JP2013019802A - Rotation angle detection apparatus - Google Patents

Rotation angle detection apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2013019802A
JP2013019802A JP2011154038A JP2011154038A JP2013019802A JP 2013019802 A JP2013019802 A JP 2013019802A JP 2011154038 A JP2011154038 A JP 2011154038A JP 2011154038 A JP2011154038 A JP 2011154038A JP 2013019802 A JP2013019802 A JP 2013019802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
peak
rotation angle
output signal
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011154038A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5892359B2 (en
Inventor
Takeshi Ueda
武史 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2011154038A priority Critical patent/JP5892359B2/en
Publication of JP2013019802A publication Critical patent/JP2013019802A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5892359B2 publication Critical patent/JP5892359B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detection apparatus capable of highly accurately determining whether a peak detection value to be used as an amplitude correction value is normal or not.SOLUTION: A rotation angle computing device 20 includes a function for determining peak detection values of respective detected output signals V1, V2 are normal or not before using the peak detection values as amplitude correction values. Concretely, when defining that a ratio of the peak detection value of a first output signal V1 to the peak detection value of a second output signal V2 in the same magnetic pole is set as a peak value ratio and a peak detection value to be determined as normal or not is set as a peak detection value to be determined, the rotation angle computing device 20 determines whether the peak detection value to be determined is normal or not on the basis of the peak value ratio corresponding to one magnetic pole including at least the peak detection value to be determined.

Description

この発明は、ブラシレスモータのロータ等の回転体の回転角を検出する回転角検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating body such as a rotor of a brushless motor.

電動パワーステアリング装置などに使用されるブラシレスモータを制御するためには、ロータの回転角度に合わせてステータ巻線に電流を通電する必要がある。そこで、ブラシレスモータのロータの回転に応じて回転する多極磁石と、多極磁石の磁束を検出する複数の磁気センサとを備え、各磁気センサの出力信号に基づいて、ブラシレスモータのロータの回転角を検出する回転角検出装置が知られている。   In order to control a brushless motor used in an electric power steering device or the like, it is necessary to apply a current to the stator winding in accordance with the rotation angle of the rotor. Therefore, a multipolar magnet that rotates in accordance with the rotation of the rotor of the brushless motor, and a plurality of magnetic sensors that detect the magnetic flux of the multipolar magnet, and the rotation of the rotor of the brushless motor based on the output signal of each magnetic sensor. A rotation angle detection device that detects an angle is known.

しかしながら、このような回転角検出装置では、各磁気センサの出力特性は一定ではなく、また周辺温度の影響を受けやすいことから、各磁気センサの出力信号に基づいて演算される回転角に誤差が発生してしまう。
そこで、各磁気センサの出力信号のピーク値を検出し、検出されたピーク検出値を振幅補正値として、その磁気センサの振幅を所定の基準値となるように補正した後に、ロータの回転角を検出する技術が既に開発されている(たとえば、下記特許文献1参照)。
However, in such a rotation angle detection device, the output characteristics of each magnetic sensor are not constant and are easily affected by the ambient temperature, so that there is an error in the rotation angle calculated based on the output signal of each magnetic sensor. Will occur.
Therefore, after detecting the peak value of the output signal of each magnetic sensor and correcting the detected peak detection value as an amplitude correction value so that the amplitude of the magnetic sensor becomes a predetermined reference value, the rotation angle of the rotor is set. A detection technique has already been developed (for example, see Patent Document 1 below).

特開2003−83823号公報JP 2003-83823 A 特開平6−109750号公報JP-A-6-109750 特開2002−345285号公報JP 2002-345285 A

ピーク検出値を振幅補正値として用いて磁気センサの出力信号の振幅補正を行う従来の回転角検出装置においては、ノイズなどの影響で本来のピーク値以外の値がピーク値として検出された場合には、正常な振幅補正が行われないため、振幅補正後の信号に基づいて演算される回転角に誤差が生じる。そこで、振幅補正値として使用されるピーク検出値に対して上限閾値および下限閾値を設定しておき、検出されたピーク検出値が上限閾値を越えた場合または下限閾値を下回った場合には、当該ピーク検出値が異常であると判定して、当該ピーク検出値を振幅補正値として用いないようにすることが考えられる。   In the conventional rotation angle detection device that corrects the amplitude of the output signal of the magnetic sensor using the peak detection value as the amplitude correction value, when a value other than the original peak value is detected as a peak value due to the influence of noise or the like. Since normal amplitude correction is not performed, an error occurs in the rotation angle calculated based on the signal after amplitude correction. Therefore, an upper limit threshold and a lower limit threshold are set for the peak detection value used as the amplitude correction value, and when the detected peak detection value exceeds the upper limit threshold or falls below the lower limit threshold, It can be considered that the peak detection value is determined to be abnormal and the peak detection value is not used as the amplitude correction value.

しかしながら、多極磁石の磁束は周辺温度によって大きく変動するため、前記上限閾値を大きな値に設定するとともに、前記下限閾値を小さな値に設定する必要がある。より具体的に説明すると、多極磁石の磁束は周辺温度によって大きく変動するため、図8に示すように、磁気センサの出力信号の振幅は、周辺温度が高くなるほど小さくなる。なお、図8において、磁石の磁束密度や磁気センサの出力特性、増幅回路などが個々にばらつきを持っているため、それぞれのばらつきによって信号振幅が最大となる値をL1で、最小となる値をL2で示している。このため、検出されたピーク検出値が正常であるのにかかわらず異常であると誤判定されないようにするためには、上限閾値を図8にHthで示すように大きな値に設定するとともに、下限閾値を図8にLthで示すように小さな値に設定する必要がある。   However, since the magnetic flux of the multipolar magnet varies greatly depending on the ambient temperature, it is necessary to set the upper threshold value to a large value and set the lower threshold value to a small value. More specifically, since the magnetic flux of the multipolar magnet varies greatly depending on the ambient temperature, the amplitude of the output signal of the magnetic sensor decreases as the ambient temperature increases, as shown in FIG. In FIG. 8, since the magnetic flux density of the magnet, the output characteristics of the magnetic sensor, the amplifier circuit, and the like have individual variations, the value that maximizes the signal amplitude due to each variation is L1, and the minimum value is the minimum value. This is indicated by L2. For this reason, in order not to erroneously determine that the detected peak detection value is abnormal although it is normal, the upper limit threshold is set to a large value as indicated by Hth in FIG. It is necessary to set the threshold value to a small value as indicated by Lth in FIG.

このように、上限閾値を大きな値に設定するとともに下限閾値を小さな値に設定してしまうと、磁気センサの出力信号の本来の振幅に対して上限閾値と下限閾値との間の間隔が広くなりすぎるため、検出されたピーク検出値が正常であるか否かを精度よく判定することができなくなる。
この発明の目的は、振幅補正値として使用されるピーク検出値が正常であるか否かを高精度に判定することができる回転角検出装置を提供することである。
Thus, if the upper limit threshold is set to a large value and the lower limit threshold is set to a small value, the interval between the upper limit threshold and the lower limit threshold becomes wider than the original amplitude of the output signal of the magnetic sensor. Therefore, it cannot be accurately determined whether or not the detected peak detection value is normal.
An object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can determine with high accuracy whether or not a peak detection value used as an amplitude correction value is normal.

上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、回転体(1)の回転角を検出する回転角検出装置であって、前記回転体の回転に応じて回転し、複数の磁極(M1〜M10)を備えている多極磁石(2)と、前記多極磁石の回転に応じて、互いに位相差を有する正弦波信号を出力する複数の磁気センサ(21,22)と、前記各磁気センサの出力信号のピーク値を検出するピーク値検出手段(20,S6)と、前記ピーク値検出手段によって検出されたピーク検出値を振幅補正値として、各磁気センサの出力信号の振幅を補正する振幅補正手段(20,S14)と、前記振幅補正手段によって振幅補正が行われた出力信号に基づいて、前記回転体の回転角を演算する回転角演算手段(S15)と、前記ピーク検出値が正常であるか否かを判定する振幅補正値監視手段(20,S12)とを含み、前記複数の磁気センサに含まれる2つの磁気センサの一方の磁気センサの出力信号を第1の出力信号(V1)とし、他方の磁気センサの出力信号を第2の出力信号(V2)とし、同じ磁極に対する前記第1の出力信号のピーク検出値と前記第2の出力信号のピーク検出値の比をピーク値比とすると、前記振幅補正値監視手段は、少なくとも判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比に基づいて、前記判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定するように構成されている、回転角検出装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。   The invention according to claim 1 for achieving the above object is a rotation angle detecting device for detecting a rotation angle of the rotating body (1), wherein the rotating body is rotated in accordance with the rotation of the rotating body, and a plurality of magnetic poles ( M1 to M10), a plurality of magnetic sensors (21, 22) that output sine wave signals having phase differences with each other according to the rotation of the multipole magnet, Peak value detection means (20, S6) for detecting the peak value of the output signal of the magnetic sensor, and the amplitude of the output signal of each magnetic sensor is corrected using the peak detection value detected by the peak value detection means as the amplitude correction value. Amplitude correction means (20, S14) for performing rotation angle calculation means (S15) for calculating the rotation angle of the rotating body based on the output signal subjected to amplitude correction by the amplitude correction means, and the peak detection value Whether or not is normal Amplitude correction value monitoring means (20, S12) to be determined, the output signal of one of the two magnetic sensors included in the plurality of magnetic sensors as the first output signal (V1), and the other magnetic When the sensor output signal is the second output signal (V2) and the ratio of the peak detection value of the first output signal to the peak detection value of the second output signal with respect to the same magnetic pole is the peak value ratio, the amplitude The correction value monitoring unit is configured to determine whether or not the determination target peak detection value is normal based on at least a peak value ratio corresponding to one magnetic pole including the determination target peak detection value. This is a rotation angle detection device. In addition, although the alphanumeric character in parentheses represents a corresponding component in an embodiment described later, of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiment. The same applies hereinafter.

