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JP2019028037A - Rotation angle sensor calibration method, module calibration method, calibration parameter generation device, rotation angle sensor, rotation angle sensor module and program - Google Patents

Rotation angle sensor calibration method, module calibration method, calibration parameter generation device, rotation angle sensor, rotation angle sensor module and program Download PDF

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JP2019028037A
JP2019028037A JP2017151062A JP2017151062A JP2019028037A JP 2019028037 A JP2019028037 A JP 2019028037A JP 2017151062 A JP2017151062 A JP 2017151062A JP 2017151062 A JP2017151062 A JP 2017151062A JP 2019028037 A JP2019028037 A JP 2019028037A
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JP
Japan
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rotation angle
angle sensor
sensor
axis direction
magnetic field
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Pending
Application number
JP2017151062A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健太 十河
Kenta Togawa
健太 十河
片岡 誠
Makoto Kataoka
誠 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kasei Electronics Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority to JP2017151062A priority Critical patent/JP2019028037A/en
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Abstract

To provide a rotation angle sensor calibration method.SOLUTION: A rotation angle sensor calibration method, which detects a magnetic field in an X-axis direction on an XY plane and a magnetic field in Y-axis direction thereon, and detects a rotation angle on the XY plane of a rotary magnet rotating around an axis of a rotary axis, comprises: an installation step of installing a rotation angle sensor on the XY plane; a magnetic field application step of, on the XY plane, applying the magnetic field in a N (N is an integer more than 3) direction different in a direction by an angle having 360 degrees equally divided into N to a rotation angle sensor, respectively; an acquisition step of acquiring at least a two-system output signal to be output in response to respective applications of the magnetic field in the N direction from the rotation angle sensor; a calculation step of calculating a calibration parameter calibrating the rotation angle sensor on the basis of the at least two-system output signal; and a storage step of causing the calibration parameter to be stored in a storage part of the rotation angle sensor.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、回転角センサの較正方法、回転角センサモジュールの較正方法、較正パラメータ生成装置、回転角センサ、回転角センサモジュールおよびプログラムに関する。   The present invention relates to a rotation angle sensor calibration method, a rotation angle sensor module calibration method, a calibration parameter generation device, a rotation angle sensor, a rotation angle sensor module, and a program.

従来、X方向及びY方向の磁場の変化を検出し、当該検出結果に基づき、回転磁石の回転角を検出する非接触回転角センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2016−061708号公報
Conventionally, a non-contact rotation angle sensor that detects a change in a magnetic field in the X direction and the Y direction and detects a rotation angle of a rotating magnet based on the detection result is known (for example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-061708

従来の回転角センサは、角度非線形性誤差を有する場合があり、角度非線形性誤差の調整および較正を容易な方法で実現することが望まれている。   Conventional rotational angle sensors may have angular non-linearity errors, and it is desirable to implement angular nonlinearity error adjustment and calibration in an easy way.

本発明の第1の態様においては、XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、回転軸の軸回りに回転する回転磁石のXY平面における回転角を検出する回転角センサの較正方法であって、XY平面上に回転角センサを設置する設置段階とXY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場を、回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、N方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される、少なくとも2系統の出力信号を回転角センサから取得する取得段階と、少なくとも2系統の出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、を備える回転角センサの較正方法を提供する。   In the first aspect of the present invention, the rotation angle for detecting the rotation angle in the XY plane of the rotating magnet rotating around the axis of the rotation axis by detecting the magnetic field in the X-axis direction and the magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane. A method for calibrating a sensor, which is a magnetic field in an N direction (N is an integer of 3 or more) in which the direction differs by an angle equal to 360 degrees divided into N on the XY plane and an installation stage where the rotation angle sensor is installed on the XY plane. Are applied to the rotation angle sensor, respectively, an acquisition step for acquiring at least two output signals output from the rotation angle sensor in response to the application of the N-direction magnetic field, and at least two systems. A rotation angle sensor comprising: a calculation step for calculating a calibration parameter for calibrating the rotation angle sensor on the basis of the output signal; and a storage step for storing the calibration parameter in a storage unit of the rotation angle sensor. To provide a service method of calibration.

本発明の第2の態様においては、回転軸回りに回転する回転磁石と、XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、前記回転磁石の前記XY平面における回転角を検出する回転角センサと、を備える回転角センサモジュールの較正方法であって、本発明の第1の態様に係る回転角センサの較正方法により、前記回転角センサを較正する回転角センサモジュールの較正方法を提供する。   In the second aspect of the present invention, by detecting a rotating magnet rotating around the rotation axis, a magnetic field in the X-axis direction and a magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane, the rotation angle of the rotating magnet in the XY plane is determined. A rotation angle sensor module for detecting a rotation angle sensor module, wherein the rotation angle sensor module is calibrated by the rotation angle sensor calibration method according to the first aspect of the present invention. Provide a method.

本発明の第3の態様においては、XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石のXY平面における回転角を検出する回転角センサの少なくとも2系統の出力信号を取得する取得部と、少なくとも2系統の出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出部と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に供給して記憶させるパラメータ供給部と、を備え、取得部は、XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場が、回転角センサにそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号を回転角センサから取得する、較正パラメータ生成装置を提供する。   In the third aspect of the present invention, the rotation angle sensor detects the rotation angle in the XY plane of the rotating magnet that rotates around the rotation axis by detecting the magnetic field in the X-axis direction and the magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane. An acquisition unit that acquires at least two systems of output signals, a calculation unit that calculates a calibration parameter for calibrating the rotation angle sensor based on the output signals of at least two systems, and a calibration parameter that is supplied to the storage unit of the rotation angle sensor And a parameter supply unit that stores the magnetic field in the N direction (N is an integer of 3 or more) in different directions by an angle obtained by equally dividing 360 degrees into N on the XY plane. Provided is a calibration parameter generation device that acquires an output signal output in response to each application from a rotation angle sensor.

本発明の第4の態様においては、X軸方向およびY軸方向の磁場を磁場変換して、X軸方向およびY軸方向の出力信号を出力する第1センサと、X軸方向およびY軸方向の磁場を磁場変換して、X軸方向およびY軸方向の出力信号を出力する第2センサと、本発明の第3の態様に係る較正パラメータ生成装置が生成した較正パラメータを記憶する記憶部と、較正パラメータに基づいて、第1センサおよび第2センサが出力した少なくとも2系統のX軸方向およびY軸方向の出力信号の誤差を補正してX軸方向およびY軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する誤差補正部と、X軸方向およびY軸方向の誤差補正信号に基づいて、補正した角度信号を算出する角度信号算出部と、を備える回転角センサを提供する。   In the fourth aspect of the present invention, the first sensor that converts the magnetic fields in the X-axis direction and the Y-axis direction and outputs output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction. A second sensor that converts the magnetic field of the magnetic field and outputs output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a storage unit that stores the calibration parameters generated by the calibration parameter generation device according to the third aspect of the present invention. Based on the calibration parameters, errors in the output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction of at least two systems output from the first sensor and the second sensor are corrected, and error correction signals in the X-axis direction and the Y-axis direction are respectively obtained. A rotation angle sensor is provided that includes an error correction unit that outputs and an angle signal calculation unit that calculates a corrected angle signal based on error correction signals in the X-axis direction and the Y-axis direction.

本発明の第5の態様においては、本発明の第4の態様に係る回転角センサと、XY平面と略垂直な方向に回転軸を有する回転磁石と、を備える回転角センサモジュールを提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotation angle sensor module comprising the rotation angle sensor according to the fourth aspect of the present invention and a rotating magnet having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to the XY plane.

本発明の第6の態様においては、コンピュータに、本発明の第1の態様に係る回転角センサの較正方法を実行させるプログラムを提供する。   In a sixth aspect of the present invention, a program for causing a computer to execute the rotation angle sensor calibration method according to the first aspect of the present invention is provided.

本発明の第7の態様においては、コンピュータに、本発明の第2の態様に係る回転角センサモジュールの較正方法を実行させるプログラムを提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute the rotation angle sensor module calibration method according to the second aspect of the present invention.

なお、上記の発明の概要は、本発明の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。   The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

回転角センサモジュール300の一例を較正パラメータ生成装置200と共に示す。An example of the rotation angle sensor module 300 is shown together with the calibration parameter generation device 200. 回転磁石410および回転角センサ100の構成の一例を示す。An example of a structure of the rotating magnet 410 and the rotation angle sensor 100 is shown. 本実施形態に係る第1ホール素子対111がX軸方向の磁界を検出する場合の一例を示す。An example in which the first Hall element pair 111 according to the present embodiment detects a magnetic field in the X-axis direction is shown. 回転角センサ100および較正パラメータ生成装置200の回路構成の一例を示す。An example of a circuit structure of the rotation angle sensor 100 and the calibration parameter production | generation apparatus 200 is shown. 角度非線形性誤差の要因であるセンサ位置ずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sensor position shift which is a factor of an angle nonlinearity error. 角度非線形性誤差の要因である回転軸ずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rotation axis shift | offset | difference which is a factor of an angle nonlinearity error. 較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。An example of an operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200 is shown. 磁場印加装置30を、回転角センサ100および較正パラメータ生成装置200と共に示す。A magnetic field application device 30 is shown together with a rotation angle sensor 100 and a calibration parameter generation device 200. 較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。An example of an operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200 is shown. 較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。An example of an operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200 is shown. 角度信号φ(θ)と振幅信号magの誤差成分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the error component of angle signal (phi) ((theta)) and amplitude signal mag. magの実数部と虚数部の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the real part of Hmag and an imaginary part. Dy座標と、MAGのsin2θの係数との関係を示す。The relationship between a Dy coordinate and the coefficient of sin2 (theta) of MAG is shown. Dy座標と、MAGのcosθの係数との関係を示す。The relationship between the Dy coordinate and the coefficient of cos θ of MAG is shown. Dy座標と、INLのsinθの係数との関係を示す。The relationship between the Dy coordinate and the coefficient of sin θ of INL is shown. センサ位置ずれ及び回転軸ずれを有する場合の角度非線形性誤差の角度依存性を示す。The angle dependence of the angle nonlinearity error in the case of having a sensor position shift and a rotation axis shift is shown. 他の実施例に係る回転角センサ100の構成の一例を示す。An example of the structure of the rotation angle sensor 100 which concerns on another Example is shown. 比較例に係る回転角センサモジュール500の構成の一例を示す。An example of the structure of the rotation angle sensor module 500 which concerns on a comparative example is shown. 比較例に係る回転角センサモジュール500の回路構成の一例を示す。An example of the circuit structure of the rotation angle sensor module 500 which concerns on a comparative example is shown. 較正パラメータ生成装置200として機能するコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。An example of a hardware configuration of a computer 1900 functioning as the calibration parameter generation device 200 is shown.

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. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、回転角センサモジュール300の一例を較正パラメータ生成装置200と共に示す。回転角センサモジュール300は、回転角センサ100と、回転磁石410と、回転軸412と、モーター420とを備える。本明細書において、回転角センサ100が形成された基板の表面を、X軸およびY軸を有するXY面とし、XY面に垂直な軸をZ軸とする。即ち、X、Y、Z軸は互いに直交する座標系である。   FIG. 1 shows an example of a rotation angle sensor module 300 together with a calibration parameter generation device 200. The rotation angle sensor module 300 includes the rotation angle sensor 100, a rotating magnet 410, a rotating shaft 412, and a motor 420. In this specification, the surface of the substrate on which the rotation angle sensor 100 is formed is an XY plane having an X axis and a Y axis, and an axis perpendicular to the XY plane is a Z axis. That is, the X, Y, and Z axes are coordinate systems orthogonal to each other.

回転磁石410は、回転軸412回りに回転する。回転磁石410は、一例として、リングの形状を有し、XY平面と略平行な面で回転する。回転磁石410は、XY平面と略平行な断面がそれぞれ半リング状となる2つの領域に分割されてよく、一方の領域がS極であり、他方の領域がN極である磁石を形成する。回転磁石410は、XY平面と略平行な面で回転することにより、回転磁場を回転角センサ100に発生させる。   The rotating magnet 410 rotates around the rotating shaft 412. For example, the rotating magnet 410 has a ring shape and rotates on a plane substantially parallel to the XY plane. The rotating magnet 410 may be divided into two regions each having a semi-ring shape in cross section substantially parallel to the XY plane, and forms a magnet in which one region is an S pole and the other region is an N pole. The rotating magnet 410 generates a rotating magnetic field in the rotation angle sensor 100 by rotating on a plane substantially parallel to the XY plane.

回転軸412は、XY平面と略垂直な方向に延伸して形成される。即ち、回転軸412は、Z軸を中心に回転する。回転軸412は、一端が回転磁石410に接続され、他端がモーター420に接続される。   The rotating shaft 412 is formed by extending in a direction substantially perpendicular to the XY plane. That is, the rotation shaft 412 rotates around the Z axis. The rotating shaft 412 has one end connected to the rotating magnet 410 and the other end connected to the motor 420.

モーター420は、Z軸を中心に回転軸412を回転させる。これにより、モーター420は、Z軸を中心に回転磁石410を回転させる。   The motor 420 rotates the rotation shaft 412 around the Z axis. Thereby, the motor 420 rotates the rotating magnet 410 around the Z axis.

回転角センサ100は、XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、回転軸412回りに回転する回転磁石410のXY平面における回転角を検出する。本例の回転角センサ100は、回転磁石410に横配置される。回転角センサ100の横配置とは、回転角センサ100を回転磁石410の径方向に設けることを指す。即ち、回転角センサ100は、回転磁石410と同一のXY平面上に設けられる。   The rotation angle sensor 100 detects the magnetic field in the X-axis direction and the magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane, and detects the rotation angle on the XY plane of the rotating magnet 410 that rotates about the rotation axis 412. The rotation angle sensor 100 of this example is disposed laterally on the rotating magnet 410. The lateral arrangement of the rotation angle sensor 100 means that the rotation angle sensor 100 is provided in the radial direction of the rotating magnet 410. That is, the rotation angle sensor 100 is provided on the same XY plane as the rotary magnet 410.

本例の回転角センサモジュール300は、回転磁石410に横配置された回転角センサ100を有する。したがって、回転角センサモジュール300は、回転角センサ100を縦配置する場合と比較して高さを低減できる。これにより、回転角センサモジュール300の小型化が実現する。   The rotation angle sensor module 300 of this example includes a rotation angle sensor 100 that is disposed laterally on a rotating magnet 410. Therefore, the rotation angle sensor module 300 can reduce the height as compared with the case where the rotation angle sensor 100 is arranged vertically. Thereby, size reduction of the rotation angle sensor module 300 is realized.

図2は、回転磁石410および回転角センサ100の構成の一例を示す。回転角センサ100は、回転軸412を中心に回転する回転磁石410の回転角を非接触で検出する。回転角センサ100は、基板10と、第1センサ110と、第2センサ120と、磁気収束板130と、を備える。   FIG. 2 shows an example of the configuration of the rotating magnet 410 and the rotation angle sensor 100. The rotation angle sensor 100 detects the rotation angle of the rotating magnet 410 that rotates about the rotating shaft 412 in a non-contact manner. The rotation angle sensor 100 includes a substrate 10, a first sensor 110, a second sensor 120, and a magnetic convergence plate 130.

基板10は、シリコン等の半導体によって形成され、半導体回路および半導体素子等を含む。基板10は、ICチップであってよく、この場合、端子を備え、外部の基板、回路、および配線等と電気的に接続される。   The substrate 10 is formed of a semiconductor such as silicon and includes a semiconductor circuit and a semiconductor element. The substrate 10 may be an IC chip. In this case, the substrate 10 includes a terminal and is electrically connected to an external substrate, circuit, wiring, and the like.

第1センサ110および第2センサ120は、回転磁石410の回転角を非接触で検出できる位置に設けられる。本例の第1センサ110および第2センサ120は、回転磁石410に対して横配置される。即ち、第1センサ110および第2センサ120は、回転磁石410と同一のXY平面内に形成されている。本例の第1センサ110および第2センサ120は、回転磁石410の径方向の外側に配置されている。   The first sensor 110 and the second sensor 120 are provided at positions where the rotation angle of the rotating magnet 410 can be detected without contact. The first sensor 110 and the second sensor 120 of this example are disposed laterally with respect to the rotating magnet 410. That is, the first sensor 110 and the second sensor 120 are formed in the same XY plane as the rotating magnet 410. The first sensor 110 and the second sensor 120 of this example are arranged on the outer side of the rotating magnet 410 in the radial direction.

また、第1センサ110および第2センサ120は、回転磁石410の接線方向に並行して一定距離だけ離して設けられる。第1センサ110と第2センサ120との間の距離は特に限られない。一例において、第1センサ110と第2センサ120との間の距離とは、第1センサ110の中心と、第2センサ120の中心との距離を指す。第1センサ110と第2センサ120との間の距離は、回転磁石410の直径よりも小さくてよく、回転磁石410の半径よりも小さくてよい。また、第1センサ110および第2センサ120の回転軸412までの距離は、それぞれ等しいことが望ましい。   Further, the first sensor 110 and the second sensor 120 are provided at a predetermined distance in parallel with the tangential direction of the rotating magnet 410. The distance between the first sensor 110 and the second sensor 120 is not particularly limited. In one example, the distance between the first sensor 110 and the second sensor 120 refers to the distance between the center of the first sensor 110 and the center of the second sensor 120. The distance between the first sensor 110 and the second sensor 120 may be smaller than the diameter of the rotating magnet 410 and may be smaller than the radius of the rotating magnet 410. Further, it is desirable that the distances of the first sensor 110 and the second sensor 120 to the rotation shaft 412 are equal to each other.

第1センサ110および第2センサ120は、X方向の磁場およびY方向の磁場をそれぞれ検出する。本例の第1センサ110は、第1ホール素子対111および第2ホール素子対116を備える。第2センサ120は、第3ホール素子対121および第4ホール素子対126を備える。   The first sensor 110 and the second sensor 120 detect a magnetic field in the X direction and a magnetic field in the Y direction, respectively. The first sensor 110 of this example includes a first Hall element pair 111 and a second Hall element pair 116. The second sensor 120 includes a third Hall element pair 121 and a fourth Hall element pair 126.

第1ホール素子対111は、X軸方向の磁場を検出する。第1ホール素子対111は、基板10上に形成され、当該基板10に形成された回路等と接続される。第1ホール素子対111は、第1ホール素子112と第2ホール素子113とを有する。   The first Hall element pair 111 detects a magnetic field in the X-axis direction. The first Hall element pair 111 is formed on the substrate 10 and connected to a circuit or the like formed on the substrate 10. The first hall element pair 111 includes a first hall element 112 and a second hall element 113.

第1ホール素子112および第2ホール素子113は、X軸と平行に配置される。第1ホール素子112および第2ホール素子113は、一例として、X軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたY軸方向の起電力(ホール効果)を発生させる素子である。第1ホール素子112および第2ホール素子113は、半導体等で形成されてよい。第1ホール素子112および第2ホール素子113は、一例として、基板10上において、Y軸と平行な軸に対して線対称に配置される。   The first hall element 112 and the second hall element 113 are arranged in parallel with the X axis. As an example, the first Hall element 112 and the second Hall element 113 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the Y-axis direction according to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current flows in the X-axis direction. . The first hall element 112 and the second hall element 113 may be formed of a semiconductor or the like. As an example, the first Hall element 112 and the second Hall element 113 are arranged on the substrate 10 in line symmetry with respect to an axis parallel to the Y axis.

第2ホール素子対116は、Y軸方向の磁場を検出する。第2ホール素子対116は、第1ホール素子対111と同様に、基板10上に形成され、当該基板10に形成された回路等と接続される。本例の第2ホール素子対116は、第3ホール素子117および第4ホール素子118を有する。   The second Hall element pair 116 detects a magnetic field in the Y-axis direction. Similar to the first Hall element pair 111, the second Hall element pair 116 is formed on the substrate 10 and connected to a circuit or the like formed on the substrate 10. The second Hall element pair 116 in this example includes a third Hall element 117 and a fourth Hall element 118.

第3ホール素子117および第4ホール素子118は、Y軸と平行に配置される。第3ホール素子117および第4ホール素子118は、一例として、Y軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたX軸方向の起電力(ホール効果)を生じさせる素子である。第3ホール素子117および第4ホール素子118は、一例として、基板10上において、X軸と平行な軸に対して線対称に配置される。   The third Hall element 117 and the fourth Hall element 118 are arranged in parallel with the Y axis. For example, the third Hall element 117 and the fourth Hall element 118 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the X-axis direction corresponding to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current is passed in the Y-axis direction. . As an example, the third Hall element 117 and the fourth Hall element 118 are arranged in line symmetry with respect to an axis parallel to the X axis on the substrate 10.

なお、第1ホール素子対111および第2ホール素子対116は、オフセット出力をキャンセルすべく、X軸方向の通電およびY軸方向の通電をそれぞれ交互に実行されてもよい。このようなオフセットのキャンセル方法は、スピニングカレント法として既知である。また、第2センサ120が有する第3ホール素子対121および第4ホール素子対126も、第1センサ110が有する第1ホール素子対111および第2ホール素子対116と同様に配置される。   Note that the first Hall element pair 111 and the second Hall element pair 116 may be alternately energized in the X-axis direction and in the Y-axis direction to cancel the offset output. Such an offset canceling method is known as a spinning current method. The third Hall element pair 121 and the fourth Hall element pair 126 included in the second sensor 120 are also arranged in the same manner as the first Hall element pair 111 and the second Hall element pair 116 included in the first sensor 110.

第3ホール素子対121は、X軸方向の磁場を検出する。第3ホール素子対121は、基板10上に形成され、当該基板10に形成された回路等と接続される。第3ホール素子対121は、第1ホール素子122と第2ホール素子123とを有する。   The third Hall element pair 121 detects a magnetic field in the X-axis direction. The third Hall element pair 121 is formed on the substrate 10 and connected to a circuit or the like formed on the substrate 10. The third Hall element pair 121 includes a first Hall element 122 and a second Hall element 123.

第1ホール素子122および第2ホール素子123は、X軸と平行に配置される。第1ホール素子122および第2ホール素子123は、一例として、X軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたY軸方向の起電力(ホール効果)を発生させる素子である。第1ホール素子122および第2ホール素子123は、半導体等で形成されてよい。第1ホール素子122および第2ホール素子123は、一例として、基板10上において、Y軸と平行な軸に対して線対称に配置される。   The first Hall element 122 and the second Hall element 123 are arranged in parallel with the X axis. As an example, the first Hall element 122 and the second Hall element 123 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the Y-axis direction corresponding to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current flows in the X-axis direction. . The first hall element 122 and the second hall element 123 may be formed of a semiconductor or the like. As an example, the first Hall element 122 and the second Hall element 123 are arranged in line symmetry with respect to an axis parallel to the Y axis on the substrate 10.

第4ホール素子対126は、Y軸方向の磁場を検出する。第4ホール素子対126は、第3ホール素子対121と同様に、基板10上に形成され、当該基板10に形成された回路等と接続される。本例の第4ホール素子対126は、第3ホール素子127および第4ホール素子128を有する。   The fourth Hall element pair 126 detects a magnetic field in the Y-axis direction. Similarly to the third Hall element pair 121, the fourth Hall element pair 126 is formed on the substrate 10 and connected to a circuit or the like formed on the substrate 10. The fourth Hall element pair 126 in this example includes a third Hall element 127 and a fourth Hall element 128.

第3ホール素子127および第4ホール素子128は、Y軸と平行に配置される。第3ホール素子127および第4ホール素子128は、一例として、Y軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたX軸方向の起電力(ホール効果)を生じさせる素子である。第3ホール素子127および第4ホール素子128は、一例として、基板10上において、X軸と平行な軸に対して線対称に配置される。   The third Hall element 127 and the fourth Hall element 128 are arranged in parallel with the Y axis. As an example, the third Hall element 127 and the fourth Hall element 128 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the X-axis direction corresponding to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current flows in the Y-axis direction. . As an example, the third Hall element 127 and the fourth Hall element 128 are arranged in line symmetry with respect to an axis parallel to the X axis on the substrate 10.

回転角センサ100は、第1センサ110および第2センサ120からのホール起電力信号(Vx,Vy)に基づいて、角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を生成する。回転角センサ100は、生成した角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を外部に出力する。即ち、本例の回転角センサ100は、第1センサ110および第2センサ120に基づく2系統の角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を出力する。2系統の角度信号(Φ(θ),Φ(θ))は、回転磁石410の回転角θに応じて出力される。 The rotation angle sensor 100 generates angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) based on the Hall electromotive force signals (Vx, Vy) from the first sensor 110 and the second sensor 120. The rotation angle sensor 100 outputs the generated angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) to the outside. That is, the rotation angle sensor 100 of this example outputs two systems of angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) based on the first sensor 110 and the second sensor 120. Two types of angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) are output according to the rotation angle θ of the rotating magnet 410.

図3は、本実施形態に係る第1ホール素子対111がX軸方向の磁界を検出する場合の一例を示す。本例の基板10上には、磁気収束板130が形成されている。   FIG. 3 shows an example when the first Hall element pair 111 according to the present embodiment detects a magnetic field in the X-axis direction. On the substrate 10 of this example, a magnetic converging plate 130 is formed.

磁気収束板130は、各ホール素子対の上方に配置され、回転角センサ100に入力する磁場を曲げる。磁気収束板130は、磁性材料等で形成され、例えば、X軸方向および/またはY軸方向の磁場を、Z軸方向の成分が発生するように曲げ、Z軸方向に感度を有する各ホール素子対に入力させる。磁気収束板130は、基板10の上面に形成されてよく、これに代えて、基板10の上方に、絶縁層等を介して形成されてもよい。   The magnetic flux concentrating plate 130 is disposed above each Hall element pair and bends the magnetic field input to the rotation angle sensor 100. The magnetic converging plate 130 is formed of a magnetic material or the like, for example, each Hall element having a sensitivity in the Z-axis direction by bending a magnetic field in the X-axis direction and / or the Y-axis direction so as to generate a component in the Z-axis direction. Let the pair input. The magnetic flux concentrating plate 130 may be formed on the upper surface of the substrate 10, or alternatively, may be formed above the substrate 10 via an insulating layer or the like.

ここで、回転角センサ100に入力する磁場ベクトルH(H,H,H)が、磁気収束板130で曲げられ、第1ホール素子112に入力する磁束密度ベクトルB(Hall,X1)は、第1ホール素子112の位置における透磁率Mu(Hall,X1)を用いて、次式で示される。ここで、透磁率Mu(Hall,X1)は、2階のテンソル(3行3列の行列)となる。

Figure 2019028037
Here, the magnetic field vector H (H X , H Y , H Z ) input to the rotation angle sensor 100 is bent by the magnetic converging plate 130 and input to the first Hall element 112, the magnetic flux density vector B (Hall, X 1). Is expressed by the following equation using the magnetic permeability Mu (Hall, X1) at the position of the first Hall element 112. Here, the magnetic permeability Mu (Hall, X1) is a second-order tensor (matrix with 3 rows and 3 columns).
Figure 2019028037

同様に、第2ホール素子113に入力する磁束密度ベクトルB(Hall,X2)は、第2ホール素子113の位置における透磁率Mu(Hall,X2)を用いて、次式で示される。

Figure 2019028037
Similarly, the magnetic flux density vector B (Hall, X2) input to the second Hall element 113 is expressed by the following equation using the magnetic permeability Mu (Hall, X2) at the position of the second Hall element 113.
Figure 2019028037

第1ホール素子112および第2ホール素子113は、Z軸方向の磁場を検出する。したがって、第1ホール素子112および第2ホール素子113は、次式で示すように、磁気収束板130で曲げられたZ軸方向の磁束密度Bを検出することになる。

Figure 2019028037
The first hall element 112 and the second hall element 113 detect a magnetic field in the Z-axis direction. Therefore, the first Hall element 112 and the second Hall element 113, as shown in the following equation, thereby to detect the magnetic flux density B Z of the Z-axis direction that is bent by the magnetic flux concentrator 130.
Figure 2019028037

ここで、回転角センサ100の上方に+X軸方向の磁場ベクトルHin(H,0,0)が入力する例を説明する。磁気収束板130は、一例として、図中の磁束密度ベクトルBのように、入力した磁場を曲げ、第1ホール素子112に+Z軸方向の磁束を入力させる。 Here, an example in which a magnetic field vector H in (H X , 0, 0) in the + X-axis direction is input above the rotation angle sensor 100 will be described. As an example, the magnetic converging plate 130 bends the input magnetic field as shown by a magnetic flux density vector B in the drawing, and causes the first Hall element 112 to input a magnetic flux in the + Z-axis direction.

また、磁性材料等で形成された磁気収束板130の透磁率は、空気の透磁率と比較して値が高くなるので、空気中の磁束密度と比較して、当該磁気収束板130内の磁束密度は高くなる。例えば、第1ホール素子112の位置におけるZ軸方向の磁束密度は、次式で示すように、入力磁場Hに空気の透磁率μを乗じて得られる磁束密度に比較して、略1.4倍程度高くなる。

Figure 2019028037
Further, since the magnetic permeability of the magnetic flux concentrating plate 130 made of a magnetic material or the like is higher than the magnetic permeability of air, the magnetic flux in the magnetic converging plate 130 is compared with the magnetic flux density in the air. Density increases. For example, the magnetic flux density in the Z-axis direction at the position of the first Hall element 112 is approximately 1. as compared with the magnetic flux density obtained by multiplying the input magnetic field HZ by the air permeability μ, as shown by the following equation. About 4 times higher.
Figure 2019028037

同様に、磁気収束板130は、一例として、第2ホール素子113に−Z軸方向の磁束を発生させ、第2ホール素子113の位置におけるZ軸方向の磁束密度は、次式で示される。

Figure 2019028037
Similarly, as an example, the magnetic flux concentrating plate 130 causes the second Hall element 113 to generate a magnetic flux in the −Z-axis direction, and the magnetic flux density in the Z-axis direction at the position of the second Hall element 113 is expressed by the following equation.
Figure 2019028037

第1ホール素子112および第2ホール素子113は、このようにZ軸方向に入力する磁束密度に応じて、ホール起電力を発生させる。ここで、第1ホール素子112および第2ホール素子113が略同一形状、略同一材料で形成される場合、それぞれの磁気感度は略等しくなる。また、第1ホール素子112および第2ホール素子113に入力する磁束密度は互いに逆向きとなるので、発生するそれぞれのホール起電力は正負の符号が異なる。   The first Hall element 112 and the second Hall element 113 thus generate Hall electromotive force according to the magnetic flux density input in the Z-axis direction. Here, when the 1st Hall element 112 and the 2nd Hall element 113 are formed with substantially the same shape and the substantially same material, each magnetic sensitivity becomes substantially equal. In addition, since the magnetic flux densities input to the first Hall element 112 and the second Hall element 113 are opposite to each other, the generated Hall electromotive forces have different signs.

そこで、当該磁気感度をSとすると、第1ホール素子対111のホール起電力信号Vを、第1ホール素子112のホール起電力Vsig(Hall,X1)および第2ホール素子113のホール起電力Vsig(Hall,X2)の差分である次式のように定めることができる。

Figure 2019028037
Therefore, when the magnetic sensitivity is S, the Hall electromotive force signal V X of the first Hall element pair 111 is converted into the Hall electromotive force V sig (Hall, X1) of the first Hall element 112 and the Hall electromotive force of the second Hall element 113. It can be defined as the following equation, which is the difference between the power V sig (Hall, X2).
Figure 2019028037

このように、回転角センサ100は、ホール起電力信号Vを算出することで、X軸方向に入力される磁場ベクトルHin(H,0,0)に応じたホール起電力を出力することができる。また、ホール起電力信号Vを、各ホール素子のホール起電力の差分としたので、第1ホール素子112および第2ホール素子113に同一方向(+Z軸方向または−Z軸方向)で、かつ、絶対値が略同一の磁場によって生じるホール起電力は、相殺されて略零となる。 Thus, the rotation angle sensor 100 outputs the Hall electromotive force according to the magnetic field vector H in (H X , 0, 0) input in the X-axis direction by calculating the Hall electromotive force signal V X. be able to. Further, since the Hall electromotive force signal V X is the difference between the Hall electromotive forces of the Hall elements, the first Hall element 112 and the second Hall element 113 are in the same direction (+ Z axis direction or −Z axis direction), and The Hall electromotive force generated by the magnetic field having substantially the same absolute value is canceled out and becomes substantially zero.

即ち、回転角センサ100は、ホール起電力信号Vを算出することで、XZ面に平行な方向の磁場ベクトルHXZ(H,0,H)が入力しても、X軸方向の磁場ベクトルの成分H(H,0,0)に応じたホール起電力を算出することができる。また、第1ホール素子112および第2ホール素子113は、Y軸方向の磁場には感度がなく、また、磁気収束板130は、理想的にはY軸方向の磁場をZ軸方向には変換しない。したがって、回転角センサ100は、ホール起電力信号Vを算出することで、直交する3つの各成分が零ではない(任意の方向の)磁場ベクトルHXYZ(H,H,H)が入力しても、X軸方向の磁場ベクトルの成分H(H,0,0)に応じたホール起電力を検出することができる。 That is, the rotation angle sensor 100 calculates the Hall electromotive force signal V X , so that even if a magnetic field vector H XZ (H X , 0, H Z ) in a direction parallel to the XZ plane is input, The Hall electromotive force corresponding to the magnetic field vector component H X (H X , 0, 0) can be calculated. The first Hall element 112 and the second Hall element 113 are not sensitive to the magnetic field in the Y-axis direction, and the magnetic focusing plate 130 ideally converts the magnetic field in the Y-axis direction into the Z-axis direction. do not do. Therefore, the rotation angle sensor 100 calculates the Hall electromotive force signal V X so that the three orthogonal components are not zero (in any direction) magnetic field vectors H XYZ (H X , H Y , H Z ). Is input, it is possible to detect the Hall electromotive force according to the component H X (H X , 0, 0) of the magnetic field vector in the X-axis direction.

