JP2006226816A - Rotation angle detector - Google Patents

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達也 北中
Takashi Kawashima
貴 川嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a downsized rotation angle detector for reducing detection errors in a rotation angle. <P>SOLUTION: A yoke and a permanent magnet rotate together with a detecting object. Hall elements 30 and 31 are placed so as to form an angle of 90° with the rotating direction of the detecting object. The hall elements 30 and 31 output analog signals with their phases different from each other correspondingly to a magnetic field changing with the rotation of the detecting object. These analog signals are converted into digital form by an A/D converter 52 and offset-corrected by an offset adjustment circuit 56. A control part 58 calculates an output angle by an arctangent operation from the outputs of the hall elements 30 and 31 after the digital conversion and offset correction. The control part 58 and an angle signal generation circuit 60 generate an angle signal by analog-converting the output angle. The control part 58 and a pulse signal generation circuit 62 generate a pulse signal by changing its output according to the result of comparison between a plurality of angle candidates and the output angle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は回転角度検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device.

従来、検出対象の回転に連動してロータを回転させ、ピックアップセンサのロータの回転により変化する出力信号から検出対象の回転角度を検出する所謂電磁ピックアップ(MPU)式の回転角度検出装置が知られている。例えばロータとしては、回転方向の外周に欠け歯部を除いて等間隔に歯部が設けられている歯車が用いられる。このようなMPU式回転角度検出装置では、ピックアップセンサの出力信号の特定波形(例えば、上述の歯車の欠け歯部に対応する波形)から基準となる回転角度(基準角度)を取得し、ピックアップセンサの出力信号のレベル変化(例えば、上述の歯車の歯部に対応するレベル変化)から基準角度に対する相対的な回転角度(相対角度)を取得し、それら基準角度と相対角度とから検出対象の回転角度を検出する。
一方、検出対象の回転角度を0°から360°の範囲で検出する回転角度検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の回転角度検出装置では、2つのホール素子を有する磁気検出手段を永久磁石等の磁界発生手段に対して相対的に回転させ、ホール素子の検出対象の回転により変化する出力信号から検出対象の回転角度を検出する。具体的には、ホール素子の出力信号に基づく三角関数の逆演算により検出対象の回転角度に対して360°周期で1対1に変化するアナログ信号を生成し、その角度信号から検出対象の回転角度を0°から360°の範囲で検出する。
特開昭62−95402号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called electromagnetic pickup (MPU) type rotation angle detection device that rotates a rotor in conjunction with rotation of a detection target and detects a rotation angle of the detection target from an output signal that changes due to rotation of the rotor of the pickup sensor is known. ing. For example, as the rotor, a gear is used in which teeth are provided at regular intervals on the outer periphery in the rotational direction except for the missing teeth. In such an MPU-type rotation angle detection device, a reference rotation angle (reference angle) is obtained from a specific waveform of the output signal of the pickup sensor (for example, a waveform corresponding to the aforementioned tooth missing portion of the gear), and the pickup sensor The relative rotation angle (relative angle) with respect to the reference angle is acquired from the level change of the output signal (for example, the level change corresponding to the gear tooth portion described above), and the rotation of the detection target is obtained from the reference angle and the relative angle. Detect the angle.
On the other hand, a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a detection target in a range of 0 ° to 360 ° is known (for example, see Patent Document 1). In the rotation angle detection device described in Patent Document 1, a magnetic detection means having two Hall elements is rotated relative to a magnetic field generation means such as a permanent magnet, and an output signal that changes depending on the rotation of the detection target of the Hall elements. To detect the rotation angle of the detection target. Specifically, an analog signal that changes one-to-one in a 360 ° cycle with respect to the rotation angle of the detection target is generated by inverse calculation of a trigonometric function based on the output signal of the Hall element, and the rotation of the detection target is generated from the angle signal. The angle is detected in the range of 0 ° to 360 °.
JP-A-62-95402

しかしながら、MPU式回転角度検出装置では、ピックアップセンサが基準角度および相対角度を検出する対象のロータが機械加工されているため、ロータの寸法公差が回転角度の検出誤差となる。一方、特許文献1に記載の回転角度検出装置では、アナログの角度信号から検出対象の回転角度を検出するため、角度信号に重畳するノイズにより回転角度の検出誤差が増大するという問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、回転角度の検出誤差を低減でき小型化可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。
However, in the MPU rotation angle detection device, since the rotor for which the pickup sensor detects the reference angle and the relative angle is machined, the dimensional tolerance of the rotor becomes a rotation angle detection error. On the other hand, the rotation angle detection device described in Patent Document 1 detects a rotation angle of a detection target from an analog angle signal, and thus there is a problem that a rotation angle detection error increases due to noise superimposed on the angle signal.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can reduce a rotation angle detection error and can be miniaturized.

請求項1から8に記載の発明によると、角度信号生成手段が生成する角度信号は検出対象の回転角度を示しているので、角度信号から検出対象の絶対的な回転角度を検出できる。
ところが、角度信号から検出対象の回転角度を検出する場合、アナログの角度信号にノイズが重畳すると、そのノイズにより回転角度の検出誤差は増大する。
そこで請求項1から8に記載の発明では、パルス信号生成手段はノイズの影響を受けにくいパルス信号を生成する。パルス信号は検出対象の回転角度が複数の角度候補のいずれかであるときに信号レベルが変化するため、角度信号から検出された回転角度を基準角度とすれば、パルス信号から検出対象の回転角度が複数の角度候補のいずれであるかを特定できる。このように請求項1から8に記載の発明によると、ノイズの影響を受けにくいパルス信号からも検出対象の回転角度を検出できるため、ノイズの多い環境下ではパルス信号から検出対象の回転角度を検出することも可能である。これにより、磁気検出手段の出力から検出対象の回転角度を示すアナログ信号を生成してアナログ信号から検出する場合と比較して、ノイズによる回転角度の検出誤差を抑制することができる。
尚、MPU式回転角度検出装置では、ピックアップセンサの出力信号の特定波形(例えば、ロータの回転方向外周の一カ所に形成された欠け歯部に対応する波形)から基準角度を取得するため、検出対象が始動してから検出対象が1回転するまでは検出対象の絶対的な回転角度を検出できない。しかし請求項1から8に記載の発明によると、角度信号から基準角度を取得するため、検出対象が一回転する前、例えば検出対象の始動前または検出対象の始動直後であっても基準角度を取得することができる。つまり請求項1から8に記載の発明では、検出対象の回転始動早期にパルス信号から検出対象の回転角度を検出できる。
According to the first to eighth aspects of the invention, since the angle signal generated by the angle signal generating means indicates the rotation angle of the detection target, the absolute rotation angle of the detection target can be detected from the angle signal.
However, when detecting the rotation angle of the detection target from the angle signal, if noise is superimposed on the analog angle signal, the rotation angle detection error increases due to the noise.
Therefore, in the inventions according to claims 1 to 8, the pulse signal generation means generates a pulse signal that is not easily affected by noise. Since the signal level of the pulse signal changes when the rotation angle of the detection target is one of a plurality of angle candidates, if the rotation angle detected from the angle signal is used as the reference angle, the rotation angle of the detection target from the pulse signal Can be identified from among a plurality of angle candidates. As described above, according to the first to eighth aspects of the present invention, since the rotation angle of the detection target can be detected from the pulse signal that is not easily affected by noise, the rotation angle of the detection target is determined from the pulse signal in a noisy environment. It is also possible to detect. Thereby, compared with the case where the analog signal which shows the rotation angle of a detection target is produced | generated from the output of a magnetic detection means, and it detects from an analog signal, the detection error of the rotation angle by noise can be suppressed.
Note that the MPU rotation angle detection device detects the reference angle from a specific waveform of the output signal of the pickup sensor (for example, a waveform corresponding to a missing tooth portion formed at one location on the outer periphery in the rotation direction of the rotor). The absolute rotation angle of the detection object cannot be detected until the detection object rotates once after the object starts. However, according to the invention described in claims 1 to 8, in order to obtain the reference angle from the angle signal, the reference angle is set even before the detection target rotates once, for example, before the detection target is started or immediately after the detection target is started. Can be acquired. That is, according to the first to eighth aspects of the invention, the rotation angle of the detection target can be detected from the pulse signal at the early stage of the rotation start of the detection target.

また請求項1から8に記載の発明によると、検出対象の回転により磁界発生手段に対して磁気検出手段を相対的に回転させることにより、磁気検出手段で検出する磁界を相対的に変化させている。つまり、磁気検出手段で検出する磁界を変化させるための構成要素に係る寸法公差は磁界の変化に影響しない。また磁気検出手段の磁気検出素子は半導体の製造プロセスを用いて製造可能である。磁気検出素子は半導体の製造プロセスを用いて製造すれば、磁気検出手段に磁気検出素子を適正に配置可能である。したがって請求項1から8に記載の発明によると、機械加工の寸法公差に起因する回転角度の検出誤差を排除可能なため、回転角度の検出誤差を低減できる。   According to the invention described in claims 1 to 8, the magnetic detection means is rotated relative to the magnetic field generation means by the rotation of the detection target, thereby changing the magnetic field detected by the magnetic detection means relatively. Yes. That is, the dimensional tolerance related to the component for changing the magnetic field detected by the magnetic detection means does not affect the change of the magnetic field. The magnetic detection element of the magnetic detection means can be manufactured using a semiconductor manufacturing process. If the magnetic detection element is manufactured using a semiconductor manufacturing process, the magnetic detection element can be appropriately arranged in the magnetic detection means. Therefore, according to the first to eighth aspects of the invention, since the rotation angle detection error caused by the dimensional tolerance of machining can be eliminated, the rotation angle detection error can be reduced.

ここでパルス信号は、検出対象の回転角度を示すディジタル信号(例えば特許文献1に記載のマイクロプロセッサから出力される信号)から生成してもよい。そのときは、ディジタル信号が示す回転角度と角度候補との比較結果に応じて信号レベルを変化させることにより、パルス信号を生成すればよい。しかし、このようにして生成したパルス信号には磁界検出手段の出力をディジタル信号に変換する際のサンプリング誤差が含まれるため、そのパルス信号から検出する回転角度にはサンプリング誤差に起因する検出誤差が含まれる。
そこで、請求項2に記載の発明では、第二磁気抵抗素子群の出力信号レベルと所定閾値との比較結果に応じて出力の信号レベルを変化させることによりパルス信号を生成する。つまり第二磁気抵抗素子群の出力信号からアナログ信号処理でA/D変換をすることなくパルス信号を生成する。しがって請求項2に記載の発明によると、上述したサンプリング誤差に起因する回転角度の検出誤差を排除できるため、回転角度の検出誤差を低減できる。
Here, the pulse signal may be generated from a digital signal indicating the rotation angle to be detected (for example, a signal output from a microprocessor described in Patent Document 1). In that case, a pulse signal may be generated by changing the signal level according to the comparison result between the rotation angle indicated by the digital signal and the angle candidate. However, since the pulse signal generated in this way includes a sampling error when converting the output of the magnetic field detection means into a digital signal, the rotation angle detected from the pulse signal has a detection error due to the sampling error. included.
Therefore, in the second aspect of the invention, the pulse signal is generated by changing the output signal level according to the comparison result between the output signal level of the second magnetoresistive element group and the predetermined threshold value. That is, a pulse signal is generated from the output signal of the second magnetoresistive element group without performing A / D conversion by analog signal processing. Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the rotation angle detection error caused by the sampling error can be eliminated, the rotation angle detection error can be reduced.

ここで磁気検出素子は、磁界が発生していない状態においても一定レベルの信号(以下、オフセットという)を出力する。つまり第一磁気検出素子群の出力と第二磁気検出素子群の出力とには、直流成分が含まれている。
そこで、請求項3、4に記載の発明では、第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去し、直流成分除去後の第二磁気検出素子群の出力信号からパルス信号を生成する。したがって、オフセットに起因する回転角度の検出誤差を排除できるため、パルス信号から検出する回転角度の検出誤差を低減できる。
請求項4に記載の発明では、補正手段をACカップリング回路で構成する。一般にACカップリング回路の回路規模は小さいので、補正手段を小型化できる。
Here, the magnetic detection element outputs a signal of a certain level (hereinafter referred to as an offset) even in a state where no magnetic field is generated. That is, the output of the first magnetic detection element group and the output of the second magnetic detection element group include a direct current component.
Accordingly, in the third and fourth aspects of the invention, the direct current component of the output signal of the second magnetic detection element group is removed, and a pulse signal is generated from the output signal of the second magnetic detection element group after the removal of the direct current component. Therefore, since the rotation angle detection error caused by the offset can be eliminated, the rotation angle detection error detected from the pulse signal can be reduced.
According to the fourth aspect of the present invention, the correcting means is constituted by an AC coupling circuit. In general, since the circuit scale of the AC coupling circuit is small, the correction means can be miniaturized.

請求項5に記載の発明では、第一補正手段と第二補正手段とがそれぞれ第一磁気検出素子群の出力信号の直流成分と第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分とを除去する。
第一補正手段は、磁界が発生していない状態で、第一磁気検出素子群の各磁気検出素子のオフセットを取得し、オフセットに基づいて第一磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去する。そのため第一磁気検出素子群が出力する信号の周波数、すなわち検出対象の回転速度に関わらず第一磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去できる。
一方、第二補正手段は、ACカップリング回路で第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去する。上述したように、ACカップリング回路の回路規模は小さいので、第二補正手段を小型化できる。しかしながらACカップリング回路では、第二磁気検出素子群の出力信号の周波数が低い場合、すなわち検出対象の回転速度が遅い場合、周波数の低い出力信号の交流成分とオフセットによる直流成分とを適正に分離できないので、直流成分を除去できない。
そこで、請求項5に記載の発明では、検出対象の回転速度が所定速度以下の場合は、第一磁気検出素子群の出力信号から生成する第一候補パルス信号をパルス信号として選択する。上述のように第一磁気検出素子群の出力信号の直流成分は検出対象の回転速度が遅くても第一補正手段により除去できるため、パルス信号として選択された第一候補パルス信号から検出対象の回転角度を検出すれば、オフセットに起因する回転角度の検出誤差を排除できる。
In the invention according to claim 5, the first correction means and the second correction means respectively remove the direct current component of the output signal of the first magnetic detection element group and the direct current component of the output signal of the second magnetic detection element group. .
The first correction means acquires the offset of each magnetic detection element of the first magnetic detection element group in a state where no magnetic field is generated, and removes the DC component of the output signal of the first magnetic detection element group based on the offset To do. Therefore, the DC component of the output signal of the first magnetic detection element group can be removed regardless of the frequency of the signal output from the first magnetic detection element group, that is, the rotational speed of the detection target.
On the other hand, a 2nd correction | amendment means removes the direct current component of the output signal of a 2nd magnetic detection element group by an AC coupling circuit. As described above, since the circuit scale of the AC coupling circuit is small, the second correction means can be reduced in size. However, in the AC coupling circuit, when the frequency of the output signal of the second magnetic detection element group is low, that is, when the rotation speed of the detection target is low, the AC component of the low-frequency output signal and the DC component due to offset are properly separated. The DC component cannot be removed because it cannot.
Therefore, in the fifth aspect of the present invention, when the rotation speed of the detection target is a predetermined speed or less, the first candidate pulse signal generated from the output signal of the first magnetic detection element group is selected as the pulse signal. As described above, the direct current component of the output signal of the first magnetic detection element group can be removed by the first correction means even when the rotation speed of the detection target is low, so that the detection target is detected from the first candidate pulse signal selected as the pulse signal. If the rotation angle is detected, a rotation angle detection error caused by the offset can be eliminated.

ところが、第一候補パルス信号から検出した回転角度には、上述したディジタル信号からパルス信号を生成する場合と同様のサンプリング誤差に起因する検出誤差が含まれる。この検出誤差は、検出対象の回転速度が遅いときは小さく問題にならないが、検出対象の回転速度が速くなるにつれて増大する。
そこで、請求項5に記載の発明では、検出対象の回転速度が所定速度より速くACカップリング回路で第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去可能な場合は、A/D変換することなくアナログ処理で第二磁気検出素子群の出力信号から生成した第二候補パルス信号をパルス信号として選択する。これによりサンプリング誤差に起因する回転角度の検出誤差を排除できる。したがって、請求項5に記載の発明によると、検出対象の回転速度が遅い場合にはオフセットに起因する検出誤差を排除でき、検出対象の回転速度が速い場合にはサンプリング誤差に起因する回転角度の検出誤差を排除できる。したがって、回転角度の検出誤差を低減することできる。
However, the rotation angle detected from the first candidate pulse signal includes a detection error caused by a sampling error similar to the case where the pulse signal is generated from the digital signal described above. This detection error is small and does not cause a problem when the rotation speed of the detection target is slow, but increases as the rotation speed of the detection target increases.
Therefore, in the invention according to claim 5, when the rotational speed of the detection target is faster than a predetermined speed and the DC component of the output signal of the second magnetic detection element group can be removed by the AC coupling circuit, A / D conversion is performed. The second candidate pulse signal generated from the output signal of the second magnetic detection element group without analog processing is selected as the pulse signal. Thereby, the detection error of the rotation angle due to the sampling error can be eliminated. Therefore, according to the invention described in claim 5, when the rotation speed of the detection target is slow, the detection error due to the offset can be eliminated, and when the rotation speed of the detection target is high, the rotation angle due to the sampling error can be eliminated. Detection error can be eliminated. Therefore, the rotation angle detection error can be reduced.

請求項6に記載の発明によると、磁気検出手段と角度信号生成手段とパルス信号生成手段が1つのチップに搭載されているため、磁気検出手段から出力されるアナログ信号に重畳するノイズを低減でき、ノイズによる回転角度の検出誤差を抑制できる。
また、磁気検出手段と角度信号生成手段とパルス信号生成手段とを1つのチップに集積するので、磁気検出手段と角度信号生成手段とパルス信号生成手段とを小型化できる。
According to the invention described in claim 6, since the magnetic detection means, the angle signal generation means, and the pulse signal generation means are mounted on one chip, noise superimposed on the analog signal output from the magnetic detection means can be reduced. The rotation angle detection error due to noise can be suppressed.
Further, since the magnetic detection means, the angle signal generation means, and the pulse signal generation means are integrated on one chip, the magnetic detection means, the angle signal generation means, and the pulse signal generation means can be reduced in size.

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。各実施形態において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施形態の構成要素と対応する。
(第一実施形態)
図2に示すように、本発明の第一実施形態による回転角度検出装置10は、例えば内燃機関用点火装置12に搭載されるクランク角検出装置である。このとき回転角度検出装置10は、検出対象としてのクランクシャフトの角度(以下、クランク角という。)に相関するアナログ信号とパルス信号とを出力し、内燃機関の電子制御装置(ECU)40は、それらの信号から特定したクランク角に基づいて点火すべき気筒を判別する。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In each embodiment, the component to which the same code | symbol was attached | subjected corresponds to the component of the other embodiment to which the code | symbol was attached | subjected.
(First embodiment)
As shown in FIG. 2, the rotation angle detection device 10 according to the first embodiment of the present invention is a crank angle detection device mounted on, for example, an internal combustion engine ignition device 12. At this time, the rotation angle detection device 10 outputs an analog signal and a pulse signal correlated with the angle of the crankshaft as a detection target (hereinafter referred to as a crank angle), and an electronic control unit (ECU) 40 of the internal combustion engine The cylinder to be ignited is determined based on the crank angle specified from these signals.

図1は回転角度検出装置10のブロック図である。図3は回転角度検出装置10の模式図である。
図3に示すヨーク20および永久磁石22、24は検出対象とともに回転する。永久磁石22、24は円弧状に形成されており、円筒状のヨーク20の内周壁に180°反対側に配置されている。永久磁石22と永久磁石24は、平行な一定の磁束密度の磁界を形成する。
FIG. 1 is a block diagram of the rotation angle detection device 10. FIG. 3 is a schematic diagram of the rotation angle detection device 10.
The yoke 20 and the permanent magnets 22 and 24 shown in FIG. 3 rotate together with the detection target. The permanent magnets 22 and 24 are formed in an arc shape, and are arranged on the inner peripheral wall of the cylindrical yoke 20 on the opposite side by 180 °. The permanent magnet 22 and the permanent magnet 24 form a parallel magnetic field having a constant magnetic flux density.

図1に示す駆動回路50、ホール素子30、31、アンプ52、A/D変換器54、オフセット調整回路56、制御部58、角度信号生成回路60及びパルス信号生成回路62は、1チップの半導体素子(以下、センサチップという。)70に搭載されている。センサチップ70は、検出対象の回転とともに回転しない支持部材に、ホール素子30、31がヨーク20の中心付近に位置するように取り付けられている。
ホール素子30とホール素子31は、それぞれ駆動回路50により定電流で駆動されている。ホール素子30とホール素子31とは、検出対象の回転方向に90°の角度を形成して配置されている。尚、ホール素子30とホール素子31は定電圧で駆動してもよい。
The drive circuit 50, Hall elements 30 and 31, amplifier 52, A / D converter 54, offset adjustment circuit 56, control unit 58, angle signal generation circuit 60, and pulse signal generation circuit 62 shown in FIG. It is mounted on an element (hereinafter referred to as a sensor chip) 70. The sensor chip 70 is attached to a support member that does not rotate with the rotation of the detection target so that the Hall elements 30 and 31 are located near the center of the yoke 20.
The Hall element 30 and the Hall element 31 are each driven with a constant current by the drive circuit 50. The Hall element 30 and the Hall element 31 are arranged so as to form an angle of 90 ° in the rotation direction of the detection target. The Hall element 30 and the Hall element 31 may be driven with a constant voltage.

検出対象とともにヨーク20、永久磁石22、24が回転すると、図4に示すように、ホール素子30とホール素子31とはそれぞれ電圧として正弦波形の出力信号100と出力信号101とを出力する。ホール素子30の出力信号100とホール素子31の出力信号101とは位相が90°異なる。つまりホール素子30の出力信号100とホール素子31の出力信号は101sinとcosの関係になっている。したがって、検出対象の回転角度をθ、ホール素子30の出力信号100をVa、ホール素子31の出力信号101をVb、ホール素子30、31の感度で決定される係数をk、永久磁石22、24が形成する磁界の磁束密度をB、ホール素子30、31に供給する定電流をIとすると、Va、Vbは次式(1)、(2)で示される。
Va=kBI・sinθ ・・・(1)
Vb=kBI・sin(θ+90)=kBI・cosθ・・・(2)
アンプ52は、ホール素子30とホール素子31の出力信号100、101を増幅する。そしてA/D変換器54は、増幅された信号を所定周期でサンプリングすることによりディジタルの数値データに変換する。
When the yoke 20 and the permanent magnets 22 and 24 rotate together with the detection target, the Hall element 30 and the Hall element 31 output sinusoidal output signals 100 and 101 as voltages as shown in FIG. The output signal 100 of the Hall element 30 and the output signal 101 of the Hall element 31 have a phase difference of 90 °. That is, the output signal 100 of the Hall element 30 and the output signal of the Hall element 31 have a relationship of 101 sin and cos. Therefore, the rotation angle of the detection target is θ, the output signal 100 of the Hall element 30 is Va, the output signal 101 of the Hall element 31 is Vb, the coefficient determined by the sensitivity of the Hall elements 30 and 31 is k, and the permanent magnets 22 and 24 If the magnetic flux density of the magnetic field formed by B is B and the constant current supplied to the Hall elements 30 and 31 is I, Va and Vb are expressed by the following equations (1) and (2).
Va = kBI · sin θ (1)
Vb = kBI · sin (θ + 90) = kBI · cos θ (2)
The amplifier 52 amplifies the output signals 100 and 101 of the Hall element 30 and the Hall element 31. The A / D converter 54 converts the amplified signal into digital numerical data by sampling at a predetermined period.

ここで、ホール素子の出力にオフセットが発生することがある。オフセットが発生しているホール素子30、31の出力信号Va、Vbを元に検出対象の回転角度を正確に検出することはできない。そこでオフセット調整回路56は、ホール素子30、31のオフセットを補正する。
制御部58は、オフセット調整回路56と協働してホール素子30、31のオフセットを補正し、角度信号生成回路60及びパルス信号生成回路62と協働して、後述する角度信号及びパルス信号を生成する。以下、オフセット補正処理、角度信号生成処理、パルス信号生成処理の順に説明する。
Here, an offset may occur in the output of the Hall element. The rotation angle of the detection target cannot be accurately detected based on the output signals Va and Vb of the Hall elements 30 and 31 in which the offset is generated. Therefore, the offset adjustment circuit 56 corrects the offset of the Hall elements 30 and 31.
The control unit 58 cooperates with the offset adjustment circuit 56 to correct the offset of the Hall elements 30 and 31, and cooperates with the angle signal generation circuit 60 and the pulse signal generation circuit 62 to output an angle signal and a pulse signal described later. Generate. Hereinafter, the offset correction process, the angle signal generation process, and the pulse signal generation process will be described in this order.

はじめに、オフセット補正処理について説明する。
先ず、制御部58は、磁界の影響を受けていない状態でホール素子30、31の出力信号を読み込む。次に、回転角度検出装置10は、読み込んだ出力信号の信号レベルをオフセット値として記憶する。具体的には例えば、回転角度検出装置10はオフセット調整回路56としての不揮発性のメモリを有し、制御部58はオフセット値を不揮発性のメモリに記憶する。次に制御部58は、角度信号生成処理、パルス信号生成処理時に読み込んだホール素子30、31の出力信号から記憶しているオフセット値を差し引く。このようにして、制御部58とオフセット調整回路56は、ホール素子30、31のオフセットを補正する。このときの制御部58とオフセット調整回路56が請求項に記載の「補正手段」に相当する。以降では、Va(式1参照)、Vb(式2参照)は、ホール素子30、31の出力信号をA/D変換してオフセット及びゲイン補正した後の数値データであるとして説明する。
First, the offset correction process will be described.
First, the control unit 58 reads the output signals of the Hall elements 30 and 31 without being affected by the magnetic field. Next, the rotation angle detection device 10 stores the signal level of the read output signal as an offset value. Specifically, for example, the rotation angle detection device 10 has a nonvolatile memory as the offset adjustment circuit 56, and the control unit 58 stores the offset value in the nonvolatile memory. Next, the control unit 58 subtracts the stored offset value from the output signals of the Hall elements 30 and 31 read during the angle signal generation process and the pulse signal generation process. In this way, the control unit 58 and the offset adjustment circuit 56 correct the offset of the Hall elements 30 and 31. The controller 58 and the offset adjustment circuit 56 at this time correspond to “correction means” described in the claims. In the following description, it is assumed that Va (see Equation 1) and Vb (see Equation 2) are numerical data after the output signals of the Hall elements 30 and 31 are A / D converted and offset and gain correction is performed.

次に、角度信号生成処理について説明する。
先ず、制御部58は、VaとVbとの比からによりtanθを算出し(次式(3)参照)、その逆正接演算により図5に示す演算角度110を算出する(次式(4)参照)。演算角度110の周期は180°である。
Va/Vb=sinθ/cosθ=tanθ ・・・(3)
θ=arctan(Va/Vb) ・・・(4)
Next, the angle signal generation process will be described.
First, the control unit 58 calculates tan θ from the ratio of Va and Vb (see the following equation (3)), and calculates the calculation angle 110 shown in FIG. 5 by its arctangent calculation (see the following equation (4)). ). The cycle of the calculation angle 110 is 180 °.
Va / Vb = sin θ / cos θ = tan θ (3)
θ = arctan (Va / Vb) (4)

次に、制御部58は、図7に示すようにVaとVbの符号を判定し、360°の角度範囲内において、検出対象の回転角度位置を識別する。次に、制御部58は、識別した検出対象の回転角度位置に基づいて演算角度110にオフセット角度を加えて結合することにより、図6に示す出力角度120を算出する。そして制御部58は、出力角度120に相関するアナログの角度信号を角度信号生成回路60に出力させる。具体的には制御部58は、角度信号生成回路60に出力角度120を出力する。そして角度信号生成回路60は、図示しないディジタル・アナログ変換器で出力角度120をアナログに変換することにより、出力角度120に比例する信号レベルの角度信号を生成する。このようにして、制御部58と角度信号生成回路60は角度信号を生成する。このときの制御部58と角度信号生成回路60とが、請求項に記載の「角度信号生成手段」に相当する。   Next, the control unit 58 determines the signs of Va and Vb as shown in FIG. 7, and identifies the rotation angle position of the detection target within the 360 ° angle range. Next, the control unit 58 calculates the output angle 120 shown in FIG. 6 by adding an offset angle to the calculation angle 110 based on the identified rotational angle position of the detection target. Then, the control unit 58 causes the angle signal generation circuit 60 to output an analog angle signal correlated with the output angle 120. Specifically, the control unit 58 outputs the output angle 120 to the angle signal generation circuit 60. Then, the angle signal generation circuit 60 generates an angle signal having a signal level proportional to the output angle 120 by converting the output angle 120 to analog by a digital / analog converter (not shown). In this way, the control unit 58 and the angle signal generation circuit 60 generate an angle signal. The control unit 58 and the angle signal generation circuit 60 at this time correspond to “angle signal generation means” recited in the claims.

次に、パルス信号生成処理について説明する。
制御部58は、検出対象の回転角度が複数の角度候補のいずれかであるときに信号レベルが変化するパルス信号をパルス信号生成回路62に発生させる。ここで角度候補とは、回転角度検出装置10が検出すべき回転角度のことであり、例えば回転角度検出装置10が内燃機関用点火装置12に搭載されるクランク角検出装置の場合、角度候補は点火すべきタイミングに対応するクランク角である。具体的には制御部58は、複数の角度候補と出力角度120とを比較し、複数の角度候補のいずれかと出力角度120が一致するとパルス信号生成回路62の出力の信号レベルを変化させる。このときの制御部58とパルス信号生成回路62とが、請求項に記載の「パルス信号生成手段」に相当する。
Next, the pulse signal generation process will be described.
The control unit 58 causes the pulse signal generation circuit 62 to generate a pulse signal whose signal level changes when the rotation angle to be detected is one of a plurality of angle candidates. Here, the angle candidate is a rotation angle that the rotation angle detection device 10 should detect. For example, when the rotation angle detection device 10 is a crank angle detection device mounted on the internal combustion engine ignition device 12, the angle candidate is This is the crank angle corresponding to the timing to be ignited. Specifically, the control unit 58 compares the plurality of angle candidates with the output angle 120, and changes the signal level of the output of the pulse signal generation circuit 62 when any of the plurality of angle candidates matches the output angle 120. The control unit 58 and the pulse signal generation circuit 62 at this time correspond to “pulse signal generation means” recited in the claims.

図2に示すように、センサチップ70とECU40とは、角度信号を伝送する信号線80とパルス信号を伝送する信号線81とで電気的に接続されている。A/D変換器42は、アナログの角度信号をディジタルの数値データに変換する。
制御部44は、図示しないROM、RAMを有し、ROMに格納されているプログラムを実行することにより、角度信号をディジタル化した数値データから検出対象の回転角度を特定したり、パルス信号から検出対象の回転角度を特定する。以下、パルス信号から検出対象の回転角度を特定する処理について説明する。
As shown in FIG. 2, the sensor chip 70 and the ECU 40 are electrically connected by a signal line 80 that transmits an angle signal and a signal line 81 that transmits a pulse signal. The A / D converter 42 converts an analog angle signal into digital numerical data.
The control unit 44 includes a ROM and a RAM (not shown), and by executing a program stored in the ROM, the rotation angle of the detection target is specified from the numerical data obtained by digitizing the angle signal or is detected from the pulse signal. Specify the target rotation angle. Hereinafter, processing for specifying the rotation angle of the detection target from the pulse signal will be described.

図8はパルス信号から検出対象の回転角度を特定する処理の具体例を示す図である。以下に示す具体例では、0°から360°の範囲で30°毎の12個の角度候補(0°、30°、60°・・・330°)が設定されているものとする。
先ず、ECU40の制御部44は、出力角度120から検出対象の回転角度を特定し、その回転角度を基準角度とする。そして制御部44は、基準角度に基づいて複数の角度候補からパルス信号の信号レベルが変化したときの検出対象の回転角度に対応する角度候補を選択する。例えばECU40の制御部44は、図8に示すように、角度信号から基準角度が45°であることを特定した場合、パルス信号がその直後に立ち上がると12個の角度候補から60°を選択し、その次にパルス信号が立ち下がると90°を選択する。選択した角度候補がパルス信号の信号レベルが変化した時点での検出対象の回転角度である。
尚、検出対象が同一方向だけでなく正回転および逆回転する場合は、インクリメンタル方式のロータリエンコーダのA相パルス信号、B相パルス信号のように、位相の異なる2つのパルス信号を生成して、回転方向を判別すればよい。
FIG. 8 is a diagram showing a specific example of processing for specifying the rotation angle of the detection target from the pulse signal. In the specific example shown below, it is assumed that 12 angle candidates (0 °, 30 °, 60 °... 330 °) are set every 30 ° in the range of 0 ° to 360 °.
First, the control unit 44 of the ECU 40 specifies a rotation angle to be detected from the output angle 120 and sets the rotation angle as a reference angle. Then, the control unit 44 selects an angle candidate corresponding to the rotation angle of the detection target when the signal level of the pulse signal changes from a plurality of angle candidates based on the reference angle. For example, if the control unit 44 of the ECU 40 specifies that the reference angle is 45 ° from the angle signal, as shown in FIG. 8, when the pulse signal rises immediately after that, it selects 60 ° from 12 angle candidates. Then, when the pulse signal falls, 90 ° is selected. The selected angle candidate is the rotation angle of the detection target when the signal level of the pulse signal changes.
In addition, when the detection target is not only in the same direction but also forward and reverse rotation, two pulse signals with different phases are generated, such as an A-phase pulse signal and a B-phase pulse signal of an incremental rotary encoder, What is necessary is just to discriminate | determine a rotation direction.

以上説明した本発明の第一実施形態に係る回転角度検出装置10によると、角度信号とパルス信号の両方から検出対象の回転角度を検出することができる。
ここで、特許文献1に記載のD/Aコンバータから出力される信号や角度信号などのアナログ信号は、ノイズの影響を受けやすい。本発明の第一実施形態に係る回転角度検出装置10によると、パルス信号からも検出対象の回転角度を検出できるため、ノイズの多い環境下における回転角度の検出誤差を低減できる。
また、ヨーク20と永久磁石22、24を検出対象とともにセンサチップ70に対して相対的に回転させることによりホール素子30、31が検出する磁界の方向を変化させている。そのためヨーク20と永久磁石22、24の寸法公差は磁界の変化に影響しない。またホール素子30、31は、半導体の製造プロセスを用いて製造するため、センサチップ70にホール素子30、31を適正に配置できる。したがって、機械加工の寸法公差に起因する回転角度の検出誤差を排除可能なため、回転角度の検出誤差を低減できる。
According to the rotation angle detection device 10 according to the first embodiment of the present invention described above, the rotation angle of the detection target can be detected from both the angle signal and the pulse signal.
Here, analog signals such as signals and angle signals output from the D / A converter described in Patent Document 1 are easily affected by noise. According to the rotation angle detection device 10 according to the first embodiment of the present invention, since the rotation angle of the detection target can be detected also from the pulse signal, the rotation angle detection error under a noisy environment can be reduced.
Further, the direction of the magnetic field detected by the Hall elements 30 and 31 is changed by rotating the yoke 20 and the permanent magnets 22 and 24 relative to the sensor chip 70 together with the detection target. Therefore, the dimensional tolerance between the yoke 20 and the permanent magnets 22 and 24 does not affect the change of the magnetic field. Further, since the Hall elements 30 and 31 are manufactured using a semiconductor manufacturing process, the Hall elements 30 and 31 can be appropriately arranged on the sensor chip 70. Accordingly, since the rotation angle detection error caused by the dimensional tolerance of machining can be eliminated, the rotation angle detection error can be reduced.

