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。角度传感器具备多个合成磁场信息生成部、角度运算部。多个合成磁场信息生成部在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与除此之外的噪声磁场的合成磁场并且生成包含合成磁场的方向和强度中的至少方向的信息的多个合成磁场信息。在多个检测位置的各个上，检测对象磁场的方向对应于检测对象的角度进行变化。角度运算部根据多个合成磁场信息并使用最小二乘法来生成角度检测值。

【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检测对象磁场的磁场产生部。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检测对象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日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报所记载的那样具备生成相位互相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。多个检测电路各自检测检测对象磁场。另外，多个检测电路分别包含至少1个磁检测元件。如日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报所记载的那样，在磁式角度传感器中，会有除了检测对象磁场之外还有检测对象磁场以外的噪声磁场分别被施加于多个检测电路的情况。作为噪声磁场例如有从地磁或马达泄露的泄漏磁场。这样，在噪声磁场分别被施加于多个检测电路的情况下，多个检测电路各自检测检测对象磁场与噪声磁场的合成磁场。因此，在检测对象磁场的方向与噪声磁场的方向不同的时候在角度检测值中产生误差。以下将产生于角度检测值的误差称作为角度误差。在日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报中记载有以能够减少起因于噪声磁场的角度误差的方式进行处理的旋转磁场传感器。日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报中所记载的旋转磁场传感器都具备产生旋转磁场的磁场产生部、第1以及第2检测部。旋转磁场包括第1位置上的第1部分磁场和第2位置上的第2部分磁场。第1部分磁场和第2部分磁场其磁场的方向互相差180°并且以相同旋转方向进行旋转。第1检测部在第1位置上检测第1部分磁场与噪声磁场的合成磁场。第2检测部在第2位置上检测第2部分磁场与噪声磁场的合成磁场。在日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报中所记载的旋转磁场传感器中，进行使用了第1检测部的输出和第2检测部的输出的运算，并生成起因于噪声磁场的角度误差被减少的角度检测值。在日本专利第5062449号公报、日本专利第5062450号公报中所记载的旋转磁场传感器中，产生包含如以上所述被规定的第1部分磁场和第2部分磁场的旋转磁场的特殊磁场产生部是必要的，并且第1以及第2检测部的位置对应于旋转磁场的形态而被限制。因此，在该旋转磁场传感器中，会有关于结构或设置产生大的制约这样的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种关于结构或设置不产生大的制约并且能够减少起因于噪声磁场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。本专利技术的角度传感器具备：多个合成磁场信息生成部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与除此之外的噪声磁场的合成磁场并且生成包含合成磁场的方向和强度中的至少方向的信息的多个合成磁场信息；角度运算部，生成角度检测值。在多个检测位置的各个上，检测对象磁场的方向对应于检测对象的角度进行变化。角度运算部根据多个合成磁场信息并使用最小二乘法来生成角度检测值。在本专利技术的角度传感器中，多个合成磁场信息生成部也可以分别包含生成表示合成磁场的互相不同的方向的2个成分的强度的2个检测信号的2个检测信号生成部。另外，多个合成磁场信息也可以分别根据2个检测信号来进行生成。上述的2个成分也可以是合成磁场的互相正交的方向的2个成分。另外，2个检测信号生成部也可以分别包含至少1个磁检测元件。另外，在本专利技术的角度传感器中，多个合成磁场信息也可以分别包含合成磁场的方向和强度的信息。在此情况下，角度运算部也可以以多个合成磁场信息和多个推定合成磁场信息的进行对应的信息彼此之差的平方和成为最小的方式决定第1以及第2推定值，根据第1推定值来决定角度检测值。第1推定值包括对应于角度检测值的方向的信息和对应于规定的位置上的检测对象磁场的强度的大小的信息。第2推定值包括对应于噪声磁场的方向的方向的信息和对应于噪声磁场的强度的大小的信息。多个推定合成磁场信息分别为多个合成磁场信息的推定信息，并且根据第1以及第2推定值来生成。另外，在本专利技术的角度传感器中，在多个检测位置上检测对象磁场的强度也可以互相不同。或者，在多个检测位置上，对应于检测对象的角度的检测对象磁场的方向的变化的形态也可以互相不同。另外，在本专利技术的角度传感器中，多个合成磁场信息也可以分别包含合成磁场的方向的信息。在此情况下，角度运算部也可以设想第1未知数、第2未知数、多个设想磁场信息。第1未知数为对应于角度检测值的值。第2未知数为对应于噪声磁场的强度的值。多个设想磁场信息为根据第1以及第2未知数而被设想的对应于多个合成磁场信息的信息。角度运算部也可以进一步以多个合成磁场信息和多个设想磁场信息的进行对应的信息彼此之差的平方和成为最小的方式推定第1以及第2未知数并且根据被推定的第1未知数来决定角度检测值。另外，在本专利技术的角度传感器中，在多个合成磁场信息分别包含合成磁场的方向的信息的情况下，多个合成磁场信息生成部也可以分别具备：第1信号生成部，生成与合成磁场的方向相对于基准方向所成的角度的余弦具有对应关系的第1信号；第2信号生成部，生成与合成磁场的方向相对于基准方向所成的角度的正弦具有对应关系的第2信号；个别角度运算部，根据第1以及第2信号生成作为合成磁场信息的表示合成磁场的方向相对于基准方向所成的角度的个别角度值。另外，第1以及第2信号生成部也可以分别包含至少1个磁检测元件。另外，在本专利技术的角度传感器中，在多个合成磁场信息分别包含合成磁场的方向的信息的情况下，在多个检测位置中的至少2个检测位置上检测对象磁场的强度也可以互相不同。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、产生检测对象磁场的磁场产生部。在本专利技术的角度传感器系统中，多个检测位置的距磁场产生部的距离也可以互相不同，在多个检测位置上检测对象磁场的强度也可以互相不同。在此情况下，多个检测位置也可以是通过磁场产生部的假想的直线上的互相不同的位置。另外，在本专利技术的角度传感器系统中，多个检测位置也可以处于同一平面上。在此情况下，在多个检测位置上对应于检测对象的角度的检测对象磁场的方向的变化的形态也可以互相不同。或者，在多个检测位置中的至少2个检测位置上检测对象磁场的强度也可以互相不同。在本专利技术的角度传感器以及角度传感器系统中，根据由多个合成磁场信息生成部生成的多个合成磁场信息并使用最小二乘法来生成角度检测值。由此，根据本专利技术，关于结构或设置不会产生大的制约并且能够减少起因于噪声磁场的角度误差。本专利技术的其他目的、特征以及益处由以下的说明而变得充分明了。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的立体图。图2是表示本专利技术的第1实施方式中的方向和角度的定义的说明图。图3是表示本专利技术的第1实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角度传感器，其特征在于：是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，具备：多个合成磁场信息生成部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与除此之外的噪声磁场的合成磁场并且生成包含所述合成磁场的方向和强度中的至少方向的信息的多个合成磁场信息；以及角度运算部，生成所述角度检测值，在所述多个检测位置的各个上，所述检测对象磁场的方向对应于所述检测对象的角度而变化，所述角度运算部根据所述多个合成磁场信息并使用最小二乘法来生成所述角度检测值。

【技术特征摘要】
2016.12.09 JP 2016-239055;2017.06.23 JP 2017-122771.一种角度传感器，其特征在于：是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，具备：多个合成磁场信息生成部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与除此之外的噪声磁场的合成磁场并且生成包含所述合成磁场的方向和强度中的至少方向的信息的多个合成磁场信息；以及角度运算部，生成所述角度检测值，在所述多个检测位置的各个上，所述检测对象磁场的方向对应于所述检测对象的角度而变化，所述角度运算部根据所述多个合成磁场信息并使用最小二乘法来生成所述角度检测值。2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述多个合成磁场信息生成部分别包含生成表示所述合成磁场的互相不同的方向的2个成分的强度的2个检测信号的2个检测信号生成部，所述多个合成磁场信息分别根据所述2个检测信号而生成。3.如权利要求2所述的角度传感器，其特征在于：所述2个成分是所述合成磁场的互相正交的方向的2个成分。4.如权利要求2所述的角度传感器，其特征在于：所述2个检测信号生成部分别包含至少1个磁检测元件。5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述多个合成磁场信息分别包含所述合成磁场的方向和强度的信息，所述角度运算部以所述多个合成磁场信息和多个推定合成磁场信息的对应的信息彼此之差的平方和成为最小的方式决定第1以及第2推定值，根据所述第1推定值来决定所述角度检测值，所述第1推定值包括对应于所述角度检测值的方向的信息和对应于规定的位置上的所述检测对象磁场的强度的大小的信息，所述第2推定值包括对应于所述噪声磁场的方向的方向的信息和对应于所述噪声磁场的强度的大小的信息，所述多个推定合成磁场信息分别为所述多个合成磁场信息的推定信息，并且根据所述第1以及第2推定值而生成。6.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：在所述多个检测位置上，所述检测对象磁场的强度互相不同。7.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：在所述多个检测位置上，对应于所述检测对象的角度的所述检测对象磁场的方向的变化的形态互相不同。...

【专利技术属性】
技术研发人员：穴川贤吉，望月慎一郎，平林启，渡部司也，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP