CN105928633A - 温度检测装置以及旋转角检测装置 - Google Patents

温度检测装置以及旋转角检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105928633A
CN105928633A CN201610090967.2A CN201610090967A CN105928633A CN 105928633 A CN105928633 A CN 105928633A CN 201610090967 A CN201610090967 A CN 201610090967A CN 105928633 A CN105928633 A CN 105928633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
decomposer
mentioned
computing
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610090967.2A
Other languages
English (en)
Inventor
村上俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of CN105928633A publication Critical patent/CN105928633A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/36—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005—Calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够实时地运算分解器的温度的温度检测装置以及旋转角检测装置。旋转角检测装置(10)(温度检测装置)具备：分解器(20)，其被卷绕被施加励磁电压VA的励磁线圈以及输出与励磁电压VA相应的各电压信号VB、VC的各输出线圈而构成；以及温度运算电路(传感器微型计算机(32))，其对励磁电压VA检测相位，并且对励磁电流IA检测相位。而且，温度运算电路(传感器微型计算机(32))基于励磁电压VA与励磁电流IA的相位差来运算分解器(20)的温度。

Description

温度检测装置以及旋转角检测装置
技术领域
本申请主张于2015年2月27日提交的日本专利申请2015-038631号的优先权，并在此引用其全部内容。
本发明涉及温度检测装置以及旋转角检测装置。
背景技术
以往，已知有输出与转子的旋转角相应的电压信号的分解器。在分解器中，存在检测精度依赖于温度而变动的可能性，需要进行温度补偿的情况也不少。于是，也有一种对于检测分解器的温度，不使用热敏电阻器等温度传感器而使用分解器本身的分解器。例如，作为将分解器本身用于温度检测的方法，已知有日本特开2003-315162号公报所记载的内容。在日本特开2003-315162号公报中公开了对基于从分解器输出的各相的电压信号进行正弦近似或者余弦近似而得到的各相信号之间的相位差进行运算，并根据其运算结果运算温度。
然而，在日本特开2003-315162号公报的方法中，在一个周期中多次获取从分解器输出的各相的电压信号的输出值，并通过对这些获取到的输出值实施正弦近似或者余弦近似来得到各相信号。因此，在日本特开2003-315162号公报的方法中，运算基于至少一个周期前获取到的输出值的温度。根据分解器的用途不同，也有即使采用日本特开2003-315162号公报的方法也没有任何妨碍的情况，但另外也有欲实时地，换句话说几乎无时间延迟地运算温度的期望。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够实时地运算分解器的温度的温度检测装置以及旋转角检测装置。
本发明的一方式的温度检测装置具备：分解器，其被卷绕被施加励磁电压的励磁线圈以及输出与上述励磁电压相应的电压信号的输出线圈而构成；电压检测电路，其对于上述励磁电压至少检测相位；信号检测电路，其对于与上述励磁电压具有相关性的电信号至少检测相位；以及温度运算电路，其基于通过上述电压检测电路检测出的上述励磁电压的相位与通过上述信号检测电路检测出的上述电信号的相位之间的相位差，来运算上述分解器的温度。
根据上述结构，在施加励磁电压的情况下，能够检测励磁电压的相位自不必说，也能够检测与励磁电压具有相关性的电信号的相位。
并且，不言而喻，必须运算分解器的温度是在从分解器输出电压信号的状况下。不过在从分解器输出电压信号的状况下自然被施加有励磁电压。因此，在从分解器输出电压信号的状况下，能够实时地检测励磁电压和上述电信号的相位。因此，能够根据励磁电压与上述电信号的相位差实时地运算分解器的温度。
本发明的另一方式的旋转角检测装置包括：技术方案1所述的分解器的温度检测装置；旋转角运算电路，其基于从上述分解器的上述输出线圈输出的电压信号来运算作为检测对象的旋转体的旋转角；以及温度补偿电路，其基于上述温度运算电路运算出的温度来针对上述旋转角运算电路运算的旋转角进行温度补偿。
根据上述结构，由于能够在针对旋转角运算电路运算的旋转角的温度补偿中使用实时地运算出的分解器的温度，所以也能够实时地进行温度补偿。因此，能够实现旋转角运算电路运算的旋转角的检测精度的提高。
在本发明的进一步的另一方式中，在上述方式的旋转角检测装置中，上述温度补偿电路在上述旋转角运算电路运算的旋转角中，使用上述温度运算电路运算出的温度来补偿依赖于温度的精度误差。
例如，作为依赖于分解器的温度的变动而变动的值，有从分解器输出的电压信号的峰值。该峰值的变动可能作为分解器的精度误差给旋转角的检测精度带来不良影响。在补偿这样的依赖于分解器的温度的变动而变动的峰值的变动的情况下，即使分解器的温度发生了变动，也能够减小由此引起的精度误差。像这样，即使针对给分解器的旋转角的检测精度带来不良影响的重要因素，也能够实时地应对。
在本发明的进一步的其它方式中，在上述方式的旋转角检测装置中，与上述励磁电压具有相关性的上述电信号是励磁电流，上述信号检测电路对从上述励磁线圈经由分流电阻分流的励磁电流至少检测相位，上述温度运算电路基于上述励磁电压与上述励磁电流的相位差来运算分解器的温度。
根据上述结构，对于分解器的温度的运算，能够至少检测励磁电压与励磁电流的相位差即可。因此，例如，作为检测励磁电流的结构，能够至少检测励磁电流的相位即可，即使使用分流电阻，对于励磁电流的大小(峰值)也无需追求高精度。因此，对于检测励磁电流的结构，能够尽可能简单且低价地实现。
在本发明的进一步的其它方式中，在上述方式的旋转角检测装置中，与上述励磁电压具有相关性的上述电信号是从分解器输出的上述电压信号，上述信号检测电路对从分解器输出的上述电压信号至少检测相位，上述温度运算电路基于上述励磁电压与从分解器输出的上述电压信号的相位差来运算分解器的温度。
根据上述结构，只要能够获取从分解器输出的电压信号，就无需对温度检测装置(分解器)追加分流电阻等部件。因此，对于运算分解器的温度的结构，能够更加简单且低价地实现。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，
图1是表示旋转角检测装置的主视图。
图2是示意性地表示第一实施方式的旋转角检测装置中的分解器的结构的图。
图3是表示第一实施方式的旋转角检测装置中的通过传感器微型计算机实现的控制装置的结构的图。
图4是表示第一实施方式的励磁电压与励磁电流的相位的关系的图。
图5A是对轴倍角4X的情况下的励磁电压与励磁电流的相位差和分解器的温度的关系表示验证结果的图。
图5B是对轴倍角5X的情况下的励磁电压与励磁电流的相位差和分解器的温度的关系表示验证结果的图。
图6是示意性地表示第二实施方式的旋转角检测装置中的分解器的结构的图。
图7是表示第二实施方式的旋转角检测装置中的通过传感器微型计算机实现的控制装置的结构的图。
图8是表示第二实施方式的励磁电压和励磁电流与各电压信号的相位的关系的图。
图9是表示第二实施方式的励磁电压与各电压信号的相位的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明的温度检测装置以及旋转角检测装置的第一实施方式进行说明。如图1所示那样，旋转角检测装置10例如被用作检测马达的旋转角的马达旋转角传感器。
旋转角检测装置10具备分解器20，该分解器20将以能够以轴线m为中心旋转的方式设置的马达的旋转轴21(旋转体)作为检测对象，输出由与上述旋转轴21的旋转角相应的振幅形成的正弦波形和余弦波形的电压信号。另外，旋转角检测装置10具备传感器ECU30，该传感器ECU30经由逆变器等交流产生装置31针对分解器20施加励磁电压(励磁电力)。传感器ECU30通过输入来自分解器20的上述电压信号等各种输出来进行分解器20的温度的运算、旋转轴21的旋转角的运算等。即，旋转角检测装置10也是具备进行分解器20的温度的运算的功能的温度检测装置。
如图1所示，分解器20具备嵌合于旋转轴21的外周面的圆筒状的转子22、以及与转子22同轴状地设置的圆环状的定子23。应予说明，转子22积载在外周形成了规定数量的突极部的电磁钢板而构成。
在定子23的内周，在其周向上等间隔地朝向转子22突出地设置T字形的多个齿24。在各齿24上经由绝缘体25分别卷绕分解器线圈26。对于分解器线圈26，将被施加励磁电压VA的励磁线圈26a、基于与励磁电压VA相应的励磁电流IA被感生出电压的2相的输出线圈26b、26c以规定的组合组合并卷绕于各齿24。分解器20基于在各输出线圈26b、26c中感生出的电压分别输出振幅变化的相位不同的(这里偏移了90°)电压信号VB、VC。即，在第一电压信号VB输出正弦波形的信号的情况下，与其偏移了90°的第二电压信号VC输出余弦波形的信号。应予说明，定子23积载分别形成了各齿24的电磁钢板而构成。
如图1所示，传感器ECU30具备交流产生装置31、以及由微处理单元等构成的传感器微型计算机32。传感器ECU30经由多条信号线R1、L1、OutB、OutC、Com对分解器20施加励磁电压VA、从分解器20输入各电压信号VB、VC等。另外，传感器ECU30(传感器微型计算机32)将在内部运算得到的旋转轴21的旋转角θr经由CAN等信号线33输出给其它的ECU40、50等。其它的ECU40、50例如除了进行马达的旋转角控制以外，还进行使用了马达的旋转角θr的控制。
这里，对分解器20的结构进行说明。如图2所示，分解器线圈26经由各信号线R1、L1、OutB、OutC、Com与传感器ECU30电连接。励磁线圈26a的一端以能够经由信号线R1从传感器ECU30施加励磁电压VA的方式连接。
相对于励磁线圈26a正交地配置的输出线圈26b的一端以能够经由信号线OutB针对传感器ECU30输出电压信号VB的方式连接。这样的输出线圈26b在与励磁线圈26a的位置关系中分别输出由与旋转轴21(转子22)的旋转角θ相应的振幅形成的正弦波形的传感器信号。
相对于励磁线圈26a平行地配置的输出线圈26c的一端以能够经由信号线OutC针对传感器ECU30输出电压信号VC的方式连接。这样的输出线圈26c在与励磁线圈26a的位置关系中分别输出由与旋转轴21(转子22)的旋转角θ相应的振幅形成的余弦波形的传感器信号。
对于分解器线圈26(26a、26b、26c)，未与各信号线R1、OutB、OutC连接的另一端经由信号线Com与传感器ECU30连接。这样的分解器线圈26被经由信号线Com实施短路处理。
另外，在励磁线圈26a中，在各信号线R1、Com之间连接分流电阻27，该分流电阻27将通电给励磁线圈26a的励磁电流分流使其能够检测。分流电阻27的一端以能够经由信号线L1针对传感器ECU30输出与励磁电流IA成比例的电压的方式连接。分流电阻27的另一端通过经由信号线Com与传感器ECU30连接而被实施短路处理。
接下来，对传感器ECU30的传感器微型计算机32的各功能详细地进行说明。如图3所示，传感器微型计算机32具有温度运算电路34，该温度运算电路34分别监视对分解器20施加的励磁电压VA的波形、和通过分解器20中的励磁线圈26a的分流电阻27通电给分解器20的励磁电流IA的波形，并基于它们的相位差Δα来运算分解器20的温度。传感器微型计算机32(温度运算电路34)为对励磁电压VA的波形检测相位的励磁电压检测电路，并且为对励磁电流IA的波形检测相位的信号检测电路。特别地由分解器20和在传感器微型计算机32(传感器ECU30)内构成的温度运算电路34构成温度检测装置。
另外，传感器微型计算机32具有温度补偿电路35，该温度补偿电路35基于温度运算电路34运算出的分解器20的温度，运算运算旋转轴21的旋转角θr时的温度补偿量Vcomp。另外，传感器微型计算机32具有旋转角运算电路36，该旋转角运算电路36基于分解器20输出的各电压信号VB、VC运算旋转轴21的旋转角θr。
已知在分解器中，励磁线圈等的绕组电阻(阻抗)随温度而变动。这能够根据与绕组电阻相关的所谓的自感、电容等分别依赖于温度来解释。即，这样的由温度引起的绕组电阻的变动带来使分解器20的旋转角θr的检测精度降低这样的不良影响也被确认。具体而言，在分解器20中产生各电压信号VB、VC的偏置值(offset value)(峰值)随着该分解器20(或者其周围)的温度(绕组电阻)的变动而变动的现象，即产生所谓的温度漂移。该峰值的变动可能作为分解器20的精度误差给旋转角θr的检测精度带来不良影响。
因此，温度运算电路34、温度补偿电路35、以及旋转角运算电路36(传感器微型计算机32)检测分解器20的温度，并且基于这样的温度补偿各电压信号VB、VC的温度漂移的影响。为了补偿温度漂移的影响，必须进行分解器的温度的检测。因此，温度运算电路34、温度补偿电路35、以及旋转角运算电路36(传感器微型计算机32)具有以下这样的功能。
如图3所示，向温度运算电路34输入通过交流产生装置31对励磁线圈26a施加的励磁电压VA、以及此时在励磁线圈26a中通电的励磁电流IA(准确来说是与分流电阻27中的励磁电流IA成比例的电压)。这里被输入的励磁电压VA被直接地从交流产生装置31通过传感器ECU30内输入。另外，这里输入的励磁电流IA相对于励磁电压VA可能因受到分解器20的温度的影响而产生相位差。
然后，温度运算电路34对被输入的励磁电压VA检测相位αV，并且对被输入的励磁电流IA检测相位αI。温度运算电路34根据相位αV以及相位αI来运算(检测)励磁电压VA与励磁电流IA的相位差Δα。
即，例如如图4所示那样，检测出设定相位αV的励磁电压VA(图中，实线)和励磁电流IA(图中，虚线)。励磁电流IA的峰值根据励磁电压VA的峰值和分解器的阻抗来决定。励磁电流IA具有相对于励磁电压VA的相位成为相位差Δα的相位αI。
这里，说到励磁电压与励磁电流的相位差，也已知有根据自感、电容来得到该相位差(相互地具有相关性)。因此，本发明的发明人发现，若着眼于由这些自感、电容等决定的相位差Δα依赖于温度T而变动这一点，并能够运算出相位差Δα，则能够由此运算出分解器20的温度T。
而且，如图5A、图5B的一个例子所示的那样，为了确认上述的相关性，发明人对实际对励磁线圈施加的励磁电压和基于该励磁电压的励磁电流的相位差与励磁线圈(分解器)的温度的关系进行了验证实验。例如，图5A表示设定轴倍角4(4X)并供给频率1以及频率2的不同的频率的交流电力的情况的验证结果。另外，图5B表示设定轴倍角5(5X)并同样地供给频率1以及频率2的不同的频率的交流电力的情况的验证结果。轴倍角N是表示在旋转轴21旋转一周的期间，分解器的输出信号产生N个周期变化的数值。根据这些验证结果，具有励磁电压和励磁电流的相位差越大分解器的温度越低，励磁电压和励磁电流的相位差越小分解器的温度越高的关系。
从这些验证结果可知，无论组合轴倍角这样的分解器的规格以及供给的交流电力的频率的哪一个，在励磁电压和励磁电流的相位差与励磁线圈(分解器)的温度之间均具有线性(恒定)的关系。而且，上述发明人通过反复这样的验证，按照分解器的规格以及施加的交流电力的频率的各组合制作了表示相位差特性的映射。
即，温度运算电路34与分解器20的规格匹配地在内部具有表示上述相位差特性的映射。作为这样的映射，即可以是按照施加的交流电力的各频率具有映射的三维映射，也可以是与施加的交流电力的频率匹配的特定的映射。
温度运算电路34基于根据分解器20的励磁电压VA以及励磁电流IA运算出的相位差Δα，使用表示上述相位差特性的映射来运算分解器20的温度T，并将该温度T输出给温度补偿电路35。
温度补偿电路35基于温度运算电路34输出的温度T，使用表示温度补偿特性的映射来运算温度补偿量Vcomp，并将该温度补偿量Vcomp输出给旋转角运算电路36。温度补偿电路35与分解器20的规格匹配地在内部具有表示上述温度补偿特性的映射。作为上述温度补偿特性，与分解器20的温度T相应地将峰值的变化特性映射化，按照各输出线圈26b、26c的各电压信号VB、VC将峰值的变化特性映射化。作为这样的映射，即可以是按照施加的交流电力的各频率具有映射的三维映射，也可以是与施加的交流电力的频率匹配的特定的映射。
通过分解器20向旋转角运算电路36输入各电压信号VB、VC，并且向旋转角运算电路36输入温度补偿电路35输出的温度补偿量Vcomp。旋转角运算电路36通过针对通过分解器20输入的各电压信号VB、VC加入(加上、减去等)温度补偿量Vcomp，来对各电压信号VB、VC进行温度补偿。然后，旋转角运算电路36根据补偿后的各电压信号VB、VC来运算旋转轴21的旋转角θr，并将该旋转角θr输出给其它的ECU40、50等。
在第一实施方式中，与励磁电压具有相关性的电信号是励磁电流，信号检测电路对从励磁线圈经由分流电阻分流的励磁电流至少检测相位，温度运算电路基于励磁电压与励磁电流的相位差来运算分解器的温度。
根据以上说明的也作为温度检测装置的旋转角检测装置10，能够得到以下的(1)～(5)所示的作用以及效果。
(1)在旋转角检测装置10的传感器微型计算机32中，在施加励磁电压VA的情况下，能够检测励磁电压VA的相位αV自不必说，也能够检测与励磁电压VA具有相关性的励磁电流IA的相位αI。即，对于励磁电流IA的相位αI，只要施加励磁电压VA，即使旋转轴21未旋转也被检测。
而且，不言而喻，必须运算分解器20的温度T是在从分解器20输出各电压信号VB、VC的状况下。不过在从分解器20输出各电压信号VB、VC的状况下自然被施加有励磁电压VA。因此，在从分解器20输出各电压信号VB、VC的状况下，能够实时地检测励磁电压VA和励磁电流IA的相位。因此，能够根据励磁电压VA和励磁电流IA的相位差Δα实时地运算分解器的温度T。
(2)旋转角检测装置10在基于从分解器20输出的各电压信号VB、VC来运算旋转轴21的旋转角θr时，基于分解器20的温度T对这些电压信号VB、VC进行温度补偿。
根据这样的旋转角检测装置10，由于能够在针对旋转角运算电路36运算的旋转角θr的温度补偿中使用实时地运算出的分解器20的温度T，所以也能够实时地进行温度补偿。因此，能够实现旋转角运算电路36运算的旋转角θr的精度提高。
(3)作为这样的温度补偿，补偿基于从分解器20输出的各电压信号VB、VC的峰值的变动的分解器20的精度误差。通过补偿这样的依赖于分解器20的温度T的变动而变动的峰值的变动，即使分解器20的温度T变动，也能够减小由此引起的精度误差。像这样，即使针对给分解器20的旋转角θr的检测精度带来不良影响的重要因素，也能够实时地应对。
(4)在分解器20中，也有具有起因于其制造时的精度误差的情况。因此，在旋转角检测装置10中，也能够运算常温时的相位差Δα，并与预先准备的表示上述相位差特性的映射比较，并以将它们之间的误差预先偏置的方式进行温度补偿。由此，即使是因起因于分解器20的制造时的精度误差而导致针对表示上述相位差特性的映射中的相位差Δα与温度T的关系具有偏差的情况下，也能够对这样的偏差进行修正。
(5)对于分解器20的温度T的运算，能够至少运算励磁电压VA与励磁电流IA的相位差Δα即可。因此，例如，作为检测励磁电流IA的结构，能够至少检测励磁电流IA的相位αI即可，即使使用分流电阻27，也无需对励磁电流IA的大小(峰值)追求高精度。因此，对于检测励磁电流IA的结构，能够尽可能简单且低价地实现。
接下来，对本发明的温度检测装置以及旋转角检测装置的第二实施方式进行说明。应予说明，对于与已经说明的实施方式相同的结构以及相同的控制内容等标注相同的符号等，并省略其重复的说明。
如图6所示，本实施方式的分解器线圈26经由各信号线R1、OutB、OutC、Com与传感器ECU30电连接。
而且，如图7所示，传感器微型计算机32的温度运算电路34分别监视对分解器20施加的励磁电压VA的波形以及从分解器20输出的各电压信号VB、VC的波形，并基于它们的相位差Δα来运算分解器20的温度。
应予说明，对于这样的相位差Δα，除了使用相位比较器(比较器)等运算(检测)之外，还使用能够进行较高速处理的微处理单元在比较短的取样周期中提高比较分辨率地监视各电压信号VB、VC的波形并运算(检测)。传感器微型计算机32(温度运算电路34)为对各电压信号VB、VC的波形检测相位的信号检测电路。
即，例如，如图8所示那样，在相位αV的励磁电压VA(图中实线)被检测的情况下，各具有与旋转轴21的电气角相应的峰值的电压信号VB(图中单点划线)以及电压信号VC(图中双点划线)被检测。电压信号VB具有相对于励磁电压VA的相位成为相位差Δα的相位αVB。电压信号VC具有相对于励磁电压VA的相位成为相位差Δα的相位αVC(与αVB同相位)。应予说明，为了便于说明，作为各电压信号VB、VC示出特定的峰值中的1个周期的波形，但在旋转轴21的电气角时时刻刻地变化中，峰值也时时刻刻地变化。
这里，已知在分解器20的励磁线圈26a中产生的励磁电流IA与在各输出线圈26b、26c中产生的磁通Φ大致相等。即，能够通过在分解器20的励磁线圈26a中产生的励磁电流IA的微分得到在输出线圈中感生的电压(各电压信号VB、VC)。因此，本发明的发明人着眼于在励磁电流IA与各电压信号VB、VC之间具有恒定的关系(这里，各电压信号VB、VC的相位αVB、αVC相对于励磁电流IA的相位αI超前90°)这一点。这证明各电压信号VB、VC与励磁电压VA具有相关性。而且，上述发明人发现，若能够运算出励磁电压VA与各电压信号VB、VC的相位差Δα，则能够由此运算出分解器20的温度T。应予说明，这样的发明人的着眼以着眼于上述第一实施方式中的励磁电压VA与励磁电流IA的相位差依赖于分解器20的温度T而变动为前提。
即，温度运算电路34在内部具有与上述第一实施方式中的表示上述相位差特性的映射相当的表示励磁电压-电压信号相位差特性的映射。上述映射中的励磁电压-电压信号相位差Δα与使上述第一实施方式中的励磁电流IA的相位超前90°的情况的相位差相当。这也与上述第一实施方式相同，即可以是按照施加的交流电力的各频率具有映射的三维映射，也可以是与施加的交流电力的频率匹配的特定的映射。
并且，温度运算电路34基于根据分解器20中的励磁电压VA以及各电压信号VB、VC运算出的相位差Δα，使用表示上述励磁电压-电压信号相位差特性的映射来运算分解器20的温度T，并将该温度T输出给温度补偿电路35。
作为根据分解器20中的励磁电压VA以及各电压信号VB、VC运算的相位差Δα，原则上温度运算电路34使用电压信号VB的相位αVB来运算。但是，电压信号VB在旋转轴21的电气角时时刻刻地变化中，峰值也时时刻刻地变化。
因此，如图9所示，电压信号VB在特别地，旋转轴21的电气角为0(零)°或者180°的情况下，峰值为0(零)。这一点，电压信号VC相对于电压信号VB在振幅变化的相位偏移中，即使旋转轴21的电气角为0(零)°或者180°，峰值也为0(零)以外。
因此，温度运算电路34在电压信号VB的峰值为0(零)的特定的状况的情况下，代替该电压信号VB而使用电压信号VC的相位αVC来运算相位差Δα。由此，温度运算电路34能够与旋转轴21的电气角无关地运算用于运算分解器20的温度T的相位差Δα。
这样，温度运算电路34基于根据分解器20中的励磁电压VA以及各电压信号VB、VC运算出的相位差Δα，使用表示上述励磁电压-电压信号相位差特性的映射来运算分解器20的温度T，并将该温度T输出给温度补偿电路35。接着，温度补偿电路35基于温度运算电路34输出的温度T，使用表示温度补偿特性的映射来运算温度补偿量Vcomp。然后，旋转角运算电路36针对通过分解器20输入的各电压信号VB、VC加入(加上、减去等)温度补偿量Vcomp来运算旋转轴21的旋转角θr，并将该旋转角θr输出给其它的ECU40、50等。
在第二实施方式中，与励磁电压具有相关性的电信号是从分解器输出的电压信号，信号检测电路对从分解器输出的电压信号至少检测相位，温度运算电路基于励磁电压与从分解器输出的电压信号的相位差来运算分解器的温度。
根据以上说明的也作为温度检测装置的旋转角检测装置10，除了起到依照第一实施方式的(1)～(4)的作用以及效果以外，还起到以下的(6)、(7)所示的作用以及效果。
(6)在为了运算相位差Δα而使用各电压信号VB、VC的情况下，只要能够获取从分解器20输出的各电压信号VB、VC，就无需对分解器20追加分流电阻等部件。因此，对于运算分解器20的温度T的结构，能够更加简单且低价地来实现。
(7)为了运算相位差Δα而使用各电压信号VB、VC的2个输出，从而即使第一电压信号的峰值为0(零)(不能检测)，第二电压信号的峰值也为0(零)以外。因此，即使原则上为了运算相位差Δα而使用电压信号VB的相位αVB，也能够毫无遗漏地运算相位差Δα，进而运算变压器20的温度T。
应予说明，上述各实施方式也能够通过以下所示的其它的实施方式来实施。温度运算电路34也可以预先在内部准备用于基于相位差Δα来运算分解器20的温度T的运算式，并使用这样的运算式来运算温度T。
在上述各实施方式中，由于能够实时地运算分解器20的温度T，所以在对于依赖于分解器20的温度T的变动而变动的各电压信号VB、VC的峰值的温度补偿以外，也能够应用于对于可能给分解器20的旋转角θr的检测精度带来不良影响的对象的温度补偿。
上述各实施方式例如也能够将分解器20设置在马达周边，作为检测马达的温度的温度检测装置(温度传感器)来实现。在该情况下，在传感器微型计算机32(传感器ECU30)中具有温度运算电路34即可。这样，由分解器20检测的马达的温度被用在马达的旋转角控制中。
在第一实施方式中，对于针对励磁电流IA检测相位αI，也可以采用使用了霍尔IC等的电流传感器。在该情况下，由于能够以非接触的方式检测励磁电流IA，所以能够对于分解器20的结构部件提高设计的自由度。
在第二实施方式中，也可以变更用于相位差Δα的运算的各电压信号VB、VC的切换模式。例如，也可以比较各电压信号VB、VC的峰值，并将峰值较高的一方的相位用于相位差Δα的运算。由此，不用在意各电压信号VB、VC的哪一方为0(零)等，而能够毫无遗漏地运算相位差Δα，进而运算分解器20的温度T。
在第二实施方式中，若不进行各电压信号VB、VC的峰值为0(零)的状况下的温度补偿，也能够将分解器20的输出仅设为一个输出。也可以在分解器20设置对于励磁电压VA检测相位αV的电压传感器。在该情况下，在上述各实施方式中，能够在分解器20的内部完结运算相位差Δα所需的信息即励磁电压VA、励磁电流IA、各电压信号VB、VC的检测。由此，即使在对于旋转角检测装置10的设置，根据设置对象的规格，例如必须将分解器20与传感器ECU30分离地配置的情况下，也能够在作为温度T的检测对象的分解器20附近收集用于运算分解器20的温度T的信息。因此，能够减少由分解器20和传感器ECU30的配置的差异引起的偏差。
在上述各实施方式中，也可以考虑对于从分解器20输出的电压信号的冗余化。例如，若对于电压信号VB实现冗余化，则除了对电压信号VB的冗余用追加1个输出以外，还需要与它们设置振幅变化的相位偏移的电压信号VC。在该情况下，作为分解器20的输出需要3个输出。若也考虑这样的情况，则作为分解器20的输出，为2个输出以上即可。
上述各实施方式也能够通过具备2个分解器20，作为转矩传感器来实现。

Claims (5)

1.一种分解器的温度检测装置，其特征在于，包括：
分解器，其被卷绕被施加励磁电压的励磁线圈以及输出与上述励磁电压相应的电压信号的输出线圈而构成；
电压检测电路，其对于上述励磁电压至少检测相位；
信号检测电路，其对于与上述励磁电压具有相关性的电信号至少检测相位；以及
温度运算电路，其基于通过上述电压检测电路检测出的上述励磁电压的相位与通过上述信号检测电路检测出的上述电信号的相位之间的相位差，来运算上述分解器的温度。
2.一种旋转角检测装置，其特征在于，包括：
权利要求1所述的分解器的温度检测装置；
旋转角运算电路，其基于从上述分解器的上述输出线圈输出的电压信号来运算作为检测对象的旋转体的旋转角；以及
温度补偿电路，其基于上述温度运算电路运算出的温度来针对上述旋转角运算电路运算的旋转角进行温度补偿。
3.根据权利要求2所述的旋转角检测装置，其特征在于，
上述温度补偿电路在上述旋转角运算电路运算的旋转角中，使用上述温度运算电路运算出的温度来补偿依赖于温度的精度误差。
4.根据权利要求2所述的旋转角检测装置，其特征在于，
与上述励磁电压具有相关性的上述电信号是励磁电流，
上述信号检测电路对从上述励磁线圈经由分流电阻分流的励磁电流至少检测相位，
上述温度运算电路基于上述励磁电压与上述励磁电流的相位差来运算分解器的温度。
5.根据权利要求2所述的旋转角检测装置，其特征在于，
与上述励磁电压具有相关性的上述电信号是从分解器输出的上述电压信号，
上述信号检测电路对从分解器输出的上述电压信号至少检测相位，
上述温度运算电路基于上述励磁电压与从分解器输出的上述电压信号的相位差来运算分解器的温度。
CN201610090967.2A 2015-02-27 2016-02-18 温度检测装置以及旋转角检测装置 Pending CN105928633A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-038631 2015-02-27
JP2015038631A JP6550793B2 (ja) 2015-02-27 2015-02-27 温度検出装置及び回転角検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105928633A true CN105928633A (zh) 2016-09-07

Family

ID=55398222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610090967.2A Pending CN105928633A (zh) 2015-02-27 2016-02-18 温度检测装置以及旋转角检测装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10078018B2 (zh)
EP (1) EP3062076B1 (zh)
JP (1) JP6550793B2 (zh)
CN (1) CN105928633A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110823409A (zh) * 2018-08-09 2020-02-21 罗伯特·博世有限公司 用于确定旋转元件的温度和旋转特性的传感器系统

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10642435B2 (en) 2018-03-29 2020-05-05 Cirrus Logic, Inc. False triggering prevention in a resonant phase sensing system
US11537242B2 (en) 2018-03-29 2022-12-27 Cirrus Logic, Inc. Q-factor enhancement in resonant phase sensing of resistive-inductive-capacitive sensors
US10921159B1 (en) 2018-03-29 2021-02-16 Cirrus Logic, Inc. Use of reference sensor in resonant phase sensing system
US10725549B2 (en) 2018-03-29 2020-07-28 Cirrus Logic, Inc. Efficient detection of human machine interface interaction using a resonant phase sensing system
US10908200B2 (en) 2018-03-29 2021-02-02 Cirrus Logic, Inc. Resonant phase sensing of resistive-inductive-capacitive sensors
US11092657B2 (en) * 2018-03-29 2021-08-17 Cirrus Logic, Inc. Compensation of changes in a resonant phase sensing system including a resistive-inductive-capacitive sensor
DE102018213413A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-13 Robert Bosch Gmbh Induktiver Positionssensor, insbesondere zur Erfassung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements
DE102018213411A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-13 Robert Bosch Gmbh Sensorsystem zur Bestimmung einer Temperatur und mindestens einer Rotationseigenschaft eines um mindestens eine Rotationsachse rotierenden Elements
DE102018213410A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-13 Robert Bosch Gmbh Sensorsystem zur Bestimmung einer Temperatur und mindestens einer Rotationseigenschaft eines um mindestens eine Rotationsachse rotierenden Elements
EP3644080B1 (en) * 2018-10-23 2022-08-03 Melexis Bulgaria Ltd. Sensor circuit with offset compensation
US10935620B2 (en) 2019-02-26 2021-03-02 Cirrus Logic, Inc. On-chip resonance detection and transfer function mapping of resistive-inductive-capacitive sensors
US11536758B2 (en) 2019-02-26 2022-12-27 Cirrus Logic, Inc. Single-capacitor inductive sense systems
US11402946B2 (en) 2019-02-26 2022-08-02 Cirrus Logic, Inc. Multi-chip synchronization in sensor applications
US10948313B2 (en) 2019-02-26 2021-03-16 Cirrus Logic, Inc. Spread spectrum sensor scanning using resistive-inductive-capacitive sensors
US11171641B2 (en) 2019-06-03 2021-11-09 Cirrus Logic, Inc. Compensation for air gap changes and temperature changes in a resonant phase detector
US11079874B2 (en) 2019-11-19 2021-08-03 Cirrus Logic, Inc. Virtual button characterization engine
US11579030B2 (en) 2020-06-18 2023-02-14 Cirrus Logic, Inc. Baseline estimation for sensor system
US11868540B2 (en) 2020-06-25 2024-01-09 Cirrus Logic Inc. Determination of resonant frequency and quality factor for a sensor system
US11835410B2 (en) 2020-06-25 2023-12-05 Cirrus Logic Inc. Determination of resonant frequency and quality factor for a sensor system
US11619519B2 (en) 2021-02-08 2023-04-04 Cirrus Logic, Inc. Predictive sensor tracking optimization in multi-sensor sensing applications
US11821761B2 (en) 2021-03-29 2023-11-21 Cirrus Logic Inc. Maximizing dynamic range in resonant sensing
US11808669B2 (en) 2021-03-29 2023-11-07 Cirrus Logic Inc. Gain and mismatch calibration for a phase detector used in an inductive sensor
US11507199B2 (en) 2021-03-30 2022-11-22 Cirrus Logic, Inc. Pseudo-differential phase measurement and quality factor compensation
US11979115B2 (en) 2021-11-30 2024-05-07 Cirrus Logic Inc. Modulator feedforward compensation
US11854738B2 (en) 2021-12-02 2023-12-26 Cirrus Logic Inc. Slew control for variable load pulse-width modulation driver and load sensing
KR102364986B1 (ko) * 2021-12-24 2022-02-18 주식회사 광림 리졸버 센서 점검장치
CN114659653B (zh) * 2022-05-19 2022-08-02 沈阳中科瑞达科技有限公司 一种低频加热用相位差法计算绕阻值精确获取温升的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11325813A (ja) * 1998-05-18 1999-11-26 Omron Corp レゾルバの励磁回路
JP2002350182A (ja) * 2001-05-22 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 位置検出装置および異常検出装置
JP2003344109A (ja) * 2002-05-29 2003-12-03 Toyoda Mach Works Ltd 回転角検出装置とその温度補正方法
US20070201171A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Hitachi, Ltd. Resolver/digital-converter and control system using the resolver/digital-converter
DE102007033881A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-22 Siemens Ag Rotor-Stator-Einheit mit berührungsfreier Zustandserfassung, entsprechende Auswertungseinrichtung und Computerprogramm für eine softwareprogrammierbare Auswertungseinrichtung
JP2012168041A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Toshiba Mach Co Ltd 回転位相検出装置、レゾルバ装置、駆動装置、回転位相検出回路、および回転位相検出方法
EP2639948A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-18 Jtekt Corporation Stator of Torque Sensor
CN103487069A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 株式会社捷太格特 旋转角传感器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622166Y2 (ja) * 1988-11-29 1994-06-08 東栄電機株式会社 レゾルバ式位置検出装置
JPH0564406A (ja) * 1991-09-04 1993-03-12 Toshiba Corp レゾルバの位相検出方法
US5710509A (en) * 1995-10-30 1998-01-20 Atsutoshi Goto Phase difference detection device for an inductive position detector
US6552666B1 (en) * 1996-03-16 2003-04-22 Atsutoshi Goto Phase difference detection device and method for a position detector
JP3838499B2 (ja) * 2002-04-25 2006-10-25 株式会社ジェイテクト アクチュエータの温度検出方法および電気式動力舵取装置
JP4037392B2 (ja) * 2004-08-12 2008-01-23 三菱電機株式会社 異常検出装置
SE0601249L (sv) * 2006-06-07 2007-12-08 Abb Ab Förfarande och anordning för demodulering av signaler
US8487575B2 (en) * 2009-08-31 2013-07-16 GM Global Technology Operations LLC Electric motor stator winding temperature estimation
JP6306931B2 (ja) * 2014-04-23 2018-04-04 トクデン株式会社 誘導発熱ローラ装置
GB2532473A (en) * 2014-11-20 2016-05-25 Cummins Ltd Temperature sensing apparatus

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11325813A (ja) * 1998-05-18 1999-11-26 Omron Corp レゾルバの励磁回路
JP2002350182A (ja) * 2001-05-22 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 位置検出装置および異常検出装置
JP2003344109A (ja) * 2002-05-29 2003-12-03 Toyoda Mach Works Ltd 回転角検出装置とその温度補正方法
EP1508783A1 (en) * 2002-05-29 2005-02-23 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Rotational angle detector and its temperature correcting method
US20070201171A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Hitachi, Ltd. Resolver/digital-converter and control system using the resolver/digital-converter
DE102007033881A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-22 Siemens Ag Rotor-Stator-Einheit mit berührungsfreier Zustandserfassung, entsprechende Auswertungseinrichtung und Computerprogramm für eine softwareprogrammierbare Auswertungseinrichtung
JP2012168041A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Toshiba Mach Co Ltd 回転位相検出装置、レゾルバ装置、駆動装置、回転位相検出回路、および回転位相検出方法
EP2639948A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-18 Jtekt Corporation Stator of Torque Sensor
CN103487069A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 株式会社捷太格特 旋转角传感器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110823409A (zh) * 2018-08-09 2020-02-21 罗伯特·博世有限公司 用于确定旋转元件的温度和旋转特性的传感器系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20160252403A1 (en) 2016-09-01
JP6550793B2 (ja) 2019-07-31
US10078018B2 (en) 2018-09-18
EP3062076B1 (en) 2017-12-27
JP2016161332A (ja) 2016-09-05
EP3062076A1 (en) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105928633A (zh) 温度检测装置以及旋转角检测装置
US10794927B2 (en) Method and device for operating a rotational speed sensor, rotational speed sensor device
US11293785B2 (en) Encoder wheel assembly and method for ascertaining an absolute angular position and a rotational direction
KR102586469B1 (ko) 회전 속도 정보를 전송 및 수신하기 위한 장치들 및 방법들
US9851221B2 (en) Hall sensor insensitive to external magnetic fields
CN104969036B (zh) 用于确定旋转元件的至少一种旋转特性的传感器装置
US9909853B2 (en) Calibration and monitoring of an angle measuring system for electrical machines
US20110308330A1 (en) Dynamic Signal Torque Sensor
CN110546463B (zh) 用于确定旋转构件的角位置的方法
CN103673943B (zh) 位置测量仪和用于其运行的方法
EP2397829B1 (en) Dynamic signal torque sensor
CN102954755A (zh) 旋转传感器和旋转角度检测设备
US20200103250A1 (en) Sensor system for determining at least one rotational characteristic of an element rotating about at least one axis of rotation
CN104062609A (zh) 检测电路、半导体集成电路装置和磁场旋转角检测装置
CN106796117B (zh) 用于确定转动元件的至少一个转动特性的传感器
US20110213571A1 (en) Sectional magnetic encoding method and system for measuring rotating shaft parameters
CN111433568B (zh) 用于确定围绕至少一个旋转轴线旋转的旋转元件的至少一个旋转特性的传感器系统
CN106208539B (zh) 一种磁电式编码器
CN110823409A (zh) 用于确定旋转元件的温度和旋转特性的传感器系统
US20240068840A1 (en) Contactless position sensor comprising a permanent magnet
EP4334189A1 (en) Torque and angle sensing device
EP2362202A1 (en) Method of magnetic encoding sections of a shaft and system for measuring parameters of the rotating shaft
Neidig et al. The influence of geometrical deviations of electrical machine systems on the signal quality of the variable reluctance resolver
EP2058628A2 (en) Method and apparatus to monitor position of a rotatable shaft
US20230160724A1 (en) Arrangement and method for position detection with error detection with a position encoder

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160907