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CN102564473B - 旋转角度检测装置和使用其的电动助力转向系统 - Google Patents

旋转角度检测装置和使用其的电动助力转向系统 Download PDF

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CN102564473B
CN102564473B CN201110290392.6A CN201110290392A CN102564473B CN 102564473 B CN102564473 B CN 102564473B CN 201110290392 A CN201110290392 A CN 201110290392A CN 102564473 B CN102564473 B CN 102564473B
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China
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precorrection
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    • B62D15/021—Determination of steering angle
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Abstract

本发明涉及旋转角度检测装置和使用其的电动助力转向系统。一种桥电路(11，12)包括多个半桥(14至17)，半桥由传感器元件(21至28)构成，其随着检测对象(87)的旋转角度而改变阻抗。控制电路(51)获取半桥(14至17)的输出信号并计算用于校正相位偏差(α)的相位校正值存储器电路(52)存储相位校正值控制电路(51)通过相位校正值来校正预校正旋转角度(θ)。由于通过相位校正值来校正预校正旋转角度(θ)，因而即使传感器元件(21至28)被组装得有一些位置偏差仍以高精度检测检测对象的旋转角度(δ)。

Description

旋转角度检测装置和使用其的电动助力转向系统
技术领域
本发明涉及用于检测旋转部件的旋转角度的旋转角度检测装置和使用旋转角度检测装置的电动助力转向设备。
背景技术
检测旋转部件的旋转角度的传统旋转角度检测装置基于传感器元件产生的输出信号来计算旋转角度。在输出信号是余弦信号和正弦信号的情况下，例如要求由传感器元件产生的余弦信号和正弦信号具有90°的相位差。用于产生余弦信号的传感器元件和用于产生正弦信号的传感器元件需要被布置为使得传感器元件的磁化方向偏移90°。然而，由于不能在视觉上确认磁化方向，因而难以将传感器元件布置为使得各自的磁化方向准确地偏移90°。因此，在专利文献(JP 4194484，EP 1544579A1)中提出了在不进行相位校正的情况下从所检测到的旋转角度θ减去三角函数的近似来校正传感器元件的布置的偏差从而精确地计算旋转角度δ。
根据该专利文献，要求在计算用于校正相位的三角函数的近似时从外侧测量正确的旋转角度δ。因此，在该专利文献中需要提供一种用于测量旋转角度δ的外部装置。根据该专利文献，在计算旋转角度时所使用的信号数量增加的情况下，需要存储信号的组合的数量那么多的三角函数。因此，存储器的存储容量将相应增加。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于以高精度检测检测对象的旋转角度的旋转角度检测装置和使用该旋转角度检测装置的电动助力转向设备。
根据本发明的一个方面，旋转角度检测装置包括传感器电路、控制电路和存储器电路。传感器电路包括多个传感器元件对，每个传感器元件对都由传感器元件构成并感测随着检测对象的旋转而变化的旋转磁场并根据检测对象的旋转角度来改变阻抗。控制电路包括：输出信号获取部，用于单独获取由多个传感器元件对产生的输出信号；预校正旋转角度计算部，用于基于由输出信号获取部获取的输出信号来计算检测对象的预校正旋转角度；以及校正部，用于通过校正值来校正由预校正旋转角度计算部计算出的预校正旋转角度。存储器电路存储校正值。
控制电路还包括相位校正值计算部，相位校正值计算部用于基于由输出信号获取部获取的输出信号来计算用于校正输出信号之间的相位偏差的相位校正值作为校正值。校正部通过存储在存储器电路中的相位校正值来校正预校正旋转角度。输出信号获取部获取余弦信号和正弦信号作为输出信号，输出信号是不同相位的多个信号。相位校正值计算部基于加法值和减法值来计算相位校正值，加法值是通过将余弦信号与正弦信号相加而计算出的，减法值是通过从余弦信号减去正弦信号而计算出的。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征和优点将从参照附图做出的以下详细描述中变得更加明显。在附图中：
图1是示出根据本发明的一个实施例的使用旋转角度检测装置的转向系统的示意图；
图2是示出用于图1所示的转向系统的电机的示意性截面图；
图3是示出根据本发明的实施例的旋转角度检测装置的电路图；
图4是示出用于本发明的实施例的余弦信号和正弦信号的信号图；
图5是示出在本发明的实施例中执行的相位校正值计算处理的流程图；
图6是示出在本发明的实施例中执行的旋转角度检测处理的流程图；
图7是示出在本发明的实施例中执行的旋转角度检测处理的流程图；
图8是示出本发明的实施例中的与相位校正值计算处理相关的、用于计算检测对象的旋转角度的正弦信号和余弦信号的分开的角度范围的信号图；以及
图9是示出根据本发明的实施例的检测对象的旋转角度的表格。
具体实施方式
(第一实施例)
参照图1，旋转角度检测装置10被设置在电动助力转向系统(EPS)1中，电动助力转向系统1对车辆中的转向操作进行助力协助。
电动助力转向系统1构成车辆的转向系统90的一部分，转向系统90具有转向轮91和耦合到转向轮91的转向轴92。转向传感器94和扭矩传感器95附接于转向轴92。转向传感器94检测转向轴92的旋转角度(旋转时的角度位置)。扭矩传感器95检测施加于转向轮91的转向扭矩。转向轴92的末端通过齿轮组96耦合至齿条轴97。一对车胎(车轮)98通过杆等耦合至齿条轴97的两个末端。通过齿轮组96将转向轴92的旋转运动转换为齿条轴97的线性运动。车胎98被转动与齿条轴97的线性运动的量对应的量。
电动助力转向系统1包括用于生成转向协助扭矩的电机80、用于检测电机80的旋转角度位置的旋转角度检测器(检测装置)10以及用于将电机80的旋转以减小的旋转传递给转向轴92的齿轮89。该电机是三相无电刷电机，其在正方向和反方向两者上旋转齿轮。电动助力转向系统1与转向轮91的转向方向和转向扭矩对应地将转向协助扭矩传递到转向轴92。
如图2示意性示出的，电机80包括定子81、转子82、轴83等。转子82为圆柱体，该圆柱体随轴83旋转。转子82在其圆柱形表面和磁极上具有永久磁体。转子82在定子81内部被径向地设置并被可旋转地支撑在定子81中。定子81具有突出部，突出部在径向向内的方向上突出并在圆周方向上被以预定角度间隔设置。线圈84缠绕在突出部周围。当电流被供应到定子81的线圈84时，转子82随轴83旋转并生成旋转磁场。定子81、转子82、轴83和线圈84被容纳在外壳85中。轴83从外壳85的两个轴向端向外突出并在其轴向端之一处具有检测对象。检测对象87是旋转检测装置10要检测的对象并被容纳在盖86内。检测对象87是以圆盘形状构成的双极磁体并随着轴83旋转。旋转角度检测装置10在面向检测对象87的位置处附接到盖86。替代一个旋转角度检测装置10，多个旋转角度检测装置可以被设置在盖86上。检测对象87的旋转角度表示电机80的轴83的旋转角度。
