本發(fā)明涉及汽車的電動助力轉(zhuǎn)向裝置，特別涉及利用旋轉(zhuǎn)角傳感器對無刷電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測并根據(jù)這些旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速計(jì)算出汽車的轉(zhuǎn)向軸的絕對轉(zhuǎn)向角、且利用無刷電動機(jī)對轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

作為這種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，在主電源為導(dǎo)通狀態(tài)時利用通常的連續(xù)正弦波對作為無刷電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角傳感器的例如旋轉(zhuǎn)變壓器的勵磁線圈進(jìn)行勵磁，在主電源變成斷開時，為了減小電池的消耗電流，利用由汽車的電池備份的備份電路，對旋轉(zhuǎn)變壓器的勵磁線圈進(jìn)行間歇勵磁來檢測無刷電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速并計(jì)算出汽車的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向角。

更具體而言，在主電源斷開時，雖然未向無刷電動機(jī)提供電源，但由于某種原因使得方向盤旋轉(zhuǎn)時，反而會由電動機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因此對應(yīng)于無刷電動機(jī)的端子中檢測出的電動勢，切換間歇勵磁周期，以使得若電動勢高于判定閾值則轉(zhuǎn)速也較高，因而使上述間歇勵磁的周期變短，也就是使分頻比變小，若電動勢低于判定閾值則轉(zhuǎn)速較低，因而使上述間歇勵磁的周期變長，也就是使分頻比變大(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5140122號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

如上述專利文獻(xiàn)1所示，根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器的兩個檢測線圈所得到的檢測電壓的正負(fù)組合，將旋轉(zhuǎn)變壓器的一個旋轉(zhuǎn)每隔90°劃分為4個區(qū)域即象限，通過對于每個間歇勵磁的周期監(jiān)視該象限的狀態(tài)，從而使轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的值增減，而若采用這種結(jié)構(gòu)，則在間歇周期的初期對方向盤旋轉(zhuǎn)施加急加速的情況下，若旋轉(zhuǎn)角度跨過一個以上的象限進(jìn)行移動，則會發(fā)生角度的跳過讀取。

此外，上述的專利文獻(xiàn)1中，雖然電動機(jī)的高旋轉(zhuǎn)－低旋轉(zhuǎn)的判定閾值中未設(shè)有滯后，但在實(shí)際的判定中需要由兩個閾值所產(chǎn)生的某種滯后。

在例如經(jīng)由半波整流電路對三相無刷電動機(jī)的端子的三相感應(yīng)電壓進(jìn)行檢測的情況下，由于整流電路內(nèi)的平滑化用的電容器的容量專門用于應(yīng)對噪聲因此較小，檢測電壓如圖7所示，成為以某一預(yù)定電角度重復(fù)峰和谷的波形。因而，若這種情況下的滯后幅度、即閾值間隔沒有大到檢測電壓的峰與谷的電位差以上，則雖然是在高旋轉(zhuǎn)，但也有可能會判定為低旋轉(zhuǎn)。

然而，減小低旋轉(zhuǎn)側(cè)的閾值、即返回檢測閾值會導(dǎo)致低旋轉(zhuǎn)模式的旋轉(zhuǎn)范圍變小，其結(jié)果是對于消耗電流減小不利。此外，高旋轉(zhuǎn)側(cè)的閾值、即檢測閾值的上限被決定為以使得即使進(jìn)行高速轉(zhuǎn)向，也能夠準(zhǔn)確地檢測出電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

此外，在對于感應(yīng)電壓的檢測使用半波整流電路的情況下，用于整流的二極管的正向電壓vf的溫度特性的偏差較大，在例如肖特基二極管的情況下，成為0.05～0.40v的正向電壓vf，若考慮無刷電動機(jī)的感應(yīng)電壓產(chǎn)生也必須在小于1.0v的電壓下進(jìn)行檢測，則高旋轉(zhuǎn)檢測閾值和低旋轉(zhuǎn)檢測用的返回檢測閾值的決定、所有條件下的穩(wěn)定的檢測動作會變得很難。

原本若能夠以三相的交點(diǎn)電壓、即圖7的谷電壓為基準(zhǔn)來設(shè)定高旋轉(zhuǎn)檢測和低旋轉(zhuǎn)檢測的閾值，則在理想的半波整流電路的情況下，峰－峰間或谷－谷間的電角度最大有120°，從電動機(jī)端子的感應(yīng)電壓的0v基準(zhǔn)值m0觀察，谷成為峰的sin(30°)＝sin(150°)＝1/2的電壓，因此在理想情況下將谷超過某一交點(diǎn)電壓時設(shè)為高旋轉(zhuǎn)檢測時，若將該交點(diǎn)電壓的1/2決定為低旋轉(zhuǎn)檢測的返回閾值，則高旋轉(zhuǎn)檢測和低旋轉(zhuǎn)檢測相對于電動機(jī)的加減速穩(wěn)定地切換來進(jìn)行動作。

然而，在使用感應(yīng)電壓的溫度特性和感應(yīng)電壓較低的電動機(jī)，溫度較低且出現(xiàn)較大的整流二極管的正向電壓降vf的圖7的示例的情況下，三相的交點(diǎn)電壓會埋沒于正向電壓vf，無法以谷點(diǎn)為基準(zhǔn)來設(shè)定高旋轉(zhuǎn)檢測和低旋轉(zhuǎn)檢測的兩個閾值電壓。

即使高旋轉(zhuǎn)檢測在感應(yīng)電壓超過vf的電壓區(qū)域的峰部分設(shè)定閾值，將低旋轉(zhuǎn)檢測閾值設(shè)定為旋轉(zhuǎn)為零的整流輸出電壓0v的點(diǎn)r0、即整流二極管的正向電壓vf的點(diǎn)r0，在以高旋轉(zhuǎn)檢測周圍的一定角速度旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)檢測信號也會由于峰谷的變化而擺動(振動)，最差的情況下，由于在該120°間實(shí)際上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此會發(fā)生跳過讀取。

此外，在利用全波整流電路檢測感應(yīng)電壓的情況下，若能夠以三相的交點(diǎn)電壓為基準(zhǔn)來設(shè)定高旋轉(zhuǎn)檢測和低旋轉(zhuǎn)檢測的閾值，則相對于在相當(dāng)于峰－峰間的電角度60°的區(qū)間的從峰到谷的最大掉落在半波整流時為1/2的情況，在上述全波整流時只需考慮下降√3/2即可，因此從這一點(diǎn)來看比半波整流檢測更優(yōu)選。但是，在全波整流的情況下，由于整流二極管正向電壓vf下降至兩倍，因此依然存在三相的交點(diǎn)電壓埋沒于2×正向電壓vf的問題。

因而，與上述的半波整流電路的情況相同，即使高旋轉(zhuǎn)檢測在感應(yīng)電壓超過vf的電壓區(qū)域設(shè)定閾值，且將低旋轉(zhuǎn)檢測閾值設(shè)定為旋轉(zhuǎn)為零的整流輸出電壓0v的點(diǎn)r0，在以高旋轉(zhuǎn)檢測周圍的一定角速度旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)檢測信號也會由于峰谷的變化而擺動(振動)，最差的情況下，由于在該60°間實(shí)際上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此會發(fā)生跳過讀取。

實(shí)際上會根據(jù)電動機(jī)的不同而在求出的轉(zhuǎn)速下無法獲得足夠的感應(yīng)電壓，若設(shè)置滯后，則會接近gnd電平，從而會產(chǎn)生判定為低旋轉(zhuǎn)而無法返回的情況。另一方面，在相對于來自外部的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的急劇變動輸入，電動機(jī)的各相的波形上下變動，作為交點(diǎn)的谷點(diǎn)上下變動時，由于谷點(diǎn)下降會誤檢測出原本沒有的谷點(diǎn)，從而會發(fā)生跳過讀取。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，提供一種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，在主電源斷開時，通過對以間歇的周期對旋轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行勵磁時的兩個判定閾值設(shè)置最佳的滯后，從而即使在對方向盤旋轉(zhuǎn)施加急加速的情況下也能夠準(zhǔn)確地檢測出由旋轉(zhuǎn)角傳感器得到的無刷電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速而不會出現(xiàn)閾值的跳過讀取。

