[发明专利]旋转角度检测装置和使用其的电动助力转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测旋转部件的旋转角度的旋转角度检测装置和使用旋转角度检测装置的电动助力转向设备。

背景技术

检测旋转部件的旋转角度的传统旋转角度检测装置基于传感器元件产生的输出信号来计算旋转角度。在输出信号是余弦信号和正弦信号的情况下，例如要求由传感器元件产生的余弦信号和正弦信号具有90°的相位差。用于产生余弦信号的传感器元件和用于产生正弦信号的传感器元件需要被布置为使得传感器元件的磁化方向偏移90°。然而，由于不能在视觉上确认磁化方向，因而难以将传感器元件布置为使得各自的磁化方向准确地偏移90°。因此，在专利文献(JP 4194484，EP 1544579A1)中提出了在不进行相位校正的情况下从所检测到的旋转角度θ减去三角函数的近似来校正传感器元件的布置的偏差从而精确地计算旋转角度δ。

根据该专利文献，要求在计算用于校正相位的三角函数的近似时从外侧测量正确的旋转角度δ。因此，在该专利文献中需要提供一种用于测量旋转角度δ的外部装置。根据该专利文献，在计算旋转角度时所使用的信号数量增加的情况下，需要存储信号的组合的数量那么多的三角函数。因此，存储器的存储容量将相应增加。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于以高精度检测检测对象的旋转角度的旋转角度检测装置和使用该旋转角度检测装置的电动助力转向设备。

根据本发明的一个方面，旋转角度检测装置包括传感器电路、控制电路和存储器电路。传感器电路包括多个传感器元件对，每个传感器元件对都由传感器元件构成并感测随着检测对象的旋转而变化的旋转磁场并根据检测对象的旋转角度来改变阻抗。控制电路包括：输出信号获取部，用于单独获取由多个传感器元件对产生的输出信号；预校正旋转角度计算部，用于基于由输出信号获取部获取的输出信号来计算检测对象的预校正旋转角度；以及校正部，用于通过校正值来校正由预校正旋转角度计算部计算出的预校正旋转角度。存储器电路存储校正值。

控制电路还包括相位校正值计算部，相位校正值计算部用于基于由输出信号获取部获取的输出信号来计算用于校正输出信号之间的相位偏差的相位校正值作为校正值。校正部通过存储在存储器电路中的相位校正值来校正预校正旋转角度。输出信号获取部获取输出信号，输出信号是不同相位的多个信号。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特征和优点将从参照附图做出的以下详细描述中变得更加明显。在附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的使用旋转角度检测装置的转向系统的示意图；

图2是示出用于图1所示的转向系统的电机的示意性截面图；

图3是示出根据本发明的实施例的旋转角度检测装置的电路图；

图4是示出用于本发明的实施例的余弦信号和正弦信号的信号图；

图5是示出在本发明的实施例中执行的相位校正值计算处理的流程图；

图6是示出在本发明的实施例中执行的旋转角度检测处理的流程图；

图7是示出在本发明的实施例中执行的旋转角度检测处理的流程图；

图8是示出本发明的实施例中的与相位校正值计算处理相关的、用于计算检测对象的旋转角度的正弦信号和余弦信号的分开的角度范围的信号图；以及

图9是示出根据本发明的实施例的检测对象的旋转角度的表格。

具体实施方式

(第一实施例)

参照图1，旋转角度检测装置10被设置在电动助力转向系统(EPS)1中，电动助力转向系统1对车辆中的转向操作进行助力协助。

电动助力转向系统1构成车辆的转向系统90的一部分，转向系统90具有转向轮91和耦合到转向轮91的转向轴92。转向传感器94和扭矩传感器95附接于转向轴92。转向传感器94检测转向轴92的旋转角度(旋转时的角度位置)。扭矩传感器95检测施加于转向轮91的转向扭矩。转向轴92的末端通过齿轮组96耦合至齿条轴97。一对车胎(车轮)98通过杆等耦合至齿条轴97的两个末端。通过齿轮组96将转向轴92的旋转运动转换为齿条轴97的线性运动。车胎98被转动与齿条轴97的线性运动的量对应的量。

电动助力转向系统1包括用于生成转向协助扭矩的电机80、用于检测电机80的旋转角度位置的旋转角度检测器(检测装置)10以及用于将电机80的旋转以减小的旋转传递给转向轴92的齿轮89。该电机是三相无电刷电机，其在正方向和反方向两者上旋转齿轮。电动助力转向系统1与转向轮91的转向方向和转向扭矩对应地将转向协助扭矩传递到转向轴92。