KR20200002823A - 회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법 - Google Patents

회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법 Download PDF

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KR20200002823A
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마사키 구와하라
가즈히로 오히라
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닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
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Abstract

회전 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있는 회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법을 제공한다. 회전 각도 검출 장치는, 회전체에 마련된 복수의 자기 트랙의 자계를 각각 검지하여 각 자기 트랙마다 sin 신호 및 cos 신호를 출력하는, 복수의 자기 센서부를 가지고, 회전체의 회전각에 따라 자기 센서부가 출력한 sin 신호의 값이, 자기 센서부의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 회전체의 회전각에 따라 센서부가 출력한 cos 신호의 값이, 자기 센서부의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 자기 센서 보정 정보에 의거하여 sin 신호 및 cos 신호를 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호로 보정한다.

Description

회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법
본 발명은, 회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법에 관한 것이다.
전동 파워스티어링 장치 등의 자동차 구동용 모터에는, 회전 각도 검출 대상의 상대 각도나 절대 각도를 검출하는 회전 각도 검출 장치가 이용된다. 또한, 회전 제어가 필요한 각종 기기에 이용하는 베어링으로의 적용도 생각된다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 회전 각도 검출 장치를 일체로 내장한 회전 각도 검출 장치를 구비하는 베어링이 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재되는 회전 각도 검출 장치는, 각각 등간격으로 나열된 자극(磁極)이 동심(同心)의 링 형상으로 마련되어 서로 자극수가 상이한 복수의 자기 트랙이 형성된 회전체와, 이들 각 자기 트랙의 자계를 각각 검출하는 복수의 자기 센서를 구비하고, 자동차 구동용 모터의 로터의 회전축, 또는 이 회전축과 일체로 회전하는 부재에 회전체를 설치하여, 자동차 구동용 모터의 로터 각도를 검출한다. 이에 따라, 자동차 구동용 모터의 축방향 치수를 증가시키지 않고, 콤팩트하게 회전 각도 검출 장치를 장착할 수 있다.
일본특허 제5671255호 공보
전동 파워스티어링 장치 등의 자동차 구동용 모터의 제어를 위해서는 고정밀도의 로터 각도 정보가 필요해지지만, 자기 센서의 물리적인 위치의 오차나 회전체의 편심 등에 의해 검출값에 오차가 포함되는 것을 생각할 수 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 회전 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있는 회전 각도 검출 장치 및 회전 각도 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태와 관련된 회전 각도 검출 장치는, N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍이 등간격으로 동심의 링 형상으로 나열되며, 서로 자극쌍 수가 상이한 복수의 자기 트랙을 가지는 회전체와, 1개의 상기 자기 트랙의 자계를 검지하여 sin 신호 및 cos 신호를 출력하는, 복수의 자기 센서부와, 상기 회전체의 회전각에 따라 상기 자기 센서부가 출력한 상기 sin 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 상기 회전체의 회전각에 따라 상기 자기 센서부가 출력한 상기 cos 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 자기 센서 보정 정보를 기억하는 기억부와, 상기 자기 센서 보정 정보에 의거하여 상기 sin 신호 및 상기 cos 신호를 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호로 보정하는 보정 연산부와, 상기 보정 sin 신호 및 상기 보정 cos 신호의 위상을 산출하는 위상 검출부와, 복수의 상기 위상의 위상차를 산출하는 위상차 검출부와, 상기 위상차를 절대 각도로 변환하는 각도 산출부를 구비한다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치는, 위상 검출부에 있어서 자기 센서의 검출 위상을 산출하기 전의 sin 신호 및 cos 신호를 리얼타임으로 보정할 수 있다. 또한, sin 신호 및 cos 신호를 미리 설정된 기지(旣知)의 자기 센서 보정 정보에 의거하여 보정한 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호를 이용하여 위상이 산출되므로, 회전체의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다. 따라서, 회전 각도 검출 장치는, 회전체의 절대 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 복수의 자기 트랙은, 자극쌍 수 P(P는 자연수)의 제 1 자기 트랙과, 자극쌍 수 P-1 또는 P+1의 제 2 자기 트랙을 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전체의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 제 1 자기 트랙의 자극쌍 수를 n×Q(n, Q는 정(正)의 자연수)로 하였을 때, 상기 복수의 자기 트랙은, 자극쌍 수 n×(Q-1) 또는 n×(Q+1)의 제 3 자기 트랙을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전체의 전체 둘레를 n분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 더 검출할 수 있어, 회전체의 절대 각도 검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 평균값을 Vsinave, 상기 cos 신호의 평균값을 Vcosave, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinave 및 상기 Vcosave가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (1)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (2)를 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
Figure pct00001
[수학식 2]
Figure pct00002
이에 따라, sin 신호 및 cos 신호의 오프셋 전압이 정규화되므로, 회전체의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 최대값을 Vsinmax, 상기 sin 신호의 최소값을 Vsinmin, 상기 cos 신호의 최대값을 Vcosmax, 상기 cos 신호의 최소값을 Vcosmin, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinmax, 상기 Vsinmin, 상기 Vcosmax, 및 상기 Vcosmin이 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (3)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (4)를 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 3]
Figure pct00003
[수학식 4]
Figure pct00004
이에 따라, sin 신호 및 cos 신호의 진폭이 정규화되므로, 회전체의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 평균값을 Vsinave, 상기 cos 신호의 평균값을 Vcosave, 상기 sin 신호의 최대값을 Vsinmax, 상기 sin 신호의 최소값을 Vsinmin, 상기 cos 신호의 최대값을 Vcosmax, 상기 cos 신호의 최소값을 Vcosmin, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinave, 상기 Vcosave, 상기 Vsinmax, 상기 Vsinmin, 상기 Vcosmax, 및 상기 Vcosmin이 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (5) 및 하기 식 (7)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (6) 및 하기 식 (8)을 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 5]
Figure pct00005
[수학식 6]
Figure pct00006
[수학식 7]
Figure pct00007
[수학식 8]
Figure pct00008
이에 따라, sin 신호 및 cos 신호의 오프셋 전압 및 진폭의 쌍방이 정규화되므로, 회전체의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sinθ', cos(θ'+θic), 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (9)를 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (10)을 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 9]
Figure pct00009
[수학식 10]
Figure pct00010
sin 신호의 출력 위상과 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차는, 미리 회전 각도 검출 장치의 출하 검사 시 등에 측정한 기지의 값을 이용할 수 있다. 또한, 회전 각도 검출 장치는, (10) 식을 이용하여 용이하게 sin 신호를 기준으로 한 cos 신호의 위상의 보정 연산을 행할 수 있다. 이 때문에, 회전 각도 검출 장치가 회전체의 절대 각도를 연산하는 속도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sin(θ'+θic), cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (11)을 이용하여 상기 cosθo를 연산함과 함께, 하기 식 (12)를 이용하여 상기 sinθo를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 11]
Figure pct00011
[수학식 12]
Figure pct00012
sin 신호의 출력 위상과 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차는, 미리 회전 각도 검출 장치의 출하 검사 시 등에 측정한 기지의 값을 이용할 수 있다. 또한, 회전 각도 검출 장치는, (12) 식을 이용하여 용이하게 cos 신호를 기준으로 한 sin 신호의 위상의 보정 연산을 행할 수 있다. 이 때문에, 회전 각도 검출 장치가 회전체의 절대 각도를 연산하는 속도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 입력의 신호값을 sinθ', cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (13)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (14)를 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 13]
Figure pct00013
[수학식 14]
Figure pct00014
회전 각도 검출 장치는, (13) 식 및 (14) 식을 이용하여 용이하게 sin 신호 및 cos 신호의 주기적인 진폭 변동을 억제하는 보정 연산을 행할 수 있다. 이 때문에, 회전 각도 검출 장치가 회전체의 절대 각도를 연산하는 속도가 향상된다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sinθ', cos(θ'+θic), 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (15) 및 하기 식 (17)을 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (16) 및 하기 식 (18)을 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 15]
Figure pct00015
[수학식 16]
Figure pct00016
[수학식 17]
Figure pct00017
[수학식 18]
Figure pct00018
이에 따라, (15) 식, (16) 식, (17) 식, 및 (18) 식을 이용하여 용이하게 sin 신호를 기준으로 한 cos 신호의 위상의 보정 연산과 sin 신호 및 cos 신호의 주기적인 진폭 변동을 억제하는 보정 연산의 쌍방을 행할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sin(θ'+θic), cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며, 상기 보정 연산부는, 하기 식 (19) 및 하기 식 (21)을 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (20) 및 하기 식 (22)를 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 것이 바람직하다.
[수학식 19]
Figure pct00019
[수학식 20]
Figure pct00020
[수학식 21]
Figure pct00021
[수학식 22]
Figure pct00022
이에 따라, (19) 식, (20) 식, (21) 식, 및 (22) 식을 이용하여 용이하게 cos 신호를 기준으로 한 sin 신호의 위상의 보정 연산과 sin 신호 및 cos 신호의 주기적인 진폭 변동을 억제하는 보정 연산의 쌍방을 행할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 복수의 자기 트랙은, 상기 회전체의 축방향의 일방의 단면(端面)에 착자(着磁)되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 회전 각도 검출 장치를 축방향으로 얇게 할 수 있고, 또한, 중공 구멍을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 내륜 회전형이나 외륜 회전형의 베어링에 적용하거나, 혹은, 중공 구멍에 기기의 케이블을 배선하는 구조에 적용하는 등, 회전 각도 검출 장치의 적용 범위를 확대할 수 있다. 또한, 회전 각도 검출 장치를 적용하는 기기의 설계의 자유도를 높일 수 있다. 또한, 회전체의 측면에 착자해도 된다. 이 경우에는, 회전 각도 검출 장치를 직경 방향으로 작게 할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 절대 각도를 포함하는 절대 각도 정보를 생성하는 각도 정보 생성부를 가지고, 2개의 상기 자기 센서부, 2개의 상기 보정 연산부, 2개의 상기 위상 검출부, 상기 위상차 검출부, 각도 산출부, 및 상기 각도 정보 생성부가 1개에 집적화되어 있는 IC칩을 적어도 1 이상 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치를 구성하는 부품수의 저감, 자기 센서간의 위치 정밀도의 향상, 제조 비용이나 조립 비용의 저감 등을 도모할 수 있어, 소형 또한 저렴한 회전 각도 검출 장치를 실현 가능하다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 절대 각도 정보를 소정의 신호로 변환하여 출력하는 통신부를 가지고, 상기 IC칩은, 상기 통신부를 더 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치의 가일층의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 IC칩은, 상기 기억부를 더 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치를 보다 한층 소형화 및 저비용화할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 절대 각도 정보를 소정의 신호로 변환하여 출력하는 제 1 통신부와, 상기 소정의 신호를 소정의 통신 프로토콜로 변환하는 제 2 통신부를 가지고, 상기 IC칩은, 상기 제 1 통신부를 더 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치의 가일층의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 IC칩은, 상기 기억부를 더 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치를 보다 한층 소형화 및 저비용화할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 복수의 자기 트랙은, 제 1 자기 트랙과, 상기 제 1 자기 트랙의 외주(外周)에 마련된 제 2 자기 트랙과, 상기 제 1 자기 트랙의 내주(內周)에 마련된 제 3 자기 트랙을 포함하고, 상기 제 1 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서와 상기 제 2 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서를 포함하는 제 1 자기 센서 모듈과, 상기 제 1 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서와 상기 제 3 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서를 포함하는 제 2 자기 센서 모듈을 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치에 의한 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라, 각종 기기의 회전 제어 성능의 향상에 공헌할 수 있다.
