JP6510064B2 - 角度検出装置 - Google Patents
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Description
特許文献1による検出方法を用いれば、正弦信号と余弦信号に含まれるオフセット誤差によって生じる回転1次の角度誤差、あるいは振幅比によって生じる回転2次の角度誤差を低減することができる。しかしながら、回転センサの位置ずれによって生じる回転3次の信号誤差を起因とする回転2次の角度誤差を低減することはできないといった問題がある。
本発明の角度検出装置に使用する角度検出器1としては、レゾルバ、磁気抵抗素子を利用したセンサ(以下、MRセンサと称す)、エンコーダ、ホール素子などが挙げられる。いずれの検出器を用いた場合においても、同様の効果が得られるため、ここではMRセンサを例として説明する。
本実施の形態2では、補正信号演算器2の代わりに、補正信号演算器2aを用い、先の実施の形態1とは異なる演算により、補正処理を行う場合について説明する。
本実施の形態3では、補正信号演算器2あるいは補正信号演算器2aの代わりに、補正信号演算器2bを用い、先の実施の形態1、2とは異なる演算により、補正処理を行う場合について説明する。
本実施の形態4では、補正信号演算器2、補正信号演算器2a、あるいは補正信号演算器2bの代わりに、補正信号演算器2cを用い、先の実施の形態1〜3とは異なる演算により、補正処理を行う場合について説明する。
本実施の形態5では、補正信号演算器2、補正信号演算器2a、補正信号演算器2b、あるいは補正信号演算器2cの代わりに、補正信号演算器2dを用い、先の実施の形態1〜4とは異なる演算により、補正処理を行う場合について説明する。
本実施の形態6では、補正信号演算器2、補正信号演算器2a、補正信号演算器2b、補正信号演算器2c、あるいは補正信号演算器2dの代わりに、補正信号演算器2eを用い、先の実施の形態1〜5とは異なる演算により、補正処理を行う場合について説明する。
Claims (20)
- 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現し、nを自然数としたとき、
第1オフセット補正値X0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK11倍からK1n倍して得られるX1からXnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK21倍からK2n倍して得られるXn+1からX2nについて、X0からX2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第1検出信号から減算して補正後第1検出信号を算出し、
第2オフセット補正値Y0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG11倍からG1n倍して得られるY1からYnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG21倍からG2n倍して得られるYn+1からY2nについて、Y0からY2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第2検出信号から減算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記角度信号に含まれる1次から(n+1)次成分の誤差を低減し、
前記補正信号演算器は、mを0以上の整数としたとき、前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの2m次の係数の加算および減算によって、前記第1オフセット補正値X 0 を算出する
角度検出装置。 - 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現し、nを自然数としたとき、
第1オフセット補正値X0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK11倍からK1n倍して得られるX1からXnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK21倍からK2n倍して得られるXn+1からX2nについて、X0からX2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第1検出信号から減算して補正後第1検出信号を算出し、
第2オフセット補正値Y0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG11倍からG1n倍して得られるY1からYnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG21倍からG2n倍して得られるYn+1からY2nについて、Y0からY2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第2検出信号から減算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記角度信号に含まれる1次から(n+1)次成分の誤差を低減し、
前記補正信号演算器は、mを0以上の整数としたとき、前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの2m次の係数の加算および減算によって、前記第2オフセット補正値Y 0 を算出する
角度検出装置。 - 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現し、nを自然数としたとき、
第1オフセット補正値X0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK11倍からK1n倍して得られるX1からXnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK21倍からK2n倍して得られるXn+1からX2nについて、X0からX2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第1検出信号から減算して補正後第1検出信号を算出し、
第2オフセット補正値Y0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG11倍からG1n倍して得られるY1からYnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG21倍からG2n倍して得られるYn+1からY2nについて、Y0からY2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第2検出信号から減算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記角度信号に含まれる1次から(n+1)次成分の誤差を低減し、
前記補正信号演算器は、kxを1以上の奇数、kyを1以上の偶数、mを0以上の整数としたとき、前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの(2m+1)次の係数の加算および減算によって得られた値を基本波振幅のkx乗で除算することによって、前記第1検出信号のkx乗に対して掛けるゲインG 1kx を算出する、または前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの2m次の係数の加算および減算によって得られた値を基本波振幅のky乗で除算することによって、前記第1検出信号のky乗に対して掛けるゲインG 1ky を算出する
角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記第1検出信号および前記第2検出信号に含まれる0次から(n+2)次までの誤差によって生じる、前記角度信号に含まれる1次から(n+1)次成分の誤差を低減する
請求項1から3のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現し、nを自然数としたとき、
第1オフセット補正値X0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK11倍からK1n倍して得られるX1からXnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれK21倍からK2n倍して得られるXn+1からX2nについて、X0からX2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第1検出信号から減算して補正後第1検出信号を算出し、
第2オフセット補正値Y0と、前記第1検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG11倍からG1n倍して得られるY1からYnと、前記第2検出信号の1乗からn乗に対してそれぞれG21倍からG2n倍して得られるYn+1からY2nについて、Y0からY2nのうち少なくとも1つ以上の和を、前記第2検出信号から減算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記角度信号に含まれる1次から(n+1)次成分の誤差を低減し、
前記補正信号演算器は、kxを1以上の奇数、kyを1以上の偶数、mを0以上の整数としたとき、前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの(2m+1)次の係数の加算および減算によって得られた値を基本波振幅のkx乗で除算することによって、前記第2検出信号のkx乗に対して掛けるゲインG 2kx を算出する、または前記第1検出信号と前記第2検出信号をフーリエ級数展開したときの2m次の係数の加算および減算によって得られた値を基本波振幅のky乗で除算することによって、前記第2検出信号のky乗に対して掛けるゲインG 2ky を算出する
角度検出装置。 - 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記余弦信号Vcosを、
Vcos=a0+a1cosθ+b1sinθ+a2cos2θ+b2sin2θ・・・
前記正弦信号Vsinを、
Vsin=c0+c1cosθ+d1sinθ+c2cos2θ+d2sin2θ・・・
とし、前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現したとき、
前記第1検出信号から第1オフセット補正値を減算して補正後第1検出信号を算出し、
前記第2検出信号から第2オフセット補正値を減算して第1ゲインを掛けたものに対して、補正後第1検出信号に第2ゲインを掛けたものを加算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記正弦信号または前記余弦信号に含まれる0次から3次成分の誤差から生じる1次および2次の角度誤差を低減する
角度検出装置。 - 前記補正信号演算器は、前記第1検出信号の1次成分と、前記第1検出信号および第2検出信号の3次成分との和を加算または減算したものを、第2検出信号の1次成分で除算することによって、前記第1ゲインを算出する
請求項6に記載の角度検出装置。 - 前記補正信号演算器は、
前記第1検出信号を前記正弦信号としたときには、前記第1ゲインを(a3+d1+d3)/a1として算出し、
前記第1検出信号を前記余弦信号としたときには、前記第1ゲインを(a1−a3−d3)/d1として算出する
請求項6または7に記載の角度検出装置。 - 前記補正信号演算器は、前記第1検出信号の1次成分と3次成分、前記第2検出信号の1次成分と3次成分のそれぞれを、1倍または−1倍した値を加算したものを、前記第1検出信号または前記第2検出信号の1次成分で除算することによって、前記第2ゲインを算出する
請求項6から8のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記補正信号演算器は、前記第2ゲインを(−b1+b3−c1−c3)/a1または(−b1+b3−c1−c3)/d1として算出する
請求項6から9のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 角度検出器から得られる正弦信号と余弦信号から補正信号を生成する補正信号演算器と、
前記補正信号演算器で生成された前記補正信号から回転機の角度信号を演算する角度演算器と
を備える角度検出装置であって、
前記補正信号演算器は、
前記余弦信号Vcosを、
Vcos=a0+a1cosθ+b1sinθ+a2cos2θ+b2sin2θ・・・
前記正弦信号Vsinを、
Vsin=c0+c1cosθ+d1sinθ+c2cos2θ+d2sin2θ・・・
とし、前記正弦信号または前記余弦信号のうちのいずれか一方を第1検出信号、もう一方を第2検出信号と表現したとき、
前記第1検出信号から第1オフセット補正値を減算して第3ゲインを掛けて補正後第1検出信号を算出し、
前記第2検出信号から第2オフセット補正値を減算したものに対して補正後第1検出信号に第4ゲインを掛けたものを加算して補正後第2検出信号を算出し、
前記角度演算器は、前記補正後第1検出信号と前記補正後第2検出信号から前記回転機の角度信号を算出することで、前記正弦信号または前記余弦信号に含まれる0次から3次成分の誤差から生じる1次および2次の角度誤差を低減する
角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記第2検出信号の1次成分と、前記第1検出信号および第2検出信号の3次成分との和を加算または減算したものを、第2検出信号の1次成分で除算することによって、前記第3ゲインを算出する請求項11に記載の角度検出装置。
- 前記角度演算器は、
前記第1検出信号を前記正弦信号としたときには、前記第3ゲインを(a1−a3−d3)/d1として算出し、
前記第1検出信号を前記余弦信号としたときには、前記第3ゲインを(a3+d1+d3)/a1として算出する
請求項11または12に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記第1検出信号の1次成分と3次成分、前記第2検出信号の1次成分と3次成分のそれぞれを、1倍または−1倍した値を加算したものを、第1検出信号または第2検出信号の1次成分で除算することによって、前記第4ゲインを算出する
請求項11から13のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記第4ゲインを(−b1+b3−c1−c3)/a1として算出する
請求項11から14のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記第1検出信号の0次成分と2次成分、前記第2検出信号の2次成分のそれぞれに係数を掛けたものを加算することによって、前記第1オフセット補正値を算出する
請求項6から15のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、前記第1検出信号の2次成分、前記第2検出信号の0次成分と2次成分のそれぞれに係数を掛けたものを加算することによって、前記第2オフセット補正値を算出する
請求項6から16のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、
前記第1検出信号を前記余弦信号としたときには、前記第1オフセット補正値を(2a0−a2−d2)/2として算出し、
前記第1検出信号を前記正弦信号としたときには、前記第1オフセット補正値を(2c0−b2+c2)/2として算出する
請求項6から17のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度演算器は、
前記第1検出信号を前記余弦信号としたときには、前記第2オフセット補正値を(2c0−b2+c2)/2として算出し、
前記第1検出信号を前記正弦信号としたときには、前記第2オフセット補正値を(2a0−a2−d2)/2として算出する
請求項6から18のいずれか1項に記載の角度検出装置。 - 前記角度検出器は、
レゾルバ、
磁気抵抗を利用したセンサ、
エンコーダ、
ホール素子
のいずれかである請求項1から19のいずれか1項に記載の角度検出装置。
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