按图3所示来配置旋转角度检测装置10。旋转检测装置10具有第一桥电路11、第二桥电路12、放大器电路40、微型计算机50等。第一桥电路11和第二桥电路12构成电路部分。第一桥电路11具有并联连接的第一半桥14和第二半桥15。第一半桥14由串联连接的两个传感器元件21和22构成。传感器元件21和22之间的连接点31被连接到放大器电路40的第一运算放大器41。第二半桥15由串联连接的两个传感器元件23和24构成。传感器元件23和24之间的连接点32被连接到放大器电路40的第二运算放大器42。第二桥电路12具有并联连接的第三半桥16和第四半桥17。第三半桥16由串联连接的两个传感器元件25和26构成。传感器元件25和26之间的连接点33被连接到放大器电路40的第三运算放大器43。第四半桥17由串联连接的两个传感器元件27和28构成。传感器元件27和28之间的连接点34被连接到放大器电路40的第四运算放大器44。
传感器元件21至28都是磁阻元件。每个磁阻元件都响应于旋转磁场来改变其阻抗，其中旋转磁场随着检测对象87的旋转而变化。例如，磁阻元件优选地是GMR元件。半桥14至17中的每个都是传感器元件对。产生一个信号的传感器元件对被称作半桥。然而，构成桥电路的传感器元件对的数量不限于两个。此外，构成传感器元件对的传感器元件的数量不限于两个。
传感器元件21至28被布置为使得第一半桥14和第三半桥16的磁化方向从第二半桥15和第三半桥17的磁化方向偏移90°。在第一半桥14的连接点31和第三半桥16的连接点33处产生余弦信号，在第二半桥15的连接点32和第四半桥17的连接点34处产生正弦信号。
由产生余弦信号的第一半桥14和产生正弦信号的第二半桥15构成的第一桥电路11、以及由产生余弦信号的第三半桥16和产生正弦信号的第四半桥17构成的第二桥电路12被连接到同一电源电压Vcc的不同电源。因此，即使桥电路11和12中的一个故障，仍可以通过使用由其他桥电路的产生的余弦信号和正弦信号来连续计算检测对象87的旋转角度δ。
放大器电路40由第一放大器41、第二放大器42、第三放大器43和第四放大器44构成。第一放大器41放大在第一半桥14的连接点31处产生的余弦信号并将其输出信号Vx1(其是正的余弦信号(+cos))施加于微型计算机50。第二放大器42放大在第二半桥15的连接点32处产生的信号并将其输出信号Vy1(其是正的正弦信号(+sin))施加于微型计算机50。第三放大器43放大在第三半桥16的连接点33处产生的信号并将其输出信号Vx2(其是负的余弦信号(-cos))施加于微型计算机50。第四放大器44放大在第四半桥17的连接点34处产生的信号并将其输出信号Vy2(其是负的正弦信号(-sin))施加于微型计算机50。
在供应到旋转角度检测装置10的电源电压Vcc为5V的情况下，这四个输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2通过如下等式(1)至(4)来表达。
Vx1＝cosδ+2.5…(1)
Vx2＝-cosδ+2.5…(2)
Vy1＝sinδ+2.5…(3)
Vy2＝-sinδ+2.5…(4)
作为余弦信号的输出信号Vx1和Vx2可以经常被分别称为+余弦信号Vx1和-余弦信号Vx2。类似地，作为正弦信号的输出信号Vy1和Vy2可以经常被分别称为+正弦信号Vy1和-正弦信号Vy2。
微型计算机50包括控制电路(CPU等)51和存储器电路(存储器等)52。控制电路51执行各种计算处理，包括相位校正值计算处理、预校正旋转角度计算处理、校正处理等。存储器电路52被提供以存储控制电路51计算出的相位校正值等。由半桥14至17的连接点31至34产生的输出信号在放大器电路40中单独放大之后被输入到控制电路51。即，一个半桥的输出信号在被输入到控制电路51之前不经历与其他半桥的输出信号中的任一个的加法、差分放大等处理。
此处，将参照图4来描述余弦信号和正弦信号。在图4中，示出余弦信号(COS)和正弦信号(SIN)中每个的一个周期。传感器元件21至28被布置为使得第一半桥14和第三半桥16的磁化方向从第二半桥15和第四半桥17的磁化方向偏移90°。结果，由第一半桥14和第三半桥16产生的余弦信号与由第二半桥15和第四半桥17产生的正弦信号在相位上相差90°。然而，由于不能在视觉上确认磁化方向，因而难以布置为使得第一半桥14和第三半桥16的磁化方向与第二半桥15和第四半桥17的磁化方向精确交叉90°。
因此，余弦信号和正弦信号之间在相位上的差正好约为90°，即90±α°，如图4中所示。在以下描述中，余弦信号被假设为基准信号，被确定为从余弦信号和正弦信号之间在相位上的差减去90的值的差α被称作相位偏差。例如，如果余弦信号和正弦信号之间的相位差是89°，则相位偏差α为-1°。如果余弦信号和正弦信号之间的相位差是91°，则相位偏差α是+1°。
被提供以校正相位偏差α的相位校正值基于输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2来计算。此处，将参照图5中所示的流程图来描述用于计算相位校正值的相位校正值计算处理。在旋转角度检测处理之前执行该相位校正值计算处理，旋转角度检测处理在驱动电动助力转向(EPS)设备1时执行并如图6和图7所示。例如它在旋转角度检测装置10被组装为电机80时执行。
在第一步骤S11(下文中仅用S来表示步骤)，获得四个输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2。输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2响应于检测对象87的旋转而改变并且在至少一个循环的周期内被获取。
检测对象87可以通过到线圈84的电流供应而旋转或者手动地旋转。通过余弦信号之间的减法和正弦信号之间的减法来分别计算余弦信号Vx和正弦信号Vy。通过以下等式(5)和(6)来表达余弦信号Vx和正弦信号Vy。通过余弦信号Vx1和Vx2之间的减法与正弦信号Vy1和Vy2之间的减法，消除了由温度特性等导致的传感器误差。
Vx＝Vx1-Vx2＝2cosδ…(5)
Vy＝Vy1-Vy2＝2sinδ…(6)
在S12，基于在S11处获取的输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2以及在S11处计算出的余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算用于校正相位偏差α的相位校正值
九个相位校正值至被计算作为用于信号的不同组合的恒量。按下述方式来计算相位校正值至优选地，根据所获取信号的数量针对每种信号组合来计算相位校正值在S13，在S12处计算出的相位校正值至被存储在存储器电路52中。因此，完成该处理。
如下计算相位校正值至
<相位校正值>
基于没有传感器误差的余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算相位校正值假设在余弦信号Vx为基准的情况下余弦信号Vx和正弦信号Vy之间的相位偏差为α0，则余弦信号Vx和正弦信号Vy被如下表达。
Vx＝2cosδ…(5)
Vy＝2sin(δ+α0)…(7)
如下通过使用等式(5)所表达的余弦信号Vx和等式(7)表达的正弦信号Vy来计算相位校正值首先，通过从余弦信号Vx减去正弦信号来计算减法值Vs0。通过以下等式(8)来表达减法值Vs0。
Vs0＝Vx-Vy＝2cosδ-2sin(δ+α0)＝2{cosδ+cos(δ+90+α0)}…(8)
通过用乘积公式(9)来变换等式(8)，减法值Vs0通过以下等式(10)表达。
cosA+cosB＝2cos{(A+B)/2}cos{(A-B)/2}…(9)
Vs0＝2{cosδ+cos(δ+90+α0)}
   ＝4cos{(δ+δ+90+α0)/2}×cos[{δ-(δ+90+α0)}/2]
   ＝4cos(δ+45+α0/2)cos{-(45+α0/2)}
   ＝4cos(δ+45+α0/2)cos(45+α0/2)…(10)
此外，通过将正弦信号Vy和余弦信号Vx相加来计算加法值(和)Va0。通过以下等式(11)来表达加法值Va0。
Va0＝Vx+Vy＝2cosδ+2sin(δ+α0)＝2{cosδ-cos(δ+90+α0)}…(11)
通过用乘积公式来变换等式(11)，加法值Va0通过以下等式(13)来表达。
