旋轉角度檢測裝置和使用其的電動助力轉向系統的製作方法

2023-04-29 23:32:26

專利名稱：旋轉角度檢測裝置和使用其的電動助力轉向系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於檢測旋轉部件的旋轉角度的旋轉角度檢測裝置和使用旋轉角度檢測裝置的電動助力轉向設備。
背景技術：
檢測旋轉部件的旋轉角度的傳統旋轉角度檢測裝置基於傳感器元件產生的輸出信號來計算旋轉角度。在輸出信號是餘弦信號和正弦信號的情況下，例如要求由傳感器元件產生的餘弦信號和正弦信號具有90°的相位差。用於產生餘弦信號的傳感器元件和用於產生正弦信號的傳感器元件需要被布置為使得傳感器元件的磁化方向偏移90°。然而，由於不能在視覺上確認磁化方向，因而難以將傳感器元件布置為使得各自的磁化方向準確地偏移90°。因此，在專利文獻(JP 4194484,EP 1544579A1)中提出了在不進行相位校正的情況下從所檢測到的旋轉角度θ減去三角函數的近似來校正傳感器元件的布置的偏差從而精確地計算旋轉角度δ。根據該專利文獻，要求在計算用於校正相位的三角函數的近似時從外側測量正確的旋轉角度S。因此，在該專利文獻中需要提供一種用於測量旋轉角度S的外部裝置。根據該專利文獻，在計算旋轉角度時所使用的信號數量增加的情況下，需要存儲信號的組合的數量那麼多的三角函數。因此，存儲器的存儲容量將相應增加。

發明內容
本發明的一個目的在於提供一種用於以高精度檢測檢測對象的旋轉角度的旋轉角度檢測裝置和使用該旋轉角度檢測裝置的電動助力轉向設備。根據本發明的一個方面，旋轉角度檢測裝置包括傳感器電路、控制電路和存儲器電路。傳感器電路包括多個傳感器元件對，每個傳感器元件對都由傳感器元件構成並感測隨著檢測對象的旋轉而變化的旋轉磁場並根據檢測對象的旋轉角度來改變阻抗。控制電路包括輸出信號獲取部，用於單獨獲取由多個傳感器元件對產生的輸出信號；預校正旋轉角度計算部，用於基於由輸出信號獲取部獲取的輸出信號來計算檢測對象的預校正旋轉角度；以及校正部，用於通過校正值來校正由預校正旋轉角度計算部計算出的預校正旋轉角度。存儲器電路存儲校正值。控制電路還包括相位校正值計算部，相位校正值計算部用於基於由輸出信號獲取部獲取的輸出信號來計算用於校正輸出信號之間的相位偏差的相位校正值作為校正值。校正部通過存儲在存儲器電路中的相位校正值來校正預校正旋轉角度。輸出信號獲取部獲取輸出信號，輸出信號是不同相位的多個信號。


本發明的上述和其他目的、特徵和優點將從參照附圖做出的以下詳細描述中變得更加明顯。在附圖中
圖1是示出根據本發明的一個實施例的使用旋轉角度檢測裝置的轉向系統的示意圖；圖2是示出用於圖1所示的轉向系統的電機的示意性截面圖；圖3是示出根據本發明的實施例的旋轉角度檢測裝置的電路圖；圖4是示出用於本發明的實施例的餘弦信號和正弦信號的信號圖；圖5是示出在本發明的實施例中執行的相位校正值計算處理的流程圖；圖6是示出在本發明的實施例中執行的旋轉角度檢測處理的流程圖；圖7是示出在本發明的實施例中執行的旋轉角度檢測處理的流程圖；圖8是示出本發明的實施例中的與相位校正值計算處理相關的、用於計算檢測對象的旋轉角度的正弦信號和餘弦信號的分開的角度範圍的信號圖；以及圖9是示出根據本發明的實施例的檢測對象的旋轉角度的表格。
具體實施例方式(第一實施例)參照圖1，旋轉角度檢測裝置10被設置在電動助力轉向系統(EPS)I中，電動助力轉向系統1對車輛中的轉向操作進行助力協助。電動助力轉向系統1構成車輛的轉向系統90的一部分，轉向系統90具有轉向輪 91和耦合到轉向輪91的轉向軸92。轉向傳感器94和扭矩傳感器95附接於轉向軸92。轉向傳感器94檢測轉向軸92的旋轉角度(旋轉時的角度位置)。扭矩傳感器95檢測施加於轉向輪91的轉向扭矩。轉向軸92的末端通過齒輪組96耦合至齒條軸97。一對車胎(車輪)98通過杆等耦合至齒條軸97的兩個末端。通過齒輪組96將轉向軸92的旋轉運動轉換為齒條軸97的線性運動。車胎98被轉動與齒條軸97的線性運動的量對應的量。電動助力轉向系統1包括用於生成轉向協助扭矩的電機80、用於檢測電機80的旋轉角度位置的旋轉角度檢測器(檢測裝置)10以及用於將電機80的旋轉以減小的旋轉傳遞給轉向軸92的齒輪89。