旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置以及具備其的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠檢測(cè)高精度的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置以及具備其的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。第1旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部（77A）的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算模式中有通常模式和簡(jiǎn)單模式。在通常模式下基于兩個(gè)磁傳感器（71、72）的2個(gè)取樣份的輸出信號(hào)來(lái)對(duì)輸入軸（8）的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。在簡(jiǎn)單模式中基于第1磁傳感器（71）以及第2磁傳感器（72）的1個(gè)取樣份的輸出信號(hào)、和預(yù)先設(shè)定的兩磁傳感器（71、72）的輸出信號(hào)的振幅比，運(yùn)算輸入軸（8）的旋轉(zhuǎn)角。在轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU（77）的電源被接通之后，至滿足即使輸入軸（8）的旋轉(zhuǎn)角的前次值不存在也能夠通過(guò)通常模式對(duì)輸入軸（8）的旋轉(zhuǎn)角θ進(jìn)行運(yùn)算的條件為止，利用簡(jiǎn)單模式對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。在其之后利用通常模式對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
【專利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置以及具備其的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置
[0001]本發(fā)明將在2012年12月12日提交的日本專利申請(qǐng)N0.2012-271638的公開(kāi)內(nèi)容，包括其說(shuō)明書、附圖以及摘要，通過(guò)引用全部并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置以及具備該檢測(cè)裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]作為檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，已知有使用與無(wú)刷馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)用轉(zhuǎn)子，對(duì)無(wú)刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。具體而言，如圖15所示，檢測(cè)用轉(zhuǎn)子201以下稱為轉(zhuǎn)子201，具備具有與設(shè)在無(wú)刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上的磁極對(duì)相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)磁極對(duì)的圓筒狀的磁鐵202。兩個(gè)磁傳感器221、222以轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心、且隔開(kāi)規(guī)定的角度間隔配置在轉(zhuǎn)子201的周圍。從各磁傳感器221、222輸出具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)。基于這兩個(gè)正弦波信號(hào)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)角(無(wú)刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角)。
[0004]在該例子中，磁鐵202具有5組磁極對(duì)。換句話說(shuō)，磁鐵102具有以等角度間隔配置的10個(gè)磁極。各磁極以轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心、且以36° (電角度為180° )的角度間隔配置。另外，兩個(gè)磁傳感器221、222以轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心、且隔開(kāi)18°(電角度為90° )的角度間隔配置。
[0005]將圖15中以箭頭表示的方向作為檢測(cè)用轉(zhuǎn)子201的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。而且，若轉(zhuǎn)子201沿正方向旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)角變大，若轉(zhuǎn)子201沿反方向旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)角變小。如圖16所示，從各磁傳感器221、222輸出以轉(zhuǎn)子201旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于I組磁極對(duì)的角度(72° (電角度為360° ))的期間為一周期的正弦波信號(hào)S1、S2。
[0006]與5組磁極對(duì)對(duì)應(yīng)地將轉(zhuǎn)子201旋轉(zhuǎn)一圈的角度范圍劃分為5個(gè)區(qū)間，將各區(qū)間的開(kāi)始位置設(shè)為0°、將結(jié)束位置設(shè)為360°，并將以此表示的轉(zhuǎn)子201的旋轉(zhuǎn)角稱為轉(zhuǎn)子201的電角度Θ。
[0007]此處，從第I磁傳感器221輸出SI = Al -sin Θ的輸出信號(hào)，從第2磁傳感器222輸出S2 = A2.cos Θ的輸出信號(hào)。
[0008]A1、A2為振幅。若視為兩輸出信號(hào)S1、S2的振幅A1、A2相互相等，則轉(zhuǎn)子201的電角度Θ能夠使用兩輸出信號(hào)S1、S2并基于下式求出。
[0009]Θ = tarf1 (sin Θ / cos θ )
[0010]= tarf1 (SI / S2)
[0011]這樣，使用求出的電角度Θ來(lái)控制無(wú)刷馬達(dá)。
[0012]例如參照日本特開(kāi)2008-26297號(hào)公報(bào)。
[0013]在前述那樣的以往的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置中，視為兩磁傳感器221、222的輸出信號(hào)S1、S2的振幅Al、A2相等來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)角θ進(jìn)行運(yùn)算，但兩輸出信號(hào)S1、S2的振幅Al、A2根據(jù)兩磁傳感器221、222的溫度特性的偏差以及溫度變化而變化。因此，因兩磁傳感器221、222的溫度特性的偏差以及溫度變化，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的檢測(cè)中產(chǎn)生誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠檢測(cè)高精度的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置以及具備該檢測(cè)裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
