JP7028150B2 - Temperature compensation method for rotation angle detection using a sensor module equipped with a magnetic sensor and a magnetic sensor - Google Patents
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Description
本開示は磁気センサを内蔵するセンサモジュールおよび磁気センサを用いた回転角度検出の温度補償方法に関する。 The present disclosure relates to a sensor module having a built-in magnetic sensor and a temperature compensation method for rotation angle detection using a magnetic sensor.
従来、磁界の方向の変化を検出するホール素子やMR素子などを用い、被検出物、例えばバルブなどの回転角度を非接触で検出する回転角度検出装置が用いられている。こうした検出装置の出力には、温度依存性が存在する。そこで、従来から検出装置の温度補償を行なう手法が種々提案されている(下記特許文献1、2等)。特許文献1には、回路的に温度補償を行なう構成が、また特許文献2には、温度補償後の出力に存在する非直線性を補償する構成が、それぞれ開示されている。こうした検出装置は、製造の過程でモールディングされ、最終的には、パーケージに収められた形態で提供されことがある(例えば特許文献3など)。
Conventionally, a rotation angle detecting device has been used in which a Hall element or an MR element that detects a change in the direction of a magnetic field is used, and a rotation angle of an object to be detected, for example, a valve or the like, is detected in a non-contact manner. There is a temperature dependency in the output of such a detector. Therefore, various methods for compensating the temperature of the detection device have been conventionally proposed (
しかしながら、こうした回転角度検出装置を、自動車等の移動体や工場の設備などに実装すると、温度補償を行なっても、十分な精度が得られない場合があった。例えば、スロットルバルブの開度センサとして回転角度検出装置を用いると、角度の検出値が環境温度に依存した誤差を含んでしまい、角度の検出精度が不十分なものとなってしまうことがあった。 However, when such a rotation angle detection device is mounted on a moving body such as an automobile or equipment in a factory, sufficient accuracy may not be obtained even if temperature compensation is performed. For example, when a rotation angle detection device is used as the throttle valve opening sensor, the angle detection value may include an error depending on the ambient temperature, and the angle detection accuracy may be insufficient. ..
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.
本開示の一形態によれば、センサモジュール(100)が提供される。このセンサモジュールは、磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子(61,62)を、前記磁界の方向を回転する被検出物(15)に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置した磁気センサ(60)と、前記磁気センサの環境温度を特定する温度特定部(85)と、前記磁気センサを固定する固定材(40)と、前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎に予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部(81,82)と、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正する補正演算部(71,72)と、前記補正演算された信号を用いて、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する角度演算部(80)と、を備える。 According to one embodiment of the present disclosure, a sensor module (100) is provided. This sensor module is a magnetic sensor in which a plurality of detection elements (61, 62) whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field are arranged at different rotation angle positions with respect to the object to be detected (15) rotating in the direction of the magnetic field. (60), a temperature specifying unit (85) that specifies the environmental temperature of the magnetic sensor, a fixing material (40) that fixes the magnetic sensor, and the plurality of detections of the magnetic sensor fixed by the fixing material. A correction information storage unit (81, 82) for storing correction information prepared in advance for each detection element corresponding to a temperature error that may occur in each of the elements, and the correction information according to the specified environmental temperature. By referring to the information, the correction calculation unit (71, 72) that individually corrects the signal output by each detection element and the correction calculation signal are used to correspond to the rotation angle of the detected object. It is provided with an angle calculation unit (80) for obtaining and outputting a detected value.
この形態のセンサモジュールによれば、複数の検出素子の温度誤差を個別に補正演算し、その結果を用いて被検出物の回転角度を求めることによって、検出素子が固定材によって固定されることで生じる環境温度に起因する角度誤差を抑制できる。 According to the sensor module of this form, the temperature error of a plurality of detection elements is individually corrected and calculated, and the rotation angle of the object to be detected is obtained using the result, so that the detection element is fixed by the fixing material. The angle error caused by the generated ambient temperature can be suppressed.
A.第1実施形態:
第1実施形態のセンサモジュール100は、被検出物の角度を検出する機能を有する。図1に示すように、本実施形態のセンサモジュール100は、車両のエンジンへの吸気量を制御する電子制御スロットル10に用いられる。具体的には、本実施形態のセンサモジュール100は、スロットルバルブ装置13の回転角に応じた信号を出力するものである。もとより、センサモジュール100は、他のバルブ、例えば車両であれば、EGR装置の排気再循環量を制御するEGRバルブや、過給器に用いられる各種バルブ、あるいは水流を制御するバルブなどに設け、回転されるバルブの開度を検出するために用いることも可能である。車両以外の移動体や、工場等の施設の設備に用い、各種回転体の回転角度を検出するのに用いても良い。検出する回転角度範囲は、360度以下でも良いし、ギヤダウンして360度以上の回転角度を検出するものとしてもよい。
A. First Embodiment:
The
センサモジュール100の説明に先立って、電子制御スロットル10について説明する。電子制御スロットル10は、スロットルバルブ装置13と、スロットルバルブ装置13を収納するハウジング14と、磁界形成部15と、ハウジングカバー16と、センサモジュール100とを備える。ハウジング14には、エンジンに空気を導入する吸気通路17が形成されている。
Prior to the description of the
スロットルバルブ装置13は、略円盤状のバタフライバルブ12と、バタフライバルブ12を回転可能に軸支する回転軸18、回転軸18を介してバタフライバルブ12を回転するモータ19を備える。図示は省略したが、回転軸18の両端は、ハウジング14に回転可能に軸受けされている。
The
スロットルバルブ装置13のモータ19は、エンジンの運転を制御するECU25により制御されており、図示しないアクセルペダルが踏み込まれたことでエンジンの出力を増加する際には、バタフライバルブ12を回転して吸気通路17の流路を開き、吸入空気量を増加させる。他方、エンジンの出力を低下させる際には、バタフライバルブ12を全閉方向に回転して、吸入空気量を減少させる。
The
ECU25は、スロットルバルブ装置13のバタフライバルブ12の開度を目標開度に制御するため、バタフライバルブ12の開度を検出する。スロットルバルブ装置13のバタフライバルブ12の回転角度を検出する装置が、センサモジュール100である。このセンサモジュール100は、後述するように、ホール素子を用い、非接触でバタフライバルブ12の回転角度を検出する。このために、回転軸18のモータ19とは反対側の端部には、円筒形状のホルダ20が設けられている。ホルダ20の内壁には、磁界形成部15を構成する2個の磁石21,22が設けられている。磁界形成部15により、スロットルバルブ装置13の回転軸18の軸方向に直交する方向に磁界が形成される。
The
センサモジュール100は、ハウジングカバー16に固定されている。ハウジングカバー16は、ねじ23によってハウジング14に固定されている。ハウジングカバー16をネジ23により固定すると、センサモジュール100は、磁界形成部15であるホルダ20と非接触で、かつ同軸に位置決めされる。センサモジュール100は、配線24を通じて外部、ここではECU25と電気信号をやり取り可能となっている。センサモジュール100とECU25とのやり取りは、アナログ信号によってもよいし、デジタル信号を所定のプロトコルで送受信する通信の手法によってもよい。
The
次に、図2を用いてセンサモジュール100について説明する。センサモジュール100は、検出素子部50とターミナル30~33とを備える。検出素子部50は、磁界形成部15(図1参照)が形成する磁界の向きに応じた電気信号を出力する部品である。ターミナル30~33は、検出素子部50と配線24とを電気的に接続する部材である。検出素子部50とターミナル30~33とは、樹脂などの固定材40により固定されている。本実施形態では、検出素子部50とターミナル30~33とは、後述する他の回路部材と共に収納し、熱硬化性樹脂により一体モールドされているが、検出素子部50をモールドしている部位とその下の部位とは、形状が異なるので、上部を検出素子固定部41,下部をベース部43と呼ぶものとする。
Next, the
図3に示すように、センサモジュール100を構成する検出素子部50には、磁気センサ60、磁気センサ60から出力される2つのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器(以下、ADCと記載する)65,66、ADC65,66にそれぞれ接続された第1,第2補正演算部71,72、第1,第2補正演算部71,72が接続された角度演算部80、第1,第2補正演算部71,72に補正用の情報を出力する第1,第2補正情報格納部81,82、検出素子部50の環境温度を検出する環境温度センサ85などが内蔵されている。角度演算部80の出力は、ターミナル31に接続されている。この結果、ターミナル31は検出した回転角度信号である角度θを出力する端子として用いられる。ターミナル32は、接地ラインGNDに接続される端子との間に電圧Vccの電源を供給する端子である。ターミナル30は、センサモジュール100全体のベースとなる金属端子である。上記の各回路構成部材と各ターミナル30~33とは、固定材40である熱硬化樹脂により一体にモールドされている。
As shown in FIG. 3, the
磁気センサ60の内部には、磁界形成部15が形成する磁界の向きを検出する第1,第2検出素子61,62が設けられている。第1,第2検出素子61,62の出力は、上述したADC65,66にそれぞれ接続されている。この磁気センサ60の第1,第2検出素子61,62は、磁界の検出角度が互いに90度ずれた関係となっている。この様子を模式的に図4に示した。磁界形成部15の磁石21,22は、ホルダ20の内側の径方向に対向する位置に設けられており、磁気センサ60はホルダ20の中心の位置に設けられている。従って、磁石21,22により形成される磁界MFは、磁気センサ60の中心を通過する。なお、図4では、ホルダ20は円環形状としたが、楕円形状などであっても差し支えない。また、図4では、第1,第2検出素子61,62は、直方体の対向する面であって、互いに直交する面に設けられているものとしたが、磁束MFの中心に対して位相が90度ずれた位置関係になるのであれば、互いに交差する配置や、上下にずれた配置などであっても差し支えない。
Inside the
第1,第2検出素子61,62は、いずれもホール素子であり、実際には極めて小さな素子であり、互いに直交する位置関係に配置されている。磁界MFが回転すると、これに合わせて第1,第2検出素子61,62からは、位相が90度ずれた信号が出力される。ホール素子は、素子を正面から貫く磁界の強さに応じた信号を出力する。従って、その出力信号は、磁界MFに対して素子が正対している位置で最も強く、磁界MFと素子とが平行になる位置で最も弱く、かつ磁界の向きに応じて正負の値をとる。従って、第1検出素子61の出力と第2検出素子62の出力は、磁界MFの角度、つまりホルダ20の回転角度θに対して、一方がcos波、他方がsin波、という関係になっている。以下、説明の都合上、第1検出素子61が検出する信号をcos波、第2検出素子62が検出する信号をsin波として、それぞれ扱う。本実施形態では、第1,第2検出素子61,62として、ホール素子を用いたが、AMR(Anisotropic Magneto Resistive)素子や、TMR(Tunnel Magneto Resistance)素子を用いてもよく、GMR(Giant Magneto Resistive)素子を用いてもよい。なお、図4では、互いに直交する位置関係に配置された第1,第2検出素子61,62のみを示したが、両検出素子61,62の磁界の検出方向と更に直交する方向の磁束を検出する第3検出素子を備えるチップが、3Dセンサとして流通している。磁気センサ60としては、こうした3Dセンサを用い、そのうちの2つの検出素子を組み合わせて用いてもよい。
The first and
以上説明した第1実施形態のセンサモジュール100では、モータ19により駆動されるバタフライバルブ12の回転角度に合わせて回転する磁界形成部15の回転角度θを、検出素子部50により検出する。このセンサモジュール100による回転角度の検出において生じ得る誤差には、
(A)回転軸18と磁界形成部15と検出素子部50との芯振れによる誤差
(B)検出素子部50の温度による生じる誤差
がある。前者の誤差は、回転軸18と磁界形成部15と検出素子部50とが同軸となるよう、三者の配置のアライメントを正確に行なうことにより解消する。後者の誤差は、前者の誤差を解消してもなおセンサモジュール100の環境温度が変化することにより発生する。
In the
(A) Error due to runout between the
そこで、環境温度により発生する誤差のメカニズムと本実施形態によりこの誤差を抑制する手法について、図5、図6を用いて説明する。図5に示したように、センサモジュール100は、ベース部43の上に検出素子固定部41が形成された形状をしている。両者は一体に形成されて固定材40を構成するが、モールドの際の型抜きを容易にするために、上部ほど厚みや幅が小さくなる台形形状をしている。また、検出素子固定部41は、内部に磁気センサ60を備えており、素子を貫く磁束うち、センサ法線方向の磁束の成分の大きさ、つまり磁界の方向を精度良く検出できるように、薄く作られている。検出素子固定部41内部の部品の配置については、特に限定はないが、図3に示した構成部品の内、磁気センサ60を検出素子固定部41内に配置し、磁気センサ60を除く他の構成部品をベース部43に配置するものとしてもよいし、磁気センサ60と共に他の回路部品を検出素子固定部41に配置してもよい。こうした部品の配置は、磁束MFの乱れなどが生じることがなく、磁気センサ60の検出精度を確保できればよい。
Therefore, the mechanism of the error generated by the environmental temperature and the method of suppressing this error by the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. As shown in FIG. 5, the
図5示したように、環境温度が変化することによりセンサモジュール100の固定材40の膨張・収縮の大きさは部位により異なる。センサモジュール100の上辺の幅はベース部43より小さいのが、所定の温度上昇に伴う熱膨張の結果、検出素子固定部41の上辺において幅方向にかかる応力SCは、ベース部43の幅方向に生じる応力SBより小さい。また、検出素子固定部41は、磁束の貫通を妨げないように一般に厚みは薄いのに対して、ベース部43は、内部に多数の部品を収納する関係で、その厚みは、検出素子固定部41より厚い。このため検出素子固定部41に係る総合的な応力STは、図5に示したように、磁気センサ60に対して、少なくとも2次元の応力分布を有する。つまり、磁気センサ60に内蔵された両検出素子61,62に加わる温度変化に起因する応力は異なるものとなる。
As shown in FIG. 5, the magnitude of expansion / contraction of the fixing
図4を用いて説明した様に、第1検出素子61および第2検出素子62からの出力は、磁界MFに対する角度0~360度に対して、cos波およびsin波となる。完全にアライメントがとられ、温度誤差がない場合の第1検出素子61および第2検出素子62の出力を、図6に<固定前特性>として示した。図6の符号Mは、第1検出素子61を固定材40により固定する前の、つまり素子単体での出力を示し、符号Nは、第2検出素子62を固定材40より固定する前の、素子単体での出力を、それぞれ示す。
As described with reference to FIG. 4, the outputs from the
第1,第2検出素子61,62および他の回路構成部材が、固定材40により固定されて、検出素子固定部41およびベース部43としてモールドされ封止されると、第1検出素子61および第2検出素子62の出力は、固定材40によるモールドに伴い、応力を受けて、誤差を生じる。誤差は、基準温度(例えば常温としての25℃)においても、図6に示したように、振幅誤差、オフセット誤差、位相誤差として生じるが、これらの誤差は、更に温度が変動すると温度に依存して変動する。温度に依存して誤差が変動するのは、モールドに用いた固定材40が温度により膨張・収縮を生じるからである。
When the first and
こうした第1検出素子61および第2検出素子62の温度誤差は、それぞれ独立した特性を示す。図4に示したように、第1検出素子61および第2検出素子62は、直交して配置されているため、検出素子固定部41の熱膨張・収縮により各素子が受ける応力の方向が異なるからである。本実施形態では、こうした特性を予め試験用センサモジュールで測定し、第1検出素子61および第2検出素子62に生じる誤差分を補正するための情報として、第1補正情報格納部81および第2補正情報格納部82に、それぞれ記憶する。その上で、補正演算を行なう。この補正演算を行なうのが、第1補正演算部71および第2補正演算部72である。第1補正演算部71および第2補正演算部72は、デジタル信号プロセッサ(DSP)として構成されており、ADC65,66を介してデジタル信号に変換された第1,第2検出素子61,62の出力を、第1,第2補正情報格納部81,82に格納された補正用関数を用いて、デジタル演算し、振幅誤差、オフセット誤差、位相誤差を抑制する。
The temperature errors of the
振幅誤差は、第1,第2検出素子61,62からの出力信号の振幅が温度により変動する誤差である。オフセット誤差は、第1,第2検出素子61,62からの出力信号の0点が温度により変動する誤差である。位相誤差は、第1,第2検出素子61,62からの出力信号の位相が温度により変動する誤差である。このため、これらの誤差を補正するための情報も、振幅変動に対応した補正関数、オフセット誤差に対応した補正関数、位相変動に対応した補正関数が、検出素子毎に必要になる。図6では、第1検出素子61用のこれらの補正関数を、振幅変動_第1信号、のように「第1信号」を付けて示した。また第2検出素子62用の補正関数は、「第2信号」を付けて示した。
The amplitude error is an error in which the amplitude of the output signals from the first and
振幅変動,オフセット変動、位相変動の各々は、温度に依存しているので、第1補正演算部71および第2補正演算部72は、環境温度センサ85から環境温度Xを読込み、温度に対応する補正用の第1,第2信号を読み出し、これを用いて、第1検出素子61,第2検出素子62の出力を補正する補正演算を行なう。こうした補正演算を行なうので、第1補正演算部71および第2補正演算部72の出力は、<補正後温度特性>として図6に示したように、環境温度の変動によらず、<固定前温度特性>に近い特性となる。
Since each of the amplitude fluctuation, the offset fluctuation, and the phase fluctuation depends on the temperature, the first
第1補正演算部71,第2補正演算部72により上記の補正演算を終えた信号輪入力し、角度演算部80は、バタフライバルブ12の回転角度θを出力する。角度演算部80は、デジタル演算を行なう第1補正演算部71,第2補正演算部72から得られた値をアナログ信号に変換すると共に、cos波およびsin波を組み合わせることで、回転角度θを角度0~360度の範囲で一意に確定し、出力する。
The signal ring input after the above correction calculation is completed by the first
具体的な演算の例を図7を用いて説明する。図7の最上段は、固定材40により固定された検出素子部50に生じる感度誤差の内訳を、<第1検出素子振幅誤差><第2出素子振幅誤差><第1検出素子オフセット誤差><第2検出素子オフセット誤差>として示す。他方、第1補正情報格納部81,第2補正情報格納部82に記憶された補正演算用の補正式を<第1検出素子補正式><第2検出素子補正式>として示す。これらの補正式は、環境温度Xの二次関数として求められており、実際には、第1検出素子補正式については、式の係数α1,β1,γ1が、第2検出素子補正式については、式の係数α2,β2,γ2が、それぞれ第1補正情報格納部81,第2補正情報格納部82に記憶されている。二次関数の各係数は、試験用センサモジュールで測定した誤差から、最小自乗法などを用いて、誤差が最小になる二次関数を求めたものである。
An example of a specific operation will be described with reference to FIG. 7. The uppermost part of FIG. 7 shows the breakdown of the sensitivity error generated in the
本実施形態では、補正式の関数として、二次関数を用いている。このため、固定材40にガラス転移点のある樹脂を用い、樹脂の性質(熱膨張係数等)が転移点を境に変わっても、これに対応した補正を行なうことができる。また、磁気センサ60に用いる半導体は、一般に、所定の温度以上でリーク電流が発生するが、リーク電流の発生の有無を境に特性が変わっても、これに対応した補正を行なうことができる。なお、二次関数に限らず、より高次の関数を用いて補正式を特定しても差し支えない。また、固定材40として、転移点のない材料を用いている場合や、リーク電流が発生しない領域で磁気センサ60を用いる場合には、一次関数を用いた線形の補正式でも十分な精度を得ることができる。
In this embodiment, a quadratic function is used as the function of the correction formula. Therefore, even if a resin having a glass transition point is used for the fixing
図7には、感度誤差として、振幅誤差とオフセット誤差とをまとめて1つの補正式により補正するものとし、位相誤差を含めていない。位相誤差は、感度誤差とは補正の対象が異なるからである。位相誤差は、必要があれば、第1検出素子61,第2検出素子62からの出力信号を時間軸上で前後する補正式により補正すれば良い。但し、バタフライバルブ12の回転速度は一定ではないので、バタフライバルブ12が全閉、全開になるタイミングを用いて位相誤差を特定し、これを補正することが望ましい。もとより、位相誤差は、補正の対象から除いても差し支えない。
In FIG. 7, as the sensitivity error, the amplitude error and the offset error are collectively corrected by one correction formula, and the phase error is not included. This is because the phase error is corrected differently from the sensitivity error. If necessary, the phase error may be corrected by a correction formula that moves the output signals from the
図7に示したように、第1検出素子61と第2検出素子62の温度誤差は異なる特性を有するので、この温度誤差に応じた補正式をそれぞれ用意することで、補正後の第1検出素子61の感度変動、第2検出素子62の感度変動は、それぞれ補正され、温度の変化に対する感度変動は十分に抑制される。角度演算部80は補正後の信号を入力することで、感度変動が十分に抑制されたcos波およびsin波を用いて、バタフライバルブ12の回転角度θを演算できる。従って、モータ19により駆動されるバタフライバルブ12の回転角度θを精度良く検出し、延いては、スロットルバルブ装置13によるエンジンへの吸入空気量を精度良く制御できる。
As shown in FIG. 7, the temperature errors of the
更に、センサモジュール100の第1補正情報格納部81や第2補正情報格納部82は、補正式の係数α1,β1,γ1や係数α2,β2,γ2のみを記憶しており、第1補正演算部71や第2補正演算部72はこの係数を用いて二次関数の補正式に従って補正演算を行なうので、精度の良い補正演算を行なうために記憶しておく情報を容量の小さなものにできる。
Further, the first correction
B.第2実施形態:
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態のセンサモジュール200は、第1実施形態と同様に、スロットルバルブ装置13のバタフライバルブ12の回転角度を検出するものであり、図1に示したセンサモジュール100に代えて用いられる。センサモジュール200は、第1実施形態と同様に、熱硬化性樹脂である固定材40により検出素子部150や他の回路構成部材をモールドされている。
B. Second embodiment:
Next, the second embodiment will be described. Similar to the first embodiment, the
このセンサモジュール200の内部構成を図8に示した。図8では、端子などは図示を省略している。第2実施形態では、磁気センサ160を構成する検出素子161は、1つしか描いていないが、第1実施形態と同様に、2つのホール素子が用いられている。もとより、第2実施形態では、単一の検出素子を用いた構成としても差し支えない。この検出素子161には、温度補償回路163が組み込まれている。温度補償回路163は、検出素子161単体での温度特性を補償する回路である。温度補償回路163は、温度センサ164からの信号を受け取り、回路的に、検出素子161の信号の変動を補償する。こうした温度補償回路としては、例えば特許文献1として示した回路などが採用可能である。
The internal configuration of the
第2実施形態のセンサモジュール200では、磁気センサ160は、それ自体で温度補償を行なっている。温度補償された角度信号(cos波やsin波)は、ADC165を介して、角度演算部180に出力される。角度演算部180は、補正演算部171と補正情報格納部181とを備える。補正情報格納部181は、第1実施形態と同様に、固定材40によりモールドされたことで環境温度の変動により磁気センサ160に生じる誤差を補償するための情報、例えば補正式を記憶している。角度演算部180は、検出素子部150の内部に設けられた環境温度センサ185により検出された環境温度Xを用いて、補正式から補正量Yを求め、磁気センサ160の出力を補正できる。この結果、検出素子161単体で温度補償されている磁気センサ160を用いても、固定材40により固定することによって生じる温度誤差を更に抑制することができ、センサモジュール200の精度を高めることができる。補正式として二次関数を用いていることや、係数のみを記憶していることなど、その他、第1実施形態と同様の作用効果を奏するとは勿論である。なお、第2実施形態では、温度センサ164の他に環境温度センサ185を設けたが、両者を兼用するものとしてもよい。
In the
C.その他の実施形態:
上記実施形態では、補正演算は、二次関数を用いたが、三次以上の関数や、スプライン関数など、他の関数を用いることも差し支えない。また、区間を細かくした線形補間などを用いて演算しても良い。あるいは、予め温度と感度誤差との関係を測定し、これをルックアップテーブルの形態で第1補正情報格納部81等に格納し、環境温度に従って、ルックアップテーブルを参照することにより、感度誤差の補正量を求めて、補正演算するものとしても良い。補正演算は、乗算によってもよいし、加減算によってもよい。
C. Other embodiments:
In the above embodiment, the correction operation uses a quadratic function, but other functions such as a third-order or higher function and a spline function may be used. Further, the calculation may be performed by using linear interpolation or the like in which the section is finely divided. Alternatively, the relationship between the temperature and the sensitivity error is measured in advance, this is stored in the first correction
上記実施形態では、固定材としての樹脂を用いて磁気センサとしての検出素子をモールドしたが、材料としては、樹脂以外の材料、例えばシリコンゴムなどを用いてもよい。樹脂としては、加熱すると硬化して元に戻らない熱硬化性樹脂や光により硬化する光硬化性樹脂でもよいし、充填時には流動性があり、その後硬化するタイプの樹脂、例えば2液混合により硬化するタイプの樹脂でもよい。また固定の方法としては、モールドに限らず、ポッティングやホットメルトモールディングなど、他の手法によってもよい。これらの手法にも、様々なタイプの樹脂や、その他の材料(例えばシリコンゴムなど)が利用できることは勿論である。更に、単に接着剤としても機能する材料で、検出素子を固定用基板等に接着・固定してもよい。この場合、接着剤を、固定のみならず、封止剤として機能させてもよい。また、こうした複数の材料や手法を適宜組み合わせることも可能である。また、固定材は、磁気センサを固定するものであればよく、必ずしも封止する必要はない。いずれの手法で固定しても、温度の変化により、磁気センサの出力に影響が生じるから、本開示の手法は有効である。 In the above embodiment, the detection element as the magnetic sensor is molded by using the resin as the fixing material, but as the material, a material other than the resin, for example, silicon rubber or the like may be used. The resin may be a thermosetting resin that cures when heated and does not return to its original state, or a photocurable resin that cures with light, or a type of resin that has fluidity at the time of filling and then cures, for example, by mixing two liquids. It may be a type of resin. Further, the fixing method is not limited to the molding, and other methods such as potting and hot melt molding may be used. Of course, various types of resins and other materials (such as silicone rubber) can be used for these methods. Further, the detection element may be adhered and fixed to a fixing substrate or the like with a material that also functions as an adhesive. In this case, the adhesive may function not only as a fixing agent but also as a sealing agent. It is also possible to appropriately combine these multiple materials and methods. Further, the fixing material may be any material that fixes the magnetic sensor, and does not necessarily have to be sealed. Regardless of which method is used for fixing, the method of the present disclosure is effective because the output of the magnetic sensor is affected by the change in temperature.
上記実施形態では、環境温度センサ85,185等を用いて磁気センサの環境温度を特定したが、温度特定部は、温度センサに限る必要はなく、例えば温度による樹脂の膨張・収縮をストレインゲージなどにより検出し、これから温度を特定してもよい。
In the above embodiment, the environmental temperature of the magnetic sensor is specified by using the
第1実施形態では、磁気センサ60に対する温度補償回路は特に設けていないものとして説明したが、磁気センサ60単独での温度補償を行なう回路を備えるものとしてもよい。この場合、第1補正演算部71,第2補正演算部72の補正演算に磁気センサ60としての温度補償処理を取り込んでよい。第1補正演算部71,第2補正演算部72の補正演算に、磁気センサ60としての温度補償処理を取り込んでも、第1検出素子61,第2検出素子62毎に個別の補正演算を行なうことになり、検出素子毎に異なる感度誤差を有するセンサモジュール100,200が検出する回転角度の検出精度を高めることができる。
In the first embodiment, it has been described that the temperature compensation circuit for the
上記実施形態では、2つの検出素子61,62は直交する位置関係に配置したが、直交に限る必要はなく、360度より小さい所定角度だけずらしていれば、2つの検出素子からの出力信号を用いて、0~360度の範囲で、回転角度を一意に求めることができる。
In the above embodiment, the two
第1実施形態では、2つの検出素子を用いたが、3つ以上の検出素子を用いることも差し支えない。例えば半球形状の被検出物の内側に所定方向の磁界を形成し、この磁界の強さを互いに直交する位置に配置された3つのホール素子で検出すれば、半球形状の被検出物の回転を3次元的に検出できる。こうした検出は、ロボットの関節の動きなどを検出するのに応用できる。 In the first embodiment, two detection elements are used, but three or more detection elements may be used. For example, if a magnetic field in a predetermined direction is formed inside a hemispherical object to be detected and the strength of the magnetic field is detected by three Hall elements arranged at positions orthogonal to each other, the rotation of the hemispherical object to be detected can be detected. It can be detected three-dimensionally. Such detection can be applied to detect movements of robot joints and the like.
D.他の態様:
本開示に示すセンサモジュールか以下の態様によっても実施可能である。例えば、センサモジュールの第1の態様として、磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子を、前記磁界の方向を回転する被検出物に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置した磁気センサと、前記磁気センサの環境温度を特定する温度特定部と、前記磁気センサを固定する固定材と、前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎に予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部と、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正する補正演算部と、前記補正演算された信号を用いて、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する角度演算部と、を備えるセンサモジュールを構成できる。複数の検出素子に対して個別の補正を行なっていることは、センサモジュールの固定材による固定を解除し、例えば2つの検出素子を入替えて、回転角度の出力を観察すれば良い。複数の検出素子に対して個別の補正を行なっていれば、同じ検出素子を用いても、接続関係を変えれば、回転角度の出力は変化するので、個別の補正を行なっていることを知ることができる。
D. Other aspects:
It can also be implemented by the sensor module shown in the present disclosure or the following aspects. For example, as a first aspect of the sensor module, a magnetic sensor in which a plurality of detection elements whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field are arranged at different rotation angle positions with respect to the object to be detected rotating in the direction of the magnetic field. Corresponds to the temperature error that can occur in each of the temperature specifying part that specifies the environmental temperature of the magnetic sensor, the fixing material that fixes the magnetic sensor, and the plurality of detection elements of the magnetic sensor that are fixed by the fixing material. By referring to the correction information storage unit that stores the correction information prepared in advance for each detection element and the correction information according to the specified environmental temperature, the signal output by each detection element can be obtained. It is possible to configure a sensor module including a correction calculation unit for individual correction and an angle calculation unit for obtaining and outputting a detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected by using the correction calculation signal. To perform individual corrections for a plurality of detection elements, the fixing by the fixing material of the sensor module may be released, for example, the two detection elements may be exchanged, and the output of the rotation angle may be observed. If multiple detection elements are individually corrected, even if the same detection element is used, the output of the rotation angle will change if the connection relationship is changed, so know that individual corrections are being performed. Can be done.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記磁気センサは、固定材としての樹脂またはポッティング剤により封止された構成としてもよい。こうすれば、磁気センサの耐水性、耐久性を高めることができる。 In such a sensor module, the magnetic sensor may be sealed with a resin as a fixing material or a potting agent. By doing so, the water resistance and durability of the magnetic sensor can be improved.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記複数の検出素子のうちの2つの検出素子は、前記被検出物の回転により変化する前記磁界に対して、360度未満の所定角度ずらして配置し、前記補正演算部は、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記2つ検出素子が出力する2つの出力信号を、前記所定角度に対応した位相差にあるとして、前記回転角度に対応した検出値を一意に求めるものとしてもよい。こうすれば、センサモジュールは、回転角度を一意に求めることができ、回転角度を求める装置として高い有用性を備える。 In such a sensor module, two detection elements out of the plurality of detection elements are arranged at a predetermined angle of less than 360 degrees with respect to the magnetic field changed by the rotation of the object to be detected, and the correction calculation unit is used. By referring to the information for correction according to the specified environmental temperature, the two output signals output by the two detection elements are assumed to have a phase difference corresponding to the predetermined angle, and correspond to the rotation angle. The detected value may be uniquely obtained. In this way, the sensor module can uniquely determine the rotation angle, and is highly useful as a device for determining the rotation angle.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記2つの検出素子は、互いに直交する位置に配置され、前記位相差は、90度とすることも望ましい。位相差が90度となるように配置すれば、2つの検出素子から出力される信号は、cos波とsin波の関係となり、回転角度の演算を容易に行なうことができる。 In such a sensor module, it is also desirable that the two detection elements are arranged at positions orthogonal to each other and the phase difference is 90 degrees. If the phase difference is arranged so as to be 90 degrees, the signals output from the two detection elements have a relationship between a cos wave and a sine wave, and the rotation angle can be easily calculated.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記補正情報格納部が格納する前記補正用の情報は、前記固定材による固定によって、前記環境温度により前記磁気センサに生じる応力に応じて前記各検出素子に生じる誤差を補正する情報であるものとしてよい。こうすれば、固定材による固定によって生じる応力に基づく誤差を補正して回転角度の検出精度の環境温度による低下を抑制できる。 In such a sensor module, the correction information stored in the correction information storage unit corrects an error generated in each detection element according to the stress generated in the magnetic sensor due to the environmental temperature by fixing with the fixing material. It may be information. By doing so, it is possible to correct the error based on the stress caused by the fixing by the fixing material and suppress the decrease in the detection accuracy of the rotation angle due to the environmental temperature.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記各検出素子の出力する信号に対して前記補正演算部が行なう前記個別の補正は、前記環境温度を変数とする二次以上の高次関数を用いた補正としてもよい。二次関数以上の高次関数を用いることにより、補正の精度を高めることができる。 In such a sensor module, the individual correction performed by the correction calculation unit for the signal output by each detection element may be a correction using a quadratic or higher-order function having the environmental temperature as a variable. By using a higher-order function of a quadratic function or higher, the accuracy of correction can be improved.
このセンサモジュールにおいて、前記補正情報格納部は、前記高次関数の係数を、前記検出素子毎に格納しており、前記補正演算部は、前記検出素子毎に、前記補正情報格納部に格納された係数を用いて、前記高次関数による前記補正を行なうものとしてよい。この場合、補正演算のために係数を記憶しておければ足り、補正演算のために格納すべき情報量を低減できる。この結果、メモリ容量などを低減できる。 In this sensor module, the correction information storage unit stores the coefficient of the higher-order function for each detection element, and the correction calculation unit is stored in the correction information storage unit for each detection element. The correction may be performed by the higher-order function using the coefficient. In this case, it is sufficient to store the coefficients for the correction calculation, and the amount of information to be stored for the correction calculation can be reduced. As a result, the memory capacity and the like can be reduced.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記磁気センサは、吸気量制御装置、排ガス再循環装置、過給器のうちのいずれか1つに用いられるアクチュエータによって回転駆動される被検出物に非接触に設けられたものとしてもよい。こうすれば、各種の装置の回転角度を非接触に精度良く検出できる。この結果エンジンの制御を一層精度良く行なうことができる。 In such a sensor module, the magnetic sensor is provided non-contact with an object to be detected that is rotationally driven by an actuator used in any one of an intake amount control device, an exhaust gas recirculation device, and a supercharger. May be. In this way, the rotation angles of various devices can be detected accurately in a non-contact manner. As a result, the engine can be controlled more accurately.
こうしたセンサモジュールにおいて、前記検出素子は、ホール素子またはMR素子としてよい。安価な市販のセンサを用いて、回転角度の検出精度を高めることができる。 In such a sensor module, the detection element may be a Hall element or an MR element. An inexpensive commercially available sensor can be used to improve the detection accuracy of the rotation angle.
本開示のセンサモジュールの第2の態様として、磁界の方向により特性が変化する検出素子であって、当該検出素子の温度による誤差を検出素子単体で補償する回路を組み込んだ温度補償回路付検出素子を、前記磁界の方向を回転する被検出物に対して配置した磁気センサと、前記磁気センサを固定する固定材と、前記磁気センサの環境温度を特定する環境温度センサと、前記固定材によって固定されたことで前記磁気センサに生じ得る温度誤差に対応して、予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部と、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記温度補償回路付検出素子の出力する信号を補正して、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を出力する演算部と、を備えるセンサモジュールを構成できる。 As a second aspect of the sensor module of the present disclosure, it is a detection element whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field, and is a detection element with a temperature compensation circuit incorporating a circuit that compensates for an error due to the temperature of the detection element by itself. Is fixed by the magnetic sensor arranged for the object to be detected rotating in the direction of the magnetic field, the fixing material for fixing the magnetic sensor, the environmental temperature sensor for specifying the environmental temperature of the magnetic sensor, and the fixing material. By referring to the correction information storage unit that stores the correction information prepared in advance and the correction information according to the specified environmental temperature in response to the temperature error that may occur in the magnetic sensor. It is possible to configure a sensor module including a calculation unit that corrects a signal output by the detection element with a temperature compensation circuit and outputs a detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected.
こうすれば、センサモジュールにおいて検出素子単体で温度補償を行なってもなお存在する温度誤差を低減できる。このように温度補償回路付検出素子の出力を更に環境温度で補正しているかは、固定材による固定を解除した状態で回転角度に対応した検出値の出力を観察すればよい。温度補償回路付検出素子の出力を更に環境温度で補正している場合は、環境温度が変化したとき、固定材による固定がある場合と比べて、固定材による固定がない場合の方が、回転角度の検出値の誤差は大きくなる。これに対して、温度補償回路付検出素子の出力を更に環境温度で補正するという対応を取っていない場合には、環境温度が変化したとき、固定材による固定がある場合と比べて、固定材による固定がない場合の方が、回転角度の検出値の誤差は小さくなる。従って、固定材による固定がある場合と、固定材による固定がない場合とを比較すれば、いずれの構成を採用しているかを容易に知ることができる。 By doing so, it is possible to reduce the temperature error that still exists even if the temperature is compensated by the detection element alone in the sensor module. Whether or not the output of the detection element with the temperature compensation circuit is further corrected by the environmental temperature in this way may be determined by observing the output of the detection value corresponding to the rotation angle in the state where the fixing by the fixing material is released. When the output of the detection element with a temperature compensation circuit is further corrected by the environmental temperature, when the environmental temperature changes, it rotates more when it is not fixed by the fixing material than when it is fixed by the fixing material. The error of the detected value of the angle becomes large. On the other hand, if the output of the detection element with a temperature compensation circuit is not further corrected by the environmental temperature, when the environmental temperature changes, the fixing material is fixed as compared with the case where the fixing material is used for fixing. The error of the detection value of the rotation angle is smaller when there is no fixing by. Therefore, by comparing the case where the fixing material is used and the case where the fixing material is not used, it is possible to easily know which configuration is adopted.
本開示の磁気センサを用いた回転角度検出の温度補償方法の第1の態様は、磁気センサに内蔵され、磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子を、前記磁界の方向を回転する被検出物に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置し、前記磁気センサを固定材を用いて固定し、前記磁気センサの環境温度を特定し、前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎の補正用の情報を予め記憶し、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正した上で、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する。この磁気センサを用いた回転角度検出の温度補償方法によれば、環境温度による変動を抑制して、被検出物の回転角度の検出を精度良く検出できる。 The first aspect of the temperature compensation method for detecting the rotation angle using the magnetic sensor of the present disclosure is to rotate a plurality of detection elements, which are built in the magnetic sensor and whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field, in the direction of the magnetic field. The plurality of magnetic sensors of the magnetic sensor fixed by the fixing material are arranged at different rotation angle positions with respect to the detected object, the magnetic sensor is fixed by using the fixing material, the environmental temperature of the magnetic sensor is specified, and the magnetic sensor is fixed by the fixing material. The correction information for each detection element is stored in advance in response to the temperature error that may occur in each of the detection elements, and the correction information is referred to according to the specified environmental temperature. After individually correcting the signal to be output, the detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected is obtained and output. According to the temperature compensation method for detecting the rotation angle using this magnetic sensor, it is possible to suppress fluctuations due to the environmental temperature and accurately detect the detection of the rotation angle of the object to be detected.
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する本実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features in the present embodiment and modifications corresponding to the technical features in each of the embodiments described in the column of the outline of the invention may be used to solve some or all of the above-mentioned problems, or the above-mentioned ones. It is possible to replace or combine them as appropriate in order to achieve some or all of the effects of. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
10 電子制御スロットル、12 バタフライバルブ、13 スロットルバルブ装置、14 ハウジング、15 磁界形成部、16 ハウジングカバー、17 吸気通路、18 回転軸、19 モータ、20 ホルダ、21,22 磁石、23 ネジ、24 配線、30~34 ターミナル、40 固定材、41 検出素子固定部、43 ベース部、50 検出素子部、60 磁気センサ、61 第1検出素子、62 第2検出素子、71 第1補正演算部、72 第2補正演算部、80 角度演算部、81 第1補正情報格納部、82 第2補正情報格納部、85 環境温度センサ、100 センサモジュール、150 検出素子部、160 磁気センサ、161 検出素子、163 温度補償回路、164 温度センサ、165 ADC、171 補正演算部、180 角度演算部、181 補正情報格納部、185 環境温度センサ、200 センサモジュール 10 electronically controlled throttle, 12 butterfly valve, 13 throttle valve device, 14 housing, 15 magnetic field forming part, 16 housing cover, 17 intake passage, 18 rotating shaft, 19 motor, 20 holder, 21.22 magnet, 23 screw, 24 wiring , 30-34 terminal, 40 fixing material, 41 detection element fixing part, 43 base part, 50 detection element part, 60 magnetometer, 61 first detection element, 62 second detection element, 71 first correction calculation unit, 72nd 2 Correction calculation unit, 80 angle calculation unit, 81 1st correction information storage unit, 82 2nd correction information storage unit, 85 environmental temperature sensor, 100 sensor module, 150 detection element unit, 160 magnetic sensor, 161 detection element, 163 temperature Compensation circuit, 164 temperature sensor, 165 ADC, 171 correction calculation unit, 180 angle calculation unit, 181 correction information storage unit, 185 environmental temperature sensor, 200 sensor module
Claims (11)
磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子(61,62)を、前記磁界の方向を回転する被検出物(15)に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置した磁気センサ(60)と、
前記磁気センサの環境温度を特定する温度特定部(85)と、
前記磁気センサを固定する固定材(40)と、
前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに、前記固定材による固定によって生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎に予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部(81,82)と、
前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正する補正演算部(71,72)と、
前記補正された信号を用いて、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する角度演算部(80)と、
を備え、
前記磁気センサは、固定材としての樹脂またはポッティング剤により封止され、前記被検出物に対応する位置に固定される、
センサモジュール。 It is a sensor module (100)
A magnetic sensor (60) in which a plurality of detection elements (61, 62) whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field are arranged at different rotation angle positions with respect to the object to be detected (15) rotating in the direction of the magnetic field.
A temperature specifying unit (85) that specifies the environmental temperature of the magnetic sensor, and
A fixing material (40) for fixing the magnetic sensor and
Each of the plurality of detection elements of the magnetic sensor fixed by the fixing material stores information for correction prepared in advance for each detection element in response to the temperature error that may occur due to the fixing by the fixing material . Correction information storage unit (81,82) and
A correction calculation unit (71, 72) that individually corrects the signal output by each detection element by referring to the correction information according to the specified environmental temperature.
Using the corrected signal, an angle calculation unit (80) that obtains and outputs a detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected, and
Equipped with
The magnetic sensor is sealed with a resin as a fixing material or a potting agent, and is fixed at a position corresponding to the object to be detected.
Sensor module.
前記複数の検出素子のうちの2つの検出素子は、前記被検出物の回転により変化する前記磁界に対して、360度以内の所定角度ずらして配置され、
前記補正演算部は、前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記2つの検出素子が出力する2つの出力信号を、前記所定角度に対応した位相差にあるとして、前記回転角度に対応した検出値を一意に求める
センサモジュール。 The sensor module according to claim 1.
Two of the plurality of detection elements are arranged with a predetermined angle within 360 degrees with respect to the magnetic field changed by the rotation of the object to be detected.
The correction calculation unit refers to the information for correction according to the specified environmental temperature, and assumes that the two output signals output by the two detection elements have a phase difference corresponding to the predetermined angle. A sensor module that uniquely obtains a detection value corresponding to the rotation angle.
前記補正情報格納部が格納する前記補正用の情報は、前記固定材による固定によって、前記環境温度により前記磁気センサに生じる応力に応じて前記各検出素子に生じる誤差を補正する情報である
センサモジュール。 The sensor module according to any one of claims 1 to 3 .
The correction information stored in the correction information storage unit is information for correcting an error generated in each of the detection elements according to the stress generated in the magnetic sensor due to the environmental temperature due to the fixing by the fixing material. ..
磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子(61,62)を、前記磁界の方向を回転する被検出物(15)に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置した磁気センサ(60)と、
前記磁気センサの環境温度を特定する温度特定部(85)と、
前記磁気センサを固定する固定材(40)と、
前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎に予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部(81,82)と、
前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正する補正演算部(71,72)と、
前記補正された信号を用いて、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する角度演算部(80)と、
を備え、
前記補正情報格納部が格納する前記補正用の情報は、前記固定材による固定によって、前記環境温度により前記磁気センサに生じる応力に応じて前記各検出素子に生じる誤差を補正する情報である
センサモジュール。 It is a sensor module (100)
A magnetic sensor (60) in which a plurality of detection elements (61, 62) whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field are arranged at different rotation angle positions with respect to the object to be detected (15) rotating in the direction of the magnetic field.
A temperature specifying unit (85) that specifies the environmental temperature of the magnetic sensor, and
A fixing material (40) for fixing the magnetic sensor and
A correction information storage unit (81,) that stores correction information prepared in advance for each detection element in response to a temperature error that may occur in each of the plurality of detection elements of the magnetic sensor fixed by the fixing material. 82) and
A correction calculation unit (71, 72) that individually corrects the signal output by each detection element by referring to the correction information according to the specified environmental temperature.
Using the corrected signal, an angle calculation unit (80) that obtains and outputs a detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected, and
Equipped with
The correction information stored in the correction information storage unit is information for correcting an error generated in each of the detection elements according to the stress generated in the magnetic sensor due to the environmental temperature due to the fixing by the fixing material. ..
前記各検出素子の出力する信号に対して前記補正演算部が行なう前記個別の補正は、前記環境温度を変数とする二次以上の高次関数を用いた補正である
センサモジュール。 The sensor module according to any one of claims 1 to 5.
The individual correction performed by the correction calculation unit for the signal output by each detection element is a correction using a quadratic or higher-order function with the environmental temperature as a variable.
前記補正情報格納部は、前記高次関数の係数を、前記検出素子毎に格納しており、
前記補正演算部は、前記検出素子毎に、前記補正情報格納部に格納された係数を用いて、前記高次関数による前記補正を行なう
センサモジュール。 The sensor module according to claim 6.
The correction information storage unit stores the coefficient of the higher-order function for each detection element.
The correction calculation unit is a sensor module that performs the correction by the higher-order function using the coefficient stored in the correction information storage unit for each detection element.
前記磁気センサは、吸気量制御装置、排ガス再循環装置、過給器のうちのいずれか1つに用いられるアクチュエータ(19)によって回転駆動される被検出物に非接触に設けられた
センサモジュール。 The sensor module according to any one of claims 1 to 7.
The magnetic sensor is a sensor module provided in a non-contact manner with respect to an object to be detected, which is rotationally driven by an actuator (19) used in any one of an intake amount control device, an exhaust gas recirculation device, and a supercharger.
前記検出素子は、ホール素子またはMR素子である、センサモジュール。 The sensor module according to any one of claims 1 to 8.
The detection element is a sensor module which is a Hall element or an MR element.
磁界の方向により特性が変化する検出素子(161)であって、当該検出素子の温度による誤差を検出素子単体で補償する回路(163)を組み込んだ温度補償回路付検出素子を、前記磁界の方向を回転する被検出物に対して配置した磁気センサ(160)と、
前記磁気センサを固定する固定材と、
前記磁気センサの環境温度を特定する環境温度センサ(185)と、
前記固定材によって固定されたことで前記磁気センサに生じ得る温度誤差に対応して、予め用意した補正用の情報を格納する補正情報格納部(181)と、
前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記温度補償回路付検出素子の出力する信号を補正して、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を出力する演算部(180)と、
を備えるセンサモジュール。 It is a sensor module (200)
A detection element (161) whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field, and a detection element with a temperature compensation circuit incorporating a circuit (163) that compensates for an error due to the temperature of the detection element by itself, is the direction of the magnetic field. A magnetic sensor (160) placed on the rotating object to be detected, and
A fixing material for fixing the magnetic sensor and
An environmental temperature sensor (185) that specifies the environmental temperature of the magnetic sensor, and
A correction information storage unit (181) for storing correction information prepared in advance in response to a temperature error that may occur in the magnetic sensor due to being fixed by the fixing material.
A calculation that corrects the signal output by the detection element with a temperature compensation circuit and outputs a detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected by referring to the correction information according to the specified environmental temperature. Part (180) and
Sensor module with.
磁気センサに内蔵され、磁界の方向により特性が変化する複数の検出素子を、前記磁界の方向を回転する被検出物に対して異なる回転角度位置にそれぞれ配置し、
前記磁気センサを、固定材としての樹脂またはポッティング剤により封止することによって、前記被検出物に対応する位置に固定し、
前記磁気センサの環境温度を特定し、
前記固定材によって固定された前記磁気センサの前記複数の検出素子のそれぞれに、前記固定材による固定によって生じ得る温度誤差に対応して、各検出素子毎の補正用の情報を予め記憶し、
前記特定した前記環境温度に従って前記補正用の情報を参照することにより、前記各検出素子の出力する信号を個別に補正した上で、前記被検出物の回転角度に対応した検出値を求めて出力する
磁気センサを用いた回転角度検出の温度補償方法。 It is a temperature compensation method for rotation angle detection using a magnetic sensor.
A plurality of detection elements built in the magnetic sensor whose characteristics change depending on the direction of the magnetic field are arranged at different rotation angle positions with respect to the object to be detected rotating in the direction of the magnetic field.
By sealing the magnetic sensor with a resin as a fixing material or a potting agent, the magnetic sensor is fixed at a position corresponding to the object to be detected .
Identify the environmental temperature of the magnetic sensor and
In each of the plurality of detection elements of the magnetic sensor fixed by the fixing material, information for correction for each detection element is stored in advance in response to the temperature error that may occur due to the fixing by the fixing material .
By referring to the information for correction according to the specified environmental temperature, the signal output by each detection element is individually corrected, and then the detection value corresponding to the rotation angle of the object to be detected is obtained and output. A temperature compensation method for rotation angle detection using a magnetic sensor.
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