회전 각도 검출 장치의 바람직한 양태로서, 상기 제 1 자기 센서 모듈과 상기 제 2 자기 센서 모듈이 상기 회전체의 둘레 방향으로 어긋나 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 1 자기 트랙의 직경 방향의 폭을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 회전체의 중공(中空) 구멍의 직경을 크게 할 수 있어, 회전 각도 검출 장치를 적용하는 기기의 설계의 자유도를 높일 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태와 관련된 회전 각도 검출 방법은, N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍이 등간격으로 동심의 링 형상으로 나열되고, 서로 자극쌍 수가 상이한 복수의 자기 트랙을 가지는 회전체의 회전각에 따라, 1개의 상기 자기 트랙의 자계를 검지하여 sin 신호 및 cos 신호를 출력하는, 복수의 자기 센서부가 출력한 상기 sin 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 상기 회전체의 회전각에 따라, 상기 자기 센서부가 출력한 상기 cos 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 상기 sin 신호 및 상기 cos 신호를 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호로 보정하는 신호 보정 단계와, 상기 보정 sin 신호 및 상기 보정 cos 신호의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와, 복수의 상기 위상의 위상차를 산출하는 위상차 산출 단계와, 상기 위상차를 절대 각도로 변환하는 절대 각도 산출 단계를 가진다.
이에 따라, 자기 센서의 검출 위상을 산출하기 전의 sin 신호 및 cos 신호를 리얼타임으로 보정할 수 있다. 또한, sin 신호 및 cos 신호를 미리 설정된 기지의 자기 센서 보정 정보에 의거하여 보정한 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호를 이용하여 위상이 산출되므로, 회전체의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다. 따라서, 회전체의 절대 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 회전 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있는 회전 각도 검출 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 회전체의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 회전체의 각 자기 트랙의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 도 4에 나타내는 IV-IV 단면도이다.
도 6은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 각 자기 센서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 각 부(部) 파형예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9에 나타내는 정규화 처리부에 있어서의 정규화 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부의 제어 블록의 도 9와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 도 11에 나타내는 정규화 처리부에 있어서의 정규화 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부가 오프셋 전압 보정부 및 진폭 보정부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부에 있어서의 보정 대상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은, 도 15에 나타내는 센서 위상 보정부에 있어서의 위상 보정 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부에 있어서의 보정 대상의 도 14와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부의 도 15와는 상이한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는, 도 18에 나타내는 센서 위상 보정부에 있어서의 위상 보정 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 방법의 구체적인 순서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은, 실시 형태 2와 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는, 실시 형태 2와 관련된 진폭 변동 억제부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은, 실시 형태 3과 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24는, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부가 센서 위상 보정부 및 진폭 변동 억제부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 25는, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부가 센서 위상 보정부 및 진폭 변동 억제부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 도 24와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다.
도 26은, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 회전체의 일례를 나타내는 도면이다.
도 27은, 도 26에 나타내는 회전체의 각 자기 트랙의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28은, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 29는, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 도 28에 나타내는 IV'-IV' 단면도이다.
도 30은, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 31은, 자기 센서 모듈의 제 1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32는, 전원이 공급되었을 때의 자기 센서 모듈의 동작에 대한 설명에 제공하는 플로우 차트이다.
도 33은, 자기 센서 모듈의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
도 34는, 자기 센서 모듈의 제 3 변형예를 나타내는 도면이다.
도 35는, 자기 센서 모듈의 제 4 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 함)에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 하기의 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한, 하기 실시 형태에서 개시한 구성 요소는 적절히 조합시키는 것이 가능하다.
(실시 형태 1)
<회전 각도 검출 장치의 구성>
도 1은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치(1)는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)을 가지는 회전체(100)와, 자기 센서 모듈(200)과, 통신부(9)와, 기억부(10)를 구비한다.
자기 센서 모듈(200)은, 제 1 자기 센서(3A)와, 제 1 보정 연산부(4A)와, 제 1 위상 검출부(5A)와, 제 2 자기 센서(3B)와, 제 2 보정 연산부(4B)와, 제 2 위상 검출부(5B)와, 위상차 검출부(6)와, 각도 산출부(7)와, 각도 정보 생성부(8)를 구비한다.
본 실시 형태에 있어서, 자기 센서 모듈(200)은, 예를 들면, 1개의 IC칩에 집적화되어 있다. 이에 따라, 회전 각도 검출 장치(1)를 구성하는 부품 점수의 저감, 제 1 자기 센서(3A)와 제 2 자기 센서(3B)와의 사이의 위치 정밀도의 향상, 제조 비용이나 조립 비용의 저감 등을 도모할 수 있어, 소형 또한 저렴한 회전 각도 검출 장치(1)를 실현 가능하다. 또한, 자기 센서 모듈(200)은, 예를 들면, 통신부(9) 및 기억부(10)를 포함하고 있어도 된다. 이에 따라, 회전 각도 검출 장치(1)의 가일층의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
도 2는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 회전체의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3은, 도 2에 나타내는 회전체의 각 자기 트랙의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다. 도 5는, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 도 4에 나타내는 IV-IV 단면도이다. 도 6은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 각 자기 센서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 또는 도 3에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1의 회전체(100)는, N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍(2A1)이 등간격으로 나열되는 제 1 자기 트랙(2A)과, 자극쌍(2B1)이 등간격으로 나열되는 제 2 자기 트랙(2B)이, 회전체(100)의 회전축 X를 축심으로 하는 동심의 링 형상으로 직경 방향으로 나열되어 마련되어 있다. 실시 형태 1의 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)은, 예를 들면 회전체(100)의 축 방향의 일방의 단면을 둘레 방향으로 등간격으로 N극 및 S극으로 번갈아 착자함으로써 얻어진다.
구체적으로, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)은, 예를 들면 도면에 망점으로 되어 있는 부분이 N극, 망점이 없는 부분이 S극이라고 한 바와 같이, 둘레 방향으로 상이한 자극이 번갈아 등배(等配)되어 있다.
도 3에 나타내는 예에 있어서, 제 1 자기 트랙(2A)은, 32쌍의 자극쌍(2A1)을 가지고 있다. 또한, 제 2 자기 트랙(2B)은, 31쌍의 자극쌍(2B1)을 가지고 있다. 즉, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 P(P는 자연수)로 하였을 때, 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수는 P-1이 된다.
회전체(100)는, 필요한 자속 밀도에 따라, 예를 들면, 네오디뮴 자석, 페라이트 자석, 사마륨 코발트 자석 등으로 구성하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)이 회전체(100)의 축 방향의 일방의 단면에 착자된 액시얼형의 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 회전 각도 검출 장치(1)를 축 방향으로 얇게 할 수 있고, 또한, 중공 구멍을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 내륜 회전형이나 외륜 회전형의 베어링에 적용하거나, 혹은, 중공 구멍에 기기의 케이블을 배선하는 구조에 적용하는 등, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치(1)의 적용 범위를 확대할 수 있다. 또한, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치(1)를 적용하는 기기의 설계의 자유도를 높일 수 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1의 자기 센서 모듈(200)은, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)이 마련된 회전체(100)와 갭을 개재하여 액시얼 방향으로 대향하여 마련되어 있다.
보다 구체적으로는, 자기 센서 모듈(200)의 제 1 자기 센서(3A)는, 제 1 자기 트랙(2A)에 대향하며, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지한다. 자기 센서 모듈(200)의 제 2 자기 센서(3B)는, 제 2 자기 트랙(2B)에 대향하며, 제 2 자기 트랙(2B)의 자계를 검지한다.
자기 센서 모듈(200)은, 회전체(100)와는 동기 회전하지 않는 고정 부위에 마련되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 자기 센서(3A)는, 제 1 자기 트랙(2A)의 1개의 자극쌍(2A1)의 피치를 1주기로 하여, 전기각으로 90°의 위상차를 가지도록, 자극쌍(2A1)의 나열 방향으로 떨어뜨려 배치된 2개의 자기 센서 소자(3A1, 3A2)를 구비한다. 또한, 제 2 자기 센서(3B)는, 제 2 자기 트랙(2B)의 1개의 자극쌍(2B1)의 피치를 1주기로 하여, 전기각으로 90°의 위상차를 가지도록, 자극쌍(2B1)의 나열 방향으로 떨어뜨려 배치된 2개의 자기 센서 소자(3B1, 3B2)를 구비한다.
자기 센서 소자(3A1, 3A2) 및 자기 센서 소자(3B1, 3B2)로서는, 예를 들면, 홀 소자, 자기 저항 효과(MR(Magneto Resistance effect)) 센서 등의 자기 센서 소자를 이용할 수 있다.
제 1 자기 센서(3A)는, 자극쌍(2A1) 내의 위상에 따른 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 출력한다.
또한, 제 2 자기 센서(3B)는, 자극쌍(2B1) 내의 위상에 따른 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 출력한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 자기 센서(3A)로부터 출력된 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1은, 제 1 보정 연산부(4A)에 입력된다. 또한, 제 2 자기 센서(3B)로부터 출력된 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2는, 제 2 보정 연산부(4B)에 입력된다.
제 1 보정 연산부(4A)는, 입력된 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1에 대하여, 후술하는 보정 연산 처리를 행해, 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1을 출력한다. 또한, 제 2 보정 연산부(4B)는, 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosiθ2에 대하여, 후술하는 보정 연산 처리를 행해, 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2를 출력한다. 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)에 의한 보정 연산 처리에 대해서는, 상세하게 후술한다.
도 7은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치의 각 부 파형예를 나타내는 도면이다. 도 7의 (a)는, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 패턴을 나타내고, 도 7의 (b)는, 제 2 자기 트랙(2B)의 자극 패턴의 일례를 나타내고 있다. 도 7의 (c)는, 제 1 위상 검출부(5A)의 입력 신호 파형을 나타내고, 도 7의 (d)는, 제 2 위상 검출부(5B)의 입력 신호 파형을 나타내고 있다. 도 7의 (e)는, 제 1 위상 검출부(5A)에 의해 출력되는 검출 위상 신호 파형을 나타내고, 도 7의 (f)는, 제 2 위상 검출부(5B)에 의해 출력되는 검출 위상 신호 파형을 나타내고 있다. 도 7의 (g)는, 위상차 검출부(6)에 의해 출력되는 위상차 신호 파형을 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 예에서는, 제 1 자기 트랙(2A)의 3개의 자극쌍(2A1)으로 이루어지는 a점 내지 b점의 구간에 대하여, 제 2 자기 트랙(2B)의 2개의 자극쌍(2B1)이 대응된 예를 나타내고 있다. 즉, a점과 b점에서, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치한다. 이 경우, a점을 기준으로 한 b점까지의 임의 위치에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다. 이와 같이, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 2점간의 절대 각도를 검출할 수 있다.
도 3에 나타내는 예에서는, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 32(P=32), 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수를 31(P-1=31)로 하고, A점에 있어서 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 위상과 제 2 자기 트랙(2B)의 자극 위상이 일치하고 있다. 즉, 자기 센서 모듈(200)은, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 A점을 원점 위치로 하여, 회전체(100)의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수와의 관계는, 도 3에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 P로 하였을 때, 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수를 P+1로 한 구성이어도 된다.
제 1 위상 검출부(5A)는, 도 7의 (c)에 예시한 입력 신호에 의거하여, 도 7의 (e)에 예시한 검출 위상 신호를 출력한다. 구체적으로는, 제 1 위상 검출부(5A)는, 제 1 보정 연산부(4A)의 출력인 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1로부터 자극쌍(2A1) 내의 위상(θo1=arctan(sinθo1/cosθo1))을 산출한다.
제 2 위상 검출부(5B)는, 도 7의 (d)에 예시한 입력 신호에 의거하여, 도 7의 (f)에 예시한 검출 위상 신호를 출력한다. 구체적으로는, 제 2 위상 검출부(5B)는, 제 2 보정 연산부(4B)의 출력인 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2로부터 자극쌍(2B1) 내의 위상(θo2=arctan(sinθo2/cosθo2))을 산출한다.
