旋转角度检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种旋转角度检测装置，该旋转角度检测装置包括运算处理单元，该运算处理单元基于传感器输出信号中的一个传感器输出信号的符号的变化方向和另一个传感器输出信号的符号，来对旋转一周以上的旋转角度的变化进行检测，基于与检测的旋转一周以上的旋转角度的变化相关的信息和根据传感器输出信号计算出的旋转一周中的旋转角度信息，来生成多周旋转角度信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转角度检测装置，该旋转角度检测装置特别适合用于无刷DC电 动机，该无刷DC电动机作为用于车载用设备的节流阀、EGR(废气再循环系统)阀、 VG(Variable Geometry 可变翼)涡轮系统的可动片等的驱动源而使用。
技术介绍
旋转角度检测装置例如使用两个磁传感器，将来自各磁传感器的、与无刷DC电动 机等旋转体的旋转角度对应输出的传感器输出信号输入到信号处理部，进行预定的信号处 理，从而检测出旋转体的旋转角度。此时，信号处理部基于与旋转体的旋转角度对应输出的正弦波、余弦波状这两个 传感器输出信号中的一个传感器输出信号过零点时的旋转角和另一个传感器输出信号的 符号，来计算旋转一周(360度)内的旋转角度(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本专利特开2004-191101号公报(第0048 0051段，图9)根据上述专利文献1所揭示的技术，能够高精度地检测出旋转一周内的旋转角 度，但是在旋转体旋转一周以上时，由于存在多个作为相同信号状态的条件，因此极难对旋 转角度进行检测。因此，例如作为用于车载用设备的节流阀、EGR(废气再循环系统)阀、 VG(Variable Geometry 可变翼)涡轮系统的可动片等的驱动源而使用的无刷DC电动机在 旋转多周时(例如旋转两周)对阀的开关状态进行全局控制(日文全域制御)，因此存在 精度上的问题而难以采用现有技术。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种旋转角度检测装置， 该旋转角度检测装置使用可检测旋转一周的旋转角度传感器、可简单、高精度地检测出旋 转多周旋转角度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的旋转角度检测装置包括运算处理单元，该运算处理 单元基于相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号中的一个传感器输出信号的符号的 变化方向和另一个传感器输出信号的符号，来对旋转了一周以上的旋转角度的变化进行检 测，基于与上述检测出的旋转了一周以上的旋转角度的变化相关的信息和由上述传感器输 出信号计算出的旋转一周中的旋转角度信息，来生成旋转多周角度信息。另外，本专利技术的旋转角度检测装置包括运算处理单元，该运算处理单元基于根据 相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号计算出的旋转一周中的旋转角度信息，来生成 在每旋转一周中具有任意分割数的、相位不同的两相的信号，并且与上述两相的信号的变 化方向和信号的大小相对应地增加或减少上述信号的变化次数，来生成旋转多周角度信 肩、ο根据本专利技术的旋转角度检测装置，能够使用可检测出旋转一周的旋转角度传感器来简单、高精度地检测出旋转多周旋转角度。 附图说明图1是表示用于说明本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置中所使用的传感器及 其检测系统的图。图2是表示相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号的矢量的图。图3是用〈表1>说明本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置的旋转多周的检测 原理的图。图4是表示本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置的内部电路结构的框图。图5是表示本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置进行正转时的动作的时序图。图6是表示本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置进行反转时的动作的时序图。图7是表示本专利技术实施方式1的检测装置的动作的图，是用表格形式〈表2>来表 示旋转周数识别信号与旋转角度的计算处理的关系的图。图8是表示本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置的内部电路结构的框图。图9是表示本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置进行正转时的动作的时序图。图10是表示本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置进行反转时的动作的时序图。图11是表示在本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置中所使用的AB相信号生成 器的内部结构的一个例子的图。图12是表示本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置进行正转时的AB相的信号变 化与计数值的增减的关系的图。图13是表示本专利技术实施方式2的旋转角度检测装置进行反转时的AB相的信号变 化与计数值的增减的关系的图。具体实施例方式以下，为了更详细说明本专利技术，根据附图对用于实施本专利技术的最佳方式进行说明。实施方式1.