磁传感器的制作方法

文档序号:19667000发布日期:2020-01-10 21:49阅读:245来源:国知局
磁传感器的制作方法

本公开涉及车的舵角检测等中使用的磁传感器。



背景技术:

以往,已知即使点火开关断开的期间也检测舵角的磁传感器。另外,作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献1~3。

此外,已知使用磁阻元件来检测包含舵角等的物体的旋转的磁传感器。作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献4~6。

此外,已知具有磁场产生单元并基于由此产生的磁场来进行传感器的诊断的磁传感器。作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献7、8。

此外,已知将磁阻元件与霍尔元件组合的磁传感器。作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献9、10。

此外,已知将检测系统设为2个系统来提高传感器的冗余度的磁传感器。作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献11~13。

此外,已知使用包含nife合金的磁阻膜来检测外部的磁场的磁传感器。作为设为这样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献14~17。

此外,已知将2个传感器纵向重叠并设为一个封装体的磁传感器。作为设为该样的磁传感器的在先技术文献,例如已知专利文献18~22。

此外,已知使用磁传感器来检测变速杆的位置的位置检测装置。作为设为这样的位置检测装置的在先技术文献,例如已知专利文献23~25。

此外,已知使用2组磁传感器以及磁体的旋转检测装置。作为设为这样的位置检测装置的在先技术文献,例如已知专利文献26、27。

此外,已知在磁阻元件的密封、粘合等中具备多个树脂的磁传感器。作为设为这样的位置检测装置的在先技术文献,例如已知专利文献28~30。

此外,已知一种旋转检测装置,使用磁传感器以及磁体,改善如下传感器的配置:在修正输出时,通过基于存储于存储器的值的高次多项式来计算测定角度的磁传感器、或者补偿输出的误差的传感器。作为设为这样的位置检测装置的在先技术文献,例如已知专利文献31、32。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:jp特开2015-116964号公报

专利文献2:国际公开第2014/148087号

专利文献3:jp特开2002-213944号公报

专利文献4:jp特开2014-209124号公报

专利文献5:jp专利第5708986号公报

专利文献6:jp特开2007-155668号公报

专利文献7:jp专利第5620989号公报

专利文献8:jp特开平6-310776号公报

专利文献9:jp专利第4138952号公报

专利文献10:jp专利第5083281号公报

专利文献11:jp专利第3474096号公报

专利文献12:jp专利第4863953号公报

专利文献13:jp专利第5638900号公报

专利文献14:jp特公平4-26227号公报

专利文献15:jp特开2004-172430号公报

专利文献16:jp特开2015-082633号公报

专利文献17:jp特开2015-108527号公报

专利文献18:jp专利第5961777号公报

专利文献19:美国专利申请公开第2015/0198678号说明书

专利文献20:美国专利第9151809号说明书

专利文献21:美国专利第8841776号说明书

专利文献22:美国专利第7906961号说明书

专利文献23:jp特开2006-234495号公报

专利文献24:jp特开2007-333489号公报

专利文献25:jp特表2005-521597号公报

专利文献26:jp专利第5062450号公报

专利文献27:jp专利第5062449号公报

专利文献28:jp特开2015-38507号公报

专利文献29:jp特开2015-41701号公报

专利文献30:jp特开2014-86677号公报

专利文献31:jp特开2009-150795号公报

专利文献32:jp特开2011-158488号公报



技术实现要素:

但是,在上述现有的磁传感器中,对于响应持续增大的高精度、高可靠性的要求不充分。

因此,本公开提供一种提高了精度或者可靠性的磁传感器。

为了解决上述课题,本公开所涉及的发明具备:输出第1检测信号的第1磁检测元件、输出第2检测信号的第2磁检测元件、以及被输入第1以及第2信号的检测电路。检测电路构成为:将n设为自然数,按第1信号的(1/16n)周期的每个区间修正第1信号。

本公开的磁传感器具有高精度或者高可靠性,因此例如作为车的舵角检测等中使用的磁传感器有用。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的磁传感器的框图。

图2a是使用了该磁传感器的第1旋转检测装置的示意图。

图2b是表示使用了该旋转检测装置的控制系统的一个例子的示意图。

图2c是使用了该磁传感器的第2旋转检测装置的示意图。

图2d是使用了该磁传感器的第2旋转检测装置的示意图。

图2e是该旋转检测装置所具备的另一磁体的示意图。

图2f是该旋转检测装置所具备的另一磁体的示意图。

图3是对该磁传感器的检测电路的第1动作进行说明的图。

图4是对该磁传感器的检测电路的第2动作进行说明的图。

图5是对该磁传感器的检测电路的第3动作进行说明的图。

图6是对检测该磁传感器的旋转的方法进行说明的图。

图7a是对该磁传感器的检测电路的第4动作进行说明的图,是对自动修正电路70e的动作进行说明的流程图。

图7b是对该磁传感器的检测电路的第4动作进行说明的图,是对修正的动作进行说明的概念图。

图7c是表示该磁传感器的输出的波形图。

图7d是对该磁传感器的检测电路的又一动作进行说明的图。

图8是表示第2实施方式所涉及的磁传感器的框图。

图9是磁阻元件以及检测电路的俯视图。

图10是磁传感器的主视图。

图11是本实施方式的第1变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图12是该磁传感器的俯视图。

图13是本实施方式的又一磁传感器的主视图。

图14是本实施方式的又一磁传感器的主视图。

图15是图13的磁传感器的立体图。

图16是图15的磁传感器的另一立体图。

图17是图8的磁阻元件的主视图。

图18是图17的磁阻元件所涉及的xviii-xviii线处的剖视图。

图19a是第3实施方式所涉及的磁传感器的俯视图。

图19b是该磁传感器的主视图。

图19c是该磁传感器的侧视图。

图20a是对该磁传感器的动作进行说明的图,是在磁传感器的左侧存在磁体的情况下的图。

图20b是对该磁传感器所涉及的磁体的位移位置与磁性矢量以及磁传感器的输出进行说明的图。

图21a是对该磁传感器的动作进行说明的图,是在磁传感器的右侧存在磁体的情况下的图。

图21b是对该磁传感器所涉及的磁体的位移位置与磁性矢量以及磁传感器的输出进行说明的图。

图22是第3实施方式的检测装置的立体图。

图23a是该检测装置的俯视图。

图23b是表示该检测装置所涉及的霍尔元件的输出的图。

图24是该检测装置所具备的磁传感器的框图。

图25是对本实施方式的又一磁传感器的制造方法进行说明的图。

图26是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图27是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图28是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图29是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图30是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图31是对该磁传感器的制造方法进行说明的图。

图32是该磁传感器的立体图。

图33是第4实施方式所涉及的检测装置的立体图。

图34a是该检测装置的一部分的俯视图。

图34b是第4实施方式的第1变形例所涉及的检测装置的立体图。

图34c是该检测装置的一部分的俯视图。

图34d是第4实施方式的第2变形例所涉及的检测装置的立体图。

图34e是该检测装置的一部分的俯视图。

图34f是第4实施方式的第3变形例所涉及的检测装置的立体图。

图34g是该检测装置的一部分的俯视图。

图35是第4实施方式的第4变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图36是第4实施方式的第5变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图37是第4实施方式的第6变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图38是第4实施方式的第7变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图39是第4实施方式的第8变形例所涉及的磁传感器的主视图。

图40是第4实施方式的第9变形例所涉及的磁传感器的主视图。

具体实施方式

以下,参照附图来对本公开的实施方式中的磁传感器进行说明。

(第1实施方式)

(磁传感器)

图1是第1实施方式所涉及的磁传感器的框图。

磁传感器100具备磁阻元件12、和与磁阻元件12电连接的检测电路10。

磁阻元件12具备:正弦第1磁阻元件12a、正弦第2磁阻元件12b、正弦第3磁阻元件12c以及正弦第4磁阻元件12d。进一步地,磁阻元件12具备:余弦第1磁阻元件12e、余弦第2磁阻元件12f、余弦第3磁阻元件12g以及余弦第4磁阻元件12h。各磁阻元件是被设置于硅等的基板上的、包含铁-镍合金的磁阻效应元件,根据从外部赋予的磁场的朝向以及大小的变化,电阻变化。

通过正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d来构成第1电桥电路wb1。即,第1电桥电路wb1是将正弦第1磁阻元件12a与正弦第3磁阻元件12c串联连接的电路、和将正弦第2磁阻元件12b与正弦第4磁阻元件12d串联连接的电路被并联连接而形成的。此外,第1电桥电路wb1的一个端部与电位vs连接,另一个端部与地线(图中的gnd)接地。

通过余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h来构成第2电桥电路wb2。即,第2电桥电路wb2是将余弦第1磁阻元件12e与余弦第3磁阻元件12g串联连接的电路、和将余弦第2磁阻元件12f与余弦第4磁阻元件12h串联连接的电路被并联连接而形成的。此外,第2电桥电路wb2的一个端部与电位vc连接,另一个端部与地线(图中的gnd)接地。

这里,第1电桥电路wb1相对于第2电桥电路wb2旋转45°而被配置。在另一表述中,第2电桥电路wb2相对于第1电桥电路wb1旋转45°而被配置。

这里,磁传感器100被配置于经由齿轮等而与作为被测定物的旋转部件(例如转向轴等)连结的磁体的附近。此时,根据从该磁体赋予的外部磁场(或者旋转磁场)的变化,各磁阻元件的电阻值发生变化。因此,从构成第1电桥电路wb1的正弦第1磁阻元件12a与正弦第3磁阻元件12c的连接部、和正弦第2磁阻元件12b与正弦第4磁阻元件12d的连接部,输出相位相差180°的正弦波状的2个信号。同时,从构成所述第2电桥电路wb2的余弦第1磁阻元件12e与余弦第3磁阻元件12g的连接部、和余弦第2磁阻元件12f与余弦第4磁阻元件12h的连接部,也输出相位相差180°的余弦波状的2个信号。另外,这是由于相对于从第1电桥电路wb1得到正弦波状的信号,从第2电桥电路wb2得到余弦波状的信号是第1电桥电路wb1相对于第2电桥电路wb2旋转45°旋转而被配置。

