[发明专利]角位置检测器以及包括其的旋转电装置驱动单元

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种角位置检测器和包括它的旋转电装置驱动单元。更具体地，可以以低成本构造本发明的角位置检测器，并且，即使当所述旋转电装置高速运转时也能够准确地检测该旋转电装置中的转子的角位置。

背景技术

日本专利申请公报JP-A-2001-86786，日本专利申请公报JP-A-07-79589，日本专利申请公报JP-A-2002-350180，以及日本专利申请公报JP-A-2004-12387描述了驱动电机的电机驱动单元，其中检测转子的角位置以促进旋转磁场内的电机转子的连续旋转。连接到电机旋转轴的解算器检测所述转子的角位置。

图13示意性阐明了常规使用的角位置检测器的框图。如图13所示，解算器302检测电机M中的转子的角位置，并向R/D转换器306发送指示所述转子的对应位置的模拟信号SIN和COS。R/D转换器306将从解算器302发送来的模拟信号SIN和COS转换为数字信号，并将所述数字信号发送到微型计算机的中央处理器(CPU)。基于所接收到的数字信号，CPU产生用来供应交流电流的驱动信号，用来对在转子外围设置的定子线圈产生旋转磁场。然后CPU向逆变器(未示出)发送所述驱动信号。所述逆变器根据从所述CPU发送来的驱动信号以预定时间向所述定子线圈的各相提供预定的交流电流。因而，所述定子线圈产生旋转磁场，并且所述转子在由所述定子线圈产生的旋转磁场内旋转。

在这种情况下，R/D转换器306是具有复杂电路的专用集成电路(IC)，所述复杂电路包括从信号SIN和COS中去除噪声分量的电容器-电阻器(CR)滤波电路。然而，在R/D转换器306中包括这样的电路显著增加了组件的成本，并且导致增加了所述电机驱动单元的总生产成本。

然而，通过使用包括微型计算机的角位置检测器，其中，所述微型计算机集成了CPU并具有解算器接口，将此角位置检测器作为R/D转换器，而不是包括费用与实际的R/D转换器相当的组件，可以避免这样的过多花费。

例如，日本专利申请公报JP-A-2002-350180描述了一种解算器信号处理器，其包括解算器接口，将来自解算器的信号转换为数字信号；以及CPU，处理指示转子的旋转角度的数字信号。所述解算器接口和CPU通过内部总线互相直接连接。

日本专利申请公报JP-A-2004-12387描述了一种集成在电动机控制装置中的角位置检测器。所述角位置检测器还基于从解算器发送的信号SIN和COS产生振幅比信号TAN和COT，并且基于所述振幅比信号TAN和COT检测转子的旋转角。

利用上述技术，可以减小生产所述角位置检测器的成本，因为没有使用R/D转换器。此外，由于在日本专利申请公报JP-A-2002-350180中描述的所述解算器接口和所述CPU相互直接连接，所述解算器信号处理器可以实现计算速度和抗扰度方面的优异性能。

然而，利用上述技术，即使消除了信号SIN和COS中存在的噪声，当将信号SIN和COS转换为数字信号时，需要大量样本数据才能准确地检测所述转子的角位置。结果，由于样本数据的绝对量，微型计算机上的处理负担增加，这将导致响应延迟，其导致所检测到的旋转角度偏离实际旋转角度。

于是，用于电机驱动单元的控制装置需要具有高处理能力的微型计算机。随着电机速度增加，微型计算机的所需要的处理能力也增加。于是，当电机以相对高速运转时，由于缺乏足够的处理能力，很难进行上述检测旋转角度的计算。结果，角位置检测器的使用仅限于所述电机以相对低速运转的情况，即，能够获得足够的处理能力的情况。

同时，由于不断增长的需求，紧凑的电机变得越来越流行，为了实现同样的输出，需要所述电机驱动单元高速运转所述紧凑的电机。为了满足这样的要求，即使所述电机高速运转，也需要所述角位置检测器来检测所述转子的角位置。

为了实现这样的需求，采用具有更强处理能力的微型计算机作为控制装置可能有效。然而，使用具有更强处理能力的微型计算机也增加了生产所述角位置检测器的总成本。

发明内容

根据以上情况作出本发明。因此，本发明的一个目的在于提供一种以低成本构造的角位置检测器，即使当旋转电装置以高速运转时，其能准确地检测该旋转电装置中的转子的角位置。

本发明的另一个目的在于提供一种以低成本构造的旋转电装置驱动单元，即使旋转电装置高速运转时，其能够可靠地控制该旋转电装置。