CN107314779A - 角度传感器的修正装置及角度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种角度传感器的修正装置及角度传感器。角度传感器的修正装置具备相对于第一检测信号进行第一修正处理并且相对于第二检测信号进行第二修正处理的修正部。第一修正处理是将第一检测信号和第一修正值合成并生成第一修正后检测信号的处理。第二修正处理是将第二检测信号和第二修正值合成并生成第二修正后检测信号的处理。第一修正值具有第一振幅且以第一周期变化。第二修正值具有第二振幅且以第二周期变化。第一及第二振幅为相同的值。第一及第二周期为第一及第二检测信号的各自的理想成分的周期的1/3或1/5的相同的值。
Description
技术领域
本发明涉及用于修正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中的误差的修正装置、以及包括修正装置的角度传感器。
背景技术
近年来，在汽车的方向盘或动力转向装置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，具有例如磁角度传感器。在使用磁角度传感器的系统中，一般设置有与对象物的旋转或直线的运动联动而产生方向旋转的旋转磁场的磁场产生部。磁场产生部例如是磁铁。磁角度传感器的检测对象的角度例如是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。
作为角度传感器，已知有具有生成彼此相位相差90°的第一及第二检测信号的检测信号生成部，通过采用第一及第二检测信号的运算生成角度检测值的角度传感器。检测信号生成部具有输出第一检测信号的第一检测电路、和输出第二检测信号的第二检测电路。第一及第二检测电路分别包括至少一个磁检测元件。磁检测元件例如包含自旋阀型的磁阻效应元件(以下，也记为MR元件)，其具有固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层和自由层之间的非磁性层。
在磁角度传感器中，在旋转磁场的方向以一定的角速度变化且检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，第一及第二检测信号各自的波形理想上成为正弦曲线(包括正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，各检测信号的波形有时从正弦曲线变形。该情况下，第一检测信号包括以描绘理想的正弦曲线的方式变化的第一理想成分和其以外的误差成分，第二信号包括以描绘理想的正弦曲线的方式变化的第二理想成分和其以外的误差成分。在各检测信号的波形变形时，有时角度检测值产生误差。以下，将角度检测值所产生的误差称为角度误差。
在中国专利申请公开第1769844A号说明书中记载有修正从用于角度等检测的编码器输出的相位偏离了的2相正弦波状信号的技术。在该技术中，检测来自通过2相正弦波状信号形成的利萨如波形所包含的理想的利萨如波形的误差，基于该误差修正2相正弦波状信号。中国专利申请公开第1769844A号说明书中的2相正弦波状信号与上述的第一及第二检测信号相当。另外，中国专利申请公开第1769844A号说明书中的利萨如波形的半径与由第一检测信号的平方和第二检测信号的平方的和构成的平方和信号的平方根相当。
中国专利申请公开第1769844A号说明书所记载的技术是以平方和信号的大小的变动变小的方式修正第一及第二检测信号的技术。因此，该技术能够降低角度误差中对平方和信号的大小带来变动的误差。
但是，角度误差有时包括根据检测对象的角度变化但未对平方和信号的大小带来变动的误差。以下，将角度误差中对平方和信号的大小带来变动的误差称为第一型误差，将根据检测对象的角度变化但未对平方和信号的大小带来变动的误差称为第二型误差。
在磁角度传感器中，第一型误差通过例如MR元件的自由层具有MR元件的磁化固定层的磁化方向的磁各向异性、或MR元件的磁化固定层的磁化方向受旋转磁场等影响变动而产生。
第二型误差起因于在第一检测信号和第二检测信号中以相同的相位产生的误差而产生。更详细地说明时，第二型误差通过第一检测信号和第二检测信号根据检测对象的角度而分别相对于第一理想成分和第二理想成分相差与第二型误差对应的大小而产生。
在磁角度传感器中，第二型误差例如通过在第一检测电路的MR元件的自由层和第二检测电路的MR元件的自由层产生相同的方向的磁各向异性、或者磁场产生部和检测信号生成部的位置关系偏移而产生。
在角度传感器中，在未进行修正的情况下产生的角度误差包含第一型误差和第二型误差的至少一方。在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第二型误差的情况下，在中国专利申请公开第1769844A号说明书所记载的技术中，不能完全降低角度误差。另外，在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型的误差和第二型的误差这两方的情况下，在中国专利申请公开第1769844A号说明书所记载的技术中，不能充分降低角度误差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种角度传感器的修正装置及角度传感器，即使在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第二型误差的情况下，也能够降低角度误差。
本发明的第一观点的角度传感器的修正装置，用于角度传感器，该角度传感器具备：分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号的检测信号生成部；基于第一检测信号和第二检测信号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检测部。本发明的第一观点的角度传感器具备：上述检测信号生成部、上述角度检测部、本发明的第一观点的修正装置。
在第一观点的修正装置中，在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，第一检测信号包括第一理想成分、第一三次谐波误差成分及第一五次谐波误差成分，第二检测信号包括第二理想成分、第二三次谐波误差成分及第二五次谐波误差成分。第一理想成分和第二理想成分以互不相同的相位并以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化。
第一三次谐波误差成分是与相对于第一理想成分的三次谐波相当的误差成分。第一五次谐波误差成分是与相对于第一理想成分的五次谐波相当的误差成分。第二三次谐波误差成分是与相对于第二理想成分的三次谐波相当的误差成分。第二五次谐波误差成分是与相对于第二理想成分的五次谐波相当的误差成分。
第一观点的修正装置具备相对于第一检测信号进行第一修正处理，并且相对于第二检测信号进行第二修正处理的修正部。第一修正处理是将第一检测信号和第一修正值合成并生成用于角度检测值的生成的第一修正后检测信号的处理。第二修正处理是将第二检测信号和第二修正值合成并生成用于角度检测值的生成的第二修正后检测信号的处理。
第一修正值是具有第一振幅且以第一周期变化的值。第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值。第一振幅和第二振幅为相同的值。第一周期和第二周期为所述规定的周期的1/3或1/5的相同的值。
在第一观点的修正装置及角度传感器中，也可以是检测对象的角度是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。
另外，在第一观点的修正装置及角度传感器中，也可以是第一三次谐波误差成分的振幅和第一五次谐波误差成分的振幅互不相同，也可以是第二三次谐波误差成分的振幅和第二五次谐波误差成分的振幅互不相同。
另外，在第一观点的修正装置及角度传感器中，也可以是第一及第二振幅是用于规定第一及第二修正值的值F的绝对值。在该情况下，也可以是修正部基于值F、第一检测信号及第二检测信号而生成第一及第二修正值。另外，也可以是第一观点的修正装置还具备保持值F的修正信息保持部。
另外，在第一观点的修正装置及角度传感器中，也可以是第一理想成分和第二理想成分的相位彼此相差90°。
也可以是第一观点的修正装置还具备修正参照信息保持部和修正信息决定部。修正参照信息保持部保持使用采用了第一检测信号和第二检测信号的运算而求取的参数的值和值F的对应关系的信息。修正信息决定部使用采用了第一检测信号和第二检测信号的运算来求取参数的值，参照通过修正参照信息保持部保持的信息，决定与求取的参数的值对应的值F。在该情况下，也可以是第一理想成分和第二理想成分的相位彼此相差90°，也可以是参数的值根据第一检测信号的平方和第二检测信号的平方的和的变动成分求取。
本发明的第二观点的角度传感器的修正装置用于角度传感器，该角度传感器具备：分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号的检测信号生成部、基于第一检测信号和第二检测信号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检测部。本发明的第二观点的角度传感器具备：上述检测信号生成部、上述角度检测部、本发明的第二观点的修正装置。
在第二观点的修正装置中，在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，第一检测信号包括第一理想成分、第一误差成分、第二误差成分以及第三误差成分，第二检测信号包括第二理想成分、第四误差成分、第五误差成分以及第六误差成分。第一理想成分和第二理想成分以互不相同的相位并以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化。
第一误差成分和第二误差成分均是与相对于第一理想成分的三次谐波相当的误差成分。第三误差成分是与相对于第一理想成分的五次谐波相当的误差成分。第四误差成分和第五误差成分均是与相对于第二理想成分的三次谐波相当的误差成分。第六误差成分是与相对于第二理想成分的五次谐波相当的误差成分。第二误差成分的振幅和第三误差成分的振幅彼此相等。第五误差成分的振幅和第六误差成分的振幅彼此相等。
第二观点的修正装置具备：进行第一前段修正处理和第二前段修正处理的前段修正部、进行第一后段修正处理和第二后段修正处理的后段修正部。
第一前段修正处理是修正第一检测信号并生成与第一检测信号相比降低了第一误差成分的第一前段修正后检测信号的处理。第二前段修正处理是修正第二检测信号并生成与第二检测信号相比降低了第四误差成分的第二前段修正后检测信号的处理。
第一后段修正处理是合成第一前段修正后检测信号和第一修正值并生成与第一前段修正后检测信号相比降低了第二及第三误差成分的第一后段修正后检测信号的处理。第二后段修正处理是合成第二前段修正后检测信号和第二修正值并生成与第二前段修正后检测信号相比降低了第五及第六误差成分的第二后段修正后检测信号的处理。第一后段修正后检测信号和第二后段修正后检测信号用于角度检测值的生成。
第一修正值是具有第一振幅且以第一周期变化的值。第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值。第一振幅和第二振幅为相同的值。第一周期和第二周期是所述规定的周期的1/3或1/5的相同的值。
在第二观点的修正装置及角度传感器中，也可以是检测对象的角度是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。
另外，在第二观点的修正装置及角度传感器中，也可以是第一及第二振幅是用于规定第一及第二修正值的值F的绝对值。