この発明では、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを少なくとも判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比(2つの磁気センサの出力信号のピーク検出値の比)に基づいて行っている。このため、両磁気センサそれぞれに作用する周辺温度等の影響を相殺することができる。これにより、各磁気センサの特性のばらつき、各磁気センサと磁石との間のギャップのばらつき等に起因して各出力信号のピーク検出値にばらつきがあったり、周辺温度によって各出力信号が変動したりする場合でも、正確な判定を行うことができる。この結果、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを高精度に判定することができる。   In the present invention, whether or not the peak detection value to be determined is normal is determined by comparing a peak value ratio corresponding to one magnetic pole including at least the peak detection value to be determined (ratio of peak detection values of output signals of two magnetic sensors). ). For this reason, the influence of the ambient temperature etc. which acts on both magnetic sensors can be offset. As a result, there are variations in the peak detection value of each output signal due to variations in the characteristics of each magnetic sensor, gaps between each magnetic sensor and the magnet, and each output signal varies depending on the ambient temperature. Even in the case of making an accurate determination, As a result, it is possible to determine with high accuracy whether or not the peak detection value to be determined is normal.

請求項2記載の発明は、前記ピーク値監視手段は、前記回転体の1周分における各磁極それぞれの最新のピーク値比のうち、前記判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比を、他の磁極に対応するピーク値比の平均値と比較することによって、前記判定対象であるピーク検出値が正常であるか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の回転角検出装置である。   According to a second aspect of the present invention, the peak value monitoring means corresponds to one magnetic pole including the peak detection value to be determined among the latest peak value ratios of the magnetic poles for one rotation of the rotating body. The peak value ratio is configured to determine whether or not the peak detection value to be determined is normal by comparing the peak value ratio with an average value of peak value ratios corresponding to other magnetic poles. 1. A rotation angle detection device according to 1.

この構成では、判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比を、他の磁極に対応するピーク値比の平均値と比較することによって、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定しているので、各磁極の着磁にばらつきがあったとしても、正確な判定を行うことができる。このため、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かをより高精度に判定することができる。   In this configuration, by comparing the peak value ratio corresponding to one magnetic pole including the peak detection value to be determined with the average value of the peak value ratios corresponding to the other magnetic poles, the peak detection value to be determined is normal. Since it is determined whether or not there is a variation, accurate determination can be made even if there is a variation in the magnetization of each magnetic pole. For this reason, it can be determined with higher accuracy whether or not the peak detection value to be determined is normal.

この発明の一実施形態に係る回転角検出装置を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure at the time of applying the rotation angle detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention to the rotation angle detection apparatus for detecting the rotation angle of the rotor of a brushless motor. 検出用ロータの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the rotor for a detection. 第1および第2の磁気センサの出力信号波形および第1の磁気センサが感知している磁極を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output signal waveform of the 1st and 2nd magnetic sensor, and the magnetic pole which the 1st magnetic sensor is sensing. 回転角演算装置による回転角演算処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the rotation angle calculation process by a rotation angle calculating device. メモリ内に設けられた第1および第2のピーク値記憶領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st and 2nd peak value storage area provided in memory. 図5のステップS3の相対的極番号の設定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the setting process of the relative pole number of step S3 of FIG. 相対的極番号の設定処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the setting process of a relative pole number. 周辺温度に対する磁気センサの出力信号の振幅の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the amplitude of the output signal of a magnetic sensor with respect to ambient temperature.

以下では、この発明を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る回転角検出装置を、ブラシレスモータのロータの回転角を検出するための回転角検出装置に適用した場合の構成を示す模式図である。
この回転角検出装置100は、ブラシレスモータ10の回転に応じて回転する検出用ロータ(以下、単に「ロータ1」という)を有している。図2に示すように、ロータ1は、ブラシレスモータ10のロータに設けられている磁極対に相当する複数の磁極対を有する円筒状の磁石(多極磁石)2を含んでいる。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a rotor of a brushless motor will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration when a rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention is applied to a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a rotor of a brushless motor.
The rotation angle detection device 100 includes a detection rotor (hereinafter simply referred to as “rotor 1”) that rotates in accordance with the rotation of the brushless motor 10. As shown in FIG. 2, the rotor 1 includes a cylindrical magnet (multipolar magnet) 2 having a plurality of magnetic pole pairs corresponding to the magnetic pole pairs provided in the rotor of the brushless motor 10.

磁石2は、5組の磁極対(M1,M2)(M3,M4)(M5,M6)(M7,M8)(M9,M10)を有している。つまり、磁石2は、等角度間隔で配置された10個の磁極M1〜M10を有している。各磁極M1〜M10は、ロータ1の回転中心軸を中心として、36°(電気角では180°)の角度間隔で配置されている。
ロータ1におけるモータ10とは反対側には、磁石2の環状端面に対向する2つの磁気センサ21,22が配置されている。これらの磁気センサ21,22は、ロータ1の回転中心軸を中心として、所定角度18°(電気角では90°)の角度間隔をおいて配置されている。これら2つの磁気センサ21,22を、それぞれ第1の磁気センサ21および第2の磁気センサ22という場合がある。磁気センサとしては、たとえば、ホール素子、磁気抵抗素子(MR素子)等、磁界の作用により電気的特性が変化する特性を有する素子を備えたものを用いることができる。
The magnet 2 has five pairs of magnetic poles (M1, M2) (M3, M4) (M5, M6) (M7, M8) (M9, M10). That is, the magnet 2 has ten magnetic poles M1 to M10 arranged at equiangular intervals. The magnetic poles M <b> 1 to M <b> 10 are arranged at an angular interval of 36 ° (electrical angle is 180 °) around the rotation center axis of the rotor 1.
On the opposite side of the rotor 1 from the motor 10, two magnetic sensors 21 and 22 facing the annular end surface of the magnet 2 are arranged. These magnetic sensors 21 and 22 are arranged at an angle interval of a predetermined angle of 18 ° (90 ° in electrical angle) about the rotation center axis of the rotor 1. These two magnetic sensors 21 and 22 may be referred to as a first magnetic sensor 21 and a second magnetic sensor 22, respectively. As the magnetic sensor, for example, a sensor provided with an element having a characteristic in which an electrical characteristic is changed by the action of a magnetic field, such as a Hall element or a magnetoresistive element (MR element) can be used.

図2に矢印で示す方向をロータ1の正方向の回転方向とする。そして、ロータ1が正方向に回転されるとロータ1の回転角が大きくなり、ロータ1が逆方向に回転されると、ロータ1の回転角が小さくなるものとする。各磁気センサ21,22からは、図3に示すように、ロータ1が1磁極対分に相当する角度(72°(電気角では360°))を回転する期間を一周期とする正弦波信号V1,V2が出力される。   A direction indicated by an arrow in FIG. 2 is a positive rotation direction of the rotor 1. When the rotor 1 is rotated in the forward direction, the rotation angle of the rotor 1 is increased. When the rotor 1 is rotated in the reverse direction, the rotation angle of the rotor 1 is decreased. As shown in FIG. 3, each magnetic sensor 21, 22 is a sine wave signal having a period during which the rotor 1 rotates at an angle corresponding to one magnetic pole pair (72 ° (360 ° in electrical angle)). V1 and V2 are output.

図3は、ロータ1の磁極M10と磁極M1との境界が第1の磁気センサ21に対向している場合のロータ1の回転角を0°にとった場合のロータ角度(機械角)に対する、各磁気センサ21,22の出力信号V1,V2を示している。各磁気センサ21,22の出力信号V1,V2は、実際には、センサ素子の出力が増幅回路によって増幅された信号である。また、図3には、ロータ角度に対応して、第1の磁気センサ21が感知している磁極M1〜M10が示されている。   FIG. 3 shows the rotor angle (mechanical angle) when the rotation angle of the rotor 1 is 0 ° when the boundary between the magnetic pole M10 and the magnetic pole M1 of the rotor 1 faces the first magnetic sensor 21. Output signals V1 and V2 of the magnetic sensors 21 and 22 are shown. The output signals V1 and V2 of the magnetic sensors 21 and 22 are actually signals obtained by amplifying the output of the sensor element by an amplifier circuit. FIG. 3 shows magnetic poles M1 to M10 sensed by the first magnetic sensor 21 corresponding to the rotor angle.

ロータ1の1回転分の角度範囲を、5つの磁極対に対応して5つの区間に分け、各区間の開始位置を0°とし終了位置を360°として表したロータ1の回転角を、ロータ1の電気角θeということにする。
ここでは、第1の磁気センサ21からは、5つの磁極対に対応する区間毎に、V1=A1・sinθeの出力信号が出力されるものとする。この場合、第2の磁気センサ22からは、5つの磁極対に対応する区間毎に、V2=A2・sin(θe+90°)=A2・cosθeの出力信号が出力される。A1,A2は、それぞれ振幅を表している。したがって、各磁気センサ21,22からは、互いに所定の位相差90°(電気角)を有する正弦波信号が出力される。各磁気センサ21,22の出力信号V1,V2を、それぞれ第1の出力信号V1よび第2の出力信号V2という場合がある。
The angle range for one rotation of the rotor 1 is divided into five sections corresponding to the five magnetic pole pairs, and the rotation angle of the rotor 1 expressed as the start position of each section is 0 ° and the end position is 360 ° An electrical angle θe of 1 is assumed.
Here, it is assumed that the first magnetic sensor 21 outputs an output signal of V1 = A1 · sin θe for each section corresponding to five magnetic pole pairs. In this case, the second magnetic sensor 22 outputs an output signal of V2 = A2 · sin (θe + 90 °) = A2 · cos θe for each section corresponding to the five magnetic pole pairs. A1 and A2 each represent an amplitude. Therefore, the magnetic sensors 21 and 22 output sine wave signals having a predetermined phase difference of 90 ° (electrical angle). The output signals V1 and V2 of the magnetic sensors 21 and 22 may be referred to as a first output signal V1 and a second output signal V2, respectively.

なお、各出力信号のV1,V2の振幅A1,A2は、次のような要因等によって変動する。
・各磁極M1〜M8の着磁のばらつきおよび温度特性
・各磁気センサ21,22の特性のばらつきおよび温度特性
・各磁気センサ21,22に対応する増幅回路の増幅率のばらつきおよび温度特性
・各磁気センサ21,22と磁石2との間の軸方向間隔(ギャップ)
・ロータ1の回転中心軸線と各磁気センサ21,22との距離
図1に戻り、各磁気センサ21,22の出力信号V1,V2は、回転角演算装置20に入力される。回転角演算装置20は、たとえば、マイクロコンピュータから構成され、CPU(中央演算処理装置)およびメモリ(ROM,RAM,書き換え可能な不揮発性メモリ等)を含んでいる。
The amplitudes A1 and A2 of V1 and V2 of each output signal vary depending on the following factors.
-Magnetization variation and temperature characteristic of each magnetic pole M1-M8-Characteristic variation and temperature characteristic of each magnetic sensor 21, 22-Gain variation and temperature characteristic of amplification circuit corresponding to each magnetic sensor 21, 22- Axial spacing (gap) between the magnetic sensors 21 and 22 and the magnet 2
Distance between the rotation center axis of the rotor 1 and the magnetic sensors 21 and 22 Returning to FIG. 1, the output signals V1 and V2 of the magnetic sensors 21 and 22 are input to the rotation angle calculation device 20. The rotation angle calculation device 20 is composed of, for example, a microcomputer, and includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory (ROM, RAM, rewritable nonvolatile memory, etc.).

回転角演算装置20は、各磁気センサ21,22の出力信号V1,V2のピーク値を検出する。また、回転角演算装置20は、検出された各出力信号V1,V2のピーク検出値を振幅補正値として、対応する出力信号の振幅を補正する。そして、回転角演算装置20は、振幅補正後の各出力信号V1’,V2’に基づいて、ロータ1の回転角(電気角θe)を演算する。   The rotation angle calculation device 20 detects the peak values of the output signals V1, V2 of the magnetic sensors 21, 22. Further, the rotation angle calculation device 20 corrects the amplitude of the corresponding output signal using the detected peak detection values of the output signals V1 and V2 as amplitude correction values. Then, the rotation angle calculation device 20 calculates the rotation angle (electrical angle θe) of the rotor 1 based on the output signals V1 ′ and V2 ′ after amplitude correction.

回転角演算装置20によって演算された電気角θeは、モータコントローラ30に与えられる。モータコントローラ30は、回転角演算装置20から与えられる電気角θeを用いて、ブラシレスモータ10を制御する。
この実施形態では、回転角演算装置20は、検出された各出力信号V1,V2のピーク検出値が振幅補正値として使用される前に、当該ピーク検出値が正常であるか否かを判定する機能を備えている。具体的には、同じ磁極に対する第1の出力信号V1のピーク検出値と第2の出力信号V2のピーク検出値の比をピーク値比とし、正常であるか否かを判定すべきピーク検出値を判定対象のピーク検出値とすると、回転角演算装置20は、ロータ1の直近の1周分における各磁極に対応するピーク値比に基づいて、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定する。そして、当該ピーク検出値が正常でないと判定された場合には、回転角演算処理を停止するとともに、モータ1の回転を停止させる。
The electrical angle θe calculated by the rotation angle calculation device 20 is given to the motor controller 30. The motor controller 30 controls the brushless motor 10 using the electrical angle θe given from the rotation angle calculation device 20.
In this embodiment, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the peak detection value is normal before the detected peak detection values of the output signals V1 and V2 are used as amplitude correction values. It has a function. Specifically, the peak detection value that should be determined whether or not the peak value ratio is the ratio of the peak detection value of the first output signal V1 to the peak detection value of the second output signal V2 for the same magnetic pole. Is the determination target peak detection value, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the determination target peak detection value is normal based on the peak value ratio corresponding to each magnetic pole in the latest one round of the rotor 1. Determine whether. When it is determined that the peak detection value is not normal, the rotation angle calculation process is stopped and the rotation of the motor 1 is stopped.

図4は、回転角演算装置20による回転角演算処理の手順を示すフローチャートである。
図4に示される回転角演算処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行なわれる。
回転角演算処理開始時において第1の磁気センサ21が感知している磁極を基準磁極として、各磁極に相対的な番号を割り当てた場合の各磁極の番号を相対的極番号と定義する。第1の磁気センサ21が感知している磁極の相対的極番号(以下、「第1の相対的極番号」という)を変数r1で表し、第2の磁気センサ22が感知している磁極の相対的極番号(以下、「第2の相対的極番号」という)を変数r2で表すことにする。なお、各相対的極番号r1,r2は、1〜10の整数をとり、1より1少ない相対的極番号は10となり、10より1大きい相対的極番号は1となるものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of rotation angle calculation processing by the rotation angle calculation device 20.
The rotation angle calculation process shown in FIG. 4 is repeatedly performed every predetermined calculation cycle.
Using the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21 at the start of the rotation angle calculation process as a reference magnetic pole, the number of each magnetic pole when a relative number is assigned to each magnetic pole is defined as a relative pole number. The relative pole number of the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21 (hereinafter referred to as “first relative pole number”) is represented by a variable r1, and the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 is represented by the variable r1. The relative pole number (hereinafter referred to as “second relative pole number”) is represented by a variable r2. Each of the relative pole numbers r1 and r2 takes an integer of 1 to 10, and the relative pole number 1 less than 1 is 10, and the relative pole number 1 larger than 10 is 1.

この実施形態では、回転角演算処理開始時において第1の磁気センサ21が感知している磁極(基準磁極)がN極の磁極である場合には、当該磁極に”1”の相対的極番号が割り当てられる。一方、回転角演算処理の開始時において第1の磁気センサ21が感知している磁極(基準磁極)がS極の磁極である場合には、当該磁極に”2”の相対的極番号が割り当てられる。   In this embodiment, when the magnetic pole (reference magnetic pole) sensed by the first magnetic sensor 21 at the start of the rotation angle calculation process is an N-pole, the relative pole number “1” is assigned to the magnetic pole. Is assigned. On the other hand, when the magnetic pole (reference magnetic pole) sensed by the first magnetic sensor 21 at the start of the rotation angle calculation process is an S pole, a relative pole number of “2” is assigned to the magnetic pole. It is done.

回転角演算装置20のメモリ(たとえば、RAM)には、図5に示すように、第1および第2のピーク値記憶領域R1,R2が設けられている。第1のピーク値記憶領域R1には、第1の相対的極番号r1の1〜10毎に、その相対的極番号に対応する磁極に対して最新に検出された第1の出力信号V1のピーク検出値a〜a10が記憶される。第2のピーク値記憶領域R2には、各第2の相対的極番号r2の1〜10毎に、その相対的極番号に対応する磁極に対して最新に検出された第2の出力信号V2のピーク検出値b〜b10が記憶される。 As shown in FIG. 5, the memory (for example, RAM) of the rotation angle calculation device 20 is provided with first and second peak value storage areas R1, R2. In the first peak value storage area R1, the first output signal V1 detected most recently with respect to the magnetic pole corresponding to the relative pole number for every 1 to 10 of the first relative pole number r1. The peak detection values a 1 to a 10 are stored. In the second peak value storage area R2, the second output signal V2 detected most recently with respect to the magnetic pole corresponding to the relative pole number for each of the second relative pole numbers r2 1-10. The peak detection values b 1 to b 10 are stored.

回転角演算処理が開始されると、回転角演算装置20は、各磁気センサ21,22の出力信号(センサ値)V1,V2を読み込む(ステップS1)。なお、回転角演算装置20のメモリ(たとえば、RAM)には、出力信号V1,V2毎に、所定回数前に読み込まれたセンサ値から最新に読み込まれたセンサ値までの、複数回数分のセンサ値が記憶されるようになっている。   When the rotation angle calculation process is started, the rotation angle calculation device 20 reads the output signals (sensor values) V1 and V2 of the magnetic sensors 21 and 22 (step S1). In the memory (for example, RAM) of the rotation angle calculation device 20, a plurality of times of sensors from the sensor value read a predetermined number of times to the latest read sensor value are output for each of the output signals V1 and V2. The value is stored.

また、この実施形態では、センサ値V1のピーク値(極大値および極小値)を検出するために、読み込まれたセンサ値V1のうち絶対値がより大きいセンサ値が、センサ値V1のピーク値候補としてメモリに保存される。同様に、センサ値V2のピーク値(極大値および極小値)を検出するために、読み込まれたセンサ値V2のうち絶対値がより大きいセンサ値が、センサ値V2のピーク値候補としてメモリに保存される。ただし、これらのピーク値候補は、対応する出力信号のゼロクロスが検出されたときには、後述するような所定のタイミングで零にリセットされる。   In this embodiment, in order to detect the peak value (maximum value and minimum value) of the sensor value V1, a sensor value having a larger absolute value among the read sensor values V1 is a peak value candidate of the sensor value V1. Is stored in memory. Similarly, in order to detect the peak value (maximum value and minimum value) of the sensor value V2, a sensor value having a larger absolute value among the read sensor values V2 is stored in the memory as a peak value candidate of the sensor value V2. Is done. However, these peak value candidates are reset to zero at a predetermined timing, which will be described later, when a zero cross of the corresponding output signal is detected.

前記ステップS1で各センサ値V1,V2が読み込まれると、回転角演算装置20は、今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理であるか否かを判別する(ステップS2)。今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理である場合には(ステップS2:YES)、回転角演算装置20は、相対的極番号の設定処理を行う(ステップS3)。
図6は、相対的極番号の設定処理の詳細な手順を示している。
When the sensor values V1 and V2 are read in step S1, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the current process is the first process after the start of the rotation angle calculation process (step S2). If the current process is the first process after the start of the rotation angle calculation process (step S2: YES), the rotation angle calculation device 20 performs a relative pole number setting process (step S3).
FIG. 6 shows the detailed procedure of the relative pole number setting process.

回転角演算装置20は、まず、第1の出力信号V1が0より大きいか否かを判別する(ステップS21)。第1の出力信号V1が0より大きい場合には(ステップS21:YES)、回転角演算装置20は、第1の磁気センサ21が感知している磁極(基準磁極)がN極の磁極であると判別し、第1の相対的極番号r1を1に設定する(ステップS24)。そして、ステップS26に進む。   First, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the first output signal V1 is greater than 0 (step S21). When the first output signal V1 is greater than 0 (step S21: YES), the rotation angle calculation device 20 has an N-pole magnetic pole (reference magnetic pole) sensed by the first magnetic sensor 21. And the first relative pole number r1 is set to 1 (step S24). Then, the process proceeds to step S26.

一方、第1の出力信号V1が0以下である場合には(ステップS21:NO)、回転角演算装置20は、第1の出力信号V1が0より小さいか否かを判別する(ステップS22)。第1の出力信号V1が0より小さい場合には(ステップS22:YES)、第1の磁気センサ21が感知している磁極(基準磁極)がS極の磁極であると判別し、第1の相対的極番号r1を2に設定する(ステップS25)。そして、ステップS26に進む。   On the other hand, when the first output signal V1 is 0 or less (step S21: NO), the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the first output signal V1 is smaller than 0 (step S22). . If the first output signal V1 is smaller than 0 (step S22: YES), it is determined that the magnetic pole (reference magnetic pole) sensed by the first magnetic sensor 21 is the S magnetic pole, and the first The relative pole number r1 is set to 2 (step S25). Then, the process proceeds to step S26.

前記ステップS22において、第1の出力信号V1が0以上であると判別された場合には(ステップS22:NO)、つまり、第1の出力信号V1が0である場合には、回転角演算装置20は、ロータ回転角(電気角)が0°であるか180°であるかを判別するために、第2の出力信号V2が0より大きいか否かを判別する(ステップS23)。第2の出力信号V2が0より大きい場合には(ステップS23:YES)、回転角演算装置20は、ロータ回転角(電気角)が0°であると判別し、第1の相対的極番号r1を1に設定する(ステップS24)。そして、ステップS26に進む。   If it is determined in step S22 that the first output signal V1 is equal to or greater than 0 (step S22: NO), that is, if the first output signal V1 is 0, the rotation angle calculation device. 20 determines whether the second output signal V2 is greater than 0 in order to determine whether the rotor rotation angle (electrical angle) is 0 ° or 180 ° (step S23). When the second output signal V2 is greater than 0 (step S23: YES), the rotation angle calculation device 20 determines that the rotor rotation angle (electrical angle) is 0 °, and the first relative pole number is determined. r1 is set to 1 (step S24). Then, the process proceeds to step S26.

一方、第2の出力信号V2が0以下である場合には(ステップS23:NO)、回転角演算装置20は、ロータ回転角(電気角)が180°であると判別し、第1の相対的極番号r1を2に設定する(ステップS25)。そして、ステップS26に進む。
ステップS26では、回転角演算装置20は、「V1>0かつV2≦0」または「V1<0かつV2≧0」の条件を満たしているか否かを判別する。この条件を満たしている場合には(ステップS26:YES)、回転角演算装置20は、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号より1だけ大きい番号であると判別し、第2の相対的極番号r2に、第1の相対的極番号r1より1だけ大きい番号(r2=r1+1)を設定する(ステップS27)。そして、図4のステップS16に移行する。
On the other hand, when the second output signal V2 is 0 or less (step S23: NO), the rotation angle calculation device 20 determines that the rotor rotation angle (electrical angle) is 180 °, and the first relative The target pole number r1 is set to 2 (step S25). Then, the process proceeds to step S26.
In step S26, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the condition of “V1> 0 and V2 ≦ 0” or “V1 <0 and V2 ≧ 0” is satisfied. When this condition is satisfied (step S26: YES), the rotation angle calculation device 20 detects the pole number of the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 by the first magnetic sensor 21. It is determined that the number is 1 larger than the pole number of the existing magnetic pole, and a number (r2 = r1 + 1) larger by 1 than the first relative pole number r1 is set as the second relative pole number r2 (step S27). ). And it transfers to step S16 of FIG.

一方、前記ステップS26の条件を満たしていない場合には(ステップS26:NO)、回転角演算装置20は、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号と同じであると判別し、第2の相対的極番号r2に第1の相対的極番号r1と同じ番号(r2=r1)を設定する(ステップS28)。そして、図4のステップS16に移行する。   On the other hand, when the condition of step S26 is not satisfied (step S26: NO), the rotation angle calculation device 20 indicates that the pole number of the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 is the first magnetic sensor. 21 is determined to be the same as the pole number of the magnetic pole sensed, and the same number (r2 = r1) as the first relative pole number r1 is set as the second relative pole number r2 (step S28). . And it transfers to step S16 of FIG.

前記ステップS26の条件を満たしている場合に、第2の相対的極番号r2に第1の相対的極番号r1より1だけ大きい番号(r2=r1+1)を設定し、前記ステップS26の条件を満たしていない場合に、第2の相対的極番号r2に第1の相対的極番号r1と同じ番号(r2=r1)を設定している理由について説明する。
たとえば、ロータ1における磁極M1と磁極M2とからなる磁極対が第1の磁気センサ21を通過する際の、第1および第2の磁気センサ21,22の出力信号V1,V2の信号波形を模式的に表すと、図7(a)(b)に示すようになる。
When the condition of step S26 is satisfied, a number (r2 = r1 + 1) larger than the first relative pole number r1 by 1 is set for the second relative pole number r2, and the condition of step S26 is satisfied. The reason why the same number (r2 = r1) as the first relative pole number r1 is set in the second relative pole number r2 in the case where the second relative pole number r2 is not set will be described.
For example, the signal waveforms of the output signals V1, V2 of the first and second magnetic sensors 21, 22 when the magnetic pole pair composed of the magnetic pole M1 and the magnetic pole M2 in the rotor 1 passes through the first magnetic sensor 21 are schematically shown. If it represents, it will come to show to Fig.7 (a) (b).

図7(a)(b)において、S1で示す領域は、第1の磁気センサ21が磁極M1を感知し、第2の磁気センサ22が磁極M1を感知している領域である。S2で示す領域は、第1の磁気センサ21が磁極M1を感知し、第2の磁気センサ22が磁極M2を感知している領域である。S3で示す領域は、第1の磁気センサ21が磁極M2を感知し、第2の磁気センサ22が磁極M2を感知している領域である。S4で示す領域は、第1の磁気センサ21が磁極M2を感知し、第2の磁気センサ22が磁極M3を感知している領域である。   7A and 7B, a region indicated by S1 is a region where the first magnetic sensor 21 senses the magnetic pole M1 and the second magnetic sensor 22 senses the magnetic pole M1. The region indicated by S2 is a region where the first magnetic sensor 21 senses the magnetic pole M1 and the second magnetic sensor 22 senses the magnetic pole M2. The region indicated by S3 is a region where the first magnetic sensor 21 senses the magnetic pole M2 and the second magnetic sensor 22 senses the magnetic pole M2. The region indicated by S4 is a region where the first magnetic sensor 21 senses the magnetic pole M2 and the second magnetic sensor 22 senses the magnetic pole M3.

つまり、領域S1およびS3では、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号と同じ番号となる。一方、領域S2およびS4では、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号より1だけ大きくなる。
領域S1においては、両センサ値V1,V2は、V1≧0かつV2>0の第1条件を満たす。領域S2においては、両センサ値V1,V2は、V1>0かつV2≦0の第2条件を満たす。領域S3においては、両センサ値V1,V2は、V1≦0かつV2<0の第3条件を満たす。領域S4においては、両センサ値V1,V2は、V1<0かつV2≧0の第4条件を満たす。
That is, in the areas S1 and S3, the pole number of the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 is the same as the pole number of the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21. On the other hand, in the regions S2 and S4, the pole number of the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 is larger by 1 than the pole number of the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21.
In the region S1, the sensor values V1 and V2 satisfy the first condition of V1 ≧ 0 and V2> 0. In the region S2, both sensor values V1 and V2 satisfy the second condition of V1> 0 and V2 ≦ 0. In the region S3, the sensor values V1 and V2 satisfy the third condition of V1 ≦ 0 and V2 <0. In the region S4, both sensor values V1 and V2 satisfy the fourth condition of V1 <0 and V2 ≧ 0.

そこで、回転角演算装置20は、前記第2条件(V1>0かつV2≦0)または前記第4条件(V1<0かつV2≧0)を満たしている場合には、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号より1だけ大きくなると判別し、前記第2条件または前記第4条件を満たしていない場合には、第2の磁気センサ22が感知している磁極の極番号は、第1の磁気センサ21が感知している磁極の極番号と同じになると判別している。   Therefore, when the rotation angle calculation device 20 satisfies the second condition (V1> 0 and V2 ≦ 0) or the fourth condition (V1 <0 and V2 ≧ 0), the second magnetic sensor 22 is provided. The pole number of the magnetic pole sensed by is determined to be 1 larger than the pole number of the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21, and if the second condition or the fourth condition is not satisfied, The pole number of the magnetic pole sensed by the second magnetic sensor 22 is determined to be the same as the pole number of the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21.

図4に戻り、前記ステップS2において、今回の処理が回転角演算処理開始後の初回の処理ではないと判別された場合には(ステップS2:NO)、ステップS4に移行する。
ステップS4では、回転角演算装置20は、メモリに記憶されているセンサ値V1,V2に基づいて、センサ値V1,V2毎に、センサ値の符号が反転するゼロクロスを検出したか否かを判別する。ゼロクロスが検出されなかったときには(ステップS4:NO)、回転角演算装置20は、ステップS5に移行する。
Returning to FIG. 4, if it is determined in step S2 that the current process is not the first process after the start of the rotation angle calculation process (step S2: NO), the process proceeds to step S4.
In step S4, the rotation angle calculation device 20 determines, based on the sensor values V1 and V2 stored in the memory, whether or not a zero cross where the sign of the sensor value is inverted is detected for each of the sensor values V1 and V2. To do. When the zero cross is not detected (step S4: NO), the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S5.

前記ステップS4において、いずれかのセンサ値V1,V2に対してゼロクロスが検出された場合には(ステップS4:YES)、回転角演算装置20は、ゼロクロスが検出された出力信号のピーク値(極大値または極小値)を検出するためのピーク値検出処理を行なう(ステップS6)。
ピーク値検出処理について具体的に説明する。前記ステップS4でゼロクロスが検出された出力信号に対応する磁気センサをピーク値検出対象の磁気センサということにする。回転角演算装置20は、まず、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したか否かを判別する。つまり、回転角演算装置20は、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極位置が、当該磁気センサの出力信号のゼロクロスが前回検出された時点と、今回検出された時点とで、異なっているか同じであるかを判定する。ロータ1の回転方向が逆転した場合には、前記両時点での磁極位置が同じになる可能性がある。
If a zero cross is detected for one of the sensor values V1 and V2 in step S4 (step S4: YES), the rotation angle calculation device 20 causes the peak value (maximum) of the output signal from which the zero cross is detected. (Peak value or local minimum value) is detected (step S6).
The peak value detection process will be specifically described. The magnetic sensor corresponding to the output signal in which the zero cross is detected in step S4 will be referred to as a peak value detection target magnetic sensor. First, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the magnetic pole sensed by the magnetic sensor that is the peak value detection target has changed. In other words, the rotation angle calculation device 20 differs in the magnetic pole position sensed by the peak value detection target magnetic sensor between the time when the zero cross of the output signal of the magnetic sensor was detected last time and the time when it was detected this time. Or whether they are the same. When the rotation direction of the rotor 1 is reversed, the magnetic pole positions at both time points may be the same.

この判定は、たとえば、当該磁気センサの出力信号のゼロクロスが前回検出されたときのロータ1の回転方向と、現在のロータ1の回転方向が同じ方向であるか否かに基づいて行うことができる。すなわち、回転角演算装置20は、ロータ1の回転方向が同じ方向であれば、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したと判定する。一方、ロータ1の回転方向が異なっていれば、回転角演算装置20は、ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化していないと判定する。   This determination can be made based on, for example, whether or not the rotation direction of the rotor 1 when the zero crossing of the output signal of the magnetic sensor was previously detected and the current rotation direction of the rotor 1 are the same direction. . That is, if the rotation direction of the rotor 1 is the same direction, the rotation angle calculation device 20 determines that the magnetic pole sensed by the peak value detection target magnetic sensor has changed. On the other hand, if the rotation direction of the rotor 1 is different, the rotation angle calculation device 20 determines that the magnetic pole sensed by the magnetic sensor that is the peak value detection target has not changed.

ピーク値検出対象の磁気センサが感知している磁極が変化したと判定された場合には、回転角演算装置20は、ピーク値を検出したと判別するとともに、当該磁気センサに対応するピーク値候補をピーク検出値として特定する。一方、当該磁気センサが感知している磁極が変化していないと判定された場合には、回転角演算装置20は、ピーク値を検出しなかったと判定する。   When it is determined that the magnetic pole sensed by the magnetic sensor targeted for peak value detection has changed, the rotation angle calculation device 20 determines that the peak value has been detected, and the peak value candidate corresponding to the magnetic sensor. Is identified as the peak detection value. On the other hand, when it is determined that the magnetic pole sensed by the magnetic sensor has not changed, the rotation angle calculation device 20 determines that the peak value has not been detected.

なお、ロータ1の回転方向は、ゼロクロスが検出された出力信号の前回値および今回値と、他の1つの出力信号の今回値とに基づいて判定することができる。具体的には、ゼロクロスが検出された出力信号が第1の出力信号V1である場合には、「第1の出力信号V1の前回値が0より大きくかつその今回値が0以下であり、第2の出力信号V2が0より小さい」という条件、または「第1の出力信号V1の前回値が0未満でかつその今回値が0以上であり、第2の出力信号V2が0より大きい」という条件を満たしている場合には、回転方向は正方向(図2に矢印で示す方向)であると判定される。   Note that the rotation direction of the rotor 1 can be determined based on the previous value and the current value of the output signal in which the zero cross is detected and the current value of the other one output signal. Specifically, when the output signal in which the zero cross is detected is the first output signal V1, “the previous value of the first output signal V1 is greater than 0 and its current value is less than or equal to 0, The condition that the output signal V2 of 2 is smaller than 0, or that the previous value of the first output signal V1 is less than 0 and its current value is 0 or more, and the second output signal V2 is greater than 0. If the condition is satisfied, the rotation direction is determined to be the positive direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 2).

一方、「第1の出力信号V1の前回値が0以上でかつその今回値が0未満であり、第2の出力信号V2が0より大きい」という条件、または「第1の出力信号V1の前回値が0以下でかつその今回値が0より大きく、第2の出力信号V2が0より小さい」という条件を満たしている場合には、回転方向は逆方向であると判定される。
ゼロクロスが検出された出力信号が第2の出力信号V2である場合には、「第2の出力信号V2の前回値が0より大きくかつその今回値が0以下であり、第1の出力信号V1が0より大きい」という条件、または「第2の出力信号V2の前回値が0未満でかつその今回値が0以上であり、第1の出力信号V1が0より小さい」という条件を満たしている場合には、回転方向は正方向(図2に矢印で示す方向)であると判定される。一方、「第2の出力信号V2の前回値が0以上でかつその今回値が0未満であり、第1の出力信号V1が0より小さい」という条件、または「第2の出力信号V2の前回値が0以下でかつその今回値が0より大きく、第1の出力信号V1が0より大きい」という条件を満たしている場合には、回転方向は逆方向であると判定される。
On the other hand, the condition that “the previous value of the first output signal V1 is greater than or equal to 0 and the current value is less than 0 and the second output signal V2 is greater than 0” or “the previous time of the first output signal V1. When the condition that the value is 0 or less and the current value is greater than 0 and the second output signal V2 is less than 0 is satisfied, the rotation direction is determined to be the reverse direction.
When the output signal in which the zero cross is detected is the second output signal V2, “the previous value of the second output signal V2 is greater than 0 and the current value is less than or equal to 0, and the first output signal V1 Or the condition that the previous value of the second output signal V2 is less than 0 and the current value is 0 or more and the first output signal V1 is less than 0 is satisfied. In this case, the rotation direction is determined to be the positive direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 2). On the other hand, the condition that “the previous value of the second output signal V2 is 0 or more and the current value is less than 0 and the first output signal V1 is less than 0” or “the previous time of the second output signal V2” When the condition that the value is 0 or less and the current value is greater than 0 and the first output signal V1 is greater than 0 is satisfied, the rotation direction is determined to be the reverse direction.

前記ステップS6において、ピーク値が検出されたときには(ステップS7:YES)、回転角演算装置20は、前記ステップS4でゼロクロスが検出された出力信号に対応するピーク値候補を零にリセットした後、ピーク値更新処理を行なう(ステップS8)。
ピーク値更新処理では、回転角演算装置20は、メモリ内のピーク値記憶領域R1,R2図5参照)内のピーク検出値のうち、前記ステップS6でピーク値が検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号r1またはr2に対応するピーク検出値を、前記ステップS6で検出されたピーク検出値に更新する。ピーク値更新処理を終了すると、回転角演算装置20は、ステップS9に移行する。
When the peak value is detected in step S6 (step S7: YES), the rotation angle calculation device 20 resets the peak value candidate corresponding to the output signal in which the zero cross is detected in step S4 to zero, Peak value update processing is performed (step S8).
In the peak value update process, the rotation angle calculation device 20 applies to the magnetic sensor in which the peak value is detected in step S6 among the peak detection values in the peak value storage areas R1, R2 in the memory (see FIG. 5). The peak detection value corresponding to the currently set relative pole number r1 or r2 is updated to the peak detection value detected in step S6. When the peak value update process ends, the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S9.

前記ステップS6でピーク値が検出されなかった場合には(ステップS7:NO)、回転角演算装置20は、前記ステップS4でゼロクロスが検出された出力信号に対応するピーク値候補を零にリセットした後、ピーク値更新処理を行なうことなく、ステップS9に移行する。
ステップS9では、回転角演算装置20は、相対的極番号の更新処理を行なう。具体的には、前記ステップS4でゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号r1またはr2を、ロータ1の回転方向に応じて、1だけ大きい番号または1だけ小さい番号に変更する。
If the peak value is not detected in step S6 (step S7: NO), the rotation angle calculation device 20 resets the peak value candidate corresponding to the output signal in which the zero cross is detected in step S4 to zero. Thereafter, the process proceeds to step S9 without performing the peak value update process.
In step S9, the rotation angle calculation device 20 performs a relative pole number update process. Specifically, the relative pole number r1 or r2 currently set for the magnetic sensor in which the zero cross is detected in step S4 is increased by 1 or decreased by 1 depending on the rotation direction of the rotor 1. Change to a number.

ロータ1の回転方向が正方向(図2に矢印で示す方向)である場合には、回転角演算装置20は、前記ステップS4でゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号r1またはr2を、1だけ大きい番号に更新する。一方、ロータ1の回転方向が逆方向である場合には、回転角演算装置20は、ゼロクロスが検出された磁気センサに対して現在設定されている相対的極番号r1またはr2を、1だけ小さい番号に更新する。ただし、前述したように、”1”の相対的極番号に対して、1だけ小さい相対的極番号は、”10”となる。また、”10”の相対的極番号に対して、1だけ大きい相対的極番号は、”1”となる。   When the rotation direction of the rotor 1 is the positive direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 2), the rotation angle calculation device 20 is set to the current set relative to the magnetic sensor in which the zero cross is detected in step S4. The target pole number r1 or r2 is updated to a number larger by one. On the other hand, when the rotation direction of the rotor 1 is the reverse direction, the rotation angle calculation device 20 decreases the relative pole number r1 or r2 currently set for the magnetic sensor in which the zero cross is detected by one. Update to a number. However, as described above, the relative pole number that is smaller by 1 than the relative pole number of “1” is “10”. Further, the relative pole number that is larger by 1 than the relative pole number of “10” is “1”.

前記ステップS9の相対的極番号の更新処理が終了すると、回転角演算装置20は、回転角演算処理開始後に、全ての磁極M1〜M10に対する第1および第2の出力信号V1,V2のピーク値が検出されているか否かを判別する(ステップS10)。つまり、回転角演算装置20は、回転角演算処理開始後に、第1の相対的極番号r1の1〜10にそれぞれ対応する第1の出力信号V1のピーク値と、第2の相対的極番号r2の1〜10にそれぞれに対応する第2の出力信号V2のピーク値とが検出されているか否かを判別する。   When the relative pole number update process in step S9 is completed, the rotation angle calculation device 20 starts the rotation angle calculation process, and then the peak values of the first and second output signals V1 and V2 for all the magnetic poles M1 to M10. Is detected (step S10). That is, after the rotation angle calculation process is started, the rotation angle calculation device 20 and the peak value of the first output signal V1 corresponding to 1 to 10 of the first relative pole number r1 and the second relative pole number, respectively. It is determined whether or not the peak values of the second output signal V2 corresponding to 1 to 10 of r2 are detected.

全ての磁極M1〜M10に対する第1および第2の出力信号V1,V2のピーク値が検出されていない場合には(ステップS10:NO)、回転角演算装置20は、ステップS16に移行する。一方、全ての磁極M1〜M10に対する第1および第2の出力信号V1,V2のピーク値が検出されている場合には(ステップS10:YES)、回転角演算装置20は、フラグFをセット(F=1)した後に(ステップS11)、ステップS12に移行する。フラグFは回転角演算処理開始時にリセット(F=0)されている。   When the peak values of the first and second output signals V1 and V2 for all the magnetic poles M1 to M10 are not detected (step S10: NO), the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S16. On the other hand, when the peak values of the first and second output signals V1, V2 for all the magnetic poles M1 to M10 are detected (step S10: YES), the rotation angle calculation device 20 sets the flag F ( After F = 1) (step S11), the process proceeds to step S12. The flag F is reset (F = 0) at the start of the rotation angle calculation process.

ステップS12では、回転角演算装置20は、振幅補正値監視処理を行なう。振幅補正値監視処理について説明する。後述するステップS14の振幅補正処理では、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極に対応する第1の出力信号V1のピーク検出値を振幅補正値として、第1の出力信号V1の振幅が補正されるとともに、第2の磁気センサ22が現在感知している磁極に対応する第2の出力信号V2のピーク検出値を振幅補正値として、第2の出力信号V2の振幅が補正される。   In step S12, the rotation angle calculation device 20 performs an amplitude correction value monitoring process. The amplitude correction value monitoring process will be described. In the amplitude correction process in step S14 described later, the amplitude of the first output signal V1 is determined using the peak detection value of the first output signal V1 corresponding to the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21 as an amplitude correction value. Is corrected, and the amplitude of the second output signal V2 is corrected using the peak detection value of the second output signal V2 corresponding to the magnetic pole currently sensed by the second magnetic sensor 22 as an amplitude correction value. .

そこで、振幅補正値監視処理においては、回転角演算装置20は、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極に対応する第1の出力信号V1のピーク検出値(以下、「第1の判定対象のピーク検出値」という)および第2の磁気センサ22が現在感知している磁極に対応する第2の出力信号V2のピーク検出値(以下、「第2の判定対象のピーク検出値」という)が正常であるか異常であるかを判定する。なお、第1の判定対象のピーク検出値と第2の判定対象のピーク検出値とを総称する場合には、「判定対象のピーク検出値」という場合がある。   Therefore, in the amplitude correction value monitoring process, the rotation angle computing device 20 detects the peak detection value (hereinafter referred to as “first output signal V1”) of the first output signal V1 corresponding to the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21. The peak detection value of the determination target) and the peak detection value of the second output signal V2 corresponding to the magnetic pole currently sensed by the second magnetic sensor 22 (hereinafter referred to as the “peak detection value of the second determination target”). ) Is normal or abnormal. Note that the peak detection value of the first determination target and the peak detection value of the second determination target may be collectively referred to as “determination target peak detection value”.

まず、第1の判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定する方法について説明する。
図5の第1のピーク値記憶領域R1において、第1の相対的極番号r1の1〜10に対して記憶されている第1の出力信号V1のピーク検出値を、a〜a10で表すことにする。また、第2のピーク値記憶領域R2において、第2の相対的極番号r2の1〜10に対して記憶されている第2の出力信号V2のピーク検出値を、b〜b10で表すことにする。
First, a method for determining whether or not the peak detection value of the first determination target is normal will be described.
In the first peak value storage area R1 of FIG. 5, the peak detection value of the first output signal V1 being stored for 1 to 10 of the first relative pole number r1, in a 1 ~a 10 I will represent it. In the second peak value storage area R2, the peak detection value of the second output signal V2 being stored for 1 to 10 second relative pole number r2, represented by b 1 ~b 10 I will decide.

第1の出力信号V1のピーク検出値a〜a10を、第1の相対的極番号r1の値を表す変数kを用いて、a(k=1,2,…,10)で表す場合がある。同様に、第2の出力信号V2のピーク検出値b〜b10を、第2の相対的極番号r2の値を表す変数kを用いて、b(k=1,2,…,10)で表す場合がある。各出力信号V1,V2のピーク値a,b間において、相対的番号の値kが同じ各出力信号V1,V2のピーク検出値は、同じ磁極に対するピーク値を示している。また、同じ磁極に対する両出力信号V1,V1のピーク検出値a,bの比(a/b)を、ピーク値比という場合がある。 The peak detection values a 1 to a 10 of the first output signal V1 are represented by a k (k = 1, 2,..., 10) using the variable k representing the value of the first relative pole number r1. There is a case. Similarly, the peak detection values b 1 to b 10 of the second output signal V2 are converted into b k (k = 1, 2,..., 10 using the variable k representing the value of the second relative pole number r2. ). Between the peak values a k and b k of the output signals V1 and V2, the peak detection values of the output signals V1 and V2 having the same relative number value k indicate the peak values for the same magnetic pole. In addition, the ratio (a k / b k ) between the peak detection values a k and b k of the two output signals V1 and V1 for the same magnetic pole may be referred to as a peak value ratio.

第1の判定対象のピーク検出値は、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極の相対的極番号(現在設定されている第1の相対的極番号r1)をn(nは1から10のいずれかの値をとる)とすると、aで表される。また、当該磁極に対応する第2の出力信号V2のピーク検出値はbで表される。
この場合、回転角演算装置20は、次式(1a)で表される第1条件と次式(1b)で表される第2条件との両方の条件を満たしているか否かを判別する。そして、第1条件および第2条件の両方の条件を満たしている場合には、回転角演算装置20は、第1の判定対象のピーク検出値は正常であると判定する。一方、第1条件および第2条件のうちの少なくとも一方を満たしていない場合には、回転角演算装置20は、第1の判定対象のピーク検出値は異常であると判定する。
The peak detection value of the first determination target is the relative magnetic pole number currently detected by the first magnetic sensor 21 (the currently set first relative magnetic pole number r1) is n (n is 1). When the take one of the values 10), represented by a n. Also, the peak detection value of the second output signal V2 corresponding to the magnetic poles is represented by b n.
In this case, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not both the first condition represented by the following expression (1a) and the second condition represented by the following expression (1b) are satisfied. When both the first condition and the second condition are satisfied, the rotation angle calculation device 20 determines that the peak detection value of the first determination target is normal. On the other hand, when at least one of the first condition and the second condition is not satisfied, the rotation angle calculation device 20 determines that the peak detection value of the first determination target is abnormal.

Figure 2013019802
Figure 2013019802

前記式(1a)および前記式(1b)の左辺の(a/b)は、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極に対応するピーク値比を表している。
また、前記式(1a)および前記式(1b)の右辺における[{(Σ(a/b))−a/b}/9]は、磁石2に設けられた全ての磁極M1〜M10のうち、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極以外の磁極に対応するピーク値比の平均値を表している。また、前記式(1a)および前記式(1b)の右辺における”0.04”はマージンを表している。マージンは、0.04以外の値であってもよい。
(A n / b n ) on the left side of the formula (1a) and the formula (1b) represents the peak value ratio corresponding to the magnetic pole that the first magnetic sensor 21 is currently sensing.
In addition, [{(Σ (a k / b k )) − a n / b n } / 9] on the right side of the formula (1a) and the formula (1b) represents all the magnetic poles M 1 provided in the magnet 2. The average value of the peak value ratios corresponding to magnetic poles other than the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21 among .about.M10. Further, “0.04” on the right side of the equations (1a) and (1b) represents a margin. The margin may be a value other than 0.04.

したがって、第1条件は、「第1の磁気センサ21が現在感知している磁極に対応するピーク値比(a/b)が、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極以外の磁極に対応するピーク値比の平均値に0.96を乗算した値以上であること」である。
また、第2条件は、「第1の磁気センサ21が現在感知している磁極に対応するピーク値比(a/b)が、第1の磁気センサ21が現在感知している磁極以外の磁極に対応するピーク値比の平均値に1.04を乗算した値以下であること」である。
Therefore, the first condition is that “the peak value ratio (a n / b n ) corresponding to the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21 is other than the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21. The average value of the peak value ratios corresponding to the magnetic poles is equal to or greater than a value obtained by multiplying 0.96 ”.
The second condition is that “the peak value ratio (a n / b n ) corresponding to the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21 is other than the magnetic pole currently sensed by the first magnetic sensor 21. The average value of the peak value ratios corresponding to the magnetic poles of the magnetic poles is equal to or less than a value obtained by multiplying 1.04 ”.

つまり、回転角演算装置20は、ロータ1の直近の1周分における各磁極それぞれのピーク値比のうち、第1の判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比(a/b)を、他の磁極に対応するピーク値比の平均値[{(Σ(ak/bk))−a/b}/9]と比較することによって、第1の判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定する。 That is, the rotation angle calculation device 20 has a peak value ratio (a) corresponding to one magnetic pole including the peak detection value of the first determination target among the peak value ratios of the respective magnetic poles in the latest one round of the rotor 1. n / b n ) is compared with the average value [{(Σ (ak / bk)) − a n / b n } / 9] of the peak value ratios corresponding to the other magnetic poles to determine the first determination target It is determined whether or not the detected peak value is normal.

第2の判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定する場合には、前記式(1a)および前記式(1b)におけるnを、第2の磁気センサ22が現在感知している磁極の相対的極番号(現在設定されている第2の相対的極番号r2)に置き換えればよい。
このように、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを2つの出力信号V1,V2のピーク値比に基づいて行っているので、各磁気センサ21,22の特性のばらつき、各磁気センサ21,22に対応する増幅回路の特性のばらつき、各磁気センサ21,22と磁石2との間のギャップのばらつき、ロータ1の回転中心軸線と各磁気センサ21,22との距離のばらつき等に起因して両出力信号V1,V2のピーク検出値間にばらつきがあったり、周辺温度によって各出力信号V1,V2が変動したりする場合でも、正確な判定を行うことができる。
When determining whether or not the peak detection value of the second determination target is normal, the second magnetic sensor 22 currently senses n in the above formula (1a) and the above formula (1b). It may be replaced with the relative pole number of the magnetic pole (the currently set second relative pole number r2).
In this way, whether or not the peak detection value to be determined is normal is determined based on the ratio of the peak values of the two output signals V1 and V2. Therefore, variations in the characteristics of the magnetic sensors 21 and 22, Variations in characteristics of amplifier circuits corresponding to the sensors 21 and 22, variation in gaps between the magnetic sensors 21 and 22 and the magnet 2, variation in distance between the rotation center axis of the rotor 1 and the magnetic sensors 21 and 22, etc. Even when there are variations between the peak detection values of the output signals V1 and V2 due to the above, or when the output signals V1 and V2 fluctuate due to the ambient temperature, an accurate determination can be made.

また、各磁気センサが現在感知している磁極に対応するピーク値比を、当該磁極以外の磁極に対応するピーク値比の平均値と比較することにより、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定しているので、各磁極の着磁にばらつきがあったとしても、正確な判定を行うことができる。このため、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを高精度に判定することができる。   Moreover, the peak detection value to be determined is normal by comparing the peak value ratio corresponding to the magnetic pole currently sensed by each magnetic sensor with the average value of the peak value ratios corresponding to the magnetic poles other than the magnetic pole. Therefore, even if there is a variation in the magnetization of each magnetic pole, accurate determination can be made. For this reason, it can be determined with high accuracy whether or not the peak detection value to be determined is normal.

振幅補正値監視処理において、第1の判定対象のピーク検出値および第2の判定対象のピーク検出値の両方が正常であると判別された場合には(ステップS13:YES)、回転角演算装置20は、振幅補正処理を行う(ステップS14)。つまり、回転角演算装置20は、第1の磁気センサ21が感知している磁極に対応する第1の出力信号V1のピーク検出値(第1の判定対象のピーク検出値)と、第2の磁気センサ22が感知している磁極に対応する第2の出力信号V2のピーク検出値(第2の判定対象のピーク検出値)と、予め設定されている基準振幅Aとに基づいて、各出力信号V1,V2の振幅を補正する。   In the amplitude correction value monitoring process, when it is determined that both the peak detection value of the first determination target and the peak detection value of the second determination target are normal (step S13: YES), the rotation angle calculation device 20 performs an amplitude correction process (step S14). That is, the rotation angle calculation device 20 includes the peak detection value (the peak detection value of the first determination target) of the first output signal V1 corresponding to the magnetic pole sensed by the first magnetic sensor 21, and the second Each output is based on the peak detection value (second detection target peak detection value) of the second output signal V2 corresponding to the magnetic pole sensed by the magnetic sensor 22 and the preset reference amplitude A. The amplitudes of the signals V1 and V2 are corrected.

具体的には、第1の判定対象のピーク検出値をar1とし、第2の判定対象のピーク検出値をbr2とし、第1および第2の出力信号V1,V2の振幅補正後の信号をそれぞれV1’,V2’とすると、補正後の第1および第2の出力信号V1’,V2’は、それぞれ次式(2)(3)に基づいて演算される。
V1’=(V1/ar1)×A …(2)
V2’=(V2/br2)×A …(3)
振幅補正処理が終了すると、回転角演算装置20は、ステップS15に移行する。ステップS15では、回転角演算装置20は、振幅補正後の出力信号V1’,V2’に基づいてロータ1の回転角(電気角θe)を演算する。具体的には、次式(4)に基づいて、ロータ1の電気角θeを演算する。
Specifically, the peak detection value of the first determination target is a r1 , the peak detection value of the second determination target is b r2, and the signals after amplitude correction of the first and second output signals V1 and V2 Are V1 ′ and V2 ′, respectively, the corrected first and second output signals V1 ′ and V2 ′ are calculated based on the following equations (2) and (3), respectively.
V1 ′ = (V1 / ar1 ) × A (2)
V2 ′ = (V2 / b r2 ) × A (3)
When the amplitude correction process ends, the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S15. In step S15, the rotation angle calculation device 20 calculates the rotation angle (electrical angle θe) of the rotor 1 based on the output signals V1 ′ and V2 ′ after amplitude correction. Specifically, the electrical angle θe of the rotor 1 is calculated based on the following equation (4).

θe=tan−1(V1’/V2’) …(4)
前記ステップS15で電気角θeが演算されると、回転角演算装置20は、当該電気角θeをモータコントローラ30に与える。そして、今演算周期での処理を終了する。
前記ステップS5では、回転角演算装置20は、フラグFがセットされているか否かを判別する。フラグFがセットされていない場合には(ステップS5:NO)、回転角演算装置20は、ステップS16に移行する。一方、フラグFがセットされている場合には(ステップS5:YES)、各磁気センサ21,22が現在感知している磁極に対応するピーク検出値(判定対象のピーク検出値)は既に正常であると判定されているので、回転角演算装置20は、ステップS14に移行する。
θe = tan −1 (V1 ′ / V2 ′) (4)
When the electrical angle θe is calculated in step S15, the rotation angle calculation device 20 gives the electrical angle θe to the motor controller 30. Then, the processing in the current calculation cycle is finished.
In step S5, the rotation angle calculation device 20 determines whether or not the flag F is set. When the flag F is not set (step S5: NO), the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S16. On the other hand, when the flag F is set (step S5: YES), the peak detection values (peak detection values to be determined) corresponding to the magnetic poles currently sensed by the magnetic sensors 21 and 22 are already normal. Since it is determined that there is, the rotation angle calculation device 20 proceeds to step S14.

ステップS16では、回転角演算装置20は、前記ステップS1で読み込まれたセンサ値V1,V2に基づいて、電気角θeを演算する。具体的には、次式(5)に基づいて、ロータ1の電気角θeを演算する。
θe=tan−1(V1/V2) …(5)
前記ステップS16で電気角θeが演算されると、回転角演算装置20は、当該電気角θeをモータコントローラ30に与える。そして、今演算周期での処理を終了する。
In step S16, the rotation angle calculation device 20 calculates the electrical angle θe based on the sensor values V1 and V2 read in step S1. Specifically, the electrical angle θe of the rotor 1 is calculated based on the following equation (5).
θe = tan −1 (V1 / V2) (5)
When the electrical angle θe is calculated in step S16, the rotation angle calculation device 20 gives the electrical angle θe to the motor controller 30. Then, the processing in the current calculation cycle is finished.

前記ステップS12の振幅補正値監視処理において、第1の判定対象のピーク検出値および第2の判定対象のピーク検出値の少なくとも一方が異常であると判定された場合には(ステップS13:NO)、回転角演算装置20は、異常処理を行なう(ステップS17)。具体的には、回転角演算装置20は、回転角演算処理を停止するとともに、モータコントローラ30にモータ停止指令を出力する。これにより、モータ10が停止される。   In the amplitude correction value monitoring process of step S12, when it is determined that at least one of the peak detection value of the first determination target and the peak detection value of the second determination target is abnormal (step S13: NO) The rotation angle calculation device 20 performs an abnormality process (step S17). Specifically, the rotation angle calculation device 20 stops the rotation angle calculation process and outputs a motor stop command to the motor controller 30. Thereby, the motor 10 is stopped.

前記実施形態によれば、回転角演算装置20は、回転角演算処理後に、ロータ1が1回転した後においては、回転角演算装置20によって検出されたピーク検出値を用いて、各出力信号V1,V2の振幅を補正することができる。これにより、ロータ1の回転角(電気角)θeを高精度で演算することができる。
また、振幅補正に使用される可能性があるピーク検出値が正常であるか否かを、磁気センサ21,22の特性のばらつき、増幅回路の特性のばらつき、各磁気センサ21,22と磁石2とのギャップのばらつき、ロータ1の回転中心軸線と各磁気センサ21,22との距離のばらつき、各磁極の着磁にばらつき、周辺温度の変化等にかかわらず、正確に判定することができる。この結果、振幅補正後の出力信号の信頼性が向上する。
According to the embodiment, the rotation angle calculation device 20 uses the peak detection value detected by the rotation angle calculation device 20 after each rotation of the rotor 1 after the rotation angle calculation processing, and outputs each output signal V1. , V2 can be corrected. Thereby, the rotation angle (electrical angle) θe of the rotor 1 can be calculated with high accuracy.
Further, whether or not a peak detection value that may be used for amplitude correction is normal is determined based on variations in the characteristics of the magnetic sensors 21 and 22, variations in the characteristics of the amplifier circuit, and the magnetic sensors 21 and 22 and the magnet 2. Can be accurately determined irrespective of variations in the gap between the rotation center axis of the rotor 1 and variations in the distance between the magnetic sensors 21 and 22, variations in magnetization of the magnetic poles, changes in the ambient temperature, and the like. As a result, the reliability of the output signal after amplitude correction is improved.

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、2つの磁気センサ21,22からは、互いに位相差が90°の正弦波信号が出力されているが、位相差が90°以外の角度(たとえば、120°)となるように、2つの磁気センサを配置してもよい。また、磁気センサを3つ以上設けてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, sine wave signals having a phase difference of 90 ° are output from the two magnetic sensors 21 and 22, but the phase difference is an angle other than 90 ° (for example, 120 °). As shown, two magnetic sensors may be arranged. Three or more magnetic sensors may be provided.

また、前記実施形態では、回転角演算装置20は、ロータ1の直近の1周分における各磁極それぞれのピーク値比のうち、判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比を、他の磁極に対応するピーク値比の平均値と比較することによって、判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定しているが、判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比と比較する対象は、前記他の磁極に対応するピーク値比の平均値でなくてもよい。判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比と比較する対象は、たとえば、予め設定された設定値であってもよい。   Further, in the embodiment, the rotation angle calculation device 20 has a peak value ratio corresponding to one magnetic pole including the peak detection value to be determined among the peak value ratios of the respective magnetic poles in the latest one round of the rotor 1. Is compared with the average value of the peak value ratios corresponding to the other magnetic poles to determine whether or not the peak detection value to be determined is normal. The target to be compared with the peak value ratio corresponding to the magnetic pole may not be the average value of the peak value ratios corresponding to the other magnetic poles. The target to be compared with the peak value ratio corresponding to one magnetic pole including the peak detection value to be determined may be a preset set value, for example.

また、各磁極に対応するピーク値比の中に、互いにピーク値比が極端に異なる2以上のピーク値比が存在する場合に、判定対象のピーク検出値が異常であると判定するようにしてもよい。このようなことは、たとえば、一方の磁気センサが故障した場合等に発生する。
また、異常と判定された場合には、異常であるセンサ信号を特定し、正常なセンサ信号をもとに回転角を演算(推定)し、モータ駆動を継続してもよい。
Further, when there are two or more peak value ratios that are extremely different from each other in the peak value ratios corresponding to the magnetic poles, it is determined that the peak detection value to be determined is abnormal. Also good. Such a situation occurs, for example, when one of the magnetic sensors fails.
If it is determined that there is an abnormality, the sensor signal that is abnormal may be specified, the rotation angle may be calculated (estimated) based on the normal sensor signal, and the motor drive may be continued.

また、前記実施形態では、図2のステップS10において全ての磁極に対するピーク値が検出されていると判定されたときにフラグFをセットしているが、それに代えて、ステップS12の振幅補正値監視処理において、第1の判定対象のピーク検出値および第2の判定対象のピーク検出値の両方が正常であると判別された場合に(ステップS13:YES)に、フラグFをセットするようにしてもよい。   In the embodiment, the flag F is set when it is determined in step S10 in FIG. 2 that the peak values for all the magnetic poles have been detected. Instead, the amplitude correction value monitoring in step S12 is performed. In the process, when it is determined that both the peak detection value of the first determination target and the peak detection value of the second determination target are normal (step S13: YES), the flag F is set. Also good.

この発明は、ブラシレスモータのロータ以外の回転体の回転角を検出する場合にも、適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
The present invention can also be applied when detecting the rotation angle of a rotating body other than the rotor of a brushless motor.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

1…検出用ロータ、2…磁石、21,22…磁気センサ、10…ブラシレスモータ、20…回転角演算装置、M1〜M10…磁極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection rotor, 2 ... Magnet, 21, 22 ... Magnetic sensor, 10 ... Brushless motor, 20 ... Rotation angle arithmetic unit, M1-M10 ... Magnetic pole

Claims (2)

回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
前記回転体の回転に応じて回転し、複数の磁極を備えている多極磁石と、
前記多極磁石の回転に応じて、互いに位相差を有する正弦波信号を出力する複数の磁気センサと、
前記各磁気センサの出力信号のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値検出手段によって検出されたピーク検出値を振幅補正値として、各磁気センサの出力信号の振幅を補正する振幅補正手段と、
前記振幅補正手段によって振幅補正が行われた出力信号に基づいて、前記回転体の回転角を演算する回転角演算手段と、
前記ピーク検出値が正常であるか否かを判定する振幅補正値監視手段とを含み、
前記複数の磁気センサに含まれる2つの磁気センサの一方の磁気センサの出力信号を第1の出力信号とし、他方の磁気センサの出力信号を第2の出力信号とし、同じ磁極に対する前記第1の出力信号のピーク検出値と前記第2の出力信号のピーク検出値の比をピーク値比とすると、前記振幅補正値監視手段は、少なくとも判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比に基づいて、前記判定対象のピーク検出値が正常であるか否かを判定するように構成されている、回転角検出装置。
A rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotating body,
A multipolar magnet that rotates according to the rotation of the rotating body and includes a plurality of magnetic poles;
A plurality of magnetic sensors that output sinusoidal signals having a phase difference with each other in accordance with the rotation of the multipole magnet;
A peak value detecting means for detecting a peak value of an output signal of each magnetic sensor;
Amplitude correction means for correcting the amplitude of the output signal of each magnetic sensor using the peak detection value detected by the peak value detection means as an amplitude correction value;
A rotation angle calculation means for calculating a rotation angle of the rotating body based on an output signal subjected to amplitude correction by the amplitude correction means;
Amplitude correction value monitoring means for determining whether or not the peak detection value is normal,
The output signal of one of the two magnetic sensors included in the plurality of magnetic sensors is set as a first output signal, the output signal of the other magnetic sensor is set as a second output signal, and the first output for the same magnetic pole is set. When the ratio of the peak detection value of the output signal and the peak detection value of the second output signal is a peak value ratio, the amplitude correction value monitoring means corresponds to a peak corresponding to one magnetic pole including at least the peak detection value to be determined. A rotation angle detection device configured to determine whether or not the peak detection value to be determined is normal based on a value ratio.
前記ピーク値監視手段は、前記回転体の1周分における各磁極それぞれの最新のピーク値比のうち、前記判定対象のピーク検出値を含む1つの磁極に対応するピーク値比を、他の磁極に対応するピーク値比の平均値と比較することによって、前記判定対象であるピーク検出値が正常であるか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の回転角検出装置。   The peak value monitoring means calculates a peak value ratio corresponding to one magnetic pole including the peak detection value to be determined, among the latest peak value ratios of the magnetic poles for one rotation of the rotating body, as another magnetic pole. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation angle detection device is configured to determine whether or not the peak detection value as the determination target is normal by comparing with an average value of peak value ratios corresponding to. .
JP2011154038A 2011-07-12 2011-07-12 Rotation angle detector Expired - Fee Related JP5892359B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011154038A JP5892359B2 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Rotation angle detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011154038A JP5892359B2 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Rotation angle detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013019802A true JP2013019802A (en) 2013-01-31
JP5892359B2 JP5892359B2 (en) 2016-03-23

Family

ID=47691378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011154038A Expired - Fee Related JP5892359B2 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Rotation angle detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5892359B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206478A (en) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社デンソー Signal process device
JP2014219364A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社ジェイテクト Rotation angle detection apparatus
JP2016048189A (en) * 2014-08-27 2016-04-07 東海旅客鉄道株式会社 Sensor state determination device and sensor state determination program
JP2018109653A (en) * 2016-05-20 2018-07-12 Tdk株式会社 State discrimination device and method, as well as physical quantity information generation device
KR20210070420A (en) * 2019-12-04 2021-06-15 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136713A (en) * 1990-09-28 1992-05-11 Kayaba Ind Co Ltd Position detection device
JPH05141953A (en) * 1991-11-21 1993-06-08 Nippon Seiko Kk Abnormality detecting device for feedback position detecting means in positioning device
JPH06180203A (en) * 1992-12-15 1994-06-28 Kayaba Ind Co Ltd Position detector
JPH10338125A (en) * 1997-06-06 1998-12-22 Nissan Motor Co Ltd Solenoid load monitoring circuit
JP2004264137A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Method of determining correction value for noncontact rotation angle sensor and noncontact rotation angle sensor
JP2006153817A (en) * 2004-12-01 2006-06-15 Yamato Scale Co Ltd Control method for weight-filling equipment, and weight-filling equipment
JP2008030897A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corp Elevator control device
JP2011132860A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Denso Corp Abnormality diagnostic device and control device for internal combustion engine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136713A (en) * 1990-09-28 1992-05-11 Kayaba Ind Co Ltd Position detection device
JPH05141953A (en) * 1991-11-21 1993-06-08 Nippon Seiko Kk Abnormality detecting device for feedback position detecting means in positioning device
JPH06180203A (en) * 1992-12-15 1994-06-28 Kayaba Ind Co Ltd Position detector
JPH10338125A (en) * 1997-06-06 1998-12-22 Nissan Motor Co Ltd Solenoid load monitoring circuit
JP2004264137A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Method of determining correction value for noncontact rotation angle sensor and noncontact rotation angle sensor
JP2006153817A (en) * 2004-12-01 2006-06-15 Yamato Scale Co Ltd Control method for weight-filling equipment, and weight-filling equipment
JP2008030897A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corp Elevator control device
JP2011132860A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Denso Corp Abnormality diagnostic device and control device for internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206478A (en) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社デンソー Signal process device
JP2014219364A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社ジェイテクト Rotation angle detection apparatus
JP2016048189A (en) * 2014-08-27 2016-04-07 東海旅客鉄道株式会社 Sensor state determination device and sensor state determination program
JP2018109653A (en) * 2016-05-20 2018-07-12 Tdk株式会社 State discrimination device and method, as well as physical quantity information generation device
KR20210070420A (en) * 2019-12-04 2021-06-15 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor
KR102264984B1 (en) * 2019-12-04 2021-06-16 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP5892359B2 (en) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5716954B2 (en) Rotation angle detector
JP5725377B2 (en) Rotation angle detector
JP5333863B2 (en) Rotation angle detector
JP5776925B2 (en) Rotation angle detector
US8836326B2 (en) Rotation angle detection device
JP5720932B2 (en) Rotation angle detector
JP5674053B2 (en) Rotation angle detector
JP5892359B2 (en) Rotation angle detector
JP5660381B2 (en) Rotation angle detector
JP2005351849A (en) Rotational angle detecting device and rotational angle detection method
JP2015059790A (en) Rotation angle detection device
JP2013088181A (en) Sensor output correction device
JP2011047735A (en) Rotational angle detecting device
JP5708986B2 (en) Rotation angle detector
US11578993B2 (en) Determining a relative movement direction
JP2011220848A (en) Rotation angle detection device
JP2006197684A (en) Brushless motor
JP2012237619A (en) Rotational angle detector
JP2014142322A (en) Rotation angle detection device
JP2020091264A (en) Torque sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150312

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5892359

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees