角度传感器和角度传感器系统技术方案

一种角度传感器，其具备多个磁传感器和处理器。多个磁传感器生成表示检测对象磁场和噪声磁场的合成磁场的方向的多个检测值。处理器假定推定未知数组。推定未知数组是对应于角度检测值的第一未知数的推定值；对应于噪声磁场的方向的第二未知数的推定值；以及对应于噪声磁场的强度的第三未知数的推定值的集合。处理器执行多次确定推定未知数组的处理，并将最后确定了的推定未知数组中的第一未知数的推定值设为角度检测值。

【技术实现步骤摘要】
角度传感器和角度传感器系统
本专利技术涉及一种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。
技术介绍
近年来，在汽车中的方向盘或动力转向马达的旋转位置的检测等各种应用中，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已被广泛使用。作为角度传感器，例如存在磁性式的角度传感器。在使用了磁性式的角度传感器的角度传感器系统中，通常，设置有一种磁场产生部，该磁场产生部产生其方向随着对象物的旋转或直线运动的运动方向而旋转的检测对象磁场。磁场产生部例如为磁铁。磁性式的角度传感器中的检测对象的角度例如是与磁铁的旋转位置相对应的角度。例如，磁性式的角度传感器检测上述检测对象磁场，并作为角度检测值，在基准平面内生成表示基准方向与基准位置处的检测对象磁场的方向所成的角度。作为磁性式的角度传感器，已知有具备2个生成互相相位不同的2个检测信号的检测电路，通过使用了2个检测信号的运算来生成角度检测值的角度传感器。在这样的磁角度传感器中，除了在2个检测电路的各个施加有检测对象磁场，另外还存在施加有除检测对象磁场以外的噪声磁场的情况。作为噪声磁场，例如有来自地磁或电动机的泄漏磁场。在这样的2个检测电路的各个施加有噪声磁场的情况下，2个检测电路的各个检测检测对象磁场和噪声磁场的合成磁场。因此，当检测对象磁场的方向与噪声磁场的方向不同时，误差产生于角度检测值。在下文中，将产生于角度检测值的误差称为角度误差。在中国专利申请公开第108225381A号说明书和中国专利申请公开第108627081A号说明书中，记载有能够降低由噪声磁场引起的角度误差的角度传感器。中国专利申请公开第108225381A号说明书中记载的角度传感器具备多个合成磁场信息生成部和角度运算部。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处检测上述合成磁场，并生成多个合成磁场信息。多个合成磁场信息中的各个包含合成磁场的方向和强度中的至少方向的信息。角度运算部基于多个合成磁场信息，使用最小二乘法生成角度检测值。在中国专利申请公开第108627081A号说明书中记载的角度传感器具备分别在互相不同的多个检测位置出检测上述合成磁场的多个检测部和生成校对检测值的角度运算部。多个检测部中的各个包含第一检测信号生成部，其生成表示合成磁场的第一方向的成分的强度的第一检测信号；以及第二检测信号生成部，其生成表示合成磁场的第二方向的成分的强度的第二检测信号。角度运算部例如在多个检测部基于生成的多对第一和第二检测信号，使用最小二乘法生成角度检测值。在能够将多个检测位置处的合成磁场的强度和方向以对应于角度检测值的未知数或对应于噪声磁场的未知数作为变量的线性的模型函数表示的情况下，如中国专利申请公开第108225381A号说明书和中国专利申请公开第108627081A号说明书中记载的那样，可以以使用了最小二乘法的方法生成角度检测值。然而，取决于角度传感器系统，存在不适于将如上所述的多个检测位置处的合成磁场的强度和方向以线性的模型函数表示的情况。作为这样的角度传感器的例子，有检测产生旋转的磁铁的检测对象磁场，并生成与对应于磁铁的旋转位置具有对应关系的角度检测值的角度传感器系统。在该角度传感器系统中，对应于磁铁的旋转位置的角度是检测对象的角度，角度检测值与该检测对象的角度具有对应关系。在不适于将多个检测位置处的合成磁场的强度和方向以线性的模型函数表示的情况下，在中国专利申请公开第108225381A号说明书和中国专利申请公开第108627081A号说明书中记载的方法中，不能够生成由噪声磁场引起的角度误差被降低了的精度高的角度检测值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种为了能够生成由噪声磁场引起的角度误差被降低了的精度高的角度检测值的角度传感器和角度传感器系统，是一种检测其方向根据检测对象的角度而变化的检测对象磁场，并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。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。角度传感器具备多个磁传感器和处理器。多个角度传感器分别在互相不同的多个检测位置，检测检测对象磁场与除此以外的噪声磁场的合成磁场，并生成表示合成磁场的方向的多个检测值。处理器生成角度检测值。在多个检测位置处，检测对象磁场的方向根据检测对象的角度而变化。在多个检测位置处，检测对象磁场的强度和方向中的至少一个的根据检测对象的角度而变化的方式互相不同。处理器假定未知数组、暂定未知数组和推定未知数组。未知数组是第一未知数、第二未知数和第三未知数的集合。第一未知数是对应于角度检测值的值。第二未知数是对应于噪声磁场的方向的值。第三未知数是对应于噪声磁场的强度的值。暂定未知数组是第一至第三未知数的暂定的值的集合。推定未知数组是第一至第三未知数的推定值的集合。处理器以使第一处理的执行次数为2以上的方式来执行：第一处理，基于多个检测值和暂定未知数组来确定推定未知数组；和第二处理，将由第一处理确定了的推定未知数组设为下次执行的第一处理中的新的暂定未知数组；并且处理器执行第三处理，所述第三处理将由最后执行的第一处理确定的推定未知数组中的第一未知数的推定值设为角度检测值。在本专利技术的角度传感器中，处理器可以进一步假定作为将未知数组作为变量而表示多个检测值的模型函数的一阶导函数的近似函数。在这种情况下，第一处理可以基于多个检测值、暂定未知数组和近似函数，确定推定未知数组。处理器可以进一步假定多个临时的检测值、多个偏差值、变化量组和近似偏差值组。多个临时的检测值是模型函数中的暂定未知数组中的值。多个偏差值分别是多个检测值和多个临时的检测值的对应的值的彼此的差。变化量组是推定未知数组中的第一至第三未知数的推定值相对于暂定未知数组中的第一至第三未知数的暂定的值的变化量的集合。近似偏差值组是根据近似函数和变化量组求得的、对应于多个偏差值的多个近似偏差值的集合。第一处理可以是使近似偏差值组为多个偏差值的近似值的集合的方式来确定变化量组，并基于确定了的变化量组确定推定未知数组。另外，第一处理可以是以多个偏差值和多个近似偏差值的对应的值的彼此的差的平方和为最小的方式来确定变化量组。第三处理可以在变化量组中的第一未知数的推定值的变化量为规定值以下的情况下执行。另外，模型函数可以是包含将第一未知数作为变量的多个周期函数的非线性的函数。另外，在本专利技术的角度传感器中，多个磁传感器中的各个可以包含：第一信号生成器，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一信号；第二信号生成器，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二信号；以及运算电路，基于第一和第二信号生成检测值。在这种情况下，检测值可以表示合成磁场的方向相对于基准方向所成的角度。另外，第一和第二信号生成器中的各个可以包含至少一个磁检测元件。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，磁场产生部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角度传感器，其特征在于，/n是一种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，/n具备：/n在分别互相不同的多个检测位置处，检测检测对象磁场和除此以外的噪声磁场的合成磁场，生成表示所述合成磁场的方向的多个检测值的多个磁传感器；以及/n生成所述角度检测值的处理器，/n在所述多个检测位置处，所述检测对象磁场的方向相应于所述检测对象的角度而变化，/n在所述多个检测位置处，所述检测对象磁场的强度和方向中的至少一个的相应于所述检测对象的角度的变化的方式互相不同，/n所述处理器假定未知数组、暂定未知数组、推定未知数组，/n所述未知数组是第一未知数、第二未知数和第三未知数的集合，/n所述第一未知数是对应于所述角度检测值的值，/n所述第二未知数是对应于所述噪声磁场的方向的值，/n所述第三未知数是对应于所述噪声磁场的强度的值，/n所述暂定未知数组是所述第一至第三未知数的暂定的值的集合，/n所述推定未知数组是所述第一至第三未知数的推定值的集合，/n所述处理器以第一处理的执行次数为2以上的方式来执行所述第一处理和第二处理，其中，所述第一处理基于所述多个检测值和所述暂定未知数组来确定所述推定未知数组，所述第二处理将由所述第一处理确定了的所述推定未知数组设为下次执行的所述第一处理中的新的所述暂定未知数组，并且，所述处理器执行第三处理，所述第三处理将由最后执行的所述第一处理确定的所述推定未知数组中的所述第一未知数的推定值设为所述角度检测值。/n...

