带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器、以及对具备换向器的电动机的旋转角度进行检测的方法

文档序号:1713755 发布日期:2019-12-13 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器、以及对具备换向器的电动机的旋转角度进行检测的方法 (Motor with rotation angle detector, rotation angle detector for motor, and method for detecting rotation angle of motor provided with commutator ) 是由 都军安 阿部勤 于 2018-04-24 设计创作,主要内容包括:取得与具备换向器(20)的电动机(10)的旋转有关的信息的旋转角度检测器(100)包括:旋转角度计算部(32),基于电动机(10)的端子间电压V与在电动机(10)中流动的电流Im来计算电动机(10)的旋转角度θ;第1信号生成部(34),基于在电动机(10)中流动的电流Im所包含的脉动成分Ir来生成第1脉冲信号Pa;第2信号生成部(35),基于第1脉冲信号Pa和计算出的旋转角度θ来生成表示电动机(10)旋转了狭缝间角度(第2角度θc)这一情况的第2脉冲信号Pb;以及旋转信息计算部(36),基于第2信号生成部(35)的输出来计算电动机(10)的旋转角度。第2信号生成部(35)构成为基于旋转角度θ的角度范围和第1脉冲信号Pa的历史记录,来决定可否输出基于第1脉冲信号Pa的第2脉冲信号Pb、以及可否复位旋转角度θ。(A rotation angle detector (100) that acquires information relating to the rotation of a motor (10) that is provided with a commutator (20) is provided with: a rotation angle calculation unit (32) that calculates a rotation angle theta of the motor (10) on the basis of the inter-terminal voltage V of the motor (10) and the current Im flowing through the motor (10); a1 st signal generation unit (34) that generates a1 st pulse signal Pa based on a pulsation component Ir included in a current Im flowing through the motor (10); a2 nd signal generation unit (35) that generates a2 nd pulse signal Pb indicating that the motor (10) has rotated by an inter-slit angle (2 nd angle θ c) based on the 1 st pulse signal Pa and the calculated rotation angle θ; and a rotation information calculation unit (36) that calculates the rotation angle of the motor (10) on the basis of the output of the 2 nd signal generation unit (35). The 2 nd signal generation unit (35) is configured to determine whether or not to output the 2 nd pulse signal Pb based on the 1 st pulse signal Pa and whether or not to reset the rotation angle theta based on the angle range of the rotation angle theta and the history of the 1 st pulse signal Pa.)

带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器、以及 对具备换向器的电动机的旋转角度进行检测的方法

技术领域

本发明涉及带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器以及对具备换向器的电动机的旋转角度进行检测的方法。特别涉及不使用位置检测传感器而根据对电动机施加的电压值以及在电动机中流动的电流值来检测旋转角度的电动机、旋转角度检测器及其方法。

背景技术

以往,公知有一种为了不使用位置检测传感器来检测电动机的旋转角度而基于在电动机中流动的电流所包含的脉动(ripple)成分来取得电动机的旋转量的装置(参照专利文献1)。该装置生成具有与脉动成分相同的频率的脉冲信号,并对该脉冲信号的数量进行计数来取得电动机的旋转量。因此,在电动机以一定的旋转角速度旋转的情况下,能够以某一程度的精度取得旋转量。但是,在将电源切断之后的惯性旋转中等的脉动成分变小的情况下,无法高精度地取得其旋转量。

与此相对,公知有一种能够更高精度地取得脉动成分小的情况下的旋转量的装置(参照专利文献2)。该装置通过基于根据在电动机中流动的电流和其端子间电压而计算出的反向电动势的积分值来修正脉冲信号的数量,由此能够更高精度地取得电动机的旋转量。

具体而言,在生成了脉冲信号时的实际的积分值比脉动成分的1个周期的期间的平均积分值显著小的情况下,将该脉冲信号视为误脉冲,对脉冲信号的数量进行减少修正。或者,在从生成上次的脉冲信号起经过了规定时间时的实际的积分值比其平均的积分值显著大的情况下,视为发生了脉冲信号的漏生成而对脉冲信号的数量进行增加修正。

在先专利文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-261134号公报

专利文献2:日本特开2005-323488号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,专利文献2所记载的装置在经过了能够认为电动机停止了的足够时间之前无法对脉冲信号的数量进行增加修正。因此,无法适时地取得准确的旋转量,存在不能取得可靠性高的旋转量的可能性。

鉴于上述的点,希望提供一种能够以更高的可靠性取得与直流换向器电动机的旋转有关的信息的装置。

用于解决问题的手段

本发明的实施例所涉及的装置的特征在于,具备电动机、以及对上述电动机的旋转角度进行检测的旋转角度检测器,上述电动机具有由多个换向器片构成的换向器,上述旋转角度检测器包括:旋转角度计算部,基于上述电动机的端子间电压和在上述电动机中流动的电流来计算上述旋转角度,并输出旋转角度信号;第1信号生成部,基于在上述电动机中流动的电流所包含的脉动成分来生成第1信号;运算部,基于上述第1信号和上述旋转角度信号双方的信号来修正上述旋转角度;以及旋转信息计算部,基于上述运算部的输出来计算与上述电动机的旋转有关的信息,当上述旋转角度在规定的角度范围内最初生成了上述第1信号的情况下,上述运算部向上述旋转角度计算部输出将上述旋转角度修正为上述规定的角度范围内的第1角度的指令,即使上述旋转角度在上述规定的角度范围内,也将在上述规定的角度范围内第二个以后生成的上述第1信号忽略。

发明效果

根据上述的方案,能够提供能以更高的可靠性取得与直流换向器电动机的旋转有关的信息的装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施例涉及的旋转角度检测器的结构例的示意图。

图2是换向器的示意图。

图3A是表示第1信号生成部生成第1脉冲信号的时机的一个例子的图。

图3B是表示第1信号生成部生成第1脉冲信号的时机的另一个例子的图。

图4是表示生成第2脉冲信号的时机的一个例子的图。

图5是旋转量计算处理的流程图。

图6是表示合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的推移的图。

图7是表示旋转量计算处理的另一个例子的流程图。

图8是表示生成第2脉冲信号的时机的另一个例子的图。

图9是表示旋转量计算处理的又一个例子的流程图。

图10是表示生成第2脉冲信号的时机的又一个例子的图。

图11是表示旋转量计算处理的又一个例子的流程图。

图12是表示生成第2脉冲信号的时机的又一个例子的图。

图13是表示旋转量计算处理的又一个例子的流程图。

图14是表示生成第2脉冲信号的时机的又一个例子的图。

图15是表示旋转量计算处理的又一个例子的流程图。

图16是表示生成第2脉冲信号的时机的又一个例子的图。

图17是表示旋转角度检测器的其他结构例的示意图。

图18是表示图17的旋转角度检测器执行的旋转量计算处理的一个例子的流程图。

图19是表示输出递进指令的时机的一个例子的图。

图20是表示图17的旋转角度检测器执行的旋转量计算处理的另一个例子的流程图。

图21是表示输出递进指令的时机的另一个例子的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施例涉及的旋转角度检测器100进行说明。图1是表示本发明的实施例涉及的旋转角度检测器100的结构例的示意图。

旋转角度检测器100是检测电动机10的旋转角度的装置。在图1的例子中,旋转角度检测器100基于电动机10的端子间电压V和在电动机10中流动的电流Im来检测电动机10的旋转角度。

电动机10是具备换向器的直流换向器电动机。电动机10例如在汽车的车窗的升降、外后视镜的角度的调整、空调装置中的送风量的调整、头灯的光轴的调整等中使用。

图2是换向器20的示意图。如图2所示,换向器20由被狭缝20s相互隔开的8个换向器片20a构成。各换向器片20a的圆弧的中心角亦即狭缝间角度(第2角度θc)约为45度。

电动机10经由4个开关SW1~SW4与电源连接。而且,构成为在开关SW1与开关SW3为闭合状态时按顺时针进行正旋转,在开关SW2与开关SW4为闭合状态时按逆时针进行反转。在与电源连接的图1的例子中,在进行正旋转的电动机10中流动的电流具有正值,在进行反转的电动机10中流动的电流具有负值。在惯性旋转中,开关SW2与开关SW3为闭合状态,在进行正旋转的电动机10中流动的电流具有负值,在进行反转的电动机10中流动的电流具有正值。在本实施例中,为了在惯性旋转中也检测旋转,电动机10与电流检测部10b存在于闭环中。此外,在本实施例中,电动机10由于电阻值十分大,所以即使将电动机10的2个端子短路,也以惯性进行旋转。另一方面,电动机10在电阻值小的情况下,如果将电动机10的2个端子短路,则会迅速减速。为了抑制惯性旋转中的电动机10的减速,只要形成经过电阻器的闭环即可。

