DE112019000434B4

DE112019000434B4 - Drehwinkelerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019000434B4
Application number: DE112019000434.4T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Inuzuka; Yoshiyuki Kono; Hidekazu Watanabe; Tomoyuki Takiguchi; Takasuke ITO
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2039-01-12
Also published as: US11181398B2; JP6766849B2; CN111602030A; CN111602030B; JP2019124680A; US20200340834A1; DE112019000434T5

Abstract

Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) zum Erfassen eines Drehwinkels eines rotierenden Körpers (11), aufweisend:einen Magneten (12) mit Polen, die entlang einer radialen Richtung senkrecht zu einer Drehachse (AX) des rotierenden Körpers (11) angeordnet sind, wobei der Magnet (12) so angeordnet ist, dass er sich zusammen mit dem rotierenden Körper (11) dreht;einen magnetischen Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161), der in einer Ringform radial außerhalb des Magneten (12) vorgesehen ist, wobei eine Vielzahl von Spalten (17, 18, 44, 45, 64, 65, 84, 85, 104, 105, 144, 145, 164, 165) in dem magnetischen Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161) an einer Vielzahl von Stellen entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet sind; undeine magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266), die in einem bestimmten Spalt (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) der Vielzahl von Spalten (17, 18, 44, 45, 64, 65, 84, 85, 104, 105, 144, 145, 164, 165) angeordnet ist, wobei die magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266) konfiguriert ist, um eine tangentiale Magnetflusskomponente in der tangentialen Richtung und eine radiale Magnetflusskomponente in der radialen Richtung eines Magnetfeldes zu erfassen, wobeidie magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266) an einer Erfassungsposition angeordnet ist,eine Breite des bestimmten Spalts (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) in der tangentialen Richtung an der Erfassungsposition als eine Erfassungspositionsspaltbreite (w2) definiert ist,eine Breite des bestimmten Spalts (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) in der tangentialen Richtung an einer Position radial außerhalb der Erfassungsposition als eine tangentiale Breite (w1) definiert ist, unddie tangentiale Breite schmaler als die Erfassungspositionsspaltbreite (w2) ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der am 16. Januar 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-4646 und der am 9. August 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-150395 , deren Offenbarungen hier durch Verweis einbezogen sind.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Drehwinkelerfassung.
HINTERGRUND
Herkömmliche Drehwinkelerfassungsvorrichtungen umfassen eine magnetische Erfassungseinheit, die in Bezug auf einen Magneten, der sich mit einem rotierenden Körper dreht, radial nach außen angeordnet ist und bekanntermaßen eine tangentiale Magnetflusskomponente und eine radiale Magnetflusskomponente des Magnetfelds erfasst, um einen Drehwinkel des rotierenden Körpers auf der Grundlage der erfassten Werte zu bestimmen. In Patentliteratur 1 sind ein Erfassungselement zum Erfassen einer tangentialen Magnetflusskomponente und ein Erfassungselement zum Erfassen einer radialen Magnetflusskomponente vorgesehen.
LITERATUR IM STAND DER TECHNIK
Patentliteratur 1: JP 2009 - 516 186 A
Weiterer Stand der Technik ist in den folgenden Dokumenten offenbart.
US 2010 / 0 060 268 A1 offenbart einen Winkelsensor. Es sind ein Magnet, der an einem Drehkörper befestigt und zusammen mit dem Drehkörper drehbar ist, ein ringförmiges Joch, das sich ringförmig erstreckt, um eine äußere Umfangsfläche um eine Drehwelle des Magneten herum zu umgeben und in dem ein Einkerbungsabschnitt in einem Teil in der Erstreckungsrichtung ausgebildet ist, und ein Hallelement, das in dem Einkerbungsabschnitt angeordnet ist und das die Stärke eines Magnetfeldes in der radialen Richtung des Magneten erfasst und die Stärke eines Magnetfeldes in der Drehwinkelrichtung senkrecht zu dem Magnetfeld in der radialen Richtung des Magneten erfasst, vorgesehen. Der Drehwinkel des Magneten wird auf der Grundlage von Signalen berechnet, die den vom Hallelement erfassten Magnetfeldstärken in radialer Richtung und Drehwinkelrichtung entsprechen.
US 2011 / 0 254 543 offenbart einen magnetischen Positionssensor mit Feldrichtungsmessung und Flusskollektoren. Das Dokument schlägt vor, zwei magnetische Induktionskomponenten an ein und demselben Punkt zu messen, wobei die Amplitude der beiden magnetischen Induktionskomponenten mit Hilfe von Flusskollektoren so harmonisiert wird, dass das Verhältnis der Amplituden dieser beiden Komponenten nahe bei eins liegt. Zu diesem Zweck sieht das Dokument einen berührungslosen Positionssensor vor, der mindestens einen Permanentmagneten, der ein Magnetfeld aussendet, mindestens ein für die Richtung des Magnetfeldes empfindliches Detektionselement und mindestens ein Paar von Flusskollektoren umfasst, wobei der Permanentmagnet in einer Verschiebungsrichtung beweglich ist und eine Magnetisierungsrichtung aufweist, die entsprechend der Verschiebungsrichtung kontinuierlich verändert werden kann. Jeder Flusskollektor hat mindestens einen mit einem Ende versehenen Abschnitt, der sich im Wesentlichen entlang der Verschiebungsrichtung des Magneten erstreckt. Die Enden eines Paares von Flusskollektoren definieren einen Spalt, der entlang der Verschiebungsrichtung des Magneten ausgerichtet ist. Das Erfassungselement befindet sich außerhalb des Spalts und ist im Wesentlichen gleich weit von den Enden entfernt.
KURZFASSUNG
Da die magnetische Erfassungseinheit in einem offenen Magnetfeld angeordnet ist, besteht bei dem zuvor beschriebenen Typ einer Drehwinkelerfassungsvorrichtung das Problem, dass die magnetische Erfassungseinheit leicht durch Magnetfeldstörungen beeinträchtigt wird. Andererseits wird in der Patentliteratur 1 beschrieben, dass um die magnetische Erfassungseinheit eine Wand vorgesehen ist. Doch selbst mit einer solchen Wand kann der Einfluss von Magnetfeldstörungen nicht ausreichend reduziert werden, und die Erfassungsgenauigkeit wird negativ beeinflusst.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die oben genannten Punkte gemacht, und ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung mit verbesserter Erfassungsgenauigkeit bereitzustellen.
Eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung für einen rotierenden Körper enthält einen Magneten mit Polen, die entlang einer radialen Richtung senkrecht zu einer Drehachse des rotierenden Körpers angeordnet sind, wobei der Magnet so angeordnet ist, dass er sich zusammen mit dem rotierenden Körper dreht, wobei ein magnetischer Abschnitt in einer Ringform radial außerhalb des Magneten vorgesehen ist, eine Vielzahl von Spalten, die in dem magnetischen Abschnitt an einer Vielzahl von Stellen entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, und eine magnetische Erfassungseinheit, die in einem bestimmten Spalt der Vielzahl von Spalten angeordnet ist, wobei die magnetische Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie eine tangentiale Magnetflusskomponente in einer tangentialen Richtung und eine radiale Magnetflusskomponente in der radialen Richtung eines Magnetfeldes erfasst.
Die magnetische Erfassungseinheit befindet sich an einer Erfassungsposition, wobei eine Breite des bestimmten Spalts in tangentialer Richtung an der Erfassungsposition als eine Spaltbreite der Erfassungsposition bzw. Erfassungspositionsspaltbreite definiert ist, eine Breite des bestimmten Spalts in tangentialer Richtung an einer Position radial außerhalb der Erfassungsposition als eine tangentiale Breite definiert ist, und die tangentiale Breite schmaler als die Erfassungspositionsspaltbreite ist.
Daher kann ein 360°-Drehwinkel des rotierenden Körpers berechnet werden, indem eine Arcus-Tangens-Operation auf der Grundlage des Sinus-Wellenformsignals und der Cosinus-Wellenform aus den Erfassungswerten der magnetischen Erfassungseinheit durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die magnetische Erfassungseinheit in dem bestimmten Spalt des ringförmigen magnetischen Abschnitts angeordnet, und die Spaltbreite ist radial nach außen relativ schmal, so dass der Einfluss von Störmagnetfeldern in Bezug auf die von der magnetischen Erfassungseinheit erfassten radialen Magnetflusskomponente ausreichend reduziert werden kann. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erstellt wurde, deutlicher ersichtlich. Es zeigt:

1 eine schematische Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ein Blockdiagramm, das eine magnetische Erfassungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines rotierenden Körpers und einem Erfassungssignal eines ersten Hallelements in der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines rotierenden Körpers und einem Erfassungssignal eines zweiten Hall-Elements in der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ein Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung und einen Störmagneten darstellt, der außerhalb der Drehwinkelerfassungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform angeordnet ist.
