角度传感器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以及角度传感器系统。角度传感器具备第1以及第2检测部和角度检测部。第1以及第2检测部分别生成2个检测信号。第1以及第2检测部以在它们生成的多个检测信号之间产生规定的相位关系的方式被配置。角度检测部具有第1以及第2运算电路和角度运算部。第1以及第2运算电路生成包含于多个检测信号的相当于5次的高次谐波的误差成分被减少的第1以及第2信号。角度运算部根据第1以及第2信号计算出角度检测值。角度运算部进行减少起因于包含于多个检测信号的相当于3次的高次谐波的误差成分并产生于角度检测值的误差的修正处理。

【技术实现步骤摘要】
角度传感器以及角度传感器系统
本专利技术涉及生成与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的角度检测值的角度传感器以及角度传感器系统。
技术介绍
近年来，在汽车中的方向盘或者动力转向电机的旋转位置的检测等各种用途中，广泛地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，例如有磁式角度传感器。在磁式角度传感器被使用的角度传感器系统中，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。磁式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。作为磁式角度传感器，众所周知有如中国专利申请公开第102384758A号说明书所记载的那样具备生成彼此相位不同的多个检测信号的多个检测电路并且由使用了多个检测信号的运算来生成角度检测值的磁式角度传感器。多个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。在磁式角度传感器中，在旋转磁场的方向以规定的周期进行变化的情况下，多个检测信号各自的波形理想地成为正弦曲线(包括正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，各个检测信号的波形会有从正弦曲线歪斜失真的情况。如果各个检测信号的波形失真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。在各个检测信号的波形发生失真的情况下，各个检测信号包含以描绘理想的正弦曲线的方式进行变化的理想成分、相对于理想成分的相当于1个以上的高次谐波的1个以上的误差成分。在各个检测信号仅由理想成分构成的情况下被计算出的角度检测值相当于角度传感器的真正的检测对象的角度。以下，将在各个检测信号仅由理想成分构成的情况下被计算出的角度检测值称之为理想角度。角度误差为理想角度与角度检测值之差。在各个检测信号的波形发生失真的原因中大致区分而存在由磁场产生部所产生的旋转磁场引起的第1原因、由磁检测元件引起的第2原因。在理想的角度传感器系统中，在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下，表示各个检测电路的位置上的旋转磁场的一个方向的成分的强度的变化的波形(以下称之为磁场强度波形)成为正弦曲线，并且由各个检测电路生成的各个检测信号的波形也成为正弦曲线。所谓各个检测信号的波形由于第1原因而发生失真的情况是指即使是在检测对象的角度以规定的周期进行变化的情况下磁场强度波形也从正弦曲线发生失真的情况。所谓各个检测信号的波形由于第2原因发生失真的情况是指即使是在磁场强度波形成为正弦曲线的情况下各个检测信号的波形也从正弦曲线发生失真的情况。还有，也有第1原因和第2原因发生复合而各个检测信号的波形发生失真的情况。在中国专利申请公开第102384758A号说明书中记载有根据使用了至少4个检测信号的运算减少起因于相对于理想成分的相当于三次的高次谐波的误差成分的角度误差的技术。在日本专利申请公开平5-346329号公报中记载有在由能够沿着磁尺的刻度方向相对性地移动的磁阻效应元件构成的磁传感器中，通过串联连接配置于对于上述刻度方向来说互相不同的位置的多个线状磁阻效应元件片并构成磁阻效应元件从而获得1个以上的高次谐波被除去了的再生信号的技术。在磁式角度传感器中，包含于各个检测信号中的1个以上的误差成分主要是相当于3以上的次数、特别是3以上的奇数的次数的1个以上的高次谐波的误差成分。另外，在磁式角度传感器中也会有各个检测信号包含相当于次数不同的2个高次谐波的2个误差成分的情况。作为减少各个检测信号包含2个误差成分的情况下的角度误差的方法考虑以包含于各个检测信号中的2个误差成分变小的方式由信号处理来修正各个检测信号的方法。但是，在该方法中存在有所谓复杂信号处理成为必要的问题。