(第二実施形態)
図9は、本発明の第二実施形態による回転角度検出装置の模式図である。
回転角度検出装置210は、ホール素子30とホール素子31に加えて、ホール素子32から35を備えている。
ホール素子30から35は、ヨーク20の中心軸20aを中心とする円90上に、ホール素子30から35の各ホール素子が他のホール素子の形成位置のヨーク20の中心軸20aに対する点対称位置と異なるように配置されている。このようにホール素子30から35を配置する理由は、ヨーク20の中心軸20aに対して点対称位置に配置された2つのホール素子が互いに反転位相の信号を出力するため、後述するパルス信号生成回路62におけるパルス信号生成処理に利用できないからである。具体的には例えば、ホール素子30から35の各ホール素子は、隣り合うホール素子に対して検出対象の回転方向に30°回転するように円90上の150°の範囲に配置されている。このようにホール素子30から35を配置することにより、0°から360度の範囲で30°毎の12個の角度候補で信号レベルが変化するパルス信号を生成できる。詳細は後述する。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram of a rotation angle detection device according to the second embodiment of the present invention.
The rotation angle detection device 210 includes Hall elements 32 to 35 in addition to the Hall element 30 and the Hall element 31.
The Hall elements 30 to 35 are located on a circle 90 centered on the central axis 20a of the yoke 20, and each Hall element of the Hall elements 30 to 35 is point-symmetrical with respect to the central axis 20a of the yoke 20 where other Hall elements are formed. And are arranged differently. The reason why the Hall elements 30 to 35 are arranged in this manner is that the two Hall elements arranged in a point-symmetrical position with respect to the central axis 20a of the yoke 20 output signals having inverted phases with each other. This is because it cannot be used for the pulse signal generation processing in the circuit 62. Specifically, for example, each of the Hall elements 30 to 35 is arranged in a range of 150 ° on the circle 90 so as to rotate 30 ° in the rotation direction of the detection target with respect to the adjacent Hall elements. By arranging the Hall elements 30 to 35 in this way, it is possible to generate a pulse signal whose signal level changes at 12 angle candidates every 30 ° in the range of 0 ° to 360 °. Details will be described later.

ホール素子30から35には、それぞれ定電流が駆動回路50により供給されている。ホール素子30とホール素子31とが請求項に記載の「第一磁気検出素子群」に相当し、ホール素子30から35が請求項に記載の「第二磁気検出素子群」に相当する。以降では、ホール素子30とホール素子31とを第一磁気検出素子群といい、ホール素子30から35を第二磁気検出素子群という。   A constant current is supplied to each of the Hall elements 30 to 35 by the drive circuit 50. The Hall element 30 and the Hall element 31 correspond to the “first magnetic detection element group” recited in the claims, and the Hall elements 30 to 35 correspond to the “second magnetic detection element group” recited in the claims. Hereinafter, the Hall element 30 and the Hall element 31 are referred to as a first magnetic detection element group, and the Hall elements 30 to 35 are referred to as a second magnetic detection element group.

図10は、回転角度検出装置210のブロック図である。
オフセット調整回路256およびパルス信号生成回路262は、センサチップ70に搭載されている。
オフセット調整回路256は、第二磁気検出素子群のオフセットを補正する。具体的には例えば、オフセット調整回路256は抵抗値が調整可能な抵抗を第二磁気検出素子群の各ホール素子に有し、第二磁気検出素子群の各ホール素子のオフセットに応じてそのホール素子に対応する抵抗の抵抗値を調整することにより、第二磁気検出素子群のオフセットを調整する。
パルス信号生成回路262は、オフセット補正後の第二磁気検出素子群の出力信号と所定の閾値との比較結果に応じて出力の信号レベルを変化させることにより、パルス信号を生成する。つまりパルス信号生成回路262は、アナログ処理でA/D変換をすることなく、第二磁気検出素子群の出力信号からパルス信号を生成する。以下、パルス信号生成回路262におけるパルス信号生成処理の具体例を図11に基づいて説明する。
FIG. 10 is a block diagram of the rotation angle detection device 210.
The offset adjustment circuit 256 and the pulse signal generation circuit 262 are mounted on the sensor chip 70.
The offset adjustment circuit 256 corrects the offset of the second magnetic detection element group. Specifically, for example, the offset adjustment circuit 256 has a resistor whose resistance value can be adjusted in each Hall element of the second magnetic detection element group, and the hole is adjusted according to the offset of each Hall element in the second magnetic detection element group. The offset of the second magnetic detection element group is adjusted by adjusting the resistance value of the resistor corresponding to the element.
The pulse signal generation circuit 262 generates a pulse signal by changing the output signal level according to the comparison result between the output signal of the second magnetic detection element group after offset correction and a predetermined threshold value. That is, the pulse signal generation circuit 262 generates a pulse signal from the output signal of the second magnetic detection element group without performing A / D conversion by analog processing. Hereinafter, a specific example of the pulse signal generation processing in the pulse signal generation circuit 262 will be described with reference to FIG.

図11は、第二磁気検出素子群の出力信号とパルス信号生成回路262が生成するパルス信号との関係を説明するためのグラフである。(A)は第二磁気検出素子群の出力信号を示し、(B)は上述の閾値を0としたときにパルス信号生成回路262が(A)に示す第二磁気検出素子群の出力信号から生成するパルス信号を示している。
パルス信号生成回路262は、ホール素子30から35の出力信号100から104の信号レベルと閾値0との比較結果のいずれかが変化したとき、すなわち出力信号100から104のいずれかの信号レベルの符号が変化したときに、出力の信号レベルを変化させる。より具体的には、パルス信号生成回路262は、出力信号104の信号レベルの符号が正から負に変化したとき(図11(A)の回転角度30°近傍を参照)出力の信号レベルをハイレベルに変化させ、出力信号103の信号レベルの符号が正から負に変化するとき(図11(A)の回転角度60°近傍を参照)出力の信号レベルをローレベルに変化させる。このようにしてパルス信号生成回路262は、回転角度30°で立ち上がり回転角度60°で立ち下がる1つのパルスを形成する。
FIG. 11 is a graph for explaining the relationship between the output signal of the second magnetic detection element group and the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit 262. (A) shows the output signal of the second magnetic detection element group, and (B) shows the pulse signal generation circuit 262 from the output signal of the second magnetic detection element group shown in (A) when the above threshold is set to 0. The pulse signal to be generated is shown.
The pulse signal generation circuit 262 changes the sign of any signal level of the output signals 100 to 104 when any of the comparison results between the signal levels of the output signals 100 to 104 of the Hall elements 30 to 35 and the threshold value 0 changes. When the signal changes, the output signal level is changed. More specifically, the pulse signal generation circuit 262 increases the signal level of the output when the sign of the signal level of the output signal 104 changes from positive to negative (see the vicinity of the rotation angle of 30 ° in FIG. 11A). When the sign of the signal level of the output signal 103 changes from positive to negative (refer to the vicinity of the rotation angle of 60 ° in FIG. 11A), the output signal level is changed to low level. In this way, the pulse signal generation circuit 262 forms one pulse that rises at a rotation angle of 30 ° and falls at a rotation angle of 60 °.

このようにして、パルス信号生成回路262は、第二磁気検出素子群の出力の信号レベルと閾値0との比較結果に応じて出力の信号レベルを変化させることにより、0°から360度の範囲で30°毎の12個の角度候補で信号レベルが変化するパルス信号を生成できる。尚、角度候補は、第二磁気検出素子群の各ホール素子の形成位置と上述の閾値とを設計することにより、所望の角度に設定することができる。
以上説明した本発明の第二実施形態に係る回転角度検出装置210によると、アナログ処理でA/D変換をすることなく第二磁気検出素子群の出力信号からパルス信号を生成するため、A/D変換におけるサンプリング誤差に起因する回転角度の検出誤差を排除できる。
In this way, the pulse signal generation circuit 262 changes the output signal level in accordance with the comparison result between the output signal level of the second magnetic detection element group and the threshold value 0, so that the range of 0 ° to 360 ° is obtained. Thus, it is possible to generate a pulse signal whose signal level changes with 12 angle candidates every 30 °. The angle candidate can be set to a desired angle by designing the formation position of each Hall element of the second magnetic detection element group and the above-described threshold value.
According to the rotation angle detection device 210 according to the second embodiment of the present invention described above, a pulse signal is generated from the output signal of the second magnetic detection element group without performing A / D conversion by analog processing. A rotation angle detection error caused by a sampling error in D conversion can be eliminated.

(第三実施形態)
図12は、本発明の第三実施形態による回転角度検出装置310のブロック図である。
オフセット調整回路356、第一候補パルス信号生成回路362、ACカップリング回路357および選択回路364は、センサチップ70に搭載されている。
オフセット調整回路356は、第一実施形態に係るオフセット調整回路56同様に、磁界が発生していない状態で取得したホール素子30とホール素子31のオフセットに基づいて、第一磁気検出素子群としてのホール素子30とホール素子31のオフセットを補正する。したがってオフセット調整回路356は、ホール素子30の出力信号100とホール素子31の出力信号101の周波数、すなわち検出対象の回転速度に関わらず、ホール素子30とホール素子31のオフセットを除去できる。
第一候補パルス信号生成回路362は、第一実施形態に係るパルス信号生成回路62と実質的に同一である。第一候補パルス信号生成回路362は、オフセット調整回路356でオフセット調整された数値データに基づいて、パルス信号生成回路62が生成するパルス信号に相当する第一候補パルス信号を生成する。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a block diagram of a rotation angle detection device 310 according to the third embodiment of the present invention.
The offset adjustment circuit 356, the first candidate pulse signal generation circuit 362, the AC coupling circuit 357, and the selection circuit 364 are mounted on the sensor chip 70.
Similarly to the offset adjustment circuit 56 according to the first embodiment, the offset adjustment circuit 356 serves as a first magnetic detection element group based on the offset between the Hall element 30 and the Hall element 31 acquired in a state where no magnetic field is generated. The offset between the Hall element 30 and the Hall element 31 is corrected. Accordingly, the offset adjustment circuit 356 can remove the offset between the Hall element 30 and the Hall element 31 regardless of the frequency of the output signal 100 of the Hall element 30 and the frequency of the output signal 101 of the Hall element 31, that is, the rotational speed of the detection target.
The first candidate pulse signal generation circuit 362 is substantially the same as the pulse signal generation circuit 62 according to the first embodiment. The first candidate pulse signal generation circuit 362 generates a first candidate pulse signal corresponding to the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit 62 based on the numerical data that has been offset adjusted by the offset adjustment circuit 356.

ACカップリング回路357は、第二磁気検出素子群のオフセットを補正する。
第二候補パルス信号生成回路363は、第二実施形態に係るパルス信号生成回路262と実質的に同一である。第二候補パルス信号生成回路363は、ACカップリング回路357でオフセット調整された第二磁気検出素子群の出力信号から、パルス信号生成回路262が生成するパルス信号に相当する第二候補パルス信号を生成する。ACカップリング回路357は、第二実施形態に係るオフセット調整回路256等と比較して、コンデンサ等で構成可能な回路規模の小さな回路である。したがって、回転角度検出装置310を小型化することができる。
The AC coupling circuit 357 corrects the offset of the second magnetic detection element group.
The second candidate pulse signal generation circuit 363 is substantially the same as the pulse signal generation circuit 262 according to the second embodiment. The second candidate pulse signal generation circuit 363 generates a second candidate pulse signal corresponding to the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit 262 from the output signal of the second magnetic detection element group offset-adjusted by the AC coupling circuit 357. Generate. The AC coupling circuit 357 is a circuit with a small circuit scale that can be configured with a capacitor or the like as compared with the offset adjustment circuit 256 or the like according to the second embodiment. Therefore, the rotation angle detection device 310 can be reduced in size.

しかしながら、ACカップリング回路357は、「課題を解決するための手段」の欄において説明したように、検出対象の回転速度が遅い場合には第二磁気検出素子群の出力信号のオフセットを補正できない。
そこで選択回路364は、検出対象の回転速度に応じて第一候補パルス信号と第二候補パルス信号のいずれか一方を選択し、選択した一方の候補パルス信号をパルス信号として出力する。具体的には選択回路364は、検出対象の回転速度が所定速度以下の場合は第一候補パルス信号を選択し、検出対象の回転速度が所定速度より速い場合は第二候補パルス信号を選択する。検出対象の回転速度が遅い場合に第一候補パルス信号を選択することで、検出対象の回転角度が遅くてもオフセット調整が可能なオフセット調整回路356でオフセット補正された第一磁気検出素子群の出力信号から、検出対象の回転角度を検出できる。また検出対象の回転速度が速い場合に第二候補パルス信号を選択することで、第二実施形態で説明したサンプリング誤差に起因する回転角度の検出誤差を排除できる。
However, the AC coupling circuit 357 cannot correct the offset of the output signal of the second magnetic detection element group when the rotation speed of the detection target is low, as described in the section “Means for Solving the Problems”. .
Therefore, the selection circuit 364 selects one of the first candidate pulse signal and the second candidate pulse signal according to the rotation speed of the detection target, and outputs the selected one candidate pulse signal as a pulse signal. Specifically, the selection circuit 364 selects the first candidate pulse signal when the rotation speed of the detection target is equal to or lower than a predetermined speed, and selects the second candidate pulse signal when the rotation speed of the detection target is faster than the predetermined speed. . By selecting the first candidate pulse signal when the rotation speed of the detection target is slow, the first magnetic detection element group offset-corrected by the offset adjustment circuit 356 capable of offset adjustment even when the rotation angle of the detection target is slow is selected. The rotation angle of the detection target can be detected from the output signal. In addition, by selecting the second candidate pulse signal when the rotation speed of the detection target is high, the rotation angle detection error due to the sampling error described in the second embodiment can be eliminated.

(第四実施形態)
本発明の第四実施形態から第六実施形態に係る回転角度検出装置410、510、610は、センサチップを除き上述した第二実施形態による回転角度検出装置210または第三実施形態による回転角度検出装置310と実質的に同一である。
図13は本発明の第四実施形態に係るセンサチップに搭載されているホール素子の配置を示す模式図である。図14は比較例を示す模式図である。
(Fourth embodiment)
The rotation angle detection devices 410, 510, and 610 according to the fourth to sixth embodiments of the present invention, except for the sensor chip, are the rotation angle detection device 210 according to the second embodiment described above or the rotation angle detection according to the third embodiment. Substantially identical to device 310.
FIG. 13 is a schematic diagram showing the arrangement of the Hall elements mounted on the sensor chip according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a schematic diagram showing a comparative example.

第二実施形態において説明したパルス生成処理では、第二磁気検出素子群としてのホール素子数を増やし隣り合うホール素子がなす角度を小さくすることにより、角度候補の数を増やすことができる。具体的には例えば、図14に示す比較例としての18個のホール素子430から447は、隣り合うホール素子と検出対象の回転方向に10°回転して円90上に配置されている。このように18個のホール素子430から447を配置することにより、0°から360°の範囲で10°毎の36個の角度候補を設定できる。ところが、角度候補の数を増やすほど隣り合うホール素子がなす角度が小さくなるため、ホール素子に係る配線パターン形成が容易でない。   In the pulse generation processing described in the second embodiment, the number of angle candidates can be increased by increasing the number of Hall elements as the second magnetic detection element group and decreasing the angle formed by adjacent Hall elements. Specifically, for example, 18 Hall elements 430 to 447 as a comparative example shown in FIG. 14 are arranged on a circle 90 by rotating by 10 ° in the rotation direction of adjacent Hall elements and the detection target. By arranging 18 Hall elements 430 to 447 in this way, 36 angle candidates for every 10 ° can be set in the range of 0 ° to 360 °. However, as the number of angle candidates increases, the angle formed by adjacent Hall elements becomes smaller, so that it is not easy to form a wiring pattern related to the Hall elements.

そこで本発明の第四実施形態に係るセンサチップでは、上述した比較例のホール素子439から447をヨーク20の中心軸20aに対して点対称に移動して配置している。ここでホール素子をヨーク20の中心軸20aに対して点対称に移動すると、移動後のホール素子の出力信号は移動前のホール素子の出力信号の反転位相になる。しかし、位相が反転関係にある2つの正弦波形(または余弦波形)は同一角度で振幅が0になる。したがって、第二実施形態において説明したパルス生成処理のようにホール素子の出力信号レベルの符号変化に応じてパルス信号を生成すれば、移動後のホール素子の出力信号により移動前のホール素子の出力信号と同一の角度候補を設定できる。つまり第四実施形態に係るセンサチップは、比較例としてのセンサチップと同様に、0°から360°の範囲で10°毎の36個の角度候補を設定可能である。このようにすれば、隣り合うホール素子(ホール素子430と447を除く)を20°回転した位置に配置できる。
尚、第一磁気検出素子群としてのホール素子は、互いに90°回転した位置に配置されているホール素子(例えばホール素子430と443)を含むことが望ましい。
Thus, in the sensor chip according to the fourth embodiment of the present invention, the Hall elements 439 to 447 of the comparative example described above are arranged so as to be moved point-symmetrically with respect to the central axis 20a of the yoke 20. Here, when the Hall element is moved point-symmetrically with respect to the central axis 20a of the yoke 20, the output signal of the Hall element after the movement becomes the inverted phase of the output signal of the Hall element before the movement. However, two sine waveforms (or cosine waveforms) whose phases are inverted have the same angle and an amplitude of zero. Therefore, if the pulse signal is generated in accordance with the sign change of the output signal level of the Hall element as in the pulse generation process described in the second embodiment, the output of the Hall element before the movement by the output signal of the Hall element after the movement The same angle candidate as the signal can be set. That is, the sensor chip according to the fourth embodiment can set 36 angle candidates every 10 ° in the range of 0 ° to 360 °, similarly to the sensor chip as the comparative example. In this way, adjacent Hall elements (except for Hall elements 430 and 447) can be arranged at positions rotated by 20 °.
It is desirable that the Hall elements as the first magnetic detection element group include Hall elements (for example, Hall elements 430 and 443) arranged at positions rotated by 90 ° relative to each other.

以上説明した第四実施形態による回転角度検出装置によると、ホール素子をヨーク20の中心軸20aに対して点対称に移動させて、多数のホール素子を円90上に分散配置する。したがって、多数のホール素子を隣り合うホール素子との距離を大きくとって配置できるため、ホール素子に係る配線パターンを容易に形成できる。また、全体的なチップサイズを小さくすることができる。   According to the rotation angle detection device according to the fourth embodiment described above, the Hall elements are moved point-symmetrically with respect to the central axis 20 a of the yoke 20, and a large number of Hall elements are distributed on the circle 90. Accordingly, since a large number of Hall elements can be arranged with a large distance from the adjacent Hall elements, a wiring pattern related to the Hall elements can be easily formed. In addition, the overall chip size can be reduced.

(第五実施形態)
図15は本発明の第五実施形態に係るセンサチップに搭載されているホール素子の配置を示す模式図である。
ホール素子430から447は、ヨーク20の中心軸20aを同心とする円90と円91上に配置されている。ホール素子430から438は、隣り合うホール素子と検出対象の回転方向に20°回転して円90上に配置されている。同様にホール素子439から447は、隣り合うホール素子と検出対象の回転方向に20°回転して円91上に配置されている。ホール素子439から447は、ホール素子430から438に対してヨーク20の中心軸20aを中心に検出対象の回転方向に10°回転している。
以上説明した第五実施形態による回転角度検出装置によると、多数のホール素子を2つの円上に分散配置することにより、多数のホール素子を隣り合うホール素子との距離を大きくとって配置できるため、ホール素子に係る配線パターンを容易に形成できる。
(Fifth embodiment)
FIG. 15 is a schematic diagram showing the arrangement of Hall elements mounted on a sensor chip according to the fifth embodiment of the present invention.
The Hall elements 430 to 447 are arranged on a circle 90 and a circle 91 that are concentric with the central axis 20 a of the yoke 20. The Hall elements 430 to 438 are arranged on a circle 90 after being rotated by 20 ° in the rotation direction of the detection object with the adjacent Hall elements. Similarly, the Hall elements 439 to 447 are arranged on a circle 91 after being rotated by 20 ° in the rotation direction of the detection object with the adjacent Hall elements. The Hall elements 439 to 447 are rotated by 10 ° in the rotation direction of the detection target around the central axis 20a of the yoke 20 with respect to the Hall elements 430 to 438.
According to the rotation angle detecting device according to the fifth embodiment described above, a large number of Hall elements can be arranged with a large distance from adjacent Hall elements by dispersively arranging the multiple Hall elements on two circles. The wiring pattern related to the Hall element can be easily formed.

(第六実施形態)
図16は本発明の第六実施形態に係るセンサチップに搭載されているホール素子の配置を示す模式図である。
ホール素子430から438とホール素子439から447とは、それぞれセンサチップの互いに異なる層に形成されている。ホール素子430から438は、隣り合うホール素子と検出対象の回転方向に20°回転してセンサチップの一層に形成されている。同様にホール素子439から447は、隣り合うホール素子と検出対象の回転方向に20°回転してセンサチップの他層に形成されている。ホール素子438から447は、ホール素子430から438に対してヨーク20の中心軸20aを中心に検出対象の回転方向に10°回転している。
以上説明した第六実施形態による回転角度検出装置によると、多数のホール素子を2つの層に分散して形成することにより、多数のホール素子を隣り合うホール素子との距離を大きくとって配置できるため、ホール素子に係る配線パターンを容易に形成できる。また、第五実施形態よりさらに全体的なチップサイズを小さくすることができる。
(Sixth embodiment)
FIG. 16 is a schematic diagram showing the arrangement of Hall elements mounted on the sensor chip according to the sixth embodiment of the present invention.
The Hall elements 430 to 438 and the Hall elements 439 to 447 are respectively formed in different layers of the sensor chip. The Hall elements 430 to 438 are formed in one layer of the sensor chip by rotating by 20 ° in the rotation direction of the detection object with the adjacent Hall elements. Similarly, the Hall elements 439 to 447 are formed in the other layers of the sensor chip by rotating by 20 ° in the rotation direction of the detection object with the adjacent Hall elements. The Hall elements 438 to 447 are rotated by 10 ° in the rotation direction of the detection target around the central axis 20a of the yoke 20 with respect to the Hall elements 430 to 438.
According to the rotation angle detection device according to the sixth embodiment described above, a large number of Hall elements can be arranged with a large distance from adjacent Hall elements by forming the Hall elements dispersed in two layers. Therefore, the wiring pattern related to the Hall element can be easily formed. Further, the overall chip size can be further reduced as compared with the fifth embodiment.

(他の実施形態)
以上説明した上記複数の実施形態では、磁気検出素子としてホール素子を例示したが、磁気検出素子は、磁気抵抗素子でも巨大磁気抵抗素子でもよい。
また、上記第一実施形態から第三実施形態では、第一磁気検出素子群としてのホール素子はホール素子30、31であると説明したが、第一磁気検出素子群としてのホール素子は2個以上でもよい。
また、上記第二実施形態、第三実施形態では、第二磁気検出素子群としてのホール素子はホール素子30から35であると説明した。第四実施形態から第六実施形態では、第二磁気検出素子群としてのホール素子はホール素子430から447であると説明した。しかし、第二磁気検出素子群としてのホール素子は、2個以上であればよく6個や18個でなくてもよい。
また、上記複数の実施形態では、第二磁気検出素子群(例えば、ホール素子30から35)は、第一磁気検出素子群のホール素子(例えば、ホール素子30、31)を含むものとして説明したが、第一磁気検出素子群と第二磁気検出素子群とを互いに異なるホール素子で構成してもよい。
(Other embodiments)
In the plurality of embodiments described above, the Hall element is exemplified as the magnetic detection element. However, the magnetic detection element may be a magnetoresistive element or a giant magnetoresistive element.
In the first to third embodiments, the Hall elements as the first magnetic detection element group are described as the Hall elements 30 and 31, but two Hall elements as the first magnetic detection element group are provided. That's all.
In the second embodiment and the third embodiment, the Hall elements as the second magnetic detection element group are described as Hall elements 30 to 35. In the fourth to sixth embodiments, it has been described that the Hall elements as the second magnetic detection element group are the Hall elements 430 to 447. However, the number of Hall elements as the second magnetic detection element group may be two or more, and may not be six or eighteen.
In the above embodiments, the second magnetic detection element group (for example, the Hall elements 30 to 35) is described as including the Hall elements (for example, the Hall elements 30, 31) of the first magnetic detection element group. However, the first magnetic detection element group and the second magnetic detection element group may be composed of different Hall elements.

また、上記第一実施形態では、ホール素子30、31、アンプ52、A/D変換器54、オフセット調整回路56、角度信号生成回路60及びパルス信号生成回路62を1つのセンサチップ70に搭載するとして説明した。しかし、ホール素子30、31、アンプ52、A/D変換器54、オフセット調整回路56、角度信号生成回路60及びパルス信号生成回路62は所定の組み合わせで互いに異なる複数チップに搭載されてもよいし、その全てが互いに異なる別部品でもよい。第二実施形態と第三実施形態についても同様に、センサチップ70に搭載されるとして説明した複数の構成要素は、所定の組み合わせで互いに異なる複数チップに搭載されてもよいし、その全てが互いに異なる別部品でもよい。
また、上記第二実施形態に係るオフセット調整回路256は、ACカップリング回路でもよい。
In the first embodiment, the Hall elements 30 and 31, the amplifier 52, the A / D converter 54, the offset adjustment circuit 56, the angle signal generation circuit 60, and the pulse signal generation circuit 62 are mounted on one sensor chip 70. As explained. However, the Hall elements 30, 31, the amplifier 52, the A / D converter 54, the offset adjustment circuit 56, the angle signal generation circuit 60, and the pulse signal generation circuit 62 may be mounted on a plurality of different chips in a predetermined combination. , All of which may be different parts. Similarly, in the second embodiment and the third embodiment, the plurality of components described as being mounted on the sensor chip 70 may be mounted on a plurality of different chips in a predetermined combination, or all of them may be mutually connected. Different parts may be used.
The offset adjustment circuit 256 according to the second embodiment may be an AC coupling circuit.