这里,将从第1电桥电路wb1输出的2个信号设为+sin信号、-sin信号,从所述第2电桥电路wb2输出的2个信号被记为+cos信号、-cos信号。

检测电路10具备输入+sin信号、-sin信号、+cos信号、-cos信号、并且对+sin信号、-sin信号、+cos信号、-cos信号进行放大、ad转换等各种信号处理的结构。另外,+sin信号、-sin信号、+cos信号、-cos信号在图1中分别被标记为sin+、sin-、cos+、cos-。

另外,能够将来自各磁阻元件的信号记载为“第1旋转信号”。

以下,对检测电路10的结构以及动作具体进行说明。

第1放大器14a对+sin信号进行放大。

第2放大器14b对-sin信号进行放大。

第3放大器14c对+cos信号进行放大。

第4放大器14d对-cos信号进行放大。

偏移量调整电路15分别与第1放大器14a、第2放大器14b、第3放大器14c以及第4放大器14d的输入级连接,分别进行调整以使得将+sin信号与-sin信号之间的中点电位差、+cos信号与-cos信号之间的中点电位差设为0。

第1差动放大器16a对从第1电桥电路wb1输出的+sin信号和-sin信号进行差动放大并生成包含2倍的振幅的sin信号。也可以将该sin信号记载为“第1信号”。

另外,能够将第1电桥电路wb1记载为第1磁阻元件,将来自第1电桥电路wb1的信号记载为第1检测信号。

第2差动放大器16b对从第2电桥电路wb2输出的+cos信号和-cos信号进行差动放大并生成包含2倍的振幅的cos信号。也可以将该cos信号记载为“第2信号”。

另外,能够将第2电桥电路wb2记载为第2磁阻元件,将来自第2电桥电路wb2的信号记载为第2检测信号。

增益调整电路17分别与第1差动放大器16a和第2差动放大器16b连接,对放大器的增益进行调整以使得被差动放大后的sin信号以及cos信号的振幅为规定的振幅。

通过该结构,不需要分别对放大器级进行偏移量/增益的调整,因此偏移量/增益调整都能够通过各一次来调整信号。这特别对电路的小型化作出贡献。

另外,若以另一表述来记载偏移量/增益调整,则例如能够如以下那样记载。

本实施方式的磁传感器100的修正方法具备:对电桥电路wb1、wb2的输出进行放大的第1步骤、对电桥电路wb1、wb2的输出的偏移量进行修正的第2步骤、对修正了偏移量的输出进行放大的第3步骤、和对修正了偏移量的输出的增益进行修正的第4步骤。

第1ad转换器18a以规定的取样周期对来自第1差动放大器16a的信号进行a/d转换,输出为sin信号(数字信号)。

第2ad转换器18b以规定的取样周期对来自第2差动放大器16b的信号进行a/d转换,输出为cos信号(数字信号)。

第1霍尔元件40a是对相对于设置检测电路10的电路基板垂直或者平行的方向的磁场具有检测灵敏度的霍尔元件,对所述外部磁场(旋转磁场)的方向以及大小的变化进行检测,输出检测信号。

第2霍尔元件40b是对相对于设置检测电路10的电路基板垂直或者平行的方向的磁场具有检测灵敏度的霍尔元件,对所述外部磁场(旋转磁场)的方向以及大小的变化进行检测,输出检测信号。

另外,能够将来自各霍尔元件的信号记载为“第2旋转信号”。

第1放大器42a对来自第1霍尔元件40a的信号进行放大。

第2放大器42b对来自第2霍尔元件40b的信号进行放大。

第1比较器44a将来自第1放大器42a的信号转换为作为矩形波信号的第1脉冲信号。

第2比较器44b将来自第2放大器42b的信号转换为作为矩形波信号的第1脉冲信号。

这里,第1霍尔元件40a相对于第2霍尔元件40b旋转90°而被配置(在另一表述中,第2霍尔元件40b相对于第1霍尔元件40a旋转90°而被配置)。因此,第1脉冲信号(在另一表述中为第1霍尔元件40a)以及第2脉冲信号(来自第2霍尔元件40b的信号)为相互具有90度的相位差的信号。

第1调节器60b向第1振荡器80a提供电位(第1电位)。此外,向第1霍尔元件40a、第2霍尔元件40b以及对来自各霍尔元件的信号进行处理的检测电路10内的放大器等提供电位(第1电位)。

第2调节器60c向第2振荡器80b提供电位(第1电位)。第2调节器60c提供霍尔元件的间歇动作(详细后述)中使用的电位。

第3调节器60a向磁阻元件12以及对来自磁阻元件12的信号进行处理的检测电路10内的放大器等提供电位(第1电位)。

运算电路70具备:角度检测电路70a、转速检测电路70b、偏移量温度特性修正电路70c、增益温度特性修正电路70d。

角度检测电路70a根据sin信号(数字信号)、cos信号(数字信号)、第1脉冲信号以及第2脉冲信号,检测所述磁体的旋转角并输出信号(vout)。具体而言,通过对sin信号和cos信号进行arctan运算从而检测旋转角。角度检测电路70a输出表示进行了arctan运算后的旋转角的角度信号。在另一表述中,角度检测电路70a输入sin信号(第1信号)和cos信号(第2信号)。角度检测电路70a对sin信号(第1信号)和cos信号(第2信号)进行转换并生成、输出角度信号(可记载为第3信号)。

另外,也可以将角度检测电路70a记载为arctan电路。

转速检测电路70b根据第1脉冲信号和第2脉冲信号来测量所述磁体的转速。后面对测量转速的方法进行叙述。

偏移量温度特性修正电路70c对由于各磁阻元件的电阻偏差等而导致在sin信号(数字信号)或者cos信号(数字信号)中产生的dc偏移量进行修正。后面对修正的方法进行叙述。

增益温度特性修正电路70d对由于各磁阻元件的温度变化而在sin信号(数字信号)或者cos信号(数字信号)中产生的增益(振幅)的偏移量进行修正。作为其方法,例如,预先测定sin信号(数字信号)或者cos信号(数字信号)根据温度如何变化,检测电路10内的存储器保持其测定值。然后,基于从温度传感器80d得到的温度信息,读取存储器内的测定值。然后,将从存储器读取的测定值与sin信号(数字信号)或者cos信号(数字信号)叠加。由此达成温度偏移量的修正。

第1振荡器80a是用于生成检测电路10中使用的内部时钟的振荡电路。第1振荡器80a中生成的内部时钟被用于磁阻元件12以及各霍尔元件的检测。

第2振荡器80b是用于生成检测电路10中使用的另一内部时钟的振荡电路。

这里,在第1振荡器80a生成的信号(在另一表述中为第1时钟信号)具有第1频率,第2振荡器80b生成的信号(在另一表述中为第2时钟信号)具有第2频率时,第2频率比第1频率低。

存储器80c保存所述转速检测电路70b中测量的转速、温度偏移量的修正中使用的测定值等。

(第1旋转检测装置)

图2a是使用了磁传感器100的旋转检测装置150(第1旋转检测装置)的示意图。

旋转检测装置150具备:磁传感器100、检测对象磁体142、支承检测对象磁体142的旋转轴144、支承旋转轴144的轴承146、使旋转轴144旋转的马达158。

(控制系统)

图2b是表示使用了图2a所示的旋转检测装置150的控制系统的一个例子的示意图。

控制系统具备:方向盘152、转向扭矩154、扭矩传感器156、马达158、磁传感器100、ecu160(电子控制装置)。驾驶员为了切换汽车的方向,若使方向盘152旋转,则连结的转向扭矩154在与旋转相同的方向上旋转。扭矩传感器156对伴随着方向盘152的旋转的输入轴、输出轴的相对旋转位移进行检测,将电信号发送给ecu160。马达158是用于辅助方向盘152与转向扭矩154的马达,进行用于驾驶员简单地切换汽车的方向的辅助。在马达158安装磁传感器100,通过检测马达的旋转角来控制马达。

(第2旋转检测装置)

图2c、图2d是使用了磁传感器100的、与图2a不同的旋转检测装置150b(第2旋转检测装置)的示意图。图中的z轴与旋转轴144的延伸方向一致。x轴以及y轴与z轴垂直,通过检测对象磁体142的中心。图2c是从y轴方向观察的示意图,图2d是从z轴方向观察的示意图。

旋转检测装置150b具备:磁传感器100、检测对象磁体142、支承检测对象磁体142的旋转轴144、上侧的磁传感器100、下侧的磁传感器100。另外,能够将“上侧”记载为“旋转轴144(图中的z轴)的正侧”。也可以将“下侧”记为“旋转轴144(图中的z轴)的负侧”。旋转轴144的宽度(沿着图中的x轴的方向的宽度)被记为d1。

检测对象磁体142被旋转轴144支承,具有与旋转轴144(图中的z轴)垂直的第1面142a、和与第1面142a对置的第2面142b。检测对象磁体142的沿着旋转轴144(图中的z轴)的方向的宽度被记为d2(d2的2倍)。检测对象磁体142的第1面142a侧是s极。检测对象磁体142的第2面142b侧是n极。在另一表述中,能够记载为“检测对象磁体142在与上侧的磁传感器100相向的面和与下侧的磁传感器100相向的面具有相反的极性”。检测对象磁体142在x轴的正侧和x轴的负侧具有相反的极性。

上侧的磁传感器100与第1面142a空出第1间隔(d1)而被设置。上侧的磁传感器100与旋转轴144空出第2间隔(d2)而被设置。在另一表述中,上侧的磁传感器100与旋转轴144之间的距离与旋转轴144的宽度相等。

下侧的磁传感器100与第2面142b空出第1间隔(d1)而被设置。下侧的磁传感器100与旋转轴144空出第2间隔(d2)而被设置。在另一表述中,下侧的磁传感器100与旋转轴144之间的距离与旋转轴144的宽度相等。

即,上侧的磁传感器100与旋转轴144之间的距离、和下侧的磁传感器100与旋转轴144之间的距离相等。进一步地,上侧的磁传感器100与检测对象磁体142之间的距离、和下侧的磁传感器100与检测对象磁体142之间的距离相等。此外,第1间隔(d1)比第2间隔(d2)小。作为一个例子,第1间隔(d1)是1mm,第2间隔(d2)是5mm。

