CN101466996A - 旋转角度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转角度检测装置，包括：主旋转体，被安装在被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；副旋转体，相对主旋转体以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构，将与主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；副旋转检测机构，将与副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；信号处理机构，采用主以及副旋转检测机构输出的信号，计算主以及副旋转体的旋转角度；以及运算处理机构，基于所计算的主或者副旋转体的旋转角度、和主以及副旋转体之间的相对旋转角度，计算被检测旋转体的旋转角度；以下的(A)～(D)信号中的至少一个信号的周期被设置成与主或者副旋转体的旋转一周的周期不同。(A)主旋转检测机构的输出信号；(B)副旋转检测机构的输出信号；(C)在信号处理机构中所处理的来自主旋转检测机构的输入信号；(D)在信号处理机构中所处理的来自副旋转检测机构的输入信号。

Description

旋转角度检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测旋转体的旋转角度的旋转角度检测装置。

背景技术

以往，公开有一种例如安装在汽车的转向轴(steering shaft)等旋转体上来检测旋转体的旋转角度的旋转角度检测装置。

专利文献1公开的以往的旋转角度装置，具备：与旋转体一起旋转的主旋转体、和与该主旋转体联动旋转的两个副旋转体。主旋转体以及两个副旋转体分别具有齿数互不相同的齿轮，各副旋转体的齿轮分别与主旋转体的齿轮啮合。另外，各副旋转体分别具有磁铁，并且具备检测各磁铁的磁场的AMR传感器(各向异性磁阻元件)。从而，利用各AMR传感器输出的各副旋转体的旋转角度的检测信号之间的相位差等来计算旋转体的旋转角度。

另一方面，专利文献2公开的以往的旋转角度检测装置，具备：借助旋转体旋转的旋转板、和借助旋转体或者旋转板以比旋转板多的旋转数旋转的齿轮。并且，在旋转板中设置采用了光传感器的绝对信号型编码器，该编码器将以旋转板的一周旋转为一个周期的编码信号作为旋转板的旋转角度检测信号输出。另外，在齿轮中设置采用了磁铁和磁阻元件的磁传感器，该磁传感器将以齿轮的一周旋转为一个周期的模拟信号作为齿轮的旋转角度检测信号输出。然后，根据这些编码器和磁传感器输出的各旋转角度检测信号的组合计算旋转体的旋转角度。

专利文献1：JP特表2001—505667号公报

专利文献2：JP特开2002—98522号公报

但是，以往的旋转角度检测装置，由于由各副旋转体所具备的磁铁的特性或齿轮比等唯一决定用于计算旋转体的旋转角度所采用的检测信号之间的相位差，因此存在设计的自由度降低的问题。另外，以往的旋转角度检测装置，若要扩大被检测旋转体的旋转角度的检测角度范围，则必须增大齿轮的直径，因此存在装置大型化的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而形成的，其目的在于提供一种能够实现设计的自由度大、检测角度范围宽而不会引起装置的大型化的旋转角度检测装置。

为了解决上述问题实现目的，本发明的旋转角度检测装置，是一种对被检测旋转体的旋转角度进行检测的旋转角度检测装置，其特征在于，包括：主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、和上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度，计算上述被检测旋转体的旋转角度；以下的(A)～(D)信号中的至少一个信号的周期被设置成与上述主旋转体或者上述副旋转体的旋转一周的周期不同，

(A)上述主旋转检测机构的输出信号

(B)上述副旋转检测机构的输出信号

(C)在上述信号处理机构中所处理的来自上述主旋转检测机构的输入信号

(D)在上述信号处理机构中所处理的来自上述副旋转检测机构的输入信号。

另外，本发明的旋转角度检测装置，是一种对被检测旋转体的旋转角度进行检测的旋转角度检测装置，其特征在于，包括：主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；信号处理机构，其对上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期进行变换，并采用该信号计算该变换后的周期内的上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度、以及上述变换后的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

另外，本发明的旋转角度检测装置，是一种对被检测旋转体的旋转角度进行检测的旋转角度检测装置，其特征在于，包括：主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的连续的信号输出；副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的连续的信号输出；信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度、和上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

另外，根据上述的本发明的旋转角度检测装置，其特征在于，上述变换后的周期，是按照使上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度的容许误差和上述被检测旋转体的旋转角度的检测角度范围成为所希望的值的方式所决定的周期。

另外，根据上述的本发明的旋转角度检测装置，其特征在于，上述运算处理机构，若令上述所计算的主旋转体的旋转角度为θ1，上述所计算的副旋转体的旋转角度乘以上述规定的旋转比而得到的角度为θ2，上述变换后的主旋转检测机构的信号的周期为T1，上述变换后的副旋转检测机构的信号的周期乘以上述规定的旋转比而得到的周期为T2(T1≠T2)，周期T1和T2的差值的绝对值|T1—T2|为d，则采用下述式(1)～(4)计算上述被检测旋转体的旋转角度Φ：

当T1<T2、θ2≦θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d......(1)

当T1<T2、θ2>θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d+T1·T2/d......(2)

当T1>T2、θ1≦θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d......(3)

当T1>T2、θ1>θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d+T1·T2/d......(4)。

另外，本发明的旋转角度检测装置，是一种对被检测旋转体的旋转角度进行检测的旋转角度检测装置，其特征在于，包括：主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比进行旋转；主旋转检测机构，其相对于上述主旋转体旋转一周以周期数n输出根据上述主旋转体的旋转而周期性变化的连续信号，其中n为2以上的整数；副旋转检测机构，其相对于上述副旋转体旋转一周以周期数m输出根据上述副旋转体的旋转而周期性变化的连续信号，其中m为小于n且在1以上的整数；信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构所输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体和上述副旋转体之间的相对旋转角度、和上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

另外，根据本发明的上述的旋转角度检测装置，其特征在于，上述m为1。

另外，根据本发明的上述的旋转角度检测装置，其特征在于，上述主旋转检测机构或者上述副旋转检测机构，具备：磁铁，其被安装在上述主旋转体或者上述副旋转体上，并在旋转方向上产生强度连续且周期性地变化的磁场；以及两个磁检测元件，其在上述磁铁的附近按照在上述主旋转体或者上述副旋转体的旋转中心的周围呈规定的角度的方式配置。

另外，根据本发明的上述的旋转角度检测装置，其特征在于，上述磁检测元件是霍尔元件。

另外，根据本发明的上述的旋转角度检测装置，其特征在于，上述磁检测元件是磁阻元件。

采用本发明的旋转角度检测装置能够实现如下效果，即能够实现设计自由度高、检测角度范围广且不会导致装置大型化。

附图说明

图1是示意表示本发明的实施方式1的旋转角度检测装置的剖面概略图。

图2是表示图1所示的主旋转检测机构、副旋转检测机构、信号处理机构、运算处理机构的结构的框图。

图3是说明在实施方式1的旋转角度检测装置中计算主齿轮的旋转角度的方法的图。

图4是对实施方式1的旋转角度检测装置中计算副齿轮的旋转角度的方法进行说明的图。

图5是针对实施方式1中θ2≦θ1的情况下角度θ2、θ1、周期T1、T2、周期差d、旋转角度Φ的关系进行说明的图。

图6是表示实施方式1中针对检测角度范围R为1800度的情况在对周期T1进行各种变化的情况下的周期T2、齿轮比、容许误差的图。

图7是表示实施方式1中计算转向轴X的旋转角度Φ的处理流程的一例的流程图。

图8是示意表示本发明的实施方式2的旋转角度检测装置的剖面概略图。

图9是表示图8所示的主旋转检测机构、副旋转检测机构、信号处理机构、运算处理机构的结构的框图。

图10是对实施方式2的旋转角度检测装置中计算主齿轮的旋转角度的方法进行说明的图。

图11是对实施方式2的旋转角度检测装置中计算副齿轮的旋转角度的方法进行说明的图。

图12是实施方式2中针对θ2≦θ1的情况下角度θ2、θ1、周期T1、T2、周期差d、旋转角度Φ的关系进行说明的图。

符号说明

1、101—旋转角度检测装置

2、102—主齿轮

3、103—副齿轮

4、104—主旋转检测机构

4a、104a—环状磁铁

4b、4c、104b、104c—霍尔元件

5、7、105、107—信号处理机构

6、106—副旋转检测机构

6a、106a—圆板状磁铁

6b、6c、106b、106c—霍尔元件

8、108—运算处理机构

9、109—壳体

A1～A6、A101～A106—放大器

L1～L2、L101～L112—曲线

X—转向轴

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的旋转角度检测装置的实施方式详细进行说明。另外，并非由本实施方式来限定本发明。

以下说明的本发明的实施方式是一种对被检测旋转体的旋转角度进行检测的旋转角度检测装置，其特征在于，具备：安装在上述被检测旋转体上，并与该被检测旋转体一起旋转的主旋转体；相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转的副旋转体；将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出的主旋转检测机构；将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出的副旋转检测机构；采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度的信号处理机构；基于上述所算出的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、和上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度，计算上述被检测旋转体的旋转角度的运算处理机构；以下的(A)～(D)的信号中的至少一个信号的周期被设置成与上述主旋转体或者上述副旋转体的旋转一周的周期不同。

(A)上述主旋转检测机构的输出信号

(B)上述副旋转检测机构的输出信号

(C)在上述信号处理机构中所处理的来自上述主旋转检测机构的输入信号

(D)在上述信号处理机构中所处理的来自上述副旋转检测机构的输入信号

(实施方式1)

图1是示意表示本发明的实施方式1的旋转角度检测装置的剖面概略图。实施方式1的旋转角度检测装置，对作为被检测旋转体的汽车的转向轴的旋转角度进行检测。

另外，实施方式1的旋转角度检测装置是如下一例，即，将上述(A)～(D)信号中的

(C)在信号处理机构中所处理的来自主旋转检测机构的输入信号

(D)在信号处理机构中所处理的来自副旋转检测机构的输入信号信号的周期设置成与主旋转体或者副旋转体的旋转一周的周期不同。

如图1所示，旋转角度检测装置1，包括：作为主旋转体的环状主齿轮2，其通过将在与纸面垂直的方向延伸的转向轴X嵌入中心部的孔中来安装并固定，且与转向轴X一起旋转；作为副旋转体的副齿轮3，其与主齿轮2啮合并相对主齿轮2以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构4，其将与主齿轮2的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；信号处理机构5，其对主旋转检测机构4输出的信号的周期进行变换，并采用该信号计算变换后的周期内的主齿轮2的旋转角度；副旋转检测机构6，其将与副齿轮3的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；信号处理机构7，其对副旋转检测机构6输出的信号的周期进行变换，并采用该信号计算变换后的周期内的副齿轮3的旋转角度；以及运算处理机构8，其基于信号处理机构5、7计算的主齿轮2以及副齿轮3的旋转角度、主齿轮2与副齿轮3之间的相对旋转角度、以及变换后的周期，计算转向轴X的旋转角度。另外，主齿轮2与副齿轮3之间的齿轮比即旋转比为5/9。另外，符号9表示旋转角度检测装置1的壳体(housing)。

主旋转检测机构4，包括：安装在主齿轮2中的环状磁铁4a、以及在距离环状磁铁4a的表面仅0.5mm的位置在主齿轮2的旋转中心周围以呈90度角度的方式配置的霍尔元件4b、4c。同样地，副旋转检测机构6，包括：安装在副齿轮3中的圆板状的磁铁6a、以及在距离圆板状磁铁6a的表面仅0.5mm的位置在副齿轮3的旋转中心周围以呈90度角度的方式配置的霍尔元件6b、6c。霍尔元件4b、4c、6b、6c被固定在旋转角度检测装置1中。

环状磁铁4a，是一种将S极部分和N极部分交替逐个配置，并按照在主齿轮2的旋转方向产生强度以正弦波状连续且周期性变化的磁场的方式着磁的双极磁铁。霍尔元件4b、4c，对强度与主齿轮2的旋转对应地变化的磁场进行检测，并分别输出与磁场强度对应的电压信号。磁场强度的变化的周期、即霍尔元件4b、4c输出的电压信号的周期为360度。同样地，圆板状磁铁6a也是一种将S极部分和N极部分交替逐个配置，并按照在副齿轮3的旋转方向产生强度以正弦波状连续且周期性变化的磁场的方式着磁的双极磁铁。霍尔元件6b、6c，对强度与副齿轮3的旋转对应地变化的磁场进行检测，并分别输出与周期为360度的磁场强度对应的电压信号。

图2是表示图1所示的主旋转检测机构4、副旋转检测机构6、信号处理机构5、7、运算处理机构8的结构的框图。霍尔元件4b、4c，被施加通过放大器A1放大后的电压，并对与主齿轮2的旋转对应的强度的磁场进行检测，将具有与所检测的磁场强度对应的电压值的电压信号输出。放大器A2、A3，将霍尔元件4b、4c输出的电压信号进行放大，并将电压值S1、S2输出给具备微控制器(micro controller)的信号处理机构5。信号处理机构5，取得电压信号后进行A/D转换，并将电压信号的周期进行变换，采用电压值S1、S2计算变换后的周期内的主齿轮2的旋转角度即θ1，然后向具备微控制器的运算处理机构8输出。

同样地，施加了由放大器A4放大了的电压的霍尔元件6b、6c，将具有与所检测的磁场强度相应的电压值的电压信号输出。放大器A5、A6，将霍尔元件6b、6c输出的电压信号进行放大后将电压值S3、S4输出给具备微控制器的信号处理机构7。信号处理机构7，取得电压信号后进行A/D转换，并且对电压信号的周期进行变换，采用电压值S3、S4计算变换后的周期内的副齿轮3的旋转角度，进而计算出将该旋转角度乘以旋转比5/9而得到的角度即θ2，并向运算处理机构8输出。然后，运算处理机构8，采用θ1、θ2计算转向轴X的旋转角度Φ。

以下参照图3～图5针对旋转角度检测装置1检测转向轴X的旋转角度的方法具体进行说明。首先，参照图3针对计算主齿轮2的旋转角度的方法进行说明。向信号处理机构5输入的电压信号的电压值S1、S2，与例如图3的上部的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L1、L2上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮2的旋转角度，纵轴表示电压信号的电压。另外，由于霍尔元件4b、4c是在主齿轮2的旋转中心的周围以呈90度的角度的方式配置的，因此正弦曲线L1、L2的相位差为90度。

接着，信号处理机构5，采用下式(5)、(6)对电压值S1、S2进行标准化。若令标准化后的值为M1、M2，则

M1＝(S1—S1avg)/S1p......(5)

M2＝(S2—S2avg)/S2p......(6)

其中，S1avg、S2avg分别为电压信号的一个周期中的最大值与最小值的平均值，S1p、S2p分别为电压信号的一个周期中的最大值和最小值之间的差值。关于S1avg、S2avg、S1p、S2p，在组装调整旋转角度检测装置1时，使主齿轮2旋转一周取得电压信号的数据，根据该数据求出各值，并使之存储在信号处理机构5中。按照以上求出的标准化值M1、M2，与图3的中间的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L3、L4上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮2的旋转角度，纵轴表示标准化值。

接着，信号处理机构5，将电压信号的周期从360度变换成180度。若令变换后的周期为T1，则T1＝180度。然后，信号处理机构5，采用标准化值M1、M2计算该变换后的周期T1的主齿轮2的旋转角度θ1。θ1例如可以按照如下方式计算出。

首先，采用式(7)计算θ。

θ＝Arctan(M1/M2)+α......(7)

其中，当M2>0时，α＝90度；M2<0时，α＝270度；M2＝0时，若M1>0，则θ＝180度，若M1<0，则θ＝0度。

并且，若θ为180度以下，则θ1＝θ，若θ大于180度，则θ1＝θ—180，将周期360度变换成一半180度。

采用以上的方法计算的角度θ1，与图3的下部的曲线图所示的以180度为周期的锯齿状曲线L5上的一点对应。另外，在该曲线图中横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮2的旋转角度，纵轴表示计算出的主齿轮2的旋转角度。

接着，针对计算副齿轮3的旋转角度的方法进行说明。该方法与计算主齿轮2的旋转角度的方法大致相同。向信号处理机构7输入的电压信号的电压值S3、S4，与例如图4的上部的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L6、L7上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮3的旋转角度，纵轴表示电压信号的电压。另外，正弦曲线L6、L7的相位差为90度。

接着，信号处理机构7，采用下式(8)、(9)将电压信号S3、S4标准化为值M3、M4。

M3＝(S3—S3avg)/S3p......(8)

M4＝(S4—S4avg)/S4p......(9)

其中，S3avg、S4avg分别为电压信号的最大值和最小值的平均值，S3p、S4p分别为电压信号的最大值和最小值之间的差，在组装调整旋转角度检测装置1时，使副齿轮3旋转一周取得电压信号的数据，根据该数据求出各值，使之存储在信号处理机构7中。标准化值M3、M4，与图4的中间的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L8、L9上的各一点对应。另外，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮3的旋转角度，纵轴表示标准化值。

接着，信号处理机构7，将电压信号的周期从360度变换为360度，乘以齿轮比5/9。即，若令将变换后的周期乘以齿轮比而得到的周期为T2，则T2＝360×5/9＝200度。由此，在本说明书中，信号周期的变换也包含变换成同一周期的情况。

然后，信号处理机构7，采用标准化值M3、M4计算周期T2中的副齿轮3的旋转角度，进而计算将旋转角度乘以齿轮比而得到的角度θ2。θ2的计算可以按照例如如下方式进行。

首先，采用式(10)计算θ。

θ＝Arctan(M3/M4)+α......(10)

其中，当M4>0时，α＝90度；当M4<0时，α＝270度；当M4＝0时，若M3>0，则θ＝180度；若M3<0，则θ＝0度。

然后，将θ乘以齿轮比5/9计算θ2。

由以上方法计算的角度θ2，与图4的下部的曲线图所示的以200度为周期的锯齿状曲线L10上的一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮3的旋转角度，纵轴表示将计算出的副齿轮3的旋转角度乘以齿轮比而得到的角度。

接着，信号处理机构5、7，将如上述方式求出的角度θ1、θ2分别输出给运算处理机构8。在实施方式1的旋转角度检测装置1中，由于如上述T1＝180度、T2＝200度，所以运算处理机构8，将周期T1、T2的周期差的绝对值作为d＝|T1—T2|，采用式(1)以及(2)计算转向轴X的旋转角度Φ。

当θ2≦θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d......(1)

当θ2>θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d+T1·T2/d......(2)

在此，针对当θ2≦θ1时，角度θ1、θ2、周期T1、T2、周期差d、旋转角度Φ的关系，参照图5进行说明。图5的横轴表示转向轴X的旋转角度的检测角度范围R＝T1·T2/|T1—T2|＝1800度。锯齿状曲线L11是将图3的锯齿状曲线L5在检测角度范围R内排列10个周期所形成的。其中，纵轴表示一个周期对应的比率，当角度为180度时，比率为100％。另一方面，锯齿状曲线L12是将图4的锯齿状曲线L10在检测角度范围R内排列9个周期所形成的。其中，纵轴表示一个周期对应的比率，当角度为200度时，比率为100％。另外，对于旋转角度Φ，将锯齿状曲线L11和L12的相位一致的位置设为0度。这时，即使在Φ为1800度的位置，锯齿状曲线L11和L12的相位也一致。

例如，关于主齿轮2、副齿轮3，如图5所示分别计算角度θ1、θ2。另一方面，采用式(1)计算旋转角度Φ。这种情况下，主齿轮2和副齿轮3之间的相对旋转角度(θ1—θ2)表示旋转角度Φ时的锯齿状曲线L11、L12的相位的偏离。并且，由于锯齿状曲线L11和L12每当主齿轮2旋转一个周期时相位仅偏离一个周期差d，因此(θ1—θ2)/d为表示旋转角度Φ包含主齿轮多少周期的旋转的数学式，取整数值。具体来说，关于主齿轮2、副齿轮3，由于周期T1、T2分别为180度、200度，因此d＝20度。即，若主齿轮2旋转一个周期，则锯齿状曲线L11和L12的相位偏离20度。在图5中，旋转角度Φ为主齿轮从旋转了3个周期的状态进一步旋转角度θ1后的值，因此(θ1—θ2)/d＝3。即，角度θ1、θ2、周期T1、T2、周期差d、旋转角度Φ具有上述关系，因此可以采用式(1)计算旋转角度Φ。

另外，θ2>θ1时，表示旋转角度Φ包含主齿轮多少周期的旋转并取整数值的数学式为{T2—(θ2—θ1)}/d，因此采用式(2)计算旋转角度Φ。

另外，由于式(1)和下式(1a)、式(2)和下式(2a)为等效式，因此也可以代替式(1)采用式(1a)计算旋转角度Φ，还可以代替式(2)采用式(2a)计算旋转角度Φ。

Φ＝θ2+T2(θ1—θ2)/d......(1a)

Φ＝θ2+T2(θ1—θ2)/d+T1·T2/d......(2a)

如上述，检测角度范围R由R＝T1·T2/|T1—T2|表示。即，检测角度范围R为周期T1和T2的最小公倍数。因此，周期T1、T2需要按照成为所希望的检测角度范围R的方式决定。另外，由于周期差d用于决定旋转角度Φ包含主齿轮多少周期的旋转，因此角度θ1、θ2的检测所容许的误差由周期差d表示。该容许误差根据旋转角度检测装置的组装精度和温度特性等设置为所希望的值。因此，周期T1、T2需要按照成为所希望的容许误差即周期差d的方式决定。

但是，本发明的旋转角度检测装置1，在信号处理时能够对电压信号的周期进行变换以得到所希望的周期T1、T2。因此，能够按照使周期差d和检测角度范围R成为所希望的值的方式来决定周期T1、T2。结果，检测角度范围R以及周期差d就不是由主旋转检测机构4以及副旋转检测机构6产生的信号的周期和齿轮比等唯一固定，而是能够以很高的自由度设置了。

如以上所说明，实施方式1的旋转角度检测装置1，对主旋转检测机构4以及副旋转检测机构6输出的信号的周期进行变换，并采用该信号计算变换后的周期内的主齿轮2以及副齿轮3的旋转角度，基于所计算的旋转角度、主齿轮2与副齿轮3之间的相对旋转角度、以及所变换后的信号的周期来计算转向轴X的旋转角度。结果，就能够以很高的自由度设置主旋转检测机构、副旋转检测机构以及主齿轮和副齿轮之间的齿轮比等。

另外，由于旋转角度检测装置1仅采用一个副齿轮，因此不会将因副齿轮3和主齿轮2之间产生的齿轮齿隙所引起的旋转的检测误差作为主齿轮2的旋转角度的误差重叠，能够更加正确地检测转向轴X的旋转角度。进而，能够比以往的旋转角度检测装置进一步减少部件数，成为更加小型、轻便且低成本的旋转角度检测装置。进一步，旋转角度检测装置1，由于采用霍尔元件作为磁检测元件，因此能够实现更加小型化、轻便化以及低成本化。

另外，在旋转角度检测装置1中，主旋转检测机构4以及副旋转检测机构6，将与主齿轮2或者副齿轮3的旋转相对应地进行周期性变化的连续模拟信号输出。因此，能够比专利文献2所记载的将数字信号输出的编码器的情况更加小型化。进而，由于在进行主齿轮2以及副齿轮3的旋转角度的检测时采用连续的模拟信号，因此相比采用离散化的数字信号的情况能够进行分辨率更高的角度检测。

接着，图6表示在实施方式1中，针对检测角度范围R为1800度的情况使周期T1进行各种变化的情况下的周期T2、齿轮比、容许误差。另外，在实施方式1中，由于T1<T2，因此在计算转向轴X的旋转角度Φ时采用式(1)、(2)，通过电压信号的周期的变换在T1>T2的情况下，采用下面的式(3)、(4)计算旋转角度。

当θ1≦θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d......(3)

当θ1>θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d+T1·T2/d......(4)

在图6中，项目编号“1”～“6”分别与周期T1为360/n(n为1～6的整数)的情况对应。由于R＝T1·T2/|T1—T2|，因此为了满足R＝1800，对于各T1存在T1<T2或者T1>T2的两个T2。并且，对于各T2决定齿轮比k＝m·T2/360和容许误差。另外，m为用副旋转检测机构的信号的周期除360的数值。图6中，m＝1。

齿轮比越小可使副齿轮越小，从而能够实现装置的小型化、轻便化因而为优选。另一方面，若容许误差越大，则由装置的组装精度和温度特性所引起的角度θ1、θ2的检测误差的容许量越大，是为优选。如图6所示，齿轮比和容许误差处于折衷(trade-off)的关系，在实施方式1的旋转角度检测装置1中，通过对主旋转检测机构以及副旋转检测机构的信号的周期进行变换，从而能够将齿轮比和容许误差设为最佳值。

另外，在实施方式1中，虽然采用霍尔元件作为磁检测元件，但也可以根据旋转角度检测装置的用途采用温度特性小角度分辨率高的磁阻元件。

并且，在实施方式1中，针对主旋转检测机构4的输出信号、副旋转检测机构6的输出信号，相对于主齿轮2、副齿轮3的一周旋转分别设置为一个周期，但也可以是设置为不同的周期。

在此，图7表示在实施方式1中，计算转向轴X的旋转角度Φ的处理流程的一例。图7的流程图所示的数学式等是如上述实施方式1所示的数学式等。以下，针对图7所示的处理流程进行说明。首先，信号处理机构5取得电压值S1、S2，并且信号处理机构7取得电压值S3、S4(步骤ST101)。接着，信号处理机构5对电压值S1、S2进行A/D转换，并且信号处理机构7对电压值S3、S4进行A/D转换(步骤ST102)。接着，信号处理机构5计算标准化值M1、M2(步骤ST103)，计算角度θ1(步骤ST104)。接着，信号处理机构7计算标准化值M3、M4(步骤ST105)，计算角度θ2(步骤ST106)。接着，运算处理机构8计算角度Φ(步骤ST107)，输出角度Φ(步骤ST108)。然后，重复步骤ST101～ST108。另外，实施方式1的旋转角度检测装置1中的信号处理的流程并不限于此。另外，以下说明的实施方式2中，也执行与图7的流程图基本同样的处理。

(实施方式2)

图8为示意表示本发明的实施方式2的旋转角度检测装置的剖面概略图。实施方式2的旋转角度检测装置，与实施方式1同样地，对作为被检测旋转体的汽车的转向轴的旋转角度进行检测。

另外，实施方式2的旋转角度检测装置是如下一例，即，上述的(A)～(D)信号中的

(A)主旋转检测机构的输出信号

(B)副旋转检测机构的输出信号

中的至少一个信号的周期被设置成与主旋转体或者副旋转体的旋转一周的周期不同。

如图8所示，旋转角度检测装置101，包括：作为主旋转体的环状主齿轮102，其通过将在与纸面垂直的方向延伸的转向轴X嵌入中心部的孔中来安装并固定，且与转向轴X一起旋转；作为副旋转体的副齿轮103，其与主齿轮102啮合并相对主齿轮102以规定的旋转比旋转；主旋转检测机构104，其将根据主齿轮102的旋转进行周期性变化的连续信号输出；信号处理机构105，其采用主旋转检测机构104输出的信号计算主齿轮102的旋转角度；副旋转检测机构106，其将根据副齿轮103的旋转进行周期性变化的连续信号输出；信号处理机构107，其采用副旋转检测机构106输出的信号，计算副齿轮103的旋转角度；以及运算处理机构108，其基于信号处理机构105、107计算的主齿轮102以及副齿轮103的旋转角度、主齿轮102与副齿轮103之间的相对旋转角度、以及主旋转检测机构104以及副旋转检测机构106输出的信号的周期，计算转向轴X的旋转角度。另外，在此，主齿轮102与副齿轮103之间的齿轮比即旋转比为5/9。另外，符号109表示旋转角度检测装置101的壳体。

主旋转检测机构104，包括：安装在主齿轮102中的环状磁铁104a、以及在距离环状磁铁104a的表面仅0.5mm的位置在主齿轮102的旋转中心周围以呈45度角度的方式配置的霍尔元件104b、104c。同样地，副旋转检测机构106，包括：安装在副齿轮103中的圆板状的磁铁106a、以及在距离圆板状磁铁106a的表面仅0.5mm的位置在副齿轮103的旋转中心周围以呈90度角度的方式配置的霍尔元件106b、106c。霍尔元件104b、104c、106b、106c被固定在旋转角度检测装置101中。

环状磁铁104a，是一种将S极部分和N极部分交替地各两处配置，并按照在主齿轮2的旋转方向每旋转一周产生两个周期的强度以正弦波状连续且周期性变化的磁场的方式着磁的四极磁铁。霍尔元件104b、104c，对强度与主齿轮102的旋转相对应地进行变化的磁场进行检测，并分别以每旋转一周两个周期即周期数2输出与磁场强度对应的电压信号。磁场强度的变化的周期、即霍尔元件104b、104c输出的电压信号的周期为用周期数2除360度后的值即180度。另一方面，圆板状磁铁106a也是一种将S极部分和N极部分交替逐个配置，并按照在副齿轮103的旋转方向每旋转一周产生一个周期的强度以正弦波状连续且周期性变化的磁场的方式着磁的双极磁铁。霍尔元件106b、106c，对强度与副齿轮103的旋转相对应地进行变化的磁场进行检测，并分别以周期数1输出与磁场强度对应的电压信号。即，霍尔元件106b、106c输出的电压信号的周期是以周期数1除360度后的值即360度。

因此，若令旋转角度检测装置101的主旋转检测机构104输出的连续信号的周期数为n，副旋转检测机构106输出的连续信号的周期数为m，则n＝2，m＝1。如后述，主旋转检测机构104输出的信号的周期与副旋转检测机构106输出的信号的周期乘以齿轮比所得到的周期之差的绝对值越小，则旋转角度检测装置101的轴X的旋转对应的检测角度范围越大。因此，旋转角度检测装置101，具有更宽的检测角度范围。

针对旋转角度检测装置101进行更进一步具体说明。图9为表示图8所示的主旋转检测机构104、副旋转检测机构106、信号处理机构105、107、运算处理机构108的结构的框图。霍尔元件104b、104c被施加通过放大器A101放大后的电压，并对与主齿轮2的旋转对应的强度的磁场进行检测，将具有与所检测的磁场强度对应的电压值的电压信号输出。放大器A102、A103，将霍尔元件104b、104c输出的电压信号进行放大成为电压值S101、S102，并输出给具备微控制器的信号处理机构105。信号处理机构105，取得电压信号后进行A/D转换，并采用电压值S101、S102计算主齿轮102的旋转角度即θ101，向具备微控制器的运算处理机构108输出。

同样地，施加了由放大器A104放大了的电压的霍尔元件106b、106c，将具有与所检测的磁场强度相应的电压值的电压信号输出。放大器A105、A106，将霍尔元件106b、106c输出的电压信号进行放大后成为电压值S103、S104，并输出给具备微控制器的信号处理机构107。信号处理机构107，取得电压信号后进行A/D转换，并采用电压值S103、S104计算副齿轮103的旋转角度，进而计算出将该旋转角度乘以旋转比5/9而得到的角度即θ102，并向运算处理机构108输出。然后，运算处理机构108，采用θ101、θ102计算转向轴X的旋转角度Φ。

接着，参照图10～图12针对旋转角度检测装置101检测转向轴X的旋转角度的方法具体进行说明。首先，参照图10针对计算主齿轮102的旋转角度的方法进行说明。向信号处理机构105输入的电压信号的电压值S101、S102，与例如图10的上部的曲线图所示的以180度为周期的正弦曲线L101、L102上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮102的旋转角度，纵轴表示电压信号的电压。另外，由于霍尔元件104b、104c是在主齿轮102的旋转中心的周围以呈45度的角度的方式配置的，因此正弦曲线L101、L102的相位差为45度。

接着，信号处理机构105，采用下式(101)、(102)对电压值S101、S102进行标准化。若令标准化后的值为M101、M102，则

M101＝(S101—S101avg)/S101p......(101)

M102＝(S102—S102avg)/S102p......(102)

其中，S101avg、S102avg分别为电压信号的一个周期中的最大值与最小值的平均值，S101p、S102p分别为电压信号的一个周期中的最大值和最小值之间的差值。关于S101avg、S102avg、S101p、S102p，在组装调整旋转角度检测装置101时，使主齿轮102旋转一周取得电压信号的数据，根据该数据求出各值，并使之存储在信号处理机构105中。按照以上求出的标准化值M101、M102，与图10的中间的曲线图所示的以180度为周期的正弦曲线L103、L104上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮102的旋转角度，纵轴表示标准化值。

接着，信号处理机构105，采用标准化值M101、M102计算主齿轮102的旋转角度θ101。θ101的计算可以按照例如以下方式进行。

首先，采用式(103)计算θ101。

θ101＝0.5×Arctan(M101/M102)+α......(103)

其中，当M102>0时，α＝45度；当M102<0时，α＝135度；当M102＝0时，若M101>0，则θ101＝90度；若M101<0，则θ101＝0度。

采用以上的方法计算的角度θ101，与图10的下部的曲线图所示的以180度为周期的锯齿状曲线L105上的一点对应。另外，在该曲线图中横轴表示以任意的位置为基准的主齿轮102的旋转角度，纵轴表示计算出的主齿轮102的旋转角度。

接着，针对计算副齿轮103的旋转角度的方法进行说明。该方法与计算主齿轮102的旋转角度的方法大致相同。向信号处理机构107输入的电压信号的电压值S103、S104，与例如图11的上部的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L106、L107上的各一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮3的旋转角度，纵轴表示电压信号的电压。另外，正弦曲线L106、L107的相位差为90度。

接着，信号处理机构7，采用下式(104)、(105)将电压信号S103、S104标准化为值M103、M104。

M103＝(S103—S103avg)/S103p......(104)

M104＝(S104—S104avg)/S104p......(105)

其中，S103avg、S104avg分别为电压信号的最大值和最小值的平均值，S103p、S104p分别为电压信号的最大值和最小值之间的差，在组装调整旋转角度检测装置101时，使副齿轮3旋转一周取得电压信号的数据，根据该数据求出各值，使之存储在信号处理机构107中。标准化值M103、M104，与图11的中间的曲线图所示的以360度为周期的正弦曲线L108、L109上的各一点对应。另外，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮103的旋转角度，纵轴表示标准化值。

接着，信号处理机构107，采用标准化值M103、M104计算副齿轮103的旋转角度，进而计算将旋转角度乘以齿轮比而得到的角度θ102。θ102的计算可以按照例如如下方式进行。

首先，采用式(106)计算θ。

θ＝Arctan(M103/M104)+α......(106)

其中，当M104>0时，α＝90度；当M104<0时，α＝270度；当M104＝0时，若M103>0，则θ＝180度；若M103<0，则θ＝0度。

然后，将θ乘以齿轮比5/9计算θ102。

按照以上方法计算的角度θ102与图11的下部的曲线图所示的以200度为周期的锯齿状曲线L110上的一点对应。另外，在该曲线图中，横轴表示以任意的位置为基准的副齿轮103的旋转角度，纵轴表示将计算出的副齿轮103的旋转角度乘以齿轮比而得到的角度。

接着，信号处理机构105、107，将如上述方式求出的角度θ101、θ102分别输出给运算处理机构108。在实施方式2的旋转角度检测装置101中，由于如上述这样主旋转检测机构104输出的信号的周期T101为180度、副旋转检测机构106输出的信号的周期乘以齿轮比5/9所得到的周期T102为200度，所以运算处理机构108，将周期T101、T102的周期差作为d＝|T101—T102|，采用式(107)以及(108)计算转向轴X的旋转角度Φ。

当θ102≦θ101时，

Φ＝θ101+T101(θ101—θ102)/d......(107)

当θ102>θ101时，

Φ＝θ101+T101(θ101—θ102)/d+T101·T102/d......(108)

在此，针对当θ102≦θ101时，角度θ101、θ102、周期T101、T102、周期差d、旋转角度Φ的关系，参照图12进行说明。图12的横轴表示转向轴X的旋转角度的检测角度范围R＝T101·T102/|T101—T102|＝1800度。锯齿状曲线L111是将图10的锯齿状曲线L105在检测角度范围R内排列10个周期所形成的。其中，纵轴表示一个周期对应的比率，当角度为180度时，比率为100％。另一方面，锯齿状曲线L112是将图11的锯齿状曲线L110在检测角度范围R内排列9个周期所形成的。其中，纵轴表示一个周期对应的比率，当角度为200度时，比率为100％。另外，对于旋转角度Φ，将锯齿状曲线L111和L112的相位一致的位置设为0度。这时，即使在Φ为1800度的位置，锯齿状曲线L111和L112的相位也一致。

例如，针对主齿轮102、副齿轮103，如图12所示分别计算角度θ101、θ102。另一方面，采用式(107)计算旋转角度Φ。这种情况下，主齿轮102与副齿轮103之间的相对旋转角度即(θ101—θ102)表示旋转角度Φ时的锯齿状曲线L111、L112的相位的偏离。并且，由于锯齿状曲线L111和L112在每次主齿轮102旋转一个周期时相位仅偏离周期差d，因此(θ101—θ102)/d为表示旋转角度Φ包含主齿轮多少周期的旋转的数学式，取整数值。具体来说，关于主齿轮102、副齿轮103，周期T101、T102分别为180度、200度，因此d＝20度。即，若主齿轮102旋转一个周期，则锯齿状曲线L111和L112的相位偏离20度。图12中，由于旋转角度Φ为主齿轮从旋转3个周期的状态进一步仅旋转角度θ101的值，因此(θ101—θ102)/d＝3。即，角度θ101、θ102、周期T101、T102、周期差d、旋转角度Φ具有上述那样的关系，因此可以采用式(107)计算旋转角度Φ。另外，当θ102>θ101时，由于表示旋转角度Φ包含主齿轮的多少周期的旋转并取整数值的数学式为{T102—(θ102—θ101)}/d，因此采用式(108)计算旋转角度Φ。

这样，检测角度范围R由R＝T101·T102/|T101—T102|决定，齿轮比k由T102·m/360决定。这样，若|T101—T102|越小，则R越大，检测范围越广。因此，要使R变大，则需要使T101和T102的值接近使差值变小，但若T101变大、即周期数n为1且T101为360度，或若m变大，则齿轮比变大，齿轮变得大型化。例如，如上述的以往的旋转角度检测装置，当主齿轮和副齿轮各自的周期数为1，即n＝m＝1时，若设定检测角度范围R为1800度，则齿轮比必须是5/4或者5/6，副齿轮106的大小必须与主齿轮102差不多。另一方面，由于主齿轮102通过嵌入转向轴X而固定，因此要使主齿轮2的大小变小则会存在限制。因此，要实现上述的齿轮比，必须使副齿轮变大，因而装置变得大型化。但是，旋转角度检测装置101中，由于主旋转检测机构104输出的连续信号的周期数n为2，且副旋转检测机构106输出的连续信号的周期数m为1，因此在相同的检测范围内，能够设置副齿轮106更小。m尽量为1时，旋转检测机构的结构变简易，因此是为优选。

如以上所说明，实施方式2的旋转角度检测装置101，能够实现很广的检测角度范围而不会导致装置大型化。并且，在旋转角度检测装置101中，主旋转检测机构104以及副旋转检测机构106，将与主齿轮102或者副齿轮103的旋转相对应地进行周期性变化的连续的模拟信号输出。因此，与以往的采用将数字信号输出的编码器的情况相比，不必采用形成多条狭缝的圆盘状的转子，因而能够小型化。并且，实施方式2中，从主旋转检测机构输出的电压信号的周期数越多，周期越短，则能够实现分辨率越高的角度检测。其原因在于，在将与应检测的角度对应的电压信号输入微控制器时的A/D转换的分辨率为满量程(full scale)例如固定为10位，因此电压信号的周期越短，由该10位应检测的角度范围越小。进一步，旋转角度检测装置101由于采用霍尔元件作为磁检测元件，因此能够实现更加小型化、轻便化、低成本化。

另外，在实施方式2中，式(107)和下述式(107a)、式(108)和下式(108a)为等效式，因此也可以代替式(107)采用式(107a)计算旋转角度Φ，也可以代替式(108)采用式(108a)计算旋转角度Φ。

Φ＝θ102+T102(θ101—θ102)/d......(107a)

Φ＝θ102+T102(θ101—θ102)/d+T101·T102/d......(108a)

并且，实施方式2中由于T101<T102，因此在计算转向轴X的旋转角度时采用式(107)、(108)，但在T101>T102时，可以采用下式(109)、(110)计算旋转角度。

当θ101≦θ102时，

Φ＝θ101+T101(θ102—θ101)/d......(109)

当θ101>θ102时，

Φ＝θ101+T101(θ102—θ101)/d+T101·T102/d......(110)

并且，在上述实施方式中虽然采用霍尔元件作为磁检测元件，但根据旋转角度检测装置的用途也可以采用温度特性小、角度分辨率高的磁阻元件。

进而，作为上述实施方式2的变形例，若令检测角度范围R为1800度、周期数m为1、周期数n为3，则T102＝112.5，齿轮比为5/16，进而能够使副齿轮变小。要使n为3，作为安装在主齿轮中的环状磁铁，只要采用将S极部分和N极部分交替地各三处配置，并按照在主齿轮的旋转方向每旋转一周产生3个周期的强度以正弦波状连续且周期性变化的磁场的方式着磁的六极磁铁即可。另外，m不限于1，可以是2以上比n小的值，但要使副齿轮小型化则优选1。n以及m的值，通过适当配置安装在主齿轮或者副齿轮中的磁铁的S极的部分和N极的部分，便能够容易地设置为所希望的值。

另外，上述各实施方式中虽然采用将连续的模拟信号输出的装置作为主旋转检测机构以及副旋转检测机构，但也可以采用将编码器等的数字信号输出的装置作为主旋转检测机构或者副旋转检测机构，并对所输出的数字信号进行信号处理。进一步，还可以采用将实施方式1和实施方式2组合的实施方式。

工业上的可利用性

本发明  的旋转角度检测装置，能够适于对汽车的转向轴等被检测旋转体的旋转角度进行检测的情况。

Claims (10)

1.一种旋转角度检测装置，对被检测旋转体的旋转角度进行检测，其特征在于，包括：

主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；

副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；

主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；

副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；

信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及

运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、和上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度，计算上述被检测旋转体的旋转角度，

以下的(A)～(D)信号中的至少一个信号的周期被设置成与上述主旋转体或者上述副旋转体的旋转一周的周期不同，

(A)上述主旋转检测机构的输出信号

(B)上述副旋转检测机构的输出信号

(C)在上述信号处理机构中所处理的来自上述主旋转检测机构的输入信号

(D)在上述信号处理机构中所处理的来自上述副旋转检测机构的输入信号。

2.一种旋转角度检测装置，对被检测旋转体的旋转角度进行检测，其特征在于，包括：

主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；

副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；

主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；

副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的信号输出；

信号处理机构，其对上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期进行变换，并采用该信号计算该变换后的周期内的上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及

运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度、以及上述变换后的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

3.一种旋转角度检测装置，对被检测旋转体的旋转角度进行检测，其特征在于，包括：

主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；

副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比旋转；

主旋转检测机构，其将与上述主旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的连续的信号输出；

副旋转检测机构，其将与上述副旋转体的旋转相对应地进行周期性变化的连续的信号输出；

信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及

运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体与上述副旋转体之间的相对旋转角度、和上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

4.根据权利要求2所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述变换后的周期，是按照使上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度的容许误差和上述被检测旋转体的旋转角度的检测角度范围成为所希望的值的方式所决定的周期。

5.根据权利要求2或4所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述运算处理机构，若令上述所计算的主旋转体的旋转角度为θ1，上述所计算的副旋转体的旋转角度乘以上述规定的旋转比而得到的角度为θ2，上述变换后的主旋转检测机构的信号的周期为T1，上述变换后的副旋转检测机构的信号的周期乘以上述规定的旋转比而得到的周期为T2(T1≠T2)，周期T1和T2的差值的绝对值|T1—T2|为d，则采用下述式(1)～(4)计算上述被检测旋转体的旋转角度Φ：

当T1<T2、θ2≦θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d           ......(1)

当T1<T2、θ2>θ1时，

Φ＝θ1+T1(θ1—θ2)/d+T1·T2/d       ......(2)

当T1>T2、θ1≦θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d                ......(3)

当T1>T2、θ1>θ2时，

Φ＝θ1+T1(θ2—θ1)/d+T1·T2/d         ......(4)。

6.一种旋转角度检测装置，对被检测旋转体的旋转角度进行检测，其特征在于，包括：

主旋转体，其被安装在上述被检测旋转体上，与该被检测旋转体一起旋转；

副旋转体，其相对上述主旋转体以规定的旋转比进行旋转；

主旋转检测机构，其相对于上述主旋转体旋转一周以周期数n输出根据上述主旋转体的旋转而周期性变化的连续信号，其中n为2以上的整数；

副旋转检测机构，其相对于上述副旋转体旋转一周以周期数m输出根据上述副旋转体的旋转而周期性变化的连续信号，其中m为小于n且在1以上的整数；

信号处理机构，其采用上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构所输出的信号，计算上述主旋转体以及上述副旋转体的旋转角度；以及

运算处理机构，其基于上述所计算的主旋转体或者副旋转体的旋转角度、上述主旋转体和上述副旋转体之间的相对旋转角度、和上述主旋转检测机构以及上述副旋转检测机构输出的信号的周期，计算上述被检测旋转体的旋转角度。

7.根据权利要求6所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述m为1。

8.根据权利要求2、3、6、7中任一项所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述主旋转检测机构或者上述副旋转检测机构，具备：

磁铁，其被安装在上述主旋转体或者上述副旋转体上，并在旋转方向产生强度连续且周期性地变化的磁场；以及

两个磁检测元件，其在上述磁铁的附近按照在上述主旋转体或者上述副旋转体的旋转中心的周围呈规定的角度的方式配置。

9.根据权利要求8所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述磁检测元件是霍尔元件。

10.根据权利要求8所述的旋转角度检测装置，其特征在于，

上述磁检测元件是磁阻元件。

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