JP5454390B2 - Rotation angle detector - Google Patents
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Description
本発明は、回転体に設けられた磁石と、回転体の回転による磁石から発せられる磁束の変化を検出する磁気検出部と、該磁気検出部の出力信号に基づいて回転体の回転角度を算出する算出部と、を備える回転角度検出装置に関するものである。 The present invention calculates a rotation angle of a rotating body based on an output signal of the magnet provided on the rotating body, a magnetic detection unit that detects a change in magnetic flux emitted from the magnet due to the rotation of the rotating body, and the magnetic detection unit And a rotation angle detecting device including the calculating unit.
従来、例えば特許文献1に示されるように、回転体に固定された磁石と、回転体の回転角度に応じた正弦波信号を出力する磁束密度検出手段と、磁束密度検出手段の出力信号に基づいて、回転体の回転角度を算出する回転角度演算手段と、を備える回転角度検出装置が提案されている。この回転角度検出装置では、3つの磁束密度検出手段が、互いに同位相及び逆位相ではない3つの正弦波信号を出力するように配置されている。上記した回転角度演算手段は、3つの磁束密度検出手段から出力される正弦波信号から2つの正弦波信号を順次選択し、選択した2つの正弦波信号に基づいて、回転角度に対する正弦値及び余弦値を演算する。次いで、回転角度演算手段は、演算した正弦値及び余弦値に基づいて逆正接演算することで回転角度を算出し、正弦値と余弦値と回転角度とに基づいて、回転角度が正常か否かを判定する。最後に、回転角度演算手段は、正常と判定された回転角度を出力する。 Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, based on a magnet fixed to a rotating body, magnetic flux density detecting means for outputting a sine wave signal corresponding to the rotation angle of the rotating body, and an output signal of the magnetic flux density detecting means Thus, there has been proposed a rotation angle detection device including rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the rotating body. In this rotation angle detection device, the three magnetic flux density detection means are arranged so as to output three sine wave signals that are not in phase and opposite phase to each other. The above rotation angle calculation means sequentially selects two sine wave signals from the sine wave signals output from the three magnetic flux density detection means, and based on the selected two sine wave signals, the sine value and cosine for the rotation angle. Calculate the value. Next, the rotation angle calculation means calculates a rotation angle by calculating an arctangent based on the calculated sine value and cosine value, and determines whether the rotation angle is normal based on the sine value, cosine value, and rotation angle. Determine. Finally, the rotation angle calculation means outputs the rotation angle determined to be normal.
上記構成によれば、3つの磁束密度検出手段のうち、1つの磁束密度検出手段が故障したとしても、算出した3つの回転角度のうち2つの回転角度が異常となるが、正常な回転角度を1つ得ることができる。このように、3つの磁束密度検出手段のうち、1つの磁束密度検出手段が故障したとしても、残り2つの磁束密度検出手段の正弦波信号に基づいて、正常な回転角度を検出することが可能となっている。 According to the above configuration, even if one of the three magnetic flux density detection means fails, two of the calculated three rotation angles are abnormal, but the normal rotation angle is You can get one. In this way, even if one of the three magnetic flux density detection means fails, a normal rotation angle can be detected based on the sine wave signals of the remaining two magnetic flux density detection means. It has become.
ところで、上記したように、特許文献1に示される回転角度検出装置では、2つの正弦波信号に基づいて、回転角度を検出している。そのため、3つの磁束密度検出手段(磁気検出部)のうち、2つの磁気検出部が故障した場合、1つの正弦波信号しか得ることができないので、回転角度を検出することができない、という不具合が生じる。 By the way, as described above, the rotation angle detection device disclosed in Patent Document 1 detects the rotation angle based on two sine wave signals. Therefore, when two magnetic detectors out of the three magnetic flux density detectors (magnetic detectors) fail, only one sine wave signal can be obtained, so that the rotation angle cannot be detected. Arise.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、故障によって、1つの磁気検出部の出力信号しか得られなくなったとしても、回転角度を検出することが可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention has an object to provide a rotation angle detection device capable of detecting a rotation angle even if only an output signal of one magnetic detection unit can be obtained due to a failure. To do.
上記した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、回転体に設けられた磁石と、回転体の回転による磁石から発せられる磁束の変化を検出する磁気検出部と、該磁気検出部の出力信号に基づいて回転体の回転角度を算出する算出部と、を備える回転角度検出装置であって、磁気検出部は、出力信号の位相差が90°若しくは270°異なるように、磁石の回転方向に互いに離れて設けられた第1磁気検出部と第2磁気検出部とを有し、算出部は、第1磁気検出部から出力される正弦波信号に基づいて、余弦波信号を生成する第1生成部と、第2磁気検出部から出力される余弦波信号に基づいて、正弦波信号を生成する第2生成部と、第1磁気検出部の正弦波信号と第2生成部の正弦波信号のうち、正常な正弦波信号を1つ出力する第1選択部と、第2磁気検出部の余弦波信号と第1生成部の余弦波信号のうち、正常な余弦波信号を1つ出力する第2選択部と、第1選択部から出力される正弦波信号と第2選択部から出力される余弦波信号とに基づいて、回転体の回転角度を演算する演算部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the invention described in claim 1 includes a magnet provided in the rotating body, a magnetic detection unit that detects a change in magnetic flux generated from the magnet due to the rotation of the rotating body, and the magnetic detection. A rotation angle detector that calculates a rotation angle of a rotating body based on an output signal of the rotation unit, wherein the magnetism detection unit is arranged so that the phase difference of the output signal differs by 90 ° or 270 °. A first magnetic detection unit and a second magnetic detection unit that are provided apart from each other in the rotation direction, and the calculation unit generates a cosine wave signal based on the sine wave signal output from the first magnetic detection unit. A first generator for generating; a second generator for generating a sine wave signal based on a cosine wave signal output from the second magnetic detector; a sine wave signal for the first magnetic detector; and a second generator A first normal sine wave signal out of the first sine wave signals A selection unit; a second selection unit that outputs one normal cosine wave signal among the cosine wave signal of the second magnetic detection unit and the cosine wave signal of the first generation unit; and a sine output from the first selection unit And a calculation unit that calculates a rotation angle of the rotating body based on the wave signal and the cosine wave signal output from the second selection unit.
このように本発明によれば、第1磁気検出部と第2磁気検出部とは、出力信号の位相差が90°若しくは270°異なるように、磁石の回転方向に互いに離れて設けられており、第1磁気検出部から正弦波信号が出力され、第2磁気検出部から余弦波信号が出力されるようになっている。また、算出部は、第1磁気検出部から出力される正弦波信号に基づいて、余弦波信号を生成する第1生成部と、第2磁気検出部から出力される余弦波信号に基づいて、正弦波信号を生成する第2生成部と、を有する。 Thus, according to the present invention, the first magnetic detection unit and the second magnetic detection unit are provided apart from each other in the rotation direction of the magnet so that the phase difference of the output signal differs by 90 ° or 270 °. A sine wave signal is output from the first magnetic detection unit, and a cosine wave signal is output from the second magnetic detection unit. Further, the calculation unit is based on the first generation unit that generates a cosine wave signal based on the sine wave signal output from the first magnetic detection unit, and on the basis of the cosine wave signal output from the second magnetic detection unit, A second generator for generating a sine wave signal.
これによれば、例えば、第1磁気検出部が故障した場合においても、正常な信号として、第2磁気検出部の余弦波信号と、第2生成部の正弦波信号とを得ることができる。これとは逆に、第2磁気検出部が故障した場合においても、正常な信号として、第1磁気検出部の正弦波信号と、第1生成部の余弦波信号とを得ることができる。このように、一方の磁気検出部が故障したために、他方の磁気検出部の出力信号しか得ることができなくなったとしても、位相差が90°若しくは270°異なる、正常な2つの信号(正弦波信号と余弦波信号)を得ることができる。したがって、これら2つの信号を演算部で演算することで、回転角度を検出することができる。 According to this, for example, even when the first magnetic detection unit fails, the cosine wave signal of the second magnetic detection unit and the sine wave signal of the second generation unit can be obtained as normal signals. On the contrary, even when the second magnetic detection unit fails, the sine wave signal of the first magnetic detection unit and the cosine wave signal of the first generation unit can be obtained as normal signals. Thus, even if only one output signal from the other magnetic detector can be obtained because one of the magnetic detectors has failed, two normal signals (sinusoidal waves) having a phase difference of 90 ° or 270 °. Signal and cosine wave signal). Therefore, the rotation angle can be detected by calculating these two signals in the calculation unit.
また、算出部は、第1磁気検出部の正弦波信号と第2生成部の正弦波信号のうち、正常な正弦波信号を1つ出力する第1選択部と、第2磁気検出部の余弦波信号と第1生成部の余弦波信号のうち、正常な余弦波信号を1つ出力する第2選択部と、を有する。これによれば、各磁気検出部の出力信号若しくは各生成部の出力信号に基づいて、各磁気検出部の故障判定を行うことができる。 The calculation unit includes a first selection unit that outputs one normal sine wave signal out of the sine wave signal of the first magnetic detection unit and the sine wave signal of the second generation unit, and the cosine of the second magnetic detection unit. And a second selection unit that outputs one normal cosine wave signal among the wave signal and the cosine wave signal of the first generation unit. According to this, failure determination of each magnetic detection unit can be performed based on the output signal of each magnetic detection unit or the output signal of each generation unit.
請求項2に記載のように、第1選択部は、第1磁気検出部が正常に動作していると判定した場合に、第1磁気検出部の正弦波信号を出力し、第1磁気検出部が故障していると判定した場合に、第2生成部の正弦波信号を出力し、第2選択部は、第2磁気検出部が正常に動作していると判定した場合に、第2磁気検出部の余弦波信号を出力し、第2磁気検出部が故障していると判定した場合に、第1生成部の余弦波信号を出力する構成が好ましい。 The first selection unit outputs the sine wave signal of the first magnetic detection unit when the first selection unit determines that the first magnetic detection unit is operating normally, and detects the first magnetic detection unit. The second generation unit outputs a sine wave signal of the second generation unit when it is determined that the unit is out of order, and the second selection unit determines that the second magnetic detection unit is operating normally. A configuration is preferable in which the cosine wave signal of the first generation unit is output when the cosine wave signal of the magnetic detection unit is output and it is determined that the second magnetic detection unit is out of order.
生成部の出力信号は、磁気検出部の出力信号に基づいて生成された信号なので、元となった磁気検出部の出力信号と比べて、波形が乱れている可能性がある。これに対して、請求項2に記載の発明では、磁気検出部が正常な場合、磁気検出部の出力信号が演算部に入力される。これにより、磁気検出部が正常な場合においても、生成部の出力信号が演算部に入力されることがないので、回転角度の検出精度が低下することが抑制される。 Since the output signal of the generation unit is a signal generated based on the output signal of the magnetic detection unit, the waveform may be disturbed compared to the output signal of the original magnetic detection unit. In contrast, in the second aspect of the invention, when the magnetic detection unit is normal, the output signal of the magnetic detection unit is input to the calculation unit. As a result, even when the magnetic detection unit is normal, the output signal of the generation unit is not input to the calculation unit, so that the detection accuracy of the rotation angle is prevented from being lowered.
請求項3に記載のように、第1選択部は、第1磁気検出部の正弦波信号に基づいて第1磁気検出部の故障の有無を判定し、第2選択部は、第2磁気検出部の余弦波信号に基づいて第2磁気検出部の故障の有無を判定し、第1選択部は、第2選択部から第2磁気検出部が故障しているとの情報が伝達された場合に、第1磁気検出部の正弦波信号を出力し、第2選択部は、第1選択部から第1磁気検出部が故障しているとの情報が伝達された場合に、第2磁気検出部の余弦波信号を出力する構成が良い。 According to a third aspect of the present invention, the first selection unit determines the presence or absence of a failure of the first magnetic detection unit based on the sine wave signal of the first magnetic detection unit, and the second selection unit detects the second magnetic detection unit. The second selection unit determines whether or not the second magnetic detection unit has failed based on the cosine wave signal of the unit, and the first selection unit receives information from the second selection unit that the second magnetic detection unit has failed. The second magnetic detecting unit outputs a sine wave signal of the first magnetic detecting unit, and the second selecting unit detects the second magnetic detecting unit when information indicating that the first magnetic detecting unit is out of order is transmitted from the first selecting unit. The structure which outputs the cosine wave signal of a part is good.
これによれば、第1選択部が、第2生成部によって生成された余弦波信号に基づいて第2磁気検出部の故障の有無を判定し、第2選択部が、第1生成部によって生成された正弦波信号に基づいて第1磁気検出部の故障の有無を判定する構成と比べて、磁気検出部の故障判定が速くなり、信号の処理速度が速くなる。 According to this, a 1st selection part determines the presence or absence of a failure of a 2nd magnetic detection part based on the cosine wave signal produced | generated by the 2nd production | generation part, and a 2nd selection part is produced | generated by the 1st production | generation part Compared with the configuration for determining the presence or absence of a failure of the first magnetic detection unit based on the sine wave signal, the failure determination of the magnetic detection unit is faster and the signal processing speed is faster.
また、第2磁気検出部が故障しているにも関わらず、第2生成部の正弦波信号が第1選択部から出力されることが抑止され、第1磁気検出部が故障しているにも関わらず、第1生成部の余弦波信号が第2選択部から出力されることが抑止される。これにより、回転角度の検出精度が低下することが抑制される。 In addition, although the second magnetic detection unit is out of order, the sine wave signal of the second generation unit is prevented from being output from the first selection unit, and the first magnetic detection unit is out of order. Nevertheless, the cosine wave signal of the first generator is prevented from being output from the second selector. Thereby, it is suppressed that the detection accuracy of a rotation angle falls.
請求項4に記載のように、第1選択部は、第1磁気検出部の正弦波信号の規定値が記憶された第1メモリと、この規定値と第1磁気検出部の正弦波信号とに基づいて、第1磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第1判定部と、を有し、第2選択部は、第2磁気検出部の余弦波信号の規定値が記憶された第2メモリと、この規定値と第2磁気検出部の余弦波信号とに基づいて、第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第2判定部と、有する構成が良い。これによれば、各磁気検出部から出力される信号の振幅が正常値であるか否かを判定することで、各磁気検出部の故障の有無を判定することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the first selection unit includes a first memory in which a specified value of the sine wave signal of the first magnetic detection unit is stored, and the specified value and the sine wave signal of the first magnetic detection unit. A first determination unit that determines whether or not the first magnetic detection unit is operating normally, and the second selection unit has a specified value of the cosine wave signal of the second magnetic detection unit A second determination unit that determines whether or not the second magnetic detection unit is operating normally based on the stored second memory and the specified value and the cosine wave signal of the second magnetic detection unit; Good configuration. According to this, by determining whether or not the amplitude of the signal output from each magnetic detection unit is a normal value, it is possible to determine whether or not there is a failure in each magnetic detection unit.
