角度检测器制造技术

一种角度检测器检测具有电机（1）的电致动器（2）的操作角度（θa）。电机（1）在被激励时产生旋转力。角度检测器包括控制器（6、23）。控制器（6、23）计算在电致动器（2）的操作期间流过电机（1）的平均电流（Ia）。控制器（6、23）通过使用平均电流（Ia）由预定公式来计算电致动器（2）的操作角度（θa）。

【技术实现步骤摘要】
角度检测器
本 公开内容涉及用于检测电致动器(electric actuator)的操作角度的角度检测器，并且具体地涉及一种用于在无需旋转角传感器的情况下检测操作角度的角度检测器。
技术介绍
(现有技术)JP-A-S63-11086公开了一种无需旋转角传感器的角度检测技术。在该技术中，依据以下公式来计算由直流(DC)电机移动的目标的位置X:X= (N0/Is) / (Is-1)dt…在公式中，Is表示DC电机的堵转电流，NO表示在无负载条件下DC电机的最大旋转数(最大旋转速度)，以及I表示在当前时间流过DC电机的电流。如图4A所示,堵转电流Is是在DC电机的转子不转动以使得DC电机的旋转数N会为O时DC电机的电流。(现有技术的问题)根据以上常规技术，获知并更新堵转电流Is和最大旋转数NO。应注意，最大旋转数NO是基于堵转电流Is来计算的。因此，这两个获知的值中的每一个(即，Is和NO)均取决于堵转电流Is。如上所述，常规技术中使用的公式很大程度上取决于堵转电流Is。因此，如果堵转电流Is存在误差，则该误差反映在公式中，使得无法准确检测目标的位置X。具体地，当DC电机是有刷DC电机时，堵转电流Is取决于电刷与换向器之间的位置关系而改变。因此，公式中的堵转电流Is会极大地取决于电刷的位置而改变。例如，当有刷DC电机有三个槽(slot)时，存在两种情况。在第一种情况下，电刷与两个换向器接触。在第二种情况下，电刷与仅仅一个换向器接触。在第一种情况下堵转电流Is比第二种情况下大约1.33倍。因此，依据公式计算的位置X会极大地在第一种情况与第二种情况之间变化。专利技术内容鉴于以上情况，本公开内容的目的在于提供一种无传感器的角度检测器，用于通过使用不太取决于堵转电流的等式来检测操作角度。根据本公开内容的一个方面，角度检测器配置为检测具有电机的电致动器的操作角度。角度检测器包括控制器，控制器计算在致动器的操作期间流过电机的平均电流(Ia)。控制器通过使用平均电流由预定公式来计算致动器的操作角度。根据本公开内容的另一方面，角度检测器配置为基于流过电机(I)的电机电流来检测操作量。操作量指示电机的操作的量、具有电机(I)的电致动器的操作的量、以及由致动器驱动的目标的操作的量中的至少一个。角度检测器包括控制器(23)，控制器(23)检测浪涌电流的从增大到减小的变化。控制器(23)基于检测到浪涌电流的从增大到减小的变化之后的电机电流来计算操作量。附图说明依据以下的说明和附图，以上及其它目的、特点和优点会变得更为明显，在附图中，相似的参考标记表示相似的元件。在附图中:图1A是示出电致动器的图示，图1B是根据本公开内容的第一实施例的角度检测器的方框图2A是示出电致动器和电子控制单元的详细视图的图示，图2B是示出滚流控制阀的图示；图3是示出电机的特性的图示；图4A是不出根据现有技术的1-N特性的图不，图4B是不出根据第一实施例的1-N特性的图示；图5A是根据第一实施例的初始学习过程的流程图，图5B是根据第一实施例的计算过程的流程图6A是根据比较例的时序图，图6B是根据本公开内容的第二实施例的时序图7A是根据第二实施例的初始学习过程的流程图，图7B是根据第二实施例的计算过程的流程图8A是根据现有技术的时序图，图8B是根据本公开内容的第三实施例的时序图9是根据第三实施例的角度检测器的方框图；以及图10是根据第三实施例的操作角度监测过程的流程图。具体实施方式以下参照附图来说明本公开内容的实施例。根据实施例，角度检测器检测具有电机I的电致动器2的操作角度Ga。电机I在受激励时产生旋转力。由以下公式计算操作角度0 a。Θ a= {(Ia-1s) / (Ial-1s)}.Θ …Θ表示电致动器2的旋转范围。旋转范围Θ由电致动器2的机械旋转限制来确定。Ial表示在电致动器2从旋转范围Θ的一端操作到另一端时在总激励时间Tl期间流过电机I的电机电流I的平均值。Is表示当电机I不能机械旋转时电机I的堵转电流。Ia表示在测量操作角度Θ a时电机电流I的平均值。旋转范围Θ是预定的。S卩，旋转角度是已知值。相比而言，在执行角度检测器的初始设定(即，初始学习)时，通过将电致动器2从旋转范围Θ的一端操作到另一端来测量平均电机电流Ial和堵转电流Is。将预定的旋转范围Θ、所测量的平均电机电流Ial和所测量的堵转电流Is代入公式，以使得可以学习和设定公式。因此，可以通过测量平均电机电流Ia并通过将所测量的平均电机电流Ia代入公式来测量操作角度Θ a。(第一实施例)以下参照图1A-5B来说明本公 开内容的第一实施例。根据第一实施例，角度检测器应用于滚流控制阀(TCV)。(TCV 的解释)TCV包括电致动器2、阀3、轴5和电子控制单元(EOT) 6。阀3位于发动机汽缸附近的入口通道(例如，入口歧管)中。轴5可旋转地通过轴承4支撑并与阀3—起旋转。电致动器2驱动轴5以使得阀3可以被驱动。E⑶6激励并控制电致动器2。根据第一实施例，驱动阀3以在两个位置之间移动:完全开启位置和完全关闭位置。注意，阀3的位置不限于这两个位置。当阀3处于完全开启位置时，入口通道完全开启。当阀3处于完全关闭位置时，入口通道完全关闭。然而，即使在阀3处于完全关闭位置时，入口通道完全关闭也并非总是必要的。例如，当阀3处于完全关闭位置时，入口通道可以几乎完全关闭。电致动器2包括电机I和齿轮减速器7。齿轮减速器7通过使电机I的旋转速度减速(即通过增大扭矩)来驱动轴5。电机I是典型的有刷DC电机。当对电机I激励的方向改变时，电机I的旋转方向改变。电机I取决于对电机I激励的量而产生旋转扭矩。齿轮减速器7是多个齿轮的组合。齿轮减速器7通过减小电机I的旋转速度，将电机I产生的旋转扭矩传送给轴5。具体地，齿轮减速器7包括电机齿轮8、中间齿轮9和末端齿轮(即，输出转子)10。电机齿轮8随着电机I旋转。中间齿轮9随着电机齿轮8旋转。末端齿轮10随着中间齿轮9旋转。末端齿轮10固定于轴5的一端，以使得轴5可以随着末端齿轮10旋转。电机齿轮8是小直径蜗轮。电机齿轮8固定于电机I的旋转轴。中间齿轮9是双片齿轮并可旋转地由固定于固定件(例如，入口歧管)的支撑轴支撑。中间齿轮9具有大直径斜齿轮9a和小直径正齿轮％。小直径正齿轮9b与大直径斜齿轮9a同轴布置。斜齿轮9a与电机齿轮8连续啮合，正齿轮9b与末端齿轮10连续啮合。如图2B所示，诸如橡胶垫之类的振动吸收垫11插入到斜齿轮9a与正齿轮9b之间。末端齿轮10是大直径齿轮并固定到轴5的一端。在通过电机齿轮8、斜齿轮9a、正齿轮9b和末端齿轮10传送的同时，旋转扭矩被增大。末端齿轮10将增大的扭矩施加到轴5。例如，末端齿轮10可以仅在与轴5的旋转相对应的区域内(即，阀3)具有与正齿轮9b啮合的外齿。控制电致动器2的E⑶6具有中央处理单元(CPU) 12。E⑶6基于发动机的操作状况来计算阀3的开度(S卩，该实施例中的完全开启位置和完全关闭位置)。随后，ECU 6通过驱动器电路13 (例如，H桥电路)激励并控制电机1，从而能够将阀3开启到所计算的开度。E⑶6具有用于检测TCV中的故障的故障检测部。在常规技术中，用于检测轴5的旋转角的旋转角传感器用于检测TCV中的故障。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度检测器，用于检测具有电机（1）的电致动器（2）的操作角度（θa），所述电机（1）配置为在被激励时产生旋转力，所述角度检测器包括：控制器（6），配置为计算在所述电致动器（2）的操作期间流过所述电机（1）的第一平均电流（Ia），其中，所述控制器（6）通过使用所述平均电流（Ia）由预定公式来计算所述电致动器（2）的所述操作角度（θa）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木崇仁，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：