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检测部和角度运算部。多个检测部在互相不同的检测位置上检测检测对象磁场与噪声磁场的合成磁场。各个检测部生成表示合成磁场的第1方向的成分的强度的第1检测信号、表示合成磁场的第2方向的成分的强度的第2检测信号。角度运算部以与只根据在多个检测部中的任意1个中被生成的一对第1以及第2检测信号而生成角度检测值的情况相比，起因于噪声磁场的角度检测值的误差被减少的方式进行使用了在多个检测部中被生成的多对第1以及第2检测信号的运算，并生成角度检测值。

【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已知有如日本专利第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检测对象磁场以外的噪声磁场被分别施加于多个检测电路的情况。作为噪声磁场例如有来自地磁或电机的泄漏磁场。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和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号公报中记载有能够减少起因于超声磁场的角度误差的旋转磁场传感器。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。旋转磁场包含第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°并且在相同旋转方向上进行旋转。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来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的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制约。因此，在该旋转磁场传感器中，存在所谓关于结构或设置产生大的制约的问题。
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：多个检测部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与其以外的噪声磁场的合成磁场；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。在多个检测位置上，检测对象磁场的强度互相不同。多个检测部分别包含：第1检测信号生成部，生成表示合成磁场的第1方向的成分的强度的第1检测信号；第2检测信号生成部，生成表示合成磁场的第2方向的成分的强度的第2检测信号。角度运算部以与只根据在多个检测部中的任意1个中被生成的一对第1以及第2检测信号而生成角度检测值的情况相比，起因于噪声磁场的角度检测值的误差被减少的方式进行使用了在多个检测部中被生成的多对第1以及第2检测信号的运算，并生成角度检测值。在本专利技术的角度传感器中，第1方向和第2方向也可以互相垂直。另外，第1以及第2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，多个检测部也可以是第1检测部和第2检测部。在此情况下，角度运算部也可以使用在第1检测部中被生成的第1检测信号与在第2检测部中被生成的第1检测信号之差、在第1检测部中被生成的第2检测信号与在第2检测部中被生成的第2检测信号之差来生成角度检测值。另外，在本专利技术的角度传感器中，角度运算部也可以根据多对第1以及第2检测信号并使用最小二乘法来生成角度检测值。在此情况下，角度运算部设想第1未知磁场信息、第2未知磁场信息、多个第1设想检测值、多个第2设想检测值、多个第1残差、多个第2残差。第1未知磁场信息对应于规定的位置上的检测对象磁场的第1方向的成分的强度和第2方向的成分的强度。第2未知磁场信息对应于噪声磁场的第1方向的成分的强度和第2方向的成分的强度。多个第1设想检测值分别是根据第1以及第2未知磁场信息被设想的对应于在多个检测部中被生成的多个第1信号中的1个的值。多个第2设想检测值分别是根据第1以及第2未知磁场信息被设想的对应于在多个检测部中被生成的多个第2信号中的1个的值。多个第1残差分别是多个第1检测信号中的1个与对应于其的第1设想检测值之差。多个第2残差分别是多个第2检测信号中的1个与对应于其的第2设想检测值之差。于是，角度运算部也可以以多个第1残差的平方和成为最小并且多个第2残差的平方和成为最小的方式推定第1以及第2未知磁场信息，并根据被推定的第1未知磁场信息决定角度检测值。另外，角度运算部也可以使用多个合成检测信号和多个合成设想检测值来进行决定角度检测值的运算。多个合成检测信号分别是表示在多个检测部中的1个中被生成的一对第1以及第2检测信号的1个复数，多个合成设想检测值分别是表示对应于一对第1以及第2检测信号的一对第1以及第2设想检测值的1个复数。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以及角度传感器系统中，通过进行使用了在多个检测部中被生成的多对第1以及第2检测信号的运算从而与只根据在多个检测部中的任意1个中被生成的第1以及第2检测信号生成角度检测值的情况相比，能够生成起因于噪声磁场的角度误差被减少了的角度检测值。在本专利技术中，有必要满足所谓在多个检测位置上检测对象磁场的强度互相不同的条件，但该条件不是关于角度传感器以及角度传感器系统的结构或设置产生大的制约的条件。因此，根据本专利技术，关于角度传感器以及角度传感器系统的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。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实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能方块图。图4是表示本专利技术的第1实施方式中的第1检测信号生成部的结构的一个例子的电路图。图5是表示本专利技术的第1实施方式中的第2检测信号生成部的结构的一个例子的电路图。图6是表示图4以及图5中的1个磁检测元件的一部分的立体图。图7是示意性地表示磁场产生部所产生的磁场的强度的分布的说明图。图8A～图8D是表示关于本专利技术的第1实施方式的模拟的内容的说本文档来自技高网...

【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：多个检测部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与其以外的噪声磁场的合成磁场；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，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，所述多个检测部分别包含：第1检测信号生成部，生成表示所述合成磁场的第1方向的成分的强度的第1检测信号；以及第2检测信号生成部，生成表示所述合成磁场的第2方向的成分的强度的第2检测信号，所述角度运算部以与只根据在所述多个检测部中的任意1个中被生成的一对第1以及第2检测信号而生成所述角度检测值的情况相比，起因于所述噪声磁场的所述角度检测值的误差被减少的方式进行使用了在所述多个检测部中被生成的多对第1以及第2检测信号的运算，并生成所述角度检测值。

【技术特征摘要】
2017.03.22 JP 2017-0553241.一种角度传感器，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：多个检测部，分别在互相不同的多个检测位置上检测检测对象磁场与其以外的噪声磁场的合成磁场；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，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，所述多个检测部分别包含：第1检测信号生成部，生成表示所述合成磁场的第1方向的成分的强度的第1检测信号；以及第2检测信号生成部，生成表示所述合成磁场的第2方向的成分的强度的第2检测信号，所述角度运算部以与只根据在所述多个检测部中的任意1个中被生成的一对第1以及第2检测信号而生成所述角度检测值的情况相比，起因于所述噪声磁场的所述角度检测值的误差被减少的方式进行使用了在所述多个检测部中被生成的多对第1以及第2检测信号的运算，并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：所述第1方向和所述第2方向互相垂直。3.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述第1以及第2检测信号生成部分别包含至少1个磁检测元件。4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述多个检测部是第1检测部和第2检测部，所述角度运算部使用在所述第1检测部中被生成的第1检测信号与在所述第2检测部中被生成的第1检测信号之差、以及在所述第1检测部中被生成的第2检测信号与在所述第2检测部中被生成的第2检测信号之差，生成所述角度检测值。5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于：所述角度运算部根据所述多对第1以及...

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