然而,除了检测对象磁体142产生(也就是应检测的旋转磁场),还可能被施加噪声磁场。作为噪声磁场,例如存在来自马达的漏磁场。在这样对磁传感器施加噪声磁场的情况下,磁传感器对旋转磁场与噪声磁场的合成磁场进行检测。因此,在应检测的磁场的方向与噪声磁场的方向不同时,磁传感器的检测角度产生误差。

这里,在旋转检测装置150b中,上侧的磁传感器100和下侧的磁传感器100的各个输出信号中包含的噪声分量的正负的符号相反,因此通过获取上侧的磁传感器100与下侧的磁传感器100的输出的差动,能够将噪声磁场引起的噪声分量抵消。

(检测对象磁体)

另外,在旋转检测装置150或者旋转检测装置150b中,检测对象磁体142如图2e以及图2f所示,也可以被分割为2个。即,虽然记载为“检测对象磁体142的第1面142a侧是s极。检测对象磁体142的第2面142b侧是n极”,但该文中的检测对象磁体142也包含图2e以及图2f结构。另外,图中的z轴与旋转轴144的延伸方向一致。x轴以及y轴与z轴垂直,通过检测对象磁体142的中心。图2e是从y轴方向观察的示意图,图2f是从z轴方向观察的示意图。

(磁传感器的动作)

(第1动作,点火接通时)

图3是对本实施方式的磁传感器100所具备的磁传感器100的动作(第1动作)进行说明的图。图3是用于对在点火接通(以下,可能记为“igon”)的期间磁传感器100检测转向的活动的动作进行说明的流程图。

首先,在磁传感器100传感器启动(s300)之后,磁传感器100开始旋转角的检测(s302以及s303)。然后,磁传感器100的各磁阻元件执行旋转角检测的运算(s302)。然后,磁传感器100基于各霍尔元件的输出来执行象限辨别和转速检测这2个检测(s303)。通过以上的运算(s302和s303的运算)而得到的旋转角、转速等从磁传感器100向外部的微型计算机等发送。

(第2动作,点火断开时)

图4是对本实施方式的磁传感器100的另一动作(第2动作)进行说明的图。图4是用于对在点火断开(以下,可能记为“igoff”)的期间磁传感器100检测转向的活动的动作进行说明的流程图。

首先,在igoff时,控制命令信号被从设置于车体侧的控制系统(例如转向系统)向磁传感器100输入(s401)。然后,通过该控制命令信号被输入,从而磁传感器100移至间歇动作模式(在另一表述中为低耗电模式)(s402)。然后,磁传感器100在移至间歇动作模式时,保持通常时的转速(即移至间歇动作模式前的最终转速)(s403)。同时,将磁阻元件12以及用于来自磁阻元件12的信号处理的检测电路10的结构(例如,第1~第4放大器、偏移量调整电路15、增益调整电路17、第1、第2ad转换器等)休眠(即停止通电)(s404)。然后,磁传感器100使用各霍尔元件的输出信号,每一定时间仅检测被检测部件的转速(s405)。然后,磁传感器100将间歇动作模式中检测到的转速保持于存储器80c(s406)。然后,在igon时,控制命令信号被从设置于车体侧的控制系统(例如转向系统)输入到磁传感器100(s408)。然后,磁传感器100接受该控制命令信号并移至通常模式(s409)。然后,在移至通常模式时,仅使用一次各磁阻元件和各霍尔元件的信号,来检测此时的被检测部件的角度(s410、s411)。然后,将该检测结果和间歇动作模式开始时的转速(即移至间歇动作模式前的最终转速)同时发送给外部的微型计算机等。另外,所谓这里的“同时”,并不限定解释为2个输出在完全相同的时间被输出,包含在实质相同的时间被输出的情况。

另外,在间歇动作模式中,第2振荡器80b生成的第2时钟信号被用于检测电路10的各种动作(处理)。这由于是与间歇动作周期相匹配地来决定第2振荡器的频率因此耗电等的效率能够良好,此外通过使用2个振荡器从而能够进行振荡器的相互监视(诊断)。

(第3动作,点火断开时)

图5是用于对本实施方式的磁传感器所具备的检测电路10的又一动作(第3动作)进行说明的图。图5是用于对在点火断开的期间磁传感器100的各霍尔元件检测转向的活动的动作进行说明的波形图。

首先,一般地,在磁阻元件中,针对被检测部件的旋转角θ,得到包含sin2θ、cos2θ的波形的信号。因此,在仅具备磁阻元件的磁传感器中仅能检测到180度(在这样的磁传感器中,例如90度与270度为相同的信号,不能辨别)。

另一方面,一般地,在霍尔元件中,如图5所示,针对被检测部件的旋转角θ,得到包含sinθ、cosθ的波形的信号。因此,在具备霍尔元件的磁传感器中,能够检测到360度。

本实施方式的磁传感器100通过兼用磁阻元件和霍尔元件来以360度检测被检测部件的旋转角。

(检测旋转的方法)

图6是对本实施方式的磁传感器100检测旋转的方法进行说明的图。图6是用于对在点火断开的期间检测电路10的各磁阻元件检测转向的活动的动作进行说明的波形图。

首先,如编码器的a相、b相输出那样,生成来自各霍尔元件的信号被脉冲化的信号即第1脉冲信号和第2脉冲信号。

然后,第1脉冲信号和第2脉冲信号为了用于象限辨别,生成1(pulse/revolution)、4(counts/revolution)的信号。具体而言,在第1脉冲信号的上升以及下降时,确认第2脉冲信号的状态并进行计数。以下,对转速的计算例进行说明。

在从第1脉冲信号上升时第2脉冲信号为0的状态、第1脉冲信号下降时第2脉冲信号为high的状态,向第1脉冲信号上升时第2脉冲信号为0的状态迁移的情况下,检测为“正转+一圈”。

在按第1脉冲信号上升时第2脉冲信号为high、第1脉冲信号下降时第2脉冲信号为0、第1脉冲信号上升时第2脉冲信号为high的状态迁移的情况下,检测为“反转+一圈”。

通过该结构,在igoff期间检测活动的马达的旋转角的情况下,在再次成为igon时能够与以往相比以高精度、低电力检测。

(第4动作)

图7a以及图7b是用于对本实施方式的磁传感器100所具备的检测电路10的又一动作(第4动作)进行说明的图。图7a是用于对检测电路10修正来自磁阻元件12的输出的动作进行说明的图,图7a是对自动修正电路70e的动作进行说明的流程图,图7b是对修正的动作进行说明的概念图。

另外,磁传感器100的运算电路70搭载用于修正从磁阻元件12输出的sin信号、cos信号的“自动校正模式(第1修正模式或者主动修正模式)”和“温度特性修正模式(第2修正模式或者被动修正模式)”。

首先,对“温度特性修正模式(第2修正模式或者被动修正模式)”进行说明。

存储器80c分别针对从磁阻元件12输出的sin信号、cos信号,保存以多项式函数来近似偏移量的相对于温度的依赖性时的系数。此外,保存以多项式函数来近似a/d转换后的sin信号、cos信号各自的增益(即振幅)的相对于温度的依赖性时的系数。

偏移量温度特性修正电路70c通过使用从温度传感器80d输入的温度信息(数字信号)和保存于存储器80c的与偏移量的温度依赖性有关的系数来进行运算处理,从而修正sin信号/cos信号的偏移量的温度特性。

增益温度特性修正电路70d通过使用从温度传感器80d输入的温度信息(数字信号)和保存于存储器80c的与增益的温度依赖性有关的系数来进行运算处理,从而修正sin信号/cos信号的增益的温度特性。

接下来,对“自动校正模式(第1修正模式或者主动修正模式)”进行说明。

自动修正电路70e每当被检测部件旋转一圈,则生成/更新来自磁阻元件12的sin信号以及cos信号的偏移量以及增益的修正中使用的修正值。并且,使用被更新的修正值以使得来自磁阻元件12的sin信号以及cos信号始终成为一定的中点/振幅。这样的基于被检测部件旋转一圈的期间得到的来自磁阻元件12的信号来生成/更新修正值并且修正被检测部件旋转接下来的一圈的期间得到的来自磁阻元件12的信号的动作为“自动校正”的动作。

在自动校正打开时,始终保持来自磁阻元件12的sin信号以及cos信号的最大值vmax/最小值vmin(峰值保持,s703),在被旋转部件旋转一圈的时刻,针对偏移量进行(vmax+vmin)/2的运算,针对增益进行(vmax-vmin)的运算,生成修正偏移量/增益的修正值,分别进行更新(s705)。与此同时地,将vmax/vmin值复位为0(s706)。

然后,到接下来的一圈结束为止的期间,基于该被更新的偏移量/增益的值来修正sin信号以及cos信号。

然后,再次到接下来的一圈结束为止的期间始终持续保持vmax、vmin,以后反复相同的动作。

另外,是否旋转“一圈”的判定在arctan后的角度输出值从360度向0度跳跃时(正转)、或者从0度向360度跳跃时(反转)进行,但正转/反转的朝向与前一次值不同的情况下不视为“一圈”,在这样的情况下不进行修正值的更新。更具体如以下说明那样那个。

以下,参照图7b。在时刻a,在前一次正转(图7b的箭头1)、这次正转(图7b的箭头2)的情况下,视为“一圈”,自动修正电路70e进行更新修正值的动作。

此外,在时刻b,在前一次正转(图7b的箭头2)、这次正转(图7b的箭头3)的情况下,视为“一圈”,自动修正电路70e进行更新修正值的动作。

同样地,在前一次反转、这次反转的情况下,视为“一圈”,自动修正电路70e进行更新修正值的动作。

在时刻c,在前一次正转(图7b的箭头4)、这次反转(图7b的箭头5)的情况下,不视为“一圈”,自动修正电路70e不进行更新修正值的动作。

另外,虽说明为不进行更新修正值的动作,但也可以停止生成修正值的动作。

在时刻e,在前一次反转(图7b的箭头6)、这次正转(图7b的箭头7)的情况下,不视为“一圈”,自动修正电路70e不进行更新修正值的动作。

通过该结构,通过即使在存在磁传感器元件的sin信号以及cos信号的偏移量/增益(振幅)的经时变化的情况下也逐一更新调整值,能够始终设为一定的偏移量/增益(振幅)。同时,即使在被检测部件进行正转和反转这两方旋转的情况下,也能够正确地进行偏移量的更新。

另外,优选进行动作以使得“自动校正模式(第1修正模式或者主动修正模式)”为打开的状态下“温度特性修正模式(第2修正模式或者被动修正模式)”关闭,“自动校正模式(第1修正模式或者主动修正模式)”为关闭的状态下“温度特性修正模式(第2修正模式或者被动修正模式)”打开。在另一表述中,磁传感器100进行切换“自动校正模式(第1修正模式或者主动修正模式)”和“温度特性修正模式(第2修正模式或者被动修正模式)”的动作。通过该结构,在自动校正模式打开的状态下,由于对包含温度特性的全部经时变化进行修正,因此能够将温度特性修正模式设为关闭。另一方面,由于自动校正模式不更新修正值直到被旋转部件被旋转一圈,因此在未旋转一圈的应用、或者到旋转一圈为止的期间偏移量/增益值的变化较大的应用中,相比于自动校正模式更期望使用被动修正模式。

另外,在自动校正模式的说明中,说明了修正偏移量和增益这两方的情况,但并不局限于此。即,也可以是进行仅偏移量或者仅增益的修正的模式。

另外,在自动校正模式和温度特性修正模式的说明中,说明了针对来自磁阻元件的磁阻元件的sin信号以及cos信号进行修正的情况,但并不局限于此。但只要是根据被检测部件的旋转来输出sin信号以及cos信号的反应磁的元件则即可,可以不是磁阻。即,自动校正模式和温度特性修正模式能够用于针对磁元件的sin信号以及cos信号的修正。

另外,能够通过另一表述来表示自动校正模式中的自动修正电路70e的动作。具体而言如以下记载。自动修正电路70e在将从角度检测电路70a输出的角度信号从360度向0度变化时设为正转、将从0度向360度变化时设为反转时,在从正转变换为正转、或者从反转变化为反转时执行修正值的生成以及或者更新。

另外,能够通过又一表述来表示自动校正模式中的自动修正电路70e的动作。具体而言能够如下记载。

自动校正模式是包含如下步骤的旋转检测装置的修正方法:根据sin信号以及cos信号的差动信号来生成、更新修正值的第1步骤;检测被检测部件是按照“从正转向反转”还是“从反转向正转”的顺序旋转的第2步骤;在该第2步骤中检测为按照“从正转向反转”或者“从反转向正转”的顺序旋转的情况下停止第1步骤的第3步骤。

另外,自动修正电路70e能够具有又一修正模式(以下,能够将该修正模式记载为11.25修正模式。)。

图7c是表示磁传感器的输出的波形图。详细地,对表示角度检测电路70a进行了arctan运算后的旋转角的角度信号(能够记为第3信号)的畸变分量进行表示。在图7c中,横轴表示机械角,纵轴是表示角度检测电路70a进行了arctan运算之后的旋转角的角度信号中包含的畸变分量。根据图7c可理解,发明人发现角度信号的畸变分量(或者可记载为“畸变波形”、“畸变信号”等)具有约45deg的周期。

图7d是对11.25修正模式中的自动修正电路70e的动作进行说明的图。图7d的(a)是修正前的波形图,图7d的(b)是修正后的波形图。图7d的(a)中的黑点表示修正畸变分量的位置。

如图7d的(a)所示,11.25修正模式每11.25deg区间修正畸变分量。如之前说明那样,由于畸变分量具有约45deg的周期,因此通过每11.25deg区间进行修正,如图7d的(b)所示,可高精度地进行畸变分量的修正。

另外,也能够将“每11.25deg区间进行修正”表述为“每32区间(360deg/11.25deg=32区间)进行修正”。此外,也可以将32区间的倍数(64区间、96区间、128区间等)应用为用于修正的区间。也能够将11.25修正模式表述为“将n设为自然数,每磁阻元件12输出的(+sin等的)信号的(1/32n)周期的区间来修正该信号”。

另外,也能够将畸变波形的波峰彼此连结来进行修正。该情况下的自动修正电路70e优选进行动作以使得每22.50deg区间进行修正(每16区间(360deg/22.50deg=16区间)进行修正)。此外,也可以将16区间的倍数(32区间、48区间等)应用为用于修正的区间。

总结以上,能够如以下那样说明自动修正电路70e的动作。自动修正电路70e将n设为自然数,角度信号的周期的每(1/16n)周期的区间修正角度信号。

(第2实施方式)

(磁传感器)

图8是表示第2实施方式的磁传感器的框图。以下,对图8所示的磁传感器进行说明。

正弦第1磁阻元件12a的一端与正弦第2磁阻元件12b的一端连接于电位vs。

正弦第3磁阻元件12c的一端与正弦第4磁阻元件12d的一端连接于地线(图中的gnd)。

正弦第1磁阻元件12a的另一端经由布线100a1而与检测电路10连接。

正弦第2磁阻元件12b的另一端经由布线100a2而与检测电路10连接。

正弦第3磁阻元件12c的另一端经由布线100a3而与检测电路10连接。

正弦第4磁阻元件12d的另一端经由布线100a4而与检测电路10连接。

在另一表述中,正弦第1~第4磁阻元件各自的另一端经由布线100a1~100a4而与检测电路10连接。

在检测电路10的内部,形成正弦第1磁阻元件12a的另一端与正弦第3磁阻元件12c的另一端的连接点a(在另一表述中,为构成第1电桥电路wb1的中点a)。

连接点a(中点a)的信号被输入到第1放大器14a并放大,并被输入到第1差动放大器16a。

在检测电路10的内部,形成正弦第2磁阻元件12b的另一端与正弦第4磁阻元件12d的另一端的连接点b(在另一表述中,为构成第1电桥电路wb1的中点b)。

连接点b(中点b)的信号被输入到第2放大器14b并放大,并被输入到第1差动放大器16a。

余弦第1磁阻元件12e的另一端经由布线100b1而与检测电路10连接。

余弦第2磁阻元件12f的另一端经由布线100b2而与检测电路10连接。

余弦第3磁阻元件12g的另一端经由布线100b3而与检测电路10连接。

余弦第4磁阻元件12h的另一端经由布线100b4而与检测电路10连接。

在另一表述中,余弦第1~第4磁阻元件各自的另一端经由布线100b1~100b4而与检测电路10连接。

另外,布线例如是金属引线(引线接合)。

在检测电路10的内部,形成余弦第1磁阻元件12e的另一端与余弦第3磁阻元件12g的另一端的连接点c(在另一表述中,为构成第2电桥电路wb2的中点c)。

连接点c(中点c)的信号被输入到第3放大器14c并放大,并被输入到第2差动放大器16b。

在检测电路10的内部,形成余弦第2磁阻元件12f的另一端与余弦第4磁阻元件12h的另一端的连接点d(在另一表述中,为构成第2电桥电路wb2的中点d)。

连接点d(中点d)的信号被输入到第4放大器14d并放大,并被输入到第2差动放大器16b。

另外,能够将第2电桥电路wb2记载为第2磁阻元件,将来自第2电桥电路wb2的信号记载为第2检测信号。

对连接磁阻元件12和检测电路10的布线100a1~a4以及100b1~b4的断线检测进行说明。

在通常动作中,来自磁阻元件12的输入信号即接地点a、b、c以及d的电位为中点电位附近,其结果,第1放大器14a~第4放大器14d、第1差动放大器16a以及第1ad转换器18a输出在中点附近被输出。另一方面,在布线100a1~a4以及100b1~b4的任意一个被切断的情况下,磁阻元件12的切断位置的接地点固定于high(vs或vc)或low(gnd),因此第1放大器14a~第4放大器14d、第1差动放大器16a、第2差动放大器16b以及第1ad转换器18a、18b输出也被固定于high或low。其结果,诊断电路a90检测第1ad转换器18a或第2ad转换器18b的输出从通常动作范围偏离从而诊断为异常判定并输出异常信号。通过该结构,能够对磁阻元件12和检测电路10进行连接部的断线检测。

另外,虽说明了检测第1ad转换器18a或第2ad转换器18b的输出从通常动作范围(在另一表述中,可记载为规定的范围、规定的电压范围等)偏离从而诊断为异常判定并输出异常信号的情况,但并不局限于此。例如,也可以检测第1差动放大器16a或第2差动放大器的输出从通常动作范围偏离从而诊断为异常判定并输出异常信号。

另外,若以另一记载来表述图8的结构则能够如以下那样记载。具备:第1基板,具备包含第1~第4磁阻元件(正弦第1~4磁阻元件或者余弦第1~4磁阻元件)的电桥电路(wb1或者wb2);第2基板,具备与该第1~第4磁阻元件连接的检测电路10;和第1、2、3、4布线(100a1~100a4或者100b1~100b4),将第1、2、3、4磁阻元件各自的一端与检测电路10之间连接。这里,将电桥电路的中点设置于所述第2基板。

接下来,对磁阻元件12的电阻值异常检测进行说明。

磁阻元件12利用切换开关110a、110b经由电流检测电阻112a、112b通过连接或直接连接(没有电阻)从而与检测电路10内部的第3调节器60a连接。通常时,切换开关110a、110b选择与第3调节器60a直接连接的电流路径,仅在磁阻元件12的电阻值诊断时,成为切换开关110a、110b经由电阻112a、112b而与第3调节器60a连接的电流路径。这里,诊断电路b91与第3调节器60a连接,对电阻112a、112b的电阻两端的电压进行测定。或者,对流过各电阻的电流值进行测定。此时,在磁阻元件12中产生任何不良而电阻值产生异常的情况下,或者在vs以及vc的引线断线的情况下,流过电阻112a、112b的电流量偏离通常的范围。诊断电路b91通过偏离该范围来判定为产生异常,输出异常信号。通过该结构,能够进行磁阻元件12的电阻值异常以及与vs、vc的引线断线检测。即使在磁阻元件12的片电阻变化(即,构成电桥电路的4个磁阻元件的电阻同时变化)的情况下也能够检测故障。

另外,优选在选择经由电阻112a而与第3调节器60a连接的电流路径的期间(即,进行第1电桥电路wb1的诊断的期间)之后,设置选择经由电阻112b而与第3调节器60a连接的电流路径的期间(即,进行第2电桥电路wb的诊断的期间)。由此,由于向诊断电路b91依次输入流过第1电桥电路wb1的电流值和流过第2电桥电路wb2的电流值,因此能够在不增大诊断电路b91的电路规模的情况下,诊断第1电桥电路wb1和第2电桥电路wb2。

