旋转角度检测装置及旋转角度检测方法制造方法及图纸

旋转角度检测装置包括：由磁性体构成的转子；具有分别由偏置磁场发生部与磁检测元件构成的b(b为3以上的整数)个以上的磁检测部的定子；以及根据由所述磁检测元件得到的检测信号来求出所述转子的旋转角度的旋转角度运算处理部，所述转子的定子相向面具有相对于机械角360度呈x(x为1以上的整数)周期变化的凹凸部，所述凹凸部具有可由所述磁检测元件得到正弦波的呈曲线形变化的形状，所述定子的所述磁检测部以与所述转子相对的方式沿周向在所述凹凸部的1周期中设有b个，并以机械角360×(n×b+m)/(x×b)度间隔进行配置，n是用所述周期的数来表示与所述磁检测部的基准位置之间在周向上的偏移量的0以上的整数，m是b个所述磁检测部中的配置顺序、即1至b的整数。

Rotating Angle Detection Device and Rotating Angle Detection Method

The rotating angle detection device includes: a rotor composed of a magnetic body; a stator with more than B (b is more than 3 integers) magnetic detection parts composed of a bias magnetic field generator and a magnetic detection element respectively; and a rotating angle calculation and processing unit for calculating the rotating angle of the rotor based on the detection signal obtained from the magnetic detection element. The stator phase faces of the rotor are as follows: Relative to the concave-convex part whose mechanical angle varies periodically with x(x being more than an integer) at 360 degrees, the concave-convex part has a curved shape from which the sinusoidal wave can be obtained by the magnetic detection element. The magnetic detection part of the stator is equipped with B in a period of the concave-convex part in a circumferential direction relative to the rotor, and is configured with a mechanical angle of 360*n*b+m/(x*b)degree interval. N is an integer representing a circumferential offset of more than 0 between the reference positions of the magnetic detection unit and M is an integer of 1 to B in the configuration sequence of the magnetic detection units.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转角度检测装置及旋转角度检测方法
本专利技术涉及旋转角度检测装置，尤其涉及利用了磁强度的变化的旋转角度检测装置及旋转角度检测方法。
技术介绍
例如，下述专利文献1中公开了一种旋转检测装置，其包括：转子，该转子设置于由具有轴承的外壳所支承并旋转的转轴，该转子作为该旋转的检测对象；半导体芯片，该半导体芯片具有在该转子的附近对磁场的变化进行感知的磁感应元件；以及偏置磁体，该偏置磁体向所述磁感应元件提供偏置磁场，该旋转检测装置利用所述磁感应元件感知当所述转子旋转时与所述偏置磁场相联动而产生的磁场的变化，并基于此来检测所述转子的旋转模式，所述轴承及所述半导体芯片与所述外壳形成为一体。此外，下述专利文献2、3中也公开了利用了磁强度的变化的旋转检测装置、旋转检测传感器。