【技术特征摘要】
20181122 JP 2018-2190051.一种角度传感器，其特征在于，
是一种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：
在分别互相不同的多个检测位置处，检测检测对象磁场和除此以外的噪声磁场的合成磁场，生成表示所述合成磁场的方向的多个检测值的多个磁传感器；以及
生成所述角度检测值的处理器，
在所述多个检测位置处，所述检测对象磁场的方向相应于所述检测对象的角度而变化，
在所述多个检测位置处，所述检测对象磁场的强度和方向中的至少一个的相应于所述检测对象的角度的变化的方式互相不同，
所述处理器假定未知数组、暂定未知数组、推定未知数组，
所述未知数组是第一未知数、第二未知数和第三未知数的集合，
所述第一未知数是对应于所述角度检测值的值，
所述第二未知数是对应于所述噪声磁场的方向的值，
所述第三未知数是对应于所述噪声磁场的强度的值，
所述暂定未知数组是所述第一至第三未知数的暂定的值的集合，
所述推定未知数组是所述第一至第三未知数的推定值的集合，
所述处理器以第一处理的执行次数为2以上的方式来执行所述第一处理和第二处理，其中，所述第一处理基于所述多个检测值和所述暂定未知数组来确定所述推定未知数组，所述第二处理将由所述第一处理确定了的所述推定未知数组设为下次执行的所述第一处理中的新的所述暂定未知数组，并且，所述处理器执行第三处理，所述第三处理将由最后执行的所述第一处理确定的所述推定未知数组中的所述第一未知数的推定值设为所述角度检测值。


2.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，
所述处理器进一步假定作为将所述未知数组作为变量并表示所述多个检测值的模型函数的一阶导函数的近似函数，
所述第一处理基于所述多个检测值、所述暂定未知数组和所述近似函数，确定所述推定未知数组。


3.根据权利要求2所述的角度传感器，其特征在于，
所述处理器进一步假定多个临时的检测值、多个偏差值、变化量组和近似偏差值组，
所述多个临时的检测值是所述模型函数中的所述暂定未知数组中的值，
所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：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