該電機是三相無電刷電機，其在正方向和反方向兩者上旋轉齒輪。電動助力轉向系統1與轉向輪91的轉向方向和轉向扭矩對應地將轉向協助扭矩傳遞到轉向軸92。如圖2示意性示出的，電機80包括定子81、轉子82、軸83等。轉子82為圓柱體， 該圓柱體隨軸83旋轉。轉子82在其圓柱形表面和磁極上具有永久磁體。轉子82在定子 81內部被徑向地設置並被可旋轉地支撐在定子81中。定子81具有突出部，突出部在徑向向內的方向上突出並在圓周方向上被以預定角度間隔設置。線圈84纏繞在突出部周圍。 當電流被供應到定子81的線圈84時，轉子82隨軸83旋轉並生成旋轉磁場。定子81、轉子82、軸83和線圈84被容納在外殼85中。軸83從外殼85的兩個軸向端向外突出並在其軸向端之一處具有檢測對象。檢測對象87是旋轉檢測裝置10要檢測的對象並被容納在蓋86內。檢測對象87是以圓盤形狀構成的雙極磁體並隨著軸83旋轉。旋轉角度檢測裝置10在面向檢測對象87的位置處附接到蓋86。替代一個旋轉角度檢測裝置10，多個旋轉角度檢測裝置可以被設置在蓋86上。檢測對象87的旋轉角度表示電機80的軸83的旋轉角度。按圖3所示來配置旋轉角度檢測裝置10。旋轉檢測裝置10具有第一橋電路11、第二橋電路12、放大器電路40、微型計算機50等。第一橋電路11和第二橋電路12構成電路部分。第一橋電路11具有並聯連接的第一半橋14和第二半橋15。第一半橋14由串聯連接的兩個傳感器元件21和22構成。傳感器元件21和22之間的連接點31被連接到放大器電路40的第一運算放大器41。第二半橋15由串聯連接的兩個傳感器元件23和M構成。傳感器元件23和M之間的連接點32被連接到放大器電路40的第二運算放大器42。 第二橋電路12具有並聯連接的第三半橋16和第四半橋17。第三半橋16由串聯連接的兩個傳感器元件25和沈構成。傳感器元件25和沈之間的連接點33被連接到放大器電路 40的第三運算放大器43。第四半橋17由串聯連接的兩個傳感器元件27和觀構成。傳感器元件27和觀之間的連接點34被連接到放大器電路40的第四運算放大器44。傳感器元件21至28都是磁阻元件。每個磁阻元件都響應於旋轉磁場來改變其阻抗，其中旋轉磁場隨著檢測對象87的旋轉而變化。例如，磁阻元件優選地是GMR元件。半橋14至17中的每個都是傳感器元件對。產生一個信號的傳感器元件對被稱作半橋。然而， 構成橋電路的傳感器元件對的數量不限於兩個。此外，構成傳感器元件對的傳感器元件的數量不限於兩個。傳感器元件21至觀被布置為使得第一半橋14和第三半橋16的磁化方向從第二半橋15和第三半橋17的磁化方向偏移90°。在第一半橋14的連接點31和第三半橋16 的連接點33處產生餘弦信號，在第二半橋15的連接點32和第四半橋17的連接點34處產生正弦信號。由產生餘弦信號的第一半橋14和產生正弦信號的第二半橋15構成的第一橋電路 11、以及由產生餘弦信號的第三半橋16和產生正弦信號的第四半橋17構成的第二橋電路 12被連接到同一電源電壓Vcc的不同電源。因此，即使橋電路11和12中的一個故障，仍可以通過使用由其他橋電路的產生的餘弦信號和正弦信號來連續計算檢測對象87的旋轉角度δ。放大器電路40由第一放大器41、第二放大器42、第三放大器43和第四放大器44 構成。第一放大器41放大在第一半橋14的連接點31處產生的餘弦信號並將其輸出信號 Vxl (其是正的餘弦信號(+cos))施加於微型計算機50。第二放大器42放大在第二半橋 15的連接點32處產生的信號並將其輸出信號Vyl (其是正的正弦信號(+sin))施加於微型計算機50。第三放大器43放大在第三半橋16的連接點33處產生的信號並將其輸出信號 Vx2(其是負的餘弦信號(-cos))施加於微型計算機50。第四放大器44放大在第四半橋17 的連接點34處產生的信號並將其輸出信號Vy2(其是負的正弦信號(-sin))施加於微型計算機50。在供應到旋轉角度檢測裝置10的電源電壓Vcc為5V的情況下，這四個輸出信號 Vxl、Vx2、Vyl和Vy2通過如下等式(1)至(4)來表達。Vxl = cos δ +2. 5. . . (1)Vx2 = -cos δ +2. 5. · · (2)Vyl = sin δ +2. 5. . . (3)Vy2 = -sin δ +2. 5. . . (4)作為餘弦信號的輸出信號Vxl和Vx2可以經常被分別稱為+餘弦信號Vxl和-餘弦信號Vx2。類似地，作為正弦信號的輸出信號Vyl和Vy2可以經常被分別稱為+正弦信號Vyl和-正弦信號Vy2。微型計算機50包括控制電路(CPU等)51和存儲器電路(存儲器等)52。控制電路 51執行各種計算處理，包括相位校正值計算處理、預校正旋轉角度計算處理、校正處理等。 存儲器電路52被提供以存儲控制電路51計算出的相位校正值等。由半橋14至17的連接點31至34產生的輸出信號在放大器電路40中單獨放大之後被輸入到控制電路51。S卩，一個半橋的輸出信號在被輸入到控制電路51之前不經歷與其他半橋的輸出信號中的任一個的加法、差分放大等處理。此處，將參照圖4來描述餘弦信號和正弦信號。在圖4中，示出餘弦信號(COS)和正弦信號(SIN)中每個的一個周期。傳感器元件21至觀被布置為使得第一半橋14和第三半橋16的磁化方向從第二半橋15和第四半橋17的磁化方向偏移90°。結果，由第一半橋14和第三半橋16產生的餘弦信號與由第二半橋15和第四半橋17產生的正弦信號在相位上相差90°。然而，由於不能在視覺上確認磁化方向，因而難以布置為使得第一半橋14 和第三半橋16的磁化方向與第二半橋15和第四半橋17的磁化方向精確交叉90°。因此，餘弦信號和正弦信號之間在相位上的差正好約為90°，即90士 α °，如圖4 中所示。在以下描述中，餘弦信號被假設為基準信號，被確定為從餘弦信號和正弦信號之間在相位上的差減去90的值的差α被稱作相位偏差。例如，如果餘弦信號和正弦信號之間的相位差是89°，則相位偏差α為-1°。如果餘弦信號和正弦信號之間的相位差是91°， 則相位偏差α是+1°。被提供以校正相位偏差α的相位校正值.φ.基於輸出信號Vxl、Vx2、Vyl和Vy2來計算。此處，將參照圖5中所示的流程圖來描述用於計算相位校正值φ的相位校正值計算處理。在旋轉角度檢測處理之前執行該相位校正值計算處理，旋轉角度檢測處理在驅動電動助力轉向(EPS)設備1時執行並如圖6和圖7所示。例如它在旋轉角度檢測裝置10被組裝為電機80時執行。在第一步驟Sll (下文中僅用S來表示步驟)，獲得四個輸出信號Vxl、Vx2、Vyl和 Vy2。輸出信號Vxl、Vx2、Vyl和Vy2響應於檢測對象87的旋轉而改變並且在至少一個循環的周期內被獲取。檢測對象87可以通過到線圈84的電流供應而旋轉或者手動地旋轉。通過餘弦信號之間的減法和正弦信號之間的減法來分別計算餘弦信號Vx和正弦信號Vy。通過以下等式(5)和(6)來表達餘弦信號Vx和正弦信號Vy。通過餘弦信號Vxl和Vx2之間的減法與正弦信號Vyl和Vy2之間的減法，消除了由溫度特性等導致的傳感器誤差。Vx = Vxl-Vx2 = 2cos δ · · . (5)Vy = VyI-Vy2 = 2sin δ …(6)在S12，基於在Sll處獲取的輸出信號Vxl、Vx2、Vyl和Vy2以及在Sll處計算出的餘弦信號Vx和正弦信號Vy來計算用於校正相位偏差α的相位校正值ψ。九個相位校正值xpO至φ8被計算作為用於信號的不同組合的恆量。按下述方式來計算相位校正值φ0至φ8。優選地，根據所獲取信號的數量針對每種信號組合來計算相位校正值φ。在S13，在S12處計算出的相位校正值.φ0至φ8被存儲在存儲器電路52中。因此， 完成該處理。如下計算相位校正值φ0至φ8。
基於沒有傳感器誤差的餘弦信號Vx和正弦信號Vy來計算相位校正值ψ0。假設在餘弦信號Vx為基準的情況下餘弦信號Vx和正弦信號Vy之間的相位偏差為α 0，則餘弦信號Vx和正弦信號Vy被如下表達。Vx = 2cos δ · · · (5)Vy = 2sin( δ + α 0). . . (7)如下通過使用等式(5)所表達的餘弦信號Vx和等式(7)表達的正弦信號Vy來計算相位校正值xp0。首先，通過從餘弦信號Vx減去正弦信號Vy來計算減法值VsO。通過以下等式(8)來表達減法值VsO。VsO = Vx-Vy = 2cos δ -2sin ( δ + α 0) = 2 {cos δ +cos ( δ +90+ α 0)} · · · (8)通過用乘積公式(9)來變換等式(8)，減法值VsO通過以下等式(10)表達。
cosA+cosB = 2cos{(A+B)/2}cos{(A-B)/2} · · · (9)VsO = 2 {cos δ +cos ( δ +90+ α 0)}= 4cos {( δ + δ +90+ α 0)/2} X cos [ { δ - ( δ +90+ α 0)} /2]= 4cos(δ+45+α 0/2)cos{-(45+α 0/2)}= 4cos ( δ+45+α 0/2)cos(45+α 0/2). . . (10)此外，通過將正弦信號Vy和餘弦信號Vx相加來計算加法值(和)VaO。通過以下等式(11)來表達加法值VaO。VaO = Vx+Vy = 2cos δ +2sin( δ + α 0) =2 {cos δ -cos ( δ +90+ α 0)} · · · (11)通過用乘積公式來變換等式(11)，加法值VaO通過以下等式(1 來表達。cosA-cosB = _2sin{(A+B)/2}sin{(A-B)/2}··· (12)VaO = 2 {cos δ -cos ( δ +90+ α 0)}= -4sin{( δ + δ +90+α 0)/2} Xsin[{ δ -( δ +90+α 0)}/2]= -4sin(δ+45+α 0/2)sin{-(45+α 0/2)}= 4sin ( δ +45+ α 0/2) sin (45+ α 0/2) · · · (13)分別通過以下等式(14)和(15)來表達減法值VsO的最大值VsOmax和加法值VaO 的最大值VaOmax。VsOmax = 4cos {(45+ α 0/2)} · · · (14)VaOmax = 4sin {(45+ α 0/2)} · · · (15)減法值VsO的最大值VsOmax和加法值VaO的最大值VaOmax可以被獲取作為旋轉檢測對象87的恆量。通過加法值VaO的最大值VaOmax除以減法值VsO的最大值VsOmax計算出的商的反正切(ATAN)被計算為如以下等式(16)表達的相位校正值(pO。
q>0=ATAN(Va0max/Vs0max)
=ATAN[4sin{(45+a0/2)}/4cos{(45+a0/2)}] =45+σ0/2 ... (16)如上所述，由於減法值VsO的最大值VsOmax和加法值VaO的最大值VaOmax是恆量，因而相位校正值.φ0也被計算為恆量。如上所述通過使用餘弦信號Vx和正弦信號Vy來計算相位校正值φ0。通過參照等式(8)至(16)使用上述的其他餘弦信號和其他正弦信號以類似方式計算其他相位校正值 .φ 至φ8。進一步描述相位校正值φ 至.φ8。基於-餘弦信號Vx2和正弦信號Vy來計算相位校正值φ 。假設在-餘弦信號Vx2 為基準的情況下相位偏差是α 1，則-餘弦信號Vx2和正弦信號Vy被如下表達。_餘弦信號Vx2在控制電路51中經歷偏移值的消除並被轉換為+餘弦信號，即_Vx2a。Vx2a = -cos δ -Vx2a = cos δ . . . (17)Vy = 2sin( δ + α 1). . . (18)通過從餘弦信號-Vxh減去正弦信號Vy來計算減法值Vsl。在該例子中，餘弦信號-Vx2a被雙倍以使得餘弦信號-VUa的幅度和正弦信號Vy的幅度相等。然而，正弦信號 Vy可以被取半。這對以下的其他例子也是正確的。Vsl = -2Vx2a-Vy = 2cos δ -2sin ( δ + α 1) = 2 {cos δ +cos ( δ +90+ α )}... (19)通過用乘積公式來變換等式(19)，減法值Vsl通過以下等式00)來表達。Vsl = 4cos ( δ +45+ α 1/2) cos (45+ α 1/2) · · · (20)通過以下等式來表達通過在使幅度相等之後將餘弦信號-VUa和正弦信號 Vy相加而計算出的和Val。Vx = 2cos δ ... (5)Vy = 2sin( δ + α 0). . . (7)Val = -2Vx2a+Vy = 2cos δ +2sin ( δ + α 1) =2 {cos δ -cos ( δ +90+ α )}... (21)通過用乘積公式來變換等式(21)，加法值Val通過以下等式0 來表達。Val = 4sin ( δ +45+ α 1/2) sin (45+ α 1/2) · · · (22)分別通過以下等式03)和04)來表達減法值Vsl的最大值Vslmax和加法值VaO 的最大值Valmax。Vslmax = 4cos (45+ α 1/2) · · · (23)Valmax = 4sin (45+ α 1/2) · · · (24)通過加法值Val的最大值Valmax除以減法值Vsl的最大值Vslmax而計算出的商的反正切被計算為如以下等式05)表達的相位校正值.φ 。
cpl=ATAN(Valmax/Vslmax)=45+al/2 ... (25)〈相位校正值·φ2:>基於+餘弦信號Vxi和正弦信號Vy來計算相位校正值.φ2。假設在+餘弦信號Vxi 為基準的情況下相位偏差為α 2，則+餘弦信號Vxl和正弦信號Vy被如下表達。+餘弦信號Vxl在控制電路51中經歷偏移值的消除並且是Vxla。Vxla = cos δ . . . (26)Vy = 2sin( δ + α 2). . . (27)如下通過從+餘弦信號Vxla減去正弦信號Vy來計算減法值Vs2。
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Vs2 = 2VxIa-Vy = 2cos δ -2sin ( δ + α 2) =2 {cos δ +cos ( δ +90+ α 2)} · · · (28)通過用乘積公式來變換等式(觀)，減法值Vs2通過以下等式09)來表達。Vs2 = 4cos ( δ +45+ α 2/2) cos (45+ α 2/2) · · · (29)通過在使幅度相等之後將+餘弦信號Vxla和正弦信號Vy相加而計算出的和Va2 被如下表達。Va2 = 2Vxla+Vy = 2cos δ +2sin ( δ + α 2) =2 {cos δ -cos ( δ +90+ α 2)} · · · (30)通過用乘積公式來變換等式(30)，加法值Va2通過以下等式(31)來表達。Va2 = 4sin ( δ +45+ α 2/2) sin (45+ α 2/2)…(31)減法值Vs2的最大值Vs2maX和加法值Va2的最大值Va2maX分別通過以下等式 (32)和(33)來表達。Vs2max = 4cos (45+ α 2/2) · · · (32)Va2max = 4sin (45+ α 2/2) · · · (33)通過加法值Va2的最大值Va2maX除以減法值Vs2的最大值Vs2maX計算出的商的
反正切被計算為如以下等式(34)表達的相位校正值φ2。
基於餘弦信號Vx和-正弦信號Vy2來計算相位校正值φ3。假設在餘弦信號Vx為基準的情況下相位偏差是a 3，餘弦信號Vx和-正弦信號Vy2被如下表達。-正弦信號Vy2 在控制單元51中經歷偏移值的消除並被轉換為+正弦信號，其是_Vy2a。Vx = 2cos δ . . . (5)Vy2a = -sin ( δ + α 3)-Vy2a = sin ( δ + α 3) · · · (35)如下通過從餘弦信號Vx減去正弦信號-Vyh來計算減法值Vs3。V s 3 = Vx - (-2Vy2a) = 2cos5-2sin(5+a3)= 2{cos δ+cos ( δ+90+a 3)}... (36)通過用乘積公式來變換等式(36)，減法值Vs3通過以下等式(37)來表達。Vs3 = 4cos ( δ +45+ a 3/2) cos (45+ a 3/2) · · · (37)通過在使幅度相等之後將餘弦信號Vx和正弦信號-Vyh相加而計算出的加法值 Va3通過以下等式(38)來表達。V a 3 = Vx + (-2Vy2a) = 2cos5+2sin(5+a3)= 2{cos δ-cos ( δ+90+a 3)}... (38)通過用乘積公式來變換等式(38)，加法值Va3通過以下等式(39)來表達。Va3 = 4sin( δ +45+ α 3/2) sin(45+ α 3/2) · · · (39)分別通過以下等式00)和來表達減法值Vs3的最大值Vs3maX和加法值Va3 的最大值Va3max。 Vs3max = 4cos (45+ α 3/2) · · · (40)Va3max = 4sin (45+ α 3/2)…(41)通過加法值Va3的最大值Va3maX除以減法值Vs3的最大值Vs3maX而計算出的商的反正切被計算為如以下等式G2)表達的相位校正值φ3。
