(hào)碼會(huì)比第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的極號(hào)碼大I。在區(qū)域SI中，兩傳感器值VI、V2滿足Vl彡O且V2 > O的第I條件。在區(qū)域S2 中，兩傳感器值VI、V2滿足Vl > O且V2 < O的第2條件。在區(qū)域S3中，兩傳感器值VI、 V2滿足Vl < O且V2 < O的第3條件。在區(qū)域S4中，兩傳感器值VI、V2滿足Vl <0且 V2 ^ O的第4條件。于是，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20，當(dāng)滿足上述第2條件(VI > O且V20)或者上述第4條件(VI < O且V20)時(shí)，判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極與第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極不同，當(dāng)不滿足上述第2條件或者上述第4條件時(shí)，判別為第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極與第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極相同。返回圖4，在上述步驟S2中，當(dāng)判別為本次的處理不是旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理開(kāi)始后的首次的處理時(shí)(步驟S2 :否)，移向步驟S4。在步驟S4中，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)行磁極的變化的檢測(cè)以及相對(duì)極號(hào)碼的更新處理。在該實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)行用于檢測(cè)第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的變化以及第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極的變化的處理。 而且，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)檢測(cè)到第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極發(fā)生變化時(shí)，更新第I相對(duì)極號(hào)碼Pi。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)檢測(cè)到第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極發(fā)生變化時(shí)，更新第2相對(duì)極號(hào)碼p2。參照?qǐng)D3，對(duì)第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的變化的檢測(cè)處理以及第I相對(duì)極號(hào)碼Pi的更新處理進(jìn)行說(shuō)明。第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的變化有以下4個(gè)種類。(a)當(dāng)轉(zhuǎn)子I向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從N極變化為S極的情況。例如，如圖3中用符號(hào)Qa表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示那樣，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從M2變化為M3的情況。(b)當(dāng)轉(zhuǎn)子I向正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從S極變化為N極的磁極的情況。例如，如圖3中用符號(hào)Qb表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示那樣，第I磁傳感器21 檢測(cè)出的磁極從Ml變化為M2的情況。(c)當(dāng)轉(zhuǎn)子I向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從N極變化為S極的情況。例如，如圖3中用符號(hào)Qc表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示那樣，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從M6變化為M5的情況。(d)當(dāng)轉(zhuǎn)子I向反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極從S極變化為N極的磁極的情況。例如，如圖3中用符號(hào)Qd表示的橢圓內(nèi)的箭頭所示那樣，第I磁傳感器21 檢測(cè)出的磁極從M7變化為M6的情況。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20判別是否發(fā)生了上述(a) ⑷的磁極的變化，當(dāng)判別為發(fā)生了磁極的變化時(shí)，更新第I相對(duì)極號(hào)碼pi。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判斷上述(a)的磁極的變化(參照?qǐng)D3的Qa)的有無(wú)，判斷是否滿足下面的第I判斷條件。其中，Λ V2表示第2輸出信號(hào)V2的上次值與這次值的差的絕對(duì)值，Λ V3表示第3輸出信號(hào)V3的上次值與這次值的差的絕對(duì)值。第I判斷條件“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 < 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 > O”且“VI的上次值> O”且“VI的這次值彡O”。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20，當(dāng)判斷為滿足上述第I判斷條件時(shí)，將第I相對(duì)極號(hào)碼Pl更新為僅大了 I的值。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判斷上述(b)的磁極的變化(參照?qǐng)D3的Qb)的有無(wú)，判斷是否滿足下面的第2判斷條件。第2判斷條件“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 > 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 < O”且“VI的上次值< O”且“VI的這次值彡O”。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20，當(dāng)判斷為滿足上述第2判斷條件時(shí)，將第I相對(duì)極號(hào)碼Pl更新為僅大了 I的值。但是，當(dāng)?shù)贗相對(duì)極號(hào)碼Pl為“9”時(shí)，比其僅大了 I的值為“O”。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判斷上述(C)的磁極的變化(參照?qǐng)D3的Qc)的有無(wú)，判斷是否滿足下面的第3判斷條件。第3判斷條件“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 > 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 < O”且“VI的上次值彡O”且“VI的這次值< O”。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20，當(dāng)判斷為滿足上述第3判斷條件時(shí)，將第I相對(duì)極號(hào)碼Pl更新為僅小了 I的值。但是，當(dāng)?shù)贗相對(duì)極號(hào)碼Pi為“O”時(shí)，比其僅小了 I的值為“9”。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判斷上述⑷的磁極的變化(參照?qǐng)D3的Qd)的有無(wú)，判斷是否滿足下面的第4判斷條件。第4判斷條件“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 < 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 > O”且“VI的上次值彡O”且“VI的這次值> O”。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20，當(dāng)判斷為滿足上述第4判斷條件時(shí)，將第I相對(duì)極號(hào)碼Pl更新為僅小了 I的值。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20為了判別是否發(fā)生了第2磁傳感器22檢測(cè)出的磁極的變化，判別是否滿足下面的4個(gè)條件(第5條件 第8條件)。其中，AVl表示第I輸出信號(hào)Vl的上次值與這次值的差的絕對(duì)值。第5判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從N極向S極的變化)“當(dāng)AVl ^ AV3時(shí)V1>0，當(dāng)AVl < AV3時(shí)V3 < O”且“V2的上次值> O”且“V2的這次值彡O”。第6判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從S極向N極的變化)“當(dāng)AVl > AV3 時(shí)V1<0，當(dāng)AVl < AV3時(shí)V3 > O”且“V2的上次值< O”且“V2的這次值彡O”。第7判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從N極向S極的變化)“當(dāng)AVl多AV3 時(shí)V1<0，當(dāng)AVl < AV3時(shí)V3 > O”且“V2的上次值彡O”且“V2的這次值< O”。第8判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從S極向N極的變化)“當(dāng)AVlS Λ V3 時(shí)V1>0，當(dāng)AVl < AV3時(shí)V3 < O”且“V2的上次值彡O”且“V2的這次值> O”。當(dāng)滿足了第5判斷條件或者第6判斷條件時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20將第2相對(duì)極號(hào)碼P2更新為僅大了 I的值。但是，當(dāng)?shù)?相對(duì)極號(hào)碼p2為“9”時(shí)，比其僅大了 I的值為 “O”。另一方面，當(dāng)滿足第7判斷條件或者第8判斷條件時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20將第2相對(duì)極號(hào)碼P2更新為僅小了 I的值。但是，當(dāng)?shù)?相對(duì)極號(hào)碼p2為“O”時(shí)，比其僅小了 I的值為 “9，，。在該實(shí)施方式中，雖不判別是否發(fā)生了第3磁傳感器23檢測(cè)出的磁極的變化，但也能夠判別是否發(fā)生了第3磁傳感器23檢測(cè)出的磁極的變化。具體而言，能夠通過(guò)判別是否滿足下面的4個(gè)條件(第9條件 第12條件)來(lái)判別第3磁傳感器23檢測(cè)出的磁極的變化。第9判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從N極向S極的變化)“當(dāng)AVI ^ AV2 時(shí)Vl < 0，當(dāng)AVl < AV2時(shí)V2 > O”且“V3的上次值> O”且“V3的這次值彡O”第10判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從S極向N極的變化)“當(dāng)AVl多AV2 時(shí)Vl > 0，當(dāng)AVl < AV2時(shí)V2 < O”且“V3的上次值< O”且“V3的這次值彡O”第11判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從N極向S極的變化)“當(dāng)AVlS Λ V2 時(shí)Vl > 0，當(dāng)AVl < AV2時(shí)V2 < O”且“V3的上次值彡O”且“V3的這次值< O”第12判斷條件(當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從S極向N極的變化)“當(dāng)AVl多AV2 時(shí)Vl < 0，當(dāng)AVl < AV2時(shí)V2 > O”且“V3的上次值彡O”且“V3的這次值> O”使用上述那樣的判斷條件來(lái)檢測(cè)任意的磁傳感器檢測(cè)出的磁極的變化，因此即使該磁傳感器以外的2個(gè)磁傳感器的輸出信號(hào)中的I個(gè)輸出信號(hào)中發(fā)生了固著異常，也能夠正確地檢測(cè)出該磁傳感器檢測(cè)出的磁極的變化。