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公開番号2024072562
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-28
出願番号2022183452
出願日2022-11-16
発明の名称位置検出装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01D 5/245 20060101AFI20240521BHJP(測定;試験)
要約【課題】検出体の形状を複雑なものに限定することなく、偏芯を補正する演算が従来よりも簡素化された位置検出装置とする。
【解決手段】位置検出装置は、送信コイル110と、送信コイル110への通電による電磁誘導により誘導結合をする第1受信コイル120および第2受信コイル130と、受信コイルが出力する検出信号に基づき、検出体の位置を導出する信号処理部とを備える。第2受信コイル130は、第1受信コイル120に隣接すると共に、検出体の回転中心Cを軸とする径方向D1における位置が第1受信コイルと異なっている。信号処理部は、第1受信コイル120の検出信号から算出される第1の角度と第2受信コイル130の検出信号から算出される第2の角度との差角に基づいて補正項を算出し、補正項に基づいて検出体の位置を導出する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
位置検出装置であって、
回転体である検出体（３０）と対向して配置された基板（１００）と、
前記基板に形成された送信コイル（１１０）と、
前記基板に形成され、前記送信コイルへの通電による電磁誘導により誘導結合をする第１受信コイル（１２０）および第２受信コイル（１３０）と、
前記第１受信コイルおよび前記第２受信コイルが出力する検出信号に基づき、前記検出体の位置を導出する信号処理部（２１０）と、を備え、
前記第２受信コイルは、前記第１受信コイルに隣接すると共に、前記検出体の回転中心（Ｃ）を軸とする径方向（Ｄ１）における位置が前記第１受信コイルと異なっており、
前記信号処理部は、前記第１受信コイルの検出信号から算出される第１の角度（θ１）と前記第２受信コイルの検出信号から算出される第２の角度（θ２）との差角に基づいて補正項（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）を算出し、前記補正項に基づいて前記検出体の位置を導出する、位置検出装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２受信コイルは、前記軸を中心とする周方向（Ｄ２）に沿った全域が、前記第１受信コイルの近傍であって、前記第１受信コイルよりも前記検出体の回転中心に近い位置に配置されている、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記第１受信コイルおよび前記第２受信コイルは、出力する検出信号の軸倍角が同一である、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記第１受信コイルおよび前記第２受信コイルは、出力する検出信号における電気角の周期が一致しており、前記検出体の偏芯が生じていない場合、前記第１の角度と前記第２の角度が同一となる、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記第１受信コイルおよび前記第２受信コイルのうち少なくとも一方が前記検出体の位置検知用のコイルであり、他方が前記検出体の回転中心に対する位置検出装置の相対位置のズレを検知するためのコイルである、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記送信コイルは、前記第１受信コイルを囲む第１送信コイル（１１１）と、前記第２受信コイルを囲む第２送信コイル（１１２）とを有してなる、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記検出体をさらに有し、
前記検出体は、前記軸を中心とする周方向（Ｄ２）に沿って交互に配置される凸部（３２）および凹部（３１）を有し、
前記凸部は、前記周方向に対して交差する外縁（３２２）のうち前記第１受信コイルと対向する部位、および前記第２受信コイルと対向する部位が、それぞれ、少なくとも一部が直線状とされた直線部を有する形状である、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記検出体をさらに有し、
前記検出体は、前記軸を中心とする周方向（Ｄ２）に沿って交互に配置される凸部（３２）および凹部（３１）を有し、
前記凸部は、前記周方向に対して交差する外縁（３２２）のうち前記第１受信コイルと対向する部位、および前記第２受信コイルと対向する部位が、それぞれ、少なくとも一部が曲線状とされた曲線部を有する形状である、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記検出体をさらに有し、
前記検出体は、前記送信コイルへの通電による電磁誘導により誘導電流が生じ、
前記第１受信コイルおよび前記第２受信コイルは、前記検出体の誘導電流による電磁誘導により、前記検出体の位置に応じた誘導起電力が生じる、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記第１受信コイルの検出信号について逆正接関数を演算して前記第１の角度を算出し、前記第２受信コイルの検出信号について逆正接関数を演算して前記第２の角度を算出する、請求項１に記載の位置検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、検出体の位置を検出する位置検出装置が提案されている。例えば、位置検出装置は、回転軸を中心に回転可能な検出体に対して対向配置されると共に、送信コイルと、受信コイルとを備える。この種の位置検出装置は、送信コイルへの通電により検出体との間に磁界を生じさせ、受信コイルと検出体との間における磁界の変化により生じる検出信号に基づいて検出体の位置を検出する。
【０００３】
この種の位置検出装置は、検出体を回転可能な状態で支持する軸受部材との取り付け精度や検出体自体の寸法精度などに起因し、検出体の回転中心に対して位置検出装置の相対位置がずれること（以下、単に「偏芯」という）がある。このような偏芯を検出および補正が可能な位置検出装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の位置検出装置は、検出体の回転角度を検出するための第１の送信コイルおよび受信コイルからなる送受信コイルに加えて、偏芯の度合いを検出するための第２の送信コイルおよび受信コイルからなる送受信コイルを備える。この位置検出装置は、第１の送受信コイルに対して、検出体の回転中心を軸とする径方向の外側に複数の第２の送受信コイルが配置されている。また、複数の第２の送受信コイルは、検出体の回転中心を軸とする周方向に沿って、それぞれ異なる位置に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６８８２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の位置検出装置に対して対向配置される検出体は、例えば、歯車形状とされ、回転中心を軸とする周方向に沿って、凸部と凹部とが交互に繰り返し配列された構成となっている。しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置を用いるためには、検出体のうち位置検出装置と対向した状態で回転する複数の凸部を所定の形状にしなければならない。具体的には、複数の凸部は、第１の送受信コイルと主に対向する第１導電部と、第２の送受信コイルと主に対向する第２導電部とを有し、これらが溝等を隔てて配置された形状である必要がある。そのため、検出体が位置検出装置に合わせた所定の形状に制限され、製造工程が限定されてしまう。また、上記の位置検出装置は、複数の第２の送受信コイルからの検出信号に基づいて偏芯の方向を演算し、偏芯の補正を行う必要があり、演算が複雑となる。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑み、検出体の形状を複雑なものに限定することなく、偏芯の検出および検出体の位置補正を実行でき、偏芯の演算が従来よりも簡素化された位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１は、位置検出装置であって、回転体である検出体（３０）と対向して配置された基板（１００）と、基板に形成された送信コイル（１１０）と、基板に形成され、送信コイルへの通電による電磁誘導により誘導結合をする第１受信コイル（１２０）および第２受信コイル（１３０）と、第１受信コイルおよび第２受信コイルが出力する検出信号に基づき、検出体の位置を導出する信号処理部（２１０）と、を備え、第２受信コイルは、第１受信コイルに隣接すると共に、検出体の回転中心を軸とする径方向（Ｄ１）における位置が第１受信コイルと異なっており、信号処理部は、第１受信コイルの検出信号から算出される第１の角度（θ１）と第２受信コイルの検出信号から算出される第２の角度（θ２）との差角に基づいて補正項（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）を算出し、前記補正項に基づいて検出体の位置を導出する。
【０００９】
これによれば、送信コイルと、送信コイルへの通電による電磁誘導により誘導結合をする第１受信コイルおよび第２受信コイルとを備え、第１受信コイルおよび第２受信コイルからの検出信号に基づいて検出体の位置を算出する。そして、第１受信コイルの検出信号から算出される第１の角度と第２受信コイルの検出信号から算出される第２の角度との差角に基づいて補正項を算出する。この補正項を用いて検出体の位置を導出することで偏芯による誤差をキャンセルすることができる。このような構成とすることで、検出体を所定の形状を複雑な形状とする必要がなく、かつ、検出体の位置演算が従来よりも簡素化される位置検出装置となる。
【００１０】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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