JP6477933B2 - 回転角度検出装置及び回転角度検出方法 - Google Patents
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Description
<回転角度検出装置の構成>
図1は、実施形態1に係る回転角度検出装置の一例を示す図である。図1に示すように、実施形態1に係る回転角度検出装置1は、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを有する回転体100と、磁気センサモジュール200と、通信部9と、記憶部10と、を備える。
第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2B、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3B、第1補正演算部4A及び第2補正演算部4Bは、それぞれ同様の構成及び動作であるので、以下の説明では、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを「磁気トラック2」、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bを「磁気センサ3」、第1補正演算部4A及び第2補正演算部4Bを「補正演算部4」、第1磁気センサ補正情報及び第2磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
実施形態2に係る回転角度検出装置の構成、回転体、磁気トラック、磁気センサモジュールの配置等は、上述した実施形態1と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、以下の説明では、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを「磁気トラック2」、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bを「磁気センサ3」、第1補正演算部4A及び第2補正演算部4Bを「補正演算部4a」、第1磁気センサ補正情報及び第2磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
実施形態3に係る回転角度検出装置の構成、回転体、磁気トラック、磁気センサモジュールの配置等は、上述した実施形態1,2と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態1,2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、以下の説明では、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを「磁気トラック2」、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bを「磁気センサ3」、第1補正演算部4A及び第2補正演算部4Bを「補正演算部4b」、第1磁気センサ補正情報及び第2磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
図26は、実施形態4に係る回転角度検出装置の回転体の一例を示す図である。図27は、図26に示す回転体の各磁気トラックの一例を示す図である。図28は、実施形態4に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。図29は、実施形態4に係る回転角度検出装置の図28に示すIV’−IV’断面図である。
図30は、実施形態5に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。
2 磁気トラック
2A 第1磁気トラック
2A1 磁極対
2B 第2磁気トラック
2B1 磁極対
2C 第3磁気トラック
2C1 磁極対
3 磁気センサ
3A 第1磁気センサ
3A1,3A2 磁気センサ素子
3B 第2磁気センサ
3B1,3B2 磁気センサ素子
4 補正演算部
4A 第1補正演算部
4B 第2補正演算部
5A 第1位相検出部
5B 第2位相検出部
6 位相差検出部
7 角度算出部
8 角度情報生成部
9 通信部
9A 第1通信部
9B 第2通信部
10 記憶部
41 正規化処理部
42,42a センサ位相補正部
43 振幅変動抑制部
100,100a,100b 回転体
200 磁気センサモジュール
200a 第1磁気センサモジュール
200b 第2磁気センサモジュール
411 オフセット電圧補正部
412 振幅補正部
Claims (12)
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave及び前記Vcosaveが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(1)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(2)を用いて前記cosθ’を演算し、
入力の信号値をsinθ’、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、
前記補正演算部は、
下記式(13)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(14)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(3)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(4)を用いて前記cosθ’を演算し、
入力の信号値をsinθ’、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、
前記補正演算部は、
下記式(13)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(14)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave、前記Vcosave、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(5)及び下記式(7)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(6)及び下記式(8)を用いて前記cosθ’を演算し、
入力の信号値をsinθ’、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、
前記補正演算部は、
下記式(13)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(14)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave及び前記Vcosaveが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(1)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(2)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsinθ’、cos(θ’+θ ic )、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(15)及び下記式(17)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(16)及び下記式(18)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(3)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(4)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsinθ’、cos(θ’+θ ic )、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(15)及び下記式(17)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(16)及び下記式(18)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave、前記Vcosave、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(5)及び下記式(7)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(6)及び下記式(8)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsinθ’、cos(θ’+θ ic )、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(15)及び下記式(17)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(16)及び下記式(18)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave及び前記Vcosaveが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(1)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(2)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsin(θ’+θ ic )、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(19)及び下記式(21)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(20)及び下記式(22)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(3)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(4)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsin(θ’+θ ic )、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(19)及び下記式(21)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(20)及び下記式(22)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
1つの前記磁気トラックの磁界を検知してsin信号及びcos信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記sin信号の値が、当該磁気センサの基準のsin信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記cos信号の値が、当該磁気センサの基準のcos信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記sin信号及び前記cos信号を補正sin信号及び補正cos信号に補正する補正演算部と、
前記補正sin信号及び前記補正cos信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記sin信号の平均値をVsinave、前記cos信号の平均値をVcosave、前記sin信号の最大値をVsinmax、前記sin信号の最小値をVsinmin、前記cos信号の最大値をVcosmax、前記cos信号の最小値をVcosmin、入力の信号値をsinθ i 、cosθ i 、出力の信号値をsinθ’、cosθ’とし、前記Vsinave、前記Vcosave、前記Vsinmax、前記Vsinmin、前記Vcosmax、及び前記Vcosminが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(5)及び下記式(7)を用いて前記sinθ’を演算すると共に、下記式(6)及び下記式(8)を用いて前記cosθ’を演算し、
前記sin信号の出力位相と前記cos信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ ic 、入力の信号値をsin(θ’+θ ic )、cosθ’、出力の信号値をsinθ o 、cosθ o とし、前記θ ic が前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式(19)及び下記式(21)を用いて前記sinθ o を演算すると共に、下記式(20)及び下記式(22)を用いて前記cosθ o を演算する
回転角度検出装置。
- 前記複数の磁気トラックは、前記回転体の軸方向の一方の端面に着磁されている
請求項1から請求項9の何れか一項に記載の回転角度検出装置。 - 前記複数の磁気トラックは、
第1磁気トラックと、
前記第1磁気トラックの外周に設けられた第2磁気トラックと、
前記第1磁気トラックの内周に設けられた第3磁気トラックと、
を含み、
前記第1磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第2磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第1磁気センサモジュールと、
前記第1磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第3磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第2磁気センサモジュールと、
を備える
請求項1から請求項10の何れか一項に記載の回転角度検出装置。 - 前記第1磁気センサモジュールと前記第2磁気センサモジュールとが前記回転体の周方向にずれて配置されている
請求項11に記載の回転角度検出装置。
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