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JP2019132603A - Rotation detection circuit, rotation detection apparatus, and rotation detection method - Google Patents

Rotation detection circuit, rotation detection apparatus, and rotation detection method Download PDF

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JP2019132603A
JP2019132603A JP2018012733A JP2018012733A JP2019132603A JP 2019132603 A JP2019132603 A JP 2019132603A JP 2018012733 A JP2018012733 A JP 2018012733A JP 2018012733 A JP2018012733 A JP 2018012733A JP 2019132603 A JP2019132603 A JP 2019132603A
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JP
Japan
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sine wave
wave signal
phase
unit
rotation detection
Prior art date
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Application number
JP2018012733A
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Japanese (ja)
Inventor
直己 磯部
Naoki Isobe
直己 磯部
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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Abstract

To solve a problem for providing a rotation detection method to correct a phase error without monitoring the phase error.SOLUTION: A phase detection circuit is provided with: an addition unit for adding a first sinusoidal signal received from a first sensor and a second sinusoidal signal received from a second sensor outputting a second sinusoidal signal with a second phase together to output a third sinusoidal signal with a third phase; a subtraction unit for subtracting the first sinusoidal signal from the second sinusoidal signal to output a fourth sinusoidal signal with a phase difference of 1/4 period from the third sinusoidal signal; a phase calculation unit for calculating the third phase from the third sinusoidal signal and the fourth sinusoidal signal; a phase difference determination unit for determines a phase difference between the third phase and the first phase, on the basis of the third sinusoidal signal and/or the fourth sinusoidal signal; and an angle output unit for outputting a fourth phase obtained by adding a phase difference between the calculated third phase and the first phase, and the third phase.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、回転検出回路、回転検出装置、及び、回転検出方法に関する。   The present invention relates to a rotation detection circuit, a rotation detection device, and a rotation detection method.

2つのセンサからの90度位相の異なる2相信号に基づき、回転子の回転位置を検出する回転検出器が知られている。このような回転検出器では、組立誤差等に由来して、2相信号に位相誤差が生じることがあった。これに対し、位相誤差をモニタリングすることにより位相誤差分を調整した回転角度を得る方法が知られている(例えば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art A rotation detector that detects a rotational position of a rotor based on a two-phase signal having a 90-degree phase difference from two sensors is known. In such a rotation detector, a phase error may occur in the two-phase signal due to an assembly error or the like. On the other hand, a method is known in which the rotation angle obtained by adjusting the phase error is obtained by monitoring the phase error (for example, Patent Document 1).

しかし、この方法によると回転検出の実行中に位相誤差をモニタリングすることが必要となる。
特許文献1 特開2012−32313号公報
However, according to this method, it is necessary to monitor the phase error during the rotation detection.
Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-32313

上記問題に鑑みて、位相誤差をモニタリングすることなく、位相誤差を補正した回転検出回路、回転検出装置、及び、回転検出方法を提供することを課題とする。   In view of the above problems, it is an object to provide a rotation detection circuit, a rotation detection device, and a rotation detection method that correct a phase error without monitoring the phase error.

本発明の第1の態様においては、回転子の回転位置に基づいて、第1の位相の第1正弦波信号を出力する第1センサから受け取った第1正弦波信号、及び、回転子の回転位置に基づいて、第1の位相と異なる第2の位相の第2正弦波信号を出力する第2センサから受け取った第2正弦波信号を加算して第3の位相の第3正弦波信号を出力する加算部と、第1正弦波信号を第2正弦波信号から減算して第3正弦波信号と1/4周期分位相の異なる第4正弦波信号を出力する減算部と、第3正弦波信号及び第4正弦波信号から第3の位相を算出する位相算出部と、第3正弦波信号及び第4正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、第3の位相と第1の位相との位相差を決定する位相差決定部と、算出した第3の位相と第1の位相との位相差、及び、第3の位相とを加算した第4の位相を出力する角度出力部と、を備える回転検出回路を提供する。また、第1の態様においては、当該回転検出回路、第1センサ、及び、第2センサを備える回転検出装置と、当該回転検出装置を用いた回転検出方法をも提供する。   In the first aspect of the present invention, the first sine wave signal received from the first sensor that outputs the first sine wave signal of the first phase based on the rotational position of the rotor, and the rotation of the rotor Based on the position, a second sine wave signal received from a second sensor that outputs a second sine wave signal having a second phase different from the first phase is added to obtain a third sine wave signal having a third phase. An adder for outputting, a subtractor for subtracting the first sine wave signal from the second sine wave signal and outputting a fourth sine wave signal having a phase different from the third sine wave signal by ¼ period, Based on at least one of the third sine wave signal and the fourth sine wave signal, the phase calculation unit that calculates the third phase from the wave signal and the fourth sine wave signal, A phase difference determination unit for determining a phase difference, a phase difference between the calculated third phase and the first phase, and An angle output unit for outputting the fourth phase obtained by adding the third phase, to provide a rotation detecting circuit comprising a. Moreover, in a 1st aspect, the rotation detection apparatus provided with the said rotation detection circuit, a 1st sensor, and a 2nd sensor, and the rotation detection method using the said rotation detection apparatus are also provided.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態の回転検出装置10の一例に係るブロック図を示す。The block diagram which concerns on an example of the rotation detection apparatus 10 of this embodiment is shown. 本実施形態の信号補正部140の一例に係るブロック図を示す。The block diagram which concerns on an example of the signal correction | amendment part 140 of this embodiment is shown. 本実施形態の位相誤差キャンセル部150の一例に係るブロック図を示す。A block diagram concerning an example of phase error cancellation part 150 of this embodiment is shown. 本実施形態の角度調整部160の一例に係るブロック図を示す。The block diagram which concerns on an example of the angle adjustment part 160 of this embodiment is shown. 本実施形態の回転検出方法の処理フローの一例を示す。An example of the processing flow of the rotation detection method of this embodiment 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、本実施形態の回転検出装置10の一例に係るブロック図を示す。本実施形態に係る回転検出装置10は、2つのセンサからモータ等の回転子の回転位置に関する2相信号を受け取り、当該2相信号の位相誤差をモニタリングすることなく、演算により位相誤差をキャンセルし、これにより回転子の正確な回転位置を特定する。回転検出装置10は、モータ110、モータ制御回路120、第1センサ122、第2センサ124、及び、回転検出回路130を備える。なお、回転検出装置10は、モータ110及び/又はモータ制御回路120を備えておらず、これらが回転検出装置10の外部に別途設けられてもよい。   FIG. 1 is a block diagram according to an example of the rotation detection device 10 of the present embodiment. The rotation detection device 10 according to the present embodiment receives a two-phase signal related to the rotational position of a rotor such as a motor from two sensors, and cancels the phase error by calculation without monitoring the phase error of the two-phase signal. This identifies the exact rotational position of the rotor. The rotation detection device 10 includes a motor 110, a motor control circuit 120, a first sensor 122, a second sensor 124, and a rotation detection circuit 130. The rotation detection device 10 does not include the motor 110 and / or the motor control circuit 120, and these may be separately provided outside the rotation detection device 10.

モータ110は、電源から電力が供給されて回転子を回転する。回転子には、回転位置検出のための多極マグネットリング等の磁石が取り付けられていてよい。   The motor 110 is supplied with electric power from the power source and rotates the rotor. A magnet such as a multipolar magnet ring for detecting the rotational position may be attached to the rotor.

モータ制御回路120は、モータ110の回転動作を制御する。モータ制御回路120は、後述する回転検出回路130から得た回転子の回転位置の情報に基づいて、モータ110の回転動作を制御してよい。   The motor control circuit 120 controls the rotation operation of the motor 110. The motor control circuit 120 may control the rotational operation of the motor 110 based on information on the rotational position of the rotor obtained from the rotation detection circuit 130 described later.

第1センサ122は、モータ110の回転する回転子の回転位置に基づいて、第1の位相の第1正弦波信号VAを出力する。第2センサ124は、モータ110の回転する回転子の回転位置に基づいて、第1の位相と異なる第2の位相の第2正弦波信号VBを出力する。第1センサ122及び第2センサ124は、回転子の磁石から生じる磁界の検出結果を出力する磁気センサであってよい。一例として、第1センサ122及び第2センサ124は、回転子に取り付けられた多極マグネットリングの磁界を検知するホール素子であってよい。   The first sensor 122 outputs a first sine wave signal VA having a first phase based on the rotational position of the rotor that rotates the motor 110. The second sensor 124 outputs a second sine wave signal VB having a second phase different from the first phase based on the rotational position of the rotor that rotates the motor 110. The first sensor 122 and the second sensor 124 may be magnetic sensors that output detection results of magnetic fields generated from the magnets of the rotor. As an example, the first sensor 122 and the second sensor 124 may be Hall elements that detect a magnetic field of a multipolar magnet ring attached to the rotor.

第1センサ122及び第2センサ124は、回転子の回転軸を中心に90度ずれた位置に配置されてよく、これにより第1の位相と第2の位相とは1/4周期(すなわち、90度)ずれたものであってよい。また、第1の位相と第2の位相との間は、1/4周期に加え、組立誤差等に由来する位相誤差分のずれが含まれる。第1センサ122及び第2センサ124は、第1正弦波信号VA及び第2正弦波信号VBを回転検出回路130に出力する。   The first sensor 122 and the second sensor 124 may be disposed at a position shifted by 90 degrees about the rotation axis of the rotor, whereby the first phase and the second phase are ¼ period (ie, 90 degrees). In addition to a quarter cycle, the first phase and the second phase include a shift corresponding to a phase error due to an assembly error or the like. The first sensor 122 and the second sensor 124 output the first sine wave signal VA and the second sine wave signal VB to the rotation detection circuit 130.

回転検出回路130は、第1正弦波信号VA及び第2正弦波信号VBに含まれる位相誤差を除去し、回転子の回転位置を算出して出力する。回転検出回路130は、信号補正部140、位相誤差キャンセル部150、及び、角度調整部160を有する。以下、図2〜図4に基づいてこれらの構成及び機能について説明する。   The rotation detection circuit 130 eliminates the phase error included in the first sine wave signal VA and the second sine wave signal VB, calculates the rotational position of the rotor, and outputs the calculated rotational position. The rotation detection circuit 130 includes a signal correction unit 140, a phase error cancellation unit 150, and an angle adjustment unit 160. Hereinafter, these configurations and functions will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施形態の信号補正部140の一例に係るブロック図を示す。信号補正部140は、第1正弦波信号VA及び第2正弦波信号VBのオフセット及びゲインを補正し、これにより後続する回転位置を算出する処理の正確性を担保する。信号補正部140は、ADコンバータ141、ADコンバータ142、オフセット/ゲイン算出部143、第1オフセット補正部145、第2オフセット補正部146、第1ゲイン補正部147、及び、第2ゲイン補正部148を含む。なお、信号補正部140は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。   FIG. 2 is a block diagram according to an example of the signal correction unit 140 of the present embodiment. The signal correction unit 140 corrects the offset and gain of the first sine wave signal VA and the second sine wave signal VB, thereby ensuring the accuracy of the process of calculating the subsequent rotational position. The signal correction unit 140 includes an AD converter 141, an AD converter 142, an offset / gain calculation unit 143, a first offset correction unit 145, a second offset correction unit 146, a first gain correction unit 147, and a second gain correction unit 148. including. Note that the signal correction unit 140 may not include a part of these, and may include other circuits.

ADコンバータ141は、アナログ信号の第1正弦波信号VAを、第1センサ122から受け取り、これらを周期的にサンプリングして第1正弦波信号VAをデジタル信号に変換する。ADコンバータ141は、第1正弦波信号VAに対応するデジタル信号の第1正弦波信号(以下、デジタル信号A0とする)を、オフセット/ゲイン算出部143及び第1オフセット補正部145に出力する。   The AD converter 141 receives the first sine wave signal VA, which is an analog signal, from the first sensor 122 and periodically samples them to convert the first sine wave signal VA into a digital signal. The AD converter 141 outputs a first sine wave signal (hereinafter referred to as a digital signal A0) corresponding to the first sine wave signal VA to the offset / gain calculation unit 143 and the first offset correction unit 145.

ADコンバータ142は、アナログ信号の第2正弦波信号VBを、第2センサ124から受け取り、これらを周期的にサンプリングして第2正弦波信号VBをデジタル信号に変換する。ADコンバータ142は、第2正弦波信号VBに対応するデジタル信号の第2正弦波信号(以下、デジタル信号B0とする)を、オフセット/ゲイン算出部143及び第2オフセット補正部146に出力する。   The AD converter 142 receives the second sine wave signal VB, which is an analog signal, from the second sensor 124 and periodically samples them to convert the second sine wave signal VB into a digital signal. The AD converter 142 outputs a second sine wave signal (hereinafter, referred to as a digital signal B0) corresponding to the second sine wave signal VB to the offset / gain calculation unit 143 and the second offset correction unit 146.

オフセット/ゲイン算出部143は、デジタル信号A0及びデジタル信号B0に適用すべきオフセット補正量及びゲイン補正量を算出する。例えば、オフセット/ゲイン算出部143は、一定期間中のデジタル信号A0の平均と0とのずれ、及び、一定期間中のデジタル信号B0の平均と0とのずれを算出する。オフセット/ゲイン算出部143は、これらのずれをデジタル信号A0に対するオフセット補正量、及び、デジタル信号B0に対するオフセット補正量として、第1オフセット補正部145及び第2オフセット補正部146にそれぞれ提供してよい。   The offset / gain calculation unit 143 calculates an offset correction amount and a gain correction amount to be applied to the digital signal A0 and the digital signal B0. For example, the offset / gain calculation unit 143 calculates the difference between the average of the digital signal A0 during a certain period and 0, and the difference between the average of the digital signal B0 during a certain period and 0. The offset / gain calculation unit 143 may provide these deviations as the offset correction amount for the digital signal A0 and the offset correction amount for the digital signal B0 to the first offset correction unit 145 and the second offset correction unit 146, respectively. .

また、例えば、オフセット/ゲイン算出部143は、デジタル信号A0の振幅H、及び、デジタル信号B0の振幅Hを算出する。例えば、オフセット/ゲイン算出部143は、一定期間のデジタル信号A0とデジタル信号B0を取得して、それらの最大値及び最小値から、デジタル信号A0の振幅H及びデジタル信号B0の振幅Hを決定する。 For example, the offset / gain calculation unit 143 calculates the amplitude H 1 of the digital signal A 0 and the amplitude H 2 of the digital signal B 0. For example, the offset / gain calculation unit 143 acquires the digital signal A0 and the digital signal B0 of a certain period, from their maximum value and the minimum value, the amplitude of H 2 amplitudes H 1 and the digital signal B0 of the digital signal A0 decide.

そして、オフセット/ゲイン算出部143は、r/r=H/Hとなるように、デジタル信号A0に対するゲイン補正量r、及び、デジタル信号B0に対するゲイン補正量rを決定してよい。オフセット/ゲイン算出部143は、ゲイン補正量r及びゲイン補正量rのそれぞれを、第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148に提供する。また、オフセット/ゲイン算出部143は、ゲイン補正量r及びゲイン補正量rを、後述する位相差決定部162に提供してもよい。 Then, the offset / gain calculation unit 143 determines the gain correction amount r 1 for the digital signal A 0 and the gain correction amount r 2 for the digital signal B 0 so that r 1 / r 2 = H 2 / H 1. It's okay. The offset / gain calculation unit 143 provides the gain correction amount r 1 and the gain correction amount r 2 to the first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148, respectively. Further, the offset / gain calculation unit 143 may provide the gain correction amount r 1 and the gain correction amount r 2 to the phase difference determination unit 162 described later.

これに代えて、オフセット/ゲイン算出部143は、デジタル信号A0の振幅のデジタル信号B0に対する割合(H/H)又はその逆数(H/H)をデジタル信号B0又はデジタル信号A0に対するゲイン補正量として算出してよい。この場合、オフセット/ゲイン算出部143は、第2ゲイン補正部148及び第1ゲイン補正部147の一方のみに当該ゲイン補正量を提供してよい。 Instead, the offset / gain calculation unit 143 calculates the ratio of the amplitude of the digital signal A0 to the digital signal B0 (H 1 / H 2 ) or its reciprocal (H 2 / H 1 ) with respect to the digital signal B0 or the digital signal A0. The gain correction amount may be calculated. In this case, the offset / gain calculation unit 143 may provide the gain correction amount only to one of the second gain correction unit 148 and the first gain correction unit 147.

第1オフセット補正部145は、第1正弦波信号の出力オフセット補正を行う。例えば、第1オフセット補正部145は、オフセット/ゲイン算出部143から得たオフセット補正量に基づき、デジタル信号A0のオフセット補正を行う。第1オフセット補正部145は、オフセット補正後の補正信号A1を第1ゲイン補正部147に出力する。   The first offset correction unit 145 performs output offset correction of the first sine wave signal. For example, the first offset correction unit 145 performs offset correction of the digital signal A0 based on the offset correction amount obtained from the offset / gain calculation unit 143. The first offset correction unit 145 outputs the correction signal A1 after the offset correction to the first gain correction unit 147.

第2オフセット補正部146は、第2正弦波信号の出力オフセット補正を行う。例えば、第2オフセット補正部146は、オフセット/ゲイン算出部143から得たオフセット補正量に基づき、デジタル信号B0のオフセット補正を行う。第2オフセット補正部146は、オフセット補正後の補正信号B1を第2ゲイン補正部148に出力する。   The second offset correction unit 146 performs output offset correction of the second sine wave signal. For example, the second offset correction unit 146 performs offset correction of the digital signal B0 based on the offset correction amount obtained from the offset / gain calculation unit 143. The second offset correction unit 146 outputs the correction signal B1 after the offset correction to the second gain correction unit 148.

第1ゲイン補正部147は、第1正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第1ゲイン補正部147は、オフセット/ゲイン算出部143から得たゲイン補正量rに基づき、デジタル信号A1のゲイン補正を行う。第1ゲイン補正部147は、ゲイン補正後の補正信号A2を位相誤差キャンセル部150に出力する。 The first gain correction unit 147 performs gain correction of the first sine wave signal. For example, the first gain correction portion 147, based on the gain correction amount r 1 obtained from the offset / gain calculation unit 143 performs gain correction of the digital signal A1. The first gain correction unit 147 outputs the correction signal A2 after gain correction to the phase error cancellation unit 150.

第2ゲイン補正部148は、第2正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第2ゲイン補正部148は、オフセット/ゲイン算出部143から得たゲイン補正量rに基づき、デジタル信号B1のゲイン補正を行う。第2ゲイン補正部148は、ゲイン補正後の補正信号B2を位相誤差キャンセル部150に出力する。 The second gain correction unit 148 performs gain correction of the second sine wave signal. For example, the second gain correction portion 148, based on the gain correction amount r 2 obtained from the offset / gain calculation unit 143 performs gain correction of the digital signal B1. The second gain correction unit 148 outputs the correction signal B2 after gain correction to the phase error cancellation unit 150.

なお、オフセット/ゲイン算出部143がデジタル信号A0及びデジタル信号B0の一方のみのゲイン補正量を算出した場合は、第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148のうち、ゲイン補正量が算出されなかったデジタル信号を処理する一方は、省略されてよい。   When the offset / gain calculation unit 143 calculates the gain correction amount of only one of the digital signal A0 and the digital signal B0, the gain correction amount is calculated from the first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148. One of the processing of the digital signal that was not done may be omitted.

図3は、本実施形態の位相誤差キャンセル部150の一例に係るブロック図を示す。位相誤差キャンセル部150は、補正信号A2及び補正信号B2を信号補正部140から受け取り、補正信号A2及び補正信号B2に含まれる位相誤差をキャンセルする。位相誤差キャンセル部150は、加算部151、減算部152、ゲイン算出部153、第3ゲイン補正部154、第4ゲイン補正部155、及び、位相算出部157を含む。なお、位相誤差キャンセル部150は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。   FIG. 3 is a block diagram according to an example of the phase error canceling unit 150 of the present embodiment. The phase error cancellation unit 150 receives the correction signal A2 and the correction signal B2 from the signal correction unit 140, and cancels the phase error included in the correction signal A2 and the correction signal B2. The phase error cancellation unit 150 includes an addition unit 151, a subtraction unit 152, a gain calculation unit 153, a third gain correction unit 154, a fourth gain correction unit 155, and a phase calculation unit 157. The phase error canceling unit 150 may not include a part of these, and may include other circuits.

加算部151は、第1センサ122から出力された第1正弦波信号、及び、第2センサ124から出力された第2正弦波信号を加算して第3の位相の第3正弦波信号を出力する。例えば、加算部151は、オフセット/ゲイン補正された第1正弦波信号である補正信号A2、及び、オフセット/ゲイン補正された第2正弦波信号である補正信号B2を加算して得られたデジタル値を、第3正弦波信号A3として出力する。加算部151は、第3正弦波信号A3をゲイン算出部153及び第3ゲイン補正部154に供給する。   The adder 151 adds the first sine wave signal output from the first sensor 122 and the second sine wave signal output from the second sensor 124 to output a third sine wave signal having a third phase. To do. For example, the adding unit 151 adds a correction signal A2 that is a first sine wave signal that has been offset / gain corrected and a correction signal B2 that is a second sine wave signal that has been offset / gain corrected. The value is output as the third sine wave signal A3. The adder 151 supplies the third sine wave signal A3 to the gain calculator 153 and the third gain corrector 154.

ここで、補正信号A2をKcosθで表し、補正信号B2をKsin(θ+θoff)で表す。θoffは位相誤差に対応する。この場合、第3正弦波信号A3は、以下の数式1により、K(2(1+sinθoff))1/2cos(θ−α))と表すことができる。

Figure 2019132603
…数式1
ここで、αは、
Figure 2019132603
…数式2
Figure 2019132603
…数式3
により定義される。 Here, represents the correction signal A2 in Kcosshita, representing a correction signal B2 at Ksin (θ + θ off). θ off corresponds to the phase error. In this case, the third sine wave signal A3 can be expressed as K (2 (1 + sin θ off )) 1/2 cos (θ−α)) by the following formula 1.
Figure 2019132603
... Formula 1
Where α is
Figure 2019132603
... Formula 2
Figure 2019132603
... Formula 3
Defined by

減算部152は、第1正弦波信号を第2正弦波信号から減算して第3正弦波信号と1/4周期分位相の異なる第4正弦波信号を出力する。例えば、減算部152は、補正信号A2を補正信号B2から減算して得られたデジタル値を、第4正弦波信号B3として出力する。減算部152は、第4正弦波信号B3をゲイン算出部153及び第4ゲイン補正部155に供給する。   The subtracting unit 152 subtracts the first sine wave signal from the second sine wave signal and outputs a fourth sine wave signal having a phase that is ¼ period different from the third sine wave signal. For example, the subtraction unit 152 outputs a digital value obtained by subtracting the correction signal A2 from the correction signal B2 as the fourth sine wave signal B3. The subtraction unit 152 supplies the fourth sine wave signal B3 to the gain calculation unit 153 and the fourth gain correction unit 155.

ここで、第4正弦波信号B3は、以下の数式4により、K(2(1−sinθoff))1/2sin(θ−α))と表すことができる。

Figure 2019132603
…数式4
なお、第3正弦波信号A3と同様に、αは数式2及び数式3により定義される。 Here, the fourth sine wave signal B3 can be expressed as K (2 (1-sin θ off )) 1/2 sin (θ-α)) by the following mathematical formula 4.
Figure 2019132603
... Formula 4
As in the third sine wave signal A3, α is defined by Equation 2 and Equation 3.

ゲイン算出部153は、第3正弦波信号A3と第4正弦波信号B3の振幅を揃えるためのゲイン補正量を算出する。例えば、ゲイン算出部153は、r×(1+sinθoff1/2とr×(1−sinθoff1/2とが等しくなるように、第3正弦波信号A3のゲイン補正量r、及び、第4正弦波信号B3のゲイン補正量rを決定する。 The gain calculation unit 153 calculates a gain correction amount for aligning the amplitudes of the third sine wave signal A3 and the fourth sine wave signal B3. For example, the gain calculation unit 153 sets the gain correction amount r 3 of the third sine wave signal A3 so that r 3 × (1 + sin θ off ) 1/2 and r 4 × (1-sin θ off ) 1/2 are equal. , and to determine the gain correction amount r 4 of the fourth sine wave signal B3.

一例として、ゲイン算出部153は、一定期間の第3正弦波信号A3と第4正弦波信号B3を取得して、第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅Hを決定する。次にゲイン算出部153は、r/r=H/Hとなるようにゲイン補正量r及びゲイン補正量rを決定してよい。 As an example, the gain calculation unit 153 obtains the third sine wave signal A3 for a period of time a fourth sine wave signal B3, the amplitude H of the amplitude H 3 and the fourth sinusoidal signal B3 of the third sine wave signal A3 4 is determined. Next, the gain calculation unit 153 may determine the gain correction amount r 3 and the gain correction amount r 4 so that r 3 / r 4 = H 4 / H 3 .

ゲイン算出部153は、ゲイン補正量rを第3ゲイン補正部154に提供し、ゲイン補正量rを第4ゲイン補正部155に提供する。また、ゲイン算出部153は、(1)第3正弦波信号A3の振幅H、(2)第4正弦波信号B3の振幅H、(3)第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅H、及び、(4)ゲイン補正量rとゲイン補正量r又は両者の比、のうちの少なくとも1つを角度調整部160に提供する。 The gain calculation unit 153 provides the gain correction amount r 3 to the third gain correction unit 154 and provides the gain correction amount r 4 to the fourth gain correction unit 155. Further, the gain calculation unit 153 includes (1) an amplitude H 3 of the third sine wave signal A3, (2) an amplitude H 4 of the fourth sine wave signal B3, and (3) an amplitude H 3 of the third sine wave signal A3. The angle adjustment unit 160 is provided with at least one of the amplitude H 4 of the fourth sine wave signal B 3 and (4) the gain correction amount r 3 and the gain correction amount r 4 or the ratio of both.

別の一例として、ゲイン算出部153は、第3正弦波信号A3の振幅の第4正弦波信号B3に対する割合(H/H)又はその逆数(H/H)を第4正弦波信号B3又は第3正弦波信号A3に対するゲイン補正量として算出してよい。この場合、ゲイン算出部153は、第4ゲイン補正部155又は第3ゲイン補正部154の一方のみに当該ゲイン補正量を提供してよい。 As another example, the gain calculation unit 153 calculates the ratio of the amplitude of the third sine wave signal A3 to the fourth sine wave signal B3 (H 3 / H 4 ) or its inverse (H 4 / H 3 ) as the fourth sine wave. The gain correction amount for the signal B3 or the third sine wave signal A3 may be calculated. In this case, the gain calculation unit 153 may provide the gain correction amount only to one of the fourth gain correction unit 155 or the third gain correction unit 154.

第3ゲイン補正部154は、第3正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第3ゲイン補正部154は、ゲイン算出部153から得たゲイン補正量rに基づき、第3正弦波信号A3のゲイン補正を行う。第3ゲイン補正部154は、ゲイン補正された第3正弦波信号A4を位相算出部157に出力する。 The third gain correction unit 154 performs gain correction of the third sine wave signal. For example, the third gain correcting unit 154, based on the gain correction amount r 3 obtained from the gain calculation unit 153 performs gain correction of the third sine wave signal A3. The third gain correction unit 154 outputs the gain-corrected third sine wave signal A4 to the phase calculation unit 157.

第4ゲイン補正部155は、第4正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第4ゲイン補正部155は、ゲイン算出部153から得たゲイン補正量rに基づき、第4正弦波信号B3のゲイン補正を行う。第4ゲイン補正部155は、ゲイン補正された第4正弦波信号B4を位相算出部157に出力する。 The fourth gain correction unit 155 performs gain correction of the fourth sine wave signal. For example, the fourth gain correction unit 155, based on the gain correction amount r 4 obtained from the gain calculation unit 153 performs gain correction of the fourth sine wave signal B3. The fourth gain correction unit 155 outputs the gain-corrected fourth sine wave signal B4 to the phase calculation unit 157.

位相算出部157は、第3正弦波信号及び第4正弦波信号から第3の位相を算出する。例えば、位相算出部157は、ゲイン補正された第3正弦波信号A4でゲイン補正された第4正弦波信号B4を除したものの逆正接を算出することで第3の位相θ0を算出する。一例として、θ0は、以下の数式5により表される。

Figure 2019132603
…数式5 The phase calculation unit 157 calculates a third phase from the third sine wave signal and the fourth sine wave signal. For example, the phase calculation unit 157 calculates the third phase θ0 by calculating the arc tangent of the gain-corrected third sine wave signal A4 divided by the gain-corrected fourth sine wave signal B4. As an example, θ0 is expressed by Equation 5 below.
Figure 2019132603
... Formula 5

これにより、位相算出部157は、第3の位相として(θ―α)を算出する。位相算出部157は、第3の位相を演算により算出してよく、又は、ルックアップテーブルを参照等して決定してもよい。位相算出部157は、第3の位相を角度調整部160に提供する。   Thereby, the phase calculation unit 157 calculates (θ−α) as the third phase. The phase calculation unit 157 may calculate the third phase by calculation, or may determine the third phase by referring to a lookup table. The phase calculation unit 157 provides the third phase to the angle adjustment unit 160.

図4は、本実施形態の角度調整部160の一例に係るブロック図を示す。角度調整部160は、第3の位相及びゲイン補正量r/r等を位相誤差キャンセル部150から受け取り、これらに基づいてモータ110の回転子の回転位置を算出して出力する。角度調整部160は、位相差決定部162、及び、角度出力部164を含む。なお、角度調整部160は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。 FIG. 4 is a block diagram according to an example of the angle adjustment unit 160 of the present embodiment. The angle adjustment unit 160 receives the third phase, the gain correction amount r 3 / r 4 and the like from the phase error cancellation unit 150, and calculates and outputs the rotational position of the rotor of the motor 110 based on these. The angle adjustment unit 160 includes a phase difference determination unit 162 and an angle output unit 164. The angle adjustment unit 160 may not include a part of these, and may include other circuits.

位相差決定部162は、第3正弦波信号及び第4正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、第3の位相と第1の位相との位相差を決定する。例えば、位相差決定部162は、ゲイン算出部153から受け取った(1)第3正弦波信号A3の振幅H、(2)第4正弦波信号B3の振幅H、(3)第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅H、及び、(4)ゲイン補正量rとゲイン補正量r又はその比、のうちの少なくとも1つに基づいて、第3の位相と第1の位相との位相差αを決定する。 The phase difference determination unit 162 determines the phase difference between the third phase and the first phase based on at least one of the third sine wave signal and the fourth sine wave signal. For example, the phase difference determination unit 162 receives (1) the amplitude H 3 of the third sine wave signal A3 received from the gain calculation unit 153, (2) the amplitude H 4 of the fourth sine wave signal B3, and (3) the third sine. amplitude H 4 amplitude H 3 and the fourth sine wave signal B3 of the wave signal A3, and, (4) the gain correction amount r 3 and the gain correction amount r 4 or the ratio, based on at least one of the, first The phase difference α between the phase 3 and the first phase is determined.

例えば、位相差決定部162は、第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅Hの少なくとも一方から、位相差αを決定してよい。一例として、位相差決定部162は、第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅Hの比(H/H)から、位相差αを決定してよい。具体的には、位相差決定部162は、H/Hを演算して、[(1−sinoff)/(1+sinoff)]1/2を得る。これは、sinα/cosα=tanαと等しい。位相差決定部162は、更にH/Hに対して、逆正接を演算する、又は、ルックアップテーブルを参照する等の処理を行い、位相差αを決定してよい。ここで、位相差決定部162は、H/Hの代わりにゲイン補正量の比r/rを用いてもよい。 For example, the phase difference determination unit 162, at least one of the amplitude H 4 amplitude H 3 and the fourth sinusoidal signal B3 of the third sine wave signal A3, may determine the phase difference alpha. As an example, the phase difference determination unit 162, from the ratio of the amplitude H 4 amplitude H 3 and the fourth sinusoidal signal B3 of the third sinusoidal signal A3 (H 4 / H 3) , may determine the phase difference α . Specifically, the phase difference determination unit 162 calculates H 4 / H 3 to obtain [(1−sin off ) / (1 + sin off )] 1/2 . This is equal to sin α / cos α = tan α. The phase difference determination unit 162 may further determine the phase difference α by performing a process such as calculating an arctangent for H 4 / H 3 or referring to a lookup table. Here, the phase difference determination unit 162 may use the gain correction amount ratio r 3 / r 4 instead of H 4 / H 3 .

別の一例として、位相差決定部162は、信号補正部140のオフセット/ゲイン算出部143等から補正信号A2及びB2の振幅Kについての情報を取得しておき、数式1からK(2(1+sinθoff))1/2と表される振幅Hを振幅K√2で除した後に、二乗し、1を減ずることでsinθoffを算出し、これを数式2又は数式3に代入することで、sinα又はcosαを算出してよい。また、位相差決定部162は、振幅Hに代えて振幅Hを用いて同様の手法によりsinα又はcosαを算出してよい。その後、位相差決定部162は、sinα又はcosαに対して、逆正弦又は逆余弦を演算する、又は、ルックアップテーブルを参照する等により、位相差αを算出してよい。 As another example, the phase difference determination unit 162 acquires information about the amplitudes K of the correction signals A2 and B2 from the offset / gain calculation unit 143 and the like of the signal correction unit 140, and calculates K (2 (1 + sinθ the amplitude H 3, denoted off)) 1/2 after dividing the amplitude K√2, squared, it calculates the sin [theta] off by subtracting 1, this is substituted into equation 2 or equation 3, sin α or cos α may be calculated. Further, the phase difference determination unit 162 may calculate sin α or cos α by the same method using the amplitude H 4 instead of the amplitude H 3 . Thereafter, the phase difference determination unit 162 may calculate the phase difference α by calculating an arc sine or arc cosine with respect to sin α or cos α, or referring to a lookup table.

角度出力部164は、位相差決定部162が算出した第3の位相と第1の位相との位相差α、及び、第3の位相θ0とを加算した第4の位相θ1を出力する。角度出力部164は、第4の位相θ1を、モータ110の直近の回転位置として、モータ制御回路120に提供する。   The angle output unit 164 outputs a fourth phase θ1 obtained by adding the phase difference α between the third phase and the first phase calculated by the phase difference determination unit 162 and the third phase θ0. The angle output unit 164 provides the motor control circuit 120 with the fourth phase θ1 as the most recent rotational position of the motor 110.