另外，在第二观点的修正装置及角度传感器中，也可以是第一理想成分和第二理想成分的相位是彼此相差90°。
另外，在第二观点的修正装置及角度传感器中，也可以是将第一误差成分的初始相位设为0时的第二误差成分和第三误差成分的初始相位是相等的值α，也可以是将第四误差成分的初始相位设为0时的第五误差成分和第六误差成分的初始相位是值α。该情况下，后段修正部也可以基于值F、值α、第一前段修正后检测信号及第二前段修正后检测信号而生成第一及第二修正值。
第二观点的修正装置也可以还具备保持值F和值α的修正信息保持部。
或者，也可以是第二观点的修正装置还具备修正参照信息保持部、第一修正信息决定部、第二修正信息决定部。修正参照信息保持部保持使用采用了第一检测信号和第二检测信号的运算而求取的参数的值、与值F及值α的对应关系的信息。第一修正信息决定部使用采用了第一检测信号和第二检测信号的运算来求取参数的值。在该情况下，前段修正部基于通过第一修正信息决定部求取的参数的值决定第一及第二前段修正处理的内容。第二修正信息决定部参照通过修正参照信息保持部保持的信息，决定与通过第一修正信息决定部求取的参数的值对应的值F及值α。该情况下，也可以是第一理想成分和第二理想成分的相位彼此相差90°，也可以是参数的值根据第一检测信号的平方和第二检测信号的平方的和的变动成分求取。
根据本发明的第一观点的修正装置及角度传感器以及第二观点的修正装置及角度传感器，即使在未进行修正时产生的角度误差包括第二型误差的情况下，也能够降低角度误差。
本发明的其它目的、特征及利益根据以下的说明而变得充分明白。
附图说明
图1是表示包括本发明的第一实施方式的角度传感器的角度传感器系统的概略结构的立体图；
图2是表示本发明的第一实施方式的方向和角度的定义的说明图；
图3是表示本发明的第一实施方式的角度传感器的信号生成部的结构的电路图；
图4是表示本发明的第一实施方式的修正装置及角度检测部的结构的功能块图；
图5是表示图3的一个磁检测元件的一部分的立体图；
图6是表示本发明的第一实施方式的第一检测信号的第一理想成分和误差成分的波形的一个例子的波形图；
图7是表示本发明的第一实施方式的第二检测信号的第二理想成分和误差成分的波形的一个例子的波形图；
图8是表示本发明的第一实施方式的修正信息决定步骤的流程图；
图9是表示本发明的第一实施方式的角度检测步骤的流程图；
图10是表示本发明的第一实施方式的角度检测值的角度误差的波形的一个例子的波形图；
图11是表示现有的修正方法的角度检测值的角度误差的波形的一个例子的波形图；
图12是表示本发明的第二实施方式的修正装置及角度检测部的结构的功能块图；
图13是表示本发明的第二实施方式的平方和信号的波形的一个例子的波形图；
图14是表示本发明的第二实施方式的角度检测步骤的流程图；
图15是表示本发明的第三实施方式的修正装置及角度检测部的结构的功能块图；
图16是表示本发明的第三实施方式的第一检测信号的误差成分的波形的一个例子的波形图；
图17是表示本发明的第三实施方式的第二检测信号的误差成分的波形的一个例子的波形图；
图18是表示本发明的第三实施方式的修正信息决定步骤的流程图；
图19是表示本发明的第三实施方式的角度检测步骤的流程图；
图20是表示本发明的第三实施方式的前段修正后角度检测值的角度误差的波形的一个例子的波形图；
图21是表示本发明的第四实施方式的修正装置及角度检测部的结构的功能块图；
图22是表示本发明的第四实施方式的角度检测步骤的流程图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。首先，参照图1，对包括本发明的第一实施方式的角度传感器的角度传感器系统的概略结构进行说明。
本实施方式的角度传感器1生成与检测对象的角度θ具有对应关系的角度检测值θs。本实施方式的角度传感器1特别是磁角度传感器。如图1所示，本实施方式的角度传感器1检测方向旋转的旋转磁场MF。该情况下，检测对象的角度θ为基准位置上的旋转磁场MF的方向相对于基准方向所成的角度。图1所示的角度传感器系统具备：角度传感器1、产生旋转磁场MF的机构的一个例子即圆柱状的磁铁5。磁铁5具有以包括圆柱的中心轴的假设的平面为中心而对称地配置的N极和S极。该磁铁5以圆柱的中心轴为中心旋转。由此，磁铁5产生的旋转磁场MF的方向以包含圆柱的中心轴的旋转中心C为中心进行旋转。
基准位置位于与磁铁5的一方的端面平行的假设的平面(以下，称为基准平面。)内。在该基准平面内，磁铁5产生的旋转磁场MF的方向以基准位置为中心进行旋转。基准方向位于基准平面内，与基准位置交叉。在以下的说明中，所谓基准位置上的旋转磁场MF的方向是指位于基准平面内的方向。角度传感器1以与磁铁5的上述一方的端面相对的方式配置。
此外，本实施方式的角度传感器系统的结构不限于图1所示的例子。本实施方式的角度传感器系统的结构只要是以基准位置上的旋转磁场MF的方向从角度传感器1看旋转的方式，产生旋转磁场MF的机构或角度传感器1的相对的位置关系变化的结构即可。例如，在如图1所示配置的磁铁5和角度传感器1中，也可以是固定磁铁5，角度传感器1旋转，也可以是磁铁5和角度传感器1彼此向相反方向旋转，也可以是磁铁5和角度传感器1向相同方向以彼此不同的角速度旋转。
另外，代替磁铁5，也可以使用一组以上的N极和S极交替排列成环状的磁铁，在该磁铁的外周的附近配置角度传感器1。该情况下，只要磁铁和角度传感器1的至少一方旋转即可。
另外，代替磁铁5，也可以使用将多组N极和S极交替排列成直线状的磁尺，在该磁尺的外周的附近配置角度传感器1。该情况下，只要磁尺和角度传感器1的至少一方向磁尺的N极和S极排列的方向直线移动即可。
上述的各种角度传感器系统的结构中，也存在与角度传感器1具有规定的位置关系的基准平面，在该基准平面内，从角度传感器1观察，旋转磁场MF的方向以基准位置为中心旋转。
角度传感器1具备分别生成与检测对象的角度θ具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号的检测信号生成部2。检测信号生成部2包括生成第一检测信号的第一检测电路10、生成第二检测信号的第二检测电路20。图1中，为了容易理解，将第一及第二检测电路10、20作为不同个体进行描绘，但是，第一及第二检测电路10、20也可以一体化。另外，图1中，第一及第二检测电路10、20在与旋转中心C平行的方向上层叠，但是，其层叠顺序不限于图1所示的例子。第一及第二检测电路10、20分别包含检测旋转磁场MF的至少一个磁检测元件。
在此，参照图1及图2，对本实施方式的方向和角度的定义进行说明。首先，将与图1所示的旋转中心C平行，从图1的下朝向上的方向设为Z方向。在图2中，将Z方向作为从图2的里朝向跟前的方向表示。接着，将与Z方向垂直的2方向，即相互正交的2个方向设为X方向和Y方向。在图2中，将X方向作为朝向右侧的方向来表示，将Y方向作为朝向上侧的方向来表示。另外，将与X方向相反的方向设为－X方向，将与Y方向相反的方向设为－Y方向。
基准位置PR是角度传感器1检测旋转磁场MF的位置。基准方向DR设为X方向。如上所述，检测对象的角度θ是基准位置PR上的旋转磁场MF的方向DM相对于基准方向DR所成的角度。旋转磁场MF的方向DM在图2中向逆时针方向旋转。角度θ在从基准方向DR向逆时针旋转方向看时用正值表示，在从基准方向DR向顺时针旋转方向看时用负值表示。
下面，参照图3，对检测信号生成部2的结构进行详细的说明。图3是表示检测信号生成部2的结构的电路图。如上所述，检测信号生成部2包括：生成第一检测信号S1的第一检测电路10、生成第二检测信号S2的第二检测电路20。
在旋转磁场MF的方向DM以规定的周期旋转时，检测对象的角度θ以规定的周期T变化。在该情况下，第一及第二检测信号S1、S2均以与上述规定的周期T相等的信号周期周期性地变化。第二检测信号S2的相位与第一检测信号S1的相位不同。在本实施方式中，第二检测信号S2的相位优选相对于第一检测信号S1的相位，相差信号周期的1/4的奇数倍。但是，从磁检测元件的制作精度等观点考虑，第一检测信号S1和第二检测信号S2的相位差也可以与信号周期的1/4的奇数倍稍微偏差。在以下的说明中，第一检测信号S1的相位和第二检测信号S2的相位关系为上述优选的关系。
第一检测电路10具有惠斯登电桥电路14和差分检测器15。惠斯登电桥电路14包括：电源端口V1、接地端口G1、两个输出端口E11、E12、串联连接的第一对磁检测元件R11、R12、串联连接的第二对磁检测元件R13、R14。磁检测元件R11、R13的各一端与电源端口V1连接。磁检测元件R11的另一端与磁检测元件R12的一端和输出端口E11连接。磁检测元件R13的另一端与磁检测元件R14的一端和输出端口E12连接。磁检测元件R12、R14的各另一端与接地端口G1连接。在电源端口V1施加规定的大小的电源电压。接地端口G1与地线连接。差分检测器15将与输出端口E11、E12的电位差对应的信号作为第一检测信号S1输出。
第二检测电路20的电路结构与第一检测电路10相同。即，第二检测电路20具有惠斯登电桥电路24、差分检测器25。惠斯登电桥电路24包括：电源端口V2、接地端口G2、两个输出端口E21、E22、串联连接的第一对磁检测元件R21、R22、串联连接的第二对磁检测元件R23、R24。磁检测元件R21、R23的各一端与电源端口V2连接。磁检测元件R21的另一端和磁检测元件R22的一端与输出端口E21连接。磁检测元件R23的另一端和磁检测元件R24的一端与输出端口E22连接。磁检测元件R22、R24的各另一端与接地端口G2连接。对电源端口V2施加规定大小的电源电压。接地端口G2与地线连接。差分检测器25将与输出端口E21、E22的电位差对应的信号作为第二检测信号S2输出。
在本实施方式中，磁检测元件R11～R14、R21～R24分别包括串联连接的多个磁阻效应元件(MR元件)。多个MR元件分别为例如自旋阀型的MR元件。该自旋阀型的MR元件具有：固定了磁化方向的磁化固定层、根据旋转磁场MF的方向DM而磁化的方向变化的磁性层即自由层、配置于磁化固定层和自由层之间的非磁性层。自旋阀型的MR元件也可以是TMR元件，也可以是GMR元件。在TMR元件中，非磁性层为隧道势垒层。在GMR元件中，非磁性层为非磁性导电层。在自旋阀型的MR元件中，电阻值根据自由层的磁化方向相对于磁化固定层的磁化的方向所成的角度来变化，该角度为0°时电阻值成为最小值，在角度为180°时电阻值成为最大值。在图3中，黑箭头表示MR元件的磁化固定层的磁化方向，空白的箭头表示MR元件的自由层的磁化方向。
在第一检测电路10中，磁检测元件R11、R14所包含的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向为Y方向，磁检测元件R12、R13所包含的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向为－Y方向。在该情况下，根据旋转磁场MF的Y方向的成分的强度，输出端口E11、E12的电位差变化。因此，第一检测电路10检测旋转磁场MF的Y方向的成分的强度，生成表示其强度的信号作为第一检测信号S1。旋转磁场MF的Y方向的成分的强度与检测对象的角度θ具有对应关系。
在第二检测电路20中，磁检测元件R21、R24所包含的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向为X方向，磁检测元件R22、R23所包含的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向为－X方向。该情况下，根据旋转磁场MF的X方向的成分的强度，输出端口E21、E22的电位差变化。因此，第二检测电路20检测旋转磁场MF的X方向的成分的强度，生成表示其强度的信号作为第二检测信号S2。旋转磁场MF的X方向的成分的强度与检测对象的角度θ具有对应关系。
此外，从MR元件制作的精度等观点考虑，检测电路10、20内的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向也可以与上述的方向稍微偏移。
在此，参照图5，对磁检测元件的结构的一个例子进行说明。图5是表示图3所示的检测信号生成部2的一个磁检测元件的一部分的立体图。在该例中，一个磁检测元件具有多个下部电极62、多个MR元件50、多个上部电极63。多个下部电极62配置于未图示的基板上。各个下部电极62具有细长的形状。在下部电极62的长度方向上邻接的两个下部电极62之间形成有间隙。如图5所示，在下部电极62的上表面上，在长度方向的两端的附近，配置有各个MR元件50。MR元件50包括从下部电极62侧按顺序层叠的自由层51、非磁性层52、磁化固定层53及反铁磁性层54。自由层51与下部电极62电连接。反铁磁性层54由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层53之间产生交换耦合，固定磁化固定层53的磁化的方向。多个上部电极63配置于多个MR元件50之上。各个上部电极63具有细长的形状，被配置于在下部电极62的长度方向上邻接的两个下部电极62上且将邻接的两个MR元件50的反铁磁性层54彼此电连接。根据这种结构，图5所示的磁检测元件具有通过多个下部电极62和多个上部电极63串联连接的多个MR元件50。此外，MR元件50的层51～54的配置也可以与图5所示的配置上下相反。
如上所述，在检测对象的角度θ以上述规定的周期T变化的情况下，第一及第二检测信号S1、S2均以与上述规定的周期T相等的信号周期周期性地变化。在检测对象的角度θ以上述规定的周期T变化时，第一及第二检测信号S1、S2分别包括以描绘理想的正弦曲线(包括正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)的方式周期性地变化的理想成分、该理想成分以外的误差成分。以下，将第一检测信号S1的理想成分称为第一理想成分，将第二检测信号S2的理想成分称为第二理想成分。第一及第二理想成分，它们的相位互相不同且具有规定的相位关系。在本实施方式中，特别是第一理想成分和第二理想成分的相位相互差90°。在以下的说明中，第一及第二检测信号S1、S2均以它们的理想成分的变化的中心成为0的方式调整电平。对于误差成分，后边进行说明。
下面，参照图4，对角度传感器1的、检测信号生成部2以外的部分进行说明。角度传感器1除了检测信号生成部2之外具备本实施方式的修正装置3和角度检测部4。图4是表示修正装置3及角度检测部4的结构的功能块图。修正装置3及角度检测部4例如可以通过专用集成电路(ASIC)或微型计算机实现。角度检测部4基于第一检测信号S1和第二检测信号S2生成与检测对象的角度θ具有对应关系的角度检测值θs。
修正装置3具备：模拟－数字变换器(以下，记为A/D变换器。)31、32、修正部33、修正信息保持部34。在修正装置3及角度检测部4中使用数字信号。A/D变换器31将第一检测信号S1变换为数字信号。A/D变换器32将第二检测信号S2变换为数字信号。修正部33相对于通过A/D变换器31变换为数字信号的第一检测信号S1进行第一修正处理，并且相对于通过A/D变换器32变换为数字信号的第二检测信号S2进行第二修正处理。
第一修正处理是将第一检测信号S1和第一修正值合成，生成第一修正后检测信号S1c的处理。第一修正后检测信号S1c是与第一检测信号S1相比降低了后面所述的误差成分的信号。第一修正后检测信号S1c用于角度检测部4的角度检测值θs的生成。第一修正值为具有第一振幅且以第一周期变化的值。
第二修正处理将第二检测信号S2和第二修正值合成，生成第二修正后检测信号S2c的处理。第二修正后检测信号S2c是与第二检测信号S2相比降低了后面所述的误差成分的信号。第二修正后检测信号S2c用于角度检测部4的角度检测值θs的生成。第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值。第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/3或1/5相同的值。
第一振幅和第二振幅为相同的值。在本实施方式中，特别是第一及第二振幅是用于规定第一及第二修正值的值F的绝对值。修正信息保持部34保持值F。修正部33基于值F、第一检测信号S1及第二检测信号S2生成第一及第二修正值。对于第一及第二修正值的生成方法，后边说明。
下面，对第一及第二检测信号S1、S2的误差成分进行说明。检测信号S1、S2分别包括误差成分，由此，有时角度检测值θs产生误差。以下，将角度检测值θs中产生的误差称为角度误差。在未进行修正的情况下产生的角度误差中有上述的第一型误差和第二型误差。
第一型误差的主要成分通过以第一检测信号S1的波形和第二检测信号S2的波形相同的方式变形而产生。另外，第一型的误差的主要成分以上述规定的周期T的1/4的周期变化。以下，将以角度误差的上述规定的周期T的1/4的周期变化的成分称为角度误差4次成分。第一型的误差作为主要的成分，可以说包括角度误差4次成分。在此，将第一理想成分设为sinθ，将第二理想成分设为cosθ。在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第一型误差的情况下，第一检测信号S1和第二检测信号S2可以用各个下述式(1)、(2)表示。在式(1)、(2)中，A1是实数。用弧度表示时的第一型误差的角度误差4次成分为－A1sin4θ。
S1＝sinθ+A1sin(3θ－180°)…(1)
S2＝cosθ+A1cos3θ…(2)
第二型的误差的主要成分起因于在第一检测信号S1和第二检测信号S2中以同一相位产生误差而生成。另外，第二型误差的主要成分以上述规定的周期T的1/4的周期变化。即，第二型误差作为主要成分，包括角度误差4次成分。在未进行修正时产生的角度误差仅包括第二型误差的情况下，第一检测信号S1和第二检测信号S2可以分别用下述式(3)、(4)表示。在式(3)、(4)中A2为实数。用弧度表示时的第二型误差的角度误差4次成分为－A2sin4θ。
S1＝sin(θ－A2sin4θ)
＝sinθ·cos(A2sin4θ)－cosθ·sin(A2sin4θ)
…(3)
S2＝cos(θ－A2sin4θ)
＝cosθ·cos(A2sin4θ)+sinθ·sin(A2sin4θ)
…(4)
但是，在用弧度表示时的角度x充分小时，可以使cosx、sinx分别与1、x近似。在本实施方式中，A2值是能够使cos(A2sin4θ)、sin(A2sin4θ)分别与1、A2sin4θ近似的小的值。该近似适用于式(3)、(4)时，第一检测信号S1和第二检测信号S2分别通过下述式(5)、(6)表示。
S1≒sinθ－cosθ·A2sin4θ
＝sinθ－(A2/2){sin5θ－sin(－3θ)}
＝sinθ－(A2/2)sin3θ－(A2/2)sin5θ…(5)
S2≒cosθ+sinθ·A2sin4θ
＝cosθ－(A2/2){cos5θ－cos(－3θ)}
＝cosθ+(A2/2)cos3θ－(A2/2)cos5θ…(6)
在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型的误差和第二型的误差的至少一方。因此，第一检测信号S1和第二检测信号S2分别可以用下述的式(7)、(8)表示。
S1＝sinθ+A1sin(3θ－180°)
－(A2/2)sin3θ－(A2/2)sin5θ…(7)
S2＝cosθ+A1cos3θ
+(A2/2)cos3θ－(A2/2)cos5θ…(8)
在此，将式(7)中的“A1sin(3θ－180°)”称为第一误差成分，将“－(A2/2)sin3θ”称为第二误差成分，将“－(A2/2)sin5θ”称为第三误差成分。另外，将式(8)中的“A1cos3θ”称为第四误差成分，将“(A2/2)cos3θ”称为第五误差成分，将“－(A2/2)cos5θ”称为第六误差成分。
第一误差成分和第二误差成分均是与相对于第一理想成分sinθ的三次谐波相当的误差成分。第三误差成分是与相对于第一理想成分sinθ的五次谐波相当的误差成分。第四误差成分和第五误差成分均是与相对于第二理想成分cosθ的三次谐波相当的误差成分。第六误差成分是与相对于第二理想成分cosθ的五次谐波相当的误差成分。第二误差成分的振幅和第三误差成分的振幅彼此相等。第五误差成分的振幅和第六误差成分的振幅彼此相等。
另外，第一误差成分和第四误差成分均是使第一型误差产生的误差成分。第二误差成分、第三误差成分、第五误差成分及第六误差成分均是使第二型误差产生的误差成分。在本实施方式中，第一及第二检测信号S1、S2的各个中，使第一型误差产生的误差成分和使第二型误差产生的误差成分的相位差是0°或与0°接近的值。
图6是表示第一检测信号S1的第一理想成分和第一至第三的误差成分的波形的一个例子的波形图。图7是表示第二检测信号S2的第二理想成分和第四至第六误差成分的波形的一个例子的波形图。图6及图7中，横轴表示检测对象的角度θ，左侧的纵轴表示理想成分，右侧的纵轴表示误差成分。在图6及图7中，以第一及第二理想成分的振幅成为1的方式标准化。在图6中，符号71、72、73、74分别表示第一理想成分、第一误差成分、第二误差成分、第三误差成分。在图7中，符号75、76、77、78分别表示第二理想成分、第四误差成分、第五误差成分、第六误差成分。此外，图6及图7所示的各波形是基于式(7)、(8)生成的。
但是，式(7)的第一误差成分和第二误差成分可以作为同类项合并。另外，式(8)的第四误差成分和第五误差成分也可以作为同类项合并。以同类项合并的方式将式(7)、(8)变形时，成为下述的式(9)、(10)。
S1＝sinθ+(A1+A2/2)sin(3θ－180°)
－(A2/2)sin5θ…(9)
S2＝cosθ+(A1+A2/2)cos3θ
－(A2/2)cos5θ…(10)
在此，将式(9)中的“(A1+A2/2)sin(3θ－180°)”称为第一三次谐波误差成分，将“－(A2/2)sin5θ”称为第一五次谐波误差成分。另外，将式(10)中的“(A1+A2/2)cos3θ”称为第二三次谐波误差成分，将“－(A2/2)cos5θ”称为第二五次谐波误差成分。第一三次谐波误差成分是与相对于第一理想成分sinθ的三次谐波相当的误差成分。第一五次谐波误差成分是与相对于第一理想成分sinθ的五次谐波相当的误差成分。第二三次谐波误差成分是与相对于第二理想成分cosθ的三次谐波相当的误差成分。第二五次谐波误差成分是与相对于第二理想成分cosθ的五次谐波相当的误差成分。
本实施方式的修正装置3可以适用于在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第二型的误差的情况。该情况下，第一检测信号S1包括第一理想成分、第一三次谐波误差成分和第一五次谐波误差成分，第二检测信号S2包括第二理想成分、第二三次谐波误差成分和第二五次谐波误差成分。
在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第二型的误差的情况下，第一三次谐波误差成分的振幅和第一五次谐波误差成分的振幅彼此相等，第二三次谐波误差成分的振幅和第二五次谐波误差成分的振幅彼此相等。在式(9)、(10)中，在A1＝0且A2≠0的情况下，与上述的情况相当。
在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型的误差和第二型的误差的双方的情况下，第一三次谐波误差成分的振幅和第一五次谐波误差成分的振幅互不相同，第二三次谐波误差成分的振幅和第二五次谐波误差成分的振幅互不相同。在式(9)、(10)中，在A1≠0且A2≠0的情况下，与上述的情况相当。
下面，参照图4、图8及图9，对修正装置3及角度检测部4的动作、本实施方式的角度检测值θs的生成方法进行说明。本实施方式的角度检测值θs的生成方法包括：决定修正信息的修正信息决定步骤、生成角度检测值θs的角度检测步骤。图8是表示修正信息决定步骤的流程图。修正信息决定步骤通过角度传感器1的外部的未图示的控制部，在角度传感器1的上市前或使用前执行。图9是表示角度检测步骤的流程图。角度检测步骤在角度传感器1的使用时执行。
首先，对修正信息决定步骤进行说明。修正信息决定步骤在上述控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。该状况在例如通过控制部的指令使角度θ变化的情况下、或控制部能够取得角度θ的信息的情况下获得。以下，将控制部识别的角度θ特别称为基准角度θr。如图8所示，修正信息决定步骤包括：使用修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取角度误差4次成分的步骤S101、决定修正信息的步骤S102。在步骤S101中，也可以使用通过A/D变换器31变换为数字信号的第一检测信号S1、通过A/D变换器32变换为数字信号的第二检测信号S2。
在步骤S101中，计算例如基准角度θr的1周期量的角度误差。以下，对任意的基准角度θr的角度误差的计算方法进行说明。首先，基于修正前的第一及第二检测信号S1、S2，计算与未进行修正的情况下的角度检测值θs相当的值。以下，将该值称为未修正角度检测值，用记号θp表示。未修正角度检测值θp和基准角度θr的相位差设为0°或与0°接近的值。未修正角度检测值θp通过下述的式(11)计算。此外，“atan”表示反正切。
θp＝atan(S1/S2)…(11)
在θp为0°以上且低于360°的范围内，式(11)的θp的解中有相差180°的两个值。但是，通过S1、S2的正负组合，能够判定θp的真值是不是式(11)的θp的两个解中的任一个。在步骤S101中，通过式(11)、上述的S1、S2的正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内求θp。
接着，通过下述式(12)计算未修正角度检测值θp和基准角度θr的差Ep。
Ep＝θp－θr…(12)
上述的差Ep与未进行修正的情况下产生的角度误差相当。以下，将差Ep称为未修正角度检测值θp的角度误差。角度误差Ep作为主要的成分包括角度误差4次成分。用弧度表示的角度误差4次成分表示为－A3sin4θ。此外，A3是实数。在步骤S101中，根据上述求出的角度误差Ep的波形求出A3。只要求出A3，则角度误差4次成分“－A3sin4θ”就被特定。这样，求出角度误差4次成分。此外，角度误差Ep的波形如以后说明的图10所示。
在本实施方式中，所谓修正信息是上述的值F的信息。在决定修正信息的步骤S102中，基于在步骤S101求取的角度误差Ep的角度误差4次成分，决定值F。在本实施方式中，将A3设为值F。值F通过修正信息保持部34进行保持。
下面，对角度检测步骤进行说明。如图9所示，角度检测步骤包括相对于第一检测信号S1进行第一修正处理，相对于第二检测信号S2进行第二修正处理的步骤S111、生成角度检测值θs的步骤S112。
首先，对步骤S111进行说明。步骤S111通过修正部33执行。在步骤S111中，修正部33首先参照通过修正信息保持部34保持的修正信息即值F。其次，基于值F和第一检测信号S1，生成第一及第二修正值C1、C2。
如上所述，第一修正值C1的第一周期和第二修正值C2的第二周期是上述规定的周期T的1/3或1/5的相同的值。首先，对第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/3的相同的值的情况进行说明。该情况下，第一修正值C1和第二修正值C2分别通过下述式(13)、(14)表示。
C1＝－Fsin(3θp－180°)…(13)
C2＝－Fcos3θp…(14)
修正部33使用式(11)，由修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取未修正角度检测值θp，也可以将该θp代入式(13)、(14)求取第一及第二修正值C1、C2。
或者，修正部33也可以不求取未修正角度检测值θp，而是如以下那样求取第一及第二修正值C1、C2。将式(13)、(14)变形后，成为下述的式(15)、(16)。
C1＝－F(4sin3θp－3sinθp)…(15)
C2＝－F(4cos3θp－3cosθp)…(16)
式(15)、(16)的sinθp和cosθp分别是以振幅成为1的方式标准化的修正前的第一检测信号S1和修正前的第二检测信号S2值。因此，第一及第二修正值C1、C2可以使用值F、第一检测信号S1的值sinθp、第二检测信号S2的值cosθp计算。
下面，对第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/5的相同的值的情况进行说明。在该情况下，第一修正值C1和第二修正值C2分别通过下述的式(17)、(18)表示。
C1＝－Fsin(5θp－180°)…(17)
C2＝Fcos5θp…(18)
修正部33使用式(11)由修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取未修正角度检测值θp，也可以将该θp代入式(17)、(18)求取第一及第二修正值C1、C2。
或者，修正部33也可以不求取未修正角度检测值θp，而按以下方式求出第一及第二修正值C1、C2。将式(17)、(18)变形时，成为下述的式(19)、(20)。
C1＝F(16sin5θp－20sin3θp+5sinθp)
…(19)
C2＝F(16cos5θp－20cos3θp+5cosθp)
…(20)
因此，即使在第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/5的相同的值的情况下，第一及第二修正值C1、C2也可以使用值F、第一检测信号S1的值sinθp、第二检测信号S2的值cosθp计算。
即使在第一周期和第二周期为规定的周期T的1/3的相同的值的情况和规定的周期T的1/5的相同的值的情况的任一情况下，值F规定第一及第二修正值C1、C2的振幅及相位。
如上所述，在生成了第一及第二修正值C1、C2后，修正部33进行第一修正处理和第二修正处理。在第一修正处理中，将第一检测信号S1和第一修正值C1合成，生成第一修正后检测信号S1c。在第二修正处理中，将第二检测信号S2和第二修正值C2合成，生成第二修正后检测信号S2c。第一修正后检测信号S1c和第二修正后检测信号S2c分别通过下述的式(21)、(22)表示。
S1c＝S1+C1…(21)
S2c＝S2+C2…(22)
式(21)、(22)的C1、C2的组合也可以是用式(13)、(14)表示的C1、C2的组合，也可以是用式(17)、(18)表示的C1、C2的组合。
下面，对生成角度检测值θs的步骤S112进行说明。步骤S112通过角度检测部4执行。在步骤S112中，角度检测部4基于在步骤S111中生成的第一及第二修正后检测信号S1c、S2c计算角度检测值θs。具体而言，例如，角度检测部4通过下述式(23)计算θs。
θs＝atan(S1c/S2c)…(23)
θs在0°以上且低于360°的范围内，式(23)的θs的解有相差180°的两个值。但是，通过S1c、S2c的正负组合，能够判别θs的真值是否是式(23)的θs的两个解中的任一个。角度检测部4通过式(23)、上述的S1c、S2c的正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内能够求取θs。
在此，对角度检测值θs的角度误差Es进行说明。图10是表示角度检测值θs的角度误差Es的波形的一个例子的波形图。在图10中，横轴表示与基准角度θr相等的检测对象的角度θ，左侧的纵轴表示用度(°)表示的角度误差，右侧的纵轴表示用弧度表示的角度误差。在图10中，符号81表示未修正角度检测值θp的角度误差Ep，符号82表示角度检测值θs的角度误差Es。在图10中，求取未修正角度检测值θp的1周期量的角度误差Ep。任意的未修正角度检测值θp的角度误差Ep在识别与角度θ相当的基准角度θr的状况下，如下计算。首先，使用式(11)求取未修正角度检测值θp。在式(11)的S1、S2中，分别使用用式(9)、(10)表示的S1、S2。此外，设定A1≠0且A2≠0。接着，通过式(12)计算角度误差Ep。角度误差Ep包括第一型的误差和第二型的误差这两方。
另外，图10中，求取角度检测值θs的1周期量的角度误差Es。任意的角度检测值θs的角度误差Es在能够识别与角度θ相当的基准角度θr的状况下，如下计算。首先，使用式(11)求取未修正角度检测值θp，将该θp代入式(17)、(18)求取第一及第二修正值C1、C2。式(11)的S1、S2分别使用用式(9)、(10)表示的S1、S2。此外，设定A1≠0且A2≠0。其次，通过式(21)、(22)求取第一及第二修正后检测信号S1c、S2c。接着，通过式(23)，计算角度检测值θs。再次，通过与式(12)同样的下述式(24)，计算角度误差Es。
Es＝θs－θr…(24)
如图10所示可知，角度检测值θs的角度误差Es与未修正角度检测值θp的角度误差Ep相比，非常小。这样，根据本实施方式，即使在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第二型误差的情况下，也能够降低角度检测值θs的角度误差Es。
以下，一边与中国专利申请公开第1769844A号说明书所记载的修正方法相比较，一边对本实施方式的修正装置3的效果进行更详细说明。以下，将中国专利申请公开第1769844A号说明书所记载的修正方法称为现有的修正方法。在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型误差和第二型误差的至少一方。如上所述，在现有的修正方法中，在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第二型误差的情况下，不能充分地降低角度误差。
图11是表示现有的修正方法的角度检测值的角度误差的波形的一个例子的波形图。图11中，横轴表示与基准角度θr相等的检测对象的角度θ，左侧的纵轴表示用度(°)表示的角度误差，右侧的纵轴表示用弧度表示的角度误差。在图11中，符号83表示在未进行修正的情况下产生的角度误差，符号84表示现有的修正方法的角度检测值的角度误差。用符号83表示的角度误差与图10中用符号81表示的角度误差Ep相同。
现有的修正方法的角度检测值的角度误差如下计算。首先，通过现有的修正方法修正第一及第二检测信号S1、S2。此外，现有的修正方法与用第三实施方式说明的第一及第二前段修正处理相同。其次，将式(23)的S1c、S2c改变为通过现有的修正方法修正的第一及第二检测信号S1、S2，通过式(23)计算角度检测值。接着，将该角度检测值作为式(24)的θs，通过式(24)计算角度误差。
如图11所示，现有的修正方法的角度检测值的角度误差比图10中用符号82表示的本实施方式的角度检测值θs的角度误差Es大。现有的修正方法的角度检测值的角度误差与第二型误差大致相等。即，在现有的修正方法中，不能完全降低第二型误差。
与之相对，根据本实施方式的修正装置3，如上所述，即使在未进行修正的情况下产生的角度误差Ep包括第二型误差的情况下，也能够充分降低角度检测值θs的角度误差Es。
另外，根据本实施方式的修正装置3，即使在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型误差和第二型误差双方的情况下，也能够简单地充分地降低角度检测值θs的角度误差Es。以下，对该效果进行详细地说明。
在第一检测信号S1和第二检测信号S2分别用式(9)、(10)表示的情况下，为了降低角度误差，认为相对于第一检测信号S1和第二检测信号S2进行以下的比较例的修正处理。在比较例的修正处理中，相对于第一检测信号S1，将以与第一三次谐波误差成分相同的振幅且与第一三次谐波误差成分相位相差180°的修正值、以与第一五次谐波误差成分相同的振幅且与第一五次谐波误差成分相位相差180°的修正值进行合成。另外，在比较例的修正处理中，相对于第二检测信号S2，将以与第二三次谐波误差成分相同的振幅且与第二三次谐波误差成分相位相差180°的修正值、以与第二五次谐波误差成分相同的振幅且与第二五次谐波误差成分相位相差180°的修正值进行合成。
但是，在比较例的修正处理中存在以下的问题。首先，为了进行比较例的修正处理，从第一检测信号S1提取第一三次谐波误差成分和第一五次谐波误差成分，从第二检测信号S2提取第二三次谐波误差成分和第二五次谐波误差成分，有必要解析它们。另外，比较例的修正处理复杂。
与之相对，在本实施方式中，与比较例的修正处理相比以极其简单的处理，能够降低角度检测值θs的角度误差Es。具体而言，在本实施方式中，合成第一检测信号S1和第一修正值C1而生成第一修正后检测信号S1c，合成第二检测信号S2和第二修正值C2而生成第二修正后检测信号S2c。第一修正值C1是具有第一振幅并以第一周期变化的值。第二修正值C2是具有第二振幅并以第二周期变化的值。第一振幅和第二振幅为相同的值。第一周期和第二周期是上述规定的周期T的1/3或1/5的相同的值。
在本实施方式中，虽然第一检测信号S1包括第一三次谐波误差成分和第一五次谐波误差成分，但是，第一修正值C1可以是以一个第一周期变化的值。同样，虽然第二检测信号S2包括第二三次谐波误差成分和第二五次谐波误差成分，但是，第二修正值C2可以是以一个第二周期变化的值。而且，第一振幅和第二振幅是相同的值，第一周期和第二周期也是相同的值。
如以上说明的那样，根据本实施方式，即使在未进行修正的情况下产生角度误差包括第二型误差的情况下，也能够以简单的处理降低角度检测值θs的角度误差Es。
另外，根据本实施方式，在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第二型误差的情况、在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型误差和第二型误差双方的情况下，不需要改变第一及第二修正处理的内容。即，根据本实施方式，不考虑在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第二型误差、或在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型误差和第二型误差的两方，而能够降低角度检测值θs的角度误差Es。
另外，根据本实施方式，在未进行修正的情况下产生的角度误差包括第一型误差和第二型误差的两方的情况下，能够同时降低第一型误差和第二型误差的两方。
[第二实施方式]
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。首先，参照图12，对本实施方式的修正装置3的结构进行说明。图12是表示修正装置3及角度检测部4的结构的功能块图。本实施方式的修正装置3代替第一实施方式的修正信息保持部34，具备修正参照信息保持部35和修正信息决定部36。
修正参照信息保持部35保持利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算而求取的参数的值P和值F的对应关系的信息。修正信息决定部36利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算求取参数的值P，参照通过修正参照信息保持部35保持的信息，决定与求取的参数的值P对应的值F。
其次，对本实施方式的角度检测值θs的生成方法进行说明。本实施方式的角度检测值θs的生成方法包括生成修正参照信息的修正参照信息生成步骤、生成角度检测值θs的角度检测步骤。
首先，对修正参照信息生成步骤进行说明。修正参照信息生成步骤通过角度传感器1的外部的未图示的控制部，在角度传感器1的上市前执行。另外，修正参照信息生成步骤在控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。在修正参照信息生成步骤中，求取利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算来求取的参数的值P与值F的对应关系的信息。在本实施方式中，上述参数的值P根据第一检测信号S1的平方和第二检测信号S2的平方的和的变动成分求取。以下，将第一检测信号S1的平方和第二检测信号S2的平方的和称为平方和信号。参数的值P与平方和信号的变动成分的大小相关。
由本申请的发明人的研究课程可知，一般而言，在磁角度传感器中，角度误差根据检测对象的磁场的强度而变化。以下，将检测对象的磁场称为对象磁场。另外，将角度误差根据对象磁场的强度而变化称为角度误差的磁场强度依赖。另外，由本申请的发明人的研究课程可知，角度误差的磁场强度依赖主要起因于角度误差4次成分。另外可知，作为主要成分包括角度误差4次成分的第一型误差和第二型误差分别根据检测信号生成部2的旋转磁场MF的强度而变化。以下，将旋转磁场MF的强度称为施加磁场强度。
如第一实施方式中说明的那样，值F基于未修正角度检测值θp的角度误差Ep的角度误差4次成分决定。具体而言，将与角度误差Ep的角度误差4次成分的大小对应的A3设为值F。因此，值F根据施加磁场强度而变化。另外，第一型误差对平方和信号的大小带来变动。由此，与平方和信号的变动成分的大小相关连的参数的值P也根据施加磁场强度而变化。在修正参照信息生成步骤中，研究改变施加磁场强度时的参数的值P和值F的对应关系。
在此，对任意的施加磁场强度下的、求取参数的值P和值F的对应关系的方法进行说明。平方和信号可以采用由式(1)、(2)表示的第一检测信号S1和第二检测信号S2，用下述式(25)表示。
S12+S22＝{sinθ+A1sin(3θ－180°)}2
+{cosθ+A1cos3θ}2
＝sin2θ－2A1sinθ·sin3θ+A1 2sin23θ
+cos2θ+2A1cosθ·cos3θ+A1 2cos23θ
＝1+A1 2－A1{cos(－2θ)－cos4θ}
+A1{cos(－2θ)+cos4θ}
＝1+A1 2+2A1cos4θ…(25)
式(25)中的“2A1cos4θ”是平方和信号的变动成分。参数的值P是与该平方和信号的变动成分的大小相关的2A1。在修正参照信息生成步骤中，获得与角度θ相当的基准角度θr的至少1/4周期量的平方和信号的波形。该平方和信号的波形也是平方和信号的变动成分的波形。修正在参照信息生成步骤中，根据该平方和信号的波形求取参数的值P。图13是表示平方和信号的波形的一个例子的波形图。在图13中，横轴表示与基准角度θr相等的检测对象的角度θ，纵轴表示平方和信号。参数的值P的绝对值可以通过从平方和信号的最大值减去最小值的值再除以2而求取。参数的值P的正负符号根据平方和信号的波形可知。
另外，值F通过执行在第一实施方式中参照图8说明的修正信息决定步骤而能够求取。由此，能够获得在任意的施加磁场强度下的、参数的值P和值F的对应关系。
在修正参照信息生成步骤中，一边改变施加磁场强度，一边重复求取参数的值P和值F的对应关系。由此，能够生成参数的值P和值F的对应关系的信息。本实施方式的修正参照信息为参数的值P和值F的对应关系的信息。修正参照信息通过修正参照信息保持部35保持。
下面，参照图12及图14，对修正装置3及角度检测部4的动作、角度检测步骤进行说明。图14是表示角度检测步骤的流程图。角度检测步骤在角度传感器1的设置时的试验动作时和角度传感器1的使用时执行。试验动作通过上述控制部，在角度传感器1实际使用之前，在角度传感器1的设置场所执行。该试验动作与修正参照信息生成步骤同样，在控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。如图14所示，角度检测步骤包括步骤S211、S212、S213、S214。
步骤S211通过修正信息决定部36能够执行。在步骤S211中，修正信息决定部36采用修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取参数的值P。试验动作时的参数的值P的求取方法与修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法相同。在使用角度传感器1时，如后边说明的那样，通过角度检测部4生成角度检测值θs。在使用角度传感器1时，修正信息决定部36识别角度检测值θs，获得角度检测值θs的至少1/4周期量的平方和信号的波形后，与修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法同样地求取参数的值P。
步骤S212通过修正信息决定部36来执行。在步骤S212中，修正信息决定部36参照通过修正参照信息保持部35保持的修正参照信息，决定与参数的值P对应的修正信息即值F。
步骤S213通过修正部33执行。在步骤S213中，修正部33参照由步骤S212决定的修正信息即值F，相对于第一检测信号S1进行第一修正处理，相对于第二检测信号S2进行第二修正处理。第一及第二修正处理内容与第一实施方式的步骤S111(参照图9)相同。由此，能够生成第一及第二修正后检测信号S1c、S2c。
步骤S214通过角度检测部4执行。在步骤S214中，角度检测部4生成角度检测值θs。角度检测值θs的计算方法与第一实施方式的步骤S112(参照图9)相同。
步骤S211、S212在试验动作时必须执行。之后，步骤S211、S212例如也可以隔开预先决定的时间以上的时间间隔，以自动地执行的方式进行设定。或者，步骤S211、S212也可以根据使用者的指示等以在任意的时期执行的方式设定。修正信息决定部36直到重新执行步骤S211、S212并更新值F，保持最后决定的值F。修正部33使用在角度传感器1的动作中总是通过修正信息决定部36保持的值F来执行步骤S213。
根据本实施方式，即使施加磁场强度变化，也能够执行与施加磁场强度对应的适当的修正处理，能够降低角度检测值θs的角度误差Es。
此外，通常，在磁角度传感器中，角度误差不限于施加磁场强度，也可以根据温度进行变化。本实施方式的修正装置3也可适用于温度变化的情况。该情况下，在修正参照信息生成步骤中，一边改变温度，一边重复求取参数的值P和值F的对应关系，生成参数的值P和值F的对应关系的信息。由此，计算温度变化，也能够执行与温度相应的适当的修正处理，能够降低角度检测值θs的角度误差Es。
本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一实施方式同样。
[第三实施方式]
下面，对本发明的第三实施方式进行说明。首先，对本实施方式的第一检测信号S1和第二检测信号S2进行说明。在检测对象的角度θ以规定的周期T变化的情况下，第一检测信号S1包括第一理想成分、第一误差成分、第二误差成分及第三误差成分，第二检测信号S2包括第二理想成分、第四误差成分、第五误差成分及第六误差成分。第一及第二理想成分和第一～第六误差成分的定义如第一实施方式中说明的那样。在本实施方式中，特别是第一理想成分和第二理想成分的相位彼此相差90°。
其次，参照图15，对本实施方式的修正装置3的结构进行说明。图15是表示修正装置3及角度检测部4的结构的功能块图。本实施方式的修正装置3代替第一实施方式的修正部33，具备前段修正部331和后段修正部332。
前段修正部331进行第一前段修正处理和第二前段修正处理。第一前段修正处理是修正通过A/D变换器31变换为数字信号的第一检测信号S1，生成与第一检测信号S1相比降低了第一误差成分的第一前段修正后检测信号S1a的处理。第二前段修正处理是修正通过A/D变换器32变换为数字信号的第二检测信号S2，生成与第二检测信号S2相比降低了第四误差成分的第二前段修正后检测信号S2a的处理。这样，第一及第二前段修正处理是降低使第一型误差产生的第一及第四误差成分的处理。
后段修正部332进行第一后段修正处理和第二后段修正处理。第一后段修正处理是将第一前段修正后检测信号S1a和第一修正值合成，生成与第一前段修正后检测信号S1a相比降低了第二及第三误差成分的第一后段修正后检测信号S1b的处理。第二后段修正处理是将第二前段修正后检测信号S2a和第二修正值合成，生成与第二前段修正后检测信号S2a相比降低了第五及第六误差成分的第二后段修正后检测信号S2b的处理。这样，第一及第二后段修正处理是降低使第二型误差产生的第二、第三、第五及第六误差成分的处理。第一后段修正后检测信号S1b和第二后段修正后检测信号S2b用于角度检测部4的角度检测值θs的生成。
第一修正值是具有第一振幅且以第一周期变化的值。第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值。第一振幅和第二振幅为相同的值。与第一实施方式同样，第一及第二振幅是用于规定第一及第二修正值的值F的绝对值。第一周期和第二周期是上述规定的周期T的1/3或1/5的相同的值。
在此，对本实施方式的第一检测信号S1和第二检测信号S2进行更详细说明。在本实施方式中，将第一误差成分的初始相位设为0时的第二误差成分和第三误差成分的初始相位是相等的值α。另外，将第四误差成分的初始相位设为0时的第五误差成分和第六误差成分的初始相位是值α。值α表示使第一型误差产生的第一及第四误差成分、与使第二型误差产生的第二、第三、第五及第六误差成分的相位差。在本实施方式中，值α可以是0，也可以是0以外的值。
第一检测信号S1和第二检测信号S2可以分别用下述式(26)、(27)表示。
S1＝sinθ+A1sin(3θ－180°)
－(A2/2)sin(3θ+α)
－(A2/2)sin(5θ+α)
＝sinθ+A1sin(3θ－180°)
+(A2/2)sin(3θ－180°+α)
－(A2/2)sin(5θ+α)…(26)
S2＝cosθ+A1cos3θ
+(A2/2)cos(3θ+α)
－(A2/2)cos(5θ+α)…(27)
式(26)中的“sinθ”表示第一理想成分，“A1sin(3θ－180°)”表示第一误差成分，“(A2/2)sin(3θ－180°+α)”表示第二误差成分，“－(A2/2)sin(5θ+α)”表示第三误差成分。另外，式(27)中的“cosθ”表示第二理想成分，“A1cos3θ”表示第四误差成分，“(A2/2)cos(3θ+α)”表示第五误差成分，“－(A2/2)cos(5θ+α)”表示第六误差成分。在值α为0的情况下，式(26)、(27)分别与第一实施方式的式(7)、(8)实质上相同。
图16是表示第一检测信号S1的第一～第三误差成分的波形的一个例子的波形图。图17是表示第二检测信号S2的第四～第六误差成分的波形的一个例子的波形图。在图16及图17中，横轴表示检测对象的角度θ，纵轴表示误差成分。此外，图16及图17表示以第一及第二理想成分的振幅成为1的方式标准化的情况的例子。在图16中，符号91、92、93分别表示第一误差成分、第二误差成分、第三误差成分。在图17中，符号94、95、96分别表示第四误差成分、第五误差成分、第六误差成分。此外，图16及图17所示的各波形是基于式(26)、(27)制作的。
与第一实施方式同样，本实施方式的修正装置3具备修正信息保持部34。本实施方式的修正信息保持部34保持值F和值α。后段修正部332基于值F、值α、第一前段修正后检测信号S1a及第二前段修正后检测信号S2a，生成第一及第二修正值。关于第一及第二修正值的生成方法，以后说明。
下面，参照图15、图18及图19，对修正装置3及角度检测部4的动作、和本实施方式的角度检测值θs的生成方法进行说明。本实施方式的角度检测值θs的生成方法包括：决定第一及第二修正信息的修正信息决定步骤、生成角度检测值θs的角度检测步骤。图18是表示修正信息决定步骤的流程图。修正信息决定步骤通过角度传感器1的外部的未图示的控制部在角度传感器1的上市前或使用前执行。图19是表示角度检测步骤的流程图。角度检测步骤在使用角度传感器1时执行。
首先，对修正信息决定步骤进行说明。与第一实施方式同样，修正信息决定步骤在控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。如图18所示，修正信息决定步骤包括步骤S301、S302、S303、S304、S305。在步骤S301中，使用修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取参数的值P。在步骤S302中，决定第一修正信息。在步骤S303中，采用第一修正信息，相对于第一及第二检测信号S1、S2进行第一及第二前段修正处理。在步骤S304中，采用第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a求取角度误差4次成分的振幅和相位。在步骤S305中，决定第二修正信息。步骤S301的参数的值P的求取方法与在第二实施方式中说明的修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法相同。
在本实施方式中，所谓第一修正信息是规定用于降低使第一型误差产生的第一及第四误差成分的修正值的振幅和相位的信息。如第二实施方式中说明的那样，参数的值P为2A1。另外，在未进行修正的情况下产生的角度误差仅包括第一型误差的情况下的、第一及第二检测信号S1、S2的误差成分分别为“A1sin(3θ－180°)”、“A1cos3θ”。在决定第一修正信息的步骤S302中，基于在步骤S301中求取的参数的值P，决定第一修正信息。在本实施方式中，将P/2设为第一修正信息。第一修正信息P/2通过修正信息保持部34保持。
在步骤S303中，采用在步骤S302中决定的第一修正信息P/2，相对于第一及第二检测信号S1、S2进行第一及第二前段修正处理。在第一前段修正处理中，首先，基于第一修正信息P/2和第一检测信号S1，生成用于降低第一误差成分的修正值C1a。其次，将第一检测信号S1和上述修正值C1a合成，生成第一前段修正后检测信号S1a。
在第二前段修正处理中，首先，基于第一修正信息P/2和第二检测信号S2，生成用于降低第四误差成分的修正值C2a。其次，将第二检测信号S2和上述修正值C2a合成，生成第二前段修正后检测信号S2a。
在步骤S303中，生成例如与角度θ相当的基准角度θr的1周期量的修正值C1a、C2a及前段修正后检测信号S1a、S2a。以下，对任意的基准角度θr的修正值C1a、C2a及前段修正后检测信号S1a、S2a进行说明。修正值C1a和修正值C2a分别通过下述式(28)、(29)表示。
C1a＝－(P/2)sin(3θp－180°)…(28)
C2a＝－(P/2)cos3θp…(29)
式(28)、(29)分别将第一实施方式的式(13)、(14)中的“F”置换为“P/2”。式(13)、(14)分别表示第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/3相同的值的情况下的第一修正值C1和第二修正值C2。在步骤S303中，通过与上述情况下的第一及第二修正值C1、C2的生成方法相同的方法，能够求取修正值C1a、C2a。
第一前段修正后检测信号S1a和第二前段修正后检测信号S2a分别通过下述式(30)、(31)表示。
S1a＝S1+C1a…(30)
S2a＝S2+C2a…(31)
在步骤S304中，采用在步骤S303中生成的第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a，求取角度误差4次成分的振幅和相位。在步骤S304中，计算例如与角度θ相当的基准角度θr的1周期量的角度误差。以下，对任意的基准角度θr的角度误差的计算方法进行说明。首先，基于第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a，求取前段修正后角度检测值θa。此外，前段修正后角度检测值θa和基准角度θr的相位差设为0°或与0°接近的值。前段修正后角度检测值θa通过下述式(32)计算。
θa＝atan(S1a/S2a)…(32)
在θa为0°以上且低于360°的范围内，在式(32)的θa的解中有相差180°的两个值。但是，通过S1a、S2a的正负组合，能够判定θa的真值为式(32)的θa的两个解中的任一个。在步骤S304中，通过式(32)、和上述的S1a、S2a正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内可求取θa。
其次，通过下述式(33)，计算前段修正后角度检测值θa和基准角度θr的差Ea。
Ea＝θa－θr…(33)
差Ea与作为修正处理仅进行第一及第二前段修正处理的情况下的角度误差相当。以下，将差Ea称为前段修正后角度检测值θa的角度误差。角度误差Ea作为主要成分，包括角度误差4次成分。在步骤S304中，根据上述那样求取的角度误差Ea，能够求取角度误差Ea的角度误差4次成分的振幅和相位。该振幅和相位可以由角度误差Ea的波形求取。图20是表示角度误差Ea的波形的一个例子的波形图。在图20中，横轴表示与基准角度θr相等的检测对象的角度θ，左侧的纵轴表示用度(°)表示的角度误差，右侧的纵轴表示用弧度表示的角度误差。用弧度表示的角度误差Ea的角度误差4次成分表示为－A4sin(4θ+β)。根据角度误差Ea的角度误差4次成分的振幅和相位，能够特定A4和β。
在本实施方式中，所谓第二修正信息是表示上述的值F和第二、第三、第五及第六误差成分的初始相位的值α的信息。在决定第二修正信息的步骤S305中，基于在步骤S304中求取的角度误差Ea的角度误差4次成分的振幅和相位，决定值F和值α。在本实施方式中，将A4设为值F，将β设为值α。值F和值α通过修正信息保持部34保持。
下面，对角度检测步骤进行说明。如图19所示，角度检测步骤包括步骤S311、S312、S313。在步骤S311中，采用第一修正信息，相对于第一及第二检测信号S1、S2进行第一及第二前段修正处理。在步骤S312中，对于第二修正信息，相对于第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a进行第一及第二后段修正处理。在步骤S313中生成角度检测值θs。
首先，对步骤S311进行详细地说明。步骤S311通过前段修正部331执行。在步骤S311中，首先，前段修正部331参照通过修正信息保持部34保持的第一修正信息P/2。其次，前段修正部331采用第一修正信息P/2，相对于第一及第二检测信号S1、S2进行第一及第二前段修正处理。
在第一前段修正处理中，首先，基于第一修正信息P/2和第一检测信号S1，生成修正值C1a。其次，将第一检测信号S1和上述修正值C1a合成，生成第一前段修正后检测信号S1a。修正值C1a和第一前段修正后检测信号S1a的生成方法与修正信息决定步骤的步骤S303(参照图18)相同。
在第二前段修正处理中，首先，基于第一修正信息P/2和第二检测信号S2，生成修正值C2a。其次，将第二检测信号S2和上述修正值C2a合成，生成第二前段修正后检测信号S2a。修正值C2a和第二前段修正后检测信号S2a的生成方法与修正信息决定步骤的步骤S303(参照图18)相同。
下面，对步骤S312进行详细地说明。步骤S312通过后段修正部332执行。在步骤S312中，首先，后段修正部332参照通过修正信息保持部34保持的第二修正信息即值F和值α。其次，后段修正部332基于值F、值α、第一前段修正后检测信号S1a及第二前段修正后检测信号S2a，生成第一及第二修正值C1b、C2b。
如上所述，第一修正值C1b的第一周期和第二修正值C2b的第二周期是上述规定的周期T的1/3或1/5的相同的值。首先，对第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/3的相同的值的情况进行说明。在该情况下，第一修正值C1b和第二修正值C2b分别通过下述的式(34)、(35)表示。
C1b＝－Fsin(3θa－180°+α)…(34)
C2b＝－Fcos(3θa+α)…(35)
后段修正部332采用式(32)由修正前的第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a求取前段修正后角度检测值θa，也可以将该θa代入式(34)、(35)求取第一及第二修正值C1b、C2b。
或者，后段修正部332不求取前段修正后角度检测值θa，按以下的方式，也可以求取第一及第二修正值C1b、C2b。将式(34)、(35)变形后，成为下述的式(36)、(37)。
C1b＝F(sin3θa·cosα+cos3θa·sinα)
＝－Fcosα(4sin3θa－3sinθa)
+Fsinα(4cos3θa－3cosθa)…(36)
C2b＝－F(cos3θa·cosα－sin3θa·sinα)
＝－Fcosα(4cos3θa－3cosθa)
－Fsinα(4sin3θa－3sinθa)…(37)
式(36)、(37)的sinθa和cosθa分别是以振幅成为1的方式标准化的第一前段修正后检测信号S1a和第二前段修正后检测信号S2a的值。因此，第一及第二修正值C1b、C2b可以采用值F、值α、第一前段修正后检测信号S1a的值sinθa、第二前段修正后检测信号S2a的值cosθa进行计算。
下面，对第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/5的相同的值的情况进行说明。该情况下，第一修正值C1b和第二修正值C2b分别通过下述的式(38)、(39)表示。
C1b＝－Fsin(5θa－180°+α)…(38)
C2b＝Fcos(5θa+α)…(39)
后段修正部332采用式(32)根据修正前的第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a求取前段修正后角度检测值θa，也可以将该θa代入式(38)、(39)求取第一及第二修正值C1b、C2b。
或者，后段修正部332也可以不求取前段修正后角度检测值θa，而如下所述求取第一及第二修正值C1b、C2b。在将式(38)、(39)变形后，成为下述的式(40)、(41)。
C1b＝F(sin5θa·cosα+cos5θa·sinα)
＝Fcosα(16sin5θa－20sin3θa+5sinθa)
+Fsinα(16cos5θa－20cos3θa+5cosθa)
…(40)
C2b＝F(cos5θa·cosα－sin5θa·sinα)
＝Fcosα(16cos5θa－20cos3θa+5cosθa)
－Fsinα(16sin5θa－20sin3θa+5sinθa)
…(41)
因此，在第一周期和第二周期为上述规定的周期T的1/5的相同的值的情况下，第一及第二修正值C1b、C2b也可以采用值F、值α、第一前段修正后检测信号S1a的值sinθa、第二前段修正后检测信号S2a的值cosθa进行计算。
在如上所述生成了第一及第二修正值C1b、C2b后，后段修正部332进行第一后段修正处理和第二后段修正处理。在第一后段修正处理中，将第一前段修正后检测信号S1a和第一修正值C1b合成，生成第一后段修正后检测信号S1b。在第二后段修正处理中，将第二前段修正后检测信号S2a和第二修正值C2b合成，生成第二后段修正后检测信号S2b。第一后段修正后检测信号S1b和第二后段修正后检测信号S2b分别通过下述的式(42)、(43)表示。
S1b＝S1a+C1b…(42)
S2b＝S2a+C2b…(43)
式(42)、(43)的C1b、C2b的组合也可以是用式(34)、(35)表示的C1b、C2b的组合，也可以是用式(38)、(39)表示的C1b、C2b的组合。
下面，对步骤S313进行详细地说明。步骤S313通过角度检测部4执行。在步骤S313中，角度检测部4基于在步骤S312中生成的第一及第二后段修正后检测信号S1b、S2b计算角度检测值θs。具体而言，例如，角度检测部4通过下述的式(44)来计算θs。
θs＝atan(S1b/S2b)…(44)
在θs为0°以上且低于360°的范围内，在式(44)的θs的解中有相差180°的两个值。但是，通过S1b、S2b的正负组合，能够判定θs的真值为式(44)的θs的两个解中的任一个。角度检测部4通过式(44)、和上述的S1b、S2b的正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内能够求取θs。
根据本实施方式，即使在产生第一型误差的误差成分和产生第二型误差的误差成分的相位差即值α为0以外的值的情况下，也能够降低角度检测值θs的角度误差。
本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一实施方式同样。
[第四实施方式]
下面，对本发明的第四实施方式进行说明。首先，参照图21，对本实施方式的修正装置3的结构进行说明。图21是表示修正装置3及角度检测部4的结构的功能块图。本实施方式的修正装置3代替第三实施方式的修正信息保持部34，具备修正参照信息保持部35、第一修正信息决定部361和第二修正信息决定部362。
修正参照信息保持部35保持利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算求取的参数的值P、与值F及值α的对应关系的信息。第一修正信息决定部361利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算来求取参数的值P。参数的值P的求取方法与第二实施方式中说明的修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法相同。在本实施方式中，前段修正部331基于通过第一修正信息决定部361求取的参数的值P来决定第一及第二前段修正处理的内容。第二修正信息决定部362参照通过修正参照信息保持部35保持的信息，决定与通过第一修正信息决定部361所求取的参数的值P对应的值F及值α。
其次，对本实施方式的角度检测值θs的生成方法进行说明。本实施方式的角度检测值θs的生成方法包括：生成修正参照信息的修正参照信息生成步骤、生成角度检测值θs的角度检测步骤。
首先，对修正参照信息生成步骤进行说明。修正参照信息生成步骤通过角度传感器1的外部的未图示的控制部，在角度传感器1的上市前执行。另外，修正参照信息生成步骤在控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。在修正参照信息生成步骤中，求取利用采用了第一检测信号S1和第二检测信号S2的运算求取的参数的值P、与值F及值α的对应关系的信息。
如第二实施方式所说明的那样，值F和参数的值P根据施加磁场强度或温度而变化。在修正参照信息生成步骤中，调查改变施加磁场强度或温度时的、参数的值P和值F的对应关系。参数的值P和值F的对应关系的求取方法与第二实施方式相同。在本实施方式中，进一步求取改变施加磁场强度或温度时的值α。值α可以通过执行第三实施方式的修正信息决定步骤(参照图18)来求取。由此，能够获得参数的值P、与值F及值α的对应关系的信息。本实施方式的修正参照信息为参数的值P、与值F及值α的对应关系的信息。修正参照信息通过修正参照信息保持部35保持。
其次，参照图21及图22，对修正装置3及角度检测部4的动作、和角度检测步骤进行说明。图22是表示角度检测步骤的流程图。角度检测步骤在角度传感器1的设置时的试验动作时、和角度传感器1的使用时执行。试验动作通过上述控制部在角度传感器1实际使用之前，在角度传感器1的设置场所执行。该试验动作与修正参照信息生成步骤同样，在控制部能够识别检测对象的角度θ的状况下进行。如图22所示，角度检测步骤包括步骤S411、S412、S413、S414、S415、S416。
步骤S411通过第一修正信息决定部361来执行。在步骤S411中，第一修正信息决定部361，首先，采用修正前的第一及第二检测信号S1、S2求取参数的值P。试验动作时的参数的值P的求取方法与修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法相同。在角度传感器1的使用时，如后边说明的那样，通过角度检测部4生成角度检测值θs。在使用角度传感器1时，第一修正信息决定部361识别角度检测值θs，在获得了角度检测值θs的至少1/4周期量的平方和信号的波形后，与修正参照信息生成步骤的参数的值P的求取方法同样地求取参数的值P。
步骤S412通过第一修正信息决定部361执行。在步骤S412中，第一修正信息决定部361决定第一修正信息。所谓第一修正信息，是规定用于降低产生第一型误差的第一及第四误差成分的修正值的振幅和相位的信息。在本实施方式中，基于在步骤S411中求取的参数的值P，决定第一修正信息。在本实施方式中，将P/2作为第一修正信息。
步骤S413通过第二修正信息决定部362来执行。在步骤S413中，第二修正信息决定部362参照修正参照信息，决定与在步骤S411中求取的参数的值P对应的第二修正信息即值F及值α。
步骤S414通过前段修正部331执行。在步骤S414中，前段修正部331采用在步骤S412中决定的第一修正信息P/2，相对于第一及第二检测信号S1、S2进行第一及第二前段修正处理，生成第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a。第一及第二前段修正处理的内容与第三实施方式的步骤S311(参照图19)的第一及第二前段修正处理的内容相同。
步骤S415通过后段修正部332执行。在步骤S415中，后段修正部332利用步骤S413中决定的第二修正信息即值F及值α，相对于在步骤S414中生成的第一及第二前段修正后检测信号S1a、S2a进行第一及第二后段修正处理，生成第一及第二后段修正后检测信号S1b、S2b。第一及第二后段修正处理的内容与第三实施方式的步骤S312(参照图19)的第一及第二后段修正处理的内容相同。
步骤S416通过角度检测部4执行，生成角度检测值θs。在步骤S416中，角度检测部4基于在步骤S415中生成的第一及第二后段修正后检测信号S1b、S2b来计算角度检测值θs。角度检测值θs的计算方法与第三实施方式的步骤S313(参照图19)相同。
步骤S411、S412、S413在试验动作时必须执行。之后，步骤S411、S412、S413例如可以隔开预先决定的时间以上的时间间隔，以自动地执行的方式进行设定。或者，步骤S411、S412、S413也可以根据使用者的指示等以在任意的时期执行的方式设定。
第一修正信息决定部361直到重新执行步骤S411、S412并更新第一修正信息，保持最后决定的第一修正信息。前段修正部331在角度传感器1的动作中，总是利用通过第一修正信息决定部361保持的第一修正信息执行步骤S414。
第二修正信息决定部362直到重新执行步骤S411、S412、S413并更新第二修正信息为止，保持最后决定的第二修正信息。后段修正部332在角度传感器1的动作中，总是利用通过第二修正信息决定部362保持的第二修正信息执行步骤S415。
