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Europäisches Patentamt

Drehfeldsensor | Rotating field sensor

Patentnummer:DE102011083249B4
IPC Hauptklasse:G01B000730
Anmelder:
Erfinder:Hirabayashi, Hiraku (0)
Tokyo, JP
Anmeldung:23.09.11
Offenlegung:13.10.10
Patenterteilung:31.12.20

Abstract / Hauptanspruch
Drehfeldsensor zum Erfassen eines Winkels, den eine Richtung eines sich drehenden Magnetfelds an einer Bezugsposition in Bezug auf eine Bezugsrichtung bildet, dadurch gekennzeichnet, dass:
der Drehfeldsensor (1) umfasst:
eine Signalerzeugungseinheit (2), die eine Vielzahl von magnetischen Erfassungselementen zum Erfassen des sich drehenden Magnetfelds umfasst, und ein erstes Signal und ein zweites Signal auf der Basis von Ausgabesignalen aus der Vielzahl von magnetischen Erfassungselementen erzeugt, wobei das erste und das zweite Signal mit den Intensitäten von Komponenten des sich drehenden Magnetfelds in jeweils verschiedenen Richtungen assoziiert sind, und
eine Winkelerfassungseinheit (3), die auf der Basis des ersten und des zweiten Signals aus der Signalerzeugungseinheit (2) einen erfassten Winkelwert berechnet, der eine Entsprechungsbeziehung zu dem Winkel aufweist, den die Richtung des sich drehenden Magnetfelds an der Bezugsposition in Bezug auf die Bezugsrichtung bildet,
wobei das erste Signal eine erste ideale Komponente und eine erste Fehlerkomponente enthält,
wobei das zweite Signal eine zweite ideale Komponente und eine zweite Fehlerkomponente enthält,
wobei die erste ideale Komponente und die zweite ideale Komponente periodisch mit derselben Signalperiode in einer idealen Sinusform variieren,
wobei sich die zweite ideale Komponente von der ersten idealen Komponente in der Phase unterscheidet,
wobei die Summe des Quadrats der ersten idealen Komponente und des Quadrats der zweiten idealen Komponente einen konstanten Wert annimmt,
wobei die erste Fehlerkomponente und die zweite Fehlerkomponente synchron zueinander mit jeweils einer Periode von 1/3 der Signalperiode variieren, und
wobei die Winkelerfassungseinheit (3) umfasst:
eine erste arithmetische Einheit (31), die ein Quadratsummensignal erzeugt, wobei das Quadratsummensignal aus der Summe des Quadrats des ersten Signals und des Quadrats des zweiten Signals besteht und eine Periode von 1/2 der Signalperiode aufweist,
eine zweite arithmetische Einheit (32), die eine erste Fehlerkomponentenschätzung und eine zweite Fehlerkomponentenschätzung auf der Basis des Quadratsummensignals berechnet, wobei die erste Fehlerkomponentenschätzung ein geschätzter Wert der ersten Fehlerkomponente ist und die zweite Fehlerkomponentenschätzung ein geschätzter Wert der zweiten Fehlerkomponente ist, und
eine dritte arithmetische Einheit (33), die ein erstes korrigiertes Signal erzeugt, indem sie die erste Fehlerkomponentenschätzung von dem ersten Signal subtrahiert, ein zweites korrigiertes Signal erzeugt, indem sie die zweite Fehlerkomponentenschätzung von dem zweiten Signal subtrahiert, und den erfassten Winkelwert auf der Basis des ersten und des zweiten korrigierten Signals berechnet.

Rotating field sensor for detecting an angle which a direction of a rotating magnetic field at a reference position forms with respect to a reference direction, characterized in that:
the rotating field sensor (1) comprises:
a signal generating unit (2) comprising a plurality of magnetic detection elements for detecting the rotating magnetic field, and generating a first signal and a second signal based on output signals from the plurality of magnetic detection elements, the first and second signals having the Intensities of components of the rotating magnetic field in respectively different directions are associated, and
an angle detection unit (3) which, on the basis of the first and second signals from the signal generation unit (2), calculates a detected angle value which has a correspondence relation to the angle which the direction of the rotating magnetic field at the reference position with respect to the reference direction forms,
wherein the first signal contains a first ideal component and a first error component,
wherein the second signal contains a second ideal component and a second error component,
wherein the first ideal component and the second ideal component vary periodically with the same signal period in an ideal sinusoidal shape,
where the second ideal component differs from the first ideal component in the phase
where the sum of the square of the first ideal component and the square of the second ideal component assumes a constant value,
wherein the first error component and the second error component vary synchronously with each other with a period of 1/3 of the signal period, and
wherein the angle detection unit (3) comprises:
a first arithmetic unit (31) which generates a square sum signal, the square sum signal consisting of the sum of the square of the first signal and the square of the second signal and having a period of 1/2 the signal period,
a second arithmetic unit (32) that calculates a first error component estimate and a second error component estimate based on the sum of squares signal, the first error component estimate being an estimated value of the first error component and the second error component estimate being an estimated value of the second error component, and
a third arithmetic unit (33) that generates a first corrected signal by subtracting the first error component estimate from the first signal, generates a second corrected signal by subtracting the second error component estimate from the second signal, and based the detected angle value of the first and second corrected signals are calculated.

DE102011083249B4


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