JP2013011538A5

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Publication number: JP2013011538A5
Application number: JP2011145155A
Authority: JP
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2031-06-30

Description

次に、図３にＧＭＲ素子を用いた磁気センサ（ＧＭＲ型磁気センサ）の構成例を示す。ＧＭＲ型磁気センサはＣＯＳブリッジ６０とＳＩＮブリッジ６１とで構成される。ＣＯＳブリッジ６０は、４個のＧＭＲ素子Ｒ₁（５１−１）〜Ｒ₄（５１−４）を使ってホイートストン・ブリッジ６０Ａを構成する。ここで、Ｒ₁（５１−１），Ｒ₃（５１−３）の固定磁性層１３の磁化方向をθ_p1＝０とし、Ｒ₂（５１−２），Ｒ₄（５１−４）の固定磁化層１３の磁化方向をθ_p2＝１８０°と設定する。自由磁性層１１の磁化方向θ_fは外部磁界で決まるので４個のＧＭＲ素子で同一となるため、Δθ₂＝θ_f−θ_p2＝θ_f−θ_p1−π＝Δθ₁＋πの関係が成り立つ。ここで、Δθ₁は、θ_p＝０を基準としているので、Δθ₁＝θと置き換える。したがって、（数１）式からわかるように、Ｒ₁，Ｒ₃では（ｎ＝１，３）、

補正関数設定手段９５は、具体的には、通信端子により実現できる。補正関数として（数８）を用いる場合を例にすると、「＋０.０２１」というパラメータを通信端子９５を経由して制御装置８５に入力し、補正部３２０内にそのパラメータを記憶・保管する。通信端子としては、補正関数設定に専用の通信端子を設ける必要は必ずしもなく、他のパラメータを設定する通信端子と共用してもよい。ここで、「他のパラメータ」としては、例えば、原角度信号セット１５５のオフセット補正パラメータなどがある。

モータ部１００は、複数の固定磁極と複数の回転磁極との磁気的作用により複数の回転磁極が回転することにより回転トルクを発生するものであって、複数の固定磁極を構成するステータ１１０及び複数の回転磁極を構成するロータ１２０から構成される。ステータ１１０は、ステータコア１１１と、ステータコア１１１に装着されたステータコイル１１２から構成されている。ロータ１２０は、ステータ１１０の内周側に空隙を介して対向配置され、回転可能に支持されている。本実施例では、モータの構成として三相交流式の永久磁石型同期モータを用いている。

回転角計測装置８０は、駆動モータ５５１の筐体の一部を形成するハウジング２０３の外側に設置されている。ハウジング２０３は、非磁性の導体を用いた。本実施例ではアルミニウムを用いる。

５１，５２ＧＭＲ素子
６０ＣＯＳブリッジ
６１ＳＩＮブリッジ
７０磁気センサ
８０回転角計測装置
８５制御装置
９０角度出力端子
９４回転速度信号入力端子
９５補正関数設定手段
９６基準位置信号入力端子
９３原角度信号入力端子
１００モータ部（回転機）
１１０ステータ
１１１ステータコア
１１２ステータコイル
１２０ロータ
１２１回転体
１５１補正角度信号
１５３回転速度
１５５原角度信号セット
１５６単純角度信号
２００回転角検出部
２０２，５６３センサ磁石
２２６回転中心線
３０２検出部
３０３信号処理部
３０５回転角演算処理部
３０８制御処理部
３１１角度算出部
３２０補正部
３５１差動増幅器
４１１電子制御ユニット
４１２回転機（モータ）駆動部
５０１ハンドル
５０２トルクセンサ
５０３ステアリング・シャフト
５０４連結部
５０５連結シャフト
５０６ギアボックス
５０７タイロッド
５５１駆動モータ
５５２発電機
５５３エンジン
５５４動力分配機構
５５７動力結合機構
５５８動力シャフト

Claims

磁界方向に感応する磁気センサと、前記磁気センサからの出力が入力される検出部と、を備えた回転角計測装置であって、
前記回転角計測装置は、磁束発生体を備えた回転体とともに用いられるものであり、
前記磁気センサの出力は、前記磁界方向に対応した原角度信号セットであり、
前記検出部は、前記回転体の回転速度を引数とする補正関数が出力する補正値を用いて前記磁気センサの近傍に配置された非磁性の導体の影響を補正した補正角度を出力することを特徴とする回転角計測装置。
前記補正角度は、前記原角度信号セットから算出した単純角度に前記補正値を加算したものであり、
前記補正値は、前記単純角度の値とは独立であることを特徴とする請求項１に記載の回転角計測装置。
前記原角度信号セットの時間変化から前記回転速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
前記回転速度に対応する信号を入力する回転速度信号入力端子を有することを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
前記回転速度信号入力端子に第２のセンサの出力信号を入力することを特徴とする請求項４に記載の回転角計測装置。
前記補正関数を設定する補正関数設定手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
前記回転体から発生する前記回転体の基準位置を示す基準位置信号を入力する基準位置信号入力部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
前記磁束発生体と前記磁気センサとの間に前記非磁性の導体が配置されたことを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
前記磁気センサの近傍に前記非磁性の導体が配置されてパッケージングされたことを特徴とする請求項２に記載の回転角計測装置。
請求項２に記載の回転角計測装置と、前記回転体を備えた回転機と、前記回転体と連動して回転する磁束発生体と、回転機駆動回路と、前記回転機駆動回路を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする回転機システム。
原角度信号セットを入力して補正角度信号を算出する回転角演算処理部と、前記補正角度信号が入力される制御部とを備えた制御装置であって、
前記制御装置は、磁束発生体を備えた回転体と磁界の方向に感応する磁気センサとともに用いられ、
前記原角度信号セットは、前記磁気センサから出力される出力信号であり、
前記回転角演算処理部は、前記回転体の回転速度を引数とする補正関数が出力する補正値を用いて前記磁気センサの近傍に配置された非磁性の導体の影響を補正した補正角度を出力し、
前記制御部は、前記補正角度に基づいて処理を行うことを特徴とする制御装置。
前記補正角度は、前記原角度信号セットから算出した単純角度に前記補正値を加算したものであり、
前記補正値は、前記単純角度の値とは独立であることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
前記原角度信号セットの時間変化から前記回転速度を求めることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
前記回転速度に対応する信号を入力する回転速度信号入力端子を有することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
前記回転速度信号入力端子に第２のセンサの出力信号を入力する請求項１４に記載の制御装置。
前記補正関数を設定する補正関数設定手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
前記回転体から発生する前記回転体の基準位置を示す基準位置信号を入力することを特徴とする基準位置信号入力部を備えた請求項１２に記載の制御装置。
請求項１２に記載の制御装置と、前記回転体を備えた回転機と、前記回転体と連動して回転する磁束発生体と、前記磁気センサと、回転機駆動回路と、を備えた回転機システムであって、
前記磁気センサが出力する原角度信号セットを前記制御装置に入力することを特徴とする回転機システム。
請求項１２に記載の制御装置と、前記回転体に連動して回転する回転機と、前記磁気センサと、前記回転機を駆動する駆動回路と、を有する回転機システムであって、
前記磁気センサは、前記回転体に設けられた磁束発生体が発生する磁界方向を検知して前記原角度信号セットを出力し、
前記制御部は、前記補正角度に基づいて前記駆動回路の制御処理を行う回転機システム。
請求項１に記載の回転角計測装置を用いた電動パワーステアリングシステム。
請求項１に記載の回転角計測装置を用いた電動車両駆動装置。
請求項１２に記載の制御装置を用いた電動車両駆動装置。
磁界方向に感応する磁気センサと、前記磁気センサからの出力が入力される検出部と、を備えた回転角計測装置であって、
前記回転角計測装置は、磁束発生体を備えた回転体とともに用いられるものであり、
前記磁気センサの出力は、前記磁界方向に対応した原角度信号セットであり、
前記検出部は、前記回転体の補正角度信号を出力し、
前記補正角度信号θ2と前記原角度信号セットから算出される単純角度信号θ1との差（θ2−θ1）は、回転速度に依存し、前記単純角度信号θ1からは独立な値であることを特徴とする回転角計測装置。
前記制御部から出力される速度指令値を、前記回転速度として用いることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。