电压检测部10a检测电动机10的端子间电压V。电流检测部10b检测在电动机10中流动的电流Im。

旋转角度检测器100主要包括电压滤波部30、旋转角速度计算部31、旋转角度计算部32、电流滤波部33、第1信号生成部34、第2信号生成部35、旋转信息计算部36等构件。各构件既可以由电气电路构成,也可以由软件构成。

电压滤波部30使电压检测部10a输出的端子间电压V的波形流畅。电压滤波部30例如以旋转角速度计算部31能够高精度计算电动机10的旋转角速度的方式使端子间电压V的波形流畅。在图1的例子中,电压滤波部30为低通滤波器,输出将电压检测部10a输出的端子间电压V的波形中的高频成分作为噪声而除去后的端子间电压V'。

旋转角速度计算部31基于电动机10的端子间电压V'和在电动机10中流动的电流Im来计算电动机10的旋转角速度。在图1的例子中,旋转角速度计算部31基于式(1)来计算旋转角速度ω。

Ke是反向电动势常量,Rm是电动机10的内部电阻,Lm是电动机10的电感,dIm/dt是电流Im的一次微分。电流Im的一次微分例如是上次的电流Im的值与这次的电流Im的值之差。

旋转角速度计算部31每隔一定的控制周期便计算电动机10的旋转角速度ω,并将计算出的旋转角速度ω对旋转角度计算部32进行输出。

旋转角度计算部32计算电动机10的旋转角度。旋转角度计算部32基于式(2)来计算旋转角度θ。

θ=∫0ω×dt…(2)

旋转角度计算部32例如对旋转角速度计算部31每隔一定的控制周期便输出的旋转角速度ω进行累计来计算旋转角度θ,并将计算出的与旋转角度θ有关的信号即旋转角度信号对于第2信号生成部35进行输出。

另外,旋转角度计算部32根据来自第2信号生成部35的同步指令来将旋转角度θ复位为零。

电流滤波部33输出由电流检测部10b输出的电流Im所包含的特定的频率成分即脉动成分Ir。电流滤波部33由以第1信号生成部34能够检测电流Im的脉动成分Ir的方式通过脉动成分Ir的频率的带通滤波器构成。由带通滤波器构成的电流滤波部33将电流检测部10b输出的电流Im的波形中的脉动成分Ir以外的频率成分除去。本实施例中利用的脉动成分Ir因换向器片20a与电刷的接触/分离而生成。因此,在脉动成分Ir的1个周期的期间电动机10旋转的角度等于狭缝间角度。

第1信号生成部34生成根据脉动成分Ir的波形推断出电动机10旋转了一定的角度这一情况的信号。该信号是与脉动成分Ir的周期对应的信号。一定的角度可以是与脉动成分Ir的1个周期对应的角度,也可以是与半个周期对应的角度。在该实施例中,每当电动机10旋转狭缝间角度(第2角度θc)时,便生成根据脉动成分Ir的波形推断出的信号(第1脉冲信号Pa)。第1信号生成部34基于电流滤波部33输出的脉动成分Ir的波形来生成第1脉冲信号Pa。

图3A是表示第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa的时机的一个例子的图。第1信号生成部34按脉动成分Ir的每1个周期生成第1脉冲信号Pa。例如,每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib时便生成第1脉冲信号Pa。在图3A的例子中,在时刻t1、t2、t3、…、tn等生成第1脉冲信号Pa。T1、T2、T3、…、Tn等表示脉动成分Ir的周期,θ1、θ2、θ3、…、θn等表示第1信号生成部34生成了第1脉冲信号时的旋转角度θ。旋转角度θ是旋转角度计算部32计算出的值。这样,典型的情况下,每当旋转角度θ增加狭缝间角度时,第1信号生成部34便生成第1脉冲信号Pa。

其中,例如当在电动机10的电源断开后的惯性旋转期间中电流Im以及其脉动成分Ir变小的情况下,第1信号生成部34有时无法检测脉动成分Ir,而不能生成第1脉冲信号Pa。另外,例如当在电动机10的电源刚刚接通之后产生了浪涌电流的情况下,第1信号生成部34有时根据该浪涌电流误生成第1脉冲信号Pa。这样的第1脉冲信号Pa的漏生成或者误生成会导致使旋转角度检测器100输出的与电动机10的旋转有关的信息(以下,称为“旋转信息”)的可靠性降低。

鉴于此,旋转角度检测器100能够通过第2信号生成部35更高精度地生成表示电动机10的旋转角度的信号。

第2信号生成部35是运算部的一个例子,生成表示电动机10旋转了狭缝间角度的信号。第2信号生成部35基于旋转角度计算部32输出的旋转角度信号和第1信号生成部34输出的第1脉冲信号Pa按每个狭缝间角度生成第2脉冲信号Pb。第2脉冲信号Pb是表示电动机10旋转了规定角度的信息的一个例子。第1脉冲信号Pa由于是仅根据脉动成分Ir的波形推断出的信号,所以有时被误输出。另一方面,第2脉冲信号Pb由于是根据第1脉冲信号Pa和旋转角度信号双方推断出的信号,所以能够使误差为一定值以下。

图4是表示第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。在图4的实施例中,第1角度θp为零。此外,在其他实施例中,第1角度θp为零以外的角度。另外,第2角度θc等于电动机10的狭缝间角度。第3角度θu以及第4角度θd是能够受理第1脉冲信号Pa的阈值,基于旋转角度θ成为第1角度θp时的旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度的最大相位差而设定。

第2信号生成部35基于旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc时第1信号生成部34最初生成的第1脉冲信号Pa来生成第2脉冲信号Pb。第3角度θu可以是预先设定的值,也可以是动态设定的值。图4用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc的角度范围即受理范围。在图4的例子中,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4时的旋转角度θ1、θ2、θ5为第3角度θu以上且小于第2角度θc。即,旋转角度θ1、θ2、θ5的每一个达到第2角度θc为止的剩余的角度小于角度α。基于旋转角度θ成为第1角度θp时的、与电动机10的实际的旋转角度的最大误差来设定角度α。该情况下,第2信号生成部35视为在时刻t1、t2、t5由第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4不是噪声。因此,第2信号生成部35在时刻t1、t2、t5生成第2脉冲信号Pb1、Pb2、Pb4。如果生成了第2脉冲信号Pb,则第2信号生成部35对于旋转角度计算部32输出同步指令。此外,如果在旋转角度θ小于第2角度θc且为第3角度θu以上的情况下,产生具有与脉动成分Ir相同的频率成分的噪声,则存在被输入错误的第1脉冲信号Pa而生成第2脉冲信号Pb的可能。但是,在下一时机,检测出真正的脉动成分Ir,旋转角度检测器100能够检测正确的旋转角度。因此,旋转角度检测器100检测的旋转角度即使因噪声而暂时被误检测,也能够恢复为正确的旋转角度。另外,误差的范围小于角度α,是在实用上没有问题的范围。

另外,第2信号生成部35在旋转角度θ的大小达到了第2角度θc时生成第2脉冲信号Pb。其中,旋转角度θ是旋转角度计算部32计算出的角度,包含误差。在图4的例子中,当在时刻t3、t7、t9旋转角度θ3、θ7、θ9的绝对值达到了第2角度θc时生成第2脉冲信号Pb3、Pb5、Pb6。如果生成了第2脉冲信号Pb,则第2信号生成部35对于旋转角度计算部32输出同步指令。旋转角度计算部32若接收到同步指令则使旋转角度θ复位为零。

即,第2信号生成部35例如当在时刻t2生成了第2脉冲信号Pb2之后保持未接收到第1脉冲信号Pa的状态不变、旋转角度θ的绝对值达到了第2角度θc时生成第2脉冲信号Pb3。

这样,即使在因某一理由而为生成第1脉冲信号Pa的情况下,只要由旋转角度计算部32计算出的旋转角度θ的绝对值达到了第2角度θc,则第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb。因此,能够可靠地防止第1脉冲信号Pa的漏生成。

另外,第2信号生成部35在第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd的情况下,不生成第2脉冲信号Pb。第4角度θd可以是预先设定的值,也可以是动态设定的值。这样的状况典型在因旋转角度θ的大小达到了规定角度而生成了第2脉冲信号Pb之后产生。图4用点图案表示了旋转角度θ为第1角度θp(零)以上且小于第4角度θd的角度范围即受理范围。在图4的例子中,在时刻t3因旋转角度θ的绝对值达到了第2角度θc而生成了第2脉冲信号Pb3之后的时刻t4,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa3。此时的旋转角度θ4小于第4角度θd。即,在时刻t3被复位之后累计得到的旋转角度θ4还是小于角度β。该情况下,第2信号生成部35能够判定为可将在时刻t4由第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa3统一成在时刻t3生成的第2脉冲信号Pb3。具体而言,在电动机10的实际的旋转角度达到第2角度θc之前,旋转角度计算部32输出的旋转角度θ在达到了第2角度θc的情况下产生。即,尽管实际的旋转角度未达到第2角度θc,但由于旋转角度计算部32计算出的旋转角度θ达到了第2角度θc,所以在生成了第2脉冲信号Pb3的情况下产生。刚刚生成了第2脉冲信号Pb3之后立即生成了第1脉冲信号Pa3的时刻是实际的旋转角度达到了第2角度θc的瞬间。因此,第2信号生成部35在生成了第1脉冲信号Pa3的时刻对于旋转角度计算部32输出同步指令。该情况下,第2信号生成部35在时刻t4不生成第2脉冲信号Pb。图4的朝向“×”的虚线箭头表示没有基于第1脉冲信号Pa3生成第2脉冲信号Pb。其他图中的朝向“×”的虚线箭头也同样。

另外,第1信号生成部34有时在短时间连续地生成第1脉冲信号Pa。如上所述,在图3A中,每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib时,第1信号生成部34便生成第1脉冲信号Pa。在脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib之前或刚刚超过之后,即使叠加有微小的噪声,也会误生成第1脉冲信号Pa。该情况下,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa的间隔小于角度β(第4角度θd)。在图4的例子中,第1信号生成部34在时刻t2生成第1脉冲信号Pa2。第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb2,并且向旋转角度计算部32输出同步指令。旋转角度计算部32将旋转角度θ复位。然后,第1信号生成部34在时刻t2'生成第1脉冲信号Pa2'。时刻t2'的时间点的旋转角度θ小于第4角度θd。该情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb,也不输出同步指令。图4的朝向“×”的虚线箭头表示未基于第1脉冲信号Pa3生成第2脉冲信号Pb这一情况。此外,当在脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib之前或刚刚超过之后,叠加有微小的噪声的情况下,无法判断短时间连续产生多个的第1脉冲信号Pa的哪一个是表示达到了第2角度θc的第1脉冲信号Pa。但是,该情况下,由于多个第1脉冲信号Pa在短期间内(小于角度β)生成,所以即使在最初的第1脉冲信号Pa的时刻视为旋转角度θ达到了第2角度θc,在实用上也没有问题。另外,每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib时,即使产生了同样的噪声,误差也被抑制为小于角度β。即,误差不累积。因此,能够将误差抑制在实用上没有问题的范围。

另外,在第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu的情况、即旋转角度θ处于角度范围R1内的情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb,也不对于旋转角度计算部32输出同步指令。在图4的例子中,在时刻t6第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa5时的旋转角度θ6为第4角度θd以上且小于第3角度θu。即,旋转角度θ6达到第2角度θc为止的剩余的角度大于角度α,在时刻t5被复位之后累计的旋转角度θ6为角度β以上。该情况下,第2信号生成部35能够判定为第1脉冲信号Pa5是基于噪声的信号。因此,第2信号生成部35在时刻t6不生成第2脉冲信号Pb,也不对于旋转角度计算部32输出同步指令。即,能够排除因基于噪声的第1脉冲信号Pa5带来的影响。

另外,在第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd的情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb。其中,存在当第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd的情况下,第2信号生成部35对于旋转角度计算部32输出同步指令的情况、以及不输出同步指令的情况。如果在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第2角度θc之后,当旋转角度θ小于第4角度θd时生成第1脉冲信号Pa,则第2信号生成部35将同步指令发送至旋转角度计算部32。其中,如果在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第2角度θc之后,当旋转角度θ小于第4角度θd时生成多个第1脉冲信号Pa,则第二个以后的第1脉冲信号Pa被忽略。即,第2信号生成部35不输出同步指令。另外,在旋转角度θ达到第2角度θc之前生成了第1脉冲信号Pa之后,即使当旋转角度θ小于第4角度θd时生成第1脉冲信号Pa,第2信号生成部35也不输出同步指令。即,当在第1脉冲信号Pa小于第4角度θd(角度β)的期间生成了多个第1脉冲信号Pa的情况下,第二个以后的第1脉冲信号Pa被忽略。即,第2信号生成部35不输出同步指令。在图4的例子中,在时刻t4'第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa3'时的旋转角度θ4'小于第4角度θd。然而,第1脉冲信号Pa3'是生成了最近的第2脉冲信号Pb3之后的第二个第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35在接收到第1脉冲信号Pa3'时,不生成第2脉冲信号Pb,也不对于旋转角度计算部32输出同步指令。

通过以上的构成,旋转角度检测器100能够将电动机10的旋转角度θ的检测误差抑制为实用上没有问题的范围。特别是在旋转角度检测器100中,误差不会累积。因此,不管电动机10的转速如何,都能将误差抑制在一定范围内。发明人发现以下的前提成立,而发明了上述的旋转角度检测器100。(1)因微小噪声引起的脉动成分Ir的误检测被限定在脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib之前或刚刚超过之后。该情况下,仅在准确生成的第1脉冲信号Pa的前后的短时间(从向前角度α到向后角度β为止),生成错误的第1脉冲信号Pa。(2)大的噪声是电源刚刚接通之后的浪涌电流等引起的噪声,以比第2角度θc充分长的间隔产生。(3)旋转角度计算部32根据端子间电压V'和电流Im计算的旋转角度θ的误差比狭缝间角度(第2角度θc)充分小。

根据以上的构成,即便例如是在电动机10的电源断开后的惯性旋转期间中电流Im以及其脉动成分Ir变小、第1信号生成部34无法基于脉动成分Ir的波形来生成第1脉冲信号Pa的情况,第2信号生成部35也能够生成第2脉冲信号Pb。

另外,即便例如是在电动机10的电源刚刚接通之后就产生浪涌电流、第1信号生成部34根据根浪涌电流而误生成了第1脉冲信号Pa的情况,第2信号生成部35也不生成与该第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb。即,能够排除因该第1脉冲信号Pa引起的影响。

另外,即便例如是第1信号生成部34因噪声等的影响而误生成了第1脉冲信号Pa的情况,第2信号生成部35也不生成与该第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb,也不对于旋转角度计算部32输出同步指令。

因此,旋转角度检测器100根据基于第1脉冲信号Pa和旋转角度信号双方而生成的第2脉冲信号Pb来计算电动机10的旋转信息,由此能够使电动机10的旋转信息的可靠性提高。

另外,第2信号生成部35输出表示电动机10的旋转方向的方向信号。例如,如果旋转方向是正旋转方向,则第2信号生成部35输出正值作为旋转角度θ,如果旋转方向是反转方向,则第2信号生成部35输出负值作为旋转角度θ。当在电动机10中流动的电流为正值时旋转角度θ具有正值,当在电动机10中流动的电流为负值时旋转角度θ具有负值。其中,在惯性旋转中,当在电动机10中流动的电流为负值时旋转角度θ具有正值,当在电动机10中流动的电流为正值时旋转角度θ具有负值。

旋转信息计算部36计算电动机10的旋转信息。电动机10的旋转信息例如包括从基准旋转位置起的旋转量(旋转角度)、从基准旋转位置起的转速等。在电动机10被用于汽车的车窗的升降的情况下,电动机10的旋转信息可以是车窗的上缘相对于基准位置的相对位置、被转换为车窗的打开量等的值。另外,也可以包含某一期间中的旋转角速度ω的平均值、最大值、最小值、中间值等统计值。在图1的例子中,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出来计算电动机10的旋转信息。例如,通过对在电动机10开始旋转之后生成的第2脉冲信号Pb的数量乘以第2角度θc,来计算电动机10开始旋转后的旋转量。此时,旋转信息计算部36基于与第2脉冲信号Pb一同由第2信号生成部35输出的方向信号来决定是将第2脉冲信号Pb的数量自加1还是自减1。或者,旋转信息计算部36可以分别对与表示正旋转方向的方向信号一同收到的第2脉冲信号Pb的数量、以及与表示反转方向的方向信号一同收到的第2脉冲信号Pb的数量分别进行计数,并基于它们之差来计算电动机10的旋转量。

接下来,参照图5对旋转角度检测器100计算电动机10的旋转量的处理(以下,称为“旋转量计算处理”)的流程进行说明。图5是旋转量计算处理的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。

首先,旋转角度检测器100取得端子间电压V以及电流Im(步骤ST1)。在图1的例子中,旋转角度检测器100按规定的控制周期取得电压检测部10a输出的端子间电压V、以及电流检测部10b输出的电流Im。

然后,旋转角度检测器100计算旋转角速度ω以及旋转角度θ(步骤ST2)。在图1的例子中,旋转角度检测器100的旋转角速度计算部31将端子间电压V'和电流Im代入至式(1)来按规定的控制周期计算旋转角速度ω。而且,旋转角度检测器100的旋转角度计算部32对按每个控制周期计算出的旋转角速度ω进行累计来计算旋转角度θ。

