CN105841719A - 旋转角检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及旋转角检测装置。旋转角检测装置(10)具备控制部(60)和三个以上的传感器部。传感器部具有作为全桥电路的主电路部(21、31、41)和作为全桥电路的子电路部(25、35、45)。控制部的角度计算部(62)基于从至少一个主电路部(21、31、41)输出的与主正信号以及主负信号对应的主信号、和从至少一个子电路部输出的与子正信号以及子负信号对应的子信号来计算旋转角度。异常监视部(65)对从不同的传感器部输出的对应的信号彼此进行比较,并基于比较结果来监视异常。由此,能够精度良好地检测旋转角度。
Description
技术领域
本发明涉及旋转角检测装置。
背景技术
以往已知一种通过检测旋转磁场来检测旋转角度的旋转角检测装置。例如在日本专利JP5126325B2中,使用半桥的中点输出的至少4个输出信号来计算旋转角度。
来自半桥电路的输出值包括偏移偏差。在上述的日本专利第5126325B2中,在控制部的内部进行偏移校正,但与使用来自全桥电路的输出值的情况不同,在有起因于制造误差的相位差、配线电阻、温度特性等影响的情况下,无法完全消除偏移。另外,在输出信号的一部分产生异常的情况下,使用从一个半桥输出的sin类信号或者cos类信号来继续角度计算,所以担心无法完全消除偏移,与正常时比较,检测精度降低。
发明内容
本发明是鉴于上述的课题而提出的,其目的在于提供一种能够精度良好地检测旋转角度的旋转角检测装置。
本发明的一方式的旋转角检测装置具备控制部和三个以上的传感器部。各传感器部具备主电路部和子电路部。主电路部是输出与由于被检测部的旋转而变化的旋转磁场对应的主正信号、和相对于主正信号反正了正负的主负信号的全桥电路。子电路部是输出与由于被检测部的旋转而转换的旋转磁场对应的信号且相位与主正信号不同的子正信号和相对于子正信号反转了正负的子负信号的全桥电路。
控制部具有角度计算部和异常监视部。角度计算部基于从至少一个主电路部输出的与主正信号以及主负信号对应的主信号、和从至少一个子电路部输出的子正信号以及子负信号,来计算被检测部的旋转角度。异常监视部对从不同的传感器部输出的对应的信号彼此进行比较,并基于比较结果来监视异常。
在本发明中,由于设置三个以上具有输出相位不同的信号的两个全桥电路的传感器部,所以能够以对应的信号的差等比较简单的计算进行异常判定。另外,主电路部以及子电路部由全桥电路结构,能够消除从各电路部输出的各信号的偏移。因此,在一部分的信号产生异常,而利用正常的信号继续角度计算的情况下,也能够精度良好地检测旋转角度。而且另外,在一部分的主信号变为异常的情况下,也通过比较正常的其它主信号彼此,能够继续异常监视。子信号也同样。
附图说明
有关本发明的上述目的以及其它目的、特征、优点参照添加的附图,并且根据下述的详细的描述,变得更清楚。其附图:
图1是表示本发明的第一实施方式的电动动力转向系统的示意结构图。
图2是表示本发明的第一实施方式的马达的示意性的剖视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的旋转角检测装置的电路图。
图4是表示本发明的第一实施方式的sin信号以及cos信号的说明图。
图5A、图5B、图5C是说明本发明的第一实施方式的传感器部的配置的示意性的俯视图。
图6是对本发明的第一实施方式的传感器单元的端子排列进行说明的示意图。
图7是表示本发明的第一实施方式的控制部的框图。
图8是对本发明的第一实施方式的AD(Analog-to-digital:模拟-数字)转换顺序进行说明的时间图。
图9是对本发明的第一实施方式的角度计算处理进行的流程图。
图10是对本发明的第一实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图11是对本发明的第二实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图12是对本发明的第二实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图13是对本发明的第三实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图14是对本发明的第四实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图15是对本发明的第五实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图16是对本发明的第六实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图17是对本发明的第七实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图18是对本发明的第八实施方式的角度计算以及异常监视进行说明的说明图。
图19是对本发明的第九实施方式中的传感器部的配置进行说明的示意性的俯视图。
图20是对本发明的第九实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图21A是对本发明的第十实施方式的传感器部的配置进行说明的示意性的俯视图,图21B是表示与图21A的比较用的第九实施方式的传感器部的配置的图。
图22是对本发明的第十一实施方式的传感器部的配置进行说明的示意性的俯视图。
图23是对本发明的第十一实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图24是对本发明的第十二实施方式的角度计算处理进行说明的流程图。
图25是对本发明的第十三实施方式的传感器部的配置进行说明的示意性的俯视图。
图26是对本发明的第十四实施方式的传感器部的配置进行说明的示意性的俯视图。
具体实施方式
以下,基于附图,对本发明的旋转角检测装置进行说明。以下,在多个实施方式中,针对实际相同的结构赋予相同的附图标记并省略说明。
(第一实施方式)
基于图1~图10对本发明的第一实施方式的旋转角检测装置进行说明。
如图1~图3所示,本发明的第一实施方式的旋转角检测装置10具有传感器单元15以及控制部60,并使用于用于辅助车辆的转向操作的电动动力转向装置1。
图1是表示具备电动动力转向装置1的转向系统90的整体结构的图。转向系统90由作为转向操作部件的方向盘(转向盘)91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98、以及电动动力转向装置1等构成。
方向盘91与转向轴92连接。在转向轴92的前端设置小齿轮96,小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端上经由横拉杆等连结一对车轮98。
若驾驶员旋转方向盘91,则与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96而被转换为齿条轴97的直线运动,一对车轮98被转向操作与齿条轴97的位移量对应的角度。
电动动力转向装置1具备输出辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助转矩的马达80、使用于该马达80的驱动控制的控制单元(图中记载为“ECU”。)5、转矩传感器8、以及使马达80的旋转减速并传递给转向轴92的减速齿轮89等。即,本实施方式的电动动力转向装置1是所谓“管柱辅助类型,但也可以是将马达的旋转传递给齿条轴97来辅助齿条轴97的驱动的、所谓“齿条辅助类型”。
转矩传感器8被设置在转向轴92上,对驾驶员操作方向盘91而输入的操舵操作转矩进行检测。
马达80通过被供给来自未图示的蓄电池的电力而被驱动,并使减速齿轮89进行正反转。
图2表示马达80的示意结构。马达80具有定子81、转子83、以及轴84等。
定子81被固定在壳体86上。在定子81上卷绕线圈82。
转子83是与轴84一起旋转的筒状的部件,被设置在定子81的径向内侧。在转子83的表面粘附永磁铁,具有磁极。通过对线圈82的通电而产生的旋转磁场,转子83与轴84一起旋转。
轴84从壳体86的两端突出。在轴84的一端设置作为被检测部的磁石85。磁石85是大致形成为圆板状的2极磁铁,与轴84一体旋转。
控制单元5具有基板6以及安装在基板6上的各种电子部件,并被罩部件87覆盖。基板6被固定在壳体86的未图示的固定部上。在基板6上安装传感器单元15、控制部60、以及电源IC69。传感器单元15被安装在基板6的马达80侧的面且与磁石85对置的位置上。控制部60以及电源IC69被安装在与基板6的马达80相反侧的面上。电源IC69包括调节器691~693(参照图6)。
图3表示旋转角检测装置10的电路结构。
传感器单元15具有三个传感器部20、30、40,构成为一个封装。由于三个传感器部20、30、40的结构是同样的,所以以传感器部20的结构为中心进行说明。
第一传感器部20具有sin电路部21、sin差动放大器22、cos电路部25、以及cos差动放大器26。
sin电路部21是由连接4个磁电阻元件211~214的全桥电路构成的sin信号输出电路,该磁电阻元件的阻抗根据对应于磁石85的旋转而变化的旋转磁场发生变化。从磁电阻元件211、212的连接点输出第一+sin信号,从磁电阻元件213、214的连接点输出第一-sin信号。第一-sin信号是相对于第一+sin信号反转了正负的信号。第一+sin信号被输入至sin差动放大器22的正输入端子,第一-sin信号被输入至sin差动放大器22的负输入端子。
sin差动放大器22对第一+sin信号以及第一-sin信号进行差动放大。被sin差动放大器22差动放大的信号即第一sin信号经由第一sin信号输出端子23输出给控制部60。第一sin信号是基于第一+sin信号以及第一-sin信号的信号。
cos电路部25是由连接4个磁电阻元件251~254的全桥电路结构的cos信号输出电路,该磁电阻元件的阻抗根据对应于磁石85的旋转而变化的旋转磁场发生变化。从磁电阻元件251、252的连接点输出第一+cos信号,从磁电阻元件253、254的连接点输出第一-cos信号。第一-cos信号是相对于第一+cos信号反转了正负的信号。第一+cos信号被输入至cos差动放大器26的正输入端子,第一-cos信号被输入至cos差动放大器26的负输入端子。
cos差动放大器26对第一+cos信号以及第一-cos信号进行差动放大。通过cos差动放大器26被差动放大的信号即第一cos信号经由第一cos信号输出端子27输出给控制部60。第一cos信号是基于第一+cos信号以及第一-cos信号的信号。
sin电路部21、cos电路部25、以及差动放大器22、26经由第一供电端子28与第一调节器691连接,并经由第一接地端子29接地。
图3中,将第一+sin信号记载为“+sin1”,将第一-sin信号记载为“-sin1”,将第一+cos信号记载为“+cos1”,将第一-cos信号记载为“-cos1”。来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号也同样。
第二传感器部30具有sin电路部31、sin差动放大器32、cos电路部35、以及cos差动放大器36。
从磁电阻元件311、312的连接点输出的第二+sin信号以及从磁电阻元件313、314的连接点输出的第二-sin信号由sin差动放大器32进行差动放大。通过sin差动放大器32被差动放大的信号即第二sin信号经由sin信号输出端子33输出至控制部60。
从磁电阻元件351、352的连接点输出的第二+cos信号以及从磁电阻元件353、354的连接点输出的第二-cos信号由cos差动放大器36进行差动放大。通过cos差动放大器36被差动放大的信号即第二cos信号经由cos信号输出端子37输出至控制部60。第二sin信号是基于第二+sin信号以及第二-sin信号的信号,第二cos信号是基于第二+cos信号以及第二-cos信号的信号。
sin电路部31、cos电路部35、以及差动放大器32、36经由第二供电端子38与第二调节器692连接,并经由第二接地端子39接地。
第三传感器部40具有sin电路部41、sin差动放大器42、cos电路部45、以及cos差动放大器46。