作为减少各个检测信号包含2个误差成分的情况下的角度误差的方法也考虑如中国专利申请公开第102384758A号说明书中所记载的技术那样根据使用了多个检测信号的运算分别生成减少了2个误差成分的2个信号的方法。但是，在该方法中会有所谓多个检测电路成为必要并且角度传感器的结构变得复杂的问题。在日本专利申请公开平5-346329号公报中所记载的技术中，存在有所谓有必要设计对应于磁尺的刻度的周期改变多个线状磁阻效应元件片的位置的磁阻效应元件且磁阻效应元件的设计不容易的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够容易减少起因于分别包含于多个检测信号中的2个误差成分的角度误差的角度传感器以及角度传感器系统。本专利技术的角度传感器是生成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的角度检测值的角度传感器。本专利技术的角度传感器系统具备本专利技术的角度传感器和产生旋转磁场的磁场产生部。本专利技术的角度传感器具备第1检测部、第2检测部、角度检测部。第1检测部具有分别生成与第1位置上的旋转磁场的方向相对于第1方向所成的角度具有对应关系的第1以及第2检测信号的第1以及第2检测信号生成部。第2检测部具有分别生成与第2位置上的旋转磁场的方向相对于第2方向所成的角度具有对应关系的第3以及第4检测信号的第3以及第4检测信号生成部。在旋转磁场的方向以规定的周期进行变化的情况下，第1～第4检测信号各自包含理想成分和第1误差成分以及第2误差成分。理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地进行变化。第1误差成分为相对于理想成分的相当于n次的高次谐波的误差成分。第2误差成分为相对于理想成分的相当于m次的高次谐波的误差成分。n大于m。第1以及第2检测信号的理想成分的相位互相不同。第3以及第4检测信号的理想成分的相位互相不同。第1检测部和第2检测部以第1相位关系产生于第1以及第3检测信号的理想成分之间并且第2相位关系产生于第2以及第4检测信号的理想成分之间的位置关系被配置。第1相位关系是一种如果进行求取第1以及第3检测信号的和或者差的第1运算的话则获得与第1以及第3检测信号相比第1误差成分被减少了的第1信号的关系。第2相位关系是一种如果进行求取第2以及第4检测信号的和或者差的第2运算的话则获得与第2以及第4检测信号相比第1误差成分被减少了的第2信号的关系。角度检测部具有进行第1运算并生成第1信号的第1运算电路、进行第2运算并生成第2信号的第2运算电路、根据第1以及第2信号计算出角度检测值的角度运算部。角度运算部进行与不进行修正处理的情况相比减少起因于第2误差成分并产生于角度检测值的误差的修正处理。第1检测部与第2检测部的位置关系也可以是以第1位置上的旋转磁场的方向与第2位置上的旋转磁场的方向互相不同的方式第1位置与第2位置互相不同的关系。第1检测部与第2检测部的位置关系是如以上所述第1位置与第2位置互相不同的关系的情况下，角度传感器系统的磁场产生部相对于第1以及第2检测部的相对位置也可以在规定的方向上进行变化，第1位置和第2位置也可以对于上述规定的方向来说互相不同。另外，磁场产生部也可以是将中心轴作为中心进行旋转的磁场产生部。在此情况下，上述规定的方向是磁场产生部的旋转方向。另外，在此情况下，第1位置和第2位置也可以处于垂直于中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度传感器，其特征在于：是生成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的角度检测值的角度传感器，具备：第1检测部；第2检测部；以及角度检测部，所述第1检测部具有分别生成与第1位置上的所述旋转磁场的方向相对于第1方向所成的角度具有对应关系的第1以及第2检测信号的第1以及第2检测信号生成部，所述第2检测部具有分别生成与第2位置上的所述旋转磁场的方向相对于第2方向所成的角度具有对应关系的第3以及第4检测信号的第3以及第4检测信号生成部，在所述旋转磁场的方向以规定的周期进行变化的情况下，所述第1～第4检测信号分别包含理想成分、第1误差成分以及第2误差成分，所述理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地进行变化，所述第1误差成分为相对于所述理想成分的相当于n次的高次谐波的误差成分，所述第2误差成分为相对于所述理想成分的相当于m次的高次谐波的误差成分，所述n大于所述m，所述第1以及第2检测信号的理想成分的相位互相不同，所述第3以及第4检测信号的理想