旋转角检测装置具备：电角度的360°被设定得比机械角的360°小、输出与转子的电角度对应的二相编码信号的电角度检测部(分解器(12)以及R/D转换器(14))；对二相编码信号进行计数、输出与电角度对应的数字值的二相编码计数器(41)；轴倍角数检测部(42)，其基于二相编码计数器的计数值的变化，检测检测器输出的信号表示的电角度相当于机械角的哪一位置。由此，能够提供一种使用二相编码输出就能够识别机械角的位置的旋转角检测装置。
【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检测装置，特别涉及与输出信号的一个周期相当的角度被设定得比机械角的360°小的旋转角检测装置。
技术介绍
在搭载电气马达的汽车、混合动力汽车等车辆、使用马达的其他电气设备中搭载有马达驱动系统。在这样的马达驱动系统中使用了检测马达的旋转角的旋转角检测装置。例如，在日本特开2009-77481号公报(专利文献1)中公开了 使用分解器 (resolver)作为旋转检测传感器，将其输出变换为数字值的R/D (resolver/digital，分解器/数字)转换器使计数值增减。现有技术文献专利文献1 日本特开2009-77481号公报专利文献2 日本特开2004-242370号公报专利文献3 日本特开2008-259347号公报专利文献4 日本特开平11-337371号公报专利文献5 日本特开2004-61157号公报专利文献6 日本特开2000-314639号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题马达的控制基本上使用根据极对数变化的电角度。例如，若为1极对的马达则机械角与电角度一致。但是，在2极对马达时，若机械角从0°到360°变化，则电角度重复2 次0° 360°的变化。即，在2极对马达中，仅通过电角度0° 360°的输出，不知道是与机械角的0° 180°对应还是与机械角的180° 360°对应。近年来，在汽车用等的马达中要求高转矩化、小型化以及平稳的控制性等，也存在使马达的极对数从2极对增加到4极对、5极对等的可能性。在该情况下，通常分解器分别使用2、4、5(也表示为2X、4X、5X)的轴倍角的装置。在此，轴倍角(multiplication factor of angle)是指分解器输出的一个周期的角度(通常为电角度θ e)相对于分解器的实际的机械角θπι的比。S卩，机械角em=电角度0e/轴倍角N的关系成立。此外，轴倍角不是角度而是倍数，因此在本说明书中有时将轴倍角也称为轴倍角数。然而，在使分解器等旋转角传感器小型化时、增大了轴倍角时，有时由于加工精度的问题，即使是相同的电角度，轴倍角数的特性也不均。在传感器具有这样的特性不均的情况下，希望对输出进行修正来使用以使其成为理想的特性。图13是用于对轴倍角Nx的分解器的特性的修正进行说明的图。参照图13，横轴表示分解器的机械角，纵轴表示与机械角对应的计数值。在将分解器的特性直接变换为数字值的情况下，相对于理想值而产生输出值的偏差。通过进行使输出值与理想值一致的修正，能够正确地算出转速等。这样的输出值的偏差由于传感器的加工精度等而成为与机械角的0° 360°的位置对应的偏差。即，即使电角度是相同的值，根据与机械角的哪个位置对应，偏差量不同， 因此也需要改变修正值。具体而言，电角度的0° 360°在轴倍角2X的情况下，需要在确认了输出值(电角度)是与机械角0° 180°对应还是与180° 360°对应之后进行修正。在轴倍角5X的情况下，当前的输出值表示的电角度可与5个机械角对应。作为将分解器的输出变换为数字值的R/D转换器的输出而使用二相编码输出。二相编码输出包括A相信号、B相信号及Z相信号。A相信号、B相信号是包括与旋转角度相应数量的脉冲的信号。在A相信号与B相信号之间在脉冲的上升沿和下降沿设置相位差， 能够通过A相信号和B相信号的相位关系得知是正转还是反转。另外，Z相信号是每旋转 1电角度输出一次的信号。在马达控制的领域内广泛地使用这样的接口。