专利名称：旋转检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转检测装置，特别涉及输出检测信号的旋转检测装置，该检测信号可以被使用于与引擎结合的马达的控制及引擎的点火、燃料喷射的控制。
背景技术：
为启动引擎，引擎的曲轴与启动马达结合。启动马达具有三相定子线圈，且对应曲轴的角度依次通过驱动电路向定子线圈的各相供给电流并进行驱动定子线圈的各相。因此，为判断该通电时刻，检测结合启动马达的曲轴的旋转位置信息。一方面，为控制燃料喷射时刻或点火时刻，也需检测曲轴的旋转位置信息。
上述各自的情况中，旋转位置信息的检测传感器(以下称之为“旋转传感器”)所要求的机能不同。马达用的旋转传感器中要求为可以判别将电子周期360°进行均等分割的行程乃至领域的脉冲输出，但不要求表示马达的一周旋转的基准位置的输出。对此，燃料喷射或点火时刻控制用的旋转传感器，其要求同时具备将引擎的一周旋转均等分割的脉冲输出及表示一周旋转的基准位置的输出。
因此，从马达用的旋转传感器中以均等间隔输出的信号在为马达控制用和燃料喷射用所共用的同时，可以考虑另外设置只检测一周旋转的基准位置的旋转传感器。
图6为表示旋转传感器及以旋转传感器检测的着磁带的配置例的传感器磁体的展开图。同图中，将着磁带100配置于沿与引擎的曲轴或与曲轴一体旋转的马达的转子等的旋转体周围，其中上述着磁带用于以均等间隔向旋转传感器输出脉冲。着磁带100以均等的长度(中心角30°)在N极和S极上交替地被着磁，与该着磁带100相向地以等间隔(中心角20°)配置马达的U相，V相及W相用的各旋转传感器101～103。基于各旋转传感器101～103的检测输出，检测着磁带100的位置也就是曲轴的旋转角。为判断曲轴的绝对位置也就是基准位置，另外设置与着磁带100相独立的只在一周的旋转中的一处上被着磁的着磁部104。于是，通过旋转传感器105在一周的旋转中只1次地检测出着磁部104并输出脉冲。该脉冲可以作为一周旋转的基准位置的信息被利用。
由于上述的着磁部104只在1周的旋转中的一部分被着磁，所以将马达通电的情况下，在没有被着磁区域，由于受到干扰的影响，使旋转传感器100的输出变得不安定。
另外，着磁带100与着磁部104中，由于形状和着磁方案不同所以着磁顺序复杂。因此，需要更容易着磁的着磁方案。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种旋转检测装置，该旋转检测装置具有抗干扰性，且其包括具有容易着磁的方案的传感器磁体。
为达成上述的目的，根据本发明技术方案1的旋转检测装置，通过感知设置于马达的旋转部分上的环状传感器磁体的着磁部，检测出该马达的旋转一周的基准位置及旋转角，其特征在于具有环状传感器磁体，该环状旋转磁体具有沿上述旋转部分的旋转方向交替地变换极性且配列有多个着磁部的第1及第2着磁带，第2着磁带相对于第1着磁带沿上述旋转方向错开预定的角度，并且第2着磁带的一个着磁部相对于第1着磁带在与上述错开的方向相反的方向上错开上述预定角度，通过该方向相反的错开，使与该着磁部的两侧邻接的第2着磁带的着磁部的长度与其它着磁部不同；3个第1传感器，该3个第1传感器沿上述第1着磁带的周向以规定间隔被配置，并将对应该第1着磁带的着磁部的极性的电平信号作为旋转角检测信号输出；第2传感器，该第2传感器输出对应上述第2着磁带的着磁部的极性的电平信号；判别机构，该判别机构在设定该第1传感器中的一个与第2传感器的特定位置关系的基础上，将在下述与其它电平不同的上述第2传感器的检测信号被识别时的上述马达的位置作为旋转一周的基准位置进行确定，其中上述特定位置关系是指使从上述第1传感器中的一个输出的旋转信号的电平从一方向向另一方逆转时检测出的上述第2传感器的检测信号的电平在上述旋转部分的一周旋转中只有一次与其它不同。
