JP2020153806A - 回転角度検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
θ=atan(S1/S2)
図1及び図2に示すような構成を有する回転角度検出装置10において、第1〜第4磁気センサセット3A〜3Dの第1磁気センサ部(第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31D)及び第2磁気センサ部(第2−1〜第2−4磁気センサ部32A〜32D)の配置を種々に変動させたサンプル1〜10(Samples 1〜10)について、角度検出誤差AEをシミュレーションにより求めた。サンプル1〜10において、第1〜第6領域AR1〜AR6のうちから任意に選択される4つの領域のそれぞれに第1〜第4磁気センサセット3A〜3Dを配置するようにした。比較として、第1磁気センサセット3Aの第1−1磁気センサ部31Aを0°(電気角)、第2磁気センサセット3Bの第1−2磁気センサ部31Bを36°(電気角)、第3磁気センサセット3Cの第1−3磁気センサ部31Cを60°(電気角)及び第4磁気センサセット3Dの第1−4磁気センサ部31Dを96°(電気角)の位置に配置したサンプル(Sample ref.)についても、同様にして角度検出誤差AEをシミュレーションにより求めた。各サンプルにおいて、第2−1〜第2−4磁気センサ部32A〜32Dは、各磁気センサセットにおける第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dから90°(電気角)の位相差を有する配置とした。第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置及び角度検出誤差AEのシミュレーション結果を表1に示す。なお、表1において、第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置は、図1及び図2に示す回転角度検出装置10における第1領域AR1と第6領域AR6との境界を0°としたときの電気角の数値で表されており、第1領域AR1が0°以上360°未満(電気角)の角度範囲の領域、第2領域AR2が360°以上720°未満(電気角)の角度範囲の領域、第3領域AR3が720°以上1080°未満(電気角)の角度範囲の領域、第4領域AR4が1080°以上1440°未満(電気角)の角度範囲の領域、第5領域AR5が1440°以上1800°未満(電気角)の角度範囲の領域、第6領域AR6が1800°以上2160°未満(電気角)の角度範囲の領域である。
任意に選択した2つの磁気センサセットを同一の領域に配置するようにした以外は、実施例1と同様にして第1〜第4磁気センサセット3A〜3Dの第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31D及び第2−1〜第2−4磁気センサ部32A〜32Dの配置を種々に変動させたサンプル11〜17(Samples 11〜17)について、角度検出誤差AEをシミュレーションにより求めた。第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置及び角度検出誤差AEのシミュレーション結果を表2に示す。なお、表2において、第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置は、図1及び図2に示す回転角度検出装置10における第1領域AR1と第6領域AR6との境界を0°としたときの電気角の数値で表されており、第1領域AR1が0°以上360°未満(電気角)の角度範囲の領域、第2領域AR2が360°以上720°未満(電気角)の角度範囲の領域、第3領域AR3が720°以上1080°未満(電気角)の角度範囲の領域、第4領域AR4が1080°以上1440°未満(電気角)の角度範囲の領域、第5領域AR5が1440°以上1800°未満(電気角)の角度範囲の領域、第6領域AR6が1800°以上2160°未満(電気角)の角度範囲の領域である。
8極対の多極磁石2を用いた以外は、実施例1と同様にして第1〜第4磁気センサセット3A〜3Dの第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31D及び第2−1〜第2−4磁気センサ部32A〜32Dの配置を種々に変動させたサンプル18〜22(Samples 18〜22)について、角度検出誤差AEをシミュレーションにより求めた。第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置及び角度検出誤差AEのシミュレーション結果を表3に示す。なお、表3において、第1−1〜第1−4磁気センサ部31A〜31Dの配置は、図3に示す回転角度検出装置10における第1領域AR1と第8領域AR8との境界を0°としたときの電気角の数値で表されており、第1領域AR1が0°以上360°未満(電気角)の角度範囲の領域、第2領域AR2が360°以上720°未満(電気角)の角度範囲の領域、第3領域AR3が720°以上1080°未満(電気角)の角度範囲の領域、第4領域AR4が1080°以上1440°未満(電気角)の角度範囲の領域、第5領域AR5が1440°以上1800°未満(電気角)の角度範囲の領域、第6領域AR6が1800°以上2160°未満(電気角)の角度範囲の領域、第7領域AR7が2160°以上2520°未満(電気角)の角度範囲の領域、第8領域AR8が2520°以上2880°未満(電気角)の角度範囲の領域である
2…多極磁石
3…磁気検出部
31…第1磁気検出部
31A…第1−1磁気センサ部
31B…第1−2磁気センサ部
31C…第1−3磁気センサ部
31D…第1−4磁気センサ部
32…第2磁気検出部
32A…第2−1磁気センサ部
32B…第2−2磁気センサ部
32C…第2−3磁気センサ部
32D…第2−4磁気センサ部
3A…第1磁気センサセット
3B…第2磁気センサセット
3C…第3磁気センサセット
3D…第4磁気センサセット
4…演算処理部
41…補正信号生成部
43…回転角度検出部
10…回転角度検出装置
AS1…第1補正信号
AS2…第2補正信号
DS1…第1検出信号
DS2…第2検出信号
Claims (8)
- 周方向に異なる磁極が交互に配列され、回転体と一体に回転可能に設けられてなるn極対(nは3以上の整数である。)の磁石と、
前記磁石の周囲の領域に配置され、前記磁石の回転に伴う磁場の変化に応じた第1検出信号及び第2検出信号を出力する磁気検出部と、
前記磁気検出部により出力される前記第1検出信号及び前記第2検出信号のそれぞれに含まれる誤差成分が低減されてなる第1補正信号及び第2補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記第1補正信号及び前記第2補正信号に基づき、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出部と
を備え、
前記磁気検出部は、前記第1検出信号を出力する第1磁気検出部と、前記第2検出信号を出力する第2磁気検出部とを少なくとも含み、
前記第1検出信号の波形と前記第2検出信号の波形とは、互いに90degの位相差を有し、
前記第1磁気検出部及び前記第2磁気検出部のそれぞれは、複数の第1磁気センサ部及び複数の第2磁気センサ部のそれぞれを含み、
前記補正信号生成部は、前記複数の第1磁気センサ部のそれぞれから出力される第1センサ信号を加算するとともに、前記複数の第2磁気センサ部のそれぞれから出力される第2センサ信号を加算することにより、前記第1検出信号及び前記第2検出信号のそれぞれに含まれる誤差成分を低減し、
前記磁石の周囲の領域は、周状に沿ってn個に分割され、順に配列されてなる第1〜第n領域を含み、
前記複数の第1磁気センサ部のうち少なくとも2つの第1磁気センサ部は、前記第1〜第n領域のうちの互いに異なる領域に配置され、
前記複数の第2磁気センサ部のうち少なくとも2つの第2磁気センサ部は、それぞれ、前記第1〜第n領域のうちの互いに異なる領域に配置される
ことを特徴とする回転角度検出装置。 - 前記nが4以上の整数であり、
前記第1磁気検出部及び前記第2磁気検出部のそれぞれは、4つの前記第1磁気センサ部及び4つの前記第2磁気センサ部を含み、
前記4つの第1磁気センサ部は、前記第1〜第n領域のうちの互いに異なる領域に配置され、
前記4つの第2磁気センサ部は、前記第1〜第n領域のうちの互いに異なる領域に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記nが4以上の整数であり、
前記第1磁気検出部及び前記第2磁気検出部のそれぞれは、4つの前記第1磁気センサ部及び4つの前記第2磁気センサ部を含み、
前記4つの第1磁気センサ部のうちから選択される2つの第1磁気センサ部は、前記第1〜第n領域のうちの1つの領域に配置され、
前記4つの第2磁気センサ部のうちから選択される2つの第2磁気センサ部は、前記第1〜第n領域のうちの1つの領域に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記複数の第1磁気センサ部は、電気角で60+360×X°(Xは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第1磁気センサ部を少なくとも1組含んでおり、
前記複数の第2磁気センサ部は、電気角で60+360×X°(Xは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第2磁気センサ部を少なくとも1組含んでいる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回転角度検出装置。 - 前記複数の第1磁気センサ部は、電気角で60+360×X°(Xは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第1磁気センサ部を2組以上含んでおり、
前記複数の第2磁気センサ部は、電気角で60+360×X°(Xは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第2磁気センサ部を2組以上含んでいる
ことを特徴とする請求項4に記載の回転角度検出装置。 - 前記複数の第1磁気センサ部のは、電気角で36+360×Y°(Yは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第1磁気センサ部を少なくとも1組含んでおり、
前記複数の第2磁気センサ部は、電気角で36+360×Y°(Yは0以上n−1以下の整数である。)の角度間隔で配置される2つの第2磁気センサ部を少なくとも1組含んでいる
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の回転角度検出装置。 - 前記第1磁気センサ部及び前記第2磁気センサ部のそれぞれは、複数の磁気抵抗効果素子を含む
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の回転角度検出装置。 - 前記磁気抵抗効果素子は、ホール素子、AMR素子、GMR素子又はTMR素子であることを特徴とする請求項8に記載の回転角度検出装置。
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