위상차 검출부(6)는, 제 1 위상 검출부(5A) 및 제 2 위상 검출부(5B)로부터 출력된 각 검출 위상 신호에 의거하여, 도 7의 (g)에 예시한 위상차 신호를 출력한다.
각도 산출부(7)는, 위상차 검출부(6)에서 구해진 위상차를, 미리 설정된 계산 파라미터에 따라 절대 각도로 환산하는 처리를 행한다. 각도 산출부(7)에서 이용되는 계산 파라미터는, 기억부(10)에 기억되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각도 산출부(7)의 후단(後段)에 각도 정보 생성부(8)가 마련되어 있다.
각도 정보 생성부(8)는, 각도 산출부(7)에서 산출된 절대 각도를 포함하는 정보(이하, 「절대 각도 정보」라고도 함)로서, 예를 들면, 서로 90도 위상이 상이한 A상 신호 및 B상 신호와, 원점 위치를 나타내는 Z상 신호로 구성되는 ABZ상 신호를 생성한다. 또한, A상 신호 및 B상 신호로서는, 예를 들면, 제 1 보정 연산부(4A)의 출력인 제 1 보정 sin 신호 및 제 1 보정 cos 신호, 제 2 보정 연산부(4B)의 출력인 제 2 보정 sin 신호 및 제 2 보정 cos 신호 중 어느 1세트의 신호를 이용하면 된다.
통신부(9)는, 각도 정보 생성부(8)가 생성한 절대 각도 정보를 소정의 신호(예를 들면, ABZ상 신호, 패럴렐 신호, 시리얼 데이터, 아날로그 전압, PWM 변조 신호 등)로 변환하여 외부 제어 장치에 출력한다.
이와 같이, 소정의 신호로 변환한 절대 각도 정보를 출력하는 구성으로 함으로써, 외부 제어 장치와의 사이의 전기적인 접속선의 개수를 줄일 수 있다.
또한, 통신부(9)에 대하여, 예를 들면, 외부 제어 장치로부터 절대 각도 정보의 출력 요구 신호가 입력되는 양태여도 된다. 이 경우, 회전 각도 검출 장치(1)는, 절대 각도 정보의 출력 요구 신호에 따라 동작하고, 통신부(9)로부터 절대 각도 정보를 출력하는 구성으로 해도 된다.
기억부(10)에는, 각도 산출부(7)에서 이용되는 계산 파라미터 외에, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수(P), 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수(P+1), 후술하는 제 1 보정 연산부(4A)에서 이용되는 제 1 자기 센서 보정 정보, 후술하는 제 2 보정 연산부(4B)에서 이용되는 제 2 자기 센서 보정 정보, 절대 각도 기준 위치 등, 회전 각도 검출 장치(1)의 동작에 필요한 정보가 기억되어 있다. 기억부(10)로서는, 예를 들면, 불휘발성 메모리가 예시된다.
본 실시 형태에서는, 제 1 자기 센서 보정 정보 및 제 2 자기 센서 보정 정보로서, 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)에 있어서 이용되는 파라미터나 연산식이 기억부(10)에 기억되어 있다.
제 1 보정 연산부(4A)에 있어서 이용되는 파라미터나 연산식에는, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호인 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1의 보정에 이용하는 정보가 포함된다. 제 1 자기 센서 보정 정보로서는, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호가, 미리 상정한 제 1 자기 센서(3A)의 기준의 sin 신호의 값 또는 cos 신호의 값에 근접하는 파라미터나 연산식이 설정되어 있는 것으로 한다.
또한, 제 2 보정 연산부(4B)에 있어서 이용되는 파라미터나 연산식에는, 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호인 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2의 보정에 이용하는 정보가 포함된다. 제 2 자기 센서 보정 정보로서는, 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호가, 미리 상정한 제 2 자기 센서(3B)의 기준의 sin 신호의 값 또는 cos 신호의 값에 근접하는 파라미터나 연산식이 설정되어 있는 것으로 한다.
또한, 기억부(10)에 기억된 각종 파라미터나 정보는, 예를 들면, 외부 제어 장치로부터 통신부(9)를 통하여 갱신 가능한 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 회전 각도 검출 장치(1)의 사용 상황에 따른 설정이 가능해진다.
<보정 연산부의 구성 및 동작>
제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B), 제 1 자기 센서(3A) 및 제 2 자기 센서(3B), 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)는, 각각 동일한 구성 및 동작이므로, 이하의 설명에서는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)을 「자기 트랙(2)」, 제 1 자기 센서(3A) 및 제 2 자기 센서(3B)를 「자기 센서(3)」, 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)를 「보정 연산부(4)」, 제 1 자기 센서 보정 정보 및 제 2 자기 센서 보정 정보를 「자기 센서 보정 정보」라고도 한다.
도 8은, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 보정 연산부(4)는, 정규화 처리부(41)와, 센서 위상 보정부(42)를 구비한다.
보정 연산부(4)에는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi가 입력된다. 또한, 보정 연산부(4)는, 기억부(10)로부터 정규화 처리부(41) 및 센서 위상 보정부(42)에서 적용되는 자기 센서 보정 정보를 취득한다.
정규화 처리부(41)는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi를 정규화하여 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'를 센서 위상 보정부(42)에 출력한다.
센서 위상 보정부(42)는, 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'의 위상을 보정하여 보정 sin 신호 sinθo 및 보정 cos 신호 cosθo를 출력한다.
이어서, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부(4)의 각 구성부에 대하여 설명한다.
우선, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부(41)에 대하여 설명한다. 도 9는, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10은, 도 9에 나타내는 정규화 처리부에 있어서의 정규화 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9에 나타내는 예에 있어서, 정규화 처리부(41)는, 오프셋 전압 보정부(411)를 구비하고 있다. 또한, 도 10에 나타내는 예에서는, sin 신호 sinθi(cos 신호 cosθi)을 파선으로 나타내고, 정규화 sin 신호 sinθ'(정규화 cos 신호 cosθ')를 실선으로 나타내고 있다.
도 9 및 도 10에 나타내는 예에서는, 자기 센서(3)의 검출 신호에 오프셋 전압이 중첩되어 있는 경우를 상정하고 있다.
도 9에 나타내는 오프셋 전압 보정부(411)는, 미리 자기 센서(3)의 검출 신호인 sin 신호(cos 신호)의 평균값 Vsinave(Vcosave)가 자기 센서 보정 정보로서 설정되어, 기억부(10)에 기억되어 있다. 또한, 평균값 Vsinave는, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 sin 신호의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기분의 sin 신호의 평균값이어도 된다. 또한, 평균값 Vcosave는, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 cos 신호의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기분의 cos 신호의 평균값이어도 된다. 이들 sin 신호(cos 신호)의 평균값 Vsinave(Vcosave)는, 예를 들면, 회전 각도 검출 장치(1)의 출하 검사 시에 측정한 값이어도 된다.
도 9에 나타내는 예에 있어서, 오프셋 전압 보정부(411)는, 자기 센서(3)의 검출 신호인 sin 신호의 평균값 Vsinave를 이용하여, sin 신호 sinθi의 오프셋 전압을 정규화한다. 구체적으로는, sin 신호 sinθi로부터, Vsinave를 감산, 즉 하기 식 (1)에 의해 정규화 sin 신호 sinθ'를 산출한다.
[수학식 1]
Figure pct00023
도 9에 나타내는 오프셋 전압 보정부(411)는, 상기 식 (1)이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 오프셋 전압 보정부(411)는, 이 상기 식 (1)을 이용하여 sin 신호 sinθi의 오프셋 전압을 정규화함으로써, 도 10에 실선으로 나타내는 정규화 sin 신호 sinθ'를 출력한다.
또한, 도 9에 나타내는 예에 있어서, 오프셋 전압 보정부(411)는, 자기 센서(3)의 검출 신호인 cos 신호의 평균값 Vcosave를 이용하여, cos 신호 cosθi의 오프셋 전압을 정규화한다. 구체적으로는, cos 신호 cosθi로부터, Vcosave를 감산, 즉 하기 식 (2)에 의해 정규화 cos 신호 cosθ'를 산출한다.
[수학식 2]
Figure pct00024
도 9에 나타내는 오프셋 전압 보정부(411)는, 상기 식 (2)가 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 오프셋 전압 보정부(411)는, 이 상기 식 (2)를 이용하여 cos 신호 cosθi의 오프셋 전압을 정규화함으로써, 도 10에 실선으로 나타내는 정규화 cos 신호 cosθ'를 출력한다.
도 11은, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부의 제어 블록의 도 9와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다. 도 12는, 도 11에 나타내는 정규화 처리부에 있어서의 정규화 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내는 예에 있어서, 정규화 처리부(41)는, 진폭 보정부(412)를 구비하고 있다. 또한, 도 12에 나타내는 예에서는, sin 신호 sinθi(cos 신호 cosθi)를 파선으로 나타내고, 정규화 sin 신호 sinθ'(정규화 cos 신호 cosθ')를 실선으로 나타내고 있다.
도 11 및 도 12에 나타내는 예에서는, 자기 센서(3)의 검출 신호에 출력 진폭의 편차가 있는 경우를 상정하고 있다.
도 11에 나타내는 진폭 보정부(412)는, 미리 자기 센서(3)의 검출 신호인 sin 신호(cos 신호)의 최대값 Vsinmax(Vcosmax)와 최소값 Vsinmin(Vcosmin)이 자기 센서 보정 정보로서 설정되어, 기억부(10)에 기억되어 있다. 또한, sin 신호의 최대값 Vsinmax는, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 각 주기에 있어서의 sin 신호의 최대값의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기의 sin 신호의 최대값이어도 된다. 또한, sin 신호의 최소값 Vsinmin은, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 각 주기에 있어서의 sin 신호의 최소값의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기의 sin 신호의 최소값이어도 된다. 또한, cos 신호의 최대값 Vcosmax는, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 각 주기에 있어서의 cos 신호의 최대값의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기의 cos 신호의 최대값이어도 된다. 또한 cos 신호의 최소값 Vcosmin은, 예를 들면, 자기 트랙(2)의 전기각으로 소정 주기분의 각 주기에 있어서의 cos 신호의 최소값의 평균값이어도 되고, 임의의 1주기의 cos 신호의 최소값이어도 된다. 이들 sin 신호(cos 신호)의 최대값 Vsinmax(Vcosmax) 및 최소값 Vsinmin(Vcosmin)은, 예를 들면, 회전 각도 검출 장치(1)의 출하 검사 시에 측정한 값이어도 된다.
도 11에 나타내는 예에 있어서, 진폭 보정부(412)는, sin 신호의 최대값 Vsinmax 및 최소값 Vsinmin을 이용하여, sin 신호 sinθi의 진폭을 정규화한다. 구체적으로는, sin 신호 sinθi를, Vsinmax로부터 Vsinmin을 감산한 값의 절대값을 2로 나눈 값으로 제산, 즉 하기 식 (3)에 의해 정규화 sin 신호 sinθ'를 산출한다.
[수학식 3]
Figure pct00025
도 11에 나타내는 진폭 보정부(412)는, 상기 식 (3)이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 보정부(412)는, 이 상기 식 (3)을 이용하여 sin 신호 sinθi의 진폭을 정규화함으로써, 도 12에 실선으로 나타내는 진폭이 정규화된 정규화 sin 신호 sinθ'를 출력한다.
또한, 도 11에 나타내는 예에 있어서, 진폭 보정부(412)는, cos 신호의 최대값 Vcosmax 및 최소값 Vcosmin을 이용하여, cos 신호 cosθi의 진폭을 정규화한다. 구체적으로는, cos 신호 cosθi를, Vcosmax로부터 Vcosmin을 감산한 값의 절대값을 2로 나눈 값으로 제산, 즉 하기 식 (4)에 의해 정규화 cos 신호 cosθ'를 산출한다.
[수학식 4]
Figure pct00026
도 11에 나타내는 진폭 보정부(412)는, 상기 식 (4)가 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 보정부(412)는, 이 상기 식 (4)를 이용하여 cos 신호 cosθi의 진폭을 정규화함으로써, 도 12에 실선으로 나타내는 진폭이 정규화된 정규화 cos 신호 cosθ'를 출력한다.
또한, 상기 서술한 예에서는, 설명의 편의상, 정규화 처리부(41)에 포함되는 오프셋 전압 보정부(411)와 진폭 보정부(412)를 개별적으로 설명했지만, 정규화 처리부(41)는, 오프셋 전압 보정부(411) 및 진폭 보정부(412)의 쌍방을 구비한 구성인 것이 바람직하다. 도 13은, 실시 형태 1과 관련된 정규화 처리부가 오프셋 전압 보정부 및 진폭 보정부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13에 나타내는 예에 있어서, 오프셋 전압 보정부(411)는, 자기 센서(3)의 검출 신호인 sin 신호의 평균값 Vsinave를 이용하여, sin 신호 sinθi의 오프셋 전압을 정규화한다. 구체적으로는, sin 신호 sinθi로부터, Vsinave를 감산, 즉 하기 식 (5)에 의해 정규화 sin 신호 sinθ''를 산출한다.
[수학식 5]
Figure pct00027
도 13에 나타내는 오프셋 전압 보정부(411)는, 상기 식 (5)가 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 오프셋 전압 보정부(411)는, 이 상기 식 (5)를 이용하여 sin 신호 sinθi의 오프셋 전압을 정규화한다.
또한, 도 13에 나타내는 예에 있어서, 오프셋 전압 보정부(411)는, 자기 센서(3)의 검출 신호인 cos 신호의 평균값 Vcosave를 이용하여, cos 신호 cosθi의 오프셋 전압을 정규화한다. 구체적으로는, cos 신호 cosθi로부터, Vcosave를 감산, 즉 하기 식 (6)에 의해 정규화 cos 신호 cosθ''를 산출한다.
[수학식 6]
Figure pct00028
도 13에 나타내는 오프셋 전압 보정부(411)는, 상기 식 (6)이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 오프셋 전압 보정부(411)는, 이 상기 식 (6)을 이용하여 cos 신호 cosθi의 오프셋 전압을 정규화한다.
도 13에 나타내는 예에 있어서, 진폭 보정부(412)는, sin 신호의 최대값 Vsinmax 및 최소값 Vsinmin을 이용하여, 정규화 sin 신호 sinθ''의 진폭을 정규화한다. 구체적으로는, 정규화 sin 신호 sinθ''를, Vsinmax로부터 Vsinmin을 감산한 값의 절대값을 2로 나눈 값으로 제산, 즉 하기 식 (7)에 의해 정규화 sin 신호 sinθ'를 산출한다.
[수학식 7]
Figure pct00029
도 13에 나타내는 진폭 보정부(412)는, 상기 식 (7)이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 보정부(412)는, 이 상기 식 (7)을 이용하여 정규화 sin 신호 sinθ''의 진폭을 정규화한다.
또한, 도 13에 나타내는 예에 있어서, 진폭 보정부(412)는, cos 신호의 최대값 Vcosmax 및 최소값 Vcosmin을 이용하여, 정규화 cos 신호 cosθ''의 진폭을 정규화한다. 구체적으로는, 정규화 cos 신호 cosθ''를, Vcosmax로부터 Vcosmin을 감산한 값의 절대값을 2로 나눈 값으로 제산, 즉 하기 식 (8)에 의해 정규화 cos 신호 cosθ'를 산출한다.
[수학식 8]
Figure pct00030
도 13에 나타내는 진폭 보정부(412)는, 상기 식 (8)이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 보정부(412)는, 이 상기 식 (8)을 이용하여 정규화 cos 신호 cosθ''의 진폭을 정규화한다.
즉, 도 13에 나타내는 예에서는, 오프셋 전압 보정부(411)에 있어서, 우선, sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi의 오프셋 전압을 정규화한 정규화 sin 신호 sinθ'' 및 정규화 cos 신호 cosθ''를 산출하고, 진폭 보정부(412)에 있어서, 정규화 sin 신호 sinθ'' 및 정규화 cos 신호 cosθ''의 진폭을 정규화한 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'를 산출한다. 이에 따라, sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi의 오프셋 전압과 진폭과의 쌍방이 정규화된 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'를 얻을 수 있다.
이어서, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부(42)에 대하여 설명한다. 도 14는, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부에 있어서의 보정 대상의 일례를 나타내는 도면이다.
