JP2012112711A - Rotation angle detecting device - Google Patents
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Abstract
【課題】非線形誤差を改善し、直線性誤差を低減する回転角検出装置を提供する。
【解決手段】ホール素子11は、永久磁石20に対して相対回転することにより生じる磁束密度の変化に応じた信号を出力する。DSP12は、ホール素子11の信号に対応する実出力値を補正し、補正された値に基づいてホール素子11と永久磁石20との相対回転角を算出して出力する。メモリ13は、DSP12で使われるデータを記憶する。DSP12は、所定範囲内で予め設定されたn(nは自然数)個の補正点に対応する所定値、および、所定値に対応する所定補正値に基づいて実出力値を補正する。また、n個の補正点のうち互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率を表す曲線は、実出力値に対応する正弦波曲線を180°ずらした正弦波曲線の一部に近似する。
【選択図】図1Provided is a rotation angle detection device that improves nonlinear errors and reduces linearity errors.
A hall element outputs a signal corresponding to a change in magnetic flux density caused by relative rotation with respect to a permanent magnet. The DSP 12 corrects the actual output value corresponding to the signal of the Hall element 11 and calculates and outputs the relative rotation angle between the Hall element 11 and the permanent magnet 20 based on the corrected value. The memory 13 stores data used by the DSP 12. The DSP 12 corrects the actual output value based on a predetermined value corresponding to n (n is a natural number) correction points set in advance within a predetermined range and a predetermined correction value corresponding to the predetermined value. Also, the curve representing the change rate of the difference between the predetermined values of two correction points adjacent to each other among the n correction points is a part of the sine wave curve obtained by shifting the sine wave curve corresponding to the actual output value by 180 °. Approximate.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、回転角検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device.
従来、磁石などの磁気発生手段およびホール素子などの磁束密度検出手段の一方を検出対象に設置し、検出対象が回転移動したときの磁気発生手段の磁気を磁束密度検出手段で検出することにより、検出対象の回転角度を検出する回転角検出装置が知られている。
例えば特許文献1に開示される回転角検出装置は、磁気発生手段としての磁石、磁束密度検出手段としての磁束密度センサ、および、処理部としての信号処理部を備え、信号処理部で補正演算を行う。信号処理部は、予め設定された補正点に対応する所定値(電圧レベル)に基づいて、磁束密度センサの出力信号に基づいた実出力電圧を補正する。ここで、予め設定された各種補正点は、等間隔で設定されている。
Conventionally, by installing one of a magnetic generation means such as a magnet and a magnetic flux density detection means such as a Hall element as a detection target, and detecting the magnetism of the magnetic generation means when the detection target rotates, the magnetic flux density detection means A rotation angle detection device that detects a rotation angle of a detection target is known.
For example, the rotation angle detection device disclosed in
ところで、補正点の間隔が一定である場合、出力信号の非線形性は改善されず、実出力電圧の誤差は回転角度の直線性誤差として残される。また、補正点を増やし、補正点の間隔を狭くすることで実出力電圧の非線形性は補正されるが、補正点の数が増えることで、回路規模の大型化につながり、部品コスト等が増大する。
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、非線形性を改善し、直線性誤差を低減する回転角検出装置を提供することにある。
By the way, when the interval between the correction points is constant, the nonlinearity of the output signal is not improved, and the error of the actual output voltage remains as the linearity error of the rotation angle. In addition, increasing the number of correction points and reducing the interval between correction points corrects the nonlinearity of the actual output voltage. However, increasing the number of correction points leads to an increase in circuit scale and an increase in component costs. To do.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that improves nonlinearity and reduces linearity error.
請求項1に係る発明による回転角検出装置は、磁気発生手段、磁気検出手段、処理部、および、記憶手段を備える。磁気検出手段は、磁気発生手段に対して相対回転することにより生じる磁束密度の変化に応じた信号を出力する。処理部は、磁気検出手段の信号に対応する実出力値を補正し、補正された値に基づいて磁気検出手段と磁気発生手段との相対回転角を算出して出力する。記憶手段は、処理部で使われるデータを記憶する。 The rotation angle detection device according to the first aspect of the present invention includes magnetism generation means, magnetism detection means, processing unit, and storage means. The magnetism detecting means outputs a signal corresponding to a change in magnetic flux density caused by relative rotation with respect to the magnetism generating means. The processing unit corrects the actual output value corresponding to the signal of the magnetic detection unit, calculates the relative rotation angle between the magnetic detection unit and the magnetic generation unit based on the corrected value, and outputs the relative rotation angle. The storage means stores data used in the processing unit.
処理部は、所定範囲内で予め設定されたn(nは自然数)個の補正点に対応する所定値、および、所定値に対応する所定補正値に基づいて実出力値を補正する。また、n個の補正点のうち互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率を表す曲線は、実出力値に対応する正弦波曲線の位相を180°ずらした正弦波曲線の一部に近似する。 The processing unit corrects the actual output value based on a predetermined value corresponding to n (n is a natural number) correction points set in advance within a predetermined range and a predetermined correction value corresponding to the predetermined value. Further, a curve representing a change rate of a difference between predetermined values of two correction points adjacent to each other among n correction points is a sine wave curve obtained by shifting the phase of the sine wave curve corresponding to the actual output value by 180 °. Approximate the part.
これにより、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率は徐々に小さくなる。このため、補正点は、値が小さい所定値間の差よりも値が大きい所定値の差が小さくなるよう設定される。よって、実出力値の最小値側よりも実出力値の最大値側に補正点が多く設定されている。
ところで、実出力値に対応する正弦波曲線は、実出力値の最小値側よりも実出力値の最大値側のカーブが大きい。そのため、補正点は正弦波曲線のカーブが比較的大きい実出力値の最大値側に多く設定され、正弦波曲線の非線形性の増加する傾向が相殺される。したがって、このように補正点を設定することで実出力値に対する非線形性を改善し、直線性誤差を効果的に低減することができる。よって、回転角検出装置の補正精度を向上させることができる。
Thereby, the rate of change of the difference between the predetermined values of two correction points adjacent to each other gradually decreases. For this reason, the correction point is set so that the difference between the predetermined values having a larger value is smaller than the difference between the predetermined values having a smaller value. Therefore, more correction points are set on the maximum value side of the actual output value than on the minimum value side of the actual output value.
By the way, the sine wave curve corresponding to the actual output value has a larger curve on the maximum value side of the actual output value than the minimum value side of the actual output value. Therefore, a large number of correction points are set on the maximum value side of the actual output value where the curve of the sine wave curve is relatively large, and the tendency of increasing non-linearity of the sine wave curve is offset. Therefore, setting the correction point in this way can improve the non-linearity with respect to the actual output value, and can effectively reduce the linearity error. Therefore, the correction accuracy of the rotation angle detection device can be improved.
請求項2に係る発明によると、処理部は、実出力値に補正値を加算または減算することで実出力値を補正する。実出力値と補正点の所定値とが一致する場合、補正値として所定補正値を代入して、実出力値を補正する。
また、実出力値と補正点の所定値とが異なる場合、補正値として、実出力値に最も近い二つの補正点、および、等該二つの補正点に対応する所定補正値に基づいて算出された演算補正値を代入して、実出力値を補正する。
これにより、実出力値が補正点の間の値であっても、補正を行うことができる。
According to the second aspect of the invention, the processing unit corrects the actual output value by adding or subtracting the correction value to or from the actual output value. When the actual output value matches the predetermined value of the correction point, the actual output value is corrected by substituting the predetermined correction value as the correction value.
Further, when the actual output value and the predetermined value of the correction point are different, the correction value is calculated based on two correction points closest to the actual output value and the predetermined correction value corresponding to the two correction points. The actual output value is corrected by substituting the calculated correction value.
Thereby, even if the actual output value is a value between correction points, correction can be performed.
請求項3に係る発明によると、実出力値に基づき、所定補正値を算出する所定補正値算出手段をさらに備える。
これにより、回転角検出装置内で所定補正値を更新することで、例えば、磁気発生手段と磁気検出手段との位置がずれたとしても、所定補正を適切な値にすることができる。したがって、回転角検出装置の補正精度を長期に亘り回転角検出装置のみで維持することができる。
According to the invention of
Thereby, by updating the predetermined correction value in the rotation angle detection device, for example, even if the positions of the magnetism generating means and the magnetic detection means are shifted, the predetermined correction can be set to an appropriate value. Therefore, the correction accuracy of the rotation angle detection device can be maintained only by the rotation angle detection device for a long time.
請求項4に係る発明によると、磁気発生手段に対して相対回転することにより生じる磁束密度の変化に応じて磁気検出手段が出力する実出力値は正弦波曲線である。 According to the fourth aspect of the present invention, the actual output value output from the magnetic detection means in accordance with the change in magnetic flux density caused by the relative rotation with respect to the magnetic generation means is a sine wave curve.
以下、本発明の複数の実施形態による回転角検出装置を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による回転角検出装置を図1に示す。回転角検出装置1は、検出対象としての例えばスロットルの弁軸の回転角度を検出する装置である。回転角検出装置1は、永久磁石20、および、ホール素子11とデジタルシグナルプロセッサ(以下、DSPという)12とメモリ13とを含むホールIC10等を備えている。
Hereinafter, rotation angle detection devices according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A rotation angle detection device according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The rotation
永久磁石20は、スロットルの弁軸に設けられたヨーク30に取り付けられている。ここで、永久磁石20は特許請求の範囲における「磁気発生手段」に相当する。永久磁石20は、検出対象の回転に伴ってホールIC10に対して相対的に回転可能に設けられている。
The
ホール素子11は、半導体薄膜で形成されており、特許請求の範囲における「磁気検出手段」に相当する。また、ホール素子11は、磁束密度の変化に対応する信号を出力する。
The
DSP12は、デジタル信号処理に特化したものであり、ホール素子11から出力され、デジタル信号に変換された値に対し補正処理および回転角演算処理等の処理を行う。DSP12は特許請求の範囲における「処理部」に相当する。
The DSP 12 specializes in digital signal processing, and performs processing such as correction processing and rotation angle calculation processing on the value output from the
メモリ13は、例えば、読み出し専用メモリ、および、書き込みおよび消去可能なメモリを含み、DSP12で使われる各種データが記憶されている。メモリ13は特許請求の範囲における「記憶手段」に相当する。
The
本実施形態の場合、ホールIC10は、図2に示すように、ホール素子11とDSP12とメモリ13との他に、アナログ−デジタル変換回路(以下、ADCという)14、および、デジタル−アナログ変換回路(以下、DACという)15などを内蔵したICチップである。ホールIC10はホール素子11の感磁面が中心軸O上に位置するよう設けられている(図1参照)。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the Hall IC 10 includes, in addition to the
続いて、回転角検出装置1の作動について説明する。
ホール素子11は、永久磁石20に対して中心軸Oの周りを相対回転することにより生じる磁束密度の変化に応じた信号を出力する。ADC14は、ホール素子11が出力するアナログ値をデジタル値に変換し、DSP12に伝送する。以下、ADC14によって変換されたデジタル値を単に実出力値という。DSP12は、ホール素子11からの出力値に対し補正処理および回転角演算処理等を行う。また、DSP12は、処理結果をDAC15に伝送する。DAC15は、DSP12から伝送されたデジタル値をアナログ値に変換し出力する。
Next, the operation of the rotation
The
ここで、DSP12による補正処理について詳細に説明する。
本実施形態の場合、予め、例えば16個の補正点を設定し、16個の補正点に対応する所定値に基づいて実出力値を補正する。メモリ13には、各補正点に対応する所定値A(0)〜A(15)および所定補正値K(0)〜K(15)が記憶されている。図3に示すように、所定値A(0)〜A(15)と所定補正値K(0)〜K(15)とはそれぞれ対応付けられている。また、所定値A(0)〜A(15)は、いずれもホール素子11の実出力値(電圧レベル)の範囲内の値である。ここで、特許請求の範囲における「所定範囲」は、ホール素子11の実出力値の範囲に相当する。
Here, the correction processing by the
In the case of the present embodiment, for example, 16 correction points are set in advance, and the actual output value is corrected based on a predetermined value corresponding to the 16 correction points. The
DSP12は、所定値A(0)〜A(15)、および、所定補正値K(0)〜K(15)に基づいて、ホール素子11の実出力値を補正する。
実出力値が所定値A(0)〜A(15)のうち、いずれか一個と一致する場合、実出力値と一致する所定値に対応する所定補正値を、実出力値から減算することで実出力値を補正する。例えば、実出力値がA(3)と一致する場合、図3に示すように、A(3)に対応する所定補正値がK(3)であるため、実出力値はA(3)−K(3)と補正される。
The
When the actual output value matches any one of the predetermined values A (0) to A (15), a predetermined correction value corresponding to the predetermined value that matches the actual output value is subtracted from the actual output value. Correct the actual output value. For example, when the actual output value matches A (3), the predetermined correction value corresponding to A (3) is K (3) as shown in FIG. It is corrected as K (3).