另外，根据本发明技术方案2的旋转检测装置，通过感知设置于马达的旋转部分上的环状传感器磁体的着磁部，检测出该马达的旋转一周的基准位置及旋转角，其特征在于具有环状传感器磁体，该环状旋转磁体具有沿上述旋转部分的旋转方向交替变换极性且配列有多个着磁部的第1磁部带、及沿周向形成有多个的着磁部及与该着磁部不同极性的一个着磁部的第2着磁带，该第2着磁带的着磁部定位于包括第1着磁带的各着磁部的区域的预定区域；3个第1传感器，该3个第1传感器沿上述第1着磁带的周向以规定间隔被配置，并将对应该第1着磁带的着磁部的极性的电平信号作为旋转角检测信号输出；第2传感器，该第2传感器被配置于上述第1传感器中的2个之间，并输出对应上述第2着磁带的着磁部的极性的电平信号；判别机构，该判别机构的作用为对于上述第1传感器中没被配置于上述第2传感器的两侧的第1传感器，其检测信号的电平从一个方向向另一个方向逆转时，判断上述第2传感器的检测信号的电平，并将该电平被判断为预定值时的上述马达的位置确定为一周旋转的基准位置。
根据第1技术方案及第2技术方案，根据旋转部分例如马达的转子的一周旋转中的第1传感器的旋转角度检测信息从一方向向另一方向变换时，也就是多个的上升沿或下降沿中，与第1传感器以预定关系被设置的第2传感器的各输出电平只一处与其它不同。由此，判别该第2传感器的电平的不同并决定马达的一周旋转的基准位置。另外，由于两个着磁带可以以同样的方案形成，所以，容易着磁，由于传感器磁体全周被着磁，所以不容易受到干扰的影响。
另外，根据本发明的技术方案3，在本发明的技术方案2的基础上，上述第2着磁带以着磁部相互间留有间隔的方式被配置。即使着磁部不连续，由于只通过第1传感器的上升沿或下降沿判别第2传感器的输出，所以不受对非着磁部检测时的其它的干扰。
另外，根据本发明的技术方案4，在本发明的技术方案1～3中的任何一项的基础上，上述马达具有三相定子线圈，并且上述第1的磁传感器的检测信号输入用于向上述定子线圈供电的驱动机构线圈。由此，3个被设置的第1传感器对应着磁部的长度和着磁部的极性，输出交替信号，通过各输出，可以决定与定子线圈的各项对应的供电时刻。
另外，根据本发明的技术方案5，在本发明的技术方案1～4中的任何一项的基础上，上述马达为与引擎结合的启动马达，其结构为使上述第1的磁传感器及第2的磁传感器的检测信号输入至上述引擎的点火控制部及燃料喷射部。根据通过第2传感器检测的马达的一周旋转的基准位置与通过第1传感器检测的旋转角，检测结合有马达的引擎的曲角，由此可以作为控制点火时刻及燃料喷射时刻的信号被利用。


图1为包含本发明的一实施方式的旋转检测装置的马达的剖面图。
图2为表示包括旋转检测装置的马达及引擎的控制装置的要部的框图。
图3为对应传感器磁体的传感器的输出时序图。
图4为第2实施方式的对应传感器磁体的传感器的输出时序图。
图5为基准位置传感器的输出控制部的机构框图。
图6为表示现有例的传感器磁体的着磁状态的展开图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。图1为具有本发明的检测装置的引擎的启动马达(以下简称为“马达”)的剖面图。同图中，马达1具有转子2和定子3。转子2包含有轭部4，该轭部4呈杯状；轴套5，该轴套5也就是使轭部4与引擎的曲轴(未图示)结合的套筒；多个磁体6，该多个磁体6沿轭部4的内周被配置。轴套5的端部外周上，嵌插有用于检测旋转的传感器磁体7。传感器磁体7分为马达控制用与基准位置检测用的分别的1列着磁带。具体的着磁结构如下所述。
定子3包括定子芯8与经由绝缘材9缠绕于该定子芯8上的定子线圈10。定子线圈10为三相线圈。定子芯8通过螺栓被固定于引擎的外壳上(都未图示)。定子3中具有传感器罩13，该传感器罩13包括与上述传感器磁体7的各着磁带相向配置的两组4个磁传感器(例如孔状元件)11、12。磁传感器11为马达控制用(以下称作[马达用传感器])，其对应马达1的U、V、W相设置有3个。一方面，磁传感器12为一周旋转的基准位置检测用(以下称作“基准位置传感器”)。马达用传感器11及基准位置传感器12受到传感器磁体7的对应的着磁带的磁性作用，输出在高(高电平)或低(低电平)间变化的信号。传感器罩13包括基板14和引线15，并通过螺栓16将其固定于定子3上，该基板14支持马达用传感器11及基准位置传感器12，而该引线15将传感器11、12与控制部(未图示)相连接。
图2为马达及引擎控制装置的要部的示意框图。ECU17具有例如具有由MOS-FET组成的整流电路18和向整流电路18的各FET供给门电路信号的驱动电路19。马达1的各相的检测信号通过马达用传感器11被检测出并向驱动电路19供给。
另外，ECU17具有燃料喷射控制部20和点火控制部21。燃料喷射控制部20及点火控制部21基于马达用传感器11的检测信号和根据基准位置传感器12的马达1的一周旋转的基准位置检测信号，判断与引擎的旋转角也就是与引擎的曲轴相结合的马达1的旋转角，由此确定燃料喷射时刻及点火时刻。于是，在燃料喷射时刻及点火时刻向未图示的燃料喷射阀及点火装置供给驱动信号。也就是说，燃料喷射阀对应规定任务进行开阀，而对于点火装置则产生高压。
另外，一旦引擎开始启动后，马达1可以起到作为发电机的作用，马达1的定子线圈10在引擎的带动下旋转并输出三相交流电，该电流可以变换为规定电压的直流并蓄积于电池中。设置将交流变换为直流的AC/DC变压器或调整电压的整流器，但其不属于本发明的要部所以省略图示。
工作时，根据通过马达用传感器11被检测出的旋转角度，并通过驱动电路19向定子线圈10供给顺次电流，由此驱动具备磁体6的转子2。由于引擎的曲轴与马达1的转子2通过轴套5被结合，其随着转子2的旋转而进行摆旋，一旦达到着火转速引擎被点火并开始自主运转。自主运转开始后控制系统被切换至发电机侧，从而马达1可以起到作为引擎发电机的作用。
图3为传感器磁体的着磁及传感器的配置的示意展开图及输出电平的时序图。着磁带M1及着磁带M2如上所述以一体形成环状的传感器磁体7。着磁带M1上相向配置有U相、V相、W相用的马达用传感器(11U、11V、11W)，着磁带M2上相向配置有基准位置传感器12。将马达用传感器11U、11V、11W中的1个，在转子2的旋转方向的同一位置上与基准位置传感器12并排设置。该例中将基准位置传感器12与马达用传感器11W并排设置。另外，马达用传感器11W与基准位置传感器12不一定必须以同位置并排设置，只要在一周旋转中的多次的传感器11W的检测信号电平逆转时，也就是说在信号的上升或下降沿上，进行位置设定即可，从而使基准位置传感器12的检测信号只1次与其它不同即可。
着磁带M1与着磁带M2中的任何一个都交替配置有N极和S极，但着磁带M1与着磁带M2中相互的磁极在转子2的旋转方向上以规定量错开并被着磁。于是，只在1处上相互错开的方向相反。
例如，同图中，对于着磁带M1的磁极，着磁带M2的磁极在全体上沿左方向只错开距离D。也就是说，对于着磁带M1的磁极(例如N极)，着磁带M2的同种磁极(N极)被向左错开。但是，只有1处，也就是着磁带M2的N极23，其对于着磁带M1的N极22沿右方向错开，其错开量使右方邻接的S极24的长度缩短相应的量，并使左邻接的S极25的长度增加相应的量。
输出电平的变化为图3所示的沿左方向移动传感器磁体7，也就是旋转时的传感器磁体7。各传感器11(11U、11V、11W)、12的作用为检测出着磁带的N极则输出高信号，而检测出着磁带的S极则输出低信号。该图中，在马达用传感器11W的上升沿上，观察基准位置传感器12的输出，一个时刻下，输出与其它不同。也就是说，马达用传感器11W的6处的上升沿E1～E6中，只在沿E1上基准位置传感器12的输出为低，在其它沿E2～E6上基准位置传感器12的输出为高。
因此，根据对应磁极的长度(周向的着磁长度)有规则地以规定的脉冲幅被输出的马达用传感器11U、11V、11W的检测信号，可以得到对应定子线圈10的各相的给电时刻。另外，根据对马达用传感器11W的上升沿上的基准位置传感器12的输出信号是否为低的判断，可以检测是否为马达1的一周旋转的基准位置。
另外，在马达用传感器11W的下降沿上判断基准位置传感器12的输出是否为高，该输出高时也可以作为基准位置。另外，马达用传感器11U～11W中，通过在以与基准位置传感器12预定的位关系配置的马达用传感器的11U～11W中的一个，在其检测信号的上升或下降沿上，进行传感器12的输出的高低的判断，并由此判定基准位置。但是，由于基准位置传感器12为点火时刻或燃料喷射时刻的基准，所以其根据与引擎的周期的关系被配置于预先设定的位置上。
图4为关于第2实施方式的传感器磁体的着磁及传感器的配置的示意展开图及输出的时序图。同图中，着磁带M1上相向配置有U相、V相、W相用的马达用传感器(11U、11V、11W)，着磁带M2上相向配置有基准位置传感器12。马达用传感器11U、11V、11W以20°的间隔被设置，基准位置传感器12被设置于马达用传感器11U与11V的中间。
着磁带M1上，N极与S极以30°的间隔被连续地交替配置，而着磁带M2上磁极不连续地留有间隔地被设定。图4的例中，在着磁带M2上以60°的间隔配置10°长的磁极，并且6处的磁极中只设定1处与其它不同的极性。也就是，1处为N极，其它为S极。于是，磁带M2的磁极以跨过着磁带M1的2个磁极的方式被配置。
传感器磁体7如图4所示沿左方向移动，也就是旋转时的传感器的输出由时序图所示的那样，马达用传感器11U、11V、11W对应着磁带M1的极性，根据规定的位相差输出检测信号。一方面，基准位置传感器12对应着磁带M2的极性输出检测信号。对于基准位置传感器12的检测信号而言，由于着磁带M2的磁极的长度较短并按一定间隔被隔开，所以其间隔部分上的检测信号是高还是低不明确。本实施方式中，只要能在着磁区域上，明确基准位置传感器12的输出的高低即可。
如这样的输出中，在马达用传感器11W的下降沿E10～E15上判断基准位置传感器12的检测信号的高低，高的情况下，判断为一周旋转中的基准位置被检测出。该例中，触发位置E10～E15中，只在触发位置E10上检测信号为高。
根据该第2实施方式，触发马达用传感器11W的信号，读取基准位置传感器12的输出，由于其位置上对应着磁带M2的着磁部的信号可靠地从基准位置传感器12中被输出，所以不容易受到干扰。
另外，该第2实施方式中，着磁带M1、M2的极性可以与上述例相反。这种情况，在马达用传感器11W的上升沿上判断基准位置传感器12的检测信号的高低，将低的情况，判断为一周旋转中的基准位置。
另外，触发马达用传感器11W的检测信号从而判断基准位置传感器12的输出。但是，例如一旦将基准位置传感器12配置于马达用传感器11V与11W之间，马达用传感器11U的下降沿以能判断基准位置传感器12的输出的方式触发地进行变形。这样，本发明不仅限于上述实施方式，可以作各种变形。
图5为根据本实施方式的用于基准位置检测的要部机构的框图。同图中，沿检测部25检测马达用传感器11的检测信号的上升或下降沿。根据着磁带M1、M2的极性及马达用传感器11(11U、11V、11W)与基准位置传感器12的位置关系预先决定通过沿检测部25是检测检测信号的上升还是检测检测信号的下降。另外，也同样可以预先决定以马达用传感器11U～11W的任何一个为对象进行沿检测。
基准位置传感器12的检测信号通过门电路26被输出。门电路26在由沿检测部25输出的沿检测信号被输入时打开，从而使基准位置传感器12的检测信号有效地输出。
发明效果根据技术方案1～5，与传感器磁体的第2着磁带只有S极或N极被着磁不同，由于在传感器磁体的全体上具有明确的极性，所以提高了抗干扰性。由于第1及第2的着磁带的着磁方案相同，所以容易着磁从而使制造工序变得简单。
由于可以从第1传感器的检测信号的1个中获取为判别基准位置而被输出的触发，所以不会增大为产生触发的控制机构的负荷。
权利要求
1.一种旋转检测装置，通过感知设置于马达的旋转部分上的环状传感器磁体的着磁部，检测出该马达的旋转一周的基准位置及旋转角，其特征在于具有环状传感器磁体，该环状旋转磁体具有沿上述旋转部分的旋转方向交替地变换极性且配列有多个着磁部的第1及第2着磁带，第2着磁带相对于第1着磁带沿上述旋转方向错开预定的角度，并且第2着磁带的一个着磁部相对于第1着磁带在与上述错开的方向相反的方向上错开上述预定角度，通过该方向相反的错开，使与该着磁部的两侧邻接的第2着磁带的着磁部的长度与其它着磁部不同；3个第1传感器，该3个第1传感器沿上述第1着磁带的周向以规定间隔被配置，并将对应该第1着磁带的着磁部的极性的电平信号作为旋转角检测信号输出；第2传感器，该第2传感器输出对应上述第2着磁带的着磁部的极性的电平信号；判别机构，该判别机构在设定该第1传感器中的一个与第2传感器的特定位置关系的基础上，将在下述与其它电平不同的上述第2传感器的检测信号被识别时的上述马达的位置作为旋转一周的基准位置进行确定，其中上述特定位置关系是指使从上述第1传感器中的一个输出的旋转信号的电平从一方向向另一方逆转时检测出的上述第2传感器的检测信号的电平在上述旋转部分的一周旋转中只有一次与其它不同。
2.一种旋转检测装置，通过感知设置于马达的旋转部分上的环状传感器磁体的着磁部，检测出该马达的旋转一周的基准位置及旋转角，其特征在于具有环状传感器磁体，该环状旋转磁体具有沿上述旋转部分的旋转方向交替变换极性且配列有多个着磁部的第1磁部带、及沿周向形成有多个的着磁部及与该着磁部不同极性的一个着磁部的第2着磁带，该第2着磁带的着磁部定位于包括第1着磁带的各着磁部的区域的预定区域；3个第1传感器，该3个第1传感器沿上述第1着磁带的周向以规定间隔被配置，并将对应该第1着磁带的着磁部的极性的电平信号作为旋转角检测信号输出；第2传感器，该第2传感器被配置于上述第1传感器中的2个之间，并输出对应上述第2着磁带的着磁部的极性的电平信号；判别机构，该判别机构的作用为对于上述第1传感器中没被配置于上述第2传感器的两侧的第1传感器，其检测信号的电平从一个方向向另一个方向逆转时，判断上述第2传感器的检测信号的电平，并将该电平被判断为预定值时的上述马达的位置确定为一周旋转的基准位置。
3.如权利要求1所述的旋转检测装置，其特征在于上述第2的着磁带在各着磁部相互间留有间隔地进行配置。
4.如权利要求1～3中所述的旋转检测装置，其特征在于上述马达具有三相定子线圈，并且上述第1的磁传感器的检测信号输入用于向上述定子线圈供电的驱动器。
5.如权利要求1～4任意一项中所述的旋转检测装置，其特征在于上述马达为与引擎相结合的启动马达，其结构能向上述引擎的点火控制部及燃料喷射部供给上述第1的磁传感器及第2的磁传感器的检测信号。
全文摘要
一种旋转检测装置，其中通过马达用传感器和基准位置用传感器所检测的传感器磁体一体地形成。在环状传感器磁体上，形成有对应马达用传感器11U、11V、11W的着磁带M1和对应基准位置传感器12的着磁带M2。但是，在其中一部分上，其错开的方向相反。即，着磁带M2的着磁部23向右错开，该错开量使着磁部24、25尺寸缩小相应的量。该着磁构造中，通过马达用传感器11W的上升和下降，施加触发E1～E6，由此判断基准位置传感器12的输出电平。该电平只在一处被判定为低，所以根据该判定得到基准位置传感器的输出。
文档编号G01D5/245GK1495406SQ0315619
公开日2004年5月12日 申请日期2003年9月4日 优先权日2002年9月5日
发明者大田淳朗, 坂本友和, 生井邦明, 和, 明 申请人:本田技研工业株式会社