旋转编码器及旋转编码器的绝对角度位置检测方法

摘要

本发明提供一种能够抑制因第一传感部与第二传感部之间的相对位置偏移等引起的检测精度下降的旋转编码器的绝对角度位置检测方法。作为绝对角度位置检测动作的预修正处理，利用旋转编码器(1)的第一传感部(1a)获取第一绝对角度数据(abs‑1)，利用第二传感部(1b)获取增量角度数据(INC)，并获取它们的相位差(Δp)。然后，利用相位差(Δp)对第一绝对角度数据的相位进行修正，计算出相位修正第一绝对角度数据(abs‑1p)。接着，基于将增量角度数据变换成旋转一周的绝对角度数据后得到的增量信号变换绝对角度数据(INC‑abs)与相位修正第一绝对角度数据(abs‑1p)之差，求出修正值(Δq)，利用修正值(Δq)对相位修正第一绝对角度数据(abs‑1p)进行修正，从而得到误差修正第一绝对角度数据(abs‑1c)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测旋转体的瞬时绝对角度位置的旋转编码器及旋转编码器的绝对角度位置检测方法。

背景技术

专利文献1中记载了检测旋转体相对于固定体的旋转的旋转编码器。该文献的旋转编码器具备第一传感部和第二传感部，基于第一传感部的检测结果和第二传感部的检测结果，检测旋转体的瞬时绝对角度位置。第一传感部具备：N极和S极逐一配置的第一磁铁、与第一磁铁相对配置的第一磁阻元件、与第一磁铁相对配置的第一霍尔元件、以及与第一磁铁相对配置且在围绕旋转中心轴偏离第一霍尔元件90°机械角度的位置上配置的第二霍尔元件。第二传感部具备围绕旋转中心轴配置的多对磁极的第二磁铁、以及与第二磁铁相对的第二磁阻元件。旋转编码器基于第一传感部得到的旋转一周为一周期的绝对角度数据和第二传感部得到的旋转一周为N个周期的增量角度数据，决定旋转体的瞬时角度位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5666886号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1那样的具备第一传感部和第二传感部的旋转编码器中，第一传感部与第二传感部之间有时会发生相对位置偏移。若各传感部发生位置偏移，则第一传感部的绝对角度数据与第二传感部的增量角度数据之间会产生相位偏差或误差，因此会导致检测精度降低的问题。

鉴于上述问题，本发明的技术问题在于提供一种旋转编码器及旋转编码器的绝对角度位置检测方法，其在基于第一传感部的检测结果和第二传感部的检测结果来检测旋转体的绝对角度位置的情况下，也能够抑制因第一传感部与叠入传感部之间的相对位置偏移等引起的检测精度降低。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，本发明的旋转编码器具备第一传感部和第二传感部，所述第一传感部获取旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据，且所述第二传感部获取旋转一周为N个周期的增量角度数据，其中，N为2以上的正整数，所述旋转编码器基于所述第一传感部的第一检测结果和所述第二传感部的第二检测结果来检测绝对角度位置，其特征在于，包括：获取所述第一绝对角度数据与所述增量角度数据的相位差的相位差获取部；将N个周期的所述增量角度数据变换成旋转一周的绝对角度数据从而计算出增量信号变换绝对角度数据的变换绝对角度数据计算部；基于所述相位差对所述第一绝对角度数据进行修正并生成使所述第一绝对角度数据的相位与所述增量信号变换绝对角度数据的相位一致的相位修正第一绝对角度数据的第一相位修正部；基于所述增量信号变换绝对角度数据与所述相位修正第一绝对角度数据之差获取修正值的修正值获取部；利用所述修正值对所述相位修正第一绝对角度数据进行修正从而生成误差修正第一绝对角度数据的相对误差修正部；以及基于所述第一检测结果、所述第二检测结果、所述相位差、所述误差修正第一绝对角度数据及所述增量角度数据获取绝对角度的绝对角度获取部。

本发明中，基于第一传感部的第一检测结果(旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据)和第二传感部的第二检测结果(旋转一周为N个周期的增量角度数据)来检测旋转体的瞬时绝对角度位置。因此，能够以高分辨率检测出旋转体的瞬时绝对角度位置。另外，本发明中，获取第一绝对角度数据与增量角度数据的相位差并计算出使第一绝对角度数据的相位与增量角度数据的相位一致的相位修正第一绝对角度数据，并且基于将增量角度数据变换成旋转一周的绝对角度数据后得到的增量信号变换绝对角度数据与相位修正第一绝对角度数据之差来求出修正值，利用该修正值对相位修正第一绝对角度数据进行修正，从而得到误差修正第一绝对角度数据。这里，误差修正第一绝对角度数据是指第一绝对角度数据附带有该第一绝对角度数据与N个周期的增量角度数据的相对误差而产生的数据。因此，误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据两者之间的相对误差或消失或被抑制。由此，若基于误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据来决定绝对角度位置，则能够抑制因第一传感部与第二传感部的相对位置偏移等引起的检测精度下降。

本发明中，为了获取误差修正第一绝对角度数据，所述修正值获取部从所述增量信号变换绝对角度数据减去所述相位修正第一绝对角度数据从而获取所述修正值，所述相对误差修正部将所述相位修正第一绝对角度数据与所述修正值相加，从而能够得到所述误差修正第一绝对角度数据。

本发明中，为了获取误差修正第一绝对角度数据，所述修正值获取部从所述相位修正第一绝对角度数据减去所述增量信号变换绝对角度数据从而获取所述修正值，所述相对误差修正部从所述相位修正第一绝对角度数据减去所述修正值，从而能够作为所述误差修正第一绝对角度数据。

本发明中，优选还具备存储部，所述修正值获取部获取旋转一周为1个周期中的多个角度位置所对应的所述修正值，将各角度位置与在该角度位置所获取的修正值相关联地存储并保存在所述存储部中，所述相对误差修正部基于在相邻的2个所述角度位置分别所获取的所述修正值，计算出这2个角度位置之间的中间角度位置的中间修正值，并且使用作为所述修正值存储并保存在所述存储部中的所述修正值和所述中间修正值，对所述相位修正第一绝对角度数据进行修正。由此，能够利用存储并保存在存储部中的修正值和在存储并保存在存储部中的修正值之间插值的中间修正值来对相位修正第一绝对角度数据进行修正，因此能够进一步抑制误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据之间的误差。另外，由于中间修正值可以通过运算得到，因此能够抑制用于存储并保存修正值的容量。

本发明中，优选为所述绝对角度获取部包括：将所述误差修正第一绝对角度数据内插分割成N个从而生成第二绝对角度的第二绝对角度数据生成部；将所述第二绝对角度数据的相位与所述增量角度数据的相位进行比较的相位比较部；当所述相位比较部的比较结果是所述第二绝对角度数据的相位与所述增量角度数据的相位发生偏差时，对所述第二绝对角度数据进行修正的相位修正部；以及基于用所述相位差对所述第一检测结果进行修正后的相位修正第一检测结果、所述第二检测结果、所述第二绝对角度数据及所述增量角度数据来决定旋转体的绝对角度位置的角度位置决定部。由此，在误差修正第一绝对角度数据中也包含有与增量角度数据之间的相位偏差等误差的情况下，能够通过修正来抑制该误差。另外，由于使用通过相位差对第一传感部的第一检测结果进行修正后的相位差相位修正第一检测结果来决定绝对角度位置，因此能够进一步抑制因第一传感部与第二传感部之间的相对位置偏移等引起的检测精度下降。

本发明中，所述第一传感部可以具备：围绕旋转中心轴逐个配置有N极和S极的第一磁铁；在旋转中心轴线方向上与所述第一磁铁相对的第一磁阻元件；与所述第一磁铁相对的第一霍尔元件；与所述第一磁铁相对且在围绕旋转中心轴线偏离所述第一霍尔元件90°机械角度的位置上配置的第二霍尔元件，所述第二传感部具备：围绕所述旋转中心轴配置多对磁极的第二磁铁；以及与所述第二磁铁相对的第二磁阻元件。

本发明还涉及旋转编码器的绝对角度位置检测方法，该旋转编码器具备第一传感部和第二传感部，所述第一传感部获取旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据，且所述第二传感部获取旋转一周为N个周期的增量角度数据，其中，N为2以上的正整数，所述旋转编码器基于所述第一传感部的第一检测结果和所述第二传感部的第二检测结果来检测绝对角度位置，所述绝对角度位置检测方法的特征在于，包括：获取所述第一绝对角度数据与所述增量角度数据的相位差的相位差获取步骤；将N个周期的所述增量角度数据变换成旋转一周的绝对角度数据从而计算出增量信号变换绝对角度数据的变换绝对角度数据计算步骤；基于所述相位差对所述第一绝对角度数据进行修正并生成使所述第一绝对角度数据的相位与所述增量信号变换绝对角度数据的相位一致的相位修正第一绝对角度数据的第一相位修正步骤；基于所述增量信号变换绝对角度数据与所述相位修正第一绝对角度数据之差获取修正值的修正值获取步骤；利用所述修正值对所述相位修正第一绝对角度数据进行修正从而生成误差修正第一绝对角度数据的相对误差修正步骤；以及基于所述第一检测结果、所述第二检测结果、所述相位差、所述误差修正第一绝对角度数据及所述增量角度数据获取绝对角度的绝对角度获取步骤。

本发明中，基于第一传感部的第一检测结果(旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据)和第二传感部的第二检测结果(旋转一周为N个周期的增量角度数据)来检测旋转体的瞬时绝对角度位置。因此，能够以高分辨率检测出旋转体的瞬时绝对角度位置。另外，本发明中，获取第一绝对角度数据与增量角度数据的相位差并计算出使第一绝对角度数据的相位与增量角度数据的相位一致的相位修正第一绝对角度数据，并且基于将增量角度数据变换成旋转一周的绝对角度数据后得到的增量信号变换绝对角度数据与相位修正第一绝对角度数据之差来求出修正值，利用该修正值对相位修正第一绝对角度数据进行修正，从而得到误差修正第一绝对角度数据。这里，误差修正第一绝对角度数据是指第一绝对角度数据附带有该第一绝对角度数据与N个周期的增量角度数据的相对误差而产生的数据。因此，误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据两者之间的相对误差或消失或被抑制。由此，若基于误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据来决定绝对角度位置，则能够抑制因第一传感部与第二传感部的相对位移等引起的检测精度下降。

本发明中，为了获取误差修正第一绝对角度数据，所述修正值获取步骤中，从所述增量信号变换绝对角度数据减去所述相位修正第一绝对角度数据从而获取所述修正值，所述相对误差修正步骤中，将所述相位修正第一绝对角度数据与所述修正值相加，从而能够得到所述误差修正第一绝对角度数据。

本发明中，为了获取误差修正第一绝对角度数据，所述修正值获取步骤中，从所述相位修正第一绝对角度数据减去所述增量信号变换绝对角度数据从而获取所述修正值，所述相对误差修正步骤中，从所述相位修正第一绝对角度数据减去所述修正值，从而能够得到所述误差修正第一绝对角度数据。

本发明中，优选在所述修正值获取步骤中，获取旋转一周为1个周期中的多个角度位置所对应的所述修正值，将各角度位置与在该角度位置所获取的修正值相关联地存储并保存在存储部中，所述相对误差修正步骤中，基于在相邻的2个所述角度位置分别所获取的所述修正值，计算出这2个角度位置之间的中间角度位置的中间修正值，并且使用作为所述修正值存储并保存在所述存储部中的所述修正值和所述中间修正值，对所述相位修正第一绝对角度数据进行修正。由此，能够利用存储并保存在存储部中的修正值和在存储并保存在存储部中的修正值之间插值的中间修正值来对相位修正第一绝对角度数据进行修正，因此能够进一步抑制误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据之间的误差。另外，由于中间修正值可以通过运算得到，因此能够抑制用于存储并保存修正值的容量。

本发明中，所述绝对角度获取步骤包括：将所述误差修正第一绝对角度数据内插分割成N个从而生成第二绝对角度的第二绝对角度数据生成步骤；将所述第二绝对角度数据的相位与所述增量角度数据的相位进行比较的相位比较步骤；当所述相位比较步骤的比较结果是所述第二绝对角度数据的相位与所述增量角度数据的相位发生偏差时，对所述第二绝对角度数据进行修正的第二相位修正步骤；以及基于用所述相位差对所述第一检测结果进行修正后的相位修正第一检测结果、所述第二检测结果、所述第二绝对角度数据及所述增量角度数据来决定旋转体的绝对角度位置的角度位置决定步骤。由此，在误差修正第一绝对角度数据中也包含有与增量角度数据之间的相移等误差的情况下，能够通过修正来抑制该误差。另外，由于使用通过相位差对第一传感部的第一检测结果进行修正后的相位差相位修正第一检测结果来决定绝对角度位置，因此能够进一步抑制因第一传感部与第二传感部之间的相对位移等引起的检测精度下降。

本发明中，优选为所述第一传感部具备：围绕旋转中心轴逐个配置有N极和S极的第一磁铁；在旋转中心轴线方向上与所述第一磁铁相对的第一磁阻元件；与所述第一磁铁相对的第一霍尔元件；与所述第一磁铁相对且在围绕旋转中心轴线偏离所述第一霍尔元件90°机械角度的位置上配置的第二霍尔元件，所述第二传感部具备：围绕所述旋转中心轴配置多对磁极的第二磁铁；以及与所述第二磁铁相对的第二磁阻元件。

发明效果

本发明中，获取在来自第一传感部的第一绝对角度数据中附带有该第一绝对角度数据与来自第二传感部的增量角度数据的相对误差的误差修正第一绝对角度数据，并基于误差修正第一绝对角度数据和增量角度数据来检测绝对角度位置。这里，误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据之间，第一绝对角度数据与N个周期的增量角度数据之间的相对误差或消除或被抑制。因而，若基于误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据来获取绝对角度位置，能抑制因相对位置偏移等引起的检测精度下降。

附图说明

图1是表示适用本发明的旋转编码器的外观等的说明图。

图2是将图1的旋转编码器的固定体的一部分切除表示的侧视图。

图3是表示旋转编码器的传感部等的结构的说明图。

图4是表示旋转编码器的角度位置检测原理的说明图。

图5是表示旋转编码器的角度位置决定方法的基本结构的说明图。

图6是第一绝对角度数据与增量角度数据的相位差及相位修正第一绝对角度数据的说明图。

图7是变换绝对角度数据的说明图。

图8是修正值的说明图。

图9是误差修正第一绝对角度数据的说明图。

图10是表示旋转编码器的角度位置决定方法的具体结构的说明图。

图11是第二绝对角度数据的相位提前的情况下的说明图。

图12是第二绝对角度数据的相位延迟的情况下的说明图。

图13是检测绝对角度位置的绝对角度位置检测动作的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，对适用本发明的旋转编码器的实施方式进行说明。在以下的说明书中，旋转编码器以传感部由磁铁和磁感元件(磁阻元件、霍尔元件)构成的磁电式旋转编码器为中心进行说明。这种情况下，可以采用在固定体上设置磁铁并在旋转体上设置磁感元件的结构、在固定体上设置磁感元件并在旋转体上设置磁铁的结构中的任一种结构，但在以下的说明中，以在固定体上设置磁感元件并在旋转体上设置磁铁的结构为中心进行说明。另外，在以下参照的附图中，磁铁和磁感元件等的结构是示意性的表示，第二磁铁的磁极是减少了数量后的示意性表示。另外，磁阻元件(磁感元件)的磁阻图案的结构也是互相错开位置的示意性图示。

(整体结构)

图1是表示适用本发明的旋转编码器的外观等的说明图。图1(a)是从旋转轴线方向的一侧且从倾斜方向观察旋转编码器时的立体图，图1(b)是从旋转轴线方向的一侧观察旋转编码器时的平面图。图2是将适用本发明的旋转编码器的固定体的一部分切除表示的侧视图。

旋转编码器1是用磁性方式检测旋转体2相对于固定体1围绕旋转轴线的旋转的装置。固定体10固定在电动机装置的机架等上，旋转体2在与电动机装置的旋转输出轴等相连的状态下使用。如图1和图2所示，固定体10具备传感器基板15和用于支承传感器基板15的多个支承构件11。本例中，支承构件11由具备形成有圆形开口部122的底板部121的基体12、和固定在基体12上的传感器支承板13构成。

传感器支承板13通过螺钉191、192等固定在基体12上从开口部122的边缘部分向旋转中心轴线方向L的第一方向L1突出的大致圆筒状的主体部123上。从传感器支承板13向旋转中心轴线方向L的第一方向L1突出设有多个端子16。主体部123中位于旋转中心轴线方向L的第一方向L1的端面形成有突起124、孔125等，利用这些孔125等，传感器基板15通过螺钉193等固定在主体部123上。这种情况下，传感器基板15在被突起124等定位在规定位置上的状态下高精度地被固定。传感器基板15中，位于旋转中心轴线方向L的第一方向L1的面上设有连接器17。旋转体2是配置在主体部123内侧的圆筒状的构件，在其内侧通过卡合等方法连结有电动机的旋转输出轴(未图示)。从而，旋转体2能够围绕旋转轴线旋转。

(磁铁和磁感元件等的布局等)

图3是表示适用本发明的旋转编码器1的传感部等的结构的说明图。图3中，数据处理部90具备基于预先存放的程序进行工作的CPU等。数据处理部90的结构用功能框图来表示。

第一传感部1a在旋转体2侧具有第一磁铁20。第一磁铁20具备N极和S极沿着周向逐极磁化的磁化面21。磁化面21朝向旋转中心轴线方向L的第一方向L1。第一传感部1a在固定体10侧具备：在旋转中心轴线方向L的第一方向L1上与第一磁铁20的磁化面21相对的第一磁阻元件40；在旋转中心轴线方向L的第一方向L1上与第一磁铁20的磁化面21相对的第一霍尔元件51；以及在旋转中心轴线方向L的第一方向L1上与第一磁铁20的磁化面21相对并且在围绕旋转轴线偏离第一霍尔元件51机械角度90°的位置上配置的第二霍尔元件52。

第二传感部1b在旋转体2侧具有第二磁铁30。第二磁铁在径向外侧远离第一磁铁20的位置上具有N极和S极沿着周向交替磁化而形成多个磁极的环状的磁化面31。磁化面31朝向旋转中心轴线方向L的第一方向L1。本例中，在第二磁铁30的磁化面31上，N极和S极沿着周向交替磁化成多极的齿槽310沿着径向并排有多个。本例中，齿槽310形成2列。本例中，当N为正整数时，第二磁铁30中N极和S极共形成N对。本例中，N例如为128。在上述2个齿槽310之间，N极和S极的位置沿着周向错开，本例中，在2个齿槽310之间，N极和S极沿周向错开一个极。另外，第二传感部1b在固定体10侧具备在旋转中心轴线方向L的第一方向L1上与第二磁铁30的磁化面31相对的第二磁阻元件60。

第一磁铁20和第二磁铁30围绕旋转轴线与旋转体2一体旋转。第一磁铁20由圆盘状的永磁体形成。第二磁铁30呈圆筒状，配置在径向外侧远离第一磁铁20的位置上。第一磁铁20和第二磁铁30由粘合磁铁等形成。

第一磁阻元件40是具备相对于第一磁铁20的相位相互有90°相位差的A相(SIN)磁阻图案和B相(COS)磁阻图案的第一磁阻元件。在上述第一磁阻元件40中，A相磁阻图案包括具有180°相位差的进行旋转体2的移动检测的+a相(SIN+)磁阻图案43和-a相(SIN-)磁阻图案41。B相磁阻图案包括具有180°相位差的进行旋转体2的移动检测的+b相(COS+)磁阻图案44和-b相(COS-)磁阻图案42。这里，+a相磁阻图案43和-a相磁阻图案41构成桥式电路，+b相磁阻图案44和-b相磁阻图案42也与+a相磁阻图案43和-a相磁阻图案41同样地构成桥式电路。

第二磁阻元件60具备相对于第二磁铁30的相位相互有90°相位差的A相(SIN)磁阻图案和B相(COS)磁阻图案。在上述第二磁阻元件60中，A相磁阻图案包括具有180°相位差的进行旋转体2的移动检测的+a相(SIN+)磁阻图案64和-a相(SIN-)磁阻图案62。B相磁阻图案包括具有180°相位差的进行旋转体2的移动检测的+b相(COS+)磁阻图案63和-b相(COS-)磁阻图案61。这里，+a相磁阻图案64和-a相磁阻图案62与第一磁阻元件40同样地构成桥式电路，+b相磁阻图案63和-b相磁阻图案61也与+a相磁阻图案64和-a相磁阻图案62同样地构成桥式电路。

本例中，第一磁阻元件40、第一霍尔元件51、第二霍尔元件52和第二磁阻元件60均设置在传感器基板15的位于旋转中心轴线方向L的第二方向L2的第一面151上。传感器基板15的第一面151相反侧的第二面152上，在俯视时与第一磁阻元件40重叠的位置上设有经由贯穿传感器基板15的通孔(未图示)电连接至第一磁阻元件40的第一放大器91。第二面152上俯视时与第二磁阻元件60重叠的位置上，设有经由贯穿传感器基板15的通孔电连接至第二磁阻元件60的第二放大器92。第一霍尔元件51和第二霍尔元件52经由贯穿传感器基板15的通孔电连接至第一放大器91。

(检测原理)

图4是表示适用本发明的旋转编码器1的检测原理的说明图。图4(a)是磁阻元件4输出的信号等的说明图，图4(b)是表示图4(a)所示的信号与旋转体2的角度位置(电角度)的关系的说明图。图5是表示旋转编码器的角度位置决定方法的基本结构的说明图。

如图3所示，本例的旋转编码器1中，第一磁阻元件40、第一霍尔元件51、第二霍尔元件52和第二磁阻元件60的输出经由第一放大器91、第二放大器92、A-D转换器93a、93b、94输出至数据处理部90。数据处理部90基于第一磁阻元件40、第一霍尔元件51、第二霍尔元件52和第二磁阻元件60的输出，求出旋转体2相对于固定体10的绝对角度位置。

更具体而言，旋转编码器1中，当旋转体2旋转旋转一周时，第一磁铁20也旋转一周，因此从第一传感部1a的第一磁阻元件40输出如图4(a)所示的2个周期的正弦波信号sin、cos。从而在数据处理部90中，如图4(b)所示，若从正弦波信号sin、cos求出θ＝tan^-1(sin/cos)，则能得到旋转体2的角度位置θ。本例中，第一传感部1a在从第一磁铁20的中心观察时偏离90°的位置上配置有第一霍尔元件51和第二霍尔元件52。因此，由于能够知道当前位置位于正弦波信号sin、cos的哪一个区间，因此可以得知旋转体2的绝对角度位置。

另外，本例的旋转编码器1中，第二传感部1b使用第二磁铁30，该第二磁铁30具有N极和S极沿着周向交替磁化形成多对磁极的环状的磁化面31，每当旋转体2旋转过第二磁铁30的磁极的一个周期时，从与该第二磁铁30相对的第二磁阻元件60输出2个周期的正弦波信号sin、cos。因此，从第二磁阻60输出的正弦波信号sin、cos也如图4(b)所示那样，只要从正弦波信号sin、cos求出θ＝tan^-1(sin/cos)，则能得到旋转体2在相当于第二磁铁30的磁极的1个周期的角度内的角度位置θ。

因此，本例中，基于来自第一传感部1a的第一检测结果即旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据abs-1(参照图5(a))、来自第二传感部1b的第二检测结果即旋转一周为N个周期的增量角度数据INC(参照图5(b))来检测旋转体2的瞬时角度位置。从而，即使在第一绝对角度数据abs-1的分辨率较低的情况下，也能够得到高分辨率的绝对角度数据。

在采用上述检测方式时，本例的旋转编码器1中，由于第一传感部1a与第二传感部1b的相对位置偏移、构成第一传感部1a和第二传感部1b的构件特性误差、第一传感部1a和第二传感部1b的采样时间差等的影响，来自第一传感部1a的第一绝对角度数据abs-1(参照图5(a))和来自第二传感部1b的旋转一周为N个周期的增量角度数据INC(参照图5(b))之间会产生相位偏差。另外，第一传感部1a偏离旋转轴、第二传感部1b偏离旋转轴、第一传感部1a的特性、第二传感部1b的特性也会使各传感部1a、1b的输出相对于实际值(角度位置)产生误差。此处，当第一绝对角度数据abs-1与增量角度数据INC之间产生包含了相位偏差的相对误差时，检测精度会下降。

因此，本例中，为了检测绝对角度位置，首先进行如下的预修正步骤：获取第一绝对角度数据abs-1与增量角度数据INC的相位差Δp，并获取将第一绝对角度数据abs-1与增量角度数据INC之间所产生的相位差相对误差和相位差Δp或抑制或消除的误差修正第一绝对角度数据abs-1c。

之后进行如下的绝对角度获取步骤：基于第一传感部1a输出的瞬时第一绝对角度数据abs-1即第一检测结果、第二传感部1b输出的瞬时增量角度数据INC即第二检测结果、通过预修正步骤获取的相位差Δp、误差修正第一绝对角度数据abs-1c及增量角度数据INC，来获取绝对角度位置。

(控制系统)

图6是第一绝对角度数据abs-1与增量角度数据INC的相位差及相位修正第一绝对角度数据abs-1p的说明图。图7是变换绝对角度数据的说明图。图8是修正值的说明图。图9是误差修正第一绝对角度数据abs-1c的说明图。图10是表示旋转编码器的角度位置决定方法的基本结构的说明图。图10中，第二绝对角度数据abs-2的各周期标注了表示其相对于实际角度位置是哪个位置的周期的标号1、2、……、n-1、n、n+1、……、N，增量角度数据INC的各周期则标注了表示其相对于实际角度位置是哪个位置的周期的标号1、2、……、m-1、m、m+1、……、N。图11是旋转编码器中第二绝对角度数据的相位提前的情况下的修正的说明图。图12是旋转编码器中第二绝对角度数据的相位延迟的情况下的修正的说明图。

如图3所示，数据处理部90具备进行预修正步骤的预修正处理部100和进行绝对角度获取步骤的绝对角度获取部101。

(预修正处理部)

预修正处理部100具备存储器(存储部)102、相位差获取部103、变换绝对角度数据计算部104、第一相位修正部105、修正值获取部106和相对误差修正部107。

相位差获取部103获取来自第一传感部1a的第一绝对角度数据abs-1与来自第二传感部1b的增量角度数据INC的相位差Δp。即，相位差获取部103如图6(a)、6(b)所示，以来自第一传感部1a的旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据abs-1与来自第二传感部1b的旋转一周为N个周期的增量角度数据INC之间产生相位偏差为前提，获取来自第一传感部1a的第一绝对角度数据abs-1的角度位置0°的点与离该点最近的增量角度数据INC的角度位置0°的点的角度差作为相位差Δp。理想的第一绝对角度数据abs-1是如图5(a)所示的直线式数据。但来自第一传感部1a的第一绝对角度数据abs-1例如图6(a)所示，会因内含的误差而相应地偏离理想的数据。理想的增量角度数据INC是如图5(b)所示的直线式数据。但来自第二传感部1b的增量角度数据INC例如图6(b)所示，会因内含的误差而相应地偏离理想的数据。

变换绝对角度数据计算部104如图7所示地将来自第二传感部1b的N个周期的增量角度数据INC(参照图6(b)和图7(a))变换成旋转一周为1个周期的增量信号变换绝对角度数据INC-abs(参照图7(b))。即，变换绝对角度数据计算部104从离第一绝对角度数据abs-1的角度位置0°的点最近的增量角度数据INC的角度位置0°的点开始，依次累加增量角度数据INC，最终累加第N周期的增量角度数据INC，从而计算出与第一绝对角度数据相对应的旋转一周为1个周期的绝对角度数据(增量信号变换绝对角度数据INC-abs)。

第一相位修正部105基于相位差获取部103获取的相位差Δp对第一绝对角度数据进行修正，生成使第一绝对角度数据的相位与增量信号变换绝对角度数据INC-abs的相位一致的相位修正第一绝对角度数据abs-1p。即，第一相位修正部105如图6(c)所示那样，生成使第一绝对角度数据的相位补偿了相位差Δp的相位修正第一绝对角度数据abs-1p。从而，相位修正第一绝对角度数据abs-1p的角度位置0°与增量信号变换绝对角度数据INC-abs的角度位置0°一致。

修正值获取部106基于增量信号变换绝对角度数据INC-abs与相位修正第一绝对角度数据abs-1p之差来获取修正值Δq。本例中，修正值获取部106从图8(a)所示的增量信号变换绝对角度数据INC-abs减去图8(b)所示的相位修正第一绝对角度数据abs-1p，从而获取修正值Δq1。图8(c)所示的修正值Δq1是增量信号变换绝对角度数据INC-abs与相位修正第一绝对角度数据abs-1p的相对误差分量。

这里，修正值获取部106获取旋转一周为1个周期中的多个角度位置的第一修正值Δq1作为修正值Δq1。然后，修正值获取部106将角度位置与第一修正值Δq1关联起来以表格的形式存储并保存在存储器102中，本例中，获取修正值Δq1的多个角度位置是利用第二磁铁30的磁极对数N将旋转一周等间隔地分割后得到的各角度位置。获取修正值Δq1的多个角度位置可以是利用第二磁铁30的磁极对数的2倍的数将旋转一周等间隔地分割后得到的各角度位置。

相对误差修正部107参照存储器102，基于在相邻2个角度位置分别获取的修正值Δq1，计算出这2个角度位置之间的中间角度位置的中间修正值Δq2。本例中，中间角度位置是相邻2个角度位置中央的角度位置，修正值获取部106通过对相邻2个角度位置的修正值Δq1进行线性插值，计算出中间角度位置的中间修正值Δq2。

相对误差修正部107还如图9所示，生成利用记录并保存在存储器102中的修正值Δq1和中间修正值Δq2对相位修正第一绝对角度数据abs-1p进行了修正后的误差修正第一绝对角度数据abs-1c。本例中，相对误差修正部107将图9(a)所示的相位修正第一绝对角度数据abs-1p与图9(b)所示的修正值Δq1及中间修正值Δq2相加。从而，相对误差修正部107获取图9(c)所示的误差修正第一绝对角度数据abs-1c。

这里，修正值Δq1是增量信号变换绝对角度数据INC-abs(N个周期的增量角度数据INC)相对于误差修正第一绝对角度数据abs-1p的误差分量，利用修正值Δq1和中间修正值Δq2对相位修正第一绝对角度数据abs-1p进行了修正后的误差修正第一绝对角度数据abs-1c具备与增量信号变换绝对角度数据INC-abs(参照图7(b))大致相同的误差分量。换言之，误差修正第一绝对角度数据abs-1c具备与N个周期的增量角度数据INC(参照图7(a))大致相同的误差分量。因而，误差修正第一绝对角度数据abs-1c与增量角度数据INC两者之间的相对误差或消失或被抑制。由此，若基于误差修正第一绝对角度数据abs-1c与增量角度数据INC来获取绝对角度位置，则能够抑制因第一传感部1a与第二传感部1b之间的相对位置偏移等引起的检测精度下降。

修正值获取部106也可以从相位修正第一绝对角度数据abs-1p减去增量信号变换绝对角度数据INC-abs来获取修正值。这种情况下，相对误差修正部107从相位修正第一绝对角度数据abs-1p减去修正值而获取误差修正第一绝对角度数据abs-1c。

(绝对角度获取部)

接下来，绝对角度获取部101如图3所示地具备第二绝对角度数据生成部110、第一存储器111、第二存储器112和角度位置决定部113。绝对角度获取部101还具备相位比较部114和第二相位修正部115。

第二绝对角度数据生成部110如图10(a)所示那样对通过预处理步骤得到的误差修正第一绝对角度数据abs-1c进行内插并分割成第二磁铁30的磁极对数(N：2以上的正整数)个，从而生成第二绝对角度数据abs-2。然后，第二绝对角度数据生成部110将第二绝对角度数据abs-2存储并保存在第一存储器111中。此处，第二存储器112中存储并保存着增量角度数据INC。

角度位置决定部113基于相位差Δp、从第一传感部1a输出的瞬时第一绝对角度数据即第一检测结果，来自第二传感部1b的瞬时增量角度数据即第二检测结果、存储在第一存储器111中的第二绝对角度数据abs-2及存储在第二存储器112中的增量角度数据INC，决定旋转体2的瞬时绝对角度位置。

更具体而言，角度位置决定部113获取到来自第一传感部1a的第一检测结果(瞬时第一绝对角度数据abs-1)时，计算出用相位差Δp对第一检测结果进行修正后的相位修正第一检测结果(瞬时相位修正第一绝对角度数据abs-1p)。然后，角度位置决定部113将该相位修正第一检测结果是第一存储器111中存储并保存的第二绝对角度数据abs-2的哪个周期作为数字数据的上位数据，将来自第二传感部1b的第二检测结果(瞬时增量角度数据INC)相当于第二存储器112中存储并保存的增量角度数据INC的哪个位置作为数字数据的下位数据，由此决定旋转体2的瞬时绝对角度位置。

这里，相位比较部114在规定的时刻将第二绝对角度数据abs-2的相位和增量角度数据INC的相位进行比较。第二相位修正部115在相位比较部114判断为第二绝对角度数据abs-2与增量角度数据INC的相位发生偏差时，对第二绝对角度数据abs-2进行修正，使第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位一致，并且将修正后的第二绝对角度数据abs-2存储并保存(改写)在第一存储器111中。规定的时刻例如是指旋转编码器1接通电源的时间点。

更详细而言，相位比较部114如图3所示那样具备第三绝对角度数据生成部116、第一判定部117、第二判定部118和第三存储器119。

第三绝对角度数据生成部116如图11(b)和图12(b)所示，生成相当于将误差修正第一绝对角度数据abs-1c内插分割成(2×N)个的第三绝对角度数据abs-3，并将其存储保存在第三存储器119中。

第一判定部117基于第三绝对角度数据abs-3，判定第二绝对角度数据abs-2相对于增量角度数据INC有没有相位提前。具体而言，如图11(a)、11(b)所示，第一判定部117在相位修正第一检测结果是第三绝对角度数据abs-3的第奇数个(例如第i个)周期且第二传感部1b的第二检测结果在增量角度数据INC的第一阈值TH1以上的情况下，判定为第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位提前。即，在第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位一致的情况下，当相位修正第一检测结果是第三绝对角度数据abs-3的第奇数个周期时，第二传感部1b的第二检测结果小于增量角度数据INC的第一阈值TH1，因此通过上述处理，能够检测出第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位提前。本方式中，第一阈值TH1为270deg的电角度。

第二判定部118基于第三绝对角度数据abs-3，判定第二绝对角度数据abs-2相对于增量角度数据INC有没有相位延迟。具体而言，如图12(a)、12(b)所示，第二判定部118在利用相位差Δp对第一传感部1a的第一检测结果进行了修正后的相位修正第一检测结果(瞬时相位修正第一绝对角度数据abs-1p)是第三绝对角度数据abs-3的第偶数个(例如第(i+1)个)周期且第二传感部1b的第二检测结果在增量角度数据INC的第二阈值TH2以下的情况下，判定为第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位延迟。即，在第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位一致的情况下，当相位修正第一检测结果是第三绝对角度数据abs-3的第偶数个周期时，第二传感部1b的第二检测结果大于增量角度数据INC的第二阈值TH2，因此通过上述处理，能够检测出第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位延迟。本方式中，第二阈值TH2为90deg的电角度。

第二相位修正部115对于相位修正第一检测结果是第三绝对角度数据abs-3的第i个(第奇数个)周期且第二传感部1b的第二检测结果在增量角度数据INC的第一阈值TH1以上的期间，如图11(c)所示，对第二绝对角度数据abs-2进行修正，以使其成为第二绝对角度数据abs-2的第(((i+1)/2)-1)个周期(第n-1个周期)。从而，增量角度数据INC与修正后的第二绝对角度数据abs-2的相位一致。然后，第二相位修正部115将该修正后的第二绝对角度数据abs-2存储并保存在第一存储器111中。

第二相位修正部115对于相位修正第一检测结果是第三绝对角度数据abs-3的第(i+1)个(第偶数个)周期且第二传感部1b的第二检测结果在增量角度数据INC的第二阈值TH2以下的期间，如图12(c)所示，对第二绝对角度数据abs-2进行修正，以使其成为第二绝对角度数据abs-2的第(((i+1)/2)+1)个周期(第n+1个周期)。从而，增量角度数据INC与修正后的第二绝对角度数据abs-2的相位一致。然后，第二相位修正部115将该修正后的第二绝对角度数据abs-2存储并保存在第一存储器111中

角度位置决定部113在决定绝对角度位置时，参照存储并保存在第一存储器111中的第二绝对角度数据abs-2。从而，第二相位修正部对第二绝对角度数据abs-2进行修正，修正后的第二绝对角度数据abs-2c存储并保存在第一存储器111中，之后，角度位置决定部113基于修正后的第二绝对角度数据abs-2c来决定绝对角度位置。

(绝对角度位置获取动作)

接着，参照图13，对绝对角度位置获取动作进行说明。绝对角度位置获取动作包括预修正步骤(步骤ST1)和绝对角度位置获取步骤(步骤ST2)。

预修正步骤(步骤ST1)中，使旋转体2旋转，基于第一传感部1a的输出获取旋转一周为1个周期的第一绝对角度数据abs-1，并且基于第二传感部1b的输出，获取旋转一周为N个周期的增量角度数据INC(步骤ST11)。

然后，相位差获取部103获取第一绝对角度数据abs-1与增量角度数据INC的相位差Δp(步骤ST12：相位差获取步骤)。获取到相位差Δp后，变换绝对角度数据计算部104计算出将N个周期的增量角度数据INC变换成旋转一周的绝对角度数据后得到的增量信号变换绝对角度数据INC-abs，且第一相位修正部105基于相位差Δp对第一绝对角度数据abs-1进行修正，生成使第一绝对角度数据abs-1与增量信号变换绝对角度数据INC-abs相位匹配的相位修正第一绝对角度数据abs-1p(步骤ST13：变换绝对角度数据计算步骤、第一相位修正步骤)。

然后，修正值获取部106基于增量信号变换绝对角度数据INC-abs与相位修正第一绝对角度数据abs-1p之差来获取修正值Δq1。修正值获取部106将该修正值Δq1与角度位置对应起来以表格的形式存储并保存在存储器102中。(步骤ST14：修正值获取步骤)

获取到修正值Δq1后，相对误差修正部107利用修正值Δq1和中间修正值Δq2对相位修正第一绝对角度数据abs-1p进行修正，生成误差修正第一绝对角度数据abs-1c(步骤ST15：相对误差修正步骤)。

这里，修正值Δq1是N个周期的增量角度数据INC相对于误差修正第一绝对角度数据abs-1p的误差分量，利用修正值Δq1和中间修正值Δq2对相位修正第一绝对角度数据abs-1p进行了修正后的误差修正第一绝对角度数据abs-1c具备与增量信号变换绝对角度数据INC-abs(N个周期的增量角度数据INC)大致相同的误差分量。从而，误差修正第一绝对角度数据abs-1c与增量角度数据INC两者之间的相对误差或消失或被抑制。由此，在接下来的绝对角度获取步骤中，若基于误差修正第一绝对角度数据与增量角度数据来决定绝对角度位置，则能够抑制因第一传感部与第二传感部的相对位置偏移等引起的检测精度下降。预修正步骤中，并不是相对于实际绝对角度来修正2个传感部1a、1b的输出，而是进行用于使2个传感部1a、1b的输出一致的修正。

(绝对角度获取步骤)

绝对角度获取步骤(步骤ST2)中，第二绝对角度数据生成部110将误差修正第一绝对角度数据abs-1c内插分割成第二磁铁30的磁极对数(N：2以上的正整数)个，生成第二绝对角度数据abs-2，并将该第二绝对角度数据abs-2存储并保存在第一存储器111中(步骤ST21：第二绝对角度数据生成步骤)。之后，使旋转体2旋转，获取第一传感部1a的第一检测结果(从第一传感部1a输出的瞬时第一绝对角度数据)和第二传感部1b的第二检测结果(从第二传感部1b输出的瞬时增量角度数据)。角度位置决定部113利用相位差Δp对第一检测结果(从第一传感部1a输出的瞬时第一绝对角度数据)进行修正，从而计算出相位修正第一检测结果(瞬时相位修正第一绝对角度数据)。

这里，在第一判定部117和第二判定部118没有判定为第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位发生了偏差的情况下(第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位一致的情况下)(步骤ST22：相位比较步骤-是)，角度位置决定部113将相位修正第一检测结果是存储并保存在第一存储器111中的第二绝对角度数据abs-2的哪一个周期作为数字数据的上位数据，将第二检测结果相当于存储并保存在第一存储器111中的增量角度数据INC的哪个位置作为数字数据的下位数据，决定旋转体2的瞬时绝对角度位置(步骤ST23：角度位置决定步骤)。

另一方面，当第一判定部117判定为第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位提前时、或者叠入判定部118判定为第二绝对角度数据abs-2的相位比增量角度数据INC的相位延迟时(步骤ST22：相位比较步骤-否)，第二相位修正部115对第二绝对角度数据abs-2进行修正，以使第二绝对角度数据abs-2的相位与增量角度数据INC的相位一致。然后，将修正后的第二绝对角度数据abs-2作为新的第二绝对角度数据abs-2并存储保存在第一次去111中(步骤ST24：第二相位修正步骤)。

然后，角度位置决定部113将相位修正第一检测结果是存储并保存在第一存储器111中的第二绝对角度数据abs-2的哪一个周期作为数字数据的上位数据，将第二检测结果相当于存储并保存在第一存储器111中的增量角度数据INC的哪一个位置作为数字数据的下位数据，从而决定旋转体2的瞬时绝对角度位置(步骤ST23：角度位置决定步骤)。

(变形例)

在绝对角度获取步骤之后，也可以设置对经过绝对角度获取步骤检测出的绝对角度位置进行进一步修正的后修正步骤。这种情况下，预先获取经由绝对角度获取步骤检测出的绝对角度位置与经由基准编码器获取到的基准绝对角度位置的误差，并将其作为位置误差数据存储并保存在存储器中，利用位置误差数据对经由绝对角度获取步骤检测出的绝对角度位置进行修正，使其与经由基准编码器获取到的基准绝对角度位置一致。进行上述后修正步骤的后修正部可以具备：存储器(存储部)；获取经由绝对角度获取步骤检测出的绝对角度位置与经由基准编码器获取到的基准绝对角度位置的误差并将其作为位置误差数据存储并保存在存储器(存储部)中的位置误差数据存储部；以及利用位置误差数据对经由绝对角度获取步骤检测出的绝对角度位置进行修正以使其与经由基准编码器获取到的基准绝对角度位置一致的绝对角度位置修正部。

(其它实施方式)

上述实施方式的磁电式旋转编码器中，第一传感部1a和第二传感部1b的第二检测结果使用了磁铁和磁阻元件，第一传感部1a和第二传感部1b的第二检测结果中的一方或者双方由旋转变压器构成的情况也适用于本发明。

上述实施方式的旋转变压器采用磁电式，光学式的旋转变压器也适用本发明。

标号说明

1旋转编码器

1a 第一传感部

1b 第二传感部

20 第一磁铁

30 第二磁铁

40 第一磁阻元件

51 第一霍尔元件

52 第二霍尔元件

60 第二磁阻元件

101绝对角度获取部

102存储器(存储部)

103相位差获取部

104变换绝对角度数据计算部

105第一相位修正部

106修正值获取部

107相对误差修正部

110第二绝对角度数据生成部

113角度位置决定部

114相位比较部

115相位修正部

abs-1第一绝对角度数据

INC增量角度数据

INC-abs增量信号变换绝对角度数据

L旋转中心轴方向

Δp相位差

Δq1 修正值

Δq2 中间修正值