(57)【要約】【課題】回転角度を高い精度で検出することができる回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供すること。【解決手段】回転角度検出装置は、回転体に設けられた複数の磁気トラックの磁界をそれぞれ検知して各磁気トラック毎のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサを有し、回転体の回転角に応じて磁気センサが出力したｓｉｎ信号の値が、磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は回転体の回転角に応じて磁気センサが出力したｃｏｓ信号の値が、磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報に基づきｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する。【選択図】図１
2018185287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備える
回転角度検出装置。
【請求項２】
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ及び前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算する
請求項１に記載の回転角度検出装置。
【数１】
2018185287.tif 000047
【数２】
2018185287.tif 000048
【請求項３】
前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（４）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算する
請求項１に記載の回転角度検出装置。
【数３】
2018185287.tif 000049
【数４】
2018185287.tif 000050
【請求項４】
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ、前記Ｖｃｏｓａｖｅ、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（５）及び下記式（７）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（６）及び下記式（８）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算する
請求項１に記載の回転角度検出装置。
【数５】
2018185287.tif 000051
【数６】
2018185287.tif 000052
【数７】
2018185287.tif 000053
【数８】
2018185287.tif 000054
【請求項５】
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（９）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１０）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
請求項２から請求項４の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【数９】
2018185287.tif 000055
【数１０】
2018185287.tif 000056
【請求項６】
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１１）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算すると共に、下記式（１２）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算する
請求項２から請求項４の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【数１１】
2018185287.tif 000057
【数１２】
2018185287.tif 000058
【請求項７】
入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、
前記補正演算部は、
下記式（１３）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１４）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
請求項２から請求項４の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【数１３】
2018185287.tif 000059
【数１４】
2018185287.tif 000060
【請求項８】
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１５）及び下記式（１７）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１６）及び下記式（１８）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
請求項２から請求項４の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【数１５】
2018185287.tif 000061
【数１６】
2018185287.tif 000062
【数１７】
2018185287.tif 000063
【数１８】
2018185287.tif 000064
【請求項９】
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１９）及び下記式（２１）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（２０）及び下記式（２２）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
請求項２から請求項４の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【数１９】
2018185287.tif 000065
【数２０】
2018185287.tif 000066
【数２１】
2018185287.tif 000067
【数２２】
2018185287.tif 000068
【請求項１０】
前記複数の磁気トラックは、前記回転体の軸方向の一方の端面に着磁されている
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１１】
前記複数の磁気トラックは、
第１磁気トラックと、
前記第１磁気トラックの外周に設けられた第２磁気トラックと、
前記第１磁気トラックの内周に設けられた第３磁気トラックと、
を含み、
前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第２磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第１磁気センサモジュールと、
前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第３磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第２磁気センサモジュールと、
を備える
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１２】
前記第１磁気センサモジュールと前記第２磁気センサモジュールとが前記回転体の周方向にずれて配置されている
請求項１１に記載の回転角度検出装置。
【請求項１３】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体の回転角に応じて、１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて、前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報に基づき、前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する信号補正ステップと、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相算出ステップと、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差算出ステップと、
前記位相差を絶対角度に変換する絶対角度算出ステップと、
を有する
回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度検出装置及び回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置等の自動車駆動用モータには、回転角度検出対象の相対角度や絶対角度を検出する回転角度検出装置が用いられる。また、回転制御が必要な各種機器に用いる軸受への適用も考えられる。例えば、特許文献１には、回転角度検出装置を一体に組み込んだ回転角度検出装置付き軸受が記載されている。特許文献１に記載される回転角度検出装置は、それぞれ等間隔に並んだ磁極が同心のリング状に設けられて互いに磁極数が異なる複数の磁気トラックが形成された回転体と、これら各磁気トラックの磁界をそれぞれ検出する複数の磁気センサとを備え、自動車駆動用モータのロータの回転軸、またはこの回転軸と一体に回転する部材に回転体を設置し、自動車駆動用モータのロータ角度を検出する。これにより、自動車駆動用モータの軸方向寸法を増加させることなく、コンパクトに回転角度検出装置を組み込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６７１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置等の自動車駆動用モータの制御のためには高精度のロータ角度情報が必要となるが、磁気センサの物理的な位置の誤差や回転体の偏心等によって検出値に誤差が含まれることが考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、回転角度を高い精度で検出することができる回転角度検出装置及び回転角度検出方法を提供すること、を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る回転角度検出装置は、Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、を備える。
【０００７】
これにより、回転角度検出装置は、位相検出部において磁気センサの検出位相を算出する前のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を予め設定された既知の磁気センサ補正情報に基づいて補正した補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号を用いて位相が算出されるので、回転体の絶対角度の検出精度が向上する。したがって、回転角度検出装置は、回転体の絶対角度を高い精度で検出することができる。
【０００８】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記複数の磁気トラックは、磁極対数Ｐ（Ｐは自然数）の第１磁気トラックと、磁極対数Ｐ−１又はＰ＋１の第２磁気トラックと、を含むことが好ましい。
【０００９】
これにより、回転体の全周における絶対角度を検出することができる。
【００１０】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記第１磁気トラックの磁極対数をｎ×Ｑ（ｎ、Ｑは正の自然数）としたとき、前記複数の磁気トラックは、磁極対数ｎ×（Ｑ−１）又はｎ×（Ｑ＋１）の第３磁気トラックをさらに含むことが好ましい。
【００１１】
これにより、回転体の全周をｎ分割した各区間における絶対角度をさらに検出することができ、回転体の絶対角度検出の信頼性を高めることができる。
【００１２】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ及び前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算することが好ましい。
【００１３】
【数１】
2018185287.tif 000003
【００１４】
【数２】
2018185287.tif 000004
【００１５】
これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のオフセット電圧が正規化されるので、回転体の絶対角度の検出精度が向上する。
【００１６】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（４）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算することが好ましい。
【００１７】
【数３】
2018185287.tif 000005
【００１８】
【数４】
2018185287.tif 000006
【００１９】
これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の振幅が正規化されるので、回転体の絶対角度の検出精度が向上する。
【００２０】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ、前記Ｖｃｏｓａｖｅ、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（５）及び下記式（７）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（６）及び下記式（８）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算することが好ましい。
【００２１】
【数５】
2018185287.tif 000007
【００２２】
【数６】
2018185287.tif 000008
【００２３】
【数７】
2018185287.tif 000009
【００２４】
【数８】
2018185287.tif 000010
【００２５】
これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のオフセット電圧及び振幅の双方が正規化されるので、回転体の絶対角度の検出精度が向上する。
【００２６】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（９）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１０）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算することが好ましい。
【００２７】
【数９】
2018185287.tif 000011
【００２８】
【数１０】
2018185287.tif 000012
【００２９】
ｓｉｎ信号の出力位相とｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差は、予め回転角度検出装置の出荷検査時等に測定した既知の値を用いることができる。また、回転角度検出装置は、（１０）式を用いて容易にｓｉｎ信号を基準としたｃｏｓ信号の位相の補正演算を行うことができる。このため、回転角度検出装置が回転体の絶対角度を演算する速度が向上する。
【００３０】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（１１）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算すると共に、下記式（１２）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算することが好ましい。
【００３１】
【数１１】
2018185287.tif 000013
【００３２】
【数１２】
2018185287.tif 000014
【００３３】
ｓｉｎ信号の出力位相とｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差は、予め回転角度検出装置の出荷検査時等に測定した既知の値を用いることができる。また、回転角度検出装置は、（１２）式を用いて容易にｃｏｓ信号を基準としたｓｉｎ信号の位相の補正演算を行うことができる。このため、回転角度検出装置が回転体の絶対角度を演算する速度が向上する。
【００３４】
回転角度検出装置の望ましい態様として、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記補正演算部は、下記式（１３）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１４）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算することが好ましい。
【００３５】
【数１３】
2018185287.tif 000015
【００３６】
【数１４】
2018185287.tif 000016
【００３７】
回転角度検出装置は、（１３）式及び（１４）式を用いて容易にｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の周期的な振幅変動を抑制する補正演算を行うことができる。このため、回転角度検出装置が回転体の絶対角度を演算する速度が向上する。
【００３８】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（１５）及び下記式（１７）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１６）及び下記式（１８）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算することが好ましい。
【００３９】
【数１５】
2018185287.tif 000017
【００４０】
【数１６】
2018185287.tif 000018
【００４１】
【数１７】
2018185287.tif 000019
【００４２】
【数１８】
2018185287.tif 000020
【００４３】
これにより、（１５）式、（１６）式、（１７）式、及び（１８）式を用いて容易にｓｉｎ信号を基準としたｃｏｓ信号の位相の補正演算とｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の周期的な振幅変動を抑制する補正演算の双方を行うことができる。
【００４４】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記補正演算部は、下記式（１９）及び下記式（２１）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（２０）及び下記式（２２）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算することが好ましい。
【００４５】
【数１９】
2018185287.tif 000021
【００４６】
【数２０】
2018185287.tif 000022
【００４７】
【数２１】
2018185287.tif 000023
【００４８】
【数２２】
2018185287.tif 000024
【００４９】
これにより、（１９）式、（２０）式、（２１）式、及び（２２）式を用いて容易にｃｏｓ信号を基準としたｓｉｎ信号の位相の補正演算とｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の周期的な振幅変動を抑制する補正演算の双方を行うことができる。
【００５０】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記複数の磁気トラックは、前記回転体の軸方向の一方の端面に着磁されていることが好ましい。
【００５１】
このような構成とすることで、回転角度検出装置を軸方向に薄くすることができ、また、中空穴を大きくすることができる。これにより、例えば、内輪回転型や外輪回転型の軸受に適用する、あるいは、中空穴に機器のケーブルを配線する構造に適用する等、回転角度検出装置の適用範囲を拡大することができる。また、回転角度検出装置を適用する機器の設計の自由度を高めることができる。また、回転体の側面に着磁しても良い。この場合は、回転角度検出装置を径方向に小さくすることができる。
【００５２】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記絶対角度を含む絶対角度情報を生成する角度情報生成部を有し、２つの前記磁気センサ、２つの前記補正演算部、２つの前記位相検出部、前記位相差検出部、角度算出部、及び前記角度情報生成部が１つに集積化されているＩＣチップを少なくとも１以上備えることが好ましい。
【００５３】
これにより、回転角度検出装置を構成する部品点数の低減、磁気センサ間の位置精度の向上、製造コストや組立コストの低減等を図ることができ、小型且つ安価な回転角度検出装置を実現可能である。
【００５４】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記絶対角度情報を所定の信号に変換して出力する通信部を有し、前記ＩＣチップは、前記通信部をさらに有することが好ましい。
【００５５】
これにより、回転角度検出装置の更なる小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００５６】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ＩＣチップは、前記記憶部をさらに有することが好ましい。
【００５７】
これにより、回転角度検出装置をより一層小型化及び低コスト化することができる。
【００５８】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記絶対角度情報を所定の信号に変換して出力する第１通信部と、前記所定の信号を所定の通信プロトコルに変換する第２通信部と、を有し、前記ＩＣチップは、前記第１通信部をさらに有することが好ましい。
【００５９】
これにより、回転角度検出装置の更なる小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００６０】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記ＩＣチップは、前記記憶部をさらに有することが好ましい。
【００６１】
これにより、回転角度検出装置をより一層小型化及び低コスト化することができる。
【００６２】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記複数の磁気トラックは、第１磁気トラックと、前記第１磁気トラックの外周に設けられた第２磁気トラックと、前記第１磁気トラックの内周に設けられた第３磁気トラックと、を含み、前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第２磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第１磁気センサモジュールと、前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第３磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第２磁気センサモジュールと、を備えることが好ましい。
【００６３】
これにより、回転角度検出装置による位置検出精度を向上させることができ、これに伴い、各種機器の回転制御性能の向上に貢献することができる。
【００６４】
回転角度検出装置の望ましい態様として、前記第１磁気センサモジュールと前記第２磁気センサモジュールとが前記回転体の周方向にずれて配置されていることが好ましい。
【００６５】
これにより、第１磁気トラックの径方向の幅を小さくすることができる。このため、回転体の中空穴の直径を大きくすることができ、回転角度検出装置を適用する機器の設計の自由度を高めることができる。
【００６６】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る回転角度検出方法は、Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体の回転角に応じて、１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて、前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報に基づき、前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する信号補正ステップと、前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相算出ステップと、複数の前記位相の位相差を算出する位相差算出ステップと、前記位相差を絶対角度に変換する絶対角度算出ステップと、を有する。
【００６７】
これにより、磁気センサの検出位相を算出する前のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を予め設定された既知の磁気センサ補正情報に基づいて補正した補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号を用いて位相が算出されるので、回転体の絶対角度の検出精度が向上する。したがって、回転体の絶対角度を高い精度で検出することができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、回転角度を高い精度で検出することができる回転角度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、実施形態１に係る回転角度検出装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る回転角度検出装置の回転体の一例を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す回転体の各磁気トラックの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る回転角度検出装置の図４に示すIV−IV断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る回転角度検出装置の各磁気センサの一例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る回転角度検出装置の各部波形例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る正規化処理部の制御ブロックの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示す正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る正規化処理部の制御ブロックの図９とは異なる一例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係る正規化処理部がオフセット電圧補正部及び振幅補正部の双方を具備した制御ブロックの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係るセンサ位相補正部における補正対象の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係るセンサ位相補正部の制御ブロックの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５に示すセンサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態１に係るセンサ位相補正部における補正対象の図１４とは異なる一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施形態１に係るセンサ位相補正部の図１５とは異なる制御ブロックの一例を示す図である。
【図１９】図１９は、図１８に示すセンサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施形態１に係る回転角度検出方法の具体的な手順の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施形態２に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施形態２に係る振幅変動抑制部の制御ブロックの一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施形態３に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施形態１に係る補正演算部がセンサ位相補正部及び振幅変動抑制部の双方を具備した制御ブロックの一例を示す図である。
【図２５】図２５は、実施形態１に係る補正演算部がセンサ位相補正部及び振幅変動抑制部の双方を具備した制御ブロックの図２４とは異なる一例を示す図である。
【図２６】図２６は、実施形態４に係る回転角度検出装置の回転体の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、図２６に示す回転体の各磁気トラックの一例を示す図である。
【図２８】図２８は、実施形態４に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。
【図２９】図２９は、実施形態４に係る回転角度検出装置の図２８に示すIV’−IV’断面図である。
【図３０】図３０は、実施形態５に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。
【図３１】図３１は、磁気センサモジュールの第１の変形例を示す図である。
【図３２】図３２は、磁気センサモジュールの第２の変形例を示す図である。
【図３３】図３３は、磁気センサモジュールの第３の変形例を示す図である。
【図３４】図３４は、磁気センサモジュールの第４の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００７１】
（実施形態１）
＜回転角度検出装置の構成＞
図１は、実施形態１に係る回転角度検出装置の一例を示す図である。図１に示すように、実施形態１に係る回転角度検出装置１は、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂを有する回転体１００と、磁気センサモジュール２００と、通信部９と、記憶部１０と、を備える。
【００７２】
磁気センサモジュール２００は、第１磁気センサ３Ａと、第１補正演算部４Ａと、第１位相検出部５Ａと、第２磁気センサ３Ｂと、第２補正演算部４Ｂと、第２位相検出部５Ｂと、位相差検出部６と、角度算出部７と、角度情報生成部８と、を備える。
【００７３】
本実施形態において、磁気センサモジュール２００は、例えば、１つのＩＣチップに集積化されている。これにより、回転角度検出装置１を構成する部品点数の低減、第１磁気センサ３Ａと第２磁気センサ３Ｂとの間の位置精度の向上、製造コストや組立コストの低減等を図ることができ、小型且つ安価な回転角度検出装置１を実現可能である。なお、磁気センサモジュール２００は、例えば、通信部９及び記憶部１０を含んでいても良い。これにより、回転角度検出装置１の更なる小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００７４】
図２は、実施形態１に係る回転角度検出装置の回転体の一例を示す図である。図３は、図２に示す回転体の各磁気トラックの一例を示す図である。図４は、実施形態１に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。図５は、実施形態１に係る回転角度検出装置の図４に示すIV−IV断面図である。図６は、実施形態１に係る回転角度検出装置の各磁気センサの一例を示す図である。
【００７５】
図２又は図３に示すように、実施形態１の回転体１００は、Ｎ極とＳ極とからなる磁極対２Ａ１が等間隔に並ぶ第１磁気トラック２Ａと、磁極対２Ｂ１が等間隔に並ぶ第２磁気トラック２Ｂとが、回転体１００の回転軸Ｘを軸心とする同心のリング状に径方向に並び設けられている。実施形態１の第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂは、例えば回転体１００の軸方向の一方の端面を周方向に等間隔でＮ極及びＳ極に交互に着磁することで得られる。
【００７６】
具体的に、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂは、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。
【００７７】
図３に示す例において、第１磁気トラック２Ａは、３２対の磁極対２Ａ１を有している。また、第２磁気トラック２Ｂは、３１対の磁極対２Ｂ１を有している。すなわち、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をＰ（Ｐは自然数）としたとき、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数はＰ−１となる。
【００７８】
回転体１００は、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等から構成することが可能である。
【００７９】
本実施形態では、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂが回転体１００の軸方向の一方の端面に着磁されたアキシャル型の構成としている。このような構成とすることで、回転角度検出装置１を軸方向に薄くすることができ、また、中空穴を大きくすることができる。これにより、例えば、内輪回転型や外輪回転型の軸受に適用する、あるいは、中空穴に機器のケーブルを配線する構造に適用する等、実施形態１に係る回転角度検出装置１の適用範囲を拡大することができる。また、実施形態１に係る回転角度検出装置１を適用する機器の設計の自由度を高めることができる。
【００８０】
図４及び図５に示すように、実施形態１の磁気センサモジュール２００は、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂが設けられた回転体１００とギャップを介してアキシャル方向に対向して設けられている。
【００８１】
より具体的には、磁気センサモジュール２００の第１磁気センサ３Ａは、第１磁気トラック２Ａに対向し、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知する。磁気センサモジュール２００の第２磁気センサ３Ｂは、第２磁気トラック２Ｂに対向し、第２磁気トラック２Ｂの磁界を検知する。
【００８２】
磁気センサモジュール２００は、回転体１００とは同期回転しない固定部位に設けられている。
【００８３】
図６に示すように、第１磁気センサ３Ａは、第１磁気トラック２Ａの１つの磁極対２Ａ１のピッチを１周期として、電気角で９０°の位相差を有するように、磁極対２Ａ１の並び方向に離して配置された２つの磁気センサ素子３Ａ１，３Ａ２を備える。また、第２磁気センサ３Ｂは、第２磁気トラック２Ｂの１つの磁極対２Ｂ１のピッチを１周期として、電気角で９０°の位相差を有するように、磁極対２Ｂ１の並び方向に離して配置された２つの磁気センサ素子３Ｂ１，３Ｂ２を備える。
【００８４】
磁気センサ素子３Ａ１，３Ａ２及び磁気センサ素子３Ｂ１，３Ｂ２としては、例えば、ホール素子、磁気抵抗効果（ＭＲ（Magneto  Resistance  effect））センサなどの磁気センサ素子を用いることができる。
【００８５】
第１磁気センサ３Ａは、磁極対２Ａ１内の位相に応じた第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を出力する。
【００８６】
また、第２磁気センサ３Ｂは、磁極対２Ｂ１内の位相に応じた第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を出力する。
【００８７】
図１に示すように、第１磁気センサ３Ａから出力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１は、第１補正演算部４Ａに入力される。また、第２磁気センサ３Ｂから出力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２は、第２補正演算部４Ｂに入力される。
【００８８】
第１補正演算部４Ａは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１に対し、後述する補正演算処理を行い、第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１を出力する。また、第２補正演算部４Ｂは、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２に対し、後述する補正演算処理を行い、第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２を出力する。第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂによる補正演算処理については、詳細に後述する。
【００８９】
図７は、実施形態１に係る回転角度検出装置の各部波形例を示す図である。図７の（ａ）は、第１磁気トラック２Ａの磁極パターンを示し、図７の（ｂ）は、第２磁気トラック２Ｂの磁極パターンの一例を示している。図７の（ｃ）は、第１位相検出部５Ａの入力信号波形を示し、図７の（ｄ）は、第２位相検出部５Ｂの入力信号波形を示している。図７の（ｅ）は、第１位相検出部５Ａにより出力される検出位相信号波形を示し、図７の（ｆ）は、第２位相検出部５Ｂにより出力される検出位相信号波形を示している。図７の（ｇ）は、位相差検出部６により出力される位相差信号波形を示している。
【００９０】
図７に示す例では、第１磁気トラック２Ａの３つの磁極対２Ａ１からなるａ点からｂ点の区間に対し、第２磁気トラック２Ｂの２つの磁極対２Ｂ１が対応した例を示している。すなわち、ａ点とｂ点とで、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致する。この場合、ａ点を基準としたｂ点までの任意位置における絶対角度を検出することができる。このように、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致する２点間の絶対角度を検出することができる。
【００９１】
図３に示す例では、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数を３２（Ｐ＝３２）、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数を３１（Ｐ−１＝３１）とし、Ａ点において第１磁気トラック２Ａの磁極位相と第２磁気トラック２Ｂの磁極位相とが一致している。すなわち、磁気センサモジュール２００は、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致するＡ点を原点位置として、回転体１００の全周における絶対角度を検出することができる。
【００９２】
なお、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数との関係は、図３に示す例に限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をＰとしたとき、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数をＰ＋１とした構成であっても良い。
【００９３】
第１位相検出部５Ａは、図７の（ｃ）に例示した入力信号に基づき、図７の（ｅ）に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第１位相検出部５Ａは、第１補正演算部４Ａの出力である第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１から磁極対２Ａ１内の位相（θｏ１＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθｏ１／ｃｏｓθｏ１））を算出する。
【００９４】
第２位相検出部５Ｂは、図７の（ｄ）に例示した入力信号に基づき、図７の（ｆ）に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第２位相検出部５Ｂは、第２補正演算部４Ｂの出力である第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２から磁極対２Ｂ１内の位相（θｏ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθｏ２／ｃｏｓθｏ２））を算出する。
【００９５】
位相差検出部６は、第１位相検出部５Ａ及び第２位相検出部５Ｂから出力された各検出位相信号に基づき、図７の（ｇ）に例示した位相差信号を出力する。
【００９６】
角度算出部７は、位相差検出部６で求められた位相差を、予め設定された計算パラメータに従い絶対角度へ換算する処理を行う。角度算出部７で用いられる計算パラメータは、記憶部１０に記憶されている。
【００９７】
さらに、本実施形態では、角度算出部７の後段に角度情報生成部８が設けられている。
【００９８】
角度情報生成部８は、角度算出部７で算出された絶対角度を含む情報（以下、「絶対角度情報」とも言う）として、例えば、互いに９０度位相の異なるＡ相信号及びＢ相信号と、原点位置を示すＺ相信号とで構成されるＡＢＺ相信号を生成する。なお、Ａ相信号及びＢ相信号としては、例えば、第１補正演算部４Ａの出力である第１補正ｓｉｎ信号及び第１補正ｃｏｓ信号、第２補正演算部４Ｂの出力である第２補正ｓｉｎ信号及び第２補正ｃｏｓ信号のうちのいずれか１組の信号を用いれば良い。
【００９９】
通信部９は、角度情報生成部８が生成した絶対角度情報を所定の信号（例えば、ＡＢＺ相信号、パラレル信号、シリアルデータ、アナログ電圧、ＰＷＭ変調信号等）に変換して外部制御装置に出力する。
【０１００】
このように、所定の信号に変換した絶対角度情報を出力する構成とすることで、外部制御装置との間の電気的な接続線の本数を減らすことができる。
【０１０１】
なお、通信部９に対し、例えば、外部制御装置から絶対角度情報の出力要求信号が入力される態様であっても良い。この場合、回転角度検出装置１は、絶対角度情報の出力要求信号に応じて動作し、通信部９から絶対角度情報を出力する構成としても良い。
【０１０２】
記憶部１０には、角度算出部７で用いられる計算パラメータの他に、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数（Ｐ）、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数（Ｐ＋１）、後述する第１補正演算部４Ａで用いられる第１磁気センサ補正情報、後述する第２補正演算部４Ｂで用いられる第２磁気センサ補正情報、絶対角度基準位置等、回転角度検出装置１の動作に必要な情報が記憶されている。記憶部１０としては、例えば、不揮発性メモリが例示される。
【０１０３】
本実施形態では、第１磁気センサ補正情報及び第２磁気センサ補正情報として、第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂにおいて用いられるパラメータや演算式が記憶部１０に記憶されている。
【０１０４】
第１補正演算部４Ａにおいて用いられるパラメータや演算式には、第１磁気センサ３Ａの検出信号である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１の補正に用いる情報が含まれる。第１磁気センサ補正情報としては、第１磁気センサ３Ａの検出信号が、予め想定した第１磁気センサ３Ａの基準のｓｉｎ信号の値又はｃｏｓ信号の値に近づくようなパラメータや演算式が設定されているものとする。
【０１０５】
また、第２補正演算部４Ｂにおいて用いられるパラメータや演算式には、第２磁気センサ３Ｂの検出信号である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２の補正に用いる情報が含まれる。第２磁気センサ補正情報としては、第２磁気センサ３Ｂの検出信号が、予め想定した第２磁気センサ３Ｂの基準のｓｉｎ信号の値又はｃｏｓ信号の値に近づくようなパラメータや演算式が設定されているものとする。
【０１０６】
なお、記憶部１０に記憶された各種パラメータや情報は、例えば、外部制御装置から通信部９を介して更新可能な構成としても良い。これにより、回転角度検出装置１の使用状況に応じた設定が可能となる。
【０１０７】
＜補正演算部の構成及び動作＞
第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂ、第１磁気センサ３Ａ及び第２磁気センサ３Ｂ、第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂは、それぞれ同様の構成及び動作であるので、以下の説明では、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂを「磁気トラック２」、第１磁気センサ３Ａ及び第２磁気センサ３Ｂを「磁気センサ３」、第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂを「補正演算部４」、第１磁気センサ補正情報及び第２磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
【０１０８】
図８は、実施形態１に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。図８に示すように、補正演算部４は、正規化処理部４１と、センサ位相補正部４２と、を備える。
【０１０９】
補正演算部４には、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉが入力される。また、補正演算部４は、記憶部１０から正規化処理部４１及びセンサ位相補正部４２で適用される磁気センサ補正情報を取得する。
【０１１０】
正規化処理部４１は、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉを正規化して正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’をセンサ位相補正部４２に出力する。
【０１１１】
センサ位相補正部４２は、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の位相を補正して補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを出力する。
【０１１２】
次に、実施形態１に係る補正演算部４の各構成部について説明する。
【０１１３】
まず、実施形態１に係る正規化処理部４１について説明する。図９は、実施形態１に係る正規化処理部の制御ブロックの一例を示す図である。図１０は、図９に示す正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。
【０１１４】
図９に示す例において、正規化処理部４１は、オフセット電圧補正部４１１を備えている。また、図１０に示す例では、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ（ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ）を破線で示し、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’（正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’）を実線で示している。
【０１１５】
図９及び図１０に示す例では、磁気センサ３の検出信号にオフセット電圧が重畳している場合を想定している。
【０１１６】
図９に示すオフセット電圧補正部４１１は、予め磁気センサ３の検出信号であるｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ（Ｖｃｏｓａｖｅ）が磁気センサ補正情報として設定され、記憶部１０に記憶されている。なお、平均値Ｖｓｉｎａｖｅは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良い。また、平均値Ｖｃｏｓａｖｅは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良い。これらのｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ（Ｖｃｏｓａｖｅ）は、例えば、回転角度検出装置１の出荷検査時に測定した値であっても良い。
【０１１７】
図９に示す例において、オフセット電圧補正部４１１は、磁気センサ３の検出信号であるｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅを用いて、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉから、Ｖｓｉｎａｖｅを減算、すなわち下記式（１）により正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を算出する。
【０１１８】
【数１】
2018185287.tif 000025
【０１１９】
図９に示すオフセット電圧補正部４１１は、上記式（１）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部４１１は、この上記式（１）を用いてｓｉｎ信号ｓｉｎθｉのオフセット電圧を正規化することにより、図１０に実線で示す正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を出力する。
【０１２０】
また、図９に示す例において、オフセット電圧補正部４１１は、磁気センサ３の検出信号であるｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅを用いて、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉから、Ｖｃｏｓａｖｅを減算、すなわち下記式（２）により正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を算出する。
【０１２１】
【数２】
2018185287.tif 000026
【０１２２】
図９に示すオフセット電圧補正部４１１は、上記式（２）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部４１１は、この上記式（２）を用いてｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧を正規化することにより、図１０に実線で示す正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を出力する。
【０１２３】
図１１は、実施形態１に係る正規化処理部の制御ブロックの図９とは異なる一例を示す図である。図１２は、図１１に示す正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。図１１に示す例において、正規化処理部４１は、振幅補正部４１２を備えている。また、図１２に示す例では、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ（ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ）を破線で示し、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’（正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’）を実線で示している。
【０１２４】
図１１及び図１２に示す例では、磁気センサ３の検出信号に出力振幅のバラツキがある場合を想定している。
【０１２５】
図１１に示す振幅補正部４１２は、予め磁気センサ３の検出信号であるｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ（Ｖｃｏｓｍａｘ）と最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ（Ｖｃｏｓｍｉｎ）とが磁気センサ補正情報として設定され、記憶部１０に記憶されている。なお、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最大値であっても良い。また、ｓｉｎ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最小値であっても良い。また、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最大値であっても良い。またｃｏｓ信号の最小値Ｖｃｏｓｍｉｎは、例えば、磁気トラック２の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最小値であっても良い。これらのｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ（Ｖｃｏｓｍａｘ）及び最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ（Ｖｃｏｓｍｉｎ）は、例えば、回転角度検出装置１の出荷検査時に測定した値であっても良い。
【０１２６】
図１１に示す例において、振幅補正部４１２は、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ及び最小値Ｖｓｉｎｍｉｎを用いて、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉの振幅を正規化する。具体的には、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉを、ＶｓｉｎｍａｘからＶｓｉｎｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（３）により正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を算出する。
【０１２７】
【数３】
2018185287.tif 000027
【０１２８】
図１１に示す振幅補正部４１２は、上記式（３）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅補正部４１２は、この上記式（３）を用いてｓｉｎ信号ｓｉｎθｉの振幅を正規化することにより、図１２に実線で示す振幅が正規化された正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を出力する。
【０１２９】
また、図１１に示す例において、振幅補正部４１２は、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘ及び最小値Ｖｃｏｓｍｉｎを用いて、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉの振幅を正規化する。具体的には、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉを、ＶｃｏｓｍａｘからＶｃｏｓｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（４）により正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を算出する。
【０１３０】
【数４】
2018185287.tif 000028
【０１３１】
図１１に示す振幅補正部４１２は、上記式（４）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅補正部４１２は、この上記式（４）を用いてｃｏｓ信号ｃｏｓθｉの振幅を正規化することにより、図１２に実線で示す振幅が正規化された正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を出力する。
【０１３２】
なお、上述した例では、説明の都合上、正規化処理部４１に含まれるオフセット電圧補正部４１１と振幅補正部４１２とを個別に説明したが、正規化処理部４１は、オフセット電圧補正部４１１及び振幅補正部４１２の双方を具備した構成であるのが好ましい。図１３は、実施形態１に係る正規化処理部がオフセット電圧補正部及び振幅補正部の双方を具備した制御ブロックの一例を示す図である。
【０１３３】
図１３に示す例において、オフセット電圧補正部４１１は、磁気センサ３の検出信号であるｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅを用いて、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉから、Ｖｓｉｎａｖｅを減算、すなわち下記式（５）により正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’を算出する。
【０１３４】
【数５】
2018185287.tif 000029
【０１３５】
図１３に示すオフセット電圧補正部４１１は、上記式（５）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部４１１は、この上記式（５）を用いてｓｉｎ信号ｓｉｎθｉのオフセット電圧を正規化する。
【０１３６】
また、図１３に示す例において、オフセット電圧補正部４１１は、磁気センサ３の検出信号であるｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅを用いて、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉから、Ｖｃｏｓａｖｅを減算、すなわち下記式（６）により正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’を算出する。
【０１３７】
【数６】
2018185287.tif 000030
【０１３８】
図１３に示すオフセット電圧補正部４１１は、上記式（６）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部４１１は、この上記式（６）を用いてｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧を正規化する。
【０１３９】
図１３に示す例において、振幅補正部４１２は、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ及び最小値Ｖｓｉｎｍｉｎを用いて、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’の振幅を正規化する。具体的には、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’を、ＶｓｉｎｍａｘからＶｓｉｎｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（７）により正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を算出する。
【０１４０】
【数７】
2018185287.tif 000031
【０１４１】
図１３に示す振幅補正部４１２は、上記式（７）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅補正部４１２は、この上記式（７）を用いて正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’の振幅を正規化する。
【０１４２】
また、図１３に示す例において、振幅補正部４１２は、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘ及び最小値Ｖｃｏｓｍｉｎを用いて、正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’の振幅を正規化する。具体的には、正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’を、ＶｃｏｓｍａｘからＶｃｏｓｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（８）により正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を算出する。
【０１４３】
【数８】
2018185287.tif 000032
【０１４４】
図１３に示す振幅補正部４１２は、上記式（８）が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅補正部４１２は、この上記式（８）を用いて正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’の振幅を正規化する。
【０１４５】
すなわち、図１３に示す例では、オフセット電圧補正部４１１において、まず、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧を正規化した正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’を算出し、振幅補正部４１２において、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’’の振幅を正規化した正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を算出する。これにより、ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉのオフセット電圧と振幅との双方が正規化された正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を得ることができる。
【０１４６】
次に、実施形態１に係るセンサ位相補正部４２について説明する。図１４は、実施形態１に係るセンサ位相補正部における補正対象の一例を示す図である。
【０１４７】
上述したように、第１磁気センサ３Ａの磁気センサ素子３Ａ１と磁気センサ素子３Ａ２とは、第１磁気トラック２Ａの１つの磁極対２Ａ１のピッチを１周期として、電気角で９０°の位相差を有するように、磁極対２Ａ１の並び方向に離して配置され、第２磁気センサ３Ｂの磁気センサ素子３Ｂ１と磁気センサ素子３Ｂ２とは、第２磁気トラック２Ｂの１つの磁極対２Ｂ１のピッチを１周期として、電気角で９０°の位相差を有するように、磁極対２Ｂ１の並び方向に離して配置される構成としているが、本実施形態では、磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相と磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相との間に誤差（以下、「センサ位相誤差」という）θｉｃを含んでいる場合を想定している。このような想定としては、例えば、磁気トラック２に設けられた各磁極の間隔にバラツキがある場合や、回転体１００の回転軸Ｘが偏心している場合等、磁気センサ３の磁気トラック２上の径方向位置が回転体１００の１回転中に変動する場合が考えられる。
【０１４８】
図１４及び以下の図１５、図１６に示す例では、磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）を基準として、磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相を補正する例を示している。
【０１４９】
図１５は、実施形態１に係るセンサ位相補正部の制御ブロックの一例を示す図である。図１６は、図１５に示すセンサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。図１６に示す例では、正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を破線で示し、補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを実線で示している。
【０１５０】
図１５に示すセンサ位相補正部４２は、予め磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相と磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相との間のセンサ位相誤差θｉｃが第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として設定され、記憶部１０に記憶されている。このセンサ位相誤差θｉｃは、例えば、回転角度検出装置１の出荷検査時に測定した値であっても良い。
【０１５１】
図１５に示す例において、センサ位相補正部４２は、センサ位相誤差θｉｃを用いて、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を基準として正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の位相を補正する。一方、センサ位相補正部４２では、基準となる正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’については補正を行わない。すなわち、センサ位相補正部４２における補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏは、下記式（９）で表せる。
【０１５２】
【数９】
2018185287.tif 000033
【０１５３】
一方、補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏは、下記式（１０）により表される。
【数１０】
2018185287.tif 000034
【０１５４】
センサ位相補正部４２は、上記式（１０）により補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを算出する。以下、上記式（１０）を「第１の位相補正演算式」ともいう。
【０１５５】
図１５に示すセンサ位相補正部４２は、上記式（１０）、すなわち第１の位相補正演算式が予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され設定されている。センサ位相補正部４２は、この上記式（１０）、すなわち第１の位相補正演算式を用いて正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の位相を補正することにより、図１６に実線で示す補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを出力する。
【０１５６】
図１７は、実施形態１に係るセンサ位相補正部における補正対象の図１４とは異なる一例を示す図である。
【０１５７】
図１７及び以下の図１８、図１９に示す例では、磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）を基準として、磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相を補正する例を示している。
【０１５８】
図１８は、実施形態１に係るセンサ位相補正部の図１５とは異なる制御ブロックの一例を示す図である。図１９は、図１８に示すセンサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。図１９に示す例では、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’を破線で示し、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを実線で示している。
【０１５９】
図１８に示すセンサ位相補正部４２ａは、予め磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相と磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相との間のセンサ位相誤差θｉｃが第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として設定され、記憶部１０に記憶されている。このセンサ位相誤差θｉｃは、例えば、回転角度検出装置１の出荷検査時に測定した値であっても良い。
【０１６０】
図１８に示す例において、センサ位相補正部４２ａは、センサ位相誤差θｉｃを用いて、正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を基準として正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’の位相を補正する。一方、センサ位相補正部４２ａでは、基準となる正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’については補正を行わない。すなわち、センサ位相補正部４２ａにおける補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏは、下記式（１１）で表せる。
【０１６１】
【数１１】
2018185287.tif 000035
【０１６２】
一方、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏは、下記式（１２）により表される。
【０１６３】
【数１２】
2018185287.tif 000036
【０１６４】
センサ位相補正部４２ａは、上記式（１２）により補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを算出する。以下、上記式（１２）を「第２の位相補正演算式」ともいう。
【０１６５】
図１８に示すセンサ位相補正部４２ａは、上記式（１２）、すなわち第２の位相補正演算式が予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され設定されている。センサ位相補正部４２ａは、この上記式（１２）、すなわち第２の位相補正演算式を用いて正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’の位相を補正することにより、図１９に実線で示す補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを出力する。
【０１６６】
第１補正演算部４Ａは、センサ位相補正部４２又はセンサ位相補正部４２ａを有することで、第１磁気センサ３Ａの出力位相を補正することができる。また、第２補正演算部４Ｂは、センサ位相補正部４２又はセンサ位相補正部４２ａを有することで、第２磁気センサ３Ｂの出力位相を補正することができる。
【０１６７】
次に、実施形態１に係る回転角度検出方法の具体的な手順について説明する。図２０は、実施形態１に係る回転角度検出方法の具体的な手順の一例を示す図である。
【０１６８】
まず、第１補正演算部４Ａは、第１磁気センサ補正情報に基づき、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１に補正し、第２補正演算部４Ｂは、第２磁気センサ補正情報に基づき、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２に補正する（ステップＳ１０１）。
【０１６９】
次に、第１位相検出部５Ａは、第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１の位相を算出し、第２位相検出部５Ｂは、第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２の位相を算出する（ステップＳ１０２）。
【０１７０】
次に、位相差検出部６は、第１磁気センサ３Ａの検出位相と第２磁気センサ３Ｂの検出位相とに基づき、第１磁気センサ３Ａと第２磁気センサ３Ｂとの位相差を算出する（ステップＳ１０３）。
【０１７１】
そして、角度算出部７は、位相差検出部６から出力される位相差を絶対角度に変換する（ステップＳ１０４）。
【０１７２】
以上説明したように、実施形態１に係る回転角度検出装置１は、Ｎ極とＳ極とからなる磁極対２Ａ１が等間隔に並ぶ第１磁気トラック２Ａと、磁極対２Ｂ１が等間隔に並ぶ第２磁気トラック２Ｂとが、回転軸Ｘを軸心とする同心のリング状に径方向に並び設けられ、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をＰ（Ｐは自然数）としたとき、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数をＰ−１又はＰ＋１とする回転体１００と、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知して第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を出力する第１磁気センサ３Ａと、第２磁気トラック２Ｂの磁界を検知して第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を出力する第２磁気センサ３Ｂと、第１磁気トラック２Ａの回転角に応じて第１磁気センサ３Ａが出力した第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１の値が、第１磁気センサ３Ａの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は第１磁気トラック２Ａの回転角に応じて第１磁気センサ３Ａが出力した第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１の値が、第１磁気センサ３Ａの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された第１磁気センサ補正情報、及び、第２磁気トラック２Ｂの回転角に応じて第２磁気センサ３Ｂが出力した第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２の値が、第２磁気センサ３Ｂの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は第２磁気トラック２Ｂの回転角に応じて第２磁気センサ３Ｂが出力した第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２の値が、第２磁気センサ３Ｂの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された第２磁気センサ補正情報を記憶する記憶部１０と、第１磁気センサ補正情報に基づき第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１に補正する第１補正演算部４Ａと、第２磁気センサ補正情報に基づき第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２に補正する第２補正演算部４Ｂと、第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１の位相を算出する第１位相検出部５Ａと、第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２の位相を算出する第２位相検出部５Ｂと、第１磁気センサ３Ａの検出位相と第２磁気センサ３Ｂの検出位相とに基づき、第１磁気センサ３Ａと第２磁気センサ３Ｂとの位相差を算出する位相差検出部６と、この位相差を絶対角度に変換する角度算出部７と、を備える。
【０１７３】
これにより、回転角度検出装置１は、第１位相検出部５Ａ及び第２位相検出部５Ｂにおいて位相を算出する前のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を予め設定された既知の磁気センサ補正情報に基づいて補正した補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号を用いて位相が算出されるので、回転体１００の絶対角度の検出精度が向上する。したがって、本実施形態に係る回転角度検出装置１は、回転体１００の絶対角度を高い精度で検出することができる。
【０１７４】
また、補正演算部４（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）の検出信号であるｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ、及びｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅが予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され、オフセット電圧補正部４１１は、ｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅを用いて、ｓｉｎ信号を補正し、ｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅを用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のオフセット電圧を正規化することができる。
【０１７５】
また、補正演算部４（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）の検出信号であるｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ、ｓｉｎ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘ、及びｃｏｓ信号の最小値Ｖｃｏｓｍｉｎが予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され、振幅補正部４１２は、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘと最小値Ｖｓｉｎｍｉｎとを用いて、ｓｉｎ信号を補正し、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘと最小値Ｖｃｏｓｍｉｎとを用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の振幅を正規化することができる。
【０１７６】
また、補正演算部４（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、オフセット電圧補正部４１１及び振幅補正部４１２の双方を具備することで、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のオフセット電圧と振幅との双方を正規化することができる。
【０１７７】
また、補正演算部４（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）における磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相と磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相との間のセンサ位相誤差θｉｃ及び第１の位相補正演算式が予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され、センサ位相補正部４２は、センサ位相誤差θｉｃ及び第１の位相補正演算式を用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）を基準として、磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相を補正することができる。あるいは、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）における磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相と磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）の出力位相との間のセンサ位相誤差θｉｃ及び第２の位相補正演算式が予め第１磁気センサ補正情報（第２磁気センサ補正情報）として記憶部１０に記憶され、センサ位相補正部４２ａは、センサ位相誤差θｉｃ及び第２の位相補正演算式を用いて、ｓｉｎ信号を補正する。これにより、磁気センサ素子３Ａ２（３Ｂ２）を基準として、磁気センサ素子３Ａ１（３Ｂ１）の出力位相を補正することができる。
【０１７８】
これにより、回転角度検出装置による位置検出精度を向上させることができ、これに伴い、各種機器の回転制御性能の向上に貢献することができる。
【０１７９】
また、実施形態１に係る回転角度検出方法は、Ｎ極とＳ極とからなる磁極対２Ａ１が等間隔に並ぶ第１磁気トラック２Ａの回転角に応じて、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知して第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を出力する第１磁気センサ３Ａが出力した第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１の値が、第１磁気センサ３Ａの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は第１磁気トラック２Ａの回転角に応じて、第１磁気センサ３Ａが出力した第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１の値が、第１磁気センサ３Ａの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された第１磁気センサ補正情報に基づき、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ１及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ１を第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１に補正し（信号補正ステップ）、磁極対２Ｂ１が等間隔に並ぶ第２磁気トラック２Ｂの回転角に応じて、第２磁気トラック２Ｂの磁界を検知して第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を出力する第２磁気センサ３Ｂが出力した第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２の値が、第２磁気センサ３Ｂの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は第２磁気トラック２Ｂの回転角に応じて第２磁気センサ３Ｂが出力した第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２の値が、第２磁気センサ３Ｂの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された第２磁気センサ補正情報に基づき、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ２及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθｉ２を第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２に補正し（信号補正ステップ）、第１補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ１及び第１補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ１の位相を算出し（位相算出ステップ）、第２補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ２及び第２補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ２の位相を算出し（位相算出ステップ）、第１磁気センサ３Ａの検出位相と第２磁気センサ３Ｂの検出位相とに基づき、第１磁気センサ３Ａと第２磁気センサ３Ｂとの位相差を算出し（位相差算出ステップ）、この位相差を絶対角度に変換する（絶対角度算出ステップ）。
【０１８０】
これにより、第１位相検出部５Ａ及び第２位相検出部５Ｂにおいて位相を算出する前のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を予め設定された既知の磁気センサ補正情報に基づいて補正した補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号を用いて位相が算出されるので、回転体１００の絶対角度の検出精度が向上する。したがって、本実施形態に係る回転角度検出方法では、回転体１００の絶対角度を高い精度で検出することができる。
【０１８１】
なお、上述した実施形態１では、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂが回転体１００の軸方向の一方の端面に着磁されたアキシャル型の構成とした例を示したが、これに限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂが回転体１００の外周面に着磁され、軸方向に並び設けられたラジアル型の構成であっても良い。
【０１８２】
（実施形態２）
実施形態２に係る回転角度検出装置の構成、回転体、磁気トラック、磁気センサモジュールの配置等は、上述した実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、以下の説明では、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂを「磁気トラック２」、第１磁気センサ３Ａ及び第２磁気センサ３Ｂを「磁気センサ３」、第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂを「補正演算部４ａ」、第１磁気センサ補正情報及び第２磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
【０１８３】
図２１は、実施形態２に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。図２１に示すように、実施形態２に係る補正演算部４ａは、実施形態１において説明した正規化処理部４１と、振幅変動抑制部４３と、を備える。
【０１８４】
補正演算部４ａには、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉが入力される。また、補正演算部４ａは、記憶部１０から正規化処理部４１及び振幅変動抑制部４３で適用される磁気センサ補正情報を取得する。
【０１８５】
正規化処理部４１は、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉを正規化して正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’を振幅変動抑制部４３に出力する。
【０１８６】
振幅変動抑制部４３は、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の振幅変動を補正して補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを出力する。
【０１８７】
図２２は、実施形態２に係る振幅変動抑制部の制御ブロックの一例を示す図である。正規化処理部４１の制御ブロックについては、実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１８８】
本実施形態では、磁気センサ３の出力振幅が変動する場合を想定している。このような想定としては、例えば、回転体１００の磁気トラック２が設けられたアキシャル面が平滑でない場合や、回転体１００の回転軸Ｘが傾いている場合等、磁気センサ３と磁気トラック２との間の軸方向距離が回転体１００の１回転中に変動する場合が考えられる。
【０１８９】
図２２に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（１３）により補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを算出する。以下、下記式（１３）を「第１の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０１９０】
【数１３】
2018185287.tif 000037
【０１９１】
図２２に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（１３）、すなわち第１の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（１３）、すなわち第１の振幅変動補正演算式を用いて、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを演算して出力する。
【０１９２】
また、図２２に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（１４）により補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを算出する。以下、下記式（１４）を「第２の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０１９３】
【数１４】
2018185287.tif 000038
【０１９４】
図２２に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（１４）、すなわち第２の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（１４）、すなわち第２の振幅変動補正演算式を用いて、正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを演算して出力する。
【０１９５】
第１補正演算部４Ａは、振幅変動抑制部４３を有することで、第１磁気センサ３Ａの出力振幅の変動を補正することができる。また、第２補正演算部４Ｂは、振幅変動抑制部４３を有することで、第２磁気センサ３Ｂの出力振幅の変動を補正することができる。
【０１９６】
以上説明したように、補正演算部４ａ（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式が予め第１センサ補正情報として記憶部１０に記憶され、振幅変動抑制部４３は、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式を用いて、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を補正する。これにより、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）の出力振幅の変動を補正することができる。
【０１９７】
これにより、回転角度検出装置による位置検出精度を向上させることができ、これに伴い、各種機器の回転制御性能の向上に貢献することができる。
【０１９８】
（実施形態３）
実施形態３に係る回転角度検出装置の構成、回転体、磁気トラック、磁気センサモジュールの配置等は、上述した実施形態１，２と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態１，２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、以下の説明では、第１磁気トラック２Ａ及び第２磁気トラック２Ｂを「磁気トラック２」、第１磁気センサ３Ａ及び第２磁気センサ３Ｂを「磁気センサ３」、第１補正演算部４Ａ及び第２補正演算部４Ｂを「補正演算部４ｂ」、第１磁気センサ補正情報及び第２磁気センサ補正情報を「磁気センサ補正情報」とも言う。
【０１９９】
図２３は、実施形態３に係る補正演算部の機能ブロックの一例を示す図である。図２４は、実施形態１に係る補正演算部がセンサ位相補正部及び振幅変動抑制部の双方を具備した制御ブロックの一例を示す図である。図２５は、実施形態１に係る補正演算部がセンサ位相補正部及び振幅変動抑制部の双方を具備した制御ブロックの図２４とは異なる一例を示す図である。
【０２００】
図２３から図２５に示すように、実施形態３に係る補正演算部４ｂは、実施形態１において説明した正規化処理部４１及びセンサ位相補正部４２（又はセンサ位相補正部４２ａ）と、実施形態２において説明した振幅変動抑制部４３と、を備える。
【０２０１】
補正演算部４ｂには、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉが入力される。また、補正演算部４ｂは、記憶部１０から正規化処理部４１及び振幅変動抑制部４３で適用される磁気センサ補正情報を取得する。
【０２０２】
正規化処理部４１は、磁気センサ３から出力されたｓｉｎ信号ｓｉｎθｉ及びｃｏｓ信号ｃｏｓθｉを正規化して正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’及び正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’をセンサ位相補正部４２，４２ａに出力する。
【０２０３】
センサ位相補正部４２，４２ａは、正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’又は正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の位相を補正して補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’を出力する。
【０２０４】
図２４に示すセンサ位相補正部４２では、基準となる正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’については補正を行わない。すなわち、センサ位相補正部４２における補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’は、下記式（１５）で表せる。
【０２０５】
【数１５】
2018185287.tif 000039
【０２０６】
図２４に示すセンサ位相補正部４２は、下記式（１６）により補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’を算出する。以下、下記式（１６）を、上記式（１０）と同様に「第１の位相補正演算式」ともいう。
【０２０７】
【数１６】
2018185287.tif 000040
【０２０８】
図２４に示すセンサ位相補正部４２は、上記式（１６）、すなわち第１の位相補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。センサ位相補正部４２は、この上記式（１６）、すなわち第１の位相補正演算式を用いて正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’の位相を補正した補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’を演算して出力する。
【０２０９】
振幅変動抑制部４３は、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’の振幅変動を補正して補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを出力する。
【０２１０】
具体的には、図２４に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（１７）により補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを算出する。以下、下記式（１７）を、上記式（１３）と同様に「第１の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０２１１】
【数１７】
2018185287.tif 000041
【０２１２】
図２４に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（１７）、すなわち第１の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（１７）、すなわち第１の振幅変動補正演算式を用いて、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを演算して出力する。
【０２１３】
また、図２４に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（１８）により補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを算出する。以下、下記式（１８）を、上記式（１４）と同様に「第２の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０２１４】
【数１８】
2018185287.tif 000042
【０２１５】
図２４に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（１８）、すなわち第２の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（１８）、すなわち第２の振幅変動補正演算式を用いて、補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを演算して出力する。
【０２１６】
図２５に示すセンサ位相補正部４２ａは、下記式（１９）により補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’を算出する。以下、下記式（１９）を、上記式（１２）と同様に「第２の位相補正演算式」ともいう。
【０２１７】
【数１９】
2018185287.tif 000043
【０２１８】
図２５に示すセンサ位相補正部４２ａは、上記式（１９）、すなわち第２の位相補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。センサ位相補正部４２ａは、この上記式（１９）、すなわち第２の位相補正演算式を用いて正規化ｓｉｎ信号ｓｉｎθ’の位相を補正した補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’を演算して出力する。
【０２１９】
また、図２５に示すセンサ位相補正部４２ａでは、基準となる正規化ｃｏｓ信号ｃｏｓθ’については補正を行わない。すなわち、センサ位相補正部４２ａにおける補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’は、下記式（２０）で表せる。
【０２２０】
【数２０】
2018185287.tif 000044
【０２２１】
振幅変動抑制部４３は、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’の振幅変動を補正して補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ及び補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを出力する。
【０２２２】
具体的には、図２５に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（２１）により補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを算出する。以下、下記式（２１）を、上記式（１３）、（１７）と同様に「第１の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０２２３】
【数２１】
2018185287.tif 000045
【０２２４】
図２５に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（２１）、すなわち第１の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（２１）、すなわち第１の振幅変動補正演算式を用いて、補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｓｉｎ信号ｓｉｎθｏを演算して出力する。
【０２２５】
また、図２５に示す振幅変動抑制部４３は、下記式（２２）により補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを算出する。以下、下記式（２２）を、上記式（１４）、（１８）と同様に「第２の振幅変動補正演算式」ともいう。
【０２２６】
【数２２】
2018185287.tif 000046
【０２２７】
図２５に示す振幅変動抑制部４３は、上記式（２２）、すなわち第２の振幅変動補正演算式が予め磁気センサ補正情報として記憶部１０に記憶され設定されている。振幅変動抑制部４３は、この上記式（２２）、すなわち第２の振幅変動補正演算式を用いて、補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏ’の周期的な振幅変動を抑制した補正ｃｏｓ信号ｃｏｓθｏを演算して出力する。
【０２２８】
第１補正演算部４Ａは、実施形態１において説明したセンサ位相補正部４２又はセンサ位相補正部４２ａと、実施形態２において説明した振幅変動抑制部４３との双方を有することで、第１磁気センサ３Ａの出力位相及び出力振幅の変動の双方を補正することができる。また、第２補正演算部４Ｂは、実施形態１において説明したセンサ位相補正部４２又はセンサ位相補正部４２ａと、実施形態２において説明した振幅変動抑制部４３との双方を有することで、第２磁気センサ３Ｂの出力位相及び出力振幅の変動の双方を補正することができる。
【０２２９】
以上説明したように、補正演算部４ｂ（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）では、センサ位相補正部４２又はセンサ位相補正部４２ａと、振幅変動抑制部４３との双方を備える。このため、第１磁気センサ３Ａ（第２磁気センサ３Ｂ）の出力位相及び出力振幅の変動の双方を補正することができ、実施形態１，２よりも高精度に回転体１００の絶対角度を検出することができる。
【０２３０】
これにより、回転角度検出装置による位置検出精度を実施形態１，２よりも向上させることができ、これに伴い、各種機器の回転制御性能の向上に実施形態１，２よりも貢献することができる。
【０２３１】
（実施形態４）
図２６は、実施形態４に係る回転角度検出装置の回転体の一例を示す図である。図２７は、図２６に示す回転体の各磁気トラックの一例を示す図である。図２８は、実施形態４に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。図２９は、実施形態４に係る回転角度検出装置の図２８に示すIV’−IV’断面図である。
【０２３２】
図２６及び図２７に示すように、実施形態４に係る回転角度検出装置１ａの回転体１００ａは、実施形態１の構成に加え、磁極対２Ｃ１が等間隔に並ぶ第３磁気トラック２Ｃを有している。
【０２３３】
図２７に示す例において、第３磁気トラック２Ｃは、２８対の磁極対２Ｃ１を有している。
【０２３４】
なお、本実施形態では、第１磁気トラック２Ａ、第２磁気トラック２Ｂ、及び第３磁気トラック２Ｃが回転体１００ａの軸方向の一方の端面に設けられたアキシャル型の構成であるが、これに限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａ、第２磁気トラック２Ｂ、及び第３磁気トラック２Ｃが回転体１００ａの外周面に軸方向に並び設けられたラジアル型の構成であっても良い。
【０２３５】
図２８及び図２９に示すように、実施形態４では、第１磁気センサモジュール２００ａと第２磁気センサモジュール２００ｂとが、回転体１００ａの径方向に並び設けられている。これら第１磁気センサモジュール２００ａ及び第２磁気センサモジュール２００ｂは、実施形態１，２，３において説明した磁気センサモジュール２００と実質的に同一の構成及び機能を有している。
【０２３６】
第１磁気センサモジュール２００ａ及び第２磁気センサモジュール２００ｂは、第１磁気トラック２Ａ、第２磁気トラック２Ｂ、及び第３磁気トラック２Ｃが設けられた回転体１００ａとそれぞれギャップを介してアキシャル方向に対向して設けられている。
【０２３７】
より具体的には、第１磁気センサモジュール２００ａの第１磁気センサ３Ａは、第１磁気トラック２Ａに対向し、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知する。第１磁気センサモジュール２００ａの第２磁気センサ３Ｂは、第２磁気トラック２Ｂに対向し、第２磁気トラック２Ｂの磁界を検知する。また、第２磁気センサモジュール２００ｂの第１磁気センサ３Ａは、第１磁気トラック２Ａに対向し、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知する。第２磁気センサモジュール２００ｂの第２磁気センサ３Ｂは、第３磁気トラック２Ｃに対向し、第３磁気トラック２Ｃの磁界を検知する。
【０２３８】
第１磁気センサモジュール２００ａ及び第２磁気センサモジュール２００ｂは、回転体１００ａとは同期回転しない固定部位に設けられている。
【０２３９】
図２７に示す例では、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数を３２（Ｐ＝３２、Ｐは自然数）、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数を３１（Ｐ−１＝３１）とし、Ａ点において第１磁気トラック２Ａの磁極位相と第２磁気トラック２Ｂの磁極位相とが一致している。すなわち、第１磁気センサモジュール２００ａは、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致するＡ点を原点位置として、回転体１００ａの全周における絶対角度を検出することができる。
【０２４０】
なお、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数との関係は、上記に限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をＰとしたとき、第２磁気トラック２Ｂの磁極対２Ｂ１の数をＰ＋１とした構成であっても良い。
【０２４１】
また、図２７に示す例では、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数を３２（＝４×８）、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数を２８（＝４×７）とし、回転体１００ａを周方向に４分割するＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点の各点において第１磁気トラック２Ａの磁極位相と第３磁気トラック２Ｃの磁極位相とが一致している。すなわち、第２磁気センサモジュール２００ｂは、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致するＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点の各点を原点位置として、回転体１００ａの全周を４分割した各区間における絶対角度を検出することができる。
【０２４２】
図２７に示す第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数との関係を一般化すると、第２磁気センサモジュール２００ｂは、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をｎ×Ｑ（ｎ，Ｑは自然数）、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数をｎ×（Ｑ−１）とし、回転体１００ａを周方向にｎ分割する各点において第１磁気トラック２Ａの磁極位相と第３磁気トラック２Ｃの磁極位相とが一致する構成とすれば、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致する各点を原点位置として、回転体１００ａの全周をｎ分割した各区間における絶対角度を検出することができる。
【０２４３】
なお、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数との関係は、上記に限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をｎ×Ｑとしたとき、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数をｎ×（Ｑ＋１）とした構成であっても良い。
【０２４４】
このように、回転体１００ａの全周における絶対角度を検出する構成に対し、回転体１００ａの全周をｎ分割した各区間における絶対角度を検出する構成を加えることで、回転体１００ａの絶対角度検出の信頼性を高めることができる。
【０２４５】
以上説明したように、実施形態４に係る回転角度検出装置１ａは、回転軸Ｘを軸心とする第３磁気トラック２Ｃをさらに備え、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をｎ×Ｑ（ｎ，Ｑは自然数）としたとき、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数をｎ×（Ｑ−１）又はｎ×（Ｑ＋１）とし、第１磁気トラック２Ａの磁界及び第２磁気トラック２Ｂの磁界を検知して、回転体１００ａの全周における絶対角度を検出する第１磁気センサモジュール２００ａと、第１磁気トラック２Ａの磁界及び第３磁気トラック２Ｃの磁界を検知して、回転体１００ａの全周をｎ分割した各区間における絶対角度を検出する第２磁気センサモジュール２００ｂとを備える。
【０２４６】
これにより、回転体１００ａの絶対角度検出の信頼性を高めることができる。
【０２４７】
また、第１磁気センサモジュール２００ａ及び第２磁気センサモジュール２００ｂを、実施形態１，２，３と同様に、補正演算部４，４ａ，４ｂ（第１補正演算部４Ａ、第２補正演算部４Ｂ）を具備した構成とすることで、高精度に回転体１００ａの絶対角度を検出することができる。
【０２４８】
これにより、回転角度検出装置による位置検出精度を向上させることができ、これに伴い、各種機器の回転制御性能の向上に貢献することができる。
【０２４９】
（実施形態５）
図３０は、実施形態５に係る回転角度検出装置の磁気センサモジュールの配置例を示す図である。
【０２５０】
本実施形態において、実施形態５に係る回転角度検出装置１ｂの回転体１００ｂは、実施形態４に係る回転角度検出装置１ａの回転体１００ａと同様に、第１磁気トラック２Ａ、第２磁気トラック２Ｂ、及び第３磁気トラック２Ｃを有している。
【０２５１】
本実施形態において、第１磁気トラック２Ａの磁極対数、及び第２磁気トラック２Ｂの磁極対数、及び第３磁気トラック２Ｃの磁極対数は、実施形態４と同一である。
【０２５２】
すなわち、実施形態４と同様に、第１磁気センサモジュール２００ａは、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致するＡ点を原点位置として、回転体１００ｂの全周における絶対角度を検出することができる（図２７参照）。
【０２５３】
また、実施形態４と同様に、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数との関係を一般化すると、第２磁気センサモジュール２００ｂは、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をｎ×Ｑ（ｎ，Ｑは自然数）、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数をｎ×（Ｑ−１）とし、回転体１００ａを周方向にｎ分割する各点において第１磁気トラック２Ａの磁極位相と第３磁気トラック２Ｃの磁極位相とが一致する構成とすれば、第１磁気センサ３Ａの検出信号の位相と第２磁気センサ３Ｂの検出信号の位相とが一致する各点を原点位置として、回転体１００ｂの全周をｎ分割した各区間における絶対角度を検出することができる。
【０２５４】
なお、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数と第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数との関係についても、実施形態４と同様に、上記に限るものではなく、例えば、第１磁気トラック２Ａの磁極対２Ａ１の数をｎ×Ｑとしたとき、第３磁気トラック２Ｃの磁極対２Ｃ１の数をｎ×（Ｑ＋１）とした構成であっても良い。
【０２５５】
実施形態４では、第１磁気センサモジュール２００ａと第２磁気センサモジュール２００ｂとが、回転体１００ａの径方向に並び設けられた例を示した（図２８参照）。この場合、第１磁気トラック２Ａの磁界を検知する、第１磁気センサモジュール２００ａの第１磁気センサ３Ａと、第２磁気センサモジュール２００ｂの第１磁気センサ３Ａとが、回転体１００ａの径方向に並ぶこととなるため、第１磁気トラック２Ａの径方向の幅を、第２磁気トラック２Ｂ及び第３磁気トラック２Ｃの径方向の幅よりも大きくする必要がある。
【０２５６】
本実施形態では、図３０に示すように、第１磁気センサモジュール２００ａと第２磁気センサモジュール２００ｂとが回転体１００ｂの周方向に角度θだけずれて配置されている。これにより、第１磁気センサモジュール２００ａの第１磁気センサ３Ａと、第２磁気センサモジュール２００ｂの第１磁気センサ３Ａとが、回転体１００ｂの周方向に並ぶこととなるため、第１磁気トラック２Ａの径方向の幅Ｗ１を、実施形態４よりも小さくすることができる。具体的には、例えば、第１磁気トラック２Ａの径方向の幅Ｗ１を、第２磁気トラック２Ｂの径方向の幅Ｗ２、第３磁気トラック２Ｃの径方向の幅Ｗ３と同等にすることができる（Ｗ１≒Ｗ２≒Ｗ３）。このため、実施形態４よりも、回転体１００ｂの中空穴の直径Φを大きくすることができる。これにより、実施形態５に係る回転角度検出装置１ｂを適用する機器の設計の自由度を実施形態４よりも高めることができる。
【０２５７】
以上説明したように、実施形態５に係る回転角度検出装置１ｂは、第１磁気センサモジュール２００ａと第２磁気センサモジュール２００ｂとが回転体１００ｂの周方向に角度θだけずれて配置されている。これにより、第１磁気トラック２Ａの径方向の幅Ｗ１を、実施形態４よりも小さくすることができる。このため、実施形態４よりも、回転体１００ｂの中空穴の直径Φを大きくすることができ、実施形態５に係る回転角度検出装置１ｂを適用する機器の設計の自由度を実施形態４よりも高めることができる。
【０２５８】
以下、回転角度検出装置の磁気センサモジュールの変形例について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１から実施形態３で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付すか、又は省略して重複する説明は省略する。
【０２５９】
図３１は、磁気センサモジュールの第１の変形例を示す図である。図１に例示した回転角度検出装置１では、１つのＩＣチップに集積化された磁気センサモジュール２００と、ＩＣチップ外に設けられた通信部９及び記憶部１０を有する例を示した。これに対し、図３１に例示する回転角度検出装置１Ａでは、磁気センサモジュール２００、通信部９、及び記憶部１０が１つのＩＣチップに集積化された例を示している。
【０２６０】
図３２は、磁気センサモジュールの第２の変形例を示す図である。図３２に例示する回転角度検出装置１Ｂでは、磁気センサモジュール２００及び通信部９が１つのＩＣチップに集積化された例を示している。
【０２６１】
図３３は、磁気センサモジュールの第３の変形例を示す図である。図３４は、磁気センサモジュールの第４の変形例を示す図である。図３３に例示する回転角度検出装置１Ｃ及び図３４に例示する回転角度検出装置１Ｄでは、角度情報生成部８が生成した絶対角度情報を所定の信号（例えば、ＡＢＺ相信号、パラレル信号、シリアルデータ、アナログ電圧、ＰＷＭ変調信号等）に変換して出力する第１通信部９Ａと、この第１通信部９Ａから出力された所定の信号を、外部制御装置が認識可能な所定の通信プロトコルに変換する第２通信部９Ｂとを有する例を示している。
【０２６２】
図３３に例示する回転角度検出装置１Ｃでは、磁気センサモジュール２００、第１通信部９Ａ、及び記憶部１０が１つのＩＣチップに集積化された例を示している。
【０２６３】
図３４に例示する回転角度検出装置１Ｄでは、磁気センサモジュール２００及び第１通信部９Ａが１つのＩＣチップに集積化された例を示している。
【０２６４】
１つのＩＣチップに集積化する際、図１、図３１から図３４の何れの態様であっても良い。
【０２６５】
以上の各実施形態に示した回転角度検出装置は、高精度な角度検出を実現することができる。
【０２６６】
上述した各実施形態に示した回転角度検出装置は、電動パワーステアリング装置等の自動車駆動用モータの他、微細ダイシング加工装置やロボットアームの駆動用モータに用いるダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータという）に適用することが可能である。このようなＤＤモータを回転駆動させる場合、ＤＤモータへの電流指令は、回転角度検出装置から出力される回転角度検出信号を基準に励磁するため、回転角度検出装置の絶対精度を高くすることで、より正確な電流指令を与えることができ、より振動などを抑えた安定した定速回転が可能となる。
【０２６７】
例えば、微細ダイシング加工装置にＤＤモータを用いる場合、ダイシングは角度を正確に割り出し位置決めする必要があり、ＤＤモータの割り出し位置決めは、搭載される角度位置検出器の絶対精度に左右される。
【０２６８】
また、例えば、２軸のロボットアーム用途にＤＤモータを２台用いる場合、２つのＤＤの絶対精度が、アームの伸縮の軌跡に影響し、直線上に伸縮するはずのアーム先端に揺れが発生し、搭載されたワークの振動や落下、もしくは、周囲との衝突などが懸念される。
【０２６９】
以上のように、回転角度検出装置の絶対精度は、その回転角度検出装置を搭載したＤＤモータの駆動精度、延いては、このＤＤモータを用いたシステムの駆動性能に影響する。上述した各実施形態に係る回転角度検出装置は、高い絶対精度を実現することができ、システムの高性能安定稼働に寄与できる。
【符号の説明】
【０２７０】
１，１ａ，１ｂ，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  回転角度検出装置
２  磁気トラック
２Ａ  第１磁気トラック
２Ａ１  磁極対
２Ｂ  第２磁気トラック
２Ｂ１  磁極対
２Ｃ  第３磁気トラック
２Ｃ１  磁極対
３  磁気センサ
３Ａ  第１磁気センサ
３Ａ１，３Ａ２  磁気センサ素子
３Ｂ  第２磁気センサ
３Ｂ１，３Ｂ２  磁気センサ素子
４  補正演算部
４Ａ  第１補正演算部
４Ｂ  第２補正演算部
５Ａ  第１位相検出部
５Ｂ  第２位相検出部
６  位相差検出部
７  角度算出部
８  角度情報生成部
９  通信部
９Ａ  第１通信部
９Ｂ  第２通信部
１０  記憶部
４１  正規化処理部
４２，４２ａ  センサ位相補正部
４３  振幅変動抑制部
１００，１００ａ，１００ｂ  回転体
２００  磁気センサモジュール
２００ａ  第１磁気センサモジュール
２００ｂ  第２磁気センサモジュール
４１１  オフセット電圧補正部
４１２  振幅補正部
【図１】
2018185287.tif 000069
【図２】
2018185287.tif 000070
【図３】
2018185287.tif 000071
【図４】
2018185287.tif 000072
【図５】
2018185287.tif 000073
【図６】
2018185287.tif 000074
【図７】
2018185287.tif 000075
【図８】
2018185287.tif 000076
【図９】
2018185287.tif 000077
【図１０】
2018185287.tif 000078
【図１１】
2018185287.tif 000079
【図１２】
2018185287.tif 000080
【図１３】
2018185287.tif 000081
【図１４】
2018185287.tif 000082
【図１５】
2018185287.tif 000083
【図１６】
2018185287.tif 000084
【図１７】
2018185287.tif 000085
【図１８】
2018185287.tif 000086
【図１９】
2018185287.tif 000087
【図２０】
2018185287.tif 000088
【図２１】
2018185287.tif 000089
【図２２】
2018185287.tif 000090
【図２３】
2018185287.tif 000091
【図２４】
2018185287.tif 000092
【図２５】
2018185287.tif 000093
【図２６】
2018185287.tif 000094
【図２７】
2018185287.tif 000095
【図２８】
2018185287.tif 000096
【図２９】
2018185287.tif 000097
【図３０】
2018185287.tif 000098
【図３１】
2018185287.tif 000099
【図３２】
2018185287.tif 000100
【図３３】
2018185287.tif 000101
【図３４】
2018185287.tif 000102
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ及び前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、
前記補正演算部は、
下記式（１３）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１４）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数１】
2018185287.tif 000103
【数２】
2018185287.tif 000104
【数１３】
2018185287.tif 000105
【数１４】
2018185287.tif 000106
【請求項２】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（４）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、
前記補正演算部は、
下記式（１３）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１４）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数３】
2018185287.tif 000107
【数４】
2018185287.tif 000108
【数１３】
2018185287.tif 000109
【数１４】
2018185287.tif 000110
【請求項３】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ、前記Ｖｃｏｓａｖｅ、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（５）及び下記式（７）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（６）及び下記式（８）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、
前記補正演算部は、
下記式（１３）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１４）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数５】
2018185287.tif 000111
【数６】
2018185287.tif 000112
【数７】
2018185287.tif 000113
【数８】
2018185287.tif 000114
【数１３】
2018185287.tif 000115
【数１４】
2018185287.tif 000116
【請求項４】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ及び前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１５）及び下記式（１７）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１６）及び下記式（１８）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数１】
2018185287.tif 000117
【数２】
2018185287.tif 000118
【数１５】
2018185287.tif 000119
【数１６】
2018185287.tif 000120
【数１７】
2018185287.tif 000121
【数１８】
2018185287.tif 000122
【請求項５】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（４）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１５）及び下記式（１７）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１６）及び下記式（１８）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数３】
2018185287.tif 000123
【数４】
2018185287.tif 000124
【数１５】
2018185287.tif 000125
【数１６】
2018185287.tif 000126
【数１７】
2018185287.tif 000127
【数１８】
2018185287.tif 000128
【請求項６】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ、前記Ｖｃｏｓａｖｅ、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（５）及び下記式（７）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（６）及び下記式（８）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓ（θ’＋θｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１５）及び下記式（１７）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（１６）及び下記式（１８）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数５】
2018185287.tif 000129
【数６】
2018185287.tif 000130
【数７】
2018185287.tif 000131
【数８】
2018185287.tif 000132
【数１５】
2018185287.tif 000133
【数１６】
2018185287.tif 000134
【数１７】
2018185287.tif 000135
【数１８】
2018185287.tif 000136
【請求項７】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ及び前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１９）及び下記式（２１）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（２０）及び下記式（２２）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数１】
2018185287.tif 000137
【数２】
2018185287.tif 000138
【数１９】
2018185287.tif 000139
【数２０】
2018185287.tif 000140
【数２１】
2018185287.tif 000141
【数２２】
2018185287.tif 000142
【請求項８】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（４）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１９）及び下記式（２１）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（２０）及び下記式（２２）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数３】
2018185287.tif 000143
【数４】
2018185287.tif 000144
【数１９】
2018185287.tif 000145
【数２０】
2018185287.tif 000146
【数２１】
2018185287.tif 000147
【数２２】
2018185287.tif 000148
【請求項９】
Ｎ極とＳ極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有する回転体と、
１つの前記磁気トラックの磁界を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する、複数の磁気センサと、
前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該磁気センサの基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記磁気センサが出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該磁気センサの基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定された磁気センサ補正情報を記憶する記憶部と、
前記磁気センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号及び前記ｃｏｓ信号を補正ｓｉｎ信号及び補正ｃｏｓ信号に補正する補正演算部と、
前記補正ｓｉｎ信号及び前記補正ｃｏｓ信号の位相を算出する位相検出部と、
複数の前記位相の位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差を絶対角度に変換する角度算出部と、
を備え、
前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθｉ、ｃｏｓθｉ、出力の信号値をｓｉｎθ’、ｃｏｓθ’とし、前記Ｖｓｉｎａｖｅ、前記Ｖｃｏｓａｖｅ、前記Ｖｓｉｎｍａｘ、前記Ｖｓｉｎｍｉｎ、前記Ｖｃｏｓｍａｘ、及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（５）及び下記式（７）を用いて前記ｓｉｎθ’を演算すると共に、下記式（６）及び下記式（８）を用いて前記ｃｏｓθ’を演算し、
前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ’＋θｉｃ）、ｃｏｓθ’、出力の信号値をｓｉｎθｏ、ｃｏｓθｏとし、前記θｉｃが前記磁気センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
前記補正演算部は、
下記式（１９）及び下記式（２１）を用いて前記ｓｉｎθｏを演算すると共に、下記式（２０）及び下記式（２２）を用いて前記ｃｏｓθｏを演算する
回転角度検出装置。
【数５】
2018185287.tif 000149
【数６】
2018185287.tif 000150
【数７】
2018185287.tif 000151
【数８】
2018185287.tif 000152
【数１９】
2018185287.tif 000153
【数２０】
2018185287.tif 000154
【数２１】
2018185287.tif 000155
【数２２】
2018185287.tif 000156
【請求項１０】
前記複数の磁気トラックは、前記回転体の軸方向の一方の端面に着磁されている
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１１】
前記複数の磁気トラックは、
第１磁気トラックと、
前記第１磁気トラックの外周に設けられた第２磁気トラックと、
前記第１磁気トラックの内周に設けられた第３磁気トラックと、
を含み、
前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第２磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第１磁気センサモジュールと、
前記第１磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサと前記第３磁気トラックの磁界を検知する前記磁気センサとを含む第２磁気センサモジュールと、
を備える
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１２】
前記第１磁気センサモジュールと前記第２磁気センサモジュールとが前記回転体の周方向にずれて配置されている
請求項１１に記載の回転角度検出装置。