[0015]本發(fā)明的一方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置包括:多個(gè)傳感器，其用于對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)；取樣器，其按照每個(gè)規(guī)時(shí)刻間，對(duì)上述多個(gè)傳感器的各個(gè)的輸出信號(hào)進(jìn)行取樣；第I運(yùn)算器，其使用上述多個(gè)傳感器中的至少兩個(gè)傳感器在兩個(gè)以上的規(guī)定數(shù)量的不同的時(shí)刻所取樣的多個(gè)輸出信號(hào)，來(lái)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算；第2運(yùn)算器，其使用上述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器的一個(gè)取樣份的輸出信號(hào)，簡(jiǎn)單地對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算；以及選擇器，其基于通過(guò)上述取樣器取樣的上述多個(gè)傳感器的各個(gè)的輸出信號(hào)，來(lái)選擇上述第I運(yùn)算器以及上述第2運(yùn)算器中的任意一方，作為在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
[0016]在上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置中，通過(guò)第I運(yùn)算器以及第2運(yùn)算器中的、被選擇器選擇的運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。第I運(yùn)算器基于多個(gè)傳感器中的至少兩個(gè)傳感器在兩個(gè)以上的規(guī)定量的不同的時(shí)刻所取樣的多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算，所以在通過(guò)第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，與前述的以往技術(shù)相比，能夠?qū)Ω呔鹊男D(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
[0017]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置可以構(gòu)成為上述選擇器在從電源被接通之后至滿足在假定為通過(guò)上述第I運(yùn)算器對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的情況下，被上述第I運(yùn)算器使用的上述多個(gè)輸出信號(hào)中的針對(duì)相同的傳感器的輸出信號(hào)彼此全部不同這一條件之前，選擇上述第2運(yùn)算器作為在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器，在滿足上述條件時(shí)以及滿足上述條件之后，選擇上述第I運(yùn)算器作為在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
[0018]在該構(gòu)成中，從電源被接通之后滿足即使旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的前次值不存在也能夠利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的條件為止，利用上述第2運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。而且，在滿足這樣的條件時(shí)以及滿足這樣的條件之后，利用上述第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。因此，從電源剛被接通之后，就能夠?qū)πD(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
[0019]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置可以構(gòu)成為上述選擇器在滿足假定為通過(guò)上述第I運(yùn)算器對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的情況下，被上述第I運(yùn)算器使用的上述多個(gè)輸出信號(hào)中的針對(duì)相同的傳感器的輸出信號(hào)彼此全部不同這一條件時(shí)，選擇上述第I運(yùn)算器作為在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器，在不滿足上述條件時(shí)，選擇上述第2運(yùn)算器作為在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
[0020]在該構(gòu)成中，在滿足即使旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的前次值不存在也能夠利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的條件時(shí)，利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。另一方面，在不滿足這樣的條件時(shí)，利用第2運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
[0021]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置可以構(gòu)成為在為了上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算而對(duì)被上述第I運(yùn)算器使用的上述多個(gè)輸出信號(hào)的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行算式化的情況下，將所得到的多個(gè)算式的數(shù)量設(shè)為X，將這些算式所包含的未知數(shù)的數(shù)量設(shè)為Y，則滿足Y大于X這一條件，上述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，在通過(guò)將上述多個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的規(guī)定的多個(gè)不同的未知數(shù)視為相互相等而使Y為X以下之后，通過(guò)解開(kāi)由上述多個(gè)算式構(gòu)成的聯(lián)立方程式，從而對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
[0022]在該構(gòu)成中，即使在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的算式的數(shù)X比這些算式所包含的未知數(shù)的數(shù)量Y少，第I運(yùn)算器也能夠?qū)πD(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。由此，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，能夠減少為了運(yùn)算旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角而使用的算式的數(shù)量。
[0023]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置可以構(gòu)成為，還包括與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)并具有多個(gè)磁極的多極磁鐵，上述多個(gè)傳感器是根據(jù)上述多極磁鐵的旋轉(zhuǎn)，分別輸出相互具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)的多個(gè)磁傳感器，上述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，使用上述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器在兩個(gè)不同的時(shí)刻所取樣的4個(gè)輸出信號(hào)，來(lái)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算，上述多個(gè)算式由對(duì)上述4個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行算式化的4個(gè)算式構(gòu)成，各算式包含振幅以及上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角作為未知數(shù)，上述第I運(yùn)算器通過(guò)將上述4個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的兩個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相互相等而使Y為X以下。