在接受二相编码输出来计数的通常的二相编码计数器中，能够识别电角度，但无法识别机械角。本专利技术的目的在于提供一种使用二相编码输出就能够识别机械角的位置的旋转角检测装置。用于解决课题的手段本专利技术概括而言是一种旋转角检测装置，具备与输出信号的一个周期相当的角度被设定得比机械角的360°小的角度检测部；输出与角度检测部的输出信号对应的数字值的计数器；和轴倍角数检测部，其基于计数器的计数值，检测角度检测部输出的信号表示的角度相当于机械角的哪一位置。优选的是，角度检测部是电角度的360°被设定得比机械角的360°小、输出与转子的电角度对应的二相编码信号的电角度检测部，计数器是对二相编码信号进行计数、输出与电角度对应的数字值的二相编码计数器，轴倍角数检测部基于二相编码计数器的计数值的变化，检测电角度检测部输出的信号表示的电角度相当于机械角的哪一位置。更优选的是，轴倍角数检测部生成将二相编码计数器的高位进一步扩展到与机械角的360°相当的值而得到的计数值，输出扩展后的计数值。更优选的是，电角度检测部包括电角度的360°被设定得比机械角的360°小的分解器；和将分解器的信号变换为数字值的分解器/数字转换器。分解器/数字转换器输出包括A相信号、B相信号及Z相信号的二相编码信号。更优选的是，二相编码计数器根据A相信号及B相信号来进行递增计数或递减计数，当Z相信号被输入时清除计数值。轴倍角数检测部，在二相编码计数器的计数值增加中二相编码计数器的计数值被清除了的情况下，在即将清除之前的二相编码计数器的计数值超过了阈值时，对扩展后的计数值进行递增计数。更优选的是，电角度检测部还包括检测机械角的基准位置的传感器。二相编码计数器根据A相信号及B相信号来进行递增计数或递减计数，根据传感器的输出来清除计数值，轴倍角数检测部根据传感器的输出来清除扩展后的计数值。更优选的是，二相编码计数器根据A相信号及B相信号来进行递增计数或递减计数，当Z相信号被输入时清除计数值。旋转角检测装置还具备Z相异常检测部，其判断Z相信号被输入时的二相编码计数器的计数值是否处于与异常定时对应的预定范围内；和Z相异常判定部，其在由Z相异常检测部判断为处于预定范围内的情况下，对Z相信号被输入的次数进行计数，在Z相信号被输入的次数超过了错误计数阈值的情况下清除轴倍角数检测部保持的扩展后的计数值。优选的是，角度检测部作为输出信号按预定角度输出表示一个周期完成的信号。 计数器包括转子位置检测部，该转子位置检测部在从输出信号被输入到下一次输出信号被输入的期间基于时钟信号对计数值进行递增计数。旋转角检测装置还具备Z相异常检测部，其判断输出信号被输入时的计数器的计数值是否处于与异常定时对应的预定范围内； 和Z相异常判定部，其在由Z相异常检测部判断为处于预定范围内的情况下，对输出信号被输入的次数进行计数，在输出信号被输入的次数超过了错误计数阈值的情况下清除轴倍角数检测部保持的扩展后的计数值。优选的是，旋转角检测装置还具备角度修正部，该角度修正部基于轴倍角数检测部的输出，对计数器输出的数字值进行与机械角的正确位置对应的修正。专利技术的效果根据本专利技术，使用二相编码输出就能够识别机械角的位置，因此即使不大幅改变以往的控制方式，也能够修正旋转角传感器的特性。附图说明图1是使用实施方式1的旋转角检测装置的车辆1的框图。图2是用于对分解器的轴倍角进行说明的图。图3是用于说明本实施方式中的二相编码计数器的位扩展的图。图4是用于说明实施方式1中由CPU40执行的二相编码计数器的扩展位的计数控制的流程图。图5是表示使用了轴倍角5X的分解器时的计数器的计数值的变化的一例的波形图。图6是将计数增加中的计数值的NorthMarker前后的变化进行放大表示的波形图。图7是使用实施方式2的旋转角检测装置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：真锅镇男，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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