このように、本実施形態の回転検出回路130は、第1センサ122及び第2センサ124の出力信号に含まれる位相誤差θoffを随時モニタリングすることなく、位相誤差キャンセル部150及び角度調整部160における四則演算で除去することができる。このため、本実施形態の回転検出回路130によれば、回転検出装置10において第1センサ122及び第2センサ124の高精度の組み立てが不要になる。 As described above, the rotation detection circuit 130 of this embodiment does not monitor the phase error θ off included in the output signals of the first sensor 122 and the second sensor 124 as needed, and the phase error cancellation unit 150 and the angle adjustment unit 160. Can be removed by the four arithmetic operations. For this reason, according to the rotation detection circuit 130 of the present embodiment, it is not necessary to assemble the first sensor 122 and the second sensor 124 in the rotation detection device 10 with high accuracy.

また、本実施形態の回転検出回路130によれば、1回転分の位相誤差を予め取得して記憶しておく必要もないため、位相誤差θoffをキャンセルするために大きなメモリ容量が不要になる。従って、本実施形態の回転検出装置10によれば、装置製造コストを低減し、装置の省スペース化を実現できる。 Further, according to the rotation detection circuit 130 of the present embodiment, it is not necessary to acquire and store a phase error for one rotation in advance, so that a large memory capacity is not required to cancel the phase error θ off. . Therefore, according to the rotation detection device 10 of the present embodiment, the device manufacturing cost can be reduced and the space of the device can be saved.

なお、回転検出装置10及び回転検出回路130は、必要に応じて図1〜4に記載されていない他の回路又は部品等を有してもよい。   Note that the rotation detection device 10 and the rotation detection circuit 130 may have other circuits or parts not shown in FIGS.

図5は、本実施形態の回転検出装置10による回転検出方法の処理フローの一例を示す。回転検出装置10は、図5のS110〜S180の処理を行うことで、モータの回転位置を正確に検出することができる。なお、説明の便宜上、S110〜S180の処理を順番に説明するが、これらの処理はパイプラインのように並列に実行されるものであってよい。   FIG. 5 shows an example of a processing flow of a rotation detection method by the rotation detection device 10 of the present embodiment. The rotation detection device 10 can accurately detect the rotation position of the motor by performing the processing of S110 to S180 of FIG. For convenience of explanation, the processing of S110 to S180 will be described in order, but these processing may be executed in parallel like a pipeline.

まず、S110において、第1センサ122及び第2センサ124がモータ110の回転子の回転位置に基づいて、それぞれ正弦波信号を信号補正部140に出力する。例えば、第1センサ122が第1の位相の第1正弦波信号VAを出力する。また、第2センサ124が第2の位相の第2正弦波信号VBを出力する。ここで、第1正弦波信号VAは位相θのsin成分を含む信号であり、第2正弦波信号VBは位相θのcos成分(すなわち、位相θ+90度のsin成分)を含む信号であってよい。   First, in S110, the first sensor 122 and the second sensor 124 each output a sine wave signal to the signal correction unit 140 based on the rotational position of the rotor of the motor 110. For example, the first sensor 122 outputs a first sine wave signal VA having a first phase. The second sensor 124 outputs a second sine wave signal VB having a second phase. Here, the first sine wave signal VA may be a signal including a sin component of phase θ, and the second sine wave signal VB may be a signal including a cos component of phase θ (that is, a sin component of phase θ + 90 degrees). .

次に、S120において、信号補正部140のADコンバータ141及びADコンバータ142のそれぞれが、第1正弦波信号VA及び第2正弦波信号VBをデジタル信号に変換する。ADコンバータ141は、第1正弦波信号VAをデジタル化したデジタル信号A0をオフセット/ゲイン算出部143及び第1オフセット補正部145に出力する。ADコンバータ142は、第2正弦波信号VBをデジタル化したデジタル信号B0をオフセット/ゲイン算出部143及び第2オフセット補正部146に出力する。   Next, in S120, each of the AD converter 141 and the AD converter 142 of the signal correction unit 140 converts the first sine wave signal VA and the second sine wave signal VB into digital signals. The AD converter 141 outputs a digital signal A0 obtained by digitizing the first sine wave signal VA to the offset / gain calculation unit 143 and the first offset correction unit 145. The AD converter 142 outputs a digital signal B0 obtained by digitizing the second sine wave signal VB to the offset / gain calculation unit 143 and the second offset correction unit 146.

次にS130において、信号補正部140がデジタル信号A0及びデジタル信号B0のオフセット補正を行う。具体的には、オフセット/ゲイン算出部143が、デジタル信号A0に対するオフセット補正量、及び、デジタル信号B0に対するオフセット補正量をそれぞれ算出し、これらを第1オフセット補正部145及び第2オフセット補正部146に提供する。   Next, in S130, the signal correction unit 140 performs offset correction of the digital signal A0 and the digital signal B0. Specifically, the offset / gain calculation unit 143 calculates an offset correction amount for the digital signal A0 and an offset correction amount for the digital signal B0, and these are calculated as the first offset correction unit 145 and the second offset correction unit 146, respectively. To provide.

第1オフセット補正部145及び第2オフセット補正部146は、与えられたオフセット補正量で、デジタル信号A0及びデジタル信号B0をそれぞれ補正する。第1オフセット補正部145及び第2オフセット補正部146は、オフセット補正された補正信号A1及び補正信号B1を、第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148に出力する。   The first offset correction unit 145 and the second offset correction unit 146 correct the digital signal A0 and the digital signal B0 with the given offset correction amount, respectively. The first offset correction unit 145 and the second offset correction unit 146 output the correction signal A1 and the correction signal B1 subjected to the offset correction to the first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148.

次にS140において、信号補正部140が補正信号A1及び補正信号B1のゲイン補正を行う。具体的には、オフセット/ゲイン算出部143が、補正信号A1に対するゲイン補正量、及び、補正信号B1に対するゲイン補正量をそれぞれ算出し、これらを第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148に提供する。   Next, in S140, the signal correction unit 140 performs gain correction of the correction signal A1 and the correction signal B1. Specifically, the offset / gain calculation unit 143 calculates the gain correction amount for the correction signal A1 and the gain correction amount for the correction signal B1, respectively, and these are calculated as the first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148, respectively. To provide.

第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148は、与えられたゲイン補正量で、補正信号A1及び補正信号B1をそれぞれ補正する。第1ゲイン補正部147及び第2ゲイン補正部148は、ゲイン補正された補正信号A2及び補正信号B2を、位相誤差キャンセル部150の加算部151及び減算部152に提供する。   The first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148 correct the correction signal A1 and the correction signal B1 with the given gain correction amount, respectively. The first gain correction unit 147 and the second gain correction unit 148 provide the gain-corrected correction signal A2 and correction signal B2 to the addition unit 151 and the subtraction unit 152 of the phase error cancellation unit 150.

次に、S150において、位相誤差キャンセル部150が、第1正弦波信号及び第2正弦波信号の位相誤差をキャンセルする。例えば、加算部151が補正信号A2及び補正信号B2を加算し、減算部152が補正信号B2から補正信号A2を減算する。加算部151は加算結果として第3正弦波信号A3を、ゲイン算出部153及び第3ゲイン補正部154に出力する。減算部152は減算結果として第4正弦波信号B3を、ゲイン算出部153及び第4ゲイン補正部155に出力する。   Next, in S150, the phase error canceling unit 150 cancels the phase error between the first sine wave signal and the second sine wave signal. For example, the addition unit 151 adds the correction signal A2 and the correction signal B2, and the subtraction unit 152 subtracts the correction signal A2 from the correction signal B2. The adding unit 151 outputs the third sine wave signal A3 as an addition result to the gain calculating unit 153 and the third gain correcting unit 154. The subtraction unit 152 outputs the fourth sine wave signal B3 as a subtraction result to the gain calculation unit 153 and the fourth gain correction unit 155.

次に、S160において、位相誤差キャンセル部150が、第3正弦波信号A3及び第4正弦波信号B3のゲイン調整を行う。例えば、ゲイン算出部153は、第3正弦波信号A3と第4正弦波信号B3の振幅を揃えるためのゲイン補正量を算出し、それぞれのゲイン補正量を第3ゲイン補正部154及び第4ゲイン補正部155に供給する。   Next, in S160, the phase error canceling unit 150 performs gain adjustment of the third sine wave signal A3 and the fourth sine wave signal B3. For example, the gain calculation unit 153 calculates a gain correction amount for aligning the amplitudes of the third sine wave signal A3 and the fourth sine wave signal B3, and sets the respective gain correction amounts as the third gain correction unit 154 and the fourth gain. This is supplied to the correction unit 155.

第3ゲイン補正部154及び第4ゲイン補正部155は、それぞれのゲイン補正量で第3正弦波信号A3及び第4正弦波信号B3のゲイン補正を行う。第3ゲイン補正部154及び第4ゲイン補正部155は、ゲイン補正後の第3正弦波信号A4及び第4正弦波信号B4を位相算出部157に出力する。   The third gain correction unit 154 and the fourth gain correction unit 155 perform gain correction of the third sine wave signal A3 and the fourth sine wave signal B3 with the respective gain correction amounts. The third gain correction unit 154 and the fourth gain correction unit 155 output the third sine wave signal A4 and the fourth sine wave signal B4 after gain correction to the phase calculation unit 157.

次に、S170において、位相算出部157が、ゲイン補正された第3正弦波信号A4及び第4正弦波信号B4から、θ−αで表される第3の位相θ0を算出する。位相算出部157は、ゲイン補正された第3正弦波信号A4に対する第4正弦波信号B4の比の逆正接を演算する等により、第3の位相θ0を算出する。位相算出部157は、算出した第3の位相θ0を角度出力部164に提供する。   Next, in S170, the phase calculation unit 157 calculates the third phase θ0 represented by θ−α from the gain-corrected third sine wave signal A4 and fourth sine wave signal B4. The phase calculation unit 157 calculates the third phase θ0 by, for example, calculating the arctangent of the ratio of the fourth sine wave signal B4 to the gain-corrected third sine wave signal A4. The phase calculation unit 157 provides the calculated third phase θ0 to the angle output unit 164.

次に、S180において、角度調整部160が、第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅Hの比(H/H)等と、第3の位相θ0とから、θ0+αで表される第4の位相θ1を算出する。例えば、位相差決定部162は、(1)第3正弦波信号A3の振幅H、(2)第4正弦波信号B3の振幅H、(3)第3正弦波信号A3の振幅H及び第4正弦波信号B3の振幅H、若しくは、(4)ゲイン補正量rとゲイン補正量r又はその比等から、位相差αを決定する。位相差決定部162は、決定した位相差αを角度出力部164に提供する。 Next, in S180, the angle adjustment unit 160, and a third ratio of the amplitude H 4 amplitude H 3 and the fourth sine wave signal B3 of the sinusoidal signal A3 (H 4 / H 3), etc., third phase θ0 From this, a fourth phase θ1 represented by θ0 + α is calculated. For example, the phase difference determination unit 162 (1) the amplitude H 3 of the third sine wave signal A3, (2) the amplitude H 4 of the fourth sine wave signal B3, and (3) the amplitude H 3 of the third sine wave signal A3. The phase difference α is determined from the amplitude H 4 of the fourth sine wave signal B3, or (4) the gain correction amount r 3 and the gain correction amount r 4 or the ratio thereof. The phase difference determination unit 162 provides the determined phase difference α to the angle output unit 164.

次に、角度出力部164は、第3の位相θ0と位相差αとを加算することにより、第4の位相θ1を算出する。角度出力部164は、第4の位相θ1を、モータ110の回転子の回転位置として出力する。   Next, the angle output unit 164 calculates the fourth phase θ1 by adding the third phase θ0 and the phase difference α. The angle output unit 164 outputs the fourth phase θ1 as the rotational position of the rotor of the motor 110.

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 回転検出装置
110 モータ
120 モータ制御回路
122 第1センサ
124 第2センサ
130 回転検出回路
140 信号補正部
141 ADコンバータ
142 ADコンバータ
143 オフセット/ゲイン算出部
145 第1オフセット補正部
146 第2オフセット補正部
147 第1ゲイン補正部
148 第2ゲイン補正部
150 位相誤差キャンセル部
151 加算部
152 減算部
153 ゲイン算出部
154 第3ゲイン補正部
155 第4ゲイン補正部
157 位相算出部
160 角度調整部
162 位相差決定部
164 角度出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotation detection apparatus 110 Motor 120 Motor control circuit 122 1st sensor 124 2nd sensor 130 Rotation detection circuit 140 Signal correction part 141 AD converter 142 AD converter 143 Offset / gain calculation part 145 1st offset correction part 146 2nd offset correction part 147 First gain correction unit 148 Second gain correction unit 150 Phase error cancellation unit 151 Addition unit 152 Subtraction unit 153 Gain calculation unit 154 Third gain correction unit 155 Fourth gain correction unit 157 Phase calculation unit 160 Angle adjustment unit 162 Phase difference Determination unit 164 Angle output unit

Claims (15)

回転子の回転位置に基づいて、第1の位相の第1正弦波信号を出力する第1センサから出力された前記第1正弦波信号、及び、前記回転子の回転位置に基づいて、前記第1の位相と異なる第2の位相の第2正弦波信号を出力する第2センサから出力された前記第2正弦波信号を加算して第3の位相の第3正弦波信号を出力する加算部と、
前記第1正弦波信号を前記第2正弦波信号から減算して前記第3正弦波信号と1/4周期分位相の異なる第4正弦波信号を出力する減算部と、
前記第3正弦波信号及び前記第4正弦波信号から前記第3の位相を算出する位相算出部と、
前記第3正弦波信号及び前記第4正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、前記第3の位相と前記第1の位相との位相差を決定する位相差決定部と、
算出した前記第3の位相と前記第1の位相との位相差、及び、前記第3の位相とを加算した第4の位相を出力する角度出力部と、
を備える回転検出回路。
Based on the rotation position of the rotor, the first sine wave signal output from the first sensor that outputs the first sine wave signal of the first phase, and the rotation position of the rotor, the first An adder that adds the second sine wave signal output from the second sensor that outputs a second sine wave signal having a second phase different from the first phase and outputs a third sine wave signal having a third phase When,
A subtracting unit that subtracts the first sine wave signal from the second sine wave signal and outputs a fourth sine wave signal having a phase different from the third sine wave signal by a quarter period;
A phase calculation unit for calculating the third phase from the third sine wave signal and the fourth sine wave signal;
A phase difference determining unit that determines a phase difference between the third phase and the first phase based on at least one of the third sine wave signal and the fourth sine wave signal;
An angle output unit that outputs a phase difference between the calculated third phase and the first phase, and a fourth phase obtained by adding the third phase;
A rotation detection circuit comprising:
前記位相算出部は、前記第3正弦波信号で前記第4正弦波信号を除したものの逆正接を算出することで前記第3の位相を算出する、
請求項1に記載の回転検出回路。
The phase calculation unit calculates the third phase by calculating an arctangent of the third sine wave signal divided by the fourth sine wave signal;
The rotation detection circuit according to claim 1.
前記位相差決定部は、前記第3正弦波信号の振幅及び前記第4正弦波信号の振幅の少なくとも一方から、前記位相差を決定する、
請求項1又は2に記載の回転検出回路。
The phase difference determining unit determines the phase difference from at least one of an amplitude of the third sine wave signal and an amplitude of the fourth sine wave signal;
The rotation detection circuit according to claim 1.
前記位相差決定部は、前記第3正弦波信号の振幅及び前記第4正弦波信号の振幅の比から、前記位相差を決定する、
請求項3に記載の回転検出回路。
The phase difference determining unit determines the phase difference from a ratio of an amplitude of the third sine wave signal and an amplitude of the fourth sine wave signal;
The rotation detection circuit according to claim 3.
前記第1正弦波信号の出力オフセット補正を行う第1オフセット補正部と、
前記第2正弦波信号の出力オフセット補正を行う第2オフセット補正部と、
を更に備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の回転検出回路。
A first offset correction unit that performs output offset correction of the first sine wave signal;
A second offset correction unit that performs output offset correction of the second sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection circuit according to claim 1.
前記第1正弦波信号のゲイン補正を行う第1ゲイン補正部と、
前記第2正弦波信号のゲイン補正を行う第2ゲイン補正部と、
を更に備える、
請求項5に記載の回転検出回路。
A first gain correction unit that performs gain correction of the first sine wave signal;
A second gain correction unit that performs gain correction of the second sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection circuit according to claim 5.
前記第3正弦波信号のゲイン補正を行う第3ゲイン補正部と、
前記第4正弦波信号のゲイン補正を行う第4ゲイン補正部と、
を更に備える、
請求項6に記載の回転検出回路。
A third gain correction unit that performs gain correction of the third sine wave signal;
A fourth gain correction unit that performs gain correction of the fourth sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection circuit according to claim 6.
請求項1から7のいずれか1項に記載の回転検出回路、
前記第1センサ、及び、
前記第2センサ、
を備える回転検出装置。
The rotation detection circuit according to any one of claims 1 to 7,
The first sensor; and
The second sensor;
A rotation detection device comprising:
第1センサから、回転子の回転位置に基づいて、第1の位相の第1正弦波信号を出力する段階と、
第2センサから、前記回転子の回転位置に基づいて、前記第1の位相と異なる第2の位相の第2正弦波信号を出力する段階と、
前記第1正弦波信号及び前記第2正弦波信号を加算して第3の位相の第3正弦波信号を出力する加算段階と、
前記第1正弦波信号を前記第2正弦波信号から減算して前記第3正弦波信号と1/4周期分位相の異なる第4正弦波信号を出力する減算段階と、
前記第3正弦波信号及び前記第4正弦波信号から前記第3の位相を算出する位相算出段階と、
前記第3正弦波信号及び前記第4正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、前記第3の位相と前記第1の位相との位相差を決定する位相差決定段階と、
算出した前記第3の位相と前記第1の位相との位相差、及び、前記第3の位相とを加算した第4の位相を出力する角度出力段階と、
を備える回転検出方法。
Outputting a first sine wave signal of a first phase from a first sensor based on the rotational position of the rotor;
Outputting a second sine wave signal having a second phase different from the first phase based on a rotational position of the rotor from a second sensor;
An adding step of adding the first sine wave signal and the second sine wave signal to output a third sine wave signal having a third phase;
Subtracting the first sine wave signal from the second sine wave signal to output a fourth sine wave signal having a phase different from the third sine wave signal by ¼ period;
A phase calculating step of calculating the third phase from the third sine wave signal and the fourth sine wave signal;
A phase difference determination step for determining a phase difference between the third phase and the first phase based on at least one of the third sine wave signal and the fourth sine wave signal;
An angle output step of outputting a phase difference between the calculated third phase and the first phase, and a fourth phase obtained by adding the third phase;
A rotation detection method comprising:
前記位相算出段階は、前記第3正弦波信号で前記第4正弦波信号を除したものの逆正接を算出することで前記第3の位相を算出する段階を含む、
請求項9に記載の回転検出方法。
The phase calculating step includes a step of calculating the third phase by calculating an arctangent of the third sine wave signal divided by the fourth sine wave signal.
The rotation detection method according to claim 9.
前記位相差決定段階は、前記第3正弦波信号の振幅及び前記第4正弦波信号の振幅の少なくとも一方から、前記位相差を決定する、
請求項9又は10に記載の回転検出方法。
The phase difference determining step determines the phase difference from at least one of an amplitude of the third sine wave signal and an amplitude of the fourth sine wave signal;
The rotation detection method according to claim 9 or 10.
前記位相差決定段階は、前記第3正弦波信号の振幅及び前記第4正弦波信号の振幅の比から、前記位相差を決定する、
請求項11に記載の回転検出方法。
The phase difference determining step determines the phase difference from a ratio of an amplitude of the third sine wave signal and an amplitude of the fourth sine wave signal.
The rotation detection method according to claim 11.
前記第1正弦波信号の出力オフセット補正を行う第1オフセット補正段階と、
前記第2正弦波信号の出力オフセット補正を行う第2オフセット補正段階と、
を更に備える、
請求項9から12のいずれか1項に記載の回転検出方法。
A first offset correction stage for performing an output offset correction of the first sine wave signal;
A second offset correction stage for performing an output offset correction of the second sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection method according to any one of claims 9 to 12.
前記第1正弦波信号のゲイン補正を行う第1ゲイン補正段階と、
前記第2正弦波信号のゲイン補正を行う第2ゲイン補正段階と、
を更に備える、
請求項13に記載の回転検出方法。
A first gain correction stage for performing gain correction of the first sine wave signal;
A second gain correction stage for performing gain correction of the second sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection method according to claim 13.
前記第3正弦波信号のゲイン補正を行う第3ゲイン補正段階と、
前記第4正弦波信号のゲイン補正を行う第4ゲイン補正段階と、
を更に備える、
請求項14に記載の回転検出方法。
A third gain correction stage for performing gain correction of the third sine wave signal;
A fourth gain correction stage for performing gain correction of the fourth sine wave signal;
Further comprising
The rotation detection method according to claim 14.
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