JP2002148015A - Steering angle sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のステアリン
グシャフトの回転位置を検出する舵角センサに関する。The present invention relates to a steering angle sensor for detecting a rotational position of a steering shaft of a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】舵角センサは、ステアリングシャフトの
回転位置を真のニュートラル位置を基準とした角度(絶
対操舵角度)として検出するものである。この舵角セン
サは、自動車などでの車両制御において用いられるセン
サの1つとして重要であることから、従来から各種の提
案がなされている。2. Description of the Related Art A steering angle sensor detects a rotational position of a steering shaft as an angle (absolute steering angle) based on a true neutral position. Since this steering angle sensor is important as one of sensors used in vehicle control in an automobile or the like, various proposals have conventionally been made.
【0003】例えば、特開平11−264725号公報
(従来例1)では、エンジン停止中におけるステアリン
グシャフトの回転方向・回転角度の情報を検出し記憶で
きる回転角度検出装置が開示されている。この回転角度
検出装置では、信号のオン・オフの数をカウントするイ
ンクリメンタル方式が採用されている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-264725 (conventional example 1) discloses a rotation angle detection device capable of detecting and storing information on the rotation direction and rotation angle of a steering shaft while the engine is stopped. This rotation angle detection device employs an incremental method for counting the number of ON / OFF of a signal.
【0004】また、特開平5−322599号公報(従
来例2)では、主電源遮断時においても高速応答が可能
なバックアップ式多回転型絶対位置検出器が開示されて
いる。この多回転型絶対位置検出器では、検出素子によ
り“0”か“1”かのデジタル値が検出できるような情
報が付与された回転ディスクを用い、検出素子で検出さ
れる“0”と“1”の組み合わせにより角度を検出する
グレイコード方式が採用されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-322599 (Conventional Example 2) discloses a backup type multi-rotation type absolute position detector capable of high-speed response even when the main power supply is cut off. This multi-rotation type absolute position detector uses a rotating disk provided with information such that a digital value of “0” or “1” can be detected by the detection element, and “0” and “0” detected by the detection element are used. A gray code system for detecting an angle by a combination of 1 "is adopted.
【0005】また、特開平11−287608号公報
(従来例3)では、イグニッションスイッチ(以下「I
Gキー」という)のオン後の早期に正確な絶対操舵角度
を検出できる車両用ステアリングセンサが開示されてい
る。この車両用ステアリングセンサでは、ステアリング
・ホイールの回転全領域が検出できるようにするため、
ギアの減速機構を用いた回転数検出部が設けられてい
る。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-287608 (conventional example 3), an ignition switch (hereinafter referred to as "I
A vehicle steering sensor capable of detecting an accurate absolute steering angle early after turning on a "G key") is disclosed. In this vehicle steering sensor, in order to be able to detect the entire rotation region of the steering wheel,
A rotation speed detection unit using a gear reduction mechanism is provided.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1では、IGキーオフ時にも舵角を検出し続ける必要が
あり、このときの電力消費に対する配慮が必要である。However, in the conventional example 1, it is necessary to continue detecting the steering angle even when the IG key is turned off, and it is necessary to consider power consumption at this time.
【0007】また、従来例2では、高分解能に伴い、回
転ディスクに付与するコードの緻密化が必要であり、そ
のため検出素子の数が増える。In the second conventional example, the code to be applied to the rotating disk needs to be densified in accordance with the high resolution, so that the number of detecting elements increases.
【0008】また、従来例1と2では、コード化された
デジタル信号を処理することになるので、舵角センサを
取り付けるステアリングシャフトの径や、角度分解可能
の仕様に応じて全体設計を変更する必要が出てくる。Further, in the conventional examples 1 and 2, since the coded digital signal is processed, the overall design is changed in accordance with the diameter of the steering shaft on which the steering angle sensor is mounted and the specification for resolving the angle. The need comes out.
【0009】さらに、従来例3では、回転数検出部の数
が増えるので、詳細角度検出部と回転数検出部の基準位
置との整合を取る必要があるという問題がある。Further, in the third conventional example, since the number of rotation number detecting units is increased, there is a problem that it is necessary to match the detailed angle detecting unit with the reference position of the rotation number detecting unit.
【0010】本発明は、このよう事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、IGキーオフ時に舵角情報を
検出し続けることなく、IGキーのオンとほぼ同時に操
舵角度を検出することができる舵角センサを提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to detect a steering angle almost simultaneously with turning on an IG key without continuously detecting steering angle information when the IG key is turned off. It is an object of the present invention to provide a steering angle sensor which can be used.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の舵角センサは、ステアリングシャ
フトの全回転角度範囲を双方向において1回転未満の回
転角度範囲に変換するギア機構と、前記ギア機構の出力
軸にヨークを介して取り付けられ、半径方向に磁化され
た円環帯状磁石と、前記円環帯状磁石の外周囲に、それ
ぞれが所定のギャップを置いて90度間隔で固定配置さ
れる固定子と、前記固定子間に形成された4個のギャッ
プのうち隣接する2個のギャップに設けられ、一方が9
0度間隔の領域判定用として、他方が角度信号取得用と
してそれぞれ使用される磁気センサと、を具備すること
を特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering angle sensor for converting a full rotation angle range of a steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in both directions. And a ring-shaped magnet attached to an output shaft of the gear mechanism via a yoke and magnetized in the radial direction, and a 90-degree interval around a circumference of the ring-shaped magnet with a predetermined gap. , And two adjacent gaps among four gaps formed between the stators, one of which is 9
A magnetic sensor used for determining an area at an interval of 0 degrees, and the other magnetic sensor used for obtaining an angle signal.
【0012】また、請求項2に記載の舵角センサは、ス
テアリングシャフトの全回転角度範囲を双方向において
1回転未満の回転角度範囲に変換するギア機構と、前記
ギア機構の出力軸に取り付けられた円盤状ヨークの側面
上に配置され、肉厚方向に磁化された円盤状磁石と、前
記円盤状磁石の一側面上に、それぞれが所定のギャップ
を置いて90度間隔で固定配置される固定子と、前記固
定子間に形成された4個のギャップのうち隣接する2個
のギャップに設けられ、一方が90度間隔の領域判定用
として、他方が角度信号取得用としてそれぞれ使用され
る磁気センサと、を具備することを特徴としている。A steering angle sensor according to a second aspect of the present invention is mounted on a gear mechanism for converting the entire rotation angle range of the steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in both directions, and an output shaft of the gear mechanism. A disc-shaped magnet arranged on the side surface of the disc-shaped yoke and magnetized in the thickness direction, and fixed on one side surface of the disc-shaped magnet at a 90-degree interval with a predetermined gap therebetween. And two magnetic poles provided in adjacent two of the four gaps formed between the stators, one of which is used for determining an area at intervals of 90 degrees, and the other is used for obtaining an angle signal. And a sensor.
【0013】また、請求項3に記載の舵角センサは、ス
テアリングシャフトの全回転角度範囲を左右の双方向に
おいて1回転未満の回転角度範囲に変換するギア機構
と、前記ギア機構の出力軸に取り付けられた円筒状ヨー
クの内周面上に配置され、半径方向に磁化された円環帯
状磁石と、前記円環帯状磁石の内周面に対向し、それぞ
れが所定のギャップを置いて90度間隔で固定配置され
る固定子と、前記固定子間に形成された4個のギャップ
のうち隣接する2個のギャップに設けられ、一方が90
度間隔の領域判定用として、他方が角度信号取得用とし
てそれぞれ使用される磁気センサと、を具備することを
特徴としている。A steering angle sensor according to a third aspect of the present invention includes a gear mechanism for converting the entire rotation angle range of the steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in both the left and right directions, and an output shaft of the gear mechanism. An annular band-shaped magnet arranged on the inner peripheral surface of the attached cylindrical yoke and magnetized in the radial direction, and opposed to the inner peripheral surface of the annular band-shaped magnet, each of which is 90 ° with a predetermined gap. A stator is fixedly arranged at intervals and provided in two adjacent gaps among four gaps formed between the stators.
And a magnetic sensor used for determining the area of the degree interval and the other being used for obtaining an angle signal.
【0014】本発明によれば、ステアリングシャフトの
回転角度範囲をギア機構により1回転未満の範囲内に変
換し、この1回転角度範囲を4等分する各領域間のギャ
ップのうち隣接する2つのギャップに磁気センサが設け
られる。2つの磁気センサの出力それぞれは、0〜18
0度の範囲と180〜360度の範囲では、変化方向が
逆となる直線状変化を示すが、90度位相が異なるの
で、一方を90度間隔の領域判定用として使用し、他方
を角度信号取得用として使用する。これにより、90度
間隔の各領域において、角度情報がアナログ信号の形で
得られる。According to the present invention, the rotation angle range of the steering shaft is converted into a range of less than one rotation by the gear mechanism, and two adjacent gaps among the gaps between the regions that divide this one rotation angle range into four equal parts. A magnetic sensor is provided in the gap. The outputs of the two magnetic sensors are 0 to 18 respectively.
In the range of 0 degrees and the range of 180 to 360 degrees, the direction of change shows a linear change in which the change direction is reversed. Used for acquisition. As a result, angle information is obtained in the form of an analog signal in each region at intervals of 90 degrees.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は、本発明による舵角センサ
の実施の形態ヲ示す構成図である。図1に示すように、
ステアリングシャフト1には、減速ギア機構2が取り付
けられている。減速ギア機構2は、ステアリングシャフ
ト1の全回転角度範囲(例えば左右2回転の角度範囲;
±720度)を双方向において1回転(360度)未満
の回転角度範囲に変換する。FIG. 1 is a structural diagram showing a steering angle sensor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
A reduction gear mechanism 2 is attached to the steering shaft 1. The reduction gear mechanism 2 is provided with an entire rotation angle range of the steering shaft 1 (for example, an angle range of right and left two rotations;
± 720 degrees) in both directions into a rotation angle range of less than one rotation (360 degrees).
【0016】この減速ギア機構は、図示例では、ステア
リングシャフト1と一体的に回転する最大半径歯車2a
と、最大半径歯車2aに噛み合って回転する大半径歯車
2bと、大半径歯車2bの回転軸に取り付けられ、大半
径歯車2bと一体的に回転する小半径歯車2cと、小半
径歯車2cに噛み合って回転する中半径歯車2dとで構
成されている。In the illustrated example, this reduction gear mechanism has a maximum radius gear 2a that rotates integrally with the steering shaft 1.
A large radius gear 2b that rotates while meshing with the largest radius gear 2a; a small radius gear 2c that is attached to the rotation shaft of the large radius gear 2b and that rotates integrally with the large radius gear 2b; And a medium radius gear 2d that rotates.
【0017】この構成により、出力軸を構成する中半径
歯車2dの回転軸が左右1回転未満の角度範囲内で回転
する。この中半径歯車2dの回転軸に検出部3が取り付
けられ、検出部3の出力が信号処理回路4に導かれてい
る。With this configuration, the rotation shaft of the medium radius gear 2d constituting the output shaft rotates within an angle range of less than one left and right rotation. The detection unit 3 is attached to the rotation shaft of the middle radius gear 2d, and the output of the detection unit 3 is guided to the signal processing circuit 4.
【0018】検出部3は、図2〜図4に示すように構成
されている。図2は、検出部3の第1構成例である。図
3は、検出部3の第2構成例である。図4は、検出部3
の第3構成例である。The detecting section 3 is configured as shown in FIGS. FIG. 2 is a first configuration example of the detection unit 3. FIG. 3 is a second configuration example of the detection unit 3. FIG.
This is a third configuration example.
【0019】図2において、(1)は平面図、(2)は
斜視図である。図2に示すように、中半径歯車2dの回
転軸21には、円環帯状ヨーク22が固定され、円環帯
状ヨーク22の外周側面には、円環帯状磁石23が接着
されている。円環帯状ヨーク22は、軟鉄などの軟磁性
材料で作られている。円環帯状磁石23は、半径方向に
磁化されている。In FIG. 2, (1) is a plan view, and (2) is a perspective view. As shown in FIG. 2, an annular band-shaped yoke 22 is fixed to the rotating shaft 21 of the middle radius gear 2 d, and an annular band-shaped magnet 23 is bonded to the outer peripheral side surface of the annular band-shaped yoke 22. The annular belt-shaped yoke 22 is made of a soft magnetic material such as soft iron. The annular belt-shaped magnet 23 is magnetized in the radial direction.
【0020】4個の固定子24は、この円環帯状磁石2
3の外周囲に、その外周面に所定の間隔を置いて対向配
置されている。4個の固定子24は、それぞれ所定のギ
ャップ25を置いて90度間隔で固定配置されている。
そして、4個のギャップ25のうち隣接する2個のギャ
ップ25には、磁気センサであるホール素子26、27
がそれぞれ設けられている。ホール素子26、27の出
力端は、信号処理回路4に接続される。The four stators 24 are mounted on the ring-shaped magnet 2.
3 are arranged on the outer periphery of the outer peripheral surface of the outer peripheral surface 3 at predetermined intervals. The four stators 24 are fixedly arranged at 90-degree intervals with a predetermined gap 25 therebetween.
Two adjacent gaps 25 among the four gaps 25 are provided with Hall elements 26 and 27 as magnetic sensors.
Are provided respectively. The output terminals of the Hall elements 26 and 27 are connected to the signal processing circuit 4.
【0021】次に、図3において、(1)は平面図、
(2)は斜視図である。図3に示すように、中半径歯車
2dの回転軸21には、円盤状ヨーク32が固定され、
円盤状ヨーク32の一盤面には、円盤状磁石33が接着
されている。円盤状ヨーク32は、軟鉄などの軟磁性材
料で作られている。円盤状磁石33は、肉厚方向に磁化
されている。Next, in FIG. 3, (1) is a plan view,
(2) is a perspective view. As shown in FIG. 3, a disc-shaped yoke 32 is fixed to the rotation shaft 21 of the middle radius gear 2d.
A disk-shaped magnet 33 is bonded to one surface of the disk-shaped yoke 32. The disc-shaped yoke 32 is made of a soft magnetic material such as soft iron. The disc-shaped magnet 33 is magnetized in the thickness direction.
【0022】4個の固定子34は、この円盤状磁石23
の一盤面上に、その盤周面に所定の間隔を置いて対向配
置されている。4個の固定子34は、それぞれ所定のギ
ャップ25を置いて90度間隔で固定配置されている。
そして、4個のギャップ25のうち隣接する2個のギャ
ップ25には、磁気センサであるホール素子26、27
がそれぞれ設けられている。ホール素子26、27の出
力端は、信号処理回路4に接続される。The four stators 34 are mounted on the disc-shaped magnet 23.
Are arranged opposite to the peripheral surface of the panel at a predetermined interval. The four stators 34 are fixedly arranged at 90-degree intervals with a predetermined gap 25 therebetween.
Two adjacent gaps 25 among the four gaps 25 are provided with Hall elements 26 and 27 as magnetic sensors.
Are provided respectively. The output terminals of the Hall elements 26 and 27 are connected to the signal processing circuit 4.
【0023】次に、図4において、(1)は平面図、
(2)は斜視図である。図4に示すように、中半径歯車
2dの回転軸21には、円筒状ヨーク42が固定され、
円筒状ヨーク42の内周面には、円環帯状磁石43が接
着されている。円筒状ヨーク42は、軟鉄などの軟磁性
材料で作られている。円環帯状磁石43は、半径方向に
磁化されている。Next, in FIG. 4, (1) is a plan view,
(2) is a perspective view. As shown in FIG. 4, a cylindrical yoke 42 is fixed to the rotation shaft 21 of the middle radius gear 2d.
An annular belt-shaped magnet 43 is bonded to the inner peripheral surface of the cylindrical yoke 42. The cylindrical yoke 42 is made of a soft magnetic material such as soft iron. The annular belt-shaped magnet 43 is magnetized in the radial direction.
【0024】4個の固定子44は、この円環帯状磁石4
3の内部に、その内周面に所定の間隔を置いて対向配置
されている。4個の固定子44は、それぞれ所定のギャ
ップ25を置いて90度間隔で固定配置されている。そ
して、4個のギャップ25のうち隣接する2個のギャッ
プ25には、磁気センサであるホール素子26、27が
それぞれ設けられている。ホール素子26、27の出力
端は、信号処理回路4に接続される。The four stators 44 are provided with the annular band magnet 4.
