专利名称：旋转角度检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及主要用于机动车的转向装置的旋转角度检测等的旋转角度 检测装置。
背景技术：
近年来，在机动车的高功能化的进展中，使用各种旋转角度检测装置 检测转向装置的旋转角度、使用检测出的旋转角度进行各种控制的机动车不断增加。对于这样现有的旋转角度检测装置，使用图5、图6A、图6B 进行说明。图5是现有的旋转角度检测装置的分解立体图。在旋转体1的侧面外 周形成有正齿轮部1A。在旋转体1的中央部设有插通的转向装置(未图示) 的轴的孔，在旋转体1的内周设有与转向装置的轴配合的配合部1B。在第 1检测体2的侧面外周形成有正齿轮部2A。另外在第2检测体3的侧面外 周形成有齿数与正齿轮部2A不同的正齿轮部3A。正齿轮部2A与正齿轮 部1A啮合，并且与正齿轮部3A啮合。配线基板4大致平行地配置在第1检测体2、第2检测体3的上方。 在配线基板4的上下面上形成有多个配线图形(未图示)，并且分别装i殳 有磁检测元件5B、 6B。磁检测元件5B被装设在与装设在第1检测体2的 中央的磁铁5A相对的位置，磁检测元件6B被装设在与装设在第2检测体 3的中央的磁铁6A相对的位置。磁铁5A和磁检测元件5B构成第1检测 部，磁铁6A和磁检测元件6B构成第2检测部。另外在配线基板4上通过 微型机等电子部件形成有与磁检测元件5B、 6B连接的控制部7。大致箱型的壳体8为绝缘树脂制。在设置在壳体8上的筒部8A的内周，能够旋转地保持着设置在旋转体l的下面的筒部ic。另外在设置在壳 体8上的轴部8B上，能够旋转地保持着第1检测体2的中央。同样，在 轴部8C上，能够旋转地保持着第2检测体3的中央。这样构成的旋转角度检测装置的控制部7，经由连接器、导线(未图 示)等，连接在机动车的电子电路(未图示)上。另外，插通于旋转体1 的中央部的孔的转向装置的轴与配合部1B配合，旋转角度检测装置被装 设在机动车上。这样的旋转角度检测装置在例如日本特开2006-258625号 公报中有所公开。在上面的结构中，当旋转转向装置时，旋转体1旋转，与此相联动、 第1检测体2旋转。另外与第1检测体2相联动，第2检测体3旋转。因 此，装设在它们的中央的磁铁5A、 6A也旋转。磁检测元件5B、 6B分别 检测磁铁5A、 6A的磁力的变化，作为检测信号输出。在这里正齿轮部2A 的齿数与正齿轮部3A的齿数不同，所以第1检测体2的转速与第2检测 体3的转速不同。其结果，来自i兹检测元件5B的数据波形与来自》兹检测 元件6B的数据波形周期不同。因此它们成为相位偏移的检测信号。然后，控制部7才艮据来自》兹检测元件5B、 6B的两个不同的检测信号 与正齿轮部2A、 3A的各自的齿数，进行规定的运算，检测旋转体l的旋 转角度。该旋转角度相当于转向装置的旋转角度。该检测结果向机动车的 电子电路输出，进行车辆的各种控制。在上述的旋转角度检测装置中，如图6A的概略俯视图所示，在旋转 体1的筒部1C的外周与壳体8的筒部8A的内周之间，以旋转体1能够旋 转的方式设有某程度的间隙。该间隙为O.lmm以下的很小的量。在例如使转向装置向左方开始旋转时，旋转体1通过转向装置的轴和 配合在其上的配合部1B开始旋转。在该旋转刚开始后，如图6B所示，旋 转体l向左方移动上述间隙的量。因此，在筒部1C的外周左侧与筒部8A 的内周左侧接触后，旋转体1的旋转传到第1检测体2。即，在使转向装置旋转刚开始后，旋转体1旋转了从点C到点Cl的 角度量，但旋转体1与第1检测体2啮合的点D没有变化。即，在旋转体1旋转了从点C到点Cl的量的角度之后，第1检测体2才开始旋转。因 此，虽然很小，但在旋转体1旋转之后，第1检测体2延迟了筒部1C与 筒部8A的间隙的量才旋转。因此在现有的旋转角度检测装置中，旋转角 度的检测存在很小的误差。发明内容本发明是能够以简单的结构可靠地检测旋转角度的旋转角度检测装 置。本发明的旋转角度检测装置，具有旋转体、第1检测体、第l检测 部、笫2检测体、第2检测部、辅助检测体、辅助检测部和控制部。第l 检测体与旋转体联动地旋转，第l检测部检测第l检测体的旋转。第2检 测体与第l检测体联动，以与第l检测体不同的转速旋转。第2检测部检 测第2检测体的旋转。辅助检测体，在相对于旋转体的旋转轴与第l检测 体对称的位置与旋转体配合。辅助检测部检测辅助检测体的旋转。控制部 基于来自第1检测部的检测信号、来自第2检测部的检测信号和来自辅助 检测部的检测信号检测旋转体的旋转角度。在该结构中，即便在从旋转体开始旋转到第l检测体开始旋转的期间， 辅助检测体也与旋转体联动地旋转。因此，通过控制部检测辅助检测体的 旋转，就能够以简单的结构即使在旋转体的旋转刚开始后也能没有误差地 可靠地检测旋转角度。
图1是本发明的实施方式所涉及的旋转角度检测装置的分解立体图。图2A、图2B是图1所示的旋转角度检测装置的概略俯视图。图3是本发明的实施方式所涉及的其他旋转角度检测装置的分解立体图。图4是本发明的实施方式所涉及的又一其他旋转角度检测装置的分解 立体图。图5是现有的旋转角度检测装置的分解立体图。图6A、图6B是图5所示的旋转角度检测装置的概略俯视图。
具体实施方式
图1是本发明的实施方式所涉及的旋转角度检测装置的分解立体图。 该旋转角度检测装置具有旋转体ll,第1检测体32，第2检测体33， 辅助检测体IO，磁铁35A、 36A、 15A，磁检测元件35B、 36B、 15B和控 制部17。旋转体11为绝缘树脂或金属制，在其侧面外周形成有正齿轮部IIA。 另外在旋转体ll的中央部设有插通转向装置(未图示)的轴的孔，在旋转 体11的内周设有与转向装置的轴配合的配合部IIB。在第1检测体32的侧面外周形成有正齿轮部32A。在第2检测体33 的侧面外周形成有齿数与正齿轮部32A不同的正齿轮部33A。正齿轮部 32A与正齿轮部IIA啮合，并且与正齿轮部33A啮合。因此，笫1检测体 32与旋转体11相联动地旋转。另外第2检测体33与第1检测体32相联 动、以与第1检测体32不同的转速旋转。在第1检测体32的中央通过嵌 件成形等装设有磁铁35A，在第2检测体33的中央装设有磁铁36A。在辅助检测体10的侧面外周形成有正齿轮部IOA。正齿轮部IOA，在 相对于旋转体11的旋转轴与第1检测体32对称的位置，与旋转体11的正 齿轮部11A配合。在辅助检测体10的中央装设有磁铁15A。另外，这些齿轮的直径以及齿数设定为旋转体11最大，例如第2 检测体33与辅助检测体10相同，第l检测体32在它们中最小。作为具体 例子，设为旋转体11的齿数为87,第1检测体32的齿数为29，第2 检测体33与辅助检测体10的齿数为30。另外，配线基板14A大致平行地配置在第1检测体32、第2检测体 33的上方。配线14aL 14B同样大致平行地配置在辅助检测体10的上方。 在配线基板14A、 14B的上下面上形成有多个配线图形(未图示)。在配 线基板14A的与磁铁35A、 36A相对的位置分别装设有各向异性磁阻 (AMR)元件等磁检测元件35B、 36B。另外在配线14ai 14B的与磁铁15A相对的位置装设有磁检测元件15B。这样相对的磁铁35A与磁检测元件35B构成检测第1检测体32的旋 转的第1检测部。同样磁铁36A与磁检测元件36B构成检测第2检测体 33的旋转的第2检测部。另外，磁铁15A与磁检测元件15B构成检测辅 助检测体10的3走转的辅助检测部。控制部17由微型机等电子部件构成，设置在配线M 14A上。控制 部17经由配线图形、配线片16与/P兹检测元件35B、 36B、 15B连接。大致箱型的壳体18为绝缘树脂制。在设置在壳体18上的筒部18A的 内周，能够旋转地保持着设置在旋转体11的下面上的筒部11C。另外在设 置在壳体18上的轴部18B上，能够旋转地保持着第l检测体32的中央。 同样，在轴部18C上，能够旋转地保持着第2检测体33的中央。并且， 在轴部18D上，能够旋转地保持着辅助检测体10的中央。这样，壳体18 将旋转体ll、第1检测体32、第2检测体33、辅助检测体10能够旋转地 加以保持。这样构成的旋转角度检测装置的控制部17，经由连接器、导线(未图 示)等，连接在机动车的电子电路(未图示)上。另外，插通于旋转体ll 的中央部的孔的转向装置的轴，与配合部11B配合地装设在机动车上。在上述结构中，在使转向装置旋转时，旋转体ll旋转，与此相联动， 第1检测体32和辅助检测体10旋转。另外与第1检测体32相联动，第2 检测体33旋转。因此，装设在它们的中央的磁铁35A、 36A、 15A也旋转。 磁检测元件35B、 36B、 15B检测磁铁35A、 36A、 15A的磁力的变化，输 出检测信号。在这里正齿轮部32A的齿数与正齿轮部33A的齿数不同，所以第1检 测体32的转速与第2检测体33的转速不同。其结果，磁检测元件35B的 数据波形与》兹检测元件36B的数据波形周期不同。因此这些信号成为相位 偏移的检测信号。然后，控制部17根据来自磁检测元件35B、 36B的两个不同的检测信 号与正齿轮部32A、 33A的各自的齿数，进行规定的运算，检测旋转体ll的旋转角度。该旋转角度相当于转向装置的旋转角度。该检测结果向机动车的电子电路输出，进行车辆的各种控制。这样控制部17中的使用相位不 同的两个检测信号的运算方法，在例如美国专利第6870470号公报中有所 公开。另夕卜，此时如图2A的概略俯视图所示，在旋转体11的筒部11C的外 周与壳体18的筒部18A的内周之间，以旋转体ll能够旋转的方式设有某 程度的间隙。该间隙为O.lmm以下的很小的量。在例如使转向装置向左方旋转刚开始后，如图2B所示，经由转向装 置的轴和与其配合的配合部11B而旋转的旋转体11向左方移动上述间隙 的量。因此，在筒部IIC的外周左侧与筒部18A的内周左侧接触之后，旋 转体11的旋转传到第1检测体32。即，在转向装置旋转刚开始后，旋转体ll旋转，然后稍有延迟地第l 检测体32开始旋转。即，在旋转体11旋转后，第1检测体32延迟了筒部 11C与筒部18A的间隙的量后旋转。此时，啮合在旋转体11的与第1检 测体32对称的位置的辅助检测体10，不延迟于旋转体ll，而与旋转体ll 联动地同时旋转。即，在转向装置旋转刚开始之后，旋转体11旋转了从点A到点Al的 量，与此相对，旋转体11与第1检测体32啮合的点B没有变化，第1检 测体32延迟了从点A到点Al的量的角度之后才旋转。另一方面，辅助检 测体10与旋转体11联动，旋转了从点A到点A2的量的角度。因此，在转向装置旋转刚开始后的从旋转体11旋转到第1检测体32 开始旋转旋转的期间内，仅从与辅助检测体10相对的磁检测元件15B向 控制部17输入检测信号。然后，稍微延迟地输入来自磁检测元件"B、 MB 的检测信号。并且，由于辅助检测体10的齿数与第2检测体33的齿数相同，所以 来自磁检测元件15B、 36B的检测信号的数据波形的周期相同。第l检测 体32齿数与它们不同，转速也不同，所以来自磁检测元件35B的检测信 号的周期与它们不同，相位偏移。于是如上所述，在仅从磁检测元件15B向控制部l7输入检测信号的期间，控制部17通过来自磁检测元件15B的 检测信号检测旋转体11的旋转角度。然后，第1检测体32和第2检测体33也旋转。这样，在来自磁检测 元件35B、 36B的检测信号也被输入控制部17时，控制部17根据这三个 不同的检测信号和各自的齿数，进行规定的运算，检测旋转体ll的旋转角 度。旋转体ll的旋转角度相当于转向装置的旋转角度。另外，优选控制部17将来自磁检测元件35B的检测信号与来自磁检 测元件15B的检测信号相比较。而且，优选控制部17将作为旋转角度较 大的检测信号判定为没有转向装置旋转刚开始后的延迟的信号。控制部17 通过该检测信号和来自第2检测部的磁检测元件36B的检测信号检测旋转 角度，将该检测出的旋转角度向机动车的电子电路输出，进行车辆的各种 控制。如上所述，在本实施方式中，在相对于旋转体ll的旋转轴与第l检测 体32对称的位置，辅助检测体10与旋转体11配合。并且控制部17检测 来自构成辅助检测部的磁检测元件15B的检测信号。控制部17，通过这样 简单的结构，即便在从旋转体ll旋转到第l检测体32开始旋转的期间的、 转向装置旋转刚开始后，也能没有误差地可靠地检测旋转角度。即，控制 部17基于来自第1检测部的检测信号、来自第2检测部的检测信号和来自 辅助检测部的检测信号检测旋转体11的旋转角度。而且，优选控制部17将来自构成第1检测部的磁检测元件35B的检 测信号与来自构成辅助检测部的磁检测元件15B的检测信号相比较。在第 1检测体32和辅助检测体10中一方旋转、另一方不旋转时，控制部17使 用旋转一方的检测信号检测旋转角度。即，控制部17，在第l检测部和辅 助检测部中仅有一方输出检测信号时，基于所输出的检测信号检测旋转体 ll的旋转角度。然后在双方都旋转时，使用作为旋转角度较大一方的检测 信号检测旋转角度。通过这样，能够没有误差地检测旋转角度。并且，有时会在来自磁检测元件35B的检测信号与来自磁检测元件 15B的检测信号之间作为旋转角度产生规定大小以上的差。例如在所检测出的各检测信号的作为旋转角度的差与旋转体11的旋转角度相比偏移3 度时，控制部17判断为在某一个检测体或者检测部的至少某一个之上产生 了破损等异常。然后将该信息向车辆的电子电路传递。由此，能够更加没 有误差地向车辆的电子电路传递可靠的旋转角度。另外，说明了第2检测体33的齿数与辅助检测体10的齿数相同、这 两个检测体以相同转速旋转的情况，但本发明还能够构成为这两个检测体 以不同速度旋转。然而，在以相同转速旋转的结构下，控制部17进行的处 理变得简单。在上面的说明中，对将第l检测体32、第2检测体33、辅助检测体 10相对于旋转体11水平地配置、使各自的侧面外周的齿轮部啮合的结构 进行了说明。即，旋转体ll、第1检测体32、第2检测体33、辅助检测 体10各自的旋转轴互相平行。然而，本发明并不局限于该结构。下面，使 用图3、图4对不同的结构例进行说明。图3、图4分别是本发明的实施方 式所涉及的其他旋转角度检测装置的分解立体图。在图3所示的构造中，在旋转体21的侧面外周与下面外周形成有齿轮 部。而且在旋转体21的下面的齿轮部上啮合有第l检测体22。而且在第1 检测体22上啮合有第2检测体23。在相对于旋转体21的旋转轴与第1检 测体22对称的位置，在旋转体21的侧面的齿轮部上，啮合有辅助检测体 10。即，在该结构中，旋转体21、辅助检测体10各自的旋转轴互相平行， 第1检测体22、第2检测体23各自的旋转轴互相平行，并且与旋转体21 的旋转轴大致垂直。在这样的结构中，也能够实施本发明。另外在图4所示的构造中，在旋转体31的下面外周形成有齿轮部。在 该齿轮部上啮合有第1检测体22。而且在第1检测体22上啮合有第2检 测体23。进而，在相对于旋转体31的旋转轴与第1检测体22对称的位置， 在旋转体31的下面的齿轮部上，啮合有辅助检测体30。即，在该结构中， 第1检测体22、第2检测体23、辅助检测体30各自的旋转轴互相平行， 并且与旋转体31的旋转轴大致垂直。这样的结构也可以。若使用形成了锥齿轮的旋转体，则还能够构成为旋转体的旋转轴与第l检测体、第2检测体、辅助检测体的旋转轴成0。以外的角度。这样，能 够构成为，第1检测体、第2检测体、辅助检测体各自的旋转轴中的至少 一个与旋转体的旋转轴成O。以外的角度。另外，在上面的说明中，对于使旋转体ll、 21、 31与各检测体的齿轮 部啮合、互相联动旋转的结构进行了说明，但本发明并不局限于此。除了 齿轮部以外将能够传递旋转的凹凸部、高摩擦部等形成在旋转体、检测体 的外周、由此互相联动旋转的结构，也能够实施本发明。如上所述本发明所涉及的旋转角度检测装置，能够以简单的结构可靠 地检测旋转角度。因此，主要在机动车的转向装置的旋转角度检测等中大 有用处。
权利要求
1.一种旋转角度检测装置，具有旋转体；与所述旋转体联动地旋转的第1检测体；检测所述第1检测体的旋转的第1检测部；与所述第1检测体联动、以与所述第1检测体不同的转速旋转的第2检测体；检测所述第2检测体的旋转的第2检测部；在与所述第1检测体相对于所述旋转体的旋转轴对称的位置与所述旋转体配合的辅助检测体；检测所述辅助检测体的旋转的辅助检测部；和基于来自所述第1检测部的检测信号、来自所述第2检测部的检测信号和来自辅助检测部的检测信号检测所述旋转体的旋转角度的控制部。
2. 如权利要求l所述的旋转角度检测装置，其中，所述控制部，在 所述第l检测部和所述辅助检测部中仅有一方输出检测信号时，基于输出 的检测信号检测所述旋转体的旋转角度。
3. 如权利要求l所述的旋转角度检测装置，其中，所述第2检测体 与所述辅助检测体以相同转速旋转。
4. 如权利要求l所述的旋转角度检测装置，其中，所述控制部对来 自所述辅助检测部的检测信号和来自所述第1检测部的检测信号进行比 较。
5. 如权利要求4所述的旋转角度检测装置，其中，所述控制部采用 来自所述辅助检测部的检测信号和来自所述第1检测部的检测信号中的作为旋转角度较大的一方检测旋转角度。
6. 如权利要求4所述的旋转角度检测装置，其中，所述控制部，在 来自所述辅助检测部的检测信号与来自所述第1检测部的检测信号的差作 为旋转角度为规定值以上时，判断为所述第l检测体、所述辅助检测体、所述第l检测部、所述辅助检测部中的至少一个产生了异常。
7. 如权利要求l所述的旋转角度检测装置，其中，所述旋转体、所 述第1检须'J体、所述第2检测体、所述辅助检测体各自的旋转轴互相平行。
8. 如权利要求1所述的旋转角度检测装置，其中，所述第1检测体、 所述第2检测体、所述辅助检测体各自的旋转轴中的至少一个与所述旋转 体的旋转轴成0。以外的角度。
9. 如权利要求8所述的旋转角度检测装置，其中，所述第1检测体、 所述第2检测体、所述辅助检测体各自的旋转轴中的至少一个与所述旋转 体的旋转轴垂直。
全文摘要
本发明涉及旋转角度检测装置。该装置具有旋转体、第1检测体、第1检测部、第2检测体、第2检测部、辅助检测体、辅助检测部和控制部。第1检测体与旋转体联动地旋转，第1检测部检测第1检测体的旋转。第2检测体与第1检测体联动，以与第1检测体不同的转速旋转。第2检测部检测第2检测体的旋转。辅助检测体，在相对于旋转体的旋转轴与第1检测体对称的位置配合在旋转体上。辅助检测部检测辅助检测体的旋转。控制部基于来自第1检测部的检测信号、来自第2检测部的检测信号和来自辅助检测部的检测信号检测旋转体的旋转角度。
文档编号B62D15/00GK101279612SQ20081009079
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者冈田真由子, 太田保, 白发升三, 野田宏充 申请人:松下电器产业株式会社