从磁电阻元件411、412的连接点输出的第三+sin信号以及从磁电阻元件413、414的连接点输出的第三-sin信号由sin差动放大器42进行差动放大。通过sin差动放大器42被差动放大的信号即第三sin信号经由第三sin信号输出端子43输出至控制部60。
从磁电阻元件451、452的连接点输出的第三+cos信号以及从磁电阻元件453、454的连接点输出的第三-cos信号由cos差动放大器46进行差动放大。通过cos差动放大器46被差动放大的信号即第三cos信号经由第三cos信号输出端子47输出至控制部60。第三sin信号是基于第三+sin信号以及第三-sin信号的信号,第三cos信号是基于第三+cos信号以及第三-cos信号的信号。
sin电路部41、cos电路部45、以及差动放大器42、46经由第三供电端子48与第三调节器693连接,并经由第三接地端子49接地。
如图4所示,第一sin信号、第二sin信号以及第三sin信号(图中,记载为“sin信号”。)是振幅以及相位相等的信号。第一cos信号、第二cos信号以及第三cos信号(图中,记载为“cos信号”。)是振幅以及相位相等的信号。另外,第一sin信号、第二sin信号以及第三sin信号、第一cos信号、和第二cos信号以及第三cos信号相位错开90°。
在本实施方式中,假定第一+sin信号、第一-sin信号、第二+sin信号、第二-sin信号、第三+sin信号、第三-sin信号、第一+cos信号、第一-cos信号、第二+cos信号、第二-cos信号、第三+cos信号、第三-cos信号的振幅相等,差动放大器22、26、32、36、42、46中的增益也相等。
在本实施方式中,sin电路部21、31、41对应“主电路部”,cos电路部25、35、45对应“子电路部”,sin差动放大器22、32、42对应“主差动放大器”,cos差动放大器26、36、46对应“子差动放大器”。
另外,+sin信号对应“主正信号”,-sin信号对应“主负信号”,+cos信号对应“子正信号”,-cos信号对应“子负信号”,sin信号对应“主信号”以及“主差动放大信号”,cos信号对应“子信号”以及“子差动放大信号”。此处,补充说明一下,将sin作为“主”,将cos作为“子”,但只不过仅为了区分sin、cos而附加“主”或者“子”,并不是主从的关系。
如图5A所示,第二传感器部30以及第三传感器部40被配置为相对于第一传感器部20的中心点对称。在本实施方式中,第一传感器部20的中心被配置为在磁石85的旋转磁场的中心线C上。以下适当地仅将磁石85的旋转磁场的中心线C称为“旋转中心C”。
在本实施方式中,第二传感器部30以及第三传感器部40夹着第一传感器部20而在两侧邻接地配置,但也可以如图5B那,传感器彼此分离,也可以如图5C那样,错开配置。由于与旋转中心C越分离,检测误差越大,所以优选传感器部20、30、40尽可能接近地配置。
以下适当地将配置在中心线C上的传感器部20作为“中心传感器部”,将相对于旋转中心C点对称地配置的传感器部30、40的组合作为“对称传感器部组”。
基于图6对传感器单元15的端子排列进行说明。如图6所示,传感器部20、30、40被一个密封部16密封。密封部16大致形成为矩形。在密封部16的第一侧面161上,第一端子部17突出地形成,在与第一侧面161相反侧的第二侧面162上,第二端子部18突出地形成。
第一端子部17以及第二端子部18分别各包括8个端子。
在第一端子部17中,从一端165开始从第三个端子按顺序排列为第一sin信号输出端子23、第一供电端子28、第一cos信号输出端子27、第一接地端子29的顺序。在第一端子部17中,一端165侧的两个以及与一端165相反侧的端部即另一端166侧的两个端子为NC管脚170。NC管脚170是不与传感器单元15外连接的空管脚。
在第二端子部18中,从一端165侧排列为第二sin信号输出端子33、第二供电端子38、第二cos信号输出端子37、第二接地端子39、第三sin信号输出端子43、第三供电端子48、第三cos信号输出端子47、第三接地端子49的顺序。在本实施方式中,第二端子部18不包括空管脚,但根据端子数,可以不包括空管脚。
在第一端子部17中,在第一sin信号输出端子23与第一cos信号输出端子27之间配置第一供电端子28。
在第一供电端子28与第一接地端子29之间配置第一cos信号输出端子27。
在第二端子部18中,在第二sin信号输出端子33与第二cos信号输出端子37之间配置第二供电端子38,在第三sin信号输出端子43与第三cos信号输出端子47之间配置第三供电端子48。另外,在第二cos信号输出端子37与第三sin信号输出端子43之间配置第二接地端子39。
在第二端子部18中,在第二供电端子38与第二接地端子39之间配置第二cos信号输出端子37,在第三供电端子48与第三接地端子49之间配置第三cos信号输出端子47。另外,在第二接地端子39与第三供电端子48之间配置第三sin信号输出端子43。
即在本实施方式中,在信号输出端子23、27、33、37、43、47之间配置信号输出端子以外的端子即供电端子28、38、48或者接地端子39,信号输出端子23、27、33、37、43、47彼此以不邻接的方式排列。通过配置空管脚而代替供电端子28、38、48或者接地端子29、39、49,信号输出端子23、27、33、37、43、47彼此可以不邻接。由此,能够防止因信号输出端子彼此的短路而造成的误检测。此外,即使相邻的信号输出端子23和供电端子28短路,也能够容易地判定电源短路异常。另外,即使相邻的信号输出端子27和接地端子29短路,也能够容易地判定接地短路异常。其它信号输出端子也同样。
另外,在供电端子28、38、48与接地端子29、39、49之间配置供电端子28、38、48以及接地端子29、39、49以外的端子即信号输出端子27、37、43、47,供电端子28、38、48和接地端子29、39、49以不邻接的方式排列。通过配置空管脚而代替信号输出端子23、27、33、37、43、47,供电端子28、38、48和接地端子29、39、49可以不邻接。由此,防止供电端子28、38、48和接地端子29、39、49的短路。
另外,第一供电端子28经由形成在基板6上的配线图案601与第一调节器691连接。由此,对第一传感器部20供给通过第一调节器691调压后的电压。
第二供电端子38经由形成在基板6上的配线图案602与第二调节器692连接。由此,对第二传感器部30供给通过第二调节器692调压后的电压。
第三供电端子48经由形成在基板6上的配线图案603与第三调节器693连接。由此,对第三传感器部40供给通过第三调节器693调压后的电压。
即在本实施方式中,分别从另外的调节器691、692、693对传感器部20、30、40供给电力。
在本实施方式中,第一调节器691、第二调节器692以及第三调节器693被设置在电源IC69上,但也可以分别设置为个别的IC。在本实施方式中,第一调节器691、第二调节器692以及第三调节器693对应“供电部”。
如图3以及图7所示,控制部60管理马达80的驱动控制,由执行各种计算的微型计算机等构成,内部具备CPU、ROM、RAM、I/O、以及、连接这些的构成的总线等。控制部60中的各处理可以是由CPU执行预先存储的程序的软件处理,也可以是专用的电子电路的硬件处理。
如图7所示,控制部60具有AD转换部61、角度计算部62、以及异常监视部65作为功能模块。
AD转换部61具有两个AD转换器611、612。
第一AD转换器611获取第二cos信号、第二sin信号、以及第一cos信号,并从模拟信号转换为数字信号。第二AD转换器612获取第一sin信号、第三cos信号、以及第三sin信号,并从模拟信号转换为数字信号。
转换成数字信号的sin信号以及cos信号被输出给角度计算部62以及异常监视部65。
图中,将第一sin信号记载为“sin1”,将第一cos信号记载为“cos1”,将第二sin信号记载为“sin2”,将第二cos信号记载为“cos2”将第三sin信号记载为“sin3”,将第三cos信号记载为“cos3”。另外适当地在模拟信号附加(A),在数字信号附加(D)。
基于图8对AD转换器611、612中的AD转换顺序进行说明。AD转换器611、612中的AD转换周期ΔT相等、且同步。
第一AD转换器611在时刻T1对获取的第二cos信号进行AD转换,并在时刻T2输出被转换为数字信号的信号。第一AD转换器611在时刻T2对获取的第一cos信号进行AD转换,并在时刻T3输出被转换为数字信号的信号。第一AD转换器611在时刻T3对获取的第二sin信号进行AD转换,并在时刻T4输出被转换为数字信号的信号。
第二AD转换器612在时刻T1对获取的第三sin信号进行AD转换,并在时刻T2输出被转换为数字信号的信号。第二AD转换器612在时刻T2对获取的第一sin信号进行AD转换,并在时刻T3输出被转换为数字信号的信号。第二AD转换器612在时刻T3对获取的第三sin信号进行AD转换,并在时刻T4输出被转换为数字信号的信号。
如图8所示,在本实施方式中,在利用第一AD转换器611对sin信号或者cos信号的一方进行AD转换时,利用第二AD转换器612对sin信号或者cos信号的另一方进行AD转换。
在角度计算部62以及异常监视部65的处理中使用转换为数字信号的sin信号以及cos信号。以下,将通过AD转换而转换为数字信号的值仅称为“sin信号”、“cos信号”等。
角度计算部62使用第一sin信号、第二sin信号以及第三sin信号中的至少一个、和第一cos信号、第二cos信号以及第三cos信号中的至少一个来计算arctan,并基于计算出的arctan来计算机械角θm。在本实施方式中,机械角θm对应“被检测部的旋转角度”。
异常监视部65比较对应的信号即第一sin信号、第二sin信号、以及第三sin信号,比较对应的信号的第一cos信号、第二cos信号、以及第三sin信号,并对传感器部20、30、40的异常进行监视。异常监视结果作为异常信息被输出给角度计算部62。
基于图9以及图10对角度计算以及异常监视进行说明。在图9以及图10中,适当地将来自第一传感器部20的信号记载为“信号1”,将来自第二传感器部30的信号记载为“信号2”,将来自第三传感器部40的信号记载为“信号3”。
基于图9所示的流程图对角度计算处理进行说明。角度计算处理由控制部60以AD转换周期ΔT的3倍以上的规定的周期执行。
在最初的步骤S101中,异常监视部65判断全部的判定式的计算结果是否是判定阈值z以下。以下,省略“步骤S101”的“步骤”,仅记载为符号“S”。其它的步骤也同样。此外,判定阈值z能够适当地设定。以下,假定判定阈值为相同的值z进行说明,但可以例如根据判定式等而不同。
判定式由式子(1)~式子(6)表示。
|sin1-sin2|…(1)
|cos1-cos2|…(2)
|sin1-sin3|…(3)
|cos1-cos3|…(4)
|sin2-sin3|…(5)
|cos2-cos3|…(6)
在判断为全部的判定式的计算结果为判定阈值z以下的情况下(S101:是),来自第一传感器部20的信号、来自第二传感器部30的信号、以及来自第三传感器部40的信号都视为正常,移至S104。在判断为至少一个判定式的计算结果大于判定阈值z的情况下(S101:否),移至S102。
在S102中,异常监视部65确定异常信号。异常信号特定的详细基于图10后述。
在S103中,异常监视部65判断来自第一传感器部20的信号是否正常。在判断为来自第一传感器部20的信号为异常的情况下(S103:否),移至S105。在判断为来自第一传感器部20的信号为正常的情况下(S103:是),移至S104。
在判断为来自全部的传感器部20、30、40的信号为正常的情况下(S101:是),或者判断为来自第一传感器部20的信号为正常的情况下(S103:是)下移至的S104中,角度计算部62使用来自第一传感器部20的信号来进行角度计算。即在本实施方式中,如果第一传感器部20正常,则使用来自第一传感器部20的信号来进行角度计算。
在判断为来自第一传感器部20的信号为异常的情况下(S103:否)移至的S105中,异常监视部65判断来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号是否正常。在判断为来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号为正常的情况下(S105:是),移至S106。在判断为来自第二传感器部30或者第三传感器部40的信号为异常的情况下(S105:否),移至S107。
在S106中,角度计算部62使用来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号的至少一方来进行角度计算。在本实施方式中,使用第二传感器部30以及第三传感器部40的信号来进行角度计算。
在S107中,由于无法确定是正常的传感器部,所以角度计算部62中止角度计算。
基于图10对异常监视处理的详细进行说明。图10中,将正常判定的情况记载为“○”,将异常判定的情况记载为“×”。另外,图中的“:”意味比较两个信号,例如在记载为“信号1:信号2”的情况下,意味比较第一sin信号和第二sin信号,比较第一cos信号和第二cos信号。后述的实施方式的图12等也同样。
在本实施方式中,将处于旋转中心C上的第一传感器部20作为中心传感器部,将从旋转中心C错开配置的第二传感器部30以及第三传感器部40作为非中心传感器部。角度计算部62在第一传感器部20正常的情况下,使用来自第一传感器部20的信号来进行角度计算。即,在第一传感器部20正常的情况下,使用在时刻T2所获取的第一sin信号以及第一cos信号来进行角度计算。
另外,角度计算部62在第一传感器部20异常的情况下,使用来自第二传感器部30的信号以及来自第三传感器部40的信号的至少一方来进行角度计算。
异常监视部65进行对从三个传感器部20、30、40输出的sin信号中的两个进行比较的三个组合中的计算,并监视sin信号的异常。cos信号也同样,进行对从三个传感器部20、30、40输出的cos信号中的两个进行比较的三个组合中的计算,并监视cos信号的异常。即,在本实施方式中,进行三个×2(sin信号、cos信号)的计算,并监视传感器部20、30、40的异常。
具体而言,在第一sin信号与第二sin信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,异常监视部65判定为第一sin信号或者第二sin信号的至少一方异常。同样地,在第一sin信号与第三sin信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,异常监视部65判定为第一sin信号或者第三sin信号的至少一方异常,在第二sin信号与第三sin信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,判定为第二sin信号或者第三sin信号的至少一方异常。
另外,在第一cos信号与第二cos信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,异常监视部65判定为第一cos信号或者第二cos信号的至少一方异常。同样地,在第一cos信号与第三cos信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,异常监视部65判定为第一cos信号或者第三cos信号的至少一方异常,在第二cos信号与第三cos信号的差的绝对值大于判定阈值z的情况下,判定为第二cos信号或者第三cos信号的至少一方异常。
在第一sin信号与第二sin信号的差、第一sin信号与第三sin信号的差、第二sin信号与第三sin信号的差都为判定阈值z以下、且第一cos信号与第二cos信号的差、第一cos信号与第三cos信号的差、第二cos信号与第三cos信号的差都为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为传感器部20、30、40都正常。该情况下,由于第一传感器部20正常,所以使用第一sin信号以及第一cos信号来进行角度计算。
在第一sin信号与第二sin信号的差以及第二sin信号与第三sin信号的差大于判定阈值z、第一sin信号与第三sin信号的差为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为第二sin信号异常。
另外,在第一cos信号与第二cos信号的差以及第二cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z、第一cos信号与第三cos信号的差为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为第二cos信号异常。
在第二sin信号或者第二cos信号异常的情况下,异常监视部65判定为第二传感器部30异常。
该情况下,由于第一传感器部20正常,所以角度计算部62使用第一sin信号以及第一cos信号来进行角度计算。由此,即使在第二传感器部30产生异常的情况下,也能够以与全部的传感器部20、30、40正常的情况下同等的精度继续角度计算。
另外,异常监视部65通过进行第一sin信号与第三sin信号的比较、第一cos信号与第三cos信号的比较,来继续异常监视。由此,能够继续使用于角度计算的信号的监视。此外,在第一sin信号与第三sin信号的差或者第一cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z的情况下,判定为第一传感器部20或者第三传感器部40产生异常,停止角度计算。由此,能够防止使用产生异常的信号来进行错误的角度计算。
在第二sin信号或者第二cos信号异常的情况下,异常监视部65判定为第二传感器部30异常。在本实施方式中,在判定为第二传感器部30异常的情况下,不将来自第二传感器部30的输出值即第二sin信号以及第二cos信号使用于角度计算以及异常监视。换言之,在本实施方式中,能够捕捉按照每个传感器部20、30、40进行异常监视。第一传感器部20或者第三传感器部40异常的情况下也同样。
在第一sin信号与第三sin信号的差以及第二sin信号与第三sin信号的差大于判定阈值z、第一sin信号与第二sin信号的差为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为第三sin信号异常。
另外,第一cos信号与第三cos信号的差以及第二cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z、第一cos信号与第二cos信号的差为判定阈值z以下是情况下,异常监视部65判定为第三cos信号异常。
在第三sin信号或者第三cos信号异常的情况下,异常监视部65判定第三传感器部40异常。
该情况下,由于第一传感器部20正常,所以角度计算部62使用第一sin信号以及第一cos信号来进行角度计算。由此,即使在第三传感器部40产生异常的情况下,也能够以与全部的传感器部20、30、40正常的情况下同等的精度继续角度计算。
另外,异常监视部65通过进行第一sin信号与第二sin信号的比较、第一cos信号与第三cos信号的比较,来继续异常监视。由此,能够继续使用于角度计算的信号的监视。此外,第一sin信号与第二sin信号的差或者第一cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z的情况下,判定为第一传感器部20或者第二传感器部30产生异常,中止角度计算。由此,能够防止使用产生异常的信号来进行错误的角度计算。
在第一sin信号与第二sin信号的差以及第一sin信号与第三sin信号的差大于判定阈值z、第二sin信号与第三sin信号的差为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为第一sin信号异常。
另外,在第一cos信号与第二cos信号的差,以及,第一cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z、第二cos信号与第三cos信号的差为判定阈值z以下的情况下,异常监视部65判定为第一传感器部20异常。
在第一sin信号或者第一cos信号异常的情况下,异常监视部65判定为第一传感器部20异常。
该情况下,角度计算部62代替第一sin信号以及第一cos信号而使用第二sin信号、第三sin信号、第二cos信号、以及第三cos信号来进行角度计算。
如图5A至图5C说明那样,由于第二传感器部30以及第三传感器部40被配置在从旋转中心C错开的位置上,所以担心来自第二传感器部30的信号以及来自第三传感器部40的信号与来自配置于旋转中心C上的第一传感器部20的信号相比检测精度较差。此处,由于第二传感器部30和第三传感器部40相对于旋转中心C点对称地配置,所以第二sin信号相对于第一sin信号的波形失真成分、和第三sin信号的波形失真成分反转。同样地,第二cos信号相对于第一cos信号的波形失真成分、和第三cos信号的波形失真成分反转。
因此,角度计算部62使用第二sin信号与第三sin信号的和、以及第二cos信号与第三cos信号的和来进行角度计算。例如,使用第二sin信号与第三sin信号的平均值等也包含在“使用和”的概念中。cos信号也同样。通过取第二sin信号与第三sin信号的和、以及第二cos信号与第三cos信号的和,能够消除输出信号的波形失真成分。
另外,在马达80旋转时,严格来说,机械角θm在时刻T1、T2、T3不同(参照图8)。另外,在第一传感器部20为正常时所计算的机械角θm是时刻T2的值。
另一方面,第二sin信号是在时刻T3获取的值,第三sin信号是在时刻T1获取的值。另外,第二cos信号是在时刻T1获取的值,第三cos信号是在时刻T3获取的值。此处,通过使用第二sin信号与第三sin信号的和、以及第二cos信号与第三cos信号的和,计算的机械角θm与时刻T2时的值大体一致。
由此,即使在第一传感器部20异常的情况下,也能够精度良好地继续进行角度计算。
此外,在第二传感器部30以及第三传感器部40的至少一方配置在磁石85的磁场检测所涉及的最合适的磁场范围内的情况下,角度计算部62可以使用来自第二传感器部30的信号即第二sin信号以及第二cos信号或者来自第三传感器部40的信号即第三sin信号以及第三cos信号来进行角度计算。另外,也可以在角度计算部62的内部进行对起因于从旋转中心C的偏离的检测误差进行修正的修正计算。
另外,异常监视部65通过进行第二sin信号与第三sin信号的比较、第二cos信号与第三cos信号的比较,能够继续异常监视。由此,即使第一传感器部20异常,也能够继续使用于角度计算的信号的监视。此外,在第二sin信号与第三sin信号的差或者第二cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z的情况下,判定为第二传感器部30或者第三传感器部产生异常,中止角度计算。由此,能够防止使用产生异常的信号来进行错误的角度计算。
另外,在本实施方式中,AD转换器611、612都对至少各一个的sin信号以及cos信号进行AD转换。因此,即使在AD转换器611、612中的任意一方产生异常的情况下,也能够使用从另一方输出的值来继续角度计算。
AD转换器611、612在时刻T1获取sin信号或者cos信号的一方,在时刻T3获取sin信号或者cos信号的另一方。因此,通过使用在时刻T1获取的sin信号或者cos信号的一方、和在时刻T3获取的sin信号或者cos信号的另一方来进行角度计算,能够减小与基于在时刻T2获取的sin信号或者cos信号而计算的机械角θm的误差。
优选地,传感器部为奇数,在旋转中心C上配置一个传感器部的情况下,在AD转换器611、612的一方以正中的转换顺序对中心传感器部的sin信号进行转换,在AD转换器611、612的另一方中以正中的转换顺序对cos信号进行转换。另外,在其它传感器部相对于旋转中心C点对称配置的情况下,针对中心传感器部的信号的转换定时,以前后对称的顺序对sin信号和cos信号进行转换。由此,能够降低一部分的传感器部产生异常的情况下的转换定时的偏差而造成的误差。
如以上详述那样,本实施方式的旋转角检测装置10具备三个以上(在本实施方式中为三个)传感器部20、30、40、和控制部60。
第一传感器部20具有sin电路部21以及cos电路部25。sin电路部21是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的第一+sin信号、以及相对于第一+sin信号反转了正负的第一-sin信号的全桥电路。cos电路部25是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的信号、且相位与第一+sin信号不同的第一+cos信号、已经将相对于第一+cos信号反转了正负的第一-cos信号的全桥电路。
第二传感器部30具有sin电路部31以及cos电路部35。sin电路部31是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的第二+sin信号、以及相对于第二+sin信号反转了正负的第二-sin信号的全桥电路。cos电路部35是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的信号、且相位与第二+sin信号不同的第二+cos信号、以及相对于第二+cos信号反转了正负的第二-cos信号的全桥电路。
第三传感器部40具有sin电路部41以及cos电路部45。sin电路部41是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的第三+sin信号、以及相对于第三+sin信号反转了正负的第三-sin信号的全桥电路。cos电路部45是输出与根据磁石85的旋转而变化的旋转磁场对应的信号、且相位与第三+sin信号不同的第三+cos信号、以及相对于第三+cos信号反转了正负的第三-cos信号的全桥电路。
控制部60具有角度计算部62以及异常监视部65。角度计算部62基于从至少一个sin电路部21、31、41输出的与+sin信号以及-sin信号对应的sin信号、和从至少一个cos电路部25、35、45输出的与+cos信号以及-cos信号对应的cos信号,来计算磁石85的旋转角度(在本实施方式中为机械角θm)。异常监视部65对从不同的传感器部20、30、40输出的对应的信号彼此进行比较,并基于比较结果来监视异常。
在本实施方式中,设置三个具有输出相位不同的信号的两个全桥电路的传感器部,从而能够以对应的信号的差等比较简单的计算来进行异常判定。
另外,sin电路部21、31、41以及cos电路部25、35、45由全桥电路结构,能够消除从各电路部21、31、41,25、35、45输出的各信号的偏移。因此,在一部分的信号为异常,而利用正常的信号继续角度计算的情况下,与使用来自半桥的信号的情况相比较,检测精度恶化的担心较小。因此,即使在利用正常的信号继续角度计算的情况下,也能够精度良好地检测旋转角度。
而且,另外,在来自一个sin电路部的信号变成异常的情况下,也通过比较来自剩余两个sin电路部的信号,能够继续异常监视。cos电路部也同样。
至少一部分的传感器部20、30、40被配置在能够消除从作为磁石85的旋转磁场的中心级旋转中心的位置偏离而造成的检测误差的位置上。
两个传感器部30、40相对于旋转中心点对称地配置。由此,例如通过将来自第二传感器部30的信号与来自第三传感器部40的信号相加,能够消除因从旋转中心的位置偏离而造成的传感器部30、40的检测值的波形失真。
第一传感器部20的中心被配置在磁石85的旋转磁场的中心线C上。换言之,中心线C上的传感器部20没有从旋转中心的位置偏离。在本实施方式中,如传感器部20那样,配置于中心线C上也包含在“配置在能够消除从旋转中心的位置偏离的位置上”的概念。由此,通过第一传感器部20能够适当地检测磁石85的旋转磁场。
角度计算部62在从作为中心传感器部的第一传感器部20输出的信号正常的情况下,基于从第一传感器部20输出的信号来计算机械角θm。
另外,在从第一传感器部20输出分信号异常分情况下,对称传感器部组中的至少一部分正常的情况下,角度计算部62使用对称传感器部组的第二传感器部30以及第三传感器部40的信号来计算机械角θm。
由此,在第一传感器部20没有异常的情况下,能够基于从配置在旋转中心C上的第一传感器部20输出的信号,适当地计算机械角θm。
另外,在第一传感器部20有异常的情况下,能够使用从第二传感器部30输出的信号以及从第三传感器部40输出的信号的至少一方,来继续角度计算。在本实施方式中,使用能够消除起因于从旋转中心C上错开地配置的角度误差的对称传感器部组即第二传感器部30以及第三传感器部40的信号的和来进行角度计算。由此,能够继续与正常时同等的精度下的角度计算。
传感器部20、30、40分别从对应地设置的调节器691、692、693供给电力。由此,即使在调节器691、692、693中的任意一个产生异常的情况下,也能够使用从是正常的调节器供给电力的传感器部的信号来继续进行角度计算。
旋转角检测装置10还具备密封部16、和端子部17、18。
密封部16密封多个传感器部20、30、40。
端子部17、18包括使用于从sin电路部21、31、41的信号输出的多个信号输出端子23、27、33、37、43、47、使用于向传感器部20、30、40的供电的供电端子28、38、48、以及使用于传感器部20、30、40与接地的连接的接地端子29、39、49,并从密封部16突出。
在一个信号输出端子与其它的信号输出端子之间配置信号输出端子以外的端子。由此,能够防止因信号输出端子彼此的短路而造成的旋转角度的误检测。
在供电端子28、38、48与接地端子29、39、49之间配置供电端子28、38、48以及接地端子29、39、49以外的端子。由此,能够防止供电端子28、38、48与接地端子29、39、49的短路。
在本实施方式中,主正信号为+sin信号,主负信号为-sin信号。子正信号为+cos信号,子负信号为-cos信号。+cos信号的相位与+sin信号错开90°。
由此,能够基于+sin信号、-sin信号、+cos信号、-cos信号,适当地进行角度计算。
第一传感器部20具有sin差动放大器22以及cos差动放大器26。
sin差动放大器22将第一+sin信号或者第一-sin信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第一sin信号输出给控制部60。cos差动放大器26将第一+cos信号或者第一-cos信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第一cos信号输出给控制部60。
同样地,第二传感器部30具有sin差动放大器32以及cos差动放大器36。
sin差动放大器32将第二+sin信号或者第二-sin信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第二sin信号输出给控制部60。cos差动放大器36将第二+cos信号或者第二-cos信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第二cos信号输出给控制部60。
另外,第三传感器部40具有sin差动放大器42以及cos差动放大器46。
sin差动放大器42将第三+sin信号或者第三-sin信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第三sin信号输出给控制部60。cos差动放大器46将第三+cos信号或者第三-cos信号的一方输入至正输入端子,将另一方输入至负输入端子,并将第三cos信号输出给控制部60。
由此,与将+sin信号、-sin信号、+cos信号、-cos信号分别向传感器部20、30、40的外部输出的情况相比较,能够降低端子数。
在从不同传感器部20、30、40输出的对应的信号彼此的差的绝对值即差值大于判定阈值z的情况下,异常监视部65判定为计算所使用的信号的一方异常。由此,能够利用比较简单的计算进行异常判定。
异常监视部65针对从sin电路部21、31、41输出的信号以及从cos电路部25、35、45输出的信号的每一个,进行至少2组的差值与判定阈值的比较。在本实施方式中,进行第一sin信号与第二sin信号的差值、第一sin信号与第三sin信号的差值、以及第二sin信号与第三sin信号的差值和判定阈值的比较。即,在本实施方式中,进行3组的差值与判定阈值的比较。cos信号也同样。由此,能够适当地确定是异常的信号。
控制部60具有对sin信号以及cos信号进行AD转换的AD转换部61。
AD转换部61具有多个AD转换器611、612。每一个AD转换器611、612对至少一个sin信号以及至少一个cos信号进行AD转换。由此,即使在一部分的AD转换器产生异常的情况下,也能够使用通过正常的AD转换器进行AD转换的sin信号以及cos信号来继续角度计算。
在本实施方式中,传感器部是第一传感器部20、第二传感器部30以及第三传感器部40这三个。另外,AD转换器是使信号获取定时以及信号输出定时同步的第一AD转换器611以及第二AD转换器612。
第一AD转换器611对第一传感器部20的sin信号或者cos信号的一方、和第二传感器部30的sin信号以及cos信号进行AD转换。
第二AD转换器612对第一传感器部20的sin信号或者cos信号的另一方、和第三传感器部40的sin信号以及cos信号进行AD转换。
第一AD转换器611中的AD转换顺序为第二sin信号或者第二cos信号的一方、第一传感器部20的信号、第二sin信号或者第二cos信号的另一方。
第二AD转换器612中的AD转换顺序为第三sin信号或者第三cos信号的另一方、第一传感器部20的信号、第三sin信号或者第三cos信号的一方。
即,在利用第一AD转换器611先对第二sin信号进行AD转换的情况下,在第二AD转换器612中,先对第三cos信号进行AD转换,而在利用第一AD转换器611先对第二cos信号进行AD转换的情况下,在第二AD转换器612中,先对第三sin信号进行AD转换。
由此,在传感器部20、30、40的信号全部正常的情况、以及信号的一部分产生异常,使用正常的信号来继续角度计算的情况中的任意一个情况下,都能够提高角度计算的精度。
(第二实施方式)
基于图11以及图12对本发明的第二实施方式进行说明。
基于图11所示的流程图,对本实施方式的角度计算处理进行说明。
在S201中,异常监视部65判断上述的判定式(1)~(4)是否是判定阈值z以下。此处使用4个判定式,但可以省略判定式(1)、(2)的组或者判定式(3)、(4)的组的一方。在判断为判定式(1)~(4)的全部为判定阈值z以下的情况下(S201:是),视为来自第一传感器部20的信号正常,移至S204。在判断为判定式(1)~(4)的至少一个大于判定阈值z的情况下(S201:否),移至S202。
在S202中,异常监视部65进行判定式(5)、(6)的计算,并确定异常信号。基于图12后述异常信号特定的详细。
S203~S207的处理与图9中的S103~S107的处理同样。
基于图12对异常监视处理的详细进行说明。
在本实施方式中,与上述实施方式同样地,在作为中心传感器部的第一传感器部20正常的情况下,角度计算部62使用来自第一传感器部20的第一sin信号以及第一cos信号来进行角度计算。
在异常监视部65中,在传感器部20、30、40正常的情况下,以第一传感器部20为中心进行监视。具体而言,在传感器部20、30、40正常的情况下,进行第一sin信号与第二sin信号的比较、第一sin信号与第三sin信号的比较、第一cos信号与第二cos信号的比较、以及第一cos信号与第三cos信号的比较,从而监视第一sin信号以及第一cos信号。换言之,在第一传感器部20正常的情况下,省略从第二传感器部30输出的信号与从第三传感器部40输出的信号的比较。
第一sin信号与第二sin信号的差、第一sin信号与第三sin信号的差、第一cos信号与第二cos信号的差、以及第一cos信号与第三cos信号的差都为判定阈值以下的情况下,视为传感器部20、30、40正常。
在第一sin信号与第二sin信号的差大于判定阈值z、第一sin信号与第三sin信号的差为判定阈值以下的情况下,异常监视部65视为第二sin信号异常。另外,在第一cos信号与第二cos信号的差大于判定阈值z,第一cos信号与第三cos信号的差为判定阈值以下的情况下,异常监视部65视为第二cos信号异常。
在第二sin信号或者第二cos信号异常的情况下,异常监视部65视为第二传感器部30异常。该情况下,角度计算部62使用来自第一传感器部20的第一sin信号以及第一cos信号来继续角度计算。另外,异常监视部65通过对来自第一传感器部20的信号与来自第三传感器部40的信号进行比较,来继续异常监视。