3, it is disposed facing the inner peripheral surface thereof at a predetermined interval. The four stators 44 are fixedly arranged at intervals of 90 degrees with a predetermined gap 25 therebetween. Two adjacent gaps 25 among the four gaps 25 are provided with Hall elements 26 and 27, respectively, which are magnetic sensors. The output terminals of the Hall elements 26 and 27 are connected to the signal processing circuit 4.
【0025】以上の3つの検出部の構成において、円環
帯状磁石23や円盤状磁石33、円環帯状磁石43が回
転すると、回転角度に応じて、あるギャップ25での磁
束密度が直線的に変化するので、そこに設けたホール素
子26または27により回転角度に応じた出力をアナロ
グ的に取り出すことができる。In the configuration of the above three detectors, when the ring-shaped magnet 23, the disk-shaped magnet 33, and the ring-shaped magnet 43 rotate, the magnetic flux density in a certain gap 25 linearly changes according to the rotation angle. Since the output changes, an output corresponding to the rotation angle can be obtained in an analog manner by the Hall element 26 or 27 provided there.
【0026】しかし、1つのギャップ25においては、
例えば、0〜180度(deg)までの角度変化で磁束密
度が増加した場合、180〜360度(deg)の角度範
囲では磁束密度が減少するので、1回転中で2つの角度
に対応した出力が得られてしまう。そのため、隣接する
2個のギャップ25のそれぞれにホール素子26、27
を設け、位相の異なる2つのホール素子26、27の出
力によって、360度内の1つの角度情報を得るように
している。However, in one gap 25,
For example, when the magnetic flux density increases due to the angle change from 0 to 180 degrees (deg), the magnetic flux density decreases in the angle range of 180 to 360 degrees (deg), so the output corresponding to two angles during one rotation Is obtained. Therefore, the Hall elements 26 and 27 are respectively placed in two adjacent gaps 25.
To obtain one angle information within 360 degrees by the outputs of the two Hall elements 26 and 27 having different phases.
【0027】次に、図5、図6を用いて信号処理回路4
の動作を説明する。これにより、信号処理回路4がどの
ように構成されるかが明らかになる。図5は、2つのホ
ール素子26、27の出力特性図である。図6は、2つ
のホール素子出力の用い方の説明図である。Next, the signal processing circuit 4 will be described with reference to FIGS.
Will be described. This makes clear how the signal processing circuit 4 is configured. FIG. 5 is an output characteristic diagram of the two Hall elements 26 and 27. FIG. 6 is an explanatory diagram of how to use two Hall element outputs.
【0028】図5において、左1回転と右1回転での角
度範囲は、それぞれ90度間隔で区分されるので、0〜
90degの角度範囲を領域1、90〜180degの角度範
囲を領域2、180〜degの角度範囲を領域3、270
〜360degの角度範囲を領域4とする。In FIG. 5, the angle ranges of one rotation left and one rotation right are divided at 90-degree intervals.
The angle range of 90 deg is area 1, the angle range of 90 to 180 deg is area 2, and the angle range of 180 to deg is area 3 and 270.
The angle range of 360 deg is defined as region 4.
【0029】ホール素子26の出力とホール素子27の
出力との位相の進遅は、ステアリングシャフト1の回転
方向によって決まる。今、ホール素子26の出力がホー
ル素子27の出力よりも位相が進んでいるとする。図5
に示すように、ホール素子26の出力(イ)は、領域1
に最大値aを持ち領域3に最小値bを持つ三角波信号と
なる。ホール素子27の出力(ロ)は、領域2に最大値
cを持ち領域4に最小値dを持つ三角波信号となる。The phase of the output of the Hall element 26 and the phase of the output of the Hall element 27 are determined by the rotation direction of the steering shaft 1. Now, it is assumed that the output of the Hall element 26 is ahead of the output of the Hall element 27 in phase. FIG.
As shown in (1), the output (A) of the Hall element 26 is in the region 1
Is a triangular wave signal having a maximum value a and a minimum value b in region 3. The output (b) of the Hall element 27 is a triangular wave signal having the maximum value c in the area 2 and the minimum value d in the area 4.
【0030】即ち、領域1と2には、最大値a、cがあ
り、領域3と4には、最小値b、dがある。これらは、
ホール素子26の出力(イ)とホール素子27の出力
(ロ)により交互に示される。That is, regions 1 and 2 have maximum values a and c, and regions 3 and 4 have minimum values b and d. They are,
The output (a) of the hall element 26 and the output (b) of the hall element 27 are shown alternately.
【0031】また、領域の境界に注目すると、0deg
(360deg)と180degでは、共に同方向に増加し、
減少する過程にあり、一方が中間値MVを超えた所定値
eを示し、他方が中間値MVを下回る所定値fを示して
いる。90degと270degでは、一方が増加する過程に
あると他方が減少する過程にあり、方向が逆になってい
るが、双方の値は等値であって、中間値MVを超えた所
定値gまたは中間値MVを下回る所定値hを示してい
る。When attention is paid to the boundary of the area, 0 deg
(360deg) and 180deg, both increase in the same direction,
In the process of decreasing, one shows a predetermined value e exceeding the intermediate value MV, and the other shows a predetermined value f below the intermediate value MV. At 90 deg and 270 deg, if one is in the process of increasing and the other is in the process of decreasing, the directions are reversed, but both values are equal, and the predetermined value g or A predetermined value h below the intermediate value MV is shown.
【0032】この場合、領域1では、ホール素子27の
出力(ロ)が、中間値MVを下回る所定値fから中間値
MVを超えた所定値eまで直線的に増加している。領域
2では、ホール素子26の出力(イ)が、中間値MVを
超えた所定値eから中間値MVを下回る所定値fまで直
線的に減少している。領域3では、ホール素子27の出
力(ロ)が、中間値MVを超えた所定値eから中間値M
Vを下回る所定値fまで直線的に減少している。また、
領域4では、ホール素子26の出力(イ)が、中間値M
Vを下回る所定値fから中間値MVを超えた所定値eま
で直線的に増加している。In this case, in the region 1, the output (b) of the Hall element 27 linearly increases from a predetermined value f below the intermediate value MV to a predetermined value e exceeding the intermediate value MV. In region 2, the output (A) of the Hall element 26 decreases linearly from a predetermined value e exceeding the intermediate value MV to a predetermined value f below the intermediate value MV. In the region 3, the output (b) of the Hall element 27 changes from the predetermined value e exceeding the intermediate value MV to the intermediate value M
It decreases linearly to a predetermined value f below V. Also,
In the region 4, the output (A) of the Hall element 26 is the intermediate value M
It linearly increases from a predetermined value f below V to a predetermined value e exceeding the intermediate value MV.
【0033】以上のことから、最大値a、cまたは最小
値b、dを示す方のホール素子出力を角度領域判定用に
用い、他方のホール素子出力からその判定した領域にお
ける角度情報を取得すればよいということが理解でき
る。As described above, the Hall element output indicating the maximum value a, c or the minimum value b, d is used for angle area determination, and the angle information in the determined area is obtained from the other Hall element output. It can be understood that it suffices.
【0034】図5の例で言えば、図6に示すように、領
域1では、ホール素子26の出力(イ)が領域1の判定
信号となり、ホール素子27の出力(ロ)が領域1の詳
細角度信号となる。領域2では、ホール素子27の出力
(ロ)が領域2の判定信号となり、ホール素子26の出
力(イ)が領域2の詳細角度信号となる。領域3では、
ホール素子26の出力(イ)が領域3の判定信号とな
り、ホール素子27の出力(ロ)が領域3の詳細角度信
号となる。また、領域4では、ホール素子27の出力
(ロ)が領域2の判定信号となり、ホール素子26の出
力(イ)が領域4の詳細角度信号となる。In the example of FIG. 5, as shown in FIG. 6, in the area 1, the output (a) of the Hall element 26 becomes a determination signal of the area 1, and the output (b) of the hall element 27 becomes the determination signal of the area 1. It becomes a detailed angle signal. In the area 2, the output (B) of the Hall element 27 becomes the determination signal of the area 2, and the output (A) of the Hall element 26 becomes the detailed angle signal of the area 2. In area 3,
The output (A) of the Hall element 26 becomes a determination signal of the area 3, and the output (B) of the Hall element 27 becomes a detailed angle signal of the area 3. In the area 4, the output (B) of the Hall element 27 is a determination signal of the area 2, and the output (A) of the Hall element 26 is a detailed angle signal of the area 4.
【0035】そして、信号処理回路4では、以上のよう
にして求めた角度値を減速ギア機構2により変換した分
により補正する。例えば、ステアリングシャフト1の回
転量を1/4に減速した場合には、求めた角度値を4倍
する。これにより、信号処理回路4の出力には、舵角全
領域の角度(絶対操舵角度)が得られる。なお、以上説
明した絶対操舵角度を求める動作は、IGキーのオンと
ほぼ同時に実行されることは言うまでもない。Then, the signal processing circuit 4 corrects the angle value obtained as described above by the amount converted by the reduction gear mechanism 2. For example, when the rotation amount of the steering shaft 1 is reduced to 1/4, the obtained angle value is quadrupled. As a result, an angle (absolute steering angle) of the entire steering angle range is obtained as an output of the signal processing circuit 4. It goes without saying that the operation for obtaining the absolute steering angle described above is executed almost simultaneously with turning on the IG key.
【0036】なお、本実施の形態では、磁気センサとし
てホール素子を用いたが、その他、例えば抵抗値が変化
する素子も同様に使用することができる。In this embodiment, the Hall element is used as the magnetic sensor, but other elements, for example, having a variable resistance value can be used.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡素な構成でIGキーオン時に瞬時に現在の舵角情報を
検出することができる。また、ステアリングシャフトの
寸法変更に対しては、ギア機構の変更のみで対処でき
る。得られる角度値は、アナログ的に得られるので、要
求される分解能毎の設計変更は不要であり、簡単に対応
できる。したがって、本発明によれば、汎用性の高い舵
角センサが提供できるようになる。As described above, according to the present invention,
With a simple configuration, the current steering angle information can be instantaneously detected when the IG key is turned on. Further, a change in the dimensions of the steering shaft can be dealt with only by changing the gear mechanism. Since the obtained angle value is obtained in an analog manner, there is no need to change the design for each required resolution, and the angle value can be easily handled. Therefore, according to the present invention, a highly versatile steering angle sensor can be provided.
【図1】本発明による舵角センサの実施の形態を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a steering angle sensor according to the present invention.
【図2】検出部の第1構成例である。(1)は平面図、
(2)は斜視図である。FIG. 2 is a first configuration example of a detection unit. (1) is a plan view,
(2) is a perspective view.
【図3】検出部の第2構成例である。(1)は平面図、
(2)は斜視図である。FIG. 3 is a second configuration example of a detection unit. (1) is a plan view,
(2) is a perspective view.
【図4】検出部の第3構成例である。(1)は平面図、
(2)は斜視図である。FIG. 4 is a third configuration example of a detection unit. (1) is a plan view,
(2) is a perspective view.
【図5】2つのホール素子の出力特性図である。FIG. 5 is an output characteristic diagram of two Hall elements.
【図6】2つのホール素子出力の用い方の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of how to use two Hall element outputs.
1 ステアリングシャフト 2 減速ギア機構 2a 最大半径歯車 2b 大半径歯車 2c 小半径歯車 2d 中半径歯車 3 検出部 4 信号処理回路 21 回転軸 22 円環帯状ヨーク 23、43 円環帯状磁石 24、34,44 固定子 25 ギャップ 26、27 ホール素子 32 円盤状ヨーク 33 円盤状磁石 42 円筒状ヨーク (イ) ホール素子26の出力特性 (ロ) ホール素子27の出力特性 MV 中間値 a、c 最大値 b、d 最小値 e、g 中間値MVを超えた所定値 f、h 中間値MVを下回る所定値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering shaft 2 Reduction gear mechanism 2a Maximum radius gear 2b Large radius gear 2c Small radius gear 2d Medium radius gear 3 Detecting unit 4 Signal processing circuit 21 Rotation shaft 22 Ring-shaped yoke 23, 43 Ring-shaped magnet 24, 34, 44 Stator 25 Gap 26, 27 Hall element 32 Disk-shaped yoke 33 Disk-shaped magnet 42 Cylindrical yoke (A) Output characteristic of Hall element 26 (B) Output characteristic of Hall element 27 MV Intermediate values a, c Maximum values b, d Minimum value e, g Predetermined value exceeding intermediate value MV f, h Predetermined value falling below intermediate value MV
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA36 BA08 BD16 CA40 DA02 DB07 DD03 EA03 GA52 GA61 GA68 LA02 3D030 DC29 3D033 CA29 DB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F063 AA36 BA08 BD16 CA40 DA02 DB07 DD03 EA03 GA52 GA61 GA68 LA02 3D030 DC29 3D033 CA29 DB05
Claims (3)
を左右の双方向において1回転未満の回転角度範囲に変
換するギア機構と、 前記ギア機構の出力軸に円環帯状ヨークを介して取り付
けられ、半径方向に磁化された円環帯状磁石と、 前記円環帯状磁石の外周囲に、それぞれが所定のギャッ
プを置いて90度間隔で固定配置される固定子と、 前記固定子間に形成された4個のギャップのうち隣接す
る2個のギャップに設けられ、一方が90度間隔の領域
判定用として、他方が角度信号取得用としてそれぞれ使
用される磁気センサと、 を具備することを特徴とする舵角センサ。1. A gear mechanism for converting an entire rotation angle range of a steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in both directions on the left and right sides, and a radius attached to an output shaft of the gear mechanism via an annular band-shaped yoke. A ring-shaped magnet magnetized in a direction; a stator fixedly arranged at an interval of 90 degrees with a predetermined gap around the outer circumference of the ring-shaped magnet; and 4 formed between the stators. A magnetic sensor provided in two adjacent gaps among the two gaps, one of which is used for determining an area at intervals of 90 degrees and the other is used for obtaining an angle signal. Angle sensor.
を左右の双方向において1回転未満の回転角度範囲に変
換するギア機構と、 前記ギア機構の出力軸に取り付けられた円盤状ヨークの
側面上に配置され、肉厚方向に磁化された円盤状磁石
と、 前記円盤状磁石の一側面上に、それぞれが所定のギャッ
プを置いて90度間隔で固定配置される固定子と、 前記固定子間に形成された4個のギャップのうち隣接す
る2個のギャップに設けられ、一方が90度間隔の領域
判定用として、他方が角度信号取得用としてそれぞれ使
用される磁気センサと、 を具備することを特徴とする舵角センサ。2. A gear mechanism for converting the entire rotation angle range of the steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in the left and right directions, and disposed on a side surface of a disk-shaped yoke attached to an output shaft of the gear mechanism. A disk-shaped magnet magnetized in the thickness direction, a stator fixedly disposed on one side surface of the disk-shaped magnet at 90 ° intervals with a predetermined gap therebetween, and formed between the stators. A magnetic sensor provided in two adjacent ones of the four gaps, one of which is used for determining an area at intervals of 90 degrees, and the other is used for obtaining an angle signal. Steering angle sensor.
を左右の双方向において1回転未満の回転角度範囲に変
換するギア機構と、 前記ギア機構の出力軸に取り付けられた円筒状ヨークの
内周面上に配置され、半径方向に磁化された円環帯状磁
石と、 前記円環帯状磁石の内周面に対向し、それぞれが所定の
ギャップを置いて90度間隔で固定配置される固定子
と、 前記固定子間に形成された4個のギャップのうち隣接す
る2個のギャップに設けられ、一方が90度間隔の領域
判定用として、他方が角度信号取得用としてそれぞれ使
用される磁気センサと、 を具備することを特徴とする舵角センサ。3. A gear mechanism for converting the entire rotation angle range of the steering shaft into a rotation angle range of less than one rotation in both directions on the left and right sides, and on an inner peripheral surface of a cylindrical yoke attached to an output shaft of the gear mechanism. A ring-shaped magnet magnetized in the radial direction, and a stator opposed to the inner peripheral surface of the ring-shaped magnet, each of which is fixedly arranged at 90 ° intervals with a predetermined gap, and A magnetic sensor provided in two adjacent gaps among the four gaps formed between the stators, one of which is used for determining a region at intervals of 90 degrees and the other is used for obtaining an angle signal; A steering angle sensor, comprising:
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002148015A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343428A patent/JP2002148015A/en not_active Abandoned
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