對(duì)此，以檢測(cè)第I磁傳感器21檢測(cè)出的磁極的變化的情況為例進(jìn)行驗(yàn)證。圖7表示由于第2輸出信號(hào)V2發(fā)生固著異常，固定為O. 5 的值時(shí)的各輸出信號(hào)。驗(yàn)證圖7中用橢圓Qa內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化(旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從N極向S極的變化)是否可以通過(guò)上述第I判斷條件來(lái)檢測(cè)。第I判斷條件為“當(dāng)AV2彡AV3 時(shí)V2 < 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 > O”且“VI的上次值> O”且“VI的這次值彡O”。發(fā)生了固著異常的第2輸出信號(hào)V2幾乎沒(méi)有變化，因此Λ V2成為小的值。因此，在圖7中用橢圓Qa內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為AV2< AV3。其結(jié)果，第I判斷條件中的“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 < 0，當(dāng)M2 < AV3時(shí)V3 > O”這樣的條件成為不使用發(fā)生了固著異常的第2輸出信號(hào)V2，而使用第3輸出信號(hào)V3來(lái)判斷。在圖7中用橢圓Qa內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為V3 > O,因此滿足第I判斷條件。也就是說(shuō)，即使當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2中發(fā)生了固著異常時(shí)，也能夠基于第I判斷條件來(lái)正確地檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從N極向S極的變化。
驗(yàn)證圖7中用橢圓Qb內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化(旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從S極向N極的變化)是否可以通過(guò)上述第2判斷條件來(lái)檢測(cè)。第2判斷條件為“當(dāng)AV2彡AV3 時(shí)V2 > 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 < O”且“VI的上次值< O”且“VI的這次值彡O”。AV2 成為小的值，因此在圖7中用橢圓Qb內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為M2 < AV3。其結(jié)果，第2判斷條件中的“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2>0，當(dāng)M2< AV3時(shí)V3<0” 這樣的條件成為不使用發(fā)生了固著異常的第2輸出信號(hào)V2而使用第3輸出信號(hào)V3來(lái)判斷。在圖7中用橢圓Qb內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為V3 < O,因此滿足第2判斷條件。也就是說(shuō)，即使當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2中發(fā)生了固著異常時(shí)，也能夠基于第2判斷條件來(lái)正確地檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较驎r(shí)的從S極向N極的變化。驗(yàn)證圖7中用橢圓Qc內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化(旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從N極向S極的變化)是否可以通過(guò)上述第3判斷條件來(lái)檢測(cè)。第3判斷條件為“當(dāng)AV2彡AV3 時(shí)V2 > 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 < O”且“VI的上次值彡O”且“VI的這次值< O”。AV2 成為小的值，因此在圖7中用橢圓Qc內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為M2 < AV3。其結(jié)果，第3判斷條件中的“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2>0，當(dāng)M2< AV3時(shí)V3<0” 這樣的條件成為不使用發(fā)生了固著異常的第2輸出信號(hào)V2而使用第3輸出信號(hào)V3來(lái)判斷。在圖7中用橢圓Qc內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為V3 < O,因此滿足第3判斷條件。也就是說(shuō)，即使當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2中發(fā)生了固著異常，也能夠基于第3判斷條件來(lái)正確地檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從N極向S極的變化。驗(yàn)證圖7中用橢圓Qd內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化(旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從S極向N極的變化)是否可以通過(guò)上述第4判斷條件來(lái)檢測(cè)。第4判斷條件為“當(dāng)AV2彡AV3 時(shí)V2 < 0，當(dāng)AV2 < AV3時(shí)V3 > O”且“VI的上次值彡O”且“VI的這次值> O”。AV2 成為小的值，因此在圖7中用橢圓Qd內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為M2 < AV3。其結(jié)果，第4判斷條件中的“當(dāng)AV2彡AV3時(shí)V2 < 0，當(dāng)M2 < AV3時(shí)V3 > O”這樣的條件成為不使用發(fā)生了固著異常的第2輸出信號(hào)V2而使用第3輸出信號(hào)V3來(lái)判斷。在圖7中用橢圓Qb內(nèi)的箭頭表示的磁極的變化時(shí)刻，成為V3 > O,因此滿足第4判斷條件。也就是說(shuō)，即使當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V2中發(fā)生了固著異常時(shí)，也能夠基于第4判斷條件來(lái)正確地檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较驎r(shí)的從S極向N極的變化。取代第2輸出信號(hào)V2，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V3中發(fā)生了固著異常時(shí)，在第I磁傳感器 21檢測(cè)出的磁極的變化時(shí)刻，成為AV2 3 Λ V3，判斷第2輸出信號(hào)V2的符號(hào)。也就是說(shuō)， 發(fā)生了固著異常的第3輸出信號(hào)V3不用于磁極的變化判斷。因此，當(dāng)?shù)?輸出信號(hào)V3中發(fā)生了固著異常時(shí)，也能夠使用上述第I 第4判斷條件，正確地檢測(cè)出第I磁傳感器21 檢測(cè)出的磁極的變化。此外，當(dāng)判斷第2磁傳感器22的輸出信號(hào)V2的磁極的變化時(shí)，也同樣地，即使其他的磁傳感器21、23的輸出信號(hào)VI、V3中的任意一個(gè)中發(fā)生了固著異常，也能夠正確地檢測(cè)出第2磁傳感器22的輸出信號(hào)V2的磁極的變化。另外，當(dāng)判斷第3磁傳感器23的輸出信號(hào)V3的磁極的變化時(shí)，也同樣地，即使其他的磁傳感器21、22的輸出信號(hào)VI、V2中的任意一個(gè)發(fā)生了固著異常，也能夠正確地檢測(cè)出第3磁傳感器23的輸出信號(hào)V3的磁極的變化。當(dāng)上述步驟S4的處理結(jié)束時(shí)，移向步驟S5。在步驟S5中，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于在上述步驟SI中讀入的傳感器值V1、V2、V3,運(yùn)算電角度Θ e。此外,這時(shí),旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20進(jìn)行各輸出信號(hào)V1、V2、V3中是否發(fā)生了固著異常的判斷。各輸出信號(hào)V1、V2、V3中是否發(fā)生了固著異常的判斷能夠通過(guò)例如對(duì)每個(gè)輸出信號(hào)VI、V2、V3調(diào)查傳感器值是否經(jīng)過(guò)規(guī)定次數(shù)幾乎沒(méi)發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行。也就是說(shuō)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)傳感器值經(jīng)規(guī)定次數(shù)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化時(shí)，判斷為與該傳感器值對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)中發(fā)生了固著異常。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于第I輸出信號(hào)Vl與第2輸出信號(hào)V2，運(yùn)算與轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角相當(dāng)?shù)牡贗電角度9el。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于第I輸出信號(hào)Vl與第3輸出信號(hào)V3，運(yùn)算與轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角相當(dāng)?shù)牡?電角度0e2。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于第 2輸出信號(hào)V2與第3輸出信號(hào)V3，運(yùn)算與轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)角相當(dāng)?shù)牡?電角度Θ e3。對(duì)于第
I、第2以及第3電角度Θ el、Θ e2、Θ e3的運(yùn)算方法將在后述。然后，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)判斷為所有的輸出信號(hào)V1、V2、V3都正常時(shí)，例如基于下式(2)運(yùn)算最終的電角度Ge。也就是說(shuō)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20將第I、第2以及第3電角度0el、0e2、0e3的平均值運(yùn)算為最終的電角度Θ e。Θ e = ( Θ el+ Θ e2+ Θ e3)/3 …⑵此外，當(dāng)判斷為所有的輸出信號(hào)V1、V2、V3都正常時(shí)，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20能夠?qū)⒌?br> I、第2以及第3電角度Θ el、Θ e2、Θ e3的中央值運(yùn)算為最終的電角度Θ e。另外，在該情況下，也能夠刪除第I、第2以及第3電角度Θ el、Θ e2、Θ e3中最偏離其他2個(gè)的那一個(gè)， 將其他2個(gè)的平均值運(yùn)算為最終的電角度Ge。此外，在該情況下，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20也可以將第I、第2以及第3電角度Θ el、Θ e2、Θ e3中的任意I個(gè)電角度確定為最終的電角度 Θ e。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)判斷為第I輸出信號(hào)Vl異常，第2以及第3輸出信號(hào) V2、V3正常時(shí)，將基于第2以及第3輸出信號(hào)V2、V3運(yùn)算出的第3電角度Θ e3決定為最終的電角度Θ e。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)判斷為第2輸出信號(hào)V2異常，第I以及第3輸出信號(hào) V1、V3正常時(shí)，將基于第I以及第3輸出信號(hào)V1、V3運(yùn)算出的第2電角度Θ e2決定為最終的旋轉(zhuǎn)角Ge。另外，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20當(dāng)判斷為第3輸出信號(hào)V3異常，第I以及第2輸出信號(hào) V1、V2正常時(shí)，將基于第I以及第2輸出信號(hào)V1、V2運(yùn)算出的第I電角度Θ el決定為最終的電角度Θ e。此外，當(dāng)判斷為3個(gè)輸出信號(hào)VI、V2、V3中的2個(gè)以上的輸出信號(hào)異常時(shí)，無(wú)法運(yùn)算電角度Ge，因此旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20向電動(dòng)機(jī)控制器30輸出電動(dòng)機(jī)停止指令，并且停止旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算處理。對(duì)第I電角度Θ el的運(yùn)算方法進(jìn)行說(shuō)明。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20首先根據(jù)第I輸出信號(hào)Vl ( = Sine e)與第2輸出信號(hào)V2 ( = sin ( Θ e+120° ))運(yùn)算成為相對(duì)于第I輸出信號(hào)Vl的相位差為90°的信號(hào)V12( = sin(0e+9O° ) = cos Θ e)。更具體而言，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置20基于下式(3)運(yùn)算信號(hào)V12。數(shù)1V12 二 COS0e
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其包括檢測(cè)用轉(zhuǎn)子，其根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且設(shè)置有多個(gè)磁極；以及傳感器，其根據(jù)所述檢測(cè)用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，輸出相互具有規(guī)定的相位差的3 個(gè)正弦波信號(hào)；基于這些正弦波信號(hào)來(lái)檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角，該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的特征在于，包括信號(hào)讀取單元，其按每個(gè)規(guī)定的運(yùn)算周期讀取所述各正弦波信號(hào)；以及檢測(cè)單元，其基于通過(guò)所述信號(hào)讀取單元讀取到的所述各正弦波信號(hào)，檢測(cè)至少I個(gè)正弦波信號(hào)的磁極的變化，其中，當(dāng)在所述各正弦波信號(hào)中，將磁極的變化被檢測(cè)的正弦波信號(hào)設(shè)為第I正弦波信號(hào)，將其他的2個(gè)正弦波信號(hào)中的一個(gè)設(shè)為第2正弦波信號(hào)，將另一個(gè)設(shè)為第3正弦波信號(hào)時(shí)，所述檢測(cè)單元基于所述第2正弦波信號(hào)的這次值以及所述第3正弦波信號(hào)的這次值中的其上次值與這次值的差的絕對(duì)值大的一方的值、所述第I正弦波信號(hào)的上次值、和所述第I正弦波信號(hào)的這次值，來(lái)檢測(cè)所述第I正弦波信號(hào)的磁極的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其特征在于，所述規(guī)定的相位差在電角度中為120°。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。在轉(zhuǎn)子的周圍，3個(gè)磁傳感器以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心，隔開(kāi)規(guī)定角度的角度間隔而配置。由磁傳感器輸出具有規(guī)定的相位差120°的正弦波信號(hào)。旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置按照下述方式檢測(cè)第1輸出信號(hào)的磁極的變化。具體而言，旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置基于第2輸出信號(hào)V2的這次值以及第3輸出信號(hào)的這次值中其上次值與這次值的差的絕對(duì)值大的一方的值、第1輸出信號(hào)的上次值和第1輸出信號(hào)的這次值，來(lái)檢測(cè)第1輸出信號(hào)的磁極的變化。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102594230SQ20111043035
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者上田武史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特