[发明专利]旋转角检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及对无刷马达的转子等的旋转体的旋转角进行检测的旋转角检测装置。

背景技术

为了对使用于电动动力转向装置等的无刷马达进行控制，需要与转子的旋转角度相符地对定子线圈通上电流。因此，公知有旋转角检测装置，其使用根据无刷马达的旋转而旋转的检测用转子来检测无刷马达的转子的旋转角。具体而言，如图10所示，检测用转子101（以下，称为“转子101”）具备圆筒状的磁铁102，该磁铁102具有与设置在无刷马达的转子上的磁极对相当的多个磁极对。在转子101的周围，以转子101的旋转中心轴为中心并隔开规定的角度间隔地配置有两个磁传感器121、122。从各磁传感器121、122输出具有规定的相位差的正弦波信号。根据该两个正弦波信号，检测转子101的旋转角（无刷马达的转子的旋转角）。

在该例中，磁铁102具有5组磁极对。换句话说，磁铁102具有以等角度间隔进行配置的10个磁极。各磁极以转子101的旋转中心轴为中心，以36°（在电角中为180°）的角度间隔进行配置。另外，两个磁传感器121、122以转子101的旋转中心轴为中心并隔开18°（在电角中为90°）的角度间隔地进行配置。

将图10中以箭头表示的方向作为检测用转子101的正向的旋转方向。而且，若转子101向正向旋转，则转子101的旋转角变大，若转子101向反向旋转，则转子101的旋转角变小。如图11所示，从各磁传感器121、122输出正弦波信号V1、V2，该正弦波信号V1、V2将转子101旋转相当于一个磁极对大小的角度（72°（在电角中为360°））的期间作为一周期。

将从规定的基准位置算起的转子101的绝对的旋转角，称为转子101的绝对旋转角（机械角）θ_A。与5个磁极对对应地将转子101的一次旋转量的角度范围分为5个区间，并将以各区间的开始位置为0°、以结束位置为360°进行表示后的转子101的角度称为转子101的相对旋转角θ_R。此时，10个磁极的角度宽度相等，因此转子101的相对旋转角θ_R与无刷马达的转子的电角一致。

此处，从第一磁传感器121输出V1＝A1·sinθ_R的输出信号，从第二磁传感器122输出V2＝A2·cosθ_R的输出信号。A1、A2为振幅。若将两输出信号V1、V2的振幅A1、A2视为相互相等，则能够使用两输出信号V1、V2，并根据下式（1）求出转子101的相对旋转角θ_R。

θ_R＝tan^-1（sinθ_R／cosθ_R）

＝tan^-1（V1／V2）…（1）

这样，使用所求出的相对角θ_R来控制无刷马达。

此外，能够利用相对角θ_R，并例如根据下式（2）求出转子101的绝对旋转角θ_A。

θ_A＝｛θ_R＋360×（n-1）｝／5（其中，n＝1，2，…5）…（2）

专利文献1：日本特开2003-32823号公报

专利文献2：日本特开2002-257649号公报

在如前述那样的现有的旋转角检测装置中，因每个磁极的磁力的变动等，而引起各磁传感器121、122的输出信号V1、V2的振幅针对每个磁极而发生变动，因此在转子101的旋转角的检测中产生误差。因此，根据转子101的绝对旋转角（机械角）θ_A，以各磁传感器121、122的输出信号V1、V2的振幅相等的方式，对各磁传感器121、122的输出信号V1、V2进行修正（振幅修正），然后再运算转子101的相对角θ_R。

在磁力针对每个磁极发生变动的情况下，对于各磁传感器121、122的输出信号V1、V2必须变更增益，该增益针对每个相对角（电角）的一周期或半周期进行修正。由于能够在转子101进行一个旋转后，对各磁传感器121、122所感知的磁极进行确定，所以能够进行基于各磁传感器121、122所感知的磁极（磁极对）的振幅修正。但是，由于无法在无刷马达的启动后立即对各磁传感器121、122所感知的磁极进行确定，所以无法进行基于各磁传感器121、122所感知的磁极的振幅修正与相位修正。

发明内容