本発明の第一実施形態による回転角度検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the rotation angle detection apparatus by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による回転角度検出装置を搭載した内燃機関用点火装置の模式図である。It is a mimetic diagram of an ignition device for internal-combustion engines carrying a rotation angle detection device by a first embodiment of the present invention. (A)は本発明の第一実施形態による回転角度検出装置の模式図であり、(B)は(A)のA−A線断面図である。(A) is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus by 1st embodiment of this invention, (B) is the sectional view on the AA line of (A). 回転角度とホール素子の出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotation angle and the output of a Hall element. 回転角度と、出力信号から三角関数の逆演算で求めた演算角度との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a rotation angle and the calculation angle calculated | required by the inverse calculation of the trigonometric function from the output signal. 回転角度と360°の周期にした出力角度との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a rotation angle and the output angle made into the period of 360 degrees. 出力信号の符号と回転角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the code | symbol of an output signal, and a rotation angle. 回転角度とパルス信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotation angle and a pulse signal. (A)は本発明の第二実施形態による回転角度検出装置の模式図であり、(B)は(A)のB−B線断面図である。(A) is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus by 2nd embodiment of this invention, (B) is the BB sectional drawing of (A). 本発明の第二実施形態による回転角度検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the rotation angle detection apparatus by 2nd embodiment of this invention. (A)は回転角度とホール素子の出力との関係を示す図である。(B)は回転角度とパルス信号との関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between a rotation angle and the output of a Hall element. (B) is a figure which shows the relationship between a rotation angle and a pulse signal. 本発明の第三実施形態による回転角度検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the rotation angle detection apparatus by 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態による回転角度検出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus by 4th embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態に係る比較例としての回転角度検出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus as a comparative example according to the fourth embodiment of the present invention. 本発明の第五実施形態による回転角度検出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus by 5th embodiment of this invention. 本発明の第六実施形態による回転角度検出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the rotation angle detection apparatus by 6th embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、210、310、410、510、610 回転角度検出装置、30、31 ホール素子(第一磁気検出素子群、第二磁気検出素子群)、32〜35、430〜438 ホール素子(第二磁気検出素子群)、58 制御部(角度信号生成手段、パルス信号生成手段)、60 角度信号生成回路(角度信号生成手段)、62 パルス信号生成回路(パルス信号生成手段)、256 オフセット調整回路、262 パルス信号生成回路
356 オフセット調整回路(第一補正手段)、357 ACカップリング回路(第二補正手段)、362 第一候補パルス信号生成回路(パルス信号生成手段)、362 第二候補パルス信号生成回路(パルス信号生成手段)、364 選択回路(パルス信号生成手段)
10, 210, 310, 410, 510, 610 Rotation angle detection device, 30, 31 Hall element (first magnetic detection element group, second magnetic detection element group), 32-35, 430-438 Hall element (second magnetic) Detection element group), 58 control unit (angle signal generation means, pulse signal generation means), 60 angle signal generation circuit (angle signal generation means), 62 pulse signal generation circuit (pulse signal generation means), 256 offset adjustment circuit, 262 Pulse signal generation circuit 356 Offset adjustment circuit (first correction means), 357 AC coupling circuit (second correction means), 362 First candidate pulse signal generation circuit (pulse signal generation means), 362 Second candidate pulse signal generation circuit (Pulse signal generating means), 364 selection circuit (pulse signal generating means)

Claims (8)

検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置において、
磁界を発生する磁界発生手段と、
前記検出対象の回転により前記磁界発生手段に対して相対的に回転する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段に設けられ、前記磁気検出手段の前記磁界発生手段に対する相対的な回転により相対的に変化する前記磁界に応じて、互いに異なる位相差のアナログ信号を出力する複数の磁気検出素子と、
前記検出対象の回転角度を示すアナログの角度信号を前記磁気検出手段の出力から生成する角度信号生成手段と、
前記検出対象の回転角度が複数の角度候補のいずれかであるときに信号レベルが変化するパルス信号を前記磁気検出手段の出力から生成するパルス信号生成手段と、
を備えることを特徴とする回転角度検出装置。
In the rotation angle detection device for detecting the rotation angle of the detection target,
Magnetic field generating means for generating a magnetic field;
Magnetic detection means that rotates relative to the magnetic field generation means by rotation of the detection target;
A plurality of magnetic detection elements provided in the magnetic detection means for outputting analog signals having different phase differences according to the magnetic field that is relatively changed by relative rotation of the magnetic detection means with respect to the magnetic field generation means; ,
An angle signal generation means for generating an analog angle signal indicating the rotation angle of the detection target from the output of the magnetic detection means;
Pulse signal generating means for generating a pulse signal whose signal level changes when the rotation angle of the detection target is one of a plurality of angle candidates from the output of the magnetic detection means;
A rotation angle detection device comprising:
前記角度信号生成手段は、一方の磁気検出素子の出力信号の位相が他方の磁気検出素子の出力信号の反転位相と異なるように設置されている少なくとも2つの前記磁気検出素子からなる第一磁気検出素子群の出力信号に基づく三角関数の逆演算により前記角度信号を生成し、
前記パルス信号生成手段は、少なくとも2つの前記磁気検出素子からなる第二磁気検出素子群の出力信号レベルと所定閾値との比較結果に応じて出力の信号レベルを変化させることにより、前記パルス信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。
The angle signal generating means is a first magnetic detection composed of at least two magnetic detection elements installed such that the phase of the output signal of one magnetic detection element is different from the inverted phase of the output signal of the other magnetic detection element. The angle signal is generated by inverse calculation of a trigonometric function based on the output signal of the element group,
The pulse signal generation means changes the output signal level according to a comparison result between the output signal level of the second magnetic detection element group including at least two magnetic detection elements and a predetermined threshold value, thereby generating the pulse signal. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation angle detection device is generated.
前記第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去する補正手段をさらに備え、
前記パルス信号生成手段は、直流成分除去後の前記第二磁気検出素子群の出力信号レベルに応じて前記パルス信号を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の回転角度検出装置。
A correction means for removing a direct current component of the output signal of the second magnetic detection element group;
3. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the pulse signal generation unit generates the pulse signal in accordance with an output signal level of the second magnetic detection element group after removal of a direct current component.
前記補正手段はACカップリング回路であることを特徴とする請求項3に記載の回転角度検出装置。   4. The rotation angle detecting device according to claim 3, wherein the correcting means is an AC coupling circuit. 前記磁界が発生していない状態で、一方の磁気検出素子の出力信号の位相が他方の磁気検出素子の出力信号の反転位相と異なるように設置されている少なくとも2つの前記磁気検出素子からなる第一磁気検出素子群の各磁気検出素子の出力信号に基づいて直流成分を除去するためのオフセットを取得し、前記オフセットに基づいて第一磁気検出素子群の出力信号の直流成分を除去する第一補正手段と、
少なくとも2つの前記磁気検出素子からなる第二磁気検出素子群の出力信号の直流成分をACカップリング回路で除去する第二補正手段と、をさらに備え、
前記角度信号生成手段は、直流成分が除去された前記第一磁気検出素子の出力信号に基づく三角関数の逆演算により前記角度信号を生成し、
前記パルス信号生成手段は、直流成分が除去された前記第一磁気検出素子の出力信号に基づく三角関数の逆演算結果と前記角度候補との比較結果に応じて信号レベルを変化させることにより第一候補パルス信号を生成し、直流成分を除去した前記第二磁気検出素子群の出力信号レベルと所定閾値との比較結果に応じて出力の信号レベルを変化させることにより第二候補パルス信号を生成し、前記検出対象の回転速度が所定速度以下の場合は前記第一候補パルス信号を前記パルス信号として選択し、前記検出対象の回転速度が所定速度より速い場合は前記第二候補パルス信号を前記パルス信号として選択することを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。
In the state where the magnetic field is not generated, the first magnetic detection element includes at least two magnetic detection elements installed so that the phase of the output signal of one magnetic detection element is different from the inverted phase of the output signal of the other magnetic detection element. First, an offset for removing a DC component is acquired based on an output signal of each magnetic detection element of one magnetic detection element group, and a DC component of an output signal of the first magnetic detection element group is removed based on the offset Correction means;
A second correction means for removing a direct current component of an output signal of the second magnetic detection element group comprising at least two magnetic detection elements by an AC coupling circuit;
The angle signal generation means generates the angle signal by inverse calculation of a trigonometric function based on the output signal of the first magnetic detection element from which a direct current component has been removed,
The pulse signal generation means changes the signal level according to the comparison result between the inverse calculation result of the trigonometric function based on the output signal of the first magnetic detection element from which the DC component is removed and the angle candidate. A candidate pulse signal is generated, and a second candidate pulse signal is generated by changing the output signal level according to the comparison result between the output signal level of the second magnetic detection element group from which the DC component is removed and a predetermined threshold value. The first candidate pulse signal is selected as the pulse signal when the rotation speed of the detection target is equal to or lower than a predetermined speed, and the second candidate pulse signal is selected as the pulse when the rotation speed of the detection target is higher than the predetermined speed. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation angle detection device is selected as a signal.
前記磁気検出手段と前記角度信号生成手段と前記パルス信号生成手段とは、1つのチップに搭載されていることを特徴とする請求項1、2又は5のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。   6. The rotation angle detection according to claim 1, wherein the magnetism detection unit, the angle signal generation unit, and the pulse signal generation unit are mounted on one chip. apparatus. 前記磁気検出素子はホール素子であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。   The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic detection element is a Hall element. 前記ホール素子は仮想軸線を中心とする同心円状に設置され、各ホール素子は他のホール素子の設置位置の前記仮想軸線に対する点対称位置と異なるように設置されていることを特徴とする請求項7に記載の回転角度検出装置。   The Hall elements are arranged concentrically with a virtual axis as a center, and each Hall element is installed so as to be different from a point-symmetrical position with respect to the virtual axis of the other Hall elements. The rotation angle detection device according to claim 7.
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