JP5382187B2 - 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本発明の一実施形態による回転角検出装置10は、車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置1(以下、適宜「EPS」という。)に適用される。
Vx2=−cosδ+2.5 …(2)
Vy1= sinδ+2.5 …(3)
Vy2=−sinδ+2.5 …(4)
以下、cos信号である出力信号Vx1、Vx2を、適宜「(+)cos信号Vx1」、「(−)cos信号Vx2」という。同様に、sin信号である出力信号Vy1、Vy2を、適宜「(+)sin信号Vy1」、「(−)sin信号Vy2」という。
Vy=Vy1−Vy2=2sinδ …(6)
S12では、S11で取得した出力信号Vx1、Vx2、Vy1、Vy2、および、S11で算出したcos信号Vx、sin信号Vyに基づき、位相ずれαを補正するための位相補正値φを算出する。本実施形態では、用いる信号の組み合わせが異なる9つの定数である位相補正値φ0〜φ8が算出される。位相補正値φ0〜φ8の算出方法については、後述する。なお、位相補正値φは、取得される信号数に応じ、信号の組み合わせごとに算出しておくことが望ましい。
位相補正値φ0は、センサ誤差等を消去したcos信号Vxおよびsin信号Vyに基づいて算出される。ここで、cos信号Vxを基準としたときのcos信号Vxとsin信号Vyの位相ずれをα0とすると、cos信号Vxおよびsin信号Vyは、以下のように表される。
Vy=2sin(δ+α0) …(7)
ここで、式(5)に示すcos信号Vxおよび式(7)に示すsin信号Vyを用いて位相補正値φ0を算出する方法を説明する。
=2{cosδ+cos(δ+90+α0)} …(8)
上記式(8)を和積の公式(9)により変形すると、減算値Vs0は、以下の式(10)のように表される。
…(9)
Vs0=2{cosδ+cos(δ+90+α0)}
=4cos{(δ+δ+90+α0)/2}
×cos[{δ−(δ+90+α0)}/2]
=4cos(δ+45+α0/2)cos{−(45+α0/2)}
=4cos(δ+45+α0/2)cos(45+α0/2) …(10)
また、cos信号Vxにsin信号Vyを加算した加算値Va0を算出する。加算値Va0は、以下の式(11)のように表される。
=2{cosδ−cos(δ+90+α0)} …(11)
上記式(11)を和積の公式(12)により変形すると、加算値Va0は、以下の式(13)のように表される。
…(12)
Va0=2{cosδ−cos(δ+90+α0)}
=−4sin{(δ+δ+90+α0)/2}
×sin[{δ−(δ+90+α0)}/2]
=−4sin(δ+45+α0/2)sin{−(45+α0/2)}
=4sin(δ+45+α0/2)sin(45+α0/2) …(13)
また、減算値Vs0の最大値Vs0max、および、加算値Va0の最大値Va0maxは、以下の式(14)、(15)のように表される。
Va0max=4sin{(45+α0/2)} …(15)
なお、減算値Vs0の最大値Vs0max、および、加算値Va0の最大値Va0maxは、被検出部87を回転させることにより、定数として取得可能である。
=ATAN[4sin{(45+α0/2)}/4cos{(45+α0/2)}]
=45+α0/2 …(16)
上述の通り、減算値Vs0の最大値Vs0max、および、加算値Va0の最大値Va0maxは、定数であるので、位相補正値φ0も定数として算出される。
位相補正値φ1は、−cos信号Vx2およびsin信号Vyに基づいて算出される。ここで、−cos信号Vx2を基準としたときの位相ずれをα1とすると、−cos信号Vx2およびsin信号Vyは、以下のように表される。なお、−cos信号Vx2については、制御部51内でオフセット値を消去し、+cos信号に換算した値−Vx2aを用いる。
−Vx2a=cosδ …(17)
Vy=2sin(δ+α1) …(18)
ここで、cos信号−Vx2aからsin信号Vyを減算した減算値Vs1を算出する。なおここでは、cos信号−Vx2aとsin信号Vyとの振幅を合わせるため、cos信号−Vx2aを2倍しているが、sin信号であるVyを1/2倍してもよい。以下の例でも同様である。
=2{cosδ+cos(δ+90+α1)} …(19)
上記式(19)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs1は、式(20)のように表される。
また、振幅を合わせたうえで、cos信号−Vx2aにsin信号Vyを加算した加算値Va1は、以下の式(21)のように表される。
=2{cosδ−cos(δ+90+α1)} …(21)
上記式(21)を和積の公式にて変形すると、加算値Va1は、式(22)のように表される。
また、減算値Vs1の最大値Vs1max、および、加算値Va1の最大値Va1maxは、以下の式(23)、(24)のように表される。
Va1max=4sin(45+α1/2) …(24)
加算値Va1の最大値Va1maxを減算値Vs1の最大値Vs1maxで除した値のarctanを位相補正値φ1として算出すると、以下の式(25)のように表される。
<位相補正値φ2>
位相補正値φ2は、+cos信号Vx1およびsin信号Vyに基づいて算出される。ここで、+cos信号Vx1を基準としたときの位相ずれをα2とすると、+cos信号Vx1およびsin信号Vyは、以下のように表される。なお、+cos信号Vx1については、制御部51内でオフセット値を消去した値Vx1aを用いる。
Vy=2sin(δ+α2) …(27)
ここで、振幅を合わせたうえで、+cos信号Vx1aからsin信号Vyを減算した減算値Vs2は、
Vs2=2Vx1a−Vy=2cosδ−2sin(δ+α2)
=2{cosδ+cos(δ+90+α2)} …(28)
となる。上記式(28)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs2は、式(29)のように表される。
また、振幅を合わせたうえで、+cos信号Vx1aにsin信号Vyを加算した加算値Va2は、
Va2=2Vx1a+Vy=2cosδ+2sin(δ+α2)
=2{cosδ−cos(δ+90+α2)} …(30)
となる。上記式(30)を和積の公式にて変形すると、加算値Va2は、式(31)のように表される。
また、減算値Vs2の最大値Vs2max、および、加算値Va2の最大値Va2maxは、以下の式(32)、(33)のように表される。
Va2max=4sin(45+α2/2) …(33)
加算値Va2の最大値Va2maxを減算値Vs2の最大値Vs2maxで除した値のarctanを位相補正値φ2として算出すると、以下の式(34)のように表される。
<位相補正値φ3>
位相補正値φ3は、cos信号Vxおよび−sin信号Vy2に基づいて算出される。ここで、cos信号Vxを基準としたときの位相ずれをα3とすると、cos信号Vxおよび−sin信号Vy2は、以下のように表される。なお、−sin信号Vy2については、制御部51内でオフセット値を消去し、+sin信号に換算した値−Vy2aを用いる。
Vy2a=−sin(δ+α3)
−Vy2a=sin(δ+α3) …(35)
ここで、振幅を合わせたうえで、cos信号Vxからsin信号−Vy2aを減算した減算値Vs3は、
Vs3=Vx−(−2Vy2a)=2cosδ−2sin(δ+α3)
=2{cosδ+cos(δ+90+α3)} …(36)
となる。上記式(36)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs3は、式(37)のように表される。
また、振幅を合わせたうえで、cos信号Vxにsin信号−Vy2aを加算した加算値Va3は、
Va3=Vx+(−2Vy2a)=2cosδ+2sin(δ+α3)
=2{cosδ−cos(δ+90+α3)} …(38)
となる。上記式(38)を和積の公式にて変形すると、加算値Va3は、式(39)のように表される。
また、減算値Vs3の最大値Vs3max、および、加算値Va3の最大値Va3maxは、以下の式(40)、(41)のように表される。
Va3max=4sin(45+α3/2) …(41)
加算値Va3の最大値Va3maxを減算値Vs3の最大値Vs3maxで除した値のarctanを位相補正値φ3として算出すると、以下の式(42)のように表される。
<位相補正値φ4>
位相補正値φ4は、cos信号Vxおよび+sin信号Vy1に基づいて算出される。ここで、cos信号Vxを基準としたときの位相ずれをα4とすると、cos信号Vxおよび+sin信号Vy1は、以下のように表される。なお、+sin信号Vy1については、制御部51内でオフセット値を消去した値Vy1aを用いる。
Vy1a=sin(δ+α4) …(43)
ここで、振幅を合わせたうえで、cos信号Vxから+sin信号Vy1aを減算した減算値Vs4は、
Vs4=Vx−2Vy1a=2cosδ−2sin(δ+α4)
=2{cosδ+cos(δ+90+α4)} …(44)
となる。上記式(44)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs4は、式(45)のように表される。
また、振幅を合わせたうえで、cos信号Vxに+sin信号Vy1aを加算した加算値Va4は、
Va4=Vx+2Vy1a=2cosδ+2sin(δ+α4)
=2{cosδ−cos(δ+90+α4)} …(46)
となる。上記式(46)を和積の公式にて変形すると、加算値Va4は、式(47)のように表される。
ここで、減算値Vs4の最大値Vs4max、および、加算値Va4の最大値Va4maxは、以下の式(48)、(49)で表される。
Va4max=4sin(45+α4/2) …(49)
加算値Va4の最大値Va4maxを減算値Vs4の最大値Vs4maxで除した値のarctanを位相補正値φ4として算出すると、以下の式(50)のように表される。
<位相補正値φ5>
位相補正値φ5は、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2に基づいて算出される。ここで、−cos信号Vx2を基準としたときの位相ずれをα5とすると、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2は、以下のように表される。なお、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2については、制御部51内でオフセットを消去し、+cos信号または+sin信号に換算した値−Vx2a、−Vy2aを用いる。
−Vx2a=cosδ …(51)
Vy2a=−sin(δ+α5)
−Vy2a=sin(δ+α5) …(52)
ここで、cos信号−Vx2aからsin信号−Vy2aを減算した減算値Vs5は、
Vs5=−Vx2a−(−Vy2a)=cosδ−sin(δ+α5)
=cosδ+cos(δ+90+α5) …(53)
となる。上記式(53)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs5は、式(54)のように表される。
また、cos信号−Vx2aにsin信号−Vy2aを加算した加算値Va5は、
Va5=−Vx2a+(−Vy2a)=cosδ+sin(δ+α5)
=cosδ−cos(δ+90+α5) …(55)
となる。上記式(55)を和積の公式にて変形すると、加算値Va5は、式(56)のように表される。
ここで、減算値Vs5の最大値Vs5max、および、加算値Va5の最大値Va5maxは、以下の式(57)、(58)で表される。
Va5max=2sin(45+α5/2) …(58)
加算値Va5の最大値Va5maxを減算値Vs5の最大値Vs5maxで除した値のarctanを位相補正値φ5として算出すると、以下の式(58)のように表される。
<位相補正値φ6>
位相補正値φ6は、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1に基づいて算出される。ここで、−cos信号Vx2を基準としたときの位相ずれをα6とすると、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1は、以下のように表される。なお、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1については制御部51内でオフセットを除去し、−cos信号Vx2については+cos信号に換算した値−Vx2a、Vy1aを用いる。
−Vx2a=cosδ …(60)
Vy1a=sin(δ+α6) …(61)
ここで、cos信号−Vx2aから+sin信号Vy1aを減算した減算値Vs6は、
Vs6=−Vx2a−Vy1a=cosδ−sin(δ+α6)
=cosδ+cos(δ+90+α6)} …(62)
となる。上記式(62)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs6は、式(63)のように表される。
また、cos信号−Vx2aに+sin信号Vy1aを加算した加算値Va6は、
Va6=−Vx2a+Vy1a=cosδ+sin(δ+α6)
=cosδ−cos(δ+90+α6) …(64)
となる。上記式(64)を和積の公式にて変形すると、加算値Va6は、式(65)のように表される。
ここで、減算値Vs6の最大値Vs6max、および、加算値Va6の最大値Va6maxは、以下の式(66)、(67)のように表される。
Va6max=2sin(45+α6/2) …(67)
加算値Va6の最大値Va6maxを減算値Vs6の最大値Vs6maxで除した値のarctanを位相補正値φ6として算出すると、以下の式(68)のように表される。
<位相補正値φ7>
位相補正値φ7は、+cos信号Vx1および−sin信号Vy2に基づいて算出される。ここで、+cos信号Vx1を基準としたときの位相ずれをα7とすると、+cos信号Vx1および−sin信号Vy2は、以下のように表される。なお、+cos信号Vx1および−sin信号Vy2については制御部51内でオフセットを除去し、−sin信号Vy2については+sin信号に換算した値Vx1a、−Vy2aを用いる。
Vy2a=−sin(δ+α7)
−Vy2a=sin(δ+α7) …(70)
ここで、+cos信号Vx1aからsin信号−Vy2aを減算した減算値Vs7は、
Vs7=Vx1a−(−Vy2a)=cosδ−sin(δ+α7)
=cosδ+cos(δ+90+α7) …(71)
となる。上記式(71)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs7は、式(72)のように表される。
また、+cos信号Vx1aにsin信号−Vy2aを加算した加算値Va7は、
Va7=Vx1a+(−Vy2a)=cosδ+sin(δ+α7)
=cosδ−cos(δ+90+α7) …(73)
となる。上記式(73)を和積の公式にて変形すると、加算値Va7は、式(74)のように表される。
ここで、減算値Vs7の最大値Vs7max、および、加算値Va7の最大値Va7maxは、以下の式(75)、(76)で表される。
Va7max=2sin(45+α7/2) …(76)
加算値Va7の最大値Va7maxを減算値Vs7の最大値Vs7maxで除した値のarctanを位相補正値φ7として算出すると、以下の式(77)のように表される。
<位相補正値φ8>
位相補正値φ8は、+cos信号Vx1および+sin信号Vy1に基づいて算出される。ここで、+cos信号Vx1を基準としたときの位相ずれをα8とすると、+cos信号Vx1および+sin信号Vy1は、以下のように表される。なお、+cos信号Vx1および+sin信号Vy1については、制御部51内でオフセットを除去した値Vx1a、Vy1aを用いる。
Vy1a=sin(δ+α8) …(79)
ここで、+cos信号Vx1aから+sin信号Vy1aを減算した減算値Vs8は、
Vs8=Vx1a−Vy1a=cosδ−sin(δ+α8)
=cosδ+cos(δ+90+α8) …(80)
となる。上記式(80)を和積の公式にて変形すると、減算値Vs8は、式(81)のように表される。
また、+cos信号Vx1aに+sin信号Vy1aを加算した加算値Va8は、
Va8=Vx1a+Vy1a=cosδ+sin(δ+α8)
=cosδ−cos(δ+90+α8) …(82)
となる。上記式(82)を和積の公式にて変形すると、加算値Va8は、式(83)のように表される。
ここで、減算値Vs8の最大値Vs8max、および、加算値Va8の最大値Va8maxは、以下の式(84)、(85)で表される。
Va8max=2sin(45+α8/2) …(85)
加算値Va8の最大値Va8maxを減算値Vs8の最大値Vs8maxで除した値のarctanを位相補正値φ8として算出すると、以下の式(86)のように表される。
このように算出された位相補正値φ0〜φ8は、いずれも定数であり、算出された位相補正値φ0〜φ8は、メモリ部52に記憶される(図5中のS13)。
Vadn=Van/Vanmax=sin(δ+45+αn/2) …(88)
なお、VsdnおよびVadnは、具体的には、Vsd0がVs0をVs0maxで除して算出され、Vad0がVa0をVa0maxで除して算出される、といった具合であり、本実施形態ではn=0〜8である。
γn=ATAN(Vsdn/Vadn) …(90)
式(89)および式(90)に示したように、角度γnは、sin信号であるVadnをcos信号であるVsdnで除した値(以下、「tan値」という。)、または、cos信号であるVsdnをsin信号であるVadnで除した値(以下、「cot値」という。)のarctanとして算出される。VadnおよびVsdnは、0となる角度があるため、0で除することを避けるため、sin信号であるVadnが0となる角度を含む角度範囲においては、cos信号で除するtan値に基づいて角度γnを算出し、cos信号であるVsdnが0となる角度を含む角度範囲においては、sin信号で除するcot値に基づいて角度γnを算出する。なお、VadnまたはVsdnが−信号である場合、例えば−1等を乗じることにより、+信号に変換してからtan値およびcot値を算出する。
図6に戻り、上述のS104では、Vad0およびVsd0に基づくtan値またはcot値のarctanである角度γ0から算出される補正前回転角度θ0は、以下の式(92)のように表される。
S105では、cos信号Vxおよびsin信号Vyに基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ0を取得する。そして取得した位相補正値φ0に基づき、S104で算出した補正前回転角度θ0を補正する。具体的には、補正前回転角度θ0から位相補正値φ0を減算することにより、式(93)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
少なくとも1つの出力信号に異常が生じている場合(S103:NO)に移行するS106では、+cos信号Vx1のみに異常が生じているか否かを判断する。+cos信号Vx1に異常が生じていない場合、または、+cos信号Vx1の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S106:NO)、S109へ移行する。+cos信号Vx1のみに異常が生じている場合(S106:YES)、S107へ移行する。
S108では、−cos信号Vx2およびsin信号Vyに基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ1を取得する。そして取得した位相補正値φ1に基づき、S107で算出した補正前回転角度θ1を補正する。具体的には、補正前回転角度θ1から位相補正値φ1を減算することにより、式(95)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
+cos信号Vx1に異常が生じていない場合、または、+cos信号Vx1の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S106:NO)に移行するS109では、−cos信号Vx2のみに異常が生じているか否かを判断する。−cos信号Vx2に異常が生じていない場合、または、−cos信号Vx2の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S109:NO)、S112へ移行する。−cos信号Vx2のみに異常が生じている場合(S109:YES)、S110へ移行する。
S111では、+cos信号Vx1およびsin信号Vyに基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ2を取得する。そして取得した位相補正値φ2に基づき、S110で算出した補正前回転角度θ2を補正する。具体的には、補正前回転角度θ2から位相補正値φ2を減算することにより、式(97)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
−cos信号Vx2に異常が生じていない場合、または、−cos信号Vx2の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S109:NO)に移行するS112では、+sin信号Vy1のみに異常が生じているか否かを判断する。+sin信号Vy1に異常が生じていない場合、または、+sin信号Vy1の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S112:NO)、S115へ移行する。+sin信号Vy1のみに異常が生じている場合(S112:YES)、S113へ移行する。
S114では、cos信号Vxおよび−sin信号Vy2に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ3を取得する。そして取得した位相補正値φ3に基づき、S113で算出した補正前回転角度θ3を補正する。具体的には、補正前回転角度θ3から位相補正値φ3を減算することにより、式(99)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
+sin信号Vy1に異常が生じていない場合、または、+sin信号Vy1の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S112:NO)に移行するS115では、−sin信号Vy2のみに異常が生じているか否かを判断する。−sin信号Vy2に異常が生じていない場合、または、−sin信号Vy2の異常に加え他の出力信号にも異常が生じている場合(S115:NO)、図7中のS118へ移行する。なお、このS115にて否定判断される場合、少なくとも2つの出力信号に異常が生じている。−sin信号Vy2のみに異常が生じている場合(S115:YES)、S116へ移行する。
S117では、cos信号Vxおよび+sin信号Vy1に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ4を取得する。そして取得した位相補正値φ4に基づき、S116で算出した補正前回転角度θ4を補正する。具体的には、補正前回転角度θ4から位相補正値φ4を減算することにより、式(101)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
図5に示すように、少なくとも2つの出力信号に異常が生じている場合(S103:NO、S106:NO、S109:NO、S112:NO、かつS115:NO)に移行するS118では、出力信号Vx1、Vy1のみに異常が生じているか否かを判断する。出力信号Vx1、Vy1以外の出力信号に異常が生じている場合(S118:NO)、S121へ移行する。出力信号Vx1、Vy1のみに異常が生じている場合(S118:YES)、S119へ移行する。
S120では、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ5を取得する。そして取得した位相補正値φ5に基づき、S119で算出した補正前回転角度θ5を補正する。具体的には、補正前回転角度θ5から位相補正値φ5を減算することにより、式(103)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
出力信号Vx1、Vy1以外の出力信号に異常が生じている場合(S118:NO)に移行するS121では、出力信号Vx1、Vy2のみに異常が生じているか否かを判断する。出力信号Vx1、Vy2以外の出力信号に異常が生じている場合(S121:NO)、S124へ移行する。出力信号Vx1、Vy2のみに異常が生じている場合(S121:YES)、S122へ移行する。
S123では、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ6を取得する。そして取得した位相補正値φ6に基づき、S122で算出した補正前回転角度θ6を補正する。具体的には、補正前回転角度θ6から位相補正値φ6を減算することにより、式(105)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
出力信号Vx1、Vy2以外の出力信号に異常が生じている場合(S121:NO)に移行するS124では、出力信号Vx2、Vy1のみに異常が生じているか否かを判断する。出力信号Vx2、Vy1以外の出力信号に異常が生じている場合(S124:NO)、S127へ移行する。出力信号Vx2、Vy1のみに異常が生じている場合(S124:YES)、S125へ移行する。
S126では、+cos信号Vx1および−sin信号Vy2に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ7を取得する。そして、取得した位相補正値φ7に基づき、S125で算出した補正前回転角度θ7を補正する。具体的には、補正前回転角度θ7から位相補正値φ7を減算することにより、式(107)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
出力信号Vx2、Vy1以外の出力信号に異常が生じている場合(S124:NO)に移行するS127では、出力信号Vx2、Vy2のみに異常が生じているか否かを判断する。
出力信号Vx2、Vy2以外の出力信号に異常が生じている場合(S127:NO)、S130へ移行する。出力信号Vx2、Vy2のみに異常が生じている場合(S127:YES)、S128へ移行する。
S129では、+cos信号Vx1および+sin信号Vy1に基づいて算出され、メモリ部52に記憶されている位相補正値φ8を取得する。そして、取得した位相補正値φ8に基づき、S128で算出した補正前回転角度θ8を補正する。具体的には、補正前回転角度θ8から位相補正値φ8を減算することにより、式(109)に示すように、被検出部87の回転角度δを算出することができる。
出力信号Vx2、Vy2以外の出力信号に異常が生じている場合(S127:NO)に移行するS130では、全てのcos信号、全てのsin信号、または全てのcos信号およびsin信号に異常が生じているので、角度検出を終了する。
+sin信号Vy1のみに異常が生じている場合(S112:YES)、−sin信号Vy2に基づいて補正前回転角度θ3を算出し(S113)、−sin信号Vy2に基づいて算出された位相補正値φ3に基づいて補正前回転角度θ3を補正し、被検出部87の回転角度δを算出する(S114)。
+cos信号Vx1および+sin信号Vy1に異常が生じている場合(S118:YES)、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2に基づいて補正前回転角度θ5を算出し(S119)、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2に基づいて算出された位相補正値φ5に基づいて補正前回転角度θ5を補正し、被検出部87の回転角度δを算出する(S120)
+cos信号Vx1および−sin信号Vy2に異常が生じている場合(S121:YES)、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1に基づいて補正前回転角度θ6を算出し(S122)、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1に基づいて算出された位相補正値φ6に基づいて補正前回転角度θ6を補正し、被検出部87の回転角度δを算出する(S123)。
また、本実施形態では、被検出部87の回転角度をδ、位相ずれをαとすると、補正前回転角度θは、以下の通りである。
また、位相補正値φは、以下の通りである。
これにより、例えば補正前回転角度θから位相補正値φを減算することにより、被検出部87の回転角度δを簡素な式で算出することができる。また、位相補正値φは、定数であるので、位相補正値φをメモリ部52等に記憶する場合、位相補正値が関数である場合と比較して、当該メモリ部52における容量を低減することができる。
本実施形態では、制御部51が「出力信号取得手段」、「補正前回転角度算出手段」、「位相補正値算出手段」、「補正手段」を構成し、メモリ部52が「記憶部」を構成する。また、図5中のS11および図6中のS101が「出力信号取得手段」の機能としての処理に相当し、図6中のS104、S107、S110、S113、S116、図7中のS119、S122、S125、S128が「補正前回転角度算出手段」の機能としての処理に相当し、図5中のS12が「位相補正値算出手段」の機能としての処理に相当し、図6中のS105、S108、S111、S114、S117、図7中のS120、S123、S126、S129が「補正手段」の機能としての処理に相当する。
(ア)上記実施形態では、+cos信号Vx1のみに異常が生じている場合(S106:YES)、−cos信号Vx2およびsin信号Vyから算出される補正前回転角度θ1および位相補正値φ1に基づいて回転角度δを算出した。他の実施形態では、−cos信号Vx2および−sin信号Vy2から算出される補正前回転角度θ5および位相補正値φ5に基づいて回転角度δを算出してもよいし、−cos信号Vx2および+sin信号Vy1から算出される補正前回転角度θ6および位相補正値φ6に基づいて回転角度δを算出してもよい。
(ウ)上記実施形態では、cos信号およびsin信号の振幅が1であり、増幅部40において加算されるオフセット値は2.5であった。他の実施形態では、マイコン50にて出力信号を取得可能な範囲において、振幅およびオフセット値は適宜設定することができる。
(キ)上記実施形態では、回転角検出装置を電動パワーステアリング装置に用いたが、これに限らず、他の分野へ適用することはもちろん可能である。(請求項9の裏)
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・回転角検出装置
11・・・第1ブリッジ回路(回路部)
12・・・第2ブリッジ回路(回路部)
14〜17・・・ハーフブリッジ(センサ素子組)
21〜28・・・センサ素子
31〜34・・・ハーフブリッジの中点、
40・・・増幅部
50・・・マイコン
51・・・制御部(出力信号取得手段、補正前回転角度算出手段、位相補正値算出手段、補正手段)
52・・・メモリ部(記憶部)
80・・・モータ
87・・・被検出部
90・・・ステアリングシステム
Claims (8)
- (a)被検出部の回転に応じて変化する回転磁界を感知し前記被検出部の回転角度に応じてインピーダンスが変化するセンサ素子により構成される複数のセンサ素子組を有する回路部と、
(b)複数の前記センサ素子組から出力される出力信号を前記センサ素子組毎に取得する出力信号取得手段と、
(c)前記出力信号取得手段により取得された前記出力信号に基づき、前記被検出部の補正前回転角度を算出する補正前回転角度算出手段と、
(d)前記出力信号取得手段により取得された前記出力信号に基づき、前記出力信号間の位相ずれを補正するための位相補正値を算出する位相補正値算出手段と、
(e)前記位相補正値算出手段により算出された前記位相補正値を記憶する記憶部と、
(f)前記記憶部に記憶された前記位相補正値を取得し、取得された前記位相補正値に基づき、前記補正前回転角度算出手段により算出された前記補正前回転角度を補正する補正手段と、を備え、
(g)前記出力信号取得手段により取得される前記出力信号は、位相の異なる複数の信号を含み、
(h)前記位相補正値は、前記出力信号の組合せ毎に記憶し、
(i)前記出力信号の一部に異常が生じた場合には、異常が生じていない前記出力信号の組合せに対応した前記位相補正値を取得し、取得された前記位相補正値に基づき、前記補正前回転角度を補正することを特徴とする回転角検出装置。 - 前記出力信号取得手段により取得される前記出力信号は、cos信号およびsin信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転角検出装置。
- 前記出力信号取得手段により取得される前記出力信号は、4以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の回転角検出装置。
- 前記出力信号取得手段により取得される前記出力信号は、+cos信号、−cos信号、+sin信号、および−sin信号を含むことを特徴とする請求項3に記載の回転角検出装置。
- 前記補正前回転角度算出手段は、前記+cos信号、前記−cos信号、前記+sin信号、および、前記−sin信号に基づいて前記補正前回転角度を算出し、
前記位相補正値算出手段は、前記+cos信号、前記−cos信号、前記+sin信号、および、前記−sin信号に基づいて前記位相補正値を算出することを特徴とする請求項4に記載の回転角検出装置。 - 前記補正前回転角度算出手段は、前記+cos信号または前記−cos信号に基づいて前記補正前回転角度を算出し、
前記位相補正値算出手段は、前記+cos信号または前記−cos信号に基づいて前記位相補正値を算出することを特徴とする請求項4または5に記載の回転角検出装置。 - 前記補正前回転角度算出手段は、前記+sin信号または前記−sin信号に基づいて前記補正前回転角度を算出し、
前記位相補正値算出手段は、前記+sin信号または前記−sin信号に基づいて前記位相補正値を算出することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の回転角検出装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載された回転角検出装置を用いた電動パワーステアリング装置。
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