在第一sin信号与第二sin信号的差为判定阈值以下,第一sin信号与第三sin信号的差大于判定阈值z的情况下,异常监视部65视为第三sin信号异常。另外,在第一cos信号与第二cos信号的差为判定阈值z以下,第一cos信号与第三cos信号的差大于判定阈值z的情况下,视为第三sin信号异常。
在第三sin信号或者第三cos信号异常的情况下,异常监视部65视为第三传感器部40异常。该情况下,角度计算部62使用来自第一传感器部20的第一sin信号以及来自第一cos信号来继续角度计算。另外,异常监视部65通过对来自第一传感器部20的信号与第来自二传感器部30的信号进行比较,来继续异常监视。
在第一sin信号与第二sin信号的差以及第一sin信号与第三sin信号的差都大于判定阈值z的情况下,异常监视部65视为第一sin信号异常。另外,在第一cos信号与第二cos信号的差以及第一cos信号与第三cos信号的差都大于判定阈值z的情况下,视为第一cos信号异常。
在第一sin信号或者第一cos信号异常的情况下,异常监视部65视为第一传感器部20异常。该情况下,角度计算部62使用从第二传感器部30输出的信号以及从第三传感器部40输出的信号的至少一方来继续角度计算。另外,异常监视部65通过对来自第二传感器部30的信号与来自第三传感器部40的信号进行比较,来继续异常监视。
在本实施方式中,异常监视部65基于配置在磁石85的旋转磁场的中心线C上的传感器部20的信号与中心传感器部以外的传感器部即传感器部30、40的信号的比较结果来监视异常。
详细而言,在从第一传感器部20输出的信号正常的情况下,异常监视部65基于从第一传感器部20输出的信号与从第二传感器部30输出的信号的比较结果、以及从第一传感器部20输出的信号与从第三传感器部40输出的信号的比较结果的至少一方,来监视从第一传感器部20输出的信号的异常。
另外,在从第一传感器部20输出的信号异常的情况下,异常监视部65基于从第二传感器部30输出的信号与从第三传感器部40输出的信号的比较结果来进行异常监视。
换言之,在第一传感器部20正常的情况下,异常监视部65不进行来自第二传感器部30的信号与来自第三传感器部40的信号的比较。由此,与进行全部的组合的信号比较的情况相比较,能够降低异常监视部65中的计算负荷。
另外,起动与上述实施方式同样的效果。
(第三实施方式)
基于图13对本发明的第三实施方式进行说明。
基于图13所示的流程图对本实施方式的角度计算处理进行说明。
S301以及S302与图9中的S101以及S302同样。
在S303中,异常监视部65判断来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号是否正常。在判断为来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号正常的情况下(S303:是),移至S304。在判断为第二传感器部30或者第三传感器部40的信号异常的情况下(S303:否),移至S305。
在判断为来自全部的传感器部20、30、40的信号正常的情况下(S301:是),或者,判断为来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号正常的情况下(S303:是)移至的S304中,角度计算部62使用来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号来进行角度计算。即在本实施方式中,如果第二传感器部30以及第三传感器部40正常,则使用来自第二传感器部30以及第三传感器部40的信号来进行角度计算。
在判断为来自第二传感器部30或者第三传感器部40的信号异常的情况下(S303:否)移至的S305中,异常监视部65判断是否能够继续角度计算。此处,在第一传感器部20以及第二传感器部30正常的情况下,或者,第一传感器部20以及第三传感器部40正常的情况下,判断为能够继续角度计算。在判断为能够继续角度计算的情况下(S305:是),移至S306。在判断为无法进行角度计算的情况下(S305:否),移至S307。
在S306中,角度计算部62使用正常的信号来继续角度计算。详细而言,如果第一传感器部20以及第二传感器部30的信号正常,则角度计算部62使用第一传感器部20以及第二传感器部30的至少一方的信号来进行角度计算。另外,如果第一传感器部20以及第三传感器部40的信号正常,则角度计算部62使用第一传感器部20以及第三传感器部的至少一方的信号来进行角度计算。
S307的处理与S107的处理同样。
在本实施方式中,在传感器部20、30、40全部正常的情况下,将从能够消除起因于从旋转中心C的偏离的角度误算的组合即第二传感器部30输出的信号、以及从第三传感器部40输出的信号使用于角度计算。详细而言,使用第二sin信号以及第三sin信号的和、以及第二cos信号以及第三cos信号的和来进行角度计算。在使用两个信号的和来进行角度计算的情况下,能够降低从一方的信号产生异常到异常确定为止的期间中的角度误差的影响。另外,与使用三个sin信号、cos信号的情况相比较,能够降低计算负荷。
在从至少一组的对称传感器部组即传感器部30、40输出的信号正常的情况下,角度计算部62使用从正常的对称传感器部组即传感器部30、40输出的信号来计算机械角θm。由此,可以降低计算误差,并且能够降低使用于角度计算的传感器部产生异常的情况下的角度误差的影响。另外,与使用全部的传感器部20、30、40的信号来进行角度计算的情况相比较,能够降低计算负荷。
另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第四实施方式)
基于图14对本发明的第四实施方式进行说明。
基于图14所示的流程图对本实施方式的角度计算处理进行说明。
在S401中,异常监视部65判断判定式(5)、(6)是否都为判定阈值z以下。在判断为判定式(5)、(6)都为判定阈值z以下的情况下(S401:是),移至S402。在判断为判定式(5)、(6)的至少一方大于判定阈值z的情况下(S401:否),移至S403。
S402的处理与图13中的S304的处理同样。
在S403中,异常监视部65进行判定式(1)~(4)的计算,并确定异常信号。异常信号特定的详细与上述实施方式同样。
S404~S406的处理与S305~S306的处理同样。
在本实施方式中,在第二传感器部30以及第三传感器部40正常情况下,异常监视部65不进行来自第一传感器部20的信号与来自第二传感器部30的信号的比较、以及来自第一传感器部20的信号与来自第三传感器部40的信号的比较。由此,能够降低异常监视部65中的计算负荷。
异常监视部65基于相对于旋转中心点对称地配置的传感器部30、40的信号彼此的比较结果来监视异常。由此,与进行全部的组合的信号比较的情况相比较,能够降低异常监视部65中的计算负荷。
另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第五实施方式)
基于图15对本发明的第五实施方式进行说明。
在本实施方式中,例如在传感器部20、30、40都被配置在最合适的磁场范围内的情况下,角度计算部62使用正常的信号中的至少一个来进行角度计算。
详细而言,在传感器部20、30、40全部正常的情况下,角度计算部62使用从第一传感器部20输出的信号、从第二传感器部30输出的信号、以及从第三传感器部40输出的信号中的至少一个来进行角度计算。
在本实施方式中,可以使用第一sin信号、第二sin信号或者第三sin信号中的任意一个作为sin信号,例如可以使用平均值等多个sin信号的计算值。cos信号也同样。
在本实施方式中,使用第一sin信号、第二sin信号以及第三sin信号的和、与第一cos信号、第二cos信号以及第三cos信号的和来进行角度计算。通过使用多个信号的和,能够消除起因于从旋转中心C的偏离的角度误差。另外,由于对各传感器部20、30、40中的固有的角度误差进行平均化,所以机械角θm的计算精度进一步提高。另外,通过使用多个信号的和,与基于传感器部20、30、40中任意一个信号来进行角度计算的情况相比较,在异常产生之后的角度计算中,能够降低异常的信号的影响。
在第二传感器部30异常的情况下,角度计算部62使用从第一传感器部20输出的信号以及从第三传感器部40输出的信号来进行角度计算。
在第三传感器部40异常的情况下,角度计算部62使用从第一传感器部20输出的信号以及的第二传感器部30输出的信号来进行角度计算。
在第一传感器部20异常的情况下,角度计算部62使用从第二传感器部30输出的信号以及从第三传感器部40输出的信号来进行角度计算。
异常监视部65中的处理与第一实施方式同样。
在本实施方式中,在多个传感器部20、30、40正常的情况下,角度计算部62使用从正常的全部的传感器部输出的信号来计算机械角θm。通过使用多个信号进行计算,能够降低从传感器部产生异常到异常确定为止的期间中的角度误差的影响。
另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第六实施方式)
基于图16对本发明的第六实施方式进行说明。
在上述实施方式中,异常监视部65按照每个传感器部20、30、40确定异常位置。在本实施方式中,异常监视部65按照每个信号确定异常。图16中的“ave_cos2、3”意味是第二cos信号以及第三cos信号的平均值,“ave_sin2、3”意味是第二sin信号以及第三sin信号的平均值。图17以及图18也同样。如上述,使用平均值包含在“使用和”的概念中。
在本实施方式中,将来自第一传感器部20的信号即第一sin信号以及第一cos信号作为“中心信号”,将来自第二传感器部30的第二sin信号以及第二cos信号和来自第三传感器部40的第三sin信号以及第三cos信号作为“非中心信号”。
在第一cos信号正常的情况下,角度计算部62使用中心信号的第一cos信号作为cos信号来进行角度计算。另外,在第一cos信号异常的情况下,角度计算部62使用非中心信号的第二cos信号以及第三cos信号的至少一方作为cos信号来进行角度计算。
在本实施方式中,在第一cos信号异常的情况下,角度计算部62使用第二cos信号与第三cos信号的平均值作为cos信号来进行角度计算。如第一实施方式所说明那样,通过使用第二cos信号与第三cos信号的平均值,能够消除伴随着第二传感器部30以及第三传感器部40从旋转中心C错开地配置而产生的输出信号的波形失真。与第一实施方式同样地,例如如果将第二传感器部30以及第三传感器部40配置在最合适的磁场范围内,则可以使用第二cos信号或者第三cos信号的一方作为cos信号。sin信号也同样。
另外,在第一sin信号正常的情况下,角度计算部62使用中心信号的第一sin信号作为sin信号来进行角度计算。另外,在第一sin信号异常的情况下,角度计算部62使用非中心信号的第二sin信号以及第三sin信号的至少一方作为sin信号来进行角度计算。
在本实施方式中,在第一sin信号异常的情况下,角度计算部62使用第二sin信号与第三sin信号的平均值作为sin信号来进行角度计算。
在全部的cos信号正常的情况下,异常监视部65进行比较两个cos信号的三个组合中的计算,并监视cos信号的异常。在cos信号中的一个异常的情况下,异常监视部65比较正常的两个cos信号,继续异常监视。
在全部的sin信号正常的情况下,异常监视部65进行比较两个sin信号的三个组合中的计算,并监视sin信号的异常。在sin信号中的一个异常的情况下,异常监视部65比较正常的两个sin信号,继续异常监视。
异常监视的详细与第一实施方式同样。
在本实施方式中,由于按照每个信号进行异常监视,所以图16未示出,但例如第二sin信号以及第三cos信号变为异常这样的情况下,即使不同的传感器部的sin信号、cos信号成为异常的情况下,如果异常的sin信号以及cos信号各一个,则能够进行与正常时同等的精度的角度计算,并且能够继续使用于计算的信号的监视。
在本实施方式中,按照从传感器部20、30、40输出的每个信号进行异常监视。由此,例如只要不产生sin信号、cos信号的连续故障、电源故障等,即使在产生第二个故障的情况下,也能够继续角度计算,并且,能够进行使用于角度计算的信号的监视。
另外,起动与上述实施方式同样的效果。
(第七实施方式)
基于图17对本发明的第七实施方式进行说明。
在本实施方式中,与第六实施方式同样地,异常监视部65按照每个信号确定异常。另外,如第二实施方式那样,在作为中心信号的第一sin信号正常的情况下,以第一sin信号为中心进行监视。同样地,在作为中心信号的第一cos信号正常的情况下,以第一cos信号为中心进行监视。即,在第一sin信号正常的情况下,异常监视部65不进行第二sin信号与第三sin信号的比较。另外,在第一cos信号正常的情况下,异常监视部65不进行第二cos信号与第三cos信号的比较。由此,能够降低异常监视部65中的计算负荷。
异常监视部65中的异常监视处理的详细与第二实施方式同样,角度计算部62中的角度计算处理的详细与第六实施方式同样。
即使这样结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第八实施方式)
基于图18对本发明的第八实施方式进行说明。本实施方式是第六实施方式的变形例。
在第六实施方式中,将第一sin信号以及第一cos信号作为中心信号,将第二sin信号、第三sin信号、第二cos信号、以及第三cos信号作为非中心信号。在本实施方式中,如第五实施方式那样,不设定中心信号,角度计算部62使用正常的信号中的至少一个来进行角度计算。
详细而言,在第一cos信号、第二cos信号以及第三cos信号都正常的情况下,角度计算部62使用第一cos信号、第二cos信号以及第三cos信号中的至少一个来进行角度计算。
在第二cos信号异常的情况下,角度计算部62使用第一cos信号以及第三cos信号的至少一方来进行角度计算。
在第三cos信号异常的情况下,角度计算部62使用第一cos信号以及第二cos信号的至少一方来进行角度计算。
在第一cos信号异常的情况下,角度计算部62使用第二cos信号以及第三cos信号的至少一方来进行角度计算。
sin信号也同样。
异常监视部65中的处理与第六实施方式同样。
这样的结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第九实施方式)
基于图19以及图20对本发明的第九实施方式进行说明。
在第一实施方式~第八实施方式中,对传感器单元15包括三个传感器部20、30、40的例子进行了说明。在本实施方式中,如图19所示,传感器单元540包括4个传感器部541~544。图19未图示,但传感器部541~544与上述实施方式同样地,被一个密封部16密封。另外,以信号输出端子彼此不邻接,供电端子与接地端子不邻接的方式形成各端子。由于传感器部541~544的电路结构与传感器部20、30、40同样,所以省略说明。后述的实施方式中的传感器单元545、550、560、570也同样。
另外,第一AD转换器611对传感器部541、542的信号进行AD转换,第二AD转换器612对传感器部543、544的信号进行AD转换。AD转换顺序可以是任意的。在后述的实施方式中,来自各传感器部的信号适当地分配给AD转换器611、612进行AD转换。
以下,以传感器部541~544的配置以及角度计算处理为中心进行说明。
如图19所示,4个传感器部541~544以与旋转中心C的距离相等的方式配置在旋转中心C的周围。在本实施方式中,传感器部541和传感器部542被配置为相对于旋转中心C点对称。另外,传感器部543和传感器部544配置为相对于旋转中心C点对称。
因此,通过使用来自传感器部541的sin信号和来自传感器部542的sin信号的和,能够消除输出信号的波形失真成分。另外,通过使用来自传感器部543的sin信号和来自传感器部544的sin信号的和,能够消除输出信号的失真成分。cos信号也同样。在本实施方式中,传感器部541、542为对称传感器部组。另外,传感器部543、544为对称传感器部组。以下,将对称传感器部组中的sin信号彼此,或者,cos信号彼此的偏差的绝对值设置设为一对差值ΔPair。
如图19那样配置传感器部541~544的情况下,以下的(41)、(42)是能够消除从旋转中心C的位置偏离而造成的误差的组合。
(41)传感器部441+传感器部442
(42)传感器部443+传感器部444
因此,通过使用(41)、(42)的任意一个或者(41)以及(42)的和,能够消除输出信号的失真成分,并精度良好地进行角度计算。
此外,例如“传感器部541+传感器部542”意味使用来自传感器部541的sin信号与来自传感器部542的sin信号的和、以及来自传感器部541的cos信号与来自传感器部542的cos信号的和来进行角度计算。另外例如在使用(41)和(42)的情况下,使用传感器部541~544的sin信号的和、以及传感器部541~544的cos信号的和来进行角度计算。
后述的(51)~(53)、(61)~(63)、(71)~(74)也同样。
基于图20的流程图对本实施方式的角度计算处理进行说明。该处理能够应用于在旋转中心C上不配置传感器部,而有相对于旋转中心C点对称配置的传感器部的组合的情况。
在S501中,异常监视部65判断是否设置后述的异常标志。在判断为设置异常标志的情况下(S501:是),移至S504。在判断为未设置异常标志的情况下(S501:否),移至S502。
在S502中,异常监视部65判断全部的一对差值ΔPair是否是判定阈值z以下。在判断为至少一部分的一对差值ΔPair大于判定阈值z的情况下(S502:否),设置异常标志,移至S504。在判断为全部的一对差值ΔPair为判定阈值z以下的情况下(S502:是),移至S503。
在S503中,角度计算部62使用能够消除误差的全部组来进行角度计算。此外,此处,也可以使用一部分的能够消除误差的组合来进行角度计算。
在设置异常标志的情况下(S501:是),或者,判断为至少一部分的一对差值ΔPair大于判定阈值z的情况下(S502:否)移至的S504中,异常监视部65判断是否存在一对差值ΔPair为判定阈值z以下的对称传感器部组。在判断为不存在一对差值ΔPair为判定阈值z以下的对称传感器部组的情况下(S504:否),移至S506。在判断为存在一对差值ΔPair为判定阈值z以下的对称传感器部组的情况下(S504:是),移至S505。
在S505中,角度计算部62使用一对差值ΔPair为判定阈值以下的对称传感器部组来进行角度计算。此外,如果存在多个对称传感器部组,则可以使用多个组合的和,也可以使用任意一个。
在判断为不存在一对差值ΔPair为判定阈值z以下的对称传感器部组的情况下(S504:否)移至的S506中,异常监视部65确定异常信号。详细而言,异常监视部65对一对差值ΔPair以外的信号偏差进行计算并与判定阈值z相比较,并基于比较结果来确定异常信号。异常信号特定的详细与上述实施方式同样。
在S507中,异常监视部65判断是否能够继续角度计算。在本实施方式中,如果至少两个传感器部正常,则能够继续角度计算。在判断为能够继续角度计算的情况下(S507:是),移至S508。在判断为无法继续角度计算的情况下(S507:否),移至S509。
S508以及S509的处理与图13中的S306以及S307同样。
在本实施方式中,角度计算部62通过使用来自能够消除误差的组合即点对称地配置的传感器部的信号的和来进行角度计算,能够消除输出信号的失真成分,所以能够精度良好地进行角度计算。
另外,异常监视部65在能够消除误差的组合为正常的期间,基于一对差值ΔPair来进行异常监视,能够降低计算负荷。
另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第十实施方式)
图21A表示本发明的第十实施方式。此外,图21A为本实施方式的传感器单元545,图21B为第九实施方式的传感器单元540。
如图21A所示,传感器单元545包括4个传感器部546~549。
在图21B所示的第九实施方式的传感器单元545中,由于传感器部541和传感器部542、传感器部543和传感器部544相对于与磁石85的中心一致的旋转中心C点对称配置,所以通过使用信号的和来进行角度计算,能够消除输出成分的失真成分。
另一方面,在本实施方式中,如图21A所示,传感器部546~549的对称中心Ca与旋转中心C不同。换言之,传感器部546~549不相对于旋转中心C点对称地配置。因此,无法完全消除传感器部546~549的输出信号的失真成分。但是,如果使用4个信号的和,则例如与仅基于最远离旋转中心C的传感器部547的信号来进行角度计算的情况相比较,能够降低计算的角度误差。因此,在本实施方式中,在4个传感器部546~549全部正常的情况下,角度计算部62使用来自正常的全部的传感器部546~549的信号来进行角度计算。由此,与最坏条件相比能够降低角度误差,并提高对位置偏离的稳健性。另外,能够降低从任意一个传感器部产生异常到异常特定为止的期间中的角度误差的影响。
异常监视部65如上述实施方式那样,能够基于两个信号偏差与判定阈值z的比较结果来确定异常信号。
另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第十一实施方式)
基于图22以及图23对本发明的第十一实施方式进行说明。
如图22所示,本实施方式的传感器单元550包括5个传感器部551~555。4个传感器部551~554与第九实施方式的传感器部541~544同样地,以与旋转中心C的距离相等的方式配置在旋转中心C的周围。另外,传感器部551和传感器部552相对于旋转中心C点对称地配置,传感器部553和传感器部554相对于旋转中心C点对称地配置。即在本实施方式中,传感器部551、552、以及传感器部553、554分别是能够消除因从旋转中心C的位置偏离而造成的检测误差的“对称传感器部组”。
另外,传感器部555与第一实施方式等的第一传感器部20同样地被配置为中心为旋转中心C上。以下,将配置在旋转中心C上的传感器部555作为“中心传感器部”。另外,将传感器部555的信号与其它传感器部551~554的任意一个的信号的偏差的差值作为中心差值Δcnt。
在如图22那样配置传感器部551~555的情况下,以下的(51)、(52)、(53)是能够消除因从旋转中心C的位置偏离而造成的误差的组合。因此,通过使用(51)~(53)的任意一个或者(51)~(53)中的两个以上的和,能够消除输出信号的失真成分,并精度良好地进行角度计算。
(51)传感器部551+传感器部552
(52)传感器部553+传感器部554
(53)传感器部555
在本实施方式中,在传感器部555正常的情况下,优先使用传感器部555的信号来进行角度计算。
基于图23的流程图对本实施方式的角度计算处理进行说明。该处理能够应用于在旋转中心C上配置传感器部的情况。
在S601中,异常监视部65判断与传感器部551~554的中心差值Δcnt是否是判定阈值z以下。此处,对至少两个传感器部551~554的信号与传感器部555的信号的偏差和判定阈值z进行比较。在判断为计算出的全部中心差值Δcnt为判定阈值z以下的情况下(S601:是),移至S603。在判断为至少一部的中心差值Δcnt大于判定阈值z的情况下(S601:否),移至S602。
在S602中,异常监视部65判断传感器部555是否正常。在判断为传感器部555不正常的情况下(S602:否),移至S604。在判断为传感器部555正常的情况下(S602:是),移至S603。
在S603中,角度计算部62使用传感器部555的信号来进行角度计算。
S604~S612的处理与图20的S501~509的处理同样。
这样的结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第十二实施方式)
基于图24对本发明的第十二实施方式进行说明。
本实施方式的角度计算处理与第十一实施方式不同。相对于在第十一实施方式中,优先使用配置在旋转中心C上的传感器部555,在本实施方式中,优先使用在旋转中心C上点对称地配置的组合(即第十一实施方式所说明的(51)、(52)的组合)来进行角度计算。
S701~S706的处理与图20的S501~S506的处理同样。此外,以传感器部555正常为前提,在S703以及S705中,可以在使用于角度计算的信号加入传感器部555的信号。
在紧接着S706而移至的S707中,异常监视部65判断传感器部555是否正常。在判断为传感器部555不正常的情况下(S707:否),移至S709。在判断为传感器部555正常的情况下(S707:是),移至S708。
S708的处理与图23中的S603的处理同样。
S709~S711的处理与图20中的S507~S509的处理同样。
这样的结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第十三实施方式)
基于图25对本发明的第十三实施方式进行说明。
如图25所示,本实施方式的传感器单元560包括六个传感器部561~566。传感器部561和传感器部562、传感器部563和传感器部564、传感器部565和传感器部566分别配置为相对于旋转中心C点对称。即,传感器部561、562、传感器部563、564、以及传感器部565、566分别是“对称传感器部组”,能够消除因从旋转中心C的位置偏离而造成的误差的组合为(61)~(63)。
(61)传感器部561+传感器部562
(62)传感器部563+传感器部564
(63)传感器部565+传感器部566
因此,通过使用(61)~(63)的任意一个或者(61)~(63)中的两个以上的和,能够消除输出信号的失真成分,并精度良好地进行角度计算。
异常监视以及角度计算基于图20的流程图可以执行。
这样的结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第十四实施方式)
基于图26对本发明的第十四实施方式进行说明。
如图26所示,本实施方式的传感器单元570包括7个传感器部571~577。传感器部571和传感器部572、传感器部573和传感器部574、传感器部575和传感器部576分别配置为相对于旋转中心C点对称。即,传感器部571、572、传感器部573、574、以,传感器部575、576分别是“对称传感器部组”。
另外,传感器部577与传感器部555同样地配置为中心为旋转中心C上。即,在本实施方式中,传感器部577为“中心传感器部”。
在本实施方式中,能够消除因从旋转中心C的位置偏离而造成的误差的组合为(71)~(74)。因此,通过使用(71)~(74)的任意一个或者(71)~(74)中的两个以上的和,能够消除输出信号的失真成分,并精度良好地进行角度计算。
(71)传感器部571+传感器部572
(72)传感器部573+传感器部574
(73)传感器部575+传感器部576
(74)传感器部577
异常监视以及角度计算基于图23或者图24的流程图可以执行。
这样的结构,也起到与上述实施方式同样的效果。
(其它实施方式)
在上述实施方式中,各传感器部的sin电路部同样地构成,输出的sin信号的振幅相等。在其它实施方式中,从各传感器部的sin电路部输出的sin信号的振幅可以不同。该情况下,可以通过根据振幅来变更差动放大器中的增益而进行振幅修正,也可以通过控制部中的计算进行振幅修正。从cos电路部输出的cos信号也同样。
在上述实施方式中,从主电路部输出的主信号为sin信号,从子电路部输出的子信号为cos信号,主信号与子信号的相位差为90°。在其它实施方式中,从主电路部输出的主正信号以及主负信号的相位、和从子电路部输出的子正信号以及子负信号的相位不同即可,相位差并不限于90°。如果主正信号以及主负信号的相位与子正信号以及子负信号的相位不同,则能够利用角度计算器对被检测部的旋转角度进行计算。
另外,可以将主差动放大器以及子差动放大器的至少一方与传感器部分开设置,也可以省略。另外,在上述实施方式中,对sin差动放大器的正输入端子输入+sin信号,对负输入端子输入-sin信号。另外,对cos差动放大器的正输入端子输入+cos信号,对负输入端子输入-cos信号。在其它实施方式中,可以构成为对sin差动放大器的正输入端子输入-sin信号,对负输入端子输入+sin信号。同样地,可以构成为对cos差动放大器的正输入端子输入-cos信号,对负输入端子输入+cos信号。
在第一实施方式中,第一传感器部被配置在第二传感器部以及第三传感器部的中央,第二传感器部以及第三传感器部相对于第一传感器部点对称地配置。在其它实施方式中,可以不相对于第一传感器部点对称地配置第二传感器部以及第三传感器部。另外,也可以代替第一传感器部,而将第二传感器部或者第三传感器部配置于中央,也可以任意地配置第一传感器部、第二传感器部以及第三传感器部。
在上述实施方式中,配置为第一传感器部的中心为被检测部的旋转磁场的中心线上。在其它实施方式中,可以将第一传感器部配置于其中心为被检测部的旋转磁场的中心线上以外的位置上。
在上述实施方式中,作为传感器部的数量,例示了3个~7个,但也可以是8个以上。另外,在上述实施方式中,在传感器部数为奇数时,将一个传感器部配置于中心线上,而将剩余的偶数的传感器部相对于旋转中心点对称地配置。另外,在传感器部数为偶数时,在中心线上不配置传感器部,而相对于旋转中心点对称地配置。在其它实施方式中,例如在传感器部数为偶数时,可以将一个传感器部配置于中心线上等传感器部的配置可以任意。此外,优选使用能够消除从旋转中心的位置偏离的影响的组合的信号来进行角度计算。
在上述实施方式中,AD转换部具有两个AD转换器。在其它实施方式中,AD转换器的数可以是一个,也可以是三个以上。另外,AD转换器中的转换顺序可以是与上述实施方式不同的顺序。
在上述实施方式中,全部的传感器部被一个密封部密封,传感器单元成为一个封装。在其它实施方式中,也可以使传感器单元成为多个封装。
在上述实施方式中,排列为信号输出端子彼此不邻接。在其它实施方式中,至少一部分的信号输出端子可以邻接地排列。另外,在上述实施方式中,排列为供电端子与接地端子不邻接。在其它实施方式中,至少一部分的信号输出端子与接地端子可以邻接地排列。
在上述实施方式中,对每个传感器部设置供电部。在其它实施方式中,可以对多个传感器部设置一个供电部。
在上述实施方式中,控制部被安装在与传感器部相同的基板、且与传感器部相反侧的面上。在其它实施方式中,可以将控制部安装在与传感器部同一基板上的同一面,也可以设置在与安装传感器部的基板不同的位置上。电源IC也同样。
在上述实施方式中,旋转角检测装置应用于电动动力转向装置。在其它实施方式中,可以将旋转角检测装置应用于电动动力转向装置以外的装置。
本发明依据实施例被进行了描述,但可以理解本发明并不限于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例、等同范围内的变形。此外,各种组合、方式、进一步使它们包含仅一个要素、其以上或其以下的其它组合、方式也都进入本发明的范畴、思想范围。
Claims (14)
1.一种旋转角检测装置,是具备控制部(60)和三个以上的传感器部的旋转角检测装置,其特征在于,
上述三个以上的传感器部的每一个具有主电路部(21、31、41)和子电路部(25、35、45),
上述主电路部(21、31、41)是输出与由于被检测部(85)的旋转而变化的旋转磁场对应的主正信号、和相对于上述主正信号反转了正负的主负信号的全桥电路,
上述子电路部(25、35、45)是输出是与由于上述被检测部(85)的旋转而变化的旋转磁场对应的信号且相位与上述主正信号不同的子正信号、和相对于上述子正信号反转了正负的子负信号的全桥电路,
上述控制部(60)具有角度计算部(62)和异常监视部(65),
上述角度计算部(62)基于从至少一个上述主电路部输出的与上述主正信号以及上述主负信号对应的主信号、和从至少一个上述子电路部输出的与上述子正信号以及上述子负信号对应的子信号,来计算上述被检测部(85)的旋转角度,
上述异常监视部(65)对从不同的上述三个以上的传感器部输出的对应的信号彼此进行比较,并基于比较结果来监视异常。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置,其特征在于,
至少一部分的上述三个以上的传感器部被配置在能够消除因从上述被检测部(85)的旋转磁场的中心即旋转中心的位置偏离而造成的检测误差的位置。
3.根据权利要求2所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述三个以上的传感器部中的两个传感器部(30、40、541~544、551~554、561~566、571~576)相对于上述旋转中心被配置成点对称。
4.根据权利要求3所述的旋转角检测装置,其特征在于,
若将相对于上述旋转中心被配置成点对称的上述两个传感器部的组合作为对称传感器部组,
则在从至少一组上述对称传感器部组输出的信号正常的情况下,上述角度计算部(62)使用从正常的至少一组上述对称传感器部组输出的信号来计算上述旋转角度,
上述异常监视部(65)基于相对于上述旋转中心被配置成点对称的上述两个传感器部的信号彼此的比较结果来监视异常。
5.根据权利要求2所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述三个以上的传感器部中的一个传感器部(20、555、577)被配置在上述被检测部(85)的旋转磁场的中心线上。
6.根据权利要求5所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述异常监视部(65)基于配置在上述被检测部(85)的旋转磁场的中心线上的上述一个传感器部即中心传感器部的信号与上述中心传感器部以外的上述传感器部的信号的比较结果来监视异常,
在从上述中心传感器部输出的信号正常的情况下,上述角度计算部(62)使用从该中心传感器部输出的信号来计算上述旋转角度,
在从上述中心传感器部输出的信号异常,且相对于上述旋转中心被配置成点对称的上述三个以上的传感器部中的两个传感器部的组合即对称传感器部组中的至少一部分正常的情况下,上述角度计算部(62)使用上述对称传感器部组的信号来计算上述旋转角度。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述三个以上的传感器部从与每一个传感器部对应地设置的三个以上的供电部(691、692、693)被供给电力。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的旋转角检测装置,其特征在于,上述旋转角检测装置还具备:
密封部(16),其密封上述三个以上的传感器部而成;和
端子部(17、18),其从上述密封部(16)突出,
上述端子部(17、18)包括:在从上述主电路部的每一个或者从上述子电路部的每一个的信号输出中使用的多个信号输出端子(23、27、33、37、43、47)、分别在向上述三个以上的传感器部的供电中使用的多个供电端子(28、38、48)、以及分别在上述三个以上的传感器部与接地的连接中使用的多个接地端子(29、39、49)。
9.根据权利要求8所述的旋转角检测装置,其特征在于,
在上述多个信号输出端子(23、27、33、37、43、47)中的一个信号输出端子与其它信号输出端子之间配置上述多个信号输出端子以外的另外的端子。
10.根据权利要求8所述的旋转角检测装置,其特征在于,
在上述多个供电端子(28、38、48)的各个之间配置上述多个供电端子以外的另外的端子,
在上述多个接地端子(29、39、49)的各个之间配置上述接地端子以外的另外的端子。
11.根据权利要求1~6中任一项所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述主正信号为+sin信号,
上述主负信号为-sin信号,
上述子正信号是相位与上述+sin信号错开90°的+cos信号,
上述子负信号为-cos信号。
12.根据权利要求1~6中任一项所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述控制部具有对上述主信号以及上述子信号进行模拟-数字(AD)转换的AD转换部(61)。
13.根据权利要求12所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述AD转换部(61)具有多个AD转换器(611、612),
每一个上述AD转换器(611、612)对至少一个上述主信号以及至少一个上述子信号进行AD转换。
14.根据权利要求13所述的旋转角检测装置,其特征在于,
上述三个以上的传感器部包括第一传感器部(20)、第二传感器部(30)以及第三传感器部(40),
上述多个AD转换器(611、612)包括第一AD转换器(611)以及第二AD转换器(612),在上述第一AD转换器(611)以及上述第二AD转换器(612)中使信号获取定时以及信号输出定时同步,
上述第一AD转换器(611)对上述第一传感器部(20)的上述主信号或者上述子信号的一方、和上述第二传感器部(30)的上述主信号以及上述子信号进行AD转换,
上述第二AD转换器(612)对上述第一传感器部(20)的上述主信号或者上述子信号的另一方、和上述第三传感器部(40)的上述主信号以及上述子信号进行AD转换,
上述第一AD转换器(611)中的AD转换顺序是上述第二传感器部(30)的上述主信号或者上述子信号的一方、上述第一传感器部(20)的信号、上述第二传感器部(30)的上述主信号或者上述子信号的另一方的顺序,
上述第二AD转换器(612)中的AD转换顺序是上述第三传感器部(40)的上述主信号或者上述子信号的另一方、上述第一传感器部(20)的信号、上述第三传感器部(40)的上述主信号或者上述子信号的一方的顺序。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109211156A (zh) * | 2017-07-05 | 2019-01-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 监测基于向量的位置传感器的方法 |
CN109831921A (zh) * | 2016-09-20 | 2019-05-31 | 日立汽车系统株式会社 | 传感器装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016121488A1 (de) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur detektion eines rotorlagewinkels in einer elektrischen maschine und steuerung dafür sowie damit ausgestattetes antriebssystem |
US20180145502A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-24 | Metal Industries Research & Development Centre | Intelligentialize motive power module, driving control apparatus for motor, and driving control method thereof |
JP6434571B1 (ja) * | 2017-06-23 | 2018-12-05 | ファナック株式会社 | 消費電流の異常を検知する異常検知部を備えるアブソリュートエンコーダ |
JP7056602B2 (ja) | 2018-03-20 | 2022-04-19 | 株式会社デンソー | 検出装置、制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP7008217B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2022-01-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 異常報知装置、車両、異常報知方法、及び、プログラム |
JP7131281B2 (ja) * | 2018-10-11 | 2022-09-06 | 株式会社デンソー | 回転検出装置、操舵システム |
CN111464107B (zh) * | 2019-01-22 | 2022-02-08 | 上海汽车集团股份有限公司 | 电机、电机数据解析方法、装置及系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1382935A1 (de) * | 2002-07-19 | 2004-01-21 | Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH | Redundanter Drehwinkelsensor mit zwei magnetoresistiven Sensorelementen |
CN1975336A (zh) * | 2005-11-29 | 2007-06-06 | 发那科株式会社 | 编码器的信号处理电路 |
EP2233889A1 (de) * | 2009-02-02 | 2010-09-29 | Micronas GmbH | Messvorrichtung zur redundanten Erfassung eines Drehwinkels und Halbleiterchip für eine solche Messvorrichtung |
FR2950426A1 (fr) * | 2009-09-24 | 2011-03-25 | Ratier Figeac Soc | Capteur de position angulaire sans contact |
CN102445221A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | Tdk株式会社 | 旋转磁场传感器 |
CN102564295A (zh) * | 2010-11-05 | 2012-07-11 | 株式会社电装 | 旋转角检测装置以及使用该装置的电动助力转向设备 |
CN102706271A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-10-03 | 西北工业大学 | 一种舵机舵面角位置传感器冗余装置和控制方法 |
JP5126325B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2013-01-23 | 株式会社デンソー | 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP2013195228A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁場計測装置の異常検出装置 |
CN103913189A (zh) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | 株式会社捷太格特 | 旋转角传感器的异常检测装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5218491B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-06-26 | 株式会社デンソー | 回転角度検出装置 |
JP5131339B2 (ja) * | 2010-11-17 | 2013-01-30 | Tdk株式会社 | 回転磁界センサ |
JP5967382B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2016-08-10 | Tdk株式会社 | 回転磁界センサおよびそれを用いた角度決定方法 |
JP6455111B2 (ja) * | 2014-12-05 | 2019-01-23 | 株式会社ジェイテクト | 回転角検出装置 |
-
2016
- 2016-01-19 DE DE102016200594.4A patent/DE102016200594B4/de active Active
- 2016-01-27 US US15/007,862 patent/US9689713B2/en active Active
- 2016-01-27 CN CN201610055728.3A patent/CN105841719B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1382935A1 (de) * | 2002-07-19 | 2004-01-21 | Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH | Redundanter Drehwinkelsensor mit zwei magnetoresistiven Sensorelementen |
CN1975336A (zh) * | 2005-11-29 | 2007-06-06 | 发那科株式会社 | 编码器的信号处理电路 |
EP2233889A1 (de) * | 2009-02-02 | 2010-09-29 | Micronas GmbH | Messvorrichtung zur redundanten Erfassung eines Drehwinkels und Halbleiterchip für eine solche Messvorrichtung |
FR2950426A1 (fr) * | 2009-09-24 | 2011-03-25 | Ratier Figeac Soc | Capteur de position angulaire sans contact |
JP5126325B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2013-01-23 | 株式会社デンソー | 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
CN102445221A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | Tdk株式会社 | 旋转磁场传感器 |
CN102564295A (zh) * | 2010-11-05 | 2012-07-11 | 株式会社电装 | 旋转角检测装置以及使用该装置的电动助力转向设备 |
JP2013195228A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁場計測装置の異常検出装置 |
CN102706271A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-10-03 | 西北工业大学 | 一种舵机舵面角位置传感器冗余装置和控制方法 |
CN103913189A (zh) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | 株式会社捷太格特 | 旋转角传感器的异常检测装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109831921A (zh) * | 2016-09-20 | 2019-05-31 | 日立汽车系统株式会社 | 传感器装置 |
CN109831921B (zh) * | 2016-09-20 | 2021-08-20 | 日立安斯泰莫株式会社 | 传感器装置 |
CN109211156A (zh) * | 2017-07-05 | 2019-01-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 监测基于向量的位置传感器的方法 |
CN109211156B (zh) * | 2017-07-05 | 2020-12-04 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 监测基于向量的位置传感器的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9689713B2 (en) | 2017-06-27 |
DE102016200594A1 (de) | 2016-08-04 |
US20160223363A1 (en) | 2016-08-04 |
DE102016200594B4 (de) | 2020-03-19 |
CN105841719B (zh) | 2020-05-19 |
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