cosA-cosB＝-2sin{(A+B)/2}sin{(A-B)/2}…(12)
Va0＝2{cosδ-cos(δ+90+α0)}
   ＝-4sin{(δ+δ+90+α0)/2}xsin[{δ-(δ+90+α0)}/2]
   ＝-4sin(δ+45+α0/2)sin{-(45+α0/2)}
   ＝4sin(δ+45+α0/2)sin(45+α0/2)…(13)
分别通过以下等式(14)和(15)来表达减法值Vs0的最大值Vs0max和加法值Va0的最大值Va0max。
Vs0max＝4cos{(45+α0/2)}…(14)
Va0max＝4sin{(45+α0/2)}…(15)
减法值Vs0的最大值Vs0max和加法值Va0的最大值Va0max可以被获取作为旋转检测对象87的恒量。
通过加法值Va0的最大值Va0max除以减法值Vs0的最大值Vs0max计算出的商的反正切(ATAN)被计算为如以下等式(16)表达的相位校正值
如上所述，由于减法值Vs0的最大值Vs0max和加法值Va0的最大值Va0max是恒量，因而相位校正值也被计算为恒量。
如上所述通过使用余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算相位校正值通过参照等式(8)至(16)使用上述的其他余弦信号和其他正弦信号以类似方式计算其他相位校正值至进一步描述相位校正值至
<相位校正值>
基于-余弦信号Vx2和正弦信号Vy来计算相位校正值假设在-余弦信号Vx2为基准的情况下相位偏差是α1，则-余弦信号Vx2和正弦信号Vy被如下表达。-余弦信号Vx2在控制电路51中经历偏移值的消除并被转换为+余弦信号，即-Vx2a。
Vx2a＝-cosδ-Vx2a＝cosδ…(17)
Vy＝2sin(δ+α1)…(18)
通过从余弦信号-Vx2a减去正弦信号Vy来计算减法值Vs1。在该例子中，余弦信号-Vx2a被双倍以使得余弦信号-Vx2a的幅度和正弦信号Vy的幅度相等。然而，正弦信号Vy可以被取半。这对以下的其他例子也是正确的。
Vs1＝-2Vx2a-Vy＝2cosδ-2sin(δ+α1)＝2{cosδ+cos(δ+90+α1)}…(19)
通过用乘积公式来变换等式(19)，减法值Vs1通过以下等式(20)来表达。
Vs1＝4cos(δ+45+α1/2)cos(45+α1/2)…(20)
通过以下等式(21)来表达通过在使幅度相等之后将余弦信号-Vx2a和正弦信号Vy相加而计算出的和Va1。
Vx＝2cosδ…(5)
Vy＝2sin(δ+α0)…(7)
Va1＝-2Vx2a+Vy＝2cosδ+2sin(δ+α1)＝2{cosδ-cos(δ+90+α1)}…(21)
通过用乘积公式来变换等式(21)，加法值Va1通过以下等式(22)来表达。
Va1＝4sin(δ+45+α1/2)sin(45+α1/2)…(22)
分别通过以下等式(23)和(24)来表达减法值Vs1的最大值Vs1max和加法值Va0的最大值Va1max。
Vs1max＝4cos(45+α1/2)…(23)
Va 1max＝4sin(45+α1/2)…(24)
通过加法值Va1的最大值Va1max除以减法值Vs1的最大值Vs1max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(25)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于+余弦信号Vx1和正弦信号Vy来计算相位校正值假设在+余弦信号Vx1为基准的情况下相位偏差为α2，则+余弦信号Vx1和正弦信号Vy被如下表达。+余弦信号Vx1在控制电路51中经历偏移值的消除并且是Vx1a。
Vx1a＝cosδ…(26)
Vy＝2sin(δ+α2)…(27)
如下通过从+余弦信号Vx1a减去正弦信号Vy来计算减法值Vs2。
Vs2＝2Vx1a-Vy＝2cosδ-2sin(δ+α2)＝2{cosδ+cos(δ+90+α2)}…(28)
通过用乘积公式来变换等式(28)，减法值Vs2通过以下等式(29)来表达。
Vs2＝4cos(δ+45+α2/2)cos(45+α2/2)…(29)
通过在使幅度相等之后将+余弦信号Vx1a和正弦信号Vy相加而计算出的和Va2被如下表达。
Va2＝2Vx1a+Vy＝2cosδ+2sin(δ+α2)＝2{cosδ-cos(δ+90+α2)}…(30)
通过用乘积公式来变换等式(30)，加法值Va2通过以下等式(31)来表达。
Va2＝4sin(δ+45+α2/2)sin(45+α2/2)…(31)
减法值Vs2的最大值Vs2max和加法值Va2的最大值Va2max分别通过以下等式(32)和(33)来表达。
Vs2max＝4cos(45+α2/2)…(32)
Va2max＝4sin(45+α2/2)…(33)
通过加法值Va2的最大值Va2max除以减法值Vs2的最大值Vs2max计算出的商的反正切被计算为如以下等式(34)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于余弦信号Vx和-正弦信号Vy2来计算相位校正值假设在余弦信号Vx为基准的情况下相位偏差是α3，余弦信号Vx和-正弦信号Vy2被如下表达。-正弦信号Vy2在控制单元51中经历偏移值的消除并被转换为+正弦信号，其是-Vy2a。
Vx＝2cosδ…(5)
Vy2a＝-sin(δ+α3)-Vy2a＝sin(δ+α3)…(35)
如下通过从余弦信号Vx减去正弦信号-Vy2a来计算减法值Vs3。
Vs3＝Vx-(-2Vy2a)＝2cosδ-2sin(δ+α3)＝2{cosδ+cos(δ+90+α3)}…(36)
通过用乘积公式来变换等式(36)，减法值Vs3通过以下等式(37)来表达。
Vs3＝4cos(δ+45+α3/2)cos(45+α3/2)…(37)
通过在使幅度相等之后将余弦信号Vx和正弦信号-Vy2a相加而计算出的加法值Va3通过以下等式(38)来表达。
Va3＝Vx+(-2Vy2a)＝2cosδ+2sin(δ+α3)＝2{cosδ-cos(δ+90+α3)}…(38)
通过用乘积公式来变换等式(38)，加法值Va3通过以下等式(39)来表达。
Va3＝4sin(δ+45+α3/2)sin(45+α3/2)…(39)
分别通过以下等式(40)和(41)来表达减法值Vs3的最大值Vs3max和加法值Va3的最大值Va3max。
Vs3max＝4cos(45+α3/2)…(40)
Va3max＝4sin(45+α3/2)…(41)
通过加法值Va3的最大值Va3max除以减法值Vs3的最大值Vs3max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(42)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于余弦信号Vx和+正弦信号Vy1来计算相位校正值假设在余弦信号Vx为基准的情况下相位偏差为α4，余弦信号Vx和+正弦信号Vy1被如下表达。+正弦信号Vy1在控制电路51中经历偏移值的消除并且是Vy1a。
Vx＝2cosδ…(5)
Vy1a＝sin(δ+α4)…(43)
以下通过从余弦信号Vx减去+正弦信号Vy1a来计算减法值Vs4。
Vs4＝Vx-2Vy1a＝2cosδ-2sin(δ+α4)＝2{cosδ+cos(δ+90+α4)}…(44)
通过用乘积公式来变换等式(44)，减法值Vs4通过以下等式(45)来表达。
Vs4＝4cos(δ+45+α4/2)cos(45+α4/2)…(45)
通过在使幅度相等之后将余弦信号Vx和+正弦信号Vy2a相加而计算出的加法值Va4被如下表达。
Va4＝Vx+2Vy1a＝2cosδ+2sin(δ+α4)＝2{cosδ-cos(δ+90+α4)}…(46)
通过用乘积公式来变换等式(46)，加法值Va4通过以下等式(47)来表达。
Va4＝4sin(δ+45+α4/2)sin(45+α4/2)…(47)
分别通过以下等式(48)和(49)来表达减法值Vs4的最大值Vs4max和加法值Va4的最大值Va4max。
Vs4max＝4cos(45+α4/2)…(48)
Va4max＝4sin(45+α4/2)…(49)
通过加法值Va4的最大值Va4max除以减法值Vs4的最大值Vs4max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(50)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2来计算相位校正值假设在-余弦信号Vx2为基准的情况下相位偏差是α5，-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2被如下表达。-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2在控制电路51中经历偏移值的消除并被转换为+余弦信号和+正弦信号，它们分别是-Vx2a和-Vy2a。
Vx2a＝-cosδ
-Vx2a＝cosδ…(51)
Vy2a＝-sin(δ+α5)-Vy2a＝sin(δ+α5)…(52)
如下通过从余弦信号Vx减去+正弦信号Vy1a来计算减法值Vs5。
Vs5＝-Vx2a-(-Vy2a)＝cosδ-sin(δ+α5)＝cosδ+cos(δ+90+α5)…(53)
通过用乘积公式来变换等式(53)，减法值Vs5通过以下等式(54)来表达。
Vs5＝2cos(δ+45+α5/2)cos(45+α5/2)…(54)
通过将余弦信号-Vx2a和正弦信号-Vy2a相加计算出的加法值Va5被如下表达。
Va5＝-Vx2a+(-Vy2a)＝cosδ+sin(δ+α5)＝cosδ-cos(δ+90+α5)…(55)
通过用乘积公式来变换等式(55)，通过以下等式(56)来表达加法值Va5。
Va5＝2sin(δ+45+α5/2)sin(45+α5/2)…(5δ)
分别通过以下等式(57)和(58)来表达减法值Vs5的最大值Vs5max和加法值Va5的最大值Va5max。
Vs5max＝2cos(45+α5/2)…(57)
Va5max＝2sin(45+α5/2)…(58)
通过加法值Va5的最大值Va5max除以减法值Vs5的最大值Vs5max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(59)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1来计算相位校正值假设在-余弦信号Vx2为基准的情况下相位偏差是α6，-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1被如下表达。-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1在控制电路51中经历偏移值的消除，并且-余弦信号Vx2被转换为+余弦信号，其是-Vx2a。
Vx2a＝-cosδ-Vx2a＝cosδ…(60)
Vy1a＝sin(δ+α6)…(61)
如下通过从余弦信号-Vx2a减去+正弦信号Vy1a来计算减法值Vs6。
Vs6＝-Vx2a-Vy1a＝cosδ-sin(δ+α6)＝cosδ+cos(δ+90+α6)}…(62)
通过用乘积公式来变换等式(62)，减法值Vs6通过以下等式(63)来表达。
Vs6＝2cos(δ+45+α6/2)cos(45+α6/2)…(63)
通过将余弦信号-Vx2a和+正弦信号Vy1a相加计算出的加法值Va6被如下表达。
Va6＝-Vx2a+Vy1a＝cosδ+sin(δ+α6)＝cosδ-cos(δ+90+α6)…(64)
通过用乘积公式来变换等式(64)，通过以下等式(65)来表达加法值Va6。
Va6＝2sin(δ+45+α6/2)sin(45+α6/2)…(65)
分别通过以下等式(66)和(67)来表达减法值Vs6的最大值Vs6max和加法值Va6的最大值Va6max。
Vs6max＝2cos(45+α6/2)…(66)
Va6max＝2sin(45+α6/2)…(67)
通过加法值Va6的最大值Va6max除以减法值Vs6的最大值Vs6max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(68)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2来计算相位校正值假设在+余弦信号Vx1为基准的情况下相位偏差是α7，+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2被如下表达。+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2在控制电路51中经历偏移值消除，并且-正弦信号Vy2被转换为+正弦信号，它是-Vy2a。
Vx1a＝cosδ…(69)
Vy2a＝-sin(δ+α7)-Vy2a＝sin(δ+α7)…(70)
如下通过从+余弦信号Vx1a减去正弦信号-Vy2a来计算减法值Vs7。
Vs7＝Vx1a-(-Vy2a)＝cosδ-sin(δ+α7)＝cosδ+cos(δ+90+α7)…(71)
通过用乘积公式来变换等式(71)，减法值Vs7通过以下等式(72)来表达。
Vs7＝2cos(δ+45+α7/2)cos(45+α7/2)…(72)
通过将余弦信号+Vx1a和正弦信号-Vy2a相加计算出的加法值Va7被如下表达。
Va7＝Vx1a+(-Vy2a)＝cosδ+sin(δ+α7)＝cosδ-cos(δ+90+α7)…(73)
通过用乘积公式来变换等式(73)，加法值Va7通过以下等式(74)来表达。
Va7＝2sin(δ+45+α7/2)sin(45+α7/2)…(74)
分别通过以下等式(75)和(76)来表达减法值Vs7的最大值Vs7max和加法值Va7的最大值Va7max。
Vs7max＝2cos(45+α7/2)…(75)
Va7max＝2sin(45+α7/2)…(76)
通过加法值Va7的最大值Va7max除以减法值Vs7的最大值Vs7max而计算出的商的反正切被计算为如以下等式(77)表达的相位校正值
<相位校正值>
基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1来计算相位校正值假设在+余弦信号Vx1为基准的情况下相位偏差是α8，+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1被如下表达。+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1在控制电路51中经历偏移值的消除并且分别是Vx1a和Vy1a。
Vx1a＝cosδ…(78)
Vy1a＝sin(δ+α8)…(79)
如下通过从+余弦信号Vx1a减去+正弦信号Vy1a来计算减法值Vs8。
Vs8＝Vx1a-Vy1a＝cosδ-sin(δ+α8)＝cosδ+cos(δ+90+α8)…(80)
通过用乘积公式来变换等式(80)，减法值Vs8通过以下等式(81)来表达。
Vs8＝2cos(δ+45+α8/2)cos(45+α8/2)…(81)
通过将+余弦信号Vx1a和+正弦信号Vy1a相加计算出的加法值Va8被如下表达。
Va8＝Vx1a+Vy1a＝cosδ+sin(δ+α8)＝cosδ-cos(δ+90+α8)…(82)
通过用乘积公式来变换等式(82)，加法值Va8通过以下等式(83)来表达。
Va8＝2sin(δ+45+α8/2)sin(45+α8/2)…(83)
分别通过以下等式(84)和(85)来表达减法值Vs8的最大值Vs8max和加法值Va8的最大值Va8max。
Vs8max＝2cos(45+α8/2)…(84)
Va8max＝2sin(45+α8/2)…(85)
通过加法值Va8的最大值Va8max除以减法值Vs8的最大值Vs8max而计算出的商的反正切被计算为通过以下等式(86)表达的相位校正值
上述计算出的相位值至都是恒量并且被存储在存储器电路52中(图5中的S13)。
接下来将参照图6和图7中所示的流程图来描述用于检测检测对象87的旋转角度的旋转角度检测处理。在EPS处于操作中的同时以预定间隔(例如，200μs)执行图6和图7中所示的旋转角度检测处理。
在图6中的S101处，四个输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2被获取。计算通过余弦信号之间的减法计算出的余弦信号Vx和通过正弦信号之间的减法计算出的正弦信号Vy(参照等式(1)至(6))。
在S102，检查四个输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2是正常还是异常，并且任何不正常的信号都被确定为异常。可以通过传统方法来确定异常的输出信号。例如，如果输出信号上升到高于预定上限值或者下降到低于预定下限值，则输出信号可以被确定为异常。
在S103，检查是否所有输出信号都正常。如果输出信号中的至少一个异常(S103：否)，则执行S106。如果所有输出信号都正常(S103：是)，则执行S104。在S104，由于所有输出信号都正常，因而基于余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算作为被检测到但未被校正的预校正旋转角度θ0。
如下计算预校正旋转角度θn。在图6和图7中所示的旋转角度检测处理中的步骤处，与相位校正值至对应地计算预校正旋转角度θn。具体地，基于用于计算相位校正值的输出信号和通过使用输出信号计算出的计算值来计算预校正旋转角度θ0。首先，在计算预校正旋转角度θn之前，通过减法值Vsn除以减法值Vsn的最大值Vsnmax来计算商Vsdn，并通过加法值Van除以加法值Van的最大值Vanmax来计算商Vadn，用于使幅度相等。在商Vsdn和Vadn的该计算中，使用用于计算相位校正值至的减法值Vsn、加法值Van、减法值Vsn的最大值Vsnmax和加法值Van的最大值Vanmax。
Vsdn＝Vsn/Vsnmax＝cos(δ+45+αn/2)…(87)
Vadn＝Van/Vanmax＝sin(δ+45+αn/2)…(88)
要注意，对于商Vsdn和Vadn，“n”可从0变至8。在n＝0的情况下，例如，通过Vs0除以Vs0max来计算商Vsd0，并通过Va0除以Va0max来计算商Vad0。
接下来，根据作为通过使用商Vsdn和Vadn计算出的反正切的角度γn来计算预校正旋转角度θn，如接下来参照图8和图9描述的。图8示出了与预校正旋转角度θn的计算有关的角度范围。在图8中，正弦信号对应于Vadn，而余弦信号对应于Vsdn。图9示出表格，通过该表格基于角度γn来计算预校正旋转角度θn。基于作为通过使用Vsdn和Vadn计算出的反正切的角度γn(n＝0至8)来计算预校正旋转角度θn。如以下等式(89)和(90)所表达的来计算角度γn。
Yn＝ATAN(Vadn/Vsdn)…(89)
Yn＝ATAN(Vsdn/Vadn)…(90)
如等式(89)和(90)所表达的，角度γn被计算为通过正弦信号Vadn除以余弦信号Vsdn计算出的商的反正切(下文中称为正切值)、或者通过余弦信号Vsdn除以正弦信号Vadn计算出的商的反正切(下文中称为余切值)。由于Vadn和Vsdn可以取0，需要避免除以0。为此，在包括正弦信号Vadn为0的角度的角度范围上，基于通过被余弦信号除而计算出的正切值来计算角度γn。类似地，在包括余弦信号Vsdn为0的角度的角度范围上，基于通过被正弦信号除而计算出的余切值来计算角度γn。在Vadn或Vsdn为负信号的情况下，在通过例如乘以-1将正切值和余切值转换为正值之后计算正切值和余切值。如果预校正旋转角度θn被假设为从0°变化到360°，则正切值和余切值在不同预校正旋转角度θn处变得相等。为此，在基于Vadn的绝对值和Vsdn的绝对值之间的大小关系、Vadn的符号和Vsdn的符号来指定预校正旋转角度θn的角度范围之后，基于正切值或余切值来计算预校正旋转角度θn。
具体地，如图8和图9所示，基于Vadn的绝对值和Vsdn的绝对值之间的大小关系、Vadn的符号和Vsdn的符号，预校正旋转角度θn被确定为在0度到360度的范围中的八个区域1至8中的哪一个。通过对Vadn的绝对值和Vsdn的绝对值进行比较，使用正切值或余切值，使得更大的绝对值的Vadn或Vsdn变为分母。计算作为正切值或余切值的反正切值的角度γn。在图9中，γn计算表示计算γn的方法并指定正切值或余切值中的哪一个被用于计算反正切值。由于指定预校正旋转角度θn的角度范围，因而通过添加或减去在每个基准角度0°(360°)、90°、180°和270°计算的角度γn来计算预校正旋转角度θn。通过以下等式(91)来表达预校正旋转角度θn。
θn＝δ+45+αn/2…(91)
参照图6，在S104，如以下等式(92)所表达的来计算根据作为基于Vad0和Vsd0的正切值和余切值的角度γ0来计算的预校正旋转角度θ0。
θ0＝δ+45+α0/2…(92)
在S105，基于余弦信号Vx和正弦信号Vy计算的并存储在存储器电路52中的相位校正值被获取。基于所获取的相位校正值来校正在S104处计算出的预校正值θ0。具体地，通过从预校正旋转角度θ0减去相位校正值如等式(93)所表达的来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果至少一个输出信号异常(S103：否)则执行的S106处，检查是否只有+余弦信号Vx1异常。如果+余弦信号Vx1不异常或者除了+余弦信号Vx1的异常之外其他输出信号也异常(S106：否)，则执行S109。如果只有+余弦信号Vx1异常(S106：是)，则执行S107。
在S107，由于只有+余弦信号Vx1异常，因而基于正常信号，即通过正弦信号之间的减法去除了传感器误差的-余弦信号Vx2和正弦信号Vy，来计算预校正旋转角度θ1。根据作为基于Vad和Vsd1的正切值或余切值的反正切值的角度γ1而计算出预校正旋转角度θ1通过以下等式(94)来表达。
θ1＝δ+45+α1/2…(94)
在S108，基于-余弦信号Vx2和正弦信号Vy计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S107处计算出的预校正旋转角度θ1。具体地，如通过等式(95)所表达的通过从预校正旋转角度θ1减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果+余弦信号Vx1不异常或者除了+余弦信号Vx1的异常之外其他输出信号也异常(S106：否)则执行的S109处，检查是否只有-余弦信号Vx2异常。如果-余弦信号Vx2不异常或者除了-余弦信号Vx2的异常之外其他输出信号也异常(S109：否)，则执行S112。如果只有-余弦信号Vx2异常(S109：是)，则执行S110。
在S110，由于只有-余弦信号Vx2异常，因而基于正常信号，即通过正弦信号之间的减法去除了传感器误差的+余弦信号Vx1和正弦信号Vy，来计算预校正旋转角度θ2。根据作为基于Vad2和Vsd2的正切值或余切值的反正切值的角度γ2而计算出的预校正旋转角度θ2通过以下等式(96)来表达。
θ2＝δ+45+α2/2…(96)
在S111，基于+余弦信号Vx1和正弦信号Vy计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S110处计算出的预校正旋转角度θ2。具体地，如通过等式(97)所表达的通过从预校正旋转角度θ2减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果-余弦信号Vx2不异常或者除了-余弦信号Vx2的异常之外其他输出信号也异常(S109：否)则执行的S112处，检查是否只有+正弦信号Vy1异常。如果+正弦信号Vy1不异常或者除了+正弦信号Vy1的异常之外其他输出信号也异常(S112：否)，则执行S115。如果只有+正弦信号Vy1异常(S112：是)，则执行S113。在S113，由于只有+正弦信号Vy1异常，因而基于正常信号，即通过余弦信号之间的减法去除了传感器误差的-正弦信号Vy2和余弦信号Vx，来计算预校正旋转角度θ3。根据作为基于Vad3和Vsd3的正切值或余切值的反正切值的角度γ3而计算出的预校正旋转角度θ3通过以下等式(98)来表达。
θ3＝δ+45+α3/2…(98)
在S114，基于余弦信号Vx和-正弦信号Vy2计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。
然后，基于所获取的相位校正值来校正在S113处计算出的预校正旋转角度θ3。具体地，如通过等式(99)所表达的通过从预校正旋转角度θ3减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果+正弦信号Vy1不异常或者除了+正弦信号Vy1的异常之外其他输出信号也异常(S112：否)则执行的S115处，检查是否只有-正弦信号Vy2异常。
如果-正弦信号Vy2不异常或者除了-正弦信号Vy2的异常之外其他输出信号也异常(S115：否)，则执行图7中所示的S118。如果在S115处的检查结果为否，则至少两个输出信号异常。如果只有-正弦信号Vy2异常(S115：是)，则执行S116。
在S116，由于只有-正弦信号Vy2异常，因而基于正常信号，即通过余弦信号之间的减法去除了传感器误差的+正弦信号Vy1和余弦信号Vx，来计算预校正旋转角度θ4。根据作为基于Vad4和Vsd4的正切值或余切值的反正切值的角度γ4而计算出的预校正旋转角度θ4通过以下等式(100)来表达。
θ4＝δ+45+α4/2…(100)
在S117，基于余弦信号Vx和+正弦信号Vy1计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S116处计算出的预校正旋转角度θ4。具体地，如通过等式(101)所表达的通过从预校正旋转角度θ4减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
如图7中所示，在如果至少两个输出信号异常(103：否，S106：否，S112：否，以及S115：否)则执行的S118处，检查是否只有输出信号Vx1和Vy1异常。如果异常输出信号不是输出信号Vx1和Vy1(S118：否)，则执行S121。如果只有输出信号Vx1和Vy1异常(S118：是)，则执行S119。
在S119，基于正常信号，即-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2，来计算预校正旋转角度θ5。根据作为Vad5和Vsd5的正切值或余切值的反正切值的角度γ5而计算出预校正旋转角度θ5通过以下等式(102)来表达。
θ5＝δ+45+α5/2…(102)
在S120，基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S119处计算出的预校正旋转角度θ5。具体地，如通过等式(103)所表达的通过从预校正旋转角度θ5减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果异常信号不是输出信号Vx1和Vy1(S118：否)则执行的S121处，检查是否只有输出信号Vx1和Vy2异常。如果异常信号不是输出信号Vx1和Vy2(S121：否)，则执行S124。如果只有输出信号Vx1和Vy2异常(S121：是)，则执行S122。
在S122，基于正常信号，即-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1，来计算预校正旋转角度θ6。根据作为Vad6和Vsd6的正切值或余切值的反正切值的角度γ6而计算出预校正旋转角度θ6通过以下等式(104)来表达。
θ6＝δ+45+α6/2…(104)
在S123，基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S122处计算出的预校正旋转角度θ6。具体地，如通过等式(106)所表达的通过从预校正旋转角度θ6减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果异常信号不是输出信号Vx1和Vy2(S121：否)则执行的S124处，检查是否只有输出信号Vx2和Vy1异常。如果异常信号不是输出信号Vx2和Vy1(S124：否)，则执行S127。如果只有输出信号Vx2和Vy1异常(S124：是)，则执行S125。
在S125，基于正常信号，即+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2，来计算预校正旋转角度θ7。根据作为Vad7和Vsd7的正切值或余切值的反正切值的角度γ7而计算出预校正旋转角度θ7通过以下等式(106)来表达。
θ7＝δ+45+α7/2…(106)
在S126，基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S125处计算出的预校正旋转角度θ7。具体地，如通过等式(107)所表达的通过从预校正旋转角度θ7减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果异常信号不是输出信号Vx2和Vy1(S124：否)则执行的S127处，检查是否只有输出信号Vx2和Vy2异常。如果异常信号不是输出信号Vx2和Vy2(S127：否)，则执行S130。如果只有输出信号Vx2和Vy2异常(S127：是)，则执行S128。
在S128，基于正常信号，即+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1，来计算预校正旋转角度θ8。根据作为Vad8和Vsd8的正切值或余切值的反正切值的角度γ8而计算出的预校正旋转角度θ8通过以下等式(108)来表达。
θ8＝δ+45+α8/2…(108)
在S129，基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1计算出的并被存储在存储电路52中的相位校正值被获取。然后，基于所获取的相位校正值来校正在S128处计算出的预校正旋转角度θ8。具体地，如通过等式(109)所表达的通过从预校正旋转角度θ8减去相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
在如果异常信号不是输出信号Vx2和Vy2(S127：否)则执行的S130处，所有的余弦信号、所有的正弦信号或所有的余弦信号和正弦信号是异常的。因此，结束角度检测。在S105、S108、S111、S114、S117、S120、S123、S126或S129处计算出的旋转角度δ被用于电机80的控制驱动。
如上所述，旋转角度检测装置10的控制电路51单独获取由半桥14至17的连接点产生的输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2。所获取的输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2彼此的相位不同。控制电路51基于输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2来计算检测对象87的预校正旋转角度θ0至θ8(图6中的S104、S107、S110、S113、S116和图7中的S119、S122、S125、S126)。
控制电路51根据输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2来计算相位校正值至(图5中的S12)。所计算出的相位校正值至被存储在存储器电路52中(S13)。控制电路51获取存储在存储器电路52中的相位校正值至基于所获取的相位校正值至来校正预校正旋转角度θ0至θ8，并计算检测对象87的旋转角度δ(图6中的S105、S108、S111、S114、S117以及图7中的S120、S123、S126、S129)。因此，由于基于相位校正值至来校正预校正旋转角度θ0至θ8，因而精确地计算出检测对象87的旋转角度δ。由于基于所获取的输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2来计算相位校正值至因而无需从外部精确测量旋转角度。
根据本实施例的输出信号包括余弦信号和正弦信号。四个输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2被获取。因此，即使输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2中的一个或一些变得异常，仍以高精度连续地检测检测对象87的旋转角度δ。输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2分别是+余弦信号、-余弦信号、+正弦信号和-正弦信号。因此，即使输出信号中的一个或一些变得异常，只要+余弦信号Vx1和-余弦信号Vx2中的任一个正常并且+正弦信号Vy1和-正弦信号Vy2中的任一个正常则仍连续地检测检测对象87的旋转角度δ。
如果所有的输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2都正常(S103：是)，则基于余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算预校正角度θ0，其中余弦信号Vx是基于+余弦信号Vx1和-余弦信号Vx2计算出的，正弦信号Vy是基于+正弦信号Vy1和-正弦信号Vy2计算出的(S104)。
控制电路51基于余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算相位校正值其中余弦信号Vx是基于+余弦信号Vx1和-余弦信号Vx2计算出的，正弦信号Vy是基于+正弦信号Vy1和-正弦信号Vy2计算出的。控制电路51基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ0并计算检测对象87的旋转角度δ。因此，基于没有传感器误差的余弦信号Vx和正弦信号Vy来计算预校正旋转角度θ0和相位校正值并以高精度计算检测对象87的旋转角度δ。
如果只有+余弦信号Vx1异常(S106：是)，则基于-余弦信号Vx2来计算预校正角度θ1(S107)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ1，其中相位校正值是基于-余弦信号计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S108)。如果只有-余弦信号Vx2异常(S109：是)，则基于+余弦信号Vx1来计算预校正角度θ2(S110)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ2，其中相位校正值是基于+余弦信号计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S111)。因此，即使+余弦信号或-余弦信号异常，仍以高精度根据基于正常的+余弦信号或-余弦信号计算出的预校正旋转角度和相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
如果只有+正弦信号Vy1异常(S112：是)，则基于-正弦信号Vy2来计算预校正角度θ3(S113)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ3，其中相位校正值是基于-正弦信号Vy2计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S114)。如果只有-正弦信号Vy2异常(S116：是)，则基于+正弦信号Vy1来计算预校正角度θ4(S116)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ4，其中相位校正值是基于+正弦信号Vy1计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S117)。因此，即使+正弦信号Vy1或-正弦信号Vy2异常，仍以高精度根据基于正常的+正弦信号Vy1或-正弦信号Vy2计算出的预校正旋转角度和相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
如果+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1两者都异常(S118：是)，则基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2来计算预校正角度θ5(S119)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ5，相位校正值是基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S120)。
如果+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2两者都异常(S121：是)，则基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1来计算预校正角度θ6(S122)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ6，其中相位校正值是基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S123)。
如果-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1两者都异常(S124：是)，则基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2来计算预校正角度θ7(S125)。基于相位校正值来校正预校正旋转角度θ7，其中相位校正值是基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S126)。如果-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2两者都异常(S127：是)，则基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1来计算预校正角度θ8(S128)。预校正旋转角度θ8是基于相位校正值计算出的，相位校正值是基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1计算出的。因此计算出检测对象87的旋转角度δ(S129)。因此，即使+余弦信号Vx1或-余弦信号Vx2异常，并且+正弦信号Vy1或-正弦信号Vy2异常，仍以高精度根据基于正常信号(即，+余弦信号和-余弦信号中的任一个以及+正弦信号Vy1和-正弦信号Vy2中的任一个)计算出的预校正旋转角度和相位校正值来计算检测对象87的旋转角度δ。
根据本实施例，假设检测对象87的旋转角度和相位偏差分别是δ和a，如下计算预校正旋转角度θ。
θ＝δ+45+α/2
相位校正值被计算如下。
因此，通过从预校正旋转角度θ减去相位校正值通过简单等式来计算检测对象87的旋转角度δ。由于相位校正值是恒量，因而相比于相位校正值是函数的情况，在存储器电路52中在更少数量的存储区中存储相位校正值
旋转角度检测装置10被用于电动助力转向设备1。因此以高精度计算电动助力转向设备1中的电机80的旋转角度，并因此精确地控制电动助力转向设备1的驱动。即使输出信号Vx1、Vx2、Vy1和Vy2异常，通过校正输出信号中的相位偏差精确地计算旋转角度并持续驱动助力转向设备1。
控制电路51用作输出信号获取部、预校正旋转角度计算部、相位校正值计算部和校正部。存储器电路52用作存储部。图5中的S11和图6中的S101与输出信号获取部的功能对应。图6中的S104、S107、S110、S113和S116以及图7中的S119、S122、S125、S129与预校正旋转角度计算部的功能对应。图5中的S12与相位校正值计算部对应。图6中的S105、S108、S111、S114、S117以及图7中的S120、S123、S126和S129与校正部的功能对应。
(其他实施例)
(A)根据本实施例，如果只有+余弦信号Vx1异常(S106：是)，则基于预校正旋转角度θ1和相位校正值来计算旋转角度δ。然而，可以基于预校正旋转角度θ5和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ5和相位校正值是基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2计算出的。可替换地，可以基于预校正旋转角度θ6和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ6和相位校正值是基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1计算出的。类似地，如果只有-余弦信号Vx2异常(S109：是)，则可以基于预校正旋转角度θ7和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ7和相位校正值是基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2计算出的。可替换地，可以基于预校正旋转角度θ8和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ8和相位校正值是基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1计算出的。即，如果+余弦信号或-余弦信号异常，则可以基于两个正常信号来计算预校正旋转角度和相位校正角度。一个正常信号是+正弦信号、-正弦信号、或+正弦信号和-正弦信号。另一正常信号是+余弦信号和-余弦信号中正常的那个。基于计算出的预校正旋转角度和相位校正值来计算检测对象的旋转角度。
如果只有+正弦信号Vy1异常(S112：是)，则可以基于预校正旋转角度θ5和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ5和相位校正值是基于-余弦信号Vx2和-正弦信号Vy2计算出的。可替换地，可以基于预校正旋转角度θ7和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ7和相位校正值是基于+余弦信号Vx1和-正弦信号Vy2计算出的。类似地，如果-正弦信号Vy2异常(S115：是)，则可以基于预校正旋转角度θ6和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ6和相位校正值是基于-余弦信号Vx2和+正弦信号Vy1计算出的。可替换地，可以基于预校正旋转角度θ8和相位校正值来计算旋转角度δ，预校正旋转角度θ8和相位校正值是基于+余弦信号Vx1和+正弦信号Vy1计算出的。即，如果+正弦信号或-正弦信号异常，则可以基于两个正常信号来计算预校正旋转角度和相位校正角度。一个正常信号是+余弦信号、-余弦信号、或+余弦信号和-余弦信号。另一正常信号是+余弦信号和-余弦信号中正常的那个。基于计算出的预校正旋转角度和相位校正值来计算检测对象的旋转角度。
根据本实施例，如果所有的余弦信号和正弦信号都是正常的，则基于通过余弦信号之间的减法获取的余弦信号和通过正弦信号之间的减法获取的正弦信号来计算预校正旋转角度和相位校正角度。然而，如果所有的余弦信号和正弦信号都是正常的，则可以通过余弦信号和正弦信号的任意组合来计算预校正旋转角度和相位校正值。可以以其他方法来计算预校正旋转角度和相位校正值。
(B)根据本实施例，相位校正值被计算为校正相对于作为基准的余弦信号的相位偏差。然而，相位校正值可以被计算为校正相对于作为基准的正弦信号的相位偏差。输出信号不限于余弦信号和正弦信号，而可以是相位不同的多个输出信号。在该情况下，一个输出信号可以被设置为基准信号，并且相位校正值可以被计算为校正其他信号相对于该基准信号的相位偏差。
(C)根据本实施例，余弦信号和正弦信号的幅度为1，并且添加至放大器电路40的偏移值为2.5。然而，幅度和偏移值可以被设置为其他值，只要微型计算机50可以获取它们就可以。根据本实施例，+余弦信号、-余弦信号、+正弦信号和-正弦信号具有相同幅度。然而，在输出信号之间幅度可以有所不同。在该实例下，幅度可以被控制电路51校正，只要各个幅度是已知的，并且预校正旋转角度和相位校正值可以被计算以按照与本实施例类似的方式来计算检测对象的旋转角度。
(D)根据本实施例，提供放大器电路40。然而，在没有放大器电路40的情况下，半桥的输出信号可以被输入到微型计算机50。
(E)根据本实施例，两个桥电路分别连接至不同电源。然而，这两个桥电路可以连接至同一电源。由一个桥电路产生的输出信号可以是+余弦信号和-余弦信号，而由另一桥电路产生的输出信号可以是+正弦信号和-正弦信号。
(F)根据本实施例，提供两个桥电路。然而，桥电路的数量可以是一个、三个或更多。由半桥产生的并被输入到微型计算机的数据信号的数量可以不是四个，只要产生不同相位的至少两个输出信号就可以。可以由一个半桥产生多个输出信号。
(G)根据本实施例，在电动助力转向设备中设置旋转角度检测装置。然而，可以在其他领域中使用旋转角度检测装置。
本发明不限于上述实施例和修改例。

Claims (7)

1.一种旋转角度检测装置，包括：
传感器电路(11，12)，包括多个传感器元件对(14至17)，每个传感器元件对都由传感器元件(21至28)构成并感测随着检测对象(87)的旋转而变化的旋转磁场并根据所述检测对象的旋转角度改变阻抗；
控制电路(51)，包括：输出信号获取部，用于单独获取由所述多个传感器元件对所产生的输出信号；预校正旋转角度计算部，用于基于由所述输出信号获取部获取的输出信号来计算所述检测对象的预校正旋转角度；以及校正部，用于通过校正值来校正由所述预校正旋转角度计算部计算出的预校正旋转角度；以及
存储器电路(52)，用于存储所述校正值，
其特征在于，
所述控制电路(51)还包括相位校正值计算部，所述相位校正值计算部用于基于由所述输出信号获取部获取的输出信号来计算用于校正所述输出信号之间的相位偏差的相位校正值作为所述校正值，
所述校正部通过存储在所述存储器电路中的所述相位校正值来校正所述预校正旋转角度，
所述输出信号获取部获取余弦信号和正弦信号作为所述输出信号，所述输出信号是不同相位的多个信号，并且
所述相位校正值计算部基于加法值和减法值来计算所述相位校正值，所述加法值是通过将所述余弦信号与所述正弦信号相加而计算出的，所述减法值是通过从所述余弦信号减去所述正弦信号而计算出的。
2.根据权利要求1所述的旋转角度检测装置，其中：
所述输出信号获取部获取所述传感器电路的四个或更多个信号作为所述输出信号。
3.根据权利要求2所述的旋转角度检测装置，其中：
所述输出信号获取部获取+余弦信号、-余弦信号、+正弦信号和-正弦信号作为所述传感器电路的所述输出信号。
4.根据权利要求3所述的旋转角度检测装置，其中：
所述预校正旋转角度计算部基于所述+余弦信号、-余弦信号、+正弦信号、-正弦信号来计算所述预校正旋转角度；以及
所述相位校正值计算部基于所述+余弦信号、-余弦信号、+正弦信号、-正弦信号来计算所述相位校正值。
5.根据权利要求3所述的旋转角度检测装置，其中：
所述预校正旋转角度计算部基于所述+余弦信号或所述-余弦信号来计算所述预校正旋转角度；以及
所述相位校正值计算部基于所述+余弦信号或所述-余弦信号来计算所述相位校正值。
6.根据权利要求3所述的旋转角度检测装置，其中：
所述预校正旋转角度计算部基于所述+正弦信号或-正弦信号来计算所述预校正旋转角度；以及
所述相位校正值计算部基于所述+正弦信号或所述-正弦信号来计算所述相位校正值。
7.根据权利要求1所述的旋转角度检测装置，其中：
所述传感器电路(11，12)被布置为检测设置在电动助力转向设备(1)中的电机(80)的旋转。
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