另外,也可以将切换开关110a记载为第1开关,将切换开关110b记载为第2开关,将电阻112a记载为第1电阻,将电阻112b记载为第2电阻。此外,也可以将不通过第1电阻112a而到达磁阻元件12的电气路径记载为第1电流路径,将通过第1电阻112a并到达磁阻元件12的电气路径记载为第2电流路径,将不通过第2电阻112b而到达磁阻元件12的电气路径记载为第3电流路径,将通过第2电阻112b并到达磁阻元件12的电气路径记载为第4电流路径。此外,诊断电路b91可以记载为连接于第2电流路径以及第4电流路径。此外,第2电流路径的电阻值比第1电流路径的电阻值大。第4电流路径的电阻值比第3电流路径的电阻值大。另外,能够以另一表述来记载诊断电路b91的动作。例如,能够如以下那样记载。

诊断电路b91实施的诊断方法是包含以下第1至第6步骤的方法。

第1步骤从第3调节器60a经由第1电流路径而向第1电桥电路wb1提供电位。

第2步骤从第3调节器60a经由(电阻比第1电流路径大的)第2电流路径而向第1电桥电路wb1提供电位。

第3步骤从第3调节器60a经由第3电流路径而向第2电桥电路wb2提供电位。

第4步骤从第3调节器60a经由(电阻比第3电流路径大的)第4电流路径而向第2电桥电路wb2提供电位。

第5步骤在第2步骤的电流值比规定的值大/小的情况下,生成错误信号。

第6步骤在第4步骤的电流值比规定的值大/小的情况下,生成错误信号。

另外,优选第2以及第5步骤、和第4以及第6步骤不是同时而是相互前后被实施。由此,由于向诊断电路b91依次输入流过第1电桥电路wb1的电流值和流过第2电桥电路wb2的电流值,因此能够在不增大诊断电路b91的电路规模的情况下,诊断第1电桥电路wb1和第2电桥电路wb2。

(磁传感器的结构)

图9是磁传感器100的俯视图。图10是磁传感器100的主视图。在图9中,省略一部分的结构。在图9中,记载了使用对与设置检测电路10的电路基板平行的方向的磁场进行检测的纵型霍尔元件的情况下的磁传感器100。另外,在以下的说明中,可能将正弦第1磁阻元件12a~12d统称为“第1磁阻元件组12i”,将余弦第1磁阻元件12e~12h统称为“第2磁阻元件组12j”。

磁传感器100具备:磁阻元件12、检测电路10、下垫板(diepod)130、引线134、密封树脂138、导线132。

在下垫板130,放置磁阻元件12以及检测电路10。

密封树脂138对磁阻元件12、检测电路10以及下垫板130进行密封。

导线132从密封树脂138延伸突出并进行与外部的电连接。

图9的直线l1通过正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d与余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h的大致中心。这里,第1霍尔元件40a与第2霍尔元件40b被设置为相对于直线l1相互线对称。更详细地,第1霍尔元件40a与第2霍尔元件40b被设置为相对于直线l1倾斜45°。在另一表述中,通过第1霍尔元件40a的大致中心的直线l3的通过大致中心的直线l4与正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d的任意所具有的磁阻图案平行。通过第2霍尔元件40b的大致中心的直线l5与正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d的任意所具有的磁阻图案平行。

此外,第2霍尔元件40b是将第1霍尔元件40a旋转90°的元件。

第1霍尔元件40a和第2霍尔元件40b都是对与设置检测电路10的电路基板平行的方向的磁场进行检测的纵型霍尔元件,因此优选设置于容易得到与电路基板平行的方向的磁场的电路基板的中心附近。

(第1变形例)

图11是本实施方式的第1变形例所涉及的磁传感器100a的主视图。图12是该磁传感器100a的俯视图。在图12中,省略一部分的结构。另外,在以下的说明中,可能将磁阻元件121所具有的正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d统称记载为“第1磁阻元件组121a”,将磁阻元件121所具有的余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h统称记载为“第2磁阻元件组121b”。同样地,可能将磁阻元件122所具有的正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d统称记载为“第1磁阻元件组122a”,将磁阻元件122所具有的余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h统称记载为“第2磁阻元件组122b”。另外,有时将检测电路10a记载为“第1电路基板”,将检测电路10b记载为“第2电路基板”。

磁传感器100a具备:磁阻元件121、磁阻元件122、检测电路10a、检测电路10b、下垫板130、引线134、密封树脂138、导线132a、导线132b。

在下垫板130,放置磁阻元件121、122以及检测电路10a、10b。

密封树脂138对磁阻元件121、122以及检测电路10a、10b以及下垫板130进行密封。

导线132a、132b从密封树脂138延伸突出并进行与外部的电连接。

检测电路10a被输入来自磁阻元件121的信号。检测电路10a的结构以及动作与检测电路10的结构以及动作相同。

检测电路10b被输入来自磁阻元件122的信号。检测电路10b的结构以及动作与检测电路10的结构以及动作相同。

磁阻元件121和磁阻元件122相对于图12的直线l1相互对称。或者,第1磁阻元件组121a的大致中心、第2磁阻元件组121b的大致中心、第1磁阻元件组122a的大致中心以及第2磁阻元件组122b的大致中心通过直线l2。这样,通过设置磁阻元件121和磁阻元件122,能够提高传感器的冗余度,因此可靠性提高。

此外,在接近于磁传感器100a的一侧,被设置为磁阻元件121的端面与检测电路10a的(第1电路基板的)端面一致。在另一表述中,在俯视下,磁阻元件121的端面和检测电路10a的(第1电路基板的)端面通过直线l3。

此外,在接近于磁传感器100a的一侧,被设置为磁阻元件122的端面与检测电路10b的(第2电路基板的)端面一致。在另一表述中,在俯视下,磁阻元件122的端面与检测电路10b的(第2电路基板的)端面通过直线l4。

此外,检测电路10a和检测电路10b分别具有与磁阻元件、导线电连接的电极组。这里,该电极组包含第1电极组126a和第2电极组126b。第1电极组126a以及第2电极组126b与直线l5、直线l6平行。这样,将电极组(以及与其连接的引线)远离直线l5(即各磁阻元件的中心)。由此,难以受到来自电极组(以及与其连接的引线)的干扰,磁传感器的精度提高。

(第2变形例)

图13是本实施方式的第2变形例所涉及的磁传感器100b的主视图。

磁传感器100b具备:磁阻元件121、磁阻元件122、检测电路10a、检测电路10b、下垫板130、引线134、密封树脂138、导线132a、132b。

磁传感器100b的磁阻元件122被配置于磁阻元件121上。这里,被配置为磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心大致一致。在另一表述中,磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心通过直线c1。通过这样,磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心接近,能够使从磁阻元件121和磁阻元件122得到的信号大致相同因此优选。

此外,磁传感器100b具有俯视下与磁阻元件122不重叠的部分136、在另一表述中,为从磁阻元件121突出的部分136。部分136是构成磁阻元件121的基板被延长的部分。在另一表述中,构成第1磁阻元件121的基板的宽度比构成第2磁阻元件122的基板的宽度长,比构成该第2磁阻元件122的基板的宽度长的部分是突出的部分136。部分136是用于得到为了设置引线134b的区域的部分,通过设置部分136,能够使磁阻元件121与磁阻元件122的中心大致一致,能够使从磁阻元件121与磁阻元件122得到的信号大致相同因此优选。另外,如图14所示,下垫板也可以被分割为下垫板130a、130b。该样的下垫板被分割的构造也能够采用于图11的磁传感器100a。

图15是磁传感器100b的立体图,图16是磁传感器100b的另一立体图。在图15中,将一部分的结构省略或者简单化。在图16中,从图15省略一部分的结构。

第1磁阻元件121具有第3电极组127a。第2磁阻元件122具有第4电极组127b。

第3电极组127a被设置于从第1磁阻元件121突出的部分136。第3电极组127a沿着直线l7排列。

第4电极组127b被设置于第2磁阻元件122。第4电极组127b沿着直线l8排列。这里,直线l7与直线l8相互平行。

另外,虽说明为将磁传感器100安装于用于辅助方向盘152和转向扭矩154的马达,但并不局限于此。例如,能够用于为了检测汽车的变速杆的杆位置。即,磁传感器100能够以单体独立使用。

另外,诊断电路a90可以是运算电路70的中的一部分。

(磁阻元件)

图17是图8所涉及的磁传感器中的磁阻元件的主视图,图18是图17的xviii-xviii线处的剖视图。

正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d以及余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h、接地端子(gnd)、vs、vc端子如图17所示那样而被配置。

此外,图18所涉及的磁阻元件在硅基板181上形成二氧化硅层190,在二氧化硅层190上选择性地形成mr层185以及第1保护层183。这里,mr层的厚度是t1,宽度是w。厚度t1与图10中说明的t1相同。在mr层185以及第1保护层183上,形成由多晶的二氧化硅而成的第2保护层184。并且,第2保护层184的一部分被去除直到到达二氧化硅层190并形成孔部p2,依次形成ti层187以及布线层189以使得填充该孔部p2。此外,在第2保护层184的表面p1与孔部p2之间形成阶梯差。第1保护层183具有作为耦合层的功能。

(第3实施方式)

(磁传感器)

图19a~c是表示第3实施方式所涉及的磁传感器100d的图。图19a表示磁传感器100d的俯视图,图19b表示磁传感器100d的主视图,图19c表示磁传感器100d的侧视图。

在图19a~c中,将一部分的结构省略或者简单化。

磁传感器100d具备:第1磁阻元件组121a、第2磁阻元件组122b、检测电路10a(10b)、第1基板201a、第2基板201b、第3基板201c、第4基板201d。另外,如已经说明那样,将正弦第1磁阻元件12a~正弦第4磁阻元件12d统称记为“第1磁阻元件组121a(或者第1磁阻元件组122a)”,将余弦第1磁阻元件12e~余弦第4磁阻元件12h统称记为“第2磁阻元件组121b(或者第2磁阻元件组122b)”。

在第1基板201a上设置第1磁阻元件组121a。

在第2基板201b上设置第2磁阻元件组121b。第2基板201b具有:比第1基板201a厚的第1部分201b1、从该较厚的部分延伸并与第1基板201a重叠的第2部分201b2。第2磁阻元件组121b被设置于该重叠的第2部分201b2。

在第3基板201c上设置第1磁阻元件组122a。第3基板201c具有:比第2基板201b厚的第1部分201c1、和从该较厚的部分延伸并与第2基板201b重叠的第2部分201c2。第1磁阻元件组122a被设置于该重叠的第2部分201c2。

在第4基板201d上设置第2磁阻元件组122b。第4基板201d具有:比第4基板201d厚的第1部分201d1、和从该较厚的部分延伸并与第3基板201c重叠的第2部分201d2。第2磁阻元件组122b被设置于该重叠的第2部分201d2。

第1基板201a和第2基板201b沿着y轴(第2轴)排列。第3基板201c和第4基板201d沿着x轴(第1轴)排列。x轴与y轴相互正交。由此,由于各基板的至少一部分在俯视下露出,因此能够设置用于将各基板与检测电路10a(10b)电连接的电极203。在另一表述中,由于各基板的至少一部分在俯视下露出,因此能够设置用于将各基板与检测电路10a(10b)电连接的电极203。

第2基板201b、第3基板201c以及第4基板201d分别被放置于安装基板上。在本实施方式中,安装基板是设置检测电路10a、10b的电路基板。并且,第2基板201b的第1部分201b1、第3基板201c的第1部分201c1以及第4基板201d的第1部分201d1分别具有相对于该安装基板以规定的角度θ倾斜的部分。这里,θ是45~55度。

第1基板201a、第2基板201b的第2部分201b2、第3基板201c的第2部分201c2以及第4基板201d的第2部分201d2是相互大致相同的厚度。

第2基板201b的第2部分201b2、第3基板201c的第2部分201c2以及第4基板201d的第2部分201d2部分能够通过使用了碱性湿式各向异性蚀刻液(例如,koh(氢氧化钾水溶液)、tmah(氢氧化四甲铵水溶液)等)的硅各向异性蚀刻来去除硅基板的一部分从而形成。

第1磁阻元件组121a以及第2磁阻元件组122b的中心在俯视下大致一致。在另一表述中,第1磁阻元件组121a以及第2磁阻元件组122b的至少一部分在俯视下重叠(至少一部分在俯视下重叠)。通过该结构,由于第1磁阻元件组121a与第2磁阻元件组121b的中心位置大致一致,因此在第1磁阻元件组121a输出的sin信号与第2磁阻元件组121b输出的cos信号之间能够抑制相位偏移。因此,可减少磁传感器的100d的角度误差。进一步地,也能够抑制第1磁阻元件组121a、第2磁阻元件组121b输出的角度信号与第1磁阻元件组122a、第2磁阻元件组122b输出的角度信号之间的相位偏移。因此,磁传感器的100d的冗余度提高。

另外,到此为止,说明了本实施方式的磁传感器能够检测角度,但并不局限于此。例如,能够检测物体的直线位移。对这点详细进行说明。

(检测动作)

图20a、b、图21a、b是对使用本实施方式的磁传感器来检测物体的直线位移的情况下的检测动作进行说明的图。图20a、b表示在磁传感器100的左侧存在检测直线位移的磁体的情况,图21a、b表示在磁传感器100的右侧存在检测直线位移的磁体的情况。

对图20a、b中的动作进行说明。

若磁体在位移轴方向的+amm移动则对磁传感器100输入-90deg的磁性矢量角,相反地,若磁体在位移轴方向的-amm移动则对磁传感器100输入+90deg的磁性矢量角。通过这样的轴方向移动,向磁传感器100输入的磁性矢量角为图20b的左图的磁体的位移位置与磁性矢量的关系。伴随着该磁体的移动的磁传感器100的输出通过运算(arctan)第一电路块与第二电路块的输出,矢量角得到图20b的右图这样的相对于磁体的位移位置大致线性的输出。

图21a、b中的动作是,若磁体在位移轴方向的+amm移动,则对磁传感器100输入+90deg的磁性矢量角,相反地,若磁体在位移轴方向的-amm移动,则对磁传感器100输入-90deg的磁性矢量角。通过这样的轴方向移动,向磁传感器100输入的磁性矢量角为图21b的左图的磁体的位移位置与磁性矢量的关系。伴随着该磁体的移动的磁传感器100的输出通过运算(arctan)第一电路块和第二电路块的输出,矢量角得到图21b的右图这样的相对于磁体的位移位置大致线性的输出。因此,在图20a、b的配置和图21a、b的配置中,可得到磁传感器100的输出变化为相反的特性。

(检测装置)

图22是使用了本实施方式的磁传感器100的检测装置230的示意图。检测装置230具备:壳体231、引导部232、检测对象磁体233、轴234(轴234也能够记载为变速杆)、磁传感器100。

壳体231具有规定的形状的狭缝236。

狭缝236具有沿着直线l231(直线l231可记载为第1直线)、直线l232(直线l232可记载为第2直线)的部分。直线l231与直线l232相互并行。在图22中,狭缝236是h型。在狭缝236的内壁设置引导部232。“引导部”可记载为“凹槽”。

检测对象磁体233被配置为可沿着引导部232在狭缝236移动。在另一表述中,检测对象磁体233能够沿着直线l232以及直线l231移动。此外,直线l232以及直线l231也能够记载为检测对象磁体233移动的轨迹。此外,能够将这样的直线l232、直线l231、或者检测对象磁体233移动的轨迹记载为“检测线”(或者也能够简记为“线”。若使用“线”的记载,则壳体231具有相互平行的第1、第2检测线)。

另外,也可以检测对象磁体233的一部分嵌入于引导部232,也可以将检测对象磁体233由树脂等覆盖,该树脂的一部分嵌入于引导部232。或者,也可以轴234设为杆机构的结构,设为通过与杆机构连结的链接机构从而检测对象磁体233移动的结构。

轴234与检测对象磁体233连结,通过用户进行操作从而检测对象磁体233沿着引导部232移动。

磁传感器100被安装于壳体231,被配置于直线l231、直线l232之间,通过图20a、b、图21a、b中说明的动作来检测检测对象磁体233的直线位移。

图23a、b是从上表面观察图22的一部分的图。在图23a、b中,省略不需要说明的结构。此外,通过直线l231、直线l232的中间的直线被记载为直线l241。这里,直线l241与直线l231平行,可记载为处于距直线l231以及直线l232相等的距离的直线。

在检测装置230中,第1磁阻元件组12i和第2磁阻元件组12j被设置于夹着直线l241的位置。或者,在另一表述中,在直线l241通过的位置设置磁阻元件12。另一方面,第1霍尔元件40a、第2霍尔元件40b被设置于直线l241不通过的位置。或者,在另一表述中,第1霍尔元件40a、第2霍尔元件40b距直线l241隔着一定的距离而被设置。

通过该结构,关于磁阻元件,即使在检测对象磁体233处于直线l231、直线l232的任何直线上的情况下,到各磁阻的大致中心和各直线为止的距离也相同,因此从各磁阻输出的信号的大小几乎一定。例如,在图23a中,在检测对象磁体233处于a点时和处于c点时,从各磁阻输出的信号的大小相同。即,即使在检测对象磁体233在磁传感器100的左右的任何方向上分离的情况下,也能够高精度地对检测对象磁体233的位置进行检测。

另一方面,如图23b所示,关于各霍尔元件,相比于检测对象磁体233在直线l232上移动时,检测对象磁体233在直线l231上移动时,检测对象磁体233通过更接近于第1霍尔元件40a、第2霍尔元件40b的位置。这里,从外部赋予的磁场强度越大,霍尔元件输出越大的信号。因此,检测对象磁体233在直线l231上移动时各霍尔元件输出的信号比检测对象磁体233在直线l232上移动时各霍尔元件输出的信号大。

因此,对于各霍尔元件输出的信号,例如通过进行阈值判定,能够辨别检测对象磁体233在磁传感器100的左右的哪个方向分离。在另一表述中,能够辨别检测对象磁体233处于磁传感器100的左右的哪个方向。

图22中说明的磁传感器100能够如以下那样表述。磁传感器100具备被输入来自磁阻元件和霍尔元件的信号的检测电路。这里,该检测电路具有输出端子(图24的vout),对从磁阻元件输入的信号实施从放大、ad转换、偏移量修正、温度特性修正选择的至少1个处理并作为输出信号向外部输出。进一步地,在从霍尔元件输入的信号比规定的阈值大的情况下,输出第1中断信号的中断输出端子(图24的int)。这里,第1中断信号是表示检测对象磁体233相对于磁传感器100在第1方向远离的信号。

此外,也可以在从霍尔元件输入的信号比所述规定的阈值小的情况下,输出第2中断信号。第2中断信号是表示检测对象磁体233相对于磁传感器100,在与第1方向相反的第2方向远离的信号。

此外,第1、2中断信号如图24所示,生成设置于检测电路10的中断产生器80e。中断产生器80e从运算电路70接受来自各霍尔元件的信号,对该信号进行阈值判定,从而生成第1、2中断信号。另外,也可以将“中断产生器80e”记载为“中断生成部”。

尽管,在图13中,说明了磁阻元件122被配置于磁阻元件121上的(被配置为磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心大致一致的)磁传感器100b,但能够使磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心大致一致的结构并不局限于此。

在图26至图32中,说明为了使磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心大致一致而可采用的另一磁传感器100e。这里,在图25至图31中,说明磁传感器100e的制造方法。图32是磁传感器100e的立体图。

(磁传感器的制造方法)

首先,如图25所示,磁传感器100e的下垫板130a、下垫板130b通过连结部251而连结。

接下来,如图26所示,在下垫板130a上配置检测电路10a。在下垫板130b上配置检测电路10b。

接下来,如图27所示,在检测电路10a上配置磁阻元件121。在检测电路10b上配置磁阻元件122。

接下来,如图28所示,将检测电路10a与磁阻元件121、检测电路10a与导线132a、检测电路10b与磁阻元件122、以及检测电路10b与导线132b之间分别通过引线134来电连接。

接下来,如图29所示,通过密封树脂138来对磁阻元件121、122等进行树脂铸模。

接下来,如图30所示,将连接条291(tiebar291)的一部分切去后将导线132a、132b折弯。

接下来,如图31所示,将剩余的连接条291(tiebar291)切去,将连结部251折弯从而成为图32的磁传感器100e。

通过该构造,能够高精度地将磁阻元件121的中心与磁阻元件122的中心接近,能够使从磁阻元件121和磁阻元件122得到的信号大致相同因此优选。

由于经由以上说明的制造工序来形成磁传感器100e,因此具有以下的特征。

与检测电路10b电连接的导线132b被从密封树脂138的第1面321引出,与检测电路10b电连接的导线132a被从与密封树脂138的第1面321对置的第2面323引出。这里,与检测电路10a连接的导线132a相比于与检测电路10b连接的导线132b,从密封树脂138的底面在更低的位置被引出。在另一表述中,与检测电路10a连接的导线132a和与检测电路10b连接的导线132b从密封树脂138的底面(或者上表面)以相互不同的高度被引出。另外,在图32中,该高度之差被记为“w1”。

连结部251被从与第1面321以及第2面323垂直的第3面325引出,是拱形状的形状。另外,连结部251的形状并不局限于拱形状,例如,在将连结部251折弯后切出其一部分的情况下,也能够成为拱形在中途被切断的形状(拱形的顶部缺损的形状)。即,连结部251能够表述为包含从第3面325的至少2个位置引出的部分。此外,在连结部251形成的拱形下(在另一表述中,为从连结部251的第3面325引出的2个位置之间),如图32的点划线l1所示,在密封树脂138能够残留边界。边界是图31中说明的将密封磁阻元件121的密封树脂138与密封磁阻元件122的密封树脂138粘合的痕跡残留的部分。这里,所谓“边界”,能够指残留于树脂的线、以及/或者在树脂的一部分产生间隙的状态。此外,“边界”的位置能够记载为下垫板130a与下垫板130b之间。

从与引出连结部251的第3面325对置的第4面327,引出将下垫板130a、130b与连接条291之间连结的支承部281。

另外,在上述图25至30所涉及的实施例的详细说明中,设为在配置于下垫板130上的检测电路(10a、10b)上配置磁阻元件(121、122)的结构,但也可以设为在配置于下垫板130上的磁阻元件(121,122)上配置检测电路(10a、10b)的结构。在该结构中,具有通过磁阻元件121与磁阻元件122的距离接近,从而输入到磁阻元件的检测磁场变得近似且输出的信号的一致性更加提高的效果。

尽管,图22中说明了使用本实施方式的磁传感器100的检测装置230,但检测装置的结构并不局限于此。

(第4实施方式)

图33是第4实施方式所涉及的(位置)检测装置260的立体图。图34a是检测装置260的一部分的俯视图。另外,在图34a中适当省略记载不需要说明的结构。在图34a中,(a)是表示检测装置260的一部分的上表面的图,(b)是链接机构263以及轴264的放大图,(c)是检测对象磁体268的放大图。

检测装置260具备:壳体261、引导部262、链接机构263、轴264(轴264也可记载为变速杆)、磁传感器100。

壳体261具有规定的形状的狭缝266。

狭缝266具有沿着直线l261(直线l261可记载为第1直线)、直线l262(直线l262可记载为第2直线)的部分。直线l261与直线l262相互并行。在图33中,狭缝266是h型。在狭缝266的内壁设置引导部262。“引导部”可记为“凹槽”。

轴264与链接机构263连结。通过用户操作轴264从而链接机构263(更准确地为构成链接机构263的部件的一部分)沿着引导部262移动。

链接机构263具备:与轴264连接的支承部263a、与支承部263a连接的第1可动体263b、与第1可动体263b连接的条带263c、与条带263c连接的第2可动体263d、与第2可动体263d连接的检测对象磁体268。

支承部263a被配置为可沿着引导部262在狭缝266移动。在另一表述中,支承部263a可沿着直线l262以及直线l261移动。此外,直线l262以及直线l261也能够记载为支承部263a移动的轨迹。此外,能够将这样的直线l262、直线l261或者支承部263a移动的轨迹记载为“检测线”(或者也能够简记为“线”。若使用“线”的记载,则壳体261具有相互平行的第1、第2检测线)。

第1可动体263b构成为将支承部263a的上下移动转换为旋转移动。此外,通过左右移动,以第1可动体263b的旋转量变化的形状构成为剖面的支承部263a侧的内周侧较宽且外周侧较窄的梯形形状。

条带263c由将第1可动体263b与第2可动体263d连接且将第1可动体263b的旋转运动传递到第2可动体263d的条带构成。

第2可动体263d是接受条带263c的动力传递并进行旋转运动的结构,设为圆柱形状。此外,通过检测对象磁体268被连接,向磁传感器100赋予检测对象磁体268的磁场变化。这样,构成为在轴264(变速杆)结合链接机构263并且通过轴264的左右移动从而第2可动体的旋转量变化。由此,在b位置和d位置,磁铁的旋转角产生差。其结果,通过一个磁传感器100能够进行从a位置到d位置的位置判定。

另外,这样的链接机构263可被记为“变速带轮”。

另外,在使用这样的链接机构263的情况下,磁传感器100的霍尔元件(以及来自霍尔元件的输出的检测中使用的电路的结构)不是必须的。

(第1变形例)

图34b是本实施方式的第1变形例所涉及的(位置)检测装置290的立体图。图34c是检测装置290的一部分的俯视图。另外,在图34c中适当省略记载不需要说明的结构。

检测装置290具备:壳体261、引导部262、链接机构263、轴264(轴264也可记载为变速杆)、磁传感器。

壳体261具有规定的形状的狭缝266。

狭缝266具有沿着直线l261(直线l261也可记载为第1直线)、直线l262(直线l262也可记载为第2直线)的部分。直线l261与直线l262相互并行。在图33中,狭缝266是h型。在狭缝266的内壁设置引导部262。“引导部”可记为“凹槽”。

轴264与链接机构263连结。通过用户操作轴264从而链接机构263(更准确地,为构成链接机构263的部件的一部分)沿着引导部262移动。

链接机构263具备:支承部、与支承部连动的轴272、与轴272连动的齿轮270、被齿轮270支承的检测对象磁体268。

支承部263a被配置为可沿着轴272在狭缝266移动。在另一表述中,支承部263a可沿着直线l262以及直线l261移动。此外,直线l262以及直线l261也能够记载为支承部263a移动的轨迹。此外,能够将这样的直线l262、直线l261或者支承部263a移动的轨迹记载为“检测线”(或者也能够简记为“线”。若使用“线”的记载,则壳体261具有相互平行的第1、第2检测线)。

齿轮270与从支承部263a的空挡侧c向主侧a的移动连动,在图中的箭头a1所示的方向移动。通过该移动,主侧的磁传感器100的齿轮270(检测对象磁体268)之间的距离、或者空挡侧的磁传感器100的齿轮270(检测对象磁体268)之间的距离变化。此外,齿轮270与轴272连动旋转。详细地,通过支承部263a的ab间的移动或者支承部263a的ed间的移动,轴272沿着图中的箭头a2的方向移动。与该轴272的移动连动地,齿轮270旋转。

另外,通过磁传感器100来检测齿轮270(检测对象磁体268)的旋转的机构与图2c的旋转检测装置150b相同。因此,也能够记载为检测装置290具备图2c的旋转检测装置150b。

表1按照每个支承部263a的位置表示检测装置290所具备的磁传感器100的输出。

[表1]

能够使用磁传感器100的霍尔元件的输出来判断支承部263a(或者轴264)处于主侧还是支承部263a(或者轴264)处于空挡侧。详细地,在支承部263a处于主侧时,主侧的磁传感器100与齿轮270(检测对象磁体268)之间的距离变小,因此主侧的磁传感器100所具备的霍尔元件的输出变为high。因此,在霍尔元件的输出为high时能够确定为支承部263a(轴264)的位置是ab的任意位置。此时进一步通过使用主侧的磁传感器100的输出能够确定支承部263a(轴264)处于ab的哪个。

另一方面,在支承部263a处于空挡侧时,主侧的磁传感器100与齿轮270(检测对象磁体268)之间的距离变大,因此主侧的磁传感器100所具备的霍尔元件的输出为low。因此,主侧的磁传感器100所具备的霍尔元件的输出为low时能够确定为支承部263a(轴264)的位置是特定的位置cde的任意。此时,进一步通过使用空挡侧的磁传感器100的输出能够确定支承部263a(轴264)处于cde的哪个。

进一步地,由于主侧的磁传感器100的输出与空挡侧的磁传感器100的输出之间一直存在180度的差,因此检测装置290通过监视2个输出的差异是否为180度,能够监视检测装置290是否存在异常。由此,检测装置290具有较高的可靠性。

(第2变形例)

图34d是本实施方式的第2变形例所涉及的(位置)检测装置292的立体图。图34e是检测装置292的一部分的俯视图。另外,在图34d中适当省略记载不需要说明的结构。

检测装置292具备:壳体261、引导部262、链接机构263、轴264(轴264也可记载为变速杆)、磁传感器100。

壳体261具有规定的形状的狭缝266。

狭缝266具有沿着直线l261(直线l261可记载为第1直线)、直线l262(直线l262可记载为第2直线)的部分。直线l261与直线l262相互并行。在图34d中,狭缝266是h型。在狭缝266的内壁设置引导部262。“引导部”可记为“凹槽”。

轴264与链接机构263连结。通过用户操作轴264从而链接机构263(更准确地,为构成链接机构263的部件的一部分)沿着引导部262移动。

链接机构263具备:支承部、与支承部连动的轴272、被轴272支承的检测对象磁体268。

支承部被配置为可沿着轴272在狭缝266中移动。在另一表述中,支承部263a可沿着直线l262以及直线l261移动。此外,直线l262以及直线l261也能够记载为支承部263a移动的轨迹。此外,能够将这样的直线l262、直线l261或者支承部263a移动的轨迹记载为“检测线”(或者也能够简记为“线”。若使用“线”的记载,则壳体261具有相互平行的第1、第2检测线)。

轴272与从支承部263a的空挡侧向主侧的移动连动,在图中的箭头a1所示的方向移动。通过该移动,主侧的磁传感器100的检测对象磁体268之间的距离、或者空挡侧的磁传感器100的检测对象磁体268之间的距离变化。

此外,检测对象磁体268与轴272连动旋转。详细地,由于轴272具有曲柄形状,因此通过支承部263a的ab间的移动或者支承部263a的ed间的移动,轴272沿着图中的箭头a2的方向移动。与该轴272的移动连动地,检测对象磁体268旋转。

另外,通过磁传感器100来检测检测对象磁体268的旋转的机构的检测对象磁体被分离为2个,但基本的结构与图2b的旋转检测装置150b相同。通过设为检测对象磁体分离的结构,空挡侧的磁传感器100与主侧的磁传感器100能够分别配置于检测对象磁体268的中心。由此,检测装置292具有较高的检测精度。

由于检测装置292所具备的磁传感器100的输出与表1所示的相同,因此能够与检测装置290同样地,根据磁传感器100的输出来确定支承部263a(轴264)的位置。

(第3变形例)

图34f是本实施方式的第3变形例所涉及的(位置)检测装置296的立体图。图34g是检测装置296的一部分的俯视图。另外,在图34f中,适当省略记载不需要说明的结构。

检测装置296具备:壳体261、引导部262、链接机构263、轴264(轴264也可记载为变速杆)、磁传感器100。

壳体261具有规定的形状的狭缝266。

狭缝266具有沿着直线l261(直线l261可记载为第1直线)、直线l262(直线l262可记载为第2直线)的部分。直线l261与直线l262相互并行。在图34f中,狭缝266为h型。在狭缝266的内壁设置引导部262。“引导部”可记为“凹槽”。

轴264与链接机构263连结。通过用户操作轴234,从而链接机构263(更准确地,为构成链接机构263的部件的一部分)沿着引导部262移动。

链接机构263具备:支承部、与支承部连动的轴272、被轴272支承的检测对象磁体268。

支承部被配置为可沿着轴272在狭缝266中移动。在另一表述中,支承部263a可沿着直线l262以及直线l261移动。此外,直线l262以及直线l261也能够记载为支承部263a移动的轨迹。此外,也能够将这样的直线l262、直线l261或者支承部263a移动的轨迹记载为“检测线”(或者也能够简记为“线”。若使用“线”的记载,则壳体261具有相互平行的第1、第2检测线)。

轴272与从支承部263a的空挡侧向主侧的移动连动地,在图中的箭头a1所示的方向移动。通过该移动,主侧的磁传感器100的检测对象磁体268之间的距离、或者空挡侧的磁传感器100的检测对象磁体268之间的距离变化。

此外,检测对象磁体268与轴272连动旋转。详细地,由于轴272具有曲柄形状,因此通过支承部263a的ab间的移动或者支承部263a的ed间的移动,轴272沿着图中的箭头a2的方向旋转。与该轴272的移动连动地,检测对象磁体268旋转。

由于检测装置296所具备的磁传感器100的输出与表1所示的相同,因此能够与检测装置290同样地,根据磁传感器100的输出来确定支承部263a(轴264)的位置。进一步地,检测装置296具备隔着基板274而位于相反侧的主侧的磁传感器100和空挡侧的磁传感器100,2个磁传感器仅通过一个就能够对检测对象磁体268进行检测,因此作为检测装置能够提供小型的装置。并且,由于与磁传感器输出之间一直存在180度的差,因此通过监视2个输出的差异是否为180度,能够监视检测装置290中是否存在异常。由此,检测装置290具有较高的可靠性。

另外,图10、图11等中说明了磁传感器的主视图,图35至图40中详细说明下垫板130、检测电路10a、10b、磁阻元件121、122的连接构造。

图中,厚度t1是第1树脂351的厚度。厚度t2是检测电路10a、10b的厚度。厚度t3是下垫板130与检测电路10a、10b之间的第2树脂352的厚度。厚度t4是磁阻元件121、122的厚度。厚度t5是磁阻元件与第3树脂353之间的第2树脂352的厚度。厚度t6是第3树脂353与密封树脂138之间的第3树脂353的厚度。

(第4变形例)

图35是本实施方式的第4变形例所涉及的磁传感器100g的主视图。

磁传感器100g具备:下垫板130、检测电路10a、10b、磁阻元件121、122、导线132a、132b、引线134、134b、密封树脂138、第1树脂351、第2树脂352、第3树脂353。

第1树脂351是将下垫板130与检测电路10a、10b之间连接的材料。详细地,第1树脂351是包含环氧材料的芯片粘接材料。这里,第1树脂351的弹性率设为8gpa。

第2树脂352是将检测电路10a、10b与磁阻元件121、122之间连接的材料。详细地,第2树脂352是包含硅系的材料的芯片粘接材料。这里,第2树脂352的弹性率设为5mpa。

第3树脂353是将磁阻元件121、122与密封树脂138之间连接的材料。详细地,第3树脂353是芯片涂敷材料。这里,第3树脂353的弹性率设为20mpa。

第2树脂352的弹性率比第1树脂351的弹性率小。第3树脂353的弹性率比第2树脂352的弹性率大。

厚度t3比厚度t1大。厚度t3比厚度t5大。厚度t6比厚度t5大。

第2树脂352覆盖磁阻元件121、122。第2树脂352的端部e1在比磁阻元件122更靠外侧,与检测电路10b的上表面相接。

第3树脂353覆盖第2树脂352。第3树脂353的端部e2与检测电路10b的侧面相接。

(第5变形例)

图36是本实施方式的第5变形例所涉及的磁传感器100h的主视图。以下,以与图35的磁传感器100g的不同为中心来进行说明。

磁传感器100h具备:下垫板130、检测电路10a、10b、磁阻元件121、122、导线132a、132b、引线134、134b、密封树脂138、第1树脂351、第2树脂352、第3树脂353。以与图35的磁传感器100g的不同为中心来进行说明。

第2树脂352覆盖磁阻元件121、122的下表面和一部分。第2树脂352的端部e3、端部e4与磁阻元件122的侧面相接。

(第6变形例)

图37是本实施方式的第6变形例所涉及的磁传感器100i的主视图。以下,以与图35的磁传感器100g的不同为中心来进行说明。

磁传感器100i具备:下垫板130、检测电路10a、10b、磁阻元件121、122、导线132a、132b、引线134、134b、密封树脂138、第1树脂351、第2树脂352、第3树脂353。

第2树脂352覆盖磁阻元件121、122的下表面。第2树脂352的端部e3、端部e4与磁阻元件122的侧面相接。

(第7变形例)

图38是本实施方式的第7变形例所涉及的磁传感器100j的主视图。在磁阻元件121、122的中心与检测电路10a、10b的中心一致这方面,与图35的磁传感器100g不同。

(第8变形例)

图39是本实施方式的第8变形例所涉及的磁传感器100k的主视图。在磁阻元件121、122的中心与检测电路10a、10b的中心一致这方面,与图35的磁传感器100g不同。

(第9变形例)

图40是本实施方式的第9变形例所涉及的磁传感器100l的主视图。在磁阻元件121、122的中心与检测电路10a、10b的中心一致这方面,与图35的磁传感器100g不同。

通过设为图35至图40的结构,具有缓和磁传感器组装时向磁阻元件施加的应力的效果,在通过焊料焊装等搭载磁传感器时以及搭载后的外部应力被施加时,也能够缓和传至磁阻元件的应力。此外,也具有能够抑制水分从外部向磁阻元件侵入并提高磁传感器的耐久性的效果。进一步地,对于外部振动也可得到向磁阻元件的防振效果。

另外,在上述实施例中,设为磁阻元件的应力缓和结构,但也可以更换检测电路和磁阻元件来设为检测电路的应力缓和结构。此外,在本实施例中通过每个树脂材料的弹性率来表示应力缓和结构,但也能够设为适当地构成每个树脂材料的热传导率并将磁传感器的内部发热向外部传递的结构。

产业上的可利用性

由于本公开的位置检测装置具有高精度或者高可靠性,因此例如,作为车的舵角检测等中使用的磁传感器有用。

-符号说明-

10、10a、10b检测电路

12磁阻元件

12a正弦第1磁阻元件

12b正弦第2磁阻元件

12c正弦第3磁阻元件

12d正弦第4磁阻元件

12e余弦第1磁阻元件

12f余弦第2磁阻元件

12g余弦第3磁阻元件

12h余弦第4磁阻元件

12i第1磁阻元件组

12j第2磁阻元件组

14a第1放大器

14b第2放大器

14c第3放大器

14d第4放大器

15偏移量调整电路

16a第1差动放大器

16b第2差动放大器

17增益调整电路

18a第1ad转换器

18b第2ad转换器

40a第1霍尔元件

40b第2霍尔元件

42a第1放大器

42b第2放大器

44a第1比较器

44b第2比较器

60a第3调节器

60b第1调节器

60c第2调节器

70运算电路

70a角度检测电路

70b转速检测电路

70c偏移量温度特性修正电路

70d增益温度特性修正电路

70e自动修正电路

80a第1振荡器

80b第2振荡器

80c存储器

80d温度传感器

80e中断产生器

90诊断电路a

91诊断电路b

100、100a、100b、100d、100e、100g、100h、100i、100j、100k、100l磁传感器

100a1布线

100a2布线

100a3布线

100a4布线

100b1布线

100b2布线

100b3布线

100b4布线

121、122磁阻元件

121a、122a第1磁阻元件组

121b、122b第2磁阻元件组

126a第1电极组

126b第2电极组

127a第3电极组

127b第4电极组

130、130a、130b下垫板

132、132a、132b导线

134、134a、,134b引线

136部分

138密封树脂

142检测对象磁体

142a第1面

142b第2面

144旋转轴

146轴承

150、150b旋转检测装置

152方向盘

154转向扭矩

156扭矩传感器

158马达

160ecu

181硅基板

183第1保护层

184第2保护层

185mr层

187ti层

189布线层

201a第1基板

201b第2基板

201b1第1部分

20162第2部分

201c第3基板

201c1第1部分

201c2第2部分

201d第4基板

201d1第1部分

201d2第2部分

203电极

230、260、290、292、296检测装置

231壳体

232引导部

233检测对象磁体

234轴

236狭缝

251连结部

261壳体

262引导部

263链接机构

263a支承部

263b第1可动体

263c条带

263d第2可动体

264轴

266狭缝

268检测对象磁体

270齿轮

272轴

274基板

281支承部

291连接条

321第1面

323第2面

325第3面

327第4面

351第1树脂

352第2树脂

353第3树脂

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