CN101416037B - 旋转角度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转角度检测装置，包括具有扭杆的轴部、检测轴部的旋转角度的旋转角度检测部、检测扭杆的扭转角度的转矩检测部。旋转角度检测部及转矩检测部通过利用彼此的检测结果来提高自身的检测精度。由此，可以高精度且高分辨率地检测多旋转的旋转体的旋转角度及扭转角度。

Description

旋转角度检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车体控制***等的旋转角度检测装置，特别是车辆的动力转向器(Power Steering)等多旋转的方向盘(Steering Wheel)旋转角度检测装置。

背景技术

作为车辆的车体控制***等所使用的旋转角度检测装置，例如，有如下所述的装置。

作为检测象汽车用方向盘等那样旋转1周以上但很有限的旋转体的旋转角度的检测装置，例如，有日本专利公表公报特表平11-500828号公报(以下称作“专利文献1”)所述的旋转体的角度测量方法及装置。在图12所示的专利文献1所公开的装置中，根据具有相位差的两个旋转体50及51的角度来检测旋转角度。

还有一种例如在日本专利公开公报特开平11-194007号公报(以下称作“专利文献2”)中所公开的旋转角度检测装置。在图13中，专利文献2所公开的旋转角度检测装置，在旋转角度要被检测的旋转轴(未图示)上通过卡合弹簧260安装有两个齿轮部259。这两个齿轮部259与保持在外周面相互交替地配置了不同磁极的码板261(code plate)的齿轮部262相互啮合。因为设置在码板261上的磁极随着检测的旋转轴的旋转而旋转移动，所以，可以通过用与码板261的外周面相对而设置的磁检测元件263对该磁极的位移进行计数，来检测旋转轴的旋转角度。

例如，由于在通过扭杆(Torsion Bar)而被连结的两个轴上安装该旋转角度检测装置，当转矩作用于两轴之间并产生轴间的扭曲时，通过比较旋转轴的旋转角度可以检测出转矩。

图13的旋转角度检测装置的制造工序包括：将磁极着磁在码板261上的磁体形成工序、安装齿轮部262使其与齿轮部259相互啮合的安装工序。一般情况下，码板261的磁极是通过将安装有着磁前的码板261的齿轮部262放置在磁化机上，沿码板261的周面方向按指定间隔交替配置不同的磁极进行着磁而形成的。然后，将两个齿轮部262相对置地安装在旋转轴上。

一般情况下，检测转矩的结构被用在电动式动力转向器装置中，而该电动式动力转向装置已知的类型有齿条助力式(RackAssist Type)、齿轮助力式(PinionAssist Type)、管柱助力式(Column.Assist Type)，按照各自的特性和规格而被选择。齿条助力式、齿轮助力式被配置在车轴一侧的转向变速箱(Steering Gearbox)，管柱助力式被配置在转向柱(Steering Column)。专利文献1及2所公开的用于检测旋转角度的结构，配置在方向盘一侧的转向柱的情况比较多。

然而，在专利文献1所公开的结构中，存在由于齿轮的晃荡等而导致由两个旋转体50、51检测出的旋转角度各自都有偏离时，可能会产生较大的测量误差这样的问题。

而在专利文献2所公开的结构中，检测旋转角度的旋转角度检测部和检测转矩的转矩检测部被一体化。因此，例如，在想要将旋转角度检测部配置在转向柱，将转矩检测部配置在转向变速箱时，就不能采用专利文献2所公开的结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以没有误差、高精度且高分辨率地检测出转向轴等旋转轴的旋转角度及转矩的旋转角度检测装置。

本发明所提供的旋转角度检测装置包括：具有扭杆的轴部；检测上述轴部的旋转角度的旋转角度检测部；检测上述扭杆的扭转角度的转矩检测部，其中，上述旋转角度检测部及上述转矩检测部通过利用彼此的检测结果来提高自身的检测精度。

在上述的旋转角度检测装置中，旋转角度检测装置在检测轴部的旋转角度时利用转矩检测部的检测结果。另一方面，转矩检测部在检测轴部的转矩时利用旋转角度检测部的检测结果。因此，与以往单独地进行各种检测的情况相比，可以高精度且高分辨率地检测出轴部的旋转角度及转矩。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的旋转角度检测装置的基本结构的示意图。

图2是表示图1的旋转角度检测装置的电路结构的框图。

图3是表示图1及图2的转矩检测部3的基本结构的示意图。

图4A及图4B是表示图1及图2的转矩检测部3的工作原理的示意图。

图5是表示由图1的旋转角度检测装置检测出的轴部的绝对旋转角度的检测波形的示意图。

图6是表示本发明的第二实施例的旋转角度检测装置的基本结构的示意图。

图7是表示图6的旋转角度检测装置的电路结构的框图。

图8是表示由图6的旋转角度检测装置检测出的轴部的绝对旋转角度的检测波形的示意图。

图9是表示本发明的第三实施例的旋转角度检测装置所包括的转矩检测部的结构的剖视图。

图10是表示本实施例的旋转角度检测装置所包括的旋转角度检测部的结构的俯视图。

图11是沿图10的A-A方向的剖视图。

图12是表示以往的旋转角度检测装置的结构的示意图。

图13是表示以往的其它的旋转角度检测装置的结构的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。另外，在以下的图示中，对于同样的要素或类似的要素标注了同样的或类似的符号，有时省略其说明。

(第一实施例)

图1是表示本发明的第一实施例的旋转角度检测装置的基本结构的示意图，图2是表示图1的旋转角度检测装置的电路结构的框图，图3是表示图1及图2的转矩检测部3的基本结构的示意图，图4A及图4B是表示图1及图2的转矩检测部3的工作原理的示意图，图5是表示由图1的旋转角度检测装置检测出的轴部的绝对旋转角度的检测波形的示意图。

在图1中，本发明的第一实施例的旋转角度检测装置包括：检测转向轴等轴部1的旋转角度的旋转角度检测部2；转矩检测部3；串行通讯线4。并且，旋转角度检测部2包括：具有蜗杆(Worm)部的第一旋转体5；具有与第一旋转体5的蜗杆部连接的轮(Wheel)部的第二旋转体6；配置在第二旋转体6的中心部的磁体7；检测轴部1的旋转角度的第一检测单元8。第一旋转体5的蜗杆部与第二旋转体6的轮部连结，当第一旋转体5旋转时，第二旋转体6以取决于蜗杆部及轮部的齿数比的速度比进行旋转。

本实施例的旋转角度检测装置中，相对于连结了车辆的方向盘和车轴的转向轴(steering shaft)等的轴部(shaft portion)1，将旋转角度检测部2配置在方向盘一侧的转向柱(steering column)上，将转矩检测部3配置在车轴一侧的转向变速箱(steering gearbox)上。

图1的旋转角度检测部2，如图2所示，还包括处理第一检测单元8的信号的微型计算机(以下称为CPU)9。CPU9通过串行通讯线4而与转矩检测部3连接。

下面对采用磁阻元件(magnetic resistance element)(MR元件)作为第一检测单元8的情况进行说明。磁阻元件对于磁场方向的变化模拟输出正弦波信号和余弦波信号。在由第一检测单元8检测磁体7的磁场方向变化时，对于180度的旋转，可以得到1个周期的正弦波信号及余弦波信号的各输出。CPU9，通过输入该各输出并介于CPU9内的A/D转换器进行演算处理，可以计算出磁体7的旋转角度，即，第二旋转体6的旋转角度。另一方面，通过串行通讯线4，CPU读取在与轴部1嵌合连结的转矩检测部3检测出的高精度、高分辨率的360度以下的旋转角度。

其次，利用图3对转矩检测部3进行说明。

在图3中，转矩检测部3包括定轮(Stator)13；第一角度传感(Resolver)机构14；第二角度传感机构15。第一角度传感机构14检测与方向盘结合的轴部1的输入轴10的旋转角度，第二角度传感机构15检测与车轴结合的轴部1的输出轴12的旋转角度。第一角度传感机构14包括配置在定轮13上的角度传感输出绕组16和配置在输入轴10上的角度传感励磁绕组17，第二角度传感机构15包括配置在定轮13上的角度传感输出绕组18和配置在输出轴12上的角度传感励磁绕组19。另外，输入轴10和输出轴12通过扭杆11而被连接。

其次，利用图4A及图4B对转矩检测部3的动作进行说明。

在图4A中，配置在图3的定轮13上的角度传感输出绕组16及18，分别构成励磁用绕组20及位置输出用绕组21。由励磁用绕组20输出的励磁电压sinωt及cosωt被输出到配置在输入轴10及输出轴12上所设置的转子(rotor)上的角度传感励磁绕组17及19。通过重叠该励磁电压，与输入轴10或输出轴12的旋转角度θ成比例的电压被反馈到位置输出用绕组21。在图4B的信号图中，横轴表示时间t，纵轴表示励磁电压和位置输出电压。sinωt表示由励磁用绕组20输出的励磁电压，sin(ωt+θ)表示被反馈到位置输出用绕组21的位置输出电压。位置输出电压相对励磁电压的相位角为输入轴10或输出轴12的旋转角度。

图5表示被组装在旋转角度检测部2中的第二旋转体6的旋转角度和被组装在转矩检测部3中的角度传感机构(resolver)的旋转角度的各检测波形。在图5的上部分图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示从转矩检测部3入的旋转角度。从该转矩检测部3取入的旋转角度，例如也可以利用由转矩检测部3检测出的输入轴10的旋转角度。

另一方面，在图5的下部分图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示第二旋转体6的旋转角度。该第二旋转体6的旋转角度通过用CPU9计算第一检测单元8的信号而得出。第一检测单元8(磁阻元件(magnetic resistance element))检测配置在第二旋转体6的中心部的磁体7的磁场方向变化，相对于磁体7的2分之一旋转，输出1个周期的正弦波信号及余弦波信号。在CPU9中通过计算处理该输出，可以计算出第二旋转体6的旋转角度。

其次，对本发明的第一实施例的旋转角度检测装置的旋转角度检测方法进行说明。在图1及图2中，当轴部1旋转时，由于与旋转角度检测部2的第一旋转体5的蜗杆部连接的第二旋转体6的轮部的旋转，而使配置在第二旋转体6的中心的磁体7旋转。

如果设第一旋转体5的蜗杆部的齿数为a，第二旋转体6的轮部的齿数为b，则第二旋转体6以相对第一旋转体5的a/b倍的速度旋转。此时，通过适当地选择第一旋转体5及第二旋转体6的各齿轮的齿数a、b，第二旋转体6以足够低于第一旋转体5的速度旋转。配置在与第二旋转体6的中心部所配置的磁体7相对置的位置上的第一检测单元8的输出，在检测到由磁体7的旋转引起的磁场方向变化时改变。CPU9通过A/D转换器输入第一检测单元8的输出。第二旋转体6相对轴部1的旋转角度720度而旋转180度。轴部1的旋转角度由CPU9通过处理第一检测单元8的信号而计算得出。

另一方面，与轴部1同轴配置的转矩检测部3，如图3及图4所示，根据第一角度传感机构14和第二角度传感机构15的旋转角度差求出扭杆11的扭转角度，并将该扭转角度换算为转矩值。旋转角度检测部2的CPU9，从第一角度传感机构14经由串行通讯线4读取与方向盘连结的轴部1的输入轴10的旋转角度。图5表示随着轴部1的旋转而变化的转矩检测部3的旋转角度和第二旋转体6的旋转角度的关系。该图表明转矩检测部3可以在45度的旋转角度检测范围内高精度且高分辨率地检测轴部1的旋转角度。

下面对旋转角度检测方法的具体处理进行说明。例如，在图5中，对检测轴部1的旋转角度A的绝对旋转角度的程序进行说明。旋转角度检测部2从第二旋转体6的旋转角度C求出轴部1的自初始位置(0度)起的旋转角度A。通过用作为转矩检测部3的第一角度传感机构14的旋转角度检测范围的45度除该旋转角度A，求出第一角度传感机构14的自初始位置起的旋转周期数。图5表示旋转角度B为第4周期的旋转角度。另一方面，在旋转角度检测部2读取轴部1的旋转角度为A时的转矩检测部3的旋转角度B。

此时，轴部1的旋转角度A的绝对旋转角度为将转矩检测部3的旋转角度B加在转矩检测部3的第一角度传感机构14的旋转角度检测范围45度的3个周期上合计所得出的角度。即，由于(45度×{(旋转角度A)/45度}＝45度×3＝135度(其中，{}内的值为整数))，所以可以由(135度+(旋转角度B))计算得出。

(第二实施例)

用图6至图8对本发明的第二实施例进行说明。图6是表示本发明的第二实施例的旋转角度检测装置的基本结构的示意图，图7是表示图6的旋转角度检测装置的电路结构的框图，图8是表示由图6的旋转角度检测装置检测到的轴部的绝对旋转角度的检测波形的示意图。

在图6及图7中，本发明的第二实施例的旋转角度检测装置包括：检测转向轴等轴部1的旋转角度的旋转角度检测部2；转矩检测部3；串行通讯线4。并且，旋转角度检测部2包括：具有与轴部1连接的齿轮的第三旋转体25、具有与第三旋转体25的齿轮啮合的齿轮的第四旋转体26、配置在第四旋转体26的中心部的磁体27；具有与第四旋转体26的齿轮啮合的齿轮的第五旋转体29、配置在第五旋转体29的中心部的磁体30。第四旋转体26和第五旋转体29的齿数被设定成彼此不同。

图6的旋转角度检测部2还包括：配置在与第四旋转体26的磁体27相对置的位置上来检测第四旋转体26的旋转角度的第二检测单元28；配置在与第五旋转体29的磁体30相对置的位置上来检测第五旋转体29的旋转角度的第三检测单元31。如图7所示，第二检测单元28及第三检测单元31与CPU32(微型计算机)连接。

第二检测单元28和第三检测单元31，与上述的第一实施例同样，采用磁阻元件(MR元件)，其输出通过CPU32内的A/D转换器被计算处理，从而计算出磁体27和磁体30的旋转角度，即，第四旋转体26和第五旋转体29的旋转角度。另一方面，由CPU32经由串行通讯线4读取在与轴部1嵌合连结的转矩检测部3检测出的高精度且高分辨率的360度以下的旋转角度。另外，本实施例的转矩检测部3具有与上述第一实施例的转矩检测部3相同的结构。

图8表示被组装在旋转角度检测部2中的第四及第五旋转体26、29的各旋转角度和被组装在转矩检测部3中的角度传感的旋转角度的各检测波形。在图8的自上部起的第一部分的图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示第四旋转体26的旋转角度。该旋转角度通过由CPU32计算第二检测单元28的信号而得出。在图8的第二部分的图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示第五旋转体29的旋转角度。该旋转角度通过由CPU32计算第三检测单元31的信号而得出。在图8的第三部分的图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示第四旋转体26和第五旋转体29的旋转角度之差。在图8的第四部分的图中，横轴表示轴部1的旋转角度，纵轴表示从转矩检测部3读取的旋转角度。从该转矩检测部3读取的旋转角度用输入轴10的旋转角度。

第二检测单元28(磁阻元件)检测配置在第四旋转体26的中心部的磁体27的磁场方向变化，相对于磁体27的2分之一旋转，输出1个周期的正弦波及余弦波信号。可以在CPU32中计算处理该输出并计算第四旋转体26的旋转角度。第三检测单元31检测配置在第五旋转体29的中心部的磁体30的磁场方向变化，相对于磁体30的2分之一旋转，输出1个周期的正弦波及余弦波信号。可以在CPU32中计算处理该输出并计算第五旋转体29的旋转角度。转矩检测部3与第一实施例相同采用角度传感机构。

其次，对本发明的第二实施例的旋转角度检测装置的旋转角度检测方法进行说明。

在图6至图8中，当轴部1旋转时，第四旋转体26通过与旋转角度检测部2的第三旋转体25的齿轮连接的第四旋转体26的齿轮而旋转。同时，第五旋转体29通过与第四旋转体26的齿轮连接的第五旋转体29的齿轮而旋转。由于第四旋转体26的齿轮的齿数和第五旋转体29的齿轮的齿数不同，所以以不同的周期旋转。配置在与第四旋转体26的中心部所配置的磁体27相对置的位置上的第二检测单元28的输出，在检测到旋转的第四旋转体26的磁体27的磁场方向时改变。通过CPU32内的A/D转换器输入该第二检测单元28的输出。同时，通过CPU32内的A/D转换器输入用来检测配置在旋转的第五旋转体29的中心部的磁体30的磁场方向的第三检测单元31的输出。由于转矩检测部3与第一实施例相同采用角度传感，所以在角度传感的旋转角度检测范围的45度内，可以高精度且高分辨率地检测出轴部1的旋转角度。旋转角度检测部2的CPU32通过第一角度传感机构14经由串行通讯线4读取与方向盘结合的轴部1的输入轴的旋转角度。

下面对旋转角度检测方法的具体处理进行说明。例如，在图8中，对检测轴部1的旋转角度A的绝对旋转角度的程序进行说明。如图8所示，将轴部1的旋转角度为A时由转矩检测部3求出的旋转角度B读进旋转角度检测部2。另一方面，从轴部1的旋转角度为A时的第四旋转体26的旋转角度C与第五旋转体29的旋转角度D的旋转角度之差E，可以求出轴部1的自初始位置(0度)起的旋转角度A。通过用作为转矩检测部3的第一角度传感机构14的旋转角度检测范围的45度除该旋转角度A求出第一角度传感机构14的自初始位置起的旋转周期数。图8表示旋转角度B为第6周期时的旋转角度。

此时，轴部1的旋转角度A的绝对旋转角度为将转矩检测部3的旋转角度B加在转矩检测部3的第一角度传感机构14的旋转角度检测范围45度的5个周期上合计所得出的旋转角度。即，由于(45度×{(旋转角度A)/45度}＝45度×5＝225度(但是，{}内的值为整数))，所以，可以由(225度+(旋转角度B))计算得出。

根据本发明的第一及第二实施例，可以由旋转角度检测部检测出轴部的旋转角度。尤其是，由于可以在扭杆的扭转角度小于轴部的旋转角度的情况下，基于扭杆的扭转角度来检测轴部的旋转角度，所以，可以高精度且高分辨率地进行检测。

(第三实施例)

参照附图对本发明的第三实施例进行说明。

图9是表示本发明的第三实施例的旋转角度检测装置所包括的转矩检测部的结构的剖视图，图10是表示本实施例的旋转角度检测装置所包括的旋转角度检测部的结构的俯视图，图11是沿图10的A-A方向的剖视图。

在图9至图11中，本发明的第三实施例的旋转角度检测装置包括：在扭杆202的两端连结有输入轴204和输出轴206的由同样的刚性物质构成的轴部208；检测轴部208的转矩的转矩检测部；检测轴部208的旋转角度的旋转角度检测部。

如图9所示，本实施例的旋转角度检测装置的转矩检测部包括：与轴部208连结而夹住扭杆202的第一旋转体210及第二旋转体212；沿着第一、第二旋转体210、212的周面方向交替配置极性不同的磁极并保持在第一、第二旋转体210、212上的第一环状磁体部214及第二环状磁体部216；与第一、第二环状磁体部214、216的磁极相对而配置的第一磁检测元件218及第二磁检测元件220。由第一磁检测元件218及第二磁检测元件220来检测磁场的变化。此时，如果设第一环状磁体部214及第二环状磁体部216的磁极的数为X，则每一个极的角度Y为360度/X。而且，将因转矩发生而导致的第一旋转体210和第二旋转体212的旋转角度之差的最大值设为Z(Z<(Y/2))。

如图10及图11所示，本实施例的旋转角度检测装置的旋转角度检测部包括：与轴部208连结并与上述的转矩检测部的第一旋转体210同步的同步旋转体211；与同步旋转体211同步的第三旋转体222及第四旋转体224；沿第三、第四旋转体222、224的周面方向交替配置极性不同的磁极并保持在第三、第四旋转体222、224上的第三磁体部228及第四磁体部(未图示)，与第三磁体部228及第四磁体部的磁极相对而配置的第三磁检测元件226及第四磁检测元件227。由第三磁检测元件226及第四磁检测元件227来检测磁场的变化。

同步旋转体211、第三、第四旋转体222、224彼此为齿轮结构，并让第三旋转体222的齿与同步旋转体211啮合，第四旋转体224的齿与第三旋转体222啮合，从而使其彼此同步旋转。使第三、第四旋转体222、224的齿轮有不同的齿数，从而使第三旋转体222相对于同步旋转体211的转数比和第四旋转体224相对于同步旋转体211的转数比各不相同。此时，如果同步旋转体211的齿轮的齿数为α，第三旋转体222的齿轮的齿数为β，第四旋转体224的齿轮的齿数为γ，则第三旋转体222相对于同步旋转体211以α/β倍的速度旋转，第四旋转体224相对于同步旋转体211以α/γ倍的速度旋转。

此时，通过适当地选择齿轮的齿数α、β、γ，可以从第三旋转体222和第四旋转体224的旋转角度之差得到同步旋转体211的多旋转角。

其次，对本实施例的旋转角度检测装置的旋转角度检测部及转矩检测部的动作进行说明。

在没有产生转矩时，由于输入轴204、扭杆202及输出轴206以一个整体进行旋转，所以，当输入轴204旋转时，第二旋转体212也同步旋转。当输出轴206旋转时，在第一旋转体210和同步旋转体211彼此同步旋转的同时，第三、第四旋转体222、224也同步旋转。根据同步旋转体211的旋转角度，可以推测第一旋转体210的第一环状磁体部214的X个磁极中的哪个磁极与第一磁检测元件218相对置，并能够检测出是各磁极所设定的Y度中的哪个角度。

如果产生转矩，则第二旋转体212相对第一旋转体210最大会偏离Z度。此时，可以推测第二环状磁体部216的X个磁极中的处在与第一旋转体210相同的位置的磁极与第二磁检测元件220相对置，或者，由于Z<(Y/2)，与处在和第一旋转体210相同的位置上的磁极邻接的磁极与第二磁检测元件220相对置。并且，在因产生转矩而偏离Z度的期间，第二旋转体212不表示第二环状磁体部216的相同磁极的Y度。因此，可以检测与其第二磁检测元件220相对置的第二环状磁体部216的磁极的Y度。

而且，旋转角度检测部及转矩检测部分别作为各旋转角度检测组件及转矩检测组件(module)而构成，并且将各组件分离而安装到轴部208上，例如，旋转角度检测组件被配置在转向柱部，转矩检测组件被配置在转向变速箱部。

作为由转矩检测部检测的转矩的具体的补正手段，分别在存储器中预先存储与同步旋转体211相应的第一旋转体210的旋转角度数据和第二旋转体212的旋转角度数据。根据同步旋转体211的旋转角度和第一旋转体210的旋转角度，可以确认第一旋转体210的第一环状磁体部214的哪个磁极与第一磁检测元件218相对置，以及由第一旋转体210检测出多少度，并基于预先存储在存储器的旋转角度数据来补正第一旋转体210的旋转角度。第二旋转体212也一样。

例如，将由第一磁检测元件218检测出的第一旋转体210的旋转角度设为“a度”，由第二磁检测元件220检测出的第二旋转体212的旋转角度设为“b度”，由第三磁检测元件226及第四磁检测元件227检测出的同步旋转体211的旋转角度设为“c度”。

此时，由于同步旋转体211和第一旋转体210同步旋转，所以，根据同步旋转体211的旋转角度c，可以检测出由第一磁检测元件218检测的第一旋转体210上X个磁极中的一个是第d个磁极。并且，在同步旋转体211的旋转角度为c，第一旋转体210的旋转角度为a时的补正角度数据为e的情况下，第一旋转体210的旋转角度为(a—e)度。

其次，存在因作用在第一旋转体210上的转矩而发生第二旋转体212与同步旋转体211的角度偏离的情况。即使在此时，由于角度偏离量小于磁极的角度幅度(Y/2)，因此为第二环状磁体部216的X个磁极中的第d个、第(d—1)个或第(d+1)个磁极。为此，第二旋转体212相对同步旋转体211的角度c的角度b被唯一决定。此时，在同步旋转体211的旋转角度为c、第二旋转体212的角度为b时的补正角度数据为f的情况下，第二旋转体212的旋转角度为(b—f)度。转矩检测部检测出(a—e)-(b—f)的转矩。

因此，即使在转矩检测部的第一旋转体的旋转角度和第二旋转体的旋转角度因磁极大小的偏差等而导致与原来的旋转角度不同时，也因为可以基于旋转角度检测部的同步旋转体的旋转角度补正第一、第二旋转体的旋转角度，所以，可以提高转矩的检测精度。

根据本发明的第三实施例，通过旋转角度检测部和转矩检测部彼此相关，可以提高转矩的检测精度。特别是，即使在将旋转角度检测部的组件配置在转向柱部，将转矩检测部的组件配置在转向变速箱部的情况下，旋转角度检测部和转矩检测部也可以彼此相关从而提高检测精度。

根据上述的各实施例对本发明的概要归纳如下：即，本发明的旋转角度检测装置包括：具有扭杆的轴部；检测上述轴部的旋转角度的旋转角度检测部；检测上述扭杆的扭转角度的转矩检测部，其中，上述旋转角度检测部及上述转矩检测部通过利用彼此的检测结果来提高自身的检测精度。

在上述的旋转角度检测装置中，旋转角度检测装置在检测轴部的旋转角度时利用转矩检测部的检测结果。另一方面，转矩检测部在检测轴部的转矩时利用旋转角度检测部的检测结果。因此，与以往个别地进行各种检测的情况相比，可以高精度且高分辨率地检测轴部的旋转角度及转矩。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述旋转角度检测部基于上述转矩检测部在检测上述扭杆的扭转角度时所使用的上述扭杆的输入侧或输出侧的旋转角度，来检测上述轴部的旋转角度为宜。

此时，与只根据由旋转角度检测部检测出的旋转角度来计算轴部的旋转角度的情况相比，可以高精度且高分辨率地检测轴部的旋转角度。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述旋转角度检测部包括：与上述轴部连结并与上述轴部的旋转同步旋转的第一旋转体；与上述第一旋转体的旋转同步旋转的第二旋转体；检测上述第二旋转体的旋转角度的第一检测部，其中，上述第二旋转体以比上述第一旋转体更低的速度旋转为宜。

此时，因为根据以比与轴部同步旋转的第一旋转体更低的速度旋转的第二旋转体的角度来检测轴部的旋转角度，所以，可以检测轴部的多旋转的旋转角度。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述旋转角度检测部包括：与上述轴部连结并与上述轴部的旋转同步旋转的第三旋转体；与上述第三旋转体同步旋转的第四旋转体；与上述第四旋转体同步旋转的第五旋转体；分别检测上述第四及第五旋转体的各旋转角度的第二及第三检测部，其中，上述第四及第五旋转体相对于上述第三旋转体的转数比彼此不同为宜。

此时，因为根据以与轴部同步旋转的第三旋转体不同的转数比旋转的第四及第五旋转体的旋转角度之差来检测轴部的旋转角度，所以，可以检测轴部的多旋转的旋转角度。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述转矩检测部包括：包含与上述扭杆连结的角度传感励磁绕组、和基于上述扭杆的旋转在上述角度传感励磁绕组的励磁输出与上述扭杆的旋转角度相适应的信号的角度传感输出绕组的第一及第二角度传感机构部，其中，上述第一角度传感机构部配置在上述扭杆的输入侧，上述第二角度传感机构部配置在上述扭杆的输出侧为宜。

此时，可以不受磁场或电场的影响而高精度地检测扭杆的输入侧及输出侧的旋转角度。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述转矩检测部具有分别与上述扭杆的输入侧及输出侧连结以便夹住上述扭杆的第一及第二旋转体，并基于上述第一及第二旋转体的旋转角度之差检测上述扭杆的扭转角度，上述旋转角度检测部具有与上述轴部连结并与上述第一旋转体的旋转同步旋转的同步旋转体，并基于上述同步旋转体的旋转角度检测上述轴部的旋转角度，上述第一及第二旋转体的旋转角度基于上述同步旋转体的旋转角度而被补正为宜。

此时，因为在通过转矩检测部检测扭杆的输入侧及输出侧的旋转角度时，基于检测轴部的旋转角度的旋转角度检测部的同步旋转体的旋转角度，来补正扭杆的各轴的旋转角度的检测所使用的第一及第二旋转体的旋转角度，所以，可以使第一及第二旋转体的旋转角度的检测精度提高。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述第一及第二旋转体的旋转角度，基于预先存储的根据上述同步旋转体的旋转角度，上述第一及第二旋转角度应该被补正的补正角度的数据而予以补正为宜。

此时，因为可以预先收集并存储第一及第二旋转体的旋转角度的补正所需要的数据，在补正时加以利用，所以，可以有效率地进行第一及第二旋转体的旋转角度的补正。

在上述的旋转角度检测装置中，以上述旋转角度检测部及上述转矩检测部作为互相分离地被安装在上述轴部上的组件而形成，上述旋转角度检测部的组件配置在转向柱部，上述转矩检测部的组件配置在转向变速箱部为宜。

此时，通过配置在转向柱部的旋转角度检测部和配置在转向变速箱部的转矩检测部可以提高轴部的旋转角度及转矩的检测精度。

产业上的利用可能性

本发明的旋转角度检测装置，安装转向轴等，能够以简单的结构高精度且高分辨率地检测多旋转的方向盘绝对旋转角度，可以适用于各种车辆的动力转向器等。

本发明的旋转角度检测装置，使旋转角度检测部和转矩检测部互相关联，可以提高检测精度，能够适用于各种车辆的动力转向器等。

Claims (4)

1.一种旋转角度检测装置，其特征在于包括：

具有扭杆的轴部；

检测所述轴部的多旋转的旋转角度的旋转角度检测部；

检测所述扭杆的扭转角度的转矩检测部，其中，

所述旋转角度检测部，基于所述转矩检测部在检测所述扭杆的扭转角度时所用的所述扭杆的输入侧或输出侧的旋转角度，来检测所述轴部的多旋转的旋转角度，

所述转矩检测部包括：包含与所述扭杆连结的角度传感励磁绕组、和基于所述扭杆的旋转在所述角度传感励磁绕组的励磁，输出与所述扭杆的旋转角度相适应的信号的角度传感输出绕组的第一及第二角度传感机构部，其中，

所述第一角度传感机构部被配置在所述扭杆的输入侧，

所述第二角度传感机构部被配置在所述扭杆的输出侧，

所述旋转角度检测部及所述转矩检测部，通过利用彼此的检测结果来提高自身的检测精度。

2.根据权利要求1所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述旋转角度检测部包括：

与所述轴部连结并与所述轴部的旋转同步旋转的第一旋转体；

与所述第一旋转体的旋转同步旋转的第二旋转体；

检测所述第二旋转体的旋转角度的第一检测部，其中，

所述第二旋转体以比所述第一旋转体低的速度旋转。

3.根据权利要求1所述的旋转角度检测装置，其特征在于，所述旋转角度检测部包括：

与所述轴部连结并与所述轴部的旋转同步旋转的第三旋转体；

与所述第三旋转体的旋转同步旋转的第四旋转体；

与所述第四旋转体的旋转同步旋转的第五旋转体；

分别检测所述第四及第五旋转体的旋转角度的第二及第三检测部，其中，

所述第四及第五旋转体相对于所述第三旋转体的转数比彼此不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转角度检测装置，其特征在于：

所述旋转角度检测部及所述转矩检测部，作为相互分离地被安装在所述轴部上的组件而构成，

所述旋转角度检测部的组件被配置在转向柱部，

所述转矩检测部的组件被配置在转向变速箱部。

Images