专利名称：绝对角检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绝对角检测装置，尤其涉及检测多周旋转体的绝对角的绝对角检测装置。
背景技术：
以往，已知有在汽车的转向轴和车体之间设置绝对角检测装置，基于用绝对角检测装置检测出的方向盘的旋转角度、转向速度及转向方向等，进行悬架系的衰减力控制、自动变速的移位控制、以及四轮转向车的后轮的转向控制等的技术。转向轴是以从中间位置向右方向和左方向可分别旋转2至3圈的方式构成的多周旋转体，所以在其旋转角度等的检测中，需要能够检测1圈以上的绝对角的绝对角检测装置。
作为以一定的分辨率检测绝对角的装置，以往，已知有采用BCD代码的装置、采用M系列代码的装置及采用格雷码的装置等，但是，其中采用格雷码的装置，由于连锁的格雷码的各步(step)前后的位变化始终在1处发生，因此不需要读取用的定时脉冲，并且有利于高分辨率化，被广泛应用(例如，参照专利文献1)。
可是，在汽车用的绝对角检测装置中，通常将转向轴的可能角度(例如，±720度～±1080度)分割成称为区段(sector)的固定角度范围，在各区段内按一定分辨率分配格雷码。此外，各区段的识别是，由于能够检测1周转以上的区段，所以具有用检测元件检测经齿轮组等减速机构与转向轴连结的转盘的旋转的识别，或者在与转向轴连结的转盘上形成与该旋转中心同心的涡旋状的槽，在该槽内插入线型或旋转型的位置检测装置的致动器的顶端部，将转盘的的旋转转换成致动器的变位量的识别等。
专利文献1特开2000-28396号公报(图1～图4)但是，在组合齿轮组或涡旋状的槽和调节器等的机械式减速机构中，由于不能完全消除齿隙等，所以在具备这样的机械式减速机构的区段识别机构中，在检测区段内的角度的数字码和表示区段的数字码的切换定时产生偏差，且在将齿隙等造成的区段的检测误差设定为m、减速机构的减速比设定为n时，在各区段的边界该偏差量α成为α＝±m·n，减速比越大，即检测角度范围越宽，该偏差量α越大，存在不能正确检测多周旋转体的旋转角度的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术的问题而提出的，其目的在于提供一种能够正确地检测多周旋转体的旋转角度的绝对角检测装置。
本发明的绝对角检测装置的结构是，具备第1转盘，被保持在进行多周旋转的旋转体上；第1代码图形串，设在第1转盘的圆周上；第1检测元件组，由与第1代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第2转盘，在旋转体上通过减速机构进行减速旋转；第2代码图形串及第3代码图形串，设在第2转盘的不同的圆周上；第2检测元件组，由与第2代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第3检测元件组，由与第3代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；以及多个区段，将旋转体的角度检测范围等分割而形成；并且，具有角度检测用格雷码串，由从第1检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于按希望的分辨率检测多个区段的各区段内的旋转角度；区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串，由从第2检测元件组及第3检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于识别各区段；角度检测用格雷码串的结构是，具有在各区段内对每步分别变化1位，并且各区段内的最初和最后的代码变化1位的关系，并且，各区段内的代码对于各规定数的步分别偏移1位，并且，各区段内的相同位置的步的代码是相同的；区段识别用第1代码串中，在通过减速机构产生的、与角度检测用格雷码串的代码的最大偏移角度设为α时，对1个代码分配的角度β为β＝n·α，所述区段识别用第1代码串的步数是所述多个区段的总数以上的数；区段识别用第2代码串中，对1个代码分配的角度γ为γ＝m·α，并且γ≤1·β，区段识别用第2代码串的步数是多个区段的总数以下的数；区段识别用的第1代码串及第2代码串，具有在邻接的各步间代码分别变化1位的格雷码而构成；各区段的切换部和构成区段识别用第1代码的步的切换部的相对角度差，及各区段的切换部和构成区段识别用第2代码的各步的切换部的相对角度差，设定为将α和0以上的整数相乘的值；其中，n为3以上的自然数，m为3以上的自然数，1为1～4的整数。
根据上述构成，具有以下所示的效果。
首先，在正确检测出角度检测用格雷码串以及区段识别用的第1代码串及第2代码串的各位的情况下，只要角度检测用格雷码串的代码和区段识别用第1代码串的代码位于最大偏移角度α的范围内，就能通过这些角度检测用格雷码串和区段识别用第1代码串的各代码的组合，正确检测多周旋转体的旋转角度。
此外，当在角度检测用格雷码串中发生了1位的输出错误时，在正确进行预置(initialization)后发生输出误差的情况下，只要经常检验角度检测用格雷码串的连续性，即格雷码串每次变化1位的连续性，就能检测输出错误。可是，在预置结束之前，在第1检测元件组的检测元件中的一个发生故障等，从而在角度检测用格雷码串中产生1位错误的情况下，能够防止在较大的角度范围内连续地误检测角度。虽然随角度检测用格雷码串的代码的位数和冗余位等不同，但是，例如在1区段为360度、分辨率为1.5度的10位格雷码的情况下，在相当于1～2步(1.5～3.0度)的旋转区域，能够检验输出错误的有无。
此外，在预置结束之前，在区段识别用第1代码串发生1位的输出错误的情况下，在被检测的角度检测用格雷码作为属于与本应成为检测对象的区段相邻接的区段的角度而误检测出的时候，通过对照区段识别用第1代码串及角度检测用格雷码串的各代码，能够正确地检测多周旋转体的旋转角度，另外，在被检测的角度检测用格雷码串的代码作为属于与本应成为检测对象的区段相邻接的区段以外的区段的角度而误检测出的时候，通过对照区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串的各代码，能够确认不是应有的区段识别用第1代码串的代码和区段识别用第2代码串的代码的组合，由此能够检测输出错误。如果，在预置结束之前，在区段识别用第1代码串中发生1位的输出错误的情况下，如果不确认区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串的各代码的组合是不是本来应有的组合，就不能检测输出错误，就会将错误的输出代码识别为正确的输出代码，该错误的状态会维持1个区段以上。
此外，根据本发明的绝对角检测装置，最好是，将1区段设为360度，将旋转体的旋转角检测范围设为±3周转，将允许偏移角度α设为45度，第1区段识别用代码串每旋转135度就切换步，并且，第2区段识别用代码串每旋转540度就切换步。
根据上述构成，由于能够在±3周转的范围内检测多周旋转体的绝对角度，此外，即使在设置了具有几十分之一的减速比的大的减速机构的情况下，也能够消除减速机构的齿隙的影响，所以也能够用作在汽车中进行悬架系的衰减力控制、自动变速的移位控制、以及四轮转向车中的后轮的转向控制的车载用的绝对角检测装置。
本发明的绝对角检测装置，具备第1转盘，被保持在进行多周旋转的旋转体上；第1代码图形串，设在第1转盘的圆周上；第1检测元件组，由与第1代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第2转盘，在旋转体上通过减速机构进行减速旋转；第2代码图形串及第3代码图形串，设在第2转盘的不同的圆周上；第2检测元件组，由与第2代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第3检测元件组，由与第3代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；以及多个区段，将旋转体的角度检测范围等分割而形成；并且，具有角度检测用格雷码串，由从第1检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于按希望的分辨率检测多个区段的各区段内的旋转角度；区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串，由从第2检测元件组及第3检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于识别各区段；角度检测用格雷码串的结构是，具有在各区段内对每步分别变化1位，并且各区段内的最初和最后的代码变化1位的关系，并且，各区段内的代码对于各规定数的步分别偏移1位，并且，各区段内的相同位置的步的代码是相同的；区段识别用第1代码串中，在通过减速机构产生的、与角度检测用格雷码串的代码的最大偏移角度设为α时，对1个代码分配的角度β为β＝n·α，所述区段识别用第1代码串的步数是所述多个区段的总数以上的数；区段识别用第2代码串中，对1个代码分配的角度γ为γ＝m·α，并且γ≤1·β，区段识别用第2代码串的步数是多个区段的总数以下的数；区段识别用的第1代码串及第2代码串，具有在邻接的各步间代码分别变化1位的格雷码而构成；各区段的切换部和构成区段识别用第1代码的步的切换部的相对角度差，及各区段的切换部和构成区段识别用第2代码的各步的切换部的相对角度差，设定为将α和0以上的整数相乘的值；其中，n为3以上的自然数，m为3以上的自然数，1为1～4的整数。所以只要角度检测用格雷码串的代码和第1区段识别代码串的代码的偏移角度在允许偏移角度±α的范围内，就能够通过对照上述角度检测用格雷码串及第1区段识别代码串的各代码，正确地检测多周旋转体的旋转角度。
图1是实施方式涉及的绝对角检测装置的分解立体图。
图2是实施方式涉及的第1转盘的后视图。
图3是表示实施方式涉及的行星齿轮、内齿轮和第2转盘的连结状态的壳体的内视图。
图4是表示实施方式涉及的第1转盘、第2转盘以及检测元件组的组装状态的说明图。
图5是表示从实施方式涉及的绝对角检测装置的第1检测元件组输出的角度检测用格雷码的图表。
图6是表示从实施方式涉及的绝对角检测装置的第1至第3检测元件组输出的各格雷码的相关关系的图表。
符号说明3 第1转盘4 第2转盘7a～7j、8a～8d、9a、9b 检测元件10 行星齿轮(减速机构)16 内齿轮(减速机构)34 第1代码图形串43 第2代码图形串45 第3代码图形串具体实施方式
以下，参照图1至图6说明本发明涉及的绝对角检测装置的一例。图1是实施方式涉及的绝对角检测装置的分解立体图，图2是实施方式涉及的第1转盘的后视图，图3是表示实施方式涉及的行星齿轮、内齿轮和第2转盘的连结状态的壳体的内视图，图4是表示实施方式涉及的第1转盘、第2转盘以及检测元件组的组装状态的说明图，图5是表示从实施方式涉及的绝对角检测装置的第1检测元件组输出的角度检测用格雷码的图表，图6是表示从实施方式涉及的绝对角检测装置的第1至第3检测元件组输出的各格雷码的相关关系的图表。
如图1所示，本例的绝对角检测装置的主要结构包括壳体1；盖2；第1转盘3及第2转盘4，它们可旋转地收纳在通过组合壳体1和盖2而构成的外壳内，可相互旋转自由，并且如图4所示地主平面大致形成同一面；和设在所述壳体1内面的电路基板5；安装在该电路基板5上的信号检测元件托盘6；构成第1检测元件组7的检测元件7a～7j、构成第2检测元件组8的检测元件8a～8d以及形成第3检测元件组9的检测元件9a、9b合计16个检测元件，这些检测元件按规定的排列收纳在该信号检测元件托盘6内，其端子部与形成在所述电路基板5上的端子部电连接；转换机构(未图示)，将从上述16个检测元件供给的代码转换成第1转盘3的旋转角度；行星齿轮10，被所述第1转盘3旋转驱动，并按规定的减速比对所述第2转盘4进行减速驱动；以及插头11a，其一端安装在所述电路基板5上，另一端朝向在所述盖2上开口的连接器插入孔19b。