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2006－132978号公报专利文献2：日本专利特开平11－51695号公报专利文献3：日本专利特开平8－219709号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题例如，下述专利文献1的旋转检测装置中，沿转子的外周面形成矩形的凹凸，并利用磁感应元件来感知因这些凹凸而与偏置磁场联动地产生的磁场的变化，由此来进行旋转检测。本专利技术的目的在于提供旋转角度检测装置等，在测定对象即转子侧设置像正弦波那样呈曲线形平滑且周期性变化的凹凸部，并利用多个磁检测元件来检测因这些平滑且周期性变化的凹凸而与偏置磁场联动地产生的磁场变化，由此来进行高精度的旋转角度检测。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的旋转角度检测装置等包括：转子，该转子由磁性体构成；定子，该定子具有分别由偏置磁场发生部与磁检测元件构成的b个以上的磁检测部，b为3以上的整数；以及旋转角度运算处理部，该旋转角度运算处理部根据由所述磁检测元件得到的检测信号来求出所述转子的旋转角度，所述转子的定子相向面具有相对于机械角360度呈x周期变化的凹凸部，x为1以上的整数，所述凹凸部具有可由所述磁检测元件得到大致正弦波的呈曲线形变化的形状，所述定子的所述磁检测部以与所述转子的所述定子相向面隔开间隙而相对的方式沿周向在所述凹凸部的1周期中设有b个，并以机械角360×(n×b+m)/(x×b)度间隔进行配置，n是用所述周期的数来表示与所述磁检测部的基准位置之间在周向上的偏移量的0以上的整数，m是b个所述磁检测部中的配置顺序、即1至b的整数。专利技术效果本专利技术能提供旋转角度检测装置等，利用多个磁检测元件检测因设置在转子侧的像正弦波那样呈曲线形平滑且周期性变化的凹凸部而与偏置磁场联动地产生的磁场变化，由此来进行高精度的旋转角度检测。附图说明图1是本专利技术一个实施方式所涉及的旋转角度检测装置的检测部的示意性剖视图。图2是对图1的检测部的主要部分进行放大而得到的放大剖视图。图3是本专利技术一个实施方式所涉及的旋转角度检测装置的旋转角度运算部的结构图。图4是示出图3的旋转角度运算处理部的功能框图的一个示例的图。图5是示出图3的旋转角度运算处理部的硬件结构的一个示例的图。图6是示出图3的旋转角度运算处理部的动作的一个示例的流程图。图7是本专利技术所涉及的旋转角度检测装置的检测部的其他示例的示意性剖视图。图8是本专利技术所涉及的旋转角度检测装置的检测部的另一个其他示例的示意性剖视图。图9是本专利技术所涉及的旋转角度检测装置的检测部的另一个其他示例的示意性剖视图。图10是本专利技术所涉及的旋转角度检测装置的检测部的另一个其他示例的示意性剖视图。图11是本专利技术所涉及的旋转角度检测装置的检测部的另一个其他示例的示意性剖视图。具体实施方式下面，使用附图并按照实施方式来对本专利技术所涉及的旋转角度检测装置等进行说明。此外，在各实施方式中，用相同标号示出相同或相当部分，并省略重复说明。实施方式1.图1示出本专利技术一个实施方式所涉及的旋转角度检测装置的检测部的示意性剖视图。在转子2的外周设有凹凸部2a，该凹凸部2a具有呈曲线形变化的形状，以使得磁检测元件4的检测信号大致成为正弦波。图1中，x＝12即凹凸部2a具有12个，因此，若转子2以机械角旋转360度、即旋转一周，则从磁检测元件4得到分别相当于12个周期的波形。图1中，在凹凸部2a的1周期中，例如设有3个磁检测元件4。图1中，示出了对应于2周期的6个磁检测元件4。此外，相对于凹凸部2a的1周期，以大致相同或相同的间隔配置有b＝3即3个磁检测元件4，因此，若将凹凸部2a的1周期设为360度，则从3个磁检测元件4输出相位差为120度的信号。各磁检测元件4分别在定子1侧设置偏置磁场发生部3a或3b，以构成磁检测部34。图1中还追加了3个磁检测部34从而配置有总计6个磁检测部34，通过配置在与相邻的1周期大致等同或相同的相位位置，并在1周期中对相应的相位位置彼此的检测信号进行比较，从而能在磁检测部34的故障检测、转子2的偏芯等的校正中使用，能实现对干扰的噪声具有鲁棒(robust)性的设计。另外，凹凸部2a相对于机械角360度具有x周期即可，x为1以上的整数。此外，磁检测部34相对于凹凸部2a的1周期设有b个即可，b为3以上的整数。图2中示出图1的检测部的主要部分的放大剖视图。由于是在内侧具有转子2的内置转子构造，因此，在偏置磁场发生部3a、3b的内周设有磁检测元件4。这里，白色的偏置磁场发生部3a与黑色的偏置磁场发生部3b交替地排列配置。例如，偏置磁场发生部3a具有朝向内周侧的矢量即磁通方向，偏置磁场发生部3b具有朝向外周侧的矢量即磁通方向。由此，通过交替地配置磁通方向彼此相反的磁检测部34，从而能增加与磁检测元件4交链的磁通量。然而，由于磁通的方向交替地相反，因此，需要在内周方向与外周方向上交替地改变偏置磁场发生部的方向。图2中，设为交替地配置磁通方向不同的磁检测部34，但并不限于此，即使排列磁通方向相同的磁检测部34，虽然磁检测元件4中的检测信号的值变小，但也能检测磁场。图3中示出本专利技术一个实施方式所涉及的旋转角度检测装置的旋转角度运算部的结构图。来自各磁检测元件4的检测信号经A/D转换部10进行A/D转换之后，被输入至旋转角度运算处理部20。在旋转角度运算处理部20中，根据检测信号进行旋转角度运算，并将所求出的旋转角度显示在例如显示部30中。图4是示出图3的旋转角度运算处理部的功能框图的一个示例的图。旋转角度运算处理部20包含直流偏移计算部201、直流偏移校正部202、b相-二相转换部203、角度计算部204、检查部205以及显示处理部209。关于各个功能，将在后文中阐述。图5是示出图3的旋转角度运算处理部的硬件结构的一个示例的图。旋转角度运算处理部20例如由计算机构成。来自b个磁检测元件4的经数字转换后的相当于b相的检测信号经由接口(I/F)26被输入。存储器28中存储有对应于图4所示的各功能模块的程序及运算中所使用的预设的数据。对于经由接口(I/F)被输入的检测信号，处理器27根据存储于存储器28的程序、数据来进行旋转角度运算处理。然后，经由接口(I/F)26输出所求出的旋转角度，并显示于图3的显示部30。回到图1，转子2由磁性体构成。定子1具有分别由偏置磁场发生部3和磁检测元件4构成的b个以上的磁检测部34。偏置磁场发生部3例如由永磁体构成。磁检测元件4由霍尔元件等电磁转换元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转角度检测装置，其特征在于，包括：转子，该转子由磁性体构成；定子，该定子具有分别由偏置磁场发生部与磁检测元件构成的b个以上的磁检测部，b为3以上的整数；以及旋转角度运算处理部，该旋转角度运算处理部根据由所述磁检测元件得到的检测信号来求出所述转子的旋转角度，所述转子的定子相向面具有相对于机械角360度呈x周期变化的凹凸部，x为1以上的整数，所述凹凸部具有可由所述磁检测元件得到大致正弦波的呈曲线形变化的形状，所述定子的所述磁检测部以与所述转子的所述定子相向面隔开间隙而相对的方式沿周向在所述凹凸部的1周期中设有b个，并以机械角360×(n×b+m)/(x×b)度间隔进行配置，n是用所述周期的数来表示与所述磁检测部的基准位置之间在周向上的偏移量的0以上的整数，m是b个所述磁检测部中的配置顺序、即1至b的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转角度检测装置，其特征在于，包括：转子，该转子由磁性体构成；定子，该定子具有分别由偏置磁场发生部与磁检测元件构成的b个以上的磁检测部，b为3以上的整数；以及旋转角度运算处理部，该旋转角度运算处理部根据由所述磁检测元件得到的检测信号来求出所述转子的旋转角度，所述转子的定子相向面具有相对于机械角360度呈x周期变化的凹凸部，x为1以上的整数，所述凹凸部具有可由所述磁检测元件得到大致正弦波的呈曲线形变化的形状，所述定子的所述磁检测部以与所述转子的所述定子相向面隔开间隙而相对的方式沿周向在所述凹凸部的1周期中设有b个，并以机械角360×(n×b+m)/(x×b)度间隔进行配置，n是用所述周期的数来表示与所述磁检测部的基准位置之间在周向上的偏移量的0以上的整数，m是b个所述磁检测部中的配置顺序、即1至b的整数。2.一种旋转角度检测装置，其特征在于，包括：转子，该转子由磁性体构成；定子，该定子具有分别由偏置磁场发生部与磁检测元件构成的b个以上的磁检测部，b为3以上的整数；以及旋转角度运算处理部，该旋转角度运算处理部根据由所述磁检测元件得到的检测信号来求出所述转子的旋转角度，所述转子的定子相向面具有相对于机械角360度呈x周期变化的凹凸部，x为1以上的整数，所述凹凸部具有可由所述磁检测元件得到大致正弦波的呈曲线形变化的形状，所述定子的所述磁检测部以与所述转子的所述定子相向面隔开间隙而相对的方式沿周向在所述凹凸部的1周期中设有b个，并以机械角360/(x×b)度间隔进行配置。3.如权利要求1或2所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述偏置磁场发生部使磁通在所述转子的径向上产生，所述磁检测元件的检测面配置在检测径向的磁通的方向上。4.如权利要求1至3的任一项所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述旋转角度运算处理部包括：直流偏移计算部，该直流偏移计算部求出因所述磁检测元件的检测信号的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶田仁志，深山义浩，西村立男，有田秀哲，西村慎二，西泽晃司，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP