JP2009524006A - 基準パルス識別方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号から基準パルスＩｒを形成する方法に関し、ここでＲＥＦ信号は、信号ＲＥＦの１／２周期の関数である幅を有した時間枠Ｆを備えるデジタル信号Ｓ１を形成するような閾値と比較され、信号ＳＩＮおよびＣＯＳは、各周期に対してパルスＩを備えたデジタル信号Ｓ２と、基準パルスＩｒを識別するように予め形成されたデジタル信号（Ｓ１，Ｓ２）の組合せとを形成するために比較される。さらに本発明は、１つのそのような方法を行なうことができる処理装置を備えた、固定構造に対して回転する要素の基準状態を判定する装置に関する。

Description

本発明は、時間的に疑似正弦関数であり且つ同一の公称周期を有するＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を使用して基準パルスを形成する方法に関し、ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、ＲＥＦ信号はＳＩＮ信号に対して角度φだけオフセットされており、ＲＥＦ信号は単一周期を有している。さらに本発明は、固定構造に対する回転部材の基準状態を判定する装置に関し、それは、そのような方法を実施することができる処理装置を備えている。
使用例によれば本装置は、特に特許文献１に記述されているような、または特許文献２もしくは特許文献３に記述されているような電子切換モータの制御における、固定構造に対する回転部材の絶対角度位置を判定することができる。
実際、基準パルスの形成は、回転部材の基準角度位置にインデックスを付けることによって基準位置が検出されることを可能にする。
特許文献４および特許文献５は、所定のＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を使用して基準パルスを形成する方法について記述している。
実際これらの方法は、たとえば前記信号を供給しようとする高感度素子の位置決めの際の作動温度差またはバラツキの影響下での信号振幅変動の場合に、制限されることがある。
仏国特許発明第２８５６１４７号明細書 仏国特許発明第２８４５２１２号明細書 仏国特許発明第２８４５２１３号明細書 仏国特許発明第２７６９０８８号明細書 欧州特許第０８７１０１４号明細書 仏国特許発明第２７６９０８８号明細書 欧州特許第０８７１０１４号明細書 仏国特許発明第２７９２４０３号明細書
本発明は、特に、可能性のある信号振幅変動に対する基準インパルスを形成する方法の屈強さを改良することのほか、公知の判定装置を改良することによってこの制限を克服することを目的としている。
この目的のため第１態様によれば、本発明は、時間的に疑似正弦関数であり同一の公称周期Ｐ０を有したＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を使用して基準パルスＩｒを形成する方法に関し、前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、前記ＲＥＦ信号は前記ＳＩＮ信号に対して角度φだけオフセットされ、前記ＲＥＦ信号は単一周期Ｐｓを有し、前記方法は、
・前記ＲＥＦ信号の周期に応じた幅を持った時間枠Ｆを備えるデジタル信号Ｓ１を形成するために、前記ＲＥＦ信号を閾値と比較することと、
・各周期に対して、前記オフセットφに応じたものよりも小さな値に制限された幅を持ったパルスＩを備えるデジタル信号Ｓ２を形成するために前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を比較することであって、前記パルスは、前記単一周期に応じた前記時間枠ＦＳに含まれ且
つ他の時間枠から除外されるように位置することと、
・前記単一周期Ｐｓに応じた基準パルスＩｒを識別するために、以前に形成されたデジタル信号Ｓ１，Ｓ２を組み合わせることとを有している。
別の態様によれば本発明は、固定構造に対する回転部材の基準状態を判定する装置を提供し、前記装置は、
・前記回転部材に堅固に取り付けられるように設計された符号器であって、該符号器は、時間的に疑似正弦関数であり且つ同一の公称周期を有したＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を供給するように構成され、前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、前記ＲＥＦ信号は前記ＳＩＮ信号に対して角度φだけオフセットされ、前記ＲＥＦ信号は基準状態に応じた少なくとも１つの単一周期を有していることと、
・前記符号器からの読み取り範囲にある固定センサであって、前記固定センサは前記ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を供給するように構成されたことと、
・対応する基準パルスを検出することによって前記状態を判定すべく、上記の方法に従って基準パルスを形成することができる前記ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を処理する装置とを備えている。
本発明のさらなる目的および利点は、添付の図面を参照してなされる次の記述から明白になるであろう。それは、その１つの実施形態にかかる方法を実施するために使用される前記信号を示している。
本発明は、固定構造に対する回転部材の基準状態を判定する装置に関している。用途の一例において、基準状態は、たとえば自動車のシャシーに対する自動車のステアリングコラムのような、固定構造に対する回転部材の絶対角度位置である。
しかしながら、本発明はそのような特定の用途に一切限定されるものではなく、特に回転部材の基準角度位置が電子切換モータの制御用に判定される必要がある任意の他の用途において使用されることができる。
判定装置は、回転部材に堅固に取り付けられることによって回転するように設計された符号器を備えている。記述されている実施形態によれば、符号器は同心である主多極トラックおよび基準多極トラックを備えた磁気リングによって形成され、トラックは一定の極幅を持った一連のＮおよびＳ極を備えている。
さらに基準トラックは、たとえば他のものとは異なる幅の一対の極によって形成される磁気的な特異性を形成するために、他のものとは異なる磁気転移を備えている。符号器のそのような実施形態は、たとえば特許文献６および特許文献７に記述されている。１つの実施形態によれば基準トラックは、前記トラックに沿って分布する幾つかの磁気的な特異性を備えることができる。
そのような符号器は、３つの信号（以下、ＳＩＮ，ＣＯＳ，ＲＥＦと称す）がＳＩＮおよびＣＯＳ信号用の主トラックと、ＲＥＦ信号用の基準トラックとによって供給されることを可能にする。
図に示されるように、ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号は時間的に疑似正弦関数であり、同一の公称周期Ｐ０を有している。疑似正弦関数は、信号が正弦曲線に近似することができることを意味し得ると理解される。
さらに、ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、ＲＥＦ信号はＳＩＮ信号に対して角度
φだけオフセットされている。さらに磁気的な特異性の存在によって、ＲＥＦ信号は単一周期Ｐｓを有している。より具体的には、記述されている実施形態において特異性は、Ｐ０よりも小さな値を持つ周期Ｐｉと、Ｐ０よりも大きな値を有する周期Ｐｓとの存在をもたらしている。
基準状態を判定するために単一周期Ｐｓは、前記基準状態に対応するように構成されている。この理由のため特異性は、回転部材の絶対角度位置を判定する装置の場合には、基準角度位置にインデックスを付けることができる。この用途においてＳＩＮおよびＣＯＳ信号のうちの少なくとも一つは、増分法によって回転部材の相対角度位置を見いだすために使用されることができ、基準パルスの検出は、この位置が絶対位置に関して補償されることを可能にする。
さらに判定装置は、符号器からの読み取り範囲にある固定センサを備えており、該センサはＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を供給するように構成されている。
この目的のため、記述されている実施形態においてセンサは、ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を供給するために主トラックから離隔したエアギャップに配置される少なくとも２つの高感度素子を備えている。実施形態の一例においてセンサは、特許文献８に記述されるように位置決めされた複数の高感度素子を備えている。さらにセンサは、ＲＥＦ信号を供給するために基準トラックから離隔したエアギャップに配置される少なくとも１つの高感度素子を備えている。
さらに判定装置は、ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を処理する装置を備えており、それは、基準パルスを検出することによって対応する基準状態を判定するように、下記の方法に従って基準パルスＩｒを形成することができる。
ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を使用して基準パルスＩｒを形成する方法は、ＲＥＦ信号の変動に応じた幅を持った時間枠Ｆを備えるデジタル信号Ｓ１を形成するために、ＲＥＦ信号を閾値と比較するステップを有している。
示されている実施形態において、ＲＥＦ信号は該信号の平均値と比較され、それは０に等しい。
さらに形成方法は、各周期に対して、オフセットφの値よりも小さな値ｅに制限された幅を持つパルスＩを備えたデジタル信号Ｓ２を形成するために、ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を比較するステップを有している。パルスＩは、単一周期Ｐｓに応じた時間枠ＦＳに含まれ、且つ公称周期Ｐ０に応じた時間枠Ｆ０から除外されるほか、周期Ｐｉに応じた一層狭い時間枠Ｆｉからも除外されるように位置している。
示されている実施形態において、ＣＯＳ信号の振幅は、パルスの幅および該パルスの位置決めを制限すべくゲインＧによって調整される。さらにその比較は、Ｓ２＝（ＳＩＮ＞ＧＣＯＳ）ＸＯＲ（ＳＩＮ＞０）ＡＮＤ（ＣＯＳ＞０）を演算することによって行なわれ、ＸＯＲは「排他的ＯＲ」演算子であり、ＡＮＤは共役演算子である。
最後に、当該方法は、信号Ｓ１およびＳ２が単一周期に応じた基準パルスＩｒを識別するために組み合わせられることを可能にし、組合せはＡＮＤ演算子によってなされる。この識別は、パルスの幅ｅがオフセットφに応じたものよりも小さな値に維持されるという事実によって可能になり、それは、全てのパルスＩが本発明にかかる時間枠に関連して位置することを可能にする。
さらにパルスの幅は、高感度素子と多極トラックとの間のエアギャップ変動のほか、温度変動の影響を考慮に入れるために制限されることが可能である。実際そのような変動は
、全ての動作状態における時間枠に対するパルスの位置を維持するために、パルスの幅を調整することを必要とするデジタル信号の位相変調を生じさせることができる。
