DE102020100904A1

DE102020100904A1 - Rotationswinkelerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020100904A1
Application number: DE102020100904.6A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kichise
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-07-23
Also published as: JP2020118450A; CN111486786A; US20200232817A1; US11187556B2; JP7293660B2

Abstract

Eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) enthält: ein Hauptantriebszahnrad (11); zwei angetriebene Zahnräder (12, 13); zwei Sensoren (17, 18), die die jeweiligen Rotationswinkel der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) erfassen; und einen Berechnungsschaltkreis (19), der konfiguriert ist, den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades (11) basierend auf den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) zu berechnen. Der Berechnungsschaltkreis (19) enthält einen Differenzberechnungsschaltkreis (22) und einen Verschleißberechnungsschaltkreis (25). Der Differenzberechnungsschaltkreis (22) ist konfiguriert, eine erste Differenz zu berechnen. Der Verschleißberechnungsschaltkreis (25) ist konfiguriert, einen Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) durch einen Vergleich zwischen einem Wert der ersten Differenz, der durch den Differenzberechnungsschaltkreis (22) berechnet ist, und einem ersten idealen Wert zu erfassen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung einer PCT-Anmeldung) Nr. 11-500828 ( JP 11-500828 A ) beschreibt beispielsweise eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, die ein Hauptantriebszahnrad, das zusammen mit einer Welle rotiert, und zwei angetriebene Zahnräder, die mit dem Hauptantriebszahnrad in Eingriff sind, enthält. Die zwei angetriebenen Zahnräder haben eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen und daher machen diese unterschiedliche Rotationswinkel in Verbindung mit einer Rotation des Hauptantriebszahnrads. Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung erfasst die Rotationswinkel der zwei angetriebenen Zahnräder über Sensoren, die in Übereinstimmung mit den zwei angetriebenen Zahnrädern bereitgestellt sind, und berechnet den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads basierend auf den erfassten Rotationswinkeln.
Zusammenfassung der Erfindung
In der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäß JP 11-500828 A können die Zähne der angetriebenen Zahnräder über Jahre bei normalem Gebrauch verschlissen sein. Da die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades basierend auf den Rotationswinkeln der angetriebenen Zahnräder berechnet, kann die Präzision beim Berechnen der Rotationswinkel der angetriebenen Zahnräder, somit der Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades, wegen des Verschleißes der angetriebenen Zahnräder vermindert sein.
Die vorliegende Erfindung erlaubt eine Erfassung von Verschleiß von angetriebenen Zahnräder.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung bereit. Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung enthält: ein Hauptantriebszahnrad, das konfiguriert ist, zusammen mit einem Rotationserfassungsziel auf eine integrierte Weise zu rotieren; zwei angetriebenen Zahnrädern, die eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen haben und mit dem Hauptantriebszahnrad in Eingriff sind; zwei Sensoren, die konfiguriert sind, jeweilige Rotationswinkel der zwei angetriebenen Zahnräder zu erfassen; und einen Berechnungsschaltkreis, der konfiguriert ist, einen Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads basierend auf den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind, zu berechnen. Der Berechnungsschaltkreis enthält einen Differenzberechnungsschaltkreis und einen Verschleißberechnungsschaltkreis. Der Differenzberechnungsschaltkreis ist konfiguriert, eine erste Differenz zu berechnen. Die erste Differenz ist eine Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind. Der Verschleißerfassungsschaltkreis ist konfiguriert, einen Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder durch einen Vergleich zwischen einem Wert der ersten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis berechnet ist, und einem ersten idealen Wert zu erfassen. Der erste ideale Wert ist eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind.
In dem Fall, in dem ein Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder fortschreitet, ist ein Fehler wegen des Verschleißes in den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind, verursacht. In diesem Fall ist ein Fehler, der mit dem Ausmaß der Verschleißes der zwei angetriebenen Räder korrespondiert, auch in dem Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder verursacht. Somit kann mit der Konfiguration, die oben beschrieben ist, der Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder durch einen Vergleich zwischen der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind, und dem ersten idealen Wert, der eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder, die durch die zwei Sensoren erfasst sind, ist, erfasst werden.
In der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, die oben beschrieben ist, kann der Verschleißerfassungsschaltkreis konfiguriert sein, zu erfassen, dass die zwei angetriebenen Zahnräder verschlissen sind, wenn der Wert der ersten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis berechnet ist, ein Wert außerhalb eines erlaubbaren Bereiches ist, der mit Bezug auf den ersten idealen Wert bestimmt ist.
Mit der Konfiguration, die oben beschrieben ist, ist eine exzessive Bestimmung von Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder unterdrückt. In dem Fall, in dem Verschleiß der angetriebenen Zahnräder einfach basierend auf einem Vergleich zwischen der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder und einem idealen Wert, der eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder bestimmt ist, ergibt sich folgende Besorgnis. Das heißt, der Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder kann sich von dem idealen Wert wegen der Dimensionstoleranz der zwei angetriebenen Zahnräder unterscheiden und Verschleiß der angetriebenen Zahnräder kann sogar in solchen Fällen bestimmt werden. Zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Ausmaß des Verschleißes der angetriebenen Zahnräder in Übereinstimmung mit den Produktspezifikationen etc. erlaubbar ist. Daher ist es in der Konfiguration, die oben beschrieben ist, bevorzugt, dass der Verschleiß der angetriebenen Zahnräder basierend darauf, ob der Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder ein Wert innerhalb des erlaubbaren Bereiches, der mit Bezug auf den idealen Wert der Differenz bestimmt ist, ist oder nicht, bestimmt ist.
In der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, die oben beschrieben ist, kann der Berechnungsschaltkreis einen Neigungsanpassungsschaltkreis enthalten, der eine erste Neigung und eine zweite Neigung anpasst, um die gleiche Neigung zu haben. Die erste Neigung kann ein Verhältnis eines Ausmaßes einer Variation des Rotationswinkels von einem der zwei angetriebenen Zahnräder mit Bezug eines Ausmaßes in einer Variation des Rotationswinkels des Hauptantriebszahnrades sein. Die zweite Neigung kann ein Verhältnis eines Ausmaßes einer Variation des Rotationswinkels des anderen der zwei angetriebenen Zahnräder mit Bezug auf das Ausmaß einer Variation des Rotationswinkels des Hauptantriebszahnrades sein. Der Differenzberechnungsschaltkreis kann konfiguriert sein, eine zweite Differenz zu berechnen. Die zweite Differenz kann eine Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis sein. Der Verschleißerfassungsschaltkreis kann konfiguriert sein, Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder durch einen Vergleich zwischen einem Wert der zweiten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis berechnet ist, und einem zweiten idealen Wert zu erfassen. Der zweite ideale Wert kann eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis sein.
Mit der Konfiguration, die oben beschrieben ist, ist der Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnrädern nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis spezifisch für den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads für jeden Zyklus, in welchem die jeweiligen Rotationswinkel der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung wiederholt mit Bezug auf Variation in dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads steigen und fallen. Zusätzlich variiert der Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung in einer Form ähnlich einer rechteckigen Welle mit Bezug auf Variationen in dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads. Daher kann der Verschleißerfassungsschaltkreis leicht den Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung als ein Muster erkennen und somit kann dieser leicht einen Vergleich zwischen dem Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung und einem idealen Wert der Differenz ziehen. Somit ist der Wert der Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder nach einer Neigungsanpassung geeignet, um einen Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder zu erfassen.
In der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, die oben beschrieben ist, können das Hauptantriebszahnrad und die zwei angetriebenen Zahnräder aus einem synthetischen Harz gemacht sein. Mit der Konfiguration, die oben beschrieben ist, sind die zwei angetriebenen Zahnräder leicht zu verschleißen, während eine Erzeugung eines anomalen Geräuschs während einem Eingriff der Zahnräder unterdrückt werden kann. Somit ist es besonders erforderlich, den Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder zu erfassen.
In der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, die oben beschrieben ist, kann das Rotationserfassungsziel eine Lenkwelle oder eine Ritzelwelle in einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs sein.
Mit der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ein Verschleiß von angetriebenen Zahnrädern erfasst werden.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein Blockdiagramm ist, das eine schematische Konfiguration einer Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel aufzeigt;
2 ein Blockdiagramm eines Mikrocomputers gemäß dem Ausführungsbeispiel ist;
3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel eines ersten angetriebenen Zahnrads und dem Rotationswinkel eines Hauptantriebszahnrads und die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel eines zweiten angetriebenen Zahnrads und dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads gemäß dem Ausführungsbeispiel aufzeigt;
4 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel des ersten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung und dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads und die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel des zweiten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung und dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads gemäß dem Ausführungsbeispiel aufzeigt;
5 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Differenz zwischen dem Rotationswinkel des ersten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung und dem Rotationswinkel des zweiten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung und dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads gemäß dem Ausführungsbeispiel aufzeigt;
6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads und dem Rotationswinkel (absoluten Wert) des Hauptantriebszahnrads gemäß dem Ausführungsbeispiel aufzeigt;
7 ein Diagramm ist, das den erlaubbaren Bereich der Differenz zwischen dem Rotationswinkel des ersten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung und dem Rotationswinkel des zweiten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung gemäß dem Ausführungsbeispiel aufzeigt; und
8 eine Tabelle ist, um den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrads gemäß dem Ausführungsbeispiel zu berechnen.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel wird unten beschrieben werden. Wie in 1 aufgezeigt, hat eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 ein Hauptantriebszahnrad 11, ein erstes angetriebenes Zahnrad 12 und ein zweites angetriebenes Zahnrad 13. Das Hauptantriebszahnrad 11, das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 sind aus einem synthetischen Harzmaterial gebildet. Das Hauptantriebszahnrad 11 ist mit einer Welle 14 als das Erfassungsziel versehen, um rotierbar zusammen zu sein. Das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 sind mit dem Hauptantriebszahnrad 11 in Eingriff. Die Anzahl von Zähnen des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und die Anzahl von Zähnen des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 sind voneinander verschieden. In dem Fall, in dem das Hauptantriebszahnrad 11 in Verbindung mit einer Rotation der Welle 14 rotiert ist, sind daher ein Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und ein Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 mit Bezug auf einen Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 unterschiedlich voneinander. In dem Fall, in dem z. B. die Anzahl von Zähnen des Hauptantriebszahnrad 11 „z“ ist, die Anzahl von Zähnen des ersten angetriebenen Zahnrads 12 „m“ ist und die Anzahl von Zähnen des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 „n“ ist, macht das erste angetriebene Zahnrad 12 „z/m“ Rotation und das zweite angetriebene Zahnrad 13 macht „z/n“ Rotation, wenn das Hauptantriebszahnrad 11 eine Rotation macht.
Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 hat auch einen ersten Magneten 15, einen zweiten Magneten 16, einen ersten Magnetsensor 17, einen zweiten Magnetsensor 18 und einen Mikrocomputer 19. Der erste Magnet 15 ist bereitgestellt, um rotierbar zusammen mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 12 zu sein. Der zweite Magnet 16 ist bereitgestellt, um rotierbar zusammen mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad 13 zu sein. Der erste magnetische Sensor 17 ist in der Nähe des ersten Magneten 15 bereitgestellt und erfasst ein Magnetfeld, das von dem ersten Magneten 15 erzeugt ist. Der zweite Magnetsensor 18 ist in der Nähe des zweiten Magneten 16 bereitgestellt und erfasst ein Magnetfeld, das von dem zweiten Magneten 16 erzeugt ist.
Der erste Magnetsensor 17 und der zweite Magnetsensor 18 können ein MR-Sensor sein, in welchem vier Magnetowiderstandselemente z. B. in einer Brückenkonfiguration verbunden sind. Der Widerstandswert der Magnetowiderstandselemente ist in Übereinstimmung mit der Richtung eines gegebenen Magnetfeldes variiert. Der erste magnetische Sensor 17 erfasst den Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 basierend auf Variationen der Richtung eines Magnetflusses, der von dem ersten Magnet 15 erzeugt ist. Der zweite magnetische Sensor 18 erfasst den Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 basierend auf Variationen der Richtung des Magnetflusses, der von dem zweiten Magneten 16 erzeugt ist. Ein spezifisches Beispiel wird unten beschrieben werden.
Der erste magnetische Sensor 17 erzeugt ein erstes Sinussignal und ein erstes Kosinussignal, die zwei analoge Signale sind, die kontinuierlich in Übereinstimmung mit dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 variieren. Das erste Sinussignal und das erste Kosinussignal machen einen Zyklus, wenn das erste angetriebene Zahnrad 12 durch einen Erfassungsbereich Ω des ersten magnetischen Sensors 17 rotiert ist, d. h., wenn das Hauptantriebszahnrad 11 um „(m/z)Ω“ rotiert ist. Die Phase des ersten Kosinussignals ist 1/4 eines Zyklus mit Bezug auf das erste Sinussignal verschoben. Der erste magnetische Sensor 17 berechnet den Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 in dem Erfassungsbereich (ein Zyklus) Ω des ersten magnetischen Sensors 17 durch Berechnen der Bogentangente, die auf dem ersten Sinussignal des ersten Kosinussignals basiert.
Der zweite magnetische Sensor 18 erzeugt ein zweites Sinussignal und ein zweites Kosinussignal, die zwei analoge Signale sind, die kontinuierlich in Übereinstimmung mit einem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 variieren. Das zweite Sinussignal und das zweite Kosinussignal machen einen Zyklus, wenn das zweite angetriebene Zahnrad 13 durch den Erfassungsbereich Ω des zweiten magnetischen Sensors 18 rotiert ist, d. h., wenn das Hauptantriebszahnrad 11 um „(n/z)Ω“ rotiert ist. Die Phase des zweiten Kosinussignals ist mit 1/4 eines Zyklus mit Bezug auf das zweite Sinussignal verschoben. Der zweite magnetische Sensor 18 berechnet den Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 in dem Erfassungsbereich (ein Zyklus) Ω des zweiten magnetischen Sensors 18 durch Berechnen der Bogentangente, die auf dem zweiten Sinussignal und dem zweiten Kosinussignal basiert.
Der Rotationswinkel α des erste angetriebenen Zahnrades 12 und der Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 sind mit Bezug auf Variationen des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11, wie in dem Diagramm in 3 aufgezeigt, variiert. In dem Diagramm in 3 zeigt die horizontale Achse den Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 auf. In dem Diagramm in 3 zeigt die vertikale Achse zusätzlich den Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und den Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 auf.
Wie in dem Diagramm in 3 aufgezeigt, steigt und fällt der Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 wiederholt in vorbestimmten Zyklen in Übereinstimmung mit der Anzahl von Zähnen m entlang an Variationen des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11. Insbesondere steigt und fällt der Rotationswinkel jedes Mal wiederholt, wenn das erste angetriebene Zahnrad 12 durch den Erfassungsbereich Ω des ersten magnetischen Sensors 17 rotiert ist oder mit anderen Worten, jedes Mal, wenn das Hauptantriebszahnrad 11 „mΩ/z“ rotiert ist. Inzwischen steigt und fällt der Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 wiederholt in vorgegebenen Zyklen in Übereinstimmung mit der Anzahl von Zähnen n des zweiten angetriebenen Zahnrades 13. Insbesondere steigt und fällt der Rotationswinkel β jedes Mal wiederholt, wenn das zweite angetriebene Zahnrad 13 durch den Erfassungsbereich Ω des zweiten magnetischen Sensors 18 rotiert ist, oder mit anderen Worten, jedes Mal, wenn das Hauptantriebszahnrad 11 um „nΩ/z“ rotiert ist.
Hier ist als Beispiel eine Überlegung gemacht für einen Fall, in dem die Anzahl von Zähnen z des Hauptantriebszahnrades 11 „48“ ist, die Anzahl von Zähnen m des ersten angetriebenen Zahnrades 12 „26“ ist, die Anzahl von Zähnen n des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 „24“ ist und der Erfassungsbereich Ω des ersten magnetischen Sensors 17 und des zweiten magnetischen Sensors 18 360° ist. In diesem Fall steigt und fällt der Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 wiederholt jedes Mal, wenn das Hauptantriebszahnrad 11 um 195° rotiert ist. Inzwischen steigt und fällt der Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 wiederholt jedes Mal, wenn das Hauptantriebszahnrad 11 um 180° rotiert ist.
Die Phasendifferenz zwischen dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrades 13 in dem Erfassungsbereich Ω des ersten Magnetsensors 17 und des zweiten Magnetsensors 18 ist beseitigt, wenn der Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 einen vorgegebenen Wert erreicht. Daher ist der Berechnungsbereich (Bereich, in welchem der Rotationswinkel θ berechnet werden kann) des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11, der für mehrere Rotationen 360° überschreitet, in Übereinstimmung mit dem Verhältnis zwischen der Anzahl von Zähnen m des ersten angetriebenen Zahnrades 12, der Anzahl von Zähnen n des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 und der Anzahl von Zähnen z des Hauptantriebszahnrades 11 bestimmt. Ein Berechnungsbereich Ra des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 ist beispielsweise durch die folgende Formel (1) repräsentiert. $Ra = mn Ω/ z (m - n)$
In der Formel ist „m“ die Anzahl von Zähnen des ersten angetriebenen Zahnrades 12, „n“ ist die Anzahl von Zähnen es zweiten angetriebenen Zahnrads 13 und „z“ ist die Anzahl von Zähnen des Hauptantriebszahnrades 11. Zusätzlich ist „Ω“ der Erfassungsbereich des ersten magnetischen Sensors 17 und des zweiten magnetischen Sensors 18.
In dem Fall, in dem die Anzahl von Zähnen des Hauptantriebszahnrades 11 „48“ ist, die Anzahl von Zähnen „m“ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 „26“ ist, die Anzahl von Zähnen „n“ des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 „24“ ist und der Erfassungsbereich des ersten magnetischen Sensors 17 und des zweiten magnetischen Sensors 18 360° ist, wie vorher beschrieben, ist der Berechnungsbereich des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 2340°.
In dem Diagramm in 3 ist der Mittelpunkt des Berechnungsbereiches Ra des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrads 11 als der Ursprung definiert (Rotationswinkel θ = 0°). Da der Berechnungsbereich Ra des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrads 11 2340° ist, sind der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Berechnungsbereiches Ra entsprechend +1170° und -1170°. Das heißt, in diesem Beispiel kann der absolute Wert des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrads 11 in dem Bereich von „-1170° bis +1170°“ berechnet werden. Der Berechnungsbereich Ra korrespondiert mit 6,5 Rotationen (±3,25 Rotationen) der Welle 14. Zusätzlich ist der Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 in der Plusrichtung erhöht, wenn die Welle 14 vorwärts mit Bezug auf 0° als der Ursprung rotiert ist, und in der Minusrichtung erhöht, wenn die Welle 14 rückwärts rotiert ist.
Der Mikrocomputer 19 berechnet den absoluten Wert des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 und somit der Welle 14 für mehrere Rotationen, die 360° überschreiten, mit dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13, die jeweils durch den ersten Magnetsensor 17 und den zweiten Magnetsensor 18 erfasst sind.
Als Nächstes wird die Konfiguration des Mikrocomputers im Detail beschrieben werden. Wie in 2 aufgezeigt, hat der Mikrocomputer 19 einen Neigungsanpassungsschaltkreis 21, einen Differenzberechnungsschaltkreis 22, einen Rotationsberechnungsschaltkreis 23, einen Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24 und einen Verschleißerfassungsschaltkreis 25.
Der Neigungsanpassungsschaltkreis 21 passt eine erste Neigung an, welche ein Verhältnis des Ausmaßes einer Variation des Rotationswinkels α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 zu dem Ausmaß der Variation des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 ist, und eine zweite Neigung, welche das Verhältnis eines Ausmaßes für eine Variation des Rotationswinkels β zu dem Ausmaß der Variation des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 ist, so dass die Neigungen den gleichen Wert zueinander haben.
Wie in dem Diagramm in 4 aufgezeigt, sind die Neigungen der ersten Wellenform, die ein Verhältnis einer Variationen eines Rotationswinkels α' des ersten angetriebenen Zahnrades 12 nach einer Neigungsanpassung mit Bezug auf Variationen des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 aufzeigt, und die Neigung einer zweiten Wellenform, die ein Verhältnis einer Variationen eines Rotationswinkels β' des zweiten angetriebenen Zahnrads nach einer Neigungsanpassung mit Bezug auf Variationen des Rotationswinkels θ des Hauptantriebsrades 11 aufzeigt, parallel zueinander.
Der Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet eine Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis 21. Die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades 11 und der Differenz Δαβ ist wie folgt.
Wie in dem Diagramm in 5 aufgezeigt, ist der Wert der Differenz Δαβ spezifisch mit dem Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 für jeden Zyklus, in welchem der Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 oder der Rotationswinkel α' des ersten angetriebenen Zahnrads 12 nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis 21 wiederholt steigt und fällt. Das heißt, der Wert der Differenz Δαβ ist spezifisch für die Anzahl von Zyklen des Rotationswinkels α des erste angetriebenen Zahnrads 12 oder des Rotationswinkels α' des ersten angetriebenen Zahnrads 12 nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis 21.
Zusätzlich ist der Wert der Differenz Δαβ spezifisch für den Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 für jeden Zyklus, in welchem der Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 oder der Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis 21 wiederholt steigt und fällt. Das heißt, der Wert der Differenz Δαβ ist spezifisch für die Anzahl von Zyklen des Rotationswinkels β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 oder des Rotationswinkels β' des zweiten Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis 21.
Der Rotationsberechnungsschaltkreis 23 berechnet eine Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 basierend auf der Differenz Δαβ, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet ist. Die Anzahl von Zyklen γ₁ ist eine ganze Zahl, die anzeigt, in welchem Zyklus das erste Sinussignal und das erste Kosinussignal, die durch den ersten magnetischen Sensor 17 erzeugt sind, sind, d. h., wie viele Male der Erfassungsbereich (ein Zyklus) des ersten magnetischen Sensors 17 wiederholt wurde.
Der Rotationsberechnungsschaltkreis 23 berechnet die Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 mit Bezug auf eine Tabelle, die in einer Speichervorrichtung (nicht aufgezeigt) gespeichert ist. Wie in 8 aufgezeigt, schreibt die Tabelle TB die Beziehung zwischen drei Gegenständen vor, nämlich eines erlaubbaren Bereiches, der später beschrieben wird, des Wertes der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' und dem Rotationswinkel β' nach einer Neigungsanpassung, einem idealen Wert der Differenz Δαβ und der Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrades 12. In dem Beispiel in 8 sind, wie durch Klassifikationsnummern TN1 bis TN27 aufgezeigt, die drei Gegenstände, die wie vorher beschrieben wurden, für jeweils 360°, welches der Erfassungsbereich des ersten magnetischen Sensors 17 ist, über den gesamten Berechnungsbereich des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 vorgeschrieben.
In Wahrheit ist jedoch eine Tabelle als die Tabelle TB übernommen, in welcher die drei Gegenstände, die vorher beschrieben wurden, den Klassifikationsnummern TN1 bis TN27 für jeden Minimumerfassungswinkel (z. B. 2°) des Rotationswinkels α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 zugeordnet, der in Übereinstimmung mit der Auflösung des ersten magnetischen Sensors 17, der Anzahl von Zähnen m des ersten angetriebenen Zahnrads 12, etc. erfasst ist.
Der Rotationsberechnungsschaltkreis 23 erfasst eine der Klassifikationsnummern TN1 bis TN27, zu welcher der Wert der Differenz Δαβ, der durch den Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet ist, dazugehört, und erfasst die Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12, die mit der erfassten Klassifikationsnummer korrespondiert. Zum Beispiel in dem Fall, in dem der Wert der Differenz Δαβ, der durch den Differenzberechnungsschaltkreis 23 berechnet ist, „-2160°“ ist und der Wert der Differenz Δαβ zu der Klassifikationsnummer TN7 dazugehört und daher die Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 „-6“ ist.
Der Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24 berechnet den absoluten Winkel des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 basierend auf dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12, der durch den Magnetsensor 17 erfasst ist, und der Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12, die durch den Rotationsberechnungsschaltkreis 23 berechnet ist. Der Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 für mehrere Rotationen, die 360° überschreiten, ist z. B. basierend auf der folgenden Formel (2) berechnet. $θ = m α / z + (m / z) Ω γ_{1}$
In der Formel ist „m“ die Anzahl von Zähnen des ersten angetriebenen Zahnrads 12, „n“ ist die Anzahl von Zähnen des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 und „z“ ist die Anzahl von Zähnen des Hauptantriebszahnrades 11. „Ω“ ist der Erfassungsbereich des ersten Magnetsensors 17 und des zweiten Magnetsensors 18. „α“ ist der Rotationswinkel des ersten angetriebenen Zahnrades 12, der durch den ersten Magnetsensor 17 erfasst ist. „mα/z“ zeigt den Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades 11 mit Bezug auf den Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 in dem Berechnungsbereich Ω des ersten Magnetsensors 17 auf.
Die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 und dem Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrads 11, der durch den Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24 berechnet ist, ist, wie in dem Diagramm in 6 aufgezeigt. In dem Diagramm in 6 zeigt die horizontale Achse den Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 auf und die vertikale Achse zeigt den Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrads 11 auf, der durch den Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24 berechnet ist. Wie in dem Diagramm in 6 aufgezeigt, ist der Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrades 11 linear in Verbindung mit Variationen des tatsächlichen Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 variiert. Da der tatsächliche Rotationwinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 und der Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrades 11 proportional zueinander sind, ist eine eins-zu-eins-Korrelation zwischen dem tatsächlichen Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrads 11 und dem Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrades 11 etabliert. Das heißt, der Rotationswinkel θ (absoluter Winkel) des Hauptantriebszahnrades 11, d. h. der absolute Rotationswinkel der Welle 14, kann sofort erfasst werden.
Der Verschleißerfassungsschaltkreis 25 erfasst Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 basierend auf dem Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' und dem Rotationwinkel β' nach einer Neigungsanpassung, der durch den Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet ist. Der Verschleißerfassungsschaltkreis 25 erfasst, dass das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 verschlissen sind, wenn der Wert der Differenz Δαβ ein Wert außerhalb eines erlaubbaren Bereiches ist, der mit Bezug auf einen idealen Wert bestimmt ist, der ein idealer Wert der Differenz Δαβ ist.
Wie in dem Diagramm in 7 aufgezeigt, ist der erlaubbare Bereich der Differenz Δαβ durch einen oberen Grenzwert ε und einen unteren Grenzwert -ε vorgegeben. Der obere Grenzwert ε ist auf einen positiven Wert mit Bezug auf „0“ festgelegt, der der ideale Wert der Differenz Δαβ ist. Der untere Grenzwert -ε ist auf einen negativen Wert mit Bezug auf „0“ festgelegt, die der ideale Wert der Differenz Δαβ ist. Der obere Grenzwert ε und der untere Grenzwert -ε sind in Übereinstimmung mit dem Ausmaß von Verschleiß in Übereinstimmung mit den Produktspezifikationen etc. festgelegt und somit die Präzision beim Erfassen des Rotationswinkels θ.
Der Verschleißerfassungsschaltkreis 25 erfasst, dass das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 nicht verschlissen sind, wenn der Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung ein Wert innerhalb des Bereiches „±ε“ mit Bezug auf den idealen Wert der Differenz Δαβ ist. Der Verschleißerfassungsschaltkreis 25 erfasst, dass das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 verschlissen sind, wenn der Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung ein Wert außerhalb des Bereiches „± ε“mit Bezug auf den idealen Wert der Differenz Δαβ ist.
Die technische Signifikanz einer Erfassung von Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 ist wie folgt. Das heißt, in der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 sind das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 in Eingriff mit dem Hauptantriebszahnrad 11. In dem Fall, in dem das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 verschlissen sind, ist daher ein Fehler, der mit dem Ausmaß des Verschleißes des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 korrespondiert, in dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12, der durch den ersten Magnetsensor 17 erfasst ist, und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13, der durch den zweiten Magnetsensor 18 erfasst ist, erzeugt. Somit hat der Rotationswinkel θ (absoluter Winkel des Hauptantriebszahnrades 11), der basierend auf dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrades 12 und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 berechnet ist, auch einen Wert, der durch einen Fehler wegen des Verschleißes des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 beeinflusst ist. Daher ist es bevorzugt, dass ein Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 erfasst ist.
Zum Beispiel in dem Fall, in dem Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 erfasst ist, ist es durch Berichten eines solchen Verschleißes möglich, direkt einige Maßnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise ein Reparieren der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10. In dem Fall, in dem ein Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 erfasst ist, ist es zusätzlich auch möglich, die Zuverlässigkeit der Erfassung durch die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 durch Aussetzen einer Berechnung des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 oder durch Vermeiden einer Benutzung des berechneten Rotationswinkels θ zu sichern.
Somit können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die folgenden Effekte erreicht werden. Ein Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 kann basierend auf dem Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' und dem ersten angetriebenen Zahnrad 12 von dem Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung erfasst werden. Dies hat folgenden Grund. Das heißt, in dem Fall, in dem ein Fehler wegen Verschleißes in dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 verursacht ist, ist ein Fehler, der mit dem Ausmaß des Verschleißes des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 korrespondiert, auch in den Rotationswinkeln α' und β' nach einer Neigungsanpassung, die basierend auf den Rotationswinkeln α und β berechnet sind, und somit in der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' und dem Rotationswinkel β' erzeugt. Somit kann ein Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 basierend auf dem Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' und dem Rotationswinkel β' nach einer Neigungsanpassung erfasst werden.
Der Verschleißerfassungsschaltkreis 25 erfasst, dass das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 verschlissen sind, wenn der Wert der Differenz Δαβ, der durch den Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet ist, ein Wert außerhalb eines erlaubbaren Bereiches ist, der mit Bezug auf einen idealen Wert der Differenz Δαβ bestimmt ist. Daher ist eine übermäßige Erfassung von Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 unterdrückt. In dem Fall, in dem Verschließ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 einfach basierend auf einem Vergleich zwischen dem Wert der Differenz Δαβ und einem idealen Wert davon erfasst ist, ergibt sich folgendes Problem. Das heißt, der Wert der Differenz Δαβ kann sich von dem idealen Wert wegen der Dimensionstoleranz des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 unterscheiden und Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 können sogar in solchen Fällen erfasst werden. Zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Ausmaß des Verschleißes des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 in Übereinstimmung mit den Produktspezifikationen etc. erlaubbar ist. Daher ist es bevorzugt, dass Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 basierend darauf, ob der Wert der Differenz Δαβ ein Wert innerhalb des erlaubbaren Bereiches, der mit Bezug auf den idealen Wert der Differenz Δαβ bestimmt ist, ist oder nicht, bestimmt ist.
Wie in dem Diagramm in 5 aufgezeigt, ist der Wert der Differenz Δαβ zwischen dem Rotationswinkel α' des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und dem Rotationswinkel β' des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 nach einer Neigungsanpassung spezifisch für den Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 für jeden Zyklus, in welchem die Rotationswinkel α' und β' nach einer Neigungsanpassung wiederholt mit Bezug auf Variationen in dem Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 steigen und fallen. Daher ist der Wert der Differenz Δαβ geeignet, um die Anzahl von Zyklen γ₁ des ersten angetriebenen Zahnrads 12 oder die Anzahl von Zyklen γ₂ des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 und somit des Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11 zu erfassen. Wie in dem Diagramm in 5 aufgezeigt, variiert zusätzlich ein Wert der Differenz Δαβ in einer Form ähnlich einer Rechteckwelle mit Bezug auf Variationen in dem Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11. Daher kann der Verschleißerfassungsschaltkreis leicht den Wert der Differenz Δαβ als ein Muster erkennen und somit kann dieser leicht einen Vergleich zwischen dem Wert der Differenz Δαβ und einem idealen Wert dieser ziehen. Somit ist der Wert der Differenz Δαβ geeignet, um Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 zu erfassen. Der Wert der Differenz zwischen den Rotationswinkeln α und β vor einer Neigungsanpassung ist z. B. linear mit Bezug auf Variationen des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrades 11 variiert.
Das Hauptantriebszahnrad 11, das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 sind aus einem synthetischen Harzmaterial gebildet. Daher sind das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 leicht verschlissen, während ein Erzeugen eines anormalen Geräusches während des Eingriffes der Zahnräder unterdrückt werden kann. Somit ist es besonders gefordert, einen Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 zu erfassen.
Es besteht keine Notwendigkeit, die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 mit einer besonderen Komponente bereitzustellen, um Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 zu erfassen. Daher ist die Konfiguration der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung 10 nicht kompliziert.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann auch in den folgenden modifizierten Formen umgesetzt werden. Das Hauptantriebszahnrad 11, das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 können aus einem Metallmaterial gebildet sein. Auch in diesem Fall sind das erste angetriebene Zahnrad 12 und das zweite angetriebene Zahnrad 13 über die Jahre verschlissen.
Der Rotationsberechnungsschaltkreis 21 kann die Anzahl von Zyklen γ₂ des zweiten angetriebenen Zahnrads basierend auf der Differenz Δαβ, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis 22 berechnet wird, berechnen. In diesem Fall schreibt die Tabelle TB die Beziehung zwischen der Differenz Δαβ und der Anzahl von Zyklen γ₂ des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 vor. In dem Fall, in dem die Anzahl von Zyklen γ₂ des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 durch den Rotationsberechnungsschaltkreis 23 berechnet ist, berechnet der Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24 den absoluten Wert des Rotationswinkels θ des Hauptantriebszahnrads 11 für mehrere Rotationen, die 360° überschreiten, basierend auf dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13, der durch den zweiten Magnetsensor 18 erfasst ist, und der Anzahl von Zyklen γ₂ des zweiten angetriebenen Zahnrads 13, die durch den Rotationsberechnungsschaltkreis 23 berechnet ist. Auch auf diese Weise kann auch der Rotationswinkel θ des Hauptantriebszahnrades 11, d. h. der absolute Rotationswinkel der Welle 14, direkt erfasst werden.
Der Mikrocomputer 13 kann konfiguriert sein, nicht den Neigungserfassungsschaltkreis 21 zu enthalten. Ein Verschleiß des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 kann auch durch einen Vergleich zwischen dem Wert der Differenz zwischen dem Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12, der durch den ersten Magnetsensor 17 erfasst ist, und dem Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13, der durch den zweiten Magnetsensor 18 erfasst wurde, und dem idealen Wert der Differenz erfasst werden.
Der Rotationswinkel α des ersten angetriebenen Zahnrads 12 und der Rotationswinkel β des zweiten angetriebenen Zahnrads 13 können durch den Mikrocomputer 19, insbesondere den Absolutwinkelberechnungsschaltkreis 24, berechnet werden. Beispiele der Welle 14 enthalten eine Lenkwelle, die in Übereinstimmung eines Betreibens eines Lenkrades rotiert ist, eine Ritzelwelle, die einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus bildet, etc., in einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 11500828 [0002]
JP 11500828 A [0002, 0003]

Claims

Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) mit: einem Hauptantriebszahnrad (11), das konfiguriert ist, zusammen mit einem Rotationserfassungsziel auf eine integrierte Weise zu rotieren; zwei angetriebenen Zahnrädern (12, 13), die eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen haben und mit dem Hauptantriebszahnrad (11) in Eingriff sind; zwei Sensoren (17, 18), die konfiguriert sind, jeweilige Rotationswinkel der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) zu erfassen; und einem Berechnungsschaltkreis (19), der konfiguriert ist, einen Rotationswinkel des Hauptantriebszahnrades (11) basierend auf den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13), die durch die zwei Sensoren (17, 18) erfasst sind, zu berechnen, wobei der Berechnungsschaltkreis (19) einen Differenzberechnungsschaltkreis (22) und einen Verschleißberechnungsschaltkreis (25) enthält, wobei der Differenzberechnungsschaltkreis (22) dazu konfiguriert ist, eine erste Differenz zu berechnen, wobei die erste Differenz eine Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13), die durch die zwei Sensoren (17, 18) erfasst sind, ist, und der Verschleißerfassungsschaltkreis (25) konfiguriert ist, einen Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) durch einen Vergleich zwischen einem Wert der ersten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis (22) berechnet ist, und einem ersten idealen Wert zu erfassen, und der erste ideale Wert eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13), die durch die zwei Sensoren (17, 18) erfasst sind, ist.
Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Verschleißerfassungsschaltkreis (25) konfiguriert ist, zu erfassen, dass die zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) verschlissen sind, wenn der Wert der ersten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis (22) berechnet ist, ein Wert außerhalb eines erlaubbaren Bereiches, der mit Bezug auf den ersten idealen Wert bestimmt ist, ist.
Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: der Berechnungsschaltkreis (19) einen Neigungsanpassungsschaltkreis (21) enthält, der eine erste Neigung und eine zweite Neigung anpasst, um dieselbe Neigung zu haben, wobei die erste Neigung ein Verhältnis eines Ausmaßes einer Variation des Rotationswinkels von einem der beiden angetriebenen Zahnräder (12, 13) mit Bezug auf ein Ausmaß einer Variation des Rotationswinkels des Hauptantriebszahnrades (11) ist, und die zweite Neigung ein Verhältnis eines Ausmaßes einer Variation des Rotationswinkels des anderen der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) mit Bezug auf ein Ausmaß einer Variation des Rotationswinkels des Hauptantriebszahnrads (11) ist; der Differenzberechnungsschaltkreis (22) konfiguriert ist, eine zweite Differenz zu berechnen, wobei die zweite Differenz eine Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis (21) ist; und der Verschleißerfassungsschaltkreis (25) konfiguriert ist, einen Verschleiß der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) durch einen Vergleich zwischen einem Wert der zweiten Differenz, die durch den Differenzberechnungsschaltkreis (22) berechnet ist, und einem zweiten idealen Wert zu erfassen, wobei der zweite ideale Wert eine ideale Differenz zwischen den jeweiligen Rotationswinkeln der zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) nach einer Neigungsanpassung durch den Neigungsanpassungsschaltkreis (21) ist.
Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hauptantriebszahnrad (11) und die zwei angetriebenen Zahnräder (12, 13) aus einem synthetischen Harz gemacht sind.
Rotationswinkelerfassungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Rotationserfassungsziel eine Lenkwelle oder eine Ritzelwelle in einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs ist.