상기 서술한 바와 같이, 제 1 자기 센서(3A)의 자기 센서 소자(3A1)와 자기 센서 소자(3A2)는, 제 1 자기 트랙(2A)의 1개의 자극쌍(2A1)의 피치를 1주기로 하여, 전기각으로 90°의 위상차를 가지도록, 자극쌍(2A1)의 나열 방향으로 떨어뜨려 배치되고, 제 2 자기 센서(3B)의 자기 센서 소자(3B1)와 자기 센서 소자(3B2)는, 제 2 자기 트랙(2B)의 1개의 자극쌍(2B1)의 피치를 1주기로 하여, 전기각으로 90°의 위상차를 가지도록, 자극쌍(2B1)의 나열 방향으로 떨어뜨려 배치되는 구성으로 하고 있지만, 본 실시 형태에서는, 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상과 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상과의 사이에 오차(이하, 「센서 위상 오차」라고 함) θic를 포함하고 있는 경우를 상정하고 있다. 이와 같은 상정으로서는, 예를 들면, 자기 트랙(2)에 마련된 각 자극의 간격에 편차가 있는 경우나, 회전체(100)의 회전축 X가 편심하고 있는 경우 등, 자기 센서(3)의 자기 트랙(2) 상의 직경 방향 위치가 회전체(100)의 1회전 중에 변동되는 경우를 생각할 수 있다.
도 14 및 이하의 도 15, 도 16에 나타내는 예에서는, 자기 센서 소자(3A1(3B1))를 기준으로 하여, 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상을 보정하는 예를 나타내고 있다.
도 15는, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16은, 도 15에 나타내는 센서 위상 보정부에 있어서의 위상 보정 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16에 나타내는 예에서는, 정규화 cos 신호 cosθ'를 파선으로 나타내고, 보정 cos 신호 cosθo를 실선으로 나타내고 있다.
도 15에 나타내는 센서 위상 보정부(42)는, 미리 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상과 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차 θic가 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 설정되어, 기억부(10)에 기억되어 있다. 이 센서 위상 오차 θic는, 예를 들면, 회전 각도 검출 장치(1)의 출하 검사 시에 측정한 값이어도 된다.
도 15에 나타내는 예에 있어서, 센서 위상 보정부(42)는, 센서 위상 오차 θic를 이용하여, 정규화 sin 신호 sinθ'를 기준으로 하여 정규화 cos 신호 cosθ'의 위상을 보정한다. 한편, 센서 위상 보정부(42)에서는, 기준이 되는 정규화 sin 신호 sinθ'에 대해서는 보정을 행하지 않는다. 즉, 센서 위상 보정부(42)에 있어서의 보정 sin 신호 sinθo는, 하기 식 (9)로 나타낼 수 있다.
[수학식 9]
Figure pct00031
한편, 보정 cos 신호 cosθo는, 하기 식 (10)에 의해 나타난다.
[수학식 10]
Figure pct00032
센서 위상 보정부(42)는, 상기 식 (10)에 의해 보정 cos 신호 cosθo를 산출한다. 이하, 상기 식 (10)을 「제 1 위상 보정 연산식」이라고도 한다.
도 15에 나타내는 센서 위상 보정부(42)는, 상기 식 (10), 즉 제 1 위상 보정 연산식이 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 센서 위상 보정부(42)는, 이 상기 식 (10), 즉 제 1 위상 보정 연산식을 이용하여 정규화 cos 신호 cosθ'의 위상을 보정함으로써, 도 16에 실선으로 나타내는 보정 cos 신호 cosθo를 출력한다.
도 17은, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부에 있어서의 보정 대상의 도 14와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다.
도 17 및 이하의 도 18, 도 19에 나타내는 예에서는, 자기 센서 소자(3A2(3B2))를 기준으로 하여, 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상을 보정하는 예를 나타내고 있다.
도 18은, 실시 형태 1과 관련된 센서 위상 보정부의 도 15와는 상이한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 19는, 도 18에 나타내는 센서 위상 보정부에 있어서의 위상 보정 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 도 19에 나타내는 예에서는, 정규화 sin 신호 sinθ'를 파선으로 나타내고, 보정 sin 신호 sinθo를 실선으로 나타내고 있다.
도 18에 나타내는 센서 위상 보정부(42a)는, 미리 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상과 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차 θic가 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 설정되어, 기억부(10)에 기억되어 있다. 이 센서 위상 오차 θic는, 예를 들면, 회전 각도 검출 장치(1)의 출하 검사 시에 측정한 값이어도 된다.
도 18에 나타내는 예에 있어서, 센서 위상 보정부(42a)는, 센서 위상 오차 θic를 이용하여, 정규화 cos 신호 cosθ'를 기준으로 하여 정규화 sin 신호 sinθ'의 위상을 보정한다. 한편, 센서 위상 보정부(42a)에서는, 기준이 되는 정규화 cos 신호 cosθ'에 대해서는 보정을 행하지 않는다. 즉, 센서 위상 보정부(42a)에 있어서의 보정 cos 신호 cosθo는, 하기 식 (11)로 나타낼 수 있다.
[수학식 11]
Figure pct00033
한편, 보정 sin 신호 sinθo는, 하기 식 (12)에 의해 나타난다.
[수학식 12]
Figure pct00034
센서 위상 보정부(42)는, 상기 식 (12)에 의해 보정 sin 신호 sinθo를 산출한다. 이하, 상기 식 (12)를 「제 2 위상 보정 연산식」이라고도 한다.
도 18에 나타내는 센서 위상 보정부(42a)는, 상기 식 (12), 즉 제 2 위상 보정 연산식이 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 센서 위상 보정부(42a)는, 이 상기 식 (12), 즉 제 2 위상 보정 연산식을 이용하여 정규화 sin 신호 sinθ'의 위상을 보정함으로써, 도 19에 실선으로 나타내는 보정 sin 신호 sinθo를 출력한다.
제 1 보정 연산부(4A)는, 센서 위상 보정부(42) 또는 센서 위상 보정부(42a)를 가짐으로써, 제 1 자기 센서(3A)의 출력 위상을 보정할 수 있다. 또한, 제 2 보정 연산부(4B)는, 센서 위상 보정부(42) 또는 센서 위상 보정부(42a)를 가짐으로써, 제 2 자기 센서(3B)의 출력 위상을 보정할 수 있다.
이어서, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 방법의 구체적인 순서에 대하여 설명한다. 도 20은, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 방법의 구체적인 순서의 일례를 나타내는 도면이다.
우선, 제 1 보정 연산부(4A)는, 제 1 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1로 보정하고, 제 2 보정 연산부(4B)는, 제 2 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2로 보정한다(단계 S101).
이어서, 제 1 위상 검출부(5A)는, 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1의 위상을 산출하고, 제 2 위상 검출부(5B)는, 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2의 위상을 산출한다(단계 S102).
이어서, 위상차 검출부(6)는, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 위상에 의거하여, 제 1 자기 센서(3A)와 제 2 자기 센서(3B)와의 위상차를 산출한다(단계 S103).
그리고, 각도 산출부(7)는, 위상차 검출부(6)로부터 출력되는 위상차를 절대 각도로 변환한다(단계 S104).
이상에서 설명한 바와 같이, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 장치(1)는, N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍(2A1)이 등간격으로 나열되는 제 1 자기 트랙(2A)과, 자극쌍(2B1)이 등간격으로 나열되는 제 2 자기 트랙(2B)이, 회전축 X를 축심으로 하는 동심의 링 형상으로 직경 방향으로 나열되어 마련되고, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 P(P는 자연수)로 하였을 때, 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수를 P-1 또는 P+1로 하는 회전체(100)와, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지하여 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 출력하는 제 1 자기 센서(3A)와, 제 2 자기 트랙(2B)의 자계를 검지하여 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 출력하는 제 2 자기 센서(3B)와, 제 1 자기 트랙(2A)의 회전각에 따라 제 1 자기 센서(3A)가 출력한 제 1 sin 신호 sinθi1의 값이, 제 1 자기 센서(3A)의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 제 1 자기 트랙(2A)의 회전각에 따라 제 1 자기 센서(3A)가 출력한 제 1 cos 신호 cosθi1의 값이, 제 1 자기 센서(3A)의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 제 1 자기 센서 보정 정보, 및, 제 2 자기 트랙(2B)의 회전각에 따라 제 2 자기 센서(3B)가 출력한 제 2 sin 신호 sinθi2의 값이, 제 2 자기 센서(3B)의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 제 2 자기 트랙(2B)의 회전각에 따라 제 2 자기 센서(3B)가 출력한 제 2 cos 신호 cosθi2의 값이, 제 2 자기 센서(3B)의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 제 2 자기 센서 보정 정보를 기억하는 기억부(10)와, 제 1 자기 센서 보정 정보에 의거하여 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1로 보정하는 제 1 보정 연산부(4A)와, 제 2 자기 센서 보정 정보에 의거하여 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2로 보정하는 제 2 보정 연산부(4B)와, 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1의 위상을 산출하는 제 1 위상 검출부(5A)와, 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2의 위상을 산출하는 제 2 위상 검출부(5B)와, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 위상에 의거하여, 제 1 자기 센서(3A)와 제 2 자기 센서(3B)와의 위상차를 산출하는 위상차 검출부(6)와, 이 위상차를 절대 각도로 변환하는 각도 산출부(7)를 구비한다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치(1)는, 제 1 위상 검출부(5A) 및 제 2 위상 검출부(5B)에 있어서 위상을 산출하기 전의 sin 신호 및 cos 신호를 리얼타임으로 보정할 수 있다. 또한, sin 신호 및 cos 신호를 미리 설정된 기지의 자기 센서 보정 정보에 의거하여 보정한 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호를 이용하여 위상이 산출되므로, 회전체(100)의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다. 따라서, 본 실시 형태와 관련된 회전 각도 검출 장치(1)는, 회전체(100)의 절대 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 보정 연산부(4)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))의 검출 신호인 sin 신호의 평균값 Vsinave, 및 cos 신호의 평균값 Vcosave가 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되고, 오프셋 전압 보정부(411)는, sin 신호의 평균값 Vsinave를 이용하여, sin 신호를 보정하며, cos 신호의 평균값 Vcosave를 이용하여, cos 신호를 보정한다. 이에 따라, sin 신호 및 cos 신호의 오프셋 전압을 정규화할 수 있다.
또한, 보정 연산부(4)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))의 검출 신호인 sin 신호의 최대값 Vsinmax, sin 신호의 최소값 Vsinmin, cos 신호의 최대값 Vcosmax, 및 cos 신호의 최소값 Vcosmin이 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되고, 진폭 보정부(412)는, sin 신호의 최대값 Vsinmax와 최소값 Vsinmin을 이용하여, sin 신호를 보정하며, cos 신호의 최대값 Vcosmax와 최소값 Vcosmin을 이용하여, cos 신호를 보정한다. 이에 따라, sin 신호 및 cos 신호의 진폭을 정규화할 수 있다.
또한, 보정 연산부(4)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 오프셋 전압 보정부(411) 및 진폭 보정부(412)의 쌍방을 구비함으로써, sin 신호 및 cos 신호의 오프셋 전압과 진폭과의 쌍방을 정규화할 수 있다.
또한, 보정 연산부(4)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))에 있어서의 자기 센서 소자(3A1)(3B1)의 출력 위상과 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차 θic 및 제 1 위상 보정 연산식이 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되고, 센서 위상 보정부(42)는, 센서 위상 오차 θic 및 제 1 위상 보정 연산식을 이용하여, cos 신호를 보정한다. 이에 따라, 자기 센서 소자(3A1(3B1))를 기준으로 하여, 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상을 보정할 수 있다. 혹은, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))에 있어서의 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상과 자기 센서 소자(3A2(3B2))의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차 θic 및 제 2 위상 보정 연산식이 미리 제 1 자기 센서 보정 정보(제 2 자기 센서 보정 정보)로서 기억부(10)에 기억되고, 센서 위상 보정부(42a)는, 센서 위상 오차 θic 및 제 2 위상 보정 연산식을 이용하여, sin 신호를 보정한다. 이에 따라, 자기 센서 소자(3A2(3B2))를 기준으로 하여, 자기 센서 소자(3A1(3B1))의 출력 위상을 보정할 수 있다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치에 의한 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이에 따른, 각종 기기의 회전 제어 성능의 향상에 공헌할 수 있다.
또한, 실시 형태 1과 관련된 회전 각도 검출 방법은, N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍(2A1)이 등간격으로 나열되는 제 1 자기 트랙(2A)의 회전각에 따라, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지하여 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 출력하는 제 1 자기 센서(3A)가 출력한 제 1 sin 신호 sinθi1의 값이, 제 1 자기 센서(3A)의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 제 1 자기 트랙(2A)의 회전각에 따라, 제 1 자기 센서(3A)가 출력한 제 1 cos 신호 cosθi1의 값이, 제 1 자기 센서(3A)의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 제 1 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 제 1 sin 신호 sinθi1 및 제 1 cos 신호 cosθi1을 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1로 보정하고(신호 보정 단계), 자극쌍(2B1)이 등간격으로 나열되는 제 2 자기 트랙(2B)의 회전각에 따라, 제 2 자기 트랙(2B)의 자계를 검지하여 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 출력하는 제 2 자기 센서(3B)가 출력한 제 2 sin 신호 sinθi2의 값이, 제 2 자기 센서(3B)의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 제 2 자기 트랙(2B)의 회전각에 따라 제 2 자기 센서(3B)가 출력한 제 2 cos 신호 cosθi2의 값이, 제 2 자기 센서(3B)의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 제 2 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 제 2 sin 신호 sinθi2 및 제 2 cos 신호 cosθi2를 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2로 보정하고(신호 보정 단계), 제 1 보정 sin 신호 sinθo1 및 제 1 보정 cos 신호 cosθo1의 위상을 산출하며(위상 산출 단계), 제 2 보정 sin 신호 sinθo2 및 제 2 보정 cos 신호 cosθo2의 위상을 산출하고(위상 산출 단계), 제 1 자기 센서(3A)의 검출 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 위상에 의거하여, 제 1 자기 센서(3A)와 제 2 자기 센서(3B)와의 위상차를 산출하며(위상차산출 단계), 이 위상차를 절대 각도로 변환한다(절대 각도 산출 단계).
이에 따라, 제 1 위상 검출부(5A) 및 제 2 위상 검출부(5B)에 있어서 위상을 산출하기 전의 sin 신호 및 cos 신호를 리얼타임으로 보정할 수 있다. 또한, sin 신호 및 cos 신호를 미리 설정된 기지의 자기 센서 보정 정보에 의거하여 보정한 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호를 이용하여 위상이 산출되므로, 회전체(100)의 절대 각도의 검출 정밀도가 향상된다. 따라서, 본 실시 형태와 관련된 회전 각도 검출 방법에서는, 회전체(100)의 절대 각도를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시 형태 1에서는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)이 회전체(100)의 축 방향의 일방의 단면에 착자된 액시얼형의 구성으로 한 예를 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)이 회전체(100)의 외주면에 착자되며, 축 방향으로 나열되어 마련된 레이디얼형의 구성이어도 된다.
(실시 형태 2)
실시 형태 2와 관련된 회전 각도 검출 장치의 구성, 회전체, 자기 트랙, 자기 센서 모듈의 배치 등은, 상기 서술한 실시 형태 1과 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 상기 서술한 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 이하의 설명에서는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)을 「자기 트랙(2)」, 제 1 자기 센서(3A) 및 제 2 자기 센서(3B)를 「자기 센서(3)」, 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)를 「보정 연산부(4a)」, 제 1 자기 센서 보정 정보 및 제 2 자기 센서 보정 정보를 「자기 센서 보정 정보」라고도 한다.
도 21은, 실시 형태 2와 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 2와 관련된 보정 연산부(4a)는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 정규화 처리부(41)와, 진폭 변동 억제부(43)를 구비한다.
보정 연산부(4a)에는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi가 입력된다. 또한, 보정 연산부(4a)는, 기억부(10)로부터 정규화 처리부(41) 및 진폭 변동 억제부(43)에서 적용되는 자기 센서 보정 정보를 취득한다.
정규화 처리부(41)는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi를 정규화하여 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'를 센서 위상 보정부(42)에 출력한다.
진폭 변동 억제부(43)는, 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'의 진폭 변동을 보정하여 보정 sin 신호 sinθo 및 보정 cos 신호 cosθo를 출력한다.
도 22는, 실시 형태 2와 관련된 진폭 변동 억제부의 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 정규화 처리부(41)의 제어 블록에 대해서는, 실시 형태 1과 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 자기 센서(3)의 출력 진폭이 변동되는 경우를 상정하고 있다. 이와 같은 상정으로서는, 예를 들면, 회전체(100)의 자기 트랙(2)이 마련된 액시얼면이 평활하지 않은 경우나, 회전체(100)의 회전축 X가 기울어져 있는 경우 등, 자기 센서(3)와 자기 트랙(2)과의 사이의 축 방향 거리가 회전체(100)의 1회전 중에 변동되는 경우를 생각할 수 있다.
도 22에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (13)에 의해 보정 sin 신호 sinθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (13)을 「제 1 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 13]
Figure pct00035
도 22에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (13), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (13), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 정규화 sin 신호 sinθ'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 sin 신호 sinθo를 연산하여 출력한다.
또한, 도 22에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (14)에 의해 보정 cos 신호 cosθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (14)를 「제 2 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 14]
Figure pct00036
도 22에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (14), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (14), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 정규화 cos 신호 cosθ'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 cos 신호 cosθo를 연산하여 출력한다.
제 1 보정 연산부(4A)는, 진폭 변동 억제부(43)를 가짐으로써, 제 1 자기 센서(3A)의 출력 진폭의 변동을 보정할 수 있다. 또한, 제 2 보정 연산부(4B)는, 진폭 변동 억제부(43)를 가짐으로써, 제 2 자기 센서(3B)의 출력 진폭의 변동을 보정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 보정 연산부(4a)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 제 1 진폭 변동 보정 연산식 및 제 2 진폭 변동 보정 연산식이 미리 제 1 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되고, 진폭 변동 억제부(43)는, 제 1 진폭 변동 보정 연산식 및 제 2 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, sin 신호 및 cos 신호를 보정한다. 이에 따라, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))의 출력 진폭의 변동을 보정할 수 있다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치에 의한 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이에 따른, 각종 기기의 회전 제어 성능의 향상에 공헌할 수 있다.
(실시 형태 3)
실시 형태 3과 관련된 회전 각도 검출 장치의 구성, 회전체, 자기 트랙, 자기 센서 모듈의 배치 등은, 상기 서술한 실시 형태 1, 2와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 상기 서술한 실시 형태 1, 2에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 이하의 설명에서는, 제 1 자기 트랙(2A) 및 제 2 자기 트랙(2B)을 「자기 트랙(2)」, 제 1 자기 센서(3A) 및 제 2 자기 센서(3B)를 「자기 센서(3)」, 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)를 「보정 연산부(4b)」, 제 1 자기 센서 보정 정보 및 제 2 자기 센서 보정 정보를 「자기 센서 보정 정보」라고도 한다.
도 23은, 실시 형태 3과 관련된 보정 연산부의 기능 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 24는, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부가 센서 위상 보정부 및 진폭 변동 억제부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 일례를 나타내는 도면이다. 도 25는, 실시 형태 1과 관련된 보정 연산부가 센서 위상 보정부 및 진폭 변동 억제부의 쌍방을 구비한 제어 블록의 도 24와는 상이한 일례를 나타내는 도면이다.
도 23 내지 도 25에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 3과 관련된 보정 연산부(4b)는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 정규화 처리부(41) 및 센서 위상 보정부(42)(또는 센서 위상 보정부(42a))와, 실시 형태 2에 있어서 설명한 진폭 변동 억제부(43)를 구비한다.
보정 연산부(4b)에는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi가 입력된다. 또한, 보정 연산부(4b)는, 기억부(10)로부터 정규화 처리부(41) 및 진폭 변동 억제부(43)에서 적용되는 자기 센서 보정 정보를 취득한다.
정규화 처리부(41)는, 자기 센서(3)로부터 출력된 sin 신호 sinθi 및 cos 신호 cosθi를 정규화하여 정규화 sin 신호 sinθ' 및 정규화 cos 신호 cosθ'를 센서 위상 보정부(42, 42a)에 출력한다.
센서 위상 보정부(42, 42a)는, 정규화 sin 신호 sinθ' 또는 정규화 cos 신호 cosθ'의 위상을 보정하여 보정 sin 신호 sinθo' 및 보정 cos 신호 cosθo'를 출력한다.
도 24에 나타내는 센서 위상 보정부(42)에서는, 기준이 되는 정규화 sin 신호 sinθ'에 대해서는 보정을 행하지 않는다. 즉, 센서 위상 보정부(42)에 있어서의 보정 sin 신호 sinθo'는, 하기 식 (15)로 나타낼 수 있다.
[수학식 15]
Figure pct00037
도 24에 나타내는 센서 위상 보정부(42)는, 하기 식 (16)에 의해 보정 cos 신호 cosθo'를 산출한다. 이하, 하기 식 (16)을, 상기 식 (10)과 마찬가지로 「제 1 위상 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 16]
Figure pct00038
도 24에 나타내는 센서 위상 보정부(42)는, 상기 식 (16), 즉 제 1 위상 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 센서 위상 보정부(42)는, 이 상기 식 (16), 즉 제 1 위상 보정 연산식을 이용하여 정규화 cos 신호 cosθ'의 위상을 보정한 보정 cos 신호 cosθo'를 연산하여 출력한다.
진폭 변동 억제부(43)는, 보정 sin 신호 sinθo' 및 보정 cos 신호 cosθo'의 진폭 변동을 보정하여 보정 sin 신호 sinθo 및 보정 cos 신호 cosθo를 출력한다.
구체적으로는, 도 24에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (17)에 의해 보정 sin 신호 sinθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (17)을, 상기 식 (13)과 마찬가지로 「제 1 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 17]
Figure pct00039
도 24에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (17), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (17), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 보정 sin 신호 sinθo'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 sin 신호 sinθo를 연산하여 출력한다.
또한, 도 24에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (18)에 의해 보정 cos 신호 cosθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (18)을, 상기 식 (14)와 마찬가지로 「제 2 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 18]
Figure pct00040
도 24에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (18), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (18), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 보정 cos 신호 cosθo'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 cos 신호 cosθo를 연산하여 출력한다.
도 25에 나타내는 센서 위상 보정부(42a)는, 하기 식 (19)에 의해 보정 sin 신호 sinθo'를 산출한다. 이하, 하기 식 (19)를, 상기 식 (12)와 마찬가지로 「제 2 위상 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 19]
Figure pct00041
도 25에 나타내는 센서 위상 보정부(42a)는, 상기 식 (19), 즉 제 2 위상 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 센서 위상 보정부(42a)는, 이 상기 식 (19), 즉 제 2 위상 보정 연산식을 이용하여 정규화 sin 신호 sinθ'의 위상을 보정한 보정 sin 신호 sinθo'를 연산하여 출력한다.
또한, 도 25에 나타내는 센서 위상 보정부(42a)에서는, 기준이 되는 정규화 cos 신호 cosθ'에 대해서는 보정을 행하지 않는다. 즉, 센서 위상 보정부(42a)에 있어서의 보정 cos 신호 cosθo'는, 하기 식 (20)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 20]
Figure pct00042
진폭 변동 억제부(43)는, 보정 sin 신호 sinθo' 및 보정 cos 신호 cosθo'의 진폭 변동을 보정하여 보정 sin 신호 sinθo 및 보정 cos 신호 cosθo를 출력한다.
구체적으로는, 도 25에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (21)에 의해 보정 sin 신호 sinθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (21)을, 상기 식 (13), (17)과 마찬가지로 「제 1 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 21]
Figure pct00043
도 25에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (21), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (21), 즉 제 1 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 보정 sin 신호 sinθo'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 sin 신호 sinθo를 연산하여 출력한다.
또한, 도 25에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 하기 식 (22)에 의해 보정 cos 신호 cosθo를 산출한다. 이하, 하기 식 (22)를, 상기 식 (14), (18)과 마찬가지로 「제 2 진폭 변동 보정 연산식」이라고도 한다.
[수학식 22]
Figure pct00044
도 25에 나타내는 진폭 변동 억제부(43)는, 상기 식 (22), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식이 미리 자기 센서 보정 정보로서 기억부(10)에 기억되어 설정되어 있다. 진폭 변동 억제부(43)는, 이 상기 식 (22), 즉 제 2 진폭 변동 보정 연산식을 이용하여, 보정 cos 신호 cosθo'의 주기적인 진폭 변동을 억제한 보정 cos 신호 cosθo를 연산하여 출력한다.
제 1 보정 연산부(4A)는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 센서 위상 보정부(42) 또는 센서 위상 보정부(42a)와, 실시 형태 2에 있어서 설명한 진폭 변동 억제부(43)와의 쌍방을 가짐으로써, 제 1 자기 센서(3A)의 출력 위상 및 출력 진폭의 변동의 쌍방을 보정할 수 있다. 또한, 제 2 보정 연산부(4B)는, 실시 형태 1에 있어서 설명한 센서 위상 보정부(42) 또는 센서 위상 보정부(42a)와, 실시 형태 2에 있어서 설명한 진폭 변동 억제부(43)와의 쌍방을 가짐으로써, 제 2 자기 센서(3B)의 출력 위상 및 출력 진폭의 변동의 쌍방을 보정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 보정 연산부(4b)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))에서는, 센서 위상 보정부(42) 또는 센서 위상 보정부(42a)와, 진폭 변동 억제부(43)와의 쌍방을 구비한다. 이 때문에, 제 1 자기 센서(3A)(제 2 자기 센서(3B))의 출력 위상 및 출력 진폭의 변동의 쌍방을 보정할 수 있어, 실시 형태 1, 2보다 고정밀도로 회전체(100)의 절대 각도를 검출할 수 있다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치에 의한 위치 검출 정밀도를 실시 형태 1, 2보다 향상시킬 수 있고, 이에 따른, 각종 기기의 회전 제어 성능의 향상에 실시 형태 1, 2보다 공헌할 수 있다.
(실시 형태 4)
도 26은, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 회전체의 일례를 나타내는 도면이다. 도 27은, 도 26에 나타내는 회전체의 각 자기 트랙의 일례를 나타내는 도면이다. 도 28은, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다. 도 29는, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치의 도 28에 나타내는 IV'-IV' 단면도이다.
도 26 및 도 27에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치(1a)의 회전체(100a)는, 실시 형태 1의 구성에 더해, 자극쌍(2C1)이 등간격으로 나열되는 제 3 자기 트랙(2C)을 가지고 있다.
도 27에 나타내는 예에 있어서, 제 3 자기 트랙(2C)은, 28쌍의 자극쌍(2C1)을 가지고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 1 자기 트랙(2A), 제 2 자기 트랙(2B), 및 제 3 자기 트랙(2C)이 회전체(100a)의 축 방향의 일방의 단면에 마련된 액시얼형의 구성이지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A), 제 2 자기 트랙(2B), 및 제 3 자기 트랙(2C)이 회전체(100a)의 외주면에 축 방향으로 나열되어 마련된 레이디얼형의 구성이어도 된다.
도 28 및 도 29에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 4에서는, 2개의 제 1 자기 센서 모듈(200a) 및 제 2 자기 센서 모듈(200b)이 회전체(100a)의 직경 방향으로 나열되어 마련되어 있다. 이들 2개의 제 1 자기 센서 모듈(200a) 및 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 실시 형태 1, 2, 3에 있어서 설명한 자기 센서 모듈(200)과 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 가지고 있다.
제 1 자기 센서 모듈(200a) 및 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 제 1 자기 트랙(2A), 제 2 자기 트랙(2B), 및 제 3 자기 트랙(2C)이 마련된 회전체(100a)와 각각 갭을 개재하여 액시얼 방향으로 대향하여 마련되어 있다.
보다 구체적으로는, 제 1 자기 센서 모듈(200a)의 제 1 자기 센서(3A)는, 제 1 자기 트랙(2A)에 대향하며, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지한다. 제 1 자기 센서 모듈(200a)의 제 2 자기 센서(3B)는, 제 2 자기 트랙(2B)에 대향하며, 제 2 자기 트랙(2B)의 자계를 검지한다. 또한, 제 2 자기 센서 모듈(200b)의 제 1 자기 센서(3A)는, 제 1 자기 트랙(2A)에 대향하며, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지한다. 제 2 자기 센서 모듈(200b)의 제 2 자기 센서(3B)는, 제 3 자기 트랙(2C)에 대향하며, 제 3 자기 트랙(2C)의 자계를 검지한다.
제 1 자기 센서 모듈(200a) 및 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 회전체(100a)와는 동기 회전하지 않는 고정 부위에 마련되어 있다.
도 27에 나타내는 예에서는, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 32(P=32, P는 자연수), 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수를 31(P-1=31)로 하고, A점에 있어서 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 위상과 제 2 자기 트랙(2B)의 자극 위상이 일치하고 있다. 즉, 제 1 자기 센서 모듈(200a)은, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 A점을 원점 위치로 하여, 회전체(100a)의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수와의 관계는, 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 P로 하였을 때, 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수를 P+1로 한 구성이어도 된다.
또한, 도 27에 나타내는 예에서는, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 32(=4×8), 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 28(=4×7)로 하고, 회전체(100a)를 둘레 방향으로 4분할하는 A점, B점, C점, D점의 각 점에 있어서 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 위상과 제 3 자기 트랙(2C)의 자극 위상이 일치하고 있다. 즉, 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 A점, B점, C점, D점의 각 점을 원점 위치로 하여, 회전체(100a)의 전체 둘레를 4분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
도 27에 나타내는 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수와의 관계를 일반화하면, 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 n×Q(n, Q는 자연수), 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 n×(Q-1)로 하고, 회전체(100a)를 둘레 방향으로 n분할하는 각 점에 있어서 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 위상과 제 3 자기 트랙(2C)의 자극 위상이 일치하는 구성으로 하면, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 각 점을 원점 위치로 하여, 회전체(100a)의 전체 둘레를 n분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수와의 관계는, 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 n×Q로 하였을 때, 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 n×(Q+1)로 한 구성이어도 된다.
이와 같이, 회전체(100a)의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출하는 구성에 대하여, 회전체(100a)의 전체 둘레를 n분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 검출하는 구성을 추가함으로써, 회전체(100a)의 절대 각도 검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치(1a)는, 회전축 X를 축심으로 하는 제 3 자기 트랙(2C)을 더 구비하고, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 n×Q(n, Q는 자연수)로 하였을 때, 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 n×(Q-1) 또는 n×(Q+1)로 하며, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계 및 제 2 자기 트랙(2B)의 자계를 검지하여, 회전체(100a)의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출하는 제 1 자기 센서 모듈(200a)과, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계 및 제 3 자기 트랙(2C)의 자계를 검지하여, 회전체(100a)의 전체 둘레를 n분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 검출하는 제 2 자기 센서 모듈(200b)을 구비한다.
이에 따라, 회전체(100a)의 절대 각도 검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 제 1 자기 센서 모듈(200a) 및 제 2 자기 센서 모듈(200b)을, 실시 형태 1, 2, 3과 마찬가지로, 보정 연산부(4, 4a, 4b)(제 1 보정 연산부(4A), 제 2 보정 연산부(4B))를 구비한 구성으로 함으로써, 고정밀도로 회전체(100a)의 절대 각도를 검출할 수 있다.
이에 따라, 회전 각도 검출 장치에 의한 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이에 따른, 각종 기기의 회전 제어 성능의 향상에 공헌할 수 있다.
(실시 형태 5)
도 30은, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 배치예를 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에 있어서, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치(1b)의 회전체(100b)는, 실시 형태 4와 관련된 회전 각도 검출 장치(1a)의 회전체(100a)와 마찬가지로, 제 1 자기 트랙(2A), 제 2 자기 트랙(2B), 및 제 3 자기 트랙(2C)을 가지고 있다.
본 실시 형태에 있어서, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍 수, 및 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍 수, 및 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍 수는, 실시 형태 4와 동일하다.
즉, 실시 형태 4와 마찬가지로, 제 1 자기 센서 모듈(200a)은, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 A점을 원점 위치로 하여, 회전체(100b)의 전체 둘레에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다(도 27 참조).
또한, 실시 형태 4와 마찬가지로, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수의 관계를 일반화하면, 제 2 자기 센서 모듈(200b)은, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 n×Q(n, Q는 자연수), 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 n×(Q-1)로 하고, 회전체(100a)를 둘레 방향으로 n분할하는 각 점에 있어서 제 1 자기 트랙(2A)의 자극 위상과 제 3 자기 트랙(2C)의 자극 위상이 일치하는 구성으로 하면, 제 1 자기 센서(3A)의 검출 신호의 위상과 제 2 자기 센서(3B)의 검출 신호의 위상이 일치하는 각 점을 원점 위치로 하여, 회전체(100b)의 전체 둘레를 n분할한 각 구간에 있어서의 절대 각도를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수와 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수와의 관계에 대해서도, 실시 형태 4와 마찬가지로, 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수를 n×Q로 하였을 때, 제 3 자기 트랙(2C)의 자극쌍(2C1)의 수를 n×(Q+1)로 한 구성이어도 된다.
실시 형태 4에서는, 제 1 자기 센서 모듈(200a)과 제 2 자기 센서 모듈(200b)이, 회전체(100a)의 직경 방향으로 나열되어 마련된 예를 나타냈다(도 28 참조). 이 경우, 제 1 자기 트랙(2A)의 자계를 검지하는, 제 1 자기 센서 모듈(200a)의 제 1 자기 센서(3A)와, 제 2 자기 센서 모듈(200b)의 제 1 자기 센서(3A)가, 회전체(100a)의 직경 방향으로 나열되는 것이 되기 때문에, 제 1 자기 트랙(2A)의 직경 방향의 폭을, 제 2 자기 트랙(2B) 및 제 3 자기 트랙(2C)의 직경 방향의 폭보다 크게 할 필요가 있다.
본 실시 형태에서는, 도 30에 나타내는 바와 같이, 제 1 자기 센서 모듈(200a)과 제 2 자기 센서 모듈(200b)이 회전체(100b)의 둘레 방향으로 각도 θ만큼 어긋나 배치되어 있다. 이에 따라, 제 1 자기 센서 모듈(200a)의 제 1 자기 센서(3A)와, 제 2 자기 센서 모듈(200b)의 제 1 자기 센서(3A)가, 회전체(100b)의 둘레 방향으로 나열되게 되기 때문에, 제 1 자기 트랙(2A)의 직경 방향의 폭 W1을, 실시 형태 4보다 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 제 1 자기 트랙(2A)의 직경 방향의 폭 W1을, 제 2 자기 트랙(2B)의 직경 방향의 폭 W2, 제 3 자기 트랙(2C)의 직경 방향의 폭 W3과 동등하게 할 수 있다(W1≒W2≒W3). 이 때문에, 실시 형태 4보다, 회전체(100b)의 중공 구멍의 직경 Φ를 크게 할 수 있다. 이에 따라, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치(1b)를 적용하는 기기의 설계의 자유도를 실시 형태 4보다 높일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치(1b)는, 제 1 자기 센서 모듈(200a)과 제 2 자기 센서 모듈(200b)이 회전체(100b)의 둘레 방향으로 각도 θ만큼 어긋나 배치되어 있다. 이에 따라, 제 1 자기 트랙(2A)의 직경 방향의 폭 W1을, 실시 형태 4보다 작게 할 수 있다. 이 때문에, 실시 형태 4보다, 회전체(100b)의 중공 구멍의 직경 Φ를 크게 할 수 있으며, 실시 형태 5와 관련된 회전 각도 검출 장치(1b)를 적용하는 기기의 설계의 자유도를 실시 형태 4보다 높일 수 있다.
이하, 회전 각도 검출 장치의 자기 센서 모듈의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 서술한 실시 형태 1로부터 실시 형태 3에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하거나, 또는 생략하여 중복되는 설명은 생략한다.
도 31은, 자기 센서 모듈의 제 1 변형예를 나타내는 도면이다. 도 1에 예시한 회전 각도 검출 장치(1)에서는, 1개의 IC칩에 집적화된 자기 센서 모듈(200)과, IC칩 외에 마련된 통신부(9) 및 기억부(10)를 가지는 예를 나타냈다. 이에 대하여, 도 31에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1A)에서는, 자기 센서 모듈(200), 통신부(9), 및 기억부(10)가 1개의 IC칩에 집적화된 예를 나타내고 있다.
구체적으로는, 자기 센서 모듈(200)은, 제 1 자기 센서(3A)와, 제 1 보정 연산부(4A)와, 제 1 위상 검출부(5A)와, 제 2 자기 센서(3B)와, 제 2 보정 연산부(4B)와, 제 2 위상 검출부(5B)와, 위상차 검출부(6)와, 각도 산출부(7)와, 각도 정보 생성부(8)와, 처리부(11)와, RAM(12)을 구비한다.
처리부(11)는, 전원이 공급된 경우, 기억부(10)로부터 각종의 정보를 판독하고, 판독한 각종의 정보를 RAM(12)에 보존한다. 각종의 정보란, 각도 산출부(7)에서 이용되는 계산 파라미터, 제 1 자기 트랙(2A)의 자극쌍(2A1)의 수(P), 제 2 자기 트랙(2B)의 자극쌍(2B1)의 수(P+1), 제 1 보정 연산부(4A)에서 이용되는 제 1 자기 센서 보정 정보, 제 2 보정 연산부(4B)에서 이용되는 제 2 자기 센서 보정 정보, 절대 각도 기준 위치 등, 회전 각도 검출 장치(1)의 동작에 필요한 정보이다.
각도 산출부(7)는, 계산 파라미터 등을 RAM(12)으로부터 판독한다. 제 1 보정 연산부(4A)는, 제 1 자기 센서 보정 정보 등을 RAM(12)으로부터 판독한다. 제 2 보정 연산부(4B)는, 제 2 자기 센서 보정 정보 등을 RAM(12)으로부터 판독한다. 따라서, 자기 센서 모듈(200)은, 각도 산출부(7), 제 1 보정 연산부(4A) 및 제 2 보정 연산부(4B)로부터의 액세스 거리가 짧아져, 정보의 로딩, 기록 처리를 고속으로 행할 수 있다.
여기서, 자기 센서 모듈(200)에 있어서 전원이 공급되었을 때의 동작에 대하여 설명한다. 도 32는, 전원이 공급되었을 때의 자기 센서 모듈(200)의 동작에 대한 설명에 제공하는 플로우 차트이다.
단계 S201에 있어서, 처리부(11)는, 전원이 공급되었을 때에, 기억부(10)에 액세스하여, 기억부(10)로부터 각종의 정보를 판독한다.
단계 S202에 있어서, 처리부(11)는, 판독한 각종의 정보를 RAM(12)에 보존한다.
도 33은, 자기 센서 모듈의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다. 도 33에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1B)에서는, 자기 센서 모듈(200) 및 통신부(9)가 1개의 IC칩에 집적화된 예를 나타내고 있다.
도 34는, 자기 센서 모듈의 제 3 변형예를 나타내는 도면이다. 도 35는, 자기 센서 모듈의 제 4 변형예를 나타내는 도면이다. 도 34에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1C) 및 도 35에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1D)에서는, 각도 정보 생성부(8)가 생성한 절대 각도 정보를 소정의 신호(예를 들면, ABZ상 신호, 패럴렐 신호, 시리얼 데이터, 아날로그 전압, PWM 변조 신호 등)로 변환하여 출력하는 제 1 통신부(9A)와, 이 제 1 통신부(9A)로부터 출력된 소정의 신호를, 외부 제어 장치가 인식 가능한 소정의 통신 프로토콜로 변환하는 제 2 통신부(9B)를 가지는 예를 나타내고 있다.
도 34에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1C)에서는, 자기 센서 모듈(200), 제 1 통신부(9A), 및 기억부(10)가 1개의 IC칩에 집적화된 예를 나타내고 있다.
도 35에 예시하는 회전 각도 검출 장치(1D)에서는, 자기 센서 모듈(200) 및 제 1 통신부(9A)가 1개의 IC칩에 집적화된 예를 나타내고 있다.
1개의 IC칩에 집적화할 때, 도 1, 도 31 내지 도 35 중 어느 양태여도 된다.
1, 1a, 1A,1B, 1C, 1D 회전 각도 검출 장치
2 자기 트랙
2A 제 1 자기 트랙
2A1 자극쌍
2B 제 2 자기 트랙
2B1 자극쌍
2C 제 3 자기 트랙
2C1 자극쌍
3 자기 센서
3A 제 1 자기 센서
3A1, 3A2 자기 센서 소자
3B 제 2 자기 센서
3B1, 3B2 자기 센서 소자
4 보정 연산부
4A 제 1 보정 연산부
4B 제 2 보정 연산부
5A 제 1 위상 검출부
5B 제 2 위상 검출부
6 위상차 검출부
7 각도 산출부
8 각도 정보 생성부
9 통신부
9A 제 1 통신부
9B 제 2 통신부
10 기억부
11 처리부
12 RAM
41 정규화 처리부
42, 42a 센서 위상 보정부
43 진폭 변동 억제부
100, 100a 회전체
200 자기 센서 모듈
200a 제 1 자기 센서 모듈
200b 제 2 자기 센서 모듈
411 오프셋 전압 보정부
412 진폭 보정부

Claims (13)

  1. N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍이 등간격으로 동심의 링 형상으로 나열되며, 서로 자극쌍 수가 상이한 복수의 자기 트랙을 가지는 회전체와,
    1개의 상기 자기 트랙의 자계를 검지하여 sin 신호 및 cos 신호를 출력하는, 복수의 자기 센서부와,
    상기 회전체의 회전각에 따라 상기 자기 센서부가 출력한 상기 sin 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 상기 회전체의 회전각에 따라 상기 자기 센서부가 출력한 상기 cos 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 자기 센서 보정 정보를 기억하는 기억부와,
    상기 자기 센서 보정 정보에 의거하여 상기 sin 신호 및 상기 cos 신호를 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호로 보정하는 보정 연산부와,
    상기 보정 sin 신호 및 상기 보정 cos 신호의 위상을 산출하는 위상 검출부와,
    복수의 상기 위상의 위상차를 산출하는 위상차 검출부와,
    상기 위상차를 절대 각도로 변환하는 각도 산출부를 구비하는 회전 각도 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 평균값을 Vsinave, 상기 cos 신호의 평균값을 Vcosave, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinave 및 상기 Vcosave가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (1)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (2)를 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 1]
    Figure pct00045

    [수학식 2]
    Figure pct00046
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 최대값을 Vsinmax, 상기 sin 신호의 최소값을 Vsinmin, 상기 cos 신호의 최대값을 Vcosmax, 상기 cos 신호의 최소값을 Vcosmin, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinmax, 상기 Vsinmin, 상기 Vcosmax, 및 상기 Vcosmin이 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (3)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (4)를 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 3]
    Figure pct00047

    [수학식 4]
    Figure pct00048
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 평균값을 Vsinave, 상기 cos 신호의 평균값을 Vcosave, 상기 sin 신호의 최대값을 Vsinmax, 상기 sin 신호의 최소값을 Vsinmin, 상기 cos 신호의 최대값을 Vcosmax, 상기 cos 신호의 최소값을 Vcosmin, 입력의 신호값을 sinθi, cosθi, 출력의 신호값을 sinθ', cosθ'로 하고, 상기 Vsinave, 상기 Vcosave, 상기 Vsinmax, 상기 Vsinmin, 상기 Vcosmax, 및 상기 Vcosmin이 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (5) 및 하기 식 (7)을 이용하여 상기 sinθ'를 연산함과 함께, 하기 식 (6) 및 하기 식 (8)을 이용하여 상기 cosθ'를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 5]
    Figure pct00049

    [수학식 6]
    Figure pct00050

    [수학식 7]
    Figure pct00051

    [수학식 8]
    Figure pct00052
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sinθ', cos(θ'+θic), 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (9)를 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (10)을 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 9]
    Figure pct00053

    [수학식 10]
    Figure pct00054
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sin(θ'+θic), cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (11)을 이용하여 상기 cosθo를 연산함과 함께, 하기 식 (12)를 이용하여 상기 sinθo를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 11]
    Figure pct00055

    [수학식 12]
    Figure pct00056
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력의 신호값을 sinθ', cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (13)을 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (14)를 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 13]
    Figure pct00057

    [수학식 14]
    Figure pct00058
  8. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sinθ', cos(θ'+θic), 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (15) 및 하기 식 (17)을 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (16) 및 하기 식 (18)을 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 15]
    Figure pct00059

    [수학식 16]
    Figure pct00060

    [수학식 17]
    Figure pct00061

    [수학식 18]
    Figure pct00062
  9. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 sin 신호의 출력 위상과 상기 cos 신호의 출력 위상과의 사이의 센서 위상 오차를 θic, 입력의 신호값을 sin(θ'+θic), cosθ', 출력의 신호값을 sinθo, cosθo로 하고, 상기 θic가 상기 자기 센서 보정 정보로서 상기 기억부에 기억되며,
    상기 보정 연산부는,
    하기 식 (19) 및 하기 식 (21)을 이용하여 상기 sinθo를 연산함과 함께, 하기 식 (20) 및 하기 식 (22)를 이용하여 상기 cosθo를 연산하는 회전 각도 검출 장치.
    [수학식 19]
    Figure pct00063

    [수학식 20]
    Figure pct00064

    [수학식 21]
    Figure pct00065

    [수학식 22]
    Figure pct00066
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 자기 트랙은, 상기 회전체의 축 방향의 일방의 단면에 착자되어 있는 회전 각도 검출 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 자기 트랙은,
    제 1 자기 트랙과,
    상기 제 1 자기 트랙의 외주에 마련된 제 2 자기 트랙과,
    상기 제 1 자기 트랙의 내주에 마련된 제 3 자기 트랙을 포함하고,
    상기 제 1 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서와 상기 제 2 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서를 포함하는 제 1 자기 센서 모듈과,
    상기 제 1 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서와 상기 제 3 자기 트랙의 자계를 검지하는 상기 자기 센서를 포함하는 제 2 자기 센서 모듈을 구비하는 회전 각도 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 센서 모듈과 상기 제 2 자기 센서 모듈이 상기 회전체의 둘레 방향으로 어긋나 배치되어 있는 회전 각도 검출 장치.
  13. N극과 S극으로 이루어지는 자극쌍이 등간격으로 동심의 링 형상으로 나열되며, 서로 자극쌍 수가 상이한 복수의 자기 트랙을 가지는 회전체의 회전각에 따라, 1개의 상기 자기 트랙의 자계를 검지하여 sin 신호 및 cos 신호를 출력하는, 복수의 자기 센서부가 출력한 상기 sin 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 sin 신호의 값에 근접하도록 하거나, 또는 상기 회전체의 회전각에 따라, 상기 자기 센서부가 출력한 상기 cos 신호의 값이, 당해 자기 센서부의 기준의 cos 신호의 값에 근접하도록 하는 사전에 설정된 자기 센서 보정 정보에 의거하여, 상기 sin 신호 및 상기 cos 신호를 보정 sin 신호 및 보정 cos 신호로 보정하는 신호 보정 단계와,
    상기 보정 sin 신호 및 상기 보정 cos 신호의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와,
    복수의 상기 위상의 위상차를 산출하는 위상차 산출 단계와,
    상기 위상차를 절대 각도로 변환하는 절대 각도 산출 단계를 가지는 회전 각도 검출 방법.
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