JP7256610B2 - Detection device, method, system, calculation device, and calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、検出装置、方法、システム、算出装置、および算出方法に関する。 The present invention relates to detection devices, methods, systems, calculation devices, and calculation methods.
2相正弦波方式のセンサの出力に基づき、モータ軸等の回転部材の回転角度を検出する検出装置が知られている。このような検出装置において、事前にモータの回転軸1回転分の角度誤差を数値列で取得して記憶し、実際の回転角度検出時には、記憶されている数値列を読み出して検出値を補正する方法がある。また、検出装置において、事前に角度誤差情報をフーリエ級数展開して求めた係数を記憶し、検出装置の起動時等に係数を読み出してフーリエ逆変換して得られた角度誤差データを用いて、検出値を補正する方法がある(特許文献1参照)。また、モータ等の組立精度の高精度化などによって、検出の誤差の要因となる成分を個別に改善する方法がある。
特許文献1 特開平4-125409号公報
2. Description of the Related Art A detection device is known that detects the rotation angle of a rotating member such as a motor shaft based on the output of a two-phase sine wave sensor. In such a detection device, the angle error for one rotation of the rotating shaft of the motor is obtained in advance as a numerical string and stored, and when the actual rotation angle is detected, the stored numerical string is read out to correct the detected value. There is a way. Further, in the detection device, the coefficient obtained by Fourier series expansion of the angle error information is stored in advance, and when the detection device is started, etc., the coefficient is read out and the angle error data obtained by inverse Fourier transform is used to There is a method of correcting the detected value (see Patent Document 1). There is also a method of individually improving components that cause detection errors by increasing assembly accuracy of motors and the like.
しかし、角度誤差データによる補正は、組立誤差等により補正精度が落ちることがあった。また、組立精度を高精度化するために、調整コストが大きくなってしまう。 However, the correction based on the angle error data sometimes has a lower correction accuracy due to an assembly error or the like. In addition, the adjustment cost increases in order to improve the assembly accuracy.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、回転体の回転角度を検出する検出装置であって、回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する第1取得部と、回転体の回転に応じて第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する第2取得部と、第1磁場データおよび第2磁場データに基づいて角度信号を出力する角度算出部と、角度信号を角度信号の傾きを用いて補正する補正部とを備える検出装置を提供する。 In order to solve the above problems, in a first aspect of the present invention, there is provided a detection device for detecting a rotation angle of a rotating body, which acquires first magnetic field data that changes according to rotation of the rotating body. an acquisition unit, a second acquisition unit that acquires second magnetic field data that changes in a phase different from the first magnetic field data according to the rotation of the rotating body, and an angle signal based on the first magnetic field data and the second magnetic field data. A detection device is provided that includes an angle calculation unit that outputs an angle signal, and a correction unit that corrects an angle signal using an inclination of the angle signal.
本発明の第2の態様においては、回転体の回転角度を検出する方法であって、回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する段階と、回転体の回転に応じて第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する段階と、第1磁場データおよび第2磁場データに基づいて角度信号を出力する段階と、角度信号を、角度信号の傾きを用いて補正する段階とを備える方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a rotation angle of a rotating body, comprising the steps of obtaining first magnetic field data that changes according to the rotation of the rotating body; Acquiring second magnetic field data that changes in phase different from the first magnetic field data; outputting an angle signal based on the first magnetic field data and the second magnetic field data; and compensating for .
本発明の第3の態様においては、モータと、モータの回転に応じて変化する第1磁場データを出力する第1磁場センサと、モータの回転に応じて第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを出力する第2磁場センサと、第1磁場データおよび第2磁場データに基づいてモータの回転角度を検出する第1の態様の検出装置と、モータの回転角度の検出結果に応じてモータの回転を制御するモータ制御回路とを備えるシステムを提供する。 In a third aspect of the present invention, a motor, a first magnetic field sensor that outputs first magnetic field data that changes according to the rotation of the motor, and a phase that is different from that of the first magnetic field data that changes according to the rotation of the motor a second magnetic field sensor for outputting second magnetic field data, a detecting device according to the first aspect for detecting the rotation angle of the motor based on the first magnetic field data and the second magnetic field data, and the detection result of the rotation angle of the motor and a motor control circuit for controlling rotation of the motor in response.
本発明の第4の態様においては、回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を補正する補正パラメータを算出する算出装置であって、複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の角度信号の傾きを算出する傾き算出部と、少なくとも1つの周期の角度信号と、少なくとも1つの周期の角度信号の傾きを有する直線との間の差分をフーリエ級数展開して、補正係数を算出する係数算出部と、回転体の1回転あたり複数の周期の角度信号の傾きを一致させた角度信号の複数の周期の移行点におけるオフセットを算出するオフセット算出部とを備え、算出装置は、角度信号の傾き、補正係数、およびオフセットを含む補正パラメータを出力する算出装置を提供する。 In a fourth aspect of the present invention, there is provided a calculation device for calculating a correction parameter for correcting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of a rotating body, wherein at least one of the plurality of cycles a slope calculation unit that calculates the slope of the angle signal of the period; and the difference between the angle signal of at least one period and the straight line having the slope of the angle signal of the at least one period is subjected to Fourier series expansion to obtain a correction coefficient. and an offset calculation unit for calculating an offset at a transition point of a plurality of cycles of the angle signal obtained by matching the slopes of the angle signals of a plurality of cycles per rotation of the rotating body. A computing device is provided that outputs correction parameters including the slope of the angle signal, a correction factor, and an offset.
