[发明专利]旋转角度检测装置、扭矩检测装置和电动助力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转角度检测装置、扭矩检测装置和电动助力转向装置。

背景技术

通常，对于需要高精度角度检测的应用例如电动机旋转变压器（resolver）或者扭矩传感器，在旋转角度传感器中设置高角度倍增因数（电角度放大率）。例如，如果角度倍增因数是6（6X），则当一个机械旋转被检测为一周时，由旋转角度传感器检测到的旋转角度（电角度）的一周（电角度360°）转换成为机械角度时为“1/6（机械角60°）”。从而，确保高角度分辨率的配置被普遍应用。

但是，当角度倍增因数增加时，多个机械角度对应一个要检测的电角度。例如，当基于上述“6X”的旋转角度传感器检测到的电角度是“60°”时，则估计出的机械角度是6个角度“10°”、“70°”、“130°”、“190°”、“250°”和“310°”。出于该原因，到目前为止，当使用具有高角度倍增因数的旋转角度传感器检测机械角度时，使用计数器累积要检测的电角度的增加或减少，或者，通过使用那些传感器将由两个旋转角度传感器检测的各个电角度相互比较。

例如，专利文献1中公开的电力转向装置具有所谓的双旋转变压器扭矩传感器，其中在转向轴上配置的扭杆的两端设置一对旋转变压器。基于通过上述两个旋转变压器检测的在方向盘侧和齿条侧之间的旋转角度（即，扭杆的扭转角）的变化的差来检测转向力矩。另外，将角度倍增因数不同的两个电角度相互比较。结果，可以检测到转向轴的旋转角度，即机械角度的转向角。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2005-147733

专利文献2：JP-A-2010-48760

专利文献3：JP-A-2007-51683

发明内容

技术问题

但是，由于设备的尺寸变大，除了应用双旋转变压器扭矩传感器（可以使用现有配置）之外，难以应用上述使用两个旋转变压器的配置。考虑与旋转变压器的数量的增加关联的制造成本的增加，事实上，不可能复用通用产品例如EPS（Electric Power Steering Device，电动助力转向装置）。

专利文献2公开一种配置，其中从旋转变压器输出的传感器信号的数量扩展为3相或更多相，从而使得可以改进包括异常检测性能的可靠性。但是，即使可以改进各个旋转变压器的可靠性，如果任何一个旋转变压器完全故障，如同上述情况一样也不能检测旋转变压器的机械角度。

另外，专利文献3公开一种旋转变压器，具有设置在转动轴承的内环的第一转子，设置在转动元件的笼内的第二转子，和设置在转动轴承的外环的定子。也就是说，旋转变压器具有以下配置，通过一个定子检测由两个独立的转子的旋转产生的感应电压变化，从而缩小装置。另外，输出的传感器信号具有两个已知分量的复合波形，该两个分量随各个转子的旋转角度而变化。相应地，基于传感器信号能够检测各个转子到定子的相对旋转角度。将两个转子的旋转角度相互比较，从而使得可以在设置的第一转子的角度倍增因数外检测与第一转子一起转动的检测目标的旋转角度。

但是，传统示例中公开的旋转变压器旨在连续检测检测目标的多个旋转的旋转角度（绝对旋转角度），并且没有被结构化为适于高精度的角度检测（由设置高角度倍增因数而发生）。也就是说，内部设置有第二转子的笼子通过外环和内环的相对旋转而旋转，外环内设置定子，内环内设置第一转子。笼子相对外环的旋转角度依赖于内环相对外环的旋转角度。但是，响应于由设置的高角度倍增因数而导致的高分辨率，旋转角度变化的速率不是精确的常量。另外，基于复合波形计算旋转角度的方法不能排除检测错误（例如温度特征或线性阻抗）的影响，考虑到这个事情，存在改进的空间。

本发明用于解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种旋转角度检测装置、扭矩检测装置和电动助力转向装置，其可以基于由一个旋转角度传感器输出的传感器信号，以检测目标的一个机械转动为一周检测机械角度，同时确保高角度分辨率。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本发明，提供一种旋转角度检测装置，包括：

旋转角度传感器，被配置成输出三相传感器信号的集合或更多相传感器信号的集合，使得所述信号的值随着检测目标的旋转角度而变化并且与所述旋转角度对应的各信号变化的各相位具有相同的偏移；和

检测装置，被配置成基于各个传感器信号来检测所述旋转角度；