[發明專利]角度傳感器系統

有效

• 申請號: 201810166364.5
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108627082B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 內田圭祐;平林啟
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;黃浩

本發明的角度傳感器系統具備產生旋轉磁場的磁場產生部、檢測旋轉磁場而生成角度檢測值的角度傳感器。旋轉磁場包含相互正交的第一及第二磁場成分。第一及第二磁場成分各自包含理想磁場成分、相當于理想磁場成分的五次諧波的誤差成分。角度傳感器包含第一及第二檢測信號生成部。第一及第二檢測信號生成部各自包含磁化的方向根據旋轉磁場的方向而變化的磁性層。在磁性層上以降低第一及第二磁場成分的誤差成分引起的角度誤差的方式設定磁各向異性。

技術領域

本發明涉及包含磁場產生部和角度傳感器的角度傳感器系統。

背景技術

近年來，在汽車的方向盤或動力轉向電動機的旋轉位置的檢測等各種用途中，廣泛利用生成與檢測對象的角度具有對應關系的角度檢測值的角度傳感器。作為角度傳感器，例如有磁角度傳感器。在使用磁角度傳感器的角度傳感器系統中，一般設置與對象物的旋轉或直線的運動連動而產生方向旋轉的旋轉磁場的磁場產生部。磁場產生部例如為旋轉的磁鐵。磁角度傳感器的檢測對象的角度例如與磁鐵的旋轉位置對應。

作為磁角度傳感器，如日本專利申請公開2011－158488號公報所記載，公知的是具備生成相位相互不同的多個檢測信號的多個檢測電路，通過使用了多個檢測信號的運算生成角度檢測值的傳感器。多個檢測電路各自包含至少一個磁檢測元件。磁檢測元件包含例如自旋閥型的磁阻效應元件，其具有固定了磁化方向的磁化固定層、磁化的方向根據旋轉磁場的方向而變化的自由層、配置于磁化固定層和自由層之間的非磁性層。

磁角度傳感器中，在檢測對象的角度以規定的周期變化的情況下，多個檢測信號各自的波形理想上成為正弦曲線(包含正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，各檢測信號的波形有時從正弦曲線失真。各檢測信號的波形失真時，有時在角度檢測值中產生誤差。以下，將在角度檢測值產生的誤差稱為角度誤差。

在各檢測信號的波形失真時，各檢測信號包含以描繪理想的正弦曲線的方式變化的理想成分、除此以外的誤差成分。各檢測信號僅由理想成分構成的情況下所算出的角度檢測值相當于角度傳感器的真正的檢測對象的角度。以下，將在各檢測信號僅由理想成分構成的情況下所算出的角度檢測值稱為理想角度。角度誤差是理想角度和角度檢測值之差。

作為產生角度誤差的原因，大致區分時，有磁場產生部產生的旋轉磁場造成的第一原因和磁檢測元件造成的第二原因。在理想的角度傳感器系統中，檢測對象的角度以規定的周期變化的情況下，表示各檢測電路的位置的旋轉磁場的一方向的成分的強度的變化的波形(以下，稱為磁場強度波形)成為正弦曲線，且由各檢測電路生成的各檢測信號的波形也成為正弦曲線。第一原因造成的角度誤差因磁場強度波形從正弦曲線失真而產生。

第二原因造成的角度誤差即使是磁場強度波形成為正弦曲線的情況，各檢測信號的波形也因從正弦曲線失真而產生。第二原因造成的角度誤差例如在作為磁檢測元件的磁阻效應元件的自由層具有磁各向異性的情況產生。此外，有時第一原因和第二原因復合而產生角度誤差。。

日本專利申請公開2011－158488號公報中記載有能夠降低第一原因造成的角度誤差的磁傳感器。該磁傳感器具備配置于相互不同的位置的第一檢測部和第二檢測部。第一檢測部具有第一檢測電路、第二檢測電路、基于第一及第二檢測電路的輸出信號算出第一檢測角度的第一運算電路。第二檢測部具有第三檢測電路、第四檢測電路、基于第三及第四檢測電路的輸出信號算出第二檢測角度的第二運算電路。磁傳感器還具備基于第一及第二檢測角度算出角度檢測值的第三運算電路。

在日本專利申請公開2011－158488號公報中記載的磁傳感器中，需要大量的檢測電路和大量的運算電路，具有結構變得復雜的這類問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供能夠以簡單的結構，降低由磁場產生部產生的旋轉磁場引起的角度誤差的角度傳感器系統。