角度传感器及其修正方法、以及角度传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及角度传感器及其修正方法、以及角度传感器系统。角度传感器具备生成多个检测信号的检测信号生成部、根据多个检测信号生成角度检测值的角度检测部。角度检测部具有：信号转换部，进行转换运算；角度运算部，进行角度运算。转换运算为将多个检测信号转换成第1以及第2运算用信号的运算。角度运算为使用第1以及第2运算用信号来计算角度检测值的运算。转换运算包括使用了包含用于减少产生于角度检测值的第1误差或者第2误差的修正项的至少1个带有修正项的函数的运算。第1误差和第2误差分别是在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下以与规定的周期相等的周期进行变化的误差和以规定的周期的1/2的周期进行变化的误差。

Angle sensor and its correction method and angle sensor system

The present invention relates to an angle sensor and a correction method, and an angle sensor system. The angle sensor is equipped with a detection signal generating unit that generates a plurality of detection signals, and an angle detection unit that generates an angle detection value according to a plurality of detection signals. The angle detection unit has the signal conversion unit, the conversion operation, the angle operation Department, and the angle operation. The conversion operation is the operation of converting multiple detection signals into first and second operation signals. The angle operation is the operation of calculating the angle detection value by using first and second operations. The transformation operation includes using at least 1 operations with correction items including first errors or second error correction items which are generated from the angle detection values. First, the error and the second error are the errors which are changed in the period equal to the prescribed period when the angle of the detected object is changed according to the prescribed period, and the error is changed by the cycle of the prescribed period 1/2.

【技术实现步骤摘要】
角度传感器及其修正方法、以及角度传感器系统
本专利技术涉及生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器和角度传感器系统、以及用于修正角度传感器中的误差的修正方法。
技术介绍
近年来，在汽车中的方向盘或者动力转向电机(powersteeringmotor)的旋转位置的检测等的各种用途中，广泛使用生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器。作为角度传感器，例如有磁角度传感器。在磁角度传感器被使用的系统中，一般设置连动于对象物的旋转或直线运动而产生方向进行旋转的旋转磁场的磁场产生部。磁场产生部例如是磁铁。磁角度传感器中的检测对象的角度例如是基准位置上的旋转磁场的方向相对于基准方向所成的角度。作为磁角度传感器，众所周知有一种具有生成相位互相差90°的第1以及第2检测信号的检测信号生成部并且通过使用第1以及第2检测信号的运算而生成角度检测值的磁角度传感器。检测信号生成部具有输出第1检测信号的第1检测电路、输出第2检测信号的第2检测电路。第1以及第2检测电路分别包含至少1个磁检测元件。磁检测元件例如包含具有磁化的方向被固定的磁化固定层、磁化的方向对应于旋转磁场的方向进行变化的自由层、被配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层的自旋阀式的磁阻效应元件(以下也记作为MR元件)。在磁角度传感器中，在旋转磁场的方向以一定的角速度进行变化并且检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下，第1以及第2检测信号各自的波形理想上成为正弦曲线(包括Sine波形和Cosine波形)。但是，各个检测信号的波形会有从正弦曲线歪斜的情况。在此情况下，第1检测信号包含以描绘理想的正弦曲线的方式进行变化的第1理想成分、其以外的误差成分，第2检测信号包含以描绘理想的正弦曲线的方式进行变化的第1理想成分、其以外的误差成分。如果各个检测信号的波形歪斜的话，则会有在角度检测值中产生误差的情况。以下，将在角度检测值中产生的误差称之为角度误差。