CN101115981A - 旋转角度及转矩检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转角度及转矩检测装置，其包括：第一旋转体；固定在第一旋转体上的第一靶标；固定在第一旋转体上的第一齿轮；用于检测第一旋转体的旋转角度的第一磁力检测元件；与第一齿轮啮合的第二齿轮；固定在第二齿轮的第二旋转体；设置在第二旋转体上的磁体；用于检测第二旋转体的旋转角度的第二磁力检测元件；第三旋转体；固定在第三旋转体上的第二靶标；用于检测第三旋转体的旋转角度的第三磁力检测元件；在第一旋转体和第三旋转体之间将第一旋转体和第三旋转体连接的扭杆；基于从第一到第三磁力检测元件输出的信号而计算出第一旋转体的旋转角度和扭杆上作用的转矩的控制部。此检测装置能够以高精度/高分辨率检测出多转绝对旋转角度及转矩。

Description

旋转角度及转矩检测装置

技术领域

本发明涉及用于检测车辆的动力转向装置等旋转装置的绝对旋转角度及转矩的旋转角度及转矩检测装置。

背景技术

图24是特开平11-194007号公报公开的现有转矩感应器5001的结构图。齿轮部33通过配合弹簧34固定到将要检测旋转角度的旋转轴(未图示)。齿轮部33与齿轮部36啮合。齿轮部36的外周端面上安装了具有磁化的多个磁极的码板(code plate)35。随着旋转轴的旋转，设***板35的磁极移动。通过与齿轮部36的外周端面相向设置的检测元件37对移动的磁极的数目进行计数，从而检测出旋转轴的旋转角度。

通过扭杆连结的2根轴上分别安装转矩感应器5001，这样，在2根轴之间发生由于转矩作用引起的轴间扭转时，通过比较各轴的旋转角度能够检测出作用的转矩的大小。

因为转矩感应器5001通过对使轴的旋转角度移动的磁极进行计数而检测出旋转角度，所以为了提高分辨力就需要减小磁极。且，码板35通过齿轮部33、36而与轴结合，由于齿间隙(backlash)的原因，很难提高旋转角度的检测精度。且，转矩感应器5001虽然能检测出相对旋转角度，却不能检测出绝对旋转角度。

图25是特开2003-98018号公报公开的现有转矩检测装置5002的结构图。强磁体构成的靶标1100、1101分别安装在将要检测旋转角度的轴1102、1103上。靶标1100、1101与磁感应器1104A、1104B、1105A、1105B相向配置。通过利用磁感应器1104A、1104B、1105A、1105B检测出靶标1100、1101的旋转位移，运算处理部1106检测出轴1102、1103的旋转角度。当轴1102、1103间作用了转矩，轴1102和轴1103之间存在旋转角度差时，运算处理部1106通过比较靶标1100、1101的旋转角度之差，能够检测出作用的转矩大小。

在转矩检测装置5002，靶标1100、1101旋转1圈，磁感应器1104A、1104B、1105A、1105B产生相同的输出，所以，很难检测出旋转1次以上时的旋转角度。

且，强磁体构成的靶标1100、1101，因为其材料的偏差和尺寸精度的偏差对检测精度有影响，所以必须高精度加工。而且，磁感应器1104A、1104B、1105A、1105B里需要偏转用磁体。

发明内容

一种旋转角度及转矩检测装置包括：第一旋转体；固定在第一旋转体上的第一靶标；固定在第一旋转体上的第一齿轮；用于检测第一旋转体的旋转角度的第一磁力检测元件；与第一齿轮啮合的第二齿轮；固定在第二齿轮的第二旋转体；设置在第二旋转体上的磁体；用于检测第二旋转体的旋转角度的第二磁力检测元件；第三旋转体；固定在第三旋转体上的第二靶标；用于检测第三旋转体的旋转角度的第三磁力检测元件；在第一旋转体和第三旋转体之间将第一旋转体和第三旋转体连接的扭杆；基于从第一到第三磁力检测元件输出的信号而计算出第一旋转体的旋转角度和扭杆上作用的转矩的控制部。

此检测装置能够以高精度/高分辨率检测出多转绝对旋转角度及转矩。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中的绝对旋转角度及转矩检测装置的结构图。

图2A表示第一实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图2B表示第一实施方式中的检测装置的输入轴及输出轴的机械的旋转角度与运算得到的旋转角度的关系。

图3A表示第一实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图3B表示第一实施方式中的检测装置的输入轴及输出轴的机械的旋转角度与运算得到的旋转角度的关系。

图4是第一实施方式中的检测装置的电路框图。

图5A表示第一实施方式中的检测装置的旋转体的绝对旋转角度的理想值与实际值。

图5B表示第一实施方式中的检测装置的旋转体的绝对旋转角度的理想值与实际值。

图6表示第一实施方式中的检测装置的转矩检测特性。

图7表示第一实施方式中的检测装置得到的旋转角度和绝对旋转角度。

图8表示第一实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图9A是本发明第二实施方式中的绝对旋转角度及转矩检测装置的正面剖面图。

图9B是图9A所示检测装置的侧面剖面图。

图9C是图9A所示检测装置沿线9C-9C的剖面图。

图10是第二实施方式中的检测装置的侧面剖面图。

图11A是第二实施方式中的检测装置的环状磁体的正面图。

图11B是图11A所示环状磁体沿线11B-11B的剖面图。

图12是第二实施方式中的检测装置其它旋转体的剖面图。

图13是第二实施方式中的检测装置另一旋转体的剖面图。

图14是第二实施方式中的检测装置又一旋转体的剖面图。

图15A是本发明第三实施方式中的旋转角及转矩检测装置的结构图。

图15B是图15A所示检测装置沿线15B-15B的剖面图。

图15C是图15A所示检测装置的重要部分的剖面图。

图16是第三实施方式中的检测装置的电路框图。

图17A表示第三实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图17B表示第三实施方式中的检测装置的输入轴及输出轴的机械的旋转角度与运算得到的旋转角度的关系。

图18A表示第三实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图18B表示第一实施方式中的检测装置的输入轴及输出轴的机械的旋转角度与运算得到的旋转角度的关系。

图19A表示第三实施方式中的检测装置的磁力检测元件的输出信号。

图19B表示第一实施方式中的检测装置的输入轴及输出轴的机械的旋转角度与运算得到的旋转角度的关系。

图20A表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图20B表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图20C表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图20D表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图20E表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图21A表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图21B表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图21C表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图22表示第三实施方式的检测装置的旋转体的旋转角度。

图23表示第三实施方式的检测装置的磁力检测元件输出的信号。

图24是现有的检测旋转角度以及转矩的转矩感应器的结构图。

图25是现有转矩检测装置的结构图。

附图标记说明

1     旋转体(第一旋转体)

1A    齿轮(第一齿轮)

2     输入轴

3     靶标(第一靶标)

4     旋转体(第三旋转体)

5     输出轴

6     靶标(第二靶标)

7     扭杆

8     旋转体(第二旋转体)

8B    齿轮(第二齿轮)

9     磁体

10    磁力检测元件(第二磁力检测元件)

11    磁力检测元件(第一磁力检测元件)

12    磁力检测元件(第三磁力检测元件)

14    控制部

15    存储器

16    放大部

16A     检测器

1001    旋转体(第一旋转体)

1004    环状磁体

1004A   环状磁体

1005    旋转体(第三旋转体)

1007A   磁力检测元件(第一磁力检测元件)

1007B   磁力检测元件(第三磁力检测元件)

1009    齿轮(第一齿轮)

1010    齿轮(第二齿轮、第二旋转体)

1011    磁体(第一磁体)

1012    磁力检测元件(第二磁力检测元件)

1016    突起部

1017    凹部

1018    卡止爪

1020    板簧

1022    扭杆

8001    旋转体(第一旋转体)

8002    输入轴

8003    靶标(第一靶标)

8004    旋转体(第三旋转体)

8005    输出轴

8006    靶标(第二靶标)

8007    扭杆

8008    齿轮(第一齿轮)

8009    旋转体(第二旋转体)

8009A   齿轮(第二齿轮)

8010    磁体(第一磁体)

8011    磁力检测元件(第三磁力检测元件)

8012    旋转体(第四旋转体)

8012A   齿轮(第三齿轮)

8013  磁体(第二磁体)

8014  磁力检测元件(第四磁力检测元件)

8015  磁力检测元件(第一磁力检测元件)

8016  磁力检测元件(第二磁力检测元件)

8025  放大部

8026  控制部

8027  存储器

8028  开关

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是本发明第一实施方式的旋转角度及转矩检测装置6001的结构图。旋转体1具有与输入轴2嵌合连接的可多转的齿轮1A。齿轮1A被固定到旋转体1。靶标3固定在旋转体1上。在靶标3的外表面3C上交替等间隔地配置极性不同的磁极3A、3B。旋转体4具有与输出轴5嵌合连接的多转齿轮。靶标6固定在旋转体4上。靶标6的外表面6C上交替等间隔地配置极性不同的磁极6A、6B。扭杆7配置在输入轴2与输出轴5间的同心轴6001A上，并且固定到输入轴2和输出轴5。即，扭杆7在旋转体1和旋转体4之间，与旋转体1和旋转体4连接。旋转体8上具有与旋转体1的齿轮1A相啮合的齿轮8B，其中央部8A上配置了磁体9。齿轮8B固定在旋转体8上。磁力检测元件11与靶标3的外表面3C相对。磁力检测元件10与磁体9相对。磁力检测元件12与靶标6的外表面6C相对。磁力检测元件11、10、12设置在基板13上。旋转体1的齿轮1A与旋转体8的齿轮8B相连结，如果旋转体1旋转，旋转体8就以基于齿轮1A、8B的齿数比的速度旋转。

在此，靶标3的磁极3A、3B的数目设定为与靶标6的磁极6A、6B的数目相同。磁极3A、3B、6A、6B的数目决定于检测到的最大转矩和扭杆7的弹簧常数。例如，最大转矩检测值为±12N·m，扭杆7的弹簧常数为2N·m/deg时，扭杆7的最大扭转角是±4度。靶标3的磁极3A、3B共有30个，靶标6的磁极6A、6B共有30个。N极磁极3A、6A数目分别设定为15个，S极磁极3B、6B的数目分别设定为15个。在此情况下，相邻磁极以12度的角度间隔进行配置。扭杆7的最大扭转角是±4度，所以，旋转体1、4的绝对旋转角度之差不会大于8度，因此，可以正确地检测由于靶标3、6的磁极3A、3B、6A、6B引起的作用于扭杆7的转矩。

下面说明用磁阻元件(MR元件)作为磁力检测元件11、10、12的情况下的检测装置6001的动作。各磁力检测元件根据来自磁极和磁体的磁场，输出对应于旋转体的旋转角度的正弦波信号和余弦波信号。图2表示磁力检测元件11、10、12的输出信号。磁力检测元件11、12根据伴随靶标3、6的旋转的来自磁极3A、3B、6A、6B的磁场，对于1个磁极输出1个周期的正弦波信号。因此，磁力检测元件11对应于靶标3的一次旋转而输出与磁极3A、3B数目相同的周期的正弦波信号，磁力检测元件12对应于靶标6的1次旋转而输出与磁极6A、6B的数目相同的周期的正弦波信号。这些正弦波信号在放大部被放大为具有预定振幅，再输入到微型计算机和CPU等的控制部。正弦波信号在控制部内的A/D转换器被转换为数字信号，进行运算处理，控制部算出靶标3、6即旋转体1、4的绝对旋转角度。换言之，具有磁极3A、3B的靶标3与磁力检测元件11形成用于检测旋转体1的旋转角度的旋转角度检测部201。类似的，具有磁极6A、6B的靶标6与磁力检测元件11形成用于检测旋转体5的旋转角度的旋转角度检测部203。磁体9和磁力检测元件10形成用于检测旋转体4的旋转角度的旋转角度检测部202。图2A表示磁力检测元件11、12输出的正弦波信号的电压。横轴表示输入轴2及输出轴5的绝对旋转角度，纵轴表示磁力检测元件11输出的正弦波信号24以及磁力检测元件12输出的余弦波信号23。图2B表示输入轴2及输出轴5的机械旋转角度，即绝对旋转角度(横轴)与旋转体1、4在控制部运算得到的绝对旋转角度，即正弦波信号23和余弦波信号24的相位角(纵轴)之间的关系。

磁力检测元件10检测出旋转体8的中心部8A配置的磁体9的磁场，输出磁体9每旋转一圈所对应的2周期的正弦波信号和余弦波信号。这些信号在控制部得以进行运算处理，可以算出旋转体8的绝对旋转角度。图3A表示磁力检测元件10输出的正弦波信号124和余弦波信号123的电压。图3A中，横轴表示输入轴2及输出轴5的绝对旋转角度，纵轴表示磁力检测元件10输出的正弦波信号124及余弦波信号123。图3B表示，输入轴2及输出轴5的机械的绝对旋转角度(横轴)，以及旋转体8的运算中绝对旋转角度即正弦波信号124和余弦波信号123的相位(纵轴)。

图4是检测装置6001的电路框图。磁力检测元件11、10、12输出的正弦波信号和余弦波信号，通过检测器16A和放大部16而输入到微型计算机和CPU等的控制部14，通过运算处理而输出输入轴2和输出轴5的绝对旋转角度和转矩。EEPROM等非易失性存储器15被连接到控制部14。检测器16A检测出磁力检测元件10、11、12的输出信号是否在预定范围内。

图5A表示输入轴2及输出轴5的机械的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体1、4的绝对旋转角度(横轴)。虚线表示旋转体1、4的绝对旋转角度的理想值24A(与图2B相同)，实线表示旋转体1、4的绝对旋转角度的实际值24B。

图5B表示输入轴2及输出轴5的机械的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8的绝对旋转角度(横轴)。虚线表示旋转体1、4的绝对旋转角度的理想值124A(与图3B相同)，实线表示旋转体1、4的绝对旋转角度的实际值124B。旋转体8旋转1周之间，旋转体1、4旋转的角度(在图5B中是720°)是能够检测出的绝对旋转角度的上限。

图6表示检测装置6001的转矩检测特性。横轴表示输入轴2及输出轴5的绝对旋转角度，纵轴表示作用于扭杆7上的转矩。设旋转体1的绝对旋转角度是θx、旋转体4的绝对旋转角度是θy、扭杆7的弹簧常数是T，由(θx-θy)×T而计算出转矩。

下面，说明作用于扭杆7的转矩的计算方法。当相互固定的输入轴2、扭杆7以及输出轴5旋转时，与输入轴2嵌合连结的旋转体1发生旋转。旋转体1旋转时，保持在旋转体1上的靶标3发生旋转。伴随此旋转，与靶标3相向的磁力检测元件11检测出来自磁极3A、3B的磁场，输出与磁场相对应的信号。控制部14对该信号进行运算，求得旋转体1的绝对旋转角度θx。且，当输入轴2、扭杆7以及输出轴5旋转时，与输出轴5嵌合连结的旋转体4也旋转。旋转体4旋转时，保持在旋转体4上的靶标6发生旋转。伴随此旋转，与靶标6相向的磁力检测元件12检测出磁极6A、6B的磁场，输出与磁场相对应的信号。控制部14对该信号进行运算处理，求得旋转体4的绝对旋转角度θy。控制部14将扭杆7的弹簧常数T乘以第一旋转体1与旋转体4的绝对旋转角度θx、θy之差，求得转矩。因为能够对应于扭杆7上施加的转矩而放大螺旋角，所以能够增大检测到的转矩的分辨率。

下面说明旋转体1、4、8的旋转角度的检测方法。旋转体1旋转时，通过与旋转体1的齿轮1A啮合的旋转体8的齿轮8B，旋转体8旋转。如果旋转体1的齿轮1A的齿数是NA，旋转体8的齿轮8B的齿数是NB，旋转体8以旋转体1的NA/NB倍的速度旋转。通常选择合适的齿数NA、NB，使得旋转体8以与旋转体1相比非常低的速度旋转。

磁力检测元件11受到随着旋转体1的旋转而变化的磁极3A、3B的磁场，输出与该磁场对应的信号。旋转体8有配置在中心部8A的磁体9，与该旋转体8相向的磁力检测元件10受到来自伴随着旋转体8的旋转而变化的磁体9的磁场，输出对应于该磁场的信号。磁力检测元件11、10的输出信号输入到控制部14，在控制部14内的A/D转换器内转换成数字信号。控制部14根据磁力检测元件10的输出信号求得由旋转体8的初期位置开始的旋转角度，根据磁力检测元件11的输出信号精确地检测出旋转体1的旋转角度。控制部14根据旋转体8的旋转角度而求得旋转体1的大致的绝对旋转角度，利用根据磁力检测元件11的输出信号求得的旋转体1的旋转角度对大致的绝对旋转角度进行修正，从而求得旋转体1的1转以上的绝对旋转角度。图7表示控制部14算出的旋转体1的旋转角度和绝对旋转角度。图7的三张图中，横轴表示旋转体1的绝对旋转角度。且，图7表示根据磁力检测元件11的输出信号得到的旋转角度19、根据磁力检测元件10的输出信号得到的绝对旋转角度20、算出的实际绝对旋转角度21以及理想的绝对旋转角度22。表示根据磁力检测元件11的输出信号得到的旋转角度19的那张图，与其它图相比，横轴表示的旋转体1的绝对旋转角度0～60°的部分放大了。

然后，参考图1、图4和图8来说明通过修正磁力检测元件10、11、12的灵敏度的变动以及放大部16的增益等特性的变动，从而避免计算出的绝对旋转角度发生误差的方法。图8表示磁力检测元件10、11、12的输出信号。

旋转体1旋转时，靶标3也旋转。伴随着靶标3的旋转，磁力检测元件11所受到的来自磁极3A、3B的磁场发生变化。磁力检测元件11对应于此磁场而输出正弦波信号24和余弦波信号23。图8表示正弦波信号24和余弦波信号23。这些信号在放大部16被放大并输入到控制部14。控制部14根据正弦波信号24和余弦波信号23求得反正切信号。但是，图8所示，由于磁力检测元件11和放大部16的变动，正弦波信号24的振幅中心27以及余弦波信号24的振幅中心26不相同，求得的反正切信号的精度下降。存储器15保存磁力检测元件10、11、12的灵敏度。换言之，只有在图4所示开关29接通、变为灵敏度保存模式的时候，旋转体1旋转使得旋转体8旋转180度以上，将正弦波信号24的最大值24C和最小值24D以及余弦波信号23的最大值23C和最小值23C保存到存储器15。其次，当开关29断开、进入正常工作模式而求得旋转角度的时候，控制部14对正弦波信号24和余弦波信号23进行修正，使得存储器15中保存的最小值和最大值与输入的正弦波信号24和余弦波信号23的最大值24C、23C和最小值24D、23D分别一致，从而算出反正切信号，求得旋转角度。换言之，控制部14基于存储器15中保存的磁力检测元件10、11、12的灵敏度，对正弦波信号24和余弦波信号23进行修正，从而算出反正切信号，求得旋转角度。

如果图8所示正弦波信号24和余弦波信号23的最大值24C、23C和最小值24D、23D不在基准范围28内，存在这样的情况：由于环境温度等原因，放大部16的输出信号不变化，或者得不到该信号所需分辨率。检测器16A检测出最大值23C、24C和最小值23D、24D是否在基准范围28内。如果检测器16A检测出最大值23C，24C和最小值23D、24D不在基准范围28内，可以去掉基准范围外的信号。也可以是，检测器16A检测出正弦波信号24和余弦波信号23的振幅中心27、26，从而检测出振幅中心27、26是否在基准范围28内。如果检测器16A检测出振幅中心27、26不在基准范围28内，可以去掉具有该振幅中心的信号。也可以是，控制部14对磁力检测元件11、10输出的正弦波信号24和余弦波信号23的振幅中心27、26进行比较。通过控制部14对正弦波信号24和余弦波信号23进行修正以使得振幅中心27和振幅中心26一致，能够避免由于磁力检测元件10、11、12和放大部16的特性变动引起的错误信号的输出。控制部14也可以算出正弦波信号24和余弦波信号23的振幅中心的多个平均值，从而算出最终的振幅中心26、27，由此能够以更高精度避免错误输出。且，控制部14也可以不用最大值23C、24C和最小值23D、24D而算出平均值，由此能够以更高的精度避免错误输出。

且，利用存储器15保存在旋转体1的任意预定位置的磁力检测元件11、10的输出信号，控制部14能够检测出从该预定位置开始的绝对旋转角度。通过图4所示预定位置决定用信号线31，向控制部14发送用于指示磁力检测元件11、10的输出信号在该预定位置的信号，不进行机械操作就能确定预定位置。这样，控制部14多次读入该信号以进行检验或者以串行信号进行发送，在混入噪声等的错误信号的情况下，也能除去错误信号。预定位置决定用信号线31，通过切换输入输出，可以与输出信号线32使用共用端子。

(第二实施方式)

图9A和图9B是本发明第二实施方式的旋转角度及转矩检测装置6002的正面剖面图和侧面剖面图。图9C是图9A所示检测装置6002沿着线9C-9C的剖面图。图10是检测装置6002的侧面剖面图。图11A表示环状磁体4、4A和磁力检测元件7A、7B。图11B是图11A所示环状磁体4、4A和磁力检测元件7A、7B沿着线11B-11B的剖面图。

金属或者树脂等的非磁性材料构成的、形成贯通孔1001A的中空管状旋转体1001自由旋转地保持在轴承1003A的内表面上，该轴承1003A固定在用铝压铸法等形成的本体1002上。旋转体1001具有从外侧面突出的突出部1001B。突出部1001B上固定着环状的磁体1004。如图11A所示，环状磁体1004具有与旋转体1001成直角且在半径方向上磁化的多个磁极1004C、1004D。形成为与旋转体1001同轴且具有貫通孔1005A的中空管状的旋转体1005，利用本体1002上固定的轴承1003B而被可自由旋转地保持。与旋转体1001相同，旋转体1005具有突出部1005B。突出部1005B上固定着与环状磁体4相同的、具有多个磁极的环状磁体1004A。旋转体1001和旋转体1005可以相互独立地旋转。旋转体1001、1005的貫通孔1001A、1005A内***扭杆1022。扭杆1022与车辆的转向***连动旋转。

旋转体1001通过螺钉1006A而被固定到***到貫通孔1001A内的扭杆1022的输入轴1022A上，旋转体1005通过螺钉1006B而被固定到扭杆1022的输出轴1022B。如图11A和图11B所示，诸如磁阻(MR)元件等的磁力检测元件1007A、1007B配置在印刷基板1008上，与环状磁体1004及第二环状磁体1004A相向。印刷基板1008通过螺钉1006C固定到本体1002上。齿轮1009通过螺钉1006D固定到旋转体1005上。齿轮1009与齿轮1010啮合。齿轮1009、1010的齿数被设定为可以得到由扭杆1022最大转速决定的预定减速比。齿轮1010的端面上固定着与齿轮1010一起旋转的旋转磁体1011。磁力检测元件1012与旋转磁体1011相向地配置。安装了磁力检测元件1012的子印刷基板1013固定在本体1002上。这些各部件容纳于上壳体1014和下壳体1015内。

下面说明上述结构的检测装置6002的动作。

当与转向***连动旋转的扭杆1022旋转时，扭杆1022的输入轴1022A上固定的旋转体1001也旋转。随着旋转体1001的旋转，磁力检测元件1007A受到的、来自固定在旋转体1001的环状磁体1004的磁极1004C、1004D的磁场变化。换言之，磁力检测元件1007A受到的磁场，与扭杆1022的输入轴1022A的旋转角度相应地发生变化。磁力检测元件1007A输出对应于该磁场的信号，这样能够检测出扭杆1022的旋转角度，进而检测出转向***的旋转角度。

当扭杆1022旋转时，扭杆1022的输出轴1022B上固定的旋转体1005也旋转。随着旋转体1005的旋转，磁力检测元件1007B受到的、来自旋转体1005上固定的环状磁体1004A的多个磁极的磁场发生变化。换言之，磁力检测元件1007B受到的磁场与扭杆1022的输出轴1022B的旋转角度相应地变化。磁力检测元件1007B输出与该磁场相应的信号，从而能够检测出扭杆1022的输出轴1022B的旋转角度。换言之，具有磁极1004C、1004D环状磁体1004和磁力检测元件1007A，形成为用于检测旋转体1005的旋转角度的旋转角度检测部1201。同样，具有多个磁极的环状磁体1004A和磁力检测元件1007B形成为用于检测旋转体1001的旋转角度的旋转角度检测部1203。旋转磁体1011和磁力检测元件1012形成用于检测齿轮1010的旋转角度的旋转角度检测部1202。

扭杆1022上作用了转矩的情况下，扭杆1022扭转。磁力检测元件1007A检测出的旋转角度与磁力检测元件1007B检测出的旋转角度之差，与扭杆1022扭转螺旋角度成比例，所以能够根据旋转角度之差检测出扭杆1022上作用的转矩。

扭杆1022的旋转，由齿轮1009以预定减速比传递到齿轮1010。通过选择合适的减速比，即使在扭杆1022旋转多于1转(一般是4～6转)的情况下，齿轮1010上设置的旋转磁体1011的旋转也不超过1转。利用磁力检测元件1012检测旋转磁体1011的旋转角度，能够检测出扭杆1022和旋转体1001、1005的1转以上的绝对旋转角度。齿轮1009和齿轮1010构成的减速齿轮传动链由蜗轮或游星齿轮构成，能够构成小型的减速比大的齿轮传动链，所以，与使用正齿轮或行星齿轮的情况相比，检测装置6001的结构能够更紧凑简洁。换言之，检测装置6002用简单的结构就能检测出扭杆1022的转矩和旋转的绝对旋转角度。

环状磁体1004、1004A如图11A所示磁化，形成均匀的磁场，检测装置6001能够非常精确地检测出旋转角度。

图12是用于代替第二实施方式的旋转体1005的其它旋转体2005的剖面图。环状磁体1004、1004A一般用粘接/贴合等的通常的方法安装到如图11B所示旋转体1001、1005，存在如何保证精度及生产工时的课题。图12所示旋转体2005由树脂材料构成。旋转体2005是利用树脂材料与环状磁体1004A一起嵌入成形得到的。此方法可以提高环状磁体1004A的安装精度，减少组装工时和部件个数。

图13是用于代替第二实施方式的旋转体1005的另一种旋转体3005的剖面图。蜗轮1009由聚氧甲烯(POM)树脂等的弹性树脂形成。齿轮1009，在与旋转体3005嵌合的圆筒面上设有突起部1016。旋转体3005在与齿轮1009接合的表面设有凹部1017。齿轮1009的突起部1016与旋转体3005的凹部1017弹性嵌合，齿轮1009能够简单而可靠地固定到旋转体3005。

图14是用于代替第二实施方式的旋转体1005的又一个旋转体4005的剖面图。旋转体4005由树脂材料形成。旋转体4005的突出部4005B上设有多个卡止爪1018，环状磁体1004A利用卡止爪1018而固定到突出部4005B。利用此结构，省去了环状磁体1004A的粘接/贴合这些繁杂的工艺，减少了检测装置6002的制造工时。

如果使用蜗轮作为齿轮1009，通过旋转产生，游星齿轮，即齿轮1010的旋转轴的方向上的推力。由于此推力，如果发生啮合的分离，齿轮1010的旋转精度就会下降。为了避免精度的下降，如图10所示，齿轮1010的轴上设有凹槽部1019。本体1002上固定的板簧1020的大致U字状的开口1021与凹槽部1019嵌合。板簧1020产生在齿轮1010的轴方向上的稳定的弹性力，使得齿轮1010能与齿轮1009总是抵接。这样，就能够提高磁力检测元件1012对旋转体1005的旋转的检测精度。

环状磁体1004、1004A在与旋转体1001、1005的旋转轴成直角的半径方向上磁化，磁力检测元件1007A、1007B配置在半径方向上。由于装置6002的外形的制约等条件，环状磁体1004、1004A也可以在与旋转体1001、1005的旋转轴平行的厚度方向磁化。在此情况下，如图11B所示，磁力检测元件1007A、1007B分别配置为与环状磁体1004、1004A的表面1004B、1004E相向。

(第三实施方式)

图15A是第三实施方式的旋转角及转矩检测装置6003的结构图。图15B是图15A所示检测装置6003沿着线15B-15B的剖面图。图15C是检测装置6003的重要部分的剖面图。旋转体8001与输入轴8002嵌合连接，可以旋转多转。保持、固定于旋转体8001的靶标8003的外表面8003C上，与图1所示检测装置6001相同，交替等间隔地配置着极性不同的多个磁极。旋转体8004嵌合到输出轴8005，可以旋转多转。保持、固定在旋转体8004上的靶标8006的外表面8006B上，与图1所示检测装置相同，交替等间隔地配置着极性不同的多个磁极。扭杆8007配置在输入轴8002和输出轴8005之间的同心轴6003A上，并固定在输入轴8002和输出轴8005上。齿轮8008固定在旋转体8001上。与齿轮8008的齿轮啮合的齿轮8009A固定在旋转体8009上。磁体8010配置在旋转体8009的中央部8009B。磁力检测元件8011与磁体8010相向，受到来自磁体8010的磁场，并输出与该磁场相应的信号。与旋转体8009的齿轮8009A相啮合的齿轮8012A固定在旋转体8012上。磁体8013配置在旋转体8012的中央部8012B。磁力检测元件8014与磁体8013相向，受到来自磁体8013的磁场，并输出与该磁场相应的信号。磁力检测元件8015可以与靶标8003的多个磁极相向，受到来自这些磁极的磁场，并输出与该磁场相应的信号。磁力检测元件8016与靶标8006的多个磁极相向，受到来自这些磁极的磁场，并输出与该磁场相应的信号。磁力检测元件8015、8016安装在基板8017上。磁力检测元件8011、8014配置在基板8018上。

在此，靶标8003的多个磁极的数目设定为与靶标8006的多个磁极的数目相同。磁极的数目，用于检测的最大转矩或扭杆8007的弹簧常数所决定。例如，最大转矩是±8N·m，扭杆8007的弹簧常数是2N·m/deg时，扭杆8007的最大扭转角就是±4度。靶标8003的磁极的数目设定为30(N极：15个，S极：15个)，靶标8006的磁极的数目设定为30(N极：15个，S极：15个)。在此情况下，相邻磁极以12度的角度间隔进行配置。因为扭杆8007的最大扭转角是±4度，所以旋转体8001、8004的绝对旋转角度之差不会超过8度，所以能够利用靶标8003、8006的多个磁极而正确地测定扭杆8007上作用的转矩。

下面说明使用磁阻(MR)元件作为磁力检测元件8015、8016、8011、8014的情况下的检测装置6003的动作。图16是检测装置6003的电路框图。各磁力检测元件，基于来自磁极或磁体的磁场，对应于旋转体的旋转角度而输出正弦波信号和余弦波信号。如果磁力检测元件8015、8016检测出旋转的靶标8003、8006的多个磁极的磁场，就输出对应于一个磁极的1周期的正弦波以及余弦波信号，输出旋转体8001、8004的每一转的、磁极数目的周期的正弦波信号和余弦波信号。这些信号在放大器8025被放大为具有预定振幅，并输入到微型计算机或CPU等的控制部8026。输入的信号在控制部8026内的A/D转换器转换成数字信号，控制部8026对数字信号进行运算处理，计算出靶标8003、8006的旋转，即旋转体8001、8004的绝对旋转角度，并由输出信号线8030输出。图17A表示旋转体8001、8004的绝对旋转角度(横轴)，以及，磁力检测元件8015、8016输出的正弦波信号8019及余弦波信号8020(纵轴)。图17B表示旋转体8001、8004的绝对旋转角度(横轴)，以及，旋转体8001、8004的控制部8026运算得到的绝对旋转角度(纵轴)，即正弦波信号8019及余弦波信号8020的相位。

旋转体8009的齿轮8009A与齿轮8008连结。旋转体8008旋转时，旋转体8009以旋转体8008的旋转速度乘以与齿轮8009A与齿轮8008的齿数比得到的旋转速度进行旋转。

磁力检测元件8011受到来自配置在旋转体8009的中心部8009B的磁体8010的磁场，相应于该磁场而输出与磁体8010旋转0.5转相对应的1周期的正弦波信号8019及余弦波信号8020。控制部8026对这些信号进行运算处理，算出旋转体8009的绝对旋转角度。图18A表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及磁力检测元件8011输出的正弦波信号8021及余弦波信号8022(纵轴)。图18B表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8009的运算得到的旋转角度(横轴)、即正弦波信号8021和余弦波信号8022的相位。

齿轮8012A固定在旋转体8012上，与旋转体8009的齿轮8009A啮合。旋转体8001旋转时，旋转体8012以由齿轮8008、8009A、8012A的齿数比得到的旋转速度进行旋转。

磁力检测元件8014受到来自配置在旋转体8012的中心部8012B的磁体8013的磁场，相应于该磁场而输出与磁体8013旋转0.5转相对应的1周期的正弦波信号和余弦波信号。控制部8026对这些信号进行运算处理，计算出旋转体8012的绝对旋转角度。图19A表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及磁力检测元件8014输出的正弦波信号8023及余弦波信号8024的电压(纵轴)。图19B表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8012的运算得到的绝对旋转角度(纵轴)、即正弦波信号8023和余弦波信号8024的相位。

图20A表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8009的旋转角度(横轴)。图20B表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8012的旋转角度(纵轴)。因为旋转体8009的齿轮8009A的齿数与旋转体8012的齿轮8012A的齿数不同，所以与旋转体8001的绝对旋转角度相对应的旋转体8009和旋转体8012的周期不同。图20C表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8009和旋转体8012的旋转角度之差(纵轴)。图20D表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及由磁力检测元件8015的输出信号得到的旋转角度，即正弦波信号8019的相位。图20E表示与输出轴8005嵌合的旋转体8004的绝对旋转角度(横轴)以及由磁力检测元件8016输出的正弦波信号得到的旋转角度，即正弦波信号的相位。

图21A到图21C表示旋转体8009、8012的旋转角度的误差对旋转体8001的绝对旋转角度的影响。图21A表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8009的旋转角度(纵轴)。图21B表示旋转体8001绝对旋转角度(横轴)以及旋转体8009与旋转体8012的旋转角度之差(纵轴)。图21C表示旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)以及由磁力检测元件8015输出的正弦波信号8019和余弦波信号8020得到的旋转体8001的旋转角度(纵轴)，即正弦波信号8019和余弦波信号8020的相位。图22表示检测装置6003的转矩检测特性。横轴表示输入轴8002及输出轴8005的绝对旋转角度，纵轴表示作用于扭杆8017的转矩。设旋转体8001的绝对旋转角度θx、旋转体8004的绝对旋转角度θy、扭杆8007的弹簧常数T，可以利用(θx-θy)×T算出转矩。

下面说明作用于扭杆8007的转矩的计算方法。当相互固定的输入轴8002、扭杆8007以及输出轴8005旋转时，与输入轴8002嵌合的旋转体8001也会旋转。旋转体8001旋转时，固定在旋转体8001的靶标8003也会旋转。伴随着此旋转，与靶标8003的多个磁极相向的磁力检测元件8015输出与来自磁极的磁场相应的信号。控制部8026对该信号进行运算处理得到旋转体8001的旋转角度。输入轴8002、扭杆8007和输出轴8005旋转时，与输出轴8005嵌合的旋转体8004也旋转。旋转体8004旋转时，固定在旋转体8004上的靶标8006也旋转。由于此旋转，与靶标8006的多个磁极相向的磁力检测元件8016可以输出与来自磁极的磁场相应的信号。控制部8026对此信号进行运算处理得到旋转体8004的旋转角度。控制部8026计算出旋转体8001、8004的旋转角度之差，通过将此旋转角度之差乘以扭杆8007的弹簧常数而计算出转矩。图20D表示控制部8026根据磁力检测元件8015的输出信号算出的旋转体8001的旋转角度8034。图20E表示控制部8026根据磁力检测元件8016的输出信号算出的旋转体8004的旋转角度8035。如前述，图22所示转矩是通过旋转角度8034、8035之差求得的。

下面说明检测各旋转体的绝对旋转角度的方法。

固定在旋转体8001的齿轮8008旋转时，通过与齿轮8008啮合的齿轮8009A，旋转体8009也旋转。同时，通过与旋转体8009的齿轮8009A啮合的齿轮8012A，旋转体8012也旋转。根据齿轮8008的齿数NA、齿轮8009A的齿数NB以及齿轮8012A的齿数NC，旋转体8009以旋转体8008的NA/NB倍的速度旋转，旋转体8012以旋转体8008的NA/NC倍的速度旋转。通过选择合适的齿数NA、NB、NC，根据旋转体8009和旋转体8012的旋转角度之差就可以得到旋转体8001的绝对旋转角度。

当旋转体8009旋转时，与配置在旋转体8009的中心部8009B的磁体8010相向配置的磁力检测元件8011，检测到来自磁体8010的磁场。当旋转体8012旋转时，与配置在旋转体8012的中心部8012B的磁体8013相向的磁力检测元件8014，检测到来自磁体8013的磁场。磁力检测元件8011和磁力检测元件8014的输出信号被输入到控制部8026，利用控制部8026内的A/D转换器而转换成数字信号，进行运算处理。控制部8026，根据磁力检测元件8011、8014输出的信号算出的旋转体8009、8012的旋转角度，根据这些旋转角度之差算出旋转体8001的大致的多转的绝对旋转角度。控制部8026根据磁力检测元件8011的输出信号算出旋转体8009的旋转角度，利用由旋转体8009的旋转角度得到的旋转角度，对旋转体8001的大致的绝对旋转角度进行修正，从而高精度地算出旋转体8001的多转的绝对旋转角度。图20A表示由磁力检测元件8011的输出信号得到的旋转体8009的旋转角度8031。图20B表示由磁力检测元件8014的输出信号得到的旋转体8012的旋转角度8032。图20C表示由磁力检测元件8011、8014的输出信号得到的旋转体8009、8012的旋转角度的差8033。

下面说明更高精度检测出旋转体的旋转角度的方法。

图21B表示由磁力检测元件8011、8014的输出信号得到的旋转体8009、8012的旋转角度之差8033。旋转体8009、8012的检测到的旋转角度中包含了机械误差、元件或者电路引起的误差，所以旋转体8009、8012的旋转角度之差8033中也包含检测误差8036。根据包含检测误差8036的旋转角度之差8033算出的旋转体8001的绝对旋转角度，就包含检测误差8037。旋转体8001的绝对旋转角度的检测范围增大时，绝对旋转角度之差8033的斜率变小，所以旋转角度之差8033中包含的检测误差8036对旋转体8001的绝对旋转角度的检测的影响变大。如果旋转体8001的绝对旋转角度的检测误差8037比旋转体8001的旋转角度的检测周期8041更小，就可以根据旋转角度之差8033来决定旋转体8001的绝对旋转角度的检测范围内的检测周期8041的位置。在检测装置6003中，就有必要使旋转体8009、8012的旋转角度之差8033的检测范围较窄，从而使检测误差8037很小。旋转体8001的绝对旋转角度的检测误差8037设定为比旋转体8009的旋转角度的检测周期8038还小，就可以根据绝对旋转角度之差8033决定旋转体8001的绝对旋转角度的检测范围内的检测周期8038的位置。磁力检测元件8011检测出的旋转体8001的旋转范围小，绝对旋转角度8031的斜率大。所以，与旋转体8009的旋转角度的检测误差8039相应的旋转体8001的绝对旋转角度的检测误差8040，能够比旋转体8001的绝对旋转角度的检测周期8041还小。这样，利用绝对旋转角度8031可以决定旋转体8001的绝对旋转角度的检测范围内的绝对旋转角度8034的位置，在绝对旋转角度之差8033的检测范围不变的情况下，能够高精度地检测出旋转体8001的旋转角度。

接着，利用图15、图17A、图17B、图20A～图20E来说明，通过将旋转体8001、8004的绝对旋转角度进行不断比较，从而检测出检测装置6003的异常的方法。

图15中，旋转体8001旋转时，旋转体8004也通过扭杆8007而旋转。因为扭杆8007上作用的不是大于等于预定的最大转矩的转矩，所以如果旋转体8001和旋转体8004的绝对旋转角度之差大于等于预定值，就可以判断为检测装置6003出现机械或者电路的异常。旋转体8001旋转时，靶标8003也旋转。靶标8003旋转时，磁力检测元件8015受到的来自靶标8003上固定的多个磁极的磁场发生变化。磁力检测元件8015输出与此磁场相应的正弦波信号8019和余弦波信号8020。图17A表示正弦波信号8019和余弦波信号8020(纵轴)以及旋转体8001的绝对旋转角度(横轴)。这些信号通过放大器8025被输入到控制部8026中，控制部8026根据正弦波信号8019和余弦波信号8020算出反正切信号，求得旋转体8001的绝对旋转角度。

旋转体8004旋转时，靶标8006也旋转。随着靶标8006的旋转，磁力检测元件8016受到的来自靶标8006上固定的多个磁极的磁场发生变化。磁力检测元件8016输出与此磁场的变化相应的正弦波信号8019和余弦波信号8020。这些信号通过放大器8025被输入到控制部8026，控制部8026根据正弦波信号8019和余弦波信号8020算出反正切信号，求得旋转体8004的绝对旋转角度。图20D和图20E中，如果绝对旋转角度8034、8004的原点一致，只要装置6003不发生异常，旋转体8001的绝对旋转角度8034和旋转体8004的绝对旋转角度8035之差，就不大于预定值。

接下来，用图15、图17A、图17B、图18A、图18B、图20A～图20E来说明，通过不断比较旋转体8001和旋转体8009的旋转角度，以检测检测装置6003的异常的方法。

图15中，旋转体8001旋转时，靶标8003也旋转。靶标8003上固定的多个磁极的数目是30个的情况下，如图17A和图17B所示，旋转体8001每旋转12度，正弦波信号8019和余弦波信号8020就发生1周期(电角度180度)的变化。换言之，在旋转体8001的12度的周期中，就得到绝对旋转角度。如果旋转体8001旋转，齿轮8008也旋转，与齿轮8008啮合的齿轮8009A也旋转，固定有齿轮8009A的旋转体8009也发生旋转。当齿轮8009A与齿轮8008的齿数比是1/3时，如图18A和图18B所示，旋转体8001每旋转60度，正弦波信号8021和余弦波信号8022发生1周期(电角度180度)变化。图20A和图20D中，如果绝对旋转角度8031、8034的原点一致，并且对绝对旋转角度8031和绝对旋转角度8034的斜率，用1周期的旋转角度比(12∶60＝1∶5)进行修正，旋转体8001的绝对旋转角度8034与旋转体8009的旋转角度8031之差，只要检测装置6003不发生异常，是既定值以下。

接着，说明通过抑制磁力检测元件8011、8014、8015、8016及放大部8025的灵敏度的变动，以防止旋转角度的检测误差的发生的方法。

图15中，旋转体8001旋转时，靶标8003也旋转。随着靶标8003的旋转，磁力检测元件8015受到的来自靶标8003上固定的多个磁极的磁场发生变化。磁力检测元件8015输出与此磁场相应的正弦波信号8019和余弦波信号8020。

正弦波信号8019和余弦波信号8020通过放大器8025被输入到控制部8026，控制部8026根据正弦波信号8019和余弦波信号8020算出反正切信号。图23表示磁力检测元件8011、8014、8015、8016输出的正弦波信号8042和余弦波信号8043。如图23所示，正弦波信号8042的振幅8044和余弦波信号8043的振幅8045，由于磁力检测元件或放大部的灵敏度的变动而变得不同，算出的反正切信号的精度下降。只有在图16所示开关8028接通进入灵敏度保存模式时，旋转体8001、8004旋转12度以上，算出正弦波信号8042和余弦波信号8043的振幅8044、8045，即灵敏度，保存到EEPROM等非易失性存储器8027中。同样，用于检测旋转体8004的绝对旋转角度的磁力检测元件8016输出的正弦波信号8043和余弦波信号8042的振幅8044、8045(灵敏度)，被保存到存储器8027中。计算旋转体8001、8004的绝对旋转角度时，开关8028断开。控制部8026根据存储器8027中保存的振幅(灵敏度)对正弦波信号8043和余弦波信号8042进行修正，使得正弦波信号8043的最大值与余弦波信号8042的最大值一致，并且正弦波信号8043的最小值与余弦波信号8042的最小值一致，从而算出反正切信号，求得旋转体8001、8004的旋转角度。

同样，开关8028接通，检测装置6003设定为灵敏度保存模式时，控制部8026使旋转体8001旋转，使得旋转体8009、8012可以旋转180度以上，从而计算出图18A、图19A所示正弦波信号8021、8023和余弦波信号8022、8024的振幅(灵敏度)，并保存到存储器8027。控制部8026根据存储器8027中保存的灵敏度，对正弦波信号8043和余弦波信号8042进行修正，使得正弦波信号8043和余弦波信号8042的最大值一致，并且正弦波信号8043和余弦波信号8042的最小值一致，从而算出反正切信号，求得旋转体8009、8012的旋转角度。

图23中，当磁力检测元件8015、8016、8011、8014的输出信号的最大值、最小值不在基准范围8046内时，就可能由于温度特性等信号不发生变化，或者得不到必要的分辨率。检测器8025A通过检测出正弦波信号和余弦波信号的最大值、最小值是否在基准范围8046内，从而能够防止错误信号的输出。控制部8026通过对磁力检测元件8015、8016、8011、8014输出的正弦波信号8042的振幅中心8048和余弦波信号的振幅中心8047进行比较，从而能够防止错误信号的输出。在此情况下，控制部8026计算出多次输入的正弦波信号和余弦波信号的振幅中心的平均值，或者计算出除正弦波信号和余弦波信号的最大值、最小值之外的正弦波信号和余弦波信号各自的平均值，从而能够以更高精度防止错误信号的输出。

且，存储器8027保存在任意预定位置的磁力检测元件8015、8016、8011、8014的输出信号或者根据这些信号算出的旋转角度，这样，控制部8026能够检测出由其预定位置开始的绝对旋转角度。且，扭杆8007上没有作用转矩的状态下，磁力检测元件8015、8016、8011、8014的输出信号或者根据这些信号算出的旋转角度，被保存在存储器8017中，这样能够设定检测转矩的原点。通过图16所示的预定位置决定用信号线8029来发送用于表示磁力检测元件8015、8016、8011、8014输出信号在其预定位置的信号，这样不进行机械的动作就能确定预定位置。此时，控制部14多次读取该信号进行检验，或者用串行信号进行发送，由此可以在混入噪声等错误信号的情况下除去错误信号。然而，预定位置决定用信号线8029也可以与输出信号线8030通过切换输入输出而使用共用端子。

工业利用可能性

本发明检测装置能够以高精度/高分辨率检测出多转的绝对旋转角度及转矩，可用于检测车辆动力转向装置等的绝对旋转角度及转矩的装置。

Claims (20)

1.一种旋转角度及转矩检测装置，包括：

第一旋转体；

第一靶标，其固定在所述第一旋转体上，并具有等间隔配置的多个磁极；

第一齿轮，其固定在所述第一旋转体上；

第一磁力检测元件，其与所述第一靶标的所述多个磁极相向，用于检测所述第一旋转体的旋转角度；

第二齿轮，其与所述第一齿轮啮合；

第二旋转体，其固定有所述第二齿轮，并与所述第一旋转体一起以低于所述第一旋转体的速度旋转；

第一磁体，其设置在所述第二旋转体上；

第二磁力检测元件，其与所述第一磁体相向，用于检测所述第二旋转体的旋转角度；

第三旋转体；

第二靶标，其固定在所述第三旋转体上，并具有等间隔配置的多个磁极；

第三磁力检测元件，其与所述第二靶标的所述多个磁极相向，用于检测所述第三旋转体的旋转角度；

扭杆，其设置在所述第一旋转体和所述第二旋转体之间，并与所述第一旋转体和所述第二旋转体相连接；以及，

控制部，其基于所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件输出的信号，计算所述第一旋转体的旋转角度以及作用于所述扭杆上的转矩。

2.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述第一靶标的所述多个磁极的数目与所述第二靶标的所述多个磁极的数目相同。

3.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述第一旋转体的所述旋转角度是1转以上的绝对旋转角度。

4.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括，

存储器，其存储所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的至少一个的灵敏度，

所述控制部根据所述存储器存储的所述灵敏度，对所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的所述至少一个输出的信号进行修正，计算作用于所述扭杆上的所述转矩。

5.根据权利要求4所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

检测所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的所述至少一个输出的信号是否在基准范围内的检测器。

6.根据权利要求4所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

检测所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的所述至少一个输出的信号的振幅中心是否在基准范围内的检测器。

7.根据权利要求4所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述控制部被多次输入所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的所述至少一个输出的所述信号，并基于所述信号，计算所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的至少一个的所述灵敏度。

8.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述控制部存储与所述第一旋转体的预定位置相应的所述第一磁力检测元件的信号，并基于所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件以及所述第三磁力检测元件中的至少一个输出的信号，计算从所述第一旋转体的所述预定位置开始的绝对旋转角度。

9.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述第一齿轮是蜗轮。

10.根据权利要求9所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

使所述第一齿轮与所述第二齿轮抵接的板簧。

11.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述第一旋转体和所述第二旋转体由树脂材料形成，

所述第一靶标是在所述第一旋转体中嵌入成形的第一环状磁体，

所述第二靶标是在所述第二旋转体中嵌入成形的第二环状磁体。

12.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

在所述第一旋转体的外周面上设有凹部，

所述第一齿轮具有与所述第一旋转体的所述凹部嵌合的突出部。

13.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述第一靶标是在所述第一旋转体中嵌入成形的环状磁体，

所述第一旋转体具有用于固定所述环状磁体的卡止爪。

14.根据权利要求1所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

第三齿轮，其与所述第二齿轮啮合；

第四旋转体，其固定有所述第三齿轮，并以不同于所述第二旋转体的旋转速度进行旋转；

第二磁体，其设置在所述第四旋转体上；以及，

第四磁力检测元件，其与所述第二磁体相向，用于检测所述第四旋转体的旋转角度；其中，

所述控制部基于所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件输出的信号，计算所述第一旋转体的旋转角度以及作用于所述扭杆上的转矩。

15.根据权利要求14所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述控制部基于所述第二磁力检测元件和所述第四磁力检测元件输出的信号，计算所述第二旋转体的旋转角度与所述第四旋转体的旋转角度，并根据所述第二旋转体的所述旋转角度、所述第四旋转体的所述旋转角度、以及所述第二旋转体的所述旋转角度和所述第四旋转体的所述旋转角度之差来计算所述第一旋转体的旋转角度。

16.根据权利要求15所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述控制部，

基于所述第二磁力检测元件和所述第四磁力检测元件输出的信号，计算所述第二旋转体的旋转角度与所述第四旋转体的旋转角度，基于所述第一磁力检测元件输出的信号计算所述第一旋转体的旋转角度，

基于所述第二旋转体的所述旋转角度、所述第四旋转体的所述旋转角度、所述第二旋转体的所述旋转角度与所述第四旋转体的所述旋转角度之差、以及所述第一旋转体的所述计算出的旋转角度，计算所述第一旋转体的1转以上的旋转角度。

17.根据权利要求14所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

存储器，其存储所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件中的至少1个的灵敏度，

所述控制部根据所述存储器存储的所述灵敏度，对所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件中的所述至少1个输出的信号进行修正，计算作用于所述扭杆的所述转矩。

18.根据权利要求14所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

检测所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件中的至少1个输出的信号是否在基准范围内的检测器。

19.根据权利要求14所述的旋转角度及转矩检测装置，还包括：

检测所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件中的至少1个输出的信号的振幅中心是否在基准范围内的检测器。

20.根据权利要求14所述的旋转角度及转矩检测装置，其中，

所述控制部存储与所述第一旋转体的预定位置相应的所述第一磁力检测元件的信号，并基于所述第一磁力检测元件、所述第二磁力检测元件、所述第三磁力检测元件以及所述第四磁力检测元件中的至少1个输出的信号，计算从所述第一旋转体的所述预定位置开始的绝对旋转角度。

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