6 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines rotierenden Körpers und einer radialen Magnetflusskomponente sowie eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines rotierenden Körpers und dem Fehler in Bezug auf eine ideale Wellenform sowohl für das Vorhandensein als auch für das Fehlen eines Störmagneten darstellt.
7 ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
8 eine schematische Darstellung, dass eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
9 ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
10 ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine magnetische Erfassungseinheit einer Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Blockdiagramm, das eine magnetische Erfassungseinheit gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
14 ist ein schematisches Diagramm, das eine magnetische Erfassungseinheit gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
15 ist ein Diagramm, das einen Erfassungswert eines neuen dritten Hall-Elements, einen Referenzwert und einen Unterschied zwischen diesen in der siebten Ausführungsform darstellt.
16 ist ein Diagramm, das einen Erfassungswert eines gealterten dritten Hall-Elements, einen Referenzwert und einen Unterschied zwischen ihnen in einer siebten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Blockdiagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform darstellt.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform darstellt.
19 ist ein Blockdiagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform darstellt.
20 ist ein schematisches Diagramm, das eine magnetische Erfassungsvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform darstellt.
21 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einem Beispiel, welches nicht zur Erfindung gehört, so wie sie in den Ansprüchen wörtlich definiert ist, schematisch darstellt.
22 ist ein Blockdiagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einem Beispiel, welches nicht zur Erfindung gehört, so wie sie in den Ansprüchen wörtlich definiert ist, schematisch darstellt.
23 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten anderen Ausführungsform darstellt.
24 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten anderen Ausführungsform schematisch darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In den Ausführungsformen werden Komponenten, die einander im Wesentlichen ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren redundante Beschreibung verzichtet. Die Zeichnung, die den Aufbau Vorrichtung zeigt, ist zum leichteren Verständnis der Konfiguration schematisch gezeichnet. Die Abmessungen, Winkel und Maßverhältnisse in der Zeichnung sind nicht unbedingt einschränkend.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung 10 entsprechend der ersten Ausführungsform. Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die den Drehwinkel eines rotierenden Körpers 11 erfasst und einen Magneten 12, einen magnetischen Abschnitt 13 und eine magnetische Erfassungseinheit 14 umfasst. Das Drehwinkelsignal von der magnetischen Erfassungseinheit 14 wird an eine externe ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinheit) oder dergleichen (nicht gezeigt) übertragen.
In der folgenden Beschreibung werden Richtungen senkrecht zur Drehachse AX des rotierenden Körpers 11 als „radiale Richtung“ bezeichnet. Richtungen, die tangential zu einem auf der Drehachse AX im Querschnitt des rotierenden Körpers 11 zentrierten Kreis verlaufen, werden als „tangentiale Richtung“ bezeichnet. Weiter wird die Drehrichtung des rotierenden Körpers 11 einfach als „Drehrichtung“ bezeichnet. Wenn in dieser Offenbarung zudem der Begriff „Drehwinkel“ verwendet wird, ist damit der Drehwinkel des rotierenden Körpers 11 gemeint.
Der Magnet 12 hat Pole, die entlang der radialen Richtung des rotierenden Körpers 11 angeordnet sind. Diese Pole umfassen einen Nordpol und einen Südpol. Bei der ersten Ausführungsform enthält der Magnet 12 einen ersten Magnetabschnitt 15 und einen zweiten Magnetabschnitt 16, die entlang der Drehrichtung bogenförmig sind. Der N-Pol und der S-Pol sind in der Dickenrichtung des ersten Magnetabschnitts 15 und des zweiten Magnetabschnitts 16 angeordnet. Der erste Magnetabschnitt 15 ist an einer Seitenfläche des rotierenden Körpers 11 befestigt. Der zweite Magnetabschnitt 16 ist an der anderen Seitenfläche des rotierenden Körpers 11 befestigt. Der Magnet 12 dreht sich zusammen mit dem rotierenden Körper 11.
Der magnetische Abschnitt 13 bildet einen magnetischen Kreis, durch den der Magnetfluss des Magneten 12 fließt, und ist um den Magneten 12 herum angeordnet, d.h. in einer Ringform in radialer Richtung außerhalb des Magneten 12. Der magnetische Abschnitt 13 hat die Spalten 17 und 18 an einer Vielzahl von Positionen entlang der Umfangsrichtung. Der magnetische Abschnitt 13 ist radial vom Magneten 12 beabstandet. Insbesondere wird ein ringförmiger Spalt 19 zwischen dem Magneten 12 und dem magnetischen Abschnitt 13 gebildet. Bei der ersten Ausführungsform umfasst der magnetische Abschnitt 13 einen ersten magnetischen Körper 21 und einen zweiten magnetischen Körper 22, die entlang der Drehrichtung bogenförmig sind. Der erste magnetische Körper 21 ist auf einer Seite in radialer Richtung in Bezug auf den Magneten 12 angeordnet. Der zweite magnetische Körper 22 ist auf der dem ersten magnetischen Körper 21 gegenüberliegenden Seite des Magneten 12 angeordnet. Zwischen einem umlaufenden Endabschnitt 23 des ersten magnetischen Körpers 21 und dem anderen umlaufenden Endabschnitt 24 des zweiten magnetischen Körpers 22 wird ein Spalt 17 gebildet. Ein Spalt 18 wird zwischen dem anderen umlaufenden Endabschnitt 25 des ersten magnetischen Körpers 21 und einem umlaufenden Endabschnitt 26 des zweiten magnetischen Körpers 22 gebildet. Der magnetische Abschnitt 13 wird integral zusammengehalten, beispielsweise durch ein Befestigungselement (nicht abgebildet).
Der erste magnetische Körper 21 und der zweite magnetische Körper 22 sind punktsymmetrisch zueinander in Bezug auf die Drehachse AX angeordnet. Der Spalt 17 und der Spalt 18 sind punktsymmetrisch zueinander in Bezug auf die Drehachse AX ausgebildet. Das heißt, der Spalt 17 und der Spalt 18 haben die gleiche Form und befinden sich bezüglich der Drehachse AX an diametral gegenüberliegenden Positionen zueinander.
Die magnetische Erfassungseinheit 14 ist im Spalt 17 innerhalb des vom Magneten 12 gebildeten Magnetfeldes angeordnet. Die magnetische Erfassungseinheit 14 ist so konfiguriert, dass sie eine tangentiale Komponente der Magnetflussdichte des Magnetfeldes (im Folgenden „tangentiale Magnetflusskomponente“) und eine radiale Komponente der Magnetflussdichte des Magnetfeldes (im Folgenden „radiale Magnetflusskomponente“) am Ort der magnetischen Erfassungseinheit 14 erfasst. Der Spalt 17 ist ein bestimmter Spalt der Spalten 17 und 18. Im Folgenden kann der Spalt 17 als „bestimmter Spalt 17“ bezeichnet werden, wo dies geeignet erscheint. Die magnetische Erfassungseinheit 14 wird, ähnlich wie der magnetische Abschnitt 13, durch das Befestigungselement oder ähnliches integral zusammengehalten.
Bei der ersten Ausführungsform enthält die magnetische Erfassungseinheit 14 ein erstes Hallelement 27, ein zweites Hallelement 28, eine Drehwinkelberechnungsschaltung 29 und dergleichen, wie in 2 dargestellt.
Das erste Hallelement 27 erfasst die radiale Magnetflusskomponente des Magnetfeldes an der Position, an der die magnetische Erfassungseinheit 14 angeordnet ist (im Folgenden entsprechend als „Erfassungsposition“ bezeichnet). Das zweite Hallelement 28 erfasst die tangentiale Magnetflusskomponente des Magnetfeldes an der Erfassungsposition. Das erste Hallelement 27 und das zweite Hallelement 28 sind so angeordnet, dass die Richtungen ihrer Erfassungsflächen um 90° gegeneinander versetzt sind. Das zweite Hallelement 28 gibt ein Erfassungssignal Sy aus, das der tangentialen Magnetflusskomponente entspricht, wie in 3 dargestellt. Die Beziehung zwischen Drehwinkel und dem Erfassungssignal Sy ist eine Sinus-Wellenform. Das erste Hallelement 27 gibt ein Erfassungssignal Sx aus, das der radialen Magnetflusskomponente entspricht, wie in 4 dargestellt. Die Beziehung zwischen dem Drehwinkel und dem Erfassungssignal Sx ist eine Cosinus-Wellenform. Das Erfassungssignal Sy und das Erfassungssignal Sx haben eine Phasendifferenz von 90° zueinander. Zurückzukehrend 2, führt die Drehwinkelberechnungsschaltung 29 auf der Grundlage des Erfassungssignals Sy und des Erfassungssignals Sx eine Arkustangens-Berechnung durch, um einen 360°-Drehwinkel des rotierenden Körpers zu berechnen 11.
Als nächstes werden die Merkmale des bestimmten Spalts 17 beschrieben. Der bestimmte Spalt 17 hat einen schmalen Abschnitt 31 radial nach außen in Bezug auf die magnetische Erfassungseinheit 14. Die tangentiale Breite w1 des schmalen Abschnitts 31 ist kleiner als die Spaltbreite w2 der Erfassungsposition. Die Spaltbreite w2 der Erfassungsposition ist die Breite in tangentialer Richtung des bestimmten Spalts 17 an der Erfassungsposition. Das heißt, der bestimmte Spalt 17 ist so ausgebildet, dass die tangentiale Breite w1 an einer vorbestimmten Position radial außerhalb der Erfassungsposition kleiner ist als die Spaltbreite w2 der Erfassungsposition an der Erfassungsposition. Bei der ersten Ausführungsform ist die vorbestimmte Position die äußerste Position des bestimmten Spalts 17 in radialer Richtung.
Insbesondere wird der schmale Abschnitt 31 des bestimmten Spalts 17 zwischen zwei Vorsprüngen 32 und 33 gebildet. Die Vorsprünge 32 und 33 sind radial außerhalb der Erfassungsposition ausgebildet und so geformt, dass sie entlang der tangentialen Richtung vorstehen. Das heißt, der erste magnetische Körper 21 bildet den Vorsprung 32, der zum zweiten magnetischen Körper 22 hin vorsteht, an einer radialen Position, die dem schmalen Abschnitt 31 entspricht. Ferner bildet der zweite magnetische Körper 22 den Vorsprung 33, der in Richtung des ersten magnetischen Körpers 21 an einer radialen Position, die dem schmalen Abschnitt 31 entspricht, vorspringt. Die magnetische Erfassungseinheit 14 ist radial innerhalb der Vorsprünge 32 und 33 angeordnet.
Hierbei wird der Einfluss des Störmagneten 35 auf die radiale Magnetflusskomponente des Magnetfeldes an der Erfassungsposition mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben. Der Störmagnet 35 erzeugt ein Störmagnetfeld und ist außerhalb der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 10 angeordnet. In 5 ist der Störmagnet 35 in Bezug auf den bestimmten Spalt 17 radial nach außen angeordnet, und zwar an einer Stelle, an der der Drehwinkel des rotierenden Körpers 110 Grad messen würde.
Die obere Hälfte von 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des rotierenden Körpers 11 und der radialen Magnetflusskomponente für: wenn der Störmagnet 35 nicht vorgesehen ist, wenn der Störmagnet 35 in der 0-Grad-Position vorgesehen ist und wenn der Störmagnet 35 in der 90-Grad-Position vorgesehen ist. Die untere Hälfte von 6 zeigt einen Fehler zwischen der radialen Magnetflusskomponente, die von der magnetischen Erfassungseinheit 14 erfasst wird, und einer idealen Wellenform. Aus diesen Beziehungen ist ersichtlich, dass die von der magnetischen Erfassungseinheit 14 erfasste radiale Magnetflusskomponente durch den Störmagneten 35 nicht beeinflusst wird. Die Vorsprünge 32 und 33 haben die Funktion, die magnetische Erfassungseinheit 14 gegen das Störmagnetfeld abzuschirmen.
(Effekte)
Wie oben beschrieben, umfasst die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform den Magneten 12, den magnetischen Abschnitt 13 und die magnetische Erfassungseinheit 14. Der Magnet 12 hat Pole, die in einer radialen Richtung senkrecht zur Drehachse AX des rotierenden Körpers 11 angeordnet sind, und rotiert zusammen mit dem rotierenden Körper 11. Der magnetische Abschnitt 13 ist in einer Ringform radial nach außen in Bezug auf den Magneten 12 angeordnet und weist an mehreren Positionen entlang der Umfangsrichtung den Spalt 17 und 18 auf. Die magnetische Erfassungseinheit 14 ist in einem bestimmten Spalt 17 der Vielzahl von Spalten 17 und 18 angeordnet und so konfiguriert, dass sie eine tangentiale Magnetflusskomponente und eine radiale Magnetflusskomponente eines Magnetfeldes erfasst. Die tangentiale Breite w1 des schmalen Abschnitts 31 des bestimmten Spalts 17, der sich radial außerhalb der Erfassungsposition befindet, ist kleiner als die Erfassungspositionsspaltbreite w2 der.
Daher kann ein 360°-Drehwinkel des rotierenden Körpers 11 berechnet werden, indem eine Arcus-Tangens-operation auf der Grundlage des Sinus-Wellenformsignals und der Cosinus-Wellenform aus den Erfassungswerten der magnetischen Erfassungseinheit 14 durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die magnetische Erfassungseinheit 14 in dem bestimmten Spalt 17 des ringförmigen magnetischen Abschnitts 13 angeordnet, und die tangentiale Breite w1 des bestimmten Spalts 17 radial außerhalb der magnetischen Erfassungseinheit 14 ist relativ schmal. Dadurch kann der Einfluss des Störmagnetfeldes auf die von der magnetischen Erfassungseinheit 14 erfasste radiale Magnetflusskomponente ausreichend reduziert werden. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
Bei der ersten Ausführungsform umfasst der magnetische Abschnitt 13 eine Vielzahl von magnetischen Körpern 21 und 22. Der bestimmte Spalt 17 wird zwischen dem Endabschnitt 23 des ersten magnetischen Körpers 21 und dem Endabschnitt 24 des zweiten magnetischen Körpers 22 gebildet. Die magnetischen Körper 21 und 22 enthalten die Vorsprünge 32 und 33, die radial außerhalb der Erfassungsposition gebildet sind und die so geformt sind, dass sie entlang der tangentialen Richtung vorstehen. Infolgedessen kann die tangentiale Breite w1 eines Teils des bestimmten Spalts 17 (d.h. des schmalen Abschnitts 31), der sich in Bezug auf die magnetische Erfassungseinheit 14 radial nach außen befindet, relativ schmal ausgebildet werden.
[Zweite Ausführungsform]
Bei der zweiten Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, enthält der magnetische Abschnitt 41 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 40 einen ersten magnetischen Körper 42 und einen zweiten magnetischen Körper 43. Zwischen einem Endabschnitt 46 des ersten magnetischen Körpers 42 und einem Endabschnitt 47 des zweiten magnetischen Körpers 43 wird ein Spalt 44 gebildet. Weiterhin ist ein Spalt 45 zwischen einem Endabschnitt 48 des ersten magnetischen Körpers 42 und einem Endabschnitt 49 des zweiten magnetischen Körpers 43 gebildet.
Der schmale Abschnitt 51 des bestimmten Spalts 44 ist zwischen einem Vorsprung 52 des ersten magnetischen Körpers 42 und einem Vorsprung 53 des zweiten magnetischen Körpers 43 gebildet. Die Vorsprünge 52 und 53 haben eine sich verjüngende Form. Das heißt, die Vorsprünge 52 und 53 sind so geformt, dass sie von ihrer proximalen Basis bis zur distalen Spitze allmählich dünner werden. Daher können die magnetischen Körper 42 und 43 leicht durch maschinelle Bearbeitung hergestellt werden. Da insbesondere die Basiswinkel der Vorsprünge 52 und 53 relativ groß sind, können Verschleiß und Versagen des Presswerkzeugs reduziert werden.
[Dritte Ausführungsform]
Bei der dritten Ausführungsform, wie in 8 gezeigt, umfasst der magnetische Abschnitt 61 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 60 einen ersten magnetischen Körper 62 und einen zweiten magnetischen Körper 63. Zwischen einem Endabschnitt 66 des ersten magnetischen Körpers 62 und einem Endabschnitt 67 des zweiten magnetischen Körpers 63 wird ein Spalt 64 gebildet. Weiterhin ist ein Spalt 65 zwischen einem Endabschnitt 68 des ersten magnetischen Körpers 62 und einem Endabschnitt 69 des zweiten magnetischen Körpers 63 gebildet.
Der schmale Abschnitt 71 des bestimmten Spalts 64 ist zwischen einem Vorsprung 72 des ersten magnetischen Körpers 62 und einem Vorsprung 73 des zweiten magnetischen Körpers 63 gebildet. Die Ecken 74 an den Basen der Vorsprünge 72 und 73 sind rund. Daher lassen sich die magnetischen Körper 62 und 63 durch maschinelle Bearbeitung leicht herstellen. Insbesondere im Hinblick auf die Matrize bzw. Druckgussform für die Pressbearbeitung kann der Verschleiß und das Versagen eines Abschnitts, der der Ecke 74 an der Basis der Vorsprünge 72 und 73 entspricht, reduziert werden.
[Vierte Ausführungsform]
Bei der vierten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, umfasst der magnetische Abschnitt 81 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 80 einen ersten magnetischen Körper 82 und einen zweiten magnetischen Körper 83. Zwischen einem Endabschnitt 86 des ersten magnetischen Körpers 82 und einem Endabschnitt 87 des zweiten magnetischen Körpers 83 wird ein Spalt 84 gebildet. Weiterhin ist ein Spalt 85 zwischen einem Endabschnitt 88 des ersten magnetischen Körpers 82 und einem Endabschnitt 89 des zweiten magnetischen Körpers 83 gebildet.
Der schmale Abschnitt 91 des bestimmten Spalts 84 ist zwischen einem Vorsprung 92 des ersten magnetischen Körpers 82 und einem Vorsprung 93 des zweiten magnetischen Körpers 83 gebildet. Ein konkaver Abschnitt 94 wird an jedem der Endabschnitte 86 bis 89 neben der Basis der Vorsprünge 92 und 93 gebildet, wobei der konkave Abschnitt 94 von den Spalten 84 und 85 weg ausgespart ist. Der konkave Abschnitt 94 entspricht der Ecke an der Basis der Vorsprünge 92 und 93 und hat eine runde Form. Daher lassen sich die magnetischen Körper 82 und 83 leicht durch maschinelle Bearbeitung herstellen. Insbesondere im Hinblick auf die Matrize bzw. Druckgussform für die Pressbearbeitung können Verschleiß und Versagen eines Abschnitts, der dem konkaven Abschnitt 94 entspricht, reduziert werden. Weiterhin reduziert das Vorhandensein des konkaven Abschnitts 94 die Störung des Magnetfeldes an der Erfassungsposition im Vergleich zu den ersten bis dritten Ausführungsformen ohne konkaven Abschnitt.
(Fünfte Ausführungsform)
Bei der fünften Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, umfasst der magnetische Abschnitt 101 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 100 einen ersten magnetischen Körper 102 und einen zweiten magnetischen Körper 103. Zwischen einem Endabschnitt 106 des ersten magnetischen Körpers 102 und einem Endabschnitt 107 des zweiten magnetischen Körpers 103 wird ein Spalt 104 gebildet. Weiterhin ist ein Spalt 105 zwischen einem Endabschnitt 108 des ersten magnetischen Körpers 102 und einem Endabschnitt 109 des zweiten magnetischen Körpers 103 ausgebildet.
Die Endabschnitte 106 bis 109 sind so ausgebildet, dass sie in Richtung des anderen magnetischen Körpers in einer geneigten Weise von der Innenseite in der radialen Richtung zur Außenseite in der radialen Richtung vorstehen. Infolgedessen werden die Breiten in tangentialen Richtung der Spalte 104 und 105 entlang der radial nach außen gerichteten Richtung kontinuierlich schmaler. Der schmale Abschnitt 111 des bestimmten Spalts 104 wird zwischen der Spitze des Endabschnitts 106 und der Spitze des Endabschnitts 107 gebildet. Auf diese Weise kann die tangentiale Breite w1 des schmalen Abschnitts 111 des bestimmten Spalts 104 so konfiguriert werden, dass sie kleiner als die Erfassungspositionsspaltbreite w2 der ist. Da sich die tangentiale Breite des bestimmten Spalts 104 zur radial äußeren Seite hin kontinuierlich verjüngt, ergibt sich außerdem der Effekt, dass die Verstärkung der tangentialen Magnetflusskomponente, die von der magnetischen Erfassungseinheit 14 erfasst wird, relativ hoch ist.
(Sechste Ausführungsform)
Bei der sechsten Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, verfügt die magnetische Erfassungseinheit 121 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 120 über eine Drehwinkelberechnungsschaltung 122, der den Drehwinkel des rotierenden Körpers berechnet. Wenn der Drehwinkelbereich des rotierenden Körpers in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt wird, verwendet die Drehwinkelberechnungsschaltung 122 den Erfassungswert des zweiten Hallelements 28, der der tangentialen Magnetflusskomponente entspricht, um zu bestimmen, ob der Drehwinkel des rotierenden Körpers in den ersten Bereich oder in den zweiten Bereich fällt. Bei der sechsten Ausführungsform ist der erste Bereich ein Bereich von 0 bis 180°, und der zweite Bereich ist ein Bereich von 180 bis 360°. Wenn der Erfassungswert des zweiten Hallelements 28 negativ ist, wird bestimmt, dass der Drehwinkelbereich des rotierenden Körpers innerhalb 0 bis 180° liegt, und wenn der Erfassungswert des zweiten Hallelements 28 positiv ist, wird bestimmt, dass der Drehwinkelbereich innerhalb 180° bis 360° liegt. Ferner berechnet die Drehwinkelberechnungsschaltung 122 den Drehwinkel des rotierenden Körpers unter Verwendung des Erfassungswerts des ersten Hallelements 27, der der radialen Magnetflusskomponente entspricht.
Wenn auf diese Weise die tangentiale Magnetflusskomponente nur zur Unterscheidung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verwendet wird, nimmt die Drehwinkel-Erfassungsgenauigkeit nicht ab, selbst wenn die tangentiale Magnetflusskomponente von einem Störmagnetfeld beeinflusst wird. Die radiale Magnetflusskomponente, die ausreichend vor dem Einfluss des Störmagnetfeldes geschützt ist, wird zur Berechnung des Drehwinkels verwendet. Infolgedessen wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
[Siebte Ausführungsform]
Bei der ersten bis sechsten Ausführungsform wird der Einfluss des Störmagnetfeldes auf die von der magnetischen Erfassungseinheit erfasste radiale Magnetflusskomponente durch die Eigenschaften bzw. die Kennlinie des magnetischen Abschnitts reduziert und die Drehwinkelerfassungsgenauigkeit verbessert. Auf der anderen Seite besteht ein weiteres Problem darin, dass der Erfassungswert aufgrund der Alterung der magnetischen Erfassungseinheit schwankt und die Erfassungsgenauigkeit des Drehwinkels dadurch abnehmen kann. Bei der siebten Ausführungsform soll ein Objekt eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung bereitstellen, bei der eine Abnahme der Drehwinkel-Erfassungsgenauigkeit aufgrund der Alterung verringert ist.
Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 200 gemäß der in gezeigten siebten Ausführungsform umfasst die magnetische Erfassungseinheit 201. Wie in 13 dargestellt, enthält die magnetische Erfassungseinheit 201 ein erstes Hallelement 27 als erstes Erfassungselement, ein zweites Hallelement 28 als zweites Erfassungselement und ein drittes Hallelement 203 als drittes Erfassungselement. Das dritte Hallelement 203 erfasst eine Magnetflusskomponente des Magnetfeldes in einer vorbestimmten Richtung an der Erfassungsposition. Bei der siebten Ausführungsform ist die vorgegebene Richtung eine Richtung senkrecht zur tangentialen Richtung und zur radialen Richtung, wie in 14 gezeigt, d.h. die axiale Richtung. Das heißt, das dritte Hallelement 203 ist so angeordnet, dass es die axiale Magnetflusskomponente des Magnetfeldes an der Erfassungsposition erfassen kann.
Das erste Hallelement 27 ist ein vertikales Hallelement. Das zweite Hallelement 28 ist ein horizontales Hallelement. Das dritte Hallelement 203 hat die gleiche Elementkonfiguration wie das erste Hallelement 27, d.h. es ist ein vertikales Hallelement. Die magnetische Erfassungseinheit 201 ist ein dreiachsiger Magnetsensor, der den Magnetismus in der X-Achsen-Richtung entsprechend der radialen Richtung, in der Y-Achsen-Richtung entsprechend der tangentialen Richtung und in der Z-Achsen-Richtung entsprechend der axialen Richtung misst.
Zurückehrend zu 13, ist die magnetische Erfassungseinheit 201 zusammen mit einer Verschlechterungskorrektureinheit 205 und einer Drehwinkelberechnungsschaltung 206 in einem Paket bzw. einer Gerätebaugruppe 207 enthalten. Die Verschlechterungskorrektureinheit 205 korrigiert alterungsbedingte Fehler im Erfassungswert des ersten Hallelements 27 auf der Grundlage des Erfassungswerts des dritten Hallelements 203. Die Drehwinkelberechnungsschaltung 206 berechnet einen Drehwinkel auf der Grundlage bzw. basierend auf dem korrigierten Erfassungswert des ersten Hallelements 27 und dem Erfassungswert des zweiten Hallelements 28. Der Erfassungswert des dritten Hallelements 203 wird nicht zur Berechnung des Drehwinkels verwendet.
Die Verschlechterungskorrektureinheit 205 wird im Detail beschrieben. Die Verschlechterungskorrektureinheit 205 enthält eine Eigenschaften- bzw. Kennlinienprüfschaltung 211, eine Referenzschaltung 212, eine Differenzberechnungsschaltung 213 und eine Korrekturbetriebsschaltung 214.
Die Kennlinienprüfschaltung 211 legt einen vorbestimmten Magnetfluss an das dritte Hallelement 203 an, um die Eigenschaften bzw. die Kennlinie des dritten Hallelements 203 zu prüfen. Zum Beispiel kann die Kennlinienprüfschaltung 211 einen Induktor 215, wie in 14 gezeigt, enthalten und einen Magnetfluss im Wesentlichen senkrecht zur magnetisch empfindlichen Oberfläche des dritten Hallelements 203 erzeugen, indem sie einen Strom durch den Induktor 215 schickt.
Im Folgenden wird die Kennlinie des ersten Hallelements 27, d.h. die Beziehung zwischen dem Drehwinkel und dem Erfassungswert des ersten Hallelements 27, als erste Hall-Kennlinie bezeichnet. Ferner wird die Kennlinie des dritten Hallelements 203, d.h. das Verhältnis zwischen dem dem Drehwinkel entsprechenden Winkeläquivalenzwert und dem Erfassungswert des dritten Hallelements 203, als dritte Hall-Kennlinie bezeichnet. Der von der Kennlinienprüfschaltung 211 erzeugte vorbestimmte Magnetfluss wird so eingestellt, dass bei Anlegen an das dritte Hallelement 203 während einer initialen bzw. anfänglichen Gebrauchsperiode bzw. -dauer die dritte Hall-Kennlinie eine Cosinus-Wellenform wie die erste Hall-Kennlinie aufweist. Hier kann die anfängliche Gebrauchsdauer beispielsweise als ein Zeitraum definiert werden, in dem in einem Werk vor der Auslieferung des Produkts eine Inspektion oder ähnliches durchgeführt wird. Mit anderen Worten, die anfängliche Gebrauchsdauer bezieht sich auf einen Zeitraum vor der alterungsbedingten Verschlechterung.
Zurückehrend zu 13, verfügt die Referenzschaltung 212 über einen nichtflüchtigen Speicher, der Daten speichert, ohne dass eine Stromversorgung erforderlich ist. Die Referenzschaltung 212 speichert als Referenzwert einen Erfassungswert des dritten Hallelements 203, wenn ein vorbestimmter Magnetfluss durch die Kennlinienprüfschaltung 211 während der Anfangsphase der Benutzung der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 200 angelegt wird. Das heißt, die Referenzschaltung 212 speichert die anfängliche dritte Hall-Kennlinie.
Die Differenzberechnungsschaltung 213 berechnet die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Erfassungswert des dritten Hallelements 203, wenn ein vorbestimmter Magnetfluss durch die Kennlinienprüfschaltung 211 angelegt wird, beispielsweise nachdem die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 200 mit der Zeit gealtert ist. Die Differenzberechnungsschaltung 213 hat einen nichtflüchtigen Speicher und speichert die berechnete Differenz in Verbindung mit dem Winkeläquivalenzwert. Wie in 15 dargestellt, unterscheidet sich der anfängliche Erfassungswert des dritten Hallelements 203 nicht vom Referenzwert. Daher ist die Differenz zwischen ihnen im Wesentlichen Null. Andererseits hat, wie in 16 gezeigt, der Erfassungswert des dritten Hallelements 203 nach der Alterung bei fast allen Winkeläquivalenzwerten eine Differenz zum Referenzwert. Daher ist die Differenz zwischen ihnen nicht mehr 0, d.h. die Differenzberechnungsschaltung 213 berechnet den Betrag der durch Alterung verursachten Änderung der dritten Hall-Kennlinie.
Die Korrekturbetriebsschaltung 214 korrigiert den Erfassungswert des ersten Hallelements 27 auf der Grundlage der von der Differenzberechnungsschaltung 213 berechneten Differenz, um die durch Alterungsverschlechterung verursachten Abweichungen zu verringern. Das heißt, die Korrekturbetriebsschaltung 214 geht davon aus, dass die erste Hall-Kennlinie aufgrund der Alterungsverschlechterung in ähnlicher Weise wie die dritte Hall-Kennlinie abgewichen ist, und ändert den Erfassungswert des ersten Hallelements 27 entsprechend der Abweichungstendenz der dritten Hall-Kennlinie. Dann gleicht die Korrekturbetriebsschaltung 214 diesen Abweichungsbetrag vom Erfassungswert des ersten Hallelements 27 aus.
(Effekte)
Gemäß der siebten Ausführungsform kann ein 360°-Drehwinkel des rotierenden Körpers 11 berechnet werden, indem eine Arcus-Tangens-Operation auf der Grundlage des Sinus-Wellenformsignals und der Cosinus-Wellenform aus den Erfassungswerten der magnetischen Erfassungseinheit 201 durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die magnetische Erfassungseinheit 201 in dem bestimmten Spalt 17 des ringförmigen magnetischen Abschnitts 13 angeordnet, und die tangentiale Breite w1 des bestimmten Spalts 17 radial außerhalb der magnetischen Erfassungseinheit 201 ist relativ schmal. Dadurch kann der Einfluss des Störmagnetfeldes auf die von der magnetischen Erfassungseinheit 201 erfasste radiale Magnetflusskomponente ausreichend reduziert werden. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
Bei der siebten Ausführungsform enthält die magnetische Erfassungseinheit 201 ein erstes Erfassungselement 27, das eine radiale Magnetflusskomponente eines Magnetfeldes erfasst, ein zweites Erfassungselement 28, das eine tangentiale Magnetflusskomponente erfasst, und ein drittes Hallelement 203 zum Erfassen einer Magnetflusskomponente mit vorbestimmter Richtung an der Stelle, an der die magnetische Erfassungseinheit 201 angeordnet ist. Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 200 enthält ferner eine Verschlechterungskorrektureinheit 205 und eine Drehwinkelberechnungsschaltung 206. Die Verschlechterungskorrektureinheit 205 korrigiert alle durch Alterung verursachten Fehler im Erfassungswert des ersten Hallelements 27 auf der Grundlage des Erfassungswerts des dritten Hallelements 203, der nicht zur Berechnung des Drehwinkels verwendet wird. Die Drehwinkelberechnungsschaltung 206 berechnet einen Drehwinkel, der mindestens auf dem korrigierten Erfassungswert des ersten Hall-Elements 27 basiert. Dadurch können die Auswirkungen der Alterung reduziert werden.
Bei der siebten Ausführungsform hat das dritte Hallelement 203 die gleiche Elementkonfiguration wie das erste Hallelement 27. Die Verschlechterungskorrektureinheit 205 enthält eine Kennlinienprüfschaltung 211, eine Referenzschaltung 212, eine Differenzberechnungsschaltung 213 und eine Korrekturbetriebsschaltung 214. Die Kennlinienprüfschaltung 211 legt einen vorbestimmten Magnetfluss an das dritte Hallelement 203 an. Die Referenzschaltung 212 speichert als Referenzwert einen Erfassungswert des dritten Hallelements 203, wenn der vorbestimmte Magnetfluss während einer anfänglichen Gebrauchsperiode bzw. -dauer angelegt wird. Die Differenzberechnungsschaltung 213 berechnet die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Erfassungswert des dritten Hallelements 203, wenn ein vorbestimmter magnetischer Fluss angelegt wird, beispielsweise nachdem die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 200 mit der Zeit gealtert ist. Die Korrekturbetriebsschaltung 214 korrigiert den Erfassungswert des ersten Hallelements 27 auf der Grundlage dieser Differenz, um alterungsbedingte Abweichungen zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, den Betrag der alterungsbedingten Änderung des Erfassungswerts des ersten Hallelements 27 zu berechnen und diese Differenz auszugleichen.
Bei der siebten Ausführungsform enthält die Kennlinienprüfschaltung 211 den Induktor 215. Durch Anlegen eines Stroms an den Induktor 215 kann also der an das dritte Hallelement 203 angelegte Magnetfluss gesteuert werden.
Bei der siebten Ausführungsform ist das dritte Hallelement 203 ein Element, das so angeordnet ist, dass es eine Magnetflusskomponente in einer Richtung senkrecht zur tangentialen Richtung und zur radialen Richtung erfasst. Dies ermöglicht es, die Oberfläche der Erfassungselemente zu reduzieren, indem ein dreiachsiger Magnetsensor verwendet wird, bei dem das Erfassungselement auf der Achse, die nicht für die Berechnung des Drehwinkels verwendet wird, zur Korrektur der Verschlechterung verwendet wird.
(Achte Ausführungsform)
Bei der achten Ausführungsform, wie in 17 dargestellt, verwendet die Drehwinkelberechnungsschaltung 221 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 220 den Erfassungswert des zweiten Hallelements 28 in ähnlicher Weise wie die Drehwinkelberechnungsschaltung 122 der sechsten Ausführungsform, d.h. um zu bestimmen, ob der Drehwinkel in den ersten Bereich oder in den zweiten Bereich gehört. Anschließend wird der Drehwinkel unter Verwendung des korrigierten Erfassungswerts des ersten Hallelements 27 berechnet, der von der Verschlechterungskorrektureinheit 205 korrigiert wurde.
Indem der Erfassungswert, der der tangentialen Magnetflusskomponente entspricht, nur zur Unterscheidung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich auf diese Weise verwendet wird, nimmt die Genauigkeit der Drehwinkelerfassung nicht ab, selbst wenn die tangentiale Magnetflusskomponente durch ein Störmagnetfeld beeinflusst wird. Zur Berechnung des Drehwinkels wird der Erfassungswert entsprechend der radialen Magnetflusskomponente, die ausreichend vor dem Einfluss des Störmagnetfeldes geschützt ist, verwendet. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
(Neunte Ausführungsform)
Bei der neunten Ausführungsform, wie in 18 dargestellt, berechnet die Drehwinkel-Berechnungseinheit 231 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 230 die Größe des korrigierten Erfassungswerts des zweiten Hallelements 28 auf der Grundlage des korrigierten Erfassungswerts des ersten Hallelements 27, der durch die Verschlechterungskorrektureinheit 205 korrigiert wurde, unter Verwendung der Beziehung von Ausdruck (1). In Gleichung (1) ist Bx die radiale Magnetflusskomponente und By die tangentiale Magnetflusskomponente. ${Bx}^{2} + {By}^{2} = 1$
Als nächstes verwendet die Drehwinkelberechnungseinheit 231 den Erfassungswert des zweiten Hallelements 28, um zu bestimmen, ob der berechnete korrigierte Erfassungswert des zweiten Hallelements 28 positiv oder negativ ist. Schließlich berechnet die Drehwinkel-Berechnungseinheit 231 den Drehwinkel, indem sie eine Arcus-Tangens-Berechnung auf der Grundlage des korrigierten Erfassungswerts des ersten Hallelements 27 und des korrigierten Erfassungswerts des zweiten Hallelements 28 durchführt. Dabei werden zur Berechnung des Drehwinkels sowohl der Erfassungswert entsprechend der radialen Magnetflusskomponente, die ausreichend vor dem Einfluss des Störmagnetfeldes geschützt ist, als auch der Erfassungswert entsprechend der tangentialen Magnetflusskomponente, der darauf basierend berechnet wird, verwendet. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
(Zehnte Ausführungsform)
Bei der zehnten Ausführungsform, wie in 19 dargestellt, berechnet die Drehwinkel-Berechnungseinheit 241 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 240 den Drehwinkel, indem sie eine Arcus-Tangens-Berechnung durchführt, die auf dem korrigierten Erfassungswert des ersten Hallelements 27 und einem Wert basiert, der dem korrigierten Erfassungswert des um 90° phasenverschobenen ersten Hallelements 27 entspricht. Die Phase des korrigierten Erfassungswerts des ersten um 90° verschobenen Hallelements 27 entspricht dem Erfassungswert des zweiten Hallelements 28. Dabei wird zur Berechnung des Drehwinkels der Erfassungswert verwendet, der der radialen Magnetflusskomponente entspricht, die ausreichend vor dem Einfluss des Störmagnetfeldes geschützt ist. Im Ergebnis wird die Erfassungsgenauigkeit verbessert.
(Elfte Ausführungsform)
Bei der elften Ausführungsform, wie in 20 dargestellt, ist das dritte Hallelement 253 des Magnetdetektors 251 parallel zum ersten Hallelement 27 angeordnet. Wie oben beschrieben, kann das dritte Hallelement 253, das zur Verschlechterungskorrektur verwendet wird, getrennt vom Magnetsensor einschließlich des ersten Hallelements 27, das zur Berechnung des Drehwinkels verwendet wird, bereitgestellt werden. Durch die Bereitstellung eines Elements ausschließlich für die Verschlechterungskorrektur kann die Korrekturgenauigkeit verbessert werden.
(Beispiel, welches nicht zur Erfindung gehört, so wie sie in den Ansprüchen wörtlich definiert ist)
Bei dem Beispiel, welches nicht zur Erfindung gehört, so wie sie in den Ansprüchen wörtlich definiert ist, wie in 21 dargestellt, umfasst die Drehwinkelerfassungsvorrichtung 260 zwei Magnete 261 und 262, die sich zusammen mit dem rotierenden Körper 11 drehen, einen magnetischen Abschnitt 263, der einen magnetischen Kreis bildet, durch den der Magnetfluss der Magnete 261 und 262 fließt, und eine magnetische Erfassungseinheit 266, die in einem von den Magneten 261 und 262 gebildeten Magnetfeld positioniert ist. Der magnetische Abschnitt 263 enthält einen ersten magnetischen Körper 264 und einen zweiten magnetischen Körper 265, die ringförmig angeordnet sind. Der erste magnetische Körper 264 und der zweite magnetische Körper 265 sind jeweils in Bogenform ausgebildet. Der erste magnetische Körper 264 ist so angeordnet, dass er die N-Pole der Magnete 261 und 262 verbindet. Der zweite magnetische Körper 265 ist so angeordnet, dass er die S-Pole der Magnete 261 und 262 verbindet. Der Magnetfluss der Magnete 261 und 262 fließt vom Zentrum des ersten magnetischen Körpers 264 zum Zentrum des zweiten magnetischen Körpers 265 durch die Nähe der Drehachse AX des rotierenden Körpers 11. Die magnetische Erfassungseinheit 266 ist in der Nähe der Drehachse AX des rotierenden Körpers 11 vorgesehen. Der magnetische Abschnitt 263 ist außerhalb der magnetischen Erfassungseinheit 266 vorgesehen und kann den Einfluss eines Störmagnetfeldes auf eine von der magnetischen Erfassungseinheit 266 erfasste Magnetflusskomponente reduzieren.
Wie in 22 gezeigt, enthält die magnetische Erfassungseinheit 266 ein erstes Hallelement 27, das eine Magnetflusskomponente einer ersten Richtung erfasst, ein zweites Hallelement 28, das eine Magnetflusskomponente einer zweiten Richtung erfasst, und ein drittes Hallelement 203, das eine Magnetflusskomponente einer vorbestimmten Richtung an der Stelle erfasst, an der die magnetische Erfassungseinheit 201 angeordnet ist. Die erste Richtung entspricht der radialen Richtung der siebten Ausführungsform, die zweite Richtung entspricht der tangentialen Richtung der siebten Ausführungsform, und die vorbestimmte Richtung entspricht der axialen Richtung der siebten Ausführungsform. Die anderen Konfigurationen der magnetischen Erfassungseinheit 266 sind die gleichen wie die der siebten Ausführungsform, wie beispielsweise in einem Paket bzw. einer Gerätebaugruppe 207 zusammen mit der Verschlechterungskorrektureinheit 205 und der Drehwinkelberechnungsschaltung 206.
Wie oben beschrieben, kann, solange der Einfluss des Störmagnetfeldes auf die von der magnetischen Erfassungseinheit 266 erfasste Magnetflusskomponente reduziert werden kann, nicht nur der magnetische Abschnitt 13 der siebten Ausführungsform, sondern auch der magnetische Abschnitt 263, wie in 21 gezeigt, verwendet werden. Dennoch kann, wie bei der siebten Ausführungsform, die Erfassungsgenauigkeit verbessert und die Alterungsbeständigkeit erhöht werden.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Vorsprung des magnetischen Körpers wie in der zweiten Ausführungsform verjüngt sein, und wie bei der vierten Ausführungsform kann an einer Stelle neben der Basis des Vorsprungs eine Vertiefung gebildet werden..
Bei anderen Ausführungsformen können die Breiten der tangentialen Richtung der Spalten des magnetischen Abschnitts voneinander verschieden sein. Zum Beispiel, wie in 23 gezeigt, hat der magnetische Abschnitt 141 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 140 einen ersten magnetischen Körper 142 und einen zweiten magnetischen Körper 143. Der bestimmte Spalt 144 zwischen dem Endabschnitt 146 und dem Endabschnitt 147 ist größer als der Spalt 145 zwischen dem Endabschnitt 148 und dem Endabschnitt 149. Darüber hinaus kann in anderen Ausführungsformen der bestimmte Spalt kleiner als der andere Spalt sein.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Spalten des magnetischen Abschnitts möglicherweise nicht punktsymmetrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnet. Zum Beispiel, wie in 24 gezeigt, hat der magnetische Abschnitt 161 der Drehwinkelerfassungsvorrichtung 160 einen ersten magnetischen Körper 162 und einen zweiten magnetischen Körper 163. Der bestimmte Spalt 164 zwischen dem Endabschnitt 166 und dem Endabschnitt 167 ist an einer Position vorgesehen, die von einer Position abweicht, die dem Spalt 165 zwischen dem Endabschnitt 168 und dem Endabschnitt 169 direkt gegenüberliegt, wobei die Drehachse AX dazwischen liegt.
Bei anderen Ausführungen kann der Magnet aus einem Ringmagneten bestehen. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Magnet nicht darauf beschränkt, zwei Magnetabschnitte zu haben, sondern kann aus drei oder mehr Magnetabschnitten bestehen. Außerdem sind die Anordnung und Magnetisierung der einzelnen Magnetabschnitte nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Kurz gesagt, der Magnet braucht nur einen Pol zu haben, der in radialer Richtung senkrecht zur Drehachse des rotierenden Körpers angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Drehwinkelberechnungsschaltung und die Verschlechterungskorrektureinheit außerhalb der magnetischen Erfassungseinheit statt innerhalb der magnetischen Erfassungseinheit vorgesehen werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Drehwinkelberechnungsschaltung und die Verschlechterungskorrektureinheit getrennt von der magnetischen Detektoreinheit untergebracht sein. Bei einer anderen Ausführungsform ist die magnetische Erfassungseinheit nicht auf ein Hallelement beschränkt und kann einen anderen Magnetsensor wie beispielsweise ein MR-Element verwenden. Außerdem kann die magnetische Erfassungseinheit die tangentiale Magnetflusskomponente und die radiale Magnetflusskomponente mit einem einzigen Element erfassen.
Bei einer anderen Ausführungsform ist jede Funktionseinheit (d.h. die Einheit für die Kennlinien- bzw. Charakteristik-Prüfung, die Referenzeinheit, die Einheit für die Differenzberechnung und die Einheit für die Korrekturoperation), die in der Einheit für die Verschlechterungskorrektur enthalten ist, nicht darauf beschränkt, durch Hardware-Verarbeitung unter Verwendung einer dedizierten Logikschaltung realisiert zu werden. Diese Funktionseinheiten können beispielsweise durch Software-Verarbeitung implementiert werden, d.h. durch eine CPU, die so konfiguriert ist, dass sie ein Programm ausführt, das in einem Speicher, beispielsweise einem computerlesbaren, nicht-flüchtigen Aufzeichnungsmedium, gespeichert ist. Ferner können diese Funktionseinheiten alternativ auch durch eine Kombination aus Logikschaltungen und Software implementiert werden. Welcher Teil der Funktionseinheiten durch Hardware-Verarbeitung und welcher Teil durch Software-Verarbeitung implementiert wird, kann entsprechend ausgewählt werden.
Die in dieser Offenbarung beschriebene Steuerschaltung und Methode kann durch einen Computer für besondere Zwecke implementiert werden, der mit einem Speicher und einem Prozessor konfiguriert ist, die so programmiert sind, dass sie eine oder mehrere bestimmte Funktionen ausführen, die in Computerprogrammen des Speichers enthalten sind. Alternativ können der in dieser Offenbarung beschriebene Steuerschaltkreis und das entsprechende Verfahren durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der als ein Prozessor mit einem oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltkreisen konfiguriert ist. Alternativ können die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Steuerschaltung und das entsprechende Verfahren durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, der als eine Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, die zur Ausführung einer oder mehrerer Funktionen programmiert sind, und einem Prozessor konfiguriert ist, der wiederum mit einer oder mehreren Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist. Die Computerprogramme können als Anweisungen, die von einem Computer ausgeführt werden sollen, in einem physischen, nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium gespeichert werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde auf der Grundlage der Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen und Strukturen beschränkt. Diese Offenbarung umfasst auch verschiedene Modifikationen und Variationen im Rahmen von Äquivalenten. Darüber hinaus können in der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen und Ausgestaltungen sowie andere Kombinationen und Ausgestaltungen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element enthalten, vorgenommen werden.

Claims

Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) zum Erfassen eines Drehwinkels eines rotierenden Körpers (11), aufweisend: einen Magneten (12) mit Polen, die entlang einer radialen Richtung senkrecht zu einer Drehachse (AX) des rotierenden Körpers (11) angeordnet sind, wobei der Magnet (12) so angeordnet ist, dass er sich zusammen mit dem rotierenden Körper (11) dreht; einen magnetischen Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161), der in einer Ringform radial außerhalb des Magneten (12) vorgesehen ist, wobei eine Vielzahl von Spalten (17, 18, 44, 45, 64, 65, 84, 85, 104, 105, 144, 145, 164, 165) in dem magnetischen Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161) an einer Vielzahl von Stellen entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet sind; und eine magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266), die in einem bestimmten Spalt (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) der Vielzahl von Spalten (17, 18, 44, 45, 64, 65, 84, 85, 104, 105, 144, 145, 164, 165) angeordnet ist, wobei die magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266) konfiguriert ist, um eine tangentiale Magnetflusskomponente in der tangentialen Richtung und eine radiale Magnetflusskomponente in der radialen Richtung eines Magnetfeldes zu erfassen, wobei die magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266) an einer Erfassungsposition angeordnet ist, eine Breite des bestimmten Spalts (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) in der tangentialen Richtung an der Erfassungsposition als eine Erfassungspositionsspaltbreite (w2) definiert ist, eine Breite des bestimmten Spalts (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) in der tangentialen Richtung an einer Position radial außerhalb der Erfassungsposition als eine tangentiale Breite (w1) definiert ist, und die tangentiale Breite schmaler als die Erfassungspositionsspaltbreite (w2) ist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der magnetische Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161) eine Vielzahl von magnetischen Körpern (21, 22, 42, 43, 62, 63, 82, 83, 102, 103, 142, 143, 162, 163) umfasst, der bestimmte Spalt (17, 44, 64, 84, 104, 144, 164) zwischen zwei Endabschnitten (23, 24, 46, 47, 66, 67, 86, 87, 106, 107, 146, 147, 166, 167) der magnetischen Körper (21, 22, 42, 43, 62, 63, 82, 83, 102, 103, 142, 143, 162, 163) ausgebildet, und die magnetischen Körper (21, 22, 42, 43, 62, 63, 82, 83, 102, 103, 142, 143, 162, 163) einen Vorsprung (32, 33, 52, 53, 72, 73, 92, 93) aufweisen, der in tangentialer Richtung vorsteht, wobei sich der Vorsprung (32, 33, 52, 53, 72, 73, 92, 93) radial außerhalb der Erfassungsposition befindet.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Vorsprünge (52, 53) eine sich verjüngende Form aufweisen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Ecke (74, 94) an einer Basis der Vorsprünge (72, 73, 92, 93) eine runde Form aufweist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein konkaver Abschnitt (94), der von dem bestimmten Spalt (84) weg ausgespart ist, an den Endabschnitten (23, 24, 46, 47, 66, 67, 86, 87, 106, 107, 146, 147, 166, 167)der magnetischen Körper (21, 22, 42, 43, 62, 63, 82, 83, 102, 103, 142, 143, 162, 163) benachbart zu einer Basis der Vorsprünge (92, 93) ausgebildet ist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der magnetische Abschnitt (13, 41, 61, 81, 101, 141, 161) eine Vielzahl von magnetischen Körpern (102, 103) umfasst, der bestimmte Spalt (104) zwischen zwei Endabschnitten (106, 107) der magnetischen Körper (102, 103) ausgebildet ist, und die Endabschnitte (106, 107) der magnetischen Körper (102, 103) so ausgebildet sind, dass sie von einer radial inneren Seite zu einer radial äußeren Seite zueinander vorstehen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend: eine Drehwinkelberechnungseinheit (29, 122), die den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) berechnet, wobei ein Drehwinkelbereich des rotierenden Körpers (11) in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt ist, und die Drehwinkelberechnungseinheit (29, 122) konfiguriert ist, einen Erfassungswert der magnetischen Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266), der der tangentialen Magnetflusskomponente entspricht, zu verwenden, um zu bestimmen, ob der Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) in den ersten Bereich oder in den zweiten Bereich fällt, und einen Erfassungswert der magnetischen Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266), der der radialen Magnetflusskomponente entspricht, zu verwenden, um den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) zu berechnen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Magnet (12) eine Vielzahl von bogenförmigen Magnetabschnitten (15, 16) oder ein Ringmagnet (12) ist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die magnetische Erfassungseinheit (201, 251) ein erstes Erfassungselement (27), das die radiale Magnetflusskomponente des Magnetfelds an der Erfassungsstelle erfasst, ein zweites Erfassungselement (28), das die tangentiale Magnetflusskomponente des Magnetfelds an der Erfassungsstelle erfasst, und ein drittes Erfassungselement (203, 253), das eine Magnetflusskomponente des Magnetfelds an der Erfassungsstelle mit vorbestimmter Richtung erfasst, umfasst, und die Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) ferner aufweist: eine Verschlechterungskorrektureinheit (205), die einen Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) auf der Grundlage eines Erfassungswerts des dritten Erfassungselements (203, 253), der nicht zur Drehwinkelberechnung verwendet wird, korrigiert, so dass Abweichungen aufgrund von Alterungsverschlechterung verringert sind, und eine Drehwinkelberechnungseinheit (206, 221, 231, 241), die den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) auf der Grundlage zumindest des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) berechnet.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das dritte Erfassungselement (203, 253) die gleiche Elementkonfiguration wie das erste Erfassungselement (27) besitzt, und die Verschlechterungskorrektureinheit (205) umfasst: eine Kennlinienprüfeinheit (211), die konfiguriert ist, einen vorbestimmten Magnetfluss an das dritte Erfassungselement (203, 253) anzulegen; eine Referenzeinheit (212), die einen Erfassungswert des dritten Erfassungselements (203, 253) speichert, wenn der vorbestimmte Magnetfluss während einer anfänglichen Gebrauchsdauer der Verwendung als Referenzwert angelegt wird; eine Differenzberechnungseinheit (213), die eine Differenz zwischen dem Erfassungswert des dritten Erfassungselements (203, 253) und dem Referenzwert berechnet, wenn der vorbestimmte Magnetfluss nach der Alterung angelegt wird; und eine Korrekturbetriebseinheit (214), die den Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) auf der Grundlage der Differenz korrigiert, so dass Abweichungen aufgrund von Alterungsverschlechterung verringert sind.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Drehwinkel-Berechnungseinheit (231) unter der Annahme, dass die radiale Magnetflusskomponente Bx und die tangentiale Magnetflusskomponente By ist, konfiguriert ist, um: unter Verwendung einer Gleichung von „Bx^2 + By^2 = 1“ eine Größe eines korrigierten Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28) auf der Grundlage des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) zu berechnen, unter Verwendung des Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28) zu bestimmen, ob der korrigierte Erfassungswert des zweiten Erfassungselements (28) positiv oder negativ ist, und den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) unter Verwendung des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) und des korrigierten Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28) zu berechnen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein Drehwinkelbereich des rotierenden Körpers (11) in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt ist, und die Drehwinkel-Berechnungseinheit (221) konfiguriert ist, den Erfassungswert des zweiten Erfassungselements (28) zu verwenden, um zu bestimmen, ob der Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) in den ersten Bereich oder den zweiten Bereich fällt, und um den Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) zu verwenden, um den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) zu berechnen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Drehwinkel-Berechnungseinheit (241) konfiguriert ist, den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) unter Verwendung des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) und eines Werts zu berechnen, der durch Verschiebung der Phase des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) um 90° erhalten wird.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei die Kennlinienprüfeinheit (211) einen Induktor (215) enthält.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das dritte Erfassungselement (253) parallel zum ersten Erfassungselement (27) angeordnet ist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das dritte Erfassungselement (203) so angeordnet ist, dass es eine Magnetflusskomponente in einer Richtung senkrecht zur tangentialen Richtung und zur radialen Richtung erfasst.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die magnetische Erfassungseinheit (14, 121, 201, 251, 266) innerhalb des durch den Magneten (12) erzeugten Magnetfeldes angeordnet ist, umfassend einem ersten Erfassungselement (27), das eine Magnetflusskomponente des Magnetfeldes in der radialen Richtung an einer Anordnungsstelle erfasst, einem zweiten Erfassungselement (28), das eine Magnetflusskomponente des Magnetfeldes in der tangentialen Richtung an der Anordnungsstelle erfasst, und einem dritten Erfassungselement (203, 253), das eine Magnetflusskomponente des Magnetfeldes in einer vorbestimmten Richtung an der Anordnungsstelle erfasst; eine Verschlechterungskorrektureinheit (205) einen Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) auf der Grundlage eines Erfassungswerts des dritten Erfassungselements (203, 253), der nicht zur Drehwinkelberechnung verwendet wird, korrigiert, so dass Abweichungen aufgrund von Alterungsverschlechterung verringert werden, und eine Drehwinkelberechnungseinheit (29, 122, 206, 221, 231, 241) den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) auf der Grundlage zumindest des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) berechnet.
Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 17, wobei das dritte Erfassungselement (203, 253) dieselbe Elementkonfiguration wie das erste Erfassungselement (27) hat, und die Verschlechterungskorrektureinheit (205) umfasst: eine Kennlinienprüfeinheit (211), die konfiguriert ist, einen vorbestimmten Magnetfluss an das dritte Erfassungselement (203, 253) anzulegen; eine Referenzeinheit (212), die einen Erfassungswert des dritten Erfassungselements (203, 253) speichert, wenn der vorbestimmte Magnetfluss während einer anfänglichen Gebrauchsdauer als Referenzwert angelegt wird; eine Differenzberechnungseinheit (213), die eine Differenz zwischen dem Erfassungswert des dritten Erfassungselements (203, 253) und dem Referenzwert berechnet, wenn der vorbestimmte Magnetfluss nach der Alterung angelegt wird; und eine Korrekturbetriebseinheit (214), die den Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) auf der Grundlage der Differenz korrigiert, so dass Abweichungen aufgrund von Alterungsverschlechterung verringert werden.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 17 oder 18, wobei unter der Annahme, dass die radiale Magnetflusskomponente Bx und die tangentiale Magnetflusskomponente By ist, die Drehwinkel-Berechnungseinheit (231) konfiguriert ist, um: unter Verwendung einer Gleichung von „Bx^2 + By^2 = 1“, eine Größe eines korrigierten Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28) auf der Grundlage des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) zu berechnen, unter Verwendung des Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28), zu bestimmen, ob der korrigierte Erfassungswert des zweiten Erfassungselements (28) positiv oder negativ ist, und unter Verwendung des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) und des korrigierten Erfassungswerts des zweiten Erfassungselements (28), Drehwinkels des rotierenden Körpers (11) zu berechnen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei ein Drehwinkelbereich des rotierenden Körpers (11) in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt ist, und die Drehwinkel-Berechnungseinheit (221) konfiguriert ist, um den Erfassungswert des zweiten Erfassungselements (28) zu verwenden, um zu bestimmen, ob der Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) in den ersten Bereich oder den zweiten Bereich fällt, und um den Erfassungswert des ersten Erfassungselements (27) zu verwenden, um den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) zu berechnen.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Drehwinkel-Berechnungseinheit (241) so konfiguriert ist, dass sie den Drehwinkel des rotierenden Körpers (11) unter Verwendung des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) und eines Werts berechnet, der durch Verschiebung der Phase des korrigierten Erfassungswerts des ersten Erfassungselements (27) um 90° erhalten wird.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 18, wobei die Einheit für die Kennlinienprüfeinheit (211) einen Induktor (215) enthält.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei das dritte Erfassungselement (253) parallel zum ersten Erfassungselement (27) angeordnet ist.
Drehwinkelerfassungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei das dritte Erfassungselement (203) so angeordnet ist, dass es eine Magnetflusskomponente in einer Richtung orthogonal zu der radialen Richtung und der tangentialen Richtung erfasst.