また、実出力値が所定値A(0)〜A(15)のいずれとも異なる場合、実出力値に対応する演算補正値を、実出力値から減算することで実出力値を補正する。演算補正値K
は、実出力値を間にとる二つの所定値、および、この二つの所定値に対応する所定補正値を用いて下記の式2によって一次補間を行うことで算出される。
{K(n)−K(n−1)}/{A(n)−A(n−1)}={K−K(n−1)}/{A−A(n−1)} ・・・式1
K={K(n)−K(n−1)}/{A(n)−A(n−1)}×{A−A(n−1)}+K(n−1) ・・・式2
When the actual output value is different from any of the predetermined values A (0) to A (15), the actual output value is corrected by subtracting the operation correction value corresponding to the actual output value from the actual output value. Calculation correction value K
Is calculated by performing primary interpolation according to the following equation (2) using two predetermined values between the actual output values and predetermined correction values corresponding to the two predetermined values.
{K (n) -K (n-1)} / {A (n) -A (n-1)} = {KK (n-1)} / {A-A (n-1)} ..
K = {K (n) -K (n-1)} / {A (n) -A (n-1)} * {AA (n-1)} + K (n-1)
例えば、実出力値が所定値A(3)と所定値A(4)との間の値Aである場合、この実出力値Aに対応する演算補正値をKとする。ここで、実出力値A、所定値A(3)、所定値A(4)、所定補正値K(3)、および、所定補正値K(4)を式1に代入すると、式3がられる。
{K(4)−K(3)}/{A(4)−A(3)}={K−K(3)}/{A−A(3)} ・・・式3
式3により下記の式4が得られる。
K=[{K(4)−K(3)}/{A(4)−A(3)}]×{A−A(3)}+K(3) ・・・式4
また、実出力値はA−Kに補正されるため、実出力値は以下の式5による計算値に補正される。
A−[{K(4)−K(3)}/{A(4)−A(3)}]×{A−A(3)}−K(3) ・・・式5
このように、DSP12は、一次補間処理によって算出された演算補正値を、実出力値から減算することで実出力値を補正し、回転角を算出する。
For example, when the actual output value is a value A between the predetermined value A (3) and the predetermined value A (4), the calculation correction value corresponding to the actual output value A is K. Here, when the actual output value A, the predetermined value A (3), the predetermined value A (4), the predetermined correction value K (3), and the predetermined correction value K (4) are substituted into
{K (4) -K (3)} / {A (4) -A (3)} = {KK (3)} / {AA (3)}
The following
K = [{K (4) −K (3)} / {A (4) −A (3)}] × {AA− (3)} + K (3)
Further, since the actual output value is corrected to AK, the actual output value is corrected to a calculated value according to the
A-[{K (4) -K (3)} / {A (4) -A (3)}] × {AA (3)}-K (3)
In this way, the
以下、補正点の設定および所定補正値の算出について詳細に説明する。
本実施形態では、外部のコンピュータを用いて補正点に対応する所定値および所定補正値を算出する。
まず、スロットルの回転角度毎に、ホール素子11から出力された実出力値を取得する。そして、スロットルの回転角度、および、スロットルの回転角度毎に取得した実出力値を用いてホール素子11の実出力値に対応する正弦波を取得する。
Hereinafter, the setting of the correction point and the calculation of the predetermined correction value will be described in detail.
In the present embodiment, a predetermined value and a predetermined correction value corresponding to the correction point are calculated using an external computer.
First, the actual output value output from the
本実施形態の場合、ホール素子11が中心軸O上に設けられているため、例えば永久磁石20がホールIC10の周りを360°回転したとき、ホール素子11の実出力値に対応する正弦波は、図4に示す正弦波100のとおりとなる。
また、本実施形態では、検出対象が電子スロットルの弁軸であり、その作動角度範囲は例えば−10°〜80°である。ここで、永久磁石20とホールIC10とは、予め、回転角度が−10°である場合にホール素子11の実出力値が0となるよう、位置関係を設定する(図7(a)参照)。本実施形態の場合、回転角検出装置は、−10〜80°の範囲内で使用される。そのため、ホール素子11の出力は図4の曲線101に対応する。
In the case of this embodiment, since the
In the present embodiment, the detection target is the valve shaft of the electronic throttle, and the operating angle range is, for example, −10 ° to 80 °. Here, the positional relationship between the
図4に示した正弦波100の位相を回転角度軸に沿って180°ずらすと、図5に示すような正弦波200が得られる。ここで、正弦波200の−10°〜80°範囲内の曲線を曲線201とする。
When the phase of the
曲線201の形状と概ね一致する曲線301を図6に示す。図6に示すように、横軸には、番号M1〜M15が等間隔に設定されている。番号M1〜M15は、互いに隣り合う二つの補正点に対応する所定値の差に対応する番号である。本実施形態では、番号M1が所定値A(1)と所定値A(0)との差に対応し、番号M2が所定値A(2)と所定値A(1)との差に対応し、・・・番号M15が所定値A(15)と所定値A(14)との差に対応する。また、曲線301の上には、番号M1〜M15に対応する点Z1〜Z15が設定されている。点Z1〜Z15は、縦軸の座標値が最も大きい点Z1が番号M1と対応し、縦軸の座標値が最も小さい点Z15が番号M15と対応するよう設定されている。ここで、点Z1は縦軸の座標値が1であり、点Z15は縦軸の座標値が0に近い値に設定されている。
A
本実施形態では、曲線301の上の点Z1〜Z15の縦軸の座標値は、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率を表す。例えば、点Z1の縦軸の座標値は、所定値A(1)と所定値A(0)との差と、所定値A(1)との比である。また、点Z2の縦軸の座標値は、所定値A(2)と所定値A(1)との差と、所定値A(1)との比である。このように、「互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率」というのは、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差と所定値A(1)との比をいう。本実施形態の場合、0を所定値A(0)とし、永久磁石20とホールIC10との相対回転角度が0°である場合、ホール素子11の実出力値を所定値A(1)とする。
所定値A(1)、および、点Z1〜Z15の縦軸の変化率を出力座標軸に割り付けて所定値A(2)〜A(15)を算出し、これらの所定値A(0)〜A(15)に対応する補正点がそれぞれ設定される。また、補正点に対応する所定値A(0)〜A(15)をメモリに書き込む。
In the present embodiment, the coordinate values of the vertical axes of the points Z1 to Z15 on the
The predetermined values A (1) and the rate of change of the vertical axis of the points Z1 to Z15 are assigned to the output coordinate axis to calculate the predetermined values A (2) to A (15), and these predetermined values A (0) to A Correction points corresponding to (15) are respectively set. Also, predetermined values A (0) to A (15) corresponding to the correction points are written into the memory.
図7(a)は、曲線101を拡大して示した図である。図7(a)に示すように、曲線101の両端の点P0とP15を直線で結ぶと、直線102が得られる。直線102は、実出力値の理想補正結果とする値に対応する直線である。曲線101の上の点P0〜P15の出力値軸の座標値は、所定値A(0)〜A(15)と一致する。ここで、特許請求の範囲における「補正点」は、点P0〜P15に相当する。直線102の上の点P16〜P29と点P1〜P14とは、同じ回転角度を有する。ここで、点P1〜P14の出力値軸の座標値と、点P16〜P29の出力値軸の座標値との差が、所定値A(1)〜A(14)に対応する所定補正値K(1)〜K(14)に相当する。また、本実施形態の場合、曲線101と直線102とは、出力値軸の座標値がA(0)である点P0、および、出力値軸の座標値がA(15)である点P15で重なる。よって、所定値A(0)に対応する所定補正値K(0)、および、所定値A(15)に対応する補正値K(15)は0となる。
所定補正値K(0)〜K(15)は、所定値A(0)〜A(15)に対応付けられて、メモリ13に書き込まれる。
FIG. 7A is an enlarged view of the
The predetermined correction values K (0) to K (15) are written in the
以上説明したように本実施形態では、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率を表す曲線301は、実出力値に対応する正弦波100を180°ずらして得られた正弦波200の−10°〜80°範囲内の曲線201と概ね一致する。これにより、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率は徐々に小さくなる。このため、所定値A(0)〜A(15)は、値が小さい所定値間の差よりも値が大きい所定値間の差が小さくなるよう設定される。よって、実出力値の最小値側よりも実出力値の最大値側に所定値が多く設定されている。
As described above, in the present embodiment, the
ところで、正弦波曲線である実出力値に対応する曲線101は、実出力値の最小値側よりも実出力値の最大値側のカーブが大きい。そのため、補正点は曲線101のカーブが比較的大きい実出力値の最大値側に多く設定され、曲線101の非線形性の増加する傾向が相殺される。特に、実出力値の正弦波曲線に対応するように互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率を出力軸に割付けて補正点を設定することで正弦波曲線である実出力値に対する非線形性を改善し、直線性誤差を効果的に低減することができる。よって、実出力値に対する補正精度を向上させることができる。
Incidentally, the
図7(b)に示すように、点Pは曲線101の上の点であり、点PLは直線102の上の点である。ここで、点Pの出力軸の座標値はAであり、点PHの出力軸の座標値は式5である。つまり、点PHの出力軸の座標値は、点Pの出力軸の座標値はAに対して一次補間処理を行って得られた値である。図7(b)に示すように、点PHと点PLとは略重なっている。このように、本実施形態の補正点に対応する所定値A(0)〜A(15)に基づいて、回転角検出装置1の実出力値に対して非線形性を低減可能に補正することができる。
As shown in FIG. 7B, the point P is a point on the
図8は、本実施形態の補正点に対応する所定値A(0)〜A(15)および所定補正値K(0)〜K(15)を用いて実出力値を補正し、回転角度を算出するときの直線性誤差を示す。図8に示すように、本実施形態の場合、直線性誤差は±0.2%以内に抑制され、70°以下では0.1%以内に抑制されている。図9は等間隔で設定された従来の補正点の所定値の差の変化率を示している。図10は補正点を等間隔に設定した従来の回転角検出装置1の直線性誤差を示している。ここで、図8と図10とを比較すると、本実施形態の回転角検出装置1は、従来の回転角検出装置より、直線性誤差を抑制する効果が高いことがわかる。
In FIG. 8, the actual output value is corrected using the predetermined values A (0) to A (15) and the predetermined correction values K (0) to K (15) corresponding to the correction points of the present embodiment, and the rotation angle is set. The linearity error when calculating is shown. As shown in FIG. 8, in the case of the present embodiment, the linearity error is suppressed within ± 0.2%, and is suppressed within 0.1% below 70 °. FIG. 9 shows the change rate of the difference between the predetermined values of the conventional correction points set at equal intervals. FIG. 10 shows the linearity error of the conventional rotation
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態の回転角検出装置について説明する。
本実施形態では、メモリ13の中に所定補正値K(0)〜K(15)を算出するプログラムが書き込まれている。第1実施形態のDSPの代わりにマイクロコンピュータを設置し、メモリに書き込まれているプログラムによって、必要な時に所定補正値を更新することができる。
(Second Embodiment)
A rotation angle detection device according to a second embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a program for calculating predetermined correction values K (0) to K (15) is written in the
これにより、例えば、予め設定された永久磁石20とホール素子11との相対位置関係がずれた場合、新しい相対位置関係に対応する新しい所定補正値を算出することで誤差を抑制することができる。したがって、回転角検出装置の高い補正精度を長期に亘り、維持することができる。
Thereby, for example, when a preset relative positional relationship between the
(他の実施形態)
第1の実施形態では、DSPが補正演算するとしているが、DSPの代わりにマイクロコンピュータを設置し、メモリに記憶された補正演算等のプログラムを読み出して、マイクロコンピュータで補正演算してもよい。
上記実施形態では、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率は、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差と、所定値A(1)との比と定義されている。これに対し、他の実施形態では、互いに隣り合う二つの補正点の所定値の差の変化率は、例えば、n個の補正点のうち、第(n+1)補正点の所定値と第n補正点の所定値との差と、第n補正点の所定値と第(n−1)補正点の所定値との差との比と定義する構成としても良い。
上記実施形態では、16個の補正点を設定し、メモリに16個の所定値が記憶されている。これに対し、他の実施形態では補正点および所定値の数を増やしても良いし、減らしても良い。
また上記実施形態では、実出力値が所定値A(0)〜A(15)のうち、いずれか一個と一致する場合、実出力値と一致する所定値に対応する所定補正値を、実出力値から減算することで実出力値を補正するとしているが、実出力値である正弦波曲線の使用範囲が負側の角度へ拡大した場合や、メモリに保存する補正値Kの符号をマイナスにする場合などでは、補正値を加算することで実出力値を補正してもよい。
上記実施形態では、補正点の変化率の最小値が0に近い値に設定されている。これに対し他の実施形態では、補正点の変化率の最小値を0に設定する構成としても良い。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the DSP performs the correction calculation. However, a microcomputer may be installed in place of the DSP, and a correction calculation or the like stored in the memory may be read and corrected by the microcomputer.
In the above embodiment, the change rate of the difference between the predetermined values of the two adjacent correction points is defined as the ratio between the predetermined value difference between the two adjacent correction points and the predetermined value A (1). . On the other hand, in another embodiment, the change rate of the difference between the predetermined values of two correction points adjacent to each other is, for example, the predetermined value of the (n + 1) th correction point and the nth correction out of n correction points. A configuration may be defined in which a difference between a predetermined value of the point and a ratio between a predetermined value of the nth correction point and a predetermined value of the (n−1) th correction point is defined.
In the above embodiment, 16 correction points are set, and 16 predetermined values are stored in the memory. On the other hand, in other embodiments, the number of correction points and predetermined values may be increased or decreased.
In the above embodiment, when the actual output value matches any one of the predetermined values A (0) to A (15), the predetermined correction value corresponding to the predetermined value that matches the actual output value is output as the actual output value. Although the actual output value is corrected by subtracting from the value, the sign of the correction value K stored in the memory is set to minus when the use range of the sine wave curve as the actual output value is expanded to a negative angle. In such a case, the actual output value may be corrected by adding the correction value.
In the above embodiment, the minimum value of the change rate of the correction point is set to a value close to zero. On the other hand, in another embodiment, the minimum value of the change rate of the correction point may be set to 0.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
1 ・・・磁気検出装置
11・・・ホール素子(磁気検出手段)
12・・・DSP(処理部)
13・・・メモリ(記憶手段)
20・・・永久磁石(磁気発生手段)
DESCRIPTION OF
12 ... DSP (Processor)
13 ... Memory (storage means)
20 ... Permanent magnet (magnetic generation means)
Claims (4)
前記磁気発生手段に対して相対回転することにより生じる磁束密度の変化に応じた信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段の前記信号に対応する実出力値を補正し、補正された値に基づいて前記磁気検出手段と前記磁気発生手段との相対回転角を算出して出力する処理部と、
前記処理部で使われる各種プログラムおよびデータを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記処理部は、所定範囲内で予め設定されたn(nは自然数)個の補正点に対応する所定値、および、前記所定値に対応する所定補正値に基づいて前記実出力値を補正し、
n個の前記補正点のうち互いに隣り合う二つの前記補正点の前記所定値の差の変化率を表す曲線は、前記実出力値に対応する正弦波曲線の位相を180°ずらした正弦波曲線の一部に近似することを特徴とする回転角検出装置。 Magnetism generating means;
A magnetic detection means for outputting a signal corresponding to a change in magnetic flux density caused by relative rotation with respect to the magnetic generation means;
A processing unit that corrects an actual output value corresponding to the signal of the magnetic detection unit, calculates and outputs a relative rotation angle between the magnetic detection unit and the magnetic generation unit based on the corrected value;
Storage means for storing various programs and data used in the processing unit;
With
The processing unit corrects the actual output value based on a predetermined value corresponding to n (n is a natural number) correction points set in advance within a predetermined range and a predetermined correction value corresponding to the predetermined value. ,
The curve representing the change rate of the difference between the two predetermined correction points among the n correction points is a sine wave curve obtained by shifting the phase of the sine wave curve corresponding to the actual output value by 180 °. A rotation angle detection device that approximates a part of the rotation angle.
前記実出力値と前記所定値とが一致する場合、前記補正値として前記所定補正値を代入して、前記実出力値を補正し、
前記実出力値と前記所定値とが異なる場合、前記補正値として、前記実出力値に最も近い二つの前記所定値、および、当該二つの所定値に対応する前記所定補正値に基づいて算出された演算補正値を代入して、前記実出力値を補正することを特徴とする請求項1に記載の回転角検出装置。 The processing unit corrects the actual output value by adding or subtracting a correction value to the actual output value,
When the actual output value matches the predetermined value, the predetermined correction value is substituted as the correction value to correct the actual output value,
When the actual output value is different from the predetermined value, the correction value is calculated based on the two predetermined values closest to the actual output value and the predetermined correction value corresponding to the two predetermined values. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the actual output value is corrected by substituting the calculated correction value.
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