JP2006153802A - Noncontact-type angle detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転角度を非接触方式で検出する検出器に関する。 The present invention relates to a detector that detects a rotation angle of a rotating body in a non-contact manner.
非接触式の回転角度検出器は、ポテンシオメータのような接触式に比べて摩耗がない等の利点がある。そのため、高寿命・高信頼性が要求される分野において、実用に供されている。 The non-contact type rotation angle detector has advantages such as no wear compared to a contact type such as a potentiometer. For this reason, it has been put to practical use in fields that require a long life and high reliability.
非接触式角度検出器は、被検出対象となる回転体に磁石を設け、磁石と対面する位置に磁気感応特性を有する検出素子を配置している。この検出素子には、磁気抵抗素子(以下、「MR素子」と称することもある)が用いられる。 In the non-contact type angle detector, a magnet is provided on a rotating body to be detected, and a detection element having a magnetic sensitivity characteristic is disposed at a position facing the magnet. A magnetoresistive element (hereinafter sometimes referred to as “MR element”) is used as the detection element.
MR素子は、磁界の大きさに応じて素子の抵抗値が変化する。また、磁界の回転角度により抵抗値が変化し、回転角度が180°の周期で同一の波形を繰り返す特性を有する。ただし、極性の反転などは判別できないために、MR素子だけでは、回転角度検出範囲が0°〜180°に制限される。 In the MR element, the resistance value of the element changes according to the magnitude of the magnetic field. Further, the resistance value changes depending on the rotation angle of the magnetic field, and the same waveform is repeated at a rotation angle of 180 °. However, since the polarity inversion cannot be determined, the rotation angle detection range is limited to 0 ° to 180 ° only with the MR element.
そこで、従来の技術では、特許文献1、2のようにMR素子の他にホール素子等の磁界方向を判別できる素子を併用することにより、角度検出範囲を0°〜360°に拡張していた。すなわち、ホール素子は、磁石の極性が反転(N極、S極が180°反転)すると、信号レベルがハイレベルからローレベル或いはその逆に反転するための、これらの反転信号とMR素子の波形信号とを組み合わせることで、0°〜360°の回転角度を検出できる。
Therefore, in the prior art, the angle detection range is extended to 0 ° to 360 ° by using an element that can determine the magnetic field direction such as a Hall element in addition to the MR element as in
従来の磁気感応方式の回転角度検出器では、上記のようにMR素子の他にホール素子を設ける必要があり、角度検出器の構造が複雑となっていた。また、ホール素子には磁気反応性にヒステリシスが存在する等、0°〜360°を連続的に検知するためには、複数のホール素子を設ける必要があった。また、360°を超える範囲の検知は不可能であった。 In the conventional magnetic sensitive rotation angle detector, it is necessary to provide a Hall element in addition to the MR element as described above, and the structure of the angle detector is complicated. Further, in order to continuously detect 0 ° to 360 °, such as the presence of hysteresis in the magnetic reactivity of the Hall element, it is necessary to provide a plurality of Hall elements. In addition, detection in a range exceeding 360 ° was impossible.
本発明は、上記の従来の課題を解決してホール素子を不要とし、また、必要に応じて360°以上の回転角度を検出可能な回転角度検出器を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems and aims to provide a rotation angle detector that eliminates the need for a Hall element and can detect a rotation angle of 360 ° or more as required.
本発明に係る回転角度検出器は、被検出対象の回転体に感応して1回転あたり少なくとも2周期の波形信号を出力する検出素子と、前記波形信号を入力し、その波形信号がいずれの周期のものでどの角度領域にあるかをソフトウェアにより判別して回転角度を演算する演算手段と、を備える。 A rotation angle detector according to the present invention receives a detection element that outputs a waveform signal of at least two cycles per rotation in response to a rotating body to be detected, and the waveform signal, and the waveform signal is in any cycle. And calculating means for calculating the rotation angle by determining which angle region is in the software.
例えば、モータにより駆動される磁石付き回転体と、前記回転体に磁気感応し、該回転体の回転角度に応じて変化する波形信号を出力する磁気抵抗素子と、前記回転体の磁界方向を、前記波形信号をソフトウェア処理することにより判別して、前記回転体の回転角度を検出する演算手段と、を備える。 For example, a rotating body with a magnet driven by a motor, a magnetoresistive element that is magnetically sensitive to the rotating body and outputs a waveform signal that changes according to the rotation angle of the rotating body, and a magnetic field direction of the rotating body, Computing means for discriminating the waveform signal by software processing and detecting a rotation angle of the rotating body.
本発明によると、簡単な構造の角度検出器により、180°を超える角度範囲を検知できる。回転体の回転角度を180°を超える範囲において検知するという目的を、最小の部品点数で、かつ信頼性を損なわずに実現することができる。 According to the present invention, an angle range exceeding 180 ° can be detected by an angle detector having a simple structure. The object of detecting the rotation angle of the rotating body in a range exceeding 180 ° can be realized with a minimum number of parts and without impairing reliability.
本発明の実施例を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例に係る非接触式角度検出器の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a non-contact angle detector according to a first embodiment of the present invention.
出力軸8は、モータ6の回転軸とウォームギア7を介して接続される。モータ6は、正,逆いずれの方向にも回転制御可能である。それによって、出力軸8もウォームギアを介して矢印8Aに示すように正回転(CW)および逆回転(CCW)が可能である。
The
出力軸8に固定された磁石9は、一対のN極、S極により構成される。磁石9は、角度検出器のロータを構成し出力軸8と同期して回転運動を行う。その形状は、円板形をなし、その半分がN極、残り半分がS極である。
The
磁石9から約5mmの距離をおいた位置には、プリント配線基板(Printed Circuit Board;以下、「PCB」と称する)5が配置される。磁気抵抗素子(以下、MRセンサ)1は、PCB5上に配置され、磁石9の回転軸の軸線上にある。
At a position away from the
本実施例では、回転角度検出要素として、MRセンサ1を使用しているが、ここで、MRセンサは、GMR(巨大磁気抵抗効果素子)センサ、AMR(異方性磁気抵抗)センサも含む。また、ホール等、磁気力に反応する素子で、MRセンサ同様の効果が得られるものであれば、その使用を制限するものではない。
In this embodiment, the
PCB5上には、MRセンサ1と電気的に接続されたマイクロコンピュータ2、マイクロコンピュータ2と電気的に接続されたEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)3、マイクロコンピュータ2と電気的に接続されたモータドライバ4がそれぞれ実装されている。
On the
モータドライバ4はモータ6と電気的に接続されている。モータ6の回転軸にはウォームギア7が取り付けられている。ウォームギア7は出力軸8に形成されたギア機構と噛合う。
The
図2は本実施例の角度検出器の機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the angle detector of the present embodiment.
モータ6の回転により、出力軸8と同期して磁石9が回転する。磁石9の回転により、MRセンサ1の位置での磁気回路が変化する。MRセンサ1は、水平方向(図1のX方向)の磁気に感応し、X方向と垂直なY方向の磁気についてほとんど不感応な特性を有する。また、磁界の強度に応じてそれ自身の抵抗値が変化する。
As the
磁石9が回転することにより、磁界方向が変化し、X方向成分の磁気強度が変化するので、波状の波形信号を出力する。複数のMRセンサ1の角度を変えて配置すれば、位相差の異なる波形を出力する。本例では、後述するように、MRセンサ1は、1周期が180°で45度の位相差を持った2系統の波形信号を出力する。
As the
MRセンサ1の出力(抵抗値の変化)は、インターフェース回路10により、電圧変化に変換される。変換されたその電圧値は、マイクロコンピュータ2にアナログ値として入力され、デジタル変換された後、マイクロコンピュータ2により、信号処理が行われる。ここで、信号処理とはインターフェース回路10から入力された信号をもとに、出力軸8の回転角度を算出することである。その算出課程において、EEPROM3に角度算出に必要な回転領域の判定データを保存する。
The output (change in resistance value) of the
マイクロコンピュータ2は外部の制御装置とインターフェース回路11と介して通信をおこなっており、外部の制御装置から、出力軸8を回転させるための指令を受けると、モータドライバ4に所定の指令信号を与える。
The
モータドライバ4は、マイクロコンピュータ2からの入力信号に基づきモータ6を駆動するための電流をモータ6に与える。
The
モータ6の回転力はウォームギア7に伝達され、出力軸8が回転する。モータ6の動力伝達機構にウォームギア7を使用しているため、モータ6が停止している間の出力軸8の回転運動は、ウォームギア7と出力軸8に形成されたギアとの間のバックラッシュの範囲に制限され、それは、停止条件として許容される範囲の動きである。
The rotational force of the
図3は出力軸8が360度の範囲で回転したときのMRセンサの波形と回転角度領域の判定信号を示す。MRセンサ1として、例えばPhilips製KMZ43を使用する。
FIG. 3 shows the MR sensor waveform and the rotation angle region determination signal when the
図3の上段3−1は、出力軸8の回転角度をX軸、MRセンサ1の出力波形をY軸に示している。MRセンサ1の出力は位相差45度の2系統出力であり、この出力をそれぞれMR1およびMR2とする。MR1およびMR2の信号周期は出力軸8の回転角度に対して180°である。すなわち、0°〜180°の領域と180°〜360°の領域において、同様の波形が繰り返されている。そのため、MR1、MR2の波形信号だけでは、0°〜180°の領域と180°〜360°の回転角度の領域の区別できない。したがって、MR1,MR2だけであると、角度検出範囲は0°〜180°に限定されてしまう。本実施例では、180°を超える範囲を検知するために、マイクロコンピュータ2のソフトウェアにより、領域判定信号1(以下「H1」とする)および領域判定信号2(以下「H2」とする)を生成する。
3 shows the rotation angle of the
図3の中段3−2に示すように、H1は、MR1の上限ピークに同期して作成される領域判定信号である。H2は、MR1の下限ピークに同期して作成される領域判定信号である。 As shown in the middle section 3-2 of FIG. 3, H1 is an area determination signal generated in synchronization with the upper limit peak of MR1. H2 is an area determination signal created in synchronization with the lower limit peak of MR1.
出力軸8の回転角度をX軸にとり、H1、H2の状態をY軸にとると、マイクロコンピュータ2は、H1について、回転角度0°〜180°の範囲(ただし正逆回転により+,−のヒステリシスαを持つ)でローレベル(“0”)にし、180°〜360°の範囲(ただし正逆回転により+または−のヒステリシスαを持つ)でハイレベル(“1”)にする。
If the rotation angle of the
このようなH1は、磁石9の磁界方向が反転していることを示している。
Such H1 indicates that the magnetic field direction of the
また、H2について、回転角度90°〜270°の範囲(ただし正逆回転により+または−のヒステリシスαを持つ)でローレベルにし、270°〜360°(0°)〜90°の範囲(ただし正逆回転により+,−のヒステリシスαを持つ)でハイレベルにする。 Further, H2 is set to a low level within a rotation angle range of 90 ° to 270 ° (with a positive or negative hysteresis α by forward / reverse rotation), and a range of 270 ° to 360 ° (0 °) to 90 ° (however, (With hysteresis α of + and-by forward / reverse rotation).
図3の(A)、(B)、(C)、(D)は正回転方向(CW)の角度領域であり、360度を4等分している。また、(E)、(F)、(G)、(H)は逆回転方向(CCW)の角度領域であり、上記同様に360度を4等分している。ここでαは擬似的に生成された領域判定信号のヒステリシスである。本実施例では、正回転および逆回転時の(A)〜(H)の角度領域をH1およびH2の判定信号で示すと次のようになる。
(H1について)
出力軸8の正回転時には、(0°+α°)〜(180°+α°)の角度範囲(A位置およびB位置)で、H1はローレベル状態(“0”)になる。(180°+α°)〜(360°+αもしくは0°+α°)の角度範囲(C位置およびD位置)で、H1はハイレベル状態(“1”)になる。
3A, 3 </ b> B, 3 </ b> C, and 3 </ b> D are angular regions in the forward rotation direction (CW), and 360 degrees are divided into four equal parts. Further, (E), (F), (G), and (H) are angular regions in the reverse rotation direction (CCW), and 360 degrees are equally divided into four as described above. Here, α is a hysteresis of the region determination signal generated in a pseudo manner. In this embodiment, the angular regions (A) to (H) at the time of forward rotation and reverse rotation are represented by the determination signals H1 and H2 as follows.
(About H1)
During the forward rotation of the
また、出力軸8の逆回転時には、(360°−α°)〜(180°−α°)の角度範囲(E位置およびF位置)で、H1はハイレベル状態になり、(180°−α°)〜(360°−α°もしくは0°−α°)の角度範囲(G位置およびH位置)で、H1はローレベル状態になる。
(H2について)
出力軸8の正回転時には、(90°+α°)〜(270°+α°)の角度範囲(B位置およびC位置)で、H2はローレベル状態になる。(0°〜90°+α°)もしくは(270°+α°〜360°+α)の角度範囲(A位置およびD位置)で、H2はハイレベル状態になる。また、出力軸8の逆回転時には、(270°−α°)〜(90°−α°)の角度範囲(F位置およびG位置)でH2はローレベル状態になる。(90°−α°〜0°)もしくは(360°〜270°−α°)の角度範囲(H位置およびE位置)でH2はハイレベル状態になる。
When the
(About H2)
During the forward rotation of the
マイクロコンピュータ2はH1およびH2の状態が変化したタイミングで、EEPROM3に所定の情報を書き込む。この所定の情報とは、変化した領域判定信号の番号(H1に相当する番号は1、H2に相当する番号は2である)および、その領域判定信号の更新値(信号レベル)である。EEPROM3に書き込まれる領域判定信号の更新条件を図7に示す。
The
例えば、出力軸8の回転方向がCW時において、角度領域がA位置にある場合、マイクロコンピュータ2はH1の値を読み取り、H1=0である場合、EEPROM3のアドレス0x00(領域判定信号の番号)に“1”を書き込み、アドレス0x01(領域判定信号の信号レベル)に“0”を書き込む。出力軸8の回転方向がCCW時において、角度領域がH位置にある場合、マイクロコンピュータ2はH2の値を読み取り、H2=1である場合、EEPROM3のアドレス0x00に2を書き込み、アドレス0x01に1を書き込む。ここで、角度が増加する方向が正回転(CW)とし、角度が減少する方向を逆回転(CCW)とする。
For example, when the rotation direction of the
図4にMRセンサ1の出力から回転軸8の回転角度を計算するためのフローを示す。
FIG. 4 shows a flow for calculating the rotation angle of the
マイクロコンピュータ2は、MRセンサ1の出力(MR1・MR2)と領域判定信号H1・H2(EEPROMデータ)を基に、領域番号の判定を行う。
The
ここで、領域番号とは、360°を8等分(45°×8)した各角度領域(換言すれば回転する磁界の方向)を示す番号であり、(1)〜(8)よりなる。領域番号(1)〜(8)は、MR1およびMR2の信号を閾値TH1,TH2と比較し、かつ図7に示す領域判定信号H1,H2を参照することで判別できる。 Here, the region number is a number indicating each angle region (in other words, the direction of the rotating magnetic field) obtained by dividing 360 ° into eight equal parts (45 ° × 8), and includes (1) to (8). The region numbers (1) to (8) can be determined by comparing the signals of MR1 and MR2 with threshold values TH1 and TH2 and referring to region determination signals H1 and H2 shown in FIG.
領域番号の判定条件を図8に示す。例えば、図3の信号状態において、MR2>TH1、かつ現在のEEPROMデータがH1=0の場合、領域番号は(1)となる。MR2>TH1かつ、H1=1の場合、領域番号は(5)となる。また、MR1<TH2かつ、H1=0の場合、領域番号は(2)となる。MR1<TH2かつ、H1=1の場合、領域番号は(6)となる。閾値TH1およびTH2はMR1とMR2が交差する点を基準として、設定される定数である。 FIG. 8 shows the area number determination conditions. For example, in the signal state of FIG. 3, if MR2> TH1 and the current EEPROM data is H1 = 0, the region number is (1). When MR2> TH1 and H1 = 1, the region number is (5). When MR1 <TH2 and H1 = 0, the region number is (2). When MR1 <TH2 and H1 = 1, the region number is (6). The thresholds TH1 and TH2 are constants set with reference to the point where MR1 and MR2 intersect.
次に式1により、回転軸8の回転角度θを算出する。
Next, the rotation angle θ of the
ここで、式1中のパラメータ{x,y,b}は図9による。例えば、領域番号が(1)である場合、{x,y,b}={MR1,−MR2,45}と設定し、式2となる。
Here, the parameters {x, y, b} in
図9に示すように、本発明では、定数bが領域番号に対応して45度づつ増加して45°、90°、135°、…360°まで設定されるので、0°〜360°の範囲で角度検出が可能である。 As shown in FIG. 9, in the present invention, the constant b increases by 45 degrees corresponding to the region number and is set to 45 °, 90 °, 135 °,..., 360 °. Angle detection is possible in a range.
本発明では、領域判定信号H1およびH2をマイクロコンピュータ2のソフトウェアにより実現している。このため、マイクロコンピュータ2の暴走や出力軸8が回転している最中に角度検出器の電源が遮断されるなどの状況が懸念される。
In the present invention, the region determination signals H1 and H2 are realized by software of the
これらの状況が前記EEPROM3書き込みタイミング重なった場合、もしくは、EEPROM3書き込みタイミングの直前で発生した場合、前記所定の情報がEEPROM3に書き込まれない可能性がある。
If these conditions overlap with the writing timing of the
例えば、図3において、マイクロコンピュータ停止位置a:12にて角度検出器の電源が遮断され、それによってマイクロコンピュータ2の動作が停止した場合には、H1の値がローからハイに更新されず、EEPROM3への書き込みが実行されない。この場合、モータ6への電流供給は停止するが、モータ6・ウォームギア7・出力軸8には慣性モーメントが存在するため、出力軸8は回転運動を一定時間継続した後、摩擦力により回転速度を落とし、停止する。
For example, in FIG. 3, when the power of the angle detector is cut off at the microcomputer stop position a: 12 and the operation of the
マイクロコンピュータ停止位置 a:12から出力軸停止位置13までの回転量(以下オーバシュート量)は、摺動部の摩擦や慣性モーメントにより決まるが、ここでは、オーバシュート量を45°とし、出力軸8の停止位置を図3の出力軸停止位置:13とする。
The amount of rotation from the microcomputer stop position a: 12 to the output shaft stop position 13 (hereinafter referred to as overshoot amount) is determined by the friction and moment of inertia of the sliding part. Here, the overshoot amount is 45 ° and the
本実施例では、所定の情報がEEPROM3に書き込まれること無く、角度検出器の動作が停止した場合でも、再度角度検出器の電源が投入された時には、次のようにして正常動作に復帰することができる。
In this embodiment, even if the operation of the angle detector is stopped without writing predetermined information in the
図5に電源投入時のマイクロコンピュータ2の初期化処理を示す。
FIG. 5 shows an initialization process of the
電源投入直後、マイクロコンピュータ2は所定のRAM変数H1およびH2に0xFF(初期化)を代入する(ステップ1)。
Immediately after the power is turned on, the
次に、EEPROM3のアドレス0x00からデータを読み込み、該当データが1である場合、EEPROM3のアドレス0x01からデータを読み込み、該当データをRAM変数H1に代入する(ステップ2)。
Next, data is read from the address 0x00 of the
または、EEPROM3のアドレス0x00からデータを読み込み、該当データが2である場合、EEPROM3のアドレス0x01からデータを読み込み、該当データをRAM変数H2に代入する(ステップ3)。
Alternatively, data is read from the address 0x00 of the
次に、MRセンサ1の出力MR1およびMR2、領域判定信号H1およびH2を使用して、図8に基き角度領域番号を判定する(ステップ4)。角度領域番号は(1)〜(8)まで定義されており、既述のように、それぞれ、約45°の角度範囲を有する。
Next, using the outputs MR1 and MR2 of the
ここで、図3におけるマイクロコンピュータ停止位置 a:12にて、EEPROM3への書き込みが実行された後、角度検出器が正常に終了した場合を考える。
Here, consider a case where the angle detector is normally terminated after writing to the
電源再投入後、H1およびH2には0xFFが代入される。角度検出器は正常に終了しているため、マイクロコンピュータ停止位置a:12にて正常にEEPROM3への書き込みが実行されており、EEPROM3のアドレス0x00には1が、アドレス0x01には1が、それぞれ書き込まれている。前述のステップ2によれば、H1に1が代入されるが、H2は0xFFを示す。この時、出力軸8は図3における出力軸停止位置:15に停止しているため、MR2≧TH1の条件を満足する。このため、図8の条件式より、領域番号は(5)と判定される。
After power-on again, 0xFF is assigned to H1 and H2. Since the angle detector has finished normally, writing to the
ここで、図3におけるマイクロコンピュータ停止位置 a:12にて、EEPROM3への書き込みが実行されず、角度検出器が異常に終了した場合を考える。
Here, a case is considered in which writing to the
電源再投入後、H1およびH2には0xFFが代入される。角度検出器は異常に終了しているため、マイクロコンピュータ停止位置 a:12にてEEPROM3への書き込みが実行されておらず、出力軸8が角度領域(1)→(2)→(3)→(4)と回転しているとすると、EEPROM3のアドレス0x00には2が書き込まれており、アドレス0x01には0が書き込まれている。また出力軸8が角度領域(5)→(4)→(3)→(4)と回転していたとすると、EEPROM3のアドレス0x00には2が、アドレス0x01には0が、それぞれ書き込まれている。前述のステップ3によれば、H2に0が代入されるが、H1は0xFFを示す。この時、出力軸8は図3における出力軸停止位置:15に停止しているため、MR2≧TH1の条件を満足する。このため、図8の条件式より、領域番号は(5)と判定される。
After power-on again, 0xFF is assigned to H1 and H2. Since the angle detector has ended abnormally, writing to the
以上より、出力回転軸8が回転中に角度検出器の電源が遮断される等の異常時でも、再度角度検出器の電源が投入されれば、正常に領域番号を(5)と判定でき、通常の処理が実行される。
As described above, even when the angle detector is turned off while the
上記実施例では、出力軸8が0〜360°までの範囲で角度検出を可能にした例を示したが、次の実施例では、360°以上であっても角度検出を可能にする。
In the above-described embodiment, an example in which the angle can be detected in the range of the
出力軸8が360°を超えて回転する場合を考える。
Consider the case where the
ここでは、その一例として、1080°(3回転)の回転範囲で角度検出する場合について説明する。 Here, the case where an angle is detected in the rotation range of 1080 degrees (three rotations) is demonstrated as the example.
図6に出力軸が1080°回転した場合のMRセンサ1の出力MR1、MR2および領域判定信号H1、H2の信号波形を示す。
FIG. 6 shows signal waveforms of the outputs MR1 and MR2 and the region determination signals H1 and H2 of the
MRセンサ1の出力は、既述したように180°周期の出力波形であり、180°毎に同じ波形の繰り返しとなっている。領域判定信号は図10に従って、マイクロコンピュータ2のソフトウェアにより生成される。
The output of the
前述の0°〜360°の角度範囲においてはA〜Hの8つの領域から構成されていたが、0°〜1080°の角度範囲においては、A〜H、A’〜H’、および、A’’〜H’’の24の領域から構成されている。 In the above-described angle range of 0 ° to 360 °, it is composed of eight regions A to H. However, in the angle range of 0 ° to 1080 °, A to H, A ′ to H ′, and A It is composed of 24 areas '' to H ''.
また、前述の0°〜360°検知における領域判定信号は“0”、“1”の2値状態であったが、0°〜1080°検知における領域判定信号は0、1、2、3、4、5の6つの状態を有する。出力軸8の角度算出課程は図4と同様であるが、図8の領域番号の判定条件と図7の領域判定信号の更新条件をそれぞれ、図11および図10に置き換える。また、式2により角度計算する場合には、図12に示す角度計算パラメータが使用される。
In addition, the area determination signal in the above-described 0 ° to 360 ° detection is a binary state of “0” and “1”, but the area determination signal in the 0 ° to 1080 ° detection is 0, 1, 2, 3, It has six states of 4,5. The angle calculation process of the
ここで、図6におけるマイクロコンピュータ停止位置b:14にて、EEPROM3への書き込みが実行されず、角度検出器が異常に終了した場合を考える。電源再投入後、H1およびH2には0xFFが代入される。角度検出器は異常に終了している為、マイクロコンピュータ停止位置 b:14にてEEPROM3への書き込みが実行されておらず、出力軸8が角度領域(14)→(15)→(16)→(17)と回転しているとすると、EEPROM3のアドレス0x00には2が書き込まれており、アドレス0x01には3が書き込まれている。また出力軸8が角度領域(17)→(16)→(15)→(16)と回転していたとすると、EEPROM3のアドレス0x00には2が、アドレス0x01には3が、それぞれ書き込まれている。前述のステップ3によれば、H2に3が代入されるが、H1は0xFFを示す。この時、出力軸8は図3における出力軸停止位置:15に停止しているため、MR2≧TH1の条件を満足する。このため、図8の条件式より、領域番号は(17)と判定される。
Here, let us consider a case where writing to the
以上より、0°〜1080°検知における場合に、出力回転軸8が回転中に角度検出器の電源が遮断される等の異常が生じても、再度角度検出器の電源が投入されれば、正常に角度領域を判定でき、通常の処理が実行される。
From the above, in the case of 0 ° to 1080 ° detection, even if an abnormality occurs such as the power of the angle detector being cut off while the
1…MRセンサ、2…マイクロコンピュータ、3…EEPROM、4…モータドライバ、5…PCB、6…モータ、8…出力軸、9…磁石、10…I/F_a、11…I/F_b。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記波形信号を入力し、その波形信号がいずれの周期のものでどの角度領域にあるかをソフトウェアにより判別して回転角度を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする回転角度検出器。 A detection element that outputs a waveform signal of at least two cycles per rotation in response to a rotating body to be detected;
An arithmetic means for inputting the waveform signal, determining which angle region the waveform signal is in which period and in which angle region by software, and calculating a rotation angle;
A rotation angle detector.
前記演算手段は、前記検出素子からの波形信号を入力し、その波形信号を所定の角度単位で複数の領域に分け、各領域を判別するための信号を前記波形信号に基づき形成し、領域ごとのパラメータを用いて回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出器。 In Claim 1, the said rotation angle detector is for detecting the rotation angle within 1 rotation of the said rotary body, or the rotation angle more than 1 rotation,
The arithmetic means inputs a waveform signal from the detection element, divides the waveform signal into a plurality of regions in a predetermined angle unit, and forms a signal for discriminating each region based on the waveform signal. A rotation angle detector that calculates a rotation angle by using the parameters.
前記演算手段は、これらの2系統の波形信号を、閾値信号を用いて360°の範囲で8分割し、この8分割の領域ごとのパラメータを用いて回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出器。 The detection element according to claim 1 or 2, wherein the detection element outputs two waveform signals having a cycle of 180 ° and a phase difference of 45 ° according to the rotation of the rotating body,
The calculation means divides these two types of waveform signals into eight parts in a 360 ° range using a threshold signal, and calculates a rotation angle using a parameter for each of the eight divided areas. Angle detector.
前記回転体に磁気感応し、該回転体の回転角度に応じて変化する波形信号を出力する磁気抵抗素子と、
前記回転体の磁界方向を、前記波形信号をソフトウェア処理することにより判別して、前記回転体の回転角度を検出する演算手段と、
を備えていることを特徴とする回転角度検出器。 A rotating body with a magnet driven by a motor;
A magnetoresistive element that is magnetically sensitive to the rotating body and outputs a waveform signal that changes in accordance with the rotation angle of the rotating body;
Arithmetic means for detecting the rotation angle of the rotating body by determining the magnetic field direction of the rotating body by software processing the waveform signal;
A rotation angle detector.
前記磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子からの波形信号を入力するマイクロコンピュータとがプリント配線基板に設けられ、前記マイクロコンピュータは、前記磁気抵抗素子の出力信号をソフトウェア処理することにより前記回転体の磁界方向を判別して、前記回転体の回転角度を検出することを特徴とする回転角度検出器。 In a rotation angle detector comprising a rotating body with a magnet rotated by a motor, and a magnetoresistive element that outputs a waveform signal that changes according to the rotation of the rotating body,
The magnetoresistive element and a microcomputer for inputting a waveform signal from the magnetoresistive element are provided on a printed circuit board, and the microcomputer performs software processing on the output signal of the magnetoresistive element to A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the rotating body by discriminating a magnetic field direction.
9. The writable storage device for storing the angle region of the rotating body calculated by the microcomputer and a motor driver circuit in addition to the magnetoresistive element and the microcomputer in the printed wiring board. A rotation angle detector characterized by being mounted.
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