JP2005513483A - 角速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータ2用の角速度センサ、及び角速度を決定する方法であり、この方法において、ロータ2の少なくとも1つのそれ以前の完全な1回転の間、感知手段5を事象発生手段4が通過するときの時間からの情報を使用して、事象発生手段4が感知手段5を通過するときの位置が決定される。本発明は、電力支援型操縦装置におけるブラシレス永久磁石モータの整流点を検出するため、ホール効果センサを使用するときに特に適用可能である。
Description
ロータの周りで角度的に隔てられた位置に配置された少なくとも2つの事象発生手段と、
ロータが感知手段に対してその軸線の周りで回転するとき、時間的に隔てられた複数の事象であって、事象の各々がそれぞれの事象発生手段が感知手段を通過するときに生ずる前記複数の事象を発生させ得るようにされた角度位置感知手段と、
それぞれの感知された事象が生ずる時間を記録し得るようにされた事象時間の測定手段と、
事象が生ずるときのロータの角度位置を決定し得るようにされた事象位置の決定手段と、
事象が生ずるときの測定時間及び事象が生ずるときのロータの決定された角度位置に基づいて、2つの時間的に隔たった事象間のロータの平均速度を決定し得るようにされた速度決定手段と、を備える、ロータの角速度を検出する角速度センサであって、
事象位置の決定手段が、ロータの少なくとも1つのそれ以前の完全な1回転の間、事象時間の測定手段からそれ以前に得られた情報によって2つの事象発生手段の相対的な角度位置を決定することを特徴とする、ロータの角速度を検出する角速度センサを提供する。
決定された位置の値は、装置をその後に使用し得るようにメモリに保存することができる。これと代替的に、事象位置の決定手段は、ロータが作動する間、規則的な間隔にて又は多分、連続的にさえ、その値を更新することができる。これらの値は、センサが不作用状態に置かれている各期間の後にセンサが始動される毎に、更新されるようにしてもよい。
ロータが完全に1回転するのに要する経過時間を決定する第一の手段と、
経過時間から完全に1回転に亙る平均速度を決定する第二の手段と、
完全な1回転の間に生じた2つの事象間の経過時間を決定する第三の手段と、
第二の手段からの平均速度及び第三の手段からの経過時間に基づいて、2つの事象間のロータの変位を決定する第四の手段とを備えることができる。
このため、装置は、各々の値が異なる事象の時点にて開始する完全な1回転に相応する、1組みの平均速度値を決定し、この平均速度を採用して、完全に1回転するとき、それより前の1回転の途中付近における事象の相対的位置を決定することができる。
ロータが感知手段に対してその軸線の周りで回転するとき、複数の時間的に隔てられた事象であって、その各々が、それぞれの事象発生手段が完全な1回転に亙って感知手段を通過するとき該事象が生ずるようにするステップと、
それぞれの感知された事象が生ずる時点を記録するステップと、
ロータが完全に1回転するのに要する時間を決定するステップと、
完全に1回転するための経過時間から完全な1回転に亙るロータの平均速度を決定するステップと、
完全に1回転するための決定された平均速度から2つの事象発生手段の相対的な角度位置と、該完全な1回転する間の2つの事象の測定間の経過時間とを決定するステップとを備える、方法を提供する。
完全に1回転するために要する時間は、1つの事象発生手段が2つの時間的に隔たった事象を発生するのに要した経過時間を測定することで決定することができる。
完全な組みの位置の値が保存されたならば、該方法は、停止し又はロータが回転するとき、連続的に更新することができる。
一例として添付図面に示した、角速度センサは、図1に示した電気モータの角度位置を監視するのに特に適している。モータ1は、3相星形接続型のブラシレス永久磁石(PM)の形態を備えている。その電磁の設計は、6極永久磁石ロータ2及び9溝銅巻線ステータ3を有している。6つの磁石4が全体として、ロータの周りで均一に隔てられる。ロータが機械的に完全に1回転するとき、ステータ上の任意の点にて6つのPM南北極の転移部分が見える。
バッファ装置が満杯になったならば、最後の事象は、バッファ装置に入力されるから、プロセッサは、ローリングバッファ装置に保持された時間の全てを合算することにより、完全に1回転するための合計時間を決定する。
一定の速度時、平均速度を使用して、事象間の経過時間に平均速度を乗ずることにより、バッファ装置内の隣接する各々の事象間の変位角度を決定することができよう。
外れ値の正確さを向上させるため、モータは、減速し又は加速し、又は安定的な速度にて回転するものと想定する。このように想定したならば、平均速度値は、半回転先の転移に対する外れ値を決定するときに使用し得るように正確となるであろう。このため、この時点にて、外れ誤差を計算する。
完全な組みの外れ誤差値が決定されたならば、これらの値は、センサのその後の作用の間にロータの正確な角速度を決定するために、使用される。2つの事象間の時間が決定され、また、事象が実際に生じたときの角度位置は、事象を識別することにより知ることができる。次に、事象間の変位を事象間の経過時間と組み合わせることにより、速度を直接、知ることができる。
Claims (23)
- ロータの周りで角度的に隔てられた位置に配置された少なくとも2つの事象発生手段と、
ロータが感知手段に対してその軸線の周りで回転するとき、時間的に隔てられた複数の事象であって、事象の各々がそれぞれの事象発生手段が感知手段を通過するときに生ずる前記複数の事象を発生させ得るようにされた角度位置感知手段と、
それぞれの感知された事象が生ずる時間を記録し得るようにされた事象時間の測定手段と、
事象が生ずるときのロータの角度位置を決定し得るようにされた事象位置の決定手段と、
事象が生ずるときの測定時間及び事象が生ずるときのロータの決定された角度位置に基づいて、2つの時間的に隔たった事象間のロータの平均速度を決定し得るようにされた速度決定手段と、を備える、ロータの角速度を検出する角速度センサにおいて、
事象位置の決定手段が、ロータの少なくとも1つのそれ以前の完全な1回転の間、事象時間の測定手段からそれ以前に得られた情報によって少なくとも2つの事象発生手段の相対的な角度位置を決定することを特徴とする、ロータの角速度を検出する角速度センサ。 - 請求項1の角速度センサにおいて、事象位置の決定手段が、装置の最初の試験運転の間に得られた測定値から事象発生手段の相対的な角度位置を決定するようにされた、角速度センサ。
- 請求項1又は2の角速度センサにおいて、事象位置の決定手段が、ロータが作動する間、規則的な間隔にて事象発生手段の相対的な角度位置を更新する、角速度センサ。
- 請求項1から3の何れかの角速度センサにおいて、
事象位置の決定手段が、
ロータが完全に1回転するのに要する経過時間を決定する第一の手段と、
経過時間から完全に1回転に亙る平均速度を決定する第二の手段と、
完全な1回転の間に生じた2つの事象間の経過時間を決定する第三の手段と、
第二の手段からの平均速度及び第三の手段からの経過時間に基づいて、2つの事象間のロータの変位を決定する第四の手段とを備える、角速度センサ。 - 請求項4の角速度センサにおいて、完全な1回転に亙って得られた平均速度が、その回転中に生じた各対の時間的に隔たった隣接する各対の事象間の変位角度を決定すべく使用される、角速度センサ。
- 請求項4の角速度センサにおいて、装置が、各々が異なる事象の時点にて開始する完全な1回転に相応する、1組みの平均速度値を決定し、これらの平均速度を採用して、完全に1回転するとき、それより前の1回転の途中付近における事象の相対的位置を決定する、角速度センサ。
- 請求項4から6の何れか1つの速度センサにおいて、第1対の事象の相対的な角度位置を決定するよう1回転する間の第1対の事象に対する時間を測定し、また、その後、第2対の事象の相対的な角度位置を決定するよう異なる回転の後のなんらかの時間を測定する、角速度センサ。
- 請求項1から7の何れかの角速度センサにおいて、事象発生手段の各々がその理想的な位置から逸脱する程度を表わす1組みの誤差補正値がメモリに保存される、角速度センサ。
- 請求項8の角速度センサにおいて、決定された角度位置の値と共に、又は該決定された角度位置の値に代えて、誤差補正値が、メモリに保存される、角速度センサ。
- 請求項8又は9の角速度センサにおいて、装置が、1回転に亙って生ずる事象の各々に対する1組みの理想的な角度位置の値をメモリに保存する、角速度センサ。
- 請求項1から10の何れかの角速度センサにおいて、事象発生手段が、ロータの周りに配置された磁石を備え、また、感知手段が、少なくとも1つの電磁センサを備える、角速度センサ。
- ロータの周りに角度的に隔てた位置に配置された少なくとも2つの事象発生手段の角度位置を決定する方法において、
ロータが感知手段に対してその軸線の周りで回転するとき、複数の時間的に隔てられた事象であって、該事象の各々が、それぞれの事象発生手段が完全な1回転に亙って感知手段を通過するとき生ずる前記複数の事象を発生させるステップと、
それぞれの感知された事象が生ずる時点を記録するステップと、
ロータが完全に1回転するのに要する時間を決定するステップと、
完全に1回転するための経過時間から完全な1回転に亙るロータの平均速度を決定するステップと、
完全に1回転するための決定された平均速度から2つの事象発生手段の相対的な角度位置と、該完全な1回転する間の2つの事象の測定間の経過時間とを決定するステップとを備える、方法。 - 請求項12の方法において、完全に1回転するために要する時間が、1つの事象発生手段が2つの時間的に隔たった事象を発生するのに要した経過時間を測定することで決定される、方法。
- 請求項12又は13の方法において、事象発生手段の各々が、該手段が特異に識別することを許容する特異な識別可能な事象を発生させる、方法。
- 請求項12又は13の方法において、事象発生手段の合計数が知られたならば、完全な1回転の経過時間が、生じた事象の数をカウントすることで決定される、方法。
- 請求項12から15の何れか1つの方法において、各々の1つがそれぞれの事象の時点にて開始するロータの完全な1回転に相応する1組みの平均速度値を決定し、平均値の各々を使用して、平均速度を求めたそれぞれの完全な1回転中のより以前の1回転の途中付近で生じる事象間の相対的な変位を決定する、方法。
- 請求項12から16の何れか1つの方法において、ロータが1回転の間、安定的な一定の速度で回転すると決定されたならば、単一の平均値を使用して、その回転中の事象の各々の相対的位置を決定する、方法。
- 請求項12から17の何れか1つの方法において、n個の事象発生手段からn個の時間値のローリング組みを保存するステップを備える、方法。
- 請求項18の方法において、n個のそれ以前の事象に対し時間を共に加えることにより、現在の事象の時点まで、完全に1回転するのに要する合計経過時間、従って、平均速度を決定するステップを更に備える、方法。
- 請求項19の方法において、ローリング組みの値の中央付近にて2つの事象の間の経過時間を決定するステップと、この経過時間を平均速度と組み合わせて2つの事象の間のロータの変位角度、従ってその相対的な角度位置を決定するステップとを更に備える、方法。
- 請求項18から20の何れか1つの方法において、完全な組みのn個の相対的な位置の値が保存される迄、完全な1回転に亙って1つの事象が生じる各時間毎に反復される、方法。
- 請求項21の方法において、完全な組みの位置の値が、事象が生じるときの時間を監視し、どの事象が生じたかを識別し、保存した値から事象間のロータの変位を決定し、その変位を経過時間で除して速度を決定することにより、ロータの速度を決定するために使用される、方法。
- ロータの角速度を決定する方法であって、請求項12から22のいずれか1つの方法を使用して、ロータの周りで隔てられた複数の事象発生手段の位置を決定する最初のステップと、その後に、事象が生じたときの角度位置と共に事象間の経過時間を測定し、ロータの速度を決定するステップとを備える、ロータの角速度を決定する方法。
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