[0024]在該構(gòu)成中，第I運(yùn)算器將相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的兩個(gè)的輸出信號(hào)的振幅視為相互相等。相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的兩個(gè)輸出信號(hào)的振幅有可能因溫度變化的影響而成為不同的值。
[0025]然而，在相同的傳感器的上述兩個(gè)輸出信號(hào)的取樣間隔較小時(shí)，其間的溫度變化非常小，所以能夠?qū)⑸鲜鰞蓚€(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相等。
[0026]因此，在該構(gòu)成中，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，在較小地設(shè)定相同的傳感器的上述兩個(gè)輸出信號(hào)的取樣間隔的情況下，能夠補(bǔ)償因溫度變化的影響所引起的上述兩個(gè)輸出信號(hào)的振幅的偏差。另外，在該構(gòu)成中，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，各傳感器間的振幅作為各個(gè)的未知數(shù)處理，所以能夠補(bǔ)償各傳感器間的溫度特性的偏差的影響。由此，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，能夠檢測(cè)高精度的旋轉(zhuǎn)角。
[0027]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置可以構(gòu)成為還包括與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)并具有多個(gè)磁極的多極磁鐵；上述多個(gè)傳感器是根據(jù)上述多極磁鐵的旋轉(zhuǎn)，分別輸出相互具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)的多個(gè)磁傳感器，上述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，使用上述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器在3個(gè)不同的時(shí)刻所取樣的6個(gè)輸出信號(hào),來(lái)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算，上述多個(gè)算式由對(duì)上述6個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行算式化的6個(gè)算式構(gòu)成，各算式包括振幅、上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角以及與上述多極磁鐵的各磁極的磁極寬度有關(guān)的信息作為未知數(shù)，上述第I運(yùn)算器通過(guò)將上述6個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的3個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相互相等，并且將上述6個(gè)算式所包含的全部與磁極寬度有關(guān)的信息視為相互相等，從而使Y為X以下。
[0028]在該構(gòu)成中，第I運(yùn)算器將相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的3個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相互相等。相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的3個(gè)輸出信號(hào)的振幅有可能因溫度變化的影響而成為不同的值。
[0029]然而，在相同的傳感器的上述3個(gè)輸出信號(hào)的取樣間隔較小時(shí)，其間的溫度變化非常小，所以能夠?qū)⑸鲜?個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相等。
[0030]因此，在該構(gòu)成中，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，在較小地設(shè)定相同的傳感器的上述3個(gè)輸出信號(hào)的取樣間隔的情況下，能夠補(bǔ)償因溫度變化的影響而引起的上述3個(gè)輸出信號(hào)的振幅的偏差。另外，在該構(gòu)成中，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，各傳感器間的振幅作為各個(gè)未知數(shù)處理，所以能夠補(bǔ)償各傳感器間的溫度特性的偏差的影響。由此，在利用第I運(yùn)算器對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，能夠檢測(cè)高精度的旋轉(zhuǎn)角。
[0031]另外，在該構(gòu)成中，第I運(yùn)算器將在旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的6個(gè)算式所包含的全部與磁極寬度有關(guān)的信息視為相互相等。與磁極的磁極寬度有關(guān)的信息按照每個(gè)磁極而不同。因此，表示在旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的6個(gè)輸出信號(hào)的算式所包含的與磁極寬度有關(guān)的信息未必全部都是相同的值。然而，提供在旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的6個(gè)輸出信號(hào)的傳感器在對(duì)這6個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行取樣的期間都檢測(cè)出相同的一個(gè)磁極的情況下,表不這6個(gè)輸出信號(hào)的算式所包含的與磁極寬度有關(guān)的信息全部都成為相同的值。因此，在這樣的情況下，也能夠補(bǔ)償多極磁鐵的各磁極的磁極寬度的偏差，所以能夠檢測(cè)更高精度的旋轉(zhuǎn)角。
[0032]上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置中，上述第2運(yùn)算器可以構(gòu)成為，使用上述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器的一個(gè)取樣份的輸出信號(hào)、和預(yù)先設(shè)定的這兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的振幅比，來(lái)對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
[0033]兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的振幅比幾乎不受磁極的磁通密度、兩個(gè)傳感器的個(gè)體的偏差的影響。因此，在該構(gòu)成中，在利用第2運(yùn)算器簡(jiǎn)單地對(duì)旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的情況下，也能夠減小運(yùn)算誤差。
[0034]本發(fā)明的一方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置包括:轉(zhuǎn)向軸，其包括輸入軸、輸出軸以及連結(jié)這兩個(gè)軸的扭桿；電動(dòng)馬達(dá)，其用于使轉(zhuǎn)向操作輔助力產(chǎn)生；第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其包括上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，并用于檢測(cè)上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)角作為第I旋轉(zhuǎn)角；第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其包括上述方式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，并用于檢測(cè)上述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角作為第2旋轉(zhuǎn)角；轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩運(yùn)算器，其基于通過(guò)上述第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置檢測(cè)出的第I旋轉(zhuǎn)角、和通過(guò)上述第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置檢測(cè)出的第2旋轉(zhuǎn)角，來(lái)對(duì)賦予給上述輸入軸的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩進(jìn)行運(yùn)算；以及電流指令值設(shè)定器，其使用通過(guò)上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩運(yùn)算器運(yùn)算出的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩，來(lái)設(shè)定成為應(yīng)流向上述電動(dòng)馬達(dá)的電流的目標(biāo)值的電流指令值，上述電流指令值設(shè)定器包括死區(qū)設(shè)定器，該死區(qū)設(shè)定器在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的上述第I旋轉(zhuǎn)角以及上述第2旋轉(zhuǎn)角中的至少一方是通過(guò)上述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零。
[0035]根據(jù)上述方式，利用簡(jiǎn)單模式對(duì)輸入軸的旋轉(zhuǎn)角以及輸出軸的旋轉(zhuǎn)角中的至少一方進(jìn)行運(yùn)算，由此即使在通過(guò)轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩運(yùn)算器運(yùn)算的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生誤差，也能夠防止從電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生與本來(lái)應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩的方向相反的方向的轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩。
[0036]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述死區(qū)設(shè)定器可以包括:在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的上述第I旋轉(zhuǎn)角以及上述第2旋轉(zhuǎn)角的雙方都是通過(guò)上述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是第I規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零的設(shè)備；以及在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的上述第I旋轉(zhuǎn)角以及上述第2旋轉(zhuǎn)角中的僅任意一方是通過(guò)上述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在上述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是比上述第I規(guī)定值小的第2規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零的設(shè)備。[0037]根據(jù)上述方式，僅輸入軸的旋轉(zhuǎn)角以及輸出軸的旋轉(zhuǎn)角中的一方利用簡(jiǎn)單模式運(yùn)算的情況下，與其雙方都利用簡(jiǎn)單模式運(yùn)算的情況相比，能夠減小電流指令值成為零的死區(qū)的寬度。因此，容易進(jìn)行與轉(zhuǎn)向狀況對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輔助。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的要素，其中:
[0039]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0040]圖2是圖解地表示轉(zhuǎn)矩傳感器的構(gòu)成的示意圖。
[0041]圖3是表示第I磁鐵的構(gòu)成以及兩個(gè)磁傳感器的配置的示意圖。
[0042]圖4是表示第I磁傳感器以及第2磁傳感器的輸出波形的示意圖。
[0043]圖5是用于對(duì)在通常模式下采用第I運(yùn)算方法的情況下的第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0044]圖6是用于對(duì)在通常模式下采用第I運(yùn)算方法的情況下的第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部的其它例子的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0045]圖7是用于對(duì)在通常模式下采用第2運(yùn)算方法的情況下的第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0046]圖8是用于對(duì)在通常模式下采用第2運(yùn)算方法的情況下的第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部的其它例子的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0047]圖9是表示振幅比運(yùn)算處理的順序的流程圖。
[0048]圖10是表示相對(duì)極編號(hào)的設(shè)定處理的詳細(xì)順序的流程圖。
[0049]圖1lA是用于說(shuō)明相對(duì)極編號(hào)的設(shè)定處理的示意圖。
[0050]圖1lB是用于說(shuō)明相對(duì)極編號(hào)的設(shè)定處理的示意圖。
[0051]圖12是表示馬達(dá)控制用E⑶的電構(gòu)成的簡(jiǎn)圖。
[0052]圖13是圖解地表示電動(dòng)馬達(dá)的構(gòu)成的示意圖。
[0053]圖14A是表示q軸電流指令值Iq*相對(duì)于檢測(cè)轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩Th的設(shè)定例的圖。
[0054]圖14B是表示q軸電流指令值Iq*相對(duì)于檢測(cè)轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩Th的設(shè)定例的圖。
[0055]圖15是用于說(shuō)明以往的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法的示意圖。
[0056]圖16是表不第I磁傳感器以及第2磁傳感器的輸出信號(hào)波形的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下，參照附圖，詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]參照?qǐng)D1，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置I具備作為用于轉(zhuǎn)向操作車輛的轉(zhuǎn)向操作部件的轉(zhuǎn)向盤2、與該轉(zhuǎn)向盤2的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)地使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4、和用于輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向操作輔助機(jī)構(gòu)5。轉(zhuǎn)向盤2和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸6以及中間軸7機(jī)械式地連結(jié)。
[0059]轉(zhuǎn)向軸6包括與轉(zhuǎn)向盤2連結(jié)的輸入軸8、和與中間軸7連結(jié)的輸出軸9。輸入軸8和輸出軸9經(jīng)由扭桿10在同一軸線上能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)地被連結(jié)。即、若轉(zhuǎn)向盤2被旋轉(zhuǎn)，則輸入軸8以及輸出軸9相互相對(duì)旋轉(zhuǎn),并且沿同一方向旋轉(zhuǎn)。
[0060]在轉(zhuǎn)向軸6的周圍設(shè)置有應(yīng)用了本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置的轉(zhuǎn)矩傳感器(轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置)11。轉(zhuǎn)矩傳感器11基于輸入軸8以及輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移量來(lái)檢測(cè)施加給轉(zhuǎn)向盤2的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩。由轉(zhuǎn)矩傳感器11所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩被輸入至馬達(dá)控制用EQJ (電子控制單元！Electronic Control Unit) 12。
[0061]轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4由包含小齒輪軸13和作為轉(zhuǎn)向軸的齒條軸14的齒輪齒條機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在齒條軸14的各端部經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿15以及轉(zhuǎn)向臂(圖示略)連結(jié)有轉(zhuǎn)向輪3。小齒輪軸13與中間軸7連結(jié)。小齒輪軸13與轉(zhuǎn)向盤2的轉(zhuǎn)向操作聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。在小齒輪軸13的前端連結(jié)有小齒輪16。
[0062]齒條軸14沿著汽車的左右方向(與前進(jìn)方向正交的方向)呈直線狀地延伸。在齒條軸14的軸向的中間部形成有與小齒輪16嚙合的齒條17。通過(guò)該小齒輪16以及齒條17，小齒輪軸13的旋轉(zhuǎn)被變換為齒條軸14的軸向移動(dòng)。通過(guò)使齒條軸14沿軸向移動(dòng)，能夠使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。
[0063]若轉(zhuǎn)向操作(旋轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)向盤2，則該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸6以及中間軸7傳遞給小齒輪軸13。然后，小齒輪軸13的旋轉(zhuǎn)通過(guò)小齒輪16以及齒條17被變換為齒條軸14的軸向移動(dòng)。由此，使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。
[0064]轉(zhuǎn)向操作輔助機(jī)構(gòu)5包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向操作輔助力的電動(dòng)馬達(dá)18、和用于將電動(dòng)馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4的減速機(jī)構(gòu)19。電動(dòng)馬達(dá)18在本實(shí)施方式中，由三相無(wú)刷馬達(dá)構(gòu)成。減速機(jī)構(gòu)19由包括蝸桿軸20和與該蝸桿軸20嚙合的蝸輪21的蝸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。減速機(jī)構(gòu)19被收容在作為傳遞機(jī)構(gòu)殼體的齒輪殼體22內(nèi)。
[0065]蝸桿軸20通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)18被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外，蝸輪21能夠與轉(zhuǎn)向軸6同方向旋轉(zhuǎn)地連結(jié)。蝸輪21通過(guò)蝸桿軸20被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0066]若蝸桿軸20通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)18被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，則蝸輪21被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向軸6旋轉(zhuǎn)。而且，轉(zhuǎn)向軸6的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由中間軸7傳遞到小齒輪軸13。小齒輪軸13的旋轉(zhuǎn)被變換為齒條軸14的軸向移動(dòng)。由此，使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。即、通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)18使蝸桿軸20旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由此使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。
[0067]電動(dòng)馬達(dá)18的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角)由分解器等旋轉(zhuǎn)角傳感器25檢測(cè)。旋轉(zhuǎn)角傳感器25的輸出信號(hào)被輸入至馬達(dá)控制用ECU12。電動(dòng)馬達(dá)18被作為馬達(dá)控制裝置的馬達(dá)控制用E⑶12控制。
[0068]圖2是圖解地表示轉(zhuǎn)矩傳感器11的構(gòu)成的示意圖。
[0069]環(huán)狀的第I磁鐵(多極磁鐵)61能夠一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在輸入軸8。在第I磁鐵61的下側(cè)配置有根據(jù)第I磁鐵61的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的正弦波狀的信號(hào)的兩個(gè)磁傳感器71、72。
[0070]環(huán)狀的第2磁鐵(多極磁鐵)62能夠一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在輸出軸9。在第2磁鐵62的上側(cè)配置有根據(jù)第2磁鐵62的旋轉(zhuǎn)而分別輸出相互具有相位差的正弦波狀的信號(hào)的兩個(gè)磁傳感器74、75。
[0071]各磁傳感器71、72、74、75的輸出信號(hào)S1、S2、S4、S5被輸入到用于對(duì)施加給輸入軸8的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩進(jìn)行運(yùn)算的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU77。轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU77的電源通過(guò)對(duì)點(diǎn)火鑰匙進(jìn)行接通操作而接通。在點(diǎn)火鑰匙被進(jìn)行斷開(kāi)操作時(shí)，表示其意思的點(diǎn)火鑰匙斷開(kāi)操作信號(hào)被輸入給轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU77。此外，作為磁傳感器，例如能夠使用具備霍爾元件、磁阻元件(MR元件)等具有電特性因磁場(chǎng)的作用而變化的特性的元件的傳感器。在本實(shí)施方式中，作為磁傳感器，使用霍爾元件。
[0072]由上述磁鐵61、62、上述磁傳感器71、72、74、75以及轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU77構(gòu)成轉(zhuǎn)矩傳感器11。
