Patent DE-102017113861-B4 (DE)
Title: Winkelsensor und Winkelsensorsystem
Inventor: UCHIDA KEISUKE
IPC: G01B7/30
Filed: 2017-06-22
Granted: 2024-02-01
Abstract: Winkelsensor (2) zum Erzeugen eines Erfassungswinkelwerts (θs), wobei der Erfassungswinkelwert (θs) eine Entsprechung zu einem Winkel (θM) hat, den eine Richtung (DM) eines Drehmagnetfelds (MF) an einer Referenzposition (PR) bezüglich einer Referenzrichtung (DR) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (2) aufweist:eine erste Erfassungseinheit (10);eine zweite Erfassungseinheit (20); undeine Winkelerfassungseinheit (50), wobeidie erste Erfassungseinheit (10) eine erste Erfassungssignal-Erzeugungseinheit (11) und eine zweite Erfassungssignal-Erzeugungseinheit (12) zum Erzeugen eines ersten Erfassungssignals (S1) bzw. eines zweiten Erfassungssignals (S2) umfasst, wobei sowohl das erste Erfassungssignal (S1) als auch das zweite Erfassungssignal (S2) eine Entsprechung zu einem Winkel hat, den die Richtung (DM) des Drehmagnetfelds (MF) an einer ersten Position (P1) bezüglich einer ersten Richtung (D11) bildet,die zweite Erfassungseinheit (20) eine dritte Erfassungssignal-Erzeugungseinheit (21) und eine vierte Erfassungssignal-Erzeugungseinheit (22) zum Erzeugen eines dritten Erfassungssignals (S3) bzw. eines vierten Erfassungssignals (S4) umfasst, wobei sowohl das dritte Erfassungssignal (S3) als auch das vierte Erfassungssignal (S4) eine Entsprechung zu einem Winkel hat, den die Richtung (DM) des Drehmagnetfelds (MF) an einer zweiten Position (P2) bezüglich einer zweiten Richtung (D21) bildet,wenn die Richtung (DM) des Drehmagnetfelds (MF) mit einer vorgegebenen Periode variiert, jedes der ersten bis vierten Erfassungssignale (S1, S2, S3, S4) eine Idealkomponente und eine erste Fehlerkomponente enthält,die Idealkomponente periodisch derart variiert, dass sie eine ideale sinusförmige Kurve abbildet,die erste Fehlerkomponente eine Fehlerkomponente ist, die einer n-ten Harmonischen der Idealkomponente entspricht, wobei n gleich 5 oder mehr ist,die Idealkomponenten des ersten Erfassungssignals (S1) und des zweiten Erfassungssignals (S2) zueinander phasenverschoben sind,die Idealkomponenten des dritten Erfassungssignals (S3) und des vierten Erfassungssignals (S4) zueinander phasenverschoben sind,die erste Erfassungseinheit (10) und die zweite Erfassungseinheit (20) in einem Positionsverhältnis angeordnet sind, das ein erstes Phasenverhältnis zwischen den Idealkomponenten des ersten Erfassungssignals (S 1) und des dritten Erfassungssignals (S3), und ein zweites Phasenverhältnis zwischen den Idealkomponenten des zweiten Erfassungssignals (S2) und des vierten Erfassungssignals (S4) begründet,das erste Phasenverhältnis ein solches Verhältnis ist, dass das Ausführen einer ersten Operation, um eine Summe aus oder eine Differenz zwischen dem ersten Erfassungssignal (S 1) und dem dritten Erfassungssignal (S3) zu erhalten, ein Signal ergibt, das in der ersten Fehlerkomponente niedriger ist als das erste Erfassungssignals (S1) und das dritte Erfassungssignal (S3),das zweite Phasenverhältnis ein derartiges Verhältnis ist, dass das Ausführen einer ersten Operation, um eine Summe aus oder eine Differenz zwischen dem zweiten Erfassungssignal (S2) und dem vierten Erfassungssignal (S4) zu erhalten, ein Signal ergibt, das in der ersten Fehlerkomponente niedriger ist als das zweite Erfassungssignal (S2) und das vierte Erfassungssignal (S4), unddie Winkelerfassungseinheit (50) umfasst:eine erste Berechnungsschaltung (52) zum Erzeugen eines ersten Signals (Sa) vermittels Ausführen von Operationen umfassend die erste Operation, wobei das erste Signal (Sa) niedriger in der ersten Fehlerkomponente ist als das erste Erfassungssignal (S1) und das dritte Erfassungssignal (S3);eine zweite Berechnungsschaltung (53) zum Erzeugen eines zweiten Signals (Sb) vermittels Ausführen von Operationen umfassend die zweite Operation, wobei das zweite Signal (Sb) niedriger in der ersten Fehlerkomponente ist als das zweite Erfassungssignal (S2) und das vierte Erfassungssignal (S4); undeine Winkelberechnungseinheit (54) zum Berechnen des Erfassungswinkelwerts (θs) auf Grundlage des ersten Signals (Sa) und des zweiten Signals (Sb).