成分的相位互相不同，所述第1检测部和所述第2检测部以第1相位关系产生于所述第1以及第3检测信号的理想成分之间并且第2相位关系产生于所述第2以及第4检测信号的理想成分之间的位置关系被配置，所述第1相位关系是在进行求取所述第1以及第3检测信号的和或者差的第1运算时获得与所述第1以及第3检测信号相比所述第1误差成分被减少了的第1信号的关系，所述第2相位关系是在进行求取所述第2以及第4检测信号的和或者差的第2运算时获得与所述第2以及第4检测信号相比所述第1误差成分被减少了的第2信号的关系，所述角度检测部具有：进行所述第1运算并生成所述第1信号的第1运算电路；进行所述第2运算并生成所述第2信号的第2运算电路；根据所述第1以及第2信号，计算出所述角度检测值的角度运算部，所述角度运算部进行与不进行修正处理的情况相比减少起因于所述第2误差成分并产生于所述角度检测值的误差的修正处理。...

【技术特征摘要】
2016.09.30 JP 2016-1947001.一种角度传感器，其特征在于：是生成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的角度检测值的角度传感器，具备：第1检测部；第2检测部；以及角度检测部，所述第1检测部具有分别生成与第1位置上的所述旋转磁场的方向相对于第1方向所成的角度具有对应关系的第1以及第2检测信号的第1以及第2检测信号生成部，所述第2检测部具有分别生成与第2位置上的所述旋转磁场的方向相对于第2方向所成的角度具有对应关系的第3以及第4检测信号的第3以及第4检测信号生成部，在所述旋转磁场的方向以规定的周期进行变化的情况下，所述第1～第4检测信号分别包含理想成分、第1误差成分以及第2误差成分，所述理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地进行变化，所述第1误差成分为相对于所述理想成分的相当于n次的高次谐波的误差成分，所述第2误差成分为相对于所述理想成分的相当于m次的高次谐波的误差成分，所述n大于所述m，所述第1以及第2检测信号的理想成分的相位互相不同，所述第3以及第4检测信号的理想成分的相位互相不同，所述第1检测部和所述第2检测部以第1相位关系产生于所述第1以及第3检测信号的理想成分之间并且第2相位关系产生于所述第2以及第4检测信号的理想成分之间的位置关系被配置，所述第1相位关系是在进行求取所述第1以及第3检测信号的和或者差的第1运算时获得与所述第1以及第3检测信号相比所述第1误差成分被减少了的第1信号的关系，所述第2相位关系是在进行求取所述第2以及第4检测信号的和或者差的第2运算时获得与所述第2以及第4检测信号相比所述第1误差成分被减少了的第2信号的关系，所述角度检测部具有：进行所述第1运算并生成所述第1信号的第1运算电路；进行所述第2运算并生成所述第2信号的第2运算电路；根据所述第1以及第2信号，计算出所述角度检测值的角度运算部，所述角度运算部进行与不进行修正处理的情况相比减少起因于所述第2误差成分并产生于所述角度检测值的误差的修正处理。2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1检测部与所述第2检测部的位置关系是以所述第1位置上的所述旋转磁场的方向与所述第2位置上的所述旋转磁场的方向互相不同的方式所述第1位置与所述第2位置互相不同的关系。3.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1检测部与所述第2检测部的位置关系是所述第1位置上的所述旋转磁场的方向与所述第2位置上的所述旋转磁场的方向相同而所述第1方向与所述第2方向互相不同的关系。4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1相位关系是所述第1以及第3检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系，所述第2相位关系是所述第2以及第4检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系，所述第1运算是求取所述第1以及第3检测信号的和的运算，所述第2运算是求取所述第2以及第4检测信号的和的运算。5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1相位关系是所述第1以及第3检测信号的理想成分的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田圭祐，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