本発明の第5の態様においては、回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を補正する補正パラメータを算出する算出方法であって、複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の角度信号の傾きを算出する傾き算出段階と、少なくとも1つの周期の角度信号と、少なくとも1つの周期の角度信号の傾きを有する直線との間の差分をフーリエ級数展開して、補正係数を算出する係数算出段階と、回転体の1回転あたり複数の周期の角度信号の傾きを一致させた角度信号の複数の周期の移行点におけるオフセットを算出するオフセット算出段階と、角度信号の記傾き、補正係数、およびオフセットを含む補正パラメータを出力する段階とを備える算出方法を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a calculation method for calculating a correction parameter for correcting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of a rotating body, wherein at least one of the plurality of cycles a slope calculation step of calculating the slope of the angle signal of the period; performing Fourier series expansion on the difference between the angle signal of at least one period and the straight line having the slope of the angle signal of the at least one period to obtain a correction factor an offset calculation step of calculating an offset at transition points of a plurality of cycles of the angle signal in which the slopes of the angle signals of a plurality of cycles per rotation of the rotating body are matched; a slope of the angle signal; and outputting correction parameters including correction factors and offsets.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
図1は、本実施形態に係るシステム10の構成を示す。システム10は、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40から出力される信号に基づいて、モータ20等の回転体の回転角度を示す電気角を算出し、電気角に基づいて機械角を算出してよい。システム10は、算出した機械角に応じてモータ20の回転を制御する。回転体は、一例として、モータ20の回転軸またはモータ20の歯車等である。
FIG. 1 shows the configuration of a
ここで、電気角は、第1磁場センサ30または第2磁場センサ40からの正弦波状または余弦波状の信号の1周期を360度(1周期)とした場合の角度である。機械角は、回転体の1回転を360度とした場合の角度(回転体の回転角度)である。1周期の機械角は、複数の周期の電気角に相当してよい。
Here, the electrical angle is an angle when one cycle of the sinusoidal or cosine wave signal from the first
システム10は、モータ20と、第1磁場センサ30と、第2磁場センサ40と、検出装置50と、モータ制御回路60とを備える。
The
モータ20は、回転軸に接続された歯車を回転させ、工作機械または産業用ロボット等を駆動させるものであってよい。モータ20の歯車は、磁性体材料を含むものであってよい。
The
第1磁場センサ30および第2磁場センサ40は、一例として、磁場を検出するホール素子を有する。第1磁場センサ30および第2磁場センサ40は、一例として、歯車の近傍で、磁石と歯車の間に配置される。第1磁場センサ30および第2磁場センサ40は、歯車の回転により、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40と歯車との間の距離が変化して、磁束密度が変化する磁場が印加される。第1磁場センサ30および第2磁場センサ40は、印加される磁場に位相差が生じるように、互いにずれた位置に配置されてよい。第1磁場センサ30は、モータ20の回転に応じて変化する第1磁場データを出力する。第2磁場センサ40は、モータ20の回転に応じて第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを出力する。第1磁場センサ30および第2磁場センサ40は、例えば、印加された磁場の磁束密度に応じて、互いに位相差が90度となる正弦波状または余弦波状の電気信号(A相信号およびB相信号)を、磁場データとして出力する。
The first
検出装置50は、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40に有線または無線で接続される。検出装置50は、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40からの第1磁場データおよび第2磁場データを受信し、第1磁場データおよび第2磁場データに基づいて、モータ20の回転角度を検出する。検出装置50は、第1取得部100と、第2取得部110と、電気角算出部120と、電気角補正部130と、機械角算出部140と、機械角補正部150とを備える。
The
第1取得部100および第2取得部110は、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40からの第1磁場データおよび第2磁場データをそれぞれ取得する。電気角算出部120は、第1取得部100および第2取得部110に接続され、第1磁場データおよび第2磁場データに基づいて、電気角を算出する。電気角補正部130は、電気角算出部120に接続され、算出された電気角を補正する。機械角算出部140は、電気角補正部130に接続され、補正した電気角から機械角を算出する。機械角補正部150は、機械角算出部140に接続され、算出された機械角を補正し、補正した機械角を示す角度信号をモータ制御回路60に出力する。
The
モータ制御回路60は、検出装置50およびモータ20に有線または無線で接続され、検出装置50からの角度信号に応じて、モータ20の回転速度および回転方向等を制御する。モータ制御回路60は、モータ20が有する各コイルに流す電流を制御してよい。
The
図2は、検出装置50が検出する電気角および機械角の角度信号の一例を示す。図2は、回転体1回転分の信号を示し、一例として、機械角1周期で、電気角3周期分である場合を示す。図2の(a)および(d)は、横軸が時間で縦軸が電圧を示す。図2の(a)および(d)は、第1取得部100が取得した第1磁場データの正弦波を、当該正弦波の中心電圧を閾値としてコンパレートしてパルス波形にした理想値および実際の検出値を示す。図2の(b)、(c)、(e)、および(f)は、横軸が時間で縦軸が角度を示す。図2の(b)および(e)は、検出装置50が第1磁場データおよび第2磁場データに基づいて算出した電気角の角度信号の理想値および実際の検出値を示す。図2の(c)および(f)は、検出装置50が電気角に基づいて算出した機械角の角度信号の理想値および実際の検出値を示す。
FIG. 2 shows an example of angle signals of electrical angles and mechanical angles detected by the
図2の(a)、(b)および(c)における理想値は、モータ20の組み付け誤差等が無く、検出装置50における検出に誤差が生じない場合の値である。組み付け誤差等が無い場合には、第1磁場センサ30が出力した第1磁場データの正弦波の複数の周期が均一となるため、図2の(a)に示すように、検出装置50が検出するパルス波の複数の周期は均一となる。この場合に第2磁場センサ40が出力する第2磁場データも同様である。図2の(b)に示すように、第1磁場データおよび第2磁場データの基づき算出される電気角は、同様に複数の周期で均一な長さを有し、図2の(c)に示すように、このような電気角に基づき算出される機械角は、1周期にわたって直線状の理想値を有する。
The ideal values in (a), (b) and (c) of FIG. 2 are values when there is no assembly error of the
実際の検出においては、モータ20の組み付け誤差等があるため、図2の(d)、(e)および(f)に示すように、検出装置50で検出する値に誤差が生じる。図2の(e)および(f)における実際の検出値は、検出装置50において検出した、電気角補正部130および機械角補正部150による補正が施されていない値である。組み付け誤差等がある場合には、第1磁場センサ30が出力した第1磁場データの正弦波の複数の周期は、回転体1回転あたりでばらつきを有するため、図2の(d)に示すように、検出装置50が検出するパルス波の複数の周期の長さは、同様に、回転体1回転あたりでばらつきを有する。このような場合、図2の(e)に示すように、第1磁場データおよび第2磁場データの基づき算出される電気角は、同様に複数の周期で不均一な長さを有し、図2の(f)に示すように、電気角に基づき算出される機械角は、電気角の周期性の乱れに応じた誤差を有する。
In actual detection, there are errors in the assembly of the
従って、回転体1回転あたりで電気角の複数の周期の長さが均一であることを前提に検出値の誤差の補正を行うと、図2の(d)、(e)および(f)に示すような周期性の乱れにより、電気角または機械角の補正の精度が落ちてしまう。 Therefore, if the errors in the detected values are corrected on the premise that the lengths of a plurality of cycles of the electrical angle per one rotation of the rotating body are uniform, the values shown in (d), (e) and (f) of FIG. 2 are obtained. Periodic disturbances such as those shown degrade the accuracy of the electrical or mechanical angle correction.
図3は、本実施形態に係る検出装置50のより詳細な構成を示す。検出装置50は、電気角の各周期の傾きを用いて算出した補正パラメータにより、角度信号を補正して、回転体の回転角度を検出する。検出装置50は、予め、角度信号の傾きを用いて補正パラメータを算出して記憶する補正パラメータの算出動作と、モータ20の回転制御等において、検出した角度信号を、記憶された補正パラメータを用いて補正して出力する実際の検出動作とを行う。
FIG. 3 shows a more detailed configuration of the
検出装置50は、第1取得部100と、第2取得部110と、第1比較器300と、第2比較器310と、カウンタ320と、信号調整部330と、電気角算出部120と、電気角補正部130と、機械角算出部140と、機械角補正部150と、記憶部340とを備える。なお、検出装置50において、電気角補正部130、機械角補正部150、および記憶部340以外の構成は、補正パラメータの算出動作と実際の検出動作とで、同様の処理を行うものであってよい。
The
電気角算出部120および機械角算出部140の少なくとも一方は、角度算出部として機能してよく、電気角補正部130および機械角補正部150の少なくとも一方は、補正部として機能してよい。
At least one of the
第1取得部100は、第1磁場センサ30からの第1磁場データを取得して、第1磁場データを信号調整部330および第1比較器300に出力する。第2取得部110は、第2磁場センサ40からの第2磁場データを取得して、第2磁場データを信号調整部330および第2比較器310に出力する。第1取得部100および第2取得部110は、第1磁場データおよび第2磁場データを有線または無線で受信し、増幅して出力してよい。
The
第1比較器300および第2比較器310は、第1取得部100および第2取得部110にそれぞれ接続され、それぞれ第1磁場データおよび第2磁場データの信号の電圧を閾値電圧と比較して、比較結果を示すパルス信号を出力する。閾値電圧は、例えば第1磁場データまたは第2磁場データの信号の最大電圧と最小電圧の中心の電圧であってよく、一例として0Vであってよい。
The
カウンタ320は、第1比較器300および第2比較器310に接続される。カウンタ320は、第1比較器300および第2比較器310からのパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりをカウントアップして、波数情報を出力してよい。波数情報は、一例として、立ち上がりおよび立ち下がりの累積数、または取得した磁場データが回転体1回転あたりの電気角のいずれの周期に属するかを示す情報(例えば、機械角1周期中の電気角の周期番号等)であってよい。
A
信号調整部330は、第1取得部100および第2取得部110に接続される。信号調整部330は、アナログデジタルコンバータ331,332と、オフセット/ゲイン/位相算出部339と、オフセット調整部333,334と、ゲイン調整部335,336と、位相調整部337,338とを有する。
The
アナログデジタルコンバータ331,332は、第1取得部100および第2取得部110からの磁場データのアナログ信号をデジタル信号へ変換する。オフセット/ゲイン/位相算出部339は、アナログデジタルコンバータ331,332、カウンタ320、および記憶部340に接続される。オフセット/ゲイン/位相算出部339は、カウンタ320からの波数情報に応じて、アナログデジタルコンバータ331,332からのデジタル信号のオフセット、ゲイン、および位相の調整パラメータを算出し、記憶部340に出力する。なお、オフセット/ゲイン/位相算出部339は、カウンタ320からの波数情報を使用せず、波数情報に依存しない調整パラメータを算出してもよい。
The analog-to-
オフセット調整部333,334は、アナログデジタルコンバータ331,332および記憶部340に接続され、調整パラメータに応じてデジタル信号のオフセットを調整する。オフセット調整部333,334は、一例として、デジタル信号の最大電圧と最小電圧との間の中心電圧が0Vとなるようにオフセットを調整する。ゲイン調整部335,336は、オフセット調整部333,334および記憶部340に接続され、調整パラメータに応じてデジタル信号のゲインを調整する。ゲイン調整部335,336は、一例として、第1磁場データのデジタル信号の振幅と第2磁場データのデジタル信号の振幅が同一になるようにゲインを調整する。位相調整部337,338は、ゲイン調整部335,336および記憶部340に接続され、調整パラメータに応じてデジタル信号の位相を調整する。位相調整部337,338は、一例として、第1磁場データのデジタル信号と第2磁場データのデジタル信号との間の位相差が、予め定められた位相差となるように調整する。位相調整部337,338は、調整した信号AおよびBを出力する。
The offset
電気角算出部120は、信号調整部330に接続され、第1磁場データの信号Aおよび第2磁場データの信号Bに基づいて電気角ΘE0を算出する。電気角算出部120は、信号AおよびBから逆正接を用いて電気角(電気内挿角)ΘE0を算出して、角度信号ΘE0を出力してよい。角度信号ΘE0は、回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示すものであってよい。
The
電気角補正部130は、電気角算出部120に接続され、電気角算出部120からの角度信号ΘE0を、角度信号ΘE0の傾きを用いて補正する。電気角補正部130は、角度信号ΘE0を、回転体の1回転中の各電気角ΘE0が複数の周期のいずれに位置するかに応じて、異なる角度信号ΘE0の傾きを用いて補正してよい。電気角補正部130は、傾き算出部350と、直線生成部351と、差分算出部352と、係数算出部353と、差分補正部354と、傾き補正部355とを有する。
The electrical
傾き算出部350は、電気角算出部120およびカウンタ320に接続され、電気角算出部120からの角度信号ΘE0を受信し、複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の角度信号ΘE0の傾きを算出する。傾き算出部350は、補正パラメータの算出動作において、回転体の1回転あたり複数の周期分の電気角を示す角度信号ΘE0を受け取り、電気角の周期毎に角度信号ΘE0の傾きk0を算出して、記憶部340および直線生成部351に出力してよい。
The
直線生成部351は、傾き算出部350およびカウンタ320に接続される。直線生成部351は、補正パラメータの算出動作において、電気角の周期毎に、傾き算出部350から受け取った傾きk0を有する参照電気角ΘErefの直線を生成して、参照電気角ΘErefを出力してよい。
差分算出部352は、電気角算出部120および直線生成部351に接続され、複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の角度信号ΘE0と、当該少なくとも1つの周期の角度信号ΘE0の傾きk0を有する直線との間の差分情報を算出する。差分算出部352は、補正パラメータの算出動作において、電気角の周期毎に、検出した電気角ΘE0から、対応する参照電気角ΘErefを減算して得られた差分を、差分情報として出力してよい。
The
係数算出部353は、差分算出部352とカウンタ320と直線生成部351とに接続される。係数算出部353は、少なくとも1つの周期の角度信号ΘE0と、当該少なくとも1つの周期の角度信号ΘE0の傾きk0を有する直線との間の差分をフーリエ級数展開して、補正係数を算出する。係数算出部353は、補正パラメータの算出動作において、差分算出部352により算出された少なくとも電気角1周期分の差分をフーリエ級数展開することにより、電気角の周期毎に補正係数を算出してよい。係数算出部353は、算出した補正係数を出力して記憶部340に記憶させる。
The
差分補正部354は、電気角算出部120および記憶部340に接続される。差分補正部354は、電気角算出部120からの角度信号ΘE0を、記憶部340に記憶された補正係数を適用した逆フーリエ関数から得られる差分情報を用いて補正する。差分補正部354は、補正パラメータの算出動作において、および実際の検出動作前に、記憶部340から、補正対象の電気角ΘE0の周期に対応する補正係数を読み出し、補正係数を逆フーリエ関数に適用し、補正対象の電気角ΘE0に対応する時点の差分情報を導出してよい。差分補正部354は、補正パラメータの算出動作および実際の検出動作において、差分情報により電気角ΘE0を補正して、補正後の電気角を示す角度信号ΘE1を出力してよい。
傾き補正部355は、差分補正部354および記憶部340に接続され、回転体の1回転あたり複数の周期の角度信号の傾きを一致させる。傾き補正部355は、補正パラメータの算出動作において、回転体の1回転における複数の周期分の電気角ΘE1を差分補正部354から受け取り、記憶部340から電気角の周期毎の傾きk0を読み出して、電気角の周期毎に異なる傾きk0を一致させるように電気角ΘE1を補正してよい。傾き補正部355は、補正パラメータの算出動作において、傾き補正前後の電気角の差分を補正パラメータとして記憶部340に記憶させてよい。一方、傾き補正部355は、実際の検出動作において、記憶部340から、傾き補正前後の電気角の差分または周期毎の傾きk0を補正パラメータとして読み出し、電気角ΘE1を補正してよい。電気角傾き補正部355は、補正した電気角ΘE2を出力してよい。
The
機械角算出部140は、電気角補正部130および記憶部340に接続され、電気角ΘE2とカウンタ320からの波数情報とから機械角ΘM0を算出する。機械角算出部140は、補正パラメータの算出動作および実際の検出動作において、波数情報から、電気角ΘE2が回転体の1回転中のいずれの周期の電気角であるかを導出し、電気角ΘE2から機械角ΘM0を算出することができる。機械角算出部140は、算出した機械角を示す角度信号ΘM0を出力する。
機械角補正部150は、機械角算出部140および出力端子OUTに接続され、機械角算出部140からの角度信号ΘM0を補正する。機械角補正部150は、オフセット算出部360と、オフセット加算部361とを有する。
Mechanical
オフセット算出部360は、機械角算出部140および記憶部340に接続され、傾き補正部355において傾きを一致させた電気角の角度信号の複数の周期の移行点におけるオフセットを算出する。ここで、移行点は、電気角の隣り合う異なる周期に移行する時点であり、当該移行点におけるオフセットは、当該移行点に対応する時点での機械角のオフセットである。オフセット算出部360は、補正パラメータの算出動作において、電気角の複数の周期の移行点に対応する部分における機械角ΘM0のオフセットΘMoffを、機械角算出部140により算出された機械角ΘM0と、理想機械角ΘMiとを用いて算出してよい。オフセット算出部360は、事前に、検出装置50の初期調整時等にユーザ等により外部から入力された理想機械角ΘMiを記憶してよい。ここで、理想機械角ΘMiは、図2の(c)と同じものであってよく、モータ20の組み付け誤差等が無く、検出装置50における検出に誤差が生じない場合の機械角であってよい。オフセット算出部360は、算出したオフセットΘMoffを記憶部340に出力して記憶させる。
The offset
オフセット加算部361は、記憶部340および機械角算出部140に接続され、角度信号の複数の周期の移行点におけるオフセットΘMoffを、機械角算出部140からの角度信号ΘM0に加算する。オフセット加算部361は、実際の検出動作前に、角度信号ΘM0に対応する、電気角の周期毎に異なるオフセットΘMoffを記憶部340から読み出してよい。オフセット加算部361は、実際の検出動作において、角度信号ΘM0に対応する電気角の周期のオフセットΘMoffを加算してよい。
Offset
記憶部340は、一例として、不揮発性RAM、ROM、またはハードディスク等の不揮発性メモリであってよい。記憶部340は、カウンタ320、オフセット/ゲイン/位相算出部339、傾き算出部350、係数算出部353、およびオフセット算出部360に接続される。記憶部340は、補正パラメータの算出動作において、係数算出部353から受け取った補正係数と、傾き算出部350からの傾きk0と、傾き補正部355からの差分と、オフセット算出部360から受け取ったオフセットΘMoffとのうちの少なくとも1つの補正パラメータを、対応する電気角の周期に関連付けて記憶してよい。記憶部340は、カウンタ320からの波数情報から、補正パラメータが回転体1回転中のいずれの電気角の周期に対応するかを判断して、補正パラメータと電気角の周期とを関連付けてよい。記憶部340は、実際の検出動作前に、電気角の周期毎に補正パラメータが読み出されてよい。
The
図4は、本実施形態に係る検出装置50における補正パラメータの算出動作のフローを示す。本実施形態は、一例として、機械角1周期で、電気角3周期分である場合を示す。ここで、検出装置50は、補正パラメータの算出を、検出装置50のキャリブレーション等において実行してよい。また、検出装置50は、補正パラメータの算出を、前回の検出動作において検出した磁場データまたは角度信号を用いて実行してもよい。
FIG. 4 shows the flow of the correction parameter calculation operation in the
S400において、第1取得部100および第2取得部110は、第1磁場センサ30および第2磁場センサ40からの第1磁場データおよび第2磁場データをそれぞれ取得する。信号調整部330は、取得した第1磁場データおよび第2磁場データをそれぞれ調整し、第1磁場データの信号Aおよび第2磁場データの信号Bを電気角算出部120に出力する。
In S400, the
S410において、電気角算出部120は、逆正接の(数1)式を用いて、信号Aおよび信号Bから電気角ΘE0を算出してよい。
(数1)
ΘE0=Atan2(A,B)
In S410, the electrical
(Number 1)
ΘE0=Atan2(A, B)
S420において、電気角補正部130は、電気角ΘE0の差分補正をする。電気角補正部130は、機械角1周期分または電気角1周期分毎に補正パラメータを算出してよい。
In S420, the electrical
傾き算出部350は、一例として、電気角ΘE0の各周期の始点と終点の値を結ぶ直線の傾きk0を算出してよい。また、傾き算出部350は、各周期で、電気角ΘE0を最小二乗法で近似した直線の傾きを傾きk0として算出してよい。直線生成部351は、例えば、傾き算出部350からの傾きk0を有する参照電気角ΘErefの直線を生成し、電気角ΘE0に対応する時点での参照電気角ΘErefを出力する。差分算出部352は、(数2)式により、算出された電気角ΘE0から、参照電気角ΘErefを減算して、差分を算出してよい。
(数2)
差分=ΘE0-ΘEref
As an example, the
(Number 2)
Difference = ΘE0 - ΘEref
係数算出部353は、一例として、(数3)式により、電気角の周期毎に、差分算出部352からの差分をフーリエ級数展開して、補正係数a1~a8を算出する。係数算出部353は、算出した補正係数a1~a8を記憶部340に記憶させる。
(数3)
ΘE0-ΘEref≒a1×sinΘ+a2×cosΘ+a3×sin2Θ+a4×cos2Θ+a5×sin3Θ+a6×cos3Θ+a7×sin4Θ+a8×cos4Θ
As an example, the
(Number 3)
ΘE0−ΘEref≈a1×sinΘ+a2×cosΘ+a3×sin2Θ+a4×cos2Θ+a5×sin3Θ+a6×cos3Θ+a7×sin4Θ+a8×cos4Θ
差分補正部354は、一例として、(数4)式により、記憶部340から読み出した補正係数a1~a8を適用した逆フーリエ関数から差分を導出し、電気角ΘE0から当該差分を減算して補正する。差分補正部354は、補正後の電気角ΘE1を傾き補正部355に出力する。
(数4)
ΘE1=ΘE0-(a1×sinΘE0+a2×cosΘE0+a3×sin2ΘE0+a4×cos2ΘE0+a5×sin3ΘE0+a6×cos3ΘE0+a7×sin4ΘE0+a8×cos4ΘE0)
As an example, the
(Number 4)
ΘE1=ΘE0−(a1×sinΘE0+a2×cosΘE0+a3×sin2ΘE0+a4×cos2ΘE0+a5×sin3ΘE0+a6×cos3ΘE0+a7×sin4ΘE0+a8×cos4ΘE0)
ここで、電気角補正部130は、差分補正を複数回実行してよい。電気角補正部130は、例えば、差分補正部354により補正した電気角ΘE1を、再度、傾き算出部350、直線生成部351、差分算出部352、および係数算出部353で処理することにより補正係数a1-2~a8-2を算出してよい。電気角補正部130は、差分補正部354により補正係数a1-2~a8-2を用いて電気角ΘE1を上記と同様に補正してよい。
Here, the electrical
S430において、傾き補正部355は、電気角ΘE1の傾きを補正する。傾き補正部355は、機械角1周期あたり電気角ΘE1の複数の周期が、略同一の傾き(例えば、図2の(b)に示すような理想値の電気角の周期と同じ傾き)となるように補正してよい。傾き補正部355は、一例として、電気角の1周期毎に、傾き算出部350から対応する傾きk0を受け取り、逆数1/k0を生成して、逆数1/k0を電気角ΘE1の傾きk0に乗算する。これにより、傾き補正部355は、電気角ΘE1の複数の周期の傾きが略1となるように補正することができる。
In S430, the
ここで、傾き補正部355は、差分補正部354により補正した電気角ΘE1について傾き算出部350により再度算出した傾きk1を用いて、同様に電気角ΘE1の傾きを補正してもよい。
Here, the
傾き補正部355は、補正後の電気角ΘE2を機械角算出部140に出力する。傾き補正部355は、電気角ΘE1と電気角ΘE2との間の差分を求めて、補正パラメータとして記憶部340に記憶させてよい。
The
S440において、機械角算出部140は、受け取った電気角ΘE2と波数情報とから機械角ΘM0を算出する。機械角算出部140は、一例として、本実施形態において、波数情報が回転体1回転中の電気角の1番目の周期を示す場合は、電気角0~360度が機械角0~120度に対応することから、電気角ΘE2から機械角ΘM0を算出してよい。機械角算出部140は、算出した機械角ΘM0を機械角補正部150に出力する。
In S440, the
S450において、オフセット算出部360は、機械角の1周期で、電気角の複数の周期の間の移行点に対応する部分のオフセットΘMoffを算出する。オフセット算出部360は、一例として、理想機械角ΘMiと、算出した機械角ΘM0との間のオフセットΘMoffを算出する。オフセット算出部360は、算出したオフセットΘMoffを記憶部340に記憶させる。
In S450, the offset
検出装置50は、少なくとも機械角1周期分の補正パラメータを算出すると、補正パラメータの算出動作を終了してよい。
When the
図5は、本実施形態の検出装置50における補正パラメータの算出のフローにおいて補正された角度信号の一例を示す。図5の(a)~(e)は、横軸が時間で縦軸が角度を示す。図5の(a)は、S410において算出した電気角ΘE0を実線で、参照電気角ΘErefを点線で示す。図5の(a)に示すように、モータ20の組み付け誤差等により、電気角ΘE0の1周期目、2周期目、および3周期目はそれぞれ異なる長さを有する。
FIG. 5 shows an example of the angle signal corrected in the correction parameter calculation flow in the
図5の(b)は、S420において差分補正をした電気角ΘE1を実線で、差分補正前の電気角ΘE0を点線で示す。図5の(b)に示すように、差分補正部354は、各周期の傾きk0を有する直線状の参照電気角ΘEref(図5(a)の点線)との差分を、電気角ΘE0から減算しているため、差分補正後の電気角ΘE1は、参照電気角ΘErefと略同一の直線状となっている。ここで、差分算出部352は、1周期目の電気角ΘE0と参照電気角ΘEref1との差分を、2周期目の電気角ΘE0と参照電気角ΘEref2との差分を、3周期目の電気角ΘE0と参照電気角ΘEref3との差分をそれぞれ算出してよい。
FIG. 5(b) shows the electrical angle .theta.E1 after difference correction in S420 with a solid line, and the electrical angle .theta.E0 before the difference correction with a dotted line. As shown in FIG. 5B, the
図5の(c)は、S430において傾き補正をした電気角ΘE2を実線で、傾き補正前の電気角ΘE1を点線で示す。図5の(c)に示すように、電気角ΘE1の1周期目、2周期目、および3周期目は傾きk0が一致するように補正されている。 FIG. 5(c) shows the electrical angle .THETA.E2 corrected in S430 by a solid line, and the electrical angle .THETA.E1 before the tilt correction by a dotted line. As shown in (c) of FIG. 5, the first, second, and third cycles of the electrical angle ΘE1 are corrected so that the slopes k0 are the same.
図5の(d)は、S440において算出した1周期分の機械角ΘM0を実線で、理想機械角ΘMiを点線で示す。S430において傾き補正をしたため、算出した機械角ΘM0は、電気角の各周期の移行点に相当する位置において、理想機械角ΘMiに対してオフセットΘMoffが生じている。機械角ΘM0は、電気角の1周期目と2周期目との間の移行点に相当する位置においてオフセットΘMoff1が、電気角の2周期目と3周期目との間の移行点に相当する位置においてオフセットΘMoff2が生じている。 In (d) of FIG. 5, the mechanical angle ΘM0 for one period calculated in S440 is indicated by a solid line, and the ideal mechanical angle ΘMi is indicated by a dotted line. Since the inclination is corrected in S430, the calculated mechanical angle .THETA.M0 has an offset .THETA.Moff with respect to the ideal mechanical angle .THETA.Mi at the position corresponding to the transition point of each cycle of the electrical angle. The mechanical angle ΘM0 is at a position corresponding to the transition point between the first and second periods of the electrical angle, and the offset ΘMoff1 is at a position corresponding to the transition point between the second and third periods of the electrical angle. An offset ΘMoff2 occurs at .
図5の(e)は、S450においてオフセット補正した機械角ΘM1を実線で、オフセット補正前の機械角ΘM0を点線で示す。オフセット算出部360は、オフセットΘMoff1とオフセットΘMoff2とを、理想機械角ΘMiを基準に算出する。オフセット加算部361は、機械角ΘM0に、対応する電気角の周期のオフセットΘMoffを加算する。図5の(e)に示すように、補正後の機械角ΘM1は、理想機械角ΘMiと略同一の値を有するようになっている。
FIG. 5(e) shows the mechanical angle .THETA.M1 offset-corrected in S450 by a solid line, and the mechanical angle .THETA.M0 before offset correction by a dotted line. The offset
以上のような本実施形態の検出装置50は、機械角1周期あたりでの電気角の周期性の乱れを考慮した補正パラメータを算出して、記憶することができる。
The
図6は、本実施形態の検出装置50における実際の検出動作のフローを示す。なお、図6のS600,S610,およびS630は、図4のS400、S410、およびS440の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
FIG. 6 shows the flow of the actual detection operation in the
S620において、電気角補正部130は、電気角ΘE0の補正を行う。差分補正部354は、検出動作前、例えば検出装置50の電源がオンされた際等に記憶部340から補正係数を読み出し、補正係数を適用した逆フーリエ関数で差分を導出して、機械角1周期分の差分を差分補正部354内に記憶してよい。差分補正部354は、電気角算出部120により算出した電気角ΘE0から、当該電気角ΘE0に対応する時点の差分を減算して補正してよい。差分補正部354は、補正後の電気角ΘE1を傾き補正部355に出力する。
In S620, the electrical
傾き補正部355は、検出動作前、例えば検出装置50の電源がオンされた際等に、記憶部340から機械角1周期分の補正パラメータを読み出してよい。傾き補正部355は、補正パラメータの算出動作における傾き補正前後の電気角の差分を記憶部340から読み出してよい。また、傾き補正部355は、記憶部340から電気角ΘE1の各周期に対応する傾きk0を読み出し、当該傾きk0から傾き補正前後の電気角の差分を導出してもよい。例えば、傾き補正部355は、原点が同じである、傾きk0の直線と傾き1の直線との間の各時点での差分を求めてよい。そして、傾き補正部355は、検出動作において、補正パラメータである差分を電気角ΘE1に適用(例えば加算)してよい。また、傾き補正部355は、補正パラメータの算出動作のフローにおけるS430と同様に、電気角ΘE1を補正してもよい。
The
S640において、オフセット加算部361は、機械角ΘM0のオフセット補正を行う。オフセット加算部361は、検出動作前、例えば検出装置50の電源がオンされた際等に記憶部340から機械角1周期分の機械角ΘM0のオフセットΘMoffを読み出し、当該オフセットΘMoffをオフセット加算部361内に記憶してよい。オフセット加算部361は、機械角算出部140により算出した機械角ΘM0から、当該機械角ΘM0に対応するオフセットΘMoffを減算して補正してよい。例えば、オフセット加算部361は、電気角の2周期目に対応する機械角ΘM0に対しては、図5の(d)に示すオフセットΘMoff1を用い、電気角の3周期目に対応する機械角ΘM0に対しては、図5の(d)に示すオフセットΘMoff2を用いてオフセット補正してよい。
In S640, the offset
S650において、オフセット加算部361は、補正した機械角の角度信号ΘM1を出力端子OUTから出力する。これにより、例えばモータ制御回路60は、検出装置50の出力端子OUTから出力された角度信号ΘM1に応じてモータ20の回転を制御することができる。
In S650, the offset adding
以上のような本実施形態の検出装置50の検出動作により、検出した角度信号に対して電気角の周期性の乱れを考慮した補正を実行でき、精度のよい角度信号を出力できる。
With the detection operation of the
図7は、他の実施形態の検出装置50における補正パラメータの算出のフローにおいて補正された角度信号の一例を示す。図7の実施形態は、電気角に対しては補正を行わず、機械角に対して補正を行う。
FIG. 7 shows an example of the angle signal corrected in the correction parameter calculation flow in the
図7の(a)は、検出装置50により検出した磁場データから算出した電気角を示す。図7の(a)に示すように、検出された電気角の1周期目、2周期目、および3周期目はそれぞれ異なる長さを有する。
(a) of FIG. 7 shows the electrical angle calculated from the magnetic field data detected by the
図7の(b)は、検出装置50により図7(a)の電気角から算出した1周期分の機械角を実線で、参照機械角ΘMrefを点線で示す。図7の(b)に示すように、電気角に対して補正を行っていないため、電気角の誤差が機械角に残存している。
FIG. 7(b) shows the mechanical angle for one cycle calculated from the electrical angle of FIG. 7(a) by the detecting
図7の(c)は、差分補正をした機械角を実線で、差分補正前の機械角を点線で示す。検出装置50は、機械角について、電気角の各周期に対応する部分毎に異なる傾きを用いて補正を行ってよい。検出装置50は、例えば、機械角について、電気角の各周期に対応する部分毎に始点と終点を結ぶ直線の傾きを求め、当該傾きを有する参照機械角ΘMrefと、算出した機械角との間の差分を算出してよい。検出装置50は、電気角の1周期目に対応する機械角に対しては参照機械角ΘMref1を、電気角の2周期目に対応する機械角に対しては参照機械角ΘMref2を、電気角の3周期目に対応する機械角に対しては参照機械角ΘMref3を用いて差分を算出してよい。
In (c) of FIG. 7, the mechanical angle after the difference correction is indicated by a solid line, and the mechanical angle before the difference correction is indicated by a dotted line. The
検出装置50は、S420と同様に、参照機械角ΘMrefと算出した機械角との間の差分をフーリエ級数展開して補正係数を算出し、補正係数を記憶部340に記憶させてよい。検出装置50は、S420と同様に、記憶部340から読み出した補正係数を適用した逆フーリエ関数から差分を導出し、機械角から差分を減算して補正してよい。図7の(c)に示すように、差分補正後の機械角は、参照機械角ΘMrefと同様に直線状となっているが、電気角の各周期に対応する部分毎に傾きが異なる。
The
図7の(d)は、傾き補正した機械角を実線で、理想機械角ΘMiを点線で示す。検出装置50は、機械角について、電気角の各周期に対応する部分毎に傾き補正を行ってよい。検出装置50は、一例として、電気角の各周期に対応する部分毎に算出した傾きに、当該傾きの逆数を乗算することにより、電気角の複数の周期に対応する機械角の複数の傾きを一致させる。図7の(d)に示すように、傾きを補正したため、機械角において、電気角の複数の周期の間の移行点に対応する部分で理想機械角ΘMiに対してオフセットΘMoff1およびΘMoff2が生じる。
In (d) of FIG. 7, the tilt-corrected mechanical angle is indicated by a solid line, and the ideal mechanical angle ΘMi is indicated by a dotted line. The
図7の(e)は、オフセット補正した機械角を実線で、オフセット補正前の機械角を点線で示す。図7の(e)におけるオフセット補正は、S450およびS640と同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。 (e) of FIG. 7 shows the offset-corrected mechanical angle with a solid line, and the mechanical angle before the offset correction with a dotted line. Since the offset correction in (e) of FIG. 7 is the same processing as S450 and S640, detailed description thereof will be omitted.
以上のような本実施形態の検出装置50により、電気角の周期性の乱れを考慮して精度よく機械角を補正できる補正パラメータを得ることができる。検出装置50は、本実施形態で算出した機械角に対する補正パラメータを、実際の検出動作において、図6における電気角および機械角に対する補正と同様に適用することができる。
With the detecting
なお、本実施形態の検出装置50は、補正パラメータの算出に用いられる、傾き算出部350、直線生成部351、差分算出部352、係数算出部353、およびオフセット算出部360の少なくとも1つを有さなくてもよい。検出装置50は、予めマイクロコンピュータ等の外部の装置で算出した補正パラメータを記憶部340に記憶しておき、実際の検出動作において、記憶した補正パラメータを用いて角度信号を補正してよい。
Note that the
また、本実施形態の検出装置50は、第1比較器300、第2比較器310、およびカウンタ320を有さなくてもよい。この場合、検出装置50は、同じ検出対象の回転体の回転角度を検出するために併設された他の検出装置から回転角度等の情報を受け取り、当該情報から波数情報を得てよい。
Also, the
また、本実施形態の検出装置50は、傾き補正およびオフセット補正の少なくとも一方は必須では無く、傾き補正部355、オフセット算出部360、およびオフセット加算部361のうちの少なくとも1つを有さなくてもよい。また、本実施形態の検出装置50は、差分補正部354による補正と傾き補正部355による補正の順序を入れ替えてもよい。
At least one of tilt correction and offset correction is not essential for the
また、図3に示す検出装置50は、オフセット/ゲイン/位相算出部339、傾き算出部350、直線生成部351、差分算出部352、係数算出部353、およびオフセット算出部360を含む補正パラメータ算出用ブロックを有さなくてもよい。補正パラメータ算出用ブロックは、検出装置50とは別の算出装置として構成されてよい。
3 includes an offset/gain/
算出装置は、検出装置50の検出したデータを受け取ってよく、当該データに基づいて、回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を補正する補正パラメータを算出する。算出装置は、オフセット/ゲイン/位相算出部339、傾き算出部350、直線生成部351、差分算出部352、係数算出部353、およびオフセット算出部360を備える。これらの構成は、検出装置50の構成と同様に機能してよい。算出装置は、算出した補正パラメータを出力して、検出装置50の記憶部340に記憶させてよい。補正パラメータは、検出装置50の量産出荷時の初期調整に用いられてよい。
The calculation device may receive data detected by the
図8は、本実施形態に係る検出装置50の他の構成を示す。図8の検出装置50は、図3の検出装置50の構成と同一の構成を有し、ただし第1比較器300および第2比較器310は、信号調整部330の出力にそれぞれ接続される。
FIG. 8 shows another configuration of the
第1比較器300および第2比較器310は、信号調整部330の位相調整部337、338にそれぞれ接続され、位相調整部337、338からの信号A、Bを閾値とそれぞれ比較して、比較結果を示すパルス信号を出力してよい。
The
図9は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ1900の例を示す。コンピュータ1900にインストールされたプログラムは、コンピュータ1900に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の1または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該1または複数のセクションを実行させることができ、および/またはコンピュータ1900に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ1900に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、CPU2000によって実行されてよい。
FIG. 9 illustrates an
本実施形態に係るコンピュータ1900は、ホスト・コントローラ2082により相互に接続されるCPU2000、RAM2020、グラフィック・コントローラ2075、及び表示装置2080を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ2084によりホスト・コントローラ2082に接続される通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、及びDVDドライブ2060を有する入出力部と、入出力コントローラ2084に接続されるROM2010、フラッシュメモリ・ドライブ2050、及び入出力チップ2070を有するレガシー入出力部を備える。
The
ホスト・コントローラ2082は、RAM2020と、高い転送レートでRAM2020をアクセスするCPU2000及びグラフィック・コントローラ2075とを接続する。CPU2000は、ROM2010及びRAM2020に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等がRAM2020内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置2080上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
入出力コントローラ2084は、ホスト・コントローラ2082と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、DVDドライブ2060を接続する。通信インターフェイス2030は、有線又は無線によりネットワークを介して他の装置と通信する。また、通信インターフェイスは、通信を行うハードウェアとして機能する。ハードディスクドライブ2040は、コンピュータ1900内のCPU2000が使用するプログラム及びデータを格納する。DVDドライブ2060は、DVD2095からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。
The input/
また、入出力コントローラ2084には、ROM2010と、フラッシュメモリ・ドライブ2050、及び入出力チップ2070の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM2010は、コンピュータ1900が起動時に実行するブート・プログラム、及び/又は、コンピュータ1900のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フラッシュメモリ・ドライブ2050は、フラッシュメモリ2090からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。入出力チップ2070は、フラッシュメモリ・ドライブ2050を入出力コントローラ2084へと接続するとともに、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ2084へと接続する。
The I/
RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供されるプログラムは、フラッシュメモリ2090、DVD2095、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM2020を介してコンピュータ1900内のハードディスクドライブ2040にインストールされ、CPU2000において実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1900に読み取られ、ソフトウェアと、上記様々なタイプのハードウェア資源との間の協働をもたらす。装置または方法が、コンピュータ1900の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
A program provided to the
一例として、コンピュータ1900と外部の装置等との間で通信を行う場合には、CPU2000は、RAM2020上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス2030に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス2030は、CPU2000の制御を受けて、RAM2020、ハードディスクドライブ2040、フラッシュメモリ2090、又はDVD2095等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス2030は、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、CPU2000が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス2030からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス2030又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
As an example, when communicating between the
また、CPU2000は、ハードディスクドライブ2040、DVDドライブ2060(DVD2095)、フラッシュメモリ・ドライブ2050(フラッシュメモリ2090)等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をDMA転送等によりRAM2020へと読み込ませ、RAM2020上のデータに対して各種の処理を行う。そして、CPU2000は、処理を終えたデータを、DMA転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、RAM2020は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはRAM2020及び外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。
The
本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、CPU2000は、RAM2020の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはRAM2020の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもRAM2020、メモリ、及び/又は記憶装置に含まれるものとする。
Various kinds of information such as various programs, data, tables, databases, etc. in this embodiment are stored in such a storage device, and are subject to information processing. Note that the
また、CPU2000は、RAM2020から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、RAM2020へと書き戻す。例えば、CPU2000は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすか否かを判断し、条件が成立した場合(又は不成立であった場合)に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
In addition, the
また、CPU2000は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第1属性の属性値に対し第2属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、CPU2000は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第1属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第2属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第1属性に対応付けられた第2属性の属性値を得ることができる。
The
また、実施形態の説明において複数の要素が列挙された場合には、列挙された要素以外の要素を用いてもよい。例えば、「Xは、A、B及びCを用いてYを実行する」と記載される場合、Xは、A、B及びCに加え、Dを用いてYを実行してもよい。 Also, when a plurality of elements are listed in the description of the embodiment, elements other than the listed elements may be used. For example, when it is stated that "X performs Y using A, B and C," X may perform Y using D in addition to A, B and C.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム10、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in the device,
10 システム
20 モータ
30 第1磁場センサ
40 第2磁場センサ
50 検出装置
60 モータ制御回路
100 第1取得部
110 第2取得部
120 電気角算出部
130 電気角補正部
140 機械角算出部
150 機械角補正部
300 第1比較器
310 第2比較器
320 カウンタ
330 信号調整部
331,332 アナログデジタルコンバータ
333,334 オフセット調整部
335,336 ゲイン調整部
337,338 位相調整部
339 オフセット/ゲイン/位相算出部
340 記憶部
350 傾き算出部
351 直線生成部
352 差分算出部
353 係数算出部
354 差分補正部
355 傾き補正部
360 オフセット算出部
361 オフセット加算部
1900 コンピュータ
2000 CPU
2010 ROM
2020 RAM
2030 通信インターフェイス
2040 ハードディスクドライブ
2050 フラッシュメモリ・ドライブ
2060 DVDドライブ
2070 入出力チップ
2075 グラフィック・コントローラ
2080 表示装置
2082 ホスト・コントローラ
2084 入出力コントローラ
2090 フラッシュメモリ
2095 DVD
10
2010 ROM
2020 RAM
2030
Claims (8)
前記回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する第1取得部と、
前記回転体の回転に応じて前記第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する第2取得部と、
前記第1磁場データおよび前記第2磁場データに基づいて、前記回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を出力する角度算出部と、
前記角度信号を、前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを用いて補正する補正部と
を備え、
前記補正部は、前記角度信号の前記複数の周期の移行点におけるオフセットを、前記角度信号に加算するオフセット加算部を有し、
前記補正部は、前記角度信号を、前記回転体の1回転中の各電気角が前記複数の周期のいずれに位置するかに応じて、異なる前記角度信号の傾きを用いて補正する
検出装置。 A detection device for detecting the rotation angle of a rotating body,
a first acquisition unit that acquires first magnetic field data that changes according to the rotation of the rotating body;
a second acquisition unit that acquires second magnetic field data that changes in a phase different from that of the first magnetic field data according to the rotation of the rotating body;
an angle calculation unit that outputs an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of the rotating body based on the first magnetic field data and the second magnetic field data;
a correction unit that corrects the angle signal using the slope of the angle signal, which is the slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one cycle of the plurality of cycles;
The correction unit has an offset addition unit that adds an offset at transition points of the plurality of cycles of the angle signal to the angle signal,
The correction unit corrects the angle signal using different inclinations of the angle signal according to which of the plurality of cycles each electrical angle during one rotation of the rotating body is positioned.
前記回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する第1取得部と、
前記回転体の回転に応じて前記第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する第2取得部と、
前記第1磁場データおよび前記第2磁場データに基づいて、前記回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を出力する角度算出部と、
前記角度信号を、前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを用いて補正する補正部と
を備え、
前記補正部は、前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記角度信号の傾きを算出する傾き算出部を有し、
前記補正部は、前記角度信号を、前記回転体の1回転中の各電気角が前記複数の周期のいずれに位置するかに応じて、異なる前記角度信号の傾きを用いて補正する
検出装置。 A detection device for detecting the rotation angle of a rotating body,
a first acquisition unit that acquires first magnetic field data that changes according to the rotation of the rotating body;
a second acquisition unit that acquires second magnetic field data that changes in a phase different from that of the first magnetic field data according to the rotation of the rotating body;
an angle calculation unit that outputs an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of the rotating body based on the first magnetic field data and the second magnetic field data;
a correction unit that corrects the angle signal using the slope of the angle signal, which is the slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one cycle of the plurality of cycles;
The correction unit has a slope calculation unit that calculates a slope of the angle signal in at least one of the plurality of cycles,
The correction unit corrects the angle signal using different inclinations of the angle signal according to which of the plurality of cycles each electrical angle in one rotation of the rotating body is positioned.
前記回転体の1回転あたり前記複数の周期の前記角度信号の傾きを一致させる傾き補正部と、
前記傾きを一致させた前記角度信号の複数の周期の移行点における前記オフセットを算出するオフセット算出部とを有する
請求項1に記載の検出装置。 The correction unit is
a tilt correction unit that matches the tilts of the angle signals of the plurality of cycles per rotation of the rotating body;
2. The detection device according to claim 1 , further comprising an offset calculation unit that calculates the offsets at transition points of a plurality of cycles of the angle signal with the slopes matched.
前記回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する段階と、
前記回転体の回転に応じて前記第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する段階と、
前記第1磁場データおよび前記第2磁場データに基づいて、前記回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を出力する段階と、
前記角度信号を、前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを用いて補正する段階と
を備え、
前記補正する段階は、
前記角度信号の前記複数の周期の移行点におけるオフセットを、前記角度信号に加算する段階と、
前記角度信号を、前記回転体の1回転中の各電気角が前記複数の周期のいずれに位置するかに応じて、異なる前記角度信号の傾きを用いて補正する段階と、を有する
方法。 A method for detecting the rotation angle of a rotating body, comprising:
obtaining first magnetic field data that varies according to the rotation of the body of rotation;
acquiring second magnetic field data that changes in phase different from the first magnetic field data according to the rotation of the rotating body;
outputting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of the rotating body based on the first magnetic field data and the second magnetic field data;
correcting the angle signal using the slope of the angle signal, which is the slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one of the plurality of cycles;
The correcting step includes:
adding offsets at the transition points of the plurality of periods of the angle signal to the angle signal;
correcting the angle signal using a different slope of the angle signal according to which of the plurality of cycles each electrical angle in one rotation of the rotating body is positioned.
前記回転体の回転に応じて変化する第1磁場データを取得する段階と、
前記回転体の回転に応じて前記第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを取得する段階と、
前記第1磁場データおよび前記第2磁場データに基づいて、前記回転体の1回転あたり複数の周期を有する電気角を示す角度信号を出力する段階と、
前記角度信号を、前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを用いて補正する段階と
を備え、
前記補正する段階は、
前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記角度信号の傾きを算出する段階と、
前記角度信号を、前記回転体の1回転中の各電気角が前記複数の周期のいずれに位置するかに応じて、異なる前記角度信号の傾きを用いて補正する段階と、を有する
方法。 A method for detecting the rotation angle of a rotating body, comprising:
obtaining first magnetic field data that varies according to the rotation of the body of rotation;
acquiring second magnetic field data that changes in phase different from the first magnetic field data according to the rotation of the rotating body;
outputting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of the rotating body based on the first magnetic field data and the second magnetic field data;
correcting the angle signal using the slope of the angle signal, which is the slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one of the plurality of cycles;
The correcting step includes:
calculating a slope of the angle signal for at least one period of the plurality of periods;
correcting the angle signal using a different slope of the angle signal according to which of the plurality of cycles each electrical angle in one rotation of the rotating body is positioned.
前記モータの回転に応じて変化する第1磁場データを出力する第1磁場センサと、
前記モータの回転に応じて前記第1磁場データとは異なる位相で変化する第2磁場データを出力する第2磁場センサと、
前記第1磁場データおよび前記第2磁場データに基づいて前記モータの回転角度を検出する請求項1から3のいずれか一項に記載の検出装置と、
前記モータの回転角度の検出結果に応じて前記モータの回転を制御するモータ制御回路と
を備えるシステム。 a motor;
a first magnetic field sensor that outputs first magnetic field data that changes according to rotation of the motor;
a second magnetic field sensor that outputs second magnetic field data that changes in a phase different from that of the first magnetic field data according to the rotation of the motor;
The detection device according to any one of claims 1 to 3 , which detects the rotation angle of the motor based on the first magnetic field data and the second magnetic field data;
A system comprising: a motor control circuit that controls rotation of the motor according to a detection result of a rotation angle of the motor.
前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを算出する傾き算出部と、
前記少なくとも1つの周期の前記角度信号と、前記少なくとも1つの周期の前記角度信号の前記傾きを有する直線との間の差分をフーリエ級数展開して、補正係数を算出する係数算出部と、
前記回転体の1回転あたり前記複数の周期の前記角度信号の傾きを一致させた前記角度信号の前記複数の周期の移行点におけるオフセットを算出するオフセット算出部とを備え、
前記算出装置は、前記角度信号の前記傾き、前記補正係数、および前記オフセットを含む前記補正パラメータを出力する
算出装置。 A calculation device for calculating a correction parameter for correcting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of a rotating body,
a slope calculation unit that calculates a slope of the angle signal, which is a slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one of the plurality of cycles;
a coefficient calculator for calculating a correction coefficient by Fourier series expansion of the difference between the angle signal of at least one cycle and the straight line having the slope of the angle signal of at least one cycle;
an offset calculation unit that calculates an offset at a transition point of the plurality of cycles of the angle signal that matches the slopes of the angle signal of the plurality of cycles per rotation of the rotating body;
The computing device outputs the correction parameters including the slope, the correction factor, and the offset of the angle signal.
前記複数の周期のうちの少なくとも1つの周期の前記電気角を近似した直線の傾きである前記角度信号の傾きを算出する傾き算出段階と、
前記少なくとも1つの周期の前記角度信号と、前記少なくとも1つの周期の前記角度信号の前記傾きを有する直線との間の差分をフーリエ級数展開して、補正係数を算出する係数算出段階と、
前記回転体の1回転あたり前記複数の周期の前記角度信号の傾きを一致させた前記角度信号の前記複数の周期の移行点におけるオフセットを算出するオフセット算出段階と、
前記角度信号の前記傾き、前記補正係数、および前記オフセットを含む前記補正パラメータを出力する段階と
を備える算出方法。 A calculation method for calculating a correction parameter for correcting an angle signal indicating an electrical angle having a plurality of cycles per rotation of a rotating body, comprising:
a slope calculation step of calculating a slope of the angle signal, which is a slope of a straight line approximating the electrical angle of at least one of the plurality of cycles;
a coefficient calculation step of calculating a correction coefficient by Fourier series expansion of the difference between the angle signal of at least one cycle and the straight line having the slope of the angle signal of at least one cycle;
an offset calculation step of calculating an offset at a transition point of the plurality of cycles of the angle signal in which slopes of the angle signal of the plurality of cycles are matched per one rotation of the rotating body;
and outputting said correction parameters comprising said slope, said correction factor and said offset of said angle signal.
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