相位檢出裝置及其方法,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置,電機(jī)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及例如無(wú)刷DC(直流）電機(jī)等的檢出轉(zhuǎn)子相位的相位檢出裝置，相位檢 出方法，具備該相位檢出裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，W及具備該相位檢出裝置的電機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無(wú)刷DC電機(jī)的停止控制等、控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，必須檢出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角 度。在旋轉(zhuǎn)式編碼器的方式中，一般將旋轉(zhuǎn)式編碼器連接到旋轉(zhuǎn)軸上，輸出具有對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角 度而變化的1/4周期的相位差的2相脈沖信號(hào)，檢出其邊緣，且從2相的高/低狀態(tài)檢出相 對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
[0003] 在專利文獻(xiàn)1中，公開了電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，W進(jìn)行多個(gè)相位檢出為目的，根據(jù)具 有與電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置所對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平的多個(gè)傳感器信號(hào)，產(chǎn)生相位信息信號(hào)，對(duì) 電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在專利文獻(xiàn)1中，公開W下構(gòu)成，將多個(gè)傳感器信號(hào)與所設(shè)定的多個(gè)闊 值電平作比較，檢出相位，輸出顯示檢出相位的第1相位信息信號(hào)，將多個(gè)傳感器信號(hào)相互 比較檢出相位，輸出顯示檢出的相位的第2相位信息信號(hào)。再有，將檢出的相位分為所設(shè)定 的多個(gè)相位區(qū)間，在所設(shè)定的多個(gè)相位區(qū)間中選擇多個(gè)傳感器信號(hào)中的一個(gè)，檢出所選擇 的傳感器信號(hào)的電平達(dá)到與轉(zhuǎn)子的所設(shè)定相位對(duì)應(yīng)的所設(shè)定的闊值電平。
[0004] 但是，在W往的旋轉(zhuǎn)式編碼器方式的控制中，一般是由外周部上等間距設(shè)置成為 光學(xué)窗的縫隙的圓盤和W圓盤的縫隙間距的1/4間隔配置的2個(gè)光斬波器組成的結(jié)構(gòu)，因 此必須高額追加部件。
[0005] 在專利文獻(xiàn)1中，當(dāng)傳感器信號(hào)有相位錯(cuò)開時(shí)，會(huì)使理想的傳感器信號(hào)產(chǎn)生相位 誤差。例如外設(shè)傳感器場(chǎng)合，在電機(jī)的制造過(guò)程中，微小的安裝錯(cuò)位都會(huì)引起相位錯(cuò)開， 在W往的電機(jī)控制技術(shù)中，該傳感器信號(hào)的相位錯(cuò)開會(huì)產(chǎn)生直接成為檢出相位的誤差的問(wèn) 題。
[0006][專利文獻(xiàn)U
[0007] 日本特開2013-099023號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于，與W往的技術(shù)相比，提供一種抑制追加成本、提高旋轉(zhuǎn)相位的 檢出精度的相位檢出裝置。
[0009] 本發(fā)明設(shè)及的相位檢出裝置系W下相位檢出裝置，電機(jī)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)線圈，多個(gè) 傳感器信號(hào)分別具有與上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平，根據(jù)上述多個(gè)傳感器信 號(hào)，產(chǎn)生相位信息信號(hào)輸出，其特征在于，上述相位檢出裝置包括：
[0010] 交點(diǎn)相位檢出手段，將上述多個(gè)傳感器信號(hào)或?qū)υ摱鄠€(gè)傳感器信號(hào)進(jìn)行所設(shè)定的 信號(hào)處理之后的多個(gè)傳感器處理信號(hào)之中的各1對(duì)信號(hào)進(jìn)行相互比較，生成分別表示上述 各1對(duì)信號(hào)的交點(diǎn)相位的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)輸出；
[0011] 交點(diǎn)電平檢出手段，檢出作為上述各交點(diǎn)的信號(hào)電平的各交點(diǎn)電平，生成表示上 述檢出的各交點(diǎn)電平的多個(gè)交點(diǎn)電平信號(hào)輸出；
[0012] 信號(hào)選擇手段，從上述多個(gè)傳感器信號(hào)或上述多個(gè)傳感器處理信號(hào)中選擇1個(gè)選 擇信號(hào)；
[0013] 相位檢出手段，檢出由上述信號(hào)選擇手段選擇的選擇信號(hào)的信號(hào)電平達(dá)到與上述 轉(zhuǎn)子的所設(shè)定的相位對(duì)應(yīng)的闊值電平，輸出表示與檢出該達(dá)到的闊值電平對(duì)應(yīng)的相位的相 位信息信號(hào)；W及
[0014] 闊值電平補(bǔ)正手段，根據(jù)上述多個(gè)交點(diǎn)電平信號(hào)，補(bǔ)正上述闊值電平。
[0015] 下面，說(shuō)明本發(fā)明的效果：
[0016] 根據(jù)本發(fā)明設(shè)及的相位檢出裝置，與W往技術(shù)相比，可W抑制追加成本，提高旋轉(zhuǎn) 相位的檢出精度。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1所設(shè)及的相位檢出裝置1的構(gòu)成，同時(shí)顯示電機(jī) MlW及傳感器電路2的方框圖。
[001引圖2是顯示圖1的交點(diǎn)相位檢出電路10中的各傳感器信號(hào)U1、V1、化的比較結(jié)果 的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV、VW、WU的表。
[0019] 圖3是顯示圖1的信號(hào)選擇電路20的信號(hào)選擇條件的表。
[0020] 圖4是顯示圖1的相位檢出裝置1的動(dòng)作狀態(tài)的各信號(hào)的時(shí)間圖。
[0021] 圖5是顯示圖1的信號(hào)選擇電路20的選擇信號(hào)X的電角度和振幅比例之間的關(guān) 系的表。
[0022] 圖6是安裝圖1的傳感器S1~S3的電機(jī)Ml的平面圖。
[0023] 圖7是顯示由圖6的傳感器S3檢出的相位誤差的圖形。
[0024] 圖8是顯示相對(duì)圖7的傳感器信號(hào)W1，補(bǔ)正0點(diǎn)的闊值的相位檢出裝置1的動(dòng)作 的圖形。
[0025] 圖9是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的變形例所設(shè)及的相位檢出裝置la的構(gòu)成，同時(shí) 顯示電機(jī)MlW及傳感器電路2的方框圖。
[0026] 圖10是顯示圖9的交點(diǎn)電平偏壓電壓生成電路70和相位檢出電路30a的構(gòu)成的 方框圖。
[0027] 圖11是顯示圖9的相位檢出裝置la的動(dòng)作的圖形。
[002引圖12是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2所設(shè)及的電機(jī)裝置的構(gòu)成的方框圖。
[0029] 圖13是顯示圖12的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部110的構(gòu)成的方框圖。
[0030] 圖14是顯示圖13的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部110的動(dòng)作的各信號(hào)的時(shí)間圖。
[0031] 圖15是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的變形例1所設(shè)及的電機(jī)裝置的構(gòu)成的方框圖。
[0032] 圖16是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的變形例2所設(shè)及的電機(jī)裝置的構(gòu)成的方框圖。
[0033] 圖17是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3所設(shè)及的相位檢出裝置化的構(gòu)成，同時(shí)顯示電 機(jī)MlW及傳感器電路化的方框圖。
[0034] 圖18是顯示本發(fā)明的變形例所設(shè)及的相位檢出裝置Ic的構(gòu)成，同時(shí)顯示電機(jī)Ml W及傳感器電路2的方框圖。
[0035] 圖19A和圖19B是顯示本發(fā)明的變形例所設(shè)及的闊值電平補(bǔ)正電路60的動(dòng)作的 圖形。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面，一邊參照附圖一邊詳細(xì)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)，在W下實(shí)施形態(tài) 中，雖然對(duì)構(gòu)成要素，種類，組合，形狀，相對(duì)配置等作了各種限定，但是，該些僅僅是例舉， 本發(fā)明并不局限于此。
[0037] 實(shí)施形態(tài)1
[003引圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1所設(shè)及的相位檢出裝置1的構(gòu)成，同時(shí)顯示電機(jī)MlW及傳感器電路2的方框圖。圖1中相位檢出裝置1由交點(diǎn)相位檢出電路10、信號(hào)選擇 電路20、相位檢出電路30、信號(hào)合成電路40、交點(diǎn)電平檢出電路50和闊值電平補(bǔ)正電路60 構(gòu)成。交點(diǎn)相位檢出電路10具備3個(gè)比較器11、12、13。信號(hào)選擇電路20具備邏輯電路 21和開關(guān)SW1。相位檢出電路30具備多個(gè)N個(gè)比較器31-1~31-N和（化2)個(gè)可變電壓 源 32-1 ~32-N、33、：M。
[0039] 圖1中電機(jī)Ml是由例如無(wú)刷DC電機(jī)構(gòu)成，傳感器電路2設(shè)在電機(jī)Ml的轉(zhuǎn)子周圍。 傳感器電路2具備傳感器S1~S3,由各傳感器S1~S3分別檢出設(shè)定一定的電角度（例 如120° )間隔的電機(jī)Ml的U相、V相、W相的旋轉(zhuǎn)角。傳感器S1~S3是由例如霍爾元件 構(gòu)成的磁性傳感器，檢出根據(jù)電機(jī)Ml的旋轉(zhuǎn)而變化的磁通量密度。傳感器電路2將傳感器 S1~S3的檢出結(jié)果的傳感器信號(hào)U1、VI、化輸出至相位檢出裝置1的交點(diǎn)相位檢出電路 10、信號(hào)選擇電路20W及交點(diǎn)電平檢出電路50。在交點(diǎn)相位檢出電路10中，比較器11將 傳感器信號(hào)U1的信號(hào)電平和傳感器信號(hào)VI做比較，產(chǎn)生表示傳感器信號(hào)U1、VI的交點(diǎn)相 位（時(shí)刻）的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV。與比較器11 一樣，比較器12將傳感器信號(hào)V1、W1做 比較，生成表示傳感器信號(hào)VI、化的交點(diǎn)相位的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)VW，比較器13將傳感器 信號(hào)W1、U1做比較，產(chǎn)生表示傳感器信號(hào)W1、U1的交點(diǎn)相位的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)WU。
[0040] 圖2是顯示圖1的交點(diǎn)相位檢出電路10中的各傳感器信號(hào)U1、VI、化的比較結(jié) 果的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV、VW、WU的表。如圖2中所示，圖1的比較器11當(dāng)傳感器信號(hào)U1 的電平在傳感器信號(hào)VI的電平W上時(shí)，產(chǎn)生具有高電平化i)的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV。另 一方面，比較器11當(dāng)傳感器信號(hào)U1的電平不足傳感器信號(hào)VI的電平時(shí)，產(chǎn)生具有低電平 (Low)的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV。圖1的比較器12、13也與比較器11 一樣，分別產(chǎn)生根據(jù)圖 2中的2個(gè)值的交點(diǎn)相位檢出信號(hào)VW、WU。該樣，交點(diǎn)相位檢出電路10將傳感器信號(hào)U1、 VI、化中的各1對(duì)的信號(hào)相互做比較，生成分別表示上述各1對(duì)信號(hào)的交點(diǎn)相位的交點(diǎn)相 位檢出信號(hào)UV、VW、WU。交點(diǎn)相位檢出電路10的比較器11~13分別將交點(diǎn)相位檢出信號(hào) UV、VW、WU輸出至信號(hào)選擇電路20、交點(diǎn)電平檢出電路50化及信號(hào)合成電路40。
[0041] 圖3是顯示圖1的信號(hào)選擇電路20的信號(hào)選擇條件的表。在圖1的信號(hào)選擇電 路20中，傳感器信號(hào)U1、VI、化分別輸入至開關(guān)SW1的端子a、b、C，邏輯電路21根據(jù)交點(diǎn) 相位檢出信號(hào)UV、VW、WU控制切換開關(guān)SW1的端子a、b、C。根據(jù)圖3中所示的交點(diǎn)相位檢 出信號(hào)UV、VW、WU的輸入條件，圖1的信號(hào)選擇電路20將從傳感器信號(hào)U1、VI、化中任意 選出的一個(gè)選擇信號(hào)X輸出至相位檢出電路30。
[0042] 圖1的交點(diǎn)電平檢出電路50在交點(diǎn)相位檢出信號(hào)UV上升或者下降的時(shí)刻，檢出 傳感器信號(hào)U1或者傳感器信號(hào)VI的信號(hào)電平，生成屬于傳感器信號(hào)U1、VI的交點(diǎn)的信號(hào) 電平的交點(diǎn)電平信號(hào)Y。交點(diǎn)電平檢出電路50在交點(diǎn)相位檢出信號(hào)VW上升或者下降的時(shí) 亥IJ，檢出傳感器信號(hào)VI或者傳感器信號(hào)化的信號(hào)電平，生成屬于傳感器信號(hào)VI、化的交點(diǎn) 的信號(hào)電平的交點(diǎn)電平信號(hào)Y，交點(diǎn)電平檢出電路50在交點(diǎn)相位檢出信號(hào)WU上升或下降的 時(shí)刻，檢出傳感器信號(hào)化或者傳感器信號(hào)U1的信號(hào)電平，生成傳感器信號(hào)W1、U1的交點(diǎn)電 平的交點(diǎn)電平信號(hào)Y。交點(diǎn)電平檢出電路50將各交點(diǎn)電平的交點(diǎn)電平信號(hào)Y輸出至闊值電 平補(bǔ)正電路60。闊值電平補(bǔ)正電路60根據(jù)交點(diǎn)電平信號(hào)Y控制相位檢出電路30的可變電 壓源32-1~32-N的各電壓。
[0043] 在圖1的相位檢出電路30中，