根据本实施方式，即使施加磁场强度或温度变化，执行与施加磁场强度或温度相对应的适当的修正处理，也能够降低角度检测值θs的角度误差Es。
本实施方式的其它的结构、作用及效果与第二或第三实施方式同样。
此外，本发明不限于上述实施方式，可进行各种各样的变更。例如，在本发明的角度传感器中，除了降低本发明的修正装置的第一型误差和第二型误差的修正处理之外，也可以进行降低在角度检测值中产生的第一型误差和第二型误差以外的误差的其它的修正处理。其它的修正处理也可以是将通过降低第一型误差和第二型误差的修正处理进行修正的角度检测值变化一定值，生成新的角度检测值的处理。
另外，本发明不限于磁角度传感器，也可以适用于包括光学式的角度传感器等的角度传感器全部。
基于以上的说明，可实施本发明的各种方式或变形例是清楚的。因此，在权利要求的范围的均等的范围内，即使是上述的优选的方式以外的方式也可实施本发明。
Claims (21)
1.一种角度传感器的修正装置，其特征在于，
是用于角度传感器的修正装置，所述角度传感器具备：检测信号生成部，其分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号；角度检测部，其基于所述第一检测信号和所述第二检测信号而生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值，
在所述检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，所述第一检测信号包括第一理想成分、第一三次谐波误差成分以及第一五次谐波误差成分，所述第二检测信号包括第二理想成分、第二三次谐波误差成分以及第二五次谐波误差成分，
所述第一理想成分和所述第二理想成分以互不相同的相位并以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化，
所述第一三次谐波误差成分是与相对于所述第一理想成分的三次谐波相当的误差成分，
所述第一五次谐波误差成分是与相对于所述第一理想成分的五次谐波相当的误差成分，
所述第二三次谐波误差成分是与相对于所述第二理想成分的三次谐波相当的误差成分，
所述第二五次谐波误差成分是与相对于所述第二理想成分的五次谐波相当的误差成分，
所述修正装置具备：
修正部，其相对于所述第一检测信号进行第一修正处理，并且相对于所述第二检测信号进行第二修正处理，
所述第一修正处理是将所述第一检测信号和第一修正值合成并生成用于所述角度检测值的生成的第一修正后检测信号的处理，
所述第二修正处理是将所述第二检测信号和第二修正值合成并生成用于所述角度检测值的生成的第二修正后检测信号的处理，
所述第一修正值是具有第一振幅且以第一周期变化的值，
所述第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值，
所述第一振幅和所述第二振幅为相同的值，
所述第一周期和所述第二周期为所述规定的周期的1/3或1/5的相同的值。
2.如权利要求1所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述检测对象的角度是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。
3.如权利要求1所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一三次谐波误差成分的振幅和所述第一五次谐波误差成分的振幅互不相同，所述第二三次谐波误差成分的振幅和所述第二五次谐波误差成分的振幅互不相同。
4.如权利要求1所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一及第二振幅是用于规定所述第一及第二修正值的值F的绝对值。
5.如权利要求4所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述修正部基于所述值F、所述第一检测信号及所述第二检测信号而生成所述第一及第二修正值。
6.如权利要求4所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
还具备保持所述值F的修正信息保持部。
7.如权利要求1所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一理想成分和所述第二理想成分的相位彼此相差90°。
8.如权利要求4所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
还具备修正参照信息保持部和修正信息决定部，
所述修正参照信息保持部保持使用采用了所述第一检测信号和所述第二检测信号的运算而求取的参数的值和所述值F的对应关系的信息，
所述修正信息决定部使用采用了所述第一检测信号和所述第二检测信号的运算来求取所述参数的值，参照由所述修正参照信息保持部保持的所述信息，决定与求取的所述参数的值对应的所述值F。
9.如权利要求8所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一理想成分和所述第二理想成分的相位彼此相差90°。
10.如权利要求9所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述参数的值根据所述第一检测信号的平方与所述第二检测信号的平方的和的变动成分求取。
11.一种角度传感器，其特征在于，
具备：
检测信号生成部，其分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号；
角度检测部，其基于所述第一检测信号和所述第二检测信号而生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值；以及
权利要求1所述的修正装置。
12.一种角度传感器的修正装置，其特征在于，
是用于角度传感器的修正装置，所述角度传感器具备：检测信号生成部，其分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号；角度检测部，其基于所述第一检测信号和所述第二检测信号而生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值，
在所述检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，所述第一检测信号包括第一理想成分、第一误差成分、第二误差成分以及第三误差成分，所述第二检测信号包括第二理想成分、第四误差成分、第五误差成分以及第六误差成分，
所述第一理想成分和所述第二理想成分以互不相同的相位并以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化，
所述第一误差成分和所述第二误差成分均是与相对于所述第一理想成分的三次谐波相当的误差成分，
所述第三误差成分是与相对于所述第一理想成分的五次谐波相当的误差成分，
所述第四误差成分和所述第五误差成分均是与相对于所述第二理想成分的三次谐波相当的误差成分，
所述第六误差成分是与相对于所述第二理想成分的五次谐波相当的误差成分，
所述第二误差成分的振幅和所述第三误差成分的振幅彼此相等，
所述第五误差成分的振幅和所述第六误差成分的振幅彼此相等，
所述修正装置具备：
前段修正部，进行第一前段修正处理和第二前段修正处理；和
后段修正部，进行第一后段修正处理和第二后段修正处理，
所述第一前段修正处理是修正所述第一检测信号并生成与所述第一检测信号相比降低了所述第一误差成分的第一前段修正后检测信号的处理，
所述第二前段修正处理是修正所述第二检测信号并生成与所述第二检测信号相比降低了所述第四误差成分的第二前段修正后检测信号的处理，
所述第一后段修正处理是合成所述第一前段修正后检测信号和第一修正值并生成与所述第一前段修正后检测信号相比降低了所述第二及第三误差成分的第一后段修正后检测信号的处理，
所述第二后段修正处理是合成所述第二前段修正后检测信号和第二修正值并生成与所述第二前段修正后检测信号相比降低了所述第五及第六误差成分的第二后段修正后检测信号的处理，
所述第一后段修正后检测信号和所述第二后段修正后检测信号用于所述角度检测值的生成，
所述第一修正值是具有第一振幅且以第一周期变化的值，
所述第二修正值是具有第二振幅且以第二周期变化的值，
所述第一振幅和所述第二振幅为相同的值，
所述第一周期和所述第二周期是所述规定的周期的1/3或1/5的相同的值。
13.如权利要求12所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述检测对象的角度是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。
14.如权利要求12所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一及第二振幅是用于规定所述第一及第二修正值的值F的绝对值。
15.如权利要求12所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一理想成分和所述第二理想成分的相位彼此相差90°。
16.如权利要求14所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
将所述第一误差成分的初始相位设为0时的所述第二误差成分和所述第三误差成分的初始相位是相等的值α，
将所述第四误差成分的初始相位设为0时的所述第五误差成分和所述第六误差成分的初始相位为所述值α，
所述后段修正部基于所述值F、所述值α、所述第一前段修正后检测信号及所述第二前段修正后检测信号，生成所述第一及第二修正值。
17.如权利要求16所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
还具备保持所述值F和所述值α的修正信息保持部。
18.如权利要求16所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
还具备修正参照信息保持部、第一修正信息决定部以及第二修正信息决定部，
所述修正参照信息保持部保持使用采用了所述第一检测信号和所述第二检测信号的运算而求取的参数的值、与所述值F以及所述值α的对应关系的信息，
所述第一修正信息决定部使用采用了所述第一检测信号和所述第二检测信号的运算来求取所述参数的值，
所述前段修正部基于通过所述第一修正信息决定部求取的所述参数的值，决定所述第一及第二前段修正处理的内容，
所述第二修正信息决定部参照由所述修正参照信息保持部所保持的所述信息，决定与通过所述第一修正信息决定部求取的所述参数的值对应的所述值F及所述值α。
19.如权利要求18所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述第一理想成分和所述第二理想成分的相位彼此相差90°。
20.如权利要求19所述的角度传感器的修正装置，其特征在于，
所述参数的值根据所述第一检测信号的平方和所述第二检测信号的平方的和的变动成分求取。
21.一种角度传感器，其特征在于，
具备：
检测信号生成部，其分别生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信号和第二检测信号；
角度检测部，其基于所述第一检测信号和所述第二检测信号而生成与所述检测对象的角度具有对应关系的角度检测值；以及
权利要求12所述的修正装置。
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