ＲＥＦ信号が幾つかの単一周期Ｐｓを備えていると言える符号器が幾つかの磁気的な特異性を備えている場合には、当該方法は、前記単一周期のそれぞれに応じた基準パルスＩｒが識別されることを可能にする。
本発明にかかる方法を実施することによって、ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号のうちの少なくとも一つの振幅変動は、以下の理由により、基準パルスの識別に影響しない：
・これらの変動は、信号Ｓ１を僅かにしか変更しない、および
・本発明にかかる信号Ｓ２の形成は、前記振幅に依存しない。
したがって、本発明にかかる方法は、動作温度変動および／または多極トラックから離隔したエアギャップでの高感度素子の位置のバラツキに対して大いなる屈強さを提供する。
ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号および他の信号を示すグラフ。

Claims (10)

  1. 時間的に疑似正弦関数であり同一の公称周期Ｐ０を有したＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を使用して基準パルスＩｒを形成する方法であって、前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、前記ＲＥＦ信号は前記ＳＩＮ信号に対して角度φだけオフセットされ、前記ＲＥＦ信号は単一周期を有しており、前記方法は、
    ・前記ＲＥＦ信号の変化に応じた幅を持った時間枠Ｆを備えるデジタル信号Ｓ１を形成するために、前記ＲＥＦ信号を閾値と比較することと、
    ・各周期に対して、前記オフセットφに応じたものよりも小さな値に制限された幅を持ったパルスＩを備えるデジタル信号Ｓ２を形成するために前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を比較することであって、前記パルスは、前記単一周期に応じた前記時間枠ＦＳに含まれ且つ他の時間枠から除外されるように位置することと、
    ・前記単一周期ＰＳに応じた基準パルスＩｒを識別するために、以前に形成されたデジタル信号Ｓ１，Ｓ２を組み合わせることと
    を含む方法。
  2. 前記ＣＯＳ信号の振幅は、前記パルスＩの幅を制限し且つ前記時間枠に対して前記パルスＩを位置決めすべく、ゲインＧによって調整される請求項１記載の方法。
  3. 前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を比較するステップは、（ＳＩＮ＞ＣＯＳ）ＸＯＲ（ＳＩＮ＞０）ＡＮＤ（ＣＯＳ＞０）を演算することによって行なわれ、ＸＯＲは「排他的ＯＲ」演算子であり、ＡＮＤは共役演算子である請求項１または２記載の方法。
  4. 前記ＲＥＦ信号は該信号の平均値と比較される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記閾値は０に等しい、請求項４記載の方法。
  6. 前記組合せはＡＮＤ演算子によってなされる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記ＲＥＦ信号は幾つかの単一周期を備え、前記方法は、前記単一周期のそれぞれに応じた前記基準パルスが識別されることを可能にしている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 固定構造に対する回転部材の基準状態を判定する装置であって、
    ・前記回転部材に堅固に取り付けられるように設計された符号器であって、該符号器は、時間的に疑似正弦関数であり且つ同一の公称周期を有したＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦの３つの信号を供給するように構成され、前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号は方形であり、前記ＲＥＦ信号は前記ＳＩＮ信号に対して角度φだけオフセットされ、前記ＲＥＦ信号は基準状態に応じた少なくとも１つの単一周期を有していることと、
    ・前記符号器からの読み取り範囲にある固定センサであって、前記固定センサは前記ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を供給するように構成されることと、
    ・対応する基準パルスを検出することによって前記状態を判定すべく、前記請求項１乃至７のいずれか一項に従って基準パルスを形成することができる前記ＳＩＮ，ＣＯＳおよびＲＥＦ信号を処理する装置と
    を備える装置。
  9. 前記符号器は、同心である主多極トラックおよび基準多極トラックを備えた磁気リングによって形成され、これら前記トラックは一定の極幅を持った一連のＮおよびＳ極を備え
    、前記単一周期は他のものとは異なる磁気転移によって形成されることを特徴とする請求項８記載の装置。
  10. 前記センサは、前記ＳＩＮおよびＣＯＳ信号を供給するために前記主トラックから離隔したエアギャップに配置される少なくとも２つの高感度素子と、前記ＲＥＦ信号を供給するために前記基準トラックから離隔したエアギャップに配置される少なくとも１つの高感度素子とを備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
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