角度传感器及角度传感器系统技术方案

本发明专利技术提供角度传感器及角度传感器系统。角度传感器具备：检测信号生成部，其生成多个检测信号；角度检测部，其基于多个检测信号，生成角度检测值；状态判别装置。状态判别装置具有：判定值生成部，其生成角度传感器的状态的判别所使用的判定值；判别部，其基于判定值，判别角度传感器的状态。角度检测部包含共同修正处理部，该共同修正处理部进行将与多个检测信号具有对应关系的多个修正前信号变换成角度检测值的生成和判定值的生成所使用的多个共同修正后信号的共同修正处理。共同修正处理降低角度检测值中产生的角度误差，且缩小判定值的变动宽度。

Angle sensor and angle sensor system

The invention provides an angle sensor and an angle sensor system. The angle sensor is provided with a detection signal generation section, which generates multiple detection signals, and the angle detection part generates angle detection values based on a plurality of detection signals, and a state discriminating device. The state discriminator is provided with a decision value generating part, which determines the value of the state of the angle sensor, and the judging part determines the status of the angle sensor based on the decision value. The angle detection part comprises a common correction processing part, the common correction department will have corresponding relationship with a plurality of detection signals of multiple correction signal into correction using the common angle detection value generation and determine the value of the generated multiple common correction signal. The angle error produced in the angle detection value is reduced by common correction, and the variation width of the judgement value is reduced.

【技术实现步骤摘要】
角度传感器及角度传感器系统
本专利技术涉及包含状态判别装置的角度传感器及角度传感器系统。
技术介绍
近年来，在汽车的方向盘或动力转向电动机的旋转位置的检测等各种用途中，广泛利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，具有例如磁角度传感器。使用磁角度传感器的角度传感器系统中，通常设置与对象物的旋转或直线性的运动连动，产生方向旋转的旋转磁场的磁场产生部。磁场产生部为例如磁铁。磁角度传感器中的检测对象的角度与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具有对应关系。作为角度传感器，已知如下角度传感器，其具有生成相位相互不同的多个检测信号的检测信号生成部，且通过使用了多个检测信号的运算生成角度检测值。磁角度传感器中，检测信号生成部包含多个磁检测元件。多个磁检测元件分别包含例如具有固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层的自旋阀型的磁阻效应元件(以下，也记为MR元件。)。角度传感器中，当由于检测信号生成部的故障等产生故障时，有时在角度检测值中产生超过允许范围的误差。因此，要求角度传感器中具备可检测故障的功能。以下，将角度检测值中产生的误差称为角度误差。日本专利申请公开2012-21842号公报中记载有一种技术，在基于相位相互相差90°的两相信号检测旋转角的旋转角检测装置中，通过监视两相信号的平方和，检测旋转角检测装置的故障。另外，日本专利申请公开2012-21842号公报中记载有一种技术，在基于相位均等地偏离的三相以上的信号检测旋转角的旋转角检测装置中，通过监视三相以上的信号的总和，检测旋转角检测装置的故障。中国专利申请公开第104457552A1号说明书中记载有一种技术，在基于具有90°及180°以外的相位差的第一及第二正弦波信号检测旋转角的旋转角检测装置中，基于第一及第二正弦波信号和它们的相位差，检测旋转角检测装置的故障。日本专利申请公开2012-21842号公报、中国专利申请公开第104457552A1号说明书所记载的多个技术均是如下技术，进行使用了多个检测信号的运算，生成表示旋转角检测装置中是否产生故障的判定值，在该判定值超过规定范围时，判定为旋转角检测装置中产生了故障。判定值在旋转角检测装置中未产生故障时，理想上，不管检测对象的角度，均成为一定的理想值，在旋转角检测装置中产生故障时，成为与理想值不同的值。但是，具备使用上述那样的判定值判别角度传感器是否故障的功能的角度传感器中，即使角度传感器中未产生故障，也产生角度误差，并且有时判定值成为与理想值不同的值。该情形在例如多个检测信号中的至少一个信号中，中心值、振幅和相位中的至少一者偏离期望值的情况下可产生。另外，例如磁角度传感器中，在旋转磁场的方向以一定的角速度变化且检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，多个检测信号的各个的波形理想上成为正弦曲线(包含正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，各检测信号的波形有时从正弦曲线失真。作为各检测信号的波形失真的原因，例如可举出MR元件的自由层具有MR元件的磁化固定层的磁化方向的磁各向异性、或MR元件的磁化固定层的磁化方向由于旋转磁场等的影响而变动。若各检测信号的波形失真，则即使角度传感器中未产生故障时，判定值也可成为与理想值不同的值。在即使角度传感器中未产生故障，判定值也成为与理想值不同的值的情况下，产生角度传感器是否故障的判别精度降低等的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可高精度地判别是否故障等的角度传感器的状态的角度传感器及角度传感器系统。本专利技术的角度传感器具备：检测信号生成部，其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，其基于多个检测信号，生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值；状态判别装置。状态判别装置具有：判定值生成部，其生成角度传感器是否处于规定的状态的判别所使用的判定值；判别部，其基于判定值，判别角度传感器是否处于规定的状态。角度检测部包含共同修正处理部，该共同修正处理部进行将与多个检测信号具有对应关系的多个修正前信号变换成角度检测值的生成和判定值的生成所使用的多个共同修正后信号的共同修正处理。判定值生成部基于多个共同修正后信号生成判定值。共同修正处理是将多个修正前信号变换成多个共同修正后信号的处理，使得与不进行共同修正处理而使用多个修正前信号生成角度检测值的情况相比，降低角度检测值中产生的角度误差，且与不进行共同修正处理而使用多个修正前信号生成判定值的情况相比，与检测对象的角度相应的判定值的变动的宽度变小。本专利技术的角度传感器中，所述规定的状态也可以是角度传感器不发生故障的状态。另外，本专利技术的角度传感器中，多个共同修正后信号也可以是第一及第二共同修正后信号。在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，第一及第二共同修正后信号分别包含以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分。第一共同修正后信号的理想成分与第二共同修正后信号的理想成分的相位差为90°。第一共同修正后信号与第二共同修正后信号的振幅相等。在该情况下，判定值生成部也可以进行包含求得第一共同修正后信号的平方与第二共同修正后信号的平方的和的运算，生成判定值。另外，本专利技术的角度传感器中，检测对象的角度也可以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。在该情况下，检测信号生成部也可以包含生成多个检测信号的多个检测电路。多个检测电路各自也可以包含检测旋转磁场的至少一个磁检测元件。在该情况下，至少一个磁检测元件也可以包含串联地连接的多个磁阻效应元件。多个磁阻效应元件各自也可以具有固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层。另外，本专利技术的角度传感器中，共同修正处理也可以包含修正多个修正前信号的偏置(offset)的处理。另外，本专利技术的角度传感器中，共同修正处理也可以包含进行多个修正前信号的振幅的标准化的处理。另外，本专利技术的角度传感器中，多个修正前信号也可以是第一及第二修正前信号，多个共同修正后信号也可以是第一及第二共同修正后信号。在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，第一及第二修正前信号以及第一及第二共同修正后信号分别包含以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分。在该情况下，共同修正处理也可以包含不管第一修正前信号的理想成分与第二修正前信号的理想成分的相位差，均将第一共同修正后信号的理想成分与第二共同修正后信号的理想成分的相位差设为90°，且使第一共同修正后信号与第二共同修正后信号的振幅相等的处理。另外，本专利技术的角度传感器中，在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，多个检测信号各自也可以包含以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分、相对于理想成分的与第三高次谐波相当的误差成分。在该情况下，角度检测部也可以还包含变换处理部，该变换处理部进行将多个检测信号变换成与多个检测信号的各个相比降低了误差成分的多个修正前信号的变换处理。另外，本专利技术的角度传感器中，在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，多个修正前信号各自也可以包含以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分、相对于理想成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度传感器，其中，具备：检测信号生成部，其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，其基于所述多个检测信号，生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值；以及状态判别装置，所述状态判别装置具有：判定值生成部，其生成所述角度传感器是否处于规定的状态的判别所使用的判定值；以及判别部，其基于所述判定值，判别所述角度传感器是否处于规定的状态，所述角度检测部包含共同修正处理部，该共同修正处理部进行将与所述多个检测信号具有对应关系的多个修正前信号变换成所述角度检测值的生成和所述判定值的生成所使用的多个共同修正后信号的共同修正处理，所述判定值生成部基于所述多个共同修正后信号，生成所述判定值，所述共同修正处理是将所述多个修正前信号变换成所述多个共同修正后信号的处理，使得与不进行所述共同修正处理而使用所述多个修正前信号来生成所述角度检测值的情况相比，降低所述角度检测值中产生的角度误差，并且与不进行所述共同修正处理而使用所述多个修正前信号来生成所述判定值的情况相比，与所述检测对象的角度相应的所述判定值的变动的宽度变小。

【技术特征摘要】
2016.07.20 JP 2016-142013;2017.06.23 JP 2017-122771.一种角度传感器，其中，具备：检测信号生成部，其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，其基于所述多个检测信号，生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值；以及状态判别装置，所述状态判别装置具有：判定值生成部，其生成所述角度传感器是否处于规定的状态的判别所使用的判定值；以及判别部，其基于所述判定值，判别所述角度传感器是否处于规定的状态，所述角度检测部包含共同修正处理部，该共同修正处理部进行将与所述多个检测信号具有对应关系的多个修正前信号变换成所述角度检测值的生成和所述判定值的生成所使用的多个共同修正后信号的共同修正处理，所述判定值生成部基于所述多个共同修正后信号，生成所述判定值，所述共同修正处理是将所述多个修正前信号变换成所述多个共同修正后信号的处理，使得与不进行所述共同修正处理而使用所述多个修正前信号来生成所述角度检测值的情况相比，降低所述角度检测值中产生的角度误差，并且与不进行所述共同修正处理而使用所述多个修正前信号来生成所述判定值的情况相比，与所述检测对象的角度相应的所述判定值的变动的宽度变小。2.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述规定的状态是所述角度传感器未发生故障的状态。3.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述多个共同修正后信号是第一及第二共同修正后信号，在所述检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，所述第一及第二共同修正后信号分别包含以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分，所述第一共同修正后信号的所述理想成分与所述第二共同修正后信号的所述理想成分的相位差为90°，所述第一共同修正后信号与所述第二共同修正后信号的振幅相等，所述判定值生成部进行包含求得所述第一共同修正后信号的平方与所述第二共同修正后信号的平方的和的运算，生成所述判定值。4.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述检测对象的角度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，所述检测信号生成部包含生成所述多个检测信号的多个检测电路，所述多个检测电路分别包含检测所述旋转磁场的至少一个磁检测元件。5.根据权利要求4所述的角度传感器，其中，所述至少一个磁检测元件包含串联地连接的多个磁阻效应元件，所述多个磁阻效应元件分别具有固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据所述旋转磁场的方向而变化的自由层、以及配置于所述磁化固定层与所述自由层之间的非磁性层。6.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述共同修正处理包含修正所述多个修正前信号的偏置的处理。7.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述共同修正处理包含进行所述多个修正前信号的振幅的标准化的处理。8.根据权利要求1所述的角度传感器，其中，所述多个修正前信号为第一及第二修正前信号，所述多个共同修正后信号为第一及第二共同修正后信号，在所述检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，所述第一及第二修正前信号以及所述第一及第二共同修正后信号分别包含以描绘理想的...

【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