然后,旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于第2角度θc(步骤ST3)。在图1的例子中,旋转角度检测器100的第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第2角度θc(狭缝间角度)。

在判定为旋转角度θ为第2角度θc以上的情况下(步骤ST3的否),第2信号生成部35判定为在直到第2角度θc为止的时机未生成第1脉冲信号Pa。该情况下,第2信号生成部35为了表示未生成第1脉冲信号Pa这一情况而使标志F为"False"(步骤ST3A)。标志F是用于表示是否生成了第1脉冲信号Pa的标志。标志F的初始值是表示未生成第1脉冲信号Pa的"False"。标志F为"True"表示已经生成了第1脉冲信号Pa。然后,生成第2脉冲信号Pb(步骤ST10)、且将旋转角度θ复位为零(步骤ST11)。这是在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第2角度θc的情况,与在图4的例子中在时刻t3、t7、t9旋转角度θ达到了旋转角度θ3、θ7、θ9的情况对应。

另一方面,在判定为旋转角度θ小于第2角度θc的情况下(步骤ST3的是),第2信号生成部35判定是否生成了第1脉冲信号Pa(步骤ST4)。在图1的例子中,由第1信号生成部34判定是否生成了第1脉冲信号Pa。

当第2信号生成部35判定为在旋转角度θ小于第2角度θc的阶段(步骤ST3的是)尚未生成第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST4的否),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST7)。而且,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出来计算电动机10的旋转量。该情况下,计算出的旋转量没有变化。这与在图4的例子中在时刻t0旋转角度θ成为旋转角度θ0的情况对应。

然后,旋转角度检测器100判定旋转角速度ω是否变为零(步骤ST8)。而且,旋转角度检测器100在判定为旋转角速度ω未变为零的情况下(步骤ST8的否),使处理返回至步骤ST1,在判定为旋转角速度ω变为零的情况下(步骤ST8的是),使旋转量计算处理结束。

在判定为生成了第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST4的是),第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第3角度θu(步骤ST5)。这是因为在小于第3角度θu的时机生成的第1脉冲信号Pa基于噪声的可能性高。

在判定为旋转角度θ为第3角度θu以上的情况下(步骤ST5的否),第2信号生成部35为了表示是否生成了第1脉冲信号Pa而将标志F设为"True"(步骤ST5A)。然后,第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb(步骤ST10)、且将旋转角度θ复位为零(步骤ST11)。这是因为当在旋转角度θ为第3角度θu以上时产生了第1脉冲信号Pa的情况下,产生了第1脉冲信号Pa的时刻的实际的旋转角度接近第2角度θc。这与在图4的例子中在时刻t1、t2、t5生成了第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4的情况对应。

在判定为旋转角度θ小于第3角度θu的情况下(步骤ST5的是),第2信号生成部35在当前时刻无法判定为第1脉冲信号Pa不是基于噪声的信号。存在旋转角度θ多少包含误差的情况。另外,第1脉冲信号Pa的生成时期有时因噪声等的影响而稍微偏移。因此,存在旋转角度θ达到第2角度θc的时期与第1脉冲信号Pa的生成时期偏移的情况。因此,这是因为不知道旋转角度θ达到第2角度θc的时期与第1脉冲信号Pa的生成时期中的哪一个早。鉴于此,关于在生成了最近的第2脉冲信号Pb之后最初接收到的第1脉冲信号Pa,第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第4角度θd(步骤ST6)。

在判定为与最初的第1脉冲信号Pa有关的旋转角度θ小于第4角度θd的情况下(步骤ST6的是),第2信号生成部35检查标志F(步骤ST6A)。标志F是用于判断连续产生了第1脉冲信号Pa这一情况的标志。在标志F为"True"的情况下,第1脉冲信号Pa是连续产生的第二个以后的第1脉冲信号Pa。在标志F为"True"的情况下(步骤ST6A的是),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST7)。这与在图4的例子中在时刻t2'、t4'生成了第1脉冲信号Pa2',Pa3'时对应。在标志F为"False"的情况下(步骤ST6A的否),第2信号生成部35将标志F设为"True"(步骤ST6B)。然后,第2信号生成部35将旋转角度θ复位为零(步骤ST11)。这是因为在旋转角度θ小于第4角度θd的情况下,生成第1脉冲信号Pa时的实际的旋转角度接近第2角度θc。即,这是因为在小于第4角度θd的情况下,能够判定为第1脉冲信号Pa与之前刚刚生成的第2脉冲信号Pb对应。这与在图4的例子中在时刻t4、t8生成了第1脉冲信号Pa3、Pa6的情况对应。即,能够判定为第1脉冲信号Pa3、Pa6与第2脉冲信号Pb3、Pb5对应。

在判定为与最初的第1脉冲信号Pa有关的旋转角度θ为第4角度θd以上的情况下(步骤ST6的否)、即在判定为使角度范围R1内的情况下,第2信号生成部35判定为该第1脉冲信号Pa是基于噪声的信号。该情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb,也不将旋转角度θ复位。而且,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出来计算电动机10的旋转量。这与在图4的例子中在时刻t6生成了第1脉冲信号Pa5时对应。即,第2信号生成部35将第1脉冲信号Pa5判定为基于噪声的信号。

然后,旋转角度检测器100计算电动机10的旋转量(步骤ST7)。在图1的例子中,旋转角度检测器100的旋转信息计算部36通过对在电动机10开始旋转后生成的第2脉冲信号Pb的数量乘以第2角度θc,来计算电动机10开始旋转后的旋转量。

接下来,参照图6对与旋转角度检测器100计算出的电动机10的旋转量的可靠性有关的实验结果进行说明。图6是表示合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的推移的图。

合成脉冲信号是通过将第2脉冲信号Pb的多个脉冲合成为1个脉冲而得到的信号。在图6的例子中,狭缝间角度(第2角度θc)为90度。第1脉冲信号Pa以及第2脉冲信号Pb基本上每当电动机10的旋转轴旋转90度时生成。而且,通过将第2脉冲信号Pb的2个脉冲合成为1个脉冲来生成合成脉冲信号。即,旋转角度检测器100构成为每当电动机10的旋转轴旋转180度时生成一个合成脉冲信号。

霍尔脉冲信号是霍尔传感器输出的脉冲信号。霍尔传感器检测为了第2脉冲信号Pb与霍尔脉冲信号的比较而在电动机10的旋转轴安装的磁石所产生的磁通量。在图6的例子中,旋转角度检测器100构成为每当电动机10的旋转轴旋转180度时生成一个霍尔脉冲信号。

图6的朝向“×”的虚线箭头表示没有基于第1脉冲信号Pa生成第2脉冲信号Pb这一情况。即,表示第1脉冲信号Pa作为噪声而被忽略这一情况。另外,图6的8个实线箭头表示在漏生成第1脉冲信号Pa时追加了第2脉冲信号Pb这一情况。

在图6的例子中,确认为在从使电动机10开始正旋转起到使该正旋转停止为止的期间生成的合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的数量相等。即,确认为基于第2脉冲信号Pb计算的电动机10的旋转量与由霍尔传感器检测的电动机10的旋转量相等。

接下来,参照图7以及图8对旋转量计算处理的另一个例子进行说明。图7是旋转量计算处理的另一个例子的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图8是表示执行图7所示的旋转量计算处理而由第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。图8用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第4角度θd的角度范围即受理范围。

在图7以及图8的例子中,第1角度θp为第3角度θu以上且第4角度θd以下。第2角度θc等于电动机10的狭缝间角度。第3角度θu以及第4角度θd是可否受理第1脉冲信号Pa的阈值,第3角度θu小于第4角度θd。

简而言之,旋转角度检测器100的第2信号生成部35基于当旋转角度θ处于第3角度θu以上且小于第4角度θd的受理范围内时第1信号生成部34最初生成的第1脉冲信号Pa,来生成第2脉冲信号Pb。其中,将在旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第4角度θd时第1信号生成部34生成的第二个以后的第1脉冲信号Pa忽略。另外,将在旋转角度θ小于第3角度θu、或者为第4角度θd以上时第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。

另外,当在旋转角度θ从第3角度θu变为第1角度θp之前第1信号生成部34未生成第1脉冲信号Pa时,第2信号生成部35在旋转角度θ变为第1角度θp的时刻生成第2脉冲信号Pb。这是因为能够推断为生成了第2脉冲信号Pb的从上次的时刻起的电动机10的实际的旋转角度增加了与脉动成分Ir的1个周期对应的角度。另外,这是因为基本上每当电动机10的实际的旋转角度增加与脉动成分Ir的1个周期对应的角度便生成第1脉冲信号Pa。该情况下,第2信号生成部35将之后第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。

在图7的例子中,旋转角度检测器100首先取得端子间电压V以及电流Im(步骤ST21)。具体而言,旋转角度检测器100按规定的控制周期取得电压检测部10a输出的端子间电压V、以及电流检测部10b输出的电流Im。

然后,旋转角度检测器100计算旋转角速度ω以及旋转角度θ(步骤ST22)。在图7的例子中,旋转角度检测器100的旋转角速度计算部31将端子间电压V'和电流Im代入至式(1)来按规定的控制周期计算旋转角速度ω。而且,旋转角度检测器100的旋转角度计算部32将按控制周期计算出的旋转角速度ω累计来计算旋转角度θ。

然后,旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于第3角度θu(步骤ST23)。在图7的例子中,旋转角度检测器100的第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第3角度θu。

在判定为旋转角度θ小于第3角度θu的情况下(步骤ST23的是),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST24)。在图7的例子中,旋转角度检测器100的旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出来计算电动机10的旋转量。

然后,旋转角度检测器100判定旋转角速度ω是否变为零(步骤ST25)。而且,旋转角度检测器100在判定为旋转角速度ω没有变为零的情况下(步骤ST25的否),使处理返回至步骤ST21,在判定为旋转角速度ω变为零的情况下(步骤ST25的是),使旋转量计算处理结束。

在判定为旋转角度θ不小于第3角度θu的情况下(步骤ST23的否),旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于第1角度θp(步骤ST26)。而且,在判定为旋转角度θ小于第1角度θp的情况下(步骤ST26的是),旋转角度检测器100判定是否生成了第1脉冲信号Pa(步骤ST27)。

在判定为尚未生成第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST27的否),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST24)。而且,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出来计算电动机10的旋转量。

在判定为生成了第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST27的是),旋转角度检测器100将旋转角度θ修正为第1角度θp,并使标志R为"True",生成第2脉冲信号Pb,且使标志G为"True"(步骤ST28)。然后,旋转角度检测器100执行步骤ST24以及步骤ST25。

在图7的例子中,第2信号生成部35对于旋转角度计算部32输出同步指令。旋转角度计算部32若接收到同步指令,则将旋转角度θ修正为第1角度θp。

标志R是用于表示是否生成了第1脉冲信号Pa的标志。标志R的初始值是表示未生成第1脉冲信号Pa的"False"。标志R为"True"表示已经生成了第1脉冲信号Pa。

标志G是用于表示是否生成了第2脉冲信号Pb的标志。标志G的初始值是表示未生成第2脉冲信号Pb的"False"。标志G为"True"表示已经生成了第2脉冲信号Pb。

在判定为旋转角度θ为第1角度θp以上的情况下(步骤ST26的否),旋转角度检测器100判定标志G是否为"False"(步骤ST29)。即,判定是否在旋转角度θ变为第1角度θp之前第2信号生成部35已经生成第2脉冲信号Pb。

在判定为标志G是"False"的情况下(步骤ST29的是)、即在旋转角度θ变为第1角度θp之前第2信号生成部35未生成第2脉冲信号Pb的情况下,旋转角度检测器100生成第2脉冲信号Pb、且使标志G为"True"(步骤ST30)。

然后,旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于第4角度θd(步骤ST31)。其中,在判定为标志G不是"False"的情况下(步骤ST29的否)、即在旋转角度θ变为第1角度θp之前第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的情况下,旋转角度检测器100不执行步骤ST30而执行步骤ST31。

而且,在判定为旋转角度θ小于第4角度θd的情况下(步骤ST31的是),旋转角度检测器100判定标志R是否为"False"(步骤ST32)。即,判定在旋转角度θ从第3角度θu变为当前的旋转角度之前第1信号生成部34是否已经生成了第1脉冲信号Pa。

在判定为标志R是"False"的情况下(步骤ST32的是)、即在旋转角度θ从第3角度θu变为当前的角度之前第1信号生成部34尚未生成第1脉冲信号Pa的情况下,旋转角度检测器100判定是否生成了第1脉冲信号Pa(步骤ST33)。

在判定为标志R不是"False"的情况下(步骤ST32的否)、即在旋转角度θ从第3角度θu变为当前的角度之前第1信号生成部34已经生成了第1脉冲信号Pa的情况下,旋转角度检测器100不执行步骤ST33而执行步骤ST24以及步骤ST25。

当在步骤ST33中判定为生成了第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST33的是),旋转角度检测器100将旋转角度θ修正为第1角度θp、且使标志R为"True"(步骤ST34)。然后,旋转角度检测器100执行步骤ST24以及步骤ST25。

在判定为没有生成第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST33的否),旋转角度检测器100不执行步骤ST34而执行步骤ST24以及步骤ST25。

当在步骤ST31中判定为旋转角度θ不小于第4角度θd的情况下(步骤ST31的否),旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于第2角度θc(步骤ST35)。

在判定为旋转角度θ不小于第2角度θc的情况下(步骤ST35的否)、即在旋转角度θ达到了与脉动成分Ir的1个周期对应的角度的情况下,旋转角度检测器100将旋转角度θ复位为零,使标志R为"False"、且使标志G为"False"(步骤ST36)。然后,旋转角度检测器100执行步骤ST24以及步骤ST25。

在判定为旋转角度θ小于第2角度θc的情况下(步骤ST35的是),旋转角度检测器100不执行步骤ST36而执行步骤ST24以及步骤ST25。

在图8的例子中,在时刻t1第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第3角度θu。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST23到步骤ST24的流程,将在时刻t1由第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不生成第2脉冲信号Pb。

在时刻t2第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第1角度θp。另外,在时刻t2第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第1角度θp之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST26经由步骤ST27以及步骤ST28而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,使标志R为"True",生成第2脉冲信号Pb,且使标志G为"True"。

在时刻t3第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST31经由步骤ST32而到达步骤ST24的流程,将在时刻t3第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。

在时刻t4第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第2角度θc。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST35至步骤ST24的流程,将在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。在时刻t12也同样。

在时刻t5,旋转角度θ达到第2角度θc。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST35经由步骤ST36而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ复位为零,使标志R为"False",且使标志G为"False"。在时刻t9以及t11也分别相同。

在时刻t6,旋转角度θ达到第1角度θp。另外,在旋转角度θ从第3角度θu达到第1角度θp之前第1信号生成部34不生成第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST26经由步骤ST29而到达步骤ST30的流程,生成第2脉冲信号Pb。在时刻t10也同样。

在时刻t7第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。另外,在时刻t7第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST31经由步骤ST32、步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,且使标志R为"True"。此外,第2信号生成部35也可以不生成第2脉冲信号Pb,使标志G为"True"。这是因为在时刻t6已经生成第2脉冲信号Pb。

在时刻t8第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。另外,在时刻t8第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第4角度θd之前生成的第二个第1脉冲信号Pa,不是最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图7的从步骤ST32跳过步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将在时刻t8第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。

通过图7所示的旋转量计算处理,旋转角度检测器100能够与执行图5所示那样的前述的旋转量计算处理的情况同样地将旋转角度θ的检测误差抑制在实用上没有问题的范围。

接下来,参照图9以及图10对旋转量计算处理的又一个例子进行说明。图9是旋转量计算处理的又一个例子的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。其中,图9是图7所示的流程图的变形例。因此,对相同内容的步骤赋予相同的参照附图标记(步骤编号)。对于后述的图9、图11、图13、图15、图18以及图20也同样。图10是表示执行图9所示的旋转量计算处理而由第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。图10以点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu(零)以上且小于第4角度θd的角度范围即受理范围。

图9以及图10的例子在使第3角度θu为零这一点与图7以及图8的例子不同,其他的点相同。具体而言,在图9中,由于使第3角度θu为零,所以省略了判定旋转角度θ是否小于第3角度θu的步骤ST23(参照图7)。另外,在图10中,由点图案表示的受理范围被设定在比图8中的受理范围低的位置。

更具体而言,在图10中,在时刻t1第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为作为第3角度θu的零以上且小于第1角度θp。另外,在时刻t1第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu(零)变为第1角度θp之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图9的从步骤ST26经由步骤ST27以及步骤ST28而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,使标志R为"True",生成第2脉冲信号Pb,且使标志G为"True"。

通过图9所示的旋转量计算处理,旋转角度检测器100能够与执行前述的旋转量计算处理的情况同样地将旋转角度θ的检测误差抑制在实用上没有问题的范围。

接下来,参照图11以及图12对旋转量计算处理又一个例子进行说明。图11是旋转量计算处理的又一个例子的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图12是表示执行图11所示的旋转量计算处理而由第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。图12用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第4角度θd(=第2角度θc)的角度范围即受理范围。

图11以及图12的例子在将第4角度θd设为第2角度θc的这一点与图7以及图8的例子不同,其他的点相同。具体而言,在图11中,由于将第4角度θd设为第2角度θc,所以省略了判定旋转角度θ是否小于第2角度θc的步骤ST35(参照图7)。另外,在图12中,由点图案表示的受理范围被设定在比图8中的受理范围高的位置。

更具体而言,在图12中,在时刻t4旋转角度θ达到第4角度θd。因此,第2信号生成部35根据图11的从步骤ST31到步骤ST36的流程,将旋转角度θ复位为零,使标志R为"False",且使标志G为"False"。在时刻t8以及t11也分别相同。

通过图11所示的旋转量计算处理,旋转角度检测器100能够与执行前述的旋转量计算处理的情况同样地将旋转角度θ的检测误差抑制在实用上没有问题的范围。

接下来,参照图13以及图14对旋转量计算处理的又一个例子进行说明。图13是旋转量计算处理的又一个例子的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图14是表示执行图13所示的旋转量计算处理而由第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。图14用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc的角度范围与旋转角度θ为零以上且小于第4角度θd的角度范围的组合即受理范围。

图13以及图14的例子在第4角度θd小于第3角度θu这一点与图7以及图8不同,其他的点相同。具体而言,在图13的例子中,由于使第4角度θd小于第3角度θu,所以构成为在判定旋转角度θ是否小于第3角度θu的步骤ST23之前执行判定旋转角度θ是否小于第4角度θd的步骤ST31。另外,构成为在判定为旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu的情况下(步骤ST23的是),旋转角度检测器100执行使标志R以及标志G为"False"的步骤ST36A。另外,当在步骤ST35中判定为旋转角度θ为第2角度θc以上的情况下(步骤ST35的否),旋转角度检测器100不使标志R以及标志G为"False",将旋转角度θ复位为零(步骤ST36B)。其中,步骤ST36A以及步骤ST36B各自执行的处理与在图7的步骤ST36中执行的处理对应。而且,构成为在判定为旋转角度θ小于第2角度θc的情况下(步骤ST35的是),旋转角度检测器100执行步骤ST32。另外,在图14中,由点图案表示的受理范围与图8中的受理范围不同,被分离为两个。

更具体而言,在图14的例子中,在时刻t1第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu。因此,第2信号生成部35根据图13的从步骤ST23经由步骤ST36A而到达步骤ST24的流程,将在时刻t1第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不生成第2脉冲信号Pb。在时刻t5以及时刻t16也同样。

另外,在时刻t4第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd。而且,在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的第二个第1脉冲信号Pa,不是最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图13的从步骤ST32跳过步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。在时刻t9也同样。

另外,在时刻t12第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd。而且,在时刻t12第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图13的从步骤ST33经由步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,且使标志R为"True"。

通过图13所示的旋转量计算处理,旋转角度检测器100能够与执行前述的旋转量计算处理的情况同样地将旋转角度θ的检测误差抑制在实用上没有问题的范围。

接下来,参照图15以及图16对旋转量计算处理的又一个例子进行说明。图15是旋转量计算处理的又一个例子的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图16是表示执行图15所示的旋转量计算处理而由第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的时机的一个例子的图。图16通过点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc的角度范围与旋转角度θ为零以上且小于第4角度θd的角度范围的组合即受理范围。

图15以及图16的例子在第1角度θp以及第4角度θd小于第3角度θu的这一点与图7以及图8不同,其他的点相同。具体而言,在图15的例子中,由于使第1角度θp以及第4角度θd小于第3角度θu,所以构成为在判定旋转角度θ是否小于第4角度θd的步骤ST31之后执行判定旋转角度θ是否小于第3角度θu的步骤ST23。另外,构成为在判定为旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu的情况下(步骤ST23的是),旋转角度检测器100执行使标志R以及标志G为"False"的步骤ST36A。另外,当在步骤ST35中判定为旋转角度θ为第2角度θc以上的情况下(步骤ST35的否),旋转角度检测器100不使标志R以及标志G为"False",而将旋转角度θ复位为零(步骤ST36B)。其中,在步骤ST36A以及步骤ST36B分别执行的处理与在图7的步骤ST36执行的处理对应。而且,构成为在判定为旋转角度θ小于第2角度θc的情况下(步骤ST35的是),旋转角度检测器100执行步骤ST27。另外,在图16中,由点图案表示的受理范围与图8中的受理范围不同,被分离为两个。

更具体而言,在图16的例子中,在时刻t1第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu。因此,第2信号生成部35根据图15的从步骤ST23经由步骤ST36A而到达步骤ST24的流程,将在时刻t1第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不生成第2脉冲信号Pb。在时刻t4也同样。

另外,在时刻t2第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc。而且,在时刻t2第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第2角度θc之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图15的从步骤ST35经由步骤ST27以及步骤ST28而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,使标志R为"True",生成第2脉冲信号Pb,且使标志G为"True"。

另外,在时刻t3第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第4角度θd。而且,在时刻t3第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的第二个第1脉冲信号Pa,不是最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图15的从步骤ST32跳过步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将在时刻t3第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。

另外,在时刻t6第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第1角度θp。而且,在时刻t6第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图15的从步骤ST26经由步骤ST27以及步骤ST28而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,使标志R为"True",生成第2脉冲信号Pb,且使标志G为"True"。

另外,在时刻t9第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。而且,在时刻t9第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35根据图15的从步骤ST31经由步骤ST32、步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,且使标志R为"True"。不过,第2信号生成部35也可以不生成第2脉冲信号Pb,并使标志G为"True"。这是因为在时刻t8已经生成了第2脉冲信号Pb。

通过图15所示的旋转量计算处理,旋转角度检测器100能够与执行前述的旋转量计算处理的情况同样地将旋转角度θ的检测误差抑制在实用上没有问题的范围。

接下来,参照图17对旋转角度检测器100的其他结构例进行说明。图17是表示旋转角度检测器100的其他结构例的示意图。图17的旋转角度检测器100与图1的旋转角度检测器100的不同点在于,取代第2信号生成部35而具备递进判断部35A,其他的点共同。因此,省略共同部分的说明,对不同的部分详细进行说明。

递进判断部35A是运算部的另一个例子,对电动机10是否旋转了狭缝间角度进行判断。而且,在判断为电动机10旋转了狭缝间角度的情况下生成递进指令。递进指令是表示电动机10旋转了规定角度的信息的另一个例子,是与作为硬件信号的第2脉冲信号Pb对应的软件命令。“递进”是指旋转角度θ被累计的次数递进。

旋转信息计算部36基于递进判断部35A输出的递进指令来计算电动机10的旋转信息。例如,通过对电动机10开始旋转后接受的递进指令的数量乘以第2角度θc,来计算电动机10开始旋转后的旋转量。此时,旋转信息计算部36基于与递进指令一同由递进判断部35A输出的方向信号来决定是将递进指令的数量自加1还是自减1。或者,旋转信息计算部36也可以对与表示正旋转方向的方向信号一同接受的递进指令的数量、以及与表示反转方向的方向信号一同接受到的递进指令的数量分别进行计数,并基于它们的差来计算电动机10的旋转量。此外,方向信号可以被统一为递进指令。另外,作为运算部的递进判断部35A与旋转信息计算部36可以被一体化。

在图17的例子中,递进判断部35A基于旋转角度计算部32输出的旋转角度信号和第1信号生成部34输出的第1脉冲信号Pa按每个狭缝间角度生成递进指令。由于第1脉冲信号Pa是仅根据脉动成分Ir的波形推断出的信号,所以有时被误输出,但由于递进指令是根据第1脉冲信号Pa和旋转角度信号双方推断出的指令,所以能够使误差为一定值以下。

接下来,参照图18以及图19对图17所示的旋转角度检测器100执行的旋转量计算处理的一个例子进行说明。图18是图17所示的旋转角度检测器100所执行的旋转量计算处理的一个例子的流程图。图17所示的旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图19是表示执行图18所示的旋转量计算处理而由递进判断部35A输出递进指令CC的时机的一个例子的图。图19用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第4角度θd的角度范围即受理范围。

图18以及图19的例子与图7以及图8的例子的不同点在于替代第2脉冲信号Pb而生成递进指令,其他的点相同。具体而言,在图18中,构成为替代图7的步骤ST28而执行将步骤ST28中的第2脉冲信号Pb的生成以及与标志G有关的处理省略了的形式的步骤ST28A。另外,省略了图7的步骤ST29以及步骤ST30。另外,构成为替代图7的步骤ST36而执行将步骤ST36中的与标志G有关的处理省略且追加了递进指令的输出的形式的步骤ST36C。

更具体而言,在图19的例子中,在时刻t1第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第3角度θu。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST23到步骤ST24的流程,将在时刻t1第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC。

另外,在时刻t2第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第1角度θp。而且,在时刻t2第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第1角度θp之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST26经由步骤ST27以及步骤ST28A到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,且使标志R为"True"。但是,递进判断部35A不输出递进指令CC。

另外,在时刻t3第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST31经由步骤ST32到达步骤ST24的流程,将在时刻t3第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC。

另外,在时刻t4第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第2角度θc。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST35到达步骤ST24的流程,将在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC。在时刻t9也同样。

另外,在时刻t5,旋转角度θ达到第2角度θc。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST35到达步骤ST36C的流程,将旋转角度θ复位为零,使标志R为"False",且输出递进指令。在时刻t8以及t10也分别同样。

另外,在时刻t6第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。而且,在时刻t6第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST31经由步骤ST32、步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp,且使标志R为"True"。但是,递进判断部35A不输出递进指令CC。

另外,在时刻t7第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp以上且小于第4角度θd。而且,在时刻t7第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第4角度θd之前生成的第二个第1脉冲信号Pa,不是最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图18的从步骤ST32跳过步骤ST33以及步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将在时刻t7第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC。

这样,递进判断部35A构成为与生成了第1脉冲信号Pa的时机无关,每当旋转角度θ达到第2角度θc时便输出递进指令。即,构成为每当电动机10的实际的旋转角度达到第2角度θc时便输出递进指令。因此,递进判断部35A能够将递进指令的输出时机设定在受理范围之外。从而,由于能够在分别不同的时机执行旋转角度θ向第1角度θp的修正等和递进指令的输出,所以能够将旋转量计算处理简化。

接下来,参照图20以及图21对图17所示的旋转角度检测器100执行的旋转量计算处理的另一个例子进行说明。图20是图17所示的旋转角度检测器100所执行的旋转量计算处理的另一个例子的流程图。图17所示的旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。图21是表示执行图20所示的旋转量计算处理而由递进判断部35A输出递进指令CC的时机的一个例子的图。图21用点图案表示了旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc的角度范围与旋转角度θ为第1角度θp(零)以上且小于第4角度θd的角度范围的组合即受理范围。

图20以及图21的例子与图7以及图8的例子的不同点在于,取代第2脉冲信号Pb而生成递进指令、第4角度θd小于第3角度θu、以及第1角度θp为零,其他的点相同。具体而言,在图20中,由于使第4角度θd小于第3角度θu,所以构成为在判定旋转角度θ是否小于第3角度θu的步骤ST23之前执行判定旋转角度θ是否小于第4角度θd的步骤ST31。另外,构成为在判定为旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu的情况下(步骤ST23的是),旋转角度检测器100执行对标志G是否是"False"进行判定的步骤ST37;以及在标志G为"False"的情况下输出递进指令、使标志R为"False"且使标志G为"True"的步骤ST38。

另外,在图20的例子中,标志G是用于表示是否输出了递进指令的标志。标志G的初始值是表示未输出递进指令的"False"。标志G为"True"表示已经输出了递进指令。

另外,构成为在旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第2角度θc的情况下,执行对是否生成第1脉冲信号Pa进行判定的步骤ST39。而且,构成为在旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第2角度θc的情况下,当判定为生成了第1脉冲信号Pa时(步骤ST39的是),旋转角度检测器100执行使标志R为"True"的步骤ST40、以及将旋转角度θ复位为零且使标志G为"False"的步骤ST41。或者,构成为在旋转角度θ达到了第2角度θc时(步骤ST35的否),旋转角度检测器100执行将旋转角度θ复位为零、且使标志G为"False"的步骤ST41。

另外,在图21中,由点图案表示的受理范围与图8中的受理范围不同,被分离为两个。

更具体而言,在图21的例子中,在时刻t1,旋转角度θ达到了第4角度θd。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST23经由步骤ST37以及步骤ST38而到达步骤ST24的流程,输出递进指令,且使标志G为"True"。在时刻t5、t9以及t11也分别相同。

另外,在时刻t2第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第4角度θd以上且小于第3角度θu。而且,递进判断部35A在时刻t1已经输出递进指令。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST37跳过步骤ST38而到达步骤ST24的流程,将在时刻t2第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC,也不将旋转角度θ复位。在时刻t6以及t12也分别相同。

另外,在时刻t3第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第3角度θu以上且小于第2角度θc。而且,在时刻t3第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu变为第2角度θc之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST35经由步骤ST39、步骤ST40以及步骤ST41而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ复位为零且使标志G为"False"。

另外,在时刻t4第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp(零)以上且小于第4角度θd。而且,在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的第二个第1脉冲信号Pa,不是最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST33跳过步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将在时刻t4第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa忽略。即,不输出递进指令CC,也不将旋转角度θ复位。

另外,在时刻t7,旋转角度θ达到第2角度θc。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST35经由步骤ST41而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ复位为零,且使标志G为"False"。在时刻t10也同样。

另外,在时刻t8第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第1角度θp(零)以上且小于第4角度θd。而且,在时刻t8第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa是在旋转角度θ从第3角度θu经由第2角度θc以及复位后的零而变为第4角度θd之前生成的最初的第1脉冲信号Pa。因此,递进判断部35A根据图20的从步骤ST33经由步骤ST34而到达步骤ST24的流程,将旋转角度θ修正为第1角度θp(将旋转角度θ复位为零),且使标志R为"True"。

这样,递进判断部35A构成为与生成了第1脉冲信号Pa的时机无关,每当旋转角度θ达到第4角度θd时便输出递进指令。即,构成为每当电动机10实际旋转第2角度θc时便输出递进指令。因此,递进判断部35A能够将递进指令的输出时机设定在受理范围之外。从而,由于能够在分别不同的时机进行旋转角度θ向第1角度θp的修正(旋转角度θ向零的复位)等和递进指令的输出,所以能够使旋转量计算处理简化。

如上所述,取得具备换向器20的电动机10的旋转信息的旋转角度检测器100包括:旋转角度计算部32,基于端子间电压V和电流Im来计算旋转角度θ;第1信号生成部34,基于电流Im所包含的脉动成分Ir来生成作为第1信号的一个例子的第1脉冲信号Pa;第2信号生成部35,基于第1脉冲信号Pa和旋转角度θ,每当电动机10旋转与脉动成分Ir的周期对应的角度时便生成第2脉冲信号Pb;以及旋转信息计算部36,基于第2信号生成部35的输出来计算旋转信息。而且,第2信号生成部35构成为将在满足与规定的角度范围有关的条件的情况下接受的第1脉冲信号Pa忽略。例如,构成为将在当如图4以及图5的例子中说明那样旋转角度θ处于第4角度θd以上且小于第3角度θu的角度范围(即角度范围R1内)的情况下接受的第1脉冲信号Pa忽略。因此,能够防止旋转角度θ因根据噪声等而生成的第1脉冲信号Pa被误复位为零的情况。其结果是,即使没有霍尔传感器等旋转传感器,也能够以高的可靠性取得电动机10的旋转信息。这意味着能够省略传感器接口电路、线束(harness)等为了利用旋转传感器所需要的部件。因此,能够实现轻型化、低成本化、小型化等。

另外,带旋转角度检测器的电动机具备电动机10、以及检测电动机10的旋转角度的旋转角度检测器100。电动机10具有由多个换向器片20a构成的换向器20。而且,旋转角度检测器100包括:旋转角度计算部32,基于电动机10的端子间电压V和在电动机10中流动的电流Im来计算旋转角度θ,并输出旋转角度信号;第1信号生成部34,基于在电动机10中流动的电流Im所包含的脉动成分Ir来生成作为第1信号的一个例子的第1脉冲信号Pa;运算部,基于第1脉冲信号Pa和旋转角度信号双方的信号来修正旋转角度θ;以及旋转信息计算部36,基于运算部的输出来计算与电动机10的旋转有关的信息。运算部构成为当旋转角度θ在规定的角度范围的一个例子即受理范围内最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ修正为受理范围内的第1角度θp的指令,且即便旋转角度θ在受理范围内,也将在受理范围内第二个以后生成的第1脉冲信号Pa忽略。

运算部也可以构成为如果旋转角度θ达到第2角度θc,则将使旋转角度θ复位为零的指令向旋转角度计算部32输出。第2角度θc例如可以是与脉动成分Ir的1个周期相当的角度。第2角度θc例如也可以是与由狭缝20s分隔的换向器片20a的中心角相等的角度。

另外,作为规定的角度范围的一个例子的受理范围例如可以如图4、图14以及图16各自中的点图案所示那样,是小于第2角度θc的第3角度θu以上且为第2角度θc以下的范围、以及零以上且为小于第3角度θu的第4角度θd以下的范围。

另外,作为运算部的一个例子的第2信号生成部35也可以构成为例如图4所示,在旋转角度θ大于第3角度θu小于第2角度θc的范围最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,生成表示电动机10旋转了规定角度的第2脉冲信号Pb,且将旋转角度θ修正为第1角度θp(零)的指令向旋转角度计算部32输出。另外,也可以构成为当在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第2角度θc的情况下,生成第2脉冲信号Pb。

另外,第1角度θp例如可以如图14所示,是大于第3角度θu且小于第2角度θc的角度。该情况下,作为运算部的一个例子的第2信号生成部35可以构成为当在旋转角度θ大于第3角度θu且小于第2角度θc的范围最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,生成表示电动机10旋转了规定角度的第2脉冲信号Pb,且向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ修正为第1角度θp的指令。另外,也可以构成为当在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第1角度θp的情况下,生成第2脉冲信号Pb。

另外,第1角度θp例如也可以如图16所示,是大于零且小于第4角度θd的角度。该情况下,作为运算部的一个例子的第2信号生成部35构成为当在旋转角度θ大于第3角度θu小于第2角度θc的范围、以及旋转角度θ小于第1角度θp的范围最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,生成表示电动机10旋转了规定角度的第2脉冲信号Pb,且向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ修正为第1角度θp的指令。另外,也可以构成为当在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第1角度θp的情况下,生成第2脉冲信号Pb。

另外,作为规定的角度范围的一个例子的受理范围也可以如图8、图10以及图12各自中的点图案所示,是小于第1角度θp的第3角度θu以上且大于第1角度θp的第4角度θd以下的范围。该情况下,作为运算部的一个例子的第2信号生成部35可以构成为当在旋转角度θ为第3角度θu以上且第1角度θp以下的范围内最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,生成表示电动机10旋转了规定角度的第2脉冲信号Pb。另外,也可以构成为当在生成第1脉冲信号Pa之前旋转角度θ达到了第1角度θp的情况下,生成第2脉冲信号Pb。该情况下,第3角度θu可以如图10所示为零。或者,第4角度θd也可以如图12所示,是与第2角度θc相等的角度。

另外,也可以基于旋转角度θ为第1角度θp时的、旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度的最大相位差(最大误差)来设定第3角度θu以及第4角度θd。例如可以如图4所示,第3角度θu被设定为旋转角度θ为第1角度θp时的、旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度(>旋转角度θ)的最大相位差(最大误差)。该情况下,旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度的误差小于角度α,是在实用上没有问题的范围。另外,也可以如图4所示,第4角度θd被设定为旋转角度θ为第1角度θp时的、旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度(<旋转角度θ)的最大相位差(最大误差)。该情况下,旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度的误差小于角度β,是在实用上没有问题的范围。

另外,作为运算部的第2信号生成部35例如也可以如由图4、图8、图10、图12、图14以及图16各自中的点图案所示那样,当在受理范围内最初生成了第1脉冲信号Pa的情况下,输出第2脉冲信号Pb。

另外,图17所示的作为运算部的递进判断部35A与旋转信息计算部36也可以被一体化。该情况下,递进判断部35A可以构成为输出表示电动机10旋转了规定角度的作为软件命令的递进指令。

另外,第2信号生成部35例如也可以构成为如在图4至图21的例子中说明那样使在旋转角度θ小于第4角度θd时接受的最初的第1脉冲信号Pa有效,并使第二个以后的第1脉冲信号Pa无效。因此,即便是在因噪声等的影响而短期间连续生成了多个第1脉冲信号Pa的情况,也能够取得一个第1脉冲信号Pa作为有效的信号,并将一个第1脉冲信号Pa以外的1个或者多个第1脉冲信号Pa作为无效的信号而忽略。

另外,第2信号生成部35例如也可以构成为如在图4至图21的例子中说明那样当在旋转角度θ小于第4角度θd的情况下接受了最初的第1脉冲信号Pa时向旋转角度计算部32输出使旋转角度θ复位为零的指令,在接受到第二个以后的第1脉冲信号Pa时不向旋转角度计算部32输出使旋转角度θ复位为零的指令。因此,即便是因噪声等的影响而短期间连续生成了多个第1脉冲信号Pa的情况,也能够防止旋转角度θ因一个第1脉冲信号Pa以外的1个或者多个第1脉冲信号Pa而被误复位的情况。

另外,旋转角度检测器100使用基于电流Im的脉动成分Ir而生成的第1脉冲信号Pa和基于端子间电压V以及电流Im而计算的旋转角度θ来生成第2脉冲信号Pb。即,使用通过不同的方法导出的2个参数即第1脉冲信号Pa和旋转角度θ来生成第2脉冲信号Pb。因此,即便是没有恰当地导出一方的参数的情况,也能够通过另一方的参数来弥补该不恰当的情况。其结果是,能够以更高的可靠性取得电动机10的旋转信息。

旋转角度计算部32例如构成为将基于端子间电压V和电流Im而计算的电动机10的旋转角速度ω累计来计算旋转角度θ。因此,旋转角度计算部32能够在电动机10刚刚启动之后的期间,遍及包括惯性旋转期间等的整个期间稳定且持续地计算旋转角度θ。而且,第2信号生成部35例如构成为在旋转角度θ达到了规定角度时立即生成第2脉冲信号Pb。因此,即便是产生了第1脉冲信号Pa的漏生成的情况,第2信号生成部35也能够基于稳定且持续地计算的旋转角度θ,实时地生成表示旋转了规定角度的第2脉冲信号Pb。因此,旋转角度检测器100能够无延迟地计算电动机10的旋转信息。

第2信号生成部35例如构成为当旋转角度θ达到了第2角度θc时向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ复位为零的指令。因此,由于旋转角度计算部32计算的旋转角度θ的最大值为第2角度θc,所以旋转角度检测器100能够减小旋转角度θ所需要的存储器的尺寸。

规定的角度范围是每当电动机10旋转换向器片20a的圆弧的中心角、即狭缝间角度(第2角度θc)时产生的、旋转角度计算部32输出的旋转角度θ的最大误差的范围。即,在旋转角速度计算部31比实际大地计算出旋转角速度ω的情况下,基于实际的旋转角度生成第1脉冲信号Pa的(包括误差的)旋转角度θ的最大值为第4角度θd。另外,在旋转角速度计算部31比实际小地计算出旋转角速度ω的情况下,基于实际的旋转角度生成第1脉冲信号Pa的(包括误差的)旋转角度θ的最小值为第3角度θu。因此,在旋转角度检测器100中,旋转角度计算部32所计算的旋转角度θ的误差不被累积。即,无论电动机10如何旋转,都能够使误差为-α至+β的范围。

第2信号生成部35构成为在接受到第1脉冲信号Pa时,如果旋转角度θ为第3角度θu以上,则生成第2脉冲信号Pb。第3角度θu被预先设定为比第1角度θp小的值。根据该构成,第2信号生成部35将旋转角度θ为第3角度θu以上时生成的第1脉冲信号Pa视为不是基于噪声的信号。而且,即使不生成第1脉冲信号Pa,如果旋转角度θ达到了第1角度θp,则也生成第2脉冲信号Pb。因此,能够可靠地排除因第1脉冲信号Pa的漏生成对旋转信息的计算结果造成的影响。

另外,第2信号生成部35例如构成为在接受到第1脉冲信号Pa时,如果旋转角度θ小于第3角度θu,则不生成第2脉冲信号Pb。根据该构成,第2信号生成部35能够将旋转角度θ小于第3角度θu时生成的第1脉冲信号Pa判定为是基于噪声的信号。而且,能够防止生成与基于噪声而生成的第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb。因此,能够可靠地排除因基于噪声而生成的第1脉冲信号Pa对旋转信息的计算结果造成的影响。

另外,第2信号生成部35例如构成为在接受到第1脉冲信号Pa时,如果旋转角度θ小于第4角度θd,则向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ复位为零的指令。第4角度θd被预先设定为相位比第1角度θp延迟了β的值。通过该构成,当在产生第1脉冲信号Pa的漏生成之前刚刚生成了第2脉冲信号Pb之后接受到第1脉冲信号Pa的情况下,第2信号生成部35将该第1脉冲信号Pa视为不是基于噪声的信号。而且,能够使该第1脉冲信号Pa与之前刚刚生成的第2脉冲信号Pb建立对应。因此,能够可靠地排除因第1脉冲信号Pa的生成时机的偏移对旋转信息的计算结果造成的影响。

以上,对本发明的优选实施例进行了详细说明。然而,本发明并不限定于上述的实施例。能够在不脱离本发明的范围的情况下对上述的实施例施加各种变形以及置换。

本申请基于2017年4月27日申请的日本国专利申请2017-088716号主张优先权,通过参照将这些日本国专利申请的全部内容援引至本申请。

附图标记的说明

10…电动机;10a…电压检测部;10b…电流检测部;20…换向器;20a…换向器片;20s…狭缝;30…电压滤波部;31…旋转角速度计算部;32…旋转角度计算部;33…电流滤波部;34…第1信号生成部;35…第2信号生成部;35A…递进判断部;36…旋转信息计算部;100…旋转角度检测器;SW1~SW4…开关。

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