[0073]轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用E⑶77包括微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)具備CPU以及存儲(chǔ)器(ROM、RAM、非易失性存儲(chǔ)器等)，通過(guò)執(zhí)行規(guī)定的程序，而作為多個(gè)功能處理部發(fā)揮作用。該多個(gè)功能處理部中包括第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A、第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77B、轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部77C、第I振幅比運(yùn)算部77D、和第2振幅比運(yùn)算部77E。
[0074]第I振幅比運(yùn)算部77D在由作業(yè)者等將轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用E⑶77的動(dòng)作模式設(shè)定為振幅比運(yùn)算模式時(shí)，基于兩個(gè)磁傳感器71、72的輸出信號(hào)S1、S2，來(lái)檢測(cè)這些輸出信號(hào)S1、S2的振幅比，并存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器中。第2振幅比運(yùn)算部77E在由作業(yè)者等將轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用E⑶77的動(dòng)作模式設(shè)定為振幅比運(yùn)算模式時(shí)，基于兩個(gè)磁傳感器74、75的輸出信號(hào)S4、S5，來(lái)檢測(cè)這些輸出信號(hào)S4、S5的振幅比，并存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器中。例如，在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置I出廠前，將轉(zhuǎn)矩運(yùn)算用ECU77的動(dòng)作模式設(shè)定為振幅比運(yùn)算模式。第I相位差運(yùn)算部77D以及第2相位差運(yùn)算部77E的動(dòng)作的詳細(xì)內(nèi)容將在后述。
[0075]第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A基于兩個(gè)磁傳感器71、72的輸出信號(hào)S1、S2、和存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的這些輸出信號(hào)S1、S2的振幅比來(lái)對(duì)輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角(電角度θ A)進(jìn)行運(yùn)算。第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77B基于兩個(gè)磁傳感器74、75的輸出信號(hào)S4、S5、和存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的這些輸出信號(hào)S4、S5的振幅比來(lái)對(duì)輸出軸9的旋轉(zhuǎn)角(電角度Θ B)進(jìn)行運(yùn)
笪
ο
·[0076]轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部77C基于通過(guò)第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A檢測(cè)出的輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角Θ A和通過(guò)第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77B檢測(cè)出的輸出軸9的旋轉(zhuǎn)角Θ B來(lái)對(duì)施加到輸入軸8的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩Th進(jìn)行運(yùn)算。具體而言，若將扭桿10的彈簧常數(shù)設(shè)為K、將設(shè)在各磁鐵61、62的磁極對(duì)數(shù)設(shè)為N，則轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩Th基于下式(I)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算。
[0077]Th = {( ΘΑ- ΘΒ) / N} XK(I)
[0078]由第I磁鐵61、磁傳感器71、72以及第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A構(gòu)成用于檢測(cè)輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角Θ A的第I旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。另外，由第2磁鐵62、磁傳感器74、75以及第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77B構(gòu)成用于檢測(cè)輸出軸9的旋轉(zhuǎn)角Θ B的第2旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置。第I旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A)的動(dòng)作與第2旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77B)動(dòng)作相同，所以以下，僅對(duì)第I旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置(第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0079]圖3是表示第I磁鐵61的構(gòu)成以及兩個(gè)磁傳感器的配置的示意圖。
[0080]第I磁鐵61具有在周方向上以等角度間隔配置的4組磁極對(duì)(M1、M2)、(M3、M4)、(M5、M6)、(M7、M8)。換句話說(shuō)，第I磁鐵61具有以等角度間隔配置的8個(gè)磁極Ml~M8。各磁極Ml~M8以輸入軸8的中心軸為中心、且?guī)缀跻?5° (電角度幾乎為180° )的角度間隔(角度幅度)配置。各磁極Ml~M8的磁力的大小幾乎相同的。
[0081]與第I磁鐵61的下側(cè)的環(huán)狀端面對(duì)置地配置兩個(gè)磁傳感器71、72。這些磁傳感器71、72以輸入軸8的中心軸為中心、且以電角度為120°的角度間隔配置。以下，存在將一個(gè)磁傳感器71稱為第I磁傳感器71,將另一個(gè)磁傳感器72稱為第2磁傳感器72的情況。[0082]將圖3中利用箭頭表示的方向作為輸入軸8的正方向的旋轉(zhuǎn)方向。若輸入軸8沿正方向旋轉(zhuǎn)，則輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角變大，若輸入軸8沿反方向旋轉(zhuǎn)，則輸入軸2的旋轉(zhuǎn)角變小。如圖4所示，伴隨著輸入軸8的旋轉(zhuǎn)，從各磁傳感器71、72輸出正弦波狀的信號(hào)S1、S2。此外，圖4的橫軸的旋轉(zhuǎn)角[deg]表示機(jī)械角。
[0083]以下，存在將第I磁傳感器71的輸出信號(hào)SI稱為第I輸出信號(hào)SI或者第I傳感器值SI,將第2磁傳感器72的輸出信號(hào)S2稱為第2輸出信號(hào)S2或者第2傳感器值S2的情況。
[0084]以下，為了便于說(shuō)明，不是利用ΘΑ而是利用Θ表示輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角。若各輸出信號(hào)S1、S2視為正弦波信號(hào),將輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角設(shè)為Θ (電角度)，則第I磁傳感器71的輸出信號(hào)SI表示為SI = Al ?sin Θ，第2磁傳感器72的輸出信號(hào)S2表示為S2 = A2-sin(θ + 120)。Al、A2分別表不振幅。第I輸出信號(hào)SI與第2輸出信號(hào)S2的相位差為120度。