cp3=ATAN(Va3max/Vs3max)=45+a3/2 …(42)〈相位校正值φ4>基於餘弦信號Vx和+正弦信號Vyl來計算相位校正值φ4。假設在餘弦信號Vx為基準的情況下相位偏差為a 4，餘弦信號Vx和+正弦信號Vyl被如下表達。+正弦信號Vyl 在控制電路51中經歷偏移值的消除並且是Vyla。Vx = 2cos δ . . . (5)Vyla = sin ( δ + α 4). . . (43)以下通過從餘弦信號Vx減去+正弦信號Vyla來計算減法值Vs4。Vs4 = Vx-2Vyla = 2cos δ -2sin ( δ + α 4) = 2 {cos δ +cos ( δ +90+ α 4)} · · · (44)通過用乘積公式來變換等式(44)，減法值Vs4通過以下等式0 來表達。Vs4 = 4cos ( δ +45+ α 4/2) cos (45+ α 4/2) · · . (45)通過在使幅度相等之後將餘弦信號Vx和+正弦信號Vyh相加而計算出的加法值 Va4被如下表達。Va4 = Vx+2Vyla = 2cos δ +2sin( δ + α 4) =2 {cos δ -cos ( δ +90+ α 4)} · · · (46)通過用乘積公式來變換等式(46)，加法值Va4通過以下等式07)來表達。Va4 = 4sin( δ +45+ α 4/2) sin(45+ α 4/2) · · . (47)分別通過以下等式08)和09)來表達減法值Vs4的最大值Vs4maX和加法值Va4 的最大值Va4max。Vs4max = 4cos (45+ α 4/2). . . (48)Va4max = 4sin (45+ α 4/2) · · · (49)通過加法值Va4的最大值Va4maX除以減法值Vs4的最大值Vs4maX而計算出的商的反正切被計算為如以下等式(50)表達的相位校正值φ4。
(p4=ATAN(Va4max/Vs4max)=45+a4/2 ... (50)〈相位校正值.φ5:>基於-餘弦信號Vx2和-正弦信號Vy2來計算相位校正值φ5。假設在-餘弦信號 Vx2為基準的情況下相位偏差是a 5，-餘弦信號Vx2和-正弦信號Vy2被如下表達。-餘弦信號Vx2和-正弦信號Vy2在控制電路51中經歷偏移值的消除並被轉換為+餘弦信號和+正弦信號，它們分別是-Vxh和_Vy2a。Vx2a = -cos δ-Vx2a = cos δ . . . (51)Vy2a = -sin ( δ + α 5) -Vy2a = sin ( δ + α 5) ·· · (52)如下通過從餘弦信號Vx減去+正弦信號Vyla來計算減法值Vs5。Vs5 = -Vx2a-(-Vy2a) = cos δ -sin( δ + α 5) = cos δ +cos( δ +90+ α 5). . · (53)通過用乘積公式來變換等式(53)，減法值Vs5通過以下等式(54)來表達。Vs5 = 2cos ( δ +45+ α 5/2) cos (45+ α 5/2) · · · (54)通過將餘弦信號-Vxh和正弦信號-Vyh相加計算出的加法值Va5被如下表達。Va5 = -Vx2a+ (-Vy2a) = cos δ +sin( δ + α 5) = cos δ -cos ( δ +90+ α 5) · · · (55)
通過用乘積公式來變換等式(55)，通過以下等式(56)來表達加法值Va5。Va5 = 2sin( δ +45+ α 5/2) sin(45+ α 5/2) · · · (56)分別通過以下等式(57)和(58)來表達減法值Vs5的最大值Vs5maX和加法值Va5 的最大值Va5max。Vs5max = 2cos (45+ α 5/2). . . (57)Va5max = 2sin (45+ α 5/2) · · · (58)通過加法值Va5的最大值Va5maX除以減法值Vs5的最大值Vs5maX而計算出的商
的反正切被計算為如以下等式(59)表達的相位校正值φ5。
權利要求
1.一種旋轉角度檢測裝置，包括傳感器電路(11，12)，包括多個傳感器元件對(14至17)，每個傳感器元件對都由傳感器元件(21至28)構成並感測隨著檢測對象(87)的旋轉而變化的旋轉磁場並根據所述檢測對象的旋轉角度改變阻抗；控制電路(51)，包括輸出信號獲取部，用於單獨獲取由所述多個傳感器元件對所產生的輸出信號；預校正旋轉角度計算部，用於基於由所述輸出信號獲取部獲取的輸出信號來計算所述檢測對象的預校正旋轉角度；以及校正部，用於通過校正值來校正由所述預校正旋轉角度計算部計算出的預校正旋轉角度；以及存儲器電路(52)，用於存儲所述校正值， 其特徵在於，所述控制電路(51)還包括相位校正值計算部，所述相位校正值計算部用於基於由所述輸出信號獲取部獲取的輸出信號來計算用於校正所述輸出信號之間的相位偏差的相位校正值作為所述校正值，所述校正部通過存儲在所述存儲器電路中的所述相位校正值來校正所述預校正旋轉角度，以及所述輸出信號獲取部獲取所述輸出信號，所述輸出信號是不同相位的多個信號。
2.根據權利要求1所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述輸出信號獲取部獲取餘弦信號和正弦信號作為所述傳感器電路的所述輸出信號。
3.根據權利要求1或2所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述輸出信號獲取部獲取所述傳感器電路的四個或更多個信號作為所述輸出信號。
4.根據權利要求3所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述輸出信號獲取部獲取+餘弦信號、-餘弦信號、+正弦信號和-正弦信號作為所述傳感器電路的所述輸出信號。
5.根據權利要求4所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述預校正旋轉角度計算部基於所述+餘弦信號、-餘弦信號、+正弦信號、-正弦信號來計算所述預校正旋轉角度；以及所述相位校正值計算部基於所述+餘弦信號、-餘弦信號、+正弦信號、-正弦信號來計算所述相位校正值。
6.根據權利要求4所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述預校正旋轉角度計算部基於所述+餘弦信號或所述-餘弦信號來計算所述預校正旋轉角度；以及所述相位校正值計算部基於所述+餘弦信號或所述-餘弦信號來計算所述相位校正值。
7.根據權利要求4所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述預校正旋轉角度計算部基於所述+正弦信號或-正弦信號來計算所述預校正旋轉角度；以及所述相位校正值計算部基於所述+正弦信號或所述-正弦信號來計算所述相位校正值。
8.根據權利要求1或2所述的旋轉角度檢測裝置，其中所述傳感器電路(11,1 可操作地被布置為檢測設置在電動助力轉向設備(1)中的電機(80)的旋轉。
全文摘要
本發明涉及旋轉角度檢測裝置和使用其的電動助力轉向系統。一種橋電路(11，12)包括多個半橋(14至17)，半橋由傳感器元件(21至28)構成，其隨著檢測對象(87)的旋轉角度而改變阻抗。控制電路(51)獲取半橋(14至17)的輸出信號並計算用於校正相位偏差(α)的相位校正值存儲器電路(52)存儲相位校正值控制電路(51)通過相位校正值來校正預校正旋轉角度(θ)。由於通過相位校正值來校正預校正旋轉角度(θ)，因而即使傳感器元件(21至28)被組裝得有一些位置偏差仍以高精度檢測檢測對象的旋轉角度(δ)。
文檔編號G01D5/16GK102564473SQ20111029039
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月21日 優先權日2010年9月23日
發明者佐藤孝文, 瓜生信彥 申請人:株式會社電裝