图1是表示用于说明本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置中所使用的传感器及 其检测系统的图。此处，在与未图示的DC电动机同时绕轴旋转的磁体圆板1的大致呈直角的偏移位 置上固定配置有两个霍尔传感器2、3，从而构成检测系统。如图2(a)所示，霍尔传感器2、3的输出即Vx、Vy可以用矢量来表现。如图2(b) 所示，实际的输出波形例是相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号。此处，设两个传感 器输出信号的周期为旋转一周的1/n周期(η为任意的整数)。此外，所使用的传感器不限于霍尔传感器2、3，也可以用其他磁传感器等旋转角度 检测传感器来代替。图3是用〈表1>示出本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置对旋转超过一周(360 度)时的旋转角度进行检测的旋转多周的检测原理的图。众所周知，可以根据错开90度相位的两个传感器输出信号，可以检测出旋转一周 中的旋转角度。本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置可根据错开90度相位的两个传感器输出信号来检测出旋转多周中的旋转角度。具体的检测原理是，在具有如图2(b)所示那样的错开相位的两个正弦波状的传 感器输出信号Vx、Vy的情况下，若使用图3中以〈表1>示出的组合中的、在过360度这点 的时刻的组合，则可以基于一个传感器输出信号在过零点时的信号的符号的变化方向和另 一个传感器输出信号的符号，来判断是否旋转了一周以上。例如，在正转时，旋转第零周(0度)、旋转第一周(360度)、及旋转第二周(720度) 的Vx过零点时的符号的变化方向为从_向+方向变化，此时的Vy的符号为+。另外，在反 转时，旋转第零周(0度)、(360度)第一周旋转、及旋转第二周(720度)的Vx过零点时的 符号的变化方向为从+向-方向变化，此时的Vy的符号为_。因而，根据该组合可以判断是 否旋转了一周以上。由此可知，例如若使用比较器等来检测符号和变化边缘(日文变化- , ^ )，则 可以仅利用正或负这两个值的运算来进行旋转多周角度检测，容易得到以运算器为中心的 硬件的组合而成的结构。此处，将该硬件总称为运算处理单元。图4是表示本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置的内部电路结构的一个例子的 框图。如图4所示，本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置包括AD(模拟数字)转换器 11、12 ；校正运算器13、14 ；比较器15、16 ；边缘检测器17 ；脉冲计数器18 ；—周旋转角度计 算器19 ；多周旋转处理电路20 ；以及DA (数字模拟)转换器21。上述各构成块11 21协同地进行动作，从而起到运算处理单元的作用即，基于 传感器输出信号(霍尔传感器2、3)中的一个传感器输出信号的符号的变化方向和另一个 传感器输出信号的符号，来对旋转一周以上的旋转角度的变化进行检测，基于与所检测出 的旋转一周以上的旋转角度的变化相关的信息和根据传感器输出信号计算出的旋转一周 中的旋转角度信息，来生成旋转多周角度信息，以下对其进行详细说明。图5、图6是表示本专利技术实施方式1的旋转角度检测装置的动作的时序图，分别示 出进行正转时(图5)和反转时(图6)的情况。此外，在图5、图6中，具有与图4相同名 称的信号的波形与图4所示的信号相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转角度检测装置，基于相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号使用矢量来求出旋转角度，其特征在于，包括：运算处理单元，该运算处理单元基于所述传感器输出信号中的一个传感器输出信号的符号的变化方向和另一个传感器输出信号的符号，来对旋转一周以上的旋转角度的变化进行检测，基于与所述检测出的旋转一周以上的旋转角度的变化相关的信息和根据所述传感器输出信号计算出的旋转一周中的旋转角度信息，来生成旋转多周角度信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-3-18 2008-069525一种旋转角度检测装置，基于相位不同的两个正弦波状的传感器输出信号使用矢量来求出旋转角度，其特征在于，包括运算处理单元，该运算处理单元基于所述传感器输出信号中的一个传感器输出信号的符号的变化方向和另一个传感器输出信号的符号，来对旋转一周以上的旋转角度的变化进行检测，基于与所述检测出的旋转一周以上的旋转角度的变化相关的信息和根据所述传感器输出信号计算出的旋转一周中的旋转角度信息，来生成旋转多周角度信息。2.如权利要求1所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述运算处理单元将所述传感器输出信号转换为数字值，将对振幅、偏移进行了校正 后的信号与预先设定的零基准值进行比较来进行边缘检测，对基于旋转η周(η为任意整 数)的正转或反转的条件而输出的脉冲进行计数，将计数后的值作为旋转周数识别信号， 与基于所述传感器输出信号计算得到的旋转一周中的旋转角度信息组合，来生成所述旋转 多周角度信息。3.如权利要求1所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述运算处理单元在将从运转范围的起点到终点设为旋转角度全行程θ的情况下， 传感器信号的绝对值输出配置的起点为超...

【专利技术属性】
技术研发人员：川村敏，家泽雅宏，井上正哉，大西良孝，竹长史贵，三好帅男，森刚，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]