請求項5に記載のように、第1選択部は、第1磁気検出部の正弦波信号を微分した信号の規定値が記憶された第3メモリと、この規定値と第1磁気検出部の正弦波信号を微分した信号とに基づいて、第1磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第3判定部と、を有し、第2選択部は、第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号の規定値が記憶された第4メモリと、この規定値と第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号とに基づいて、第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第4判定部と、有する構成が良い。これによれば、各磁気検出部から出力される信号の波形が正常であるか否かを判定することで、各磁気検出部の故障の有無を判定することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the first selection unit includes a third memory in which a predetermined value of a signal obtained by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit is stored, and the predetermined value and the first magnetic detection unit. A third determination unit that determines whether or not the first magnetic detection unit is operating normally based on a signal obtained by differentiating the sine wave signal, and the second selection unit includes the second magnetic detection unit. The second magnetic detection unit normally operates on the basis of the fourth memory in which the prescribed value of the signal obtained by differentiating the cosine wave signal is stored and the signal obtained by differentiating the prescribed value and the cosine wave signal of the second magnetic detection unit. A configuration having a fourth determination unit that determines whether or not the device is operating is preferable. According to this, by determining whether or not the waveform of the signal output from each magnetic detection unit is normal, it is possible to determine whether or not there is a failure in each magnetic detection unit.
請求項6に記載のように、第1選択部は、第1磁気検出部が正常に動作しているかを判定すべく、第1磁気検出部の正弦波信号と第2生成部の正弦波信号とを比較する第1比較部を有し、第2選択部は、第2磁気検出部が正常に動作しているかを判定すべく、第2磁気検出部の余弦波信号と第1生成部の余弦波信号とを比較する第2比較部を有する構成が良い。これによれば、各磁気検出部から出力される信号の振幅や波形が正常であるか否かを判定することで、各磁気検出部の故障の有無を判定することができる。 The first selection unit may determine whether the first magnetic detection unit is operating normally and the first magnetic detection unit sine wave signal and the second generation unit sine wave signal. And a second selection unit for determining whether the second magnetic detection unit is operating normally and the cosine wave signal of the second magnetic detection unit and the first generation unit. A configuration having a second comparison unit that compares the cosine wave signal is preferable. According to this, it is possible to determine whether or not there is a failure in each magnetic detection unit by determining whether the amplitude or waveform of the signal output from each magnetic detection unit is normal.
請求項7〜10に記載の発明の作用効果は、請求項1〜5いずれかに記載の発明の作用効果と同等なので、その記載を省略する。 Since the operational effects of the inventions according to claims 7 to 10 are the same as the operational effects of the invention according to any one of claims 1 to 5, the description thereof is omitted.
請求項11に記載のように、第1生成部は、第1磁気検出部の正弦波信号を1回微分することで、余弦波信号を生成し、第2生成部は、第2磁気検出部の余弦波信号を1回微分して、符号を反転することで、正弦波信号を生成する構成が良い。 The first generation unit generates a cosine wave signal by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit once, and the second generation unit includes the second magnetic detection unit. The sine wave signal is preferably generated by differentiating the cosine wave signal once and inverting the sign.
第1磁気検出部の出力信号がsinθと表される場合、第2磁気検出部の出力信号はcosθとなる。したがって、第1生成部からは、sinθを微分した値、cosθが出力され、第2生成部からは、cosθを微分し、符号(正負)を反転した値、sinθが出力される。このように、第1生成部からは、第2磁気検出部の出力信号に相当する余弦波信号が出力され、第2生成部からは、第1磁気検出部の出力信号に相当する正弦波信号が出力される。 When the output signal of the first magnetic detection unit is expressed as sin θ, the output signal of the second magnetic detection unit is cos θ. Therefore, the first generation unit outputs a value obtained by differentiating sin θ, cos θ, and the second generation unit outputs a value obtained by differentiating cos θ and inverting the sign (positive / negative), sin θ. Thus, a cosine wave signal corresponding to the output signal of the second magnetic detector is output from the first generator, and a sine wave signal corresponding to the output signal of the first magnetic detector is output from the second generator. Is output.
請求項12に記載のように、第1生成部は、第1磁気検出部の正弦波信号を1回微分することで、余弦波信号を生成し、第2生成部は、第2磁気検出部の余弦波信号を3回微分することで、正弦波信号を生成する構成が良い。 The first generation unit generates a cosine wave signal by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit once, and the second generation unit includes the second magnetic detection unit. It is preferable to generate a sine wave signal by differentiating the cosine wave signal three times.
上記したように、第1磁気検出部の出力信号がsinθと表される場合、第2磁気検出部の出力信号はcosθとなる。したがって、第1生成部からは、sinθを微分した値、cosθが出力され、第2生成部からは、cosθを微分し、−sinθを微分し、−cosθを微分した値、sinθが出力される。このように、第1生成部からは、第2磁気検出部の出力信号に相当する余弦波信号が出力され、第2生成部からは、第1磁気検出部の出力信号に相当する正弦波信号が出力される。 As described above, when the output signal of the first magnetic detection unit is expressed as sin θ, the output signal of the second magnetic detection unit is cos θ. Therefore, the first generation unit outputs a value obtained by differentiating sin θ, cos θ, and the second generation unit outputs a value obtained by differentiating cos θ, differentiating −sin θ, and differentiating −cos θ, sin θ. . Thus, a cosine wave signal corresponding to the output signal of the second magnetic detector is output from the first generator, and a sine wave signal corresponding to the output signal of the first magnetic detector is output from the second generator. Is output.
請求項13に記載のように、第1磁気検出部及び第2磁気検出部それぞれの故障の有無をユーザーに通知する通知部を有する構成が良い。これによれば、回転角度検出装置の故障の有無をユーザーが認識することができる。また、回転角度検出装置から出力されている信号が正しいか否かをユーザーが認識することができる。 According to a thirteenth aspect of the present invention, it is preferable to have a notification unit that notifies the user of the presence or absence of a failure in each of the first magnetic detection unit and the second magnetic detection unit. According to this, the user can recognize the presence or absence of a failure of the rotation angle detection device. Further, the user can recognize whether or not the signal output from the rotation angle detection device is correct.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、磁石と磁気検出部との位置を説明するための平面図である。図2は、第1実施形態に係る回転角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。図3は、第1磁気検出部が故障した場合の信号を説明するためのブロック図である。図4は、第2磁気検出部が故障した場合の信号を説明するためのブロック図である。なお、図2〜図4では、磁石10を省略しており、図3及び図4では、故障及び異常を破線で示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view for explaining the positions of the magnet and the magnetic detection unit. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the rotation angle detection device according to the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram for explaining a signal when the first magnetic detection unit fails. FIG. 4 is a block diagram for explaining a signal when the second magnetic detection unit fails. 2 to 4, the
回転角度検出装置100は、要部として、磁石10と、磁気検出部30と、算出部50と、を有する。図1に示すように、磁石10の近くに磁気検出部30が配置され、磁石10から発せられる磁束が磁気検出部30に印加されるようになっている。また、図2に示すように、磁気検出部30は算出部50と電気的に接続されており、磁石10の磁界に依存する磁気検出部30の出力信号が、算出部50に入力されるようになっている。本実施形態に係る回転角度検出装置100は、通知部70を有しており、この通知部70と算出部50とが電気的に接続され、磁気検出部30の故障判定を含む信号が、通知部70に入力されるようになっている。以下においては、磁石10、磁気検出部30、算出部50、及び通知部70それぞれを概説した後に、回転角度検出装置100の特徴点である算出部50を詳説する。
The rotation
磁石10は、N極とS極とから成る磁極対を少なくとも1つ有するものである。本実施形態に係る磁石10は、1つの磁極対を有し、円環状を成している。この円環状を成す磁石10の内環部によって構成された孔に、円柱状のシャフト11が挿通され、永久磁石から成るロータ(図示略)とともに、シャフト11に固定されている。シャフト11は、シャフト11の周囲に配置された界磁巻線(図示略)から発せられる磁束と、上記したロータが発する磁束との反発力によって回転する。このシャフト11の回転に伴って、磁石10も回転し、この回転による磁石10から発せられる磁束の変化が磁気検出部30に印加される。なお、シャフト11は、特許請求の範囲に記載の回転体に相当する。
The
磁気検出部30は、シャフト11の回転による磁石10から発せられる磁束の変化を検出するものである。図1に示すように、磁気検出部30は、出力信号の位相差が90°異なるように、磁石10の回転方向に互いに離れて設けられた第1磁気検出部31と第2磁気検出部32とを有する。これら磁気検出部31,32それぞれは、磁石10が電気角(シャフト11が1回転する角度を磁石10の磁極対で割った角度)だけ回転した場合、一周期分の波形信号を出力する磁気抵抗素子である。シャフト11周りの角度をθとすると、第1磁気検出部31からはsinθに依存する信号(以下、正弦波信号S1と示す)が出力され、第2磁気検出部32からはcosθに依存する信号(以下、余弦波信号C1と示す)が出力される。
The
算出部50は、磁気検出部30の出力信号に基づいてシャフト11の回転角度を算出するものである。算出部50は、正弦波信号S1に基づいて、余弦波信号C1に相当する余弦波信号C2を生成する第1生成部51と、余弦波信号C1に基づいて、正弦波信号S1に相当する正弦波信号S2を生成する第2生成部52と、を有する。また、算出部50は、正弦波信号S1、S2のうち、正常な正弦波信号を1つ出力する第1選択部53と、余弦波信号C1、C2のうち、正常な余弦波信号を1つ出力する第2選択部54と、第1選択部53から出力される正弦波信号と第2選択部54から出力される余弦波信号とに基づいて、シャフト11の回転角度を演算する演算部55と、を有する。演算部55は、入力された正弦波信号と余弦波信号とに基づいて逆正接演算することで、シャフト11の回転角度を演算する。
The
通知部70は、磁気検出部31,32それぞれの故障の有無をユーザーに通知する機能を果たす。図2に示すように、通知部70は、後述する判定部57,59それぞれと電気的に接続されており、これら判定部57,59から磁気検出部31,32それぞれの故障の有無を含む電気信号が出力されると、その旨を音声や記号などによってユーザーに通知する。
The
次に、回転角度検出装置100の特徴点である算出部50を詳説する。図2に示すように、第1磁気検出部31の出力信号(正弦波信号S1)は、第1生成部51と第1選択部53とに入力され、第2磁気検出部32の出力信号(余弦波信号C1)は、第2生成部52と第2選択部54とに入力される。第1生成部51は、正弦波信号S1を一回微分することで、余弦波信号C2を生成し、第2生成部52は、余弦波信号C1を一回微分した後、符号(正負)を反転することで、正弦波信号S2を生成する。第1生成部51にて生成された余弦波信号C2は第2選択部54に入力され、第2生成部52にて生成された正弦波信号S2は第1選択部53に入力される。このように、第1選択部53に、正弦波信号S1、S2が入力され、第2選択部54に、余弦波信号C1、C2が入力される。
Next, the
第1選択部53は、正弦波信号S1の規定値、及び、正弦波信号S1を微分した信号の規定値それぞれが記憶された第1記憶部56と、これら規定値と正弦波信号S1とに基づいて、第1磁気検出部31が正常に動作しているか否かを判定する第1判定部57と、を有する。本実施形態に係る第1判定部57は、正弦波信号S1、S2を比較する機能を果たし、特許請求の範囲に記載の第1比較部の機能を兼ねている。また、第1判定部57は、特許請求の範囲に記載の第1判定部と第3判定部それぞれの機能を兼ね備え、第1記憶部56は、特許請求の範囲に記載の第1メモリと第3メモリそれぞれの機能を兼ね備えている。
The
第1判定部57は、正弦波信号S1、S2が入力されると、先ず、正弦波信号S2を基準信号として、正弦波信号S2と正弦波信号S1とを比較する。ここで、波形が一致する場合、正弦波信号S1は正常であり、第1磁気検出部31は正常であると判定され、正弦波信号S1が演算部55に出力されると共に、第1磁気検出部31は正常である、という情報が通知部70に出力される。
When the sine wave signals S1 and S2 are input, the
波形が一致しない場合、第1判定部57は、第1記憶部56から、正弦波信号S1の規定値、及び、正弦波信号S1を微分した信号の規定値それぞれを取り出して、これら規定値を基準値として、正弦波信号S1の振幅や波形を判定する。ここで、正弦波信号S1が正常であり、第1磁気検出部31は正常であると第1判定部57にて判定された場合、正弦波信号S1が演算部55に出力されると共に、第1磁気検出部31は正常である、という情報が通知部70に出力される。これとは反対に、正弦波信号S1が正常ではなく、第1磁気検出部31が故障していると第1判定部57で判定された場合、正弦波信号S2が演算部55に出力されると共に、第1磁気検出部31が故障している、という情報が通知部70に出力される。
When the waveforms do not match, the
第2選択部54は、余弦波信号C1の規定値、及び、余弦波信号C1を微分した信号の規定値それぞれが記憶された第2記憶部58と、これら規定値と余弦波信号C1とに基づいて、第2磁気検出部32が正常に動作しているか否かを判定する第2判定部59と、を有する。本実施形態に係る第2判定部59は、余弦波信号C1、C2を比較する機能を果たし、特許請求の範囲に記載の第2比較部の機能を兼ねている。また、第2判定部59は、特許請求の範囲に記載の第2判定部と第4判定部それぞれの機能を兼ね備え、第2記憶部58は、特許請求の範囲に記載の第2メモリと第4メモリそれぞれの機能を兼ね備えている。
The
第2判定部59は、余弦波信号C1、C2が入力されると、先ず、余弦波信号C2を基準信号として、余弦波信号C2と余弦波信号C1とを比較する。ここで、波形が一致する場合、余弦波信号C1は正常であり、第2磁気検出部32は正常であると判定され、余弦波信号C1が演算部55に出力されると共に、第2磁気検出部32は正常である、という情報が通知部70に出力される。