同様に、Y軸方向に配列した第2ホール素子対116は、Y軸方向の磁場を算出することができる。即ち、回転角センサ100は、第2ホール素子対116を用いて、次式のホール起電力信号Vを算出することで、磁場ベクトルHXYZ(H,H,H)が入力しても、Y軸方向の磁場ベクトルの成分H(0,H,0)に応じたホール起電力を算出することができる。

Figure 2019028037
Similarly, the second Hall element pair 116 arranged in the Y-axis direction can calculate a magnetic field in the Y-axis direction. That is, the rotation angle sensor 100 uses the second Hall element pair 116 to calculate the Hall electromotive force signal V Y of the following expression, thereby inputting the magnetic field vector H XYZ (H X , H Y , H Z ). However, it is possible to calculate the Hall electromotive force according to the component H Y (0, H Y , 0) of the magnetic field vector in the Y-axis direction.
Figure 2019028037

また、同様に、第1ホール素子112および第2ホール素子113は、Z軸方向に入力する磁束密度に応じて、ホール起電力が発生する。そして、第1ホール素子対111のホール起電力信号Vを、第1ホール素子112のホール起電力Vsig(Hall,X1)および第2ホール素子113のホール起電力Vsig(Hall,X2)の和として算出してもよい。本実施形態の回転角センサ100は、ホール起電力信号VおよびVを出力する例を説明し、ホール起電力信号Vについては省略するが、回転角センサ100は、当該ホール起電力信号Vについても、ホール起電力信号VおよびVと同様に出力してもよい。 Similarly, the first Hall element 112 and the second Hall element 113 generate Hall electromotive force according to the magnetic flux density input in the Z-axis direction. Then, the Hall electromotive force signal V Z of the first hall element pair 111, Hall electromotive force V sig of the first Hall element 112 (Hall, X1) and Hall electromotive force V sig of the second Hall element 113 (Hall, X2) May be calculated as the sum of. The rotation angle sensor 100 of the present embodiment will describe an example in which the Hall electromotive force signals V X and V Y are output, and the Hall electromotive force signal V Z will be omitted, but the rotation angle sensor 100 is not related to the Hall electromotive force signal. for even V Z, it may be output like the Hall electromotive force signal V X and V Y.

以上のように、回転角センサ100は、第1ホール素子対111および第2ホール素子対116の出力信号に基づき、入力する磁場ベクトルHXYZ(H,H,H)のX軸成分H(H,0,0)およびY軸成分H(0,H,0)に対応するホール起電力信号VおよびVを出力する。即ち、回転角センサ100は、XY面と水平な方向の磁場に対応するホール起電力を、X軸成分およびY軸成分に分解して算出することができる。 As described above, the rotation angle sensor 100 is based on the output signals of the first Hall element pair 111 and the second Hall element pair 116, and the X-axis component of the input magnetic field vector H XYZ (H X , H Y , H Z ). Hall electromotive force signals V X and V Y corresponding to H X (H X , 0,0) and Y axis component H Y (0, H Y , 0) are output. That is, the rotation angle sensor 100 can calculate the Hall electromotive force corresponding to the magnetic field in the direction parallel to the XY plane by decomposing it into an X-axis component and a Y-axis component.

なお、本例では、第1ホール素子対111および第2ホール素子対116がXY面と水平な方向の磁場を検出する場合について説明したが、第3ホール素子対121および第4ホール素子対126についても同様の方法で、XY面と水平な方向の磁場を検出することができる。即ち、回転角センサ100は、第3ホール素子対121および第4ホール素子対126の出力信号に基づき、入力する磁場ベクトルHXYZ(H,H,H)のX軸成分H(H,0,0)およびY軸成分H(0,H,0)に対応するホール起電力信号VおよびVを出力する。 In this example, the case where the first Hall element pair 111 and the second Hall element pair 116 detect a magnetic field in a direction parallel to the XY plane has been described. However, the third Hall element pair 121 and the fourth Hall element pair 126 are described. In the same manner, a magnetic field in a direction parallel to the XY plane can be detected. In other words, the rotation angle sensor 100 is based on the output signals of the third Hall element pair 121 and the fourth Hall element pair 126, and the X-axis component H X (H X ) of the input magnetic field vector H XYZ (H X , H Y , H Z ). Hall electromotive force signals V X and V Y corresponding to H X , 0,0) and Y axis component H Y (0, H Y , 0) are output.

回転角センサ100は、例えば、回転軸をZ軸と平行にした回転磁石410の、XY面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角に応じたホール起電力信号を出力することができる。例えば、回転角センサ100は、次式で示される回転磁場が入力される。ここで、Hは磁場の振幅値であり、回転角θを計算する場合、(例えば1に)規格化されてよい定数である。

Figure 2019028037
The rotation angle sensor 100 detects, for example, a magnetic field caused by rotation of a rotating magnet 410 having a rotation axis parallel to the Z axis in a plane parallel to the XY plane, and outputs a Hall electromotive force signal corresponding to the rotation angle. Can do. For example, the rotation angle sensor 100 receives a rotating magnetic field expressed by the following equation. Here, H 0 is the amplitude value of the magnetic field, and is a constant that may be normalized (for example, 1) when calculating the rotation angle θ.
Figure 2019028037

回転角センサ100は、上式のような回転磁場に対して、一例として、次式で示されるホール起電力信号(V,V)を出力する。ここで、AおよびAは各信号の振幅値、θは回転磁石410の回転角、αは信号間の非直交性誤差、Vos_xおよびVos_yは各信号のオフセットである。

Figure 2019028037
As an example, the rotation angle sensor 100 outputs a Hall electromotive force signal (V X , V Y ) represented by the following equations for a rotating magnetic field such as the above equation. Here, A x and A y are amplitude values of each signal, θ is a rotation angle of the rotating magnet 410, α is a non-orthogonality error between signals, and V os_x and V os_y are offsets of each signal.
Figure 2019028037

なお、各信号の振幅値A及びA、信号間の非直交性誤差α、および各信号のオフセットVos_x及びVos_yは、回転角センサ100に起因する誤差である。したがって、これらの誤差を出荷前にトリミングできる。 The amplitude values A x and A y of each signal, the non-orthogonality error α between the signals, and the offsets V os_x and V os_y of each signal are errors caused by the rotation angle sensor 100. Therefore, these errors can be trimmed before shipment.

以上のホール起電力信号(V,V)を用いて、回転磁石410の回転角θに対応する角度信号φ(θ)は、一例として、次式により算出することができる。

Figure 2019028037
Using the Hall electromotive force signals (V X , V Y ) as described above, the angle signal φ (θ) corresponding to the rotation angle θ of the rotating magnet 410 can be calculated by the following equation as an example.
Figure 2019028037

ここで、回転角センサ100は、XY面と平行な面における磁場を検出することを説明したが、他の面における磁場の変化を検出してもよい。回転角センサ100は、Z軸方向の磁場を検出することもできるので、例えば、回転軸412をY軸と平行にした回転磁石410の、XZ面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することができる。回転角センサ100は、同様に、回転軸412をX軸と平行にした回転磁石410の、YZ面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することもできる。   Here, it has been described that the rotation angle sensor 100 detects a magnetic field in a plane parallel to the XY plane, but a change in a magnetic field in another plane may be detected. Since the rotation angle sensor 100 can also detect the magnetic field in the Z-axis direction, for example, the rotation angle sensor 100 detects the magnetic field due to the rotation of the rotating magnet 410 with the rotation axis 412 parallel to the Y-axis in the plane parallel to the XZ plane. The Hall electromotive force signal corresponding to the rotation angle θ can be output. Similarly, the rotation angle sensor 100 detects a magnetic field generated by rotation of a rotating magnet 410 having a rotation axis 412 parallel to the X axis in a plane parallel to the YZ plane, and generates a Hall electromotive force signal corresponding to the rotation angle θ. It can also be output.

また、回転角センサ100は、XYZ軸の三次元の磁場を検出することができるので、XYZ軸で表現できる面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することができる。本実施形態の回転角センサ100は、(数9)式で示されるホール起電力信号を出力する例を説明する。   Further, since the rotation angle sensor 100 can detect a three-dimensional magnetic field of the XYZ axes, it detects a magnetic field due to rotation in a plane that can be expressed by the XYZ axes, and outputs a Hall electromotive force signal corresponding to the rotation angle θ. can do. An example in which the rotation angle sensor 100 according to the present embodiment outputs a Hall electromotive force signal expressed by Equation (9) will be described.

図4は、回転角センサ100および較正パラメータ生成装置200の回路構成の一例を示す。回転角センサ100は、第1センサ110と、第2センサ120と、X軸信号出力部140と、Y軸信号出力部150と、誤差補正部160と、角度信号算出部170と、入出力部180と、記憶部190とを備える。   FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the rotation angle sensor 100 and the calibration parameter generation device 200. The rotation angle sensor 100 includes a first sensor 110, a second sensor 120, an X-axis signal output unit 140, a Y-axis signal output unit 150, an error correction unit 160, an angle signal calculation unit 170, and an input / output unit. 180 and a storage unit 190.

回転角センサ100の各構成は、同一の基板10に形成されてよい。例えば、X軸信号出力部140、Y軸信号出力部150、誤差補正部160、角度信号算出部170、入出力部180、および記憶部190は、基板10の内部に形成される。   Each component of the rotation angle sensor 100 may be formed on the same substrate 10. For example, the X-axis signal output unit 140, the Y-axis signal output unit 150, the error correction unit 160, the angle signal calculation unit 170, the input / output unit 180, and the storage unit 190 are formed inside the substrate 10.

X軸信号出力部140は、X軸方向の磁場を磁電変換してX軸方向の出力信号を出力信号として出力する。本例のX軸信号出力部140は、2系統の出力信号Vx1(θ)およびVx2(θ)を出力する。X軸信号出力部140は、増幅部142と、AD変換部144とを有する。 The X-axis signal output unit 140 magnetoelectrically converts a magnetic field in the X-axis direction and outputs an output signal in the X-axis direction as an output signal. The X-axis signal output unit 140 of this example outputs two systems of output signals V x1 (θ) and V x2 (θ). The X-axis signal output unit 140 includes an amplification unit 142 and an AD conversion unit 144.

増幅部142は、第1ホール素子対111および第3ホール素子対121に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部142は、増幅したホール起電力信号をAD変換部144に供給する。   The amplifying unit 142 is connected to the first Hall element pair 111 and the third Hall element pair 121, and amplifies the received Hall electromotive force signal with a predetermined amplification degree. The amplification unit 142 supplies the amplified Hall electromotive force signal to the AD conversion unit 144.

AD変換部144は、増幅部142に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。本例のAD変換部144は、XchのADコンバータである。AD変換部144は、変換したデジタル信号を2系統の出力信号Vx1(θ)およびVx2(θ)として誤差補正部160に供給する。 The AD converter 144 is connected to the amplifier 142 and converts the received Hall electromotive force signal into a digital signal. The AD conversion unit 144 of this example is an Xch AD converter. The AD conversion unit 144 supplies the converted digital signal to the error correction unit 160 as two systems of output signals V x1 (θ) and V x2 (θ).

Y軸信号出力部150は、Y軸方向の磁場を磁電変換してY軸方向の出力信号を出力信号として出力する。本例のY軸信号出力部150は、2系統の出力信号Vy1(θ)およびVy2(θ)を出力する。Y軸信号出力部150は、増幅部152と、AD変換部154とを有する。 The Y-axis signal output unit 150 magnetoelectrically converts a magnetic field in the Y-axis direction and outputs an output signal in the Y-axis direction as an output signal. The Y-axis signal output unit 150 of this example outputs two systems of output signals V y1 (θ) and V y2 (θ). The Y-axis signal output unit 150 includes an amplification unit 152 and an AD conversion unit 154.

増幅部152は、第2ホール素子対116および第4ホール素子対126に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部152は、増幅したホール起電力信号をAD変換部154に供給する。   The amplifying unit 152 is connected to the second Hall element pair 116 and the fourth Hall element pair 126, and amplifies the received Hall electromotive force signal with a predetermined amplification degree. The amplification unit 152 supplies the amplified Hall electromotive force signal to the AD conversion unit 154.

AD変換部154は、増幅部152に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。本例のAD変換部154は、YchのADコンバータである。AD変換部154は、変換したデジタル信号を2系統の出力信号Vy1(θ)およびVy2(θ)として誤差補正部160に供給する。 The AD conversion unit 154 is connected to the amplification unit 152 and converts the received Hall electromotive force signal into a digital signal. The AD converter 154 of this example is a Ych AD converter. The AD conversion unit 154 supplies the converted digital signal to the error correction unit 160 as two systems of output signals V y1 (θ) and V y2 (θ).

このように、X軸信号出力部140およびY軸信号出力部150は、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を少なくとも2系統出力する。本例のX軸信号出力部140は、2系統の出力信号Vx1(θ)およびVx2(θ)を誤差補正部160に出力する。また、本例のY軸信号出力部150は、2系統の出力信号Vy1(θ)およびVy2(θ)を誤差補正部160に出力する。 In this way, the X-axis signal output unit 140 and the Y-axis signal output unit 150 output at least two systems of output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ). The X-axis signal output unit 140 of this example outputs two systems of output signals V x1 (θ) and V x2 (θ) to the error correction unit 160. In addition, the Y-axis signal output unit 150 of the present example outputs two systems of output signals V y1 (θ) and V y2 (θ) to the error correction unit 160.

誤差補正部160は、予め定められた較正パラメータに基づいて、X軸方向およびY軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する。誤差補正部160は、X軸信号出力部140およびY軸信号出力部150に接続され、X軸方向およびY軸方向の出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を受信する。また、誤差補正部160は、記憶部190に接続され、記憶部190から較正パラメータを読み出す。これにより、誤差補正部160は、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を、較正パラメータで補正する。誤差補正部160は、補正した出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を誤差補正信号として角度信号算出部170に供給する。 The error correction unit 160 outputs error correction signals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, based on predetermined calibration parameters. The error correction unit 160 is connected to the X-axis signal output unit 140 and the Y-axis signal output unit 150, and receives output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) in the X-axis direction and the Y-axis direction. The error correction unit 160 is connected to the storage unit 190 and reads calibration parameters from the storage unit 190. Thereby, the error correction unit 160 corrects the output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) with the calibration parameters. The error correction unit 160 supplies the corrected output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) to the angle signal calculation unit 170 as error correction signals.

角度信号算出部170は、誤差補正部160から誤差補正信号を受信する。角度信号算出部170は、受信した誤差補正信号に基づいて、角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を算出する。誤差補正信号が適切に補正された信号の場合、角度信号算出部170は、回転角θと略一致する角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を出力する。 The angle signal calculation unit 170 receives the error correction signal from the error correction unit 160. The angle signal calculation unit 170 calculates angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) based on the received error correction signal. When the error correction signal is an appropriately corrected signal, the angle signal calculation unit 170 outputs angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) that substantially match the rotation angle θ.

一例において、角度信号算出部170は、(数10)式または同等の式を計算することにより、角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を算出する。例えば、角度信号算出部170は、三角関数計算モデルに基づくCORDIC(COordinate Rotation DIgital Computer)回路等の計算回路等を内部に有してよい。CORDIC回路は、予め定められたCORDICアルゴリズムを実行する。 In one example, the angle signal calculation unit 170 calculates the angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) by calculating Expression (10) or an equivalent expression. For example, the angle signal calculation unit 170 may include a calculation circuit or the like such as a CORDIC (COORDINATE ROTATION DIGITAL COMPUTER) circuit based on a trigonometric function calculation model. The CORDIC circuit executes a predetermined CORDIC algorithm.

角度信号算出部170は、(数9)式において、理想的なホール起電力信号(V,V)が得られる場合、回転磁石410の回転角θと略一致する角度信号(Φ(θ),Φ(θ))を出力する。理想的なホール起電力信号(V,V)が得られる場合とは、例えば、Vos_xおよびVos_yが略零であり、AがAに略等しく、かつ、αが略零である場合である。 When the ideal Hall electromotive force signal (V X , V Y ) is obtained in the equation (9), the angle signal calculation unit 170 has an angle signal (Φ 11 ) that substantially matches the rotation angle θ of the rotating magnet 410. θ) and Φ 2 (θ)) are output. An ideal Hall electromotive force signal (V X , V Y ) is obtained when, for example, V os_x and V os_y are substantially zero, A x is substantially equal to A y , and α is substantially zero. It is the case.

一方、理想的なホール起電力信号(V,V)が得られない場合、角度信号算出部170が出力する角度信号(Φ(θ),Φ(θ))は、回転角θと一致せず、φ(θ)およびθの差異(φ(θ)−θ)が回転角センサ100の角度非線形性誤差となる。理想的なホール起電力信号(V,V)が得られない場合とは、オフセットVos_x、Vos_y、振幅値の差分(A−A)、および非直交性誤差αのうち少なくとも1つが略零でない場合である。例えば、角度非線形性誤差は、回転角センサモジュール300の組み立て誤差に起因する。 On the other hand, when the ideal Hall electromotive force signals (V X , V Y ) cannot be obtained, the angle signals (Φ 1 (θ), Φ 2 (θ)) output by the angle signal calculation unit 170 are the rotation angles θ And the difference between φ (θ) and θ (φ (θ) −θ) is an angle nonlinearity error of the rotation angle sensor 100. The case where an ideal Hall electromotive force signal (V X , V Y ) cannot be obtained means that at least one of offset V osx , V osy , amplitude difference (A x −A y ), and non-orthogonality error α This is a case where one is not substantially zero. For example, the angle non-linearity error is caused by an assembly error of the rotation angle sensor module 300.

入出力部180は、外部の装置等に接続され、当該外部の装置等と較正パラメータを授受する。入出力部180は、回転角センサ100のインターフェース回路でよく、この場合、較正パラメータに加えて、回転角センサ100内部で用いられる他のパラメータおよびデータ等を授受してもよい。入出力部180は、外部から受けとった較正パラメータを記憶部190に供給する。また、入出力部180は、記憶部190に記憶された較正パラメータを外部に供給する。   The input / output unit 180 is connected to an external device or the like, and exchanges calibration parameters with the external device or the like. The input / output unit 180 may be an interface circuit of the rotation angle sensor 100. In this case, in addition to the calibration parameters, other parameters and data used in the rotation angle sensor 100 may be exchanged. The input / output unit 180 supplies calibration parameters received from the outside to the storage unit 190. Further, the input / output unit 180 supplies the calibration parameters stored in the storage unit 190 to the outside.

記憶部190は、較正パラメータを記憶する。回転角センサ100が算出する角度信号の誤差を較正するための少なくとも1つの較正パラメータを記憶する。較正パラメータは、X軸方向のオフセットVos_x、Y軸方向のオフセットVos_y、磁気感度のミスマッチ、および非直交性誤差αに基づく角度非線形性誤差のうち、少なくとも1つの誤差を低減させるパラメータを含んでよい。 The storage unit 190 stores calibration parameters. At least one calibration parameter for calibrating the error of the angle signal calculated by the rotation angle sensor 100 is stored. Calibration parameters, the offset V Os_x the X-axis direction, Y axis direction of the offset V Os_y, mismatch of the magnetic sensitivity, and among the angular nonlinear error based on non-orthogonality errors alpha, include parameters to reduce at least one error It's okay.

較正パラメータ生成装置200は、入出力部180に接続され、較正パラメータを生成する。本例の較正パラメータ生成装置200は、取得部210と、算出部220と、パラメータ供給部230と、を備える。   The calibration parameter generation device 200 is connected to the input / output unit 180 and generates a calibration parameter. The calibration parameter generation device 200 of this example includes an acquisition unit 210, a calculation unit 220, and a parameter supply unit 230.

取得部210は、回転角センサ100から出力信号を取得する。本例の取得部210は、X軸信号出力部140およびY軸信号出力部150に接続され、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を取得する。取得部210は、取得した出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を、較正パラメータ生成装置200内部の記憶部190等に記憶してよい。 The acquisition unit 210 acquires an output signal from the rotation angle sensor 100. The acquisition unit 210 of this example is connected to the X-axis signal output unit 140 and the Y-axis signal output unit 150 and acquires output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ). The acquisition unit 210 may store the acquired output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) in the storage unit 190 or the like inside the calibration parameter generation device 200.

算出部220は、取得部210又は記憶部190に接続され、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を受信する。算出部220は、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)に基づいて、回転角センサ100を較正する較正パラメータを算出する。一例において、算出部220は、第1センサ110が出力した出力信号(Vx1,Vx2)と、第2センサ120が出力した出力信号(Vy1,Vy2)との差分に基づいて、較正パラメータを算出する。出力信号(Vx1,Vx2)と出力信号(Vy1,Vy2)との差分とは、出力信号(Vx1,Vx2)に基づく信号と、出力信号(Vy1,Vy2)に基づく信号との差分を含む。これにより、算出部220は、第1センサ110と第2センサ120との間の距離に依存した信号に基づいた較正パラメータを算出することができる。較正パラメータの算出方法については後述する。 The calculation unit 220 is connected to the acquisition unit 210 or the storage unit 190 and receives output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ). The calculation unit 220 calculates calibration parameters for calibrating the rotation angle sensor 100 based on the output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ). In one example, the calculation unit 220 calibrates based on the difference between the output signals (V x1 , V x2 ) output from the first sensor 110 and the output signals (V y1 , V y2 ) output from the second sensor 120. Calculate the parameters. The difference between the output signal (V x1, V x2) and the output signal (V y1, V y2), and a signal based on the output signal (V x1, V x2), based on the output signal (V y1, V y2) Includes the difference from the signal. Thereby, the calculation unit 220 can calculate a calibration parameter based on a signal that depends on the distance between the first sensor 110 and the second sensor 120. A method for calculating the calibration parameter will be described later.

また、算出部220は、角度信号φ(θ)に基づき、且つ、角度θを用いずに較正パラメータを算出する。これにより、算出部220は、角度θを検出するためのエンコーダを用いることなく、較正パラメータを算出できる。 The calculation unit 220 calculates a calibration parameter based on the angle signal φ (θ n ) and without using the angle θ n . Thereby, the calculation part 220 can calculate a calibration parameter, without using the encoder for detecting angle (theta) n .

パラメータ供給部230は、算出部220に接続され、当該算出部220から較正パラメータを受信する。また、パラメータ供給部230は、受信した較正パラメータを回転角センサ100に供給する。本例のパラメータ供給部230は、入出力部180に接続され、較正パラメータを入出力部180に送信する。   The parameter supply unit 230 is connected to the calculation unit 220 and receives calibration parameters from the calculation unit 220. Further, the parameter supply unit 230 supplies the received calibration parameter to the rotation angle sensor 100. The parameter supply unit 230 of this example is connected to the input / output unit 180 and transmits calibration parameters to the input / output unit 180.

また、パラメータ供給部230は、回転角センサ100に較正パラメータを供給するか否かを制御してよい。例えば、パラメータ供給部230は、記憶部190に較正パラメータが記憶されている場合、較正パラメータの更新が必要な場合にのみ、較正パラメータを回転角センサ100に送信する。   Further, the parameter supply unit 230 may control whether to supply calibration parameters to the rotation angle sensor 100. For example, when the calibration parameter is stored in the storage unit 190, the parameter supply unit 230 transmits the calibration parameter to the rotation angle sensor 100 only when the calibration parameter needs to be updated.

図5は、角度非線形性誤差の要因であるセンサ位置ずれを説明するための図である。本例の回転角センサ100は、位置ずれ(Dx,Dy)を有する。位置ずれ(Dx,Dy)は、回転磁石410の中心を原点とした場合のセンサ位置を示す。例えば、位置ずれ(Dx,Dy)は、回転角センサ100の組み立て時に発生し、角度非線形性誤差の要因となる場合がある。   FIG. 5 is a diagram for explaining the sensor position deviation which is a factor of the angle nonlinearity error. The rotation angle sensor 100 of this example has a positional deviation (Dx, Dy). The displacement (Dx, Dy) indicates the sensor position when the center of the rotating magnet 410 is the origin. For example, the positional deviation (Dx, Dy) may occur during assembly of the rotation angle sensor 100 and may cause an angular nonlinearity error.

図6は、角度非線形性誤差の要因である回転軸ずれを説明するための図である。回転磁石410のN極S極方向をD方向(本例ではX軸方向)とする。また、XY平面において、D方向に直交する方向をQ方向(本例ではY軸方向)とする。この場合、回転軸412のずれが(Ed,Eq)となる。回転軸412のずれ(Ed,Eq)は、回転角センサモジュール300の組み立て工程だけではなく、回転磁石410における磁石の着磁むらによっても生ずる。回転軸412のずれ(Ed,Eq)によって、回転角センサ100の偏心が生じる場合がある。   FIG. 6 is a diagram for explaining the rotational axis deviation which is a factor of the angle nonlinearity error. The N pole S pole direction of the rotating magnet 410 is defined as the D direction (in this example, the X axis direction). In the XY plane, the direction orthogonal to the D direction is defined as the Q direction (in this example, the Y axis direction). In this case, the deviation of the rotating shaft 412 is (Ed, Eq). The deviation (Ed, Eq) of the rotation shaft 412 occurs not only due to the assembly process of the rotation angle sensor module 300 but also due to uneven magnetization of the magnet in the rotation magnet 410. The eccentricity of the rotation angle sensor 100 may occur due to the deviation (Ed, Eq) of the rotation shaft 412.

図7は、較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。較正パラメータ生成装置200は、ステップS100〜S130を実行することにより、較正パラメータを生成する。   FIG. 7 shows an example of the operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200. The calibration parameter generation device 200 generates calibration parameters by executing steps S100 to S130.

まず、XY平面上に回転角センサ100を設置する(S100)。ここで、回転角センサ100を設置するXY平面は、回転角センサ100が検出する磁場の方向と略平行な平面である。また、当該平面は、回転角センサ100が検出する磁場の方向によって形成される平面と略一致することが望ましい。   First, the rotation angle sensor 100 is installed on the XY plane (S100). Here, the XY plane on which the rotation angle sensor 100 is installed is a plane substantially parallel to the direction of the magnetic field detected by the rotation angle sensor 100. Further, it is desirable that the plane is substantially coincident with the plane formed by the direction of the magnetic field detected by the rotation angle sensor 100.

次に、回転角センサ100に磁場を印加して、較正パラメータ生成装置200は回転角センサ100の出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を取得する(S110)。ここで、回転角センサ100に印加する磁場は、XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場である。例えば、回転角センサ100は、XY平面上の予め定められた方向に対して、0°、120°、および240°の角度を有するXY平面上の3つの方向の磁場がそれぞれ印加される。このような磁場を印加する装置の一例を、図8を用いて説明する。 Next, a magnetic field is applied to the rotation angle sensor 100, and the calibration parameter generation device 200 acquires output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) of the rotation angle sensor 100 (S110). Here, the magnetic field applied to the rotation angle sensor 100 is a magnetic field in the N direction (N is an integer of 3 or more) whose direction is different by an angle obtained by equally dividing 360 degrees into N on the XY plane. For example, the rotation angle sensor 100 is applied with magnetic fields in three directions on the XY plane having angles of 0 °, 120 °, and 240 ° with respect to predetermined directions on the XY plane. An example of an apparatus for applying such a magnetic field will be described with reference to FIG.

図8は、磁場印加装置30を、回転角センサ100および較正パラメータ生成装置200と共に示す。本例の磁場印加装置30は、360度を4等分した角度(90°)ずつ方向が異なる4方向の磁場を、回転角センサ100に印加する例を示す。磁場印加装置30は、第1コイル部42と、第2コイル部44と、第3コイル部46と、第4コイル部48と、を備える。   FIG. 8 shows the magnetic field application device 30 together with the rotation angle sensor 100 and the calibration parameter generation device 200. The magnetic field application device 30 of this example shows an example in which magnetic fields in four directions whose directions are different from each other by an angle (90 °) obtained by dividing 360 degrees into four are applied to the rotation angle sensor 100. The magnetic field application device 30 includes a first coil unit 42, a second coil unit 44, a third coil unit 46, and a fourth coil unit 48.

第1コイル部42および第3コイル部46は、略同一の形状および材料で形成され、略同一の中心軸を有するヘルムホルツコイルでよい。本例では、第1コイル部42および第3コイル部46の中心軸が、Y軸方向と略平行に配置された例を示す。第1コイル部42および第3コイル部46は、流れる電流の方向に応じて、回転角センサ100に+Y軸方向および−Y軸方向の磁場を切り換えて印加する。また、第1コイル部42および第3コイル部46は、流れる電流の大きさを制御することにより、印加する磁場の大きさを調節できる。即ち、第1コイル部42および第3コイル部46は、+X軸方向に対して、略90°および略270°の角度を有する磁場を回転角センサ100に印加する。   The first coil portion 42 and the third coil portion 46 may be Helmholtz coils formed of substantially the same shape and material and having substantially the same central axis. In this example, an example is shown in which the central axes of the first coil portion 42 and the third coil portion 46 are arranged substantially parallel to the Y-axis direction. The first coil unit 42 and the third coil unit 46 switch and apply magnetic fields in the + Y axis direction and the −Y axis direction to the rotation angle sensor 100 according to the direction of the flowing current. The first coil portion 42 and the third coil portion 46 can adjust the magnitude of the magnetic field to be applied by controlling the magnitude of the flowing current. That is, the first coil unit 42 and the third coil unit 46 apply a magnetic field having angles of about 90 ° and about 270 ° to the rotation angle sensor 100 with respect to the + X axis direction.

第2コイル部44および第4コイル部48は、略同一の形状および材料で形成され、略同一の中心軸を有するヘルムホルツコイルでよい。本例では、第2コイル部44および第4コイル部48の中心軸が、X軸方向と略平行に配置された例を示す。第2コイル部44および第4コイル部48は、流れる電流の方向に応じて、回転角センサ100に+X軸方向および−X軸方向の磁場を切り換えて印加する。即ち、第2コイル部44および第4コイル部48は、+X軸方向に対して、略0°および略180°の角度の磁場を回転角センサ100に印加する。   The second coil portion 44 and the fourth coil portion 48 may be Helmholtz coils formed of substantially the same shape and material and having substantially the same central axis. In this example, an example is shown in which the central axes of the second coil portion 44 and the fourth coil portion 48 are arranged substantially parallel to the X-axis direction. The second coil unit 44 and the fourth coil unit 48 switch and apply magnetic fields in the + X axis direction and the −X axis direction to the rotation angle sensor 100 according to the direction of the flowing current. That is, the second coil unit 44 and the fourth coil unit 48 apply a magnetic field having angles of approximately 0 ° and approximately 180 ° to the rotation angle sensor 100 with respect to the + X axis direction.

なお、本例では、第1コイル部42および第3コイル部46の中心軸と、第2コイル部44および第4コイル部48の中心軸の交点に、回転角センサ100が配置される例を示す。以上のように、磁場印加装置30は、複数のコイル部の配置に応じて、XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場を、回転角センサ100にそれぞれ印加することができる。   In this example, the rotation angle sensor 100 is arranged at the intersection of the central axes of the first coil portion 42 and the third coil portion 46 and the central axes of the second coil portion 44 and the fourth coil portion 48. Show. As described above, the magnetic field application device 30 has a magnetic field in the N direction (N is an integer of 3 or more) having different directions by an angle obtained by equally dividing 360 degrees into N on the XY plane according to the arrangement of the plurality of coil units. Can be applied to the rotation angle sensor 100, respectively.

取得部210は、XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場が、回転角センサ100にそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を当該回転角センサ100から取得する。例えば、取得部210は、XY平面上の予め定められた方向に対するN方向の磁場のそれぞれの角度θ(n=0,1,2,・・・,N−1)に対応して出力される、少なくとも2系統のX軸方向およびY軸方向の出力信号(VX1(θ),VX2(θ),VY1(θ),VY2(θ))を取得する。 The acquisition unit 210 outputs a magnetic field in the N direction (N is an integer of 3 or more) having different directions by an angle obtained by equally dividing 360 degrees into N on the XY plane in response to each applied to the rotation angle sensor 100. Output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) are acquired from the rotation angle sensor 100. For example, the acquisition unit 210 is output corresponding to each angle θ n (n = 0, 1, 2,..., N−1) of the magnetic field in the N direction with respect to a predetermined direction on the XY plane. At least two systems of output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction (V X1n ), V X2n ), V Y1n ), V Y2n )) are acquired.

次に、算出部220は、少なくとも2系統の出力信号(VX1(θ),VX2(θ),VY1(θ),VY2(θ))に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する(S120)。そして、パラメータ供給部230は、算出部220が算出した較正パラメータを回転角センサ100の記憶部190に供給して記憶させる(S130)。以上のように、本例の回転角センサモジュール300は、磁場印加装置30を用いて回転角センサ100に予め定められた複数の方向の磁場を印加し、当該回転角センサ100の角度非線形性誤差を補正する較正パラメータを生成することができる。 Next, the calculation unit 220 is based on at least two systems of output signals (V X1n ), V X2n ), V Y1n ), V Y2n )). A calibration parameter for calibrating is calculated (S120). Then, the parameter supply unit 230 supplies the calibration parameter calculated by the calculation unit 220 to the storage unit 190 of the rotation angle sensor 100 for storage (S130). As described above, the rotation angle sensor module 300 of this example applies a magnetic field in a plurality of predetermined directions to the rotation angle sensor 100 using the magnetic field application device 30, and the angular nonlinearity error of the rotation angle sensor 100. Calibration parameters can be generated that correct for.

図9は、較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。取得部210は、回転磁石410の回転に応じて、2系統の出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を取得する(S210)。算出部220は、偶数倍波の較正パラメータを算出する(S220)。ステップS220は、第1算出段階の一例である。パラメータ供給部230は、算出部220が算出した較正パラメータを回転角センサ100に供給する(S225)これにより、算出部220は、回転角センサ100の位置ずれ(Dx,Dy)によって発生した角度非線形性誤差を較正する。回転角センサ100を横配置した場合、図9のように位置ずれ(Dx,Dy)による比較的大きな誤差成分を先に較正することが好ましい。算出部220は、誤差成分がもともと小さい場合、1度の回転磁石410の回転ですべての較正パラメータを算出すればよい。 FIG. 9 shows an example of an operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200. The acquisition unit 210 acquires two systems of output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) according to the rotation of the rotating magnet 410 (S210). The calculation unit 220 calculates calibration parameters for even harmonics (S220). Step S220 is an example of a first calculation stage. The parameter supply unit 230 supplies the calibration parameter calculated by the calculation unit 220 to the rotation angle sensor 100 (S225). As a result, the calculation unit 220 performs angular nonlinearity caused by the positional deviation (Dx, Dy) of the rotation angle sensor 100. Calibrate the sex error. When the rotation angle sensor 100 is disposed horizontally, it is preferable to first calibrate a relatively large error component due to positional deviation (Dx, Dy) as shown in FIG. When the error component is originally small, the calculation unit 220 may calculate all the calibration parameters by one rotation of the rotating magnet 410.

なお、パラメータ供給部230が較正パラメータを供給(S225)した後は、必要に応じて、2系統の出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を取得する(S210)段階に戻ってもよい。これにより、偶数倍波の誤差成分が大きい場合でも複数回、同一成分の較正を行い、計算精度を向上させながら徐々に誤差を低減することが期待できる。よって、算出部220は、エンコーダによる真の磁石角度θを用いなくとも、精度良く較正パラメータを算出できる。 In addition, after the parameter supply unit 230 supplies the calibration parameters (S225), if necessary, the output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) of two systems are acquired (S210). May be. Thereby, even when the error component of the even-numbered harmonic wave is large, it can be expected that the error is gradually reduced while improving the calculation accuracy by performing calibration of the same component a plurality of times. Therefore, the calculation unit 220 can calculate the calibration parameter with high accuracy without using the true magnet angle θ by the encoder.

次に、回転軸412のずれ(Ed,Eq)の大小関係を比較する(S230)。例えば、算出部220は、回転軸412のずれ(Ed,Eq)が0より大きいか否かを判断する。ステップS230は、比較段階の一例である。算出部220は、回転軸412のずれ(Ed,Eq)の大きさに応じて、較正パラメータの算出方法を選択する。例えば、算出部220は、回転軸412のずれ成分の大小関係に応じて、奇数倍波の較正パラメータを算出するか否かを判断する。   Next, the magnitude relationship of the deviation (Ed, Eq) of the rotation shaft 412 is compared (S230). For example, the calculation unit 220 determines whether or not the deviation (Ed, Eq) of the rotation shaft 412 is greater than zero. Step S230 is an example of a comparison stage. The calculation unit 220 selects a calibration parameter calculation method according to the magnitude of the deviation (Ed, Eq) of the rotating shaft 412. For example, the calculation unit 220 determines whether or not to calculate odd-numbered harmonic calibration parameters according to the magnitude relationship of the deviation components of the rotation shaft 412.

Ed,Eq>0の場合、算出部220は、奇数倍波の較正パラメータを算出する(S240)。即ち、算出部220は、偶数倍波および奇数倍波の両方を用いて、較正パラメータを算出する。ステップS240は、比較段階の後に実行される第2算出段階の一例である。   In the case of Ed, Eq> 0, the calculation unit 220 calculates an odd-numbered harmonic calibration parameter (S240). That is, the calculation unit 220 calculates the calibration parameter using both the even and odd harmonics. Step S240 is an example of a second calculation stage executed after the comparison stage.

一方、Ed,Eq>0でない場合、回転軸412のずれ(Ed,Eq)の大きさに応じて、奇数倍波の較正パラメータの算出方法を決定する(S235)。例えば、Ed>>Eq≒0又はEq>>Ed≒0の場合、算出部220は、偶数倍波の算出方法を用いる。算出部220は、Ed>>Eq≒0の場合、余弦波成分に基づき較正パラメータを算出し、Eq>>Ed≒0の場合、正弦波成分に基づき較正パラメータを算出してよい。また、Ed,Eq≒ 0の場合、回転軸412のずれ(Ed,Eq)が小さいので、奇数倍波についてさらなる補正をする必要がない。   On the other hand, if Ed, Eq> 0 is not satisfied, a method for calculating the calibration parameter of the odd harmonic is determined according to the magnitude of the deviation (Ed, Eq) of the rotating shaft 412 (S235). For example, when Ed >> Eq≈0 or Eq >> Ed≈0, the calculation unit 220 uses an even-numbered harmonic calculation method. The calculation unit 220 may calculate the calibration parameter based on the cosine wave component when Ed >> Eq≈0, and may calculate the calibration parameter based on the sine wave component when Eq >> Ed≈0. Further, in the case of Ed, Eq≈0, the deviation (Ed, Eq) of the rotating shaft 412 is small, so that it is not necessary to further correct the odd harmonics.

パラメータ供給部230は、算出部220が算出した較正パラメータを回転角センサ100に供給する(S250)。なお、パラメータ供給部230が較正パラメータを供給(S250)した後は、センサ位置や軸ずれの変動による誤差発生などに応じて、(S210)段階に戻ってもよい。   The parameter supply unit 230 supplies the calibration parameter calculated by the calculation unit 220 to the rotation angle sensor 100 (S250). Note that after the parameter supply unit 230 supplies the calibration parameters (S250), the process may return to the step (S210) depending on the occurrence of an error due to variations in the sensor position or the axis deviation.

図10は、較正パラメータ生成装置200の動作フローの一例を示す。本例の動作フローでは、ステップS230において、Ed,Eq>0と判断される場合の補正アルゴリズムについて主に説明する。較正パラメータは、第1センサ110および第2センサ120のそれぞれについて算出される。センサ1およびセンサ2は、一例として、第1センサ110および第2センサ120である。   FIG. 10 shows an example of an operation flow of the calibration parameter generation apparatus 200. In the operation flow of this example, a correction algorithm when it is determined that Ed, Eq> 0 in step S230 will be mainly described. The calibration parameter is calculated for each of the first sensor 110 and the second sensor 120. The sensor 1 and the sensor 2 are the 1st sensor 110 and the 2nd sensor 120 as an example.

取得部210は、回転磁石410の回転に応じて、第1センサ110および第2センサ120から、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)を取得する(S310,S315)。例えば、上述の通り、回転角センサ100は、回転磁場に対して、(数9)式で示されるホール起電力信号(Vx,Vy)を出力する。 The acquisition unit 210 acquires output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ) from the first sensor 110 and the second sensor 120 according to the rotation of the rotating magnet 410 (S310, S315). For example, as described above, the rotation angle sensor 100 outputs the Hall electromotive force signal (Vx, Vy) represented by the equation (9) with respect to the rotating magnetic field.

算出部220は、第1センサ110および第2センサ120のそれぞれについて、振幅誤差MAGに関しフーリエ級数展開する(S320,S325)。MAGは、振幅信号の誤差成分として、第1センサ110および第2センサ120の振幅信号magより算出される。このように、MAGに関する関数式の係数が算出される。更に、第1センサ110と第2センサ120の出力角度の差を算出し、フーリエ級数展開する(S330)。   The calculation unit 220 performs Fourier series expansion on the amplitude error MAG for each of the first sensor 110 and the second sensor 120 (S320, S325). MAG is calculated from the amplitude signal mag of the first sensor 110 and the second sensor 120 as an error component of the amplitude signal. In this way, the coefficient of the functional expression regarding MAG is calculated. Further, the difference between the output angles of the first sensor 110 and the second sensor 120 is calculated, and Fourier series expansion is performed (S330).

例えば、振幅信号magはホール起電力信号(Vx,Vy)を用いて次式で示される。

Figure 2019028037
For example, the amplitude signal mag is expressed by the following equation using the Hall electromotive force signal (Vx, Vy).
Figure 2019028037

図11は、角度信号φ(θ)と振幅信号magの誤差成分を説明するための図である。縦軸は、ホール起電力信号(Vy)を示し、横軸はホール起電力信号(Vx)を示す。破線は、理想的な回転ベクトル(Vx,Vy)=(cos(θ),sin(θ))を示す。   FIG. 11 is a diagram for explaining error components of the angle signal φ (θ) and the amplitude signal mag. The vertical axis represents the Hall electromotive force signal (Vy), and the horizontal axis represents the Hall electromotive force signal (Vx). A broken line indicates an ideal rotation vector (Vx, Vy) = (cos (θ), sin (θ)).

MAGは、回転ベクトルに対して、法線方向のずれとして表れる。角度誤差INLは、回転ベクトル(Vx,Vy)に対して、接線方向のずれとして表れる。例えば、MAG(θ)およびINL(θ)は、それぞれ次式で示される。

Figure 2019028037
MAG(θ)は、規格化されているので1が理想値である。INL(θ)は、0が理想値である。但し、MAG(θ)およびINL(θ)は、IC内の誤差や、組み立て時の位置ずれ等により4次以上の誤差を含む。なお、本例では、4次までのMAG(θ)およびINL(θ)について示したが、理論上は、MAG(θ)およびINL(θ)の次数が5次以上であってもよい。 MAG appears as a deviation in the normal direction with respect to the rotation vector. The angle error INL appears as a tangential shift with respect to the rotation vector (Vx, Vy). For example, MAG (θ) and INL (θ) are represented by the following equations, respectively.
Figure 2019028037
Since MAG (θ) is standardized, 1 is an ideal value. As for INL (θ), 0 is an ideal value. However, MAG (θ) and INL (θ) include fourth-order or higher errors due to errors in the IC, positional deviations during assembly, and the like. In this example, MAG (θ) and INL (θ) up to the fourth order are shown, but theoretically, the orders of MAG (θ) and INL (θ) may be the fifth order or more.

本例の回転角センサ100は、回転磁石410の中心から一定距離だけ離して設けられ、第1センサ110および第2センサ120を回転磁石410の接線方向に並行して配置する。これにより、回転角センサ100は、2系統のMAG信号及びINL信号の差分を算出できる。   The rotation angle sensor 100 of this example is provided apart from the center of the rotating magnet 410 by a certain distance, and the first sensor 110 and the second sensor 120 are arranged in parallel to the tangential direction of the rotating magnet 410. Thereby, the rotation angle sensor 100 can calculate the difference between the two systems of the MAG signal and the INL signal.

一例において、較正パラメータ生成装置200は、回転角センサ100が出力した信号に基づく較正パラメータにより、INLを成分ごとに推定する。そして、回転ベクトルを複素数平面に変換すると回転ベクトルの実部が法線成分、虚部が接線成分となるので、誤差を含んだ回転ベクトルの実部と虚部の関係がINLとMAGの相関関係となる。例えば、較正パラメータは、MAGとINLの相関係数(INL/MAG)とMAGの積である。   In one example, the calibration parameter generation apparatus 200 estimates INL for each component by using calibration parameters based on a signal output from the rotation angle sensor 100. When the rotation vector is converted to a complex plane, the real part of the rotation vector becomes a normal component and the imaginary part becomes a tangential component, so the relationship between the real part and the imaginary part of the rotation vector including an error is the correlation between INL and MAG. It becomes. For example, the calibration parameter is the product of MAG and INL correlation coefficient (INL / MAG) and MAG.

図12は、Hmagの実数部と虚数部の関係を説明するための図である。Hmagは、次式で示される。

Figure 2019028037
ここで、D=Dx+iDy、E=Ed+iEqであり、α,β,γは実数である。Hmagの実数部は、理想MAG信号を1としたときの実装誤差を含んだMAG信号を示す。また、Hmagの虚数部は、INLを示す。本明細書において、較正パラメータ生成装置200が実装要因の誤差(Dx,Dy,Ed,Eq)を含む場合を、非軸端配置と称する。また、較正パラメータ生成装置200が実装要因の誤差(Dx,Dy,Ed,Eq)を含まない場合や、これらの誤差を無視できる場合を軸端配置と称する。 FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the real part and the imaginary part of H mag . H mag is represented by the following equation.
Figure 2019028037
Here, D = Dx + iDy, E = Ed + iEq, and α, β, and γ are real numbers. The real part of H mag indicates a MAG signal including a mounting error when the ideal MAG signal is 1. The imaginary part of H mag indicates INL. In this specification, the case where the calibration parameter generation device 200 includes errors (Dx, Dy, Ed, Eq) of mounting factors is referred to as non-axial end arrangement. A case where the calibration parameter generation apparatus 200 does not include mounting factor errors (Dx, Dy, Ed, Eq) or a case where these errors can be ignored is referred to as a shaft end arrangement.

非軸端配置では、実装要因の誤差(Dx,Dy,Ed,Eq)が支配的となる。(数13)式において、これら実装要因の誤差を含んだセンサ位置におけるホール起電力信号(Vx,Vy)は、実装誤差のない場合の理想MAG信号を1として規格化される。   In the non-axis end arrangement, the error (Dx, Dy, Ed, Eq) of the mounting factor is dominant. In the equation (13), the Hall electromotive force signal (Vx, Vy) at the sensor position including the error of these mounting factors is normalized with the ideal MAG signal as 1 when there is no mounting error.

次に、算出部220は、偶数倍成分について角度誤差/振幅誤差(INL/MAG)の計算で、MAGとINLの相関係数を算出する。算出部220は、MAGの偶数倍波と相関係数との積より、偶数倍波の角度誤差を推定する。さらに、算出部220は、第1センサ110と第2センサ120のY位置を推定する(S340)。   Next, the calculation unit 220 calculates a correlation coefficient between MAG and INL by calculating an angle error / amplitude error (INL / MAG) for the even multiple component. The calculation unit 220 estimates the angular error of the even harmonics from the product of the even harmonics of the MAG and the correlation coefficient. Furthermore, the calculation unit 220 estimates the Y positions of the first sensor 110 and the second sensor 120 (S340).

ここで、偶数倍波の誤差成分の推定方法について説明する。偶数倍波に関し、MAG(θ)およびINL(θ)は、次式で示される。

Figure 2019028037
Here, a method for estimating the error component of even-numbered harmonics will be described. For even harmonics, MAG (θ) and INL (θ) are expressed by the following equations.
Figure 2019028037

位置ずれ(Dx,Dy)が生じている場合、(数14)式より2次の誤差がMAGとINLに表れる。また、4倍周期、6倍周期といった偶数倍波の誤差も同様の傾向にある。MAGの係数は規格化したMAG(θ)をフーリエ級数展開することで算出される。θは、回転磁石410の回転角で360度をN等分した角度ごとに磁場データを取得すると、θからθN−1で1周期となる。 When a positional deviation (Dx, Dy) occurs, a second-order error appears in MAG and INL from Equation (14). Further, even-numbered harmonic errors such as a quadruple cycle and a six-fold cycle have the same tendency. The coefficient of MAG is calculated by expanding the normalized MAG (θ n ) into a Fourier series. θ n is one cycle from θ 0 to θ N−1 when magnetic field data is acquired for each angle obtained by equally dividing 360 ° by the rotation angle of the rotating magnet 410 into N.

Figure 2019028037
Figure 2019028037
(数15)式および(数16)式を用いると、規格化したMAG(θ)は次式で示される。
Figure 2019028037
フーリエ級数展開のリファレンス角度は、回転角センサ100の角度信号φをθに代入することで近似される。即ち、本例の較正パラメータ生成装置200は、較正パラメータを算出するために、回転磁石410の角度θが不要である。したがって、較正パラメータを算出するための計算が簡略化される。但し、較正パラメータ生成装置200は、回転磁石410の角度θを用いて較正パラメータを算出することもできる。
Figure 2019028037
Figure 2019028037
By using (Expression 15) and (Expression 16), normalized MAG (θ n ) is expressed by the following expression.
Figure 2019028037
The reference angle of the Fourier series expansion is approximated by substituting the angle signal φ of the rotation angle sensor 100 into θ. That is, the calibration parameter generating apparatus 200 of this example does not need the angle θ of the rotating magnet 410 in order to calculate the calibration parameter. Therefore, the calculation for calculating the calibration parameter is simplified. However, the calibration parameter generation device 200 can also calculate the calibration parameter using the angle θ of the rotating magnet 410.

本例の較正パラメータ生成装置200は、回転角センサ100の角度信号φを、回転磁石410の角度θと仮定して演算する。例えば、較正パラメータ生成装置200は、近似の精度を上げるために、φ(θ)を等間隔に取得し、φ(θ)ごとのMAG信号を1周期分取得する。MAG信号は、φ(θ)ごとに異なるが、積分することで近似される。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
The calibration parameter generating apparatus 200 of this example calculates the angle signal φ of the rotation angle sensor 100 assuming the angle θ of the rotating magnet 410. For example, the calibration parameter generation apparatus 200 acquires φ (θ n ) at regular intervals and acquires a MAG signal for each φ (θ n ) for one period in order to improve the accuracy of approximation. The MAG signal differs for each φ (θ n ), but is approximated by integration.
Figure 2019028037
Figure 2019028037

以上より、2系統センサ間のそれぞれの実装位置誤差を含んだMAGの変化量は、MAGsin2θの係数変化の場合、Δdy=Dy1−Dy2、第1センサ110の出力がφ時の磁石の角度をθ1_n、センサ1出力がφ時の磁石の角度をθ2_nとおくと、次式が成り立つ。

Figure 2019028037
From the above, the amount of MAG change including the mounting position error between the two sensors is Δdy = D y1 −D y2 in the case of the coefficient change of MAGsin 2θ, and the output of the first sensor 110 is φ 1 the angle theta 1_n, when the sensor 1 output puts the theta 2_n the angle of the magnet o'clock phi 2, the following expression holds.
Figure 2019028037

次に、INLは、次式で示される。

Figure 2019028037
そして、2系統センサ間のそれぞれの実装位置誤差を含んだINLの変化量は、INLcos2θの係数変化の場合、次式で示される。
Figure 2019028037
Next, INL is expressed by the following equation.
Figure 2019028037
The amount of change in INL including each mounting position error between the two systems of sensors is expressed by the following equation in the case of a change in the coefficient of INLcos 2θ.
Figure 2019028037

ここで、φ(θ)−φ(θ)を計算することはできるものの、回転磁石410の角度θを用いずに計算する場合、フーリエ級数展開時の近似精度を上げるために次式の計算を行う。

Figure 2019028037
Here, although φ 1n ) −φ 2n ) can be calculated, when calculating without using the angle θ of the rotating magnet 410, in order to increase the approximation accuracy at the time of Fourier series expansion, Calculate the formula.
Figure 2019028037

較正パラメータ生成装置200は、φ(θ1n)が等間隔になるようにデータ取得した場合のφ(θ1n)との差分をφ(θ1n)で展開した式と、φ(θ2n)が等間隔になるようにデータ取得した場合のφ(θ2n)との差分をφ(θ2n)で展開した式の平均を取って近似精度を向上している。 The calibration parameter generating apparatus 200 includes a formula developed a difference between φ 21n) in the case of φ 11n) has data acquisition to be at equal intervals φ 1 (θ 1n), φ 2 ( The approximation accuracy is improved by taking the average of the expression obtained by developing the difference from φ 12n ) with φ 22n ) when data is acquired so that θ 2n ) is equally spaced.

ここで、d・2DxΔDyおよびd'・2DxΔDyがそれぞれ算出されたので、両者の比をとればINLのcos2θ成分とMAGのsin2θ成分の相関係数d'/dが近似的に算出される。また、INLのsin2θ成分とMAGのcos2θ成分の相関係数は、c'/c≒−d'/dである。   Here, since d · 2DxΔDy and d ′ · 2DxΔDy are respectively calculated, the correlation coefficient d ′ / d between the cos 2θ component of the INL and the sin 2θ component of the MAG is approximately calculated by taking the ratio of the two. The correlation coefficient between the sin 2θ component of INL and the cos 2θ component of MAG is c ′ / c≈−d ′ / d.

したがって、2系統センサそれぞれのMAG(θ)の2倍周期の係数(c(Dx2−Dy2)、d(2DxDy))と相関係数の積から、2系統センサそれぞれの2倍周期の角度誤差の較正パラメータが算出できる。 Therefore, the angle of the double cycle of each of the two sensors is calculated from the product of the coefficient (c (D x2 -D y2 ), d (2DxDy)) of the MAG (θ) of each of the two sensors and the correlation coefficient. Error calibration parameters can be calculated.

図13は、Dy座標と、MAGのsin2θの係数との関係を示す。本例のMAGのsin2θの係数は、d(2DxDy)である。算出部220は、2倍周期の正弦波の誤差係数から、センサのDy座標の推定を行う。第1センサ110および第2センサ120のそれぞれのDy座標をDy1およびDy2とすると、MAGのsin2θの係数DおよびDは、それぞれ次式で示される。
=d(2Dy1
=d(2Dy2
FIG. 13 shows the relationship between the Dy coordinates and the coefficient of sin 2θ of MAG. The coefficient of sin 2θ of the MAG in this example is d (2DxDy). The calculation unit 220 estimates the Dy coordinate of the sensor from the error coefficient of the sine wave having a double period. When the respective Dy coordinates of the first sensor 110 and second sensor 120 and D y1 and D y2, factor D 1 and D 2 of sin2θ of MAG, respectively represented by the following formula.
D 1 = d (2D x D y1 )
D 2 = d (2D x D y2 )

ここで、第1センサ110と第2センサ120についての係数比D/Dと、座標の比Dy1/Dy2が一致するので、ΔDyを用いて、Dy1およびDy2がそれぞれ次式で示される。

Figure 2019028037
Here, since the coefficient ratio D 1 / D 2 for the first sensor 110 and the second sensor 120 and the coordinate ratio D y1 / D y2 coincide, using ΔDy, D y1 and D y2 are respectively expressed by the following equations: Indicated by
Figure 2019028037

ΔDyの値は、任意の値であってよい。但し、ΔDyの値として、実際の距離がメートル系で既知の場合、算出部220は、メートル単位でDy座標を算出できる。以上の通り、本例の算出部220は、第1センサ110および第2センサ120のDy座標を、回転磁石410の角度θを用いることなく算出できる。   The value of ΔDy may be an arbitrary value. However, when the actual distance is known in the metric system as the value of ΔDy, the calculation unit 220 can calculate the Dy coordinates in units of meters. As described above, the calculation unit 220 of this example can calculate the Dy coordinates of the first sensor 110 and the second sensor 120 without using the angle θ of the rotating magnet 410.

次に、算出部220は、第1センサ110および第2センサ120のY座標と、MAGの奇数倍成分より、Dy=0の位置を推定する。また、算出部220は、角度誤差/振幅誤差(INL/MAG)の計算と組み合わせて、奇数倍波の角度誤差を推定する(S350)。   Next, the calculation part 220 estimates the position of Dy = 0 from the Y coordinate of the 1st sensor 110 and the 2nd sensor 120, and the odd multiple component of MAG. Further, the calculation unit 220 estimates the angle error of the odd-numbered harmonics in combination with the calculation of the angle error / amplitude error (INL / MAG) (S350).

例えば、次の方法により、奇数倍波の誤差成分が推定される。例えば、1倍周期の誤差に関し、MAGおよびINLは、次式で示される。

Figure 2019028037
ここで、MAG(θ)について、cosθの係数をAとし、sinθの係数をBとする。また、INL(θ)について、sinθの係数をA'とし、cosθの係数をB'とする。この場合、A、A'、B、B'について次式が成り立つ。
Figure 2019028037
For example, an error component of odd harmonics is estimated by the following method. For example, for an error of 1 time period, MAG and INL are expressed by the following equations.
Figure 2019028037
Here, for MAG (θ), the coefficient of cos θ is A, and the coefficient of sin θ is B. For INL (θ), the coefficient of sin θ is A ′, and the coefficient of cos θ is B ′. In this case, the following expressions hold for A, A ′, B, and B ′.
Figure 2019028037

規格化したMAGとINLに1倍周期の誤差があった場合、回転磁場の1次の誤差の実部と虚部をそれぞれ抜き出して上式のように、係数A、A'、B、B'を導くことができる。本例の理論は、1倍周期のみならず、3倍周期や5倍周期といった他の奇数倍波の誤差にも適用できる。   If the normalized MAG and INL have an error of 1 time period, the real part and the imaginary part of the primary error of the rotating magnetic field are extracted and the coefficients A, A ′, B, B ′ as shown in the above equation. Can guide you. The theory of this example can be applied not only to a 1-fold period but also to errors of other odd-numbered harmonics such as a 3-fold period and a 5-fold period.

Ed,Eq>0の場合、算出部220は、2系統のセンサ間のMAGとINLの差分を算出する。

Figure 2019028037
When Ed, Eq> 0, the calculation unit 220 calculates the difference between MAG and INL between the two systems of sensors.
Figure 2019028037

算出部220は、Edのかかる項とEqのかかる項ごとに比を取ることにより、b'/bおよびb'/aを算出する。さらにセンサのDx座標を含む1倍周期の誤差については、次の方法により推定される。   The calculation unit 220 calculates b ′ / b and b ′ / a by taking a ratio for each term that requires Ed and each term that requires Eq. Further, the error of 1 time period including the Dx coordinate of the sensor is estimated by the following method.

図14は、Dy座標と、MAGのcosθの係数との関係を示す。本例のMAGのcosθの係数は、(a・DxEd+b・DyEq)である。算出部220は、1倍周期の余弦波の誤差係数から、センサのDx座標の推定を行う。第1センサ110および第2センサ120のそれぞれの係数AをDy1およびDy2とすると、MAGのcosθの係数AおよびAは、それぞれ次式で示される。
=(a・DxEd+b・Dy1Eq)
=(a・DxEd+b・Dy2Eq)
FIG. 14 shows the relationship between the Dy coordinate and the coefficient of cos θ of MAG. The coefficient of cos θ of the MAG in this example is (a · DxEd + b · DyEq). The calculation unit 220 estimates the Dx coordinate of the sensor from the error coefficient of the cosine wave having a 1-cycle. Assuming that the coefficients A of the first sensor 110 and the second sensor 120 are D y1 and D y2 , the coefficients A 1 and A 2 of cos θ of the MAG are respectively expressed by the following equations.
A 1 = (a · DxEd + b · D y1 Eq)
A 2 = (a · DxEd + b · D y2 Eq)

ここで、座標Dyを横軸にした場合、切片AはaDxEdとなる。また、座標Dyを横軸にした場合の傾きから、次式が成り立つ。

Figure 2019028037
Here, when the coordinates Dy on the horizontal axis, intercept A 0 becomes ADxEd. Further, the following equation holds from the inclination when the coordinate Dy is taken on the horizontal axis.
Figure 2019028037

(数28)式に、算出されたDy2を代入すると、次式が成り立つ。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
以上の通り、算出部220は、aDxEdを算出し、Dx座標を推定できる。 Substituting the calculated D y2 into the equation (28), the following equation is established.
Figure 2019028037
Figure 2019028037
As described above, the calculation unit 220 can calculate aDxEd and estimate Dx coordinates.

図15は、Dy座標と、INLのsinθの係数との関係を示す。本例のINLのsinθの係数は、−b'・(DxEd−DyEq)である。算出部220は、1倍周期の正弦波の誤差係数から、Dy=0の場合の係数を算出する。Dy=0の場合、MAGとINLの1倍周期の誤差の関係は、次式で示される。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
FIG. 15 shows the relationship between the Dy coordinate and the coefficient of sin θ of INL. The coefficient of sin θ of INL in this example is −b ′ · (DxEd−DyEq). The calculation unit 220 calculates a coefficient in the case of Dy = 0 from the error coefficient of the sinusoidal wave with a 1-cycle. When Dy = 0, the relationship between the MAG and INL error of 1 time period is expressed by the following equation.
Figure 2019028037
Figure 2019028037

ここで、相関係数b'/bおよびb'/aは、第1センサ110と第2センサ120との差分から算出されている。したがって、算出部220は、Dy=0の場合のMAGのcosθの係数(a・DxEd)およびsinθの係数(−b・DxEq)と相関係数の積から、Dy=0の場合のINLについて、sinの係数およびcosの係数をそれぞれ算出できる。INLについて、sinθの係数をFとして、算出したDy1,Dy2の値を用いてプロットする。算出部220は、センサ位置のINLの係数であるA'およびA'を算出できる。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
Here, the correlation coefficients b ′ / b and b ′ / a are calculated from the difference between the first sensor 110 and the second sensor 120. Therefore, the calculation unit 220 calculates the INL 0 in the case of Dy = 0 from the product of the cos θ coefficient (a · DxEd) and the sin θ coefficient (−b · DxEq) in the case of Dy = 0 and the correlation coefficient. , Sin coefficient and cos coefficient can be calculated respectively. For INL 0 , the coefficient of sin θ is F, and the calculated values of D y1 and D y2 are used for plotting. The calculation unit 220 can calculate A 1 ′ and A 2 ′ that are INL coefficients of the sensor position.
Figure 2019028037
Figure 2019028037

'−A'は、INLのsinθ成分のセンサ間の変化量なのでA'−A'=b'・(ΔDyEq)として算出されている。したがって、算出部220は、1倍周期の角度誤差A'を算出することが出来、同様にして、B'を算出可能である。 A 1 ′ −A 2 ′ is calculated as A 1 ′ −A 2 ′ = b ′ · (ΔDyEq) because it is the amount of change in the sin θ component of the INL between the sensors. Therefore, the calculation unit 220 can calculate the angular error A ′ having a 1-fold period, and can similarly calculate B ′.

なお、Ed,Eq≒0の場合、演算結果が発散する恐れがあるので、場合分けすることが好ましい。

Figure 2019028037
ここで、A=(a・DxEd+b・DyEq)、B=(−b・DxEq+a・DyEd)とする。 In the case of Ed, Eq≈0, the calculation result may diverge.
Figure 2019028037
Here, it is assumed that A = (a · DxEd + b · DyEq) and B = (− b · DxEq + a · DyEd).

算出部220は、磁場の振幅信号MAGを規格化した信号をフーリエ級数展開することにより、1倍周期のcos信号の係数Aおよびsin信号の係数Bを算出する。   The calculating unit 220 calculates the coefficient A of the cosine signal and the coefficient B of the sine signal of the 1-fold period by expanding the Fourier series of the signal obtained by normalizing the magnetic field amplitude signal MAG.

次に、Eq≒0およびEd≒0の場合について考える。
Eq≒0の場合、次式が成り立つ。

Figure 2019028037
Ed≒0の場合、次式が成り立つ。
Figure 2019028037
Next, consider the case of Eq≈0 and Ed≈0.
When Eq≈0, the following equation holds.
Figure 2019028037
When Ed≈0, the following equation holds.
Figure 2019028037

非軸端配置、特にDx>>Dyのように配置した場合、Eq≒0の条件では、A>>Bが成り立つ。また、Ed≒0の場合、B>>Aが成り立つ。さらに、Ed,Eq≒0の場合、A≒B≒0が成り立つ。このように、算出部220は、AとBを比較することにより、EdおよびEqの値について場合分けできる。例えば、算出部220は、AとBを比較することにより、ステップS230の比較を実行し、動作フローの分岐を選択する。これにより、算出部220は、比を取る場合に、分母が≒0となって、較正パラメータが発散するという問題を回避できる。なお、Ed,Eq≒0の場合、偶数倍波の角度誤差と比較して1倍周期の角度誤差が小さいので、奇数倍波を用いて補正しなくてよい。   In the case of non-axial end arrangement, particularly Dx >> Dy, A >> B is satisfied under the condition of Eq≈0. Further, when Ed≈0, B >> A holds. Further, when Ed, Eq≈0, A≈B≈0 holds. Thus, the calculation unit 220 can divide the values of Ed and Eq into cases by comparing A and B. For example, the calculation unit 220 compares A and B, thereby performing the comparison in step S230 and selecting a branch of the operation flow. Thereby, the calculation unit 220 can avoid the problem that the denominator becomes ≈0 and the calibration parameter diverges when taking the ratio. In the case of Ed, Eq≈0, the angle error of the 1-fold period is smaller than the angle error of the even-numbered harmonics, and therefore correction using the odd-numbered harmonics is not necessary.

次に、Ed>>Eq≒0の場合について、奇数倍波の誤差成分の推定方法について説明する。この場合、MAGおよびINLは、次式で示される。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
Next, a method of estimating the error component of the odd harmonic will be described for Ed >> Eq≈0. In this case, MAG and INL are expressed by the following equations.
Figure 2019028037
Figure 2019028037

Ed>>Eq≒0、A>>Bの場合、1倍周期の誤差は上式のようになる。本例の理論は、1倍周期のみならず、3倍周期や5倍周期といった奇数倍波の誤差に適用できる。算出部220は、2系統のセンサ間のMAGと、それぞれの出力角度の差分を平均したものを算出する。

Figure 2019028037
このように、算出部220は、比を取ることで相関係数b'/aを算出できる。 In the case of Ed >> Eq≈0 and A >> B, the error of 1 time period is expressed by the above equation. The theory of this example can be applied not only to a 1-fold period but also to an error of an odd-numbered harmonic such as a 3-fold period or a 5-fold period. The calculation unit 220 calculates an average of the MAG between the two systems of sensors and the difference between the respective output angles.
Figure 2019028037
Thus, the calculation unit 220 can calculate the correlation coefficient b ′ / a by taking the ratio.

算出部220は、MAGのsinの係数(α・DyEd)と相関係数の積よりINLの1倍周期の余弦関数の角度誤差の較正パラメータを算出できる。また、算出部220は、MAGのcosの係数(α・DxEd)と相関係数の積を−1倍した結果より1倍周期の正弦関数の角度誤差の較正パラメータを算出できる。   The calculation unit 220 can calculate the calibration parameter of the angular error of the cosine function having a 1-fold period of INL from the product of the MAG sin coefficient (α · DyEd) and the correlation coefficient. Further, the calculation unit 220 can calculate the calibration parameter of the angular error of the sinusoidal function having a period of 1 from the result obtained by multiplying the product of the cos coefficient (α · DxEd) of the MAG and the correlation coefficient by −1.

次に、Eq>>Ed≒0の場合について、奇数倍波の誤差成分の推定方法について説明する。

Figure 2019028037
Figure 2019028037
Eq>>Ed≒0、B>>Aの場合、1倍周期の誤差は上式のようになる。本例の理論は、1倍周期のみならず、3倍周期や5倍周期といった奇数倍波の誤差に適用できる。算出部220は、2系統のセンサ間のMAGとそれぞれの出力角度の差分を平均したものを算出する。
Figure 2019028037
このように、算出部220は、比を取ることで相関係数b'/bを算出できる。 Next, a method of estimating the error component of the odd harmonic will be described for Eq >> Ed≈0.
Figure 2019028037
Figure 2019028037
In the case of Eq >> Ed≈0 and B >> A, the error of 1 time period is expressed by the above equation. The theory of this example can be applied not only to a 1-fold period but also to an error of an odd-numbered harmonic such as a 3-fold period or a 5-fold period. The calculating part 220 calculates what averaged the difference of MAG between two systems of sensors, and each output angle.
Figure 2019028037
Thus, the calculation unit 220 can calculate the correlation coefficient b ′ / b by taking the ratio.

算出部220は、MAGのcosの係数(b・DyEq)と相関係数の積よりINLの1倍周期の正弦関数の角度誤差の較正パラメータを算出する。また、算出部220は、MAGのsinの係数(−b・DxEq)と相関係数の積を−1倍した結果より1倍周期の余弦関数の角度誤差の較正パラメータを算出する。   The calculation unit 220 calculates a calibration parameter of an angular error of a sinusoidal function having a 1-fold cycle of INL from the product of the cos coefficient (b · DyEq) of the MAG and the correlation coefficient. Further, the calculation unit 220 calculates a calibration parameter for the angular error of the cosine function having a period of 1 from the result obtained by multiplying the product of the MAG sin coefficient (−b · DxEq) and the correlation coefficient by −1.

パラメータ供給部230は、周波数成分ごとに推定した較正パラメータ(例えば、角度誤差パラメータ)を記憶部190に供給して記憶させる(S360)。誤差補正部160は、推定角度誤差を用いて誤差を補正する(S370)。これにより、角度信号算出部170は、較正後の信号を出力する(S380)。   The parameter supply unit 230 supplies calibration parameters (for example, angle error parameters) estimated for each frequency component to the storage unit 190 for storage (S360). The error correction unit 160 corrects the error using the estimated angle error (S370). As a result, the angle signal calculation unit 170 outputs a signal after calibration (S380).

本例の較正パラメータ生成装置200は、回転磁石410の角度θを用いずに、回転角センサ100の出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)から較正パラメータを算出できる。本例の較正パラメータ生成装置200は、非軸端配置において回転磁石410の角度θを不要として補正できる。 The calibration parameter generating apparatus 200 of this embodiment, without using the angle θ of the rotating magnet 410 can calculate the calibration parameters from the output signal of the rotation angle sensor 100 (V x1, V x2, V y1, V y2). The calibration parameter generation device 200 of this example can correct the angle θ of the rotating magnet 410 as unnecessary in the non-axial end arrangement.

図16は、センサ位置ずれおよび回転軸ずれを有する場合の角度非線形性誤差の角度依存性を示す。縦軸は角度非線形性誤差(°)を示し、横軸は回転磁石410の角度θ(°)を示す。成分ごとに推定した角度誤差のパラメータをa'〜h'とすると、INL(θ)は、次式で示される。

Figure 2019028037
FIG. 16 shows the angle dependence of the angle nonlinearity error when there is a sensor position shift and a rotational axis shift. The vertical axis represents the angle nonlinearity error (°), and the horizontal axis represents the angle θ (°) of the rotating magnet 410. If the angle error parameters estimated for each component are a ′ to h ′, INL (θ) is expressed by the following equation.
Figure 2019028037

角度信号φ(θ)は、位置ずれおよび回転軸ずれによって生じた角度非線形性誤差を有しており、例えば横配置の場合、位置誤差が大きく発生し2倍周期で変動する成分が支配的となる。角度信号φ(θ)は、a'〜h'のパラメータを用いて、角度非直交性誤差が補正される。例えば、第1センサ110について、角度信号φ(θ)を補正した角度信号φ'(θ)は、次式で示される。

Figure 2019028037
The angle signal φ (θ n ) has an angular non-linearity error caused by a positional deviation and a rotational axis deviation. For example, in the case of horizontal arrangement, a position error is large and a component that fluctuates in a double cycle is dominant. It becomes. In the angle signal φ (θ n ), the angle non-orthogonality error is corrected using the parameters a ′ to h ′. For example, the angle signal φ ′ 11 ) obtained by correcting the angle signal φ (θ n ) for the first sensor 110 is expressed by the following equation.
Figure 2019028037

本例の結果より、補正した角度信号φ'(θ)は、角度信号φ(θ)よりも大幅に角度非直交性誤差が低減されていることが分かる。回転角センサ100は、第1センサ110および第2センサ120のそれぞれについて補正してよい。 From the result of this example, it can be seen that the angle non-orthogonality error of the corrected angle signal φ ′ 11 ) is significantly reduced as compared with the angle signal φ (θ n ). The rotation angle sensor 100 may correct each of the first sensor 110 and the second sensor 120.

図17は、他の実施例に係る回転角センサ100の構成の一例を示す。本例の回転角センサ100は、取得部210と、算出部220と、パラメータ供給部230とを備える点で、図4で示した回転角センサ100と相違する。即ち、取得部210、算出部220およびパラメータ供給部230は、第1センサ110および第2センサ120が形成された基板10と同一の基板に形成されている。なお、本例の回転角センサ100の各構成は、図4で示した回転角センサ100および較正パラメータ生成装置200の各構成と同様に動作してよい。   FIG. 17 shows an example of the configuration of the rotation angle sensor 100 according to another embodiment. The rotation angle sensor 100 of this example is different from the rotation angle sensor 100 shown in FIG. 4 in that an acquisition unit 210, a calculation unit 220, and a parameter supply unit 230 are provided. That is, the acquisition unit 210, the calculation unit 220, and the parameter supply unit 230 are formed on the same substrate as the substrate 10 on which the first sensor 110 and the second sensor 120 are formed. In addition, each structure of the rotation angle sensor 100 of this example may operate | move similarly to each structure of the rotation angle sensor 100 and the calibration parameter production | generation apparatus 200 shown in FIG.

図18は、比較例に係る回転角センサモジュール500の構成の一例を示す。図19は、比較例に係る回転角センサモジュール500の回路構成の一例を示す。   FIG. 18 shows an example of the configuration of a rotation angle sensor module 500 according to a comparative example. FIG. 19 shows an example of a circuit configuration of the rotation angle sensor module 500 according to the comparative example.

回転角センサモジュール500は、1つの第1センサ110のみを有する。即ち、回転角センサモジュール500は、X軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出するセンサについて、1系統のみを有する。したがって、回転角センサモジュール500は、較正パラメータを算出するために、回転磁石410の角度θを用いる必要がある。回転角センサモジュール500は、回転磁石410の絶対角度θを測るために、エンコーダを設ける必要がある。モーター420の制御など、高度な調整が必要となる。   The rotation angle sensor module 500 has only one first sensor 110. That is, the rotation angle sensor module 500 has only one system for sensors that detect a magnetic field in the X-axis direction and a magnetic field in the Y-axis direction. Therefore, the rotation angle sensor module 500 needs to use the angle θ of the rotating magnet 410 in order to calculate the calibration parameter. The rotation angle sensor module 500 needs to be provided with an encoder in order to measure the absolute angle θ of the rotating magnet 410. Advanced adjustment such as control of the motor 420 is required.

これに対して、回転角センサモジュール300は、X軸、Y軸の磁場検出部および角度信号を出力する信号系統を2系統有する。したがって、回転角センサモジュール300は、出力信号(Vx1,Vx2,Vy1,Vy2)のみから較正パラメータを算出できる。即ち、回転角センサモジュール300は、回転磁石410の角度θの情報を用いることなく、回転角センサ100を較正できる。これにより、回転角センサモジュール300は、回転角センサ100側での自動補正を実現できる。また、回転角センサモジュール300は、モーター420の高度な制御が不要となる。 On the other hand, the rotation angle sensor module 300 has two signal systems for outputting X-axis and Y-axis magnetic field detectors and angle signals. Therefore, the rotation angle sensor module 300 can calculate the calibration parameter only from the output signals (V x1 , V x2 , V y1 , V y2 ). That is, the rotation angle sensor module 300 can calibrate the rotation angle sensor 100 without using information on the angle θ of the rotating magnet 410. Thereby, the rotation angle sensor module 300 can realize automatic correction on the rotation angle sensor 100 side. Further, the rotation angle sensor module 300 does not require advanced control of the motor 420.

また、本例の較正パラメータ生成装置200は、3次以上の高次の誤差の較正パラメータを生成できる。よって、回転角センサモジュール300は、高精度に回転角センサ100の較正を実現する。   In addition, the calibration parameter generation apparatus 200 of the present example can generate a calibration parameter with a third or higher order error. Therefore, the rotation angle sensor module 300 realizes calibration of the rotation angle sensor 100 with high accuracy.

更に、回転角センサモジュール300は、回転角センサ100固有の角度非線形性誤差だけでなく、回転磁石410の軸ずれに起因する角度非線形性誤差を低減できる。即ち、回転角センサモジュール300は、磁場の歪の大きい非軸端配置でも補正ができるので、配置の自由度を向上できる。   Furthermore, the rotation angle sensor module 300 can reduce not only the angle non-linearity error inherent to the rotation angle sensor 100 but also the angle non-linearity error caused by the axis deviation of the rotating magnet 410. In other words, the rotation angle sensor module 300 can correct even a non-axial end arrangement with a large magnetic field distortion, thereby improving the degree of freedom of arrangement.

図20は、較正パラメータ生成装置200として機能するコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。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、および表示装置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、および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、フレキシブルディスク・ドライブ2050、および入出力チップ2070を有するレガシー入出力部と、を備える。   FIG. 20 shows an example of a hardware configuration of a computer 1900 that functions as the calibration parameter generation apparatus 200. A computer 1900 according to this embodiment is connected to a CPU peripheral unit having a CPU 2000, a RAM 2020, a graphic controller 2075, and a display device 2080 that are connected to each other by a host controller 2082, and to the host controller 2082 by an input / output controller 2084. An input / output unit having a communication interface 2030, a hard disk drive 2040, and a DVD drive 2060; a legacy input / output unit having a ROM 2010, a flexible disk drive 2050, and an input / output chip 2070 connected to the input / output controller 2084; Is provided.

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およびグラフィック・コントローラ2075とを接続する。CPU2000は、ROM2010および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。   The host controller 2082 connects the RAM 2020 to the CPU 2000 and the graphic controller 2075 that access the RAM 2020 at a high transfer rate. The CPU 2000 operates based on programs stored in the ROM 2010 and the RAM 2020 and controls each unit. The graphic controller 2075 acquires image data generated by the CPU 2000 or the like on a frame buffer provided in the RAM 2020 and displays it on the display device 2080. Instead of this, the graphic controller 2075 may include a frame buffer for storing image data generated by the CPU 2000 or the like.

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、ネットワークを介して他の装置と通信する。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およびデータを格納する。DVDドライブ2060は、DVD−ROM2095からプログラムまた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 / output controller 2084 connects the host controller 2082 to the communication interface 2030, the hard disk drive 2040, and the DVD drive 2060, which are relatively high-speed input / output devices. The communication interface 2030 communicates with other devices via a network. The hard disk drive 2040 stores programs and data used by the CPU 2000 in the computer 1900. The DVD drive 2060 reads a program or data from the DVD-ROM 2095 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020.

また、入出力コントローラ2084には、ROM2010と、フレキシブルディスク・ドライブ2050、および入出力チップ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、および/または、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。フレキシブルディスク・ドライブ2050は、フレキシブルディスク2090からプログラムまた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、フレキシブルディスク・ドライブ2050を入出力コントローラ2084へと接続すると共に、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 input / output controller 2084 is connected to the ROM 2010, the flexible disk drive 2050, and the relatively low-speed input / output device of the input / output chip 2070. The ROM 2010 stores a boot program that the computer 1900 executes at startup and / or a program that depends on the hardware of the computer 1900. The flexible disk drive 2050 reads a program or data from the flexible disk 2090 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020. The input / output chip 2070 connects the flexible disk drive 2050 to the input / output controller 2084 and inputs / outputs various input / output devices via, for example, a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like. Connect to controller 2084.

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、フレキシブルディスク2090、DVD−ROM2095、または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。   A program provided to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020 is stored in a recording medium such as the flexible disk 2090, the DVD-ROM 2095, or an IC card and provided by the user. The program is read from the recording medium, installed in the hard disk drive 2040 in the computer 1900 via the RAM 2020, and executed by the CPU 2000.

プログラムは、コンピュータ1900にインストールされ、コンピュータ1900を取得部210、算出部220、およびパラメータ供給部230として機能させる。   The program is installed in the computer 1900, and causes the computer 1900 to function as the acquisition unit 210, the calculation unit 220, and the parameter supply unit 230.

プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ1900に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である取得部210、算出部220、およびパラメータ供給部230として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ1900の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の較正パラメータ生成装置200が構築される。   The information processing described in the program is read into the computer 1900, whereby the acquisition unit 210, the calculation unit 220, and the parameter supply unit 230, which are specific means in which the software and the various hardware resources described above cooperate. Function as. And by this specific means, the calculation or processing of information according to the purpose of use of the computer 1900 in the present embodiment is realized, whereby the specific calibration parameter generation device 200 according to the purpose of use is constructed.

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、フレキシブルディスク2090、またはDVD−ROM2095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また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また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 communication is performed between the computer 1900 and an external device or the like, the CPU 2000 executes a communication program loaded on the RAM 2020 and executes a communication interface based on the processing content described in the communication program. A communication process is instructed to 2030. Under the control of the CPU 2000, the communication interface 2030 reads transmission data stored in a transmission buffer area or the like provided on a storage device such as the RAM 2020, the hard disk drive 2040, the flexible disk 2090, or the DVD-ROM 2095, and sends it to the network. The reception data transmitted or received from the network is written into a reception buffer area or the like provided on the storage device. As described above, the communication interface 2030 may transfer transmission / reception data to / from the storage device by the DMA (Direct Memory Access) method. Instead, the CPU 2000 transfers the storage device or the communication interface 2030 as the transfer source. The transmission / reception data may be transferred by reading the data from the data and writing the data to the communication interface 2030 or the storage device of the transfer destination.

また、CPU2000は、ハードディスクドライブ2040、DVDドライブ2060(DVD−ROM2095)、フレキシブルディスク・ドライブ2050(フレキシブルディスク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およ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。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、および/または記憶装置に含まれるものとする。   In addition, the CPU 2000 includes all or necessary portions of files or databases stored in an external storage device such as the hard disk drive 2040, DVD drive 2060 (DVD-ROM 2095), and flexible disk drive 2050 (flexible disk 2090). Are read into the RAM 2020 by DMA transfer or the like, and various processes are performed on the data on the RAM 2020. Then, CPU 2000 writes the processed data back to the external storage device by DMA transfer or the like. In such processing, since the RAM 2020 can be regarded as temporarily holding the contents of the external storage device, in the present embodiment, the RAM 2020 and the external storage device are collectively referred to as a memory, a storage unit, or a storage device. Various types of information such as various programs, data, tables, and databases in the present embodiment are stored on such a storage device and are subjected to information processing. Note that the CPU 2000 can also store a part of the RAM 2020 in the cache memory and perform reading and writing on the cache memory. Even in such a form, the cache memory bears a part of the function of the RAM 2020. Therefore, in the present embodiment, the cache memory is also included in the RAM 2020, the memory, and / or the storage device unless otherwise indicated. To do.

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どうかを判断し、条件が成立した場合(また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 CPU 2000 performs various operations, such as various operations, information processing, condition determination, information search / replacement, etc., described in the present embodiment, specified for the data read from the RAM 2020 by the instruction sequence of the program. Is written back to the RAM 2020. For example, when performing the condition determination, the CPU 2000 determines whether the various variables shown in the present embodiment satisfy the conditions such as large, small, above, below, equal, etc., compared to other variables or constants. When the condition is satisfied (or not satisfied), the program branches to a different instruction sequence or calls a subroutine.

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。   Further, the CPU 2000 can search for information stored in a file or database in the storage device. For example, in the case where a plurality of entries in which the attribute value of the second attribute is associated with the attribute value of the first attribute are stored in the storage device, the CPU 2000 displays the plurality of entries stored in the storage device. The entry that matches the condition in which the attribute value of the first attribute is specified is retrieved, and the attribute value of the second attribute that is stored in the entry is read, thereby associating with the first attribute that satisfies the predetermined condition The attribute value of the specified second attribute can be obtained.

以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク2090、DVD−ROM2095の他に、DVD、Blu−ray(登録商標)、またはCD等の光学記録媒体、MO等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ1900に提供してもよい。   The program or module shown above may be stored in an external recording medium. As a recording medium, in addition to the flexible disk 2090 and the DVD-ROM 2095, an optical recording medium such as a DVD, Blu-ray (registered trademark), or a CD, a magneto-optical recording medium such as an MO, a tape medium, a semiconductor such as an IC card, etc. A memory or the like can be used. Further, a storage device such as a hard disk or a RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet may be used as a recording medium, and the program may be provided to the computer 1900 via the network.

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。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can 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、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 order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10・・・基板、30・・・磁場印加装置、42・・・第1コイル部、44・・・第2コイル部、46・・・第3コイル部、48・・・第4コイル部、100・・・回転角センサ、110・・・第1センサ、111・・・第1ホール素子対、112・・・第1ホール素子、113・・・第2ホール素子、116・・・第2ホール素子対、117・・・第3ホール素子、118・・・第4ホール素子、120・・・第2センサ、121・・・第3ホール素子対、122・・・第1ホール素子、123・・・第2ホール素子、126・・第4ホール素子対、127・・・第3ホール素子、128・・・第4ホール素子、130・・・磁気収束板、140・・・X軸信号出力部、142・・・増幅部、144・・・AD変換部、150・・・Y軸信号出力部、152・・・増幅部、154・・・AD変換部、160・・・誤差補正部、170・・・角度信号算出部、180・・・入出力部、190・・・記憶部、200・・・較正パラメータ生成装置、210・・・取得部、220・・・算出部、230・・・パラメータ供給部、300・・・回転角センサモジュール、410・・・回転磁石、412・・・回転軸、420・・・モーター、500・・・回転角センサモジュール、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・・・フレキシブルディスク・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・・・フレキシブルディスク、2095・・・DVD−ROM DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 30 ... Magnetic field application apparatus, 42 ... 1st coil part, 44 ... 2nd coil part, 46 ... 3rd coil part, 48 ... 4th coil part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Rotation angle sensor, 110 ... 1st sensor, 111 ... 1st Hall element pair, 112 ... 1st Hall element, 113 ... 2nd Hall element, 116 ... 2nd Hall element pair, 117 ... third Hall element, 118 ... fourth Hall element, 120 ... second sensor, 121 ... third Hall element pair, 122 ... first Hall element, 123 ... 2nd Hall element, 126 ... 4th Hall element pair, 127 ... 3rd Hall element, 128 ... 4th Hall element, 130 ... Magnetic focusing plate, 140 ... X-axis signal Output unit, 142... Amplification unit, 144... AD conversion unit, 150. Output unit 152... Amplification unit 154... AD conversion unit 160. Error correction unit 170. Angle signal calculation unit 180. DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Calibration parameter production | generation apparatus, 210 ... Acquisition part, 220 ... Calculation part, 230 ... Parameter supply part, 300 ... Rotation angle sensor module, 410 ... Rotation magnet, 412 ... Rotating shaft, 420 ... motor, 500 ... rotation angle sensor module, 1900 ... computer, 2000 ... CPU, 2010 ... ROM, 2020 ... RAM, 2030 ... communication interface, 2040: hard disk drive, 2050: flexible disk drive, 2060 ... DVD drive, 2070 ... input / output chip, 20 5: graphic controller, 2080 ... display device, 2082 ... the host controller, 2084 ... input and output controller, 2090 ... flexible disk, 2095 ··· DVD-ROM

Claims (20)

XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、回転軸の軸回りに回転する回転磁石の前記XY平面における回転角を検出する回転角センサの較正方法であって、
前記XY平面上に前記回転角センサを設置する設置段階と
前記XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場を、前記回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、
前記N方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される、少なくとも2系統の出力信号を前記回転角センサから取得する取得段階と、
前記少なくとも2系統の出力信号に基づいて、前記回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、
前記較正パラメータを前記回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、
を備える
回転角センサの較正方法。
A rotation angle sensor calibration method for detecting a rotation angle in the XY plane of a rotating magnet that rotates around an axis of a rotation axis by detecting a magnetic field in an X-axis direction and a magnetic field in a Y-axis direction on an XY plane,
An installation step of installing the rotation angle sensor on the XY plane and a magnetic field in N directions (N is an integer of 3 or more) having different directions by an angle equal to 360 degrees divided into N on the XY plane Applying a magnetic field to each of the sensors;
An acquisition step of acquiring at least two systems of output signals from the rotation angle sensor that are output in response to application of the magnetic field in the N direction, respectively;
A calculation step of calculating a calibration parameter for calibrating the rotation angle sensor based on the output signals of the at least two systems;
Storing the calibration parameter in the storage unit of the rotation angle sensor;
A method for calibrating a rotation angle sensor.
前記回転角センサは、第1センサおよび第2センサを有し、
前記算出段階は、前記第1センサが出力した出力信号と、前記第2センサが出力した出力信号との差分に基づいて、前記較正パラメータを算出する
請求項1に記載の回転角センサの較正方法。
The rotation angle sensor has a first sensor and a second sensor,
The rotation angle sensor calibration method according to claim 1, wherein the calculation step calculates the calibration parameter based on a difference between an output signal output from the first sensor and an output signal output from the second sensor. .
前記第1センサおよび前記第2センサは、前記回転磁石の径方向の外側において、前記回転磁石の接線方向に並行して設けられる
請求項2に記載の回転角センサの較正方法。
The rotation angle sensor calibration method according to claim 2, wherein the first sensor and the second sensor are provided in parallel with a tangential direction of the rotating magnet on an outer side in a radial direction of the rotating magnet.
前記取得段階は、前記XY平面上の予め定められた方向に対する前記回転磁石のそれぞれの角度θ(n=0,1,・・・,N−1)に対応して出力される前記回転角センサのN個の角度信号φ(θ)を取得し、
前記算出段階は、前記角度信号φ(θ)に基づき、且つ、前記角度θを用いずに、前記較正パラメータを算出する
請求項1から3のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法。
In the obtaining step, the rotation angle output corresponding to each angle θ n (n = 0, 1,..., N−1) of the rotating magnet with respect to a predetermined direction on the XY plane. Obtain N angle signals φ (θ n ) of the sensor,
4. The rotation angle sensor according to claim 1, wherein the calculating step calculates the calibration parameter based on the angle signal φ (θ n ) and without using the angle θ n . 5. Calibration method.
前記算出段階は、
前記少なくとも2系統の出力信号について、偶数倍波の較正パラメータを算出する第1算出段階と、
前記第1算出段階の後に、前記回転軸のずれ成分の大小関係を比較する比較段階と、
前記比較段階の後に、前記少なくとも2系統の出力信号について、奇数倍波の較正パラメータを算出する第2算出段階と、
を備える
請求項1から4のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法。
The calculating step includes
A first calculation step of calculating calibration parameters of even harmonics for the at least two systems of output signals;
After the first calculation step, a comparison step of comparing the magnitude relationship of the deviation component of the rotation axis;
After the comparison step, a second calculation step of calculating an odd harmonic calibration parameter for the at least two output signals;
The rotation angle sensor calibration method according to any one of claims 1 to 4.
前記比較段階は、前記回転軸のずれ成分の大小関係に応じて、前記第2算出段階を実行するか否かを判断する
請求項5に記載の回転角センサの較正方法。
The rotation angle sensor calibration method according to claim 5, wherein in the comparison step, it is determined whether or not to execute the second calculation step according to a magnitude relation of a deviation component of the rotation axis.
前記取得段階は、前記XY平面上の予め定められた方向に対する前記N方向の磁場のそれぞれの角度θ(n=0,1,・・・,N−1)に対応して出力される、前記回転角センサの前記X軸方向および前記Y軸方向の前記出力信号を取得し、
前記算出段階は、前記X軸方向および前記Y軸方向の前記出力信号の角度誤差と振幅誤差との相関係数を用いて、前記較正パラメータを算出する
請求項1から6のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法。
The acquisition step is output corresponding to each angle θ n (n = 0, 1,..., N−1) of the magnetic field in the N direction with respect to a predetermined direction on the XY plane. Obtaining the output signals of the rotation angle sensor in the X-axis direction and the Y-axis direction;
The said calculation step calculates the said calibration parameter using the correlation coefficient of the angle error and amplitude error of the said output signal of the said X-axis direction and the said Y-axis direction. The rotation angle sensor calibration method described.
回転軸回りに回転する回転磁石と、XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、前記回転磁石の前記XY平面における回転角を検出する回転角センサと、を備える回転角センサモジュールの較正方法であって、
請求項1から7のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法により、前記回転角センサを較正する
回転角センサモジュールの較正方法。
A rotation magnet that rotates around a rotation axis, and a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the rotation magnet in the XY plane by detecting a magnetic field in the X-axis direction and a magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane. A method for calibrating an angular sensor module, comprising:
A calibration method for a rotation angle sensor module, wherein the rotation angle sensor is calibrated by the rotation angle sensor calibration method according to claim 1.
XY平面におけるX軸方向の磁場およびY軸方向の磁場を検出して、回転軸の回りに回転する回転磁石の前記XY平面における回転角を検出する回転角センサの少なくとも2系統の出力信号を取得する取得部と、
前記少なくとも2系統の出力信号に基づいて、前記回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出部と、
前記較正パラメータを前記回転角センサの記憶部に供給して記憶させるパラメータ供給部と、
を備え、
前記取得部は、前記XY平面上において、360度をN等分した角度ずつ方向が異なるN方向(Nは3以上の整数)の磁場が、前記回転角センサにそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号を前記回転角センサから取得する、較正パラメータ生成装置。
Detects the magnetic field in the X-axis direction and the magnetic field in the Y-axis direction on the XY plane, and obtains output signals of at least two systems of rotation angle sensors that detect the rotation angle in the XY plane of the rotating magnet rotating around the rotation axis An acquisition unit to
A calculation unit for calculating a calibration parameter for calibrating the rotation angle sensor based on the output signals of the at least two systems;
A parameter supply unit that supplies the calibration parameter to the storage unit of the rotation angle sensor and stores the calibration parameter;
With
The acquisition unit outputs a magnetic field in an N direction (N is an integer of 3 or more) having different directions by an angle obtained by dividing 360 degrees into N on the XY plane in response to application to the rotation angle sensor. A calibration parameter generation device that obtains an output signal to be obtained from the rotation angle sensor.
前記回転角センサは、第1センサおよび第2センサを有し、
前記算出部は、前記第1センサが出力した出力信号と、前記第2センサが出力した出力信号との差分に基づいて、前記較正パラメータを算出する
請求項9に記載の較正パラメータ生成装置。
The rotation angle sensor has a first sensor and a second sensor,
The calibration parameter generation device according to claim 9, wherein the calculation unit calculates the calibration parameter based on a difference between an output signal output from the first sensor and an output signal output from the second sensor.
前記第1センサおよび前記第2センサは、前記回転磁石の径方向の外側において、前記回転磁石の接線方向に並行して設けられる
請求項10に記載の較正パラメータ生成装置。
The calibration parameter generation device according to claim 10, wherein the first sensor and the second sensor are provided in parallel to a tangential direction of the rotating magnet outside the radial direction of the rotating magnet.
前記取得部は、前記XY平面上の予め定められた方向に対する前記N方向の磁場のそれぞれの角度θ(n=0,1,・・・,N−1)に対応して出力される前記回転角センサのN個の角度信号φ(θ)を取得し、
前記算出部は、前記角度信号φ(θ)に基づき、且つ、前記角度θを用いずに、前記較正パラメータを算出する
請求項9から11のいずれか一項に記載の較正パラメータ生成装置。
The acquisition unit is output corresponding to each angle θ n (n = 0, 1,..., N−1) of the magnetic field in the N direction with respect to a predetermined direction on the XY plane. Obtain N angle signals φ (θ n ) of the rotation angle sensor,
The calibration parameter generation device according to any one of claims 9 to 11, wherein the calculation unit calculates the calibration parameter based on the angle signal φ (θ n ) and without using the angle θ n. .
前記算出部は、 前記少なくとも2系統の出力信号について、偶数倍波の較正パラメータを算出し、
前記偶数倍波の較正パラメータを算出した後に、前記回転軸のずれ成分の大小関係を比較し、
前記回転軸のずれ成分の大小関係を比較した後に、前記少なくとも2系統の出力信号について、奇数倍波の較正パラメータを算出する
請求項9から12のいずれか一項に記載の較正パラメータ生成装置。
The calculation unit calculates calibration parameters of even harmonics for the at least two systems of output signals,
After calculating the calibration parameters of the even harmonics, compare the magnitude relationship of the rotational axis deviation component,
The calibration parameter generation device according to any one of claims 9 to 12, wherein after comparing the magnitude relationship of the deviation component of the rotation axis, calibration parameters for odd harmonics are calculated for the at least two systems of output signals.
前記算出部は、前記回転軸のずれ成分の大小関係に応じて、前記奇数倍波の較正パラメータを算出するか否かを判断する
請求項13に記載の較正パラメータ生成装置。
The calibration parameter generation device according to claim 13, wherein the calculation unit determines whether or not to calculate a calibration parameter of the odd-numbered harmonics according to a magnitude relationship of the deviation component of the rotation axis.
前記取得部は、前記XY平面上の予め定められた方向に対する前記N方向の磁場のそれぞれの角度θ(n=0,1,2,・・・,N−1)に対応して出力される、前記回転角センサの前記X軸方向および前記Y軸方向の前記出力信号を取得し、
前記算出部は、前記X軸方向および前記Y軸方向の前記出力信号の角度誤差と振幅誤差との相関係数を用いて、前記較正パラメータを算出する
請求項9から14のいずれか一項に記載の較正パラメータ生成装置。
The acquisition unit is output corresponding to each angle θ n (n = 0, 1, 2,..., N−1) of the magnetic field in the N direction with respect to a predetermined direction on the XY plane. Obtaining the output signals of the rotation angle sensor in the X-axis direction and the Y-axis direction,
The calculation unit calculates the calibration parameter using a correlation coefficient between an angle error and an amplitude error of the output signal in the X-axis direction and the Y-axis direction. The calibration parameter generator described.
X軸方向およびY軸方向の磁場を磁場変換して、前記X軸方向および前記Y軸方向の出力信号を出力する第1センサと、
前記X軸方向および前記Y軸方向の磁場を磁場変換して、前記X軸方向および前記Y軸方向の出力信号を出力する第2センサと、
請求項9から15のいずれか一項に記載の較正パラメータ生成装置が生成した較正パラメータを記憶する記憶部と、
前記較正パラメータに基づいて、前記第1センサおよび前記第2センサが出力した少なくとも2系統の前記X軸方向および前記Y軸方向の前記出力信号の誤差を補正して前記X軸方向および前記Y軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する誤差補正部と、
前記X軸方向および前記Y軸方向の前記誤差補正信号に基づいて、補正した角度信号を算出する角度信号算出部と、
を備える回転角センサ。
A first sensor that converts magnetic fields in the X-axis direction and the Y-axis direction and outputs output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction;
A second sensor that converts the magnetic fields in the X-axis direction and the Y-axis direction and outputs output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction;
A storage unit for storing calibration parameters generated by the calibration parameter generation device according to any one of claims 9 to 15,
Based on the calibration parameters, errors in the output signals of the at least two systems output from the first sensor and the second sensor in the X-axis direction and the Y-axis direction are corrected to correct the X-axis direction and the Y-axis. An error correction unit that outputs an error correction signal for each direction;
An angle signal calculation unit that calculates a corrected angle signal based on the error correction signals in the X-axis direction and the Y-axis direction;
A rotation angle sensor.
前記第1センサおよび前記第2センサは、前記回転磁石の径方向の外側において、前記回転磁石の接線方向に並行して設けられる
請求項16に記載の回転角センサ。
The rotation angle sensor according to claim 16, wherein the first sensor and the second sensor are provided in parallel to a tangential direction of the rotary magnet on an outer side in a radial direction of the rotary magnet.
請求項16又は17に記載の回転角センサと、
XY平面と略垂直な方向に回転軸を有する回転磁石と、
を備える
回転角センサモジュール。
A rotation angle sensor according to claim 16 or 17,
A rotating magnet having a rotation axis in a direction substantially perpendicular to the XY plane;
A rotation angle sensor module.
コンピュータに、請求項1から7のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法を実行させるプログラム。   The program which makes a computer perform the calibration method of the rotation angle sensor as described in any one of Claim 1 to 7. コンピュータに、請求項8に記載の回転角センサモジュールの較正方法を実行させるプログラム。   The program which makes a computer perform the calibration method of the rotation angle sensor module of Claim 8.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115524B1 (en) * 2018-11-23 2020-05-26 삼성전기주식회사 Apparatus for sesnsing rotation
KR20200061328A (en) * 2018-11-23 2020-06-02 삼성전기주식회사 Apparatus for sesnsing rotation
JP2021001879A (en) * 2019-06-21 2021-01-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 Rotation angle sensor, and method and program for calculating angle signal
US11709130B2 (en) 2020-10-09 2023-07-25 Asahi Kasel Microdevices Corporation Signal output apparatus and concentration measurement system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115524B1 (en) * 2018-11-23 2020-05-26 삼성전기주식회사 Apparatus for sesnsing rotation
KR20200061328A (en) * 2018-11-23 2020-06-02 삼성전기주식회사 Apparatus for sesnsing rotation
KR102450590B1 (en) * 2018-11-23 2022-10-07 삼성전기주식회사 Apparatus for sesnsing rotation
JP2021001879A (en) * 2019-06-21 2021-01-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 Rotation angle sensor, and method and program for calculating angle signal
JP7565170B2 (en) 2019-06-21 2024-10-10 旭化成エレクトロニクス株式会社 Rotation angle sensor, angle signal calculation method and program
US11709130B2 (en) 2020-10-09 2023-07-25 Asahi Kasel Microdevices Corporation Signal output apparatus and concentration measurement system

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