專利名稱：旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置以及旋轉(zhuǎn)角度修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的車身控制系統(tǒng)等的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，尤其涉及 檢測可旋轉(zhuǎn)多圈的方向盤的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置以及旋轉(zhuǎn)角 度的修正方法。
苢豕伎不
圖26表示常規(guī)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。齒輪部38通過嚙合彈簧39而安裝在 要檢測旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)上。齒輪部38與安裝有在外周端面磁化 多個(gè)磁極的編碼板40的齒輪部41相嚙合，編碼板40上所設(shè)的磁極隨著進(jìn)行檢 測的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。利用與外周端面相對(duì)而設(shè)的檢測元件42對(duì)該磁極 的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而檢測出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，作為如絕對(duì)編碼器的檢測可旋轉(zhuǎn)多圈的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的裝 置，已知有根據(jù)具有相位差的多個(gè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度來檢測被檢測軸的旋轉(zhuǎn) 角度的測定方法。
另外，作為與本申請(qǐng)案的發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)信息，已知有日本專利公 開、特開平11一194007號(hào)公報(bào)以及日本專利特開昭63 — 118614號(hào)公報(bào)。
在以上述方式構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中，是通過對(duì)配置在編碼板的外 周端面的多個(gè)磁極的移動(dòng)數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)來檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度的。因此，為了 提高檢測角度的分辨率，必須使磁化磁極的尺寸精細(xì)。而且，由于編碼板的 旋轉(zhuǎn)與軸的旋轉(zhuǎn)是通過齒輪來實(shí)現(xiàn)的，所以如果想要通過齒隙等來提高檢測 精度，則稍許帶有困難。而且，由于該旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置只能在檢測相對(duì)旋 轉(zhuǎn)角度時(shí)采用，所以并不適合絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的檢測。
而且，在所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中，由于齒輪的排列精度或偏心、以及 旋轉(zhuǎn)角度檢測部的檢測誤差等，會(huì)產(chǎn)生被檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度的檢測精度降低 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服如上所述的問題。本發(fā)明提供以下旋轉(zhuǎn)角度檢測
裝置，其使用與旋轉(zhuǎn)軸連接且在外周面磁化著極性交替變化的磁極的靶，能 夠高精度、高分辨率地檢測多圈旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
而且，本發(fā)明提供修正齒輪的機(jī)械誤差或旋轉(zhuǎn)角度檢測部的電子誤差的 高精度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有第l旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連接，并保 持著耙且有可旋轉(zhuǎn)多圈的齒輪，所述靶在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性 交替變化的磁極。而且，具有第l檢測部，其檢測第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；第
2旋轉(zhuǎn)體，其與第l旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接且以低于第l旋轉(zhuǎn)體的速度旋轉(zhuǎn)，且在 中心部配置著磁鐵；以及第2檢測部，其檢測第2旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。第l檢 測部檢測細(xì)微的旋轉(zhuǎn)角度，而第2檢測部檢測粗略的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)這 些絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度而檢測出第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)多圈的旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，可以利用簡單的構(gòu)造及簡便的電路結(jié)構(gòu)來高精度、高分辨率地檢測絕對(duì) 旋轉(zhuǎn)角度。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中，第1檢測部及第2檢測部由配置在 與耙及磁鐵相對(duì)的位置上的磁檢測元件所構(gòu)成。由于可以利用非接觸方式來 檢測第1旋轉(zhuǎn)體及第2旋轉(zhuǎn)體的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，所以可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝 置的耐用性及可靠性的提高。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有非易失性存儲(chǔ)器(以下稱作 EEPROM)，其存儲(chǔ)從第1檢測部及第2檢測部輸出的正弦波信號(hào)及余弦波信 號(hào)的靈敏度。在組裝第1旋轉(zhuǎn)體及第2旋轉(zhuǎn)體之后，每當(dāng)接通電源時(shí)，以各自 的靈敏度來修正正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)。從而不會(huì)產(chǎn)生因檢測元件及檢測 元件放大器的靈敏度的偏差而引起的角度檢測誤差，因此可以精確地檢測旋 轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有靈敏度判定部，該靈敏度檢測部 在存儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，判定該靈敏度是否在規(guī)定值內(nèi)。當(dāng)輸入 靈敏度由于磁檢測元件的靈敏度偏差而處于基準(zhǔn)范圍外的信號(hào)時(shí)，可以消除 這些多余的信號(hào)。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有信號(hào)振幅檢測部，該信號(hào)振幅檢 測部在存儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，檢測輸出信號(hào)的振幅中心是否在規(guī) 定值內(nèi)。以此，即便輸入由于磁檢測元件的特性的變動(dòng)而具有基準(zhǔn)范圍外的 振幅中心的多余信號(hào)時(shí)，也可以消除這些多余的信號(hào)。 而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具備信號(hào)檢測部，該信號(hào)檢測部在存 儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，多次檢測正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)。即便由 于噪聲等而使正弦波信號(hào)、余弦波信號(hào)受到影響時(shí)，也可以將檢測誤差抑制 得較小。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有判斷各個(gè)磁檢測元件的任意特定 位置的位置判定部。如果將該位置上正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)的值存儲(chǔ)到例
如EEPROM中，則可以檢測從一定旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的相對(duì)特定位置的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角 度。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置發(fā)揮以下效果，即，通過采用如上所述的結(jié) 構(gòu)，可以高精度、高分辨率地檢測多圈旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
而且，本發(fā)明的另一旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有
(a) 第1旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連接，并保持著第l靶且是可旋轉(zhuǎn)多圈 的，該第l耙在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替變化的磁極；
(b) 第1檢測部，其與所述第l靶的磁極相對(duì)配置，用以檢測所述第l旋 轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；
(C)第2旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連接且具有齒輪；
(d) 第3旋轉(zhuǎn)體，其與第2旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，且具有在中心部配置著
第2耙的齒輪；
(e) 第2檢測部，其與第2靶相對(duì)配置，用于檢測第3旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；
(f) 第4旋轉(zhuǎn)體，其與第3旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，且具有在中心部配置著 第3耙的齒輪；以及
(g) 第3檢測部，其與第3靶相對(duì)配置，用于檢測第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。 通過結(jié)合由第l檢測部所檢測出的第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度，以及根據(jù)由第
2、第3檢測部所檢測出的第3、第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度所算出的第2旋轉(zhuǎn)體的 多圈旋轉(zhuǎn)角度，可以高分辨率、高精度地實(shí)施對(duì)第l旋轉(zhuǎn)體的多圈旋轉(zhuǎn)角度 的檢測。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置包含磁傳感器對(duì)，所述磁傳感器對(duì)包 含在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替變化的磁極的可旋轉(zhuǎn)多圈的第l 靶，以及與第l靶的磁極相對(duì)配置的第l檢測部。通過將第l耙及第l檢測部的 結(jié)構(gòu)設(shè)于輸入軸，可以高分辨率、高精度地檢測第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。而 且，通過結(jié)合根據(jù)具有不同齒數(shù)的齒輪的第3、第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度之差所
求出的多圈旋轉(zhuǎn)角，可以高分辨率、高精度地檢測多圈旋轉(zhuǎn)角。而且，通過 在檢測部中采用磁檢測元件，可以利用非接觸方式來檢測靶的旋轉(zhuǎn)角度，所 以可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的耐用性及可靠性的提高。而且，通過對(duì)經(jīng)過 多極磁化的耙的旋轉(zhuǎn)角度與齒輪的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，可以相對(duì)較容易地進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的異常檢測。
而且，作為本發(fā)明的又一發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，
所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具備第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部，其配置在與被檢測 軸連接的耙相對(duì)的位置上；減速機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述被檢測軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速；
以及，第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部，其檢測出該經(jīng)減速的旋轉(zhuǎn)角度。且，根據(jù)所述 第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部與第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)來算出所述被檢測軸的旋
轉(zhuǎn)角度，在此旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置中，利用使所述被檢測軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)、控制 該馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的馬達(dá)控制器以及檢測所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的編碼器，將
由所述馬達(dá)而實(shí)際旋轉(zhuǎn)的所述被檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度、與由所述第1及第2旋轉(zhuǎn) 角度檢測部所求出的所述被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度之差，作為修正角度而存 儲(chǔ)到EEPROM中，利用所述修正角度來修正被檢測軸的所述算出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法中，對(duì)應(yīng)于整個(gè)檢測范圍中的每一 預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度而將修正角度存儲(chǔ)到EEPROM中，以修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn) 角度。并且，在預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度間，利用根據(jù)以在其前后存儲(chǔ)的修正角度所求 出的近似直線特性而推斷的修正角度來進(jìn)行修正。
而且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法中，靶是在被檢測軸的圓周方向上 等間隔設(shè)置磁化的磁極相反的多極磁環(huán)，在對(duì)應(yīng)于各磁極寬度的旋轉(zhuǎn)范圍 內(nèi)，將各磁極的誤差的平均值作為各磁極共用的修正角度而存儲(chǔ)到EEPROM 中，通過該修正角度來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法中，靶是具有在被檢測軸的圓周方 向上等間隔配置有凸部的齒輪，在對(duì)應(yīng)于各齒寬的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將各齒的誤 差的平均值作為各齒共用的修正角度而存儲(chǔ)到EEPROM中。通過該修正角度 來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法中，使靶在被檢測軸的圓周方向上 以預(yù)定間隔配置著凹部與非凹部，在對(duì)應(yīng)于各凹部寬度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將各 凹部的誤差的平均值作為各凹部共用的修正角度而存儲(chǔ)到EEPROM中，通過 該修正角度來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法中，在對(duì)應(yīng)于靶間隔的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，
對(duì)應(yīng)于每一預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度而將各靶共用的修正角度存儲(chǔ)到EEPROM中。修
正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度，并且在預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度間，根據(jù)以在其前后存儲(chǔ) 的修正角度所求出的近似直線特性而推斷的修正角度來進(jìn)行修正。 而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度修正方法概括而言，是將更小容量的修正數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)到EEPROM中，并利用該修正數(shù)據(jù)來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。這 樣的旋轉(zhuǎn)角度的修正方法，可以大幅提高被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度的檢測精 度，該被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度的檢測精度包含因構(gòu)成零件的尺寸偏差而導(dǎo) 致的機(jī)械誤差、因磁鐵的特性偏差而導(dǎo)致的磁誤差、以及旋轉(zhuǎn)角度檢測部或 檢測電路部的電特性誤差。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度的修正方法，可以利用存儲(chǔ)到EEPROM中的更 小容量的修正角度，來修正由于多極磁環(huán)或旋轉(zhuǎn)角度檢測部的機(jī)械誤差、磁 誤差、電特性誤差等而引起的旋轉(zhuǎn)角度檢測精度的下降。以此，可以提供能 夠提高被檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度檢測精度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的修正方法。


圖l是本發(fā)明實(shí)施方式l的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。 圖2A是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第1磁檢測元件的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)的圖。
圖2B是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第1旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度(電角度)的圖。 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第2磁檢測元件的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)的圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖。 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第1旋轉(zhuǎn)體的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的理想值與實(shí) 際值的圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的CPU內(nèi)的各元件的旋轉(zhuǎn)角度運(yùn)算輸出信 號(hào)與旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的特性圖。
圖7是表示從本發(fā)明實(shí)施方式1的第1、第2磁檢測元件輸出的輸出信號(hào)的圖。
圖8A是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
圖8B是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖8C是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)的部分剖 面圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖。 圖10A是本發(fā)明實(shí)施方式2的第1檢測部的輸出信號(hào)圖。 圖IOB是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第1檢測部的輸出信號(hào)的機(jī)械角與電角 度的關(guān)系的圖。
圖11A是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第3檢測部的輸出信號(hào)的圖。 圖11B是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第3檢測部的輸出信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度(電 角度)的圖。
圖12A是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第4檢測部的輸出信號(hào)的圖。 圖12B是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第4檢測部的輸出信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度(電 角度)的波形圖。
圖13A是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的、第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和用于檢測旋 轉(zhuǎn)角度的第3旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的圖。
圖13B是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的、第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和用于檢測旋 轉(zhuǎn)角度的第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的圖。
圖13C是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的、第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和用于檢測旋 轉(zhuǎn)角度的第3、第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度差的圖。
圖13D是表示由本發(fā)明實(shí)施方式2的第1檢測部計(jì)所算出的第1靶的旋轉(zhuǎn) 角度的圖。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第1檢測部至第3檢測部的輸出信號(hào)的圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施方式3的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖16是本發(fā)明實(shí)施方式3的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的修正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部的輸出信號(hào)的圖。 圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的被檢測軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角與旋轉(zhuǎn)電角度的 關(guān)系的圖。
圖19是本發(fā)聽實(shí)施方式3的計(jì)算出被檢測軸的多圈旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角的 原理圖。
圖20是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的所計(jì)算出的被檢測軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角中所
包含的誤差一實(shí)例的圖。
圖21是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差而求出修正近似直 線的方法的圖。
圖22是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的利用各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值
進(jìn)行修正后的一旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差實(shí)例的圖。
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的求出利用各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平
均值進(jìn)行修正的近似直線特性的方法的圖。 圖24是本發(fā)明實(shí)施方式4的耙的立體圖。 圖25是本發(fā)明實(shí)施方式5的靶的立體圖。 圖26是表示常規(guī)的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的圖。 附圖標(biāo)記
101、 203 第l旋轉(zhuǎn)體
102 輸入軸
103 耙
108、 210 第2旋轉(zhuǎn)體
109 磁鐵
110 第l磁檢測元件
111 第2磁檢測元件
114 微型計(jì)算機(jī)(CPU)
115 非易失性存儲(chǔ)器(EEPROM)
116 放大器
119 第l磁檢測元件的旋轉(zhuǎn)角度運(yùn)算輸出信號(hào)
120 第2磁檢測元件的旋轉(zhuǎn)角度運(yùn)算輸出信號(hào)
121 旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的算出絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度
122 理想絕對(duì)角度
123 正弦波信號(hào)
124 余弦波信號(hào)
126 正弦波信號(hào)電平
127 余弦波信號(hào)電平
128 基準(zhǔn)范圍
129 開關(guān)131特定位置確定用信號(hào)線
132輸出信號(hào)線
204輸入軸
205第l耙
210第2旋轉(zhuǎn)體
211第3旋轉(zhuǎn)體
212第2靶
213第l檢測部
214第4旋轉(zhuǎn)體
215第3靶
216第2檢測部
217第3檢測部
219、 220基板
301被檢測軸
302多極磁環(huán)
303第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部
304蝸輪
305齒輪
306磁鐵
307第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部
308旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置
309馬達(dá)
310編碼器
311非易失性存儲(chǔ)器(EEPROM)
312CPU
313串行通信線路
314馬達(dá)控制器
315Sin信號(hào)
316Cos信號(hào)
327、 328革巴
9e、 9el旋轉(zhuǎn)電角度 em、 eml、 em2、 em3、 em4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角 Aeml、 A0m2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差 △emlAv 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值具體實(shí)施方式
(實(shí)施方式l)
以下，使用圖1至圖7說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。
圖l是表示本發(fā)明實(shí)施方式l的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)圖，圖 2是表示第1磁檢測元件的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)的圖，圖3是表示第2磁檢測元件 的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)的圖，圖4是絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖。圖5是 表示第l、第2旋轉(zhuǎn)體的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的理想值與實(shí)際值的圖，圖6是表示CPU 內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度運(yùn)算輸出信號(hào)與絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的圖，圖7表示第1、第2磁檢測 元件的輸出信號(hào)圖。
在圖1中，第1旋轉(zhuǎn)體101是具有嵌合并連接到輸入軸102且可旋轉(zhuǎn)多圈的 齒輪的旋轉(zhuǎn)體。靶103由第1旋轉(zhuǎn)體101所保持，且在外周面等間隔地?fù)碛斜?磁化的極性交替變化的磁極。第2旋轉(zhuǎn)體108以嚙合于第1旋轉(zhuǎn)體101的齒輪的 方式而設(shè)置，在其中央部配置著磁鐵109。第l磁檢測元件(檢測部)IIO配 置在與靶103相對(duì)的位置上，第2磁檢測元件(檢測部)111配置在與磁鐵109 相對(duì)的位置上，用來檢測磁場方向。第1磁檢測元件110及第2磁檢測元件111 設(shè)置在基板113上。第1旋轉(zhuǎn)體101的齒輪與第2旋轉(zhuǎn)體108的齒輪相連接著。 當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體101旋轉(zhuǎn)時(shí)，第2旋轉(zhuǎn)體108以與各個(gè)齒輪的齒數(shù)之比相應(yīng)的速度 而旋轉(zhuǎn)。
對(duì)于第1磁檢測元件110及第2磁檢測元件111使用了磁阻元件(以下稱為 MR元件)的情況進(jìn)行說明。各磁檢測元件IIO、 lll根據(jù)磁場變化，以模擬 信號(hào)的方式輸出正弦波信號(hào)及余弦波信號(hào)。當(dāng)?shù)?磁檢測元件110檢測出耙 103的磁場變化時(shí)，針對(duì)l個(gè)磁極而輸出l個(gè)周期的正弦波信號(hào)以及余弦波信 號(hào)。因此，每一轉(zhuǎn)可以獲得與磁極數(shù)相同數(shù)量的正弦波信號(hào)以及余弦波信號(hào)。 利用放大器將這些輸出信號(hào)進(jìn)行放大到規(guī)定的振幅，并通過內(nèi)置在微型計(jì)算 機(jī)(以下稱為CPU) 114中的A/D轉(zhuǎn)換器(未圖示)來進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出 靶103的旋轉(zhuǎn)即第1旋轉(zhuǎn)體101的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
圖2A表示從第1磁檢測元件110輸出的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)。橫軸表示輸入 軸102的旋轉(zhuǎn)角度(機(jī)械角)，縱軸表示從第1磁檢測元件110輸出的正弦波信號(hào)123以及余弦波信號(hào)124。
圖2B表示第1旋轉(zhuǎn)體101相對(duì)于輸入軸102的旋轉(zhuǎn)角度(電角度)。
第2磁檢測元件111檢測在第2旋轉(zhuǎn)體108的中心部配置的磁鐵109的磁場 變化。磁鐵109每旋轉(zhuǎn)1圈，相應(yīng)地輸出2個(gè)周期的正弦波信號(hào)以及余弦波信 號(hào)的輸出信號(hào)。利用CPU114對(duì)這些輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出第2旋轉(zhuǎn) 體108的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
圖3表示第2磁檢測元件111的旋轉(zhuǎn)角度檢測信號(hào)。橫軸表示輸入軸102的 旋轉(zhuǎn)角度(機(jī)械角)，縱軸表示從第2磁檢測元件111輸出的正弦波信號(hào)123 以及余弦波信號(hào)124。而且，在縱軸上表示第2旋轉(zhuǎn)體108在CPU的運(yùn)算過程 中的旋轉(zhuǎn)角度(電角度)0el08。
圖4表示旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖。在圖4中，從第1磁檢測元件110 及第2磁檢測元件lll輸出的輸出信號(hào)分別通過放大器116a、 116b而輸入至 CPU 114，通過進(jìn)行運(yùn)算處理而輸出絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。而且，在CPU 114上連 接著EEPR0M115。
在圖5中，橫軸表示輸入軸102的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示由第l旋轉(zhuǎn)體 101所獲得的詳細(xì)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。特性502 (實(shí)線)表示從第1旋轉(zhuǎn)體101獲得 的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的實(shí)際值，特性504 (虛線)表示第1旋轉(zhuǎn)體101的絕對(duì)旋轉(zhuǎn) 角度的理想值。
在圖5下部分的縱軸表示從第2旋轉(zhuǎn)體108獲得的從0度至180度的粗略絕 對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。特性506 (虛線)表示第2旋轉(zhuǎn)體108的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的理想值， 特性50S (實(shí)線)表示從第2旋轉(zhuǎn)體108獲得的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的實(shí)際值。而且， 在圖5中表示了絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測范圍510。
接著，說明旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度檢測方法。在圖1中，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體101旋 轉(zhuǎn)時(shí)，通過連接于該第1旋轉(zhuǎn)體101的齒輪的第2旋轉(zhuǎn)體108的齒輪，第2旋轉(zhuǎn) 體108也旋轉(zhuǎn)。如果將第l旋轉(zhuǎn)體101的齒輪的齒數(shù)設(shè)為a，將第2旋轉(zhuǎn)體108的 齒輪的齒數(shù)設(shè)為b，則第2旋轉(zhuǎn)體108以第l旋轉(zhuǎn)體101轉(zhuǎn)速的a/b倍的速度旋轉(zhuǎn)。 此時(shí)，通過適當(dāng)?shù)剡x擇齒輪的齒數(shù)a、 b，可以使第2旋轉(zhuǎn)體108以比第1旋轉(zhuǎn) 體101足夠低的速度旋轉(zhuǎn)。
利用配置在與第1旋轉(zhuǎn)體101所保持的靶103相對(duì)的位置上的第1磁檢測 元件IIO，檢測出與第1旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的磁場變化，從而使輸出信號(hào) 變化。另一方面，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體108旋轉(zhuǎn)時(shí)，與在中心部配置著磁鐵109的第222可轉(zhuǎn)達(dá)標(biāo)識(shí)調(diào)制器16的微鏡的適當(dāng)傾斜的圖像數(shù)據(jù)20。例如，控 制模塊22可向調(diào)制器16發(fā)送圖像數(shù)據(jù)20，該數(shù)據(jù)指示調(diào)制器16的微 鏡應(yīng)定位在"開"狀態(tài)。因而，微鏡可以被定位在偏離投射路徑18約 +10到+12度左右的傾斜角度。替代性地，控制模塊22可向調(diào)制器16 發(fā)送圖像數(shù)據(jù)20，該數(shù)據(jù)指示微鏡應(yīng)定位在"關(guān)"狀態(tài)中。同樣，微 鏡可以被定位在偏離投射路徑18約-10到-12度左右的傾斜角度。0017顯示系統(tǒng)10可獲得的能量由調(diào)制器16的光學(xué)展度限定。調(diào) 制器16的光學(xué)展度是調(diào)制器16的最大通量的光學(xué)范圍。光學(xué)展度可 被定義為調(diào)制器16的有效面積與調(diào)制器16的接收錐角的正弦值的平 方的乘積。例如，如果調(diào)制器16的有效面積為100mm2，并且接收角 為+24度，則顯示系統(tǒng)10的光學(xué)展度約為16.5mr^立體弧度。如上所 述，顯示系統(tǒng)10的光學(xué)展度由調(diào)制器16確定。在調(diào)制器16處，只接 收沿照明路徑從特定光源模塊12發(fā)出的在顯示系統(tǒng)10的光學(xué)展度內(nèi) 的光的波長。此外，特定波長范圍內(nèi)的光量也受系統(tǒng)的光學(xué)展度的限 制。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，通過使用反射器來增加從一個(gè)或一個(gè)以上光 源接收的光的強(qiáng)度，可以解決這個(gè)問題，下文將對(duì)此進(jìn)行更為詳細(xì)的 描述。
0018圖2A到2C是光源模塊的實(shí)例實(shí)施例的框圖。在每個(gè)實(shí)施例 中，光源模塊包括至少一個(gè)燈或者其它光源和反射器，該反射器被定 位以將由至少一個(gè)燈發(fā)出的光聚焦于積分棒處。具體地，圖2A包含光 源模塊IOO，其包括兩個(gè)光源102，每個(gè)光源102發(fā)出穿過積分棒108 處的反射器106的光錐體104。積分棒108包括貫穿積分棒108的長度 形成的孔的入口 107，積分棒108接收與調(diào)制器16相關(guān)聯(lián)的接收錐體 內(nèi)發(fā)出的光束。此后，積分棒108接受非均勻光束并將其轉(zhuǎn)換為均勻 分布的光。
0019在所闡述的實(shí)施例中，每個(gè)光源102可包括燈頭(light burner) 109和燈反射器110。在特定實(shí)施例中，燈反射器110可包括橢圓反射 器。盡管如此，可以認(rèn)識(shí)到，光源102可包含任意光源，諸如，金屬 鹵化物光源，氙弧光源和超高壓(UHP)水銀蒸汽弧燈，或其它寬帶 光源。光源102可彼此相鄰定位并且處于限定軸111的角度。軸111 與積分棒108的中心線基本成一條直線，這樣光源102被定位成發(fā)出生變化，或者無法獲得所需要的分辨率。因此，如果設(shè)置用于確認(rèn)圖7所示 的各輸出信號(hào)的最大值、最小值存在于基準(zhǔn)范圍128內(nèi)的某種裝置(未圖示)，
則可以防止輸出誤差。另外，如果設(shè)置用于檢測第1磁檢測元件110及第2磁
檢測元件lll的輸出信號(hào)的振幅中心的信號(hào)振幅檢測部(未圖示)，則可以 防止因特性偏差引起的輸出誤差。此外，如果此時(shí)多次進(jìn)行輸入并獲取平均 值，或者獲取除了最大值、最小值以外的平均值等，則能夠以更高精度防止 輸出誤差。
而且，通過存儲(chǔ)在任意特定位置上的第1磁檢測元件110、第2磁檢測元
件lll的輸出信號(hào)，也能檢測出相對(duì)任意特定位置的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。而且此
時(shí)，如圖4的特定位置確定用信號(hào)線131那樣，利用電信號(hào)來發(fā)送表示特定位 置的信號(hào)，則可以不進(jìn)行機(jī)械性動(dòng)作而確定特定位置。此外，如果多次讀入 電信號(hào)并進(jìn)行檢查，或者利用串行信號(hào)等來發(fā)送信號(hào)，則即便因噪聲等而混 入了錯(cuò)誤的信號(hào)時(shí)，也可以消除這些多余的信號(hào)。另外，即便特定位置確定 用信號(hào)線131與輸出信號(hào)線132通過切換輸入輸出而使用相同的端子，也可以
獲得同樣的效果。 (實(shí)施方式2)
使用圖8A至圖14說明實(shí)施方式2。圖8A、圖8B及圖8C是實(shí)施方式2的旋 轉(zhuǎn)角度檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)圖，圖9是旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖，圖10A、 圖10B是表示第1檢測部的輸出信號(hào)的圖，圖11A、圖11B是表示第3檢測部的 輸出信號(hào)的圖，圖12A、圖12B是表示第4檢測部的輸出信號(hào)的圖，圖13是表 示第1旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角與第2旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度檢測時(shí)所使用的第3、第4旋轉(zhuǎn) 體的旋轉(zhuǎn)角度的圖，圖14是用來說明防止旋轉(zhuǎn)角度檢測誤差發(fā)生的方法的說 明圖。
在圖8A 圖8B中，可旋轉(zhuǎn)多圈的第1旋轉(zhuǎn)體203嵌合到輸入軸204。由第 1旋轉(zhuǎn)體203所保持的第1耙205的外周面上等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替 變化的磁極。第2旋轉(zhuǎn)體210具有嵌合于第1旋轉(zhuǎn)體203且可旋轉(zhuǎn)多圈的齒輪。 第3旋轉(zhuǎn)體211與第2旋轉(zhuǎn)體210的齒輪相嚙合，第2靶(單極磁鐵)212配置在 第3旋轉(zhuǎn)體211的中央部。第2檢測裝置(磁檢測元件)216配置在與第2耙212 相對(duì)的位置上，用以檢測磁場方向。第4旋轉(zhuǎn)體214與第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪相 嚙合，第3耙(單極磁鐵)215配置在第4旋轉(zhuǎn)體214的中央部。第3檢測裝置 (磁檢測元件)217配置在與第3靶215相對(duì)的位置上，用以檢測磁場方向。
第l檢測裝置(磁檢測元件)213配置在與第1靶205相對(duì)的位置上，用以檢測 磁場方向。在基板219上配置著第1檢測裝置213 (磁檢測元件)，且在基板 220上分別配置著第2、第3檢測裝置216、 217 (磁檢測元件)。
留有一定的余地的同時(shí)，將第1靶205的磁化極數(shù)決定為30極(N極15、 S 極15)。此時(shí)，每1極為12度。
接著，說明對(duì)于第l、第2及第3檢測部213、 216及217中使用MR元件的 情況。各檢測部所使用的MR元件分別檢測磁場方向，并以模擬信號(hào)輸出正 弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)。
在利用第1檢測部213檢測第1靶205的磁場方向的變化時(shí)，與l個(gè)極的磁 極相應(yīng)地輸出l個(gè)周期的正弦波信號(hào)以及余弦波信號(hào)。如果使第1靶205旋轉(zhuǎn)1 圈，則可以獲得與磁化極數(shù)相應(yīng)數(shù)目的正弦波信號(hào)以及余弦波信號(hào)。
圖9表示本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的電路框圖。如圖9所示， 第1檢測部的輸出信號(hào)由放大器221放大為規(guī)定的振幅，并輸入至內(nèi)置在CPU 223中的A/D轉(zhuǎn)換器(未圖示)中，進(jìn)行運(yùn)算處理之后，算出第1靶205即第1 旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角。而且，第2、第3檢測部216、 217分別通過放大器230、 231而連接于CPU223。另一方面，由CPU223所算出的旋轉(zhuǎn)角度通過輸出信 號(hào)線232而輸出。在圖9中，EEPROM 251算出及存儲(chǔ)第1檢測部213、第2檢 測部216以及第3檢測部217的特定位置、這些檢測部輸出的正弦波信號(hào)和余 弦波信號(hào)的信號(hào)電平(靈敏度)、最大電平及最小電平、振幅中心電平等。
圖10A表示從第1檢測部213輸出的輸出信號(hào)。橫軸表示嵌合于輸入軸204 的第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示從第1檢測部213輸出的正弦波信號(hào) 224以及余弦波信號(hào)225。
圖10B表示從檢測部213輸出的輸出信號(hào)的電角度。橫軸表示第l旋轉(zhuǎn)體 203的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示由CPU 223根據(jù)正弦波信號(hào)224以及余弦波信號(hào)225 而算出的第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角(電角度)。
另一方面，第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪與第2旋轉(zhuǎn)體210的齒輪相連接，并以由 第3旋轉(zhuǎn)體211與第2旋轉(zhuǎn)體210的齒數(shù)比所決定的速度比而旋轉(zhuǎn)。
第2檢測部216檢測配置在第3旋轉(zhuǎn)體211中心部的第2靶(單極磁鐵)212 的磁場方向，第2靶(單極磁鐵)12旋轉(zhuǎn)0.5圈，則相應(yīng)地輸出l個(gè)周期的正弦 波信號(hào)以及余弦波信號(hào)。利用CPU223對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，算出第3 旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度。 圖11A的橫軸表示第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示從第2檢測部216 輸出的正弦波信號(hào)226以及余弦波信號(hào)227。圖11B的橫軸與圖11A同樣是表 示第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，而縱軸表示由CPU 223根據(jù)正弦波信號(hào)226以及 余弦波信號(hào)227對(duì)第3旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行運(yùn)算而求出的電角度ee104。
第4旋轉(zhuǎn)體214的齒輪通過第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪而與第2旋轉(zhuǎn)體210相連 接，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體210旋轉(zhuǎn)時(shí)，第4旋轉(zhuǎn)體214以由各齒輪的齒數(shù)之比決定的速 度比進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
第3檢測部217檢測配置在第4旋轉(zhuǎn)體214中心部的第3靶(單極磁鐵)215 的磁場方向，第3靶(單極磁鐵)215旋轉(zhuǎn)0.5圈，則相應(yīng)地輸出l個(gè)周期的正 弦波信號(hào)以及余弦波信號(hào)。利用CPU 223對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，算出 第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度。
圖12的橫軸表示了第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示了從第3檢測部 217輸出的正弦波信號(hào)228以及余弦波信號(hào)229。圖12B的橫軸與圖12A同樣表 示了第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，而縱軸表示由CPU 223根據(jù)正弦波信號(hào)228 以及余弦波信號(hào)229對(duì)第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行運(yùn)算而算出的電角度 0e214。
在圖13A中，橫軸表示嵌合于輸入軸204的第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，縱 軸表示根據(jù)由第2檢測部213所獲得的信號(hào)而算出的第3旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度。
在圖13B中，橫軸表示嵌合于輸入軸204的第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，縱 軸表示根據(jù)由第3檢測部217所獲得的信號(hào)而算出的第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角 度。由于安裝在第3旋轉(zhuǎn)體211上的齒輪的齒數(shù)與安裝在第4旋轉(zhuǎn)體214上的齒 輪的齒數(shù)不同，所以相對(duì)于第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)周期不同。
在圖13C中，橫軸表示嵌合于輸入軸204的第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)角度，縱 軸表示根據(jù)由第2檢測部216所獲得的信號(hào)以及由第3檢測部217所獲得的信 號(hào)而算出的第3旋轉(zhuǎn)體211與第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度差。
在圖13D中，橫軸表示嵌合于輸入軸204的第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角度，縱 軸表示根據(jù)由第1檢測部213所獲得的信號(hào)而算出的第1靶205的旋轉(zhuǎn)角度。
接著，使用圖8A 圖8C來說明旋轉(zhuǎn)體的多圈旋轉(zhuǎn)角度檢測的方法。當(dāng) 圖8A所示的嵌合于第1旋轉(zhuǎn)體203的第2旋轉(zhuǎn)體210旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連接于第2旋 轉(zhuǎn)體210的齒輪的第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪而使第3旋轉(zhuǎn)體211旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，通過
連接于第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪的第4旋轉(zhuǎn)體214的齒輪而使第4旋轉(zhuǎn)體214旋轉(zhuǎn)。 如果將第2旋轉(zhuǎn)體210的齒輪的齒數(shù)設(shè)為a，將第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪的齒數(shù)設(shè) 為b，將第4旋轉(zhuǎn)體214的齒輪的齒數(shù)設(shè)為c，則第3旋轉(zhuǎn)體211以第2旋轉(zhuǎn)體210 的轉(zhuǎn)速的a/b倍的速度旋轉(zhuǎn)，第4旋轉(zhuǎn)體214以第2旋轉(zhuǎn)體210的轉(zhuǎn)速的a/c倍的 速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，通過適當(dāng)選擇齒輪的齒數(shù)a、 b及c，可以根據(jù)第3旋轉(zhuǎn)體211 與第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度差而獲得第2旋轉(zhuǎn)體210的多圈旋轉(zhuǎn)角度。
與配置在第3旋轉(zhuǎn)體211的中心部的第2靶(單極磁鐵)212相對(duì)而配置的 第2檢測部216檢測貫穿第2檢測部216的磁場方向，用以檢測第3旋轉(zhuǎn)體211的 旋轉(zhuǎn)角度。
另一方面，與配置在第4旋轉(zhuǎn)體214的中心部的第3靶(單極磁鐵)215相 對(duì)而配置的第3檢測部217通過檢測貫穿第3檢測部217的磁場方向，以檢測第 4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度。第2檢測部216與第3檢測部217的輸出信號(hào)通過內(nèi)置 在CPU223中的A/D轉(zhuǎn)換器(未圖示)而輸入。根據(jù)由第2檢測部216與第3檢 測部217的輸出信號(hào)所算出的旋轉(zhuǎn)角度差，算出第2旋轉(zhuǎn)體210的多圈旋轉(zhuǎn)角 度。根據(jù)該多圈旋轉(zhuǎn)角度而推斷第1靶205的磁極的位置，高精度地算出第l 耙205的多圈旋轉(zhuǎn)角度。
圖13A 圖13D表示由CPU 223根據(jù)第1、第2以及第3檢測部213、 216以 及217的各輸出信號(hào)而算出的旋轉(zhuǎn)角度。第3旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度235是根據(jù) 第2檢測部216的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的，第4旋轉(zhuǎn)體214的旋轉(zhuǎn)角度236是根據(jù) 第3檢測部217的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的。旋轉(zhuǎn)角度差237表示根據(jù)第2檢測部 216和第3檢測部217的輸出信號(hào)所算出的第3、第4旋轉(zhuǎn)體211、 214的旋轉(zhuǎn)角 度差。旋轉(zhuǎn)角度差237在第2旋轉(zhuǎn)體210的旋轉(zhuǎn)檢測范圍0度 1800度內(nèi)，電角 度從0度至180度進(jìn)行線性變化。這表示，利用旋轉(zhuǎn)角度差237，可以在旋轉(zhuǎn) 檢測范圍0度 1800度內(nèi)唯一確定第2旋轉(zhuǎn)體210的多圈旋轉(zhuǎn)角度。
另一方面，根據(jù)第1檢測部213的信號(hào)所算出的第1靶205 (多極磁環(huán))的 旋轉(zhuǎn)角度233，在被磁化的極間的旋轉(zhuǎn)角度(本例的情況為12度)內(nèi)，電角 度從0度至180度進(jìn)行線性變化。這表示，利用旋轉(zhuǎn)角度233，可以在被磁化 的極間的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)，唯一確定保持第1靶205的第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角度。 由于第2旋轉(zhuǎn)體210與保持第1靶205的第1旋轉(zhuǎn)體203嵌合在同一軸上，所以可 以根據(jù)第2旋轉(zhuǎn)體210的多圈旋轉(zhuǎn)角度推斷第1靶205的磁極的位置，從而高精 度地算出第1靶205的多圈旋轉(zhuǎn)角度。
接著，使用圖9、圖10A、圖10B、圖11A、圖11B以及圖13來說明通過將 第1旋轉(zhuǎn)體203與第3旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，以檢測旋轉(zhuǎn)角度檢測裝 置的異常的方法。
在圖9中，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體203旋轉(zhuǎn)時(shí)，由第1旋轉(zhuǎn)體203所保持的第1靶205 旋轉(zhuǎn)。如果假設(shè)在第1靶205的表面磁化有30個(gè)磁極，則由第1檢測部213獲得 如圖10A所示的輸出信號(hào)。第1旋轉(zhuǎn)體203每旋轉(zhuǎn)12度，正弦波信號(hào)224與余弦 波信號(hào)225變化1個(gè)周期，根據(jù)這些信號(hào)而算出的電角度變化180度。g卩，可 以在12度的范圍內(nèi)獲得唯一的第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角度。假設(shè)將第2旋轉(zhuǎn)體 210的齒輪與第3旋轉(zhuǎn)體211的齒輪的齒數(shù)比設(shè)為1/3，則如圖11A所示，第2旋 轉(zhuǎn)體210每旋轉(zhuǎn)60度，則正弦波信號(hào)26與余弦波信號(hào)227變化1個(gè)周期，根據(jù) 這些信號(hào)而算出的電角度變化180度。
在圖13A、圖13D中，如果以某旋轉(zhuǎn)角度為原點(diǎn)，利用l個(gè)周期的旋轉(zhuǎn)角 度比(12:60=1:5)對(duì)旋轉(zhuǎn)角度233與旋轉(zhuǎn)角度235的斜率進(jìn)行修正，則由第l 檢測部213所算出的第1耙205的旋轉(zhuǎn)角度233與由第2檢測部213所算出的第3 旋轉(zhuǎn)體211的旋轉(zhuǎn)角度235之差，就成為在旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置不會(huì)發(fā)生故障的 范圍內(nèi)的規(guī)定值以下的值。即，通過求出旋轉(zhuǎn)角度235的值的5倍與旋轉(zhuǎn)角度 233之差，進(jìn)行異常判定。
接著，說明防止因第l、第2以及第3檢測部(磁檢測元件)213、 216、 217以及放大器221、 230、 231等的靈敏度的偏差而引起旋轉(zhuǎn)檢測誤差發(fā)生的 方法。
在圖8A中，當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)體203旋轉(zhuǎn)時(shí)，第1耙205也旋轉(zhuǎn)。磁場方向隨著第 l靶205的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生變化，利用第1檢測部213來檢測該磁場方向的變化。從 第1檢測部213，與該磁場方向的變化相應(yīng)地輸出正弦波信號(hào)224與余弦波信 號(hào)225。
圖10A的橫軸表示了第1旋轉(zhuǎn)體203的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸表示了正弦波信號(hào) 224與余弦波信號(hào)225。這些信號(hào)通過放大器221而輸入至CPU223，根據(jù)正弦 波信號(hào)224與余弦波信號(hào)225而算出反正切信號(hào)。
但是，如圖14所示，當(dāng)正弦波信號(hào)電平245與余弦波信號(hào)電平246由于磁 檢測元件或放大器的靈敏度偏差而有略微不同時(shí)，所算出的反正切信號(hào)的精 度下降。因此，在將圖9所示的開關(guān)信號(hào)250接通并設(shè)為靈敏度存儲(chǔ)模式時(shí)， 使第1旋轉(zhuǎn)體203旋轉(zhuǎn)12度以上，算出正弦波信號(hào)244與余弦波信號(hào)243的信號(hào)
電平(靈敏度)245、 246，并存儲(chǔ)至ljEEPROM251中。在算出旋轉(zhuǎn)角度時(shí)， 將開關(guān)信號(hào)250斷開，根據(jù)所存儲(chǔ)的信號(hào)電平(靈敏度)245、 246，以使正 弦波信號(hào)243與余弦波信號(hào)244的最大、最小電平一致的方式進(jìn)行修正，并根
據(jù)所述修正來算出反正切信號(hào)，從而求出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，使第2旋轉(zhuǎn)體210旋轉(zhuǎn)，以使圖8所示的第3、第4旋轉(zhuǎn)體211、 214 旋轉(zhuǎn)180度，算出圖11A、圖12A分別所示的正弦波信號(hào)226、 228與余弦波信 號(hào)227、 229的信號(hào)電平(靈敏度)，并存儲(chǔ)到EEPROM251中，如圖14所示， 用所存儲(chǔ)的信號(hào)電平(靈敏度)245、 246，以使正弦波信號(hào)243與余弦波信 號(hào)244的最大、最小電平一致的方式進(jìn)行修正，并根據(jù)所述修正來算出反正 切信號(hào)，從而求出旋轉(zhuǎn)角度。
而且，當(dāng)圖14的第1、第2以及第3檢測部213、 216以及217的輸出信號(hào)的 最大值，最小值并不存在于基準(zhǔn)范圍247內(nèi)時(shí)，會(huì)因溫度特性等而導(dǎo)致輸出 信號(hào)不產(chǎn)生變化或者無法獲得必要的分辨率，從而產(chǎn)生故障。因此，可以設(shè) 置用于檢測出輸出信號(hào)的最大值、最小值存在于基準(zhǔn)范圍247中的裝置(未 圖示)，以防止旋轉(zhuǎn)角度的檢測誤差增大。
另外，利用檢測第l、第2以及第3檢測部213、 216以及217的輸出信號(hào)的 振幅中心248、 249的信號(hào)振幅檢測裝置(未圖示)，來確認(rèn)信號(hào)是否已進(jìn)入 特定范圍。通過進(jìn)行使振幅中心248、 249—致的修正，可以防止所算出的旋 轉(zhuǎn)角度的檢測誤差增大之類的問題。此外，此時(shí)如果進(jìn)行多次輸入并獲取平 均值或者獲取除了最大值、最小值以外的平均值，則能夠以更高精度進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)角度檢測。
而且，通過存儲(chǔ)在任意特定位置上的第l、第2以及第3檢測部213、 216 以及217的輸出信號(hào)或者根據(jù)這些輸出信號(hào)算出的旋轉(zhuǎn)角度，可以唯一檢測 到由任意位置得到的旋轉(zhuǎn)角度。而且，如果多次進(jìn)行電信號(hào)的讀取檢査，或 者將串行信號(hào)發(fā)送給所述檢測部，則即便因噪聲等而混入錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，也可 以消除這些錯(cuò)誤信號(hào)的進(jìn)入。另外，即便特定位置確定用信號(hào)線252通過切 換輸入輸出而使用與輸出信號(hào)線232相同的端子，也可以獲得同樣的效果。 (實(shí)施方式3)
接著，使用圖15至圖23說明本發(fā)明的實(shí)施方式3。實(shí)施方式3尤其涉及對(duì) 齒輪的機(jī)械誤差或旋轉(zhuǎn)角度檢測部的電子誤差進(jìn)行修正的高精度旋轉(zhuǎn)角度 檢測裝置，以及其旋轉(zhuǎn)角度的修正方法。200680004225.8
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圖15是本發(fā)明實(shí)施方式3的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。作為靶的多極
磁環(huán)302連接于被檢測軸301，在與多極磁環(huán)302相對(duì)的位置上配置著第1旋轉(zhuǎn) 角度檢測部303。蝸輪304連接于被檢測軸301，在蝸輪304上嚙合著齒輪305。 在齒輪305的中央部配置著磁鐵306，在與磁鐵306相對(duì)的位置上配置著檢測 旋轉(zhuǎn)角度的第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部307。馬達(dá)309安裝在被檢測軸301的端面，編 碼器310檢測出馬達(dá)309引起的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角。
圖16是旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的修正系統(tǒng)的電路框圖。EEPROM 311存儲(chǔ)修 正角度等。CPU 312與EEPROM 311或第1、第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部303、 307相 連接而算出旋轉(zhuǎn)角度。而且，CPU312與馬達(dá)控制器314利用用于發(fā)送接收角 度信號(hào)或指令信號(hào)的串行通信線路313而連接，可以進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送接收。 在被檢測軸301上安裝著馬達(dá)309。通過馬達(dá)控制器314高精度地對(duì)馬達(dá)309的 旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)角度由編碼器310進(jìn)行高精度地檢 測，并將所檢測出的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)送給馬達(dá)控制器314。
圖17是表示配置在與多極磁環(huán)相對(duì)的位置上的第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信 號(hào)的圖。在圖17中，橫軸表示被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角，縱軸表示第l旋轉(zhuǎn) 角度檢測部303的輸出信號(hào)。與被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)地輸出Sin信號(hào)315、 Cos信號(hào)316。
圖18是表示根據(jù)第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部的l個(gè)周期的Sin信號(hào)與Cos信號(hào)所 求出的旋轉(zhuǎn)電角度與被檢測軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角的相關(guān)特性的圖。圖18的橫軸表 示被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角，縱軸表示根據(jù)圖17所示的Sin信號(hào)315與Cos信 號(hào)316所求出的旋轉(zhuǎn)電角度。
圖19是根據(jù)第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)與第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)算 出被檢測軸的多圈旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角的原理圖。在圖19中，橫軸表示整個(gè)旋 轉(zhuǎn)角度檢測范圍301R中的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角，縱軸的上部表示根據(jù) 第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部303所求出的旋轉(zhuǎn)電角度ee303，中部表示根據(jù)第2旋轉(zhuǎn)角 度檢測部3O7所求出的旋轉(zhuǎn)電角度0e307，下部表示將根據(jù)第l旋轉(zhuǎn)角度檢測 部303與第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部307的信號(hào)所算出的旋轉(zhuǎn)電角度進(jìn)行組合而算出 的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em301a、 em301b。 em301a表示理想值，而 em301b表示實(shí)測值。
接著，-根據(jù)以上結(jié)構(gòu)說明被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)角度的檢測方法。
在圖15中，當(dāng)被檢測軸301旋轉(zhuǎn)時(shí)，與被檢測軸301相連接的多極磁環(huán)302
旋轉(zhuǎn)。從第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部303可以獲得與多極磁環(huán)302的旋轉(zhuǎn)角度相對(duì)應(yīng) 的輸出信號(hào)。實(shí)施方式3的情況下，由于將多極磁環(huán)302的磁極數(shù)選擇為30， 所以每1磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角為12度(360度/30極=12度)。
與安裝在被檢測軸301上的多極磁環(huán)302的1個(gè)磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角12度相 應(yīng)地，第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部303的信號(hào)即Sin信號(hào)315與Cos信號(hào)316變化l個(gè)周 期(相當(dāng)于180度的旋轉(zhuǎn)電角度)。在圖18中，由根據(jù)圖17所示的第1旋轉(zhuǎn)角 度檢測部303的信號(hào)所算出的旋轉(zhuǎn)電角度ee而求出的理想的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角，如 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em般線性變化，但由于多極磁環(huán)302的磁化偏差或偏心，或者第l 旋轉(zhuǎn)角度檢測部303的靈敏度偏差或位置偏差等的影響，由旋轉(zhuǎn)電角度ee所
求出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角相對(duì)于理想的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml那樣包含
誤差。并且，如圖19的上部的圖所示，根據(jù)由第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部303所求出 的旋轉(zhuǎn)電角度ee，可以高精度、高分辨率地求出被檢測軸301的從0度至12度 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml。
另一方面，當(dāng)連接于被檢測軸301的蝸輪304旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪305也以某固 定的減速比旋轉(zhuǎn)。在此事例中，減速比設(shè)為1/4。該齒輪305的旋轉(zhuǎn)角度是根 據(jù)用于檢測磁鐵306的磁場方向的第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部307的信號(hào)而算出。如 圖19的中部所示，根據(jù)利用第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部307的Sin信號(hào)與Cos信號(hào)所求 出的旋轉(zhuǎn)電角度ee2，可以求出被檢測軸301的檢測范圍即0度至720度的旋轉(zhuǎn) 機(jī)械角9m2。如圖19的下部所示，由通過第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部307所求出的旋 轉(zhuǎn)機(jī)械角em2來決定，由第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部303所求出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的 值是哪個(gè)周期(磁極)的值，從而求出被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em3。在圖 19的下部，也由于圖18中所述的同樣的影響，在所算出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em3中， 也包含相對(duì)于理想旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em4的誤差。
接著，說明使以上結(jié)構(gòu)中的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)角度檢測精度提高(減 小所述誤差)的方法。
圖20是表示這樣的數(shù)據(jù)實(shí)例的圖在每個(gè)對(duì)應(yīng)于多極磁環(huán)的磁極間距的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角求出的、在被檢測軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角中包含的誤差。在圖20中，橫
軸表示根據(jù)旋轉(zhuǎn)電角度ee所算出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角emi，該旋轉(zhuǎn)電角度ee是對(duì)根
據(jù)第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部303的信號(hào)即Sin信號(hào)與Cos信號(hào)所算出的Tan信號(hào)(= Sin/Cos)逆變換而獲得的，縱軸表示被檢測軸3Ol實(shí)際旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角0m 與旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml之差，即旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml。馬達(dá)控制器314可以由編
碼器310同步且儲(chǔ)存所檢測出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em及被檢測軸301 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml是經(jīng)由串行通信線路313而獲得的由 內(nèi)置在旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置308中的CPU312所算出的。gp，在馬達(dá)控制器314 中，對(duì)應(yīng)于由旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置308所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml， 而利用式l來確定旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em。即，如果將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差設(shè)為 A0ml，將所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為eml，將被檢測軸301實(shí) 際旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為em，則Aeml由式l來表示。
△emi=emi—6m......(式l)
圖21是表示根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差求出修正近似直線的方法的圖。在圖21 中，橫軸表示所算出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，橫軸表示旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml。 以Aemla表示被取樣的平均值，以Aemlb表示未被取樣的平均值。近似直 線y表示與被取樣的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)emla的值相關(guān)的特性。記載了實(shí)際獲 取的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml的數(shù)據(jù)例。馬達(dá)控制器314利用串行通信線路313 將該旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml發(fā)送給CPU 312， CPU 312對(duì)應(yīng)于各旋轉(zhuǎn)機(jī)械角 0ml將該旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml儲(chǔ)存到EEPROM311中。因此，CPU312可以 使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml，并利用式2來隨時(shí)修正所算出的被檢測軸301的
旋轉(zhuǎn)機(jī)械角emi。
艮P，如果將式l變形，則得到如下所示式2。 9m=eml —A0ml......(式2)
但是，對(duì)于存儲(chǔ)整個(gè)旋轉(zhuǎn)檢測范圍的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml而言，需要 大容量的EEPR0M311。當(dāng)將旋轉(zhuǎn)檢測范圍設(shè)為720度，將分辨率設(shè)為l度時(shí)， 需要720字節(jié)的EEPROM容量。
因此，如果將每隔規(guī)定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(圖21的例中為每隔3度)所求出 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)0ml存儲(chǔ)到EEPROM 311中，則可以降低至240字節(jié)(720 字節(jié)/3)的容量。利用根據(jù)每隔3度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml所求出的近似直 線，來推斷規(guī)定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角間的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml。
此處，將旋轉(zhuǎn)角度位于某3度間的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為x，將小于旋轉(zhuǎn)機(jī)械角 x且每隔3度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角中最接近的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為c。 g卩，設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械角c 〈旋轉(zhuǎn)機(jī)械角x〈旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(c+3)。而且，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差m設(shè)為在旋 轉(zhuǎn)機(jī)械角(c+3)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差n設(shè)為在旋轉(zhuǎn)機(jī)械 角c的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差。如果根據(jù)這些值來求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml的近似
直線特性y，則以式3來表示近似直線特性y。 y= (mi) (x—c) /3+n......(式3)
馬達(dá)控制器314使馬達(dá)309旋轉(zhuǎn)，編碼器310使通過串行通信線路313而獲 得的每隔3度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml與被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em同步。在圖21 中，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml為O度時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml (n)為0.001度，旋轉(zhuǎn) 機(jī)械角eml (c+3)為3度時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml (m)為0.012度。如果 將這些值代入式3中，則可以獲得式4，該式4是求出在旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml從0度 到3度時(shí)每隔0.5度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的等式。
y= (0.012—0.001) (X—0) /3+0.001
=0.0036.x+0.001......(式4)
例如根據(jù)式4，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml為l度時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)0ml為0.0046 度。旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml在從3度到6度的每隔l度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml也可以 通過同樣的方法而求出。利用這樣求出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml，并利用式l， 對(duì)所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml進(jìn)行修正。
為了進(jìn)一步減小該EEPROM的容量，如圖20所示，利用式5，對(duì)應(yīng)于所 算出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，在每l磁極間距的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(本實(shí)施方式中為12 度)中，求出各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml的平均值A(chǔ)emlAv。 g卩，如果 設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值為AemlAv，將在某旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的1 N磁極 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml之和設(shè)為SAeml，則可以利用式5求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角 誤差的平均值A(chǔ)emlAv。
△9mlAv=SA0ml/N......(式5)
根據(jù)平均值A(chǔ)emlAv，并利用式6求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em2。即，如果 將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值設(shè)為A9mlAv，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差設(shè)為Aem2， 設(shè)所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為eml，貝U
△em2=eml—9m—A9mlAv......(式6)
圖22是表示利用各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值而修正的旋轉(zhuǎn)機(jī)械 角誤差數(shù)據(jù)之一例的圖。圖22繪制了將圖20的數(shù)據(jù)代入式6所算出的旋轉(zhuǎn)機(jī) 械角誤差A(yù)9m2。由于圖20所示的各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml的產(chǎn)生傾 向中存在相關(guān)性，所以對(duì)應(yīng)于土0.2度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)9ml的偏差，圖22 所示的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em2的偏差被減小到土0.1度以下。
馬達(dá)控制器314中，可以由編碼器310同步且儲(chǔ)存已檢測出的被檢測軸
301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em、及經(jīng)由串行通信線路313所獲得的由旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置 308內(nèi)置的CPU 312所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，所以可以利用 式5來算出根據(jù)式l所求出的各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml的平均值 AemlAv。旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值A(chǔ)emlAv利用串行通信線路313而被發(fā) 送至CPU312，并利用CPU312儲(chǔ)存到EEPROM311中。CPU312可以不斷使 用旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值A(chǔ)emlAv，并利用式7來修正所算出的被檢測軸 301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，盡管可能包含著旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em2。即，如果將 被檢測軸301實(shí)際旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為em，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差設(shè)為A0m2， 將所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為eml，則 9m+Aem2二9ml — AemlAv......(式7)
圖23是將圖22的一部分放大顯示的圖。圖23是表示根據(jù)各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī) 械角誤差的平均值來求出修正近似直線的方法的圖。使用圖23說明減小 EEPROM311的容量的方法。假設(shè)在0度至12度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的范圍內(nèi)， 以0.5度的間隔將圖23所繪制的各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值A(chǔ)emlAv 存儲(chǔ)到EEPROM311中，則必需24的容量。如果每隔特定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(圖 23的例中為每隔2度)而將所求出的各磁極的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值 AemlAv存儲(chǔ)到EEPROM311中，則可以降低至6 (12/2)的容量。利用根據(jù) 每2度的平均值A(chǔ)emlAv所求出的近似直線來推斷特定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角間的平 均值A(chǔ)emlAv。
將2度間的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為x，將小于旋轉(zhuǎn)機(jī)械角x且最近的一個(gè)每2度的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角設(shè)為cl。即，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角cK旋轉(zhuǎn)機(jī)械角x〈旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(cl+2)。 而且，將在旋轉(zhuǎn)機(jī)械角(cl+2)的平均值A(chǔ)emlAv的大小設(shè)為ml，將在旋 轉(zhuǎn)機(jī)械角cl的平均值A(chǔ)emlAv的大小設(shè)為nl。利用式8來表示基于這些值的 平均值A(chǔ)0mlAv的近似直線yl 。
yl= (ml—nl) (x—cl) /2+nl......(式8)
馬達(dá)控制器314使馬達(dá)309旋轉(zhuǎn)，并且通過串行通信線路313獲取每2度的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml，并從編碼器310獲取被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em。根據(jù)這 些旋轉(zhuǎn)機(jī)械角em、旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml以及由式l求出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)eml， 再使用式5，求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均值A(chǔ)6mlAv。
-在遷23中，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的值(cl)為O度時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平均 值A(chǔ)9mlAv的值為0.031度，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角0ml的值(cl+2)為2度時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī) 械角誤差的平均值A(chǔ)emlAv的值(ml)為0.042度。
如果將這些值代入式8，則可以獲得式9，該式9是求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml 在0度至2度的范圍中每0.5度的平均值A(chǔ)0mlAv 。
<formula>formula see original document page 28</formula>式9)
此處，例如根據(jù)式9，旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的值為l度時(shí)的平均值A(chǔ)emlAv的 值為0.0365度。旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml的值在2度至4度的范圍中每0.5度的平均值 AemlAv的值也可以利用同樣的方法而求出。利用這樣求出的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤 差的平均值A(chǔ)emAv，并利用式7，對(duì)所算出的被檢測軸301的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角eml 進(jìn)行修正。如果利用式8的近似直線來推斷圖20所示的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差的平 均值A(chǔ)0mlAv的值，并利用式6來求出旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em2，則可以獲得與 圖22所示的旋轉(zhuǎn)機(jī)械角誤差A(yù)em2大致同樣的結(jié)果。 (實(shí)施方式4)
以下，使用圖24說明本發(fā)明的實(shí)施方式4。
圖24是實(shí)施方式4的靶的立體圖。在靶327的外周面，在圓周方向上等間 隔地配置著由磁鐵構(gòu)成的凸部。具備該靶327的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，具有與 實(shí)施方式3的第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)波形相同的信號(hào)波形，可以根據(jù)該信 號(hào)來算出旋轉(zhuǎn)角度。另外，使用了實(shí)施方式4的靶的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，具 有與上述實(shí)施方式3的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置同樣的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作，所以省略其 說明。
(實(shí)施方式5)
以下，使用圖25說明本發(fā)明的實(shí)施方式5。
圖25是實(shí)施方式5的靶的立體圖。該靶328具有圓筒部，在圓筒部的外周 面，在圓周方向上等間隔地配置著凹部328a及非凹部328b。具備該靶328的 旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，具有與實(shí)施方式3的第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)波形相同 的信號(hào)波形，可以根據(jù)該信號(hào)來算出旋轉(zhuǎn)角度。另外，使用了實(shí)施方式5的 靶的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，具有與上述實(shí)施方式3的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置同樣的 結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作，所以省略其說明。
如上所述，實(shí)施方式5的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，在檢測范圍或者與多極磁 環(huán)的各磁極寬度相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，根據(jù)將被檢測軸301的算出旋轉(zhuǎn)角度 的修正角度存儲(chǔ)到EEPR0M311中的方法，或者根據(jù)將固定旋轉(zhuǎn)龜度內(nèi)的修 正角度存儲(chǔ)到EEPROM311中的方法，以更小容量的EEPROM即可修正由于多極磁環(huán)或旋轉(zhuǎn)角度檢測部的磁誤差、機(jī)械誤差、電子誤差所引起的旋轉(zhuǎn)角 度檢測精度的降低，從而獲得可以提高被檢測軸的檢測旋轉(zhuǎn)角度的精度的作 用效果。
工業(yè)適用性
本發(fā)明的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置可以利用簡單的結(jié)構(gòu)而高精度、高分辨 率地進(jìn)行絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的檢測，所以可適用于在車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向等中所使用 的對(duì)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的檢測。
而且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置具有以下作用效果，g卩，可以在車輛 的動(dòng)力轉(zhuǎn)向中使用，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)來高精度、高分辨率地進(jìn)行多圈旋 轉(zhuǎn)角度檢測。
此外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，具有可以利用
使用更小容量的EEPROM的簡單的結(jié)構(gòu)，高精度地檢測被檢測軸的多圈旋轉(zhuǎn)
的作用效果，并且可以適合用作車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向等中所使用的旋轉(zhuǎn)角度檢測 裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，因此工業(yè)上的適用性較高。
權(quán)利要求
1.一種絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括第1旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連接，并保持著靶且有可旋轉(zhuǎn)多圈的齒輪，所述靶在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替變化的磁極；第1檢測裝置，其檢測所述第1旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；第2旋轉(zhuǎn)體，其與所述第1旋轉(zhuǎn)體的所述齒輪連接且以低于第1旋轉(zhuǎn)體的速度旋轉(zhuǎn)，且在中心部配置著磁鐵；以及第2檢測裝置，其檢測所述第2旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，所述第l 檢測裝置及第2檢測裝置由配置在與耙及磁鐵相對(duì)的位置上的磁檢測元件構(gòu) 成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括非易失性存儲(chǔ)器， 其存儲(chǔ)從所述第1檢測裝置及第2檢測裝置輸出的正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào) 的靈敏度，并且在組裝第1旋轉(zhuǎn)體及第2旋轉(zhuǎn)體之后，每當(dāng)接通電源時(shí)利用所 述各個(gè)靈敏度來修正所述正弦波信號(hào)與所述余弦波信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括靈敏度檢測部，所 述靈敏度檢測部在存儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，檢測該靈敏度是否在規(guī) 定值內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括信號(hào)振幅檢測部， 在存儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，該信號(hào)振幅檢測部檢測輸出信號(hào)的振幅 中心是否在規(guī)定值內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括信號(hào)檢測部，在存 儲(chǔ)各個(gè)磁檢測元件的靈敏度時(shí)，該信號(hào)檢測部多次檢測正弦波信號(hào)與余弦波 信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，包括判斷各個(gè)磁檢測元 件在任意特定位置的位置判定部，且存儲(chǔ)該位置上的正弦波信號(hào)與余弦波信 號(hào)的值，并檢測相對(duì)于特定位置的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
8. —種旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于包括第1旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連，并保持著第l靶且可旋轉(zhuǎn)多圈，該第l耙在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替變化的磁極；第1檢測裝置，其與所述第l耙的磁極相對(duì)配置，用以檢測所述第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；第2旋轉(zhuǎn)體，其與輸入軸相連接且具有齒輪；第3旋轉(zhuǎn)體，其與所述第2旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，且具有在中心部配置著第 2耙的齒輪；第2檢測裝置，其檢測所述第3旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度；第4旋轉(zhuǎn)體，其與所述第3旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，且具有在中心部配置著第 3耙的齒輪；以及第3檢測裝置，其檢測所述第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，所述第l、第2、 第3檢測裝置由磁檢測元件構(gòu)成，且第2、第3靶由單極磁鐵構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其中，將第3旋轉(zhuǎn)體以及第 4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度差、所述第3旋轉(zhuǎn)體及所述第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行組 合，計(jì)算出所述第2旋轉(zhuǎn)體的多圈旋轉(zhuǎn)角度，所述第3旋轉(zhuǎn)體與所述第2旋轉(zhuǎn) 體的齒輪連接，所述第4旋轉(zhuǎn)體與所述第3旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，所述第4旋轉(zhuǎn) 體與所述第3旋轉(zhuǎn)體的齒輪的齒數(shù)不同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，基于第3旋轉(zhuǎn)體以及第4旋 轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度差、所述第3旋轉(zhuǎn)體和所述第4旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、以及由第 l靶所求出的第l旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算出所述第l旋轉(zhuǎn)體的多圈旋轉(zhuǎn)角度， 所述第3旋轉(zhuǎn)體與所述第2旋轉(zhuǎn)體的齒輪連接，所述第4旋轉(zhuǎn)體與所述第3旋轉(zhuǎn) 體的齒輪連接，所述第4旋轉(zhuǎn)體與所述第3旋轉(zhuǎn)體的齒輪的齒數(shù)不同。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有旋轉(zhuǎn)角 度差檢測部，該旋轉(zhuǎn)角度差檢測部將由所述第l檢測裝置所計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角 度與由第2檢測裝置或第3檢測裝置所計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，來檢測旋 轉(zhuǎn)角度差是否在規(guī)定值內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有非易失 性存儲(chǔ)器，在組裝所述第l、第2、第3旋轉(zhuǎn)體之后，該非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ) 從第l、第2、第3檢測裝置輸出的正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)的靈敏度，并且 每當(dāng)接通電源時(shí)利用各個(gè)靈敏度來修正所述正弦波信號(hào)與余弦波信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有靈敏度 判定部，在存儲(chǔ)作為所述第l、第2及第3檢測裝置的各磁檢測元件的靈敏度 時(shí)，該靈敏度判定部判定靈敏度是否在規(guī)定值內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有非易失 性存儲(chǔ)器，該非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)作為第1至第3檢測裝置的各磁檢測元件的輸出信號(hào)的振幅中心，并且每當(dāng)接通電源時(shí)利用各振幅中心來修正正弦波信 號(hào)與余弦波信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有確認(rèn)作 為第1至第3檢測裝置的各磁檢測元件的輸出信號(hào)的振幅中心是否在規(guī)定值 內(nèi)的裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有判斷作 為所述第l、第2及第3檢測裝置的各磁檢測元件在任意特定位置的裝置，存 儲(chǔ)在該位置的正弦波信號(hào)、余弦波信號(hào)的值，從而檢測相對(duì)于特定位置的絕 對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于，具有判斷作 為第1至第3檢測裝置的各磁檢測元件的任意特定位置的裝置，存儲(chǔ)根據(jù)在該 位置的正弦波信號(hào)、余弦波信號(hào)所計(jì)算出的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，從而檢測相對(duì)于 特定位置的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
19. 一種旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置 具備第l旋轉(zhuǎn)角度檢測部，其配置在與被檢測軸連接的靶相對(duì)的位置上； 減速機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述被檢測軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速；以及， 第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部，其檢測出所述已減速的旋轉(zhuǎn)角度， 且，根據(jù)所述第1旋轉(zhuǎn)角度檢測部與第2旋轉(zhuǎn)角度檢測部的信號(hào)來算出所 述被檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度，其中，所述旋轉(zhuǎn)角度修正方法，利用使所述被檢測軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)、控制 所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的馬達(dá)控制器以及檢測所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的編碼器， 將由所述馬達(dá)實(shí)際驅(qū)動(dòng)的所述被檢測軸的旋轉(zhuǎn)角度、與由所述第1及第2旋轉(zhuǎn) 角度檢測部所求出的所述被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度之差，作為修正角度而存 儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中，利用所述修正角度來修正被檢測軸的所述算出旋轉(zhuǎn) 角度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)于所述整個(gè)檢測范圍中的每個(gè)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度，將所述修正角度 存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中，以修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度，并且，在所述 預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度之間，利用根據(jù)以在其前后存儲(chǔ)的修正角度所求出的近似直線 而推斷的修正角度來進(jìn)行修正。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，其特 征在于，以在被檢測軸的圓周方向上等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性相反的磁極 而形成的多極磁環(huán)作為所述靶，在對(duì)應(yīng)于各磁極寬度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將各磁 極的誤差的平均值作為各磁極共用的修正角度而存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中， 通過所述修正角度來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，其特 征在于，所述靶是具有在被檢測軸的圓周方向上等間隔配置的凸部的齒輪， 在對(duì)應(yīng)于各齒寬的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將各齒的誤差的平均值作為各齒共用的修正 角度而存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中，通過所述修正角度來修正被檢測軸的算出 旋轉(zhuǎn)角度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋轉(zhuǎn)角度修正方法，其特 征在于，所述靶是以在被檢測軸的圓周方向上等間隔地產(chǎn)生非凹部的方式配 置有凹部的靶，在對(duì)應(yīng)于各凹部寬度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將各凹部的誤差的平均 值作為各凹部共用的修正角度而存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中，通過所述修正角 度來修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的旋 轉(zhuǎn)角度修正方法，其特征在于，在對(duì)應(yīng)于所述靶間隔的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)于 每一預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度而將所述各靶共用的修正角度存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中， 以修正被檢測軸的算出旋轉(zhuǎn)角度，并且在所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度之間，利用根據(jù) 以在其前后存儲(chǔ)的修正角度所求出的近似直線而推斷的修正角度來進(jìn)行修 正。
全文摘要
本發(fā)明提供，使用連接于旋轉(zhuǎn)軸且在外周面磁化有極性交替變化的磁極的靶，來高精度、高分辨率地檢測多圈旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的裝置。此裝置具有第1旋轉(zhuǎn)體(101)，其與輸入軸相連接，并保持著靶(103)且有可旋轉(zhuǎn)多圈的齒輪，該靶(103)在外周面等間隔地?fù)碛斜淮呕臉O性交替變化的磁極；第2旋轉(zhuǎn)體(108)，其與第1旋轉(zhuǎn)體(101)的齒輪相連接，以低于第1旋轉(zhuǎn)體(101)的速度旋轉(zhuǎn)，且在中心部配置著磁鐵(109)；以及第1檢測部(110)以及第2檢測部(111)，其檢測第1旋轉(zhuǎn)體(101)及第2旋轉(zhuǎn)體(102)的旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明可以利用簡單的結(jié)構(gòu)來高精度、高分辨率地檢測絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。
文檔編號(hào)B62D5/04GK101115968SQ20068000422
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者一宮禮孝, 三戶宏一, 御池幸司, 植平清孝, 笹之內(nèi)清孝 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社