特許6796573IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

磁極方向検出装置に関し、特に多相電動モータのロータの磁極方向を検出する磁極方向検出装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかし、発明者らは、従来技術のようにトンネル型磁気抵抗素子を有する磁気センサを用いて多相電動モータの回転軸の先端に設けた永久磁石の磁場の変化を利用して回転軸の回転角度を検出する場合、多相電動モータにおいて検出精度を高めようとしても、限界があることが分かってきた。発明者らは、検出精度を向上させることを目的として鋭意検討した結果、磁場強度が強い場合トンネル型磁気抵抗素子の磁化固定層の磁化方向が若干傾き、位相の進み/遅れが生じることを見出した。
そこで、本発明は、トンネル型磁気抵抗素子を有する磁極方向検出装置において、磁化固定層の磁化方向ずれに起因する誤差を補正することにより、回転軸の磁極方向の検出精度を向上させた磁極方向検出装置を提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するために、回転軸の先端に取り付けられた被検知用磁石の磁極方向を検出する磁極方向検出装置であって、磁化固定層と自由層を有する磁気抵抗素子と、回転する被検知用磁石が発生させる磁場の変化を磁気抵抗素子により検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、磁気検出部が出力する検出信号に基づき被検知用磁石の磁極方向を算出する磁極方向算出部と、磁極方向算出部が算出した磁極方向に含まれ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、トンネル型磁気抵抗素子を有する磁極方向検出装置において、磁化固定層の磁化方向ずれに起因する誤差を補正することにより、回転軸の磁極方向の検出精度を向上させた磁極方向検出装置を提供できる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置が適用された多相電動モータ制御装置のブロック図。

【図2】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置が適用された3相電動モータの、回転軸方向断面における断面模式図。

【図3】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置が適用された3相電動モータの、回転軸に対する垂直な断面における断面模式図。

【図4】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置における磁気検出部を説明する説明図。

【図5】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置が適用された3相電動モータの回転軸垂直断面における、被検知用磁石から発生する磁界と磁気検出部の関係の変化を示す説明図。

【図6】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置における磁気検出部等を示すブロック図。

【図7】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置における磁気検出部の出力電圧波形を示す説明図。

【図8】トンネル型磁気抵抗素子を説明する模式図。(A)自由層と磁化固定層の磁化方向が平行な場合の模式図、(B)自由層と磁化固定層の磁化方向が反平行な場合の模式図、(C)被検知用磁石の磁界により自由層の磁極方向が変化する様子を示す模式図。

【図9】トンネル型磁気抵抗素子において磁極方向のずれが起こることを説明する説明図。

【図10】トンネル型磁気抵抗素子において磁極方向のずれが起こる場合の、第2ブリッジ回路(Cos波形)内の一つのトンネル型磁気抵抗素子における抵抗値の変化を示すグラフ。

【図11】トンネル型磁気抵抗素子において磁極方向のずれが起こる場合の、(A)第2ブリッジ回路(Cos波形)の出力電圧を示すグラフ、(B)第1ブリッジ回路(Sin波形)の出力電圧を示すグラフ、(C)角度誤差を示すグラフ。

【図12】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置における、(A)磁気検出部の模式図、(B)磁気検出部内の第1ブリッジ回路の模式図、(C)磁気検出部内の第2ブリッジ回路の模式図。

【図13】(A)トンネル型磁気抵抗素子の磁化固定層において磁化方向のずれを考慮しない場合の磁極方向を示す模式図、(B)本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置におけるトンネル型磁気抵抗素子の磁化固定層において磁化方向のずれを考慮する場合のR1の磁極方向を示す模式図、(C)本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置におけるトンネル型磁気抵抗素子の磁化固定層において磁化方向のずれを考慮する場合のR2の磁極方向を示す模式図。

【図14】本発明に係る第一実施例の磁極方向検出装置の制御ブロック図。

【図15】本発明に係る第一実施例の変形例の磁極方向検出装置の測定系を示す説明図。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

100 多相電動モータ制御装置   10 ブリッジ回路   20 PWM制御部   30 制御部   90 基板   91 コネクタ   92 電源供給部   93 信号処理部   200 磁極方向検出装置   210 被検知用磁石   220 磁気検出部   221 第1ブリッジ回路(Sin波形)   222 第2ブリッジ回路(Cos波形)   223 トンネル型磁気抵抗素子   230 磁極方向算出部   240 電流検出部   260 方向補正量算出部   270 磁極方向補正部   Cu、Cv、Cw 相回路   Quh、Qvh、Qwh 高電位側スイッチング素子   Qul、Qvl、Qwl 低電位側スイッチング素子   Ru、Rv、Rw 電流検出器   Vu、Vv、Vw 指令電圧   Iu、Iv、Iw 相電流値   BAT バッテリ(直流電源)   Lh 電源ライン   Ll グランドライン   M 3相電動モータ   M1 ステータ   M2 多相コイル   M2U U相コイル   M2V V相コイル   M2W W相コイル   M3 ロータ   M4 回転軸   M5 ケース   M7 回転装置

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