When the cosine wave signals C1 and C2 are input, the
波形が一致しない場合、第2判定部59は、第1記憶部56から、余弦波信号C1の規定値、及び、余弦波信号C1を微分した信号の規定値それぞれを取り出して、これら規定値を基準値として、余弦波信号C1の振幅や波形を判定する。ここで、余弦波信号C1が正常であり、第2磁気検出部32は正常であると第2判定部59にて判定された場合、余弦波信号C1が演算部55に出力されると共に、第2磁気検出部32は正常である、という情報が通知部70に出力される。これとは反対に、余弦波信号C1が正常ではなく、第2磁気検出部32が故障していると第2判定部59で判定された場合、余弦波信号C2が演算部55に出力されると共に、第2磁気検出部32が故障している、という情報が通知部70に出力される。
If the waveforms do not match, the
なお、図示しないが、第1判定部57と第2判定部59とは電気的に接続されている。第1判定部57にて、第1磁気検出部31が故障していると判定された場合、第1磁気検出部31が故障している、という情報が第2判定部59に出力される。この情報が第2判定部59にて受信されると、第2判定部59は、上記した故障判定を行わずに、余弦波信号C1を演算部55に出力する。また、第2判定部59にて、第2磁気検出部32が故障していると判定された場合、第2磁気検出部32が故障している、という情報が第1判定部57に出力される。この情報が第1判定部57にて受信されると、第1判定部57は、上記した故障判定を行わずに、正弦波信号S1を演算部55に出力する。
Although not shown, the
また、図示しないが、第1生成部51と第1判定部57とが電気的に接続され、第2生成部52と第2判定部59とが電気的に接続されている。そして、第1生成部51にて、正弦波信号S1を1回微分した信号が第1判定部57に出力され、第2生成部52にて、余弦波信号C1を1回微分した信号が第2判定部59に出力される。第1判定部57は、第1生成部51から出力される信号と、第1記憶部56に記憶された、正弦波信号S1を微分した信号の規定値とに基づいて、正弦波信号S1の波形を判定する。第2判定部59は、第2生成部52から出力される信号と、第2記憶部58に記憶された、余弦波信号C1を微分した信号の規定値とに基づいて、余弦波信号C1の波形を判定する。
Moreover, although not shown in figure, the 1st production |
更に、本実施形態に係る通知部70は、算出部50を制御する制御部(図示略)と電気的に接続されている。第1磁気検出部31が故障していると第1判定部57で判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、第1生成部51及び第1選択部53それぞれの駆動が停止される。また、第2磁気検出部32が故障していると第2判定部59で判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、第2生成部52及び第2選択部54それぞれの駆動が停止される。そして、磁気検出部31,32それぞれが故障していると判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、算出部50の駆動が停止される。
Furthermore, the
次に、本実施形態に係る回転角度検出装置100の作用効果を説明する。上記したように、磁気検出部30は、正弦波信号S1を出力する第1磁気検出部31と、余弦波信号C1を出力する第2磁気検出部32と、を有する。そして、算出部50は、正弦波信号S1に基づいて、余弦波信号C1に相当する余弦波信号C2を生成する第1生成部51と、余弦波信号C1に基づいて、正弦波信号S1に相当する正弦波信号S2を生成する第2生成部52と、を有する。
Next, the effect of the rotation
これによれば、例えば、図3に示すように、第1磁気検出部31が故障して、信号S1、C2が異常となった場合においても、正常な信号として、第2磁気検出部32の余弦波信号C1と、第2生成部52の正弦波信号S2とを得ることができる。これとは逆に、図4に示すように、第2磁気検出部32が故障して、信号C1、S2が異常となった場合においても、正常な信号として、第1磁気検出部31の正弦波信号S1と、第1生成部51の余弦波信号C2とを得ることができる。このように、一方の磁気検出部が故障したために、他方の磁気検出部の出力信号しか得ることができなくなったとしても、位相差が90°異なる、正常な2つの信号(正弦波信号と余弦波信号)を得ることができる。したがって、これら2つの信号を演算部55で演算することで、回転角度を検出することができる。
According to this, for example, as shown in FIG. 3, even when the first
また、算出部50は、正弦波信号S1、S2のうち、正常な正弦波信号を1つ出力する第1選択部53と、余弦波信号C1、C2のうち、正常な余弦波信号を1つ出力する第2選択部54と、を有する。これによれば、磁気検出部31,32の出力信号S1、C1若しくは生成部51,52の出力信号S2、C2に基づいて、磁気検出部31,32それぞれの故障判定を行うことができる。
Further, the
第1選択部53は、正弦波信号S1の規定値、及び、正弦波信号S1を微分した信号の規定値それぞれが記憶された第1記憶部56と、これら規定値と正弦波信号S1とに基づいて、第1磁気検出部31が正常に動作しているか否かを判定する第1判定部57と、を有する。これによれば、第1判定部57は、第1記憶部56から規定値を取り出して、この規定値を基準値として、正弦波信号S1の振幅や波形を判定することで、第1磁気検出部31の故障の有無を判定することができる。
The
第2選択部54は、余弦波信号C1の規定値、及び、余弦波信号C1を微分した信号の規定値それぞれが記憶された第2記憶部58と、これら規定値と余弦波信号C1とに基づいて、第2磁気検出部32が正常に動作しているか否かを判定する第2判定部59と、を有する。これによれば、第2判定部59は、第2記憶部58から規定値を取り出して、この規定値を基準値として、余弦波信号C1の振幅や波形を判定することで、第2磁気検出部32の故障の有無を判定することができる。
The
第1判定部57は、正弦波信号S1、S2を比較する機能を果たし、第1判定部57は、正弦波信号S1、S2を比較する機能を果たす。これによれば、第1判定部57は、正弦波信号S2を基準信号として、正弦波信号S2と正弦波信号S1とを比較し、第2判定部59は、余弦波信号C2を基準信号として、余弦波信号C2と余弦波信号C1とを比較することで、磁気検出部31,32それぞれの故障の有無を判定することができる。
The
生成部51,52の出力信号S2、C2は、磁気検出部31,32の出力信号S1、C1に基づいて生成された信号なので、元となった磁気検出部31,32の出力信号S1、C1と比べて、波形が乱れている可能性がある。これに対して、本実施形態では、第1判定部57は、第1磁気検出部31が正常に動作していると判定した場合に、第1磁気検出部31の正弦波信号S1を出力し、第2判定部59は、第2磁気検出部32が正常に動作していると判定した場合に、第2磁気検出部32の余弦波信号C1を出力している。これによれば、磁気検出部31,32が正常な場合においても、生成部51,52の出力信号S2、C2が演算部55に入力されることがないので、回転角度の検出精度が低下することが抑制される。
Since the output signals S2 and C2 of the
第1判定部57は、第2判定部59から第2磁気検出部32が故障しているとの情報が伝達された場合に、第1磁気検出部31の正弦波信号S1を出力し、第2判定部59は、第1判定部57から第1磁気検出部31が故障しているとの情報が伝達された場合に、第2磁気検出部32の余弦波信号C1を出力する。これによれば、第2磁気検出部32が故障しているにも関わらず、第2生成部52の正弦波信号S2が第1判定部57から出力されることが抑止され、第1磁気検出部31が故障しているにも関わらず、第1生成部51の余弦波信号C2が第2判定部59から出力されることが抑止される。これにより、回転角度の検出精度が低下することが抑制される。
The
通知部70は、判定部57,59から磁気検出部31,32それぞれの故障の有無を含む電気信号が出力されると、その旨をユーザーに通知する。これによれば、回転角度検出装置100の故障の有無、及び、回転角度検出装置100から出力されている信号が正しいか否かをユーザーが認識することができる。
The
第1生成部51にて、正弦波信号S1を1回微分した信号が第1判定部57に出力され、第2生成部52にて、余弦波信号C1を1回微分した信号が第2判定部59に出力される。第1判定部57は、第1生成部51から出力される信号と、第1記憶部56に記憶された、正弦波信号S1を微分した信号の規定値とに基づいて、正弦波信号S1の波形を判定する。そして、第2判定部59は、第2生成部52から出力される信号と、第2記憶部58に記憶された、余弦波信号C1を微分した信号の規定値とに基づいて、余弦波信号C1の波形を判定する。このように、信号S1、C1それぞれの波形の判定に、生成部51,52それぞれの微分機能を活用しているので、正弦波信号S1の波形を判定するために、正弦波信号S1を微分するための部材を第1選択部53が有さなくとも良く、余弦波信号C1の波形を判定するために、余弦波信号C1を微分するための部材を第2選択部54が有さなくとも良い。これにより、部品点数が低減されると共に、構造がシンプルとなる。
The
第1磁気検出部31が故障していると第1判定部57で判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、第1生成部51及び第1選択部53それぞれの駆動が停止される。また、第2磁気検出部32が故障していると第2判定部59で判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、第2生成部52及び第2選択部54それぞれの駆動が停止される。そして、磁気検出部31,32それぞれが故障していると判定された場合、その情報が通知部70を介して制御部に出力され、算出部50の駆動が停止される。これによれば、磁気検出部31,32の少なくとも一方が故障した場合に、無駄な電力が消費されることが抑制される。
When it is determined by the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図5〜図7に基づいて説明する。図5は、第2実施形態に係る回転角度検出装置の概略構成を示すブロック図であり、第1実施形態に示した図2に対応している。図6は、第1磁気検出部が故障した場合の信号を説明するためのブロック図であり、第1実施形態に示した図3に対応している。図7は、第2磁気検出部が故障した場合の信号を説明するためのブロック図であり、第1実施形態に示した図4に対応している。図5〜図7では、磁石10を省略しており、図6及び図7では、故障及び異常を破線で示している。
(Second Embodiment)
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the rotation angle detection device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 shown in the first embodiment. FIG. 6 is a block diagram for explaining a signal when the first magnetic detection unit fails, and corresponds to FIG. 3 shown in the first embodiment. FIG. 7 is a block diagram for explaining a signal when the second magnetic detection unit fails, and corresponds to FIG. 4 shown in the first embodiment. 5-7, the
第2実施形態に係る回転角度検出装置100は、第1実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第1実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
Since the rotation
第1実施形態では、第1判定部57に正弦波信号S1、S2が入力され、第2判定部59に余弦波信号C1、C2が入力される例を示した。これに対し、本実施形態では、第1判定部57に正弦波信号S1が入力され、第2判定部59に余弦波信号C1が入力される。
In the first embodiment, the example in which the sine wave signals S1 and S2 are input to the
第1判定部57は、第1記憶部56に記憶された規定値に基づいて、正弦波信号S1が正常であるか否かを判定し、その結果に基づいて、第1磁気検出部31が故障しているか否かを判定する。第1判定部57は、第1記憶部56から、正弦波信号S1の規定値、及び、正弦波信号S1を微分した信号の規定値それぞれを取り出して、これら規定値を基準値として、正弦波信号S1の振幅や波形を判定する。
The
ここで、正弦波信号S1が正常であり、第1磁気検出部31は正常であると第1判定部57にて判定された場合、正弦波信号S1が演算部55と第1生成部51とに出力されると共に、第1磁気検出部31は正常である、という情報が演算部55と通知部70とに出力される。この情報を受けて、演算部55は、第1磁気検出部31及び第1生成部51それぞれから出力される信号が使用可能であると判断する。この状態において、第2判定部59から、第2磁気検出部32が故障している、という情報が演算部55に入力されている場合、演算部55は、第1磁気検出部31及び第1生成部51それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。また、第2判定部59から、第2磁気検出部32は正常である、という情報が演算部55に入力されている場合、演算部55は、第1磁気検出部31及び第2磁気検出部32それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。
Here, when the
反対に、正弦波信号S1が正常ではなく、第1磁気検出部31が故障していると第1判定部57で判定された場合、第1磁気検出部31が故障している、という情報が演算部55と通知部70とに出力される。この情報を受けて、演算部55は、第1磁気検出部31及び第1生成部51それぞれから出力される信号を用いずに、第2磁気検出部32及び第2生成部52それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。なお、第1記憶部56は、特許請求の範囲に記載の第1メモリと第3メモリとの機能を兼ね備えている。
On the contrary, when the
第2判定部59は、第2記憶部58に記憶された規定値に基づいて、余弦波信号C1が正常であるか否かを判定し、その結果に基づいて、第2磁気検出部32が故障しているか否かを判定する。第2判定部59は、第2記憶部58から、余弦波信号C1の規定値、及び、余弦波信号C1を微分した信号の規定値それぞれを取り出して、これら規定値を基準値として、余弦波信号C1の振幅や波形を判定する。
The
ここで、余弦波信号C1が正常であり、第2磁気検出部32は正常であると第2判定部59にて判定された場合、余弦波信号C1が演算部55と第2生成部52とに出力されると共に、第2磁気検出部32は正常である、という情報が演算部55と通知部70とに出力される。この情報を受けて、演算部55は、第2磁気検出部32及び第2生成部52それぞれから出力される信号が使用可能であると判断する。この状態において、第1判定部57から、第1磁気検出部31が故障している、という情報が演算部55に入力されている場合、演算部55は、第2磁気検出部32及び第2生成部52それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。また、第1判定部57から、第1磁気検出部31は正常である、という情報が演算部55に入力されている場合、演算部55は、第1磁気検出部31及び第2磁気検出部32それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。
Here, if the
反対に、余弦波信号C1が正常ではなく、第2磁気検出部32が故障していると第2判定部59で判定された場合、第2磁気検出部32が故障している、という情報が演算部55と通知部70とに出力される。この情報を受けて、演算部55は、第2磁気検出部32及び第2生成部52それぞれから出力される信号を用いずに、第1磁気検出部31及び第1生成部51それぞれから出力される信号を用いて、回転角度を演算する。なお、第2記憶部58は、特許請求の範囲に記載の第2メモリと第4メモリとの機能を兼ね備えている。
On the other hand, when the
最後に、演算部55は、第1磁気検出部31及び第2磁気検出部32それぞれが故障している、という情報が入力された場合、回転角度の演算を中止する。
Finally, the
以上の構成により、本実施形態に係る回転角度検出装置100は、第1実施形態に係る回転角度検出装置100の主な効果と同等の効果を奏する。すなわち、例えば、図6に示すように、第1磁気検出部31が故障して、信号S1、C2が異常となった場合においても、正常な信号として、第2磁気検出部32の余弦波信号C1と、第2生成部52の正弦波信号S2とを得ることができる。これとは逆に、図7に示すように、第2磁気検出部32が故障して、信号C1、S2が異常となった場合においても、正常な信号として、第1磁気検出部31の正弦波信号S1と、第1生成部51の余弦波信号C2とを得ることができる。このように、一方の磁気検出部が故障したために、他方の磁気検出部の出力信号しか得ることができなくなったとしても、位相差が90°異なる、正常な2つの信号(正弦波信号と余弦波信号)を得ることができる。したがって、これら2つの信号を演算部55で演算することで、回転角度を検出することができる。
With the above configuration, the rotation
なお、第2実施形態に係る回転角度検出装置100の他の作用効果は、第1実施形態の回転角度検出装置100の作用効果と重複するので、その記載を省略する。
In addition, since the other effect of the rotation
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
磁気検出部31,32それぞれは、磁石10が電気角だけ回転した場合、一周期分の波形信号を出力する磁気抵抗素子である例を示した。しかしながら、磁気検出部31,32それぞれは、磁気信号を電気信号に変換する磁電変換素子であればよく、上記例に限定されない。磁電変換素子としては、例えば、磁束による抵抗の変動が形状に依存する磁気抵抗素子や、半導体基板の厚さ方向若しくは表面方向に電流を流すホール素子を採用することもできる。更には、ソレノイドを採用することもできる。なお、上記した磁気抵抗素子は、磁化方向が固定された固定層と、磁化方向が磁界の向きに応じて変化する自由層とを有する磁気抵抗素子であり、具体的には、トンネル磁気抵抗素子や、巨大磁気抵抗素子である。
In the example, each of the
第2生成部52は、余弦波信号C1を1回微分した後、符号(正負)を反転することで、正弦波信号S2を生成する例を示した。しかしながら、正弦波信号S2を生成する方法は、上記例に限定されない。例えば、第2生成部52が、余弦波信号C1を3回微分することで、正弦波信号S2を生成しても良い。ただ、この構成の場合、第2生成部52の回路構成が複雑となるので、1回微分して符号を反転する方法が好ましい。
In the example, the
算出部50を制御する制御部と通知部70とが電気的に接続されており、磁気検出部31,32それぞれの故障判定が、通知部70を介して、各判定部57,59から制御部に出力される例を示した。しかしながら、磁気検出部31,32それぞれの故障判定が、通知部70を介さずに、各判定部57,59から制御部に直接出力される構成を採用することもできる。若しくは、磁気検出部31,32それぞれの故障判定が、演算部55を介して、各判定部57,59から制御部に出力される構成を採用することもできる。
The control unit that controls the
出力信号の位相差が90°異なるように、第1磁気検出部31と第2磁気検出部32が、磁石10の回転方向に互いに離れて設けられた例を示した。しかしながら、第1磁気検出部31と第2磁気検出部32が、出力信号の位相差が270°異なるように、磁石10の回転方向に互いに離れて設けられた構成を採用することもできる。この場合においても、第1磁気検出部31からは正弦波信号S1が出力され、第2磁気検出部32からは余弦波信号C1が出力される。
In the example, the first
第1実施形態では、第1判定部57が、正弦波信号S2と正弦波信号S1とを比較し、第2判定部59が、余弦波信号C2と余弦波信号C1とを比較する例を示した。しかしながら、上記した比較を行わずに、第1判定部57が、第1記憶部56の規定値と正弦波信号S1とに基づいて第1磁気検出部31の故障の有無を判定し、第2判定部59が、第2記憶部58の規定値と余弦波信号C1とに基づいて第2磁気検出部32の故障の有無を判定する構成を採用することもできる。これによれば、生成部51,52で生成された信号S2、C2を用いないので、磁気検出部31,32の故障判定が速くなり、信号の処理速度が速くなる。
In the first embodiment, an example is shown in which the
10・・・磁石
30・・・磁気検出部
31・・・第1磁気検出部
32・・・第2磁気検出部
50・・・算出部
51・・・第1生成部
52・・・第2生成部
53・・・第1選択部
54・・・第2選択部
55・・・演算部
70・・・通知部
100・・・回転角度検出装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記回転体の回転による前記磁石から発せられる磁束の変化を検出する磁気検出部と、
該磁気検出部の出力信号に基づいて前記回転体の回転角度を算出する算出部と、を備える回転角度検出装置であって、
前記磁気検出部は、出力信号の位相差が90°若しくは270°異なるように、前記磁石の回転方向に互いに離れて設けられた第1磁気検出部と第2磁気検出部とを有し、
前記算出部は、
前記第1磁気検出部から出力される正弦波信号に基づいて、余弦波信号を生成する第1生成部と、
前記第2磁気検出部から出力される余弦波信号に基づいて、正弦波信号を生成する第2生成部と、
前記第1磁気検出部の正弦波信号と前記第2生成部の正弦波信号のうち、正常な正弦波信号を1つ出力する第1選択部と、
前記第2磁気検出部の余弦波信号と前記第1生成部の余弦波信号のうち、正常な余弦波信号を1つ出力する第2選択部と、
前記第1選択部から出力される正弦波信号と前記第2選択部から出力される余弦波信号とに基づいて、前記回転体の回転角度を演算する演算部と、を有することを特徴とする回転角度検出装置。 A magnet provided on the rotating body;
A magnetic detection unit for detecting a change in magnetic flux emitted from the magnet due to rotation of the rotating body;
A rotation angle detection device comprising: a calculation unit that calculates a rotation angle of the rotating body based on an output signal of the magnetic detection unit;
The magnetic detection unit includes a first magnetic detection unit and a second magnetic detection unit that are provided apart from each other in the rotation direction of the magnet so that the phase difference of the output signal differs by 90 ° or 270 °,
The calculation unit includes:
A first generator for generating a cosine wave signal based on the sine wave signal output from the first magnetic detector;
A second generator for generating a sine wave signal based on the cosine wave signal output from the second magnetic detector;
A first selection unit that outputs one normal sine wave signal among the sine wave signal of the first magnetic detection unit and the sine wave signal of the second generation unit;
A second selection unit that outputs one normal cosine wave signal among the cosine wave signal of the second magnetic detection unit and the cosine wave signal of the first generation unit;
And a calculation unit that calculates a rotation angle of the rotating body based on a sine wave signal output from the first selection unit and a cosine wave signal output from the second selection unit. Rotation angle detection device.
前記第2選択部は、前記第2磁気検出部が正常に動作していると判定した場合に、前記第2磁気検出部の余弦波信号を出力し、前記第2磁気検出部が故障していると判定した場合に、前記第1生成部の余弦波信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。 If the first selection unit determines that the first magnetic detection unit is operating normally, the first selection unit outputs a sine wave signal of the first magnetic detection unit, and the first magnetic detection unit fails. If it is determined that the sine wave signal of the second generation unit is output,
When the second selection unit determines that the second magnetic detection unit is operating normally, the second selection unit outputs a cosine wave signal of the second magnetic detection unit, and the second magnetic detection unit fails. 2. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the cosine wave signal of the first generation unit is output when it is determined that the rotation angle is present.
前記第2選択部は、前記第2磁気検出部の余弦波信号に基づいて前記第2磁気検出部の故障の有無を判定し、
前記第1選択部は、前記第2選択部から前記第2磁気検出部が故障しているとの情報が伝達された場合に、前記第1磁気検出部の正弦波信号を出力し、
前記第2選択部は、前記第1選択部から前記第1磁気検出部が故障しているとの情報が伝達された場合に、前記第2磁気検出部の余弦波信号を出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転角度検出装置。 The first selection unit determines the presence or absence of a failure of the first magnetic detection unit based on a sine wave signal of the first magnetic detection unit,
The second selection unit determines whether or not the second magnetic detection unit has a failure based on a cosine wave signal of the second magnetic detection unit;
The first selection unit outputs a sine wave signal of the first magnetic detection unit when information indicating that the second magnetic detection unit is out of order is transmitted from the second selection unit,
The second selection unit outputs a cosine wave signal of the second magnetic detection unit when information indicating that the first magnetic detection unit is out of order is transmitted from the first selection unit. The rotation angle detection device according to claim 1 or 2.
前記第2選択部は、前記第2磁気検出部の余弦波信号の規定値が記憶された第2メモリと、この規定値と前記第2磁気検出部の余弦波信号とに基づいて、前記第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第2判定部と、有することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first selection unit is configured to store a first memory in which a prescribed value of the sine wave signal of the first magnetic detection unit is stored, and based on the prescribed value and the sine wave signal of the first magnetic detection unit. A first determination unit that determines whether or not one magnetic detection unit is operating normally,
The second selection unit includes a second memory storing a predetermined value of the cosine wave signal of the second magnetic detection unit, and the second selection unit based on the predetermined value and the cosine wave signal of the second magnetic detection unit. The rotation angle detection device according to claim 1, further comprising: a second determination unit that determines whether or not the two magnetic detection units are operating normally.
前記第2選択部は、前記第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号の規定値が記憶された第4メモリと、この規定値と前記第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号とに基づいて、前記第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定する第4判定部と、有することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first selection unit has a third memory storing a prescribed value of a signal obtained by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit, and differentiates the prescribed value and the sine wave signal of the first magnetic detection unit. And a third determination unit that determines whether or not the first magnetic detection unit is operating normally based on the signal,
The second selection unit is a fourth memory in which a prescribed value of a signal obtained by differentiating the cosine wave signal of the second magnetic detection unit is stored, and the prescribed value and the cosine wave signal of the second magnetic detection unit are differentiated. The rotation angle according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a fourth determination unit that determines whether or not the second magnetic detection unit is operating normally based on the signal. Detection device.
前記第2選択部は、前記第2磁気検出部が正常に動作しているかを判定すべく、前記第2磁気検出部の余弦波信号と前記第1生成部の余弦波信号とを比較する第2比較部を有することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first selection unit compares the sine wave signal of the first magnetic detection unit with the sine wave signal of the second generation unit in order to determine whether the first magnetic detection unit is operating normally . 1 comparison part
The second selection unit compares the cosine wave signal of the second magnetic detection unit with the cosine wave signal of the first generation unit to determine whether the second magnetic detection unit is operating normally . The rotation angle detection device according to claim 1, further comprising a second comparison unit.
前記回転体の回転による前記磁石から発せられる磁束の変化を検出する磁気検出部と、
該磁気検出部の出力信号に基づいて前記回転体の回転角度を算出する算出部と、を備える回転角度検出装置であって、
前記磁気検出部は、出力信号の位相差が90°若しくは270°異なるように、前記磁石の回転方向に互いに離れて設けられた第1磁気検出部と第2磁気検出部とを有し、
前記算出部は、
前記第1磁気検出部から出力される正弦波信号が正常か否かを判定する第1判定部と、
前記第2磁気検出部から出力される余弦波信号が正常か否かを判定する第2判定部と、
前記第1磁気検出部の正弦波信号に基づいて、余弦波信号を生成する第1生成部と、
前記第2磁気検出部の余弦波信号に基づいて、正弦波信号を生成する第2生成部と、
前記第1判定部若しくは前記第2生成部から出力される正弦波信号と、前記第2判定部若しくは前記第1生成部から出力される余弦波信号とに基づいて、前記回転体の回転角度を演算する演算部と、を有し、
前記演算部は、前記第1判定部にて前記第1磁気検出部の正弦波信号が異常と判定された場合に、前記第2生成部の正弦波信号と前記第2磁気検出部の余弦波信号とに基づいて前記回転体の回転角度を演算し、前記第2判定部にて前記第2磁気検出部の余弦波信号が異常と判定された場合に、前記第1磁気検出部の正弦波信号と前記第1生成部の余弦波信号とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置。 A magnet provided on the rotating body;
A magnetic detection unit for detecting a change in magnetic flux emitted from the magnet due to rotation of the rotating body;
A rotation angle detection device comprising: a calculation unit that calculates a rotation angle of the rotating body based on an output signal of the magnetic detection unit;
The magnetic detection unit includes a first magnetic detection unit and a second magnetic detection unit that are provided apart from each other in the rotation direction of the magnet so that the phase difference of the output signal differs by 90 ° or 270 °,
The calculation unit includes:
A first determination unit that determines whether or not the sine wave signal output from the first magnetic detection unit is normal;
A second determination unit for determining whether the cosine wave signal output from the second magnetic detection unit is normal;
A first generator for generating a cosine wave signal based on the sine wave signal of the first magnetic detector;
A second generator for generating a sine wave signal based on the cosine wave signal of the second magnetic detector;
Based on the sine wave signal output from the first determination unit or the second generation unit and the cosine wave signal output from the second determination unit or the first generation unit, the rotation angle of the rotating body is determined. A computing unit for computing,
The arithmetic unit, when the first determination unit determines that the sine wave signal of the first magnetic detection unit is abnormal, the sine wave signal of the second generation unit and the cosine wave of the second magnetic detection unit The rotation angle of the rotating body is calculated based on the signal, and the sine wave of the first magnetic detection unit when the second determination unit determines that the cosine wave signal of the second magnetic detection unit is abnormal. A rotation angle detection device that calculates a rotation angle of the rotating body based on a signal and a cosine wave signal of the first generation unit.
前記第2判定部は、第2メモリに記憶された前記第2磁気検出部の余弦波信号の規定値と前記第2磁気検出部の余弦波信号とに基づいて、前記第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の回転角度検出装置。 The first determination unit determines whether the first magnetic detection unit is based on a sine wave signal of the first magnetic detection unit and a sine wave signal of the first magnetic detection unit stored in the first memory. Determine whether it is working properly,
The second determination unit determines whether the second magnetic detection unit is based on a specified value of a cosine wave signal of the second magnetic detection unit and a cosine wave signal of the second magnetic detection unit stored in a second memory. The rotation angle detection device according to claim 7 or 8, wherein it is determined whether or not the device is operating normally.
前記第2判定部は、第4メモリに記憶された前記第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号の規定値と前記第2磁気検出部の余弦波信号を微分した信号とに基づいて、前記第2磁気検出部が正常に動作しているか否かを判定することを特徴とする請求項7〜9いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first determination unit is based on a specified value of a signal obtained by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit stored in the third memory and a signal obtained by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detection unit. , Determining whether the first magnetic detection unit is operating normally,
The second determination unit is based on a specified value of a signal obtained by differentiating the cosine wave signal of the second magnetic detection unit stored in the fourth memory and a signal obtained by differentiating the cosine wave signal of the second magnetic detection unit. The rotation angle detection device according to claim 7, wherein it is determined whether or not the second magnetic detection unit is operating normally.
前記第2生成部は、前記第2磁気検出部の余弦波信号を1回微分して、符号を反転することで、正弦波信号を生成することを特徴とする請求項1〜10いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first generator generates a cosine wave signal by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detector once.
The said 2nd production | generation part produces | generates a sine wave signal by differentiating the cosine wave signal of the said 2nd magnetic detection part once, and inverting a code | symbol. The rotation angle detection device according to item.
前記第2生成部は、前記第2磁気検出部の余弦波信号を3回微分することで、正弦波信号を生成することを特徴とする請求項1〜11いずれか1項に記載の回転角度検出装置。 The first generator generates a cosine wave signal by differentiating the sine wave signal of the first magnetic detector once.
The rotation angle according to claim 1, wherein the second generation unit generates a sine wave signal by differentiating the cosine wave signal of the second magnetic detection unit three times. Detection device.
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