[0085]在第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部77A的旋轉(zhuǎn)角Θ的運(yùn)算模式中有通常模式和簡(jiǎn)單模式。首先，對(duì)基于通常模式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算方法的基本觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0086]基于通常模式的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算方法中有二種方法。第一種是基于兩個(gè)磁傳感器71、72的兩個(gè)取樣份的輸出信號(hào)來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)角Θ進(jìn)行運(yùn)算的方法，以下稱為第I運(yùn)算方法。第二種是基于兩個(gè)磁傳感器71、72的三個(gè)取樣份的輸出信號(hào)來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)角Θ進(jìn)行運(yùn)算的方法，以下稱為第2運(yùn)算方法。
[0087]對(duì)第I運(yùn)算方法的基本觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。利用C表示第I輸出信號(hào)SI與第2輸出信號(hào)S2的相位差(電角度)。另外，利用[η]表示此次的取樣周期的編號(hào)(此次運(yùn)算周期的編號(hào))，利用[η-1]表示前次的取樣周期的編號(hào)(前次運(yùn)算周期的編號(hào))。
·[0088]若使用相位差C以及取樣周期的編號(hào)[η]、[η-1]，則能夠分別利用下式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)表不此次取樣的第I輸出信號(hào)S1、前次取樣的第I輸出信號(hào)S1、此次取樣的第2輸出信號(hào)S2以及前次取樣的第2輸出信號(hào)S2。
[0089]SI [n] = Al [n] sin θ [η](2a)
[0090]SI [η-1] = Al [η-1 ] sin θ [η-1 ](2b)
[0091]S2[η] = Α2[η] sin ( θ [η] + C)(2c)
[0092]S2[η-1] = Α2[η_1] sin ( θ [η-1 ] + C) (2d)
[0093]若C已知，則這4個(gè)式子所包含的未知數(shù)(Α1[η]、Α1[η-1]、Α2[η]、Α2[η-1]、θ [η]、θ [η-1])的數(shù)量為6。換句話說(shuō)，未知數(shù)的數(shù)量比方程式的數(shù)量多，所以就這樣，不能夠解開(kāi)由4個(gè)式子構(gòu)成的聯(lián)立方程式。
[0094]于是，通過(guò)較短地設(shè)定取樣間隔(取樣周期)，視為沒(méi)有因兩個(gè)取樣期間的溫度變化所引起的振幅的變化。換句話說(shuō)，視為兩個(gè)取樣期間的第I磁傳感器71的輸出信號(hào)的振幅Al [η]、Al [η-1]相互相等，并利用Al表示它們。同樣地，視為兩個(gè)取樣期間的第2磁傳感器72的輸出信號(hào)的振幅Α2[η]、Α2[η-1]相互相等,并利用Α2表不它們。
[0095]由此，能夠分別利用下式(3a)、(3b)、(3c)以及(3d)表示上述式子(2a)、(2b)、(2c)以及(2d)。
[0096]SI [η] = Alsin θ [η](3a)
[0097]SI [η-1] = Alsin θ [η-1](3b)[0098]S2[n] = A2sin ( Θ [n] + C)(3c)
[0099]S2[n-1] = A2sin ( Θ [n-l] + C)(3d)
[0100]這4個(gè)式子所包含的未知數(shù)(Al、A2、θ [η]、θ [n-l])的數(shù)量為4個(gè)。
[0101]換句話說(shuō)，未知數(shù)的數(shù)量為方程式的數(shù)量以下，所以能夠解開(kāi)由4個(gè)式子構(gòu)成的聯(lián)立方程式。因此，通過(guò)解開(kāi)由上述4個(gè)式子(3a)、(3b)、(3c)以及(3d)構(gòu)成的聯(lián)立方程式，能夠?qū)斎胼S8的旋轉(zhuǎn)角θ [η]進(jìn)行運(yùn)算。
[0102]以下，具體地對(duì)在兩磁傳感器71、72間的相位差C為120度的情況進(jìn)行說(shuō)明。在相位差C為120度的情況下，上述4個(gè)式子(3a)、(3b)、(3c)以及(3d)能夠分別利用下式(4a)、(4b)、(4c)以及(4d)表示。
[0103]SI [η] = Alsin θ [η](4a)
[0104]SI [η-1] = Alsin θ [η-1](4b)
[0105]S2[η] = A2sin ( θ [η] + 120)(4c)
[0106]S2 [η-1] = A2sin ( θ [η-1 ] + 120)(4d)
[0107]若解開(kāi)由上述4個(gè)式子(4a)、(4b)、(4c)以及(4d)構(gòu)成的聯(lián)立方程式，則輸入軸8的旋轉(zhuǎn)角θ [n]利用下式(5)(以下稱為“基本運(yùn)算式(5)”)表示。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于，包括: 多個(gè)傳感器，其用于對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)； 取樣器，其按照每個(gè)規(guī)定時(shí)刻對(duì)所述多個(gè)傳感器的各個(gè)的輸出信號(hào)進(jìn)行取樣； 第I運(yùn)算器，其使用所述多個(gè)傳感器中的至少兩個(gè)傳感器在兩個(gè)以上的規(guī)定數(shù)量的不同的時(shí)刻所取樣的多個(gè)輸出信號(hào)，來(lái)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算； 第2運(yùn)算器，其使用所述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器的一個(gè)取樣份的輸出信號(hào)，簡(jiǎn)單地對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算；以及 選擇器，其基于通過(guò)所述取樣器取樣的所述多個(gè)傳感器的各個(gè)的輸出信號(hào)，來(lái)選擇所述第I運(yùn)算器以及所述第2運(yùn)算器中的任意一方，作為在所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 所述選擇器構(gòu)成為，在從電源被接通之后至滿足在假定為通過(guò)所述第I運(yùn)算器對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的情況下，被所述第I運(yùn)算器使用的所述多個(gè)輸出信號(hào)中的針對(duì)相同的傳感器的輸出信號(hào)彼此全部不同這一條件之前，選擇所述第2運(yùn)算器作為在所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器，在滿足所述條件時(shí)以及滿足所述條件之后，選擇所述第I運(yùn)算器作為在所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 所述選擇器構(gòu)成為，在滿足假定為通過(guò)所述第I運(yùn)算器對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算的情況下，被所述第I運(yùn)算器使用的所述多個(gè)輸出信號(hào)中的針對(duì)相同的傳感器的輸出信號(hào)彼此全部不同這一條件時(shí)，選`擇所述第I運(yùn)算器作為在所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器，在不滿足所述條件時(shí)，選擇所述第2運(yùn)算器作為在所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算中所使用的運(yùn)算器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 在為了所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的運(yùn)算而對(duì)被所述第I運(yùn)算器使用的所述多個(gè)輸出信號(hào)的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行算式化的情況下，將所得到的多個(gè)算式的數(shù)量設(shè)為X，將這些算式所包含的未知數(shù)的數(shù)量設(shè)為Y，則滿足Y大于X這一條件， 