用于解決問題的方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的由無刷電動機(jī)進(jìn)行輔助的電動助力轉(zhuǎn)向裝置包括周期切換部，該周期切換部在主電源斷開時，經(jīng)由整流電路對來自因外力而旋轉(zhuǎn)的所述無刷電動機(jī)的感應(yīng)電壓進(jìn)行檢測，將所述感應(yīng)電壓與高旋轉(zhuǎn)檢測閾值和低旋轉(zhuǎn)檢測閾值進(jìn)行比較判定，在所述感應(yīng)電壓處于從所述高旋轉(zhuǎn)檢測閾值以下變成所述高旋轉(zhuǎn)檢測閾值以上的第一過渡狀態(tài)時判定為所述無刷電動機(jī)處于高旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并使連接至所述無刷電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角傳感器的間歇勵磁周期成為預(yù)先決定的短周期，并且在所述感應(yīng)電壓處于從所述高旋轉(zhuǎn)檢測閾值以上變成所述高旋轉(zhuǎn)檢測閾值以下的第二過渡狀態(tài)時，在經(jīng)過了與所述整流電路的輸出電壓的峰－峰間的電角度相當(dāng)?shù)拇龣C(jī)時間后的時間點(diǎn)之后所述感應(yīng)電壓處于變成所述低旋轉(zhuǎn)檢測閾值以下的第三過渡狀態(tài)時判定為所述無刷電動機(jī)處于低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并使所述間歇勵磁周期成為預(yù)先決定的長周期。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在通過檢測無刷電動機(jī)的端子電壓，從而基于兩個閾值對電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行高旋轉(zhuǎn)或低旋轉(zhuǎn)判定時，在檢測電壓暫時變成高旋轉(zhuǎn)判定閾值以上的情況下，高旋轉(zhuǎn)模式能夠持續(xù)，因此能夠決定高旋轉(zhuǎn)－低旋轉(zhuǎn)的判定閾值的滯后幅度而不會受檢測電壓波形的影響，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更低的消耗電流。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式1的電路框圖。

圖2是示出本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式1的具體例的電路框圖。

圖3是示出本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式2的電路框圖。

圖4是示出本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式2的具體例的電路框圖。

圖5是作為本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的各實(shí)施方式中使用的感應(yīng)電壓檢測部的一個實(shí)施例示出半波整流電路的電路圖。

圖6是作為本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的各實(shí)施方式中使用的感應(yīng)電壓檢測部的其他實(shí)施例示出全波整流電路的電路圖。是示出權(quán)利要求1的感應(yīng)電壓檢測的一個實(shí)施例的全波整流的電路。

圖7是示出本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的各實(shí)施方式中使用的三相電動機(jī)的感應(yīng)電壓的半波整流波形和閾值的關(guān)系的曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照示出本實(shí)施方式的附圖對本發(fā)明所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，各圖中對于相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同標(biāo)號。

實(shí)施方式1.

圖1所示的本實(shí)施方式1示出電動助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動助力轉(zhuǎn)向裝置包括：由轉(zhuǎn)子和勵磁線圈組構(gòu)成的三相無刷電動機(jī)7，該轉(zhuǎn)子在將用于產(chǎn)生汽車的轉(zhuǎn)向力的永磁體的p極－n極對設(shè)為1組時由k組永磁體構(gòu)成，該勵磁線圈組由以預(yù)定角度移位設(shè)置的h個組構(gòu)成且具有h相的電氣端子；在電源導(dǎo)通時進(jìn)行動作的電動助力轉(zhuǎn)向主電路21；以及與該主電路21相連接且分別以虛線示出的旋轉(zhuǎn)角度檢測部23和備份電路22。電動機(jī)7的軸經(jīng)由齒輪等與方向盤轉(zhuǎn)軸始終直接連結(jié)。

以虛線示出的旋轉(zhuǎn)角度檢測部23由將無刷電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號而獲取的旋轉(zhuǎn)角傳感器8、以及根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角信號來檢測旋轉(zhuǎn)角度位置的旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5構(gòu)成。此外，以虛線示出的備份電路22由以一點(diǎn)劃線示出的周期切換部24、轉(zhuǎn)速檢測部13和通信部15構(gòu)成。而且，周期切換部24包含間歇周期切換部1、旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2、感應(yīng)電壓檢測部3和旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4。

向感應(yīng)電壓檢測部3同時輸入從主電路21到電動機(jī)7的電動機(jī)相電壓，感應(yīng)電壓檢測部3將檢測出的感應(yīng)電壓提供給旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2。另外，旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2中，稱為“旋轉(zhuǎn)角速度”是由于感應(yīng)電壓的波形示出了“旋轉(zhuǎn)角速度”。

旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2將該感應(yīng)電壓與圖7所示的高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1和比該高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1要低的低旋轉(zhuǎn)檢測用的返回檢測閾值th2進(jìn)行比較判定，在感應(yīng)電壓處于從高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以下變成高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以上的第一過渡狀態(tài)時判定為處于高旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，將使連接至無刷電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)角傳感器8的間歇勵磁周期成為預(yù)先決定的短周期的信號、也就是使分頻比變小的信號提供給間歇周期切換部1。并且，在感應(yīng)電壓處于從高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以上變成高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以下的第二過渡狀態(tài)時，將通知該情況的信號提供給旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4。

另外，如后述的圖7所示，上述的高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1被設(shè)定為與作為感應(yīng)電壓檢測部3內(nèi)的整流電路的輸出的、電動機(jī)7的設(shè)想為最低的高轉(zhuǎn)速時的峰頂點(diǎn)相接近的值。由于實(shí)際上需要超過閾值，因此被設(shè)定為稍低于峰值的值。此外，作為返回檢測閾值的低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2被設(shè)定為與作為用于整流電路的二極管的正向電壓vf、且比設(shè)想為最高的谷值要大的值r0相接近的值。由于實(shí)際上需要低于閾值th2，因此被設(shè)定為稍大于r0的值。

而且，旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2在感應(yīng)電壓處于從高旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變成低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2以下的第三過渡狀態(tài)時判定為處于低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，將使旋轉(zhuǎn)角傳感器8的間歇勵磁周期成為預(yù)先決定的長周期的信號、也就是使分頻比變大的信號提供給間歇周期切換部1。

旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4內(nèi)置有待機(jī)計(jì)時器30，對于從接收到來自旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2的第二過渡狀態(tài)起直到經(jīng)過了與由感應(yīng)電壓得到的整流電壓的峰－峰間的電角度相當(dāng)?shù)拇龣C(jī)時間后的時間點(diǎn)為止，待機(jī)計(jì)時器30利用時鐘10進(jìn)行計(jì)數(shù)，將達(dá)到了該計(jì)數(shù)值的情況通知間歇周期切換部1。

間歇周期切換部1內(nèi)置有計(jì)時器9，接收到來自旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2的與對應(yīng)于高旋轉(zhuǎn)或低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的間歇周期相關(guān)的信號，向旋轉(zhuǎn)角傳感器8和旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5提供間歇周期的信號。并且，間歇周期切換部1基于來自旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4的信號，使對應(yīng)于低旋轉(zhuǎn)的間歇周期的信號輸出待機(jī)一定時間。

另外，備份電路22的轉(zhuǎn)速檢測部13接收到來自旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5的旋轉(zhuǎn)角度位置信號并計(jì)算出轉(zhuǎn)速，經(jīng)由通信部15發(fā)送到主電路21。

圖2示出圖1所示的實(shí)施方式1的更具體的電路例，在開關(guān)20導(dǎo)通的情況下，電源17導(dǎo)通，向主電路21中的cpu18和逆變器16、以及旋轉(zhuǎn)角傳感器8提供電源，cpu18在接受旋轉(zhuǎn)角傳感器8的信息的同時通過逆變器16對電動機(jī)7進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。

在開關(guān)20斷開而未驅(qū)動電動機(jī)7的情況下，在由于外力而通過方向盤使電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，由于來自電池19的電源供給，觀測電源11始終處于可供給電源狀態(tài)，在未由間歇周期切換部1檢測出電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)的期間中，以間歇周期通過開關(guān)12向旋轉(zhuǎn)角傳感器8和旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5間歇性地提供電源。

感應(yīng)電壓檢測部3、旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2、旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4、clk10、一個周期前角度位置保持部6、間歇周期切換部1、異常檢測部30、逆時針旋轉(zhuǎn)角移動量(ccw)累計(jì)部131、以及順時針旋轉(zhuǎn)角移動量(cw)累計(jì)部132通過觀測電源11始終受到電源供給而進(jìn)行動作。開關(guān)20斷開時的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度位置被儲存于旋轉(zhuǎn)角移動量累計(jì)部131和旋轉(zhuǎn)角移動量累計(jì)部132，開關(guān)20導(dǎo)通時才向通信部15供給電源，并從通信部15向cpu18發(fā)送旋轉(zhuǎn)角移動量累計(jì)部131、132的逆時針旋轉(zhuǎn)角移動累計(jì)量ccw和順時針旋轉(zhuǎn)角移動累計(jì)量cw。

電動助力轉(zhuǎn)向裝置的主電源17變成導(dǎo)通，從電動助力轉(zhuǎn)向主電路12向無刷電動機(jī)7提供電動機(jī)相電壓u、v、w，此時若對方向盤施加來自駕駛員的旋轉(zhuǎn)力，則可從旋轉(zhuǎn)角度檢測部23得到旋轉(zhuǎn)角度位置信息，該旋轉(zhuǎn)角度檢測部23包含經(jīng)由齒輪與轉(zhuǎn)向軸(未圖示)相結(jié)合的無刷電動機(jī)7上安裝的旋轉(zhuǎn)變壓器等旋轉(zhuǎn)角傳感器8。通過根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度位置信息的變化量來計(jì)算出無刷電動機(jī)7的轉(zhuǎn)速，并且計(jì)算出所連接的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向角并進(jìn)行保持，從而發(fā)揮出由無刷電動機(jī)7對于轉(zhuǎn)向軸的輔助功能。

現(xiàn)在，從汽車拔出鑰匙等以將主電源17斷開從而輔助功能停止的期間中，電動助力轉(zhuǎn)向主電路21斷開從而輔助功能停止。此時，通過利用汽車的電池19來備份電源，從而例如若在停車狀態(tài)中駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)動方向盤等操作而對轉(zhuǎn)向軸施加外力，則通過備份電路22向旋轉(zhuǎn)角傳感器8提供勵磁信號，根據(jù)由旋轉(zhuǎn)角傳感器8得到的旋轉(zhuǎn)角度位置信息的變化量來計(jì)算出轉(zhuǎn)速。計(jì)算出經(jīng)由齒輪與無刷電動機(jī)7相連接的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向角并進(jìn)行保持。

通信部15具有如下功能：在主電源17變成導(dǎo)通從而構(gòu)成電動助力轉(zhuǎn)向主電路21的cpu18開始動作之后將由轉(zhuǎn)速檢測部13檢測出的轉(zhuǎn)速經(jīng)由串行通信單元進(jìn)行發(fā)送，使cpu18接收之后的由cpu18進(jìn)行的轉(zhuǎn)速測量繼續(xù)，接著在主電源17變成斷開時，為了使之后的由備份電路22所產(chǎn)生的間歇周期的勵磁進(jìn)行的轉(zhuǎn)速測量繼續(xù)，經(jīng)由串行通信單元接收由cpu18得到的轉(zhuǎn)速測量值，并傳遞給轉(zhuǎn)速檢測部13。

接著，下面對主電源17變成斷開時的動作進(jìn)行說明。

由于無刷電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸因外力而旋轉(zhuǎn)，從而在電動機(jī)7的端子中產(chǎn)生具有與無刷電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)速度成正比的振幅的感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓檢測部3檢測出端子的感應(yīng)電壓的相當(dāng)于h相的h個電信號以作為感應(yīng)電壓。

旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2在其輸入側(cè)包括例如圖5所示的半波整流電路。由于整流電路的濾波電路是專門以去除噪聲作為目的，因此濾波電容器的容量較小，因而通過該整流電路后的整流電壓實(shí)質(zhì)上未進(jìn)行濾波，成為圖7所示的波形，將其與圖7所示的高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1和低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2進(jìn)行比較。

而且，在整流電壓從高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以下過渡到高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以上時，將使上述間歇勵磁周期設(shè)定為短間隔、也就是使分頻比設(shè)定得較小的控制信號發(fā)送到間歇周期切換部1。在整流電壓從低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2以上過渡到低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2以下時，由于電動機(jī)7處于低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此將控制信號發(fā)送到間歇周期切換部1以使得上述間歇勵磁周期變成長間隔、也就是使分頻比變大。

間歇周期切換部1內(nèi)置有以時鐘(clk)10的計(jì)數(shù)來測量時間的計(jì)時器9，根據(jù)來自該計(jì)時器9的觸發(fā)使開關(guān)12導(dǎo)通/斷開，從而以由計(jì)時器9的時間間隔所得到的間歇周期，從觀測電源11向旋轉(zhuǎn)角傳感器8和旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5流動電流。由此，旋轉(zhuǎn)角傳感器8的勵磁線圈被勵磁，檢測電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)角。該檢測出的旋轉(zhuǎn)角被發(fā)送到旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5并計(jì)算出旋轉(zhuǎn)角度位置，且被發(fā)送到旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2和旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4。

旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4內(nèi)置有與來自計(jì)時器9的間歇勵磁周期信號分開地對時鐘10進(jìn)行計(jì)數(shù)的待機(jī)計(jì)時器30，在上述整流電壓處于第二過渡狀態(tài)時，作為持續(xù)保持該狀態(tài)的時間，如下述那樣求出待機(jī)計(jì)時器30的待機(jī)時間twait_a。

360(deg)÷h÷k÷(360(deg)×60(sec)×r_m(rpm))······式(1)

這里，r_m(rpm)是無刷電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。

其表示，在將電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于angle_a(deg)＝360(deg)÷h(相)的角度的時間設(shè)為待機(jī)時間twait_a(sec)時，在從高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以上到高旋轉(zhuǎn)檢測閾值th1以下的第二過渡時，待機(jī)計(jì)時器30開始計(jì)數(shù)，使間歇周期切換部1對于在從低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2以上到低旋轉(zhuǎn)檢測閾值th2以下的第三過渡時使上述間歇周期變長的設(shè)定進(jìn)行待機(jī)，直到到達(dá)待機(jī)時間twait_a為止。

現(xiàn)在，當(dāng)電動機(jī)7未通過來自電動助力轉(zhuǎn)向主電路21的相電力供給而驅(qū)動時，在轉(zhuǎn)動方向盤等由于對轉(zhuǎn)軸的外力而被旋轉(zhuǎn)的情況下，會在電動機(jī)7的各相中產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)速度成正比的感應(yīng)電壓。

在利用三相電動機(jī)構(gòu)成極對數(shù)＝5的電動機(jī)7，利用圖5所示的半波整流電路構(gòu)成感應(yīng)電壓檢測部3的情況下，感應(yīng)電壓成為圖7那樣的電角度的相位彼此錯開120°(＝360°÷三相)的三相的正弦波電壓波形。

由于其成為圖7那樣的峰－谷波形，因此為了穩(wěn)定地檢測電壓，需要設(shè)置比峰－谷間的電壓差更大的滯后來進(jìn)行電壓比較。

然而，感應(yīng)電壓常數(shù)較低的電動機(jī)中，若對于想要檢測出的旋轉(zhuǎn)速度，谷部分低于半波整流電路的二極管的正向電壓vf的下降量，則無法輸出返回到低旋轉(zhuǎn)用的間歇周期的信號。

