JP7035317B2 - 回転検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一部に異常が生じた場合にも検出対象の回転に係る演算を継続可能である回転検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
センサ素子は、検出対象(10)の回転を検出する。
回路部は、回転角演算部(615、625、635)、回転回数演算部(616、626、636)、および、通信部(617、627)を有する。回転角演算部は、センサ素子から出力されるsin信号およびcos信号に基づいて検出対象の回転角を演算する。回転回数演算部は、センサ素子から出力されるsin信号およびcos信号に基づいて検出対象の回転回数を演算する。通信部は、回転角に係る信号である回転角信号、および、回転回数に係る回転回数信号を、制御部(51、52)に出力する。
本発明では、回転角の演算機能および回転回数の演算機能を有する回路部を複数設けているので、一部の回路部に異常が生じた場合であっても、回転角および回転回数の演算を継続することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1~図11に示す。
図1に示すように、回転検出装置1は、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置108の駆動装置8に設けられる。駆動装置8は、モータ部10と、モータ部10の駆動制御に係るコントローラ部20とが一体に形成される。図1では、コントローラ部20を「ECU」と記載した。
モータ部10は、三相ブラシレスモータであって、図示しないステータに巻回される2組の巻線組11、12を有する。第1巻線組11は、U1コイル111、V1コイル112、および、W1コイル113を有する。第2巻線組12は、U2コイル121、V2コイル122、および、W2コイル123を有する。ここで、第1巻線組11の各相に流れる電流を、相電流Iu1、Iv1、Iw1、第2巻線組12の各相に流れる電流を、相電流Iu2、Iv2、Iw2とする。
第1インバータ30は、第1巻線組11の電力を変換するものであって、6つのスイッチング素子301~306がブリッジ接続されている。以下、「スイッチング素子」を「SW素子」と記す。本実施形態のSW素子301~306は、MOSFETであるが、IGBTやサイリスタ等としてもよい。後述のSW素子401~406、および、リレー32、33、42、43等も同様である。
第1逆接保護リレー33は、第1電源リレー32と第1インバータ30との間に設けられる。第1逆接保護リレー33は、寄生ダイオードの向きが第1電源リレー32と逆向きとなるように接続される。これにより、第1バッテリ39が逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぐ。
第2インバータ40は、第2巻線組12の電力を変換するものであって、6つのSW素子401~406がブリッジ接続されている。
SW素子401~403が高電位側に配置され、SW素子404~406が低電位側に配置される。対になるU相のSW素子401、404の接続点には、U2コイル121の一端が接続される。対になるV相のSW素子402、405の接続点には、V2コイル122の一端が接続される。対になるW相のSW素子403、406の接続点には、W2コイル123の一端が接続される。
SW素子404~406の低電位側には、第2電流センサ41が設けられる。第2電流センサ41は、各相に設けられる電流検出素子411~413を有する。
第2電源リレー42、第2逆接保護リレー43、第2チョークコイル45、および、第2コンデンサ46の詳細は、第1電源リレー32、第1逆接保護リレー33、第1チョークコイル35、および、第1コンデンサ36と同様であるので、説明を省略する。なお、電源リレー32、42がメカリレーであれば、逆接保護リレー33、43は省略可能である。
第1マイコン51は、回転検出装置1、第1電流センサ31、および、トルクセンサ103(図1参照。)の検出値等に基づき、第1インバータ30のSW素子301~306およびリレー32、33のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。
第2マイコン52は、回転検出装置1、第2電流センサ41、および、トルクセンサ103(図1参照。)の検出値等に基づき、第2インバータ40のSW素子401~406およびリレー42、43のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。
本実施形態では、第1マイコン51および第2マイコン52が「制御部」に対応する。
バッテリ39、49の正極側には、それぞれ、ヒューズ38、48が設けられる。
また、第1基板21には、回転検出装置1が実装される。
また、シャフト15のコントローラ部20側の端部には、シャフト15と一体に回転するマグネット16が設けられる。ここで、マグネット16の中心を通り、シャフト15の軸線を延長した仮想線を回転中心線Acとする。
フレーム部材18は、ステータおよびロータのコントローラ部20側に設けられ、例えば圧入等により、モータケース17の径方向内側に固定される。本実施形態では、モータケース17およびフレーム部材18が、モータ部10の外郭をなしている。フレーム部材18には、シャフト15が挿通され、マグネット16がコントローラ部20側に露出する。
第1基板21および第2基板22は、フレーム部材18の端面181に対して略水平に設けられる。本実施形態では、モータ部10側から、第1基板21、第2基板22の順に配置される。ここで、第1基板21のモータ部10側の面を第1面211、モータ部10と反対側の面を第2面212とし、第2基板22のモータ部10側の面を第1面221、モータ部10と反対側の面を第2面222とする(図5および図6参照)。
第1基板21の第2面212には、チョークコイル35、45、および、コンデンサ36、46等が実装される。
なお、図4では、SW素子301、302、401、402が表れているものとして記載した。また、構造図において、電流検出素子311~313、411~413、および、チョークコイル35、45等の図示を省略した。
ここで、「放熱可能に設けられる」とは、SW素子301~306、401~406がフレーム部材18に直接的に当接することに限らず、例えば放熱ゲル等の放熱部材を介して当接している状態も含む。図4では、放熱部材が省略されているため、SW素子301~306、401~406とフレーム部材18とが離間している。なお、電流検出素子311~313、411~413等、SW素子以外の部品を発熱素子とみなし、フレーム部材18に放熱可能に設けてもよい。
すなわち、本実施形態では、モータ電流が通電される駆動部品が第1基板21に実装され、制御部品が第2基板22に実装される。換言すると、第1基板21をパワー基板、第2基板22を制御基板とし、基板を分けることでパワー部と制御部とが分離されている。これにより、制御基板である第2基板22には、ノイズ源となり得る大電流が流れないので、制御部品におけるノイズの影響が低減される。
基板21、22には、ばね端子26が設けられる。
カバー部71は、略有底筒状に形成され、筒部711、および、コネクタ形成部715を有する。筒部711の先端部712は、モータケース17の筒部171に形成される溝部172に挿入され、接着剤等で固定される。
第1信号コネクタ77には、トルクセンサ103からの信号の入力に用いられる第1トルク信号端子771、および、CANからの信号の入力に用いられる第1車両信号端子772が設けられる。第2信号コネクタ78には、トルクセンサ103からの信号の入力に用いられる第2トルク信号端子781、および、CANからの信号の入力に用いられる第2車両信号端子782が設けられる。
給電コネクタ75、76、および、信号コネクタ77、78の間口をそれぞれ複数設けることで、接続される一部の配線が外れたり、断線したりした場合にも、モータ部10の駆動を継続可能である。
これにより、冗長化に伴う配線スペースの増大を防ぐことができる。
また、端子を略真っ直ぐに形成し、複数の基板21、22を貫く構造とすることで、端子を短くすることができる。これにより、配線のインピーダンスを低減することができる。
図4、図5、および、図7~図9に示すように、回転検出装置1は、モータ部10の回転を検出するものであって、第1センサ部61および第2センサ部62を備える。本実施形態では、第1センサ部61および第2センサ部62は、1つのパッケージ65内に設けられている。回転検出装置1を1パッケージとすることで、実装面積を抑えることができる。
第2センサ部62は、センサ素子602、および、回路部620を有し、センサ素子602および回路部620が1つのチップ642として構成されている。換言すると、回路部620を構成するチップ642には、センサ素子602が内蔵されている。
また、回転検出装置1は、グランド端子676、678を経由してグランドと接続される。
センサ素子601、602は、回転中心線Acと第1基板21との交点に対して点対称に配置される。以下、回転中心線Acと第1基板21との交点に対して点対称に配置されることを、単に「回転中心線Acに対して点対称に配置される」という。センサ素子601、602を回転中心線Acに対して点対称配置とすることで、素子間の検出誤差を低減することができる。
回路部610、620において、3桁符番の下1桁が同じである構成は略同様であるので、以下、回路部610を中心に説明する。
本実施形態では、回転角θmを機械角とするが、電気角としてもよい。
なお、本明細書でいう「回転回数」とは、単位rpm等で表される、いわゆる回転数(すなわち回転速度)ではなく、「ロータが何回転したか」を表す値である。また、本明細書では、単位rpm等で表される、いわゆる「回転数」については、「回転速度」とする。
なお、本実施形態では、マイコン51、52がいずれも第2基板22に実装されているので、通信線691~694は、基板21、22における基板配線、および、内部信号端子717により構成される。
また、第1マイコン51は、第1センサ部61から取得した出力信号に含まれる回転角信号、および、回転回数信号に基づき、ステアリングシャフト102の舵角θsを演算する。ステアリングシャフト102は減速ギア109を介してモータ部10と接続されているので、舵角θsは、回転角θm、回転回数TC、および、減速ギア109のギア比に基づいて演算可能である。第2マイコン52においても、第2センサ部62から取得した出力信号に基づき、同様の演算を行う。
なお、第1センサ部61と第1マイコン51との間での通信と、第2センサ部62と第2マイコン52との間での通信とは略同様であるので、ここでは、第1センサ部61と第1マイコン51との間での通信について説明する。
以下、nを任意の自然数とし、「nA」が回転角θmに係るデータおよび当該データに基づく回転角信号を意味し、「nB」が回転回数TCに係るデータおよび当該データに基づく回転回数信号を意味するものとする。
図11、図15および図29についても同様である。
出力信号Sd10には、最新データに基づく回転角θmおよび回転回数TCに係る信号、および、CRC信号が含まれる。詳細には、出力信号Sd10には、データ1Aに基づく回転角信号、データ1Bに基づく回転回数信号、および、回転角信号および回転回数信号に基づいて演算される巡回冗長検査信号であるCRC信号が含まれる。
時刻x15にて、第1マイコン51から指令信号com3が送信されると、第1センサ部61は、データ8Aに基づく回転角信号、データ8Bに基づく回転回数信号、および、CRC信号を含む出力信号Sd12を第1マイコン51に送信する。
時刻x25にて、第1マイコン51から指令信号com3が送信されると、第1センサ部61は、データ8Aに基づく回転角信号、および、データ4Bに基づく回転回数信号を含む出力信号Sd23を第1マイコン51に送信する。
時刻x92では、出力信号Sd91に含まれるデータ1A、および、指令信号com0cが送信されたタイミングで送信される出力信号Sd90(不図示)に含まれるデータ-1Bに基づき、回転角θmおよび舵角θsが演算される。
時刻x95では、出力信号Sd93に含まれるデータ8Aに基づく回転回数信号、および、出力信号Sd92に含まれるデータ3Bに基づく回転回数信号を用いて、回転角θmおよび舵角θsが演算される。
そのため、図10に示すように、回転角θmに係るデータと回転回数TCに係るデータとの更新タイミングが同時であれば、第1マイコン51では、同時に検出された検出値に基づいて、回転角θm、回転回数TC、および、舵角θsを演算することができる。
また、図11に示すように、更新周期DRT_sa、DRT_sbが異なっていても、同一の出力信号に回転角信号および回転回数信号を含めて送信することで、検出タイミングのずれ幅Tdは、マイコン51からの指令周期より短くなり、参考例のように別々の信号として送信する場合と比較し、検出タイミングのずれを低減することができる。
センサ素子601、602は、モータ部10の回転を検出する。
回路部610は、回転角演算部615、回転回数演算部616、および、通信部617を有する。回転角演算部615は、センサ素子601の検出値に基づいてモータ部10の回転角θmを演算する。回転回数演算部616は、センサ素子601の検出値に基づいてモータ部10の回転回数TCを演算する。通信部617は、回転角θmに係る信号である回転角信号および回転回数TCに係る信号である回転回数信号を第1マイコン51に送信する。
パッケージ65は、センサ素子601、602および回路部610、620を封止しており、マイコン51、52とは別途に第1基板21に実装される。
センサ素子601、602は、モータ部10の回転中心線Acに対して点対称に配置される。これにより、素子間の検出誤差を低減することができる。
センサ素子601は、回路部610と同一のチップ641に含まれる。センサ素子601と回路部610とを1チップとすることで、より小型化が可能である。センサ素子602および回路部620についても同様である。
本実施形態では、回転角θmの演算機能および回転回数TCの演算機能を1チップ化し、回転検出装置1を小型化しているので、電動パワーステアリング装置108の小型化に寄与する。
マイコン51、52は、回転角θmおよび回転回数TCに基づき、舵角θsを演算する。これにより、例えばステアリングシャフト102にギア等を設けて舵角θsを検出するステアリングセンサを省略することができる。
本発明の第2実施形態を図12および図13に示す。本実施形態は、回転検出装置2が上記実施形態と異なっており、それ以外の構成については上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態の回転検出装置2は、第1センサ部261、および、第2センサ部262を有する。
第2センサ部262は、回転角用のセンサ素子605、回転回数用のセンサ素子606、および、回路部620を有する。センサ素子605、606および回路部620は、1つのチップ642に設けられる。チップ641、642は、1つのパッケージ65に設けられる。第3実施形態~第6実施形態においても同様である。
AD変換部613は、センサ素子603の検出値をデジタル変換し、回転角演算部615に出力する。AD変換部614は、センサ素子604の検出値をデジタル変換し、回転回数演算部616に出力する。
センサ部261、262とマイコン51、52との通信等については、上記実施形態と同様である。
図13(a)、(b)に示すように、回転角θm演算用のセンサ素子603、605は、回転中心線Acに対して点対称に配置される。また、回転回数TC演算用のセンサ素子604、606は、回転中心線Acに対して点対称に配置される。
また、回転角演算部625は、センサ素子605の検出値に基づいて回転角θmを演算し、回転回数演算部626は、センサ素子606の検出値に基づいて回転回数TCを演算する。換言すると、回転角θmと回転回数TCとは、異なるセンサ素子の検出値に基づいて演算される。
このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第3実施形態を図14および図15に示す。
図14に示すように、本実施形態の回転検出装置3は、第1センサ部361、および、第2センサ部362を有する。
第1センサ部361の回路部611は、第1実施形態の回路部610の各構成に加え、自己診断部618を有する。第2センサ部362の回路部621は、第1実施形態の回路部621の各構成に加え、自己診断部628を有する。本実施形態では、センサ素子601および回路部611が1つのチップ641に設けられ、センサ素子602および回路部621が1つのチップ642に設けられる。第2実施形態のように、回転角θm演算用と、回転回数TC演算用とで、別途にセンサ素子を設ける構成としてもよい。
自己診断部628は、センサ素子602、AD変換部623、624、回転角演算部625および回転回数演算部626の天絡や地絡等の異常を監視する。
自己診断部618、628における自己監視結果は、ステータス信号として出力信号に含め、マイコン51、52に送信する。本実施形態では、ステータス信号が「異常信号」に対応する。
時刻x31にて、第1マイコン51から指令信号com_aが送信されると、通信部617は、次の指令を受信したタイミングである時刻x32にて、回転角信号、回転回数信号、ステータス信号、および、CRC信号を含む出力信号Sd_aを第1マイコン51に送信する。なお、出力信号Sd_aの出力タイミングにて送信される指令は、どの信号の出力を指示するものであってもよく、種類は問わない。他の出力信号の送信タイミングに係る指令についても同様である。
時刻x33にて、第1マイコン51から指令信号com_cが送信されると、通信部617は、次の指令を受信したタイミングである時刻x34にて、回転角信号、ステータス信号、および、CRC信号を含む出力信号Sd_cを第1マイコン51に送信する。
時刻x34にて、第1マイコン51から指令信号com_dが送信されると、通信部617は、次の指令を受信したタイミングである時刻x35にて、回転角信号、および、CRC信号を含む出力信号Sd_dを第1マイコン51に送信する。
第1マイコン51では、取得された信号に応じた演算が行われる。図15(e)は、演算期間が等しいものとして記載しているが、実際に行われる演算に応じ、演算期間が異なっていてもよい。
これにより、通信部617、627は、マイコン51、52の要求に応じた信号を適切に送信することができる。また、自己診断部618、628を設け、異常診断結果をステータス信号として送信することで、マイコン51、52にて、異常な信号を用いた演算が行われるのを防ぐことができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第4実施形態を図16に示す。
図16に示すように、本実施形態の回転検出装置4は、第1センサ部461、および、第2センサ部462を有する。本実施形態では、センサ素子601、607および回路部612が1つのチップ641に設けられる。第2センサ部462についても同様、2つのセンサ素子および回路部が1つのチップ642に設けられる。
なお、自己診断部618にて回転情報演算回路951、952の対応する値を比較することに替えて、それぞれの系統の回転角信号および回転回数信号等を第1マイコン51に送信するようにし、第1マイコン51側にて対応する値を比較し、中間異常を検出するようにしてもよい。
本実施形態では、1つの通信部617に対して複数の回転情報演算回路951、952を設けている。これにより、オフセット異常等の中間異常を検出可能となる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第5実施形態を図17および図18に示す。
電動パワーステアリング装置108は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオフであるとき、停止されているものとする。このとき、マイコン51、52への給電は行われず、マイコン51、52は、各種演算や通信等を行わないものとする。
本実施形態では、回転検出装置1には、電動パワーステアリング装置108の停止中であっても、バッテリ39、49から直接的に電力が供給される。詳細には、電動パワーステアリング装置108の停止中であっても、第1センサ部61には第1バッテリ39から直接的に電力が供給され、第2センサ部62には第2バッテリ49から直接的に電力が供給される。これにより、電動パワーステアリング装置108の停止中においても、回転検出装置1における演算を継続可能である。
なお、マイコン51、52は停止中であるので、回転検出装置1は、マイコン51、52との通信は行わず、カウントした回転回数TCを内部的に保持しておく。そして、電動パワーステアリング装置108が再始動された後、マイコン51、52の指令信号に応じ、回転角信号および回転回数信号を含む出力信号をマイコン51、52に送信する。これにより、マイコン51、52は、中立位置の再学習等を行うことなく、再始動時においても適切に舵角θsを演算することができる。
S103では、第1センサ部61は、第1マイコン51からの指令に応じ、出力信号を送信する。第1マイコン51では、取得した出力信号に含まれる信号を用い、回転角θmおよび舵角θs等の演算を行う。
S106では、回転回数演算部616は、第2の頻度f2にて回転回数TCを演算する。第2の頻度f2は、第1の頻度f1より低いものとする。すなわちf1>f2である。モータ部10の停止中は、回転回数TCは変わらないので、回転回数TCの演算頻度を下げ、例えば間欠動作とすることで、消費電力を抑えることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第6実施形態を図19に示す。
本実施形態は第5実施形態の変形例であって、第1バッテリ39から第1センサ部61への電力供給路には、定電圧電源37が設けられる。また、第2バッテリ49から第2センサ部62への電力供給路には、定電圧電源47が設けられる。なお、第1バッテリ39または第2バッテリ49の一方からセンサ部61、62に電力が供給されるように構成する場合、定電圧電源を共用してもよいし、それぞれのセンサ部61、62ごとに設けてもよい。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第7実施形態を図20に示す。図20は、図8に対応する模式図である。
上記実施形態の回転検出装置1では、センサ素子601および回路部610が1つのチップ641で構成され、センサ素子602および回路部620が1つのチップ642で構成される。
また、回路部620を含むチップ645は、リードフレーム66上に設けられる。センサ素子602を含むチップ646は、チップ645の上面に設けられる。
センサ素子を含むチップ644、646を、回路部を含むチップ643、645の上に配置することで、リードフレーム66における実装面積を小さくすることができ、回転検出装置5を小型化することができる。
なお、制御構成等については、いずれの実施形態のものと組み合わせてもよい。
センサ素子601は回路部610のチップ643の上面に配置され、センサ素子602は回路部620のチップ645の上面に配置される。センサ素子601、602をチップ643、645の上面に配置することで、回転検出装置5をより小型化することができる。
また、センサ素子601、602は、回路部610、620のチップ643、645よりもモータ部10の回転中心線Ac側に配置される。これにより、センサ素子601、602を回転中心線Acに近づけて配置できるので、検出精度が高まる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第8実施形態を図21~図23に示す。
上記実施形態では、2つのセンサ部は、1つのパッケージ65に設けられる。本実施形態の回転検出装置6では、第1センサ部61が第1パッケージ661に設けられ、第2センサ部62が第2パッケージ662に設けられる。すなわち本実施形態では、パッケージ661、662が、センサ部61、62毎に設けられている。センサ部の構成等は、第1実施形態のものに限らず、第2実施形態~第7実施形態で説明したものとしてもよい。第9実施形態についても同様である。
また、パッケージ661、662は、図23(a)のように、共に第1基板21の第1面211に実装してもよいし、図23(b)のように、共に第1基板21の第2面212に実装してもよい。
また、センサ素子601、602は、モータ部10の回転中心線Ac上となる箇所に配置される。これにより、検出精度を高めることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第9実施形態を図24に示す。図24では、ばね端子等、一部の部品の記載を省略した。
上記実施形態では、第1基板21にSW素子301~306、401~406、コンデンサ36、46、および、回転検出装置1等が実装され、第2基板22にマイコン51、52、および、集積回路56、57等が実装される。
1枚の基板23に駆動装置8の制御に係る部品を実装することで、部品点数を低減できる。また、複数の基板を軸方向に積層して設ける場合と比較し、軸方向における体格を小型化することができる。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
第10実施形態を図25~図28に基づいて説明する。
本実施形態では、1つの回路部612に対して2つのセンサ素子601、607(図16参照)が設けられる場合の素子配置を中心に説明する。図16では、センサ素子601、607および回路部612が同一のチップ641に設けられているが、本実施形態では、説明のため、センサ素子601、607が別のチップにて構成されているものとする。以下適宜、センサ素子601、607のチップを、単に「センサ素子601、607」とする。なお、図25、図26および図28では、センサ素子601、607以外の構成についての記載は省略する。
また、磁気検出特性方向が一致するようにセンサ素子601、607が配置されていると、検出値Apのデジタル換算値Dpと、検出値Aqのデジタル換算値Dqとが一致する。例えば、デジタル換算値Dp、Dqが14ビットで表される場合、図25(c)に示すように、モータ部10の機械角が0°のデジタル換算値Dp、Dqは、共に「00000000000000」となる。ビット数は、適宜設定可能である。
磁気検出特性方向が180°ずれるようにセンサ素子601、607を配置することで、図26(b)に示すように、検出値Ap、Aqの位相が180°ずれる。そのため、図26(c)に示すように、モータ部10の機械角が0°のときのデジタル換算値Dpが「00000000000000」、デジタル換算値Dqが「10000000000000」となり、異なる値となる。一方、値が0に固着する0固着異常が生じた場合、デジタル換算値Dp、Dqが共に「00000000000000」となる。すなわち、センサ素子601、607の磁気検出特性方向をずらして配置することで、正常時のデジタル換算値Dp、Dqが異なる値となるので、第1マイコン51は、デジタル換算値Dp、Dqが同じ値となった場合、固着異常が生じていると判定することができる。
デジタル換算値Dp、Dqを表現するビット数に応じ、分解能に対応する角度d以上、磁気検出特性方向をずらすことで、正常時のデジタル換算値Dp、Dqを異なる値とすることができるので、固着異常を判定可能となる。
例えば、センサ素子601、607の磁気検出特性方向のずらし量が180°のとき、検出値Ap、Aqを加算することで、角度誤差をキャンセルすることができる。また、センサ素子601、607の磁気検出特性方向のずらし量が0°のとき、検出値Ap、Aqを減算することで、角度誤差をキャンセルすることができる。
または、2つのセンサ素子601、607の磁気検出特性方向のずらし量は、回転角検出信号のビット数に応じた分解能に相当する角度をdとすると、(0+d)°以上45°以下、135°以上225°以下、315°以上(360-d)°以下である。これにより、角度誤差を比較的小さく抑えることができる。
上記実施形態では、回転検出装置には、2つの回路部が設けられる。他の実施形態では、回路部の数を3つ以上としてもよい。
上記実施形態では、回転情報演算回路は、1つのセンサ部に1系統または2系統設けられる。他の実施形態では、1つのセンサ部に回転情報演算回路を3系統以上設けてもよい。
上記実施形態では、センサ素子は、ホール素子である。他の実施形態では、センサ素子は、MR素子等、検出対象の回転を検出可能なものであれば、どのようなものであってもよい。上記実施形態では、1つの回路部に対し、1つまたは2つのセンサ素子が設けられる。他の実施形態では、1つの回路部に対し、3つ以上のセンサ素子を設けてもよい。
上記実施形態では、モータ部は三相ブラシレスモータである。他の実施形態では、モータ部は、三相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータであってもよい。また、モータ部は、モータ(電動機)に限らず、発電機であってもよいし、電動機および発電機の機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・モータ部(検出対象)
51、52・・・マイコン(制御部)
601~607・・・センサ素子
610~612、620~622・・・回路部
615、625、635・・・回転角演算部
616、626、636・・・回転回数演算部
617、627・・・通信部
65、661、662・・・パッケージ
Claims (17)
- 検出対象(10)の回転を検出する複数のセンサ素子(601~607)と、
前記センサ素子から出力されるsin信号およびcos信号に基づいて前記検出対象の回転角を演算する回転角演算部(615、625)、前記センサ素子から出力されるsin信号およびcos信号に基づいて前記検出対象の回転回数を演算する回転回数演算部(616、626)、ならびに、前記回転角に係る信号である回転角信号および前記回転回数に係る回転回数信号を制御部(51、52)に出力する通信部(617、627)を有する複数の回路部(610~612、620~622)と、
前記センサ素子および前記回路部を封止しており、前記制御部とは別途に基板(21、23)に実装されるパッケージ(65、661、662)と、
を備え、
1つの前記回路部(612)に対応して設けられる複数の前記センサ素子(601、607)は、sin信号およびcos信号を用いて角度換算された値である検出値の正常時におけるデジタル換算値が異なる値となるように、磁気検出に係る磁気検出特性方向を回転方向にずらして配置されており、
磁気検出特性方向を回転方向にずらして配置されている複数の前記センサ素子の検出値に応じたデジタル換算値が一致する場合、値が所定値に固着する固着異常が生じていると判定する回転検出装置。 - 全ての前記センサ素子および前記回路部は、1つの前記パッケージ(65)内に設けられる請求項1に記載の回転検出装置。
- 前記パッケージ(661、662)は、前記センサ素子および当該センサ素子の検出値を用いる前記回路部ごとに設けられる請求項1または2に記載の回転検出装置。
- 前記パッケージは、2つであって、
一方の前記パッケージは、前記基板の前記検出対象側の面(211)に実装され、
他方の前記パッケージは、前記基板の前記検出対象と反対側の面(212)に実装される請求項3に記載の回転検出装置。 - 前記センサ素子は、前記検出対象の回転中心線上となる箇所に配置される請求項4に記載の回転検出装置。
- 前記センサ素子は、前記検出対象の回転中心線に対して点対称に配置される請求項1~4のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 前記センサ素子は、前記回路部と同一のチップ(641、642)に含まれる請求項1~6のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 前記センサ素子は、前記回路部のチップ(643、645)とは別途に設けられる請求項1~6のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 前記センサ素子は、前記回路部のチップの上面に配置される請求項8に記載の回転検出装置。
- 前記センサ素子は、前記回路部のチップよりも前記検出対象の回転中心線側に配置される請求項8に記載の回転検出装置。
- 2つの前記センサ素子は、前記磁気検出特性方向を180°ずらして配置されている請求項1~10のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 2つの前記センサ素子の前記磁気検出特性方向のずらし量は、前記回転角信号のビット数に応じた分解能に相当する角度をdとすると、(0+d)°以上45°以下、135°以上225°以下、または、315°以上(360-d)°以下である請求項1~10のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 前記パッケージが実装される前記基板である第1基板と、当該基板を挟んで前記検出対象と反対側に設けられ前記制御部が実装される第2基板とは、内部接続端子(717)で接続され、
前記回転角信号および前記回転回数信号は、前記内部接続端子を経由して前記制御部に送信される請求項1~12のいずれか一項に記載の回転検出装置。 - 前記通信部は、前記回転角信号および前記回転回数信号を含む一連の信号である出力信号を、1つの通信線(692、694)を用いて前記制御部に送信する請求項1~13のいずれか一項に記載の回転検出装置。
- 運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータ部(10)と、
請求項1~14のいずれか一項に記載の回転検出装置(1~6)と、
前記回転角信号および前記回転回数信号を用いて前記モータ部を制御する前記制御部と、
を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記センサ素子は、前記検出対象として前記モータ部の回転を検出する電動パワーステアリング装置。 - 前記制御部は、前記回転角および前記回転回数に基づき、舵角を演算する請求項15に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記制御部は、複数であって、
前記回路部は、前記制御部ごとに設けられ、対応して設けられる前記制御部に前記回転角信号および前記回転回数信号を出力する請求項15または16に記載の電動パワーステアリング装置。
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