所述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，在通過(guò)將所述多個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的規(guī)定的多個(gè)不同未知數(shù)視為相互相等而使Y為X以下之后，通過(guò)解答由所述多個(gè)算式構(gòu)成的聯(lián)立方程式，從而對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 還包括與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)并具有多個(gè)磁極的多極磁鐵， 所述多個(gè)傳感器是根據(jù)所述多極磁鐵的旋轉(zhuǎn)，分別輸出相互具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)的多個(gè)磁傳感器， 所述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，使用所述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器在兩個(gè)不同的時(shí)刻所取樣的4個(gè)輸出信號(hào)，來(lái)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算， 所述多個(gè)算式由對(duì)所述4個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行算式化的4個(gè)算式構(gòu)成，各算式包含振幅以及所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角作為未知數(shù)， 所述第I運(yùn)算器通過(guò)將所述4個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的兩個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相互相等而使Y為X以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 還包括與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)并具有多個(gè)磁極的多極磁鐵； 所述多個(gè)傳感器是根據(jù)所述多極磁鐵的旋轉(zhuǎn)，分別輸出相互具有規(guī)定的相位差的正弦波信號(hào)的多個(gè)磁傳感器， 所述第I運(yùn)算器構(gòu)成為，使用所述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器在3個(gè)不同的時(shí)刻所取樣的6個(gè)輸出信號(hào)，來(lái)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算， 所述多個(gè)算式由對(duì)所述6個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行算式化的6個(gè)算式構(gòu)成，各算式包括振幅、所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角以及與所述多極磁鐵的各磁極的磁極寬度有關(guān)的信息作為未知數(shù)， 所述第I運(yùn)算器通過(guò)將所述6個(gè)算式所包含的未知數(shù)中的相同的傳感器的取樣時(shí)刻不同的3個(gè)輸出信號(hào)的振幅視為相互相等，并且將所述6個(gè)算式所包含的全部與磁極寬度有關(guān)的信息視為相互相等，從而使Y為X以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其特征在于， 所述第2運(yùn)算器構(gòu)成為，使用所述多個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器的一個(gè)取樣份的輸出信號(hào)、和預(yù)先設(shè)定的這兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的振幅比，來(lái)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算。
8.一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，包括: 包括輸入軸、輸出軸以及連結(jié)這兩個(gè)軸的扭桿的轉(zhuǎn)向軸； 用于使轉(zhuǎn)向操作輔助力產(chǎn)生的電動(dòng)馬達(dá)； 第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，`其包括所述權(quán)利要求1~6中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，并用于檢測(cè)所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)角作為第I旋轉(zhuǎn)角； 第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，其包括所述權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置，并用于檢測(cè)所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角作為第2旋轉(zhuǎn)角； 轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩運(yùn)算器，其基于通過(guò)所述第I旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置檢測(cè)出的第I旋轉(zhuǎn)角、和通過(guò)所述第2旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算裝置檢測(cè)出的第2旋轉(zhuǎn)角，來(lái)對(duì)賦予給所述輸入軸的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩進(jìn)行運(yùn)算；以及 電流指令值設(shè)定器，其使用通過(guò)所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩運(yùn)算器運(yùn)算出的轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩，來(lái)設(shè)定成為應(yīng)流向所述電動(dòng)馬達(dá)的電流的目標(biāo)值的電流指令值， 所述電流指令值設(shè)定器包括死區(qū)設(shè)定器，該死區(qū)設(shè)定器在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的所述第I旋轉(zhuǎn)角以及所述第2旋轉(zhuǎn)角中的至少一方是通過(guò)所述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述死區(qū)設(shè)定器包括: 在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的所述第I旋轉(zhuǎn)角以及所述第2旋轉(zhuǎn)角的雙方都是通過(guò)所述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是第I規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零的設(shè)備；以及 在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的運(yùn)算所使用的所述第I旋轉(zhuǎn)角以及所述第2旋轉(zhuǎn)角中的僅任意一方是通過(guò)所述第2運(yùn)算器運(yùn)算出時(shí)，在所述轉(zhuǎn)向操作轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值是比所述第I規(guī)定值小的第2規(guī)定值以下的情況下，將電流指令值設(shè)定為零的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B62D119/00GK103863388SQ201310665239
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】高木剛, 狩集裕二, 冷水由信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特