因此，追加旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4以取代將滯后取得較小，在電動機(jī)感應(yīng)電壓下降從而高速周期信號變得無效之后，利用時鐘10對以感應(yīng)電壓檢測的閾值的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)電角度120°的時間進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而待機(jī)之后將間歇周期信號輸出到間歇周期切換部1。由于至此為止都維持高速周期，因此即使在中途電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度加速，也不會跳過讀取。

若電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)速度單調(diào)減小，則經(jīng)過了相當(dāng)于該電角度120°的時間之后會返回到對應(yīng)于低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的間歇周期，而且在中途加速的情況下，在超過電角度120°的時刻會再次迎來產(chǎn)生感應(yīng)電壓的峰值點(diǎn)，因此感應(yīng)電壓會超過閾值th1。由此，提供給間歇周期切換部1且輸入到旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4的高速周期信號再次生效，相當(dāng)于該電角度120°部分的時間計(jì)數(shù)被重置，從而進(jìn)行等待直到該高速周期信號再次變成無效。

由此，作為設(shè)定困難的較大的滯后的替代，例如，作為計(jì)時器等的時間處理，在暫時進(jìn)入高旋轉(zhuǎn)模式之后，電動機(jī)感應(yīng)電壓的產(chǎn)生不滿足高旋轉(zhuǎn)檢測從而高速周期切換信號變成無效之后，在高旋轉(zhuǎn)檢測閾值角速度下的相當(dāng)于電角度移動量120°以上的時間內(nèi)，不返回到低旋轉(zhuǎn)模式。

由此，即使在檢測信號進(jìn)入谷部且電平下降而示出低旋轉(zhuǎn)，但實(shí)際上電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)加速增加的情況下，也防止返回到低旋轉(zhuǎn)用的間歇周期，保持高速周期不變來觀測旋轉(zhuǎn)角速度，因此不會跳過讀取。

對于無法以三相感應(yīng)電壓的交點(diǎn)電壓為基準(zhǔn)來設(shè)定返回到低旋轉(zhuǎn)的閾值的情況，能夠進(jìn)行應(yīng)對，以使得即使是感應(yīng)電壓較低的電動機(jī)，對于低旋轉(zhuǎn)的閾值也不會發(fā)生跳過讀取。

圖6示出由全波整流電路構(gòu)成上述感應(yīng)電壓檢測部3的情況，在該全波整流的情況下，三相電動機(jī)7的電角度的相位成為錯開60°(＝360°÷(三相×2))的6相的正弦波電壓波形。雖然谷的電壓比半波整流要高，但全波整流中，會下降相當(dāng)于兩個二極管的2×正向電壓vf的量，因此全波整流相對于半波整流未必有利。旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4中的時間或角度位置的計(jì)算成為電角度60°而不是電角度120°。

在使用來自圖6所示的全波整流電路的電動機(jī)的感應(yīng)電壓信號來推定極對數(shù)＝5的三相電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的情況下，電角度成為機(jī)械角度的5倍，維持高速模式不變的狀態(tài)的角度位置的移動量成為360°÷3÷2＝60°。在高旋轉(zhuǎn)檢測閾值角速度下的相當(dāng)于電角度移動量60°以上的時間內(nèi)不返回到低旋轉(zhuǎn)模式。

如上所述，高旋轉(zhuǎn)側(cè)的檢測閾值th1被設(shè)定為整流電路的二極管正向電壓vf的設(shè)想的最大值，此外低旋轉(zhuǎn)側(cè)的閾值、即返回檢測閾值th2被設(shè)定為作為整流二極管的正向電壓vf設(shè)想的最大電壓值、即實(shí)質(zhì)上整流輸出電壓成為零的值r0的附近。

此外，圖2的實(shí)施例中，雖然使用了異常檢測部30，但由于其以4象限來示出旋轉(zhuǎn)角傳感器8的輸出信號，因此通過對其進(jìn)行監(jiān)視，從而檢測出跳過讀取，而這是由于，根據(jù)待機(jī)計(jì)時器的時間設(shè)定，雖然是極少數(shù)的情況，但有時也會發(fā)生跳過讀取。

而且，轉(zhuǎn)速檢測部13中，能夠進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)角移動量(ccw)累計(jì)和順時針旋轉(zhuǎn)角移動量(cw)累計(jì)。

實(shí)施方式2.

圖3所示的實(shí)施方式2中，與實(shí)施方式1相比，為了檢測出相當(dāng)于該電角度120°或60°部分的經(jīng)過時間，旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部4根據(jù)由以間歇周期切換部1產(chǎn)生的周期啟動的旋轉(zhuǎn)角傳感器8和角度位置檢測部5檢測出的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角度位置、與實(shí)施方式1中也使用的一個周期前角度位置保持部6中保持的一個周期前角度位置之間的差分來掌握每個周期的移動量。然后，對其進(jìn)行每個周期的累加，從而計(jì)算相當(dāng)于該電角度120°的準(zhǔn)確的移動量，將間歇周期切換成低速模式用。因此，使用了內(nèi)置有累加器31的旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部40。因而，該累加器31不需要來自時鐘10的時鐘信號。

作為計(jì)時器動作的替代，例如作為60°或120°的角度確認(rèn)，對每個間歇周期的角度位置與一個間歇周期前的角度位置之間的差分進(jìn)行累加，從而也能夠確認(rèn)角度位置移動量超過60°或120°，切換成低旋轉(zhuǎn)模式。

圖4具體地示出了該圖3所示的實(shí)施方式2，在圖3的基礎(chǔ)上，與實(shí)施例1同樣地使用了異常檢測部30。

這樣的實(shí)施方式2中，也適用圖5的半波整流電路和圖6的全波整流電路。

在并非單調(diào)減速、而是在相當(dāng)于該電角度120°或60°的準(zhǔn)確的移動量計(jì)算過程中、中途加速的情況下，進(jìn)行與實(shí)施方式1同樣的動作。旋轉(zhuǎn)角傳感器8有幾種實(shí)現(xiàn)方法。通過使用旋轉(zhuǎn)變壓器使電流在勵磁部中流動，從而利用電磁感應(yīng)作為電信號輸出到4根信號線。此外，通過將磁體安裝于電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸，在其附近設(shè)置具有磁阻的器件、霍爾元件并使電流流動，從而能夠通過電信號獲取磁體的旋轉(zhuǎn)。

另外，作為電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度檢測方法，旋轉(zhuǎn)角速度檢測部2還能夠利用來自感應(yīng)電壓檢測部3的電壓信號進(jìn)行電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度檢測，或者，還能夠利用旋轉(zhuǎn)角度位置檢測部5的輸出、與一個周期前角度位置保持部6的輸出之間的差分進(jìn)行電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度檢測。如果能夠僅根據(jù)由該感應(yīng)電壓得到的信息來進(jìn)行向高速周期的切換，則也能夠僅根據(jù)由旋轉(zhuǎn)角傳感器8得到的角度位置差分來進(jìn)行向高速周期的切換?；蛘撸€能夠利用由該感應(yīng)電壓得到的信息和由旋轉(zhuǎn)角傳感器8得到的角度位置差分的信息的邏輯與(and)等方法，將兩者進(jìn)行對照來進(jìn)行向高速周期的切換。

標(biāo)號說明

1間歇周期切換部，

2旋轉(zhuǎn)角速度檢測部，

3感應(yīng)電壓檢測部，

4、40旋轉(zhuǎn)角度移動量計(jì)算部，

5角度位置檢測部，

6一個周期前角度位置保持部，

7無刷電動機(jī)，

8電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角傳感器，

9計(jì)時器，

10時鐘，

11觀測電源，

12根據(jù)間歇周期切換的信號使觀測電源導(dǎo)通斷開的開關(guān)，

13轉(zhuǎn)速檢測部，

15通信部，

18cpu，

19電池，

20電動助力轉(zhuǎn)向的導(dǎo)通/斷開開關(guān)，

21電動助力轉(zhuǎn)向主電路，

22備份電路，

23旋轉(zhuǎn)角度檢測部，

24周期切換部，

30待機(jī)計(jì)時器，

31累加器，

131旋轉(zhuǎn)角移動量(ccw)累計(jì)部，

132旋轉(zhuǎn)角移動量(cw)累計(jì)部。