壳体1包括具有中央开口12的底板13，从底板13的外周边缘立起的具有一定高度的周壁14，和圆形的转盘收纳部15。在转盘收纳部15的内面，与多周旋转的旋转体(转向轴)的旋转轴同心地，即与中央开口12同心地形成同行星齿轮10啮合的内齿轮16。此外，在周壁14的外表面形成固定爪14a，用于将盖2压紧结合在壳体1上。
盖2包括具有中央开口17的顶板18和从顶板18的外周边缘朝内立起的周壁19，与壳体1大致相同形状且相同大小地形成为平面形状。
所述壳体1和所述盖2，通过将形成在壳体1上的固定爪12b固定在形成于盖2上的固定孔19a中，而一体形成，构成用于收纳其它部件3～11的外壳。
第1转盘3具有中央开口31和从中央开口31立起的圆筒状的旋转体连结部32，在该旋转体连结部32的突出侧的单面上，与圆盘中心同心地形成按规定排列突出设置多个信号检测用的遮光片33而成的第1代码图像列34。该第1转盘3被固定安装在贯通中央开口31的转向轴等未图示的多周转的旋转体上，与该旋转体一起旋转。此外，如图2所示，在第1转盘3的背面的内齿轮16的内周，相对于多周旋转体的旋转轴偏心地突出形成环状的行星齿轮接触部35，该行星齿轮接触部35与行星齿轮10的开口10a的内周边缘抵接地使行星齿轮10自传及公转。此外，第1转盘3与从盖2的外侧经由中央开口17插入的转子50连结。
第2转盘4具有同心地设置了多周旋转体的旋转轴的中央开口41，在其单面上，同心地形成有按规定排列突出设置多个信号检测用的遮光片42而构成的第2代码图形串43、和按规定排列突出设置多个信号检测用的遮光片44而构成的第3代码图形串45。此外，在第2转盘4的背面，如图3所示等间隔地突出设置有用于连结行星齿轮10的多个卡合突起部46。
电路基板5以可收纳在壳体1及盖2的电路基板收纳部15内的形状形成，在其表面形成包含检测元件7a～7j、8a～8d、9a、9b的端子部和用于电连接插头11a的端子部的规定的电路图形。
接着，说明形成减速机构的行星齿轮10和内齿轮16。在行星齿轮10的中央开口10a的周围，等间隔地形成多个环状的卡合孔10b。在中央开口10a的内周，卡合着以相对于旋转体的旋转轴偏心地旋转的方式设在第1转盘3上的行星齿轮搭接部35，如图3所示，在各卡合孔10b内卡合第2转盘4背面的卡合突起部46。因此，如果第1转盘3旋转，由于行星齿轮搭接部35一边紧密卡合在中央开口10a的内周一边旋转，所以行星齿轮10一边与壳体1的内齿轮16啮合，一边在内齿轮16的内周自转及公转。在此，设定行星齿轮10及内齿轮16的齿数，使第2转盘4相对于第1转盘3减速旋转，例如，如果将内齿轮16的齿数设定为31、行星齿轮10的齿数设定为30，则能够将第2转盘4相对于第1转盘3的减速比设定为1/30。如此，第2转盘4与旋转体的旋转轴同心地配置，具有通过行星齿轮10的自传而旋转的旋转传递部的功能，能够相对于第1转盘3减速旋转。
连接器11包括规定数量的插头11a和按规定排列保持这些各插头11a的绝缘树脂制的保持部11b。插头11a的一端与电路基板5连接，另一端朝向在所述盖2上开口的连接器插入孔19b配置。
信号检测元件托盘6具有被划分的检测元件安装部61，用于按规定的排列配置安装多个检测元件7a～7j、8a～8d、9a、9b，被螺纹固定在电路基板5上。
如图4所示，构成第1检测元件组7的检测元件7a～7j，与形成在第1转盘3上的第1代码图形串34相对置地配置；构成第2检测元件组8的检测元件8a～8d，与形成在第2转盘4上的第2代码图形串43相对置地配置，此外构成第3检测元件组9的检测元件9a、9b，与形成在第2转盘4上的第3代码图形串45相对置地配置。第1代码图形串34、第2代码图形串43及第3代码图形串45，分别由遮光片33、42、44(图中涂黑的部分)和间隔构成。
遮光片33和检测元件7a～7j的角度上的位置关系，根据构成图6所示的区段(1区段为360度)的10位格雷码，即图5所示的格雷码被唯一地确定。遮光片42和检测元件8a～8d的角度上的位置关系，根据构成图6所示的区段的10位格雷码和构成区段识别用第1代码串的4位格雷码的关系、分配给1区段及区段识别用第1代码串的各步的角度、以及各区段的切换部和构成区段识别用第1代码串的各步的切换部所形成的角度，即相对角度差被唯一地确定。此外，遮光片44和检测元件9a、9b的角度上的位置关系，根据分配给图6所示的区段识别用第1代码串的各步的角度、和区段识别用第1代码串的各步的切换部和构成区段识别用第2代码串的步的切换部之间的相对角度差被唯一地确定。另外，检测元件7a～7j、8a～8d、9a、9b采用将发光元件和受光元件一体组合的光断续器，转换机构由半导体集成电路等构成。
下面，参照图5及图6说明角度检测用格雷码串。
如图6所示，将第1转盘1的旋转检测范围即±3周转进行六分割，将分割后的1周转(360度)作为1个区段而设定了区段1～6。在各区段，按由从检测元件7a～7j供给的代码符号的组合形成的分辨率1.5度，设定240步的角度检测用格雷码串(图5的10位格雷码)。
区段识别用第1代码串是通过对照该代码和旋转角检测用格雷码串的代码来识别本来应属于的区段的代码串，设置成由从检测元件8a～8d供给的代码符号的组合形成的16步的格雷码(4位格雷码)与区段1～6对应。对第1区段识别格雷码串的1步分配了135度。
能够作为由减速机构在第1转盘3及第2转盘4的各代码串之间产生的偏移角来推测的最大的偏移角度(最大偏移角)，是将根据构成减速机构的各部件的尺寸误差和组装误差等估计的偏移角度和减速比相乘的角度。向第1区段识别格雷码串的一个代码分配的角度，必须是满足在最大偏移角度上乘以3以上的整数的值、并且第1区段识别格雷码串的所有步数比区段总数大的值。
区段识别用第2代码串是通过对照该代码和区段识别用第1代码串的代码，可检测出在区段识别用第1代码串中产生的输出错误的代码串，其结构是，使分配给1步的角度为540度的4步的格雷码(2位格雷码)与区段1～6对应。此外，对区段识别用第2代码串的一个代码分配的角度被设定为，允许偏移角度的3倍以上、且将对给区段识别用第1代码串的一个代码分配的角度和1至4的整数相乘的值。
此外，区段识别用的第1代码串及第2代码串，在邻接的各步之间包含代码串逐位变化的格雷码而构成，各区段的切换部和构成区段识别用第1代码的步的切换部的相对角度差，及各区段的切换部和构成区段识别用第2代码的各步的切换部的相对角度差，被设定为将对区段识别用第1代码串的一个代码分配的角度和0以上的整数相乘的值。例如在图6中，第1区段识别用代码串的代码串(0000)和(0001)间的切换部、和第2区段识别用代码串的代码串(11)与(01)间的切换部的相对角度差，是相当于最大偏移角度45度的角度。
此外，根据本发明的角度检测用格雷码串，形成各代码对每步变化1位、并且1区段内的最初和最后的代码变化1位的这样关系而构成的格雷码，并且，各区段内的代码每隔规定数的步就错开1位，并且各区段内的相同位置的步的代码相同。
例如，角度检测用格雷码的各代码，如图5所示，各代码对每步变化1位，此外，形成开始的1个区段中的最初的代码(0000100000)和最后的代码(0001100000)变化1位的这样关系构成的格雷码。此外，区段1的步3的代码(0100100010)，与未图示的区段2、区段3...中的步3的代码相同，其结果，区段1的步1～240的代码串，在区段2、3、...16的各区段中也以相同方式重复。
此处，所谓规定数表示设在各区段的代码的数量除以构成角度检测用格雷码串的代码符号的数量的商。具体地说，如果设区段所成的角度为B度，要实现的分辨率为b度，构成代码串的代码符号的数量为n(偶数)，该代码串构成各步，则设在区段中的步数成为B/b，所以该步数B/b除以形成代码串的代码符号的数量n的商B/b(b×n)就成为规定数。另外，由于格雷码具有循环性，因此需要将各区段的步数B/b设定为偶数。
如上所述，如果角度检测用格雷码串在多个区段范围具有循环性，则各代码在区段内及区段间各按1位始终变化，因此，不使用定时脉冲等就能够通过简单的信号处理正确地进行角度检测，所以，即使因物理上的原因使信号的相位偏移，也能够正确地检测出旋转角度。此外，由于构成第1检测元件组7的各检测元件7a～7j和构成第1代码串34的遮光片33或间隔之间的角度上的位置关系分别相同，所以能够沿着第1代码图形串34以一定间隔配置第1检测元件组7的各检测元件7a～7j。另外，根据本发明的区段识别用的第1代码串及第2代码串也是具有循环性的格雷码。
因此，在能够分别正确地检测出角度检测用格雷码串及区段识别用的第1代码串及第2代码串的各位的情况下，只要角度检测用格雷码串和区段识别用第1代码串的各代码串间的偏移角度在允许偏移角度45度的范围内，本发明的绝对角检测装置就能够通过对照这些角度检测用格雷码串及区段识别用第1代码串的各代码，而正确地检测出多周旋转体的旋转角度。例如，在角度检测用格雷码串为步237的代码(1011101000)、区段识别用第1代码串的代码为(0110)时，该角度以区段4的354度(1.5×(237-1))正确地检测出来。
可是，在角度检测用格雷码串发生了1位的输出错误时，在正确地进行预置后，在角度检测用格雷码串中发生1位的输出错误的情况下，只要始终检验由于是格雷码串而带来的连续性，即格雷码串各变化1位的连续性，就能检测出输出错误。例如，如果步5的代码(0100111010)向(11001111110)变化时，由于在这些代码之间变化2位，所以能够检测出在第1区段识别代码串发生了输出错误。假设，在预置结束之前，第1检测元件组7的检测元件7a～7j中的一个发生故障等，而在1区段内的角度检测用格雷码串中产生1位的错误的情况下，原来的格雷码顺序也会改变，由此，可以防止在宽的角度范围内连续地检测出错误角度。虽然随角度检测用格雷码串的代码的位数和冗余位等而不同，但是，例如1区段为360度、分辨率为1.5度的10位格雷码的情况下，能够在相当于1～2步(1.5～3.0度)的旋转区域检验输出错误的有无。
此外，在预置结束之前，在区段识别用第1代码串中发生1位的输出错误的情况下，在角度检测用格雷码串作为属于与应成为检测对象的区段相邻接的区段的角度误检测出时，通过对照区段识别用第1代码串及角度检测用格雷码串的各代码串，能够正确地检测出多周旋转体的旋转角度。例如，在作为角度检测用格雷码串检测出的步155的代码(0010011010)，被误检测为属于与本来所属的第1区段识别代码串的(110)邻接的(0110)的代码的时候，通过对照第1区段识别代码串的(1110)和角度检测用格雷码串的代码(0010011010)，确认步155的代码(0010011010)不属于区段识别用第1代码(0110)，而是属于与其邻接的(1110)，能够检测出正确的角度。
另外，在预置结束之前，在区段识别用第1代码串中发生1位的输出错误的情况下，在角度检测用格雷码串的代码作为属于与本来应成为检测对象的区段邻接的区段以外的区段的角度而误检测出的时候，通过对照区段识别用第1代码串和区段识别用第2代码串，能够确认是不是本来应有的区段识别用第1代码串和区段识别用第2代码串的组合，并检测出输出错误。例如，在区段识别用第1代码串的代码本来是(1110)时，发生1位的输出错误而作为邻接的(1111)及(0110)以外的代码(1010)检测出的情况下，通过对照区段识别用第1代码串的(1010)和区段识别用第2代码串的(10)，得知不是本来应有的区段识别用第1代码串和区段识别用第2代码串的组合，因此能够检测出输出错误。
此外，在预置结束之前，在区段识别用第1代码串中发生1位的输出错误的情况下，如果不确认区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串的各代码的组合是否是本来应有的组合，就不能检测输出错误，就会将错误的输出代码作为正确的输出代码识别，该错误的状态会维持1个区段以上。
此外，本例的绝对角检测装置中，由于从转换机构输出具有循环性的角度检测用格雷码串，并且输出在邻接的各步间代码串各按1位变化的区段识别用的第1代码串及第2代码串，所以能够使检测多周旋转体的绝对角的算法简单化，能够使信号处理高速化，并且，能够缩小电路规模，能够实现装置的小型化及低成本化。
另外，本例的绝对角检测装置中，将1个区段设定为360度，将旋转体的旋转角检测范围设定为±3周转，将允许偏移角度α设定为45度，第1区段识别用代码串每旋转135度就切换步，并且，第2区段识别用代码串每旋转540度就切换步，所以能够在±3周转的范围内正确检测出多周旋转体的绝对角度，此外，由于在设置了具有几十分之一的减速比的大减速机构的情况下，也能够消除减速机构的齿隙的影响，所以也能够用作在汽车中进行悬架系的衰减力控制、自动变速的移位控制、以及四轮转向车中的后轮的转向控制等的车载用的绝对角检测装置。
另外，在上述实施方式中，通过第1代码图形串34和10个检测元件7a～7j的组合，输出1区段为360度、分辨率为1.5度的具有循环性的10位格雷码，通过第2代码图形串43和4个检测元件8a～8d的组合，以合计16步输出1步为135度、邻接的步之间的位变化为1位的4位第1格雷码串，另外，通过第3代码图形串45和2个检测元件9a、9b的组合，以合计4步输出1步为540度、邻接的步之间的位变化为1位的2位第2反射代码串，但是本发明的要旨不局限于此，对于各代码图形串34、43、45的排列、各检测元件7a～7j、8a～8d、9a、9b的个数及排列、以及各区段和各步的角度等，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够任意地设定。
此外，在本实施方式中，信号的检测系具有遮光片和光断续器的组合而形成，但本发明的要旨不局限于此，也可以具有透孔或缺口等光学图形和光断续器的组合、磁图形和磁检测元件的组合、或电阻图形和集电电刷的组合等构成。
权利要求
1.一种绝对角检测装置，其特征在于，具备第1转盘，被保持在进行多周旋转的旋转体上；第1代码图形串，设在该第1转盘的圆周上；第1检测元件组，由与该第1代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第2转盘，在所述旋转体上通过减速机构进行减速旋转；第2代码图形串及第3代码图形串，设在该第2转盘的不同的圆周上；第2检测元件组，由与所述第2代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第3检测元件组，由与所述第3代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；以及多个区段，将所述旋转体的角度检测范围等分割而形成；并且，具有角度检测用格雷码串，由从所述第1检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于按希望的分辨率检测所述多个区段的各区段内的旋转角度；区段识别用第1代码串及区段识别用第2代码串，由从所述第2检测元件组及所述第3检测元件组供给的代码符号的组合构成，用于识别所述各区段；所述角度检测用格雷码串的结构是，具有在所述各区段内对每步分别变化1位，并且所述各区段内的最初和最后的代码变化1位的关系，并且，所述各区段内的代码对于对每规定数的步分别偏移1位，并且，各区段内的相同位置的步的代码相同；所述区段识别用第1代码串中，在将过所述减速机构产生的、与所述角度检测用格雷码串的代码的最大偏移角度设为α时，对l个代码分配的角度β为β＝n·α，所述区段识别用第1代码串的步数是所述多个区段的总数以上的数；所述区段识别用第2代码串中，对l个代码分配的角度γ为γ＝m·α，并且γ≤l·β，所述区段识别用第2代码串的步数是所述多个区段的总数以下的数；所述区段识别用的第1代码串及第2代码串，具有在邻接的各步间代码各变化1位的格雷码而构成；所述各区段的切换部和构成所述区段识别用第1代码的步的切换部的相对角度差，及所述各区段的切换部和构成所述区段识别用第2代码的各步的切换部的相对角度差，被设定为将α和0以上的整数相乘的值；其中，n为3以上的自然数，m为3以上的自然数，l为1～4的整数。
2.如权利要求1所述的绝对角检测装置，其特征在于，将所述1区段设为360度，将所述旋转体的旋转角检测范围设为±3周转，将允许偏移角度α设为45度，所述第1区段识别用代码串每旋转135度就切换所述步，并且，所述第2区段识别用代码串每旋转540度就切换所述步。
3.一种绝对角检测装置，其特征在于，具备第1转盘，被保持在进行多周旋转的旋转体上；第1代码图形串，设在该第1转盘的圆周上；第1检测元件组，由与该第1代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第2转盘，在所述旋转体上通过减速机构进行减速旋转；第2代码图形串及第3代码图形串，设在该第2转盘的不同的圆周上；第2检测元件组，由与所述第2代码图形串相对置地配置的多个检测元件构成；第3检测元件组，与所述第3代码图形串相对置地配置；以及多个区段，将所述旋转体的角度检测范围等分割而形成；并且，包括角度检测用格雷码串，由从所述第1检测元件组供给的代码的组合构成，用于按规定的分辨率检测所述多个区段的各区段内的旋转角度；区段识别用第1代码串，由从所述第2检测元件组供给的代码的组合构成；以及区段识别用第2代码串，由从所述第3检测元件组供给的代码的组合构成。
4.如权利要求3所述的绝对角检测装置，其特征在于，所述角度检测用格雷码串是，在所述各区段内对每步分别变化1位，所述各区段内的最初和最后的代码变化1位。
5.如权利要求4所述的绝对角检测装置，其特征在于，所述各区段内的代码对每规定数的步分别偏移1位，并且，所述各区段内的相同位置的步的代码相同。
6.如权利要求5所述的绝对角检测装置，其特征在于，所述区段识别用第1代码串中，通过所述减速机构产生的、与所述角度检测用格雷码串的代码的偏移角度β为β＝n·α，所述区段识别用第1代码串的步数被设定成所述多个区段总数以下的数，其中，n为3以上的自然数。
7.如权利要求5所述的绝对角检测装置，其特征在于，所述区段识别用第2代码串中，对l个代码分配的角度γ为γ＝m·α，并且γ≤l·β，所述区段识别用第2代码串的步数是所述多个区段总数以下的数，其中，m为3以上的自然数，l为1～4的整数。
8.如权利要求7所述的绝对角检测装置，其特征在于，上述区段识别用第1代码串和第2代码串是在邻接的步之间变化1位的格雷码。
全文摘要
一种能正确地检测多周旋转体的旋转角度的绝对角检测装置，包括第1转盘(3)，被保持在多周旋转的旋转体上；第2转盘(4)，经减速机构与旋转体连结；第1检测元件组(7)，与第1转盘(3)相对置地配置，输出角度检测用格雷码串，按希望的分辨率检测多周旋转体的1个区段内的旋转角度；第2检测元件组(8)及第3检测元件组(9)，与第2转盘(4)相对置地配置，输出区段识别用的第1格雷码及第2格雷码。根据角度检测用的格雷码串，以多周旋转体的1周转作为1个区段，检测1周转(360度)以内的旋转角度。旋转体每旋转135度，区段识别用第1代码串就切换步，旋转体每旋转540度，区段识别用第2代码串就切换步。
文档编号G01D5/249GK1877262SQ20061009163
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月7日 优先权日2005年6月7日
发明者佐野正 申请人:阿尔卑斯电气株式会社