[发明专利]状态判别装置及方法、物理量信息生成装置以及角度传感器

说明书

本发明涉及状态判别装置及方法、物理量信息生成装置以及角度传感器。角度传感器具备生成多个检测信号的检测信号生成部、进行使用了多个检测信号的运算而生成角度检测值的角度检测部、状态判别装置。状态判别装置具备判定值生成部和判别部。判定值生成部进行使用了多个检测信号的运算，生成与角度传感器的状态对应的判定值。判定值根据检测对象的角度进行变动。判别部通过判别判定值是否处于判定范围内来判别角度传感器是否处于正常状态。判别部使表示判定范围的至少一端的至少一个阈值变化。

技术领域

本发明涉及用于判别角度传感器等物理量信息生成装置的状态的状态判别装置及方法、以及包含状态判别装置的物理量信息生成装置及角度传感器。

背景技术

近年来，在汽车的方向盘或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，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并产生方向旋转的旋转磁场的磁场发生部。磁场发生部例如是磁铁。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，已知有具有生成相位相互不同的多个检测信号的检测信号生成部，通过使用了多个检测信号的运算生成角度检测值的传感器。磁角度传感器中，检测信号生成部包含多个磁检测元件。多个磁检测元件分别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、和配置于磁化固定层和自由层之间的非磁性层。

角度传感器中，产生检测信号生成部的故障等所引起的故障时，在角度检测值中有时产生超过允许范围的误差。因此，对于角度传感器来说，要求具备可以检测故障的功能。

在日本专利申请公开2012－21842号公报中记载有下述技术：在基于相位相互差90°的二相的信号检测旋转角的旋转角检测装置中，通过监视二相的信号的平方和，检测旋转角检测装置的故障。另外，日本专利申请公开2012－21842号公报中记载有下述技术：基于相位均等地错开的三相以上的信号检测旋转角的旋转角检测装置中，通过监视三相以上的信号的总和，检测旋转角检测装置的故障。

中国专利申请公开第104457552A1号说明书中记载有下述技术：在基于具有90°及180°以外的相位差的第一及第二正弦波信号检测旋转角的旋转角检测装置中，基于第一及第二正弦波信号和其相位差，检测旋转角检测装置的故障。

日本专利申请公开2012－21842号公报、中国专利申请公开第104457552A1号说明书中记载的多个技术均是下述技术：进行使用了多个检测信号的运算，生成表示是否在旋转角检测装置产生故障的判定值，该判定值超过规定的范围时，判定为在旋转角检测装置中产生故障。判定值在旋转角检测装置中未产生故障时，理想上，不管检测对象的角度如何，均为一定的理想值，在旋转角检测装置中产生故障时，是与理想值不同的值。

然而，在具备使用上述的判定值判别角度传感器是否发生故障的功能的角度传感器中，即使是在角度传感器中未产生故障时，有时判定值也为与理想值不同的值。例如，磁角度传感器中，旋转磁场的方向以一定的角速度变化，检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，多个检测信号的各自的波形理想上为正弦曲线(包含正弦(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。作为各检测信号的波形变形的原因，可以列举例如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的情况或MR元件的磁化固定层的磁化方向因旋转磁场等影响而变动的情况。各检测信号的波形变形时，即使是在角度传感器中未产生故障，判定值也会成为与理想值不同的值。

另外，角度传感器中，从制造上的精度等观点来看，多个检测信号中的至少一个的相位有时从希望的相位偏离。该情况下，即使是在角度传感器中未产生故障，判定值也会成为与理想值不同的值。