在日本专利申请公开2008-43183号公报中记载有进行磁传感器的输出信号的偏移(offset)修正和增益修正的技术。在角度传感器中，所谓各个检测信号的偏移修正或增益修正的一般修正一直以来都在进行。但是，在角度传感器中，在各个输出信号的波形歪斜的情况下，即使进行如以上所述的一般的修正，角度误差也会产生。在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下，作为角度误差，例如有以与规定的周期相等的周期进行变化的误差(以下称之为一阶误差)或以规定的周期的1/2的周期进行变化的误差(以下称之为二阶误差)。在角度传感器中，作为减少上述一阶误差或二阶误差的方法，可以考虑以各个检测信号的波形的歪斜变小的方式修正各个检测信号的方法。但是，在该方法中，存在需要复杂的运算等的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够以简单的运算减少角度误差的角度传感器及其修正方法、以及角度传感器系统。本专利技术的角度传感器具备：检测信号生成部，生成分别与检测对象的角度具有对应关系的多个检测信号；角度检测部，根据多个检测信号生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值。本专利技术的角度传感器的修正方法被用于具备上述检测信号生成部和上述角度检测部的角度传感器。角度检测部具有：信号转换部，进行将多个检测信号转换成被用于计算角度检测值的角度运算的第1运算用信号以及第2运算用信号的转换运算；角度运算部，使用第1以及第2运算用信号来进行角度运算。转换运算包括使用了包含用于减少产生于角度检测值的第1误差或者第2误差的修正项的至少1个带有修正项的函数的运算。第1误差和第2误差分别是在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下以与规定的周期相等的第1周期进行变化的误差和以规定的周期的1/2即第2周期进行变化的误差。本专利技术的角度传感器的修正方法包括决定包含于至少1个带有修正项的函数的修正项的步骤、以第1误差和第2误差的至少一方被减少的方式应用由决定修正项的步骤决定的修正项并进行转换运算的步骤。决定修正项的步骤在替代使用了至少1个带有修正项的函数的运算而进行使用了从至少1个带有修正项的函数去掉修正项的至少1个函数的运算的情况下，根据产生于角度检测值的第1误差和第2误差的至少一方，决定修正项。在本专利技术的角度传感器以及角度传感器的修正方法中，至少1个带有修正项的函数也可以包含进行相对于多个检测信号中的至少1个的偏移修正的至少1个偏移修正用函数。在此情况下，包含于至少1个偏移修正用函数的修正项也可以是用于减少第1误差的修正项。另外，在本专利技术的角度传感器以及角度传感器的修正方法中，至少1个带有修正项的函数也可以包含进行多个检测信号中的至少1个的振幅的修正的至少1个振幅修正用函数。在此情况下，包含于至少1个的振幅修正用函数的修正项也可以是用于减少第2误差的修正项。另外，在本专利技术的角度传感器以及角度传感器的修正方法中，转换运算也可以包含根据多个检测信号生成第1初始运算用信号和第2初始运算用信号的运算、以第1初始运算用信号和第2初始运算用信号分别成为第1运算用信号和第2运算用信号的方式进行第1初始运算用信号和第2初始运算用信号的振幅的标准化的标准化运算。另外，在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下，第1运算用信号也可以包含第1理想成分和其以外的第1误差成分，第2运算用信号也可以包含第2理想成分和其以外的第2误差成分。第1理想成分和第2理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化。另外，至少1个带有修正项的函数也可以包含被用于标准化运算，并且进行第1初始运算用信号和第2初始运算用信号中的至少一方的振幅的修正的至少1个标准化用函数。在此情况下，包含于至少1个标准化用函数的修正项也可以是用于减少第2误差的修正项。另外，在本专利技术的角度传感器以及角度传感器的修正方法中，第1误差也可以包含第1成分和第2成分。第1成分和第2成分也可以具有相当于第1周期的1/4的相位差。在此情况下，至少1个带有修正项的函数也可以包括包含用于减少第1成分的第1修正项的带有第1修正项的函数、包含用于减少第2成分的第2修正项的带有第2修正项的函数。另外，在此情况下，在本专利技术的角度传感器的修正方法中，决定修正项的步骤也可以在替代使用了带有第1修正项的函数的运算和使用了带有第2修正项的函数的运算而进行使用了从带有第1修正项的函数去掉第1修正项的函数的运算和使用了从带有第2修正项的函数去掉第2修正项的函数的运算的情况下，根据产生于角度检测值的第1误差的振幅以及相位，决定第1以及第2修正项。另外，在本专利技术的角度传感器以及角度传感器的修正方法中，第2误差也可以包含第3成分和第4成分。第3成分和第4成分也可以具有相当于第2周期的1/4的相位差。在此情况下，至少1个带有修正项的函数也可以包括包含用于减少第3成分的第3修正项的带有第3修正项的函数、包含用于减少第4成分的第4修正项的带有第4修正项的函数。另外，在此情况下，在本专利技术的角度传感器的修正方法中，决定修正项的步骤也可以在替代使用了带有第3修正项的函数的运算和使用了带有第4修正项的函数的运算而进行使用了从带有第3修正项的函数去掉第3修正项的函数的运算和使用了从带有第4修正项的函数去掉第4修正项的函数的运算的情况下，根据产生于角度检测值的第2误差的振幅以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度传感器，其特征在于：具备：检测信号生成部，生成分别与检测对象的角度具有对应关系的多个检测信号；以及角度检测部，根据所述多个检测信号，生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值，所述角度检测部具有：信号转换部，进行将所述多个检测信号转换成被用于计算所述角度检测值的角度运算的第1运算用信号以及第2运算用信号的转换运算；以及角度运算部，使用所述第1以及第2运算用信号来进行所述角度运算，所述转换运算包括使用了包含用于减少产生于所述角度检测值的第1误差或者第2误差的修正项的至少1个带有修正项的函数的运算，所述第1误差和所述第2误差分别是在所述检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下以与所述规定的周期相等的第1周期进行变化的误差和以作为所述规定的周期的1/2的第2周期进行变化的误差。

【技术特征摘要】
2016.06.01 JP 2016-1097111.一种角度传感器，其特征在于：具备：检测信号生成部，生成分别与检测对象的角度具有对应关系的多个检测信号；以及角度检测部，根据所述多个检测信号，生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值，所述角度检测部具有：信号转换部，进行将所述多个检测信号转换成被用于计算所述角度检测值的角度运算的第1运算用信号以及第2运算用信号的转换运算；以及角度运算部，使用所述第1以及第2运算用信号来进行所述角度运算，所述转换运算包括使用了包含用于减少产生于所述角度检测值的第1误差或者第2误差的修正项的至少1个带有修正项的函数的运算，所述第1误差和所述第2误差分别是在所述检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下以与所述规定的周期相等的第1周期进行变化的误差和以作为所述规定的周期的1/2的第2周期进行变化的误差。2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述至少1个带有修正项的函数包含进行相对于所述多个检测信号中的至少1个的偏移修正的至少1个偏移修正用函数，包含于所述至少1个偏移修正用函数的所述修正项是用于减少所述第1误差的修正项。3.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述至少1个带有修正项的函数包含进行所述多个检测信号中的至少1个的振幅的修正的至少1个振幅修正用函数，包含于所述至少1个振幅修正用函数的所述修正项是用于减少所述第2误差的修正项。4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述转换运算包含根据所述多个检测信号生成第1初始运算用信号和第2初始运算用信号的运算、以及以所述第1初始运算用信号和所述第2初始运算用信号分别成为所述第1运算用信号和所述第2运算用信号的方式进行所述第1初始运算用信号和所述第2初始运算用信号的振幅的标准化的标准化运算，在所述检测对象的角度以所述规定的周期进行变化的情况下，所述第1运算用信号包含第1理想成分和其以外的第1误差成分，所述第2运算用信号包含第2理想成分和其以外的第2误差成分，所述第1理想成分和所述第2理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化，所述至少1个带有修正项的函数包含被用于所述标准化运算，并且进行所述第1初始运算用信号和所述第2初始运算用信号的至少一方的振幅的修正的至少1个标准化用函数，包含于所述至少1个标准化用函数的所述修正项是用于减少所述第2误差的修正项。5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1误差包含第1成分和第2成分，所述第1成分和所述第2成分具有相当于所述第1周期的1/4的相位差，所述至少1个带有修正项的函数包括带有第1修正项的函数、以及带有第2修正项的函数，所述带有第1修正项的函数包含用于减少所述第1成分的第1修正项，所述带有第2修正项的函数包含用于减少所述第2成分的第2修正项。6.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第2误差包含第3成分和第4成分，所述第3成分和所述第4成分具有相当于所述第2周期的1/4的相位差，所述至少1个带有修正项的函数包括带有第3修正项的函数、以及带有第4修正项的函数，所述带有第3修正项的函数包含用于减少所述第3成分的第3修正项，所述带有第4修正项的函数包含用于减少所述第4成分的第4修正项。7.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述检测对象的角度是基准位置上的磁场的方向相对于基准方向所成的角度。8.一种角度传感器的修正方法，其特征在于：是被用于角度传感器的修正方法，所述角度传感器具备生成分别与检测对象的角度具有对应关系的多个检测信号的检测信号生成部、以及根据所述多个检测信号生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值的角度检测部，所述角度检测部具有：信号转换部，进行将所述多个检测信号转换成被用于计算所述角度检测值的角度运算的第1运算用信号以及第2运算用信号的转换运算；以及角度运算部，使用所述第1以及第2运算用信号来进行所述角度运算，所述转换运算包括使用了包含用于减少产生于所述角度检测值的第1误差或者第2误差的修正项的至少1个带有修正项的函数的运算，所述第1误差和所述第2误差分别是在所述检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下以与所述规定的周期相等的第1周期进行变化的误差和以作为所述规定的周期的1/2的第2周期进行变化的误差，所述修正方法包括：决定包含于所述至少1个带有修正项的函数的所述修正项的步骤；以及以所述第1误差和所述第2误差的至少一方被减少的方式应用由决定所述修正项的步骤决定的所述修正项并进行所述转换运算的步骤，决定...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部司也，平林启，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP